(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一導電型層及び第二導電型層が積層された半導体構造と、
前記第一導電型層及び第二導電型層にそれぞれ電気的に接続され、前記半導体構造の積層方向に互いに対向する第一電極及び第二電極と、
を有し、
前記第一電極は、光取り出し側に位置する前記第一導電型層の電極形成面に形成された、互いに対向する一対の電極延伸部である第一延伸部と、第二延伸部とを備えており、
前記第一延伸部及び第二延伸部は、該延伸部の一部に設けられた、外部電極と接続可能な第一パッド部及び第二パッド部をそれぞれ有している
半導体発光素子であって、
前記半導体発光素子はさらに、
前記第一延伸部と第二延伸部との間に、これらと対向して延伸された第三延伸部と、
前記第三延伸部と第一延伸部との間で、これらを接続する第一接続延伸部と、
前記第三延伸部と第二延伸部との間で、これらを接続する第二接続延伸部と、
を備え、
前記第一接続延伸部は、前記第三延伸部および第一延伸部の延伸方向と交差する方向に延伸され、
前記第二接続延伸部は、前記第三延伸部および第二延伸部の延伸方向と交差する方向に延伸され、
前記第一接続延伸部と第二接続延伸部とが一直線上からずれて、かつ前記電極形成面の中心を基準にして略対称に配置されていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体発光素子であって、
前記第一延伸部及び第二延伸部に設けられた第一パッド部及び第二パッド部は、前記電極形成面の長手方向及び／又は短手方向に対して、互いにオフセット配置されていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体発光素子であって、
第一パッド部は、前記第一延伸部と第一接続延伸部との交点に位置し、
第二パッド部は、前記第二延伸部と第二接続延伸部との交点に位置してなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一に記載の半導体発光素子であって、
前記第一延伸部と第二延伸部との対向方向において、該延伸部間の１／２の距離が、該延伸部の端縁から前記電極形成面の端縁までの距離よりも長いことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一に記載の半導体発光素子であって、
前記第一接続延伸部と第二接続延伸部との対向方向において、該接続延伸部間の１／２の距離が、該接続延伸部の端縁から前記電極形成面の端縁までの距離よりも短いことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一に記載の半導体発光素子であって、
前記第一延伸部と第二延伸部とが略平行に延伸されてなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一に記載の半導体発光素子であって、
前記第一接続延伸部と第二接続延伸部とが略等しい長さに延伸されてなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一に記載の半導体発光素子であって、
前記第一延伸部と第二延伸部と第三延伸部とが略等しい長さに延伸されてなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項９】
請求項１から８のいずれか一に記載の半導体発光素子であって、
前記第一接続延伸部と第二接続延伸部とが略平行に延伸されてなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一に記載の半導体発光素子であって、
光取り出し側からの平面視において、前記延伸部が、前記電極形成面の中心を基準にして略対称に配置されていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一に記載の半導体発光素子であって、
前記第一パッド部は、前記第一延伸部の端部から離れた部位に位置させ、該第一延伸部が延伸された方向に第一電極突出部を設けてなり、
前記第二パッド部は、前記第二延伸部の端部であって前記第一パッド部を設けた側と反対側の端部から離れた部位に位置させ、該第二延伸部が延伸された方向に第二電極突出部を設けてなることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一に記載の半導体発光素子において、
光取り出し側からの平面視において、前記第一電極及び前記第二電極は相互にオフセットに配置されており、
前記第一電極の延伸部の延伸方向と電極形成面の端縁との間の領域に、前記第二電極が形成されていることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一に記載の半導体発光素子において、
光取り出し側からの平面視において、前記第一延伸部、第二延伸部、第三延伸部は略直線状であることを特徴とする半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光層を挟んでｐ型半導体層及びｎ型半導体層を積層した半導体発光素子において、両半導体層へと供給する電流を半導体平面の全面へと拡散させるために、外部電極との接続部より延伸した電極延伸部を、電極形成面の周縁部に沿って形成する技術が開示されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
一例として図２４の平面図に示す発光素子１００では、ｐ型半導体層と接続されたｐ型電極パッド部１０２が、素子の中央域に配置される。また、ｎ型半導体層と接続されたｎ型電極パッド部１０１が、矩形状の電極形成面における隅部に形成されており、このｎ型電極パッド部１０１より延伸された電極延伸部１０１ａは、電極形成面の周囲の四辺全てを完全に包囲してなる包囲電極１０１ｂを形成している。この包囲電極１０１ｂにより、電流がｎ型半導体層内を側方に移動しなければならない平均距離が低減し、その結果、デバイスの直列抵抗を小さくできるため電流密度の均一性が向上する。
【０００４】
また近年では、さらなる高出力化の要望に応じて、ｎ電極側の電極構造の大面積化に伴い、包囲電極を素子の外周縁の極めて近くに、つまり包囲電極から素子の外周までを余地無く配置することで、包囲電極領域の増大化を図っている。加えて、この電極延伸部による包囲領域内を、電極延伸部でもって、さらに複数の小領域に区画することで、区画領域内の電流の広がりを均一なものとし、発光均一性の向上をねらった構造も開発されている。
【０００５】
例えば、図２５の平面図に示す発光素子２００では、電極パッド部２０１が、矩形状の電極形成面の隅部に形成されている。さらに、この電極パッド部２０１から延伸された電極延伸部２０１ａが、電極形成面の周縁の四辺をラウンドして包囲電極２０１ｂを形成する。加えて電極パッド部２０１の隅部を構成する互いに直交した２辺より均等に分岐された複数の電極延伸部２０１ａが、それぞれ垂直に折曲することで、包囲電極２０１ｂ内を複数の区画領域２０３に区画している。図２５の例では、複数の区画領域は、略相似なＬ字状であって、各領域は電極パッド部２０１より離間するにしたがって拡大してなるものの、各々の区画領域における幅は略等間隔である。この構造により、電極形成面の部位における局所電流密度の較差を低減し、すなわち電流拡散が促進されて電極形成面内の電流密度が一層均一になると期待される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１６４９３０号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／０４１３１８号
【特許文献３】特開平６−５９２１号公報
【特許文献４】特開２００５−３２２９２２号公報
【特許文献５】特開平５−１４５１１９号公報
【特許文献６】特開２００１−３４５４８０号公報
【特許文献７】特開２００４−５６１０９号公報
【特許文献８】特開２００５−１９１４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような構成では電極延伸部の折曲領域に電流が集中し、その結果部位による電流の偏在を招き、さらには素子内の過度な発熱及び蓄熱の要因となることを本願出願人は見出し、これを解消するため特許文献２の発光素子を開発した。この発光素子の電極パターンは、図２６に示すように、外部接続領域である電極パッド部１６を設けた第一電極２１は、光取り出し側に位置する第一導電型層１１上の電極形成面１５に形成された、互いに対向する一対の電極延伸部３０を備えている。また一対の電極延伸部３０の対向方向において、電極延伸部３０間の１／２の距離ｌ１が、電極延伸部３０から電極形成面１５の端縁までの距離Ｌ２よりも小さい。これにより、局所電流密度を均一にし、放熱性に優れた構造を得ることができる。
【０００８】
しかしながら、半導体発光素子の更なる高効率化を図るには、さらなる改善として順方向電圧Ｖｆを下げることが重要となる。順方向電圧Ｖｆを下げるには、電極の面積を大きくして抵抗を小さくすることが挙げられるが、この方法では光取り出し効率が悪くなり、出力が低下するという問題があった。逆に電極面積を小さくすると、光取り出し効率が向上し出力を上昇できるが、Ｖｆが悪くなる。このように順方向電圧Ｖｆを下げることと出力の上昇はトレードオフの関係にあるため、両者を改善することは容易でなかった。
【０００９】
本発明は、従来のこのような問題点を解消するためになされたものである。本発明の主な目的は、出力を維持しつつＶｆ上昇を抑制した半導体発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の半導体発光素子によれば、第一導電型層及び第二導電型層が積層された半導体構造と、前記第一導電型層及び第二導電型層にそれぞれ電気的に接続され、前記半導体構造の積層方向に互いに対向する第一電極及び第二電極とを有し、前記第一電極は、光取り出し側に位置する前記第一導電型層の電極形成面に形成された、互いに対向する一対の電極延伸部である第一延伸部と、第二延伸部とを備えており、前記第一延伸部及び第二延伸部は、該延伸部の一部に設けられた、外部電極と接続可能な第一パッド部及び第二パッド部をそれぞれ有している半導体発光素子であって、前記半導体発光素子はさらに、前記第一延伸部と第二延伸部との間に、これらと対向して延伸された第三延伸部と、前記第三延伸部と第一延伸部との間で、これらを接続する第一接続延伸部と、前記第三延伸部と第二延伸部との間で、これらを接続する第二接続延伸部とを備え、前記第一接続延伸部は、前記第三延伸部および第一延伸部の延伸方向と交差する方向に延伸され、前記第二接続延伸部は、前記第三延伸部および第二延伸部の延伸方向と交差する方向に延伸され、前記第一接続延伸部と第二接続延伸部とが一直線上からずれて、かつ前記電極形成面の中心を基準にして略対称に配置されることができる。これにより、発光出力を維持しつつ、第一電極の順方向電圧を低減して定格電流を高めることが可能となる。特に第一延伸部と第二延伸部との間に第三延伸部を設けることで、電極面積を増やすと共に電流分布を均一化できる。
【００１１】
また、第一接続延伸部と第二接続延伸部とが十字状に第三延伸部と交差して、交点部分に電流が集中する事態を回避でき、電流分布を分散させることが可能となる。
【００１２】
さらに、第２の半導体発光素子によれば、前記第一延伸部及び第二延伸部に設けられた第一パッド部及び第二パッド部は、前記電極形成面の長手方向及び／又は短手方向に対して、互いにオフセット配置させることができる。これにより、限られた電極形成面においてパッド部を離間させて配置できるので、電流の局所的な集中を回避して電流分布のバランスを図ることができる。
【００１３】
さらにまた、第３の半導体発光素子によれば、第一パッド部が、前記第一延伸部と第一接続延伸部との交点に位置し、第二パッド部は、前記第二延伸部と第二接続延伸部との交点に位置することができる。これにより、電極延伸部と接続延伸部との交点とパッド部とを離間させた場合に生じ得る、交点とパッド部との間への電流集中を緩和し、発熱等の問題を効果的に回避できる。
【００１４】
さらにまた、第４の半導体発光素子によれば、前記第一延伸部と第二延伸部との対向方向において、該延伸部間の１／２の距離を、該延伸部の端縁から前記電極形成面の端縁までの距離よりも長くすることができる。このように電極延伸部を電極形成面の中央側でなく端部側に配置することで、光出力の向上を図ることができる。
【００１５】
さらにまた、第５の半導体発光素子によれば、前記第一接続延伸部と第二接続延伸部との対向方向において、該接続延伸部間の１／２の距離を、該接続延伸部の端縁から前記電極形成面の端縁までの距離よりも短くすることができる。
【００１６】
さらにまた、第６の半導体発光素子によれば、前記第一延伸部と第二延伸部とを略平行に延伸させることができる。
【００１７】
さらにまた、第７の半導体発光素子によれば、前記第一接続延伸部と第二接続延伸部とを略等しい長さに延伸させることができる。
【００１８】
さらにまた、第８の半導体発光素子によれば、前記第一延伸部と第二延伸部と第三延伸部とを略等しい長さに延伸させることができる。
【００１９】
さらにまた、第９の半導体発光素子によれば、前記第一接続延伸部と第二接続延伸部とを略平行に延伸させることができる。
【００２０】
さらにまた、第１０の半導体発光素子によれば、光取り出し側からの平面視において、前記延伸部を、前記電極形成面の中心を基準にして略対称に配置させることができる。
【００２１】
【００２２】
さらにまた、第１１の半導体発光素子によれば、前記第一パッド部は、前記第一延伸部の端部から離れた部位に位置させ、該第一延伸部が延伸された方向に第一電極突出部を設けてなり、前記第二パッド部は、前記第二延伸部の端部であって前記第一パッド部を設けた側と反対側の端部から離れた部位に位置させ、該第二延伸部が延伸された方向に第二電極突出部を設けることができる。これにより、各電極延伸部が長く延伸されて電流分布が不均一となる事態を回避できる。
【００２３】
さらにまた、第１２の半導体発光素子によれば、光取り出し側からの平面視において、前記第一電極及び前記第二電極は相互にオフセットに配置されており、前記第一電極の延伸部の延伸方向と電極形成面の端縁との間の領域に、前記第二電極が形成させることができる。
【００２４】
さらにまた、第１３の半導体発光素子によれば、光取り出し側からの平面視において、前記第一延伸部、第二延伸部、第三延伸部は略直線状とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る半導体発光素子の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ’線における概略断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ’線における概略断面図である。
【図４】電極パターンの変形例を示す平面図である。
【図５】電極パターンの他の変形例を示す平面図である。
【図６】電極パターンのさらに他の変形例を示す平面図である。
【図７】図１の電極パターンを左右反転させた変形例を示す平面図である。
【図８】実施の形態に係る発光素子の製造方法を示す説明図である。
【図９】実施の形態に係る発光素子の製造方法を示す説明図である。
【図１０】実施の形態に係る発光素子の製造方法を示す説明図である。
【図１１】実施の形態に係る発光素子の製造方法を示す説明図である。
【図１２】実施の形態に係る発光装置の概略断面図である。
【図１３】実施例１及び比較例１〜１５に係る電極パターンを示す平面図である。
【図１４】入力電流５５０ｍＡでの発光面積と電力効率の関係を示すグラフである。
【図１５】入力電流５５０ｍＡでの発光面積と出力の関係を示すグラフである。
【図１６】実施例１に係るＬＥＤ素子を示す図であり、図１６（ａ）は斜視図、図１６（ａ）は断面図である。
【図１７】入力電流５５０ｍＡでの発光面積と順方向電圧の関係を示すグラフである。
【図１８】実施例１と比較例１のＬＥＤ素子の投入電流と順方向電圧及び出力の関係を示すグラフである。
【図１９】（ａ）実施例１と（ｂ）比較例１の発光強度分布を示すイメージ図である。
【図２０】比較例２と実施例１、２、３に係るＬＥＤ素子の電極パターンを示す平面図である。
【図２１】比較例２と実施例１、２、３に係るＬＥＤ素子を順方向電流Ｉｆ＝３５０ｍＡで駆動した結果であり、図２１（ａ）は順方向電圧、図２１（ｂ）は光出力を示すグラフである。
【図２２】比較例２と実施例１、２、３に係るＬＥＤ素子を順方向電流Ｉｆ＝５５０ｍＡで駆動した結果であり、図２２（ａ）は順方向電圧、図２２（ｂ）は光出力を示すグラフである。
【図２３】実施例１及び各比較例の電極パターンによる電流集中の変化を測定したシミュレーション結果を示すイメージ図である。
【図２４】従来の形態に係る発光素子の平面図である。
【図２５】従来の別の形態に係る発光素子の平面図である。
【図２６】本発明者が先に開発した発光素子の平面図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための、半導体発光素子を例示するものであって、本発明は、半導体発光素子を以下のものに特定しない。さらに、本明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」、及び「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。特に実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２７】
なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。また、一部の実施例、実施形態において説明された内容は、他の実施例、実施形態等に利用可能なものもある。さらに、本明細書において、層上等でいう「上」とは、必ずしも上面に接触して形成される場合に限られず、離間して上方に形成される場合も含んでおり、層と層の間に介在層が存在する場合も包含する意味で使用する。
（実施の形態１）
【００２８】
図１〜図３に、本発明の実施の形態１に係る半導体発光素子を示す。これらの図において、図１は半導体発光素子の平面図、図２は図１のＩＩ−ＩＩ’線における断面図、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ’線における断面図を、それぞれ示している。
【００２９】
図２〜図３に示す発光素子１は、支持台３と、この支持台３の上方に位置する半導体構造１０と、半導体構造１０を上下に狭む電極２０より主に構成される。また、支持台３は、支持基板４及び接着層５が、この順に積層されて固定される。一方、半導体構造１０は、発光層１３と、この発光層１３を挟んで積層された第一導電型層１１であるｎ型半導体層と、第二導電型層１２であるｐ型半導体層とを有する。図の例では、ｐ型半導体層１２、発光層１３、ｎ型半導体層１１が、この順に積層して半導体構造１０を構成しており、半導体構造１０の上方側に位置するｎ型半導体層１１側が、発光層１３からの出射光の主発光面側、すなわち光取り出し側となる。
（電極）
【００３０】
また、電極２０はｎ型半導体層１１及びｐ型半導体層１２のそれぞれに電力を供給する第一電極２１及び第二電極２２を有する。具体的に、ｎ型半導体層１１には、第一電極２１であるｎ型電極が形成され、電力供給可能となる。同様に、ｐ型半導体層１２の主面の一部に第二電極２２が形成される。
（電極延伸部）
【００３１】
図１は光取り出し側からの平面視における発光素子１の平面図であって、主にｎ型半導体層１１上のｎ型電極２１における形成パターンが図示されている。図１に示すように、ｎ型電極２１は、正方形状の電極形成面１５の略中央域に形成された、一対の線状の電極の延伸部３０である第一延伸部３０Ａ及び第二延伸部３０Ｂ、これらの間に配置された第三延伸部３０Ｃ、第三延伸部３０Ｃと第一延伸部３０Ａとを接続する第一接続延伸部３７Ａと、第三延伸部３０Ｃと第一延伸部３０Ａとを接続する第二接続延伸部３７Ｂと、第一延伸部３０Ａ及び第二延伸部３０Ｂ上の一部に重なるように配置された、外部電極と接続可能な第一外部接続領域１６Ａである第一パッド部及び第二外部接続領域１６Ｂである第二パッド部とで構成される。これら第一延伸部３０Ａ、第二延伸部３０Ｂ、第三延伸部３０Ｃは、光取り出し側からの平面視において、略直線状とすることが好ましい。
【００３２】
このｎ型電極２１は、電極形成面１５の端縁形状に沿って周縁をラウンドした包囲電極構造を有していない。ただ、電極形成面１５の形状は、正方形状に限定されず、正多角形、平行四辺形等の矩形、多角形、円形等とできる他、ｎ型半導体層１１の露出領域の形状に依存して調節される。
【００３３】
また好ましくは、電極延伸部は中心に対して逆の位置に設ける。例えば、光取り出し側からの平面視において、電極の延伸部３０を、電極形成面１５の中心Ｃを基準にして略対称に配置する。図１に示される第一延伸部３０Ａ及び第二延伸部３０Ｂは、電極形成面１５の中央域であって、中心Ｃを基準にして、略点対称に配置されており、互いに離間されている。ただ電極の延伸部３０は、点対称に限らず、中心Ｃを含む直線に対して略線対称に配置してもよい。
【００３４】
さらに第一延伸部３０Ａ、第二延伸部３０Ｂ、第三延伸部３０Ｃとは、互いに交差することはなく、図１の例では、線状の第一延伸部３０Ａ、第二延伸部３０Ｂ、第三延伸部３０Ｃが略平行に延伸され、離間距離は実質的に等間隔である。このように、外部からの電力供給領域を対称に配置することで、電極形成面１５の全面への電流拡散を高効率に実現できる。また電極延伸部に、極力交差や分岐を備えない直線状の構造とすることで、電流の集中を抑止し、電流密度の均一性の向上が図れる。さらにこれら第一延伸部３０Ａ、第二延伸部３０Ｂ、第三延伸部３０Ｃとは、ほぼ同じ長さとすることが好ましい。
【００３５】
また第一延伸部３０Ａ及び第二延伸部３０Ｂを設ける位置は、電極形成面１５のやや外側寄り、具体的には図１に示すように、第一延伸部３０Ａと第二延伸部３０Ｂとの対向方向において、電極の延伸部３０間の１／２の距離Ｌ１が、電極の延伸部３０の端縁から電極形成面１５の端縁までの距離Ｌ２よりも長い位置とする。特に縦方向の電極配置に関して、第一延伸部３０Ａと第二延伸部３０Ｂとの間に第三延伸部３０Ｃを追加している構成では、電極延伸部を電極形成面１５の中央側でなく端部側に配置することで、電流分布の均一化を図ると共に光出力を向上させることができる。さらに、このような電流分布の均一化とＮ電極面積の最適化によって、Ｖｆの低下、リニアリティの向上、放熱性の向上をすることが見込める。
（接続延伸部）
【００３６】
また電極延伸部間を接続する接続延伸部も、ほぼ並行でほぼ等しい長さとすることが好ましい。すなわち図１に示す第一接続延伸部３７Ａと第二接続延伸部３７Ｂとは、ほぼ並行に離間され、さらにほぼ等しい長さに延伸されている。接続延伸部は補助電極として機能し、電流を電極形成面１５の全面に行き渡らせるよう作用する。
【００３７】
第一接続延伸部３７Ａと第二接続延伸部３７Ｂとは、好ましくは一直線状に並ばないよう、ずれて配置させる。第一接続延伸部３７Ａと第二接続延伸部３７Ｂとが一直線状となれば、必然的に第三延伸部３０Ｃと十字状に交差するため、交点部分に電流が集中する虞が生じる。そこでこのような十字状の交点の形成を回避し、電流分布を分散させるため、第三延伸部３０Ｃ上で互い違いとなるように第一接続延伸部３７Ａと第二接続延伸部３７Ｂとを設ける。
【００３８】
また好ましくは、接続延伸部も中心に対して逆の位置に設ける。例えば、光取り出し側からの平面視において、第一接続延伸部３７Ａ及び第二接続延伸部３７Ｂを、電極形成面１５の中心を基準にして略点対称に配置する。あるいは中心Ｃを含む直線に対して略線対称に接続延伸部を配置してもよい。
【００３９】
さらに接続延伸部を設ける位置は、逆に内側寄りとし、具体的には第一接続延伸部３７Ａと第二接続延伸部３７Ｂとの対向方向において、接続延伸部間の１／２の距離Ｗ１が、接続延伸部の端縁から電極形成面１５の端縁までの距離Ｗ２よりも短い位置とする。特に横方向の電極配置に関しては、接続延伸部を２本しているため、内側寄りに配置することで電流注入と拡散、放熱機能を高めることができる。さらに、このような電流分布の均一化とN電極面積の最適化によって、Ｖｆの低下、リニアリティの向上が見込める。
（パッド部）
【００４０】
さらに第一延伸部３０Ａ及び第二延伸部３０Ｂは、上述の通りその一部に外部と接続可能な電極パッド部１６をそれぞれ有している。電極パッド部１６を２つ設けることで、ワイヤ等を介して供給される注入電流を分散することができ、より均一な発光が実現でき、電流や熱の集中を回避でき、発光品質及び素子信頼性の向上が図られる。
【００４１】
図１の例では、ライン状の電極の延伸部３０の一方の端部寄りに、電極パッド部１６が設けられている。さらに、一対の電極パッド部１６は、電極形成面１５を構成する長手方向及び／又は短手方向に対して、オフセットに配置され、図１の電極パッド部１６では、電極形成面１５の中心Ｃを基準にして略点対称の位置に形成される。すなわち、電極形成面１５の矩形状を構成する四辺に平行な２方向を基準にして、互いに斜向かいに形成されている。ただパット部の配置は点対称に限定されず、中心Ｃを基準にして対称であればよく、例えば中心Ｃを含む直線に対して線対称に設けてもよい。
【００４２】
また第一パッド部１６Ａ及び第二パッド部１６Ｂを、電極形成面１５の長手方向及び／又は短手方向に対して、互いにオフセット配置させることで、第一パッド部１６Ａ及び第二パッド部１６Ｂとの離間距離を稼ぐことができる。これらが近接すると、その領域に電流が集中して電流分布が偏るため、このような電流集中を避けるために、限られた電極形成面１５においてパッド部を離間させて配置する。言い換えると、パッド部は電極形成面１５の中心部分には配置しないことが望ましい。このため、第一延伸部３０Ａと第二延伸部３０Ｂとの間に配置される第三延伸部３０Ｃにはパッド部が重ならないように配置する。より好ましくは、電極形成面１５の対角線上に第一パッド部１６Ａ及び第二パッド部１６Ｂを配置する。この構成であれば、最も両者を離間させることが可能となる。
【００４３】
同様に、パッド部は電極延伸部と接続延伸部との交点に位置させることが、電流が集中する領域の形成を最小限とできることから好ましいといえる。逆に、パッド部を電極延伸部と接続延伸部との交点以外に位置させると、各々が電流の集中しやすい領域となるため、それだけ電流分布が不均一となる傾向が強まる。よって電流の集中が生じうる領域を極力排除する観点から、上記構成が好ましいといえる。
【００４４】
電極パッド部１６は、ボンディングワイヤ等の導電部材と連結され、この導電部材を介して外部電源から電流が素子へと供給される。したがって、必然的に電極パッド部１６を中心とするその近傍は、電流密度が大きい。一方で、電極パッド部１６を含む電極の延伸部３０の形成領域自体は発光領域２９を覆うため、電極の延伸部３０の直上では光採取量が低減する。すなわち、電極パッド部１６をオフセットに配置することで、電流集中領域及び光遮断領域が、電極形成面１５内に偏在してしまうことを抑止できるため、総合的に電流密度の均一性が向上された、かつ指向性の高い出射光を放出できる発光素子となる。また、図１の例では、各々の電極の延伸部３０に一の電極パッド部１６を設けているが、一の電極の延伸部３０上或いは電極形成面１５上に複数設ける形態でも良く、例えば、電極延伸部と同様に機能するように、電極形成面１５上において直線状に配置できる他、ジグザグ状等二次元的に配列しても良い。
（電極突出部）
【００４５】
さらに、パッド部は電極延伸部の端縁でなく、端縁近傍に位置させて、電極延伸部の一部がパッド部を貫通して突出部を形成するように配置することが好ましい。具体的には、第一パッド部１６Ａは、第一延伸部３０Ａの端部から離れた部位に位置させ、第一延伸部３０Ａの一部を第一パッド部１６Ａから串刺し状に突出させた第一電極突出部３０ａを設けている。同様に第二パッド部１６Ｂは、第二延伸部３０Ｂの端部であって第一パッド部１６Ａを設けた側と反対側の端部から離れた部位に位置させ、第二延伸部３０Ｂの一部を第二パッド部１６Ｂから串刺し状に突出させた第二電極突出部３０ｂを設けている。このように電極延伸部の端部を串刺し状にパッド部から突出させることで、相対的に電極延伸部の延伸部分を短くし、電流分布が不均一となる事態を回避できる。逆にパッド部を端部まで寄せると電極延伸部の直線状領域が長くなって、長さ方向に沿って電流分布が不均一となる（後述する図２３（ｂ）参照）。すなわち電極延伸部に沿った電流分布は、パッド部から離れる程、少なくなる。このため電極延伸部の直線状領域が長くなる程、電流分布が不均一になる。よってパッド部は電極延伸部の端部に設けない方が好ましいといえる。かといってパッド部を電極延伸部の中心に設けると、対抗する第一パッド部１６Ａと第二パッド部１６Ｂとの距離が短くなるため、中心部分に電流が集中して周辺部分が少なくなり、電流分布の不均一が生じる。このため、第一パッド部１６Ａと第二パッド部１６Ｂとは相互にオフセットさせた位置、いいかえると中央部分から離間させた位置に設けることが好ましいといえる。
（電極パターンの変形例）
【００４６】
また電極パターンの変形例を図４（ａ）〜（ｅ）に示す。これらのバリエーションでは、いずれも上述した基本構成である、電極延伸部を３本、ほぼ同じ長さでほぼ並行に、かつほぼ等間隔で配置し、さらにパッド部を対角線上に配置している。変形は主に接続延伸部に関し、図４（ａ）はＳ字状に、パッド部から第三延伸部３０Ｃに垂線を下ろすように接続延伸部を設けている。また図４（ｂ）では電極延伸部の端縁の内、パッド部を設けた側と逆の端縁に接続延伸部を設けている。さらに図４（ｃ）、（ｄ）では、接続延伸部を電極延伸部と直交させず、電極延伸部同士を斜めに接続している。ここで第一接続延伸部３７Ａと第二接続延伸部３７Ｂとはほぼ平行を維持している。図４（ｃ）は、パッド部を設けた対角線方向に沿うように接続延伸部を傾斜させ、図４（ｄ）では逆に交差する姿勢に接続延伸部を傾斜させている。
【００４７】
さらにまた図４（ｅ）では、接続延伸部を一直線状とし、第三延伸部３０Ｃを貫通するように、第一延伸部３０Ａから第二延伸部３０Ｂまでほぼ中心に垂線を下ろしている。
【００４８】
なおパッド部１６Ａ、１６Ｂの位置は、電極形成面１５上で可能な限り離間させるため、対角線上に配置することが好ましいといえるが、必ずしも該構成に限られるものでなく、図５（ａ）〜（ｈ）に示す他の変形例のように、中心線上で上下に離間させた配置（図５（ａ）、（ｃ）、（ｄ）や、僅かにオフセットさせた配置（図５（ｂ）、（ｅ））としてもよい。ただ、パッド部同士の間隔をある程度離間させる必要があることから、いずれかのパッド部を電極形成面１５の中心近傍に配置することは避けることが望ましい。中心にパッド部が位置すると、必然的に他のパッド部との間隔が狭くなるからである。
【００４９】
さらに、電極延伸部の数は３本に限定するものでなく、４本以上を設けることも可能である。例えば図６（ａ）〜（ｍ）に示すように、電極延伸部を４本あるいは５本（図６（ｇ））とした電極パターンの変形例としてもよい。ただし、電極延伸部を増やすと、光出力の低下を招くため、電極延伸部の数を決定するに当たっては、要求される仕様や性能等とのバランスを考慮すべきことは当然である。
【００５０】
なお上記の電極パターンはあくまでも例示であり、姿勢を回転させたり反転させる等、基本形態を維持しつつ変形が可能であることは当然である。例えば図７に示すように図１を左右反転させても同様の効果が得られるし、あるいは電極パターンを９０°、１８０°、２７０°回転させても同様であることは言うまでもない。
（オフセット配置）
【００５１】
また、半導体構造１０の積層方向、及び積層方向との直交方向において、ｎ型電極２１及びｐ型電極２２はオフセットに配置されている。オフセット配置は、具体的に各電極の対向面が該対向面側の電極から各々露出されることである。これに限らず、平面視において、第一、第二電極が互いに一部が重なっても良いが、互いに隣接、更には分離されることが本発明において好ましい。これにより、電流拡散を促進でき、内部量子効率を向上させることができる。また、電極形成面１５での電流均一性が高まると共に、光むらの低減された出射光とできる。
【００５２】
具体的には、図２及び図３に示すように、発光層１３を挟んで形成されたｎ型電極２１及びｐ型電極２２が、光取り出し側からの平面視において、重畳領域を有しないように、互いに一致しない中心軸をもって配置される。このためｐ型電極２２は、隣接するｐ型電極２２との離間領域を保護膜７で積層して絶縁される。
（半導体構造）
【００５３】
また、発光層１３を有する半導体構造１０は、当該分野で公知の方法及び構造を有して作製されるいかなる半導体構造であってもよい。図８〜図１２は半導体構造１０を含む発光素子１の概略断面図であり、その製造方法の一例を説明する説明図である。以下に、図８〜図１２を用いて、実施の形態に係る発光素子１の一例である窒化物半導体素子の製造方法及び、各部材の詳細な説明を記す。
【００５４】
まず、図８に示すように、成長基板６上に第二導電型層１２、発光層１３、第一導電型層１１を有する半導体構造１０を形成する。成長基板６は、半導体構造１０である窒化物半導体をエピタキシャル成長させることができる基板であればよく、成長基板の大きさや厚さ等は特に限定されない。この成長基板としては、Ｃ面、Ｒ面、及びＡ面のいずれかを主面とするサファイアやスピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）のような絶縁性基板、また炭化珪素（６Ｈ、４Ｈ、３Ｃ）、シリコン、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓが挙げられる。また、ＧａＮやＡｌＮ等の窒化物半導体基板を用いることもできる。
【００５５】
本発明の半導体構造は、上記に限らず、ｐｎ接合、ｐ−ｉ−ｎ構造、ＭＩＳ構造等種々の発光構造を用いることができる。また、以下では半導体構造及び半導体層として、窒化物半導体について説明するが、本発明はこれに限らず、ＧａＡｓ系、ＩｎＰ系、例えばＩｎＧａＡｓ、ＧａＰ半導体、等の他の材料、波長の発光素子にも適用できる。
【００５６】
成長基板６上に、半導体構造として、ｎ型窒化物半導体層１１、発光層１３、ｐ型窒化物半導体層１２を順に積層する。この時、成長基板６の材料によっては、半導体構造との間に、低温成長バッファ層、例えば１〜３ｎｍのＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ≦１）、その他、高温成長の層、例えば０．５〜４μｍのＡｌxＧａ1-xＮ（０≦ｘ＜１）等の下地層を介していても良い。ｎ型、ｐ型の窒化物半導体層は、例えばＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）の組成式で表されるものを用いることができ、そのほかＩＩＩ，ＩＶ族元素の一部をそれぞれ、Ｂ置換、Ｐ，Ａｓ，Ｓｂ等で置換しても良い。例えば、ｎ型層１１には、ＧａＮのコンタクト層、ＩｎＧａＮ／ＧａＮの多層膜構造、ｐ型層１２には、ＧａＮのコンタクト層、ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＧａＮの単層、多層膜構造を用いて構成することができる。このように種々の組成、ドーパント量の単層、多層構造を１つ、複数有して、各機能（コンタクト、クラッド）の層を設けることができる。各導電型の半導体層は、適宜ドーパントを用いて所望の導電型の層とし、例えばｐ型、ｎ型の窒化物半導体では、それぞれＭｇ，Ｓｉ等を用いる。各導電型層の一部に、絶縁性、半絶縁性の領域、層、又は逆導電型の領域、層を有していても良い。
【００５７】
また、本発明に用いる発光層１３、すなわち活性層は、例えば、ＡｌaＩｎbＧａ1-a-bＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、ａ＋ｂ≦１）からなる井戸層と、ＡｌcＩｎdＧａ1-c-dＮ（０≦ｃ≦１、０≦ｄ≦１、ｃ＋ｄ≦１）からなる障壁層とを含む量子井戸構造を有する。活性層に用いられる窒化物半導体は、ノンドープ、ｎ型不純物ドープ、ｐ型不純物ドープのいずれでもよいが、好ましくは、ノンドープもしくは、又はｎ型不純物ドープの窒化物半導体を用いることにより発光素子を高出力化することができる。井戸層にＡｌを含ませることで、ＧａＮのバンドギャップエネルギーである波長３６５ｎｍより短い波長を得ることができる。活性層から放出する光の波長は、発光素子の目的、用途等に応じて３６０ｎｍ〜６５０ｎｍ付近、好ましくは３８０ｎｍ〜５６０ｎｍの波長とする。
【００５８】
井戸層の組成はＩｎＧａＮが、可視光・近紫外域に好適に用いられ、その時の障壁層の組成は、ＧａＮ、ＩｎＧａＮが良い。井戸層の膜厚は、好ましくは１ｎｍ以上３０ｎｍ以下であり、１つの井戸層の単一量子井戸、障壁層等を介した複数の井戸層の多重量子井戸構造とできる。
（第二電極）
【００５９】
次に、図８に示すように、第二導電型層１２の表面にＲｈ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｐｔ等からなる第二電極２２をパターン形成する。第二電極２２は、光反射側であるため、反射構造を有すること、具体的には反射率の高い、反射層を有すること、特に第二導電型層接触側に有することが好ましい。その他に、光透過する薄膜の密着層を介して、例えば密着層／反射層の順に積層した多層構造とすることもできる。具体的な第二電極２２としては、半導体構造１０側からＡｇ／Ｎｉ／Ｔｉ／Ｐｔとできる。また、第二電極２２は、上面から見て、第一電極２１が形成される領域を除く窒化物半導体層のほぼ全領域に形成されると、電流注入の発光領域を大きくでき、好ましい。また平面視において、第一及び第二の電極が、活性層１３を挟んで重なる領域を有すれば、電極へと吸収され光損失を招くため、ずらすのがよい。
（保護膜）
【００６０】
窒化物半導体素子の周辺部等を保護するために、保護膜７を設けても良い。第二導電型半導体層１２上に設ける場合は、その第二電極２２から露出した領域に形成され、図の例では互いに隣接若しくは離間して設けられる。これに限らず、第二電極２２の一部を覆うように設けることもできる。この保護膜７を絶縁膜として、第二導電型半導体層の表面上に選択的に設けられた第二電極から半導体層に導通されている。絶縁性の保護膜として、具体的な材料としては、ＳｉＯ2、Ｎｂ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＴｉＯ2等の酸化膜や、ＡｌＮ、ＳｉＮ等の窒化膜の、単層膜または多層膜を用いることができる。さらに、保護膜７にＡｌ、Ａｇ、Ｒｈ等の高反射率の金属膜を被覆してもよい。さらにＳｉＯ2／Ｔｉ／Ｐｔのように、第二電極の多層構造の一部を絶縁膜の接着層５ａ側に設けてもよい。
（半導体層側接着層）
【００６１】
次に、第二電極２２上に、貼り合わせ時に合金化させるための半導体層側接着層５ａを形成する。半導体層側接着層５ａは、Ａｕ、Ｓｎ、Ｐｄ、Ｉｎからなる群から選ばれる少なくとも１つを含有する合金から形成される。半導体層側接着層５ａは密着層、バリア層、共晶層からなる３層構造が好ましい。密着層は、Ｎｉ、Ｔｉ、ＲｈＯ、Ｗ、Ｍｏからなる群から選ばれる少なくとも一を含有する。バリア層は、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｐｄ、ＴｉＮ、Ｗ、Ｍｏ、ＷＮ、Ａｕからなる群から選ばれる少なくとも一を含有する。共晶層は、Ａｕ、Ｓｎ、Ｐｄ、Ｉｎからなる群より選ばれる少なくとも一を含有する。また、半導体層側接着層５ａの膜厚は５μｍ以下とする。例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ／Ｓｎ／Ａｕを用いることができ、また保護膜に第二電極の多層構造の一部を設ける場合は、密着層を省略し、Ｐｔ／Ａｕ／Ｓｎ／Ａｕとすることもできる。
（支持基板）
【００６２】
他方、支持基板４を用意する。支持基板４は、主に、Ｓｉ基板の他、ＧａＡｓの半導体基板、Ｃｕ、Ｇｅ、Ｎｉの金属材料、Ｃｕ−Ｗの複合材料等の導電性基板が挙げられる。加えて、Ｃｕ−Ｍｏ、ＡｌＳｉＣ、ＡｌＮ、ＳｉＣ、Ｃｕ−ダイヤ等の金属とセラミックの複合体等も利用できる。例えば、Ｃｕ−Ｗ、Ｃｕ−Ｍｏの一般式をＣｕxＷ100-x（０≦ｘ≦３０）、ＣｕxＭｏ100-x（０≦ｘ≦５０）のようにそれぞれ示すことができる。またＳｉを用いる利点は安価でチップ化がしやすい点である。支持基板４の好ましい膜厚としては５０〜５００μｍである。支持基板４の膜厚をこの範囲に設定することで放熱性が良くなる。一方で、支持基板に導電性基板を使用すれば、基板側からの電力供給が可能になる他、高い静電耐圧及び放熱性に優れた素子とできる。また、通常は、Ｓｉ、Ｃｕ（Ｃｕ−Ｗ）等の不透光性の材料で、それと半導体層との間、例えば電極、若しくは半導体層内に反射構造を設ける構造として、放熱性、発光特性に優れ好ましい。また、メッキにより、窒化物半導体層上にメッキ部材を形成して、支持基板、支持基板との間の接着部を形成することもできる。また、支持基板を設けない素子でも良く、発光装置の載置部、基台上に直接実装されても良く、メッキによる金属部材等を半導体層上に設ける形態でも良い。
【００６３】
また、光取り出し側に対向する半導体層の反射側、例えば支持基板４の上面或いは下面や、上述した窒化物半導体層の表面（ここでは第二導電型層１２の表面）に、分布型ブラッグ反射膜（distributed Bragg reflector：DBR）等、屈折率の異なる材料が周期的に交互に積層された多層薄膜を形成することもできる。多層薄膜は例えば誘電体多層膜、ＧａＮ／ＡｌＧａＮの半導体から構成されて、半導体層内、その表面、例えば保護膜等に、単独若しくは反射用の電極と共に形成されて、反射構造を設けることができる。
（貼り合わせ工程）
【００６４】
そして、図９に示すように、半導体層側接着層５ａの表面と支持基板側接着層５ｂの表面を対向させ、支持基板４を加熱圧接により窒化物半導体層側の第二電極２２上に貼り合わせる。この加熱圧接は、プレスをしながら１５０℃以上の熱を加えて行われる。これにより図１０に示すように、接着層５（５ａと５ｂ）を介して半導体層側と支持基板側が接合される。
【００６５】
この支持基板４の表面に対しても支持基板側接着層５ｂを形成することが好ましい。また、支持基板側接着層５ｂには密着層、バリア層、共晶層からなる３層構造を用いることが好ましい。支持基板側接着層５ｂは、例えばＴｉ−Ｐｔ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｐｔ−Ｓｎ、Ｔｉ−Ｐｔ−Ｐｄ又はＴｉ−Ｐｔ−ＡｕＳｎ、Ｗ−Ｐｔ−Ｓｎ、ＲｈＯ−Ｐｔ−Ｓｎ、ＲｈＯ−Ｐｔ−Ａｕ、ＲｈＯ−Ｐｔ−（Ａｕ、Ｓｎ）等の金属膜から形成される。
【００６６】
貼り合わせにおいて共晶させるには支持基板側と窒化物半導体側との接着面にそれぞれ密着層、バリア層、共晶層とを備えていることが好ましく、それが設けられる材料（基板、半導体）に応じて、適宜接着層、その各層の材料を形成する。貼り合わせ後には第二の電極／Ｔｉ−Ｐｔ−ＡｕＳｎ−Ｐｔ−Ｔｉ／支持基板、その他に第二の電極／ＲｈＯ−Ｐｔ−ＡｕＳｎ−Ｐｔ−Ｔｉ／支持基板、第二の電極／Ｔｉ−Ｐｔ−ＰｄＳｎ−Ｐｔ−Ｔｉ／支持基板や、第二の電極／Ｔｉ−Ｐｔ−ＡｕＳｎ−Ｐｔ−ＲｈＯ／支持基板や、第二の電極／Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕ−ＡｕＳｎ−Ｐｔ−ＴｉＳｉ2／支持基板や、Ｔｉ／Ｐｔ／ＡｕＳｎ／ＰｄＳｎ／Ｐｔ／ＴｉＳｉ2／支持基板や、Ｐｔ／ＡｕＳｎ／ＰｄＳｎ／Ｐｔ／ＴｉＳｉ2／支持基板（保護膜がＳｉＯ2／Ｔｉ／Ｐｔの場合）となる。このように、貼り合わせの表面金属は支持基板側と窒化物半導体素子側が異なると、低温で共晶が可能で、共晶後の融点が上がるため好ましい。
（成長基板除去工程）
【００６７】
その後、図１０に示すように、成長基板を除去して（破線部）、半導体構造１０を露出させる。成長基板６は、成長基板側からエキシマレーザやフェムト秒レーザ等を照射して剥離・除去する（Laser Lift Off：LLO）か、又は研削によって取り除かれる。成長基板６を除去後、露出した窒化物半導体の表面をＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシュ）処理することで所望の膜である第一導電型層１１を露出させる。このとき、発光素子の光に対し吸収率の高い下地層、例えば高温成長したＧａＮ層を除去、あるいは膜厚を低減することによって、例えば紫外領域の発光波長を持つＬＥＤにおいても吸収の影響を低減することができる。この処理によりダメージ層の除去や窒化物半導体層の厚みを調整、表面の面粗さの調整ができる。
（窒化物半導体層の分割）
【００６８】
さらに、図１１に示すように、チップ状に半導体構造１０を分割する。具体的には、窒化物半導体素子をチップ化するため、ＲＩＥ等で外周エッチングを行い、外周の窒化物半導体層を除去して分離し、保護膜７を露出させる。
【００６９】
また、光の取り出し効率を向上させるために、半導体層表面等光取り出し表面に凹凸構造を有していても良い。例えば、第一導電型の窒化物半導体層の露出面をウェットエッチング、ＲＩＥ等で凹凸構造を形成してもよい。また、半導体層を覆う透光性部材、例えば第一導電型層表面の保護膜（図示せず）等に設けられても良く、それらの材料間に及ぶ凹凸構造でも良く、その界面に凹凸構造を設けても良い。また、第二電極側等光反射面に凹凸構造を設けても良い。ここでは、第一電極から露出した領域の半導体層表面にＫＯＨでウェットエッチングして、粗面化した凹凸構造を設ける。
（第一電極）
【００７０】
次いで、第一導電型層１１の露出面である電極形成面１５に、上記に記した配置構成を満足するよう第一電極２１が形成される。すなわち、第一電極２１は、電極形成面１５からの平面視において、活性層１３を挟んで位置する第二電極２２の形成領域と重畳領域を持たないようにずれて配置される。この構造により、半導体構造１０の積層方向において、その中心軸を異とする双方の電極２１、２２間を、キャリアが立体的に移動するため、面内拡散が促進される結果、内部量子効率を高められる。
【００７１】
第一電極は、具体的には、積層順に、Ｔｉ−Ａｕ、Ｔｉ−Ａｌ等のように、第一導電型層とのオーミック用と密着用としてのＴｉ層（第一層）とパッド用のパッド層（第二層）として金、Ａｌ、白金族の構成、また、オーミック用の第一層（例えば、Ｗ、Ｍｏ、Ｔｉが第一導電型層とのオーミック接触に好ましい）と、パッド用の第二層との間にバリア層として、高融点金属層（Ｗ、Ｍｏ、白金族）を設ける構造、例えばＷ−Ｐｔ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｒｈ−Ｐｔ−Ａｕ、が用いられる。ｎ型窒化物半導体の反射性電極として、Ａｌ、その合金を用いること、透光性電極としてＩＴＯ等の導電性酸化物をもちいることもできる。実施の形態において、第一電極２１にｎ型電極を構成する場合、積層順にＴｉ−Ａｌ−Ｎｉ−Ａｕ、Ｗ−Ａｌ−Ｗ−Ｐｔ−Ａｕ、Ａｌ−Ｐｔ−Ａｕ、Ｔｉ−Ｐｔ−Ａｕ等が用いられる。また、第一電極は膜厚を０．１〜１．５μｍとする。
（チップ分割）
【００７２】
続いて、支持基板４及び接着層５からなる支持台３において、窒化物半導体素子１の境界領域におけるダイシング位置Ｄでもってダイシングすることにより、図１〜図３に示すチップ化された窒化物半導体素子１を得られる。
（透光性導電層）
【００７３】
また、各電極との半導体層間に電流拡散を促す拡散層を備えることもできる。拡散層としては、各電極よりも幅広、大面積で設けられて拡散機能を有し、透光性であることで光の出射（第二電極側）、反射（第一電極側）の機能を低下させないものが良く、例えば透光性導電層が採用できる。導電層は、露出した半導体層のほぼ全面に形成されることにより、電流を半導体層全体に均一に広げることができる。透光性導電層は、具体的には、ＩＴＯ、ＺｎＯ、Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2等、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎの酸化物を含む透光性導電層を形成することが望ましく、好ましくはＩＴＯを使用する。あるいはＮｉ等のその他の金属を薄膜、酸化物、窒化物、それらの化合物、複合材料としたものでもよい。
（配線構造）
【００７４】
上記の構造を有する図１〜図３に示す窒化物半導体素子１において、接着層５を導電性とし、かつ支持基板４をＳｉＣ等の導電性の基板とすれば、第二電極２２の一方の主面を第二導電型の窒化物半導体層１２に接触させ、第二電極２２の他方の主面側から外部接続できる。すなわち、第二電極２２の一方の主面（図３における上面）は半導体と接触させるための面であり、第二電極２２の他方の主面（下面）は外部接続用の面として機能できる。そして、貼り合わせる支持基板４を第二電極２２に電気的に接続し、半導体積層構造側の面に対向する裏面側（図３における窒化物半導体素子１の底面側）を、第二電極２２のパッド部とできる。例えば支持基板４の裏面に設けた電極を介して、外部回路との接続が可能となる。また、支持基板４を絶縁性材料とした場合では、半導体積層構造側に形成された支持基板４の電極と、その反対側の裏面に形成された電極とを、支持基板４の立体配線や、配線用ビアホール等の配線電極によって接続するようにしても、支持基板４の裏面側からの電極取り出しが可能となる。いずれにしても、露出されたワイヤを用いずに、第二電極２２と外部電極とを電気的に接続できる。さらに、支持基板４に、別個の放熱部材を連結することで、一層の放熱効果を得ることもできる。
【００７５】
他方で、半導体層表面側の電極である、第一電極２１は、外部電極接続用の露出領域に、半田等を介して導電性ワイヤと接続される。これにより外部電極との電気的な接続が可能となる。その他に、半導体層上に配線構造を有する形態、例えば、半導体層上から外部の支持基板上まで配線層が設けられる構造でも良く、その場合上述した支持基板の外部接続、配線構造等により、外部と接続される。この様なワイヤ接続を用いない発光素子、装置であると、延伸部より幅広なパッド部が不要となり、電流集中傾向を抑えることができ、後述の蛍光体層、それを含む封止部材を好適に形成できる。
【００７６】
また、図１〜図３に示す窒化物半導体素子１において、支持基板４は電気伝導性の良い材料を使用しており、これにより発光層の上下を電極でもって立体的に挟み込む縦型電極構造とできるため、電流をｐ型半導体層（第二導電型の窒化物半導体層１２）の全面へと拡散でき、電流の面内広がりが均一となる。すなわち電気抵抗を低減でき、キャリア注入効率が向上する。さらに、支持基板４は、放熱基板としての機能も果たすことができ、発熱による素子特性の悪化を抑止できる。
（発光装置）
【００７７】
また、図１２の発光装置２の概略断面図は、図１〜図３に示す窒化物半導体素子１をパッケージ８に実装した例を示す。パッケージ８は、それぞれが一対の電極パターンと対応しているリード１４ａ、１４ｂを備えた基台１４を有する。基台１４上に載置された窒化物半導体素子１は、支持基板４の実装面側に形成されている外部接続用の第二電極２２と、基台１４の一方のリード１４ａとが導電性接着部材等を介して電気的に接続されている。また、窒化物半導体素子１の第一導電型層１１側に装着された第一電極２１は、そのパッド部１６（図１参照）において他方のリード１４ｂと導電性ワイヤ１８により電気的に接続されている。また、図では凹部の底面に発光素子が載置されるが、このような載置部の形状に限らず、平坦な形状、凸部の上面等、種々の形態の載置部とすることができる。
（レンズ）
【００７８】
また、パッケージ８は、側面を有する略凹形状のカップ１９が形成されており、上方に幅広な開口部２４を有する。さらに、パッケージ８の開口部２４の上部は、球面レンズ、非球面レンズ、シリンドリカルレンズ、楕円レンズ等のレンズ１７により閉塞されている。さらに、レンズ１７における光取り出し側の面状は、平坦の他、レンズ状、凹凸を有するマイクロレンズ状等の加工を施してもよい。用途に応じて光源からの出射された光を拡散又は集光するレンズを設けることができ、それは無機ガラス、樹脂等により形成することができる。
【００７９】
また、開口部２４内は、窒化物半導体素子１を被覆する素子被覆部材２６により充填されてなる。素子被覆部材２６としては気体の他、透光性のあるシリコーン樹脂組成物、変性シリコーン樹脂組成物等を使用することが好ましい。また、エポキシ樹脂組成物、変性エポキシ樹脂組成物、アクリル樹脂組成物等の透光性を有する絶縁樹脂組成物を用いることができる。さらに、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ユリア樹脂、フッ素樹脂およびこれらの樹脂の少なくとも一種以上含むハイブリッド樹脂等、耐候性に優れた樹脂も利用できる。また、有機物に限られず、ガラス、シリカゲル等の耐光性に優れた無機物を用いることもできる。また、気密封止には、不活性ガス、窒素、酸素、アルゴン、ヘリウム、もしくは、これらを合わせたもの、または乾燥空気等を用いることができる。特に光源として窒化ガリウム系の半導体素子を用いる場合には、乾燥空気もしくは少なくとも酸素を含むガスを用いることで、半導体素子の劣化が防止される。
（搭載素子、保護素子）
【００８０】
また、本発明の発光装置においては、窒化物半導体素子を１つのみ載置されてもよいが、２つ以上の発光素子が載置されていてもよいし、発光素子の他に、例えばツェナーダイオード、コンデンサ等の保護素子と組み合わせられていてもよい。また、保護素子は、発光素子内の一部に形成することもできる。これらの保護素子は、当該分野で公知のものの全てを利用することができる。
（波長変換部材）
【００８１】
また、素子被覆部材２６内に、発光層１３からの出射光によって励起され蛍光を発する蛍光物質等の波長変換部材９を混入することができる。これにより、光源の光を異なる波長の光に変換し、光源と波長変換部材９で波長変換された光との混色光を外部に取り出すことが可能となる。つまり、光源からの光の一部が蛍光体を励起することで、主光源の波長とは異なった波長を持つ光が得られる。この波長変換部材９としては蛍光体が好適に利用できる。なぜなら蛍光体は光散乱性及び光り反射性の機能をも備えているため、波長変換機能に加えて光散乱部としての役割を果たし、上述した光の拡散効果を得ることができるからである。蛍光体は、素子被覆部材２６中にほぼ均一の割合で混合することも、部分的に偏在するように配合することもできる。
【００８２】
例えば、発光層１３から所定の距離だけ離間させることにより、半導体層内で発生した熱が蛍光物質に伝達し難くして蛍光物質の劣化を抑制できる。一方、波長変換部材９を半導体層側に近傍させ、ほぼ均一な波長変換層を形成させれば、発光層からの出射光による波長変換量を一定とでき、一次光と変換光との混合比が安定された発光色を得られる。
【００８３】
また、蛍光体は、一層からなる素子被覆部材２６中に一種類或いは二種類以上在中してもよいし、複層からなる発光層中にそれぞれ一種類あるいは二種類以上存在してもよい。これにより所望の波長を出射可能な発光装置を実現できる。
【００８４】
代表的な蛍光体としては、銅で付括された硫化カドミ亜鉛やセリウムで付括されたＹＡＧ系蛍光体及びＬＡＧ系蛍光体が挙げられる。特に、高輝度且つ長時間の使用時においては（Ｒｅ1-xＳｍx）3（Ａｌ1-yＧａy）5Ｏ12：Ｃｅ（０≦ｘ＜１、０≦ｙ≦１、但し、Ｒｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｌａ、Ｌｕからなる群より選択される少なくとも一種の元素である。）等が好ましい。実施の形態２の波長変換部材としては、ＹＡＧまたはＬＡＧ蛍光体を使用し、例えば白色を得ることができる。また、蛍光体としては、ガラスや樹脂に蛍光体を混合した蛍光体ガラスや蛍光体含有樹脂、蛍光体若しくはそれを含む結晶体（板）を用いてもよい。
【００８５】
また、黄〜赤色発光を有する窒化物蛍光体等を用いて赤味成分を増し、平均演色評価数Ｒａの高い照明や電球色ＬＥＤ等を実現することもできる。具体的には、発光素子の発光波長に合わせてＣＩＥの色度図上の色度点の異なる蛍光体の量を調整し含有させることでその蛍光体間と発光素子で結ばれる色度図上の任意の点を発光させることができる。その他に、近紫外〜可視光を黄色〜赤色域に変換する窒化物蛍光体、酸窒化物蛍光体、珪酸塩蛍光体、Ｌ2ＳｉＯ4：Ｅｕ（Ｌはアルカリ土類金属）、特に（ＳｒxＭａｅ1-x）2ＳｉＯ4：Ｅｕ（ＭａｅはＣａ、Ｂａ等のアルカリ土類金属）等が挙げられる。窒化物系蛍光体、オキシナイトライド（酸窒化物）蛍光体としては、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｃａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ、Ｓｒ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ：Ｅｕ等があり、アルカリ土類窒化ケイ素蛍光体としては、一般式ＬＳｉ2Ｏ2Ｎ2：Ｅｕ、一般式ＬxＳｉyＮ(2/3x+4/3y)：Ｅｕ若しくはＬxＳｉyＯzＮ(2/3x+4/3y-2/3z)：Ｅｕ（Ｌは、Ｓｒ、Ｃａ、ＳｒとＣａのいずれか）で表される。
（添加部材）
【００８６】
また、素子被覆部材２６は、波長変換部材９の他、粘度増量剤、顔料、蛍光物質等、使用用途に応じて適切な部材を添加することができ、これによって良好な指向特性を有する発光素子が得られる。同様に外来光や発光素子からの不要な波長をカットするフィルター効果を持たせたフィルター材として各種着色剤を添加させることもできる。ここで本明細書において拡散剤とは、例えば中心粒径が１ｎｍ以上５μｍ未満のものは、発光素子及び蛍光物質からの光を良好に乱反射させ、大きな粒径の蛍光物質の色むらを抑制したり、発光スペクトルの半値幅を狭めたり、できる。一方、１ｎｍ以上１μｍ未満の拡散剤は、光度を低下させることなく樹脂粘度を高めることができる。
（フィラー）
【００８７】
さらに、素子被覆部材２６中に蛍光物質の他にフィラーを含有させてもよい。具体的な材料としては、拡散剤と同様のものが使用でき、拡散剤は中心粒径が異なり、本明細書においてはフィラーの中心粒径は５μｍ以上１００μｍ以下とすることが好ましい。このような粒径のフィラーを素子被覆部材２６中に含有させると、光散乱作用により発光装置の色度バラツキが改善される他、素子被覆部材２６の耐熱衝撃性を高めることができる。これにより、高温下での使用においても、発光素子と異部材界面におけるクラック及び剥離の発生を防止できる。さらには樹脂の流動性を長時間一定に調整することが可能となる。
【実施例１】
【００８８】
以下に、実施例１における電極の構成例を示す。ただし、上述した構造と同様の構成要素については同符号を付して、その詳細な説明を省略している。図１は、発光素子１の光取り出し側からの平面図であって、主にｎ型電極（第一電極２１）が図示される。図１に示す発光素子１は、□１ｍｍ（１ｍｍ×１ｍｍの電極形成面１５）の略正方形状のダイスであって、その周縁形状は、一方向（図１における左右方向）に延伸された第一の辺３５と、これに直交する第二の辺３６と、この２辺３５、３６にそれぞれ対向して平行に位置する２辺３５’、３６’とで構成される。
【００８９】
また、ｎ型電極２１は、ｎ型半導体層１１の露出部の電極形成面１５内に形成される一対の電極パッド部１６Ａ、１６Ｂと、この電極パッド部１６Ａ、１６Ｂよりそれぞれ直線状に延伸した第一延伸部３０Ａ及び第二延伸部３０Ｂと、これらの間に配置された第三延伸部３０Ｃ、第三延伸部３０Ｃと第一延伸部３０Ａとを接続する第一接続延伸部３７Ａと、第三延伸部３０Ｃと第一延伸部３０Ａとを接続する第二接続延伸部３７Ｂとを有する。また、図１に示すように、電極の形成領域である電極形成面１５は、発光素子１の矩形状の周縁から略一定の離間距離をもって内側に形成されており、実施例１では発光素子１の外周より３０μｍだけ離間した、すなわち中心方向へと縮小した領域を有する。
【００９０】
さらに、各電極の延伸部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、互いに略平行となるように離間されて対向する。図１では、各電極の延伸部３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃは、その延伸方向を第一の辺３５と平行に位置しており、電極形成面１５の中心Ｃを基準に点対称に配置されてなる。
【００９１】
実施例１においては、上記図１の電極パターンを有する発光ダイオード（「ＬＥＤ」とも言う。）及び比較例として図１３に示す種々の電極パターンのＬＥＤを実際に作成し、その評価を行った。この結果を図１４及び図１５に示す。これらの図において、図１３の（ａ）は実施例１の電極パターン、（ｂ）〜（ｐ）は比較例１〜１５の電極パターンを、それぞれ示している。この内、図１３（ｂ）に示す比較例１は図２６の電極パターンと同一であり、また図１３（ｃ）に示す比較例２は、高出力用のＬＥＤ素子である。なお、いずれの例においても、ｎ型電極の幅すなわち電極延伸部と接続延伸部の幅は２０μｍとしている。さらに図１４は、入力電流を５５０ｍＡとしたときの発光面積と電力効率の関係を示すグラフ、図１５は発光面積と出力の関係を示すグラフである。ここで「発光面積」とは、ｐ型電極２２の面積（いわゆる光取り出し側からの平面視において、ｎ型電極２１以外の光取り出し面の面積）を示している。またＬＥＤ素子は、図２及び図３に示すように、ｎ型電極２１及びｐ型電極２２が、光取り出し側からの平面視において重畳領域を有していない。したがってｎ型電極２１の形成領域とｐ型電極２２の形成領域を合計した領域を一定とした場合、ｐ型電極２２の形成領域に相当する発光面積が増加すると、ｎ型電極の形成領域が減少する関係にある。
【００９２】
また試作したＬＥＤ素子は、図１６（ａ）、（ｂ）に示すようなランプ型あるいは砲弾型等と呼ばれるパッケージ構成を採用して評価した。これらの図において、図１６（ａ）は実施例１に係るＬＥＤ素子の斜視図、図１６（ａ）は断面図を、それぞれ示している。これらの図に示すＬＥＤ素子は、ＬＥＤチップ４１と、保護素子４２と、金属製の第一リード４３及び第二リード４４と、エポキシ樹脂からなるパッケージ４５とを備える。これらＬＥＤチップ４１と、保護素子４２と、第一リード４３及び第二リード４４の一部は、パッケージ４５に一体的に封止されている。ＬＥＤチップ４１は、ＧａＮ及び／又はＡｌＧａＮよりなるｎ型コンタクト層と、ＧａＮ又はＩｎＧａＮよりなるｎ型クラッド層と、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＡｌＮ等の窒化物半導体からなる発光層と、ＡｌＧａＮ又はＩｎＧａＮよりなるｐ型クラッド層と、ＧａＮよりなるｐ型コンタクト層とが順次積層されて、主波長が約４５０ｎｍの青色発光を可能とするＩｎＧａＮ半導体を有している。さらにＬＥＤチップ４１は、裏面側（実装面側）に第二電極であるｐ型電極を、表面側に第一電極であるｎ型電極を有している。ＬＥＤチップ４１のダイボンディングは、例えば、銀ペースト又はＡｕＳｎペースト等の導電性接着部材を用いており、ｐ型電極（図示せず）と電気的な接続が行われている。また、直径３０μｍの金線からなるワイヤによって、ＬＥＤチップ４１に形成されたｎ型電極（図示せず）と第一リード４３との接続が行われている。第一及び第二リード４３、４４は、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、パッケージ内で屈曲して、その端部が、パッケージ４５の一面から突出し、外部端子として機能するように構成されている。これら第一及び第二リード４３、４４は、例えば、０．４ｍｍ厚の銀メッキ銅板をプレスを用いた打ち抜き加工により形成されている。ＬＥＤチップ４１は、各極性用の２本のリードの内、第一リード４３のマウント用リードに搭載し、そのリードをエポキシ樹脂で封止して、砲弾形状の樹脂レンズ一体封止型の発光装置を作製した。また測定条件は、電流特性測定時はＴａ＝２５℃で固定し、順方向電流Ｉｆ＝２０〜１０００ｍＡで変化させ、温度特性測定時は順方向電流Ｉｆ＝３５０ｍＡ又は５５０ｍＡで固定し、Ｔａ＝−４０℃〜８５℃で変化させた。またＬＥＤはパルス点灯させ、パルス周期は２０ｍｓｅｃで、この内点灯パルス幅を０．１ｍｓｅｃとした。
【００９３】
図１４に示すように、発光面積が０．７ｍｍ2〜０．７５ｍｍ2の範囲で、電力効率はピークを示し、実施例１のパターンの優位性が確認された。よって発光面積は、０．７ｍｍ2〜０．７５ｍｍ2の範囲、好ましくは０．７２ｍｍ2〜０．７３５ｍｍ2の範囲、より好ましくは０．７２５ｍｍ2〜０．７３ｍｍ2の範囲とすることが、電力効率の面から有利といえる。また入力電流をさらに増加させると、電力効率のピークの位置はほぼ変化せず、発光面積の大きい範囲で電力効率が急激に低下し、また発光面積の小さい範囲の電力効率が増加する傾向が見られた。このことから、電力効率の面では、入力電力によらず上記範囲が最も有利といえる。
【００９４】
今回の評価条件では、ｐ型電極の面積とｎ型電極面積の和が一定、つまり平面視においてｐ型電極とｎ型電極とが重畳していない状態としたため、発光面積であるｐ型電極の面積が増えると、それに伴ってｎ型電極の面積が減ることになる。つまり発光面積の占める割合が増えるに従って、光出力も増大する傾向がみられるため、当然ながら発光面積をできるだけ広くすることが望ましいといえる。ただ逆に、ｎ型電極の面積が減少することで、Ｖｆが上昇するといった問題が生じる。このため、実施例１では図１７に示すように、比較例１、２よりもｎ型電極の面積を広くすることによって、Ｖｆの上昇を比較例１や２よりも抑制することができる。
【００９５】
また図１５の結果からは、実施例１よりも発光面積の広い比較例１４（図１３（ｏ））、比較例１（図１３（ｂ））では、実施例１よりも出力が低く、結局比較例２（図１３（ｃ））を除いて、実施例１が最も高出力を示している。なお比較例２は本来的に高出力用に設計された素子であり、出力が高い反面、図１７の発光面積と順方向電圧の関係を示すグラフ（Ｉｆ＝５５０ｍＡ）に示すように順方向電圧Ｖｆが極めて高いという欠点を有する。つまり、ｐ型及びｎ型電極２１、２２の総形成領域に占めるｐ型電極２２の形成領域（発光面積）の割合が増加するに従って、光出力が増大する傾向が見られる。したがって光出力を増大させる観点からは、当然ながら発光面積をできるだけ広くすることが望ましいといえるが、そうすると逆にｎ型電極の面積は減少してしまうため、比較例２に示すようにＶｆが上昇するといった課題が未決のままとなる。このため、順方向電圧Ｖｆの上昇を抑えた実施例１が実用上最も優れているということができる。
【００９６】
さらに、順方向電圧の低下を確認するため、実施例１と比較例１のＬＥＤ素子の投入電流に対する順方向電圧、及び出力の変化を測定した。この結果を表１及び図１８のグラフに示す。この図に示すように、投入電流の少ない領域では順方向電圧はほぼ同じレベルであるが、１００ｍＡを超えた辺りから実施例１の順方向電圧の上昇が抑制される傾向が顕著となる。また出力についても、投入電流の小さい領域では実施例１に係るＬＥＤが比較例１よりも低いが、投入電流の増大と共にほぼ同レベルとなり、大きい領域では逆に実施例１の方が高い出力を得ている。このことからも、出力を維持あるいは改善しつつも順方向電圧を抑制できるという本発明の優位性が確認された。
【００９７】
【表１】
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（発光強度分布）
【００９８】
さらに図１９に、発光強度分布を示す。図において、図１９（ａ）が実施例１、図１９（ｂ）が比較例１の、絶対値で比較した発光強度分布を示している。この図から明らかなとおり、電極形成面１５の中心部、端部共に比較例１よりも強く発光していることが確認できた。
（電極面積の相違による順方向電圧及び光出力の変化）
【００９９】
次に、一般に電極面積が広いほど順方向電圧が低下する傾向があることから、本発明の電極パターンの優位性を確認するため、比較例１と同じ電極面積とした場合でも順方向電圧の抑制効果が見られるかどうかを確認した。ここでは図２０に示す電極パターンのＬＥＤ素子を作成した。図において、図２０（ａ）は比較例２に係るｎ型電極の幅２０μｍのＬＥＤ素子、図２０（ｂ）は実施例１に係る幅２０μｍのＬＥＤ素子、図２０（ｃ）は実施例２に係る幅１５μｍのＬＥＤ素子、図２０（ｄ）は実施例３に係る幅１０μｍのＬＥＤ素子の電極パターンを、それぞれ示している。ここで電極面積としては、比較例２と実施例３が同等である。これらの電極パターンを用いたＬＥＤ素子を１グループで５個作成し、グループ毎に平均値を算出して３グループ（計１５個）の測定結果を図２１及び図２２に示す。図２１（ａ）は順方向電流Ｉｆ＝３５０ｍＡとしたときの順方向電圧、図２１（ｂ）は光出力をそれぞれ示しており、また図２２（ａ）は順方向電流Ｉｆ＝５５０ｍＡとしたときの順方向電圧、図２２（ｂ）は光出力をそれぞれ示している。これらの結果から、順方向電圧Ｖｆは明らかに低下していることが確認される。特に、電極面積が広いほどＶｆは低くなるが、ｎ型電極の線幅を狭くしてトータルの電極面積を比較例２と同じとした実施例３においても、Ｖｆの低下が確認できる。また光出力については、逆に電極面積が大きいほど電極による光の吸収が発生する結果、取り出し効率が低下して若干低くなる傾向が見られるが、同じ電極面積においては同レベルであり、光出力を同レベルとしても順方向電圧を低下できる本発明の優位性が確認できた。順方向電圧の低減は、定格電流を高めた高出力型の発光素子の実現に繋がる。
（電流集中のシミュレーション結果）
【０１００】
最後に、電極パターンによる電流集中の変化を測定したシミュレーション結果を、図２３に示す。この図において、図２３（ａ）は実施例１の電極パターン、図２３（ｂ）は図４（ａ）の鏡面パターン、図２３（ｃ）は図５（ｂ）、図２３（ｄ）は図５（ｃ）、図２３（ｅ）は図５（ｄ）、図２３（ｆ）は図５（ｅ）、図２３（ｇ）は図６（ｍ）、図２３（ｈ）は図６（ｊ）、図２３（ｉ）は図６（ｅ）、図２３（ｊ）は図６（ｆ）、図２３（ｋ）は図６（ｇ）の電極パターンを、それぞれ示している。これらの結果から、実施例１に係る電極パターンが、最もバランスよく均一な電流分布が得られていることが確認された。
【０１０１】
電極のパターンは、電流は可能な限り全面に流したいが、電流の集中は避けたいという難しい問題を抱えている。これに対して本願発明は、第三延伸部３０Ｃと第一、第二延伸部３０Ａ、３０Ｂとの接続位置を左右に分けて分離させることで、電極形成面１５の中央部分への電流集中を回避し、第三延伸部３０Ｃ周辺の電流分布が分散させている。このことは、図２３（ａ）と図２３（ｄ）のシミュレーション結果と対比すればよく分かる。逆に、図２３（ｄ）に示すように接続位置を一致させると、この部分に電流が集中し、加熱による劣化が進む等の弊害が生じる。また同様の理由で、図２３（ｆ）に示すように電極延伸部と接続延伸部との接続位置をパッド部と近接させることも好ましくない。パッド部と電極延伸部、接続延伸部で囲まれた領域に電流が集中するからである。一方でパッド部を電極延伸部の端縁に位置させると、図２３（ｂ）に示すように電極延伸部が長くなるため分布が悪くなる。また図２３（ｃ）に示すように接続位置と反対側にパッド部を設けても、同様に電極延伸部から接続延伸部を介して延長された部分が長くなりすぎるため、分布が悪くなる。このためパッド部を設ける位置は、電極延伸部と接続延伸部の連続によってＳ字状を構成する全体の電極長の端縁でなく中間部位、すなわち電極延伸部と接続延伸部の接続位置である折曲部分にパッド部を配置し、さらにパッド部の端縁からは一部電極延伸部が突き出るように構成することが最も理想的であるといえる。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明の半導体発光素子は、照明用光源、ＬＥＤディスプレイ、バックライト光源、信号機、照明式スイッチ、各種センサ及び各種インジケータ等に好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１０３】
１…発光素子（窒化物半導体素子）
２…発光装置
３…支持台
４…支持基板
５…接着層
５ａ…半導体層側接着層
５ｂ…支持基板側接着層
６…成長基板
７…保護膜
８…パッケージ
９…波長変換部材
１０…半導体構造
１１…第一導電型層（ｎ型半導体層）
１２…第二導電型層（ｐ型半導体層）
１３…発光層（活性層）
１４…基台
１４ａ、１４ｂ…リード
１５…電極形成面
１６…外部接続領域（電極パッド部）
１６Ａ…第一パッド部
１６Ｂ…第二パッド部
１７…レンズ
１８…導電性ワイヤ
１９…カップ
２０…電極
２１…第一電極（ｎ型電極）
２２…第二電極（ｐ型電極）
２４…開口部
２６…素子被覆部材
２９…発光領域
３０…電極延伸部
３０Ａ…第一延伸部
３０Ｂ…第二延伸部
３０Ｃ…第三延伸部
３０ａ…第一電極突出部
３０ｂ…第二電極突出部
３５…第一の辺
３６…第二の辺
３５’…第一の辺に平行な辺
３６’…第二の辺に平行な辺
３７Ａ…第一接続延伸部
３７Ｂ…第二接続延伸部
４１…ＬＥＤチップ
４２…保護素子
４３…第一リード
４４…第二リード
４５…パッケージ
１００、２００…発光素子
１０１…ｎ型電極パッド部
１０１ａ…電極延伸部
１０１ｂ…包囲電極
１０２…ｐ型電極パッド部
２０１…電極パッド部
２０１ａ…電極延伸部
２０１ｂ…包囲電極
２０３…区画領域
Ｃ…電極形成面の中心
Ｄ…ダイシング位置
Ｌ１…一対の電極の延伸部間の距離
ｌ１…一対の電極の延伸部間の１／２の距離
Ｌ２…電極の延伸部から半導体構造の端縁までの距離
Ｗ１…一対の接続延伸部間の１／２の距離
Ｗ２…接続延伸部の端縁から電極形成面の端縁までの距離
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図１９】
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【図２３】
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