本发明专利技术涉及发光晶闸管、发光晶闸管阵列、曝光头和图像形成设备。发光晶闸管包括具有第一到第四半导体层的堆叠结构，并且第三半导体层从半导体基板侧起依次至少包含与第二半导体层接触的第五半导体层和第六半导体层。第六半导体层是形成堆叠结构的所有层中的具有最小带隙的层，并且，第五半导体层与第六半导体层之间的带隙的差值△Eg大于或等于0.05eV且小于或等于0.15eV。
【技术实现步骤摘要】
发光晶闸管、发光晶闸管阵列、曝光头和图像形成设备
本专利技术涉及发光晶闸管、发光晶闸管阵列、曝光头和图像形成设备。
技术介绍
电子照相打印机中的一种是利用当曝光感光鼓时使用曝光头形成潜像的方案的打印机。曝光头由诸如发光二极管(LED)的半导体发光元件在感光鼓的纵向上排列的发光元件阵列和在感光鼓上捕获从发光元件阵列发射的光的棒形透镜阵列形成。利用使用曝光头的方案的打印机具有比利用以多棱镜执行激光束的偏转扫描的激光扫描方案的打印机更容易减小尺寸的优点，并因此受到关注。发光元件阵列中的一种是自扫描发光晶闸管阵列。自扫描发光晶闸管阵列构建为使得以一维排列的晶闸管为开关元件的偏移晶闸管和以一维排列的晶闸管为发光元件的发光晶闸管集成于同一基板上。日本专利申请公开No.2013-65591公开了量子阱结构被引入发光晶闸管中的晶闸管结构内以提高发光效率。如日本专利申请公开No.2013-65591中公开的那样，同样地，在发光晶闸管中，与诸如LED的发光元件的情况类似，可以通过引入如在量子阱结构中看到的具有比周围层小的带隙的层(以下，称为“小Eg层”)来提高发光效率。但是，专利技术人通过深入研究发现，在发光晶闸管中引入小Eg层影响作为晶闸管特有的特性的开特性和关特性。这些特性对于诸如LED的二端子发光元件是不需要考虑的。并且，已经发现，根据小Eg层的结构或晶闸管结构中的小Eg层的位置，小Eg层会不利地影响开特性和关特性(以下，统称为“晶闸管特性”)。
技术实现思路
因此，鉴于上述的问题，本专利技术意在提供在保持晶闸管特性的同时提高发光效率的发光晶闸管。作为本专利技术的一个方面的发光晶闸管具有堆叠结构，堆叠结构在第一导电类型的半导体基板上依次包含第一导电类型的第一半导体层、与第一导电类型不同的第二导电类型的第二半导体层、至少一部分是第一导电类型的第三半导体层、以及第二导电类型的第四半导体层。第三半导体层包含多个半导体层，并且从半导体基板侧起依次至少包含与第二半导体层接触的第一导电类型的第五半导体层和包含第一导电类型或i型的第六半导体层。第六半导体层是形成堆叠结构的所有层中的具有最小带隙的层，以及，第五半导体层的带隙与第六半导体层的带隙之间的差值△Eg大于或等于0.05eV且小于或等于0.15eV。从参照附图对示例性实施例的以下描述，本专利技术的其它特征将变得清晰。附图说明图1是示意性地示出根据实施例的发光晶闸管的结构的示图。图2是示意性地示出具有小Eg层的发光晶闸管的仿真模型的结构的示图。图3是示出具有不带小Eg层的一般结构的发光晶闸管的仿真结果的示图。图4A和图4B是距离d为50nm时以及距离d为200nm时的带图。图5是示意性地示出例子1的发光晶闸管的结构的示图。图6是示意性地示出例子2的发光晶闸管的结构的示图。图7A和图7B是示意性地示出例子3的发光晶闸管的结构的示图。图8是示意性地示出例子4的发光晶闸管的结构的示图。图9A、图9B和图9C是示意性地示出在其上排列一组发光元件阵列芯片的例子8的打印基板的结构的示图。图10A和图10B是示出例子8的曝光头的配置的示图。图11是示出例子8的图像形成设备的配置的示图。图12是示意性地示出例子5的发光晶闸管的结构的示图。图13是示意性地示出例子7的发光晶闸管的结构的示图。图14是示意性地示出发光晶闸管内的浓度分布的仿真模型的结构的示图。图15是示出载流子浓度分布的仿真结果的示图。图16A和图16B是示出例子6和比较例3的发光晶闸管的I-V曲线的示图。图17是示出小Eg层内的发光量与整个栅极层中的发光量的比的仿真结果的示图。图18是示意性地示出例子6的发光晶闸管的结构的示图。图19A和图19B是示出例子3和比较例1的发光晶闸管的I-V曲线的示图。图20A和图20B是示出比较例2的发光晶闸管的I-V曲线的示图。具体实施方式现在将根据附图详细描述本专利技术的优选实施例。注意，本专利技术不限于以下描述的实施例，并且，本专利技术的范围包括基于本领域技术人员的一般知识在不背离本专利技术的精神的情况下提出的以下描述的实施例的适当修改版本或增强版本等。发光晶闸管的配置如图1所示，根据本实施例的发光晶闸管L具有多个半导体层堆叠于基板100(半导体基板)上的堆叠结构200。基板100是第一导电类型的半导体基板。作为基板100，可以使用GaAs、InP或GaP等。堆叠结构200是在其中以交替的方式布置不同导电类型的多个半导体层的晶闸管。在堆叠结构200中，从半导体基板侧(基板100侧)起依次堆叠第一半导体层110、第二半导体层120、第三半导体层130和第四半导体层140。第一半导体层110是第一导电类型的半导体层，并且第二半导体层120和第四半导体层140具有与第一导电类型不同的第二导电类型。并且，第三半导体层130是与第二导电类型不同的导电类型的半导体层。即，第三半导体层130至少具有第一导电类型的半导体层。作为替代方案，第三半导体层130至少具有第一导电类型的半导体层以及与第一和第二导电类型不同的第三导电类型的半导体层。形成堆叠结构200的各半导体层优选由III-V族化合物半导体形成。优选使用基于GaAs的材料、基于AlGaAs的材料、基于GaP的材料、基于GaAsP的材料、基于InP的材料、基于AlAs的材料或基于AlGaInp的材料作为III-V族化合物半导体。就发射波长而言，在以上的材料之中，形成堆叠结构200的各半导体层优选包含基于GaAs的材料或基于AlGaAs的材料。根据本实施例的堆叠结构200具有如上面描述的那样堆叠四个半导体层的结构(p-n-p-n结构或n-p-n-p结构)的晶闸管结构。当第一导电类型是n型时，第二导电类型是p型，并且，堆叠结构200是从半导体基板侧(基板100侧)起依次具有n型半导体层、p型半导体层、n型半导体层和p型半导体层的这样的晶闸管。当第一导电类型是p型时，第二导电类型是n型，并且，堆叠结构200是从半导体基板侧(基板100侧)起依次具有p型半导体层、n型半导体层、p型半导体层和n型半导体层的这样的晶闸管。第一半导体层110是晶闸管的阳极或阴极，第二半导体层120是晶闸管的栅极(或基极)。并且，第三半导体层130是晶闸管的栅极(或基极)，并且第四半导体层140是晶闸管的阴极或阳极。并且，发光晶闸管L具有布置于第四半导体层140上的驱动电极101、布置于第三半导体层130上的栅电极102和被布置为经由基板100与驱动电极101和栅电极102相对的背侧电极103。在本实施例中，驱动电极101是环形或框架形电极。诸如电流扩散层的另一层可被插入驱动电极101和第四半导体层140之间。第三半导体层130由多个半导体层形成，并且从半导体基板侧(基板100侧)起依次至少具有与第二半导体层120接触的第五半导体层131和第六半导体层132。第五半导体层131是第一导电类型的半导体层。第六半导体层132是第一导电类型的半导体层。作为替代方案，第六半导体层132是与第一导电类型和第二导电类型不同的第三导电类型的半导体层。这里，第一导电类型和第二导电类型是n型和p型中的任一种，第三导电类型是i型。并且，阳极层140由p型Al0.4GaAs形成。注意，本说明书中的i型半导体层指的是非掺杂(未掺杂)本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种发光晶闸管，其特征在于，包括堆叠结构，堆叠结构在第一导电类型的半导体基板上依次包含第一导电类型的第一半导体层、与第一导电类型不同的第二导电类型的第二半导体层、至少一部分是第一导电类型的第三半导体层、以及第二导电类型的第四半导体层，其中，第三半导体层包含多个半导体层，并且从半导体基板侧起依次至少包含与第二半导体层接触的第一导电类型的第五半导体层和包含第一导电类型或i型的第六半导体层，其中，第六半导体层是形成堆叠结构的所有层中的具有最小带隙的层，以及其中，第五半导体层的带隙与第六半导体层的带隙之间的差值△Eg大于或等于0.05eV且小于或等于0.15eV。
【技术特征摘要】
2017.09.07 JP 2017-172341;2018.07.20 JP 2018-136471.一种发光晶闸管，其特征在于，包括堆叠结构，堆叠结构在第一导电类型的半导体基板上依次包含第一导电类型的第一半导体层、与第一导电类型不同的第二导电类型的第二半导体层、至少一部分是第一导电类型的第三半导体层、以及第二导电类型的第四半导体层，其中，第三半导体层包含多个半导体层，并且从半导体基板侧起依次至少包含与第二半导体层接触的第一导电类型的第五半导体层和包含第一导电类型或i型的第六半导体层，其中，第六半导体层是形成堆叠结构的所有层中的具有最小带隙的层，以及其中，第五半导体层的带隙与第六半导体层的带隙之间的差值△Eg大于或等于0.05eV且小于或等于0.15eV。2.根据权利要求1所述的发光晶闸管，其中，第二半导体层与第六半导体层之间的距离d大于在在断状态中的发光晶闸管的第一半导体层与第四半导体层之间施加发光晶闸管的驱动电压的状态下在第二半导体层与第三半导体层之间的界面处出现的耗尽层的在第三半导体层内出现的部分的厚度。3.根据权利要求1或2所述的发光晶闸管，其中，在第一半导体层与第四半导体层之间施加的驱动电压小于或等于2.5V。4.根据权利要求1或2所述的发光晶闸管，其中，第二半导体层与第六半导体层之间的距离d大于或等于70nm。5.根据权利要求1或2所述的发光晶闸管，其中，第二半导体层与第六半导体层之间的距离d小于或等于200nm。6.根据权利要求1或2所述的发光晶闸管，还在第六半导体层与第四半导体层之间包括第一导电类型的第七半导体层。7.根据权利要求1或2所述的发光晶闸管，其中，第六半导体层的中心位于比第三半导体层的中心更接近第四半导体层的位置。8.根据权利要求1或2所述的发光晶闸管，其中，第一导电类型是n型，并且，第二导电类型是p型。9.根据权利要求1或2所述的发光晶闸管，其中，第一导电类型是p型，并且，第二导电类型是n型。10.根据权利要求1或2所述的发光晶闸管，其中，第六半导体层形成多量子阱结构的阱层。11.根据权利要求1或2所述的发光晶闸管，其中，第二半导体层和第三半导体层...
【专利技术属性】
技术研发人员：内田武志，须贺贵子，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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