(57)【要約】【課題】短絡の発生数を減らすことができ、３端子発光素子で生成された光の取り出しの際におけるロスを低減することができる装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】半導体装置１００は、基板１０１の第１の面１０１ａ上に配置された発光サイリスタ１１０と、発光サイリスタ１１０の第１から第３の端子（アノード電極１２０，カソード電極１３０，ゲート電極１４０）に対応する開口部１０７ａを有し、発光サイリスタ１１０を被覆する有機絶縁膜１０７と、開口部１０７ａを介して第１から第３の端子１２０，１３０，１４０にそれぞれ接続された第１から第３の配線１２１，１３１，１４１と、を有し、３端子発光素子１１０と有機絶縁膜１０７とは、第１の面１０１ａに対して直角又は鋭角である端面１５１であって、３端子発光素子１１０上に有機絶縁膜１０７が積層された構造の端面１５１を含む切り立ち部１５０を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の第１の面上において所定方向に配列され、第１の端子、第２の端子、及び前記第１の端子と第２の端子との間の導通を制御する信号が入力される第３の端子を有する複数の３端子発光素子と、
前記第１から第３の端子に対応する開口部を有し、前記複数の３端子発光素子を被覆する有機絶縁膜と、
前記有機絶縁膜上に備えられ、前記開口部を介して前記第１から第３の端子にそれぞれ接続された第１から第３の配線と、
を有し、
前記複数の３端子発光素子の各々と前記有機絶縁膜とは、前記第１の面に対して直角又は鋭角である端面であって、前記複数の３端子発光素子の各々に前記有機絶縁膜が積層された構造の前記端面を含む切り立ち部を有する
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記切り立ち部は、前記複数の３端子発光素子の各々の、前記所定方向の前記端面を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記切り立ち部は、
前記複数の３端子発光素子の各々の、前記所定方向の前記端面である第１の端面を含む第１の切り立ち部と、
前記第１の面に対して直角又は鋭角であり、前記第１の端面と交差し、且つ前記複数の３端子発光素子の各々に前記有機絶縁膜が積層された構造の第２の端面に設けられた第２の切り立ち部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記切り立ち部は、少なくとも前記第１の端子に隣接する位置に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記３端子発光素子は、発光サイリスタであり、
前記第１の端子は、アノード層であり、
前記第２の端子は、カソード層であり、
前記第３の端子は、ゲート層である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記３端子発光素子は、発光サイリスタであり、
前記第１の端子は、カソード層であり、
前記第２の端子は、アノード層であり、
前記第３の端子は、ゲート層である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
平坦な第２の面を有し、前記第１の面上に備えられた平坦化膜と、
積層された複数の半導体層を含み、前記第２の面上に接合された半導体膜と、
を有し、
前記３端子発光素子は、前記半導体膜内に形成された発光サイリスタである
ことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記切り立ち部の前記端面は、前記平坦化膜に前記３端子発光素子が積層され、前記３端子発光素子上に前記有機絶縁膜が積層された構造を持つ側面である
ことを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記有機絶縁膜及び前記複数の配線を覆うパッシベーション膜をさらに有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１項に記載の半導体装置を有することを特徴とする光プリントヘッド。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光プリントヘッドを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
基板の第１の面上に、所定方向に配列され、第１の端子、第２の端子、及び前記第１の端子と第２の端子との間の導通を制御する信号が入力される第３の端子を有する複数の３端子発光素子を形成する工程と、
前記複数の３端子発光素子の各々の、前記第１の面に対して直角又は鋭角である端面を含む切り立ち部を形成する工程と、
前記第１から第３の端子に対応する開口部を有し、前記複数の３端子発光素子を被覆する有機絶縁膜を形成する工程と、
前記有機絶縁膜上に備えられ、前記開口部を介して前記第１から第３の端子にそれぞれ接続された第１から第３の配線を形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記切り立ち部を形成する工程は、前記複数の３端子発光素子の一部をエッチングする工程であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の３端子発光素子を有する半導体装置、前記半導体装置を有する光プリントヘッド、前記光プリントヘッドを有する画像形成装置、及び前記半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の発光サイリスタ（発光素子）を含む発光サイリスタアレイ（発光素子アレイ）を備えた光プリントヘッドが提案されている。発光サイリスタは３端子発光素子であるため、発光サイリスタアレイの端子の個数、端子に接続された電極の個数、及び電極に接続された配線の本数は、２端子発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイの場合よりも多い。このため、ＬＥＤアレイに比べて、発光サイリスタアレイでは、配線と電極との交差部分等における短絡の発生数が多く、また、装置サイズの小型化が困難である。そこで、短絡の発生数を減らし、かつ、装置サイズの小型化を可能にする半導体装置である発光サイリスタアレイが提案されている（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２０１１−１８８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記半導体装置では、短絡を防止するために使用される絶縁膜としてポリイミド等の有機絶縁膜が使用されている。有機絶縁膜は高屈折率材料であるため、発光サイリスタから出射された光の内の有機絶縁膜に対し略垂直に入射する光（入射角が直角又は直角に近い狭い範囲内にある光）は有機絶縁膜を透過して、感光体ドラムの露光に利用される。しかし、有機絶縁膜に対し略垂直に入射する光以外の光は、有機絶縁膜を透過せずに、有機絶縁膜内を導波路として進行し、発光している発光サイリスタから離れた箇所から漏れ出る。このように、上記半導体装置では、発光サイリスタで生成された光を取り出す際にロスが発生する。
【０００５】
本発明の目的は、短絡の発生数を減らすことができ、３端子発光素子で生成された光を取り出す際におけるロスを低減することができる半導体装置、光プリントヘッド、及び画像形成装置、並びに、前記半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る半導体装置は、基板の第１の面上において所定方向に配列され、第１の端子、第２の端子、及び前記第１の端子と第２の端子との間の導通を制御する信号が入力される第３の端子を有する複数の３端子発光素子と、前記第１から第３の端子に対応する開口部を有し、前記複数の３端子発光素子を被覆する有機絶縁膜と、前記有機絶縁膜上に備えられ、前記開口部を介して前記第１から第３の端子にそれぞれ接続された第１から第３の配線と、を有し、前記複数の３端子発光素子の各々と前記有機絶縁膜とは、前記第１の面に対して直角又は鋭角である端面であって、前記複数の３端子発光素子の各々に前記有機絶縁膜が積層された構造の前記端面を含む切り立ち部を有することを特徴としている。
【０００７】
本発明の他の態様に係る光プリントヘッドは、上記半導体装置を有することを特徴としている。
【０００８】
本発明の他の態様に係る画像形成装置は、上記光プリントヘッドを有することを特徴としている。
【０００９】
本発明のさらに他の態様に係る半導体装置の製造方法は、基板の第１の面上に、所定方向に配列され、第１の端子、第２の端子、及び前記第１の端子と第２の端子との間の導通を制御する信号が入力される第３の端子を有する複数の３端子発光素子を形成する工程と、前記複数の３端子発光素子の各々の、前記第１の面に対して直角又は鋭角である端面を含む切り立ち部を形成する工程と、前記第１から第３の端子に対応する開口部を有し、前記複数の３端子発光素子を被覆する有機絶縁膜を形成する工程と、前記有機絶縁膜上に備えられ、前記開口部を介して前記第１から第３の端子にそれぞれ接続された第１から第３の配線を形成する工程と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、有機絶縁膜を透過した光だけでなく、有機絶縁膜内を進行して切り立ち部の端面から取り出された光も利用できるので、光のロスを低減することができる。また、本発明によれば、有機絶縁膜の使用により短絡の発生数を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体装置としての発光サイリスタアレイ（発光素子アレイ）の構造を示す概略平面図である。
【図２】図１の半導体装置をＳ２−Ｓ２線で切る断面構造を示す概略断面図である。
【図３】図１の半導体装置をＳ３−Ｓ３線で切る断面構造を示す概略断面図である。
【図４】（ａ）から（ｃ）は、実施の形態１に係る半導体装置の製造に使用される半導体薄膜の構造を示す概略断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１に係る半導体装置の切り立ち部の製造工程を示す概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る半導体装置としての発光サイリスタアレイ（発光素子アレイ）の構造を示す概略平面図である。
【図７】図６の半導体装置をＳ７−Ｓ７線で切る断面構造を示す概略断面図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係る光プリントヘッドの構造を示す概略断面図である。
【図９】図８に示される発光サイリスタアレイユニットを示す概略平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係る画像形成装置の構造を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に本発明の実施の形態に係る半導体装置、光プリントヘッド、画像形成装置、及び半導体装置の製造方法を、図面を参照しながら説明する。図相互の関係を理解し易くするために、図には、ｘｙｚ直交座標系の座標軸を示す。ｘ軸は、基板上に配列された複数の３端子発光素子の配列方向（ｘ方向）を示す座標軸であり、ｙ軸は、基板に平行且つｘ軸に直交する方向（ｙ方向）の座標軸である。ｚ軸は、ｘ軸とｙ軸の両方に直交する基板の厚さ方向（ｚ方向）の座標軸である。
【００１３】
《１》実施の形態１
《１−１》構成
図１は、本発明の実施の形態１に係る半導体装置１００としての発光サイリスタアレイ（発光素子アレイ）の構造を示す概略平面図である。図２は、図１の半導体装置１００をＳ２−Ｓ２線で切る断面構造を示す概略断面図である。図３は、図１の半導体装置１００をＳ３−Ｓ３線で切る断面構造を示す概略断面図である。なお、図１には、内部構造を理解しやすくするために、パッシベーション膜１０８を記載していない。
【００１４】
図１から図３に示されるように、実施の形態１に係る半導体装置１００は、基板１０１の第１の面１０１ａ上において、所定方向（ｘ方向）に配列された複数の３端子発光素子としての複数の発光サイリスタ１１０を備えている。複数の発光サイリスタ１１０は、ｘ方向（基板１０１の長手方向）に一定の間隔で配置されている。半導体装置１００は、基板１０１の第１の面１０１ａ上に接合されることができる。ただし、基板１０１の第１の面１０１ａと発光サイリスタ１１０との間に、平坦化膜１０２が備えられてもよい。平坦化膜１０２は、発光サイリスタ１１０が接合される面として、平坦化処理された平坦面（第２の面）１０２ａを有している。平坦面１０２ａは、表面粗さが２０ｎｍ以下であることが望ましい。平坦化膜１０２が設けられた場合には、発光サイリスタ１１０は、平坦化膜１０２の平坦面１０２ａ上に、例えば、分子間力などによって接合される。なお、発光サイリスタ１１０の個数及び配置は、図１から図３の例に限定されない。
【００１５】
図２及び図３に示されるように、発光サイリスタ１１０は、第１導電型の半導体層としての第１のｎ型半導体層１０３と、第１のｎ型半導体層１０３上に形成された第２の導電型半導体層としての第１のｐ型半導体層１０４と、第１のｐ型半導体層１０４上に形成された第１導電型の半導体層としての第２のｎ型半導体層１０５と、第２のｎ型半導体層１０５上に形成された第２導電型半導体層としての第２のｐ型半導体層１０６とを有している。発光サイリスタ１１０の各層の構成材料としては、例えば、ＡｌＧａＡｓ及びＧａＡｓなどのようなＧａＡｓ系の半導体が使用される。なお、第１導電型をｐ型とし、第２導電型をｎ型とすることも可能である。
【００１６】
第２のｐ型半導体層１０６は、第１の端子（ｐ型アノード層）である。第１のｎ型半導体層１０３は、第２の端子（ｎ型カソード層）である。また、第２のｎ型半導体層１０５は、アノード層とカソード層との間の導通を制御する信号（ゲート信号）が入力される第３の端子（ｎ型ゲート層）である。半導体装置１００は、第２のｐ型半導体層１０６（第１の端子）に電気的に接続されたアノード電極１２０と、第１のｎ型半導体層１０３（第２の端子）に電気的に接続されたカソード電極１３０と、第２のｎ型半導体層１０５（第３の端子）に電気的に接続されたゲート電極１４０とを有している。さらに、半導体装置１００は、発光サイリスタ１１０を被覆するポリイミド等の有機絶縁膜１０７を有している。有機絶縁膜１０７は、第１の端子（ｐ型アノード層）、第２の端子（ｎ型カソード層）、第３の端子（ｎ型ゲート層）上に開口部１０７ａを有している。有機絶縁膜１０７は、略透明であることが望ましい。図１の例では、有機絶縁膜１０７は、アノード電極１２０、カソード電極１３０、及びゲート電極１４０上に開口部１０７ａを有している。
【００１７】
また、半導体装置１００は、開口部１０７ａを介してアノード電極１２０に接続された配線層としてのアノード引き出し配線１２１と、開口部１０７ａを介してカソード電極１３０に接続された配線層としてのカソード引き出し配線１３１と、開口部１０７ａを介してゲート電極１４０に接続された配線層としてのゲート引き出し配線１４１とを有している。
【００１８】
また、発光サイリスタ１１０と有機絶縁膜１０７とは、基板１０１の第１の面１０１ａに対して直角又は鋭角である端面１５１であって、発光サイリスタ１１０上に有機絶縁膜１０７が積層された構造の端面１５１を含む切り立ち部１５０を有している。基板１０１の切り立ち部１５０の端面１５１は、例えば、ウェットエッチングによって形成された面である。また、図２において、切り立ち部１５０の端面１５１は、平坦化膜１０２の一部（厚さ方向の上部）と、発光サイリスタ１１０（図２では第１のｎ型半導体層１０３）と、有機絶縁膜１０７とが積層された構造の面である。
【００１９】
半導体装置１００は、有機絶縁膜１０７及び複数の配線層（アノード引き出し配線１２１、カソード引き出し配線１３１、及びゲート引き出し配線１４１）を覆うパッシベーション膜１０８をさらに有している。
【００２０】
図１において、アノード電極１２０に接続されたアノード引き出し配線１２１はｙ方向に延在する配線層であり、アノード共通配線１２２を介してアノードパッド１２３に接続されている。言い換えれば、アノード共通配線１２２は、ｘ方向に配列された４個の発光サイリスタ１１０のアノード電圧を制御するためのアノードパッド１２３に接続されている。
【００２１】
ゲート電極１４０に接続されたゲート引き出し配線１４１は、ｙ方向に延在する配線層であり、ゲート共通配線１４２を介してゲートパッド１４３に接続されている。言い換えれば、ゲート共通配線１４２は、第２のｎ型半導体層１０５上のゲート電極１４０とゲート引き出し配線１４１によって接続されており、さらに、基板１０１上に形成されている４つのゲートパッド１４３のいずれかに接続されている。
【００２２】
カソード電極１３０に接続されたカソード引き出し配線１３１は、ｙ方向に延在する配線層であり、カソード共通配線１３２を介してカソードパッド１３３に接続されている。言い換えれば、カソード共通配線１３２は、第１のｎ型半導体層１０３上のカソード電極１３０とカソード引き出し配線１３１によって接続されており、さらに基板１０１上に形成されている１つのカソード電圧を制御するためのカソードパッド１３３に接続されている。
【００２３】
なお、引き出し配線（アノード引き出し配線１２１、カソード引き出し配線１３１、及びゲート引き出し配線１４１）と、共通配線（アノード共通配線１２２、カソード共通配線１３２、及びゲート共通配線１４２）との交差箇所（接続箇所以外における交差箇所）にも、引き出し配線と共通配線との間に有機絶縁膜１０７が形成されている。
【００２４】
《１−２》製造方法
図４（ａ）から（ｃ）は、実施の形態１に係る半導体装置１００の製造に使用される半導体薄膜１１１の構造を示す概略断面図である。半導体薄膜１１１の製造に際し、図４（ａ）に示されるように、半導体薄膜製造用の母材基板１６０上に、バッファ層１６１、犠牲層１６２、第１のｎ型半導体層１０３ａ、第１のｐ型半導体層１０４ａ、第２のｎ型半導体層１０５ａ、第２のｐ型半導体層１０６ａを、この順で形成する。これらの層は、例
えば、エピタキシャル成長及び不純物注入によって形成される。
【００２５】
バッファ層１６１は、その上に形成される半導体層を成膜するための層である。犠牲層１６２は、半導体薄膜１１１を母材基板１６０から剥離する際にエッチングされる層である。犠牲層１６２上の半導体層である第１のｎ型半導体層１０３ａ、第１のｐ型半導体層１０４ａ、第２のｎ型半導体層１０５ａ、第２のｐ型半導体層１０６ａは、図１から図３に示される発光サイリスタ１１０の第１のｎ型半導体層１０３、第１のｐ型半導体層１０４、第２のｎ型半導体層１０５、及び第２のｐ型半導体層１０６にそれぞれ対応する。犠牲層１６２は、そのウェットエッチングのエッチングレートが、半導体薄膜１１１のウェットエッチングのエッチングレートよりも早い層である。
【００２６】
半導体薄膜１１１を母材基板１６０から剥離する際には、図４（ｂ）に示されるように、犠牲層１６２のエッチングレートよりも、半導体薄膜１１１のエッチングレートが早いエッチャントを用いて、犠牲層１６２を選択的にウェットエッチングする。図４（ｂ）は、エッチング途中の半導体薄膜１１１の状態を示している。例えば、犠牲層１６２としてＡｌＡｓを用い、半導体薄膜１１１としてＧａＡｓ系材料を用い、ホットエッチングにより犠牲層１６２を除去すればよい。
【００２７】
剥離した半導体薄膜１１１は、保持装置（図示せず）によって母材基板１６０から基板１０１上の平坦化膜１０２の平坦面１０２ａ上に運ばれ、図４（ｃ）に示されるように、平坦面１０２ａ上に加圧され、分子間力によって接合される。
【００２８】
図５（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態１に係る半導体装置１００の切り立ち部１５０の製造工程を示す概略断面図である。図４（ｃ）に示される半導体薄膜１１１は、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、図５（ａ）に示されるように、第１のｎ型半導体層１０３、第２のｎ型半導体層１０５、第２のｐ型半導体層１０６が表面となるメサ形状に加工される。
【００２９】
次に、図５（ｂ）に示されるように、アノード共通配線１２２、カソード共通配線１３２、ゲート共通配線１４２、アノード引き出し配線１２１、カソード引き出し配線１３１、ゲート引き出し配線１４１が形成される領域以外の領域において、発光サイリスタ１１０及び平坦化膜１０２の一部をエッチングすることによって端面１５１を含む切り立ち部１５０を有する構造を形成する。端面１５１は、基板１０１の表面１０１ａに対して直角又は鋭角に形成される。
【００３０】
次に、蒸着又はスパッタ等で第１のｎ型半導体層１０３にカソード電極１３０を、第２のｎ型半導体層１０５にゲート電極１４０を、第２のｐ型半導体層１０６にアノード電極１２０を形成し、カソード共通配線１３２、ゲート共通配線１４２、アノード共通配線１２２を形成する。
【００３１】
次に、蒸着又はスパッタ等で、アノード電極１２０とアノードパッド１２３、ゲート電極１４０とゲートパッド１４３、カソード電極１３０とカソードパッド１３３を接続するようにアノード引き出し配線１２１、ゲート引き出し配線１４１、カソード引き出し配線１３１をそれぞれ形成する。
【００３２】
アノード引き出し配線１２１、ゲート引き出し配線１４１、カソード引き出し配線１３１の形成前に、接続箇所以外で配線が接触しないように、有機絶縁膜１０７を形成しておく。有機絶縁膜１０７は、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等で形成される。有機絶縁膜１０７は、スピンコート又はスプレーコート等で樹脂をコートした後、フォトリソグラフィなどによってパターニングして形成される。有機絶縁膜１０７としては、光透過率の高い材料を用いることが望ましい。
【００３３】
アノード引き出し配線１２１、ゲート引き出し配線１４１、カソード引き出し配線１３１の形成後、発光サイリスタ１１０、アノード電極１２０、ゲート電極１４０、カソード電極１３０、アノード引き出し配線１２１、ゲート引き出し配線１４１、カソード引き出し配線１３１、アノード共通配線１２２、ゲート共通配線１４２、及びカソード共通配線１３２が短絡しないよう、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１０８を形成する。
【００３４】
有機絶縁膜１０７及びパッシベーション膜１０８を形成する際、有機絶縁膜１０７及びパッシベーション膜１０８を、発光サイリスタ１１０、アノード電極１２０、ゲート電極１４０、カソード電極１３０、アノード引き出し配線１２１、ゲート引き出し配線１４１、カソード引き出し配線１３１、アノード共通配線１２２、ゲート共通配線１４２、及びカソード共通配線１３２の付近にのみ形成することで、切り立ち部１５０の端面１５１は、図２に示されるように、平坦化膜１０２、発光サイリスタ１１０、有機絶縁膜１０７が積層された端面１５１からなる断面構造を有する。端面１５１は、基板１０１の第１の面１０１ａに対し直角又は鋭角（すなわち、９０度以下）となるように形成されている。このように構成することで、端面１５１から放出された光は少なくとも基板１０１の上方向（＋ｘ方向）又は斜め上方向に進むので、端面１５１から放出された光が利用可能になる。
【００３５】
有機絶縁膜１０７を形成する前に切り立ち部１５０を形成し、その後、有機絶縁膜１０７を形成するプロセスを説明したが、有機絶縁膜１０７を形成した後にエッチングを行って、切り立ち部１５０を形成することも可能である。
【００３６】
《１−３》動作
カソード電極１３０は、発光サイリスタ１１０の第１のｎ型半導体層１０３と電気的に接続されており、カソードパッド１３３は、アースに接続されており、接地電位となっている。そのため、発光サイリスタ１１０は、アノード電極１２０の電圧のＯＮ及びＯＦＦと、ゲート電極１４０の電圧のＯＮ及びＯＦＦによって駆動される。
【００３７】
発光サイリスタ１１０を発光させない場合は、アノード電極１２０を接地電位にする。このとき、アノード電極１２０からカソード電極１３０に電流が流れないため、発光サイリスタ１１０は、発光しない。
【００３８】
発光サイリスタ１１０を発光させる場合は、アノード電極１２０に電圧を印加して（ＯＮにして）、ゲート電極１４０の電位を接地電位にする。このとき、電位差が発生するため、アノード電極１２０からカソード電極１３０に電流が流れて、発光サイリスタ１１０が、発光する。
【００３９】
発光をしている発光サイリスタ１１０の発光を停止させる場合は、アノード電極１２０を接地電位とし、ゲート電極１４０を所定電位とすることで、アノード電極１２０からカソード電極１３０への電流が流れなくなり、発光サイリスタ１１０は、発光を停止する。
【００４０】
《１−４》効果
以上に説明したように、実施の形態１に係る半導体装置１００においては、発光サイリスタ１１０の周辺（近傍）に端面１５１を有する切り立ち部１５０を設けたので、有機絶縁膜１０７を透過できなかった光が、半導体薄膜１１１又は有機絶縁膜１０７によって遠く離れた箇所まで伝送されにくく、切り立ち部１５０の端面１５１から放出される。このように、実施の形態１においては、有機絶縁膜１０７を透過できなかった光は、発光した発光サイリスタの近くから放出されるため、例えば、露光プロセスにおける光として利用される。したがって、発光サイリスタ１１０の発光を伝搬して光を損失させ難く、発光の取り出し効率が向上する。
【００４１】
また、実施の形態１においては、有機絶縁膜１０７及び発光サイリスタ１１０が、切り立ち部１５０で分離されているので、発光している発光サイリスタから遠く離れた位置における光の漏れを減らすことができる。
【００４２】
また、発光サイリスタ１００列の各発光サイリスタの周囲に、切り立ち部１５０が略同一条件で形成されるため、各発光サイリスタの発光に及ぼす導波の影響が略均一となり、例えば、配列された複数の発光サイリスタの内の両端部（ｘ方向の両端）の発光サイリスタが導波による影響を他より大きく受けて発光量が不均一になるといった不都合を防ぐことができる。
【００４３】
さらに、実施の形態１においては、図２に示されるように、発光サイリスタ１１０が切り立ち部１５０で分割されるので、基板１０１の長手方向（ｘ方向）に作用する応力を緩和することができる。
【００４４】
《２》実施の形態２
《２−１》構成
図６は、本発明の実施の形態２に係る半導体装置２００としての発光サイリスタアレイ（発光素子アレイ）の構造を示す概略平面図である。図６において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態２に係る半導体装置２００は、アノード電極１２０の周辺の３方向（＋ｘ方向に１箇所、−ｘ方向に１箇所、＋ｙ方向に１箇所）の切り立ち部（第１の切り立ち部）２１０と切り立ち部（第２の切り立ち部）２２０とを有している。第１の切り立ち部２１０は、アノード電極１２０の＋ｘ方向に設けられた端面２１１と−ｘ方向に設けられた端面２１１とを有している。第２の切り立ち部２２０は、アノード電極１２０の＋ｙ方向に設けられた端面２２１を有している。また、第１の切り立ち部２１０及び第２の切り立ち部２２０は、平坦化膜１０２の表面の一部と発光サイリスタ１１０をエッチングして切り立たせた端面２１１，２２１を含む構造を有している。なお、図６には、内部構造を理解しやすくするために、パッシベーション膜１０８を記載していない。
【００４５】
図７は、図６の半導体装置２００をＳ７−Ｓ７線で切る断面構造を示す概略断面図である。図７において、図１に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１に示される符号と同じ符号が付される。また、図６の半導体装置２００をＳ３−Ｓ３線で切る断面構造は、図３（実施の形態１）に示される構造と同様である。図６及び図７に示されるように、実施の形態２においては、第１の切り立ち部２１０及び第２の切り立ち部２２０が、少なくとも第１の端子（図６及び図７におけるｐ型アノード層１０６）に隣接する位置に形成されている。上記以外に関して、実施の形態２に係る半導体装置２００は、実施の形態１に係る半導体装置１００と同じである。
【００４６】
《２−２》動作
実施の形態２に係る半導体装置２００を発光させる動作及び発光を停止させる動作は、実施の形態１に係る半導体装置１００の場合と同じである。
【００４７】
《２−３》効果
以上に説明したように、実施の形態２に係る半導体装置２００によれば、実施の形態１に係る半導体装置１００における効果と同様の効果に加え、第１の切り立ち部２１０及び第２の切り立ち部２２０によって、発光サイリスタ１１０の３方向に切り立ち部が存在するので、発光の損失を更に少なくすることができる。
【００４８】
《３》実施の形態３
《３−１》構成
図８は、本発明の実施の形態３に係る光プリントヘッド３００の構造を示す概略断面図である。光プリントヘッド３００は、電子写真方式の画像形成装置としての電子写真プリンタの露光装置である。図８に示されるように、光プリントヘッド３００は、ベース部材３０１と、ＣＯＢ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ）基板としての実装基板３１０と、発光素子アレイチップとしての発光サイリスタアレイチップ３０３（例えば、図１に示される半導体基板１０１及び発光サイリスタ１１０を含む）と、複数の正立等倍結像レンズを含むレンズアレイ３０４と、レンズホルダ３０５と、クランパ３０６とを備えている。実装基板３１０と発光サイリスタアレイチップ３０３とは、発光サイリスタアレイユニット３１１を構成している。ベース部材３０１は、実装基板３１０を固定するための部材であり、その側面には、クランパ３０６を用いて、実装基板３１０、及び、レンズホルダ３０５をベース部材３０１に固定するための開口部３０２が設けられている。レンズホルダ３０５は、例えば、有機高分子材料などを射出成形することによって形成される。実装基板３１０は、発光サイリスタアレイチップ３０３を基板上に一体化したユニットである。発光サイリスタアレイチップ３０３は、駆動回路を有する基板上に発光サイリスタアレイを備えた（複数の発光サイリスタを張り合わせた）ものである。レンズアレイ３０４は、発光サイリスタアレイチップ３０３の発光サイリスタアレイ（発光素子アレイ）から出射された光を像担持体としての感光体ドラム上に結像させる光学レンズ群である。レンズホルダ３０５は、レンズアレイ３０４をベース部材３０１の所定の位置に保持する。クランパ３０６は、ベース部材３０１の開口部３０２及びレンズホルダ３０５の開口部を介して、各構成部分を挟み付けて保持するバネ部材である。
【００４９】
図９は、図８に示される発光サイリスタアレイユニット３１１を示す概略平面図である。図８及び図９に示されるように、ベース部材３０１上には、発光サイリスタアレイユニット３１１が搭載されている。この発光サイリスタアレイユニット３１１は、実施の形態１及び２の半導体装置１００，２００のいずれかを含む発光サイリスタアレイチップ３０３が、実装基板３１０上に搭載されたものである。図８及び図９に示されるように、実装基板３１０上には、実施の形態１及び２における半導体装置１００及び２００のいずれかが、発光サイリスタアレイチップ３０３として長手方向に沿って複数配置されている。実装基板３１０上には、半導体装置１００及び２００を駆動制御する電子部品が配置されており、電子部品実装、配線及び接続のためのエリア３１２、３１３、及び外部から制御信号や電源などを供給するためのコネクタ３１４等が設けられている。
【００５０】
実施の形態３においては、光プリントヘッド３００の発光素子アレイは、実施の形態１及び２の半導体装置１００及び２００のいずれかである。
【００５１】
光プリントヘッド３００は、印刷データに応じて、発光サイリスタアレイが駆動回路により選択的に発光し、その光がレンズアレイ３０４により一様帯電している感光体ドラム上で結像される。これにより、感光体ドラムに静電潜像が形成され、その後、現像工程、転写工程、定着工程を経て、印刷媒体（用紙）上に現像剤からなる画像が形成（印刷）される。
【００５２】
以上に説明したように、実施の形態３に係る光プリントヘッド３００によれば、発光サイリスタアレイユニット３１１として、上記実施の形態１及び２の半導体装置１００，２００のいずれかが使用されるため、光の取り出し効率が高い光プリントヘッドを提供することができる。
【００５３】
また、実施の形態３に係る光プリントヘッド３００によれば、発光サイリスタアレイユニット３１１として、上記実施の形態１及び２の半導体装置１００，２００のいずれかが使用されるため、短絡の発生を抑制することができる。
【００５４】
《３−２》動作
発光サイリスタアレイが駆動回路により選択的に発光し、その光がレンズにより感光ドラム上で結像される。これにより、感光ドラムに像が形成される。
【００５５】
《３−３》効果
以上に説明したように、実施の形態３に係る光プリントヘッド３００は、実施の形態１又は２の発光サイリスタを備えたチップを用いている。このため、発光の取り出し効率を向上させることができ、また、発光している発光サイリスタから遠い領域に光が伝達されないので、印字品質を高めることができる。
【００５６】
《４》実施の形態４
《４−１》構成
図１０は、本発明の実施の形態４に係る画像形成装置４００の構成を概略的に示す断面図である。画像形成装置４００は、例えば、電子写真方式を採用するカラープリンタである。画像形成装置４００は、実施の形態３で説明した光プリントヘッドを、露光装置である光プリントヘッド４１１Ｋ，４１１Ｙ，４１１Ｍ，４１１Ｃとして備えている。
【００５７】
図１０に示されるように、画像形成装置４００は、主要な構成として、電子写真方式により用紙などの記録媒体Ｐ上に現像剤像（トナー像）を形成する画像形成部４１０Ｋ，４１０Ｙ，４１０Ｍ，４１０Ｃと、画像形成部４１０Ｋ，４１０Ｙ，４１０Ｍ，４１０Ｃに記録媒体Ｐを供給する媒体供給部４２０と、記録媒体Ｐを搬送する搬送部４３０と、画像形成部４１０Ｋ，４１０Ｙ，４１０Ｍ，４１０Ｃの各々に対応するように配置された転写部としての転写ローラ４４０と、記録媒体Ｐ上に転写されたトナー像を定着させる定着器４５０と、定着器４５０を通過した記録媒体Ｐを外部に排出する媒体排出部としての排紙ローラ対４２５とを有する。なお、画像形成装置４００が有する画像形成部の数は、３以下又は５以上であってもよい。また、本発明は、電子写真方式によって記録媒体上に画像を形成する装置であれば、画像形成部の数が１つであるモノクロプリンタにも適用可能である。さらに、本発明は、電子写真方式によって記録媒体上に画像を形成する装置であれば、複写機、ファクシミリ装置、多機能周辺装置（ＭＦＰ）などのような他の装置にも適用可能である。
【００５８】
図１０に示されるように、媒体供給部４２０は、用紙カセット４２１と、用紙カセット４２１内に積載された記録媒体Ｐを１枚ずつ繰り出すホッピングローラ４２２と、用紙カセット４２１から繰り出された記録媒体Ｐを搬送するローラ４２３と、記録媒体Ｐを搬送するローラ対４２４とを有する。
【００５９】
画像形成部４１０Ｋ，４１０Ｙ，４１０Ｍ，４１０Ｃは、記録媒体Ｐ上にブラック（Ｋ）色のトナー像、イエロー（Ｙ）色のトナー像、マゼンタ（Ｍ）色のトナー像、及びシアン（Ｃ）色のトナー像をそれぞれ形成する。画像形成部４１０Ｋ，４１０Ｙ，４１０Ｍ，４１０Ｃは、媒体搬送路に沿って媒体搬送方向（矢印方向）の上流側から下流側に向けて並んで配置されている。画像形成部４１０Ｋ，４１０Ｙ，４１０Ｍ，４１０Ｃは、着脱自在に形成された各色用の画像形成ユニット４１２Ｋ，４１２Ｙ，４１２Ｍ，４１２Ｃをそれぞれ有している。直列に配列された画像形成ユニット４１２Ｋ，４１２Ｙ，４１２Ｍ，４１２Ｃは、画像形成部４１０Ｋ，４１０Ｙ，４１０Ｍ，４１０Ｃの各色に対応して備えられ、画像形成ユニット４１２Ｃはシアンのトナーにより画像を形成し、画像形成ユニット４１２Ｍはマゼンタのトナーにより画像を形成し、画像形成ユニット４１２Ｙはイエローのトナーにより画像を形成し、画像形成ユニット４１２Ｋはブラックのトナーにより画像を形成する。画像形成ユニット４１２Ｋ，４１２Ｙ，４１２Ｍ，４１２Ｃは、トナーの色が異なる点以外は、互いに基本的に同一の構造を有する。
【００６０】
画像形成部４１０Ｋ，４１０Ｙ，４１０Ｍ，４１０Ｃは、各色用の露光装置としての光プリントヘッド４１１Ｋ，４１１Ｙ，４１１Ｍ，４１１Ｃをそれぞれ有している。
【００６１】
画像形成ユニット４１２Ｋ，４１２Ｙ，４１２Ｍ，４１２Ｃの各々は、回転可能に支持された像担持体としての感光体ドラム４１３と、感光体ドラム４１３の表面を一様に帯電させる帯電部材としての帯電ローラ４１４と、光プリントヘッド４１１Ｋ，４１１Ｙ，４１１Ｍ，４１１Ｃによる露光によって感光体ドラム４１３の表面に静電潜像を形成した後に、感光体ドラム４１３の表面にトナーを供給して静電潜像に対応するトナー像を形成する現像装置４１５とを有している。
【００６２】
現像装置４１５は、トナーを収容する現像剤収容スペースを形成する現像剤収容部としてのトナー収容部と、感光体ドラム４１３の表面にトナーを供給する現像剤担持体としての現像ローラ４１６と、トナー収容部内に収容されたトナーを現像ローラ４１６に供給する供給ローラ４１７と、現像ローラ４１６の表面のトナー層の厚さを規制するトナー規制部材としての現像ブレード４１８とを有している。
【００６３】
光プリントヘッド４１１Ｋ，４１１Ｙ，４１１Ｍ，４１１Ｃの各々による露光は、一様帯電した感光体ドラム４１３の表面に印刷用の画像データに基づいて実行される。光プリントヘッド４１１Ｋ，４１１Ｙ，４１１Ｍ，４１１Ｃの各々は、感光体ドラム４１３の軸線方向に複数の発光素子として発光サイリスタが配列された発光素子アレイを含む。
【００６４】
図１０に示されるように、搬送部４３０は、記録媒体Ｐを静電吸着して搬送する搬送ベルト（転写ベルト）４３３と、駆動部により回転されて搬送ベルト４３３を駆動する駆動ローラ４３１と、駆動ローラ４３１と対を成して搬送ベルト４３３を張架するテンションローラ（従動ローラ）４３２とを有する。
【００６５】
図１０に示されるように、転写ローラ４４０は、搬送ベルト４３３を挟んで画像形成ユニット４１２Ｋ，４１２Ｙ，４１２Ｍ，４１２Ｃの各々の感光体ドラム４１３に対向して配置されている。転写ローラ４４０によって、画像形成ユニット４１２Ｋ，４１２Ｙ，４１２Ｍ，４１２Ｃの各々の感光体ドラム４１３の表面に形成された現像剤像（トナー像）は、媒体搬送路に沿って矢印方向に搬送される記録媒体Ｐの上面に順に転写されて、複数のトナー像が重ねられたカラー画像が形成される。
【００６６】
定着器４５０は、互いに圧接し合う１対のローラ４５１，４５２を有する。ローラ４５１は、加熱ヒータを内蔵するヒートローラであり、ローラ４５２はローラ４５１に向けて押し付けられる加圧ローラである。未定着の現像剤像（トナー像）を有する記録媒体Ｐは、定着器４５０の一対のローラ４５１，４５２間を通過する。このとき、未定着のトナー像は、加熱及び加圧されて記録媒体Ｐ上に定着される。
【００６７】
《４−２》動作
先ず、用紙カセット４２１内の記録媒体Ｐは、ホッピングローラ４２２によって繰り出され、レジストローラ４２３へ送られる。続いて、記録媒体Ｐはレジストローラ４２３からローラ対２４を介して搬送ベルト４３３に送られ、この搬送ベルト４３３の走行に伴って、画像形成ユニット４１２Ｋ，４１２Ｙ，４１２Ｍ，４１２Ｃへと搬送される。画像形成ユニット４１２Ｋ，４１２Ｙ，４１２Ｍ，４１２Ｃにおいて、感光体ドラム４１３の表面は、帯電ローラ４１４によって帯電され、光プリントヘッド４１１Ｋ，４１１Ｙ，４１１Ｍ，４１１Ｃによって露光され、静電潜像が形成される。静電潜像には、現像ローラ４１６上で薄層化されたトナーが静電的に付着されて各色のトナー像が形成される。各色のトナー像は、転写ローラ４４０によって記録媒体Ｐに転写され、記録媒体Ｐ上にカラーのトナー像が形成される。転写後に、感光体ドラム４１３上に残留したトナーは、図示しないクリーニング装置によって除去される。カラーのトナー像が形成された用紙は、定着器４５０に送られる。この定着器４５０において、カラーのトナー像が記録媒体Ｐに定着され、カラー画像が形成される。トナー像が形成された記録媒体Ｐは、排紙ローラ対４２５によって用紙スタッカへ排出される。
【００６８】
《４−３》効果
以上に説明したように、実施の形態４に係る画像形成装置４００においては、実施の形態３で説明した光プリントヘッドを、露光装置である光プリントヘッド４１１Ｋ，４１１Ｙ，４１１Ｍ，４１１Ｃとして備えている。このため、発光の取り出し効率を向上させることができ、また、発光している発光サイリスタから遠い領域に光が伝達されないので、印字品質を高めることができる。
【００６９】
《５》変形例
実施の形態１及び２では、基板１０１がｎ型ＧａＡｓ基板であり、その上に半導体薄膜１１１（発光サイリスタ１１０）を積層した例を説明したが、基板１０１はｐ型ＧａＡｓ基板であり、その上に半導体薄膜を積層してもよい。この場合には、基板１０１上には、第１のｐ型半導体層（ｐ型アノード層）、第１のｎ型半導体層（ｎ型ゲート層）、第２のｐ型半導体層（ｐ型ゲート層）、及び第２のｎ型カソード層（ｎ型カソード層）が、この順に積層される。なお、ｎ型ＧａＡＳ基板上に発光サイリスタを積層した場合は、ｐゲートサイリスタであるが、ｐ型ＧａＡｓ基板上に発光サイリスタを積層する場合は、ｎゲートサイリスタとなる。
【符号の説明】
【００７０】
１００，２００  半導体装置、  １０１  基板、  １０１ａ  主面（第１の面）、  １１０  発光サイリスタ（３端子発光素子）、  １０２  平坦化膜、  １０２ａ  平坦面（第２の面）、  １０３  ｎ型カソード層（第１のｎ型半導体層、第２の端子）、  １０３ａ  第１のｎ型半導体層、  １０４  ｐ型ゲート層（第１のｐ型半導体層）、  １０４ａ  第１のｐ型半導体層、  １０５  ｎ型ゲート層（第２のｎ型半導体層、第３の端子）、  １０５ａ  第２のｎ型半導体層、  １０６  ｐ型アノード層（第２のｐ型半導体層、第１の端子）、  １０６ａ  第２のｐ型半導体層、  １０７  有機絶縁膜、  １０７ａ  開口部、  １０８  パッシベーション、  １２０  アノード電極、  １２１  アノード引き出し配線、  １２２  アノード共通配線、  １２３  アノードパッド、  １３０  カソード電極、  １３１  カソード引き出し配線、  １３２  カソード共通配線、  １３３  カソードパッド、  １４０  ゲート電極、  １４１  ゲート引き出し配線、  １４２  ゲート共通配線、  １４３  ゲートパッド、  １５０  切り立ち部、  １５１  端面、  １６０  母材基板、  １６１  バッファ層、  １６２  犠牲層、  ３００  光プリントヘッド、  ３０１  ベース部材、  ３０２  開口部、  ３０３  発光サイリスタアレイチップ、  ３０４  レンズアレイ、  ３０５  レンズホルダ、  ３０６  クランパ、  ３１０  実装基板、  ４００  画像形成装置、  ４１１Ｋ，４１１Ｙ，４１１Ｍ，４１１Ｃ  光プリントヘッド、  ４１０Ｋ，４１０Ｙ，４１０Ｍ，４１０Ｃ  画像形成部。
【図１】
2018032804.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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