(57)【要約】  半導体層３０上に、第１電極５０および第２電極７０を備え、第1電極５０は、第1外部接続部５２と、第１外部接続部５２から延伸する第1延伸部５４および第２延伸部５６とを有し、第２電極７０は、第２外部接続部７２と、第２外部接続部７２から延伸する第３延伸部７４および第４延伸部７６、第５延伸部７８を有し、第３延伸部７４は、第１延伸部５４よりも外側を、第１延伸部５４に沿って延伸し、第４延伸部７６は、第２延伸部５６よりも外側を、第２延伸部５６に沿って延伸し、第５延伸部７８は、第３延伸部７４と第４延伸部７６との間を、第１外部接続部５２側に延伸しており、第５延伸部７８は、第２外部接続部７２から最も近い位置にある第１延伸部５４上の点と、第２外部接続部７２から最も近い位置にある第２延伸部５６上の点とを結ぶ直線Ｌ１上又は直線Ｌ１よりも第２外部接続部７２側にある発光素子１００。
2012011458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体層上に、第１電極および第２電極を備え、
前記第1電極は、第1外部接続部と、前記第１外部接続部から延伸する第1延伸部および
第２延伸部とを有し、
前記第２電極は、第２外部接続部と、前記第２外部接続部から延伸する第３延伸部および第４延伸部、第５延伸部を有し、
前記第３延伸部は、前記第１延伸部よりも外側を、前記第１延伸部に沿って延伸し、
前記第４延伸部は、前記第２延伸部よりも外側を、前記第２延伸部に沿って延伸し、
前記第５延伸部は、前記第３延伸部と前記第４延伸部との間を、前記第１外部接続部側に延伸しており、
前記第５延伸部は、前記第２外部接続部から最も近い位置にある前記第１延伸部上の点と、前記第２外部接続部から最も近い位置にある前記第２延伸部上の点とを結ぶ直線上、又は前記直線よりも前記第２外部接続部側にあることを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記第１延伸部および前記第２延伸部と、前記第３延伸部および前記第４延伸部とは、同心円弧状である請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記同心円弧の中心から順に、前記第１延伸部及び前記第３延伸部を結ぶ直線Ｌ２において、
前記同心円弧の中心から前記第１延伸部までの距離ｃ１は、前記第１延伸部から前記第３延伸部までの距離ｄ１と同じ又は長く、かつ、
前記同心円弧の中心から順に、前記第２延伸部及び前記第４延伸部を結ぶ直線Ｌ３において、
前記同心円弧の中心から前記第２延伸部までの距離ｃ２は、前記第２延伸部から前記第４延伸部までの距離ｄ２と同じ又は長い請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記半導体層は、ｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層上に積層されるｐ型半導体層とを有し、前記ｎ型半導体層上には前記第１外部接続部、前記ｐ型半導体層上には前記第２外部接続部がそれぞれ設けられており、
前記第２外部接続部から、該第２外部接続部に最も近い位置にある前記第１延伸部上の点までの距離ａ１は、前記第１外部接続部から、該第１外部接続部に最も近い位置にある前記第３延伸部上の点までの距離ｂ１よりも長く、かつ、
前記第２外部接続部から、該第２外部接続部に最も近い位置にある前記第２延伸部上の点までの距離ａ２は、前記第１外部接続部から、該第１外部接続部に最も近い位置にある前記第４延伸部上の点までの距離ｂ２よりも長い請求項１〜３のいずれか一つに記載の発光素子。
【請求項５】
前記第３延伸部および前記第４延伸部の幅は、それぞれ先端側の幅よりも前記第２外部接続部側の幅の方が広い請求項１〜４のいずれか一つに記載の発光素子。
【請求項６】
前記第１外部接続部は、前記第２外部接続部から最も遠い位置にある第３延伸部上の点および第４延伸部上の点、第５延伸部上の点のそれぞれを結ぶ直線に囲まれる領域内に配置されている請求項１〜５のいずれか一つに記載の発光素子。
【請求項７】
前記半導体層は、上面視において略矩形状を有し、
前記第２外部接続部は、前記略矩形状を有する半導体層の角部に配置されており、
前記第３延伸部から外側に分岐して、前記第２外部接続部が配置される角部の隣の角部まで延伸する第６延伸部と、
前記第４延伸部から外側に分岐して、前記第２外部接続部が配置される角部の隣の角部まで延伸する第７延伸部とを有する請求項１〜６のいずれか一つに記載の発光素子。
【請求項８】
前記半導体層は、上面視において略長方形状を有し、
前記第１外部接続部および前記第２外部接続部は、半導体層の長手方向に対向して配置されており、
前記第１延伸部および前記第２延伸部は、前記第１外部接続部から延伸された先端部が分岐するようにして設けられている請求項１、２、３、５のいずれか一つに記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子に関し、特に発光素子の電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から発光素子は、均一な発光を可能とするために様々な開発が行なわれている。例えば、発光素子の電極構造としては、ｐ側電極およびｎ側電極の一方が発光素子上面の中心に配置され、一方の周囲を囲む形で他方が配置されているものがある（特許文献１：特開２００２−３１９７０４号公報参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような電極構造を実際に採用すると、ｐ側電極とｎ側電極との間で電流密度の分布に偏りが生じ、順電圧(Ｖｆ)が高くなると共に、均一な発光を得るのには不十分であった。【０００４】
本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、電極間における電流密度の分布に偏りの少ない発光素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[１]本発明の発光素子は、半導体層上に、第１電極および第２電極を備え、前記第1電極は、第1外部接続部と、前記第１外部接続部から延伸する第1延伸部および第２延伸部とを有し、前記第２電極は、第２外部接続部と、前記第２外部接続部から延伸する第３延伸部および第４延伸部、第５延伸部を有し、前記第３延伸部は、前記第１延伸部よりも外側を、前記第１延伸部に沿って延伸し、前記第４延伸部は、前記第２延伸部よりも外側を、前記第２延伸部に沿って延伸し、前記第５延伸部は、前記第３延伸部と前記第４延伸部との間を、前記第１外部接続部側に延伸しており、前記第５延伸部は、前記第２外部接続部から最も近い位置にある前記第１延伸部上の点と、前記第２外部接続部から最も近い位置にある前記第２延伸部上の点とを結ぶ直線上又は前記直線よりも前記第２外部接続部側にある。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の発光素子によれば、電極間における電流密度の分布をより均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第一の実施形態に係る発光素子を模式的に示す平面図である。
【図２】第一の実施形態に係る発光素子を模式的に示す図１のＡ−Ａ’線における断面図である。
【図３】第二の実施形態に係る発光素子を模式的に示す平面図である。
【図４】比較例１に係る発光素子に関する図であり、（ａ）は比較例１に係る発光素子を模式的に示す平面図、（ｂ）は比較例１に係る発光素子の電流密度の分布を示す平面図である。
【図５】比較例２に係る発光素子に関する図であり、（ａ）は比較例２に係る発光素子を模式的に示す平面図、（ｂ）は比較例２に係る発光素子の電流密度の分布を示す平面図である。
【図６】比較例３に係る発光素子に関する図であり、（ａ）は比較例３に係る発光素子を模式的に示す平面図、（ｂ）は比較例３に係る発光素子の電流密度の分布を示す平面図である。
【図７】実施例１に係る発光素子に関する図であり、（ａ）は実施例１に係る発光素子を模式的に示す平面図、（ｂ）は実施例１に係る発光素子の電流密度の分布を示す平面図である。
【図８】実施例２に係る発光素子に関する図であり、（ａ）は実施例２に係る発光素子を模式的に示す平面図、（ｂ）は実施例２に係る発光素子の電流密度の分布を示す平面図である。
【図９】実施例３に係る発光素子に関する図であり、（ａ）は実施例３に係る発光素子を模式的に示す平面図、（ｂ）は実施例３に係る発光素子の電流密度の分布を示す平面図である。
【図１０】実施例４に係る発光素子に関する図であり、（ａ）は実施例３に係る発光素子を模式的に示す平面図、（ｂ）は実施例３に係る発光素子の電流密度の分布を示す平面図である。
【図１１】実施例および比較例に係る発光素子において、電流密度分布幅（相対値）と順電圧(Ｖｆ)のシミュレーション結果を示すグラフであり、（ｂ）は（ａ）に示される比較例３、並びに実施例１〜３において、電流密度分布幅の相対値のみを比較したグラフである。
【図１２】第三の実施形態に係る発光素子に関する図であり、（ａ）は第三の実施形態に係る発光素子を模式的に示す平面図、（ｂ）は第三の実施形態に係る発光素子の電流密度の分布を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明に係る発光素子を実施するための形態として、図面を参照しながら説明する。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、原則として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。
【０００９】
＜第一の実施形態＞
図１は、第一の実施形態に係る発光素子を模式的に示す平面図である。図２は、第一の実施形態に係る発光素子を模式的に示す図１のＡ−Ａ’線における断面図である。
【００１０】
図１及び図２に示すように、第一の実施形態に係る発光素子１００は、基板１０と、基板１０上に設けられる半導体層３０と、半導体層３０上に設けられる第１電極５０および第２電極７０とを少なくとも備える。
第1電極５０は、第1外部接続部５２と、第１外部接続部から延伸する第1延伸部５４および第２延伸部５６とを有する。
第２電極７０は、第２外部接続部７２と、第２外部接続部７２から延伸する第３延伸部７４および第４延伸部７６、第５延伸部７８を有する。
第３延伸部７４は、第１延伸部５４よりも外側を、第１延伸部５４に沿って延伸し、第４延伸部７６は、第２延伸部５６よりも外側を、第２延伸部５６に沿って延伸する。つまり、第１延伸部５４上の複数の点から第３延伸部７４までの最短距離が同じであるか、あるいは第１延伸部５４は、所定長さに渡って第３延伸部７４から一定の間隔で配置されていることを意味する。また、第２延伸部５６上の複数の点から第４延伸部７６までの最短距離が同じであるか、あるいは第２延伸部５６は、所定長さに渡って第４延伸部７６から一定の間隔で配置されていることを意味する。さらに、第１延伸部５４から第３延伸部７４までの最短距離と、第２延伸部５６から第４延伸部７６までの最短距離とが同じになるように配置されている。
通常、電極の延伸部は、隣り合うものとの距離が近ければ電流が集中し、遠ければ電流が行き届かず、延伸部間の距離が異なれば電流密度にムラが生じる。一方、上述した第１〜第４延伸部の配置によって、このような電流密度のムラが防止される。
【００１１】
第５延伸部７８は、第３延伸部７４と第４延伸部７６との間を、第１外部接続部５２側に延伸している。さらにこの第５延伸部７８は、第２外部接続部７２から最も近い位置にある第１延伸部５４上の点と、第２外部接続部７２から最も近い位置にある第２延伸部５６上の点とを結ぶ直線Ｌ１上又は直線Ｌ１よりも第２外部接続部７２側にある。
なお、本明細書における「上」とは、半導体層３０に対して第１電極５０および第２電極７０が設けられた側を指し、図２における上方向である。
これにより、第1外部接続部５２と第２外部接続部７２との間に集中して流れる電流の一部を、電流が不足しがちな周囲、例えば、第１延伸部５４と第３延伸部７４との間や、第２延伸部５６と第４延伸部７６との間に広げることができる。このため、電極間における電流密度の分布をより均一にすることができる。
【００１２】
より具体的には、本実施形態に係る発光素子１００は、上面視において略矩形状を有し、基板１０上に半導体層３０として、ｎ型半導体層３２と、活性層３４と、ｐ型半導体層３６とが順に積層されている。さらに半導体層３０上には、正負一対の電極が設けられており、ｎ型半導体層３２に電気的に接続される第１電極（ｎ側電極）５０およびｐ型半導体層３６に電気的に接続される第２電極（ｐ側電極）７０を備えている。
第１電極５０は、ｐ型半導体層３６および活性層３４の一部が除去されて露出したｎ型半導体層３２の表面に設けられている。一方、第２電極７０は、ｐ型半導体層３６上のほぼ全面に形成された透光性電極４０の表面に接して設けられている。
【００１３】
さらに、第１電極５０および第２電極７０は、外部回路（図示しない）と電気的に接続される外部接続部５２、７２と、外部接続部５２、７２から延伸する複数の延伸部５４、５６、７４、７６、７８とをそれぞれ有している。
本実施形態においては、第１電極の外部接続部（第１外部接続部）５２と第２電極の外部接続部（第２外部接続部）７２とが、上面視において略矩形状を有する半導体層３０の対角方向に、互いに半導体層３０を介して対向するように配置されている。第１外部接続部５２は、第２外部接続部７２側に延伸する第１延伸部５４および第２延伸部５６を有している。この第１延伸部５４と第２延伸部５６とは、上面視において第１外部接続部５２を間にして略円弧状に配置されている。
【００１４】
一方、第２外部接続部７２は、第１外部接続部５２側に延伸する第３延伸部７４および第４延伸部７６、第５延伸部７８を有している。第３延伸部７４は、第１延伸部５４よりも外側を第１延伸部５４に沿って延伸している。第４延伸部７６は、第２延伸部５６よりも外側を第２延伸部５６に沿って延伸している。
【００１５】
第２外部接続部７２から、この第２外部接続部７２に最も近い位置にある第１延伸部５４上の点（第１延伸部の先端）までの距離ａ１は、第１外部接続部５２から、この第１外部接続部５２最も近い位置にある第３延伸部７４上の点（第３延伸部の先端）までの距離ｂ１よりも長く、かつ、第２外部接続部７２から、この第２外部接続部７２の最も近い位置にある第２延伸部５６上の点（第２延伸部の先端）までの距離ａ２は、第１外部接続部５２から、この第１外部接続部５２最も近い位置にある第４延伸部７６上の点（第４延伸部の先端）までの距離ｂ２よりも長いのが好ましい。
これにより、ｎ側電極の第１外部接続部５２よりも周囲に電流が集中しやすいｐ側電極の第２外部接続部７２と、第１延伸部５４または第２延伸部５６との間に流れる電流を、ｎ側電極の第１外部接続部５２と、第３延伸部７４または第４延伸部７６との間に広がりやすくすることができる。
【００１６】
このような第３延伸部７４および第４延伸部７６の幅は、それぞれ先端側、特に第１延伸部５４および第２延伸部５６に沿って対向する部分の幅よりも第２外部接続部７２側の幅の方が広くなっているのが好ましい。これによって、第２外部接続部７２側のシート抵抗が下がり、電流を先端側まで広がりやすくすることができる。さらに、第３延伸部７４および第４延伸部７６の幅を均一にするよりも、半導体層３０上に占める電極の面積を減らすことができるため、半導体層３０からの光取り出し効率の低下を軽減することができる。
【００１７】
本実施形態における第５延伸部７８は、第３延伸部７４と第４延伸部７６との間を、第１外部接続部５２に向かって直線的に延伸している。第５延伸部７８の先端は、第２外部接続部７２から最も近い位置にある第１延伸部５４上の点（第１延伸部の先端）と、第２外部接続部７２から最も近い位置にある第２延伸部５６上の点（第２延伸部の先端）とを結ぶ直線Ｌ１よりも第２外部接続部７２側に配置されている。
これにより、第５延伸部７８と、第１延伸部５４および第２延伸部５６、第１外部接続部５２に囲まれた領域との間で、電流が過度に集中することを抑制し、抑制された電流の一部を第１延伸部５４と第３延伸部７４との間および第２延伸部５６と第４延伸部７６との間に広げることができる。
【００１８】
さらに、第３延伸部７４および第４延伸部７６は、それぞれ第１延伸部５４および第２延伸部５６に対して略平行となるように対向して配置されているのが好ましく、第１延伸部５４および第２延伸部５６と、第３延伸部７４および第４延伸部７６とは同心円弧状に配置されていることがより好ましい。
これにより、第１延伸部５４と第３延伸部７４との間、および第２延伸部５６と第４延伸部７６との間に流れる電流を均一にすることができる。特に、同心円弧状とすることによって、半導体層３０上に占める電極の面積を最小限に抑えられるため、半導体層３０からの光取り出し効率の低下を軽減することもできる。
【００１９】
また、この同心円弧の中心から順に、第１延伸部５４、第３延伸部７４と結ぶ直線Ｌ２において、同心円弧の中心から第１延伸部５４までの距離ｃ１は、第１延伸部５４から第３延伸部７４までの距離ｄ１と同じ若しくは長く、かつ、同心円弧の中心から順に、第２延伸部５６、第４延伸部７６と結ぶ直線Ｌ３において、同心円弧の中心から第２延伸部５６までの距離ｃ２は、第２延伸部５６から第４延伸部７６までの距離ｄ２と同じ若しくは長くするのが好ましい。
これにより、第1外部接続部５２と第２外部接続部７２との間、特に同心円弧の中心付近に集中して流れやすい電流を、第１延伸部５４と第３延伸部７４との間および第２延伸部５６と第４延伸部７６との間にさらに広がりやすくすることができる。
【００２０】
本実施形態における第１外部接続部５２は、上面視において、第３延伸部７４および第４延伸部７６、第５延伸部７８の各先端を結ぶ直線Ｌ４に囲まれる領域内に配置されている。つまり、第１外部接続部５２が、第２外部接続部７２から最も遠い位置にある第３延伸部７４上の点、第４延伸部７６上の点および第５延伸部７８上の点のそれぞれを結ぶ直線Ｌ４に囲まれている。これにより、第２外部接続部７２からの距離が遠く、電流が不足しやすい領域に、比較的に電流が集中しやすい第１外部接続部５２が配置され、電流を補うことができる。
【００２１】
本実施形態では、前述した第１〜５延伸部５４、５６、７４、７６、７８以外に２つの延伸部、第６延伸部８０と第７延伸部８２とを有している。第６延伸部８０は、第３延伸部７４から外側に分岐して、第２外部接続部７２が配置される角部の隣の角部まで延伸している。第７延伸部８２は、第４延伸部７６から外側に分岐して、第２外部接続部７２が配置される角部の隣の角部まで延伸している。
これにより、外部接続部５２、７２が配置されておらず、電流が不足しがちな半導体層３０の角部にも電流を広げることができる。
【００２２】
以上の構成を有する第一の実施形態に係る発光素子１００は、第１電極５０と第２電極７０との間における電流密度の分布をより均一にすることができる。
【００２３】
（基板）
基板は、主に半導体層を積層するための部材であり、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部材であれば良く、大きさや厚さ等は特に限定されない。このような基板の材料としては、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）やスピネル（ＭｇＡ１2Ｏ4）のような絶縁性基板、また炭化ケイ素（ＳｉＣ）、ＺｎＳ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ダイヤモンド、および窒化物半導体と格子接合するニオブ酸リチウム、ガリウム酸ネオジウム等の酸化物基板が挙げられる。
【００２４】
（半導体層）
半導体層は、発光素子における発光部となる部材であり、ｎ型半導体層と、活性層と、ｐ型半導体層と、から少なくとも構成される。半導体層の種類、材料は特に限定されるものでは無いが、例えばＩｎXＡｌYＧａ1-X-YＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化ガリウム系の半導体材料が好適に用いられる。
【００２５】
（電極）
電極は、外部から半導体層に対して電流を供給するための部材であり、半導体層の同一面側に正負一対の電極として、第１電極および第２電極を有する。第１電極と第２電極とは、互いに半導体層を介して対向して配置されており、第一の実施形態においては、第１電極をｎ側電極とし、第２電極をｐ側電極としているが、これに限定されず、第１電極をｐ側電極、第２電極をｎ側電極とすることもできる。なお、ここでの対向とは、各部材同士が互いに点と点で向き合うという意味の他に、面と面で向き合うという意味も含むものである。
このような電極の材料としては、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｗ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ等を用いることができ、その中でも、Ｔｉ／Ｐｔ／ＡｕやＴｉ／Ｒｈ／Ａｕ等の順番に積層した多層膜を用いることが好ましい。
【００２６】
また、第１電極および第２電極は、それぞれ外部接続部と、延伸部とを備えている。
外部接続部は、外部回路と電気的に接続するためのパッド電極であり、例えば、導電性のワイヤ等がボンディングされる部分である。外部接続部は、上面視において半導体層の側面よりも内側に配置されているのが好ましく、外部接続部間の距離を縮小することにより順電圧を低減することができる。外部接続部の形状としては、特に限定されないが、ワイヤボンディングのしやすさ等を考慮して円形状とするのが好ましい。さらに、第一の実施形態においては、第１電極の外部接続部（第１外部接続部）と、第２電極の外部接続部（第２外部接続部）とが、上面視において半導体層の対角方向に配置されているが、例えば、半導体層の対向する２つの側面方向に配置することもできる。
【００２７】
延伸部は、外部接続部に供給された電流を、半導体層に均一に拡散させるための補助電極である。
第１電極の延伸部としては、第１延伸部と、第２延伸部とを少なくとも有しており、それぞれ第１外部接続部から第２外部接続部側に延伸している。第１延伸部および第２延伸部の形状は、円弧状や直線状などの所望な形状にすることができるが、第１外部接続部と第２外部接続部とを結ぶ直線に対して、第１延伸部と第２延伸部とが対称となるように配置されるのが好ましい。
第２電極の延伸部としては、第３延伸部と、第４延伸部と、第５延伸部とを少なくとも有しており、それぞれ第２外部接続部から第１外部接続部側に延伸している。
第２外部接続部から延伸された第３延伸部は、第１延伸部よりも外側、つまり半導体層の側面側を、第１延伸部に沿って延伸している。
第４延伸部は、第２外部接続部から第３延伸部とは反対側に延伸され、さらに第２延伸部よりも外側（半導体層の側面側）を、第２延伸部に沿って延伸している（なお、ここでの反対側とは、第１外部接続部と第２外部接続部とを結ぶ直線を基準にして反対側を意味する）。
第５延伸部は、その形状については特に限定されないが、第２外部接続部から最も近い位置にある第１延伸部上の点と、第２外部接続部から最も近い位置にある第２延伸部上の点とを結ぶ直線上又は直線よりも第２外部接続部側に少なくとも配置されている。
【００２８】
（透光性電極）
透光性電極は、ｐ型半導体層の上面のほぼ全面に設けられ、ｐ側電極から供給される電流を、ｐ型半導体層の面内全体に均一に流すための部材である。透光性電極は、半導体素子の光取り出し面側に配置されるため、導電性酸化物を材料として用いるのが好ましい。透光性電極として金属薄膜を用いることもできるが、導電性酸化物は金属薄膜に比べて透光性に優れるため、半導体素子を発光効率の高い発光素子とすることができる。このような導電性酸化物としては、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｍｇから選択される少なくとも１種を含む酸化物、具体的にはＺｎＯ、Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2、ＩＴＯ等が挙げられる。導電性酸化物（特にＩＴＯ）は可視光（可視領域）において高い光透過性を有し（例えば、６０％以上、７０％以上、７５％以上又は８０％以上）、また導電率の比較的高い材料であることから好適に用いることができる。
【００２９】
＜第二の実施の形態＞
図３は、第二の実施形態に係る発光素子を模式的に示す平面図である。
第二の実施形態に係る発光素子は、電極の延伸部形状が異なる以外は、第一の実施形態と実質的に同じ構造を有している。なお、同じ構造については、説明を省略する部分もある。
【００３０】
本実施形態に係る発光素子２００は、基板１０と、半導体層３０と、第１電極５０と、第２電極７０とを少なくとも備える。
第１電極５０および第２電極７０は、上面視において、略矩形状を有する半導体層３０の対角方向に対向して配置されている。
第１電極５０は、第１外部接続部５２と、第１外部接続部５２から延伸される第１延伸部５４および第２延伸部５６とを有している。第１外部接続部５２は、半導体層３０の角部近傍（内側）に配置されている。第１延伸部５４は、第１外部接続部５２が配置された半導体層３０の角部を構成する一方の側面３７ａに対して略平行に延伸している。第２延伸部５６は、第１外部接続部５２が配置された半導体層３０の角部を構成する他方の側面３７ｂに対して略平行に延伸している。
【００３１】
第２電極７０は、第２外部接続部７２と、第２外部接続部７２から延伸される第３延伸部７４および第４延伸部７６、第５延伸部７８を有している。
第２外部接続部７２は、半導体層３０の角部近傍（内側）に配置されている。
第３延伸部７４は、第２外部接続部７２が配置された半導体層３０の角部を構成する一方の側面３８ａに対して略平行に延伸し、さらに第１延伸部５４よりも外側を第１延伸部５４に対して略平行に延伸している。
第４延伸部７６は、第２外部接続部７２が配置された半導体層３０の角部を構成する他方の側面３８ｂに対して略平行に延伸し、さらに第２延伸部５６よりも外側を第２延伸部５６に対して略平行に延伸している。
第５延伸部７８は、第３延伸部７４と第４延伸部７６との間を、第１外部接続部５２に向かって直線的に延伸している。第５延伸部７８の先端は、第１延伸部５４および第２延伸部５６の先端を結ぶ直線Ｌ１よりも第２外部接続部７２側に配置されている。
これにより、第５延伸部７８と、第１延伸部５４および第２延伸部５６に囲まれた領域との間で、電流が過度に集中することを抑制し、抑制された電流の一部を第１延伸部５４と第３延伸部７４との間および第２延伸部５６と第４延伸部７６との間に広げることができる。
【００３２】
本実施形態における第１延伸部５４および第２延伸部５６の先端は、それぞれ第２外部接続部７２側に屈曲し、屈曲された先端は、さらに第２外部接続部７２が配置された半導体層３０の角部を構成する側面３８ａ、３８ｂに沿って、それぞれ略平行に延伸している。
これにより、第１電極の延伸部５４、５６と第２電極の延伸部７４、７６との間で、略平行に対向する部分を増やすことができるため、より均一に電流を広げることができる。また、第１延伸部５４および第２延伸部５６の先端が延伸する方向に、それぞれ第３延伸部７４および第４延伸部７６が配置されていない（屈曲している）ため、その間で比較的に発生しやすい電流集中を緩和することができる。
【００３３】
以上の構成を有する第二の実施形態に係る発光素子２００は、第１電極５０と第２電極７０との間における電流密度の分布をより均一にすることができる。
【００３４】
＜第三の実施の形態＞
図１２は、第三の実施形態に係る発光素子に関する図であり、（ａ）は第三の実施形態に係る発光素子を模式的に示す平面図、（ｂ）は第三の実施形態に係る発光素子の電流密度の分布を示す平面図であり、右に配置されたバーは上に進む程（濃淡が濃い程）に電流密度が高いことを示している。
【００３５】
第三の実施形態に係る発光素子は、平面視において略長方形状を有しており、電極の延伸部形状が異なる以外は、第一の実施形態と実質的に同じ構造を有している。なお、同じ構造については、説明を省略する部分もある。
【００３６】
本実施形態に係る発光素子１０００は、基板１０１０と、半導体層１０３０と、第１電極１０５０と、第２電極１０７０とを少なくとも備える。
第１電極１０５０は、第１外部接続部１０５２と、第１外部接続部１０５２から延伸され、その先端部が分岐するようにして設けられた第１延伸部１０５４および第２延伸部１０５６とを少なくとも有する。
第２電極１０７０は、第２外部接続部１０７２と、第２外部接続部１０７２から延伸する第３延伸部１０７４および第４延伸部１０７６、第５延伸部１０７８を少なくとも有する。
【００３７】
第１外部接続部１０５２および第２外部接続部１０７２は、上面視において、略長方形状を有する半導体層１０３０の長手方向に対向して配置（半導体層の対向する短辺側にそれぞれ配置）されている。
第３延伸部１０７４は、第１延伸部１０５４よりも外側を、第１延伸部１０５４に沿って延伸している。
第４延伸部１０７６は、第２延伸部１０５６よりも外側を、第２延伸部１０５６に沿って延伸している。
第５延伸部１０７８は、第３延伸部１０７４と第４延伸部１０７６との間を、第１外部接続部１０５２側に延伸している。さらにこの第５延伸部１０７８は、第２外部接続部１０７２から最も近い位置にある第１延伸部１０５４上の点（第１延伸部の先端）と、第２外部接続部１０７２から最も近い位置にある第２延伸部１０５６上の点（第２延伸部の先端）とを結ぶ直線Ｌ１００１よりも第２外部接続部１０７２側にある。
【００３８】
また、第３延伸部１０７４および第４延伸部１０７６は、それぞれ外側に分岐し、第１外部接続部１０５２を囲むように半導体層１０３０の側面に沿って延伸する第６延伸部１０８０および第７延伸部１０８２を有する。
【００３９】
第１外部接続部１０５２は、半導体層１０３０の短手方向にそれぞれ延伸する第８延伸部１０９４と第９延伸部１０９６とを有しており、略長方形状を有する半導体層全体に電流を均一に広げることができる。さらに第１外部接続部１０５２は、第３延伸部１０７４および第４延伸部１０７６、第６延伸部１０８０、第７延伸部１０８２の各先端を結ぶ直線に囲まれる領域内に配置されているのが好ましく、第１外部接続部１０３０に集中し易い電流を周囲に広げることができる。
また、第２外部接続部１０７２は、第１０延伸部１０９０と第１１延伸部１０９２とを有する。第１０延伸部１０９０および第１１延伸部１０９２は、第２外部接続部１０７２の近傍にある半導体層１０３０の角部に向かってそれぞれ延伸し、電流が不足しがちな半導体層１０３０の角部まで電流を広げることができる。
【００４０】
以上の構成を有する第三の実施形態に係る発光素子１０００は、図１２（ｂ）に示すように、第１電極１０５０と第２電極１０７０との間における電流密度の分布を均一にすることができる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明に係る発光素子が奏する効果を確認する実験例について、図４〜１１を参照しながら詳細に説明する。本実験例では、電極配置を変更した複数の発光素子に電流を供給し、各発光素子の電流密度の分布を観察した。そして、各発光素子の電流密度の分布から、各発光素子の電流密度および順電圧（Ｖｆ）の差を比較した。【００４２】
各発光素子の電流密度の分布、および順電圧（Ｖｆ）は、有限要素法を用いたシミュレーションソフトにより観察および解析した。
図４〜９の各図（ａ）は、実験に用いた各発光素子の電極の配置を示し、図４〜９の各図（ｂ）は、各発光素子の電流分布の観察結果を示している。
図４〜９の各図（ｂ）の右に配置されたバーは、上に進む程（濃淡が濃い程）に電流密度が高いことを示している。【００４３】
＜比較例１＞
比較例１に係る発光素子３００は、図４（ａ）に示すように、第２電極の外部接続部（第２外部接続部）３７２が第３延伸部および第４延伸部を有しておらず、かつ、比較的に電流が集中しやすい第２外部接続部３７２から、第５延伸部３７８が直線的に第１電極の外部接続部（第１外部接続部）３５２側に延伸されている。このため、図４（ｂ）に示すように、第１外部接続部３５２と、第２外部接続部３７２との間に電流が過度に流れ、第１外部接続部３５２側にある半導体層３３０の側面近傍において電流密度が低下している。したがって、図４（ａ）に示す電極形状および電極配置では、電流密度の分布に大きな偏りが生じることが分かる。【００４４】
＜比較例２＞
比較例２に係る発光素子４００は、図５（ａ）に示すように、第２電極の外部接続部（第２外部接続部）４７２から延伸する第３延伸部４７４および第４延伸部４７６が、それぞれ第１電極の外部接続部（第１外部接続部）４５２から延伸する第１延伸部４５４および第２延伸部４５６に沿って延伸していない。このため、図５（ｂ）に示すように、第２外部接続部４７２側に電流が集中し、第１外部接続部４５２側にまで電流が広がっていないため、特に、第１外部接続部４５２側にある半導体層４３０の角部を中心に電流密度が低下している。したがって、図５（ａ）に示す電極形状および電極配置では、電流密度の分布に大きな偏りが生じることが分かる。【００４５】
＜比較例３＞
比較例３に係る発光素子５００は、図６（ａ）に示すように、第２電極の外部接続部（第２外部接続部）５７２から延伸する第３延伸部５７４および第４延伸部５７６が、それぞれ第１電極の外部接続部（第１外部接続部）５５２から延伸する第１延伸部５５４および第２延伸部５５６に対向するように沿って延伸している。しかし、第２外部接続部５７２から直線的に延伸する第５延伸部５７８の先端は、第２外部接続部５５２から最も近い位置にある第１延伸部５５４上の点（第１延伸部の先端）と、第２外部接続部５５２から最も近い位置にある第２延伸部５５６上の点（第２延伸部の先端）とを結ぶ直線Ｌ５０１よりも第１外部接続部５５２側に配置されている。このため、図６（ｂ）に示すように、第５延伸部５７８の先端と、第５延伸部５７８の先端を囲むように配置された第１延伸部５５４および第２延伸部５５６、第１外部接続部５５２との間で電流が過度に集中している。したがって、図６（ａ）に示す電極形状および電極配置では、電流密度の分布に大きな偏りが生じることが分かる。【００４６】
＜実施例１＞
実施例１に係る発光素子６００は、図７（ａ）に示すように、第２電極の外部接続部（第２外部接続部）６７２から延伸する第３延伸部６７４および第４延伸部６７６が、それぞれ第１電極の外部接続部（第１外部接続部）６５２から延伸する第１延伸部６５４および第２延伸部６５６に対向するように沿って延伸している。さらに、第２外部接続部６７２から直線的に延伸する第５延伸部６７８の先端は、第２外部接続部６７２から最も近い位置にある第１延伸部６５４上の点（第１延伸部の先端）と、第２外部接続部６７２から最も近い位置にある第２延伸部６５６上の点（第２延伸部の先端）とを結ぶ直線Ｌ６０１上に配置されている。【００４７】
このため、図７（ｂ）に示すように、第５延伸部６７８の先端と、第１延伸部６５４および第２延伸部６５６、第１外部接続部６５２に囲まれた領域との間で、過度に電流が集中することを抑制し、抑制された電流の一部を第１延伸部６５４と第３延伸部６７４との間、および第２延伸部６５６と第４延伸部６７６との間に広げることができる。したがって、図７（ａ）に示す電極の電極形状および電極配置であれば、電流密度の分布をより均一にすることができるため、均一な発光を得ることができることが分かる。【００４８】
＜実施例２＞
実施例２に係る発光素子７００は、図８（ａ）に示すように、前記した実施例１に係る発光素子６００と同様の構成を備え、かつ、実施例１に係る発光素子６００の第５延伸部６７８と比較して、第５延伸部７７８の先端が第２外部接続部７７２側に配置されている。つまり、第５延伸部７７８の先端は、第２外部接続部７７２から最も近い位置にある第１延伸部７５４上の点（第１延伸部の先端）と、第２外部接続部７７２から最も近い位置にある第２延伸部７５６上の点（第２延伸部の先端）とを結ぶ直線Ｌ７０１よりも第２外部接続部７７２側上に配置されている。【００４９】
このため、図８（ｂ）に示すように、第５延伸部７７８の先端と、第１延伸部７５４および第２延伸部７５６、第１外部接続部７５２に囲まれた領域との間で、過度に電流が集中することをさらに抑制し、抑制された電流の一部を第１延伸部７５４と第３延伸部７７４との間、および第２延伸部７５６と第４延伸部７７６との間に広げることができる。したがって、図８（ａ）に示す電極の電極形状および電極配置であれば、電流密度の分布をより均一にすることができるため、均一な発光を得ることができることが分かる。なお、実施例２に係る発光素子７００は、前記した第一の実施形態に係る発光素子１００と同様のものである。【００５０】
＜実施例３＞
実施例３に係る発光素子８００は、図９（ａ）に示すように、前記した実施例２に係る発光素子７００と同様の構成を備え、かつ、実施例２に係る発光素子７００の第５延伸部７７８と比較して、第５延伸部８７８の先端がさらに第２外部接続部８７２側に配置されている。【００５１】
このため、図９（ｂ）に示すように、第５延伸部８７８の先端と、第１延伸部８５４および第２延伸部８５６、第１外部接続部８５２に囲まれた領域との間に流れる電流がさらに抑制され、抑制された電流の一部を第１延伸部８５４と第３延伸部８７４との間、および第２延伸部８５６と第４延伸部８７６との間にさらに広げることができる。したがって、図９（ａ）に示す電極の電極形状および電極配置であれば、電流密度の分布をより均一にすることができるため、均一な発光を得ることができることが分かる。【００５２】
＜実施例４＞
実施例４に係る発光素子９００は、図１０（ａ）に示すように、第１電極の外部接続部（第１外部接続部）９５２から延伸する第１延伸部９５４および第２延伸部９５６が、それぞれ半導体層の側面９３７ａ、９３７ｂ、９３８ａ、９３８ｂに対して略平行に延伸しており、かつ、第２電極の外部接続部（第２外部接続部）９７２から延伸する第３延伸部９７４および第４延伸部９７６が、それぞれ第１延伸部９５４および第２延伸部９５６よりも外側を、第１延伸部９５４および第２延伸部９５６に対して略平行に延伸している。さらに、第２外部接続部９７２から直線的に延伸する第５延伸部９７８の先端は、第２外部接続部９７２から最も近い位置にある第１延伸部９５４上の点（第１延伸部の先端）と、第２外部接続部９７２から最も近い位置にある第２延伸部９５６上の点（第２延伸部の先端）とを結ぶ直線Ｌ９０１よりも第２外部接続部９７２側に配置されている。【００５３】
このため、図１０（ｂ）に示すように、第５延伸部９７８の先端と、第１延伸部９５４および第２延伸部９５６、第１外部接続部９５２に囲まれた領域との間で、過度に電流が集中することを抑制し、抑制された電流の一部を第１延伸部９５４と第３延伸部９７４との間、および第２延伸部９５６と第４延伸部９７６との間に広げることができる。したがって、図１０（ａ）に示す電極の電極形状および電極配置であれば、電流密度の分布をより均一にすることができるため、均一な発光を得ることができることが分かる。なお、実施例４に係る発光素子９００は、前記した第二の実施形態に係る発光素子２００と同様のものである。【００５４】
図１１において、比較例１〜３、実施例１〜４に係る発光素子における電流密度分布幅の相対値と、順電圧（Ｖｆ）の値とを示す。なお、図１１（ｂ）は、（ａ）に示される比較例３、並びに実施例１〜４において、電流密度分布幅の相対値のみを比較したグラフである。【００５５】
ここで、相対値とは、比較例３を基準にした各発光素子の電流密度分布の差を示す値であり、各発光素子の電流密度分布のヒストグラムにおいて最大頻度を取る電流密度を基準とし、基準より大きい側で頻度が最大頻度の５％となる電流密度と、基準より小さい側で頻度が最大頻度の５％となる電流密度との差を算出し、各発光素子において算出された値を比較例３における値で除算した値である。
この相対値を比較することで、各発光素子の電流密度分布の差（電流密度分布の偏り）が、比較例３と比較して大きいのか、あるいは小さいのかを簡易的に判定することができる。【００５６】
本実施例では、図１１に示すように、実施例１〜４に係る発光素子６００、７００、８００、９００の相対値が、基準となる比較例３に係る発光素子５００の相対値よりも低く、その中でも実施例３に係る発光素子８００の相対値が最も低い。次いで、実施例２に係る発光素子７００、実施例１に係る発光素子６００の順に相対値が低い結果となった。なお、実施例２に係る発
光素子７００については、Ｖｆの値も比較的に低く抑えられていることが分かる。【００５７】
一方、比較例１、２に係る発光素子３００、４００は、実施例１〜４に係る発光素子６００、７００、８００、９００および基準となる比較例３に係る発光素子５００よりも、相対値、Ｖｆの値ともに極めて高い結果となった。
したがって、実施例３に係る発光素子８００のような電極形状および電極配置であれば、半導体層における電流密度の差を最も緩和させることができ、さらにＶｆの値まで考慮すると、実施例２に係る発光素子７００のような電極形状および電極配置とするのが最も好ましいことが分かる。【００５８】
上述した本発明の発光素子[１]により、第1外部接続部と第２外部接続部との間に集中して流れる電流の一部を、電流が不足しがちな領域に広げることができる。【００５９】
さらに、本願は以下の[２]〜[８]を含む。
[２]前記第１延伸部および前記第２延伸部と、前記第３延伸部および前記第４延伸部とは、同心円弧状である[１]の発光素子。
これにより、第１延伸部と第３延伸部との間、および第２延伸部と第４延伸部との間に流れる電流を均一にすることができる。【００６０】
[３]前記同心円弧の中心から順に、前記第１延伸部、前記第３延伸部と結ぶ直線において、前記同心円弧の中心から前記第１延伸部までの距離は、前記第１延伸部から前記第３延伸部までの距離と同じ、若しくは長い、かつ、前記同心円弧の中心から順に、前記第２延伸部、前記第４延伸部と結ぶ直線において、前記同心円弧の中心から前記第２延伸部までの距離は、前記第２延伸部から前記第４延伸部までの距離と同じ、若しくは長い[１]又は[２]の発光素子。
これにより、第1外部接続部と第２外部接続部との間、特に同心円弧の中心付近に集中して流れる電流を、第１延伸部と第３延伸部との間、および第２延伸部と第４延伸部との間にさらに広がりやすくすることができる。【００６１】
[４]前記半導体層は、ｎ型半導体層と、前記ｎ型半導体層上に積層されるｐ型半導体層とを有し、前記ｎ型半導体層上には前記第１外部接続部、前記ｐ型半導体層上には前記第２外部接続部がそれぞれ設けられており、
前記第２外部接続部から、該第２外部接続部に最も近い位置にある前記第１延伸部上の点までの距離ａ１は、前記第１外部接続部から、該第１外部接続部に最も近い位置にある前記第３延伸部上の点までの距離ｂ１よりも長く、かつ、
前記第２外部接続部から、該第２外部接続部に最も近い位置にある前記第２延伸部上の点までの距離ａ２は、前記第１外部接続部から、該第１外部接続部に最も近い位置にある前記第４延伸部上の点までの距離ｂ２よりも長い[１]〜[３]のいずれか１つの発光素子。
これにより、ｎ側電極の第１外部接続部よりも周囲に電流が集中しやすいｐ側電極の第２外部接続部と、第１延伸部または第２延伸部との間に流れる電流を、第１外部接続部と、第３延伸部または第４延伸部との間に広がりやすくすることができる。【００６２】
[５]前記第３延伸部および前記第４延伸部の幅は、それぞれ先端側の幅よりも前記第２外部接続部側の幅の方が広い[１]〜[４]のいずれか１つの発光素子。
これにより、第３延伸部および第４延伸部において、第２外部接続部側のシート抵抗が下がり、先端側まで電流を流れやすくすることができる。【００６３】
[６]前記第１外部接続部は、前記第２外部接続部から最も遠い位置にある第３延伸部上の点および第４延伸部上の点、第５延伸部上の点のそれぞれを結ぶ直線に囲まれる領域内に配置されている[１]〜[５]のいずれか１つの発光素子。
これにより、第２外部接続部からの距離が遠く、電流が不足しやすい領域に、比較的に電流が集中しやすい第１外部接続部が配置され、電流を補うことができる。【００６４】
[７]前記半導体層は、上面視において略矩形状を有し、前記第２外部接続部は、前記略矩形状を有する半導体層の角部に配置されており、前記第３延伸部から外側に分岐して、前記第２外部接続部が配置される角部の隣の角部まで延伸する第６延伸部と、前記第４延伸部から外側に分岐して、前記第２外部接続部が配置される角部の隣の角部まで延伸する第７延伸部とを有する[１]〜[６]のいずれか１つの発光素子。。
これにより、電流が不足がちな半導体層の角部にも電流を広げることができる。【００６５】
[８]前記半導体層は、上面視において略長方形状を有し、前記第１外部接続部および前記第２外部接続部は、長手方向に対向して配置されており、前記第１延伸部および前記第２延伸部は、前記第１外部接続部から延伸された先端部が分岐するようにして設けられていている[１]〜[７]のいずれか１つの発光素子。
これにより、略長方形状を有する半導体層全体に電流を均一に広げることができる。【００６６】
以上、本発明に係る発光素子について、発明を実施するための形態および実施例により具体的に説明したが、これらは、特許請求の範囲の記載及びそれらの均等物に定義した発明を限定するものではない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の範囲に含まれることは当業者にとって明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明の発光素子は、一般照明の他に、液晶のバックライト、自動車のヘッドライト、信号機、大型ディスプレイ等の各種光源に利用することができる。
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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