JP2015177021A - 半導体発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光のクロストークが大幅に抑制され、照射像において明暗を明確に区別することが可能な半導体発光装置、また、素子間領域に起因する暗部の形成が大幅に抑制された高性能かつ高輝度の半導体発光装置を提供する。【解決手段】搭載基板１１と、搭載基板上にアレイ状に並置され、各々が発光層を含む半導体構造層を含む複数の半導体発光素子２０と、少なくとも複数の半導体発光素子の各々の隣接する半導体発光素子に対向する側面を覆うように形成され、発光層からの放出光に対して半透光性を有する半透光膜ＴＬＣと、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子を複数個用いた半導体発光装置に関する。

半導体発光素子は、通常、成長用基板上に、ｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層からなる半導体構造層を成長し、それぞれｎ型半導体層及びｐ型半導体層に電圧を印加するｎ電極及びｐ電極を形成して作製される。さらに、放熱性能の向上を図る半導体発光素子として、半導体構造層を成長用基板とは別の支持基板に接合した後、成長用基板を除去した半導体発光素子が知られている。また、例えば複数の半導体発光素子を実装基板上に固定し、さらに波長変換用の蛍光体層を形成した後、樹脂などで封止することによって、半導体発光装置が作製される。特許文献１には、マトリクス状に配列された複数のＬＥＤチップと、複数のＬＥＤチップの点消灯を制御する制御部と、を備えた車両用前照灯装置が開示されている。

特開2013-54956号公報

近年、自動車用ヘッドライトにおいて、前方の状況、すなわち対向車や前走車などの有無及びその位置に応じて配光形状をリアルタイムで制御する技術が注目されている。この技術によって、例えば走行用の配光形状すなわちハイビームでの走行中に対向車を検知した際には、ヘッドライトに照射される領域のうち、当該対向車の領域のみをリアルタイムで遮光することが可能となる。従って、ドライバに対して常にハイビームに近い視界を与えることができ、その一方で対向車に眩惑光（グレア）を与えることが防止される。このような配光可変型のヘッドライトシステムは、例えば、複数の半導体発光素子をアレイ状に配置した半導体発光装置を作製し、当該半導体発光素子の各々への導通及び非導通をリアルタイムで制御することによって実現することができる。

しかし、一般に、複数の発光素子が並置された発光装置を光源として用いる場合、その照射像にはわずかな暗部（暗線）が形成されることがある。この暗部形成の主な原因は、並置された発光素子の隣接する素子との間に設けられた素子間領域（非発光領域）の存在である。この暗部の形成を抑制することを考慮すると、並置された素子間の距離は小さいことが好ましい。

しかし、素子間の距離を小さくした場合、導通されている素子から放出された光の一部が非導通状態の素子に伝播してしまう場合があった。このいわゆる光のクロストークによって、非導通状態の素子からも弱い光が放出されているような状態となる場合がある。複数の素子を用いる発光装置の様々な応用分野において、光のクロストークはないことが望ましい。

本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、光のクロストークが大幅に抑制され、照射像において明暗を明確に区別することが可能な半導体発光装置を提供することを目的としている。また、素子間領域に起因する暗部の形成が大幅に抑制された高性能かつ高輝度の半導体発光装置を提供することを目的としている。

本発明による半導体発光装置は、搭載基板と、搭載基板上にアレイ状に並置され、各々が発光層を含む半導体構造層を含む複数の半導体発光素子と、少なくとも複数の半導体発光素子の各々の隣接する半導体発光素子に対向する側面を覆うように形成され、発光層からの放出光に対して半透明な半透光膜と、を有することを特徴としている。

（ａ）は実施例１の半導体発光装置の上面図であり、（ｂ）は、実施例１の半導体発光装置の断面図である。 （ａ）は、実施例１の半導体発光装置における素子側面の詳細構造を示す部分拡大断面図であり、（ｂ）は、素子の隣接する素子に対向する側面を示す側面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、実施例１に係る半導体発光装置の素子側面の他の例を示す側面図である。 実施例１の半導体発光装置における配線構成を示す半導体発光装置の模式的な上面図である。 実施例２に係る半導体発光装置の構造を示す断面図である。 （ａ）は、実施例２の変形例１に係る半導体発光装置における素子側面の構造を示す部分拡大断面図であり、（ｂ）は、実施例２の変形例２に係る半導体発光装置における素子構造を示す断面図である。

本発明は、並置された複数の発光素子を有する発光装置において、（ａ）互いに隣接する発光素子の両方が導通状態の場合には素子間領域に対応した暗部の形成を抑制すること、（ｂ）互いに隣接する発光素子の一方のみが導通状態の場合には非導通状態の他方の素子への光のクロストークを抑制すること、の２つを特に考慮してなされている。以下に本発明の実施例について詳細に説明する。

図１（ａ）は、実施例１の半導体発光装置１０の上面を模式的に示す図である。半導体発光装置１０は、搭載基板１１上に複数の半導体発光素子２０（以下、単に素子と称する場合がある）がアレイ状に並置された構造を有している。本実施例においては、搭載基板１１に垂直な方向から見たとき、半導体発光素子２０の各々が矩形形状を有する場合について説明する。また、発光素子２０が３行３列でマトリクス状に配列されている場合について説明する。以下においては、互いに隣接する２つの半導体発光素子２０を半導体発光素子２０Ａ及び２０Ｂに区別して説明する場合がある。

半導体発光素子２０Ａの隣接する半導体発光素子２０Ｂに対向する側面には、半導体発光素子２０Ａの発光層からの光に対して半透光性を有する半透光膜ＴＬＣが設けられている。なお、本実施例においては、素子２０の全ての側面上に半透光膜ＴＬＣが形成されている場合について説明する。しかし、半透光膜ＴＬＣは、少なくとも半導体発光素子２０の各々における隣接する半導体発光素子２０に対向する側面を覆うように形成されていればよい。半透光膜ＴＬＣは、例えばＴｉ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕなどの金属材料、着色された樹脂や光学多層膜を用いて形成されている。本実施例においては、Ｔｉ層及びＡｇ層を素子側面上に積層して半透光膜ＴＬＣを形成した。

図１（ｂ）は、図１（ａ）のＶ−Ｖ線に沿った断面図であり、半導体発光装置１０の構造を示す断面図である。半導体発光素子２０の各々（図１（ｂ）では素子２０Ａ及び２０Ｂ）は、ｐ型半導体層（第１の半導体層）２２、発光層２２及びｎ型半導体層（第２の半導体層）２４からなる半導体構造層２１を有している。ｐ型半導体層２２は、ｎ型半導体層２４とは反対の導電型を有している。半導体構造層２１は、例えば、Ａｌ_xＩｎ_yＧａ_1-x-yＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成を有するｐ型半導体層２２、発光層２３Ｂ及びｎ型半導体層２４が搭載基板１１上にこの順で順次積層された構造を有している。また、ｎ型半導体層２４は、複数の突起２４Ａからなる凹凸構造面を有している。ｎ型半導体層２４の当該凹凸構造面は光取出し面として機能する。

半導体発光素子２０の各々は、そのｐ型半導体層２２上形成されたｐ電極（第１の電極）２５を有している。ｐ電極２５の各々は、反射性の高い金属からなる反射金属層２６及び反射金属層２６の全体を覆うように形成されたキャップ層２７からなる。反射金属層２６は、例えばＡｇ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｌ及びＰｄなどの金属材料並びにこれらを含む合金を用いて形成される。キャップ層２７は、例えばＴｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ａｕなど、自身が他の層にマイグレーションしにくく、反射金属層２７のマイグレーションを防止する金属材料を用いて形成される。なお、図示していないが、ｐ型半導体層２２及び反射金属層２６間に、例えばＩＴＯやＩＺＯなどの金属酸化膜を形成し、さらに光の反射性を高めることも可能である。

半導体発光素子２０の各々は、そのｐ型半導体層２２側からｐ型半導体層２２及び発光層２３を貫通してｎ型半導体層２４内に至り、ｎ型半導体層２４に接続されたｎ電極（第２の電極）２８を有している。ｎ電極２８は、例えばＴｉ、Ａｌ、Ｐｔ及びＡｕなどの金属材料を用いて形成される。

ｐ電極２５上には絶縁保護膜２９が形成されている。また、絶縁保護膜２９は、半導体発光素子２０の各々の側面上に形成されている。具体的には、半導体構造層２１は、その側面が、ｐ型半導体層２４の表面からｎ型半導体層２４に内に至る凹部によって段差形状を有している。絶縁保護膜２９は、当該凹部の側面及び底面上に形成されている。なお、半透光膜ＴＬＣは絶縁保護膜２９上に設けられている。また、半透光膜ＴＬＣは、発光層２３からの放出光に対して絶縁保護膜２９よりも小さな光透過率を有している。

素子２０Ａの隣接する素子２０Ｂに対向する側面には半透光膜ＴＬＣが設けられている。半透光膜ＴＬＣは、発光層２３からの放出光に対して半透光性（半透明性、半遮光性）を有している。従って、半透光膜ＴＬＣの材料及び膜厚などを考慮して、素子２０Ａから放出された光の一部を素子間に伝播させることが可能となる。また、素子２０Ａから素子間領域に伝播した光を、素子２０Ｂの一部を半透光膜ＴＬＣによって反射させることができる。従って素子間領域から光を取出すことが可能となり、素子間領域に対応する暗部の形成を抑制することができる。また、素子２０Ａから素子２０Ｂへの光のクロストークを抑制することができる。

半透光膜ＴＬＣは、発光層２３から放出されて半透光膜ＴＬＣに入射した光の２％乃至８０％を透過させることが好ましい。すなわち、半透光膜ＴＬＣは、発光層２３からの放出光に対して２％から８０％の範囲内の光透過率を有していることが好ましい。半透光膜ＴＬＣが発光層２３からの放出光に対して２％未満の光透過率を有している場合、素子間領域に伝播する光の量が小さくなり、暗部の形成を抑制することが困難になる。一方、８０％を超える光透過率を有している場合、素子間領域に伝播した光の量が大きくなり、他の素子へ伝播し、光のクロストークが発生する。

搭載基板１１上にはｐ電極２５に接続されたｐ側配線（第１の配線）１２及びｎ電極２８に接続されたｎ側配線（第２の配線）１３が形成されている。具体的には、ｐ側配線１２は搭載基板１１上に設けられ、搭載基板１１と半導体発光素子２０の各々との間において半導体発光素子２０の各々のｐ電極２５に接続されている。また、ｎ側配線１３は、搭載基板１１上に設けられ、搭載基板１１と半導体発光素子２０の各々との間において半導体発光素子２０の各々のｎ電極２８に接続されている。

ｐ側配線１２及びｎ側配線１３は、絶縁層１４を介して互いに異なる階層で形成されている。具体的には、搭載基板１１上にｐ側配線１２が形成され、ｐ側配線１２を覆うように絶縁層１４が形成されている。絶縁層１４上にはｎ側配線１３が形成されている。絶縁層１４における半導体発光素子２０Ｂの直下の領域にはｐ側配線１２Ｂに至る開口部が設けられ、当該開口部にはｐ電極２５に接続されたビア配線１２Ｖが形成されている。

半導体発光装置１０は、接合層ＢＬを介して搭載基板１１に半導体発光素子２０の各々が接合された構造を有している。接合層ＢＬは、半導体発光素子２０側に形成された第１の接合層（図示せず）と搭載基板１１側に形成された第２の接合層（図示せず）が接合された構造を有している。また、接合層ＢＬは、ｎ側配線１３と絶縁保護膜２９との間に設けられている。接合層ＢＬは、ｎ電極２８とｎ側配線１３とを接続する接続電極として機能する。従って、ｎ側配線１３は、接合層ＢＬを介してｎ電極２８に接続されている。

ビア配線１２Ｖは、接合層ＢＬとは離間して形成され、接合層ＢＬから絶縁されている。ビア配線１２Ｖは、半導体発光素子２０側に設けられた第１のビア配線電極（図示せず）と搭載基板１１側に設けられた第２のビア配線電極（図示せず）とが接合された構造を有している。

搭載基板１１は、例えばＳｉ、ＡｌＮ、Ｍｏ、Ｗ、ＣｕＷなどの放熱性の高い材料からなる。絶縁層１４及び絶縁保護膜２９は、例えばＳｉＯ₂及びＳｉ₃Ｎ₄などの絶縁材料からなる。第１及び第２の接合層並びに第１及び第２のビア配線電極は、その互いに接することとなる表面の材料が、Ａｕ及びＳｎ、Ａｕ及びＩｎ、Ｐｄ及びＩｎ、Ｃｕ及びＳｎ、Ａｇ及びＳｎ、Ａｇ及びＩｎ並びにＮｉ及びＳｎなど、互いに融着して接合される材料の組み合わせか、又はＡｕなどの互いに拡散して接合される材料を用いて形成される。

次に、図１（ｂ）を用いて、半導体発光装置１０の製造方法について説明する。本実施例においては、まず、成長用基板（図示せず）上に、半導体構造層２１となる、ｎ型半導体層２４、発光層２３及びｐ型半導体層２２を形成した。次に、ｐ型半導体層２２上にｐ電極２５として反射金属層２７及びキャップ層２８を形成した。続いて、ｐ電極２５が形成されていないｐ型半導体層２２の表面にｎ型半導体層２４に至る凹部を形成した。次に、ｐ電極２５及び凹部を含む半導体構造層２１の全面に絶縁保護膜２９を形成した。また、凹部内の絶縁保護膜２９の一部を除去してｎ型半導体層２４を露出させ、露出したｎ型半導体層２４上にｎ電極２８を形成した。

また、ｎ電極２８が形成されていない凹部においてｎ型半導体層を分断し、素子毎に半導体構造層２１を分離した。続いて、ｐ電極２５上の絶縁保護膜２９の一部にｐ電極２５に至る開口部を形成し、第１のビア配線電極を形成した。次に、半導体構造層２１の側面における絶縁保護膜２９上に半透光膜ＴＬＣを形成した。続いて、絶縁保護膜２９上に第１の接合層を形成した。第１の接合層と、第１のビア配線電極とは、互いに離間して形成した。このようにして、半導体ウェハを作製した。

次に、搭載基板１１を準備し、搭載基板１１上に複数のｐ側配線１２を形成した。続いて、ｐ側配線１２を覆うように絶縁層１４を形成し、絶縁層１４上にｎ側配線１３を形成した。次に、ｎ側配線１３上に第２の接合層を形成した。続いて、第２の接合層の表面上に、ｐ側配線１２に至る開口部を形成し、当該開口部に第２のビア配線電極を形成した。

次に、第１及び第２の接合層並びに第１及び第２のビア配線電極を密着及び加熱することによって、接合層ＢＬを形成し、半導体ウェハを搭載基板１１に接合した。続いて、成長用基板を除去し、露出したｎ型半導体層２４の表面に複数の突起２４Ａを形成した。このようにして半導体発光素子２０を形成した。なお、図示していないが、搭載基板１１上において半導体発光素子２０を埋設するように蛍光体層を形成した。また、搭載基板１１を実装基板に固定し、ワイヤボンディングによって電極を電源に接続し、全体を封止することによって半導体発光装置１０を作製した。

図２（ａ）は、図１（ｂ）の破線で囲まれた部分を拡大して示す部分拡大断面図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ方向から見た矢視図である。図２（ａ）及び（ｂ）を用いて、半透光膜ＴＬＣの詳細について説明する。半透光膜ＴＬＣは、その一部において半導体構造層２１の側面に至る開口部ＡＰを有している。開口部ＡＰは、ｎ型半導体層２４に接している半透光膜ＴＬＣの表面に複数個形成されている。

図２（ｂ）は、半導体発光素子２０の側面図であり、半透光膜ＴＬＣの形状を示している。半透光膜ＴＬＣは、素子の隣接する素子に対向する側面を覆うように形成されている。また半透光膜ＴＬＣに設けられた開口部ＡＰの各々は、図２（ｂ）に示すように、半導体構造層２１の積層方向に沿ってライン状に形成されている。なお、開口部ＡＰの各々は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように点状に形成されていてもよく、その形状は円形及び矩形であってもよい。

開口部ＡＰは、例えば、半透光膜ＴＬＣを形成する工程において、パターニングを施したマスクを素子側面に形成し、半透光膜ＴＬＣの材料を成膜した後、マスクを除去することによって形成することができる。なお、本実施例においては開口部ＡＰがパターニングされている場合について説明したが、開口部ＡＰはランダムに形成されていてもよい。また、半透光膜ＴＬＣの開口部ＡＰは、絶縁保護膜２９内に至るように設けられていてもよい。

半透光膜ＴＬＣは、その開口部ＡＰにおいては光の透過性が高く、それ以外の部分においては開口部ＡＰよりも光の透過性が低い。従って、素子側面全体としての光の透過性は、半透光膜ＴＬＣの開口部ＡＰの形成領域を調節することによって、高い自由で調節することができる。

図４は、半導体発光装置１０の上面を模式的に示す図である。図４を用いて、半導体発光装置１０の配線構成について説明する。上記したように、搭載基板１１上には、ｐ側配線１２及びｎ側配線１３が形成されている。ｐ側配線１２は、搭載基板１１上に複数個形成されている。ｐ側配線１２の各々は、ビア配線１２Ｖの各々を介して、半導体発光素子２０のｐ電極の各々に形成されている。また、ｐ側配線１２の各々は互いに電気的に分離されており、その各々が搭載基板１１上に設けられたｐ側パッドＰＰの各々に接続されている。換言すれば、ｐ側配線１２の各々は、半導体発光素子２０の各々のｐ型半導体層２２の各々に接続された半導体発光装置１０の個別配線として機能する。

また、搭載基板１１上には、ｎ側パッドＮＰが設けられている。ｎ側配線１３は、半導体発光素子２０の各々のｎ電極２８に接続されている。また、ｎ側配線１３の各々は、ｎ側パッドＮＰを介して互いに電気的に接続されている。換言すれば、ｎ側配線１３の各々は、半導体発光素子２０の各々のｎ型半導体層２４に接続された半導体発光装置１０の共通配線として機能する。従って、半導体発光装置１０は、ｎ側配線（共通配線）１３及びｐ側配線（個別配線）１２間において、半導体発光素子２０の各々が並列に接続された構造を有している。半導体発光素子２０の各々は、ｐ側パッドＰＰの各々を介してｐ側配線１２の各々への電流印加を制御することによって、互いに独立して発光することができる。

なお、本実施例においては、側面電極ＴＬＥが開口部ＡＰを有する場合について説明したが、半透光膜ＴＬＣは開口部ＡＰを有していなくてもよい。例えば、一定の光透過率を有する材料を用いて隣接する素子に面する側面の全体に半透光膜ＴＬＣが設けられていてもよい。また、素子の側面毎に異なる光透過率を有する半透光膜ＴＬＣを形成してもよい。すなわち、互いに対向する半透光膜ＴＬＣが互いに異なる光透過率を有していてもよい。具体的には、例えば、隣接する半導体発光素子２０Ａ及び２０Ｂ間において互いに対向する一方の半導体発光素子２０Ａの側面と他方の半導体発光素子２０Ｂの側面とは、異なる開口率の開口部を有する半透光膜ＴＬＣに覆われていてもよい。当該対向する側面の両方で所望の光透過率を実現すればよい。半透光膜ＴＬＣにおける光透過率は、例えば、材料、その膜厚、及び開口率などによって調節することが可能である。

図５は、実施例２に係る半導体発光装置１０Ａの構造を示す断面図である。半導体発光装置１０Ａは、素子側面に設けられた半透光膜ＴＬＣの構成を除いては、半導体発光装置１０と同様の構成を有している。本実施例においては、半透光膜ＴＬＣは導電性を有し、半透光膜ＴＬＣは、半導体発光素子３０の各々における半透光電極として機能する。本実施例においては、素子３０と基板１１との間においてｎ型半導体層２４に接続されたｎ電極（実施例１におけるｎ電極２８）は形成されていない。

具体的には、半透光膜ＴＬＣは、絶縁保護膜２９上に形成され、その一部が半導体構造層２１の側面においてｎ型半導体層２４に接続されている。また、半透光膜ＴＬＣは、接合層ＢＬを介してｎ側配線１３に接続されている。すなわち、半透光膜ＴＬＣは、半導体発光素子３０のｎ電極（第２の電極）として機能する。半透光膜ＴＬＣは、例えばＴｉ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕなどの金属材料を用いて形成されている。本実施例においては、Ｔｉ層及びＡｇ層を素子側面上に積層して半透光膜ＴＬＣを形成した。

このように素子側面にｎ電極としての半透光膜ＴＬＣを形成することで、素子３０は、その発光層２３と光取出し面（本実施例ではｎ型半導体層２４の表面）との間に電極材料が介在しない構造となる。従って、電極材料によって発光層２３からの光が光取出し方向に進んで外部に取出される可能性が高い。さらに、ｎ型半導体層２４の表面は複数の突起２４Ａによって凹凸構造を有しているため、多くの光が光取出し面において反射されずに光取出し面を通過する。従って、多くの光が外部に取出される。

なお、半透光電極としての半透光膜ＴＬＣは、ｎ型半導体層２４の側面上のほぼ全体に形成されているため、ｎ型半導体層２４から発光層の全域に電流を拡散させることが可能である。また、ｎ型半導体層２４と半透光膜ＴＬＣとの接触抵抗についても、優先的に考慮する必要はない。従って、ある程度ｎ型半導体層２４との接触抵抗が大きな材料を半透光膜ＴＬＣとして用いても、十分に半透光膜ＴＬＣから発光層２４の全体に電流を分配することが可能となる。従って、上記したような透光性を重視した材料選択を行うことが可能となる。

図６（ａ）は、実施例２の変形例１に係る半導体発光装置１０Ｂにおける半導体発光素子４０の構造を示す断面図である。図６（ａ）は、半導体発光素子４０の隣接する他の素子に対向する側面部分を拡大して示す部分拡大断面図である。半導体発光素子１０Ｂは、素子４０の側面上に透明導電体層ＴＰＬを有する点を除いては半導体発光装置１０Ａと同様の構造を有している。

半導体発光素子４０の側面の半透光膜ＴＬＣ上には、透明導電体層ＴＰＬが形成されている。透明導電体層ＴＰＬは、例えばＩＴＯ及びＩＺＯなどの金属酸化物からなる。透明導電体層ＴＰＬは、半透光膜ＴＬＣを覆うように形成されている。透明導電体層ＴＰＬの発光層２２からの放出光に対する光透過率は、半透光膜ＴＬＣのそれよりも大きい。半透光膜ＴＬＣ上に透明導電体層ＴＰＬが形成されていることによって、ｎ型半導体層２４への電流拡散が促進される。また、半導体構造層２１（特にｎ型半導体層２４）の側面の保護が強化される。なお、電流拡散の向上を考慮すると、透明導電体層ＴＰＬは、接合層ＢＬ上に形成されていることが好ましい。すなわち、透明導電体層ＴＰＬは、半透光膜ＴＬＣとは無関係に、ｎ側配線１３に電気的に接続されていることが好ましい。

図６（ｂ）は、実施例２の変形例２に係る半導体発光装置１０Ｃの半導体発光素子５０の構造を示す断面図である。半導体発光装置１０Ｃは、半導体発光素子５０がビア電極ＶＥを有することを除いては、半導体発光素子１０Ａと同様の構造を有している。なお、図には１つの半導体発光素子５０が示してある。

半導体発光素子５０は、ｐ型半導体層２２側からｐ型半導体層２２及び発光層２３を貫通し、ｎ型半導体層２４に接続されたビア電極ＶＥを有している。ビア電極ＶＥは、接合層ＢＬを介してｎ側配線１３に接続されている。ビア電極ＶＥは、半透光膜ＴＬＣと同様に、半導体発光素子５０のｎ電極として機能する。

半導体発光素子５０がビア電極ＶＥを有することによって、ｎ型半導体層２４の面内方向（層内方向）において電流が均一に供給される。具体的には、半透光膜ＴＬＣから遠い部分、すなわち素子の中央部分のｎ型半導体層２４には、厳密には電流が供給されにくくなる。素子のサイズが大きい場合にはこの電流量の差が大きくなり、素子領域内における発光強度の差が顕在化する場合がある。側面のみならず素子領域内の一部にもｎ電極としてビア電極を設けることによって、半導体層の面内方向における中央部分にも端部と同程度の電流が供給される。従って、素子領域内における輝度ムラを抑制することが可能となる。

なお、変形例１及び２は、実施例２に組み合わせることが可能である。例えば、実施例２の半導体発光装置１０Ａにおける半導体発光素子３０のいずれかを、変形例１の半導体発光素子４０又は変形例２の半導体発光素子５０に置換することが可能である。具体的には、例えば、半導体発光素子３０のいずれかが、ｐ型半導体層２２側からｐ型半導体層２２及び発光層２３を貫通してｎ型半導体層２４に接続され、ｎ側配線１３に接続されたビア電極ＶＥを有していてもよい。また、半導体発光素子４０にビア電極ＶＥを設け、変形例１及び２を組み合わせることも可能である。

なお、上記においては、第１の導電型がｐ型の導電型であり、第２の導電型がｐ型とは反対の導電型のｎ型である場合について説明したが、第１の導電型がｎ型であり、第２の導電型がｐ型であっていてもよい。また、第１の導電型及び第２の導電型のいずれかが真性導電型であってもよい。すなわち、第１の半導体層及び第２の半導体層のいずれかが真性半導体層であってもよい。また、各発光素子が並列に接続された場合について説明したが、各発光素子は、互いに直列に接続されていてもよく、また、互いに電気的に分離されていてもよい。例えば、ｐ側配線及びｎ側配線の両方の全てが電気的に分離されており、素子の各々が完全に独立していてもよい。

また、上記においては、発光素子が上面視において矩形形状を有する場合について説明したが、発光素子の上面視における形状はこれに限定されない。例えば、半導体発光素子は、三角形や六角形の形状を有していてもよい。また、半導体発光素子の各々は、発光領域の暗部形成の抑制を考慮すると、平面充填形にて配列されていることが好ましい。また、半導体発光素子は、半導体構造層に垂直な方向から見た場合に多角形状を有していればよい。

また、発光素子のうち、最も外側の発光素子における他の発光素子に隣接しない側面部分においては、半透光膜の透光性は用途によって決定することができる。当該最外部は発光部の外縁に対応する部分であるが、例えば、装置の照射像の輪郭を明確にすることが要求される用途においては、半透光膜の光透過率を低くし、高い反射性を持たせることが望ましい。

上記においては、素子の隣接する素子に対向する側面には半透光性を有する半透光膜が設けられている。従って、複数の並置された素子を用いる発光装置において、素子間での光のクロストークを抑制でき、また、素子間領域に対応する暗部の形成を抑制することができる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ 半導体発光装置
１１ 搭載基板
１２ ｐ側配線（第１の配線、個別配線）
１３ ｎ側配線（第２の配線、共通配線）
２０、２０Ａ、２０Ｂ、３０、４０、５０ 半導体発光素子
２１ 半導体構造層
２２ ｐ型半導体層（第１の半導体層）
２３ 発光層
２４ ｎ型半導体層（第２の半導体層）
２５ ｐ電極（第１の電極）
２８ ｎ電極（第２の電極）
２９ 絶縁保護膜
ＴＬＣ 半透光膜
ＴＰＬ 透明導電体層
ＶＥ ビア電極（第２の電極）

Claims (9)

1. 搭載基板と、
   前記搭載基板上にアレイ状に並置され、各々が発光層を含む半導体構造層を含む複数の半導体発光素子と、
   少なくとも前記複数の半導体発光素子の各々の隣接する前記半導体発光素子に対向する側面を覆うように形成され、前記発光層からの放出光に対して半透光性を有する半透光膜と、を有することを特徴とする半導体発光装置。
2. 前記半導体発光素子の側面上には絶縁保護膜が設けられ、前記半透光膜は前記絶縁保護膜上に形成され、
   前記半透光膜は、前記放出光に対して前記絶縁保護膜よりも小さい光透過率を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体発光装置。
3. 前記半透光膜は、その表面に複数の開口部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体発光装置。
4. 前記半透光膜は導電性を有し、前記半透光膜は前記半導体発光素子の半透光電極として機能することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
5. 前記半透光膜上には透明導電体層が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の半導体発光装置。
6. 前記半透光膜は、前記放出光に対して２％乃至８０％の範囲内の光透過率を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
7. 前記半透光膜の各々は、その互いに対向する前記半透光膜が互いに異なる光透過率を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
8. 前記複数の半導体発光素子の各々は、前記搭載基板上に、第１の導電型を有する第１の半導体層、前記発光層及び前記第１の導電型とは反対導電型の第２の半導体層が順次積層された構造を有し、
   前記搭載基板上には、各々が前記搭載基板と前記複数の半導体発光素子の各々との間において前記第１の半導体層に接続され、互いに電気的に分離された個別配線と、前記半透光膜を介して前記第２の半導体層に接続された共通配線と、が形成されていることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか１つに記載の半導体発光装置。
9. 前記複数の半導体発光素子のいずれかは、前記第１の半導体層側から前記第１の半導体層及び前記発光層を貫通して前記第２の半導体層に接続され、前記共通配線に接続されたビア電極を有することを特徴とする請求項８に記載の半導体発光装置。

Images