(57)【要約】【課題】発光効率を向上できる半導体発光素子を提供する。【解決手段】半導体発光素子１は、第１主面３および第２主面４を有する基板２を含む。基板２の第１主面３の上には、エピタキシャル層９が形成されている。エピタキシャル層９は、基板２の第１主面３の上に形成された第１半導体層６、第１半導体層６の上に形成された発光層７、および、発光層７の上に形成された第２半導体層８を含む。エピタキシャル層９には、メサ構造１０が形成されている。メサ構造１０は、エピタキシャル層９において、第１半導体層６が露出するように、第１半導体層６、発光層７および第２半導体層８を選択的に切り欠いて形成されている。メサ構造１０において、基板２の第１主面３の面積に対する発光層７の発光面積の比は、０．２５以下に設定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面および第２主面を有する基板と、
前記基板の前記第１主面の上に形成された第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層の上に形成された発光層、および、前記発光層の上に形成された第２導電型の第２半導体層を含む半導体層と、
前記半導体層において、前記第１半導体層が露出するように、前記第１半導体層、前記発光層および前記第２半導体層を選択的に切り欠いて形成され、前記基板の前記第１主面の面積に対する前記発光層の発光面積の比が０．２５以下に設定されたメサ構造と、を含む、半導体発光素子。
【請求項２】
前記半導体層には、複数の前記メサ構造が形成されている、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記基板の前記第１主面の面積に対する前記発光層の総面積の比が、０．２５以下である、請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記基板の前記第１主面の面積が、４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下である、請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記発光層の総面積が、４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下である、請求項３または４に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記基板の前記第１主面の面積に対する前記メサ構造の総面積の比が、０．２５以下である、請求項２〜５のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記発光層の総電流密度が、０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下である、請求項２〜６のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記発光層の総電流密度が、０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下である、請求項２〜７のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記複数のメサ構造は、モスアイ構造状または行列状に配列されている、請求項２〜８のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記メサ構造は、平面視円形状または平面視多角形状に形成されている、請求項１〜９のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第１半導体層に電気的に接続された第１外部端子と、
前記第２半導体層に電気的に接続された第２外部端子と、をさらに含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記半導体層には、前記メサ構造が形成されたメサ構造形成領域、および、前記メサ構造形成領域よりも外側の領域において前記第１半導体層を露出させる外側領域が設定されており、
前記第１外部端子は、前記外側領域において、前記第１半導体層に電気的に接続されており、
前記第２外部端子は、前記メサ構造形成領域において、前記第２半導体層に電気的に接続されている、請求項１１に記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記第２外部端子および前記第２半導体層の間の領域に介在する配線膜をさらに含む、請求項１２に記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記配線膜は、前記メサ構造形成領域の全域を覆っている、請求項１３に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第１外部端子および前記第１半導体層の間の領域に介在する電極膜をさらに含む、請求項１２〜１４のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記外側領域は、前記メサ構造形成領域の周縁に沿って延びており、
前記電極膜は、前記メサ構造形成領域の周縁に沿って延びている、請求項１５に記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記外側領域は、前記メサ構造形成領域を取り囲んでおり、
前記電極膜は、前記メサ構造形成領域を取り囲んでいる、請求項１５または１６に記載の半導体発光素子。
【請求項１８】
前記メサ構造を被覆する光反射層をさらに含む、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項１９】
前記メサ構造は、前記第２半導体層から前記第１半導体層に向けて下り傾斜した傾斜部を有しており、
前記光反射層は、前記メサ構造の前記傾斜部を被覆している、請求項１８に記載の半導体発光素子。
【請求項２０】
前記光反射層は、金属膜を含む、請求項１８または１９に記載の半導体発光素子。
【請求項２１】
前記光反射層は、絶縁膜を含む、請求項１８または１９に記載の半導体発光素子。
【請求項２２】
前記光反射層は、屈折率の異なる複数の絶縁膜が積層された積層構造を有している、請求項１８または１９に記載の半導体発光素子。
【請求項２３】
前記基板の前記第１主面の面積に対する前記発光層の発光面積の比が、０．００１６以上に設定されている、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項２４】
前記基板の前記第１主面の面積が、４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下である、請求項２３に記載の半導体発光素子。
【請求項２５】
前記発光層の電流密度が、０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下である、請求項２３または２４に記載の半導体発光素子。
【請求項２６】
前記発光層の電流密度が、０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下である、請求項２３〜２５のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項２７】
前記基板の前記第１主面の面積に対する前記メサ構造の面積の比が、０．２５以下である、請求項２３〜２６のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項２８】
前記第１半導体層に電気的に接続された第１外部端子と、
前記第２半導体層に電気的に接続された第２外部端子と、をさらに含む、請求項２３〜２７のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項２９】
前記第１外部端子および前記第２外部端子のうちの少なくとも一方が、平面視において前記発光層と重ならない領域に形成されている、請求項２８に記載の半導体発光素子。
【請求項３０】
前記第２外部端子が、平面視において前記発光層と重ならない領域に形成されている、請求項２８に記載の半導体発光素子。
【請求項３１】
前記第１外部端子および前記第２外部端子の両方が、平面視において前記発光層と重ならない領域に形成されている、請求項２８に記載の半導体発光素子。
【請求項３２】
前記第１外部端子および前記第２外部端子は、平面視において前記発光層を挟み込むように形成されている、請求項２８〜３１のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項３３】
前記メサ構造を被覆する光反射層をさらに含む、請求項２３〜３２のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項３４】
前記基板の前記第２主面を被覆する光反射層をさらに含む、請求項２３〜３２のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項３５】
前記光反射層は、金属膜を含む、請求項３３または３４に記載の半導体発光素子。
【請求項３６】
前記光反射層は、絶縁膜を含む、請求項３３または３４に記載の半導体発光素子。
【請求項３７】
前記光反射層は、屈折率の異なる複数の絶縁膜が積層された積層構造を有している、請求項３３または３４に記載の半導体発光素子。
【請求項３８】
前記基板が、透光性を有している、請求項１〜３７のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項３９】
前記半導体層に供給される動作電流が、１ｍＡ未満である、請求項１〜３８のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項４０】
前記半導体層に供給される動作電流が、０．１μＡ以上１００μＡ以下である、請求項１〜３９のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【請求項４１】
前記半導体層に供給される動作電流が、１μＡ以上１５μＡ以下である、請求項１〜４０のいずれか一項に記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１の図２には、基板と、基板の上に形成された半導体層とを含む発光装置が開示されている。半導体層は、基板の上に積層されたｎ型半導体層と、ｎ型半導体層の上に積層された活性層（発光層）と、活性層の上に積層されたｐ型半導体層とを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１２１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
半導体発光素子では、通常、その仕様に応じた適切な定格電流が適用される。しかしながら、半導体発光素子が使用される場面の多様化に伴って、定格電流よりも低い電流が半導体発光素子に適用されることがある。このような場合には、発光層を流れる電流が減少するため、発光効率が低下する。
本願発明者らは、特に、発光層の発光面積が基板の表面の面積とほぼ等しくなるように設計された構造の半導体発光素子において、このような問題が顕著に観られることを突き止めた。
【０００５】
すなわち、このような構造を有する半導体発光素子では、半導体層を流れる電流が比較的広い範囲に分散するように発光層内に流れ込むため、発光層を流れる電流の密度が低下する。そのため、発光効率が低下する。
そこで、本発明の実施形態では、発光効率を向上できる半導体発光素子を提供することを一つの目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態では、第１主面および第２主面を有する基板と、前記基板の前記第１主面の上に形成された第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層の上に形成された発光層、および、前記発光層の上に形成された第２導電型の第２半導体層を含む半導体層と、前記半導体層において、前記第１半導体層が露出するように、前記第１半導体層、前記発光層および前記第２半導体層を選択的に切り欠いて形成され、前記基板の前記第１主面の面積に対する前記発光層の発光面積の比が０．２５以下に設定されたメサ構造と、を含む、半導体発光素子を提供する。
【０００７】
この半導体発光素子によれば、基板の第１主面の面積に対する発光層の発光面積の比が０．２５以下に設定されている。これにより、発光層は、電流経路を狭窄する狭窄部として機能するため、発光層の電流密度の低下を抑制できる。よって、発光効率を高めることができる半導体発光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体発光素子の平面図である。
【図２】図２は、図１に示すII-II線に沿う断面図である。
【図３】図３は、図２に示す領域IIIの拡大図である。
【図４】図４は、図１に示す半導体発光素子のメサ構造の第１の形態例を、第１コンタクト電極膜の第１の形態例と共に示す平面図である。
【図５】図５は、図１に示す半導体発光素子の電流密度および発光効率の関係を示すグラフである。
【図６】図６は、図１に示す半導体発光素子の実装状態を示す断面図である。
【図７】図７は、図１に示す半導体発光素子の第１コンタクト電極膜の第２の形態例を示す平面図である。
【図８】図８は、図１に示す半導体発光素子の第１コンタクト電極膜の第３の形態例を示す平面図である。
【図９】図９は、図１に示す半導体発光素子のメサ構造の第２の形態例を示す平面図である。
【図１０】図１０は、図１に示す半導体発光素子のメサ構造の第３の形態例を示す拡大平面図である。
【図１１】図１１は、図１に示す半導体発光素子のメサ構造の第４の形態例を示す拡大平面図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２実施形態に係る半導体発光素子の平面図である。
【図１３】図１３は、図１２に示すXIII-XIII線に沿う断面図である。
【図１４】図１４は、図１２に示すXIV-XIV線に沿う断面図である。
【図１５】図１５は、図１２に示すXV-XV線に沿う断面図である。
【図１６】図１６は、図１２に示す半導体発光素子の電流密度および発光効率の関係を示すグラフである。
【図１７】図１７は、図１２に示す半導体発光素子の実装状態を示す断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の第３実施形態に係る半導体発光素子の断面図である。
【図１９】図１９は、図１８に示す半導体発光素子の実装状態を示す断面図である。
【図２０】図２０は、本発明の第４実施形態に係る半導体発光素子を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下では、本発明の実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体発光素子１の平面図である。
半導体発光素子は、通常、１ｍＡ以上の動作電流で制御される。しかしながら、半導体発光素子が適用されるアプリケーションの多様化に伴って、１ｍＡ未満の動作電流で制御される半導体発光素子の市場の要求が高まっている。
【００１０】
半導体発光素子は、一般的には、動作電流が１ｍＡ以上で、基板の表面の面積に対する発光層の発光面積の面積比が「１」に近い構造を有している。この半導体発光素子に対して１ｍＡ未満の動作電流が与えられると、発光層を流れる動作電流の電流密度が低下する結果、発光効率が低下する。
そこで、本実施形態は、動作電流が１ｍＡ未満で良好な発光効率を有する半導体発光素子を提供する。
【００１１】
半導体発光素子１は、１ｍＡ未満の動作電流ＩＬＥＤで制御される低消費電力型の半導体発光素子である。
半導体発光素子１は、透光性の基板２を含む。基板２は、サファイア基板であってもよい。基板２は、直方体形状に形成されている。基板２は、第１主面３と、その反対の第２主面４と、第１主面３および第２主面４を接続する側面５とを有している。
【００１２】
図１を参照して、基板２の第１主面３および第２主面４は、それらの法線方向から見た平面視（以下、単に「平面視」という。）において四角形状に形成されている。基板２の第１主面３および第２主面４は、平面視において、たとえば２００μｍ以上５００μｍ以下（本実施形態では４００μｍ）の一辺を有する正方形状に形成されている。
以下では、図１の紙面において、左右方向に対向する一対の側面５を右側面５Ａおよび左側面５Ｂという。また、図１の紙面において、上下方向に対向する一対の側面５を上側面５Ｃおよび下側面５Ｄという。
【００１３】
図２は、図１に示すII-II線に沿う断面図である。図３は、図２に示す領域IIIの拡大図である。図４は、図１に示す半導体発光素子１のメサ構造１０（後述する）の第１の形態例を、第１コンタクト電極膜１９（後述する）の第１の形態例と共に示す平面図である。
図２および図３を参照して、基板２の第１主面３の上には、半導体層の一例としてのエピタキシャル層９が形成されている。エピタキシャル層９は、ｎ型の第１半導体層６、発光層７およびｐ型の第２半導体層８を含む。
【００１４】
ｎ型の第１半導体層６は、基板２の第１主面３の上に積層されている。発光層７は、第１半導体層６の上に積層されている。第２半導体層８は、発光層７の上に積層されている。第１半導体層６、発光層７および第２半導体層８は、いずれもIII族窒化物半導体を含む。III族窒化物半導体は、窒化ガリウム（ＧａＮ）を含んでいてもよい。
図４を参照して、エピタキシャル層９には、メサ構造形成領域１１および外側領域１２が設定されている。
【００１５】
メサ構造形成領域１１は、基板２の側面５から間隔を空けて基板２の略中央部に設定されている。メサ構造形成領域１１は、平面視において基板２の側面５に平行な四角形状に設定されている。
外側領域１２は、メサ構造形成領域１１よりも外側の領域に設定されている。外側領域１２は、平面視においてメサ構造形成領域１１を取り囲む四角環状に形成されている。外側領域１２からは第１半導体層６が露出している。外側領域１２の表面は、基板２の第１主面３と平行に形成されている。
【００１６】
図３および図４を参照して、エピタキシャル層９において、メサ構造形成領域１１には、複数（本実施形態では１２０個）のメサ構造１０が形成されている。メサ構造１０は、第１半導体層６が露出するように、第１半導体層６、発光層７および第２半導体層８を選択的に切り欠くことによって形成されている。
各メサ構造１０は、本実施形態では円錐台状に形成されている。各メサ構造１０は、平坦部１３、平坦部１３の周縁よりも外側に位置する外周縁１４、および、平坦部１３の周縁から外周縁１４に向かって下り傾斜した傾斜部１５を含む。
【００１７】
各メサ構造１０の平坦部１３は、平面視において円形状に形成されている。各メサ構造１０の平坦部１３は、第２半導体層８によって形成されている。各メサ構造１０の外周縁１４は、平面視において円形状に形成されている。各メサ構造１０の外周縁１４は、第１半導体層６によって形成されている。メサ構造１０の傾斜部１５は、第１半導体層６、発光層７および第２半導体層８によって形成されている。
【００１８】
図４を参照して、複数のメサ構造１０は、メサ構造形成領域１１内において、規則的に配列されている。より具体的には、複数のメサ構造１０は、複数（本実施形態では６つ）の第１メサ構造群１６、および、複数（本実施形態では６つ）の第２メサ構造群１７を含む。
第１メサ構造群１６は、一方方向に沿って一列に配列された複数（本実施形態では１０個）のメサ構造１０を含む。第２メサ構造群１７は、一方方向に沿って一列に配列された複数（本実施形態では１０個）のメサ構造１０を含む。
【００１９】
複数の第１メサ構造群１６および複数の第２メサ構造群１７は、一方方向に交差する交差方向に沿って交互に配列されている。各第２メサ構造群１７は、本実施形態では、各第１メサ構造群１６に対して、１個のメサ構造１０の半径分だけ一方方向側にずれて配列されている。
このように、複数のメサ構造１０は、モスアイ（Moth-Eye）構造状または最密充填配置状に配列されている。つまり、複数のメサ構造１０は、平面視において互いに隣り合う３つのメサ構造１０の中心位置を結ぶ直線によって三角形状（より具体的には正三角形状）の領域１８が区画されるように配列されている。また、複数のメサ構造１０は、平面視において１個のメサ構造１０が六方位に６個のメサ構造１０と隣り合う構造を有している。
【００２０】
「一方方向」は、本実施形態では、基板２の右側面５Ａおよび左側面５Ｂに沿う方向である。また、「交差方向」は、本実施形態では、一方方向に直交する方向である。したがって、「交差方向」は、基板２の上側面５Ｃおよび下側面５Ｄに沿う方向である。
図２〜図４を参照して、エピタキシャル層９の上には、第１コンタクト電極膜１９および第２コンタクト電極膜２０が形成されている。図４では、明瞭化のため、第１コンタクト電極膜１９が、クロスハッチングによって示されている。第１コンタクト電極膜１９は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Indium Tin oxide）を含む透明電極であってもよい。第２コンタクト電極膜２０は、酸化インジウムスズを含む透明電極であってもよい。
【００２１】
第１コンタクト電極膜１９は、第１半導体層６に接続されている。より具体的には、第１コンタクト電極膜１９は、メサ構造形成領域１１の周縁に沿って外側領域１２に接続されている。
第１コンタクト電極膜１９は、外側領域１２において、メサ構造形成領域１１に対して基板２の右側面５Ａ側の領域に形成されている。第１コンタクト電極膜１９は、本実施形態では、基板２の右側面５Ａに沿って延びる平面視長方形状に形成されている。
【００２２】
第２コンタクト電極膜２０は、各メサ構造１０に接続されている。より具体的には、第２コンタクト電極膜２０は、各メサ構造１０の第２半導体層８に接続されている。第２コンタクト電極膜２０は、各メサ構造１０の傾斜部１５を避けるように、各メサ構造１０の平坦部１３の上に形成されている。
第２コンタクト電極膜２０の周縁は、各メサ構造１０の平坦部１３の上において、当該平坦部１３の周縁から内方領域側に間隔を空けて形成されている。第２コンタクト電極膜２０は、平面視において平坦部１３の周縁に沿う円形状に形成されていてもよい。
【００２３】
図２および図３を参照して、エピタキシャル層９の上には、第１光反射層２１が形成されている。第１光反射層２１は、発光層７で生成された光を基板２に向けて反射させるために形成されている。第１光反射層２１は、複数のメサ構造１０、第１コンタクト電極膜１９および第２コンタクト電極膜２０を被覆している。
第１光反射層２１は、複数のメサ構造１０の間の領域を埋めて、複数のメサ構造１０を被覆している。第１光反射層２１は、各メサ構造１０の傾斜部１５の全域を被覆している。各メサ構造１０の傾斜部１５を被覆する部分において、第１光反射層２１は、発光層７の周囲を取り囲んでいる。
【００２４】
第１光反射層２１による光反射面積は、発光層７の周囲から基板２に向かって増加している。これにより、発光層７で生成された光を基板２に向けて良好に反射させることができる。
第１光反射層２１は、本実施形態では、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector：分布ブラッグ反射）層を含む。ＤＢＲ層は、屈折率の異なる複数の絶縁膜が、１／４波長の光学長で交互に積層された積層構造を有している。
【００２５】
ＤＢＲ層は、たとえばＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯＮまたはＳｉＯＮのうちの少なくとも２種以上の絶縁材料によって形成されていてもよい。
図２および図３を参照して、第１光反射層２１の上には、配線膜２２が形成されている。配線膜２２は、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）または金（Ａｕ）のうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。配線膜２２は、第２コンタクト電極膜２０を介して、各メサ構造１０の第２半導体層８に電気的に接続されている。
【００２６】
より具体的には、第１光反射層２１には、各第２コンタクト電極膜２０を選択的に露出させるコンタクト開口２３が形成されている。配線膜２２は、各コンタクト開口２３を通じて、各第２コンタクト電極膜２０に接続されている。
配線膜２２は、本実施形態では、平面視において基板２の側面５に平行な四角形状に形成されている。配線膜２２は、本実施形態では、メサ構造形成領域１１の全域を覆っている。これにより、配線膜２２は、平面視において複数のメサ構造１０の全部と対向している。
【００２７】
第１光反射層２１の上には、第２光反射層２４がさらに形成されている。第２光反射層２４は、発光層７で生成された光を基板２に向けて反射させるために形成されている。第２光反射層２４は、配線膜２２を被覆している。第２光反射層２４は、前述の第１光反射層２１と同一の材料種を含むＤＢＲ層を含んでいてもよい。
第２光反射層２４には、第１パッド開口２６および第２パッド開口２８が形成されている。第１パッド開口２６は、第１コンタクト電極膜１９の一部の領域を、第１パッド領域２５として選択的に露出させている。第２パッド開口２８は、配線膜２２の一部の領域を、第２パッド領域２７として選択的に露出させている。
【００２８】
第２光反射層２４の上には、第１外部端子２９および第２外部端子３０が形成されている。
第１外部端子２９は、基板２の右側面５Ａ側に形成されている。第１外部端子２９は、平面視において基板２の右側面５Ａに沿って延びる長方形状に形成されている。
第１外部端子２９は、第１半導体層６に電気的に接続されている。より具体的には、第１外部端子２９は、第２光反射層２４の上から第１パッド開口２６に入り込んでいる。第１外部端子２９は、第１パッド開口２６の内部において、第１コンタクト電極膜１９に接続されている。これにより、第１外部端子２９は、第１コンタクト電極膜１９を介して、第１半導体層６に電気的に接続されている。
【００２９】
第１外部端子２９は、本実施形態では、第２光反射層２４側からこの順に積層された第１下側電極層３１および第１上側電極層３２を含む積層構造を有している。第１下側電極層３１は、第２光反射層２４の上から第１パッド開口２６に入り込んでいる。
第１下側電極層３１は、第１パッド開口２６の内部において、第１コンタクト電極膜１９に接続されている。第１上側電極層３２は、第１下側電極層３１の上面を被覆している。第１上側電極層３２は、外部接続用の第１外部接続面３３を有している。
【００３０】
第１外部端子２９は、本実施形態では、平面視において複数のメサ構造１０の幾つかと重なるように形成されている。したがって、第１外部端子２９の第１外部接続面３３は、平面視において複数のメサ構造１０の幾つかと重なっている。
第２外部端子３０は、第１外部端子２９に対して基板２の左側面５Ｂ側に形成されている。第２外部端子３０は、平面視において基板２の左側面５Ｂに沿って延びる長方形状に形成されている。
【００３１】
第２外部端子３０は、第２半導体層８に電気的に接続されている。より具体的には、第２外部端子３０は、第２光反射層２４の上から第２パッド開口２８に入り込んでいる。第２外部端子３０は、第２パッド開口２８の内部において、配線膜２２に接続されている。これにより、第２外部端子３０は、配線膜２２を介して、各メサ構造１０に電気的に接続されている。
【００３２】
第２外部端子３０は、本実施形態では、第２光反射層２４側からこの順に積層された第２下側電極層３４および第２上側電極層３５を含む積層構造を有している。第２下側電極層３４は、第２光反射層２４の上から第２パッド開口２８に入り込んでいる。
第２下側電極層３４は、第２パッド開口２８の内部において、配線膜２２に接続されている。第２上側電極層３５は、第２下側電極層３４の上面を被覆している。第２上側電極層３５は、外部接続用の第２外部接続面３６を有している。
【００３３】
第２外部端子３０は、平面視において複数のメサ構造１０の幾つかと重なるように形成されている。したがって、第２外部端子３０の第２外部接続面３６は、平面視において複数のメサ構造１０の幾つかと重なっている。
半導体発光素子１では、動作電流ＩＬＥＤの値が１ｍＡ未満という比較的に低い領域で良好な発光効率が達成される。動作電流ＩＬＥＤは、第１外部端子２９および第２外部端子３０を介してエピタキシャル層９に供給される電流である。
【００３４】
半導体発光素子１では、平面視において、基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂに対する発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌの面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂが、０よりも大きく０．２５以下（０＜面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂ≦０．２５）に設定されている。
発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌは、各発光層７の発光面積Ｓｌｕｍｉの総和である。基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂは、本実施形態では４００μｍ×４００μｍである。動作電流ＩＬＥＤは、各発光層７を流れる電流の総和でもある。
【００３５】
ここでは、発光効率および光出力を測定するための４つのサンプルＡ１〜Ｄ１を用意した。
サンプルＡ１は、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂが０．６３２である半導体発光素子である。サンプルＢ１は、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂが０．２５である半導体発光素子である。サンプルＣ１は、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂが０．０６２５である半導体発光素子である。サンプルＤ１は、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂが０．０２２５である半導体発光素子である。
【００３６】
サンプルＡ１は、サンプルＢ１〜Ｄ１の光出力と比較するために、１ｍＡ以上で光出力が最も高くなるように設計されている。サンプルＡ１〜Ｄ１の光出力は、サンプルＡ１〜Ｄ１に５μＡ、１２μＡおよび１ｍＡの動作電流ＩＬＥＤを与えることによって測定されている。
光出力の測定結果は、下記の表１の通りである。下記の表１では、サンプルＡ１〜Ｄ１が、符号「Ａ１」〜「Ｄ１」によって示されている。
【００３７】
各サンプルＡ１〜Ｄ１の光出力は、表１の左側の欄に示されている。各サンプルＡ１〜Ｄ１の光出力の比率は、表１の右側の欄に示されている。各サンプルＡ１〜Ｄ１の光出力の比率は、サンプルＡ１の光出力を「１」に設定した場合の値である。
【００３８】
【表１】
2017216435.tif 000003
【００３９】
表１を参照して、サンプルＡ１〜Ｄ１の光出力は、いずれも動作電流ＩＬＥＤの減少に伴って低下する傾向があることが理解される。
動作電流ＩＬＥＤが１ｍＡの場合、サンプルＡ１の光出力は、サンプルＣ１，Ｄ１の光出力よりも高くなっている。しかしながら、動作電流ＩＬＥＤが１２μＡ以下の場合、サンプルＡ１の光出力は、サンプルＢ１〜Ｄ１の光出力よりも低くなっている。
【００４０】
したがって、サンプルＡ１においては、動作電流ＩＬＥＤが１ｍＡ未満になると、発光効率が著しく低下することが理解される。また、サンプルＡ１〜Ｄ１を参照して、動作電流ＩＬＥＤが１２μＡ以下の場合には、発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌが小さくなるほど、光出力が高くなることが理解される。
さらに、サンプルＡ１〜Ｄ１を参照して、動作電流ＩＬＥＤが１ｍＡの場合、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂの減少に伴って光出力が減少している。したがって、動作電流ＩＬＥＤが１ｍＡの場合には、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂの減少に伴って発光効率が低下することが理解される。
【００４１】
その一方で、サンプルＡ１〜Ｄ１を参照して、動作電流ＩＬＥＤが１２μＡ以下の場合、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂの減少に伴って光出力が向上している。したがって、動作電流ＩＬＥＤが１２μＡ以下の場合には、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂの減少に伴って発光効率が向上することが理解される。
サンプルＡ１は、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂを極力「１」に近づけて、良好な発光効率を実現しようとする思想の下で設計されている。これにより、サンプルＡ１は、基板２の第１主面３という限られた面積Ｓｓｕｂ内において、比較的に高い動作電流ＩＬＥＤ（ＩＬＥＤ＞１ｍＡ）で良好な発光効率が発現している。
【００４２】
そのため、サンプルＡ１において１ｍＡ未満の動作電流ＩＬＥＤが供給されると、発光層７の総電流密度が著しく低下する結果、発光効率が低下する。発光層７の総電流密度は、各発光層７を流れる動作電流ＩＬＥＤの電流密度の総和である。仮に、サンプルＡ１に１０μＡ未満の動作電流ＩＬＥＤが供給された場合、発光層７の総電流密度は、０．０１Ａ／ｃｍ２未満となり、良好な発光効率とはならない。
【００４３】
これに対して、サンプルＢ１〜Ｄ１では、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂが、０．０１以上０．２５以下に設定されている。これにより、サンプルＢ１〜Ｄ１では、サンプルＡ１と比べて、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂが減少した分に応じて、発光層７の総電流密度を増加させることができる。よって、各発光層７において発光効率を高めることができる。
【００４４】
本実施形態では、発光層７の総電流密度が、０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下となるように、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂが設定されている。
図５は、発光層７の総電流密度および発光効率の関係を示すグラフである。図５において、横軸は、発光層７の総電流密度（Ａ／ｃｍ２）であり、縦軸は発光効率（％）である。
【００４５】
図５を参照して、半導体発光素子１の発光効率は、発光層７の総電流密度が０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下の範囲において、ピーク値（極大値）を有している。ピーク値は、より具体的には、０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下の範囲に位置している。このことから、発光層７の総電流密度には、最適値が存在していることが理解される。
【００４６】
図５から、動作電流ＩＬＥＤおよび面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂは、発光層７の総電流密度が０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下となるように設定されることが好ましいことが理解される。動作電流ＩＬＥＤおよび面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂは、発光層７の総電流密度が０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下となるように設定されることが、さらに好ましいことが理解される。
【００４７】
動作電流ＩＬＥＤ、基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂ、発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌ、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂ、発光層７の総電流密度は、以下の第１設定例〜第６設定例に示されるような数値に設定されてもよい。
[第１設定例]
・動作電流ＩＬＥＤ：１ｍＡ未満
・基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂ：４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下
・発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌ：４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下
・面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂ：０．００１６以上０．２５以下
・発光層７の総電流密度：０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下
[第２設定例]
・動作電流ＩＬＥＤ：１ｍＡ未満
・基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂ：４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下
・発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌ：４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下
・面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂ：０．００１６以上０．２５以下
・発光層７の総電流密度：０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下
[第３設定例]
・動作電流ＩＬＥＤ：０．１μＡ以上１００μＡ以下
・基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂ：４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下
・発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌ：４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下
・面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂ：０．００１６以上０．２５以下
・発光層７の総電流密度：０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下
[第４設定例]
・動作電流ＩＬＥＤ：０．１μＡ以上１００μＡ以下
・基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂ：４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下
・発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌ：４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下
・面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂ：０．００１６以上０．２５以下
・発光層７の総電流密度：０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下
[第５設定例]
・動作電流ＩＬＥＤ：１μＡ以上１５μＡ以下
・基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂ：４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下
・発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌ：４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下
・面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂ：０．００１６以上０．２５以下
・発光層７の総電流密度：０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下
[第６設定例]
・動作電流ＩＬＥＤ：１μＡ以上１５μＡ以下
・基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂ：４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下
・発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌ：４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下
・面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂ：０．００１６以上０．２５以下
・発光層７の総電流密度：０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下
以上、半導体発光素子１では、動作電流ＩＬＥＤが１ｍＡ未満、動作電流ＩＬＥＤが０．１μＡ以上１００μＡ以下、または、動作電流ＩＬＥＤが１μＡ以上１５μＡ以下という条件下において、エピタキシャル層９に複数のメサ構造１０が形成されている。
【００４８】
このような構造において、基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂに対する発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌの面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂは、０．００１６以上０．２５以下に設定されている。基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂは、４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下に設定されている。発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌは、４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下に設定されている。
【００４９】
これにより、サンプルＡ１に１ｍＡ未満の動作電流ＩＬＥＤを適用する場合に比べて、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂが減少した分に応じて、発光層７の総電流密度を高めることができる。
また、半導体発光素子１では、動作電流ＩＬＥＤおよび発光層７の総面積Ｓｔｏｔａｌが、発光層７の総電流密度が０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下、または、０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下となるように設定されている。
【００５０】
これにより、図５に示されるように、発光層７において光出力および発光効率を高めることができる。よって、光出力および発光効率を向上できる半導体発光素子１を提供できる。
また、半導体発光素子１によれば、基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂを変更することなく、発光面積Ｓｌｕｍｉの小さい発光層７を作り込むことができる。これにより、発光層７の発光面積Ｓｌｕｍｉの縮小に伴って、基板２を縮小しなくて済む。したがって、取り扱いの利便性を維持することができ、かつ、光出力および発光効率を向上できる半導体発光素子１を提供できる。
【００５１】
また、半導体発光素子１では、エピタキシャル層９の上に、第１光反射層２１および第２光反射層２４が形成されている。これにより、発光層７に対して基板２の第２主面４側の領域から光を取り出すことができる。このような構造によれば、図６に示されるような実装形態を有する半導体発光素子１を提供できる。
図６は、図１の半導体発光素子１の実装状態を示す断面図である。
【００５２】
図６を参照して、半導体発光素子１は、基板２の第１主面３を実装基板３７に対向させた姿勢で実装基板３７に実装されている。つまり、半導体発光素子１は、実装基板３７にフェイスダウン実装されている。
実装基板３７の表面には、第１電極パッド３８および第２電極パッド３９が間隔を空けて形成されている。半導体発光素子１の第１外部端子２９は、導電性接合材４０を介して第１電極パッド３８に接続されている。半導体発光素子１の第２外部端子３０は、導電性接合材４１を介して第２電極パッド３９に接続されている。
【００５３】
発光層７で生成された光は、基板２の第２主面４から直接取り出される。また、発光層７で生成された光は、第１光反射層２１および第２光反射層２４によって基板２に向けて反射され、基板２の第２主面４から取り出される。したがって、半導体発光素子１では、基板２の第２主面４が、光取り出し面として形成されている。
半導体発光素子１では、第１光反射層２１は、複数のメサ構造１０の間の領域に入り込み、各メサ構造１０の傾斜部１５の全域を被覆している。しかも、第１光反射層２１の光反射面積は、発光層７から基板２に向かって増加している。
【００５４】
これにより、発光層７で生成された光を基板２に向けて良好に反射させることができる。また、これにより、基板２の第２主面４から取り出される光の指向性を高めることができる。よって、１ｍＡ未満の動作電流ＩＬＥＤにおいても、良好な光出力および発光効率を有する半導体発光素子１を提供できる。
以上、本発明の第１実施形態について説明したが、本発明の第１実施形態はさらに他の形態で実施することもできる。
【００５５】
第１実施形態において、第１光反射層２１は、透光性の絶縁膜を含んでいてもよい。また、第２光反射層２４は、透光性の絶縁膜を含んでいてもよい。このような構造において、配線膜２２を光反射層として機能させてもよい。
第１実施形態において、配線膜２２を、たとえばＩＴＯ等を含む透明電極としてもよい。この構造において、第１光反射層２１および第２光反射層２４は、光反射性の絶縁膜（ＤＢＲ層）を含んでいてもよい。
【００５６】
第１実施形態において、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂに代えて、基板２の第１主面３の面積Ｓｓｕｂに対するメサ構造１０の総面積Ｓｍｔｏｔａｌの面積比Ｓｍｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂが適用されてもよい。メサ構造１０の総面積Ｓｍｔｏｔａｌは、各メサ構造１０の面積Ｓｍｅｓａの総和である。各メサ構造１０の面積Ｓｍｅｓａは、各メサ構造１０の外周縁１４によって取り囲まれた領域内の面積である。
【００５７】
面積比Ｓｍｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂは、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂと同様の数値に設定され得る。つまり、面積比Ｓｍｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂは、０よりも大きく０．２５以下（０＜Ｓｍｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂ≦０．２５）に設定され得る。
第１実施形態において、第１コンタクト電極膜１９は、図７に示される形態例を有していてもよい。図７は、図１に示す半導体発光素子１の第１コンタクト電極膜１９の第２の形態例を示す平面図である。図７において第１実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００５８】
図７を参照して、第１コンタクト電極膜１９は、平面視においてメサ構造形成領域１１の周囲に沿って形成されている。この例では、第１コンタクト電極膜１９は、平面視においてメサ構造形成領域１１を取り囲む四角環状に形成されている。
このような構造によれば、メサ構造形成領域１１および第１コンタクト電極膜１９の間の距離に差が生じるのを抑制できる。これにより、第１コンタクト電極膜１９からメサ構造形成領域１１内に供給される電流に差が生じるのを抑制できる。よって、発光効率を良好に向上させることができる。また、外側領域１２を利用して第１コンタクト電極膜１９を形成できるから、基板２を大型化せずに済む。
【００５９】
第１実施形態において、第１コンタクト電極膜１９は、図８に示される形態例を有していてもよい。図８は、図１に示す半導体発光素子１の第１コンタクト電極膜１９の第３の形態例を示す平面図である。図８において第１実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図８を参照して、メサ構造形成領域１１は、互いに間隔を空けて設定された第１メサ構造形成領域１１Ａおよび第２メサ構造形成領域１１Ｂを含む。
【００６０】
第１メサ構造形成領域１１Ａは、この例では、上側面５Ｃ側に設定されている。第１メサ構造形成領域１１Ａは、複数のメサ構造１０を含む。第２メサ構造形成領域１１Ｂは、第１メサ構造形成領域１１Ａに対して下側面５Ｄ側に設定されている。第２メサ構造形成領域１１Ｂは、複数のメサ構造１０を含む。
外側領域１２は、平面視において第１メサ構造形成領域１１Ａおよび第２メサ構造形成領域１１Ｂを一括して取り囲む四角環状に設定されている。さらに、外側領域１２は、第１メサ構造形成領域１１Ａおよび第２メサ構造形成領域１１Ｂの間の領域にも設定されている。
【００６１】
この例では、第１コンタクト電極膜１９は、第１メサ構造形成領域１１Ａおよび第２メサ構造形成領域１１Ｂの間の領域において、上側面５Ｃおよび下側面５Ｄに沿って延びるように形成されている。
さらに、この例では、第１コンタクト電極膜１９は、基板２の３つの側面５（この例では、右側面５Ａ、上側面５Ｃおよび下側面５Ｄ）に沿って形成されている。これにより、第１コンタクト電極膜１９は、第１メサ構造形成領域１１Ａおよび第２メサ構造形成領域１１Ｂを３方向から区画している。
【００６２】
したがって、第１コンタクト電極膜１９は、平面視において第１メサ構造形成領域１１Ａを３方向から区画している。また、第１コンタクト電極膜１９は、平面視において第２メサ構造形成領域１１Ｂを３方向から区画している。
第１コンタクト電極膜１９は、平面視において第１メサ構造形成領域１１Ａを取り囲むように形成されていてもよい。また、第１コンタクト電極膜１９は、平面視において第２メサ構造形成領域１１Ｂを取り囲むように形成されていてもよい。
【００６３】
このような構造によっても、メサ構造形成領域１１および第１コンタクト電極膜１９の間の距離に差が生じるのを抑制できる。これにより、第１コンタクト電極膜１９からメサ構造形成領域１１内に供給される電流に差が生じるのを抑制できる。よって、発光効率を良好に向上させることができる。また、外側領域１２を利用して第１コンタクト電極膜１９を形成できるから、基板２を大型化せずに済む。
【００６４】
第１実施形態において、複数のメサ構造１０は、図９に示されるような構造を有していてもよい。図９は、図１に示す半導体発光素子１の複数のメサ構造１０の第２の形態例を示す平面図である。図９において第１実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図９に示されるように、複数のメサ構造１０は、一方方向および交差方向に沿って間隔を空けて行列状に配列されていてもよい。
【００６５】
第１実施形態において、複数のメサ構造１０は、図１０に示されるような構造を有していてもよい。図１０は、図１に示す半導体発光素子１の複数のメサ構造１０の第３の形態例を示す拡大平面図である。図１０において第１実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図１０に示されるように、各メサ構造１０は、六角錐台状に形成されていてもよい。つまり、各メサ構造１０の平坦部１３は、平面視において六角形状に形成されていてもよい。また、各メサ構造１０の外周縁１４は、平面視において六角形状に形成されていてもよい。また、各メサ構造１０の傾斜部１５は、六角形状の平坦部１３および六角形状の外周縁１４を接続していてもよい。
【００６６】
第１実施形態において、複数のメサ構造１０は、図１１に示されるような構造を有していてもよい。図１１は、図１に示す半導体発光素子１の複数のメサ構造１０の第４の形態例を示す拡大平面図である。図１１において第１実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
図１１に示されるように、各メサ構造１０は、四角錐台状に形成されていてもよい。つまり、各メサ構造１０の平坦部１３は、平面視において四角形状に形成されていてもよい。また、各メサ構造１０の外周縁１４は、平面視において四角形状に形成されていてもよい。また、各メサ構造１０の傾斜部１５は、四角形状の平坦部１３および六角形状の外周縁１４を接続していてもよい。
【００６７】
各メサ構造１０は、多角錐台状に形成されていてもよい。つまり、各メサ構造１０の平坦部１３は、平面視において多角形状に形成されていてもよい。また、各メサ構造１０の外周縁１４は、平面視において多角形状に形成されていてもよい。また、各メサ構造１０の傾斜部１５は、多角形状の平坦部１３および多角形状の外周縁１４を接続していてもよい。
【００６８】
各メサ構造１０が円錐台状の場合、発光層７の側方において、各メサ構造１０を被覆する第１光反射層２１に角部が形成されるのを抑制できる。したがって、光を良好に反射させる上では、各メサ構造１０は、円錐台状に形成されることが好ましい。
第１実施形態において、各半導体部分の導電型が反転された構成が採用されてもよい。つまり、ｐ型の部分がｎ型とされ、ｎ型の部分がｐ型とされてもよい。したがって、エピタキシャル層９は、基板２の第１主面３の上に積層されたｐ型の第１半導体層６、ｐ型の第１半導体層６の上に積層された発光層７、および、発光層７の上に積層されたｎ型の第２半導体層８を含んでいてもよい。
【００６９】
図１２は、本発明の第２実施形態に係る半導体発光素子１０１の平面図である。
半導体発光素子は、通常、１ｍＡ以上の動作電流で制御される。しかしながら、半導体発光素子が適用されるアプリケーションの多様化に伴って、１ｍＡ未満の動作電流で制御される半導体発光素子の市場の要求が高まっている。
半導体発光素子は、一般的には、動作電流が１ｍＡ以上で、基板の表面の面積に対する発光層の発光面積の面積比が「１」に近い構造を有している。この半導体発光素子に対して１ｍＡ未満の動作電流が与えられると、発光層を流れる動作電流の電流密度が低下する結果、発光効率が低下する。
【００７０】
そこで、本実施形態は、動作電流が１ｍＡ未満で良好な発光効率を有する半導体発光素子を提供する。
半導体発光素子１０１は、１ｍＡ未満の動作電流ＩＬＥＤで制御される低消費電力型の半導体発光素子である。
図１２を参照して、半導体発光素子１０１は、透光性の基板１０２を含む。基板１０２は、サファイア基板であってもよい。基板１０２は、直方体形状に形成されている。基板１０２は、第１主面１０３と、その反対の第２主面１０４と、第１主面１０３および第２主面１０４を接続する側面１０５とを有している。
【００７１】
基板１０２の第１主面１０３および第２主面１０４は、それらの法線方向から見た平面視（以下、単に「平面視」という。）において四角形状に形成されている。基板１０２の第１主面１０３および第２主面１０４は、平面視において、たとえば２００μｍ以上５００μｍ以下（本実施形態では４００μｍ）の一辺を有する正方形状に形成されている。
以下では、図１２の紙面において、左右方向に対向する一対の側面１０５を右側面１０５Ａおよび左側面１０５Ｂという。また、図１２の紙面において、上下方向に対向する一対の側面１０５を上側面１０５Ｃおよび下側面１０５Ｄという。
【００７２】
図１３は、図１２のXIII-XIII線に沿う断面図である。図１４は、図１２のXIV-XIV線に沿う断面図である。図１５は、図１２のXV-XV線に沿う断面図である。
図１３〜図１５を参照して、基板１０２の第１主面１０３の上には、半導体層の一例としてのエピタキシャル層１０９が形成されている。エピタキシャル層１０９は、ｎ型の第１半導体層１０６、発光層１０７およびｐ型の第２半導体層１０８を含む。
【００７３】
ｎ型の第１半導体層１０６は、基板１０２の第１主面１０３の上に積層されている。発光層１０７は、第１半導体層１０６の上に積層されている。第２半導体層１０８は、発光層１０７の上に積層されている。第１半導体層１０６、発光層１０７および第２半導体層１０８は、いずれもIII族窒化物半導体を含む。III族窒化物半導体は、窒化ガリウム（ＧａＮ）を含んでいてもよい。
【００７４】
エピタキシャル層１０９には、メサ構造１１０が形成されている。メサ構造１１０は、第１半導体層１０６が露出するように、第１半導体層１０６、発光層１０７および第２半導体層１０８を選択的に切り欠くことによって形成されている。
メサ構造１１０は、基板１０２の側面１０５から間隔を空けて基板１０２の略中央部に形成されている。メサ構造１１０は、本実施形態では四角錐台状に形成されている。メサ構造１１０において、発光層１０７は、平面視において基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂよりも小さい発光面積Ｓｌｕｍｉを有している。
【００７５】
メサ構造１１０は、平坦部１１２および傾斜部１１３を含む。傾斜部１１３は、平坦部１１２の周縁から平坦部１１２の周縁よりも外側に位置する外周縁に向かって下り傾斜している。
メサ構造１１０の平坦部１１２は、平面視において基板１０２の側面１０５に平行な四角形状に形成されている。メサ構造１１０の平坦部１１２は、第２半導体層１０８によって形成されている。
【００７６】
メサ構造１１０の外周縁は、平面視において基板１０２の側面１０５に平行な四角形状に形成されている。メサ構造１１０の外周縁は、第１半導体層１０６によって形成されている。メサ構造１１０の傾斜部１１３は、第１半導体層１０６、発光層１０７および第２半導体層１０８によって形成されている。
エピタキシャル層１０９において、メサ構造１１０よりも外側の領域には、外側領域１１１が設定されている。外側領域１１１は平面視においてメサ構造１１０を取り囲む四角環状に形成されている。外側領域１１１は、第１半導体層１０６からなる単層構造を有している。したがって、外側領域１１１からは第１半導体層１０６が露出している。外側領域１１１の表面は、基板１０２の第１主面１０３と平行に形成されている。
【００７７】
エピタキシャル層１０９の上には、第１内部電極膜１１４および第２内部電極膜１１５が形成されている。第１内部電極膜１１４は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）を含む透明電極であってもよい。第２内部電極膜１１５は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）を含む透明電極であってもよい。
第１内部電極膜１１４は、第１半導体層１０６に接続されている。より具体的には、第１内部電極膜１１４は、メサ構造１１０の周縁に沿って形成されており、外側領域１１１に接続されている。第１内部電極膜１１４は、メサ構造１１０に対して基板１０２の右側面１０５Ａ側の領域に形成されている。第１内部電極膜１１４は、平面視において基板１０２の右側面１０５Ａに沿って延びる長方形状に形成されている。
【００７８】
第２内部電極膜１１５は、メサ構造１１０に接続されている。より具体的には、第２内部電極膜１１５は、メサ構造１１０の第２半導体層１０８に接続されている。第２内部電極膜１１５は、メサ構造１１０の傾斜部１１３を避けるように、メサ構造１１０の平坦部１１２の上に形成されている。
第２内部電極膜１１５の周縁は、メサ構造１１０の上において、平坦部１１２の周縁から内方領域側に間隔を空けて形成されている。第２内部電極膜１１５は、平面視において平坦部１１２の周縁に沿う四角形状に形成されていてもよい。
【００７９】
第１内部電極膜１１４の上には、第１電極膜１１６が選択的に形成されている。本実施形態では、第１電極膜１１６は、第１内部電極膜１１４の表面の略全域を被覆している。第１電極膜１１６は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｔ、ＡｕまたはＡｌのうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。
第２内部電極膜１１５の上には、第２電極膜１１７が選択的に形成されている。第２電極膜１１７は、第２内部電極膜１１５の周縁に沿って形成されている。第２電極膜１１７は、本実施形態では、第２内部電極膜１１５の上において、基板１０２の左側面１０５Ｂ側の領域に形成されている。
【００８０】
第２電極膜１１７は、本実施形態では、平面視において基板１０２の左側面１０５Ｂに沿って延びる長方形状に形成されている。第２電極膜１１７は、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｔ、ＡｕまたはＡｌのうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。
エピタキシャル層１０９の上には、第１光反射層１１８が形成されている。第１光反射層１１８は、発光層１０７で生成された光を基板１０２に向けて反射させるために形成されている。第１光反射層１１８は、第１内部電極膜１１４、第２内部電極膜１１５、第１電極膜１１６および第２電極膜１１７を被覆している。
【００８１】
第１光反射層１１８は、本実施形態では、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector：分布ブラッグ反射）層を含む。ＤＢＲ層は、屈折率の異なる複数の絶縁膜が、１／４波長の光学長で交互に積層された積層構造を有している。
ＤＢＲ層は、たとえばＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯＮまたはＳｉＯＮのうちの少なくとも２種以上の絶縁材料によって形成されていてもよい。
【００８２】
図１３を参照して、第１光反射層１１８には、第１コンタクト開口１１９および第２コンタクト開口１２０が形成されている。第１コンタクト開口１１９は、第１電極膜１１６を選択的に露出させている。第２コンタクト開口１２０は、第２電極膜１１７を選択的に露出させている。第２コンタクト開口１２０は、本実施形態では、平面視において第２電極膜１１７に沿って延びる長方形状に形成されている。
【００８３】
第１コンタクト開口１１９および第２コンタクト開口１２０は、エッチングによって、第１光反射層１１８を選択的に除去することによって形成されている。第１電極膜１１６および第２電極膜１１７は、エッチングストップ層として形成されている。
第１電極膜１１６は、エッチングによって第１内部電極膜１１４（外側領域１１１）が除去されるのを抑制する。第２電極膜１１７は、エッチングによって第２内部電極膜１１５（メサ構造１１０）が除去されるのを抑制する。
【００８４】
図１２および図１３を参照して、第１光反射層１１８の上には、第１配線電極１２１および第２配線電極１２２が形成されている。第１配線電極１２１は、第１内部電極膜１１４を介して第１半導体層１０６と電気的に接続されている。第２配線電極１２２は、第２内部電極膜１１５を介して第２半導体層１０８と電気的に接続されている。
第１配線電極１２１は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）または酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含む透明電極であってもよい。第１配線電極１２１は、ＡｌまたはＡｕを含む金属電極であってもよい。第２配線電極１２２は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）または酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）を含む透明電極であってもよい。第２配線電極１２２は、ＡｌまたはＡｕを含む金属電極であってもよい。
【００８５】
第１配線電極１２１は、第１パッド部１２３を含む。第１パッド部１２３は、第１内部電極膜１１４の直上の領域に形成されている。第１パッド部１２３は、平面視において四角形状に形成されている。第１パッド部１２３は、平面視においてメサ構造１１０と重ならない領域に形成されている。
第１パッド部１２３は、第１光反射層１１８の上から第１コンタクト開口１１９に入り込んでいる。第１パッド部１２３は、第１コンタクト開口１１９内において第１電極膜１１６を介して第１内部電極膜１１４と電気的に接続されている。
【００８６】
第２配線電極１２２は、第２パッド部１２４および引き出し部１２５を含む。第２パッド部１２４は、平面視においてメサ構造１１０および左側面１０５Ｂの間の領域に形成されている。第２パッド部１２４は、平面視において長方形状に形成されている。第２パッド部１２４は、平面視においてメサ構造１１０と重ならない領域に形成されている。
引き出し部１２５は、第２パッド部１２４に対してメサ構造１１０側の領域に形成されている。引き出し部１２５は、第２パッド部１２４から第２内部電極膜１１５側に向けて引き出されている。引き出し部１２５は、第２パッド部１２４におけるメサ構造１１０側の縁部の全域から引き出されている。引き出し部１２５は、平面視において第２内部電極膜１１５の内方部を露出させるように、第１光反射層１１８の上に形成されている。
【００８７】
引き出し部１２５は、第１光反射層１１８の上から第２コンタクト開口１２０に入り込んでいる。引き出し部１２５は、第２コンタクト開口１２０内において第２電極膜１１７を介して第２内部電極膜１１５と電気的に接続されている。
図１３を参照して、第１光反射層１１８の上には、第２光反射層１２６が形成されている。第２光反射層１２６は、発光層１０７で生成された光を基板１０２に向けて反射させるために形成されている。第２光反射層１２６は、第１配線電極１２１および第２配線電極１２２を被覆している。第２光反射層１２６は、前述の第１光反射層１１８と同一の材料種を含むＤＢＲ層を含んでいてもよい。
【００８８】
図１２、図１３および図１５を参照して、第２光反射層１２６には、第１パッド開口１２７および第２パッド開口１２８が形成されている。第１パッド開口１２７は、第１配線電極１２１の第１パッド部１２３を選択的に露出させている。第２パッド開口１２８は、第２配線電極１２２の第２パッド部１２４を選択的に露出させている。
図１２〜図１５を参照して、第２光反射層１２６の上には、第１外部端子１２９および第２外部端子１３０が形成されている。第１外部端子１２９は、第１配線電極１２１を介して第１半導体層１０６と電気的に接続されている。第２外部端子１３０は、第２配線電極１２２を介して第２半導体層１０８と電気的に接続されている。
【００８９】
第１外部端子１２９は、Ａｌ、ＡｕまたはＳｎを含む金属電極であってもよい。第２外部端子１３０は、Ａｌ、ＡｕまたはＳｎを含む金属電極であってもよい。
第１外部端子１２９は、第２光反射層１２６の上において基板１０２の右側面１０５Ａ側の領域に形成されている。第１外部端子１２９は、平面視において基板１０２の右側面１０５Ａに沿って延びる長方形状に形成されている。第１外部端子１２９は、第１接続部１３１および第１引き出し部１３２を含む。
【００９０】
第１外部端子１２９の第１接続部１３１は、第１外部端子１２９の長手方向の略中央部に形成されている。第１外部端子１２９の第１接続部１３１は、第１パッド開口１２７内において、第１パッド部１２３に接続されている。
第１外部端子１２９の第１引き出し部１３２は、第１接続部１３１から基板１０２の上側面１０５Ｃ側および下側面１０５Ｄ側に向けて引き出されている。第１外部端子１２９の第１引き出し部１３２は、平面視においてエピタキシャル層１０９の外側領域１１１に対向している。
【００９１】
第２外部端子１３０は、第２光反射層１２６の上において基板１０２の左側面１０５Ｂ側の領域に形成されている。第２外部端子１３０は、平面視において基板１０２の左側面１０５Ｂに沿って延びる長方形状に形成されている。第２外部端子１３０は、第２接続部１３３および第２引き出し部１３４を含む。
第２外部端子１３０の第２接続部１３３は、第２外部端子１３０の長手方向の略中央部に形成されている。第２外部端子１３０の第２接続部１３３は、第２パッド開口１２８内において、第２パッド部１２４に接続されている。
【００９２】
第２外部端子１３０の第２引き出し部１３４は、第２接続部１３３から基板１０２の上側面１０５Ｃ側および下側面１０５Ｄ側に向けて引き出されている。第２外部端子１３０の第２引き出し部１３４は、平面視においてエピタキシャル層１０９の外側領域１１１に対向している。
図１２および図１３を参照して、第１外部端子１２９および第２外部端子１３０は、平面視においてメサ構造１１０を挟み込むように形成されている。第１外部端子１２９および第２外部端子１３０は、いずれも平面視においてメサ構造１１０と重ならないようにエピタキシャル層１０９の外側領域１１１の上の領域に形成されている。
【００９３】
半導体発光素子１０１では、動作電流ＩＬＥＤの値が１ｍＡ未満という比較的に低い領域で良好な発光効率が達成される。動作電流ＩＬＥＤは、第１外部端子１２９および第２外部端子１３０を介してエピタキシャル層１０９に供給される電流である。動作電流ＩＬＥＤは、発光層１０７を流れる電流でもある。
半導体発光素子１０１では、平面視において、基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂに対する発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉの面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂが、０よりも大きく０．２５以下（０＜面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂ≦０．２５）に設定されている。基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂは、本実施形態では４００μｍ×４００μｍである。
【００９４】
ここでは、発光効率および光出力を測定するための４つのサンプルＡ２〜Ｄ２を用意した。
サンプルＡ２は、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂが０．６３２である半導体発光素子である。サンプルＢ２は、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂが０．２５である半導体発光素子である。サンプルＣ２は、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂが０．０６２５である半導体発光素子である。サンプルＤ２は、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂが０．０２２５である半導体発光素子である。
【００９５】
サンプルＡ２は、サンプルＢ２〜Ｄ２の光出力と比較するために、１ｍＡ以上で光出力が最も高くなるように設計されている。サンプルＡ２〜Ｄ２の光出力は、サンプルＡ２〜Ｄ２に５μＡ、１２μＡおよび１ｍＡの動作電流ＩＬＥＤを与えることによって測定されている。
光出力の測定結果は、下記の表２の通りである。下記の表２では、サンプルＡ２〜Ｄ２が、符号「Ａ２」〜「Ｄ２」によって示されている。
【００９６】
各サンプルＡ２〜Ｄ２の光出力は、表２の左側の欄に示されている。各サンプルＡ２〜Ｄ２の光出力の比率は、表２の右側の欄に示されている。各サンプルＡ２〜Ｄ２の光出力の比率は、サンプルＡ２の光出力を「１」に設定した場合の値である。
【００９７】
【表２】
2017216435.tif 000004
【００９８】
表２を参照して、サンプルＡ２〜Ｄ２の光出力は、いずれも動作電流ＩＬＥＤの減少に伴って低下する傾向があることが理解される。
動作電流ＩＬＥＤが１ｍＡの場合、サンプルＡ２の光出力は、サンプルＣ２，Ｄ２の光出力よりも高くなっている。しかしながら、動作電流ＩＬＥＤが１２μＡ以下の場合、サンプルＡ２の光出力は、サンプルＢ２〜Ｄ２の光出力よりも低くなっている。
【００９９】
したがって、サンプルＡ２においては、動作電流ＩＬＥＤが１ｍＡ未満になると、発光効率が著しく低下することが理解される。また、サンプルＡ２〜Ｄ２を参照して、動作電流ＩＬＥＤが１２μＡ以下の場合には、発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉが小さくなるほど、光出力が高くなることが理解される。
さらに、サンプルＡ２〜Ｄ２を参照して、動作電流ＩＬＥＤが１ｍＡの場合、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂの減少に伴って光出力が減少している。したがって、動作電流ＩＬＥＤが１ｍＡの場合には、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂの減少に伴って発光効率が低下することが理解される。
【０１００】
その一方で、サンプルＡ２〜Ｄ２を参照して、動作電流ＩＬＥＤが１２μＡ以下の場合、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂの減少に伴って光出力が向上している。したがって、動作電流ＩＬＥＤが１２μＡ以下の場合には、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂの減少に伴って発光効率が向上することが理解される。
サンプルＡ２は、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂを極力「１」に近づけて、良好な発光効率を実現しようとする思想の下で設計されている。これにより、サンプルＡ２は、基板１０２の第１主面１０３という限られた面積Ｓｓｕｂ内において、比較的に高い動作電流ＩＬＥＤ（ＩＬＥＤ＞１ｍＡ）で良好な発光効率が発現している。
【０１０１】
そのため、サンプルＡ２において１ｍＡ未満の動作電流ＩＬＥＤが供給されると、発光層１０７の電流密度が著しく低下する結果、発光効率が低下する。仮に、サンプルＡ２に１０μＡ未満の動作電流ＩＬＥＤが供給された場合、発光層１０７の電流密度は、０．０１Ａ／ｃｍ２未満となり、良好な発光効率とはならない。
これに対して、サンプルＢ２〜Ｄ２では、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂが、０．０１以上０．２５以下に設定されている。これにより、サンプルＢ２〜Ｄ２では、サンプルＡ２と比べて、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂが減少した分に応じて、発光層１０７の電流密度を増加させることができる。よって、発光層１０７において発光効率を高めることができる。
【０１０２】
本実施形態では、発光層１０７の電流密度が、０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下となるように、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂが設定されている。
図１６は、発光層１０７の電流密度および発光効率の関係を示すグラフである。図１６において、横軸は、発光層１０７の電流密度（Ａ／ｃｍ２）であり、縦軸は発光効率（％）である。
【０１０３】
図１６を参照して、半導体発光素子１０１の発光効率は、発光層１０７の電流密度が０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下の範囲において、ピーク値（極大値）を有している。ピーク値は、より具体的には、０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下の範囲に位置している。このことから、発光層１０７の電流密度には、最適値が存在していることが理解される。
【０１０４】
図１６から、動作電流ＩＬＥＤおよび面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂは、発光層１０７の電流密度が０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下となるように設定されることが好ましいことが理解される。動作電流ＩＬＥＤおよび面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂは、発光層１０７の電流密度が０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下となるように設定されることが、さらに好ましいことが理解される。
【０１０５】
動作電流ＩＬＥＤ、基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂ、発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉ、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂ、発光層１０７の電流密度は、以下の第１設定例〜第６設定例に示されるような数値に設定されてもよい。
[第１設定例]
・動作電流ＩＬＥＤ：１ｍＡ未満
・基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂ：４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下
・発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉ：４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下
・面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂ：０．００１６以上０．２５以下
・発光層１０７の電流密度：０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下
[第２設定例]
・動作電流ＩＬＥＤ：１ｍＡ未満
・基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂ：４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下
・発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉ：４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下
・面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂ：０．００１６以上０．２５以下
・発光層１０７の電流密度：０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下
[第３設定例]
・動作電流ＩＬＥＤ：０．１μＡ以上１００μＡ以下
・基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂ：４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下
・発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉ：４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下
・面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂ：０．００１６以上０．２５以下
・発光層１０７の電流密度：０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下
[第４設定例]
・動作電流ＩＬＥＤ：０．１μＡ以上１００μＡ以下
・基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂ：４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下
・発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉ：４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下
・面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂ：０．００１６以上０．２５以下
・発光層１０７の電流密度：０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下
[第５設定例]
・動作電流ＩＬＥＤ：１μＡ以上１５μＡ以下
・基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂ：４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下
・発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉ：４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下
・面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂ：０．００１６以上０．２５以下
・発光層１０７の電流密度：０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下
[第６設定例]
・動作電流ＩＬＥＤ：１μＡ以上１５μＡ以下
・基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂ：４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下
・発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉ：４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下
・面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂ：０．００１６以上０．２５以下
・発光層１０７の電流密度：０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下
以上、半導体発光素子１０１では、動作電流ＩＬＥＤが１ｍＡ未満、動作電流ＩＬＥＤが０．１μＡ以上１００μＡ以下、または、動作電流ＩＬＥＤが１μＡ以上１５μＡ以下という条件下において、エピタキシャル層１０９にメサ構造１１０が形成されている。
【０１０６】
メサ構造１１０において、基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂに対する発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉの面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂは、０．００１６以上０．２５以下に設定されている。基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂは、４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下に設定されている。発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉは、４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下に設定されている。
【０１０７】
これにより、サンプルＡ２に１ｍＡ未満の動作電流ＩＬＥＤを適用する場合に比べて、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂが減少した分に応じて、発光層１０７の電流密度を高めることができる。
また、半導体発光素子１０１では、動作電流ＩＬＥＤおよび発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉが、発光層１０７の電流密度が０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下、または、０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下となるように設定されている。
【０１０８】
これにより、図１６に示されるように、発光層１０７において光出力および発光効率を高めることができる。よって、光出力および発光効率を向上できる半導体発光素子１０１を提供できる。
また、半導体発光素子１０１によれば、基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂを変更することなく、発光面積Ｓｌｕｍｉの小さい発光層１０７を作り込むことができる。これにより、発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉの縮小に伴って、基板１０２を縮小しなくて済む。したがって、取り扱いの利便性を維持することができ、かつ、光出力および発光効率を向上できる半導体発光素子１０１を提供できる。
【０１０９】
また、半導体発光素子１０１では、発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉの縮小に伴って、メサ構造１１０の周縁によって取り囲まれた領域内の面積Ｓｍｅｓａも縮小できる。これにより、メサ構造１１０よりも外側の外側領域１１１を有効活用できる。
より具体的には、第１外部端子１２９および第２外部端子１３０の両方を、平面視においてメサ構造１１０と重ならない領域に形成できる。また、第１外部端子１２９が接続される第１パッド部１２３、および、第２外部端子１３０が接続される第２パッド部１２４の両方を、平面視においてメサ構造１１０と重ならない領域に形成できる。
【０１１０】
この構成によれば、発光層１０７によって生成された光が第１外部端子１２９および第２外部端子１３０によって遮られるのを抑制できる。また、第１外部端子１２９およびメサ構造１１０が短絡するのを抑制できる。また、第２外部端子１３０およびメサ構造１１０が短絡するのを抑制できる。よって、良好な発光効率を長期的に維持できる半導体発光素子１０１を提供できる。
【０１１１】
さらに、第１外部端子１２９が、エピタキシャル層１０９の上に引き出された第１引き出し部１３２を含むことができる。同様に、第２外部端子１３０が、エピタキシャル層１０９の上に引き出された第２引き出し部１３４を含むことができる。これにより、第１外部端子１２９の実装面積および第２外部端子１３０の実装面積を支障なく増加させることができる。
【０１１２】
また、半導体発光素子１０１では、第２配線電極１２２の引き出し部１２５が、平面視において第２内部電極膜１１５の内方部を露出させるように、第１光反射層１１８の上に形成されている。これにより、発光層１０７で生成された光が、第２配線電極１２２によって、遮られるのも抑制できる。
さらに、半導体発光素子１０１では、エピタキシャル層１０９の上に、第１光反射層１１８および第２光反射層１２６が形成されている。半導体発光素子１０１では、発光層１０７に対して基板１０２の第１主面１０３側の領域から、光が取り出される。このような構造によれば、図１７に示されるような実装形態を有する半導体発光素子１０１を提供できる。
【０１１３】
図１７は、図１２の半導体発光素子１０１の実装状態を示す断面図である。
図１７を参照して、半導体発光素子１０１は、基板１０２の第１主面１０３を実装基板１３５に対向させた姿勢で実装基板１３５に実装される。つまり、半導体発光素子１０１は、実装基板１３５にフェイスダウン実装されている。
実装基板１３５の表面には、第１電極パッド１３６および第２電極パッド１３７が間隔を空けて形成されている。半導体発光素子１０１の第１外部端子１２９は、導電性接合材１３８を介して第１電極パッド１３６に接続されている。半導体発光素子１０１の第２外部端子１３０は、導電性接合材１３９を介して第２電極パッド１３７に接続されている。
【０１１４】
発光層１０７で生成された光は、基板１０２の第２主面１０４から直接取り出される。また、発光層１０７で生成された光は、第１光反射層１１８および第２光反射層１２６によって基板１０２に向けて反射されて、基板１０２の第２主面１０４から取り出される。したがって、半導体発光素子１０１では、基板１０２の第２主面１０４が、光取り出し面として形成されている。
【０１１５】
半導体発光素子１０１では、第１配線電極１２１（第１パッド部１２３）、第２パッド部１２４、第１外部端子１２９および第２外部端子１３０が、メサ構造１１０（発光層１０７）の上の領域に存在しない。また、第２配線電極１２２の引き出し部１２５は、平面視において第２内部電極膜１１５の内方部を露出させるように、第１光反射層１１８の上に形成されている。
【０１１６】
これにより、発光層１０７で生成された光が、これらの電極層によって遮られるのを抑制できる。よって、発光層１０７で生成された光を、第１光反射層１１８および第２光反射層１２６によって良好に反射させることができる。その結果、基板１０２の第２主面１０４から光を良好に取り出すことができる。
図１８は、本発明の第３実施形態に係る半導体発光素子１４１の平面図である。本実施形態では、前述の第２実施形態において述べた構成と同様の構成については、同一の参照符号を付して説明を省略する。
【０１１７】
半導体発光素子１４１は、基板１０２の第２主面１０４側に形成された複数の光反射層を有する積層構造を含む。複数の光反射層は、基板１０２の第２主面１０４側からこの順に積層された第１光反射層１４２および第２光反射層１４３を含む。
第１光反射層１４２は、基板１０２の第２主面１０４を被覆している。第１光反射層１４２は、絶縁材料からなる。第１光反射層１４２は、本実施形態では、ＤＢＲ層を含む。ＤＢＲ層は、屈折率の異なる複数の絶縁膜が、１／４波長の光学長で交互に積層された積層構造を有している。
【０１１８】
ＤＢＲ層は、たとえばＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯＮまたはＳｉＯＮのうちの少なくとも２種以上の絶縁材料によって形成されていてもよい。
第２光反射層１４３は、第１光反射層１４２を被覆している。第２光反射層１４３は、金属材料からなる。第２光反射層１４３は、ＡｌまたはＡｕを含む単層構造を有していてもよい。第２光反射層１４３は、Ａｌおよび／またはＡｕを含む積層構造を有していてもよい。
【０１１９】
半導体発光素子１４１は、第１光反射層１４２だけを含む構造を有していてもよい。半導体発光素子１４１は、第２光反射層１４３だけを含む構造を有していてもよい。半導体発光素子１４１は、基板１０２の第２主面１０４側からこの順に積層された第２光反射層１４３および第１光反射層１４２を有する積層構造を有していてもよい。
エピタキシャル層１０９の上には、第１光反射層１１８および第２光反射層１２６に代えて、第１光透過層１４４および第２光透過層１４５が形成されている。第１光透過層１４４は、光を透過する絶縁材料からなる。第２光透過層１４５は、光を透過する絶縁材料からなる。
【０１２０】
第１光透過層１４４は、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯＮまたはＳｉＯＮのうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。第２光透過層１４５は、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＡｌＯＮまたはＳｉＯＮのうちの少なくとも一つを含んでいてもよい。
【０１２１】
以上、半導体発光素子１４１によっても、前述の第２実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。
また、半導体発光素子１４１では、第１光反射層１４２および第２光反射層１４３が、基板１０２の第２主面１０４側に形成されている。また、第１光透過層１４４および第２光透過層１４５が、エピタキシャル層１０９の上に形成されている。
【０１２２】
これにより、発光層１０７における基板１０２の第１主面１０３とは反対側の領域から光を取り出すことができる。このような構成によれば、図１９に示されるような実装形態となる半導体発光素子１４１を提供できる。
図１９は、図１８の半導体発光素子１４１の実装状態を示す断面図である。
図１９を参照して、半導体発光素子１４１は、基板１０２の第２主面１０４を実装基板１４６に対向させた姿勢で、当該実装基板１４６に実装される。つまり、半導体発光素子１４１は、実装基板１４６にフェイスアップ実装されている。
【０１２３】
実装基板１４６の表面には、第１電極パッド１４７および第２電極パッド１４８が間隔を空けて形成されている。実装基板１４６の表面において、第１電極パッド１４７および第２電極パッド１４８の間の領域には、半導体発光素子１４１が接合されるダイパッド１４９が形成されている。
半導体発光素子１４１の第１外部端子１２９は、導線１５１を介して第１電極パッド１４７に電気的に接続されている。導線１５１は、ボンディングワイヤ等を含んでいてもよい。
【０１２４】
半導体発光素子１４１の第２外部端子１３０は、導線１５２を介して第２電極パッド１４８に電気的に接続されている。導線１５２は、ボンディングワイヤ等を含んでいてもよい。
半導体発光素子１４１の第２光反射層１４３は、接合材１５０を介してダイパッド１４９に接合されている。接合材１５０は、金属材料または絶縁材料を含んでいてもよい。
【０１２５】
発光層１０７で生成された光は、第２光透過層１４５の表面から直接取り出される。また、発光層１０７で生成された光は、第１光反射層１４２および第２光反射層１４３によって基板１０２に向けて反射されて、第２光透過層１４５の表面から取り出される。したがって、半導体発光素子１４１では、第２光透過層１４５の表面が、光取り出し面として形成されている。
【０１２６】
半導体発光素子１４１では、第１配線電極１２１（第１パッド部１２３）、第２パッド部１２４、第１外部端子１２９および第２外部端子１３０が、メサ構造１１０（発光層１０７）の上の領域に存在しない。また、第２配線電極１２２の引き出し部１２５は、平面視において第２内部電極膜１１５の内方部を露出させるように、第１光透過層１４４の上に形成されている。
【０１２７】
これにより、発光層１０７で生成された光が、これらの電極層によって遮られるのを抑制できる。よって、発光層１０７で生成された光を、第１光反射層１４２および第２光反射層１４３によって良好に反射させることができる。その結果、第２光透過層１４５の表面から光を良好に取り出すことができる。
図２０は、本発明の第４実施形態に係る半導体発光素子１６１を示す平面図である。本実施形態において、前述の第２実施形態において述べた構成と同様の構成については同一の参照符号を付して説明を省略する。
【０１２８】
半導体発光素子１６１では、複数（本実施形態では３個）のメサ構造１１０がエピタキシャル層１０９に形成されている。半導体発光素子１６１では、メサ構造１１０毎に、第２内部電極膜１１５および第２電極膜１１７が形成されている。
第２配線電極１２２の第２パッド部１２４は、各メサ構造１１０に電気的に接続される共通のパッド部として形成されている。第２配線電極１２２の引き出し部１２５は、各メサ構造１１０に向けて一対一対応の関係で引き出されている。
【０１２９】
これにより、第２配線電極１２２が、各メサ構造１１０に電気的に接続されている。したがって、第２外部端子１３０は、第２配線電極１２２を介して各メサ構造１１０の第２半導体層１０８に電気的に接続されている。
半導体発光素子１６１では、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂに代えて、基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂに対する発光層１０７の総面積Ｓｔｏｔａｌの面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂが適用される。発光層１０７の総面積Ｓｔｏｔａｌは、各発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉの総和である。
【０１３０】
面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂは、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂと同様の数値に設定され得る。つまり、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂは、０よりも大きく０．２５以下（０＜Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂ≦０．２５）に設定され得る。
以上、半導体発光素子１６１によっても、前述の第２実施形態において述べた効果と同様の効果を奏することができる。
【０１３１】
以上、本発明の第２実施形態〜第４実施形態について説明したが、第２実施形態〜第４実施形態はさらに他の形態で実施することもできる。
第２〜第４実施形態において、第１光反射層１１８は、透光性の絶縁膜を含んでいてもよい。また、第２光反射層１２６は、透光性の絶縁膜を含んでいてもよい。この構造において、第２内部電極膜１１５をＡｌまたはＡｇを含む光反射性の金属材料で形成することにより光を反射させる部位を変更してもよい。
【０１３２】
第２〜第３実施形態において、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂに代えて、基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂに対するメサ構造１１０の面積Ｓｍｅｓａの面積比Ｓｍｅｓａ／Ｓｓｕｂが適用されてもよい。メサ構造１１０の面積Ｓｍｅｓａは、メサ構造１１０の外周縁によって取り囲まれた領域内の面積である。
面積比Ｓｍｅｓａ／Ｓｓｕｂは、面積比Ｓｌｕｍｉ／Ｓｓｕｂと同様の数値に設定され得る。つまり、面積比Ｓｍｅｓａ／Ｓｓｕｂは、０よりも大きく０．２５以下（０＜Ｓｍｅｓａ／Ｓｓｕｂ≦０．２５）に設定され得る。
【０１３３】
第４実施形態において、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂに代えて、基板１０２の第１主面１０３の面積Ｓｓｕｂに対するメサ構造１１０の総面積Ｓｍｔｏｔａｌの面積比Ｓｍｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂが適用されてもよい。メサ構造１１０の総面積Ｓｍｔｏｔａｌは、各メサ構造１１０の面積Ｓｍｅｓａの総和である。各メサ構造１１０の面積Ｓｍｅｓａは、各メサ構造１１０の外周縁によって取り囲まれた領域内の面積である。
【０１３４】
面積比Ｓｍｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂは、面積比Ｓｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂと同様の数値に設定され得る。つまり、面積比Ｓｍｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂは、０よりも大きく０．２５以下（０＜Ｓｍｔｏｔａｌ／Ｓｓｕｂ≦０．２５）に設定され得る。
第２〜第４実施形態において、第１外部端子１２９および第２外部端子１３０のうちの少なくとも一方が、平面視において発光層１０７と重ならない領域に形成されていてもよい。この構成によれば、メサ構造１１０（発光層１０７）と、第１外部端子１２９および第２外部端子１３０のうちの少なくとも一方とが上下方向に重ならない。
【０１３５】
メサ構造１１０（発光層１０７）と、第１外部端子１２９および第２外部端子１３０のうちの少なくとも一方とが短絡するのを抑制できる。これにより、良好な発光効率を長期的に維持できる半導体発光素子１０１を提供できる。
特に、第２外部端子１３０が、平面視においてメサ構造１１０（発光層１０７）の上部を形成する第２半導体層１０８と重ならない構成は、発光層１０７の発光面積Ｓｌｕｍｉ（メサ構造１１０の面積Ｓｍｅｓａ）を縮小することによって得られる構成である。このような構造は、短絡不良を抑制する上で有効である。
【０１３６】
第２〜第４実施形態において、メサ構造１１０（発光層１０７）は、平面視円形状や平面視楕円形状に形成されていてもよい。また、メサ構造１１０（発光層１０７）は、平面視長方形状、平面視三角形状、平面視六角形状等の平面視多角形状に形成されていてもよい。
第２〜第４実施形態において、メサ構造１１０の側面は、外側領域１１１の表面に対して垂直な方向に立ち上がっていてもよい。
【０１３７】
第２〜第４実施形態において、各半導体部分の導電型が反転された構成が採用されてもよい。つまり、ｐ型の部分がｎ型とされ、ｎ型の部分がｐ型とされてもよい。したがって、エピタキシャル層１０９は、基板１０２の第１主面１０３の上に積層されたｐ型の第１半導体層１０６、ｐ型の第１半導体層１０６の上に積層された発光層１０７、および、発光層１０７の上に積層されたｎ型の第２半導体層１０８を含んでいてもよい。
【０１３８】
この明細書および図面から抽出される特徴を以下に示す。
[Ａ１]第１主面および第２主面を有する基板と、前記基板の前記第１主面の上に形成された第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層の上に形成された発光層、および、前記発光層の上に形成された第２導電型の第２半導体層を含む半導体層と、前記第１半導体層に電気的に接続された第１外部端子と、前記第２半導体層に電気的に接続された第２外部端子とを含み、前記第１外部端子および前記第２外部端子のうちの少なくとも一方が、平面視において前記発光層と重ならない領域に形成されている、半導体発光素子。
【０１３９】
この半導体発光素子では、発光層によって生成された光が、第１外部端子および第２外部端子のうちの少なくとも一方によって遮られるのを抑制できる。また、第１外部端子および第２外部端子のうちの少なくとも一方が、発光層との間で短絡するのを抑制できる。よって、良好な発光効率を長期的に維持できる半導体発光素子を提供できる。
[Ａ２]前記発光層は、平面視において前記基板の前記第１主面の面積よりも小さい発光面積を有している、Ａ１に記載の半導体発光素子。
【０１４０】
この半導体発光素子では、発光層の電流密度を高めることができる。これにより、良好な発光効率を長期的に維持できる半導体発光素子を提供できる。
[Ａ３]前記第２外部端子が、平面視において前記発光層と重ならない領域に形成されている、Ａ１またはＡ２に記載の半導体発光素子。
[Ａ４]前記第１外部端子および前記第２外部端子の両方が、平面視において前記発光層と重ならない領域に形成されている、Ａ１〜Ａ３のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【０１４１】
[Ａ５]前記第１外部端子および前記第２外部端子は、平面視において前記発光層を挟み込むように形成されている、Ａ１〜Ａ４のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
[Ａ６]前記第２半導体層を被覆する光反射層をさらに含む、Ａ１〜Ａ５のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
[Ａ７]前記基板の前記第２主面を被覆する光反射層をさらに含む、Ａ１〜Ａ５のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【０１４２】
[Ａ８]前記基板の前記第１主面の面積が、４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下である、Ａ１〜Ａ７のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
[Ａ９]前記発光層の発光面積が、４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下である、Ａ１〜Ａ８のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
[Ａ１０]前記発光層の電流密度が、０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下である、Ａ１〜Ａ９のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【０１４３】
[Ａ１１]前記発光層の電流密度が、０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下である、Ａ１〜Ａ１０のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
[Ａ１２]前記半導体層に供給される動作電流が、１ｍＡ以下である、Ａ１〜Ａ１１のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
[Ａ１３]前記半導体層に供給される動作電流が、０．１μＡ以上１００μＡ以下である、Ａ１〜Ａ１２のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【０１４４】
[Ａ１４]前記半導体層に供給される動作電流が、１μＡ以上１５μＡ以下である、Ａ１〜Ａ１３のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
[Ａ１５]第１主面および第２主面を有する基板と、前記基板の前記第１主面の上に形成された第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層の上に形成された発光層、および、前記発光層の上に形成された第２導電型の第２半導体層を含む半導体層と、前記半導体層において、前記第１半導体層が露出するように、前記第１半導体層、前記発光層および前記第２半導体層を選択的に切り欠いて形成されたメサ構造と、前記第１半導体層に電気的に接続された第１外部端子と、前記第２半導体層に電気的に接続された第２外部端子と、を含み、前記第１外部端子および前記第２外部端子のうちの少なくとも一方が、平面視において前記メサ構造と重ならない領域に形成されている、半導体発光素子。
【０１４５】
この半導体発光素子では、発光層によって生成された光が、第１外部端子および第２外部端子のうちの少なくとも一方によって遮られるのを抑制できる。また、第１外部端子および第２外部端子のうちの少なくとも一方が、メサ構造との間で短絡するのを抑制できる。よって、良好な発光効率を長期的に維持できる半導体発光素子を提供できる。
[Ａ１６]前記メサ構造は、平面視において前記基板の前記第１主面の面積よりも小さい発光面積を有している、Ａ１５に記載の半導体発光素子。
【０１４６】
[Ａ１７]前記第２外部端子が、平面視において前記メサ構造と重ならない領域に形成されている、Ａ１５またはＡ１６に記載の半導体発光素子。
[Ａ１８]前記第１外部端子および前記第２外部端子の両方が、平面視において前記メサ構造と重ならない領域に形成されている、Ａ１５〜Ａ１７のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【０１４７】
［Ｂ１］第１主面および第２主面を有する基板と、前記基板の前記第１主面の上に形成された第１導電型の第１半導体層、前記第１半導体層の上に形成された発光層、および、前記発光層の上に形成された第２導電型の第２半導体層を含む半導体層と、前記半導体層において、前記第１半導体層が露出するように、前記第１半導体層、前記発光層および前記第２半導体層を選択的に切り欠いて形成された複数のメサ構造と、を含む、半導体発光素子。
【０１４８】
この半導体発光素子では、半導体層に、複数のメサ構造が形成されている。これにより、平面視において、基板の第１主面の面積に対する各発光層の発光面積の比を縮小できる。よって、各発光層を流れる電流の密度を増加させることができる。その結果、発光効率を向上できる。
［Ｂ２］前記基板の前記第１主面の面積に対する前記発光層の総面積の比が、０．２５以下である、Ｂ１に記載の半導体発光素子。
【０１４９】
［Ｂ３］前記基板の前記第１主面の面積が、４００００μｍ２以上２５００００μｍ２以下である、Ｂ１またはＢ２に記載の半導体発光素子。
［Ｂ４］前記発光層の総面積が、４００μｍ２以上６２５００μｍ２以下である、Ｂ１〜Ｂ３のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
［Ｂ５］前記基板の前記第１主面の面積に対する前記メサ構造の総面積の比が、０．２５以下である、Ｂ１〜Ｂ４のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【０１５０】
［Ｂ６］前記発光層の総電流密度が、０．０１Ａ／ｃｍ２以上１０Ａ／ｃｍ２以下である、Ｂ１〜Ｂ５のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
［Ｂ７］前記発光層の総電流密度が、０．１Ａ／ｃｍ２以上１Ａ／ｃｍ２以下である、Ｂ１〜６のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
［Ｂ８］前記複数のメサ構造は、モスアイ構造状または行列状に配列されている、Ｂ１〜Ｂ７のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【０１５１】
［Ｂ９］各前記メサ構造は、平面視円形状または平面視多角形状に形成されている、Ｂ１〜Ｂ８のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
［Ｂ１０］前記第１半導体層に電気的に接続された第１外部端子と、前記第２半導体層に電気的に接続された第２外部端子と、をさらに含む、Ｂ１〜Ｂ９のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【０１５２】
［Ｂ１１］前記半導体層には、前記複数のメサ構造が形成されたメサ構造形成領域、および、前記メサ構造形成領域よりも外側の領域において前記第１半導体層を露出させる外側領域が設定されており、前記第１外部端子は、前記外側領域において、前記第１半導体層に電気的に接続されており、前記第２外部端子は、前記メサ構造形成領域において、前記第２半導体層に電気的に接続されている、Ｂ１０に記載の半導体発光素子。
【０１５３】
［Ｂ１２］前記第２外部端子および前記第２半導体層の間の領域に介在する配線膜をさらに含む、Ｂ１１に記載の半導体発光素子。
［Ｂ１３］前記配線膜は、前記メサ構造形成領域の全域を覆っている、Ｂ１２に記載の半導体発光素子。
［Ｂ１４］前記第１外部端子および前記第１半導体層の間の領域に介在する電極膜をさらに含む、Ｂ１０〜Ｂ１３のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【０１５４】
［Ｂ１５］前記外側領域は、前記メサ構造形成領域の周縁に沿って延びており、前記電極膜は、前記メサ構造形成領域の周縁に沿って延びている、Ｂ１４に記載の半導体発光素子。
［Ｂ１６］前記外側領域は、前記メサ構造形成領域を取り囲んでおり、前記電極膜は、前記メサ構造形成領域を取り囲んでいる、Ｂ１４またはＢ１５に記載の半導体発光素子。
【０１５５】
［Ｂ１７］前記複数のメサ構造を被覆する光反射層をさらに含む、Ｂ１〜Ｂ１６のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
［Ｂ１８］各前記メサ構造は、前記第２半導体層から前記第１半導体層に向けて下り傾斜した傾斜部を有しており、前記光反射層は、各前記メサ構造の前記傾斜部を被覆している、Ｂ１７に記載の半導体発光素子。
【０１５６】
［Ｂ１９］前記光反射層は、金属膜を含む、Ｂ１７またはＢ１８に記載の半導体発光素子。
［Ｂ２０］前記光反射層は、絶縁膜を含む、Ｂ１７またはＢ１８に記載の半導体発光素子。
［Ｂ２１］前記光反射層は、屈折率の異なる複数の絶縁膜が積層された積層構造を有している、Ｂ１７またはＢ１８に記載の半導体発光素子。
【０１５７】
［Ｂ２２］前記基板が、透光性を有している、Ｂ１〜Ｂ２１のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
［Ｂ２３］前記半導体層に供給される動作電流が、１ｍＡ未満である、Ｂ１〜Ｂ２２のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
［Ｂ２４］前記半導体層に供給される動作電流が、０．１μＡ以上１００μＡ以下である、Ｂ１〜Ｂ２３のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
【０１５８】
［Ｂ２５］前記半導体層に供給される動作電流が、１μＡ以上１５μＡ以下である、Ｂ１〜Ｂ２４のいずれか一つに記載の半導体発光素子。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【符号の説明】
【０１５９】
１        半導体発光素子
２        基板
３        基板の第１主面
４        基板の第２主面
６        第１半導体層
７        発光層
８        第２半導体層
９        エピタキシャル層
１０      メサ構造
１１      メサ構造形成領域
１２      外側領域
１５      メサ構造の傾斜部
１９      第１コンタクト電極膜
２１      第１光反射層
２２      配線膜
２４      第２光反射層
２９      第１外部端子
３０      第２外部端子
１０１    半導体発光素子
１０２    基板
１０３    第１主面
１０４    第２主面
１０６    第１半導体層
１０７    発光層
１０８    第２半導体層
１０９    エピタキシャル層
１１０    メサ構造
１１１    外側領域
１１３    メサ構造の傾斜部
１１８    第１光反射層
１２６    第２光反射層
１２９    第１外部端子
１３０    第２外部端子
１４１    半導体発光素子
１４２    第１光反射層
１４３    第２光反射層
１６１    半導体発光素子
【図１】
2017216435.tif 000005
【図２】
2017216435.tif 000006
【図３】
2017216435.tif 000007
【図４】
2017216435.tif 000008
【図５】
2017216435.tif 000009
【図６】
2017216435.tif 000010
【図７】
2017216435.tif 000011
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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