(57)【要約】【課題】半導体層に形成された光学素子の表面に透明電極を形成し、該透明電極の所定部分の上に金属配線層を形成することによって、光学素子の発光光が遮断されることがなく、光学素子の表面の劣化が防止され、発光量の減少を防止し、適切な発光強度分布を得ることができるようにする。【解決手段】一伝導型の半導体層と、該半導体層に形成され、表面が露出する光学素子と、該光学素子の表面に形成された透明電極５３と、該透明電極５３の所定の部分よりも上方に形成された金属配線層とを有する。【選択図】図１
2006253361.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）一伝導型の半導体層と、
（ｂ）該半導体層に形成され、表面が露出する光学素子と、
（ｃ）該光学素子の表面に形成された透明電極と、
（ｄ）該透明電極の所定の部分よりも上方に形成された金属配線層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記透明電極はＩＴＯ膜から成る請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記透明電極はＺｎＯ膜から成る請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記透明電極は、厚さが５０〜１００〔Å〕のＴｉ／Ａｕ又はＮｉ／Ａｕ膜から成る請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記透明電極は、前記光学素子の領域及び該領域外の少なくとも一部を覆うように形成され、前記金属配線層は、前記光学素子の領域外において前記透明電極に接続される請求項１〜４に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記透明電極は、前記光学素子の領域及び該領域の全周を囲む範囲を覆うように形成され、前記金属配線層は、前記光学素子の領域を囲む開口部を備え、前記光学素子の領域の周囲において前記金属配線層に接続される請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記透明電極膜と金属配線層との間に設けられ、厚さが５〜１００〔Å〕のＴｉから成る密着層を有する請求項５又は６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記金属層はＧｅを含む金合金から成る請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記金合金はＡｕＧｅＮｉである請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
主透明電極表面上に形成された密着層、金属配線層及びカソード電極と、同一工程によって同一金属で形成され、前記透明電極、カソード電極に接続された透明電極配線層、及び、カソード配線層とを更に有する請求項９に記載の半導体装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体装置が、ＬＥＤが列状に配置されたＬＥＤアレイチップを形成し、該ＬＥＤアレイチップがプリント基板上にダイボンディング及びワイヤボンディングによって実装され、ホルダによって固定される光学系が前記ＬＥＤアレイチップと対向するように配置されることを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＬＥＤヘッドが像担持体と対向して配置される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、半導体装置、ＬＥＤヘッド及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置においては、感光体上に画像データに基づいた静電潜像を形成する露光プロセスにおいて、発光素子としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）素子を複数並べたＬＥＤアレイが形成されたＬＥＤチップを備えるＬＥＤヘッドが光源として使用されている。この場合、前記ＬＥＤヘッドは、レンズ等の光学系を備え、前記ＬＥＤアレイからの光を光学系を介して感光体に照射することによって、該感光体上に露光像を形成するようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図２は従来のＬＥＤヘッドにおけるＬＥＤアレイの構成を示す概略図である。なお、図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ―Ａ’矢視断面図、図２（ｃ）は図２（ａ）のＢ―Ｂ’矢視断面図を示している。
【０００４】
図に示されるように、ＬＥＤアレイが形成される半導体基板としては、高抵抗基板から成るか、又は、低抵抗基板の上に高抵抗層を形成して成る下地基板１０１の上に、電気的に分離された第１伝導型半導体層１０２をエピタキシャル成長させた構造の基板を用いる。そして、該基板上に拡散マスクを形成し、第２伝導型の不純物を拡散することによって発光部１０７が形成される。なお、前記第１伝導型半導体層１０２の上には、第１層間絶縁膜１０３及び第２層間絶縁膜１０４が形成されている。
【０００５】
そして、前記発光部１０７の上面には、第２伝導型コンタクト電極１１１ａがオーミックコンタクトを形成する。なお、第２伝導型コンタクト電極１１１ａは、個別配線を介し、２つの第２伝導型コンタクト電極１１１ａが対になるようにアノードワイヤボンドパッド１１１に接続されている。
【０００６】
また、半導体基板は、ジグザグ形状の分離溝１１５によって２つの第１伝導型半導体ブロックに分離されている。そして、奇数番目に配列された第１伝導型コンタクト電極１０６には、カソードワイヤボンドパッド１１２に直接接続されているカソード配線１１２ａの端子が接続されている。一方、偶数の奇数番目に配列した第１伝導型コンタクト電極１０６は、複数のカソードワイヤボンドパッド１１２に接続されている共通配線１０５に、第１伝導型半導体層１０２を介して、接続されている。
【特許文献１】特開２００４−７１６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前記従来のＬＥＤヘッドにおいては、発光部１０７の上面の一部が第２伝導型コンタクト電極１１１ａによって覆われているので、発光量が減少し、また、発光強度分布が不適切なものになってしまう。
【０００８】
図３は従来のＬＥＤヘッドにおける発光部の構成と発光強度分布との関係を示す図である。なお、図３（ａ）は発光部の発光強度分布を示す図、図３（ｂ）は発光部の上面図である。
【０００９】
図３（ｂ）は、図２（ａ）に示されるＬＥＤアレイの発光部１０７を拡大した図であり、該発光部１０７の上面の一部が第２伝導型コンタクト電極１１１ａによって覆われている状態を示している。そのため、発光部１０７からの発光光の一部が第２伝導型コンタクト電極１１１ａによって遮断されてしまうので、発光部１０７の発光量が減少するとともに、発光部１０７の発光強度の分布は、図３（ａ）に示されるように、不適切なものとなってしまう。なお、図３（ａ）は、図３（ｂ）におけるＡ−Ａ’線に沿った位置での発光強度の分布を示している。
【００１０】
前記従来のＬＥＤヘッドは、このように、発光量が減少し、また、発光強度分布が不適切なものであるので、プリンタ等の画像形成装置に使用された場合、画像形成装置の高速化、低消費電力化、高品質化、低コスト化等に十分に対応することができない。
【００１１】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、半導体層に形成された光学素子の表面に透明電極を形成し、該透明電極の所定部分の上に金属配線層を形成することによって、光学素子の発光光が遮断されることがなく、光学素子の表面の劣化が防止され、発光量の減少を防止し、適切な発光強度分布を得ることができる半導体装置、ＬＥＤヘッド及びそれを用いた画像形成装置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】
【００１２】
そのために、本発明の半導体装置においては、一伝導型の半導体層と、該半導体層に形成され、表面が露出する光学素子と、該光学素子の表面に形成された透明電極と、該透明電極の所定の部分よりも上方に形成された金属配線層とを有する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、半導体装置は、半導体層に形成された光学素子の表面に透明電極を形成し、該透明電極の所定部分の上に金属配線層を形成するようになっている。そのため、光学素子の発光光が遮断されることがなく、光学素子の表面の劣化が防止され、発光量の減少を防止し、適切な発光強度分布を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図４は本発明の第１の実施の形態における画像形成装置本体の構成を示す図である。
【００１６】
図において、１０は画像形成装置であり、例えば、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ機、複写機、プリンタとファクシミリ機と複写機との機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類の画像形成装置であってもよく、また、モノクロ画像を形成するものであっても、カラー画像を形成するものであってもよい。なお、本実施の形態においては、前記画像形成装置１０がいわゆるタンデム方式のカラー電子写真式プリンタである場合について説明する。
【００１７】
そして、前記画像形成装置１０には、給紙カセット２０が装着され、該給紙カセット２０にセットされた媒体としての用紙１９が給紙ローラ２６によって搬送され、ローラ２７〜ローラ３０によって画像形成部にまで搬送される。
【００１８】
本実施の形態における画像形成装置１０は、カラー電子写真式プリンタであるので、画像形成装置１０内には、画像形成部として、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像を、それぞれ、形成する４つのプロセスカートリッジ２１〜プロセスカートリッジ２４が、用紙１９の搬送経路に沿ってタンデムに配設されている。そして、各プロセスカートリッジ２１〜プロセスカートリッジ２４には、像担持体としてのドラム状の感光体１１、該感光体１１の周囲に配設され、該感光体１１の表面に電気を供給して帯電させる帯電ローラ１２、帯電された感光体１１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であるＬＥＤヘッドとしてのＬＥＤプリントヘッド１３が配設される。
【００１９】
さらに、現像剤としてのトナーを静電潜像が形成された感光体１１の表面に搬送する現像ローラ１４、前記感光体１１の表面に残留したトナーを除去するクリーニングブレード１５、及び、前記感光体１１の表面に残留した電位を除電する図示されない除電部が配設される。また、用紙１９を搬送する搬送手段としての転写ベルト１８、前記感光体１１と対向させて配設され、転写ベルト１８によって搬送される用紙１９にトナー像を転写する転写ローラ１７も配設される。
【００２０】
そして、それぞれのプロセスカートリッジ２１〜プロセスカートリッジ２４においては、帯電ローラ１２によって感光体１１の電荷を蓄える帯電プロセス、ＬＥＤプリントヘッド１３によって感光体１１上の画像データを形成する位置に光を照射する露光プロセス、現像ローラ１４によって露光された部分にトナーを付着させる現像プロセス、及び、転写ローラ１７によって現像されたトナーを用紙１９に転写させる転写プロセスが行われる。なお、用紙１９上のトナー像を熱及び圧力で定着させる定着プロセスは、定着部としての定着器２５によって行われる。さらに、前記画像形成装置１０は、画像が形成された用紙１９は排ローラ３１〜排ローラ３４によって搬送されて画像形成装置１０の外部に排出する排出部３５を有する。
【００２１】
次に、前記画像形成装置１０の動作について説明する。
【００２２】
まず、給紙カセット２０に収納されている用紙１９が給紙ローラ２６によって搬送されて、ローラ２７〜ローラ３０によって画像形成部まで搬送される。プロセスカートリッジ２１〜プロセスカートリッジ２４内では、回転する感光体１１の表面に対して帯電ローラ１２によって帯電が行われ、帯電された表面をＬＥＤプリントヘッド１３によって露光し、静電潜像が書き込まれ、前記現像ローラ１４によって静電潜像がトナーにより現像されてトナー像が形成される。
【００２３】
ここで、タイミングを合わせて搬送されてきた用紙１９が感光体１１と転写ローラ１７との間を通る際に、感光体１１の表面のトナー像が用紙１９上に転写される。このように、用紙１９が、各色のプロセスカートリッジ２１〜プロセスカートリッジ２４を通過する度に各色毎に重ねて転写が行われ、用紙１９上にカラーのトナー像が形成される。
【００２４】
そして、用紙１９上のトナー像は定着器２５によって用紙１９上に定着させられ、該用紙１９は排ローラ３１〜排ローラ３４によって搬送され排出部３５に排出される。
【００２５】
次に、前記ＬＥＤプリントヘッド１３の構成について説明する。
【００２６】
図５は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤプリントヘッドの要部構成を示す図である。
【００２７】
図に示されるように、ＬＥＤプリントヘッド１３において、ベース部材４１上にプリント基板４２が載置され固定されている。該プリント基板４２には、半導体装置としてのＬＥＤアレイチップ４２ａが、ドライバＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）４２ｂとともに、ダイボンディング及びワイヤボンディングによって実装されている。そして、前記ＬＥＤアレイチップ４２ａの後述される発光部６１の上方には、該発光部６１から出た光を集光する光学素子としてのロッドレンズアレイ４３が配設されている。該ロッドレンズアレイ４３は、柱状の光学レンズを、ＬＥＤアレイチップ４２ａの直線状に配列された発光部６１に沿って多数配列したもので、光学素子ホルダに相当するホルダとしてのレンズホルダ４４によって、所定位置に保持されている。
【００２８】
該レンズホルダ４４は、図に示されるように、ベース部材４１及びプリント基板４２を覆うように形成されている。そして、ベース部材４１、プリント基板４２及びレンズホルダ４４は、ベース部材４１及びレンズホルダ４４に形成された開口部４１ａ及び開口部４４ａを介して配設されるクランパ４５によって一体的に挟持されている。
【００２９】
したがって、ＬＥＤアレイチップ４２ａで発生した光は、ロッドレンズアレイ４３を通して帯電された感光体１１の表面に照射される。
【００３０】
次に、前記ＬＥＤアレイチップ４２ａの構成について説明する。
【００３１】
図１は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの要部拡大断面図、図６は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの構成を示す概略図である。なお、図６（ａ）は上面図、図６（ｂ）は図６（ａ）のＣ―Ｃ’矢視断面図である。
【００３２】
本実施の形態におけるＬＥＤアレイチップ４２ａでは、発光動作に関わる領域である発光部６１が透明電極５３で覆われており、金属配線層としてのカソード配線層及びアノード配線層を互いに同一の材料によって、かつ、１工程で形成するようになっている。なお、カソード配線層及びアノード配線層は、密着層及び電極層を含む積層膜から成る。また、アノード配線層は透明電極５３と接続され、カソード配線層は半導体層としての第１伝導型半導体層６６と接続されている。前記ＬＥＤアレイチップ４２ａでは、発光部６１が透明電極５３で覆われているので、発光光の外部取り出し効率が向上し、２倍以上の発光量を得ることができる。
【００３３】
前記ＬＥＤアレイチップ４２ａが形成される半導体基板としては、図６に示されるように、高抵抗基板から成るか、又は、低抵抗基板の上に高抵抗層を形成して成る下地基板６５の上に、電気的に分離された第１伝導型半導体層６６をエピタキシャル成長させた構造の基板を用いる。また、前記第１伝導型半導体層６６の上には、第１層間絶縁膜５２ａ及び第２層間絶縁膜５２ｂが形成されている。なお、第１層間絶縁膜５２ａ及び第２層間絶縁膜５２ｂを統合的に説明する場合には、絶縁膜５２として説明する。
【００３４】
そして、光学素子としての発光部６１は、第２伝導型の不純物を拡散させて形成され、第１伝導型半導体層６６との間にｐｎ接合を形成する。また、絶縁膜５２には発光部６１に対応する開口部５１が形成され、該開口部５１が発光部６１の発光領域となり、該発光領域から発光光が照射される。なお、前記開口部５１とその周囲は、図１に示されるように、透明電極５３で覆われている。
【００３５】
そして、該透明電極５３には、アノード配線層としての第２伝導型コンタクト電極５４が接続されている。なお、該第２伝導型コンタクト電極５４は、第２伝導型の個別配線を介して、アノード配線層としてのアノードワイヤボンドパッド５４Ａに接続されている。
【００３６】
また、絶縁膜５２に設けたコンタクト穴５５を介して、カソード配線層としての第１伝導型コンタクト電極５６が接続されている。なお、該第１伝導型コンタクト電極５６は、第１伝導型の個別配線又は共通配線６３を介して、カソード配線層としてのカソードワイヤボンドパッド５６Ａに接続されている。
【００３７】
ここで、２つの発光部６１が対になるように、奇数番目の発光部６１の第２伝導型の個別配線と偶数番目の発光部６１の第２伝導型の個別配線とは、同一のアノードワイヤボンドパッド５４Ａに接続されている。そのため、アノードワイヤボンドパッド５４Ａの数は、発光部６１の半分となっている。
【００３８】
そして、第１伝導型半導体層６６は、ジグザグ形状の分離溝６２によって、２つの第１伝導型半導体領域に電気的に分離されている。さらに、奇数番目のカソード配線層としての第１伝導型コンタクト電極５６は、第１伝導型の個別配線を介して直接に、カソード配線層としてのカソードワイヤボンドパッド５６Ａに接続されている。また、偶数番目の第１伝導型コンタクト電極５６は、複数のカソードワイヤボンドパッド５６Ａに接続されている共通配線６３に、第１伝導型半導体層６６を介して、接続されている。
【００３９】
なお、前記透明電極５３は、例えば、ＩＴＯ膜又はＺｎＯ膜から成り、膜厚は１０００〜１００００〔Å〕である。また、アノード配線層としての第２伝導型コンタクト電極５４及びアノードワイヤボンドパッド５４Ａは、密着層５４ａ、第１電極層５４ｂ及び第２電極層５４ｃから成る積層膜によって形成される。さらに、カソード配線層としての第１伝導型コンタクト電極５６及びカソードワイヤボンドパッド５６Ａは、密着層５６ａ、第１電極層５６ｂ及び第２電極層５６ｃから成る積層膜によって形成される。そして、前記密着層５４ａ及び密着層５６ａは、例えば、Ｔｉから成り、膜厚は５〜５００〔Å〕である。また、前記第１電極層５４ｂ及び第１電極層５６ｂは、例えば、Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ合金、ＡｕＧｅ−Ｎｉ合金等から成り、膜厚は８００〔Å〕である。さらに、第２電極層５４ｃ及び第２電極層５６ｃは、例えば、Ａｕから成る。
【００４０】
次に、前記発光部６１上の透明電極５３の構成について説明する。
【００４１】
図７は本発明の第１の実施の形態における透明電極とアノード配線層の形状の一例を示す図である。
【００４２】
図に示されるように、透明電極５３は、発光部６１の発光領域となる開口部５１を完全に被覆するように形成される。発光部６１の上面において、前記開口部５１以外の部分は絶縁膜５２によって被覆されているので、金属配線層であるアノード配線層及びカソード配線層を形成する際には、発光部６１の上面のすべてが透明電極５３又は絶縁膜５２によって被覆されている。これにより、発光部６１の上面が熱処理されるにもかかわらず安定に保たれる。
【００４３】
すなわち、透明電極５３を形成した後に密着層５４ａ及び密着層５６ａ、第１電極層５４ｂ及び第１電極層５６ｂ、並びに、第２電極層５４ｃ及び第２電極層５６ｃから成る金属配線層を形成するようになっているが、該金属配線層を形成する際には、低圧で高温の処理を行うため、Ａｓが半導体基板表面から飛散しやすい。しかし、発光部６１の上面に、あらかじめ透明電極５３でキャップを行うため、発光部６１の上面の劣化を防止することができる。さらに、金属配線層のアニールの際における発光部６１の上面の劣化も防止することができる。
【００４４】
また、透明電極５３は、光学素子の領域、すなわち、発光部６１の発光領域となる開口部５１、及び、前記領域外の少なくとも一部を覆うように、すなわち、開口部５１からはみ出すように形成され、発光部６１の発光領域となる開口部５１から絶縁膜５２上に引き出された領域において、アノード配線層としての第２伝導型コンタクト電極５４と接続しているので、発光領域と第２伝導型コンタクト電極５４とが重なることがない。そのため、発光部６１の発光領域が第２伝導型コンタクト電極５４によって塞（ふさ）がれることがないので、高い発光効率を得ることができる。
【００４５】
次に、前記発光部６１上の透明電極５３の構成の他の例について説明する。
【００４６】
図８は本発明の第１の実施の形態における透明電極とアノード配線層の形状の他の例を示す図である。
【００４７】
図に示される例において、透明電極５３は、光学素子の領域、すなわち、発光部６１の発光領域となる開口部５１、及び、前記領域の全周を囲む範囲を覆うように形成され、アノード配線層としての第２伝導型コンタクト電極５４は、前記開口部５１を囲む開口部を備え、前記開口部５１の周囲において前記第２伝導型コンタクト電極５４に接続されている。この場合、アノード配線層としての第２伝導型コンタクト電極５４は、発光部６１の発光領域と重ならないように形成されるとともに、透明電極５３の周囲全部と接続されている。そのため、透明電極５３の周囲全部から電流が供給され、発光部６１の上面にほぼ均等に電流が供給されるので、発光部６１の均一な発光を得ることができる。これにより、発光領域を塞ぐことなく、低い抵抗で均一に電流を発光部６１に供給することができるので、均一で、かつ、高い発光効率を得ることができる。
【００４８】
次に、前記ＬＥＤアレイチップ４２ａの製造方法について説明する。
【００４９】
図９は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第１の図、図１０は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第２の図、図１１は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第３の図、図１２は本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第４の図である。なお、図９（ａ）〜図１０（ｇ）において、（２）は上面図、（１）は（２）のＤ−Ｄ’矢視断面図である。
【００５０】
まず、ＬＥＤアレイチップ４２ａの半導体基板として、下地基板６５上に、該下地基板６５と電気的に分離された第１伝導型半導体層６６をエピタキシャル成長させた構造の基板を用いる。例えば、下地基板６５を半絶縁性ＧａＡｓ基板とし、その上に第１伝導型半導体層６６としてｎ型半導体層をエピタキシャル成長させた基板を用いる。なお、下地基板６５と第１伝導型半導体層６６との間にバッファ層を挟んだ構造にしてもよい。さらに、下地基板６５をｎ型ＧａＡｓ基板とし、バッファ層と絶縁層とを介して、第１伝導型半導体層６６としてｎ型半導体層をエピタキシャル成長させた基板等を用いてもよい（図９（ａ））。
【００５１】
そして、半導体基板の第１伝導型半導体層６６に、光学素子としての発光部６１となるアレイ状の領域７５に第２伝導型不純物を拡散させる。例えば、半導体基板上に形成した絶縁膜７１に、発光部６１となるアレイ状に開けた開口７２に対応する開口からの選択拡散等の方法によって、拡散源層７３からＺｎ（亜鉛）などの第２伝導型不純物を拡散させる（図９（ｂ）〜１０（ｇ））。この場合、第２伝導型不純物を含む拡散源層７３及びアニールキャップ層７４を形成し、拡散アニールを行う。これにより、発光部６１となるアレイ状の領域７５としての第２伝導型不純物の拡散領域が形成される（図１１（ｈ））。
【００５２】
次に、第１伝導型半導体層６６を２つに分離するためのジグザグ状の分離溝６２に対応する領域を形成する。分離溝６２は、第１伝導型半導体層６６を、少なくとも、該第１伝導型半導体層６６の下層にある下地基板６５、又は、絶縁層に到達する深さまでエッチングすることによって形成される。なお、該エッチングは、例えば、過水りん酸系のエッチャントを用いたウェットエッチングによって行われる。したがって、第１伝導型半導体層６６はジグザグ状に電気的に絶縁されている（図１１（ｉ））。
【００５３】
次に、層間絶縁膜としての絶縁膜５２を形成した後、該絶縁膜５２に開口部５１、コンタクト穴５５、共通配線６３等に対応する開口を形成する（図１１（ｊ））。
【００５４】
次に、第２伝導型半導体層から成る発光部６１上に透明電極５３の膜を形成する。該透明電極５３の膜としては、例えば、ＩＴＯ膜又はＺｎＯ膜を使用する（図１２（Ｋ））。また、前記透明電極５３は、１０００〜１００００〔Å〕の膜厚を備え、リフトオフ方法によって形成される。
【００５５】
最後に、第１伝導型コンタクト電極５６及び透明電極５３へ良好な接続をとるための密着層５４ａ及び密着層５６ａ、第１電極層５４ｂ及び第１電極層５６ｂ並びに第２電極層５４ｃ及び第２電極層５６ｃで構成される金属配線層となる膜を形成する（図１２（ｌ））。該金属配線層となる膜は、カソード側で第１層間絶縁膜５２ａ及び第２層間絶縁膜５２ｂの開口を介して第１伝導型半導体層６６と接触して第１伝導型コンタクト電極５６となる。一方、アノード側では透明電極５３と接触しアノード配線層としての第２伝導型コンタクト電極５４となる。
【００５６】
なお、本実施の形態においては、第１伝導型コンタクト電極５６、第２伝導型コンタクト電極５４、個別配線、カソードワイヤボンドパッド５６Ａ及びアノードワイヤボンドパッド５４Ａは、同一の材料から成り、同時に形成される。この場合、電極材料としては、Ｔｉ／ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ、Ｔｉ／ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ等が使用される。さらに、第２伝導型半導体層に良好に接続するためにシンター処理が行われる。
【００５７】
次に、前記密着層５４ａ及び密着層５６ａの厚さとコンタクト抵抗との関係を説明する。
【００５８】
図１３は本発明の第１の実施の形態における密着層膜厚とカソードコンタクト抵抗の関係を示す図である。
【００５９】
密着層５４ａ及び密着層５６ａには、例えば、Ｔｉが使用される。密着層５４ａ及び密着層５６ａの厚さは、図１３にも示されるように、５〜５００〔Å〕が望ましい。デバイス特性に影響しない場合は、さらに、膜厚を厚く形成してもよいが、密着層５４ａ及び密着層５６ａの厚さをあまり厚く形成すると、カソードコンタクト抵抗が増加するためデバイスの消費電力が増加してしまう。一方、第１電極層５４ｂ及び第１電極層５６ｂには、Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉ合金、ＡｕＧｅ−Ｎｉ合金等の合金膜又はＡｕ−Ｇｅ／Ｎｉ積層膜等が使用される。そして、第２電極層５４ｃ及び第２電極層５６ｃにはＡｕが使用される。
【００６０】
本実施の形態における第１伝導型コンタクト電極５６、第２伝導型コンタクト電極５４等の金属配線層の構造は、Ａｕ系材料との密着性が悪い絶縁膜との組み合わせの場合に効果を発揮する。例えば、ＳｉＮ絶縁膜上にＡｕ系の電極材料を形成する場合に、本実施の形態における金属配線層の構造を適用すれば、デバイス特性を維持しながら良好な密着性を得ることができる。
【００６１】
次に、前記構成のＬＥＤアレイチップ４２ａの動作について説明する。
【００６２】
図１４は本発明の第１の実施の形態における発光部の構成と発光強度分布との関係を示す図である。なお、図１４（ａ）は発光部の発光強度分布を示す図、図１４（ｂ）は発光部の上面図である。
【００６３】
本実施の形態におけるＬＥＤアレイチップ４２ａでは、奇数番目の発光部６１のカソードがすべて同じカソード配線層としてのカソードワイヤボンドパッド５６Ａに接続されており、偶数番目の発光部６１のカソードがすべて同じカソード配線層としてのカソードワイヤボンドパッド５６Ａに接続されている。また、隣接する奇数番目の発光部６１の個別配線と偶数番目の発光部６１の個別配線とは、同じアノード配線層としてのアノードワイヤボンドパッド５４Ａに接続されている。
【００６４】
そのため、該アノードワイヤボンドパッド５４Ａと、カソードワイヤボンドパッド５６Ａとをそれぞれ電気的に選択し、第２伝導型（ｐ）側から第２伝導型（ｎ）側へ、順方向電流を流すことによって所望の発光部６１を点灯させることができる。
【００６５】
例えば、左端の発光部６１を点灯する場合、左端のアノードワイヤボンドパッド５４Ａを選択し、奇数番目の発光部６１のカソードが接続されているカソードワイヤボンドパッド５６Ａを選択して、選択されたアノードワイヤボンドパッド５４Ａとカソードワイヤボンドパッド５６Ａとの間に順方向電流を流せばよい。また、左端から偶数番目、すなわち、２ｎ番目の発光部６１を点灯する場合、左端からｎ番目のアノードワイヤボンドパッド５４Ａを選択し、偶数番目の発光部６１のカソードが接続されているカソードワイヤボンドパッド５６Ａを選択して、選択されたアノードワイヤボンドパッド５４Ａとカソードワイヤボンドパッド５６Ａとの間に順方向電流を流せばよい。
【００６６】
なお、本実施の形態においては、図１４（ｂ）に示されるように、発光部６１に対応する開口部５１が透明電極５３で覆われており、不透明な第２伝導型コンタクト電極５４が開口部５１を覆うことがない。そのため、図１４（ａ）に示されるように、発光量が減少することがなく、また、発光強度分布が適切なものになる。なお、図１４（ａ）は、図１４（ｂ）におけるＥ−Ｅ’線に沿った位置での発光強度の分布を示している。
【００６７】
このように、本実施の形態においては、発光部６１上に透明電極５３が形成されているので、発光部６１の発光量が向上するとともに、発光強度分布が適切で良好な発光特性を得ることができる。そして、第１伝導型コンタクト電極５６、第２伝導型コンタクト電極５４、個別配線、カソードワイヤボンドパッド５６Ａ及びアノードワイヤボンドパッド５４Ａが、すなわち、カソード配線層とアノード配線層とが、同一の材料で、かつ、同一工程で形成するので、半導体基板表面のパーティクルやパターン不良等に起因する配線間絶縁不良等の不良の発生を防止することができ、また、コストを低減することができる。
【００６８】
また、カソード配線層及びアノード配線層、すなわち、金属配線層が密着層５４ａ及び密着層５６ａ、第１電極層５４ｂ及び第１電極層５６ｂ並びに第２電極層５４ｃ及び第２電極層５６ｃによって形成されているので、金属配線層の材料と該電金属配線層下の絶縁膜の材料との密着性が悪い組み合わせであっても、密着性を維持しながら良好なデバイス特性を得ることができる。
【００６９】
さらに、透明電極５３を形成した後にＴｉから成る密着層５４ａ及び密着層５６ａ、ＡｕＧｅＮｉから成る第１電極層５４ｂ及び第１電極層５６ｂ、並びに、Ａｕから成る第２電極層５４ｃ及び第２電極層５６ｃから成る金属配線層を形成する際には、低圧で高温の処理を行うため、Ａｓが半導体基板表面から飛散しやすいが、あらかじめ透明電極５３によってキャップを行うため、発光部６１の表面の劣化を防止することができる。さらに、金属配線層のアニールの際における発光部６１の表面劣化も防止することができる。
【００７０】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構成を有するものは、同じ符号を付与することによってその説明を省略する。また、前記第１の実施の形態と同じ動作及び同じ効果についても、その説明を省略する。
【００７１】
図１５は本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの構成を示す概略図、図１６は本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの要部拡大断面図、図１７は本発明の第２の実施の形態における透明電極の電気抵抗と膜厚との関係を示す図、図１８は本発明の第２の実施の形態における透明電極の光の減衰率と膜厚との関係を示す図である。なお、図１５（ａ）は上面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＦ―Ｆ’矢視断面図を示している。
【００７２】
本実施の形態においては、図１５及び１６に示されるように、発光部６１の上に、前記第１の実施の形態における透明電極５３に代えて、半透明な電極膜から成る透明電極８１が形成されている。半透明な電極膜は、例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕから成る。なお、半透明な電極膜は、図１８に示されるように、膜厚が増加するとともに透過光の光量が低下する、すなわち、光の減衰率が増加する。また、図１７に示されるように、膜厚が減少するとともに、すなわち、薄膜になるにつれて電気抵抗が増加する。そこで、半透明な電極膜から成る透明電極８１の膜厚は、図１７及び１８から、電気抵抗の値及び減衰率が低い５０〜１００〔Å〕であることが望ましい。
【００７３】
本実施の形態における透明電極８１は、前記第１の実施の形態における透明電極５３と同様に、図７に示されるような構成を備える。すなわち、透明電極８１は、発光部６１の発光領域となる開口部５１を完全に被覆するように形成される。そして、透明電極８１は、発光部６１の発光領域となる開口部５１から絶縁膜５２上に引き出された領域において、アノード配線層としての第２伝導型コンタクト電極５４と接続しているので、発光領域と第２伝導型コンタクト電極５４とが重なることがない。
【００７４】
また、前記透明電極８１は、前記第１の実施の形態における透明電極５３と同様に、図８に示されるような構成を備えることもできる。すなわち、第２伝導型コンタクト電極５４が、発光部６１の発光領域と重ならないように形成されるとともに、透明電極８１の周囲全部と接続される。そのため、透明電極８１の周囲全部から電流が供給され、発光部６１の上面にほぼ均等に電流が供給されるので、発光部６１の均一な発光を得ることができる。
【００７５】
なお、ＬＥＤアレイチップ４２ａのその他の点の構成については、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。また、ＬＥＤアレイチップ４２ａの製造方法及び動作についても、前記第１の実施の形態と同様であるので、説明を省略する。
【００７６】
このように、本実施の形態において、発光部６１上に半透明な電極膜から成る透明電極８１が形成されているので、発光部６１の発光量が向上するとともに、発光強度分布が適切で良好な発光特性を得ることができる。また、前記第１の実施の形態よりも発光部６１上の膜を薄膜化することができ、製造工程に必要な時間を短縮することができる。
【００７７】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの要部拡大断面図である。
【図２】従来のＬＥＤヘッドにおけるＬＥＤアレイの構成を示す概略図である。
【図３】従来のＬＥＤヘッドにおける発光部の構成と発光強度分布との関係を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における画像形成装置本体の構成を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤプリントヘッドの要部構成を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの構成を示す概略図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態における透明電極とアノード配線層の形状の一例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態における透明電極とアノード配線層の形状の他の例を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第１の図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第２の図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第３の図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第４の図である。
【図１３】本発明の第１の実施の形態における密着層膜厚とカソードコンタクト抵抗の関係を示す図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態における発光部の構成と発光強度分布との関係を示す図である。
【図１５】本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの構成を示す概略図である。
【図１６】本発明の第２の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの要部拡大断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態における透明電極の電気抵抗と膜厚との関係を示す図である。
【図１８】本発明の第２の実施の形態における透明電極の光の減衰率と膜厚との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０    画像形成装置
１１    感光体
１３    ＬＥＤプリントヘッド
４２    プリント基板
４２ａ    ＬＥＤアレイチップ
４３    ロッドレンズアレイ
４４    レンズホルダ
５１    開口部
５３、８１    透明電極
５４    第２伝導型コンタクト電極
５４Ａ    アノードワイヤボンドパッド
５６    第１伝導型コンタクト電極
５６Ａ    カソードワイヤボンドパッド
６１    発光部
６６    第１伝導型半導体層
【図１】
2006253361.tif 000003
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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