JPH0736449B2 - 発光ダイオード印刷アレイの製造法 - Google Patents
発光ダイオード印刷アレイの製造法Info
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- JPH0736449B2 JPH0736449B2 JP23718885A JP23718885A JPH0736449B2 JP H0736449 B2 JPH0736449 B2 JP H0736449B2 JP 23718885 A JP23718885 A JP 23718885A JP 23718885 A JP23718885 A JP 23718885A JP H0736449 B2 JPH0736449 B2 JP H0736449B2
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- layer
- leds
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- emitting diode
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/811—Bodies having quantum effect structures or superlattices, e.g. tunnel junctions
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
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- H10H20/80—Constructional details
- H10H20/81—Bodies
- H10H20/822—Materials of the light-emitting regions
- H10H20/824—Materials of the light-emitting regions comprising only Group III-V materials, e.g. GaP
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
- H10H29/10—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
- H10H29/14—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00 comprising multiple light-emitting semiconductor components
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
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- H10H29/142—Two-dimensional arrangements, e.g. asymmetric LED layout
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- Led Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は発光ダイオード（本書では、LEDと称する）ア
レイ、特に、他の同様なLEDアレイと組合せて全幅画像
書込みバーを形成することのできるLEDアレイを作製す
る方法に関する。
レイ、特に、他の同様なLEDアレイと組合せて全幅画像
書込みバーを形成することのできるLEDアレイを作製す
る方法に関する。
発光ダイオードのアレイを用いて静電複写タイプの像形
成装置の受光体のような記録用部材上に画像を書き込む
ことは、電子画像プリンターにおける関心とLED基体と
してのガリウムひ素（GaAs）によって得られる増大した
LED効率とによって新な興味がもたれている。電子プリ
ンター用途においては、アレイの個々のLEDは画像信号
入力によって操作されている。LEDによって発生した画
像光線は、受光体上に合焦され、受光体が同期状態で動
くにつれて受光体上に静電潜像を発生させる、すなわち
書き込む。この後、静電潜像を現像し、コピーシートの
ような適当なコピー基体材料へ転写し、その後定着させ
て永久コピーを得る。
成装置の受光体のような記録用部材上に画像を書き込む
ことは、電子画像プリンターにおける関心とLED基体と
してのガリウムひ素（GaAs）によって得られる増大した
LED効率とによって新な興味がもたれている。電子プリ
ンター用途においては、アレイの個々のLEDは画像信号
入力によって操作されている。LEDによって発生した画
像光線は、受光体上に合焦され、受光体が同期状態で動
くにつれて受光体上に静電潜像を発生させる、すなわち
書き込む。この後、静電潜像を現像し、コピーシートの
ような適当なコピー基体材料へ転写し、その後定着させ
て永久コピーを得る。
しかしながら、単一のチップまたはウエーハ上に装填し
得るLEDの数は限定されており、このことが、単一LEDア
レイで達成できる解像力を制限している。小さいLEDア
レイのいくつかを一緒に結合してより長いアレイを形成
すること特にそれによってプリンター光学装置の簡素化
と共に増大した解像力を有する全長アレイを形成するこ
とが望まれている。
得るLEDの数は限定されており、このことが、単一LEDア
レイで達成できる解像力を制限している。小さいLEDア
レイのいくつかを一緒に結合してより長いアレイを形成
すること特にそれによってプリンター光学装置の簡素化
と共に増大した解像力を有する全長アレイを形成するこ
とが望まれている。
全幅LEDアレイの解像力および密度上の主たる制限はチ
ップ外のドライバー回路へ個々のLED各々を結線するこ
とを必要としていることにある。より高度の解像力とよ
り低廉コストはドライブ回路がLEDと同じチップ上にあ
る得る場合に達成できる。このことは通常必要とするハ
イブリッドの結線の多くを削減する。さらに、これら自
己ドライブチップを正確に切断し端接させて連続した単
線LEDアレイを形成できるならば、費用高な光学ないし
電子的逢合法を必要としない。
ップ外のドライバー回路へ個々のLED各々を結線するこ
とを必要としていることにある。より高度の解像力とよ
り低廉コストはドライブ回路がLEDと同じチップ上にあ
る得る場合に達成できる。このことは通常必要とするハ
イブリッドの結線の多くを削減する。さらに、これら自
己ドライブチップを正確に切断し端接させて連続した単
線LEDアレイを形成できるならば、費用高な光学ないし
電子的逢合法を必要としない。
IR（赤外線）LEDは、１オーダー以上にある場合には現
在の可視LEDより大きい２オーダー以上の効率を有して
作製できる。しかも、最近の金属有機物化学蒸着（MOCV
D）および分子ビームエピタキシ（M.B.E）のような材料
調製の進歩により、IR LEDは、今日では、従来の可視LE
Dよりかなり優れた信頼性と均一性とを示すヘテロ構造
中のガリウムひ素（GaAs）またはガリウム アルミニウ
ムひ素（GAAlAs）のような直接ギャップ（direct gap）
の市販の可視材料から作製できる。しかしながら、これ
らの高性能IR LEDアレイは従来のLEDアレイと異なる構
造であるために、IR LEDアレイはその独自の拘束性と利
点を有している。
在の可視LEDより大きい２オーダー以上の効率を有して
作製できる。しかも、最近の金属有機物化学蒸着（MOCV
D）および分子ビームエピタキシ（M.B.E）のような材料
調製の進歩により、IR LEDは、今日では、従来の可視LE
Dよりかなり優れた信頼性と均一性とを示すヘテロ構造
中のガリウムひ素（GaAs）またはガリウム アルミニウ
ムひ素（GAAlAs）のような直接ギャップ（direct gap）
の市販の可視材料から作製できる。しかしながら、これ
らの高性能IR LEDアレイは従来のLEDアレイと異なる構
造であるために、IR LEDアレイはその独自の拘束性と利
点を有している。
過去の受光体のスペクトル的制限およびその結果として
のIR受光体の非入手性のために、LEDアレイは、現在、
ガリウムひ素（Ga As）またはガリウムホスファイド（G
a P）上にエピタキシャル成長した亜鉛拡散型ガリウム
ひ素ホスファイド〔Ga（As,P）〕から作製されている。
理解されるであろうが、Ga（As,P）は間接ギャップ半導
体でありこの材料より構成されたLEDは、通常0.02〜0.0
5％の比較的低い、外部効率を有している。チッ素ドー
ピングは、効率を0.2〜0.5％アップできるが、これには
均一性の問題が存在する。
のIR受光体の非入手性のために、LEDアレイは、現在、
ガリウムひ素（Ga As）またはガリウムホスファイド（G
a P）上にエピタキシャル成長した亜鉛拡散型ガリウム
ひ素ホスファイド〔Ga（As,P）〕から作製されている。
理解されるであろうが、Ga（As,P）は間接ギャップ半導
体でありこの材料より構成されたLEDは、通常0.02〜0.0
5％の比較的低い、外部効率を有している。チッ素ドー
ピングは、効率を0.2〜0.5％アップできるが、これには
均一性の問題が存在する。
これらのタイプのLEDアレイはランベルト放射体（lambe
rtian radiator）である。光は勾配インデックス ファ
イバー レンズ（開口数0.08〜0.3を有する）により集
束されなければならない。このことは通常５％以下の低
い光学装置全体効率をもたらす。さらに、代表的な3300
スポットまたはピクセル系では、アレイを構成するLED
は20前後の係数（ファクター）により時間多重化しなけ
ればならないか、あるいは3300のドライブトランジスタ
を用いなければならない。これらのファクターは組み合
さって受光体で極めて低レベルのエネルギーを生じ、処
理速度が約２インチ／秒（5.1cm/秒）範囲に制限され
る。
rtian radiator）である。光は勾配インデックス ファ
イバー レンズ（開口数0.08〜0.3を有する）により集
束されなければならない。このことは通常５％以下の低
い光学装置全体効率をもたらす。さらに、代表的な3300
スポットまたはピクセル系では、アレイを構成するLED
は20前後の係数（ファクター）により時間多重化しなけ
ればならないか、あるいは3300のドライブトランジスタ
を用いなければならない。これらのファクターは組み合
さって受光体で極めて低レベルのエネルギーを生じ、処
理速度が約２インチ／秒（5.1cm/秒）範囲に制限され
る。
しかしながら、GaPおよびGa AsのようなIII〜Ｖクラス
のLED材料は、基本として使用する場合、切断により容
易に損傷し、例えば、LEDチップまたはアレイは通常効
果的に一緒に端接させることができず、代りに、２列に
千鳥状に並べ次いでむしろ複雑で比較的高価な光学手段
例えば１対の勾配インデックス ファイバー レンズに
より光学的に交錯させねばならない。しかも、現在の技
術水準はIII-V材料上でのオンチップ回路の使用を著し
く制限している。
のLED材料は、基本として使用する場合、切断により容
易に損傷し、例えば、LEDチップまたはアレイは通常効
果的に一緒に端接させることができず、代りに、２列に
千鳥状に並べ次いでむしろ複雑で比較的高価な光学手段
例えば１対の勾配インデックス ファイバー レンズに
より光学的に交錯させねばならない。しかも、現在の技
術水準はIII-V材料上でのオンチップ回路の使用を著し
く制限している。
従って、本発明の目的は、同じ材料の基体上にLEDアレ
イと各LEDの動作を維持する回路を設け、高解像度の且
つ低コストの全幅（記録用部材の全幅に渡る長さ）のLE
Dアレイの製造方法を提供することにある。
イと各LEDの動作を維持する回路を設け、高解像度の且
つ低コストの全幅（記録用部材の全幅に渡る長さ）のLE
Dアレイの製造方法を提供することにある。
かかる目的を達成するため、本発明によれば、１つの発
光ダイオード（LED）を少なくとも１つの同様な発光ダ
イオードと組み合せて、記録用部材を走査しこの記録用
部材上に画像信号入力に応答して画像をプリントするた
めの、固体の発光ダイオード全幅アレイを形成する、発
光ダイオードの製造方法であって、基体表面を酸化シリ
コン等でコーティングして薄膜絶縁層を形成し、薄膜絶
縁層中に短かい間隔で且つ基体の横方向に両端に延びる
孔の列をホトリソグラフによって形成し、前記孔の各々
にGaPや他の適当なLED材料を用いてLEDを成長させ、基
体の未使用領域上に、ドライバや各LEDを指示するアド
レス回路等のLEDの動作を維持する回路手段を、CMOS,NM
OS又はバイポーラIC形成法等の簡単な処理方法で形成
し、LEDの各々と回路手段との間に、同様の方法で、電
気接触を形成する工程からなることを特徴とするLEDの
製造方法が提供される。
光ダイオード（LED）を少なくとも１つの同様な発光ダ
イオードと組み合せて、記録用部材を走査しこの記録用
部材上に画像信号入力に応答して画像をプリントするた
めの、固体の発光ダイオード全幅アレイを形成する、発
光ダイオードの製造方法であって、基体表面を酸化シリ
コン等でコーティングして薄膜絶縁層を形成し、薄膜絶
縁層中に短かい間隔で且つ基体の横方向に両端に延びる
孔の列をホトリソグラフによって形成し、前記孔の各々
にGaPや他の適当なLED材料を用いてLEDを成長させ、基
体の未使用領域上に、ドライバや各LEDを指示するアド
レス回路等のLEDの動作を維持する回路手段を、CMOS,NM
OS又はバイポーラIC形成法等の簡単な処理方法で形成
し、LEDの各々と回路手段との間に、同様の方法で、電
気接触を形成する工程からなることを特徴とするLEDの
製造方法が提供される。
図面において、本発明の固体状全幅書き込みバー10が例
示されている。書き込みバー10は発光ダイオード（LE
D）14の少なくとも１つのリニアアレイ12を有する。こ
ゝに記載した例示的な配列においては、書き込みバー10
を用い、静電複写装置の前もって帯電させた受光体のよ
うな移動記録用部材（図示せず）上に、画像信号すなわ
ちピクセル入力によるアレイ12の個々のLED14の選択的
動作によって画像を、直接または適当なレンズ手段を通
して、書き込む。この目的のため、LED14のアレイ12は
受光体の有効幅と同じかそれより幾分大きい全長を有す
る。通常は、書き込みバー10は、当業者によって理解さ
れているように、受光体の移動方向に直角にかつ受光体
表面に対して前もって決められた間隔で挿入される。そ
の結果、書き込みバー10は受光体に受光体が動く時間で
ラインを書き込み、即ち、受光体を露光し、しかる後、
書き込みバー10への画像信号入力によって示される静電
潜像を発生させる。
示されている。書き込みバー10は発光ダイオード（LE
D）14の少なくとも１つのリニアアレイ12を有する。こ
ゝに記載した例示的な配列においては、書き込みバー10
を用い、静電複写装置の前もって帯電させた受光体のよ
うな移動記録用部材（図示せず）上に、画像信号すなわ
ちピクセル入力によるアレイ12の個々のLED14の選択的
動作によって画像を、直接または適当なレンズ手段を通
して、書き込む。この目的のため、LED14のアレイ12は
受光体の有効幅と同じかそれより幾分大きい全長を有す
る。通常は、書き込みバー10は、当業者によって理解さ
れているように、受光体の移動方向に直角にかつ受光体
表面に対して前もって決められた間隔で挿入される。そ
の結果、書き込みバー10は受光体に受光体が動く時間で
ラインを書き込み、即ち、受光体を露光し、しかる後、
書き込みバー10への画像信号入力によって示される静電
潜像を発生させる。
書き込みバー10により受光体上に画像を書き込んだ後、
LED書き込みバー10により受光体上に発生させた静電潜
像は現像してコピーシートのような適当なコピーに転写
する。転写した画像を有するコピーシートはその後固定
即ち定着せしめて、永久コピーとし、一方受光体は清浄
化して再帯電の用意をする。
LED書き込みバー10により受光体上に発生させた静電潜
像は現像してコピーシートのような適当なコピーに転写
する。転写した画像を有するコピーシートはその後固定
即ち定着せしめて、永久コピーとし、一方受光体は清浄
化して再帯電の用意をする。
書き込みバー10は、例えば、１個またはそれ以上のシリ
コンウエーハ（図示せず）から逢合または他の適当な手
段により分離された複数の一般に矩形の基体即ちチップ
16から形成されている。チップ16は第４図に示すように
千鳥足状に組み合されるか、あるいは第５図に示すよう
に端接合されて所望の長さの書き込みバーを形成してい
る。チップ16を第４図に示すように、千鳥状に配置する
場合、各チップ16は、例えば、画像ラインを書き込むと
きチップ接合での画像の損傷または劣下なしに１つのチ
ップから次のチップへ交差するのに有効な電気回路によ
って結合または逢合され得る。一方、各チップ16は光学
的に結合または逢合されて千鳥状態を実際に取り除いて
各チップにより形成された画像を記録用部材にチップ間
の接合での画像の損傷および劣下なしに配列し得る。複
数のチップ16を第５図に示すように端関係で配列させる
ときには、各チップは、互いに整列させた後、適当な手
段により一緒に結合させて所望長さの書き込みバー10を
提供する。
コンウエーハ（図示せず）から逢合または他の適当な手
段により分離された複数の一般に矩形の基体即ちチップ
16から形成されている。チップ16は第４図に示すように
千鳥足状に組み合されるか、あるいは第５図に示すよう
に端接合されて所望の長さの書き込みバーを形成してい
る。チップ16を第４図に示すように、千鳥状に配置する
場合、各チップ16は、例えば、画像ラインを書き込むと
きチップ接合での画像の損傷または劣下なしに１つのチ
ップから次のチップへ交差するのに有効な電気回路によ
って結合または逢合され得る。一方、各チップ16は光学
的に結合または逢合されて千鳥状態を実際に取り除いて
各チップにより形成された画像を記録用部材にチップ間
の接合での画像の損傷および劣下なしに配列し得る。複
数のチップ16を第５図に示すように端関係で配列させる
ときには、各チップは、互いに整列させた後、適当な手
段により一緒に結合させて所望長さの書き込みバー10を
提供する。
チップ16の上部表面19は例えばシリコンジオキサイド
（SiOz）の薄膜層20によってコーティングする。孔24の
アレイは層20で次々に開口し、孔24は前もって決められ
たサイズ、間隔および配向を有して所望サイズと解像力
を有するアレイ12を与える。孔24は、層20上に適当な形
状のホトマスク（図示せず）を置き適当なエッチングを
施して孔24を必要とする地点で層20を除去することによ
って形成し得る。
（SiOz）の薄膜層20によってコーティングする。孔24の
アレイは層20で次々に開口し、孔24は前もって決められ
たサイズ、間隔および配向を有して所望サイズと解像力
を有するアレイ12を与える。孔24は、層20上に適当な形
状のホトマスク（図示せず）を置き適当なエッチングを
施して孔24を必要とする地点で層20を除去することによ
って形成し得る。
孔24の形成後、ガリウム ホスファイド（GaP）LED構造
体を孔24の各々中で好ましくは化学蒸着（CVD）によっ
て成長させる。同時に、ｐ−ｎ接合28と電気接触層29を
GaP LED構造体26の各層により成長させる。他の成長方
法、例えば、分子ビームエピタキシ（MBE）、液相エピ
タキシ（LPE）または金属有機物化学蒸着を代りに用い
てもよい。
体を孔24の各々中で好ましくは化学蒸着（CVD）によっ
て成長させる。同時に、ｐ−ｎ接合28と電気接触層29を
GaP LED構造体26の各層により成長させる。他の成長方
法、例えば、分子ビームエピタキシ（MBE）、液相エピ
タキシ（LPE）または金属有機物化学蒸着を代りに用い
てもよい。
GaP LED構造体26の形成後、LED接触32および適当なファ
ンアウト（すなわち分配）回路33および信号加工回路35
のような他の支持回路をチップ16上に通常のシリコン集
積回路（IC）技術を用いて作製する。ファンアウト回路
33は画像信号を書き込みバー10の各チップへ、各チップ
に並列に、バー10のチップすべてに前もってセットした
順序で直列にあるいは適当な直列／並列の組合せで与え
る。GaP LED構造体26は比較的高温材料であるので、通
常低温で行うIC加工は予じめ形成したLED構造体に悪影
響を及ぼさない。一時的なSi3N4保護コーティングをGaP
構造体上に施しIC加工中の悪影響を最小にしてもよい。
ンアウト（すなわち分配）回路33および信号加工回路35
のような他の支持回路をチップ16上に通常のシリコン集
積回路（IC）技術を用いて作製する。ファンアウト回路
33は画像信号を書き込みバー10の各チップへ、各チップ
に並列に、バー10のチップすべてに前もってセットした
順序で直列にあるいは適当な直列／並列の組合せで与え
る。GaP LED構造体26は比較的高温材料であるので、通
常低温で行うIC加工は予じめ形成したLED構造体に悪影
響を及ぼさない。一時的なSi3N4保護コーティングをGaP
構造体上に施しIC加工中の悪影響を最小にしてもよい。
書き込みバー10はGaP LED構造体を含むシリコン基体を
有するものとして示し説明しているけれども、カリウム
ホスファイド（GaP）またはガリウム ひ素（GaAs）
のような可視または赤外線付近で作動できる他の基体材
料を、以下に示すように、代りに用いてもよい。
有するものとして示し説明しているけれども、カリウム
ホスファイド（GaP）またはガリウム ひ素（GaAs）
のような可視または赤外線付近で作動できる他の基体材
料を、以下に示すように、代りに用いてもよい。
第６〜７図において、IR LED14の高効率ヘテロ構造体ア
レイ12が示されている。ヘテロ構造体LEDアレイ12はGaA
s-nウエーハ即ち基体112を有し、その一面113は金属化
されて該アレイのLED用の共通電気接触表面114を形成し
ている。Ga1-xAlxAs-nからなる第１層120を基体112の反
対面115上で成長させ、次いでGaAs-pまたはGa1-zAlzA
s-pの層122およびGa1-yAlyAs-pの層124を成長させる。
基体112の厚さはおよそ0.0254〜0.0381cmであり、一方
層120,122,124の合せた厚さはおよそ５〜10ミクロンで
ある。この実施態様のx,yおよびｚの適当な範囲および
おゝよその層厚は第１表に示している。
レイ12が示されている。ヘテロ構造体LEDアレイ12はGaA
s-nウエーハ即ち基体112を有し、その一面113は金属化
されて該アレイのLED用の共通電気接触表面114を形成し
ている。Ga1-xAlxAs-nからなる第１層120を基体112の反
対面115上で成長させ、次いでGaAs-pまたはGa1-zAlzA
s-pの層122およびGa1-yAlyAs-pの層124を成長させる。
基体112の厚さはおよそ0.0254〜0.0381cmであり、一方
層120,122,124の合せた厚さはおよそ５〜10ミクロンで
ある。この実施態様のx,yおよびｚの適当な範囲および
おゝよその層厚は第１表に示している。
次に、金属化層134用の電気接触面を形成するGaA
s-p+（重ドーピングしたｐ−タイプ）の電気接触層128
を層124上に成長させ、次いでSiO2のような絶縁層を形
成する。接触層および絶縁層128,130を所定の位置で選
択的にエッチングし、各LED14を形成する所定寸法と形
状を有するLED発光面即ち窓135を形成する。各LED14は
ウエーハ112に沿って所望のアレイ形状に予じめセット
された間隔で形成する。第６〜７図に示した実施例にお
いては、LED14は並列の136,138に形成し、各列のLEDは
他の列のLEDに対し互い違い即ち千鳥状にする。さら
に、選択的エッチングによりLED窓135に接している絶縁
層130の部分を取り除き接触層128の部分128′をむき出
しにする。各LED14を取り巻いている結合層128のむき出
し部分128′を134で金属化して各LED用の金属接触パッ
ドを形成する。金属導線137を各LED接触パッドに結合す
る。
s-p+（重ドーピングしたｐ−タイプ）の電気接触層128
を層124上に成長させ、次いでSiO2のような絶縁層を形
成する。接触層および絶縁層128,130を所定の位置で選
択的にエッチングし、各LED14を形成する所定寸法と形
状を有するLED発光面即ち窓135を形成する。各LED14は
ウエーハ112に沿って所望のアレイ形状に予じめセット
された間隔で形成する。第６〜７図に示した実施例にお
いては、LED14は並列の136,138に形成し、各列のLEDは
他の列のLEDに対し互い違い即ち千鳥状にする。さら
に、選択的エッチングによりLED窓135に接している絶縁
層130の部分を取り除き接触層128の部分128′をむき出
しにする。各LED14を取り巻いている結合層128のむき出
し部分128′を134で金属化して各LED用の金属接触パッ
ドを形成する。金属導線137を各LED接触パッドに結合す
る。
アレイ12を２列のLED14からなるものとして例示したけ
れども、アレイ12は、以下で示すように、１列または任
意数の並列のLED14からなり得る。
れども、アレイ12は、以下で示すように、１列または任
意数の並列のLED14からなり得る。
第８〜９図に示す実施態様では、同じ数字が同じ部分に
付しているが、アレイ12の各LED14は一列136′で形成さ
れている。この実施態様では、接触層128をなくし金属
化層134をLED14の発光窓135を含む第３層124上に直接置
いている。この実施態様においては、金属層134は極薄
である（あるいは適当な透明の電導性材料からなる）の
で、層134はLED14の発光窓135に対して透明である。こ
の実施態様のx,yおよびｚの適当な範囲およびおゝよそ
の層厚は第２表に示している。
付しているが、アレイ12の各LED14は一列136′で形成さ
れている。この実施態様では、接触層128をなくし金属
化層134をLED14の発光窓135を含む第３層124上に直接置
いている。この実施態様においては、金属層134は極薄
である（あるいは適当な透明の電導性材料からなる）の
で、層134はLED14の発光窓135に対して透明である。こ
の実施態様のx,yおよびｚの適当な範囲およびおゝよそ
の層厚は第２表に示している。
第６〜９図で示す実施態様において、アレイ12は表面発
光性LEDの１つまたはそれ以上のリニアアレイからな
る。第10〜11図で示す実施態様においては、同じ数字が
同じ部材に付してあり、アレイ12は縁部発光性LEDのリ
ニアアレイからなる。本実施態様に関しては、Ga1-xAlx
As-nの第１層を基体112上に成長させ次いでGaAs-pまた
はGa1-zAlzAs-pの発光層152を成長させる。この配列に
おいては、各LED14は基体112の縁部155に沿って層152が
発する。Ga1-yAlyAs-pの層156を層152上に成長させ次い
で接触層128および絶縁層130を形成させる。この実施態
様のx,yおよびｚの適当な範囲およびおゝよその層厚は
第３表に示している。
光性LEDの１つまたはそれ以上のリニアアレイからな
る。第10〜11図で示す実施態様においては、同じ数字が
同じ部材に付してあり、アレイ12は縁部発光性LEDのリ
ニアアレイからなる。本実施態様に関しては、Ga1-xAlx
As-nの第１層を基体112上に成長させ次いでGaAs-pまた
はGa1-zAlzAs-pの発光層152を成長させる。この配列に
おいては、各LED14は基体112の縁部155に沿って層152が
発する。Ga1-yAlyAs-pの層156を層152上に成長させ次い
で接触層128および絶縁層130を形成させる。この実施態
様のx,yおよびｚの適当な範囲およびおゝよその層厚は
第３表に示している。
上記構造体のすべてにおいて、１〜５ミクロン厚のGaA
s-nの層を第１のGa1-xAlxAs層の前に形成させて緩衝層
として作用させ結晶性を改善させ得る。この緩衝層を用
いる場合には、第１層120（第６〜９図）または150（第
10〜11図）はおよそ0.5〜1.0ミクロン程に薄くし得る。
s-nの層を第１のGa1-xAlxAs層の前に形成させて緩衝層
として作用させ結晶性を改善させ得る。この緩衝層を用
いる場合には、第１層120（第６〜９図）または150（第
10〜11図）はおよそ0.5〜1.0ミクロン程に薄くし得る。
絶縁層130は選択的にエッチングして各LED14上の接触層
128の一般に矩形面158をむきだしにする。金属化層134
のストリップ状部分159を各面に沿って取り除きアレイ
の接合LED間に電気的単離を与える。金属化層134は接触
層128の面158を覆っておりLED14用の接触パッド160を形
成している。導線137は接触パッド160と結合させる。
128の一般に矩形面158をむきだしにする。金属化層134
のストリップ状部分159を各面に沿って取り除きアレイ
の接合LED間に電気的単離を与える。金属化層134は接触
層128の面158を覆っておりLED14用の接触パッド160を形
成している。導線137は接触パッド160と結合させる。
次に、第12〜13図に示す実施態様に関しても、同じ数字
が同じ部材に付してあり、“オン”のLEDが隣接の“オ
フ”のLED中に結合光を交差せしめ得る中間材料の透明
性によるアレイ12の各接合LED14間での漏話を回避する
ために、光バリヤー170を接合LED14間に設けてある。第
12図に示す配列では、バリヤー170は化学エッチングあ
るいはイオンエッチングにより形成され、金属接触層13
4,接触層128,Ga1-yAlyAs-p層124,GaAs-p層122の各層を
通りさらにGa1-xAsxAs-n層120中まであるいは層120を通
るチャンネル172からなる。チャンネル172の内壁は適当
な光反射または光吸収層174でコーティングする。反射
光バリヤーを望む場合には、層174は、LEDの短絡を防止
するための適当な絶縁層を下に有する反射性金属のよう
な任意の適当な光反射性材料からなり得る。光吸収性バ
リヤーを望む場合には、層174は着色ポリミイドまたは
展色した着色ホトレジストのような非導電性光吸収性材
料からなり得る。
が同じ部材に付してあり、“オン”のLEDが隣接の“オ
フ”のLED中に結合光を交差せしめ得る中間材料の透明
性によるアレイ12の各接合LED14間での漏話を回避する
ために、光バリヤー170を接合LED14間に設けてある。第
12図に示す配列では、バリヤー170は化学エッチングあ
るいはイオンエッチングにより形成され、金属接触層13
4,接触層128,Ga1-yAlyAs-p層124,GaAs-p層122の各層を
通りさらにGa1-xAsxAs-n層120中まであるいは層120を通
るチャンネル172からなる。チャンネル172の内壁は適当
な光反射または光吸収層174でコーティングする。反射
光バリヤーを望む場合には、層174は、LEDの短絡を防止
するための適当な絶縁層を下に有する反射性金属のよう
な任意の適当な光反射性材料からなり得る。光吸収性バ
リヤーを望む場合には、層174は着色ポリミイドまたは
展色した着色ホトレジストのような非導電性光吸収性材
料からなり得る。
第13図に示す実施態様においては、光バリヤー170を、
接合LED14間の領域を露出するマスクを用いる調整した
陽子バンボードにより形成するもので、これにより高光
吸収性および高電気抵抗性のバリヤー領域175を形成す
る。さらに、第12および13図で示す実施態様は電気接触
128′の下および層128,124,122中に拡散する潜在電流を
減少させ各LEDの効率を改善する。
接合LED14間の領域を露出するマスクを用いる調整した
陽子バンボードにより形成するもので、これにより高光
吸収性および高電気抵抗性のバリヤー領域175を形成す
る。さらに、第12および13図で示す実施態様は電気接触
128′の下および層128,124,122中に拡散する潜在電流を
減少させ各LEDの効率を改善する。
光バリヤー170を断面で見たとき一般に矩形を有するチ
ャンネル状凹部からなるものとして例示しているけれど
も、Ｖ字形のよう他の形状も使用し得る。
ャンネル状凹部からなるものとして例示しているけれど
も、Ｖ字形のよう他の形状も使用し得る。
同様なヘテロ構造体LEDアレイもインジウムガリウム
ひ素 ホスファイド（InGaAsP）材料系を用いて形成で
きる。これらのLEDもまた高効率で操作できまたおよそ
1.1〜1.7ミクロンの波長範囲に対して製造でき得る。
ひ素 ホスファイド（InGaAsP）材料系を用いて形成で
きる。これらのLEDもまた高効率で操作できまたおよそ
1.1〜1.7ミクロンの波長範囲に対して製造でき得る。
ジョンソンJ.ダニエル等に付与された1984年１月３日付
の米国特許第4,424,524号に記載されているように、本
明細書で示したタイプのLEDアレイは、画像記録用のホ
トダイオードアレイとしても使用できる。GaAs/GaAlAs
およびInGaAsPは直接バンドギャップ材料であるので、
これら材料は高光吸収性および高効率ホトダイオードア
レイ系を与えるものである。
の米国特許第4,424,524号に記載されているように、本
明細書で示したタイプのLEDアレイは、画像記録用のホ
トダイオードアレイとしても使用できる。GaAs/GaAlAs
およびInGaAsPは直接バンドギャップ材料であるので、
これら材料は高光吸収性および高効率ホトダイオードア
レイ系を与えるものである。
本発明によれば、基体表面の薄膜絶縁層中に短かい間隔
で且つ基体の横方向に両端に延びる孔の列をホトリソグ
ラフによって形成し、孔の各々にLEDを成長させ、ま
た、基体の未使用領域上に各LEDの動作を維持する回路
を形成し、LEDの各々と回路手段との間に電気接触を形
成するので、極めて簡単な方法でLEDアレイが製造で
き、しかも、過度の損傷なく切断でき、切断後における
端部の接合すなわち端接も正確かつ良好にできる。従っ
て、全幅すなわち記録用部材の全幅に渡る長いLEDアレ
イが、高解像度で且つ低コストで得られる。
で且つ基体の横方向に両端に延びる孔の列をホトリソグ
ラフによって形成し、孔の各々にLEDを成長させ、ま
た、基体の未使用領域上に各LEDの動作を維持する回路
を形成し、LEDの各々と回路手段との間に電気接触を形
成するので、極めて簡単な方法でLEDアレイが製造で
き、しかも、過度の損傷なく切断でき、切断後における
端部の接合すなわち端接も正確かつ良好にできる。従っ
て、全幅すなわち記録用部材の全幅に渡る長いLEDアレ
イが、高解像度で且つ低コストで得られる。
本発明を上述した構造に関して説明して来たけれども、
本発明はそこで述べた詳細に限定するものではなく、特
許請求する本発明の範囲に属するような修正および変形
を包含するものとする。
本発明はそこで述べた詳細に限定するものではなく、特
許請求する本発明の範囲に属するような修正および変形
を包含するものとする。
第１図は本発明により作製した表面発光型LEDチップの
平面図である。 第２図は第１図で示したLEDチップの側断面図である。 第３図は本発明によりSiO2コーティング基体上に作製し
たGaP LEDの詳細を示す拡大側断面図である。 第４図は全幅書き込みバーを形成する千鳥状に組み合せ
た複数のLEDチップを示す図である。 第５図は全幅書き込みバーを形成する接合した複数のLE
Dチップを示す図である。 第６図は表面発光型IR LEDの断面図である。 第７図は多重LEDアレイでの第６図のIR LEDを示す平面
図である。 第８図は別の表面発光型IR LEDアレイ構造の側断面図で
ある。 第９図は多重LEDアレイで第８図のIR LEDの平面図であ
る。 第10図は縁部発光型IR LEDの等大図である。 第11図は多重LEDアレイ中での第10図IR LEDを示す平面
図である。 第12図は接合LED間の光学漏話を防止するためのバリヤ
ーを有するIR LEDアレイの側断面図である。 第13図は陽子ボンバードにより形成された漏話防止バリ
ヤーを示す側断面図である。 10……全幅書き込みバー、12……リニアアレイ、14……
発光ダイオード（LED）、16……チップ（基体）、20…
…SiO2層、24……正孔、26……GaP LED構造体、28……
ｐ−ｎ接合、29……電気接触層、32……LED接触、35…
…信号加工回路。
平面図である。 第２図は第１図で示したLEDチップの側断面図である。 第３図は本発明によりSiO2コーティング基体上に作製し
たGaP LEDの詳細を示す拡大側断面図である。 第４図は全幅書き込みバーを形成する千鳥状に組み合せ
た複数のLEDチップを示す図である。 第５図は全幅書き込みバーを形成する接合した複数のLE
Dチップを示す図である。 第６図は表面発光型IR LEDの断面図である。 第７図は多重LEDアレイでの第６図のIR LEDを示す平面
図である。 第８図は別の表面発光型IR LEDアレイ構造の側断面図で
ある。 第９図は多重LEDアレイで第８図のIR LEDの平面図であ
る。 第10図は縁部発光型IR LEDの等大図である。 第11図は多重LEDアレイ中での第10図IR LEDを示す平面
図である。 第12図は接合LED間の光学漏話を防止するためのバリヤ
ーを有するIR LEDアレイの側断面図である。 第13図は陽子ボンバードにより形成された漏話防止バリ
ヤーを示す側断面図である。 10……全幅書き込みバー、12……リニアアレイ、14……
発光ダイオード（LED）、16……チップ（基体）、20…
…SiO2層、24……正孔、26……GaP LED構造体、28……
ｐ−ｎ接合、29……電気接触層、32……LED接触、35…
…信号加工回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−40234（ＪＰ，Ａ) 英国特許2099221（ＧＢ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】１つの発光ダイオード（LED）を少なくと
も１つの同様な発光ダイオードと組み合せて、記録用部
材を走査しこの記録用部材上に画像信号入力に応答して
画像をプリントするための、固体の発光ダイオード全幅
アレイを形成する、発光ダイオードの製造方法におい
て、 ａ） 基体の一表面をコーティングして薄膜絶縁層を形
成し、 ｂ） 上記薄膜絶縁層中に短かい間隔で且つ基体の横方
向に両端に延びる孔の列をホトリソグラフによって形成
し、 ｃ） 上記孔の各々にLEDを成長させ、 ｄ） 上記基体の未使用領域上に上記各LEDの動作を維
持する回路手段を形成し、 ｅ） 上記LEDの各々と上記回路手段との間に電気接触
を形成する ことからなることを特徴とするLEDの製造方法。 - 【請求項２】前記薄膜絶縁層をシリコン基体上に形成す
る工程を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US667706 | 1984-11-02 | ||
| US06/667,706 US4639999A (en) | 1984-11-02 | 1984-11-02 | High resolution, high efficiency I.R. LED printing array fabrication method |
| US06/729,707 US4587717A (en) | 1985-05-02 | 1985-05-02 | LED printing array fabrication method |
| US729707 | 1985-05-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61110478A JPS61110478A (ja) | 1986-05-28 |
| JPH0736449B2 true JPH0736449B2 (ja) | 1995-04-19 |
Family
ID=27099748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23718885A Expired - Lifetime JPH0736449B2 (ja) | 1984-11-02 | 1985-10-23 | 発光ダイオード印刷アレイの製造法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0180479B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0736449B2 (ja) |
| DE (1) | DE3586196T2 (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63138787A (ja) * | 1986-12-01 | 1988-06-10 | Fuji Electric Co Ltd | 線状発光素子 |
| US4864369A (en) * | 1988-07-05 | 1989-09-05 | Hewlett-Packard Company | P-side up double heterojunction AlGaAs light-emitting diode |
| JP2763008B2 (ja) * | 1988-11-28 | 1998-06-11 | 三菱化学株式会社 | ダブルヘテロ型エピタキシャル・ウエハおよび発光ダイオード |
| JPH02196465A (ja) * | 1989-01-26 | 1990-08-03 | Hitachi Ltd | 集積化光素子 |
| DE3931262A1 (de) * | 1989-09-19 | 1991-03-28 | Siemens Ag | Monolithisch integrierte led-anordnung in zeilenform |
| DE4303225C2 (de) * | 1993-02-04 | 1996-08-14 | Siemens Nixdorf Inf Syst | Optischer Zeichengenerator für einen elektrografischen Drucker |
| US5510633A (en) * | 1994-06-08 | 1996-04-23 | Xerox Corporation | Porous silicon light emitting diode arrays and method of fabrication |
| AU6112198A (en) * | 1997-02-12 | 1998-09-08 | Peter Anthony Fry Herbert | A diode array |
| JP4023971B2 (ja) * | 1999-12-03 | 2007-12-19 | ローム株式会社 | チップ型半導体装置 |
| US8339433B2 (en) * | 2010-08-18 | 2012-12-25 | Xerox Corporation | Alternate matrix drive method for a 1200dpi LED print-head |
| US9781800B2 (en) | 2015-05-21 | 2017-10-03 | Infineon Technologies Ag | Driving several light sources |
| US9974130B2 (en) | 2015-05-21 | 2018-05-15 | Infineon Technologies Ag | Driving several light sources |
| US9918367B1 (en) | 2016-11-18 | 2018-03-13 | Infineon Technologies Ag | Current source regulation |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2099221A (en) | 1981-05-26 | 1982-12-01 | Purdy Haydn Victor | Light emitting diode array devices and image transfer systems |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2079612A5 (ja) * | 1970-02-06 | 1971-11-12 | Radiotechnique Compelec | |
| US3846193A (en) * | 1972-06-22 | 1974-11-05 | Ibm | Minimizing cross-talk in l.e.d.arrays |
| GB1467096A (en) * | 1975-06-09 | 1977-03-16 | Akimov | Method for producing array of semiconductor light-emissive elements |
| US4455562A (en) * | 1981-08-14 | 1984-06-19 | Pitney Bowes Inc. | Control of a light emitting diode array |
| JPS5640234A (en) * | 1979-09-12 | 1981-04-16 | Fujitsu Ltd | Light-electricity converting element |
| FR2491714A1 (fr) * | 1980-10-06 | 1982-04-09 | Radiotechnique Compelec | Dispositif semi-conducteur a diodes electroluminescentes localisees et son procede de fabrication |
-
1985
- 1985-10-23 JP JP23718885A patent/JPH0736449B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1985-10-31 DE DE8585307912T patent/DE3586196T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1985-10-31 EP EP85307912A patent/EP0180479B1/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2099221A (en) | 1981-05-26 | 1982-12-01 | Purdy Haydn Victor | Light emitting diode array devices and image transfer systems |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0180479A2 (en) | 1986-05-07 |
| EP0180479A3 (en) | 1987-11-19 |
| JPS61110478A (ja) | 1986-05-28 |
| EP0180479B1 (en) | 1992-06-10 |
| DE3586196T2 (de) | 1992-12-03 |
| DE3586196D1 (de) | 1992-07-16 |
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