JP2006237550A - フリップチップ用窒化物半導体発光素子 - Google Patents

フリップチップ用窒化物半導体発光素子 Download PDF

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Abstract

【課題】駆動電圧を低下させ発熱を減少させられるフリップチップ用窒化物半導体発光素子を提供する。
【解決手段】透光性基板上に形成され、実質的に四角形状の上面を有するｎ型窒化物半導体層と、上記ｎ型窒化物半導体層の上面の隅に隣接して形成された少なくとも一つのボンディングパッドと、上記ボンディングパッドからｎ型窒化物半導体層の上面の四辺に沿って帯状に延長され形成された延長電極と、上記ボンディングパッド及び／または上記延長電極から上記ｎ型窒化物半導体層の上面の対角線方向に延長され形成される少なくとも一つの電極指とを含むｎ側電極；上記ｎ型窒化物半導体層上の上記ｎ側電極が形成されない領域に順次に積層された活性層及びｐ型窒化物半導体層と、上記ｐ型窒化物半導体層上に形成された高反射性オーミックコンタクト層とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明はフリップチップ用窒化物半導体発光素子に関する。より詳しくは、実質的に四角形の断面を有する窒化物半導体発光素子のｎ型窒化物半導体層上に対角線方向に形成された電極指を有するｎ側電極を形成することにより、駆動電圧を低下させ発熱を減少させられるフリップチップ用窒化物半導体発光素子に関する。
一般的に、窒化物半導体はＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ等のようなIII−Ｖ族半導体結晶であって、短波長光（紫外線ないし緑色光）、とりわけ青色光を発し得る発光素子に広く用いられる。
窒化物半導体発光素子は結晶成長のための格子整合条件を満足するサファイア基板やＳｉＣ基板等の絶縁性基板を用いて製造されるので、ｐ型及びｎ型窒化物半導体層に連結された２個の電極が発光構造の上面に略水平に配列されるプラナー構造を採用する。こうした構造的な特徴により、窒化物半導体発光素子はフリップチップ構造の発光装置として積極的に開発が進められている。
従来の窒化物半導体発光素子が搭載されたフリップチップ発光装置の一例が図１（ａ）に示してある。図１（ａ）に示したフリップチップ発光装置（２０）に用いられた従来の窒化物半導体発光素子（１０）は２０ｍＡ以下の低電流において駆動する４００×４００μｍ２以下の断面積を有する小型サイズを有する。
従来の窒化物半導体発光素子（１０）は、サファイア基板（１１）上にｎ型窒化物半導体層（１２）、活性層（１３）、ｐ型窒化物半導体層（１４）、オーミックコンタクト層（１５）を順次に形成し、ｎ型窒化物半導体層（１３）の上面一部を露出させた領域にｎ側電極（１６）を形成し、オーミックコンタクト層（１５）の上面にｐ側電極（１７）を形成した構造である。
かかる従来の窒化物半導体発光素子（１０）を搭載したフリップチップ発光装置（２０）は、上記窒化物半導体発光素子（１０）が支持体用基板（２１）上に各電極（１６、１７）を導電性バンプ（２４ａ、２４ｂ）を通して各リードパターン（２２ａ、２２ｂ）上に融着させることにより搭載される構造である。こうしたフリップチップ構造（２０）において上記発光素子（１０）のサファイア基板（１１）は透光性なので光放出面とされ得る。上記オーミックコンタクト層（１５）はｐ型窒化物半導体層（１４）とのオーミックコンタクトを形成し、且つ上記活性層（１３）から発光された光を光放出面（即ち、サファイア基板（１１））に向かって反射し得る高反射率を有することが要される。
一方、図１（ｂ）に示した従来の窒化物半導体発光素子の平面図によると、従来の窒化物半導体発光素子は略四角形の形状を有し、四角形の一隅付近にｎ側電極（１６）を形成する。かかる従来の窒化物半導体発光素子の電極構造においては、ｎ側電極（１６）から距離が遠ざかるほど電流が均一に行き渡らず、ｎ側電極の付近に電流が集中する電流クラウディング現象が発生する。
即ち、図１（ａ）によると、従来の窒化物半導体発光素子（１０）はプラナー電極構造を有し、とりわけｐ型窒化物半導体層（１４）に比してｐ側オーミックコンタクト層（１５）が低い比抵抗を有するので、矢印で示すように電流のかなりの部分がオーミックコンタクト層（１５）に沿ってｎ側電極の隣接した部分（Ａ）に集中する電流クラウディング（current crowding）が起こる。
こうした電流クラウディングは順方向電圧を増加させるばかりでなく、相対的にｎ側電極と離隔している活性層部分の発光効率を低減し輝度特性を減少させる。また、電流が集中する部分（Ａ）において発熱量が多くなり素子の信頼性を大きく低下させかねない。
このように、従来の窒化物半導体発光素子は、ｎ側電極（１６）が窒化物半導体発光素子の一隅付近に位置するので、２個の電極が発光構造物の上下面に各々配置されたバーティカル構造（vertical structure）の発光素子に比して電流の流れが全発光領域に均一に分布しないので、発光に加担する有効面積が広くなく、発光面積当たり発光効率も低い問題がある。プラナー構造の半導体発光素子において、両電極間電流の流れは最短距離の経路に集中されるので、垂直方向に電流の流れが形成されるバーティカル構造の発光素子に比して、電流密度が集中する電流経路が絞られ、水平方向の電流の流れを有するので高い直列抵抗により駆動電圧が高まる問題が発生する。
とりわけ、こうした問題により、大サイズ（例えば、１０００μｍ×１０００μｍ）を有する照明装置用発光素子において高出力を保障することは大変難しい課題とされてきた。
本発明は上記従来の技術の問題点を解決するために案出されたものである。本発明の目的は、大型窒化物半導体発光素子において、電流の拡散を改善し電流クラウディングの発生を防止することにより、駆動電圧及び発熱を減少させ発光効率を改善し得る新たな電極構造であるフリップチップ用窒化物半導体発光素子を提供することである。
上記目的を成し遂げるために、本発明は、透光性基板上に形成され、実質的に四角形状の上面を有するｎ型窒化物半導体層と、
上記ｎ型窒化物半導体層の上面の隅に隣接して形成された少なくとも一つのボンディングパッドと、上記ボンディングパッドからｎ型窒化物半導体層の上面の四辺に沿って帯状に延長され形成された延長電極と、上記ボンディングパッド及び／または上記延長電極から上記ｎ型窒化物半導体層の上面の対角線方向に延長され形成される少なくとも一つの電極指とを含むｎ側電極と、
上記ｎ型窒化物半導体層上の上記ｎ側電極が形成されない領域に順次に積層された活性層及びｐ型窒化物半導体層と、
上記ｐ型窒化物半導体層上に形成された高反射性オーミックコンタクト層とを含むフリップチップ用窒化物半導体発光素子を提供する。
本発明の好ましき実施形態において、上記電極指は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面の隣り合う第１辺及び第２辺に沿って形成された延長電極及び／または上記第１辺及び第２辺の交じり合う隅に形成されたボンディングパッドから上記第１及び第２辺の交じり合う頂点の対角線方向に延長され並んで形成された複数個の第１電極指と、上記第１辺に対向する第３辺と上記第２辺に対向する第４辺に沿って形成された延長電極、及び／または上記第３辺及び第４辺の交じり合う隅に形成されたボンディングパッドから上記第１電極指が延長された方向の逆方向に延長され並んで形成された複数個の第２電極指とを含むことができる。かかる実施形態において、上記第１電極指及び第２電極指は相互一つずつ交互に配置されることが好ましい。
好ましくは、上記本発明によるフリップチップ用窒化物半導体発光素子は、上記ｎ側電極及び上記ｐ型窒化物半導体層を相互電気的にアイソレーションさせるために、上記ｎ側電極及び上記ｐ型窒化物半導体層間に絶縁性を有するパッシべーション層をさらに含み得る。
好ましくは、上記反射層はＡＧ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ及びその組合で成る群から選択された物質から成る少なくとも一つの層で形成され得る。
より好ましく、上記反射層はＮｉ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ及びＺｎから成る群から選択された物質から成る第１層と、上記第１層上に形成されＡｇ及びＡｌから成る群から選択された物質から成る第２層とを含む構造を有し得る。
最も好ましく、上記反射層はＮｉから成る第１層と、上記第１層上に形成されたＡｇから成る第２層と、上記第２層上に形成されたＰｔから成る第３層とを含む構造とされ得る。
本発明において使用される「フリップチップ用窒化物半導体発光素子」といった用語は、フリップチップ構造の発光装置に採用される窒化物半導体発光素子を意味し、高反射性オーミックコンタクト層上に形成されたｐ側ボンディングパッド及びｎ側電極の形成された面が上記発光装置のサブマウントに接合される搭載面となる発光素子のことである。
本発明によると、窒化物半導体発光素子のｎ型窒化物半導体層の上面に辺に沿って帯形状で延長電極を形成し、それからｎ型窒化物半導体発光素子の対角線方向に延長された複数個の電極指を有するｎ側電極を形成することによって、ｎ側電極と高反射性オーミックコンタクト層間の距離を減少させ、電流の拡散を改善しｎ側電極の付近に電流が集中する電流クラウディング現象を改善する効果を奏する。また、それにより窒化物半導体発光素子の順方向電圧を大きく減少させられ、発熱量を減らす効果を奏する。
以下、添付の図に基づき本発明の多様な実施形態によるフリップチップ用窒化物半導体発光素子についてより詳しく説明する。本発明の説明中参照される図において実質的に同一な構成と機能を有する構成要素には同一な参照符号が使用される。
図２（ａ）及び２（ｂ）は本発明の一実施形態によるフリップチップ用窒化物半導体発光素子の平面図及び断面図である。図２（ａ）及び２（ｂ）に示すように、本発明の一実施形態によるフリップチップ用窒化物半導体発光素子（３０）は、透光性基板（３１）上に形成され、実質的に四角形状の上面を有するｎ型窒化物半導体層（３２）と、上記ｎ型窒化物半導体層（３２）の上面の隅に隣接して形成された少なくとも一つのボンディングパッド（３６１）と、上記ボンディングパッド（３６１）からｎ型窒化物半導体層（３２）の上面の四辺に沿って帯状に延長され形成された延長電極（３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃ、３６２ｄ）と、上記ボンディングパッド（３６１）及び／または上記延長電極（３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃ、３６２ｄ）から上記ｎ型窒化物半導体層（３２）の上面の対角線方向に延長され形成される少なくとも一つの電極指（３６３ａ、３６３ｂ）とを含むｎ側電極と、上記ｎ型窒化物半導体層（３２）上の上記ｎ側電極が形成されない領域に順次に積層された活性層（３３）及びｐ型窒化物半導体層（３４）と、上記ｐ型窒化物半導体層（３４）上に形成された高反射性オーミックコンタクト層（３５）とを含んで構成される。
上記透光性基板（３１）は、その上に成長される窒化物半導体物質の結晶と結晶構造が同一且つ格子整合を成す商業的な基板が存在しないので、格子整合を考慮してサファイア基板が主に使用される。サファイア基板は六角ロンボ型（Hexa‐Rhombo R3c）対称性を有する結晶体であってｃ軸方向の格子定数が１３．００１Å、ａ軸方向には４．７６５Åの格子間距離を有し、サファイア面方向（orientation plane）としてはＣ（０００１）面、Ａ（１１２０）面、Ｒ（１１０２）面等を有する特徴がある。こうしたサファイア基板のＣ面の場合比較的ＧａＮ薄膜の成長が容易で高温において安定しているので、青色または緑色発光素子用基板としてサファイア基板が主に使用される。
上記ｎ型窒化物半導体層（３２）はＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ 組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である）を有するｎドープされた半導体物質から成ることができ、代表的な窒化物半導体物質としてはＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮが挙げられる。上記ｎ型窒化物半導体層（３２）のドーピングに使用される不純物としてはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｅ、ＴｅまたはＣ等が使用され得る。上記ｎ型窒化物半導体層（３２）は、上記半導体物質を有機金属気相蒸着法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition:MOCVD）、分子ビーム成長法（Molecular Beam Epitaxy:MBE）またはハイブリッド気相蒸着法（Hybride Vapor Phase Epitaxy:HVPE）のような周知の蒸着工程を利用して上記透光性基板（３１）上に成長させることにより形成される。
一般的に、上記透光性基板（３１）とｎ型窒化物半導体層（３２）間には格子不整合を緩和するためのバッファ層が形成され得る。このバッファ層としては通常数十ｎｍの厚さを有するＧａＮまたはＡｌＮ等の低温核成長層が使用され得る。
上記ｎ側電極はボンディングパッド（３６１）、延長電極（３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃ、３６２ｄ）及び電極指（３６３ａ、３６３ｂ）を含む。
上記ボンディングパッド（３６１）はフリップチップ構造に適用される場合、支持体用基板上のリードパターンと導電性バンプを通して融着される部分である。上記ボンディングパッド（３６１）は略四角形状を有するｎ側窒化物半導体発光素子（３２）の上面の隅に隣接して形成される。図２においては一つのボンディングパッド（３６１）が形成された一実施形態を示すが、上記ボンディングパッド（３６１）はｎ側窒化物半導体発光素子（３２）の上面端縁に複数個形成され得る。
上記延長電極（３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃ、３６２ｄ）は、上記ボンディングパッド（３６１）からｎ型窒化物半導体層（３２）の上面の四辺に沿って帯状に延長され形成される。本発明においては説明の便宜を図って、四角形状を有するｎ型窒化物半導体層（３２）の上面の四辺に各々形成された延長電極に分離して表示し得る。即ち、ｎ型窒化物半導体層（３２）の上面の第１辺に形成された延長電極（３６２ａ）、第２辺に形成された延長電極（３６２ｂ）、第３辺に形成された延長電極（３６２ｃ）及び第４辺に形成された延長電極（３６２ｄ）で表したりもする。
上記電極指（３６３ａ、３６３ｂ）は、上記ボンディングパッド（３６１）及び／または上記延長電極（３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃ、３６２ｄ）から上記ｎ型窒化物半導体発光素子の上面の対角線方向に延長され複数個形成される。
とりわけ、上記電極指（３６３ａ、３６３ｂ）は、上記ｎ型窒化物半導体層（３２）の上面の隣り合う第１辺及び第２辺に沿って形成された延長電極（３６２ａ、３６２ｂ）及び／または上記第１辺及び第２辺の交じり合う隅に形成されたボンディングパッド（３６１）から上記第１及び第２辺の交じり合う頂点の対角線方向に延長され並んで形成された複数個の第１電極指（３６３ａ）と、上記第１辺に対向する第３辺と上記第２辺に対向する第４辺に沿って形成された延長電極（３６２ｃ、３６２ｄ）及び／または上記第３辺及び第４辺の交じり合う隅に形成されたボンディングパッドから上記第１電極指（３６３ａ）が延長された方向の逆方向に延長され並んで形成された複数個の第２電極指（３６３ｂ）とを含むことが好ましい。
さらに、上記第１電極指（３６３ａ）及び第２電極指（３６３ｂ）は相互一つずつ交互に配置された構造であることがより好ましい。
本発明においてはフリップチップ用窒化物半導体発光素子の電流の拡散を向上させるために、ｎ側電極のボンディングパッド（３６１）及び／または上記延長電極（３６２ａ、３６２ｂ、３６２ｃ、３６２ｄ）から上記ｎ型窒化物半導体層の上面の対角線方向に延長された複数個の電極指（３６３ａ、３６３ｂ）を形成することを特徴とする。このように多数の電極指（３６３ａ、３６３ｂ）を形成することによりｎ側電極と高反射性オーミックコンタクト層（３５）間の距離を減少させ得る。即ち、高反射性オーミックコンタクト層（３５）上の任意の位置においてｎ側電極との距離を大変短く維持し得る。これにより、従来の窒化物半導体発光素子において発光素子の一側にｎ側電極のボンディングパッドを形成することによりｎ側電極と高反射性オーミックコンタクト層（３５）との距離が長くなり発生する電流クラウディング現象及び電流の不均一な拡散問題を解決し得る。
上記電極指は、窒化物半導体発光素子をフリップチップ構造に適用すべく上記高反射性オーミックコンタクト層上にｐ側ボンディングパッド形成するための空間の確保に鑑みて、その個数及び長さが決定されなければならない。図２（ａ）において、図面符号「３７」はｐ側ボンディングパッドを形成し得る位置の一例を示す。本発明においては、ｎ側窒化物半導体層（３２）の上面の対角線方向に電極指（３６３ａ、３６３ｂ）を形成し、上記第１電極指（３６３ａ）及び第２電極指（３６３ｂ）が相互並んで交互に配置された構造で形成されることにより、相互対向する辺に向かって電極指を形成する構造に比してより充分なｐ側ボンディングパッドを形成し得る領域を確保し、より多数の電極指を形成し、より長い電極指を形成し得る。上記電極指の個数及び電極指の長さは窒化物半導体発光素子の順方向電圧及び発光効率と係わる。上記電極指の個数及び長さが増加するほど発光効率は多少減少するが、順方向電圧及び発熱特性が改善される。これにつぃては下記により詳しく説明する。
先述したような構造である上記ｎ側電極は、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ及びＡｕで成る群から選択された物質から成る単一層または複数層で形成され得る。上記ｎ側電極は通常的な金属層成長方法である蒸着法またはスパッタリング工程により形成され得る。
上記ｎ側電極が形成されないｎ型窒化物半導体層（３２）の上面領域には活性層（３３）及びｐ型窒化物半導体層（３４）が順次に形成される。
上記活性層（３３）は光を発光するための層であって、単一または多重量子井戸構造であるＧａＮまたはＩｎＧａＮ等の窒化物半導体層で構成される。上記活性層（３３）は上記ｎ型窒化物半導体層（３２）のような有機金属気相蒸着法、分子ビーム成長法またはハイブリッド気相蒸着法のような周知の蒸着工程を用いて形成され得る。
上記ｐ型窒化物半導体層（３４）は上記ｎ型窒化物半導体層（３２）と同様、ＡｌｘＩｎｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ組成式（ここで、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１である）を有するｐドープされた半導体物質から成ることができ、代表的な窒化物半導体物質としてはＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮが挙げられる。上記ｐ型窒化物半導体層（３４）のドーピングに使用される不純物としてはＭｇ、ＺｎまたはＢｅ等が挙げられる。上記ｐ型窒化物半導体層（３４）は、上記半導体物質を有機金属気相蒸着法、分子ビーム成長法またはハイブリッド気相蒸着法のような周知の蒸着工程を利用して上記活性層（３３）上に成長させることにより形成される。
上記高反射性オーミックコンタクト層（３５）は、フリップチップ用窒化物半導体発光素子の構造的な面を考慮して高反射率を有すると共に、比較的高いエネルギーバンドギャップを有するｐ型窒化物半導体層（３４）との接触抵抗を下げるのに適した物質から成る必要がある。こうした高反射率及び接触抵抗の改善条件を満足するために、上記高反射性オーミックコンタクト層（３５）はＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ及びその組合で成る群から選択された物質から成る少なくとも一つの層で形成されることができ、７０％以上の反射率を有することが好ましい。
より好ましく、上記高反射性オーミックコンタクト層（３５）はＮｉ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ及びＺｎから成る群から選択された物質から成る第１層と、上記第１層上に形成されＡｇ及びＡｌで成る群から選択された物質から成る第２層とを含む二層構造で形成され得る。
最も好ましく、上記高反射性オーミックコンタクト層（３５）はＮｉから成る第１層と、上記第１層上に形成されたＡｇから成る第２層と、上記第２層上に形成されたＰｔから成る第３層とを含む三層構造で形成され得る。
上記高反射性オーミックコンタクト層（３５）は化学気相蒸着法（Chemical Vapor Deposition:CVD）及び電子ビーム蒸発法（E‐beam evaporator）のような周知の蒸着方法またはスパッタリング（sputtering）等の工程により形成されることができ、オーミックコンタクトの特性を向上させるために約４００ないし９００℃の温度で熱処理され得る。
上記高反射性オーミックコンタクト層（３５）上にはフリップチップボンディングのためのｐ側ボンディングパッド（３７）が形成され得る。上記ｐ側ボンディングパッド（３７）は必要に応じて一つ以上形成されることができ、フリップチップボンディング時導電性バンプを用いて支持体用基板上のリードパターンに融着される。図２（ａ）に示すように、本実施形態においてｐ側ボンディングパッド（３７）は上記電極指（３６３ａ、３６３ｂ）の間に位置した高反射性オーミックコンタクト層（３５）の上面に形成され得る。上記ｐ側ボンディングパッドは一般的にＡｕまたはＡｕを含んだ合金から成り得る。
また、上記ｐ型窒化物半導体層（３４）及びｎ側電極の電気的アイソレーションのために、その間にパッシべーション層（図示せず）が形成され得る。上記パッシべーション層は、上記ｐ型窒化物半導体層（３４）と上記ｎ側電極を電気的にアイソレーションさせる。上記パッシべーション層は電気的絶縁性を有する酸化物または窒化物から成り得る。
図３は本発明の他実施形態によるフリップチップ用窒化物半導体発光素子を示す。図３によると、本実施形態によるフリップチップ用窒化物半導体発光素子は、図２に示す実施形態の電極構造であるフリップチップ用窒化物半導体発光素子において第１ボンディングパッド（４６１ａ、図２の３６１）が形成されたｎ側窒化物半導体層（３２）の上面の隅に対向する隅に隣接して形成された第２ボンディングパッド（４６１ｂ）がさらに形成された構造である。このように、二個のボンディングパッド（４６１ａ、４６１ｂ）を有する電極構造は大型窒化物半導体発光素子において電流注入のための手段を増加させられる面から順方向電圧をより下げられ、発光効率を改善させられる。図示はしないが、上記ボンディングパッドは四角形状を有するｎ型窒化物半導体層の上面の隅に隣接して３及び４個が形成され得る。
図４は電極指の個数による順方向電圧の特性を示すグラフである。図４によると、電極指の個数を１ないし５に変更しながら窒化物半導体発光素子の順方向電圧を測定した。同一な順方向電圧の場合電極指を５個形成した場合（Ｆ５）最も多い電流が注入され、電極指の個数を減少させるほど注入される電流は漸次減少することがわかる。このように、電極指の個数を多く形成するほど順方向電圧の特性が向上され、これにより発熱特性が向上することが分かる。一方、電極指の個数を多く形成すると、それだけ発光面積が減少し、フリップチップボンディング時ｐ側ボンディングパッドを形成するための空間が減少するので、このことに鑑みて適切な個数を形成しなければならない。
図５（ａ）及び図５（ｂ）は図３のような本発明の実施形態において電極指の長さを変化させながら順方向電圧及び輝度特性を測定した結果を示した比較グラフである。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すグラフのｘ軸は各サンプルを示すが、１と示されたサンプルは最長の電極指を有するサンプルで、２、３に行くほど電極指の長さが減少されたサンプルを示す。
先ず、図５（ａ）によると、最長の電極指を有するサンプルが最低の順方向電圧を示し、電極指の長さが短くなるほど順方向電圧が増加した。これは、電極指の長さが長くなるほど高反射性オーミックコンタクト層とｎ側電極（電極指）間の距離が減少することにより電流の拡散が改善されるためである。本発明においてはｎ型窒化物半導体層の上面の対角線方向に電極指を形成するので電極指の長さをより長くさせ得る利点を有し、順方向電圧特性の改善に適した構造である。
次に、図５（ｂ）によると、最短の電極指を有するサンプルが最良な輝度の光を発した。これは電極指の長さが増加するとそれだけ発光が可能な活性層が形成され得る面積が減少するからである。しかし、図５（ｂ）に示すように、電極指の長さによる輝度の低下は比較的その差が小さいので、窒化物半導体発光素子の適用時最大の問題となる順方向電圧の増加とそれによる発熱問題を考慮すれば、電極指を長くすることが好ましいものと判断される。
本発明は上述した実施形態及び添付の図に限定されるものではなく、添付の請求範囲により限定されるものであって、請求範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内において多様な形態の置換、変形及び変更が可能であることは当技術分野において通常の知識を有する者にとっては自明である。
（ａ）は従来の窒化物半導体発光素子を搭載したフリップチップ構造の発光装置を示した断面図で、（ｂ）は従来の窒化物半導体発光素子の平面図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態によるフリップチップ用窒化物半導体発光素子の平面図及び断面図である。 本発明の他実施形態によるフリップチップ用窒化物半導体発光素子の平面図である。 電極指の個数による順方向電圧の特性を示すグラフである。 （ａ）及び（ｂ）は図３のような本発明の実施形態において電極指の長さを変化させながら順方向電圧及び輝度特性を測定した結果を示した比較グラフである。
符号の説明
３１ 透光性基板
３２ ｎ型窒化物半導体発光素子
３３ 活性層
３４ ｐ型窒化物半導体発光素子
３５ 高反射性オーミックコンタクト層
３６１ ボンディングパッド
３６２ａ‐３６２ｄ 延長電極
３６３ａ、３６３ｂ 電極指

Claims (7)

  1. 透光性基板上に形成され、実質的に四角形状の上面を有するｎ型窒化物半導体層と、
    上記ｎ型窒化物半導体層の上面の隅に隣接して形成された少なくとも一つのボンディングパッドと、上記ボンディングパッドからｎ型窒化物半導体層の上面の四辺に沿って帯状に延長され形成された延長電極と、上記ボンディングパッド及び／または上記延長電極から上記ｎ型窒化物半導体層の上面の対角線方向に延長され形成される少なくとも一つの電極指とを含むｎ側電極と、
    上記ｎ型窒化物半導体層上の上記ｎ側電極が形成されない領域に順次に積層された活性層及びｐ型窒化物半導体層と、
    上記ｐ型窒化物半導体層上に形成された高反射性オーミックコンタクト層とを含むフリップチップ用窒化物半導体発光素子。
  2. 上記電極指は、上記ｎ型窒化物半導体層の上面の隣り合う第１辺及び第２辺に沿って形成された延長電極及び／または上記第１辺及び第２辺の交じり合う隅に形成されたボンディングパッドから上記第１及び第２辺の交じり合う頂点の対角線方向に延長され並んで形成された複数個の第１電極指と、
    上記第１辺に対向する第３辺と上記第２辺に対向する第４辺に沿って形成された延長電極及び／または上記第３辺及び第４辺の交じり合う隅に形成されたボンディングパッドから上記第１電極指が延長された方向の逆方向に延長され並んで形成された複数個の第２電極指とを含む請求項１に記載のフリップチップ用窒化物半導体発光素子。
  3. 上記第１電極指及び第２電極指は相互一つずつ交互に配置された請求項２に記載のフリップチップ用窒化物半導体発光素子。
  4. 上記ｎ側電極及び上記高反射性オーミックコンタクト層間に形成され、上記ｎ側電極と上記ｐ型窒化物半導体層を相互電気的アイソレーションさせるパッシべーション層をさらに含む請求項１に記載のフリップチップ用窒化物半導体発光素子。
  5. 上記高反射性オーミックコンタクト層は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ及びその組合で成る群から選択された物質から成る少なくとも一つの層で形成された請求項１に記載のフリップチップ用窒化物半導体発光素子。
  6. 上記高反射性オーミックコンタクト層は、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｐｔ及びＺｎで成る群から選択された物質から成る第１層と、上記第１層上に形成されＡｇ及びＡｌで成る群から選択された物質から成る第２層とを含む請求項１に記載のフリップチップ用窒化物半導体発光素子。
  7. 上記高反射性オーミックコンタクト層は、Ｎｉから成る第１層と、上記第１層上に形成されたＡｇから成る第２層と、上記第２層上に形成されたＰｔから成る第３層とを含む請求項１に記載のフリップチップ用窒化物半導体発光素子。
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