(57)【要約】【課題】ＵＶ−ＢやＵＶ−Ｃの波長域の光を発する発光素子であって、半導体層の組成に起因する発光効率の低下や順方向電圧の上昇が抑えられた発光素子を提供する。【解決手段】本発明の一態様として、ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１）を主成分とするｎ型半導体層１１と、ｐ型半導体層１３と、ｎ型半導体層１１とｐ型半導体層１３に挟まれた発光層１２と、ｎ型半導体層１１に接続されたｎ電極１１と、ｐ型半導体層１３に接続され、ドットパターンを構成するように配置された複数のｐ電極１５と、を有し、ｎ電極１１の面積が、チップ面積の２５％以上かつ５０％以下である、発光素子１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１）を主成分とするｎ型半導体層と、
ｐ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層に挟まれた発光層と、
前記ｎ型半導体層に接続されたｎ電極と、
前記ｐ型半導体層に接続され、ドットパターンを構成するように配置された複数のｐ電極と、
を有し、
前記ｎ電極の面積が、チップ面積の２５％以上かつ５０％以下である、発光素子。
【請求項２】
前記ｎ型半導体層がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（ｘ≧０．６５）を主成分とする、
請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記ｐ電極上の前記ｎ電極の縁から最も離れた点の前記ｎ電極の縁からの距離が１００μｍ以下である、
請求項１又は２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記ｐ電極の面積が、前記発光素子のチップ面積の４５％以上である、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記ｐ電極の平面形状が円又は角数が４以上の多角形である、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記ｐ電極の平面形状が円又は六角形である、
請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記ｐ電極のドットパターンが円である場合の半径、又は多角形である場合の辺長が５０μｍ以上である、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記ｐ電極の総周長が３００μｍ以上である、
請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項９】
前記発光層及び前記ｐ型半導体層は、前記ｎ型半導体層の前記ｎ電極が接続される面から突起した凸部分上に積層されており、前記ｎ型半導体層の前記凸部分、前記発光層、及び前記ｐ型半導体層からなる積層部の側面の傾斜が７５°以上かつ９０°以下である、
請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１０】
ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１）を主成分とするｎ型半導体層と、
ｐ型半導体層と、
前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層に挟まれた発光層と、
前記ｎ型半導体層に接続されたｎ電極と、
前記ｐ型半導体層に接続され、ドットパターンを構成するように配置された複数のｐ電極と、
を有し、
前記ｐ電極上の前記ｎ電極の縁から最も離れた点の前記ｎ電極の縁からの距離が１００μｍ以下である、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、特に紫外光を発する発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光素子として、発光領域が複数の部分に分割されたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の発光素子によれば、電極から離れた部分で電流が低下して発光効率が悪くなるという問題を解決することができるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３９１２２１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＩＩＩ族窒化物半導体から構成され、ＵＶ−ＢやＵＶ−Ｃと呼ばれる短い波長域の光を発する発光素子は、半導体層のＡｌ組成が大きい。このため、長波長の光を発する発光素子と比較してｎ型半導体層のシート抵抗が大きく、発光層の十分な強度で発光する領域がｎ電極により近い領域に限定される。また、ｎ型半導体層のｎ電極との接触抵抗が大きいため、ｎ電極の面積を長波長の光を発する発光素子と同等にすると、順方向電圧が高くなってしまう。
【０００５】
特許文献１に記載の発光素子は、その半導体層の材料や、例示された発光波長から、ＵＶ−ＢやＵＶ−Ｃの波長域の光を発することは特に想定されていないと考えられる。そして、特許文献１には、ＵＶ−ＢやＵＶ−Ｃの波長域の光を発する発光素子についての上記の問題の解決に適した構造等についての開示はない。
【０００６】
本発明の目的は、ＵＶ−ＢやＵＶ−Ｃの波長域の光を発する発光素子であって、半導体層の組成に起因する発光効率の低下や順方向電圧の上昇が抑えられた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】
【０００７】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］〜［１０］の発光素子を提供する。
【０００８】
［１］ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１）を主成分とするｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層に挟まれた発光層と、前記ｎ型半導体層に接続されたｎ電極と、前記ｐ型半導体層に接続され、ドットパターンを構成するように配置された複数のｐ電極と、を有し、前記ｎ電極の面積が、チップ面積の２５％以上かつ５０％以下である、発光素子。
【０００９】
［２］前記ｎ型半導体層がＡｌｘＧａ１−ｘＮ（ｘ≧０．６５）を主成分とする、上記［１］に記載の発光素子。
【００１０】
［３］前記ｐ電極上の前記ｎ電極の縁から最も離れた点の前記ｎ電極の縁からの距離が１００μｍ以下である、上記［１］又は［２］に記載の発光素子。
【００１１】
［４］前記ｐ電極の面積が、前記発光素子のチップ面積の４５％以上である、上記［１］〜［３］のいずれか１項に記載の発光素子。
【００１２】
［５］前記ｐ電極の平面形状が円又は角数が４以上の多角形である、上記［１］〜［４］のいずれか１項に記載の発光素子。
【００１３】
［６］前記ｐ電極の平面形状が円又は六角形である、上記［５］に記載の発光素子。  
【００１４】
［７］前記ｐ電極のドットパターンが円である場合の半径、又は多角形である場合の辺長が５０μｍ以上である、上記［１］〜［６］のいずれか１項に記載の発光素子。      
【００１５】
［８］前記ｐ電極の総周長が３００μｍ以上である、上記［１］〜［７］のいずれか１項に記載の発光素子。
【００１６】
［９］前記発光層及び前記ｐ型半導体層は、前記ｎ型半導体層の前記ｎ電極が接続される面から突起した凸部分上に積層されており、前記ｎ型半導体層の前記凸部分、前記発光層、及び前記ｐ型半導体層からなる積層部の側面の傾斜が７５°以上かつ９０°以下である、上記［１］〜［８］のいずれか１項に記載の発光素子。
【００１７】
［１０］ＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦１）を主成分とするｎ型半導体層と、ｐ型半導体層と、前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層に挟まれた発光層と、前記ｎ型半導体層に接続されたｎ電極と、前記ｐ型半導体層に接続され、ドットパターンを構成するように配置された複数のｐ電極と、を有し、前記ｐ電極上の前記ｎ電極の縁から最も離れた点の前記ｎ電極の縁からの距離が１００μｍ以下である、発光素子。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ＵＶ−ＢやＵＶ−Ｃの波長域の光を発する発光素子であって、半導体層の組成に起因する発光効率の低下や順方向電圧の上昇が抑えられた発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施の形態に係る発光素子の垂直断面図である。
【図２】図２（ａ）は、ｎ電極及びｐ電極のパターンの一例を示す発光素子の平面図である。図２（ｂ）は、ｐ接続電極のシート部を含む層に沿って切断された発光素子の水平断面図である。
【図３】図３（ａ）は、実施の形態に係る発光素子のｐ電極の位置やサイズを説明するための図である。図３（ｂ）は、比較例としての、距離Ｄ１が１００μｍよりも大きい場合のｐ電極近傍の構造を示す。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）は、ｐ電極の平面形状及び配置パターンの例を示す平面図である。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は、ｐ電極の平面形状及び配置パターンの例を示す平面図である。
【図６】図６は、異なる平面形状を有する複数種のｐ電極が発光素子に含まれる場合の一例を示す平面図である。
【図７】図７（ａ）は、ｐ電極のドットパターンの半径又は辺長とｐ電極の面積率との関係を示すグラフである。図７（ｂ）は、ｐ電極のドットパターンの半径又は辺長とｎ電極の面積率との関係を示すグラフである。図７（ｃ）は、ｐ電極のドットパターンの半径又は辺長と無効面積率との関係を示すグラフである。
【図８】図８は、図７（ａ）、（ｂ）のデータからｐ電極の面積率とｎ電極の面積率との関係をグラフ化したものである。
【図９】図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のｐ電極のドットパターンの半径又は辺長をｐ電極の総周長に変換したものである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
〔実施の形態〕
図１は、実施の形態に係る発光素子１の垂直断面図である。発光素子１は、ＵＶ−Ｂ波長域（３１５〜２８０ｎｍ）又はＵＶ−Ｃ波長域（２８０ｎｍ未満）の紫外光を発する発光素子である。発光素子１のチップ面積は、０．４ｍｍ２以上かつ２５ｍｍ２以下である。
【００２１】
発光素子１は、基板１０と、基板１０上のｎ型半導体層１１と、ｎ型半導体層１１上の発光層１２と、発光層１２上のｐ型半導体層１３と、ｎ型半導体層１１に接続されたｎ電極１４と、ｐ型半導体層１３に接続される複数のｐ電極１５と、ｎ電極１４に接続されたｎパッド電極１６と、ｐ電極１５に接続されたｐ接続電極１７と、ｐ接続電極１７に接続されたｐパッド電極１８と、を有する。
【００２２】
また、発光層１２、ｐ型半導体層１３、ｎ電極１４、ｐ電極１５は、絶縁層１９に含まれ、ｎパッド電極１６及びｐパッド電極１８は絶縁層１９上に露出する。
【００２３】
基板１０は、ｎ型半導体層１１の成長の下地となる層であり、サファイア等の透明材料からなる。発光素子１は、基板１０側から光を取り出すフェイスダウン型の素子である。
【００２４】
ｎ型半導体層１１は、ＡｌＧａＮを主成分とする層である。ｎ型半導体層１１に含まれるドナーとして、例えば、Ｓｉが用いられる。
【００２５】
ｎ型半導体層１１を構成するＡｌＧａＮは、ｎ型半導体層１１が発光層１２から発せられる光を吸収しないような組成を有する。具体的には、Ａｌ組成が大きいほどＡｌＧａＮのバンドギャップが大きくなるため、より波長の短い光のｎ型半導体層１１による吸収を抑えることができる。
【００２６】
発光層１２の発光波長がＵＶ−Ｂ波長域にある場合は、ｎ型半導体層１１の組成はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ＜０．６５）となる。なお、ＡｌＧａＮはＡｌ組成が小さい方が高品質の結晶成長が容易であるため、この場合のｎ型半導体層１１の組成はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．５≦ｘ≦０．５５）であることが好ましい。
【００２７】
また、発光層１２の発光波長がＵＶ−Ｃ波長域にある場合は、ｎ型半導体層１１の組成はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６５≦ｘ≦１）となる。なお、ＡｌＧａＮはＡｌ組成が小さい方が高品質の結晶成長が容易であるため、この場合のｎ型半導体層１１の組成はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．６５≦ｘ≦０．７）であることが好ましい。
【００２８】
ｎ型半導体層１１は、例えば、ｎ電極１４が接続されるｎコンタクト層と、発光層１２に接するｎクラッド層を含む。なお、基板１０とｎ型半導体層１１との間にバッファ層が設けられていてもよい。
【００２９】
発光層１２は、電子と正孔とが再結合することにより発光する層である。発光層１２は、少なくとも井戸層と、障壁層とを有している。井戸層、障壁層として、例えば、ＡｌＧａＮ層を用いることができる。この場合、井戸層のＡｌ組成はｎ型半導体層１１のＡｌ組成よりも小さい。また、井戸層及び障壁層の組成比は、発光層１２の発光波長に応じて適宜設定される。例えば、発光層１２の発光波長がＵＶ−Ｃ波長域にある場合は、井戸層の組成はＡｌｘＧａ１−ｘＮ（０．４≦ｘ）となる。
【００３０】
ｐ型半導体層１３は、例えば、ＡｌＧａＮを主成分とする層である。ｐ型半導体層１３に含まれるアクセプターとして、例えば、Ｍｇが用いられる。ｐ型半導体層１３を構成するＡｌＧａＮの組成比は、発光層１２の発光波長に応じて適宜設定される。
【００３１】
ｐ型半導体層１３は、例えば、発光層１２に接するｐクラッド層と、透明電極１４が接続されるｐコンタクト層を含む。
【００３２】
ｎ電極１４は、１枚のシート状の電極であり、例えば、Ｔｉ／Ｒｕ／Ａｕ／Ａｌ積層構造を有する。
【００３３】
上述のように、発光素子１は、ＵＶ−Ｂ波長域又はＵＶ−Ｃ波長域の紫外光を発する発光素子であるため、その波長の短い紫外光の吸収を抑えるために、ｎ型半導体層１１を構成するＡｌＧＡＮのＡｌ組成が大きい。このため、ｎ型半導体層１１のｎ電極１４との接触抵抗が大きく、順方向電圧の上昇を避けるためにはｎ電極１４の面積（ｎ型半導体層１１との接触面積）が発光素子１のチップ面積の２５％以上であることが好ましい。発光素子１のチップ面積は０．４ｍｍ２以上かつ２５ｍｍ２以下であるため、ｎ電極１４の面積は０．１ｍｍ２以上であることが好ましい。
【００３４】
一方で、発光素子１の構成上、ｎ電極１４の面積が大きくなるほどｐ電極１５の面積が小さくなって発光面積が低下するため、ｎ電極１４の面積が発光素子１のチップ面積の５０％以下であることが好ましい。発光素子１のチップ面積は０．４ｍｍ２以上かつ２５ｍｍ２以下であるため、ｎ電極１４の面積は１２．５ｍｍ２以下であることが好ましい。
【００３５】
ｐ電極１５は、ドットパターンを構成するように配置される。ｐ電極１５は、ｎ電極１４と同じ層構成を有してもよい。この場合、ｐ電極１５をｎ電極１４と同時に形成することができる。
【００３６】
ｎパッド電極１６は、パッド部１６ａとビア部１６ｂから構成され、ビア部１６ｂはｎ電極１４に接続される。ｎパッド電極１６は、例えば、Ｔｉ／Ｒｕ／Ａｕ／Ａｌの積層構造を有する。
【００３７】
ｐ接続電極１７は、シート部１７ａと複数のビア部１７ｂから構成され、ビア部１７ｂはｐ電極１５に接続される。ｐ接続電極１７は、例えば、Ｔｉ／Ｒｕ／Ａｕ／Ａｌの積層構造を有する。
【００３８】
ｐパッド電極１８は、パッド部１８ａとビア部１８ｂから構成され、ビア部１８ｂはｐ接続電極１７のシート部１７ａに接続される。ｐパッド電極１８は、例えば、Ｔｉ／Ｒｕ／Ａｕ／Ａｌの積層構造を有する。
【００３９】
短波長の紫外光を発する発光素子１においては、ｐ型半導体層１３の発光層１２から発せられた光の吸収に伴う発熱量が大きい。このｐ型半導体層１３の発する熱を効率的に外部へ逃がすためには、ｐパッド電極１８の面積が大きいことが好ましい。このため、ｐパッド電極１８の面積をｎパッド電極１６の面積より大きくしてもよい。
【００４０】
絶縁層１９は、ＳｉＯ２等の絶縁材料からなる。
【００４１】
図２（ａ）は、ｎ電極１４及びｐ電極１５のパターンの一例を示す発光素子１の平面図である。図２（ａ）においては、ｎパッド電極１６、ｐ接続電極１７、ｐパッド電極１８、及び絶縁層１９の図示は省略されている。
【００４２】
図２（ｂ）は、ｐ接続電極１７のシート部１７ａを含む層に沿って切断された発光素子１の水平断面図である。
【００４３】
図１の発光素子１の垂直断面の切断位置は、図２（ａ）、（ｂ）の線分Ａ−Ａで示される切断位置に対応している。
【００４４】
図１、図２（ａ）、（ｂ）に示されるように、ドットパターンを形成するように配置された複数のｐ電極１５は、ｐ接続電極１７を介して接続されている。
【００４５】
図３（ａ）は、発光素子１のｐ電極１５の位置やサイズを説明するための図である。図３（ａ）の断面は、図２（ａ）の線分Ｂ−Ｂで示される切断位置で切断されたときの垂直断面であり、隣接するｐ電極１５の間隔が最短になる断面である。
【００４６】
図３（ａ）に示される距離Ｄ１は、ｐ電極１５上のｎ電極１４の縁から最も離れた点のｎ電極１４の縁からの距離であり、例えば、ｐ電極１５が円形であれば、ｐ電極１５の中心のｎ電極１４の縁からの距離である。
【００４７】
上述のように、発光素子１は、ＵＶ−Ｂ波長域はＵＶ−Ｃ波長域の紫外光を発する発光素子であるため、その波長の短い紫外光の吸収を抑えるために、ｎ型半導体層１１を構成するＡｌＧＡＮのＡｌ組成が大きい。このため、ｎ型半導体層１１のシート抵抗が大きく、発光層１２の実際に発光する領域がｎ電極により近い領域に限定される。
【００４８】
具体的には、ＵＶ−Ｂ波長域又はＵＶ−Ｃ波長域の紫外光を発する発光素子１においては、発光層１２の、ｎ電極１４の縁からの距離が１００μｍより大きい部分は発光しない、又は発光強度が小さい。このため、距離Ｄ１は、１００μｍ以下に設定されることが好ましい。
【００４９】
発光層１２に十分に発光しない部分が生じることを避けられる程度に距離Ｄ１を小さく抑え、かつ十分な発光面積を確保するためには、ｐ電極１５の面積に対する周長が大きいことが求められる。そして、複数のｐ電極１５をドットパターンを形成するように配置することにより、ｐ電極１５の面積に対する周長を大きくとることができる。
【００５０】
また、個々のｐ電極１５の平面形状は、ｐ電極１５の面積に対する周長を大きくとるためには、円であることが最も好ましく、多角形である場合はなるべく角数が大きいことが好ましい。
【００５１】
図３（ｂ）は、比較例としての、距離Ｄ１が１００μｍよりも大きい場合のｐ電極１５近傍の構造を示す。図３（ａ）、（ｂ）において、発光層１２の部分１２ａは十分な強度で発光する部分、部分１２ｂは発光しない、又は発光強度が小さい部分である。図３（ｂ）に示されるように、距離Ｄ１が１００μｍよりも大きい場合、発光層１２の中心を含む一部が十分に発光しない。
【００５２】
図３（ａ）に示される距離Ｄ２は、ｐ電極１５の縁とｎ電極１４の縁の（最短）距離であり、製造時のｐ電極１５とｎ電極１４の位置合わせ誤差を考慮して、１０〜２０μｍ程度の距離Ｄ２が必要とされる。ｐ電極１５とｎ電極１４の間の領域は発光が生じない領域（以下無効領域と呼ぶ）であり、距離Ｄ２はこの無効領域の幅と捉えることができる。図３（ａ）に示されるように、発光層１２のｐ電極１５と重ならない部分は部分１２ｂ、すなわち十分に発光しない部分である。
【００５３】
また、距離Ｄ３は、最も近い距離で隣接するｐ電極１５の中心間のｎ電極１４の幅である。
【００５４】
また、距離Ｄ４は、最も近い距離で隣接するｐ電極１５の中心間の距離、すなわち周期的に配置されたｐ電極１５のピッチである。距離Ｄ４を大きくすることにより、ｐ電極１５の間に形成されるｎ電極１４の面積を大きくすることができるが、発光素子１におけるｐ電極１５の合計面積が小さくなる。このため、距離Ｄ４は、例えば、８０μｍ以上かつ２５０μｍ以下の範囲で設定される。
【００５５】
十分な発光面積を確保するため、ｐ電極１５の合計面積は、発光素子１のチップ面積の４５％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましい。また、無効面積率を２０％以下にするため、ｐ電極１５のドットパターンの半径又は辺長が５０μｍ以上であることが好ましく、ｐ電極１５の総周長が３００μｍ以上であることが好ましい。ここで、無効面積率とは、上述の無効領域の面積の発光素子１のチップ面積に対する割合をいう。また、ｐ電極１５の総周長とは、ｐ電極１５の全てのドットパターンの周長の合計をいう。
【００５６】
また、図３（ａ）に示されるように、発光素子１においては、発光層１２及びｐ型半導体層１３が、ｎ型半導体層１１のｎ電極１４が接続される面から突起した凸部分１１ａ上に積層されている。このｎ型半導体層１１の凸部分１１ａ、発光層１２、及びｐ型半導体層１３からなる積層部の側面の水平面（基板１０主面に平行な面）からの傾斜θが大きくなると、距離Ｄ２が大きくなり、無効領域が大きくなる。このため、傾斜θはなるべく９０°に近いことが好ましく、製造時の加工精度を考慮して、７５°以上かつ９０°以下であることが好ましい。
【００５７】
図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）は、ｐ電極１５の平面形状及び配置パターンの例を示す平面図である。
【００５８】
図４（ａ）に示されるｐ電極１５は、円形であり、高密度で配置できるように、円の中心点が六方格子を形成するように配置されている。
【００５９】
図４（ｂ）に示されるｐ電極１５は、六角形であり、高密度で配置できるように、方向を揃えて、六角形の中心点が六方格子を形成するように、配置されている。  
【００６０】
図５（ａ）に示されるｐ電極１５は、四角形であり、高密度で配置できるように、方向を揃えて、四角形の中心点が正方格子を形成するように配置されている。
【００６１】
図５（ｂ）に示されるｐ電極１５は、三角形であり、高密度で配置できるように、隣接する三角形の方向を１８０°異ならせ、三角形の中心点がハニカム格子を形成するように配置されている。
【００６２】
無効領域の面積に対するｐ電極１５の面積を大きくして、発光面積を大きくするため、ｐ電極１５の平面形状は円又は角数が４以上の多角形であることが好ましく、特に、円又は六角形であることが好ましい。なお、ｐ電極１５を高密度で配置するためには、円は真円、多角形は正多角形であることが好ましい。  
【００６３】
図６は、異なる平面形状を有する複数種のｐ電極１５が発光素子１に含まれる場合の一例を示す平面図である。図６に示される例では、四角形のｐ電極１５と八角形のｐ電極１５が配置されている。このように、発光素子１は、異なる平面形状を有する複数種のｐ電極１５を有してもよい。他にも、例えば、直径の異なる２種の円径のｐ電極１５が配置される場合、正方形のｐ電極１５と長方形のｐ電極１５が配置される場合等が考えられる。
【００６４】
（実施の形態の効果）
上記の実施の形態によれば、ドットパターンを形成するように配置された複数のｐ電極１５を用いることにより、短波長の紫外光を発する発光素子１におけるｎ型半導体層１１のシート抵抗の高さに起因する発光効率の低下を抑えて十分な発光面積を確保し、かつｎ電極１４の面積を確保して発光素子１の順方向電圧の上昇を抑えることができる。
【実施例】
【００６５】
上記実施の形態に係る発光素子１についてシミュレーションを実施し、ｐ電極１５の形状やサイズが発光素子１の特性に与える影響について調べた。
【００６６】
図７（ａ）は、ｐ電極１５のドットパターンの半径（円の場合）又は辺長（多角形の場合）とｐ電極１５の面積率との関係を示すグラフである。ここで、ｐ電極１５の面積率とは、ｐ電極１５の合計面積の発光素子１のチップ面積に対する割合をいう。
【００６７】
図７（ｂ）は、ｐ電極１５のドットパターンの半径（円の場合）又は辺長（多角形の場合）とｎ電極１４の面積率との関係を示すグラフである。ここで、ｎ電極１４の面積率とは、ｎ電極１４の合計面積の発光素子１のチップ面積に対する割合をいう。
【００６８】
図７（ｃ）は、ｐ電極１５のドットパターンの半径（円の場合）又は辺長（多角形の場合）と無効面積率との関係を示すグラフである。
【００６９】
図７（ａ）〜（ｃ）には、ｐ電極１５が真円、正六角形、正四角形、正三角形のときの計算結果が示されている。ｐ電極１５が真円、正六角形、正四角形、正三角形のときの配置パターンは、それぞれ図４（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）、（ｂ）に示されるものと同じである。これらの計算において、距離Ｄ２を１０μｍ、距離Ｄ３を１５μｍに固定して、ｐ電極１５のドットパターンの半径（円の場合）又は辺長（多角形の場合）を変化させた。また、ｐ電極１５のドットパターンの半径又は辺長の変化に伴い、距離Ｄ１と距離Ｄ４が変化した。
【００７０】
図７（ａ）に示されるように、ｐ電極１５のドットパターンの半径又は辺長に対するｐ電極１５の面積率は、ｐ電極１５が六角形のときに最も大きくなり、円のときに２番目に大きくなる。
【００７１】
一方で、ｐ電極１５の面積が増加するほどｎ電極１４の面積が減少するため、図７（ｂ）に示されるように、ｐ電極１５のドットパターンの半径又は辺長に対するｎ電極１４の面積率は、ｐ電極１５が六角形のときに最も小さくなり、円のときに２番目に小さくなる。
【００７２】
また、ｐ電極１５のドットパターンの半径又は辺長に対する無効面積率は、図７（ｃ）に示されるように、ｐ電極１５が三角形のときに特に大きく、円、六角形、四角形のときには大きな差はみられない。十分な発光面積を確保するため、無効面積率は２０％以下であることが好ましく、そのために、ｐ電極１５のドットパターンの半径又は辺長が５０μｍ以上であることが好ましい。
【００７３】
図８は、図７（ａ）、（ｂ）のデータからｐ電極１５の面積率とｎ電極１４の面積率との関係をグラフ化したものである。図８は、同じｐ電極１５の面積率を確保しようとすると、ｐ電極１５が六角形である場合よりも円である場合の方がｎ電極１４の面積率が大きくなることを示している。このため、発光素子１の順方向電圧を低減するためには、ｐ電極１５の平面形状を円にすることが好ましいといえる。
【００７４】
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）のｐ電極１５のドットパターンの半径又は辺長をｐ電極１５の総周長に変換したものである。
【００７５】
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）とよく似た傾向を示しており、例えば、ｐ電極１５の総周長に対するｐ電極１５の面積率は、ｐ電極１５が六角形のときに最も大きくなり、ｐ電極１５の総周長に対するｎ電極１４の面積率は、ｐ電極１５が六角形のときに最も小さくなる。
【００７６】
また、上述のように無効面積率は２０％以下であることが好ましいため、図９（ｃ）から、ｐ電極１５の周長が３００μｍ以上であることが好ましいといえる。
【００７７】
図７（ａ）〜（ｃ）、図８、及び図９（ａ）〜（ｃ）の結果から、ｐ電極１５の平面形状は円又は六角形が特に好ましいといえる。
【００７８】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、本発明は、上記の実施の形態及び実施例に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。
【００７９】
また、上記の実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【００８０】
１          発光素子
１１        ｎ型半導体層
１２        発光層
１３        ｐ型半導体層
１４        ｎ電極
１５        ｐ電極
【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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