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JP2007027609A - Light emitting diode array and manufacturing method thereof - Google Patents

Light emitting diode array and manufacturing method thereof Download PDF

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JP2007027609A
JP2007027609A JP2005210991A JP2005210991A JP2007027609A JP 2007027609 A JP2007027609 A JP 2007027609A JP 2005210991 A JP2005210991 A JP 2005210991A JP 2005210991 A JP2005210991 A JP 2005210991A JP 2007027609 A JP2007027609 A JP 2007027609A
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light emitting
substrate
diode array
light
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JP2005210991A
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Japanese (ja)
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Eiichi Kunitake
栄一 国武
Tomihisa Yukimoto
富久 行本
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting diode array high in yield and excellent in mass productivity, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: A main face 41a of a substrate made of a GaAs single crystal with a plurality of semiconductor layers laminated thereon is inclined at 1-20° on the (01T) face 72 side or on the (0TT) face 73 side from the (100) face 71. Consequently, it is possible to obtain a face with almost no occurrence of fogging when forming a plurality of the semiconductor layers on the main face 41a of the GaAs substrate 41 by an MOCVD method. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、発光ダイオードアレイおよびその製造方法に関し、特に、電子写真方式のプリンタや複写機等の画像形成装置の光源として好適な発光ダイオードアレイおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a light-emitting diode array and a manufacturing method thereof, and more particularly to a light-emitting diode array suitable as a light source for an image forming apparatus such as an electrophotographic printer or a copying machine, and a manufacturing method thereof.

従来、電子写真方式の画像形成装置の光源としては、主にレーザ方式と発光ダイオードアレイ方式が用いられている。中でも、発光ダイオードアレイ方式は、レーザ方式のように光路長を長くとる必要がなく、装置の小型化、及び印刷サイズの大型化が容易であることから、画像形成装置の光源として多く用いられるようになってきている。また、最近は、画像形成装置の低価格化により、より安価な発光ダイオードアレイが求められている。   Conventionally, as a light source of an electrophotographic image forming apparatus, a laser method and a light emitting diode array method are mainly used. In particular, the light emitting diode array method does not require a long optical path length unlike the laser method, and is easy to reduce the size of the apparatus and the printing size, so that it is often used as a light source of an image forming apparatus. It is becoming. Recently, a cheaper light emitting diode array has been demanded due to a reduction in the price of image forming apparatuses.

このような従来の発光ダイオードアレイとして、例えば、半絶縁性GaAs基板の(100)面上に、MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)法により、p型GaAs層、p型AlGaAs層、n型AlGaAs層、n型GaAs層を順次形成し、メサエッチング溝により複数の発光ダイオードを分割、形成したものが知られている(例えば、特許文献1参照。)。   As such a conventional light emitting diode array, for example, a p-type GaAs layer, a p-type AlGaAs layer, and an n-type AlGaAs are formed on a (100) surface of a semi-insulating GaAs substrate by MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition) method. A layer and an n-type GaAs layer are sequentially formed, and a plurality of light emitting diodes are divided and formed by mesa etching grooves (see, for example, Patent Document 1).

一方、低転移密度のGaAs単結晶を成長させる方法として、垂直ブリッジマン(VB:Vertical Bridgeman)法、垂直温度傾斜(VGF:Vertical Gradient Freeze)法、液体封止引上(LEC:Liquid Encapsulate Czochralski)法が従来より知られている(例えば、特許文献2参照。)。
特開2001−44504号公報(段落[0032]) 特開2003−226594号公報(段落[0002])
On the other hand, as a method for growing a GaAs single crystal having a low transition density, a vertical bridgeman (VB) method, a vertical temperature gradient (VGF) method, a liquid encapsulate pulling (LEC) is used. The method is known conventionally (for example, refer patent document 2).
JP 2001-44504 A (paragraph [0032]) JP2003-226594A (paragraph [0002])

しかし、VB法やVGF法によりGaAs基板を作製した場合、転移欠陥密度が低いが大型なGaAs基板の作製は難しい。一方、LEC法によりGaAs基板を作製した場合、半絶縁性を有し、大型化に適した基板を作製することができるが、転位欠陥密度が高いため、その上に結晶層を形成すると、表面に曇りやピットが発生し、発光ダイオードアレイの歩留まりが悪くなるという問題がある。   However, when a GaAs substrate is produced by the VB method or VGF method, it is difficult to produce a large GaAs substrate although the density of transition defects is low. On the other hand, when a GaAs substrate is manufactured by the LEC method, a substrate having a semi-insulating property and suitable for upsizing can be manufactured. However, since the dislocation defect density is high, when a crystal layer is formed thereon, There is a problem that cloudiness and pits are generated and the yield of the light emitting diode array is deteriorated.

従って、本発明の目的は、歩留が高く、量産性に優れる発光ダイオードアレイおよびその製造方法を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a light emitting diode array having a high yield and excellent mass productivity and a method for manufacturing the same.

本発明の一形態は、上記目的を達成するため、GaAs単結晶からなる基板の主面上に複数のエピタキシャル層を積層し、前記複数のエピタキシャル層をメサエッチング溝により分割して所定の方向に配列された複数の発光ダイオード部を形成してなる発光ダイオードアレイにおいて、前記基板の前記主面は、(100)面から1〜20°傾いていることを特徴とする発光ダイオードアレイを提供する。   In one embodiment of the present invention, in order to achieve the above object, a plurality of epitaxial layers are stacked on a main surface of a substrate made of GaAs single crystal, and the plurality of epitaxial layers are divided by mesa etching grooves in a predetermined direction. In a light emitting diode array formed by forming a plurality of light emitting diode portions arranged, the main surface of the substrate is inclined by 1 to 20 degrees from a (100) plane.

上記発光ダイオードアレイによれば、基板上にMOVPE(有機金属気相成長)法,MOCVD法等のエピタキシャル成長法により複数のエピタキシャル層を積層する際、曇りやピットが発生しなくなり、結晶性の良好なエピタキシャル層を得ることができる。   According to the light emitting diode array, when a plurality of epitaxial layers are stacked on a substrate by an epitaxial growth method such as MOVPE (metal organic chemical vapor deposition) method or MOCVD method, cloudiness and pits are not generated, and crystallinity is good. An epitaxial layer can be obtained.

基板としては、絶縁性基板を用いることができるが、エピタキシャル層と電気的に絶縁できる構成なら、半絶縁性基板やn型基板、p型基板を用いることができる。   As the substrate, an insulating substrate can be used, but a semi-insulating substrate, an n-type substrate, or a p-type substrate can be used as long as it can be electrically insulated from the epitaxial layer.

発光ダイオードの配列方向は、順メサ方向であることが好ましい。配線がメサ段差部で切れることがなくなる。   The arrangement direction of the light emitting diodes is preferably a forward mesa direction. Wiring does not break at the mesa step.

基板の主面の(100)面から傾ける方向は、発光ダイオードの配列方向またはその方向に直交する方向とすることができる。メサエッチングによる溝の形状が安定し、歩留まり良く発光ダイオード部を形成することができる。主面の傾ける方向が発光ダイオード部の配列方向またはその方向に直交する方向からずれると、メサエッチングによって形成される発光ダイオード部の形状が不安定となり、光出力のばらつきが大きくなる。   The direction tilted from the (100) plane of the main surface of the substrate can be the arrangement direction of the light emitting diodes or a direction orthogonal to the direction. The shape of the groove formed by mesa etching is stable, and the light emitting diode portion can be formed with high yield. If the direction in which the main surface is inclined deviates from the arrangement direction of the light emitting diode portions or the direction orthogonal to the direction, the shape of the light emitting diode portions formed by mesa etching becomes unstable, and the variation in light output increases.

基板の主面の(100)面から傾ける方向は、(01T)面方向あるいは(0TT)面方向とすることができる。   The direction inclined from the (100) plane of the main surface of the substrate can be the (01T) plane direction or the (0TT) plane direction.

本発明の一形態は、上記目的を達成するため、GaAs単結晶からなり、主面が(100)面から1〜20°傾いている基板をLEC法により作製し、前記基板の前記主面上に複数のエピタキシャル層を積層し、前記複数のエピタキシャル層をメサエッチング溝により分割して所定の方向に配列された複数の発光ダイオード部を形成することを特徴とする発光ダイオードアレイの製造方法を提供する。   In one embodiment of the present invention, in order to achieve the above object, a substrate made of a GaAs single crystal and having a principal surface inclined by 1 to 20 ° with respect to the (100) plane is manufactured by the LEC method. A method of manufacturing a light-emitting diode array, comprising: stacking a plurality of epitaxial layers; and dividing the plurality of epitaxial layers by mesa etching grooves to form a plurality of light-emitting diode portions arranged in a predetermined direction. To do.

上記発光ダイオードアレイの製造方法によれば、基板上にMOVPE法等のエピタキシャル成長法により複数のエピタキシャル層を積層する際、曇りやピットが発生しなくなり、結晶性の良好なエピタキシャル層を得ることができる。また、LEC法により基板を作製することにより、大型な基板を得ることができる。なお、大型な基板を作製することができるのなら、VB法やVGF法等の他の製法によってもよい。   According to the method for manufacturing a light emitting diode array, when a plurality of epitaxial layers are stacked on a substrate by an epitaxial growth method such as the MOVPE method, fogging and pits are not generated, and an epitaxial layer with good crystallinity can be obtained. . In addition, a large substrate can be obtained by manufacturing a substrate by the LEC method. Note that another manufacturing method such as a VB method or a VGF method may be used as long as a large substrate can be manufactured.

上記複数のエピタキシャル層の積層は、MOVPE法によるのが好ましい。MOVPE法により、MQW(Multiple Quantum Well)、DBR(Distributed Bragg Reflector)等の構造を採用することができるため、高出力の発光ダイオード部を作製することができる。   The lamination of the plurality of epitaxial layers is preferably performed by the MOVPE method. Since the structure such as MQW (Multiple Quantum Well), DBR (Distributed Bragg Reflector), etc. can be adopted by the MOVPE method, a high output light emitting diode part can be manufactured.

本発明によれば、GaAs単結晶からなる基板の主面が(100)面から1〜20°傾いているので、歩留が高く、量産性に優れる発光ダイオードアレイおよびその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a main surface of a substrate made of GaAs single crystal is tilted by 1 to 20 ° from a (100) plane, and thus a light emitting diode array having a high yield and excellent mass productivity and a method for manufacturing the same are provided. Can do.

図1は、本発明の実施の形態に係る発光ダイオードアレイの平面図、図2は、図1のA−A’線断面図、図3は、図1のB−B’線断面図である。   1 is a plan view of a light-emitting diode array according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. .

この発光ダイオードアレイは、図1に示すように、チップ上に一列に配列された複数の発光ダイオード部51を有し、図2に示すように、半絶縁性GaAs基板41の上に、p型GaAs層42、p型AlGaAsクラッド層43、AlGaAs活性層44、n型AlGaAsクラッド層45、n型GaAs層46を順次積層した構造となっている。   This light emitting diode array has a plurality of light emitting diode portions 51 arranged in a line on a chip as shown in FIG. 1, and a p-type on a semi-insulating GaAs substrate 41 as shown in FIG. The GaAs layer 42, the p-type AlGaAs cladding layer 43, the AlGaAs active layer 44, the n-type AlGaAs cladding layer 45, and the n-type GaAs layer 46 are sequentially stacked.

(発光ダイオード部)
複数の発光ダイオード部51は、m個(例えば32個)のブロックに分割され、各ブロックは、n個(例えば4個)の発光ダイオード部51からなる。複数の発光ダイオード部51は、ブロック毎に共通のアノード電極55を介して共通のアノードボンディングパッド57に接続されている。また、複数の発光ダイオード部51は、n本(例えば4本)の共通カソード配線58を介してカソードボンディングパッド59に接続されている。
(Light-emitting diode part)
The plurality of light emitting diode portions 51 are divided into m (for example, 32) blocks, and each block includes n (for example, four) light emitting diode portions 51. The plurality of light emitting diode portions 51 are connected to a common anode bonding pad 57 via a common anode electrode 55 for each block. Further, the plurality of light emitting diode portions 51 are connected to the cathode bonding pad 59 via n (for example, four) common cathode wirings 58.

複数の発光ダイオード部51は、メサエッチング溝52A,52Bによって分離、形成されており、GaAs基板41まで達するグループ溝53Bによってアノード毎に電気的に分離されている。メサエッチング溝52Aは、順メサ方向に一致する発光ダイオード部51の配列方向に沿い、p型GaAs層42まで達する順メサ形状を有する。メサエッチング溝52Bは、メサエッチング溝52Aに直交し、p型GaAs層42まで達する逆メサ形状を有する。   The plurality of light emitting diode portions 51 are separated and formed by mesa etching grooves 52A and 52B, and are electrically separated for each anode by a group groove 53B reaching the GaAs substrate 41. The mesa etching groove 52A has a forward mesa shape that reaches the p-type GaAs layer 42 along the arrangement direction of the light emitting diode portions 51 that coincides with the forward mesa direction. The mesa etching groove 52B has a reverse mesa shape that is orthogonal to the mesa etching groove 52A and reaches the p-type GaAs layer.

(カソード電極)
カソード電極54は、AuGe/Ni/Auで構成されており、下面側がn型GaAs層46とオーミック接合して電気的に接続しており、上面側がAu配線61によってカソードボンディングパッド59に電気的に接続している。
(Cathode electrode)
The cathode electrode 54 is made of AuGe / Ni / Au, the lower surface side is in ohmic contact with and electrically connected to the n-type GaAs layer 46, and the upper surface side is electrically connected to the cathode bonding pad 59 by the Au wiring 61. Connected.

また、カソード電極54とカソードボンディングパッド59とは、スルーホール56、共通カソード配線58およびAu配線61によって電気的に接続されている。   Further, the cathode electrode 54 and the cathode bonding pad 59 are electrically connected by a through hole 56, a common cathode wiring 58 and an Au wiring 61.

(アノード電極)
アノード電極55は、AuZn/Ni/Auから構成されており、下面側がp型GaAs層42とオーミック接合して電気的に接続しており、上面側がAu配線61によってアノードボンディングパッド57に電気的に接続している。
(Anode electrode)
The anode electrode 55 is made of AuZn / Ni / Au, the lower surface side is in ohmic contact with and electrically connected to the p-type GaAs layer 42, and the upper surface side is electrically connected to the anode bonding pad 57 by the Au wiring 61. Connected.

図4は、光ダイオードアレイの回路図である。複数の発光ダイオード部51は、m個(同図では32個)のブロックB,B,・・・,B31,B32に分割されており、1つのブロックは、n個(同図では4個)の発光ダイオード部51から構成されている。各発光ダイオード部51は、ブロック毎に共通のm個のアノードA〜A32に接続され、n本のカソードC〜Cに接続されている。 FIG. 4 is a circuit diagram of the photodiode array. The plurality of light emitting diode portions 51 are divided into m (32 in the figure) blocks B 1 , B 2 ,..., B 31 , B 32 , and one block has n (see FIG. In this case, the light emitting diode unit 51 includes four light emitting diode units 51. Each light emitting diode portion 51 is connected to m anodes A 1 to A 32 common to each block, and is connected to n cathodes C 1 to C 4 .

(発光ダイオードアレイの製造方法)
次に、発光ダイオードアレイの製造方法の一例を図5および図6を参照して説明する。
(Method for manufacturing light-emitting diode array)
Next, an example of a method for manufacturing a light-emitting diode array will be described with reference to FIGS.

(1)基板の準備
図5は、LEC法による半絶縁性GaAs基板の結晶方位を表わしたものである。LEC法によりGaAs単結晶からなる半絶縁性GaAs基板41を作製する。基板41の主面41aは、図5に示す方向とする。同図において、Gは(100)面に対する垂線、Hは半絶縁性GaAs基板41の主面41aに対する垂線である。主面41aの結晶面方位は(100)面71から2°傾いており、その傾いている方向は(01T)面72方向である。
(1) Preparation of Substrate FIG. 5 shows the crystal orientation of a semi-insulating GaAs substrate by the LEC method. A semi-insulating GaAs substrate 41 made of a GaAs single crystal is produced by the LEC method. The main surface 41a of the substrate 41 is in the direction shown in FIG. In the figure, G is a perpendicular to the (100) plane, and H is a perpendicular to the main surface 41 a of the semi-insulating GaAs substrate 41. The crystal plane orientation of the main surface 41a is tilted by 2 ° from the (100) plane 71, and the tilted direction is the (01T) plane 72 direction.

なお、結晶面方位は(100)面71に対し基板主面41aの傾いている方向は、(0TT)面73方向でもよい。また、傾く角度は、1〜20°の範囲であればよい。   The crystal plane orientation may be the (0TT) plane 73 direction in which the substrate main surface 41a is inclined with respect to the (100) plane 71. Moreover, the angle which inclines should just be the range of 1-20 degrees.

(2)各層成長
次に、図6A(a)に示すように、半絶縁性GaAs基板41の主面41a上に、有機金属気相成長(MOVPE:Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy)法により、複数のエピタキシャル層、すなわち、p型GaAs層42(キャリア濃度:4×1019cm−3、厚さ:1μm)、p型AlGaAsクラッド層43(キャリア濃度:1×1018cm−3、厚さ:1μm)、p型AlGaAs活性層44(キャリア濃度:1×1018cm−3、厚さ:1μm)、n型AlGaAsクラッド層(キャリア濃度:2×1018cm−3、厚さ:3μm)、およびn型GaAs層46(キャリア濃度:1×1018cm−3、厚さ:0.5μm)を順次成長させる。
(2) Growth of Each Layer Next, as shown in FIG. 6A (a), a plurality of layers are formed on the main surface 41a of the semi-insulating GaAs substrate 41 by metal organic vapor phase epitaxy (MOVPE). Epitaxial layers, that is, p-type GaAs layer 42 (carrier concentration: 4 × 10 19 cm −3 , thickness: 1 μm), p-type AlGaAs cladding layer 43 (carrier concentration: 1 × 10 18 cm −3 , thickness: 1 μm), p-type AlGaAs active layer 44 (carrier concentration: 1 × 10 18 cm −3 , thickness: 1 μm), n-type AlGaAs cladding layer (carrier concentration: 2 × 10 18 cm −3 , thickness: 3 μm), Then, an n-type GaAs layer 46 (carrier concentration: 1 × 10 18 cm −3 , thickness: 0.5 μm) is sequentially grown.

(3)発光ダイオード部の形成
次に、図6A(b)に示すように、発光ダイオード部51に対応するn型GaAs層46の部分をウエットエッチングにより除去する。
(3) Formation of Light-Emitting Diode Portion Next, as shown in FIG. 6A (b), the portion of the n-type GaAs layer 46 corresponding to the light-emitting diode portion 51 is removed by wet etching.

(4)発光ダイオード部の分離
次に、図6A(c)に示すように、発光ダイオード部51の列方向に沿う2つのメサエッチング溝52Aをp型AlGaAsクラッド層43まで到達するようにウエットエッチングにより形成する。また、各発光ダイオード部51を個々に分離するエッチング溝52Bをp型AlGaAsクラッド層43まで到達するようにウエットエッチングにより形成する。
(4) Separation of Light Emitting Diode Portion Next, as shown in FIG. 6A (c), wet etching is performed so that the two mesa etching grooves 52A along the column direction of the light emitting diode portion 51 reach the p-type AlGaAs cladding layer 43. To form. Further, an etching groove 52B for individually separating each light emitting diode portion 51 is formed by wet etching so as to reach the p-type AlGaAs cladding layer 43.

次に、図6A(d),図3及び図4に示すように、GaAs基板41の一部に各ブロックB1,B2,・・・Bm間のアノードA〜A32を電気的に絶縁するための溝53A,53Bを形成する。 Next, as shown in FIGS. 6A (d), 3 and 4, the anodes A 1 to A 32 between the blocks B 1, B 2,. Grooves 53A and 53B are formed.

(5)電極の形成
次に、図6B(e)に示すように、結晶表面の上面全体を覆うように化学気相成長法(CVD法)により厚さ0.5μmのSiOからなる第1の絶縁膜62を形成する。
(5) Formation of electrode Next, as shown in FIG. 6B (e), a first layer made of SiO 2 having a thickness of 0.5 μm is formed by chemical vapor deposition (CVD) so as to cover the entire top surface of the crystal surface. The insulating film 62 is formed.

次に、図6B(f)に示すように、第1の絶縁膜62のカソード電極54に対応する部分をフッ酸により除去して穴を形成し、その穴にAuGe/Ni/Auを蒸着し、厚さ0.5μmのカソード電極54aを形成する。   Next, as shown in FIG. 6B (f), a portion corresponding to the cathode electrode 54 of the first insulating film 62 is removed with hydrofluoric acid to form a hole, and AuGe / Ni / Au is deposited in the hole. Then, a cathode electrode 54a having a thickness of 0.5 μm is formed.

次に、図6B(g)に示すように、第1の絶縁膜62のアノード電極55に対応する部分をフッ酸により除去して穴を形成し、その穴にAuZn/Ni/Auを蒸着し、厚さ0.5μmのアノード電極55aを形成する。次に、カソード電極54a及びアノード電極55aを同時にアロイ化する。   Next, as shown in FIG. 6B (g), a portion corresponding to the anode electrode 55 of the first insulating film 62 is removed with hydrofluoric acid to form a hole, and AuZn / Ni / Au is deposited in the hole. Then, an anode electrode 55a having a thickness of 0.5 μm is formed. Next, the cathode electrode 54a and the anode electrode 55a are alloyed simultaneously.

(6)共通カソード配線の形成
次に、図6B(h)に示すように、第1の絶縁膜62上にTi/Auを蒸着した後、パターンエッチングにより厚さ0.5μmの共通カソード配線58を形成する。
(6) Formation of Common Cathode Wiring Next, as shown in FIG. 6B (h), after Ti / Au is deposited on the first insulating film 62, the common cathode wiring 58 having a thickness of 0.5 μm is formed by pattern etching. Form.

(7)配線およびボンディングパッドの形成
次に、図6C(i)に示すように、結晶表面の上面全体を覆うようにCVD法により厚さ1μmのSiOからなる第2の絶縁膜63を形成する。
(7) Formation of the wiring and the bonding pad Next, as shown in FIG. 6C (i), a second insulating film 63 made of SiO 2 having a thickness of 1μm by CVD to cover the entire top surface of the crystal surface To do.

次に、図6C(j),(k)に示すように、第1の絶縁膜62及び第2の絶縁膜63のカソード電極54a上の部分をフッ酸により除去して穴を形成する。
また、第1の絶縁膜62及び第2の絶縁膜63のアノード電極55a上の部分をフッ酸により除去して穴を形成する。さらに、第2の絶縁膜63のスルーホール56に対応する部分をフッ酸により除去して穴を形成し、レジストパターン形成、Ti/Au蒸着、リフトオフを行い、厚さ1μmのAu配線61、アノードボンディングパッド57およびカソードボンディングパッド59を形成する。
Next, as shown in FIGS. 6C (j) and 6 (k), portions of the first insulating film 62 and the second insulating film 63 on the cathode electrode 54a are removed with hydrofluoric acid to form holes.
Further, portions of the first insulating film 62 and the second insulating film 63 on the anode electrode 55a are removed with hydrofluoric acid to form holes. Further, a portion corresponding to the through hole 56 of the second insulating film 63 is removed with hydrofluoric acid to form a hole, resist pattern formation, Ti / Au vapor deposition, and lift-off are performed, the Au wiring 61 having a thickness of 1 μm, the anode A bonding pad 57 and a cathode bonding pad 59 are formed.

(メサエッチング溝の方向)
図7は、メサエッチング溝52A,52Bの方向を説明するための模式図である。GaAs基板上に形成した結晶層をメサエッチングした際、図7に示すように、順メサ(V溝)方向と逆メサ方向とがある。メサエッチング溝52Aは、発光ダイオード部51の配列方向に沿う順メサ方向であるので、カソード電極54とカソードボンディングパッド59とを接続するAu配線61、およびアノード電極55とアノードボンディングパッド57とを接続するAu配線61が段差部で切れないようになる。
(Mesa etching groove direction)
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the directions of the mesa etching grooves 52A and 52B. When the crystal layer formed on the GaAs substrate is mesa-etched, there are a forward mesa (V groove) direction and a reverse mesa direction as shown in FIG. Since the mesa etching groove 52A is a forward mesa direction along the arrangement direction of the light emitting diode portions 51, the Au wiring 61 connecting the cathode electrode 54 and the cathode bonding pad 59, and the anode electrode 55 and the anode bonding pad 57 are connected. The Au wiring 61 to be cut is not broken at the stepped portion.

(発光ダイオードアレイの動作)
共通カソードC〜Cのうちの1つをオンにし、残りの共通カソードをオフにした状態でアノードA〜A32に画像データに応じた信号を送る。この動作を共通カソードC〜Cまで順次行うことにより、全ドットの発光情報を送ることができる。
(Operation of LED array)
A signal corresponding to image data is sent to the anodes A 1 to A 32 with one of the common cathodes C 1 to C 4 turned on and the remaining common cathodes turned off. By sequentially performing this operation from the common cathodes C 1 to C 4 , the light emission information of all dots can be sent.

(実施の形態の効果)
本実施の形態に係る発光ダイオードアレイによれば、以下の効果が得られる。
(イ)発光ダイオード部51の配列方向を順メサ方向と一致させているので、配線がメサ段差部で切れてしまうことがない。
(ロ)LEC法によってGaAs基板41を作製しているので、安価で大型化なGaAs基板を作製することができる。
(ハ)ダイナミック駆動により発光ダイオード部51を点灯させることができるので、スタティック駆動方式と比べて駆動ICやボンディング本数を削減することができる。
(ニ)エピタキシャル層をMOVPE法により成長させているので、MQW、DBR等の構造を採用することができ、高出力の発光ダイオード部51が得られる。
(Effect of embodiment)
According to the light-emitting diode array according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(A) Since the arrangement direction of the light emitting diode portions 51 is made coincident with the forward mesa direction, the wiring is not cut at the mesa step portion.
(B) Since the GaAs substrate 41 is produced by the LEC method, an inexpensive and large-sized GaAs substrate can be produced.
(C) Since the light emitting diode unit 51 can be turned on by dynamic driving, the driving IC and the number of bonding can be reduced as compared with the static driving method.
(D) Since the epitaxial layer is grown by the MOVPE method, a structure such as MQW or DBR can be adopted, and the high-power light-emitting diode unit 51 can be obtained.

[他の実施の形態]
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、その発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々に変形実施が可能である。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

例えば、上記実施の形態では、AlGaAs系の発光ダイオードの場合について説明したが、本発明は、AlGaAsP系の発光ダイオードについても同様に適用することができる。   For example, in the above embodiment, the case of an AlGaAs light emitting diode has been described. However, the present invention can also be applied to an AlGaAsP light emitting diode.

本発明の実施の形態に係る発光ダイオードアレイの平面図である。It is a top view of the light emitting diode array which concerns on embodiment of this invention. 図1のA−A’線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 1. 図1のB−B’線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along line B-B ′ of FIG. 1. 図1に示す発光ダイオードアレイの配線図である。It is a wiring diagram of the light emitting diode array shown in FIG. LEC法による半絶縁性GaAs基板の結晶方位を示す図である。It is a figure which shows the crystal orientation of the semi-insulating GaAs substrate by LEC method. (a)〜(d)は、発光ダイオードアレイの製造工程図である。(A)-(d) is a manufacturing-process figure of a light emitting diode array. (e)〜(h)は、発光ダイオードアレイの製造工程図である。(E)-(h) is a manufacturing-process figure of a light emitting diode array. (i)〜(k)は、発光ダイオードアレイの製造工程図である。(I)-(k) is a manufacturing-process figure of a light emitting diode array. 順メサ方向と逆メサ方向を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating a forward mesa direction and a reverse mesa direction.

符号の説明Explanation of symbols

41 半絶縁性GaAs基板
41a 主面
42 p型GaAs層
43 p型AlGaAsクラッド層
44 p型AlGaAs活性層
45 n型AlGaAsクラッド層
46 n型GaAs層46層
51 発光ダイオード部
52A エッチング溝
52A メサエッチング溝
52B メサエッチング溝
53A,53B グループ溝
54,54a,54b カソード電極
55,55a,55b アノード電極
56 スルーホール
57 アノードボンディングパッド
58 共通カソード配線
59 カソードボンディングパッド
61 Au配線
62 第1の絶縁膜
63 第2の絶縁膜
71 (100)面
72 (01T)面
73 (0TT)面
41 Semi-insulating GaAs substrate 41a Main surface 42 p-type GaAs layer 43 p-type AlGaAs cladding layer 44 p-type AlGaAs active layer 45 n-type AlGaAs cladding layer 46 n-type GaAs layer 46 layer 51 Light-emitting diode portion 52A Etching groove 52A Mesa etching groove 52B Mesa etching groove 53A, 53B Group groove 54, 54a, 54b Cathode electrode 55, 55a, 55b Anode electrode 56 Through hole 57 Anode bonding pad 58 Common cathode wiring 59 Cathode bonding pad 61 Au wiring 62 First insulating film 63 Second Insulating film 71 (100) surface 72 (01T) surface 73 (0TT) surface

Claims (6)

GaAs単結晶からなる基板の主面上に複数のエピタキシャル層を積層し、前記複数のエピタキシャル層をメサエッチング溝により分割して所定の方向に配列された複数の発光ダイオード部を形成してなる発光ダイオードアレイにおいて、
前記基板の前記主面は、(100)面から1〜20°傾いていることを特徴とする発光ダイオードアレイ。
Light emission formed by laminating a plurality of epitaxial layers on a main surface of a substrate made of GaAs single crystal and dividing the plurality of epitaxial layers by mesa etching grooves to form a plurality of light emitting diode portions arranged in a predetermined direction. In the diode array:
The light emitting diode array, wherein the main surface of the substrate is inclined by 1 to 20 degrees from a (100) plane.
前記所定の方向は、順メサ方向であることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードアレイ。   The light emitting diode array according to claim 1, wherein the predetermined direction is a forward mesa direction. 前記基板の前記主面の前記(100)面から傾ける方向は、前記所定の方向またはその方向に直交する方向であることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードアレイ。   2. The light-emitting diode array according to claim 1, wherein a direction inclined from the (100) plane of the main surface of the substrate is the predetermined direction or a direction perpendicular to the predetermined direction. 前記基板の前記主面の前記(100)面から傾ける方向は、(01T)面方向あるいは(0TT)面方向であることを特徴とする請求項1に記載の発光ダイオードアレイ。   2. The light-emitting diode array according to claim 1, wherein a direction inclined from the (100) plane of the main surface of the substrate is a (01T) plane direction or a (0TT) plane direction. GaAs単結晶からなり、主面が(100)面から1〜20°傾いている基板をLEC法により作製し、
前記基板の前記主面上に複数のエピタキシャル層を積層し、
前記複数のエピタキシャル層をメサエッチング溝により分割して所定の方向に配列された複数の発光ダイオード部を形成することを特徴とする発光ダイオードアレイの製造方法。
A substrate made of GaAs single crystal and having a principal surface inclined by 1 to 20 ° from the (100) plane is manufactured by the LEC method,
Laminating a plurality of epitaxial layers on the main surface of the substrate;
A method for manufacturing a light-emitting diode array, wherein the plurality of epitaxial layers are divided by mesa etching grooves to form a plurality of light-emitting diode portions arranged in a predetermined direction.
前記複数のエピタキシャル層の積層は、MOVPE法によることを特徴とする請求項5に記載の発光ダイオードの製造方法。   6. The method of manufacturing a light emitting diode according to claim 5, wherein the stacking of the plurality of epitaxial layers is performed by an MOVPE method.
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