JP2018113427A - 窒化物半導体発光装置、発光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】第一電極と各発光部との間の電流の不均一性を抑制するとともに、この抑制のための構成により生じる高発熱部からの放熱を効率的に行う。
【解決手段】窒化物半導体発光装置は、半導体チップ１と、電流供給体に接続される部品２と、第一接続体３と、複数の第二接続体４を有する。半導体チップは、第一窒化物半導体層と、複数の発光部と、複数の発光部に沿って配置された第一電極１４と、発光部の第二窒化物半導体層上にそれぞれ形成された複数の第二電極と、を有する。第一接続体は、複数の発光部のうちの一つとは近く他の一つとは遠い偏った位置に配置され、第一電極から複数の発光部までの間での第一窒化物半導体層の抵抗値が、第一接続体に近い側で第一接続体に遠い側よりも大きい。第一接続体に最も近い発光部の第一電極側端面と第一電極に最も近い第二接続体との距離Ｌ２が、５μｍ以上１００μｍ以下である。
【選択図】図１

Description

この発明は、窒化物半導体発光装置および発光モジュールに関する。

窒化物半導体発光装置には、発光面において発光光量を均一化することが求められている。これに対する提案として、特許文献１には、発光面の中央部よりも周辺部で、給電を担うドット電極を多く配置することにより、従来の窒化物半導体発光装置と比較して発光面内の周辺部で電流を流れやすくすることが記載されている。
フリップチップ構造の窒化物半導体発光装置では、発光素子が形成された半導体チップの電極と、電流供給体に接続されたパッケージ基板の電極とが、金ボールなどの接続体により電気的に接続されている。特許文献２には、フリップチップ構造を有する窒化物半導体発光装置の放熱性を高めるために、ｐ型電極と接続するバンプ（接続体）の形成密度をｎ型電極の近傍で高くすることが記載されている。

特開２０１３−１６８４４４号公報 ＷＯ２００９／６３６３８号パンフレット

この発明の課題は、半導体チップの基板面内に複数の発光部が形成され、複数の発光部に沿って配置された第一電極を有するフリップチップ構造の窒化物半導体発光装置の、静電耐圧および発光効率を高くしながら長寿命を実現するために、第一電極と各発光部との間の電流の不均一性を抑制するとともに、この抑制のための構成により生じる高発熱部からの放熱を効率的に行うことである。

この発明の第一態様の窒化物半導体発光装置は、下記の構成要件(1)〜(6)を有する。
(1)半導体チップを有する。この半導体チップは、(11)基板と、(12)基板上に形成され、厚い部分および薄い部分を有する第一導電型の第一窒化物半導体層と、(13)基板面内に複数形成されたＰＩＮ構造の発光部であって、第一窒化物半導体層上の厚い部分に形成された窒化物半導体活性層と、窒化物半導体活性層上に形成された第二導電型の第二窒化物半導体層と、を有する発光部と、(14)第一窒化物半導体層の薄い部分に形成され、複数の発光部が並ぶ方向に沿って配置された第一電極と、(15)複数の発光部の第二窒化物半導体層上にそれぞれ形成された複数の第二電極と、を有する。

(2)電流供給体に接続される部品を有する。この部品は、半導体チップの第一電極および複数の第二電極にそれぞれ対応する複数の電極が形成された面を有する。
(3)第一接続体を有する。この第一接続体は、半導体チップの第一電極とこれに対応する電流供給体に接続される部品の電極とを電気的に接続している。第一接続体は、複数の発光部のうちの一つとは近く他の一つとは遠い偏った位置に配置されている。
(4)第二接続体を有する。この第二接続体は、半導体チップの複数の第二電極と、これらに対応する電流供給体に接続される部品の電極と、を電気的に接続している。
(5)第一接続体に最も近い発光部の第一電極側端面と、第一電極に最も近い第二接続体と、の距離が、５μｍ以上１００μｍ以下である。

(6)第一電極から複数の発光部までの間での第一窒化物半導体層の抵抗値が、第一接続体に近い側で第一接続体に遠い側よりも大きい。
この発明の第二態様の窒化物半導体発光装置は、上記構成要件(1)〜(5)と下記の構成要件(7)を有する。
(7)第一電極の面積が、第一接続体に近い発光部側で第一接続体に遠い発光部側よりも小さい。
この発明の第三態様の窒化物半導体発光装置は、上記構成要件(1)〜(5)と下記の構成要件(8)を有する。
(8)第一接続体に最も近い発光部は、第二窒化物半導体層と第二電極との間に抵抗値を高める層を有する。

第一態様、第二態様、および第三態様の窒化物半導体発光装置は、半導体チップが基板面内に複数の発光部が形成され、複数の発光部に沿って配置された第一電極を有するフリップチップ構造の窒化物半導体発光装置であって、第一電極と各発光部との間の電流の不均一性が抑制されている。また、電流の不均一性を抑制するための構成により高発熱部が生じるが、この部分からの放熱が効率的に行われる。

第１実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第１実施形態の窒化物半導体発光装置の断面図であって、図１のII−II断面に対応する図である。 第１実施形態の窒化物半導体発光装置の断面図であって、図１のIII−III断面に対応する図である。 第２実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第２実施形態の窒化物半導体発光装置の断面図であって、図４のＶ−Ｖ断面に対応する図である。 第３実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第３実施形態の窒化物半導体発光装置の断面図であって、図６のVII−VII断面に対応する図である。 第４実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第５実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第６実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第７実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第８実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第９実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第１０実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第１１実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第１１実施形態の窒化物半導体発光装置の断面図であって、図１５のＸVI−ＸVI断面に対応する図である。 第１２実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第１３実施形態の窒化物半導体発光装置を示す図であって、半導体チップのパッケージ基板側の面を実線で、パッケージ基板を二点鎖線で示す平面図である。 第１３実施形態の窒化物半導体発光装置の断面図であって、図１８のＸIX−ＸIX断面に対応する図である。

以下、この発明の実施形態について説明するが、この発明は以下に示す実施形態に限定されない。以下に示す実施形態では、この発明を実施するために技術的に好ましい限定がなされているが、この限定はこの発明の必須要件ではない。
［第１実施形態］
＜構成＞
図１〜図３に示すように、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０は、半導体チップ１と、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２と、一個の金ボール（第一接続体）３と、五個の金ボール（第二接続体）４を有する。
半導体チップ１は、基板１１と、基板１１上に形成されたｎ型窒化物半導体層（第一導電型の第一窒化物半導体層）１２と、基板１１の面内に形成された二個（複数）の発光部１３Ａ，１３Ｂと、一個のｎ型電極（第一電極）１４と、二個（複数）のｐ型電極（第二電極）１５Ａ，１５Ｂと、を有する。

基板１１は、例えば、サファイア基板やＡｌＮ基板である。
ｎ型窒化物半導体層１２は、二個の独立した厚い部分１２１Ａ，１２１Ｂと、それ以外の部分である薄い部分１２２を有する。ｎ型窒化物半導体層１２は、例えばｎ−ＡｌＧａＮ層である。
二個の発光部１３Ａ，１３ＢはＰＩＮ構造の発光部であって、それぞれ、厚い部分１２１Ａ，１２１Ｂに形成された窒化物半導体活性層１３１Ａ，１３１Ｂと、窒化物半導体活性層１３１Ａ，１３１Ｂ上に形成されたｐ型窒化物半導体層（第二導電型の窒化物半導体層）１３２Ａ，１３２Ｂと、を有する。つまり、各発光部１３Ａ，１３Ｂは、ｎ型窒化物半導体層１２の厚い部分１２１Ａ，１２１Ｂからなるｎ型クラッド層と、ｐ型窒化物半導体層１３２Ａ，１３２Ｂからなるｐ型クラッド層と、これらのクラッド層に挟まれた窒化物半導体活性層１３１Ａ，１３１Ｂと、で構成されている。

窒化物半導体活性層１３１Ａ，１３１Ｂは、例えば、ＡｌＧａＮからなる量子井戸層とＡｌＮからなる電子バリア層とからなる多重量子井戸構造（ＭＱＷ）を有する層である。ｐ型窒化物半導体層１３２Ａ，１３２Ｂは、例えばｐ−ＧａＮ層である。
ｎ型電極１４は、ｎ型窒化物半導体層１２の薄い部分１２２に形成され、二個の発光部１３Ａ，１３Ｂが並ぶ方向に沿って配置されている。
具体的には、図１に示すように、ｎ型電極１４および発光部１３Ａ，１３Ｂは長方形であって、ｎ型電極１４は縦長に配置され、発光部１３Ａ，１３Ｂは横長に配置されている。発光部１３Ａの長方形の長辺は、発光部１３Ｂの長方形の長辺よりも短い。発光部１３Ａ，１３Ｂは、互いに平行に、ｎ型電極１４に対して垂直に、ｎ型電極１４の範囲内に配置されている。

ｎ型電極１４の図１における上部に金ボール３が配置されている。発光部１３Ａが図１における上側に配置され、発光部１３Ｂは図１における下側に配置されている。つまり、金ボール３は、発光部１３Ａとは近く発光部１３Ｂとは遠い偏った位置に配置されている。
発光部１３Ａとｎ型電極１４との距離Ｌ１１は、発光部１３Ｂとｎ型電極１４との距離Ｌ１２よりも大きい。これにより、ｎ型電極１４から金ボール（第一接続体）３に近い発光部１３Ａまでの間（部分１２２ａ）での抵抗値が、ｎ型電極１４から金ボール３に遠い発光部１３Ｂまでの間（部分１２２ｂ）の抵抗値よりも大きくなっている。

ｐ型電極１５Ａ，１５Ｂは、二個の発光部１３Ａ，１３Ｂのｐ型窒化物半導体層１３２Ａ，１３２Ｂ上に形成されている。
パッケージ基板２の一面２１に、半導体チップ１のｎ型電極１４と向かい合うｎ型電極２４と、半導体チップ１の二個のｐ型電極１５Ａ，１５Ｂとそれぞれ向かい合う二個のｐ型電極２５Ａ，２５Ｂが形成されている。
金ボール３は、半導体チップ１のｎ型電極１４と、パッケージ基板２のｎ型電極２４と、を電気的に接続している。金ボール３は発光部１３Ａと近い位置に配置されている。

金ボール４は、半導体チップ１の二個のｐ型電極１５Ａ，１５Ｂと、パッケージ基板２の二個のｐ型電極２５Ａ，２５Ｂと、をそれぞれ電気的に接続している。金ボール（第二接続体）４は、金ボール（第一接続体）３に近い発光部１３Ａでは二個、金ボール３に遠い発光部１３Ｂでは三個配置されている。
金ボール３に近い発光部１３Ａのｎ型電極１４側の端面１３５Ａと、二個の金ボール４のうちｎ型電極１４に近い金ボール４ａと、の距離Ｌ２が、５μｍ以上１００μｍ以下にある。

＜製法＞
第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０は、従来のフリップチップ構造の窒化物半導体発光装置と同じ方法で製造できる。
すなわち、先ず、半導体チップ１とパッケージ基板２を公知の方法（リソグラフィ工程や蒸着工程を含む方法）で作製する。その際に、半導体チップ１の発光部１３Ａ，１３Ｂおよびｎ型電極１４を図１に示す配置で形成する。ｎ型窒化物半導体層１２の薄い部分１２２は、各発光部１３Ａ，１３Ｂをメサエッチング法で形成することで生じる。次に、半導体チップ１のｎ型電極１４に金ボール３を、発光部１３Ａ，１３Ｂのｐ型電極１５Ａ，１５Ｂに金ボール４を、図１に示す配置で形成する。

次に、一面２１を上に向けてパッケージ基板２を置き、その上方に発光部形成面を下に向けて半導体チップ１を配置し、半導体チップ１を下降させて、金ボール３，４をパッケージ基板２の電極２４，２５Ａ，２５Ｂと接触させ、加熱加圧工程を行う。これにより、半導体チップ１のｎ型電極１４とパッケージ基板２のｎ型電極２４とを金ボール３で、半導体チップ１の二個のｐ型電極１５Ａ，１５Ｂとパッケージ基板２の二個のｐ型電極２５Ａ，２５Ｂとを、金ボール４で接続する。

＜動作＞
第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０は、外部の電流供給体からパッケージ基板２の電極および配線を介して電流を供給することで使用される。パッケージ基板２に供給された電流により、電子は、パッケージ基板２のｎ型電極２４、金ボール３、半導体チップ１のｎ型電極１４、および半導体チップ１のｎ型窒化物半導体層１２の薄い部分１２２を通って、発光部１３Ａ，１３Ｂのｐ型電極１５Ａ，１５Ｂに至る。これに伴い、窒化物半導体活性層１３１Ａ，１３１Ｂから発光する。

窒化物半導体活性層１３１Ａ，１３１Ｂを、ＡｌＧａＮからなる量子井戸層とＡｌＮからなる電子バリア層とからなる多重量子井戸構造とすることで、深紫外領域の波長（２８０ｎｍ以下）を高い効率で発光できる。
また、発光部１３Ａ，１３Ｂの発光により生じた熱は、半導体チップ１のｐ型電極１５Ａ，１５Ｂ、五個の金ボール４、およびパッケージ基板２のｐ型電極２５Ａ，２５Ｂを通って、外部に放出される。また、半導体チップ１のｎ型窒化物半導体層１２、半導体チップ１のｎ型電極１４、一個の金ボール３、およびパッケージ基板２のｎ型電極２４からなるルートでも放熱が行われる。

＜作用、効果＞
図１における距離Ｌ１１と距離Ｌ１２が同じ場合、ｎ型電極１４から各発光部１３Ａ，１３Ｂに移動する電子の量は、金ボール３に近い発光部１３Ａで、金ボール３に遠い発光部１３Ｂよりも多くなる。つまり、ｎ型電極１４と発光部１３Ａとの間と、ｎ型電極１４と発光部１３Ｂとの間とで、流れる電流が不均一になる。
これに対して、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０では、距離Ｌ１１が距離Ｌ１２より大きいため、ｎ型電極１４と二個の発光部１３Ａ，１３Ｂとの間の部分でのｎ型窒化物半導体層１２の抵抗値が、金ボール３に近い発光部１３Ａで、金ボール３に遠い発光部１３Ｂよりも大きくなる。これに伴い、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０によれば、ｎ型電極１４から各発光部１３Ａ，１３Ｂに供給される電子の量を均一にすることができる。つまり、ｎ型電極１４と発光部１３Ａとの間と、ｎ型電極１４と発光部１３Ｂとの間とで、流れる電流を均一にすることができる。その結果、窒化物半導体発光装置１０の静電耐圧および発光効率が高くなる。

距離Ｌ１１の好ましい範囲は２μｍ以上１００μｍ以下である。
距離Ｌ１１は距離Ｌ１２より大きければよいが、距離Ｌ１１が１００μｍを超えると、抵抗値が大きくなり過ぎて、駆動時の発熱量が、後述の放熱対策では対応できない大きさになる場合がある。
距離Ｌ１１が２μｍ未満であると、半導体チップ１の製造時に、リソグラフィ工程や蒸着工程におけるアライメントずれや、設計からの実寸法ずれが生じ易い。このずれにより距離Ｌ１１が設計値通りにならないことで、設計通りの電流均一化効果が得られない。

なお、距離Ｌ１２についても、２μｍ未満であると距離Ｌ１２が設計値通りにならないため、距離Ｌ１２より大きい距離Ｌ１１の下限値は２μｍより大きいこと（例えば、５μｍ）が好ましい。
また、ｎ型電極１４から発光部１３Ａまでの間でのｎ型窒化物半導体層１２の抵抗値が高いことで、ｎ型電極１４と発光部１３Ａとの間の部分１２２ａでの発熱が大きくなる。その対策として、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０では、距離Ｌ２を５μｍ以上１００μｍ以下にすることで、部分１２２ａに生じた熱がｎ型電極１４に近い金ボール４ａから放出され易くしている。その結果、窒化物半導体発光装置１０の寿命が長くなる。

距離Ｌ２が１００μｍを超えると、部分１２２ａに生じた熱の放出性が不十分となる。距離Ｌ２が５μｍ未満であると、半導体チップ１の製造時に、リソグラフィ工程や蒸着工程におけるアライメントずれや、設計からの実寸法ずれが生じ易い。このようなずれが生じると、金ボール４ａがｎ型窒化物半導体層１２に接触して、リーク電流が生じ、 発光効率が低下するおそれがある。
距離Ｌ２の好ましい範囲は５μｍ以上６０μｍ以下であり、より好ましい範囲は５μｍ以上４０μｍ以下である。

［第２実施形態］
図４および図５に示すように、第２実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ａは、半導体チップ１Ａと、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２Ａと、一個の金ボール（第一接続体）３と、メッキ体（第二接続体）５Ａ，５Ｂを有する。
つまり、第２実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ａは、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０の金ボール４に代えて、メッキ体５Ａ，５Ｂを第二接続体として有する。発光部１３Ａとｎ型電極１４との距離Ｌ１１および発光部１３Ｂとｎ型電極１４との距離Ｌ１２は、それぞれ第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０よりも大きい。これ以外の点は第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０と同じである。
発光部１３Ａのメッキ体５Ａは、ｐ型電極１５Ａと重なる面積で形成されている。発光部１３Ｂのメッキ体Ｂは、ｐ型電極１５Ｂより小さい面積で形成されている。

金ボール３に近い発光部１３Ａのｎ型電極１４側の端面１３５Ａと、メッキ体５Ａとの距離Ｌ２は、５μｍ以上１００μｍ以下にある。
第２実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ａは、金ボール４に代えてメッキ体５Ａ，５Ｂを形成することを除いて、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０と同じ方法で製造することができる。
第２実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ａによれば、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０と同じ効果が得られる。また、金ボール４に代えてメッキ体５Ａ，５Ｂを第二接続体として用いることにより、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０よりも、ｐ型電極１５Ａ，１５Ｂとｐ型電極２５Ａ，２５Ｂとの第二接続体による接続面積が大きくなるため、部分１２２ａの放熱効率をさらに高くできるという効果も得られる。

［第３実施形態］
図６および図７に示すように、第３実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｂは、半導体チップ１Ｂと、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２Ｂと、一個の金ボール（第一接続体）３と、四個の金ボール（第二接続体）４を有する。
第３実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｂでは、ｎ型電極１４の金ボール３に近い発光部１３Ａに配置される金ボール４の数が一個である。また、発光部１３Ａとｎ型電極１４との距離Ｌ１１および発光部１３Ｂとｎ型電極１４との距離Ｌ１２は、それぞれ第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０よりも大きい。これらの点以外は、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０と同じである。
第３実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｂによれば、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０と同じ効果が得られる。

［第４実施形態］
図８に示すように、第４実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｄは、半導体チップ１Ｄと、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２Ｄと、一個の金ボール（第一接続体）３と、六個の金ボール（第二接続体）４を有する。
半導体チップ１Ｄは、基板１１と、基板１１上に形成されたｎ型窒化物半導体層（第一導電型の第一窒化物半導体層）１２と、基板１１の面内に形成された四個（複数）の発光部１３Ａ〜１３Ｄと、一個のｎ型電極（第一電極）１４と、四個（複数）のｐ型電極（第二電極）１５Ａ〜１５Ｄと、を有する。

発光部１３Ａ，１３Ｂはｎ型電極１４に対して、図１に示す第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０の半導体チップ１と同様に配置されている。発光部１３Ｃ，１３Ｄは、発光部１３Ａ，１３Ｂに対して、ｎ型電極１４を中心とした線対称となる配置で存在する。つまり、金ボール３は、発光部１３Ａ，１３Ｃ側とは近く発光部１３Ｂ，１３Ｃとは遠い偏った位置に配置されている。
発光部１３Ａとｎ型電極１４との距離Ｌ１１は、発光部１３Ｂとｎ型電極１４との距離Ｌ１２よりも大きい。同様に、発光部１３Ｃとｎ型電極１４との距離Ｌ１１は、発光部１３Ｄとｎ型電極１４との距離Ｌ１２よりも大きい。これにより、ｎ型電極１４から金ボール（第一接続体）３に近い発光部１３Ａ，１３Ｃまでの間（部分１２２ａ）での抵抗値が、ｎ型電極１４から金ボール３に遠い発光部１３Ｂ，１３Ｄまでの間（部分１２２ｂ）での抵抗値よりも大きくなっている。

また、ｎ型電極１４の金ボール３に近い発光部１３Ａ，１３Ｃには、一個の金ボール４ａが配置され、この金ボール４ａと発光部１３Ａ，１３Ｃのｎ型電極１４側の端面１３５Ａとの距離Ｌ２が、５μｍ以上１００μｍ以下の範囲にある。
パッケージ基板２Ｄの一面には、半導体チップ１のｎ型電極１４と向かい合うｎ型電極２４と、半導体チップ１の四個のｐ型電極１５Ａ〜１５Ｄとそれぞれ向かい合う四個のｐ型電極が形成されている。
これらの点以外は第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０と同じである。
第４実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｄによれば、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０と同じ効果が得られる。

［第５実施形態］
図９に示すように、第５実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｅは、半導体チップ１Ｅと、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２Ｅと、一個の金ボール（第一接続体）３と、五個の金ボール（第二接続体）４を有する。
半導体チップ１Ｅは、三個の発光部１３Ａ〜１３Ｃを有する。発光部１３Ａ〜１３Ｃは、互いに平行に、ｎ型電極１４に対して垂直に、ｎ型電極１４の範囲内に配置されている。
ｎ型電極１４の図９における上部に金ボール３が配置されている。三個の発光部１３Ａ〜１３Ｃは、図９における上側から下側に向けて、発光部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの順に配置されている。つまり、金ボール３は、発光部１３Ａとは近く発光部１３Ｂとは遠い偏った位置に配置されている。

発光部１３Ａとｎ型電極１４との距離Ｌ１１、発光部１３Ｂとｎ型電極１４との距離Ｌ１２、発光部１３Ｃとｎ型電極１４との距離Ｌ１３は、Ｌ１１＞Ｌ１２＞Ｌ１３となっている。これにより、ｎ型電極１４から三個の発光部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃまでの間（部分１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｃ）でのｎ型窒化物半導体層１２の抵抗値Ｒａ，Ｒｂ，Ｒｃが、Ｒａ＞Ｒｂ＞Ｒｃとなっている。つまり、上記部分の抵抗値が、金ボール（第一接続体）３に近い側で、金ボール３に遠い側よりも大きくなっている。

また、ｎ型電極１４の金ボール３に最も近い発光部１３Ａには、一個の金ボール４ａが配置され、この金ボール４ａと発光部１３Ａのｎ型電極１４側の端面１３５Ａとの距離Ｌ２が、５μｍ以上１００μｍ以下の範囲にある。
パッケージ基板２Ｅの一面には、半導体チップ１Ｅのｎ型電極１４と向かい合うｎ型電極２４と、半導体チップ１Ｅの三個のｐ型電極１５Ａ〜１５Ｃとそれぞれ向かい合う三個のｐ型電極が形成されている。
これらの点以外は第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０と同じである。
第５実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｅによれば、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０と同じ効果が得られる。

［第６実施形態］
図１０に示すように、第６実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｆは、半導体チップ１Ｆと、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２Ｆと、二個の金ボール（第一接続体）３と、三個の金ボール（第二接続体）４を有する。
半導体チップ１Ｆは二個の発光部１３Ａ，１３Ｂを有し、二個の金ボール３は、発光部１３Ａの隣に存在し、発光部１３Ｂの隣には存在しない。つまり、金ボール３は、発光部１３Ａとは近く発光部１３Ｂとは遠い偏った位置に配置されている。
また、ｎ型電極１４の金ボール３に最も近い発光部１３Ａには、一個の金ボール４ａが配置され、この金ボール４ａと発光部１３Ａのｎ型電極１４側の端面１３５Ａとの距離Ｌ２が、５μｍ以上１００μｍ以下の範囲にある。
上記以外の点は第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０と同じである。
第６実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｆによれば、二個の金ボール３を有することで、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０よりも、高抵抗となっている部分１２２ａに生じた熱のｎ型電極１４側の放熱経路での放出効率が高くなる。

［第７実施形態］
図１１に示すように、第７実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｇは、半導体チップ１Ｇと、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２Ｇと、一個の金ボール（第一接続体）３と、三個の金ボール（第二接続体）４を有する。
半導体チップ１Ｇは、以下の点を除いて、第６実施形態の半導体チップ１Ｆと同じである。二個の発光部１３Ａ，１３Ｂの間に枝電極１７を有し、枝電極１７はｎ型電極１４と連続している。枝電極１７はｎ型電極であり、枝電極１７とｎ型電極１４は、同じ薄膜に対するパターニング工程で同時に形成されている。
第７実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｇによれば、枝電極１７を有することで、第６実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｆよりも、発光部１３Ａ，１３Ｂへ供給される電子の量が多くなる効果が得られる。

［第８実施形態］
図１２に示すように、第８実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｈは、半導体チップ１Ｈと、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２Ｈと、一個の金ボール（第一接続体）３と、三個の金ボール（第二接続体）４を有する。
半導体チップ１Ｈは、以下の点を除いて第７実施形態の半導体チップ１Ｇと同じである。枝電極１７と平行でｎ型電極１４と連続する電極１８を、発光部１３Ａの図１４における上側と、発光部１３Ｂの図１４における下側に有する。枝電極１７および電極１８はｎ型電極であり、枝電極１７と電極１８とｎ型電極１４は、同じ薄膜に対するパターニング工程で同時に形成されている。
第８実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｈによれば、電極１８を有することで、第７実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｇよりも、発光部１３Ａ，１３Ｂへ供給される電子の量が多くなる効果が得られる。

［第９実施形態］
図１３に示すように、第９実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｊは、半導体チップ１Ｊと、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２Ｊと、一個の金ボール（第一接続体）３と、五個の金ボール（第二接続体）４を有する。
半導体チップ１Ｊは、以下の点を除いて第８実施形態の半導体チップ１Ｈと同じである。
二個の発光部１３Ａ，１３Ｂが、ｎ型電極１４の反対側で結合された状態で一体に形成されている。つまり、二個の発光部１３Ａ，１３Ｂの各層が一体化されて、ｐ型窒化物半導体層１３２などとして存在し、各発光部１３Ａ，１３Ｂ用のｐ型電極も一体化されたｐ型電極１５として存在する。

また、発光部１３Ａ，１３Ｂが結合されている部分の外側にも、ｎ型電極１４と平行な電極１９が配置され、二個の電極１８が電極１９により繋がっている。電極１９もｎ型電極である。ｎ型電極１４、枝電極１７、および電極１８，１９が、同じ薄膜に対するパターニング工程で同時に形成されている。
パッケージ基板２Ｊの一面には、半導体チップ１Ｊのｎ型電極１４と向かい合うｎ型電極２４と、半導体チップ１Ｊのｐ型電極１５と向かい合うｐ型電極が形成されている。
第９実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｊによれば、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０と同じ効果が得られるだけでなく、二個の発光部１３Ａ，１３Ｂが結合されていることで、別々に形成されている場合よりも発光量が多くなる効果も得られる。また、発光部１３Ａ，１３Ｂが結合されている側に電極１９が配置されていることにより、発光部１３Ａ，１３Ｂへ供給される電子の量が多くなる効果も得られる。

［第１０実施形態］
図１４に示すように、第１０実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｋは、半導体チップ１Ｋと、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２Ｋと、二個の金ボール（第一接続体）３と、三個の金ボール（第二接続体）４を有する。
半導体チップ１Ｋは、ｎ型電極（第一電極）１４を二個有し、二個のｎ型電極１４は間隔を開けて平行に配置されている。二個のｎ型電極１４の間に、二個の発光部１３Ａ，１３Ｂが、互いに平行に、ｎ型電極１４に対して垂直に配置されている。
発光部１３Ａは発光部１３Ｂより、ｎ型電極１４の間隔方向（図１４における左右方向）での長さが短い。発光部１３Ａ，１３Ｂは、この長さの中心同士を揃えて配置されている。これにより、発光部１３Ａと各ｎ型電極１４との距離Ｌ１１は、発光部１３Ｂと各ｎ型電極１４との距離Ｌ１２よりも大きくなっている。また、金ボール３は、発光部１３Ａとは近く発光部１３Ｂとは遠い偏った位置に配置されている。

これにより、ｎ型電極１４から金ボール（第一接続体）３に近い発光部１３Ａまでの間（部分１２２ａ）の抵抗値が、ｎ型電極１４から金ボール３に遠い発光部１３Ｂまでの間（部分１２２ｂ）の抵抗値よりも大きくなっている。
金ボール（第二接続体）４は、金ボール（第一接続体）３に近い発光部１３Ａでは一個、金ボール３に遠い発光部１３Ｂでは二個配置されている。また、金ボール３に近い発光部１３Ａの各ｎ型電極１４側の端面１３５Ａと金ボール４ａとの距離Ｌ２が、５μｍ以上１００μｍ以下の範囲にある。

パッケージ基板２Ｋの一面には、半導体チップ１の二つのｎ型電極１４と向かい合う二つのｎ型電極２４と、半導体チップ１の二個のｐ型電極１５Ａ，１５Ｂとそれぞれ向かい合う二個のｐ型電極が形成されている。
第１０実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｋによれば、第１実施形態の窒化物半導体発光装置１０と同じ効果が得られる。また、ｎ型電極１４を二個設けて各ｎ型電極１４に一個ずつ合計二個の金ボール３を有することで、金ボール３が一個配置されたｎ型電極１４を一個設けた場合よりも、高抵抗となっている部分１２２ａに生じた熱のｎ型電極１４側の放熱経路での放出効率が高くなる。

［第１１実施形態］
図１５に示すように、第１１実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｌは、半導体チップ１Ｌと、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２Ｌと、一個の金ボール（第一接続体）３と、六個の金ボール（第二接続体）４を有する。
半導体チップ１Ｌは、以下の点を除いて第１実施形態の半導体チップ１と同じである。
半導体チップ１Ｌは、半導体チップ１の発光部１３Ｂと同じものを、二個の発光部１３Ａ，１３Ｂとして有する。発光部１３Ａとｎ型電極１４との距離Ｌ１１は、発光部１３Ｂとｎ型電極１４との距離Ｌ１２と同じである。

ｎ型窒化物半導体層１２のｎ型電極１４と発光部１３Ａとの間の部分１２２ａは、図１６（ａ）に示すように、薄い部分１２２よりもさらに薄くなっている。あるいは、部分１２２ａは、図１６（ｂ）に示すように、薄い部分１２２と同じ厚さであるが、結晶ダメージ部（結晶の欠陥または組成抜けが生じている部分）となっている。結晶ダメージ部は、メサエッチング後に、ｎ型窒化物半導体層１２の部分１２２ａに対してエッチングを行うことで形成できる。

このように、Ｌ１１＝Ｌ１２とした場合でも、ｎ型電極１４と発光部１３Ａとの間の部分１２２ａを、厚さを薄くしたり結晶ダメージ部にしたりすることで、ｎ型電極１４から発光部１３Ａまでの間（部分１２２ａ）での抵抗値を、ｎ型電極１４から発光部１３Ｂまでの間（部分１２２ｂ）よりも高抵抗とすることができる。これに伴い、第１１実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｌによれば、ｎ型電極１４と発光部１３Ａとの間と、ｎ型電極１４と発光部１３Ｂとの間とで、流れる電流を均一にすることができる。
また、５μｍ≦Ｌ２≦１００μｍを満たすことで、高抵抗となっている部分１２２ａの金ボール４ａを介した放熱が効率的に行われる。

［第１２実施形態］
図１７に示すように、第１２実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｍは、半導体チップ１Ｍと、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２Ｍと、一個の金ボール（第一接続体）３と、六個の金ボール（第二接続体）４を有する。
第１２実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｍは、以下の点を除いて、第１１実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｌと同じである。
半導体チップ１Ｍのｎ型電極１４は、金ボール３に近い発光部１３Ａの隣に存在する部分１４ａの幅が、金ボール３に遠い発光部１３Ｂの隣に存在する部分１４ｂの幅より狭い平面形状を有する。つまり、ｎ型電極１４の面積が、金ボール３に近い発光部１３Ａ側で、金ボール３に遠い発光部１３Ｂ側よりも小さい。電極の面積が広いほど抵抗値は低くなる。

このように、Ｌ１１＝Ｌ１２とした場合でも、ｎ型電極１４を上述の平面形状にすることで、部分１４ａと部分１４ｂが同じ面積である場合と比較して、ｎ型電極１４からの電子を、金ボール３に遠い発光部１３Ｂへ流れ易くすることができる。これにより、ｎ型電極１４と発光部１３Ａとの間と、ｎ型電極１４と発光部１３Ｂとの間とで、流れる電流を均一にすることができる。
また、発光部１３Ａとｎ型電極１４との間の部分１２２ａが高発熱部となるが、５μｍ≦Ｌ２≦１００μｍを満たすことで、この部分１２２ａの金ボール４ａを介した放熱が効率的に行われる。

［第１３実施形態］
図１８および図１９に示すように、第１３実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｎは、半導体チップ１Ｎと、パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）２Ｎと、一個の金ボール（第一接続体）３と、六個の金ボール（第二接続体）４を有する。
第１３実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｎは、以下の点を除いて、第１１実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｌと同じである。
発光部１３Ａとｎ型電極１４との間の部分１２２ａは、発光部１３Ｂとｎ型電極１４との間の部分１２２ｂと同じになっている。金ボール３に近い発光部１３Ａは、ｐ型窒化物半導体層１３２Ａとｐ型電極１５Ａとの間に絶縁層１３３を有する。なお、絶縁層１３３に代えて、コンタクト抵抗の高い電極を設けてもよい。

第１３実施形態の窒化物半導体発光装置１０Ｎでは、絶縁層１３３を設けることにより、ｎ型電極１４から金ボール３に近い発光部１３Ａへ供給される電子の量を少なくしている。
これにより、Ｌ１１＝Ｌ１２としながら、ｎ型電極１４と発光部１３Ａとの間と、ｎ型電極１４と発光部１３Ｂとの間とで、流れる電流を均一にすることができる。
また、５μｍ≦Ｌ２≦１００μｍを満たすことで、高抵抗体である絶縁層１３３に発生する熱の金ボール４ａを介した放出が効率的に行われる。

［発光モジュール］
第一態様、第二態様、および第三態様の窒化物半導体発光装置は、各発光部が紫外線発光部である場合、紫外線ランプに代わるものとして使用できる。
つまり、第一態様、第二態様、および第三態様の窒化物半導体発光装置を備えた発光モジュールとしては、紫外線発光モジュールが挙げられる。

１０ 窒化物半導体発光装置
１ 半導体チップ
２ パッケージ基板（電流供給体に接続される部品）
３ 金ボール（第一接続体）
４ 金ボール（第二接続体）
１１ 基板
１２ ｎ型窒化物半導体層（第一導電型の第一窒化物半導体層）
１３Ａ 発光部
１３Ｂ 発光部
１３Ｃ 発光部
１４ ｎ型電極（第一電極）
１４ａ 金ボール３に近い発光部１３Ａの隣に存在する部分
１４ｂ 金ボール３に遠い発光部１３Ｂの隣に存在する部分
１５Ａ，１５Ｂ ｐ型電極（第二電極）
１２２ａ ｎ型窒化物半導体層の発光部１３Ａとｎ型電極１４との間の部分
１２２ｂ ｎ型窒化物半導体層の発光部１３Ｂとｎ型電極１４との間の部分
１２２ｃ ｎ型窒化物半導体層の発光部１３Ｃとｎ型電極１４との間の部分
１３３ 絶縁層（抵抗を高める層）

Claims (11)

1. (a)基板と、
   前記基板上に形成され、厚い部分および薄い部分を有する第一導電型の第一窒化物半導体層と、
   前記基板面内に複数形成されたＰＩＮ構造の発光部であって、前記第一窒化物半導体層上の前記厚い部分に形成された窒化物半導体活性層と、前記窒化物半導体活性層上に形成された第二導電型の第二窒化物半導体層と、を有する発光部と、
   前記第一窒化物半導体層の前記薄い部分に形成され、複数の前記発光部が並ぶ方向に沿って配置された第一電極と、
   前記複数の発光部の前記第二窒化物半導体層上にそれぞれ形成された複数の第二電極と、
   を有する半導体チップ、
   (b)前記第一電極および前記複数の第二電極にそれぞれ対応する複数の電極が形成された面を有し、電流供給体に接続される部品、
   (c)前記半導体チップの前記第一電極とこれに対応する前記部品の電極とを電気的に接続している第一接続体、
   および
   (d)前記半導体チップの前記複数の第二電極とこれらに対応する前記部品の電極とを電気的に接続している第二接続体
   を有し、
   前記第一接続体は、複数の前記発光部のうちの一つとは近く他の一つとは遠い偏った位置に配置され、
   前記第一電極から複数の前記発光部までの間での前記第一窒化物半導体層の抵抗値が、前記第一接続体に近い側で前記第一接続体に遠い側よりも大きく、
   前記第一接続体に最も近い前記発光部の前記第一電極側端面と、前記第一電極に最も近い前記第二接続体と、の距離が、５μｍ以上１００μｍ以下である窒化物半導体発光装置。
2. 前記第一接続体に近い側で前記第一接続体に遠い側よりも、前記第一電極と前記発光部との距離が大きいことで、前記抵抗値が大きくなっている請求項１記載の窒化物半導体発光装置。
3. 前記第一接続体に最も近い前記発光部と、前記第一電極の前記発光部側の端面と、の距離が、２μｍ以上１００μｍ以下である請求項２記載の窒化物半導体発光装置。
4. (a)基板と、
   前記基板上に形成され、厚い部分および薄い部分を有する第一導電型の第一窒化物半導体層と、
   前記基板面内に複数形成されたＰＩＮ構造の発光部であって、前記第一窒化物半導体層上の前記厚い部分に形成された窒化物半導体活性層と、前記窒化物半導体活性層上に形成された第二導電型の第二窒化物半導体層と、を有する発光部と、
   前記第一窒化物半導体層の前記薄い部分に形成され、複数の前記発光部が並ぶ方向に沿って配置された第一電極と、
   前記複数の発光部の前記第二窒化物半導体層上にそれぞれ形成された複数の第二電極と、
   を有する半導体チップ、
   (b)前記第一電極および前記複数の第二電極にそれぞれ対応する複数の電極が形成された面を有し、電流供給体に接続される部品、
   (c)前記半導体チップの前記第一電極とこれに対応する前記部品の電極とを電気的に接続している第一接続体、
   および
   (d)前記半導体チップの前記複数の第二電極とこれらに対応する前記部品の電極とを電気的に接続している第二接続体
   を有し、
   前記第一接続体は、複数の前記発光部のうちの一つとは近く他の一つとは遠い偏った位置に配置され、
   前記第一電極の面積が、前記第一接続体に近い前記発光部側で前記第一接続体に遠い前記発光部側よりも小さく、
   前記第一接続体に最も近い前記発光部の前記第一電極側端面と、前記第一電極に最も近い前記第二接続体と、の距離が、５μｍ以上１００μｍ以下である窒化物半導体発光装置。
5. (a)基板と、
   前記基板上に形成され、厚い部分および薄い部分を有する第一導電型の第一窒化物半導体層と、
   前記基板面内に複数形成されたＰＩＮ構造の発光部であって、前記第一窒化物半導体層上の前記厚い部分に形成された窒化物半導体活性層と、前記窒化物半導体活性層上に形成された第二導電型の第二窒化物半導体層と、を有する発光部と、
   前記第一窒化物半導体層の前記薄い部分に形成され、複数の前記発光部が並ぶ方向に沿って配置された第一電極と、
   前記複数の発光部の前記第二窒化物半導体層上にそれぞれ形成された複数の第二電極と、
   を有する半導体チップ、
   (b)前記第一電極および前記複数の第二電極にそれぞれ対応する複数の電極が形成された面を有し、電流供給体に接続される部品、
   (c)前記半導体チップの前記第一電極とこれに対応する前記部品の電極とを電気的に接続している第一接続体、
   および
   (d)前記半導体チップの前記複数の第二電極とこれらに対応する前記部品の電極とを電気的に接続している第二接続体
   を有し、
   前記第一接続体は、複数の前記発光部のうちの一つとは近く他の一つとは遠い偏った位置に配置され、
   前記第一接続体に最も近い前記発光部は、前記第二窒化物半導体層と前記第二電極との間に抵抗値を高める層を有し、
   前記第一接続体に最も近い前記発光部の前記第一電極側端面と、前記第一電極に最も近い前記第二接続体と、の距離が、５μｍ以上１００μｍ以下である窒化物半導体発光装置。
6. 前記距離が５μｍ以上６０μｍ以下である請求項１、４、５のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光装置。
7. 前記距離が５μｍ以上４０μｍ以下である請求項１、４、５のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光装置。
8. 前記半導体チップは、隣り合う前記発光部間に配置されて前記第一電極と連続する枝電極を有する請求項１、４、５のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光装置。
9. 複数の前記発光部は、前記第一電極および前記枝電極と干渉しない位置で結合された状態で一体に形成されている請求項８記載の窒化物半導体発光装置。
10. 前記第一窒化物半導体層はｎ−ＡｌＧａＮ層であり、
    前記窒化物半導体活性層は、ＡｌＧａＮからなる量子井戸層とＡｌＮからなる電子バリア層とからなる多重量子井戸構造を有する層であり、
    前記第二窒化物半導体層はｐ−ＧａＮ層である請求項１、４、５のいずれか一項に記載の窒化物半導体発光装置。
11. 請求項１、４、５の何れか一項に記載の窒化物半導体発光装置を備える発光モジュール。

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