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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-10
(45)【発行日】2023-08-21
(54)【発明の名称】発光素子
(51)【国際特許分類】
H01L 33/38 20100101AFI20230814BHJP
【ＦＩ】
H01L33/38
【請求項の数】
14
(21)【出願番号】P 2021202182
(22)【出願日】2021-12-14
(65)【公開番号】P2022182964
(43)【公開日】2022-12-08
【審査請求日】2022-06-02
(31)【優先権主張番号】P 2021088186
(32)【優先日】2021-05-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000226057
【氏名又は名称】日亜化学工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100108062
【弁理士】
【氏名又は名称】日向寺 雅彦
(74)【代理人】
【識別番号】100168332
【弁理士】
【氏名又は名称】小崎 純一
(74)【代理人】
【識別番号】100172188
【弁理士】
【氏名又は名称】内田 敬人
(72)【発明者】
【氏名】渡邉 健太郎
【審査官】淺見 一喜
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－０２８０３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０３６７２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０５１８２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１９－５２７４８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３８０６２０（ＵＳ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、前記基板上に設けられた第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層上に設けられた活性層と、前記活性層上に設けられた第２導電型の第２半導体層と、を有し、前記第１半導体層の一部が、前記活性層及び前記第２半導体層から露出する半導体積層体と、
前記第１半導体層の前記一部上に設けられ、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、
前記第２半導体層上に設けられ、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極を覆い、前記第１電極上に第１開口が設けられ、前記第２電極上に第２開口が設けられた第１絶縁層と、
前記第１絶縁層上に設けられ、前記第１開口で前記第１電極に電気的に接続された第１パッド電極と、
前記第１絶縁層上に設けられ、前記第２開口で前記第２電極に電気的に接続された第２パッド電極と、
を備え、
上面視において、前記第１半導体層の前記一部は、
前記第１パッド電極と前記第２パッド電極の間にあり、前記基板の上面と平行な第１方向に延びる第１領域と、
前記第１方向に交差し前記第１領域から前記第１パッド電極への方向である第２方向に、前記第１領域から延びる複数の第２領域と、
を有し、
前記第１電極は、前記第１領域上及び前記複数の第２領域上に配置されており、
前記第１パッド電極は、上面視で前記複数の第２領域の間に位置する前記活性層を覆う発光素子。
【請求項2】
上面視において、前記第１半導体層の前記一部は、前記第１方向に交差し前記第１領域から前記第２パッド電極への方向である第３方向に、前記第１領域から延びる複数の第３領域を有し、前記第１電極は、前記複数の第３領域上に更に配置されており、
前記第２パッド電極は、上面視で前記複数の第３領域の間に位置する前記活性層を覆う請求項１に記載の発光素子。
【請求項3】
上面視において、前記第１パッド電極及び前記第２パッド電極に覆われる前記活性層の面積は、上面視における前記活性層の面積の７５％以上である、請求項２に記載の発光素子。
【請求項4】
前記第１パッド電極は、上面視で前記複数の第２領域の間に位置する前記活性層と、前記複数の第２領域とを連続して覆い、前記第２パッド電極は、上面視で前記複数の第３領域の間に位置する前記活性層と、前記複数の第３領域とを連続して覆う請求項２または３に記載の発光素子。
【請求項5】
前記第２半導体層は、上面視で前記複数の第３領域の間に位置する中間領域を有し、 前記第２開口は、前記中間領域上に位置する請求項２～４のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項6】
前記第１開口は、前記第１領域上に位置する請求項２～５のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項7】
前記第１領域は、上面視で前記第１半導体層の中心を含む領域である請求項２～６のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項8】
前記第１電極と前記第１絶縁層との間に設けられ、前記第１電極に電気的に接続され、一部が前記第１絶縁層の前記第１開口から露出した第３電極を更に備え、前記第１パッド電極は、前記第１開口で前記第３電極に電気的に接続されている請求項２～７のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項9】
前記第２半導体層、前記活性層、前記第１半導体層の前記一部、および、前記第１電極を覆い、前記第１電極上に第３開口が設けられ、前記第２半導体層上に第４開口が設けられた第２絶縁層を更に備え、前記第３電極は、前記第２絶縁層上に設けられ、前記第３開口で前記第１電極に電気的に接続されており、
前記第２電極は、前記第２絶縁層上に設けられ、前記第４開口で前記第２半導体層に電気的に接続されている請求項８に記載の発光素子。
【請求項10】
前記第４開口は、上面視において、前記複数の第２領域の間に位置する前記活性層及び前記複数の第３領域の間に位置する前記活性層に重なる位置に設けられ、前記第２電極は、上面視において、前記第２絶縁層、前記第４開口、及び、前記第１電極を連続して覆う請求項９に記載の発光素子。
【請求項11】
前記第１領域の前記第１方向の長さが、前記半導体積層体の前記第１方向の長さの６０％以上である請求項１～１０のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項12】
前記活性層は、前記第１領域によって分断された２つの領域を有する請求項２～１１のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項13】
上面視において、前記第１半導体層の前記一部は、前記第１領域に連続し前記基板の外縁に沿う第４領域を更に有し、前記第１電極は、前記第４領域上に更に設けられている請求項１２に記載の発光素子。
【請求項14】
前記活性層は、上面視で、前記第１領域、前記複数の第２領域、及び前記複数の第３領域の周囲を囲む請求項２～１０のいずれか１つに記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
実施形態は、発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、ｎ型層、活性層、及びｐ型層を有する積層体と、ｎ型層上に形成されたｎ電極と、ｐ型層上に形成されたｐ電極と、を備える発光素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－２８０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
実施形態は、活性層において電流が流れる範囲を広げつつ、放熱性に優れた発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
実施形態に係る発光素子は、基板と、前記基板上に設けられた第１導電型の第１半導体層と、前記第１半導体層上に設けられた活性層と、前記活性層上に設けられた第２導電型の第２半導体層と、を有し、前記第１半導体層の一部が、前記活性層及び前記第２半導体層から露出する半導体積層体と、前記第１半導体層の前記一部上に設けられ、前記第１半導体層に電気的に接続された第１電極と、前記第２半導体層上に設けられ、前記第２半導体層に電気的に接続された第２電極と、前記第１電極及び前記第２電極を覆い、前記第１電極上に第１開口が設けられ、前記第２電極上に第２開口が設けられた第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に設けられ、前記第１開口で前記第１電極に電気的に接続された第１パッド電極と、前記第１絶縁層上に設けられ、前記第２開口で前記第２電極に電気的に接続された第２パッド電極と、を備える。上面視において、前記第１半導体層の前記一部は、前記第１パッド電極と前記第２パッド電極の間にあり、前記基板の上面と平行な第１方向に延びる第１領域と、前記第１方向に交差し前記第１領域から前記第１パッド電極への方向である第２方向に、前記第１領域から延びる複数の第２領域と、を有する。前記第１電極は、前記第１領域上及び前記複数の第２領域上に配置されている。前記第１パッド電極は、上面視で前記複数の第２領域の間に位置する前記活性層を覆う。
【発明の効果】
【0006】
一実施形態によれば、活性層において電流が流れる範囲を広げつつ、放熱性に優れた発光素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
【図1】第１の実施形態に係る発光素子を示す上面図である。
【図4】第１の実施形態に係る発光素子の基板及び半導体積層体を示す上面図である。
【図5】第１の実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、及び第１電極を示す上面図である。
【図6】第１の実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、第１電極、及び絶縁層を示す上面図である。
【図7】第１の実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、第１電極、絶縁層、第２電極、及び第３電極を示す上面図である。
【図8】第１の実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、第１電極、絶縁層、第２電極、第３電極、及び他の絶縁層を示す上面図である。
【図9】第１の実施形態に係る発光素子を示す上面図である。
【図10】第２の実施形態に係る発光素子を示す上面図である。
【図12】第２の実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、第１電極、及び絶縁層を示す上面図である。
【図13】第３の実施形態に係る発光素子を示す上面図である。
【図15】第３の実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、及び第１電極を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に、各実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。更に、本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【0009】
また、以下では、説明をわかりやすくするために、ＸＹＺ直交座標系を用いて、各部分の配置および構成を説明する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、相互に直交している。またＸ軸が延びる方向を「Ｘ方向」とし、Ｙ軸が延びる方向を「Ｙ方向」とし、Ｚ軸が延びる方向を「Ｚ方向」とする。また、説明をわかりやすくするために、Ｚ方向を上方、その逆方向を下方とするが、これらの方向は、重力方向とは無関係である。また、上方から対象部材を見ること、又は、対象部材を適宜透過させて見ることを「上面視」という。また、Ｘ方向のうち、矢印の方向を「＋Ｘ方向」といい、その逆方向を「－Ｘ方向」という。また、Ｙ方向のうち、矢印の方向を「＋Ｙ方向」といい、その逆方向を「－Ｙ方向」という。
【0010】
＜第１の実施形態＞
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る発光素子を示す上面図である。
図２は、図１のII－II線における断面図である。
図３は、図１のIII－III線における断面図である。
本実施形態に係る発光素子１００は、フリップチップ実装可能な発光素子である。発光素子１００は、図２及び図３に示すように、基板１１０と、半導体積層体１２０と、第１電極１３０と、絶縁層１４０（第２絶縁層に相当）と、第２電極１５２と、絶縁層１６０（第１絶縁層に相当）と、第１パッド電極１７１と、第２パッド電極１７２と、を備える。発光素子１００は、第３電極１５３を更に備えていてもよい。以下、発光素子１００の各部について詳述する。
先ず、第１の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る発光素子を示す上面図である。
図２は、図１のII－II線における断面図である。
図３は、図１のIII－III線における断面図である。
本実施形態に係る発光素子１００は、フリップチップ実装可能な発光素子である。発光素子１００は、図２及び図３に示すように、基板１１０と、半導体積層体１２０と、第１電極１３０と、絶縁層１４０（第２絶縁層に相当）と、第２電極１５２と、絶縁層１６０（第１絶縁層に相当）と、第１パッド電極１７１と、第２パッド電極１７２と、を備える。発光素子１００は、第３電極１５３を更に備えていてもよい。以下、発光素子１００の各部について詳述する。
【0011】
基板１１０は、半導体積層体１２０を支持する部材である。また、基板１１０は、例えば、半導体積層体１２０をエピタキシャル成長させるための部材である。また、基板１１０は、サファイア等の透光性を備える部材である。他にも、基板１１０の材料としては、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、シリコン（Ｓｉ）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、砒化ガリウム（ＧａＡｓ）、ダイヤモンド、ニオブ酸リチウム、又はガリウム酸ネオジウム等が挙げられる。基板の上面には、複数の凸部が設けられていてもよい。
【0012】
基板１１０の形状は、平板状である。基板１１０の上面は、Ｘ方向及びＹ方向に概ね平行である。ここで、基板の上面に複数の凸部が設けられている場合、基板の上面のうち複数の凸部が設けられていない上面がＸ方向及びＹ方向に概ね平行である。図１に示すように、上面視における基板１１０の形状は、本実施形態では矩形である。上面視において、基板１１０の外縁を構成する４辺のうちの２辺は、Ｘ方向に概ね平行であり、他の２辺は、Ｙ方向に概ね平行である。ただし、基板の形状は、上記の形状に限定されず、例えば、基板の形状は、三角形や、六角形などの多角形とすることができる。ここで、「概ね平行」とは、５度程度のずれは許容されることを意味する。
【0013】
基板１１０の上面には、図２及び図３に示すように、半導体積層体１２０が配置されている。半導体積層体１２０には、例えば、ＩｎＸＡｌＹＧａ１－Ｘ－ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）等の半導体が好適に用いられる。半導体積層体１２０は、基板１１０上に設けられた第１導電型の第１半導体層１２１と、第１半導体層１２１上に設けられた活性層１２２と、活性層１２２上に設けられた第２導電型の第２半導体層１２３と、を有する。
【0014】
図４は、本実施形態に係る発光素子の基板及び半導体積層体を示す上面図である。
なお、図４では、説明をわかりやすくするため、上面視において、第１半導体層１２１において活性層１２２及び第２半導体層１２３から露出している領域、及び第２半導体層１２３が設けられている領域を相互に異なる斜線のハッチングで示している。
なお、図４では、説明をわかりやすくするため、上面視において、第１半導体層１２１において活性層１２２及び第２半導体層１２３から露出している領域、及び第２半導体層１２３が設けられている領域を相互に異なる斜線のハッチングで示している。
【0015】
第１半導体層１２１は、例えばｎ型半導体層である。第１半導体層１２１は、基板１１０の上面のうちの外縁領域１１１ａを除いた領域の概ね全域を覆っている。本実施形態において、上面視における第１半導体層１２１の形状は、略矩形である。
【0016】
活性層１２２は、第１半導体層１２１上に位置する。活性層１２２は、第１半導体層１２１の上面の一部１２１ｓを除いた部分の概ね全域を覆っている。第１半導体層１２１の上面の一部１２１ｓは、第１半導体層１２１の上面のうち活性層１２２及び第２半導体層１２３から露出した面である。
【0017】
第２半導体層１２３は、例えばｐ型半導体層である。第２半導体層１２３は、活性層１２２上に位置する。第２半導体層１２３は、活性層１２２の上面の概ね全域を覆っている。換言すれば、上面視における第２半導体層１２３の形状は、活性層１２２の形状と概ね同じであり、第１半導体層１２１の上面の一部１２１ｓが、活性層１２２及び第２半導体層１２３の両方から露出している。
【0018】
本実施形態では、上面視において、第１半導体層１２１の一部１２１ｓは、第１領域１２１ｓ１と、複数の第２領域１２１ｓ２と、を有する。上面視において、第１半導体層１２１の一部１２１ｓは、複数の第３領域１２１ｓ３と、２つの第４領域１２１ｓ４、１２１ｓ５と、を有してもよい。
【0019】
第１領域１２１ｓ１は、基板１１０の上面と平行な第１方向Ｄ１に延びている。第１方向Ｄ１は、本実施形態では、Ｙ方向と同じ方向である。ただし、第１方向は、Ｙ方向と異なる方向であってもよい。例えば、第１方向は、Ｘ方向及びＹ方向と交差する方向であってもよい。第１領域１２１ｓ１は、本実施形態では、上面視における第１半導体層１２１の中心Ｃを含む。本実施形態のように上面視における第１半導体層の形状が四角形である場合、中心Ｃは、上面視における第１半導体層１２１の外縁の対角線の交点上に位置する。第１半導体層の形状が台形である場合、第１半導体層の中心は、その台形の重心とすることができる。また、上面視における第１半導体層の形状が正多角形状または三角形状の場合、第１半導体層の中心は、その正多角形または三角形の内接円の中心に位置する。
【0020】
本実施形態において、第１領域１２１ｓ１の第１方向Ｄ１の長さＬ１は、半導体積層体１２０の第１方向Ｄ１の長さＬ２と等しい。ここで、後述する第２の実施形態においては、長さＬ１と、長さＬ２とが異なり、長さＬ１は長さＬ２の６０％以上である。更に、後述する第３の実施形態においては、長さＬ１と長さＬ２は等しい。従って、第１の実施形態、第２の実施形態及び第３の実施形態において、長さＬ１は長さＬ２の６０％以上１００％以下である。
【0021】
各第２領域１２１ｓ２は、第１方向Ｄ１と交差する第２方向Ｄ２に、第１領域１２１ｓ１から延びている。本実施形態では、第２方向Ｄ２は、－Ｘ方向である。例えば、複数の第２領域１２１ｓ２は、それぞれが第１方向Ｄ１に直交して第１領域１２１ｓ１から延びていることが好ましい。また、例えば、複数の第２領域１２１ｓ２は、それぞれが、第１方向Ｄ１に略等間隔で配列されていることが好ましい。複数の第２領域１２１ｓ２が、このように設けられていることにより、電流密度分布のばらつきを抑制することができる。ここで、「略等間隔」とは、１μｍ以下の間隔のずれは許容されることを意味する。
【0022】
ただし、本明細書において、「第２領域が第２方向に延びている」とは、第２領域の少なくとも一部が第２方向に延びていることを意味する。したがって、各第２領域は、その一部が第２方向に延びていればよく、その全体が第２方向に延びていなくてもよい。具体的には、例えば、第１半導体層の上面視における形状が矩形である場合、第１半導体層には、全体が第１半導体層の角部に向かって延びる第２領域が設けられていてもよい。この場合、第２領域は、その全体が第１方向及び第２方向と交差する方向に延びているものの、その一部は、第２方向に延びている。このような第２領域が第１半導体層に設けられていることで、第１半導体層の角部にまで電流を広げ易い。また、一の第２領域の全体が延びる方向は、他の第２領域の全体が延びる方向と同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、第１半導体層は、全体が第２方向に延びる一の第２領域と、全体が第１方向及び第２方向と交差する方向に延びる他の第２領域と、を有していてもよい。
【0023】
また、第２領域における第１領域側の端部の第１方向の幅は、第２領域における第２方向側の端部の第１方向幅と異なってもよい。例えば、第２領域の第１方向の幅は、第２方向に向かうにつれて小さくなっていてもよい。このようにすることで、活性層の面積を広くすることができる。
【0024】
同様に、各第３領域１２１ｓ３は、第１方向Ｄ１に交差する第３方向Ｄ３に、第１領域１２１ｓ１から延びている。本実施形態では、第３方向Ｄ３は、＋Ｘ方向である。例えば、複数の第３領域１２１ｓ３は、それぞれが第１方向Ｄ１に直交して延びていることが好ましい。また、例えば、複数の第３領域１２１ｓ３は、それぞれが第１方向Ｄ１に略等間隔で配列されていることが好ましい。複数の第３領域１２１ｓ３が、このように設けられていることにより、電流密度分布のばらつきを抑制することができる。
【0025】
ただし、本明細書において、「第３領域が第３方向に延びている」とは、第３領域の少なくとも一部が第３方向に延びていることを意味する。したがって、各第３領域は、その一部が第３方向に延びていればよく、その全体が第３方向に延びていなくてもよい。具体的には、例えば、第１半導体層の上面視における形状が矩形である場合、第１半導体層には、全体が第１半導体層の角部に向かって延びる第３領域が設けられていてもよい。この場合、第３領域は、その全体が第１方向及び第３方向と交差する方向に延びているものの、その一部は、第３方向に延びている。このような第３領域が第１半導体層に設けられていることで、第１半導体層の角部にまで電流を広げ易い。また、一の第３領域の全体が延びる方向は、他の第３領域の全体が延びる方向と同じであってもよいし、異なっていてもよい。例えば、第１半導体層は、全体が第３方向に延びる一の第３領域と、全体が第１方向及び第３方向と交差する方向に延びる他の第３領域と、を有していてもよい。
【0026】
また、第３領域における第１領域側の端部の第１方向の幅は、第３領域における第３方向側の端部の第１方向の幅と異なってもよい。例えば、第３領域の第１方向の幅は、第３方向に向かうにつれて小さくなっていてもよい。このようにすることで、活性層の面積を広くすることができる。
【0027】
本実施形態では、第２領域１２１ｓ２の数は、第３領域１２１ｓ３の数と等しい。第２領域１２１ｓ２の数は、第３領域１２１ｓ３の数と等しくすることにより、電流密度分布のばらつきを抑制することができる。ただし、第２領域の数は、第３領域の数と異なっていてもよい。また、第２領域の数及び第３領域の数は、それぞれ２以上である限り、上記の数に限定されない。また、上面視において、第２領域１２１ｓ２と第３領域１２１ｓ３とを、上面視において左右対称となるように配置することが好ましい。第２領域１２１ｓ２と第３領域１２１ｓ３とを、そのように配置することで電流密度分布のばらつきを抑制することができる。
【0028】
２つの第４領域１２１ｓ４、１２１ｓ５は、それぞれ、第１領域１２１ｓ１に連続し、基板１１０の外縁領域１１１ａに沿って延びている。具体的には、一方の第４領域１２１ｓ４は、第１領域１２１ｓ１の＋Ｙ方向の端部から－Ｘ方向に延びる第１部分と、第１部分の－Ｘ方向における端部から－Ｙ方向に延びる第２部分と、第２部分の－Ｙ方向における端部から＋Ｘ方向に延び、第１領域１２１ｓ１の－Ｙ方向の端部に連続する第３部分と、を有する。他方の第４領域１２１ｓ５は、第１領域１２１ｓ１の＋Ｙ方向の端部から＋Ｘ方向に延びる第１部分と、第１部分の＋Ｘ方向における端部から－Ｙ方向に延びる第２部分と、第２部分の－Ｙ方向における端部から－Ｘ方向に延び、第１領域１２１ｓ１のＹ－方向の端部に連続する第３部分と、を有する。
【0029】
このように、第１半導体層１２１の一部１２１ｓは、複数の第２領域１２１ｓ２及び複数の第３領域１２１ｓ３を有していることが好ましい。ただし、第１半導体層の活性層及び第２半導体層から露出する一部の形状は、上記の形状に限定されない。例えば、第１半導体層の一部は、第１領域及び複数の第２領域のみを有していてもよい。また、例えば、第１半導体層の一部は、第１領域及び第３方向に延びる複数の第３領域のみを有していてもよい。
【0030】
第１半導体層１２１の上面において活性層１２２及び第２半導体層１２３から露出するこれらの領域１２１ｓ１、１２１ｓ２、１２１ｓ３、１２１ｓ４、１２１ｓ５は、図２に示すように、第１半導体層１２１の上面において活性層１２２及び第２半導体層１２３に覆われた領域よりも、下方に位置する。これらの領域１２１ｓ１、１２１ｓ２、１２１ｓ３、１２１ｓ４、１２１ｓ５は、例えば、第１半導体層１２１の上面の略全域に活性層１２２及び第２半導体層１２３を形成した後、第１半導体層１２１の一部、活性層１２２の一部、及び第２半導体層１２３の一部を除去することによって形成される。
【0031】
図４に示すように、本実施形態では、活性層１２２及び第２半導体層１２３は、それぞれ、第１領域１２１ｓ１によって分断された２つの領域１２４ａ、１２４ｂを有する。上述したように、本実施形態においては、第１領域１２１ｓ１の第１方向Ｄ１の長さＬ１は、半導体積層体１２０の第１方向Ｄ１の長さＬ２と等しいため、活性層１２２及び第２半導体層１２３は第１領域１２１ｓ１によって分断される。
【0032】
上面視において、一方の領域１２４ａは、第１方向Ｄ１に延びる第１延伸領域１２５ａと、第１延伸領域１２５ａに連続し、それぞれが隣り合う第２領域１２１ｓ２の間に位置する複数の中間領域１２５ｂと、第１延伸領域１２５ａに連続し、Ｙ方向から複数の第２領域１２１ｓ２を挟み込むように配置された２つの第２延伸領域１２５ｃと、を含む。同様に、上面視において、他方の領域１２４ｂは、第１方向Ｄ１に延びる第１延伸領域１２６ａと、第１延伸領域１２６ａに連続し、それぞれが隣り合う第３領域１２１ｓ３の間に位置する複数の中間領域１２６ｂと、第１延伸領域１２６ａに連続し、Ｙ方向から複数の第３領域１２１ｓ３を挟み込むように配置された２つの第２延伸領域１２６ｃと、を含む。したがって、複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する活性層１２２、すなわち、活性層１２２の各中間領域１２５ｂは、上面視において、第２半導体層１２３の中間領域１２５ｂと重なっている。同様に、複数の第３領域１２１ｓ３の間に位置する活性層１２２、すなわち、活性層１２２の各中間領域１２６ｂは、上面視において、第２半導体層１２３の中間領域１２６ｂと重なっている。
【0033】
【0034】
【0035】
第１電極１３０は、金属等の導電材料からなる。第１電極１３０に用いられる金属としては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、又はルテニウム（Ｒｕ）等が挙げられる。第１電極１３０は、これらの金属のうちの１種にからなってもよいし、これらの金属を積層した構造であってもよいし、これらの金属を含む合金からなってもよい。
【0036】
第１電極１３０は、本実施形態では、第１半導体層１２１の第１領域１２１ｓ１、複数の第２領域１２１ｓ２、及び複数の第３領域１２１ｓ３上に配置されており、これらの領域１２１ｓ１、１２１ｓ２、１２１ｓ３に接している。第１電極１３０は、活性層１２２及び第２半導体層１２３から離隔している。第１電極１３０は、本実施形態では、２つの第４領域１２１ｓ４、１２１ｓ５上には設けられていない。
【0037】
具体的には、第１電極１３０は、第１領域１２１ｓ１上に配置され、第１方向Ｄ１に延びる第１延伸部１３１と、第１延伸部１３１から第２方向Ｄ２に延び、各第２領域１２１ｓ２上に配置された複数の第２延伸部１３２と、第１延伸部１３１から第３方向Ｄ３に延び、各第３領域１２１ｓ３上に配置された複数の第３延伸部１３３と、を有する。第１延伸部１３１は、本実施形態では、最も＋Ｙ方向に位置する第２延伸部１３２及び第３延伸部１３３よりも＋Ｙ方向に突出している。また、第１延伸部１３１は、本実施形態では、最も－Ｙ方向に位置する第２延伸部１３２及び第３延伸部１３３よりも－Ｙ方向に突出している。また、第１延伸部１３１は、上面視において、第１半導体層１２１の外縁よりも内側に位置する。
【0038】
ただし、第１電極の形状は、上記の形状に限定されない。例えば、第１電極の第１延伸部は、最も＋Ｙ方向に位置する第２延伸部及び第３延伸部よりも＋Ｙ方向に突出していなくてもよい。換言すると、第１電極の第１延伸部の＋Ｙ方向の端部は、最も＋Ｙ方向に位置する第２延伸部及び第３延伸部の延長線上に位置してもよく、もしくは、最も＋Ｙ方向に位置する第２延伸部及び第３延伸部よりも－Ｙ方向に凹んでいてもよい。また、第１電極の第１延伸部は、最も－Ｙ方向に位置する第２延伸部及び第３延伸部よりも－Ｙ方向に突出していなくてもよい。換言すると、第１電極の第１延伸部の－Ｙ方向の端部は、最も－Ｙ方向に位置する第２延伸部及び第３延伸部と延長線上に位置してもよく、もしくは、最も－Ｙ方向に位置する第２延伸部及び第３延伸部よりも＋Ｙ方向に凹んでいてもよい。
【0039】
【0040】
図６は、本実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、第１電極、及び絶縁層を示す上面図である。
なお、図６では、説明をわかりやすくするため、絶縁層１４０が設けられている領域を斜線のハッチングで示している。
なお、図６では、説明をわかりやすくするため、絶縁層１４０が設けられている領域を斜線のハッチングで示している。
【0041】
絶縁層１４０は、絶縁材料からなる。絶縁層１４０に用いられる絶縁材料としては、例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯ２）又はシリコン窒化物（ＳｉＮ）等が挙げられる。
【0042】
上面視における絶縁層１４０の外縁の形状は、第１半導体層１２１の形状と概ね相似である。
【0043】
絶縁層１４０には、第１領域１２１ｓ１及び第１電極１３０の第１延伸部１３１上に開口１４１（第３開口に相当）が設けられている。これにより、絶縁層１４０から、第１延伸部１３１が露出している。ただし、開口の位置は、上記の位置に限定されない。例えば、開口は、第２延伸部上に設けられていてもよい。上面視における開口１４１の形状は、第１方向Ｄ１を長手方向とし、略矩形である。ただし、開口の形状は上記の形状に限定されない。
【0044】
また、絶縁層１４０には、第２半導体層１２３上に２つの開口１４２ａ、１４２ｂ（第４開口に相当）が設けられている。各開口１４２ａ、１４２ｂは、本実施形態では、上面視において、複数の第２領域１２１ｓ２の間及び複数の第３領域１２１ｓ３の間に位置する活性層１２２に重なる位置に設けられている。具体的には、一方の開口１４２ａは、活性層１２２及び第２半導体層１２３の一方の領域１２４ａ上に配置されている。上面視における一方の開口１４２ａの形状は、一方の領域１２４ａの形状と概ね相似であり、一方の領域１２４ａよりも小さい。これにより、絶縁層１４０から、第２半導体層１２３の一方の領域１２４ａの外縁部を除いた部分が露出している。同様に、他方の開口１４２ｂは、活性層１２２及び第２半導体層１２３の他方の領域１２４ｂ上に配置されている。上面視における他方の開口１４２ｂの形状は、他方の領域１２４ｂの形状と概ね相似であり、他方の領域１２４ｂよりも小さい。これにより、絶縁層１４０から、第２半導体層１２３の他方の領域１２４ｂの外縁部を除いた部分が露出している。
【0045】
絶縁層１４０は、第１半導体層１２１の第１領域１２１ｓ１の一部と、各第２領域１２１ｓ２の全域と、各第３領域１２１ｓ３の全域と、各第４領域１２１ｓ４、１２１ｓ５の一部と、活性層１２２及び第２半導体層１２３の各領域１２４ａ、１２４ｂの外縁部と、を連続して覆っている。したがって、図２及び図３に示すように、絶縁層１４０は、活性層１２２と第１電極１３０との間、及び第２半導体層１２３と第１電極１３０との間に配置されており、活性層１２２の側面及び第２半導体層１２３の側面は、絶縁層１４０に覆われている。
【0046】
図７は、本実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、第１電極、絶縁層、第２電極、及び第３電極を示す上面図である。
なお、図７では、説明をわかりやすくするため、第２電極１５２及び第３電極１５３が設けられている領域を相互に異なる斜線のハッチングで示している。
なお、図７では、説明をわかりやすくするため、第２電極１５２及び第３電極１５３が設けられている領域を相互に異なる斜線のハッチングで示している。
【0047】
第２電極１５２は、金属等の導電材料からなる。第２電極１５２に用いられる金属としては、例えば、ロジウム（Ｒｈ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）又はチタン（Ｔｉ）等の比較的の光反射性高い金属が挙げられる。第２電極１５２は、これらの金属のうちの１種にからなってもよいし、これらの金属を積層した構造であってもよいし、これらの金属を含む合金からなってもよい。第２電極１５２は、第２半導体層１２３及び絶縁層１４０上に設けられ、各開口１４２ａ、１４２ｂで第２半導体層１２３に電気的に接続されている。第２電極１５２を、金属を積層した構造とする場合、例えば、上述した金属の中でも比較的光反射性の高いＲｈやＡｇなどを、第２半導体層１２３及び絶縁層１４０側に位置するように設けることで、光取り出し効率を向上させることができる。
【0048】
具体的には、上面視における第２電極１５２の外縁の形状は、上面視における絶縁層１４０の外縁の形状と概ね相似であり、第２電極１５２の外縁は、絶縁層１４０の外縁よりも内側に位置する。
【0049】
第２電極１５２には、絶縁層１４０の開口１４１上に、開口１５２ａが設けられている。開口１５２ａの形状は、開口１４１の形状と概ね相似である。開口１５２ａは、開口１４１よりも大きい。これにより、第２電極１５２から、第１電極１３０の第１延伸部１３１及び絶縁層１４０の開口１４１の周囲の部分が露出している。ただし、第２電極の開口の形状は、上記の形状に限定されない。
【0050】
第２電極１５２は、上面視において、絶縁層１４０、絶縁層１４０の各開口１４２ａ、１４２ｂ、及び、第１電極１３０を連続して覆っている。具体的には、第２電極１５２は、絶縁層１４０において外縁部及び開口１４１の周囲の部分を除いた部分の概ね全域と、２つの開口１４２ａ、１４２ｂと、を連続して覆っている。そのため、第２電極１５２は、絶縁層１４０を介して、第１電極１３０の第１延伸部１３１において開口１４１と上面視で重なる部分を除いた部分と、各第２延伸部１３２の全域と、各第３延伸部１３３の全域と、を覆っている。第２電極１５２は、図２に示すように、第２半導体層１２３において、各開口１４２ａ、１４２ｂにより絶縁層１４０から露出した領域に接している。
【0051】
第３電極１５３は、導電材料からなる。第３電極１５３は、第２電極１５２と同様に、比較的光反射性の高い金属材料を含むことが好ましい。第３電極１５３は、絶縁層１４０上に設けられ、絶縁層１４０の開口１４１で第１電極１３０に電気的に接続されている。
【0052】
具体的には、第３電極１５３は、第２電極１５２の開口１５２ａ内に配置されている。第３電極１５３の形状は、図７に示すように、絶縁層１４０の開口１４１及び第２電極１５２の開口１５２ａの形状と概ね相似である。第３電極１５３は、開口１４１より大きく開口１５２ａよりも小さい。第３電極１５３は、第２電極１５２から離隔している。ただし、第３電極の開口の形状は、上記の形状に限定されない。
【0053】
第３電極１５３は、図２に示すように絶縁層１４０の開口１４１及びその周囲の領域を覆っている。第３電極１５３は、第１電極１３０の第１延伸部１３１において、開口１４１により絶縁層１４０から露出した領域に接している。
【0054】
図８は、本実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、第１電極、絶縁層、第２電極、第３電極、及び他の絶縁層を示す上面図である。
なお、図８では、説明をわかりやすくするため、絶縁層１６０が設けられている領域を斜線のハッチングで示している。
なお、図８では、説明をわかりやすくするため、絶縁層１６０が設けられている領域を斜線のハッチングで示している。
【0055】
絶縁層１６０の材料は、絶縁層１４０と同様に絶縁材料からなる。上面視における絶縁層１６０の外縁の形状は、基板１１０の形状と概ね同じ形状である。
【0056】
絶縁層１６０には、第１電極１３０の上に、開口１６１（第１開口に相当）が設けられている。開口１６１は、第１半導体層１２１の第１領域１２１ｓ１上に位置する。具体的には、開口１６１は、第３電極１５３の－Ｘ方向における端部上に位置し、Ｙ方向に延びている。これにより、絶縁層１６０から第３電極１５３の一部が露出する。ただし、開口の位置及び形状は、上記に限定されない。
【0057】
また、絶縁層１６０には、第２電極１５２の上に、複数の開口１６２（第２開口に相当）が設けられている。具体的には、各開口１６２は、第２電極１５２の上であって、上面視で第１電極１３０の隣り合う第３延伸部１３３の間に位置する。すなわち、各開口１６２は、第２半導体層１２３の中間領域１２６ｂ上に位置する。これにより、絶縁層１６０から第２電極１５２の一部が露出する。各開口１６２の形状は、Ｘ方向を長手方向とする長方形である。ただし、開口の位置及び形状は、上記に限定されない。また、開口は、第２半導体層の複数の中間領域上のいずれかに位置していればよい。従って、開口の数は１つであってもよい。
【0058】
絶縁層１６０は、基板１１０の上面の外縁領域１１１ａ、絶縁層１４０の外縁部、第２電極１５２において開口１６２と上面視で重なる部分を除いた部分の全域、及び第３電極１５３において開口１６１と上面視で重なる部分を除いた部分の全域を連続して覆っている。また、絶縁層１６０は、第３電極１５３及び絶縁層１４０を介して第１電極１３０を覆っている。
【0059】
【0060】
第１パッド電極１７１は、金属等の導電材料からなる。第１パッド電極１７１に用いられる金属としては、例えばニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、プラチナ（Ｐｔ）、銅（Ｃｕ）、又は金（Ａｕ）等が挙げられる。第１パッド電極１７１は、これらの金属のうちの１種にからなってもよいし、これらの金属を積層した構造であってもよいし、これらの金属を含む合金からなってもよい。第１パッド電極１７１は、図２及び図９に示すように、絶縁層１６０上に設けられ、開口１６１で第１電極１３０に電気的に接続されている。
【0061】
図９に示すように、上面視における第１パッド電極１７１の形状は、Ｙ方向を長手方向とする六角形にすることができる。上面視において、第１パッド電極１７１の外縁を構成する６辺のうちの２辺は、Ｘ方向に平行であり、他の２辺はＹ方向に平行であり、残りの２辺は、Ｘ方向及びＹ方向に対して傾斜している。第１パッド電極１７１をこのような形状にすることで、後述する第２パッド電極１７２と異なる形状とし、第１パッド電極１７１および第２パッド電極１７２の極性を形状により判断することができる。ただし、第１パッド電極の形状は、上記の形状に特に限定されない。
【0062】
第１パッド電極１７１は、上面視で第１半導体層１２１の複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する活性層１２２と、複数の第２領域１２１ｓ２とを連続して覆っている。具体的には、第１パッド電極１７１は、活性層１２２及び第２半導体層１２３の一方の領域１２４ａの第１延伸領域１２５ａの一部と、各中間領域１２５ｂの全域と、各第２延伸領域１２５ｃの一部と、第１半導体層１２１の各第２領域１２１ｓ２の全域と、絶縁層１６０の開口１６１と、を連続して覆っている。第１パッド電極１７１は、図２に示すように、第３電極１５３において開口１６１により絶縁層１６０から露出した部分に接している。
【0063】
第２パッド電極１７２は、第１パッド電極１７１と同様に、金属材料等の導電材料からなる。第２パッド電極１７２は、絶縁層１６０上に設けられ、複数の開口１６２で第２電極１５２に電気的に接続されている。第２パッド電極１７２は、第１パッド電極１７１から離隔している。
【0064】
具体的には、上面視における第２パッド電極１７２の形状は、本実施形態ではＹ方向を長手方向とする長方形である。ただし、第１パッド電極の形状は、上記の形状に特に限定されない。
【0065】
第２パッド電極１７２は、上面視で、第１半導体層１２１の複数の第３領域１２１ｓ３の間に位置する活性層１２２と、複数の第３領域１２１ｓ３とを連続して覆っている。具体的には、第２パッド電極１７２は、活性層１２２及び第２半導体層１２３の他方の領域１２４ｂの第１延伸領域１２６ａの一部と、各中間領域１２６ｂの全域と、各第２延伸領域１２６ｃの一部を覆っている。第２パッド電極１７２は、図２に示すように、第２電極１５２において各開口１６２により絶縁層１６０から露出した部分に接している。
【0066】
したがって、第１半導体層１２１の第１領域１２１ｓ１は、上面視において、第１パッド電極１７１と第２パッド電極１７２との間にある。ここで、「第１半導体層１２１の第１領域１２１ｓ１は、上面視において、第１パッド電極１７１と第２パッド電極１７２との間にある」とは、第１領域１２１ｓ１の少なくとも一部が、第１パッド電極１７１と第２パッド電極１７２との間に位置することを意味する。したがって、本実施形態のように上面視において第１パッド電極１７１と第１領域１２１ｓ１が部分的に重なっていてもよいし、第１パッド電極１７１と第１領域１２１ｓ１が重なっていなくてもよい。そして、第２方向Ｄ２とは、上面視において、第１領域１２１ｓ１から第１パッド電極１７１に向かう方向である。また、第３方向Ｄ３とは、上面視において、第１領域１２１ｓ１から第２パッド電極１７２に向かう方向である。
【0067】
第１パッド電極１７１及び第２パッド電極１７２は、例えば半田等の導電性の接合部材により、外部の実装基板に接合される。
【0068】
次に、本実施形態に係る発光素子１００の動作について説明する。
第１パッド電極１７１は、図２に示すように、第３電極１５３及び第１電極１３０を介して、第１半導体層１２１に電気的に接続されている。また、第２パッド電極１７２は、第２電極１５２を介して、第２半導体層１２３に接続されている。外部の実装基板を用いて第１パッド電極１７１と第２パッド電極１７２との間に電圧を印加することで、第１半導体層１２１内の電子と、第２半導体層１２３内の正孔が、活性層１２２において再結合する。これにより、活性層１２２が発光する。
第１パッド電極１７１は、図２に示すように、第３電極１５３及び第１電極１３０を介して、第１半導体層１２１に電気的に接続されている。また、第２パッド電極１７２は、第２電極１５２を介して、第２半導体層１２３に接続されている。外部の実装基板を用いて第１パッド電極１７１と第２パッド電極１７２との間に電圧を印加することで、第１半導体層１２１内の電子と、第２半導体層１２３内の正孔が、活性層１２２において再結合する。これにより、活性層１２２が発光する。
【0069】
本実施形態に係る発光素子１００においては、第１半導体層１２１の第１領域１２１ｓ１、複数の第２領域１２１ｓ２、及び複数の第３領域１２１ｓ３が活性層１２２及び第２半導体層１２３から露出している。そして、第１電極１３０が、第１領域１２１ｓ１、複数の第２領域１２１ｓ２、及び複数の第３領域１２１ｓ３上に設けられている。そのため、活性層１２２において、第１領域１２１ｓ１から離れた部分にも、複数の第２領域１２１ｓ２及び複数の第３領域１２１ｓ３から電子が供給される。そのため、複数の第２領域１２１ｓ２及び複数の第３領域１２１ｓ３が設けられていない場合と比較して、本実施形態では、活性層１２２において電流が流れる範囲を広げることができる。
【0070】
一方、上面視で、活性層１２２において複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する各中間領域１２５ｂ及び複数の第３領域１２１ｓ３の間に位置する各中間領域１２６ｂは、第１半導体層１２１から電子が供給され易いため、再結合が起こり易い。そのため、活性層１２２の各中間領域１２５ｂ、１２６ｂは、発熱し易い。
【0071】
これに対して、発光素子１００においては、図９に示すように、上面視で第１パッド電極１７１が、活性層１２２の各中間領域１２５ｂを覆っている。また、上面視で第２パッド電極１７２が活性層１２２の各中間領域１２６ｂを覆っている。そのため、活性層１２２の各中間領域１２５ｂ、１２６ｂにおいて生じた熱が、真上に位置する第１パッド電極１７１又は第２パッド電極１７２に伝搬し易い。そのため、活性層１２２の各中間領域１２５ｂ、１２６ｂに生じた熱を、真上に設けられた第１パッド電極１７１及び第２パッド電極１７２により、外部に効率的に逃がすことができる。なお、活性層１２２の発熱は、特に半導体積層体１２０のガリウム（Ｇａ）に対するアルミニウム（Ａｌ）の含有比率が大きい場合に発生しやすい傾向にある。従って、例えば、第１半導体層１２１がＩｎＸＡｌＹＧａ１－Ｘ－ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）でありＹ≧０．５の場合において、上面視で第１パッド電極１７１が、活性層１２２の各中間領域１２５ｂを覆っており、上面視で第２パッド電極１７２が活性層１２２の各中間領域１２６ｂを覆っていることが好ましい。
【0072】
次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態に係る発光素子１００においては、第１半導体層１２１の一部１２１ｓが、活性層１２２及び第２半導体層１２３から露出している。上面視において、第１半導体層１２１の一部１２１ｓは、第１パッド電極１７１と第２パッド電極１７２の間にあり、基板１１０の上面と平行な第１方向Ｄ１の長さが半導体積層体１２０の第１方向Ｄ１の長さの６０％以上である第１領域１２１ｓ１と、第１方向Ｄ１に交差し第１領域１２１ｓ１から第１パッド電極１７１への方向である第２方向Ｄ２に、第１領域１２１ｓ１から延びる複数の第２領域１２１ｓ２と、を有する。第１電極１３０は、第１領域１２１ｓ１上及び複数の第２領域１２１ｓ２上に配置されている。その結果、活性層１２２において電流が流れる範囲を広げることができる。
本実施形態に係る発光素子１００においては、第１半導体層１２１の一部１２１ｓが、活性層１２２及び第２半導体層１２３から露出している。上面視において、第１半導体層１２１の一部１２１ｓは、第１パッド電極１７１と第２パッド電極１７２の間にあり、基板１１０の上面と平行な第１方向Ｄ１の長さが半導体積層体１２０の第１方向Ｄ１の長さの６０％以上である第１領域１２１ｓ１と、第１方向Ｄ１に交差し第１領域１２１ｓ１から第１パッド電極１７１への方向である第２方向Ｄ２に、第１領域１２１ｓ１から延びる複数の第２領域１２１ｓ２と、を有する。第１電極１３０は、第１領域１２１ｓ１上及び複数の第２領域１２１ｓ２上に配置されている。その結果、活性層１２２において電流が流れる範囲を広げることができる。
【0073】
一方、活性層１２２において、複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する部分には、電子が供給され易く、発熱し易くなる。これに対して、本実施形態では、第１パッド電極１７１は、上面視で複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する活性層１２２を覆っている。そのため、活性層１２２において生じた熱を、真上に配置される第１パッド電極１７１により外部に逃がし易い。
以上より、活性層１２２において電流が流れる範囲を広げつつ、放熱性に優れた発光素子１００を提供できる。
以上より、活性層１２２において電流が流れる範囲を広げつつ、放熱性に優れた発光素子１００を提供できる。
【0074】
また、上面視において、第１半導体層１２１の一部１２１ｓは、第１方向Ｄ１に交差し第１領域１２１ｓ１から第２パッド電極１７２への方向である第３方向Ｄ３に、第１領域１２１ｓ１から延びる複数の第３領域１２１ｓ３を更に有する。第１電極１３０は、複数の第３領域１２１ｓ３上に更に配置されている。そのため、活性層１２２において電流が流れる範囲を更に広げることができる。
【0075】
一方、活性層１２２において、複数の第３領域１２１ｓ３の間に位置する部分には、電子が供給され易く、発熱し易くなる。これに対して、本実施形態では、第２パッド電極１７２は、上面視で複数の第３領域１２１ｓ３の間に位置する活性層１２２を覆っている。そのため、活性層１２２において生じた熱を、真上に配置される第２パッド電極１７２により逃がし易い。その結果、発光素子１００の放熱性を高くできる。
【0076】
また、上面視において、第１パッド電極１７１及び第２パッド電極１７２に覆われる活性層１２２の面積は、上面視における活性層１２２の面積の７５％以上である。このように、活性層１２２の大部分を第１パッド電極１７１及び第２パッド電極１７２によって覆うことで、発光素子１００の放熱性を高くできる。
【0077】
ここで、活性層１２２が発する光のピーク波長が紫外域から深紫外域である場合、活性層１２２が発熱し易い。そのため、活性層１２２が発する光のピーク波長が紫外域から深紫外域である場合は、第１パッド電極１７１及び第２パッド電極１７２に覆われる活性層１２２の面積は、上面視における活性層１２２の面積の８０％以上が好ましく、上面視における活性層１２２の面積の９０％以上が更に好ましい。ここで、紫外域とは、例えば、波長が４００ｎｍ以下であることを意味し、深紫外域とは、例えば、波長が３００ｎｍ以下であることを意味する。
【0078】
また、半導体積層体１２０のガリウム（Ｇａ）に対するアルミニウム（Ａｌ）の含有比率が大きい場合、活性層１２２が発熱しやすい。例えば、第１半導体層１２１がＩｎＸＡｌＹＧａ１－Ｘ－ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）でありＹ≧０．５の場合において活性層１２２が発熱し易い。そのため、半導体積層体１２０がＩｎＸＡｌＹＧａ１－Ｘ－ＹＮでありＹ≧０．５の場合において、第１パッド電極１７１及び第２パッド電極１７２に覆われる活性層１２２の面積は、上面視における活性層１２２の面積の８０％以上が好ましく、上面視における活性層１２２の面積の９０％以上が更に好ましい。
【0079】
また、第１パッド電極１７１は、上面視で複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する活性層１２２と、複数の第２領域１２１ｓ２とを連続して覆う。第２パッド電極１７２は、上面視で複数の第３領域１２１ｓ３の間に位置する活性層１２２と、複数の第３領域１２１ｓ３とを連続して覆う。そのため、活性層１２２において複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する中間領域１２５ｂ、活性層１２２において複数の第３領域１２１ｓ３の間に位置する中間領域１２６ｂ、複数の第２領域１２１ｓ２、及び複数の第３領域１２１ｓ３において生じた熱を、第１パッド電極１７１又は第２パッド電極により効率的に外部に逃がすことができる。その結果、発光素子１００の放熱性を高くできる。
【0080】
また、第２半導体層１２３は、上面視で複数の第３領域１２１ｓ３の間に位置する中間領域１２６ｂを有する。開口１６２は、中間領域１２６ｂ上に位置する。そのため、発熱しやすい中間領域１２６ｂにおいて生じた熱が、開口１６２内に配置された第２電極１５２を介して、第２パッド電極１７２に伝搬し易い。その結果、発光素子１００の放熱性を高くできる。
【0081】
また、開口１６１は、第１領域１２１ｓ１上に位置する。そのため、第１半導体層１２１から、活性層１２２の２つの領域１２４ａ、１２４ｂのうちの一方に、電子が偏って供給されることを抑制できる。その結果、活性層１２２の電流密度分布のばらつきを抑制できる。
【0082】
また、第１領域１２１ｓ１は、上面視で第１半導体層１２１の中心Ｃを含む領域である。このように、第１領域１２１ｓ１が、第１半導体層１２１の略中央に位置し、そこから複数の第２領域１２１ｓ２及び複数の第３領域１２１ｓ３が延びている。そのため、活性層１２２の電流密度分布のばらつきを抑制できる。
【0083】
また、発光素子１００は、第１電極１３０と絶縁層１６０との間に設けられ、第１電極１３０に電気的に接続され、一部が絶縁層１６０の開口１６１から露出した第３電極１５３を更に備える。第１パッド電極１７１は、開口１６１で第３電極１５３に電気的に接続されている。したがって、第３電極１５３が設けられていない場合と比較して、第１領域１２１ｓ１上の電極の厚みを、厚くできる。これにより、順方向電圧を抑制できる。また、第２電極１５２の材料と第３電極１５３の材料が同じである場合、エッチングにより絶縁層１６０に開口１６１、１６２を形成する際に露出する部材のエッチングレートを統一できる。そのため、エッチングにより開口１６１、１６２を容易に形成できる。
【0084】
また、発光素子１００は、第２半導体層１２３、活性層１２２、第１半導体層１２１の一部１２１ｓ、及び第１電極１３０を覆い、第１電極１３０上に開口１４１が設けられ、第２半導体層１２３上に開口１４２ａ、１４２ｂが設けられた絶縁層１４０を更に備える。第３電極１５３は、絶縁層１４０上に設けられ、開口１４１で第１電極１３０に電気的に接続されている。第２電極１５２は、絶縁層１４０上に設けられ、開口１４２ａ、１４２ｂで第２半導体層１２３に電気的に接続されている。従って、第２電極１５２及び第３電極１５３が、絶縁層１４０上に乗りあげて形成されており、第２電極１５２及び第３電極１５３の上面視の面積が大きい。そのため、活性層１２２からの光を第２電極１５２及び第３電極１５３により効果的に反射し、発光素子１００の光の取り出し効率を向上させることができる。
【0085】
また、開口１４２ａ、１４２ｂは、上面視において、複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する活性層１２２及び複数の第３領域１２１ｓ３の間に位置する活性層１２２に重なる位置に設けられている。第２電極１５２は、上面視において、絶縁層１４０、開口１４２ａ、１４２ｂ、及び、第１電極１３０を連続して覆う。従って、第２電極１５２は、絶縁層１４０上に乗り上げており、更に、上面視で第１電極１３０に重なって形成されている。このように、第２電極１５２が形成されていることで、第２電極１５２により活性層１２２からの光をさらに効果的に反射することができ、発光素子１００の光の取り出し効率を向上させることができる。
【0086】
また、活性層１２２は、第１領域１２１ｓ１によって分断された２つの領域１２４ａ、１２４ｂを有する。このように、活性層１２２が分断されていることで、上面視において、２つのパッド電極１７１、１７２に覆われない活性層１２２の面積を低減することができ、活性層１２２から発生する熱を２つのパッド電極１７１、１７２により放熱しやすくすることができる。
【0087】
＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態に係る発光素子を示す上面図である。
図１１は、図１０のXI-XI線における断面図である。
図１２は、本実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、第１電極、及び絶縁層を示す上面図である。
本実施形態に係る発光素子２００は、活性層２２２及び第２半導体層２２３が、上面視で、第１半導体層１２１の第１領域２２１ｓ１、複数の第２領域１２１ｓ２、及び複数の第３領域１２１ｓ３を連続して囲んでいる点等で、第１の実施形態に係る発光素子１００と相違する。
なお、以下の説明においては、原則として、第１の実施形態との相違点のみを説明する。以下に説明する事項以外は、第１の実施形態と同様である。後述する他の実施形態についても同様である。
次に、第２の実施形態について説明する。
図１０は、本実施形態に係る発光素子を示す上面図である。
図１１は、図１０のXI-XI線における断面図である。
図１２は、本実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、第１電極、及び絶縁層を示す上面図である。
本実施形態に係る発光素子２００は、活性層２２２及び第２半導体層２２３が、上面視で、第１半導体層１２１の第１領域２２１ｓ１、複数の第２領域１２１ｓ２、及び複数の第３領域１２１ｓ３を連続して囲んでいる点等で、第１の実施形態に係る発光素子１００と相違する。
なお、以下の説明においては、原則として、第１の実施形態との相違点のみを説明する。以下に説明する事項以外は、第１の実施形態と同様である。後述する他の実施形態についても同様である。
【0088】
本実施形態では、活性層２２２及び第２半導体層２２３から露出する第１半導体層１２１の一部１２１ｓは、第１領域２２１ｓ１の形状及び第４領域２２１ｓ４の形状において、第１の実施形態における第１半導体層１２１の一部１２１ｓと相違する。具体的には、図１２に示すように、第１方向Ｄ１に延びる第１領域２２１ｓ１の第１方向Ｄ１の両端部は、半導体積層体１２０の外縁に到達していない。換言すると、第１方向Ｄ１に延びる第１領域２２１ｓ１の第１方向Ｄ１の両端部は、半導体積層体１２０の外縁から離れている。また、第４領域２２１ｓ４は、第１領域２２１ｓ１、複数の第２領域１２１ｓ２、及び複数の第３領域１２１ｓ３から離隔し、基板１１０の外縁領域１１１ａに沿って、これらの領域２２１ｓ１、１２１ｓ２、１２１ｓ３を囲んでいる。
【0089】
したがって、本実施形態では、活性層２２２及び第２半導体層２２３の形状も、第１の実施形態における活性層１２２及び第２半導体層１２３の形状と相違する。具体的には、活性層２２２及び第２半導体層２２３は、それぞれ、第１の実施形態における２つの領域１２４ａ、１２４ｂを接続したような形状を有する。活性層２２２及び第２半導体層２２３は、それぞれ、上面視で、複数の第１中間領域２２５ａと、複数の第２中間領域２２５ｂと、外縁領域２２５ｃと、を有する。各第１中間領域２２５ａは、隣り合う第２領域１２１ｓ２の間に位置する。各第２中間領域２２５ｂは、隣り合う第３領域１２１ｓ３の間に位置する。外縁領域２２５ｃは、各第１中間領域２２５ａの－Ｘ方向の端部に連続し、各第２中間領域２２５ｂの＋Ｘ方向の端部に連続している。また、外縁領域２２５ｃは、第４領域２２１ｓ４に沿って複数の第１中間領域２２５ａ及び複数の第２中間領域２２５ｂを囲んでいる。
【0090】
上述したように、第２の実施形態において、第１領域２２１ｓ１の第１方向Ｄ１の長さＬ１は、半導体積層体１２０の第１方向Ｄ１の長さＬ２の６０％以上である。また、第２の実施形態において、長さＬ１は、長さＬ２の７０％以上であることが好ましく、長さＬ２の８０％以上であることが更に好ましい。長さＬ１を上述した長さにすることで、上面視において、２つのパッド電極１７１、１７２の間で、２つのパッド電極１７１、１７２に覆われない活性層１２２の面積を低減することができ、活性層１２２から発生する熱を２つのパッド電極１７１、１７２により放熱しやすくすることができる。
【0091】
また、本実施形態では、第１電極２３０の第１延伸部２３１の形状も、第１の実施形態における第１延伸部１３１と相違する。具体的には、第１方向Ｄ１に延びる第１延伸部２３１は、最も＋Ｙ方向に位置する第２延伸部１３２及び第３延伸部１３３よりも＋Ｙ方向に突出していない。換言すると、第１電極２３０の第１延伸部２３１の＋Ｙ方向の端部は、最も＋Ｙ方向に位置する第２延伸部１３２及び第３延伸部１３３の延長線上に位置している。また、第１延伸部２３１は、最も－Ｙ方向に位置する第２延伸部１３２及び第３延伸部１３３よりも－Ｙ方向に突出していない。換言すると、第１電極２３０の第１延伸部２３１の－Ｙ方向の端部は、最も－Ｙ方向に位置する第２延伸部１３２及び第３延伸部１３３の延長線上に位置している。
【0092】
また、本実施形態では、絶縁層２４０には、第２半導体層１２３を露出する開口２４２の数が１つである点で、第１の実施形態における絶縁層１４０と相違する。開口２４２は、第１の実施形態における開口１４２ａ、１４２ｂ同士を接続したような形状を有している。
【0093】
次に、本実施形態の効果を説明する。
本実施形態においても、第１の実施形態に係る発光素子１００と同様に、第１半導体層１２１の一部１２１ｓが、第１領域２２１ｓ１及び複数の第２領域１２１ｓ２を含む。そして、第１電極２３０が第１領域２２１ｓ１及び複数の第２領域１２１ｓ２上に配置される。そして、第１パッド電極１７１が、上面視で、複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する活性層２２２を覆う。したがって、複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する活性層２２２において生じた熱を第１パッド電極１７１により放熱しやすくすることができる。
本実施形態においても、第１の実施形態に係る発光素子１００と同様に、第１半導体層１２１の一部１２１ｓが、第１領域２２１ｓ１及び複数の第２領域１２１ｓ２を含む。そして、第１電極２３０が第１領域２２１ｓ１及び複数の第２領域１２１ｓ２上に配置される。そして、第１パッド電極１７１が、上面視で、複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する活性層２２２を覆う。したがって、複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する活性層２２２において生じた熱を第１パッド電極１７１により放熱しやすくすることができる。
【0094】
また、本実施形態においては、活性層２２２は、上面視で、第１領域２２１ｓ１、複数の第２領域１２１ｓ２、及び複数の第３領域１２１ｓ３の周囲を囲む。そのため、活性層２２２において複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する複数の第１中間領域２２５ａと複数の第３領域１２１ｓ３の間に位置する複数の第２中間領域２２５ｂが、繋がっている。その結果、活性層２２２の電流密度分布のばらつきを抑制できる。
【0095】
＜第３の実施形態＞
次に、第３の実施形態について説明する。
図１３は、本実施形態に係る発光素子を示す上面図である。
図１４は、図１３のXIV-XIV線における断面図である。
図１５は、本実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、及び第１電極を示す上面図である。
本実施形態に係る発光素子３００は、第１電極３３０が第１半導体層１２１の第４領域１２１ｓ４上にも設けられている点等で、第１の実施形態に係る発光素子１００と相違する。
次に、第３の実施形態について説明する。
図１３は、本実施形態に係る発光素子を示す上面図である。
図１４は、図１３のXIV-XIV線における断面図である。
図１５は、本実施形態に係る発光素子の基板、半導体積層体、及び第１電極を示す上面図である。
本実施形態に係る発光素子３００は、第１電極３３０が第１半導体層１２１の第４領域１２１ｓ４上にも設けられている点等で、第１の実施形態に係る発光素子１００と相違する。
【0096】
具体的には、第１電極３３０は、図１５に示すように、第１延伸部１３１、複数の第２延伸部１３２、及び複数の第３延伸部１３３に加えて、２つの第４領域１２１ｓ４、１２１ｓ５上に位置する２つの外縁部３３４ａ、３３４ｂを更に有する。一方の外縁部３３４ａは、第１延伸部１３１のＹ方向の両端部に連なり、第１半導体層１２１の第４領域１２１ｓ４上に位置する。他方の外縁部３３４ｂは、第１延伸部１３１のＹ方向の両端部に連なり、第１半導体層１２１の第４領域１２１ｓ５上に位置する。各外縁部３３４ａ、３３４ｂの少なくとも一部は、図１４に示すように、絶縁層１４０に覆われている。
【0097】
また、本実施形態における絶縁層３６０は、図１３に示すように、複数の開口１６２に加えて、各第２延伸領域１２６ｃ上に、第２電極１５２を露出する開口３６２が設けられている。そのため、活性層１２２において生じた熱が、これらの開口３６２を介して第２電極１５２に伝搬しやすい。そのため、発光素子３００の放熱性を高めることができる。
【0098】
また、本実施形態における第１パッド電極３７１は、図１３及び図１４に示すように、上面視において、第１電極３３０の一方の外縁部３３４ａの一部を更に覆っている。そのため、第１半導体層１２１の一方の第４領域１２１ｓ４において生じた熱を、第１パッド電極３７１により、外部に逃がしやすい。また、第１パッド電極３７１は、活性層１２２の一方の領域１２４ａの全域を覆っている。そのため、活性層１２２において生じた熱を、第１パッド電極３７１により外部に逃がしやすい。
【0099】
同様に、本実施形態における第２パッド電極３７２は、図１３及び図１４に示すように、上面視において、第１電極３３０の他方の外縁部３３４ｂの一部を更に覆っている。そのため、第１半導体層１２１の他方の第４領域１２１ｓ５において生じた熱を、第２パッド電極３７２により、外部に逃がしやすい。また、第２パッド電極３７２は、活性層１２２の他方の領域１２４ｂの全域を覆っている。そのため、活性層１２２において生じた熱を、第１パッド電極３７１により外部に逃がしやすい。
【0100】
以上説明したように、本実施形態に係る発光素子３００においても、第１の実施形態に係る発光素子１００と同様に、第１半導体層１２１の一部１２１ｓが、第１領域１２１ｓ１及び複数の第２領域１２１ｓ２を含む。そして、第１電極１３０が第１領域１２１ｓ１及び複数の第２領域１２１ｓ２上に配置される。そして、第１パッド電極３７１が、上面視で、複数の第２領域１２１ｓ２の間に位置する活性層１２２を覆う。したがって、第１の実施形態に係る発光素子１００と同様に、活性層２２２において電流が流れる範囲を広げつつ、放熱性に優れた発光素子３００を提供できる。
【0101】
また、上面視において、第１半導体層１２１の一部１２１ｓは、第１領域１２１ｓ１に連続し基板１１０の外縁に沿う第４領域１２１ｓ４、１２１ｓ５を有する。そして、第１電極３３０は、第４領域１２１ｓ４、１２１ｓ５上に更に設けられている。そのため、第１半導体層１２１と第１電極３３０の接触面積を大きくできる。その結果、順方向電圧の上昇を抑制できる。
【符号の説明】
【0102】
１００、２００、３００：発光素子
１１０ ：基板
１１１ａ ：外縁領域
１２０ ：半導体積層体
１２１ ：第１半導体層
１２１ｓ ：第１半導体層の一部
１２１ｓ１、２２１ｓ１：第１領域
１２１ｓ２ ：第２領域
１２１ｓ３ ：第３領域
１２１ｓ４、１２１ｓ５、２２１ｓ４：第４領域
１２２、２２２：活性層
１２３、２２３：第２半導体層
１２４ａ、１２４ｂ：活性層及び第２半導体層の２つの領域
１２５ａ ：第１延伸領域
１２５ｂ ：中間領域
１２５ｃ ：第２延伸領域
１２６ａ ：第１延伸領域
１２６ｂ ：中間領域
１２６ｃ ：第２延伸領域
１３０、２３０、３３０：第１電極
１３１ ：第１延伸部
１３２ ：第２延伸部
１３３ ：第３延伸部
１４０、２４０：絶縁層（第２絶縁層）
１４１ ：開口（第３開口）
１４２ａ、１４２ｂ、２４２：開口（第４開口）
１５２ ：第２電極
１５２ａ ：開口
１５３ ：第３電極
１６０、３６０：絶縁層（第１絶縁層）
１６１ ：開口（第１開口）
１６２ ：開口（第２開口）
１７１、３７１：第１パッド電極
１７２、３７２：第２パッド電極
２２５ａ ：第１中間領域
２２５ｂ ：第２中間領域
２２５ｃ ：外縁領域
２３１ ：第１延伸部
３３４ａ、３３４ｂ：外縁部
３６２ ：開口（第２開口）
Ｃ ：中心
Ｄ１ ：第１方向
Ｄ２ ：第２方向
Ｄ３ ：第３方向
Ｌ１、Ｌ２ ：長さ
１１０ ：基板
１１１ａ ：外縁領域
１２０ ：半導体積層体
１２１ ：第１半導体層
１２１ｓ ：第１半導体層の一部
１２１ｓ１、２２１ｓ１：第１領域
１２１ｓ２ ：第２領域
１２１ｓ３ ：第３領域
１２１ｓ４、１２１ｓ５、２２１ｓ４：第４領域
１２２、２２２：活性層
１２３、２２３：第２半導体層
１２４ａ、１２４ｂ：活性層及び第２半導体層の２つの領域
１２５ａ ：第１延伸領域
１２５ｂ ：中間領域
１２５ｃ ：第２延伸領域
１２６ａ ：第１延伸領域
１２６ｂ ：中間領域
１２６ｃ ：第２延伸領域
１３０、２３０、３３０：第１電極
１３１ ：第１延伸部
１３２ ：第２延伸部
１３３ ：第３延伸部
１４０、２４０：絶縁層（第２絶縁層）
１４１ ：開口（第３開口）
１４２ａ、１４２ｂ、２４２：開口（第４開口）
１５２ ：第２電極
１５２ａ ：開口
１５３ ：第３電極
１６０、３６０：絶縁層（第１絶縁層）
１６１ ：開口（第１開口）
１６２ ：開口（第２開口）
１７１、３７１：第１パッド電極
１７２、３７２：第２パッド電極
２２５ａ ：第１中間領域
２２５ｂ ：第２中間領域
２２５ｃ ：外縁領域
２３１ ：第１延伸部
３３４ａ、３３４ｂ：外縁部
３６２ ：開口（第２開口）
Ｃ ：中心
Ｄ１ ：第１方向
Ｄ２ ：第２方向
Ｄ３ ：第３方向
Ｌ１、Ｌ２ ：長さ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】