JPH10335698A

JPH10335698A - 半導体発光装置

Info

Publication number: JPH10335698A
Application number: JP14013497A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Matsushita; 哲也松下
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1997-05-29
Filing date: 1997-05-29
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】発光素子が形成される半導体基板の端部と半
導体基板の最外部の発光部との距離が小さくなることか
ら生じる、加工速度の低下や素子の破損などを防止す
る。【解決手段】基板上に一導電型半導体層２と逆導電型
半導体層３を形成して、この半導体層に電極４を接続し
て形成した発光素子を多数列状に配設した半導体発光装
置において、前記複数の発光素子を前記半導体基板上に
所定ピッチで形成すると共に、端部の発光素子６ａを他
の発光素子６よりも幅狭に形成し、この端部の発光素子
に他の発光素子よりも大電流を流すようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は半導体発光装置に関
し、特にＬＥＤプリンタの除電用光源やファクシミリの
原稿読み取り用光源などに用いられる半導体発光装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の半導体発光装置を図４に示す。半
導体基板１１の上面には多数の発光部１２が形成され、
この発光部１２には個別電極１３が接続して設けられて
いる。また、半導体基板１１の裏面側には共通電極（不
図示）が形成されている。発光部１２はＰＮ接合部を有
する化合物半導体層などで形成され、この化合物半導体
層に例えば個別電極１３側から半導体基板１１の裏面側
に形成された共通電極に向けて順方向に電流を流すと発
光部１２内に形成されたＰＮ接合部で発光する。

【０００３】この半導体発光装置は、一枚の大型基板か
らダイシングして切り出した後に、図５に示すように、
支持基板１５上に多数配列して搭載される。支持基板１
５上には、半導体基板１１上の発光部１２を選択的に発
光させるための駆動用ＩＣ１６も搭載される。外部回路
からデータ入力端子１７部分を介して発光データが駆動
用ＩＣ１６に入力され、多数の発光部１２が選択的に発
光する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
半導体発光装置では、支持基板１５上に、多数の半導体
発光装置が列状に配列されるものの、この半導体発光装
置は、多数の発光部１２が等間隔に配置されるように搭
載されることから、図６に示すように、半導体基板１１
（１１ａ、１１ｂ）の端部と最外部の発光部１２ａ、１
２ｂの距離ｘは、極めて短くせざるを得なかった。つま
り、６００ｄｐｉとなるように発光部１２を形成する場
合、発光部１２のピッチｐを４２μｍ、発光部１２の幅
ａを２７μｍ、隣接する半導体基板１１（１１ａ、１１
ｂ）同志のギャップｄを１５μｍとした場合、半導体基
板１１ａ、１１ｂの最端部と最外部の発光部１２との距
離ｘは２μｍ程度にならざるを得なかった。

【０００５】半導体基板１１（１１ａ、１１ｂ）の最端
部と最外部の発光部１２ａ、１２ｂの距離ｘが短いと、
図７に示すように、半導体基板１１を半導体ウェハから
ダイシングして切り出す際に半導体基板１１の端部に欠
けｃが発生し、この欠けｃが発光部１２にも及んでこの
発光部１２で発光不良や発光バラツキが発生し、半導体
発光装置全体が不良になったり、このような欠けｃの発
生を防止するために、ダイシングなどの加工速度を低下
させなければならないという問題があった。

【０００６】また、半導体基板１１の端部と最外部の発
光部１２との距離ｘが２μｍ程度と小さいため、発光部
１２が厚みをもつ場合、図８に示すように、半導体発光
装置を自動機のコレット１８で掴む際に、最外部の発光
部１２がコレット１８に接触し、この発光部１２が破損
したり、半導体基板１１を正確に掴めないという問題も
あった。

【０００７】さらに、図９に示すように、半導体発光装
置１１を支持基板１５にＡｇペースト１９等で接着する
場合、隣接する半導体発光装置１１ａ、１１ｂの間隔が
１１μｍと小さいため、隣接する半導体発光装置１１
ａ、１１ｂ下部のＡｇペースト１９同志が接触してショ
ート不良が発生するという問題もあった。なお、図９に
は、図示されていないが、支持基板１５の表面部分には
銅などの配線パターンが施してある。

【０００８】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みて発明されたものであり、発光素子が形成される半
導体基板の端部と半導体基板の最外部の発光部との距離
が小さくなることを解消した半導体発光装置を提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体発光装置では、基板上に一導電
型半導体層と逆導電型半導体層を形成して、この半導体
層に電極を接続して形成した発光素子を多数列状に配設
した半導体発光装置において、前記複数の発光素子を前
記半導体基板上に所定ピッチで形成すると共に、端部の
発光素子を他の発光素子よりも幅狭に形成し、この端部
の発光素子に他の発光素子よりも大電流を流す。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明に係る半導
体発光装置の一実施形態を示す平面図、図２は断面図で
あり、１は基板、２は一導電型半導体層、３は逆導電型
半導体層、４は個別電極、５は共通電極、６は発光素子
である。

【００１１】基板１は、例えばガリウム砒素（ＧａＡ
ｓ）やシリコン（Ｓｉ）などの単結晶半導体基板などか
ら成り、一導電型を呈する。

【００１２】一導電型半導体層２は、例えば０．２〜２
μｍ程度の厚みを有するガリウム砒素（ＧａＡｓ）やア
ルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）などから成
り、Ｚｎ、Ｓｒ、Ｃｄなどの半導体不純物を５×１０¹⁷
ａｔｏｍｓ／ｃｍ³程度含有する。なお、この一導電型
半導体層２の下部には、基板１表面部の格子欠陥が一導
電型半導体層２に侵入しないようにするために、厚み２
μｍ程度のバッファ層（不図示）を設けてもよい。

【００１３】逆導電型半導体層３は、例えば０．２〜２
μｍ程度の厚みを有するガリウム砒素（ＧａＡｓ）やア
ルミニウムガリウム砒素（ＡｌＧａＡｓ）などから成
り、Ｓｉ、Ｓｅ、Ｓ、Ｇｅなどの半導体不純物を５×１
０¹⁷ａｔｏｍｓ／ｃｍ³程度含有する。この逆導電型半
導体層３は、一導電型半導体層２よりもエネルギー・バ
ンドギャップが若干狭くなるように形成する。一導電型
半導体層２と逆導電型半導体層３との界面部分の逆導電
型半導体層３側で発光させるためである。この逆導電型
半導体層３と一導電型半導体層２の界面部分が発光部と
なる。この逆導電型半導体層３の上部は、発光した光を
効率よく外部へ取り出すために、エネルギー・バンドギ
ャップの広い材料で構成してもよい。

【００１４】この逆導電型半導体層３上には、金（Ａ
ｕ）やクロム（Ｃｒ）などから成る個別電極４が形成さ
れている。また、半導体基板１の裏面側には、金（Ａ
ｕ）やゲルマニウム（Ｇｅ）などから成る共通電極５が
形成されている。

【００１５】このような半導体発光装置では、個別電極
４から共通電極５側へ順方向電界を印加すると電位障壁
が低くなって一導電型半導体層２内の電子が少数キャリ
アとして逆導電型半導体層３へ移動すると共に、逆導電
型半導体層３内の正孔が一導電型半導体層２内へ移動
し、それぞれの領域内の多数キャリアと発光再結合して
発光する。したがって、一導電型半導体層２と逆導電型
半導体層３と個別電極４で個々の発光素子６が構成さ
れ、一導電型半導体層２と逆導電型半導体層３との接合
部分が発光素子６における発光ドットの基本形状とな
る。

【００１６】１個の発光素子６の一導電型半導体層２と
逆導電型半導体層３との接合部分は、例えば長さｌ₁が
１０〜２０μｍ程度に、また幅ｌ₂が２７μｍ程度に形
成され、各発光素子６は４２μｍ程度のピッチｐで基板
１上に列状に形成される。

【００１７】この複数の発光素子６のうち、最端部の発
光素子６ａは、長さｌ₁が１０〜２０μｍ程度に形成さ
れるものの、幅ｌ₂は２３μｍ程度に形成される。した
がって、ピッチｐを他の発光素子と同程度に４２μｍに
しても、この端部の発光素子６と基板１の端部とは、従
来品に比較して２μｍ広幅に形成することができる。し
たがって、端部の発光素子６がクラックなどで不良にな
ることが極力低減できる。

【００１８】端部の発光素子６ａの幅ｌ₂を小さくして
も、他の発光素子６と同じ値の電流を流せば、電流密度
が大きくなって同一の発光強度で発光させることができ
るが、端部の発光素子６ａの幅ｌ₂を小さくすると、発
光面積が小さくなることから、発光スポットが小さくな
り、発光ダイオードアレイなどを形成して走査させた場
合、端部の発光素子６ａ部分だけが筋状になって、発光
品質が低下する。そこで、本発明では、この端部の発光
素子６ａには他の発光素子６に比較して大電流を流して
走査することにより、この端部の発光素子６ａの発光ス
ポットのサイズを他の発光素子６の発光スポットのサイ
ズと同等にして、発光品質の低下を防止する。３００ｄ
ｐｉの発光素子において、発光素子の幅を４μｍ小さく
すると、発光面積は２０％減少し、通常の大きさの発光
素子６の駆動電流が１０ｍＡであれば、端部の発光素子
６ａは１２ｍＡの電流で駆動するればよいが、発光素子
６、６ａの表面には１０μｍ幅の個別電極４が形成され
ることから、端部の発光素子６ａの光取り出し面積は他
の発光素子６に比較して、１０％程度しか減少せず、他
の発光素子６よりも１０％程度の大電流を流せば、他の
発光素子６と同一の発光スポットで発光させることがで
きる。

【００１９】図３は、本発明に係る半導体発光装置の他
の実施形態を示す図である。図３において、１はガリウ
ム砒素やシリコンなどから成る基板、２はＺｎやストロ
ンチウムなどの一導電型半導体不純物を含有する半導体
層、３はＳｉやＳｅなどの逆導電型半導体不純物を含有
する半導体層、４は金（Ａｕ）、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）、クロム（Ｃｒ）などから成る個別電極、５は同じ
く金（Ａｕ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、クロム（Ｃｒ）
などから成る共通電極である。

【００２０】なお、一導電型半導体層２上に、この一導
電型半導体層２の一部が露出するように逆導電型半導体
層３が形成されたものであり、一導電型半導体層２の露
出部には共通電極５が接続され、逆導電型半導体層３に
は個別電極４が接続されている。ひとつの個別電極４に
は、隣接する２個の発光素子６が接続され、同じ個別電
極４に接続された２個の発光素子６が異なる共通電極５
に接続されるように構成されている。各発光素子６をこ
のように振り分けて個別電極４と共通電極５に接続する
と、基板１の同じ側に個別電極４と共通電極５を設ける
ことができ、製造工程と外部回路との接続工程が簡略化
される。

【００２１】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る半導体発光
装置によれば、複数の発光素子を半導体基板上に等間隔
に形成すると共に、両端部の発光素子を他の発光素子よ
りも小面積に形成し、この端部の発光素子に他の発光素
子よりも大電流を流すようにしたことから、高密度の半
導体発光装置でも、端部の発光素子に欠けなどが発生す
ることを極力低減でき、半導体ウェハーから半導体発光
装置を容易に切り出すことができるようになると共に、
端部の発光素子の発光スポットのサイズを他の発光素子
の発光スポットのサイズとほぼ同一にして高品質な発光
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る半導体発光装置の一実施形態を示
す平面図である。

【図２】本発明に係る半導体発光装置の一実施形態を示
す断面図である。

【図３】本発明に係る半導体発光装置の他の実施形態を
示す平面図である。

【図４】従来の半導体発光装置を示す図である。

【図５】従来の半導体発光装置を用いたＬＥＤプリント
ヘッドの概略構成図である。

【図６】従来のＬＥＤプリントヘッドにおける半導体発
光装置の配置状況を示す図である。

【図７】従来の半導体発光装置における欠けの発生状況
を示す図である。

【図８】従来の半導体発光装置の掴み損ね状態を示す図
である。

【図９】従来の半導体発光装置における銀ペーストのシ
ョート状態を示す図である。

【符号の説明】

１………基板、２………一導電型半導体層、３………逆
導電型半導体層、４………個別電極、５………共通電
極、６………発光素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に一導電型半導体層と逆導電型半
導体層を形成して、この半導体層に電極を接続して形成
した発光素子を多数列状に配設した半導体発光装置にお
いて、前記複数の発光素子を前記半導体基板上に所定ピ
ッチで形成すると共に、端部の発光素子を他の発光素子
よりも幅狭に形成し、この端部の発光素子に他の発光素
子よりも大電流を流すことを特徴とする半導体発光装
置。