CN113939920A - 半导体发光元件 - Google Patents

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大屋满明
林茂生
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粂雅博
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Abstract

半导体发光元件(1)具备：半导体层，由化合物半导体构成；以及n侧电极(20)，配置在半导体层上，具有供电部(E1)和从供电部(E1)延伸的延伸部(E2)；供电部(E1)的宽度比延伸部(E2)的宽度大；n侧电极(20)具有配置在半导体层侧的n侧电极层(21)和配置在n侧电极层(21)之上的n侧布线层(22)；n侧电极层(21)具有配置在供电部(E1)的第1金属层(21a)、以及配置在比第1金属层(21a)靠延伸部(E2)侧并且与第1金属层(21a)直接连接的第2金属层(21b)；第1金属层(21a)及第2金属层(21b)与半导体层欧姆连接；第1金属层(21a)的电导率比第2金属层(21b)的电导率高；n侧布线层(22)连续地配置在第1金属层(21a)及第2金属层(21b)上。

Description

半导体发光元件
技术领域
本发明涉及半导体发光元件。
背景技术
LED(Light Emitting Diode)等半导体发光元件作为用于照明或用于显示器等的各种各样的设备的光源而被利用。各种光源之中，在较大的光输出的领域中，例如，LED被用于DRL(Daytime Running Lights(日间行车灯))及HL(Head Lamp(车头灯))等车载用照明装置的光源。
半导体发光元件例如具备活性层(发光层)、活性层的两侧的半导体层、以及电极。电极具有与半导体层欧姆接触的电极层和层叠于电极层的布线层。在平面视图中，电极有时被形成为，具有宽度变化的部分。该情况下，在构成电极的电极层及布线层分别形成有宽度变化的部分。
但是，若电极存在宽度变化的部分，则在电极的宽度变窄的部分，电极层的电流密度局部地变大，有可能发生电迁移(EM)而电极层劣化。
以往，为了抑制电流密度变大的部分中的电迁移，提出了在电流密度变大的部分将电极层截断、在将该电极层截断了的部分设置绝缘层的技术(例如专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014－22413号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1所公开的技术中，虽然能够抑制电迁移，但是有驱动电压增加的问题。
本发明是为了解决这样的问题而做出的，目的在于提供能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移的半导体发光元件。
用来解决课题的手段
本发明的半导体发光元件的一技术方案，具备：半导体层，由化合物半导体构成；以及电极，配置在上述半导体层上，具有供电部和从上述供电部延伸的延伸部；上述供电部的宽度比上述延伸部的宽度大；上述电极具有配置在上述半导体层侧的电极层和配置在上述电极层之上的布线层；上述电极层具有配置在上述供电部的第1金属层、以及配置在比上述第1金属层靠上述延伸部侧并且与上述第1金属层直接连接的第2金属层；上述第1金属层及上述第2金属层与上述半导体层欧姆连接；上述第1金属层的电导率比上述第2金属层的电导率高；上述布线层连续地配置在上述第1金属层及上述第2金属层上。
发明效果
根据本发明，能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。
附图说明
图1是表示实施方式1的半导体发光元件的结构的图。
图2A是表示实施方式1的半导体发光元件的制造方法中的、准备衬底的工序的图。
图2B是表示实施方式1的半导体发光元件的制造方法中的、形成半导体层叠构造的工序的图。
图2C是表示实施方式1的半导体发光元件的制造方法中的、将半导体层叠构造进行蚀刻的工序的图。
图2D是表示实施方式1的半导体发光元件的制造方法中的、形成绝缘膜的工序的图。
图2E是表示实施方式1的半导体发光元件的制造方法中的、形成p侧电极的工序的图。
图2F是表示实施方式1的半导体发光元件的制造方法中的、形成n侧电极的n侧电极层中的第1金属层及第3金属层的工序的图。
图2G是表示实施方式1的半导体发光元件的制造方法中的、形成n侧电极的n侧电极层中的第2金属层的工序的图。
图2H是表示实施方式1的半导体发光元件的制造方法中的、形成n侧电极的n侧布线层的工序的图。
图3是表示比较例1的半导体发光元件的n侧电极周边的结构和横向(延伸部的延伸方向)上的n侧电极的n侧电极层的电流密度的图。
图4是表示比较例2的半导体发光元件的n侧电极周边的结构和横向(延伸部的延伸方向)上的n侧电极的n侧电极层的电流密度的图。
图5是表示实施方式1的半导体发光元件的n侧电极周边的结构和横向(延伸部的延伸方向)上的n侧电极的n侧电极层的电流密度的图。
图6是表示实施方式1的半导体发光元件的n侧电极中的n侧电极层的变形例的图。
图7是表示实施方式1的半导体发光元件的n侧电极中的n侧电极层的另一变形例的图。
图8是表示实施方式1的半导体发光元件的n侧电极中的n侧电极层的再另一变形例的图。
图9是表示在实施方式1的半导体发光元件的n侧电极的n侧电极层中、延伸部的延伸方向上的距n侧电极的宽度变化的位置(宽度变化位置)的距离与电流密度之间的关系的图。
图10是表示在实施方式1的半导体发光元件的n侧电极的n侧电极层的各个变化中设置第2金属层的所希望的范围的图。
图11是表示实施方式1的变形例1的半导体发光元件的结构的图。
图12是表示实施方式1的变形例1的半导体发光元件的另一结构的图。
图13是表示实施方式1的变形例2的半导体发光元件的结构的图。
图14是表示实施方式1的变形例2的半导体发光元件的另一结构的图。
图15是表示实施方式1的变形例3的半导体发光元件的结构的图。
图16是表示实施方式1的变形例3的半导体发光元件的另一结构的图。
图17是表示实施方式1的变形例3的半导体发光元件的再另一结构的图。
图18是表示实施方式1的变形例4的半导体发光元件的结构的图。
图19是表示实施方式1的变形例4的半导体发光元件的另一结构的图。
图20是表示实施方式1的变形例4的半导体发光元件的再另一结构的图。
图21是表示实施方式1的变形例5的半导体发光元件的结构的图。
图22是表示实施方式2的半导体发光元件的结构的图。
图23是表示实施方式2的变形例1的半导体发光元件的结构的图。
图24是表示实施方式2的变形例2的半导体发光元件的结构的图。
图25是表示实施方式2的变形例2的半导体发光元件的另一结构的图。
图26是表示实施方式2的变形例2的半导体发光元件的再另一结构的图。
图27是表示实施方式2的变形例3的半导体发光元件的结构的图。
具体实施方式
(实施方式)
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。另外，以下说明的实施方式均表示本发明的一具体例。因而，以下的实施方式中表示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态、以及工序及工序的顺序等作为一例而并不意欲限定本发明。
此外，各图是示意图，并不一定严格地图示。因而，在各图中比例尺等并不一定一致。此外，在各图中，对于实质相同的结构赋予相同的标记，省略或简化重复的说明。
(实施方式1)
[半导体发光元件]
首先，利用图1说明实施方式1的半导体发光元件1的结构。在图1中，(a)是实施方式1的半导体发光元件1的平面图，(b)是(a)的A－A线的该半导体发光元件1的垂直剖视图，(c)是(b)的B－B线的该半导体发光元件1的水平剖视图。另外，在图1中，为了容易理解各部件的位置关系，在(a)的平面图中也适当地施以了阴影。这在以下的附图中也是同样的。
如图1所示，实施方式1的半导体发光元件1具有半导体层叠构造10和设于半导体层叠构造10的n侧电极20及p侧电极30。在本实施方式中，半导体发光元件1是在一侧形成有n侧电极20及p侧电极30这双方的单面电极构造的发光二极管(LED)芯片。
半导体层叠构造10具有衬底11、n型半导体层12(第1导电型半导体层)、成为发光层的活性层13、和p型半导体层14(第2导电型半导体层)。n型半导体层12、活性层13及p型半导体层14是形成于衬底11的半导体层叠体。具体而言，n型半导体层12、活性层13及p型半导体层14以该顺序层叠在衬底11之上。
n型半导体层12、活性层13及p型半导体层14由化合物半导体构成。在本实施方式中，n型半导体层12、活性层13及p型半导体层14由GaN等III－V族化合物半导体构成。
n侧电极20是第1电极，配置在n型半导体层12之上。具体而言，n侧电极20形成在通过将p型半导体层14及活性层13的一部分除去而局部地使n型半导体层12露出的露出区域。另一方面，p侧电极30是第2电极，配置在p型半导体层14之上。
在本实施方式中，在半导体层叠构造10之上形成有绝缘膜40。并且，n侧电极20形成在从绝缘膜40的开口部露出的n型半导体层12之上，p侧电极30形成在从绝缘膜40的开口部露出的p型半导体层14之上。另外，绝缘膜40例如是由SiO2等构成的氧化膜。
n侧电极20具有配置在n型半导体层12侧的n侧电极层21和配置在n侧电极层21之上的n侧布线层22。具体而言，n侧电极层21层叠在n型半导体层12之上，n侧布线层22层叠在n侧电极层21之上。另外，n型半导体层12与n侧电极层21接触，此外，n侧电极层21与n侧布线层22接触。在本实施方式中，n侧电极层21和n侧布线层22在俯视时是相同形状。
n侧电极20具有供电部E1和从供电部E1延伸的延伸部E2。供电部E1是n侧电极20中与供电端子100连接的部分。即，电子被供给到供电部E1。供电端子100例如是凸块(bump)或引线(wire)等。延伸部E2将被供给到供电部E1的电子分配到n型半导体层12。在本实施方式中，在与延伸部E2的延伸方向正交的方向上，供电部E1的宽度比延伸部E2的宽度大。即，延伸部E2的宽度比供电部E1的宽度小。因而，n侧电极20具有宽度变化的部分。即，n侧电极层21及n侧布线层22分别具有宽度变化的部分。
n侧电极层21具有配置于供电部E1的第1金属层21a和配置在比第1金属层21a靠延伸部E2侧的第2金属层21b。在本实施方式中，第2金属层21b与第1金属层21a直接连接。第1金属层21a及第2金属层21b由金属材料构成。
n侧电极层21还在延伸部E2中具有第3金属层21c。第3金属层21c由金属材料构成。第3金属层21c位于第2金属层21b的与第1金属层21a侧相反的一侧。因而，第2金属层21b在延伸部E2的延伸方向上位于第1金属层21a与第3金属层21c之间。即，n侧电极层21在延伸部E2的延伸方向上被截断为第1金属层21a和第3金属层21c，在该被截断了的部分设有第2金属层21b。在本实施方式中，第3金属层21c与第2金属层21b直接连接。
第2金属层21b至少在延伸部E2的延伸方向上配置在n侧电极层21的宽度变化的位置附近。在本实施方式中，第2金属层21b跨过n侧电极层21的宽度变化的位置。即，第2金属层21b形成在供电部E1和延伸部E2双方。
第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c分别与n型半导体层12接触。具体而言，第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c与n型半导体层12欧姆连接。
第1金属层21a的电导率比第2金属层21b的电导率高。此外，第3金属层21c的电导率比第2金属层21b的电导率高。进而，第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c为了反射由活性层13产生的光而优选由具有光反射性的金属材料构成。在本实施方式中，第1金属层21a和第3金属层21c由同一材料形成。
第1金属层21a及第3金属层21c例如能够由铝(Al)或含有铝的合金构成。在本实施方式中，第1金属层21a及第3金属层21c由铝构成。
电导率比第1金属层21a及第3金属层21c低的第2金属层21b例如能够由从钛(Ti)、钨(W)、铬(Cr)中选择的至少1种金属材料或含有这些至少1种金属材料的合金构成。在本实施方式中，第2金属层21b由钛构成。
此外，层叠在n侧电极层21之上的n侧布线层22连续配置在n侧电极层21的第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c之上。即，n侧布线层22在供电部E1及延伸部E2中连续地形成。
在n侧布线层22的与供电部E1对应的部分，连接有供电端子100。通过从n侧布线层22的供电部E1供给电子，电流从n侧电极20的供电部E1流向延伸部E2而被分配到n侧电极20的供电部E1及延伸部E2的整个区域。
n侧布线层22由金属材料构成。n侧布线层22的布线电阻值优选比n侧电极层21的布线电阻值小。即，n侧布线层22优选由比由第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c构成的n侧电极层21的平均布线电阻值低的布线电阻值的金属材料构成。特别是，在延伸部E2中，n侧布线层22的布线电阻值优选比延伸部E2中的n侧电极层21的布线电阻值(平均布线电阻值)小。n侧布线层22例如能够由从铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)中选择的至少1种金属材料或含有这些至少1种金属材料的合金构成。
p侧电极30具有配置在p型半导体层14侧的p侧电极层31和配置在p侧电极层31之上的p侧布线层32。在本实施方式中，p侧电极30为了抑制构成p侧电极层31的金属材料和构成p侧布线层32的金属材料的相互扩散而具有p侧扩散阻挡层33。p侧扩散阻挡层33配置在p侧电极层31与p侧布线层32之间。
p侧电极层31层叠在p型半导体层14之上，p侧扩散阻挡层33层叠在p侧电极层31之上，p侧布线层32层叠在p侧扩散阻挡层33之上。另外，p侧电极层31、p侧扩散阻挡层33和p侧布线层32在俯视下是同一形状。
p侧电极层31与p型半导体层14接触。具体而言，p侧电极层31与p型半导体层14欧姆连接。
在本实施方式中，p侧电极层31及p侧布线层32由金属材料构成。p侧电极层31为了反射由活性层13产生的光而优选由具有光反射性的金属材料构成。
p侧电极层31例如能够由从铝(Al)、银(Ag)、铑(Rh)中选择的至少1种金属材料或含有这些至少1种金属材料的合金构成。在本实施方式中，p侧电极层31由银构成。
此外，p侧布线层32例如由金(Au)构成，p侧扩散阻挡层33例如由钛(Ti)构成。
在这样构成的半导体发光元件1中，通过对n侧电极20及p侧电极30施加规定的驱动电压，在活性层13中生成光。在活性层13中生成的光不是被从p侧电极30侧而是被从衬底11侧取出。即，半导体发光元件1的光取出方向是图1的纸面下方。
[半导体发光元件的制造方法]
接着，使用图2A～图2H对实施方式1的半导体发光元件1的制造方法进行说明。图2A～图2H是用来说明实施方式1的半导体发光元件1的制造方法的图。
首先，如图2A所示，准备衬底11。在本实施方式中，衬底11作为由半导体构成的透光性衬底而使用由GaN构成的晶片(GaN衬底)。
接着，如图2B所示，在衬底11之上，通过金属有机物气相外延生长法(MOVPE法)，依次层叠n型半导体层12、活性层13和p型半导体层14，从而形成半导体层叠构造10。
在本实施方式中，n型半导体层12是n型氮化物半导体层(例如GaN层)，活性层13是氮化物半导体发光层，p型半导体层14是p型氮化物半导体层。构成活性层13的氮化物半导体发光层至少含有Ga和N，并根据需要而含有适量的In，从而能够得到希望的发光波长。在本实施方式中，活性层13是InGaN层，设定了In组分比以使发光峰值波长成为450nm。
接着，如图2C所示，对于半导体层叠构造10，通过干式蚀刻除去p型半导体层14、活性层13和n型半导体层12的一部分，从而使n型半导体层12的一部分从p型半导体层14及活性层13露出。由此，能够在n型半导体层12的一部分中形成露出区域。
接着，如图2D所示，在包括n型半导体层12的露出区域的半导体层叠构造10的上表面整体上形成绝缘膜40。在本实施方式中，作为绝缘膜40而形成了由SiO2构成的氧化膜。
然后，虽然没有图示，但在绝缘膜40之上涂布抗蚀剂，通过光刻而在与p型半导体层14对应的位置的抗蚀剂中形成开口部，通过利用氟酸的蚀刻，将抗蚀剂的开口部内的绝缘膜40除去。由此，p型半导体层14露出。
接着，如图2E所示，在p型半导体层14的露出区域内形成p侧电极30。具体而言，使用EB蒸镀法，依次形成成为p侧电极层31、p侧扩散阻挡层33及p侧布线层32的金属膜而形成金属层叠膜，通过抗蚀剂剥离法将抗蚀剂和多余的金属层叠膜除去，从而在除去了绝缘膜40后的p型半导体层14的露出区域内形成p侧电极30。由此，能够形成由p侧电极层31、p侧扩散阻挡层33及p侧布线层32的层叠构造构成的p侧电极。
在本实施方式中，从距p型半导体层14较近侧朝向远离的方向，依次形成了成为p侧电极层31的Ag层(膜厚0.2μm)、成为p侧扩散阻挡层33的Ti层(膜厚0.7μm)和成为p侧布线层32的Au层(膜厚1.0μm)。另外，成为p侧电极层31、p侧扩散阻挡层33及p侧布线层32的金属膜的成膜方法并不限于EB蒸镀法，也可以是溅射法。
此外，p侧电极30也可以形成为与绝缘膜40分离。即，p侧电极层31和绝缘膜40也可以分离。该情况下，p型半导体层14从p侧电极30与绝缘膜40之间露出。
然后，虽然没有图示，但以将整体覆盖的方式涂布抗蚀剂，通过光刻法在与n型半导体层12对应的位置的抗蚀剂中形成开口部，通过利用氟酸的蚀刻，将抗蚀剂的开口部内的绝缘膜40除去。由此，n型半导体层12露出。
接着，如图2F所示，在n型半导体层12的露出区域内的一部分，形成第1金属层21a及第3金属层21c。具体而言，使用EB蒸镀法，形成成为第1金属层21a及第3金属层21c的第1金属膜，通过抗蚀剂剥离法将抗蚀剂和多余的第1金属膜除去，从而在去除了绝缘膜40后的n型半导体层12的露出区域内形成分离的第1金属层21a及第3金属层21c。由此，与n型半导体层12相接地形成由同一材料构成的第1金属层21a及第3金属层21c。另外，除去了第1金属膜之后的部分没有形成第1金属层21a及第3金属层21c，n型半导体层12再次露出。
直接层叠在n型半导体层12上的第1金属层21a及第3金属层21c由于作为对于n型半导体层12的欧姆接触层发挥功能、并且作为将光进行反射的反射层发挥功能，所以优选由含有Al等的金属材料构成。在本实施方式中，作为第1金属层21a及第3金属层21c而形成了Al层(膜厚0.3μm)。另外，成为第1金属层21a及第3金属层21c的第1金属膜的成膜方法并不限于EB蒸镀法，也可以是溅射法。
此外，第1金属层21a及第3金属层21c也可以与绝缘膜40分离而形成。即，第1金属层21a及第3金属层21c各自与绝缘膜40也可以分离。该情况下，n型半导体层12从第1金属层21a及第3金属层21c的各自与绝缘膜40之间露出。
接着，如图2G所示，在第1金属层21a与第3金属层21c之间的n型半导体层12的露出区域形成第2金属层21b。具体而言，以将整体覆盖的方式涂布抗蚀剂，通过光刻而在与第2金属层21b对应的位置的抗蚀剂中形成开口部，使用EB蒸镀法，形成成为第2金属层21b的第2金属膜，通过抗蚀剂剥离法将抗蚀剂和多余的第2金属膜除去，从而在n型半导体层12露出的露出区域形成第2金属层21b。由此，形成被埋入在第1金属层21a与第3金属层21c之间并且与n型半导体层12相接的第2金属层21b。
直接层叠在n型半导体层12上的第2金属层21b作为对于n型半导体层12的欧姆接触层发挥功能，并且作为将光进行反射的反射层发挥功能。进而，第2金属层21b优选由电迁移耐受性比第1金属层21a及第3金属层21c高并且电导率比第1金属层21a及第3金属层21c低的金属材料构成。因而，作为构成第2金属层21b的金属材料，例如能够使用Ti、W、Cr等。在本实施方式中，作为第2金属层21b而形成了Ti层(膜厚0.3μm)。另外，成为第2金属层21b的第2金属膜的成膜方法并不限于EB蒸镀法，也可以是溅射法。
这样，通过在第1金属层21a与第3金属层21c之间形成第2金属层21b，能够形成由第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c构成的n侧电极层21。
接着，如图2H所示，在n侧电极层21之上形成n侧布线层22。具体而言，以将整体覆盖的方式涂布抗蚀剂，通过光刻法而在与n侧电极层21对应的位置的抗蚀剂中形成开口部，使用EB蒸镀法形成成为n侧布线层22的第3金属膜，通过抗蚀剂剥离法将抗蚀剂和多余的第3金属膜除去，从而在n侧电极层21之上形成n侧布线层22。即，在第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c的范围中，在第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c之上形成n侧布线层22。
层叠在n侧电极层21上的n侧布线层22优选由电迁移耐受性比n侧电极层21高并且平均布线电阻值比n侧电极层21低的金属材料构成。因而，作为构成n侧布线层22的金属材料，例如能够使用Au、Cu、Ag等。在本实施方式中，作为n侧布线层22而形成了Au层(膜厚1.0μm)。另外，成为n侧布线层22的第3金属膜的成膜方法并不限于EB蒸镀法，也可以是溅射法。
这样，通过在n侧电极层21之上形成n侧布线层22，能够形成由n侧电极层21及n侧布线层22的层叠构造构成的n侧电极20。
如以上这样，能够制造图1所示的本实施方式的半导体发光元件1。
[作用效果等]
接着，使用图3～图5对本实施方式的半导体发光元件1的作用效果进行说明。
图3的(a)是表示比较例1的半导体发光元件1X的n侧电极20X周边的结构的垂直剖视图，图3的(b)是图3的(a)的B－B线的该n侧电极20X的n侧电极层21X的水平剖视图，图3的(c)是表示横向(延伸部的延伸方向)上的该n侧电极20X的n侧电极层21X的电流密度的图。
图4的(a)是表示比较例2的半导体发光元件1Y的n侧电极20Y周边的结构的垂直剖视图，图4的(b)是图4的(a)的B－B线的该n侧电极20Y的n侧电极层21Y的水平剖视图，图4的(c)是表示横向(延伸部的延伸方向)上的该n侧电极20Y的n侧电极层21Y的电流密度的图。
图5的(a)是表示实施方式1的半导体发光元件1的n侧电极20周边的结构的垂直剖视图，图5的(b)是图5的(a)的B－B线的该n侧电极20的n侧电极层21的水平剖视图，图5的(c)是表示横向(延伸部的延伸方向)上的该n侧电极20的n侧电极层21的电流密度的图。
另外，图3的(a)、图4的(a)及图5的(a)所示的箭头表示电子的流动。
如图3的(a)及(b)所示，比较例1的半导体发光元件1X中的n侧电极20X具有在衬底11上的n型半导体层12之上形成的n侧电极层21X、和形成在n侧电极层21X之上的n侧布线层22X。
在平面视图中，n侧电极20X具有宽度变化的部分。具体而言，n侧电极20X具有供电部E1、以及从供电部E1延伸并且宽度比供电部E1小的延伸部E2。即，n侧电极20X(n侧电极层21X及n侧布线层22X)具有宽度变化的部分。
在这样构成的比较例1的半导体发光元件1X中，如图3的(c)所示，在n侧电极20X的宽度变化的部分，有n侧电极层21X的电流密度局部地变大而超过电迁移(EM)的临界值的情况。结果，在n侧电极20X中的宽度变化的部分，有可能发生电迁移而n侧电极层21X劣化。
因此，为了抑制n侧电极20X的宽度变化的部分中的电迁移，研究了比较例2的半导体发光元件1Y的构造。
如图4的(a)及图4的(b)所示，比较例2的半导体发光元件1Y中的n侧电极20Y，与比较例1的半导体发光元件1X同样，具有在衬底11上的n型半导体层12之上形成的n侧电极层21Y、和形成在n侧电极层21Y之上的n侧布线层22Y。
此外，在比较例2的半导体发光元件1Y中，与比较例1的半导体发光元件1X同样，n侧电极20Y的宽度变化。具体而言，n侧电极20Y具有供电部E1、以及从供电部E1延伸并且宽度比供电部E1小的延伸部E2。即，n侧电极20Y(n侧电极层21Y及n侧布线层22Y)具有宽度变化的部分。
另一方面，在比较例2的半导体发光元件1Y中，与比较例1的半导体发光元件1X不同，在n侧电极20Y的宽度变化的部分，n侧电极层21Y被截断，在该n侧电极层21Y截断的部分设有绝缘层50Y。即，n侧电极20Y具有分离的两个n侧电极层21Y和埋入在两个n侧电极层21Y之间的绝缘层50Y。
在这样构成的比较例2的半导体发光元件1Y的n侧电极20Y中，如图4的(c)所示，在设有绝缘层50Y的部分，能够使n侧电极层21Y的电流密度为零。因而，能够抑制在n侧电极20Y的宽度变化的部分中发生电迁移。
但是，在图4所示的比较例2的半导体发光元件1Y中，如图4的(a)所示，n侧电极20Y与n型半导体层12的欧姆接合面积减小，驱动电压增加。
相对于此，在本实施方式的半导体发光元件1中，如图5的(a)及(b)所示，n侧电极20具有n侧电极层21和配置在n侧电极层21之上的n侧布线层22，n侧电极层21具有配置于供电部E1的第1金属层21a、以及配置在比第1金属层21a靠延伸部E2侧并且电导率比第1金属层21a低的第2金属层21b。
在这样构成的n侧电极20中，如图5的(a)所示，在设有第2金属层21b的部分，能够使在n侧电极层21中流动的横向的电流的一部分旁通到n侧布线层22。由此，如图5的(c)所示，在设有第2金属层21b的部分，能够使n侧电极层21的横向的电流密度变小。因而，在n侧电极20的宽度变化的部分中，能够消除电流密度超过电迁移的临界值的部分。此外，通过不是使用绝缘层而是使用具有导电性的第2金属层21b，在n侧电极层21中不产生电流密度为零的部分。因此，在本实施方式的半导体发光元件1中，与图4所示的比较例2的半导体发光元件1Y相比，能够增大n侧电极20与n型半导体层12的欧姆接合面积。因而，能够抑制驱动电压的增加。
以上，根据本实施方式的半导体发光元件1，即使n侧电极20设有宽度变化的部分，也能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。
并且，在本实施方式的半导体发光元件1中，由光反射率高的铝构成第1金属层21a及第3金属层21c，仅在电流密度变高的部分由反射率不高的钛构成第2金属层21b。由此，能够抑制n侧电极层22的平均反射率的下降，所以能够抑制光取出效率的下降。
此外，在本实施方式的半导体发光元件1中，在n侧电极20的延伸部E2，n侧布线层22的布线电阻值小于延伸部E2中的n侧电极层21的布线电阻值(平均布线电阻值)。
通过该结构，在将n侧电极层21和n侧布线层22设为并联电路时，相比于n侧电极层21，从供电部E1朝向延伸部E2供给到n侧电极20的电子更容易流过n侧布线层22。即，能够增加向n侧布线层22的电流旁通量。因而，能够更有效地抑制电迁移。
另外，在如本实施方式的半导体发光元件1那样n侧电极20的宽度急剧地变化的情况下，n侧电极20的宽度变化的位置是明确的，而在如图6所示那样n侧电极20的宽度平滑地变化的情况下，n侧电极20的宽度变化的位置是，向从供电部E1朝向延伸部E2的方向的位置x所对应的n侧电极层21的宽度L的微分值(dL/dx)为极小的位置。
另一方面，如图5的(b)所示，在n侧电极20的宽度急剧地变化的情况下，向从供电部E1朝向延伸部E2的方向的位置x所对应的n侧电极层21的宽度L的微分值(dL/dx)不连续。
因而，n侧电极20中的n侧电极层21的第2金属层21b优选配置在，包括向从供电部E1朝向延伸部E2的方向的位置x所对应的n侧电极层21的宽度L的微分值为极小的位置的区域、或者包括上述微分值为不连续的位置的区域。
此外，在如图7的(a)～(c)所示那样n侧电极20中的n侧电极层21的第2金属层21b的至少一部分配置于供电部E1的情况下，在配置有第2金属层21b的供电部E1的区域中，第2金属层21b的最大宽度W21b优选为供电部E1的最大宽度WE1以下并且比延伸部E2的最大宽度WE2大。
此外，在如图8的(a)～(c)所示那样n侧电极20中的n侧电极层21的第2金属层21b的至少一部分配置在延伸部E2的情况下，在配置有第2金属层21b的延伸部E2的区域，第2金属层21b的最大宽度W21b优选为延伸部E2的最大宽度WE2以下并且比供电部E1的最大宽度WE1小。
这里，如图3所示，在n侧电极20X的宽度不连续地变化的情况下，宽度变化位置的延伸部E2侧电流密度最高。因此，如图5所示，通过在包括宽度变化位置的区域设置第2金属层21b，在n侧电极20中的配置有第2金属层21b的区域，电流的一部分旁通到上部的n侧布线层22，所以能够减小n侧电极20中的横向(延伸方向)的电流密度峰值。相反，在不包含宽度变化位置、从宽度变化位置的延伸部E2侧的紧旁边(例如距宽度变化位置为10μm以内的距离)的位置向延伸部E2侧配置有第2金属层21b的情况下，不论其面积如何，n侧电极20都不能将宽度变化位置附近的横向的电流密度降低至希望的值。此外，在比宽度变化位置靠延伸方向的相反侧的位置，即使没有配置第2金属层21b，n侧电极20的宽度也变宽从而电流密度下降，所以不需要与比宽度变化位置靠延伸方向的位置相比更远地配置第2金属层21b。
图9是表示将0.5mm见方的半导体发光元件1用1A驱动时的延伸部E2的各测量位置处的n侧电极的最大电流密度的曲线图。n侧电极如图1的(a)所示，供电部E1沿着半导体发光元件1的外周配置，延伸部E2以从供电部E1朝向半导体发光元件1的中央部延伸的方式配置。n侧电极由膜厚1.2μm的铝构成，延伸部E2的宽度设为50μm，使延伸部E2内的测量位置变化，求出各地点的最大电流密度。如图9所示，距宽度变化位置为100μm的距离的范围中的横向的最大电流密度超过了被认为有可能发生铝的电迁移的值(1×105[A/cm2])。由此，通过从宽度变化位置到在延伸方向上为100μm的位置配置由钛构成的第2金属层21b，能够使横向的最大电流密度为发生电迁移的值以下。在实际的使用时，只要抑制为不发生电迁移的范围的最大电流密度即可，所以也可以根据半导体发光元件1的结构、构成n侧电极20的材料、或延伸部E2的宽度等条件来适当设定第2金属层21b的配置范围。
此外，这里，如图6所示，在n侧电极20的宽度平滑地变化的情况下，将宽度变化位置的定义设为向从供电部E1朝向延伸部E2的方向的位置x所对应的n侧电极层21的宽度L的微分值(dL/dx)为极小的位置。这里，在延伸部E2的宽度为一定值的情况下，一定宽度的区域中的距供电部E1侧最近的地方电流密度最高。因此，通过在包括比基于微分的宽度变化位置靠延伸部E2侧的电流密度最高的部分在内的区域中设置第2金属层21b，能够降低横向的电流密度峰值。该情况下，不需要如n侧电极20的宽度不连续地变化的情况那样在宽度变化位置一定配置第2金属层21b。此外，在宽度变化位置，与发生最大电流密度的位置相比，电极宽度变宽，通过电极宽度变宽的效应而电流密度下降，所以在比宽度变化位置靠延伸方向的相反侧的位置，不需要与比宽度变化位置靠延伸方向的位置相比更远地配置第2金属层21b。在实际的使用时，由于只要抑制为不发生电迁移的范围的最大电流密度即可，所以也可以根据半导体发光元件1的结构、构成n侧电极20的材料、延伸部E2的宽度等条件来适当设定第2金属层21b的配置范围。
另外，在延伸部E2的宽度逐渐变化的情况下，电流密度变高的位置依存于形状而变化。
根据以上，第2金属层21b优选从宽度变化位置朝向延伸方向配置在100μm以内的地方。
这里，如图10的(a)及(b)所示，第2金属层21b可以设置于供电部E1及延伸部E2双方。该情况下，第2金属层21b可以如图10的(a)所示那样，以n侧电极层21的宽度变化的位置x0为基准在延伸方向上设置至超过100μm的区域，也可以如图10的(b)所示那样，以n侧电极层21的宽度变化的位置x0为基准在延伸方向上仅设置在100μm以内的区域。
此外，如图10的(c)及(d)所示，第2金属层21b也可以仅设置在延伸部E2。该情况下，第2金属层21b可以如图10的(c)所示那样，以n侧电极层21的宽度变化的位置x0为基准在延伸方向上仅设置在100μm以内的区域，也可以如图10的(d)所示那样，以n侧电极层21的宽度变化的位置x0为基准在延伸方向上设置至超过100μm的区域。
(实施方式1的变形例1)
接着，使用图11对实施方式1的变形例1的半导体发光元件1A进行说明。在图11中，(a)是实施方式1的变形例1的半导体发光元件1A的平面图，(b)是(a)的A－A线的该半导体发光元件1A的垂直剖视图，(c)是(b)的B－B线的该半导体发光元件1A的水平剖视图。
本变形例的半导体发光元件1A相对于上述实施方式1的半导体发光元件1而言，n侧电极20A的结构不同。
具体而言，如图11的(b)及(c)所示，本变形例的半导体发光元件1A的n侧电极20A，与上述实施方式1的半导体发光元件1的n侧电极20同样，具有n侧电极层21A和n侧布线层22A，但本变形例的半导体发光元件1A中的n侧电极20A的n侧电极层21A除了第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c以外还具有第4金属层21d及第5金属层21e。
在本变形例中，也是n侧电极20A具有供电部E1和延伸部E2，第4金属层21d在延伸部E2中位于第3金属层21c的与第2金属层21b侧相反的一侧。第4金属层21d与第3金属层21c直接连接。在本变形例中，第4金属层21d由与第2金属层21b相同的材料形成。具体而言，第4金属层21d与第2金属层21b同样由钛构成。
此外，第5金属层21e在延伸部E2中位于第4金属层21d的与第3金属层21c侧相反的一侧。第5金属层21e与第4金属层21d直接连接。在本变形例中，第5金属层21e由与第1金属层21a相同的材料形成。具体而言，第5金属层21e与第1金属层21a及第3金属层21c同样由铝构成。
第4金属层21d及第5金属层21e与第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c同样，与n型半导体层12接触。具体而言，第4金属层21d及第5金属层21e与n型半导体层12欧姆连接。
此外，在本变形例的n侧电极20A中，设有多个宽度变化的位置(宽度变化位置)。因而，在n侧电极层21A及n侧布线层22A的各自中设有多个宽度变化位置。
具体而言，在本变形例的n侧电极20A中，与上述实施方式1的n侧电极20同样，供电部E1与延伸部E2的边界部分成为宽度变化位置，并且在延伸部E2的一部分中设有宽度变化位置。即，本变形例的n侧电极20A的宽度以两个阶段变化，在n侧电极20A存在两个宽度变化位置。
在本变形例中，在n侧电极20A的延伸部E2，以宽度朝向延伸部E2的延伸方向前端而以阶差状变窄的方式宽度变化。并且，n侧电极层21A的第4金属层21d设在延伸部E2的该宽度变化位置的附近。
以上，根据本变形例的半导体发光元件1A，与上述实施方式1的半导体发光元件1同样，n侧电极20A具有n侧电极层21A和配置在n侧电极层21A之上的n侧布线层22A，n侧电极层21A具有配置于供电部E1的第1金属层21a、以及配置在比第1金属层21a靠延伸部E2侧并且电导率比第1金属层21a低的第2金属层21b。
通过该结构，即使在n侧电极20A中设有宽度变化的部分，也能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。此外，能够抑制光取出效率的下降。
并且，在本变形例的半导体发光元件1A的n侧电极20A中，相对于电流路径方向，存在多个宽度变化位置，在n侧电极层21A的各个宽度变化位置，设有电导率比第1金属层21a低的金属层。具体而言，在n侧电极层21A的两个宽度变化位置中的一方设有第2金属层21b，在n侧电极层21A的两个宽度变化位置中的另一方设有第4金属层21d。通过该结构，即使在n侧电极20A中设有多个宽度变化位置而存在多个电流密度变高的部位，也能够抑制驱动电压的增加并且有效地抑制电迁移。
另外，在本变形例的n侧电极20A的延伸部E2，作为n侧电极层21A的电流密度变大的部分而设有宽度变化的部分，在n侧电极层21A的延伸部E2中的宽度变化的部分设有第4金属层21d，但并不限于此。例如，n侧电极层21A的电流密度变大的部分也可以是设在n侧电极20A的延伸部E2中的弯曲部。在弯曲部，电力线变密而电流密度变高。在n侧电极层21A的延伸部E2设有弯曲部的情况下，在弯曲部附近设置第4金属层21d即可。
此外，在本变形例的半导体发光元件1A中，在n侧电极20A的n侧电极层21A的延伸部E2的一部分中存在宽度变化位置，但并不限于此，也可以如图12所示那样，在n侧电极层21A的延伸部E2不存在宽度变化位置。
(实施方式1的变形例2)
接着，使用图13对实施方式1的变形例2的半导体发光元件1B进行说明。在图13中，(a)是实施方式1的变形例2的半导体发光元件1B的平面图，(b)是(a)的A－A线的该半导体发光元件1B的垂直剖视图，(c)是(b)的B－B线的该半导体发光元件1B的水平剖视图。
本变形例的半导体发光元件1B相对于上述实施方式1的半导体发光元件1而言，n侧电极20B的形状不同。
具体而言，如图13的(c)所示，本变形例的n侧电极20B的延伸部E2在与供电部E1侧相反的一侧具有宽度比供电部E1侧的宽度小的部分。因而，延伸部E2中的n侧电极层21B及n侧布线层22B分别在与供电部E1侧相反的一侧具有宽度比供电部E1侧的宽度小的部分。
在本变形例中，n侧电极20B的延伸部E2是宽度朝向延伸部E2的延伸方向前端而逐渐变窄的形状。具体而言，n侧电极20B的延伸部E2是朝向延伸部E2的延伸方向前端而变细的锥状。因而，n侧电极层21B及n侧布线层22B分别呈朝向延伸部E2的延伸方向前端而变细的锥状。更具体地讲，在第2金属层21b的延伸部E2的部分和第3金属层21c，n侧电极层21B成为大致等腰三角形的锥状。
以上，在本变形例的半导体发光元件1B中，也与上述实施方式1的半导体发光元件1同样，n侧电极20B具有n侧电极层21B和配置在n侧电极层21B之上的n侧布线层22B，n侧电极层21B具有配置于供电部E1的第1金属层21a、以及配置在比第1金属层21a靠延伸部E2侧并且电导率比第1金属层21a低的第2金属层21b。
由此，即使在n侧电极20B中设有宽度变化的部分，也能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。此外，能够抑制光取出效率的下降。
并且，在本变形例的半导体发光元件1B中，n侧电极20B的延伸部E2在与供电部E1侧相反的一侧具有宽度比供电部E1侧的宽度小的部分。
通过该结构，能够减小n侧电极20B的面积，所以能够增大p侧电极30的面积(即发光面积)。由此，能够使半导体发光元件1B的光输出提高。该情况下，在n侧电极20B的延伸部E2，随着向前端靠近而电流量变少，所以即使如本变形例那样减小延伸部E2的与供电部E1侧相反的一侧(前端侧)的宽度，电流密度也不怎么变大，所以能够抑制电迁移的发生。即，优选的是，使n侧电极20B的延伸部E2的前端变细到电流密度不超过电迁移的临界值的程度而减小n侧电极20的面积并增大p侧电极30的面积。这样，根据本变形例的半导体发光元件1B，能够维持电迁移的抑制效果并且使半导体发光元件1B的光输出提高。
另外，在图13所示的半导体发光元件1B中，延伸部E2整体呈前端变细的锥状，但并不限于此，例如，也可以如图14所示那样，延伸部E2的一部分(在图14中是第3金属层21c)为尖端变细的锥状。
(实施方式1的变形例3)
接着，使用图15对实施方式1的变形例3的半导体发光元件1C进行说明。在图15中，(a)是实施方式1的变形例3的半导体发光元件1C的平面图，(b)是(a)的A－A线的该半导体发光元件1C的垂直剖视图，(c)是(b)的B－B线的该半导体发光元件1C的水平剖视图。
本变形例的半导体发光元件1C相对于上述实施方式1的半导体发光元件1而言，n侧电极20C的结构不同。
具体而言，如图15的(a)及(c)所示，本变形例的半导体发光元件1C的n侧电极20C与上述实施方式1的半导体发光元件1的n侧电极20同样，具有n侧电极层21C和n侧布线层22C，但本变形例的半导体发光元件1C中的n侧电极20C的n侧电极层21C除了第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c以外还具有第4金属层21d及第5金属层21e。
此外，在本变形例中，n侧电极20C也具有供电部E1和延伸部E2，但本变形例的n侧电极20C在延伸部E2中的与供电部E1侧相反的一侧具有分支部DP。具体而言，在延伸部E2，由分支部DP分支为两个支电极。通过在n侧电极20C设置分支部DP，能够以较小的电极面积向半导体发光元件1C整体有效率地供电。另外，在本变形例中，在分支部DP分支之后的电极(支电极)的宽度比在分支部DP进行分支的电极的宽度小。
第4金属层21d在延伸部E2中位于第3金属层21c的与第2金属层21b侧相反的一侧。第4金属层21d配置在分支部DP。此外，第4金属层21d与第3金属层21c直接连接。在本变形例中，第4金属层21d由与第2金属层21b相同的材料形成。具体而言，第4金属层21d与第2金属层21b同样由钛构成。
此外，第5金属层21e在延伸部E2中位于第4金属层21d的与第3金属层21c侧相反的一侧。第5金属层21e配置于在分支部DP分支之后的支电极。第5金属层21e与第4金属层21d直接连接。在本变形例中，第5金属层21e由与第1金属层21a相同的材料形成。具体而言，第5金属层21e与第1金属层21a及第3金属层21c同样由铝构成。
第4金属层21d及第5金属层21e与第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c同样，与n型半导体层12接触。具体而言，第4金属层21d及第5金属层21e与n型半导体层12欧姆连接。
以上，根据本变形例的半导体发光元件1C，与上述实施方式1的半导体发光元件1同样，n侧电极20C具有n侧电极层21C和配置在n侧电极层21C之上的n侧布线层22C，n侧电极层21C具有配置于供电部E1的第1金属层21a、以及配置在比第1金属层21a靠延伸部E2侧并且电导率比第1金属层21a低的第2金属层21b。
通过该结构，即使在n侧电极20C中设有宽度变化的部分，也能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。此外，能够抑制光取出效率的下降。
并且，本变形例的半导体发光元件1C的n侧电极20C在延伸部E2中的与供电部E1侧相反的一侧具有分支部DP。在n侧电极20C的设有分支部DP的部位，n侧电极层21C的电流密度变大。例如，若在分支部DP分支之后的多个电极(支电极)的宽度之和小于分支前的电极的宽度，则分支部DP处的电流密度变大。
因此，在本变形例的半导体发光元件1C的n侧电极20C中，在n侧电极层21C的分支部DP配置有第4金属层21d。
通过该结构，即使在n侧电极20C中存在分支部DP，也能够抑制驱动电压的增加并且有效地抑制电迁移。
另外，在本变形例中的n侧电极20C的延伸部E2，以呈Y字状分支的方式设有分支部DP，但并不限于此。例如也可以是，在n侧电极20C的延伸部E2，以呈T字状分支的方式设有分支部DP。该情况下，即使在分支前后电极宽度之和相等，也由于分支部为弯曲部，所以在分支部电力线变密而电流密度变大。因而，即使以呈T字状分支的方式在n侧电极20C的延伸部E2中设置分支部DP，也能够通过在n侧电极层21C的分支部DP设置第4金属层21d来有效地抑制电迁移。
另外，优选的是，设于分支部DP的第4金属层21d以分支部DP的中心为基准而至少一部分存在于分支方向上的±100μm以内的区域。
此外，在本变形例的半导体发光元件1C中，在n侧电极层21C的分支部DP设有第4金属层21d，但并不限于此。例如，在如图16所示那样、n侧电极层21C不具有第4金属层21d及第5金属层21e而仅具有第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c的情况下，也可以在n侧电极层21C的分支部DP设置第2金属层21b。
此外，在本变形例的半导体发光元件1C的n侧电极20C中，从供电部E1延伸出1个延伸部E2，但并不限于此。例如，也可以如图17所示那样，从供电部E1延伸出多个(在图17中是4个)延伸部E2。该情况下，优选的是，在n侧电极层21C中的多个延伸部E2各自的分支部DP设置第4金属层21d。另外，也可以不是在多个延伸部E2的全部的分支部DP设置第4金属层21d。该情况下，优选的是，第2金属层21b以分支部DP的中心为基准而至少一部分存在于分支方向上的±100μm以内的区域。
(实施方式1的变形例4)
接着，使用图18对实施方式1的变形例4的半导体发光元件1D进行说明。在图18中，(a)是实施方式1的变形例4的半导体发光元件1D的平面图，(b)是(a)的A－A线的该半导体发光元件1D的垂直剖视图，(c)是(b)的B－B线的该半导体发光元件1D的水平剖视图。
本变形例的半导体发光元件1D相对于上述实施方式1的半导体发光元件1而言，n侧电极20D的结构不同。
具体而言，如图18的(b)所示，关于本变形例的半导体发光元件1D的n侧电极20D，在上述实施方式1的半导体发光元件1的n侧电极20中还具有n侧扩散阻挡层23。即，本变形例中的n侧电极20D除了n侧电极层21和n侧布线层22以外还具有n侧扩散阻挡层23。
n侧扩散阻挡层23配置在n侧电极层21与n侧布线层22之间。在本变形例中，n侧扩散阻挡层23与n侧电极层21及n侧布线层22分别相接，但并不限于此。n侧扩散阻挡层23抑制构成n侧电极层21的金属材料和构成n侧布线层22的金属材料的相互扩散。例如，n侧扩散阻挡层23抑制n侧电极层21中含有的铝和n侧布线层22中含有的金的相互扩散。
n侧扩散阻挡层23例如能够由从钛(Ti)、钼(Mo)、铬(Cr)、铂(Pt)、镍(Ni)及钨(W)中选择的至少1种金属材料或含有这些至少1种金属材料的合金构成。
作为一例，在将n侧电极层21的第1金属层21a及第3金属层21c设为Al层(膜厚0.3μm)，将n侧电极层21的第2金属层21b设为Ti层(膜厚0.3μm)，将n侧布线层22设为Au层(膜厚1.0μm)的情况下，n侧扩散阻挡层23是由钼构成的Mo层(膜厚0.375μm)。
以上，根据本变形例的半导体发光元件1D，与上述实施方式1的半导体发光元件1同样，n侧电极20D具有n侧电极层21和配置在n侧电极层21之上的n侧布线层22，n侧电极层21具有配置于供电部E1的第1金属层21a、以及配置在比第1金属层21a靠延伸部E2侧并且电导率比第1金属层21a低的第2金属层21b。
通过该结构，即使在n侧电极20D中设有宽度变化的部分，也能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。此外，能够抑制光取出效率的下降。
此外，本变形例的半导体发光元件1D中的n侧电极20D在n侧电极层21与n侧布线层22之间具有n侧扩散阻挡层23。
通过该结构，能够由n侧扩散阻挡层23抑制构成n侧电极层21的金属材料和构成n侧布线层22的金属材料的相互扩散。因而，能够实现长期可靠性优良的半导体发光元件1D。
另外，在本变形例的半导体发光元件1D中，n侧扩散阻挡层23和n侧电极层21由不同的材料构成，但并不限于此。例如，n侧扩散阻挡层23也可以由与n侧电极层21的第2金属层21b相同的材料构成。该情况下，可以使n侧电极层21的第2金属层21b和n侧扩散阻挡层23成为一体，如图19所示的半导体发光元件1E的n侧电极20E那样，使n侧电极层21E的第2金属层21b作为n侧扩散阻挡层发挥功能。在图19所示的半导体发光元件1E中，n侧电极层21E的第2金属层21b为Ti层。
图19所示的半导体发光元件1E的n侧电极20E能够通过将成为n侧电极层21E的第2金属层21b的Ti层和成为n侧电极层21E之上的n侧扩散阻挡层的Ti层分别成膜而形成。例如，将第1金属层21a及第3金属层21c(例如Al层)和第2金属层21b(例如Ti层)成膜而形成n侧电极层21E，然后，在n侧电极层21E之上，通过EB蒸镀法或溅射法等将与第2金属层21b相同材料的n侧扩散阻挡层(例如Ti层)成膜，通过光刻法形成为规定形状。
此外，也可以将成为n侧电极层21E的第2金属层21b的Ti层和成为n侧电极层21E之上的n侧扩散阻挡层的Ti层不是分别成膜而是同时成膜。例如，将第1金属层21a及第3金属层21c(例如Al层)以岛状成膜，然后，将岛状的第1金属层21a及第3金属层21c覆盖而通过EB蒸镀法或溅射法等将成为n侧扩散阻挡层的第2金属层21b(例如Ti层)成膜，通过光刻法形成为规定形状。由此，能够形成图20所示那样的半导体发光元件1F的n侧电极20F。即，还作为n侧扩散阻挡层发挥功能的n侧电极层21F的第2金属层21b以及n侧布线层22分别在分离的第1金属层21a及第3金属层21c之间的部分成为凹陷的形状。这样，通过将n侧电极层21F的第2金属层21b和扩散阻挡层一体地同时形成，能够减少制造工序。
(实施方式1的变形例5)
接着，使用图21对实施方式1的变形例5的半导体发光元件1G进行说明。在图21中，(a)是实施方式1的变形例5的半导体发光元件1G的平面图，(b)是(a)的A－A线的该半导体发光元件1G的垂直剖视图，(c)是(b)的B－B线的该半导体发光元件1G的水平剖视图，(d)是(a)的C－C线的该半导体发光元件1G的垂直剖视图，(e)是(d)的D－D线的该半导体发光元件1G的水平剖视图。
本变形例的半导体发光元件1G相对于上述实施方式1的半导体发光元件1而言，p侧电极30G的结构不同。
具体而言，上述实施方式1的半导体发光元件1的p侧电极30配置在p型GaN层上，相对于此，如图21的(a)、(d)及(e)所示，本变形例的半导体发光元件1G的p侧电极30G配置在氧化物半导体层34上。
氧化物半导体层34配置在p型半导体层14之上。在本变形例中，氧化物半导体层34与p型半导体层14接触。
氧化物半导体层34由化合物半导体构成。作为氧化物半导体层34，例如能够使用由氧化铟锡(ITO；Indium Tin Oxide)、氧化铟锌(IZO；Indium Zinc Oxide)、氧化锌(ZnO；Zinc Oxide)或InGaZnOx(IGZO)等透明金属氧化物构成的透明导电膜。由此，能够使由活性层13生成的光透过氧化物半导体层34而向外部取出。即，由活性层13生成的光不是从衬底11侧取出而是从p侧电极30G侧取出。该情况下，半导体发光元件1G的光取出方向是图21的纸面上方。另外，在本变形例中，氧化物半导体层34是由ITO构成的ITO膜。
此外，氧化物半导体层34也可以在与p型半导体层14的界面处包含较薄的欧姆接触层。例如，通过在与p型半导体层14相接的一侧的氧化物半导体层34中包含从Ni、Pd、Pt、Cr、Mn、Ta、Cu及Fe中选择的1种单体或含有它们的某1种的合金等，能够降低欧姆接触的接触电阻值。
在本变形例中，p侧电极30G是与n侧电极20同样的结构，具有配置在p型半导体层14侧的p侧电极层31G和配置在p侧电极层31G之上的p侧布线层32。具体而言，p侧电极层31G层叠在氧化物半导体层34之上，p侧布线层32层叠在p侧电极层31G之上。另外，p侧电极层31G和p侧布线层32在俯视下是相同形状。
p侧电极30G与n侧电极20同样，具有供电部E1和从供电部E1延伸的延伸部E2。供电部E1是p侧电极30G中连接供电端子100的部分。在p侧电极30G中，在与延伸部E2的延伸方向正交的方向上，供电部E1的宽度比延伸部E2的宽度大。即，在p侧电极30G中，延伸部E2的宽度比供电部E1的宽度小。因而，p侧电极30G具有宽度变化的部分。即，p侧电极层31G及p侧布线层32分别具有宽度变化的部分。
p侧电极层31G具有配置于供电部E1的第1金属层31a和配置在比第1金属层31a靠延伸部E2侧的第2金属层31b。在本变形例中，第2金属层31b与第1金属层31a直接连接。第1金属层31a及第2金属层31b由金属材料构成。
p侧电极层31G还在延伸部E2中具有第3金属层31c。第3金属层31c由金属材料构成。第3金属层31c位于第2金属层31b的与第1金属层31a侧相反的一侧。因而，第2金属层31b在延伸部E2的延伸方向上位于第1金属层31a与第3金属层31c之间。即，p侧电极层31G在延伸部E2的延伸方向上被截断为第1金属层31a和第3金属层31c，在该被截断了的部分设有第2金属层31b。在本变形例中，第3金属层31c与第2金属层31b直接连接。
第2金属层31b至少在延伸部E2的延伸方向上配置在p侧电极层31的宽度变化的位置附近。在本变形例中，第2金属层31b跨过p侧电极层31G的宽度变化的位置。即，第2金属层31b形成于供电部E1和延伸部E2双方。
在p侧电极30G中，第1金属层31a、第2金属层31b及第3金属层31c分别与氧化物半导体层34接触。因而，第1金属层31a、第2金属层31b及第3金属层31c优选由作为对于氧化物半导体层34的欧姆接触层发挥功能的材料构成。
此外，第1金属层31a的电导率比第2金属层31b的电导率高。此外，第3金属层31c的电导率比第2金属层31b的电导率高。在本变形例中，第1金属层31a和第3金属层31c由相同材料形成。
第1金属层31a及第3金属层31c例如能够由从Al、Ag中选择的至少1种金属材料或含有这些至少1种金属材料的合金构成。在本变形例中，第1金属层31a及第3金属层31c由铝构成。
电导率比第1金属层31a及第3金属层31c低的第2金属层31b例如能够由从Ti、W、Cr中选择的至少1种金属材料或含有这些至少1种金属材料的合金构成。在本变形例中，第2金属层31b由钛构成。
此外，层叠在p侧电极层31G之上的p侧布线层32连续地配置在p侧电极层31G的第1金属层31a、第2金属层31b及第3金属层31c之上。即，p侧布线层32在供电部E1及延伸部E2中连续地形成。在p侧布线层32的与供电部E1对应的部分，连接着供电端子100。
p侧布线层32由金属材料构成。p侧布线层32的布线电阻值优选的是比p侧电极层31G的布线电阻值小。即，p侧布线层32优选的是由比由第1金属层31a、第2金属层31b及第3金属层31c构成的p侧电极层31G的平均布线电阻值低的布线电阻值的金属材料构成。特别是，在延伸部E2，p侧布线层32的布线电阻值优选的是小于延伸部E2中的p侧电极层31G的布线电阻值(平均布线电阻值)。p侧布线层32例如能够由从Cu、Ag、Au中选择的至少1种金属材料或含有这些至少1种金属材料的合金构成。
这样构成的p侧电极30G由于是与n侧电极20同样的结构，所以能够用与上述实施方式1的半导体发光元件1的n侧电极20同样的方法形成。作为一例，p侧电极30G形成在作为氧化物半导体层34的ITO层(膜厚0.2μm)上，p侧电极层31G的第1金属层31a及第3金属层31c是Al层(膜厚0.3μm)，p侧电极层31G的第2金属层31b是Ti层(膜厚0.3μm)，p侧布线层32是Au层(膜厚1.0μm)。
以上，根据本变形例的半导体发光元件1G，与上述实施方式1的半导体发光元件1同样，n侧电极20具有n侧电极层21和配置在n侧电极层21之上的n侧布线层22，n侧电极层21具有配置于供电部E1的第1金属层21a、以及配置在比第1金属层21a靠延伸部E2侧并且电导率比第1金属层21a低的第2金属层21b。
通过该结构，即使在n侧电极20中设有宽度变化的部分，也能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。此外，能够抑制光取出效率的下降。
进而，根据本变形例的半导体发光元件1G，p侧电极30G具有p侧电极层31G和配置在p侧电极层31G之上的p侧布线层32，p侧电极层31G具有配置于供电部E1的第1金属层31a、以及配置在比第1金属层31a靠延伸部E2侧并且电导率比第1金属层31a低的第2金属层31b。
通过该结构，即使在p侧电极30G中设有宽度变化的部分，也能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。
另外，在本变形例的半导体发光元件1G中，p侧电极30G不具有p侧扩散阻挡层，但p侧电极30G也可以与上述实施方式1的半导体发光元件1同样地具有p侧扩散阻挡层33。该情况下，p侧扩散阻挡层配置在p侧电极层31G与p侧布线层32之间。
此外，在本变形例的半导体发光元件1G中，也可以对p侧电极30G应用上述实施方式1的变形例1～5中的n侧电极20的结构。
(实施方式2)
接着，使用图22对实施方式2的半导体发光元件1H进行说明。在图22中，(a)是实施方式2的半导体发光元件1H的平面图，(b)是(a)的A－A线的该半导体发光元件1H的垂直剖视图，(c)是(b)的B－B线的该半导体发光元件1H的水平剖视图。
本实施方式的半导体发光元件1H相对于上述实施方式1的半导体发光元件1而言，n侧电极20H的结构不同。
具体而言，在上述实施方式1的半导体发光元件1中，n侧电极20的n侧电极层21具有第1金属层21a、第2金属层21b及第3金属层21c，但在本实施方式的半导体发光元件1H中，如图22的(b)及(c)所示，n侧电极20H的n侧电极层21H不具有第3金属层21c，仅由第1金属层21a及第2金属层21b构成。在本实施方式中，n侧电极层21H的第2金属层21b形成于延伸部E2的整体范围。
以上，根据本实施方式的半导体发光元件1H，与上述实施方式1的半导体发光元件1同样，n侧电极20H具有n侧电极层21H和配置在n侧电极层21H之上的n侧布线层22，n侧电极层21H具有配置于供电部E1的第1金属层21a、以及配置在比第1金属层21a靠延伸部E2侧并且电导率比第1金属层21a低的第2金属层21b。
通过该结构，即使在n侧电极20H中设有宽度变化的部分，也能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。此外，能够抑制光取出效率的下降。
(实施方式2的变形例1)
接着，使用图23对实施方式2的变形例1的半导体发光元件1I进行说明。在图23中，(a)是实施方式2的半导体发光元件1I的平面图，(b)是(a)的A－A线的该半导体发光元件1I的垂直剖视图，(c)是(b)的B－B线的该半导体发光元件1I的水平剖视图。
本变形例的半导体发光元件1I相对于上述实施方式2的半导体发光元件1H而言，n侧电极20I的结构不同。
具体而言，如图23的(c)所示，与上述实施方式1的变形例2的半导体发光元件1B同样，本变形例的n侧电极20I的延伸部E2在与供电部E1侧相反的一侧具有宽度比供电部E1侧的宽度小的部分。因而，延伸部E2中的n侧电极层21I及n侧布线层22I分别在与供电部E1侧相反的一侧具有宽度比供电部E1侧的宽度小的部分。
在本变形例中，n侧电极20I的延伸部E2是宽度朝向延伸部E2的延伸方向前端而逐渐变窄的形状。具体而言，n侧电极20I的延伸部E2是朝向延伸部E2的延伸方向前端而变细的锥状。因而，n侧电极层21I及n侧布线层22I分别成为朝向延伸部E2的延伸方向前端而变细的锥状。更具体地讲，在n侧电极层21I中，第2金属层21b的延伸部E2的部分为大致等腰三角形的锥状。
以上，在本变形例的半导体发光元件1I中，也与上述实施方式2的半导体发光元件1H同样，n侧电极20I具有n侧电极层21I和配置在n侧电极层21I之上的n侧布线层22I，n侧电极层21I具有配置于供电部E1的第1金属层21a、以及配置在比第1金属层21a靠延伸部E2侧并且电导率比第1金属层21a低的第2金属层21b。
由此，即使在n侧电极20I中设有宽度变化的部分，也能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。此外，能够抑制光取出效率的下降。
并且，在本变形例的半导体发光元件1I中，与上述实施方式1的变形例2的半导体发光元件1B同样，n侧电极20I的延伸部E2在与供电部E1侧相反的一侧具有宽度比供电部E1侧的宽度小的部分。
通过该结构，起到与上述实施方式1的变形例2的半导体发光元件1B同样的效果。即，由于能够减小n侧电极20I的面积而增大p侧电极30的面积(即发光面积)，所以能够维持电迁移的抑制效果并且使半导体发光元件1I的光输出提高。此外，该情况下，由于在n侧电极20B的延伸部E2，随着向前端靠近而电流量变少，所以即使如本变形例那样减小延伸部E2的与供电部E1侧相反的一侧(前端侧)的宽度，电流密度也不怎么变大，所以能够抑制电迁移的发生。
(实施方式2的变形例2)
接着，使用图24对实施方式2的变形例2的半导体发光元件1J进行说明。在图24中，(a)是实施方式2的变形例2的半导体发光元件1J的平面图，(b)是(a)的A－A线的该半导体发光元件1J的垂直剖视图，(c)是(b)的B－B线的该半导体发光元件1J的水平剖视图。
本变形例的半导体发光元件1J相对于上述实施方式2的半导体发光元件1H而言，n侧电极20J的结构不同。
具体而言，如图24的(b)所示，关于本变形例的半导体发光元件1J的n侧电极20J，在上述实施方式2的半导体发光元件1H的n侧电极20H中还具有n侧扩散阻挡层23。即，本变形例的n侧电极20J与上述实施方式1的变形例4的半导体发光元件1D同样，除了n侧电极层21H和n侧布线层22以外，还具有配置在n侧电极层21H与n侧布线层22之间的n侧扩散阻挡层23。
以上，根据本变形例的半导体发光元件1J，与上述实施方式2的半导体发光元件1H同样，n侧电极20J具有n侧电极层21H和配置在n侧电极层21H之上的n侧布线层22，n侧电极层21H具有配置于供电部E1的第1金属层21a、以及配置在比第1金属层21a靠延伸部E2侧且电导率比第1金属层21a低的第2金属层21b。
通过该结构，即使在n侧电极20J中设有宽度变化的部分，也能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。此外，能够抑制光取出效率的下降。
此外，本变形例的半导体发光元件1J中的n侧电极20J在n侧电极层21H与n侧布线层22之间具有n侧扩散阻挡层23。
通过该结构，起到与上述实施方式1的变形例4的半导体发光元件1D同样的效果。即，通过n侧扩散阻挡层23，能够抑制构成n侧电极层21H的金属材料和构成n侧布线层22的金属材料的相互扩散。因而，能够实现长期可靠性优良的半导体发光元件1J。
另外，在本变形例的半导体发光元件1J中，将n侧扩散阻挡层23和n侧电极层21H用不同的材料构成，但并不限于此。例如，n侧扩散阻挡层23也可以由与n侧电极层21H的第2金属层21b相同的材料构成。该情况下，与图19所示的半导体发光元件1E同样，可以使n侧电极层21H的第2金属层21b和n侧扩散阻挡层23为一体，做成图25所示那样的半导体发光元件1K。即，可以如图25所示的半导体发光元件1K的n侧电极20K那样，使n侧电极层21K的第2金属层21b作为n侧扩散阻挡层发挥功能。
图25所示的半导体发光元件1K的n侧电极20K能够通过将成为n侧电极层21K的第2金属层21b的Ti层和成为n侧电极层21K之上的n侧扩散阻挡层的Ti层分别成膜来形成，但也可以同时成膜。例如，形成第1金属层21a(例如Al层)，然后，将第1金属层21a覆盖而通过EB蒸镀法或溅射法等将成为n侧扩散阻挡层的第2金属层21b(例如Ti层)成膜，通过光刻法形成为规定形状。由此，能够形成图26所示那样的半导体发光元件1L的n侧电极20L。即，还作为n侧扩散阻挡层发挥功能的n侧电极层21L的第2金属层21b及n侧布线层22分别在延伸部E2成为凹陷的形状。
(实施方式2的变形例3)
接着，使用图27对实施方式2的变形例3的半导体发光元件1M进行说明。在图27中，(a)是实施方式2的变形例3的半导体发光元件1M的平面图，(b)是(a)的A－A线的该半导体发光元件1M的垂直剖视图，(c)是(b)的B－B线的该半导体发光元件1M的水平剖视图。
本变形例的半导体发光元件1M相对于图21所示的上述实施方式1的变形例5的半导体发光元件1G而言，p侧电极30M的结构不同。
具体而言，在上述实施方式1的变形例5的半导体发光元件1G中，p侧电极30G的p侧电极层31G具有第1金属层31a、第2金属层31b及第3金属层31c，但在本变形例的半导体发光元件1M中，如图27的(b)及(c)所示，p侧电极30M的p侧电极层31M不具有第3金属层31c，仅由第1金属层31a及第2金属层31b构成。在本变形例中，p侧电极层31M的第2金属层31b在延伸部E2的整体中形成。
以上，根据本变形例的半导体发光元件1M，与上述实施方式1的半导体发光元件1同样，n侧电极20具有n侧电极层21和配置在n侧电极层21之上的n侧布线层22，n侧电极层21具有配置于供电部E1的第1金属层21a、以及配置在比第1金属层21a靠延伸部E2侧并且电导率比第1金属层21a低的第2金属层21b。
通过该结构，即使在n侧电极20中设有宽度变化的部分，也能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。此外，能够抑制光取出效率的下降。
进而，根据本变形例的半导体发光元件1M，p侧电极30M具有p侧电极层31M和配置在p侧电极层31M之上的p侧布线层32，p侧电极层31M具有配置于供电部E1的第1金属层31a、以及配置在比第1金属层31a靠延伸部E2侧并且电导率比第1金属层31a低的第2金属层31b。
通过该结构，即使在p侧电极30M中设有宽度变化的部分，也能够抑制驱动电压的增加并且抑制电迁移。
另外，在本变形例的半导体发光元件1M中，p侧电极30M不具有p侧扩散阻挡层，但p侧电极30M也可以与上述实施方式1的半导体发光元件1同样地具有p侧扩散阻挡层33。该情况下，p侧扩散阻挡层配置在p侧电极层31M与p侧布线层32之间。
(其他变形例)
以上，基于实施方式1、2及其变形例对本发明的半导体发光元件进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式1、2及其变形例。
例如，对于上述的实施方式1、2及其变形例施以本领域技术人员想到的各种变形而得到的形态、或在不脱离本发明的主旨的范围内将上述的实施方式1、2及其变形例的构成要素及功能任意地组合而实现的形态也包含在本发明中。
作为一例，上述实施方式1的变形例1的半导体发光元件1A的n侧电极20A的结构也能够应用于实施方式2的半导体发光元件1H的n侧电极20H。此外，上述实施方式1的变形例3的半导体发光元件1C的n侧电极20C的结构也能够应用于实施方式2的半导体发光元件1H的n侧电极20H。
产业上的可利用性
本发明的半导体发光元件作为用于照明或用于显示器等的各种各样的设备的光源而具有实用性。
附图标记说明
1、1A、1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H、1I、1J、1K、1L、1M、1X、1Y 半导体发光元件
10 半导体层叠构造
11 衬底
12 n型半导体层
13 活性层
14 p型半导体层
20、20A、20B、20C、20D、20E、20F、20H、20I、20J、20K、20L、20X、20Y n侧电极
21、21A、21B、21C、21E、21F、21H、21I、21K、21L n侧电极层
21a、31a 第1金属层
21b、31b 第2金属层
21c、31c 第3金属层
21d 第4金属层
21e 第5金属层
22、22A、22B、22C、22I n侧布线层
23 n侧扩散阻挡层
30、30G、30M p侧电极
31、31G、31M p侧电极层
32 p侧布线层
33 p侧扩散阻挡层
34 氧化物半导体层
40 绝缘膜
100 供电端子
E1 供电部
E2 延伸部

Claims (12)

1.一种半导体发光元件，其特征在于，
具备：
半导体层，由化合物半导体构成；以及
电极，配置在上述半导体层上，具有供电部和从上述供电部延伸的延伸部；
上述供电部的宽度比上述延伸部的宽度大；
上述电极具有配置在上述半导体层侧的电极层和配置在上述电极层之上的布线层；
上述电极层具有配置在上述供电部的第1金属层、以及配置在比上述第1金属层靠上述延伸部侧并且与上述第1金属层直接连接的第2金属层；
上述第1金属层及上述第2金属层与上述半导体层欧姆连接；
上述第1金属层的电导率比上述第2金属层的电导率高；
上述布线层连续地配置在上述第1金属层及上述第2金属层上。
2.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
上述第2金属层配置在上述供电部；
在配置有上述第2金属层的上述供电部的区域中，上述第2金属层的最大宽度为上述供电部的最大宽度以下、且比上述延伸部的最大宽度大。
3.如权利要求1或2所述的半导体发光元件，其特征在于，
上述第2金属层配置在上述延伸部；
在配置有上述第2金属层的上述延伸部的区域中，上述第2金属层的最大宽度为上述延伸部的最大宽度以下、且比上述供电部的最大宽度小。
4.如权利要求1～3中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，
上述第2金属层配置在以下区域，即：包括从上述供电部向上述延伸部的方向的位置所对应的上述电极层的宽度的微分值为极小的位置在内的区域、或者包括上述微分值为不连续的位置在内的区域。
5.如权利要求1～4中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，
在上述延伸部中配置有第3金属层，该第3金属层位于上述第2金属层的与上述第1金属层侧相反的一侧并且与上述第2金属层直接连接；
上述第1金属层和上述第3金属层由同一材料形成。
6.如权利要求5所述的半导体发光元件，其特征在于，
在上述延伸部中配置有第4金属层，该第4金属层位于上述第3金属层的与上述第2金属层侧相反的一侧并且与上述第3金属层直接连接；
上述第2金属层和上述第4金属层由同一材料形成。
7.如权利要求6所述的半导体发光元件，其特征在于，
上述电极在上述延伸部的与上述供电部侧相反的一侧具有分支部；
上述第4金属层配置在上述分支部。
8.如权利要求1～4中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，
上述电极在上述延伸部的与上述供电部侧相反的一侧具有分支部；
上述第2金属层配置在上述分支部。
9.如权利要求1～8中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，
上述延伸部在与上述供电部侧相反的一侧具有宽度比上述供电部侧的宽度小的部分。
10.如权利要求1～9中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，
在上述电极层与上述布线层之间具有扩散阻挡层。
11.如权利要求10所述的半导体发光元件，其特征在于，
上述扩散阻挡层与上述第2金属层由同一材料构成。
12.如权利要求1～11中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，
在上述延伸部中，上述布线层的布线电阻值比上述电极层的布线电阻值小。
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