CN101467272A

CN101467272A - 氮化镓系化合物半导体发光元件

Info

Publication number: CN101467272A
Application number: CN200780021924.8A
Authority: CN
Inventors: 村木典孝; 渡边宗隆
Original assignee: Showa Denko KK
Current assignee: Resonac Holdings Corp
Priority date: 2006-06-13
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2009-06-24
Anticipated expiration: 2027-06-08
Also published as: KR101077078B1; CN101467272B; TW200818546A; JP2007335529A; US8188495B2; EP2031665A1; JP5250856B2; EP2031665B1; EP2031665A4; TWI347018B; KR20080112385A; WO2007145300A1; US20090212319A1

Abstract

本发明的目的是提供光取出效率优异、发光输出功率高的平面形状为纵边和横边的长度不同的矩形的氮化镓系化合物半导体发光元件。本发明的氮化镓系化合物半导体发光元件，是包括基板和层叠于基板上的氮化镓系化合物半导体层的发光元件，其特征在于，发光元件的平面形状为纵边和横边的长度不同的矩形，该氮化镓系化合物半导体层的侧面与基板主面不垂直。

Description

氮化镓系化合物半导体发光元件

技术领域

本发明涉及氮化镓系化合物半导体发光元件，特别是涉及平面形状为纵边和横边的长度不同的矩形的氮化镓系化合物发光元件。

背景技术

近年来，作为短波长发光元件用的半导体材料，氮化镓系化合物半导体材料受到关注。氮化镓系化合物半导体，是将以蓝宝石单晶为首的各种氧化物基板或III族～V族(第三主族～第五主族)化合物作为基板，在其上通过金属有机化学气相淀积法(MOCVD法)、分子束外延法(MBE法)等而形成的。

在氮化镓系化合物半导体发光元件中，正极使用以AuNi透明电极为首的ITO电极等的透明电极，可高效地将来自发光层的光取出至外部。为了提高光取出效率，通过对透明电极上的极板电极(Pad electrode)和设置于n型层上的负极等电极的配置进行研究、设计，设计出各种各样的LED芯片(例如，参照日本特开2005-19646号公报)。

另外，在LED芯片的模块化中，为了使空间效率化，与以往的正方形形状相比，面向长方形形状特别是异型形状的需求提高。作为其理由，当为正方形形状时，沿横向照射光的芯片在安装上是无效率的，优选可降低模块高度的长方形形状。但是，这样的长方形形状的LED芯片，由于电极间距离和电极形状的关系，产生了损害以往得到的LED芯片的较高的光取出效率的情况。

例如在日本特开2004-221529号公报中，为了避免电流的过度集中，在本来为了取出光而设置的透明电极上形成不透明的扩散用电极等，牺牲了作为发光元件整体的发光输出功率。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，提供光取出效率优异、发光输出功率高的平面形状为纵边和横边的长度不同的矩形的氮化镓系化合物半导体发光元件。

本发明提供下述发明。

(1)一种氮化镓系化合物半导体发光元件，是包括基板和层叠于基板上的氮化镓系化合物半导体层的发光元件，其特征在于，发光元件的平面形状为纵边和横边的长度不同的矩形，该氮化镓系化合物半导体层的侧面与基板主面不垂直。

(2)如上述1项所述的氮化镓系化合物半导体发光元件，其中，氮化镓系化合物半导体层的侧面与基板主面构成的角度θ小于90°。

(3)如上述1或2项所述的氮化镓系化合物半导体发光元件，其中，基板为蓝宝石C面。

(4)如上述3项所述的氮化镓系化合物半导体发光元件，其中，氮化镓系化合物半导体层的矩形长边侧的侧面，在氮化镓单晶晶格中为M面以外的面取向。

(5)如上述1～4项的任一项所述的氮化镓系化合物半导体发光元件，其中，发光元件的长边的长度为50μm～2000μm。

(6)如上述1～5项的任一项所述的氮化镓系化合物半导体发光元件，其中，发光元件的短边与长边之比为1:10～4:5。

(7)如上述1～6项的任一项所述的氮化镓系化合物半导体发光元件，其中，正极焊盘位于矩形长边的中央部。

(8)一种氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，是包括基板和层叠于基板上的氮化镓系化合物半导体层、且平面形状为纵边和横边的长度不同的矩形的发光元件的制造方法，其特征在于，包括以下工序：用具有规定图案的掩模覆盖氮化镓系化合物半导体层的表面侧的工序；将按元件分割的部位的氮化镓系化合物半导体层除去至到达基板的工序；在除去后进行湿蚀刻处理的工序；分割成各元件的工序。

(9)如上述8项所述的氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，掩模为光致抗蚀剂。

(10)如上述8项或9项所述的氮化镓系化合物半导体元件的制造方法，其中，除去氮化镓系化合物半导体层的工序是通过激光来完成的。

(11)如上述8项或9项所述的氮化镓系化合物半导体元件的制造方法，其中，除去氮化镓系化合物半导体层的工序是通过切片机(Dicer)来完成的。

(12)如上述8～11项的任一项所述的氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，其中，使用正磷酸进行湿蚀刻处理。

(13)一种灯，其包括上述1～7项的任一项所述的氮化镓系化合物半导体发光元件。

(14)一种电子设备，其装有上述13项所述的灯。

(15)一种机械装置，其装有上述14项所述的电子设备。

在平面形状为纵边和横边的长度不同的矩形的氮化镓系化合物半导体发光元件中，通过使发光元件的半导体层的侧面倾斜，在侧面的光透过量或在侧面反射的光由其他的面取出至外部的量变多，光取出效率提高。

进而，通过使用主面为蓝宝石C面的基板，并使半导体层的矩形长边侧的侧面在氮化镓单晶晶格中为M面以外的面取向，可使光取出效率进一步提高。

另外，通过采用湿蚀刻进行在如蓝宝石之类的难加工基板上形成的氮化镓系化合物半导体层的侧面加工，可得到损伤少的发光元件。

附图说明

图1是模式地表示在本发明的氮化镓系化合物半导体发光元件中的光行进的一例的剖面图。

图2是模式地表示在本发明的另一方式的氮化镓系化合物半导体发光元件中的光行进的一例的剖面图。

图3是模式地表示在以往的氮化镓系化合物半导体发光元件中的光行进的一例的剖面图。

图4是模式地表示氮化镓系化合物半导体发光元件的一般的层结构的图。

图5是表示在实施例1中制造的氮化镓系化合物半导体发光元件的电极的平面配置的模式图。

图6是说明在实施例1中制造的氮化镓系化合物半导体发光元件的侧面形状的模式图。

图7是表示在实施例2中得到的、正极焊盘-负极间距离与发光元件特性的关系的图。

具体实施方式

本发明的特征是在平面形状为纵边和横边的长度不同的矩形的氮化镓系化合物半导体发光元件中，通过形成为半导体层的侧面与基板的主面不垂直(以下称为倾斜)的元件结构，飞跃性地提高了光取出效率。另外，还有以下特征：利用氮化镓系化合物半导体结晶的各晶面的化学蚀刻的难易性的不同，使长度长的侧面形成为在光取出方面有优势的形状。

以下参考附图具体地进行说明。

图1是模式地表示在本发明的氮化镓系化合物半导体发光元件中的光行进的一例的剖面图，是半导体层的侧面与基板的主面构成的角度θ小于90°的情况。图2是模式地表示在本发明的另一方式的氮化镓系化合物半导体发光元件中的光行进的一例的剖面图，是半导体层的侧面与基板的主面构成的角度θ大于90°的情况。在这些图中，204为基板(201)的主面，205为氮化镓系化合物半导体层(202)的侧面，它们构成的角度为θ。203为由半导体层的A点发出的光的行进路线。

图3是模式地表示在以往的氮化镓系化合物半导体发光元件中的光的行进的一例的剖面图，是半导体层的侧面垂直于基板的主面的情况。图中标号，与图1和图2相同。

如本发明那样通过半导体层的侧面相对于基板的主面倾斜而使光取出效率提高的原因尚不确定，但可以考虑如下。

图3是以往的氮化镓系化合物半导体发光元件，例如由A点发出的光如箭头线那样行进的情况下，入射到半导体层的侧面的光，当为临界角以上时光在此处进行反射，而且即使在半导体层的上面也变为临界角以上进行反射。其结果，光的取出效率降低。

与此相对，在图1的情况下，光在半导体层的侧面进行反射，但由于在半导体层的上面变为临界角以内，因此光透射，能够从发光元件取出。在图1中，倾斜角θ小于90°。优选θ为10°～80°，进一步优选为30°～70°。

另外，在图2的情况下，由于在半导体层的侧面入射光变为临界角以内，因此光透过半导体层。

由这些情况来看，在图1和2的任一情况下光的取出效率都提高，如图1那样半导体层的侧面与基板的主面构成的角度θ小于90°时，朝向半导体层的侧面的光在侧面反射，朝向上方的概率比图2的情况多，因此是优选的。

如上述那样，在本发明中，利用发光元件的侧面谋求提高光取出效率。因此，在发光元件的面积(平面投影面积)相同的情况下，侧面面积大是有利的。总之，发光元件的周边长度相对于平面投影面积的比大是有利的。

在矩形的情况下，关于周边长度相对于面积的比，与边的长度完全相等的正方形相比，相邻的边的长度不同的长方形的一方较大。

因此，通过使发光元件的半导体层侧面相对于基板主面倾斜来提高光取出效率的效果，在发光元件的平面形状为纵边和横边的长度不同的矩形即长方形的情况下变大。

本发明的发光元件的平面形状，只要是纵边和横边的长度不同的矩形即长方形，就不受特别的限制。总之，可与装有发光元件的电子设备等相应地形成为任意的形状。

优选长方形的短边与长边之比尽可能地大。原因是短边与长边之比大时，周边长度相对于面积的比变大。但是，该比值过大时，发光元件变得过于细长，其结果，正极和负极的配置变得困难，或驱动电压上升。因此，本发明的发光元件的短边与长边之比优选为1:10～4:5，进一步优选为1:2～2:3。

考虑到正极和负极的配置、发光元件制造时的可加工性以及电流分布等，作为长边的绝对长度优选为50～2000μm，进一步优选为200～600μm。另外，作为短边的绝对长度优选为40～1000μm，进一步优选为100～300μm。

作为氮化镓系化合物半导体发光元件的层结构，众所周知有例如图4所示的层结构，本发明的氮化镓系化合物半导体发光元件的层结构也可制成包括这样的众所周知的层结构在内的任何的层结构。在图4中，1为基板，2为缓冲层，3为n型半导体层。n型半导体层由基底层(3c)、n型接触层(3a)及n型覆层(3b)构成。4为发光层，5为p型半导体层。p型半导体层由p型覆层(5b)和p型接触层(5a)构成。10为正极，由透光性正极(11)和正极焊盘(12)构成。20为负极。

在本申请发明中，基板1可以没有任何限制地使用选自蓝宝石单晶(Al₂O₃；A面、C面、M面、R面)、尖晶石单晶(MgAl₂O₄)、ZnO单晶、LiAlO₂单晶、LiGaO₂单晶、MgO单晶或Ga₂O₃单晶等的氧化物单晶基板以及Si单晶、SiC单晶、GaAs单晶、AIN单晶、GaN单晶或ZrB₂等的硼化物单晶等的非氧化物单晶基板之中的公知的基板材料。在这些基板材料中优选蓝宝石单晶或SiC单晶。另外，既可以是Just基板(没有倾斜角的基板)，又可以是赋予了倾斜角的基板。

在将蓝宝石单晶用于基板的情况下，在基板上生长的氮化镓系化合物半导体单晶，以顺应蓝宝石单晶(Al₂O₃；A面、C面、M面、R面)的取向进行结晶生长。

在将以蓝宝石单晶的C面为基板而生长的氮化镓系化合物半导体单晶的与C面垂直的面，从C轴方向进行蚀刻的情况下，M面以外的面例如A面的结晶顶点露出，容易形成凹凸，M面容易变得平坦。在本发明中，由于将发光元件的侧面用于提高光取出效率，因此当侧面为凹凸时，侧面的表面积变大，光取出效率也进一步提高。因此，在本发明的发光元件中，优选使矩形的长边为M面以外的面例如A面。

作为构成缓冲层、n型半导体层、发光层和p型半导体层的氮化镓系化合物半导体，公知有由通式Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x≤1，0≤y<1，0≤x+y≤1)表示的各种组成的半导体。对于构成本发明中的缓冲层、n型半导体层、发光层和p型半导体层的III族氮化物半导体，也可以没有任何限制地使用由通式Al_xIn_yGa_1-x-yN(0≤x≤1，0≤y<1，0≤x+y≤1)表示的各种组成的半导体。

作为使这些III族氮化物半导体生长的方法，有金属有机化学气相淀积法(MOCVD法)、分子束外延法(MBE法)、氢化物气相生长法(HVPE法)等。优选组成控制容易、具有量产性的MOCVD法，但未必限于该方法。

采用MOCVD法作为上述半导体层的生长方法时，作为III族Ga的原料，主要使用作为有机金属材料的三甲基镓(TMGa)或三乙基镓(TEGa)，同样作为III族的Al的原料，主要使用三甲基铝(TMAI)或三乙基铝(TEAl)。另外，对于作为发光层的构成材料的In，作为其原料使用三甲基铟(TMI)或三乙基铟(TEI)。作为V族的N源，使用氨(NH₃)或联氨(N₂H₄)等。

在n型半导体层中，作为掺杂材料使用Si或Ge。作为Si原料使用甲硅烷(SiH₄)或乙硅烷(Si₂H₆)，作为Ge原料使用锗烷(GeH₄)或有机锗化合物。在p型半导体层中，作为掺杂物使用Mg。作为其原料使用例如双环戊二烯基镁(Cp₂Mg)或双乙基环戊二烯基镁((EtCp)₂Mg)。

为了在上述基板上层叠氮化镓系化合物半导体，可使用在日本专利第3026087号公报或日本特开平4-297023号公报中所公开的低温缓冲法、在日本特开2003-243302号公报等中所公开的被称为Seeding Process(SP)法的晶格不整齐结晶外延生长技术。

使用低温缓冲法、SP法等晶格不整齐结晶外延生长技术时，层叠于其上的作为基底的氮化镓系化合物半导体，优选是不掺杂或者为5×10¹⁷cm^-3左右的低掺杂的GaN。基底层的膜厚优选为1～20μm，更优选为5～15μm。

为了与负极接触、供给电流，在基底层上使含有n型GaN的n型接触层生长。一边向n型GaN中供给n型掺杂物使得达到1×10¹⁸cm^-3～1×10¹⁹cm^-3一边使其生长。作为n型掺杂物，一般可选择Si、Ge。关于掺杂，有下述情况：一样地掺杂的情况；和采取周期地重复低掺杂层和高掺杂层的结构的情况。特别是后者的间歇掺杂，对抑制结晶生长中产生的凹坑有效。

优选在n型接触层与发光层之间设置n型覆层。n型覆层可由AlGaN、GaN、InGaN等形成，在为InGaN时，当然优选形成为比活性层的InGaN的带隙大的组成。n型覆层的载流子浓度可以与n型接触层相同，可以大也可以小。

作为n型覆层上的发光层，优选为量子阱结构。既可以是只有一个阱层的单一量子阱结构，也可以是具有多个阱层的多量子阱结构。其中，多量子阱结构，作为使用氮化镓系化合物半导体的元件的结构可兼具高输出功率和低驱动电压，因此是优选的。另外，在为多量子阱结构的情况下，将合并了阱层(活性层)和势垒层的整体在本发明书中称为发光层。

p型半导体层通常为0.01～1μm的厚度，包括与发光层接触的p型覆层和用于形成正极的p型接触层。p型覆层和p型接触层可兼任。p型覆层使用GaN、AlGaN等形成，作为p掺杂物，掺杂Mg。

负极，众所周知有各种组成和结构的负极，可以没有任何限制地使用这些众所周知的负极。作为与n型接触层接触的负极用的接触材料，除了Al、Ti、Ni、Au等以外，还可使用Cr、W、V等。不用说可将负极整体制成多层结构从而赋予接合性等。特别是为了使接合容易，优选用Au覆盖最表面。

正极，众所周知也有各种组成和结构的正极，可以没有任何限制地使用这些众所周知的正极。

作为透光性的正极材料，可以含有Pt、Pd、Au、Cr、Ni、Cu、Co等。另外已知通过制成其一部分被氧化了的结构，可使透光性提高。另外，作为透明电极，使用一般的ITO、IZO、IWO等导电性氧化物也没有问题。作为反射型的正极材料，除了上述材料以外，还可使用Rh、Ag、Al等。

通常，形成光透过性或反射性正极后，在其一部分表面上制作构成焊盘部的正极焊盘。合并正极焊盘而构成正极。作为正极焊盘的材料，已知各种结构的材料，在本发明中，可以没有特别限制地使用这些公知的材料。除了用于负极材料的Al、Ti、Ni、Au以外，还可没有任何限制地使用Cr、W、V。但是，优选使用与使用的光透过性或反射性正极的密着性良好的材料。需要使厚度充分厚，以使得相对于接合时的应力，不对光透过性或反射性正极造成损伤。另外，最表层优选为与焊盘的密着性良好的材料，例如Au。

另外，在正极焊盘的位置上，为了从横向最大限度地取出在正极焊盘下部的所发出的光，优选形成于矩形长边的中心附近。另外，通过在矩形长边的中央部，例如中心±30％的位置配置正极焊盘，电流扩散路径变短，可降低元件的驱动电压。

为了将在基板上层叠了氮化镓系化合物半导体、负极和正极的晶片分割成各发光元件，并使该半导体层的侧面倾斜，首先形成抗蚀剂图案以使得覆盖上述正极、负极及露出的p型半导体层。

此时，在使侧面的面取向为氮化镓系化合物半导体结晶的M面的情况下，侧面形状变得平坦。另一方面，在使侧面的面取向为氮化镓系化合物半导体结晶的M面以外的面的情况下，侧面形状变为凹凸形状。通过使矩形的长边侧为M面以外的面，可制成光取出效率优异的发光元件。

抗蚀剂可以是正型也可以是负型。使用具有适当图案的光掩模，按照通常的步骤进行平版印刷，使得包括正极和负极的各个元件的边界露出。或者，如果抗蚀剂覆盖上述的电极和p型半导体层而可判别各个元件，则不一定需要平版印刷。膜厚优选为0.1μm～20μm。若膜厚度薄，则湿蚀刻时膜容易剥离，若膜厚度厚，则发生平版印刷的析像的问题，下面的图案的识别变得困难。优选为0.5μm～10μm，进一步优选为1μm～5μm。

氮化镓系化合物半导体的直到到达基板的除去，优选利用激光进行。通过选择比氮化镓系化合物半导体的吸收端短的波长的激光，由于氮化镓系化合物半导体的达到10⁵cm^-1的高的吸收系数，因此被加工位置被限定为激光照射位置。通过适当选择激光的光学系统，能够以比10μm窄的宽度进行加工，可谋求元件收率的提高。基板的激光加工深度可在1μm以上的范围任意选择，若加工深度小，则容易发生随后的分割处理的形状不良。若加工深度为10μm以上，则可抑制不良的发生，更优选为20μm以上。

或者，可以是作为机械方法的利用切片机的方法。此时，通过将切断所使用的刀片选定为合适的刀片，使其对基板的切入量尽可能小，由此可抑制元件的缺损和裂纹的发生。该切入量可在1μm～50μm的范围内任意选择，但优选为1μm～20μm，进一步优选为1μm～10μm。

接着，对分割部位实施湿蚀刻，形成凹部(割沟)。湿蚀刻可使用正磷酸进行。在装入规定的加热装置中的烧杯中加入正磷酸，加热至100℃～400℃。加热温度低时蚀刻速度慢，加热温度过高时掩模发生剥离。优选为150℃～300℃，进一步优选为180℃～240℃，可兼得充分的蚀刻速度和掩模的耐性。通过该湿蚀刻，可得到相对于基板主面倾斜的半导体层侧面。

然后，分割成各发光元件。

作为发光元件的形态，既可以为使用透明正极从半导体侧取出所发的光的所谓面朝上(FU)型，也可以为使用反射型的正极从基板侧取出所发的光的所谓倒装片(FC)型。

本发明的氮化镓系化合物半导体发光元件，例如可通过本领域众所周知的手段设置透明罩而制成灯。另外，可将本发明的氮化镓系化合物半导体发光元件和具有荧光体的罩组合而制造白色的灯。

另外，由本发明的氮化镓系化合物半导体发光元件制作的灯，其发光输出功率高，驱动电压低，因此装有通过该技术制造的灯的便携式电话、显示器、面板类等的电子设备、装有该电子设备的汽车、计算机、游戏机等机械装置类，可在低电力下驱动，可实现较高的特性。特别是在移动电话、游戏机、玩具、汽车部件等的由电池驱动的设备类中可发挥省电的效果。

实施例

以下通过实施例和比较例详细地说明本发明，但本发明并不只限于这些实施例。

(实施例1)

作为基板使用蓝宝石(Al₂O₃)C面基板，在其上按照日本特开2003-243302号公报中所述的方法层叠了由AIN形成的缓冲层。接着，在缓冲层上，顺次层叠：6μm厚的由非掺杂GaN形成的基底层、4μm厚的由周期地掺杂Ge使平均载流子浓度为1×10¹⁹cm^-3的GaN形成的n型接触层、由In_0.1Ga_0.9N形成的厚度12.5nm的n型覆层、将由GaN形成的厚度16nm的势垒层和由In_0.2Ga_0.8N形成的厚度2.5nm的阱层交替层叠5次后，最后设置了势垒层的多量子阱结构的发光层、由掺杂Mg(浓度为8×10¹⁹cm³)的Al_0.03Ga_0.97N形成的厚度0.15μm的p型接触层，从而制成基板上的氮化镓系化合物半导体层。

这些叠层通过通常的MOCVD法进行。

在发光元件的制作中，在氮化镓系化合物半导体层的表面，使用溅射装置形成厚度为0.25μm的氧化铟锡(ITO)膜，作为透明电极。然后，使用公知的平版印刷技术和ITO蚀刻技术，使氧化铟锡(ITO)膜部分成为规定的长方形形状。此时，在长方形形状各边的方向上，使发光元件的纵横方向顺应蓝宝石C面基板的面取向，使取向一致以使得长方形的长边平行于GaN结晶的A面(11-20)。

接着，出于保护形成为长方形的透明电极膜的目的，通过公知的平版印刷技术形成了抗蚀剂保护膜。

然后，使用RIE装置，使各个发光元件的边界部分和负极形成区域(没有由抗蚀剂保护的部分)的n型接触层露出。

接着，通过公知的平版印刷技术，在负极形成区域的n型接触层上形成了负极。同样地，通过公知的平版印刷技术，在透明电极上形成了正极焊盘。负极以及正极焊盘都是从半导体层侧层叠有

的结构，它们的层叠通过公知的蒸镀技术进行。

图5是表示在实施例中制造的发光元件的电极的平面配置的模式图。发光元件的外形是短边250μm、长边500μm的矩形，正极焊盘的位置在长边的中央部，另外，与负极的距离为235μm。正极焊盘的大小为直径95μm。

在各个发光元件上的电极制作工序结束后，在晶片上涂布用于平版印刷的光致抗蚀剂。然后，再次通过平版印刷只在各个发光元件的边界部分使基板露出。

作为将氮化镓系化合物半导体层除去至到达基板的手段，使用了激光。激光的波长为266nm、频率为50kHz、输出功率为1.6W、加工速度为70mm/秒，在基板上首先在X轴方向形成了达到20μm深度的割沟。使载物台(Stagge)旋转90°，在Y轴方向同样地形成了割沟。割沟的宽度为2μm。

将形成割沟后的基板在装有使用加热装置加热至240℃的正磷酸的石英烧杯中浸渍20分钟，进行了湿蚀刻。氮化镓系化合物半导体层的蚀刻量为5.2μm。将湿蚀刻结束后的基板和氮化镓系化合物半导体层在超声波中进行水洗，进而通过有机洗涤来除去由抗蚀剂形成的蚀刻掩模。

将蚀刻处理后的基板和氮化镓系化合物半导体层进一步通过基板侧的研磨，减薄至基板的厚度变为80μm，然后通过破碎装置分离成各个发光元件。

用积分球评价已分离的发光元件的输出功率，结果施加20mA时为7.1mW。另外，测定了驱动电压，结果施加20mA时的电压为3.35V。

通过SEM观察了发光元件侧面，氮化镓系化合物半导体层的侧面，相对于垂直地分割的蓝宝石基板侧面，如图1所示，侧面和基板主面构成的角度(θ)为70°。另外，发光元件侧面的形状，如图6所示，短边侧大致平坦，但长边侧形成有凹凸。

(实施例2)

除了改变正极焊盘的位置以外，与实施例1同样地制造氮化镓系化合物半导体发光元件，与实施例1同样地评价得到的发光元件，研究了正极焊盘-负极间距离与发光元件特性的关系。

将结果示于图7。由该图判明，随着正极焊盘-负极间距离增大，发光输出功率慢慢上升。另一方面，驱动电压也随着正极焊盘-负极间距离增大而上升，特别是当该距离超过250μm时，上升幅度变大。因此，从发光输出功率和驱动电压的平衡出发，正极焊盘的位置优选为发光元件长边的中央部附近。

(实施例3)

除了使取向一致以使得长方形的长边平行于GaN结晶的M面(10-10)以外，与实施例1同样地制造了氮化镓系化合物半导体发光元件。

与实施例1同样地评价了得到的发光元件，结果施加20mA时的输出功率为6.4mW，驱动电压为3.30V。通过SEM观察了发光元件侧面，氮化镓系化合物半导体层的侧面，如图1所示，侧面和基板主面构成的角度(θ)为70°。另外，氮化镓系化合物半导体层侧面的形状，虽然短边侧形成有凹凸，但长边侧大致平坦。

(比较例)

除了不实施湿蚀刻以外，与实施例1同样地制造了氮化镓系化合物半导体发光元件。

与实施例1同样地评价了得到的发光元件，结果施加20mA时输出功率为5.1mW，驱动电压为3.32V。通过SEM观察了发光元件侧面，氮化镓系化合物半导体层的侧面，与基板的侧面同样相对于基板主面垂直。另外，关于氮化镓系化合物半导体层侧面的形状，短边侧和长边侧都大致平坦。

产业上的可利用性

本发明的氮化镓系化合物半导体发光元件，其发光输出功率高，并且，其平面形状为纵边和横边的长度不同的矩形，因此可高效地装入各种电子设备中，产业上的利用价值极大。

Claims

1.一种氮化镓系化合物半导体发光元件，是包括基板和层叠于基板上的氮化镓系化合物半导体层的发光元件，其特征在于，发光元件的平面形状为纵边和横边的长度不同的矩形，该氮化镓系化合物半导体层的侧面与基板主面不垂直。

2.根据权利要求1所述的氮化镓系化合物半导体发光元件，其中，氮化镓系化合物半导体层的侧面与基板主面构成的角度θ小于90°。

3.根据权利要求1所述的氮化镓系化合物半导体发光元件，其中，基板为蓝宝石C面。

4.根据权利要求3所述的氮化镓系化合物半导体发光元件，其中，氮化镓系化合物半导体层的矩形长边侧的侧面，在氮化镓单晶晶格中为M面以外的面取向。

5.根据权利要求1所述的氮化镓系化合物半导体发光元件，其中，发光元件的长边的长度为50μm～2000μm。

6.根据权利要求1所述的氮化镓系化合物半导体发光元件，其中，发光元件的短边与长边之比为1:10～4:5。

7.根据权利要求1所述的氮化镓系化合物半导体发光元件，其中，正极焊盘位于矩形长边的中央部。

8.一种氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，是包括基板和层叠于基板上的氮化镓系化合物半导体层、且平面形状为纵边和横边的长度不同的矩形的发光元件的制造方法，其特征在于，包括以下工序：用具有规定图案的掩模覆盖氮化镓系化合物半导体层的表面侧的工序；将按元件进行分割的部位的氮化镓系化合物半导体层除去至到达基板的工序；在除去后进行湿蚀刻处理的工序；分割成各元件的工序。

9.根据权利要求8所述的氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，所述掩模为光致抗蚀剂。

10.根据权利要求8所述的氮化镓系化合物半导体元件的制造方法，其中，除去氮化镓系化合物半导体层的工序是采用激光来完成的。

11.根据权利要求8所述的氮化镓系化合物半导体元件的制造方法，其中，除去氮化镓系化合物半导体层的工序是采用切片机来完成的。

12.根据权利要求8所述的氮化镓系化合物半导体发光元件的制造方法，其中，使用正磷酸进行湿蚀刻处理。

13.一种灯，其包括权利要求1所述的氮化镓系化合物半导体发光元件。

14.一种电子设备，其装有权利要求13所述的灯。

15.一种机械装置，其装有权利要求14所述的电子设备。