(57)【要約】【課題】  ＬＥＤヘッドなどの半導体装置において高解像度化に対応した構成とする場合であっても、配線での抵抗分を抑えてエネルギー効率を十分に改善させ得る半導体装置を提供する。【解決手段】  本発明の半導体装置は、基板と、前記基板の一主面側に配設した第１導電型半導体層と、該第１導電型半導体層上に形成され前記第１導電型半導体層との間に第１及び第２導電型半導体接合面を形成する第２導電型半導体層とを有する発光素子とを有し、前記発光素子は複数形成され、隣接する所定数の前記発光素子の前記第２導電型半導体層を共通に接続する第２導電側配線を備えたことを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の一主面側に配設した第１導電型半導体層と、該第１導電型半導体層上に形成され前記第１導電型半導体層との間に第１及び第２導電型半導体接合面を形成する第２導電型半導体層とを有する発光素子とを有し、
前記発光素子は複数形成され、隣接する所定数の前記発光素子の前記第２導電型半導体層を共通に接続する第２導電側配線を備えたことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第１導電型半導体層は、前記基板の一主面側で前記発光素子毎に絶縁分離されたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
前記基板と前記絶縁分離された各々前記発光素子の第１導電型半導体層との間に絶縁層を配置し、前記基板は導電性基板であり、前記第２導電側配線は、前記導電性基板と接続されることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項４】
前記基板の一主面に設けられた導通層と、
該導通層と前記絶縁分離された各々前記発光素子の第１導電型半導体層との間に配置する絶縁層とをさらに備え、前記第２導電側配線は前記導通層と接続されることを特徴とする請求項２記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２導電側配線は透明電極からなることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項６】
第２導電側の給電は、透明電極と金属配線との組み合わせによる配線を介して行なわれることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項７】
前記基板は化合物半導体基板であり、前記第１導電型半導体層及び前記第２導電型半導体層は、前記化合物半導体基板からのエピタキシャル成長により形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項８】
前記基板上には前記発光素子を駆動するための集積回路領域が形成されることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板の一主面側に配設した第1導電型半導体層と、該第１導電型半導体層上に形成され前記第１導電型半導体層との間に第１及び第２導電型半導体接合面を形成する第２導電型半導体層とを有する発光素子とを有し、
前記発光素子は複数個略直線状に並べて形成され、隣接する所定数の前記発光素子の前記第２導電型半導体層を共通に接続する第２導電側配線を備え、
前記第１導電型半導体層にそれぞれ接続する各発光素子ごとの第１導電側配線は前記発光素子の並べられる方向と略垂直方向に引き出されてなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
前記第１導電側配線は、複数の前記第２導電側配線のいずれかと接続されることを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
【請求項１１】
請求項１記載の半導体装置と、該半導体装置が有する複数の発光素子の各々を選択的に駆動する駆動回路と、これらを支持する支持体とを備え、前記発光素子は発光ダイオードであることを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項１２】
感光体と、該感光体の表面を帯電させる帯電器と、帯電された前記感光体の表面を選択的に露光して静電潜像を形成させる請求項１１記載のＬＥＤヘッドと、露光された静電潜像を現像する現像器とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
前記第２導電側配線は、並べて形成された複数の前記発光素子を挟んで、前記第１導電側配線が接続される共通配線と反対側に配設されていることを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記第２導電側配線に接続され、該第２導電側配線と前記発光素子を駆動するための集積回路とを接続するための第２導電側接続領域に到る第２導電側の配線を備え、該第２導電側の配線は、前記発光素子の配列の隙間領域を通過していることを特徴とする請求項１３記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記第２導電側配線と、前記発光素子を駆動するための集積回路とを接続するための第２導電側接続領域を備え、該第２導電側接続領域は、前記第２導電側配線と同等の配線材料で被覆されたことを特徴する請求項１３記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記第２導電側接続領域は略矩形状であり、一辺が３０μｍ以上であることを特徴とする請求項１５記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記配線材料はＡｌを含む材料であることを特徴とする請求項１５記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記Ａｌを含む材料は、Ａｌ，Ｎｉ／Ａ１，Ｃｒ／Ａ１，Ｔｉ／Ａｌ，ＡｌＳｉＣｕの中から１つまたは複数の材料を選択して形成されていることを特徴とする請求項１７記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記配線材料は、Ａｕを含む材料であることを特徴とする請求項１５記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記Ａｕを含む材料はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｐｔ／Ａｕ、ＡｕＺｎ、Ｎｉ／Ａｕの中から１つまたは複数の材料を選択して形成されていることを特徴とする請求項１９記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記第２導電側接続領域の下地メタルは、ＡｌＳｉＣｕであることを特徴とする請求項１５記載の半導体装置。
【請求項２２】
前記第１導電側配線と、前記発光素子を駆動するための集積回路とを接続するための第１導電側接続領域を備えたことを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
【請求項２３】
前記第１導電側接続領域は、前記配線材料で被覆されていることを特徴とする請求項２２記載の半導体装置。
【請求項２４】
前記被覆材料は、前記第２導電側配線材料と同じ材料であることを特徴とする請求項２３記載の半導体装置。
【請求項２５】
前記配線材料はＡｌを含む材料であることを特徴とする請求項22記載の半導体装置。
【請求項２６】
前記Ａｌを含む材料は、Ａｌ，Ｎｉ／Ａ１，Ｃｒ／Ａ１，Ｔｉ／Ａｌ，ＡｌＳｉＣｕの中から１つまたは複数の材料であることを特徴とする請求項２５記載の半導体装置。
【請求項２７】
前記下地材料は、ＡｌＳｉＣｕであることを特徴とする請求項１５記載の半導体装置。
【請求項２８】
前記第1導電側共通配線と前記第1導電側接続領域を結線する配線は、該共通配線上の第１の接続領域で共通配線と接続され、前記発光素子の第１導電側電極と共通配線を接続するための配線は、共通配線上の第２の接続領域で共通配線に接続されることを特徴とする請求項２２記載の半導体装置。
【請求項２９】
前記第１導電側接続領域は、前記発光素子を駆動するための集積回路と電気的に絶縁して設けられていることを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
【請求項３０】
前記第１導電側接続領域は、外部回路と接続されていることを特徴とする請求項２７記載の半導体装置。
【請求項３１】
前記集積回路への制御信号および電源の供給のための信号入力パッドは、前記第１導電側、または、前記第２導電側の接続領域を被覆する材料と同じ材料で被覆されていることを特徴とする請求項９記載の半導体装置。
【請求項３２】
前記基板は化合物半導体基板であって、前記第２導電型半導体層は、第１導電型半導体層へ第２導電型不純物を選択拡散されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の発光素子を配列させた発光素子アレイなどの半導体装置、これを用いたＬＥＤヘッド、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真技術を用いたプリンタなどの画像形成装置には、発光ダイオード(ＬＥＤ)を複数配列させて製造したＬＥＤアレイチップをさらに多数個並べて実装したＬＥＤヘッドを用いたものがある。近年、画像を扱うプリンタ等の装置では高い解像度が要求されており、これに対応させるためＬＥＤヘッドに用いられる発光素子数も飛躍的に増加してきている。
【０００３】
一般に、ＬＥＤアレイチップは化合物半導体(たとえばＧａＡｓ)ウエハーの表面に固相拡散などにより不純物を選択的に拡散させて微小なｐｎ接合領域を多数形成し、これらを個々にON/OFFさせるための配線をｐｎ接合の上側の層から引き出し、ｐｎ接合の下側(基板の中側)の層を共通にして接続していた (例えば、特許文献１参照。) 。
【０００４】
【特許文献１】特開平10-035011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、上述の構造では、微小なｐｎ接合領域の上側から個別に引き出された電極配線は、隣り合ったｐｎ接合領域の絶縁を図るために細くせざるを得ず、また、駆動素子と接続するための電極パッドまでの距離も長くなるため、配線部分での電位差が大きくエネルギー効率が悪くなってしまうという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、高解像度化に対応した構成とする場合であっても、配線での抵抗分を抑えてエネルギー効率を十分に改善させ得る半導体装置の提供を目的とする。また、本発明は、このようなエネルギー効率の良好な半導体装置を用いたＬＥＤヘッド、およびこのようなＬＥＤヘッドを露光装置とする画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の技術的な課題を解決するため、本発明の半導体装置は、基板と、前記基板の一主面側に配設した第１導電型半導体層と、該第１導電型半導体層上に形成され前記第１導電型半導体層との間に第１及び第２導電型半導体接合面を形成する第２導電型半導体層とを有する発光素子とを有し、前記発光素子は複数形成され、隣接する所定数の前記発光素子の前記第２導電型半導体層を共通に接続する第２導電側配線を備えたことを特徴とする。
【０００８】
本発明の好適な実施形態によれば、第１導電型半導体層は、基板の一主面側で前記発光素子毎に絶縁分離された構造とすることができる。また、基板としての導電性基板と絶縁分離された各々前記発光素子の第１導電型半導体層との間に絶縁層を設け、第２導電側配線はその導電性基板と接続するように構成することもできる。また、基板の一主面に設けられた導通層と、該導通層と前記絶縁分離された各々前記発光素子の第１導電型半導体層との間に配置する絶縁層とをさらに備え、前記第２導電側配線は前記導通層と接続される構成とすることもできる。
【０００９】
また、本発明の一例によれば、第２導電側配線は透明電極とすることもでき、第２導電側の給電は、透明電極と金属配線との組み合わせによる配線を介して行うように構成することも可能である。また、基板として化合物半導体基板を用いた場合では、前記第１導電型半導体層及び前記第２導電型半導体層は、前記化合物半導体基板からのエピタキシャル成長により形成されるものとすることができ、他の一例としては、同一基板には当該装置に形成される発光素子を駆動するための集積回路領域が形成されていても良い。
【００１０】
本発明にかかるＬＥＤヘッドは、前述の如き半導体装置と、該半導体装置が有する複数の発光素子の各々を選択的に駆動する駆動回路と、これらを支持する支持体とを備え、前記発光素子は発光ダイオードであることを特徴とする。また、このようなＬＥＤヘッドを用いた画像形成装置も本発明にかかるものであって、本発明にかかる画像形成装置は、感光体と、該感光体の表面を帯電させる帯電器と、帯電された前記感光体の表面を選択的に露光して静電潜像を形成させる前記ＬＥＤヘッドと、露光された静電潜像を現像する現像器とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体装置によれば、基板上に第１導電型半導体層と第２導電型半導体層を積層し、第２導電型半導体層の電極取り出し構造を共通化できるため、第１導電型半導体層の電極取り出し構造も配線の引き回し量がより小さい構造にできる。このため配線抵抗で生ずる電圧降下などの問題も最小限に抑えることができ、装置全体のエネルギー効率を改善できることになる。
【００１２】
また、本発明の半導体装置によれば、選択拡散型ＬＥＤアレイ、特に赤色から赤外の波長範囲のＬＥＤアレイの観点からは、ｐ型の半導体層にｎ型の不純物を拡散するよりも、ｎ型の半導体層へｐ型の不純物を拡散する方が、不純物拡散の際のアニール温度も低いため拡散制御が容易である。また、不純物の活性化率もｐ型の方が高くなり易いため、低抵抗の拡散領域形成が容易であり、素子特性に優れたＬＥＤアレイを容易に製造できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の半導体装置、ＬＥＤヘッド、及び画像形成装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態における各図は構成が明確になるように模式的に且つ例示的に描いたもので、エッチング断面の形状や、各構成領域の相互のサイズ関係や個々のサイズの詳細、半導体層や絶縁膜層の層厚、基板厚さ、などの詳細については、本発明を限定するものではない。
【００１４】
[第１の実施形態]
図１は本発明の第１の実施形態の半導体装置の平面図、図２、図３はそれぞれ図１のＡ−Ａ′線断面図、Ｂ−Ｂ′線断面図である。この半導体装置は一斉駆動型のＬＥＤアレイの例であり、特に電子写真式プリンタの如き画像形成装置のＬＥＤヘッドを構成するのに好適なデバイスである。
【００１５】
図１乃至図３に示すように、半導体基板として導電性のｐ型シリコン基板１０１の主面上に、金属膜からなる導通層１０２と、有機物薄膜からなる絶縁層１０３が積層されており、この絶縁層１０３上には第１導電型であるｎ型半導体層１０４が積層されている。このｎ型半導体層１０４は、例えばＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ積層構造のエピタキシャル成長薄膜であり、上から見た場合では略矩形状の平面パターンを有し、隣接する発光素子の同じｎ型半導体層１０４とは分離されている。このｎ型半導体層１０４上には、ｐ側電極コンタクト層１０５が形成されており、本実施形態では特に例えばＩＴＯ、ＺｎＯなどの酸化物透明電極材料層が後述するような所定のパターンに形成される。このｐ側電極コンタクト層１０５が形成される同じ面にはｎ側電極コンタクト層１０６が形成され、このｎ側電極コンタクト層１０６は外部回路との接続が可能なようにｎ型半導体層１０４から平面上外れた領域でワイヤボンディング接続のための矩形状の接続パッド部を構成している。
【００１６】
発光素子として機能する領域は、エピタキシャル成長薄膜であるｎ型半導体層１０４の領域に集約されているが、特に、第２導電型半導体層は、ｐ型不純物を選択的に拡散させて形成されている。具体的には、ｐ型半導体の拡散領域１１４は、例えばｎ型ＧａＡｓ層１１６、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層１１５、ｎ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層１１３、ｎ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層１１２、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１１１で構成される。ｐ型半導体薄膜１１４は、ｎ型半導体薄膜１０４へｐ型不純物例えばＺｎを選択的に拡散した領域で、ｐ型ＧａＡｓ層１１４ａ、ｐ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層１１４ｂ、ｐ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層１１４ｃである。ここで、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１である。
【００１７】
導通層１０２は例えばＡｌ、ＡｌＳｉＣｕ、Ｎｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｐｄ、Ｃｒ／Ｐｄ、Ｔｉ／Ｐｄ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ａｇ合金などを使うことができる。絶縁層１０３は有機絶縁膜の他、酸化物膜や窒化物膜とすることも可能である。この絶縁層１０３の膜厚としては、例えば１０ｎｍ〜１μｍ程度とすることができ、より好ましくは１０ｎｍ〜３００ｎｍの範囲が望ましい。
【００１８】
半導体層内の拡散領域１１４の拡散フロントはｎ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層１１３に達するものであり、コンタクトＧａＡｓ層１１４ａは少なくともｐｎ接合を含まないようにｎ側コンタクトＧａＡｓ層１１１と分離されている。ｎ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層１１３とｎ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層１１２の各半導体層は、活性層のエネルギーバンドギャップがクラッド層のエネルギーバンドギャップより小さくもなるように、材料を選択することができる。
【００１９】
ｐ側電極層１０７がシリコン基板１０１の裏面に形成されており、このｐ側電極層１０７は、Ａｌ、ＡｌＳｉＣｕ、Ｎｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｐｄ、Ｃｒ／Ｐｄ、Ｔｉ／Ｐｄ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ａｇ合金などにより構成される。このｐ側電極層１０７の層厚さは、例えば１００ｎｍ〜２μｍの範囲の層厚さとすることができる。
【００２０】
図１に示したＬＥＤアレイとして機能する半導体装置は、裏面に設けたｐ側電極層１０７、基板１０１、導通層１０２、ｐ側電極コンタクト層１０５を介して各ＬＥＤのｐ側コンタクト層１１４ａに共通のプラス電位が印加される。ｎ側電極コンタクト層１０６の電位設定(例えば、接地電位設定)のスイッチングにより、各ＬＥＤのＯＮ／ＯＦＦが制御される。ｎ側電極コンタクト層１０６に印加される電圧に応じてＬＥＤがＯＮ状態となった場合では、活性層で電子、正孔の再結合が生じ、光が発生して外部に取り出される。
【００２１】
本発明の第１の実施形態によれば、ｎ型半導体層１０４にｐ型不純物を選択拡散して形成した発光領域を有するＬＥＤアレイを基板表面でｎ型半導体層１０４をＬＥＤごとに個別領域に分割した形態としたので、次のような効果が得られる。まず、第１の実施形態の半導体装置では、ｐ型層を共通電位に設定して、ＬＥＤのＯＮ／ＯＦＦの制御ができる。また、このよう動作制御の効果と合わせて、ｐ型層上に低コンタクト抵抗の透明電極であるｐ側電極コンタクト層１０５を形成し、光取り出し効率が高いＬＥＤを備えることができる。この透明電極材料では、そのオーミック特性からｎ型半導体領域とのコンタクト抵抗と比較して、ｐ型半導体領域とのコンタクト抵抗の方が下げ易いため、本実施形態ではｐ型半導体領域のみで配線を形成した形態を説明している。
【００２２】
また、本発明の第１の実施形態によれば、絶縁層１０３上の半導体層を用いたＬＥＤとすることにより、該絶縁膜１０３上に個別のＬＥＤを設けることができ、相互の電流リークなどのクロストークを防止し易く、より品質の高いＬＥＤを備えることができる。また、ＬＥＤ素子に基板品質が影響することなく、ｐ型領域に共通電位を供給する形態においては、比較的に安価な基板を使用して基板裏面から共通電位を供給する構造を備えることができる。さらに、基板１０１上に絶縁層１０３を形成し、ｐ型半導体層の電極取り出し構造を共通化できるため、ｎ型半導体層の電極取り出し構造も配線の引き回し量がより小さい構造にできる。このため配線抵抗で生ずる電圧降下などの問題も最小限に抑えることができ、ＬＥＤヘッドなどの装置全体のエネルギー効率を大幅改善できることになる。
【００２３】
なお、本実施形態では、ｐ型コンタクト層から金属層に到る配線を透明電極によって配設しているが、発光領域にかからない領域では途中から金属配線としてもよい。また、基本的な動作においては、透明電極を使用せずに、金属材料によるコンタクトや配線を形成しても、上述した基本的な動作には変わりがない。また、実施形態では、３元系のＡｌＧａＡｓ系半導体を例に説明したが、本実施形態および以下の各実施形態では、半導体薄膜の構成材料として、例えばＩＩＩ−Ｖ族であるＧａＡｓ、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ、ＡｌｘＧａｙＡｓ１−ｘ−ｙＰ、ＡｌｘＧａｙＩｎ１−ｘ−ｙＰ、ＩｎＰなどを使用することもでき、ＩＩＩ−Ｖ族窒化物系としてはＧａＮ、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ、ＧａｘＩｎ１−ｘＮ、ＧａＡｓ１−ｘＮｘ、ＧａＰ１−ｘＮｘ、ＩｎＡｓ１−ｘＮｘ、ＩｎＰ１−ｘＮｘ、ＩｎｘＧａ１−ｘＡｓ１−ｙＮｙ，ＩｎＰ１−ｘ−ｙＡｓｘＮｙ、ＩｎＡｌ１−ｘＮ  （１≧ｘ≧０、１≧ｙ≧０)の１つまたは複数の材料としても良い。さらに、ＺｎＯなどの酸化物半導体であってもよい。また、本実施形態および以下の各実施形態において、実質的に同様の部材については同じ参照番号を付し、簡単のため重複した説明を省略することがある。
【００２４】
[第２の実施形態]
本実施形態は、第１の実施形態の変形例であり、図４、図５に示すように、ｐ側電極コンタクト層１５５を部分的に形成せずに、基板主面で導電層１０２を露出するようにして、上面から共通電位を供給するように構成したものである。導電層露出領域１２１を使って外部とワイヤボンディングなどで接続する場合には、この導電層露出領域１２１の導電層１０２の厚さを、５００ｎｍ〜１μｍ程度に厚くすることができる。ＬＥＤアレイ領域の下方の導電層１０２と、ボンディングパッドとして使う露出領域での導電層１０２の厚さを変えることもできる。
【００２５】
先の第１の実施形態の説明では、一斉駆動タイプのＬＥＤアレイの一部を図示して説明したが、例えば、図４に示した本実施形態を使って、図６に示すように、１つのチップ上すなわち１つの連続した基板１０１上に、一斉駆動タイプのＬＥＤアレイのグループｎ、ｎ＋１、．．を複数設けても良い。
【００２６】
[第３の実施形態]
図７は本発明の第３の実施形態を示す平面図、図８は図７のＤ−Ｄ´線断面図である。第３の実施形態の第１の実施形態に対する差異は、第１の実施形態のＬＥＤアレイは一斉駆動のタイプのＬＥＤアレイであるのに対して、第３の実施形態では、分割駆動タイプのＬＥＤアレイである点である。
【００２７】
以下の説明では、差異がある点に絞って説明する。図７に図示したＬＥＤアレイでは、２つのＬＥＤのブロックに分割され、各ブロックのｐ型領域に共通電位が供給され、各ＬＥＤのｎ型領域に個別の電位のスイッチングが行われる。図７に示すように、共通電位を供給するためのｐ側配線７２２、個別電位を供給するためのｎ側配線７２３が基板２０１上に形成されており、これらｐ側配線７２２はｐ側電極パッド７２６に接続され、ｎ側配線７２３はｎ側電極パッド７２７に接続される。
【００２８】
各ｐ側配線７２２、７２４は、図７に図示したようにそれぞれｐ側コンタクト群(配線７２２が属するｐ側コンタクト群、配線７２４が属するｐ側コンタクト群)を構成し、１ブロックおきに交互に各ブロックのＬＥＤのｐ型領域とコンタクトを形成するように、各ｐ側配線群が接点を持たないように配線パターンが形成されている。図８において、層間絶縁膜７２５は半導体１０４を被覆しており、このようなｎ側電極パッド７２７及びｎ側電極パッド７２７に接続されるｎ側配線７２３と、ｐ側電極パッド７２６が比較的に近い位置に配置されている場合でも電気的な短絡を防止する。
【００２９】
各半導体層１０４は、第１の実施形態と同様な半導体薄膜で、各ＬＥＤ毎に分割された形態である。半導体層の層構造、選択拡散領域の構成などは先の実施形態で説明したものと同等の構成とすることができる。絶縁層８０３は図８に示したように、ｐ側配線パターンを被覆する領域まで延在しているが、導電層１０２上にのみ形成し、ｐ側配線パターンの被覆は、層間絶縁膜７２５で形成してもよい。層間絶縁膜は例えば、酸化膜、窒化膜を用いることができる。
【００３０】
図７に示す本実施形態のＬＥＤアレイは、ｐ側電極パッド７２６によって、１つのブロックのＬＥＤ群(２つのＬＥＤ)のｐ型領域に共通電位が供給される。ｎ側電極パッド７２７の選択により各ＬＥＤのＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００３１】
第３の実施形態によれば.薄膜形態の個別ＬＥＤをｐ側配線によって共通電位ブロック群を構成する形態としたので、第１の実施形態の効果に加えて、互いの共通電位ブロック間で電気的なクロストークが小さく、良好な分割駆動制御ができるという利点が得られる。
【００３２】
なお、図７、図８では２つのＬＥＤを１ブロックとしたが、１ブロック内のＬＥＤの数は適宜変形が可能である。また、配線の引き回しや、パッド配置も図示した形態に限定されることはなく、適宜変形が可能である。
【００３３】
[第４の実施形態]
図９は本発明の第４の実施形態を示す平面図である。第４の実施形態と第３の実施形態の差異は、第４の実施形態では、基板上に集積回路領域７３１を備えた基板２０１上に、第３の実施形態で説明したＬＥＤアレイを設け、各ｐ側配線群７２２、７２４およびｎ側配線７２７を集積回路上に設けたパッドを介して、集積回路領域７３１に形成される集積回路と接続した形態である点にある。半導体薄膜層の構成、配線、ｐ側ブロック群および配線パターンの構成、材料などは、第３の実施形態で述べた形態を適用することができる。また、ＬＥＤアレイの駆動は、基板２０１上の駆動集積回路で制御するが、基本的なＯＮ／ＯＦＦ制御の動作は先の実施形態で説明した動作と同等である。
【００３４】
本発明の第４の実施形態の半導体装置によれば、薄膜形態の個別ＬＥＤをｐ側配線によって共通電位ブロック群を構成する形態とし、基板上に集積回路領域７３１を備えた基板２０１上に、第３の実施形態で説明したＬＥＤアレイを設け、各ｐ側配線群７２２、７２４およびｎ側配線７２７を集積回路上に設けたパッドを介して集積回路と接続した形態としたので、第１、第２の実施形態の効果に加えて、集積回路領域のサイズを小さくすることができ、チップ幅も大幅に縮減することができるという効果が得られることになる。従って、素子の高集積化に極めて有利であり、ＬＥＤヘッドに適用した場合には、高精細な画像を生み出すことができる。
【００３５】
[第５の実施形態]
図１０は本発明の第５の実施形態を模式的に示す平面図である。図１１は図１０のＥ−Ｅ´線断面図である。第５の実施形態と第４の実施形態の差異は、第５の実施形態では第１のｐ側配線群と第２のｐ側配線群の、駆動ＩＣとの接続のための配線層を半導体薄膜層の下層に配設した形態をとっている点にある。
【００３６】
図１１に示すように、第１のｐ側配線群と駆動ＩＣを接続するための第１のｐ側配線群接続用配線層９２４、第２のｐ側配線群と駆動ＩＣを接続するための第２のｐ側配線群接続用配線層９２２が基板２０１上の層間絶縁層１１０３に挟まれる形状で配線されている。これら配線層９２２、９２４はそれぞれ配線接続領域９５２、９５４でＬＥＤアレイを駆動するＩＣが形成される集積回路領域７３１と接続されている。なお、基板２０１上にはＦＥＴ領域９６２、多層配線領域９６４が形成されている。半導体層１０４は、前記実施形態と同等の構成とすることができ、この半導体層１０４の直下の領域には絶縁層１０３を介して金属膜からなる導電層２０３が形成されている。ｎ側配線７２７は接続領域７２８で集積回路と接続され、ｐ側配線２０５は接続領域７２２で配線層９２２と接続されている。
【００３７】
本発明の第５の実施例によれば、薄膜形態の個別ＬＥＤをｐ側配線によって共通電位ブロック群を構成する形態とし、基板上に集積回路領域７３１を備えた基板２０１上に、第３実施形態で説明したＬＥＤアレイを設け、各ｐ側配線群７２２、７２４を半導体薄膜の下の層に、パターンのない平面的な構造で設けたことによって、配線間の絶縁層の信頼性が高くなり、より電気的なクロストークを減少させる効果を発揮する効果を得る。また、パターンのない配線層を層間絶縁膜２０３を層問に備えて積層した構造をとることにより、半導体薄膜の下の平坦性が向上し、該平坦性に優れた領域に半導体薄膜を設けるので、ＬＥＤの信頼性も向上する効果を得ることができる。
【００３８】
[第６の実施形態]
図１２は第６の実施形態を示している。図１２では、図１１に示す実施形態から金属膜（導電層２０３）を省略した形態が示されている。この場合であっても、下方に配線層（例えば、図１１の配線層９２４、９２２に相当する層）が存在することから、裏面方向への光の反射効果が有効に得られることになり、製造工程も簡素化されるため、微細加工の寸法精度も向上する。
【００３９】
[第７の実施形態]
図１３は本発明の第７実施形態を示す図である。第７の実施形態と、第３の実施形態および第５の実施形態との差異は、ｐ側配線群と駆動集積回路との接続配線のレイアウトの差異にある。第７の実施形態では、第２のｐ側配線群７２４(ｐ側ブロック群)は半導体薄膜の下方に設けた配線層９２４(図１１参照。)によって、駆動集積回路と接続されている。第１のｐ側ブロック群は、上層の配線層９４６によって接続領域９４５で集積回路領域７３１と接続されている。半導体層１０４、透明電極であるｐ側電極コンタクト層２０５、ｎ側電極コンタクト層７２３、層間絶縁膜１１０３、導電層（金属層などの反射層）１０２、絶縁層１０３などは、先の各実施形態で説明した形態、材料を適用することができる。
【００４０】
本発明の第７の実施形態によれば、複数のｐ側配線群に対して、半導体薄膜の下層と上層に、駆動集積回路との接続のための配線層９４６、９２４を分割したので.前記第１〜第５の実施形態で得られる利点に加えて、駆動集積回路を構成ずる多層配線層の層数を軽減することができ、コスト削減効果が得られるという利点が得られることになる。
【００４１】
[第８の実施形態]
図１４は第７の実施形態の変形例である第８の実施形態を示している。第７実施例の説明では、透明電極をｐ側コンタクト層２０５の形成材料としたが、図１４ではメタル材料で形成したコンタクト７５１および配線層７５２を設けた。その他、類似の変形が可能であり、例えば、ｐ側コンタクトを透明電極材料で形成し、配線をメタル材料で形成した配線７５２とすることもできる。
【００４２】
[第９の実施形態]
図１５は本発明の第９の実施形態を示している。第９の実施例と第４〜第６の実施形態との差異は、第９の実施形態ではｐ型ブロック内のＬＥＤに複数のＬＥＤを含み、各ブロックの同順位のｎ型領域を基板上面に配設した個別コンタクトの共通配線によって結線した形態である点にある。
【００４３】
図１５に示すように、図示しない基板上にはｐ側ブロックの配線とｐ型コンタクトの接続領域１１２４、各ｐ型ブロック毎に分離され半導体層１０４の下方に配設されている駆動集積回路とのｐ側接続配線層１３２４、ｎ側コンタクト配線１１６１を接続する共通配線１１６５、ｎ側コンタクト配線１１６１と共通配線１１６５の接続領域１１６２、駆動集積回路領域７３１との接続配線１１６３、駆動集積回路との接続領域１１６４が形成されている。なお、半導体層、ｐ側電極コンタクト層、ｎ側電極コンタクト層、層問絶縁膜、導電層、絶縁層などは、先の実施形態で説明した形態、材料を適用することができる。
【００４４】
本発明の第９の実施形態によれば、ｐ側ブロックに含まれる個別ＬＥＤの数を多くして、順番にグループ化してｎ側配線を複数の共通配線によって接続することにより、さらには半導体薄膜層の下方に相互に分離された接続配線層を各ｐ側ブロック毎に設けたため、第４乃至第６の実施形態で得られた効果に加えて、配線層構造および配線パターンが単純化しやすく、したがって、高い配線構造の信頼性、低配線抵抗のばらつきなど優れた特性、高い歩留を確保できる効果が得られる。
【００４５】
図１６乃至図１８は、それぞれ第９の実施形態の変形例を示している。図１６は、透明電極材料に代えてメタル材料でコンタクト層１１６６を形成した形態を示している。また、図１７は、各ｐ側ブロックと駆動回路の接続を上部に設けた配線（１１６８或いは１１６７ｂ）によって接続した形態を説明する平面図である。同図において各ｐ側ブロック配線層の配線（１１６１〜１１６４）に代えて、その配線幅を狭めた形態を示しており、このように配線１１６１〜１１６４の幅を狭くすることで、マスクずれなどによる不良が発生しにくいという利点も得られる。また、図１８は、前述の如きｐ側ブロック配線層に代えて、配線パターン１４２５、１４２６を設けた形態を示している。
【００４６】
その他の変形例としては、例えば、集積回路領域との接続領域１１６４または１４２６のサイズなどを適宜大きなサイズ、例えば、標準的なプローブカードによるプロービング針が落とせる程度のサイズに大きくすることも可能であり、接続のみの機能を持たせ小さいサイズとすることもできる。また、共通配線層１１６５とｎ側配線１１６１〜１１６３の層の順序も変えることもでき、半導体層を設ける領域も集積回路領域上やその他の領域など適宜変更が可能である。
【００４７】
図１９〜図２３は別の変形例を説明する平面図である。図１９にはｐ側配線と駆動回路との接続領域３０２６を示している。接続領域３０２６は例えば、配線１４２４、１４２５、およびｐ側コンタクト１１６６と同じ材料で形成することができる。例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、ＡｕＺＩ１、Ｎｉ／ＡｕなどのＡｕを含む材料や、Ａｌ、Ｎｉ／Ａｌ、Ｃｒ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａ１、ＡｌＳｉＣｕなどのＡｌを含む材料を使うことができる。
【００４８】
以下、合金または混合物の成分として、あるいは、積層構造を構成する層の一つとしてＡｌを含む材料を総称してＡｌ系材料と称する。また、Ａｌの代わりにＡｕあるいはＡｇを含むものをそれぞれＡｕ系材料、Ａｇ系材料と呼ぶ。接続領域３０６４はｎ側配線３０２５と駆動回路の接続領域を示している。接続領域３０６４及び３０２５は接続領域３０２６と同じ材料で形成することができる。駆動回路形成時に形成された接続パッド３０８０、３０８１は、図２２で接続領域３０２６、３０６４内に破線で示されており、これら接続パッド３０８０、３０８１は、例えば、ＡｌＳｉＣｕで形成されている。図２０にはそれぞれｐ側配線と駆動回路を接続する接続領域３１２６、ｎ側配線と駆動回路を接続する接続領域３１６４が示される。配線３１２５は、共通配線１１６５上の、接続領域３１６２以外の領域で接続されている。ｎ側コンタクト３０６１は例えば、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕで形成されている。配線３１６１は、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕで形成されている。コンタクトまたは配線である各層１１６１，１４２４．１４２５，３１６１，３１２６，３１６４を全て同一材料、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕで形成してもよい。
【００４９】
図２０に破線で示した接続パッド３１８０、３１８１は、図１９と同様、駆動回路形成時に形成された接続パッドであり、例えば、ＡｌＳｉＣｕで形成されている。さらに、図２０に示したように、駆動回路領域７３１は、共通配線１１６５の下方領域、あるいは、図示しないが、配線１４２４の側のチップ端部領域付近にまで到っていてもよい。さらに、図２０にはｎ側の接続領域を４本の共通配線に対して１組(４個)描いているが、チップ内に複数組設けても良い。また、ｎ側の接続領域においては、集積回路への接続がなく、外部回路へ、例えばワイヤポンディングによって接続することにより、ｎ側の電位(例えば、接地電位)を供給、制御するようにしてもよい。このように外部から供給する形態では、駆動回路形成の際に、接続パッド３１８１を省略しても良い。
【００５０】
図２１は、接続領域３２２６と３２６４を別の材料で形成した変形例を示している。例えば、接続領域３２２６およびそれに結線された配線１４２５、１４２４およびｐ側コンタクト１１６６、およびｎ側配線３１６１をＴｉ／Ｐｔ／ＡｕなどのＡｕ系材料で形成し、共通配線とｎ側接続領域３２６４間の配線３０２５および接続領域３２６４を、Ａｌ、Ｎｉ／Ａ１、Ｃｒ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ、ＡｌＳｉＣｕなどのＡｌ系材料で形成することもできる。ｎ側の電位を外部から供給するように、外部回路とワイヤボンディングなどによって接続する場合にはｎ側接続領域３２６４では、駆動回路形成時のパッド３２８１を省略することもできる。
【００５１】
さらに、図２１には図示していないが、駆動回路を制御するために、駆動回路へ外部から電源や制御信号を供給するための入力接続用パッドが設けられている場合には、そのパッドを駆動回路形成する際に用いた材料、例えば、ＡｌＳｉＣｕなどのＡｌ系材料のまま露出させるか、または、上記接続パッド３２６４と同じ材料、例えば、Ａｌ、Ｎｉ／Ａｌ、Ｃｒ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ、ＡｌＳｉＣｕなどのＡｌ系材料から選択した材料で全接続領域または一部を被覆してもよい。接続領域のサイズは、例えば、プローバー/テスターを使って、ウエハ状態で各チップの動作をチェックするために、プローブカードのプローブ針を落として、十分コンタクトをとることができ、該プローブ針が接続領域を越えて集積回路を破壊してしまわない十分なサイズ、及び、外部回路と接続するためのワイヤボンディングの接続が良好に行える十分なサイズとすることができる。例えば、一辺が３０μｍ以上の矩形領域を備えた接続領域で、より好ましくは、一辺が６０μｍ以上の面積を有する矩形領域を接続領域とすることができる。
【００５２】
図２２は、図２１で示した変形例に対して、駆動回路領域を半導体薄膜を設けた領域方向にまで形成されている形態を示している。このように、駆動回路領域が半導体薄膜の下方に形成されていてもよい。
【００５３】
図２３は、半導体薄膜の別の変形例を示している。主として、ｎ型半導体層へｐ型不純物を拡散した形態を具体例に説明したが、図２３に示したようにｐ型とｎ型の半導体層をあらかじめ設けた形態であってもよい。図２３は図２２のＡ−Ａ断面を示している。ここでは半導体薄膜内の発光素子を構成する材料(半導体薄膜の材料)としてＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体材料を具体例として挙げ説明するが、適宜、他の半導体材料に代えることができる。他の半導体材料の例としては、例えば、ＩｎＰ、ＧａＡｓＰ，ＧａＩｎＡｓＰ，ＡｌＧａＡｓＰや、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮなどの窒化物化合物半導体であってもよい。
【００５４】
図２３で、シリコン基板３４０１が設けられており、このシリコン基板内およびシリコン基板上には、集積回路領域３４０２、集積回路領域(集積回路ウエハ)の最上層の層間絶縁膜３４０３、発光領域からウエハの裏面方向へ出射された光を上面方向に反射するための反射層３４０４で例えば、Ｔｉ，Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ，ＴｉＡ１，Ｃｒ／Ａｕ，Ｎｉ／Ａ１，ＡｇやＡｇを含む合金などのＡｕ系、Ａ１系、Ａｇ系の金属材料層がそれぞれ形成されている。さらに絶縁膜層３４０５と、発光素子ないし半導体薄膜を構成するエピタキシャル半導体層３４１０ａ〜３４１０ｃ、３４２０ａ〜３４２０ｄが設けられており、例えばエピタキシャル半導体層３４１０ａはｎ−ＧａＡｓ、エピタキシャル半導体層エピタキシャル半導体層３４１０ｂはｎ−ＡｌtＧａ1-tＡs、エピタキシャル半導体層３４１０ｃはｎ−ＧａＡｓ、エピタキシャル半導体層３４２０ａはｎ−Ａ１ｚＧａ１−ｚＡｓ、エピタキシャル半導体層３４２０ｂはｎ−ＡｌｙＧａ１−ｙＡＳ、エピタキシャル半導体層３４２０ｃはｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ、エピタキシャル半導体層３４２０ｄはｐ−ＧａＡｓである。ここで、例えば、エピタキシャル半導体層３４２０ａと３４２０ｃはいわゆるクラッド層、エピタキシャル半導体層３４２０ｂは活性層、エピタキシャル半導体層３４１０ｃと３４２０ｄはそれぞれｎ側コンタクト層、ｐ側コンタクト層である。第１導電側電極３０１６はＧａＡｓ層とオーミックコンタクトを形成するための材料、例えばＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕである。第２導電側電極１１６６で、ここではＧａＡｓとオーミックコンタクトを形成するための材料で、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕである。第１導電側配線３１６１は、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕとすることができる。
【００５５】
[第１０の実施形態]
図２４は本発明の第１０の実施形態を示している。図２４のＦ−Ｆ′線断面およびＧ−Ｇ′断面をそれぞれ図２５、図２６に示す。第１０の実施形態と第１〜第９実施形態との差異は、先の実施形態では半導体層は、異なる基板上で形成された半導体層であったが、第１０の実施形態の基板は化合物半導体基板例えばＧａＡｓ基板１５０１であり、その上に形成されているＬＥＤが、該ＧａＡｓ基板を母材としてエピタキシャル成長された半導体層である点にある。
【００５６】
図２４に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１５０１上には、個別のＬＥＤ素子が形成されており、ＧａＡｓ基板１５０１上にエピタキシャル成長して半導体層１５０４が形成されている。図１９に示したように各ＬＥＤは個別ＬＥＤ領域に分離されている。半導体層１５０４は、例えばｎ型ＧａＡｓ層１５７２、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層１５７３、ｎ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層１５７４、ｎ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層１５７５、ｎ型ＧａＡｓコンタクト層１５７６で構成される。ｐ型半導体薄膜１５７７は、ｎ型半導体薄膜１０４へｐ型不純物例えばＺｎを選択的に拡散した領域で、ｐ型ＧａＡｓ層１５７７ａ、ｐ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層１５７７ｂ、ｐ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層１５７７ｃである。ここで、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１である。
【００５７】
この基板上には発光素子として機能する領域を外してｐ側接続パッド１５２７及びｎ側接続パッド１５６４が設けられており、外部と、例えばワイヤボンディングによって接続するためのパッドとして機能する。ｎ型ＧａＡｓ基板１５０１と逆導電型となるｐ型ＧａＡｓ層１５８０が絶縁層として機能するように形成されており、各個別半導体層１５０４が相互に電気的に分離される。
【００５８】
本発明の第１０の実施形態に従えば、基板が化合物半導体基板、例えばＧａＡｓ基板であり、その上に形成されている発光素子が、該ＧａＡｓ基板を母材としてエピタキシャル成長された半導体層にでき、個別ＬＥＤ領域を分離して設けることで、半導体薄膜を使用する場合と比較して作製が容易であるという利点が得られる。
【００５９】
もし要求する基板品質が満たされれば、基板１５０１をｐ型ＧａＡｓ基板とすることもできる。また、複数のｐ型ブロックに分割することなく、全ｐ型領域を共通電位になるように接続することも実現可能である。
【００６０】
[第１１の実施形態]
図２７、図２８は本発明の第１１の実施形態を示す図である。第１０の実施形態との差異は、第１１の実施形態が、ｐ型ＧａＡｓ基板２０８の裏面に共通電極２０７を設けた形態である点にある。図２３に示すように、ｐ型ＧａＡｓ基板２０８上にはｐ型ＧａＡｓ層１５８０を介して半導体層２０４が形成され、基板２０８の裏面にはｐ型共通電極２０７が設けられる。半導体層２０４のｐ型コンタクト層２１４ａ上に設けた透明電極２０５はｐ型ＧａＡｓ層１５８０に対してコンタクト領域２１２０で接続されている。基板裏面のｐ側電極２０７は、例えば、ＡｕＺｎ、ＴｉＰｔＡｕ、Ａ１、Ｎｉ／Ａ１、Ｔｉ／Ａ１などの金属材料を用いることができる。半導体層２０４は、先の実施形態で説明した形態と同等のものを適用することができる。ｐ型ＧａＡｓ層２１２０でのコンタクトは、金属配線に替えても良い。また、ｐ側配線全てを金属材料に代えてもよい。
【００６１】
基板２０８の裏面に設けた電極２０７によってｐ側の共通電位が十分に供給され、基板上面に設けたｎ側コンタクトの電位をＯＮ／ＯＦＦ制御することによって、ＬＥＤの発光が制御される。本発明の第１１の実施形態によれば、個別に分割したｐ型領域を全て,基板上に設けたｐ型ＧａＡｓ層１５８０上に接続し、ｐ型ＧａＡｓ基板を経由して基板の裏面に設けたｐ側共通電極２０７から電位を供給する形態としたので、先の実施形態で得られる効果に加えて、配線パターンやパッドの配設密度を低減することができる。
【００６２】
次に、上述の如き半導体装置の一例となるＬＥＤプリントヘッドの例について図２４を参照しながら説明する。
【００６３】
図２９は、本発明のＬＥＤヘッドに基づく実施形態のＬＥＤプリントヘッド２２００
を示す図である。同図に示すように、ベース部材２２０１上には、ＬＥＤユニット２２０２が搭載されている。このＬＥＤユニット２２０２は、先の実施の形態の半導体装置が実装基叛上に搭載されたものである。図３０は、このＬＥＤユニット２２０２の一構成例を示す平面配置図で、実装基板２２０２ｅ上には、前記した各実施の形態で説明した半導体装置が、発光部ユニット２２０２ａとして長手方向に沿って複数配設されている。実装基板２２０２ｅ上には、その他に、電子部品が配置されて配線が形成されている電子部品実装エリア２２０２ｂ、２２０２ｃ、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２２０２ｄ等が設けられている。
【００６４】
発光部ユニット２２０２ａの発光部の上方には、発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２２０３が配設されている。このロッドレンズアレイ２２０３は、柱状の光学レンズを発光部ユニット２２０２ａの直線状に配列された発光部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レンズホルダ２２０４によって所定位置に保持されている。
【００６５】
このレンズホルダ２２０４は、図２９に示すように、ベース部材２２０１及びＬＥＤユニット２２０２を覆うように形成されている。そして、べース部材２２０１、ＬＥＤユニット２２０２、及びレンズホルダ２２０４は、べース部材２２０１及びレンズホルダ２２０４に形成された開口部２２０１ａ、２２０４ａを介して配設されるクランパ２２０５によって一体的に挟持されている。従って、ＬＥＤユニット２２０２で発生した光はロッドレンズアレイ２２０３を通して、所定の外部部材に照射される、このＬＥＤプリントヘッド２２００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られる。
【００６６】
以上のように、本実施の形態のＬＥＤヘッドによれば、ＬＥＤユニット２２０２として、前記した実施形態の各実施の形態で示した半導体装置の何れかが使用されるため、配線による損失が少ないエネルギー効率の良いＬＥＤヘッドを提供することができる。
【００６７】
図３１は、本発明の画像形成装置に基づく実施形態の画像形成装置２３００の要部構成を模式的に示す要部構成図である。図３１に示すように、画像形成装置２３００内には、イエロー、マゼンタ、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２３０１〜２３０４が記録媒体２３０５の搬送経路２３２０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２３０１〜２３０４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２３０３を例にとり、これらの内部構成を説明する。
【００６８】
プロセスユニット２３０３には、像担持体として感光ドラム２３０３ａが矢印方向に回転可能に配置され、この感光体ドラム２３０３ａの周囲にはその回転方向上流側から順に、感光ドラム２３０３ａの表面に電気供給して帯電させる帯電装置２３０３ｂ、帯電された感光体ドラム２３０３ａ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２３０３ｃが配設される。更に、静電潜像が形成された感光体ドラム２３０３ａ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２３０３ｄ、及び感光体ドラム２３０３ａの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置２３０３ｅ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。
【００６９】
また、画像形成装置２３００は、その下部に、紙等の記録媒体２３０５を堆積した状態で収納する用紙カセット２３０６を装着し、その上方には記録媒体２３０５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２３０７を配設している。更に、記録媒体２３０５の搬送方向における、このホッピングローラ２３０７の下流側には、ピンチローラ２３０８，２３０９と共に記録媒体２３０５を挟持することによって、記録媒体２３０５の斜行を修正し、プロセスユニット２３０１〜２３０４に搬送するレジストローラ２３１６，２３１１を配設している。これ等のホッピングローラ２３０７及びレジストローラ２３１０，２３１１は、図示しない駆動源及びギアによって連動回転する。
【００７０】
プロセスユニット２３０１〜２３０４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２３１２が配設されている。そして、感光体ドラム２３０１ａ〜２３０４ａ上のトナーを記録媒体２３０５に付着させるために、感光体ドラム２３０１ａ〜２３０４ａ表面とこれらの各転写ローラ２３１２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。
【００７１】
定着装置２３１３は、加熱ローラとバックアップローラとを有し、記録媒体２３０５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２３１４,２３１５は、定着装置２３１３から排出された記録媒体２３０５を、排出部のピンチローラ２３１６,２３１７と共に挟持し、記録媒体スタッカ部２３１８に搬送する。尚、排出ローラ２３１４,２３１５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２３０３ｃとしては、先に説明したＬＥＤプリントヘッド２２００が用いられる
【００７２】
次に、このような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２３０６に堆積した状態で収納されている記録媒体２３０５がホッピングローラ２３０７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２３０５は、レジストローラ２３１０，２３１１及びピンチローラ２３０８，２３０９に挟持されて、プロセスユニット２３０１の感光ドラム２３０１ａ及び転写ローラ２３１２に搬送される。その後、記録媒体２３０５は、感光体ドラム２３０１ａ及び転写ローラ２３１２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２３０１ａの回転によって搬送される。
【００７３】
同様にして、記録媒体２３０５は、順次プロセスユニット２３０２〜２３０４を通過し、その通過過程で、各露光装置２３０１ｃ〜２３０４ｃにより形成された静電潜像を、現像装置２３０１ｄ〜２３０４ｄ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転写され重ね合わせられる。そして、その記録面上に各色のトナー像が重ね合わせられた後、定着装置２３１３によってトナー像が定着された記録媒体２３０５は、排出ローラ２３１４，２３１５及びピンチローラ２３１６，２３１７に挾持されて、画像形成装置２３００の外部の記録媒体スタッカ部２３１８に排出される。以上の過程を経て、カラー画像が記録媒体２３０５上に形成される。
【００７４】
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で説明したＬＥＤヘッドを採用するため、配線による損失が少ないエネルギー効率の良い画像形成装置を提供することができる。
【００７５】
尚、前記した実施形態では、半導体装置の半導体素子領域に形成される半導体素子として、発光素子(ＬＥＤ)を形成した例について説明したが、これに限定されるものではなく、この発光素子に代えて受光素子を形成する、或いはこれ等の光素子だけでなく、その他の半導体素子を形成してもよいなど、種々の態様を取り得るものである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の半導体装置の断面図であって、図１のＡ−Ａ′線断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の半導体装置の断面図であって、図１のＢ−Ｂ′線断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の半導体装置の断面図であって、図４のＣ−Ｃ′線断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の半導体装置の一部であって複数の群を示す平面図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の半導体装置の断面図であって、図７のＤ−Ｄ′線断面図である。
【図９】本発明の第４の実施形態の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態の半導体装置の断面図であって、図１０のＥ−Ｅ′線断面図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図１３】本発明の第７の実施形態の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図１４】本発明の第８の実施形態の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図１５】本発明の第９の実施形態の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図１６】本発明の第９の実施形態の一変形例の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図１７】本発明の第９の実施形態の他の変形例の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図１８】本発明の第９の実施形態のさらに他の変形例の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図１９】本発明の第９の実施形態のまた更に他の変形例の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図２０】本発明の第９の実施形態のまた更に他の変形例の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図２１】本発明の第９の実施形態のまた更に他の変形例の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図２２】本発明の第９の実施形態のまた更に他の変形例の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図２３】本発明の第９の実施形態のまた更に他の変形例の半導体装置の一部を示す断面図であって、図２２のＩ−Ｉ′線断面図である。
【図２４】本発明の第１０の実施形態の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図２５】本発明の第１０の実施形態の半導体装置の断面図であって、図２４のＦ−Ｆ′線断面図である。
【図２６】本発明の第１０の実施形態の半導体装置の断面図であって、図２４のＧ−Ｇ′線断面図である。
【図２７】本発明の第１１の実施形態の半導体装置の一部を示す平面図である。
【図２８】本発明の第１１の実施形態の半導体装置の断面図であって、図２７のＨ−Ｈ′線断面図である。
【図２９】本発明のＬＥＤヘッドに基づく実施の形態のＬＥＤプリントヘッドを示す模式図である。
【図３０】本発明にかかるＬＥＤユニットの一構成例を示す平面配置図である。
【図３１】本発明の画像形成装置に基づく実施形態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。
【符号の説明】
【００７７】
１０１  ｐ型シリコン基板
１０２  導通層
１０３  絶縁層
１０４  ｎ型半導体層  
１０５  ｐ側電極コンタクト層
１０６  ｎ側電極コンタクト層
１１１  ｎ型ＧａＡｓコンタクト層
１１２  ｎ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層
１１３  ｎ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層
１１４  拡散領域
１１４ａ  ｐ型ＧａＡｓ層
１１４ｂ  ｐ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層
１１４ｃ  ｐ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層
１１５  ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層
１１６  ｎ型ＧａＡｓ層
１２１  導電層露出領域
１５５  ｐ側電極コンタクト層
２０１  基板
２０３  金属層（反射層）
２０５  ｐ側電極コンタクト
２０７  ｐ側共通電極
２０８  ｐ型ＧａＡｓ基板
７２２  ｐ側配線
７２３  ｎ側配線
７２４  ｐ側配線
７２５  層間絶縁膜
７２６  ｐ側電極パッド
７２７  ｎ側電極パッド
７３１  集積回路領域
７５１  コンタクト
７５２  配線層
９２２  配線層
９２４  配線層
９５２  接続領域
９５４  接続領域
９６２  ＦＥＴ領域
９６４  多層配線領域
１１６２  接続領域
１１６３  接続配線
１１６４  接続領域
１１６５  共通配線層
１１６６  コンタクト層
１３２４  ｐ側接続配線層
１４２５  接続配線
１４２６  接続配線領域
１５０１  ｎ型ＧａＡｓ基板
１５０４  半導体層
１５７２  ｎ型ＧａＡｓ層
１５７３  ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層
１５７４  ｎ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層
１５７５  ｎ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層
１５７６  ｎ型ＧａＡｓコンタクト層
１５７７  ｐ型半導体薄層
１５７７ａ  ｐ型ＧａＡｓ層
１５７７ｂ  ｐ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層
１５７７ｃ  ｐ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層
１５８０  ｐ型ＧａＡｓ層
２２００  ＬＥＤプリントヘッド
２３００  画像形成装置
【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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【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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