(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に積層され、その最上層にコンタクト層を備えた半導体エピタキシャル層と、
前記半導体エピタキシャル層に含まれる第１導電型の層に形成された複数個の第２導電型半導体領域と、
前記複数個の第２導電型半導体領域のそれぞれに電気的に接続された複数個の第２導電側電極と、
前記第１導電型の層に電気的に接続された第１導電側電極とを有し、
前記第２導電型半導体領域の界面で発生した光を前記半導体エピタキシャル層の端面から放出させる端面発光型発光ダイオードアレイにおいて、
前記複数個の第２導電型半導体領域が、前記半導体エピタキシャル層の主面の所定範囲から第２導電型不純物を拡散させて形成された領域であり、
前記複数個の第２導電側電極の各々が、対応する前記複数個の第２導電型半導体領域の上面のほぼ全域を覆うように形成され、
前記コンタクト層は、前記複数個の第２導電型半導体領域の各々の境界より内側に設けられた第２導電型の島部と、前記第２導電型半導体領域に接しない範囲に位置する第１導電型コンタクト部とに分離されて設けられ、
前記複数個の第２導電側電極は、各々対応する前記第２導電型の島部を介して前記第２導電型半導体領域と電気的に接続されている
ことを特徴とする端面発光型発光ダイオードアレイ。
【請求項２】
前記第１導電型の層が、
第１導電型の活性層と、
前記活性層の上面及び下面の少なくとも一方の面に備えられた第１導電型のクラッド層と
を含む
ことを特徴とする請求項１に記載の端面発光型発光ダイオードアレイ。
【請求項３】
前記活性層が、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ層（０＜ｙ＜１）であり、
前記クラッド層が、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層（０＜ｘ＜１）であり、
ｘ＞ｙである
ことを特徴とする請求項２に記載の端面発光型発光ダイオードアレイ。
【請求項４】
前記半導体エピタキシャル層が、ＧａＩｎＡｓＰ化合物又はＡｌＧａＡｓＰ化合物から構成され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端面発光型発光ダイオードアレイ。
【請求項５】
前記基板が半絶縁性又は第２導電型の半導体基板であり、
前記半導体エピタキシャル層が前記基板上に備えられた半絶縁性又は第２導電型のバッファ層を含む
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端面発光型発光ダイオードアレイ。
【請求項６】
前記基板が第１導電型の半導体基板であって、該第１導電型の半導体基板と前記第１導電型の活性層の間に半絶縁性又は第２導電型の半導体層を含むことを特徴とする請求項２から４までのいずれかに記載の端面発光型発光ダイオードアレイ。
【請求項７】
前記第２導電型半導体領域が前記半導体エピタキシャル層の端面に達しており、
前記第２導電型半導体領域の端面を覆う保護膜を有する
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端面発光型発光ダイオードアレイ。
【請求項８】
前記半導体エピタキシャル層が複数のブロックから構成され、前記複数のブロックのそれぞれが所定個数の前記第２導電型半導体領域を含むように前記半導体エピタキシャル層を分離する素子分離領域を有す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端面発光型発光ダイオードアレイ。
【請求項９】
前記半導体エピタキシャル層に拡散されている第１導電型不純物がＳｉであり、
前記第２導電型半導体領域に拡散されている第２導電型不純物がＺｎである
ことを特徴とする請求項１から８までのいずれかに記載の端面発光型発光ダイオードアレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真式プリンタ等の光源として使用される端面発光型発光ダイオードアレイ（以下「端面発光型ＬＥＤアレイ」という。）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＬＥＤアレイには表面発光型のものと端面発光型のものがあるが、近年、装置の小型化の要求により、縦型の実装が可能という特性を生かすことができる端面発光型ＬＥＤアレイが脚光を浴びている。このような端面発光型ＬＥＤアレイとしては、例えば、特開平７−２０２２６７号公報や特開平７−１９３２７７号公報に開示されたものがある。これらの端面発光型ＬＥＤアレイにおいては、不純物拡散領域をエッチング溝によって分離して、凸状の発光領域を複数個形成していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したような従来の端面発光型ＬＥＤアレイは、複数の発光領域を形成するためにエッチング工程を用いていたので製造プロセスが複雑になり、端面発光型ＬＥＤアレイが高価なものになるという問題があった。
【０００４】
また、上記したような従来の端面発光型ＬＥＤアレイの表面には、エッチング溝による大きな起伏が存在し、表面が平坦ではないため、電極配線層の形成が困難であるという問題もあった。
【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、その目的とするところは、表面がほぼ平坦であり簡単なプロセスで製造できる端面発光型ＬＥＤアレイを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る端面発光型ＬＥＤアレイは、基板と、前記基板上に積層され、その最上層にコンタクト層を備えた半導体エピタキシャル層と、前記半導体エピタキシャル層に含まれる第１導電型の層に形成された複数個の第２導電型半導体領域と、前記複数個の第２導電型半導体領域のそれぞれに電気的に接続された複数個の第２導電側電極と、前記第１導電型の層に電気的に接続された第１導電側電極とを有し、前記第２導電型半導体領域の界面で発生した光を前記半導体エピタキシャル層の端面から放出させるものであって、前記複数個の第２導電型半導体領域が、前記半導体エピタキシャル層の主面の所定範囲から第２導電型不純物を拡散させて形成された領域であり、前記複数個の第２導電側電極の各々が、対応する前記複数個の第２導電型半導体領域の上面のほぼ全域を覆うように形成され、前記コンタクト層は、前記複数個の第２導電型半導体領域の各々の境界より内側に設けられた第２導電型の島部と、前記第２導電型半導体領域に接しない範囲に位置する第１導電型コンタクト部とに分離されて設けられ、前記複数個の第２導電側電極は、各々対応する前記第２導電型の島部を介して前記第２導電型半導体領域と電気的に接続されていることを特徴としている。
【０００７】
また、本発明に係る端面発光型ＬＥＤアレイにおいては、前記第１導電型の層が、第１導電型の活性層と、前記活性層の上面及び下面の少なくとも一方の面に備えられた第１導電型のクラッド層とを含むように構成することができる。
【０００８】
また、本発明に係る端面発光型ＬＥＤアレイにおいては、前記活性層が、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ層（０＜ｙ＜１）であり、前記クラッド層が、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ層（０＜ｘ＜１）であり、ｘ＞ｙであるように構成することができる。
【０００９】
また、本発明に係る端面発光型ＬＥＤアレイにおいては、前記半導体エピタキシャル層が、ＧａＩｎＡｓＰ化合物又はＡｌＧａＡｓＰ化合物から構成されるようにしてもよい。
【００１０】
また、本発明に係る端面発光型ＬＥＤアレイにおいては、前記基板が半絶縁性又は第２導電型の半導体基板であり、前記半導体エピタキシャル層が前記基板上に備えられた半絶縁性又は第２導電型のバッファ層を含むように構成してもよい。また、前記基板が第１導電型の半導体基板であって、該第１導電型の半導体基板と前記第１導電型の活性層の間に半絶縁性又は第２導電型の半導体層を設けてもよい。
【００１１】
また、本発明に係る端面発光型ＬＥＤアレイにおいては、前記第２導電型半導体領域が前記半導体エピタキシャル層の端面に達しており、前記第２導電型半導体領域の端面を覆う保護膜を有するように構成してもよい。
【００１２】
また、本発明に係る端面発光型ＬＥＤアレイにおいては、前記半導体エピタキシャル層が複数のブロックから構成され、前記複数のブロックのそれぞれが所定個数の前記第２導電型半導体領域を含むように前記半導体エピタキシャル層を分離する素子分離領域を有するように構成してもよい。
【００１３】
また、本発明に係る端面発光型ＬＥＤアレイにおいては、前記半導体エピタキシャル層に拡散されている第１導電型不純物がＳｉであり、前記第２導電型半導体領域に拡散されている第２導電型不純物がＺｎであるように構成することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
第１の実施形態
図１は、本発明の第１の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ１００の一部を概略的に示す平面図である。また、図２は、図１をＳ２−Ｓ２線で切った面を概略的に示す断面図であり、図３は、図１をＳ３−Ｓ３線で切った面を概略的に示す断面図であり、図４は、図１をＳ４−Ｓ４線で切った面を概略的に示す断面図である。
【００１６】
図２から図４までに示されるように、端面発光型ＬＥＤアレイ１００は、半絶縁性の半導体基板１０１上に半導体エピタキシャル層を積層させて構成されたエピタキシャルウエハ（以下「エピウエハ」という。）１０２を有している。
【００１７】
図２から図４までに示されるように、エピウエハ１０２は、半導体基板１０１上に形成された半絶縁性のバッファ層１０３と、このバッファ層１０３上に形成された第１導電型の下部クラッド層１０４と、この下部クラッド層１０４上に形成された第１導電型の活性層１０５と、この活性層１０５上に形成された第１導電型の上部クラッド層１０６と、この上部クラッド層１０６上に形成され、電極とのオーミックコンタクトを形成するための第１導電型のコンタクト層１０７とを有している。第１の実施形態においては、第１導電型はｎ型であり、第２導電型はｐ型である。
【００１８】
半導体基板１０１は、例えば、半絶縁性のｎ型ＧａＡｓ基板であり、バッファ層１０３は、例えば、半絶縁性ＧａＡｓエピタキシャル層（以下「ＧａＡｓバッファ層」という。）である。ただし、半導体基板１０１を、ｐ型ＧａＡｓ基板とし、バッファ層１０３を、ｐ型ＧａＡｓエピタキシャル層とすることもできる。また、前記半導体基板がｎ型ＧａＡｓ基板で、該半導体基板と前記ｎ型の活性層の間に半絶縁性又はｐ型半導体層を設けることもできる。
【００１９】
下部クラッド層１０４は、例えば、ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓエピタキシャル層（以下「ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層」という。）であり、活性層１０５は、例えば、ｎ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓエピタキシャル層（以下「ｎ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層」という。）である。また、上部クラッド層１０６は、例えば、ｎ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓエピタキシャル層（以下「ｎ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層」という。）であり、コンタクト層１０７は、例えば、ｎ型ＧａＡｓエピタキシャル層である。ここで、０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１であり、ｙ＜ｘ、ｙ＜ｚである。また、ｘ＝ｚである場合と、ｘ≠ｚである場合とがある。第１導電型不純物は、例えば、Ｓｉである。また、各半導体エピタキシャル層は、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相蒸着）法により形成することができる。
【００２０】
また、図２又は図３に示されるように、エピウエハ１０２は、半導体エピタキシャル層の主面の所定範囲（第２導電型半導体領域１０８が形成される領域の上部）から第２導電型不純物を拡散させて形成された領域であって、少なくとも活性層１０５に達するように形成された複数個（図２には１個、図３には２個を示す。）の第２導電型半導体領域１０８を有している。第２導電型半導体領域１０８のフロント面１０８ａは、活性層１０５内にある。ここで、第２導電型不純物は、例えば、Ｚｎである。
【００２１】
また、図４に示されるように、エピウエハ１０２は、半導体エピタキシャル層の主面の所定範囲（素子分離領域１０９が形成される領域の上部）から第２導電型不純物を拡散させて形成された素子分離領域１０９を有している。素子分離領域１０９は、半導体エピタキシャル層が電気的に絶縁された複数のブロック（図１における１２０）から構成され、複数のブロック１２０のそれぞれが所定個数の第２導電型半導体領域１０８（図１における発光部１０８ｂに相当する。）を含むように半導体エピタキシャル層を分離している。ここで、第２導電型不純物は、例えば、Ｚｎ又は炭素である。素子分離領域１０９は、少なくとも第２導電型半導体領域１０８より深く形成されている。図４においては、素子分離領域１０９は、半導体基板１０１の上面に達する深さに形成されている。ただし、素子分離領域１０９をバッファ層１０３の上面に達する深さに形成してもよい。また、素子分離領域１０９はエッチング溝で形成することもできる。
【００２２】
また、図２から図４までに示されるように、端面発光型ＬＥＤアレイ１００は、コンタクト層１０７上に形成された第１導電側電極１１０と、第１導電側電極１１０、コンタクト層１０７、及び上部クラッド層１０６の表面を覆う層間絶縁膜１１１と、第２導電型半導体領域１０８上に形成された第２導電型のコンタクト層の島１１２と、層間絶縁膜１１１及びコンタクト層の島１１２の上に形成された第２導電側電極１１３とを有している。図２及び図３に示されるように、コンタクト層の島１１２は、コンタクト層１０７がエッチング除去された領域（エッチング領域）１０７ａによって、第１導電型のコンタクト層１０７と離間している。コンタクト層の島１１２は、第２導電型不純物のドーピングによって第２導電型に構成されている。また、図１に示されるように、第２導電側電極１１３の各々は幅広に形成されており、少なくとも対応する複数個の第２導電型半導体領域１０８の上面のほぼ全域を覆うように形成されている。これは、第２導電型半導体領域１０８で発生した光を第２導電側電極１１３で反射して、エピウエハ１０２の端面から光ＬＯＵＴを放出させるためである。
【００２３】
また、図１に示されるように、端面発光型ＬＥＤアレイ１００の各ブロック１２０は、複数（図１においては８個）の発光部１０８ｂ（第２導電型半導体領域１０８）を含んでいる。図１に示されるように、端面発光型ＬＥＤアレイ１００の各ブロック１２０には、第１導電側電極１１０と、この第１導電側電極１１０に接続された第１導電側の電極線１１０ａと、この電極線１１０ａに接続されたワイヤボンディング用の電極パッド１１０ｂが備えられている。また、図１に示されるように、端面発光型ＬＥＤアレイ１００には、複数のブロック１２０に共通する複数本（図１においては８本）の共通配線１１４と、発光部１０８ｂ及び共通配線１１４に接続された第２導電側の電極線１１３ａと、この電極線１１３ａに接続されたワイヤボンディング用の電極パッド１１３ｂが備えられている。なお、図１には、層間絶縁膜１１１を描いていないが、共通配線１１４と電極線１１３ａとを接続するための層間絶縁膜１１１の開口部１１１ａは描いている。
【００２４】
図５は、本発明の第１の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ１００の第２導電型半導体領域１０８の形成工程を示す断面図である。図５は、図１をＳ２―Ｓ２線で切る面に対応する。したがって、図５において、図２の構成要素と同一の構成要素には同じ符号を付す。
【００２５】
図５に示されるように、第２導電型半導体領域１０８の形成に際しては、エピウエハ１０２を用いる。半導体エピタキシャル層のコンタクト層１０７の上面にマスク２０１を形成する。マスク２０１は、第２導電型半導体領域１０８が形成される部分（コンタクト層の島１１２が形成される部分）に開口部２０１ａを有する。マスク２０１は、例えば、酸化膜又は窒化膜等の誘電体膜である。
【００２６】
次に、マスク２０１が形成された半導体エピタキシャル層上に第２導電型不純物を含む拡散源膜２０２を形成する。拡散源膜２０２は、例えば、ＺｎＳｉＯ２等のようなＺｎを含む膜である。
【００２７】
次に、拡散源膜２０２上にアニールキャップ膜２０３を形成する。アニールキャップ膜２０３は、例えば、酸化膜又は窒化膜等の誘電体膜である。
【００２８】
その後、マスク２０１、拡散源膜２０２、及びアニールキャップ膜２０３を備えたエピウエハ１０２をアニールし、拡散源膜２０２に含まれる第２導電型不純物（例えば、Ｚｎ）をマスク２０１の開口部２０１ａを通して半導体エピタキシャル層に拡散させて第２導電型半導体領域１０８（図２に示される）を形成する。
【００２９】
図６は、本発明の第１の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ１００の素子分離領域１０９の形成工程を示す断面図である。図６は、図１をＳ４―Ｓ４線で切る面に対応する。したがって、図６において、図４の構成要素と同一の構成要素には同じ符号を付す。
【００３０】
図６に示されるように、素子分離領域１０９の形成工程は、第２導電型不純物の拡散深さ及び拡散領域を除いて、第２導電型半導体領域１０８の形成工程と同様に行われる。なお、素子分離領域１０９の形成は、第２導電型半導体領域１０８の形成と別の工程で行うことができる。ただし、素子分離領域１０９の形成を、第２導電型半導体領域１０８の形成と同じ工程で行うこともできる。この場合には、第２導電型半導体領域１０８の形成領域と素子分離領域１０９の形成領域の両方に開口部２０１ａ及び２０１ｂを有するマスク２０１を用い、かつ、拡散領域の浅い第２導電型半導体領域１０８の形成領域に拡散制限膜（図示せず）を設け、その上に拡散源膜２０１を形成してアニール工程を施せばよい。
【００３１】
また、エピウエハ１０２は、下部クラッド層１０４のエネルギーバンドギャップをＥｇ（１０４）とし、活性層１０５のエネルギーバンドギャップをＥｇ（１０５）とし、上部クラッド層１０６のエネルギーバンドギャップをＥｇ（１０６）としたときに、
Ｅｇ（１０４）＞Ｅｇ（１０５）                    …（１）
Ｅｇ（１０６）＞Ｅｇ（１０５）                    …（２）
の条件を満たすように構成されている。ＡｌＧａＡｓ半導体エピタキシャル層のエネルギーバンドギャップはＡｌの組成比に応じて変化するので、Ａｌの組成比を調整することによって条件（１）及び（２）を満足させることができる。
【００３２】
また、エピウエハ１０２は、下部クラッド層１０４内における第２導電型不純物の拡散速度をＶ（１０４）とし、上部クラッド層１０６における第２導電型不純物の拡散速度をＶ（１０６）としたときに、
Ｖ（１０６）＜Ｖ（１０４）                        …（３）
の条件を満たすように構成されている。ＡｌＧａＡｓ半導体エピタキシャル層を使用し、第２導電型不純物としＺｎを使用する場合には、Ａｌの組成比が大きいほどＺｎ拡散速度が大きい。このため、上部クラッド層１０６であるｎ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層におけるＺｎの拡散速度をＶＺｎ（１０６）とし、下部クラッド層１０４であるｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層におけるＺｎの拡散速度をＶＺｎ（１０４）としたときに、
ＶＺｎ（１０６）＜ＶＺｎ（１０４）                …（４）
の条件を満たすためには、ｚ＜ｘの条件を満足させればよい。このような条件（３）又は（４）を満足させて下部クラッド層１０４における拡散速度を早くした場合には、上部クラッド層１０６及び活性層１０５を通して進入した不純物を下部クラッド層１０４において容易に拡散させることができるので素子分離領域１０９の深さを容易に深くすることができる。
【００３３】
エネルギーバンドギャップに関する条件（１）及び（２）並びに拡散速度に関する条件（３）又は（４）を満たす組成としては、例えば、ｘ＝０．６、ｙ＝０．１５、ｚ＝０．４がある。すなわち、下部クラッド層（ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓクラッド層）１０４をｎ型Ａｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓ層とし、活性層（ｎ型ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ活性層１０５）をｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とし、上部クラッド層（ｎ型ＡｌｚＧａ１−ｚＡｓクラッド層）１０６をｎ型Ａｌ０．４Ｇａ０．６Ａｓ層とすることによって、条件（１）及び（２）を満たすことができる。ただし、必ずしもｘ＝ｚである必要はない。
【００３４】
図７は、第１の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ１００の回路図である。図７において、１０９は素子分離領域、１１０ｂは第１導電側の電極パッド、１１３ｂは第２導電側の電極パッド、１１４は共通配線、１２０（ＢＬ１〜ＢＬ８）はブロック、ｄ１〜ｄ８はＬＥＤ（図１の発光部１０８ｂ）を示す。図４には、８個のブロックＢＬ１〜ＢＬ８、及び、各ブロック毎の８個のＬＥＤｄ１〜ｄ８が示されているが、ブロック数及び各ブロック毎のＬＥＤ数は８個に限定されない。
【００３５】
図７においてブロックＢＬ１にあるＬＥＤｄ１を点灯させる場合には、ブロックＢＬ１にあるｐ側の電極１１３ｂからブロックＢＬ１にあるｎ側の電極パッド１１０ｂに電流を流す。また、ブロックＢＬ１にあるＬＥＤｄ２を点灯させる場合には、ブロックＢＬ２にあるｐ側電極１１３ｂからブロックＢＬ１にあるｎ側の電極パッド１１０ｂに電流を流す。このように、各ブロックＢＬ１〜ＢＬ８のＬＥＤｄ１〜ｄ８の点灯・非点灯をマトリクス駆動させることができる。
【００３６】
各ｎ型領域のブロック１２０は素子分離領域１０９によって電気的に絶縁された分離構造となっているので、複数のＬＥＤが結線されているｐ側の電極パッド１１３ｂを選択してもｎ側の電極パッド１１０ｂが選択されたｎ型領域ブロック内にあるＬＥＤのみを点灯させることができる。ｎ側の電極パッド１１０ｂとｐ側の電極パッド１１３ｂとの間に順方向電圧を印加すると、第２導電型半導体領域１０８とｎ型領域との間のｐｎ接合を介して、ｐ側領域であるＺｎ拡散領域（第２導電型半導体領域１０８）に少数キャリアとしての電子が注入され、ｎ側領域に少数キャリアとしての正孔が注入される。ＧａＡｓコンタクト層１０７にはエッチング領域１０７ａによりｐｎ接合が存在しない。ＧａＡｓのエネルギーバンドギャップはＡｌｙＧａ１−ｙＡｓのエネルギーバンドギャップよりも小さいので、ＧａＡｓ層内にｐｎ接合が形成されている場合には、ＧａＡｓ層内に形成されているｐｎ接合を介してキャリアの注入が起こる。この場合には、発光はＧａＡｓ層での発光が主となってしまうので、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓのエネルギーバンドギャップに相当した発光波長の光が得られなくなる。第１の実施形態のエピウエハ１０２を用いた端面発光型ＬＥＤアレイ１００においては、エッチング領域１０７ａを設けたことにより、表面のＧａＡｓ層へのキャリアの注入はない。
【００３７】
一方、上部クラッド層１０６のエネルギーバンドギャップＥｇ（１０６）は活性層１０５のエネルギーバンドギャップＥｇ（１０５）よりも大きくしてあるため、少数キャリアは活性層１０５内のｐｎ接合を介してのみ注入される。また、活性層内のｐｎ接合を介して注入された正孔及び電子は、下部クラッド層１０４と活性層１０５の界面に存在するエネルギー障壁及び上部クラッド層１０６と活性層１０５の界面に存在するエネルギー障壁によって下部クラッド層１０４及び上部クラッド層１０６へは拡散できない。すなわち、注入キャリアは活性層１０５内に閉じ込められ、発光効率が高くなる。また、光の発光波長は活性層１０５のＡｌ組成で決まるエネルギーバンドギャップに相当する発光波長となる。
【００３８】
以上に説明したように、第１の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ１００においては、複数の第２導電型半導体領域１０８が半導体エピタキシャル層の主面の所定範囲から第２導電型不純物を拡散させて形成された領域であるので、複数の第２導電型半導体領域１０８の形成にエッチング工程が不要となり、製造プロセスの簡素化、ひいては製造コストの削減を図ることができる。
【００３９】
また、第１の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ１００においては、第２導電型半導体領域１０８の上面を幅広く第２導電側電極１１３で被覆しているので、第２導電側電極で反射した光を端面から取り出すことができる。
【００４０】
また、第１の実施形態の端面発光型ＬＥＤアレイ１００においては、発光領域１０８ｂ上面を幅広く第２導電側電極１１３で被覆しているため、活性層１０５内の接合部全面に電流が広がる。そのため、Ｚｎ拡散領域である第２導電型半導体領域１０８の深さを浅くすることができ、活性層１０５の厚さを非常に薄くできる。例えば、Ｚｎ拡散深さを０．２μｍ、活性層の厚さを０．４μｍと非常に薄くできる。上面方向へ放出された光の薄い活性層１０５内における吸収は少ないため、上面方向に放射され第２導電側電極１１３で反射した光を効率よく端面から取り出すことができる。また、半導体エピタキシャル層の厚さを非常に薄くすることにより、半導体ウエハの低コスト化も実現できる。さらに、Ｚｎ拡散がほぼ単一組成の半導体層への拡散となるため非常に高精度な拡散制御が可能となり、０．２μｍのような非常に浅い拡散の場合でもばらつきを小さく制御することができる。
【００４１】
また、第１の実施形態の端面発光型ＬＥＤアレイ１００においては、ＬＥＤアレイチップの端面から光を取り出す構造としたので、即ち、光取り出し領域を電極によって被覆されない端面としたので、電極加工ばらつきに起因する発光強度の変動が生じない。さらに、電極コンタクトの面積を大きくとれるため、ＬＥＤを高密度に集積してＬＥＤのサイズが小さくなった場合でも良好な電極コンタクトを形成できる。
【００４２】
なお、上記説明においては、下部クラッド層１０４が第１導電型である場合について説明したが、下部クラッド層１０４を半絶縁性又はノンドープ又は第２導電型としてもよい。また、上記説明においては、半導体材料として、ＡｌｔＧａ１−ｔＡｓ（ｔ≧０）を用いた場合について述べたが、発光素子を形成できる半導体材料であれば、ＧａＩｎＡｓＰ又はＡｌＧａＡｓＰ等のような他の半導体材料を用いてもよい。
【００４３】
第２の実施形態
図８は、本発明の第２の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ２００を概略的に示す断面図である。図８は、図１をＳ２−Ｓ２線で切った面に相当する。図８において、図２と同一又は対応する構成には、同一の符号を付す。
【００４４】
第２の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ２００は、第２導電型半導体領域１０８が半導体エピタキシャル層の端面（図８における側面）に達しており、第２導電型半導体領域１０８である半導体エピタキシャル層の端面を覆う保護膜１３０を有する点のみが、上記第１の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ１００と相違する。保護膜１３０としては、ガラス膜、窒化珪素膜、又は、樹脂膜等が用いられる。保護膜１３０を設けた場合には、第２導電型不純物拡散層１０８を発光端面まで延在させた形状とすることができるので、発光した光が活性層１０５に再吸収されにくくなり、発光強度を向上させることができる。なお、第２の実施形態において、上記以外の点は、上記第１の実施形態と同じである。
【００４５】
第３の実施形態
図９は、本発明の第３の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ３００を概略的に示す断面図である。図９は、図１をＳ３−Ｓ３線で切った面に相当する。図９において、図３と同一又は対応する構成には、同一の符号を付す。
【００４６】
第３の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ３００は、図３における上部クラッド層１０６を備えていない点のみが、上記第１又は第２の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ１００又は２００と相違する。第３の実施形態においては、半導体エピタキシャル層の厚さを薄くすることができ、Ｚｎ拡散領域の活性層内の深さを浅くすることが容易なため、Ｚｎ拡散領域へ注入される少数キャリアである電子の密度を高くすることができる。したがって、より一層発光効率を高くできる。なお、第３の実施形態において、上記以外の点は、上記第１又は第２の実施形態と同じである。
【００４７】
第４の実施形態
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ４００を概略的に示す断面図である。図１０は、図１をＳ３−Ｓ３線で切った面に相当する。図１０において、図３と同一又は対応する構成には、同一の符号を付す。
【００４８】
第４の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ４００は、図３における下部クラッド層１０４を備えていない点のみが、上記第１又は第２の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ１００又は２００と相違する。なお、第４の実施形態において、上記以外の点は、上記第１又は第２の実施形態と同じである。
【００４９】
第５の実施形態
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ５００を概略的に示す断面図である。図１１は、図１をＳ２−Ｓ２線で切った面に相当する。図１１において、図２と同一又は対応する構成には、同一の符号を付す。
【００５０】
第５の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ５００は、第２導電型半導体領域１０８のフロント面１０８ａが下部クラッド層１０３の中にまで達している点のみが、上記第１又は第２の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ１００又は２００と相違する。なお、第５の実施形態において、上記以外の点は、上記第１又は第２の実施形態と同じである。
【００５１】
第６の実施形態
図１２は、本発明の第６の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ６００を概略的に示す断面図である。図１２は、図１をＳ３−Ｓ３線で切った面に相当する。また、図１３は、本発明の第６の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ６００を概略的に示す平面である。図１２において、図３と同一又は対応する構成には、同一の符号を付す。
【００５２】
第６の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ６００は、第１導電側電極１１０を第１導電型半導体基板６０１の下面に備えた点が、上記第１又は第２の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ１００又は２００と相違する。この場合には、ＬＥＤアレイチップの上面に第１導電側電極をなくすることができるので、例えば、図１３に示されるように、第２導電側の電極パッド１１３ｂを発光領域毎に形成することが可能になる。なお、第６の実施形態において、上記以外の点は、上記第１又は第２の実施形態と同じである。また、他の実施形態のＬＥＤアレイに、図１２に示されるような、基板６０１下面の第１導電側電極を設けることもできる。
【００５３】
第７の実施形態
図１４は、本発明の第７の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ７００を概略的に示す断面図である。図１４は、図１をＳ３−Ｓ３線で切った面に相当する。図１４において、図３と同一又は対応する構成には、同一の符号を付す。
【００５４】
第７の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ７００は、図３におけるバッファ層１０３と下部クラッド層１０４との間に半導体層１２１を備えている点のみが、上記第１又は第２の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイ１００又は２００と相違する。
【００５５】
また、図１５は、本発明の第７の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイの変形例７０１を概略的に示す断面図である。図１５は、図１をＳ３−Ｓ３線で切った面に相当する。図１５において、図１４と同一又は対応する構成には、同一の符号を付す。端面発光型ＬＥＤアレイ７０１は、図３における上部クラッド層１０６とコンタクト層１０７との間に半導体層１２２を備えている点のみが、図１４の端面発光型ＬＥＤアレイ７００と相違する。
【００５６】
半導体層１２１又は１２２は、第１導電型領域或いは第２導電型領域の導通層としての機能、又は、層間の絶縁層としての機能を持たせることができる。なお、第７の実施形態において、上記以外の点は、上記第１又は第２の実施形態と同じである。
【００５７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の端面発光型ＬＥＤアレイによれば、複数の第２導電型半導体領域が半導体エピタキシャル層の主面の所定範囲から第２導電型不純物を拡散させて形成された領域であるので、複数の第２導電型半導体領域の形成にエッチング工程が不要となり、製造プロセスの簡素化、ひいては製造コストの削減を図ることができるという効果がある。
【００５８】
また、本発明の端面発光型ＬＥＤアレイにおいては、第２導電型半導体領域の上面を幅広く第２導電側電極で被覆しているので、第２導電側電極で反射した光を効率よく端面から取り出すことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイの一部を概略的に示す平面図である。
【図２】  図１をＳ２−Ｓ２線で切った面を概略的に示す断面図である。
【図３】  図１をＳ３−Ｓ３線で切った面を概略的に示す断面図である。
【図４】  図１をＳ４−Ｓ４線で切った面を概略的に示す断面図である。
【図５】  本発明の第１の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイの第２導電型半導体領域の形成工程を示す断面図である。
【図６】  本発明の第１の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイの素子分離領域の形成工程を示す断面図である。
【図７】  本発明の第１の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイの回路図である。
【図８】  本発明の第２の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイを概略的に示す断面図である。
【図９】  本発明の第３の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイを概略的に示す断面図である。
【図１０】  本発明の第４の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイを概略的に示す断面図である。
【図１１】  本発明の第５の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイを概略的に示す断面図である。
【図１２】  本発明の第６の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイを概略的に示す断面図である。
【図１３】  本発明の第６の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイの一部を概略的に示す平面図である。
【図１４】  本発明の第７の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイを概略的に示す断面図である。
【図１５】  本発明の第７の実施形態に係る端面発光型ＬＥＤアレイの変形例を概略的に示す断面図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００，４００，５００，６００，７００，７０１  端面発光型ＬＥＤアレイ、  １０１，６０１  半導体基板、  １０２  エピタキシャルウエハ（エピウエハ）、  １０３  バッファ層、  １０４  下部クラッド層、  １０５  活性層、  １０６  上部クラッド層、  １０７  コンタクト層、  １０７ａ  エッチング領域、  １０８  第２導電型半導体領域、  １０８ａ  拡散領域のフロント面、  １０８ｂ  発光部、  １０９  素子分離領域、  １０９ａ  素子分離領域が形成される領域、  １１０  第１導電側電極、  １１０ａ  第１導電側の電極線、  １１０ｂ  第１導電側の電極パッド、  １１１  層間絶縁膜、  １１１ａ  層間絶縁膜の開口部、  １１２  第２導電型コンタクト層の島、１１３  第２導電側電極、  １１３ａ  第２導電側の電極線、  １１３ｂ  第２導電側の電極パッド、  １１４  共通配線、  １２０（ＢＬ１〜ＢＬ８）  ブロック、  １３０  保護膜、  ２０１  マスク、  ２０１ａ，２０１ｂ  マスクの開口部、  ２０２  拡散源膜、  ２０３  アニールキャップ膜。
【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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