CN108598251B - 半导体发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明的半导体发光元件，包括：多个半导体层，包括在生长衬底上依次形成的具备第一导电性的第一半导体层、具备第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间，通过电子和空穴的复合而生成光的有源层；非导电性反射膜，以将在有源层生成的光反射到生长衬底侧的方式形成在多个半导体层；第一电极，形成在非导电性反射膜，与第一半导体层电气性连通，供给电子和空穴中的一个；及第二电极，在非导电性反射膜上与第一电极相对形成，与第二半导体层电气性连通，供给电子和空穴中的另一个，第一电极与第二电极之间的间隔为80μm以上，在俯视图上观察时，第一电极及第二电极相加的面积相对于半导体发光元件的俯视面积的比率为0.7以下。

Description

半导体发光元件
本申请是申请日为2015年6月10日，国家申请号为201580031238.3(国际申请号为PCT/KR2015/005803)，发明名称为“半导体发光元件”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明(Disclosure)在整体上涉及半导体发光元件(SEMICONDUCTOR LIGHTEMITTING DEVICE)，特别地，涉及减少光损失并提高散热效率的半导体发光元件。
在此，半导体发光元件表示通过电子与空穴的复合而生成光的半导体光元件，可例举III族氮化物半导体发光元件。III族氮化物半导体由以Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)构成的化合物构成。此外，还可例举用于发出红色光的GaAs类半导体发光元件等。
背景技术
在此，提供关于本发明的背景技术，但它并不一定表示公知技术(This sectionprovides background information related to the present disclosure which isnot necessarily prior art)。
图1是表示美国授权专利公报第7,262,436号中公开的半导体发光元件的一例的图，半导体发光元件包括：衬底(100)；在衬底(100)上生长的n型半导体层(300)；在n型半导体层(300)上生长的有源层(400)；在有源层(400)上生长的p型半导体层(500)；在p型半导体层(500)上生长而用作反射膜的电极(901，902，903)；以及形成在通过蚀刻而露出的n型半导体层(300)上的n侧接合焊盘(800)。
将这种结构的芯片称为倒装芯片(filp chip)，即倒装芯片是指电极(901，902，903)及电极(800)均形成在衬底(100)的一侧，将电极(901，902，903)用作反射膜的形态的芯片。电极(901，902，903)由反射率高的电极(901；例如：Ag)、用于焊接的电极(903；例如：Au)及防止电极(901)物质与电极(903)物质之间的扩散的电极(902；例如：Ni)构成。这样的金属反射膜结构虽然反射率高，并在电流扩散上存在优点，但存在光被金属吸收的缺点。另外，在金属反射膜为电极的同时可以是散热通路，但金属反射膜为电极的同时具备良好的散热结构是有限的。
图2是表示在日本公开专利公报第2006-20913号中公开的半导体发光元件的一例的图，半导体发光元件包括：衬底(100)；在衬底(100)上生长的缓冲层(200)；在缓冲层(200)上生长的n型半导体层(300)；在n型半导体层(300)上生长的有源层(400)；在有源层(400)上生长的p型半导体层(500)；形成在p型半导体层(500)上，并实现电流扩散功能的透光性导电膜(600)；形成在透光性导电膜(600)上的p侧接合焊盘(700)；及形成在通过蚀刻而露出的n型半导体层(300)上的n侧接合焊盘(800)。并且，在透光性导电膜(600)上具备分布布拉格反射器(900；DBR：Distributed Bragg Reflector)和金属反射膜(904)。根据这样的结构，虽然能够减少光被金属反射膜(904)吸收，但与利用电极(901，902，903)的情况相比，相对地电流扩散不够顺畅。
图3是表示美国授权专利公报第6,650,044号中图示的半导体发光元件的一例的图，半导体发光元件为倒装芯片的形态，该半导体发光元件具备衬底(100)，在衬底(100)上依次蒸镀具备第一导电性的第一半导体层(300)、通过电子和空穴的复合而生成光的有源层(400)、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层(500)，并在其上形成有用于向衬底(100)侧反射光的反射膜(950)，并且在通过蚀刻而露出的第一半导体层(300)上形成有用作接合焊盘的电极(800)，以包围衬底(100)及半导体层(300，400，500)的方式形成有密封材料(1000)。如图2所示，反射膜(950)可由金属层构成，但如图5所示，也可由用SiO2/TiO2构成的DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)这样的绝缘体反射膜构成。半导体发光元件通过导电粘结剂(830，970)而安装到具备电气配线(820，960)的PCB(1200；Printed Circuit Board：印刷电路板)。在密封材料(1000)中主要包括荧光体。在此，半导体发光元件包括密封材料(1000)，因此为了区分，将除了密封材料(1000)之外的半导体发光元件部分称为半导体发光芯片。如图3所示，通过这样的方法，在半导体发光芯片上涂布密封材料(1000)。
图4是表示美国公开专利公报第2012/0171789号中公开的半导体发光元件的一例的图，公开了在形成于电路基板(3)的端子(3)接合突起物(5)而安装的发光元件。绝缘体(7)介于发光元件电极之间。从散热的侧面考虑，通过电极和电路基板的端子而实现的散热通路非常有限，散热面积较小。
图5是表示以往的半导体发光元件的又一例的图，图示了安装有图1所示的半导体发光芯片(1)的封装体。封装体包括引线框架(4，5)、固定引线框架(4，5)且形成凹陷部(7)的模具(6)。半导体发光元件(1；半导体发光芯片)安装在引线框架(4)，以覆盖半导体发光芯片(1)的方式由密封材料(1000)填充凹陷部(7)。密封材料(1000)主要包括荧光体。模具由不利于散热的材质构成，引线框架固定到模具，通过模具，在提高散热效率时受限。
图6是表示美国公开专利公报第2013/0194790中公开的半导体发光元件的一例的图，在杆(bar)类型的电路基板(101)安装有多个LED(102)，密封材料(103)覆盖LED，在电路基板的背面具备散热器(105)。从散热的侧面考虑，电路基板介于LED与散热器之间，在提高传热效率时受限。
发明内容
技术课题
对此，将在‘具体实施方式’的后端进行记述。
解决课题的手段
在此，提供本发明的整体概要(Summary)，对此不应理解为本发明的范围仅限于此(This section provides a general summary of the disclosure and is not acomprehensive disclosure of its full scope or all of its features)。
根据本发明的一个方式(According to one aspect of the presentdisclosure)，提供一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：板，其具备电源端子和与电源端子绝缘的散热部；及半导体发光芯片，其安装在板上，半导体发光芯片包括：多个半导体层，它们包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间，通过电子和空穴的复合而生成光的有源层；第一电极部，其与第一半导体层电气性地连通，供给电子和空穴中的一个；第二电极部，其与第二半导体层电气性地连通，供给电子和空穴中的另一个；及散热焊盘，其从第一电极部及第二电极部离开而形成在多个半导体层上，第一电极部及第二电极部中的至少一个与电源端子电连接，散热焊盘固定于散热部侧。
根据本发明的另一个方式(According to another aspect of the presentdisclosure)，提供一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：多个半导体层，它们包括在生长衬底上依次形成的具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间，通过电子和空穴的复合而生成光的有源层；非导电性反射膜，其以将在有源层生成的光反射到生长衬底侧的方式形成在多个半导体层上；第一电极，其形成在非导电性反射膜上，与第一半导体层电气性地连通，供给电子和空穴中的一个；及第二电极，其在非导电性反射膜上与第一电极相对地形成，与第二半导体层电气性地连通，供给电子和空穴中的另一个，第一电极与第二电极之间的间隔为80μm以上，在俯视图(top view)上观察时，将第一电极及第二电极相加的面积相对于半导体发光元件的俯视面积的比率为0.7以下。
根据本发明的又一个方式(According to still another aspect of thepresent disclosure)，提供一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：第一发光部及第二发光部，它们彼此相对，各个发光部包括多个半导体层，该多个半导体层依次层叠具备第一导电性的第一半导体层、通过电子和空穴的复合而生成光的有源层及具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层而形成；连接电极，其将第一发光部的第二半导体层和第二发光部的第一半导体层电连接；非导电性反射膜，其以覆盖多个半导体层及连接电极的方式形成，反射在有源层生成的光；及导电部(a conductive portion)，其以与连接电极重叠的方式在第一发光部与第二发光部之间的非导电性反射膜上延伸。
根据本发明的又一个方式(According to further still another aspect ofthe present disclosure)，提供一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：第一发光部、第二发光部及第三发光部，各个发光部包括多个半导体层，所述多个半导体层依次层叠具备第一导电性的第一半导体层、通过电子和空穴的复合而生成光的有源层及具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层而构成；非导电性反射膜，其以覆盖多个半导体层的方式形成，反射在有源层生成的光；第一电极，其以与第一发光部的第一半导体层电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的一个；第二电极，其以与第二发光部的第二半导体层电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的另一个；及辅助焊盘，其形成在覆盖第三发光部的非导电性反射膜上。
根据本发明的又一个方式(According to further still another aspect ofthe present disclosure)，提供一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：第一发光部及第二发光部，各个发光部包括多个半导体层，所述多个半导体层依次层叠具备第一导电性的第一半导体层、通过电子和空穴的复合而生成光的有源层及具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层而形成；非导电性反射膜，其以覆盖多个半导体层及第一发光部和第二发光部之间的方式形成，反射在有源层生成的光；电连接部(an electricalconnecting portion)，其贯穿非导电性反射膜，与多个半导体层电气性地连通；及连接电极，其在非导电性反射膜上延伸，将第一发光部的电连接部和第二发光部的电连接部连接。
根据本发明的又一个方式(According to further still another aspect ofthe present disclosure)，提供一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：第一发光部、第二发光部及第三发光部，各个发光部包括多个半导体层，所述多个半导体层依次层叠具备第一导电性的第一半导体层、通过电子和空穴的复合而生成光的有源层及具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层而形成；连接电极，其将第一发光部、第二发光部及第三发光部中的相邻的发光部电连接；及非导电性反射膜，其以覆盖多个半导体层及连接电极的方式形成，反射在有源层生成的光，在覆盖第三发光部的非导电性反射膜上未形成金属层。
根据本发明的又一个方式(According to further still another aspect ofthe present disclosure)，提供一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：多个发光部，它们包括在衬底上以彼此离开的方式形成的第一发光部及第二发光部，各个发光部包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间，通过电子和空穴的复合而生成光的有源层；至少一个连接电极，其将多个发光部电连接，各个连接电极包括在第一发光部的边缘侧沿着第一发光部的边缘而延伸的第一延伸部、在第二发光部的边缘侧沿着第二发光部的边缘而延伸的第二延伸部、将第一延伸部和第二延伸部连接的连接部；非导电性反射膜，其以覆盖多个发光部及至少一个连接电极的方式形成，反射来自有源层的光；第一电连接部，其贯穿非导电性反射膜而与第一半导体层电气性地连通，该第一电连接部在多个发光部中的形成有第一延伸部的发光部上设于第一延伸部的相对侧的边缘侧；及第二电连接部，其贯穿非导电性反射膜而与第二半导体层电气性地连通，该第二电连接部在多个发光部中的形成有第二延伸部的发光部上设于第二延伸部的相对侧的边缘侧。
发明效果
对此，将在‘具体实施方式’的后端进行记述。
附图说明
图1是表示美国授权专利公报第7，262，436号中公开的半导体发光元件的一例的图。
图2是表示日本公开专利公报第2006-20913号中公开的半导体发光元件的一例的图。
图3是表示美国授权专利公报第6，650，044号中图示的半导体发光元件的一例的图。
图4表示美国公开专利公报第2012/0171789号中公开的半导体发光元件的一例的图。
图5是表示以往的半导体发光元件的一例的图。
图6是表示美国公开专利公报第2013/0194790中公开的半导体发光元件的一例的图。
图7及图8是表示本发明的半导体发光元件的一例的图。
图9是用于说明本发明的半导体发光元件所具备的半导体发光芯片的一例的图。
图10是用于说明在图9中沿着A-A线而切割的截面的一例的图。
图11是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图。
图12、图13及图14是用于说明本发明的半导体发光元件的制造方法的一例的图。
图15是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图16是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图17是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图18是用于说明本发明的半导体发光元件的一例的图。
图19是表示本发明的半导体发光元件的另一例的图，图20是表示沿着图19的A-A线而截取的截面的一例的图。
图21是用于说明本发明的半导体发光元件所包括的非导电性反射膜的一例的图。
图22是表示变更电极之间的间隔及面积比的例子的图。
图23是表示图22中说明的实验例的结果的曲线图。
图24是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图25是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图26是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图27是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图28是用于说明在图27中沿着B-B线而截取的截面的一例的图。
图29是用于说明在图27中沿着C-C线而截取的截面的一例的图。
图30是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图31是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图32是用于说明本发明的半导体发光元件的下部电极和电连接部的接触的一例的图。
图33是表示以往的III族氮化物半导体发光元件的一例的图。
图34是表示在美国专利第6，547，249号中公开的串联连接的LED的一例的图。
图35是表示在美国专利第6，547，249号中公开的串联连接的LED的另一例的图。
图36是表示在美国授权专利公报第7，417，259号中公开的LED阵列的一例的图。
图37是用于说明本发明的半导体发光元件的一例的图。
图38是用于说明沿着图37的A-A线而截取的切割面的一例的图。
图39是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图。
图40是用于说明连接电极的一例的图。
图41是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图42是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图43是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图44是用于说明沿着图43的B-B线而截取的切割面的一例的图。
图45是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图46是用于说明本发明的半导体发光元件的一例的图。
图47是用于说明沿着图46的A-A线而截取的切割面的一例的图。
图48是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图49是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图。
图50是用于说明连接电极的一例的图。
图51是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图52是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图53是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图54是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图55是用于说明沿着图54的B-B线而截取的切割面的一例的图。
图56是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图57是用于说明沿着图56的D-D线而截取的截面的一例的图。
图58是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图59是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图60是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图61是用于说明沿着图60的C-C线而截取的截面的一例的图。
图62、图63及图64是用于说明本发明的半导体发光元件安装于电路基板的例子的图。
图65是用于说明本发明的半导体发光元件的一例的图。
图66是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图。
图67是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图68是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图69是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图70是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图71是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图72是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图73是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图74是用于说明沿着图73的C-C线而截取的截面的一例的图。
图75及图76是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图77是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图78是用于说明在图77中沿着D-D线而截取的截面的一例的图。
图79是用于说明本发明的半导体发光元件的一例的图。
图80是用于说明沿着图79的A-A线而截取的切割面的一例的图。
图81是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图82是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图83是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
图84是用于说明沿着图83的C-C线而截取的截面的一例的图。
图85是用于说明本发明的发光元件的使用例的图。
图86是用于说明本发明的半导体发光元件的一例的图。
图87是用于说明沿着图86的A-A线而截取的切割面的一例的图。
图88至图90是用于说明本发明的半导体发光元件的制造方法的一例的图。
图91是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图。
图92是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图。
具体实施方式
下方，参照附图，对本发明进行详细的说明(The present disclosure will nowbe described in detail with reference to the accompanying drawing(s))。
图7及图8是用于说明本发明的半导体发光元件的例子的图，半导体发光元件包括板(110)及半导体发光芯片(150)。板(110)具备多个电源端子(111，115)和与多个电源端子(111，115)绝缘的散热部(113)。半导体发光芯片(150)安装于板(110)，包括多个半导体层(120)、第一电极部(75)、第二电极部(85)及散热焊盘(92)。多个半导体层(120)包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间，通过电子和空穴的复合而生成光的有源层。第一电极部(75)与第一半导体层电气性地连通，并供给电子和空穴中的一个，第二电极部(85)与第二半导体层电气性地连通，并供给电子和空穴中的另一个。散热焊盘(92)从第一电极部(75)及第二电极部(85)离开而形成在多个半导体层(120)上。散热焊盘(92)用于散热或用作反射膜。第一电极部(75)及第二电极部(85)中的至少一个与电源端子(111，115)电连接，散热焊盘(92)固定到散热部(113)侧。在散热部及散热焊盘未施加到阳极及阴极电流，在电气性上构成中性(neutral)。
在本例中，板(110)包括多个电源端子(111，115)、介于多个电源端子(111，115)之间的散热部(113)及绝缘部(112)。绝缘部(112)介于各个电源端子(111，115)与各个散热部(113)之间，将各个电源端子(111，115)和各个散热部(113)固定。电源端子(111，115)及散热部(113)均为平坦形状(flat)，均向上侧及下侧露出。板(110)的长度及宽度可以被扩展，多个半导体发光芯片(150)的横向及/或纵向等排列可以被扩展。
在本例中，第一电极部(75)及第二电极部(85)以比多个半导体层(120)更靠下部的方式配置在板(110)的上方。第一电极部(75)及第二电极部(85)以固定到各个电源端子(111，115)的方式被安装，散热焊盘(92)在第一电极部(75)及第二电极部(85)之间固定于各个散热部(113)。散热焊盘(92)与多个半导体层(120)、第一电极部(75)及第二电极部(85)电气性地绝缘。作为这样的结构的一例，在多个半导体层(120)上形成绝缘膜或非导电性反射膜(未图示)，在非导电性反射膜上以彼此离开的方式形成有第一电极部(75)、第二电极部(85)及散热焊盘(92)，第一电极部(75)及第二电极部(85)贯穿非导电性反射膜而分别与第一半导体层及第二半导体层电连接。散热焊盘(92)和第一电极部(75)及第二电极部(85)由相同的材质形成，并形成为相同的层结构，当然也可以是由不同的层结构形成或由不同的材质形成的实施例。
如图7所示，半导体发光元件包括覆盖半导体发光芯片(150)的密封材料(170)及分散到密封材料(170)的荧光物质。关于形成密封材料(170)的方法，可通过丝网印刷方法而形成在半导体发光芯片(150)的表面，或者可使用保形涂覆方法。作为一例，可如图3所示地形成密封材料。既可在板(110)安装半导体发光芯片(150)之后形成密封材料(170)，也可先在半导体发光芯片(150)形成密封材料(170)之后，再将半导体发光芯片(150)安装到板(110)。另外，通常密封材料(170)包括荧光体，但也可以省略荧光体，也可以省略密封材料(170)本身。
关于板(110)的电源端子(111，115)及散热部(113)的材质，只要是导电性金属或传导性半导体，则不作特别限定，作为这样的材料，可例举W、Mo、Ni、Al、Zn、Ti、Cu、Si等这样的材料及包括它们中的至少一个的合金形态，当考虑导电性、导热性、反射率等时，作为适合的例子，可例举Al。当然，只要是导电性材料，则不作特别限定，只要具备导电性，则也可使用非金属材料。作为绝缘部(112)，可使用非导电性粘结剂，例如树脂。电源端子(111，115)及散热部(113)虽然可由相同的材质形成，但用于电源供给的电源端子(111，115)和用于散热的散热部(113)也可由彼此不同的材质构成。例如，电源端子(111，115)由Al来形成，散热部(113)由Cu来形成。为了光的反射，也可考虑在Cu上形成薄薄的反射膜(例如：Ag膜)。板(110)同时具备电源供给及散热器的功能，自身可与半导体发光芯片(150)一起构成发光元件，当然也可以是板(110)直接安装到PCB的例子。
关于本例的板(110)，电源端子(111，115)、散热部(113)及绝缘部(112)形成为板(110)形状，散热部(113)露出到板(110)的上下。另外，绝缘部(112)不向板(110)的上方及下方延伸，在电源端子(111，115)与散热部(113)之间，与电源端子(111，115)和散热部(113)相比具备非常小的宽度及体积。即，通过具备很小的与金属相比散热效率不好的绝缘部(112)，从而提高散热效率，厚度也根据需要而形成为超薄。由此，与图3、图4、图5及图6所公开的以往的结构相比，显著提高散热效率。特别地，板(110)具备非常适合与倒装芯片(flip chip)的电极部(75，85)及散热焊盘(92)接合(例如；共晶接合)的结构，从提高散热效率及接合强度的方面来讲，与具备散热焊盘(92)的倒装芯片实现很好的配合。半导体发光芯片(150)的散热焊盘(92)和板(110)的散热部(113)之间的接合不仅提高散热效率，而且还提高半导体发光芯片(150)固定到板(110)的力，从而提供更坚固的半导体发光元件。
如后述，作为一例，板(110)通过将金属盘和绝缘物质层叠并切开而形成为平坦的板状。由此，用于散热的散热部、电源端子均具备平坦且超薄的板(plate)状，绝缘物质不会向上方及下方盲目地延伸。由此，无需形成独立的通孔并向通孔填充导电体而形成散热通路等复杂的结构。另外，即便不另设散热器，板(110)本身构成散热器，特别地，散热部(113)作为散热端子而与半导体发光芯片(150)直接相接，因此散热效率非常好。另外，在板(110)中，可自由变更电源端子(111，115)及散热部(113)的尺寸，因此容易向横向及纵向方向扩展。另外，板(110)也可直接安装到PCB(printed circuit board：印刷电路板)这样的电路结构。另外，也可在板(110)上附加用于控制电源的或在半导体发光芯片(150)的驱动中所需的电路功能。
图9是用于说明本发明的半导体发光元件所具备的半导体发光芯片的一例的图，图10是用于说明在图9中沿着A-A线而切割的截面的一例的图，半导体发光芯片(150)包括衬底(10)、多个半导体层、光吸收防止膜(41)、透光性导电膜(60)、非导电性反射膜(91)、第一电极部(78，72，75)及第二电极部(88，82，85)。下面，以III族氮化物半导体发光元件为例进行说明。
作为衬底(10)主要使用蓝宝石、SiC、Si、GaN等，衬底(10)最终可被去除。第一半导体层(30)和第二半导体层(50)的位置可变换，在III族氮化物半导体发光元件中主要由GaN构成。多个半导体层包括：在衬底(10)上形成的缓冲层(20)；具备第一导电性的第一半导体层(30；例如：掺有Si的GaN)；具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层(50；例如：掺有Mg的GaN)；及介于第一半导体层(30)与第二半导体层(50)之间，通过电子和空穴的复合而生成光的有源层(40；例如：InGaN/(In)GaN多量子阱结构)。多个半导体层(30，40，50)分别由多层构成，缓冲层(20)可被省略。
光吸收防止膜(41)用于在下部电极(88)的下方防止光吸收或防止电流流向下部电极(88)的正下方。优选为，具备透光性导电膜(60)。透光性导电膜(60)形成于光吸收防止膜(41)与第二下部电极(88)之间，具备透光性，并大致覆盖第二半导体层(50)而形成。在透光性导电膜(60)上形成第二下部电极(88)，在通过台面蚀刻而露出的第一半导体层(30)上形成第一下部电极(78)。
在本例中，为了减少由金属反射膜引起的光吸收，非导电性反射膜(91)由非导电性物质形成在多个半导体层(30，40，50)上。非导电性反射膜(91)将来自有源层(40)的光反射到多个半导体层(30，40，50)侧。非导电性反射膜(91)既可由单层的电介质层(例如：SiOx、TiOx、Ta2O5、MgF2这样的透光性电介质物质)构成，也可具备多层结构。作为多层结构的一例，非导电性反射膜(91)包括依次层叠的电介质膜、分布布拉格反射器(DistributedBragg Reflector；例如：由SiO2和TiO2的组合构成的DBR)及包覆膜。
在非导电性反射膜(91)上形成开口，利用溅射装置、电子束装置等而在非导电性反射膜(91)上使用反射率高的Al、Ag这样的金属而形成上部电极(75，85)及连接电极(72，82)。连接电极(72，82)通过开口而与下部电极(75，85)连接。下部电极(78，88)可以不是分支形态，而可以是凸台状的焊盘的情况。在非导电性反射膜(91)上与第一上部电极(75)及第二上部电极(85)一起形成有散热焊盘(92)。在第一上部电极(72)及第二上部电极(82)与外部电极(例如：板(110)的电源端子(111，115))电连接时，散热焊盘(92)与具备外部电极的外部设备(例如：板(110)的散热部(113))接触而用作散热通路。
图11是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图，板(110)可向横向及纵向方向扩展，在图11中，多个半导体发光芯片(150)的各个第一电极部(75)固定到施加有第一极性电流的各个电源端子(115)，各个第二电极部(85)固定到施加有第二极性电流的各个电源端子(111)。各个半导体发光芯片(150)的散热焊盘(92)固定到板(110)的各个散热部(113)。关于固定的方法，可例举共晶接合。此外，还可使用焊接或导电性粘结膏。多个半导体发光芯片(150)可被并联或串联连接。为了这样的电连接部，板(110)固定、接合、安装到电路基板。
图12、图13及图14是用于说明本发明的半导体发光元件的制造方法的一例的图，如图12所示，以使用绝缘粘结剂(112'；例如：环氧树脂)等这样的绝缘材料而粘接多个导电板(111'，113'，115'；例如：Al/Cu/Al)的方式反复层叠而准备层叠体。如图13a所示，将这样的层叠体切割(例如：导线切断方法)而形成板(110)。根据切割的方法，可以带形状长幅地形成板(110)或如棋盘这样较宽地形成板(110)。关于电源端子(111，115)的宽度、绝缘部(112)的宽度及散热部(113)的宽度，可通过改变所述导电板及绝缘粘结剂的厚度而进行调节。
在板(110)的上方形成反射膜(未图示)。反射膜由非传导性物质(例如：SiO2，DBR等)涂布或蒸镀而成，或为了不使电源端子(111，115)和散热部(113)短路，由银这样的物质涂布在上方。在形成反射膜之前，通过抛光等这样的方法而对板(110)的上方(设置半导体发光芯片(150)的面)执行镜面处理。在进行镜面处理的情况下，被镜面处理的板(110)的上方的反射率增加，在该情况下，可省略反射膜。
之后，如图13b所示，在板(110)上固定半导体发光芯片(150)。将第一电极部(75)及第二电极部(85)分别固定到阴极电源端子(115)及阳极电源端子(111)，将散热焊盘(92)固定到散热部(113)。关于固定的方法，可使用共晶接合、焊接、使用导电性粘结膏等的公知的各种方法。
接着，如图13c所示，以覆盖多个半导体发光芯片(150)的方式形成密封材料。关于密封材料(170)，通过用丝网印刷方法进行印刷或保形涂覆或分配液态的树脂并进行硬化而形成。密封材料(170)包括硅等这样的液态的透明的树脂材料和荧光体。也有在形成密封材料(170)之前，在板(110)上放置用于限制密封材料(170)的轮廓的框架，并分配树脂而待硬化之后去除框架的方法。
接着，如图14所示，俯视时沿着半导体发光元件的预定的边界(由虚线表示)而将硬化的密封材料及板(110)一起切割，从而制造单独的半导体发光元件。图14所示的切割的边界可变更为各种各样。例如，可以仅包括单层半导体发光芯片(150)的方式进行切割或在横向上排列多个半导体发光芯片(150)而进行切割或在纵向上排列多个半导体发光芯片(150)而进行切割或以在横向及纵向上均排列成多个矩阵的形态切割。由此，对于各种需要(数量、横向、纵向排列等)而能够灵活地应对。如图14所示，也可以形成如下实施例：将多个半导体发光芯片(150)安装到板(110)，由将板(110)安装到印刷电路基板(180)而成的整体来构成半导体发光元件。
图15是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图，在第一电极部(75)、第二电极部(85)、散热焊盘(92)与板(110)之间具备接合焊盘(141，142)。接合焊盘是共晶接合物质或焊膏或用于提高高度的突起物。接合焊盘(141，142)还为了实现更好的接合而形成。或者，作为半导体发光芯片可使用倒装芯片，也可考虑为了使倒装芯片的有源层高于板(110)而使用接合焊盘。
在本例中，半导体发光元件包括反射膜(118)。例如，电源端子(111，115)及散热部(113)由Cu构成。为了光的反射，也可考虑在Cu上薄薄地形成反射膜(118；例如：Ag膜)。
图16是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图，板(110)包括倾斜的散热部(113)和隔着散热部(113)而相对地配置的电源端子(111，115)。电源端子(111，115)具备将绝缘部(112)和导电部反复层叠且倾斜地切割的形状。当然，虽然散热焊盘(92)-散热部(113)构成主要的散热通路，但是电极部(75，85)和电源端子(111，115)也构成散热通路。这样，随着倾斜地形成电源端子(111，115)，从而使得电源端子(111，115)的上方侧和下方侧的面积不同。例如，电源端子(111)以上方(116)侧窄下方侧宽的方式形成，电源端子(115)以上方(116)侧宽下方侧窄的方式形成。由此，电源端子(111)和电源端子(115)具备彼此不同的散热效率。
另外，在设于半导体发光芯片(150)的第一电极部(75)及第二电极部(85)中存在相对地发热量较多的电极。例如，与p型半导体层电连接的p侧电极比与n型半导体层电连接的n侧电极放出更多量的热。这样，在存在发热量彼此不同的两个电极的情况下，以将发热量相对高的电极接合到在电源端子(111，115)中散热效率优异的某一个电源端子，将发热量较低的电极接合到另一个电源端子的方式固定半导体发光芯片(150)，从而能够将在半导体发光芯片(150)产生的热更有效地放出到外部。
图17是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图，半导体发光元件包括形成在半导体发光芯片(150)的周边或周围的反射壁(160)。反射壁(160)将白色树脂印刷到板(110)或向板(110)分配白色树脂并硬化而形成。反射壁(160)的侧表面相对于板(110)的上方而构成垂直或在分配或印刷所述白色树脂的过程中倾斜地形成。反射壁(160)形成收纳半导体发光芯片(150)的空间，由密封材料(170)填充空间而保护半导体发光芯片(150)。半导体发光芯片(150)的第一电极部(75)及第二电极部(85)接合到板(110)的各个电源端子(111，115)，半导体发光芯片(150)的散热焊盘(92)接合到板(110)的散热部(113)。反射壁(150)在板(110)的上方仅形成为所需的大小，不会向板(110)的下方盲目地延伸。由此，板(110)在实现电源传递的同时构成良好的散热器。另外，在板(110)的上方，为了提高反射率而由Ag这样的物质形成反射膜。
图18是用于说明本发明的半导体发光元件的一例的图，半导体发光元件包括衬底(10)、多个半导体层、光吸收防止膜(41)、透光性导电膜(60)、非导电性反射膜(91)、第一电极(75)、第二电极(85)、第一电连接部(73)、第二电连接部(83)、第一下部电极(71)及第二下部电极(81)。下面，以III族氮化物半导体发光元件为例进行说明。
作为衬底(10)，主要使用蓝宝石、SiC、Si、GaN等，衬底(10)最终可被去除。第一半导体层(30)和第二半导体层(50)可变换其位置，在III族氮化物半导体发光元件中，主要由GaN构成。
多个半导体层包括：在衬底(10)上形成的缓冲层(20)；具备第一导电性的第一半导体层(30；例如：掺有Si的GaN)；具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层(50；例如：掺有Mg的GaN)及介于第一半导体层(30)与第二半导体层(50)之间，通过电子和空穴的复合而生成光的有源层(40；例如：InGaN/(In)GaN多量子阱结构)。多个半导体层(30，40，50)分别由多层构成，缓冲层(20)可被省略。
光吸收防止膜(41)在第二半导体层(50)上与开口(62)对应地形成，光吸收防止膜(41)既可仅具备反射在有源层(40)产生的一部分或全部的光的功能，也可仅具备防止来自第二下部电极(81)的电流流向第二下部电极(81)的正下方的功能，也可将两个功能均具备。光吸收防止膜(41)可被省略。
优选为，具备透光性导电膜(60)。透光性导电膜(60)形成于光吸收防止膜(41)与第二下部电极(81)之间，具备透光性，并大致覆盖整个第二半导体层(50)而形成，也可仅形成于一部分。特别地，在p型GaN的情况下，电流扩散能力下降，在由GaN构成p型半导体层(50)的情况下，大部分需要透光性导电膜(60)的帮助。例如，ITO、Ni/Au这样的物质可用作透光性导电膜(60)。
非导电性反射膜(91)将来自有源层(40)的光反射到多个半导体层(30，40，50)侧。在本例中，为了减少由金属反射膜引起的光的吸收，非导电性反射膜(91)由非导电性物质形成在多个半导体层上。非导电性反射膜(91)用作反射膜，并且为了防止光的吸收，优选由透光性物质构成，例如，由SiOx、TiOx、Ta2O5、MgF2这样的透光性电介质物质构成。在由SiOx构成非导电性反射膜(91)的情况下，与p型半导体层(50；例如：GaN)相比具备更低的折射率，因此向半导体层(30，40，50)侧反射一部分的临界角以上的光。另外，在由分布布拉格反射器(DBR：Distributed Bragg Reflector；例如：由SiO2和TiO2的组合构成的DBR)构成非导电性反射膜(91)的情况下，能够将更多量的光反射到半导体层(30，40，50)侧。在非导电性反射膜形成有开口(62，63)。
第一下部电极(71)形成在通过蚀刻第二半导体层(50)及有源层(40)而露出的第一半导体层(30)，第二下部电极(81)形成在透光性导电膜(60)上。为了减少由金属引起的光的吸收，下部电极(71，81)不长幅延伸，而是具备与开口(62，63)对应的凸台状(island)形态，通过开口(62，63)而露出至少一部分。
第一电极(75)及第二电极(85)在非导电性反射膜(91)上彼此离开且相对地形成。在本例中，第一电极(75)供给电子，第二电极供给空穴。当然，也可以是与此相反的情况。第一电连接部(73)通过开口(63)而与第一电极(75)和第一下部电极(71)电连接，第二电连接部(83)通过开口(62)而与第二电极(85)和第二下部电极(81)电连接。在形成电极(75，85)时，电连接部(73，83)也一起形成，或也可以在形成电连接部(73，83)之后，通过另设的的过程而形成电极(75，85)。在非导电性反射膜(91)形成开口(62，63)时，可能对下部电极(71，81)的上方的电连接部产生不好的影响。去除下部电极(71，81)的上层的一部分而消除对电连接的不好的影响，通过了开口(62，63)的电连接部(73，83)与去除了所述上层的下部电极(71，81)接触。
第一电极(75)及第二电极(85)作为与外部电极电连接的电极，与外部电极进行共晶接合或焊接或导线接合。外部电极可以是设于次黏着基台的导通部、封装体的引线框架、形成于PCB的电子图案等，只要是与半导体发光元件独立地构成的导线，对其形态不作特别的限定。第一电极(75)及第二电极(85)以具备某程度的面积的方式形成，并反射通过非导电性反射膜(91)而未反射的光。第一电极(75)及第二电极(85)既可以具备利用另设的突起物而与封装体结合的程度的高度，也可以如图2所示地，将本身蒸镀成与封装体结合的程度的高度。
根据这样的半导体发光元件，可代替金属反射膜而使用非导电性反射膜(91)来减少光被吸收而造成的损失。另外，在非导电性反射膜(91)与多个半导体层(30，40，50)之间减少金属结构物的长度或宽度，从而减少光被吸收而造成的损失。为了提高电流扩散，可变更下部电极(71，81)及开口(62，63)的数量及分布。
在DBR这样的非导电性反射膜(91)上形成有电极(75，85)的情况下，光被电极(75，85)而吸收，在由Ag、Al这样的反射率高的金属构成电极(75，85)的情况下，可提高反射率。另外，电极(75，85)还要用作接合焊盘，并用于半导体发光元件的散热，因此考虑这样的要素而决定其大小。但是，本发明人确认到在利用DBR这样的非导电性反射膜(R)的情况下，越减小设于其上的电极(75，85)的大小，由非导电性反射膜(91)实现的光反射率得到提高，通过这样的实验结果，本发明能够将电极(75，85)的大小减小到以往无法达到的范围。
另外，非导电性反射膜(91)并不是将光全部反射，一部分的光进入非导电性反射膜(91)的内部而入射到非导电性反射膜(91)的上方。为了提高半导体发光元件的光提取效率，需要减少这样进入非导电性反射膜(91)的内部而入射到非导电性反射膜(91)的上方的光的损失。特别地，第一电极(75)及第二电极(85)作为金属膜而反射光，但一部分的光被吸收而造成损失。为了提高反射率，虽然由Al、Ag等反射率高的金属来形成第一电极(75)及第二电极(85)的最下层，但还是会存在光被金属吸收而造成的损失。
另外，入射到未被第一电极(75)及第二电极(85)覆盖的非导电性反射膜(91)的上方的光几乎大部分被反射。由此，在非导电性反射膜(91)的上方反射的光朝向衬底(10)侧而构成半导体发光元件的有效的出射光。
为了减少在未被电极(75，85)覆盖的位置产生的光的损失，变更电极(75，85)的面积和配置形态而进行了实验。
另外，在第一电极(75)和第二电极(85)与外部电极接合时，为了防止电气性的短路或控制焊料物质等，第一电极(75)与第二电极(85)离开的间隔优选为80μm以上。另外，为了确保与外部电极的接合强度或电连接部(73，83)的所需的数量等，电极的面积或宽度过小也成问题。另外，电极(75，85)的面积越宽，越有利于散热，而散热效率直接影响发光效率而对亮度也产生影响。这样，在为发挥作为电极(75，85)的功能(电流供给通路、接合、散热等)的限制条件下，为了减少光的吸收，需要减少电极(75，85)的尺寸(例如：面积、宽度等)。实验结果，在俯视图(topview)上观察时，关于第一电极与第二电极之间的间隔，只有在将第一电极及第二电极相加的面积相对于半导体发光元件的俯视面积的比率为约0.7以下的情况下，电极间隔为80μm，与面积比率为75％程度的情况相比，亮度提高约6～7％。对此，将在图22中进一步后述。
图19是表示本发明的半导体发光元件的另一例的图，图20是沿着图19的A-A线而截取的截面的一例的图。在本例中，半导体发光元件为了提高电流扩散而导入延伸式下部电极(78，88)。第一电极(75)及第二电极(85)可具备多层结构。例如，为了与第一下部电极(71)及第二下部电极(81)稳定地电接触，使用Cr、Ti、Ni或它们的合金而形成接触层，使用Al或Ag这样的反射金属层而在接触层上形成反射层。作为另一例，电极(75，85)由接触层(例如：Cr、Ti等)/反射层(例如；Al、Ag等)/扩散防止层(例如；Ni等)/接合层(例如；Au/Sn合金、Au/Sn/Cu合金、Sn、被热处理的Sn等)构成。
图21是用于说明本发明的半导体发光元件所包括的非导电性反射膜的一例的图，非导电性反射膜(91)既可由单层的电介质层构成，也可具备多层结构。在本例中，为了减少由金属反射膜引起的光的吸收，非导电性反射膜(91)由非导电性物质形成，作为多层结构的一例，非导电性反射膜(91)包括电介质膜(91b)、分布布拉格反射器(91a；DistributedBragg Reflector)及包覆膜(91c)。
在根据本例而形成半导体发光元件时，因下部电极(71，81)这样的结构物而产生高度差。由此，在蒸镀要求精密性的分布布拉格反射器(91a)之前，形成一定厚度的电介质膜(91b)，从而能够稳定地制造分布布拉格反射器(91a)，还有利于光的反射。
作为电介质膜(91b)的材质，适合使用SiO2，其厚度优选为0.2um～1.0um。在电介质膜(91b)的厚度过于薄的情况下，不足以将高度为2um～3um程度的下部电极(71，81)覆盖好，在过于厚的情况下，对后续的开口(62，63)的形成工序带来负担。电介质膜(91b)的厚度可以比之后后续的分布布拉格反射器(91a)的厚度厚。另外，为了确保元件的可靠性，电介质膜(91b)需要通过更适合的方法来形成。例如，由SiO2构成的电介质膜(91b)优选通过化学气相蒸镀法(CVD；Chemical Vapor Deposition)形成，尤其优选通过等离子体增强化学气相蒸镀法(PECVD；Plasma Enhanced CVD)而形成。因为，为了减缓(step coverage)所述高度差，化学气相蒸镀法比电子束蒸镀法(E-Beam Evaporation)等这样的物理蒸镀法(PVD；Physical Vapor Deposition)有利。具体地，当通过电子束蒸镀法(E-BeamEvaporation)来形成电介质膜(91b)时，在具有所述高度差的区域电介质膜(91b)难以形成为所设计的厚度，由此，光的反射率下降，在电绝缘上出现问题。因此，为了减少高度差并可靠地绝缘，电介质膜(91b)优选通过化学气相蒸镀法来形成。由此，既确保半导体发光元件的可靠性，又确保作为反射膜的功能。
分布布拉格反射器(91a)形成在电介质膜(91b)上。分布布拉格反射器(91a)例如SiO2和TiO2成对地层叠多次而构成。此外，分布布拉格反射器(91a)可由Ta2O5、HfO、ZrO、SiN等高折射率物质和比其折射率低的电介质薄膜(代表性的为，SiO2)等的组合来构成。例如，分布布拉格反射器(95a)反复层叠SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2、或SiO2/HfO而构成，对于蓝光，SiO2/TiO2的反射效率较好，对于UV光，SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率较好。在由SiO2/TiO2构成分布布拉格反射器(91a)的情况下，优选为，以从有源层(40)发出的光的波长的1/4的光学厚度为基本，考虑根据入射角度和波长的反射率等而经过最佳化工序，各个层的厚度无需必须是波长的1/4光学厚度。其组合的数量适合为4～40对(pairs)。在由SiO2/TiO2的反复层叠结构而构成分布布拉格反射器(91a)的情况下，分布布拉格反射器(91a)优选通过物理蒸镀法(PVD；Physical Vapor Deposition)而形成，尤其优选通过电子束蒸镀法(E-Beam Evaporation)或溅射法(Sputtering)或热蒸镀法(Thermal Evaporation)而形成。
包覆膜(91c)由Al2O3这样的金属氧化物、SiO2、SiON这样的电介质膜(91b)、MgF、CaF等物质构成。包覆膜(91c)优选具备λ/4n至3.0um的厚度。在此，λ是在有源层(40)生成的光的波长，n是构成包覆膜(91c)的物质的折射率。在λ为450nm(4500A)的情况下，可形成为4500/4*1.46＝771A以上的厚度。
由多对的SiO2/TiO2构成的分布布拉格反射器(91a)的最上层可以是TiO2，而在考虑由具备λ/4n程度的厚度的SiO2层构成分布布拉格反射器(91a)的最上层的情况时，包覆膜(91c)优选具备比λ/4n厚的厚度，以与位于下方的分布布拉格反射器(91a)的最上层区分开。但是，由于对后续的开口形成工序带来负担，并且厚度的增加不利于提高效率，还增加材料费，因此包覆膜(91c)不优选形成为3.0um以上的过于厚的厚度。因此，为了不给后续的工序带来负担，包覆膜(91c)厚度的最大值适合形成为1um～3um以内。但是，根据情况，也不是不可以形成为3.0um以上。
为了光的反射及引导，优选为，第一分布布拉格反射器(91a)的有效折射率大于电介质膜(91b)的折射率。在分布布拉格反射器(91a)与电极(75，85)直接接触的情况下，通过分布布拉格反射器(91a)而行进的光的一部分被电极(75，85)吸收。由此，如果导入具备比分布布拉格反射器(91a)低的折射率的包覆膜(91c)，则大大减少由电极(75，85)引起的光的吸收。当这样选择折射率时，可从光波导(optical waveguide)的观点来说明电介质膜(91b)-分布布拉格反射器(91a)-包覆膜(91c)的关系。光波导是将光的传播部由比其折射率低的物质来包围，并利用全反射来引导光的结构物。从这样的观点来讲，当将分布布拉格反射器(91a)看作传播部时，电介质膜(91b)和包覆膜(91c)作为包围传播部的结构而构成光波导的一部分。
例如，为了防止光的吸收，在由透光性物质(例如；SiO2/TiO2)形成分布布拉格反射器(91a)的情况下，电介质膜(91b)由折射率比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的电介质(例如：SiO2)构成。在此，有效折射率是指，在由具备彼此不同的折射率的物质构成的波导中进行的光所具备的等价折射率。包覆膜(91c)由比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的物质(例如：Al2O3、SiO2、SiON、MgF、CaF)构成。在由SiO2/TiO2构成分布布拉格反射器(91a)的情况下，SiO2的折射率为1.46，TiO2的折射率为2.4，因此分布布拉格反射器的有效折射率具备1.46与2.4之间的值。由此，电介质膜(91b)可由SiO2构成，其厚度适合为0.2um～1.0um。包覆膜(91c)也可由具备比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的1.46的折射率的SiO2形成。
虽然从光波导的观点来讲不优选，但从本发明的整个技术思想的观点来讲，可考虑省略电介质膜(91b)的情况，无需排除由分布布拉格反射器(91a)和包覆膜(91c)构成的结构。也可考虑代替分布布拉格反射器(91a)而包括作为电介质的TiO2材质的电介质膜(91b)的情况。另外，在分布布拉格反射器(91a)在最上层具备SiO2层的情况下，可考虑省略包覆膜(91c)。另外，如果考虑实质上在横向上进行的光的反射率而设计电介质膜(91b)和分布布拉格反射器(91a)，则在分布布拉格反射器(91a)在最上层具备TiO2层的情况下，也可考虑省略包覆膜(91c)。
这样，电介质膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91c)作为非导电性反射膜(91)而执行光波导的作用，整个厚度优选为1～8μm。
如图21例示，分布布拉格反射器(91a)对越接近垂直方向的光(L3)，反射率越高，大致反射99％以上。而倾斜地入射的光(L1，L2)通过分布布拉格反射器(91a)而入射到包覆膜(91c)或非导电性反射膜(91)的上方，在未被电极(75，85)覆盖的部分，光几乎被反射(L1)，而入射到电极(75，85)的光(L2)的一部分会被吸收。
图22是表示变更了电极之间的间隔及面积比的例子的图，将间隔(G)变更为150um(图22a)、300um(图22b)、450um(图22c)、600um(图22d)，发光元件的轮廓与电极的边缘之间的间隙被固定。在电极彼此相对的方向上发光元件的边缘之间的距离(W)为1200um，纵向长度(c)为600um，电极的横向长度(b)为485um、410um、335um、260um，电极的纵向长度(a)被固定成520um。发光元件的俯视面积与电极的面积之比分别为0.7、0.59、0.48、0.38。作为比较基准，在电极间隔为80um的情况下，面积比为0.75。当电极面积相同时，即便电极间隔发生变化，在亮度上无太大差别。
图23是表示在图22中说明的实验例的结果的曲线图，在比较基准亮度是100时，确认出106.79(图22a)、108.14(图22b)、109.14(图22c)、111.30(图22d)的亮度。确认到亮度的提高相当大。如果使电极的面积比小于0.38，则可得到更大的亮度提高。
图24是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图，即便是非导电性反射膜(91)，但当第一电极(75)及第二电极(85)接触到非导电性反射膜(91)时，一部分的光在接触面上被反射，而另一部分的光被第一电极(75)及第二电极(85)吸收。由此，从提高亮度的观点来讲，第一电极(75)及第二电极(85)的面积较小为好。相反地，从用于散热的传热性的观点来讲，第一电极(75)及第二电极(85)的面积较大为好。由此，从散热的观点来考虑，扩大第一电极(75)的边缘(77)与第二电极(85)的边缘(87)之间的间隔(G)是有限的。
在本例中，第一电极(75)及第二电极(85)形成至非导电性反射膜(91)上方的边缘为止，由此构成有利于确保散热面积的结构。由此，即便从提高亮度的观点来考虑而充分扩大第一电极(75)与第二电极(85)之间的间隔(G)，散热面积的减少较小，并在将外部电极与半导体发光元件的第一电极(75)及第二电极(85)接合时，为了电绝缘而充分地确保间隔(G)。
为了制造这样的半导体发光元件，例如，在晶片状态下，用于形成第一电极(75)及第二电极(85)的金属层以带形状蒸镀成多个列或条纹形态。之后，执行分离成单独的各个元件的分离工序。例如，通过破断、锯开或刻划&破断等这样的方法，沿着分离线切割而分离成单独的半导体发光元件。还可追加化学性蚀刻工序。例如，在刻划&破断中，以如下方式执行刻划工序：利用激光或刀具，将焦点对准包括半导体发光元件的衬底(10)的表面和衬底的内部的衬底(10)侧，并适用激光。在利用激光的刻划工序中，相邻的半导体发光元件沿着分离线而初步地切割成半导体发光元件。通过接着刻划工序而执行的破断工序，将初步地切割的半导体发光元件完全地分离成单独的半导体发光元件。通过分离，衬底(10)的侧表面、多个半导体层(30，40，50)的侧表面、非导电性反射膜(91)的侧表面及第一电极(75)及第二电极(85)的侧表面构成切割面。
图25是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，去除延伸式下部电极，凸台状的下部电极(未图示)将电连接部(73，83)和第一半导体层及透光性导电膜电连接。第二电极分离成多个第二子电极(85a，85b)，第一电极(75)向多个第二子电极(85a，85b)之间延伸。各个子电极(85a，85b)与电连接部(83)对应地形成。将电极分成多个子电极而减少电极的面积，从而减少光被吸收而造成的损失。当调节第一电极(75)与第二子电极(85a，85b)之间的间隔(G1，G2)、与边缘之间的间隙(E1，E2)时，相对于距离(W)的间隔(G)、间隙(E)的比率发生变化，其结果，相对于俯视面积的电极的面积比率发生变化。通过该变化可知，在面积的比率为大致0.7以下时，亮度相对更高。
图26是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，多个半导体层的各个边缘与第一电极(75)及第二电极(85)之间的间隙(E1，E2)大于第一电极(75)与第二电极(85)之间的间隔(G)。为了减少由电极引起的光的吸收，代替增加第一电极(75)与第二电极(85)之间的间隔(G)的情况，可考虑增加多个半导体层的边缘与电极之间的间隙(E1，E2)的实施例。所述间隙包括在第一电极及第二电极相对的方向及与其垂直的方向上的所有间隙。
图27是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，图28是用于说明在图27中沿着B-B线而截取的截面的一例的图，图29是用于说明在图27中沿着C-C线而截取的截面的一例的图。
半导体发光元件在非导电性反射膜上形成有凸台状(island type)连接电极(72a，82a)、延伸式(extending type)连接电极(72b，82b)。多个上侧电连接部(77，87)贯穿绝缘膜(95)而分别将第一电极(75a，75b，75c)及第二电极(85a，85b，85c，85d)与凸台状连接电极(72a，82a)及延伸式连接电极(72b，82b)连接。多个下侧电连接部(73，83)贯穿非导电性反射膜(91)而分别将凸台状连接电极(72a，82a)及延伸式连接电极(72b，82b)与多个半导体层电连接。凸台状(island type)是指如圆形、三角形、四边形等多边形这样大致不向一侧长幅延伸(extending)的形状。
绝缘膜(95)以覆盖连接电极(72a，72b，82a，82b)的方式形成在非导电性反射膜(91)上，由单层(例如：SiO2)或多层构成。由于第一电极(75a，75b，75c)及第二电极(85a，85b，85c，85d)设置在绝缘膜(95)上，因此连接电极(72a，72b，82a，82b)在非导电性反射膜(91)上可设计成更加自由的形态或分布。
形成在绝缘膜(95)上的第一电极包括彼此离开的多个第一子电极(75a，75b，75c)，第二电极部的上部电极(85；第二电极)包括彼此离开的多个第二子电极(85a，85b，85c，85d)。各个第一子电极(75a，75b，75c)将第一延伸式连接电极(72b)的末端和位于第一延伸式连接电极(72b)的延长线上的多个第一凸台状连接电极(72a)连接。各个第二子电极(85a，85b，85c，85d)将第二延伸式连接电极(82b)的末端和位于第二延伸式连接电极(82b)的延长线上的多个第二凸台状连接电极(82a)连接。
这样，在本例中，与图18所示的实施例不同地，由多个子电极(75a，75b，75c，85a，85b，85c，85d)而构成第一电极及第二电极，从而抑制电极面积增加到所需面积以上。优选为，子电极(75a，75b，75c，85a，85b，85c，85d)的整个面积相对于半导体发光元件的俯视面积的面积比为0.7以下。
另外，第一电极及第二电极作为与外部接合的电极，可实施共晶接合或焊接。在焊接的情况下，通过在各个子电极(75a，75b，75c，85a，85b，85c，85d)分配或印刷焊料等方法来焊接，从而能够防止焊料向各个子电极(75a，75b，75c，85a，85b，85c，85d)的外部扩散。
在将第一电极(75)及第二电极(85)与外部电极固定乃至接合的过程中，有可能通过热冲击等而在半导体发光元件发生裂痕。为了防止裂痕，将第一电极(75)及第二电极(85)设计成层结构(例如；参照图30)。即便不构成用于防止裂痕的层结构，或者如图27所示的实施例这样，如果在这样的用于防止裂痕的层结构的基础上，由多个子电极来构成第一电极及第二电极，则各个子电极彼此离开，并且如图18所示的实施例，与单层的第一电极(75)及第二电极(85)相比，由于各个子电极的面积小，因此对多个半导体层产生影响的热应力会更小。由此，更有利于防止在接合时由热冲击而产生的裂痕。
图30是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图，绝缘膜(95)可用作追加的反射膜。非导电性反射膜(91)例如可具备在图20及图21所说明的非导电性反射膜(91)的结构，追加的反射膜(95)与非导电性反射膜(91)类似地具备包括下部电介质膜(95b)、第二分布布拉格反射器(95a)及上部电介质膜(95c)的光引导结构，还可减少光被形成在追加的反射膜上的第一电极(75)及第二电极(85)吸收而造成的损失。为了在不使用金属反射膜的情况下减少光的吸收的同时提高朝向多个半导体层侧的光的反射率，非导电性反射膜(91)及追加的反射膜(95)中的至少一个优选包括分布布拉格反射器。在非导电性反射膜(91)及绝缘膜(95)均包括分布布拉格反射器的情况下，绝缘膜(95)所包括的第二分布布拉格反射器(95a)的用于反射的最佳的波长比非导电性反射膜(91)所包括的第一分布布拉格反射器(91a)的用于反射的最佳的波长更长。
一部分的光通过追加的反射膜(95)而被第一电极(75)及第二电极(85)吸收，如上述，可通过调节第一电极(75)与第二电极(85)之间的间隔和距离的比率或对俯视面积的第一电极(75)及第二电极(85)的面积比率而减少光的损失，由此提高亮度。
第一电极(75)及第二电极(85)通过螺柱突起、导电性焊膏、共晶接合、焊接、导线接合等方法而与设于外部(封装体、COB、次黏着基台等)的电极电连接。在本例中，第一电极(75)及第二电极(85)具备用于接合的结构和用于提高反射率的结构。
例如，在共晶接合的情况下，第一电极(75)及第二电极(85)的最上层(75a，85a)由Au/Sn合金、Au/Sn/Cu合金这样的共晶接合物质形成。
作为另一实施例，第一电极(75)及第二电极(85)通过焊接而与所述外部电连接。在该情况下，第一电极(75)及第二电极(85)具备依次层叠的反射层(75c，85c)/扩散防止层(75b，85b)/焊接层(75a，85a)。例如，反射层(75c，85c)由Ag、Al等构成，在反射层(75c，85c)的下方可追加接触层(例如：Ti、Cr)。扩散防止层(75b，85b)由在Ni、Ti、Cr、W、TiW中选择的至少一个而构成，防止焊料物质向多个半导体层侧渗透。焊接层(75a，85a)由Au构成或由Sn(焊接层)/Au(氧化防止层)构成或不包括Au而仅由Sn构成，或者由热处理的Sn而构成焊接层(75a，85a)。作为焊料，可使用无铅焊料。
在将第一电极(75)及第二电极(85)与外部电极固定乃至接合的过程中，有可能通过热冲击等而在半导体发光元件产生裂痕。作为第一电极(75)及第二电极(85)的层结构的又一例，第一电极(75)及第二电极(85)具备第一层(75c，85c)和第二层(75b，85b)。第一层(75c，85c)可形成为在将半导体发光元件固定到外部电极时，用于防止裂痕的应力缓和层或裂痕防止层，此时第二层(75b，85b)可形成为防止第一层(75c，85c)的爆裂的爆裂防止层。另外，第一层(75c，85c)由Al、Ag构成，形成为用于反射通过了追加的反射膜(95)的光的反射层。另外，第二层(75b，85b)由Ti、Ni、Cr、W、TiW这样的物质构成，形成为在进行钎焊这样的接合时，防止焊料物质向半导体发光元件侧渗透的扩散防止层(Barrier Layer)。第一层(75c，85c)和第二层(75b，85b)形成为这些功能的各种各样的组合。优选为，由Cr、Ti、Ni等这样的金属而在第一层(75c，85c)的下方还具备接触层(未图示)，从而提高与追加的反射膜(95)之间的结合力。优选为，在一般情况下，第一电极(75)及第二电极(85)具备最上层(75a，85a)。一般情况下，最上层(75a，85a)由粘结力好，导电率优异，耐氧化的金属构成。例如，可由Au、Sn、AuSn、Ag、Pt及它们的合金或它们的组合(例如：Au/Sn、Au/AuSn、Sn、热处理的Sn)构成，只要满足这样的条件，则不作特别限定。
另外，在非导电性反射膜(91)形成开口(62，63)时，可能对下部电极(71，81)上方的电连接产生不好的影响。去除下部电极(71，81)的上层的一部分而消除对电连接的不好的影响，通过了开口(62，63)的电连接部(73，83)与去除了所述上层的下部电极(71，81)接触。关于此，将在图32中后述。
图31是表示本发明的半导体发光元件的又一例的图，半导体发光元件的尺寸可进一步减小，或形成为细长的长方形。也可考虑将与凸台状连接电极(72a，82a)连接的子电极(75a，85a，85c)和与延伸式连接电极(72b，82b)连接的子电极(75b，85b，85d)在绝缘膜(95)上彼此离开而形成的情况。各个子电极分别与外部电极电连接。
图32是用于说明本发明的半导体发光元件的下部电极和电连接部的接触的一例的图，是用于说明第二下部电极(81)的层结构的一例的图。在本例中，需要从提高亮度的观点来设计对多个半导体层的两侧边缘之间的距离的第一电极及第二电极之间的间隔的比率或对俯视面积的第一电极及第二电极的面积比率，但优选为使电流供给顺畅，抑制动作电压的上升。由此，在限定的或限制的第一电极及第二电极的面积中，也可限制电连接部的数量，因此优选构成为在各个电连接部减少电连接部的电阻的结构。
在本例中，第二下部电极(81)包括依次形成在透光性导电膜(60)上的接触层(81a)、反射层(81b)、扩散防止层(81c)、氧化防止层(81d)及蚀刻防止层(81e；保护层)。第一下部电极(71)也具备与此相同且类似的结构。接触层(81a)优选为由与透光性导电膜(60；例如：ITO)之间实现良好的电接触的物质构成。作为接触层(81a)，主要使用Cr、Ti这样的物质，也可使用Ni、TiW等，还可使用反射率较好的Al、Ag等。反射层(81b)由反射率优异的金属(例如：Ag、Al或它们的组合)构成。反射层(81b)将在有源层(40)生成的光反射到多个半导体层(30，40，50)侧。反射层(81b)可被省略。扩散防止层(81c)防止构成反射层(81b)的物质或构成氧化防止层(81d)的物质向其他层扩散。扩散防止层(81c)由从Ti、Ni、Cr、W、TiW等中选择的至少一个构成，在需要较高的反射率的情况下，可使用Al、Ag等。氧化防止层(81d)可由Au、Pt等构成，只要是露出到外部而与氧气接触时不容易氧化的物质，可以是任何的物质。作为氧化防止层(81d)，主要使用导电率较好的Au。蚀刻防止层(81e)是在用于形成开口(62)的干式蚀刻工序中露出的层，在干式蚀刻工序中蚀刻防止层(81e)保护第二下部电极(81)，特别地，防止氧化防止层(81d)的损坏。在作为蚀刻防止层(81e)而使用Au的情况下与非导电性反射膜(91)的接合力较弱，并在蚀刻时损坏或损毁Au的一部分。由此，当代替Au而由Ni、W、TiW、Cr、Pd、Mo等这样的物质构成蚀刻防止层(81e)的情况下，能够保持与非导电性反射膜(91)的接合力，由此提高可靠性。
在干式蚀刻工序中，作为蚀刻气体，可使用包括F基的卤素气体(例如：CF4、C2F6、C3F8、SF6)。在干式蚀刻工序中，通过蚀刻气体而在第二下部电极(81)的上层部形成绝缘物质或杂质这样的物质。例如，包括F基的所述卤素蚀刻气体与电极的上层金属反应而形成物质。例如，作为蚀刻防止层(81e)的材质，Ni、W、TiW、Cr、Pd、Mo等中的至少一部分与干式蚀刻工序的蚀刻气体反应而形成物质(例如：NiF)。在形成开口(62)之后，通过后续的其他湿式蚀刻工序而去除与开口(62)对应的蚀刻防止层(81e)，且这样的物质也同时被去除，电连接部(83)接触到被露出的氧化防止层(81d)，从而防止由所述物质引起的动作电压上升等问题。
从减少光的吸收的侧面来讲，下部电极(71，81)的总面积或相对于在俯视图观察时的俯视面积的下部电极(71，81)的总面积的比率较小为好，但当下部电极(71，81)的总面积或所述比率下降时，具有动作电压上升的倾向。另外，电流供给越均匀，发光效率越好，能够提高亮度。如本例，在具备去除与开口(62，63)对应的下部电极(71，81)的蚀刻防止层(81e)而防止动作电压上升的结构的情况下，与不具备这样的结构的情况相比，减少光的吸收，抑制动作电压上升，有利于提高亮度。例如，假设本例和比较例的半导体发光元件具备相同的俯视面积，在本例中，即便使下部电极的总面积比比较例小，但通过防止所述动作电压上升的结构，使动作电压不会比比较例高。由此，在不提高动作电压的情况下，减少光的吸收，使亮度更好。从其他观点来讲，如果在本例和比较例中下部电极的总面积相同，则在本例中动作电压会更低。
图33是表示以往的III族氮化物半导体发光元件的一例的图。III族氮化物半导体发光元件包括：衬底(10；例如；蓝宝石衬底)；在衬底(10)上生长的缓冲层(20)；在缓冲层(20)上生长的n型III族氮化物半导体层(30)；在n型III族氮化物半导体层(30)上生长的有源层(40)；在有源层(40)上生长的p型III族氮化物半导体层(50)；在p型III族氮化物半导体层(50)上形成的透光性导电膜(60)；在透光性导电膜(60)上形成的p侧接合焊盘(70)；在对p型III族氮化物半导体层(50)和有源层(40)进行台面蚀刻而露出的n型III族氮化物半导体层(30)上形成的n侧接合焊盘(80)；及保护膜(90)。
缓冲层(20)用于克服衬底(10)与n型III族氮化物半导体层(30)之间的晶格常数及热膨胀系数的差异，在美国专利第5，122，845号中记载了在蓝宝石衬底上在380℃到800℃的温度中生长具备
Figure BDA0001632329510000281
到
Figure BDA0001632329510000282
的厚度的AlN缓冲层的技术，在美国专利第5，290，393号中记载了在蓝宝石衬底上在200℃到900℃的温度中生长具备
Figure BDA0001632329510000283
到
Figure BDA0001632329510000284
的厚度的Al(x)Ga(1-x)N(0≤x<1)缓冲层的技术，在美国公开公报专利第2006/154454号中记载了在600℃到990℃的温度中生长SiC缓冲层(籽晶层)之后在其上生长In(x)Ga(1-x)N(0<x≤1)层的技术。优选为，在生长n型III族氮化物半导体层(30)之前，生长未被掺杂的GaN层，该GaN层既可以看作缓冲层(20)的一部分，也可以看作是n型III族氮化物半导体层(30)的一部分。
透光性导电膜(60)为了使电流顺利地供给到整个p型III族氮化物半导体层(50)而构成。透光性导电膜(60)几乎形成在p型III族氮化物半导体层(50)的整个面，例如，使用ITO、ZnO或Ni及Au而形成为透光性导电膜或使用Ag而形成为反射型导电膜。
p侧接合焊盘(70)和n侧接合焊盘(80)作为用于电流的供给和与外部的导线接合的金属电极，例如使用从由镍、金、银、铬、钛、铂金、钯、铑、铱、铝、锡、铟、钽、铜、钴、铁、钌、镐、钨、钼构成的群中选择的任一个或它们的组合而形成。
保护膜(90)由二氧化硅这样的物质形成，也可被省略。
图34是表示美国授权专利公报第6，547，249号中公开的串联连接的LED(A，B)的一例的图。因为具备诸多优点，如图34所示，多个LED(A，B)串联连接而使用。例如，当串联连接多个LED(A，B)时，外部电路与导线连接的数量减少，减少光被导线吸收而造成的损失。另外，由于串联连接的整个LED(A，B)的动作电压上升，因此电源供给电路更加被简单化。在单层衬底上串联多个LED(A，B)的情况下，与将单独的半导体发光元件串联的情况相比，所占有的面积小而提高设置密度，由此在构成包括半导体发光元件的照明装置等时可实现小型化。
另外，为了将多个LED(A，B)串联连接，对互联器(34)进行蒸镀而将相邻的LED(A，B)的p侧电极(32)和n侧电极(32)连接。但是，在将多个LED(A，B)电气性地绝缘的分离(isolation)工序中，需要以露出蓝宝石衬底(20)的方式蚀刻多个半导体层，但因其蚀刻深度深而所需时间长，且段差大，因此难以形成互联器(34)。如图34所示，在使用绝缘体(30)而以构成缓慢的倾斜的方式形成互联器(34)的情况下，增加LED(A，B)之间的间隔，提高集成度时构成问题。
图35是表示在美国授权专利公报第6，547，249号中公开的串联连接的LED的另一例的图。作为对多个LED(A，B)进行绝缘(isolation)的其他方法，不对多个LED(A，B)之间的下部半导体层(22；例如，n型氮化物半导体层)进行蚀刻，而是进行离子注入(ionimplantation)而将多个LED(A，B)之间绝缘时，减少互联器(34)的段差。但是，难以在下部半导体层(22)将离子注入得较深，并且工序时间长而构成问题。
图36是表示美国授权专利公报第7，417，259号中公开的LED阵列的一例的图，为了高电压(high drive voltage)、低电流驱动，在绝缘衬底上形成有二维排列的LED阵列。作为绝缘衬底，使用了蓝宝石单片(monolithically)衬底，在衬底上以反向并联连接有2个LED阵列。由此，AC电源直接用作驱动电源。
图37是用于说明本发明的半导体发光元件的一例的图，图38是用于说明沿着图37的A-A线而截取的切割面的一例的图。
半导体发光元件包括在衬底上彼此相对地形成的第一发光部及第二发光部、连接电极、非导电性反射膜及导电部(aconductive portion)。第一发光部及第二发光部分别包括依次层叠第一半导体层、有源层及第二半导体层而成的多个半导体层。连接电极将第一发光部的第二半导体层和第二发光部的第一半导体层电连接。非导电性反射膜以覆盖多个半导体层及连接电极的方式形成，将在有源层生成的光反射到衬底侧。导电部以与连接电极重叠的方式在第一发光部和第二发光部之间的非导电性反射膜上延伸。下面，以III族氮化物半导体发光元件为例进行说明。
作为衬底(10)及多个半导体层(30，40，50)，可使用在图18说明的例子。半导体发光元件以与第一半导体层(30)电气性地连通的方式形成，并以与供给电子和空穴中的一个的第一电极(80)及第二半导体层(50)电气性地连通的方式构成，并包括供给电子和空穴中的另一个的第二电极(70)。在本例中，非导电性反射膜(R)具备绝缘性，第一电极(80)及第二电极(70)中的至少一个使以非导电性反射膜(R)为基准而设置在多个半导体层的相反侧，通过贯穿非导电性反射膜(R)的电连接部(an electrical connecting portion)而与多个半导体层电气性地连通的倒装芯片(flipchip)。
半导体发光元件包括多个发光部。在本例中，半导体发光元件包括第一、第二、第三及第四发光部(101，102，103，104)，连接电极(92a，92b，92c)、辅助焊盘(75，85)、导电部(94a，94b)、电连接部(71，81)。在本例中，第一、第二、第三及第四发光部(101，102，103，104)以彼此相对的方式排列成一列。连接电极(92a，92b，92c)将彼此相对的发光部电连接。连接电极(92a，92b，92c)的一侧末端在第二半导体层(50)与非导电性反射膜(R)之间与第二半导体层(50)电气性地连通，连接电极(92a，92b，92c)的另一侧末端与通过蚀刻第二半导体层(50)及有源层而露出的第一半导体层(30)电气性地连通。由此，第一、第二、第三及第四发光部(101，102，103，104)被串联连接，以比一个发光部更高的高电压驱动。
反射层(R)覆盖第一、第二、第三及第四发光部(101，102，103，104)及连接电极(92a，92b，92c)。第一电极(80)、第一辅助焊盘(85)、第二辅助焊盘(75)及第二电极(70)分别与第一、第二、第三及第四发光部(101，102，103，104)对应地形成在非导电性反射膜(R)上。第一电连接部(81)贯穿非导电性反射膜(R)而将第一电极(80)和第一半导体层(30)电连接。为了减少接触电阻和稳定的电连接，将第一欧姆电极(82)介于第一电连接部(81)与第一半导体层(30)之间。优选为，透光性导电膜(60；例如：ITO、Ni/Au)形成在第二半导体层(50)与非导电性反射膜(R)之间。第二电连接部(71)贯穿非导电性反射膜(R)而将第二电极(70)和透光性导电膜(60)电连接。为了减少接触电阻和稳定的电连接部，将第二欧姆电极(72)介于第二电连接部(71)与透光性导电膜(60)。
导电部(94a)在第一发光部与第二发光部之间的非导电性反射膜(R)上延伸，将第一电极(80)和第一辅助焊盘(85)连接。同样地，导电部(94b)将第二电极(70)和第二辅助焊盘(75)连接。从减少光的吸收的侧面来讲，导电部(94a，94b)优选具备比连接电极(92a，92b，92c)更小或相同的宽度。
在本例中，为了减少由金属反射膜引起的光的吸收，非导电性反射膜(R)由绝缘性物质形成，优选构成为包括DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)或ODR(Omni-Directional Reflector：全方位反射器)的多层结构。作为多层结构的一例，包括电介质膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91c)。电介质膜(91b)减缓高度差而稳定地制造分布布拉格反射器(91a)，对光的反射提供帮助。作为电介质膜(91b)的材质，适合为SiO2。分布布拉格反射器(91a)形成在电介质膜(91b)上。分布布拉格反射器(91a)由反射率不同的物质的反复层叠而构成，例如，由SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反复层叠而构成，对于蓝光，SiO2/TiO2的反射效率较好，对于UV光，SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率较好。包覆膜(91c)由Al2O3这样的金属氧化物、SiO2、SiON这样的电介质膜(91b)、MgF、CaF等物质构成。
在分布布拉格反射器(91a)的情况下，对越接近垂直方向的光，反射率越高，大致反射99％以上。为了使非导电性反射膜(R)良好地发挥功能，多层结构的各个物质层需要准确地形成为特别设计的厚度。非导电性反射膜(R)因下方的结构物(例如：欧姆电极、发光部之间的沟槽等)，在非导电性反射膜(R)具有产生高度差的部分。因这样的高度差，存在非导电性反射膜(R)的各个物质层难以形成为所设计的厚度的区域，在该区域中反射效率下降。在发光部之间，相对地比其他部分反射效率下降。因此，尽量在发光部之间形成较少的金属层的情况下，有利于减少光被金属吸收而造成的损失。在本例中，优选为，导电部(94a，94b)与连接电极(92a，92c)重叠地形成，从而减少冲突至导电部(94a，94b)光的量，为了减少光的吸收，使导电部(94a，94b)的宽度比连接电极(92a，92b，92c)小或相同。
第一电极(80)及第二电极(70)作为用于与外部电极电连接的电极，与外部电极共晶接合或焊接或导线接合。外部电极可以是设于次黏着基台的导通部、封装体的引线框架、形成于PCB的电子图案等，只要是与半导体发光元件独立地构成的导线，对其形态不作特别的限定。第一电极(80)及第二电极(70)以具备某程度的面积的方式形成而构成散热通路。第一辅助焊盘(85)及第二辅助焊盘(75)分别构成第二发光部(102)及第三发光部(103)的散热通路，在与外部电极接合时，还起到支承半导体发光元件的功能。通过导入导电部(94a，94b)而将电极(70，80)和辅助焊盘(75，85)连接，从而更有效地散热。即，有利于将热良好地扩散。另外，即便在第一电极(80)及第二电极(70)与外部电极的接合中存在问题，即便外部电极和第一辅助焊盘(85)或第二辅助焊盘(75)电连接，但通过导电部(94a)及导电部(94b)而能够分别与第一电极(80)及第二电极(70)电连接。另外，在与次黏着基台的接合中，辅助焊盘(75，85)增加接合面积而提高接合强度。
图39是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图，图40是用于说明连接电极的一例的图，在本例中，在从上方观察时，半导体发光元件的各个发光部构成具备长边及短边的四边(例如：长方形)形状。各个发光部以长边侧彼此相对的方式排列成一列，由此，半导体发光元件在整体上在横向和纵向上具备几乎类似的形状。第一发光部和第二发光部通过2个连接电极(92a，92a)彼此电连接，第三发光部和第四发光部通过2个连接电极(92b，92b)而彼此电连接。这样，因为长边侧相对，因此能够使用多个连接电极而更均匀地供给电流。另外，连接电极(92a，92b)的一侧末端分别在第二半导体层(50)上延伸，被分成多个分支(92f)，从而能够更均匀地扩散电流。连接电极(92a，92b)的另一侧末端在通过蚀刻而露出的第一半导体层(30)上向长边方向延伸。在与连接电极(92a，92b，92c)对应的下方使用单层SiO2或多层DBR而形成光吸收防止膜(41)。例如，光吸收防止膜(41)与连接电极(92a，92b，92c)的一侧对应地形成在第二半导体层(50)与透光性导电膜(未图示)之间，向多个半导体层的侧表面延伸，形成至发光部之间为止。这样的光吸收防止膜(41)在多个半导体层的侧表面与连接电极(92a，92b，92c)之间实现电绝缘，防止由连接电极(92a，92b，92c)引起的光的吸收，防止电流向连接电极(92a，92b，92c)的正下方集中，由此也有利于电流扩散。
多个第一电连接部(81)向第一发光部的长边方向排列，多个第二电连接部(71)向第四发光部的长边方向排列。导电部(94a，94b)在发光部之间具备比连接电极(92a，92b，92c)小或相同的宽度，分别将第一电极(80)与第一辅助焊盘(85)及第二电极(70)与第二辅助焊盘(75)连接。这样，在增加连接电极的数量的情况下，以与连接电极重叠的方式形成导电部，形成比连接电极更小或相同的宽度，从而减少由光的吸收而造成的损失。
参照图37至39而对本发明的半导体发光元件的制造方法的一例进行说明如下：首先，在衬底(10)上形成第一半导体层(30)、有源层(40)、第二半导体层(50)、透光性导电膜(60；例如：ITO)，通过台面蚀刻而露出与第一电连接部(81)对应的第一半导体层(30)的一部分。台面蚀刻也可在形成透光性导电膜(60)之前或之后执行。透光性导电膜(60)可被省略。与台面蚀刻工序一起或独立地执行将多个发光部彼此电气性地绝缘的工序，从而各个发光部通过露出生长衬底(10)的沟槽而彼此电气性地绝缘。
之后，形成光吸收防止膜(41)，在透光性导电膜(60)及露出的第一半导体层(30)分别形成欧姆电极(72，82)。欧姆电极(72，82)可被省略，但为了抑制动作电压上升并实现稳定的电接触，优选具备欧姆电极(72，82)。如图40所示，在形成欧姆电极(72，82)的同时或单独地形成连接电极(92a，92b，92c)。
之后，在透光性导电膜(60)上形成非导电性反射膜(R)。之后，在非导电性反射膜(R)形成开口，第一电连接部(81)及第二电连接部(71)贯穿开口而分别与第一欧姆电极(82)及第二欧姆电极(72)接触而形成。接着，第一电极(80)及第二电极(70)以分别与第一电连接部(81)及第二电连接部(71)连接的方式形成。电连接部(71，81)和电极(70，80)既可以独立地形成，也可以在一个过程中形成为一体。与第一电极(80)及第二电极(70)一起，在多个发光部之间即在形成于沟槽的非导电性反射膜(R)上形成与连接电极(92a，92c)重叠并具备比连接电极小或相同的宽度的导电部(94a，94b)。另外，也可以一起形成第一辅助焊盘(85)及第二辅助焊盘(75)。
这样，在晶片上切割成包括多个发光部的单独的各个半导体发光元件，从而制造包括多个发光部的半导体发光元件。在切开时，执行刻划及/或破断工序，还可追加化学的蚀刻工序。
图41作为用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，删除连接电极(70，80)和辅助焊盘(75，85)的导电部，包括连接第一辅助焊盘(85)和第二辅助焊盘(75)的导电部(94)。导电部(94)具备比连接电极(92a，92b，92c)小或相同的宽度，在第二发光部与第三发光部之间的非导电性反射膜(R)上延伸，并将第一辅助焊盘(85)和第二辅助焊盘(75)连接。由此，热不会集中在一处而良好地被扩散。
图42是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，在第五发光部(105)的非导电性反射膜(R)上也具备第三辅助焊盘(77)。第三辅助焊盘(77)为了在电气性上保持中性而不与电极(70，80)或第一辅助焊盘(85)及第二辅助焊盘(75)连接。
图43是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，图44是用于说明沿着图43的B-B线而截取的切割面的一例的图，在第二发光部(102)与第三发光部(103)之间还包括第五发光部(105)。在第五发光部(105)的非导电性反射膜(R)上不具有电极或辅助焊盘这样的金属层。
众所周知，在DBR这样的非导电性反射膜(R)上形成电极(70，80)或辅助焊盘(75，85)这样的金属层的情况下，光被金属层而吸收，但在由Ag、Al这样的反射率高的金属构成金属层的情况下，能够提高反射率。另外，金属层还需要用于接合焊盘或半导体发光元件的散热，因此应考虑这样的要素而决定其大小。但是，本发明人确认到在利用DBR这样的非导电性反射膜(R)的情况下，越减小设于其上的金属层的大小，通过非导电性反射膜(R)实现的光反射率越高，通过这样的实验结果，在本发明中能够将金属层的大小减小到以往无法缩小的范围。进而，如图43所示，在多个发光部中的一个以上的发光部中在非导电性反射膜(R)上不形成金属层，从而减少光被吸收而造成的损失，其结果能够提高亮度。在PCB这样的次黏着基台安装发光元件时，使第一电极及第二电极分别接合到用于电源供给的外部电极，使在非导电性反射膜上未形成金属层的发光部对应到外部电极之间，从而能够显著地防止电短路的可能性，因此提高安装或接合工序的可靠性。
图45是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，在覆盖第一发光部的非导电性反射膜(R)上，第一电极(80)及第一辅助焊盘(85)以彼此离开的方式形成，在覆盖第二发光部的非导电性反射膜(R)上，第二电极(70)及第二辅助焊盘(75)以彼此离开的方式形成。这样，本发明还可适用于仅包括2个发光部的半导体发光元件。第一辅助焊盘(85)及第二辅助焊盘(75)通过具备比连接电极(92)小或相同的宽度的导电部(94a)而连接。
图46是用于说明本发明的半导体发光元件的一例的图，图47是用于说明沿着图46的A-A线而截取的切割面的一例的图。
半导体发光元件包括衬底(10)、第一发光部(101)、第二发光部(102)、第三发光部(103)、非导电性反射膜(R)、第一电极(80)、第二电极(70)及辅助焊盘(75)。第一发光部(101)、第二发光部(102)及第三发光部(103)分别包括依次层叠第一半导体层(30)、有源层(40)及第二半导体层(50)而成的多个半导体层(30，40，50)。非导电性反射膜(R)以覆盖多个半导体层(30，40，50)的方式形成，将在有源层(40)生成的光反射到衬底(10)侧。第一电极(80)以与第一发光部(101)的第一半导体层(30)电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的一个。第二电极(70)以与第二发光部(102)的第二半导体层(50)电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的另一个。辅助焊盘(75)形成在覆盖第三发光部(103)的非导电性反射膜(R)上，支承散热及/或半导体发光元件。下面，以III族氮化物半导体发光元件为例进行说明。
作为衬底(10)及多个半导体层(30，40，50)，可使用图18所示的例子。在本例中，非导电性反射膜(R)具备绝缘性，第一电极(80)及第二电极(70)中的至少一个是以非导电性反射膜(R)为基准而设于多个半导体层的相反侧，通过贯穿非导电性反射膜(R)的电连接部(an electrical connecting portion)而与多个半导体层电气性地连通的倒装芯片(flipchip)。
半导体发光元件包括多个发光部。在本例中，半导体发光元件包括第一、第二、及第三发光部(101，102，103)，并包括连接电极(92a，92b)及电连接部(71，81)。在本例中，第一、第二及第三发光部(101，102，103)彼此相对地排列成一列。连接电极(92a，92b)将彼此相对的或相邻的发光部(101，102，103)电连接。连接电极(92a，92b)的一侧末端在第二半导体层(50)与非导电性反射膜(R)之间与第二半导体层(50)电气性地连通，连接电极(92a，92b)的另一侧末端与蚀刻第二半导体层(50)及有源层而露出的第一半导体层(30)电气性地连通。由此，第一、第二及第三发光部(101，102，103)串联连接，以比一个发光部更高的高电压驱动。
非导电性反射膜(R)覆盖第一、第二、第三发光部(101，102，103)及连接电极(92a，92b)。第一电极(80)、第二电极(70)及辅助焊盘(75)分别与第一发光部(101)、第二发光部(102)及第三发光部(103)对应地形成在非导电性反射膜(R)上。第一电连接部(81)贯穿非导电性反射膜(R)而将第一电极(80)和第一半导体层(30)电连接。为了减少接触电阻和稳定的电连接，第一欧姆电极(82)介于第一电连接部(81)与第一半导体层(30)之间。优选为，透光性导电膜(60；例如：ITO、Ni/Au)形成在第二半导体层(50)与非导电性反射膜(R)之间。第二电连接部(71)贯穿非导电性反射膜(R)而将第二电极(70)和透光性导电膜(60)电连接。为了减少接触电阻和稳定的电连接，第二欧姆电极(72)介于第二电连接部(71)与透光性导电膜(60)之间。
在本例中，为了减少由金属反射膜引起的光的吸收，非导电性反射膜(R)由绝缘性物质形成，优选构成为包括DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)或ODR(Omni-Directional Reflector：全方位反射器)的多层结构。作为多层结构的一例，包括电介质膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91c)。电介质膜(91b)减缓高度差而稳定地制造分布布拉格反射器(91a)，也有利于光的反射。作为电介质膜(91b)的材质，适合为SiO2。分布布拉格反射器(91a)形成在电介质膜(91b)上。分布布拉格反射器(91a)由反射率不同的物质的反复层叠，例如由SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反复层叠而构成，对于蓝光，SiO2/TiO2的反射效率较好，对于UV光，SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率较好。包覆膜(91c)由Al2O3这样的金属氧化物、SiO2、SiON这样的电介质膜(91b)、MgF、CaF等物质构成。
分布布拉格反射器(91a)对越接近垂直方向的光，反射率越高，大致反射99％以上。为了使非导电性反射膜(R)良好地发挥功能，多层结构的各个物质层需要准确地形成为特别设计的厚度。非导电性反射膜(R)因下方的结构物(例如：欧姆电极、发光部之间的沟槽等)，在非导电性反射膜(R)存在发生高度差的部分。因这样的高度差，存在非导电性反射膜(R)的各个物质层难以形成为所设计的厚度的区域，在该区域中反射效率下降。在发光部之间，相对地比其他部分反射效率下降。由此，尽量在发光部之间形成较少的金属层时，有利于减少光被金属吸收而造成的损失。在本例中，在发光部之间不存在连接电极以外的金属层，有利于减少光被金属吸收而造成的损失。
第一电极(80)及第二电极(70)作为用于与外部电极电连接的电极，可与外部电极共晶接合或焊接或导线接合。外部电极可以是形成在次黏着基台的导通部、封装体的引线框架、形成在PCB的电子图案等，只要是与半导体发光元件独立地形成的导线，对其形态不作特别的限定。第一电极(80)及第二电极(70)以具备某程度的面积的方式形成而构成散热通路。辅助焊盘(75)构成第三发光部(103)的散热通路，在与外部电极接合时还起到支承半导体发光元件的功能。在本例中，辅助焊盘(75)与电极(70，80)离开，在电气性上构成中性(neutral)，因此即便辅助焊盘(75)与外部的由金属构成的散热部接触，也不会对电气性动作产生影响，并且因为从发光部直接散热，因此构成有利于提高散热效率的结构。另外，在与次黏着基台接合时，辅助焊盘(75，85)可增加接合面积而提高接合强度。
图48是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，在半导体发光元件中，4个发光部(101，102，103，104)通过连接电极(92a，92b，92c)而串联连接(参照图48a)，或5个发光部(101，102，103，104，105)通过连接电极(92a，92b，92c，92d)而串联连接(参照图48b)，或更多数量的发光部被电连接。在多个发光部串联连接的情况下，在串联连接的一侧末端的发光部(101)具备第一电极(80)，在串联连接的另一侧末端的发光部(102)具备第二电极(70)。在其之间的发光部(103，104，105)分别具备辅助焊盘(75，77，85)。在本例中，辅助焊盘(75，77，85)彼此电气性地分离，与第一电极(80)及第二电极(70)也电气性地分离。由此，辅助焊盘(75，77，85)在电气性上构成中性(neutral)。
图49是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图，图50是用于说明连接电极的一例的图，在本例中，半导体发光元件包括第一、第二、第三及第四发光部。在从上方观察时，各个发光部形成具备长边及短边的四边(例如：长方形)形状。在各个发光部中，长边侧彼此相对地排列成一列，由此，半导体发光元件在整体上在横向和纵向上形成几乎类似的形状。第一发光部和第二发光部通过2个连接电极(92a，92a)而彼此电连接，第三发光部和第四发光部通过2个连接电极(92b，92b)而彼此电连接。这样，长边侧彼此相对，因此可考虑利用多个连接电极而更均匀地供给电流。另外，连接电极(92a，92b)的一侧末端分别在第二半导体层(50)上延伸，并分成多个分支(92f)，从而更均匀地扩散电流。连接电极(92a，92b)的另一侧末端在通过蚀刻而露出的第一半导体层(30)上向长边方向延伸。与连接电极(92a，92b，92c)对应地在第二半导体层(50)与透光性导电膜(60)之间、在发光部之间形成光吸收防止膜(41)。多个第一电连接部(81)在第一发光部的长边方向上排列，多个第二电连接部(71)在第四发光部的长边方向上排列。这样，在增加发光部的数量的情况下，如本例这样在发光部之间抑制了金属层的结构在减少由光的吸收而造成的损失时特别地有效。
参照图46至49而对本发明的半导体发光元件的制造方法的一例说明如下：首先，在衬底(10)上形成第一半导体层(30)、有源层(40)、第二半导体层(50)、透光性导电膜(60；例如：ITO)，通过台面蚀刻而露出与第一电连接部(81)对应的第一半导体层(30)的一部分。台面蚀刻可在形成透光性导电膜(60)之前或之后执行。透光性导电膜(60)可被省略。与台面蚀刻工序一起或独立地执行将多个发光部彼此电气性地绝缘的工序，由此各个发光部通过露出生长衬底(10)的沟槽而彼此电气性地绝缘。
之后，形成光吸收防止膜(41)，在透光性导电膜(60)及露出的第一半导体层(30)分别形成欧姆电极(72，82)。欧姆电极(72，82)可被省略，但为了抑制动作电压上升并实现稳定的电接触，优选为具备欧姆电极(72，82)。如图50所示，在形成欧姆电极(72，82)时一起形成或单独地形成连接电极(92a，92b，92c)。
之后，在透光性导电膜(60)上形成非导电性反射膜(R)。之后，在非导电性反射膜(R)形成开口，第一电连接部(81)及第二电连接部(71)贯穿开口而分别与第一欧姆电极(82)及第二欧姆电极(72)接触。接着，第一电极(80)及第二电极(70)以分别与第一电连接部(81)及第二电连接部(71)连接的方式形成。电连接部(71，81)和电极(70，80)既可独立地形成，也可在一个过程中形成为一体。与第一电极(80)及第二电极(70)一起在第三发光部的非导电性反射膜上形成辅助焊盘(75)。
这样，通过在晶片上切割成包括多个发光部的单独的各个半导体发光元件，从而制造包括多个发光部的半导体发光元件。在切割中，执行刻划及/或破断工序，还可追加化学蚀刻工序。
图51是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，在本例中，半导体发光元件包括第一、第二、第三及第四发光部，并包括导电部(94)。在第三发光部及第四发光部的非导电性反射膜上分别以与第一电极(80)及第二电极(70)离开的方式形成有辅助焊盘(75，85)。导电部(94)在第二发光部与第三发光部之间的非导电性反射膜(R)上延伸，将辅助焊盘(85)和辅助焊盘(75)连接。由此，热不会集中在一处而良好地散热。另外，从减少光被吸收而造成的损失的侧面来讲，优选为，导电部(94)与连接电极(92b)重叠，具备比连接电极(92b)小或相同的宽度。
图52是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，在本例中，半导体发光元件包括第一、第二、第三及第四发光部，并包括导电部(94a，94b)。在第三发光部及第四发光部的非导电性反射膜上分别形成有辅助焊盘(75，85)。导电部(94a)具备比连接电极(92a)小或相同的宽度，在非导电性反射膜(R)上延伸，将辅助焊盘(85)和第一电极(80)连接。导电部(94b)具备比连接电极(92c)小或相同的宽度，在非导电性反射膜(R)上延伸，将辅助焊盘(75)和第二电极(70)连接。
辅助焊盘起到散热、支承、接合力强化等功能。导电部将辅助焊盘和电极连接，因此能够更好地散热，即便第一电极(80)及第二电极(70)与外部电极的接合中存在问题，即便外部电极与辅助焊盘(85)或辅助焊盘(75)电连接，但通过导电部(94a)及导电部(94b)而分别能够与第一电极(80)及第二电极(70)电连接。
图53作为用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，包括第一、第二、第三、第四及第五发光部(101，102，103，104，105)。在第一发光部(101)上形成有第一电极(80)，在第二发光部(102)上形成有第二电极(70)，在第三发光部(103)上形成有辅助焊盘(85)，在第四发光部(104)上形成有辅助焊盘(75)，并在第五发光部(105)上形成有辅助焊盘(77)。辅助焊盘(75，85)通过导电部(94a，94b)而与电极(70，80)连接，第五发光部的非导电性反射膜上的辅助焊盘(77)在电气性上保持中性。
图54是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，图55是用于说明沿着图54的B-B线而截取的切割面的一例的图，在第三发光部(103)与第四发光部(104)之间还包括第五发光部(105)。在第五发光部(105)的非导电性反射膜(R)上未形成如电极或导电性焊盘这样的金属层。
众所周知，在DBR这样的非导电性反射膜(R)上形成有电极(70，80)或辅助焊盘(75，85)这样的金属层的情况下，光被金属层吸收，但在由Ag、Al这样的反射率高的金属来构成金属层的情况下，能够提高反射率。另外，金属层还需要用于接合焊盘或半导体发光元件的散热，因此需要考虑这样的要素而决定其大小。但是，本发明人确认到在利用DBR这样的非导电性反射膜(R)的情况下，越减小设于其上的金属层的大小，通过非导电性反射膜(R)而实现的光反射率越高，通过这样的实验结果，本发明将金属层的大小减小到以往无法缩小的范围。进而，如图55所示，在多个发光部中的一个以上的发光部中在非导电性反射膜(R)上未形成金属层，从而减少由光的吸收而造成的损失，其结果能够提高亮度。
图56是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，图57是用于说明沿着图56的D-D线而截取的截面的一例的图。在本例中，在各个发光部形成有多个第一电连接部(81)及多个第二电连接部(71)。第一电连接部(81)贯穿非导电性反射膜(R)，并与通过蚀刻而露出的第一半导体层(30)电气性地连通。第二电连接部(71)贯穿非导电性反射膜(R)，并与第二半导体层(50)电气性地连通。连接电极(94a)在非导电性反射膜(R)上延伸，将第一发光部(101)的第二电连接部(71)和第三发光部(103)的第一电连接部(81)连接。连接电极(94b)在非导电性反射膜(R)上延伸，将第三发光部(103)的第二电连接部(71)和第二发光部(102)的第一电连接部(81)连接。辅助焊盘(75)在第三发光部(103)的非导电性反射膜(R)上与连接电极(94a，94b)离开而形成。
连接电极(94a，94b)形成在非导电性反射膜(R)上，因此与通过非导电性反射膜(R)而覆盖连接电极的情况相比，减少由连接电极引起的光的吸收。另外，如图56所示，在发光部之间为了减少光的吸收，连接电极(94a，94b)以仅覆盖发光部之间的一部分的方式形成。具有能够将电极(70，80)、连接电极(94a，94b)、辅助焊盘(75)一起形成的优点。
图58是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，除了将连接电极(94b)和辅助焊盘(75)形成为一体的情况之外，与图56所示的半导体发光元件相同。
图59是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，在本例中，第一、第二、第三及第四发光部(101，102，103，104)通过连接电极(94a，94b)而并联连接。各个发光部的第一电连接部(81)设置于一侧边缘，连接电极(94a)将它们连接。第一电极(80)设置在第一发光部(101)的非导电性反射膜(R)上而与连接电极(94a)连接。各个发光部的第二电连接部(71)设置于另一侧边缘，连接电极(94b)将它们连接。第二电极(70)设置在第二发光部(102)的非导电性反射膜(R)上而与连接电极(94b)连接。在第三发光部(103)及第四发光部(104)的非导电性反射膜(R)上分别具备中性的辅助焊盘(75，85)。连接电极(94a，94b)在第一至第四发光部(101，102，103，104)上延伸，因此热不集中在一处而能够良好地散热。发光部之间的连接电极(94a，94b)的宽度比在发光部上的宽度小，由此减少由光的吸收而造成的损失。
图60是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，图61是用于说明沿着图60的C-C线而截取的截面的一例的图。在本例中，第一、第二、第三及第四发光部(101，102，103，104)通过上部连接电极(94b)及下部连接电极(94a)而并联连接。在第一发光部(101)具备第一电极(80)，通过第一电连接部(81)而与第一半导体层(30)电气性地连通。第二电极(70)形成在第二发光部(102)的非导电性反射膜上，通过第二电连接部(71)而与第二半导体层(50)电气性地连通。在第三发光部(103)及第四发光部(104)的非导电性反射膜(R)上具备辅助焊盘(75，85)。上部连接电极(94b)被非导电性反射膜(R)覆盖，并将相邻的发光部的第二半导体层(50)彼此电连接。下部连接电极(94a)被非导电性反射膜(R)覆盖，并将相邻的发光部的第一半导体层(30)彼此电连接。
图62、图63及图64是用于说明本发明的半导体发光元件安装于电路基板的例子的图，例如表示在图46至图61中说明的半导体发光元件安装于电路基板(200)的外部电极(210，240)和散热图案(220，230)的例子。
参照图62，如图62a所示，电极(80，70)和中性的辅助焊盘(85，75)分别接合到对应的外部电极(210，220)及散热图案(230，240)，或如图62b及图62c所示，第一电极(80)和辅助焊盘(85)接合到第一外部电极(240)，第二电极(70)和辅助焊盘(75)接合到第二外部电极(210)。此时，辅助焊盘(85)在电气性上构成中性(参照图62b)或通过导电部(94a)而与第一电极(80)导通(参照图62c)。另外，辅助焊盘(75)在电气性上构成中性(参照图62b)或通过导电部(94b)而与第二电极(70)导通(参照图62c)。辅助焊盘(85，75)与电流供给无关地构成散热通路或实现支承功能(图62a的情况)，或用作用于电流供给的电极的扩展(图62c的情况)。当然，辅助焊盘(85，75)与电流供给独立地执行散热通路的功能。
参照图63，在与用于电流供给的外部电极(210，240)独立的散热图案(220)接合有中性的辅助焊盘(75，85)(图63a)。另外，如图63b所示，第一电极(80)接合到外部电极(240)，中性的辅助焊盘(85)接合到散热图案(220)。第二电极(70)和中性的辅助焊盘(75)一起接合到外部电极(210)。这样，接合到电路基板(200)的用于电流供给的外部电极(210，240)的电极或辅助焊盘的数量彼此不同。将相对地产生较多热的电极与辅助焊盘一起接合到外部电极，从而能够提高散热效率。如图63c所示，半导体发光元件可安装到板(110)。作为板(110)的例子，可使用图7至图17中说明的板(110)。板具备多个导电体或金属部(111，113，115，117)通过绝缘体(112)而依次连接的板状。电极(80，70)和辅助焊盘(85，75)分别接合到金属部(111，113，115，117)，通过金属部(111，117)而向电极(80，70)供给电流，通过金属部(113，115)而追加散热通路。
参照图64，如图64所示，用作电极的扩展的辅助焊盘(85)与第一电极(80)一起接合到外部电极(240)。用作电极的扩展的辅助焊盘(75)与第二电极(70)一起接合到外部电极(210)。中性的辅助焊盘(77)接合到未供给电流的散热图案(220)。用作电极的扩展的辅助焊盘提高与外部电极的接触面积，中性的辅助焊盘构成与电流供给无关的散热通路。
另外，参照图64b，中性的辅助焊盘(85，75，77)接合到一个散热图案(220)而提高传热或热扩散。另外，参照图64c，第二电极(70)、用作电极的扩展的辅助焊盘(75)及中性的辅助焊盘(77)一并接合到外部电极(210)。
如图62至图64所说明，相对于半导体发光元件的形态或发光部的数量、辅助焊盘的形态，电路基板的外部电极和散热焊盘的结构彼此适当地发生对应的变化。
图65是用于说明本发明的半导体发光元件的一例的图，半导体发光元件包括在衬底(10)上彼此相对地形成的第一发光部及第二发光部、非导电性反射膜(R)、电连接部(71，81；an electrical connecting portion)及连接电极(94)。第一发光部及第二发光部分别包括依次层叠第一半导体层(30)、有源层(40)及第二半导体层(50)而成的多个半导体层。非导电性反射膜(R)以覆盖第一发光部、第二发光部及第一发光部与第二发光部之间的方式形成，反射在有源层(40)生成的光。电连接部(71，81)贯穿非导电性反射膜(R)，并与多个半导体层电气性地连通。本例具备与第一半导体层连通的电连接部(81；第一电连接部)和与第二半导体层连通的电连接部(71；第二电连接部)。连接电极(94)在非导电性反射膜(R)上延伸，将第一发光部的电连接部(71)和第二发光部的电连接部(81)连接。下面，以III族氮化物半导体发光元件为例进行说明。
作为衬底(10)及多个半导体层(30，40，50)，可使用图18中说明的例子。
半导体发光元件包括以与第一半导体层(30)电气性地连通的方式形成并供给电子和空穴中的一个的第一电极(80)及以与第二半导体层(50)电气性地连通的方式形成并供给电子和空穴中的另一个的第二电极(70)。在本例中，非导电性反射膜(R)具备绝缘性，第一电极(80)及第二电极(70)中的至少一个是以非导电性反射膜(R)为基准而设于多个半导体层的相反侧，通过贯穿非导电性反射膜(R)的电连接部而与多个半导体层电气性地连通的倒装芯片(flip chip)。
非导电性反射膜(R)覆盖多个半导体层及第一发光部与第二发光部之间。在本例中，连接电极(94)在非导电性反射膜(R)上延伸，将第一发光部的第二电连接部(71)和第二发光部的第一电连接部(81)连接。由此，第一发光部及第二发光部串联连接，以比一个发光部更高的高电压进行驱动。
第一电极(80)设置在第一发光部的非导电性反射膜(R)上，与第一发光部的第一电连接部(81)连接。第二电极(70)设置在第二发光部的非导电性反射膜(R)上，与第二发光部的第二电连接部(71)连接。为了减少接触电阻并实现稳定的电连接，欧姆电极(82)介于第一电连接部(81)与第一半导体层(30)之间。优选为，透光性导电膜(60；例如：ITO、Ni/Au)形成于第二半导体层(50)与非导电性反射膜(R)之间。第二电连接部(71)贯穿非导电性反射膜(R)而将第二电极(70)和透光性导电膜(60)电连接。为了减少接触电阻并实现稳定的电连接，欧姆电极(72)介于第二电连接部(71)与透光性导电膜(60)之间。
在本例中，为了减少由金属反射膜引起的光的吸收，非导电性反射膜(R)由绝缘性物质形成，优选构成为包括DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)或ODR(Omni-Directional Reflector：全方位反射器)的多层结构。分布布拉格反射器(91a)对越接近垂直方向的光，反射率越高，大致反射99％以上。为了良好地实现非导电性反射膜(R)的功能，多层结构的各个物质层需要准确地形成为特别设计的厚度。非导电性反射膜(R)因下方的结构物(例如：欧姆电极、发光部之间的沟槽等)而在非导电性反射膜(R)存在发生高度差的部分。因这样的高度差，存在非导电性反射膜(R)的各个物质层难以形成为所设计的厚度的区域，在该区域中，反射效率下降。在发光部之间相对地比其他部分反射效率下降。由此，在发光部之间形成较少的金属层时，有利于减少由光被金属吸收而造成的损失。
在本例中，连接电极(94)以非导电性反射膜(R)为基准而设置于多个半导体层的相反侧，在有源层(40)生成的光在冲突至连接电极(94)之前在非导电性反射膜(R)几乎大部分被反射。特别地，在第一发光部与第二发光部之间尽量减少金属时，有利于减少由光吸收而造成的损失，在本例中，非导电性反射膜(R)还形成于第一发光部与第二发光部之间，在第一发光部与第二发光部之间的非导电性反射膜(R)上形成连接电极(94)，因此有利于减少光的吸收。
另外，与本例不同地，也可以考虑去除第二发光部的第二半导体层及有源层的一部分而露出第一半导体层，并形成连接第一发光部的第二半导体层和第二发光部的露出的第一半导体层的连接通路。在该情况下，为了露出第一半导体层而去除有源层的一部分，因此减少发光面积。在本例中，电连接部(81)比所述连接通路面积小，由此为了与电连接部(81)的连通而被去除的有源层的面积更小。即由发光面积进一步降低减少量。
第一电极(80)及第二电极(70)作为用于与外部电极电连接的电极，与外部电极共晶接合或焊接或导线接合。外部电极可以是设于次黏着基台的导通部、封装体的引线框架、形成在PCB的电子图案等，只要是与半导体发光元件独立地设置的导线，对其形态不作特别限定。第一电极(80)及第二电极(70)以具备某程度的面积的方式形成而构成散热通路。在本例中，连接电极(94)如第一电极(80)及第二电极(70)这样形成在非导电性反射膜(R)上，因此自衬底(10)的高度类似，因此容易与次黏着基台接触，由此可用作散热通路。例如，在次黏着基台具备与第一电极(80)及第二电极(70)绝缘的散热部，并将连接电极(94)直接或间接地接合到散热部时可构成良好的散热通路。另外，在与次黏着基台的接合中，连接电极(94)支承半导体发光元件，增加接合面积而提高接合强度。
为了制造这样的半导体发光元件，例如，首先，在衬底(10)上形成第一半导体层(30)、有源层(40)、第二半导体层(50)、透光性导电膜(60；例如：ITO)，并通过台面蚀刻而露出与电连接(81)对应的第一半导体层(30)的一部分。台面蚀刻可在形成透光性导电膜(60)之前或之后执行。透光性导电膜(60)可被省略。与台面蚀刻工序一起或独立地执行将多个发光部彼此电气性地绝缘的工序，各个发光部通过露出生长衬底(10)的沟槽而彼此电气性地绝缘。
之后，在透光性导电膜(60)及露出的第一半导体层(30)分别形成欧姆电极(72，82)。欧姆电极(72，82)可被省略，但为了抑制动作电压的上升并实现稳定的电接触，优选具备欧姆电极(72，82)。可在形成透光性导电膜之前，在第二半导体层上与欧姆电极(72)对应地形成光吸收防止膜。
之后，在透光性导电膜(60)上形成非导电性反射膜(R)。之后，在非导电性反射膜(R)通过干式蚀刻等的方法而形成开口，露出欧姆电极(72，82)的至少一部分。接着，电连接部(71，81)贯穿开口而分别与欧姆电极(72，82)接触。接着，第一电极(80)及第二电极(70)分别以与第一电连接部(81)及第二电连接部(71)连接的方式形成。电连接部(71，81)和电极(70，80)既可独立地形成，也可通过一个过程而形成为一体。可与第一电极(80)及第二电极(70)一起而形成在多个发光部之间即形成于沟槽的非导电性反射膜(R)上延伸的连接电极(94)。为了减缓通过由沟槽导致的段差而产生的非导电性反射膜(R)的高度差，可考虑在形成非导电性反射膜(R)之前，在第一发光部与第二发光部之间形成绝缘体。
这样，通过在晶片上切割成包括多个发光部的单独的各个半导体发光元件，从而制造包括多个发光部的半导体发光元件。在切割时可进行刻划及/或破断工序，还可追加化学的蚀刻工序。
图66是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图，在本例中，通过连接电极(94)而连接的第一发光部的电连接部及第二发光部的电连接部与具备相同的导电性的半导体层连通。例如，如图66所示，连接电极(94)将第一发光部的第一电连接部(81)和第二发光部的第一电连接部(81)连接。虽然未图示，半导体发光元件可包括追加的连接电极，追加的连接电极将第一发光部的第二电连接部和第二发光部的第二电连接部连接。由此，第一发光部及第二发光部实现并联连接。
图67是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，在本例中，为了减少由金属反射膜引起的光的吸收，非导电性反射膜(R)由绝缘性物质形成，优选构成为包括DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)或ODR(Omni-DirectionalReflector：全方位反射器)的多层结构。作为多层结构的一例，包括电介质膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91c)。电介质膜(91b)减缓高度差而能够稳定地制造分布布拉格反射器(91a)，对光的反射提供帮助。作为电介质膜(91b)的材质，适合为SiO2。分布布拉格反射器(91a)形成在电介质膜(91b)上。分布布拉格反射器(91a)通过反射率不同的物质的反复层叠，例如SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反复层叠而构成，对于蓝光，SiO2/TiO2的反射效率较好，对于UV光，SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率较好。包覆膜(91c)由Al2O3这样的金属氧化物、SiO2、SiON这样的电介质膜(91b)、MgF、CaF等物质构成。
图68是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，作为沿着A-A线的截面的一例，可例举图65。连接电极(94)将第一发光部的第二电连接部(71)和第二发光部的第一电连接部(81)连接。由此，第一发光部及第二发光部实现串联连接。连接电极(94)根据元件的尺寸而具备多个。虽然可以将多个电连接部(71，81)连接的方式将连接电极(94)形成为一体型，但为了减少由光被金属吸收而造成的损失，离开成多个而形成。连接电极(94)在第一发光部及第二发光部的非导电性反射膜(R)上可进一步长幅延伸，但在本例中，沿着彼此相对的边缘而排列，从而避免了连接电极(94)盲目地变长。第一电极(80)在第一发光部的非导电性反射膜(R)上与连接电极(94)离开而形成，第二电极(70)在第二发光部的非导电性反射膜(R)上与连接电极(94)离开而形成。
图69是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，作为沿着B-B线的截面的一例，可例举图66。在本例中，在第一发光部及第二发光部均形成有第一电极(80)，并通过连接电极(94a)而连接。同样地，在第一发光部及第二发光部均形成有第二电极(70)，并通过连接电极(94b)而连接。在这样的并联连接结构中可适用将连接电极和电极连接的一体型结构。通过连接电极(94a，94b)，在第一发光部与第二发光部之间能够更好地散热。
图70是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，在本例中，半导体发光元件包括第一、第二及第三发光部(101，102，103)和辅助焊盘(75)。辅助焊盘(75)设置在第二发光部(102)的非导电性反射膜(R)上，通过非导电性反射膜(R)而与多个半导体层绝缘，由此在电气性上构成中性(neutral)。第一电极(80)设置在第一发光部(101)的非导电性反射膜(R)上，与第一电连接部(81)电气性地连通。第二电极(70)设置在第三发光部(103)的非导电性反射膜(R)上，与第二电连接部(71)电气性地连通。连接电极(94a，94b)在非导电性反射膜(R)上延伸而将第一发光部和第二发光部电连接，并将第二发光部和第三发光部电连接。电极(70，80)、连接电极(94a，94b)及辅助焊盘(75)均可实现散热及支承功能。特别地，辅助焊盘(75)在电气性上构成中性(neutral)，因此有利于用于散热。
图71是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，在本例中，第一、第二、第三及第四发光部通过连接电极(94a，94b)而并联连接。各个发光部的第一电连接部(81)设置在一侧边缘，连接电极(94a)将它们连接。第一电极(80)设置在第一发光部的非导电性反射膜(R)上，与连接电极(94a)连接。各个发光部的第二电连接部(71)设置在另一侧边缘，连接电极(94b)将它们连接。第二电极(70)设置在第四发光部的非导电性反射膜(R)上，与连接电极(94b)连接。在第二发光部及第三发光部的非导电性反射膜(R)上分别具备中性的辅助焊盘(75，75)。连接电极(94a，94b)向所有的发光部之上延伸，热不会集中到一处而良好地散热。发光部之间的连接电极(94a，94b)的宽度比在发光部上的宽度更小，从而减少由光吸收而造成的损失。
图72是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，在本例中，第一、第二、第三及第四发光部通过连接电极(94a，94b)而串联连接。连接电极(94a，94b)在各个发光部的非导电性反射膜(R)上分成多个分支，各个分支连接到第二电连接部(71)。当元件的尺寸变大时，为了提高电流扩散的均匀性，可考虑将连接电极(94a，94b)的一侧末端分成分支形态。这样的分支也更有利于散热。另外，第一电极(80)及第二电极(70)并不是由单层的焊盘形成，而是由多个分离的焊盘形成，由此在非导电性反射膜(R)上减少金属层的面积，从而减少由光的吸收而造成的损失。
图73是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，图74是用于说明沿着图73的C-C线而截取的截面的一例的图，在本例中，半导体发光元件包括第一至第六发光部、绝缘层(95)及导通部(74，84)。第一至第六发光部以3*3矩阵形态而排列，并通过连接电极(94)而串联连接。绝缘层(95)覆盖非导电性反射膜(R)及连接电极(94)。第一电极(80)及第二电极(70)在绝缘层(95)上离开而形成。在本例中，在从上方观察时，各个发光部具备四边形，在各个发光部中第一电连接部(81)和第二电连接部(71)设于相对的拐角部。例如，第一发光部的第一电连接部(81)和第二电连接部(71)分别设于对角方向的拐角部。第二发光部的第一电连接部(81)和第二电连接部(71)分别设于另一对角方向的拐角部。第一发光部的第二电连接部(71)和第二发光部的第一电连接部(81)设于相邻的拐角部，从而防止将它们连接的连接电极(94)盲目地变长。
由于通过绝缘层(95)而绝缘，因此能够更自由地选择第一电极(80)及第二电极(70)的面积和位置。在本例中，第一电极(80)在绝缘层(95)上以经过3个发光部的方式形成，第二电极(70)在绝缘层(95)上以经过另外3个发光部的方式形成。第一导通部(84)贯穿绝缘层(95)而将第一电极(80)和第一电连接部(81)连接。第二导通部(74)贯穿绝缘层(95)而将第二电极(70)和第二电连接部(71)连接。与导通部(74，84)连接的电连接部(71，81)的一部分在非导电性反射膜(R)与绝缘层(95)之间延长(73，83)，从而提供供导通部(74，84)接触的面积。
图75及图76是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，在图75所示的半导体发光元件中去除了在图70中说明的辅助焊盘。在图76所示的半导体发光元件中去除了在图71中说明的辅助焊盘。
众所周知，在DBR这样的非导电性反射膜(R)上形成电极(70，80)或辅助焊盘这样的金属层的情况下，光被金属层而吸收，但在由Ag、Al这样的反射率高的金属构成金属层的情况下，能够提高反射率。另外，金属层还需要用于接合焊盘或半导体发光元件的散热，因此应考虑这样的要素而决定其大小。但是，本发明人确认到在利用DBR这样的非导电性反射膜(R)的情况下，越减小设于其上的金属层的大小，通过非导电性反射膜(R)而实现的光反射率越高，通过这样的实验结果，在本发明中能够将金属层的大小减小到以往无法缩小的范围。由此，通过省略上述的辅助焊盘而能够提高亮度。此时，连接电极(94a，94b)执行散热及支承功能，因此也可充分地考虑省略辅助焊盘。
图77是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，图78是用于说明在图77中沿着D-D线而截取的截面的一例的图，在图76所示的半导体发光元件中追加了导电部(93)。导电部(93)以隔着非导电性反射膜(R)而与第一连接电极(94a)重叠的方式构成，将相邻的发光部的第二半导体层(50)彼此电连接。第二连接电极(94b)通过第二电连接部(71)而向第二半导体层供给空穴。在从第二电连接部(71)离开的位置形成导电部(93)，从而向并联连接的多个发光部更均匀且良好地扩散空穴。通过以与第一连接电极(94a)重叠的方式形成导电部(93)，从而减少冲突至第一连接电极(94a)的光的量。优选为，在发光部之间，第一连接电极(94a)以比导电部(93)更小或相同的宽度形成。例如，导电部(93)在欧姆电极(82)形成工序中一起形成或通过另设的工序而在透光性导电膜(60)上经过，从而形成在发光部之间。可在形成第一电极及第二电极时一起形成连接电极(94a，94b)。
图79是用于说明本发明的半导体发光元件的一例的图，图80是用于说明沿着图79的A-A线而截取的切割面的一例的图。
半导体发光元件包括衬底、第一发光部、第二发光部、第三发光部、非导电性反射膜、第一电极、第二电极。第一发光部、第二发光部及第三发光部分别包括依次层叠第一半导体层、有源层及第二半导体层而成的多个半导体层。非导电性反射膜以覆盖多个半导体层的方式形成，将在有源层生成的光反射到衬底侧。第一电极以与第一发光部的第一半导体层电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的一个。第二电极以与第二发光部的第二半导体层电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的另一个。在覆盖第三发光部的非导电性反射膜上未形成金属层。这样，通过具备多个发光部中的在非导电性反射膜上未形成金属层的发光部，从而能够大大减小相对于整个发光部的非导电性反射膜的面积的第一电极及第二电极的比率。由此，大大减少由光被图21至图23中说明的形成在非导电性反射膜上的金属层吸收而造成的损失，其结果能够提高亮度。下面，以III族氮化物半导体发光元件为例进行说明。
作为衬底(10)及多个半导体层(30，40，50)，可使用图18中说明的例子。
在本例中，非导电性反射膜(R)具备绝缘性，第一电极(80)及第二电极(70)中的至少一个是以非导电性反射膜(R)为基准而设于多个半导体层的相反侧，通过贯穿非导电性反射膜(R)的电连接部(an electrical connecting portion)而与多个半导体层电气性地连通的倒装芯片(flip chip)。
半导体发光元件包括多个发光部。在本例中，半导体发光元件包括第一、第二及第三发光部(101，102，103)，并包括连接电极(92a，92b)及电连接部(71，81)。在本例中，第一、第二及第三发光部(101，102，103)以彼此相对的方式排列成一列。连接电极(92a，92b)将彼此相对的发光部电连接。连接电极(92a，92b)的一侧末端在第二半导体层(50)与非导电性反射膜(R)之间与第二半导体层(50)电气性地连通，连接电极(92a，92b)的另一侧末端与通过蚀刻第二半导体层(50)及有源层而露出的第一半导体层(30)电气性地连通。由此，第一、第二及第三发光部(101，102，103)串联连接，以比一个发光部更高的高电压驱动。
非导电性反射膜(R)覆盖第一、第二及第三发光部(101，102，103)及连接电极(92a，92b)。第一电极(80)、第二电极(70)分别与第一发光部(101)、第二发光部(102)对应地形成在非导电性反射膜(R)上。第一电连接部(81)贯穿非导电性反射膜(R)而将第一电极(80)和第一半导体层(30)电连接。为了减少接触电阻并实现稳定的电连接，将第一欧姆电极(82)介于第一电连接部(81)与第一半导体层(30)之间。优选为，透光性导电膜(60；例如：ITO、Ni/Au)形成在第二半导体层(50)与非导电性反射膜(R)之间。第二电连接部(71)贯穿非导电性反射膜(R)而将第二电极(70)和透光性导电膜(60)电连接。为了减少接触电阻并实现稳定的电连接，将第二欧姆电极(72)介于第二电连接部(71)与透光性导电膜(60)之间。
在本例中，为了减少由金属反射膜引起的光的吸收，非导电性反射膜(R)由绝缘性物质形成，优选构成为包括DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)或ODR(Omni-Directional Reflector：全方位反射器)的多层结构。作为多层结构的一例，可使用在图21至图23中说明的非导电性反射膜。
分布布拉格反射器(91a)对越接近垂直方向的光，反射率越高，大致反射99％以上。为了使非导电性反射膜(R)良好地发挥功能，多层结构的各个物质层需要准确地形成为特别设计的厚度。非导电性反射膜(R)因下方的结构物(例如：欧姆电极、发光部之间的沟槽等)，在非导电性反射膜(R)存在发生高度差的部分。因这样的高度差，存在非导电性反射膜(R)的各个物质层难以形成为所设计的厚度的区域，在该区域中反射效率下降。在发光部之间相对地比其他部分反射效率下降。由此，尽量在发光部之间形成较少的金属层时，有利于减少由光被金属吸收而造成的损失。在本例中，在发光部之间不具有连接电极之外的金属层，因此有利于减少由光被金属吸收而造成的损失。
第一电极(80)及第二电极(70)作为用于与外部电极电连接的电极，与外部电极共晶接合或焊接或导线接合。外部电极可以是形成于次黏着基台的导通部、封装体的引线框架、形成于PCB的电子图案等，只要是与半导体发光元件独立地形成的导线，对其形态不作特别的限定。第一电极(80)及第二电极(70)以具备某程度的面积的方式形成而构成散热通路。
图81是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，在第三发光部(103)与第四发光部(104)之间还包括第五发光部(105)。在第一发光部、第二发光部具备第一电极及第二电极，在第三发光部至第五发光部的非导电性反射膜(R)上未形成电极或导电性焊盘这样的金属层。在本例中，相对于整个发光部的非导电性反射膜的面积的第一电极及第二电极的比率为0.4以下。
图82是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，多个发光部以3*3形态通过连接电极而串联连接。第一电极(80)形成在串联连接的一侧末端的第一发光部的非导电性反射膜(R)上，第二电极(70)形成在串联连接的另一侧末端的第二发光部的非导电性反射膜(R)上。辅助焊盘(75，85)分别形成在与第一发光部相对的发光部及与第二发光部相对的发光部，通过导电部(94a，94b)而分别与第一电极(80)及第二电极(70)连接。追加的辅助焊盘(77)形成在中间的发光部，并以在电气性上保持中性的方式形成。在其余的发光部的非导电性反射膜(R)上未形成金属层，因此能够减少由光被金属层吸收而造成的损失。
这样，可考虑形成将如下的优点全部具备或仅具备一部分的特征的组合的形态的发光元件：通过由导电部(94a)而将电极和辅助焊盘彼此连接来实现的上述的优点、通过具备在电气性上中立的辅助焊盘而实现的优点、在非导电性反射膜(R)上未形成金属层而实现的优点。
图83是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，图84是用于说明沿着图83的C-C线而截取的截面的一例的图。在本例中，第一、第二、第三及第四发光部通过上部连接电极(94b)及下部连接电极(94a)而并联连接。在第一发光部具备第一电极(80)，通过第一电连接部(81)而与第一半导体层电气性地连通。第二电极(70)形成在第二发光部的非导电性反射膜上，通过第二电连接部(71)而与第二半导体层电气性地连通。在第三发光部及第四发光部的非导电性反射膜上未形成金属层。上部连接电极(94b)被非导电性反射膜(R)覆盖，并将相邻的发光部的第二半导体层(50)彼此电连接。下部连接电极(94a)被非导电性反射膜(R)覆盖，并将相邻的发光部的第一半导体层(30)彼此电连接。
图85是用于说明本发明的发光元件的使用例的图，发光元件安装在图示于图85的上侧的PCB(201)这样的次黏着基台或图示于下侧的板。PCB或板具备用于电源供给的外部电极或导电体(203，205)，在板上通过绝缘体(201)而固定导电体(203，205)，在整体上具备平坦(flat)的形状。
当将第一电极(70)及第二电极(80)分别接合到用于供给电源的外部电极(203，205)，使在非导电性反射膜上未形成金属层的发光部对应到外部电极之间时，能够显著地防止电短路的可能性，因此提高安装或接合工序的可靠性。
图86是用于说明本发明的半导体发光元件的一例的图，图87是用于说明沿着图86的A-A线而截取的切割面的一例的图。半导体发光元件包括具备在衬底上彼此离开地形成的第一发光部(101)及第二发光部(102)的多个发光部、将多个发光部电连接的至少一个连接电极(92)、非导电性反射膜(R)、第一电连接部(81)及第二电连接部(71)。各个发光部包括多个发光部，该多个发光部包括具备第一导电性的第一半导体层(30)、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层(50)及介于第一半导体层(30)与第二半导体层(50)之间并通过电子和空穴的复合而生成光的有源层(40)。
各个连接电极(92)包括第一延伸部(92a)、第二延伸部(92b)及连接部(92c)。在连接第一发光部(101)及第二发光部(102)的连接电极(92)的情况下，第一延伸部(92a)在第一发光部(101)的边缘侧沿着第一发光部(101)的边缘而延伸，第二延伸部(92b)在第二发光部(102)的边缘侧沿着第二发光部(102)的边缘而延伸，连接部(92c)将第一延伸部(92a)和第二延伸部(92b)连接。
非导电性反射膜(R)以覆盖多个发光部及至少一个连接电极(92)的方式形成，反射来自有源层(40)的光。在本例中，多个发光部包括第一至第七发光部(101，102，103，104，105，106，107)。
第一电连接部(81)贯穿非导电性反射膜(R)而与第一半导体层(30)电气性地连通，第二电连接部(71)贯穿非导电性反射膜(R)而与第二半导体层(50)电气性地连通。第一电连接部(81)在多个发光部中的形成有第一延伸部(92a)的发光部(在本例中，第一发光部(101))上形成于第一延伸部(92a)的相对侧的边缘侧。第二电连接部(71)在多个发光部中的形成有第二延伸部(92b)的发光部(在本例中，第七发光部(107))上形成于第二延伸部(92b)的相对侧的边缘侧。
根据本例的半导体发光元件，连接电极(92)形成在各个发光部的边缘侧，在第二至第六发光部(102，103，104，105，106)中，与某一连接电极(92)的第一延伸部(92a)不同的连接电极(92)的第二延伸部(92b)彼此相对地沿着边缘延伸，电连接部(81，71)也设置在延伸部(92a，92b)的相对侧的边缘侧。由此，在多个发光部电连接而驱动的元件中各个发光部的面积受限或较小的情况下，构成确保发光面积并有利于实现电流供给及/或发光的均匀性的结构。关于在图86及图87中未说明的符号，将参照图88至图90而进行进一步的说明。
下面，以III族氮化物半导体发光元件为例进行说明。
图88至图90是用于说明本发明的半导体发光元件的制造方法的一例的图，首先，如图87及图88所示，在衬底(10)上形成多个半导体层(30，40，50)，通过台面蚀刻等方法而分离(isolation)成各个发光部。在本例中，半导体发光元件包括第一至第七发光部(101，102，103，104，105，106，107)。当然，可变更发光部的数量，也可具备2个发光部。
各个发光部包括形成在衬底(10)上的多个半导体层(30，40，50)。作为衬底(10)及多个半导体层(30，40，50)，可使用图18所说明的例子。
在各个发光部中，去除(例如：台面蚀刻)周边的多个半导体层(30，40，50)而形成沟槽(trench)，由此各个发光部本身彼此电气性地分离(isolation)或绝缘。在本例中，在从上方观察时，各个发光部大致具备四边形，边缘彼此相对地形成。在本例中，连接彼此相对的边缘(长边缘)的另一边缘(短边缘)比彼此相对的边缘长度短。在本例中，与后述的连接电极(92)对应地在短的边缘侧蚀刻第二半导体层(50)及有源层(40)而露出第一半导体层(30)。
接着，如图86及图89所示，在多个发光部之间形成绝缘层(35)。在本例中，绝缘层(35)形成在后述的连接电极(92)的连接部(92c)的下方，沿着多个半导体层(30，40，50)的侧表面而形成至第二半导体层(50)与第一延伸部(92a)之间为止。绝缘层(35)作为具备透光性的钝化(passivation)层，由SiO2、TiO2、Al2O3这样的物质构成，优选为在整个彼此相对的多个发光部之间形成。在多个发光部之间的间隙狭窄的情况下，将多个发光部串联连接而以高电压进行动作的半导体发光元件中，从电绝缘的侧面来讲，如本例这样在形成绝缘层(35)时具有诸多优点。另外，优选为，绝缘层(35)形成至多个发光部的外缘的露出的衬底(10)为止，由此进一步提高电绝缘的可靠性，在形成后述的非导电性反射膜(R)时，有利于将段差或高度差减缓或均匀化。
后述的分支电极(75)、第二欧姆电极(72)、连接电极(92)的第一延伸部(92a)形成在第二半导体层(50)上，优选形成有防止将光反射到它们的下方或防止电流流向正下方的光吸收防止膜。在本例中，绝缘层(35)如上述延伸，由此还能执行光吸收防止膜的功能。
接着，如图86及图90所示，在形成绝缘层(35)之后，优选为在第二半导体层(50)上形成透光性导电膜(60)。在p型GaN的情况下，电流扩散能力下降，在由GaN构成p型半导体层(50)的情况下，大部分需要得到透光性导电膜(60)的帮助。例如，ITO、Ni/Au这样的物质可用作透光性导电膜(60)。
接着，在透光性导电膜(60)上形成有连接电极(92)及欧姆电极(82，72)、分支电极(75)。多个连接电极(92)的形成方式相同，因此当以连接第一发光部(101)和第二发光部(102)的连接电极(92)为中心进行说明时，连接电极(92)在第一发光部(101)与第二发光部(102)之间的绝缘层(35)上横穿，将第一发光部(101)和第二发光部(102)电连接。在本例中，连接电极(92)包括第一延伸部(92a)、第二延伸部(92b)及连接部(92c)，非导电性反射膜(R)覆盖第一发光部(101)、第二发光部(102)、连接电极(92)及绝缘层(35)。第一延伸部(92a)在第一发光部(101)的透光性导电膜(60)与非导电性反射膜(R)之间沿着第一发光部(101)的短边缘而延伸。第二延伸部(92b)在蚀刻第二发光部(102)的短边缘侧而露出的第一半导体层(30)上沿着第二发光部(102)的边缘而延伸。连接部(92c)在第一发光部(101)与第二发光部(102)之间的绝缘层(35)上延伸，并在形成于第一发光部(101)及第二发光部(102)的侧表面的绝缘层(35)上延伸而与第一延伸部(92a)及第二延伸部(92b)连接。
另外，将第二发光部(102)和第三发光部(103)连接的连接电极(92；第二连接电极)在连接电极(92；第一连接电极)的相对侧具备第一发光部(101)和第二发光部(102)。在第二发光部(102)中，第一连接电极(92)的第二延伸部(92b)和第二连接电极(92)的第一延伸部(92a)设置在彼此相对侧的边缘侧。其余的连接电极(92)也以彼此相对的方式形成。由此，在从上方观察时，第一延伸部(92a)及第二延伸部(92b)以抑制向第一发光部(101)及第二发光部(102)的中间附近延伸的方式形成。另外，从电流供给的侧面来讲，这样彼此相对地延伸的延伸部(92a，92b)有利于向整个发光面均匀地供给电流。
多个半导体层(30，40，50)构成发光区域，因此优选降低多个半导体层(30，40，50)的减少，特别地，从减少光吸收的侧面来讲，不优选进行向发光面积的中心延伸或横穿的金属分支，并且为了减少蚀刻多个半导体层(30，40，50)的面积也不优选。在本例中，连接电极(92)及电连接部(81，71)从各个发光部的边缘侧沿着边缘而形成，从而具备减少多个半导体层(30，40，50)的蚀刻面积并减少由光被金属吸收而造成的损失的结构。特别地，在本例中，连接电极(92)形成在短边缘侧，由此更有利于减少多个半导体层(30，40，50)的蚀刻面积。
之后，如图86及图87所示，以覆盖多个发光部、连接电极(92)及绝缘层(35)的方式形成非导电性反射膜(R)。非导电性反射膜(R)将来自有源层(40)的光反射到衬底(10)侧。在本例中，为了减少由金属反射膜引起的光的吸收，非导电性反射膜(R)由绝缘性物质形成，虽然可由单层形成，但优选构成为包括DBR(Distributed Bragg Reflector)或ODR(Omni-Directional Reflector)的多层结构。例如，如图87所示，非导电性反射膜(R)包括依次层叠的电介质膜(91b)、DBR(91a)及包覆膜(91c)。
因绝缘性反射层(R)下方的结构物，例如因由多个发光部之间与周边的高度差、连接电极(92)、分支电极(75)、欧姆电极(82，72)等引起的凹凸结构等，在形成非导电性反射膜(R)时需要更加注意。例如，在非导电性反射膜(R)为具备分布布拉格反射器(DBR)的多层结构的情况下，为了使非导电性反射膜(R)发挥良好的功能，各个物质层需要准确地形成为特别设计的厚度。例如，分布布拉格反射器由SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反复层叠而构成，对于蓝光，SiO2/TiO2的反射效率较好，对于UV光，SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率较好。分布布拉格反射器(91a)优选通过物理蒸镀法(PVD；Physical Vapor Deposition)而形成，尤其优选通过电子束蒸镀法(E-Beam Evaporation)或溅射法(Sputtering)或热蒸镀法(Thermal Evaporation)而形成。在蒸镀要求精密性的分布布拉格反射器(91a)之前，通过形成一定厚度的电介质膜(91b)，从而能够稳定地制造分布布拉格反射器(91a)，对光的反射也提供帮助。作为电介质膜(91b)的材质，适合为SiO2，作为其厚度的一例，可以是0.2um～1.0um。包覆膜(91c)可由Al2O3、SiO2、SiON、MgF、CaF等构成。作为非导电性反射膜(R)的一例，整体厚度可以是1～8um。
但是，非导电性反射膜(R)并不是将所入射的光全部反射，而是会透过一部分。特别地，如图87所示，在多个发光部之间和外缘具有非导电性反射膜(R)的各个物质层难以形成为所设计的厚度的区域，在该区域中反射效率下降，光被透过。在本例中，连接电极(92)的延伸部(92a，92b)和分支电极(75)形成在各个发光部的外缘侧边缘，因此在外缘侧边缘(在本例中，所述短边缘)侧，由延伸部(92a，92b)能够反射朝向非导电性反射膜(R)的反射效率下降的区域的一部分的光，由此能够减少光的泄漏量，有利于提高亮度。另外，上述的绝缘层(35)能够减缓所述高度差。
接着，在非导电性反射膜(R)形成开口，在开口形成电连接部(81，71)，在非导电性反射膜(R)上形成第一上部电极(80)及第二上部电极(70)。电连接部(81，71)和上部电极(80，70)可在同一工序中一起形成。在第二发光部(102)及第三发光部(103)的非导电性反射膜(R)上形成辅助焊盘(80a，80b)，辅助焊盘(80a，80b)与第一上部电极(80)连接(参照图87的94a)。在第五发光部(105)及第六发光部(106)的非导电性反射膜(R)上形成辅助焊盘(70a，70b)，辅助焊盘(70a，70b)与第二上部电极(70)连接(参照图87的94b)。辅助焊盘(80a，80b，70a，70b)具备扩大第一上部电极(80)及第二上部电极(70)的电接合的面积的功能和增加散热面积的优点。
在本例中，半导体发光元件作为上部电极(80，70)以非导电性反射膜(R)为基准而设置于多个半导体层(30，40，50)的相反侧的倒装芯片(flip chip)，多个发光部具备串联连接的结构。第一上部电极(80)形成在第一发光部(101)的非导电性反射膜(R)上而与第一电连接部(81)连接。第二上部电极(70)形成在第七发光部的非导电性反射膜(R)上而与第二电连接部(71)连接。第一电连接部(81)贯穿非导电性反射膜(R)而将第一上部电极(80)和第一欧姆电极(82)连接。第二电连接部(71)贯穿非导电性反射膜(R)而将第二上部电极(70)和第二欧姆电极(72)连接。欧姆电极(82，72)可被省略，但为了减少接触电阻并实现电连接的稳定性，优选具备欧姆电极(82，72)。
第一电连接部(81)在第一发光部(101)形成在第一延伸部(92a)的相对侧的边缘侧，第二电连接部(71)在第七发光部(107)形成在第二延伸部(92b)的相对侧的边缘侧。这样，电连接部(81，71)形成在与形成于边缘侧的延伸部(92a，92b)相对且对延伸部(92a，92b)对称的位置，实现电流供给的均匀性。
图91是用于说明本发明的半导体发光元件的另一例的图，半导体发光元件包括第一至第五发光部(101，102，103，104，105)。在连接第一发光部(101)及第二发光部(102)的连接电极(92)，第一延伸部(92a)及第二延伸部(92b)分别在第一发光部(101)及第二发光部(102)的彼此相对的边缘侧延伸，其余的连接电极也以相同的方式形成在其他多个发光部。由此，第一延伸部(92a)及第二延伸部(92b)以抑制向第一发光部(101)及第二发光部(102)的中间附近延伸的方式形成。另外，能够反射在多个发光部之间向因与周边的高度差而导致非导电性反射膜(R)的反射效率下降的区域泄漏的光的一部分，其结果也有利于提高亮度。
在第一半导体层(30)为n-GaN，第二半导体层(50)为p-GaN的情况下，与第二半导体层(50)相比，第一半导体层(30)的电流扩散更好，因此也可以如本例，使第一电连接部(81)的数量比第二电连接部(71)的数量少。
在本例中，半导体发光元件包括第一分支电极(85)及第二分支电极(75)。第一分支电极(85)在第一发光部(101)的通过蚀刻而露出的第一半导体层(30)上沿着与连接电极(92)的第一延伸部(92a)相对的边缘而延伸，并与第一电连接部(81)连接。第二分支电极(75)在第五发光部(105)的透光性导电膜(60)与非导电性反射膜(R)之间沿着与连接电极(92)的第二延伸部(92b)相对的边缘而延伸，并与第二电连接部(71)连接。由此，在多个发光部串联连接而以高电压驱动的元件中各个发光部的面积小的情况下，有利于电流供给及/或实现发光的均匀性。
图92是用于说明本发明的半导体发光元件的又一例的图，是在图91所示的例子中省略了分支电极的结构。在各个发光部的面积不大的情况下，如果即便省略分支电极也不会对电流供给的均匀性或电流扩散产生太大的影响，则最好省略分支电极而减少由金属引起的光的吸收，也减小多个半导体层的蚀刻面积。
下面，对本发明的各种实施方式进行说明。
(1)一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：板，其具备电源端子和与电源端子绝缘的散热部；及半导体发光芯片，其安装在板，半导体发光芯片包括：多个半导体层，它们包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间，通过电子和空穴的复合而生成光的有源层；第一电极部，其与第一半导体层电气性地连通，供给电子和空穴中的一个；第二电极部，其与第二半导体层电气性地连通，供给电子和空穴中的另一个；及散热焊盘，其从第一电极部及第二电极部离开而形成在多个半导体层上，第一电极部及第二电极部中的至少一个与电源端子电连接，散热焊盘固定于散热部侧。
(2)半导体发光元件的特征在于，板包括：多个电源端子；散热部，其介于多个电源端子之间；及绝缘部，其介于各个电源端子与各个散热部之间，用于固定各个电源端子和各个散热部。
(3)半导体发光元件的特征在于，多个半导体发光芯片安装于板。
(4)半导体发光元件的特征在于，半导体发光芯片以使第一电极部及第二电极部比多个半导体层更靠近下部的方式配置在板的上方。
(5)半导体发光元件的特征在于，在多个半导体发光芯片中，第一电极部及第二电极部接合到各个电源端子，散热焊盘在第一电极部与第二电极部之间接合到各个散热部。
(6)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：密封材料，其覆盖多个半导体发光芯片；及荧光物质，其分散在密封材料中。
(7)半导体发光元件的特征在于，多个半导体发光芯片在板上以横向及纵向方向安装有多个。
(8)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括非导电性反射膜，该非导电性反射膜以将在有源层生成的光反射到第一半导体层侧的方式形成在多个半导体层上，并形成有开口，第一电极部及第二电极部分别包括：下部电极，其与多个半导体层电连接，通过开口而露出至少一部分；连接电极，其通过开口而与下部电极接触；及上部电极，其以与连接电极连接的方式在非导电性反射膜上彼此离开而形成，散热焊盘形成于第一电极部的上部电极与第二电极部的上部电极之间的非导电性反射膜。
(9)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：坝体(dam)，其形成在半导体发光芯片的周围；及密封材料，其填充坝体。
(10)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括电路基板，在该电路基板上设有板，向电源端子供给电流。
(11)一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：多个半导体层，它们包括在生长衬底上依次形成的具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间，通过电子和空穴的复合而生成光的有源层；非导电性反射膜，其以将在有源层生成的光反射到生长衬底侧的方式形成在多个半导体层上；第一电极，其形成在非导电性反射膜上，与第一半导体层电气性地连通，供给电子和空穴中的一个；及第二电极，其在非导电性反射膜上与第一电极相对地形成，与第二半导体层电气性地连通，供给电子和空穴中的另一个，第一电极与第二电极之间的间隔为80μm以上，在俯视图(top view)上观察时，将第一电极及第二电极相加的面积相对于半导体发光元件的俯视面积的比率为0.7以下。
(12)半导体发光元件的特征在于，第一电极及第二电极中的至少一个包括在非导电性反射膜上彼此离开的多个子电极。
(13)半导体发光元件的特征在于，第一电极与第二电极之间的间隔为400μm以下。
(14)半导体发光元件的特征在于，非导电性反射膜包括分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)。
(15)半导体发光元件的特征在于，第一电极及第二电极分别包括：反射层，其与非导电性反射膜相接；扩散防止层，其形成在反射层上；及接合层，其形成在扩散防止层上。
(16)半导体发光元件的特征在于，在将晶片状态的多个半导体发光元件分离成单独的各个半导体发光元件时，生长衬底的侧表面、多个半导体层的侧表面及与多个半导体层的边缘对应的第一电极及第二电极的侧表面构成切割面。
(17)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第一电连接部，其贯穿非导电性反射膜而将第一电极和第一半导体层电连接；及第二电连接部，其贯穿非导电性反射膜而将第二电极和第二半导体层电连接，第一电极包括在非导电性反射膜上彼此离开的多个第一子电极，第二电极包括在非导电性反射膜上彼此离开的多个第二子电极，在各个第一子电极连接有第一电连接部，在各个第二子电极连接有第二电连接部。
(18)半导体发光元件的特征在于，多个子电极包括：凸台状(island type)子电极；及长幅延伸的延伸式(extending type)子电极。
(19)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第一下部电极，其形成于通过台面蚀刻而露出的第一半导体层，并与第一电连接部连接；及第二下部电极，其在多个半导体层与非导电性反射膜之间与第二电连接部连接。
(20)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：绝缘膜，其形成在非导电性反射膜与第一电极及第二电极之间；第一连接电极及第二连接电极，它们形成在非导电性反射膜与绝缘膜之间；第一下部电连接部，其贯穿非导电性反射膜而将第一连接电极和第一半导体层电连接；第一下部电连接部，其贯穿非导电性反射膜而将第二连接电极和第二半导体层电连接；第一上部电连接部，其贯穿绝缘膜而与第一连接电极连接；及第二上部电连接部，其贯穿绝缘膜而与第二连接电极连接。
(21)一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：第一发光部及第二发光部，它们彼此相对，各个发光部包括多个半导体层，该多个半导体层依次层叠具备第一导电性的第一半导体层、通过电子和空穴的复合而生成光的有源层及具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层而形成；连接电极，其将第一发光部的第二半导体层和第二发光部的第一半导体层电连接；非导电性反射膜，其以覆盖多个半导体层及连接电极的方式形成，反射在有源层生成的光；及导电部(a conductive portion)，其以与连接电极重叠的方式在第一发光部与第二发光部之间的非导电性反射膜上延伸。
(22)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第一电极，其以与第一半导体层电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的一个；及第二电极，其以与第二半导体层电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的另一个，非导电性反射膜具备绝缘性，第一电极及第二电极中的至少一个是以非导电性反射膜为基准而设于多个半导体层的相反侧，通过贯穿非导电性反射膜的电连接部(an electrical connecting portion)而与多个半导体层电气性地连通的倒装芯片(flip chip)。
(23)半导体发光元件的特征在于，导电部在第一发光部与第二发光部之间具备比连接电极更小或相同的宽度。
(24)半导体发光元件的特征在于，连接电极的一侧末端在第二半导体层与非导电性反射膜之间与第二半导体层电气性地连通，连接电极的另一侧末端与通过蚀刻第二半导体层及有源层而露出的第一半导体层电气性地连通。
(25)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括辅助焊盘，该辅助焊盘形成在覆盖第二发光部的非导电性反射膜上，第一电极形成在第一发光部，导电部将第一电极和辅助焊盘连接。
(26)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括辅助焊盘，该辅助焊盘形成在覆盖第一发光部的非导电性反射膜上，第二电极形成在第二发光部，导电部将第二电极和辅助焊盘连接。
(27)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第三发光部及第四发光部；追加的连接电极，其将第三发光部的第二半导体层和第四发光部的第一半导体层电连接；追加的辅助焊盘，其形成在覆盖第三发光部的非导电性反射膜上；及追加的导电部，其在覆盖第三发光部和第四发光部之间的追加的连接电极的非导电性反射膜上延伸，第二电极形成在第四发光部，追加的导电部将第二电极和追加的辅助焊盘连接。
(28)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括第五发光部，在覆盖第五发光部的非导电性反射膜上未形成金属层。
(29)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第五发光部；及辅助焊盘，其形成在覆盖第五发光部的非导电性反射膜上，并在电气性上构成中性。
(30)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：辅助焊盘，其形成在第一发光部的非导电性反射膜上；及追加的辅助焊盘，其形成在第二发光部的非导电性反射膜上，导电部将辅助焊盘和追加的辅助焊盘连接，第一电极与辅助焊盘离开而形成在第一发光部，第二电极与追加的辅助焊盘离开而形成在第二发光部。
(31)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：多个第一电连接部，它们贯穿第一发光部的非导电性反射膜，将第一半导体层和第一电极电气性地连通；及多个第二电连接部，它们贯穿第四发光部的非导电性反射膜，将第二半导体层和第二电极电气性地连通，连接电极及追加的连接电极的一侧末端分别在第二半导体层上延伸，并分成多个分支。
(32)半导体发光元件的特征在于，在从上方观察时，各个发光部形成为具备长边及短边的四边形，第一至第四发光部以长边彼此相对的方式排列，多个第一电连接部及多个第二电连接部在长边方向上排列，连接电极的另一侧末端在通过蚀刻而露出的第一半导体层上向长边方向延伸。
(33)半导体发光元件的特征在于，非导电性反射膜具备绝缘性，包括分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)及ODR(Omni-Directional Reflector，全方位反射器)中的一个。
(34)一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：第一发光部、第二发光部及第三发光部，各个发光部包括多个半导体层，所述多个半导体层依次层叠具备第一导电性的第一半导体层、通过电子和空穴的复合而生成光的有源层及具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层而构成；非导电性反射膜，其以覆盖多个半导体层的方式形成，反射在有源层生成的光；第一电极，其以与第一发光部的第一半导体层电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的一个；第二电极，其以与第二发光部的第二半导体层电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的另一个；及辅助焊盘，其形成在覆盖第三发光部的非导电性反射膜上。
(35)半导体发光元件的特征在于，非导电性反射膜具备绝缘性，第一电极及第二电极中的至少一个是以非导电性反射膜为基准而设于多个半导体层的相反侧，通过贯穿非导电性反射膜的电连接部(an electrical connecting portion)而与多个半导体层电气性地连通的倒装芯片(flip chip)。
(36)半导体发光元件的特征在于，辅助焊盘从第一电极及第二电极离开。
(37)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第四发光部；追加的辅助焊盘，其形成在覆盖第四发光部的非导电性反射膜上；及导电部，其在非导电性反射膜上延伸，将辅助焊盘和追加的辅助焊盘连接。
(38)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第四发光部；追加的辅助焊盘，其形成在覆盖第四发光部的非导电性反射膜上；导电部，其在非导电性反射膜上延伸，将辅助焊盘和第一电极连接；及追加的导电部，其在非导电性反射膜上延伸，将追加的辅助焊盘和第二电极连接。
(39)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括第四发光部，在覆盖第四发光部的非导电性反射膜上未形成金属层。
(40)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括连接电极，该连接电极将第一至第四发光部中彼此相对的发光部电连接，连接电极的一侧末端在第二半导体层与非导电性反射膜之间与第二半导体层电气性地连通，连接电极的另一侧末端与通过蚀刻第二半导体层及活性层而露出的第一半导体层电气性地连通，导电部及追加的导电部具备比连接电极更小或相同的宽度，并与连接电极重叠。
(41)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第五发光部；及形成在覆盖第五发光部的非导电性反射膜上的辅助焊盘、追加的辅助焊盘、与第一电极及第二电极离开的中性的(neutral)辅助焊盘。
(42)半导体发光元件的特征在于，连接电极的一侧末端在第二半导体层与非导电性反射膜之间与第二半导体层电气性地连通，连接电极的另一侧末端与通过蚀刻第二半导体层及有源层而露出的第一半导体层电气性地连通。
(43)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括第六发光部，在覆盖第六发光部的非导电性反射膜上未形成金属层。
(44)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第一电连接部，其贯穿非导电性反射膜而与第一半导体层电气性地连通；第二电连接部，其贯穿非导电性反射膜而与第二半导体层电气性地连通；连接电极，其在非导电性反射膜上延伸，并将第一发光部的第二电连接部和第三发光部的第一电连接部连接；及追加的连接电极，其在半导体层上延伸，并将第三发光部的第二电连接部和第二发光部的第一电连接部连接，辅助焊盘与连接电极及追加的连接电极离开。
(45)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括电连接部，该电连接部连通连接电极，所述连接电极将第一发光部、第二发光部及第三发光部中的相邻的发光部电连接，将相邻的发光部的具备相同的导电性的半导体层彼此连通。
(46)一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：第一发光部及第二发光部，各个发光部包括多个半导体层，所述多个半导体层依次层叠具备第一导电性的第一半导体层、通过电子和空穴的复合而生成光的有源层及具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层而形成；非导电性反射膜，其以覆盖多个半导体层及第一发光部和第二发光部之间的方式形成，反射在有源层生成的光；电连接部(an electrical connecting portion)，其贯穿非导电性反射膜，与多个半导体层电气性地连通；及连接电极，其在非导电性反射膜上延伸，将第一发光部的电连接部和第二发光部的电连接部连接。
(47)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第一电极，其以与第一半导体层电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的一个；及第二电极，其以与第二半导体层电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的另一个，非导电性反射膜具备绝缘性，第一电极及第二电极中的至少一个是以非导电性反射膜为基准而设于多个半导体层的相反侧的倒装芯片(flip chip)。
(48)半导体发光元件的特征在于，连接电极将与第一发光部的第二半导体层电气性地连通的电连接部和与第二发光部的第一半导体层电气性地连通的电连接部连接。
(49)半导体发光元件的特征在于，通过连接电极而连接的第一发光部的电连接部及第二发光部的电连接部与具备相同的导电性的半导体层连通。
(50)半导体发光元件的特征在于，第一发光部与第二发光部之间的连接电极的宽度比在第一发光部及第二发光部上的连接电极的宽度更窄。
(51)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第一电极，其设置在第一发光部的非导电性反射膜上，与和第一发光部的第一半导体层连通的电连接部电气性地连通；及第二电极，其设置在第二发光部的非导电性反射膜上，与和第二发光部的第二半导体层连通的电连接部电气性地连通。
(52)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：辅助焊盘，其设置在第二发光部的非导电性反射膜上，通过非导电性反射膜而从多个半导体层绝缘；第三发光部；第一电极，其设置在第一发光部的非导电性反射膜上，与和第一发光部的第一半导体层连通的电连接部电气性地连通；及第二电极，其设置在第三发光部的非导电性反射膜上，与和第三发光部的第二半导体层连通的电连接部电气性地连通。
(53)半导体发光元件的特征在于，连接电极在第一发光部的非导电性反射膜上分成多个分支，各个分支连接到与第二半导体层电气性地连通的电连接部。
(54)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：绝缘层，其覆盖非导电性反射膜及连接电极；第一电极及第二电极，它们以离开的方式设置在绝缘层上；第一导通部，其贯穿绝缘层，将第一电极和与第一半导体层电气性地连通的电连接部连接；及第二导通部，其贯穿绝缘层，将第二电极和与第二半导体层电气性地连通的电连接部连接。
(55)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括第三发光部，该第三发光部通过第二导通部而与第二电极电气性地连通，第一发光部通过第一导通部而与第一电极电气性地连通，与第一半导体层连通的电连接部和与第二半导体层连通的电连接部设于在各个发光部中相对的拐角部，与第一发光部的第二半导体层连通的电连接部和与第二发光部的第一半导体层连通的电连接部设于相邻的拐角部，通过连接电极而连接。
(56)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第三发光部；第一连接电极，其与和第一、第二及第三发光部的第一半导体层连通的电连接部连接；第二连接电极，其与和第一、第二及第三发光部的第二半导体层连通的电连接部连接；第一电极，其设置在第一发光部的非导电性反射膜上，与第一连接电极连接；及第二电极，其设置在第三发光部的非导电性反射膜上，与第二连接电极连接。
(57)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括导电部，该导电部以隔着非导电性反射膜而与第一连接电极重叠的方式形成，并将相邻的发光部的第二半导体层彼此电连接。
(58)半导体发光元件的特征在于，非导电性反射膜具备绝缘性，包括分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)及ODR(Omni-Directional Reflector)中的一个。
(59)一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：第一发光部、第二发光部及第三发光部，各个发光部包括多个半导体层，所述多个半导体层依次层叠具备第一导电性的第一半导体层、通过电子和空穴的复合而生成光的有源层及具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层而形成；连接电极，其将第一发光部、第二发光部及第三发光部中的相邻的发光部电连接；及非导电性反射膜，其以覆盖多个半导体层及连接电极的方式形成，反射在有源层生成的光，在覆盖第三发光部的非导电性反射膜上未形成金属层。
(60)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第一电极，其以与第一半导体层电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的一个；及第二电极，其以与第二半导体层电气性地连通的方式形成，供给电子和空穴中的另一个，非导电性反射膜具备绝缘性，第一电极及第二电极中的至少一个是以非导电性反射膜为基准而设于多个半导体层的相反侧的倒装芯片(flip chip)。
(61)半导体发光元件的特征在于，非导电性反射膜包括分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)及ODR(Omni-Directional Reflector，全方位反射器)中的一个。
(62)半导体发光元件的特征在于，连接电极将彼此相对的发光部的第一半导体层和第二半导体层电连接。
(63)半导体发光元件的特征在于，连接电极将彼此相对的发光部的具备相同的导电性的半导体层电连接。
(64)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第一电连接部，其贯穿非导电性反射膜，将第一半导体层与形成在第一发光部的非导电性反射膜上的第一电极电气性地连通；及第二电连接部，其贯穿非导电性反射膜，将第二半导体层与形成在第二发光部的非导电性反射膜上的第二电极电气性地连通。
(65)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括：第四发光部；及辅助焊盘，其设置在第四发光部的非导电性反射膜上。
(66)半导体发光元件的特征在于，连接电极的一侧末端设于第二半导体层与非导电性反射膜之间，连接电极的另一侧末端与通过蚀刻第二半导体层及有源层而露出的第一半导体层电气性地连通。
(67)半导体发光元件的特征在于，连接电极包括：下部连接电极，其将相邻的发光部的第一半导体层电连接；及上部连接电极，其将相邻的发光部的第二半导体层电连接。
(68)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括至少一个追加的发光部，该发光部在非导电性反射膜上未形成金属层，第一电极及第二电极的面积的合是第一至第三发光部和至少一个追加的发光部的非导电性反射膜的面积之合的0.5倍以下。
(69)一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：多个发光部，它们包括在衬底上以彼此离开的方式形成的第一发光部及第二发光部，各个发光部包括具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间，通过电子和空穴的复合而生成光的有源层；至少一个连接电极，其将多个发光部电连接，各个连接电极包括在第一发光部的边缘侧沿着第一发光部的边缘而延伸的第一延伸部、在第二发光部的边缘侧沿着第二发光部的边缘而延伸的第二延伸部、将第一延伸部和第二延伸部连接的连接部；非导电性反射膜，其以覆盖多个发光部及至少一个连接电极的方式形成，反射来自有源层的光；第一电连接部，其贯穿非导电性反射膜而与第一半导体层电气性地连通，该第一电连接部在多个发光部中的形成有第一延伸部的发光部上设于第一延伸部的相对侧的边缘侧；及第二电连接部，其贯穿非导电性反射膜而与第二半导体层电气性地连通，该第二电连接部在多个发光部中的形成有第二延伸部的发光部上设于第二延伸部的相对侧的边缘侧。
(70)半导体发光元件的特征在于，第一延伸部在第二半导体层与非导电性反射膜之间延伸，第二延伸部在从边缘蚀刻第二半导体层及有源层而露出的第一半导体层上与第一延伸部并排地延伸。
(71)半导体发光元件的特征在于，第一延伸部设于与第二发光部相对的第一发光部的边缘侧，第二延伸部设于与第一发光部相对的第二发光部的边缘侧。
(72)半导体发光元件的特征在于，在第一发光部中第一延伸部设于与第一发光部的和第二发光部相对的边缘连接的另一边缘侧，在第二发光部中第二延伸部设于与第二发光部的和第一发光部相对的边缘连接的另一边缘侧。
(73)半导体发光元件的特征在于，分别具备第一延伸部及第二延伸部的第一发光部及第二发光部的另一边缘的长度比第一发光部及第二发光部的彼此相对的边缘更短。
(74)半导体发光元件的特征在于，第二电连接部的数量多于第一电连接部的数量。
(75)半导体发光元件的特征在于，多个发光部包括以第二发光部为基准而在第一发光部的相反侧依次形成的第三发光部、第四发光部及第五发光部，至少一个连接电极包括：第一连接电极，其将第一发光部和第二发光部电连接；第二连接电极，其将第二发光部和第三发光部电连接；第三连接电极，其将第三发光部和第四发光部电连接；及第四连接电极，其将第四发光部和第五发光部电连接，第一电连接部形成在第一发光部，第二电连接部形成在第五发光部，该半导体发光元件还包括：第一上部电极，其形成在第一发光部的非导电性反射膜上，与第一电连接部连接而供给电子和空穴中的一个；及第二上部电极，其形成在第五发光部的非导电性反射膜上，与第二电连接部连接而供给电子和空穴中的另一个。
(76)半导体发光元件的特征在于，该半导体发光元件包括第一分支电极及第二分支电极中的至少一个，所述第一分支电极在第一发光部的第一半导体层上延伸并与第一电连接部连接，并且与第一连接电极的第一延伸部相对，所述第二分支电极在第五发光部的第二半导体层与非导电性反射膜之间延伸并与第二电连接部连接，并且与第二连接电极的第二延伸部相对。
(77)半导体发光元件的特征在于，第一延伸部及第二延伸部靠近具备非导电性反射膜的高度差的部分而形成。
(78)半导体发光元件的特征在于，非导电性反射膜包括DBR(Distributed BraggReflector)及ODR(Omni-Directional Reflector，全方位反射器)中的一个，第一延伸部及第二延伸部将在有源层生成而朝向多个发光部之间的光的一部分反射到衬底侧。
根据本发明的一个半导体发光元件及其制造方法，提供一种大大提高了散热效率的半导体发光元件。
根据本发明的另一个半导体发光元件及其制造方法，提供一种可自由变更数量、横向及纵向的半导体发光芯片的排列的半导体发光元件。
根据本发明的另一个半导体发光元件及其制造方法，提供一种通过在板上具备电源端子及散热部而实现散热器的功能的同时向半导体发光芯片供给电源的半导体发光元件。
根据本发明的又一个半导体发光元件，将电极之间的间隔形成为80um以上，减少电极的面积，从而提高亮度。
根据本发明的又一个半导体发光元件，将对半导体发光元件的俯视面积的电极的面积的比率适度化，由此提高亮度。
根据本发明的又一个半导体发光元件，代替金属反射膜而使用非导电性反射膜，由此减少由光的吸收而造成的损失，从而提高亮度。
根据本发明的又一个半导体发光元件，通过由均匀地形成于非导电性反射膜的多个开口而实现的连接电极-下部电极结构，使电流容易向多个半导体层扩散，从而防止由电流集中导致的热化。
根据本发明的又一个半导体发光元件，无需为了电流扩散而在第一半导体层及/或第二半导体层上形成分支电极这样的长幅延伸的金属带或形成少量即可，其结果进一步减少由光被金属吸收而造成的损失。
根据本发明的又一个半导体发光元件，为了不使连接电极的长度及面积盲目地增加，将凸台状连接电极和延伸式连接电极适当地组合，从而减少光的吸收。
根据本发明的又一个半导体发光元件，通过追加的反射膜，对透过非导电性反射膜的光也进行反射，从而提高亮度。
根据本发明的又一个半导体发光元件，在第一连接电极及第二连接电极通过开口而直接与第一半导体层或透光性导电膜接触的情况下会导致电接触不够好，而第一下部电极及第二下部电极提高连接电极与第一半导体层及透光性导电膜之间的电接触(例如：减少接触电阻)。
根据本发明的又一个半导体发光元件，防止在非导电性反射膜形成开口时下部电极的上方受到影响而导致电接触下降。
根据本发明的又一个半导体发光元件，在发光部之间减少光吸收的损失，其结果提高亮度。
根据本发明的又一个半导体发光元件，通过设于非导电性反射膜上的辅助焊盘而提高散热效率。
根据本发明的又一个半导体发光元件，通过与电极连接的辅助焊盘，在与外部电极接合时容易实现电连接部。
根据本发明的又一个半导体发光元件，使用非导电性反射膜而减少由光被金属反射膜吸收而造成的损失。
根据本发明的又一个半导体发光元件，减少由光被吸收而造成的损失，提高亮度。
根据本发明的又一个半导体发光元件，可提供包括构成为散热、支承、抑制光吸收的损失的结构的多功能连接电极的半导体发光元件。
根据本发明的又一个半导体发光元件，在非导电性反射膜上设置的金属层的比率小，由此提高亮度。
根据本发明的又一个半导体发光元件，提供一种具备如下的电极结构的半导体发光元件：在将多个发光部电连接而驱动的元件中各个发光部的面积受限或较小的情况下，确保发光面积且电流供给及/或发光的均匀性较好。
根据本发明的又一个半导体发光元件，连接电极及电连接部在各个发光部的边缘侧沿着边缘而形成，从而具备减少多个半导体层的蚀刻面积，并减少由光被金属吸收而造成的损失的结构。
根据本发明的又一个半导体发光元件，连接电极的延伸部和分支电极形成在各个发光部的边缘侧，因此通过延伸部或分支电极而能够反射从边缘侧朝向非导电性反射膜的反射效率下降的区域的光的一部分，由此能够减少光的泄漏量，因此也有利于提高亮度。

Claims (5)

1.一种半导体发光元件，其特征在于，其包括：
多个半导体层，它们包括在生长衬底上依次形成的具备第一导电性的第一半导体层、具备与第一导电性不同的第二导电性的第二半导体层及介于第一半导体层与第二半导体层之间，通过电子和空穴的复合而生成光的有源层；
非导电性反射膜，其以将在有源层生成的光反射到生长衬底侧的方式形成在多个半导体层上，并且包括分布布拉格反射器；
第一电极，其形成在非导电性反射膜上，与第一半导体层电气性地连通，供给电子和空穴中的一个；及
第二电极，其在非导电性反射膜上与第一电极相对地形成，与第二半导体层电气性地连通，供给电子和空穴中的另一个，
第一电极及第二电极包括反射金属层，
第一电极及第二电极覆盖非导电性反射膜，
为了减少包括反射金属层的第一电极及第二电极覆盖非导电性反射膜的位置处的光的损失，第一电极与第二电极之间的间隔为80μm以上，在俯视图上观察时，将第一电极及第二电极相加的面积相对于半导体发光元件的俯视面积的比率为0.7以下，
第一电极与第二电极之间的间隔为400μm以下，
该半导体发光元件包括：第一电连接，其通过形成在非导电性反射膜上的开口而将第一电极和第一半导体层电连接；及第二电连接，其通过形成在非导电性反射膜上的另外的开口而将第二电极和第二半导体层电连接，
该半导体发光元件包括：第一下部电极，其形成于通过台面蚀刻而露出的第一半导体层，并连接于第一电连接；及第二下部电极，其在多个半导体层与非导电性反射膜之间连接于第二电连接。
2.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
第一电极及第二电极中的至少一个包括在非导电性反射膜上彼此离开的多个子电极。
3.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
在将晶片状态的多个半导体发光元件分离成单独的各个半导体发光元件时，生长衬底的侧表面、多个半导体层的侧表面及与多个半导体层的边缘对应的第一电极及第二电极的侧表面构成切割面。
4.根据权利要求2所述的半导体发光元件，其特征在于，
多个子电极包括：凸台状子电极；及长幅延伸的延伸式子电极。
5.根据权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
该半导体发光元件包括：
绝缘膜，其形成在非导电性反射膜与第一电极及第二电极之间；
第一连接电极及第二连接电极，它们形成在非导电性反射膜与绝缘膜之间；
第一上部电连接，其贯穿绝缘膜而与第一连接电极连接；及
第二上部电连接，其贯穿绝缘膜而与第二连接电极连接，
第一电连接将第一连接电极和第一半导体层电连接，第二电连接将第二连接电极和第二半导体层电连接。
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