(57)【要約】【課題】半導体ウエハに導電性のエピタキシャル欠陥等が存在したとしても、デバイス特性への影響を少なくすることができる半導体装置及びＬＥＤアレイを提供する。【解決手段】半導体装置は、基板１０１と、基板１０１上に備えられた第１伝導型の半導体層１０２と、第１伝導型の半導体層１０２に形成された第２伝導型の第１半導体層１０５と、第１伝導型の半導体層１０２上を覆う層間絶縁膜１０４と、層間絶縁膜１０４上に備えられ、第２伝導型の第１半導体層１０５に電気的に接続された第２伝導型のボンディングパッド１０９と、層間絶縁膜１０４上に備えられ、第１伝導型の半導体層１０２に電気的に接続された第１伝導型のボンディングパッド１１１，１１２と、第１伝導型及び第２伝導型のボンディングパッド１０９，１１１，１１２の下の領域であって、層間絶縁膜１０４の下に形成された第２伝導型の第２半導体層１０６とを有している。【選択図】        図１
2006261305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に備えられた第１伝導型の半導体層と、
前記第１伝導型の半導体層に形成された第２伝導型の第１半導体層と、
前記第１伝導型の半導体層上を覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に備えられ、前記第２伝導型の第１半導体層に電気的に接続された第１ボンディングパッドと、
前記層間絶縁膜上に備えられ、前記第１伝導型の半導体層に電気的に接続された第２ボンディングパッドと、
前記第１ボンディングパッド及び前記第２ボンディングパッドの下の領域であって、前記層間絶縁膜の下に形成された第２伝導型の第２半導体層と
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
基板と、
前記基板上の一部領域に備えられた第１伝導型の半導体層と、
前記第１伝導型の半導体層に形成された第２伝導型の第１半導体層と、
前記基板上及び前記第１伝導型の半導体層上を覆う層間絶縁膜と、
前記基板上を覆う前記層間絶縁膜上に備えられ、前記第２伝導型の第１半導体層に電気的に接続された第１ボンディングパッドと、
前記基板上を覆う前記層間絶縁膜上に備えられ、前記第１伝導型の半導体層に電気的に接続された第２ボンディングパッドと
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
基板と、
前記基板上に備えられた第１伝導型の半導体層と、
前記第１伝導型の半導体層に形成された第２伝導型の第１半導体層と、
前記第１伝導型の半導体層上を覆う層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に備えられ、前記第２伝導型の第１半導体層に電気的に接続された第１ボンディングパッドと、
前記層間絶縁膜上に備えられ、前記第１伝導型の半導体層に電気的に接続された第２ボンディングパッドと、
前記第１ボンディングパッド及び前記第２ボンディングパッドの外周に、前記第１伝導型の半導体層を電気的に分離するように形成された拡散領域と
を有することを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
前記第２伝導型の第１半導体層が前記第１伝導型の半導体層内に複数個配列されており、
奇数番目の前記第２伝導型の第１半導体層と偶数番目の前記第２伝導型の第１半導体層とが互いに電気的に絶縁されるように、前記第１伝導型の半導体層を分離する分離領域を有する
ことを特徴とする請求項１から３までのいずれかに記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第１ボンディングパッド及び前記第２ボンディングパッドの下の領域であって、前記層間絶縁膜の下に形成された第２伝導型の第２半導体層を有す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６】
前記第２伝導型の第２半導体層の面積は、前記第１ボンディングパッド及び前記第２ボンディングパッドの面積以上であることを特徴とする請求項１又は５のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記半導体装置は、前記第２伝導型の第１半導体層を発光部とする発光素子装置であることを特徴とする請求項１から６までのいずれかに記載の半導体装置。
【請求項８】
半導体層に形成された集積回路と、
前記半導体層上に形成され、前記集積回路に電気的に接続したボンディングパッドと
を有する半導体装置において、
前記ボンディングパッド下の半導体層は、隣接するボンディングパッド下の半導体層と絶縁されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
前記半導体層は半導体基板上に形成された一の伝導型の半導体層であり、
前記半導体層の前記ボンディングパッド下は他の伝導型の半導体層である
ことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記半導体層は高抵抗半導体層であり、
前記半導体層上には一の伝導型の第２半導体層を有し、
前記ボンディングパッド下の一の伝導型の半導体層は除去されている
ことを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記半導体層は高抵抗層上に形成された一の伝導型の半導体層であり、
一のボンディングパッド下の半導体層と他のボンディングパッド下の半導体層は分離領域により分離されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記集積回路を形成する素子は発光素子アレイであることを特徴とする請求項８から１１までのいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記ボンディングパッドと前記半導体層間に、層間絶縁膜を有することを特徴とする請求項８から１２までのいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１４】
請求項７又は１２に記載の半導体装置と、
前記半導体装置に対向するように実装された光学素子と
を有することを特徴とするＬＥＤヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子（ＬＥＤ）アレイ等のような半導体装置、及びこれを搭載したＬＥＤヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式プリンタのプリントヘッド用光源として使用されるＬＥＤアレイとして、例えば、図２５に示されるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。図２５は、従来のＬＥＤアレイの概略的な平面図であり、図２６は、図２５をＳ２６−Ｓ２６線で切る面を概略的に示す断面図であり、図２７は、図２５をＳ２７−Ｓ２７線で切る面を概略的に示す断面図である。図２５から図２７までに示されるように、このＬＥＤアレイは、高抵抗基板７０１と、この基板７０１上に備えられた第１伝導型の半導体層７０２と、この半導体層７０２内に形成された第２伝導型の半導体層（発光部）７０５と、第１伝導型の半導体層７０２を覆う層間絶縁膜７０４と、この層間絶縁膜７０４上に備えられ、発光部７０５に電気的に接続された第２伝導型のボンディングパッド７０９と、層間絶縁膜７０４上に備えられ、第１伝導型の半導体層７０２に電気的に接続された第１伝導型のボンディングパッド７１１，７１２とを有している。また、このＬＥＤアレイは、奇数番目の発光部７０５と偶数番目の発光部７０５とが互いに電気的に絶縁されるように、第１伝導型の半導体層７０２を分離する平面形状が櫛歯状（又はジグザグ状）の分離領域７０３を有している。なお、図において、７０７及び７０８は、層間絶縁膜７０４のコンタクト穴内に備えられ、第１伝導型の半導体層７０２と電気的に接続された第１伝導型のコンタクト電極である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−７１６８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ＬＥＤアレイが形成される半導体ウエハには、導電性のエピタキシャル欠陥、パーティクル、又はゴミ等が存在することがある。ここで、図２８は、従来のＬＥＤアレイの問題点を説明するための平面図であり、図２９は、プロービング針７２１をボンディングパッドに当てたときの縦断面図であり、図３０は、ボンディングパッド７０９（又は７１１，７１２）にワイヤをボンディングしたときの縦断面図である。図２８及び図２９に示されるように、導電性のパーティクル７２０が層間絶縁膜７０４に欠陥を生じさせ、第１伝導型の半導体層７０２に接しているときに、ボンディングパッド７０９（又は７１１，７１２）に先細のプロービング針７２１を当てたとしても、ボンディングパッド７０９（又は７１１，７１２）はパーティクル７２０から離れたままであるので、デバイス特性として正常な検出値が計測される。ところが、図３０に示されるように、ボンディングパッド７０９（又は７１１，７１２）にワイヤをボンディングしたときには、ワイヤボンディングによってボンディングパッド７０９（又は７１１，７１２）が押し下げられてパーティクル７２０に接触し、ボンディングパッド７０９（又は７１１，７１２）と第１伝導型の半導体層７０２間でショートが発生し、デバイス特性を悪くする可能性があるという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記したような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、半導体ウエハに導電性のエピタキシャル欠陥、パーティクル、又はゴミ等が存在したとしても、デバイス特性への影響を少なくすることができる半導体装置及びＬＥＤアレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体装置は、基板と、前記基板上に備えられた第１伝導型の半導体層と、前記第１伝導型の半導体層に形成された第２伝導型の第１半導体層と、前記第１伝導型の半導体層上を覆う層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に備えられ、前記第２伝導型の第１半導体層に電気的に接続された第１ボンディングパッドと、前記層間絶縁膜上に備えられ、前記第１伝導型の半導体層に電気的に接続された第２ボンディングパッドと、前記第１伝導型及び第１ボンディングパッドの下の領域であって、前記層間絶縁膜の下に形成された第２伝導型の第２半導体層とを有するものである。
【０００７】
また、本発明の他の半導体装置は、基板と、前記基板上の一部領域に備えられた第１伝導型の半導体層と、前記第１伝導型の半導体層に形成された第２伝導型の第１半導体層と、前記基板上及び前記第１伝導型の半導体層上を覆う層間絶縁膜と、前記基板上を覆う前記層間絶縁膜上に備えられ、前記第２伝導型の第１半導体層に電気的に接続された第１ボンディングパッドと、前記基板上を覆う前記層間絶縁膜上に備えられ、前記第１伝導型の半導体層に電気的に接続された第２ボンディングパッドとを有するものである。
【０００８】
また、本発明のさらに他の半導体装置は、基板と、前記基板上に備えられた第１伝導型の半導体層と、前記第１伝導型の半導体層に形成された第２伝導型の第１半導体層と、前記第１伝導型の半導体層上を覆う層間絶縁膜と、前記層間絶縁膜上に備えられ、前記第２伝導型の第１半導体層に電気的に接続された第１ボンディングパッドと、前記層間絶縁膜上に備えられ、前記第１伝導型の半導体層に電気的に接続された第２ボンディングパッドと、前記第１ボンディングパッド及び前記第２ボンディングパッドの外周に、前記第１伝導型の半導体層を電気的に分離するように形成された拡散領域とを有するものである。
【０００９】
さらにまた、本発明のさらに他の半導体装置は、半導体層に形成された集積回路と、前記半導体層上に形成され、前記集積回路に電気的に接続したボンディングパッドとを有する半導体装置であって、前記ボンディングパッド下の半導体層は、隣接するボンディングパッド下の半導体層と絶縁されているものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ワイヤボンディングによってボンディングパッドが導電性のエピタキシャル欠陥、パーティクル、又はゴミ等に接触したとしても、デバイス特性に悪影響を与える電流経路が形成されにくい構造、すなわち、ショートを防止できる構造を採用しているので、ワイヤボンディングによるデバイス特性への影響を少なくすることができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置である発光素子アレイを概略的に示す平面図である。また、図２は、図１をＳ２−Ｓ２線で切る面を概略的に示す断面図であり、図３は、図１をＳ３−Ｓ３線で切る面を概略的に示す断面図である。
【００１２】
図１から図３までに示されるように、第１の実施形態に係る発光素子アレイは、高抵抗基板１０１と、この高抵抗基板１０１上に備えられた第１伝導型の半導体層１０２と、この第１伝導型の半導体層１０２内に形成され、発光部となる第２伝導型の半導体層１０５とを有している。発光部１０５は、第１伝導型の半導体層１０２内に第２伝導型の不純物を拡散させて形成された領域である。例えば、第１伝導型はＮ型であり、第２伝導型はＰ型であり、第１伝導型の半導体層１０２と発光部１０５との間にはＰＮ接合が形成されている。
【００１３】
また、第１の実施形態に係る発光素子アレイは、第１伝導型の半導体層１０２上を覆う層間絶縁膜１０４と、この層間絶縁膜１０４上に備えられ、第２伝導型の半導体層１０５に電気的に接続された第２伝導型のボンディングパッド（アノード側のボンディングパッド）１０９と、層間絶縁膜１０４上に備えられ、第１伝導型の半導体層１０２に電気的に接続された第１伝導型のボンディングパッド（カソード側のボンディングパッド）１１１，１１２とを有している。なお、第２伝導型のボンディングパッド１０９の発光部１０５との接触部分は、第２伝導型のコンタクト部として、ボンディングパッド１０９と別部材で構成してもよい。また、図２に示される位置においては、第１伝導型のボンディングパッド１１１は、個別配線１１０、層間絶縁膜１０４のコンタクト穴に設けられた第１伝導型のコンタクト電極１０７、及び第１伝導型の半導体層１０２を介して、発光部１０５に電気的に接続されている。また、図３に示される位置においては、第１伝導型のボンディングパッド１１２は、層間絶縁膜１０４のコンタクト穴に設けられた第１伝導型のコンタクト電極１０８及び第１伝導型の半導体層１０２を介して、発光部１０５に電気的に接続されている。
【００１４】
さらに、第１の実施形態に係る発光素子アレイは、第２伝導型のボンディングパッド１０９の下の領域及び第１伝導型のボンディングパッド１１１，１１２の下の領域であって、層間絶縁膜１０４の下に形成された第２伝導型の半導体層（Ｐ型不純物拡散領域）１０６を有している。
【００１５】
さらにまた、第１の実施形態に係る発光素子アレイは、奇数番目の発光部１０５と偶数番目の発光部１０５とが互いに電気的に絶縁されるように、第１伝導型の半導体層１０２を分離する平面形状が櫛歯状（又はジグザグ状）の分離領域１０３を有している。そして、隣接する２つの発光部が対になるように奇数番目の発光部１０５の個別配線と、偶数番目の発光部１０５の個別配線は、同じアノード側のボンディングパッド１０９に接続されている。この結果、アノード側のボンディングパッド１０９の数は、発光部１０５の数の１／２になっている。
【００１６】
次に、図１に示される発光素子アレイの製造工程を説明する。ここで、図４（ａ）及び（ｂ）乃至図１０（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その１〜７）を示す断面図及び平面図であり、図１１乃至図１４は、第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その８〜１１）を示す平面図である
【００１７】
図４（ａ）及び（ｂ）に示されるように、半導体基板として、下地基板１０１上に、下地基板１０１と電気的に分離された第１伝導型の半導体層１０２をエピタキシャル成長させた構造の基板を用いる。例えば、下地基板１０１を、半絶縁性のＮ型ＧａＡｓ基板とし、その上に第１伝導型の半導体層１０２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１０１と半導体層１０２との間に、バッファ層を挟んだ構造としてもよい。また、下地基板１０１をＮ型ＧａＡｓ基板とし、バッファ層、絶縁層を介して半導体層１０２をエピタキシャル成長させた基板を用いてもよい。
【００１８】
次に、図５（ａ）及び（ｂ）に示されるように、半導体層１０２上に拡散マスク１２０を形成し、図６（ａ）及び（ｂ）に示されるように、拡散マスク１２０に拡散開口部１２０ａを形成する。次に、図７（ａ）及び（ｂ）に示されるように、半導体層１０２及び拡散マスク１２０上にＺｎ（亜鉛）等の拡散源膜１２１を形成し、図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、拡散源膜１２１上にアニールキャップ１２２を形成する。
【００１９】
次に、図９（ａ）及び（ｂ）に示される拡散アニール工程によって、半導体層１０２内に不純物を拡散させて発光部１０５及びＰ型不純物拡散領域１０６を形成し、図１０（ａ）及び（ｂ）に示されるように、アニールキャップ１２２及び拡散源膜１２１を除去し、その後、図１１に示されるように、拡散マスク１２０を除去する。なお、Ｐ型不純物拡散領域１０６は、ボンディングパッド１０９，１１１，１１２の面積以上の面積を有し、ボンディングパッド１０９，１１１，１１２の下側領域を含む程度に広い領域に形成することが望ましい。
【００２０】
次に、図１２に示されるように、第１伝導型の半導体層１０２を分離するための分離領域１０３を形成する。分離領域１０３の形成に際しては、先ず、第１伝導型の半導体層１０２を、第１伝導型の半導体層１０２の下層にある半絶縁性基板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分離溝を形成する。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分離溝を成する。したがって、第１伝導型の半導体層１０２は、分離溝内に形成された分離領域１０３によって互いに電気的に絶縁されている。
【００２１】
次に、図１３に示されるように、層間絶縁膜１０４を形成した後、層間絶縁膜１０４に開口部１０４ａ及び１０４ｂを形成し、その後、図１４に示されるように、層間絶縁膜１０４の開口部内１０４ａ及び１０４ｂ内に第１伝導型のコンタクト電極１０７，１０８を形成する。第１伝導型のコンタクト電極１０７，１０８は、例えば、Ａｕ系の合金により形成される。さらに、コンタクト電極１０７，１０８を第１伝導型の半導体層１０２にオーミック接続するためにシンター処理を行う。発光部１０５となる第２伝導型の半導体領域にオーミック接続をとるための第２伝導型のコンタクト電極（ボンディングパッド１０９と発光部１０５の接続部分）を形成する。層間絶縁膜１０４の開口部を介して第２伝導型のコンタクト電極（ボンディングパッド１０９と発光部１０５の接続部分）は形成され、発光部１０５となる第２伝導型の半導体層にのみコンタクトがとられる。ここでは、第２伝導型のコンタクト電極と個別記線、アノード側のボンディングパッド１０９、カソード側のボンディングパッド１１１，１１２を同一の材料を用い同時に形成している。さらに、第２伝導型の半導体層１０５にオーミック接続するためにシンター処理を行う。
【００２２】
次に、層間絶縁膜１０４上にボンディングパッド１０９，１１１，１１２を形成し、図１から図３までに示されるような、発光素子アレイが製造される。
【００２３】
次に、図１から図３までを用いて、第１の実施形態に係る発光素子アレイの動作を説明する。既に説明したように、第１の実施形態においては、奇数番目の発光部１０５のカソードがすべて同じカソード側のボンディングパッド１１１に接続されており、偶数番目の発光部１０５のカソードがすべて同じカソード側のボンディングパッド１１２に接続されている。また、隣接する奇数番目の発光部１０５の個別配線と偶数番目の発光部１０５の個別配線は、同じアノード側のボンディングパッド１０９に接続されている。したがって、アノード側のボンディングパッド１０９と、カソード側のボンディングパッドをそれぞれ電気的に選択し、第２伝導（Ｐ）側から第１伝導（Ｎ）側へ、順方向電流を流すことによって所望の発光部１０５を点灯させることができる。
【００２４】
例えば、図２に示される発光部（図１の奇数番目の発光部）１０５を点灯させる場合、左端のアノード側のボンディングパッド１０９を選択し、奇数番目の発光部１０５のカソードが接続されてあるカソード側のボンディングパッド１１１を選択して、ボンディングパッド１０９とボンディングパッド１１１の間に順方向電流を流せばよい。また、左端から偶数番目の発光部１０５を点灯する場合、左端のアノード側のボンディングパッド１０９を選択し、偶数番目の発光部１０５のカソードが接続されているカソード側のボンディングパッド１１２を選択して、ボンディングパッド１０９とボンディングパッド１１２の間に順方向電流を流せばよい。
【００２５】
以上に説明したように、第１の実施形態に係る発光素子アレイでは、ボンディングパッド１０９，１１１，１１２の下の領域であって、層間絶縁膜１０４の下に第２伝導型の不純物拡散領域１０６を形成したことにより、ウエハ表面に導電性のエピタキシャル欠陥、パーティクル、及びゴミ等が付着した場合において、ワイヤボンディング工程時にボンディングパッド１０９，１１１，１１２下の層間絶縁膜１０４を突き破りボンディングパッドとエピタキシャル欠陥又はパーティクル等が接触したとしても、ボンディングパッドと第２伝導型の不純物拡散領域１０６が接触するため、第１伝導型の半導体層１０２を介して隣接パッドへ電流が流れるショートが防止でき、デバイス性能への悪影響を軽減できるという効果が得られる。
【００２６】
なお、上記説明においては、半導体装置が発光素子である場合を説明したが、本発明は、ホール素子やピエゾ素子等を備えた他の半導体装置にも適用可能である。
【００２７】
＜第２の実施形態＞
図１５は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置である発光素子アレイを概略的に示す平面図である。また、図１６は、図１５をＳ１６−Ｓ１６線で切る面を概略的に示す断面図であり、図１７は、図１５をＳ１７−Ｓ１７線で切る面を概略的に示す断面図である。
【００２８】
図１５から図１７までに示されるように、第２の実施形態に係る発光素子アレイは、高抵抗基板２０１と、この高抵抗基板２０１上の一部領域２０１ａに備えられた第１伝導型の半導体層２０２と、この第１伝導型の半導体層２０２内に形成され、発光部となる第２伝導型の半導体層２０５とを有している。発光部２０５は、第１伝導型の半導体層２０２内に第２伝導型の不純物を拡散させて形成された領域である。例えば、第１伝導型はＮ型であり、第２伝導型はＰ型であり、第１伝導型の半導体層２０２と発光部２０５との間にはＰＮ接合が形成されている。
【００２９】
また、第２の実施形態に係る発光素子アレイは、高抵抗基板２０１上及び第１伝導型の半導体層２０２上を覆う層間絶縁膜２０４と、高抵抗基板２０１を覆う層間絶縁膜２０４上に備えられ、その端部を第２伝導型の半導体層１０５に電気的に接続された第２伝導型のボンディングパッド（アノード側のボンディングパッド）２０９と、高抵抗基板２０１を覆う層間絶縁膜２０４上に備えられ、第１伝導型の半導体層２０２に電気的に接続された第１伝導型のボンディングパッド（カソード側のボンディングパッド）２１１，２１２とを有している。また、図１６に示される位置においては、第１伝導型のボンディングパッド２１１は、個別配線２１０、層間絶縁膜２０４のコンタクト穴に設けられた第１伝導型のコンタクト電極２０７、及び第１伝導型の半導体層２０２を介して、発光部２０５に電気的に接続されている。また、図１７に示される位置においては、第１伝導型のボンディングパッド２１２は、層間絶縁膜２０４のコンタクト穴に設けられた第１伝導型のコンタクト電極２０８及び第１伝導型の半導体層２０２を介して、発光部２０５に電気的に接続されている。
【００３０】
さらに、第２の実施形態に係る発光素子アレイは、奇数番目の発光部２０５と偶数番目の発光部２０５とが互いに電気的に絶縁されるように、第１伝導型の半導体層２０２を分離する平面形状が櫛歯状（又はジグザグ状）の分離領域２０３を有している。そして、隣接する２つの発光部２０５が対になるように奇数番目の発光部２０５の個別配線と、偶数番目の発光部２０５の個別配線は、同じアノード側のボンディングパッド２０９に接続されている。
【００３１】
発光部２０５の点灯動作は、第１の実施形態の場合と同じである。
【００３２】
以上に説明したように、第２の実施形態に係る発光素子アレイでは、ボンディングパッド２０９，２１１，２１２の下の領域であって、層間絶縁膜２０４の下に第１伝導型の半導体層２０２を備えないように（すなわち、領域２０１ａ以外の第１伝導型の半導体層２０２が除去された）構成したことにより、ウエハ表面に導電性のエピタキシャル欠陥、パーティクル、及びゴミ等が付着した場合に、ワイヤボンディング工程時にボンディングパッド２０９，２１１，２１２下の層間絶縁膜２０４を突き破りボンディングパッドと導電性のエピタキシャル欠陥又はパーティクル等が接触したとしても、ボンディングパッド２０９，２１１，２１２と第１伝導型の半導体層２０２が接触することはなく、隣接パッドへ電流が流れるショートが防止でき、デバイス性能への悪影響を軽減できるという効果が得られる。
【００３３】
なお、実施の形態２において、上記以外の点は、上記実施の形態１の場合と同じである。
【００３４】
＜第３の実施形態＞
図１８は、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置である発光素子アレイを概略的に示す平面図である。また、図１９は、図１８をＳ１９−Ｓ１９線で切る面を概略的に示す断面図であり、図２０は、図１８をＳ２０−Ｓ２０線で切る面を概略的に示す断面図である。
【００３５】
図１８から図２０までに示されるように、第３の実施形態に係る発光素子アレイは、低抵抗基板３０１と、この低抵抗基板３０１上に備えられた高抵抗層３２０と、高抵抗層３２０上の一部領域３０１ａに備えられた第１伝導型の半導体層３０２と、この第１伝導型の半導体層３０２内に形成され、発光部となる第２伝導型の半導体層３０５とを有している。発光部３０５は、第１伝導型の半導体層３０２内に第２伝導型の不純物を拡散させて形成された領域である。例えば、第１伝導型はＮ型であり、第２伝導型はＰ型であり、第１伝導型の半導体層３０２と発光部３０５との間にはＰＮ接合が形成されている。
【００３６】
また、第３の実施形態に係る発光素子アレイは、高抵抗層３２０上を覆う層間絶縁膜３０４と、低抵抗基板３０１を覆う層間絶縁膜３０４上に備えられ、その端部を第２伝導型の半導体層３０５に電気的に接続された第２伝導型のボンディングパッド（アノード側のボンディングパッド）３０９と、低抵抗基板３０１を覆う層間絶縁膜３０４上に備えられ、第１伝導型の半導体層３０２に電気的に接続された第１伝導型のボンディングパッド（カソード側のボンディングパッド）３１１，３１２とを有している。また、図１９に示される位置においては、第１伝導型のボンディングパッド３１１は、個別配線３１０、層間絶縁膜３０４のコンタクト穴に設けられた第１伝導型のコンタクト電極３０７、及び第１伝導型の半導体層３０２を介して、発光部３０５に電気的に接続されている。また、図２０の位置においては、第１伝導型のボンディングパッド３１２は、層間絶縁膜３０４のコンタクト穴に設けられた第１伝導型のコンタクト電極３０８及び第１伝導型の半導体層３０２を介して、発光部３０５に電気的に接続されている。
【００３７】
さらに、第３の実施形態に係る発光素子アレイは、第２伝導型のボンディングパッド３０９の下の領域及び第１伝導型のボンディングパッド３１１，３１２の下の領域であって、層間絶縁膜３０４の下に形成された第２伝導型の半導体層（Ｐ型不純物拡散領域）３０６を有している。
【００３８】
さらにまた、第３の実施形態に係る発光素子アレイは、奇数番目の発光部３０５と偶数番目の発光部３０５とが互いに電気的に絶縁されるように、第１伝導型の半導体層３０２を分離する平面形状が櫛歯状（又はジグザグ状）の分離領域３０３を有している。そして、隣接する２つの発光部が対になるように奇数番目の発光部３０５の個別配線と、偶数番目の発光部３０５の個別配線は、同じアノード側のボンディングパッド３０９に接続されている。
【００３９】
発光部３０５の点灯動作は、第１の実施形態の場合と同じである。
【００４０】
以上に説明したように、第３の実施形態に係る発光素子アレイでは、ボンディングパッド３０９，３１１，３１２の下の領域であって、層間絶縁膜３０４の下に第２伝導型の不純物拡散領域３０６を形成したことにより、ウエハ表面に導電性のエピタキシャル欠陥、パーティクル、及びゴミ等が付着した場合に、ワイヤボンディング工程時にボンディングパッド３０９，３１１，３１２下の層間絶縁膜３０４を突き破りボンディングパッドと導電性のエピタキシャル欠陥又はパーティクル等が接触したとしても、ボンディングパッド３０９，３１１，３１２と第２伝導型の不純物拡散領域３０６が接触するため、第１伝導型の半導体層３０２を介して隣接パッドへ電流が流れるショートが防止でき、デバイス性能への悪影響を軽減できるという効果が得られる。
【００４１】
なお、実施の形態３において、上記以外の点は、上記実施の形態２の場合と同じである。
【００４２】
＜第４の実施形態＞
図２１は、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置である発光素子アレイを概略的に示す平面図である。また、図２２は、図２１をＳ２２−Ｓ２２線で切る面を概略的に示す断面図であり、図２３は、図２１をＳ２３−Ｓ２３線で切る面を概略的に示す断面図である。
【００４３】
図２１から図２３までに示されるように、第４の実施形態に係る発光素子アレイは、高抵抗基板４０１と、この高抵抗基板４０１上に備えられた第１伝導型の半導体層４０２と、この第１伝導型の半導体層４０２内に形成され、発光部となる第２伝導型の半導体層４０５とを有している。発光部４０５は、第１伝導型の半導体層４０２内に第２伝導型の不純物を拡散させて形成された領域である。例えば、第１伝導型はＮ型であり、第２伝導型はＰ型であり、第１伝導型の半導体層４０２と発光部４０５との間にはＰＮ接合が形成されている。
【００４４】
また、第４の実施形態に係る発光素子アレイは、第１伝導型の半導体層４０２上を覆う層間絶縁膜４０４と、この層間絶縁膜４０４上に備えられ、第２伝導型の半導体層４０５に電気的に接続された第２伝導型のボンディングパッド（アノード側のボンディングパッド）４０９と、層間絶縁膜４０４上に備えられ、第１伝導型の半導体層４０２に電気的に接続された第１伝導型のボンディングパッド（カソード側のボンディングパッド）４１１，４１２とを有している。なお、第２伝導型のボンディングパッド４０９の発光部４０５との接触部分は、第２伝導型のコンタクト部として、ボンディングパッド４０９と別部材で構成してもよい。また、図２２に示される位置においては、第１伝導型のボンディングパッド４１１は、個別配線４１０、層間絶縁膜４０４のコンタクト穴に設けられた第１伝導型のコンタクト電極４０７、及び第１伝導型の半導体層４０２を介して、発光部４０５に電気的に接続されている。また、図２３に示される位置においては、第１伝導型のボンディングパッド４１２は、層間絶縁膜４０４のコンタクト穴に設けられた第１伝導型のコンタクト電極４０８及び第１伝導型の半導体層４０２を介して、発光部４０５に電気的に接続されている。
【００４５】
さらにまた、第４の実施形態に係る発光素子アレイは、奇数番目の発光部４０５と偶数番目の発光部４０５とが互いに電気的に絶縁されるように、第１伝導型の半導体層４０２を分離する平面形状が櫛歯状（又はジグザグ状）の分離領域４０３を有している。そして、隣接する２つの発光部が対になるように奇数番目の発光部４０５の個別配線と、偶数番目の発光部４０５の個別配線は、同じアノード側のボンディングパッド４０９に接続されている。
【００４６】
また、第４の実施形態に係る発光素子アレイは、ボンディングパッド４０９の外周に、第１伝導型の半導体層４０２を電気的に分離するように形成された拡散領域（素子分離領域）４２０を有し、ボンディングパッド４１１と４１２を分離するようにボンディングパッド４１１の外周に、第１伝導型の半導体層４０２を電気的に分離するように形成された拡散領域（素子分離領域）４２１を有している。
【００４７】
発光部４０５の点灯動作は、第１の実施形態の場合と同じである。
【００４８】
以上に説明したように、第４の実施形態では、ボンディングパッド４０９，４１１，４１２外周にウエハ表面から高抵抗基板の深さで拡散による拡散領域４２０，４２１を形成したことにより、ウエハ表面に導電性のエピタキシャル欠陥、パーティクル、及びゴミ等が付着した場合に、ワイヤボンディング工程時にボンディングパッド下の絶縁膜を突き破りボンディングパッドと導電性のエピタキシャル欠陥又はパーティクル等が接触したとしても、第１伝導型の半導体層４０２を介して隣接パッドへ電流が流れるショートが防止でき、デバイス性能への悪影響を軽減できるという効果が得られる。
【００４９】
なお、実施の形態４において、上記以外の点は、上記実施の形態１の場合と同じである。
【００５０】
＜第５の実施形態＞
図２４は、本発明の第５の実施形態に係る半導体装置を組み込んだＬＥＤヘッド５００を概略的に示す断面図である。
【００５１】
図２４に示されるように、ＬＥＤプリントヘッド５００は、ベース部材５０１と、ベース部材５０１に固定され、ＬＥＤチップ５０２ａが固定されたＬＥＤユニット（プリント基板）５０２と、柱状の光学素子を多数配列したロッドレンズアレイ５０３と、ロッドレンズアレイ５０３を保持するレンズホルダ５０４と、これらの構成５０１〜５０４を固定するクランパ５０５とを有している。第５の実施形態のＬＥＤチップ５０２ａは、上記第１乃至第４の実施形態のいずれかのＬＥＤアレイを備えている。レンズホルダ５０４は、ベース部材５０１及びＬＥＤユニット５０２を覆うように形成されている。そして、ベース部材５０１、ＬＥＤユニット５０２、レンズホルダ５０４は、ベース部材５０１及びレンズホルダ５０４に形成された開口部５０１ａ及び５０４ａを介して備えられたクランパ５０５によって挟み付けられて一体化されている。
【００５２】
したがって、ＬＥＤユニット５０２で発生した光は、ロッドレンズアレイ５０３を通して所定の外部部材に照射される。このＬＥＤヘッドは、例えば、電子写真プリンタや電子写真コピー装置等の露光装置として用いることができる。
【００５３】
以上説明したように、第５の実施形態に係るＬＥＤヘッドによれば、ワイヤボンディングによる、デバイス性能への悪影響を軽減できるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置である発光素子アレイを概略的に示す平面図である。
【図２】図１をＳ２−Ｓ２線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図３】図１をＳ３−Ｓ３線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その１）を示すＳ４ａ−Ｓ４ａ線断面図及び平面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その２）を示すＳ５ａ−Ｓ５ａ線断面図及び平面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その３）を示すＳ６ａ−Ｓ６ａ線断面図及び平面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その４）を示すＳ７ａ−Ｓ７ａ線断面図及び平面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その５）を示すＳ８ａ−Ｓ８ａ線断面図及び平面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その６）を示すＳ９ａ−Ｓ９ａ線断面図及び平面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その７）を示すＳ１０ａ−Ｓ１０ａ線断面図及び平面図である。
【図１１】第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その８）を示す平面図である。
【図１２】第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その９）を示す平面図である。
【図１３】第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その１０）を示す平面図である。
【図１４】第１の実施形態に係る発光素子アレイの製造工程（その１１）を示す平面図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置である発光素子アレイを概略的に示す平面図である。
【図１６】図１５をＳ１６−Ｓ１６線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図１７】図１５をＳ１７−Ｓ１７線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図１８】本発明の第３の実施形態に係る半導体装置である発光素子アレイを概略的に示す平面図である。
【図１９】図１８をＳ１９−Ｓ１９線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図２０】図１８をＳ２０−Ｓ２０線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図２１】本発明の第４の実施形態に係る半導体装置である発光素子アレイを概略的に示す平面図である。
【図２２】図２１をＳ２２−Ｓ２２線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図２３】図２１をＳ２３−Ｓ２３線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図２４】本発明の第５の実施形態に係るＬＥＤヘッドを概略的に示す断面図である。
【図２５】従来のＬＥＤアレイの概略的な平面図である。
【図２６】図２５をＳ２６−Ｓ２６線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図２７】図２５をＳ２７−Ｓ２７線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図２８】従来のＬＥＤアレイの問題点を説明するための平面図である。
【図２９】プロービング針をボンディングパッドに当てたときの縦断面図である。
【図３０】ボンディングパッドにワイヤをボンディングしたときの縦断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０１，２０１，４０１  高抵抗基板、
３０１  低抵抗基板、
１０２，２０２，３０２，４０２  第１伝導型の半導体層、
１０３，２０３，３０３，４０３  分離領域、
１０４，２０４，３０４，４０４  層間絶縁膜、
１０５，２０５，３０５，４０５  第２伝導型の半導体層、
１０６，３０６  第２伝導型の半導体層（Ｐ型不純物拡散領域）、
１０７，２０７，３０７，４０７  第１伝導型のコンタクト電極、
１０８，２０８，３０８，４０８  第１伝導型のコンタクト電極、
１０９，２０９，３０９，４０９  ボンディングパッド（アノード側のボンディングパッド）、
１１０，２１０，３１０，４１０  第１伝導型のコンタクト電極、
１１１，２１１，３１１，４１１  ボンディングパッド（カソード側のボンディングパッド）、
１１２，２１２，３１２，４１２  ボンディングパッド（カソード側のボンディングパッド）、
３２０  高抵抗層、
４２０，４２１  拡散領域（素子分離領域）、
５００  ＬＥＤヘッド、
５０１  ベース部材、
５０１ａ  開口部、
５０２  ＬＥＤユニット（プリント基板）、
５０２ａ  ＬＥＤチップ、
５０３  ロッドレンズアレイ、
５０４  レンズホルダ、
５０４ａ  開口部、
５０５  クランパ。
【図１】
2006261305.tif 000003
【図２】
2006261305.tif 000004
【図３】
2006261305.tif 000005
【図４】
2006261305.tif 000006
【図５】
2006261305.tif 000007
【図６】
2006261305.tif 000008
【図７】
2006261305.tif 000009
【図８】
2006261305.tif 000010
【図９】
2006261305.tif 000011
【図１０】
2006261305.tif 000012
【図１１】
2006261305.tif 000013
【図１２】
2006261305.tif 000014
【図１３】
2006261305.tif 000015
【図１４】
2006261305.tif 000016
【図１５】
2006261305.tif 000017
【図１６】
2006261305.tif 000018
【図１７】
2006261305.tif 000019
【図１８】
2006261305.tif 000020
【図１９】
2006261305.tif 000021
【図２０】
2006261305.tif 000022
【図２１】
2006261305.tif 000023
【図２２】
2006261305.tif 000024
【図２３】
2006261305.tif 000025
【図２４】
2006261305.tif 000026
【図２５】
2006261305.tif 000027
【図２６】
2006261305.tif 000028
【図２７】
2006261305.tif 000029
【図２８】
2006261305.tif 000030
【図２９】
2006261305.tif 000031
【図３０】
2006261305.tif 000032