JPH02152283A - 発光ダイオードアレイの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は発光ダイオードアレイ及びその製造方法に関す
る。

〈従来の技術〉 最近の高度情報化時代によりコンピューター等の情報処
理能力が向上し、その結果出力機器としてのプリンター
にも高速、高画質及び多機能化が要求されている。した
がって、電子写真技術を利用した光プリンターの発光ダ
イオードアレイ方式も上記の要求に合わせた高出力及び
高集積化が要求されている。

第３図は従来の一般的な発光ダイオードアレイの一部分
を示す斜示図である。この第３図を参照して従来の技術
を説明する。

Ｎ型のガリウム砒素（Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　）基板１の上に
Ｎ型のガリウム砒素燐（ＧａＡｓＰ）薄膜２と所定部分
を除外した絶縁膜３が形成されており、絶縁膜３が形成
されていないＮ型のガリウム砒素燐（ＧａＡｓＰ）薄膜
２の上部に亜鉛拡散領域４が形成されている。又、絶縁
膜３の上部で亜鉛拡散領域４の一側端にわたってＰ型電
極５が形成され、Ｎ型ガリウム燐基板１の下部にはＮ型
共通電極６が形成されている。そして、絶縁膜３が形成
されていない領域を発光領域７として利用していた。

上記のＮ型ガリウム砒素燐薄膜２に亜鉛を拡散させた亜
鉛拡散領域４はＰ型であり、Ｎ型ガリウム砒素燐薄膜２
とＰＮ接合を成している。そして、Ｎ型共通電極６とＰ
型電極５との間に電圧を印加すると発光領域７を通じて
光が放出される。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記のように同じ物質でＰＮ接合を成す
と、同型接合（Ｈｏｍｏ−Ｊｕｎｃｔｉｏｎ）になるた
め接合面での発光出力が低く、高速印刷することができ
ないという問題点があった。

又、図示せぬ従来の他の例では、発光出力を高めるため
に異種薄膜成長を行った後、素子間の分離のためにメサ
エッチングをすると、チップ表面が平坦化されないので
電極形成及び高集積化が難しいという問題点があった。

したがって、本発明の目的は異種接合によって高出力が
可能な発光ダイオードアレイ及びその製造方法を提供す
ることにある。

本発明の又他の目的は不純物の注入で素子間を分離して
高集積化可能な発光ダイオードアレイ及びその製造方法
を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉 上記のような目的を達成するために本発明は、第１導電
型の半導体基板の上部に第１導電型の発光層と、第１導
電型と反対導電型の第２導電型であり禁止帯巾が広い透
過層と、第２導電型の薄膜とを順次形成する第１工程と
、第２導電型の薄膜の所定部分を蝕刻してキャップ層を
形成する第２工程と、所定の第２導電型の透過層を第１
導電型に反転する第３工程と、上記透過層の上部に酸化
膜を形成した後に上記キャップ層の上部に第２導電型の
電極を形成する第４工程と、上記半導体基板の下部に第
１導電型の共通電極を形成する第５工程を経て製造され
た発光ダイオードアレイ及びその製造方法としたもので
ある。

〈実　施　例〉 以下、本発明の好適な一実施例を第１図及び第２図を参
照して詳細に説明する。

第２図（Ａ）〜（Ｅ）は各々本発明に係るガリウム砒素
系の発光ダイオードアレイの製造工程を順次表す断面図
である。

出発物質は亜鉛、が線量１０　′９１ＯＮＳ／ｃｆｆｌ
程度でドーピングされた結晶面が＜１００＞のガリウム
砒素基板１１である。先ずこの「半導体基板」としての
ガリウム砒素基板１１の上部に通常の液状結晶成長法に
より、亜鉛が線量１０　＋８１ＯＮＳ／ｃｆｆｌ程度で
ドーピングされたＧ　ａ　Ｉ−ｘ　Ａ　１　ｘ　Ａ　Ｓ
発光Ｎ１２と、Ｔｅ（テルリウム）が線量５　Ｘ　１０
　”ｌ０ＮＳ／　ｃｉ程度でドーピングされたＧ　ａ　
ｌ−ｙ　Ａ　１　ｙ　Ａ　ｓ透過層１３と、Ｎ型の薄膜
であるキャップ層１４を順次成長させたものが第２図（
Ａ）にしめされている。

ここで透過層１３は、発光層１２から放出される光が吸
収されずに、効率的に透過して外部に放出されるように
するため、発光層１２よりも禁止帯巾が広くなければな
らない。即ち、ｙ＞ｘでなければならない。

又、電気電極との接触を良好にするためにＮ型キャップ
層１４はＴｅを線量２　Ｘ　１０　ｌ１ｌＩＯＮＳ／ａ
ｆｉ以上でドーピングしなければならない。

第２図（Ｂ）はＮ型のキャップ層１４が発光層１２で発
生した光を吸収して外部に放出される光の強さを減少さ
せるので、電極金属と接触するＮ型のキャップ層１５の
みを残し、その他を通常の写真蝕刻法で除去した図であ
る。

その次に選択拡散用窒化膜１６を形成した後、通常の写
真蝕刻法を利用して接続窓２２を形成し、接続窓２２を
通じて亜鉛を拡散させてＮ型透過層１３の一部を「第１
導電型」としてのＰ型に反転させた拡散領域１７を形成
すると第２図（Ｃ）のようになる。ここで亜鉛拡散領域
１７は真空封入方法の一般的な拡散法と窒化膜を利用し
た選択拡散法で形成され、Ｎ型の透過層１３を電気的に
絶縁することで発光領域２１は制限される。

その次に、第２図（Ｄ）で選択拡散用窒化膜１６を除去
し、再び通常のＣＶＤ方法で酸化膜（絶縁膜）１８を塗
布した後、通常の写真蝕刻方法でＮ型キャップ層１５の
上部に窓を形成する。

その次にリフトオフ（ｌｉｆｔ−ｏｆｆ）方法によりこ
の窓を通じてＮ型のキャップ層１５の上部に所定形状を
した「第２導電型」としてのＮ型の電極１９を形成し、
ガリウム砒素基板１１の下部に共通に利用されるＰ型の
共通電極２０を真空蒸着方法で形成すると、第２図（Ｅ
）のようになる。この時、Ｎ型の電極１９は、Ａ　ｕ　
Ｇ　ｅ　／　Ｎ　ｉ　／　Ａ　ｕとから成され、Ｐ型の
共通電極２０は、金と亜鉛の合金により形成される。

上記においては、Ｐ型のガリウム砒素系の材料に亜鉛を
拡散して発光層を制限する発光ダイオードアレイの製造
方法を説明したが、本発明の思想を逸脱することなく、
上記と異る方法で実施することができることは容易に理
解することができるであろう。又、素子間の分離には拡
散法の代りに、イオン注入法を用いることもできる。

〈発明の効果〉 上述したように本発明は異型薄膜結晶成長でＰＮ接合を
形成したので放出される光が高出力であり、又不純物の
拡散により発光領域間を分離したので表面の平坦化が維
持され、高集積化することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る発光ダイオードアレイ
の斜示図、 第２図（Ａ）〜（Ｅ）は各々本発明に係る発光ダイオー
ドアレイの製造方法を順次示す工程図、そして 第３図は従来の発光ダイオードアレイの斜示図である。 １１　　−・− ガリウム砒素基板 （半導体基板） 発光層 透過層 キャップ層 拡散領域 酸化膜（絶縁膜） 電極 共通電極

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に形成される発光ダイオードアレイ
   において、 上記半導体基板上に異種接合を成す第１導電型の発光層
   １２と第２導電型の透過層１３と、第２導電型の透過層
   １３の上部に第２導電型の電極１９との電気的な接触を
   良好にするための第２導電型のキャップ層１５と、 第２導電型の透過層１３の内部に素子間を分離するため
   の第１導電型の拡散領域１７と、 第２導電型のキャップ層１５を除外した全表面に形成さ
   れた絶縁膜１８と、 第１導電型の上記半導体基板の下部に形成された第１導
   電型の共通電極２０と、 から構成されることを特徴とする発光ダイオードアレイ
   。
2. （２）半導体基板の上部に発光ダイオードアレイを製造
   する下記工程からなる発光ダイオードアレイの製造方法
   。 第１導電型の半導体基板の上部に第１導電型の発光層１
   ２と、第１導電型と反対導電型である第２導電型の透過
   層１３と、第２導電型のキャップ層１４とを形成する第
   １工程 第２導電型のキャップ層１４の所定部分を蝕刻して所定
   の形状に加工したキャップ層１５を形成する第２工程 第２導電型の透過層１３の所定部分に第１導電型の不純
   物を注入して第１導電型として反転された拡散領域１７
   を形成する第３工程 透過層１３の上部のキャップ層１５を除外した全表面に
   絶縁膜１８を形成する第４工程 キャップ層１５の上部に第２導電型の電極１９と、上記
   第１導電型の半導体基板の下部に第１導電型の共通電極
   ２０を形成する第５工程