(57)【要約】【課題】  材料コストの大幅な削減を図ることができる半導体装置、ＬＥＤ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提供する。【解決手段】  半導体装置は、ドライバＩＣチップ（Ｓｉ基板）１２と、この基板にボンディングされた半導体薄膜１４とを有する。半導体薄膜１４は、複数の個別動作領域１４ａと、これら複数の個別動作領域１４ａを互いに電気的に分離する素子分離領域１４ｂとを有する。素子分離領域１４ｂは、半導体薄膜１４の厚さよりも浅い深さまで半導体薄膜１４がエッチングされていて、複数の個別動作領域１４ａよりも薄い領域である。ＬＥＤプリントヘッドは、上記半導体装置を発光素子アレイとして備え、画像形成装置は、上記ＬＥＤプリントヘッドを露光装置として備えている。【選択図】        図１ 
2005086134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板にボンディングされた半導体薄膜とを有する半導体装置であって、
前記半導体薄膜が、複数の個別動作領域と、前記複数の個別動作領域を互いに分離する素子分離領域とを有し、
前記素子分離領域は、前記半導体薄膜の厚さよりも浅い深さまで前記半導体薄膜がエッチングされていて、前記複数の個別動作領域よりも薄い領域である
ことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記半導体薄膜のボンディング面積が、前記複数の個別動作領域の合計面積よりも広い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】
前記基板が、集積回路を有する駆動回路基板であることを特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項４】
前記個別動作領域上から前記素子分離領域上を経て前記基板上に至る個別配線層をさらに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】
前記半導体薄膜が、前記基板側から順に下側コンタクト層、下側クラッド層、活性層、上側クラッド層、及び上側コンタクト層を備えた半導体エピタキシャル積層構造を有し、
前記素子分離領域が、前記下側コンタクト層と、前記下側クラッド層の一部とから構成される
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の半導体装置。
【請求項６】
前記半導体薄膜が、前記基板側から順に下側コンタクト層、下側クラッド層、活性層、上側クラッド層、及び上側コンタクト層を備えた半導体エピタキシャル積層構造を有し、
前記素子分離領域が、前記下側コンタクト層の一部から構成される
ことを特徴とする請求項１から４までのいずれかに記載の半導体装置。
【請求項７】
前記素子分離領域の前記下側コンタクト層上から前記基板上に至る共通配線層をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記基板と前記半導体薄膜との間にメタル層を介在させた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９】
前記半導体薄膜が接着剤を用いてボンディングされていることを特徴とする請求項１から７までのいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記複数の個別動作領域のそれぞれが発光素子を構成し、前記複数の発光素子が規則的に配列されていることを特徴とする請求項１から９までのいずれかに記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記請求項１０に記載の半導体装置と、該半導体装置を保持するホルダとを有することを特徴とするＬＥＤプリントヘッド。
【請求項１２】
前記請求項１１に記載のＬＥＤプリントヘッドと、該ＬＥＤプリントヘッドに対向して設けられた感光体とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
第１の基板上に複数の個別動作領域を有する半導体薄膜を剥離可能に形成する工程と、
前記第１の基板から剥離された前記半導体薄膜を第２の基板上にボンディングする工程と、
前記第２の基板上にボンディングされた前記半導体薄膜の前記複数の個別動作領域以外の領域を、前記半導体薄膜の厚さよりも浅い深さまでエッチングすることによって、前記複数の個別動作領域を互いに分離する素子分離領域を形成する工程と
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１４】
前記第２の基板が、集積回路を有する駆動回路基板であり、
前記個別動作領域上から前記素子分離領域上を経て前記第２の基板上に至る個別配線層を形成する工程をさらに有する
ことを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記半導体薄膜を第２の基板上にボンディングする工程の前に、前記第２の基板上にメタル層を形成する工程をさらに有し、
前記半導体薄膜を第２の基板上にボンディングする工程において、前記半導体薄膜は前記メタル層上にボンディングされる
ことを特徴とする請求項１３又は１４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記半導体薄膜が接着剤を用いてボンディングされることを特徴とする請求項１３又は１４のいずれか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、ＬＥＤエピタキシャルフィルムのような半導体薄膜を基板上にボンディングすることによって構成された半導体装置、この半導体装置を用いたＬＥＤプリントヘッド、このＬＥＤプリントヘッドを用いた画像形成装置、及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＥＤチップとそれを駆動制御するためのドライバＩＣチップとの電気的接続は、ボンディングワイヤによって行われていた（例えば、特許文献１参照）。図１１は、ＬＥＤチップとドライバＩＣチップ間をボンディングワイヤで接続した従来の半導体装置を概略的に示す斜視図であり、図１２は、図１１のＬＥＤチップを拡大して示す斜視図である。図１１又は図１２に示されるように、半導体装置は、ユニット基板３０１と、ＬＥＤチップ３０２と、ドライバＩＣチップ３０３とを有し、ＬＥＤチップ３０２は、発光部３０４と、個別電極３０５と、電極パッド３０６とを有している。また、ＬＥＤチップ３０２の電極パッド３０６とドライバＩＣチップ３０３の電極パッド３０７とはボンディングワイヤ３０８によって接続されている。さらに、ドライバＩＣチップ３０３の電極パッド３０９とユニット基板３０１の電極パッド３１０とはボンディングワイヤ３１１によって接続されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２４４５４３号公報（第３頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した従来の半導体装置においては、ＬＥＤチップ３０２に、発光部３０４の占有面積に比べて大面積の電極パッド３０６（例えば、１００μｍ×１００μｍ程度）を備える必要があった。このため、電極パッド３０６を備える限り、ＬＥＤチップ３０２のチップ幅の削減は難しく、ＬＥＤチップ３０２にかかる材料コストの削減が困難で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、材料コストの大幅な削減を図ることができる半導体装置、この半導体装置を用いたＬＥＤプリントヘッド、このＬＥＤプリントヘッドを用いた画像形成装置、及び半導体装置の製造方法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、前記基板にボンディングされた半導体薄膜とを有する装置であって、前記半導体薄膜が、複数の個別動作領域と、前記複数の個別動作領域を互いに分離する素子分離領域とを有し、前記素子分離領域は、前記半導体薄膜の厚さよりも浅い深さまで前記半導体薄膜がエッチングされていて、前記複数の個別動作領域よりも薄い領域であることを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明のＬＥＤプリントヘッドは上記半導体装置と、該半導体装置を保持するホルダとを有するものである。
【０００８】
さらに、本発明の画像形成装置は、上記ＬＥＤプリントヘッドと、該ＬＥＤプリントヘッドに対向して設けられた感光体とを有するものである。
【０００９】
さらにまた、本発明の半導体装置の製造方法は、第１の基板上に複数の個別動作領域を有する半導体薄膜を剥離可能に形成する工程と、前記第１の基板から剥離された半導体薄膜を第２の基板上にボンディングする工程と、前記第２の基板上にボンディングされた前記半導体薄膜の前記複数の個別動作領域以外の領域を、前記半導体薄膜の厚さよりも浅い深さまでエッチングすることによって、前記複数の個別動作領域を互いに分離する素子分離領域を形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の半導体装置によれば、半導体薄膜と基板との間を個別配線層で接続することが可能になるので、半導体薄膜に電極パッドを備える必要がなくなり、半導体薄膜の面積の縮小によって材料コストの大幅な削減を図ることができるという効果が得られる。また、本発明の半導体装置によれば、半導体薄膜と基板との接触面積を縮小しないように半導体薄膜の上部のみをエッチングして素子分離領域を形成しているので、基板に対する半導体薄膜の密着強度を低減させることなく、個別動作領域の電気的特性を向上させることができるという効果が得られる。
【００１１】
また、本発明のＬＥＤプリントヘッドによれば、上記半導体装置の個別動作領域を発光素子として使用しているので、優れた発光特性、装置の小型化、材料コストの大幅な削減を実現できるという効果が得られる。
【００１２】
さらに、本発明の画像形成装置によれば、上記ＬＥＤプリントヘッドを露光装置として使用しているので、優れた発光特性により高品質な画像を形成でき、また、ＬＥＤプリントヘッドの小型化によるスペース効率の向上、及び材料コストの大幅な削減を実現できるという効果が得られる。
【００１３】
さらにまた、本発明の半導体装置の製造方法によれば、上記した材料コストの削減に加え、半導体薄膜を第２の基板上にボンディングし、その後、半導体薄膜の複数の個別動作領域以外の領域を所定深さまでエッチングすることよって半導体装置を製造できるので、製造プロセスの簡素化、その結果として、製造コストの削減を図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】
【００１４】
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の構成を概略的に示す斜視図である。また、図２は、図１の半導体装置のドライバＩＣチップ、メタル層、及びＬＥＤエピタキシャルフィルムを示す斜視図であり、図３は、図１の半導体装置をＳ３−Ｓ３線で切る面を概略的に示す断面図である。
【００１５】
図１、図２、又は図３に示されるように、第１の実施形態に係る半導体装置は、ユニット基板１１と、このユニット基板１１上に固定されたドライバＩＣチップ１２と、このドライバＩＣチップ１２上に形成されたメタル層１３と、このメタル層１３上にボンディングされた半導体薄膜であるＬＥＤエピタキシャルフィルム１４とを有している。
【００１６】
ドライバＩＣチップ１２は、ＬＥＤ制御用ドライバＩＣが形成されたＳｉ基板である。ドライバＩＣチップ１２の表面には、ドライバＩＣに接続された複数の電極端子１２ａ及び複数の電極端子１２ｂが備えられている。
【００１７】
ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４は、複数の個別動作領域（発光部、即ち、ＬＥＤ）１４ａと、複数の個別動作領域１４ａを互いに電気的に分離する素子分離領域１４ｂとを有している。素子分離領域１４ｂは、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の厚さよりも浅い深さまでＬＥＤエピタキシャルフィルム１４がエッチングされた領域であり、複数の個別動作領域１４ａよりも薄い領域である。ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４は、図３に示されるように、ドライバＩＣチップ１２側から順に、下側コンタクト層２１、下側クラッド層２２、活性層２３、上側クラッド層２４、及び上側コンタクト層２５を備えた半導体エピタキシャル積層構造を有している。例えば、下側コンタクト層２１はｎ−ＧａＡｓ層であり、下側クラッド層２２はｎ−ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ層であり、活性層２３はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ層であり、上側クラッド層２４はｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層であり、上側コンタクト層２５はｐ−ＧａＡｓ層である。ここで、ｘ，ｙ，ｚの値はそれぞれ、高い発光効率が得られるように０から１までの範囲内で設定される。なお、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４を構成する各エピタキシャル層は、上記した例に限定されない。
【００１８】
ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の厚さＴとしては、種々の厚さを選択できるが、約２μｍ程度に薄くすることができる。また、各発光部１４ａを電気的に分離するためには、エッチング深さは、活性層２３の直ぐ上まで（活性層２３がノンドープの場合）にするか、又は、下側クラッド層２２以下にする必要がある。図３には、下側クラッド層２２以下までエッチングした場合を示している。
【００１９】
メタル層１３は、例えば、ドライバＩＣチップ１２表面のドライバＩＣが形成されている領域又はドライバＩＣが形成されている領域に隣接した領域であって、平坦な領域上に形成されている。メタル層１３は、例えば、パラジウム又は金等からなる。メタル層１３は、例えば、蒸着法又はスパッタ法により形成される。メタル層１３の表面にはＬＥＤエピタキシャルフィルム１４がボンディングされている。メタル層１３は、その上に貼り付けられたＬＥＤエピタキシャルフィルム１４をドライバＩＣチップ１２に固定する機能と、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の下面の共通端子領域（下側コンタクト層２１）とドライバＩＣチップ１２の共通端子領域（図示せず）とを電気的に接続する機能とを持つ。メタル層１３とＬＥＤエピタキシャルフィルム１４内の下側コンタクト層２１との間、及び、メタル層１３とドライバＩＣチップ１２の共通端子領域との間には、オーミックコンタクトが形成されることが望ましい。なお、メタル層１３に対するＬＥＤエピタキシャルフィルム１４のボンディングには、例えば、エピタキシャルフィルムとメタル層間の分子間力、及び、エピタキシャルフィルムとメタル層間の反応（界面の原子再配列）を利用している。
【００２０】
また、図１及び図３に示されるように、第１の実施形態に係る半導体装置は、個別動作領域１４ａ上から素子分離領域１４ｂ上を経てドライバＩＣチップ１２上に至る個別配線層（薄膜配線）３２をさらに有している。図３に示されるように、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４と個別配線層３２との間には層間絶縁膜３１が備えられており、個別配線層３２は層間絶縁膜３１の開口部３１ａを介して上側コンタクト層２５に接続されている。個別配線層３２は、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の発光部１４ａ上面と、ドライバＩＣチップ１２の個別端子領域１２ａとを電気的に接続する。個別配線層３２は、薄膜のメタル配線等であり、例えば、Ａｕ層、Ｐｄ層、Ｐｄ／Ａｕ積層層、Ａｌ層、ポリシリコン層のいずれかとすることができる。複数の個別配線層３２は、フォトリソグラフィ技術を用いて一括形成することができる。
【００２１】
ユニット基板１１は、その表面に電極パッド１１ａを備えている。ドライバＩＣチップ１２の電極端子１２ｂとユニット基板１１の電極パッド１１ａとはボンディングワイヤ３３によって接続されている。
【００２２】
次に、第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法を説明する。先ず、ＬＥＤエピタキシャル層を形成するための製造用基板（例えば、ＧａＡｓ基板）上に剥離層（犠牲層）を形成し、その上に複数の個別動作領域を有するＬＥＤエピタキシャル層（半導体薄膜）を形成する。ＬＥＤエピタキシャル層構造は、公知の有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ法）、有機金属化学気相エピタキシー法（ＭＯＶＰＥ法）、又は分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）等によって製作できる。
【００２３】
一方、図１に示されるように、ドライバＩＣチップ（Ｓｉ基板）１２上には蒸着法又はスパッタ法によりメタル層１３を形成する。次に、化学リフトオフ法により、ＧａＡｓ基板からＬＥＤエピタキシャル層を剥離することによって得られたＬＥＤエピタキシャルフィルムをドライバＩＣチップ１２のメタル層１３上にボンディングする。
【００２４】
次に、図１に示されるように、ドライバＩＣチップ上にボンディングされたＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の複数の個別動作領域１４ａ以外の領域を、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の厚さよりも浅い深さまでエッチングすることによって、複数の個別動作領域１４ａを互いに電気的に分離する素子分離領域１４ｂを形成する。エッチングは、レジストを用い、個別動作領域１４ａのエッチングを阻止し、素子分離領域１４ｂのエッチングを行う。使用されるエッチング液は、例えば、燐酸過水であり、エッチング温度は、例えば、３０℃程度である。エッチング時間は、予め得られたエッチングレートと、希望するエッチング深さに基づいて決定する。ただし、エッチング条件はこれらの例に限定されない。次に、層間絶縁膜３１を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて個別動作領域１４ａ上から素子分離領域１４ｂ上を経てドライバＩＣチップ１２の個別電極端子１２ａ上に至る個別配線層３２を形成する。
【００２５】
以上に説明したように、第１の実施形態に係る半導体装置によれば、発光素子デバイスとして厚さが数μｍと薄いＬＥＤエピタキシャルフィルム１４を用いているので、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の発光部１４ａとドライバＩＣチップ１２の個別電極端子１２ａとの間を個別配線層３２で接続することが可能になる。このため、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４に電極パッドを備える必要がなくなり、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の面積の縮小によって、材料コストの大幅な削減を図ることができる。
【００２６】
また、第１の実施形態に係る半導体装置によれば、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４とドライバＩＣチップ１２との接触面積を縮小しないように素子分離領域１４ｂを形成しているので、ドライバＩＣチップ１２に対するＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の密着強度を低減することなく、個別動作領域１４ａの電気的特性を向上させることができる。
【００２７】
さらに、第１の実施形態に係る半導体装置によれば、ドライバＩＣチップ１２に対するＬＥＤエピタキシャルフィルム１４のコンタクト面積が広いので、コンタクト抵抗を減少させることができる。ここで、参考のために、ＬＥＤエピタキシャルフィルムの発光部以外の領域を完全にエッチングすることによって素子分離した場合（比較例）を考察する。図４は、比較例の半導体装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図５は、図４の半導体装置のドライバＩＣチップ、メタル層、及びＬＥＤエピタキシャルフィルムを示す斜視図であり、図６は、図４の半導体装置をＳ６−Ｓ６線で切る面を概略的に示す断面図である。図４から図６までに示された比較例の場合には、半導体薄膜が発光部１４ａのみであるため、コンタクト面積が非常に小さいが、第１の実施形態に係る半導体装置のＬＥＤエピタキシャルフィルム１４のコンタクト面積は発光部１４ａ及び素子分離領域１４ｂの面積の合計であり、非常に広くなっている。
【００２８】
また、第１の実施形態に係る半導体装置によれば、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の裏面にメタル層１３が配置されているので、発光部１４ａから裏面方向に（ドライバＩＣチップ１２に向けて）放出された光をメタル層１３の反射光として表面方向に取り出すことができ、放出光を高出力化することができる。
【００２９】
さらに、第１の実施形態に係る半導体装置によれば、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の素子分離領域１４ｂにＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の一部が残されるので、ＬＥＤエピタキシャルフィルム１４の段差が低くなり、個別配線層等の薄膜配線の段切れの発生率を低下させることができる。
【００３０】
なお、上記説明においては、半導体装置が発光素子アレイである場合を説明したが、本発明は発光素子アレイ以外の半導体装置にも適用可能である。
【００３１】
第２の実施形態
図７は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成を概略的に示す斜視図である。また、図８は、図７の半導体装置をＳ８−Ｓ８線で切る面を概略的に示す断面図である。
【００３２】
図７又は図８に示されるように、第２の実施形態に係る半導体装置は、ユニット基板５１と、このユニット基板５１上に固定されたドライバＩＣチップ５２と、このドライバＩＣチップ５２上にボンディングされた半導体薄膜であるＬＥＤエピタキシャルフィルム５４とを有している。ドライバＩＣチップ５２とＬＥＤエピタキシャルフィルム５４とは、接着剤５３によってボンディングされている。
【００３３】
ＬＥＤエピタキシャルフィルム５４は、複数の個別動作領域（発光部、即ち、ＬＥＤ）５４ａと、複数の個別動作領域５４ａを互いに電気的に分離する素子分離領域５４ｂとを有している。素子分離領域５４ｂは、ＬＥＤエピタキシャルフィルム５４の厚さよりも浅い深さまでＬＥＤエピタキシャルフィルム５４がエッチングされた領域であり、複数の個別動作領域５４ａよりも薄い領域である。ＬＥＤエピタキシャルフィルム５４は、図８に示されるように、ドライバＩＣチップ５２側から順に、下側コンタクト層６１、下側クラッド層６２、活性層６３、上側クラッド層６４、及び上側コンタクト層６５を備えた半導体エピタキシャル積層構造を有している。例えば、下側コンタクト層６１はｎ−ＧａＡｓ層であり、下側クラッド層６２はｎ−ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ層であり、活性層６３はＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ層であり、上側クラッド層６４はｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層であり、上側コンタクト層６５はｐ−ＧａＡｓ層である。ここで、ｘ，ｙ，ｚの値は、高い発光効率が得られるように０から１までの範囲内で設定される。なお、ＬＥＤエピタキシャルフィルム５４を構成する各エピタキシャル層は、上記した例に限定されない。
【００３４】
ＬＥＤエピタキシャルフィルム５４の厚さＴとしては、種々の厚さを選択できるが、約２μｍ程度に薄くすることができる。また、第２の実施形態においては、素子分離領域５４ｂは下側コンタクト層６１の一部から構成されている。すなわち、各発光部５４ａを電気的に分離するためのエッチング深さを、下側コンタクト層６１の途中までとした場合を示している。このため、下側コンタクト層６１の厚さを第１の実施形態の場合のコンタクト層２１に比べ厚くしている。下側コンタクト層６１の厚さは、下側コンタクト層６１の途中でエッチングをストップさせることができる範囲内で設定することができる。
【００３５】
また、図７及び図８に示されるように、第２の実施形態に係る半導体装置は、個別動作領域５４ａ上から素子分離領域５４ｂ上を経てドライバＩＣチップ５２上に至る個別配線層（薄膜配線）７２をさらに有している。図８に示されるように、ＬＥＤエピタキシャルフィルム５４と個別配線層７２との間には層間絶縁膜７１が備えられており、個別配線層７２は層間絶縁膜７１の開口部７１ａを介して上側コンタクト層６５に接続されている。個別配線層７２は、ＬＥＤエピタキシャルフィルム５４の発光部上面と、ドライバＩＣチップ５２の個別端子領域５２ａとのそれぞれを電気的に接続する。
【００３６】
ユニット基板５１は、その表面に電極パッド５１ａを備えている。ドライバＩＣチップ５２の電極端子５２ｂとユニット基板５１の電極パッド５１ａとはボンディングワイヤ７３によって接続されている。
【００３７】
また、図７及び図８に示されるように、下側コンタクト層６１上に電極パッド７４が設けられており、電極パッド７４からドライバＩＣチップ５２の共通電極端子５２ｃとの間は共通配線層（薄膜配線）７５によって接続されている。個別配線層７２及び共通配線層７５は、例えば、薄膜のメタル配線であり、フォトリソグラフィ技術を用いて一括形成することができる。このように、第２の実施形態においては、個別配線層７２及び共通配線層７４の両方をＬＥＤエピタキシャルフィルム５４の表側に備えているので、ＬＥＤエピタキシャルフィルム５４裏面のコンタクト抵抗を考慮する必要がなくなる。このため、ＬＥＤエピタキシャルフィルム５４のボンデング強度を向上させるための接着剤５３の選択の幅が広くなり、密着強度を向上させることができる。また、ＬＥＤエピタキシャルフィルム５４全体が下側コンタクト層６１で繋がっているので、共通電極パッド７４と幅広にすることができ、第１の実施形態に比べコンタクト抵抗を低下させることができる。
【００３８】
また、第２の実施形態に係る半導体装置によれば、第１の実施形態の場合と同様に、材料コストの大幅な削減、ＬＥＤエピタキシャルフィルム５４の密着強度の向上、個別動作領域の電気的特性の向上の効果が得られる。なお、第２の実施形態において、上記以外の点は、第１の実施形態の場合と同じである。
【００３９】
第３の実施形態
図９は、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤプリントヘッドの構成を概略的に示す断面図である。
【００４０】
図９に示されるように、第３の実施形態のＬＥＤプリントヘッド１００は、ベース部材１０１と、このベース部材１０１上に固定されたＬＥＤユニット１０２と、柱状の光学素子を多数配列したロッドレンズアレイ１０３と、このロッドレンズアレイ１０３を保持するホルダ１０４と、これらの構成１０１〜１０４を挟み付けて固定するクランプ１０５とを有している。図において、１０１ａ及び１０４ａは、クランプ１０５を通す開口部である。ＬＥＤユニット１０２は、ＬＥＤアレイチップ１０２ａを有している。ＬＥＤアレイチップ１０２ａは、第１又は第２の実施形態の半導体装置を１又は複数個配列したものである。ＬＥＤアレイチップ１０２ａで発生した光は、ロッドレンズアレイ１０３を通して外部に出射される。ＬＥＤプリントヘッド１００は、電子写真プリンタや電子写真コピー装置等の静電潜像形成用の露光装置として用いられる。なお、第１又は第２の実施形態の半導体装置を含むＬＥＤプリントヘッドの構造は、図９に示されたものに限定されない。
【００４１】
第３の実施形態のＬＥＤプリントヘッドによれば、ＬＥＤユニット１０２として、第１又は第２の実施形態の半導体装置を使用しているので、優れた発光特性、装置の小型化、材料コストの大幅な削減を実現できる。
【００４２】
第４の実施形態
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。
【００４３】
図１０に示されるように、第４の実施形態の画像形成装置２００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及びブラック（Ｋ）の各色の画像を電子写真方式を用いて形成する４つのプロセスユニット２０１〜２０４を有している。プロセスユニット２０１〜２０４は、記録媒体２０５の搬送経路に沿ってタンデムに配置されている。各プロセスユニット２０１〜２０４は、像担持体としての感光体ドラム２０３ａと、この感光体ドラム２０３ａの周囲に配置され、感光体ドラム２０３ａの表面を帯電させる帯電装置２０３ｂと、帯電された感光体ドラム２０３ａ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２０３ｃとを有している。この露光装置２０３ｃとしては、第３の実施形態で説明したＬＥＤプリントヘッド１００が用いられており、このＬＥＤプリントヘッド１００には、第１又は第２の実施形態で説明した半導体装置が含まれている。
【００４４】
また、画像形成装置２００内は、静電潜像が形成された感光体ドラム２０３ａの表面にトナーを搬送する現像装置２０３ｄと、感光体ドラム２０３ａの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置２０３ｅとを有している。なお、感光体ドラム２０３ａは、図示されていない駆動源及びギヤ等からなる駆動機構によって矢印方向に回転する。また、画像形成装置２００は、紙等の記録媒体２０５を収納する用紙カセット２０６と、記録媒体２０５を１枚ずつ分離させ搬送するためのホッピングローラ２０７とを有している。ホッピングローラ２０７の記録媒体２０５搬送方向下流には、ピンチローラ２０８，２０９と、記録媒体２０５を挟み付け、ピンチローラ２０８，２０９とともに記録媒体２０５の斜行を修正してプロセスユニット２０１〜２０４に搬送するレジストローラ２１０，２１１が備えられている。ホッピングローラ２０７及びレジストローラ２１０，２１１は、図示しない駆動源に連動して回転する。
【００４５】
さらに、画像形成装置２００は、感光体ドラム２０３ａに対向配置された転写ローラ２１２を有している。転写ローラ２１２は、半導電性のゴム等から構成される。感光体ドラム２０３ａ上のトナー像を記録媒体２０５上に転写させるように、感光体ドラム２０３ａの電位と転写ローラ２１２の電位が設定されている。さらにまた、画像形成装置は、記録媒体２０５上のトナー像を加熱・加圧して定着させる定着装置２１３と、定着装置２１３を通過した記録媒体２０５を排出するためのローラ２１４，２１６及び２１５，２１７が備えられている。
【００４６】
用紙カセット２０６に積載された記録媒体２０５はホッピングローラ２０７により１枚ずつ分離され搬送される。記録媒体２０５は、レジストローラ２１０，２１１及びピンチローラ２０８，２０９を通過してプロセスユニット２０１〜２０４の順に通過する。各プロセスユニット２０１〜２０４において、記録媒体２０５は、感光体ドラム２０３ａと転写ローラ２１２の間を通過して、各色のトナー像が順に転写され、定着装置２１３によって過熱・加圧されて各色のトナー像が記録媒体２０５に定着される。その後、記録媒体２０５は、排出ローラによってスタッカ部２１８に排出される。なお、第１又は第２の実施形態の半導体装置又は第３の実施形態のＬＥＤプリントヘッドを含む画像形成装置の構造は、図１０に示されたものに限定されない。
【００４７】
第４の実施形態の画像形成装置２００によれば、第３の実施形態のＬＥＤプリントヘッド１００を使用しているので、露光装置の優れた発光特性により高品質な画像を形成できる。また、露光装置の小型化によるスペース効率の向上、及び材料コストの大幅な削減を実現できる。さらに、本発明は、モノクロプリンタにも適用可能であるが、露光装置が複数台備えられたフルカラープリンタにおいて特に大きな効果を発揮できる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の半導体装置のドライバＩＣチップ、メタル層、及びＬＥＤエピタキシャルフィルムを概略的に示す斜視図である。
【図３】図１の半導体装置をＳ３−Ｓ３線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図４】比較例の半導体装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図５】図４の半導体装置のドライバＩＣチップ、メタル層、及びＬＥＤエピタキシャルフィルムを概略的に示す斜視図である。
【図６】図４の半導体装置をＳ６−Ｓ６線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図８】図７の半導体装置をＳ８−Ｓ８線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤプリントヘッドの構成を概略的に示す断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図１１】従来の半導体装置を概略的に示す斜視図である。
【図１２】図１１の半導体装置のＬＥＤチップの一部を拡大して示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１１，５１  ユニット基板、
１１ａ，５１ａ  ユニット基板の電極パッド、
１２，５２  ドライバＩＣチップ（Ｓｉ基板、駆動回路基板）、
１２ａ，５２ａ  ドライバＩＣチップの個別電極端子、
１２ｂ，５２ｂ  ドライバＩＣチップの電極端子、
１３  メタル層、
１４，５４  ＬＥＤエピタキシャルフィルム（半導体薄膜）
１４ａ，５４ａ  発光部（個別動作領域、ＬＥＤ）、
１４ｂ，５４ｂ  素子分離領域、
２１，６１  ｎ−ＧａＡｓコンタクト層、
２２，６２  ｎ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層、
２３，６３  ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層、
２４，６４  ｐ−ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層、
２５，６５  ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、
３１，７１  層間絶縁膜、
３１ａ，７１ａ  層間絶縁膜の開口部、
３２，７２  個別配線層（薄膜配線）、
３３，７３  ボンディングワイヤ、
５２ｃ  ドライバＩＣチップの共通電極端子、
５３  接着剤、
７３  共通電極パッド、
７４  共通配線層（薄膜配線）
１００  ＬＥＤプリントヘッド、
１０２ａ  半導体装置、
２００  画像形成装置、
２０３ｃ  露光装置。
【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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