(57)【要約】【課題】従来と比してより安定して動作する半導体複合装置、光プリントヘッド、及び画像形成装置を実現する。【解決手段】３端子発光素子２のゲート層２７上の、絶縁膜４１に形成されたゲートコンタクト開口４３から露出する部分に、絶縁膜４１に接触しないようにゲートコンタクト電極１３を形成するようにした。これにより、ゲートコンタクト電極１３と絶縁膜４１との接触部分が存在しなくなり、ゲートコンタクト電極１３とゲート層２７とを反応させる為の熱処理時に激しく反応してしまう部分であったゲートコンタクト電極１３と絶縁膜４１のゲートコンタクト開口４３との境界部分も存在しなくなる為、ゲートコンタクト電極１３を形成する際の異常な反応を防ぐことができる。かくして、従来と比べて、より安定して動作することができる。【選択図】図２
2017084992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐｎｐｎ構造を含みアノード端子、カソード端子及びゲート端子を有する３端子発光素子を備える半導体複合装置であって、
前記３端子発光素子は、
前記ｐｎｐｎ構造を形成する複数層の１つであるゲート層と、
前記ゲート層を覆う絶縁膜と、
前記ゲート層上の、前記絶縁膜に形成されたゲートコンタクト開口から露出する部分に形成されたゲートコンタクト電極と
を有し、
前記ゲートコンタクト電極は、
前記絶縁膜に接触しないように、前記ゲート層上の前記ゲートコンタクト開口から露出する部分に形成されている
ことを特徴とする半導体複合装置。
【請求項２】
前記３端子発光素子は、
発光サイリスタである
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体複合装置。
【請求項３】
前記発光サイリスタは、
ｐ型のアノード層と、ｎ型のゲート層と、ｐ型層と、活性層と、ｎ型層と、ｎ型のカソード層とからなるｐｎｐｎ構造を有している
ことを特徴とする請求項２に記載の半導体複合装置。
【請求項４】
前記ｐ型層は、ｐ型のクラッド層であり、
前記ｎ型層は、ｎ型のクラッド層である
ことを特徴とする請求項３に記載の半導体複合装置。
【請求項５】
前記活性層は、
ｎ型、ｐ型、もしくはノンドープである
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の半導体複合装置。
【請求項６】
前記３端子発光素子は、
前記ｐｎｐｎ構造を形成する複数層の１つであるカソード層と、
前記ゲート層とともに前記カソード層を覆う前記絶縁膜と、
前記カソード層上の、前記絶縁膜に形成されたカソードコンタクト開口から露出する部分に形成されたカソードコンタクト電極と
を有し、
前記カソードコンタクト電極は、
前記絶縁膜と接触するように、前記ゲート層上の前記ゲートコンタクト開口から露出する部分に形成されている
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の半導体複合装置。
【請求項７】
前記ゲートコンタクト電極と前記カソードコンタクト電極は、
Ａｕ、Ｇｅ、Ｎｉからなる合金又はこれらの積層構造でなる
ことを特徴とする請求項６に記載の半導体複合装置。
【請求項８】
前記３端子発光素子は、
前記ゲートコンタクト電極と前記ゲートコンタクト開口とを覆うように形成され、前記ゲートコンタクト電極、前記絶縁膜、及び前記ゲート層のそれぞれと接触するゲート接続配線をさらに有し、
前記ゲート接続配線は、
前記ゲート層と反応する反応層と反応しない非反応層とを有し、前記非反応層が前記ゲート層と接触している
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の半導体複合装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の半導体複合装置を有することを特徴とする光プリントヘッド。
【請求項１０】
請求項９に記載の光プリントヘッドを有する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、半導体複合装置、光プリントヘッド及び画像形成装置に関するものであり、例えば、３端子発光素子を有する半導体複合装置、当該半導体複合装置を備えた光プリントヘッド、及び当該光プリントヘッドを備えた画像形成装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、３端子発光素子を有する半導体複合装置では、ＧａＡｓ系半導体をＰ１層−Ｎ１層−Ｐ２層−Ｎ２層の順に積層してなる半導体層を加工して、Ｐ１層にアノードコンタクト電極、Ｎ１層にゲートコンタクト電極、Ｎ２層にカソードコンタクト電極を形成することで、３端子発光素子を形成するようになっていた（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
さらに、従来の半導体複合装置では、３端子発光素子のＮ１層にゲートコンタクト電極を形成する際、まずＮ１層の表面を絶縁膜で覆うことにより保護したうえで、この絶縁膜にＮ１層を露出させるコンタクト開口を開け、このコンタクト開口をゲートコンタクト電極で蓋をするように覆うことでゲートコンタクト電極を形成するようになっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１８８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来の半導体複合装置では、低抵抗のゲートコンタクト電極を形成する為に、熱処理によりゲートコンタクト電極とＮ１層とを反応させているが、このとき、図９に示すように、ゲートコンタクト電極３００とＮ１層３０１との接触部分のうち、ゲートコンタクト電極３００と絶縁膜３０２のコンタクト開口３０２Ａとの境界部分Ｐが、他の部分より激しく反応することが確認されている。そして、このような異常な反応によって、ゲートコンタクト電極３００がスパイクを形成してＮ１層３０１を付き抜けて下層のＰ２層（図示せず）まで到達してしまうと、ゲートコンタクト電極３００とＰ２層とがショートして３端子発光素子が正常に動作しなくなる。
【０００６】
このように、従来の半導体複合装置では、ゲートコンタクト電極を形成する為の熱処理時に、ゲートコンタクト電極と絶縁膜のコンタクト開口との境界部分が他の部分と比べて激しく反応することがあり、この結果、３端子発光素子が正常に動作しなくなるという問題を有していた。
【０００７】
本発明は以上の点を考慮したものであり、従来と比してより安定して動作する半導体複合装置、光プリントヘッド及び画像形成装置を提案しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、ｐｎｐｎ構造を含みアノード端子、カソード端子及びゲート端子を有する３端子発光素子を備える半導体複合装置であって、前記３端子発光素子は、前記ｐｎｐｎ構造を形成する複数層の１つであるゲート層と、前記ゲート層を覆う絶縁膜と、前記ゲート層上の、前記絶縁膜に形成されたゲートコンタクト開口から露出する部分に形成されたゲートコンタクト電極とを有し、前記ゲートコンタクト電極を、前記絶縁膜に接触しないように、前記ゲート層上の前記ゲートコンタクト開口から露出する部分に形成するようにした。
【０００９】
こうすることで、ゲートコンタクト電極と絶縁膜との接触部分が存在しなくなるとともに、熱処理時に激しく反応してしまう部分であったゲートコンタクト電極と絶縁膜のコンタクト開口との境界部分が存在しなくなる為、ゲートコンタクト電極を形成する際の異常な反応を防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１０】
かくして、本発明は、従来と比してより安定して動作する半導体複合装置、光プリントヘッド、及び画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施の形態における半導体複合装置の構成を示す平面図である。
【図２】第１の実施の形態における半導体複合装置の構成を示す断面図である。
【図３】第１の実施の形態における製造途中の半導体薄膜を示す断面図である。
【図４】第１の実施の形態におけるゲート接続配線の構成を示す断面図である。
【図５】第２の実施の形態における半導体複合装置の構成を示す平面図である。
【図６】第２の実施の形態における半導体複合装置の構成を示す断面図である。
【図７】第３の実施の形態における光プリントヘッドの構成を示す側面図である。
【図８】第４の実施の形態における画像形成装置の構成を示す側面図である。
【図９】従来の半導体複合装置のゲートコンタクト電極周辺の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための形態（以下、これを実施の形態と呼ぶ）について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１３】
［１．第１の実施の形態］
［１−１．半導体複合装置の構成］
図１及び図２に、第１の実施の形態の半導体複合装置１の構成を示す。尚、図１は、半導体複合装置１を表面側から見た場合の平面図であり、図２は、図１に示す半導体複合装置１をＡ−Ａ´線で切断した場合のＡ−Ａ´線断面図である。尚、ここでは、半導体複合装置１の裏面から表面へ向う方向を上方向、その逆を下方向とする。また、図１は、構造を分かり易くする為、後述する絶縁膜４１を省略した図となっている。
【００１４】
この半導体複合装置１は、１列に並べられた複数の３端子発光素子２を有する３端子発光素子アレイ３を形成する半導体薄膜４と、３端子発光素子アレイ３を駆動する為のドライバＩＣ５とで構成され、ドライバＩＣ５上に、ｐｎｐｎ構造でなる半導体薄膜４が接合されている。尚、半導体薄膜４の構造については後述する。尚、半導体薄膜４の３端子発光素子２は、例えば発光サイリスタであり、３端子発光素子アレイ３は１列に並べられた複数の発光サイリスタを有する発光サイリスタアレイである。
【００１５】
ドライバＩＣ５は、表面及び裏面が長方形である板状でなり、表面の矢印Ｂで示す短手方向の一端側寄りに矢印Ｃで示す長手方向に沿って薄膜状の半導体薄膜４が接合されている。半導体薄膜４は、長手方向に１列に並べられた複数の３端子発光素子２を有している。
【００１６】
また、ドライバＩＣ５の表面には、半導体薄膜４とドライバＩＣ５の短手方向の一端側の長辺との間に、複数の３端子発光素子２のそれぞれのアノード接続配線１０と接続される複数のアノード接続パッド１１が長手方向に並べて形成されている。尚、アノード接続配線１０は、アノードコンタクト電極にもなっている。さらに、ドライバＩＣ５の表面の短手方向の他端側寄りには、複数の外部接続パッド１２が長手方向に並べて形成されている。
【００１７】
さらに、ドライバＩＣ５の表面の半導体薄膜４と外部接続パッド１２との間には、複数の３端子発光素子２のそれぞれのゲートコンタクト電極１３とゲート接続配線１４を介して接続される複数のゲート接続パッド１５が長手方向に並べて形成されている。さらに、ドライバＩＣ５の表面のゲート接続パッド１５間には、複数の３端子発光素子２のそれぞれのカソードコンタクト電極１６とカソード接続配線１７を介して接続される複数のカソード接続パッド１８が長手方向に並べて形成されている。
【００１８】
ドライバＩＣ５は、外部接続パッド１２を介して接続された図示しない外部駆動回路から供給される制御信号や駆動電力によって複数の３端子発光素子２のそれぞれを駆動（つまり発光）させる。すなわち、ドライバＩＣ５は、アノード接続パッド１１、ゲート接続パッド１５、カソード接続パッド１８を介して、３端子発光素子２のアノード接続配線１０、ゲートコンタクト電極１３、及びカソードコンタクト電極１６の電位を制御することで、３端子発光素子２のアノード接続配線１０からカソードコンタクト電極１６へと電流を流して３端子発光素子２を駆動させるようになっている。
【００１９】
［１−２．半導体複合装置の製造手順］
ここで、図３を用いて、この半導体複合装置１の製造手順について説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、半導体薄膜４となる半導体層構造を生成する為に、ＧａＡｓからなる成長基板２０上に、公知のＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法などを用いて、ＧａＡｓからなるバッファ層２１と、ＡｌＡｓからなる剥離層２２を順に成膜する。
【００２０】
次に、剥離層２２上にｎ型層としてのｎ−ＧａＡｓからなるカソード層２３、ｎ型層としてのｎ−Ａｌ０．４Ｇａ０．６Ａｓからなるｎクラッド層２４、ｎ型層としてのｎ−Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓからなる活性層２５、ｐ型層としてのｐ−Ａｌ０．４Ｇａ０．６Ａｓからなるｐクラッド層２６、ｎ型層としてのｎ−Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓからなるゲート層２７、ｐ型層としてのｐ−Ａｌ０．４Ｇａ０．６Ａｓからなるアノード層２８、ｐ型層としてのｐ−ＧａＡｓからなるアノードコンタクト層２９を順に成膜する。
【００２１】
次に、図３（Ｂ）に示すように、剥離層２２を例えば塩酸などにより選択的にエッチングすることで、成長基板２０から剥離層２２上に成膜された部分を半導体薄膜４として剥離する。このようにしてｐｎｐｎ構造の半導体薄膜４が生成される。
【００２２】
次に、このようにして生成した半導体薄膜４を、ドライバＩＣ５の表面に接合する。尚、図２に示すように、ドライバＩＣ５の表面には、凹凸を軽減させる為の有機又は無機の絶縁膜からなる平坦化層４０が形成されていて、半導体薄膜４は、この平坦化層４０上に接合されるようになっている。尚、ドライバＩＣ５には、平坦化層４０にくわえて、図１に示すアノード接続パッド１１、ゲート接続パッド１５、カソード接続パッド１８も事前に形成されている。
【００２３】
その後、燐酸過水などを用いる公知のエッチング技術によって、半導体薄膜４を図２の形状に加工する。具体的には、ゲートコンタクト電極１３を形成する箇所となるゲート層２７の表面の一部と、カソードコンタクト電極１６を形成する箇所となるカソード層２３の表面の一部とが露出するように、半導体薄膜４を加工する。
【００２４】
その後、ドライバＩＣ５及び半導体薄膜４の表面に、保護層及び配線の乗り越え層となる例えばＳｉＮからなる無機の絶縁膜４１を形成する。さらに、絶縁膜４１によって覆われている半導体薄膜４の表面全体のうち、アノード接続配線１０と接続する箇所と、ゲートコンタクト電極１３を形成する箇所と、カソードコンタクト電極１６を形成する箇所の計３箇所を露出させるように、公知のエッチング技術によって、絶縁膜４１の対応する３箇所にそれぞれコンタクト開口４２、４３、４４を形成する。尚、コンタクト開口４２、４３、４４を、それぞれアノードコンタクト開口４２、ゲートコンタクト開口４３、カソードコンタクト開口４４と呼ぶ。
【００２５】
次に、真空蒸着法やスパッタ法といった公知の金属膜形成技術によって、ゲートコンタクト開口４３から露出するゲート層２７上のゲートコンタクト電極１３を形成する箇所と、カソードコンタクト開口４４から露出するカソード層２３上のカソードコンタクト電極１６を形成する箇所とに、例えばＡｕ、Ｇｅ、Ｎｉからなる合金又はこれらの積層構造でなるゲートコンタクト電極１３とカソードコンタクト電極１６とを形成する。
【００２６】
このとき、ゲートコンタクト電極１３は、絶縁膜４１とは接触しないようにゲートコンタクト開口４３内に収まる大きさで形成される。同様に、カソードコンタクト電極１６も、絶縁膜４１とは接触しないようにカソードコンタクト開口４４内に収まる大きさで形成される。尚、ゲートコンタクト電極１３とカソードコンタクト電極１６は、同一構造の為、同時に形成される。
【００２７】
次に、アノードコンタクト開口４２から露出するアノードコンタクト層２９とアノード接続パッド１１とを接続するアノード接続配線１０と、ゲートコンタクト電極１３とゲート接続パッド１５とを接続するゲート接続配線１４と、カソードコンタクト電極１６とカソード接続パッド１８とを接続するカソード接続配線１７とを形成する。
【００２８】
尚、ゲート接続配線１４は、ゲートコンタクト電極１３とゲートコンタクト開口４３を覆うように形成され、同様に、カソード接続配線１７は、カソードコンタクト電極１６とカソードコンタクト開口４４を覆うように形成される。このとき、ゲート接続配線１４は、一部がゲートコンタクト電極１３とゲートコンタクト開口４３との隙間に入り込みゲート層２７と接触する。同様に、カソード接続配線１７は、一部がカソードコンタクト電極１６とカソードコンタクト開口４４との隙間に入り込みカソード層２３と接触する。
【００２９】
アノード接続配線１０、ゲート接続配線１４、及びカソード接続配線１７は、それぞれＡｕ、Ｐｔ、Ｔｉからなる合金又はこれらの積層構造として形成される。具体的には、例えばゲート接続配線１４は、図４に示すように、絶縁膜４１、ゲートコンタクト電極１３及びゲート層２７と接触する最下層がＴｉからなる接着層５０、その上の層がＰｔからなるバリア層５１、さらにその上の層がＡｕからなる配線層５２となっている。
【００３０】
接着層５０は、ゲート接続配線１４と絶縁膜４１との接着力を向上させる為に設けられた層である。バリア層５１は、ゲートコンタクト電極１３とゲート層２７とを反応させる熱処理（詳しくは後述する）時に、配線層５２とゲート層２７とが反応してしまうことを防ぐ為に設けられた層である。尚、接着層５０も、熱処理時にゲート層２７とは反応しない素材（Ｔｉ）が用いられている。また、配線層５２、バリア層５１、接着層５０には、それぞれ導電性を有する素材（Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ）が用いられている。尚、ゲート接続配線１４が、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉからなる合金である場合、上述した接着層５０、バリア層５１及び配線層５２のそれぞれの特性を合わせ持つことになる。
【００３１】
このように、ゲート接続配線１４は、ゲートコンタクト電極１３と同様、ゲート層２７と接触するものの、ゲートコンタクト電極１３とは異なり、熱処理時にゲート層２７とは反応しないようになっている。このようにする理由について詳しくは後述する。
【００３２】
アノード接続配線１０、及びカソード接続配線１７も、ゲート接続配線１４と同様の構成となっている。また、カソード接続配線１７は、バリア層５１及び接着層５０に、熱処理時にカソード層２３とは反応しない素材（Ｐｔ、Ｔｉ）が用いられていることにより、熱処理時にカソード層２３とは反応しないようになっている。尚、アノード接続配線１０、ゲート接続配線１４、及びカソード接続配線１７は、同一構造の為、同時に形成される。
【００３３】
アノード接続配線１０、ゲート接続配線１４、及びカソード接続配線１７を形成した後、３００℃〜４００℃程度の温度で加熱する熱処理を行う。これにより、ゲートコンタクト電極１３とゲート層２７とが反応してゲートコンタクト電極１３が低抵抗化するとともに、カソードコンタクト電極１６とカソード層２３とが反応してカソードコンタクト電極１６が低抵抗化する。
【００３４】
このようにして製造された半導体複合装置１は、上述したように、複数の３端子発光素子２のそれぞれのアノード接続配線１０からカソードコンタクト電極１６へと電流を流すことで複数の３端子発光素子２のそれぞれを駆動させる（つまり発光させる）ようになっている。
【００３５】
実際、３端子発光素子２は、アノード接続配線１０からカソードコンタクト電極１６へと電流が流されると、主に、活性層２５のアノード層２８の下方に位置する部分２５Ａが発光する。そして、この光が、活性層２５の発光部分２５Ａの上方に位置する、絶縁膜４１に覆われていない部分、つまりアノードコンタクト開口４２から出射される。つまり、３端子発光素子２は、アノードコンタクト開口４２から光を出射するように動作する。尚、３端子発光素子２の３端子、つまりアノード端子、ゲート端子及びカソード端子は、それぞれアノード接続配線１０、ゲートコンタクト電極１３及びカソードコンタクト電極１６である。
【００３６】
［１−３．まとめと効果］
ここまで説明したように、第１の実施の形態の半導体複合装置１では、３端子発光素子２のゲート層２７上の、絶縁膜４１に形成されたゲートコンタクト開口４３から露出する部分に、絶縁膜４１に接触しないようにゲートコンタクト電極１３を形成するようにした。
【００３７】
このように、半導体複合装置１では、ゲートコンタクト電極１３と絶縁膜４１との接触部分が存在しない為、ゲートコンタクト電極１３とゲート層２７とを反応させる為の熱処理時に激しく反応してしまう部分であったゲートコンタクト電極１３と絶縁膜４１のゲートコンタクト開口４３との境界部分が存在せず、これにより、ゲートコンタクト電極１３を形成する際の異常な反応を防ぐことができる。かくして、半導体複合装置１では、従来と比べて、より安定して動作することができる。
【００３８】
また、半導体複合装置１では、ゲート接続配線１４をゲートコンタクト電極１３とゲートコンタクト開口４３を覆うように形成するようにした。この為、ゲート接続配線１４の一部がゲートコンタクト電極１３とゲートコンタクト開口４３との隙間に入り込みゲート層２７と接触する。
【００３９】
ここで、仮に、ゲート接続配線１４がゲートコンタクト電極１３と同一構造であった場合、ゲートコンタクト電極１３とゲート層２７とを反応させる為の熱処理時に、このゲート接続配線１４が、絶縁膜４１のゲートコンタクト開口４３との境界部分でゲート層２７と激しく反応してしまう。
【００４０】
そこで、半導体複合装置１では、ゲート接続配線１４を、ゲート層２７と反応する反応層である配線層５２と、配線層５２の下層（つまり配線層５２とゲート層２７との間に位置することになる層）に設けられゲート層２７とは反応しない非反応層であるバリア層５１及び接着層５０とからなる構造とした。
【００４１】
このように、ゲート接続配線１４は、ゲート層２７と接触するものの、配線層５２が直接ゲート層２７に接触することはなく、反応層である配線層５２とゲート層２７との間に、熱処理時にゲート層２７とは反応しない非反応層であるバリア層５１及び接着層５０が介在する構造となっている。
【００４２】
こうすることで、半導体複合装置１は、ゲート接続配線１４がゲート層２７と接触する構造であるものの、熱処理時に、このゲート接続配線１４が絶縁膜４１のゲートコンタクト開口４３との境界部分でゲート層２７と激しく反応してしまうことを防ぐことができる。かくして、半導体複合装置１では、従来と比べて、より安定して動作することができる。
【００４３】
尚、カソード接続配線１７もゲート接続配線１４と同一構造でなり、バリア層５１及び接着層５０には、熱処理時にゲート層２７だけでなくカソード層２３とも反応しない素材（つまりＰｔ、Ｔｉ）が用いられている。
【００４４】
［２．第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。この第２の実施の形態は、カソードコンタクト電極が、第１の実施の形態とは異なる実施の形態である。カソードコンタクト電極以外の部分については、第１の実施の形態と同一の為、詳しい説明については第１の実施の形態を参照とする。よって、ここでは、主に、カソードコンタクト電極について説明することとする。
【００４５】
［２−１．半導体複合装置の構成］
図５及び図６に、第２の実施の形態の半導体複合装置６０の構成を示す。尚、図５は図１に対応する平面図であり、図６は図２に対応するＡ−Ａ´線断面図である。図５及び図６に示す半導体複合装置６０のカソードコンタクト電極６１以外の部分の構成は、図１及び図２に示す半導体複合装置１と同一の為、詳しい説明は省略する。
【００４６】
第１の実施の形態の半導体複合装置１のカソードコンタクト電極１６が、絶縁膜４１とは接触しないようにカソードコンタクト開口４４内に形成されていたのに対して、この第２の実施の形態の半導体複合装置６０のカソードコンタクト電極６１は、図６に示すように、カソードコンタクト開口４４を覆うように形成される。
【００４７】
この場合、カソードコンタクト電極６１は、カソードコンタクト開口４４から露出するカソード層２３だけでなく、絶縁膜４１にも接触することになる。
【００４８】
よって、この半導体複合装置６０では、カソードコンタクト電極６１とカソード層２３とを反応させる熱処理時に、カソードコンタクト電極６１とカソード層２３との接触部分のうち、カソードコンタクト電極６１とカソードコンタクト開口４４との境界部分が他の部分と比べて激しく反応する。このように、カソードコンタクト電極６１とカソード層２３とが激しく反応すると、カソードコンタクト電極６１がより低抵抗化する。
【００４９】
一方で、カソード層２３は、半導体薄膜４の最下層であり、その下側には絶縁膜からなる平坦化層４０しか存在しない。よって、カソードコンタクト電極６１とカソードコンタクト開口４４との境界部分が激しく反応することにより、カソードコンタクト電極６１のスパイクがカソード層２３を付き抜けて平坦化層４０まで到達したとしても、カソードコンタクト電極６１と平坦化層４０が電気的にショートすることはなく、３端子発光素子２が正常に動作しなくなることはない。
【００５０】
［２−２．まとめと効果］
ここまで説明したように、第２の実施の形態の半導体複合装置６０では、３端子発光素子２の絶縁膜４１に形成されたカソードコンタクト開口４４を覆うように、カソード層２３だけでなく絶縁膜４１にも接触するカソードコンタクト電極６１を形成するようにした。
【００５１】
このように、半導体複合装置６０では、カソードコンタクト電極６１が絶縁膜４１にも接触する為、熱処理時に、カソードコンタクト電極６１と絶縁膜４１のゲートコンタクト開口４３との境界部分が激しく反応して、カソードコンタクト電極６１を、第１の実施の形態のカソードコンタクト電極１６と比べて、より低抵抗化することができる。
【００５２】
また、カソード層２３の下側には絶縁膜からなる平坦化層４０しか存在しない為、カソードコンタクト電極６１とカソード層２３とか激しく反応して、カソードコンタクト電極６１のスパイクがカソード層２３を付き抜けて平坦化層４０まで到達したとしても、カソードコンタクト電極６１と平坦化層４０がショートすることはなく、３端子発光素子２は正常に動作する。
【００５３】
このように、第２の実施の形態の半導体複合装置６０では、３端子発光素子２を正常に動作させつつ、カソードコンタクト電極６１を、第１の実施の形態のカソードコンタクト電極１６と比べて、より低抵抗化することができる。
【００５４】
また、カソードコンタクト電極６１は、第１の実施の形態のカソードコンタクト電極１６と同様、ゲートコンタクト電極１３と同一構造の為、ゲートコンタクト電極１３と同時に形成できる。つまり、半導体複合装置６０は、ゲートコンタクト電極１３とカソードコンタクト電極６１とを同時に形成でき、そのうえで、熱処理時に、それぞれに適した度合の反応を生じさせることができる。
【００５５】
［３．第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。この第３の実施の形態は、第１の実施の形態の半導体複合装置１又は第２の実施の形態の半導体複合装置６０を、光プリントヘッドに用いた実施の形態である。
【００５６】
図７に、光プリントヘッド１００の構成を示す。尚、図７は、光プリントヘッド１００の側面図である。光プリントヘッド１００は、ベース部材１０１と、このベース部材１０１上に固定されたプリント配線基板１０２と、柱状の光学素子を多数配列してなるロッドレンズアレイ１０３と、ロッドレンズアレイ１０３を保持するホルダ１０４と、これらを固定するクランプ１０５とを有している。
【００５７】
ホルダ１０４は、プリント配線基板１０２の上方に、ロッドレンズアレイ１０３が位置するようにロッドレンズアレイ１０３を保持している。また、このプリント配線基板１０２上には、半導体複合装置１又は半導体複合装置６０が、複数の３端子発光素子２の上方にロッドレンズアレイ１０３が位置するように固定されている。
【００５８】
光プリントヘッド１００は、このような構成でなり、半導体複合装置１又は半導体複合装置６０の３端子発光素子２から発せられた光が、ロッドレンズアレイ１０３を通して、例えば図示しない画像形成装置の感光体ドラムに照射されるようになっている。
【００５９】
このように第３の実施の形態では、安定して動作する半導体複合装置１又は半導体複合装置６０を光プリントヘッド１００に用いることで、安定して動作する光プリントヘッド１００を実現できる。
【００６０】
［４．第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態について説明する。この第４の実施の形態は、半導体複合装置１又は半導体複合装置６０を実装した第３の実施の形態の光プリントヘッド１００を、画像形成装置に用いた実施の形態である。
【００６１】
図８に、画像形成装置２００の構成を示す。尚、図８は、画像形成装置２００の側面図であり、内部の構成が分かるよう側面を省略した図となっている。画像形成装置２００の内部には、上部にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像を形成する４つのプロセスユニット２０１〜２０４を有している。これら４つのプロセスユニット２０１〜２０４は、記録媒体２０５の搬送経路に沿って、搬送経路の上流側から順に配置されている。
【００６２】
ここで、プロセスユニット２０１〜２０４の内部構成について説明する。尚、プロセスユニット２０１〜２０４の内部構成は共通の為、ここでは、シアンのプロセスユニット２０３の内部構成のみを説明する。
【００６３】
プロセスユニット２０３は、図中時計回り方向に回転可能な感光体ドラム２５０を有している。さらにプロセスユニット２０３は、感光体ドラム２５０の周囲に、回転方向の上流側から順に配置された帯電装置２５１と露光装置２５２を有している。帯電装置２５１は、感光体ドラム２５０の表面に電荷を供給して帯電させる装置であり、露光装置２５２は、帯電された感光体ドラム２５０の表面に選択的に光を照射して静電潜像を形成する装置である。画像形成装置２００では、この露光装置２５２に第３の実施の形態の光プリントヘッド１００を用いている。
【００６４】
さらに、プロセスユニット２０３は、静電潜像が形成された感光体ドラム２５０の表面にシアンのトナーを付着させて現像することでトナー像を形成する現像装置２５３と、感光体ドラム２５０の表面に残留するトナーを除去するクリーニング装置２５４とを有している。プロセスユニット２０３は、このような構成でなり、他のプロセスユニット２０１、２０２、２０４も同様の構成となっている。
【００６５】
さらに、画像形成装置２００の内部には、下部に用紙などの記録媒体２０５を集積した状態で収納する記録媒体カセット２０６が装着されていて、この記録媒体カセット２０６の媒体排出口付近に、記録媒体２０５を１枚ずつ分離して搬送する為のホッピングローラ２０７が設けられている。
【００６６】
さらに、このホッピングローラ２０７より記録媒体２０５の搬送方向の下流側には、搬送ローラ２０８とピンチローラ２０９とが対向配置され、さらにこれらより下流側には、レジストローラ２１０とピンチローラ２１１とが対向配置されている。搬送ローラ２０８は、ピンチローラ２０９との間に記録媒体２０５を挟持して搬送するローラであり、レジストローラ２１０は、ピンチローラ２１１との間に記録媒体２０５を挟持して記録媒体２０５のスキュー（斜行）を修正するとともにプロセスユニット２０１へと搬送するローラである。
【００６７】
さらに、プロセスユニット２０１〜２０４のそれぞれの感光体ドラム２５０と対向する位置には、半導電性のゴムなどで形成された転写ローラ２１２が配置されている。転写ローラ２１２は、感光体ドラム２５０との間を記録媒体２０５が通過するときに感光体ドラム２５０上に形成されたトナー像を記録媒体２０５に転写する為のローラであり、転写ローラ２１２の表面電位と感光体ドラム２５０の表面電位とに所定の電位差を生じさせる為の電位が印加されている。
【００６８】
さらに、プロセスユニット２０４より下流側には、定着装置２１３が設けられている。定着装置２１３は、加熱ローラとバックアップローラとを有していて、記録媒体２０５に転写されたトナー像を加熱及び加圧することにより記録媒体２０５に定着させる為の装置である。
【００６９】
さらに、定着装置２１３より下流側には、排出ローラ２１４とピンチローラ２１５とが対向配置され、さらにこれらより下流側にも、排出ローラ２１６とピンチローラ２１７とが対向配置されている。これら排出ローラ２１４、２１６は、定着装置２１３を通過してきた記録媒体２０５を、ピンチローラ２１５、２１７との間で挟持して、画像形成装置２００の天板部に設けられた記録媒体スタッカ２１８へと搬送して排出するローラである。画像形成装置２００は、このような構成となっている。
【００７０】
ここで、このような構成でなる画像形成装置２００の動作についても説明する。画像形成装置２００は、まず記録媒体カセット２０６に収納されている記録媒体２０５を、ホッピングローラ２０７によって１枚ずつ分離して搬送する。その後、この記録媒体２０５を、搬送ローラ２０８及びピンチローラ２０９と、レジストローラ２１０及びピンチローラ２１１とによって、プロセスユニット２０１へと搬送する。
【００７１】
つづいて、画像形成装置２００は、プロセスユニット２０１〜２０４のそれぞれの感光体ドラム２５０と転写ローラ２１２との間で記録媒体２０５を挟持して搬送しながら、記録媒体２０５に各色のトナー像を順に重ねて転写していき、その後、この記録媒体２０５を定着装置２１３へと搬送する。
【００７２】
そして、画像形成装置２００は、定着装置２１３によってトナー像を記録媒体２０５に定着させた後、排出ローラ２１４及びピンチローラ２１５と、排出ローラ２１６及びピンチローラ２１７とによって、記録媒体２０５を記録媒体スタッカ２１８へと搬送して排出する。
【００７３】
このような動作によって、画像形成装置２００は、記録媒体２０５上に画像を形成（つまり画像を印刷）するようになっている。
【００７４】
このように第４の実施の形態では、安定して動作する光プリントヘッド１００を、画像形成装置２００のプロセスユニット２０１〜２０４のそれぞれの露光装置２５２に用いることで、一段と高品質な画像を形成する画像形成装置２００を実現できる。
【００７５】
［５．他の実施の形態］
［５−１．他の実施の形態１］
尚、上述した第１及び第２の実施の形態では、ゲート接続配線１４を、Ｔｉからなる非反応層としての接着層５０と、その上のＰｔからなる非反応層としてのバリア層５１と、さらにその上のＡｕからなる反応層としての配線層５２とでなる積層構造とした。これに限らず、絶縁膜４１と十分に固定され、且つアノードコンタクト層２９と低抵抗なオーミックコンタクトが得られるものであれば、接着層５０、バリア層５１及び配線層５２かなる構造に限るものではない。アノード接続配線１０、カソード接続配線１７についても同様に、接着層５０、バリア層５１及び配線層５２からなる構造に限るものではない。また、これに限らず、ゲート接続配線１４を、ＡｕとＰｔからなる合金としてもよい。
【００７６】
さらに、上述した第１及び第２の実施の形態では、アノード接続配線１０、ゲート接続配線１４、及びカソード接続配線１７を、同一構造としたが、これに限らず、それぞれ異なる構造としてもよい。
【００７７】
［５−２．他の実施の形態２］
さらに、上述した第１及び第２の実施の形態では、半導体薄膜４の表面に、ＳｉＮからなる無機の絶縁膜４１を形成するようにしたが、これに限らず、例えばポリイミドからなる有機の絶縁膜を形成するようにしてもよい。無機の絶縁膜４１の場合、絶縁膜４１を形成した後、各種コンタクト開口４２、４３、４４となる部分をエッチングすることで、各種コンタクト開口４２、４３、４４を形成することになるが、有機の絶縁膜の場合、各種コンタクト開口４２、４３、４４となる部分を避けて絶縁膜を形成することで、絶縁膜と各種コンタクト開口４２、４３、４４とを同時に形成できる。また、無機の絶縁膜４１、及び有機の絶縁膜については、それぞれ絶縁性を有するものであれば、ＳｉＮ、及びポリイミド以外の素材を用いるようにしてもよい。
【００７８】
さらに、上述した第１及び第２の実施の形態では、Ａｕ、Ｇｅ、Ｎｉからなる合金又はこれらの積層構造でなるゲートコンタクト電極１３を用いたが、これに限らず、導電性を有していて且つ熱処理によってゲート層２７と反応するものであれば、ゲートコンタクト電極１３に、第１及び第２の実施の形態とは異なる素材を用いてもよい。また、ゲート層２７についても同様に、導電性を有していて且つ熱処理によってゲートコンタクト電極１３と反応するものであれば、ｎ−Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓとは異なる素材を用いてもよい。
【００７９】
さらに、カソードコンタクト電極１６及びカソードコンタクト電極６１についても同様に、導電性を有していて且つ熱処理によってカソード層２３と反応するものであれば、第１及び第２の実施の形態とは異なる素材を用いてもよい。カソード層２３についても同様に、導電性を有していて且つ熱処理によってカソードコンタクト電極１６及びカソードコンタクト電極６１と反応するものであれば、第１及び第２の実施の形態とは異なる素材を用いてもよい。
【００８０】
［５−３．他の実施の形態３］
さらに、上述した第１及び第２の実施の形態では、３端子発光素子２の半導体薄膜４を、ｐ型のアノードコンタクト層２９、ｐ型のアノード層２８、ｎ型のゲート層２７、ｐ型のｐクラッド層２６、ｎ型の活性層２５、ｎ型のｎクラッド層２４、ｎ型のカソード層２３からなるｐｎｐｎ構造とした。
【００８１】
これに限らず、ｐｎｐｎ構造を含んだ構造であれば、半導体薄膜４を第１及び第２の実施の形態とは異なる構造としてもよい。例えば、ｐ型のアノードコンタクト層２９とｐ型のアノード層２８とを、これら２層の特性を持ち合わせた１つのｐ型のアノード層としてもよい。また、例えば、ｐ型層とｎ型層とに挟まれる活性層２５については、ｐ型としてもよいし、ノンドープとしてもよい。
【００８２】
さらに、ｐ型のアノードコンタクト層２９、ｐ型のアノード層２８、ｎ型のゲート層２７、ｐ型のｐクラッド層２６、ｎ型の活性層２５、ｎ型のｎクラッド層２４、ｎ型のカソード層２３のそれぞれについては、同等に機能するものであれば、第１及び第２の実施の形態とは異なる素材を用いてもよい。
【００８３】
［５−４．他の実施の形態４］
さらに、上述した第１の実施の形態では、ドライバＩＣ５の表面に形成された絶縁膜からなる平坦化層４０上に半導体薄膜４が接合され、平坦化層４０の上にカソード層２３が位置する構造でなる半導体複合装置１に本発明を適用した。これに限らず、例えば、ドライバＩＣ５の表面に電極となる電極層が形成され、この電極層の上にカソード層２３が位置する構造の半導体複合装置に適用してもよい。
【００８４】
このような構造の半導体複合装置の場合、カソードコンタクト電極１６が激しく反応してスパイクを形成してしまうと、カソードコンタクト電極１６と電極層とがショートしてしまう為、第１の実施の形態のように、カソードコンタクト電極１６がカソード層２３とは激しく反応しない構成とすることが望ましい。
【００８５】
［５−５．他の実施の形態５］
さらに、上述した第１及び第２の実施の形態では、発光サイリスタ（３端子発光素子２）を有する半導体複合装置１及び半導体複合装置６０に本発明を適用したが、これに限らず、例えば、発光サイリスタの代わりに発光トランジスタを有する半導体複合装置１及び半導体複合装置６０にも適用できる。
【００８６】
さらに、上述した第３の実施の形態では、半導体複合装置１又は半導体複合装置６０を有する光プリントヘッド１００に本発明を適用したが、これに限らず、半導体複合装置１又は半導体複合装置６０を有するものであれば、光プリントヘッド１００とは異なる構成の光プリントヘッドにも適用できる。
【００８７】
さらに、上述した第４の実施の形態では、半導体複合装置１又は半導体複合装置６０を有する光プリントヘッド１００を露光装置２５２に用いた画像形成装置２００に本発明を適用したが、これに限らず、半導体複合装置１又は半導体複合装置６０を有する光プリントヘッド１００を備えるものであれば、画像形成装置２００とは異なる構成の画像形成装置にも適用できる。具体的には、プリンタ、ファクシミリ、ＭＦＰ（Multi  Function  Product：複合機）など、様々な画像形成装置に適用できる。
【００８８】
［５−６．他の実施の形態６］
さらに、本発明は、上述した各実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した第１乃至第４の実施の形態と他の実施の形態の一部または全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明は、３端子発光素子を有する半導体複合装置、及びこの半導体複合装置を有する種々の装置で広く利用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
１、６０……半導体複合装置、２……３端子発光素子、３……３端子発光アレイ、４……半導体薄膜、５……ドライバＩＣ、１３、６１……ゲートコンタクト電極、１４……ゲート接続配線、１６……カソードコンタクト電極、１７……カソード接続配線、２３……カソード層、２４……ｎクラッド層、２５……活性層、２６……ｐクラッド層、２７……ゲート層、２８……アノード層、２９……アノードコンタクト層、４１……絶縁膜、４３……ゲートコンタクト開口、４４……カソードコンタクト開口、５０……接着層、５１……バリア層、５２……配線層、１００……光プリントヘッド、２００……画像形成装置、２０１、２０２、２０３、２０４……プロセスユニット、２５２……露光装置。
【図１】
2017084992.tif 000003
【図２】
2017084992.tif 000004
【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】
2017084992.tif 000009
【図８】
2017084992.tif 000010
【図９】
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