(57)【要約】【課題】導電性基板の一方に発光層を形成し、発光層を形成した同じ側にｎ型電極とｐ型電極を形成した半導体発光装置では、投入電力が大きくなるとｎ側電極の近傍で発熱が生じ発光効率が低下するという課題があった。【解決手段】ｎ側電極を基板の角部または縁に沿った一定の長さを有する形状とし、ｎ側電極から基板への電流を分散させ、ｎ側電極近傍での発熱を回避する。このタイプの半導体発光素子は、ｎ側電極の存在は発光面積を減少させる。そのため、ｎ側電極長は基板全周長の２０％以上５０％以下にするのが好適である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基板と
前記導電性基板上にｎ型半導体層と活性層とｐ型半導体層とを順次積層した発光層と、
前記ｐ型半導体層上に形成されたｐ側電極と、
前記発光層の一部を除去し、露出させた前記ｎ型半導体層上若しくは前記導電性基板上に形成されたｎ側電極とを有する半導体発光素子であって、
前記ｎ側電極は、前記導電性基板の角部又は縁を含む当該導電性基板の部分の上に形成され、前記導電性基板の全周長に対して一定の長さを有する形状である、半導体発光素子。
【請求項２】
前記ｎ側電極は、前記導電性基板の縁に沿って一定の長さを有する形状である請求項１に記載された半導体発光素子。
【請求項３】
前記ｎ側電極は、前記導電性基板の角部を含む当該導電性基板の部分の上に形成されている請求項１又は２のいずれかの請求項に記載された半導体発光素子。
【請求項４】
前記ｎ側電極は、バンプを形成する領域であるパッド領域を有する請求項１乃至３のいずれか一の請求項に記載された半導体発光素子。
【請求項５】
前記パッド領域は前記ｎ側電極の上面の中央部分に配置された請求項４に記載された半導体発光素子。
【請求項６】
前記ｎ側電極の上にメッキバンプを形成した請求項１乃至５のいずれか一の請求項に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記ｐ側電極の上にメッキバンプを形成した請求項６に記載された半導体発光素子。
【請求項８】
前記ｎ側電極の長さは前記導電性基板の全周長に対して２０％以上である請求項１乃至７のいずれかの請求項に記載された半導体発光素子。
【請求項９】
前記ｎ側電極の長さは前記導電性基板の全周長に対して５０％以下である請求項１乃至７のいずれかの請求項に記載された半導体発光素子。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかの請求項に記載された半導体発光素子を用いた半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｎ側電極とｐ側電極とが導電性基板の一方の面に配置された半導体発光素子および、それをサブマウント上に配置した半導体発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードやレーザダイオードなどに用いられる半導体発光素子は、サファイアやＧａＮ系の基板上に光を発する発光層を形成することで得られる。発光層は、ｐ型およびｎ型の半導体に光を発する活性層を挟み込んだ構造になっている。【０００３】
そして活性層は、ｐｎ接合の順電流を利用して発光する。したがって、活性層を平面状に形成した場合、平面状の活性層に均一に電流を供給することが、発光効率を向上するには必要となる。【０００４】
平面状の活性層に均一に電流を供給するには、活性層を挟持するｐ型およびｎ型の半導体層にｐ側電極とｎ側電極を取り付ければよい。しかし、活性層の上下の半導体層を全て覆いつくす電極を配置したのでは、活性層からの光を取り出すことはできない。【０００５】
このため、基板の片面にｐ側およびｎ側の２つの電極を配設する場合は、電極の形状に工夫を施したり、一方の電極はＩＴＯといった透明電極で構成したりする。【０００６】
一例として、特許文献１は、サファイアなどの電気伝導率の低い基板上に比較的面積の広い活性層を形成し、その活性層に均一に電流を供給するために電極をクシ状に配置し、ｐ側電極のどの位置もｎ側電極から所定の距離以下になるように配設した半導体発光素子が開示されている。【０００７】
これに対して、発光層を形成する基板に導電性の基板を用いた場合は、ｐ側およびｎ側の２つの電極を基板の一方に配設しても、基板中を電流が通過するために、ｐ側からｎ側に比較的均一に電流を供給できる。ただし、この場合、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層が順に積層されているため、一方の半導体層へ電流を供給する電極は活性層を除去して形成しなければならない。すなわち、発光する面積が減少する。そのため、一方の半導体層への電極は広く、他方の半導体層への電極は面積を小さく形成する。通常はｐ側電極を広く、ｎ側電極を狭く形成する。【０００８】
このような半導体発光素子の一例として、特許文献２には、ＧａＮ系の導電性基板の一方の面にｐ側電極とｎ側電極を形成した半導体発光素子が開示されている。この半導体発光素子は、基板上にｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層を順次形成し、ｐ型半導体層の上にｐ側電極が形成され、そしてｐ型半導体層と活性層を除去したｎ型半導体層上にｎ側電極が形成されている。そしてｎ側電極は基板の１箇所の角だけに形成されている。
【特許文献１】特開２００４−４７９８８号公報
【特許文献２】特開２００７−２６６４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
すでに説明したように導電性の基板を用いた場合は、基板の片方の面にｐ側電極とｎ側電極を形成しても、ｎ側電極を小さく形成することが出来る。しかし、発光量を多くするために、投入電流を高くすると、ｎ側電極が小さい故に、ｎ側電極から半導体中に注入された電流が、ｎ側電極近傍においては半導体中の狭い領域を集中して流れることになり、半導体のバルク抵抗によるジュール熱によって、ｎ側電極の近傍が発熱し活性層の発光効率が低下してしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記の課題を解決するために想到されたものである。すなわち、導電性基板と前記導電性基板上にｎ型半導体層と活性層とｐ型半導体層を順次積層した発光層と、前記ｐ型半導体層上に形成されたｐ側電極と、前記発光層の一部を除去し、露出させた前記ｎ型半導体層上若しくは前記導電性基板上に形成されたｎ側電極を有する半導体発光素子であって、前記ｎ側電極は、前記導電性基板の角部または縁を含む当該導電性基板の部分の上に形成され、前記導電性基板の全周長に対して一定の長さを有する形状である半導体発光素子を提供する。また、このような半導体発光素子をサブマウント上に搭載した半導体発光装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体発光素子は、ｎ側電極を導電性基板の角部または縁を含む当該導電性基板の部分の上に形成し、ｎ側電極の長さを導電性基板の全周長に対して一定の長さとしたので、発熱現象が緩和され、大電流を流しても発光効率が低下しない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の半導体発光素子の構成の一例を表す図
【図２】ｎ側電極長比をおよそ５０％にした場合の構成を示す図
【図３】ｎ側電極長比と１Ａの電流時の順方向電圧との関係を示す図
【図４】ｎ側電極長比と１Ａ通電時の発光出力との関係を示す図
【図５】ｎ側電極の構成の一例を示す図
【図６】ｎ側電極の構成の一例を示す図
【図７】ｎ側電極の構成の一例を示す図
【図８】ｎ側電極の構成の一例を示す図
【図９】ｎ側電極の構成の一例を示す図
【図１０】メッキバンプを用いたｎ側電極の構成の一例を示す図
【図１１】図１０の断面図
【図１２】メッキバンプを用いたｎ側電極およびｐ側電極の構成の一例を示す図
【図１３】メッキバンプを用いたｎ側電極およびｐ側電極の構成の一例を示す図
【図１４】本発明の半導体発光装置の構成の一例を示す図
【図１５】本発明の半導体発光装置の構成の一例を示す図
【図１６】本発明の半導体発光装置の構成の一例を示す図
【符号の説明】
【００１３】
１  半導体発光装置
１０  半導体発光素子
１１  基板
１２  ｎ型層
１３  活性層
１４  ｐ型層
１６  ｎ側電極
１７  ｐ側電極
２１  サブマウント
２２  ｎ側引出電極
２３  ｐ側引出電極
２４  ｎ側バンプ
２５  ｐ側バンプ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１（ａ）に半導体発光素子１０の断面図を、図１（ｂ）に電極面方向からの平面図を示す。図１（ａ）は図１（ｂ）の一点鎖線での断面である。図１（ａ）を参照して、半導体発光素子１０は、基板１１、ｎ型半導体層１２、活性層１３、ｐ型半導体層１４、ｎ側電極１６、ｐ側電極１７からなる。ｎ型半導体層１２とｐ型半導体層１４はそれぞれｎ型層、ｐ型層とも呼ぶ。また、ｎ型層１２と活性層１３とｐ型層１４によって発光層１５が形成される。基板１１の発光層のない側の面が射光面３６となる。【００１５】
図１（ｂ）は、半導体発光素子１０をｎ側電極とｐ側電極が形成された側から見た平面図である。ここで、基板の各辺をｅｕ、ｅｒｓ、ｅｌｓ、ｅｄとし、それぞれの長さをＬｅｕ、Ｌｅｒｓ、Ｌｅｌｓ、Ｌｅｄとする。なお、本明細書では、基板の端から発光層１５までの部分３２は各辺の長さには含めないものとする。【００１６】
本発明の半導体発光素子では、ｎ側電極は基板の縁３０に沿って一定の長さを有する形状に形成される。ここで、縁とは、基板の面上で各辺から１００μｍまでの領域を指す。図１（ｂ）では、ｅｌｓ側の縁の領域３０を点線で示した。また、角部とは基板が多角形の場合の角から３０から２００μｍ程度の領域をいう。【００１７】
ｎ側電極を基板の縁に沿って形成することで、基板に対して１つの大きな活性層を得ることができ、発光出力を向上させることができる。【００１８】
図では、右上のコーナー（角部）から２辺に沿ってｎ側電極が形成されている。具体的には、上辺のｅｕに沿って形成されたＬｎｕ部分と、右辺ｅｒｓに沿って形成されたＬｎｒｓ部分である。ｎ側電極の幅は２０μｍ程度であればよい。あまり狭いと形成が困難になり、あまり太いと発光層の面積が減る。【００１９】
ここでｎ側電極の長さは、基板１１の２辺に沿っているｎ側電極部分の長さの合計を指す。図では、ＬｎｕとＬｎｒｓを加えた長さをｎ側電極の長さＬｎとする。また、図３以降で説明をするが、ｎ側電極の長さＬｎは、基板の全周囲の長さの２０％以上５０％以下がよい。基板の全周長Ｌｓｕｂとは、ＬｅｕとＬｅｒｓ、Ｌｅｌｓ、Ｌｅｄを加えた長さである。また、ｎ側電極にはバンプを形成するパッド領域３１を形成してもよい。パッド領域３１はスタッドバンプを配設する場所で、直径３０から２００μｍ程度の面積であればよい。なお、ｎ側電極の長さにはパッド領域も含める。図２にはｎ側電極が基板の全周長Ｌｓｕｂに対しておよそ５０％の場合を示す。【００２０】
図１を再度参照して、より詳細に説明する。基板１１は、発光層を保持する役目を負う。本発明の半導体発光素子では、材質として、導電性の透明基板を用いる。例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体、炭化珪素（ＳｉＣ）半導体、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系化合物半導体などを好適に用いることができる。【００２１】
また、これらの材料は、発光層を窒化ガリウム系化合物半導体で形成した場合には、屈折率が近いので、基板と発光層との界面での光の屈折が少なくなりより好適である。発光層が酸化亜鉛（ＺｎＯ）を母材とする場合は、基板として酸化亜鉛系化合物半導体を用いるのがよい。【００２２】
本発明は特に大電流を流した際にｎ側電極近傍の発熱を緩和させる効果があるため、大電流を流すようなタイプの半導体発光素子に好適に用いられる。従って、基板１１も大面積のものが好ましい。具体的には１辺が４００μｍ以上の大きさの基板がよい。【００２３】
発光層となるｎ型層１２と活性層１３とｐ型層１４は、基板１１上に順次積層される。材質は特に制限はないが、窒化ガリウム系化合物であれば好ましい。具体的には、それぞれ、ＧａＮのｎ型層１２、ＩｎＧａＮの活性層１３、ＧａＮのｐ型層１４があげられる。なお、ｎ型層１２やｐ型層１４としては、ＡｌＧａＮやＩｎＧａＮ、若しくはこれらを多層に積層した層を用いてもよい。また、ｎ型層１２と、基板１１との間に、ＧａＮやＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮで構成したバッファ層を用いることも可能である。また、例えば、活性層１３は、ＩｎＧａＮやＡｌＩｎＧａＮからなる井戸層とＧａＮやＡｌＧａＮからなる障壁層が交互に積層した多層構造（量子井戸構造）としてもよい。【００２４】
このように積層したｎ型層１２と活性層１３とｐ型層１４の一部から、活性層１３とｐ型層１４を除去し、ｎ型層１２を露出させる。この露出させたｎ型層１２上に形成されたのが、ｎ側電極１６である。また、ｐ型層１４上に同じくｐ側電極１７が形成される。つまり、活性層１３とｐ型層１４を除去し、ｎ型層１２を露出させることで、発光層とｐ側電極およびｎ側電極は基板に対して同じ側の面に形成することができる。尚、ｎ側電極は、さらにｎ型層１２を除去して露出させた導電性の基板１１上に形成してもよい。【００２５】
ｐ側電極１７は発光層１５で発した光を射光面３６の側に反射するために反射率の高いＡｇやＡｌ、Ｒｈ等の反射電極を用いるのがよい。この場合、ｐ型層１４とのオーミックコンタクト抵抗を低減するために、反射電極とｐ型層１４の間に、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ等の薄い金属膜や、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の導電性酸化膜からなるコンタクト層を形成するのがよい。また、反射電極の上にはＴｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ等のバリア金属を介してＡｕからなるボンディング用電極を形成するのがよい。【００２６】
ｎ側電極１６は、射光面に光を反射できるようにｎ型半導体１２若しくは導電性の基板上に接して反射率の高いＡｌを用いるのがよい。一方、ｎ側電極１６の表面はボンディング用電極としてＡｕで形成されるのがよい。そこでＡｌの層を形成し、その上にＴｉ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｗなどの元素でバリアメタル層を形成し、その上にＡｕ層を形成するのが好ましい。これらの電極は真空蒸着法、スパッタリング法などによって、形成することができる。【００２７】
次に、ｎ側電極の長さＬｎについて説明する。図３には、基板の全周長Ｌｓｕｂに対するｎ側電極長Ｌｎの割合と、半導体発光素子に１Ａの電流を流したときの順方向電圧との関係を示す。基板の全周長Ｌｓｕｂに対するｎ側電極長Ｌｎの割合をｎ側電極長比と呼ぶ。【００２８】
なお、図３で示した値は以下のような半導体発光素子から得られたものである。基板はＧａＮからなる導電性基板で１０００μｍの正方形のものを使用し、ＧａＮ系の発光層を全部で３μｍの厚さで形成した。発光素子全体の厚みは１００μｍとした。電極は、半導体層と接する側から順に、ｎ側電極がＡｌ／Ｔｉ／Ｗ／Ａｕ、ｐ側電極がＰｔ／Ａｇ／Ｔｉ／Ｗ／Ａｕで各々形成した。【００２９】
ｎ側電極は図１から図２のようにｎ側電極長Ｌｎを長くしていった。基板の外周長とｎ側電極長の割合、すなわちｎ側電極長比が１００％とは、基板全周にわたってｎ側電極があることをいう。【００３０】
図３を参照して、ｎ側電極長比が２０％より小さい部分では、順方向電圧は高くなっており、２０％より大きくなるとほぼ一定の値となっている。【００３１】
これは、ｎ側電極長Ｌｎの増大に伴い、ｎ側電極から直下のｎ型層および基板に流れ込んだ電流が基板を通じて横方向に拡散する際の通過断面積が増大することで、電流がこの領域を通過する際の電気抵抗が低減されるため、順方向電圧の上昇が抑制されると考えられる。【００３２】
図４は、ｎ側電極長比と１Ａ通電時の発光出力との関係を示したものである。ここでは、ｎ側電極長比が２０％程度までは発光出力が上昇し、それ以降はほぼ一定の値を示す。そして、５０％より大きい範囲になると、発光出力は低下する。この結果は、以下のように説明できる。【００３３】
ｎ側電極長比が２０％より小さい領域では、ｎ側電極から基板に流れ込む電流が狭い通過断面積を通じて流れるため、電気抵抗が上昇してｎ側電極付近で発熱し、この熱で活性層が加熱されることで発光効率が低下する。加えて、ｎ側電極に近い活性層に電流が集中して流れ込み易くなり、この領域で電流密度が上昇することでも発光効率が低下する。【００３４】
また、ｎ側電極長比がおよそ５０％より大きい領域では、ｎ側電極が長くなることでｎ側電極の総面積が増加し、相対的にｐ側電極の面積（つまり活性層面積）が低減するため、活性層での電流密度が増加して発光効率が徐々に低下していく。【００３５】
以上のことより、ｎ側電極長比を大きくする事で、ｎ側電極付近での発熱および活性層への電流集中を抑制でき発光効率の向上に効果がある。しかし、基板の片面にｎ側およびｐ側の両電極を形成するタイプの半導体発光素子の場合、ｎ側電極長比を５０％より大きくすると、発光面積自体の減少により、電流密度の増加に伴う発光効率の低下が生じ、発光量が減少する。【００３６】
なお、上記説明では、１０００μｍの素子について具体的に記述したが、素子の大きさはこれに限定されない。素子の大きさが変化した場合、通電する電流値は異なってくるが、順方向電圧や発光出力は図３や図４と同様のｎ側電極長比依存性を示す。素子が１０００μｍより小さい場合は１Ａより小さい電流で、素子が１０００μｍより大きい場合は１Ａより大きい電流で同様のｎ側電極長比依存性を示す。言い換えると、図３および図４で説明したｎ側電極長比の好ましい範囲は、素子の大きさに依存しない。【００３７】
次に本発明の半導体発光素子のｎ側電極の形状のバリエーションを例示するが、本発明の半導体発光素子はこれらに限定されるものではない。【００３８】
図５は、パッド領域を右上角に形成し、ｎ側電極を上辺いっぱいに形成した場合である。この場合、ｎ側電極長Ｌｎは基板の１辺全部に形成しているので、ｎ側電極長比はおよそ２５％である。【００３９】
図６は、パッド領域を上辺中央部に形成した場合を示す。このようにパッド領域は角だけに形成する必要はない。また、このようにパッド領域はｎ側電極の中央にあれば、電流の拡散が２方向になるので、効果的になり好ましい。なお、図１に示したように、パッド領域が基板の角にある場合は、２つの辺のｎ側電極の長さが同じであれば、パッド領域はｎ側電極の中央にあると言える。【００４０】
図７は、パッド領域３１を右上角と左下角の対角関係にある２箇所に形成した場合である。ｎ側電極は上辺から右辺にかけてと左辺から下辺にかけての２箇所に形成される。この場合ｎ側電極長は２箇所の電極長の合計をいう。従って図７の場合はｎ側電極長比に換算するとおよそ４０％にあたる。【００４１】
図８は、同じくパッド領域を対角関係にある２箇所に設け、ｎ側電極を上辺と下辺だけに形成した場合である。この場合はｎ側電極長比は、およそ３５％程度である。【００４２】
図９は、４角にｎ側電極を形成した場合の例を示す。この例ではｎ側電極にはスタッドバンプを配設するパッド領域を形成していない。本発明のように導電性基板の一方の面に発光層、ｐ側電極およびｎ側電極を形成するタイプでは、ｎ側電極の形成は発光層の面積を減少させることになる。特にパッド領域は比較的大きな面積を占有するので、図９のようにｎ側電極を４箇所に形成し、それぞれにスタッドバンプを形成するパッド領域を形成すると発光層の面積が著しく減少する。そこで、パッド領域は必ずしも全てのｎ側電極に形成しなくてもよい。【００４３】
ｎ側電極にパッド領域を形成しない場合は、メッキバンプをｎ側電極に形成するのがよい。メッキバンプはスタッドバンプより狭い面積で形成することができるので、発光層の面積を広くとることができ、発光効率の向上に効果的である。また断面形状も自由に形成することができる。図９では、図面上側２箇所の角部のｎ側電極に三角形の領域を形成し、メッキバンプの断面積を大きく取れるようにしてあるが、左下角部４６のように、単に線状のｎ側電極であってもよいし、右下角部４７のように方形の領域を形成してもよい。図９で示したｎ側電極の形状は一例であって、これらに限定されるものではない。また、これら形状のバリエーションは組み合わせて用いてもよいし、どれか１つのタイプで四角を形成してもよい。【００４４】
図１０は、ｎ側電極１６を４か所の角部に配置し、ｎ側電極上面にｎ側のメッキバンプ２４を設けた例を示す。ｎ側電極は基板の縁に一定長伸ばして形成した。すでに説明したように、このようにすることでｎ側電極とｐ側電極間の抵抗を減らすことができる。また、ｐ側電極にもｐ側のメッキバンプ２５を行うことで良好な接着性と放熱性を得ることができる。【００４５】
図１１は、図１０の半導体発光素子のＡ−Ａ´の断面を示す図である。ｐ側電極上のメッキバンプ２５はできるだけ数を多く密集して作製することで、発光素子の接着性と放熱性が向上する。この点、メッキによる金属膜は、比較的厚い膜を廉価で大量に作製するのに適している。したがって、密集したメッキバンプは作成が容易で、発光素子の接着性と放熱性を高める有効な手段である。【００４６】
図１２はまた他のバリエーションである。ここでは、ｎ側電極１６が基板の縁全部を覆っている。そして基板の四角にはメッキバンプが形成されている。また、ｐ側電極上のメッキバンプ２５も密集して作製されている。【００４７】
図１３には、他のバリエーションを示す。ここではｎ側電極は基板の縁ではなく、真ん中に向かって伸ばしている。このようにすることで、電子の移動距離が小さくなり全体として、ｐ側電極およびｎ側電極間の抵抗値が低くなる。【００４８】
図１４には、本発明の半導体発光素子１０を用いた半導体発光装置１を例示する。半導体発光装置１は、半導体発光素子１０をサブマウント上に登載した構成である。図１４（ａ）は断面図を、（ｂ）は射光面３６側から見た平面図を示す。【００４９】
サブマウント２１には、引出電極が形成される。引出電極は半導体発光素子１０へ電流を印加するための電極である。半導体発光素子のｎ型層の側に接続するｎ側引出電極２２とｐ型層の側に接続されるｐ側引出電極２３がある。【００５０】
引出電極にはバンプが形成されている。引出電極同様、バンプもｎ型層に接続されるｎ側バンプ２４と、ｐ型層に接続されるｐ側バンプ２５がある。図１４ではｐ側バンプは複数あるが、まとめて符号２５で表す。【００５１】
このバンプによって引出電極と半導体発光素子側の電極が電気的に接続されている。従って、このバンプは接続手段である。なお、ここでは、バンプは引出電極に形成されていると説明したが、図１０乃至１３で説明したメッキバンプのように、半導体発光素子に予めバンプが形成されていてもよい。【００５２】
図１５および１６は、メッキバンプを用いた半導体発光素子の場合の平面図および図１５のＢ−Ｂ´間の断面図を示す。図１４と同じ部分は同じ記号を用いている。ここで４０はサブマウントに形成されたスルーホールである。スルーホールは中に金属などが充填されており、サブマウントの裏側からも導通を確保できる。このようにサブマウントにはスルーホールが形成されていてもよい。【００５３】
なお、サブマウント２１は、シリコンツェナーダイオード、シリコンダイオード、シリコン、窒化アルミニウム、アルミナ、その他のセラミック等を用いることができる。【００５４】
バンプの材料としては、金、金−錫、半田、インジウム合金、導電性ポリマーなどを用いることができるが、特に金や金を主成分とする材料が好ましい。これらの材料を用いて、メッキ法、真空蒸着法、スクリーン印刷法、液滴射出法、ワイヤーバンプ法等を用いて形成することができる。【００５５】
例えば、フォトリソグラフィー法により、半導体発光素子が個片化される前のウェハ状態で、メッキバンプを形成する領域以外をフォトレジストで被覆した後、電界メッキ法で半導体素子の電極上にメッキバンプを形成する。また、ワイヤーバンプ法で金ワイヤーを作製し、その一端をボンダーにてサブマウント上の引出電極に接着した後、ワイヤーを切断することでサブマウント上に金バンプを形成する。また、金などの高導電性材料の微粒ナノ粒子を揮発性溶剤に分散した液をインクジェット印刷と同様な手法で印刷し、溶剤を揮発除去してナノ粒子の集合体としてのバンプをサブマウント上に形成する液滴射出法を用いることもできる。【００５６】
図１４に示す半導体発光装置は、半導体発光素子のｎ側電極１６が基板１１の縁にそって一定長形成されているので、ｎ側バンプ２４からの電流は縁に沿った部分からも導電性基板に供給される。そのため、ｎ側電極近傍で電流密度が高くなり発熱して発光効率が低下するといった現象を回避することができる。これは、特に５００ｍＡ以上の大電流を流すタイプの半導体発光装置に有効な構成である。【００５７】
なお、本明細書を通じてＡｌはアルミニウム、Ｎは窒素、Ｏは酸素、Ａｇは銀、Ｒｈはロジウム、Ｐｔは白金、Ｐｄはパラジウム、Ｎｉはニッケル、Ｃｏはコバルト、Ｔｉはチタン、Ｗはタングステン、Ａｕは金、Ｇａはガリウム、Ｉｎはインジウム、Ｚｎは亜鉛を表す。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、基板の一方の面にｎ側電極とｐ型電極を設け、基板の反対の面を射光面とする半導体発光素子およびそれを用いた半導体発光装置に利用する事が出来る。
【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】
2009057311.tif 000012
【図１１】
2009057311.tif 000013
【図１２】
2009057311.tif 000014
【図１３】
2009057311.tif 000015
【図１４】
2009057311.tif 000016
【図１５】
2009057311.tif 000017
【図１６】
2009057311.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成22年1月6日(2010.1.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｎ側電極とｐ側電極とが導電性基板の一方の面に配置された半導体発光素子および、それをサブマウント上に配置した半導体発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードやレーザダイオードなどに用いられる半導体発光素子は、サファイアやＧａＮ系の基板上に光を発する発光層を形成することで得られる。発光層は、ｐ型およびｎ型の半導体に光を発する活性層を挟み込んだ構造になっている。
【０００３】
そして活性層は、ｐｎ接合の順電流を利用して発光する。したがって、活性層を平面状に形成した場合、平面状の活性層に均一に電流を供給することが、発光効率を向上するには必要となる。
【０００４】
平面状の活性層に均一に電流を供給するには、活性層を挟持するｐ型およびｎ型の半導体層にｐ側電極とｎ側電極を取り付ければよい。しかし、活性層の上下の半導体層を全て覆いつくす電極を配置したのでは、活性層からの光を取り出すことはできない。
【０００５】
このため、基板の片面にｐ側およびｎ側の２つの電極を配設する場合は、電極の形状に工夫を施したり、一方の電極はＩＴＯといった透明電極で構成したりする。
【０００６】
一例として、特許文献１は、サファイアなどの電気伝導率の低い基板上に比較的面積の広い活性層を形成し、その活性層に均一に電流を供給するために電極をクシ状に配置し、ｐ側電極のどの位置もｎ側電極から所定の距離以下になるように配設した半導体発光素子が開示されている。
【０００７】
これに対して、発光層を形成する基板に導電性の基板を用いた場合は、ｐ側およびｎ側の２つの電極を基板の一方に配設しても、基板中を電流が通過するために、ｐ側からｎ側に比較的均一に電流を供給できる。ただし、この場合、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層が順に積層されているため、一方の半導体層へ電流を供給する電極は活性層を除去して形成しなければならない。すなわち、発光する面積が減少する。そのため、一方の半導体層への電極は広く、他方の半導体層への電極は面積を小さく形成する。通常はｐ側電極を広く、ｎ側電極を狭く形成する。
【０００８】
このような半導体発光素子の一例として、特許文献２には、ＧａＮ系の導電性基板の一方の面にｐ側電極とｎ側電極を形成した半導体発光素子が開示されている。この半導体発光素子は、基板上にｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層を順次形成し、ｐ型半導体層の上にｐ側電極が形成され、そしてｐ型半導体層と活性層を除去したｎ型半導体層上にｎ側電極が形成されている。そしてｎ側電極は基板の１箇所の角だけに形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−４７９８８号公報
【特許文献２】特開２００７−２６６４２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
すでに説明したように導電性の基板を用いた場合は、基板の片方の面にｐ側電極とｎ側電極を形成しても、ｎ側電極を小さく形成することが出来る。しかし、発光量を多くするために、投入電流を高くすると、ｎ側電極が小さい故に、ｎ側電極から半導体中に注入された電流が、ｎ側電極近傍においては半導体中の狭い領域を集中して流れることになり、半導体のバルク抵抗によるジュール熱によって、ｎ側電極の近傍が発熱し活性層の発光効率が低下してしまうという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記の課題を解決するために想到されたものである。すなわち、導電性基板と前記導電性基板上にｎ型半導体層と活性層とｐ型半導体層を順次積層した発光層と、前記ｐ型半導体層上に形成されたｐ側電極と、前記発光層の一部を除去し、露出させた前記ｎ型半導体層上若しくは前記導電性基板上に形成されたｎ側電極を有する半導体発光素子であって、前記ｎ側電極は、前記導電性基板の角部または縁を含む当該導電性基板の部分の上に形成され、前記導電性基板の全周長に対して一定の長さを有する形状である半導体発光素子を提供する。また、このような半導体発光素子をサブマウント上に搭載した半導体発光装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の半導体発光素子は、ｎ側電極を導電性基板の角部または縁を含む当該導電性基板の部分の上に形成し、ｎ側電極の長さを導電性基板の全周長に対して一定の長さとしたので、発熱現象が緩和され、大電流を流しても発光効率が低下しない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の半導体発光素子の構成の一例を表す図
【図２】ｎ側電極長比をおよそ５０％にした場合の構成を示す図
【図３】ｎ側電極長比と１Ａの電流時の順方向電圧との関係を示す図
【図４】ｎ側電極長比と１Ａ通電時の発光出力との関係を示す図
【図５】ｎ側電極の構成の一例を示す図
【図６】ｎ側電極の構成の一例を示す図
【図７】ｎ側電極の構成の一例を示す図
【図８】ｎ側電極の構成の一例を示す図
【図９】ｎ側電極の構成の一例を示す図
【図１０】メッキバンプを用いたｎ側電極の構成の一例を示す図
【図１１】図１０の断面図
【図１２】メッキバンプを用いたｎ側電極およびｐ側電極の構成の一例を示す図
【図１３】メッキバンプを用いたｎ側電極およびｐ側電極の構成の一例を示す図
【図１４】本発明の半導体発光装置の構成の一例を示す図
【図１５】本発明の半導体発光装置の構成の一例を示す図
【図１６】本発明の半導体発光装置の構成の一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１（ａ）に半導体発光素子１０の断面図を、図１（ｂ）に電極面方向からの平面図を示す。図１（ａ）は図１（ｂ）の一点鎖線での断面である。図１（ａ）を参照して、半導体発光素子１０は、基板１１、ｎ型半導体層１２、活性層１３、ｐ型半導体層１４、ｎ側電極１６、ｐ側電極１７からなる。ｎ型半導体層１２とｐ型半導体層１４はそれぞれｎ型層、ｐ型層とも呼ぶ。また、ｎ型層１２と活性層１３とｐ型層１４によって発光層１５が形成される。基板１１の発光層のない側の面が射光面３６となる。
【００１５】
図１（ｂ）は、半導体発光素子１０をｎ側電極とｐ側電極が形成された側から見た平面図である。ここで、基板の各辺をｅｕ、ｅｒｓ、ｅｌｓ、ｅｄとし、それぞれの長さをＬｅｕ、Ｌｅｒｓ、Ｌｅｌｓ、Ｌｅｄとする。なお、本明細書では、基板の端から発光層１５までの部分３２は各辺の長さには含めないものとする。
【００１６】
本発明の半導体発光素子では、ｎ側電極は基板の縁３０に沿って一定の長さを有する形状に形成される。ここで、縁とは、基板の面上で各辺から１００μｍまでの領域を指す。図１（ｂ）では、ｅｌｓ側の縁の領域３０を点線で示した。また、角部とは基板が多角形の場合の角から３０から２００μｍ程度の領域をいう。
【００１７】
ｎ側電極を基板の縁に沿って形成することで、基板に対して１つの大きな活性層を得ることができ、発光出力を向上させることができる。
【００１８】
図では、右上のコーナー（角部）から２辺に沿ってｎ側電極が形成されている。具体的には、上辺のｅｕに沿って形成されたＬｎｕ部分と、右辺ｅｒｓに沿って形成されたＬｎｒｓ部分である。ｎ側電極の幅は２０μｍ程度であればよい。あまり狭いと形成が困難になり、あまり太いと発光層の面積が減る。
【００１９】
ここでｎ側電極の長さは、基板１１の２辺に沿っているｎ側電極部分の長さの合計を指す。図では、ＬｎｕとＬｎｒｓを加えた長さをｎ側電極の長さＬｎとする。また、図３以降で説明をするが、ｎ側電極の長さＬｎは、基板の全周囲の長さの２０％以上５０％以下がよい。基板の全周長Ｌｓｕｂとは、ＬｅｕとＬｅｒｓ、Ｌｅｌｓ、Ｌｅｄを加えた長さである。また、ｎ側電極にはバンプを形成するパッド領域３１を形成してもよい。パッド領域３１はスタッドバンプを配設する場所で、直径３０から２００μｍ程度の面積であればよい。なお、ｎ側電極の長さにはパッド領域も含める。図２にはｎ側電極が基板の全周長Ｌｓｕｂに対しておよそ５０％の場合を示す。
【００２０】
図１を再度参照して、より詳細に説明する。基板１１は、発光層を保持する役目を負う。本発明の半導体発光素子では、材質として、導電性の透明基板を用いる。例えば、窒化ガリウム（ＧａＮ）系化合物半導体、炭化珪素（ＳｉＣ）半導体、または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）系化合物半導体などを好適に用いることができる。
【００２１】
また、これらの材料は、発光層を窒化ガリウム系化合物半導体で形成した場合には、屈折率が近いので、基板と発光層との界面での光の屈折が少なくなりより好適である。発光層が酸化亜鉛（ＺｎＯ）を母材とする場合は、基板として酸化亜鉛系化合物半導体を用いるのがよい。
【００２２】
本発明は特に大電流を流した際にｎ側電極近傍の発熱を緩和させる効果があるため、大電流を流すようなタイプの半導体発光素子に好適に用いられる。従って、基板１１も大面積のものが好ましい。具体的には１辺が４００μｍ以上の大きさの基板がよい。
【００２３】
発光層となるｎ型層１２と活性層１３とｐ型層１４は、基板１１上に順次積層される。材質は特に制限はないが、窒化ガリウム系化合物であれば好ましい。具体的には、それぞれ、ＧａＮのｎ型層１２、ＩｎＧａＮの活性層１３、ＧａＮのｐ型層１４があげられる。なお、ｎ型層１２やｐ型層１４としては、ＡｌＧａＮやＩｎＧａＮ、若しくはこれらを多層に積層した層を用いてもよい。また、ｎ型層１２と、基板１１との間に、ＧａＮやＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮで構成したバッファ層を用いることも可能である。また、例えば、活性層１３は、ＩｎＧａＮやＡｌＩｎＧａＮからなる井戸層とＧａＮやＡｌＧａＮからなる障壁層が交互に積層した多層構造（量子井戸構造）としてもよい。
【００２４】
このように積層したｎ型層１２と活性層１３とｐ型層１４の一部から、活性層１３とｐ型層１４を除去し、ｎ型層１２を露出させる。この露出させたｎ型層１２上に形成されたのが、ｎ側電極１６である。また、ｐ型層１４上に同じくｐ側電極１７が形成される。つまり、活性層１３とｐ型層１４を除去し、ｎ型層１２を露出させることで、発光層とｐ側電極およびｎ側電極は基板に対して同じ側の面に形成することができる。尚、ｎ側電極は、さらにｎ型層１２を除去して露出させた導電性の基板１１上に形成してもよい。
【００２５】
ｐ側電極１７は発光層１５で発した光を射光面３６の側に反射するために反射率の高いＡｇやＡｌ、Ｒｈ等の反射電極を用いるのがよい。この場合、ｐ型層１４とのオーミックコンタクト抵抗を低減するために、反射電極とｐ型層１４の間に、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ等の薄い金属膜や、ＩＴＯ、ＺｎＯ等の導電性酸化膜からなるコンタクト層を形成するのがよい。また、反射電極の上にはＴｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ等のバリア金属を介してＡｕからなるボンディング用電極を形成するのがよい。
【００２６】
ｎ側電極１６は、射光面に光を反射できるようにｎ型半導体１２若しくは導電性の基板上に接して反射率の高いＡｌを用いるのがよい。一方、ｎ側電極１６の表面はボンディング用電極としてＡｕで形成されるのがよい。そこでＡｌの層を形成し、その上にＴｉ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｗなどの元素でバリアメタル層を形成し、その上にＡｕ層を形成するのが好ましい。これらの電極は真空蒸着法、スパッタリング法などによって、形成することができる。
【００２７】
次に、ｎ側電極の長さＬｎについて説明する。図３には、基板の全周長Ｌｓｕｂに対するｎ側電極長Ｌｎの割合と、半導体発光素子に１Ａの電流を流したときの順方向電圧との関係を示す。基板の全周長Ｌｓｕｂに対するｎ側電極長Ｌｎの割合をｎ側電極長比と呼ぶ。
【００２８】
なお、図３で示した値は以下のような半導体発光素子から得られたものである。基板はＧａＮからなる導電性基板で１０００μｍの正方形のものを使用し、ＧａＮ系の発光層を全部で３μｍの厚さで形成した。発光素子全体の厚みは１００μｍとした。電極は、半導体層と接する側から順に、ｎ側電極がＡｌ／Ｔｉ／Ｗ／Ａｕ、ｐ側電極がＰｔ／Ａｇ／Ｔｉ／Ｗ／Ａｕで各々形成した。
【００２９】
ｎ側電極は図１から図２のようにｎ側電極長Ｌｎを長くしていった。基板の外周長とｎ側電極長の割合、すなわちｎ側電極長比が１００％とは、基板全周にわたってｎ側電極があることをいう。
【００３０】
図３を参照して、ｎ側電極長比が２０％より小さい部分では、順方向電圧は高くなっており、２０％より大きくなるとほぼ一定の値となっている。
【００３１】
これは、ｎ側電極長Ｌｎの増大に伴い、ｎ側電極から直下のｎ型層および基板に流れ込んだ電流が基板を通じて横方向に拡散する際の通過断面積が増大することで、電流がこの領域を通過する際の電気抵抗が低減されるため、順方向電圧の上昇が抑制されると考えられる。
【００３２】
図４は、ｎ側電極長比と１Ａ通電時の発光出力との関係を示したものである。ここでは、ｎ側電極長比が２０％程度までは発光出力が上昇し、それ以降はほぼ一定の値を示す。そして、５０％より大きい範囲になると、発光出力は低下する。この結果は、以下のように説明できる。
【００３３】
ｎ側電極長比が２０％より小さい領域では、ｎ側電極から基板に流れ込む電流が狭い通過断面積を通じて流れるため、電気抵抗が上昇してｎ側電極付近で発熱し、この熱で活性層が加熱されることで発光効率が低下する。加えて、ｎ側電極に近い活性層に電流が集中して流れ込み易くなり、この領域で電流密度が上昇することでも発光効率が低下する。
【００３４】
また、ｎ側電極長比がおよそ５０％より大きい領域では、ｎ側電極が長くなることでｎ側電極の総面積が増加し、相対的にｐ側電極の面積（つまり活性層面積）が低減するため、活性層での電流密度が増加して発光効率が徐々に低下していく。
【００３５】
以上のことより、ｎ側電極長比を大きくする事で、ｎ側電極付近での発熱および活性層への電流集中を抑制でき発光効率の向上に効果がある。しかし、基板の片面にｎ側およびｐ側の両電極を形成するタイプの半導体発光素子の場合、ｎ側電極長比を５０％より大きくすると、発光面積自体の減少により、電流密度の増加に伴う発光効率の低下が生じ、発光量が減少する。
【００３６】
なお、上記説明では、１０００μｍの素子について具体的に記述したが、素子の大きさはこれに限定されない。素子の大きさが変化した場合、通電する電流値は異なってくるが、順方向電圧や発光出力は図３や図４と同様のｎ側電極長比依存性を示す。素子が１０００μｍより小さい場合は１Ａより小さい電流で、素子が１０００μｍより大きい場合は１Ａより大きい電流で同様のｎ側電極長比依存性を示す。言い換えると、図３および図４で説明したｎ側電極長比の好ましい範囲は、素子の大きさに依存しない。
【００３７】
次に本発明の半導体発光素子のｎ側電極の形状のバリエーションを例示するが、本発明の半導体発光素子はこれらに限定されるものではない。
【００３８】
図５は、パッド領域を右上角に形成し、ｎ側電極を上辺いっぱいに形成した場合である。この場合、ｎ側電極長Ｌｎは基板の１辺全部に形成しているので、ｎ側電極長比はおよそ２５％である。
【００３９】
図６は、パッド領域を上辺中央部に形成した場合を示す。このようにパッド領域は角だけに形成する必要はない。また、このようにパッド領域はｎ側電極の中央にあれば、電流の拡散が２方向になるので、効果的になり好ましい。なお、図１に示したように、パッド領域が基板の角にある場合は、２つの辺のｎ側電極の長さが同じであれば、パッド領域はｎ側電極の中央にあると言える。
【００４０】
図７は、パッド領域３１を右上角と左下角の対角関係にある２箇所に形成した場合である。ｎ側電極は上辺から右辺にかけてと左辺から下辺にかけての２箇所に形成される。この場合ｎ側電極長は２箇所の電極長の合計をいう。従って図７の場合はｎ側電極長比に換算するとおよそ４０％にあたる。
【００４１】
図８は、同じくパッド領域を対角関係にある２箇所に設け、ｎ側電極を上辺と下辺だけに形成した場合である。この場合はｎ側電極長比は、およそ３５％程度である。
【００４２】
図９は、４角にｎ側電極を形成した場合の例を示す。この例ではｎ側電極にはスタッドバンプを配設するパッド領域を形成していない。本発明のように導電性基板の一方の面に発光層、ｐ側電極およびｎ側電極を形成するタイプでは、ｎ側電極の形成は発光層の面積を減少させることになる。特にパッド領域は比較的大きな面積を占有するので、図９のようにｎ側電極を４箇所に形成し、それぞれにスタッドバンプを形成するパッド領域を形成すると発光層の面積が著しく減少する。そこで、パッド領域は必ずしも全てのｎ側電極に形成しなくてもよい。
【００４３】
ｎ側電極にパッド領域を形成しない場合は、メッキバンプをｎ側電極に形成するのがよい。メッキバンプはスタッドバンプより狭い面積で形成することができるので、発光層の面積を広くとることができ、発光効率の向上に効果的である。また断面形状も自由に形成することができる。図９では、図面上側２箇所の角部のｎ側電極に三角形の領域を形成し、メッキバンプの断面積を大きく取れるようにしてあるが、左下角部４６のように、単に線状のｎ側電極であってもよいし、右下角部４７のように方形の領域を形成してもよい。図９で示したｎ側電極の形状は一例であって、これらに限定されるものではない。また、これら形状のバリエーションは組み合わせて用いてもよいし、どれか１つのタイプで四角を形成してもよい。
【００４４】
図１０は、ｎ側電極１６を４か所の角部に配置し、ｎ側電極上面にｎ側のメッキバンプ２４を設けた例を示す。ｎ側電極は基板の縁に一定長伸ばして形成した。すでに説明したように、このようにすることでｎ側電極とｐ側電極間の抵抗を減らすことができる。また、ｐ側電極にもｐ側のメッキバンプ２５を行うことで良好な接着性と放熱性を得ることができる。
【００４５】
図１１は、図１０の半導体発光素子のＡ−Ａ´の断面を示す図である。ｐ側電極上のメッキバンプ２５はできるだけ数を多く密集して作製することで、発光素子の接着性と放熱性が向上する。この点、メッキによる金属膜は、比較的厚い膜を廉価で大量に作製するのに適している。したがって、密集したメッキバンプは作成が容易で、発光素子の接着性と放熱性を高める有効な手段である。
【００４６】
図１２はまた他のバリエーションである。ここでは、ｎ側電極１６が基板の縁全部を覆っている。そして基板の四角にはメッキバンプが形成されている。また、ｐ側電極上のメッキバンプ２５も密集して作製されている。
【００４７】
図１３には、他のバリエーションを示す。ここではｎ側電極は基板の縁ではなく、真ん中に向かって伸ばしている。このようにすることで、電子の移動距離が小さくなり全体として、ｐ側電極およびｎ側電極間の抵抗値が低くなる。
【００４８】
図１４には、本発明の半導体発光素子１０を用いた半導体発光装置１を例示する。半導体発光装置１は、半導体発光素子１０をサブマウント上に登載した構成である。図１４（ａ）は断面図を、（ｂ）は射光面３６側から見た平面図を示す。
【００４９】
サブマウント２１には、引出電極が形成される。引出電極は半導体発光素子１０へ電流を印加するための電極である。半導体発光素子のｎ型層の側に接続するｎ側引出電極２２とｐ型層の側に接続されるｐ側引出電極２３がある。
【００５０】
引出電極にはバンプが形成されている。引出電極同様、バンプもｎ型層に接続されるｎ側バンプ２４と、ｐ型層に接続されるｐ側バンプ２５がある。図１４ではｐ側バンプは複数あるが、まとめて符号２５で表す。
【００５１】
このバンプによって引出電極と半導体発光素子側の電極が電気的に接続されている。従って、このバンプは接続手段である。なお、ここでは、バンプは引出電極に形成されていると説明したが、図１０乃至１３で説明したメッキバンプのように、半導体発光素子に予めバンプが形成されていてもよい。
【００５２】
図１５および１６は、メッキバンプを用いた半導体発光素子の場合の平面図および図１５のＢ−Ｂ´間の断面図を示す。図１４と同じ部分は同じ記号を用いている。ここで４０はサブマウントに形成されたスルーホールである。スルーホールは中に金属などが充填されており、サブマウントの裏側からも導通を確保できる。このようにサブマウントにはスルーホールが形成されていてもよい。
【００５３】
なお、サブマウント２１は、シリコンツェナーダイオード、シリコンダイオード、シリコン、窒化アルミニウム、アルミナ、その他のセラミック等を用いることができる。
【００５４】
バンプの材料としては、金、金−錫、半田、インジウム合金、導電性ポリマーなどを用いることができるが、特に金や金を主成分とする材料が好ましい。これらの材料を用いて、メッキ法、真空蒸着法、スクリーン印刷法、液滴射出法、ワイヤーバンプ法等を用いて形成することができる。
【００５５】
例えば、フォトリソグラフィー法により、半導体発光素子が個片化される前のウェハ状態で、メッキバンプを形成する領域以外をフォトレジストで被覆した後、電界メッキ法で半導体素子の電極上にメッキバンプを形成する。また、ワイヤーバンプ法で金ワイヤーを作製し、その一端をボンダーにてサブマウント上の引出電極に接着した後、ワイヤーを切断することでサブマウント上に金バンプを形成する。また、金などの高導電性材料の微粒ナノ粒子を揮発性溶剤に分散した液をインクジェット印刷と同様な手法で印刷し、溶剤を揮発除去してナノ粒子の集合体としてのバンプをサブマウント上に形成する液滴射出法を用いることもできる。
【００５６】
図１４に示す半導体発光装置は、半導体発光素子のｎ側電極１６が基板１１の縁にそって一定長形成されているので、ｎ側バンプ２４からの電流は縁に沿った部分からも導電性基板に供給される。そのため、ｎ側電極近傍で電流密度が高くなり発熱して発光効率が低下するといった現象を回避することができる。これは、特に５００ｍＡ以上の大電流を流すタイプの半導体発光装置に有効な構成である。
【００５７】
なお、本明細書を通じてＡｌはアルミニウム、Ｎは窒素、Ｏは酸素、Ａｇは銀、Ｒｈはロジウム、Ｐｔは白金、Ｐｄはパラジウム、Ｎｉはニッケル、Ｃｏはコバルト、Ｔｉはチタン、Ｗはタングステン、Ａｕは金、Ｇａはガリウム、Ｉｎはインジウム、Ｚｎは亜鉛を表す。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、基板の一方の面にｎ側電極とｐ型電極を設け、基板の反対の面を射光面とする半導体発光素子およびそれを用いた半導体発光装置に利用する事が出来る。
【符号の説明】
【００５９】
１    半導体発光装置
１０  半導体発光素子
１１  基板
１２  ｎ型層
１３  活性層
１４  ｐ型層
１６  ｎ側電極
１７  ｐ側電極
２１  サブマウント
２２  ｎ側引出電極
２３  ｐ側引出電極
２４  ｎ側バンプ
２５  ｐ側バンプ
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基板と
前記導電性基板上にｎ型半導体層と活性層とｐ型半導体層とを順次積層した発光層と、
前記ｐ型半導体層上に形成されたｐ側電極と、
前記発光層の一部を除去し、露出させた前記ｎ型半導体層上若しくは前記導電性基板上に形成されたｎ側電極とを有する半導体発光素子であって、
前記ｎ側電極は、前記導電性基板の角部又は縁を含む当該導電性基板の部分の上に形成され、前記導電性基板の全周長に対して一定の長さを有する形状である、半導体発光素子。
【請求項２】
前記ｎ側電極は、前記導電性基板の縁に沿って一定の長さを有する形状である請求項１に記載された半導体発光素子。
【請求項３】
前記ｎ側電極は、前記導電性基板の角部を含む当該導電性基板の部分の上に形成されている請求項１又は２のいずれかの請求項に記載された半導体発光素子。
【請求項４】
前記ｎ側電極は、バンプを形成する領域であるパッド領域を有する請求項１乃至３のいずれか一の請求項に記載された半導体発光素子。
【請求項５】
前記パッド領域は前記ｎ側電極の上面の中央部分に配置された請求項４に記載された半導体発光素子。
【請求項６】
前記ｎ側電極の上にメッキバンプを形成した請求項１乃至５のいずれか一の請求項に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記ｐ側電極の上にメッキバンプを形成した請求項６に記載された半導体発光素子。
【請求項８】
前記ｎ側電極の長さは前記導電性基板の全周長に対して２０％以上である請求項１乃至７のいずれかの請求項に記載された半導体発光素子。
【請求項９】
前記ｎ側電極の長さは前記導電性基板の全周長に対して５０％以下である請求項１乃至７のいずれかの請求項に記載された半導体発光素子。
【請求項１０】
請求項１乃至９の何れかの請求項に記載された半導体発光素子を用いた半導体発光装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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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【国際調査報告】
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