JP2017079295A - 半導体発光素子アレイ - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性が高い半導体発光素子アレイを提供する。【解決手段】支持基板上の導電層と、導電層上で相互に隣接し主に上面から光を放出する第１および第２のＬＥＤ構造層９１、９２と、各々のＬＥＤ構造層の下面にアノード電極６１およびカソード電極６２を備え、導電層は、第１のＬＥＤ構造層の下方に位置し第１のＬＥＤ構造層のアノード電極に接続する第１の接続領域７１および第１のＬＥＤ構造層のカソード電極に接続する第２の接続領域７２ｍ、第２のＬＥＤ構造層の下方に位置し第２のＬＥＤ構造層のアノード電極に接続する第３の接続領域７２ｓおよび第２のＬＥＤ構造層のカソード電極に接続する第４の接続領域７３、第２の接続領域と第３の接続領域との間に位置し第２の接続領域と第３の接続領域とに連続して設けられ、第２の接続領域側の幅が第３の接続領域側の幅よりも広い配線領域７２ｃを含み、第１〜第４の接続領域は相互に空間的に分離している。【選択図】図４

Description

本発明は、複数の半導体発光素子を含む半導体発光素子アレイに関する。

ＧａＮ等の窒化物半導体を用いた半導体発光素子は、紫外光ないし青色光を発光することができ、さらに蛍光体を利用することにより白色光を発光することができる。このような半導体発光素子は、車両用灯具などの照明器具に利用することができる。高い光出力が必要な照明器具には、一般に、相互に電気的に接続される複数の半導体発光素子が用いられる（たとえば特許文献１〜３）。

特許第３５０５３７４号公報 特開２０１１−１３９０３８号公報 特表２０１１−５１３９５９号公報

本発明の主な目的は、複数の半導体発光素子を含む半導体発光素子アレイについて、その信頼性を向上させることにある。

本発明の主な観点によれば、支持基板と、前記支持基板上に配置される導電層と、前記導電層上に、相互に隣接して配置される第１および第２のＬＥＤ構造層であって、それぞれ、前記導電層に接する下面にアノード電極およびカソード電極を備え、主に上面から光を放出する第１および第２のＬＥＤ構造層と、を有し、前記導電層は、平面視において、前記第１のＬＥＤ構造層の下方に位置し、該第１のＬＥＤ構造層のアノード電極に接続する第１の接続領域、前記第１のＬＥＤ構造層の下方に位置し、該第１のＬＥＤ構造層のカソード電極に接続する第２の接続領域、前記第２のＬＥＤ構造層の下方に位置し、該第２のＬＥＤ構造層のアノード電極に接続する第３の接続領域、前記第２のＬＥＤ構造層の下方に位置し、該第２のＬＥＤ構造層のカソード電極に接続する第４の接続領域、および、前記第２の接続領域と前記第３の接続領域との間に位置し、該第２の接続領域と該第３の接続領域とに連続して設けられ、該第２の接続領域側の幅が、該第３の接続領域側の幅よりも広い配線領域、を含み、前記第１〜第４の接続領域は、相互に空間的に分離している、半導体発光素子アレイ、が提供される。

信頼性が高い半導体発光素子アレイを得ることができる。

および、 図１Ａ〜図１Ｆは、実施例によるＬＥＤ構造層を製造する様子を示す断面図であり、図１Ｇは、実施例によるＬＥＤ構造層を示す平面図である。 図２Ａおよび図２Ｂは、実施例による支持基板を示す断面図および平面図である。 および、 図３Ａ〜図３Ｅは、ＬＥＤ構造層および支持基板を含むＬＥＤアレイを製造する様子を示す断面図である。 図４Ａは、実施例によるＬＥＤアレイを示す平面図であり、図４Ｂは、その一部を拡大して示す平面図であり、図４Ｃは、参考例によるＬＥＤアレイの一部を拡大して示す平面図である。 図５Ａ〜図５Ｄは、実施例によるＬＥＤアレイの変形例、特に配線領域の変形パターンを示す平面図である。 および、 図６Ａおよび図６Ｂは、実施例によるＬＥＤアレイの他の変形例、特に第２接合層の変形パターンを示す平面図である。

本発明者らが検討を行った半導体発光素子アレイ（ＬＥＤアレイ）について説明する。図１〜図４を参照して、そのＬＥＤアレイの製造方法および構造について説明する。

ＬＥＤアレイは、主に、成長基板上に、光半導体積層を含むＬＥＤ構造層を複数形成するとともに（図１Ａ〜図１Ｆ）、当該ＬＥＤ構造層を支持する支持基板を準備し（図２Ａ）、ＬＥＤ構造層と支持基板とを貼り合せて、成長基板をＬＥＤ構造層から分離する（図３Ａ〜図３Ｅ）、ことにより製造される。なお、図中に示される各構成要素の相対的なサイズや位置関係などは、実際のものとは異なっている。

図１Ａ〜図１Ｆは、ＬＥＤ構造層を作製する様子を概略的に示す断面図である。

最初に、図１Ａに示すように、成長基板１１の上方に、有機金属化学気相成長（ＭＯＣＶＤ）法を用いてＧａＮ系半導体からなる光半導体積層２０を形成する。成長基板１１には、Ｃ面サファイア基板を用いる。なお、Ｃ面のほかにも、Ａ面やｍ面など、他の結晶面を用いてもよい。また、成長基板１１には、スピネル、ＺｎＯ等の基板を用いてもよい。

まず、成長基板１１をサーマルクリーニングしたのちに、ＧａＮからなるバッファ層２１を成長する。続いて、Ｓｉ等をドープしたｎ型ＧａＮからなるｎ型半導体層２２、井戸層（ＩｎＧａＮ）および障壁層（ＧａＮ）を含む多重量子井戸構造からなる活性層（発光層）２３、および、Ｍｇ等をドープしたｐ型ＧａＮからなるｐ型半導体層２４を順次成長して光半導体積層２０を形成する。

続いて、図１Ａに示すように、光半導体積層２０表面（ｐ型半導体層２４表面）に、ｐ側電極３０を形成する。具体的には、ｐ型半導体層２４表面に、電子ビーム蒸着法やスパッタ法などにより、たとえば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）／Ａｇ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる多層膜を成膜し、フォトリソグラフィ法やリフトオフ法などによりパターニングして、所定形状のｐ側電極３０を形成する。このとき、ｐ側電極３０は、後工程（図１Ｂ）において、光半導体積層２０にビア２０ｄを形成するための開口部３０ｈを含んでパターニングされる。

次に、図１Ｂに示すように、レジストマスクを用いたドライエッチング法（塩素ガス）により、光半導体積層２０の、ｐ側電極３０の開口部３０ｈに対応する領域をエッチングし、ビア２０ｄを形成する。ビア２０ｄはｐ型半導体層２４および活性層２３を貫通し、ビア２０ｄの底面にはｎ型半導体層２２が露出する。

次に、図１Ｃに示すように、ｐ側電極３０およびビア２０ｄの内側面を覆う絶縁層４０を形成する。まず、ｐ側電極３０上および光半導体積層２０のビア２０ｄ内に、スパッタ法などにより、ＳｉＯ_２膜を成膜する。続いて、レジストマスクを用いたドライエッチング法（ＣＦ４／Ａｒ混合ガス）により、ｐ側電極３０の上面一部およびビア２０ｄの底面部に位置するＳｉＯ_２膜をエッチングし、絶縁層４０を形成する。

ビア２０ｄの底面には、ｎ型半導体層２２が露出している。また、絶縁層４０の一部にはコンタクトホール４０ｈが設けられており、コンタクトホール４０ｈにおいてｐ側電極３０の一部も露出している。なお、絶縁層４０としては、ＳｉＯ_２のほかに、たとえばＳｉＯＮなどのほかの絶縁部材を用いてもよい。

次に、図１Ｄに示すように、光半導体積層２０のビア２０ｄ内に、ｎ型半導体層２２に接触するｎ側電極５０を形成する。まず、絶縁層４０上およびビア２０ｄ内のｎ型半導体層２２が露出する領域に、電子ビーム蒸着法やスパッタ法などにより、Ｔｉ／Ａｇ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる金属多層膜を成膜する。続いて、当該金属多層膜を、リフトオフ法などによりパターニングして、ｎ側電極５０を形成する。

次に、図１Ｅに示すように、絶縁層４０上およびｎ側電極５０上に、第１接合層６０を形成する。まず、絶縁層４０上およびｎ側電極５０上に、電子ビーム蒸着法やスパッタ法などにより、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる金属多層膜を成膜する。続いて、当該金属多層膜を、リフトオフ法などによりパターニングして、間隙６０ｚを含む第１接合層６０を形成する。

第１接合層６０は、間隙６０ｚにより、第１および第２導電領域６１，６２に区分される。第１導電領域６１がｐ側電極３０と接続し、第２導電領域６２がｎ側電極５０と接続する。第１導電領域６１がｐ側電極３０と接する部分をｐコンタクト部６１ｐと呼び、第２導電領域６２がｎ側電極５０と接する部分をｎコンタクト部６２ｎと呼ぶこととする。

次に、図１Ｆに示すように、レジストマスクを用いたドライエッチング法（塩素ガス）により、光半導体積層２０の一部をエッチングして、光半導体積層２０を所望のサイズに分割する。ここで、成長基板１１上の、光半導体積層２０から第１接合層６０までを含む積層構造を、ＬＥＤ構造層と呼ぶこととする。

特に、図中、左側に示される、光半導体積層２０から第１接合層６０までの積層構造を、第１ＬＥＤ構造層９１と呼び、図中、右側に示される、光半導体積層２０から第１接合層６０までの積層構造を、第２ＬＥＤ構造層９２と呼ぶこととする。分割された光半導体積層２０のサイズは、個々のＬＥＤ構造層のサイズに対応する。

第１接合層６０の第１導電領域６１（それに接続するｐ側電極３０）および第１接合層６０の第２導電領域６２（それに接続するｎ側電極５０）を介して、光半導体積層２０にそれぞれ正孔および電子を注入すると、それら正孔および電子は活性層２３において再結合し、この再結合にかかるエネルギが光（および熱）として放出される。光半導体積層２０から第１接合層６０までを含む積層構造を１つのＬＥＤ素子と見ると、第１接合層６０の第１導電領域６１は当該素子のアノード電極、第２導電領域６２は当該素子のカソード電極、とみなすことができる。

図１Ｇに、ＬＥＤ構造層の概略平面図を示す。ＬＥＤ構造層９１，９２各々（それらの光半導体積層２０）の平面形状は、長辺（縦方向）が約４５０μｍ、短辺（横方向）が約３００μｍ、の略長方形である。

ＬＥＤ構造層９１，９２各々の上面には、アノード電極（第１接合層６０の第１導電領域）６１とカソード電極（第１接合層６０の第２導電領域）６２とが、間隙６０ｚを空けて設けられている。第１接合層６０全体と光半導体積層２０とはほぼ同じ平面サイズである。

アノード電極６１は、ＬＥＤ構造層９１，９２各々の周縁部に配置される。第２ＬＥＤ構造層９２については、第１ＬＥＤ構造層９１に近い縁部に配置されることが好ましい。また、カソード電極６２は、アノード電極６１を避けて、ＬＥＤ構造層９１，９２各々のほぼ全面に設けられる。

なお、図中において、アノード電極６１がｐ側電極３０と接触している部分（ｐコンタクト部６１ｐ）、および、カソード電極６２がｎ側電極５０と接触している部分（ｎコンタクト部６２ｎ）、はそれぞれ点線で示されている。図中では、ｐコンタクト部６１ｐおよびｎコンタクト部６２ｎ（ないしｎ側電極５０）は、それぞれ円形で示されているが、矩形であってもよい。

ＬＥＤ構造層９１，９２各々には、たとえば６個のｎ側電極５０が、光半導体積層２０面内に均等に分布して設けられている。ｐコンタクト部６１ｐ（アノード電極６１）は、いずれのｎコンタクト部６２ｎ（ないしｎ側電極５０）に極端に近くならないように設けることが好ましい。ここでは、ｐコンタクト部６１ｐは、近接する２つのｎコンタクト部６２ｎから等距離に位置するように形成されている。

図２Ａは、支持基板を準備する様子を概略的に示す断面図である。まず、支持基板１２としてＳｉ基板を用意する。支持基板１２には、Ｓｉのほかにも、サファイアやＧａＮ、また、Ｇｅ、Ｍｏ、ＣｕＷ、ＡｌＮ等を用いることができる。

次に、当該Ｓｉ基板１２の表面を熱酸化することにより、ＳｉＯ_２からなる絶縁膜１２ａを形成する。その後、支持基板１２（絶縁膜１２ａ）上に、スパッタ法などによりＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ／ＡｕＳｎからなる、膜厚１．５μｍ程度の金属多層膜を成膜し、フォトリソグラフィ法やリフトオフ法などによりパターニングして、複数の導電領域（ここでは第１〜第３導電領域７１〜７３）を含む第２接合層７０を形成する。

図２Ｂに、第２接合層の平面パターンを示す。第２接合層７０は、たとえば第１〜第３導電領域７１〜７３を含む。後述するように（図３Ａおよび図４Ａ）、第１導電領域７１が第１ＬＥＤ構造層９１のアノード電極６１に接続し、第２導電領域７２が第１ＬＥＤ構造層９１のカソード電極６２および第２ＬＥＤ構造層９２のアノード電極６１に接続し、第３導電領域７３が第２ＬＥＤ構造層９１のカソード電極６２に接続する（図１Ｇ参照）。

図３Ａおよび図３Ｂは、準備した支持基板と、作製したＬＥＤ構造層（図１Ｆに示すＬＥＤ構造層を上下反転して示している）と、を貼り合せる様子を概略的に示す断面図である。

まず、図３Ａに示すように、支持基板１２とＬＥＤ構造層９１，９２とを対向配置する。具体的には、第２接合層７０の第１導電領域７１が第１ＬＥＤ構造層９１のアノード電極６１に対向し、第２接合層７０の第２導電領域７２が第１ＬＥＤ構造層９１のカソード電極６２および第２ＬＥＤ構造層９２のアノード電極６１に対向し、第２接合層７０の第３導電領域７３が第２ＬＥＤ構造層９２のカソード電極６２に対向するように、支持基板１２およびＬＥＤ構造層９１，９２を配置する。

次に、図３Ｂに示すように、第１接合層６０と第２接合層７０とを接触させ、３ＭＰａで加圧しながら２００℃に加熱した状態で、２分間保持する。続いて、室温まで冷却して、第１接合層６０と第２接合層７０とを融着接合する。これにより、ＬＥＤ構造層９１，９２が、支持基板１２上に固定される。

図３Ｃ〜図３Ｅは、ＬＥＤ構造層と成長基板とを分離する様子を概略的に示す断面図である。

まず、図３Ｃに示すように、レーザリフトオフ法により、光半導体積層２０と成長基板１１とを分離する。具体的には、成長基板１１側から光半導体積層２０にＫｒＦエキシマレーザ光を照射し、バッファ層２１の一部を熱分解する。これにより、ＬＥＤ構造層９１，９２（光半導体積層２０）と成長基板１１とが分離する。

次に、図３Ｄに示すように、光半導体積層２０のｎ型半導体層２３表面に、いわゆるマイクロコーン構造層（微細凹凸層）２２ａを形成する。具体的には、ｎ型半導体層２２表面を、ＴＭＡＨ（水酸化フェニルトリメチルアンモニウム）水溶液（温度約７０℃，濃度約２５％）などによりウエットエッチングする。

次に、図３Ｅに示すように、ｎ型半導体層２２（マイクロコーン構造層２２ａ）上に、化学気相堆積（ＣＶＤ）法などにより、ＳｉＯ_２などからなる表面保護膜８０を形成する。その後、レーザスクライブまたはダイシングにより、ＬＥＤ構造層９１，９２を包含する所定のサイズに、支持基板１２を分割する。

以上により、ＬＥＤアレイ１００が完成する。ＬＥＤ構造層９１，９２は、アノード電極およびカソード電極から電力供給されることにより、主にｎ型半導体層２２側から光、たとえば青色光を出射する。なお、支持基板１２上に、ＬＥＤ構造層９１，９２を覆って、黄色光を放出する蛍光層（たとえば蛍光体材料を含む樹脂部材）を形成し、全体として白色光を出射するＬＥＤアレイを作製してもよい。

図４Ａは、支持基板上に形成された第２接合層と、第２接合層上に配置されたＬＥＤ構造層と、の配置関係を示す平面図である。ＬＥＤ構造層９１，９２（ないしそれらの光半導体積層２０）の外縁を破線で示し、それらのアノード電極６１、カソード電極６２、ｐコンタクト部６１ｐ、および、ｎコンタクト部６２ｎを点線で示す。

第２接合層の第１導電領域７１は、第１ＬＥＤ構造層９１から露出する部分と、第１ＬＥＤ構造層９１の下方に潜り込んでそのアノード電極６１に接続する部分と、を有する。また、第２接合層の第２導電領域７２は、第１ＬＥＤ構造層９１の下方でそのカソード電極６２に接続する部分と、隣接する第２ＬＥＤ構造層９２に向かって伸長し、第２ＬＥＤ構造層９２の下方に潜り込んでそのアノード電極６１に接続する部分と、を有する。さらに、第２接合層の第３導電領域７３は、第２ＬＥＤ構造層９２の下方でそのカソード電極６２に接続する部分と、第２ＬＥＤ構造層９２から露出する部分と、を有する。

第１導電領域７１（露出部分）および第３導電領域７３（露出部分）は、電源などの電力供給手段に接続される。なお、図示されない他のＬＥＤ構造層を介して、電力供給手段に接続してもかまわない。

第１ＬＥＤ構造層９１および第２ＬＥＤ構造層９２は、電気的に直列に接続されている。つまり、第１導電領域７１（特にその露出部分）から、第１ＬＥＤ構造層９１のアノード電極６１、第１ＬＥＤ構造層９１のカソード電極６２、第２導電領域７２、第２ＬＥＤ構造層９２のアノード電極６１、第２ＬＥＤ構造層９２のカソード電極６２を経て、第３導電領域７３（特にその露出部分）に至る経路が、電流経路（順方向）となる。

図４Ｂは、第２接合層において、ＬＥＤ構造層の間隙に位置する部分を拡大して示す平面図である。ここで、改めて、第２接合層の第２導電領域７２を、３つの領域に区画する。

１つ目の領域は、第１ＬＥＤ構造層９１に下方に配置される領域、つまり平面視において第１ＬＥＤ構造層９１と重なる領域であって、これをメイン領域７２ｍと呼ぶこととする。２つ目の領域は、第１ＬＥＤ構造層９１と第２ＬＥＤ構造層９２との間に位置し、露出する部分（間隙部）Ｃｅ、および、第２ＬＥＤ構造層９２の下方に潜り込んで、平面視においてｐコンタクト部６１ｐの縁部まで延在する部分（潜在部）Ｃｐ、を含む領域であって、これを配線領域７２ｃと呼ぶこととする。３つ目の領域は、配線領域７２ｃ（潜在部Ｃｐ）からさらに第２ＬＥＤ構造層９２の内部に向かって延在する領域であって、これをサブ領域７２ｓと呼ぶこととする。

メイン領域７２ｍは、主に、第１ＬＥＤ構造層９１のカソード電極６２と接続する。サブ領域７２ｓは、主に、第２ＬＥＤ構造層９２のアノード電極６１と接続する。

配線領域７２ｃは、主に、メイン領域７２ｍとサブ領域７２ｓとを接続する繋ぎ配線の役割を果たす。配線領域７２ｃは、メイン領域７２ｍに接続する部分（間隙部側の縁部）の幅Ｗ１が、サブ領域７２ｓに接続する部分（潜在部側の縁部）の幅Ｗ２よりも広い平面パターンを有している。具体的には、間隙部Ｃｅは、メイン領域７２ｍ側から潜在部Ｃｐに向かって連続的に幅が狭くなる台形状の平面形状を有し、潜在部Ｃｐは幅が一定である矩形状の平面形状を有する。メイン領域７２ｍ側の幅Ｗ１は、たとえば１５０μｍ程度であり、サブ領域７２ｃ側の幅Ｗ２は、たとえば３０μｍ程度である。

図４Ｃは、参考例による第２接合層の一部を示す平面図である。本発明者らは、上記したような実施例によるＬＥＤアレイを４つ作製し、さらに、図４Ｃに示すような、配線領域７２ｃの幅Ｗが一定（３０μｍ）である、参考例によるＬＥＤアレイを３つ作製した。なお、参考例によるＬＥＤアレイは、配線領域の平面パターンを除いて、実施例によるＬＥＤアレイと同様の構造を有している。

本発明者らは、これらのＬＥＤアレイに対して、信頼性試験（ヒートショック試験ないし製品寿命試験）を実施した。具体的には、雰囲気温度を、１５分周期で、低温状態（−４０℃）と高温状態（１２５℃）とに切り換えながら、高温状態の際に、個々のＬＥＤアレイ（ないしＬＥＤ構造層）に電流（約１００ｍＡ）を流して、それらの発光／非発光を確認した。

実施例によるＬＥＤアレイ（図４Ｂ）では、高低温状態の切替えを１０００サイクル以上行っても、非発光となるＬＥＤアレイは発生しなかった。一方、参考例によるＬＥＤアレイ（図４Ｃ）では、高低温状態の切替えを１００サイクル行った時点で、１つのＬＥＤアレイが発光していなかった。この試験から、配線領域７２ｃを図４Ｂのような平面パターンにすることにより、ＬＥＤアレイの信頼性が格段に向上することがわかった。

なお、非発光となった参考例によるＬＥＤアレイ（図４Ｃ）を分析したところ、配線領域７２ｃ、特にメイン領域７２ｍとの接続部分が著しく劣化し、破断・断線していることが分かった。このような破断・断線は、比較的大きな電流を流す際に生じるエレクトロマイグレーションによるものと推察される。エレクトロマイグレーションは、急激に電流経路が狭くなる（電流密度が増加する）箇所、つまりメイン領域７２ｍと配線領域７２ｃとの接合部分のような箇所において、特に顕著に生じ得る。

本発明者らの考察によれば、メイン領域と配線領域との接続部分は、急激に電流経路が狭くならないようにすることが、信頼性向上（ＬＥＤアレイの高寿命化）の観点から、望ましい。つまり、ＬＥＤアレイの信頼性を向上させるためには、配線領域の、メイン領域側の幅Ｗ１は、できるだけ大きくすることが好ましい。一方で、発光強度分布の均一性の観点から、サブ領域（ないし第２ＬＥＤ構造層のアノード電極）はできるだけ小さいことが好ましく、そのため、配線領域の、サブ領域側の幅Ｗ２は、できるだけ小さいことが好ましい。

以上より、配線領域は、少なくとも、メイン領域側の幅Ｗ１がサブ領域側の幅Ｗ２よりも広くなっていることが望ましい。本発明者らのさらなる検討によれば、幅Ｗ１が幅Ｗ２に対して１．０４倍以上広くなっていれば、ＬＥＤアレイの信頼性向上について優位な効果を奏し得る。

図４Ａを再度参照する。配線領域７２ｃとｎコンタクト部６２ｎとの間には、好適な配置関係がある。

台形状の配線領域７２ｃ（間隙部Ｃｅ）の脚（側面）に沿った延長線Ｔｒ１，Ｔｒ２を想定する。また、矩形状の配線領域７２（潜在部Ｃｐ）の側面に沿った延長線（平行線）Ｙ１，Ｙ２を想定する（つまり線Ｙ１，Ｙ２の間隔は、潜在部Ｃｐの幅Ｗ２に等しい）。さらに、線Ｔｒ１と線Ｙ１との間に区画される領域を仮想領域ＶＡ１、線Ｙ１と線Ｙ２との間に区画される領域を仮想領域ＶＡ２、線Ｙ２と線Ｔｒ２との間に区画される領域を仮想領域ＶＡ３、と呼ぶこととする。

第２ＬＥＤ構造層９２側のｐコンタクト部６１ｐに最も近い、第１ＬＥＤ構造層９１側の２つのｎコンタクト部６２ｎは、仮想領域ＶＡ１，ＶＡ３内にそれぞれ配置されている。また、仮想領域ＶＡ２内にはｎコンタクト部６２ｎは配置されていない。

第１ＬＥＤ構造層９１のｎコンタクト部６２ｎから第２ＬＥＤ構造層９２のｐコンタクト部６１ｐに向かって流れる電流（図中に矢印付きの点線として概略的に示す）は、配線領域７２ｃ内において、主に、台形状である配線領域７２ｃの脚に近い部分（両脇部分）に沿って流れる。配線領域７２ｃおよびｎコンタクト部６２ｎをこのような配置関係にすることによって、配線領域７２ｃ（特にメイン領域７２ｍとの接合部分近傍）の中央部分（たとえば仮想領域ＶＡ２と重なる部分）における、急激な電流密度の増加をより効果的に抑制することができる。

図５Ａ〜図５Ｄは、実施例による第２接合層の変形パターンを示す平面図である。上記の本発明者らの考察によれば、第２接合層、特にその配線領域の平面パターンが以下のような平面パターンであっても、信頼性向上の効果が期待される。

具体的には、配線領域７２ｃは、図５Ａに示すような平面パターンでもよい。つまり、間隙部Ｃｅが、潜在部Ｃｐに向かって徐々に幅が狭くなる直角台形状の平面形状を有し、潜在部Ｃｐはが矩形状の平面形状を有する、平面パターンでもよい。また、図５Ｂに示すように、間隙部Ｃｅが凸形状の平面形状を有し、潜在部Ｃｐが矩形状の平面形状を有する、平面パターンでもよい。

さらには、間隙部Ｃｅを、図５Ｃに示すように、台形Ｔｒの脚（側面）を膨らませたような平面形状にしてもよいし、図５Ｄに示すように、台形Ｔｒの脚を萎ませたような平面形状にしてもよい。このように、配線領域７２ｃにおいて、メイン領域７２ｍ側の幅が、サブ領域７２ｓ側の幅よりも広ければ、ＬＥＤアレイの信頼性向上に貢献するものと考えられる。なお、配線領域７２ｃの形状は、その幅が、メイン領域７２ｍ側からサブ領域７２ｓ側に向かって、徐々に狭くなっていく（連続的に減少していく）形状であることが好ましい。

図５Ａ〜図５Ｄに示すいずれの変形パターンに対しても、配線領域７２ｃにおいて、メイン領域７２ｍとの接続部分を下底とし、サブ領域７２ｓ側の、幅が最も狭くなる部分（幅が一定となる部分）を上底とする台形Ｔｒを想定することができる。台形Ｔｒの脚に沿う延長線および台形Ｔｒの上底と幅が等しい平行線を想定したとき、配線領域７２ｃおよびｎコンタクト部６２ｎの配置関係は、図４Ａを参照して説明した配置関係になっていることが望ましい。

図６Ａおよび図６Ｂは、実施例による第２接合層のさらに別の変形パターンを示す平面図である。第２接合層の第１〜第３導電領域７１〜７３の形状・配置位置は、ＬＥＤ構造層の形状・配置位置に合せて、適宜、調整することができる。同様に、配線領域７２ｃの配置位置も変更することができる。

第２接合層は、配線領域７２ｃを２つ以上有していてもよい。この場合、図６Ａに示すように、第３導電領域７３（ないし第２ＬＥＤ構造層９２）に向かって幅が狭くなる、実施例のような配線領域７２ｃを複数有していてもよいし、図６Ｂに示すように、一方が実施例のような配線領域７２ｃであり、他方が、参考例のような、幅が一定である配線領域７２ｃであってもよい。

以上、実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者には自明であろう。

１１…成長基板、１２…支持基板、２０…光半導体積層、２１…バッファ層、２２…ｎ型半導体層、２３…活性層（発光層）、２４…ｐ型半導体層、３０…ｐ側電極、４０…絶縁層、５０…ｎ側電極、６０…第１接合層、６１…アノード電極（第１接合層の第１導電領域）、６２…カソード電極（第１接合層の第２導電領域）、７０…第２接合層、７１…第２接合層の第１導電領域、７２…第２接合層の第２導電領域、７２ｍ…メイン領域、７２ｃ…配線領域、７２ｓ…サブ領域、Ｃｅ…配線領域の間隙部、Ｃｐ…配線領域の潜在部、７３…第２接合層の第３導電領域、８０…保護膜、９０，９１…ＬＥＤ構造層、１００…ＬＥＤアレイ。

Claims (5)

1. 支持基板と、
   前記支持基板上に配置される導電層と、
   前記導電層上に、相互に隣接して配置される第１および第２のＬＥＤ構造層であって、それぞれ、前記導電層に接する下面にアノード電極およびカソード電極を備え、主に上面から光を放出する第１および第２のＬＥＤ構造層と、
   を有し、
   前記導電層は、平面視において、
   前記第１のＬＥＤ構造層の下方に位置し、該第１のＬＥＤ構造層のアノード電極に接続する第１の接続領域、
   前記第１のＬＥＤ構造層の下方に位置し、該第１のＬＥＤ構造層のカソード電極に接続する第２の接続領域、
   前記第２のＬＥＤ構造層の下方に位置し、該第２のＬＥＤ構造層のアノード電極に接続する第３の接続領域、
   前記第２のＬＥＤ構造層の下方に位置し、該第２のＬＥＤ構造層のカソード電極に接続する第４の接続領域、および、
   前記第２の接続領域と前記第３の接続領域との間に位置し、該第２の接続領域と該第３の接続領域とに連続して設けられ、該第２の接続領域側の幅が、該第３の接続領域側の幅よりも広い配線領域、
   を含み、前記第１〜第４の接続領域は、相互に空間的に分離している、半導体発光素子アレイ。
2. 前記導電層の配線領域は、
   前記第１および第２のＬＥＤ構造層の間隙に位置する間隙部、および、
   前記間隙部に連続して設けられ、前記第２のＬＥＤ構造層の下方に潜り込む潜在部、
   から構成される請求項１記載の半導体発光素子アレイ。
3. 前記導電層の配線領域は、前記第２の接続領域側から前記第３の接続領域側に向かって、連続的に幅が狭くなる部分を有する請求項１または２記載の半導体発光素子アレイ。
4. 前記間隙部の平面形状は、台形であり、
   前記潜在部の平面形状は、矩形である、
   請求項３記載の半導体発光素子アレイ。
5. 前記第１および第２のＬＥＤ構造層各々は、
   前記導電層側から、ｐ型半導体層、発光性を有する活性層、ｎ型半導体層が順次積層する光半導体積層、
   前記導電層側から、前記ｐ型半導体層および前記活性層を貫通して、前記ｎ型半導体層に接触し、かつ、前記カソード電極と接続する複数のｎ側電極、および、
   前記導電層側において、前記ｐ型半導体層の表面に接触し、かつ、前記アノード電極と接続するｐ側電極、
   を含む、請求項１〜４いずれか１項記載の半導体発光素子アレイ。

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