(57)【要約】【課題】  半導体発光装置の発光特性ばらつきを小さくする。【解決手段】  ＬＥＤエピフィルム２０と、このＬＥＤエピフィルム２０の第１の面２０ａ上に配置された光学的反射面３０ａと、ＬＥＤエピフィルム２０の第２の面２０ｂ上に配置された光学的反射面１１ａとを有し、ＬＥＤエピフィルム２０内で発生した光を第１の面２０ａを通して出射する半導体発光装置であって、λ０をＬＥＤエピフィルム２０で発生する光の発光中心波長とし、ｎをＬＥＤエピフィルム２０の屈折率とし、ｈをＬＥＤエピフィルム２０の厚さとし、ｍを０又は正の整数とし、ξをＬＥＤエピフィルム２０で発生する光の干渉が無いときの発光スペクトルの半値幅としたときに、次式を満足する。０．９×（２ｍ＋１）λ０／４ｎ≦ｈ≦１．１×（２ｍ＋１）λ０／４ｎ｛（２ｍ＋１）／ｍ（ｍ＋１）｝λ０／２＞ξ【選択図】        図１
2005051138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに反対を向く第１の面と第２の面とを有する半導体発光薄膜と、
前記半導体発光薄膜の前記第１の面上に配置された第１の光学的反射面と、
前記半導体発光薄膜の前記第２の面上に配置された第２の光学的反射面と
を有し、前記半導体発光薄膜内で発生した光を前記第１の面を通して出射する半導体発光装置であって、
λ０を前記半導体発光薄膜で発生する光の発光中心波長とし、ｎを前記半導体発光薄膜の屈折率とし、ｈを前記半導体発光薄膜の厚さとし、ｍを０又は正の整数とし、ξを前記半導体発光薄膜で発生する光の干渉が無いときの発光スペクトルの半値幅としたときに、厚さｈが条件式（１）
【数１】
2005051138.tif 000020
を満たし、条件式（１）におけるｍが条件式（２）
【数２】
2005051138.tif 000021
を満たすことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
互いに反対を向く第１の面と第２の面とを有する半導体発光薄膜と、
前記半導体発光薄膜の前記第１の面上に配置された第１の光学的反射面と、
前記半導体発光薄膜の前記第２の面上に配置された第２の光学的反射面と
を有し、前記半導体発光薄膜内で発生した光を前記第１の面を通して出射する半導体発光装置であって、
λ０を前記半導体発光薄膜で発生する光の発光中心波長とし、ｎを前記半導体発光薄膜の屈折率とし、ｈを前記半導体発光薄膜の厚さとし、ｍを０又は正の整数とし、ξを前記半導体発光薄膜で発生する光の干渉が無いときの発光スペクトルの半値幅としたときに、厚さｈが条件式（３）
【数３】
2005051138.tif 000022
をほぼ満たし、条件式（３）におけるｍが条件式（２）
【数４】
2005051138.tif 000023
を満たすことを特徴とする半導体発光装置。
【請求項３】
前記第２の光学的反射面が、前記半導体発光薄膜の前記第２の面側に配置されたメタル層の表面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発光装置。
【請求項４】
前記第１の光学的反射面が、前記半導体発光薄膜の前記第１の面側に配置された電極の表面であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記半導体発光薄膜が、エピタキシャルフィルムであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記請求項１乃至５に記載の半導体発光装置のいずれかを有することを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項７】
前記請求項１乃至５に記載の半導体発光装置のいずれかを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記請求項６に記載のＬＥＤヘッドを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
互いに反対を向く第１の面と第２の面とを有する半導体発光薄膜を、支持体上に配置された第２の光学的反射面上に前記第２の面を重ねるように置く工程と、
前記半導体薄膜の前記第１の面上に第１の光学的反射面を形成する工程とを有し、
λ０を前記半導体発光薄膜で発生する光の発光中心波長とし、ｎを前記半導体発光薄膜の屈折率とし、ｈを前記半導体発光薄膜の厚さとし、ｍを０又は正の整数とし、ξを前記半導体発光薄膜で発生する光の干渉が無いときの発光スペクトルの半値幅としたときに、厚さｈが条件式（１）
【数５】
2005051138.tif 000024
を満たし、条件式（１）におけるｍが条件式（２）
【数６】
2005051138.tif 000025
を満たすことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項１０】
互いに反対を向く第１の面と第２の面とを有する半導体発光薄膜を、支持体上に配置された第２の光学的反射面上に前記第２の面を重ねるように置く工程と、
前記半導体薄膜の前記第１の面上に第１の光学的反射面を形成する工程とを有し、
λ０を前記半導体発光薄膜で発生する光の発光中心波長とし、ｎを前記半導体発光薄膜の屈折率とし、ｈを前記半導体発光薄膜の厚さとし、ｍを０又は正の整数とし、ξを前記半導体発光薄膜で発生する光の干渉が無いときの発光スペクトルの半値幅としたときに、厚さｈが条件式（３）
【数７】
2005051138.tif 000026
をほぼ満たし、条件式（３）におけるｍが条件式（２）
【数８】
2005051138.tif 000027
を満たすことを特徴とする半導体発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記半導体発光薄膜を置く工程が、エピタキシャル・リフトオフ法を用いて行われるこを特徴とする請求項９又は１０のいずれかに記載の半導体発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ダブルへテロ構造のＬＥＤやレーザ等の面発光型の半導体発光装置、この半導体発光装置を備えたＬＥＤヘッド、この半導体発光装置を備えた画像形成装置、及び半導体発光装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
導電性平板（カソード電極）上に、光反射膜、半導体発光機能層、及びアノード電極を順に積層させた半導体発光装置の提案がある（例えば、特許文献１参照）。この半導体発光装置は、半導体発光機能層の活性層で発生し全方位に放射される光を、直接又は光反射膜等で反射させて、半導体発光機能層のアノード電極側の主表面を通して取り出す面発光型の構造を有している。
【０００３】
しかし、半導体発光機能層の両面に光学的反射面（特許文献１においては、光反射膜とアノード電極）が形成された場合には、活性層で発生して半導体発光機能層の主表面を通過する光と、活性層で発生して半導体発光機能層の両面上の光学的反射面で反射してから半導体発光機能層の主表面を通過する光との重ね合わせによる干渉が起こることがある。このため、半導体発光機能層の主表面から取り出される光は、自然放出光とは異なるスペクトル分布（すなわち、特定の波長で強度が強まり、他の特定の波長で強度が弱まるスペクトル分布）を持つ。干渉が生じる条件下においては、このスペクトル分布は、半導体発光機能層の膜厚ばらつきや光学的反射面の反射率等によって大きく変化するので、製造誤差によって半導体発光装置の発光特性に大きなばらつきが生じるという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２１７４５０号公報（第５〜７頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、半導体発光装置の厚さを出射光の干渉が生じにくい値に設定することによって、半導体発光装置の発光特性のばらつきを小さくすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の半導体発光装置は、互いに反対を向く第１の面と第２の面とを有する半導体発光薄膜と、前記半導体発光薄膜の前記第１の面上に配置された第１の光学的反射面と、前記半導体発光薄膜の前記第２の面上に配置された第２の光学的反射面とを有し、前記半導体発光薄膜内で発生した光を前記第１の面を通して出射する装置であって、λ０を前記半導体発光薄膜で発生する光の発光中心波長とし、ｎを前記半導体発光薄膜の屈折率とし、ｈを前記半導体発光薄膜の厚さとし、ｍを０又は正の整数とし、ξを前記半導体発光薄膜で発生する光の干渉が無いときの発光スペクトルの半値幅としたときに、厚さｈが条件式（１）
【数９】
2005051138.tif 000003
を満たし、条件式（１）におけるｍが条件式（２）
【数１０】
2005051138.tif 000004
を満たすものである。また、本発明の半導体発光装置は、厚さｈが条件式（３）
【数１１】
2005051138.tif 000005
をほぼ満たすものであることが望ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、半導体発光薄膜の第１の面から取り出される光の干渉を生じさせない値に半導体発光薄膜の厚さを設定しているので、すなわち、半導体発光薄膜の厚さのばらつきによる発光特性の変動が小さくなるような値に半導体発光薄膜の厚さを設定しているので、半導体発光装置ごとの、又は、同じ半導体発光装置に含まれる複数の発光部ごとの発光特性ばらつきを小さくすることができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
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発光装置の構成を概略的に示す断面図である。図１に示されるように、第１の実施形態に係る半導体発光装置は、支持体１０と、この支持体１０上に備えられたメタル層１１と、このメタル層１１上に配置れた半導体発光薄膜であるＬＥＤエピタキシャルフィルム（「ＬＥＤエピフィルム」ともいう。）２０と、このＬＥＤエピタキシャルフィルム２０上に配置された電極３０とを有する。
【０００９】
支持体１０は、例えば、ガラス等の誘電体、Ｓｉ（シリコン）等の半導体、又はＡｌ（アルミニウム）等の導体から構成される。支持体１０の厚さは、例えば、１０μｍ〜８００μｍの範囲内の値とすることができる。メタル層１１は、Ａｌ等の導電性の金属で形成することができる。ただし、メタル層１１は、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０とオーミック接続できる他の導電性材料で構成してもよい。また、メタル層１１の表面（図１における上面）１１ａは、光学的反射面である。
【００１０】
ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０は、その第２の面（図１における下面）２０ｂをメタル層１１の表面１１ａに重ねるように、配置されている。ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０は、例えば、ｎ−ＧａＡｓコンタクト層２１と、ｎ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層２２と、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層２３と、ｐ−ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層２４と、ｐ−ＧａＡｓコンタクト層２５とを積層させた構造を持つ。ここで、Ａｌの組成比は、例えば、ｘ＝ｚ＝０．４、ｙ＝０．１５とすることができる。このときの発光スペクトルの中心波長は、約７６０ｎｍとなる。
【００１１】
電極３０は、その下面３０ａをＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の第１の面（図１における上面）２０ａ上に重ねるように、配置されている。例えば、電極３０が金属電極である場合には、電極３０の下面３０ａは光学的反射面になっている。電極３０は、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの積層膜とすることができる。ただし、電極３０は、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０とオーミック接続できる他の導電性材料で構成してもよい。
【００１２】
第１の実施形態に係る半導体発光装置においては、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の活性層２３で発生した光が、直接に、又は、メタル層１１の表面（光学的反射面）１１ａ及び電極３０の下面（光学的反射面）３０ａで１又は複数回反射されて、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の第１の面（光取り出し面）２０ａを通して出射される。
【００１３】
また、第１の実施形態に係る半導体発光装置においては、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０は、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の厚さｈを、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の第１の面２０ａから取り出される光の干渉を生じさせない値に設定している。具体的には、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の厚さｈが条件式（１）
【数１２】
2005051138.tif 000006
を満たし、条件式（１）におけるｍが条件式（２）
【数１３】
2005051138.tif 000007
を満たすようにＬＥＤエピタキシャルフィルム２０を形成している。条件式（１）及び（２）において、λ０はＬＥＤエピタキシャルフィルム２０で発生する光の発光中心波長であり、ｎはＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の屈折率であり、ｈはＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の厚さ（すなわち、第１の面２０ａと第２の面２０ｂとの距離）であり、ｍは０又は正の整数であり、ξはＬＥＤエピタキシャルフィルム２０で発生する光の干渉が無いときの発光スペクトルの半値幅である。また、条件式（１）における数値「０．９」及び「１．１」は、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の製造誤差（通常±１０％以内とされている。）を考慮した余裕度である。
【００１４】
また、より望ましくは、第１の実施形態に係る半導体発光装置は、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の厚さｈが条件式（３）
【数１４】
2005051138.tif 000008
をほぼ満たすように構成すべきである。具体的には、厚さｈの値は、条件式（３）の右辺、すなわち、（２ｍ＋１）λ０／４ｎで計算された値の±１０ｎｍ程度の範囲内で構成することが望ましい。
【００１５】
第１の実施形態に係る半導体発光装置においては、例えば、ｎ＝３．４、λ０＝７６０ｎｍ、ξ＝４０ｎｍ程度である。条件式（２）から、次式（４）
【数１５】
2005051138.tif 000009
が成り立つので、ｍは、
【数１６】
2005051138.tif 000010
を満たす整数又は０とすることができる。すなわち、ｍは、０，１，２，…，１８のいずれかの値とすることができる。したがって、厚さｈは、条件式（１）を満たす値とすることができる。また、条件式（３）から計算された望ましい厚さｈは、ｍ＝０のときは５５．９ｎｍであり、ｍ＝１のときは１６７．６ｎｍであり、ｍ＝２のときは２７９．４ｎｍであり、ｍが３〜１７のときも同様に計算でき、ｍ＝１８のときは２０６７．６ｎｍである。
【００１６】
以上説明したように、第１の実施形態に係る半導体発光装置においては、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の厚さｈを、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の第１の面２０ａから取り出される光の干渉を生じさせにくい値に設定している。すなわち、第１の実施形態に係る半導体発光装置においては、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の厚さｈのばらつきによる発光特性の変動が小さくなるような値にＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の厚さｈを設定している。このため、第１の実施形態に係る半導体発光装置によれば、半導体発光装置ごとの発光特性ばらつきを小さくすることができる。
【００１７】
次に、上記条件式（１）乃至（３）の導出方法を説明する。図２は、条件式（３）及び（２）の導出過程を説明するための図である。図２において、ｈはＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の厚さ、ＰＯはＬＥＤエピタキシャルフィルム２０内の発光部（光源）位置、θは発光部ＰＯで発生しＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の光取り出し面２０ａに入射する光線ＰＯＰＣの入射角、θ′はＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の光取り出し面２０ａに入射角θで入射した光線ＰＣＰＡの出射角（屈折角）、ｎはＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の屈折率、ｎ′は空気の屈折率である。このとき、発光部ＰＯから出た光は、経路ＰＯＰＣＰＡと進むものと、光学的反射面で反射して経路ＰＯＰＣＰＤＰＥＰＦと進むものに分かれる。この結果、光線ＰＣＰＡと光線ＰＥＰＦとの間に位相差が生じ、干渉が生じることがある。波数２π／λをｋとすると、ｎｓｉｎθ＝ｎ′ｓｉｎθ′であるので、位相差δは、次式（５）
【数１７】
2005051138.tif 000011
のように表わすことができる。
【００１８】
次に、発光部ＰＯにおける光の振幅をａとし、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０から空気への光の透過率をｔとし、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の第１の面（上面）２０ａにおける光の反射率をｒ１とし、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の第２の面（下面）２０ｂにおける光の反射率をｒ２とすると、空気中の点ＰＡにおける光の振幅はａｔとなり、空気中の点ＰＦにおける光の振幅はａｒ１ｒ２ｔとなる。これらの干渉光の式は、光が波であるため、点ＰＡの波と点ＰＦの波を合成した状態をＸとすると、次式（６）
【数１８】
2005051138.tif 000012
のようになる。このときの振幅は、α―αβｃｏｓγ＋ｉαβｓｉｎγとなる。ここで、α＝ａｔ、β＝ｒ１ｒ２、γ＝（４πｎｈ／λ）ｃｏｓθである。したがって、干渉光の振幅Ａは、次式（７）のよう表わすことができる。
｜Ａ｜２＝α２（１＋β２−２βｃｏｓγ）      …（７）
【００１９】
点ＰＡにおける発光部ＰＯからの光の分布をローレンシアン（Lorentzian）と仮定し、光取り出し面への入射角を０°として、式（７）を変形すると次式（８）
【数１９】
2005051138.tif 000013
のようになる。ここで、次式（９）
【数２０】
2005051138.tif 000014
とおくと、式（８）は、ローレンシアン
【数２１】
2005051138.tif 000015
の２乗にｆ（λ０）を乗じた形である。
【００２０】
光の取り出し効率を波長λ０で最大にするためには、ｆ（λ０）を最大にする必要がある。ｆ（λ０）が最大になるのは、
ｃｏｓ（４πｎｈ／λ０）＝−１    …（１０）
のときである。式（１０）から、
４πｎｈ／λ０＝（２ｍ＋１）πとなり、
ｈ＝（２ｍ＋１）λ０／４ｎ、すなわち、上記条件式（３）が得られる。ここで、ｍ＝０，１，２，…である。よって、式（９）は、次式（１１）
【数２２】
2005051138.tif 000016
のようになる。
【００２１】
図３は、第１の実施形態に係る半導体発光装置のｍ＝２及び４０のときの発光スペクトルを示す図である。図３は、干渉光の振幅Ａの絶対値の２乗、すなわち、｜Ａ｜２を示すものであり、β＝０．２、λ０＝７６０ｎｍ、τ＝０．０５、Ｃ０＝１である。図３からわかるように、ｍが変化してもλ＝λ０における｜Ａ｜２の値は同一になる。また、図３に破線（ｍ＝４０のとき）で示されるように、ｍがある程度大きくなると、スペクトルに小さなピーク（図３においては、例えば、７４５ｎｍ付近及び７７５ｎｍ付近）が生じてくる。これは、ｍが大きくなるにしたがってｈが大きくなり、ｈが大きくなるほどｆ（λ）が急激に変化するためである。よって、ｍが小さいほどｈが小さくなり、ｈが小さくなるほどｆ（λ）の変化が緩やかになる。このことは、ｍが小さいほど、半導体発光装置から取り出される光線のスペクトル分布が、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の厚さｈのばらつきに鈍感になることを意味する。これは、一度に大量にデバイスを作成する上で好都合である。発光スペクトルのばらつきの少ない、均一な特性のデバイスを大量に作成できる。
【００２２】
このときの、ｈの最大値は、以下のように求められる。ｆ（λ）をλ＝λ０で最大となるようにｍを決めたとき、図４に示されるように、λ０よりも小さく、λ０に最も近い値でｆ（λ）を最小にする波長をλ１とし、λ０より大きくｆ（λ）を最小にする波長をλ２とする。ここで、
λ２−λ１＞ξ      …（１２）
となるようにｍの値を制限する。すなわち、ｆ（λ）が、スペクトルの半値幅ξの間で、１周期以内の周期しか持たないようにする。このように定められたｍの値により、ｈの上限値が定められる。
【００２３】
上記条件は、ｍ≠０のとき、式（１１）の関数ｆ（λ）中のｃｏｓ（コサイン）の項がλ１〜λ０間或いはλ２〜λ０間でπだけ変化することを示す。したがって、次式（１３）及び（１４）の関係が成り立つ。
【数２３】
2005051138.tif 000017
【００２４】
式（１３）及び（１４）から次式（１５）
【数２４】
2005051138.tif 000018
が得られる。式（１２）と式（１５）から、上記条件式（２）が得られる。また、ｍ＝０のときは、式（１１）から、次式（１６）
【数２５】
2005051138.tif 000019
が得られ、λ２＝∞となり、式（１１）を満たす。
【００２５】
図５（ａ）乃至（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を概略的に示す断面図である。図５は、エピタキシャル・リフトオフ法（ＥＬＯ法）を示す。第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造に際しては、先ず、図５（ａ）に示されるように、ＧａＡｓ基板４０上にＡｌＡｓ等からなる犠牲層４１をエピタキシャル成長させ、その後、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０を構成する各エピタキシャル層２１乃至２５を連続してエピタキシャル成長させる。次に、図５（ｂ）に示されるように、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０を保持部材５０で保持しながら、例えば、１０％ＨＦ溶液中で犠牲層４１のみを選択的にエッチングし、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０をＧａＡｓ基板４０と分離する。次に、図５（ｃ）に示されるように、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０を支持体１０のＬＥＤエピタキシャルフィルム張り付け領域上に形成されたメタル層１１上に張り付ける。張り付けは、例えば、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０とメタル層１１との間に純水を少量満たし、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０をメタル層１１に向けて加圧しながら純水を乾燥させることにようことができる。その後、張り付けを確実にするために、２００℃程度の温度でシンターを行ってもよい。
【００２６】
その後、必要に応じて、張り付けたＬＥＤエピタキシャルフィルム２０をウェットエッチング法等により、所望の形状にエッチングする。このときに使用するエッチャントとしては、例えば、りん酸過水等が使用できる。次に、例えば、リフトオフ法を用いて、図１に示されるように、電極３０を形成する。
【００２７】
以上説明したように、エピタキシャル・リフトオフ法を用いた場合には、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０の形成プロセスにおいて使用したＧａＡｓ基板の再利用が可能であり、コスト削減ができる。なお、エピタキシャル・リフトオフ法に代えて、ＧａＡｓ基板（図５におけるＧａＡｓ基板４０に相当する基板）を研磨除去する方法を採用してもよい（例えば、特許文献１の第８頁に開示されている。）。
【００２８】
また、上記説明では、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０をＧａＡｓ層とＡｌＧａＡｓ層で形成した場合を説明したが、ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０をＧａＰで形成することもできる。この場合の発光中心波長λ０は７００ｎｍ、屈折率ｎは３．２９９、半値幅ξは１００ｎｍである。この場合には、上記式（４）からｍは、０＜ｍ＜３＋√１０、又は、０となる。よって、ｍ＝０，１，２，…，６のいずれかの値とすることができる。したがって、厚さｈは、上記条件式（１）を満たす値とすることができる。また、上記条件式（３）から計算された望ましい厚さｈは、ｍ＝０のときは５３．０ｎｍであり、ｍ＝１のときは１５９．１ｎｍであり、ｍ＝２のときは２６５．２ｎｍであり、ｍが３〜５のときも同様に計算でき、ｍ＝６のときは６８９．６ｎｍである。
【００２９】
第２の実施形態
図６は、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光装置の構成を概略的に示す斜視図であり、図７は、図６をＳ７−Ｓ７線で切る面を概略的に示す断面図である。図６及び図７において、図１の構成と同一又は対応する構成には同じ符号を付す。
【００３０】
図６及び図７に示されるように、第２の実施形態に係る半導体発光装置は、支持体１０と、この支持体１０上に備えられたメタル層１１と、このメタル層１１上に１列に配列された複数個（図６には４個示すが、個数は４個に限定されない。）のＬＥＤエピタキシャルフィルム２０と、このＬＥＤエピタキシャルフィルム２０上に配置された絶縁膜２６と、絶縁膜２６に形成されたコンタクトホール２６ａを通してＬＥＤエピタキシャルフィルム２０上に接続された電極３０とを有する。電極３０は、絶縁膜２６上に配置された電極パッド３１に接続されている。第２の実施形態に係る半導体発光装置は、第１の実施形態に係る半導体発光装置と同様の構成を有し、上記条件式（１）及び（２）、又は、条件式（３）及び（２）を満足する。ＬＥＤエピタキシャルフィルム２０で発生した光は、コンタクトホール２６ａを通して取り出すことができる。
【００３１】
絶縁膜２６は、ＳｉＮやＳｉＯ２等の絶縁膜とすることができ、厚さは１０００Åとすることができる。絶縁膜２６のコンタクトホール２６ａは、フォトリソグラフィ技術を用いて形成することができる。また、電極３０及び電極パッド３１は、共通する製造プロセスで形成することが望ましい。
【００３２】
以上説明したように、第２の実施形態に係る半導体発光装置によれば、第１の実施形態と同様に、半導体発光装置ごとの発光特性ばらつきを小さくすることができる。また、第２の実施形態に係る半導体発光装置によれば、半導体発光装置に含まれる発光部ごとの発光特性ばらつきを小さくすることができる。
【００３３】
第３の実施形態
図８は、本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤヘッドの構成を概略的に示す断面図である。図８に示されるように、ＬＥＤヘッド６０は、ベース部材６１と、このベース部材６１上に固定されたＬＥＤユニット６２と、柱状の光学素子を多数配列したロッドレンズアレイ６３と、このロッドレンズアレイ６３を保持するホルダ６４と、これらの構成６１〜６４を固定するクランプ６５とを有している。ＬＥＤユニット６２は、ＬＥＤアレイチップ（又はＬＥＤ／駆動ＩＣチップ）６２ａを有している。ＬＥＤアレイチップ６２ａは、第１又は第２の実施形態の半導体発光装置を１又は複数個配列したものである。ＬＥＤアレイチップ６２ａで発生した光は、ロッドレンズアレイ６３を通して外部に出射される。ＬＥＤヘッド６０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発光装置を含むＬＥＤヘッドの構造は、図８に示されたものに限定されない。
【００３４】
第４の実施形態
図９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。図９に示されるように、画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラック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７１ａ〜７１ｄを有している。プロセスユニット７１ａ〜７１ｄは、記録媒体７０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７１ａ〜７１ｄは、像担持体としての感光体ドラム７２と、この感光体ドラム７２の周囲に配置され、感光体ドラム７２の表面を帯電させる帯電装置７３と、帯電された感光体ドラム７２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７４とを有している。この露光装置７４としては、第３の実施形態で説明したＬＥＤヘッド６０が用いられており、このＬＥＤヘッド６０には、第１又は第２の実施形態で説明した半導体発光装置が含まれている。
【００３５】
また、画像形成装置内は、静電潜像が形成された感光体ドラム７２の表面にトナーを搬送する現像装置７５と、感光体ドラム７２の表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置７６とを有している。なお、感光体ドラム７２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、画像形成装置は、紙等の記録媒体７０を収納する用紙カセット７７と、記録媒体７０を１枚ずつ分離させ搬送するためのホッピングローラ７８とを有している。ホッピングローラ７８の記録媒体７０搬送方向下流には、ピンチローラ８０ａ，８０ｂと、記録媒体７０を挟み付け、ピンチローラ８０ａ，８０ｂとともに記録媒体７０の斜行を修正してプロセスユニット７１ａ〜７１ｄに搬送するレジストローラ７９ａ，７９ｂが備えられている。ホッピングローラ７８及びレジストローラ７９ａ，７９ｂは、図示しない駆動源に連動して回転する。
【００３６】
さらに、画像形成装置は、感光体ドラム７２に対向配置っされた転写ローラ８１を有している。転写ローラ８１は、半導電性のゴム等から構成される。感光体ドラム７２上のトナー像を記録媒体７０上に転写させるように、感光体ドラム７２の電位と転写ローラ８１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７０上のトナー像を加熱・加圧して定着させる定着装置８２と、定着装置８２を通過した記録媒体７０を排出する排出ローラ８３，８４が備えられている。
【００３７】
用紙カセット７７に積載された記録媒体７０はホッピングローラ７８により１枚ずつ分離され搬送される。記録媒体７０は、レジストローラ及びピンチローラを通過してプロセスユニット８１ａ〜８１ｄの順に通過する。各プロセスユニット７１ａ〜７１ｄにおいて、記録媒体７０は、感光体ドラム７２と転写ローラ８１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８２によって過熱・加圧されて各色のトナー像が記録媒体に定着される。その後、記録媒体７０は、排出ローラによってスタッカ部８５に排出される。なお、第１又は第２の実施形態の半導体発光装置又は第３の実施形態のＬＥＤヘッドを含む画像形成装置の構造は、図９に示されたものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置の構成を概略的に示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係る半導体発光装置のＬＥＤエピタキシャルフィルムの厚さに関する条件式を説明するための図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体発光装置の発光スペクトルを示す図である。
【図４】第１の実施形態に係る半導体発光装置の発光スペクトルに関する関数を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る半導体発光装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図７】図６をＳ７−Ｓ７線で切る面を概略的に示す断面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係るＬＥＤヘッドの構成を概略的に示す断面図である。
【図９】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。
【符号の説明】
【００３９】
１０  支持体、
１１  メタル層、
１１ａ  メタル層の光学的反射面（メタル層の上面）、
２０  ＬＥＤエピタキシャルフィルム（半導体発光薄膜）、
２０ａ  第１の面（ＬＥＤエピタキシャルフィルムの上面、光取り出し面）、
２０ｂ  第２の面（ＬＥＤエピタキシャルフィルムの下面）、
２１  ｎ−ＧａＡｓコンタクト層、
２２  ｎ−ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層、
２３  ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層、
２４  ｐ−ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層、
２５  ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、
３０  電極、
３０ａ  電極の光学的反射面（電極の下面）、
４０  ＧａＡｓ基板、
４１  犠牲層、
５０  保持部材、
６０  ＬＥＤヘッド、
７４  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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