(57)【要約】【課題】発光効率の低下を防ぎながら、動作信頼性の高い半導体発光装置を提供する。【解決手段】素子基板１１と、素子基板１１側からｎ型半導体層１２１、発光層１２２及びｐ型半導体層１２３がこの順に素子基板１１上に積層されてなるメサ型構造を有する半導体積層部１２とを備えた、深紫外領域の光を発光する半導体発光素子１０と、複数の接着部２２を介して半導体発光素子１０と電気的に接続されたサブマウント基板２０と、を備え、平面視で、半導体積層部１２のメサ型構造の上面に配置された複数の接着部２２の総面積が、発光層１２２の発光面積の１０％以上５０％以下であり、且つ半導体積層部１２のメサ型構造の上面に配置された接着部２２各々の縁が、メサ型構造の上面の縁よりも内側となるように接着部２２を配置する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子基板と、当該素子基板側からｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層がこの順に前記素子基板上に積層されてなるメサ型構造を有する半導体積層部とを備えた、深紫外領域の光を発光する半導体発光素子と、
複数の接着部を介して前記半導体発光素子と電気的に接続されたサブマウント基板と、
を備え、
平面視で、前記メサ型構造の上面に配置された前記複数の接着部の総面積が、前記発光層の発光面積の１０％以上５０％以下であり、且つ前記メサ型構造の上面に配置された前記接着部各々の縁が、前記メサ型構造の上面の縁よりも内側である半導体発光装置。
【請求項２】
前記半導体発光素子から発光される光の中心発光波長が２１０ｎｍ以上３２０ｎｍ以下である請求項１に記載の半導体発光装置。
【請求項３】
前記素子基板がＡｌＮ単結晶基板又はサファイア基板を含む請求項１又は請求項２に記載の半導体発光装置。
【請求項４】
前記半導体積層部が、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ＋ｙ≦１）層を含む請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の半導体発光装置を備える装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体発光装置及びそれを備えた装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、半導体素子は、様々な電子機器に用いられており、発光素子や受光素子等の光学デバイス及び各種センサ等に応用されている。例えば、発光素子に着目すると、発光波長が３２０ｎｍ以下の紫外領域（以下、ＵＶＢという。）や発光波長が２８０ｎｍ以下の紫外領域（以下、ＵＶＣという。）の半導体発光素子の開発が期待されている。
ＵＶＣの半導体発光素子は、サファイア基板や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板等の基板上に、ｎ型半導体層と、発光層と、ｐ型半導体層とが、基板側からこの順に積層された構造となっている。紫外線半導体発光素子では、光取出し効率の観点から、基板側から光を取り出す形態をとることが多い。
【０００３】
ところで、高強度の発光素子では、電流印加時に発生する熱の放熱が重要である。特に紫外線半導体発光素子では発光効率が約１％と非常に低いため、放熱が不十分であると発光素子の劣化が早いという問題がある。この問題に対して、例えば特許文献１には、発光素子半導体層を基板から剥離し、放熱性の高い支持基板に接着することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−８１３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１記載の半導体発光素子では、放熱性を向上させるため、熱伝導性の低い基板から発光素子を剥離し、熱伝導性の高い基板に接着している。しかしながら、特許文献１記載の発明のように発光素子を基板から剥離する場合、発光素子の作製手順が複雑となり、収率低下の要因となったり、剥離する際のダメージにより発光効率が低下したりする可能性がある。また発光素子が不具合なく長時間動作するためには、高い放熱性を実現して熱の影響を除去することに加え、外的な振動に対しても耐え得るように発光素子と支持基板とが接着されている必要もある。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、発光効率の低下を防ぎながら、動作信頼性の高い半導体発光装置及びそれを備えた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】
【０００６】
本発明の一態様による半導体発光装置は、素子基板と、当該素子基板側からｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層がこの順に前記素子基板上に積層されてなるメサ型構造を有する半導体積層部とを備えた深紫外領域の光を発光する半導体発光素子と、複数の接着部を介して前記半導体発光素子と電気的に接続されたサブマウント基板と、を備え、平面視で、前記メサ型構造の上面に配置された前記複数の接着部の総面積が、前記発光層の発光面積の１０％以上５０％以下であり、且つ前記メサ型構造の上面に配置された前記接着部各々の縁が、前記メサ型構造の上面の縁よりも内側であることを特徴としている。
また、本発明の他の態様に係る装置は、上記態様の半導体発光装置を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の一態様によれば、発光効率の低下を防止し、動作信頼性の高い半導体発光装置を得ることができ、すなわち長期信頼性に優れた半導体発光装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態における半導体発光装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の一実施形態における半導体発光装置に含まれる半導体発光素子の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下の詳細な説明では、本発明の実施形態の完全な理解を提供するように多くの特定の具体的な構成について記載されている。しかしながら、このような特定の具体的な構成に限定されることなく他の実施態様が実施できることは明らかであろう。また、以下の実施形態は、特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、実施形態で説明されている特徴的な構成の組み合わせの全てを含むものである。
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
本発明の一実施形態における半導体発光装置は、素子基板と、この素子基板側からｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層がこの順に素子基板上に積層されてなるメサ型構造を有する半導体積層部とを備えた、深紫外領域の光を発光する半導体発光素子と、複数の接着部を介して半導体発光素子と電気的に接続されたサブマウント基板と、を備える。そして、平面視で、メサ型構造の上面に配置された複数の接着部の総面積が、発光層の発光面積の１０％以上５０％以下であり、且つメサ型構造の上面に配置された接着部各々の縁が、メサ型構造の上面の縁よりも内側となっている。
【００１１】
平面視で、メサ型構造の上面に配置された接着部の総面積が、発光層の発光面積の１０％以上５０％以下であり、且つメサ型構造の上面に配置された接着部の各々の縁が、半導体積層部のメサ型構造の上面の縁よりも内側となるように半導体積層部及び複数の接着部のレイアウトを設計することにより、発光効率の低下を防止すると共に、接着性の高い半導体発光装置を得ることができる。
次に、本発明の一実施形態の半導体発光装置及び各構成要件について説明する。なお各構成要件の特徴は、それぞれ独立して、または組み合わせて適用することが可能である。
【００１２】
＜半導体発光装置＞
図１は、本発明の一実施形態における半導体発光装置１００の一例を示す模式図であって、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。なお、図１（ａ）の平面図では、図１（ｂ）中のベース部２１を省略している。
半導体発光装置１００は、図１に示すように、半導体発光素子１０とサブマウント基板２０とを備える。
【００１３】
図２は、本発明の一実施形態における半導体発光素子１０の一例を示す模式図である。図２において、図２（ａ）は平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。
本発明の一実施形態における半導体発光素子１０は、素子基板１１と、素子基板１１上に形成されたメサ型構造の半導体積層部１２とを備える。
【００１４】
半導体積層部１２は、ｎ型半導体層１２１、発光層１２２、及びｐ型半導体層１２３が、この順に素子基板１１側から積層されてなる。半導体積層部１２は、素子基板１１上に積層されたｎ型半導体層１２１、発光層１２２、及びｐ型半導体層１２３からなる積層構造を、図２（ａ）に示すように、平面視で一辺が開放された矩形状にｎ型半導体層１２１の一部を残してエッチングすることにより形成される。半導体積層部１２のＡ−Ａ′断面は、図２（ｂ）に示すようにメサ形状となる。
【００１５】
半導体発光素子１０は、さらに、ｎ型半導体層１２１上に形成される第一電極部１３１と、ｐ型半導体層１２３上に形成される第二電極部１３２とを含む電極部１３を備える。
電極部１３は、後述の、サブマウント基板２０の接着部２２と接する領域にパッド電極部をさらに備えていてもよい。
半導体積層部１２のｐ型半導体層１２３上に形成される第二電極部１３２は、図２（ａ）に示すように、半導体積層部１２の形状に沿って一辺が開放された矩形状に形成される。
【００１６】
また、第一電極部１３１は、半導体積層部１２の、一辺が開放された矩形の平行な２辺に相当する平行部１２ａと平行部１２ｂとの間の、半導体積層部１２作成時のエッチングにより一部が残されたｎ型半導体層１２１上に形成される。
一方、サブマウント基板２０は、図１に示すように、半導体発光素子１０の支持基板としてのベース部２１と、接着部２２とを備える。接着部２２は、半導体積層部１２の平行部１２ａ、１２ｂ上の第二電極部１３２と、第一電極部１３１と対向する位置に複数配置され、接着部２２と第一電極部１３１及び第二電極部１３２とが接合されることによって、サブマウント基板２０と半導体発光素子１０とが電気的に接合される。
【００１７】
＜半導体発光素子＞
（素子基板）
本発明の一実施形態の半導体発光素子１０における素子基板１１としては、サファイア基板、窒化アルミニウム基板（ＡｌＮ基板）等が採用可能である。本発明の一実施形態では、信頼性向上のため転位密度が少ない基板等が採用される。素子基板１１として、サファイア基板等、異種基板を用いる場合には、本発明の一実施形態では、ラテラルオーバー成長法やアンモニアパルス法等、よく知られた方法によってＡｌＮバッファ層が作製され転位密度の低減が図られる。
【００１８】
（半導体積層部）
本発明の一実施形態の半導体発光素子１０におけるメサ型構造の半導体積層部１２は、少なくとも、ｎ型半導体層１２１、発光層１２２、及びｐ型半導体層１２３を含んでいればよく、これら以外の層を備えていてもよい。
例えば、発光層１２２とｎ型半導体層１２１との間、又は発光層１２２とｐ型半導体層１２３との間の、いずれか一方、又は両方の層間に、電子又は正孔をブロックするための機能層が備えられていてもよい。また、サブマウント基板２０とのオーミック接合性を向上させる観点から、半導体積層部１２は、高濃度に不純物がドーピングされたコンタクト層を備えていてもよい。
【００１９】
また、半導体積層部１２の形状は特に制限されないが、サブマウント基板２０と容易に電気的に接続し、且つ発光した光を素子基板１１側から外部に取り出す観点から、本発明の一実施形態では、半導体積層部１２は、断面視で、一段又は多段のメサ型構造に形成される。メサ型構造であることにより、いわゆるフリップチップの形式でサブマウント基板２０と半導体発光素子１０とを電気的に接続することが可能である。断面視で、半導体積層部１２の形状がメサ型構造である場合、平面視での半導体積層部１２の形状としては、矩形状、円又は楕円状、多角形状、及びそれらの組み合わせからなる形状を採用可能である。
【００２０】
半導体積層部１２は、例えば、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機金属気相成長）法により形成することが可能である。半導体積層部１２をメサ型構造にするためには、上述したＭＯＣＶＤ法等により半導体積層部１２を構成する薄膜層を形成した後に、所望の領域をエッチングすることで実現可能である。
外部から発光層１２２に効率的に電力を印加する観点から、本発明の一実施形態における半導体積層部１２はｎ型半導体層１２１と、ｐ型半導体層１２３とのうちのいずれか一方又は両方に、電気的に接続される第一電極部１３１及び第二電極部１３２を備えている。
【００２１】
ｎ型半導体層１２１上に形成される第一電極部１３１としては、本発明の一実施形態では、チタンＴｉ、アルミウムＡｌ、ニッケルｎｉ、及び金Ａｕ等のうちのいずれか複数を積層した積層体が用いられる。ｐ型半導体層１２３上に形成される第二電極部１３２としては、本発明の一実施形態では、ニッケルＮｉと金Ａｕとをｐ型半導体層１２３側からこの順に積層した積層体が用いられる。また、コンタクト特性向上の観点から、本発明の一実施形態では、半導体発光素子１０は、第一電極部１３１又は第二電極部１３２となる電極部１３形成用の材料を積層した後に窒素雰囲気中又は酸素雰囲気中で、５００℃以上の環境下での高温アニールが行われる。
また、第一電極部１３１及び第二電極部１３２の上にさらに金Ａｕを主成分とするパッド電極部を形成することも可能である。
【００２２】
（ｎ型半導体層、ｐ型半導体層）
半導体積層部１２に含まれる、ｎ型半導体層１２１及びｐ型半導体層１２３は、本発明の一実施形態では、それぞれの導電型を示すＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ＋ｙ≦１）から構成される。具体的には、ｎ型半導体層１２１及びｐ型半導体層１２３は、ＧａＮ（ｘ＋ｙ＝０）、ＡｌＮ（ｘ＝０、ｙ＝１）、ＩｎＮ（ｘ＝１、ｙ＝０）、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１）、ＡｌｙＧａ１−ｙＮ（ｘ＝０、０＜ｙ＜１）、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ（０＜ｘ＜１、ｙ＝０）のいずれかから構成される。
素子基板１１と発光層１２２との間に形成されるｎ型半導体層１２１、又は発光層１２２に積層されるｐ型半導体層１２３は、素子基板１１の格子定数から発光層１２２の格子定数に近づくように、組成が連続的又は離散的に変化する構成になっていてもよい。
【００２３】
（発光層）
発光層１２２は、電力が印加された時に発光層１２２のバンドギャップに応じた光を発する。本発明の一実施形態の半導体発光装置１００は、従来においては信頼性が特に問題となっていた中心発光波長が２１０ｎｍ以上３２０ｎｍ以下の紫外線を発する半導体発光素子１０が用いられたとしても、十分な信頼性が確保されるため特に好ましく適用可能である。
発光層１２２の好ましい形態の例としては、多重量子井戸（Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）構造が挙げられる。例えば、組成比が異なる（バンドギャップが異なる）ＡｌＧａＮ層を多数積層した多重量子井戸構造が採用可能である。
【００２４】
（接着部）
接着部２２は、ベース部２１に形成された図示しない配線と電気的に接続するようにベース部２１上に配置される。この接着部２２は、半導体発光素子１０とサブマウント基板２０とを電気的に接続可能なものであれば特に制限されない。また単一の材料であってもよいし、複数の材料の混合又は積層体であってもよい。
【００２５】
半導体発光素子１０とサブマウント基板２０とを任意に位置合わせを行いつつ強固に接着する観点から、本発明の一実施形態では、接着部２２は圧力、熱、光等の外的要因により一時的に軟化し、その後硬化可能な性質を有する。
なお、図１では、接着部２２は、サブマウント基板２０側に設けられているが、これに限るものではない。
【００２６】
接着部２２として、例えば、サブマウント基板２０側、すなわちベース部２１に配置された金属部、具体的にはベース部２１に形成された電極部や、この電極部上に形成されたパッド部やバンプ部、半田部を、接着部２２として流用してもよい。また、半導体発光素子１０側に配置された金属部、具体的には電極部１３１、１３２や、電極部１３１、１３２上にさらに形成された図示しないパッド部やバンプ部、半田部を、接着部２２として流用してもよいし、それらを組み合わせて接着部２２として流用してもよい。
【００２７】
（サブマウント基板）
サブマウント基板２０は、半導体発光素子１０と電気的に接続される。半導体発光装置１００の放熱性向上の観点から、本発明の一実施形態では、ベース部２１は、放熱性の高い材料から形成される。放熱性の高い材料としては、ＡｌＮセラミックが挙げられる。また、サブマウント基板２０と半導体発光素子１０とを簡易に電気的に接続する観点から、前述のように、本発明の一実施形態では、サブマウント基板２０は、接着部２２としてベース部２１上に複数の金属部を備えている。金属部としては、金Ａｕを含む球状又は柱状のバンプを適用することができる。
【００２８】
半導体発光素子１０とサブマウント基板２０とは、複数の接着部２２を介して電気的に接続される。半導体発光素子１０とサブマウント基板２０とは、例えば金バンプからなる接着部２２を介したフリップチップ接合で接続され、接合方法は一般によく知られた方法で実施される。例えば半導体発光素子１０の第一電極部１３１、第二電極部１３２上に金ワイヤによるワイヤバンピング法で金バンプを形成する。一方サブマウント基板２０側には、ベース部２１上に、金メッキ或いは半田を接着部２２として用意しておき、接着部２２の位置合わせを行った後、フリップチップボンダーを用いて加圧しながら熱を加えて接着する。例えばベース部２１上に約０．３μｍの金メッキした後、φ２５ｍｍの金ワイヤで接着部２２としての金バンプを作製し、この金バンプからなる接着部２２を用いて、サブマウント基板２０と半導体発光素子１０とを接着する場合には、バンプあたり７０ｇの加圧状態で約２５０℃の環境下で１５秒間加熱することで良好な接着が得られる。この実例数値は一例であり、電極寸法やバンプ形成用金ワイヤ径等の各種の条件の違いにより最適値を選定すればよい。
【００２９】
また、半導体発光装置１００において、接着部２２は、平面視で半導体積層部１２のメサ型構造の上面に配置された複数の接着部２２の面積の総和、すなわち、半導体積層部１２上の接着部２２の総面積が、発光層１２２の発光面積の１０％以上５０％以下となるように配置される。ちなみに、図１では、平行部１２ａ及び平行部１２ｂ上に配置された６つの接着部２２の面積の総和が、接着部２２の総面積となり、発光層１２２の発光面積の約３０％となっている。
【００３０】
また、平面視で半導体積層部１２のメサ型構造の上面に配置された接着部２２のそれぞれは、接着部２２の縁が、メサ型構造の上面の縁よりも内側となるように配置される。つまり、接着部２２の縁がメサ型構造の上面の縁よりも内側となるように接着部２２を配置することによって、例えば、平行部１２ａ上に配置される接着部２２と、第一電極部１３１又は第一電極部１３１の上に配置される接着部２２とが接触することを防止している。
さらに、半導体発光装置１００において、接着部２２の高さ、すなわち厚みは、例えば第一電極部１３１の上に配置される接着部２２が、第二電極部１３２の上に配置される接着部や第二電極部１３２等、半導体発光素子１０の意図しない部分と接触し、電気的ショート等の不良を起こさない範囲で適宜設定される。
【００３１】
このようにして、サブマウント基板２０の接着部２２と半導体発光素子１０の電極部１３とが電気的に接続された状態で、ベース部２１内、又はベース部２１に接続される電源（図示せず）から、ベース部２１に形成された図示しない配線を介し、接着部２２を経て、半導体発光素子１０の第一電極部１３１、第二電極部１３２に電力が供給されることにより、半導体発光素子１０に電力が供給されることによって、半導体発光素子１０の発光層１２２で光が生成され、素子基板１１側から外部に出力される。また、半導体発光素子１０で生じた熱は、接着部２２を介してベース部２１側に伝導し、外部に放出される。
【００３２】
＜装置＞
本発明の一実施形態に係る装置は、本発明の一実施形態に係る半導体発光装置を備えるものである。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置は、各種の装置に適用可能である。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置は、紫外線ランプが用いられている既存の全ての装置に適用・置換可能である。特に、波長２８０ｎｍ以下の深紫外線を用いている装置に適用可能である。
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置は、例えば、医療・ライフサイエンス分野、環境分野、産業・工業分野、生活・家電分野、農業分野、その他分野の装置に適用可能である。
【００３３】
本発明の一実施形態に係る半導体発光装置は、薬品や化学物質の合成・分解装置、液体・気体・固体（容器、食品、医療機器等）殺菌装置、半導体等の洗浄装置、フィルム・ガラス・金属等の表面改質装置、半導体・フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）・プリント基板（ＰＣＢ）・その他電子品製造用の露光装置、印刷・コーティング装置、接着・シール装置、フィルム・パターン・モックアップ等の転写・成形装置、紙幣・傷・血液・化学物質等の測定・検査装置に適用可能である。
【００３４】
液体殺菌装置の例としては、冷蔵庫内の自動製氷装置・製氷皿及び貯氷容器・製氷機用の給水タンク、冷凍庫、製氷機、加湿器、除湿器、ウォーターサーバの冷水タンク・温水タンク・流路配管、据置型浄水器、携帯型浄水器、給水器、給湯器、排水処理装置、ディスポーザ、便器の排水トラップ、洗濯機、透析用水殺菌モジュール、腹膜透析のコネクタ殺菌器、災害用貯水システム等が挙げられるがこの限りではない。
【００３５】
気体殺菌装置の例としては、空気清浄器、エアコンディショナー、天井扇、床面用や寝具用の掃除機、布団乾燥機、靴乾燥機、洗濯機、衣類乾燥機、室内殺菌灯、保管庫の換気システム、靴箱、タンス等が挙げられるがこの限りではない。
固体殺菌装置(表面殺菌装置を含む）の例としては、真空パック器、ベルトコンベヤ、医科用・歯科用・床屋用・美容院用のハンドツール殺菌装置、歯ブラシ、歯ブラシ入れ、箸箱、化粧ポーチ、排水溝のふた、便器の局部洗浄器、便器フタ等が挙げられるがこの限りではない。
【実施例】
【００３６】
以下、本発明の一実施形態における半導体発光素子を、実施例及び比較例を挙げてより具体的に説明する。なお、本発明は、以下に説明する各実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
本発明の一実施形態として、以下のような、半導体発光装置１００を作製した。なお、ここでは、接着部２２を半導体発光素子１０側に設けた。
【００３７】
素子基板１１としてのＡｌＮ単結晶基板と、この素子基板１１上に形成されたｎ型ＡｌＧａＮ層（ｎ型半導体層１２１に対応）、多重量子井戸構造のＡｌＧａＮ積層（発光層１２２に対応）、及びｐ型ＧａＮ層（ｐ型半導体層１２３に対応）が素子基板１１側から順に積層されたメサ型構造の半導体積層部１２とを備える半導体発光装置１００を作製した。また、ｎ型ＡｌＧａＮ層（１２１）上には、２０ｎｍのチタンＴｉ、１５０ｎｍのアルミニウムＡｌ、３０ｎｍのニッケルＮｉ、及び５０ｎｍの金Ａｕがこの順に積層された積層体からなるｎ型電極部（第一電極部１３１に対応）と、ｐ型ＧａＮ層（１２３）上に形成された２０ｎｍのニッケルＮｉ及び３５ｎｍの金Ａｕとの積層体からなるｐ型電極部（第二電極部１３２に対応）とを設けた。さらに、これらｎ型電極部（１３１）及びｐ型電極部（１３２）上には、１０００ｎｍの金Ａｕからなるパッド電極部を形成した。このパッド電極上に２５ｍｍφの金ワイヤをワイヤバンピングした金バンプ（接着部２２に対応）を設けた。
【００３８】
一方、サブマウント基板２０側には、ベース部２１上に約０．３μｍの金メッキを作製した。
そして、各金バンプ（２２）を７０ｇで加圧しながら２５０℃で１５秒間加熱することで、サブマウント基板２０側の金メッキと半導体発光素子１０側に形成した接着部２２とを接着し、サブマウント基板２０と半導体発光素子１０とを接合した。
【００３９】
作製された半導体発光装置１００において、平面視における、発光層１２２の面積、すなわち半導体積層部１２に電力を印加したときの発光面積と、接着部２２の総面積とを比較した結果、半導体積層部１２のメサ型構造の上面に配置された金バンプ（接着部２２）の総面積は発光層１２２の発光面積の５０％の割合を占めた。
得られた半導体発光装置１００は、中心発光波長が２７０ｎｍの紫外線を発するデバイスであった。
【００４０】
上記のようにして得られた半導体発光装置１００について、２５℃の環境下で１００ｍＡ連続通電にて信頼性試験を行った。この試験結果は、光出力劣化率が７０％以下であった。
さらに同様の方法で得られた半導体発光装置１００の素子基板１１の側面に対して、Ｄａｇｅ社製のボンドテスター「４０００」で素子基板１１の主面に平行な方向に毎秒２０ｍｍで外力を加えていったところ、１１００ｇの外力を加えたところで半導体発光素子１０がサブマウント基板２０から剥離した。
【００４１】
［実施例２］
半導体発光素子１０側に形成した接着部２２としての金バンプの数を変え、半導体積層部１２のメサ型構造の上面に配置される接着部２２の数を変えることで、発光層１２２の発光面積に対する、接着部２２の総面積の割合を１５％に変えたこと以外は、実施例１と同じ方法で半導体発光装置１００を作製した。
作製した半導体発光装置１００を、実施例１と同様の方法で評価したところ、光出力劣化率が７０％以下であり、５６０ｇの外力を加えたところで、半導体発光素子１０がサブマウント基板２０から剥離した。
【００４２】
［実施例３］
半導体発光素子１０側に形成した接着部２２としての金バンプの数を変え、半導体積層部１２のメサ型構造の上面に配置される接着部２２の数を変えることで、発光層１２２の発光面積に対する、接着部２２の総面積の割合を１０％に変えたこと以外は、実施例１と同じ方法で半導体発光装置１００を作製した。
作製した半導体発光装置１００を、実施例１と同様の方法で評価したところ、光出力劣化率が７０％以下であり、４４０ｇの外力を加えたところで、半導体発光素子１０がサブマウント基板２０から剥離した。
【００４３】
［比較例１］
半導体発光素子１０側に形成した接着部２２としての金バンプの数を変え、半導体積層部１２のメサ型構造の上面に配置される接着部２２の数を変えることで、発光層１２２の発光面積に対する、接着部２２の総面積の割合を５％に変えたこと以外は、実施例１と同じ方法で半導体発光装置１００を作製した。
作製した半導体発光装置１００を、実施例１と同様の方法で評価したところ、光出力劣化率が５０％以上であり、３５０ｇの外力を加えたところで、半導体発光素子１０がサブマウント基板２０から剥離した。
【００４４】
［比較例２］
次に、第２の比較例について説明する。
第２の比較例では、接着部２２としての金バンプ作製時の金ワイヤの直径を４０ｍｍφにしたこと以外は実施例１と同様の方法で半導体発光装置１００を作製した。
作製した半導体発光装置１００について通電試験をした結果、電気特性不良のため発光しなかった。半導体発光装置１００を確認した結果、ｐ型電極部（１３２）の縁から金バンプ（２２）がはみ出て、ｎ型電極部（１３１）に接触していることが原因であった。
【００４５】
以上の、実施例１〜３及び比較例１、２の評価結果から、半導体発光装置１００において、平面視における、半導体積層部１２のメサ構造の上面に配置される接着部２２の総面積が、発光層１２２の発光面積の１０％以上５０％以下であり、且つ、半導体積層部１２のメサ型構造の上面に配置された接着部２２の各々の縁が、半導体積層部１２のメサ型構造の上面の縁よりも内側となるように接着部２２を配置することによって、信頼性の高い半導体発光装置を作製できることが確認された。
一方、接着部２２の総面積を大きくするために、接着部２２としての金バンプとなる金ワイヤの直径を一定以上大きくしてしまうと、接着部２２としての金バンプが、半導体積層部１２のメサ型構造の上面の縁からはみ出し、ショートによる電気特性不良率が高くなることが確認された。
【００４６】
（まとめ）
以上のように、本発明の一実施形態における半導体発光装置１００は、従来の半導体発光装置と比較して、半導体発光素子１０とサブマウント基板２０側との間の密着力が強く、放熱性も向上することが確認できた。そのため、本発明の一実施形態における半導体発光装置１００を、２１０ｎｍ以上３２０ｎｍ以下程度の深紫外線を発光する信頼性の高い発光装置として適用することができ、殺菌やバイオ分析等に好適に用いることができる。
【００４７】
なお、ここまで、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
また、本発明の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本発明が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本発明の範囲は、各請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、フリップチップ型の半導体発光装置に利用可能であり、例えば、殺菌やバイオ分析等に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００４９】
１０    半導体発光素子
１１    素子基板
１２    半導体積層部
１２１  ｎ型半導体層
１２２  発光層
１２３  ｐ型半導体層
１３    電極部
１３１  第一電極部
１３２  第二電極部
２０    サブマウント基板
２１    ベース部
２２    接着部
１００  半導体発光装置
【図１】
2016181674.tif 000003
【図２】
2016181674.tif 000004