JPH11238915A - 発光ダイオードアレイ - Google Patents
発光ダイオードアレイInfo
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- JPH11238915A JPH11238915A JP3751498A JP3751498A JPH11238915A JP H11238915 A JPH11238915 A JP H11238915A JP 3751498 A JP3751498 A JP 3751498A JP 3751498 A JP3751498 A JP 3751498A JP H11238915 A JPH11238915 A JP H11238915A
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- light emitting
- diode array
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 プリンタやセンサ、スキャナなどの光源とし
て用いられる発光ダイオードアレイにおいて、高出力で
且つ高速の制御を容易にし、微細化プロセスに対しても
低コストで実施できるようにする。 【解決手段】 複数の発光部を有したｐ型ＧａＡｌＡｓ
の発光層４の一方の面にｐ型ＧａＡｌＡｓの第１のクラ
ッド層３を形成し、他方の面にｎ型ＧａＡｌＡｓの第２
のクラッド層５を形成する。また、これらの発光層４及
び第１，第２のクラッド層３，５を有した層部分を分割
して各々独立した狭窄型形状にし、且つ各々独立した各
層部分に絶縁膜６を有した遮光用の金属膜７を設ける。
そして、以上の各部を設けたｐ型ＧａＡｓの基板２の両
側にｐ型のオーミック電極１とｎ型のオーミック電極９
を設ける。
て用いられる発光ダイオードアレイにおいて、高出力で
且つ高速の制御を容易にし、微細化プロセスに対しても
低コストで実施できるようにする。 【解決手段】 複数の発光部を有したｐ型ＧａＡｌＡｓ
の発光層４の一方の面にｐ型ＧａＡｌＡｓの第１のクラ
ッド層３を形成し、他方の面にｎ型ＧａＡｌＡｓの第２
のクラッド層５を形成する。また、これらの発光層４及
び第１，第２のクラッド層３，５を有した層部分を分割
して各々独立した狭窄型形状にし、且つ各々独立した各
層部分に絶縁膜６を有した遮光用の金属膜７を設ける。
そして、以上の各部を設けたｐ型ＧａＡｓの基板２の両
側にｐ型のオーミック電極１とｎ型のオーミック電極９
を設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に複数の発光パ
ターンを高出力且つ高速で制御するＬＥＤプリンタやセ
ンサ、スキャナ等の光源に適した発光ダイオードアレイ
に関するものである。
ターンを高出力且つ高速で制御するＬＥＤプリンタやセ
ンサ、スキャナ等の光源に適した発光ダイオードアレイ
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の発光ダイオードアレイは
複数の発光点を持ち、プリンタ用の光源やフィルム書き
込み用の光源など、微少なエリアを照明する場合に用い
られている。
複数の発光点を持ち、プリンタ用の光源やフィルム書き
込み用の光源など、微少なエリアを照明する場合に用い
られている。
【０００３】このような発光ダイオードアレイに要求さ
れる特性は、等倍結像系のセルフォックレンズやスポッ
トサイズ変換用のレンズとの結合性が良く、動作速度つ
まり遮断周波数が高く、出力が高いことの３点である。
これらの要求を満たすために、種々のデバイス構造が提
案され、実現されている。
れる特性は、等倍結像系のセルフォックレンズやスポッ
トサイズ変換用のレンズとの結合性が良く、動作速度つ
まり遮断周波数が高く、出力が高いことの３点である。
これらの要求を満たすために、種々のデバイス構造が提
案され、実現されている。
【０００４】図２は一般的な発光ダイオードアレイのデ
バイス構造を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ），
（ｃ）はそのａ−ａ線断面図、ｂ−ｂ線断面図である。
また図３は他のデバイス構造を示す図であり、（ａ）は
図２の（ａ）のａ−ａ線断面図、（ｂ）は同図のｂ−ｂ
線断面図となっている。
バイス構造を示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ），
（ｃ）はそのａ−ａ線断面図、ｂ−ｂ線断面図である。
また図３は他のデバイス構造を示す図であり、（ａ）は
図２の（ａ）のａ−ａ線断面図、（ｂ）は同図のｂ−ｂ
線断面図となっている。
【０００５】図２に示すものは拡散型構造といわれるも
ので、ｎ型のＧａＡｓの基板２ａ上にｎ型のグレーテッ
ド層３ａを設け、その上にｎ型ＧａＡｓＰの発光層４ａ
をハロゲン輸送法を使用した気相成長法により成長させ
る。
ので、ｎ型のＧａＡｓの基板２ａ上にｎ型のグレーテッ
ド層３ａを設け、その上にｎ型ＧａＡｓＰの発光層４ａ
をハロゲン輸送法を使用した気相成長法により成長させ
る。
【０００６】そして、上記の発光層４ａの表面にｐ型の
不純物となるＺｎ等を選択的に熱拡散させてｐ型の拡散
層５ａを形成し、この部分以外のｎ型ＧａＡｓＰの発光
層４ａ上にはＳｉＯ2 等の絶縁膜６ａを形成し、更にそ
の上にｐ型のオーミック電極７ａを形成する。また、ｎ
型ＧａＡｓの基板２ａの下にはｎ型のオーミック電極１
ａを形成している。これにより、拡散面と垂直方向に光
を取り出すことができる構造となっている。
不純物となるＺｎ等を選択的に熱拡散させてｐ型の拡散
層５ａを形成し、この部分以外のｎ型ＧａＡｓＰの発光
層４ａ上にはＳｉＯ2 等の絶縁膜６ａを形成し、更にそ
の上にｐ型のオーミック電極７ａを形成する。また、ｎ
型ＧａＡｓの基板２ａの下にはｎ型のオーミック電極１
ａを形成している。これにより、拡散面と垂直方向に光
を取り出すことができる構造となっている。
【０００７】図３に示すものはダブルヘテロ接合型とい
われるもので、ｎ型ＧａＡｓの基板２ｂ上に一定の厚さ
のｎ型ＧａＡｌＡｓの第１のクラッド層３ｂとｐ型Ｇａ
ＡｌＡｓの発光層４ｂとｐ型ＧａＡｌＡｓの第２のクラ
ッド層５ｂを順次エピタキシャル成長させる。
われるもので、ｎ型ＧａＡｓの基板２ｂ上に一定の厚さ
のｎ型ＧａＡｌＡｓの第１のクラッド層３ｂとｐ型Ｇａ
ＡｌＡｓの発光層４ｂとｐ型ＧａＡｌＡｓの第２のクラ
ッド層５ｂを順次エピタキシャル成長させる。
【０００８】そして、上記のエピタキシャル成長させた
ウエハを必要な発光部の大きさにエッチングし、このエ
ッチングされた部分に絶縁層６ｂとしてポリイミド等の
樹脂あるいはＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）等
によりＳｉＯ2 を塗布する。更にその上にｐ型のオーミ
ック電極７ｂを形成する。また、ｎ型ＧａＡｓの基板２
ｂの下にはｎ型のオーミック電極１ｂを形成している。
ウエハを必要な発光部の大きさにエッチングし、このエ
ッチングされた部分に絶縁層６ｂとしてポリイミド等の
樹脂あるいはＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）等
によりＳｉＯ2 を塗布する。更にその上にｐ型のオーミ
ック電極７ｂを形成する。また、ｎ型ＧａＡｓの基板２
ｂの下にはｎ型のオーミック電極１ｂを形成している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な従来の発光ダイオードアレイにあっては、高出力で且
つ高速の制御が難しいという問題点があった。
な従来の発光ダイオードアレイにあっては、高出力で且
つ高速の制御が難しいという問題点があった。
【００１０】すなわち、図２に示すＧａＡｓＰを用いた
拡散型では、Ｚｎを選択拡散するだけで簡単に所望の発
光パターンを作製でき、工程が単純であるため、微細化
に適している。しかし、ピーク波長６６０ｎｍにおいて
外部量子効率が０．３％と低く、またキャリアの閉じ込
めが不十分なため、高速化できない。
拡散型では、Ｚｎを選択拡散するだけで簡単に所望の発
光パターンを作製でき、工程が単純であるため、微細化
に適している。しかし、ピーク波長６６０ｎｍにおいて
外部量子効率が０．３％と低く、またキャリアの閉じ込
めが不十分なため、高速化できない。
【００１１】また、図３に示すＧａＡｌＡｓを用いたダ
ブルヘテロ型では、ピーク波長６６０ｎｍにおいて外部
量子効率が８％と高く、遮断周波数も数十ＭＨｚと高
い。しかし、エピタキシャル成長させたウエハから独立
した微少発光部を作製するためには、エッチングにより
分離独立させる必要がある。このとき、エッチング部か
ら光漏れが発生し、これが隣のチップの端面に反射して
クロストークが発生し、これにより正確な部位の照明が
難しい。
ブルヘテロ型では、ピーク波長６６０ｎｍにおいて外部
量子効率が８％と高く、遮断周波数も数十ＭＨｚと高
い。しかし、エピタキシャル成長させたウエハから独立
した微少発光部を作製するためには、エッチングにより
分離独立させる必要がある。このとき、エッチング部か
ら光漏れが発生し、これが隣のチップの端面に反射して
クロストークが発生し、これにより正確な部位の照明が
難しい。
【００１２】本発明は、上記のような問題点に着目して
なされたもので、高出力で且つ高速の制御が容易で、ま
た微細化プロセスに対しても低コストで実現可能な発光
ダイオードアレイを提供することを目的としている。
なされたもので、高出力で且つ高速の制御が容易で、ま
た微細化プロセスに対しても低コストで実現可能な発光
ダイオードアレイを提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明に係る発光ダイオ
ードアレイは、次のように構成したものである。
ードアレイは、次のように構成したものである。
【００１４】（１）複数の発光部を有した一導電型の発
光層と、この発光層の一方の面に形成された反対導電型
の第１のクラッド層と、同発光層の他方の面に形成され
た一導電型の第２のクラッド層とを基板上に設け、これ
らの発光層及び第１，第２のクラッド層を有した層部分
を分割して各々独立した狭窄型形状にし、且つ各々独立
した各層部分に絶縁膜を含む遮光膜を設けた。
光層と、この発光層の一方の面に形成された反対導電型
の第１のクラッド層と、同発光層の他方の面に形成され
た一導電型の第２のクラッド層とを基板上に設け、これ
らの発光層及び第１，第２のクラッド層を有した層部分
を分割して各々独立した狭窄型形状にし、且つ各々独立
した各層部分に絶縁膜を含む遮光膜を設けた。
【００１５】（２）上記（１）の構成において、遮光膜
は金属膜とした。
は金属膜とした。
【００１６】（３）上記（２）の構成において、金属膜
の上面にオーミック電極を有するようにした。
の上面にオーミック電極を有するようにした。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の発光ダイオードアレイ
は、化合物半導体上に、複数の一導電型の発光層とそれ
に平行な反対導電型の第１クラッド層と、上記発光層の
他方の面に形成された一導電型の第２クラッド層を形成
するとともに、これらの層を分割独立させ、狭窄型構造
を形成し、絶縁膜を含む遮光膜を設けるようにしたもの
である。また、遮光膜を金属膜とし、その上面にオーミ
ック電極を有するようにしたものである。
は、化合物半導体上に、複数の一導電型の発光層とそれ
に平行な反対導電型の第１クラッド層と、上記発光層の
他方の面に形成された一導電型の第２クラッド層を形成
するとともに、これらの層を分割独立させ、狭窄型構造
を形成し、絶縁膜を含む遮光膜を設けるようにしたもの
である。また、遮光膜を金属膜とし、その上面にオーミ
ック電極を有するようにしたものである。
【００１８】そして、上記本発明の原理は、ダブルヘテ
ロ型によるキャリアの閉じ込め効果を利用し、電流狭窄
により独立した発光パターンを同一の基板上に形成する
ものである。この形成は、ダブルヘテロ部のエッチング
による発光部の微細化により形成する。そして、その発
光部以外を金属膜で遮光するもので、これにより高性能
なデバイスを実現することができる。
ロ型によるキャリアの閉じ込め効果を利用し、電流狭窄
により独立した発光パターンを同一の基板上に形成する
ものである。この形成は、ダブルヘテロ部のエッチング
による発光部の微細化により形成する。そして、その発
光部以外を金属膜で遮光するもので、これにより高性能
なデバイスを実現することができる。
【００１９】以下、本発明の実施例を図面について説明
する。
する。
【００２０】図１は本発明の一実施例を示す図であり、
発光ピーク波長６６０ｎｍの場合で、発光層にＧａＡｌ
Ａｓを用いた場合を示している。同図の（ａ）は上面
図、（ｂ），（ｃ）はそのＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断
面図を示している。
発光ピーク波長６６０ｎｍの場合で、発光層にＧａＡｌ
Ａｓを用いた場合を示している。同図の（ａ）は上面
図、（ｂ），（ｃ）はそのＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断
面図を示している。
【００２１】本実施例の発光ダイオードアレイは、厚さ
２５０μｍのｐ型ＧａＡｓの基板２の表面上に、厚さ１
０μｍのｐ型ＧａＡｌＡｓの下側の（第１の）クラッド
層３、厚さ１．５μｍのｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層である
発光層４、厚さ１０μｍのｎ型ＧａＡｌＡｓの上側の
（第２の）クラッド層５をエピタキシャル成長させたウ
エハを、ダイサー等で分割し、狭窄型形状の微少発光部
を作製する。そして、その上にＳｉＯ2 の絶縁膜６を含
む遮光用のＡｌの金属膜７を形成する。更にその上に、
Ｓｉ3 Ｎ4 等の絶縁膜８を形成し、ｎ型のオーミック電
極９を設けて熱処理を行った後、ｐ型のオーミック電極
１を形成する。
２５０μｍのｐ型ＧａＡｓの基板２の表面上に、厚さ１
０μｍのｐ型ＧａＡｌＡｓの下側の（第１の）クラッド
層３、厚さ１．５μｍのｐ型ＧａＡｌＡｓ活性層である
発光層４、厚さ１０μｍのｎ型ＧａＡｌＡｓの上側の
（第２の）クラッド層５をエピタキシャル成長させたウ
エハを、ダイサー等で分割し、狭窄型形状の微少発光部
を作製する。そして、その上にＳｉＯ2 の絶縁膜６を含
む遮光用のＡｌの金属膜７を形成する。更にその上に、
Ｓｉ3 Ｎ4 等の絶縁膜８を形成し、ｎ型のオーミック電
極９を設けて熱処理を行った後、ｐ型のオーミック電極
１を形成する。
【００２２】上記ｎ型ＧａＡｌＡｓのクラッド層３の半
導体層は、例えばＭＯＶＰＥによりエピタキシャル成長
される。Ｇａの原料はトリメチルガリウム（ＴＭＧ
ａ）、Ａｌの原料はトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ
ｌ）、Ａｓの原料はＡｓＨ3 である。そして、これらの
ガスの供給量を制御することにより、半導体層の組成比
を任意に形成することができる。
導体層は、例えばＭＯＶＰＥによりエピタキシャル成長
される。Ｇａの原料はトリメチルガリウム（ＴＭＧ
ａ）、Ａｌの原料はトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ
ｌ）、Ａｓの原料はＡｓＨ3 である。そして、これらの
ガスの供給量を制御することにより、半導体層の組成比
を任意に形成することができる。
【００２３】ｎ型ドーパントはＳｉ，Ｓｅ，Ｔｅ等であ
り、ｐ型ドーパントはＺｎ，Ｍｇ等である。
り、ｐ型ドーパントはＺｎ，Ｍｇ等である。
【００２４】また、下側のクラッド層３及び上側のクラ
ッド層５の組成比は、共にＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓであ
る。発光層４の組成比は、Ｇａ0.65Ａｌ0.35Ａｓであ
る。
ッド層５の組成比は、共にＧａ0.35Ａｌ0.65Ａｓであ
る。発光層４の組成比は、Ｇａ0.65Ａｌ0.35Ａｓであ
る。
【００２５】狭窄型の微少発光部を作製するには、上記
のダイシングによるほか、ウエットエッチング，ＲＩＥ
（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ），プラ
ズマエッチング等により作製することができる。
のダイシングによるほか、ウエットエッチング，ＲＩＥ
（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ），プラ
ズマエッチング等により作製することができる。
【００２６】遮光用の金属膜はＡｌに限らず、Ａｕなど
のＡｌ以外の金属でも良い。
のＡｌ以外の金属でも良い。
【００２７】また、上記の実施例ではｐ型ＧａＡｌＡｓ
の半導体層の上にｎ型ＧａＡｌＡｓの半導体層を積み上
げた構造であるが、ｐ型とｎ型の順序が逆の構造であっ
ても良い。
の半導体層の上にｎ型ＧａＡｌＡｓの半導体層を積み上
げた構造であるが、ｐ型とｎ型の順序が逆の構造であっ
ても良い。
【００２８】このように、本実施例ではダブルヘテロ型
構造を持ち、遮光用の金属膜７を絶縁層上に形成するこ
とで、高出力、高速化が実現可能となり、微細化プロセ
スに対しても低コストで実施することができる。
構造を持ち、遮光用の金属膜７を絶縁層上に形成するこ
とで、高出力、高速化が実現可能となり、微細化プロセ
スに対しても低コストで実施することができる。
【００２９】なお、上述の実施例では、発光層４にＧａ
ＡｌＡｓを用いているが、これはＡｌＧａＩｎＰや、Ｇ
ａＡｓＰなど他の発光成分を用いた化合物半導体でも同
様な効果を得られる。また本発明は、ＩｎＰ基板を使用
し、ｎ型ＩｎＰクラッド層、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層を成長させた長波長帯域に対しても広く適用する
ことができ、１．３μ，１．５５μ等の光ファイバーと
結合させ、通信用としての使用も可能である。
ＡｌＡｓを用いているが、これはＡｌＧａＩｎＰや、Ｇ
ａＡｓＰなど他の発光成分を用いた化合物半導体でも同
様な効果を得られる。また本発明は、ＩｎＰ基板を使用
し、ｎ型ＩｎＰクラッド層、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタ
クト層を成長させた長波長帯域に対しても広く適用する
ことができ、１．３μ，１．５５μ等の光ファイバーと
結合させ、通信用としての使用も可能である。
【００３０】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、高出力
で且つ高速の制御が容易で、また微細化プロセスに対し
ても低コストで実現することができるという効果が得ら
れる。
で且つ高速の制御が容易で、また微細化プロセスに対し
ても低コストで実現することができるという効果が得ら
れる。
【図１】 本発明の一実施例を示す構造図
【図２】 従来例を示す構造図
【図３】 他の従来例を示す断面図
１ オーミック電極 ２ 基板 ３ 第１のクラッド層 ４ 発光層 ５ 第２のクラッド層 ６ 絶縁膜 ７ 金属膜 ８ 絶縁膜 ９ オーミック電極
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の発光部を有した一導電型の発光層
と、この発光層の一方の面に形成された反対導電型の第
１のクラッド層と、同発光層の他方の面に形成された一
導電型の第２のクラッド層とを基板上に設け、これらの
発光層及び第１，第２のクラッド層を有した層部分を分
割して各々独立した狭窄型形状にし、且つ各々独立した
各層部分に絶縁膜を含む遮光膜を設けたことを特徴とす
る発光ダイオードアレイ。 - 【請求項２】 遮光膜は金属膜であることを特徴とする
請求項１記載の発光ダイオードアレイ。 - 【請求項３】 金属膜の上面にオーミック電極を有して
いることを特徴とする請求項２記載の発光ダイオードア
レイ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3751498A JPH11238915A (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 発光ダイオードアレイ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3751498A JPH11238915A (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 発光ダイオードアレイ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11238915A true JPH11238915A (ja) | 1999-08-31 |
Family
ID=12499657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3751498A Pending JPH11238915A (ja) | 1998-02-19 | 1998-02-19 | 発光ダイオードアレイ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11238915A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006269716A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Oki Data Corp | 半導体複合装置、半導体複合装置の製造方法、ｌｅｄヘッド、及び画像形成装置 |
| JP2011507198A (ja) * | 2007-12-21 | 2011-03-03 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | オプトエレクトロニクス部品およびその製造方法 |
| JP2020072165A (ja) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 株式会社沖データ | 半導体装置、光プリントヘッド、及び画像形成装置 |
-
1998
- 1998-02-19 JP JP3751498A patent/JPH11238915A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006269716A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Oki Data Corp | 半導体複合装置、半導体複合装置の製造方法、ｌｅｄヘッド、及び画像形成装置 |
| JP2011507198A (ja) * | 2007-12-21 | 2011-03-03 | オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | オプトエレクトロニクス部品およびその製造方法 |
| US8513682B2 (en) | 2007-12-21 | 2013-08-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelectronic component and production method for an optoelectronic component |
| JP2020072165A (ja) * | 2018-10-31 | 2020-05-07 | 株式会社沖データ | 半導体装置、光プリントヘッド、及び画像形成装置 |
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