(57)【要約】  半導体発光素子（１１）は、基板（２０）と、ｎ型層（２１）と、発光層（２２）と、ｐ型層（２３）と、ｐ型層（２３）の上方に配置されるｐ電極（３０）と、ｎ型層（２１）の上方の領域であって、発光層（２２）及びｐ型層（２３）が配置されていない領域に配置されるｎ電極（４０）と、ｐ電極（３０）に接続されるｐ電極バンプ（６０）と、ｎ電極（４０）に接続されるｎ電極バンプ（８０）と、基板（２０）の平面視において、ｎ電極バンプ（８０）とｐ型層（２３）との間の領域、及び、ｐ型層（２３）のｎ電極バンプ（８０）側の端部からの距離がｐ電極バンプ（６０）が配置される位置よりも短い領域の少なくとも一方に配置される絶縁バンプ（７０）とを備え、絶縁バンプ（７０）の基板（２０）側の面（７０ａ）に対して背向する面（７０ｂ）は、ｐ電極（３０）及びｎ電極（４０）と絶縁されている。
2020054592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に配置され、ｎ型半導体を含むｎ型層と、
前記ｎ型層の上方に配置される発光層と、
前記発光層の上方に配置され、ｐ型半導体を含むｐ型層と、
前記ｐ型層の上方に配置されるｐ電極と、
前記ｎ型層の上方の領域であって、前記発光層及び前記ｐ型層が配置されていない領域に配置されるｎ電極と、
前記ｐ電極の上方に配置され、前記ｐ電極に電気的に接続される導電性のｐ電極バンプと、
前記ｎ電極の上方に配置され、前記ｎ電極に電気的に接続される導電性のｎ電極バンプと、
前記基板の平面視において、前記ｎ電極バンプと前記ｐ型層との間の領域、及び、前記ｐ型層の前記ｎ電極バンプ側の端部からの距離が前記ｐ電極バンプが配置される位置よりも短い領域の少なくとも一方に配置される絶縁バンプとを備え、
前記絶縁バンプの前記基板側の面に対して背向する面は、前記ｐ電極及び前記ｎ電極と絶縁されている
半導体発光素子。
【請求項２】
前記絶縁バンプは、前記ｎ電極と対向する側の前記ｐ型層の端部の上方に配置される
請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記絶縁バンプは、
前記基板の平面視において前記ｐ電極のうち周縁形状が凸形状であって、前記ｐ電極バンプが配置されない領域に配置される
請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体発光素子と、
前記ｐ電極バンプと電気的に接続される第１の配線電極、及び、前記ｎ電極バンプと電気的に接続される第２の配線電極を有する実装基板とを備える
半導体発光装置。
【請求項５】
前記絶縁バンプは、
前記基板の平面視において前記ｎ電極と対向する側の前記ｐ電極の端部をまたいで配置されるか、
又は、Ｊａｖｅを前記ｐ電極に注入される平均電流密度（ｍＡ／μｍ２）とし、Ｔｃを前記実装基板の温度（℃）とし、ｔｎを前記ｎ型層のうち前記ｐ電極が形成されている部分の厚さ（μｍ）とし、前記絶縁バンプの前記ｎ電極に近い側の端部から、前記ｐ電極の前記ｎ電極バンプと対向する側の端部までの距離Ｌｐとして、以下の不等式
Ｌｐ≦ａ（ｔｎ）／Ｊａｖｅ＋ｂ（ｔｎ）・Ｔｃ＋ｃ（ｔｎ）
ａ（ｔｎ）＝−３．６０×１０−５・ｔｎ２＋１．６９×１０−２・ｔｎ
＋３．１６×１０−１
ｂ（ｔｎ）＝２．２６×１０−５・ｔｎ２−９．４３×１０−３・ｔｎ
−１．１３
ｃ（ｔｎ）＝−６．３７×１０−４・ｔｎ２−３．２３×１０−１・ｔｎ
−３．０６
を満足する
請求項４に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記絶縁バンプは、
前記ｎ電極と前記第１の配線電極とで挟まれる領域、又は、
前記ｐ電極と前記第２の配線電極とで挟まれる領域に配置される
請求項４に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記実装基板は、
前記第１の配線電極と前記第２の配線電極との間に配置され、前記第１の配線電極及び前記第２の配線電極に対して電気的に独立した第３の配線電極をさらに有する
請求項４〜６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記絶縁バンプ及び前記ｎ電極バンプを通り前記基板の主面に垂直な断面において、前記絶縁バンプは、前記第１の配線電極と前記第２の配線電極との隙間の幅より狭い幅を有する
請求項４〜６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
基板と、
前記基板の上方に配置され、ｎ型半導体を含むｎ型層と、
前記ｎ型層の上方に配置される発光層と、
前記発光層の上方に配置され、ｐ型半導体を含むｐ型層と、
前記ｐ型層の上方に配置されるｐ電極と、
前記ｎ型層の上方の領域であって、前記発光層と前記ｐ型層とが配置されていない領域に配置されるｎ電極と、
前記ｐ電極と前記ｎ電極との間であって、前記ｐ型層及び前記ｎ型層の上方に配置され、前記基板の主面と平行な表面を有する絶縁層とを備え、
前記絶縁層の前記表面は、前記ｐ電極の上方から前記ｎ電極の上方まで延びる
半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、半導体発光素子及び半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、発光ダイオード等の半導体発光素子は、自動車のヘッドランプ、屋外及び屋内の照明等の光源として利用されている。半導体発光素子として、透光性を有する基板の一方の主面に半導体層と、ｐ側電極及びｎ側電極とを配置する構成の素子が知られている（例えば、特許文献１など参照）。このような半導体発光素子は、光出力の向上、及び、放熱性能の向上が求められている。例えば、特許文献１に記載された半導体発光素子は、実装基板への放熱を高めるために、実装基板に対して、金などで形成される導電性のバンプを介してフリップチップ実装される。さらに、特許文献１に記載された半導体発光素子においては、バンプの密度をあげることによって、導電性のバンプを介した実装基板への放熱を高めようとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００９／０６３６３８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載されたような従来の半導体発光素子においては、ｐ側電極とｎ側電極との間の電流が集中する領域にバンプを配置することができない。このため、従来の半導体発光素子においては、電流が集中し、発熱量が最も多い領域における放熱が十分でない。【０００５】
本開示の目的は、放熱性能を改善できる半導体発光素子などを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係る半導体発光素子の一態様は、基板と、前記基板の上方に配置され、ｎ型半導体を含むｎ型層と、前記ｎ型層の上方に配置される発光層と、前記発光層の上方に配置され、ｐ型半導体を含むｐ型層と、前記ｐ型層の上方に配置されるｐ電極と、前記ｎ型層の上方の領域であって、前記発光層及び前記ｐ型層が配置されていない領域に配置されるｎ電極と、前記ｐ電極の上方に配置され、前記ｐ電極に電気的に接続される導電性のｐ電極バンプと、前記ｎ電極の上方に配置され、前記ｎ電極に電気的に接続される導電性のｎ電極バンプと、前記基板の平面視において、前記ｎ電極バンプと前記ｐ型層との間の領域、及び、前記ｐ型層の前記ｎ電極バンプ側の端部からの距離が前記ｐ電極バンプが配置される位置よりも短い領域の少なくとも一方に配置される絶縁バンプとを備え、前記絶縁バンプの前記基板側の面に対して背向する面は、前記ｐ電極及び前記ｎ電極と絶縁されている。【０００７】
本開示に係る半導体発光装置の一態様は、上記半導体発光素子と、前記ｐ電極バンプと電気的に接続される第１の配線電極、及び、前記ｎ電極バンプと電気的に接続される第２の配線電極を有する実装基板とを備える。【０００８】
本開示に係る半導体発光素子の一態様は、基板と、前記基板の上方に配置され、ｎ型半導体を含むｎ型層と、前記ｎ型層の上方に配置される発光層と、前記発光層の上方に配置され、ｐ型半導体を含むｐ型層と、前記ｐ型層の上方に配置されるｐ電極と、前記ｎ型層の上方の領域であって、前記発光層と前記ｐ型層とが配置されていない領域に配置されるｎ電極と、前記ｐ電極と前記ｎ電極との間であって、前記ｐ型層及び前記ｎ型層の上方に配置され、前記基板の主面と平行な表面を有する絶縁層とを備え、前記絶縁層の前記表面は、前記ｐ電極の上方から前記ｎ電極の上方まで延びる。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、放熱性能を改善できる半導体発光素子などを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１Ａ】図１Ａは、比較例の半導体発光装置の構成の概要を示す模式的な平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、比較例の半導体発光装置の構成の概要を示す模式的な断面図である。
【図２Ａ】図２Ａは、比較例の半導体発光装置の動作時における電流密度分布のシミュレーション結果を示す平面図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、比較例の半導体発光装置の動作時における発光層及びｎ型層の発光層側の温度分布のシミュレーション結果を示す平面図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る半導体発光素子の構成の一例を示す模式的な平面図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係る半導体発光素子の構成の一例を示す模式的な断面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態１に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態１に係る半導体発光装置において、実装の際に位置ずれが発生した場合の状態を示す模式的な断面図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る半導体発光素子の基板の平面視における絶縁バンプの配置を示す模式的な平面図である。
【図７Ａ】図７Ａは、実施の形態１に係る半導体発光素子の発熱箇所を示す模式的な断面図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施の形態１に係る絶縁バンプの配置の一例を示す模式的な平面図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係る半導体発光素子のシミュレーションにおいて用いたモデルを示す模式的な斜視図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態１に係る半導体発光素子の製造方法における第１工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態１に係る半導体発光素子の製造方法における第２工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、実施の形態１に係る半導体発光素子の製造方法における第３工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、実施の形態１に係る半導体発光素子の製造方法における第４工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、実施の形態１に係る半導体発光素子の製造方法における第５工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｆ】図９Ｆは、実施の形態１に係る半導体発光素子の製造方法における第６工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｇ】図９Ｇは、実施の形態１に係る半導体発光素子の製造方法における第７工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｈ】図９Ｈは、実施の形態１に係る半導体発光素子の製造方法における第８工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｉ】図９Ｉは、実施の形態１に係る半導体発光素子の製造方法における第９工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｊ】図９Ｊは、実施の形態１に係る半導体発光素子の製造方法における第１０工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｋ】図９Ｋは、実施の形態１に係る半導体発光素子の製造方法における第１１工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｌ】図９Ｌは、実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法における第１工程を示す模式的な断面図である。
【図９Ｍ】図９Ｍは、実施の形態１に係る半導体発光装置の製造方法における第２工程を示す模式的な断面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る半導体発光装置において、実装する際に位置ずれが発生した場合の状態を示す模式的な断面図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、実施の形態２に係る半導体発光装置において、実装する際に位置ずれが発生した場合の状態の一例を示す模式的な断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、実施の形態２に係る半導体発光装置において、実装する際に位置ずれが発生した場合の状態の他の例を示す模式的な断面図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２の変形例に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、実施の形態２に係る半導体発光装置の製造方法の第１工程を示す模式的な断面図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、実施の形態２に係る半導体発光装置の製造方法の第２工程を示す模式的な断面図である。
【図１５】図１５は、実施の形態３に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図１６Ａ】図１６Ａは、実施の形態３に係る半導体発光素子の製造方法の第１工程を示す模式的な断面図である。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、実施の形態３に係る半導体発光素子の製造方法の第２工程を示す模式的な断面図である。
【図１６Ｃ】図１６Ｃは、実施の形態３に係る半導体発光素子の製造方法の第３工程を示す模式的な断面図である。
【図１６Ｄ】図１６Ｄは、実施の形態３に係る半導体発光素子の製造方法の第４工程を示す模式的な断面図である。
【図１６Ｅ】図１６Ｅは、実施の形態３に係る半導体発光装置の製造方法の第１工程を示す模式的な断面図である。
【図１６Ｆ】図１６Ｆは、実施の形態３に係る半導体発光装置の製造方法の第２工程を示す模式的な断面図である。
【図１７】図１７は、実施の形態４に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図１８Ａ】図１８Ａは、実施の形態４に係る半導体発光素子の製造方法の第１工程を示す模式的な断面図である。
【図１８Ｂ】図１８Ｂは、実施の形態４に係る半導体発光素子の製造方法の第２工程を示す模式的な断面図である。
【図１８Ｃ】図１８Ｃは、実施の形態４に係る半導体発光素子の製造方法の第３工程を示す模式的な断面図である。
【図１８Ｄ】図１８Ｄは、実施の形態４に係る半導体発光素子の製造方法の第４工程を示す模式的な断面図である。
【図１８Ｅ】図１８Ｅは、実施の形態４に係る半導体発光素子の製造方法の第５工程を示す模式的な断面図である。
【図１８Ｆ】図１８Ｆは、実施の形態４に係る半導体発光装置の製造方法の第１工程を示す模式的な断面図である。
【図１８Ｇ】図１８Ｇは、実施の形態４に係る半導体発光装置の製造方法の第２工程を示す模式的な断面図である。
【図１９】図１９は、実施の形態５に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、実施の形態５に係る半導体発光素子の製造方法の第１工程を示す模式的な断面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、実施の形態５に係る半導体発光素子の製造方法の第２工程を示す模式的な断面図である。
【図２０Ｃ】図２０Ｃは、実施の形態５に係る半導体発光素子の製造方法の第３工程を示す模式的な断面図である。
【図２０Ｄ】図２０Ｄは、実施の形態５に係る半導体発光素子の製造方法の第４工程を示す模式的な断面図である。
【図２０Ｅ】図２０Ｅは、実施の形態５に係る半導体発光装置の製造方法の第１工程を示す模式的な断面図である。
【図２０Ｆ】図２０Ｆは、実施の形態５に係る半導体発光装置の製造方法の第２工程を示す模式的な断面図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、実施の形態６に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な平面図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、実施の形態６に係る半導体発光装置の構成を示す模式的な断面図である。
【図２２】図２２は、実施の形態６に係る実装基板の構成を示す模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本開示の基礎となった知見）
まず、本開示の基礎となった知見について、図１Ａ〜図２Ｂを用いて説明する。図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ比較例の半導体発光装置１０１０の構成の概要を示す模式的な平面図及び断面図である。図１Ｂは、図１Ａに示されるＩＢ−ＩＢ線における断面を示す。
【００１２】
図１Ｂに示されるように、本比較例の半導体発光装置１０１０は、半導体発光素子１０１１と、実装基板１０９０とを備える。
【００１３】
半導体発光素子１０１１は、基板１０２０と、ｎ型層１０２１と、発光層１０２２と、ｐ型層１０２３と、ｐ電極１０３０と、ｎ電極１０４０と、絶縁膜１０５０と、ｐ電極バンプ１０６０と、ｎ電極バンプ１０８０とを備える。
【００１４】
基板１０２０は、半導体発光素子１０１１の半導体層が積層される基台である。ｎ型層１０２１は、基板１０２０に積層され、ｎ型半導体を含む半導体層である。発光層１０２２は、ｎ型層１０２１に積層される半導体層である。ｐ型層１０２３は、発光層１０２２に積層され、ｐ型半導体を含む半導体層である。
【００１５】
実装基板１０９０は、半導体発光素子１０１１が実装される基板である。実装基板１０９０は、絶縁性基板１０９５と、第１の配線電極１０９１と、第２の配線電極１０９２とを有する。
【００１６】
本比較例では、図１Ｂに示されるように、半導体発光素子１０１１のｐ電極バンプ１０６０は、実装基板１０９０の第１の配線電極１０９１に接続され、ｎ電極バンプ１０８０は、第２の配線電極１０９２に接続される。このように、本比較例の半導体発光装置１０１０では、半導体発光素子１０１１が実装基板１０９０にフリップチップボンディングされる。
【００１７】
図１Ａ及び図１Ｂに示されるような半導体発光装置１０１０における電流密度分布及び発光層１０２２及びｎ型層１０２１の発光層１０２２側の温度分布について、図２Ａ及び図２Ｂを用いて説明する。図２Ａは、比較例の半導体発光装置１０１０の動作時における発光層１０２２を積層方向に流れる電流の電流密度分布のシミュレーション結果を示す平面図である。図２Ｂは、比較例の半導体発光装置１０１０の動作時における発光層１０２２及びｎ型層１０２１の発光層１０２２側の温度分布のシミュレーション結果を示す平面図である。図２Ａにおいては、電流密度の高い領域ほど濃い灰色で示されており、図２Ｂにおいては、温度の高い領域ほど濃い灰色で示されている。
【００１８】
図２Ａに示されるように、半導体発光装置１０１０のｐ型層１０２３のｎ電極１０４０に対向する領域に電流が集中する。この電流で発生した熱の一部はｐ電極バンプ１０６０とｎ電極バンプ１０８０を通して実装基板１０９０に放熱されるが、放熱し切れなかった熱により、図２Ｂに示されるように、当該領域における半導体発光素子の発光層の温度がバンプ領域よりも高くなる。このような温度の局所的な上昇に起因して、半導体発光素子１０１１の発光効率及び信頼性が悪化する。そこで、例えば、当該領域にｐ電極バンプを配置し、半導体発光素子１０１１で発生した熱を実装基板１０９０に放出することによって、当該領域の温度上昇を低減する対策が考えられる。しかしながら、当該領域は、ｎ電極１０４０に近いため、当該領域にｐ電極バンプを配置すると、実装基板１０９０に半導体発光素子１０１１を実装する際の位置ずれによって、ｐ電極バンプが第２の配線電極と接触するおそれがある。この位置ずれの問題は、実用上は不可避である。半導体発光素子１０１１を実装基板１０９０に実装する際には、例えば、５０μｍ以上１００μｍ以下程度の位置ずれが発生し得る。このような位置ずれを許容できるようにするには、ｐ電極１０３０のうち、ｎ電極１０４０と対向する端部から所定の距離内にある領域にｐ電極バンプを配置する設計にはできない。したがって、本比較例の半導体発光装置１０１０では、上述したｐ型層１０２３のｎ電極１０４０に対向する領域における温度上昇を低減することができない。
【００１９】
そこで、本開示では、放熱性能を改善できる半導体発光素子及び半導体発光装置を提供する。
【００２０】
本開示に係る半導体発光素子の一態様は、基板と、前記基板の上方に配置され、ｎ型半導体を含むｎ型層と、前記ｎ型層の上方に配置される発光層と、前記発光層の上方に配置され、ｐ型半導体を含むｐ型層と、前記ｐ型層の上方に配置されるｐ電極と、前記ｎ型層の上方の領域であって、前記発光層及び前記ｐ型層が配置されていない領域に配置されるｎ電極と、前記ｐ電極の上方に配置され、前記ｐ電極に電気的に接続される導電性のｐ電極バンプと、前記ｎ電極の上方に配置され、前記ｎ電極に電気的に接続される導電性のｎ電極バンプと、前記基板の平面視において、前記ｎ電極バンプと前記ｐ型層との間の領域、及び、前記ｐ型層の前記ｎ電極バンプ側の端部からの距離が前記ｐ電極バンプが配置される位置よりも短い領域の少なくとも一方に配置される絶縁バンプとを備え、前記絶縁バンプの前記基板側の面に対して背向する面は、前記ｐ電極及び前記ｎ電極と絶縁されている。
【００２１】
本開示に係る半導体発光素子の一態様において、前記絶縁バンプは、前記ｎ電極と対向する側の前記ｐ型層の端部の上方に配置されてもよい。
【００２２】
本開示に係る半導体発光素子の一態様において、前記絶縁バンプは、前記基板の平面視において前記ｐ電極のうち周縁形状が凸形状であって、前記ｐ電極バンプが配置されない領域に配置されてもよい。
【００２３】
本開示に係る半導体発光装置の一態様は、上記半導体発光素子と、前記ｐ電極バンプと電気的に接続される第１の配線電極、及び、前記ｎ電極バンプと電気的に接続される第２の配線電極を有する実装基板とを備える。
【００２４】
本開示に係る半導体発光装置の一態様において、前記絶縁バンプは、前記基板の平面視において前記ｎ電極と対向する側の前記ｐ電極の端部をまたいで配置されるか、又は、Ｊａｖｅを前記ｐ電極に注入される平均電流密度（ｍＡ／μｍ２）とし、Ｔｃを前記実装基板の温度（℃）とし、ｔｎを前記ｎ型層のうち前記ｐ電極が形成されている部分の厚さ（μｍ）とし、前記絶縁バンプの前記ｎ電極に近い側の端部から、前記ｐ電極の前記ｎ電極バンプと対向する側の端部までの距離Ｌｐとして、以下の不等式
Ｌｐ≦ａ（ｔｎ）／Ｊａｖｅ＋ｂ（ｔｎ）・Ｔｃ＋ｃ（ｔｎ）
ａ（ｔｎ）＝−３．６０×１０−５・ｔｎ２＋１．６９×１０−２・ｔｎ
＋３．１６×１０−１
ｂ（ｔｎ）＝２．２６×１０−５・ｔｎ２−９．４３×１０−３・ｔｎ
−１．１３
ｃ（ｔｎ）＝−６．３７×１０−４・ｔｎ２−３．２３×１０−１・ｔｎ
−３．０６
を満足してもよい。
【００２５】
本開示に係る半導体発光装置の一態様において、前記絶縁バンプは、前記ｎ電極と前記第１の配線電極とで挟まれる領域、又は、前記ｐ電極と前記第２の配線電極とで挟まれる領域に配置されてもよい。
【００２６】
本開示に係る半導体発光装置の一態様において、前記実装基板は、前記第１の配線電極と前記第２の配線電極との間に配置され、前記第１の配線電極及び前記第２の配線電極に対して電気的に独立した第３の配線電極をさらに有してもよい。
【００２７】
本開示に係る半導体発光装置の一態様において、前記絶縁バンプ及び前記ｎ電極バンプを通り前記基板の主面に垂直な断面において、前記絶縁バンプは、前記第１の配線電極と前記第２の配線電極との隙間の幅より狭い幅を有してもよい。
【００２８】
本開示に係る半導体発光素子の一態様は、基板と、前記基板の上方に配置され、ｎ型半導体を含むｎ型層と、前記ｎ型層の上方に配置される発光層と、前記発光層の上方に配置され、ｐ型半導体を含むｐ型層と、前記ｐ型層の上方に配置されるｐ電極と、前記ｎ型層の上方の領域であって、前記発光層と前記ｐ型層とが配置されていない領域に配置されるｎ電極と、前記ｐ電極と前記ｎ電極との間であって、前記ｐ型層及び前記ｎ型層の上方に配置され、前記基板の主面と平行な表面を有する絶縁層とを備え、前記絶縁層の前記表面は、前記ｐ電極の上方から前記ｎ電極の上方まで延びる。
【００２９】
以下、本開示の実施の形態について図面を参照しながら、説明を行う。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される、数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、工程及び工程の順序などは、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００３０】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、各図において縮尺等は必ずしも一致していない。なお、各図において、実質的に同一の構成に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００３１】
また、本明細書において、「上方」及び「下方」という用語は、絶対的な空間認識における上方向（鉛直上方）及び下方向（鉛直下方）を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上方」及び「下方」という用語は、２つの構成要素が互いに間隔をあけて配置されて２つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、２つの構成要素が互いに接する状態で配置される場合にも適用される。
【００３２】
（実施の形態１）
実施の形態１に係る半導体発光素子及び半導体発光装置について説明する。
【００３３】
［１−１．半導体発光素子の基本構成］
本実施の形態に係る半導体発光素子の基本構成について、図３及び図４を用いて説明する。図３及び図４は、それぞれ本実施の形態に係る半導体発光素子１１の構成の一例を示す模式的な平面図及び断面図である。図３には、半導体発光素子１１の基板２０の平面視における平面図が示されている。図４には、図３の半導体発光素子１１のＩＶ−ＩＶ線における断面が示されている。半導体発光素子１１の基板２０の平面視とは、半導体発光素子１１を基板２０方向から見た場合、或いは基板２０に積層された半導体層側から見た場合のいずれであってもよく、平面図には半導体発光素子１１を構成する要素または実装基板９０を構成する要素の平面的な位置関係が示されている。
【００３４】
図４に示されるように、本実施の形態に係る半導体発光素子１１は、基板２０と、ｎ型層２１と、発光層２２と、ｐ型層２３と、ｐ電極３０と、ｎ電極４０と、絶縁膜５０と、ｐ電極バンプ６０と、ｎ電極バンプ８０と、絶縁バンプ７０とを備える。
【００３５】
基板２０は、半導体発光素子１１の半導体層が積層される基台である。基板２０は、ｎ型ＧａＮ基板などの導電性を有する基板であってもよいし、サファイアなどの絶縁性基板であってもよい。
【００３６】
ｎ型層２１は、基板２０の上方に配置され、ｎ型半導体を含む半導体層である。ｎ型層２１は、ｎ型半導体を含む半導体層であれば特に限定されない。ｎ型層２１は、例えば、ｎ型ＧａＮ系層である。
【００３７】
発光層２２は、ｎ型層２１の上方に配置される半導体層である。発光層２２は、ｎ型層２１のうち、ｎ電極４０が配置されない領域に配置される。発光層２２は、半導体層であれば特に限定されない。発光層２２は、例えば、ＩｎＧａＮ系層である。
【００３８】
ｐ型層２３は、発光層２２の上方に配置され、ｐ型半導体を含む半導体層である。ｐ型層２３は、ｐ型半導体を含む半導体層であれば特に限定されない。ｐ型層２３は、例えば、ｐ型ＧａＮ系層である。
【００３９】
絶縁膜５０は、発光層２２及びｐ型層２３の側面をｎ電極４０などと絶縁する保護膜である。絶縁膜５０は、絶縁性の膜であれば特に限定されない。絶縁膜５０は、例えば、ＳｉＯ２膜である。
【００４０】
ｐ電極３０は、ｐ型層２３の上方に配置される電極である。ｐ電極３０は、導電性膜であれば特に限定されない。本実施の形態では、ｐ電極３０は、ｐ型層２３側から順に、Ａｇ膜からなる反射性オーミック接触層３１と、Ｔｉ膜からなるバリア層３２と、バリア層３２側から順にＴｉ膜及びＡｕ膜を積層したカバー層３３とを有する。
【００４１】
ｎ電極４０は、ｎ型層２１の上方の領域であって、発光層２２及びｐ型層２３が配置されていない領域に配置される。ｎ電極４０は、導電性膜であれば特に限定されない。本実施の形態では、ｎ電極４０は、ｎ型層２１側から順に、Ａｌ膜及びＴｉ膜を積層したオーミック接触層４１と、オーミック接触層４１側から順にＴｉ及びＡｕ膜を積層したカバー層４２とを有する。
【００４２】
ｐ電極バンプ６０は、ｐ電極３０の上方に配置され、ｐ電極３０に電気的に接続される導電体である。ｐ電極バンプ６０は、導電体であれば特に限定されない。本実施の形態では、ｐ電極バンプ６０は、シードメタル６１とバンプ６２とを有する。シードメタル６１は、ｐ電極３０側から順に、Ｔｉ膜及びＡｕ膜を積層した積層膜である。バンプ６２は、シードメタル６１の上方に配置されるＡｕからなる柱状の導電体である。
【００４３】
ｎ電極バンプ８０は、ｎ電極４０の上方に配置され、ｎ電極４０に電気的に接続される導電体である。ｎ電極バンプ８０は、導電体であれば特に限定されない。本実施の形態では、ｎ電極バンプ８０は、シードメタル８１とバンプ８２とを有する。シードメタル８１は、ｎ電極４０側から順に、Ｔｉ膜及びＡｕ膜を積層した積層膜である。バンプ８２は、シードメタル８１の上方に配置されるＡｕからなる柱状の導電体である。
【００４４】
絶縁バンプ７０は、基板２０の平面視において、ｎ電極バンプ８０とｐ型層２３との間の領域、及び、ｐ型層２３のｎ電極バンプ８０側の端部からの距離がｐ電極バンプ６０が配置される位置よりも短い領域の少なくとも一方に配置される柱状体である。つまり、絶縁バンプ７０は、半導体発光素子１１の基板２０の平面視において、ｎ電極バンプ８０と、ｎ電極バンプ８０と対向するｐ電極バンプ６０と、の間の領域に配置される。絶縁バンプ７０は、少なくとも一部が絶縁体で形成されており、絶縁バンプ７０の基板２０側の面７０ａに対して背向する面７０ｂは、ｐ電極３０及びｎ電極４０と絶縁されている。本実施の形態では、絶縁バンプ７０は、絶縁層７１と、シードメタル７２と、バンプ７３とを有する。
【００４５】
絶縁層７１は、ｐ電極３０上に配置されるＡｌ２Ｏ３フィラーを含むポリイミドからなる膜である。絶縁層７１がポリイミドより熱伝導率の高いＡｌ２Ｏ３フィラーを含むことにより、絶縁層７１の熱伝導率を高めることができる。シードメタル７２は、ｐ電極３０側から順に、Ｔｉ膜及びＡｕ膜を積層した積層膜である。バンプ７３は、シードメタル７２の上方に配置されるＡｕからなる柱状の導電体である。
【００４６】
このように本実施の形態では、絶縁バンプ７０の基板側の面７０ａに対して背向する面７０ｂは、絶縁層７１によって、ｐ電極３０と絶縁される。また、面７０ｂは、ｎ電極４０及びｎ電極４０に接続されたｎ電極バンプ８０と離隔されることで絶縁される。
【００４７】
以上のように、本実施の形態に係る半導体発光素子１１においては、ｐ型層２３のｎ電極４０に対向する端部付近に、絶縁バンプ７０を備える。ここで、本実施の形態に係る半導体発光素子１１においても、図１Ａ〜図２Ｂに示した比較例の半導体発光素子１０１１と同様に、ｐ型層２３のｎ電極４０に対向する端部付近の領域において、発熱量が多い。したがって、本実施の形態に係る半導体発光素子１１では、絶縁バンプ７０を用いて、当該領域で発生した熱を放出することができる。つまり、本実施の形態に係る半導体発光素子１１においては、放熱特性を改善できる。半導体発光素子１１においては、発光層の温度が上昇するとキャリアのオーバーフローによる内部量子効率の低下等によって光出力が低下するが、本実施の形態では、上述のとおり放熱特性を改善できるため、半導体発光素子１１の発光特性の低下を抑制できる。また、放熱特性を改善できることによって、半導体発光素子１１の過熱に起因する破壊を抑制できるため、半導体発光素子１１の信頼性の低下を抑制できる。
【００４８】
また、本実施の形態に係る半導体発光素子１１においては、絶縁バンプ７０の面７０ｂが、ｐ電極３０及びｎ電極４０と絶縁されているため、絶縁バンプ７０が他の電極と接触した場合でも、他の電極とｐ電極３０及びｎ電極４０とが短絡することを抑制できる。
【００４９】
なお、図３に示される例では、ｐ電極バンプ６０、ｎ電極バンプ８０及び絶縁バンプ７０は、それぞれ円柱状の形状を有するが、各バンプの形状は円柱状に限定されない。例えば、楕円柱状、多角柱状などであってもよい。
【００５０】
また、絶縁バンプ７０の構成は、絶縁層７１の上方に導電体からなるバンプ７３が配置されるが、絶縁バンプ７０の構成はこれに限定されない。例えば、バンプ７３のような導体の上方に絶縁層７１のような絶縁体が配置されてもよいし、絶縁バンプ７０全体が、絶縁体で構成されてもよい。
【００５１】
［１−２．半導体発光装置の構成］
続いて、本実施の形態に係る半導体発光装置１０の構成について図５Ａを用いて説明する。図５Ａは、本実施の形態に係る半導体発光装置１０の構成を示す模式的な断面図である。図５Ａに示されるように、半導体発光装置１０は、半導体発光素子１１と、実装基板９０とを備える。
【００５２】
実装基板９０は、半導体発光素子１１が実装される基板であり、絶縁性基板９５と、第１の配線電極９１と、第２の配線電極９２とを有する。
【００５３】
絶縁性基板９５は、実装基板９０の基台となる絶縁性の基板である。絶縁性基板９５は、半導体発光素子１１で発生した熱をヒートシンクなどに伝達する伝熱板としても機能する。絶縁性基板９５は、熱伝導率の高い絶縁体であれば特に限定されない。絶縁性基板９５は、例えば、ＡｌＮからなるセラミック基板である。なお、絶縁性基板９５は、第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２が配置される面が絶縁体で形成されていればよく、全体が絶縁体で形成されなくてもよい。例えば、絶縁性基板９５は、導体基板の一方の主面に絶縁体が成膜された基板であってもよい。
【００５４】
第１の配線電極９１は、ｐ電極バンプ６０と電気的に接続される電極である。第１の配線電極９１は、例えば、Ａｕめっきで形成されたパターン配線である。
【００５５】
第２の配線電極９２は、ｎ電極バンプ８０と電気的に接続される電極である。第２の配線電極９２は、例えば、Ａｕめっきで形成されたパターン配線である。
【００５６】
以上のように、本実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、ｐ型層２３のｎ電極４０に対向する端部付近において発生する熱を、絶縁バンプ７０を介して実装基板９０に放出することができる。つまり、本実施の形態に係る半導体発光装置１０においては、放熱特性を改善できる。このため、半導体発光装置１０の発光特性及び信頼性の低下を抑制できる。
【００５７】
また、本実施の形態に係る半導体発光素子１１の絶縁バンプ７０は、基板２０側の面７０ａに対して背向する面７０ｂがｐ電極３０及びｎ電極４０と絶縁されている。このため、半導体発光素子１１を実装基板９０に実装する際に位置ずれが発生した場合に生じ得る問題を軽減できる効果を有する。当該効果について図５Ｂを用いて説明する。図５Ｂは、本実施の形態に係る半導体発光装置１０において、実装の際に位置ずれが発生した場合の状態を示す模式的な断面図である。
【００５８】
図５Ｂに示されるように、実装の際に位置ずれが発生した場合には、絶縁バンプ７０が、第２の配線電極９２上に配置され得る。
【００５９】
ここで、絶縁バンプ７０の位置に、ｐ電極バンプ６０を配置したと仮定すると、当該ｐ電極バンプが第２の配線電極９２と接続されるため、当該ｐ電極バンプ、ｐ電極３０及び他のｐ電極バンプ６０を介して、第２の配線電極９２が第１の配線電極９１と短絡する。このような状態となると、半導体発光素子には電流が流れないため発光しない。
【００６０】
一方、本実施の形態では、絶縁バンプ７０の面７０ｂがｐ電極３０及びｎ電極４０と絶縁されているため、上述したような短絡が発生せず、半導体発光素子１１は発光する。このように、本実施の形態に係る半導体発光素子１１及び半導体発光装置１０によれば、実装の際に位置ずれが発生した場合に生じ得る問題を軽減できる。
【００６１】
［１−３．絶縁バンプの配置］
続いて、本実施の形態に係る絶縁バンプ７０の配置について説明する。
【００６２】
まず、ｐ電極３０上に絶縁バンプ７０が配置される場合において、特に効果的な絶縁バンプ７０の配置について、図６を用いて説明する。図６は、本実施の形態に係る半導体発光素子１１の基板２０の平面視における絶縁バンプ７０の配置を示す模式的な平面図である。
【００６３】
図６に示されるように、絶縁バンプ７０は、基板２０の平面視において、ｐ電極３０のうち周縁形状が凸形状である領域Ｒｐであって、ｐ電極バンプ６０が配置されない領域に配置される。ここで、基板２０の平面視において、ｐ電極３０のうち周縁形状が凸形状である領域とは、周縁上の二点Ｐ１及びＰ２間の周縁と、二点Ｐ１及びＰ２を結んだ直線とによって形成される領域である。図６において領域Ｒｐの一例が、ハッチングされている。
【００６４】
このような領域Ｒｐにおける等電流密度線のシミュレーション結果を図６に一点鎖線で示す。図６から凸形状の先端部近傍に電流が集中し、発熱量が多くなることがわかる。このため、このような領域Ｒｐに絶縁バンプ７０を配置することで、半導体発光素子１１の放熱特性をより一層改善できる。
【００６５】
続いて、本実施の形態に係る半導体発光素子１１における絶縁バンプ７０のｐ電極３０の端部からの距離について図を用いて説明する。まず、半導体発光素子１１の発熱箇所について図７Ａを用いて説明する。図７Ａは、本実施の形態に係る半導体発光素子１１の発熱箇所を示す模式的な断面図である。
【００６６】
本実施の形態に係る半導体発光素子１１の動作時には、ｎ電極４０から、ｐ電極３０へ電子が流れる。例えば、導電性の基板２０を用いる場合には、ｐ電極とｎ電極の対向部の断面を示す図７Ａにおいて、実線の矢印で示されるように、ｎ型層２１及び基板２０（厚さは一般的に数十μｍ以上と厚い）を通過する経路で電流が流れる。その中でも太い実線であらわされる最短距離で流れる経路が電子にとって抵抗が最も小さくなるため、電流は、実線の太矢印付近（水平方向では反射性オーミック接触層３１がｐ型層２３に接する部分の端部３０ｅ付近）に集中的に流れる。これに伴い、発光層２２のうち、ｐ電極とｎ電極の対向部のｐ電極端部３０ｅ直下の領域Ｒｃ付近において発熱量が多くなる。この結果、領域Ｒｃ付近における温度上昇が最も大きくなる。
【００６７】
一方、絶縁性の基板２０を用いる場合には、図７Ａにおいて、基板２０に電流が流れないため、破線の矢印で示されるようにｎ型層２１のうち、ｐ電極３０とｎ電極４０との間の薄い領域Ｒｉに電流が集中する。この厚さは一般的に数μｍと薄い為に、抵抗値が高くなり、領域Ｒｉにおける発熱量が最も多くなり、温度上昇が最も大きくなる。
【００６８】
本実施の形態に係る半導体発光素子１１においては、上述したような領域Ｒｃ及びＲｉにおいて発生する熱を主に絶縁バンプ７０によって実装基板９０に放散する。ここで、発光層の温度が１５０℃を超えるとキャリアのオーバーフローによる内部量子効率の低下等が発生するため、発光層の温度が１５０℃を超えないように、絶縁バンプ７０の配置を決定する。
【００６９】
例えば、絶縁バンプ７０を、基板２０の平面視においてｎ電極４０と対向する側のｐ電極３０の端部をまたいで配置してもよい。このような配置について、図７Ｂを用いて説明する。図７Ｂは、本実施の形態に係る絶縁バンプ７０の配置の一例を示す模式的な平面図である。図７Ｂには、基板２０の平面視における平面図が示されている。
【００７０】
図７Ｂに示されるように、絶縁バンプ７０を、基板２０の平面視においてｎ電極４０と対向する側のｐ電極の端部をまたいで配置することで、上述した領域Ｒｃ及びＲｉにおいて発生する熱を絶縁バンプ７０に確実に伝達できる。
【００７１】
また、第２の配置として、発光層の温度が１５０℃を超えないように、バンプ７３のｎ電極４０に近い側の端部から反射性オーミック接触層３１のｎ電極バンプと対向する側の端部までの距離を設定してもよい。このような距離について、図４を用いて説明する。バンプ７３のｎ電極４０に近い側の端部７０ｅから反射性オーミック接触層３１のｎ電極バンプ８０と対向する側のｐ型層と接する部分の端部３０ｅまでの距離Ｌｐを、発光層の温度が１５０℃を超えないように設定する方法について説明する。発光層の温度は、主に、ｐ電極３０に注入される平均電流密度Ｊａｖｅ［ｍＡ／μｍ２］、ヒートシンクとして機能する実装基板９０の温度Ｔｃ［℃］、及び、ｎ型層２１のうちｐ型層２３が形成されている部分の厚さｔｎ［μｍ］に依存する。そこで、シミュレーションを用いて、距離Ｌｐの許容範囲を設定する。以下、シミュレーションに用いた半導体発光素子１１のモデルについて、図８を用いて説明する。図８は、本実施の形態に係る半導体発光素子１１のシミュレーションにおいて用いたモデルを示す模式的な斜視図である。図８に示されるように、本モデルにおいては、半導体発光素子１１の幅を２００μｍとしている。発光層２２はＩｎＧａＮの量子井戸層からなり、発光波長は４５０ｎｍである。また、ｎ型層の厚さを１０μｍから１００μｍ、ｐ型層の厚さを１００ｎｍ、ｐ電極バンプ６０、ｎ電極バンプ８０及び絶縁バンプ７０の形状をいずれも直方体状とし、ｐ電極バンプ６０の長さを３８０μｍとしている。また、ｐ電極３０のｎ電極バンプ８０と対向する側の端部から、ｎ電極バンプ８０までの距離Ｌｎを４５μｍとしている。なお、ｎ型層２１における不純物濃度を５×１０１８ｃｍ−３とし、ｐ型層の抵抗率及びｎ型層の抵抗率をそれぞれ１Ωｃｍ及び０．０３Ωｃｍ、ｐ電極のコンタクト抵抗を５×１０−４Ωｃｍ２としている。また、実装基板９０の温度を２７℃、６５℃又は１０５℃とし、ｐ電極３０とｎ電極４０との間に流れる電流値を３００ｍＡ、４００ｍＡ、５００ｍＡ又は６００ｍＡとしている。ｐ電極バンプ６０及びｎ電極バンプ８０は厚さ１５μｍのＡｕであり、ｐ電極３０及びｎ電極４０は厚さ２μｍのＡｕである。絶縁バンプ７０は厚さ１５μｍのＡｕと厚さ１μｍの絶縁膜（ＳｉＯ２）から構成される。図４に示したように、半導体発光素子１１の実際の構造では、ｐ電極３０は反射性オーミック接触層３１とバリア層３２とカバー層３３とから構成されるが、この場合のｐ電極３０の端部はｐ型層２３と接触する反射性オーミック接触層３１の端部となる。図４に距離ＬｐとＬｎを示す。電流分布をデバイスシミュレーションソフトを用いて解析し、発光層２２の温度を求めた。なお、本シミュレーションで用いたデバイスシミュレーションソフトは、半導体層における１次元バンド構造と、３次元の電流分布及び温度分布とを計算できるものを用いた。
【００７２】
シミュレーションの結果から、電流密度Ｊａｖｅと、実装基板の温度Ｔｃと、ｎ型層２１の厚さｔｎに対して発光層２２の面内最高温度が１５０℃となるときの距離Ｌｐを求めた。この距離Ｌｐを、電流密度Ｊａｖｅと、温度Ｔｃと、厚さｔｎとを用いて以下の式で表すことができる。
【００７３】
Ｌｐ＝ａ（ｔｎ）／Ｊａｖｅ＋ｂ（ｔｎ）・Ｔｃ＋ｃ（ｔｎ）      （１）
【００７４】
ここで、発光層２２の面内最高温度が１５０℃となるときの距離Ｌｐは、電流密度Ｊａｖｅに反比例し、実装基板９０の温度Ｔｃに比例し、各比例係数及び定数項が厚さｔｎの関数であると近似している。また、基板２０が導電性の場合には、ｎ型層２１の厚さｔｎに基板２０の厚さも追加される。
【００７５】
上記シミュレーション結果に、式（１）の関数をフィッティングすることにより、関数ａ（ｔｎ）、ｂ（ｔｎ）及びｃ（ｔｎ）を以下のように２次関数で精度よくフィッティングできた。
【００７６】
ａ（ｔｎ）＝−３．６０×１０−５・ｔｎ２＋１．６９×１０−２・ｔｎ
＋３．１６×１０−１
ｂ（ｔｎ）＝２．２６×１０−５・ｔｎ２−９．４３×１０−３・ｔｎ
−１．１３
ｃ（ｔｎ）＝−６．３７×１０−４・ｔｎ２−３．２３×１０−１・ｔｎ
−３．０６
【００７７】
したがって、発光層２２の温度が１５０℃を超えないためには、距離Ｌｐについて以下の不等式（２）を満足すればよい。
【００７８】
Ｌｐ≦ａ（ｔｎ）／Ｊａｖｅ＋ｂ（ｔｎ）・Ｔｃ＋ｃ（ｔｎ）     （２）
【００７９】
以上のように、絶縁バンプ７０は、上記不等式（２）が成立するように配置されてもよい。これにより、発光層２２の温度が１５０℃を超えることを抑制できる。したがって、キャリアのオーバーフローによる内部量子効率の低下等が発生することを抑制できるため、半導体発光素子１１の光出力の低下を抑制できる。
【００８０】
［１−４．製造方法］
次に、本実施の形態に係る半導体発光素子１１及び半導体発光装置１０の製造方法について説明する。まず、半導体発光素子１１の製造方法について、図９Ａ〜図９Ｋを用いて説明する。図９Ａ〜図９Ｋは、本実施の形態に係る半導体発光素子１１の製造方法における各工程を示す模式的な断面図である。
【００８１】
まず、図９Ａに示されるように、基板２０の上方に、ｎ型層２１、発光層２２及びｐ型層２３を順に積層する。本実施の形態では、ｎ型ＧａＮ基板からなる基板２０上に、有機金属気相成長法（Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy；ＭＯＶＰＥ）法を用いて、ｎ型ＧａＮ系層からなるｎ型層２１、ＩｎＧａＮ系層からなる発光層２２及びｐ型ＧａＮ系層からなるｐ型層２３をエピタキシャル成長させる。
【００８２】
続いて、図９Ｂに示されるように、ｐ型層２３、発光層２２及びｎ型層２１の一部を除去する。本実施の形態では、ドライエッチングにより、各層の一部を矢印の方向に掘って除去する。
【００８３】
続いて、図９Ｃに示されるように、各層の上方に絶縁膜５０を形成する。本実施の形態では、厚さ約０．７μｍのＳｉＯ２膜を基板２０の上方全面に成膜する。
【００８４】
続いて、図９Ｄに示されるように、ｐ型層２３上の絶縁膜５０の大部分を除去し、ｐ型層２３上の絶縁膜５０が除去された領域に反射性オーミック接触層３１を形成する。本実施の形態では、絶縁膜５０上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィにより、ｐ型層２３上のレジストに開口を設け、ＨＦ（フッ化水素酸）を用いて当該開口部の絶縁膜５０を除去する。絶縁膜５０が除去された部分に、蒸着法を用いて厚さ約０．２μｍのＡｇ膜からなる反射性オーミック接触層３１を成膜する。反射性オーミック接触層３１の成膜後に、リフトオフ法により、残ったレジストとレジスト上の不要なＡｇ膜を除去する。
【００８５】
続いて、図９Ｅに示されるように、反射性オーミック接触層３１上にバリア層３２を形成する。本実施の形態では、スパッタ法により、厚さ約０．７μｍのＴｉ膜からなるバリア層３２を成膜し、レジストを塗布し、バリア層３２を配置する部分以外のレジストとＴｉ膜とをフォトリソグラフィ及びＨＦを用いて除去する。
【００８６】
続いて、図９Ｆに示されるように、ｎ型層２１上に、オーミック接触層４１を形成する。オーミック接触層４１が形成されるｎ型層２１の領域は、先の工程でｐ型層２３、発光層２２及びｎ型層２１の一部が除去された領域である。本実施の形態では、絶縁膜５０上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィにより、ｎ型層２１上のレジストに開口を設け、ＨＦを用いて当該開口部の絶縁膜５０を除去する。絶縁膜５０が除去された部分に、蒸着法を用いて、厚さ約０．１μｍのＡｌ膜及び厚さ約０．８μｍのＴｉ膜からなるオーミック接触層４１を成膜する。オーミック接触層４１の成膜後に、リフトオフ法により、残ったレジストとレジスト上の不要なＡｌ膜などを除去する。
【００８７】
続いて、図９Ｇに示されるように、バリア層３２上にカバー層３３を形成し、オーミック接触層４１上にカバー層４２を形成する。本実施の形態では、基板２０の上面全面にレジストを塗布し、フォトリソグラフィにより、バリア層３２及びその周囲と、オーミック接触層４１及びその周囲のレジストを除去する。次に、蒸着法により、基板２０の上面全面に厚さ約０．３μｍのＴｉ膜及び厚さ約１μｍのＡｕ膜を順に成膜する。次に、リフトオフ法により、レジスト及びその上に形成されたＴｉ膜などを除去することで、カバー層３３及びカバー層４２を形成する。
【００８８】
続いて、図９Ｈに示されるように、ｐ電極３０上に、絶縁層７１を形成する。本実施の形態では、ｐ電極３０のカバー層３３上に、感光性ポリイミド膜をスピンコートにより塗布し、フォトリソグラフィによってパターニングする。なお、感光性ポリイミド膜には、Ａｌ２Ｏ３フィラーが含まれる。次に、感光性ポリイミド膜を約１５０℃で１時間程度加熱することによって硬化する。これにより、厚さ２μｍ程度、直径４０μｍ程度の絶縁層７１が形成される。
【００８９】
続いて、図９Ｉに示されるように、基板２０の上方全面にシードメタル膜７２Ｍを形成する。本実施の形態では、基板２０の上方全面に、電子ビーム（ＥＢ）蒸着法により、厚さ０．０５μｍのＴｉ膜及び厚さ０．２５μｍのＡｕ膜からなるシードメタル膜７２Ｍを成膜する。
【００９０】
続いて、図９Ｊに示されるように、シードメタル膜７２Ｍの上方にバンプ６２、７３及び８２を形成する。本実施の形態では、シードメタル膜７２Ｍ上にレジストを塗布し、フォトリソグラフィによって、各バンプ形成部に直径２０μｍ程度の開口を設ける。次に、ＤＣめっき法によって、レジストの開口部にＡｕめっきを形成し、レジストを除去する。これにより、厚さ約８μｍ、直径２０μｍ程度のＡｕめっきからなるバンプ６２、７３及び８２が形成される。
【００９１】
続いて、図９Ｋに示されるように、各バンプの下方部分を除くシードメタル膜７２Ｍを除去することで、シードメタル６１、７２及び８１を形成する。本実施の形態では、シードメタル膜７２Ｍの上層であるＡｕ層をヨード液によって除去し、シードメタル膜７２Ｍの下層であるＴｉ層をＨＦによって除去する。これにより、各バンプの下方部分を除くシードメタル膜７２Ｍを除去することで、シードメタル６１、７２及び８１を残すことができる。
【００９２】
以上のように本実施の形態に係る半導体発光素子１１が形成される。続いて、本実施の形態に係る半導体発光装置１０の製造方法について図９Ｌ及び図９Ｍを用いて説明する。図９Ｌ及び図９Ｍは、それぞれ本実施の形態に係る半導体発光装置の製造方法における各工程を示す模式的な断面図である。
【００９３】
まず、図９Ｌに示されるように、半導体発光素子１１と、実装基板９０とを準備し、実装基板９０の第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２の上方に、それぞれｐ電極バンプ６０及びｎ電極バンプ８０が位置するように半導体発光素子１１を保持する。本実施の形態では、実装基板９０は、ＡｌＮからなる絶縁性基板９５と、Ａｕめっきによって形成された第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２とを有する。半導体発光素子１１は、金属管９０１によって基板２０を真空吸着されることで、実装基板９０の上方において、各バンプが実装基板９０側に配置される姿勢で保持される。次に、半導体発光素子１１を実装基板９０に向けて移動することで、フリップチップボンディングを行う。
【００９４】
続いて、図９Ｍに示されるように、ｐ電極バンプ６０及び絶縁バンプ７０と第１の配線電極９１とを超音波接合し、ｎ電極バンプ８０と第２の配線電極９２とを超音波接合する。本実施の形態では、バンプ６２及びバンプ７３を第１の配線電極９１に接触させ、かつ、バンプ８２を第２の配線電極９２に接触させながら、２００℃程度に加熱する。さらに、半導体発光素子１１を実装基板９０の主面に対して垂直方向（図９Ｍにおける矢印Ｘの向き）に３０Ｎの荷重をかけてつぶしながら、実装基板９０の主面に対して平行な方向（図９Ｍにおける矢印Ｙの向き）に超音波振動を約２００ｍｓの間、印加する。これにより、バンプ６２及びバンプ７３を第１の配線電極９１に超音波接合し、かつ、バンプ８２を第２の配線電極９２に超音波接合する。ここで、接合前に２０μｍ径であったバンプ６２及びバンプ７３は、接合後には２５μｍ径になった。
【００９５】
以上のように、本実施の形態に係る半導体発光装置１０を製造できる。
【００９６】
（実施の形態２）
実施の形態２に係る半導体発光装置について説明する。本実施の形態に係る半導体発光装置は、実装基板が有する配線電極の構成において、実施の形態１に係る半導体発光装置１０と相違し、その他の点において一致する。以下、本実施の形態に係る半導体発光装置について、実施の形態１に係る半導体発光装置１０との相違点を中心に説明する。
【００９７】
［２−１．半導体発光装置の構成］
本実施の形態に係る半導体発光装置の構成に図１０を用いて説明する。図１０は、本実施の形態に係る半導体発光装置１１０の構成を示す模式的な断面図である。図１０に示されるように、本実施の形態に係る半導体発光装置１１０は、実施の形態１に係る半導体発光装置１０と同様に、半導体発光素子１１と、実装基板１９０とを備える。本実施の形態に係る実装基板１９０は、絶縁性基板９５と、第１の配線電極９１と、第２の配線電極９２と、第３の配線電極９３とを有する。
【００９８】
第３の配線電極９３は、第１の配線電極９１と第２の配線電極９２との間に配置され、第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２に対して電気的に独立した電極である。第３の配線電極９３は、第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２と同様に、絶縁性基板９５の一方の主面に配置され、第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２と絶縁された電極である。本実施の形態では、第３の配線電極９３は、半導体発光素子１１の絶縁バンプ７０と対向する位置に配置される。
【００９９】
以下、本実施の形態に係る半導体発光装置１１０の効果について、実施の形態１に係る半導体発光装置１０と比較しながら図１１、図１２Ａ及び図１２Ｂを用いて説明する。図１１は、実施の形態１に係る半導体発光装置１０において、実装する際に位置ずれが発生した場合の状態を示す模式的な断面図である。図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ本実施の形態に係る半導体発光装置１１０において、実装する際に位置ずれが発生した場合の状態の一例を示す模式的な断面図である。
【０１００】
図１１に示されるように、実施の形態１に係る半導体発光装置１０において、半導体発光素子１１を実装基板９０に実装する際に位置ずれが発生した場合について検討する。この場合において、第１の配線電極９１と第２の配線電極９２との隙間の幅が、半導体発光素子１１を実装基板９０へ接合し、超音波を印加した後の絶縁バンプ７０のバンプ７３の幅（図１１における水平方向の寸法、以降、接合後の幅とする）より小さいと、バンプ７３が、第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２の両方に接触し得る。つまり、第１の配線電極９１と第２の配線電極９２とがバンプ７３を介して短絡し得る。このような状態では、電流が半導体発光素子１１にほとんど流れないため、半導体発光素子１１が発光しない。
【０１０１】
一方、本実施の形態に係る半導体発光装置１１０において、半導体発光素子１１を実装基板１９０に実装する際に位置ずれが発生した場合について検討する。この場合、図１２Ａに示されるように、第２の配線電極９２と第３の配線電極９３とがバンプ７３を介して短絡され得る。又は、図１２Ｂに示されるように、第１の配線電極９１と第３の配線電極９３とがバンプ７３を介して短絡され得る。しかしながら、第３の配線電極９３は、第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２に対して電気的に独立しているため、第１の配線電極９１と第２の配線電極９２とが短絡することを抑制できる。さらに、バンプ７３が実装基板９０の第３の配線電極９３と接続されるため、発光層２２で発生した熱を効率的に実装基板９０に放熱することができる。
【０１０２】
第１の配線電極９１と第２の配線電極９２との短絡をより確実に抑制するために、絶縁バンプ７０に対応する領域において、第１の配線電極９１と第２の配線電極９２との隙間の幅を接合後の絶縁バンプ７０の幅より大きくしてもよい。また、この場合、実装基板１９０は、第３の配線電極９３を備えなくてもよい。このような変形例について、図１３を用いて説明する。図１３は、本実施の形態の変形例に係る半導体発光装置１１０ａの構成を示す模式的な断面図である。
【０１０３】
図１３に示されるように、本変形例に係る半導体発光装置１１０ａは、半導体発光素子１１と、実装基板１９０ａとを有する。実装基板１９０ａは、絶縁性基板９５と、第１の配線電極９１と、第２の配線電極９２とを有する。
【０１０４】
半導体発光装置１１０ａにおいては、図１３に示されるように、絶縁バンプ７０及びｎ電極バンプ８０を通り基板２０の主面に垂直な断面において、第１の配線電極９１と第２の配線電極９２との隙間の幅は、接合後の絶縁バンプ７０の幅より大きい。言い換えると、絶縁バンプ７０及びｎ電極バンプ８０を通り基板２０の主面に垂直な断面において、絶縁バンプ７０は、フリップチップ接合後に第１の配線電極９１と第２の配線電極９２との隙間の幅より狭い幅を有する。これにより、絶縁バンプ７０のバンプ７３が第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２と同時に接触することがない。このため、絶縁バンプ７０を介して第１の配線電極９１と第２の配線電極９２とが短絡することを抑制できる。
【０１０５】
また、本変形例に係る半導体発光装置１１０ａにおいては、第３の配線電極９３を形成しなくてもよいため、本実施の形態に係る半導体発光装置１１０より構成を簡素化できる。一方、本実施の形態に係る半導体発光装置１１０のように、第３の配線電極９３を有することで、絶縁バンプ７０を第３の配線電極９３に強固に接続できるため、半導体発光素子１１を実装基板１９０に強固に接続できる。
【０１０６】
［２−２．製造方法］
次に、本実施の形態に係る半導体発光装置１１０の製造方法について、図１４Ａ及び図１４Ｂを用いて説明する。図１４Ａ及び図１４Ｂは、本実施の形態に係る半導体発光装置１１０の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。なお、本実施の形態に係る半導体発光装置１１０のうち、半導体発光素子１１の製造方法は、実施の形態１において述べた製造方法と同様である。以下、半導体発光素子１１と実装基板１９０との接合工程について説明する。
【０１０７】
まず、図１４Ａに示されるように、半導体発光素子１１と、実装基板１９０とを準備し、実装基板１９０の第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２の上方に、それぞれｐ電極バンプ６０及びｎ電極バンプ８０が位置するように半導体発光素子１１を保持する。本実施の形態では、実装基板１９０は、ＡｌＮからなる絶縁性基板９５と、Ａｕめっきによって形成された第１の配線電極９１、第２の配線電極９２及び第３の配線電極９３とを有する。半導体発光素子１１は、金属管９０１によって基板２０を真空吸着されることで、実装基板１９０の上方において、各バンプが実装基板１９０側に配置される姿勢で保持される。次に、半導体発光素子１１を実装基板１９０に向けて移動することで、フリップチップボンディングを行う。
【０１０８】
続いて、図１４Ｂに示されるように、ｐ電極バンプ６０、ｎ電極バンプ８０及び絶縁バンプ７０を、それぞれ第１の配線電極９１、第２の配線電極９２及び第３の配線電極９３に接合する。本実施の形態では、バンプ６２、バンプ８２及びバンプ７３を、それぞれ第１の配線電極９１、第２の配線電極９２及び第３の配線電極９３に接触させながら、２００℃程度に加熱する。さらに、実施の形態１と同様に、半導体発光素子１１を実装基板１９０の主面に対して垂直方向（図１４Ｂにおける矢印Ｘの向き）に荷重を３０Ｎかけてつぶしながら、実装基板１９０の主面に対して平行な方向（図１４Ｂにおける矢印Ｙの向き）に超音波振動を約２００ｍｓの間、印加する。これにより、バンプ６２、８２及び７３をそれぞれ第１の配線電極９１、第２の配線電極９２及び第３の配線電極９３に超音波接合する。
【０１０９】
以上のように、本実施の形態に係る半導体発光装置１１０を製造できる。
【０１１０】
（実施の形態３）
実施の形態３に係る半導体発光素子及び半導体発光装置について説明する。本実施の形態に係る半導体発光素子は、主に絶縁層の構成において、実施の形態１に係る半導体発光素子１１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体発光素子及び半導体発光装置について、それぞれ実施の形態１に係る半導体発光素子１１及び半導体発光装置１０との相違点を中心に説明する。
【０１１１】
［３−１．半導体発光装置の構成］
本実施の形態に係る半導体発光素子及び半導体発光装置の構成について、図１５を用いて説明する。図１５は、本実施の形態に係る半導体発光装置２１０の構成を示す模式的な断面図である。図１５に示されるように、本実施の形態に係る半導体発光装置２１０は、半導体発光素子２１１と、実装基板９０とを備える。本実施の形態に係る半導体発光素子２１１は、絶縁層２７１を備える。絶縁層２７１は、ｐ電極３０とｎ電極４０との間であって、ｐ型層２３及びｎ型層２１の上方（図１５における下方）に配置され、基板２０の主面と平行な表面２７１ｓを有する。また、絶縁層２７１の表面２７１ｓは、ｐ電極３０の上方からｎ電極４０の上方まで延びる。言い換えると、基板２０を平面視した場合に、絶縁層２７１はｐ電極３０の一部領域及びｎ電極４０の一部領域の両方に重なるように配置される。さらに、絶縁層２７１は第１の配線電極９１の一部領域及び第２の配線電極の一部領域の両方に重なるように配置される。
【０１１２】
ここで、絶縁層２７１の表面２７１ｓが基板２０の主面と平行であるとは、表面２７１ｓが平坦であって、かつ、基板２０の主面となす角が１０度以下であることと定義する。また、表面２７１ｓが平坦であるとは、表面２７１ｓの幾何学的に正確な平面からの誤差が、ｎ電極４０が配置されているｎ型層２１の表面２１ｓと、ｐ電極３０が配置されているｐ型層２３の表面２３ｓとの間の距離の１／２以下であることと定義する。
【０１１３】
本実施の形態に係る半導体発光素子２１１は、このような表面２７１ｓを有する絶縁層２７１を備えることで、ｐ電極３０とｎ電極４０との間の最も発熱量が多くなる領域から、表面２７１ｓを介して、容易に、かつ、効率よくｐ電極３０やｎ電極４０と絶縁を保ちながら放熱することが可能となる。例えば、シードメタル７２とバンプ７３を含む放熱部材が、絶縁膜５０のように段差状の形状の表面を有し、かつ、ｐ電極３０とｎ電極４０と隙間のみに配置されている場合には、絶縁膜５０に対して広い接触面積を確保しながら放熱部材を接触させることが困難である。一方、本実施の形態に係る絶縁層２７１によれば、ｐ電極３０及びｎ電極４０の上方に配置された表面２７１ｓを有することで、より大面積の放熱部材を絶縁層２７１に接触させることができ、放熱部材の実装基板９０への密着性及び放熱性が向上する。また、絶縁層がほぼ平坦でかつ傾斜角度の小さい表面を有すれば、放熱部材を押圧して変形させた場合にも、変形の力が局所に偏ることがないので、ダメージが少ない状態で変形による密着性を確保することができる。
【０１１４】
例えば、本実施の形態に係る半導体発光装置２１０では、絶縁層２７１は、絶縁バンプ２７０の一部であり、絶縁バンプ２７０のシードメタル７２及びバンプ７３を介して実装基板９０に放熱できる。なお、本実施の形態に係る半導体発光素子２１１は、シードメタル７２及びバンプ７３を有するが、これらの構成要素は必須ではない。半導体発光素子２１１は、シードメタル７２及びバンプ７３以外の放熱部材を介して絶縁層２７１から放熱する構成を有してもよい。また、半導体発光素子２１１は、絶縁層２７１から放熱するための他の部材を有さなくてもよい。例えば、半導体発光素子２１１の絶縁層２７１が実装基板９０に直接接触するように構成されてもよい。
【０１１５】
［３−２．製造方法］
次に、本実施の形態に係る半導体発光素子２１１及び半導体発光装置２１０の製造方法について、図１６Ａ〜図１６Ｆを用いて説明する。図１６Ａ〜図１６Ｄは、本実施の形態に係る半導体発光素子２１１の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。図１６Ｅ及び図１６Ｆは、本実施の形態に係る半導体発光装置２１０の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。
【０１１６】
まず、本実施の形態に係る半導体発光素子２１１の製造方法について説明する。なお、半導体発光素子２１１の製造方法のうち、ｐ電極３０及びｎ電極４０を形成するまでの工程は、実施の形態１に係る半導体発光素子１１の製造方法と同様であるため説明を省略する。
【０１１７】
上記工程に続いて、図１６Ａに示すように、ｐ電極３０の上方からｎ電極４０の上方までにまたがる領域に、絶縁層２７１を形成する。本実施の形態では、Ａｌ２Ｏ３フィラーを含む感光性ポリイミド膜をスピンコートにより塗布し、フォトリソグラフィによってパターニングする。次に、感光性ポリイミド膜を約１５０℃で１時間程度加熱することによって硬化する。ここで、感光性ポリイミドの粘性を２０００ｍＰａ・ｓ以下程度に十分に低くし、かつ、ｐ電極３０とｎ電極４０との隙間を埋めるために十分な量の感光性ポリイミドを水平に配置された基板２０上に塗布することで、基板２０の主面に平行な表面２７１ｓを有する絶縁層２７１を形成できる。
【０１１８】
続いて、図１６Ｂに示されるように、基板２０の上方全面にシードメタル膜７２Ｍを形成する。シードメタル膜７２Ｍの形成方法は、実施の形態１と同様である。
【０１１９】
続いて、図１６Ｃに示されるように、シードメタル膜７２Ｍの上方にバンプ６２、７３及び８２を形成する。バンプ６２、７３及び８２の形成方法は、実施の形態１と同様である。
【０１２０】
続いて、図１６Ｄに示されるように、各バンプの下方部分を除くシードメタル膜７２Ｍを除去することで、シードメタル６１、７２及び８１を形成する。シードメタル６１、７２及び８１の形成方法は、実施の形態１と同様である。
【０１２１】
以上のように、本実施の形態に係る半導体発光素子２１１を製造できる。
【０１２２】
続いて、本実施の形態に係る半導体発光装置２１０の製造方法について説明する。
【０１２３】
まず、図１６Ｅに示されるように、半導体発光素子２１１と、実装基板９０とを準備し、実装基板９０の第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２の上方に、それぞれｐ電極バンプ６０及びｎ電極バンプ８０が位置するように半導体発光素子２１１を保持する。続いて、実施の形態１と同様に、半導体発光素子２１１を実装基板９０に向けて移動することで、フリップチップボンディングを行う。
【０１２４】
続いて、図１６Ｆに示されるように、ｐ電極バンプ６０及び絶縁バンプ２７０と第１の配線電極９１とを超音波接合し、ｎ電極バンプ８０と第２の配線電極９２とを超音波接合する。接合方法は、実施の形態１と同様である。
【０１２５】
以上のように、本実施の形態に係る半導体発光装置２１０を製造できる。
【０１２６】
（実施の形態４）
実施の形態４に係る半導体発光素子及び半導体発光装置について説明する。本実施の形態に係る半導体発光装置は、半導体発光素子が備える絶縁バンプの構成において、実施の形態３に半導体発光装置２１０と相違し、その他の点において一致する。以下、本実施の形態に係る半導体発光装置について、実施の形態３に係る半導体発光装置２１０との相違点を中心に説明する。
【０１２７】
［４−１．半導体発光装置の構成］
本実施の形態に係る半導体発光装置の構成について図１７を用いて説明する。図１７は、本実施の形態に係る半導体発光装置３１０の構成を示す模式的な断面図である。図１７に示されるように、本実施の形態に係る半導体発光装置３１０は、実施の形態３に係る半導体発光装置２１０と同様に、半導体発光素子３１１と、実装基板９０とを備える。本実施の形態に係る半導体発光素子３１１は、実施の形態３に係る半導体発光素子２１１と同様に、絶縁層２７１を備える。
【０１２８】
本実施の形態に係る半導体発光素子３１１は、実施の形態３に係る半導体発光素子２１１と同様に絶縁バンプ３７０を備えるが、その構成において、実施の形態３に係る半導体発光素子２１１と相違する。本実施の形態に係る絶縁バンプ３７０は、絶縁層２７１と、絶縁膜３７２とを備える。絶縁膜３７２は、絶縁層２７１の上方に配置される絶縁性の膜である。つまり、本実施の形態では、絶縁バンプ３７０は、絶縁体だけで構成される。本実施の形態では、絶縁膜３７２は、厚さ約３μｍのＡｌ２Ｏ３フィラーを含むポリイミド膜である。
【０１２９】
このような構成を有する絶縁バンプ３７０においても、実施の形態１に係る絶縁バンプ７０と同様に、絶縁バンプ３７０の基板側の面に対して背向する面は、ｐ電極３０及びｎ電極４０と絶縁されている。これにより、本実施の形態に係る半導体発光素子３１１及び半導体発光装置３１０は、それぞれ実施の形態１に係る半導体発光素子１１及び半導体発光装置１０と同様の効果を奏する。なお、絶縁膜３７２の構成は、上記構成に限定されない。例えば、絶縁膜３７２は、ＳＯＧ（Spin On Glass）などで形成されてもよい。
【０１３０】
［４−２．製造方法］
次に、本実施の形態に係る半導体発光素子３１１及び半導体発光装置３１０の製造方法について、図１８Ａ〜図１８Ｇを用いて説明する。図１８Ａ〜図１８Ｅは、本実施の形態に係る半導体発光素子３１１の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。図１８Ｆ及び図１８Ｇは、本実施の形態に係る半導体発光装置３１０の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。
【０１３１】
まず、本実施の形態に係る半導体発光素子３１１の製造方法について説明する。なお、半導体発光素子３１１の製造方法のうち、図１８Ａに示される絶縁層２７１を形成するまでの工程は、実施の形態３に係る半導体発光素子２１１の製造方法と同様であるため説明を省略する。
【０１３２】
上記工程に続いて、図１８Ｂに示すように、絶縁層２７１の上方に、絶縁膜３７２を形成する。本実施の形態では、Ａｌ２Ｏ３フィラーを含む感光性ポリイミド膜をスピンコートにより塗布し、フォトリソグラフィによってパターニングする。次に、感光性ポリイミド膜を約１５０℃で３０分程度加熱することによって硬化する。ここで、加熱時間を絶縁層２７１などより短くすることで、絶縁膜３７２の一部が硬化されない状態とすることができる。これにより、絶縁膜３７２の硬度を低減できるため、絶縁膜３７２が実装基板９０と接触する際に、絶縁膜３７２が変形することで、ｐ電極バンプ６０及びｎ電極バンプと第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２との接続を阻害することを抑制できる。また、半導体発光素子３１１及び実装基板９０に加わる応力を低減できる。
【０１３３】
続いて、図１８Ｃに示されるように、基板２０の上方全面にシードメタル膜７２Ｍを形成する。シードメタル膜７２Ｍの形成方法は、実施の形態１と同様である。
【０１３４】
続いて、図１８Ｄに示されるように、シードメタル膜７２Ｍの上方にバンプ６２及び８２を形成する。バンプ６２及び８２の形成方法は、実施の形態１と同様である。
【０１３５】
続いて、図１８Ｅに示されるように、バンプ６２及び８２の下方部分を除くシードメタル膜７２Ｍを除去することで、シードメタル６１及び８１を形成する。シードメタル６１及び８１の形成方法は、実施の形態１と同様である。
【０１３６】
以上のように、本実施の形態に係る半導体発光素子３１１を製造できる。
【０１３７】
続いて、本実施の形態に係る半導体発光装置３１０の製造方法について説明する。
【０１３８】
まず、図１８Ｆに示されるように、半導体発光素子３１１と、実装基板９０とを準備し、実装基板９０の第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２の上方に、それぞれｐ電極バンプ６０及びｎ電極バンプ８０が位置するように半導体発光素子３１１を保持する。続いて、実施の形態１と同様に、半導体発光素子３１１を実装基板９０に向けて移動することで、フリップチップボンディングを行う。
【０１３９】
続いて、図１８Ｇに示されるように、ｐ電極バンプ６０と第１の配線電極９１とを超音波接合し、ｎ電極バンプ８０と第２の配線電極９２とを超音波接合する。接合方法は、実施の形態１と同様である。なお、絶縁バンプ３７０は、実装基板９０と接している。図１８Ｇに示される例では、絶縁バンプ３７０の絶縁膜３７２が、実装基板９０の第１の配線電極９１と接する。
【０１４０】
以上のように、本実施の形態に係る半導体発光装置３１０を製造できる。
【０１４１】
（実施の形態５）
実施の形態５に係る半導体発光素子及び半導体発光装置について説明する。本実施の形態に係る半導体発光素子は、絶縁バンプの構成において、実施の形態４の半導体発光素子３１１と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体発光素子及び半導体発光装置について、それぞれ実施の形態４に係る半導体発光素子３１１及び半導体発光装置３１０との相違点を中心に説明する。
【０１４２】
［５−１．半導体発光装置の構成］
本実施の形態に係る半導体発光装置の構成について図１９を用いて説明する。図１９は、本実施の形態に係る半導体発光装置４１０の構成を示す模式的な断面図である。図１９に示されるように、本実施の形態に係る半導体発光装置４１０は、実施の形態４に係る半導体発光装置３１０と同様に、半導体発光素子４１１と、実装基板９０とを備える。本実施の形態に係る半導体発光素子４１１は、実施の形態４に係る半導体発光素子３１１と同様に、絶縁体だけで形成された絶縁バンプ４７０を備える。本実施の形態では、絶縁バンプ４７０は、一体的に形成されている点において、実施の形態４に係る絶縁バンプ３７０と相違する。
【０１４３】
絶縁バンプ４７０は、ｎ電極４０と対向する側のｐ型層２３の端部の上方に配置されている。また、絶縁バンプ４７０は、ｎ電極４０と対向する側のｐ電極３０の端部をまたいで配置される。半導体発光素子４１１においては、ｎ電極４０と対向する側のｐ型層２３の端部付近及びｎ電極４０と対向する側のｐ電極３０の端部付近における発熱量が多い。このため、絶縁バンプ４７０が上述したように配置される、すなわち、発熱量の多い領域に配置されることで、絶縁バンプ４７０を介して効率よく放熱することができる。
【０１４４】
本実施の形態では、絶縁バンプ４７０は、図１９に示されるように、ｐ電極３０とｎ電極４０との間であって、ｐ型層及びｎ型層の上方（図１９における下方）に配置される。絶縁バンプ４７０の表面は、ｐ電極３０の上方からｎ電極４０の上方まで延びる。基板２０を平面視した場合に、絶縁バンプ４７０はｐ電極３０の一部領域及びｎ電極４０の一部領域の両方に重なるように配置される。さらに、絶縁バンプ４７０は第１の配線電極９１の一部領域及び第２の配線電極の一部領域の両方に重なるように配置される。本実施の形態では、絶縁バンプ４７０は、厚さ約８μｍのポリイミド膜である。絶縁バンプ４７０は、Ａｌ２Ｏ３フィラーを含んでもよい。
【０１４５】
このような構成を有する絶縁バンプ４７０においても、実施の形態１に係る絶縁バンプ７０と同様に、絶縁バンプ４７０の基板側の面に対して背向する面は、ｐ電極３０及びｎ電極４０と絶縁されている。これにより、本実施の形態に係る半導体発光素子４１１及び半導体発光装置４１０は、それぞれ実施の形態１に係る半導体発光素子１１及び半導体発光装置１０と同様の効果を奏する。
【０１４６】
また、絶縁バンプ４７０は、基板２０の主面と平行な表面を有してもよい。つまり、絶縁バンプ４７０は、実施の形態３に係る絶縁層２７１の一態様であってもよい。
【０１４７】
［５−２．製造方法］
次に、本実施の形態に係る半導体発光素子４１１及び半導体発光装置４１０の製造方法について、図２０Ａ〜図２０Ｆを用いて説明する。図２０Ａ〜図２０Ｄは、本実施の形態に係る半導体発光素子４１１の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。図２０Ｅ及び図２０Ｆは、本実施の形態に係る半導体発光装置４１０の製造方法の各工程を示す模式的な断面図である。
【０１４８】
まず、本実施の形態に係る半導体発光素子４１１の製造方法について説明する。なお、半導体発光素子４１１の製造方法のうち、ｐ電極３０及びｎ電極４０を形成するまでの工程は、実施の形態１に係る半導体発光素子１１の製造方法と同様であるため説明を省略する。
【０１４９】
上記工程に続いて、図２０Ａに示すように、ｐ電極３０の上方からｎ電極４０の上方までにまたがる領域に、絶縁バンプ４７０を形成する。本実施の形態では、Ａｌ２Ｏ３フィラーを含む感光性ポリイミド膜をスピンコートにより塗布し、フォトリソグラフィによってパターニングする。次に、感光性ポリイミド膜を約１５０℃で３０分程度加熱することによって硬化する。
【０１５０】
ここで、感光性ポリイミドの粘性を十分に低くし、かつ、ｐ電極３０とｎ電極４０との隙間を埋めるために十分な量の感光性ポリイミドを水平に配置された基板２０上に塗布することで、基板２０の主面に平行な表面を有する絶縁バンプ４７０を形成できる。
【０１５１】
また、絶縁バンプ４７０の加熱時間を実施の形態３に係る絶縁層２７１などより短くすることで、絶縁バンプ４７０の一部が硬化されない状態とすることができる。これにより、絶縁バンプ４７０の硬度を低減できる。
【０１５２】
続いて、図２０Ｂに示されるように、基板２０の上方全面にシードメタル膜７２Ｍを形成する。シードメタル膜７２Ｍの形成方法は、実施の形態１と同様である。
【０１５３】
続いて、図２０Ｃに示されるように、シードメタル膜７２Ｍの上方にバンプ６２及び８２を形成する。バンプ６２及び８２の形成方法は、実施の形態１と同様である。
【０１５４】
続いて、図２０Ｄに示されるように、バンプ６２及び８２の下方部分を除くシードメタル膜７２Ｍを除去することで、シードメタル６１及び８１を形成する。シードメタル６１及び８１の形成方法は、実施の形態１と同様である。
【０１５５】
以上のように、本実施の形態に係る半導体発光素子４１１を製造できる。
【０１５６】
続いて、本実施の形態に係る半導体発光装置４１０の製造方法について説明する。
【０１５７】
まず、図２０Ｅに示されるように、半導体発光素子４１１と、実装基板９０とを準備し、実装基板９０の第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２の上方に、それぞれｐ電極バンプ６０及びｎ電極バンプ８０が位置するように半導体発光素子４１１を保持する。続いて、実施の形態１と同様に、半導体発光素子４１１を実装基板９０に向けて移動することで、フリップチップボンディングを行う。
【０１５８】
続いて、図２０Ｆに示されるように、ｐ電極バンプ６０と第１の配線電極９１とを超音波接合し、ｎ電極バンプ８０と第２の配線電極９２とを超音波接合する。接合方法は、実施の形態１と同様である。なお、絶縁バンプ４７０は、実装基板９０と接している。図２０Ｆに示される例では、絶縁バンプ４７０は、実装基板９０の第１の配線電極９１及び第２の配線電極９２と接する。
【０１５９】
以上のように、本実施の形態に係る半導体発光装置４１０を製造できる。
【０１６０】
（実施の形態６）
実施の形態６に係る半導体発光素子及び半導体発光装置について説明する。本実施の形態に係る半導体発光素子は、ｎ電極の配置などにおいて、実施の形態１に係る半導体発光素子と相違する。また、本実施の形態に係る半導体発光装置は、ｐ電極と実装基板の第２の配線電極とが対向する点などにおいて実施の形態１に係る半導体発光装置１０と相違する。以下、本実施の形態に係る半導体発光素子及び半導体発光装置について、それぞれ実施の形態１に係る半導体発光素子１１及び半導体発光装置１０との相違点を中心に説明する。
【０１６１】
［６−１．半導体発光装置の構成］
まず、本実施の形態に係る半導体発光素子及び半導体発光装置の構成について、図２１Ａ〜図２２を用いて説明する。図２１Ａ及び図２１Ｂは、それぞれ本実施の形態に係る半導体発光装置５１０の構成を示す模式的な平面図及び断面図である。図２１Ｂは、図２１Ａに示されるＸＸＩＢ−ＸＸＩＢ線における断面を示す。図２２は、本実施の形態に係る実装基板５９０の構成を示す模式的な平面図である。
【０１６２】
図２１Ａ及び図２１Ｂに示されるように、本実施の形態に係る半導体発光装置５１０は、半導体発光素子５１１と、実装基板５９０とを備える。
【０１６３】
図２１Ｂに示されるように、半導体発光素子５１１は、基板５２０と、ｎ型層５２１と、発光層５２２と、ｐ型層５２３と、ｐ電極５３０と、ｎ電極５４０と、ｎ電極バンプ５８０と、絶縁バンプ５７０とを備える。図２１Ａに示されるように、半導体発光素子５１１は、さらに、ｐ電極バンプ５６０を備える。
【０１６４】
基板５２０は、半導体発光素子５１１の半導体層が積層される基台である。基板５２０は、実施の形態１に係る基板２０と同様の構成を有する。
【０１６５】
ｎ型層５２１は、基板５２０の上方に配置され、ｎ型半導体を含む半導体層である。ｎ型層５２１は、基板５２０上のほぼ全面に配置される。ｎ型層５２１は、実施の形態１に係るｎ型層２１と同様の構成を有する。
【０１６６】
発光層５２２は、ｎ型層５２１の上方に配置される半導体層である。発光層５２２は、ｎ型層５２１のうち、ｎ電極５４０が配置されない領域に配置される。本実施の形態では、発光層５２２は、ｎ電極５４０が形成される２か所（図２１Ａ参照）を除いて、ｎ型層５２１上のほぼ全面に形成される。発光層５２２は、実施の形態１に係る発光層２２と同様に半導体層であれば特に限定されない。
【０１６７】
ｐ型層５２３は、発光層５２２の上方に配置され、ｐ型半導体を含む半導体層である。本実施の形態では、ｐ型層５２３は、発光層５２２上のほぼ全面に形成される。ｐ型層５２３は、実施の形態１に係るｐ型層２３と同様にｐ型半導体を含む半導体層であれば特に限定されない。
【０１６８】
ｐ電極５３０は、ｐ型層５２３の上方に配置される電極である。本実施の形態では、ｐ電極５３０は、ｐ型層５２３上のほぼ全面に形成される。ｐ電極５３０は、導電性膜であれば特に限定されない。
【０１６９】
ｎ電極５４０は、ｎ型層５２１の上方の領域であって、発光層５２２及びｐ型層５２３が配置されていない領域に配置される。本実施の形態では、ｎ電極５４０は、ｐ電極５３０に囲まれる二つの円形の領域に配置される。ｎ電極５４０は、導電性膜であれば特に限定されない。
【０１７０】
ｐ電極バンプ５６０は、ｐ電極５３０の上方に配置され、ｐ電極５３０に電気的に接続される導電体である。ｐ電極バンプ５６０は、導電体であれば特に限定されない。また、ｐ電極バンプ５６０の個数も特に限定されない。本実施の形態では、半導体発光素子５１１は、図２１Ａに示されるように、図２１Ａにおいて、ｎ電極５４０の図面上の上方に８個、ｎ電極５４０の図面上の下方に８個の合計１６個のｐ電極バンプ５６０を備える。
【０１７１】
ｎ電極バンプ５８０は、ｎ電極５４０の上方に配置され、ｎ電極５４０に電気的に接続される導電体である。ｎ電極バンプ５８０は、導電体であれば特に限定されない。本実施の形態では、半導体発光素子５１１は、１６個のｐ電極バンプ５６０に挟まれた領域に２個のｎ電極バンプ５８０を備える。
【０１７２】
絶縁バンプ５７０は、基板５２０の平面視において、ｐ型層５２３のｎ電極バンプ５８０側の端部からの距離が、ｐ電極バンプ５６０が配置される位置よりも短い領域に配置される柱状体である。言い換えると、隣接するｐ電極バンプ５６０と絶縁バンプ５７０との隙間の距離が、ｎ電極バンプ５８０と対向するｐ型層５２３端部と絶縁バンプ５７０との距離よりも大きい。本実施の形態では、絶縁バンプ５７０は、ｐ電極５３０と、実装基板５９０の第２の配線電極５９２とで挟まれる領域に配置される。すなわち、絶縁バンプ５７０は、ｐ電極５３０と、実装基板５９０の第２の配線電極５９２との両方に接合する。本実施の形態においては、絶縁バンプ５７０は、絶縁体で形成されている。このように、本実施の形態においても、実施の形態１に係る絶縁バンプ７０と同様に、絶縁バンプ５７０の基板５２０側の面に対して背向する面が、ｐ電極５３０及びｎ電極５４０と絶縁される。これにより、ｐ電極５３０と、実装基板５９０の第２の配線電極５９２とが短絡することを抑制しながら、半導体発光素子５１１で発生した熱を実装基板５９０に伝達できる。
【０１７３】
実装基板５９０は、半導体発光素子５１１が実装される基板であり、図２１Ａ及び図２２に示されるように、絶縁性基板５９５と、第１の配線電極５９１と、第２の配線電極５９２とを有する。
【０１７４】
絶縁性基板５９５は、実装基板５９０の基台となる絶縁性の基板である。絶縁性基板５９５は、実施の形態１に係る絶縁性基板９５と同様の構成を有する。
【０１７５】
第１の配線電極５９１は、ｐ電極バンプ５６０と電気的に接続される電極である。本実施の形態では、第１の配線電極５９１は、図２２に示されるように、絶縁性基板５９５の平面視において、略Ｃ字状の形状を有する。
【０１７６】
第２の配線電極５９２は、ｎ電極バンプ５８０と電気的に接続される電極である。本実施の形態では、第２の配線電極５９２は、図２１Ａ及び図２２に示されるように、ｎ電極バンプ５８０と接続される部分は、第１の配線電極５９１によって挟まれる領域に配置される。第２の配線電極５９２は、絶縁性基板５９５の平面視において、Ｔ字状の形状を有する。
【０１７７】
以上のように、本実施の形態に係る半導体発光装置５１０においては従来のバンプでは半導体発光素子の電極と実装基板の配線電極の短絡が発生するために導電性のバンプを配置することのできなかった領域において発生する熱を、絶縁バンプ５７０を介して実装基板５９０に放出することができる。つまり、本実施の形態に係る半導体発光装置５１０においては、放熱特性を改善できる。このため、半導体発光装置５１０の発光特性及び信頼性の低下を抑制できる。
【０１７８】
なお、本実施の形態では、絶縁バンプ５７０をｐ電極５３０と第２の配線電極５９２とで挟まれる領域に配置したが、絶縁バンプ５７０の配置はこれに限定されない。例えば、ｎ電極と第１の配線電極とで挟まれる領域がある場合には、当該領域に配置してもよい。これにより、ｎ電極と第１の配線電極との短絡を抑制しながら、放熱性能を高めることができる。
【０１７９】
（変形例など）
以上、本開示に係る半導体発光素子及び半導体発光装置について、各実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記各実施の形態に限定されるものではない。
【０１８０】
例えば、上記各実施の形態では、主に、ＧａＮ系の半導体を用いた半導体発光素子について説明したが、半導体発光素子の材質は、これに限定されず、例えば、ＧａＡｓ系の半導体などを用いてもよい。
【０１８１】
また、絶縁バンプ、ｐ電極バンプ及びｎ電極バンプの各個数は、各実施の形態に係る半導体発光素子が有する各個数に限定されず、任意の個数であってよい。
【０１８２】
また、上記実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１８３】
本開示に係る半導体発光素子及び半導体発光装置は、高い発光特性及び信頼性が要求される照明などの光源として特に有用である。
【符号の説明】
【０１８４】
１０、１１０、１１０ａ、２１０、３１０、４１０、５１０、１０１０  半導体発光装置
１１、２１１、３１１、４１１、５１１、１０１１  半導体発光素子
２０、５２０、１０２０  基板
２１、５２１、１０２１  ｎ型層
２１ｓ、２３ｓ、２７１ｓ  表面
２２、５２２、１０２２  発光層
２３、５２３、１０２３  ｐ型層
３０、５３０  ｐ電極
３１  反射性オーミック接触層 
３２  バリア層
３３、４２  カバー層
４０、５４０  ｎ電極
４１  オーミック接触層
５０、３７２、１０５０  絶縁膜
６０、５６０、１０６０  ｐ電極バンプ
６１、７２、８１  シードメタル
６２、７３、８２  バンプ
７０、２７０、３７０、４７０、５７０  絶縁バンプ
７０ａ、７０ｂ  面
７１、２７１  絶縁層
７２Ｍ  シードメタル膜
８０、５８０、１０８０  ｎ電極バンプ
９０、１９０、１９０ａ、５９０、１０９０  実装基板
９１、５９１、１０９１  第１の配線電極
９２、５９２、１０９２  第２の配線電極
９３  第３の配線電極
９５、５９５、１０９５  絶縁性基板
９０１  金属管
Ｌｎ、Ｌｐ  距離
Ｐ１、Ｐ２  点
Ｒｃ、Ｒｉ、Ｒｐ  領域
【図１Ａ】
2020054592.tif 000003
【図１Ｂ】
2020054592.tif 000004
【図２Ａ】
2020054592.tif 000005
【図２Ｂ】
2020054592.tif 000006
【図３】
2020054592.tif 000007
【図４】
2020054592.tif 000008
【図５Ａ】
2020054592.tif 000009
【図５Ｂ】
2020054592.tif 000010
【図６】
2020054592.tif 000011
【図７Ａ】
2020054592.tif 000012
【図７Ｂ】
2020054592.tif 000013
【図８】
2020054592.tif 000014
【図９Ａ】
2020054592.tif 000015
【図９Ｂ】
2020054592.tif 000016
【図９Ｃ】
2020054592.tif 000017
【図９Ｄ】
2020054592.tif 000018
【図９Ｅ】
2020054592.tif 000019
【図９Ｆ】
2020054592.tif 000020
【図９Ｇ】
2020054592.tif 000021
【図９Ｈ】
2020054592.tif 000022
【図９Ｉ】
2020054592.tif 000023
【図９Ｊ】
2020054592.tif 000024
【図９Ｋ】
2020054592.tif 000025
【図９Ｌ】
2020054592.tif 000026
【図９Ｍ】
2020054592.tif 000027
【図１０】
2020054592.tif 000028
【図１１】
2020054592.tif 000029
【図１２Ａ】
2020054592.tif 000030
【図１２Ｂ】
2020054592.tif 000031
【図１３】
2020054592.tif 000032
【図１４Ａ】
2020054592.tif 000033
【図１４Ｂ】
2020054592.tif 000034
【図１５】
2020054592.tif 000035
【図１６Ａ】
2020054592.tif 000036
【図１６Ｂ】
2020054592.tif 000037
【図１６Ｃ】
2020054592.tif 000038
【図１６Ｄ】
2020054592.tif 000039
【図１６Ｅ】
2020054592.tif 000040
【図１６Ｆ】
2020054592.tif 000041
【図１７】
2020054592.tif 000042
【図１８Ａ】
2020054592.tif 000043
【図１８Ｂ】
2020054592.tif 000044
【図１８Ｃ】
2020054592.tif 000045
【図１８Ｄ】
2020054592.tif 000046
【図１８Ｅ】
2020054592.tif 000047
【図１８Ｆ】
2020054592.tif 000048
【図１８Ｇ】
2020054592.tif 000049
【図１９】
2020054592.tif 000050
【図２０Ａ】
2020054592.tif 000051
【図２０Ｂ】
2020054592.tif 000052
【図２０Ｃ】
2020054592.tif 000053
【図２０Ｄ】
2020054592.tif 000054
【図２０Ｅ】
2020054592.tif 000055
【図２０Ｆ】
2020054592.tif 000056
【図２１Ａ】
2020054592.tif 000057
【図２１Ｂ】
2020054592.tif 000058
【図２２】
2020054592.tif 000059
【手続補正書】
【提出日】令和3年1月14日(2021.1.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上方に配置され、ｎ型半導体を含むｎ型層と、
前記ｎ型層の上方に配置される発光層と、
前記発光層の上方に配置され、ｐ型半導体を含むｐ型層と、
前記ｐ型層の上方に配置されるｐ電極と、
前記ｎ型層の上方の領域であって、前記発光層及び前記ｐ型層が配置されていない領域に配置されるｎ電極と、
前記ｐ電極の上方に配置され、前記ｐ電極に電気的に接続される導電性のｐ電極バンプと、
前記ｎ電極の上方に配置され、前記ｎ電極に電気的に接続される導電性のｎ電極バンプと、
前記基板の平面視において、前記ｎ電極バンプと前記ｐ型層との間の領域、及び、前記ｐ型層の前記ｎ電極バンプ側の端部からの距離が前記ｐ電極バンプが配置される位置よりも短い領域の少なくとも一方に配置される絶縁バンプとを備え、
前記絶縁バンプは、前記基板側から順に、フィラーを含む樹脂からなる膜と、Ａｕからなる柱状導電体とを含み、
前記絶縁バンプの前記基板側の面に対して背向する面は、前記ｐ電極及び前記ｎ電極と絶縁されており、
前記絶縁バンプは、前記ｎ電極と対向する側の前記ｐ型層の端部の上方に配置される
半導体発光素子。
【請求項２】
基板と、
前記基板の上方に配置され、ｎ型半導体を含むｎ型層と、
前記ｎ型層の上方に配置される発光層と、
前記発光層の上方に配置され、ｐ型半導体を含むｐ型層と、
前記ｐ型層の上方に配置されるｐ電極と、
前記ｎ型層の上方の領域であって、前記発光層及び前記ｐ型層が配置されていない領域に配置されるｎ電極と、
前記ｐ電極の上方に配置され、前記ｐ電極に電気的に接続される導電性のｐ電極バンプと、
前記ｎ電極の上方に配置され、前記ｎ電極に電気的に接続される導電性のｎ電極バンプと、
前記基板の平面視において、前記ｎ電極バンプと前記ｐ型層との間の領域、及び、前記ｐ型層の前記ｎ電極バンプ側の端部からの距離が前記ｐ電極バンプが配置される位置よりも短い領域の少なくとも一方に配置される絶縁バンプとを備え、
前記絶縁バンプは、前記基板側から順に、フィラーを含む樹脂からなる膜と、Ａｕからなる柱状導電体とを含み、
前記絶縁バンプの前記基板側の面に対して背向する面は、前記ｐ電極及び前記ｎ電極と絶縁されており、
前記絶縁バンプは、前記基板の平面視において前記ｐ電極のうち周縁形状が凸形状であって、前記ｐ電極のうち、前記ｎ電極と対向する端部から５０μｍ以内の領域に配置される
半導体発光素子。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体発光素子と、
前記ｐ電極バンプと電気的に接続される第１の配線電極、及び、前記ｎ電極バンプと電気的に接続される第２の配線電極を有する実装基板とを備える
半導体発光装置。
【請求項４】
前記絶縁バンプは、
前記基板の平面視において前記ｎ電極と対向する側の前記ｐ電極の端部をまたいで配置されるか、
又は、Ｊａｖｅを前記ｐ電極に注入される平均電流密度（ｍＡ／μｍ２）とし、Ｔｃを前記実装基板の温度（℃）とし、ｔｎを前記ｎ型層のうち前記ｐ電極が形成されている部分の厚さ（μｍ）とし、前記絶縁バンプの前記ｎ電極に近い側の端部から、前記ｐ電極の前記ｎ電極バンプと対向する側の端部までの距離Ｌｐとして、以下の不等式
Ｌｐ≦ａ（ｔｎ）／Ｊａｖｅ＋ｂ（ｔｎ）・Ｔｃ＋ｃ（ｔｎ）
ａ（ｔｎ）＝−３．６０×１０−５・ｔｎ２＋１．６９×１０−２・ｔｎ
＋３．１６×１０−１
ｂ（ｔｎ）＝２．２６×１０−５・ｔｎ２−９．４３×１０−３・ｔｎ
−１．１３
ｃ（ｔｎ）＝−６．３７×１０−４・ｔｎ２−３．２３×１０−１・ｔｎ
−３．０６
を満足する
請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記絶縁バンプは、
前記ｎ電極と前記第１の配線電極とで挟まれる領域、又は、
前記ｐ電極と前記第２の配線電極とで挟まれる領域に配置される
請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記実装基板は、
前記第１の配線電極と前記第２の配線電極との間に配置され、前記第１の配線電極及び前記第２の配線電極に対して電気的に独立した第３の配線電極をさらに有する
請求項３〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記絶縁バンプ及び前記ｎ電極バンプを通り前記基板の主面に垂直な断面において、前記絶縁バンプは、前記第１の配線電極と前記第２の配線電極との隙間の幅より狭い幅を有する
請求項３〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【国際調査報告】
2020054592.tif 000060
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