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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】2024-10-18
(45)【発行日】2024-10-28
(54)【発明の名称】発光素子
(51)【国際特許分類】
H01L 33/38 20100101AFI20241021BHJP
【ＦＩ】
H01L33/38
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2022105641
(22)【出願日】2022-06-30
(65)【公開番号】P2024005456
(43)【公開日】2024-01-17
【審査請求日】2023-07-05
(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】
【氏名又は名称】内田 敬人
(72)【発明者】
【氏名】村本 衛司
(72)【発明者】
【氏名】吉岡 幸祐
【審査官】佐藤 美紗子
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－２１９６５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１１／０７１１００（ＷＯ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１２－００３１３３９（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２０７３２７（ＪＰ，Ａ）
(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】
ｎ側層と、ｐ側層と、前記ｎ側層と前記ｐ側層との間に位置する活性層とを有する半導体構造体であって、平面視において前記ｎ側層は前記活性層及び前記ｐ側層から露出する複数の第１領域を有する、前記半導体構造体と、平面視において前記半導体構造体の外側に配置された第１ｐ側電極と、
前記ｐ側層における前記活性層と反対側の面側に配置された第２ｐ側電極と、
前記第１ｐ側電極と接続する第１ｐ側接続部と、前記第２ｐ側電極と接続する第２ｐ側接続部とを有するｐ側配線層と、
前記ｎ側層の前記複数の第１領域に接続する複数の第１ｎ側接続部を有するｎ側配線層と、
を備え、
平面視において、前記第１ｐ側電極と、前記第２ｐ側接続部との間の最短距離は、前記第１ｐ側電極と、前記複数の第１ｎ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第１ｎ側接続部との間の最短距離よりも大きく、
平面視において、前記第２ｐ側電極は、前記第１ｐ側電極と、前記複数の第１ｎ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第１ｎ側接続部との間の領域に少なくとも配置され、
平面視において、複数の前記第２ｐ側接続部が互いに離れて位置し、
平面視において、前記複数の第２ｐ側接続部のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が最も小さい第３距離に位置する第２ｐ側接続部の面積は、前記複数の第２ｐ側接続部のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が前記第３距離よりも大きい第４距離に位置する第２ｐ側接続部の面積よりも小さい発光素子。
【請求項2】
ｎ側層と、ｐ側層と、前記ｎ側層と前記ｐ側層との間に位置する活性層とを有する半導体構造体であって、平面視において前記ｎ側層は前記活性層及び前記ｐ側層から露出する複数の第１領域を有する、前記半導体構造体と、平面視において前記半導体構造体の外側に配置された第１ｐ側電極と、
前記ｐ側層における前記活性層と反対側の面側に配置された第２ｐ側電極と、
前記第１ｐ側電極と接続する第１ｐ側接続部と、前記第２ｐ側電極と接続する第２ｐ側接続部とを有するｐ側配線層と、
前記ｎ側層の前記複数の第１領域に接続する複数の第１ｎ側接続部を有するｎ側配線層と、
を備え、
平面視において、前記第１ｐ側電極と、前記第２ｐ側接続部との間の最短距離は、前記第１ｐ側電極と、前記複数の第１ｎ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第１ｎ側接続部との間の最短距離よりも大きく、
平面視において、前記第２ｐ側電極は、前記第１ｐ側電極と、前記複数の第１ｎ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第１ｎ側接続部との間の領域に少なくとも配置され、
前記第２ｐ側接続部が、平面視において前記半導体構造体の中心に少なくとも位置する発光素子。
【請求項3】
ｎ側層と、ｐ側層と、前記ｎ側層と前記ｐ側層との間に位置する活性層とを有する半導体構造体であって、平面視において前記ｎ側層は前記活性層及び前記ｐ側層から露出する複数の第１領域を有する、前記半導体構造体と、平面視において前記半導体構造体の外側に配置された第１ｐ側電極と、
前記ｐ側層における前記活性層と反対側の面側に配置された第２ｐ側電極と、
前記第１ｐ側電極と接続する第１ｐ側接続部と、前記第２ｐ側電極と接続する第２ｐ側接続部とを有するｐ側配線層と、
前記ｎ側層の前記複数の第１領域に接続する複数の第１ｎ側接続部を有するｎ側配線層と、
平面視において前記半導体構造体の外側に配置され、前記ｎ側配線層と接続する第１ｎ側電極と、
を備え、
平面視において、前記第１ｐ側電極と、前記第２ｐ側接続部との間の最短距離は、前記第１ｐ側電極と、前記複数の第１ｎ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第１ｎ側接続部との間の最短距離よりも大きく、
平面視において、前記第２ｐ側電極は、前記第１ｐ側電極と、前記複数の第１ｎ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第１ｎ側接続部との間の領域に少なくとも配置され、
平面視において、複数の前記第２ｐ側接続部が互いに離れて位置し、
平面視において、前記複数の第２ｐ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第２ｐ側接続部と、前記第１ｐ側電極との距離は、前記第１ｐ側電極に最も近い前記第２ｐ側接続部と、前記第１ｎ側電極との距離よりも短い発光素子。
【請求項4】
平面視において、複数の前記第２ｐ側接続部が互いに離れて位置する請求項２に記載の発光素子。
【請求項5】
平面視において、隣り合う前記複数の第１ｎ側接続部の間に、前記第２ｐ側接続部が配置される請求項１、３、または４に記載の発光素子。
【請求項6】
平面視における前記第１ｐ側電極と前記第２ｐ側接続部との間の最短距離が、１００μｍ以上５００μｍ以下である請求項１～４のいずれか１つに記載の発光素子。
【請求項7】
前記第２ｐ側接続部が、平面視において前記半導体構造体の中心に少なくとも位置する請求項１または３に記載の発光素子。
【請求項8】
平面視における前記第２ｐ側接続部の面積は、平面視における前記ｐ側層の面積の１０％以上９０％以下である請求項１～４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】
本発明は、発光素子に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば特許文献１には、半導体構造物と、平面視において半導体構造物の外側に配置された電極パッドと、半導体構造物の第２導電型（ｐ型）半導体層における活性層と反対側の面に配置された第２電極と、第２電極と電極パッドとを接続する第２導電層とを有す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２０１９－１２１８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、高い信頼性を有する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】
本発明の一態様によれば、発光素子は、ｎ側層と、ｐ側層と、前記ｎ側層と前記ｐ側層との間に位置する活性層とを有する半導体構造体であって、平面視において前記ｎ側層は前記活性層及び前記ｐ側層から露出する複数の第１領域を有する、前記半導体構造体と、平面視において前記半導体構造体の外側に配置された第１ｐ側電極と、前記ｐ側層における前記活性層と反対側の面側に配置された第２ｐ側電極と、前記第１ｐ側電極と接続する第１ｐ側接続部と、前記第２ｐ側電極と接続する第２ｐ側接続部とを有するｐ側配線層と、前記ｎ側層の前記複数の第１領域に接続する複数の第１ｎ側接続部を有するｎ側配線層と、を備え、平面視において、前記第１ｐ側電極と、前記第２ｐ側接続部との間の最短距離は、前記第１ｐ側電極と、前記複数の第１ｎ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第１ｎ側接続部との間の最短距離よりも大きく、平面視において、前記第２ｐ側電極は、前記第１ｐ側電極と、前記複数の第１ｎ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第１ｎ側接続部との間の領域に少なくとも配置される。
本発明の一態様によれば、発光素子は、ｎ側層と、ｐ側層と、前記ｎ側層と前記ｐ側層との間に位置する活性層とを有する半導体構造体であって、平面視において前記ｎ側層は前記活性層及び前記ｐ側層から露出する複数の第１領域を有する、前記半導体構造体と、平面視において前記半導体構造体の外側に配置された第１ｐ側電極と、前記ｐ側層における前記活性層と反対側の面側に配置された第２ｐ側電極と、前記第１ｐ側電極と接続する第１ｐ側接続部と、前記第２ｐ側電極と接続する第２ｐ側接続部とを有するｐ側配線層と、前記ｎ側層の前記複数の第１領域に接続する複数の第１ｎ側接続部を有するｎ側配線層と、を備え、平面視において、前記ｐ側配線層は、前記複数の第１領域と重なる複数の第１開口を有し、平面視において、前記複数の第１開口のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が最も小さい第１距離に位置する第１開口の面積は、前記複数の第１開口のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が前記第１距離よりも大きい第２距離に位置する第１開口の面積よりも大きい。
本発明の一態様によれば、発光素子は、ｎ側層と、ｐ側層と、前記ｎ側層と前記ｐ側層との間に位置する活性層とを有する半導体構造体であって、平面視において前記ｎ側層は前記活性層及び前記ｐ側層から露出する複数の第１領域を有する、前記半導体構造体と、平面視において前記半導体構造体の外側に配置された第１ｐ側電極と、前記ｐ側層における前記活性層と反対側の面側に配置された第２ｐ側電極と、前記第１ｐ側電極と接続する第１ｐ側接続部と、前記第２ｐ側電極と接続する第２ｐ側接続部とを有するｐ側配線層と、前記ｎ側層の前記複数の第１領域に接続する複数の第１ｎ側接続部を有するｎ側配線層と、を備え、平面視において、前記ｐ側配線層は、前記複数の第１領域と重なる複数の第１開口を有し、平面視において、前記複数の第１開口のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が最も小さい第１距離に位置する第１開口の面積は、前記複数の第１開口のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が前記第１距離よりも大きい第２距離に位置する第１開口の面積よりも大きい。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、高い信頼性を有する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実施形態の発光素子の模式平面図である。
【図3】第２実施形態の発光素子の模式平面図である。
【図4】第３実施形態の発光素子の模式平面図である。
【図5】第４実施形態の発光素子の模式平面図である。
【図6】第５実施形態の発光素子の模式平面図である。
【図7】第６実施形態の発光素子の模式平面図である。
【図8】第７実施形態の発光素子の模式平面図である。
【図9】第８実施形態の発光素子の模式平面図である。
【図10】参考例の発光素子の模式平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下、図面を参照し、実施形態の発光素子について説明する。実施形態に記載されている構成部の寸法、材料、形状、相対的配置などは、特定的な記載がない限り、それのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係などは、説明を明確にするため誇張していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号については、同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。また、断面図として、切断面のみを示す端面図を示す場合がある。
【0009】
以下の説明において、特定の方向又は位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いる場合がある。しかしながら、それらの用語は、参照した図面における相対的な方向又は位置を分かり易さのために用いているに過ぎない。参照した図面における「上」、「下」等の用語による相対的な方向又は位置の関係が同一であれば、本開示以外の図面、実際の製品等において、参照した図面と同一の配置でなくてもよい。本明細書において「上（又は下）」と表現する位置関係は、例えば、２つの部材があると仮定した場合に、２つの部材が接している場合と、２つの部材が接しておらず一方の部材が他方の部材の上方（又は下方）に位置している場合を含む。また、本明細書において「平行」とは、２つの直線、辺、面等が延長しても交わらない場合だけでなく、２つの直線、辺、面等がなす角度が１０°以内の範囲で交わる場合も含む。
【0010】
［第１実施形態］
＜半導体構造体＞
図１及び図２に示すように、第１実施形態の発光素子１は、半導体構造体１０を備える。半導体構造体１０は、窒化物半導体からなる。本明細書において「窒化物半導体」とは、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）なる化学式において組成比ｘ及びｙをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。また、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電型などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むものも「窒化物半導体」に含まれるものとする。
＜半導体構造体＞
図１及び図２に示すように、第１実施形態の発光素子１は、半導体構造体１０を備える。半導体構造体１０は、窒化物半導体からなる。本明細書において「窒化物半導体」とは、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１－ｘ－ｙＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，ｘ＋ｙ≦１）なる化学式において組成比ｘ及びｙをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。また、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電型などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むものも「窒化物半導体」に含まれるものとする。
【0011】
図２に示すように、半導体構造体１０は、ｎ側層１１と、ｐ側層１３と、活性層１２とを有する。ｎ側層１１からｐ側層１３に向かう方向を第１方向ｄ１とする。活性層１２は、第１方向ｄ１において、ｎ側層１１とｐ側層１３との間に位置する。
【0012】
活性層１２は、光を発する発光層であり、例えば複数の障壁層と、複数の井戸層を含むＭＱＷ（Multiple Quantum well）構造を有する。活性層１２は、例えば、ピーク波長が２１０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の光を発する。ｎ側層１１は、ｎ型不純物を含む半導体層を有する。ｐ側層１３は、ｐ型不純物を含む半導体層を有する。
【0013】
図１に示すように、半導体構造体１０は、第１外縁１０Ａ、第２外縁１０Ｂ、第３外縁１０Ｃ、及び第４外縁１０Ｄを有する。第１外縁１０Ａ、第２外縁１０Ｂ、第３外縁１０Ｃ、及び第４外縁１０Ｄは、平面視において、直線状である。第１外縁１０Ａ、第２外縁１０Ｂ、第３外縁１０Ｃ、及び第４外縁１０Ｄの平面視における長さは、例えば、３００μｍ以上２０００μｍ以下である。平面視において、第１外縁１０Ａと第２外縁１０Ｂとは互いに平行であり、第３外縁１０Ｃと第４外縁１０Ｄとは互いに平行である。平面視において、第１外縁１０Ａ及び第２外縁１０Ｂは、第３外縁１０Ｃ及び第４外縁１０Ｄに対して交差し、例えば直交する。
【0014】
半導体構造体１０は、平面視において、第１外縁１０Ａ及び第４外縁１０Ｄに接続する第５外縁１０Ｅと、第２外縁１０Ｂ及び第３外縁１０Ｃに接続する第６外縁１０Ｆとをさらに有する。第５外縁１０Ｅ及び第６外縁１０Ｆは、例えば、平面視において半導体構造体１０の中心に向かって凹んだ曲線状である。
【0015】
また、半導体構造体１０は、第１面１０ａを有する。第１面１０ａは、ｎ側層１１の面である。活性層１２からの光は、主に第１面１０ａから発光素子１の外部に取り出される。ｎ側層１１は、複数の第１領域１１ａを有する。複数の第１領域１１ａは、第１方向ｄ１において第１面１０ａの反対側に位置する。複数の第１領域１１ａは、活性層１２及びｐ側層１３から露出する。
【0016】
ｎ側層１１は、第１方向ｄ１において第１面１０ａの反対側に位置し、活性層１２及びｐ側層１３から露出する第２領域１１ｂをさらに有する。平面視において、第２領域１１ｂは、ｎ側層１１の外周部に位置し、活性層１２、ｐ側層１３、及び第１領域１１ａが配置された領域を囲んでいる。
【0017】
＜第１ｐ側電極＞
図１に示すように、発光素子１は、平面視において半導体構造体１０の外側に配置された第１ｐ側電極２１をさらに備える。例えば、第１ｐ側電極２１は、平面視において半導体構造体１０の第５外縁１０Ｅに近接する位置に配置される。
図１に示すように、発光素子１は、平面視において半導体構造体１０の外側に配置された第１ｐ側電極２１をさらに備える。例えば、第１ｐ側電極２１は、平面視において半導体構造体１０の第５外縁１０Ｅに近接する位置に配置される。
【0018】
第１ｐ側電極２１は、例えば、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、及び金（Ａｕ）からなる群から選択される少なくとも１つの金属を含む。第１ｐ側電極２１の厚みは、例えば、０．１μｍ以上１．２μｍ以下とすることができる。
【0019】
＜第２ｐ側電極＞
発光素子１は、第２ｐ側電極２２をさらに備える。図２に示すように、第２ｐ側電極２２は、第１方向ｄ１において、ｐ側層１３における活性層１２と反対側の面１３ａ側に配置される。例えば、第２ｐ側電極２２は、ｐ側層１３の面１３ａに直接接し、ｐ側層１３と電気的に接続されている。
発光素子１は、第２ｐ側電極２２をさらに備える。図２に示すように、第２ｐ側電極２２は、第１方向ｄ１において、ｐ側層１３における活性層１２と反対側の面１３ａ側に配置される。例えば、第２ｐ側電極２２は、ｐ側層１３の面１３ａに直接接し、ｐ側層１３と電気的に接続されている。
【0020】
第２ｐ側電極２２は、活性層１２が発する光に対して高い反射率を有することが好ましい。第２ｐ側電極２２が、活性層１２が発する光に対して高い反射率を有するとは、第２ｐ側電極２２が活性層１２からの光の波長に対して、７０％以上の反射率、好ましくは８０％以上の反射率を有していることを意味する。第２ｐ側電極２２は、例えば、銀（Ａｇ）を含む金属層である。活性層１２から第２ｐ側電極２２に向かって出射した光を、第２ｐ側電極２２で第１面１０ａ側に向かって反射させることで、第１面１０ａからの光取り出し効率を向上できる。第２ｐ側電極２２の厚みは、例えば、０．１μｍ以上３μｍ以下とすることができる。
【0021】
＜ｐ側配線層＞
発光素子１は、ｐ側配線層４０をさらに備える。図２に示すように、第１方向ｄ１において、第２ｐ側電極２２は、ｐ側層１３とｐ側配線層４０との間に位置する。
発光素子１は、ｐ側配線層４０をさらに備える。図２に示すように、第１方向ｄ１において、第２ｐ側電極２２は、ｐ側層１３とｐ側配線層４０との間に位置する。
【0022】
ｐ側配線層４０は、第１ｐ側電極２１と接続する第１ｐ側接続部４１と、第２ｐ側電極２２と接続する第２ｐ側接続部４２とを有する。ｐ側層１３は、第２ｐ側電極２２及びｐ側配線層４０を介して、第１ｐ側電極２１と電気的に接続される。ｐ側配線層４０は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、Ｔｉ、ロジウム（Ｒｈ）、ルテニウム（Ｒｕ）、Ｐｔの少なくともいずれかを含む金属層である。ｐ側配線層４０の厚みは、例えば、０．１μｍ以上３μｍ以下とすることができる。
【0023】
＜ｎ側配線層＞
発光素子１は、ｎ側配線層５０をさらに備える。ｎ側配線層５０は、ｎ側層１１の複数の第１領域１１ａに接続する複数の第１ｎ側接続部５１を有する。ｎ側層１１は、第１領域１１ａにおいて、ｎ側配線層５０と電気的に接続される。ｎ側配線層５０は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、ケイ素（Ｓｉ）、Ｃｕの少なくともいずれかを含む金属層である。ｎ側配線層５０の材料として、例えば、ｐ側配線層４０と同じ材料を用いることもできる。ｎ側配線層５０の厚みは、例えば、０．１μｍ以上３μｍ以下とすることができる。
発光素子１は、ｎ側配線層５０をさらに備える。ｎ側配線層５０は、ｎ側層１１の複数の第１領域１１ａに接続する複数の第１ｎ側接続部５１を有する。ｎ側層１１は、第１領域１１ａにおいて、ｎ側配線層５０と電気的に接続される。ｎ側配線層５０は、例えば、Ｔｉ、Ａｌ、ケイ素（Ｓｉ）、Ｃｕの少なくともいずれかを含む金属層である。ｎ側配線層５０の材料として、例えば、ｐ側配線層４０と同じ材料を用いることもできる。ｎ側配線層５０の厚みは、例えば、０．１μｍ以上３μｍ以下とすることができる。
【0024】
図１において、第１領域１１ａを破線の円で表し、ｎ側配線層５０の第１ｎ側接続部５１を、第１領域１１ａの内側に位置する破線の円で表す。また、図１において、ｐ側配線層４０と第２ｐ側電極２２とが接続される第２ｐ側接続部４２を、網掛けがなされた領域として表す。なお、第１領域１１ａ、第１ｎ側接続部５１、及び第２ｐ側接続部４２の平面視における形状は、円に限らない。
【0025】
発光素子１に電流を供給して発光させる駆動状態において、第１ｐ側電極２１とｐ側配線層４０とが接続する第１ｐ側接続部４１は、電流が集中しやすく発熱しやすい。また、発光素子１の駆動状態において、第２ｐ側電極２２を介してｐ側配線層４０とｐ側層１３とが接続する第２ｐ側接続部４２も、電流が集中しやすく発熱しやすい。したがって、発熱しやすい第１ｐ側接続部４１と、発熱しやすい第２ｐ側接続部４２とが近くなると、第１ｐ側接続部４１の近くで第２ｐ側接続部４２と接続している部分の周辺に位置する配線や半導体構造体１０が熱によるダメージを受けやすくなる。
【0026】
本実施形態によれば、図１に示すように、平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第１ｐ側電極２１と、複数の第１ｎ側接続部５１のうち第１ｐ側電極２１に最も近い第１ｎ側接続部５１ａとの間の最短距離よりも大きい。
【0027】
これにより、半導体構造体１０における第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減でき、発光素子１の信頼性を高くすることができる。半導体構造体１０のうち第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減するために、平面視における第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、例えば、１００μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。また、本実施形態において、半導体構造体１０において発熱しやすい領域である、第１ｐ側接続部４１と、第２ｐ側接続部４２との間の距離を大きくすることができる。その結果、半導体構造体１０への熱によるダメージを低減し、発光素子１の信頼性を高くすることができる。なお、紫外域のピーク波長の光を発する活性層１２を有する半導体構造体１０は、紫外域よりも長いピーク波長の光を発する活性層１２を有する半導体構造体よりも発熱しやすい。これは、紫外域のピーク波長が光を発する活性層１２を有する半導体構造体１０には、Ｇａに対するＡｌ含有比率が高い半導体層を用いる場合が多く、内部量子効率が低くなる傾向があるためである。しかしながら、実施形態においては、活性層１２が、紫外域のピーク波長の光を発する場合であっても発光素子１の信頼性を高くすることができる。紫外域の光とは、例えば、ピーク波長が２１０ｎｍ以上４１０ｎｍ以下の光を指す。
【0028】
第２ｐ側電極２２を通じて、ｐ側層１３及び活性層１２に電流が供給される。また、前述したように、第２ｐ側電極２２は反射層としても機能する。したがって、電流密度分布の偏りを低減するため、及び第１面１０ａ側への反射面積を大きくするために、第２ｐ側電極２２は、ｐ側層１３の面１３ａの広い領域にわたって配置されることが好ましい。例えば、第２ｐ側電極２２のｐ側層１３の面１３ａに対する被覆率は、７０％以上であることが好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。図１において、第２ｐ側電極２２の外縁を破線で表す。図１に示すように、平面視において、第２ｐ側電極２２は、第１ｐ側電極２１と、複数の第１ｎ側接続部５１のうち第１ｐ側電極２１に最も近い第１ｎ側接続部５１ａとの間の領域に少なくとも配置されることが好ましい。
【0029】
図１に示す例では、平面視において、複数の第２ｐ側接続部４２が互いに離れて位置する。これにより、電流の集中を低減することができる。平面視において、複数の第２ｐ側接続部４２のうち第１ｐ側電極２１に最も近い第２ｐ側接続部４２ａと第１ｐ側電極２１との間の最短距離は、複数の第１ｎ側接続部５１のうち第１ｐ側電極２１に最も近い第１ｎ側接続部５１ａとの間の最短距離よりも大きい。
【0030】
また、電流の集中を低減するために、平面視において、隣り合う複数の第１ｎ側接続部５１の間に、第２ｐ側接続部４２が配置されることが好ましい。例えば、平面視において、第１ｐ側電極２１から、後述する第１ｎ側電極３１に向かう方向において、第１ｎ側接続部５１ａと第２ｐ側接続部４２とが交互に配置されている。
【0031】
第２ｐ側接続部４２は、平面視において半導体構造体１０の中心を含む領域に少なくとも位置する。これにより、平面視において発光素子１の中心を含む領域を相対的に強く発光させることができ、発光素子１を用いた発光装置の光学設計が容易になる。
【0032】
平面視における第２ｐ側接続部４２の面積は、平面視におけるｐ側層１３の面積の１０％以上９０％以下が好ましく、３０％以上７０％以下がさらに好ましい。平面視における第２ｐ側接続部４２の面積をこのような値にすることで、第１ｐ側接続部４１と、第２ｐ側接続部４２との距離を適度に空け、第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減して信頼性を高めつつ、第２ｐ側電極２２とｐ側配線層４０との接続面積が確保されるため順方向電圧を低減できる。複数の第２ｐ側接続部４２が互いに離れて位置する場合には、第２ｐ側接続部４２の面積とは、複数の第２ｐ側接続部４２の合計面積である。ｐ側層１３の面積は、第２ｐ側電極２２が配置される面１３ａの面積である。
【0033】
発光素子１は、以下に説明する構成をさらに備えることができる。
【0034】
＜第１絶縁膜＞
図２に示すように、第１絶縁膜７１が、ｐ側層１３の面１３ａ及び第２ｐ側電極２２を覆っている。第１絶縁膜７１の厚みは、例えば、０．０１μｍ以上１．５μｍ以下とすることができる。
図２に示すように、第１絶縁膜７１が、ｐ側層１３の面１３ａ及び第２ｐ側電極２２を覆っている。第１絶縁膜７１の厚みは、例えば、０．０１μｍ以上１．５μｍ以下とすることができる。
【0035】
＜第２絶縁膜＞
第２絶縁膜７２は、第１方向ｄ１において、半導体構造体１０とｐ側配線層４０との間に位置する。第２絶縁膜７２は、半導体構造体１０の第１面１０ａの第１方向ｄ１における反対側に位置する面を覆っている。また、第２絶縁膜７２は、第１絶縁膜７１を覆っている。第２絶縁膜７２の厚みは、例えば、０．１μｍ以上２μｍ以下とすることができる。
第２絶縁膜７２は、第１方向ｄ１において、半導体構造体１０とｐ側配線層４０との間に位置する。第２絶縁膜７２は、半導体構造体１０の第１面１０ａの第１方向ｄ１における反対側に位置する面を覆っている。また、第２絶縁膜７２は、第１絶縁膜７１を覆っている。第２絶縁膜７２の厚みは、例えば、０．１μｍ以上２μｍ以下とすることができる。
【0036】
ｐ側配線層４０の第２ｐ側接続部４２は、第１絶縁膜７１に配置された開口及び第２絶縁膜７２に配置された開口において、第２ｐ側電極２２に接続している。
【0037】
図１に示すように、平面視において、第２絶縁膜７２は、半導体構造体１０の第５外縁１０Ｅの外側に位置する第１部分７２ａと、半導体構造体１０の第６外縁１０Ｆの外側に位置する第２部分７２ｂとを有する。図２に示すように、第１ｐ側電極２１は、第２絶縁膜７２の第１部分７２ａに配置された開口において、ｐ側配線層４０の第１ｐ側接続部４１と接続される。
【0038】
＜第３絶縁膜＞
第３絶縁膜７３は、第１方向ｄ１において、ｐ側配線層４０とｎ側配線層５０との間に位置する。第３絶縁膜７３の厚みは、例えば、０．１μｍ以上２μｍ以下とすることができる。
第３絶縁膜７３は、第１方向ｄ１において、ｐ側配線層４０とｎ側配線層５０との間に位置する。第３絶縁膜７３の厚みは、例えば、０．１μｍ以上２μｍ以下とすることができる。
【0039】
第１絶縁膜７１、第２絶縁膜７２、及び第３絶縁膜７３は、例えば、シリコン酸化膜またはシリコン窒化膜である。第１絶縁膜７１、第２絶縁膜７２、及び第３絶縁膜７３のそれぞれは、単層構造としてもよいし、複数の絶縁層が積層された積層構造としてもよい。
【0040】
ｎ側配線層５０の第１ｎ側接続部５１は、平面視において、第３絶縁膜７３、ｐ側配線層４０、第２絶縁膜７２、第１絶縁膜７１、及び第２ｐ側電極２２のそれぞれに配置された開口においてｎ側層１１の第１領域１１ａと接続している。
【0041】
＜第１ｎ側電極＞
第１ｎ側電極３１は、平面視において半導体構造体１０の外側に配置され、ｎ側配線層５０と接続する。図１に示すように、第１ｎ側電極３１は、平面視において半導体構造体１０の第６外縁１０Ｆに近接する位置に配置される。第１ｎ側電極３１の材料として、例えば、第１ｐ側電極２１と同じ材料を用いることができる。第１ｐ側電極２１は、平面視において四角形状の発光素子１の１つの角の近くに位置する。第１ｎ側電極３１は、第１ｐ側電極２１が近くに位置する角と向かい合う角の近くに位置する。平面視において、第１ｐ側電極２１と、第１ｎ側電極３１とは、発光素子１の対角線上に配置されている。第１ｎ側電極３１の厚みは、例えば、０．１μｍ以上１．２μｍ以下とすることができる。
第１ｎ側電極３１は、平面視において半導体構造体１０の外側に配置され、ｎ側配線層５０と接続する。図１に示すように、第１ｎ側電極３１は、平面視において半導体構造体１０の第６外縁１０Ｆに近接する位置に配置される。第１ｎ側電極３１の材料として、例えば、第１ｐ側電極２１と同じ材料を用いることができる。第１ｐ側電極２１は、平面視において四角形状の発光素子１の１つの角の近くに位置する。第１ｎ側電極３１は、第１ｐ側電極２１が近くに位置する角と向かい合う角の近くに位置する。平面視において、第１ｐ側電極２１と、第１ｎ側電極３１とは、発光素子１の対角線上に配置されている。第１ｎ側電極３１の厚みは、例えば、０．１μｍ以上１．２μｍ以下とすることができる。
【0042】
図２に示すように、ｎ側配線層５０は、第１ｎ側電極３１と接続する第２ｎ側接続部５２を有する。例えば、第２ｎ側接続部５２は、導電層６０を介して、第１ｎ側電極３１と接続している。導電層６０は、第１ｎ側電極３１と第２ｎ側接続部５２との間に位置する。導電層６０の材料として、ｐ側配線層４０と同じ材料を用いることができる。導電層６０の厚みは、例えば、例えば、０．１μｍ以上３μｍ以下とすることができる。
【0043】
第１ｎ側電極３１は、第２絶縁膜７２の第２部分７２ｂに配置された開口において、導電層６０と接続される。また、ｎ側配線層５０の第２ｎ側接続部５２は、第１ｎ側電極３１と直接接続してもよい。
【0044】
＜基板＞
基板１００は、第１方向ｄ１において、半導体構造体１０の第１面１０ａの反対側に位置し、発光素子１の前述した構成を支持する。基板１００は、例えば、シリコン基板である。
基板１００は、第１方向ｄ１において、半導体構造体１０の第１面１０ａの反対側に位置し、発光素子１の前述した構成を支持する。基板１００は、例えば、シリコン基板である。
【0045】
＜接合層＞
基板１００とｎ側配線層５０とが、例えば接合層１１０によって接合される。接合層１１０は、例えば、Ｔｉ、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ等を含む金属層である。接合層１１０の厚みは、例えば、２μｍ以上３０μｍ以下とすることができる。
基板１００とｎ側配線層５０とが、例えば接合層１１０によって接合される。接合層１１０は、例えば、Ｔｉ、ニッケル（Ｎｉ）、錫（Ｓｎ）、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｕ等を含む金属層である。接合層１１０の厚みは、例えば、２μｍ以上３０μｍ以下とすることができる。
【0046】
発光素子１は、第１ｐ側電極２１及び第１ｎ側電極３１を介して、電源回路と電気的に接続される。また、基板１００及び接合層１１０が導電性を有する場合、第１ｎ側電極３１を配置せずに、ｎ側配線層５０を接合層１１０及び基板１００を介して電源回路と電気的に接続してもよい。
【0047】
その他、発光素子１は、半導体構造体１０の第１面１０ａ及び側面を覆う保護膜９０を備えることができる。また、半導体構造体１０の第１面１０ａを粗面化して複数の凸部を有する面とすることで、第１面１０ａからの光取り出し効率を向上させることができる。
【0048】
以下、図１と同様の平面図を参照して、他の実施形態について説明する。他の実施形態の発光素子も、図２に示す第１実施形態の発光素子１の断面構造と同様の断面構造を有する。なお、他の実施形態における記載及び図面と矛盾がない限り、第１実施形態で説明した事項は、他の実施形態にも適用される。また、他の実施形態を示す図３～図９においても、図１と同様に、ｐ側配線層４０と第２ｐ側電極２２とが接続される第２ｐ側接続部４２を、網掛けがなされた領域として表す。
【0049】
［第２実施形態］
第２実施形態の発光素子２によれば、図３に示すように、平面視において、複数の第２ｐ側接続部４２のうち第１ｐ側電極２１との間の最短距離が最も小さい第３距離Ｄ３に位置する第２ｐ側接続部４２ａの面積は、複数の第２ｐ側接続部４２のうち第１ｐ側電極２１との間の最短距離が第３距離Ｄ３よりも大きい第４距離に位置する第２ｐ側接続部４２の面積よりも小さい。
第２実施形態の発光素子２によれば、図３に示すように、平面視において、複数の第２ｐ側接続部４２のうち第１ｐ側電極２１との間の最短距離が最も小さい第３距離Ｄ３に位置する第２ｐ側接続部４２ａの面積は、複数の第２ｐ側接続部４２のうち第１ｐ側電極２１との間の最短距離が第３距離Ｄ３よりも大きい第４距離に位置する第２ｐ側接続部４２の面積よりも小さい。
【0050】
これにより、第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減して信頼性を高めつつ、第２ｐ側接続部４２とｐ側層１３との十分な接続面積を確保して順方向電圧を低減できる。
【0051】
図３に示す例では、平面視において、第１ｎ側電極３１よりも第１ｐ側電極２１に近い第２ｐ側接続部４２の面積は、第１ｐ側電極２１よりも第１ｎ側電極３１に近い第２ｐ側接続部４２の面積よりも小さい。平面視において、第１ｐ側電極２１と第１ｎ側電極３１とを最短距離で結ぶ第１軸上に並ぶ複数の第２ｐ側接続部４２の面積は、第１ｐ側電極２１に近い第２ｐ側接続部４２ほど面積が小さくなっている。
【0052】
平面視において、複数の第２ｐ側接続部４２のうち、第１ｐ側電極２１との間の最短距離が最も大きい距離であって、且つ第１ｎ側電極３１との間の最短距離が最も小さい距離に、第２ｐ側接続部４２ｂが位置する。平面視において、第２ｐ側接続部４２ｂの面積は、複数の第２ｐ側接続部４２のうち最も大きい。平面視において、第２ｐ側接続部４２ｂの面積を、複数の第２ｐ側接続部４２のうち最も大きくすることで、第１ｐ側電極２１から離れた領域に電流を供給しやすい。
【0053】
また、平面視において、第１ｐ側電極２１との間の最短距離が第３距離Ｄ３よりも大きい距離であって、且つ第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２ｂとの間の最短距離よりも小さい距離に、複数の第２ｐ側接続部４２ｃ、複数の第２ｐ側接続部４２ｄ、及び複数の第２ｐ側接続部４２ｅが配置されている。
【0054】
平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２ｃとの間の最短距離は、第３距離Ｄ３よりも大きく、且つ第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２ｂとの間の最短距離よりも小さい。平面視において、第２ｐ側接続部４２ｃの面積は、第２ｐ側接続部４２ａの面積よりも大きく、第２ｐ側接続部４２ｂの面積よりも小さい。
【0055】
平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２ｄとの間の最短距離は、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２ｃとの間の最短距離よりも大きく、且つ第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２ｂとの間の最短距離よりも小さい。平面視において、第２ｐ側接続部４２ｃの面積は、第２ｐ側接続部４２ｃの面積よりも大きく、第２ｐ側接続部４２ｂの面積よりも小さい。
【0056】
平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２ｅとの間の最短距離は、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２ｄとの間の最短距離よりも大きく、且つ第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２ｂとの間の最短距離よりも小さい。平面視において、第２ｐ側接続部４２ｅの面積は、第２ｐ側接続部４２ｄの面積よりも大きく、第２ｐ側接続部４２ｂの面積よりも小さい。第２ｐ側接続部４２の面積をこのようにすることで、第１ｐ側電極２１から離れるほど、第２ｐ側接続部４２の面積が大きくなるため、第１ｐ側電極２１の近傍の半導体構造体１０において電流の集中を低減できる。
【0057】
【0058】
第３～第７実施形態のｐ側配線層４０は、平面視において、複数の第１開口４３を有する。平面視において、第１開口４３は、ｎ側層１１の第１領域１１ａ、及び第１領域１１ａに接続するｎ側配線層５０の第１ｎ側接続部５１に重なる。また、第１開口４３は、第３絶縁膜７３の開口、第２絶縁膜７２の開口、第１絶縁膜７１の開口、及び第２ｐ側電極２２の開口に重なる。平面視において、ｐ側配線層４０の第２ｐ側接続部４２は、複数の第１開口４３を囲んでいる。
【0059】
［第３実施形態］
図４に示すように、第３実施形態の発光素子３では、平面視において、第２ｐ側接続部４２は、半導体構造体１０の中心を含む領域に位置する。平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離と、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離とは同じである。ここで、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離と、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離とは同じであるとは、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離と、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離との差が、５μｍ以下であることを意味する。これにより、発熱しやすい領域である、第１ｐ側接続部４１と、第２ｐ側接続部４２との間の距離を大きくしつつ、平面視において発光素子３の中心を含む領域を相対的に強く発光させることができ、発光素子３を用いた発光装置の光学設計が容易になる。
図４に示すように、第３実施形態の発光素子３では、平面視において、第２ｐ側接続部４２は、半導体構造体１０の中心を含む領域に位置する。平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離と、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離とは同じである。ここで、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離と、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離とは同じであるとは、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離と、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離との差が、５μｍ以下であることを意味する。これにより、発熱しやすい領域である、第１ｐ側接続部４１と、第２ｐ側接続部４２との間の距離を大きくしつつ、平面視において発光素子３の中心を含む領域を相対的に強く発光させることができ、発光素子３を用いた発光装置の光学設計が容易になる。
【0060】
［第４実施形態］
図５に示すように、第４実施形態の発光素子４では、平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離よりも大きい。また、本実施形態において、平面視における第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第３実施形態よりも大きい。これにより、第３実施形態と比較して、半導体構造体１０における第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減でき、発光素子４の信頼性を高くすることができる。また、第３実施形態と比較して、発熱しやすい領域である、第１ｐ側接続部４１と、第２ｐ側接続部４２との間の距離を大きくすることができ、発光素子４の信頼性を高くすることができる。
図５に示すように、第４実施形態の発光素子４では、平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離よりも大きい。また、本実施形態において、平面視における第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第３実施形態よりも大きい。これにより、第３実施形態と比較して、半導体構造体１０における第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減でき、発光素子４の信頼性を高くすることができる。また、第３実施形態と比較して、発熱しやすい領域である、第１ｐ側接続部４１と、第２ｐ側接続部４２との間の距離を大きくすることができ、発光素子４の信頼性を高くすることができる。
【0061】
［第５実施形態］
図６に示すように、第５実施形態の発光素子５では、平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離よりも大きい。また、平面視における第２ｐ側接続部４２の面積が、第４実施形態よりも大きい。本実施形態において、平面視における第２ｐ側接続部４２の面積は、平面視におけるｐ側層１３の面積の２０％以上４０％以下である。これにより、第３実施形態と比較して、半導体構造体１０のうち第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減でき、発光素子５の信頼性を高くすることができる。また、第３実施形態と比較して、発熱しやすい領域である、第１ｐ側接続部４１と、第２ｐ側接続部４２との間の距離を大きくすることができ、発光素子５の信頼性を高くすることができる。また、第４実施形態と比較して、第２ｐ側電極２２とｐ側配線層４０との接続面積が大きいため順方向電圧を低減できる。
図６に示すように、第５実施形態の発光素子５では、平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離よりも大きい。また、平面視における第２ｐ側接続部４２の面積が、第４実施形態よりも大きい。本実施形態において、平面視における第２ｐ側接続部４２の面積は、平面視におけるｐ側層１３の面積の２０％以上４０％以下である。これにより、第３実施形態と比較して、半導体構造体１０のうち第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減でき、発光素子５の信頼性を高くすることができる。また、第３実施形態と比較して、発熱しやすい領域である、第１ｐ側接続部４１と、第２ｐ側接続部４２との間の距離を大きくすることができ、発光素子５の信頼性を高くすることができる。また、第４実施形態と比較して、第２ｐ側電極２２とｐ側配線層４０との接続面積が大きいため順方向電圧を低減できる。
【0062】
［第６実施形態］
図７に示すように、第６実施形態の発光素子６では、平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離よりも大きい。また、平面視において、第２ｐ側接続部４２は、半導体構造体１０の中心を含む領域に位置する。また、平面視における第２ｐ側接続部４２の面積が、第５実施形態よりも大きい。本実施形態において、平面視における第２ｐ側接続部４２の面積は、平面視におけるｐ側層１３の面積の５０％以上７０％以下である。これにより、第３実施形態と比較して、半導体構造体１０のうち第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減でき、発光素子６の信頼性を高くすることができる。また、第５実施形態と比較して、第２ｐ側電極２２とｐ側配線層４０との接続面積が大きいため順方向電圧を低減できる。
図７に示すように、第６実施形態の発光素子６では、平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離よりも大きい。また、平面視において、第２ｐ側接続部４２は、半導体構造体１０の中心を含む領域に位置する。また、平面視における第２ｐ側接続部４２の面積が、第５実施形態よりも大きい。本実施形態において、平面視における第２ｐ側接続部４２の面積は、平面視におけるｐ側層１３の面積の５０％以上７０％以下である。これにより、第３実施形態と比較して、半導体構造体１０のうち第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減でき、発光素子６の信頼性を高くすることができる。また、第５実施形態と比較して、第２ｐ側電極２２とｐ側配線層４０との接続面積が大きいため順方向電圧を低減できる。
【0063】
［第７実施形態］
図８に示すように、第７実施形態の発光素子７では、平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離よりも大きい。また、本実施形態において、平面視における第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第３実施形態よりも大きい。これにより、第３実施形態と比較して、半導体構造体１０のうち第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減でき、発光素子７の信頼性を高くすることができる。また、第３実施形態と比較して、発熱しやすい領域である、第１ｐ側接続部４１と、第２ｐ側接続部４２との間の距離を大きくすることができ、発光素子７の信頼性を高くすることができる。また、本実施形態において、平面視における第１ｐ側電極２１と第１ｎ側電極３１との間の最短距離は、第４実施形態よりも大きい。これにより、第４実施形態と比較して、平面視において発光素子７の中心を含む領域を相対的に強く発光させることができ、発光素子７を用いた発光装置の光学設計が容易になる。また、平面視において、第２ｐ側接続部４２は、半導体構造体１０の中心を含む領域に位置する。
図８に示すように、第７実施形態の発光素子７では、平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第１ｎ側電極３１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離よりも大きい。また、本実施形態において、平面視における第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第３実施形態よりも大きい。これにより、第３実施形態と比較して、半導体構造体１０のうち第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減でき、発光素子７の信頼性を高くすることができる。また、第３実施形態と比較して、発熱しやすい領域である、第１ｐ側接続部４１と、第２ｐ側接続部４２との間の距離を大きくすることができ、発光素子７の信頼性を高くすることができる。また、本実施形態において、平面視における第１ｐ側電極２１と第１ｎ側電極３１との間の最短距離は、第４実施形態よりも大きい。これにより、第４実施形態と比較して、平面視において発光素子７の中心を含む領域を相対的に強く発光させることができ、発光素子７を用いた発光装置の光学設計が容易になる。また、平面視において、第２ｐ側接続部４２は、半導体構造体１０の中心を含む領域に位置する。
【0064】
［第８実施形態］
次に、図９を参照して、第８実施形態の発光素子８について説明する。
次に、図９を参照して、第８実施形態の発光素子８について説明する。
【0065】
第８実施形態の発光素子８によれば、平面視において、ｐ側配線層４０は、ｎ側層１１の複数の第１領域１１ａと重なる複数の第１開口４３を有する。また、平面視において、第１開口４３は、第１領域１１ａに接続するｎ側配線層５０の第１ｎ側接続部５１に重なる。さらに、平面視において、第１開口４３は、第３絶縁膜７３の開口、第２絶縁膜７２の開口、第１絶縁膜７１の開口、及び第２ｐ側電極２２の開口に重なる。
【0066】
平面視において、ｐ側配線層４０における第２ｐ側電極２２と接続する第２ｐ側接続部４２の外縁は、第２ｐ側電極２２の外縁の内側に位置し、第２ｐ側電極２２の外縁に沿って延びている。
【0067】
平面視において、複数の第１開口４３のうち第１ｐ側電極２１との間の最短距離が最も小さい第１距離に位置する第１開口４３ａの面積は、複数の第１開口４３のうち第１ｐ側電極２１との間の最短距離が第１距離よりも大きい第２距離に位置する第１開口４３の面積よりも大きい。
【0068】
これにより、半導体構造体１０における第１ｐ側電極２１と近い部分における電流の集中を低減でき、発光素子８の信頼性を高くすることができる。
【0069】
図９に示す例では、平面視において、第１ｎ側電極３１よりも第１ｐ側電極２１に近い第１開口４３の面積は、第１ｐ側電極２１よりも第１ｎ側電極３１に近い第１開口４３の面積よりも大きい。また、平面視において、第１ｐ側電極２１と第１ｎ側電極３１とを最短距離で結ぶ第１軸ａ１上に、互いに面積の異なる複数の第１開口４３が並んでいる。第１軸ａ１上に並ぶ複数の第１開口４３の面積は、第１ｐ側電極２１に近い第１開口４３ほど面積が大きくなっている。これにより、第１ｐ側電極２１と近い部分における第２ｐ側接続部４２の面積を低減して電流集中の低減による信頼性を高めつつ、第２ｐ側接続部４２とｐ側層１３との十分な接続面積を確保して順方向電圧を低減できる。
【0070】
例えば、第１軸ａ１上において、第１ｐ側電極２１から第１ｎ側電極３１に向かって順に、第１開口４３ａ、第１開口４３ｂ、第１開口４３ｃ、第１開口４３ｄ、及び第１開口４３ｅが並んでいる。第１開口４３ａの面積は第１開口４３ｂの面積よりも大きい。第１開口４３ｂの面積は第１開口４３ｃの面積よりも大きい。第１開口４３ｃの面積は第１開口４３ｄの面積よりも大きい。第１開口４３ｄの面積は第１開口４３ｅの面積よりも大きい。第１開口４３ａの直径は、例えば、１３０μｍ以上１６０μｍ以下である。第１開口４３ｂの直径は、例えば、１１０μｍ以上１３０μｍ以下である。第１開口４３ｃの直径は、例えば、９０μｍ以上１１０μｍ以下である。第１開口４３ｄの直径は、例えば、７０μｍ以上９０μｍ以下である。第１開口４３ｅの直径は、例えば、５０μｍ以上７０μｍ以下である。
【0071】
また、平面視において、第１軸ａ１に平行な第２軸ａ２が２以上あり、それぞれの第２軸ａ２上においても互いに面積の異なる複数の第１開口４３が並んでいる。そして、それぞれの第２軸ａ２上に並ぶ複数の第１開口４３の面積は、第１ｐ側電極２１との間の最短距離が小さい第１開口４３ほど面積が大きくなっている。
【0072】
次に、上述した各実施形態の構成を有する実施例１～６の発光素子と、参考例の発光素子とを作製し、それぞれの発光素子の信頼性を評価した結果について説明する。なお、発光素子の信頼性の評価は、実施例１～６の発光素子及び参考例の発光素子それぞれについて、２個の発光素子を作製し、３０００ｍＡの電流値で３００時間駆動させた後、各発光素子を５ｍＡの電流値で駆動させた際のＶｆ値を測定する試験の結果に基づき行った。発光素子に、発熱等によりショートした箇所が発生した場合、Ｖｆ値が小さい値となる傾向がある。本試験において、Ｖｆ値が３Ｖ以下であった場合に、発光素子が故障していると判断した。
【0073】
実施例１は、図４に示す第３実施形態の発光素子３の構成を有する。
実施例２は、図５に示す第４実施形態の発光素子４の構成を有する。
実施例３は、図６に示す第５実施形態の発光素子５の構成を有する。
実施例４は、図７に示す第６実施形態の発光素子６の構成を有する。
実施例５は、図８に示す第７実施形態の発光素子７の構成を有する。
実施例６は、図９に示す第８実施形態の発光素子８の構成を有する。
実施例２は、図５に示す第４実施形態の発光素子４の構成を有する。
実施例３は、図６に示す第５実施形態の発光素子５の構成を有する。
実施例４は、図７に示す第６実施形態の発光素子６の構成を有する。
実施例５は、図８に示す第７実施形態の発光素子７の構成を有する。
実施例６は、図９に示す第８実施形態の発光素子８の構成を有する。
【0074】
参考例は、図１０に示す発光素子９の構成を有する。参考例においては、ｐ側配線層４０が、第２ｐ側電極２２のほぼ全面において第２ｐ側電極２２と電気的に接続されている。図１０においても、他の図と同様、ｐ側配線層４０における第２ｐ側電極２２と接続する第２ｐ側接続部４２を、網掛けがなされた領域として表す。参考例においては、平面視において、第１ｐ側電極２１と第２ｐ側接続部４２との間の最短距離は、第１ｐ側電極２１と、複数の第１ｎ側接続部５１のうち第１ｐ側電極２１に最も近い第１ｎ側接続部５１ａとの間の最短距離よりも小さい。
【0075】
実施例１～６及び参考例は、平面視における第２ｐ側接続部４２の位置及び面積のみが互いに異なり、それ以外の構成は同じである。実施例１～６の発光素子及び参考例の発光素子について、共通する構成を説明する。第１ｐ側電極２１及び第１ｎ側電極３１として、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕを含む金属層を用いた。第１ｐ側電極２１及び第１ｎ側電極３１の厚みは０．７μｍとした。ｐ側配線層４０及び導電層６０として、ＴｉとＲｈ含む金属層を用いた。ｐ側配線層４０及び導電層６０の厚みは０．３μｍとした。第２ｐ側電極２２として、Ａｇ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔを含む金属層を用いた。第２ｐ側電極２２の厚みは０．７μｍとした。ｎ側配線層５０として、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕを含む金属層を用いた。ｎ側配線層５０の厚みは０．４μｍとした。半導体構造体１０として、ＡｌａＧａ１－ａＮ（０＜ａ≦０．５）を含む複数の半導体層を用いた。基板１００としてシリコン基板を用いた。基板１００の平面視における形状は、１辺が１０００μｍの正方形とした。接合層１１０として、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ａｕを含む金属層を用いた。接合層１１０の最大厚みは１０μｍとした。第１絶縁膜７１、第２絶縁膜７２、第３絶縁膜７３及び保護膜９０として、酸化シリコン膜を用いた。第１絶縁膜７１の厚みは０．４μｍ、第２絶縁膜７２の厚みは０．８μｍ、第３絶縁膜７３の厚みは０．８μｍ、保護膜９０の厚みは０．８μｍとした。
【0076】
上記試験の結果は、以下のとおりであった。
実施例１～４の発光素子では、２個の発光素子ともに故障が確認されなかった。
実施例５及び６の発光素子では、２個の発光素子のうちの１個の発光素子に故障が確認された。
参考例の発光素子では、２個の発光素子ともに故障が確認された。
これらの結果から、実施例の発光素子は、参考例の発光素子と比較して、高い信頼性を有することが確認された。
実施例１～４の発光素子では、２個の発光素子ともに故障が確認されなかった。
実施例５及び６の発光素子では、２個の発光素子のうちの１個の発光素子に故障が確認された。
参考例の発光素子では、２個の発光素子ともに故障が確認された。
これらの結果から、実施例の発光素子は、参考例の発光素子と比較して、高い信頼性を有することが確認された。
【0077】
本発明の実施形態は、以下の発光素子を含む。
【0078】
[項１]ｎ側層と、ｐ側層と、前記ｎ側層と前記ｐ側層との間に位置する活性層とを有する半導体構造体であって、平面視において前記ｎ側層は前記活性層及び前記ｐ側層から露出する複数の第１領域を有する、前記半導体構造体と、
平面視において前記半導体構造体の外側に配置された第１ｐ側電極と、
前記ｐ側層における前記活性層と反対側の面側に配置された第２ｐ側電極と、
前記第１ｐ側電極と接続する第１ｐ側接続部と、前記第２ｐ側電極と接続する第２ｐ側接続部とを有するｐ側配線層と、
前記ｎ側層の前記複数の第１領域に接続する複数の第１ｎ側接続部を有するｎ側配線層と、
を備え、
平面視において、前記第１ｐ側電極と、前記第２ｐ側接続部との間の最短距離は、前記第１ｐ側電極と、前記複数の第１ｎ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第１ｎ側接続部との間の最短距離よりも大きく、
平面視において、前記第２ｐ側電極は、前記第１ｐ側電極と、前記複数の第１ｎ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第１ｎ側接続部との間の領域に少なくとも配置される発光素子。
[項２]平面視において、複数の前記第２ｐ側接続部が互いに離れて位置する上記項１に記載の発光素子。
[項３]平面視において、隣り合う前記複数の第１ｎ側接続部の間に、前記第２ｐ側接続部が配置される上記項２に記載の発光素子。
[項４] 平面視における前記第１ｐ側電極と前記第２ｐ側接続部との間の最短距離が、１００μｍ以上５００μｍ以下である上記項１～３のいずれか１つに記載の発光素子。
[項５]ｎ側層と、ｐ側層と、前記ｎ側層と前記ｐ側層との間に位置する活性層とを有する半導体構造体であって、平面視において前記ｎ側層は前記活性層及び前記ｐ側層から露出する複数の第１領域を有する、前記半導体構造体と、
平面視において前記半導体構造体の外側に配置された第１ｐ側電極と、
前記ｐ側層における前記活性層と反対側の面側に配置された第２ｐ側電極と、
前記第１ｐ側電極と接続する第１ｐ側接続部と、前記第２ｐ側電極と接続する第２ｐ側接続部とを有するｐ側配線層と、
前記ｎ側層の前記複数の第１領域に接続する複数の第１ｎ側接続部を有するｎ側配線層と、
を備え、
平面視において、前記ｐ側配線層は、前記複数の第１領域と重なる複数の第１開口を有し、
平面視において、前記複数の第１開口のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が最も小さい第１距離に位置する第１開口の面積は、前記複数の第１開口のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が前記第１距離よりも大きい第２距離に位置する第１開口の面積よりも大きい発光素子。
[項６]平面視において、前記複数の第２ｐ側接続部のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が最も小さい第３距離に位置する第２ｐ側接続部の面積は、前記複数の第２ｐ側接続部のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が前記第３距離よりも大きい第４距離に位置する第２ｐ側接続部の面積よりも小さい上記項２に記載の発光素子。
[項７]前記第２ｐ側接続部が、平面視において前記半導体構造体の中心を含む領域に少なくとも位置する上記項１～６のいずれか１つに記載の発光素子。
[項８]平面視における前記第２ｐ側接続部の面積は、平面視における前記ｐ側層の面積の１０％以上９０％以下である上記項１～７のいずれか１つに記載の発光素子。
[項９]平面視において前記半導体構造体の外側に配置され、前記ｎ側配線層と接続する第１ｎ側電極をさらに備え、
平面視において、前記第１ｎ側電極よりも前記第１ｐ側電極に近い前記第１開口の面積は、前記第１ｐ側電極よりも前記第１ｎ側電極に近い前記第１開口の面積よりも大きい上記項５～８のいずれか１つに記載の発光素子。
平面視において前記半導体構造体の外側に配置された第１ｐ側電極と、
前記ｐ側層における前記活性層と反対側の面側に配置された第２ｐ側電極と、
前記第１ｐ側電極と接続する第１ｐ側接続部と、前記第２ｐ側電極と接続する第２ｐ側接続部とを有するｐ側配線層と、
前記ｎ側層の前記複数の第１領域に接続する複数の第１ｎ側接続部を有するｎ側配線層と、
を備え、
平面視において、前記第１ｐ側電極と、前記第２ｐ側接続部との間の最短距離は、前記第１ｐ側電極と、前記複数の第１ｎ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第１ｎ側接続部との間の最短距離よりも大きく、
平面視において、前記第２ｐ側電極は、前記第１ｐ側電極と、前記複数の第１ｎ側接続部のうち前記第１ｐ側電極に最も近い第１ｎ側接続部との間の領域に少なくとも配置される発光素子。
[項２]平面視において、複数の前記第２ｐ側接続部が互いに離れて位置する上記項１に記載の発光素子。
[項３]平面視において、隣り合う前記複数の第１ｎ側接続部の間に、前記第２ｐ側接続部が配置される上記項２に記載の発光素子。
[項４] 平面視における前記第１ｐ側電極と前記第２ｐ側接続部との間の最短距離が、１００μｍ以上５００μｍ以下である上記項１～３のいずれか１つに記載の発光素子。
[項５]ｎ側層と、ｐ側層と、前記ｎ側層と前記ｐ側層との間に位置する活性層とを有する半導体構造体であって、平面視において前記ｎ側層は前記活性層及び前記ｐ側層から露出する複数の第１領域を有する、前記半導体構造体と、
平面視において前記半導体構造体の外側に配置された第１ｐ側電極と、
前記ｐ側層における前記活性層と反対側の面側に配置された第２ｐ側電極と、
前記第１ｐ側電極と接続する第１ｐ側接続部と、前記第２ｐ側電極と接続する第２ｐ側接続部とを有するｐ側配線層と、
前記ｎ側層の前記複数の第１領域に接続する複数の第１ｎ側接続部を有するｎ側配線層と、
を備え、
平面視において、前記ｐ側配線層は、前記複数の第１領域と重なる複数の第１開口を有し、
平面視において、前記複数の第１開口のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が最も小さい第１距離に位置する第１開口の面積は、前記複数の第１開口のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が前記第１距離よりも大きい第２距離に位置する第１開口の面積よりも大きい発光素子。
[項６]平面視において、前記複数の第２ｐ側接続部のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が最も小さい第３距離に位置する第２ｐ側接続部の面積は、前記複数の第２ｐ側接続部のうち前記第１ｐ側電極との間の最短距離が前記第３距離よりも大きい第４距離に位置する第２ｐ側接続部の面積よりも小さい上記項２に記載の発光素子。
[項７]前記第２ｐ側接続部が、平面視において前記半導体構造体の中心を含む領域に少なくとも位置する上記項１～６のいずれか１つに記載の発光素子。
[項８]平面視における前記第２ｐ側接続部の面積は、平面視における前記ｐ側層の面積の１０％以上９０％以下である上記項１～７のいずれか１つに記載の発光素子。
[項９]平面視において前記半導体構造体の外側に配置され、前記ｎ側配線層と接続する第１ｎ側電極をさらに備え、
平面視において、前記第１ｎ側電極よりも前記第１ｐ側電極に近い前記第１開口の面積は、前記第１ｐ側電極よりも前記第１ｎ側電極に近い前記第１開口の面積よりも大きい上記項５～８のいずれか１つに記載の発光素子。
【0079】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。本発明の上述した実施形態を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての形態も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものである。
【符号の説明】
【0080】
１～８…発光素子、１０…半導体構造体、１０ａ…第１面、１１…ｎ側層、１１ａ…第１領域、１１ｂ…第２領域、１２…活性層、１３…ｐ側層、２１…第１ｐ側電極、２２…第２ｐ側電極、３１…第１ｎ側電極、４０…ｐ側配線層、４１…第１ｐ側接続部、４２…第２ｐ側接続部、４３…第１開口、５０…ｎ側配線層、５１…第１ｎ側接続部、５２…第２ｎ側接続部、６０…導電層、７１…第１絶縁膜、７２…第２絶縁膜、７３…第３絶縁膜、９０…保護膜、１００…基板、１１０…接合層
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】