JPH06237015A - 発光ダイオードアレイ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ウェハ状態でも簡単に光量測定ができ、かつ
発光領域に於て、加工による応力の少ない側面発光型の
発光ダイオードアレイを提供するものである。 【構成】 化合物半導体の基板と、基板の側面に露出し
かつ基板の表面に整列して形成された複数の第１の発光
領域と、第１の発光領域とオーミック接触されかつ基板
の表面に形成された電極と、第１の発光領域と離れて基
板の表面に形成された第２の発光領域とを設けるもので
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光プリントヘッドに用い
られる発光ダイオードアレイに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光プリントヘッドを小型化す
るために、側面発光型の発光ダイオードアレイが開発さ
れている。その中で例えば、特開平４−１０７８９０号
公報で開示された発光ダイオードアレイを図９の断面図
にて示す。この図に於て、化合物半導体の基板６１の側
面に露出する様に発光領域６２が形成され、発光領域６
２に接触して電極６３が形成されている。この様に、発
光ダイオードアレイ６４の側面から発光する様に設けら
れている。ウェハ６５は発光ダイオードアレイ６４が素
子分割される前のものを示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかして上述の発光ダ
イオードアレイ６４をウェハ６５の状態で光量測定する
事は不可能である。何故ならば、発光領域６２の主たる
発光面がウェハ６５の内部にあるからである。また発光
領域６２の従たる発光面からウェハ６５の表面側に少し
発光するが、発光面積が小さいので正確な光量測定がで
きない。さらに表面側の発光面積を増やすと、必要とす
る側面からの発光量が確保できない。そのため素子分割
されて発光ダイオードアレイ６４の状態でなければ、光
量測定することができないので、１個１個を測定機械に
取付け、測定し取外す必要があり、作業が困難であると
いう第１の欠点がある。

【０００４】また、ウェハ６５を製造中に取扱う場合
に、その強度保持のためにウェハ６５は比較的厚く設け
られているが、これをスクライブ加工すると、真っ直ぐ
に切断できないのでダイシング加工が施されている。し
かしダイシング加工にて素子分割するため、基板の側面
６６に於ける発光領域６２の表面が粗面になる。そのた
め、発光領域６２が応力を受け寿命が短くなり、かつ粗
面による乱反射のために出射光によるドット形状が不明
瞭となる第２の欠点がある。従って本発明はかかる欠点
を鑑みてなされたものであり、その目的はウェハ状態で
も簡単に光量測定ができ、更に発光領域が受ける応力の
少ない側面発光型の発光ダイオードアレイを提供するも
のである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに第１の本発明は、化合物半導体の基板と、基板の側
面に露出しかつ基板の表面に整列して形成された複数の
第１の発光領域と、その第１の発光領域とオーミック接
触されかつ基板の表面に形成された電極と、第１の発光
領域と離れて基板の表面に形成された第２の発光領域と
を設けるものである。

【０００６】また第２の本発明は、化合物半導体の基板
と、基板の側面に露出しかつ基板の表面に整列して形成
された複数の発光領域と、発光領域と各々オーミック接
触されかつ基板の表面に形成された電極とを設け、基板
の側面の上方を劈開面とし下方に切断溝を設けるもので
ある。

【０００７】

【作用】第１の本発明はウエハ状態に於て、光量分布が
一定の傾向があることに着目したものである。すなわち
基板の表面に形成された第２の発光領域の光量を測定す
ることにより、第２の発光領域からの光量と相関関係に
ありかつ基板の側面に形成された第１の発光領域の光量
を推測できる。従って、発光ダイオードアレイが素子分
割される前のウェハ状態で光量測定ができるので、測定
が簡単に行える。また第２の本発明では、発光領域の露
出面である基板の側面の上方を劈開面に形成するので、
発光領域に対する応力は少ない。そして基板の側面の下
方に切断溝を形成することにより、劈開面の長さを短く
できるので、発光ダイオードアレイの側面が真っ直ぐに
切断できる。

【０００８】

【実施例】以下に本発明の第１実施例を図１と図２に従
い説明する。図１は本実施例に係る発光ダイオードアレ
イの平面図であり、図２はそれのＡＡ断面図である。こ
れらの図に於て、化合物半導体の基板１は例えば、Ｎ型
ＧａＡｓからなる基台２上に気相エピタキシャル成長に
てＮ型ＧａＡｓＰからなるエピタキシャル層３を形成さ
れたものである。第１の発光領域４は基板１に選択拡散
法で形成されたものであり、基板１の側面に露出しかつ
基板１の表面に１列に複数個が整列して形成されてい
る。

【０００９】電極５は１端が第１の発光領域４とオーミ
ック接触し、他端が基板１の表面に絶縁層６を介して形
成され、アルミニウム蒸着膜等からなり、この他端はワ
イヤボンドするための配線領域７である。

【００１０】第２の発光領域８は第１の発光領域４と離
れて略その延長線上に位置し、かつ基板１に選択拡散法
で形成されている。他の電極９は１端が第２の発光領域
８とオーミック接触し、他端が基板１の表面に絶縁層６
を介して形成され、アルミニウム蒸着膜等からなり、こ
の他端は光量測定するための配線領域１０である。

【００１１】絶縁層６は第１の発光領域４と第２の発光
領域８を除いた基板１の表面を覆う様に、ＣＶＤ法等に
より窒化硅素等からなる層である。裏面電極１１は例え
ば、アルミニウム蒸着膜等からなり、基板１の裏面全体
に形成されている。素子分割されて基板１の側面１３が
形成されている。すなわち、ウエハ状態で基板の裏面側
から基板の途中までダイシング加工され、第１の発光領
域４のない場所にスクライブ傷を入れてウェハに圧力を
加える事により素子分割される。その結果、第１の発光
領域４の露出面である基板の側面１３の上方は劈開面１
３ａとなり、基板の側面１３の下方はダイシングによる
切断溝１３ｂが形成されている。また上述の様に基板の
表面側をスクライブ加工にて素子分割するのに、加工さ
れる厚さが厚すぎると加工面が表面に対して垂直になら
ない。従って、劈開面１３ａの厚さＢを２００μｍ以下
に設けると、略垂直になり劈開面１３ａからの出射光の
角度を制御し易すくなり、所望のドット形状が得られ
る。また上述の様に、第１の発光領域４の露出面である
基板の側面１３の上方を劈開面１３ａに形成するので第
１の発光領域４に対する応力は少ない。これらの層によ
り、本実施例の発光ダイオードアレイ１４が構成されて
いる。

【００１２】次に、この発光ダイオードアレイ１４が素
子分割される前のウェハ状態での検査を図３に従い説明
する。図３はそのウェハ１５の平面図である。１個のウ
ェハ１５に、数百個のアレイ１６が形成されている。１
個のアレイ１６には、上述の様に、第２の発光領域８と
接触する他の電極９の組合せが３個形成されている。裏
面電極１１を共通電極とし、１個の電極９に測定装置プ
ロバーからの導出線を接続し通電し１個の第２の発光領
域８から発光する光量を、プロバーに内蔵する受光素子
で受光し、その出力電流を増幅し、記録する。そして、
３個の第２の発光領域８からの発光量による増幅された
出力電流を測定し、その平均値とばらつき度をプロバー
に記録させる。この様にして、数百個のアレイ１６の光
量測定をし、所定の平均光量の範囲内及び所定の光量ば
らつき度の範囲内にあるアレイ１６に印を付ける。

【００１３】ウェハ１５を素子分割した後に、上述の印
の付けられたアレイ１６をチップマウンタにて取出し
て、良品（所定の平均光量と光量バラツキを有するも
の）の発光ダイオードアレイ１４が得られる。この様に
ウェハ１５の状態で光量測定が行えるので、自動検査機
が使用できるから、作業が容易に行える。また本実施例
では、プロバーの導出線を接続するために他の電極９を
設けているが、導出線を直接に第２の発光領域８に接続
して光量測定するならば、他の電極９を設けなくても良
い。

【００１４】更に、本実施例の発光ダイオードアレイ１
４が用いられた光プリントヘッドを図４の断面図に従い
説明する。セラミック混合樹脂等からなる大基板１７上
に所定のパターン電極１８、１９、２０が形成され、１
列に整列した複数の発光ダイオードアレイ１４と複数の
集積回路素子２１が各々導電性接着剤により、パターン
電極１８、１９に載置され、配線されている。回路基板
２２が大基板１７上に接続され、大基板１７の下に放熱
体２３が設けられ、発光ダイオードアレイ１４と集積回
路素子２１の上方にカバー２４が設けられている。発光
ダイオードアレイ１４の側面の発光側の延長上に集束性
ロッドレンズアレイ２５が設けられている。また、表面
発光型の発光ダイオードアレイを用いると、そのアレイ
の上方にロッドレンズアレイ２５を設けるので、光プリ
ントヘッドの高さが高くなる。これに対して、側面発光
型の発光ダイオードアレイ１４を用いると、そのアレイ
の側面側にロッドレンズアレイ２５を設けるので、光プ
リントヘッドの高さＣは低くなる。

【００１５】次に、第１実施例より光量測定の精度が高
い第２の実施例を図５に従い説明する。図５は本実施例
の発光ダイオードアレイの平面図である。この図に於
て、基板は第１実施例で述べた方法により素子分割され
ている。第１実施例と同じ第１の発光領域４と電極５が
形成されている。第２の発光領域２７は第１の発光領域
４と離れて、かつ各々の第１の発光領域４の略延長線上
に位置し、かつ基板に選択拡散法で形成されている。他
の電極２８は１端が第２の発光領域２７とオーミック接
触し、他端が基板の表面に絶縁層２９を介して形成さ
れ、アルミニウム蒸着膜等からなり、この他端は光量測
定するための配線領域３０である。この様に第１の発光
領域４に各々対応した位置に第２の発光領域２７を設け
る事により、第１の発光領域４の光量特性（光量の平均
値及び光量のばらつき度）と第２の発光領域２７の光量
特性とのより正確な相関関係が得られる。

【００１６】更に、第２の実施例よりコストが安い第３
の実施例を図６と図７に従い説明する。図６は本実施例
の発光ダイオードアレイの平面図であり、図７は図６の
ＤＤ断面図である。これらの図に於て、第１の発光領域
３１は基板３２に選択拡散法で形成されたものであり、
基板３２の側面に露出しかつ基板３２の表面に１列に複
数個が整列して形成されている。（図面を判り易くする
ために、中央付近の第１の発光領域は省略する）電極３
３、３４は１端が第１の発光領域３１とオーミック接触
し、他端が基板３２の表面に絶縁層３５を介して形成さ
れ、アルミニウム蒸着膜等からなり、この他端はワイヤ
ボンドするための配線領域３６、３７である。配線領域
３６、３７は高密度に配置するために千鳥状に形成され
ている。

【００１７】第２の発光領域３８は第１の発光領域３１
と離れて位置し、かつ基板３２に選択拡散法で形成され
ている。他の電極３９は１端が第２の発光領域３８とオ
ーミック接触し、他端が基板３２の表面に絶縁層３５を
介して形成され、アルミニウム蒸着膜等からなり、この
他端は光量測定するための配線領域４０である。基板３
２の側面は例えば、エピタキシャル層４１の途中までエ
ッチングにより溝を形成された上部側面４２と、基板３
２の裏面側からダイシング加工された下部側面４３から
形成されている。

【００１８】この様に第１の発光領域３１の露出面をエ
ッチング溝にて形成する事により、ダイシングより切断
面が荒らされる度合いが少なくなる。また本実施例の発
光ダイオードアレイは、第２の発光領域３８と他の電極
３９を配線領域３６、３７が形成されていない場所に設
けられ、かつ配線領域３６、３７は千鳥状に配置されて
いる。従って、発光ダイオードアレイの長さＥが第１又
は第２実施例の発光ダイオードアレイより小さくできる
ので、コストが安くなる。

【００１９】次に本発明の第４実施例を図８に従い説明
する。図８は本実施例の発光ダイオードアレイの断面図
である。本実施例は、例えばウェハの光量分布が均一化
されて、ウェハでの光量測定が不必要となった場合に適
用される。図８に於て、化合物半導体の基板４４は例え
ば、基台４５上にエピタキシャル層４６を形成されたも
のである。発光領域４７は基板４４に選択拡散法で形成
されたものであり基板４４の側面に露出しかつ基板４４
の表面に１列に複数個が整列して形成されている。電極
４８は１端が発光領域４７とオーミック接触し、他端が
基板４４の表面に絶縁層４９を介して形成され、アルミ
ニウム蒸着膜等からなり、この他端はワイヤボンドする
ための配線領域５０である。裏面電極５１は例えば、基
板４４の裏面全体に形成されている。ウエハ状態で基板
の裏面側から基板の途中までダイシング加工され、発光
領域４７のない場所にスクライブ傷を入れてウェハに圧
力を加える事により素子分割される。その結果、発光領
域４７の露出面である基板の側面の上方は劈開面５２と
なり、基板の側面の下方はダイシングによる切断溝５３
が形成されている。これらの層により、本実施例の発光
ダイオードアレイが構成されている。上述の様に第１の
本発明と第２の本発明は各々単独に適用されても良く、
又は両発明を共同して適用されても良い。

【００２０】

【発明の効果】第１の本発明は上述の様に、基板の表面
に形成された第２の発光領域の光量特性（光量の平均値
と光量のばらつき度）を測定することにより、基板の側
面に形成された第１の発光領域の光量特性を推測でき
る。何故ならば、光量特性はエピタキシャル層のエピタ
キシャルの状態と発光領域の拡散状態により決定される
からである。その結果、発光ダイオードアレイが素子分
割される前のウェハの状態で第２の発光領域での光量特
性が測定できるので、測定が簡単に行え、良品又は不良
品の検査が容易となる。

【００２１】また第２の本発明では、発光領域の露出し
た基板の側面を劈開面に形成する事により、発光領域の
露出した側面が鏡面となるので、乱反射が防止されドッ
ト形状が明瞭となる。そして発光領域の露出面を劈開す
るので、ダイシングの様に大きい応力が加わらないから
寿命が長くなる。そして基板の側面の下方に切断溝を形
成することにより、劈開面の長さを短くできるので、発
光ダイオードアレイの側面が真っ直ぐに切断できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の発光ダイオードアレイの
平面図である。

【図２】図１のＡＡ断面図である。

【図３】本発明の第１実施例の発光ダイオードアレイを
素子分割する前のウェハの平面図である。

【図４】本発明の第１実施例の発光ダイオードアレイが
用いられた光プリントヘッドの断面図である。

【図５】本発明の第２実施例の発光ダイオードアレイの
平面図である。

【図６】本発明の第３実施例の発光ダイオードアレイの
平面図である。

【図７】図６のＤＤ断面図である。

【図８】本発明の第４実施例の発光ダイオードアレイの
断面図である。

【図９】従来の発光ダイオードアレイの断面図である。

【符号の説明】

１、３２、４４ 基板 ４、３１ 第１の発光領域 ５、３３、３４、４８ 電極 ８、２７、３８ 第２の発光領域 ４７ 発光領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 化合物半導体の基板と、その基板の側面
   に露出しかつ基板の表面に整列して形成された複数の第
   １の発光領域と、その第１の発光領域とオーミック接触
   されかつ前記基板の表面に形成された電極と、前記第１
   の発光領域と離れて前記基板の表面に形成された第２の
   発光領域とを具備した事を特徴とする発光ダイオードア
   レイ。
2. 【請求項２】 化合物半導体の基板と、その基板の側面
   に露出しかつ基板の表面に整列して形成された複数の発
   光領域と、その発光領域と各々オーミック接触されかつ
   前記基板の表面に形成された電極とを具備し、前記基板
   の側面の上方は劈開面であり下方は切断溝である事を特
   徴とする発光ダイオードアレイ。