(57)【要約】【課題】駆動装置が形成された半導体基板上の空き領域に薄膜状のＬＥＤアレイチップを接着した複数の半導体複合装置を、更に支持基板上に実装して例えばボンディングワイヤなどの配線を用いて接続する形態のＬＥＤヘッドなどでは、発光部からの出射光がボンディングワイヤなどのチップ上の反射物で反射し、ノイズとして出力される問題があった。【解決手段】発光素子２８を備えた半導体薄膜２０と、発光素子２８を駆動する駆動回路を備えて前記半導体薄膜を所定位置に配置した駆動回路基板と、駆動回路基板に備えられて外部回路と接続される接続パッド１０３と、発光素子２８と接続パッド１０３の間に備えられた遮光層１３０とを有し、遮光層１３０によって、発光素子２８から放射される光が、接続パッド１０３に接続される接続ワイヤ１４３に到達するのを防ぐように構成する。【選択図】図１
2007294725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子を備えた半導体薄膜と、
前記発光素子を駆動する駆動回路を備え、前記半導体薄膜を所定位置に配置した駆動回路基板と、
前記駆動回路基板に備えられて外部回路と接続される接続パッドと、
前記発光素子と前記接続パッドの間に備えられた遮光層と
を有し、
前記遮光層によって、前記発光素子から放射される光が、前記接続パッドに接続されるワイヤに到達するのを防ぐように構成したことを特徴とする半導体複合装置。
【請求項２】
前記発光素子及び接続パッドを各々複数有することを特徴とする請求項１記載の半導体複合装置。
【請求項３】
前記遮光層と、前記発光素子の間に、発光波長に対して不透明な不透明膜を備えたことを特徴とする請求項１記載の半導体複合装置。
【請求項４】
前記不透明膜は金属材料で形成されていることを特徴とする請求項３記載の半導体複合装置。
【請求項５】
前記不透明膜が、発光領域の一部を被覆していることを特徴とする請求項３記載の半導体複合装置。
【請求項６】
前記不透明膜の下に絶縁膜を備えていることを特徴とする請求項３記載の半導体複合装置。
【請求項７】
前記不透明膜の下の絶緑膜が有機膜であることを特徴とする請求項６記載の半導体複合装置。
【請求項８】
前記遮光層が絶縁膜であることを特徴とする請求項１記載の半導体複合装置。
【請求項９】
前記遮光膜を構成する絶縁膜が有機膜であることを特徴とする請求項８記載の半導体複合装置。
【請求項１０】
前記遮光膜上に発光波長に対して不透明な不透明膜を設けたことを特徴とする請求項１記載の半導体複合装置。
【請求項１１】
前記不透明膜は金属層であることを特徴とする請求項１０記載の半導体複合装置。
【請求項１２】
前記遮光層と前記発光素子の間に、前記発光素子から放射される光が前記遮光層へ入射することを防止する、電極配線と一体的に形成された遮光部を備えていることを特徴とする請求項１記載の半導体複合装置。
【請求項１３】
前記遮光層が黒色であることを特徴とする請求項１記載の半導体複合装置。
【請求項１４】
前記半導体薄膜がエピタキシャル半導体層であることを特徴とする請求項１記載の半導体複合装置。
【請求項１５】
発光部を所定の配列方向に複数配置した半導体複合装置において、
第１導電側コンタクトと、第２導電側コンタクトが形成された前記発光部とを有する半導体薄膜と、
前記発光部から放射される光を遮る遮光層と、
外部回路と接続される接続パッドと
を有し、
前記遮光層は、前記半導体複合装置の上部に設けられる反射体によって、前記発光部から放射される光が反射されるのを防止し、且つ前記発光部と対向する端部が、前記発光部の近傍に形成されたことを特徴とする半導体複合装置。
【請求項１６】
前記遮光層は、前記半導体薄膜と重ならないように形成されたことを特徴とする請求項１５記載の半導体複合装置。
【請求項１７】
前記発光部と前記第１導電側コンタクトが前記配列方向に設けられていることを特徴とする請求項１５又は１６記載の半導体複合装置。
【請求項１８】
前記第１導電側コンタクトが、前記発光部に対して前記遮光部と反対側に設けられていることを特徴とする請求項１５又は１６記載の半導体複合装置。
【請求項１９】
前記第１導電側コンタクトに接続する第１導電側電極及び前記第２導電側コンタクトに接続する第２導電側電極が、前記発光部の配列方向に配設されていることを特徴とする請求項１５又は１６記載の半導体複合装置
【請求項２０】
発光部を所定の配列方向に複数配置した半導体複合装置において、
第１導電側コンタクトと、第２導電側コンタクトが形成された前記発光部とを有する半導体薄膜と、
前記発光部から放射される光のうち所定の方向に放射される光を遮る遮光層と、
外部回路と接続される接続パッドと
を有し、
前記発光部は前記所定の配列方向に対して順次垂直方向にずれて階段状に配列され、前記遮光層は、前記半導体複合装置の上部に設けられる反射体によって、前記発光部から放射される光が反射されるのを防止し、且つ前記発光部と対向する端部が、前記発光部に対向して階段状に形成されたことを特徴とする半導体複合装置。
【請求項２１】
前記遮光層は、前記半導体薄膜と重ならないように形成されたことを特徴とする請求項２０記載の半導体複合装置。
【請求項２２】
前記半導体薄膜の前記遮光層に対向する辺には、前記発光部の配列段差と同等の階段状の段差が設けられていることを特徴とする請求項２０又は２１記載の半導体複合装置。
【請求項２３】
前記第１導電側コンタクトの少なくとも前記発光部に対向する辺に、前記発光部の配列段差と同等の階段状の段差が設けられていることを特徴とする請求項２０又は２１記載の半導体複合装置。
【請求項２４】
前記遮光層は、前記発光部の配列方向と垂直な方向の幅が、前記発光部に対向する領域と前記発光部間に対向する領域とで異なり、前記発光部に対向する領域の前記幅が前記発光部間に対向する領域の前記幅より広くなっていることを特徴とする請求項１５又は２０記載の半導体複合装置。
【請求項２５】
前記発光素子の発光部が所定の配列方向に複数配置され、
前記遮光層は、前記発光部の配列方向と垂直な方向の幅が、前記発光部に対向する領域と前記発光部間に対向する領域とで異なり、前記発光部に対向する領域の前記幅が前記発光部間に対向する領域の前記幅より広くなっていることを特徴とする請求項１記載の半導体複合装置。
【請求項２６】
基板と、
前記基板の表面を平坦化するための平坦化材料膜と、
発光素子が形成され、前記平坦化材料膜と接触させて設けられた半導体薄膜と、
前記発光素子の主発光方向に対して側方に放射される光を遮る遮光部と
を備え、
前記平坦化材料膜は、その膜厚が１μｍより大きく２μｍ以下であることを特徴とする半導体複合装置。
【請求項２７】
前記基板は、その表面にメタル層が形成され、
前記平坦化材料膜は、前記メタル層を覆うように設けられたことを特徴とする請求項２６記載の半導体複合装置。
【請求項２８】
請求項１乃至２７の何れかの半導体複合装置を複数備えたＬＥＤヘッドであって、
前記複数の半導体複合装置を支持する支持体と、
前記発光素子又は前記発光部からの光を導くレンズアレイと
を備え、
前記発光素子又は前記発光部がＬＥＤであることを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項２９】
像担持体と、
帯電された前記像担持体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部と、前記静電潜像を現像する現像部とを有し、記録媒体上に前記現像部により現像された画像を形成する画像形成装置であって、
前記露光部として、請求項２８記載のＬＥＤヘッドを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤアレイなどの被駆動素子アレイ装置とこれを駆動する駆動装置とを複合させた半導体複合装置、これを用いたＬＥＤヘッド、及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、更に多数個並べて実装した露光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いる。この要求に対応するため、プリンタ１台に用いられる発光素子数も飛躍的に増加してきており、１本の露光ヘッドに用いられるＬＥＤアレイチップ、及び駆動装置（ドライバチップ）の総数も増えてきている。
【０００３】
以上の背景から、ＬＥＤアレイチップ、駆動装置の各々を個別に支持基板上に実装するのではなく、駆動装置が形成された半導体基板上の空き領域に、薄膜状のＬＥＤアレイチップを接着した半導体複合装置として予め製造しておき、更にこれを支持基板上に実装するものがあった。（例えば、特許文献１を参照。）
このような半導体複合装置は、支持基板上に実装された後、半導体複合装置と支持基板との間で、例えばボンディングワイヤなどの配線を用いて接続されていた。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７９６４１号公報（第１９頁、図３９）
【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、ＬＥＤアレイが含む素子分離された多くの活性層から放射される光が、露光すべき方向以外にも放射され、これがボンディングワイヤなどの配線に反射して露光画像を乱してしまうという問題があった。
本発明の目的は、以上の問題点を解消し、反射光による露光画像の乱れを防止し、常に安定して高品位な露光画像を提供することができる半導体複合装置、これを用いたＬＥＤヘッド及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による半導体複合装置は、
発光素子を備えた半導体薄膜と、前記発光素子を駆動する駆動回路を備え、前記半導体薄膜を所定位置に配置した駆動回路基板と、前記駆動回路基板に備えられて外部回路と接続される接続パッドと、前記発光素子と前記接続パッドの間に備えられた遮光層とを有し、
前記遮光層によって、前記発光素子から放射される光が、前記接続パッドに接続されるワイヤに到達するのを防ぐように構成したことを特徴とする。
【０００７】
別の発明による半導体複合装置は、
発光部を所定の配列方向に複数配置した半導体複合装置において、第１導電側コンタクトと、第２導電側コンタクトが形成された前記発光部とを有する半導体薄膜と、前記発光部から放射される光を遮る遮光層と、外部回路と接続される接続パッドとを有し、
前記遮光層は、前記半導体複合装置の上部に設けられる反射体によって、前記発光部から放射される光が反射されるのを防止し、且つ前記発光部と対向する端部が、前記発光部の近傍に形成されたことを特徴とする。
【０００８】
更に別の発明による半導体複合装置は、
発光部を所定の配列方向に複数配置した半導体複合装置において、
第１導電側コンタクトと、第２導電側コンタクトが形成された前記発光部とを有する半導体薄膜と、前記発光部から放射される光のうち所定の方向に放射される光を遮る遮光層と、外部回路と接続される接続パッドとを有し、
前記発光部は前記所定の配列方向に対して順次垂直方向にずれて階段状に配列され、前記遮光層は、前記半導体複合装置の上部に設けられる反射体によって、前記発光部から放射される光が反射されるのを防止し、且つ前記発光部と対向する端部が、前記発光部に対向して階段状に形成されたことを特徴とする。
【０００９】
更に別の発明による半導体複合装置は、
基板と、前記基板の表面を平坦化するための平坦化材料膜と、発光素子が形成され、前記平坦化材料膜と接触させて設けられた半導体薄膜と、前記発光素子の主発光方向に対して側方に放射される光を遮る遮光部とを備え、
前記平坦化材料膜は、その膜厚が１μｍより大きく２μｍ以下であることを特徴とする半導体複合装置。
【００１０】
本発明によるＬＥＤヘッドは、
上記の何れかの半導体複合装置を複数備えたＬＥＤヘッドであって、前記複数の半導体複合装置を支持する支持体と、前記発光素子又は前記発光部からの光を導くレンズアレイとを備え、前記発光素子又は前記発光部がＬＥＤであることを特徴とする。
【００１１】
本発明による画像形成装置は、
像担持体と、帯電された前記像担持体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部と、前記静電潜像を現像する現像部とを有し、記録媒体上に前記現像部により現像された画像を形成する画像形成装置であって、前記露光部として、上記ＬＥＤヘッドを用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、反射光によるノイズ成分を含まない光を出力することが可能な半導体複合装置、これを用いたＬＥＤヘッド及び画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明による半導体複合装置の実施の形態１の要部構成を概略的に示す平面図であり、図２は、図１に示す半導体複合装置１００を、Ａ−Ａ線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。尚、図１では、簡単のため、後述する層間絶縁膜１０５，１０７，１２１、及び平坦化材料層１１１を省略し、各層間絶縁膜に形成された開口部のみを点線で示している。
【００１４】
図２の断面図に示すように、半導体複合装置１００は、その駆動回路基板として、例えばＳｉなどの基板１０１、及びこの基板１０１上に形成された、駆動集積回路及び多層配線層を有する集積回路／多層配線層領域１０２の層を有する。集積回路／多層配線層領域１０２の表面は、ワイヤ接続用の接続パッド１０３が形成された部分や、後述する所定領域に開口を有する層間絶縁膜層１０５などによって覆われている。
【００１５】
層間絶縁膜１０５上には、半導体複合装置１００の短手方向（矢印Ｘ方向）の一端側において、長手方向（矢印Ｙ方向、図１）に延在するメタル層１１０が複数、直列に形成され（図１参照）、図２に示すように、メタル層１１０を覆うように半導体薄膜をボンディングするための平坦化材料層１１１が形成されている。各平坦化材料層１１１の平坦化された表面上には、ボンディング層２１〜Ｐ型コンタクト層２７によって、発光素子を構成するための半導体積層構造をもつ半導体薄膜２０が接着により配設されている。集積回路／多層配線層領域１０２の集積回路は、例えば被駆動素子としての発光素子を駆動する駆動回路を含み、接続パッド１０３は、これらの集積回路への電源の供給及び駆動信号の入力のためのパッドである。尚、発光素子は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）とすることができる。
【００１６】
半導体薄膜２０は、例えばエピタキシャル半導体層であって最下層から順に、例えばｎ型ＧａＡｓで形成されたボンディング層２１、例えばｎ型ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓで形成された導通層２２、例えばｎ型ＧａＡｓ層で形成されたｎ側コンタクト層２３、例えばｎ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓで形成された下側クラッド層２４、例えばｎ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓで形成されたｎ型活性層２５、例えばｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓで形成された上クラッド層２６、そして例えばｐ型ＧａＡｓ層で形成されたｐ側コンタクト層２７が積層する構造となっている。
【００１７】
このうち、下側クラッド層２４〜ｐ側コンタクト層２７は、図１に示すように、ボンディング層２１〜ｎ側コンタクト層２３上にあって複数の島状部分に素子分離され、各島が長手方向に直線状に配列されるように形成される。各島状部分の活性層２５が発光部となり、以後、各島状部の積層構造を含む発光に係る部分を発光素子２８と称す。メタル層１１０は、発光素子２８から裏面方向へ出射した光を表面方向に反射して発光効率を良くする。
【００１８】
接続領域パッド１０４は、集積回路／多層配線層領域１０２に、半導体薄膜２０に沿って形成され、適宜集積回路と接続されている。半導体複合装置１００の短手方向中央領域には、層間絶縁膜層１０５上において長手方向に延在する複数の共通配線１０６が並列に形成されている。半導体薄膜２０及び共通配線１０６は、後述する所定部に開口を有する層間絶縁膜層１２１，１０７によって覆われている。尚、図１の平面図には、簡単のため層間絶縁膜層１０５，１０７，１２１は示されておらず、それらの所定領域に形成された後述する開口部のみが点線で示されている。
【００１９】
配線／接続メタル１２５は、層間絶縁膜層１０５に形成された開口部１０５ａ及び層間絶縁膜層１２１に形成された開口部１２１ａを介して、発光素子２８のｎ側コンタクト層２３と接続領域パッド１０４とを電気的に接続し、ｐ側コンタクトメタル１２６は、層間絶縁膜層１２１に形成された開口部１２１ｂ及び層間絶縁膜層１０７に形成された開口部１０７ａを介して、各発光素子２８のｐ側コンタクト層２７と所定の共通配線１０６間を電気的に接続している。従って、ここでは各発光素子２８の、ｐ側電極が個別電極として、ｎ側電極がブロック毎の共通電極として動作する。ワイヤバンプ１４２は、層間絶縁膜層１０５に形成された開口部１０５ｂを介して接続パッド１０３上に形成され、接続ワイヤ１４３を接続パッド１０３に電気的に接続する。
【００２０】
遮光層１３０は、例えば有機膜からなる絶縁層とすることができ、遮光層１３０による応力の影響を低減するために、図１に示すように、半導体薄膜２０の各発光領域と接続パッド１０３の間全面に形成されるのではなく、必要最小限の領域に設ける。即ち、遮光層１３０は、図１に示すように、発光領域及び発光領域間の全領域に対向して帯状に形成された帯状部１３０ａ、発光領域に対向する各領域において、短手方向の、接続パッド１０３側に櫛の歯状に延在する延長部１３０ｂ、及び発光領域間に対向する位置にあって、各延長部１３０ｂを隔てるスリット１３０ｃを有する。延長部１３０ｂは、後述するように、層間絶縁膜１０７の開口部１０７ａに形成される共通配線１０６とｐ側コンタクトメタル１２６との接続部を完全に覆うように形成されることが望ましい。尚、ここで発光領域とは、発光素子２８の発光部を平面図で表した領域に相当する。
【００２１】
発明者らの系統的な実験によれば、図３に示すように、遮光層１３０の帯状部１３０ａ（図１）の、スリット１３０ｃの領域を完全に除去してしまうと、光がこの隙間から接続ワイヤ１４３に至り、接続ワイヤ１４３で光が反射する結果を得た。従って、遮光層１３０には、発光領域及び発光領域間の全領域に対向して帯状に形成された帯状部１３０ａ（図１）が不可欠である。また発明者らの別の実験によれば、図４に例えば一点鎖線で囲んだ領域Ｂに示すように、層間絶縁膜１０７の開口部１０７ａに形成される共通配線１０６とｐ側コンタクトメタル１２６との接続部の領域内で遮光層１３０の延長部１３０ｂの先端を切った場合には、接続ワイヤ１４３にまで光が到達しないものの、途中で反射してノイズとなる結果を得た。  
【００２２】
図５は、上記ノイズの原因を説明するため、図４に例えば一点鎖線で囲んだ領域Ｂのような層間絶縁膜１０７の開口部１０７ａの近傍の断面を拡大した模式図である。同図に矢印で示すように、遮光層１３０内を伝播した光は、層間絶縁膜１０７の開口部１０７ａ領域内においてｐ側コンタクトメタル１２６に形成される凹部１２６ａの側面や底面で反射し、ノイズとして表面方向に出力される。従って、このような凹部または凸部の側面が露出するような領域の手前で遮光層１３０を切らずに、それらの領域を被覆することが望ましい。
【００２３】
図６は、更に別の要因によるノイズ発生例を説明するための図である。図６中に一点鎖線で示す領域Ｂのように、少なくとも誘電体膜で被覆されていないｐ側コンタクトメタル１２６のような金属配線などの反射率が高い材料が、段差（ここでは、共通配線１０６による）を乗り越えるような領域の手前で遮光層１３０の延長部１３０ｂの先端が切られると、図４及び図５の説明で記述したのと同様な理由により、段差部の凹凸で光が反射してノイズ発生の要因となる。従って、少なくとも誘電体膜で被覆されていないｐ側コンタクトメタル１２６のような金属配線などの反射率が高い材料が、段差（ここでは、共通配線１０６による）を乗り越えるような領域の手前で遮光層１３０の延長部１３０ｂを切らないことが望ましい。
【００２４】
図７は、発光領域、遮光層１３０、及び接続ワイヤ１４３の相互の配置関係、及び形状を特定するための説明に供する図である。尚、ここで発光領域は、ｎ型活性層２５に相当する。
【００２５】
同図において、各変数は以下のように定義される。
Ｌ１：発光領域の、接続ワイヤ１４３から遠い方の側面から、遮光層１３０の発光領域に近い側における高さが最も高い位置までの距離。
Ｌ２：発光領域の、接続ワイヤ１４３から遠い方の側面から、接続ワイヤ１４３までの距離。
ｈ  ：発光領域から望める、接続ワイヤ１４３の最高点の高さ。
ｈ１：発光領域の最表面高さ。
ｈ２：発光領域の最表面高さｈ１と接続ワイヤ１４３の最高点の高さｈとの差。
ｈ３：発光領域の最表面高さｈ１と遮光層１３０の最高点の高さ差。
このとき、少なくとも、
ｈ３／Ｌ１＞ｈ２／Ｌ２
を満たすように、即ち発光領域から出射される光が、遮光層１３０に遮られて接続ワイヤ１４３に至らないようにｈ３を定める。
【００２６】
接続ワイヤ１４３の高さｈをできるだけ低く抑えてワイヤループを形成した場合、その高さｈは、ばらつきを含めると、例えば、
ｈ≒１００±５０μｍ
とすることができる。高さｈ１は、半導体薄膜２０の厚さや、集積回路／多層配線層領域１０２及び基板１０１等の厚さなどの設計によるが、
ｈ１≒２±２μｍ、  
の範囲で設計することができる。またｈはｈ１と比較して、非常大きい（ｈ＞＞ｈ１）ため、
ｈ≒ｈ２、
なので、満たすべき条件は、概略、
ｈ３／Ｌ１＞ｈ／Ｌ２
とできる。
距離Ｌ２は、駆動集積回路の設計によるが、
Ｌ２≒１００〜２００μｍ、
とすることができる。
【００２７】
発明者らの実験によれば、遮光層１３０が発光領域にかかると、発光素子から直接遮光層１３０に光が入射するため、遮光層１３０の、発光領域と反対側へ伝播する光強度が増加し、ワイヤでの反射リスクが高くなる。従って、遮光層１３０は発光領域にかからないように設けることが望ましい。発光領域の大きさは、設計によって様々であるが、例えばプリンタ光源に用いる発光ダイオードアレイの場合には、発光領域の短手方向の幅（大きさ）を、略５〜２０μｍとすることができる。従って、距離Ｌ１の最小値は、
Ｌ１（ｍｉｎ）＝５μｍ
と見積もることができる。
【００２８】
距離Ｌ１、高さｈ２の最小値、距離Ｌ１，Ｌ２の最大値を、
Ｌ１（ｍｉｎ）＝５μｍ、
Ｌ１（ｍａｘ）＝２０μｍ、
Ｌ２（ｍａｘ）＝２００μｍ、
ｈ２（ｍｉｎ）≒ｈ（ｍｉｎ）＝５０μｍ、
とすると、ｈ３の最小値は、
Ｌ１（ｍｉｎ）の場合、
ｈ３（ｍｉｎ）＝ｈ（ｍｉｎ）×Ｌ１（ｍｉｎ）／Ｌ２（ｍａｘ）
＝５０[μｍ]×(５[μｍ]／２００[μｍ])
＝１．２５[μｍ]
Ｌ１（ｍａｘ）の場合、
ｈ３（ｍｉｎ）＝ｈ（ｍｉｎ）×Ｌ１（ｍａｘ）／Ｌ２（ｍａｘ）
＝５０[μｍ]×(２０[μｍ]／２００[μｍ])
＝５[μｍ]
となる。
【００２９】
例えば、ＬＥＤの配列ピッチを６００ｄｐｉ（約４２．３μｍ）とする場合、発光部を２０μｍの大きさとすることが望ましい。従って、６００ｄｐｉ程度のＬＥＤ配列の場合には、ｈ１の最小値を０（ｈ１（ｍｉｎ）＝０）とすれば、遮光層１３０の層厚は、５μｍ以上とすることが望ましい。また、２４００ｄｐｉ程度のＬＥＤ配列の場合、発光部サイズを５μｍとした場合、遮光層１３０の層厚さは、少なくとも１．２μｍ以上とすることが望ましい。
【００３０】
ｈ３＝５μｍの場合、
ｈ２≒ｈ＝ｈ（ｍａｘ）＝１５０μｍ、
Ｌ２（ｍｉｎ）＝１００μｍ、
とし、発光部の遮光層に近い側と遮光層の最も高い位置との距離Ｌ３とすると、遮光効果が得られるＬ３の最大値Ｌ３（ｍａｘ）は、Ｌ２＞＞Ｌ３を考慮して、
Ｌ３（ｍａｘ）＝（ｈ３／ｈ（ｍａｘ））×（Ｌ２（ｍｉｎ）−Ｌ３（ｍａｘ））
≒（５[μｍ]／１５０[μｍ]）×１００[μｍ]
＝３．３[μｍ]
【００３１】
逆に、例えば、Ｌ３＝５μｍとしたい場合には、ｈ３＝７．５μｍとすることができる。例えば、有機膜で遮光層を設ける場合であっても、１０μｍの厚さを越える層を形成するのは、フォトリソ工程の観点から形成しにくい。また、１０μｍの膜厚の有機膜がチップへ与える応力も相当大きい。従って、遮光層の厚さの実質的な上限ｈ３ｅｆｆ（ｍａｘ）を、ｈ３ｅｆｆ（ｍａｘ）＝１０μｍとすれば、発光部と遮光層の最も高さが高い位置との間の実質的な最大距離Ｌ３ｅｆｆ（ｍａｘ）は、
Ｌ３ｅｆｆ（ｍａｘ）＝６．６μｍ
である。つまり、発光部近傍に遮光層を設ける場合、「発光部近傍」の実質的距離は、６．６μｍ≒７μｍ以下とすることができる。  
【００３２】
遮光層１３０は、熱硬化性のポリマー或いはＵＶ（紫外線）硬化性のポリマーを使うことができる。例えば、ポリフェニレンサルファイド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリアセタール、ポリプチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、非晶ポリエステル、液晶ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、フッソ樹脂などから選択されるポリマーを含むものであってもよい。また、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラニン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキド樹脂、ウレタン樹脂、ケイ素樹脂などから選択されるポリマーを含む材料であってもよい。また、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドなどから選択される結晶性ポリマーを含む材料であってもよい。
【００３３】
更に遮光層１３０は、少なくとも硬化後には黒色となる材料であってもよい。黒色の遮光層は、光を完全に透通しないため、上記説明した設計基準よりも制限が緩くなる。例えば、発光効率を考えなければ、発光領域に遮光層がかかってもよいし、図４のように、層間絶縁膜１０７の開口部１０７ａに形成される共通配線１０６とｐ側コンタクトメタル１２６との接続部の領域内や、図６に示すように、少なくとも誘電体膜で被覆されていないｐ側コンタクトメタル１２６のような金属配線などの反射率が高い材料が、段差を乗り越えるような領域の手前で、遮光層１３０の延長部１３０ｂの先端を切ってもよい。
【００３４】
遮光層１３０が、遮光層１３０が形成されるチップに与える応力をできる限り軽減するためには、遮光層材料が熱硬化性の材料である場合、遮光層を形成する際のキュア温度が低いことが望ましい。硬化温度では、ポリイミドの硬化温度が高いが、そのキュア温度は略３５０℃〜４００℃である。発明者らの実験によれば、ポリイミドを選択した場合であっても、ポリイミドを使った遮光層の作製をチップの作製工程の最終工程で形成するようにすれば、キュア温度を３００℃まで下げることができる。ポリイミド以外の熱硬化性ポリマーでは、硬化温度を３００℃以下、例えば２００℃程度まで下げることも可能である。
【００３５】
尚、本実施の形態では、半導体薄膜２０の具体例として、ＡｌＧａＡｓ系の材料で構成するように述べたが、別の材料、例えば窒化物半導体であってもよいし、３元系材料の他４元系材料であってもよい。また、発光素子を、メサエッチングによる素子分離によって形成する形態の他、不純物ドーピングによって形成する形態であってもよい。また、遮光層１３０の側面形状を傾斜斜面形状であるように描いたが、適宜形状を選ぶことができる。例えば、垂直側面形状の壁であっても、また逆傾斜形状であってもよい。
【００３６】
遮光層１３０を３００℃以下の温度で熱硬化させる場合には、チップヘの応力が軽減されるため、図８に示すように、部分的にスリット１３０ｃ（図１）を設けることなく、発光領域と接続パッド１０３の間全面に遮光層１３０を設ける形態とすることもできる。更に、本実施の形態では、半導体薄膜２０をボンディングする形態を具体例に挙げて説明したが、エピタキシャル半導体層から構成される半導体薄膜に代えて、Ｓｉ基板上に直接エピタキシャル成長させた半導体エピタキシャル層を備えた半導体薄膜の形態であってもよい。
【００３７】
以上のように、本実施の形態の半導体複合装置によれば、発光領域の近傍に遮光層を設け、その遮光層は、発光領域からの光を遮るのに必要十分な高さと、必要十分な領域に設けたので、チップに応力の影響を与えることなく、発光素子から出射される光が、半導体複合装置上に設けられた接続ワイヤや他の反射構造体によって反射しノイズとなることを効果的に防止することができる。また、別の例では、黒い遮光層を設けたので、より効果的に発光領域からの光を遮ることができる。更に、別の例では、遮光層を３００℃以下の低い温度で硬化させた材料を用いるので、チップヘの応力を緩和できる。
【００３８】
実施の形態２．
図９は、本発明による半導体複合装置の実施の形態２の要部構成を概略的に示す平面図であり、図１０は、図９に示す半導体複合装置２００を、Ｄ−Ｄ線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。尚、図９では、簡単のため、後述する層間絶縁膜１０５，２０７を省略し、各層間絶縁膜に形成された開口部のみを点線で示している。
【００３９】
本実施の形態の半導体複合装置２００が前記した実施の形態１の半導体複合装置１００と主に異なる点は、発光領域と遮光層との間にメタル等の発光波長に対して不透明な不透明膜２３５を新たに設けた点、及びこのために、半導体薄膜の構成及び配線形態が異なっている点である。従って、本実施の形態の半導体複合装置２００が前記した実施の形態１の半導体複合装置と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの詳細な説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００４０】
図９及び図１０に示すように、半導体薄膜２２０の下側クラッド層２４〜ｐ側コンタクト層２７は、ボンディング層２２１〜ｎ側コンタクト層２２３上にあって複数の島状部分に素子分離され、各島が長手方向に直線状に配列されるように形成される。更にボンディング層２２１〜ｎ側コンタクト層２２３も、素子分離された各下側クラッド層２４〜ｐ側コンタクト層２７を囲むように、互いに素子分離されている。従って、互いに素子分離されて形成された発光素子２２８は、電気的に互いに独立して駆動される。
【００４１】
配線接続メタル２２５は、層間絶縁膜層２０７に形成された開口部２０７ｂ，２０７ｃを介して各発光素子２２８のｐ側コンタクト層２７と接続領域パッド１０４とを電気的に接続し、ｎ側コンタクトメタル２２６は、層間絶縁膜層２０７に形成された開口部２０７ｄ，２０７ａを介して各発光素子２２８のｎ側コンタクト層２２３と所定の共通配線１０６間を電気的に接続している。従って、ここでは各発光素子２２８の、ｐ側電極がブロック毎の共通電極として、ｎ側電極が個別電極として動作する。
【００４２】
接続パッド１０３上には、図１０に示すように層間絶縁膜２０７に形成された開口部２０７ｅを介してパッド被覆メタル層２４０が形成され、このパッド被覆メタル層２４０上に形成されたワイヤバンプ１４２が接続ワイヤ１４３をパッド被覆メタル層２４０及び接続パッド１０３に電気的に接続する。
【００４３】
遮光層２３０は、半導体薄膜２２０の発光領域と各パッド被覆メタル層２４０の間の略全面に形成され、更に各発光素子２２８と、遮光層２３０の発光素子側斜面の、各発光素子２２８に対向する位置間にはそれぞれメタル等の不透明膜２３５が形成されている。不透明膜２３５は、発光領域の一部を被覆するように、或いは発光領域の側斜面の一部を被覆するように、層間絶縁膜２０７上に形成され、各発光素子２２８からの光が直接遮光層２３０へ入射することを防止する機能を果たす。不透明膜２３５のメタル材料としては、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｎｉ／Ａｌ、ＡｌなどのＡｌ系やＡｕ系の材料を使うことができ、層間絶縁膜２０７は、ＳｉＮなどの無機膜、或いは有機膜とすることができる。
【００４４】
遮光層２３０が半導体薄膜２２０とオーバーラップする場合には、半導体薄膜２２０の下地となる平坦化材料層１１１とのボンディング強度が特に重要である。駆動回路／多層配線層１０２表面には、回路パターンによる凹凸が存在する。半導体薄膜を分子間力によってボンディングするためには、ボンディング領域表面は平坦性が高いほど密着性が増し、ボンディング力が強くなる。この回路パターンによる凹凸は、例えば平坦化材料膜１１１によって、その高低差が減少する。発明者等の実験によれば、平坦化材料膜１１１によって平坦化される高低差は、平坦化材料膜１１１の膜厚がある膜厚までは、その膜厚に依存するが、ある膜厚を越えるとそれ以上の平坦化効果が得られなかった。
【００４５】
平坦化材料膜１１１による平坦化を調べた実験では、概ね初期の凹凸に対して約１／１０の凹凸まで平坦化できた。平坦化材料膜１１１の膜厚をある膜厚よりも厚くしても、また、多数回の膜形成によって複数の膜を積層する場合であっても、初期の凹凸高低差の１／１０よりも平坦化することは困難であった。最終的に平坦化材料膜１１１の形成によって得られる平坦性は、平坦化材料膜１１１を形成する前の初期の凹凸状態が大きく影響を与える。
【００４６】
発明者等の実験によれば、平坦化材料膜１１１形成後の高低差が少なくとも２０ｎｍ以下であれば、半導体薄膜２２０と平坦化材料膜１１１の密着性を保持でき、高いボンディングを達成することができた。初期の最大凹凸が約２００ｎｍの駆動回路／多層配線層１０２表面に平坦化材料膜１１１としてポリイミド膜を選択して形成し、平坦化材料膜１１１の膜厚さを０．７μｍ〜２μｍの範囲に変え、半導体薄膜２２０をボンディングした、発明者らの実験の測定範囲内では、平坦化材料膜１１１の厚さが１μｍよりも厚い場合に、半導体薄膜２２０と平坦化材料膜１１１の間で高いボンディング強度が得られた。
【００４７】
特に１．３μｍ以上の厚さでは、ウエハ面内全域にわたり、高いボンディング強度が得られた。このような高いボンディング力を持つ状態であれば、遮光層２３０が半導体薄膜２２０にオーバーラップしても、半導体薄膜２２０には、膜クラックなどの欠陥が発生するリスクを防止することができた。もちろん、遮光層の形態にかかわらず、半導体薄膜２２０の平坦化材料膜１１１へのボンディング強度が高い方が望ましいことは明らかであるので、上記遮光層とは別の遮光層形態の場合、更には遮光形態が不要な場合であっても、このような高いボンディング力が得られる平坦化材料層の厚さ範囲を適用することが最も好適である。
【００４８】
不透明膜２３５の厚さは、発光領域から出射される光が透過しない層厚さであればよい。例えば、１０ｎｍ以上とすることができる。このように遮光層２３０の発光領域側面に不透明膜２３５を設けることにより、光が遮光層２３０に入りにくくなるため、遮光層２３０を発光領域にオーバーラップさせることができる。即ち、発光領域の直近に遮光層２３０を設けることが可能となる。
【００４９】
不透明膜２３５を設けずに、遮光層２３０を発光領域にオーバーラップした場合、前記したように発光領域からの光が、遮光層２３０に直接入射し、遮光層中を伝播してパッド被覆メタル層２４０に設けた接続ワイヤ１４３にまで到達しやすくなってしまう。
【００５０】
以上のように、本実施の形態の半導体複合装置によれば、不透明膜２３５を備えることにより、光が遮光層２３０中を伝播することを防止できる。また、遮光層２３０を、発光領域近傍、更には発光領域にオーバーラップさせて設けることが出来るため、図７の説明で記述したように、必要な遮光作用を得るための遮光層２３０の層厚を薄く形成することが可能となる。
【００５１】
実施の形態３．
図１１は、本発明による半導体複合装置の実施の形態３の要部構成を概略的に示す平面図であり、図１２は、図１１に示す半導体複合装置２５０を、Ｅ−Ｅ線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。尚、図１１では、簡単のため、層間絶縁膜１０５，２０７を省略し、各層間絶縁膜に形成された開口部のみを点線で示している。
【００５２】
本実施の形態の半導体複合装置２５０が前記した実施の形態２の半導体複合装置２００と主に異なる点は、実施の形態２において発光領域と遮光層との間に設けたメタル等の不透明膜２３５（図９）に変えて、新たにメタル等の不透明膜２５５を設けた点である。従って、本実施の形態の半導体複合装置２５０が前記した実施の形態２の半導体複合装置２００（図９）と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの詳細な説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００５３】
図１１及び図１２に示すように、半導体薄膜２２０の発光領域とパッド被覆メタル層２４０の間の略全面に形成された遮光層２３０の、接続パッド１０３側の半部には、半部全体を覆うようにメタル等の不透明膜２５５が配設されている。
【００５４】
このため、不透明膜２５５は、発光領域から遮光層２３０内へ入射した光が、遮光層２３０から外部へ出る経路において、その経路が接続ワイヤ１４３などの反射体に到らないように遮光する機能を備えている。不透明膜２５５のメタル材料としては、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｎｉ／Ａｌ、ＡｌなどのＡｌ系やＡｕ系の材料を使うことができる。不透明膜２５５の厚さは、発光領域から出射される光が透過しない層厚さであればよい。例えば、１０ｎｍ以上とすることができる。
【００５５】
以上のように、本実施の形態の半導体複合装置によれば、遮光層２３０の出射面側半部を覆う不透明膜２５５を備えることにより、遮光層を発光領域の極近傍に設けることができる。また、前記した実施の形態２のように、メタル層を発光部の側面に形成することによる光の外部取り出し効率の低下を招くことなく、反射防止効果を得ることができる。
【００５６】
実施の形態４．
図１３は、本発明による半導体複合装置の実施の形態４の要部構成を概略的に示す平面図であり、図１４は、図１３に示す半導体複合装置３００を、Ｆ−Ｆ線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。尚、図１３では、簡単のため、後述する層間絶縁膜１０５，２０７を省略し、各層間絶縁膜に形成された開口部のみを点線で示している。
【００５７】
本実施の形態の半導体複合装置３００が前記した実施の形態１の半導体複合装置１００と主に異なる点は、発光領域と遮光層との間に電極配線としてのｐ側コンタクトメタル３２６に一体的に形成された遮光部３２６ａが形成されている点と、ｎ側コンタクト層２３が配線／接続メタル３２５によって、ｎ側接続パッド３３０に接続されている点である。従って、本実施の形態の半導体複合装置３００が前記した実施の形態１の半導体複合装置と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの詳細な説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００５８】
図１３の平面図に示すように、配線／接続メタル３２５は、層間絶縁膜層３２１に形成された開口部３２１ｄ，３２１ｅを介して発光素子２８のｎ側コンタクト層２３とｎ側接続パッド３３０とを電気的に接続し、ｐ側コンタクトメタル３２６は、層間絶縁膜層３２１に形成された開口部３２１ａ，３２１ｂを介して各発光素子２８のｐ側コンタクト層２７と所定の共通配線１０６間を電気的に接続している。従って、ここでは各発光素子２８の、ｐ側電極が個別電極として、ｎ側電極がブロック毎の共通電極として動作する。
【００５９】
接続パッド１０３上には、図１４に示すように層間絶縁膜３２１に形成された開口部３２１ｃを介してパッド被覆メタル層２４０が形成され、このパッド被覆メタル層２４０上に形成されたワイヤバンプ１４２が接続ワイヤ１４３をパッド被覆メタル層２４０及び接続パッド１０３に電気的に接続する。
【００６０】
遮光層２３０は、半導体薄膜２０の発光領域と各パッド被覆メタル層２４０の間の略全面に形成され、各ｐ側コンタクトメタル３２６には、発光領域の接続ワイヤ１４３側の断部を覆う位置に遮光部３２６ａが形成されている。この遮光部３２６ａを有するｐ側コンタクトメタル３２６のメタル材料は、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕである。このメタル材料は、使用する発光半導体材料によって適宜選択することができる。
【００６１】
各ｐ側コンタクトメタル３２６の遮光部３２６ａが覆う、発光領域の断面（斜面）は、もともと配線が光を遮蔽しているため、その幅を増やしても、それによる光取り出し率の減少は限定的となる。更に、発光領域の位置斜面を被覆する遮光部３２６ａは、配線としてのｐ側コンタクトメタル３２６と一体形成されたものであるため、遮光メタルが配線とショートするといったリスクを回避することができる。
【００６２】
尚、実施の形態２〜４においても、前記した実施の形態１の場合と同様に、発光素子を、素子分離によって形成する形態の他に、不純物のドーピングによって形成する形態であってもよい。
【００６３】
以上のように、本実施の形態の半導体複合装置によれば、遮光部３２６ａを備えることにより、光が遮光層２３０中を伝播することを防止できる。また、遮光部３２６ａがｐ側コンタクトメタル３２６と一体的に形成されるため、発光領域からの光取り出し率の低下を回避することができる。また、狭い領域に遮光構造を設けた場合であっても、遮光メタルと配線がショートするリスクを回避することができる。
【００６４】
実施の形態５．
図１５は、本発明による半導体複合装置の実施の形態５の要部構成を概略的に示す平面図である。
【００６５】
本実施の形態の半導体複合装置３５０が前記した実施の形態１の半導体複合装置１００に対して主に異なる点は、半導体薄膜に形成される発光素子の配置、及びその接続方法である。従って、本実施の形態の半導体複合装置３５０が前記した実施の形態１の半導体複合装置と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの詳細な説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００６６】
同図において、３６０は半導体薄膜、３６３は第１導電型領域、３６２は発光素子（ｐｎ接合）が形成された発光部、３６６は第２導電側電極、３６１は第１導電側コンタクト、３６５は第１導電側配線、３７０は遮光層である。本実施の形態の半導体複合装置３５０では、１つの半導体薄膜３６０の第１導電型領域３６３に複数の発光部３６２と１つの第１導電型コンタクト３６１を形成している。第１導電型コンタクト３６１には、図示しない層間絶縁膜に形成された開口部３７１を介して第１導電側配線３６５が電気的に接続され、各発光部３６２には、図示しない第２導電側コンタクト層、及び同じく図示しない層間絶縁膜に形成された開口部３７２を介して第２導電側電極３６６が電気的に接続されている。尚、発光素子は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）とすることができる。
【００６７】
第１導電側コンタクト３６５は、例えば前記した図２に示す接続領域パッド１０４に接続され、各第２導電側電極３６６は、同じく図１におけるｐ側コンタクトメタルと同様に所定の共通配線１０６に接続されるものである。従って、ここでは第２導電側電極が個別電極として、第１導電側コンタクトが共通電極として動作する。また、ここでの遮光層３７０は、前記した図８の形態のように、発光領域と接続パッドの間全面に形成されているものとする。
【００６８】
各発光部３６２は、その配列位置が、配列方向（矢印Ａ方向）に対して順次垂直方向にずれて階段状に配列されている。これに伴って、第１導電型領域３６３の遮光層３７０に対向する側の側部、及び遮光層３７０の第１導電型領域３６３に対向する側の側部が、重ならないように互いに所定の間隔を保って、同様に階段状に形成されている。更に、第１導電側コンタクト３６１の各発光部３６２に対向する側の側部も、各発光部３６２と所定の距離を保つように階段状に形成されている。
【００６９】
以上のように、半導体薄膜３６０に、各発光部３６２の配列段差に対応した段差をつけることによって、遮光層３７０の端部を各発光部の近傍に設けることができる。また、第１導電側コンタクト３６１に、発光部配列段差に対応した段差を設けることによって、第１導電側コンタクト３６１と各発光部の位置関係が均一となるので、各発光部の発光素子の発光特性及び電気特性を均一化することができる。
【００７０】
尚、ここでの発光部３６２の形成方法としては、例えば第１導電型（ここではｎ型）の半導体薄膜３６０の第１導電型領域３６３に、第２導電型（ここではｐ型）の不純物を選択的に拡散して拡散領域を形成し、各拡散領域に活性層でｐｎ接合する拡散フロントを備える方法で発光部を形成することができる。
【００７１】
図１６は、本実施の形態の半導体複合装置３５０の第１の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。同図に示すように、第１導電側コンタクト３６１の、各発光部に対向する側と反対側の側部も発光部の配列段差に対応して同様の段差を設けることもできる。
【００７２】
図１７は、本実施の形態の半導体複合装置３５０の第２の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。ここでは、各発光部３６２が、ずれることなく配列方向に直線状に配列され、それに伴って、半導体薄膜３６０及び第１導電側コンタクト３６１の側部も段差部がなく、直線状に形成されている。
【００７３】
図１８は、本実施の形態の半導体複合装置３５０の第３の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。ここでは、半導体薄膜３６０が、発光部３６２に対応して個別に分離され、発光部段差と同様に、各分離された半導体薄膜にも配列段差が設けられている。ここでは４つの発光部に対して４つの分離された半導体薄膜を示したが、２つの発光部を一つの半導体薄膜上に設けてもよい。またここでは４個の発光部をひとつのグループとしているが、４個に限定されない。
【００７４】
以上のように、本実施の形態の半導体複合装置によれば、発光部を配列方向に対して階段状にずらして配列した場合にも、遮光層を、発光領域に重なることなく発光部の近傍に備えることができる。更に、第１導電側コンタクトに発光部配列段差に対応した段差を設けることによって、第１導電側コンタクトと各発光部の位置関係を均等にできるので発光特性、電気特性を均一化できる。
【００７５】
実施の形態６．
図１９は、本発明による半導体複合装置の実施の形態６の要部構成を概略的に示す平面図である。
【００７６】
本実施の形態の半導体複合装置４００が前記した実施の形態１の半導体複合装置１００に対して主に異なる点は、半導体薄膜に形成される発光素子の配置、及びその接続方法である。従って、本実施の形態の半導体複合装置４００が前記した実施の形態１の半導体複合装置と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いてここでの説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００７７】
同図において、４１０は半導体薄膜、４１３は第１導電型領域、４１２は発光部、４１６は第２導電側電極、４１１は第１導電側コンタクト、４１５は第１導電側配線、４２０は遮光層である。本実施の形態の半導体複合装置４００では、１つの半導体薄膜４１０の第１導電型領域４１３に複数の発光部４１２と１つの第１導電型コンタクト４１１を形成している。第１導電型コンタクト４１１には、図示しない層間絶縁膜に形成された開口部４２１を介して第１導電側配線４１５が電気的に接続され、各発光部４１２には、図示しない第２導電側コンタクト層、及び同じく図示しない層間絶縁膜に形成された開口部４２２を介して第２導電側電極４１６が電気的に接続されている。
【００７８】
尚、ここでの発光部４１２の形成方法としては、例えば第１導電型（ここではｎ型）の半導体薄膜４１０の第１導電型領域４１３に、第２導電型（ここではｐ型）の不純物を選択的に拡散して拡散領域を形成し、各拡散領域に活性層でｐｎ接合する拡散フロントを備える公知の方法で発光部を形成することができる。
【００７９】
第１導電側コンタクト４１５は、例えば前記した図２に示す接続領域パッド１０４に接続され、各第２導電側電極４１６は、同じく図１におけるｐ側コンタクトメタルと同様に所定の共通配線１０６に接続されるものである。従って、ここでは第２導電側電極が個別電極として、第１導電側コンタクトが共通電極として動作する。
【００８０】
各発光部４１２は、その配列位置が、配列方向（矢印Ａ方向）に直線状に配列されている。また、発光部４１２に遮光層４２０を近接させるため、遮光層４２０を半導体薄膜４１０に若干重ねた形態としている。重なる領域幅が大きくなると、遮光層４２０が半導体薄膜４１０に及ぼす影響が大きくなるため、重なる領域の幅Ｄは、５μｍ以下とする。更には、重なる領域の幅Ｄを１μｍ以下とすることが好適である。
【００８１】
尚、本実施の形態では、発光部の配列に段差がない形態を図示して説明したが、前記した実施の形態５で説明した発光部のように、その配列位置が、配列方向（矢印Ａ方向）に対して順次垂直方向にずれて階段状に配列しても良い。
【００８２】
以上のように、本実施の形態の半導体複合装置によれば、半導体薄膜と遮光層が重なる領域の幅を、５μｍ以下とすることによって、遮光層が半導体薄膜に与える影響を防止しながら、半導体薄膜の発光部に遮光層を近接して設けることができる。
【００８３】
実施の形態７．
図２０は、本発明による半導体複合装置の実施の形態７の要部構成を概略的に示す平面図である。
【００８４】
本実施の形態の半導体複合装置４５０が前記した実施の形態６の半導体複合装置４００と主に異なる点は、遮光層の形状及び配置である。従って、本実施の形態の半導体複合装置４５０が前記した実施の形態６の半導体複合装置４００と共通する部分には同符号を付してここでの詳細な説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００８５】
遮光層４５１は、同図に示すように、発光部４１２の配列方向（矢印Ａ方向）と垂直な方向の幅が、各発光部４１２に対向する領域と発光部間に対向する領域とで異なっている。即ち、発光部に対向する領域の延長部４５１ａが第２導電側電極４１６を覆って発光領域と反対側に延在するように幅広になっているのに対して、発光部間に対向する領域は幅狭になって、遮光部４５１ａ間にスリット４５１ｂを形成している。以上のように遮光層４５１は櫛状に形成されている。
【００８６】
尚、本実施の形態では、発光部の配列に段差がない形態を図示して説明したが、前記した実施の形態５で説明した発光部のように、その配列位置が、配列方向（矢印Ａ方向）に対して順次垂直方向にずれて階段状に配列しても良い。
【００８７】
以上のように、本実施の形態の半導体複合装置によれば、遮光層の一部をくりぬいた形態とすることによって、遮光層が、遮光層が形成されるチップに与える応力の影響を低減でき、良好な特性や信頼性を確保することができる。
【００８８】
実施の形態８．
図２１は、本発明による半導体複合装置の実施の形態８の要部構成を概略的に示す平面図である。
【００８９】
本実施の形態の半導体複合装置５００が前記した実施の形態７の半導体複合装置４５０と主に異なる点は、半導体薄膜が、発光部に対応して個別に分離されている点、及び各発光部に接続される配線の経路である。従って、本実施の形態の半導体複合装置５００が前記した実施の形態７の半導体複合装置４５０と共通する部分には同符号を付してここでの詳細な説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。
【００９０】
図２１に示すように、半導体薄膜５１０が、１つの発光部４１２を含むように分離され、それぞれに第１導電側コンタクト４１１が形成されている。各発光部４１２の第１導電側コンタクト４１１には、図示しない層間絶縁膜に形成された開口部５２１を介して第１導電側電極５３１が形成され、各発光部４１２には、図示しない第２導電側コンタクト層、及び同じく図示しない層間絶縁膜に形成された開口部５２２を介して第２導電側電極５３５が電気的に接続されている。第１導電側電極５３１及び第２導電側電極５３５はそれぞれ発光部４１２の配列方向に延在するよう形成され、第１導電側電極５３１には、第１導電側配線５３２が、第２導電側電極５３５には、第２導電側配線５３６それぞれ接続されている。
【００９１】
第１導電側配線５３２は、遮光層４５１の幅狭部で覆われ、更に遮光層４５１に形成されたスリット４５１ｂを通って発光領域から離間する方向に延在するように配設され、第２導電側配線５３６は、第１導電側配線５３２と逆方向に延在するように配設されている。
【００９２】
図２２は、本実施の形態の半導体複合装置５００の第１の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。ここでは、隣接する第１導電側電極５３１及び第２導電側電極５３５同士が一体的に、或いは隣り合って配線されるように構成された例を示している。
【００９３】
図２３は、本実施の形態の半導体複合装置５００の第２の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。ここでは、隣接する第１導電側電極５３１及び第２導電側電極５３５同士が一体的に、或いは隣り合って配線されるように構成され、更に第２導電側配線５３６も、遮光層４５１の幅狭部で覆われ、更に遮光層４５１に形成されたスリット４５１ｂを通って発光領域から離間する方向に延在するように配設された例を示している。
【００９４】
図２４は、本実施の形態の半導体複合装置５００の第３の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。ここでは、隣接する第１導電側電極５３１及び第２導電側電極５３５同士が一体的に配線され、各電極に一本の第１導電側配線５３２及び第２導電側配線５３６が、遮光層４５１の幅狭部で覆われ、更に遮光層４５１に形成されたスリット４５１ｂを通るように配設された例を示している。
【００９５】
図２５は、本実施の形態の半導体複合装置５００の第４の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。ここでは、隣接する第１導電側電極５３１及び第２導電側電極５３５同士が一体的に配線され、各電極に一本の第１導電側配線５３２及び第２導電側配線５３６が、遮光層４５１と反対方向に延在するように配設された例を示している。
【００９６】
図２６は、本実施の形態の半導体複合装置５００の第５の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。ここでは、前記した第４の変形例において、更に遮光層の一部を発光部配列側へせり出した領域４５１ｃを設けている。図２２〜図２６に示した変形例は、更に、図示した発光部の配列や駆動方式以外にも適用でき、さらなる種々の変形が可能である。
【００９７】
以上のように、本実施の形態の半導体複合装置によれば、遮光層の一部をくりぬいた領域（スリット）に配線を設けるようにしたので、遮光層が配線に与える応力を小さくすることができ、配線の信頼性を向上することができる。
【００９８】
実施の形態９．
図２７は、本発明のＬＥＤヘッドに基づく実施の形態９のＬＥＤプリントヘッド１２００を示す図である。
【００９９】
同図に示すように、ベース部材１２０１上には、ＬＥＤユニット１２０２が搭載されている。このＬＥＤユニット１２０２は、実施の形態１乃至８の何れかの半導体複合装置が実装基板上に搭載されたものである。図２８は、このＬＥＤユニット１２０２の一構成例を示す平面配置図で、実装基板１２０２ｅ上には、前記した各実施の形態で説明した、発光部と駆動部を複合した半導体複合装置が、発光部ユニット１２０２ａとして長手方向に沿って複数配設されている。実装基板１２０２ｅ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、配線及び接続のためのエリア１２０２ｂ、１２０２ｃ、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１２０２ｄ等が設けられている。
【０１００】
発光部ユニット１２０２ａ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１２０３が配設されている。このロッドレンズアレイ１２０３は、柱状の光学レンズを発光部ユニット１２０２ａの直線状に配列された発光部（例えば、図６における半導体層３１２の配列）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１２０４によって所定位置に保持されている。
【０１０１】
このレンズホルダ１２０４は、同図に示すように、ベース部材１２０１及びＬＥＤユニット１２０２を覆うように形成されている。そして、ベース部材１２０１、ＬＥＤユニット１２０２、及びレンズホルダ１２０４は、ベース部材１２０１及びレンズホルダ１２０４に形成された開口部１２０１ａ，１２０４ａを介して配設されるクランパ１２０５によって一体的に挟持されている。従って、ＬＥＤユニット１２０２で発生した光はロッドレンズアレイ１２０３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１２００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。
【０１０２】
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１２０２として、前記した実施形態１乃至８の各実施の形態で示した半導体複合装置の何れかが使用されるため、高品質で信頼性の高いＬＥＤヘッドを提供することができる。
【０１０３】
実施の形態１０．
図２９は、本発明の画像形成装置に基づく実施の形態１０の画像形成装置１３００の要部構成を模式的に示す要部構成図である。
【０１０４】
同図に示すように、画像形成装置１３００内には、イエロー、マゼンダ、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１３０１〜１３０４が記録媒体１３０５の搬送経路１３２０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１３０１〜１３０４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１３０３を例にとり、これらの内部構成を説明する。
【０１０５】
プロセスユニット１３０３には、像担持体として感光ドラム１３０３ａが矢印方向に回転可能に配置され、この感光体ドラム１３０３ａの周囲にはその回転方向上流側から順に、感光ドラム１３０３ａの表面に電気供給して帯電させる帯電装置１３０３ｂ、帯電された感光体ドラム１３０３ａ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３１０３ｃが配設される。更に、静電潜像が形成された感光体ドラム１３０３ａ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１３０３ｄ、及び感光体ドラム１３０３ａの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置１３０３ｅ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。
【０１０６】
また、画像形成装置１３００は、その下部に、紙等の記録媒体１３０５を堆積した状態で収納する用紙カセット１３０６を装着し、その上方には記録媒体１３０５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１３０７を配設している。更に、記録媒体１３０５の搬送方向における、このホッピングローラ１３０７の下流側には、ピンチローラ１３０８，１３０９と共に記録媒体１３０５を挟持することによって、記録媒体１３０５の斜行を修正し、プロセスユニット１３０１〜１３０４に搬送するレジストローラ１３１０，１３１１を配設している。これ等のホッピングローラ１３０７及びレジストローラ１３１０，１３１１は、図示しない駆動源及びギアによって連動回転する。
【０１０７】
プロセスユニット１３０１〜１３０４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１３１２が配設されている。そして、感光体ドラム１３０１ａ〜１３０４ａ上のトナーを記録媒体１３０５に付着させるために、感光体ドラム１３０１ａ〜１３０４ａの表面とこれらの各転写ローラ１３１２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。
【０１０８】
定着装置３１３は、加熱ローラとバックアップローラとを有し、記録媒体１３０５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１３１４，１３１５は、定着装置１３１３から排出された記録媒体１３０５を、排出部のピンチローラ１３１６，１３１７と共に挟持し、記録媒体スタッカ部１３１８に搬送する。尚、排出ローラ１３１４，１３１５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１３０３ｃとしては、実施形態９で説明したＬＥＤプリントヘッド１２００が用いられる。
【０１０９】
次に、前記構成の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１３０６に堆積した状態で収納されている記録媒体１３０５がホッピングローラ１３０７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１３０５は、レジストローラ１３１０，１３１１及びピンチローラ１３０８，１３０９に挟持されて、プロセスユニット１３０１の感光ドラム１３０１ａ及び転写ローラ１３１２に搬送される。その後、記録媒体１３０５は、感光体ドラム１３０１ａ及び転写ローラ１２１２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１３０１ａの回転によって搬送される。
【０１１０】
同様にして、記録媒体１３０５は、順次プロセスユニット１３０２〜１３０４を通過し、その通過過程で、各露光装置１３０１ｃ〜１３０４ｃにより形成された静電潜像を、現像装置１３０１ｄ〜１３０４ｄ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１３１３によってトナー像が定着された記録媒体１３０５は、排出ローラ１３１４，１３１５及びピンチローラ１３１６，１３１７に挟持されて、画像形成装置１３００の外部の記録媒体スタッカ部１３１８に排出される。以上の過程を経て、カラー画像が記録媒体１３０５上に形成される。
【０１１１】
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９で説明したＬＥＤプリントヘッドを採用するため、小型で、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。
【０１１２】
また、前記した特許請求の範囲、及び実施の形態において、「上」、「下」と言った言葉を使用したが、これらは便宜上であって、各装置を配置する状態における絶対的な位置関係を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】本発明による半導体複合装置の実施の形態１の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図２】図１に示す半導体複合装置を、Ａ−Ａ線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。
【図３】遮光層による遮光動作の説明に供する図である。
【図４】遮光層による遮光動作の説明に供する図である。
【図５】遮光層による遮光動作の説明に供する図である。
【図６】遮光層による遮光動作の説明に供する図である。
【図７】発光領域、遮光層、及び接続ワイヤの相互の配置関係、及び形状を特定するための説明に供する図である。
【図８】実施の形態１の変形例を示す図である。
【図９】本発明による半導体複合装置の実施の形態２の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図１０】図９に示す半導体複合装置を、Ｄ−Ｄ線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。
【図１１】本発明による半導体複合装置の実施の形態３の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図１２】図１１に示す半導体複合装置を、Ｅ−Ｅ線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。
【図１３】本発明による半導体複合装置の実施の形態４の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図１４】図１３に示す半導体複合装置３００を、Ｆ−Ｆ線で切る断面を概略的に示す要部断面図である。
【図１５】本発明による半導体複合装置の実施の形態５の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図１６】実施の形態５の半導体複合装置の第１の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図１７】実施の形態５の半導体複合装置の第２の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図１８】実施の形態５の半導体複合装置の第３の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図１９】本発明による半導体複合装置の実施の形態６の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図２０】本発明による半導体複合装置の実施の形態７の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図２１】本発明による半導体複合装置の実施の形態８の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図２２】実施の形態８の半導体複合装置の第１の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図２３】実施の形態８の半導体複合装置の第２の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図２４】実施の形態８の半導体複合装置の第３の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図２５】実施の形態８の半導体複合装置の第４の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図２６】実施の形態８の半導体複合装置の第５の変形例の要部構成を概略的に示す平面図である。
【図２７】本発明のＬＥＤヘッドに基づく実施の形態９のＬＥＤプリントヘッドを示す図である。
【図２８】実施の形態９のＬＥＤユニットの一構成例を示す平面配置図である。
【図２９】本発明の画像形成装置に基づく実施の形態１０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】
【０１１４】
２０  半導体薄膜、  ２１  ボンディング層、  ２２  導通層、  ２３  ｎ側コンタクト層、  ２４  下側クラッド層、  ２５  ｎ型活性層、  ２６  上クラッド層、  ２７  ｐ側コンタクト層、  ２８  発光素子、  １００  半導体複合装置、  １０１  基板、  １０２  集積回路／多層配線層領域、  １０３  接続パッド、  １０４  接続領域パッド、  １０５  層間絶縁膜層、  １０５ａ，１０５ｂ  開口部、  １０６  共通配線、  １０７  層間絶縁膜層、  １０７ａ  開口部、  １１０  メタル層、  １１１  平坦化材料層、  １２１  層間絶縁膜層、  １２１ａ，１２１ｂ  開口部、  １２５  配線／接続メタル、  １２６  ｐ側コンタクトメタル、  １３０  遮光層、  １３０ａ  帯状部、  １３０ｂ  延長部、  １３０ｃ  スリット、  １４２  ワイヤバンプ、  １４３  接続ワイヤ、  ２００  半導体複合装置、  ２０７  層間絶縁膜層、  ２０７ａ，２０７ｂ，２０７ｃ，２０７ｄ，２０７ｅ  開口部、  ２２０  半導体薄膜、  ２２１  ボンディング層、  ２２２  導通層、  ２２３  ｎ側コンタクト層、  ２２５  配線接続メタル、  ２２６  ｎ側コンタクトメタル、  ２２８  発光素子、  ２３０  遮光層、  ２３５  不透明膜、  ２４０  パッド被覆メタル層、  ２５０  半導体複合装置、  ２５５  不透明膜、  ３００  半導体複合装置、  ３２１  層間絶縁膜、  ３２５  配線／接続メタル、  ３２６  ｐ側コンタクトメタル、  ３２６ａ  遮光部、  ３３０  ｎ側接続パッド、  ３５０  半導体複合装置、  ３６０  半導体薄膜、  ３６１  第１導電側コンタクト、  ３６２  発光部、  ３６３  第１導電型領域、  ３６５  第１導電側配線、  ３６６  第２導電側電極、  ３７０  遮光層、  ３７１，３７２  開口部、  ４００  半導体複合装置、  ４１０  半導体薄膜、  ４１１  第１導電側コンタクト、  ４１２  発光部、  ４１３  第１導電型領域、  ４１５  第１導電側配線、  ４１６  第２導電側電極、  ４２１，４２２  開口部、  ４５０  半導体複合装置、  ４５１  遮光層、  ４５１ａ  延長部、  ４５１ｂ  スリット、  ４５１ｃ  領域、  ５００  半導体複合装置、  ５１０  半導体薄膜、  ５２１  開口部、  ５２２  開口部、  ５３１  第１導電側電極、  ５３２  第１導電側配線、  ５３５  第２導電側電極、  ５３６  第２導電側配線、  １２００  ＬＥＤプリントヘッド、  １２０１  ベース部材、  １２０２  ＬＥＤユニット、  １２０２ａ  発光部ユニット、  １２０３  ロッドレンズアレイ、  １２０４  レンズホルダ、  １２０５  クランパ、  １３００  画像形成装置、  １３０１，１３０２，１３０３，１３０４  プロセスユニット、  １３０１ａ〜１３０４ａ  感光体ドラム、  １３０３ｂ  帯電装置、  １３０３ｃ  露光装置、  １３０３ｄ  現像装置、  １３０３ｅ  クリーニング装置、  １３０５  記録媒体、  １３０６  用紙カセット、  １３０７  ホッピングローラ、  １３０８，１３０９  ピンチローラ、  １３１０，１３１１  レジストローラ、  １３１２  転写ローラ、  １３１３  定着装置、  １３１４，１３１５  排出ローラ、  １３１６，１３１７  ピンチローラ、  １３１８  記録媒体スタッカ部。
【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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