(57)【要約】【課題】設ける絶縁層に求められる特性と、所定の半導体薄膜の接合特性とを独立に最適化し、優れた信頼性と素子特性を備えた半導体装置、及びこれを用いた光プリントヘッドを提供する。【解決手段】半導体装置は、基板１を有し、この基板１の上に設けたＤＬＣ膜２上に、分極性が高い有機薄膜３を形成して半導体薄膜１０を接合するようにしている。そのため、半導体薄膜面の相互作用が強く働き、接合強度が高い接合が得られる。更に、有機薄膜３の膜厚を下地のＤＬＣ膜２の膜厚よりも薄くしている。そのため、半導体薄膜１０からＤＬＣ膜２への熱の伝導性が向上し、ＤＬＣ膜２を形成するための基板１として高熱伝導の材料を使った場合には、基板１を介して効率よく熱を放散することができる。【選択図】図１
2010056194.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成されたダイヤモンドライクカーボン膜と、
前記ダイヤモンドライクカーボン膜上に形成され、前記ダイヤモンドライクカーボン膜の膜厚よりも薄い薄膜と、
半導体素子を有し、前記薄膜上に接合された半導体薄膜と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
基板と、
前記基板上に形成されたダイヤモンドライクカーボン膜と、
前記ダイヤモンドライクカーボン膜上に形成され、前記ダイヤモンドライクカーボン膜の膜厚よりも薄い薄膜と、
回路素子を有し、前記薄膜上に接合されたＳｉ薄膜と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に形成されたダイヤモンドライクカーボン膜と、
前記ダイヤモンドライクカーボン膜上に形成され、前記ダイヤモンドライクカーボン膜の膜厚よりも薄い薄膜と、
半導体素子を有し、前記薄膜上に接合された半導体薄膜と、
前記半導体素子に接続された回路素子を有し、前記薄膜上に接合されたＳｉ薄膜と、
を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記半導体素子を有する前記半導体薄膜は、複数、前記薄膜上に接合されていることを特徴とする請求項１又は３記載の半導体装置。
【請求項５】
前記複数の半導体薄膜は、１列又は２次元的に配列されていることを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体薄膜は、他の基板上で形成されて前記他の基板上から剥離されて、前記薄膜上に接合されていることを特徴とする請求項１、３、４、又は５記載の半導体装置。
【請求項７】
前記薄膜は、有機薄膜であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記有機薄膜は、ポリイミドであることを特徴とする請求項７記載の半導体装置。
【請求項９】
前記薄膜は、無機薄膜であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記無機膜は、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ、ＳｉＯ２の中から少なくとも１つ選択された材料からなる請求項９記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記半導体薄膜は、化合物半導体薄膜であることを特徴とする請求項１、３、４、５、６、７、８、９、又は１０記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記半導体素子は、発光素子であることを特徴とする請求項１１記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記発光素子は、２端子又は３端子を有することを特徴とする請求項１２記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記基板は、金属基板、セラミックス基板、ガラス基板、プラスチック基板の中から選択された材料の基板であることを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記金属基板は、Ｃｕ、Ａｌ、真鍮、ニッケル、亜鉛、ステンレスの中から選択された材料を含むことを特徴とする請求項１４記載の半導体装置。
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の半導体装置と、
前記半導体装置における前記発光素子から出射される光を導く光学系と、
を有することを特徴とする光プリントヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体薄膜で形成された発光ダイオード（以下「ＬＥＤ」という。）等の半導体素子を有する半導体装置と、これを用いた光プリントヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤ等の半導体素子では、動作する際に発熱する。半導体素子の温度上昇は、半導体素子の特性や信頼性に影響することがあるため、この半導体素子から発生した熱を効率的に伝導し、外部へ放熱することが重要である。例えば、下記の特許文献１には、ＬＥＤで発生した熱を放熱するためのＬＥＤ面発光装置の技術が開示されている。
【０００３】
このＬＥＤ面発光装置は、サファイヤ基板等の基板上に形成したＬＥＤを有し、この基板が、熱電導率が大きい絶縁性のダイモンド基板上に、接着層により接着されている。そして、ＬＥＤから発生した熱をダイヤモンド基板側へ伝導して外部へ放熱するようになっている。又、ＬＥＤが形成された基板を上にして、そのＬＥＤの電極領域を、接着層を介してダイヤモンド基板へ接着する技術も開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３２９８９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、以下の（ａ）〜（ｃ）のような課題があった。
（ａ）  半導体素子において最も発熱する領域は動作領域であり、例えば、ＬＥＤであれば、ｐｎ接合付近あるいは活性層の発光領域が発熱の中心となる。熱を外部に効果的に放散するためには、主たる発熱領域と熱伝導率が大きい材料との距離ができるだけ短い方が効果が高い。この観点からは、特許文献１に開示されているように、発光領域とダイヤモンド基板との間に、サファイヤ基板等の基板が設けられた形態では、熱伝導の効率が低下するという課題があった。
【０００６】
（ｂ）  熱伝導を効果的に促進するためには、発熱体と熱伝導率が大きい材料との間に、熱伝導率が小さい材料を設けずに、発熱体と熱伝導率が大きい材料とが隙間なく直接接する構造の方が、熱伝導の効率が高いと考えられる。この観点からは、特許文献１に開示されているように、ＬＥＤが形成された基板とダイヤモンド基板との間に接着層を設けたり、ＬＥＤの電極を接着層を介してダイヤモンド基板に接合する形態では、熱伝導の効率が低下してしまうという課題があった。
【０００７】
（ｃ）  金属と金属を接合する構造の場合には、金属／金属接合面でお互いの金属が反応する等に起因した空隙（ボイド）が発生することがある。このようなボイドが多発した場合には、接触面積が小さくなり、熱伝導の効率が低下するという課題もあった。
このような課題に対して、例えば、半導体薄膜と金属層の間に絶縁膜を設けることが考えられる。この絶縁膜は例えば熱伝導性が高いことが望ましい。しかし、半導体薄膜の接合の観点からは、別の材料との接合の方がより強い接合力が得られるような場合がありうる。そのため、未だ技術的に十分満足の得られる半導体装置及びこれを用いた光プリントヘッドを実現することが困難であった。
【０００８】
本発明の目的は、このような従来技術の課題を解決し、設ける絶縁層に求められる特性と、所定の半導体薄膜の接合特性とを独立に最適化し、優れた信頼性と素子特性を備えた半導体装置、及びこれを用いた光プリントヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の半導体装置は、基板と、前記基板上に形成されたダイヤモンドライクカーボン（Diamond-1ike  carbon、以下「ＤＬＣ」という。）膜と、前記ＤＬＣ膜上に形成され、前記ＤＬＣ膜の膜厚よりも薄い薄膜と、半導体素子を有し、前記薄膜上に接合された半導体薄膜と、を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の半導体装置は、基板と、前記基板上に形成されたＤＬＣ膜と、前記ＤＬＣ膜上に形成され、前記ＤＬＣ膜の膜厚よりも薄い薄膜と、回路素子を有し、前記薄膜上に接合されたＳｉ薄膜と、を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の更に他の半導体装置は、基板と、前記基板上に形成されたＤＬＣ膜と、前記ＤＬＣ膜上に形成され、前記ＤＬＣ膜の膜厚よりも薄い薄膜と、半導体素子を有し、前記薄膜上に接合された半導体薄膜と、前記半導体素子に接続された回路素子を有し、前記薄膜上に接合されたＳｉ薄膜と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の光プリントヘッドは、前記発明の半導体装置と、前記半導体素子である発光素子から出射される光を導く光学系と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の半導体装置によれば、基板の上に設けたＤＬＣ膜上に、分極性が高い薄膜を形成して半導体薄膜を接合するようにしたので、対向する半導体薄膜の表面と分極性が高い薄膜の表面との間に分子間力（特に、ファンデルワールス力又は水素結合力）による引力が働き、高い接合強度が得られる。更に、薄膜の膜厚を下地のＤＬＣ膜の膜厚よりも薄くしたので、半導体薄膜からＤＬＣ膜への熱の伝導性が向上し、ＤＬＣ膜を形成するための基板として高熱伝導の材料を使った場合には、基板を介して効率よく熱を放散することができる。
【００１４】
本発明の光プリントヘッドによれば、本発明の半導体装置を使用しているので、小型化が可能で、発光効率が大きく、信頼性の高い光プリントヘッドを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００１６】
（実施例１の構成）
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１における半導体装置を模式的に示す概略の構成図であり、同図（ａ）は平面図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）中のＡ１−Ａ２線拡大断面図である。
【００１７】
この半導体装置は、高熱伝導材料を使った素子搭載用の基板１を有している。基板１は、例えば、金属基板、セラミックス基板、ガラス基板、プラスチック基板、又はＳｉ基板等である。金属基板の場合、例えば、Ｃｕ、Ａｌ、真鍮、ニッケル、ステンレス（鉄、クロム、ニッケル、ないしマンガンを含む合金）、亜鉛等で形成されている。セラミックス基板の場合、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ等で形成されている。基板１上には、薄いＤＬＣ膜２が形成され、更に、このＤＬＣ膜２の上に、薄膜（例えば、有機薄膜）３が形成されている。
【００１８】
ＤＬＣ膜２は、電気的絶縁性、異種膜間の接合力、及び熱伝導率が大きな膜であり、この膜厚は、例えば５ｎｍ〜１００ｎｍとすることができる。有機薄膜３は、少なくとも分極性が強い性質をもつ材料であることが望ましく、例えば、ポリイミド膜、透明有機膜等が好適である。有機薄膜３の膜厚は、少なくともＤＬＣ膜２の膜厚よりも薄いことが望ましい。この有機薄膜３の上には、接着剤を用いずに、半導体薄膜１０が分子間力により直接接合されている。
【００１９】
半導体薄膜１０は、半導体素子（例えば、発光素子である２端子型ＬＥＤ）を有しており、母材基板上で結晶成長され、この母材基板から剥離した単結晶半導体薄膜（例えば、化合物半導体薄膜又はＳｉ薄膜等）により形成されている。半導体薄膜１０は、単層構造又は、複数の膜の積層構造をしており、例えば、化合物半導体薄膜で構成されるＬＥＤの場合、下層から上層へ向かって、第１導電型接合層（例えば、ｎ−ＧａＡｓ層）１１と、第１導電型導通層（例えば、ｎ−ＡｌｔＧａｌ−ｔＡｓ層）１２と、第１導電型コンタクト層（例えば、ｎ−ＧａＡｓ層）１３と、第１導電型クラッド層（例えば、ｎ−ＡｌｘＧａ1−ｘＡｓ層）１４と、第１導電型、第２導電型又はノンドープの活性層（例えば、ｎ−ＡｌｙＧａｌ−ｙＡｓ層）１５と、第２導電型クラッド層（例えば、ｐ−ＡｌｚＧａｌ−ｚＡｓ層）１６と、第２導電型半導体層（例えば、ｐ−ＧａＡｓ層）１７とが、順に積層されている。半導体薄膜層１０は、膜厚が１０μｍ以下、より望ましくは２．５μｍ以下が好適であり、有機薄膜３上に分子間力接合されている。
【００２０】
半導体薄膜１０は、ＳｉＮ膜、有機絶縁膜等で形成された層間絶縁膜２０により覆われている。層間絶縁膜２０の一部には、電極取り出し用の第２導電側コンタクト開口部２０ａ、及び第１導電側コンタクト開口部２０ｂが形成されている。層間絶縁膜２０、及び第２導電側コンタクト開口部２０ａの一部の上には、金属配線層における第２導電側電極２１が形成され、この第２導電側電極２１が、半導体薄膜１０の第２導電型半導体層１７に接続されている。更に、層間絶縁膜２０、及び第１導電側コンタクト開口部２０ｂの一部の上には、金属配線層における第１導電側電極２２が形成され、この第１導電側電極２２が、半導体薄膜１０の第１導電型コンタクト層１３に接続されている。第２導電側電極２１及び第１導電側電極２２には、外部との制御回路等と接続するための接続用パッド２１ａ，２２ａがそれぞれ接続されている。
【００２１】
（実施例１の動作）
図１の半導体薄膜１０により構成される２端子型ＬＥＤでは、例えば、パッド２２ａ及び第１導電側電極２２を接地電位にし、パッド２１ａ及び第２導電側電極２１に正電位を印加すると、パッド２１ａ、第２導電側電極２１、半導体薄膜１０であるＬＥＤ、第１導電側電極２２、及びパッド２２ａへ駆動電流が流れてＬＥＤが点灯する。これにより、ＬＥＤ中の活性層１５を含む発光領域が発光し、第２導電側コンタクト開口部２０ａを通して光が外部へ出射される。
【００２２】
ここで、有機薄膜３の表面は分極性が強いため、密着した半導体薄膜１０との間に分極に伴う静電的な相互作用（引力）が働き、強い接合力が働く。半導体薄膜１０の膜厚はμｍオーダと薄いため、ＬＥＤで発生する熱はすぐに接合している層へ伝導する。有機薄膜３は膜厚が薄いため、接合しているＬＥＤが動作中に発生する熱を効率的にＤＬＣ膜２へ伝導する。ＤＬＣ膜２の下に高熱伝導材料を使った基板１が設けられているので、ＤＬＣ膜２に伝わった熱は、基板１を介して効率的に放散される。
【００２３】
（実施例１の製造方法）
図２−１（ａ）〜（ｃ）及び図２−２（ｄ）、（ｅ）は、図１の半導体装置における製造方法の例を示す模式的な製造工程図である。
【００２４】
図１のような半導体装置を製造する場合、先ず、図２−１（ａ）の工程において、例えば、ＧａＡｓ基板のような半導体の基板３０を用意し、この基板３０上に、この基板３０に対して選択的にエッチングできる犠牲層３１（例えば、半導体層であるＡｌｓＧａ１−ｓＡｓ層（ｓ≧０．６））を形成する。犠牲膜３１は、次にこの上に形成される単結晶の半導体薄膜１０に対して選択的にエッチングできる半導体材料を使用する。犠牲膜３１の形成後、例えば、半導体結晶成長法である有機金属化学気相蒸成長法（Metal  Organic  Chemical  Vapor  Deposition；ＭＯＣＶＤ）や分子線エビタキシー法（Molecular  Beam  Epitaxy法；ＭＢＥ法）等により、犠牲膜３１上に、積層構造を有する単結晶の半導体薄膜１０を順次形成する。
【００２５】
半導体薄膜１０の膜厚は、形成するＬＥＤの構造及び所定の特性を得るために必要な膜厚とする。例えば、半導体薄膜１０の膜厚は、０．１〜１０μｍとすることができる。半導体薄膜１０の膜厚が厚すぎると、後の配線形成工程において半導体薄膜１０を乗り越える配線形成がやり難くなるので、これらも考慮して最適な膜厚に設定しておく。
【００２６】
図２−１（ｂ）の工程において、ホトリソグラフィ技術により、半導体薄膜１０を選択的にエッチングし、図１（ａ）のような方形の半導体薄膜パターンを形成し、犠牲層３１を露出させる。次に、半導体薄膜１０上に支持体３２を形成した後、エッチング液を使って犠牲層３２をエッチングする。図２−１（ｂ）では、犠牲層エッチングの途中の過程が示されている。
【００２７】
図２−１（ｃ）の工程において、犠牲層３１を全てエッチングすることにより、基板３０から半導体薄膜１０を剥離する。
【００２８】
図２−２（ｄ）の工程において、金属基板等の基板１を用意する。スパッタ法や化学気相成長法（Chemical  Vapor  Deposition、以下「ＣＶＤ法」という。）等により、基板１の全面に、高熱伝導特性を有する絶縁膜であるＤＬＣ膜２を形成し、続いて、そのＤＬＣ膜２の上に、有機薄膜３を形成する。支持体３２に支持された半導体薄膜１０を、有機薄膜３上に位置決めする。
【００２９】
図２−２（ｅ）の工程において、支持体３２に支持された半導体薄膜１０の裏面を、有機薄膜３の表面に加圧及び密着させ、半導体薄膜１０を有機薄膜３上に、接合表面間に働く分子間力によって接合する。接合を完了した後、剥離剤等により、支持体３２を除去する。
【００３０】
半導体薄膜１０を有機薄膜３上に接合した後、図１に示すように、エッチング等により、ＬＥＤ構造に加工する。ＣＶＤ等により、全面にＳｉＮ膜、有機絶縁膜等からなる層間絶縁膜２０を被着し、ホトリソグラフィ技術により、半導体薄膜１０上における層間絶縁膜２０の一部に、第２導電側コンタクト開口部２０ａ及び第１導電側コンタクト開口部２０ｂを形成する。層間絶縁膜２０上に、金属配線層におけるパッド２１ａ及び第２導電側電極２１とパッド２２ａ及び第１導電側電極２２とを選択的に形成し、その第２導電側電極２１を、第２導電側コンタクト開口部２０ａを介して半導体薄膜１０の第２導電型半導体層１７に接続し、更に、第１導電側電極２２を、第１導電側コンタクト開口部２０ｂを介して半導体薄膜１０の第１導電型コンタクト層１３に接続する。これにより、半導体薄膜１０により構成される半導体素子（２端子型ＬＥＤ）を有する半導体装置の製造工程が終了する。
【００３１】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、基板１の上に設けたＤＬＣ膜２上に、分極性が高い有機薄膜３を形成して半導体薄膜１０を接合するようにしたので、半導体薄膜面の相互作用（引力）が強く働き、高い接合強度が得られる。更に、有機薄膜３の膜厚を下地のＤＬＣ膜２の膜厚よりも薄くしたので、半導体薄膜１０からＤＬＣ膜２への熱の伝導性が向上し、ＤＬＣ膜２を形成するための基板１として高熱伝導の材料を使った場合には、基板１を介して効率よく熱を放散することができる。
【００３２】
（実施例１の変形例）
本実施例１における半導体装置の構造や製造方法等は、種々の変形が可能である。以下、構造の変形例１〜５と、製造方法の変形例６を説明する。
【００３３】
（変形例１）
図３は、図１の変形例１を示す半導体薄膜の模式的な概略の断面図である。
【００３４】
この半導体薄膜４０は、図１（ｂ）の半導体薄膜１０と同様に、半導体素子（例えば、発光素子である２端子型ＬＥＤ）を構成しており、母材基板上で結晶成長され、この母材基板から剥離した単結晶半導体薄膜（例えば、化合物半導体薄膜）により形成されている。
【００３５】
半導体薄膜４０は、複数の膜の積層構造をしており、例えば、下層から上層へ向かって、ＡｌＮ層４１と、ｎ＋ＧａＮ層４２と、ＧａＮ／ＩｎＧａＮの積層構造（多重量子井戸構造）からなる活性層４３と、ｐ−ＡｌＧａＮ層４４と、ｐ−ＧａＮ層４５とが、順に積層されている。活性層４３である多重量子井戸層は、ＩｎＧａＮ層や単一量子井戸構造としてもよい。このような構造の半導体薄膜４０では、半導体薄膜１０とほぼ同様の作用効果を奏する。
【００３６】
（変形例２）
図４は、図１の変形例２を示す半導体薄膜の模式的な概略の断面図である。
【００３７】
この半導体薄膜５０は、図１（ｂ）の半導体薄膜１０と同様に、半導体素子（例えば、発光素子である２端子型ＬＥＤ）を構成しており、母材基板上で結晶成長され、この母材基板から剥離した単結晶半導体薄膜（例えば、化合物半導体薄膜）により形成されている。
【００３８】
半導体薄膜５０は、ＡｌＧａＩｎＰ系の材料で構成された積層構造をしており、下層から上層へ向かって、接合層（例えば、第１導電型ＧａＡｓ層）５１と、導通層（例えば、第１導電型（Ａｌｘ１Ｇａ１−ｘ１）ｙ１Ｉｎｌ−ｙ１Ｐ）５２と、第１導電型コンタクト層（例えば、第１導電型ＧａＡｓ層）５３と、クラッド層（例えば、第１導電型（Ａｌｘ２Ｇａ１−ｘ２）ｙ２Ｉｎ１−ｙ２Ｐ）５４と、活性層（例えば、第１導電型、第２導電型又はノンドープの（Ａｌｘ３Ｇａ１−ｘ３）ｙ３Ｉｎ１−ｙ３Ｐ）５５と、クラッド層（例えば、第２導電型（Ａｌｘ４Ｇａ１−ｘ４）ｙ４Ｉｎｌ−ｙ４Ｐ）５６と、第２導電型コンタクト層（例えば、第２導電型ＧａＡｓ層）５７とが、順に積層されている。
【００３９】
ここで、例えば、ｙ１＝ｙ２＝ｙ３＝ｙ４＝０．５とすることができる。又、ｘ１，ｘ２，ｘ４＞ｘ３とすることができる。あるいは、ｘ＝ｘ２＝ｘ４＝０．６、ｘ３＝０とすることができる。活性層５５は、単一量子井戸、多重量子井戸の構造としてもよい。又、ＧａＡｓとの格子整合からずれた歪結晶（ＧａｘＩｎ１−ｘＰ、ｘ＞０．５）を活性層に用いてもよい。このような構造の半導体薄膜５０では、半導体薄膜１０とほぼ同様の作用効果を奏する。
【００４０】
（変形例３）
図５−１及び図５−２は、図１の変形例３を示す半導体装置の模式的な概略の構成図であり、図５−１は平面図、及び図５−２は図５−１中のＢ１−Ｂ２線拡大断面図である。
【００４１】
この半導体装置は、図１と同様に、基板１と、この基板１上に形成されたＤＬＣ膜２と、このＤＬＣ膜２の上に形成された有機薄膜３とを有しているが、この有機薄膜３上に接合される半導体薄膜６０の構造が、図１の半導体薄膜１０とは異なっている。
【００４２】
本変形例３の半導体薄膜６０で構成される半導体素子は、例えば、発光素子である３端子型ＬＥＤ（「発光サイリスタ」とも呼ぶ。）である。半導体薄膜６０は、下層から上層へ向かって、有機薄膜３上に接合された接合層（例えば、ｎ−ＧａＡｓ層）６１と、導通層（例えば、ｎ−ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓ）６２と、第１の第１導電型コンタクト層（例えば、ｎ−ＧａＡｓ層）６３と、第１導電型クラッド層（例えば、ｎ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層）６４と、第２導電型活性層（例えば、ｐ−ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ層）６５と、第１導電型クラッド層（例えば、ｎ−ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ層）６６と、この第１導電型クラッド層６６内に選択的に形成された第２導電型領域（例えば、Ｚｎ選択拡散によって形成された拡散領域）６７と、この第２導電型領域６７上の第２導電型コンタクト層（例えば、ｐ−ＧａＡｓ）６８と、第１導電型クラッド層６６上の第２の第１導電型コンタクト層（例えば、ｎ−ＧａＡｓ層）６９とが、順に積層されている。
【００４３】
このような半導体薄膜６０は、ＳｉＮ膜、有機絶縁膜等で形成された層間絶縁膜７０により覆われている。層間絶縁膜７０の一部には、電極取り出し用の第２導電側コンタクト開口部７０ａ、及び第１導電側コンタクト開口部７０ｂ，７０ｃが形成されている。層間絶縁膜７０、及び第２導電側コンタクト開口部７０ａの一部の上には、金属配線層における第２導電側電極７１が形成され、この第２導電側電極７１が、半導体薄膜６０の第２導電型コンタクト層６８に接続されている。層間絶縁膜７０、及び第１導電側コンタクト開口部７０ｂの一部の上には、金属配線層における第１の第１導電側電極７２が形成され、この第１導電側電極７２が、半導体薄膜６０の第１の第１導電型コンタクト層６３に接続されている。更に、層間絶縁膜７０、及び第１導電側コンタクト開口部７０ｃの一部の上には、金属配線層における第２の第１導電側電極７３が形成され、この第１導電側電極７３が、半導体薄膜６０の第２の第１導電型コンタクト層６９に接続されている。
【００４４】
第２導電側電極７１及び第１導電側電極７２，７３には、外部との制御回路等と接続するための接続用パッド７１ａ，７２ａ，７３ａがそれぞれ接続されている。
【００４５】
このような半導体薄膜６０により構成される３端子型ＬＥＤでは、例えば、パッド７２ａ及び第１導電側電極７２を接地電位にし、パッド７１ａ及び第２導電側電極７１に正電位を印加した状態で、パッド７３ａ及び第１導電側電極７３にゲート電圧を印加すると、３端子型ＬＥＤがオン状態になり、パッド７１ａ、第２導電側電極７１、半導体薄膜６０であるＬＥＤ、第１導電側電極７２、及びパッド７２ａへ駆動電流が流れてＬＥＤが点灯する。これにより、ＬＥＤ中の第２導電型活性層６５を含む発光領域が発光し、第２導電側コンタクト開口部７０ａを通して光が外部へ出射される。
【００４６】
ここで、図１の実施例１と同様に、ＬＥＤで発生する熱はすぐに接合している層へ伝導する。有機薄膜３は膜厚が薄いため、接合しているＬＥＤが動作中に発生する熱を効率的にＤＬＣ膜２へ伝導する。ＤＬＣ膜２の下に高熱伝導材料を使った基板１が設けられているので、ＤＬＣ膜２に伝わった熱は、基板１を介して効率的に放散される。従って、実施例１と同様の効果が得られる。
【００４７】
（変形例４）
図６は、図１の変形例４における半導体装置を模式的に示す概略の平面図である。
【００４８】
この半導体装置では、実施例１の図１の基板１に代えて、これよりも大きな基板８０が設けられている。基板８０上には、図１と同様に、ＤＬＣ膜２が形成され、更に、このＤＬＣ膜２上に、有機薄膜３が形成されている。有機薄膜３上には、図１の半導体薄膜１０によりそれぞれ構成された半導体素子（例えば、２端子型ＬＥＤ）が複数（例えば、６個）、１列に配列され、有機薄膜３上に接合されている。更に、半導体素子群の近傍には、Ｓｉ薄膜９０が配置され、このＳｉ薄膜９０が有機薄膜３上に接合されている。
【００４９】
Ｓｉ薄膜９０は、回路素子（例えば、半導体素子を駆動するための駆動回路）や、配線の接続領域９１ａ，９１ｂ，９４等を有している。駆動回路を有するＳｉ薄膜９０と、半導体素子群とは、薄膜の金属配線９２，９３により、Ｓｉ薄膜９０上の接続領域９１ａ，９１ｂで接続されている。更に、基板８０の内部あるいは表面には、薄膜の金属配線９５，９６、接続領域９７、及び、外部からの信号、電源電力等を供給するための入力端子９８等が設けられている。入力端子９８に接続された金属配線９６は、接続領域９７において金属配線９５と接続されている。この金属配線９５により、金属配線９６と駆動回路とが、接続領域９４を経由して接続されている。
【００５０】
１個の半導体薄膜１０における発光領域の大きさは、複数の半導体素子の配列ピッチに応じて適宜設計することができる。発光領域の大きさを１６μｍ□、配列ピッチを４２．３μｍとしたり、発光領域の大きさを８μｍ、配列ピッチを２１．２μｍとする等である。その他の半導体素子の構造は、図１と同様である。
【００５１】
このような図６の構成の半導体装置では、Ｓｉ薄膜９０内の駆動回路により、複数の個別の半導体素子を個別に点灯制御することができる。
【００５２】
本変形例４では、半導体薄膜１０によりそれぞれ構成される複数の半導体素子と、これを駆動するための駆動回路を有するＳｉ薄膜９０とを、有機薄膜３上に接合したので、複数の半導体素子及び回路素子を集積した構造であっても、各半導体素子の放熱性が高く、集積した半導体素子群及び回路素子の素子特性や寿命の劣化を防止するこができる。このことにより、集積した半導体素子及び回路素子の特性や信頼性が高い半導体装置を提供することができる。
【００５３】
なお、半導体薄膜１０により構成された半導体素子は、６個配列されているが、この個数はいくつであってもよい。複数の半導体素子は、１列に配列されているが、１次元の配列の他、２次元に配列してもよい。基板８０上に集積する複数の半導体素子群については、全て同一の半導体素子であってもよいし、一部あるいは全てが異なる半導体素子であってもよい。又、集積する半導体素子の構成材料が異なってもよい。
【００５４】
（変形例５）
図７は、図１の変形例５を示す半導体装置の模式的な概略の断面図である。
【００５５】
この半導体装置では、図１中のＤＬＣ膜２に代えて、金属層４が設けられている。金属層４は、例えば、Ａｕ、ＡｕＧｅＮｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｌ、ＡｌＮｄ、Ｃｕ等の中から選択される１種類の材料又は複数の材料の積層とすることができる。このような構成により、図１の半導体装置とほぼ同様の作用効果を奏することができる。
【００５６】
その他の構造として、金属層４／ＤＬＣ膜２の順に積層した積層構造、あるいはＤＬＣ膜２／金属層４の順に積層下積層構造にしてもよい。
【００５７】
（変形例６）
半導体装置の製造方法としては、実施例１の図２−１（ａ）〜（ｃ）で説明したような犠牲層３１をエッチング除去する方法でなくとも、基板３０と半導体薄膜１０との界面から、基板３０側の近傍をエッチングして半導体薄膜１０を基板３０から剥離してもよい。又、基板３０上に、図示しないエッチング停止層を介して半導体薄膜１０を形成した後、その基板３０をエッチング除去する方法であってもよい。あるいは、その基板３０を研磨等の方法によって除去してもよい。
【実施例２】
【００５８】
（実施例２の構成）
図８は、本発明の実施例２における半導体装置を模式的に示す概略の断面図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００５９】
本実施例２の半導体装置では、実施例１のＤＬＣ膜２と半導体薄膜１０との間に、絶縁性の無機薄膜５が形成されている点が、実施例１と異なっている。無機薄膜４は、例えば、ＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ、ＳｉＯ２等により形成されている。この無機薄膜４の膜厚は、少なくともＤＬＣ膜２の膜厚よりも薄いことが望ましい。その他の半導体薄膜１０の構成、具体例等は、実施例１と同様である。
【００６０】
（実施例２の作用効果）
本実施例２の半導体薄膜１０により構成される２端子型ＬＥＤでは、実施例１と同様の点灯動作が行われる。
【００６１】
ここで、半導体薄膜１０と熱膨張係数が類似した無機薄膜５（例えば、化合物半導体とＡｌＮ、Ａｌ２Ｏ３等）、あるいは半導体薄膜表面元素と強い結合を形成することが期待される無機薄膜５（例えば、ＳｉとＳｉＯ２、ＳｉＮ等）をＤＬＣ膜２の上に形成することにより、半導体薄膜１０との接合において、密着させた接合材料間で強い相互作用が働き、強い接合力が得られる。
【００６２】
特に、ＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＮ、ＳｉＯ２等の無機薄膜５では、高い熱伝導特性が期待でき、薄膜の厚さを薄くするので、更に熱伝導性が高くなり、放熱性に優れた半導体装置が得られる。
【００６３】
（実施例２の変形例）
実施例１で説明した半導体薄膜、半導体素子、絶縁膜、電極、配線等に関わる種々の変形例を、本実施例２にも適用することができる。
【実施例３】
【００６４】
（実施例３の構成）
図９（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例３における光プリントヘッドの一例を示す概略の構成図であり、同図（ａ）は全体の斜視図、及び、同図（ｂ）は同図（ａ）中のＣ１−Ｃ２線拡大断面図である。
【００６５】
この光プリントヘッドは、例えば、図６の半導体装置１００を用いて構成されており、底面が開口した角筒状をなすホルダ２００を有している。ホルダ２００の平面である上面には、この長手方向に沿って長溝が形成され、この長溝内に光学系（例えば、ロッドレンズアレイ）２１０が装着されている。ロッドレンズアレイ２１０は、長溝の長手方向に多数の棒状レンズを配列させたものである。ホルダ２００内には、ベース部材２２０が装着され、このベース部材２２０上に、図６に示す１個又は複数個の半導体装置１００が搭載されている。
【００６６】
半導体装置１００は、ベース部材２２０上に固定される基板８０を有している。基板８０上には、複数の半導体素子（ＬＥＤ）を有する半導体薄膜１０と、駆動回路等を有するＳｉ薄膜９０とが接合され、その半導体薄膜１０がロッドレンズアレイ２１０に対向する位置に配置されている。このような半導体装置１００を搭載したベース部材２２０は、図示しないクランパにより、下方向から上方向へ付勢されており、ホルダ２００に保持されると共に、半導体薄膜１０とロッドレンズアレイ２１０との位置決めを行うためにも用いられている。
【００６７】
ホルダ２００の底面側には、コネクタ２３０が装着され、このコネクタ２３０が、基板８０側の入力端子９８に接続されている。コネクタ２３０は、外部から半導体装置１００に対して電源電力及制御信号等を供給するためのケーブルを接続するものである。
【００６８】
なお、半導体装置１００は、図６のものに限定されず、実施例１、２の何れかの半導体装置を使用すればよい。又、光プリントヘッドの全体の構造等は、図示以外のものに変更してもよい。
【００６９】
（実施例３の動作）
外部からコネクタ２３０を介して電源電力及び制御信号等を入力すると、Ｓｉ薄膜９０内の駆動回路等によって半導体薄膜１０のＬＥＤが駆動されて発光する。発光した光は、ロッドレンズアレイ２１０を介して図の矢印Ｄ方向に進んで結像する。
【００７０】
例えば、本実施例３の光プリントヘッドを画像形成装置としての電子写真プリンタの露光部として用いる場合は、図９の矢印Ｄ方向に感光ドラムを配置し、この感光ドラムの表面に光プリントヘッドで発光した光が結像するよう、光プリントヘッドと感光ドラムとの距離が調整されて設置される。
【００７１】
（実施例３の効果）
本実施例３の光プリントヘッドによれば、本発明の実施例の半導体装置１００を使用しているので、小型化が可能で、発光効率が大きく、信頼性の高い光プリントヘッドを提供することができる。本実施例３の光プリントヘッドは、例えば、電子写真プリンタ、電子写真複写機等の露光装置といった種々の用途に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例１における半導体装置を模式的に示す概略の構成図である。
【図２−１】図１の半導体装置における製造方法の例を示す模式的な製造工程図である。
【図２−２】図１の半導体装置における製造方法の例を示す模式的な製造工程図である。
【図３】図１の変形例１を示す半導体薄膜の模式的な概略の断面図である。
【図４】図１の変形例２を示す半導体薄膜の模式的な概略の断面図である。
【図５−１】図１の変形例３を示す半導体装置の模式的な概略の構成図である。
【図５−２】図１の変形例３を示す半導体装置の模式的な概略の構成図である。
【図６】図１の変形例４における半導体装置を模式的に示す概略の平面図である。
【図７】図１の変形例５を示す半導体装置の模式的な概略の断面図である。
【図８】本発明の実施例２における半導体装置を模式的に示す概略の断面図である。
【図９】本発明の実施例３における光プリントヘッドの一例を示す概略の構成図である。
【符号の説明】
【００７３】
１，８０      基板
２      ＤＬＣ膜
３      有機薄膜
４      金属層
５      無機薄膜
１０，４０，５０，６０      半導体薄膜
９０      Ｓｉ薄膜
１００      半導体装置
２１０      ロッドレンズアレイ
【図１】
2010056194.tif 000003
【図２−１】
2010056194.tif 000004
【図２−２】
2010056194.tif 000005
【図３】
2010056194.tif 000006
【図４】
2010056194.tif 000007
【図５−１】
2010056194.tif 000008
【図５−２】
2010056194.tif 000009
【図６】
2010056194.tif 000010
【図７】
2010056194.tif 000011
【図８】
2010056194.tif 000012
【図９】
2010056194.tif 000013