(57)【要約】      （修正有）【課題】光のクロストークが大幅に抑制された高性能かつ高発光効率の半導体発光装置を提供する。【解決手段】第１の配線ＮＷが形成された搭載基板３０と、第１の導電型を有する第１の半導体層２１、発光層２２及び第１の導電型とは反対導電型の第２の導電型を有する第２の半導体層２３を含み、搭載基板上に第２の半導体層、発光層及び第１の半導体層がこの順で順次積層された構造を有する半導体構造層ＳＬと、第２の半導体層側から第２の半導体層及び発光層を貫通して第１の半導体層に至り、半導体構造層を複数の多角形状を有する発光セグメントＳに区画する複数の区画溝ＣＴからなる区画溝群と、複数の区画溝の交点領域に局在して設けられ、交点領域における区画溝の底面から第１の配線に至って第１の配線に接続された少なくとも１つの第１の電極ＮＥとを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の配線が形成された搭載基板と、
第１の導電型を有する第１の半導体層、発光層及び前記第１の導電型とは反対導電型の第２の導電型を有する第２の半導体層を含み、前記搭載基板上に前記第２の半導体層、前記発光層及び前記第１の半導体層がこの順で順次積層された構造を有する半導体構造層と、
前記第２の半導体層側から前記第２の半導体層及び前記発光層を貫通して前記第１の半導体層に至り、前記半導体構造層を複数の多角形状を有する発光セグメントに区画する複数の区画溝からなる区画溝群と、
前記複数の区画溝の交点領域に局在して設けられ、前記交点領域における前記区画溝の底面から前記第１の配線に至って前記第１の配線に接続された少なくとも１つの第１の電極と、を有することを特徴とする半導体発光装置。
【請求項２】
前記複数の区画溝の非交点領域には光反射体が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記光反射体は、前記区画溝の長手方向に沿って延在していることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記光反射体は、前記区画溝の内壁面上に形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記区画溝は、部分的に第１の半導体層を貫通して形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記第１の電極は、前記区画溝の長手方向に沿った線分部分からなる十字形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記線分部分は、隣接する前記発光セグメント間の距離よりも大きい長さを有していることを特徴とする請求項６に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記発光セグメント内において前記第２の半導体層側から前記第２の半導体層及び前記発光層を貫通し、前記第１の半導体層に接続された補助電極を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【請求項９】
各々が前記発光セグメントの各々における前記第２の半導体層上に設けられた第２の電極と、
前記搭載基板上に設けられ、前記第２の電極の各々に接続され、互いに電気的に分離された複数の第２の配線と、を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子を用いた半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子は、通常、成長用基板上に、ｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層からなる半導体構造層を成長し、それぞれｎ型半導体層及びｐ型半導体層に電圧を印加するｎ電極及びｐ電極を形成して作製される。さらに、放熱性能の向上を図る半導体発光素子として、半導体構造層を成長用基板とは別の支持基板に接合した後、成長用基板を除去した半導体発光素子が知られている。また、例えばこの半導体発光素子を実装基板上に固定し、樹脂などで封止することによって、半導体発光装置が作製される。
【０００３】
特許文献１には、基板上に結晶成長によって形成された複数のＬＥＤからなるＬＥＤアレイを有するＬＥＤアレイチップが開示されている。また、特許文献２には、複数の発光素子を区分する複数の第一トレンチと、当該複数の発光素子の各々の能動層を通過する複数の第二トレンチとを含む発光装置及びその製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2005-79202号公報
【特許文献２】特開2012-60115号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、自動車用ヘッドライトにおいて、前方の状況、すなわち対向車や前走車などの有無及びその位置に応じて配光形状をリアルタイムで制御する技術が注目されている。この技術によって、例えば走行用の配光形状すなわちハイビームでの走行中に対向車を検知した際には、ヘッドライトに照射される領域のうち、当該対向車の領域のみをリアルタイムで遮光することが可能となる。従って、ドライバに対して常にハイビームに近い視界を与えることができ、その一方で対向車に眩惑光（グレア）を与えることが防止される。このような配光可変型のヘッドライトシステムは、例えば、複数の半導体発光素子をアレイ状に配置した半導体発光装置を作製し、当該半導体発光素子の各々への導通及び非導通をリアルタイムで制御することによって実現することができる。
【０００６】
しかし、一般に、複数の半導体発光素子が並置された半導体発光装置において、導通されている素子から放出された光の一部が非導通状態の素子に伝播してしまう場合があった。この場合、非導通状態の素子からも弱い光が放出されているような状態となり、これによって意図しない領域に光が照射されてしまう場合があった。このいわゆる光のクロストークの問題は、さらに、発光装置の照射領域と非照射領域との境界を曖昧にすることや、所望の配光形状を得られないという問題を引き起こす。複数の素子を用いる発光装置の様々な応用分野において、光のクロストークはないことが望ましい。
【０００７】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、素子領域外への光のクロストークが大幅に抑制された高性能かつ高発光効率の半導体発光装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による半導体発光装置は、第１の配線が形成された搭載基板と、第１の導電型を有する第１の半導体層、発光層及び前記第１の導電型とは反対導電型の第２の導電型を有する第２の半導体層を含み、搭載基板上に第２の半導体層、発光層及び第１の半導体層がこの順で順次積層された構造を有する半導体構造層と、第２の半導体層側から第２の半導体層及び発光層を貫通して第１の半導体層に至り、半導体構造層を複数の多角形状を有する発光セグメントに区画する複数の区画溝からなる区画溝群と、複数の区画溝の交点領域に局在して設けられ、交点領域における区画溝の底面から第１の配線に至って第１の配線に接続された少なくとも１つの第１の電極と、を有することを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は実施例１に係る半導体発光装置の上面を模式的に示す図であり、（ｂ）は実施例１に係る半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図２】（ａ）は実施例１の変形例１に係る半導体発光装置の上面を模式的に示す図であり、（ｂ）は実施例１の変形例１に係る半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図３】実施例１の２に係る半導体発光装置の半導体発光素子の上面図である。
【図４】（ａ）は実施例１の変形例３に係る半導体発光装置の上面を模式的に示す図であり、（ｂ）は実施例１の変形例３に係る半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例４及び５に係る半導体発光装置の構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に本発明の実施例について詳細に説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１（ａ）は、実施例１の半導体発光装置１０の上面を模式的に示す断面図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図であり、半導体発光装置１０の構造を示す断面図である。半導体発光装置１０は、半導体発光素子２０と半導体発光素子２０を搭載する搭載部３０とを有している。半導体発光素子２０は、半導体発光素子２０を複数の発光セグメントＳ１〜Ｓ９に区画する複数の区画溝ＣＴ１〜ＣＴ４からなる区画溝群ＣＴを有している。
【００１２】
本実施例においては、図１（ａ）に示すように、区画溝群ＣＴが４本の直線状の区画溝ＣＴ１〜ＣＴ４からなり、区画溝ＣＴ１及びＣＴ２が互いに平行に形成され、区画溝ＣＴ３及びＣＴ４が互いに平行に形成されている。また、区画溝ＣＴ１及びＣＴ２と区画溝ＣＴ３及びＣＴ４とは、４つの交点領域ＣＡ１〜ＣＡ４において互いに直交するように形成されている。従って、本実施例においては、半導体発光素子２０は、半導体発光素子２０に垂直な方向から見たとき、９つの矩形の発光セグメントが３行３列でマトリクス状に区画された構造を有している。
【００１３】
なお、ここでは、区画溝の交点領域ＣＡとは、区画溝が互いに交わる（交差する、重複する、共通する、接続する）点を含む区画溝の領域をいう。また、交点領域ＣＡ以外の領域、すなわち区画溝が交わっていない領域（区画溝単独の領域）を非交点領域と称する。例えば、図１（ａ）に示すように、本実施例においては、区画溝ＣＴ１は、区画溝ＣＴ３との交点領域ＣＡ１及び区画溝ＣＴ４との交点領域ＣＡ３によって、３つの非交点領域に区別される。
【００１４】
半導体発光素子２０は、その区画溝ＣＴ１〜ＣＴ４の交点領域ＣＡ１〜ＣＡ４の各々に局在して形成されたｎ電極（第１の電極）ＮＥ１〜ＮＥ４からなるｎ電極群（第１の電極群）ＮＥを有している。なお、理解の容易さのため、図１（ａ）においては、ｎ電極ＮＥの形成領域にハッチングを施している。
【００１５】
ｎ電極ＮＥ１〜ＮＥ４の各々は互いに電気的に接続され、また、搭載部３０上に形成されたｎ側パッドＮＰに接続されている。ｎ電極群ＮＥは、半導体発光素子２０において共通のｎ電極（共通電極）として機能する。また、搭載部３０上には、発光セグメントＳＥ１〜ＳＥ９の各々にそれぞれ接続されたｐ側パッドＰＰ１〜ＰＰ９が形成されている。ｐ側パッドＰＰ１〜ＰＰ９の各々は互いに電気的に分離されている。半導体発光素子２０は、ｎ側パッドＮＰ及びｐ側パッドＰＰ間において発光セグメントＳ１〜Ｓ９が互いに並列に接続された構造を有している。
【００１６】
図１（ｂ）は、図１（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図であり、半導体発光素子２０の構造を示す断面図である。図１（ｂ）に示すように、半導体発光素子２０は、ｎ型（第１の導電型の）半導体層（第１の半導体層）２１、発光層２２及びｎ型とは反対導電型（第２の導電型）を有するｐ型半導体層（第２の半導体層）２３を含む半導体構造層ＳＬを有している。半導体発光装置１０の半導体構造層ＳＬは、搭載部３０上にｐ型半導体層２３、発光層２２及びｎ型半導体層２１がこの順で順次積層された構造を有している。ｎ型半導体層２１、発光層２２及びｐ型半導体層２３は、例えばＡｌxＩｎyＧａ1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成を有している。また、ｎ型半導体層２１の表面は光取出し面として機能する。
【００１７】
区画溝群ＣＴの区画溝ＣＴ１〜ＣＴ４の各々は、ｐ型半導体層２３側からｐ型半導体層２３及び発光層２２を貫通し、ｎ型半導体層２１に至るように形成されている。区画溝ＣＴ１〜ＣＴ４の各々は、半導体発光素子２０の半導体構造層ＳＬを複数の発光セグメントに区画する。本実施例においては、区画溝群ＣＴによって半導体構造層ＳＬの発光層２２及びｐ型半導体層２３が各発光セグメントに区画される場合について説明する。
【００１８】
ｎ電極ＮＥ１〜ＮＥ４の各々は、区画溝の交点領域ＣＡ１〜ＣＡ４の各々、すなわち発光セグメントの角部（頂部）の各々に局在して（部分的に）形成されている。換言すれば、ｎ電極ＮＥ１〜ＮＥ４の各々は、発光セグメントの角部において、ｐ型半導体層２３側から、ｐ型半導体層２３及び発光層２２を貫通し、ｎ型半導体層２１に電気的に接続されている。また、ｎ電極ＮＥ１〜ＮＥ４の各々は、区画溝ＣＴの交点領域ＣＡにおける区画溝ＣＴの底面からｎ側配線ＮＷに至ってｎ側配線ＮＷに接続されている。例えば、区画溝ＣＴ１と区画溝ＣＴ３との交点領域ＣＡ１には、ｎ電極ＮＥ１が形成されている。ｎ電極ＮＥ１〜ＮＥ４の各々は、例えばＴｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇなどの金属材料からなる。ｎ電極ＮＥ１〜ＮＥ４の各々は、発光層２２からの放出光に対して遮光性（不透明、不透光性）であることが望ましい。
【００１９】
また、発光セグメントＳ１〜Ｓ９の各々には、そのｐ型半導体層２３の各々上にｐ電極（第２の電極）ＰＥ１〜ＰＥ９からなるｐ電極群（第２の電極群）ＰＥが形成されている。例えば、図示しているように、ｐ電極ＰＥ１は、発光セグメントＳ１のｐ型半導体層２３上に形成されている。ｐ電極ＰＥ１は、例えば、ｐ型半導体層２３上に形成された透明電極層Ｍ１と、透明電極層Ｍ１を覆うように形成された反射金属層Ｍ２と、反射金属層Ｍ２を埋設するように形成されたキャップ層Ｍ３とを有している。
【００２０】
透明電極層Ｍ１は、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの透光性を有する導電材料からなる。反射金属層Ｍ２は、例えばＡｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｐｄやこれらの合金など、光反射性を有する材料からなる。透明電極層Ｍ１及び反射金属層Ｍ２は、発光層２２Ａから放出された光を光取出し面に向かって反射させる機能を有している。キャップ層Ｍ３は、反射金属層Ｍ２の材料のマイグレーションを防止する層であり、例えばＴｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｕやこれらの合金を用いて形成されることができる。なお、本実施例においては、他の発光セグメントについてもｐ電極は同様の構造を有する場合について説明する。なお、ｎ電極群ＮＥ及びｐ電極群ＰＥ間は、絶縁保護膜２４によって絶縁されている。
【００２１】
区画溝ＣＴの非交点領域、すなわち発光セグメントＳの側面部分には、光反射体ＲＬが設けられている。光反射体ＲＬは、非交点領域の長手方向に沿って延在していることが好ましい。また、光反射体ＲＬは、区画溝ＣＴの非交点領域において、その区画溝ＣＴの底面から半導体構造層ＳＬを越える高さで形成されている。光反射体ＲＬは、例えばＴｉ、Ａｌ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｇなどの光を反射する金属材料からなる。本実施例においては、光反射体ＲＬは、区画溝ＣＴの底面上にＴｉ、Ｐｔ、Ａｕをこの順で順次積層することによって形成した。本実施例においては、光反射体ＲＬは、ｎ電極群ＮＥ及びｐ電極群ＰＥから絶縁されている。
【００２２】
光反射体ＲＬは、各発光セグメントの発光層２２から放出された光が、他の発光セグメントから外部に取出されること、すなわち他の発光セグメント上のｎ型半導体層２１上の領域から外部に取出されることを防止する。具体的には、例えば発光セグメントＳ５の発光層２２から放出され、区画溝ＣＴ２を介して隣接する発光セグメントＳ６上に向かう光は、区画溝ＣＴ２に形成された光反射体ＲＬによって反射され、自身の発光セグメントＳ５に向かって進む。従って、発光セグメントからその側面（区画溝）を介して隣接する他の発光セグメントに光が漏れることが防止されるため、光のクロストークを防止することができる。なお、区画溝ＣＴは、交点領域ＣＡよりも非交点領域の方が深い溝で形成されていることが好ましい。すなわち、区画溝ＣＴは、その交点領域ＣＡの底部よりも非交点領域の底部の方が深く形成されていることが好ましい。
【００２３】
また、発光セグメントＳ５の角部、すなわち区画溝の交点領域ＣＡ１にはｎ電極ＮＥ１が形成されている。このｎ電極ＮＥ１は、発光セグメントＳ５の角部すなわち交点領域ＣＡ１を介して隣接する発光セグメントＳ１への光のクロストークを防止することができる。本実施例においては、発光セグメントＳ５から、上面視においてｎ電極ＮＥ１の斜向かいに形成された発光セグメントＳ１への光のクロストークを防止することができる。
【００２４】
半導体発光素子２０は、搭載部３０上に搭載されている。搭載部３０は、搭載基板３１と、搭載基板３１上に設けられ、半導体発光素子２０のｎ電極群ＮＥに接続されたｎ側配線（第１の配線）ＮＷと、搭載基板３１上に設けられ、半導体発光素子２０のｐ電極ＰＥの各々にそれぞれに接続されたｐ側配線（第２の配線）ＰＷ１〜ＰＷ９と、を有している。ｎ電極ＮＥの各々は、ｎ側配線（共通配線）ＮＷを介して互いに接続されている。また、ｐ側配線の各々は互いに電気的に分離されており、半導体発光装置１０の個別配線として機能する。半導体発光素子２０の発光セグメントの各々は、ｐ側配線の導通及び非導通を制御することによって、独立して発光する。なお、以下においては、ｐ側配線ＰＷ１〜ＰＷ９の全体をｐ側配線群ＰＷと称する場合がある。
【００２５】
具体的には、搭載基板３１上には、第１階層としてｐ側配線ＰＷ１、ＰＷ５及びＰＷ６が形成されている。ｐ側配線ＰＷ１、ＰＷ５及びＰＷ６上には、第２階層として、ｐ側配線ＰＷ１、ＰＷ５及びＰＷ６を覆うように、絶縁層３２が形成されている。絶縁層３２上には、第３階層として、ｎ側配線ＮＥ並びにｐ側接続電極ＰＣ１、ＰＣ５及びＰＣ６が形成されている。また、ｐ側配線ＰＷ１、ＰＷ５及びＰＷ６とｐ側接続電極ＰＣ１、ＰＣ５及びＰＣ６とは、絶縁層３２に設けられたスルーホールを介して接続されている。ｐ側配線ＰＷ１、ＰＷ５及びＰＷ６は、第１階層において互いに離間して形成されている。光反射体ＲＬはｎ側配線ＮＷの領域上に設けられ、光反射体ＲＬとｎ側配線ＮＷとは絶縁体を介して互いに絶縁されている。ｎ側配線ＮＥはｎ型パッドＮＰに、ｐ側配線群ＰＷのｐ側配線の各々はｐ側パッドの各々にそれぞれ接続されている。
【００２６】
搭載基板３１は、例えばＳｉ、ＡｌＮ、Ｍｏ、Ｗ、ＣｕＷなど、熱伝導率が高い材料からなる。ｎ側配線ＮＷ及びｐ側配線群ＰＷと、ｎ電極群ＮＥ及びｐ電極群ＰＥとは、その互いに接することとなる表面の材料が、Ａｕ及びＳｎ、Ａｕ及びＩｎ、Ｐｄ及びＩｎ、Ｃｕ及びＳｎ、Ａｇ及びＳｎ、Ａｇ及びＩｎ並びにＮｉ及びＳｎなど、互いに融着して接合される材料の組み合わせか、又はＡｕなどの互いに拡散して接合される材料を用いて形成される。
【００２７】
次に、半導体発光装置１０の製造方法について説明する。本実施例においては、まず、成長用基板（図示せず）上に半導体構造層ＳＬを形成した後、ｐ電極群ＰＥとなる金属層Ｍ１〜Ｍ３を形成した。続いて、当該金属層の一部を除去し、露出したｐ型半導体層２３の表面に、ｐ型半導体層２３及び発光層２２を貫通してｎ型半導体層２１に至る区画溝ＣＴを形成した。次に、ｐ電極群ＰＥ及び区画溝ＣＴの全体を覆うように絶縁膜を形成した。その後、区画溝ＣＴの底部及びｐ型半導体層上の絶縁膜の一部を除去し、ｎ電極群ＮＥ、光反射体ＲＬ及びｐ電極ＰＥの金属層Ｍ３を形成した。
【００２８】
続いて、搭載基板３１を準備し、搭載基板３１上にｐ側配線群ＰＷを形成し、ｐ側配線群ＰＷ上に絶縁層３２を形成した。次に、ｐ側配線群ＰＷ上の絶縁層３２の表面に、ｐ側配線群ＰＷに至る開口部を形成し、当該開口部を含む絶縁層３２上の領域にｐ側接続電極ＰＣ１〜ＰＣ９を形成した。また、絶縁層３２上にｎ側配線ＮＷを形成した。続いて、ｎ電極群ＮＥとｎ側配線群ＮＷとを接合すると共に、ｐ電極群ＰＥとｐ側接続電極ＰＣとを接合した。その後、成長用基板を除去した。
【００２９】
なお、図示していないが、露出したｎ型半導体層２１の表面に複数の突起を形成して半導体発光素子２０を作製した。なお、図示していないが、搭載基板３１上に半導体発光素子２０を埋設するように蛍光体層を形成した。その度、ｎ側パッドＮＰ及びｐ側パッドＰＰをワイヤボンディングなどによって電源に接続し、半導体発光装置１０を実装した。
【００３０】
図２（ａ）は、実施例１の変形例１に係る半導体発光装置１０Ａの上面を模式的に示す図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＷ−Ｗ線に沿った断面図であり、半導体発光装置１０Ａの構造を示す断面図である。半導体発光装置１０Ａは、半導体発光素子の構造を除いては半導体発光装置１０と同様の構造を有している。また、半導体発光装置１０Ａの半導体発光素子２０Ａは、発光セグメントＳの上面視における形状及び光反射体ＲＬの構造を除いては、半導体発光素子２０と同様の構造を有している。なお、図２（ａ）においては、半導体発光装置の一部の構成要素を省略し、区画溝ＣＴを破線で示している。
【００３１】
本変形例においては、半導体発光素子２０Ａの半導体構造層ＳＬが、８本の区画溝ＣＴによって１６個の発光セグメントＳに区画されている。また、発光セグメントＳは、半導体構造層ＳＬに垂直な方向から見たとき、三角形の形状を有している。本変形例においては、駆動する発光セグメントを選択して、縦のライン及び横のラインのみならず、斜めのラインを有する照射像を形成することができる。従って、配光形状を高い自由度で形成することができる。例えば本変形例に係る半導体発光装置１０Ａを自動車のヘッドライト用光源として使用する場合、すれ違い用配光時すなわちロービーム時のカットオフラインを形成することが可能となる。
【００３２】
また、図２（ｂ）に示すように、光反射体ＲＬが区画溝ＣＴの内壁面上に形成されている。光反射体ＲＬを区画溝ＣＴの内壁面上に形成する場合、光反射体ＲＬの形成工程が単純化される。すなわち、本変形例においては、光反射体ＲＬは、区画溝ＣＴを形成した後に、区画溝ＣＴの内壁面上に光反射体ＲＬの材料を成膜することによって形成することができる。一方、実施例１の半導体発光素子２０のように壁状の光反射体ＲＬを形成する場合、区画溝ＣＴの底面に光反射体ＲＬの材料からなる壁状体を形成し、搭載基板上において光反射体ＲＬを支持する支持部を形成した後、当該壁状態及び支持部を接合するという少なくとも３工程を経る必要がある。従って、簡易な方法で光反射体ＲＬを形成することが可能となる。
【００３３】
図３は、実施例１の変形例２に係る半導体発光装置１０Ｂの半導体発光素子２０Ｂの上面を部分的に拡大して模式的に示す図である。なお、図３においては、半導体発光装置１０Ｂの一部の構成要素を省略している。本変形例の半導体発光素子２０Ｂは、ｎ電極の上面視における形状を除いては半導体発光素子２０と同様の構造を有している。本変形例においては、ｎ電極ＮＥは、半導体構造層ＳＬに垂直な方向から見たとき、区画溝の長手方向に沿った線分からなる十字形状を有している。また、その十字形のｎ電極ＮＥを構成するｎ電極ＮＥの線分部分は、隣接する発光セグメント間の距離よりも大きな長さを有している。
【００３４】
本変形例においては、区画溝におけるセグメント間の領域、すなわち区画溝の非交点領域の一部にもｎ電極ＮＥが設けられている。従って、ｎ電極ＮＥによる対角方向への光のクロストーク防止効果が高い。なお、本変形例に限らず、クロストーク防止効果を考慮すると、ｎ電極ＮＥの高さすなわち半導体構造層ＳＬへのｎ電極の形成深さは、半導体構造層の積層方向における半分以上であること、好ましくはｎ型半導体層の積層方向における中央の位置を超える深さであることが望ましい。
【００３５】
また、本変形例のように、ｎ電極ＮＥが十字形状を有していることによって、発光セグメントの領域を減少させることなくｎ電極ＮＥの領域すなわちｎ電極とｎ型半導体層２１との接触領域を増加させることができる。また、ｎ電極ＮＥから半導体構造層ＳＬに流れる電流を拡散する効果を得ることができる。
【００３６】
具体的には、本実施例及び本変形例においては、共通のｎ電極を用いて半導体構造層ＳＬに電圧を印加する。また、ｎ電極は発光セグメントの角部にのみ形成されている。従って、発光セグメント内にはｎ電極は形成されていない。このような構成とすることで、発光セグメントの光取出し方向においてｎ電極が光を遮断することがなくなる。従って、発光セグメントに対応する照射領域には暗部は存在しにくい。
【００３７】
しかし、発光セグメントの上面視における面積が大きくなると、発光セグメントの中央部分には電流が流れにくくなる場合がある。この場合、発光セグメント内において輝度のムラが発生する場合がある。ｎ電極を十時形状とすることで、発光セグメント内におけるｎ電極からの最遠部までの距離を小さくすることができる。また、ｎ電極の領域を区画溝の交差領域から一部の区画溝の非照射領域に伸長することで、発光セグメントの領域を犠牲にすることなくｎ電極の面積を増大させることが可能となる。従って、発光セグメント内の輝度ムラを防止することが可能となる。
【００３８】
図４（ａ）は、実施例１の変形例３に係る半導体発光装置１０Ｃの半導体発光素子２０Ｃの上面を部分的に拡大して模式的に示す図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ−Ｘ線に沿った断面図であり、半導体発光装置１０Ｃの構造を示す断面図である。半導体発光装置１０Ｃは、半導体発光素子の構造を除いては、半導体発光素子２０と同様の構造を有している。
【００３９】
本変形例においては、発光セグメントＳ内に補助電極ＮＳを有している。具体的には、半導体発光素子２０Ｃは、図４（ｂ）に示すように、発光セグメントＳ内において、ｐ型半導体層２３側からｐ型半導体層２３及び発光層２２を貫通し、ｎ型半導体層２１に接続された補助電極ＮＳを有している。本変形例は、発光セグメントＳ内における輝度ムラが発生した場合に有利な構成となる。具体的には、発光セグメントの上面視における面積が大きくなると、変形例２において説明したように、発光セグメント内の発光層２２の中央部分に電流が流れにくくなる場合がある。この発光セグメント内の電流密度の差に起因する輝度ムラは、補助電極ＮＳを設けることによって抑制される。なお、本変形例は、変形例２と組み合わせることが可能である。
【００４０】
なお、上記においては、区画溝内に光反射体を設ける場合について説明したが、光反射体は必ずしも設けられる必要はない。光反射体が設けられず、単に区画溝が設けられているのみであっても発光セグメント間の一定のクロストーク防止効果を得ることができる。具体的には、区画溝によって半導体と空気（又は封止ガス、充填された樹脂などの保護材）との境界を形成することができる。両者の界面において、発光層からの光はその一部が全反射を起こす。従って、他の発光セグメントに向かって進む光の一部を自身の発光セグメント上の光取出し面に向けて導くことが可能となる。この全反射を高効率で起こさせるためには、区画溝は、図１（ｂ）などに示すように、発光セグメント間の距離がｐ型半導体層に向かって徐々に広がるように傾斜していることが好ましい。
【００４１】
また、上記においては、光反射体ＲＬが区画溝ＣＴの底部において第１の半導体層２１に直接接して形成されている場合について説明した。しかし、光反射体ＲＬは、第１の半導体層を含む半導体構造層ＳＬに直接接していなくてもよい。例えば、絶縁保護膜が光反射体ＲＬと半導体構造層ＳＬとの間に介在していてもよい。
【００４２】
図５（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ実施例１の変形例４及び５に係る半導体発光装置１０Ｄ１及び１０Ｄ２の断面図である。図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、区画溝ＣＴの底部には絶縁保護膜２４Ａが形成されている。また、光反射体ＲＬは、絶縁保護膜２４Ａ上に形成されている。半導体発光装置１０Ｄ１及び１０Ｄ２は、例えば、区画溝ＣＴの非交点領域においては絶縁保護膜の除去を行わないことを除いては、半導体発光装置１０及び１０Ａと同様の工程で作製することができる。
【００４３】
絶縁保護膜２４Ａが区画溝ＣＴの非交点領域における内壁面の全体に形成されていることで、半導体構造層ＳＬと区画溝ＣＴとの界面にて光が全反射を起こす可能性が高くなる。従って、まずは区画溝ＣＴの絶縁保護膜２４Ａによって全反射を起こさせ、光を外部に取出すことが可能となる。また、全反射が起こらずに絶縁保護膜２４Ａ内に入射した一部の光は光反射体ＲＬによって反射され、外部に取出される。従って、光の取出し効率が高くなる。なお、区画溝ＣＴの交点領域ＣＡについても、ｎ電極ＮＥとｎ型半導体層とのコンタクト部を除いては、絶縁保護膜が形成されていることが望ましい。
【００４４】
なお、上記においては、第１の導電型がｎ型の導電型であり、第２の導電型がｎ型とは反対の導電型のｐ型である場合について説明したが、第１の導電型がｐ型であり、第２の導電型がｎ型であっていてもよい。また、第１の導電型及び第２の導電型のいずれかが真性導電型であってもよい。すなわち、第１の半導体層及び第２の半導体層のいずれかが真性半導体層（ｉ層）であってもよい。また、各発光セグメントが並列に接続された場合について説明したが、各発光セグメントは、互いに直列に接続されていてもよく、また、互いに電気的に分離されていてもよい。
【００４５】
また、上記においては、発光セグメントが上面視において矩形又は三角形の形状を有する場合について説明したが、発光セグメントは半導体構造層に垂直な方向から見た場合に多角形状を有していればよい。ｎ電極は、多角形状の発光セグメントの角部の各々に設けられる。また、半導体構造層が異なる形状の発光セグメントに区画されていてもよい。例えば、菱形の発光セグメント及び三角形の発光セグメントが混在していてもよい。また、交点領域の各々にｎ電極が設けられる場合について説明したが、ｎ電極は少なくとも１つの交点領域に設けられていればよい。また、ｎ電極群を装置における共通のｎ電極として用いる場合、少なくとも１つのｎ電極がｎ側配線に至ってｎ側配線に接続されていればよい。
【００４６】
また、区画溝がｐ型半導体層からｎ型半導体層の一部に至る深さで、すなわちｎ型半導体層内に至ってｎ型半導体層を貫通しない深さで形成されている場合について説明した。しかし、区画溝におけるｎ電極の形成領域以外の領域においては、区画溝が部分的にｎ型半導体層すなわち半導体構造層全体を貫通し、発光セグメント間を分断していてもよい。区画溝がセグメント間領域において半導体構造層を貫通している場合、高いクロストーク防止効果が得られるほか、歩留まりが改善する。
【００４７】
具体的には、成長用基板除去の際、一般にはレーザリフトオフ法が用いられるが、そのレーザ照射の際に成長用基板と半導体構造層との界面にはガスが発生する。区画溝の一部が半導体構造層を完全に貫通している場合、その貫通した部分は、成長用基板を除去する際のガスの逃げ道として機能する。従って、その後のエッチング工程、封止工程や実装工程においてガスが素子内に残存することが抑制される。従って、発光効率や光取出し効率の向上のみならず、歩留まり率が向上する。
【００４８】
また、区画された発光セグメントのうち、最も外側の発光セグメントにおける他の発光セグメントに隣接しない部分においては、区画溝と同様の溝や光反射体は形成されていてもよく、形成されていなくてもよい。当該最外部は発光部の外縁に対応する部分であるが、例えば、装置の照射像の輪郭を明確にすることが要求される用途においては、光反射体が形成されていることが望ましい。
【００４９】
本実施例においては、第２の半導体層側から第２の半導体層及び発光層を貫通して第１の半導体層に至り、半導体構造層を複数の多角形状を有する発光セグメントに区画する複数の区画溝からなる区画溝群と、複数の区画溝の交点領域に局在して設けられ、交点領域における区画溝の底面から第１の配線に至って第１の配線に接続された少なくとも１つの第１の電極と、を有している。従って、発光セグメントから放出された光が自身の光取出し面以外の領域から外部に放出されることが大きく抑制される。従って、光のクロストークが大幅に抑制された半導体発光素子及び半導体発光装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１０  半導体発光装置
２０  半導体発光素子
２１  ｎ型半導体層（第１の半導体層）
２２  発光層
２３  ｐ型半導体層（第２の半導体層）
ＳＬ  半導体構造層
Ｓ  発光セグメント
ＮＥ  ｎ電極（第１の電極）
ＰＥ  ｐ電極（第２の電極）
ＣＴ  区画溝
ＣＡ  交点領域
ＲＬ  光反射体
３１  搭載基板
ＮＷ  ｎ側配線（第１の配線）
ＰＷ  ｐ側配線（第２の配線）
【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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