專利名稱：半導(dǎo)體裝置、led頭以及圖像形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置、LED頭(LED head)以及圖像形成裝置， 特別是通過(guò)有效散發(fā)半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的熱量，提高了特性與可靠性的半導(dǎo) 體裝置、LED頭以及圖像形成裝置。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體元件在工作中發(fā)熱，或在半導(dǎo)體元件中發(fā)熱最多的領(lǐng)域?yàn)楣ぷ?領(lǐng)域。例如，若為發(fā)光二極管(diode)則在PN連接的附近，或活性層的發(fā) 光領(lǐng)域成為發(fā)熱的中心。半導(dǎo)體元件的溫度上升，會(huì)給半導(dǎo)體裝置的特性 及可靠性造成不良影響。為避免這一不良影響，需要將半導(dǎo)體元件產(chǎn)生的 熱能源有效地傳導(dǎo)至裝置的外部，進(jìn)行散熱。關(guān)于該課題，已經(jīng)公開(kāi)的相 關(guān)技術(shù)很多，例如專利文獻(xiàn)1中，將在藍(lán)寶石(sapphire)基板等的基板上 形成的發(fā)光二極管連接在即是絕緣體、同時(shí)熱傳導(dǎo)率又極高的鉆石 (diamond)基板上，將熱能源有效地向裝置外部傳導(dǎo)，進(jìn)行散熱。
專利文獻(xiàn)l:日本特開(kāi)2 0 0 2 — 3 2 9 8 9 6號(hào)公報(bào)
但是，在上述已公開(kāi)的技術(shù)中存在下述必需解決的課題由于發(fā)光領(lǐng) 域與鉆石基板之間介有藍(lán)寶石基板，主要發(fā)熱領(lǐng)域與熱傳導(dǎo)率高的材料相 距較遠(yuǎn)，會(huì)降低散熱效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種具有基板和，包含積層在該基板上的半導(dǎo)體元件的半 導(dǎo)體薄膜層的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述基板與所述半導(dǎo)體薄膜層之間具有類鉆碳層。
另外，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，所述的基板可以是獨(dú)立的類鉆碳基板。
另外，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，所述的基板可以是獨(dú)立的SiC基板。 進(jìn)一步，本發(fā)明還提供了一種LED頭，具有半導(dǎo)體裝置，其特征在于-該半導(dǎo)體裝置備有基板和，包含積層在該基板上的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體薄 膜層，其中，所述基板與所述半導(dǎo)體薄膜層之間具有類鉆碳層。
進(jìn)一步，本發(fā)明還提供了一種圖像形成裝置，具有LED頭，其特征在 于該LED頭具有半導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置備有基板和，包含積層在該 基板上的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體薄膜層，其中，所述基板與所述半導(dǎo)體薄膜 層之間具有類鉆碳層。 發(fā)明效果
由于基板與所述半導(dǎo)體薄膜層之間只有薄薄的類鉆碳(Diamond-like Carbon)層，縮短了活性層與基板的距離，因此提高了由主要發(fā)熱領(lǐng)域即 活性層向熱傳導(dǎo)率較高的基板導(dǎo)熱的效率。這時(shí)，由于類鉆碳層的層厚較 薄，所以不會(huì)在厚度方向降低熱傳導(dǎo)的效率。因此，可以有效地向外部釋 放半導(dǎo)體元件所產(chǎn)生的熱量，防止半導(dǎo)體裝置的溫度上升，所以可以獲得 在提高半導(dǎo)體裝置的動(dòng)作特性的同時(shí)保持其穩(wěn)定的動(dòng)作的效果。


圖1為實(shí)施方式一的半導(dǎo)體裝置的斜視圖。
圖2為實(shí)施方式一的半導(dǎo)體裝置的斷面圖。
圖3為實(shí)施方式一的LED元件的斷面圖。
圖4為實(shí)施方式一的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其一)。
圖5為實(shí)施方式一的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其二)。圖6為實(shí)施方式一的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其三)。
圖7為實(shí)施方式一的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其四)。
圖8為實(shí)施方式一的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其五)。
圖9為實(shí)施方式一的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其六)。
圖10為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[1]的LED元件的斷面圖。
圖11為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[l]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
一) 。
圖12為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[1]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
二) 。
圖13為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[1]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
三) 。
圖14為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[l]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
四) 。
圖15為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[1]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
五) 。
圖16為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[1]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
六) 。
圖17為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[l]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
七) 。
圖18為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[1]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
八) 。
圖19為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[2]的LED薄膜層的斷面圖。 圖20為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[3]的LED薄膜層的斷面圖。 圖21為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[2]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖(其一)。
圖22為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[2]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖 (其二)。
圖23為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[2]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖 (其三)。
圖24為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[3]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖 (其一)。
圖25為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[3]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖 (其二)。
圖26為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[3]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖 (其三)。
圖27為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[4]的LED薄膜層的斷面圖。
圖28為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[4]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖。
圖29為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[5]的LED薄膜層的斷面圖。
圖30為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[6]的LED薄膜層的斷面圖。
圖31為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[7]的LED薄膜層的斷面圖。
圖32為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[8]的LED薄膜層的斷面圖。
圖33為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[9]的LED薄膜層的斷面圖。
圖34為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[10]的LED薄膜層的斷面圖。
圖35為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[ll]的LED薄膜層的斷面圖。
圖36為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[12]的LED薄膜層的斷面圖。
圖37為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[13]的LED薄膜層的斷面圖。
圖38為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[14]的LED薄膜層的斷面圖。
圖39為實(shí)施方式二的LED裝置的平面圖。圖40為圖39的A-A斷面放大正面圖。
圖41為在實(shí)施方式二的LED裝置中熱傳導(dǎo)的說(shuō)明圖。
圖42為實(shí)施方式三的半導(dǎo)體裝置的斷面圖。
圖43為實(shí)施方式三的LED元件的斷面圖。
圖44為實(shí)施方式三的LED元件的變形方式的斷面圖。
圖45為實(shí)施方式四的半導(dǎo)體裝置的斷面圖。
圖46為實(shí)施方式四的LED元件的斷面圖。
圖47為實(shí)施方式四的LED元件的變形方式的斷面圖。
圖48為實(shí)施方式五的半導(dǎo)體裝置的斷面圖。
圖49為實(shí)施方式五LED元件的斷面圖。
圖50為實(shí)施方式六的半導(dǎo)體裝置的斷面圖。
圖51為實(shí)施方式六的LED元件的斷面圖。
圖52為實(shí)施方式七的半導(dǎo)體裝置(其一)的斷面圖。
圖53為實(shí)施方式七的半導(dǎo)體裝置(其二)的斷面圖。
圖54為實(shí)施方式七的半導(dǎo)體裝置(其三)的斷面圖。
圖55為實(shí)施方式七的半導(dǎo)體裝置(其四)的斷面圖。
圖56為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的斜視圖。
圖57為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的變形方式(其一)的斜視圖。 圖58為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的變形方式(其二)的斜視圖。 圖59為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的變形方式(其三)的斜視圖。 圖60為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的變形方式(其四)的斜視圖。 圖61為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的變形方式(其五)的斜視圖。 圖62為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的變形方式(其六)的斜視圖。 圖63為實(shí)施方式九的半導(dǎo)體裝置的斜視圖。圖64為實(shí)施方式九的LED元件的斷面圖。
圖65為實(shí)施方式九的其它形態(tài)的LED元件的斷面圖。
圖66為使用了實(shí)施方式九的LED元件的發(fā)光元件陣列的斜視圖(其
一) 。
圖67為使用了實(shí)施方式九的LED元件的發(fā)光元件陣列的斜視圖(其
二) 。
圖68為本發(fā)明的LED頭的斷面圖。
圖69為L(zhǎng)ED單元的平面圖。
圖70為實(shí)施方式^^一的LED頭的斷面圖。
圖71為實(shí)施方式H"" —的LED頭的斜視圖。
圖72為本發(fā)明的圖像形成裝置的主要部位斷面圖。
圖73為本發(fā)明的圖像形成裝置的曝光控制系統(tǒng)模塊圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。 實(shí)施方式一
在本實(shí)施方式中，為盡可能縮小主要發(fā)熱領(lǐng)域與熱傳導(dǎo)率較高的基板
之間的距離，有效地向裝置外部傳導(dǎo)熱能，采取了以下結(jié)構(gòu) 圖1為實(shí)施方式一的半導(dǎo)體裝置的斜視圖。 圖2為實(shí)施方式一的半導(dǎo)體裝置的斷面圖。
如圖所示，在實(shí)施方式一的半導(dǎo)體裝置100中，金屬基板101的表面 覆有表面涂層(coating)層102，之上接合有半導(dǎo)體薄膜層103。圖2中未 標(biāo)示半導(dǎo)體薄膜層103的結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體薄膜層103是具有半導(dǎo)體元件的半 導(dǎo)體薄膜。半導(dǎo)體元件有發(fā)光二極管、半導(dǎo)體激光(laser)、集成電路、 傳感器(sensor)、受光元件等，可為單個(gè)或多個(gè)，也可以為多種半導(dǎo)體元件的混合。
金屬基板101希望使用如銅、鋁(aluminium)、黃銅(銅與鋅的合金)、 鋅、鎢(tungsten)、鎳(nickel)、青銅(銅與錫的合金)、鉬(molybdenum) 等熱傳導(dǎo)率較高的材料。金屬材料基板表面的平均表面粗糙度最好在5nm 以下。這里的平均表面粗糙度是指通過(guò)AFM (Atomic Force Microscope: 原子間力顯微鏡)測(cè)定的表面粗槌度，意為測(cè)定范圍內(nèi)(例如，典型實(shí)例 為5jt/m-2 5〃m的測(cè)定范圍)的平均表面粗糙度Ra (average Roughness)。 若在測(cè)定范圍內(nèi)的最大粗糙度RPV在5nm以下則更加理想。
在這里，最大表面粗糙度的最大粗糙度RPV是指，在測(cè)定范圍內(nèi)表面 粗糙度特別突出的范圍的高低差。若有這種特別的范圍存在，連接在該面 上的半導(dǎo)體薄膜將產(chǎn)生缺陷，所以最好不要出現(xiàn)這種特別的范圍。更加理 想的狀態(tài)是，表面最大的起伏Rma x在1/500以下，最好在1/1000以下。 這里的表面最大的起伏Rma x是指，例如使用表面粗糙度計(jì)(用探針(probe) 檢測(cè)表面的高低狀態(tài)的檢測(cè)裝置)測(cè)定表面的高低斷面(profile)時(shí)，在 某一測(cè)定距離L上的最大高低差Dma x。例如Rm a x = Dm a x L S 1 / 1 0 0 O是指，如在L = 5 0 m的距離，最大的高低差Dm a x 在5 0 A/ m以下。更加理想的狀態(tài)是L ^ 1 0 /i m。
表面涂層層102覆蓋于金屬基板101的表面，如類鉆碳層102a。該類 鉆碳層102a的絕緣性及熱傳導(dǎo)性較高，是類似鉆石的碳材料。另外又是 具有鉆石結(jié)合(SP3結(jié)構(gòu))與石墨結(jié)合(SP2結(jié)構(gòu))的中間性結(jié)構(gòu)的非結(jié) 晶(amorphous)碳材料。根據(jù)不同場(chǎng)合，有時(shí)會(huì)含有一些氫元素。
該類鉆碳層102a可通過(guò)等離子CVD( Plasma Chemica I Vapour Deposit ion)法、飛濺(sputter)法、或 離子鍍膜(ion plating)法等形成。類鉆碳層102a也同上述金屬101的表面粗糙度同樣，表面最好平坦、無(wú)特別的粗糙部分(小的突起，i.e. hi I lock等)。
在覆蓋了金屬基板101的狀態(tài)下，類鉆碳層102a的表面平坦性，例 如在測(cè)定區(qū)域內(nèi)的平均表面粗槌度應(yīng)為R a ^ 5 n m，最好是R a ^ 2 nm。該數(shù)據(jù)是基于發(fā)明人進(jìn)行的系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，Ra超過(guò) 5國(guó)時(shí)，難以將半導(dǎo)體薄膜良好的接合(bonding)。更加理想的狀態(tài)是，測(cè) 定區(qū)域內(nèi)的最大峰值(peak)高度為R P V S 1 0 n m。最好是R P V S 5 n m。更加理想的狀態(tài)是Rm a x s 1 / 1 0 0 0 。 一般情況下，隨著形 成的薄膜厚度的增加，Ra也會(huì)有增加的傾向。為使Ra在2nm以下，類 鉆碳層102a的層厚最好在1 u m以下。
在下述說(shuō)明中，通過(guò)作為半導(dǎo)體元件的一個(gè)實(shí)例應(yīng)用于LED元件時(shí)， 即通過(guò)將半導(dǎo)體薄膜層103作為一個(gè)形成發(fā)光元件的LED薄膜層的實(shí)例對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。該LED薄膜層不需要粘接劑及粘接性材料，而是在鉆石 層或類鉆碳層102a上通過(guò)分子間相互作用直接接合。下面對(duì)半導(dǎo)體薄膜 層103的具體的元件形態(tài)及其制造方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖3為實(shí)施方式一的LED元件的斷面圖。
該圖為實(shí)施方式一的半導(dǎo)體薄膜層103的具體實(shí)例，311為第一導(dǎo)志 側(cè)GaAs層，312為A I xGa，iAs層(金屬包覆[clad]層)，3 1 3為 第l導(dǎo)電型AlyGa"yAs層(活性層)，3 1 4為第2導(dǎo)電型A I z G a ，_z A s層(金屬包覆層)，3 1 5為第2導(dǎo)電側(cè)G a A s層(接觸 [contact]層)。在這里最好至少為y < x ， z。另外，3 16為第2導(dǎo)電 側(cè)電極，3 1 7為第1導(dǎo)電側(cè)電極。下面對(duì)LED元件300的制造方法進(jìn)行 簡(jiǎn)要說(shuō)明。
圖4為實(shí)施方式一的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其一)。如圖所示，形成LED元件的原材料為L(zhǎng)ED薄膜層310。在GaAs基板 105上設(shè)置犧牲層104 (例如A I t G a ，_t A s層、t g 0. 6 )，形成
發(fā)光元件的LED薄膜層310。例如可通過(guò)有機(jī)金屬化學(xué)氣相沉積成長(zhǎng)法(O rganic Metal Chemical Vapour De p o s i t i o n : O M C V D法)形成薄膜層。
圖5為實(shí)施方式一的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其二)。 圖6為實(shí)施方式一的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其三)。 如圖5、圖6所示，通過(guò)使用僅腐蝕(蝕刻法，etching)犧牲層104 的腐蝕液，選擇性地對(duì)犧牲層104進(jìn)行腐蝕。通過(guò)對(duì)犧牲層104的腐蝕， 可將LED薄膜層310從基板105上剝離。
圖7為實(shí)施方式一的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其四)。 如圖所示，在金屬基板101上形成有類鉆碳層102a的基板上，對(duì)LED 薄膜層310施壓，使其貼緊并粘合。這時(shí)應(yīng)對(duì)接合(bonding)表面進(jìn)行 適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?，盡可能接合牢固。
圖8為實(shí)施方式一的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其五)。 圖9為實(shí)施方式一的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其六)。 如圖8、圖9所示，在上述圖7中將LED薄膜層310在金屬基板101 上接合后，第1導(dǎo)電側(cè)GaAs層311露出，將第1導(dǎo)電型A I x G a ，_ A s層(金屬包覆層)312至第2導(dǎo)電側(cè)GaAs層315腐蝕，在第1導(dǎo)電側(cè) GaAs層311與第2導(dǎo)電側(cè)GaAs層315上，分別形成第1導(dǎo)電側(cè)電極317 和第2導(dǎo)電側(cè)電極316，元件制造完成。在這里，可獲得第l導(dǎo)電側(cè)電極 317(例如AuGe/N i/Au層、AuGeN i/Au層)、第2導(dǎo)電 側(cè)電極316 (例如T i / P t / A u層、A I層、N i / A I層)和LED (例如，作為薄膜層310a)。在圖4至圖9說(shuō)明的制造方法中，是將半導(dǎo)體薄膜層接合后再對(duì)LED的形態(tài)進(jìn)行加工的。還可以預(yù)先將圖3的結(jié)構(gòu)在 GaAs基板上形成后，按照?qǐng)D4至圖6所示的方法進(jìn)行剝離，再按圖7所示 在類鉆碳上接合。
以上說(shuō)明了實(shí)施方式一的LED元件(圖3)，下面對(duì)與其不同形態(tài) H] [14]的LED元件進(jìn)行舉例說(shuō)明。
圖10為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[1]的LED元件的斷面圖。
在圖中，321為第1導(dǎo)電側(cè)GaAs層、322為第1導(dǎo)電型A I x G a ， _
XA s層(金屬包覆層)、323為第i導(dǎo)電型AlyGa—yA s層(活性層)、 324為第2導(dǎo)電型A I ZG a — z A s層、325為第2導(dǎo)電側(cè)GaAs層(接 觸層)、326為第2導(dǎo)電型不純物擴(kuò)散領(lǐng)域，擴(kuò)散領(lǐng)域至少到達(dá)第1導(dǎo)電型 A I y G a ， — y A s層(活性層)323。 326a為活性層內(nèi)的擴(kuò)散領(lǐng)域。326b 為金屬包覆層內(nèi)的擴(kuò)散領(lǐng)域。326c為接觸層內(nèi)的擴(kuò)散領(lǐng)域。接觸層內(nèi)的擴(kuò) 散領(lǐng)域326c與第2導(dǎo)電型GaAs層325至少可通過(guò)腐蝕分離。328為第1 導(dǎo)電側(cè)電極，327為第2導(dǎo)電側(cè)電極。
圖ll為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[l]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
一) 。
如圖所示，在GaAs基板105上形成犧牲層104層(例如A I t G a ， —,As層，t^O. 6),再形成LED薄膜層320。 LED薄膜層320通過(guò)與 上述相同的OMCVD法形成。
圖12為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[l]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
二) 。
然后形成到達(dá)活性層的第2導(dǎo)電型不純物擴(kuò)散領(lǐng)域326。不純物可為 Zn。在擴(kuò)散的領(lǐng)域形成ZnO薄膜，加熱至55(T65(TC可使不純物擴(kuò)散。
圖13為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[l]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其三) 。
如圖所示，將第2導(dǎo)電側(cè)GaAs層(接觸層)325與該接觸層內(nèi)的擴(kuò)散 領(lǐng)域326c分離。
圖H為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[l]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
四) 。
如圖14所示，形成第1導(dǎo)電側(cè)電極328和第2導(dǎo)電側(cè)電極327。
圖15為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[l]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
五) 。
然后在表面設(shè)置適當(dāng)?shù)闹误w(圖中未標(biāo)示)，選擇性地腐蝕除去犧 牲層104。
圖16為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[1]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
六) 。
如圖所示，通過(guò)將犧牲層完全腐蝕除去，LED薄膜元件329從GaAs 基板105上剝離。
圖17為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[l]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
七) 。
如圖所示，將LED薄膜元件329緊貼在金屬基板101上形成有類鉆碳 層302a的基板上，使之接合。
圖18為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[l]的LED元件的制造方法說(shuō)明圖(其
八) 。
如圖所示，經(jīng)過(guò)上述工序，LED元件的制造完成。 下面對(duì)與實(shí)施方式一的LED元件(圖3)不同形態(tài)[2]的(作為半導(dǎo)體 元件的)LED元件進(jìn)行舉例說(shuō)明。
圖19為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[2]的LED薄膜層的斷面圖。在圖中，331為緩沖(buffer)層(例如AIN層)，332為n-GaN層，333 為多重量子井層，333a為I n G a N層，333b為G aI n G a G a N/……/ 1 n G a N/G a N積層，333c為I n G a N層、334為 p—AnGaN層、335為p—GaN層。
圖20為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[3]的LED薄膜層的斷面圖。 如圖所示，與其它形態(tài)[2]的LED薄膜層330相比，其它形態(tài)[3]的LED 薄膜層330a中沒(méi)有緩沖層331 (圖19)。
下面對(duì)上述其它形態(tài)[2]及其它形態(tài)[3]的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。 圖21為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[2]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖 (其一)。
圖22為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[2]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖 (其二)。
圖23為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[2]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖 (其三)。
在圖21中，106為藍(lán)寶石基板( 一個(gè)實(shí)例)，104為犧牲層。如圖22 所示，通過(guò)選擇性地腐蝕除去犧牲層104，將LED薄膜層330從藍(lán)寶石基 板106上剝離。如圖23所示，通過(guò)同時(shí)腐蝕犧牲層104與緩沖層331，可 獲得LED薄膜層330a。
圖24為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[3]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖 (其一)。
圖25為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[3]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖 (其二)。
圖26為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[3]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖 (其三)。圖24與圖21不同，未設(shè)置犧牲層104 (圖21)，而是直接在Si基板 107 (—個(gè)實(shí)例)上設(shè)置緩沖層331。圖中所示的基板為Si基板107。如 圖25所示，通過(guò)Si基板107的腐蝕，可獲得LED薄膜層330。如圖26 所示，在對(duì)Si基板107進(jìn)行腐蝕時(shí)，若同時(shí)對(duì)緩沖層331進(jìn)行腐蝕除去， 可獲得LED薄膜層330a。在圖25、 26中，可將Si基板107全部腐蝕除去， 也可使用橫向腐蝕速度大于縱向腐蝕速度的腐蝕方法，通過(guò)形成有半導(dǎo)體 薄膜的面的橫向腐蝕來(lái)剝離半導(dǎo)體薄膜。在使用這種腐蝕方法時(shí)，Si基 板僅上面的一部分會(huì)被腐蝕。
圖27為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[4]的LED薄膜層的斷面圖。 在圖27中，341為n—GaAs層，342為n—A I I nGaP層(金 屬包覆層)，343為無(wú)摻雜(non d叩e) I n G a P層(活性層)，344為 p — A I I n G a P層(金屬包覆層)，345為p — I n G a P層(緩沖層)， 346為n—GaAs層、347為p—GaAs層。
圖28為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[4]的LED薄膜層的制造方法說(shuō)明圖。 如圖所示，通過(guò)選擇性地腐蝕設(shè)置于GaAs基板105上的犧牲層104， 可獲得LED薄膜層340。
圖29為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[5]的LED薄膜層的斷面圖。 在圖29中，351為n — I n P ， 352為n — 1 n G a A s P層，353 為n—I nP層，354為n—I nP層(金屬包覆層)，355為I n G a A s/I nGaAsP層(多重量子井層)，356為p — I n P層(金屬包覆 層)，357為I n P層，358為p — I n G a A s層(接觸層)。 圖30為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[6]的LED薄膜層的斷面圖。 該圖表示的是為獲得LED薄膜層350的外延(印itaxial)基板結(jié)構(gòu)。 圖中的1Q8可為I n P基板，104為設(shè)于LED薄膜層350與I n P基板108之間的犧牲層。
圖31為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[7]的LED薄膜層的斷面圖。
在圖31中，361為無(wú)摻雜G aAs層，362為n-AIGaAs層，
363為n — G a A s層。
圖32為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[8]的LED薄膜層的斷面圖。 在圖32中，371為n—GaAs層，372為n—GaAs層，373為
p—AIGaAs層，374為n—AIGaAs層，375為n—GaAs
層或n—InGaAs層。
圖33為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[9]的LED薄膜層的斷面圖。
在圖33中，380a-l為A I N層，380a-2為n—A I xGai_xNjg，
380a-3為A I yGa，—yN層，380a_4為p—A I zGa卜zN層。 圖34為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[10]的LED薄膜層的斷面圖。 在圖34中，380b-2為n—A I xGa卜xN層，380b-3為A I y G a
，_ y N層，380b-4為p — AlzGa， — zN層。
圖35為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[ll]的LED薄膜層的斷面圖。
在圖35中，380c-l為n + _G a N層，380c-2為n — G a N層，380c-3
為p — G a N層，380c-4為n+ — A I GaN層。
圖36為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[12]的LED薄膜層的斷面圖。 在圖36中，390a-1為無(wú)摻雜G a N層，390a_2為n — G a N層。 圖37為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[13]的LED薄膜層的斷面圖。 在圖37中，390b-1為A I N層，390b-2為無(wú)摻雜G a N層，390b-3
為n — G a N層。
圖38為實(shí)施方式一的其它形態(tài)[14]的LED薄膜層的斷面圖。
在圖38中，396為無(wú)摻雜G a N層，397為無(wú)摻雜A I G a N層，398為n—AIGaN層。
作為半導(dǎo)體元件的一個(gè)實(shí)例，以上進(jìn)行說(shuō)明的LED元件、傳感器元件、 電子元件，可以進(jìn)行發(fā)光動(dòng)作、或傳感器動(dòng)作、或晶體管(transistor) 動(dòng)作。LED元件、傳感器元件或電子元件等任一半導(dǎo)體元件動(dòng)作時(shí)，都會(huì) 伴隨熱量的產(chǎn)生。LED元件產(chǎn)生的熱量，傳導(dǎo)至LED元件直接接觸的熱傳 導(dǎo)率較高的類鉆碳層，再傳導(dǎo)至金屬基板。由于類鉆碳層的層厚較薄，可 有效地向厚度方向傳導(dǎo)熱量，熱量傳至金屬基板。在金屬材料中，熱量可 同時(shí)在厚度方向和橫向方向有效地傳導(dǎo)，向外部散熱。
如以上說(shuō)明所述，本實(shí)施方式中，在金屬基板上設(shè)置薄薄的類鉆碳層， 之上再接合作為半導(dǎo)體薄膜層的LED薄膜層、傳感器薄膜層、電子元件薄 膜層等半導(dǎo)體元件薄膜層，由于縮短了活性層等動(dòng)作層與基板的距離，所 以提高了熱傳導(dǎo)的效率。在這時(shí)，類鉆碳層的層厚較薄，所以不會(huì)降低厚 度方向的熱傳導(dǎo)的效率。另外，由于金屬基板的厚度方向與橫向方向的熱 傳導(dǎo)率均較高，可以將LED元件、傳感器元件、電子元件等的半導(dǎo)體元件 產(chǎn)生的熱量有效地向外部擴(kuò)散，防止電子元件等半導(dǎo)體元件的溫度上升。 因此，可以獲得在提高LED元件、傳感器元件、電子元件等的動(dòng)作特性的 同時(shí)，保持其動(dòng)作穩(wěn)定性的效果。而且，在此種LED元件中，可以將放射 到底面的光通過(guò)金屬表面進(jìn)行反射，所以還可以獲得提高發(fā)光特性的效 果。
在上述實(shí)施方式中，LED薄膜層與金屬基板之間設(shè)置了類鉆碳層，也 可以使用鉆石層來(lái)代替類鉆碳層。上述實(shí)施方式中，類鉆碳層由CVD法等 成膜方法形成，也可以是通過(guò)表面研磨、CMP (Chemical Me chanical Polishing)等進(jìn)行表面處理的平整的平坦 面。另外，也可以使用碳化硅(SiC)及氧化鋁(A I 2 0 3)等熱傳導(dǎo)率較高 的薄膜代替類鉆碳。S i C膜及A I 203膜可通過(guò)CVD法、A I 203 膜可通過(guò)飛濺法等形成。 實(shí)施方式二
為提高發(fā)光元件的發(fā)光效率，本實(shí)施方式在實(shí)施方式一的結(jié)構(gòu)之上，
另外在金屬基板上增設(shè)了光反射率較高的金屬層，采取以下結(jié)構(gòu)
圖39為實(shí)施方式二的LED裝置的平面圖。
圖40為圖39的A-A斷面放大正面圖。
下面參照?qǐng)D39和圖40對(duì)第二實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說(shuō)明。
在圖39中，411為第1導(dǎo)電側(cè)G a A s層(接觸層)。415為第2導(dǎo) 電側(cè)G a A s層(接觸層)。417為第2導(dǎo)電側(cè)電極。417b為第2導(dǎo)電側(cè) 配線、417c為第2導(dǎo)電側(cè)連接墊。418為第1導(dǎo)電側(cè)電極。418b為第1 導(dǎo)電側(cè)配線、418g為連接多個(gè)第1導(dǎo)電側(cè)電極的通用配線。418d為第1 導(dǎo)電側(cè)連接墊。
在圖40中，401為金屬基板，402為與金屬基板401不同材料的金屬 層。金屬基板401為熱傳導(dǎo)率較高的金屬材料，例如銅、鋁、黃銅(銅與 鋅的合金)、鋅、鎢、鎳、青銅(銅與錫的合金)、鉬等。金屬層402的光 波長(zhǎng)至少在400nm至1500nm之間，至少對(duì)于一個(gè)波段的光有50%以上的反 射率，例如銅、含銅合金、鋁、鋁鎳合金、鋅、鎳、白金、金、銀、含金 合金、含銀合金、鈦(t i tan)、鉭(tanta I um)、鈀(pa I I ad i um)、銥(i r i d i um)、 鎢等。金屬層可酌情選擇與各金屬材料相適應(yīng)的方法。例如，飛濺法、電 子射線蒸發(fā)法等使用真空裝置的方法，也可以通過(guò)鍍金及涂敷等不使用真 空裝置的方法來(lái)設(shè)置金屬層。
金屬層402可以為單層也可以為積層。為積層時(shí)最上層最好是反射率較高的金屬層。關(guān)天金屬層表面的平坦性，希望具有實(shí)施方式一中說(shuō)明的 平坦性。艮口，最好是R a^5nm、 RPV^10nm、 Rmax^1/ 1 0 0 0。 403為類鉆碳層。類鉆碳層最表面的平坦性與實(shí)施方式一相同， 即Ra^5nm、 RPV^10nm，最好是Ra^3nm、 RPV^5 n m。另外希望RmaxS1/1 000。
410為具有發(fā)光元件的LED薄膜元件。411為第1導(dǎo)電側(cè)G a A s層 (接觸層)、412為A I ,Ga—,As層(金屬包覆層)、413為第1導(dǎo)電 型A I yGai —yAs層(活性層)、413為第2導(dǎo)電型A I ZG a ，_z A s 層(金屬包覆層)、415為第2導(dǎo)電型G a A s層(接觸層)。在這里，至 少應(yīng)為y < x 、 z 。 416為層間絕緣膜，例如S i N膜，417為第2導(dǎo)電 側(cè)電極，418為第1導(dǎo)電側(cè)電極。
圖41為在實(shí)施方式二的LED裝置中熱傳導(dǎo)的說(shuō)明圖。
LED薄膜元件410通過(guò)在第1導(dǎo)電側(cè)電極418與第2導(dǎo)電側(cè)電極417 之間施加電壓使電流流通，從而由活性層413發(fā)光。射到底面的光到達(dá)金 屬層402，在金屬層402的表面反射，光從發(fā)光元件的表側(cè)發(fā)出。
伴隨發(fā)光動(dòng)作所產(chǎn)生的光，傳至具有較高地?zé)醾鲗?dǎo)率的類鉆碳層403， 然后傳至金屬層402，最后傳至熱傳導(dǎo)率較高的金屬基板401后向外部擴(kuò) 散。圖中將該動(dòng)作以圖解方式標(biāo)出，421-422表示光的反射，425表示熱 的傳導(dǎo)。
如以上說(shuō)明所述，第二實(shí)施形態(tài)是在熱傳導(dǎo)率較高的金屬基板上，設(shè) 置光反射率較高的金屬層，然后設(shè)置類鉆碳層的形態(tài)，所以，向LED元件 的底面射出的光可以在反射率較高的金屬層表面反射，從表面發(fā)出，加之 實(shí)施方式一的效果，可以獲得發(fā)光效率較高的發(fā)光元件。
與實(shí)施方式一的變形方式同樣，本實(shí)施方式中也可使用鉆石層積層來(lái)代替類鉆碳層。另外，第二層金屬層的表面也可以是通過(guò)研麻、CMP (C hemical Mechanical Pol ishing)等制造
的表面。與實(shí)施方式一的變形方式同樣，也可使用鉆石層及S i C層、或
A I N層、A I 2 0 3等代替類鉆碳層。
實(shí)施方式三
與實(shí)施方式一及實(shí)施方式二不同，本實(shí)施方式是以進(jìn)一步提高散熱效 果為目的，在類鉆碳的獨(dú)立基板上接合半導(dǎo)體薄膜。 圖42為實(shí)施方式三的半導(dǎo)體裝置的斷面圖。
在圖42中，501為類鉆碳基板。510為半導(dǎo)體薄膜層。類鉆碳基板的 表面最好具有與實(shí)施方式一說(shuō)明的表面狀態(tài)相同的平坦性。S卩，Ra^5 nm、 RPV^1 Onm、最好是Ra^3nm、 RPV^5nm。另夕卜 最好是Rm a x S 1 / 1 0 0 0 。
圖43為實(shí)施方式三的LED元件的斷面圖。
圖43為實(shí)施方式三的半導(dǎo)體薄膜層510的具體實(shí)例。如圖所示，實(shí) 施方式3的LED元件450是將實(shí)施方式二的LED薄膜元件410 (圖40)接 合在類鉆碳基板501上的結(jié)構(gòu)，所以在此省略有關(guān)LED薄膜元件410的內(nèi) 容的說(shuō)明。但本發(fā)明不限于這種半導(dǎo)體層結(jié)構(gòu)，可以為各種變形，即，可 以變更為實(shí)施方式一中所例示的各種半導(dǎo)體元件的形態(tài)。
LED元件450的動(dòng)作與LED元件400 (圖40)同樣，但因發(fā)光元件的
動(dòng)作而產(chǎn)生的熱量會(huì)傳至類鉆碳基板501。由于類鉆碳的熱傳導(dǎo)率較高，
所以可以有效地向外部散熱。
如以上說(shuō)明所述，本實(shí)施方式是通過(guò)分子間相互作用將LED薄膜層(半
導(dǎo)體薄膜的一個(gè)實(shí)例)直接接合在類鉆碳基板上，從而可以獲得即使格子 數(shù)不同的半導(dǎo)體也不會(huì)產(chǎn)生結(jié)晶缺陷、保持其較高的質(zhì)量、且熱傳導(dǎo)率較高的效果。另外，主要發(fā)熱領(lǐng)域與熱傳導(dǎo)率較高的基板之間的距離較小， 半導(dǎo)體薄膜與基板之間不插入其它材料，所以熱傳導(dǎo)會(huì)極好。由此可以抑
制元件的溫度上升，所以可獲得優(yōu)良的元件特性。
圖44為實(shí)施方式三的LED元件的變形方式的斷面圖。 如圖所示，實(shí)施方式三的變形方式的LED元件550，是在實(shí)施方式三 的LED元件450 (圖43)中，通過(guò)將類鉆碳基板501 (圖43)調(diào)換為導(dǎo)電 性類鉆碳基板502、將第1導(dǎo)電側(cè)電極538設(shè)置在底面的金屬形成。這樣 可以進(jìn)一步提高上述實(shí)施方式3的效果。在這里，為使類鉆碳具有導(dǎo)電性， 可以通過(guò)增加其石墨(graphite)成分來(lái)提高其導(dǎo)電率。因此需要選擇提 高石墨成分的成膜條件。另外，也可使用鉆石基板代替類鉆碳基板。 實(shí)施方式四
本實(shí)施方式的目的，是通過(guò)在實(shí)施方式三中使用的類鉆碳基板的表面 覆蓋金屬層，從而提高橫向方向的熱傳導(dǎo)率。
圖45為實(shí)施方式四的半導(dǎo)體裝置的斷面圖。
如圖所示，實(shí)施方式四的半導(dǎo)體裝置600，僅LED薄膜層510與類鉆 碳基板501之間介有金屬層602這一點(diǎn)與實(shí)施方式三的半導(dǎo)體裝置500(圖 42)不同。在這里，金屬層602可以由銅、含銅合金、鋁、鋁鎳合金、鋅、 鎳、白金、金、銀、含金合金、含銀合金、鈦、鉭、鈀、銥、鎢、含Al 合金、AuGe/N i、AuGeN i、以及T i/Pt/A u之中選擇。
圖46為實(shí)施方式四的LED元件的斷面圖。
圖46是實(shí)施方式四的半導(dǎo)體薄膜層510的具體實(shí)例。如圖所示，實(shí) 施方式四的LED元件650為實(shí)施方式三的LED元件450 (圖43)的LED薄 膜元件410與類鉆碳基板501之間，積層有金屬層602。 LED薄膜元件410 的結(jié)構(gòu)及電極的結(jié)構(gòu)，與實(shí)施方式三中說(shuō)明的半導(dǎo)體外延積層結(jié)構(gòu)及電極結(jié)構(gòu)相同，因此在此省略其說(shuō)明。
本實(shí)施方式中的LED元件650也與實(shí)施方式二中說(shuō)明的LED元件400 (圖40)同樣動(dòng)作。但包含發(fā)光元件的LED薄膜元件410最下層的第1 導(dǎo)電型G a A s層411與金屬層602的接觸，可通過(guò)與半導(dǎo)體薄膜的金屬 層相接合的半導(dǎo)體材料與金屬層的組合來(lái)形成歐姆(ohmic)性的接觸。這 時(shí)可以形成低電阻的接觸。
因發(fā)光元件的動(dòng)作產(chǎn)生的熱量，傳至相接觸的金屬層602以及類鉆碳 基板501。由于類鉆碳的熱傳導(dǎo)率較高，可以有效地向外部散熱。另外， 由于類鉆碳基板501表面設(shè)有金屬層602，所以可以提高橫向方向的熱傳 導(dǎo)性，從而可以更加有效地向外部散熱。
如上述說(shuō)明所述，本實(shí)施方式是在類鉆碳基板上設(shè)置金屬層，至少是半 導(dǎo)體薄膜與該金屬層緊貼的結(jié)構(gòu)，所以，加之上述第一至第三的實(shí)施形態(tài) 的效果，可以獲得半導(dǎo)體薄膜至金屬層的熱傳導(dǎo)更加有效的效果。另外， 金屬層和，與該金屬層相接合的半導(dǎo)體層的組合若采用可獲得低電阻的接 觸電阻的組合，則在與半導(dǎo)體薄膜之間可形成低電阻的接觸。
圖47為實(shí)施方式四的LED元件的變形方式的斷面圖。
如圖所示，實(shí)施方式四的變形方式的LED元件670，是在實(shí)施方式四 的LED元件650 (圖46)中，通過(guò)使用導(dǎo)電性類鉆碳基板502替換類鉆碳 基板501 (圖46)、將第1導(dǎo)電側(cè)電極603設(shè)置在底面的金屬層來(lái)形成。 從而可使上述實(shí)施方式四的效果進(jìn)一步提高。在這里，為使類鉆碳具有導(dǎo) 電性，可通過(guò)制造方法將可改變導(dǎo)電度的氮、硅(silicon)、磷、金屬等 不純物摻雜(doping)，從而提高其傳導(dǎo)度。 實(shí)施方式五
本實(shí)施方式是在實(shí)施方式四的金屬層602 (圖45)上，又設(shè)置了類鉆碳層，在提高熱傳導(dǎo)率的同時(shí)提高光的反射率。 圖48為實(shí)施方式五的半導(dǎo)體裝置的斷面圖。在圖48中，501為類鉆碳基板，402為金屬層，403為類鉆碳層，510 為L(zhǎng)ED薄膜(半導(dǎo)體薄膜的一-個(gè)實(shí)例)。金屬層402的表面最好具有與實(shí) 施方式一相同的平坦性。即，Ra^5nm、 RPV^10nm、 Rma1 /1 0 0 0。類鉆碳層403的平坦性與實(shí)施方式一同樣，希望為R a^5nm、 RPV^10nm、 Rrnax^1/1 000。最好為R a S3nm、 RPV^5nm、 R m a x ^ 1 / 1 0 0 0 。 LED薄膜層510 通過(guò)分子間相互作用接合在類鉆碳層403上。圖49為實(shí)施方式五LED元件的斷面圖。如圖所示，本實(shí)施方式的LED元件750的積層結(jié)構(gòu)，僅是在實(shí)施方式 二中說(shuō)明的實(shí)施方式二的LED元件400 (圖40)上，將金屬基板401替換 為類鉆碳基板501，其它部分完全與LED元件400 (圖40)相同，所以在 此省略其說(shuō)明。類鉆碳層403在實(shí)現(xiàn)傳導(dǎo)發(fā)光元件動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的熱量這一功能的同 時(shí)，還具有作為接合LED薄膜層510的接合界面控制層的功能。金屬層402 在作為對(duì)于發(fā)光元件的光的反射層而動(dòng)作的同時(shí)，還具有促進(jìn)向橫向方向 的熱傳導(dǎo)的功能。所以，金屬層402的最表面可由A u 、 P t 、 P d等構(gòu) 成。金屬(metal)層也可不只是一層。例如，基底可為C u及A I系的熱 傳導(dǎo)率較高的金屬材料。如以上說(shuō)明所述，本實(shí)施方式是在類鉆碳基板與LED薄膜層之間，設(shè) 置了金屬層/類鉆碳層的積層結(jié)構(gòu)，因此可以獲得在增進(jìn)熱傳導(dǎo)的同時(shí)實(shí) 現(xiàn)高反射率的效果。另外，可以使LED薄膜層與類鉆碳基板的界面為平滑 的(smooth)界面，獲得較強(qiáng)的接合力的效果。另外，可以使用鉆石層、S i C層、A I 203層等代替類鉆碳層。 實(shí)施方式六在本實(shí)施方式中，基板使用SiC基板，在SiC基板上設(shè)置金屬層與類鉆碳層的積層，目的在于提高熱傳導(dǎo)率、防止溫度上升。圖50為實(shí)施方式六的半導(dǎo)體裝置的斷面圖。在圖50中，901為SiG基板。402為金屬層。403為類鉆碳層。510 為半導(dǎo)體薄膜層510的具體實(shí)例，是LED元件的斷面圖。SiC基板90，可以為立方晶體S i C (3 C —S i C)，也可以不是單 結(jié)晶。另外，也可以是例如六方晶等其它結(jié)晶系的混合?；灞砻娴钠教?性希望至少為Ra^5nm、 RPV^10nm、 Rmax^1/100 0。最好為Ra^3nm、 RPV^5nm、 Rmax^1/1 000。金屬層402是光波長(zhǎng)在350nm至1 500n m之間、對(duì)于一個(gè)波 段的光至少具有50%以上的反射率的金屬層，例如銅、含銅合金、鋁、鋁 鎳合金、鋅、鎳、白金、金、銀、含金合金、含銀合金、鈦、鉭、鈀、銥、 鎢等。金屬層402可為單層也可為積層。若為積層時(shí)，最上層最好為反射 率較高的金屬層。金屬層可通過(guò)飛濺法形成。類鉆碳層403的層厚應(yīng)適當(dāng)決定可以獲得上述平坦性的層厚。類鉆碳 層與實(shí)施方式一相同，可通過(guò)等離子CVD (Plasma Chemic al Vapour Deposition)法、飛濺法、或離子鍍膜 法等形成。圖51為實(shí)施方式六的LED元件的斷面圖。如圖所示，本實(shí)施方式的LED元件850的積層結(jié)構(gòu)，僅是在實(shí)施方式 二中說(shuō)明的實(shí)施方式二的LED元件400 (圖40)上，將金屬基板401替換 為SiC基板901，其它部分完全與LED元件400 (圖40)相同，所以在此省略其說(shuō)明。SiG基板901是起到高熱傳導(dǎo)基板的作用。SiG基板901發(fā)揮與銅同 等的熱傳導(dǎo)性。在具有發(fā)光元件時(shí)，金屬層402是作為對(duì)于向底面射出的 光的高反射層進(jìn)行動(dòng)作。類鉆碳層403是起到將LED薄膜層510與金屬層 402分離的絕緣層及高熱傳導(dǎo)層的作用。如以上說(shuō)明所述，本實(shí)施方式是具有SiG基板，SiC基板上具有金屬 層和類鉆碳層的形態(tài)，所以可通過(guò)其高熱傳導(dǎo)性防止溫度上升，從而可獲 得提高特性、穩(wěn)定性及可靠性的效果。另外，通過(guò)金屬層較高的光反射提 高發(fā)光元件的特性，可獲得提高基板加工性、提高耐藥品性的效果。 實(shí)施方式七本實(shí)施方式是從實(shí)施方式六的積層結(jié)構(gòu)中去除類鉆碳層，使半導(dǎo)體元 件的共用電極可設(shè)置在基板側(cè)，其目的在于將積層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化。 圖52為實(shí)施方式七的半導(dǎo)體裝置(其一)的斷面圖。 圖53為實(shí)施方式七的半導(dǎo)體裝置(其二)的斷面圖。 圖54為實(shí)施方式七的半導(dǎo)體裝置(其三)的斷面圖。 圖55為實(shí)施方式七的半導(dǎo)體裝置(其四)的斷面圖。 在圖中，901為SiC基板。402為金屬層。904為金屬膜。510為半導(dǎo) 體薄膜層的具體實(shí)例，是LED元件的斷面圖。LED薄膜層510 (半導(dǎo)體薄膜的一個(gè)實(shí)例)可通過(guò)例如分子間相互作 用使整個(gè)表面與金屬層402或SiC基板901緊貼。SiC基板901可為高電 阻基板，也可為導(dǎo)電性基板，應(yīng)根據(jù)在半導(dǎo)體薄膜中的元件的動(dòng)作設(shè)計(jì)進(jìn) 行適當(dāng)選擇。金屬層402的材料，可根據(jù)與該金屬層402連接的LED薄膜層510(半導(dǎo)體薄膜的一個(gè)實(shí)例)的接觸電阻及金屬層表面的光反射率等的規(guī)格要求進(jìn)行適當(dāng)選擇。例如，需要接觸電阻較低時(shí)，可將N i 、 N i /A I 、 P d、 AuGe/N i、 AuGeN i等的金屬作為候選材料。希望反射率 較高時(shí)，可將Au、 Pd、 P t等的材料作為候選材料。另外也可選用上 述實(shí)施方式二中所述的金屬材料層。在金屬層402與LED薄膜層510 (半導(dǎo)體薄膜的一個(gè)實(shí)例)的接觸電 阻為低電阻的形態(tài)時(shí)，將SiC基板901設(shè)為導(dǎo)電性的基板，SiC基板901 作為導(dǎo)通層進(jìn)行動(dòng)作。這時(shí)，如圖53所示，通過(guò)在SiC基板901的底面 另外設(shè)置金屬膜904，可以使基板底面具有半導(dǎo)體元件的共用電極。SiG 基板901為p型或n型的低電阻基板，也可為圖54至圖55所示的省略金 屬層、在SiC基板901上直接接合半導(dǎo)體薄膜的形態(tài)。如上述說(shuō)明所述，本實(shí)施方式是具備SiC基板、在SiC基板上設(shè)置有 LED薄膜(半導(dǎo)體薄膜的一個(gè)實(shí)例)的金屬層表面或SiG基板表面上接合 半導(dǎo)體薄膜的形態(tài)，因此可將在LED薄膜層(半導(dǎo)體薄膜的一個(gè)實(shí)例)中 的半導(dǎo)體元件的共用電極設(shè)置在基板側(cè)，所以可以獲得使積層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化 的效果。在上述實(shí)施方式一至實(shí)施方式七的說(shuō)明中，作為在半導(dǎo)體薄膜中的半 導(dǎo)體元件的具體實(shí)例，采用構(gòu)成發(fā)光二極管的半導(dǎo)體積層結(jié)構(gòu)進(jìn)行了說(shuō) 明，但本發(fā)明并不以此例為限，也可以為其它各種構(gòu)成半導(dǎo)體元件的半導(dǎo) 體積層結(jié)構(gòu)。另外，具有半導(dǎo)體薄膜的半導(dǎo)體元件不限定于一種，也可為 多種半導(dǎo)體元件摻雜的形態(tài)。元件數(shù)量也不受限定。在上述實(shí)施方式的說(shuō)明中，采用無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料作為半導(dǎo)體材料進(jìn)行了說(shuō)明，而在具有使用有 機(jī)半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體薄膜元件時(shí)，也可獲得在元件動(dòng)作的同時(shí)進(jìn)行散熱的效果。 實(shí)施方式八在本實(shí)施方式中，使用上述實(shí)施方式一至實(shí)施方式七中說(shuō)明的發(fā)光元 件構(gòu)成發(fā)光元件陣列。以下將要說(shuō)明的結(jié)構(gòu)，其特征在于將發(fā)光元件以 一維進(jìn)行排列，在基板上設(shè)置驅(qū)動(dòng)該發(fā)光元件陣列的驅(qū)動(dòng)電路。圖56為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的斜視圖。在圖56中，1001為SiG基板。1002為在基板1001上形成的金屬層。 1003為類鉆碳層。SiC基板1001、金屬層1002、類鉆碳層1003的形態(tài)等， 與在實(shí)施方式中說(shuō)明的形態(tài)相同。1020為發(fā)光二極管。作為一個(gè)實(shí)例，是與實(shí)施方式五中說(shuō)明的LED 薄膜元件410 (圖49)相同的半導(dǎo)體積層結(jié)構(gòu)。在圖中，為便于理解，省 略了電極與半導(dǎo)體層之間、或電極配線間防止短路(第1導(dǎo)電側(cè)與第2導(dǎo) 電側(cè)的短路)的層間絕緣膜。1027為第2導(dǎo)電側(cè)電極，1028為第1導(dǎo)電 側(cè)電極，與實(shí)施方式五中說(shuō)明的LED元件750的第2導(dǎo)電側(cè)電極417 (圖 49)、第1導(dǎo)電側(cè)電極418 (圖49)的結(jié)構(gòu)及材料相同。1031、 1032分別為第2導(dǎo)電側(cè)、第1導(dǎo)電側(cè)的配線。1035為驅(qū)動(dòng)發(fā) 光二極管的驅(qū)動(dòng)電路。驅(qū)動(dòng)電路1035可為使用以非結(jié)晶Si、多Si、 ZnO 等無(wú)機(jī)材料為中心的薄膜晶體的集成電路，或是使用有機(jī)材料的薄膜晶體 的集成電路。發(fā)光二極管1020與驅(qū)動(dòng)電路1035通過(guò)配線1031、配線1032 連接。這里省略了有關(guān)向驅(qū)動(dòng)電路1035輸入電源及信號(hào)等與配線及外部電 路的連接形態(tài)。發(fā)光二極管是按每個(gè)元件分別標(biāo)示的，對(duì)于元件分離的形 態(tài)、與驅(qū)動(dòng)電路的連接、多個(gè)發(fā)光二極管同時(shí)驅(qū)動(dòng)方式形態(tài)以及分時(shí)驅(qū)動(dòng) 形態(tài)等的驅(qū)動(dòng)方式，可以有多種變形，可以適當(dāng)設(shè)計(jì)。發(fā)光元件的數(shù)量、 間距(pitch)、規(guī)格(size)、排列的形態(tài)(直線排列、鋸齒形排列等) 等也可以有多種變形。驅(qū)動(dòng)電路1035所擔(dān)負(fù)的驅(qū)動(dòng)功能也可以有多種設(shè)計(jì)，均不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成限定。
在本實(shí)施方式中，SiC基板1001、類鉆碳層1003、金屬層1002對(duì)于
發(fā)光二極管陣列點(diǎn)燈動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的熱量可以有效地傳導(dǎo)并釋放。金屬層 1002可使從發(fā)光二極管射向基板側(cè)的光向前面方向(圖上的Y軸方向)射 出。驅(qū)動(dòng)電路1035可控制多個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行所希望的點(diǎn)燈動(dòng)作。多個(gè) 發(fā)光二極管根據(jù)從外部獲得的驅(qū)動(dòng)信號(hào)或內(nèi)部設(shè)置的驅(qū)動(dòng)程序等所希望 的設(shè)計(jì)，進(jìn)行依次點(diǎn)燈、或同時(shí)點(diǎn)燈等的點(diǎn)燈動(dòng)作。
如以上說(shuō)明所述，本實(shí)施方式是在SiC基板上設(shè)置金屬層、再在上面 設(shè)置類鉆碳層、之上設(shè)置多個(gè)發(fā)光二極管的排列及驅(qū)動(dòng)該多個(gè)發(fā)光二極管 的驅(qū)動(dòng)電路的形態(tài)，因此可以提供放熱性能優(yōu)越、具有較高特性與可靠性 的簡(jiǎn)潔的發(fā)光二極管陣列(array)。
變形方式的說(shuō)明
圖57為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的變形方式(其一)的斜視圖。 圖58為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的變形方式(其二)的斜視圖。 圖59為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的變形方式(其三)的斜視圖。 圖60為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的變形方式(其四)的斜視圖。 圖61為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的變形方式(其五)的斜視圖。 圖62為實(shí)施方式八的發(fā)光元件陣列的變形方式(其六)的斜視圖。 如圖57所示，可以設(shè)置金屬基板1004來(lái)代替SiG基板1001。在圖 57中，也可將金屬層1005省略。圖58為另一變形方式，是將SiC基板替 換為類鉆碳基板1006。如圖59、圖60所示，也可在類鉆碳基板的上面、 底面設(shè)置金屬層1005、金屬層1007。另外，如圖61所示，也可以是在導(dǎo) 電性的SiC基板、或?qū)щ娦缘念愩@碳基板1008上接合發(fā)光二極管、在基 板的底面設(shè)置金屬層1007的形態(tài)。另外也可使用鉆石層或鉆石基板來(lái)代替類鉆碳層或類鉆碳基板。在上述實(shí)施方式的說(shuō)明中，是以發(fā)光元件的一 維排列進(jìn)行說(shuō)明的，如圖62所示，發(fā)光元件也可為二維的排列。另外，
在圖62中，1037為第2導(dǎo)電側(cè)配線，1038為第1導(dǎo)電側(cè)配線。 實(shí)施方式九
與實(shí)施方式一至實(shí)施方式八不同，本實(shí)施方式是使用氮化鋁(AIN) 覆蓋基板，之上設(shè)置半導(dǎo)體元件，其目的在于謀求減少制造工序上的勞動(dòng)。 圖63為實(shí)施方式九的半導(dǎo)體裝置的斜視圖。
在圖63中，1101為基板，例如金屬基板、類鉆碳基板、SiC基板等。 若為金屬基板時(shí)，可適用實(shí)施方式一中所述的具體的材料?；灞砻娴臈l 件可以與在實(shí)施方式中所述的粗糙度、平坦性的條件相同。1102為A1N 層。A1N層可以為單晶、多晶、非結(jié)晶等任意形態(tài)。
AIN可通過(guò)飛濺法、熱VD法、等離子CVD法、0MCVD法(有機(jī)金屬化 學(xué)蒸發(fā)法)、MBE法(分子線外延法)等方法形成。AIN層也可為成膜的狀 態(tài)(沉積[asdeposited]狀態(tài))。另外，也可通過(guò)表面研磨或GMP處理等方 法進(jìn)行表面處理。AIN表面的粗糙度最好為Ra^3nm、 RPV^3n m、Rmax^1/1000。1110為具有半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體薄膜。半 導(dǎo)體薄膜1110不使用粘接劑，而是通過(guò)分子間相互作用與AIN表面接合 (粘接)。具有半導(dǎo)體薄膜的半導(dǎo)體元件與上述實(shí)施方式相同，可以為發(fā) 光元件、傳感器、晶體電路等各種半導(dǎo)體元件。
圖64為實(shí)施方式九的LED元件的斷面圖。
圖中所示的是實(shí)施方式二的半導(dǎo)體薄膜層410的具體實(shí)例，是將具有 發(fā)光二極管、在實(shí)施方式二中說(shuō)明的LED薄膜元件410 (圖40)接合在基 板1101/A1N層1102上的形態(tài)實(shí)例。
本實(shí)施方式的關(guān)鍵是AIN，具有作為熱傳導(dǎo)層的功能。另外還具有作為接合的平坦基礎(chǔ)層的功能。從半導(dǎo)體元件有效地將熱量傳至AIN層，然 后再將熱量有效地傳導(dǎo)至下面的基板。
如以上說(shuō)明所述，本實(shí)施方式是將基板1101上設(shè)為AIN層1102,加
之實(shí)施方式一至實(shí)施方式八的效果，可以獲得下述效果
由于AIN層、特別是基于飛濺法等的多結(jié)晶狀態(tài)、或非結(jié)晶狀態(tài)的AIN 較容易加工，所以可以獲得在制造工序上減少勞動(dòng)的效果。另外研磨及CMP 等機(jī)械的或機(jī)械化學(xué)的(mechanochemisrtry)表面處理，比鉆石材料更 加容易進(jìn)行。
變形方式的說(shuō)明
圖65為實(shí)施方式九的其它形態(tài)的LED元件的斷面圖。
圖66為使用了實(shí)施方式九的LED元件的發(fā)光元件陣列的斜視圖(其
一) 。
圖67為使用了實(shí)施方式九的LED元件的發(fā)光元件陣列的斜視圖(其
二) 。
下面對(duì)適用上述實(shí)施方式一至實(shí)施方式八中所述的各種變形方式進(jìn) 行說(shuō)明。圖65是在AIN層與基板之間設(shè)置了第2金屬層1103的形態(tài)。第 2金屬層1103的具體實(shí)例可適用與實(shí)施方式2中所述的具體實(shí)例相同的材 料。圖66是配置了一列發(fā)光元件的實(shí)例。在圖66中，1020為發(fā)光二極管 (半導(dǎo)體薄膜)。1035為控制發(fā)光二極管點(diǎn)燈的驅(qū)動(dòng)電路。1127為連接發(fā) 光二極管與驅(qū)動(dòng)電路的連接配線。圖67是將發(fā)光元件以二維排列的實(shí)例。 在圖中，1020為發(fā)光二極管。1037為與第1導(dǎo)電側(cè)電極1027連接的第1 導(dǎo)電側(cè)配線。1038為與第2導(dǎo)電側(cè)電極1028連接的第1導(dǎo)電側(cè)配線。 實(shí)施方式十
本實(shí)施方式是使用上述實(shí)施方式 -至實(shí)施方式九中說(shuō)明的作為半導(dǎo)體裝置的LED元件構(gòu)成LED頭。
圖68為本發(fā)明的LED頭的斷面圖。 圖69為L(zhǎng)ED單元(unit)的平面圖。
如圖所示，基礎(chǔ)(base)構(gòu)件1201上裝載有LED單元1202。該LED
單元1202，是將實(shí)施方式一至實(shí)施方式九中說(shuō)明的任一作為半導(dǎo)體裝置的 LED元件裝載在實(shí)裝基板上的。
如圖所示，在實(shí)裝基板1202e上，縱向配置有多個(gè)作為發(fā)光部單元 1202a的發(fā)光部與驅(qū)動(dòng)部復(fù)合的半導(dǎo)體復(fù)合裝覽。在實(shí)裝基板1202e上， 另外還設(shè)有配置了電子部件并形成有配線的電子部件實(shí)裝區(qū)域1202b、 1202c以及從外部供給控制信號(hào)及電源等的連接器(connector) 1202d等。
在發(fā)光部單元1202a的發(fā)光部上方，作為集聚發(fā)光部射出的光的光學(xué) 元件，配置有棒形透鏡陣列(rod lens array) 1203。該棒形透鏡陣列1203 是柱狀的光學(xué)透鏡沿發(fā)光部單元1202a的直線狀排列的發(fā)光部呈多個(gè)排 列，通過(guò)相當(dāng)于光學(xué)元件支架的透鏡支架(lens holder) 1204保持在固 定位置。
如圖所示，該透鏡支架1204覆蓋在基礎(chǔ)構(gòu)件1201及LED單元1202 上。而且基礎(chǔ)構(gòu)件120K LED單元1202以及透鏡支架1204，通過(guò)介于基 礎(chǔ)構(gòu)件1201及透鏡支架1204上形成的開(kāi)口部1201a、 1204a配置的箝位 電路(clamper) 1205保持為一體。隨之，在LED單元1202產(chǎn)生的光通過(guò) 棒形透鏡陣列1203照射指定的外部部件。該LED打印頭(print head) 1200 可應(yīng)用于電子照片打印機(jī)及電子照片復(fù)印裝置等的曝光裝置。
如上所述，本實(shí)施方式的形態(tài)的LED頭作為L(zhǎng)ED單元1202，由于使用 了上述實(shí)施方式一至實(shí)施方式九中說(shuō)明的任一半導(dǎo)體復(fù)合裝置，因此可以 提供高質(zhì)量、高可靠性的LED頭。實(shí)施方式十一
本實(shí)施方式是使用實(shí)施方式八、實(shí)施方式九中說(shuō)明的作為半導(dǎo)體裝置
的LED陣列構(gòu)成LED頭。
圖70為實(shí)施方式十一的LED頭的斷面圖。 圖71為實(shí)施方式十一的LED頭的斜視圖。
如圖所示，1004為金屬基板，1003為類鉆碳，1020為接合在類鉆碳 上的LED薄膜，1035為驅(qū)動(dòng)設(shè)置在金屬基板上的LED的電路群。1203為 棒形透鏡陣列，1204為透鏡支架。LED頭的寬度的基板1004上接合有打 印寬度的LED薄膜1020。
這里標(biāo)示的LED單元是省略了圖57中的金屬層1005的形態(tài)，可以是 實(shí)施方式八、實(shí)施方式九中說(shuō)明的各種變更。另外，也可在基板1004下 面增加與1004相接且可以對(duì)金屬基板等進(jìn)行散熱、支撐的基板。
如以上說(shuō)明所述，本實(shí)施方式的形態(tài)的LED頭，是以實(shí)施方式八、實(shí) 施方式九中說(shuō)明的任一半導(dǎo)體復(fù)合裝置作為L(zhǎng)ED單元，因此無(wú)需將接頭實(shí) 裝在其它實(shí)裝基板上。而且可以提供高放熱性、高質(zhì)量、高可靠性的LED 頭。
實(shí)施方式十二
在本實(shí)施方式中，對(duì)于使用實(shí)施方式十或?qū)嵤┓绞绞恢袠?gòu)成的LED 頭而構(gòu)成的圖像形成裝置進(jìn)行說(shuō)明。
圖72為本發(fā)明的圖像形成裝置的主要部位斷面圖。
如圖所示，在圖像開(kāi)成裝置1300內(nèi)，黃色(yeMow)、品紅(magenta)、 青色(cyan)、黑色(black)的各色圖像各自形成的四個(gè)程序單元1301~1304 沿記錄媒體1305的輸送路徑1320從上至下依次配置。由于這些程序單元 (process unit) 1301~1304的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是同樣的，這里僅以青色的程序單元1303為例對(duì)它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明。
程序單元1303作為色譜擔(dān)體，配置為感光體鼓(drum) 1303a可向箭頭 方向旋轉(zhuǎn)，在該感光體鼓1303a的周圍，從其旋轉(zhuǎn)方向上側(cè)起依次配置有 向感光體鼓1303a的表面供電使之帶電的帶電裝置1303b、在帶電的感光 體鼓1303a的表面選擇性的照射光從而形成靜電潛像的曝光裝1303g。另 外在形成了靜電潛像的感光體鼓1303a的表面，還配置有使固定顏色(青 色)的墨粉附著并產(chǎn)生顯像的成像裝置1303d及，去除感光體鼓1303a表 面殘留的墨粉的清潔裝置1303e。這里各裝置使用的鼓或輥，均由圖中未 標(biāo)示的驅(qū)動(dòng)源及齒輪使之轉(zhuǎn)動(dòng)。
另外，圖像形成裝置1300的下部安裝有將紙張等記錄媒體1305以堆 積的狀態(tài)收納的紙盒，其上方配置有將記錄媒體1305 —張一張分離并輸 送的滾齒輥(hopping roller) 1307。在記錄媒體1305的輸送方向、該 滾齒輥1307的下游側(cè)，設(shè)置有與夾送輪(pinch roller) 1308、 1309共 同挾持記錄媒體1305、修正記錄媒體1305的傾斜、并將其輸送至程序單 元1301~1304的定位輥(registration roller) 1310、 1311。這里的滾 齒輥1307及定位輥1310、 1311，均由圖中未標(biāo)示的驅(qū)動(dòng)源及齒輪使之連 續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
在程序單元1301~1304各感光體鼓的對(duì)向位置，分別配置由半導(dǎo)電性 的橡膠等形成的謄寫(xiě)輥1312。而且，為使感光體鼓1301a~1304a上的墨粉 附著在記錄媒體1305上，感光體鼓1301a~1304a的表面與各個(gè)謄寫(xiě)輥1312 的表面之間可以產(chǎn)生指定的電位差。
固定裝置1313具有加熱輥和支承軋輥(backup roller),通過(guò)對(duì)謄 寫(xiě)在記錄媒體1305上的墨粉進(jìn)行加壓、加熱使之固定。排出輥1314、 1315 是與排出部的夾送輪一同挾持從固定裝置1313排出的記錄媒體1305，將其輸送至記錄媒體堆積部1318。排出輥1314、 1315均由圖中未標(biāo)示的驅(qū) 動(dòng)源及齒輪使之連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。這里使用的曝光裝置1303c，是在實(shí)施方式十 中說(shuō)明的LED打印頭1200。
下面對(duì)上述結(jié)構(gòu)的圖像形成裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明
首先，在紙盒1306中以堆積狀態(tài)被收納的記錄媒體1305，由滾齒輥 1307從上部一張一張地分離輸送。接著，該記錄媒體1305被定位輥1310、 1311以及夾送輪1308、1309挾持，輸送至程序單元1301的感光體鼓1301a 及謄寫(xiě)輥1312。然后，記錄媒體1305被感光體鼓1301a及謄寫(xiě)輥1312 挾持，在其記錄畫(huà)面上謄寫(xiě)墨粉圖像的同時(shí)通過(guò)感光體鼓1301a的旋轉(zhuǎn)被 輸送。
同樣，記錄媒體1305依次通過(guò)程序單元1302~1304，在其通過(guò)過(guò)程中， 各曝光裝置1301c~1304c形成的靜電潛像通過(guò)成像裝置1301cT1304d成
像，各顏色的墨粉圖像在其記錄畫(huà)面上依次謄寫(xiě)并重合。而且，其記錄面 上各顏色的墨粉圖像重合后，經(jīng)固定裝置1313將墨粉圖像固定后的記錄 媒體1305由排出輥1314、 1315及夾送輪1316、 1317挾持，排出至圖像 形成裝置1300外部的記錄媒體堆積部1318。經(jīng)過(guò)以上的過(guò)程，彩色圖像 即形成在記錄媒體1305上。
下面對(duì)以上說(shuō)明的本發(fā)明的圖像形成裝置的曝光控制系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明-圖73為本發(fā)明的圖像形成裝置的曝光控制系統(tǒng)模塊圖。 在圖73中，圖像輸入部8是從外部裝置(例如DVD播放機(jī)等的動(dòng)畫(huà) 播放裝置)接收?qǐng)D像信號(hào)的部分。
控制部5是將圖像輸入部8輸入的圖像信號(hào)通過(guò)LED陣列面板轉(zhuǎn)換為 可形成的形式，由與控制信號(hào)同時(shí)輸出的圖像控制部6和記憶圖像信號(hào)的 記憶部7構(gòu)成。LED陣列面板10包括使用由圖像控制部6轉(zhuǎn)換的圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)作為
被驅(qū)動(dòng)元件的LED的驅(qū)動(dòng)部12和，驅(qū)動(dòng)部13和，排列了多個(gè)形成為薄膜 狀的LED的薄膜LED陣列群11。
驅(qū)動(dòng)部12 (陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)[anode driver])是根據(jù)圖像控制部6輸入的圖 像信號(hào)，向與其連接的薄膜LED陣列群11中具備的各LED供給電流的部 分，可由移位寄存器(shift register)電路、銷存器(latch)電路、 定電流電路、放大電路等構(gòu)成。
驅(qū)動(dòng)部13 (陰極驅(qū)動(dòng)[cathode driver])是根據(jù)圖像控制部6輸入的 控制信號(hào)，掃描與其連接的薄膜LED陣列群11中具備的各LED的部分， 由選擇電路等構(gòu)成。通過(guò)以上說(shuō)明的控制系統(tǒng)來(lái)控制本發(fā)明的圖像形成裝 置的曝光，根據(jù)從外部裝置接收的圖像信號(hào)輸出打印圖像。
如以上說(shuō)明所述，通過(guò)本實(shí)施方式的圖像形成裝置，由于采用了實(shí)施 方式十或?qū)嵤┓绞绞恢姓f(shuō)明的LED打印頭，所以可以提供高質(zhì)量、高可 靠性的圖像形成裝置。 產(chǎn)業(yè)上的可利用性
在實(shí)施方式的說(shuō)明中，已經(jīng)對(duì)本發(fā)明在LED元件上的應(yīng)用進(jìn)行了說(shuō)明， 但本發(fā)明不僅僅局限于該方式。即，可以應(yīng)用于在基板上連接半導(dǎo)體薄膜 的各類半導(dǎo)體裝置。
權(quán)利要求
1.一種具有基板和，包含積層在該基板上的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體薄膜層的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述基板與所述半導(dǎo)體薄膜層之間具有類鉆碳層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述基板使用 金屬制造，或所述基板與所述類鉆碳層之間具有金屬層。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述金屬層的光波長(zhǎng)在400nm至1500nm之間，至少對(duì)于一個(gè)波段具有50%以上的反射率。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述類鉆碳層最表面的平均粗糙度在5nm以下。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述類鉆碳層 的層厚在ly m以下。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體薄 膜層與所述類鉆碳層直接接合。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體元件層由無(wú)機(jī)半導(dǎo)體材料制作。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述半導(dǎo)體薄膜層包含發(fā)光元件。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述發(fā)光元件為發(fā)光二極管。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述基板上含有多個(gè)發(fā)光二極管。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述多個(gè)發(fā)光二極管為一維排列的發(fā)光二極管陣列。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述多個(gè)發(fā) 光二極管為二維排列的發(fā)光二極管陣列。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述基板上具 有驅(qū)動(dòng)所述半導(dǎo)體元件的驅(qū)動(dòng)電路。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述的基板是 獨(dú)立的類鉆碳基板。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于所述的基板是 獨(dú)立的SiC基板。
16. —種LED頭，具有半導(dǎo)體裝置，其特征在于該半導(dǎo)體裝置備有基板和，包含積層在該基板上的半導(dǎo)體元件的半導(dǎo)體薄膜層，其中，所述 基板與所述半導(dǎo)體薄膜層之間具有類鉆碳層。
17. —種圖像形成裝置，具有LED頭，其特征在于該LED頭具有半 導(dǎo)體裝置，該半導(dǎo)體裝置備有基板和，包含積層在該基板上的半導(dǎo)體元件 的半導(dǎo)體薄膜層，其中，所述基板與所述半導(dǎo)體薄膜層之間具有類鉆碳層。
全文摘要
本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體裝置、該半導(dǎo)體裝置的制造方法、具有該半導(dǎo)體裝置的LED頭(LED head)以及具有該LED頭圖像形成裝置，該半導(dǎo)體裝置能夠有效地向外部釋放半導(dǎo)體元件所產(chǎn)生的熱量，從而防止半導(dǎo)體裝置的溫度上升，提高半導(dǎo)體裝置的動(dòng)作特性，保持其穩(wěn)定的動(dòng)作。在該半導(dǎo)體裝置中，作為基板使用金屬基板101，該金屬基板101與半導(dǎo)體薄膜層103之間，具有作為表面涂層102的熱傳導(dǎo)率高，且絕緣性能良好的類鉆碳層102a。
文檔編號(hào)G03G15/04GK101286487SQ20081009246
公開(kāi)日2008年10月15日 申請(qǐng)日期2008年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者佐久田昌明, 豬狩友希, 荻原光彥, 藤原博之, 鈴木貴人, 鷺森友彥 申請(qǐng)人:日本沖信息株式會(huì)社