半導体装置、ＬＥＤヘッド及びそれを用いた画像形成装置
【課題】層間絶縁膜と金属配線層との間に厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層を形成する事によって、金属配線層としてのアノード配線層及びカソード配線層と層間絶縁膜とのコンタクト特性が良好となり、アノード配線層及びカソード配線層とを同一の工程で同時に形成する事ができる半導体装置、ＬＥＤヘッド及びそれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】半導体基板２１と、該半導体基板上に形成され、該半導体基板へのコンタクトホールが開口された層間絶縁膜２３と、一端が前記コンタクトホールに接続され、他端がボンディングパッドを構成する金属配線層１３と、前記層間絶縁膜と金属配線層との間に設けられ、厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層３１とを有する。
【解決手段】半導体基板２１と、該半導体基板上に形成され、該半導体基板へのコンタクトホールが開口された層間絶縁膜２３と、一端が前記コンタクトホールに接続され、他端がボンディングパッドを構成する金属配線層１３と、前記層間絶縁膜と金属配線層との間に設けられ、厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層３１とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、ＬＥＤヘッド及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置においては、感光体上に画像データに基づいた静電潜像を形成する露光プロセスにおいて、発光素子としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子を複数並べたＬＥＤアレイが形成されたＬＥＤアレイチップを備えるＬＥＤヘッドが光源として使用されている。この場合、前記ＬＥＤヘッドは、レンズ等の光学系を備え、前記ＬＥＤアレイからの光を光学系を介して感光体に照射することによって、該感光体上に露光像を形成するようになっている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照。）。なお、ＬＥＤアレイは、一般的に、気相拡散技術、固相拡散技術等を用いて、化合物半導体基板上に不純物を拡散する方法によって、製造されている。
【０００３】
図２は従来のＬＥＤアレイチップの構成を示す平面図である。
【０００４】
図に示されるように、ＬＥＤアレイチップ１０１は、ＧａＡｓ等から成る化合物半導体基板の面上に形成されたｐ側電極を兼ねる発光領域１０２、ｎ側電極１０３、並びに、前記発光領域１０２及びｎ側電極１０３の各々に対応したボンディングパッド１０４〜１０６を有している。
【０００５】
前記化合物半導体基板としては、例えば、ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ層が形成された基板を用いる。そして、ＡｌＧａＡｓ層の中に不純物を拡散して発光領域１０２及びコンタクト領域１０７が形成されている。さらに、該発光領域１０２及びコンタクト領域１０７からＳｉＮ膜等から成る層間絶縁膜上に引き出されるように、金合金から成る配線層１０８ａ〜１０８ｅが形成されている。この配線層１０８ａ〜１０８ｅの他方端は、層間絶縁膜上に形成されたボンディングパッド１０４〜１０６を構成する。
【０００６】
そして、例えば、前記ＬＥＤアレイチップ１０１がプリントヘッドの光源として使用される際には、前記ＬＥＤアレイチップ１０１をプリント配線板等にボンディングし、ボンディングパッド１０４〜１０６とプリント配線板上の電極パッドとを金等のボンディングワイヤを使用して、ワイヤボンディングによって接続するようになっている。
【０００７】
図３は従来の他のＬＥＤアレイチップの構成を示す図である。なお、図３（ａ）は断面図、図３（ｂ）は上面図である。
【０００８】
この場合、ＬＥＤアレイチップ１０１の基板は、図３（ａ）に示されるような構造を有し、ｎ型ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓＰ層が形成され、該ＧａＡｓＰ層内に、Ｚｎ等のｐ型不純物の選択拡散によって、ｐ型不純物領域から成る発光部１１１が形成される。該発光部１１１は、図３（ｂ）に示されるように、アレイ状に配列されるように複数個形成される。そして、各発光部１１１のＡｌ電極１１２は、各発光部１１１毎に形成される個別電極であり、その一端部が発光部１１１に電気的に接続されるように、層間絶縁膜としての絶縁層１１３を介してｐ型不純物領域上に形成される。各Ａｌ電極１１２の他端部は、外部ワイヤと電気的に接続するために所定の面積を有して平面状に形成されたワイヤボンディング用のボンディングパッドとしての個別電極パッド１１４に電気的に接続されている。一方、共通電極であるＡｕＧｅＮｉ電極１１５は、ｎ型ＧａＡｓ基板と電気的に接続されるように、該ｎ型ＧａＡｓ基板の下層に、それに接して形成されている。
【特許文献１】特開２００４−７１６８４号公報
【非特許文献１】「ＬＥＤプリンタの設計」トリケップス社発行、Ｐ．６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来のＬＥＤアレイチップにおいては、ＳｉＮ膜等から成る層間絶縁膜と配線材料である金合金層との密着力が弱く、ワイヤボンディング工程において、ボンディングパッドが層間絶縁膜から剥（は）がれてしまう。
【００１０】
図４は従来のＬＥＤアレイチップにおける不良の例を示す図である。なお、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は断面図である。
【００１１】
図に示されるように、基板１１９上に形成されたＳｉＮ膜等から成る層間絶縁膜１１８の上に、ボンディングパッド１１６を含む金合金層から成る金属配線層が形成されている場合、金等のボンディングワイヤ１１７をワイヤボンディングによってボンディングパッド１１６に接続する際に、該ボンディングパッド１１６が上方に引き上げる力を受けると、ボンディングパッド１１６が層間絶縁膜１１８から剥がれてしまうことがある。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、層間絶縁膜と金属配線層との間に厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層を形成することによって、金属配線層としてのアノード配線層及びカソード配線層と層間絶縁膜とのコンタクト特性が良好となり、アノード配線層及びカソード配線層とを同一の工程で同時に形成することができる半導体装置、ＬＥＤヘッド及びそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そのために、本発明の半導体装置においては、半導体基板と、該半導体基板上に形成され、該半導体基板へのコンタクトホールが開口された層間絶縁膜と、一端が前記コンタクトホールに接続され、他端がボンディングパッドを構成する金属配線層と、前記層間絶縁膜と金属配線層との間に設けられ、厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、半導体装置においては、層間絶縁膜と金属配線層との間に厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層を形成するようになっている。
【００１５】
これにより、金属配線層としてのアノード配線層及びカソード配線層と層間絶縁膜とのコンタクト特性が良好となり、アノード配線層及びカソード配線層とを同一の工程で同時に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図５は本発明の実施の形態における画像形成装置本体の構成を示す図である。
【００１８】
図において、５０は画像形成装置であり、例えば、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ機、複写機、プリンタとファクシミリ機と複写機との機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類の画像形成装置であってもよく、また、モノクロ画像を形成するものであっても、カラー画像を形成するものであってもよい。なお、本実施の形態においては、前記画像形成装置がいわゆるタンデム方式のカラー電子写真式プリンタである場合について説明する。
【００１９】
本実施の形態における画像形成装置５０は、カラー電子写真式プリンタであるので、画像形成装置５０内には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像を各々に形成する４つのプロセスユニット５１〜５４が記録媒体としての用紙５５の搬送路７１に沿って、該搬送路７１の上流側（図５における右側）から順に配設されている。これらのプロセスユニット５１〜５４の内部構成は共通しているため、シアンのプロセスユニット５３を例にとり、内部構成について説明する。
【００２０】
ここで、プロセスユニット５３には、像担持体としての感光体ドラム５３ａが矢印で示される方向に回転可能に配設され、該感光体ドラム５３ａの周囲にはその回転方向上流側から順に、感光体ドラム５３ａの表面に電気を供給して帯電させる帯電ローラ５３ｂ、帯電された感光体ドラム５３ａ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５３ｃ、静電潜像が形成された感光体ドラム５３ａの表面に所定色（シアン）のトナーを搬送する現像装置５３ｄ、及び、感光体ドラム５３ａの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置５３ｅが配設される。前記露光装置５３ｃは、後述されるＬＥＤヘッドとしてのＬＥＤプリントヘッド４０を備える。なお、前記感光体ドラム５３ａは、図示されない駆動源及びギヤによって回転させられる。
【００２１】
また、画像形成装置５０は、その下部に、用紙５５を堆（たい）積した状態で収納する用紙カセット５６を装着し、その上方には用紙５５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５７が配設されている。さらに、用紙５５の搬送方向における前記ホッピングローラ５７の下流側には、ピンチローラ５８及び５９とともに用紙５５を狭持することによって、該用紙５５の斜行を修正し、プロセスユニット５１〜５４に搬送するレジストローラ６０及び６１が配設されている。これらのホッピングローラ５７、レジストローラ６０及び６１は図示されない駆動源によって連動している。
【００２２】
そして、プロセスユニット５１〜５４の各感光体ドラム５１ａ、５２ａ、５３ａ及び５４ａに対向する位置には、それぞれ、半導体性のゴム等によって形成された転写ローラ６２が配設されている。そして、感光体ドラム５１ａ、５２ａ、５３ａ及び５４ａ上のトナーを用紙５５に付着させるために、感光体ドラム５１ａ、５２ａ、５３ａ及び５４ａの表面とこれらの各転写ローラ６２の表面との間に電位差が生じるようになっている。
【００２３】
また、定着装置６３は、加熱ローラとバックアップローラとを有し、用紙５５上に転写されたトナーを加圧及び過熱することによって定着させる。また、排出ローラ６４及び６５は、定着装置６３から排出された用紙５５を排出部のピンチローラ６６及び６７とともに狭持し、記録媒体スタッカ部６８に排出する。なお、排出ローラ６４及び６５は図示されない駆動源によって回転させられる。
【００２４】
次に、前記画像形成装置５０の動作について説明する。
【００２５】
まず、用紙カセット５６に収納されている用紙５５がホッピングローラ５７によって搬送されて、ピンチローラ５８及び５９並びにレジストローラ６０及び６１によって画像形成部まで搬送される。例えば、シアンのプロセスユニット５３内では、回転する感光体ドラム５３ａの表面に対して帯電ローラ５３ｂによって帯電が行われ、帯電された表面を露光装置５３ｃによって露光し、静電潜像が書き込まれ、現像装置５３ｄによって静電潜像がトナーにより現像されてトナー像が形成される。
【００２６】
ここで、タイミングを合わせて搬送されてきた用紙５５が感光体ドラム５３ａと転写ローラ６２との間を通る際に、感光体ドラム５３ａの表面のトナー像が用紙５５上に転写される。このようにして、該用紙５５が、各色のプロセスユニット５１〜５４を通過する度に各色毎に重ねて転写が行われ、用紙５５上にカラーのトナー像が形成される。
【００２７】
そして、用紙５５上のトナー像は定着装置６３によって用紙５５上に定着させられ、該用紙５５は排出ローラ６４及び６５並びにピンチローラ６６及び６７によって搬送され記録媒体スタッカ部６８に排出される。
【００２８】
次に、前記露光装置５３ｃが備えるＬＥＤプリントヘッド４０の構成について説明する。
【００２９】
図６は本発明の実施の形態におけるＬＥＤプリントヘッドの要部構成を示す図である。
【００３０】
図６に示されるように、ＬＥＤプリントヘッド４０において、ベース部材４１上には、プリント基板４２が載置され、固定されている。該プリント基板４２には、半導体装置としてのＬＥＤアレイチップ４２ａが、ドライバＩＣ４２ｂとともにダイボンディング及びワイヤボンディングによって実装されている。そして、前記ＬＥＤアレイチップ４２ａの後述される発光部１１の上方には、該発光部１１から出た光を集光する光学系としてのロッドレンズアレイ４３が配設されている。該ロッドレンズアレイ４３は、柱状の光学レンズをＬＥＤアレイチップ４２ａの直線状に配列された発光部に沿って多数配列したもので、光学系ホルダに相当するホルダとしてのレンズホルダ４４によって、所定位置に保持されている。
【００３１】
該レンズホルダ４４は、図６に示されるように、ベース部材４１及びプリント基板４２を覆うように形成されている。そして、ベース部材４１、プリント基板４２、レンズホルダ４４は、ベース部材４１及びレンズホルダ４４に形成された開口部４１ａ及び開口部４４ａを介して配設されるクランパ４５によって一体的に挟持されている。
【００３２】
したがって、ＬＥＤアレイチップ４２ａで発生した光は、ロッドレンズアレイ４３を通して帯電された感光体ドラム５１ａ、５２ａ、５３ａ及び５４ａの表面に照射される。
【００３３】
次に、前記ＬＥＤアレイチップ４２ａの構成について説明する。
【００３４】
図１は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの構成を示す平面図、図７は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの断面図、図８は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの要部拡大断面図、図９は本発明の実施の形態における密着層の膜厚とコンタクト抵抗の関係を示す図、図１０は本発明の実施の形態における密着層の膜厚とコンタクト抵抗及び密着力の関係を示す表である。なお、図７（ａ）は図１のＡ―Ａ’矢視断面図、図７（ｂ）は図１のＢ―Ｂ’矢視断面図である。
【００３５】
図１及び８に示されるように、本実施の形態におけるＬＥＤアレイチップ４２ａは、第１伝導型半導体層２２上に列状に配置されたアノード電極としての発光部１１、及び、該発光部１１と隣接して形成されたカソード電極としての第１伝導型半導体コンタクト電極１２から成る半導体素子である発光素子としてのＬＥＤを有する。
【００３６】
そして、前記発光部１１には、金属配線層であるアノード配線層としてのアノード電極層１３が接続され、その反対端にはアノード配線層の一部であるボンディングパッドとしてのアノードボンディングパッド１４が形成されている。なお、該アノードボンディングパッド１４は、奇数番目の発光部１１と偶数番目の発光部１１の２つの発光部１１が対となるように接続されている。その結果、アノードボンディングパッド１４の数は発光部１１の数の半分となっている。
【００３７】
また、第１伝導型半導体コンタクト電極１２には、１つおきに金属配線層であるカソード配線層としてのカソード電極層１５が接続され、その反対端にはカソード配線層の一部であるボンディングパッドとしてのカソードボンディングパッド１６が形成されている。そして、第１伝導型半導体コンタクト電極１２の残りには、配線層は直接接続されていないが、第１伝導型半導体層２２自体を経由して形成されたカソード配線層としての共通コンタクト電極１７が形成され、該共通コンタクト電極１７にカソードボンディングパッド１６が接続される。
【００３８】
また、隣接するＬＥＤ素子同士は、ジグザグの分離部１９によって電気的に分離される。該分離部１９は、高抵抗基板２１に届く分離溝又は不純物拡散層によって形成される。
【００３９】
ここで、前記ＬＥＤアレイチップ４２ａを形成する半導体基板は、図７に示されるように下地基板としての高抵抗基板２１上に、該高抵抗基板２１と電気的に分離された第１伝導型半導体層２２をエピタキシャル成長させた構造の基板である。なお、前記第１伝導型半導体層２２上には層間絶縁膜２３が形成されている。そして、前記発光部１１は、第２伝導型の、例えば、Ｚｎ等の不純物を拡散させて形成され、ＰＮ接合を形成する。また、前記発光部１１には、層間絶縁膜２３に設けたコンタクト穴を介して、アノード電極層１３が接続されている。
【００４０】
より詳細に説明すると、層間絶縁膜２３は、ＳｉＮ（Ｓｉ3 Ｎ4 ）層から成り、第１伝導型半導体層２２上に形成される。前記層間絶縁膜２３は、発光部１１上及びコンタクト領域上に開口部が設けられる。そして、前記層間絶縁膜２３上には、発光部１１及び第１伝導型半導体コンタクト電極１２に接続する金属配線層としてのアノード電極層１３及びカソード電極層１５が形成される。
【００４１】
そして、図８に示されるように、金属配線層としてのアノード電極層１３及びカソード電極層１５は、両者共に、Ｔｉから成る密着層３１の上に形成されたＧｅを含む金合金から成る金属配線層としての第１配線層３２、及び、金又は金合金から成る金属配線層としての第２配線層３３から構成される。ここで、前記密着層３１は、層間絶縁膜２３、特に、ＳｉＮ層との密着性がよい層であることが好ましい。そして、Ｔｉから成る密着層３１は、ＳｉＮ層との密着性向上のためには厚い方が好ましく、カソードコンタクト抵抗向上のためには薄い方が好ましい。すなわち、図９に示されるように、密着層３１の厚さが５００〔Å〕（５０〔ｎｍ〕）を超えるとカソードコンタクト抵抗が増加し、デバイスの消費電力が増加してしまうため、好ましくない。また、図１０の表に示されるように、５〔Å〕を下回ると密着力が低下するので、密着層３１の厚さは、５〔Å〕（０．５〔ｎｍ〕）〜５００〔Å〕（５０〔ｎｍ〕）であることが好ましい。
【００４２】
また、第１配線層３２は、Ｇｅを含む金合金、例えば、ＡｕＧｅＮｉ、ＡｕＧｅから成ることが好ましい。そして、密着層３１が前述の厚さの範囲内のように薄い層であれば、第１配線層３２にＧｅを含ませることで、コンタクトアニール工程の際に、Ｇｅが密着層３１を通過してＧａＡｓを主成分とする基板上に拡散され、コンタクト抵抗を低下させる働きがあると推測される。また、第１配線層３２に更にＮｉを含ませると、同時に密着層３１を通過したＡｕとＧａが反応した際に発生する余剰のＡｓと反応し、基板を安定化させるので、第ｌ配線層３２はＡｕＧｅＮｉ合金から成ることが好ましい。
【００４３】
そして、第２配線層３３は、不純物をなるべく含まない金属層であれば抵抗値が低く、表面が酸化等の劣化に対し耐性があるので好ましい。なお、特に、第１配線層３２と異なる第２配線層３３を設ける必要はなく、ＡｕＧｅＮｉの単層としてもよい。
【００４４】
このような金属配線層としてのアノード電極層１３及びカソード電極層１５は、配線パターンを形成したレジスト層上に蒸着、スパッタリング、無電解メッキ、又は、電解メッキ等によりＴｉ層、ＡｕＧｅＮｉ合金層、Ａｕ層を順次形成し、レジスト層を除去する、いわゆる、リフトオフにより形成すると、複数層の金属層を積層するにも係わらずフォトリソグラフィ工程を１回で行うことができるので好ましい。なお、本実施の形態は、ＳｉＮ膜を用いる他の半導体装置にも適用することができる。
【００４５】
次に、前記ＬＥＤアレイチップ４２ａの製造方法について説明する。
【００４６】
図１１は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第１の図、図１２は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第２の図、図１３は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第３の図、図１４は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第４の図である。なお、図１１（ａ）〜図１２（ｇ）において、（２）は上面図、（１）は（２）のＣ−Ｃ’矢視断面図である。
【００４７】
まず、ＬＥＤアレイチップ４２ａの半導体基板として、下地基板２１上に、該下地基板２１と電気的に分離された第１伝導型半導体層２２をエピタキシャル成長させた構造の基板を用いる。例えば、下地基板２１を半絶縁性ＧａＡｓ基板とし、その上に第１伝導型半導体層２２としてｎ型半導体層をエピタキシャル成長させた基板を用いる。下地基板２１と第１伝導型半導体層２２との間にバッファ層を挟んだ構造にしてもよい。さらに、下地基板２１をｎ型ＧａＡｓ基板とし、バッファ層、絶縁層を介して、第１伝導型半導体層２２としてｎ型半導体層をエピタキシャル成長させた基板等を用いてもよい（図１１（ａ））。
【００４８】
そして、半導体基板の第１伝導型半導体層２２に、光学素子としての発光部１１となるアレイ状の領域に第２伝導型不純物を拡散させる。例えば、半導体基板上に形成した層間絶縁膜２３と兼用される拡散マスクに、発光部１１となるアレイ状に開けた開口７１からの選択拡散等の方法によって、拡散源層７２からＺｎ（亜鉛）などの第２伝導型半導体不純物を拡散させる（図１１（ｂ）〜１２（ｇ））。この場合、第２伝導型半導体不純物を含む拡散源層７２及びアニールキャップ層７３を形成し、拡散アニールを行う。これにより、発光部１１となるアレイ状の領域としての第２伝導型不純物の拡散領域が形成される（図１３（ｈ））。
【００４９】
次に、第１伝導型半導体層２２を２つに分離するためのジグザグ状の分離部１９に対応する領域を形成する。分離部１９は、第１伝導型半導体層２２を、少なくとも、該第１伝導型半導体層２２の下層にある下地基板２１又は絶縁層に到達する深さまでエッチングすることによって形成される。なお、エッチングは、例えば、過水りん酸系のエッチャントを用いたウェットエッチングによって行われる。したがって、第１伝導型半導体層２２はジグザグ状に電気的に絶縁されている（図１３（ｉ））。次に、層間絶縁膜２３を形成した後、該層間絶縁膜２３に発光部１１、第１伝導型半導体コンタクト電極１２、共通コンタクト電極１７等に対応する開口部を形成する（図１４（ｊ））。
【００５０】
最後に、第１伝導型半導体コンタクト電極１２及び発光部１１となる第２伝導型半導体部へ良好な接続をとるための第２伝導型半導体コンタクト電極を形成する。この場合、拡散マスクと兼用される層間絶縁膜２３の開口７１を介して第１伝導型半導体コンタクト電極１２及び第２伝導型コンタクト電極は形成され、それぞれ、コンタクトが取られる。なお、第１伝導型半導体コンタクト電極１２、第２伝導型半導体コンタクト電極、個別配線、アノードボンディングドパッド１４、カソードボンディングパッド１６等の金属配線層は、同一の材料から成り、同時に形成される。そして、前記金属配線層は、密着層３１、並びに、第１配線層３２及び第２配線層３３から成る。この場合、第１配線層３２及び第２配線層３３の材料、すなわち、電極材料としては、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ又はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕが使用される。さらに、第１伝導型半導体層２２及び第２伝導型半導体層と電極材料とを良好に接続するために、シンター処理が行われる（図１４（ｋ））。
【００５１】
次に、前記構成のＬＥＤアレイチップ４２ａの動作について説明する。
【００５２】
本実施の形態におけるＬＥＤアレイチップ４２ａでは、図１に示されるように、奇数番目の発光部１１のカソードがすべて同じカソード配線層としてのカソードボンディングパッド１６に接続されており、偶数番目の発光部１１のカソードがすべて同じカソード配線層としてのカソードボンディングパッド１６に接続されている。また、隣接する奇数番目の発光部１１の個別配線と偶数番目の発光部１１の個別配線とは、同じアノード配線層としてのアノードボンディングパッド１４に接続されている。
【００５３】
そのため、アノードボンディングパッド１４と、カソードボンディングパッド１６とをそれぞれ電気的に選択し、第２伝導型（Ｐ）側から第２伝導型（Ｎ）側へ、順方向電流を流すことによって所望の発光部１１を点灯させることができる。
【００５４】
例えば、左端の発光部１１を点灯する場合、左端のアノードボンディングパッド１４を選択し、奇数番目の発光部１１のカソードが接続されているカソードボンディングパッド１６を選択して、選択されたアノードボンディングパッド１４とカソードボンディングパッド１６との間に順方向電流を流せばよい。また、左端から偶数番目、すなわち、２ｎ番目の発光部１１を点灯する場合、左端からｎ番目のアノードボンディングパッド１４を選択し、偶数番目の発光部１１のカソードが接続されているカソードボンディングパッド１６を選択して、選択されたアノードボンディングパッド１４とカソードボンディングパッド１６との間に順方向電流を流せばよい。
【００５５】
このように、本実施の形態においては、層間絶縁膜２３と第１配線層３２及び第２配線層３３から構成される金属配線層との間に、厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層３１を形成するようになっている。そのため、金属配線層としてのアノード配線層及びカソード配線層と層間絶縁膜２３とのコンタクト特性が良好となる。これにより、アノード配線層及びカソード配線層を同一の工程で同時に形成することができるので、半導体基板表面のパーティクルやパターン不良等に起因する配線間絶縁不良等の不良の発生を防止することができ、また、コストを低減することができる。
【００５６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの構成を示す平面図である。
【図２】従来のＬＥＤアレイチップの構成を示す平面図である。
【図３】従来の他のＬＥＤアレイチップの構成を示す図である。
【図４】従来のＬＥＤアレイチップにおける不良の例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における画像形成装置本体の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるＬＥＤプリントヘッドの要部構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるＥＤアレイチップの断面図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの要部拡大断面図である。
【図９】本発明の実施の形態における密着層の膜厚とコンタクト抵抗の関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における密着層の膜厚とコンタクト抵抗及び密着力の関係を示す表である。
【図１１】本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第１の図である。
【図１２】本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第２の図である。
【図１３】本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第３の図である。
【図１４】本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第４の図である。
【符号の説明】
【００５８】
１１ 発光部
１２ 第１伝導型半導体コンタクト電極
１３ アノード電極層
１４ アノードボンディングパッド
１５ カソード電極層
１６ カソードボンディングパッド
１７ 共通コンタクト電極
２３ 層間絶縁膜
３１ 密着層
３２ 第１配線層
３３ 第２配線層
４０ ＬＥＤプリントヘッド
４２ プリント基板
４２ａ ＬＥＤアレイチップ
４３ ロッドレンズアレイ
４４ レンズホルダ
５０ 画像形成装置
５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａ 感光体ドラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、ＬＥＤヘッド及びそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置においては、感光体上に画像データに基づいた静電潜像を形成する露光プロセスにおいて、発光素子としてのＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子を複数並べたＬＥＤアレイが形成されたＬＥＤアレイチップを備えるＬＥＤヘッドが光源として使用されている。この場合、前記ＬＥＤヘッドは、レンズ等の光学系を備え、前記ＬＥＤアレイからの光を光学系を介して感光体に照射することによって、該感光体上に露光像を形成するようになっている（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照。）。なお、ＬＥＤアレイは、一般的に、気相拡散技術、固相拡散技術等を用いて、化合物半導体基板上に不純物を拡散する方法によって、製造されている。
【０００３】
図２は従来のＬＥＤアレイチップの構成を示す平面図である。
【０００４】
図に示されるように、ＬＥＤアレイチップ１０１は、ＧａＡｓ等から成る化合物半導体基板の面上に形成されたｐ側電極を兼ねる発光領域１０２、ｎ側電極１０３、並びに、前記発光領域１０２及びｎ側電極１０３の各々に対応したボンディングパッド１０４〜１０６を有している。
【０００５】
前記化合物半導体基板としては、例えば、ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ層が形成された基板を用いる。そして、ＡｌＧａＡｓ層の中に不純物を拡散して発光領域１０２及びコンタクト領域１０７が形成されている。さらに、該発光領域１０２及びコンタクト領域１０７からＳｉＮ膜等から成る層間絶縁膜上に引き出されるように、金合金から成る配線層１０８ａ〜１０８ｅが形成されている。この配線層１０８ａ〜１０８ｅの他方端は、層間絶縁膜上に形成されたボンディングパッド１０４〜１０６を構成する。
【０００６】
そして、例えば、前記ＬＥＤアレイチップ１０１がプリントヘッドの光源として使用される際には、前記ＬＥＤアレイチップ１０１をプリント配線板等にボンディングし、ボンディングパッド１０４〜１０６とプリント配線板上の電極パッドとを金等のボンディングワイヤを使用して、ワイヤボンディングによって接続するようになっている。
【０００７】
図３は従来の他のＬＥＤアレイチップの構成を示す図である。なお、図３（ａ）は断面図、図３（ｂ）は上面図である。
【０００８】
この場合、ＬＥＤアレイチップ１０１の基板は、図３（ａ）に示されるような構造を有し、ｎ型ＧａＡｓ基板上にＧａＡｓＰ層が形成され、該ＧａＡｓＰ層内に、Ｚｎ等のｐ型不純物の選択拡散によって、ｐ型不純物領域から成る発光部１１１が形成される。該発光部１１１は、図３（ｂ）に示されるように、アレイ状に配列されるように複数個形成される。そして、各発光部１１１のＡｌ電極１１２は、各発光部１１１毎に形成される個別電極であり、その一端部が発光部１１１に電気的に接続されるように、層間絶縁膜としての絶縁層１１３を介してｐ型不純物領域上に形成される。各Ａｌ電極１１２の他端部は、外部ワイヤと電気的に接続するために所定の面積を有して平面状に形成されたワイヤボンディング用のボンディングパッドとしての個別電極パッド１１４に電気的に接続されている。一方、共通電極であるＡｕＧｅＮｉ電極１１５は、ｎ型ＧａＡｓ基板と電気的に接続されるように、該ｎ型ＧａＡｓ基板の下層に、それに接して形成されている。
【特許文献１】特開２００４−７１６８４号公報
【非特許文献１】「ＬＥＤプリンタの設計」トリケップス社発行、Ｐ．６３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来のＬＥＤアレイチップにおいては、ＳｉＮ膜等から成る層間絶縁膜と配線材料である金合金層との密着力が弱く、ワイヤボンディング工程において、ボンディングパッドが層間絶縁膜から剥（は）がれてしまう。
【００１０】
図４は従来のＬＥＤアレイチップにおける不良の例を示す図である。なお、図４（ａ）は上面図、図４（ｂ）は断面図である。
【００１１】
図に示されるように、基板１１９上に形成されたＳｉＮ膜等から成る層間絶縁膜１１８の上に、ボンディングパッド１１６を含む金合金層から成る金属配線層が形成されている場合、金等のボンディングワイヤ１１７をワイヤボンディングによってボンディングパッド１１６に接続する際に、該ボンディングパッド１１６が上方に引き上げる力を受けると、ボンディングパッド１１６が層間絶縁膜１１８から剥がれてしまうことがある。
【００１２】
本発明は、前記従来の問題点を解決して、層間絶縁膜と金属配線層との間に厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層を形成することによって、金属配線層としてのアノード配線層及びカソード配線層と層間絶縁膜とのコンタクト特性が良好となり、アノード配線層及びカソード配線層とを同一の工程で同時に形成することができる半導体装置、ＬＥＤヘッド及びそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
そのために、本発明の半導体装置においては、半導体基板と、該半導体基板上に形成され、該半導体基板へのコンタクトホールが開口された層間絶縁膜と、一端が前記コンタクトホールに接続され、他端がボンディングパッドを構成する金属配線層と、前記層間絶縁膜と金属配線層との間に設けられ、厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層とを有する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、半導体装置においては、層間絶縁膜と金属配線層との間に厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層を形成するようになっている。
【００１５】
これにより、金属配線層としてのアノード配線層及びカソード配線層と層間絶縁膜とのコンタクト特性が良好となり、アノード配線層及びカソード配線層とを同一の工程で同時に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
図５は本発明の実施の形態における画像形成装置本体の構成を示す図である。
【００１８】
図において、５０は画像形成装置であり、例えば、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ機、複写機、プリンタとファクシミリ機と複写機との機能を併せ持つ複合機等であるが、いかなる種類の画像形成装置であってもよく、また、モノクロ画像を形成するものであっても、カラー画像を形成するものであってもよい。なお、本実施の形態においては、前記画像形成装置がいわゆるタンデム方式のカラー電子写真式プリンタである場合について説明する。
【００１９】
本実施の形態における画像形成装置５０は、カラー電子写真式プリンタであるので、画像形成装置５０内には、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色の画像を各々に形成する４つのプロセスユニット５１〜５４が記録媒体としての用紙５５の搬送路７１に沿って、該搬送路７１の上流側（図５における右側）から順に配設されている。これらのプロセスユニット５１〜５４の内部構成は共通しているため、シアンのプロセスユニット５３を例にとり、内部構成について説明する。
【００２０】
ここで、プロセスユニット５３には、像担持体としての感光体ドラム５３ａが矢印で示される方向に回転可能に配設され、該感光体ドラム５３ａの周囲にはその回転方向上流側から順に、感光体ドラム５３ａの表面に電気を供給して帯電させる帯電ローラ５３ｂ、帯電された感光体ドラム５３ａ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５３ｃ、静電潜像が形成された感光体ドラム５３ａの表面に所定色（シアン）のトナーを搬送する現像装置５３ｄ、及び、感光体ドラム５３ａの表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置５３ｅが配設される。前記露光装置５３ｃは、後述されるＬＥＤヘッドとしてのＬＥＤプリントヘッド４０を備える。なお、前記感光体ドラム５３ａは、図示されない駆動源及びギヤによって回転させられる。
【００２１】
また、画像形成装置５０は、その下部に、用紙５５を堆（たい）積した状態で収納する用紙カセット５６を装着し、その上方には用紙５５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５７が配設されている。さらに、用紙５５の搬送方向における前記ホッピングローラ５７の下流側には、ピンチローラ５８及び５９とともに用紙５５を狭持することによって、該用紙５５の斜行を修正し、プロセスユニット５１〜５４に搬送するレジストローラ６０及び６１が配設されている。これらのホッピングローラ５７、レジストローラ６０及び６１は図示されない駆動源によって連動している。
【００２２】
そして、プロセスユニット５１〜５４の各感光体ドラム５１ａ、５２ａ、５３ａ及び５４ａに対向する位置には、それぞれ、半導体性のゴム等によって形成された転写ローラ６２が配設されている。そして、感光体ドラム５１ａ、５２ａ、５３ａ及び５４ａ上のトナーを用紙５５に付着させるために、感光体ドラム５１ａ、５２ａ、５３ａ及び５４ａの表面とこれらの各転写ローラ６２の表面との間に電位差が生じるようになっている。
【００２３】
また、定着装置６３は、加熱ローラとバックアップローラとを有し、用紙５５上に転写されたトナーを加圧及び過熱することによって定着させる。また、排出ローラ６４及び６５は、定着装置６３から排出された用紙５５を排出部のピンチローラ６６及び６７とともに狭持し、記録媒体スタッカ部６８に排出する。なお、排出ローラ６４及び６５は図示されない駆動源によって回転させられる。
【００２４】
次に、前記画像形成装置５０の動作について説明する。
【００２５】
まず、用紙カセット５６に収納されている用紙５５がホッピングローラ５７によって搬送されて、ピンチローラ５８及び５９並びにレジストローラ６０及び６１によって画像形成部まで搬送される。例えば、シアンのプロセスユニット５３内では、回転する感光体ドラム５３ａの表面に対して帯電ローラ５３ｂによって帯電が行われ、帯電された表面を露光装置５３ｃによって露光し、静電潜像が書き込まれ、現像装置５３ｄによって静電潜像がトナーにより現像されてトナー像が形成される。
【００２６】
ここで、タイミングを合わせて搬送されてきた用紙５５が感光体ドラム５３ａと転写ローラ６２との間を通る際に、感光体ドラム５３ａの表面のトナー像が用紙５５上に転写される。このようにして、該用紙５５が、各色のプロセスユニット５１〜５４を通過する度に各色毎に重ねて転写が行われ、用紙５５上にカラーのトナー像が形成される。
【００２７】
そして、用紙５５上のトナー像は定着装置６３によって用紙５５上に定着させられ、該用紙５５は排出ローラ６４及び６５並びにピンチローラ６６及び６７によって搬送され記録媒体スタッカ部６８に排出される。
【００２８】
次に、前記露光装置５３ｃが備えるＬＥＤプリントヘッド４０の構成について説明する。
【００２９】
図６は本発明の実施の形態におけるＬＥＤプリントヘッドの要部構成を示す図である。
【００３０】
図６に示されるように、ＬＥＤプリントヘッド４０において、ベース部材４１上には、プリント基板４２が載置され、固定されている。該プリント基板４２には、半導体装置としてのＬＥＤアレイチップ４２ａが、ドライバＩＣ４２ｂとともにダイボンディング及びワイヤボンディングによって実装されている。そして、前記ＬＥＤアレイチップ４２ａの後述される発光部１１の上方には、該発光部１１から出た光を集光する光学系としてのロッドレンズアレイ４３が配設されている。該ロッドレンズアレイ４３は、柱状の光学レンズをＬＥＤアレイチップ４２ａの直線状に配列された発光部に沿って多数配列したもので、光学系ホルダに相当するホルダとしてのレンズホルダ４４によって、所定位置に保持されている。
【００３１】
該レンズホルダ４４は、図６に示されるように、ベース部材４１及びプリント基板４２を覆うように形成されている。そして、ベース部材４１、プリント基板４２、レンズホルダ４４は、ベース部材４１及びレンズホルダ４４に形成された開口部４１ａ及び開口部４４ａを介して配設されるクランパ４５によって一体的に挟持されている。
【００３２】
したがって、ＬＥＤアレイチップ４２ａで発生した光は、ロッドレンズアレイ４３を通して帯電された感光体ドラム５１ａ、５２ａ、５３ａ及び５４ａの表面に照射される。
【００３３】
次に、前記ＬＥＤアレイチップ４２ａの構成について説明する。
【００３４】
図１は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの構成を示す平面図、図７は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの断面図、図８は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの要部拡大断面図、図９は本発明の実施の形態における密着層の膜厚とコンタクト抵抗の関係を示す図、図１０は本発明の実施の形態における密着層の膜厚とコンタクト抵抗及び密着力の関係を示す表である。なお、図７（ａ）は図１のＡ―Ａ’矢視断面図、図７（ｂ）は図１のＢ―Ｂ’矢視断面図である。
【００３５】
図１及び８に示されるように、本実施の形態におけるＬＥＤアレイチップ４２ａは、第１伝導型半導体層２２上に列状に配置されたアノード電極としての発光部１１、及び、該発光部１１と隣接して形成されたカソード電極としての第１伝導型半導体コンタクト電極１２から成る半導体素子である発光素子としてのＬＥＤを有する。
【００３６】
そして、前記発光部１１には、金属配線層であるアノード配線層としてのアノード電極層１３が接続され、その反対端にはアノード配線層の一部であるボンディングパッドとしてのアノードボンディングパッド１４が形成されている。なお、該アノードボンディングパッド１４は、奇数番目の発光部１１と偶数番目の発光部１１の２つの発光部１１が対となるように接続されている。その結果、アノードボンディングパッド１４の数は発光部１１の数の半分となっている。
【００３７】
また、第１伝導型半導体コンタクト電極１２には、１つおきに金属配線層であるカソード配線層としてのカソード電極層１５が接続され、その反対端にはカソード配線層の一部であるボンディングパッドとしてのカソードボンディングパッド１６が形成されている。そして、第１伝導型半導体コンタクト電極１２の残りには、配線層は直接接続されていないが、第１伝導型半導体層２２自体を経由して形成されたカソード配線層としての共通コンタクト電極１７が形成され、該共通コンタクト電極１７にカソードボンディングパッド１６が接続される。
【００３８】
また、隣接するＬＥＤ素子同士は、ジグザグの分離部１９によって電気的に分離される。該分離部１９は、高抵抗基板２１に届く分離溝又は不純物拡散層によって形成される。
【００３９】
ここで、前記ＬＥＤアレイチップ４２ａを形成する半導体基板は、図７に示されるように下地基板としての高抵抗基板２１上に、該高抵抗基板２１と電気的に分離された第１伝導型半導体層２２をエピタキシャル成長させた構造の基板である。なお、前記第１伝導型半導体層２２上には層間絶縁膜２３が形成されている。そして、前記発光部１１は、第２伝導型の、例えば、Ｚｎ等の不純物を拡散させて形成され、ＰＮ接合を形成する。また、前記発光部１１には、層間絶縁膜２３に設けたコンタクト穴を介して、アノード電極層１３が接続されている。
【００４０】
より詳細に説明すると、層間絶縁膜２３は、ＳｉＮ（Ｓｉ3 Ｎ4 ）層から成り、第１伝導型半導体層２２上に形成される。前記層間絶縁膜２３は、発光部１１上及びコンタクト領域上に開口部が設けられる。そして、前記層間絶縁膜２３上には、発光部１１及び第１伝導型半導体コンタクト電極１２に接続する金属配線層としてのアノード電極層１３及びカソード電極層１５が形成される。
【００４１】
そして、図８に示されるように、金属配線層としてのアノード電極層１３及びカソード電極層１５は、両者共に、Ｔｉから成る密着層３１の上に形成されたＧｅを含む金合金から成る金属配線層としての第１配線層３２、及び、金又は金合金から成る金属配線層としての第２配線層３３から構成される。ここで、前記密着層３１は、層間絶縁膜２３、特に、ＳｉＮ層との密着性がよい層であることが好ましい。そして、Ｔｉから成る密着層３１は、ＳｉＮ層との密着性向上のためには厚い方が好ましく、カソードコンタクト抵抗向上のためには薄い方が好ましい。すなわち、図９に示されるように、密着層３１の厚さが５００〔Å〕（５０〔ｎｍ〕）を超えるとカソードコンタクト抵抗が増加し、デバイスの消費電力が増加してしまうため、好ましくない。また、図１０の表に示されるように、５〔Å〕を下回ると密着力が低下するので、密着層３１の厚さは、５〔Å〕（０．５〔ｎｍ〕）〜５００〔Å〕（５０〔ｎｍ〕）であることが好ましい。
【００４２】
また、第１配線層３２は、Ｇｅを含む金合金、例えば、ＡｕＧｅＮｉ、ＡｕＧｅから成ることが好ましい。そして、密着層３１が前述の厚さの範囲内のように薄い層であれば、第１配線層３２にＧｅを含ませることで、コンタクトアニール工程の際に、Ｇｅが密着層３１を通過してＧａＡｓを主成分とする基板上に拡散され、コンタクト抵抗を低下させる働きがあると推測される。また、第１配線層３２に更にＮｉを含ませると、同時に密着層３１を通過したＡｕとＧａが反応した際に発生する余剰のＡｓと反応し、基板を安定化させるので、第ｌ配線層３２はＡｕＧｅＮｉ合金から成ることが好ましい。
【００４３】
そして、第２配線層３３は、不純物をなるべく含まない金属層であれば抵抗値が低く、表面が酸化等の劣化に対し耐性があるので好ましい。なお、特に、第１配線層３２と異なる第２配線層３３を設ける必要はなく、ＡｕＧｅＮｉの単層としてもよい。
【００４４】
このような金属配線層としてのアノード電極層１３及びカソード電極層１５は、配線パターンを形成したレジスト層上に蒸着、スパッタリング、無電解メッキ、又は、電解メッキ等によりＴｉ層、ＡｕＧｅＮｉ合金層、Ａｕ層を順次形成し、レジスト層を除去する、いわゆる、リフトオフにより形成すると、複数層の金属層を積層するにも係わらずフォトリソグラフィ工程を１回で行うことができるので好ましい。なお、本実施の形態は、ＳｉＮ膜を用いる他の半導体装置にも適用することができる。
【００４５】
次に、前記ＬＥＤアレイチップ４２ａの製造方法について説明する。
【００４６】
図１１は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第１の図、図１２は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第２の図、図１３は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第３の図、図１４は本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第４の図である。なお、図１１（ａ）〜図１２（ｇ）において、（２）は上面図、（１）は（２）のＣ−Ｃ’矢視断面図である。
【００４７】
まず、ＬＥＤアレイチップ４２ａの半導体基板として、下地基板２１上に、該下地基板２１と電気的に分離された第１伝導型半導体層２２をエピタキシャル成長させた構造の基板を用いる。例えば、下地基板２１を半絶縁性ＧａＡｓ基板とし、その上に第１伝導型半導体層２２としてｎ型半導体層をエピタキシャル成長させた基板を用いる。下地基板２１と第１伝導型半導体層２２との間にバッファ層を挟んだ構造にしてもよい。さらに、下地基板２１をｎ型ＧａＡｓ基板とし、バッファ層、絶縁層を介して、第１伝導型半導体層２２としてｎ型半導体層をエピタキシャル成長させた基板等を用いてもよい（図１１（ａ））。
【００４８】
そして、半導体基板の第１伝導型半導体層２２に、光学素子としての発光部１１となるアレイ状の領域に第２伝導型不純物を拡散させる。例えば、半導体基板上に形成した層間絶縁膜２３と兼用される拡散マスクに、発光部１１となるアレイ状に開けた開口７１からの選択拡散等の方法によって、拡散源層７２からＺｎ（亜鉛）などの第２伝導型半導体不純物を拡散させる（図１１（ｂ）〜１２（ｇ））。この場合、第２伝導型半導体不純物を含む拡散源層７２及びアニールキャップ層７３を形成し、拡散アニールを行う。これにより、発光部１１となるアレイ状の領域としての第２伝導型不純物の拡散領域が形成される（図１３（ｈ））。
【００４９】
次に、第１伝導型半導体層２２を２つに分離するためのジグザグ状の分離部１９に対応する領域を形成する。分離部１９は、第１伝導型半導体層２２を、少なくとも、該第１伝導型半導体層２２の下層にある下地基板２１又は絶縁層に到達する深さまでエッチングすることによって形成される。なお、エッチングは、例えば、過水りん酸系のエッチャントを用いたウェットエッチングによって行われる。したがって、第１伝導型半導体層２２はジグザグ状に電気的に絶縁されている（図１３（ｉ））。次に、層間絶縁膜２３を形成した後、該層間絶縁膜２３に発光部１１、第１伝導型半導体コンタクト電極１２、共通コンタクト電極１７等に対応する開口部を形成する（図１４（ｊ））。
【００５０】
最後に、第１伝導型半導体コンタクト電極１２及び発光部１１となる第２伝導型半導体部へ良好な接続をとるための第２伝導型半導体コンタクト電極を形成する。この場合、拡散マスクと兼用される層間絶縁膜２３の開口７１を介して第１伝導型半導体コンタクト電極１２及び第２伝導型コンタクト電極は形成され、それぞれ、コンタクトが取られる。なお、第１伝導型半導体コンタクト電極１２、第２伝導型半導体コンタクト電極、個別配線、アノードボンディングドパッド１４、カソードボンディングパッド１６等の金属配線層は、同一の材料から成り、同時に形成される。そして、前記金属配線層は、密着層３１、並びに、第１配線層３２及び第２配線層３３から成る。この場合、第１配線層３２及び第２配線層３３の材料、すなわち、電極材料としては、ＡｕＧｅＮｉ／Ａｕ又はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕが使用される。さらに、第１伝導型半導体層２２及び第２伝導型半導体層と電極材料とを良好に接続するために、シンター処理が行われる（図１４（ｋ））。
【００５１】
次に、前記構成のＬＥＤアレイチップ４２ａの動作について説明する。
【００５２】
本実施の形態におけるＬＥＤアレイチップ４２ａでは、図１に示されるように、奇数番目の発光部１１のカソードがすべて同じカソード配線層としてのカソードボンディングパッド１６に接続されており、偶数番目の発光部１１のカソードがすべて同じカソード配線層としてのカソードボンディングパッド１６に接続されている。また、隣接する奇数番目の発光部１１の個別配線と偶数番目の発光部１１の個別配線とは、同じアノード配線層としてのアノードボンディングパッド１４に接続されている。
【００５３】
そのため、アノードボンディングパッド１４と、カソードボンディングパッド１６とをそれぞれ電気的に選択し、第２伝導型（Ｐ）側から第２伝導型（Ｎ）側へ、順方向電流を流すことによって所望の発光部１１を点灯させることができる。
【００５４】
例えば、左端の発光部１１を点灯する場合、左端のアノードボンディングパッド１４を選択し、奇数番目の発光部１１のカソードが接続されているカソードボンディングパッド１６を選択して、選択されたアノードボンディングパッド１４とカソードボンディングパッド１６との間に順方向電流を流せばよい。また、左端から偶数番目、すなわち、２ｎ番目の発光部１１を点灯する場合、左端からｎ番目のアノードボンディングパッド１４を選択し、偶数番目の発光部１１のカソードが接続されているカソードボンディングパッド１６を選択して、選択されたアノードボンディングパッド１４とカソードボンディングパッド１６との間に順方向電流を流せばよい。
【００５５】
このように、本実施の形態においては、層間絶縁膜２３と第１配線層３２及び第２配線層３３から構成される金属配線層との間に、厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層３１を形成するようになっている。そのため、金属配線層としてのアノード配線層及びカソード配線層と層間絶縁膜２３とのコンタクト特性が良好となる。これにより、アノード配線層及びカソード配線層を同一の工程で同時に形成することができるので、半導体基板表面のパーティクルやパターン不良等に起因する配線間絶縁不良等の不良の発生を防止することができ、また、コストを低減することができる。
【００５６】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの構成を示す平面図である。
【図２】従来のＬＥＤアレイチップの構成を示す平面図である。
【図３】従来の他のＬＥＤアレイチップの構成を示す図である。
【図４】従来のＬＥＤアレイチップにおける不良の例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態における画像形成装置本体の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態におけるＬＥＤプリントヘッドの要部構成を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態におけるＥＤアレイチップの断面図である。
【図８】本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの要部拡大断面図である。
【図９】本発明の実施の形態における密着層の膜厚とコンタクト抵抗の関係を示す図である。
【図１０】本発明の実施の形態における密着層の膜厚とコンタクト抵抗及び密着力の関係を示す表である。
【図１１】本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第１の図である。
【図１２】本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第２の図である。
【図１３】本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第３の図である。
【図１４】本発明の実施の形態におけるＬＥＤアレイチップの製造工程を示す第４の図である。
【符号の説明】
【００５８】
１１ 発光部
１２ 第１伝導型半導体コンタクト電極
１３ アノード電極層
１４ アノードボンディングパッド
１５ カソード電極層
１６ カソードボンディングパッド
１７ 共通コンタクト電極
２３ 層間絶縁膜
３１ 密着層
３２ 第１配線層
３３ 第２配線層
４０ ＬＥＤプリントヘッド
４２ プリント基板
４２ａ ＬＥＤアレイチップ
４３ ロッドレンズアレイ
４４ レンズホルダ
５０ 画像形成装置
５１ａ、５２ａ、５３ａ、５４ａ 感光体ドラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）半導体基板と、
（ｂ）該半導体基板上に形成され、該半導体基板へのコンタクトホールが開口された層間絶縁膜と、
（ｃ）一端が前記コンタクトホールに接続され、他端がボンディングパッドを構成する金属配線層と、
（ｄ）前記層間絶縁膜と金属配線層との間に設けられ、厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記層間絶縁膜はＳｉＮから成る請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記金属配線層はＧｅを含む金合金から成る請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記金合金はＡｕＧｅＮｉである請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体基板は、主成分としてＧａを含む化合物半導体基板であり、前記半導体素子としてＬＥＤが形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
主表面上に形成されたカソード電極及びアノード電極と、同一工程によって同一金属で形成され、前記カソード電極及びアノード電極に接続されたカソード配線層及びアノード配線層とを更に有する請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の半導体装置がＬＥＤが列状に配置されたＬＥＤアレイチップを形成し、該ＬＥＤアレイチップがプリント基板上にダイポンディング及びワイヤボンディングによって実装され、ホルダによって固定される光学系が前記ＬＥＤアレイチップと対向するように配置されることを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載のＬＥＤヘッドが像担持体と対向して配置されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
（ａ）半導体基板と、
（ｂ）該半導体基板上に形成され、該半導体基板へのコンタクトホールが開口された層間絶縁膜と、
（ｃ）一端が前記コンタクトホールに接続され、他端がボンディングパッドを構成する金属配線層と、
（ｄ）前記層間絶縁膜と金属配線層との間に設けられ、厚さが５〜５００〔Å〕のＴｉから成る密着層とを有することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記層間絶縁膜はＳｉＮから成る請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記金属配線層はＧｅを含む金合金から成る請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記金合金はＡｕＧｅＮｉである請求項３に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記半導体基板は、主成分としてＧａを含む化合物半導体基板であり、前記半導体素子としてＬＥＤが形成されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項６】
主表面上に形成されたカソード電極及びアノード電極と、同一工程によって同一金属で形成され、前記カソード電極及びアノード電極に接続されたカソード配線層及びアノード配線層とを更に有する請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の半導体装置がＬＥＤが列状に配置されたＬＥＤアレイチップを形成し、該ＬＥＤアレイチップがプリント基板上にダイポンディング及びワイヤボンディングによって実装され、ホルダによって固定される光学系が前記ＬＥＤアレイチップと対向するように配置されることを特徴とするＬＥＤヘッド。
【請求項８】
請求項７に記載のＬＥＤヘッドが像担持体と対向して配置されることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００６−２５３３３８（Ｐ２００６−２５３３３８Ａ）
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−６６４５８（Ｐ２００５−６６４５８）
【出願日】平成１７年３月１０日（２００５．３．１０）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【出願人】（５００００２５７１）株式会社沖デジタルイメージング (186)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２１日（２００６．９．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１０日（２００５．３．１０）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【出願人】（５００００２５７１）株式会社沖デジタルイメージング (186)
【Ｆターム（参考）】
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