JP2022190483A - 半導体発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】放熱性の高い半導体発光装置を提供する。【解決手段】半導体発光装置は、半導体発光素子、サブマウント、第１及び第２金属接合部を備えている。半導体発光素子は、素子基板と、第１導電型半導体層、発光層及び第２導電型半導体層を含む半導体積層部と、第１導電型半導体層上の第１接触領域と接触するように配置された第１電極部と、第２導電型半導体層上の第２接触領域と接触するように配置された第２電極部とを有している。サブマウントは、第３電極部及び第４電極部を有している。第１金属接合部は第１電極部と第３電極部とを電気的に接続し、第２金属接合部は第２電極部と第４電極部とを電気的に接続する。第２電極部は、第４電極部と対向しない非対向領域を有し、非対向領域から第１電極部までの最短距離Ｌ１が２μｍ以上８５μｍ以下となっているか、又は、非対向領域から第１金属接合部までの最短距離Ｌ２が２μｍ以上９５μｍ以下となっている。【選択図】図１

Description

本開示は半導体発光装置に関する。

半導体発光素子とサブマウントを備える半導体発光装置としては、例えば特許文献１に記載の構成が知られている。

特開２０１６－１８１６７４号公報

本開示の一態様においては、半導体発光装置を提供する。半導体発光装置は、半導体発光素子、サブマウント、第１金属接合部、および第２金属接合部を備える。半導体発光素子は、素子基板と、第１導電型半導体層、発光層、および第２導電型半導体層を含む半導体積層部と、第１導電型半導体層上の第１接触領域と接触するように配置された第１電極部と、第２導電型半導体層上の第２接触領域と接触するように配置された第２電極部と、を有する。サブマウントは、第３電極部および第４電極部を有する。第１金属接合部は、第１電極部と第３電極部とを電気的に接続する。第２金属接合部は、第２電極部と第４電極部とを電気的に接続する。第２電極部は、第４電極部と対向しない非対向領域を有する。
半導体発光装置では、非対向領域から第１電極部までの最短距離Ｌ１が２μｍ以上８５μｍ以下となっているか、または、非対向領域から第１金属接合部までの最短距離Ｌ２が２μｍ以上９５μｍ以下となっていてもよい。
非対向領域からの距離が最も短い第１金属接合部の厚みＴ１は、非対向領域からの距離が最も短い第２金属接合部の厚みＴ２よりも薄くてよい。第１金属接合部の厚みＴ１は、第２金属接合部の厚みＴ２の８７％以上９９％以下であってよい。
サブマウントは、半導体発光素子の素子基板の主面を基準に最大で１度傾斜していてよい。素子基板の主面から第４電極部までの距離は、素子基板の主面から第３電極部までの距離よりも大きくてよい。
第１金属接合部および第２金属接合部の少なくとも一方は、金およびスズを含む合金であってよい。第１金属接合部および第２金属接合部の少なくとも一方は、金であってよい。
サブマウントは、窒化アルミニウム、アルミナ、アルミニウム、銅、またはアルミニウムもしくは銅を含む合金のいずれかを含む電極保持部を有してよい。

なお、上記の発明の概要は、本開示の特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、本開示の半導体発光装置となりうる。

第１の例の半導体発光装置における半導体発光素子の一構成例を示す平面模式図である。 第１の例の半導体発光装置における半導体発光素子のＡ－Ａ’面の一構成例を示す断面模式図である。 第１の例の半導体発光装置の一構成例を示す平面模式図である。 第１の例の半導体発光装置の一構成例を示す断面模式図である。 第１の例の半導体発光装置の一構成例を示す断面模式図である。 第１の例の半導体発光装置の一構成例を示す拡大断面模式図である。 第２の例の半導体発光装置の一構成例を示す断面模式図である。 第３の例の半導体発光装置の一構成例を示す断面模式図である。 第４の例の半導体発光装置の一構成例を示す断面模式図である。

以下、発明の実施の形態を通じて本開示に係る半導体発光装置を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

１．実施形態
以下、本開示の実施形態に係る半導体発光装置の第１の例から第３の例について詳細に説明する。

１．１ 第１の例
図１から図５を参照して、本開示の一実施形態に係る第１の例の半導体発光装置１について説明する。図４に示すように、半導体発光装置１は、半導体発光素子１０、サブマウント２０、第１金属接合部３０および第２金属接合部４０を備えている。
以下、半導体発光装置１の各部の構成を詳細に説明する。

［半導体発光素子］
図１は本開示の一つの実施形態に係る第１の例の半導体発光装置１における半導体発光素子１０の一構成例を示す平面模式図である。図２は、図１における半導体発光素子１０のＡ－Ａ’断面の一構成例を示す断面模式図である。

半導体発光素子１０は、素子基板１１と、半導体積層部１２と、第１電極部１３と、第２電極部１４とを有している。
半導体積層部１２は、第１導電型半導体層１２１と、発光層１２２と、第２導電型半導体層１２３とを有している。
第１導電型半導体層の一部１２１Ａと、発光層１２２と、第２導電型半導体層１２３とは、メサ構造１２Ａとなっている。

第１電極部１３は、第１導電型半導体層の他の一部１２１Ｂの一部（第１接触領域の一例）上に配置されている。第１導電型半導体層の他の一部１２１Ｂは、第１導電型半導体層１２１のうちのメサ構造１２Ａを構成しない部分である。
第２電極部１４は、第２導電型半導体層１２３の少なくとも一部（第２接触領域の一例）上に配置されている。

半導体発光素子１０は、第１電極部１３上に配置された第１金属接合部と、第２電極部１４上に配置された第２金属接合部とを介して図示しないサブマウントと接合される。ここで、図１および図２中、第１金属接合部が配置される領域Ｂ１は一点破線で示され、第２金属接合部が配置される領域Ｂ２は点線で示されている。

図３は、図１に示した半導体発光素子１０とサブマウント２０とを第１金属接合部３０と第２金属接合部４０とで接合した半導体発光装置１の一構成例を示す平面模式図である。なお、図３では、サブマウント２０の第３電極部２１外形を示す第３電極部の外周線２１Ｌと第４電極部２２の外形を示す第４電極部の外周線２２Ｌのみを示している。また、図３では、第１金属接合部３０の外周線を一点破線で示し、第２金属接合部４０の外周線を点線で示している。図４は、図３に示した半導体発光装置１のＡ－Ａ’断面の一構成例を示す断面模式図である。
図３及び図４に示すように、半導体発光装置１の第２電極部１４は、サブマウント２０の第４電極部２２と対向しない非対向領域１４Ａを有している。
ここで、「非対向領域」とは、第２電極部のうち、半導体発光装置を平面視したときに第４電極部と重複しない領域を意味する。非対向領域の大きさは特に制限されないが、位置ずれ量を顕微鏡などで確認して安定生産を確保するという観点から１０００μｍ^２以上７０００μｍ^２以内が好ましく、２０００μｍ^２以上７０００μｍ^２以内であることがより好ましい場合がある。

図５Ａは、図３に示した半導体発光装置１のＢ－Ｂ’断面の一構成例を示す断面模式図である。また、図５Ｂは、図５Ａにおいて一点鎖線で示す部分を拡大して示す拡大断面模式図であり、非対向領域１４Ａから第１電極部１３までの最短距離をＬ１で示し、非対向領域１４Ａから第１金属接合部３０までの最短距離をＬ２で示している。
非対向領域１４Ａから第１電極部１３までの「最短距離Ｌ１」は、第２電極部１４の非対向領域１４Ａのいずれかの表面から、第１電極部１３のいずれかの表面までの距離のうち、最も短い距離を意味する。最短距離Ｌ１の測定方法は特に制限されないが、一般には、平面視において第２電極部１４の非対向領域１４Ａと第１電極部１３との距離が最も短くなる領域を含んだ断面を撮像し、上述した最短距離Ｌ１を測定することが可能である。
また、非対向領域１４Ａから第１金属接合部３０までの「最短距離Ｌ２」は、第２電極部１４の非対向領域１４Ａのいずれかの表面から、第１金属接合部３０のいずれかの表面までの距離のうち、最も短い距離を意味する。最短距離Ｌ２の測定方法は特に制限されないが、一般には、平面視において第２電極部１４の非対向領域１４Ａと第１金属接合部３０との距離が最も短くなる領域を含んだ断面を撮像し、上述した最短距離Ｌ２を測定することが可能である。

半導体発光装置１では、非対向領域１４Ａから第１電極部１３までの最短距離Ｌ１が２μｍ以上８５μｍ以下となっているか、または、非対向領域１４Ａから第１金属接合部３０までの最短距離Ｌ２が２μｍ以上９５μｍ以下となっている。すなわち、半導体発光装置１では、最短距離Ｌ１が２μｍ以上８５μｍ以下かつ最短距離Ｌ２が２μｍ以上９５μｍ以下の範囲外であってよく、最短距離Ｌ２が２μｍ以上９５μｍ以下かつ最短距離Ｌ１が２μｍ以上８５μｍ以下の範囲外であってよい。また、半導体発光装置１では、最短距離Ｌ１が２μｍ以上８５μｍ以下かつ最短距離Ｌ２が２μｍ以上９５μｍ以下であってよい。

最短距離Ｌ１が２μｍ以上８５μｍ以下であることにより、第１金属接合部３０と第２電極部１４とのアライメント性を確保しつつ第１電極部１３と第２電極部１４との距離が一定以上に保たれて放熱性が向上するという効果を奏する。最短距離Ｌ１は、２μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上２０μｍ以下であることがより好ましい場合がある。

最短距離Ｌ２が２μｍ以上９５μｍ以下であることにより、第１金属接合部３０と第２金属接合部４０との短絡の発生を抑制しつつ第１金属接合部３０と第２金属接合部４０との距離が一定以上に保たれて放熱性が向上するという効果を奏する。最短距離Ｌ２は、２μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、１０μｍ以上４０μｍ以下であることがより好ましい場合がある。

１．２ 第２の例
図６を参照して、本開示の一実施形態に係る第２の例の半導体発光装置２について説明する。図６は、半導体発光装置２の断面の一構成例を示す断面模式図である。
半導体発光装置２は、半導体発光装置１と同様に半導体発光素子１０、サブマウント２０、第１金属接合部３０および第２金属接合部４０を備えている。また、半導体発光装置２は、非対向領域１４Ａからの距離が最も短い第１金属接合部３０の厚みＴ１が、非対向領域からの距離が最も短い第２金属接合部４０の厚みＴ２よりも厚い点で、半導体発光装置１と相違する。

以下、半導体発光装置２の構成を詳細に説明する。なお、半導体発光装置２を構成する半導体発光素子１０およびサブマウント２０の構成、ならびに半導体発光装置２の平面視における構成は、半導体発光装置１と同様（図１から図４参照）であるため説明を省略する。

図６では、非対向領域１４Ａからの距離が最も短い第１金属接合部３０の厚みをＴ１で示し、非対向領域１４Ａからの距離が最も短い第２金属接合部４０の厚みをＴ２で示している。
図６に示すように、非対向領域１４Ａからの距離が最も短い第１金属接合部３０は、一般には、第１金属接合部３０のうち平面視において第２電極部１４の非対向領域１４Ａに最も近い位置に配置された第１金属接合部３０である。非対向領域１４Ａからの距離が最も短い第２金属接合部４０も同様である。

本実施形態において、「厚み」は、素子基板１１の主面に対して垂直な方向における対象物を含む領域の長さを意味する。本実施形態の半導体発光装置１において、第１金属接合部３０は第１電極部１３と第３電極部２１とを電気的に接続している。このため、一般に、第１金属接合部３０の厚みＴ１は第１電極部１３から第３電極部２１までの距離となる。また、第２金属接合部４０は第２電極部１４と第４電極部２２とを電気的に接続している。このため、一般には、第２金属接合部４０の厚みＴ２は第２電極部１４から第４電極部２２までの距離となる。

非対向領域１４Ａからの距離が最も短い第１金属接合部３０の厚みＴ１が、非対向領域１４Ａからの距離が最も短い第２金属接合部４０の厚みＴ２よりも薄いことにより、非対向領域１４Ａで発生する熱を第２金属接合部４０から放散させる効果を高めるという効果を奏する。第１金属接合部３０の厚みＴ１は、第２金属接合部４０の厚みＴ２の８７％以上９９％以下であることが好ましい。第１金属接合部３０の厚みＴ１を第２金属接合部４０の厚みＴ２の８７％以上９９％以下とすることにより、第１金属接合部３０および第２金属接合部４０にかかる荷重を均一化することができ、接合面積を安定にすることができるため好ましい。

１．３ 第３の例
図７を参照して、本開示の一つの実施形態に係る第３の例の半導体発光装置３について説明する。図７は、半導体発光装置３の断面の一構成例を示す断面模式図である。
半導体発光装置３は、半導体発光装置１と同様に半導体発光素子１０、サブマウント２０、第１金属接合部３０および第２金属接合部４０を備えている。また、半導体発光装置３は、サブマウント２０が半導体発光素子１０の素子基板１１の主面を基準に最大で１度傾斜している点で、半導体発光装置１と相違する。

以下、半導体発光装置３の構成を詳細に説明する。なお、半導体発光装置３を構成する半導体発光素子１０およびサブマウント２０の構成、ならびに半導体発光装置３の平面視における構成は、半導体発光装置１と同様（図１から図４参照）であるため説明を省略する。

図７には、素子基板１１の主面に対して垂直な方向における素子基板１１からサブマウント２０までの距離が最も短くなる点（Ｈｍｉｎ）と、最も長くなる点（Ｈｍａｘ）とを示している。第３の例の半導体発光装置３におけるサブマウント２０は、素子基板１１の主面に対してθ度傾斜していることが理解される。

素子基板１１の主面を基準とするサブマウント２０の傾斜角度θは、素子基板１１の主面に対して垂直な方向における素子基板１１からサブマウント２０までの距離が最も短かくなる点Ｈｍｉｎと、最も長くなる点Ｈｍａｘとを含んだ断面から測定される。傾斜角度θの測定方法は特に制限されないが、上述した点Ｈｍｉｎと点Ｈｍａｘとを含む断面のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope：走査電子顕微鏡）画像から測定することが可能である。

第３の例の半導体発光装置３では、サブマウント２０が、半導体発光素子１０の素子基板１１の主面を基準に最大で１度傾斜している。すなわち、素子基板１１の主面を基準とするサブマウント２０の傾斜角度θは、０度超１度以下となっている。これにより、第２電極部１４の非対向領域１４Ａの放熱性を向上させるという効果を奏する。半導体発光素子１０の実装傾きのばらつきを考慮しつつ放熱性を向上させる観点から、傾斜角度θは０．０５度以上1度以下であることが好ましく、０．０５度以上０．５度以下であることがより好ましい。

図７では、素子基板１１の主面から第４電極部２２までの距離が、素子基板１１の主面から第３電極部２１までの距離よりも大きくなっている。これにより、第４電極部２２での熱放散効果が高まり、非対向領域１４Ａで発生する熱を効率的に放散することが可能となる。しかしながら、半導体発光装置３はこのような構成に限られない。効率的な放熱性の観点から、素子基板１１の主面から第４電極部２２までの距離は、素子基板１１の主面から第３電極部２１までの距離よりも小さくてよい。

１．４ 第４の例
図８を参照して、本開示の一つの実施形態に係る第４の例の半導体発光装置４について説明する。図８は、半導体発光装置４の断面の一構成例を示す断面模式図である。
半導体発光装置４は、半導体発光装置１と同様に半導体発光素子１０、サブマウント２０、第１金属接合部３０および第２金属接合部４０を備えている。また、半導体発光装置４は、第１の例における球状の第１金属接合部３０と第２金属接合部４０とを、平坦な形状としている点で半導体発光装置１と相違する。また、半導体発光装置４では、平坦な形状の第２金属接合部４０が第１電極部１３と電気的に接続しないように、第１電極部１３の表面が絶縁部５０で覆われている。

１．５ 各半導体発光装置の各部の構成
以下、上述した第１の例の半導体発光装置１から第４の例の半導体発光装置４に共通する各部の構成上の特徴について説明する。

＜素子基板＞
上述した各実施形態の半導体発光装置１～４における素子基板１１としては、素子基板１１の上層側に第１導電型半導体層１２１を形成可能な材料であれば特に制限されない。素子基板１１を構成する材料としては、具体的にはサファイア、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＭｇＯ、Ｇａ_２Ｏ_３、ＺｎＯ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、あるいはこれらの混晶素子基板等が挙げられる。
素子基板１１の上層側に形成する第１導電型半導体層１２１との格子定数差が小さく、格子整合系で成長させることで貫通転位を少なくできる観点や、ホールガス発生のための格子歪みを大きくできる観点から、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ等の窒化物半導体をバルクとする単結晶素子基板や、ある材料上に成長されたＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ等の窒化物半導体層（テンプレートとも称される）を素子基板１１として用いることが好ましい。素子基板１１には不純物が混入していてもよい。
また、素子基板１１は、光取り出し向上の観点から、半導体積層部１２が形成される面と反対側の面が加工されたものであってもよい。

＜半導体積層部＞
半導体積層部１２は、素子基板１１上に形成された第１導電型半導体層１２１と、第１導電型半導体層の一部１２１Ａ上に形成された発光層１２２と、発光層１２２上に形成された第２導電型半導体層１２３とを有する。図１に示すように、第１導電型半導体層の一部１２１Ａは、メサ構造１２Ａの一部である第１導電型半導体層１２１である。
本実施形態における半導体発光素子１０は、上述した素子基板１１および半導体積層部１２の他にバッファ層やバリア層、コンタクト層等の他の機能を発現させるための層をさらに備えていてもよい。

本実施形態における半導体発光素子１０において、「第１導電型」「第２導電型」とは、一方がｎ型導電型の場合は他方がｐ型導電型であることを意味する。すなわち、第１導電型半導体層がｎ型の場合は、第２導電型半導体層がｐ型となる。生産性と発光効率の観点から、第１導電型半導体層１２１がｎ型であり、第２導電型半導体層１２３がｐ型であることが好ましい。

半導体積層部１２を形成する方法は特に制限されないが、素子基板１１上にＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy：分子線エピタキシー法）やＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属気相成長法）等の公知の製膜装置を用いて各層を積層し、フォトリソグラフィー法でマスクパターンを形成し、ドライエッチングやウエットエッチングにより所望の領域をエッチングすることにより形成することが可能である。
以下、半導体積層部１２の各層について説明する。

（第１導電型半導体層）
第１導電型半導体層１２１は、図１に示すように、素子基板１１上に直接設けられていてもよい。また、素子基板１１上に第１導電型半導体層１２１以外の層が設けられ、その上に第１導電型半導体層１２１が設けられていてもよい。例えば、素子基板１１上にバッファ層が設けられ、このバッファ層の上に第１導電型半導体層１２１としてｎ型ＡｌＧａＮ層が設けられ、その上に発光層１２２が設けられていてもよい。

第１導電型半導体層１２１は、窒化物半導体であれば特に制限はされないが、高い発光効率を実現する観点からＡｌＮ，ＧａＮ，ＩｎＮの混晶であることが望ましい。第１導電型半導体層１２１には、Ｐ、Ａｓ、ＳｂといったＶ族元素や、Ｃ、Ｈ、Ｆ、Ｏ、Ｍｇ、Ｓｉといった不純物が混入していてもよい。

（発光層）
発光層１２２は、図１に示すように、第１導電型半導体層の一部１２１Ａ上に直接設けられていてメサ構造１２Ａの一部を構成していてもよい。また、第１導電型半導体層の一部１２１Ａ上に発光層１２２以外の層が設けられ、その上に発光層１２２が設けられていてもよい。発光層１２２の形成位置は特に限定はされない。具体的には、第１導電型半導体層の一部１２１Ａ上にアンドープＡｌＧａＮ層が設けられ、アンドープＡｌＧａＮ層上に発光層１２２が設けられていてもよい。

発光層１２２は窒化物半導体層であれば特に制限はされないが、高い発光効率を実現する観点からＡｌＮ，ＧａＮ，ＩｎＮの混晶で形成されていることが望ましい。発光層１２２には、Ｎの他にＰ、Ａｓ、Ｓｂといった他のＶ族元素や、Ｃ、Ｈ、Ｆ、Ｏ、Ｍｇ、Ｓｉといった不純物が混入していてもよい。また、発光層１２２は、量子井戸構造でも単層構造でもよいが、高い発光効率を実現する観点から少なくとも１つの井戸構造を有していることが望ましい。
また、素子基板１１上に形成する半導体積層部１２の格子整合の観点から、発光層１２２から発せられる紫外線の波長範囲は２１０ｎｍ以上３００ｎｍ以下であることが望ましい。

（第２導電型半導体層）
第２導電型半導体層１２３は、図１に示すように発光層１２２上に直接設けられてメサ構造１２Ａの一部を構成していてもよい。また、発光層１２２上に第２導電型半導体層１２３以外の層が設けられ、その上に第２導電型半導体層１２３が設けられていてもよい。例えば、発光層１２２上に構成元素の比率が連続的または離散的に変化する傾斜組成層が設けられ、その上に第２導電型半導体層１２３が設けられていてもよい。
第２導電型半導体層１２３の形成位置は特に限定はされない。半導体発光素子１０は、発光層１２２と傾斜組成層との間に相対的にバンドギャップの大きいバリア層を更に有していてもよい。また、他の形態では、素子基板１１上に直接または間接的に第２導電型半導体層１２３が設けられていてもよい。

（その他の層）
本実施形態の半導体発光装置１～４における半導体発光素子１０は、半導体積層部１２の少なくとも一部を覆う保護層を備えていても良い。保護層の材料としては、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化アルミニウムや、これらの積層構造が挙げられる。
保護層を形成する方法は特に制限されないが、例えばプラズマＣＶＤ装置、スパッタ装置、真空蒸着装置等により形成することが可能である。

＜第１電極部および第２電極部＞
本実施形態の半導体発光装置１における半導体発光素子１０では、発光層１２２に電力を供給するための第１電極部１３が第１導電型半導体層の他の一部１２１Ｂの第１接触領域に形成され、第２電極部１４が第２導電型半導体層１２３上の第２接触領域に形成されている。
各電極は、例えばＮｉとＡｕとの合金層（典型的には、ｐ型コンタクトに対して使用される）又はＴｉ、Ａｌ、ＴｉおよびＡｕの各層を積層したスタック層（典型的には、ｎ型コンタクトに対して使用される）であり、例えばスパッタリング又は蒸着によって形成される。各電極は、ＵＶ（紫外線）反射器も含んでいてよい。ＵＶ反射器は、光子が半導体層構造から逃げることができないように各電極に向かって発光する光子を再度方向付けする機能を有しており、所望の発光面、例えば底部表面に向けて光子を再度方向付けることによって、デバイスの活性領域において生成される光子の抽出効率を改善するように設計される。
また、各電極の材料は導電性の材料、例えば金、ニッケル、アルミ、チタン及びそれらの組み合わせなどでもよい。

＜サブマウント基板＞
本実施形態に係る半導体発光装置１～４におけるサブマウント２０は、半導体発光素子１０に電力を供給するための部材である。
サブマウント２０は、電極保持部２３と、電極保持部２３によって保持される第３電極部２１および第４電極部２２を有する。電極保持部２３は、例えばセラミックス（窒化アルミニウム、アルミナ等）や、金属（アルミニウム、銅等）や、アルミニウムもしくは銅を含む合金であってよい。電極保持部２３が上述した材料で形成されていることにより、電極保持部２３の耐熱性や耐酸化性を向上させ、半導体発光装置１～４の駆動時にも安定したサブマウント２０を提供することができる。

第３電極部２１、第４電極部２２の材料としては導電性を有するものであれば特に制限されないが、一例としてはＡｇ、Ａｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｗ、Ｃｏ及びＲｈのうちの一つ又は複数を含む材料が挙げられる。

半導体発光素子１０の第１電極部１３および第２電極部１４は、第１金属接合部３０及び第２金属接合部４０により、サブマウント２０にフリップチップ実装されてよい。第１電極部１３は、第１金属接合部３０を介して第３電極部２１に電気的に接続されている。第２電極部１４は、第２金属接合部４０を介して第４電極部２２に電気的に接続されている。熱伝導による放熱性の高さから、第１金属接合部３０及び第２金属接合部４０の少なくとも一方は、金およびスズを含む合金、または金で形成されていることが好ましく、金で形成された金バンプであることがより好ましい。
また、フリップチップ実装により半導体発光素子１０とサブマウント２０とを電気的に接合する方法としては、例えば超音波を用いたＧＧＩ（Gold to Gold Interconnection）法を用いることができる。

１．６ 本実施形態における効果
本開示の一実施形態に係る半導体発光装置は、以下のような効果を有する。
（１）本開示の半導体発光装置では、半導体発光素子の第２電極部が、半導体発光素子と接合されているサブマウントの第４電極部と対向しない領域である非対向領域を有しており、非対向領域から第１電極部までの最短距離Ｌ１が２μｍ以上８５μｍ以下となっているか、または、非対向領域から第１金属接合部までの最短距離Ｌ２が２μｍ以上９５μｍ以下となっている。
最短距離Ｌ１が２μｍ以上８５μｍ以下であることにより、第１金属接合部と第２電極部とのアライメント性を確保しつつ放熱性が向上するという効果を奏する。また、最短距離Ｌ２が２μｍ以上９５μｍ以下であることにより、第１金属接合部と第２金属接合部との短絡の発生を抑制しつつ放熱性が向上するという効果を奏する。

（２）本開示の半導体発光装置では、半導体発光素子の第２電極部が、半導体発光素子と接合されているサブマウントの第４電極部と対向しない領域である非対向領域を有しており、非対向領域からの距離が最も短い第１金属接合部の厚みＴ１が、非対向領域からの距離が最も短い第２金属接合部の厚みＴ２よりも薄くなっている。
これにより、非対向領域で発生する熱を第２金属接合部から放散させる効果を高めるという効果を奏する。
（３）本開示の半導体発光装置では、第１金属接合部の厚みＴ１が第２金属接合部の厚みＴ２の８７％以上９９％以下となっていることが好ましい。
これにより、第１金属接合部および第２金属接合部にかかる荷重を均一化することができ、接合面積を安定にする効果を高めるという効果を奏する。

（４）本開示の半導体発光装置では、半導体発光素子とサブマウントとが第１金属接合部及び第２金属接合部により接合されており、サブマウントが半導体発光素子の素子基板の主面を基準に最大で１度傾斜している。
これにより、第２電極部の非対向領域の放熱性を向上させるという効果を奏する。
（５）本開示の半導体発光装置では、素子基板の主面から、半導体発光素子のメサ構造上に設けられた第２電極部と接合されたサブマウントの第４電極部までの距離が、素子基板の主面から、半導体発光素子のメサ構造ではない領域に設けられた第１電極部と接合されたサブマウントの第３電極部までの距離よりも小さくなっていることが好ましい。
これにより、第４電極部での熱放散効果が高まり、非対向領域で発生する熱を効率的に放散することが可能となる。

（６）本開示の半導体発光装置では、半導体発光素子とサブマウントとを接合する第１金属接合部および第２金属接合部の少なくとも一方が、金およびスズを含む合金、または金であることが好ましい。
これにより、第１金属接合部及び第２金属接合部において熱伝導により放熱性が向上するためである。
（７）本開示の半導体発光装置では、サブマウントが、窒化アルミニウム、アルミナ、アルミニウム、銅、またはアルミニウムもしくは銅を含む合金のいずれかを含む電極保持部を有することが好ましい。
これにより、サブマウントの電極保持部の耐熱性や耐酸化性を向上させ、半導体発光装置の駆動時にも安定したサブマウントを提供することができる。

以上、本開示を実施の形態を用いて説明したが、本開示の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本開示の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１０ 半導体発光素子
１１ 素子基板
１２ 半導体積層部
１２Ａ メサ構造
１２１ 第１導電型半導体層
１２１Ａ 第１導電型半導体層の一部
１２１Ｂ 第１導電型半導体層の他の一部
１２２ 発光層
１２３ 第２導電型半導体層
１３ 第１電極部
１４ 第２電極部
１４Ａ 第２電極部の非対向領域
２０ サブマウント
２１ 第３電極部
２１Ｌ 第３電極部の外周線
２２ 第４電極部
２２Ｌ 第４電極部の外周線
２３ 電極保持部
３０ 第１金属接合部
４０ 第２金属接合部
５０ 絶縁部
Ｂ１ 第１金属接合部が配置される領域（点線）
Ｂ２ 第２金属接合部が配置される領域（一点破線）

Claims (7)

1. 半導体発光素子、サブマウント、第１金属接合部、および第２金属接合部を備え、
   前記半導体発光素子は、
   素子基板と、
   第１導電型半導体層、発光層、および第２導電型半導体層を含む半導体積層部と、
   前記第１導電型半導体層上の第１接触領域と接触するように配置された第１電極部と、
   前記第２導電型半導体層上の第２接触領域と接触するように配置された第２電極部と、
   を有し、
   前記サブマウントは、第３電極部および第４電極部を有し、
   前記第１金属接合部は、前記第１電極部と前記第３電極部とを電気的に接続し、
   前記第２金属接合部は、前記第２電極部と前記第４電極部とを電気的に接続し、
   前記第２電極部は、前記第４電極部と対向しない非対向領域を有し、
   前記非対向領域から前記第１電極部までの最短距離Ｌ１が２μｍ以上８５μｍ以下となっているか、または、前記非対向領域から前記第１金属接合部までの最短距離Ｌ２が２μｍ以上９５μｍ以下となっている
   半導体発光装置。
2. 半導体発光素子、サブマウント、第１金属接合部、および第２金属接合部を備え、
   前記半導体発光素子は、
   素子基板と、
   第１導電型半導体層、発光層、および第２導電型半導体層を含む半導体積層部と、
   前記第１導電型半導体層上の第１接触領域と接触するように配置された第１電極部と、
   前記第２導電型半導体層上の第２接触領域と接触するように配置された第２電極部と、
   を有し、
   前記サブマウントは、第３電極部および第４電極部を有し、
   前記第１金属接合部は、前記第１電極部と前記第３電極部とを電気的に接続し、
   前記第２金属接合部は、前記第２電極部と前記第４電極部とを電気的に接続し、
   前記第２電極部は、前記第４電極部と対向しない非対向領域を有し、
   前記非対向領域からの距離が最も短い前記第１金属接合部の厚みＴ１が、前記非対向領域からの距離が最も短い前記第２金属接合部の厚みＴ２よりも薄い
   半導体発光装置。
3. 前記第１金属接合部の厚みＴ１は、前記前記第２金属接合部の厚みＴ２の８７％以上９９％以下である
   請求項２に記載の半導体発光装置。
4. 半導体発光素子、サブマウント、第１金属接合部、および第２金属接合部を備え、
   前記半導体発光素子は、
   素子基板と、
   第１導電型半導体層、発光層、および第２導電型半導体層を含む半導体積層部と、
   前記第１導電型半導体層上の第１接触領域と接触するように配置された第１電極部と、
   前記第２導電型半導体層上の第２接触領域と接触するように配置された第２電極部と、
   を有し、
   前記サブマウントは、第３電極部および第４電極部を有し、
   前記第１金属接合部は、前記第１電極部と前記第３電極部とを電気的に接続し、
   前記第２金属接合部は、前記第２電極部と前記第４電極部とを電気的に接続し、
   前記第２電極部は、前記第４電極部と対向しない非対向領域を有し、
   前記サブマウントは、前記半導体発光素子の素子基板の主面を基準に最大で１度傾斜している
   半導体発光装置。
5. 前記素子基板の主面から前記第４電極部までの距離は、前記素子基板の主面から前記第３電極部までの距離よりも大きい
   請求項４に記載の半導体発光装置。
6. 前記第１金属接合部および前記第２金属接合部の少なくとも一方は、金およびスズを含む合金、または金である
   請求項１～５のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
7. 前記サブマウントは、窒化アルミニウム、アルミナ、アルミニウム、銅、またはアルミニウムもしくは銅を含む合金のいずれかを含む電極保持部を有する
   請求項１～６のいずれか一項に記載の半導体発光装置。
   

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