JPH11216898A - 半導体発光素子アレイ - Google Patents
半導体発光素子アレイInfo
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- JPH11216898A JPH11216898A JP1922998A JP1922998A JPH11216898A JP H11216898 A JPH11216898 A JP H11216898A JP 1922998 A JP1922998 A JP 1922998A JP 1922998 A JP1922998 A JP 1922998A JP H11216898 A JPH11216898 A JP H11216898A
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- emitting layer
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- semiconductor
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
- H01L2224/4805—Shape
- H01L2224/4809—Loop shape
- H01L2224/48091—Arched
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボンディングワイヤ部位で反射光が生ずるこ
とのない新規な構造で、高解像度の画像形成装置の光書
込用に好適な半導体発光素子アレイを提供する。 【解決手段】 半導体層の積層体よりなり電流注入によ
り発光する発光層１２を直線状で微小な領域に分割して
なる複数の発光層領域１４と、積層された各発光層領域
１４の直下部分に各発光層領域１４と同形状の柱状突起
１５が形成された半導体基板１３と、柱状突起１５の高
さｈ1 よりも低い高さｈ2 の位置で結線されたボンディ
ングワイヤ１９とを備える。これにより、各々の発光層
領域１４から出射される光がその発光層領域１４よりも
低い位置にあるボンディングワイヤ１９部位に照射され
ることはなく、この部位からの反射光は生じなくなる。
よって、ボンディングワイヤ１９部位での反射光に起因
する画像品質の低下等を確実に防止でき、高解像度の画
像形成装置の光書込用に好適となる。
とのない新規な構造で、高解像度の画像形成装置の光書
込用に好適な半導体発光素子アレイを提供する。 【解決手段】 半導体層の積層体よりなり電流注入によ
り発光する発光層１２を直線状で微小な領域に分割して
なる複数の発光層領域１４と、積層された各発光層領域
１４の直下部分に各発光層領域１４と同形状の柱状突起
１５が形成された半導体基板１３と、柱状突起１５の高
さｈ1 よりも低い高さｈ2 の位置で結線されたボンディ
ングワイヤ１９とを備える。これにより、各々の発光層
領域１４から出射される光がその発光層領域１４よりも
低い位置にあるボンディングワイヤ１９部位に照射され
ることはなく、この部位からの反射光は生じなくなる。
よって、ボンディングワイヤ１９部位での反射光に起因
する画像品質の低下等を確実に防止でき、高解像度の画
像形成装置の光書込用に好適となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真プロセス
を利用したＬＥＤアレイプリンタ等の光書込装置に用い
られるＬＥＤアレイ等の半導体発光素子アレイに関す
る。
を利用したＬＥＤアレイプリンタ等の光書込装置に用い
られるＬＥＤアレイ等の半導体発光素子アレイに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年におけるオフィスユースやパーソナ
ルユースの情報機器の発展により、電子写真プロセスを
利用したプリンタ等にあっては、より高解像度でコンパ
クトかつ安価な装置の需要が高まっている。このような
要求を満たす機器の例として、例えば、多数の微小なＬ
ＥＤ発光領域を基板上にアレイ状に配列させたＬＥＤア
レイヘッドを用いるＬＥＤアレイプリンタがある。この
ようなＬＥＤアレイプリンタによれば、ＬＥＤアレイヘ
ッドを書込み光源とする固体走査型であるため、半導体
レーザを用いたラスタスキャニング方式の書込み光学系
によるレーザプリンタ等に比して機器を小型化しやす
く、かつ、ＬＥＤアレイヘッドの各ＬＥＤ発光領域が並
列的に書込みを行うため高速出力化も比較的容易に図れ
る等の利点を有する。
ルユースの情報機器の発展により、電子写真プロセスを
利用したプリンタ等にあっては、より高解像度でコンパ
クトかつ安価な装置の需要が高まっている。このような
要求を満たす機器の例として、例えば、多数の微小なＬ
ＥＤ発光領域を基板上にアレイ状に配列させたＬＥＤア
レイヘッドを用いるＬＥＤアレイプリンタがある。この
ようなＬＥＤアレイプリンタによれば、ＬＥＤアレイヘ
ッドを書込み光源とする固体走査型であるため、半導体
レーザを用いたラスタスキャニング方式の書込み光学系
によるレーザプリンタ等に比して機器を小型化しやす
く、かつ、ＬＥＤアレイヘッドの各ＬＥＤ発光領域が並
列的に書込みを行うため高速出力化も比較的容易に図れ
る等の利点を有する。
【０００３】このようなＬＥＤアレイプリンタに用いら
れるＬＥＤアレイヘッドの構成例としては、例えば、特
開平６−１２５１１４号公報により提案されている。同
公報によれば、図２に示すように、ＬＥＤ発光領域１の
間近に各々のＬＥＤ発光領域１に対するボンディングパ
ッド２が配設されている。これは、ＬＥＤ発光領域１が
形成されるガリウム砒素ウェハが非常に高価であり、極
力、チップ面積を小さくさせる必要があるためである。
ここに、３はＬＥＤ発光領域１、ボンディングパッド２
等が形成されたＬＥＤアレイチップであり、ドライバＩ
Ｃ（図示せず）などとともに基板４上に実装されてい
る。ＬＥＤアレイチップ３上のボンディングパッド２に
対しては基板上ボンディングパッド５との間に接続され
たボンディングワイヤ６を介して電流が供給される構造
とされている。ＬＥＤアレイチップ３おいてＬＥＤ発光
領域１とボンディングパッド２との間は配線パターン
（図示せず）により接続されている。このようなＬＥＤ
アレイヘッド７において選択されたＬＥＤ発光領域１か
らの出射光が等倍結像光学系８を介してドラム状の感光
体９面上に集光照射されることにより感光面が露光さ
れ、静電潜像が形成される。等倍結像光学系８として
は、一般には、屈折率分布型ファイバを用いたレンズア
レイが用いられる。
れるＬＥＤアレイヘッドの構成例としては、例えば、特
開平６−１２５１１４号公報により提案されている。同
公報によれば、図２に示すように、ＬＥＤ発光領域１の
間近に各々のＬＥＤ発光領域１に対するボンディングパ
ッド２が配設されている。これは、ＬＥＤ発光領域１が
形成されるガリウム砒素ウェハが非常に高価であり、極
力、チップ面積を小さくさせる必要があるためである。
ここに、３はＬＥＤ発光領域１、ボンディングパッド２
等が形成されたＬＥＤアレイチップであり、ドライバＩ
Ｃ（図示せず）などとともに基板４上に実装されてい
る。ＬＥＤアレイチップ３上のボンディングパッド２に
対しては基板上ボンディングパッド５との間に接続され
たボンディングワイヤ６を介して電流が供給される構造
とされている。ＬＥＤアレイチップ３おいてＬＥＤ発光
領域１とボンディングパッド２との間は配線パターン
（図示せず）により接続されている。このようなＬＥＤ
アレイヘッド７において選択されたＬＥＤ発光領域１か
らの出射光が等倍結像光学系８を介してドラム状の感光
体９面上に集光照射されることにより感光面が露光さ
れ、静電潜像が形成される。等倍結像光学系８として
は、一般には、屈折率分布型ファイバを用いたレンズア
レイが用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなＬＥＤアレ
イヘッド７においてはＬＥＤ発光領域１の至近距離内に
存在するボンディングパッド２及びこのボンディングパ
ッド２に接続されるボンディングワイヤ６によりＬＥＤ
発光領域１からの出射光の一部が図２中に示すように反
射されてＬＥＤ発光領域１以外の領域からの光として等
倍結像光学系８の視野角θ内に入り込み、感光体９面側
に不要な光スポットや迷光として照射されてしまうこと
で画像品質を低下させてしまう問題がある。この点、元
々はＬＥＤアレイヘッドを書込み光源として用いるＬＥ
Ｄアレイプリンタは、４００ｄｐｉ程度の比較的低い解
像度の機器が殆どであったためこのような迷光の影響は
あまり問題とされていなかったが、近年では、６００な
いし１２００ｄｐｉといった高解像度の機器が実現され
るようになってきており、その画像品質を低下させる要
因の一つとして無視できなくなってきている。
イヘッド７においてはＬＥＤ発光領域１の至近距離内に
存在するボンディングパッド２及びこのボンディングパ
ッド２に接続されるボンディングワイヤ６によりＬＥＤ
発光領域１からの出射光の一部が図２中に示すように反
射されてＬＥＤ発光領域１以外の領域からの光として等
倍結像光学系８の視野角θ内に入り込み、感光体９面側
に不要な光スポットや迷光として照射されてしまうこと
で画像品質を低下させてしまう問題がある。この点、元
々はＬＥＤアレイヘッドを書込み光源として用いるＬＥ
Ｄアレイプリンタは、４００ｄｐｉ程度の比較的低い解
像度の機器が殆どであったためこのような迷光の影響は
あまり問題とされていなかったが、近年では、６００な
いし１２００ｄｐｉといった高解像度の機器が実現され
るようになってきており、その画像品質を低下させる要
因の一つとして無視できなくなってきている。
【０００５】ちなみに、ＬＥＤ発光領域以外の領域から
の光により画像品質が低下することを防ぐ方法として、
特開平４−１７９５５８号公報によれば、ＬＥＤ発光領
域以外の領域を全て遮光効果を呈する塗料で覆う方法が
示されている。この方法をボンディングワイヤにも適用
すれば、この部位での反射光を減ずることができる。し
かし、遮光性塗料の表面であっても若干の反射率は有し
ているので、この部位での反射光を完全になくすことは
できない。このような遮光性塗料表面での若干の反射光
に関しても、従来の解像度の低いＬＥＤアレイプリンタ
の場合には特に問題とはならないが、近年の高解像度化
されたＬＥＤアレイプリンタにおいては、微弱な迷光で
あっても画像上、無視できない影響を及ぼし、画像品質
を低下させてしまう。よって、遮光性塗料により反射光
の影響を防止する方法では不十分である。また、仮にこ
の方法が有効であるとしても、長期間使用していると、
この種の塗料ではその耐候性に限界があるため遮光性塗
料の表面が老化して粗面となり、結果として、白っぽく
なって反射率が次第に増加し、所期の効果が得られなく
なってしまうものである。
の光により画像品質が低下することを防ぐ方法として、
特開平４−１７９５５８号公報によれば、ＬＥＤ発光領
域以外の領域を全て遮光効果を呈する塗料で覆う方法が
示されている。この方法をボンディングワイヤにも適用
すれば、この部位での反射光を減ずることができる。し
かし、遮光性塗料の表面であっても若干の反射率は有し
ているので、この部位での反射光を完全になくすことは
できない。このような遮光性塗料表面での若干の反射光
に関しても、従来の解像度の低いＬＥＤアレイプリンタ
の場合には特に問題とはならないが、近年の高解像度化
されたＬＥＤアレイプリンタにおいては、微弱な迷光で
あっても画像上、無視できない影響を及ぼし、画像品質
を低下させてしまう。よって、遮光性塗料により反射光
の影響を防止する方法では不十分である。また、仮にこ
の方法が有効であるとしても、長期間使用していると、
この種の塗料ではその耐候性に限界があるため遮光性塗
料の表面が老化して粗面となり、結果として、白っぽく
なって反射率が次第に増加し、所期の効果が得られなく
なってしまうものである。
【０００６】そこで、本発明は、ボンディングワイヤ部
位で反射光が生ずることのない新規な構造で、高解像度
の画像形成装置の光書込用に好適な半導体発光素子アレ
イを提供することを目的とする。
位で反射光が生ずることのない新規な構造で、高解像度
の画像形成装置の光書込用に好適な半導体発光素子アレ
イを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
半導体層の積層体よりなり電流注入により発光する発光
層を直線状で微小な領域に分割してなる複数の発光層領
域と、積層された各発光層領域の直下部分に各発光層領
域と同形状の柱状突起が形成された半導体基板と、前記
柱状突起の半導体基板面からの高さよりも低い位置で結
線されて各発光層領域に電流を供給するためのボンディ
ングワイヤとを備える。
半導体層の積層体よりなり電流注入により発光する発光
層を直線状で微小な領域に分割してなる複数の発光層領
域と、積層された各発光層領域の直下部分に各発光層領
域と同形状の柱状突起が形成された半導体基板と、前記
柱状突起の半導体基板面からの高さよりも低い位置で結
線されて各発光層領域に電流を供給するためのボンディ
ングワイヤとを備える。
【０００８】従って、発光層領域が半導体基板の平面上
に位置せず柱状突起上に位置する構造とされ、この柱状
突起の高さよりも低い位置でボンディングワイヤが結線
されているので、各々の発光層領域から出射される光が
低い位置にあるボンディングワイヤ部位に照射されるこ
とはなく、この部位からの反射光も生じない。これによ
り、ボンディングワイヤ部位での反射光に起因する画像
品質の低下等が確実に防止される。
に位置せず柱状突起上に位置する構造とされ、この柱状
突起の高さよりも低い位置でボンディングワイヤが結線
されているので、各々の発光層領域から出射される光が
低い位置にあるボンディングワイヤ部位に照射されるこ
とはなく、この部位からの反射光も生じない。これによ
り、ボンディングワイヤ部位での反射光に起因する画像
品質の低下等が確実に防止される。
【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の半
導体発光素子アレイにおける柱状突起の半導体基板面か
らの高さが、３０〜４０μｍの範囲内である。従って、
ボンディングワイヤのボンディング条件に支障を来して
素子歩留まりを大幅に低下させることのない条件下に、
製造コスト面及び素子特性を維持し得る面で最適な高さ
の柱状突起となる。
導体発光素子アレイにおける柱状突起の半導体基板面か
らの高さが、３０〜４０μｍの範囲内である。従って、
ボンディングワイヤのボンディング条件に支障を来して
素子歩留まりを大幅に低下させることのない条件下に、
製造コスト面及び素子特性を維持し得る面で最適な高さ
の柱状突起となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図１に基
づいて説明する。本実施の形態の半導体発光素子アレイ
１１は、例えば図２に示した構成のＬＥＤアレイプリン
タにおいてＬＥＤアレイヘッド７に代えて用いられるも
のである。この半導体発光素子アレイ１１は、概略的に
は、半導体層の積層体よりなり電流注入により発光する
発光層１２が半導体基板１３上に細長く積層形成され、
この発光層１２をその長手方向（図面上は、紙面表裏方
向）に微小な領域に分割することで、多数の発光層領域
１４を直線状にアレイ配列させてなる。ここに、半導体
基板１３にあっては積層された各発光層領域１４の直下
部分が真上の発光層領域１４と同形状にて所定の高さｈ
1 を有する柱状突起１５として突出した形状に形成され
ている。また、各発光層領域１４に対しては表面を覆う
絶縁膜にコンタクトホールを形成した後、配線パターン
１６を半導体基板１３面上まで形成することでボンディ
ングパッド１７部分を形成し、半導体基板１３上の基板
側ボンディングパッド１８との間にボンディングワイヤ
１９を結線してなる。このボンディングワイヤ１９を介
して各発光層領域１４に対して電流が供給される。ここ
に、ボンディングパッド１７，１８間に結線されるボン
ディングワイヤ１９の基板面から最も高い位置の高さｈ
2 は、柱状突起１５の高さｈ1 よりも低くなるように設
定されている。
づいて説明する。本実施の形態の半導体発光素子アレイ
１１は、例えば図２に示した構成のＬＥＤアレイプリン
タにおいてＬＥＤアレイヘッド７に代えて用いられるも
のである。この半導体発光素子アレイ１１は、概略的に
は、半導体層の積層体よりなり電流注入により発光する
発光層１２が半導体基板１３上に細長く積層形成され、
この発光層１２をその長手方向（図面上は、紙面表裏方
向）に微小な領域に分割することで、多数の発光層領域
１４を直線状にアレイ配列させてなる。ここに、半導体
基板１３にあっては積層された各発光層領域１４の直下
部分が真上の発光層領域１４と同形状にて所定の高さｈ
1 を有する柱状突起１５として突出した形状に形成され
ている。また、各発光層領域１４に対しては表面を覆う
絶縁膜にコンタクトホールを形成した後、配線パターン
１６を半導体基板１３面上まで形成することでボンディ
ングパッド１７部分を形成し、半導体基板１３上の基板
側ボンディングパッド１８との間にボンディングワイヤ
１９を結線してなる。このボンディングワイヤ１９を介
して各発光層領域１４に対して電流が供給される。ここ
に、ボンディングパッド１７，１８間に結線されるボン
ディングワイヤ１９の基板面から最も高い位置の高さｈ
2 は、柱状突起１５の高さｈ1 よりも低くなるように設
定されている。
【００１１】このような半導体発光素子アレイ１１によ
れば、発光層領域１４が半導体基板１３の平面上に位置
せず柱状突起１５上に位置する構造とされ、この柱状突
起１５の高さｈ1 よりも低い位置でボンディングワイヤ
１９が結線されているので、各々の発光層領域１４から
出射される光が低い位置にあるボンディングワイヤ１９
部位に照射されることはなく、この部位からの反射光も
生じない。これにより、ボンディングワイヤ１９部位で
の反射光に起因する画像品質の低下等が確実に防止され
る。即ち、反射光に起因する迷光等が感光体９面側に生
ずることがなく、画像品質の低下を確実に防止できる。
このような機能は経時的に変動を受けることがなく、長
期に渡って維持できる。
れば、発光層領域１４が半導体基板１３の平面上に位置
せず柱状突起１５上に位置する構造とされ、この柱状突
起１５の高さｈ1 よりも低い位置でボンディングワイヤ
１９が結線されているので、各々の発光層領域１４から
出射される光が低い位置にあるボンディングワイヤ１９
部位に照射されることはなく、この部位からの反射光も
生じない。これにより、ボンディングワイヤ１９部位で
の反射光に起因する画像品質の低下等が確実に防止され
る。即ち、反射光に起因する迷光等が感光体９面側に生
ずることがなく、画像品質の低下を確実に防止できる。
このような機能は経時的に変動を受けることがなく、長
期に渡って維持できる。
【００１２】ここで、具体的構成例の一例を挙げて説明
する。まず、ＬＥＤアレイプリンタを構成する上では等
倍結像光学系８として日本板硝子株式会社製のＳＬＡ１
２Ｄを用いた。また、半導体発光素子アレイ１１に関し
ては、シリコンウェハ（半導体基板１３）上にガリウム
砒素結晶層（発光層１２）をヘテロエピタキシャル法に
より成長させ、このガリウム砒素結晶層に亜鉛（Ｚｎ）
を拡散させることでＰＮ接合を形成し、ガリウム砒素結
晶層を塩素ガスによるドライエッチングにより１０μｍ
×１０μｍの角柱形状が２１μｍピッチ（１２００ｄｐ
ｉ）で直線状に配列されるようにパターニングすること
で、多数の発光層領域１４をアレイ状に形成した。そし
て、このような発光層領域１４を形成する際に用いたエ
ッチングマスクを除去せずに、引き続き、下層のシリコ
ンウェハまで柱状にエッチングすることにより、柱状突
起１５を形成した。同一のエッチングマスクを用いてい
るので、柱状突起１５は発光層領域１４と同形状とされ
る。このエッチングに際しては、ＣＦ4 ガスを用いたＥ
ＣＲ（エレクトロンサイクロトロンレゾナンス）エッチ
ング装置を使用し、シリコンウェハに垂直な柱状突起１
５がエッチング形成されるようにした。このとき、柱状
突起１５の高さｈ1 は３０μｍとした。続いて、このよ
うな素子全面に絶縁膜として酸化シリコン膜を５００Å
の膜厚で推積させ、コンタクトホールを形成し、発光層
領域１４に対してアルミニウムにより配線パターン１６
を形成しその端部にボンディングパッド１７を形成し
た。より具体的には、発光層領域１４を中心としてアレ
イ方向に直交する左右両側に配線パターン１６を引き出
し、発光層領域１４の至近距離内で一方のボンディング
パッド１７を配設し、基板側ボンディングパッド１８と
の間にボンディングワイヤ１９を結線した。このボンデ
ィングワイヤ１９としては線径１８μｍの金ワイヤを使
用し、ウェッジボンディング法で高さｈ2 が２４μｍと
なるように結線した。
する。まず、ＬＥＤアレイプリンタを構成する上では等
倍結像光学系８として日本板硝子株式会社製のＳＬＡ１
２Ｄを用いた。また、半導体発光素子アレイ１１に関し
ては、シリコンウェハ（半導体基板１３）上にガリウム
砒素結晶層（発光層１２）をヘテロエピタキシャル法に
より成長させ、このガリウム砒素結晶層に亜鉛（Ｚｎ）
を拡散させることでＰＮ接合を形成し、ガリウム砒素結
晶層を塩素ガスによるドライエッチングにより１０μｍ
×１０μｍの角柱形状が２１μｍピッチ（１２００ｄｐ
ｉ）で直線状に配列されるようにパターニングすること
で、多数の発光層領域１４をアレイ状に形成した。そし
て、このような発光層領域１４を形成する際に用いたエ
ッチングマスクを除去せずに、引き続き、下層のシリコ
ンウェハまで柱状にエッチングすることにより、柱状突
起１５を形成した。同一のエッチングマスクを用いてい
るので、柱状突起１５は発光層領域１４と同形状とされ
る。このエッチングに際しては、ＣＦ4 ガスを用いたＥ
ＣＲ（エレクトロンサイクロトロンレゾナンス）エッチ
ング装置を使用し、シリコンウェハに垂直な柱状突起１
５がエッチング形成されるようにした。このとき、柱状
突起１５の高さｈ1 は３０μｍとした。続いて、このよ
うな素子全面に絶縁膜として酸化シリコン膜を５００Å
の膜厚で推積させ、コンタクトホールを形成し、発光層
領域１４に対してアルミニウムにより配線パターン１６
を形成しその端部にボンディングパッド１７を形成し
た。より具体的には、発光層領域１４を中心としてアレ
イ方向に直交する左右両側に配線パターン１６を引き出
し、発光層領域１４の至近距離内で一方のボンディング
パッド１７を配設し、基板側ボンディングパッド１８と
の間にボンディングワイヤ１９を結線した。このボンデ
ィングワイヤ１９としては線径１８μｍの金ワイヤを使
用し、ウェッジボンディング法で高さｈ2 が２４μｍと
なるように結線した。
【００１３】比較構成例では、具体的構成例と同様に発
光層領域は形成するが、シリコンウェハには柱状突起を
形成しない構造例とした。そして、発光層領域１４の至
近距離内にボンディングパッドを形成し、通常の方法で
ボンディングワイヤをボンディングした後、これらの部
位を黒色の遮光性塗料で覆った構成とした。
光層領域は形成するが、シリコンウェハには柱状突起を
形成しない構造例とした。そして、発光層領域１４の至
近距離内にボンディングパッドを形成し、通常の方法で
ボンディングワイヤをボンディングした後、これらの部
位を黒色の遮光性塗料で覆った構成とした。
【００１４】これらの具体的構成例、比較構成例の半導
体発光素子アレイを用いて感光体９上に静電潜像を形成
し、トナーを付着させてその画像品質を評価（発光層領
域の形状が良好に転写され不要なパターンを生じていな
いものを評価「適」とし、発光層領域の形状が著しく変
形し或いは不要なパターンが生じているものを評価「不
適」とする）したところ、上記具体的構成例による場合
には、製造直後でも耐環境試験（長期間使用後の状況を
再現するための温度サイクルの耐環境試験）後でも、何
れも評価は「適」となったものであるが、比較構成例で
は何れの場合の評価も「不適」となったものである。こ
れにより、本実施の形態によれば、１２００ｄｐｉなる
高解像度な構成においてもボンディングワイヤ１９部位
での反射光に起因する画像品質の低下のない半導体発光
素子アレイ１１となり、長期間に渡ってその性能を維持
し得ることがわかる。
体発光素子アレイを用いて感光体９上に静電潜像を形成
し、トナーを付着させてその画像品質を評価（発光層領
域の形状が良好に転写され不要なパターンを生じていな
いものを評価「適」とし、発光層領域の形状が著しく変
形し或いは不要なパターンが生じているものを評価「不
適」とする）したところ、上記具体的構成例による場合
には、製造直後でも耐環境試験（長期間使用後の状況を
再現するための温度サイクルの耐環境試験）後でも、何
れも評価は「適」となったものであるが、比較構成例で
は何れの場合の評価も「不適」となったものである。こ
れにより、本実施の形態によれば、１２００ｄｐｉなる
高解像度な構成においてもボンディングワイヤ１９部位
での反射光に起因する画像品質の低下のない半導体発光
素子アレイ１１となり、長期間に渡ってその性能を維持
し得ることがわかる。
【００１５】ここで、半導体基板１３における柱状突起
１５の高さｈ1 について考察する。この高さｈ1 によっ
て半導体発光素子アレイ１１の製造コストと特性が影響
を受ける。まず、ウェッジボンディングの条件を最適化
したところ、ボンディングワイヤ１９の最高点の高さｈ
2 を２４μｍよりも低くすることは非常に困難となる。
よって、高さｈ2 が２４μｍ未満に収まるようにすると
素子歩留まりが大幅に低下することがわかる。この点を
前提として、上記具体的構成例の条件下に、柱状突起１
５の高さｈ1 のみを変化させたところ、高さｈ1が３０
μｍに満たない場合には発光層領域１４から半導体基板
１３側に僅かに放射される光がボンディングワイヤ１９
部位で反射されて画像品質を低下させてしまい（特性の
劣化）、逆に、高さｈ1 が４０μｍを越える程に半導体
基板１３（シリコンウェハ）のエッチングを行うとエッ
チングプロセスに要する時間が長くなり、製造コストの
増大を招く結果となったものである。この結果、柱状突
起１５の高さｈ1 としては３０〜４０μｍの範囲内が好
ましいことがわかる。
１５の高さｈ1 について考察する。この高さｈ1 によっ
て半導体発光素子アレイ１１の製造コストと特性が影響
を受ける。まず、ウェッジボンディングの条件を最適化
したところ、ボンディングワイヤ１９の最高点の高さｈ
2 を２４μｍよりも低くすることは非常に困難となる。
よって、高さｈ2 が２４μｍ未満に収まるようにすると
素子歩留まりが大幅に低下することがわかる。この点を
前提として、上記具体的構成例の条件下に、柱状突起１
５の高さｈ1 のみを変化させたところ、高さｈ1が３０
μｍに満たない場合には発光層領域１４から半導体基板
１３側に僅かに放射される光がボンディングワイヤ１９
部位で反射されて画像品質を低下させてしまい（特性の
劣化）、逆に、高さｈ1 が４０μｍを越える程に半導体
基板１３（シリコンウェハ）のエッチングを行うとエッ
チングプロセスに要する時間が長くなり、製造コストの
増大を招く結果となったものである。この結果、柱状突
起１５の高さｈ1 としては３０〜４０μｍの範囲内が好
ましいことがわかる。
【００１６】なお、本実施の形態の具体的構成例では、
半導体基板１３としてシリコンウェハ、発光層１２とし
てガリウム砒素発光層を用いたが、このような半導体材
料に限られることはなく、適宜同質の材料を用いてもよ
い。
半導体基板１３としてシリコンウェハ、発光層１２とし
てガリウム砒素発光層を用いたが、このような半導体材
料に限られることはなく、適宜同質の材料を用いてもよ
い。
【００１７】
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、半導体層
の積層体よりなり電流注入により発光する発光層を直線
状で微小な領域に分割してなる複数の発光層領域と、積
層された各発光層領域の直下部分に各発光層領域と同形
状の柱状突起が形成された半導体基板と、柱状突起の半
導体基板面からの高さよりも低い位置で結線されて各発
光層領域に電流を供給するためのボンディングワイヤと
を備えることで、発光層領域が半導体基板の平面上に位
置せず柱状突起上に位置する構造とされ、この柱状突起
の高さよりも低い位置でボンディングワイヤが結線され
るようにしたので、各々の発光層領域から出射される光
が低い位置にあるボンディングワイヤ部位に照射される
ことはなく、この部位からの反射光を生じなくさせるこ
とができ、これにより、ボンディングワイヤ部位での反
射光に起因する画像品質の低下等を確実に防止すること
ができ、高解像度の画像形成装置の光書込用に好適な半
導体発光素子アレイを提供することができる。
の積層体よりなり電流注入により発光する発光層を直線
状で微小な領域に分割してなる複数の発光層領域と、積
層された各発光層領域の直下部分に各発光層領域と同形
状の柱状突起が形成された半導体基板と、柱状突起の半
導体基板面からの高さよりも低い位置で結線されて各発
光層領域に電流を供給するためのボンディングワイヤと
を備えることで、発光層領域が半導体基板の平面上に位
置せず柱状突起上に位置する構造とされ、この柱状突起
の高さよりも低い位置でボンディングワイヤが結線され
るようにしたので、各々の発光層領域から出射される光
が低い位置にあるボンディングワイヤ部位に照射される
ことはなく、この部位からの反射光を生じなくさせるこ
とができ、これにより、ボンディングワイヤ部位での反
射光に起因する画像品質の低下等を確実に防止すること
ができ、高解像度の画像形成装置の光書込用に好適な半
導体発光素子アレイを提供することができる。
【００１８】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の半導体発光素子アレイにおける柱状突起の半導体基
板面からの高さを３０〜４０μｍの範囲内に設定したの
で、ボンディングワイヤのボンディング条件に支障を来
して素子歩留まりを大幅に低下させることのない条件下
に、製造コスト面及び素子特性を維持し得る面で最適な
高さの柱状突起とすることができる。
載の半導体発光素子アレイにおける柱状突起の半導体基
板面からの高さを３０〜４０μｍの範囲内に設定したの
で、ボンディングワイヤのボンディング条件に支障を来
して素子歩留まりを大幅に低下させることのない条件下
に、製造コスト面及び素子特性を維持し得る面で最適な
高さの柱状突起とすることができる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す概略側面図であ
る。
る。
【図２】従来例を示す概略側面図である。
１２ 発光層 １３ 半導体基板 １４ 発光層領域 １５ 柱状突起 １９ ボンディングワイヤ
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体層の積層体よりなり電流注入によ
り発光する発光層を直線状で微小な領域に分割してなる
複数の発光層領域と、 積層された各発光層領域の直下部分に各発光層領域と同
形状の柱状突起が形成された半導体基板と、 前記柱状突起の半導体基板面からの高さよりも低い位置
で結線されて各発光層領域に電流を供給するためのボン
ディングワイヤと、を備える半導体発光素子アレイ。 - 【請求項２】 柱状突起の半導体基板面からの高さが、
３０〜４０μｍの範囲内である請求項１記載の半導体発
光素子アレイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1922998A JPH11216898A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 半導体発光素子アレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1922998A JPH11216898A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 半導体発光素子アレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11216898A true JPH11216898A (ja) | 1999-08-10 |
Family
ID=11993560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1922998A Pending JPH11216898A (ja) | 1998-01-30 | 1998-01-30 | 半導体発光素子アレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11216898A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015189037A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 株式会社沖データ | 半導体装置、露光ヘッド及び画像形成装置 |
| JP2015189036A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 株式会社沖データ | 半導体装置、露光ヘッド及び画像形成装置 |
-
1998
- 1998-01-30 JP JP1922998A patent/JPH11216898A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015189037A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 株式会社沖データ | 半導体装置、露光ヘッド及び画像形成装置 |
| JP2015189036A (ja) * | 2014-03-27 | 2015-11-02 | 株式会社沖データ | 半導体装置、露光ヘッド及び画像形成装置 |
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