知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025104665
(43)【公開日】2025-07-10
(54)【発明の名称】紫外線発光素子
(51)【国際特許分類】
H10H 20/858 20250101AFI20250703BHJP
H10H 20/857 20250101ALI20250703BHJP
H10H 20/831 20250101ALI20250703BHJP
【ＦＩ】
H01L33/64
H01L33/62
H01L33/38
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023222621
(22)【出願日】2023-12-28
(71)【出願人】
【識別番号】000000033
【氏名又は名称】旭化成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100103850
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼
(74)【代理人】
【識別番号】100066980
【弁理士】
【氏名又は名称】森 哲也
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 恒輔
【テーマコード（参考）】
5F142
5F241
【Ｆターム（参考）】
5F142AA66
5F142AA77
5F142BA32
5F142CA11
5F142CA16
5F142CB03
5F142CD02
5F142CD49
5F142CF02
5F142CF42
5F142DB24
5F142GA31
5F241CA40
5F241CA93
5F241FF16
(57)【要約】
【課題】発光効率が高く、寿命が長い発光素子を提供する。
【解決手段】紫外線発光素子は、半導体チップと、半導体チップと対向して配置された回路基板と、半導体チップと回路基板とを接続する複数の接続体と、を備えている。紫外線発光素子では、半導体チップの回路基板と対向する面上に、第一導電型電極及び第二導電型電極を有し、第一導電型電極は、接続体と接触する第一導電型電極直線部を有している。第二導電型電極は、接続体と接触し、第一導電型電極直線部に対して垂直方向に延伸する第二導電型電極直線部を有している。複数の接続体のうちの一部は、第二導電型電極直線部と接触して配置された複数の第二導電型電極直線部上接続体であり、複数の第二導電型電極直線部上接続体のそれぞれが半導体チップと接触する面積が、第一導電型電極直線部に近づくにつれて大きくなっている。
【選択図】 図１
【解決手段】紫外線発光素子は、半導体チップと、半導体チップと対向して配置された回路基板と、半導体チップと回路基板とを接続する複数の接続体と、を備えている。紫外線発光素子では、半導体チップの回路基板と対向する面上に、第一導電型電極及び第二導電型電極を有し、第一導電型電極は、接続体と接触する第一導電型電極直線部を有している。第二導電型電極は、接続体と接触し、第一導電型電極直線部に対して垂直方向に延伸する第二導電型電極直線部を有している。複数の接続体のうちの一部は、第二導電型電極直線部と接触して配置された複数の第二導電型電極直線部上接続体であり、複数の第二導電型電極直線部上接続体のそれぞれが半導体チップと接触する面積が、第一導電型電極直線部に近づくにつれて大きくなっている。
【選択図】 図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
半導体チップと、
前記半導体チップと対向して配置された回路基板と、
前記半導体チップと前記回路基板とを接続する複数の接続体と、
を備え、
前記半導体チップは、前記回路基板と対向する面上に、第一導電型電極及び第二導電型電極を有し、前記第一導電型電極は、前記接続体と接触する第一導電型電極直線部を有し、前記第二導電型電極は、前記接続体と接触し、前記第一導電型電極直線部に対して交差する方向に延伸する第二導電型電極直線部を有し、
前記複数の接続体のうちの一部は、前記第二導電型電極直線部と接触して配置された複数の第二導電型電極直線部上接続体であり、
複数の前記第二導電型電極直線部上接続体のそれぞれが前記第二導電型電極直線部と接触する面積が、前記第一導電型電極直線部に近づくにつれて大きくなる
紫外線発光素子。
前記半導体チップと対向して配置された回路基板と、
前記半導体チップと前記回路基板とを接続する複数の接続体と、
を備え、
前記半導体チップは、前記回路基板と対向する面上に、第一導電型電極及び第二導電型電極を有し、前記第一導電型電極は、前記接続体と接触する第一導電型電極直線部を有し、前記第二導電型電極は、前記接続体と接触し、前記第一導電型電極直線部に対して交差する方向に延伸する第二導電型電極直線部を有し、
前記複数の接続体のうちの一部は、前記第二導電型電極直線部と接触して配置された複数の第二導電型電極直線部上接続体であり、
複数の前記第二導電型電極直線部上接続体のそれぞれが前記第二導電型電極直線部と接触する面積が、前記第一導電型電極直線部に近づくにつれて大きくなる
紫外線発光素子。
【請求項2】
前記第一導電型電極直線部と隣接する前記第二導電型電極直線部の端部は、前記第一導電型電極直線部側に突出する半円型の丸みがある凸形状となっている、
請求項１に記載の紫外線発光素子。
請求項１に記載の紫外線発光素子。
【請求項3】
前記第二導電型電極直線部上接続体のそれぞれと前記回路基板との接触面積が、前記第一導電型電極直線部に近づくにつれて大きくなる
請求項２に記載の紫外線発光素子。
請求項２に記載の紫外線発光素子。
【請求項4】
前記半導体チップと前記回路基板との間に配置された前記第二導電型電極直線部上接続体のそれぞれの高さが、前記第一導電型電極直線部に近づくにつれて低くなる
請求項３に記載の紫外線発光素子。
請求項３に記載の紫外線発光素子。
【請求項5】
前記第二導電型電極直線部上接続体のそれぞれと前記回路基板との前記接触面積は、前記第二導電型電極直線部との前記接触面積より大きくなっている
請求項４に記載の紫外線発光素子。
請求項４に記載の紫外線発光素子。
【請求項6】
前記第二導電型電極直線部上接続体のそれぞれは、前記回路基板に近い側に位置する下部円柱と、前記半導体チップに近い側に位置し、前記下部円柱より平面視での外形が小さい上部円柱とが、積層して重なった形状をしている
請求項５に記載の紫外線発光素子。
請求項５に記載の紫外線発光素子。
【請求項7】
前記第二導電型電極直線部上接続体のそれぞれは、前記下部円柱の前記半導体チップ側に前記上部円柱が無い領域である空間領域を有し、
前記空間領域は、前記第一導電型電極直線部に近づくほど小さくなっている
請求項６に記載の紫外線発光素子。
前記空間領域は、前記第一導電型電極直線部に近づくほど小さくなっている
請求項６に記載の紫外線発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は紫外線発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
紫外線発光素子は、発光層である半導体活性層の組成を制御することにより深紫外から赤外まで発光波長を制御することができ、照明のバックライトや計測器用光源、殺菌光源など様々な用途で利用されている。
紫外線発光素子の一般的な形態では、紫外線を発する半導体チップが、金属の接続体を介して対向配置された回路基板（パッケージ基板）に実装されている。この形態の一つであるフリップチップ構造の紫外線発光素子では、半導体チップの一方の面にｐ型電極とｎ型電極とが形成されており、この面とパッケージ基板とを対向させて、金属ボールなどの接続体で半導体チップとパッケージ基板とを接続することにより、半導体チップの他方の面から光が放射される。
紫外線発光素子の一般的な形態では、紫外線を発する半導体チップが、金属の接続体を介して対向配置された回路基板（パッケージ基板）に実装されている。この形態の一つであるフリップチップ構造の紫外線発光素子では、半導体チップの一方の面にｐ型電極とｎ型電極とが形成されており、この面とパッケージ基板とを対向させて、金属ボールなどの接続体で半導体チップとパッケージ基板とを接続することにより、半導体チップの他方の面から光が放射される。
【0003】
半導体チップのｐ型電極およびｎ型電極は、パッケージ基板上の対応する正極電極金属線、負極電極金属線とそれぞれ電気的に接合され、外部からの電圧印加により電流を半導体チップへ流す役割を担う。また、金属ボールなどの接続体は、半導体チップで発生した熱をパッケージ基板へ逃がす放熱作用も発揮する。
【0004】
紫外線発光素子の発光効率および電力変換効率を向上させる目的で、半導体チップのｎ型電極、ｐ型電極が交互に並ぶように配置された形状にすることが行われている（特許文献１）。この場合、半導体チップのｎ型電極と回路基板のｎ型電極、あるいは半導体チップのｐ型電極と回路基板のｐ型電極とを接続する接続体は、それぞれの電極の直線部分上に接して、一定間隔で直線上に並ぶように設計する。この際、接続体は複数あり、各々の接続体は同一形状で半導体チップおよび回路基板と接続するよう設計する。
【0005】
さらに別の発明では、半導体チップのｐ型電極が、直線部分と、ｎ型電極に３方向を囲まれた突起部とを組み合わせたＨ字状の電極レイアウトとなっていることが報告されている（特許文献２）。ここで、突起部においてのｐ型電極とｎ型電極との間の距離を、直線部でのｐ型電極とｎ型電極の間の距離より広げることで、突起部に電流が集中しないように電流を拡散させて、突起部での局所的な発熱を緩和する設計が為されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開２０１９－６２０９９号公報
【特許文献2】特開２０１９－２９４０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、従来の紫外線発光素子では、電極間に流れる電流が部分的に集中することにより発光光量にムラが生じ、その結果として、紫外線発光素子の発光効率の低下が生じたり素子の局所破壊によって短寿命となる場合がある。
本開示の目的は、発光効率が高く、寿命が長い紫外線発光素子を得ることにある。
本開示の目的は、発光効率が高く、寿命が長い紫外線発光素子を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上述した課題を解決するために、本開示の一態様に係る紫外線発光素子は、半導体チップと、半導体チップと対向して配置された回路基板と、半導体チップと回路基板とを接続する複数の接続体と、を備えている。本開示の一態様に係る紫外線発光素子では、半導体チップの回路基板と対向する面上に、第一導電型電極及び第二導電型電極を有し、第一導電型電極は、接続体と接触する第一導電型電極直線部を有し、第二導電型電極は、接続体と接触し、第一導電型電極直線部に対して交差する方向に延伸する第二導電型電極直線部を有し、複数の接続体のうちの一部は、第二導電型電極直線部と接触して配置された複数の第二導電型電極直線部上接続体であり、複数の第二導電型電極直線部上接続体のそれぞれが第二導電型電極直線部と接触する面積が、第一導電型電極直線部に近づくにつれて大きくなる。
【発明の効果】
【0009】
本開示によれば、発光効率が高く、寿命が長い素子を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本開示の実施形態に係る紫外線発光素子を構成する半導体チップと、接続体の配置位置の一構成例を示す平面模式図である。
【図2】本開示の実施形態に係る紫外線発光素子を構成する半導体チップ、回路基板及び接続体の一構成例を示す断面模式図である。
【図3】本開示の実施形態に係る紫外線発光素子を構成する半導体チップ、回路基板及び接続体の一構成例を拡大して示す拡大断面模式図である。
【図4】本開示の変形例の第一の例に係る紫外線発光素子を構成する半導体チップ、回路基板及び接続体の一構成例を示す断面模式図である。
【図5】本開示の変形例の第二の例に係る紫外線発光素子を構成する半導体チップ、回路基板及び接続体の一構成例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、実施形態を通じて本開示に係る紫外線発光素子を説明するが、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い。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
また、以下の説明では、Ｚ軸の正方向を「上」と称し、Ｚ軸の負方向を「下」と称する場合がある。「上」及び「下」は、必ずしも地面に対する鉛直方向を意味しない。つまり、「上」及び「下」の方向は、重力方向に限定されない。「上」及び「下」は、面、膜及び基板等における相対的な位置関係を特定する便宜的な表現に過ぎず、本開示の技術的思想を限定するものではない。例えば、紙面を１８０度回転すれば「上」が「下」に、「下」が「上」になることは勿論である。
また、以下の説明では、Ｚ軸の正方向を「上」と称し、Ｚ軸の負方向を「下」と称する場合がある。「上」及び「下」は、必ずしも地面に対する鉛直方向を意味しない。つまり、「上」及び「下」の方向は、重力方向に限定されない。「上」及び「下」は、面、膜及び基板等における相対的な位置関係を特定する便宜的な表現に過ぎず、本開示の技術的思想を限定するものではない。例えば、紙面を１８０度回転すれば「上」が「下」に、「下」が「上」になることは勿論である。
【0012】
１．実施形態
本開示の実施形態に係る紫外線発光素子について説明する。なお、本実施形態では、紫外線発光素子の第一導電型がｎ型であり、第二導電型がｐ型である場合について説明するが、この限りではない。
本開示の実施形態に係る紫外線発光素子について説明する。なお、本実施形態では、紫外線発光素子の第一導電型がｎ型であり、第二導電型がｐ型である場合について説明するが、この限りではない。
【0013】
（１．１）紫外線発光素子の構成
本実施形態に係る紫外線発光素子１は、半導体チップ１０と、半導体チップ１０と対向して配置された回路基板２０と、半導体チップ１０と回路基板２０とを接続する複数の接続体３０（図中、ｎ型用接続体３１及びｐ型用接続体３２として示す）と、を備えている。半導体チップ１０では、回路基板２０と対向する面上に、ｎ型電極（第一導電型電極の一例）１５及びｐ型電極（第二導電型電極の一例）を有している。ｎ型電極１５は、接続体３０と接触するｎ型電極直線部（第一導電型電極直線部の一例）１５Ａを有し、ｐ型電極（第二導電型電極の一例）１６は、接続体３０と接触し、ｎ型電極直線部１５Ａに対して垂直に配置されたp型電極直線部（第二導電型電極直線部の一例）１６Ａ～１６Ｄを有している。紫外線発光素子１における複数の接続体３０のうちの一部である接続体（図１中のｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐ）は、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄと接触して配置された複数のｐ型用接続体３２である。ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄ上に配置される複数のｐ型用接続体３２（ｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐ）のそれぞれは、半導体チップ１０と接触しており、ｐ型用接続体３２が半導体チップ１０と接触する面積は、ｎ型電極直線部１５Ａに近づくにつれて大きくなっている。
本実施形態に係る紫外線発光素子１は、半導体チップ１０と、半導体チップ１０と対向して配置された回路基板２０と、半導体チップ１０と回路基板２０とを接続する複数の接続体３０（図中、ｎ型用接続体３１及びｐ型用接続体３２として示す）と、を備えている。半導体チップ１０では、回路基板２０と対向する面上に、ｎ型電極（第一導電型電極の一例）１５及びｐ型電極（第二導電型電極の一例）を有している。ｎ型電極１５は、接続体３０と接触するｎ型電極直線部（第一導電型電極直線部の一例）１５Ａを有し、ｐ型電極（第二導電型電極の一例）１６は、接続体３０と接触し、ｎ型電極直線部１５Ａに対して垂直に配置されたp型電極直線部（第二導電型電極直線部の一例）１６Ａ～１６Ｄを有している。紫外線発光素子１における複数の接続体３０のうちの一部である接続体（図１中のｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐ）は、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄと接触して配置された複数のｐ型用接続体３２である。ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄ上に配置される複数のｐ型用接続体３２（ｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐ）のそれぞれは、半導体チップ１０と接触しており、ｐ型用接続体３２が半導体チップ１０と接触する面積は、ｎ型電極直線部１５Ａに近づくにつれて大きくなっている。
【0014】
本開示の実施形態に係る紫外線発光素子１について、図１から図３を用いて説明する。
図１は、紫外線発光素子１を構成する半導体チップ１０を上面視した際のｎ型電極１５及びｐ型電極１６の配置位置を示す平面模式図である。図１では、半導体チップ１０、半導体チップ１０のｎ型電極１５及びｐ型電極１６、並びに接続体３０の外形を示している。図２は、図１に示すＡ－Ａ’断面の一構成例を示す断面模式図、図３は図２に示すｐ型電極１６上に形成された接続体３０を拡大して示す拡大断面模式図である。
図１は、紫外線発光素子１を構成する半導体チップ１０を上面視した際のｎ型電極１５及びｐ型電極１６の配置位置を示す平面模式図である。図１では、半導体チップ１０、半導体チップ１０のｎ型電極１５及びｐ型電極１６、並びに接続体３０の外形を示している。図２は、図１に示すＡ－Ａ’断面の一構成例を示す断面模式図、図３は図２に示すｐ型電極１６上に形成された接続体３０を拡大して示す拡大断面模式図である。
【0015】
なお、紫外線発光素子１は以下に示す実施形態に限定されない。本実施形態の例では、紫外線発光素子１がＰＮ接合型の発光ダイオードであるものとして説明する。なお、以下に示す実施形態では、紫外線発光素子１を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定は紫外線発光素子１の必須要件ではない。
【0016】
図１に示すように、紫外線発光素子１は、半導体チップ１０と、回路基板２０と、接続体３０とを備えている。接続体３０は、半導体チップ１０のｎ型電極１５と回路基板２０のｎ型電極２２とを接続する接続体３０である複数のｎ型用接続体３１（３１Ａ～３１Ｄ）と、半導体チップ１０のｐ型電極１６と回路基板２０のｐ型電極２３とを接続する接続体３０である複数のｐ型用接続体３２（３２Ａ～３２Ｐ）とを有する。
以下、半導体チップ１０と、回路基板２０と、接続体３０のそれぞれについて説明する。
以下、半導体チップ１０と、回路基板２０と、接続体３０のそれぞれについて説明する。
【0017】
［半導体チップ］
以下、図２を用いて、半導体チップ１０の具体的構造について説明する。
以下、図２を用いて、半導体チップ１０の具体的構造について説明する。
【0018】
本開示の半導体チップ１０は、ピーク波長が紫外線（２００ｎｍから３８０ｎｍ）の光を発する。このよう半導体チップ１０は、例えば紫外線ＬＥＤ（Light-Emittiｎg Diode：発光ダイオード）を用いることが出来る。特に、殺菌効果の高い波長２２０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外線ＬＥＤが好ましい。ここで、人体に有害な波長成分の波長には諸説あり、例えば２２０ｎｍ以上２３０ｎｍ以下の場合もあれば、２２０ｎｍ以上２３５ｎｍ以下の場合もある。本開示では諸説に対して広く適用できるように、波長２２０ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外線光が好ましいと定義する。また、紫外線ＬＥＤは波長が長いほど発光効率が高いため、波長２２５ｎｍ以上２４０ｎｍ未満の紫外線ＬＥＤがさらに好ましい。
【0019】
図２に示すように、半導体チップ１０は、チップ基板１１と、ｎ型半導体層（第一導電型半導体層）１２と、半導体活性層１３と、ｐ型半導体層（第二導電型半導体層）１４と、ｎ型電極１５と、ｐ型電極１６とを備えている。半導体チップ１０は、ｎ型半導体層１２が、チップ基板１１の一面上に形成されている。半導体チップ１０には、ｎ型半導体層１２の一部と、半導体活性層１３と、ｐ型半導体層１４とにより形成された半導体メサ構造部１７が設けられている。半導体チップ１０には、半導体メサ構造部１７によりチップの厚さが比較的厚くなっている部分１２Ａを有する領域Ｓ１（図２参照）と、半導体メサ構造部１７が設けられておらず、チップの厚さが領域Ｓ１よりも薄い部分１２Ｂを有する領域Ｓ２（図２参照）とを有している。すなわち、上述したチップの厚さが比較的厚くなっている領域Ｓ１では、チップの厚さが比較的薄くなっている領域Ｓ２よりもｎ型半導体層１２が薄くなっている。
ｎ型電極１５は、領域Ｓ２においてｎ型半導体層１２の薄い部分に形成されている。ｐ型電極１６は、領域Ｓ１において、ｐ型半導体層１４上（半導体メサ構造部１７上）に形成されている。なお、半導体チップ１０は、ｎ型半導体層１２の厚い部分、半導体活性層１３、ｐ型半導体層１４およびｐ型電極１６と、ｎ型電極１５とを絶縁する絶縁層を有する（図２では図示を省略）。
ｎ型電極１５は、領域Ｓ２においてｎ型半導体層１２の薄い部分に形成されている。ｐ型電極１６は、領域Ｓ１において、ｐ型半導体層１４上（半導体メサ構造部１７上）に形成されている。なお、半導体チップ１０は、ｎ型半導体層１２の厚い部分、半導体活性層１３、ｐ型半導体層１４およびｐ型電極１６と、ｎ型電極１５とを絶縁する絶縁層を有する（図２では図示を省略）。
【0020】
＜電極＞
図１に示すように、ｐ型電極１６は、図１の左右方向に直線的に延伸する複数のｐ型電極１６の直線部（ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄ）と、図１の上下方向に直線的に延伸し、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄを接続するｐ型電極１６の直線部（ｐ型電極直線部１６Ｅ）とを有している。ｎ型電極１５は、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄのｎ型電極直線部１５Ａと隣接する箇所（図１に示す凸部分、以下端部１６Ｆと記載する）と反対側の端部がｐ型電極直線部１６Ｅで接続された構成となっている。
図１に示すように、ｐ型電極１６は、図１の左右方向に直線的に延伸する複数のｐ型電極１６の直線部（ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄ）と、図１の上下方向に直線的に延伸し、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄを接続するｐ型電極１６の直線部（ｐ型電極直線部１６Ｅ）とを有している。ｎ型電極１５は、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄのｎ型電極直線部１５Ａと隣接する箇所（図１に示す凸部分、以下端部１６Ｆと記載する）と反対側の端部がｐ型電極直線部１６Ｅで接続された構成となっている。
【0021】
また、ｎ型電極１５は、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの延長線上に配置され、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの延伸方向と垂直な方向（図１の上下方向）に直線的に延伸するｎ型電極１５の直線部（ｎ型電極直線部１５Ａ）と、図１の左右方向に直線的に延伸し、ｎ型電極直線部１５Ａによって接続される複数のｎ型電極直線部１５Ｂ～１５Ｆとを有している。ｎ型電極１５は、ｎ型電極直線部１５Ｂ～１５Ｆの一端部が、ｎ型電極直線部１５Ａで接続された構成となっている。
図１の左右方向に直線的に延伸するｎ型電極直線部１５Ｂ～１５Ｆ及びｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄは、上面視で図１の上下方向に交互に並んでいる。
図１の左右方向に直線的に延伸するｎ型電極直線部１５Ｂ～１５Ｆ及びｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄは、上面視で図１の上下方向に交互に並んでいる。
【0022】
ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの、ｎ型電極直線部１５Ａと隣接する箇所（図１に示す凸部分、以下端部１６Ｆと記載する）は、３方向でｎ型電極１５に囲まれている。上述した通り、ｎ型電極直線部１５Ａ側に突出する半円型の丸みがある凸形状をしている。このような凸形状を有する端部１６Ｆは、端部が凸形状ではない場合と比較してより紫外線発光素子１内での電流の集中が大きくなる。すなわち、紫外線発光素子１に電流を流した際にｐ型電極１６の端部１６Ｆに電流が集中して、端部１６Ｆにおいて局所的に発熱が生じやすくなる。ｐ型電極１６が局所的に発熱することで、「熱ドループ」と呼ばれる現象により紫外線発光素子１の発光効率が低下する。また、局所的に発熱するｐ型電極１６の端部１６Ｆの近傍では、素子破壊が起こりやすく、結果として紫外線発光素子１の寿命が短くなる。
【0023】
そこで、本実施形態の紫外線発光素子１では、電流の集中する端部１６Ｆでの放熱性を高める接続体（バンプ）３０の配置および形状設計を行うことで、半導体チップ１０で発生する熱を効率的に回路基板２０側へ放熱させる。具体的には、電流が集中する端部１６Ｆに近い位置に配置された接続体３０の構造を、電流が集中する端部１６Ｆから離れた位置に配置された接続体３０と異ならせることで、発熱が集中する端部１６Ｆの放熱性を、端部１６Ｆ以外の直線部の放熱性と比較して高めている。
このように、凸形状を有する端部１６Ｆを有する紫外線発光素子１では、端部が凸形状ではない場合と比較してより紫外線発光素子１内での電流の集中が大きくなることから、放熱促進効果の高い本実施形態の接続体３０による発光効率向上及び寿命長期化効果が大きくなる。
このように、凸形状を有する端部１６Ｆを有する紫外線発光素子１では、端部が凸形状ではない場合と比較してより紫外線発光素子１内での電流の集中が大きくなることから、放熱促進効果の高い本実施形態の接続体３０による発光効率向上及び寿命長期化効果が大きくなる。
【0024】
以上のようなｎ型電極１５及びｐ型電極１６は、接触する積層薄膜等の半導体層とオーミック接続となる材料で形成されることが好ましい。
ｎ型電極１５を構成する材料としては、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ若しくはその合金、又はＩＴＯ等が挙げられ、アルミニウムとニッケルとを含む材料がコンタクト抵抗低減の観点からより好ましい。
ｐ型電極１６を構成する材料としては、例えばＮｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ及びその合金、又はＩＴＯ等が挙げられる。ｐ型半導体層１４が窒化物半導体層の場合、窒化物半導体層と接する電極を構成する材料は、窒化物半導体層とのコンタクト抵抗が小さいＮｉ、Ａｕ若しくはこれらの合金、又はＩＴＯが好ましい。
ｎ型電極１５及びｐ型電極１６は、半導体層との接続のために、例えばＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ等の金属層が連続して形成された構成としても良い。ｎ型電極１５及びｐ型電極１６は、導電性の高いＡｕが用いられることが望ましい場合がある。また、半導体層との密着性向上のため、ｎ型電極１５及びｐ型電極１６と半導体層との界面にＴｉで形成された金属層をさらに有していても良い。
ｎ型電極１５を構成する材料としては、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ若しくはその合金、又はＩＴＯ等が挙げられ、アルミニウムとニッケルとを含む材料がコンタクト抵抗低減の観点からより好ましい。
ｐ型電極１６を構成する材料としては、例えばＮｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ及びその合金、又はＩＴＯ等が挙げられる。ｐ型半導体層１４が窒化物半導体層の場合、窒化物半導体層と接する電極を構成する材料は、窒化物半導体層とのコンタクト抵抗が小さいＮｉ、Ａｕ若しくはこれらの合金、又はＩＴＯが好ましい。
ｎ型電極１５及びｐ型電極１６は、半導体層との接続のために、例えばＡｕ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｗ等の金属層が連続して形成された構成としても良い。ｎ型電極１５及びｐ型電極１６は、導電性の高いＡｕが用いられることが望ましい場合がある。また、半導体層との密着性向上のため、ｎ型電極１５及びｐ型電極１６と半導体層との界面にＴｉで形成された金属層をさらに有していても良い。
【0025】
＜チップ基板＞
チップ基板１１は、回路基板２０と対向する第一主面１１Ａ上に発光層を含む半導体活性層１３等の積層薄膜を配置可能であればよく、形状は特に制限されない。チップ基板１１は、発光層から発せられる光を透過する材料で形成されており、チップ基板１１の発光層と反対側の第二主面１１Ｂの方向に光を放射させる。
紫外線域の発光材料であるＡｌＧａＮで構成される発光層を含む半導体活性層１３等の積層薄膜を配置する観点から、チップ基板１１はサファイア基板又は窒化アルミニウム基板であることが好ましい。窒化アルミニウム基板は単結晶の窒化アルミニウム基板であることが好ましい。
チップ基板１１は、回路基板２０と対向する第一主面１１Ａ上に発光層を含む半導体活性層１３等の積層薄膜を配置可能であればよく、形状は特に制限されない。チップ基板１１は、発光層から発せられる光を透過する材料で形成されており、チップ基板１１の発光層と反対側の第二主面１１Ｂの方向に光を放射させる。
紫外線域の発光材料であるＡｌＧａＮで構成される発光層を含む半導体活性層１３等の積層薄膜を配置する観点から、チップ基板１１はサファイア基板又は窒化アルミニウム基板であることが好ましい。窒化アルミニウム基板は単結晶の窒化アルミニウム基板であることが好ましい。
【0026】
また、チップ基板１１の第一主面１１Ａ以外の表面には、保護膜（不図示）を配置しても良い。保護膜の材料としては、二酸化ケイ素や窒化ケイ素を用いることができるが、これら材料に限られない。チップ基板１１の第一主面１１Ａ以外の表面に保護膜を配置することにより、所望の波長の光の発光効率や取り出し効率の低減を防止することができる。これは、以下の理由による。
チップ基板１１の第一主面１１Ａ以外が外界に露出している場合、チップ基板１１がサファイア基板であると、半導体チップ１０の発熱によりチップ基板１１が外界の水等と反応してチップ基板１１の露出面に水酸化膜が形成される場合がある。また、チップ基板１１が窒化アルミニウム基板であると、半導体チップ１０の発熱によりチップ基板１１が外界の酸素と反応して酸化膜が形成される場合がある。これらの膜（水酸化膜又は酸化膜）は、発光スペクトルの中心波長を含む光を減衰させたり、反射させたりして、所望の波長の光の発光効率を低減、すなわち出力を低下させてしまう。これらの膜は、形成時に外界の二酸化炭素若しくはチップ基板に不純物として混入している炭素、又は半導体チップ１０のパッケージで使用されている樹脂由来の炭素を含むことがある。これにより、各膜のバンドギャップエネルギーが発光エネルギーよりも大きいとしても、不純物由来の光の吸収が起こり、光の減衰が起こる。
チップ基板１１の第一主面１１Ａ以外が外界に露出している場合、チップ基板１１がサファイア基板であると、半導体チップ１０の発熱によりチップ基板１１が外界の水等と反応してチップ基板１１の露出面に水酸化膜が形成される場合がある。また、チップ基板１１が窒化アルミニウム基板であると、半導体チップ１０の発熱によりチップ基板１１が外界の酸素と反応して酸化膜が形成される場合がある。これらの膜（水酸化膜又は酸化膜）は、発光スペクトルの中心波長を含む光を減衰させたり、反射させたりして、所望の波長の光の発光効率を低減、すなわち出力を低下させてしまう。これらの膜は、形成時に外界の二酸化炭素若しくはチップ基板に不純物として混入している炭素、又は半導体チップ１０のパッケージで使用されている樹脂由来の炭素を含むことがある。これにより、各膜のバンドギャップエネルギーが発光エネルギーよりも大きいとしても、不純物由来の光の吸収が起こり、光の減衰が起こる。
【0027】
また、チップ基板１１の第一主面１１Ａに屈折率の異なる層が形成されると、光の入射時にチップ基板１１と屈折率の異なる層との界面で反射が起こる。特に、例えばチップ基板１１として窒化アルミニウム基板を用い、チップ基板１１の第一主面１１Ａに酸化アルミニウム層のようなチップ基板１１よりも低屈折率の材料が形成されると、より強く入射光の反射が起こり、チップ基板１１の第二主面１１Ｂから外界に所望の波長範囲の光が取り出せなくなる。これらを防止する観点から、チップ基板１１の表面に保護膜を配置することが好ましい。
【0028】
チップ基板１１の転位密度は、１０７ｃｍ－２未満であることが好ましく、特に１０５ｃｍ－２未満であればより好ましい。チップ基板１１の第一主面１１Ａ上に積層される積層薄膜の転位密度低減の観点から、チップ基板１１の第一主面１１Ａの二乗平均平方根（ＲＭＳ：Root Mean Square）高さ（二乗平均平方根高さＲｑ）は、１０μｍ×１０μｍの面積に対して約１ｎｍ未満であることが好ましい。また、薄膜表面を平坦かつ均一に形成するために、チップ基板１１の第二主面１１Ｂの二乗平均平方根（ＲＭＳ）高さは、１０μｍ×１０μｍの面積に対して約１０ｎｍ未満であることが好ましい。
【0029】
本実施形態に係るチップ基板１１は、第二主面１１Ｂに凸形状または凹形状の構造である凸部または凹部を有していても良い。
凸部は、円錐、角錐、半球形、錐台など多様な凸形状や・多様な密度で設けられてよい。チップ基板１１がＡｌＮで構成されている際に、安定した結晶面により物理的耐性、化学的耐性の高い凸形状を実現する観点から、凸部は、側面が（１０－１－１）面で構成された角錐形を含むことが好ましい。この観点から、凸部は、六方晶の結晶構造の安定面を反映した六角錐又は六角錐台形状であることがさらに好ましい。この凸部は、複数個形成されていてもよい。凸部が複数個形成されている場合、凸部は一つの形状で形成されていても良く、複数の形状が混在していても良い。
凸部は、円錐、角錐、半球形、錐台など多様な凸形状や・多様な密度で設けられてよい。チップ基板１１がＡｌＮで構成されている際に、安定した結晶面により物理的耐性、化学的耐性の高い凸形状を実現する観点から、凸部は、側面が（１０－１－１）面で構成された角錐形を含むことが好ましい。この観点から、凸部は、六方晶の結晶構造の安定面を反映した六角錐又は六角錐台形状であることがさらに好ましい。この凸部は、複数個形成されていてもよい。凸部が複数個形成されている場合、凸部は一つの形状で形成されていても良く、複数の形状が混在していても良い。
【0030】
凹部は、円錐、角錐、半球形、錐台など多様な形状でへこむ凹形状や多様な密度で設けられてよい。チップ基板がＡｌＮで構成されている際に、安定した結晶面により物理的耐性、化学的耐性の高い凹形状を実現する観点から、凹部は、側面が（１０－１－１）面で構成された角錐形に凹む形状を含むことが好ましい。この観点から、凹部は、六方晶の結晶構造の安定面を反映した六角錐又は六角錐台形状がさらに好ましい。この凹部は、複数個形成されていてもよい。凹部が複数個形成されている場合、凹部は一つの形状で形成されていてもよく、複数の形状が混在していても良い。
【0031】
凸部及び凹部の大きさは特に制限されないが、高さが０．０１μｍ以上５μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上３μｍ以下であることがより好ましい。凸部及び凹部の大きさは、倍率２００００倍の電子線走査顕微鏡（ＳＥＭ：Scanniｎg Electroｎ Microscope）で凸部又は凹部の表面を観察したときの画像から測定することが可能である。
本実施形態において、チップ基板１１の第二主面１１Ｂ上に凹凸構造を有することにより、本開示の紫外線発光素子１の発光強度を高めることが出来る。
本実施形態において、チップ基板１１の第二主面１１Ｂ上に凹凸構造を有することにより、本開示の紫外線発光素子１の発光強度を高めることが出来る。
【0032】
＜積層薄膜＞
積層薄膜は、発光層を含み、チップ基板１１の第一主面１１Ａ上に配置されていれば特に制限されない。
積層薄膜は、発光効率向上の観点から、発光層を含む半導体活性層１３を挟むように第一導電型半導体層であるｎ型半導体層１２と第二導電型半導体層であるｐ型半導体層１４とを更に備えることが好ましい。ここで、「第一導電型」「第二導電型」は、互いに異なる導電性を示す半導体であることを意味し、一方がｎ型導電性の場合、他方はｐ型導電性となる。一般的には半導体活性層１３とチップ基板１１との間がｎ型半導体層であるが、本実施形態はこれに制限されない。
積層薄膜はＡｌ，Ｇａ，Ｎの混晶であるＡｌＧａＮを用いることが好ましく、さらにＡｌＧａＮを＋ｃ面に積層させることが好ましい。
積層薄膜は、発光層を含み、チップ基板１１の第一主面１１Ａ上に配置されていれば特に制限されない。
積層薄膜は、発光効率向上の観点から、発光層を含む半導体活性層１３を挟むように第一導電型半導体層であるｎ型半導体層１２と第二導電型半導体層であるｐ型半導体層１４とを更に備えることが好ましい。ここで、「第一導電型」「第二導電型」は、互いに異なる導電性を示す半導体であることを意味し、一方がｎ型導電性の場合、他方はｐ型導電性となる。一般的には半導体活性層１３とチップ基板１１との間がｎ型半導体層であるが、本実施形態はこれに制限されない。
積層薄膜はＡｌ，Ｇａ，Ｎの混晶であるＡｌＧａＮを用いることが好ましく、さらにＡｌＧａＮを＋ｃ面に積層させることが好ましい。
【0033】
ｎ型半導体層１２、発光層を含む半導体活性層１３及びｐ型半導体層１４以外の層としては、例えば、半導体活性層１３と、ｎ型半導体層１２及びｐ型半導体層１４の少なくとも一方との間に、電子又は正孔をブロックする層が備えられていてもよい。
また、積層薄膜の結晶性向上の観点から、積層薄膜のチップ基板１１と接する側の面にバッファ層を更に備えることが好ましい場合がある。
また、半導体活性層１３に効率的に電力を供給する観点から、ｎ型半導体層１２と接するｎ型電極１５と、ｐ型半導体層１４と接するｐ型電極１６とを備えている。
また、積層薄膜の結晶性向上の観点から、積層薄膜のチップ基板１１と接する側の面にバッファ層を更に備えることが好ましい場合がある。
また、半導体活性層１３に効率的に電力を供給する観点から、ｎ型半導体層１２と接するｎ型電極１５と、ｐ型半導体層１４と接するｐ型電極１６とを備えている。
【0034】
積層薄膜は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vaｐor Deposition：有機金属化学気相成長）法やＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy：分子線エピタキシー）法による装置、あるいはスパッタ装置で形成することが可能であるが、高品質な薄膜を成長させることが出来る観点からＭＯＣＶＤ装置で成長させることが好ましい。メサ構造を有する積層薄膜は、上述したＭＯＣＶＤ法等により積層薄膜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形成することができる。
【0035】
（半導体活性層）
半導体活性層１３は、半導体活性層１３に含まれる発光層に電力が印加された時に発光層のバンドギャップに応じた光を発する。本実施形態の半導体チップ１０の半導体活性層１３に含まれる発光層は、発光スペクトルのピーク波長が紫外線域であれば特に制限されない。ここで、発光スペクトルが複数のピークを有する場合、紫外線の波長領域の中で発光強度が最も大きいピークの波長を紫外線発光素子の発光波長として定義する。
発光層の具体的構造の一例としては、量子井戸構造が挙げられる。例えば、組成比が異なる（バンドギャップが異なる）ＡｌＧａＮ層を積層した量子井戸構造が採用可能である。より好ましくは組成比が異なる（バンドギャップが異なる）ＡｌＧａＮ層を多層積層した多重量子井戸が採用可能である。より具体的な構造としては、組成がＡｌ０．８３Ｇａ０．１７Ｎの井戸層（厚さ１ｎｍ）３層と、組成がＡｌ０．９Ｇａ０．１Ｎの障壁層（厚さ５ｎｍ）２層を交互に積層した３重量子井戸構造が挙げられる。
半導体活性層１３は、半導体活性層１３に含まれる発光層に電力が印加された時に発光層のバンドギャップに応じた光を発する。本実施形態の半導体チップ１０の半導体活性層１３に含まれる発光層は、発光スペクトルのピーク波長が紫外線域であれば特に制限されない。ここで、発光スペクトルが複数のピークを有する場合、紫外線の波長領域の中で発光強度が最も大きいピークの波長を紫外線発光素子の発光波長として定義する。
発光層の具体的構造の一例としては、量子井戸構造が挙げられる。例えば、組成比が異なる（バンドギャップが異なる）ＡｌＧａＮ層を積層した量子井戸構造が採用可能である。より好ましくは組成比が異なる（バンドギャップが異なる）ＡｌＧａＮ層を多層積層した多重量子井戸が採用可能である。より具体的な構造としては、組成がＡｌ０．８３Ｇａ０．１７Ｎの井戸層（厚さ１ｎｍ）３層と、組成がＡｌ０．９Ｇａ０．１Ｎの障壁層（厚さ５ｎｍ）２層を交互に積層した３重量子井戸構造が挙げられる。
【0036】
（ｎ型半導体層）
ｎ型半導体層１２としては、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮの単結晶及び混晶が挙げられ、またこれらの組み合わせ（多層）であっても良い。チップ基板１１が窒化アルミニウム基板の場合、格子定数の差が小さいＡｌ／（Ａｌ＋Ｇａ）比率が０．８以上のＡｌＧａＮがｎ型半導体層として好ましい。
図２に示すように、ｎ型半導体層は、ｎ型半導体層の一部が除去されることにより形成された領域Ｓ１と、領域Ｓ１上に位置して半導体メサ構造部を構成する領域Ｓ２とを有している。
ｎ型半導体層１２を構成するｎ型半導体としては、例えばＳｉを１×１０１９ｃｍ－３の濃度でドープされたＡｌＧａＮを用いることができる。また、ｎ型半導体として、極性を有する混晶半導体の混晶組成比率を連続的に変化させる分極ドーピング法によりｎ型化したＡｌＧａＮを用いても良い。
なお、チップ基板１１上に、第一導電型半導体層としてｐ型半導体を用いたｐ型半導体層を形成する場合、ｐ型半導体として例えばＭｇが３×１０１９ｃｍ－３の濃度でドープされたＡｌＧａＮを用いることができる。また、ｐ型半導体として、極性を有する混晶半導体の混晶組成比率を連続的に変化させる分極ドーピング法によりｐ型化したＡｌＧａＮを用いても良い。２４０ｎｍ未満のピーク波長を有する光を発光する半導体活性層１３に効率良くキャリアを輸送する観点から、チップ基板１１と半導体活性層１３との間に設ける半導体薄膜としてＡｌ／（Ａｌ＋Ｇａ）比率が０．８以上のＡｌＧａＮを用いることが好ましい。
ｎ型半導体層１２としては、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮの単結晶及び混晶が挙げられ、またこれらの組み合わせ（多層）であっても良い。チップ基板１１が窒化アルミニウム基板の場合、格子定数の差が小さいＡｌ／（Ａｌ＋Ｇａ）比率が０．８以上のＡｌＧａＮがｎ型半導体層として好ましい。
図２に示すように、ｎ型半導体層は、ｎ型半導体層の一部が除去されることにより形成された領域Ｓ１と、領域Ｓ１上に位置して半導体メサ構造部を構成する領域Ｓ２とを有している。
ｎ型半導体層１２を構成するｎ型半導体としては、例えばＳｉを１×１０１９ｃｍ－３の濃度でドープされたＡｌＧａＮを用いることができる。また、ｎ型半導体として、極性を有する混晶半導体の混晶組成比率を連続的に変化させる分極ドーピング法によりｎ型化したＡｌＧａＮを用いても良い。
なお、チップ基板１１上に、第一導電型半導体層としてｐ型半導体を用いたｐ型半導体層を形成する場合、ｐ型半導体として例えばＭｇが３×１０１９ｃｍ－３の濃度でドープされたＡｌＧａＮを用いることができる。また、ｐ型半導体として、極性を有する混晶半導体の混晶組成比率を連続的に変化させる分極ドーピング法によりｐ型化したＡｌＧａＮを用いても良い。２４０ｎｍ未満のピーク波長を有する光を発光する半導体活性層１３に効率良くキャリアを輸送する観点から、チップ基板１１と半導体活性層１３との間に設ける半導体薄膜としてＡｌ／（Ａｌ＋Ｇａ）比率が０．８以上のＡｌＧａＮを用いることが好ましい。
【0037】
（ｐ型半導体層）
ｐ型半導体層１４としては、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮの単結晶及び混晶が挙げられ、これらの組み合わせ（多層）であっても良い。
ｐ型半導体層を構成するｐ型半導体としては、例えばＭｇが３×１０１９ｃｍ－３の濃度でドープされたＡｌＧａＮを用いることができる。ｐ型電極１６とのコンタクト抵抗を下げる観点から、ｐ型半導体層はＡｌ／（Ａｌ＋Ｇａ）比率がチップ基板１１から離れる方向に連続的又は段階的に小さくなるＡｌＧａＮ傾斜組成を有していても良い。また、発光効率を低減させる電子やホールの動きを抑制する観点から、ｐ型半導体層の半導体活性層１３側にバンドギャップの大きいバリア層（不図示）を有していても良い。また、ｐ型電極１６との接触抵抗を低減する観点から、ｐ型半導体層１４のｐ型電極１６側に不純物が多量にドーピングされたコンタクト層（不図示）を有していても良い。
なお、半導体活性層１３の上層に、第二導電型半導体層としてｎ型半導体を用いたｎ型半導体層を形成する場合、ｎ型半導体として例えばＳｉを１×１０１９ｃｍ－３の濃度でドープされたＡｌＧａＮを用いることができる。また、ｎ型半導体として、極性を有する混晶半導体の混晶組成比率を連続的に変化させる分極ドーピング法によりｎ型化したＡｌＧａＮを用いても良い。
ｐ型半導体層１４としては、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮの単結晶及び混晶が挙げられ、これらの組み合わせ（多層）であっても良い。
ｐ型半導体層を構成するｐ型半導体としては、例えばＭｇが３×１０１９ｃｍ－３の濃度でドープされたＡｌＧａＮを用いることができる。ｐ型電極１６とのコンタクト抵抗を下げる観点から、ｐ型半導体層はＡｌ／（Ａｌ＋Ｇａ）比率がチップ基板１１から離れる方向に連続的又は段階的に小さくなるＡｌＧａＮ傾斜組成を有していても良い。また、発光効率を低減させる電子やホールの動きを抑制する観点から、ｐ型半導体層の半導体活性層１３側にバンドギャップの大きいバリア層（不図示）を有していても良い。また、ｐ型電極１６との接触抵抗を低減する観点から、ｐ型半導体層１４のｐ型電極１６側に不純物が多量にドーピングされたコンタクト層（不図示）を有していても良い。
なお、半導体活性層１３の上層に、第二導電型半導体層としてｎ型半導体を用いたｎ型半導体層を形成する場合、ｎ型半導体として例えばＳｉを１×１０１９ｃｍ－３の濃度でドープされたＡｌＧａＮを用いることができる。また、ｎ型半導体として、極性を有する混晶半導体の混晶組成比率を連続的に変化させる分極ドーピング法によりｎ型化したＡｌＧａＮを用いても良い。
【0038】
［回路基板］
以下、図２を用いて、パッケージ基板である回路基板２０の具体的構造について説明する。
以下、図２を用いて、パッケージ基板である回路基板２０の具体的構造について説明する。
【0039】
本実施形態の回路基板２０は、例えばプリント回路板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）であり、絶縁体基板２１上に導体が形成され、電子部品が実装されている。なお、回路基板２０は、電子部品が実装されていないプリント配線板（ＰＷＢ：Printed Wiring Board）であってもよい。導体は、半導体チップ１０のｎ型電極１５と電気的に接続されるｎ型電極２２と、半導体チップ１０のｐ型電極１６と電気的に接続されるｐ型電極２３とを含む。
【0040】
図２に示すように、回路基板２０に形成されたｐ型電極２３のうち、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄと対向する、すなわちｐ型用接続体３２（ｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐ）と接触する部分は、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに近づくほどｐ型電極２３の厚さが厚くなるように形成されている。これにより、本実施形態の紫外線発光素子１では、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに近づくほど、半導体チップ１０と回路基板２０との距離が小さくなる。このため、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに近づくほどｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐの高さを低くすることができ、熱抵抗が低く放熱性が高いｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐを得ることができる。また、ｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐのそれぞれを構成する導電性材料の量を均一とした場合、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに近づくほどｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐとｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄとの接触面積及びｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐとｐ型電極２３との接触面積が大きくなる。このため、端部１６Ｆに近づくほどｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐの放熱性を向上させることができる。
【0041】
［接続体］
図１及び図２に示すように、接続体３０は、半導体チップ１０のｎ型電極１５と回路基板２０のｎ型電極２２とを接続する接続体３０である複数のｎ型用接続体３１（３１Ａ～３１Ｄ）と、半導体チップ１０のｐ型電極１６と回路基板２０のｐ型電極２３とを接続する接続体３０である複数のｐ型用接続体３２（３２Ａ～３２Ｐ）とを含む。
図１及び図２に示すように、接続体３０は、半導体チップ１０のｎ型電極１５と回路基板２０のｎ型電極２２とを接続する接続体３０である複数のｎ型用接続体３１（３１Ａ～３１Ｄ）と、半導体チップ１０のｐ型電極１６と回路基板２０のｐ型電極２３とを接続する接続体３０である複数のｐ型用接続体３２（３２Ａ～３２Ｐ）とを含む。
【0042】
半導体チップ１０のｎ型電極１５と回路基板２０のｎ型電極２２とは、複数のｎ型用接続体３１（３１Ａ～３１Ｄ）で接続されている。ｎ型用接続体３１（３１Ａ～３１Ｄ）は、半導体チップ１０上のｎ型電極直線部１５Ａ上の位置に、一定間隔でそれぞれ離れて配置されている。半導体チップ１０とｎ型用接続体３１（３１Ａ～３１Ｄ）それぞれとの接続面は円形となっている。また、回路基板２０とｎ型用接続体３１（３１Ａ～３１Ｄ）それぞれとの接続面も同様に、円形となっている。
【0043】
半導体チップ１０のｐ型電極１６と回路基板２０のｐ型電極２３とは、複数のｐ型用接続体３２（３２Ａ～３２Ｐ）で接続されている。ｐ型用接続体３２（３２Ａ～３２Ｐ）は、半導体チップ１０上のｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄ上の位置に、一定間隔でそれぞれ離れて配置されている。半導体チップ１０とｐ型用接続体３２（３２Ａ～３２Ｐ）それぞれとの接続面は円形となっている。また、回路基板２０とｐ型用接続体３２（３２Ａ～３２Ｐ）それぞれとの接続面も同様に、円形となっている。
【0044】
ｐ型用接続体３２（３２Ａ～３２Ｐ）は半導体チップ１０の複数あるｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄのすべてに接続されている。ｐ型用接続体３２（３２Ａ～３２Ｐ）は、そのすべてにおいて端部１６Ｆから遠い側から近い側（図１中の右から左方向）、つまり、ｎ型電極直線部１５Ａに近づくほど、ｐ型用接続体３２（３２Ａ～３２Ｐ）それぞれと半導体チップ１０との接触面積が大きくなっている。つまり、例えばｐ型電極直線部１６Ａの端部１６Ｆに向かって、ｐ型用接続体３２Ｄ，３２Ｃ，３２Ｂ，３２Ａの順でｐ型電極直線部１６Ａとの接触面積が大きくなっている。
このため、最も電流が集中して発熱が大きくなるｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆでｐ型用接続体３２と半導体チップ１０との接触面積が最も大きくなり、放熱性が高くなっている。これにより、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆで局所的に高熱を発する紫外線発光素子１において、紫外線発光素子１内の熱分布の不均一性を和らげることが出来る。
このため、最も電流が集中して発熱が大きくなるｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆでｐ型用接続体３２と半導体チップ１０との接触面積が最も大きくなり、放熱性が高くなっている。これにより、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆで局所的に高熱を発する紫外線発光素子１において、紫外線発光素子１内の熱分布の不均一性を和らげることが出来る。
【0045】
上述した通り、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄのｎ型電極直線部１５Ａと隣接する端部１６Ｆは、半円型の丸みがある凸形状をしているため、先端が凸形状ではない場合と比較してより紫外線発光素子１内での電流の集中が大きくなる。このため、端部１６Ｆが凸形状である本実施形態の紫外線発光素子１では、端部１６Ｆにおいてｐ型用接続体３２（３２Ａ，３２Ｅ，３２Ｉ，３２Ｍ）とｐ型電極１６との接合面積を最も大きくして放熱を促進させることによる発光効率向上及び長寿命化の効果が大きい。
【0046】
また、紫外線発光素子１では、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに向かって、ｐ型用接続体３２（３２Ａ～３２Ｐ）と回路基板２０のｐ型電極２３の接触面積がだんだん大きくなっており、
このため、最も電流が集中して発熱が大きくなるｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆでｐ型用接続体３２と回路基板２０との接触面積が最も大きくなり、放熱性が高くなっている。これにより、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆで局所的に高熱を発する紫外線発光素子１において、半導体チップ１０の熱を効率よく回路基板２０側へ放熱することが出来、紫外線発光素子１内での熱の不均一性を和らげることが出来る。
このため、最も電流が集中して発熱が大きくなるｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆでｐ型用接続体３２と回路基板２０との接触面積が最も大きくなり、放熱性が高くなっている。これにより、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆで局所的に高熱を発する紫外線発光素子１において、半導体チップ１０の熱を効率よく回路基板２０側へ放熱することが出来、紫外線発光素子１内での熱の不均一性を和らげることが出来る。
【0047】
紫外線発光素子１では、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに向かって、ｐ型用接続体３２（３２Ａ～３２Ｐ）の高さが低く、つまり半導体チップ１０と回路基板２０との距離が近くなっている。ｐ型用接続体３２は、放熱機能を有するものの、熱を伝える際の熱抵抗にもなっている。ｐ型用接続体３２は、高さが低いほど熱抵抗が低く放熱性が高くなる。紫外線発光素子１では、最も電流が集中して発熱が大きくなるｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに配置されたｐ型用接続体３２Ａの高さは、端部１６Ｆから離れた位置に配置されたｐ型用接続体３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄの高さと比較して低く、放熱性が高くなっている。これにより、局所的に高熱を発する紫外線発光素子１において、半導体チップ１０の熱を効率よく回路基板２０側へ放熱することが出来、紫外線発光素子１内での熱の不均一性を和らげることが出来る。
【0048】
紫外線発光素子１では、ｐ型用接続体３２と回路基板２０のｐ型電極２３との接触面積が、ｐ型用接続体３２と半導体チップ１０のｐ型電極１６との接触面積よりも大きくなっている。多くの場合、半導体チップ１０の方が回路基板２０よりも複雑かつ細かいｎ型電極１５およびｐ型電極１６の電極パターンを取ることが多いことから、半導体チップ１０側におけるｐ型用接続体３２の接触面積がより小さいことで、半導体チップ１０側で設計自由度を高めることができる効果がある。
【0049】
また、紫外線発光素子１では、ｐ型用接続体３２は回路基板２０側で太く、半導体チップ１０側で細くなっている。具体的には、図３で示すように、ｐ型用接続体３２は、回路基板２０側の下部円柱３２１と、半導体チップ１０側の上部円柱３２２とが重なった断面形状となっている。ここで、下部円柱３２１及び上部円柱３２２は、厳密な円柱形状である必要はなく、ほぼ円柱形状となっていればよい。
この構造により、紫外線発光素子１作製時に、ｐ型用接続体３２の高さが作製装置の誤差で変化したとしても、ｐ型用接続体３２と半導体チップ１０との接触面積の変化を、ｐ型用接続体３２と回路基板２０との接触面積の変化と比較して小さくすることが出来る。これにより、より複雑で細かい電極形状を半導体チップ１０側で設計することが出来、設計自由度が向上する。
この構造により、紫外線発光素子１作製時に、ｐ型用接続体３２の高さが作製装置の誤差で変化したとしても、ｐ型用接続体３２と半導体チップ１０との接触面積の変化を、ｐ型用接続体３２と回路基板２０との接触面積の変化と比較して小さくすることが出来る。これにより、より複雑で細かい電極形状を半導体チップ１０側で設計することが出来、設計自由度が向上する。
【0050】
紫外線発光素子１では、図３で示すように、ｐ型用接続体３２には下部円柱３２１上に上部円柱３２２が存在しない空間領域３２３が形成される。この空間領域３２３は、ｎ型電極直線部１５Ａに近い位置に配置されるｐ型用接続体３２ほど小さくなっている。このようなｐ型用接続体３２構造により、放熱性が小さい空間領域３２３がｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに近いほど小さくなるので、ｎ型電極１５に近いほど、すなわち局所的に高熱を発するｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに近いほど、効率よく放熱できる。
なお、図１には、図２に示す半導体チップ１０の半導体メサ構造部１７の外形線は図示されていないが、半導体メサ構造部１７の外形線は図１のｎ型電極１５とｐ型電極１６との間に位置している。
なお、図１には、図２に示す半導体チップ１０の半導体メサ構造部１７の外形線は図示されていないが、半導体メサ構造部１７の外形線は図１のｎ型電極１５とｐ型電極１６との間に位置している。
【0051】
このような接続体３０は、以下のようにして作製することができる。
接続体３０であるｎ型用接続体３１およびｐ型用接続体３２の形成方法は特に制限されないが、例えば、金属線を熱もしくは超音波、あるいはその両方を用いて溶融させて、金属線の一端を電極に固定する方法や、無電解めっき法によりＡｕを堆積させる方法が挙げられる。また、ｎ型用接続体３１およびｐ型用接続体３２をなす金属としては、Ｐｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、あるいはこれらの合金が挙げられるが、熱伝導率が高く、耐食性に優れ、接合が容易であるＡｕを用いることが望ましい。つまり、放熱用金属体の機能も有するｎ型用接続体３１およびｐ型用接続体３２の主成分は、金（Ａｕ）であることが好ましい。
接続体３０であるｎ型用接続体３１およびｐ型用接続体３２の形成方法は特に制限されないが、例えば、金属線を熱もしくは超音波、あるいはその両方を用いて溶融させて、金属線の一端を電極に固定する方法や、無電解めっき法によりＡｕを堆積させる方法が挙げられる。また、ｎ型用接続体３１およびｐ型用接続体３２をなす金属としては、Ｐｂ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、あるいはこれらの合金が挙げられるが、熱伝導率が高く、耐食性に優れ、接合が容易であるＡｕを用いることが望ましい。つまり、放熱用金属体の機能も有するｎ型用接続体３１およびｐ型用接続体３２の主成分は、金（Ａｕ）であることが好ましい。
【0052】
ここで、半導体チップ１０のｎ型電極直線部１５Ａは、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄのそれぞれの延長線と交差する方向に延伸している。なお、図１では、ｎ型電極直線部１５Ａがｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄのそれぞれの延長線と垂直方向に延伸している場合の構成を示している。半導体チップ１０と回路基板２０とは、接続体３０によりフリップチップ接合で接続されている。ｐ型電極１６（ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄ）上に配置されているｐ型用接続体３２と半導体チップ１０との接触面積がｎ型電極直線部１５Ａに近づくにつれて大きくなるようにするには、以下のような作製方法が挙げられる。
ｐ型用接続体３２を形成する際に、金属細線を回路基板２０のｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄに押し付ける圧力を低く、あるいは押し付け時間を短くすることで、平面視で円形状となるｐ型用接続体３２の外形（直径）を小さくすることが出来る。つまり、ｎ型電極直線部１５Ａに近づくにつれて、ｐ型用接続体３２の形成時間を長く、押しつけ圧を大きくすることで、ｐ型用接続体３２の直径を大きくしていくことが出来る。この状態で半導体チップ１０と回路基板２０とのフリップチップ接合を行うと、ｐ型電極１６上に配置されているｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄと半導体チップ１０との接触面積がｎ型電極直線部１５Ａに近づくにつれて大きくなる紫外線発光素子１を形成することが出来る。
ｐ型用接続体３２を形成する際に、金属細線を回路基板２０のｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄに押し付ける圧力を低く、あるいは押し付け時間を短くすることで、平面視で円形状となるｐ型用接続体３２の外形（直径）を小さくすることが出来る。つまり、ｎ型電極直線部１５Ａに近づくにつれて、ｐ型用接続体３２の形成時間を長く、押しつけ圧を大きくすることで、ｐ型用接続体３２の直径を大きくしていくことが出来る。この状態で半導体チップ１０と回路基板２０とのフリップチップ接合を行うと、ｐ型電極１６上に配置されているｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄと半導体チップ１０との接触面積がｎ型電極直線部１５Ａに近づくにつれて大きくなる紫外線発光素子１を形成することが出来る。
【0053】
また、別の方法として、ｐ型用接続体３２を半田で形成する際に用いる半田マスクの開口の大きさを、ｎ型電極直線部１５Ａに近づくほど大きくする方法が挙げられる。この場合、半田マスクの開口部の外形に応じた半田金属が半導体チップ１０あるいは回路基板２０上に形成できる。
これらの手法を用いることで、半導体チップ１０のｎ型電極直線部１５Ａに近づくほどｐ型用接続体３２と半導体チップ１０のｐ型電極１６及び回路基板２０のｐ型電極２３との接触面積を大きくすることも可能となる。
これらの手法を用いることで、半導体チップ１０のｎ型電極直線部１５Ａに近づくほどｐ型用接続体３２と半導体チップ１０のｐ型電極１６及び回路基板２０のｐ型電極２３との接触面積を大きくすることも可能となる。
【0054】
ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆを凸形状とするには、例えば、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄをリソグラフィー技術を用いて形成する際に用いるフォトマスクの形状を端部１６Ｆが凸形状になる形状に設計すれば良い。この場合、例えばポジレジストを用いると、フォトマスクの開口部のレジストが現像液に浸されることで溶解し、ｐ型電極１６の成膜、レジストのリフトオフを行うことで、凸形状の端部１６Ｆを有するｐ型電極１６が形成できる。
【0055】
ｐ型用接続体３２の高さをｎ型電極直線部１５Ａに近づくにつれて低くなるようにするには、例えば図２に示すように、回路基板２０上のｐ型電極２３の膜厚を、ｎ型電極直線部１５Ａに向かうほど厚くすれば良い。これにより、回路基板２０のｐ型電極２３上に形成されるｐ型用接続体３２の高さをｎ型電極直線部１５Ａに近づくほど低くすることが出来る。
図３に示す、空間領域３２３が形成されたｐ型用接続体３２を形成するには、ｐ型用接続体３２形成工程および半導体チップ１０及び回路基板２０の接合工程（フリップチップ工程）の条件を最適に設計すればよい。具体的には、ｐ型用接続体３２形成工程において、金属細線をｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄと対向する回路基板２０のｐ型電極２３上に押し付けて金属球形を作製したのち、適度な速度で細線を引き上げることで回路基板２０側において直径が大きく半導体チップ１０側において回路基板２０側よりも直径の小さい形状（断面が凸形状に近しい形状）の金属材料が形成される。続いて、半導体チップ１０と回路基板２０とを、断面が凸形状に近しい形状の金属材料が球形状に変形しない力で互いに押し付ける。これにより、回路基板２０側の下部円柱３２１と半導体チップ１０側の上部円柱３２２とが重なった形状のｐ型用接続体３２を形成することが可能となる。
図３に示す、空間領域３２３が形成されたｐ型用接続体３２を形成するには、ｐ型用接続体３２形成工程および半導体チップ１０及び回路基板２０の接合工程（フリップチップ工程）の条件を最適に設計すればよい。具体的には、ｐ型用接続体３２形成工程において、金属細線をｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄと対向する回路基板２０のｐ型電極２３上に押し付けて金属球形を作製したのち、適度な速度で細線を引き上げることで回路基板２０側において直径が大きく半導体チップ１０側において回路基板２０側よりも直径の小さい形状（断面が凸形状に近しい形状）の金属材料が形成される。続いて、半導体チップ１０と回路基板２０とを、断面が凸形状に近しい形状の金属材料が球形状に変形しない力で互いに押し付ける。これにより、回路基板２０側の下部円柱３２１と半導体チップ１０側の上部円柱３２２とが重なった形状のｐ型用接続体３２を形成することが可能となる。
【0056】
なお、空間領域３２３が形成されたｐ型用接続体３２の形成方法は、上述した方法に限られない。例えば、金属細線をｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄと対向する回路基板２０のｐ型電極２３上に押し付けて金属球形を作製し、後に下部円柱３２１となる金属材料を配置した後、半導体チップ１０のｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄ上の所定の位置に、ｐ型電極２３上の金属球形よりも直径の小さい金属球形を作製する。続いて、半導体チップ１０と回路基板２０とを、半導体チップ１０側の直径の小さい金属球形と回路基板２０側の直径の大きい金属球形とが一つの球体とはならない（完全に一体化して球形状に変化しない）力で互いに押し付ける。この方法によっても、回路基板２０側の下部円柱３２１と半導体チップ１０側の上部円柱３２２とが重なった形状のｐ型用接続体３２を形成することが可能となる。
【0057】
このような方法でｐ型用接続体３２を形成することで、下部円柱３２１上に上部円柱３２２の無い領域である空間領域３２３を有するｐ型用接続体３２を形成することが出来る。さらに、このｐ型用接続体３２形成技術及びフリップチップ技術に加えて、回路基板２０上のｐ型電極２３の膜厚をｎ型電極直線部１５Ａに近づくほど厚くすることで、空間領域３２３がｎ型電極直線部１５Ａに近づくほど小さくなり、放電性が向上する紫外線発光素子１を作製することも可能となる。
【0058】
一般的に、紫外線領域の光を発生する半導体発光素子では、材料として窒化物半導体を用いる。そして、発光波長が短いほど、Ａｌ組成が高いＡｌＧａＮやＡｌＮを用いる。これらの材料は、可視光発光材料であるＧａＮやＩｎＧａＮよりも、半導体発光素子とした場合の寄生抵抗が大きくなり、半導体発光素子の放熱が重要である。この発熱量は特に紫外線の発光波長が短くなるほど大きく、その結果半導体発光素子の消費電力が大きくなる。
つまり、本開示の紫外線発光素子１から発する光の発光波長が短くなるほど、上述したｐ型用接続体３２を用いることによる効果が高くなる。
つまり、本開示の紫外線発光素子１から発する光の発光波長が短くなるほど、上述したｐ型用接続体３２を用いることによる効果が高くなる。
【0059】
（１．２）変形例
（１．２．１）変形例１
本実施形態に係る紫外線発光素子１では、図２に示すように、ｎ型用接続体３１がｐ型用接続体３２と同様の空間領域を有する形状で示されているが、ｎ型用接続体３１の形状はこのような形状に限られず、空間領域を有しない円柱形状であってもよい。
例えば図４に示すように、変形例１に係る紫外線発光素子１Ａは、ｐ型用接続体３２と同様の形状であるｎ型用接続体３１に替えて、ほぼ円柱形状であり、ｐ型用接続体３２のような空間領域が設けられていないｎ型用接続体１３１（ｎ型用接続体１３１Ａ～１３１Ｄ）を備えていても良い。なお、図４中、ｎ型用接続体１３１Ｂ～１３１Ｄは図示されていない。
空間領域が設けられていないｎ型用接続体１３１を形成するには、金属細線をｎ型電極直線部１５Ａと対向する回路基板２０のｎ型電極２２上に押し付けて金属球形を作製したあと、金属球形の形状を保ったまま半導体チップ１０と回路基板２０とを、互いに押し付ける。これにより、空間領域を有しない円柱形状のｎ型用接続体１３１を形成することができる。
（１．２．１）変形例１
本実施形態に係る紫外線発光素子１では、図２に示すように、ｎ型用接続体３１がｐ型用接続体３２と同様の空間領域を有する形状で示されているが、ｎ型用接続体３１の形状はこのような形状に限られず、空間領域を有しない円柱形状であってもよい。
例えば図４に示すように、変形例１に係る紫外線発光素子１Ａは、ｐ型用接続体３２と同様の形状であるｎ型用接続体３１に替えて、ほぼ円柱形状であり、ｐ型用接続体３２のような空間領域が設けられていないｎ型用接続体１３１（ｎ型用接続体１３１Ａ～１３１Ｄ）を備えていても良い。なお、図４中、ｎ型用接続体１３１Ｂ～１３１Ｄは図示されていない。
空間領域が設けられていないｎ型用接続体１３１を形成するには、金属細線をｎ型電極直線部１５Ａと対向する回路基板２０のｎ型電極２２上に押し付けて金属球形を作製したあと、金属球形の形状を保ったまま半導体チップ１０と回路基板２０とを、互いに押し付ける。これにより、空間領域を有しない円柱形状のｎ型用接続体１３１を形成することができる。
【0060】
図２に示すような、ｐ型用接続体３２と同様の形状であるｎ型用接続体３１が設けられた紫外線発光素子１では、各接続体（ｎ型用接続体３１及びｐ型用接続体３２）を形成する際の形成方法を接続体ごとに変えることなく形成することができる。
一方、ｎ型用接続体１３１を形成する場合、ｐ型用接続体３２となる位置に配置する金属材料等の導電性材料と、ｎ型用接続体１３１となる位置に配置する導電性材料とで、導電性材料の配置方法を変更する必要がある。
このため、製造工程が煩雑にならない点で、ｐ型用接続体３２と同様の形状であるｎ型用接続体３１を用いることが好ましい。
一方、ｎ型用接続体１３１を形成する場合、ｐ型用接続体３２となる位置に配置する金属材料等の導電性材料と、ｎ型用接続体１３１となる位置に配置する導電性材料とで、導電性材料の配置方法を変更する必要がある。
このため、製造工程が煩雑にならない点で、ｐ型用接続体３２と同様の形状であるｎ型用接続体３１を用いることが好ましい。
【0061】
（１．２．２）変形例２
本実施形態に係る紫外線発光素子１では、図２に示すように、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに近づくほどｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐとｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄとの接触面積及びｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐとｐ型電極２３との接触面積が大きくなるようにすることで、端部１６Ｆに近づくほどｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐの放熱性を向上させている。
このような構成とするために、紫外線発光素子１では、ｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐのそれぞれを構成する導電性材料の量を均一とし、かつｐ型電極２３の厚さがｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに近づくほど厚くなるようにしているが、このような構成に限られない。
本実施形態に係る紫外線発光素子１では、図２に示すように、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに近づくほどｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐとｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄとの接触面積及びｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐとｐ型電極２３との接触面積が大きくなるようにすることで、端部１６Ｆに近づくほどｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐの放熱性を向上させている。
このような構成とするために、紫外線発光素子１では、ｐ型用接続体３２Ａ～３２Ｐのそれぞれを構成する導電性材料の量を均一とし、かつｐ型電極２３の厚さがｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに近づくほど厚くなるようにしているが、このような構成に限られない。
【0062】
例えば、図５に示すように、変形例２に係る紫外線発光素子１Ｂは、回路基板２０に形成されたｐ型電極２３のうち、ｐ型用接続体１３２（ｐ型用接続体１３２Ａ～１３２Ｐ）と接触する部分を一定の厚さとし、端部１６Ｆに近づくほど大きく形成されたｐ型用接続体１３２（ｐ型用接続体１３２Ａ～１３２Ｐ）を備えている。なお、図５中、ｐ型用接続体１３２Ｄ～１３２Ｐは図示されていない。
このようなｐ型用接続体１３２（ｐ型用接続体１３２Ａ～１３２Ｐ）は、ｐ型用接続体１３２を形成する際に、端部１６Ｆに近づくほど金属細線を回路基板２０のｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄに押し付ける圧力を強く、あるいは押し付け時間を長くすることで形成することができる。
これにより、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに近づくほど、ｐ型用接続体１３２Ａ～１３２Ｐとｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄとの接触面積及びｐ型用接続体１３２Ａ～１３２Ｐとｐ型電極２３との接触面積が大きくなり、端部１６Ｆに近づくほどｐ型用接続体１３２Ａ～１３２Ｐの放熱性を向上させることができる。
さらに、紫外線発光素子１Ｂにおけるｎ型用接続体３１を、変形例１で説明したほぼ円柱形状のｎ型用接続体１３１としてもよい。
このようなｐ型用接続体１３２（ｐ型用接続体１３２Ａ～１３２Ｐ）は、ｐ型用接続体１３２を形成する際に、端部１６Ｆに近づくほど金属細線を回路基板２０のｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄに押し付ける圧力を強く、あるいは押し付け時間を長くすることで形成することができる。
これにより、ｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄの端部１６Ｆに近づくほど、ｐ型用接続体１３２Ａ～１３２Ｐとｐ型電極直線部１６Ａ～１６Ｄとの接触面積及びｐ型用接続体１３２Ａ～１３２Ｐとｐ型電極２３との接触面積が大きくなり、端部１６Ｆに近づくほどｐ型用接続体１３２Ａ～１３２Ｐの放熱性を向上させることができる。
さらに、紫外線発光素子１Ｂにおけるｎ型用接続体３１を、変形例１で説明したほぼ円柱形状のｎ型用接続体１３１としてもよい。
【0063】
（１．３）本開示の紫外線発光素子の適用分野
本開示の紫外線発光素子は、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。本開示の紫外線発光素子は、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・ＦＰＤ（Flat Panel Display）・ＰＣＢ（Printed Circuit Board）・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。
本開示の紫外線発光素子は、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。本開示の紫外線発光素子は、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・ＦＰＤ（Flat Panel Display）・ＰＣＢ（Printed Circuit Board）・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。
【0064】
液体殺菌装置の例としては、冷蔵庫内の自動製氷装置・製氷皿および貯氷容器・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。
【0065】
気体殺菌装置の例としては、空気清浄器、エアコン、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。
【0066】
以上、本開示を実施の形態を用いて説明したが、本開示の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本開示の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【0067】
１ 紫外線発光素子
１０ 半導体チップ
１１ チップ基板
１１Ａ 第一主面
１１Ｂ 第二主面
１２ ｎ型半導体層
１３ 半導体活性層
１４ ｐ型半導体層
１５ ｎ型電極
１５Ａ～１５Ｆ ｎ型電極直線部
１６ ｐ型電極
１６Ａ～１６Ｅ ｐ型電極直線部
１６Ｆ 端部
１７ 半導体メサ構造部
２０ 回路基板
２１ 絶縁体基板
２２ ｎ型電極
２３ ｐ型電極
３０ 接続体
３１，３１Ａ～３１Ｄ ｎ型用接続体
３２，３２Ａ～３２Ｐ ｐ型用接続体
３２１ 下部円柱
３２２ 上部円柱
３２３ 空間領域
１０ 半導体チップ
１１ チップ基板
１１Ａ 第一主面
１１Ｂ 第二主面
１２ ｎ型半導体層
１３ 半導体活性層
１４ ｐ型半導体層
１５ ｎ型電極
１５Ａ～１５Ｆ ｎ型電極直線部
１６ ｐ型電極
１６Ａ～１６Ｅ ｐ型電極直線部
１６Ｆ 端部
１７ 半導体メサ構造部
２０ 回路基板
２１ 絶縁体基板
２２ ｎ型電極
２３ ｐ型電極
３０ 接続体
３１，３１Ａ～３１Ｄ ｎ型用接続体
３２，３２Ａ～３２Ｐ ｐ型用接続体
３２１ 下部円柱
３２２ 上部円柱
３２３ 空間領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】