(57)【要約】【課題】発光素子が配列された半導体素子アレイにおいて、発光状態の発光部からの光が、隣接する発光部の領域に伝搬して迷光となり、印字品質が低下する要因となっていた。【解決手段】基板１０１と、基板１０１上に、長手方向に沿って配設された複数の発光サイリスタ１０２と、隣接する発光サイリスタ１０２間に配設された遮光膜１１４とを有し、発光サイリスタ１０２は、基板１０１側から順に、発光層１０３ｅを有する第１ｎ型半導体層１０３ｆ、第１ｐ型半導体層１０３ｂ、第２ｎ型半導体層１０３ｃ、及び第２ｐ型半導体層１０３ｄを有し、遮光膜１１４は、長手方向に形成された平面部１１４ａと、これに連続して形成され、基板１０１から離間する方向において、離間位置ｈ２からｈ１までの間まで延在する遮光部１１４ｂとを有し、遮光部１１４ｂが、発光サイリスタ１０２の外形に沿って形成されている。【選択図】図２
2020072165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に、第１の方向に沿って配設された複数の発光素子と、
少なくとも隣接する前記発光素子間に配設された遮光膜と
を有し、
前記発光素子は、前記基板から離間する方向において順に、
第１導電型の第１の半導体層、前記第１の半導体層に隣接して形成された第２導電型の第２の半導体層、前記第２の半導体層に隣接して形成された第１導電型の第３の半導体層、及び前記第３の半導体層に隣接して形成された第２導電型の第４の半導体層を有し、前記第１の半導体層が、前記第２の半導体層と隣接する活性層を有し、
前記遮光膜は、
前記第１の方向に沿って形成された第１の遮光部と、前記第１の遮光部に連続して形成され、前記基板から離間する方向において、前記第２の半導体層から前記第４の半導体層までの間まで延在する第２の遮光部とを有し、
前記第２の遮光部が、前記発光素子に、直接或は保護膜を介して密着形成されている
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第３の半導体層と前記第４の半導体層との間に段差部が設けられ、前記第２の遮光部が、前記段差部を覆う前記保護膜の段部を覆っていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第４の半導体層にアノード電極が設けられ、前記第３の半導体層にゲート電極が設けられ、前記第１の半導体層にカソード電極が形成されることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第１導電型はｎ型であって、前記第２導電型はｐ型であることを特徴とする請求項１から３までの何れかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記保護膜は、絶縁膜であることを特徴とする請求項１から４までの何れかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記保護膜は、絶縁膜及びパッシベーション膜であることを特徴とする請求項１から４までの何れかに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第１の遮光部と前記基板の間には、前記絶縁膜を形成しないことを特徴とする請求項５又は６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記遮光膜は、前記基板平面の前記第１の方向と直交する方向において、前記第４の半導体層の領域を越えて形成されることを特徴とする請求項１から７までの何れかに記載の半導体装置。
【請求項９】
前記基板と前記発光素子との間に平坦化膜が形成されていることを特徴とする請求項１から８までの何れかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
請求項１から９までの何れかに記載の半導体装置を備えたことを特徴とする光プリントヘッド。
【請求項１１】
請求項１０記載の光プリントヘッドを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３端子発光素子を含む半導体装置、これを用いた光プリントヘッド及び画像形成装置に関し、特に半導体装置の構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子が配列された半導体素子アレイにおいて、発光状態の発光部からの光が、非発光状態の発光素子の発光部に伝搬するのを防ぐため、発光部周辺を取り囲むように配線を形成することで、半導体プロセス工程を増加させることなく、隣接発光部への光の伝搬を防ぐ技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９４１５５号公報（第３頁、図８）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、発光部周辺を囲む遮光膜としての配線の端部において光が反射するため、この半導体素子アレイを光プリントヘッドに採用した場合、発光部外でも光が取り出されてしまい、印字品質が低下する要因となった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の半導体装置は、
基板と、前記基板上に、第１の方向に沿って配設された複数の発光素子と、少なくとも隣接する前記発光素子間に配設された遮光膜とを有し、
前記発光素子は、前記基板から離間する方向において順に、
第１導電型の第１の半導体層、前記第１の半導体層に隣接して形成された第２導電型の第２の半導体層、前記第２の半導体層に隣接して形成された第１導電型の第３の半導体層、及び前記第３の半導体層に隣接して形成された第２導電型の第４の半導体層を有し、前記第１の半導体層が、前記第２の半導体層と隣接する活性層を有し、
前記遮光膜は、前記第１の方向に沿って形成された第１の遮光部と、前記第１の遮光部に連続して形成され、前記基板から離間する方向において、前記第２の半導体層から前記第４の半導体層までの間まで延在する第２の遮光部とを有し、
前記第２の遮光部が、前記発光素子に、直接或は保護膜を介して密着形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の半導体装置によれば、活性層の、基板と平行な方向における、隣接する発光素子との間には遮光膜があるため、発光部からの迷光が発生せず、例えば画像形成装置の光プリントヘッドに適用した際に、印刷画像品位の向上が見込める。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明による半導体装置の実施の形態１の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図２】（ａ）は、図１に示す半導体装置のＡ−Ａ断面の概略断面図であり、（ｂ）は、図１に示す半導体装置のＢ−Ｂ断面の概略断面図である。
【図３】図１に示す半導体装置のＣ−Ｃ断面の概略断面図である。
【図４】（ａ）は、基板とは異なる母材基板上に形成された半導体薄膜の断面図であり、（ｂ）は、母材基板から半導体薄膜を分離する分離過程での断面図である。
【図５】本発明に基づく実施の形態２の半導体装置の概略断面図であり、図１に示す半導体装置のＡ−Ａ断面に対応する位置での断面図である。
【図６】本発明に基づく実施の形態３の半導体装置の概略断面図であり、図１に示す半導体装置のＡ−Ａ断面に対応する位置での断面図である。
【図７】本発明による実施の形態４の光プリントヘッドの要部構成を模式的に示す要部構成図である。
【図８】本発明の画像形成装置に基づく実施の形態５の画像形成装置の要部構成を模式的に示す要部構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
実施の形態１．
図１は、本発明による半導体装置１００の実施の形態１の要部構成を概略的に示す平面図であり、図２（ａ）は、図１に示す半導体装置１００のＡ−Ａ断面の概略断面図であり、図２（ｂ）は、図１に示す半導体装置１００のＢ−Ｂ断面の概略断面図であり、図３は、図１に示す半導体装置１００のＣ−Ｃ断面の概略断面図である。但し、図１では、構造を分かりやすくするため、パッシベーション膜１０９等を省略している。
【０００９】
図１に示すように、長板状の基板１０１（図２）の、後述する半導体薄膜１０３（図４参照）が配設される領域には平坦化膜１０４（図２，３参照）が形成され、その上には発光素子としての発光サイリスタ１０２が、基板１０１の長手方向（第１の方向）に沿って、所定の間隔で直線状に複数接合されている。
【００１０】
発光サイリスタ１０２は、後述するように半導体薄膜１０３を加工して形成され、図２（ａ）及び図３に示すように、基板１０１側から順に、第１ｎ型半導体層下層部１０３ａ、活性層としての発光層１０３ｅ、第２の半導体層としての第１ｐ型半導体層１０３ｂ、第３の半導体層としての第２ｎ型半導体層１０３ｃ、第４の半導体層としての第２ｐ型半導体層１０３ｄが積層して構成されている。
【００１１】
このうち、第２ｐ型半導体層１０３ｄが第１端子、第１ｎ型半導体層下層部１０３ａが第２端子、第２ｎ型半導体層１０３ｃが第３端子として作用する。各層の構成材料としては、ＡｌｇａＡｓ，ＧａＡｓなど、ＧａＡｓ系の半導体が主に適用される。尚、第１の半導体層としての第１ｎ型半導体層１０３ｆは、第１ｎ型半導体層下層部１０３ａと、第１ｐ型半導体層１０３ｂに隣接して形成される発光層１０３ｅとからなっている。
【００１２】
発光サイリスタ１０２の各端子に相当する半導体層上には、電極が形成されており、第１端子の第２ｐ型半導体層１０３ｄ上にはアノード電極１０５ａが形成され、第２端子の第１ｎ型半導体層下層部１０３ａ上にはカソード電極１０５ｃ（図２（ｂ））が形成され、第３端子の第２ｎ型半導体層１０３ｃ上の段差部としての平坦部１０２ａには、ゲート電極１０５ｇが形成されている。
【００１３】
ここで、各発光サイリスタ１０２の第２端子の第１ｎ型半導体層下層部１０３ａについて説明する。各発光サイリスタ１０２の第２端子の第１ｎ型半導体層下層部１０３ａは、図２（ｂ）に示すように、隣接する一対の発光サイリスタ間において一部が連続しており、その連続した中間部面上にカソード電極１０５ｃが形成されている。従って、ここでは、カソード電極１０５ｃは、隣接する一対の発光サイリスタ１０２に対して１つの割合で形成されている。
【００１４】
基板１０１上には、図１に示すように、その長手方向に配列された複数の発光サイリスタ１０２（以後、発光サイリスタ列と称す場合がある）に対して、連続する４つの発光サイリスタ１０２毎に、それぞれに対向して配置されたワイヤボンド用のアノードパッド１１０ａが複数形成されている。
【００１５】
また基板１０１上には、発光サイリスタ列の、アノードパッド１１０ａとは反対側において、発光サイリスタ列に沿って、４列のゲート共通配線１０７ｇ及び１列のカソード共通配線１０７ｃが、５列平行に形成されている。同じく基板１０１上において、４列のゲート共通配線１０７ｇの、発光サイリスタ列とは反対側に、隣接して配置されたワイヤボンド用の４つのゲートパッド１１０ｇと、１つのカソードパッド１１０ｃが形成されている。
【００１６】
各発光サイリスタ１０２には、アノード引き出し配線１０６ａ、カソード引き出し配線１０６ｃ、及びゲート引き出し配線１０６ｇが電気的に接続されるが、これらの配線を形成する前に、その下地層として絶縁膜１０８が形成される。
【００１７】
絶縁膜１０８は、図１〜図３に示すように、各発光サイリスタ１０２の各層に生じた段差を覆って緩和するため、各発光サイリスタ１０２の表面の所定箇所を除いてその領域に形成され、また後述するゲート引き出し配線１０６ｇ及び接続配線１１５，１１６と、基板１０１上に形成された、ゲート共通配線１０７ｇ及びカソード共通配線１０７ｃとの絶縁を確保するために、少なくともこれらが交差する箇所に形成され、更に後述するアノード引き出し配線１０６ａ及びアノード共通配線１０６ｄと基板１０１との間に形成されている。
【００１８】
尚、図１では、各発光サイリスタ１０２の外形を点線で示し、発光サイリスタ１０２上に開口部１０８ａ、１０８ｂを有する絶縁膜１０８が、各発光サイリスタ１０２の外縁部を覆っている構成を示している。
【００１９】
各発光サイリスタ１０２のアノード電極１０５ａには、アノード電極１０５ａ上に形成された絶縁膜１０８の開口部１０８ａを介してアノード引き出し配線１０６ａが電気的に接続されるが、このアノード引き出し配線１０６ａは、図３に示すように段差が緩和された絶縁膜１０８上に形成され、図１に示すように、発光サイリスタ１０２の各アノード電極１０５ａと、同じく絶縁膜１０８上に形成されたアノード共通配線１０６ｄとを電気的に接続する。
【００２０】
発光サイリスタの列方向に延在するこのアノード共通配線１０６ｄは、アノードパッド１１０ａ毎に、それぞれに対応して絶縁膜１０８上に複数形成され、グループ化された隣接する４つの発光サイリスタ１０２の各アノード電極１０５ａと、対応するアノードパッド１１０ａとを電気的に接続する。
【００２１】
一方、各発光サイリスタ１０２のゲート電極１０５ｇには、ゲート電極１０５ｇ上に形成された絶縁膜１０８の開口部１０８ｂを介してゲート引き出し配線１０６ｇを電気的に接続するが、各ゲート引き出し配線１０６ｇは、図２（ｂ）、図３に示すように段差が緩和され且つゲート共通配線１０７ｇ及びカソード共通配線１０７ｃとは絶縁された絶縁膜１０８上に形成され、図１に示すように、発光サイリスタ１０２のゲート電極１０５ｇと、４列のゲート共通配線１０７ｇのうち、対応する所定のゲート共通配線１０７ｇとの間のみを電気的に接続している。
【００２２】
４つのゲートパッド１１０ｇは、接続配線１１５によって、４列のゲート共通配線１０７ｇのうち、それぞれ対応するゲート共通配線１０７ｇのみと電気的に接続する。このため、各接続配線１１５は、絶縁膜１０８上に形成され、それぞれ対応するゲート共通配線１０７ｇのみに接続するように構成されている。
【００２３】
即ち、４つずつグループ分けされた各グループの発光サイリスタ１０２のうち、左から１番目の発光サイリスタ１０２のゲート電極１０５ｇが共に、４つのゲートパッド１１０ｇのうち、左から１番目のゲートパッド１１０ｇに電気的に接続され、同様に左から２番目の発光サイリスタ１０２のゲート電極１０５ｇが共に、左から２番目のゲートパッド１１０ｇに電気的に接続され、同様に左から３番目の発光サイリスタ１０２のゲート電極１０５ｇが共に、左から３番目のゲートパッド１１０ｇに電気的に接続され、同様に左から４番目の発光サイリスタ１０２のゲート電極１０５ｇが共に、左から４番目のゲートパッド１１０ｇに電気的に接続されている。
【００２４】
更に、隣接する一対の発光サイリスタ１０２に対して１つの割合で形成された各カソード電極１０５ｃには、カソード電極１０５ｃ上に形成された絶縁膜１０８の開口部１０８ｅを介してカソード引き出し配線１０６ｃを電気的に接続するが、各カソード引き出し配線１０６ｃは、ゲート引き出し配線１０６ｇと同じく、段差が緩和された絶縁膜１０８上に形成され、図１に示すように、各発光サイリスタ１０２のカソード電極１０５ｃとカソード共通配線１０７ｃとの間を電気的に接続している。
【００２５】
カソードパッド１１０ｃは、接続配線１１６によって、カソード共通配線１０７ｃに電気的に接する。このため、接続配線１１６は、絶縁膜１０８上に形成され、カソードパッド１１０ｃとカソード共通配線１０７ｃとを接続するように構成されている。
【００２６】
半導体装置１００の上面には、ごみ等によるショートを防止するために、アノードパッド１１０ａ、カソードパッド１１０ｃ、及びゲートパッド１１０ｇの表面を除いてパッシベーション膜１０９（図２、図３）が形成されている。
【００２７】
半導体装置１００の各発光サイリスタ１０２は、以上のように電気的に接続されているため、例えばカソードパッド１１０ｃをアースに接続して接地電位とし、アノード電極１０５ａとゲート電極１０５ｇの電圧をオン、オフすることによって発光駆動される。
【００２８】
発光させない場合は、アノード電極１０５ａを接地電位にすることで、アノード電極１０５ａからカソード電極１０５ｃに電流が流れないため、発光サイリスタ１０２は駆動しない。発光させる場合は、アノード電極１０５ａに電圧を印加させて、ゲート電極１０５ｇの電位を接地電位にする。これにより電位差が発生するため、アノード電極１０５ａからカソード電極１０５ｃに電流が流れ、発光サイリスタ１０２が発光動作する。発光をやめる場合には、アノード電極１０５ａの電位を接地電位とし、ゲート電極１０５ｇを所定電位とする。これにより電流が流れなくなり、発光サイリスタ１０２は発光動作を停止する。
【００２９】
従って、カソードパッド１１０ｃを接地した状態で、例えば時分割駆動制御により、選択したアノードパッド１１０ａに所定電圧を印加し、更に選択したゲートパッド１１０ｇに制御電圧（ここでは接地電位）を印加することにより、グループ分けされて配列された複数の発光サイリスタ１０２うち、所望の発光サイリスタ１０２のみを連続的に発光することが可能となる。
【００３０】
図１に示す半導体装置１００は、基板１０１に形成された平坦化膜１０４に半導体薄膜１０３を貼り付け、エッチング、スパッタ等の加工により複数の発光サイリスタ１０２を形成するものである。図４（ａ）は、基板１０１とは異なる母材基板１１１上に形成された半導体薄膜１０３の断面図であり、図４（ｂ）は、母材基板１１１から半導体薄膜１０３を分離する分離過程での断面図である。尚、図４の断面は、図１に示す半導体装置１００のＡ−Ａ断面に対応する断面位置での断面図である。  
【００３１】
図４（ａ）に示すように、半導体薄膜１０３は、母材基板１１１上に、母材基板１１１側から、バッファ層１１２、犠牲層１１３、第１ｎ型半導体層下層部１０３ａ´、発光層１０３ｅ´、第１ｐ型半導体層１０３ｂ´、第２ｎ型半導体層１０３ｃ´、第２ｐ型半導体層１０３ｄ´の順で形成される。
【００３２】
発光層１０３ｅは、第１ｎ型半導体層下層部１０３ａ´及び第１ｐ型半導体層１０３ｂ´よりバンドギャップの小さい層を形成する。バッファ層１１２は、上に形成する半導体層を成膜するための層である。犠牲層１１３は、半導体薄膜１０３を母材基板１１１から剥離するための層であり、その上の半導体薄膜１０３の各種半導体層は、図２（ａ）に示すように、各発光サイリスタ１０２の各層を構成するものである。尚、半導体薄膜１０３の各層は、発光サイリスタ１０２の各層を構成するものであるが、ここではまだ加工される前であるため、各層の符号に´を付して区別している。
【００３３】
半導体薄膜１０３を母材基板１１１から剥離する方法としては、犠牲層１１３の方が半導体層よりもエッチングレートが早いエッチャントを使用して、選択的にウェットエッチングを行う。図４（ｂ）は、エッチング途中の犠牲層１１３の様子を示す。例えば、犠牲層１１３にＡｌＡｓを用い、半導体層にＧａＡｓ系材料を用い、ＨＣ１でエッチングを行うことによって剥離できる。
【００３４】
剥離した半導体薄膜１０３は、基板１０１上の平坦化膜１０４（図２、図３）に加圧され、加圧によって生じる分子間力によって接合される。平坦化膜１０４に接合した半導体薄膜１０３は、フォトリソグラフィ技術やエッチング技術によって、図１〜図３で説明したように、第１ｎ型半導体層下層部１０３ａ、第２ｎ型半導体層１０３ｃ、及び第２ｐ型半導体層１０３ｄに、それぞれに電極を形成するための表面部が出現するように、所定のメサ形状に加工される。尚、第２ｎ型半導体層１０３ｃの表面部が前記した平坦部１０２ａに相当する。
【００３５】
その後、蒸着やスパッタ等で、第１ｎ型半導体層下層部１０３ａにはカソード電極１０５ｃを、第２ｎ型半導体層１０３ｃにはゲート電極１０５ｇを、第２ｐ型半導体層１０３ｄにはアノード電極１０５ａをそれぞれ形成し、同時に、カソード共通配線１０７ｃ、ゲート共通配線１０７ｇ、アノードパッド１１０ａ、カソードパッド１１０ｃ、及びゲートパッド１１０ｇをそれぞれ所定位置に形成する。
【００３６】
そして絶縁膜１０８を、前記したように、開口部１０８ａ，１０８ｂを除く各発光サイリスタ１０２を覆う領域、ゲート引き出し配線１０６ｇ及び接続配線１１５，１１６と、ゲート共通配線１０７ｇ及びカソード共通配線１０７ｃとが交差する箇所、更に基板１０１上で、アノード引き出し配線１０６ａ及びアノード共通配線１０６ｄが形成される領域に形成する。絶縁膜１０８には、例えば、有機材料であればポリイミドなどを用い、無機材料であれば、Ａｌ２０３などを用いる。
【００３７】
尚、ここでは、隣接する発光サイリスタ１０２間で、後述する遮光膜１１４が形成されるその下部の基板１０１上には、図２（ａ）に示すように、絶縁膜１０８が形成されないようにしている。
【００３８】
その後、同様に蒸着やスパッタで、アノード共通配線１０６ｄ、アノード電極１０５ａとアノード共通配線１０６ｄを接続するアノード引き出し配線１０６ａ、カソード電極１０５ｃとカソード共通配線１０７ｃを接続するカソード引き出し配線１０６ｃ、ゲート電極１０５ｇとゲート電極配線を接続するゲート引き出し配線１０６ｇ、ゲート共通配線１０７ｇとゲートパッド１１０ｇを接続する接続配線１１５、及びカソード共通配線１０７ｃとカソードパッド１１０ｃを接続する接続配線１１６を形成する。この時形成される各配線の下部には、前記したように絶縁膜１０８が生成されている。
【００３９】
その後、発光サイリスタ１０２、各電極１０５、各配線１０６，１０７，１１６，１１７が、ごみ等によってショートしないように、アノードパッド１１０ａ、カソードパッド１１０ｃ、及びゲートパッド１１０ｇの表面を除いて、半導体装置１００全体を覆うように、有機絶縁膜又は無機絶縁膜を用いて、パッシベーション膜１０９（図２、図３）を形成する。
【００４０】
パッシベーション膜１０９を形成した後の最終工程において、隣接する発光サイリスタ１０２間に、遮光膜１１４を形成する。遮光膜１１４は、金属材料で、例えばＡｕ，ＡｕＧｅ，Ｔｉ，Ａｌなどを用い、形成には蒸着やスパッタを適用する。
【００４１】
この遮光膜１１４は、基板１０１の短手方向（長手方向に対して直角となる方向）においては、第２ｐ型半導体層１０３ｄの領域を越えて形成され（図１、３参照）、図１に示す半導体装置１００のＡ−Ａ断面の断面図である図２（ａ）に示すように、基板１０１の表面を覆うパッシベーション膜１０９に密着して形成される第１の遮光部としての平面部１１４ａと、基板１０１の長手方向における、この平面部１１４ａの端部に連設され、この端部から発光サイリスタ１０２を覆うパッシベーション膜１０９の表面に密着して形成されて、基板１０１から離間する方向に延在する第２の遮光部としての遮光部１１４ｂを備える。尚、絶縁膜１０８又は／及びパッシベーション膜１０９が保護膜に相当する。
【００４２】
この遮光部１１４ｂは、基板１０１から離間する方向に延在するその先端部が、基板１０１から離間する方向において、発光層１０３ｅの上面に相当する離間位置ｈ２と、第２ｐ型半導体層１０３ｄの上面に相当する離間位置ｈ１との間に位置するように形成されるものである。
【００４３】
遮光部１１４ｂの先端が、離間位置ｈ１とｈ２との間に位置するように形成することにより、発光層１０３ｅから出る光が、隣接する発光サイリスタ１０２に伝搬するのを防ぐことができ、且つ基板１０１に対して略垂直へ出光するのを妨げないようにすることができる。また、遮光膜１１４の平面部１１４ａの下層には、絶縁膜１０８が形成されないが、これにより、発光層１０３ｅから出る光が、絶縁膜１０８を伝搬して隣接する発光サイリスタ１０２の領域に至るのを防止している。
【００４４】
尚、図２に示すように、遮光膜１１４が、隣接する発光サイリスタ１０２間に形成される場合、一対の遮光部１１４ｂが、平面部１１４ａの両端部からそれぞれ対応する発光サイリスタ１０２に形成され、列の端部にある発光サイリスタ１０２の端部側においては、遮光部１１４ｂのみが形成される場合がある。
【００４５】
以上のように、本実施の形態の半導体装置１００によれば、隣接する発光サイリスタ１０２間に、基板１０１からの距離が、発光層１０３ｅよりも離れた位置まで、遮光膜１１４を形成しているため、発光層１０３ｅから出る光が、隣接する発光サイリスタ１０２に伝搬するのを防ぐことができる。また遮光膜１１４は、その遮光部１１４ｂが、発光サイリスタ１０２を覆うパッシベーション膜１０９の表面に密着して形成されているため、発光サイリスタ１０２は、基板１０１に対して略垂直の方向のみに出光することが可能となる。
【００４６】
実施の形態２．
図５は、本発明に基づく実施の形態２の半導体装置２００の概略断面図である。この半導体装置２００が、図２（ａ）に、そのＡ−Ａ断面（図１参照）を示す実施の形態１の半導体装置１００に対して主に異なる点は、遮光膜２１４（実施の形態１では１１４）の形状である。従って、この半導体装置２００が、前記した実施の形態１の半導体装置１００と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００４７】
尚、本実施の形態の半導体装置２００の要部構成は、遮光膜２１４の形状以外は、図１に示す実施の形態１の半導体装置１００の要部構成と共通するため、必要に応じて図１、図３を参照する。図５の概略断面図の断面位置は、図１に示す半導体装置１００のＡ−Ａ断面に対応する位置での、半導体装置２００の断面図である。
【００４８】
半導体装置２００の遮光膜２１４は、基板１０１の短手方向（長手方向に対して直角となる方向）においては、第２ｐ型半導体層１０３ｄの領域を越えて形成され（図１、３参照）、図５に示すように、基板１０１の表面を覆うパッシベーション膜１０９に密着して形成される第１の遮光部としての平面部２１４ａと、基板１０１の長手方向における、この平面部２１４ａの端部に連設され、この端部から発光サイリスタ１０２を覆うパッシベーション膜１０９の表面に密着して形成されて、基板１０１から離間する方向に延在する遮光部２１４ｂと、遮光部２１４ｂの先端部から、パッシベーション膜１０９の段部１０９ａに沿って、基板１０１の表面と平行或いは平行に近づく方向に延在する屈曲部２１４ｃを備える。ここでは、遮光部２１４ｂと屈曲部２１４ｃが第２の遮光部に相当する。
【００４９】
尚、パッシベーション膜１０９の段部１０９ａは、発光サイリスタ１０２の第２ｎ型半導体層１０３ｃをメサ形状に加工した際に形成される平坦部１０２ａに起因して生じるものである。
【００５０】
ここでは、この遮光膜２１４の、基板１０１から最も離間する箇所が、基板１０１から離間する方向において、発光層１０３ｅの上面に相当する離間位置ｈ２と、第２ｐ型半導体層１０３ｄの上面に相当する離間位置ｈ１との間に位置するように形成されるものである。
【００５１】
遮光膜２１４が上記したように形成されることにより、発光層１０３ｅから出る光が、隣接する発光サイリスタ１０２に伝搬するのを防ぐことができ、且つ基板１０１に対して略垂直へ出光するのを妨げないようにすることができる。
【００５２】
以上のように、本実施の形態の半導体装置２００によれば、隣接する発光サイリスタ１０２間に、基板１０１からの距離が、発光層１０３ｅよりも離れた位置まで、遮光部２１４ｂ及び屈曲部２１４ｃを形成しているため、発光層１０３ｅから出る光が、隣接する発光サイリスタ１０２に伝搬するのを防ぐことができる。また遮光膜２１４は、その遮光部２１４ｂ及び屈曲部２１４ｃが、発光サイリスタ１０２を覆うパッシベーション膜１０９の表面に密着して形成されているため、発光サイリスタ１０２は、基板１０１に対して略垂直の方向のみに出光することが可能となる。
【００５３】
また、遮光膜２１４を、パッシベーション膜１０９の段部１０９ａ上に形成することにより、遮光膜２１４の形成位置の確認が容易となり、遮光膜２１４の有無の確認の容易性、作業工程の正確性、及び再現性を向上させることが可能となる。
【００５４】
実施の形態３．
図６は、本発明に基づく実施の形態３の半導体装置３００の概略断面図である。この半導体装置３００が、図２（ａ）に、そのＡ−Ａ断面（図１参照）を示す実施の形態１の半導体装置１００に対して主に異なる点は、遮光膜３１４（実施の形態１では１１４）を形成する順番である。従って、この半導体装置３００が、前記した実施の形態１の半導体装置１００と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００５５】
尚、本実施の形態の半導体装置３００の要部構成は、遮光膜３１４を形成する順番に伴う相違点以外は、図１に示す実施の形態１の半導体装置１００の要部構成と共通するため、必要に応じて図１、図３を参照する。図６の概略断面図の断面位置は、図１に示す半導体装置１００のＡ−Ａ断面に対応する位置での、半導体装置３００の断面図である。
【００５６】
半導体装置３００の遮光膜３１４は、パッシベーション膜３０９を形成する前に、アノード引き出し配線１０６ａ、カソード引き出し配線１０６ｃ、ゲート引き出し配線１０６ｇ（図１参照）等を形成する工程でこれ等と同時に形成し、その後にパッシベーション膜３０９を形成する。
【００５７】
半導体装置３００の遮光膜３１４は、基板１０１の短手方向（長手方向に対して直角となる方向）においては、第２ｐ型半導体層１０３ｄの領域を越えて形成され（図１、３参照）、図６に示すように、基板１０１上に形成された平坦化膜１０４の表面に密着して形成される第１の遮光部としての平面部３１４ａと、基板１０１の長手方向における、この平面部３１４ａの端部に連設され、この端部から発光サイリスタ１０２を覆う絶縁膜１０８の表面に密着して形成されて、基板１０１から離間する方向に延在する第２の遮光部としての遮光部３１４ｂを備える。
【００５８】
この遮光部３１４ｂは、基板１０１から離間する方向に延在するその先端部が、基板１０１から離間する方向において、発光層１０３ｅの上面に相当する離間位置ｈ２と、第２ｐ型半導体層１０３ｄの上面に相当する離間位置ｈ１との間に位置するように形成されるものである。
【００５９】
尚、本実施の形態では、遮光膜３１４を、アノード引き出し配線１０６ａ、カソード引き出し配線１０６ｃ、ゲート引き出し配線１０６ｇ等と同じ工程で形成する例を示したが、これに限定されるものではなく、絶縁膜１０８を形成する前の、各電極１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ等と同じ工程で形成することも可能である。この場合も、絶縁膜１０８は、遮光膜３１４が形成される領域を除いて形成するものである。
【００６０】
また、実施の形態１〜３では、半導体薄膜層が基板側から順にｎ型、ｐ型、ｎ型、ｐ型と積層されたサイリスタ構造について説明したが、基板側からｐ型、ｎ型、ｐ型、ｎ型と積層されたサイリスタ構造に対して適用しても良い。
【００６１】
更に、実施の形態１〜３では、遮光膜（１１４，２１４，３１４）が、保護膜（絶縁膜１０８、パッシベーション膜１０９，２０９，３０９）を介して発光素子１０２に密着形成される例を示したが、これに限定されるものではなく、遮光膜が絶縁性を有する素材である場合、保護膜を介すことなく、直接発光素子に密着形成しても良いなど、本発明は、種々の態様を取り得るものである。
【００６２】
以上のように、本実施の形態の半導体装置３００によれば、隣接する発光サイリスタ１０２間に、基板１０１からの距離が、発光層１０３ｅよりも離れた位置まで、遮光部３１４ｂを形成しているため、発光層１０３ｅから出る光が、隣接する発光サイリスタ１０２に伝搬するのを防ぐことができる。また遮光膜３１４は、その遮光部３１４ｂが、発光サイリスタ１０２を覆う絶縁膜１０８の表面に密着して形成されているため、発光サイリスタ１０２は、基板１０１に対して略垂直の方向のみに出光することが可能となる。
【００６３】
更に、遮光膜３１４を、アノード引き出し配線１０６ａ、カソード引き出し配線１０６ｃ、ゲート引き出し配線１０６ｇ等と、或いは各電極１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ等と同じ工程で形成するため、遮光膜３１４を単独で形成する必要がなくなり、例えば実施の形態１の場合に比べて、工程数を減らすことが出来る。
【００６４】
実施の形態４．
図７は、本発明による実施の形態４の光プリントヘッド１２００の要部構成を模式的に示す要部構成図である。
【００６５】
同図に示すように、ベース部材１２０１上には、ＣＯＢ（ｃｈｉｐ  ｏｎ  ｂｏａｒｄ）基板１２０２が搭載されている。このＣＯＢ基板１２０２は、所定の基板上に前記した図１に示す半導体装置１００を長手方向に沿って複数配置し、一体化したユニットである。尚、ここでは、実施の形態１で示した半導体装置１００を用いたが、実施の形態２の半導体装置２００或いは実施の形態３の半導体装置３００を採用することも可能である。
【００６６】
半導体装置１００の発光部の上方には、発光部から出射された光を集光する光学素子としてのロッドレンズアレイ１２０３が配設されている。このロッドレンズアレイ１２０３は、柱状の光学レンズを、直線状に配列された複数の半導体装置１００の発光部に沿って多数配列した光学レンズ群であり、有機高分子材料などを用いて射出成形されたレンズホルダ１２０４によって所定位置に保持されている。
【００６７】
このレンズホルダ１２０４は、同図に示すように、ベース部材１２０１及びＣＯＢ基板１２０２を覆うように形成されている。そして、ベース部材１２０１、ＣＯＢ基板１２０２、及びレンズホルダ１２０４は、ベース部材１２０１及びレンズホルダ１２０４に形成された開口部１２０１ａ，１２０４ａを介して配設されるクランパ１２０５によって一体的に挟持されている。従って、半導体装置１００で発生した光はロッドレンズアレイ１２０３を通して、所定の外部部材に照射される、この光プリントヘッド１２００は、例えば電子写真プリンタや電子写真コピー装置等の画像形成装置の露光装置として用いられる。
【００６８】
半導体装置１００を採用した光プリントヘッド１２００によれば、前記したように、半導体装置１００における、隣接する発光サイリスタ１０２間での光の交差を排除できるため、例えば感光体ドラムに形成する静電潜像の画像品位を高めることができる。
【００６９】
実施の形態５．  
図８は、本発明の画像形成装置に基づく実施の形態５の画像形成装置１３００の要部構成を模式的に示す要部構成図である。
【００７０】
同図に示すように、画像形成装置１３００内には、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色の画像を、各々に形成する四つのプロセスユニット１３０１〜１３０４が記録媒体１３０５の搬送経路１３２０に沿ってその上流側から順に配置されている。これらのプロセスユニット１３０１〜１３０４の内部構成は共通しているため、例えばシアンのプロセスユニット１３０３を例にとり、これらの内部構成を説明する。
【００７１】
プロセスユニット１３０３には、像担持体として感光体ドラム１３０３ａが矢印方向に回転可能に配置され、この感光体ドラム１３０３ａの周囲にはその回転方向上流側から順に、感光体ドラム１３０３ａの表面に電気供給して帯電させる帯電装置１３０３ｂ、帯電された感光体ドラム１３０３ａの表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する露光装置１３０３ｃが配設される。
【００７２】
更に、静電潜像が形成された感光体ドラム１３０３ａの表面に、所定色（シアン）のトナーを付着させて顕像を発生させる現像装置１３０３ｄ、及び感光体ドラム１３０３ａの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置１３０３ｅが配設される。尚、これら各装置に用いられているドラム又はローラは、図示しない駆動源及びギアによって回転させられる。
【００７３】
また、画像形成装置１３００は、その下部に、紙等の記録媒体１３０５を重ねた状態で収納する用紙カセット１３０６を装着し、その上方には記録媒体１３０５を１枚ずつ分離させて搬送するためのホッピングローラ１３０７を配設している。更に、記録媒体１３０５の搬送方向における、このホッピングローラ１３０７の下流側には、ピンチローラ１３０８，１３０９と共に記録媒体１３０５を挟持することによって、記録媒体１３０５の斜行を修正し、プロセスユニット１３０１〜１３０４に搬送するレジストローラ１３１０，１３１１を配設している。これ等のホッピングローラ１３０７及びレジストローラ１３１０，１３１１は、図示しない駆動源及びギアによって連動回転する。
【００７４】
プロセスユニット１３０１〜１３０４の各感光体ドラムに対向する位置には、それぞれ半導電性のゴム等によって形成された転写ローラ１３１２が配設されている。そして、感光体ドラム１３０１ａ〜１３０４ａ上のトナーを記録媒体１３０５に転写させるために、感光体ドラム１３０１ａ〜１３０４ａの表面とこれらの各転写ローラ１３１２の表面との間に所定の電位差が生じるように構成されている。
【００７５】
定着装置１３１３は、加熱ローラとバックアップローラとを有し、記録媒体１３０５上に転写されたトナーを加圧、加熱することによって定着させる。また、排出ローラ１３１４，１３１５は、定着装置１３１３から排出された記録媒体１３０５を、排出部のピンチローラ１３１６，１３１７と共に挟持し、記録媒体スタッカ部１３１８に搬送する。尚、排出ローラ１３１４，１３１５は、図示されない駆動源及びギアによって連動回転する。ここで使用される露光装置１３０３ｃとしては、実施形態４で説明した光プリントヘッド１２００が用いられる。
【００７６】
次に、前記構成の画像形成装置の動作について説明する。
まず、用紙カセット１３０６に堆積した状態で収納されている記録媒体１３０５がホッピングローラ１３０７によって、上から１枚ずつ分離されて搬送される。続いて、この記録媒体１３０５は、レジストローラ１３１０，１３１１及びピンチローラ１３０８，１３０９に挟持されて、プロセスユニット１３０１の感光体ドラム１３０１ａ及び転写ローラ１３１２に搬送される。その後、記録媒体１３０５は、感光体ドラム１３０１ａ及び転写ローラ１３１２に挟持され、その記録画面にトナー画像が転写されると同時に感光体ドラム１３０１ａの回転によって搬送される。
【００７７】
同様にして、記録媒体１３０５は、順次プロセスユニット１３０２〜１３０４を通過し、その通過過程で、各露光装置１３０１ｃ〜１３０４ｃにより形成された静電潜像を、現像装置１３０１ｄ〜１３０４ｄによって現像した各色のトナー像がその記録画面に順次重ねて転写される。その後、定着装置１３１３によってトナー像が定着された記録媒体１３０５は、排出ローラ１３１４，１３１５及びピンチローラ１３１６，１３１７に挟持されて、画像形成装置１３００の外部の記録媒体スタッカ部１３１８に排出される。以上の過程を経て、カラー画像が記録媒体１３０５上に形成される。
【００７８】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置によれば、前記した実施の形態４で説明した光プリントヘッド１２００を採用するため、画像品位を高めることができる。
【００７９】
また、前記した特許請求の範囲、及び実施の形態において、「上」、「下」と言った言葉を使用したが、これらは便宜上であって、各装置を配置する状態における絶対的な位置関係を限定するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本実施の形態では画像形成装置としてカラープリンタを用いて説明したが、単色プリンタ、複写機、ＦＡＸ、更にこれらを複合させた複合機等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００８１】
１００  半導体装置、  １０１  基板、  １０２  発光サイリスタ、  １０２ａ  平坦部、  １０３  半導体薄膜、  １０３ａ  第１ｎ型半導体層下層部、  １０３ｂ  第１ｐ型半導体層、  １０３ｃ  第２ｎ型半導体層、  １０３ｄ  第２ｐ型半導体層、  １０３ｅ  発光層、  １０３ｆ  第１ｎ型半導体層、  １０４  平坦化膜、  １０５ａ  アノード電極、  １０５ｃ  カソード電極、  １０５ｇ  ゲート電極、  １０６ａ  アノード引き出し配線、  １０６ｃ  カソード引き出し配線、  １０６ｄ  アノード共通配線、  １０６ｇ  ゲート引き出し配線、  １０７ｃ  カソード共通配線、  １０７ｇ  ゲート共通配線、  １０８  絶縁膜、  １０８ａ  開口部、  １０８ｂ  開口部、  １０９  パッシベーション膜、  １０９ａ  段部、  １１０ａ  アノードパッド、  １１０ｃ  カソードパッド、  １１０ｇ  ゲートパッド、  １１１  母材基板、  １１２  バッファ層、  １１３  犠牲層、  １１４  遮光膜、  １１４ａ  平面部、  １１４ｂ  遮光部、  １１５  接続配線、  １１６  接続配線、  ２００  半導体装置、  ２１４  遮光膜、  ２１４ａ  平面部、  ２１４ｂ  遮光部、  ２１４ｃ  屈曲部、  ３００  半導体装置、  ３０９  パッシベーション膜、  ３１４  遮光膜、  ３１４ａ  平面部、  ３１４ｂ  遮光部、  １２００  光プリントヘッド、  １２０１  ベース部材、  １２０１ａ  開口部、  １２０２  ＣＯＢ基板、  １２０３  ロッドレンズアレイ、  １２０４  レンズホルダ、  １２０４ａ  開口部、  １２０５  クランパ、  １３００  画像形成装置、  １３０１〜１３０４  プロセスユニット、  １３０３ａ  感光体ドラム、  １３０３ｂ  帯電装置、  １３０３ｃ  露光装置、  １３０３ｄ  現像装置、  １３０３ｅ  クリーニング装置、  １３０５  記録媒体、  １３０６  用紙カセット、  １３０７  ホッピングローラ、  １３０９  ピンチローラ、  １３１０  レジストローラ、  １３１１  レジストローラ、  １３１２  転写ローラ、  １３１３  定着装置、  １３１４  排出ローラ、  １３１５  排出ローラ、  １３１６  ピンチローラ、  １３１７  ピンチローラ、  １３１８  記録媒体スタッカ部、  １３２０  搬送経路。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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