JPH06314817A - 発光ダイオードアレイチップの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 最端発光部においても発光出力特性が低下す
ることなく、発光素子の高密度集積が可能な発光ダイオ
ードアレイチップを高い歩留りで製造する。 【構成】 ｎ型基板１０にｐ型半導体領域からなる複数
の発光部を形成する際、チップ端面方向に位置する最端
発光部２３の近傍でチップの外側に最端発光部２３のｐ
型半導体領域よりも深い溝２７を形成する。溝２７を含
みｎ型基板１０の表面に絶縁膜１２を設け、複数の発光
部を形成した後、溝２７の内部に沿ってダイシングし個
々のチップに切り出す。 【効果】 最端発光部２３近傍のチップ端部２５が絶縁
膜１２で覆われているため、最端発光部２３近傍のチッ
プ外周部におけるｐ型半導体領域の形成が防止される。
また、ダイシング時に生じる結晶欠陥層１９は、溝２７
によって低くなっており、最端発光部２３のｐ型半導体
領域に導通しない。そのため、最端発光部２３の発光出
力が低下しない。溝２７がダイシング時に応力集中箇所
として働くため、ダイシング自体も容易になる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＥＤプロッター等に
使用される高解像度の発光ダイオードアレイチップを高
い歩留りで製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式のプロッターは、一定のピッ
チで複数の発光素子を基板上に形成した発光ダイオード
アレイを光源として使用している。従来の発光ダイオー
ドアレイチップは、たとえば図１に示すように、基板１
０の表面に形成したｎ型ＧａＡｓＰのエピタキシャル層
１１の上に絶縁膜１２を設け、絶縁膜１２を選択拡散マ
スクとして使用した熱拡散法によってｐ型半導体領域を
形成して発光部１３としている。個々の発光部１３に電
極部１４が設けられた後、基板１０がダイシングによっ
て各チップに切断される。通常の発光ダイオードアレイ
は、解像度２００〜４００ドット／インチの発光ダイオ
ード６４〜２５６個を一つのチップ内に集積している。
最近では、印画品質を向上させるため、更に解像度を向
上させた発光ダイオードアレイが要求されている。この
点から、特に４００ドット／インチ以上の高解像度をも
った発光ダイオードを高い歩留りで製造できる技術が必
要とされている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の方法によって製
造した４００ドット／インチ以上の高解像度をもつ発光
ダイオードアレイでは、図２に示すようにアレイ最端発
光部に著しい発光出力の低下がみられる。アレイ最端発
光部の発光出力が図２に示すように低下した発光ダイオ
ードアレイチップをプリンター等に使用すると、印字品
質を劣化させる原因となる。最端発光部における発光出
力低下は、解像度を向上させるため小さなピッチで多数
の発光部を配列させるほど顕著に現れる。そのため、不
良品発生率が高く、発光ダイオードアレイチップの生産
コストを上昇させる原因となっている。本発明は、この
ような問題を解消すべく案出されたものであり、チップ
の外側に位置する溝を設けることにより、アレイ端部で
発光出力が低下しない発光ダイオードアレイチップを高
い歩留りで製造することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の発光ダイオード
アレイチップ製造方法は、その目的を達成するため、半
導体基板に逆の伝導特性をもつ複数の発光部を形成する
際、チップ端面方向に位置する最端発光部の近傍で前記
チップの外側に前記発光部よりも深い溝を形成し、該溝
を含む前記ｎ型基板の表面に絶縁膜を設け、前記発光部
を形成した後、前記溝の内部に沿ってダイシングするこ
とを特徴とする。

【０００５】

【作用】従来の発光ダイオードアレイにおいて、アレイ
端部に位置する発光部の発光出力が低下する理由は、次
のように考えられる。通常、熱拡散法，イオン注入法等
によってｐ型半導体領域を形成する際、図３に示す発光
部１４だけでなく、図４に示すチップ外周部１５にもｐ
型半導体領域１６が形成される。また、発光部１３のｐ
型半導体領域は、深さＸ_j に対して１〜１．５倍の距離
Ｙ_j だけ横方向にも広がり、絶縁膜１２の下へも侵入す
る。他方、ダイシングによる発光ダイオードアレイチッ
プの切出しは、図４に示すように高速回転しているダイ
シングブレード１７をウエハーに接触させてチップ外周
部１５を研削することによって行われる。そのため、ウ
エハーの切断面１８に、結晶欠陥層１９が導入される。
したがって、切り出された後のウエハーにおいて、チッ
プ外周部１５にあるｐ型半導体領域１６は、結晶欠陥層
１９を介して基板１０と電気的に短絡した状態になる。

【０００６】また、発光ダイオードアレイチップの短辺
方向の端部となる切断面１８は、プリンター等に実装し
た状態で、図５に示すように隣接する発光ダイオードア
レイチップ２０，２１の継ぎ目部分２２に相当する。こ
の継ぎ目部分２２においても最端発光部２３，２４が所
定のピッチで配列される必要があることから、チップ端
部２５，２６は最端発光部２３，２４のごく近傍に位置
する。図６に示す最端発光部２３からチップ端部２５ま
での距離Ｌは、発光ダイオードアレイの解像度、すなわ
ち線密度が高くなるほど短くなる。特に４００ドット／
インチ以上の解像度をもつ発光ダイオードアレイでは、
距離Ｌが極めて短いため、チップ外周部に形成されてい
るｐ型半導体領域１６に最端発光部２３が接触する確率
が高くなる。このような最端発光部２３，２４において
は、駆動のために注入された電流が発光に寄与すること
なく、チップ外周部１５に形成されているｐ型半導体領
域１６及び結晶欠陥層１９を介して基板１０に至る。そ
の結果、最端発光部２３に限って、図２に示した発光出
力の低下がみられる。

【０００７】本発明においては、図７に示すように、チ
ップ外周部１５に溝２７を形成し、次いで絶縁膜１２を
形成することにより、最端発光部２３，２４近傍のチッ
プ外周部１５において前述したｐ型半導体領域１６の形
成を防止している。従来法に従って絶縁膜１２が形成さ
れた発光ダイオードアレイチップでは、図６に示すよう
に最端発光部２３及びチップ外周部１５が同一平面上に
ある。この位置関係から、ダイシングされたアレイチッ
プに前述した欠陥が発生する。これに対し、溝２７を形
成した発光ダイオードアレイチップでは、チップ外周部
１５においてｐ型半導体領域１７が形成されない。ま
た、溝２７に沿ってダイシングするため、ダイシングに
より形成される結晶欠陥層１９は、最端発光部２３，２
４の平面よりも低く位置する。そのため、最端発光部２
３，２４は、結晶欠陥層１９を介して基板１０に導通す
ることがなく、他の発光部と同等なｐ型半導体領域をも
つ。したがって、図８に示すように、アレイ端部におけ
る発光出力の低下が生じない。

【０００８】このような作用・効果は、最端発光部２
３，２４のｐ型半導体領域よりも深い溝２７をチップ外
周部１５に形成するとき顕著になる。すなわち、溝２７
が最端発光部２３，２４のｐ型半導体領域よりも深い
と、ダイシング時に生じた結晶欠陥層１９が形成最端発
光部２３，２４に導通することはない。また、溝２７
は、ダイシングブレード１７の応力集中を促進させ、所
定のダイシングラインに沿ったダイシングを容易にす
る。具体的には、最端発光部２３，２４の外側端部から
７〜１０μｍ離れた外方位置に溝２７を設けることが好
ましい。また、溝のサイズは、深さ５〜１０μｍ及び幅
１００〜４００μｍの範囲で適宜選定される。

【０００９】

【実施例】基板１０にエピタキシャル層１１を形成した
ウエハに、フォトレジスト工程及びエッチング工程を経
て幅４００μｍ及び深さ５μｍの溝２７を形成した。次
いで、プラズマＣＶＤにより絶縁膜１２となるＳｉＨＮ
膜を形成した後、フォトレジスト工程及びエッチング工
程を経て発光部１３及びチップ外周部１５を形成した。
解像度４００ドット／インチの発光ダイオードアレイを
得るため、一つの発光部１３を一辺３０μｍのほぼ正方
形とし、隣接する発光部１３のピッチを６３．５μｍに
設定した。また、チップには、エピタキシャルウエハ１
０から切り出した長さ８ｍｍ及び幅０．５ｍｍの矩形片
を使用した。

【００１０】最端発光部２３，２４を含め個々の発光部
１３に電極１４を形成した後、溝２７に沿って基板１０
をダイシングし、ウエハを多数のチップに切り出した。
切り出された各チップについて、発光出力特性を調査し
た。調査は、４００ドット／インチの発光ダイオードア
レイチップを１００個作製したとき、最端発光部２３，
２４の発光出力が規格値に達しないものを不良として判
定し、不良品の個数、すなわち不良品発生率で評価し
た。調査結果を表１に示す。なお、溝２７を設けること
なくダイシングした場合を比較例とし、そのときの不良
品発生率を表１に併せ示した。

【００１１】

【表１】

【００１２】表１から明らかなように、溝を設けること
なくダイシングした比較例では、最低でも１８．３％の
割合で不良品が発生していた。これに対し、溝２７が形
成されたウエハから切り出されたチップには、何れのＲ
ＵＮ１〜３においても不良品発生が皆無であった。そし
て、得られた発光ダイオードアレイチップは、図８に示
すようにアレイ最端部における発光出力の低下がみられ
ず、優れた特性をもつものであった。

【００１３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明において
は、チップ端部に位置する最端発光部の近傍に溝を形成
することにより、チップ外周部にｐ型半導体領域が形成
されることを防止し、ダイシングによって形成される結
晶欠陥層を最端発光部の平面より低く規制している。そ
のため、最端発光部は、他の発光部と全く同じｐ型半導
体領域となる。しかも、溝は、ダイシング時に応力が集
中する箇所として働き、個々のチップへの切り出しを容
易にする。このようにして、本発明によるとき、アレイ
端部における発光出力の低下を生じない高性能の発光ダ
イオードアレイチップが高い歩留りで製造される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の発光ダイオードアレイチップの平面図
（ａ）及び断面図（ｂ）

【図２】 従来の発光ダイオードアレイチップの発光出
力特性

【図３】 従来の発光ダイオードアレイチップの横断面
図

【図４】 ウエハ上のチップ配列状態

【図５】 発光ダイオードアレイチップの実装状態

【図６】 高解像度発光ダイオードアレイチップの問題
を説明する図

【図７】 本発明実施例で作製された発光ダイオードア
レイチップの横断面図

【図８】 本発明実施例で作製された発光ダイオードア
レイチップの発光出力特性

【符号の説明】

１０：基板 １１：エピタキシャル層 １２：絶縁
膜 １３：発光部 １４：電極 １５：チップ外周部 １６：チップ外
周部に形成されるｐ型半導体領域 ２３，２４：最端
発光部 ２５，２６：チップ端部 ２７：溝

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板に逆の伝導特性をもつ複数の
   発光部を形成する際、チップ端面方向に位置する最端発
   光部の近傍で前記チップの外側に前記発光部よりも深い
   溝を形成し、該溝を含む前記ｎ型基板の表面に絶縁膜を
   設け、前記発光部を形成した後、前記溝の内部に沿って
   ダイシングすることを特徴とする発光ダイオードアレイ
   チップの製造方法。