JP7216295B2 - 発光素子 - Google Patents
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Description
本発明は、発光素子に関する。
特許文献１には、基板の主面上に、光を発する活性構造を含み、上面視形状が三角形である半導体層部が形成された半導体発光素子が開示されている。特許文献２には、上面視形状が三角形である半導体層上に、接続部と延伸部とを備える電極構造が設けられた発光素子が開示されている。
上述した上面視形状が三角形である半導体層部を有する発光素子において、電流の偏りを低減し発光分布を改善することが望まれる。本発明の一実施形態は、発光分布が改善された発光素子を提供することを課題とする。
本発明の一実施形態に係る発光素子は、第１導電型の第１半導体層と、第２導電型の第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に位置する活性層と、を有する上面視形状が三角形である半導体積層体と、前記第１半導体層上に設けられ、第１接続部と、前記第１接続部から延伸する第１延伸部と、を有する第１電極と、前記第２半導体層上に設けられ、第２接続部と、前記第２接続部から延伸する第２延伸部と、を有する第２電極と、を備え、前記半導体積層体は、第１辺と、前記第１辺と連続する第２辺と、前記第１辺と前記第２辺とを接続する第３辺と、を有し、前記第１延伸部は、前記第１接続部から前記第２接続部に向かって延伸する第１部分を有し、前記第２延伸部は、前記第１辺と沿った部分を含む第２部分と、前記第２辺と沿った部分を含む第３部分と、前記第２部分と連続し前記第３辺と沿った部分を含む第４部分と、前記第３部分と連続し前記第３辺と沿った部分を含む第５部分と、を有する。
本発明の一実施形態によれば、発光分布が改善された発光素子を提供できる。
（第１実施形態）
以下、本実施形態に係る発光素子の詳細について説明する。
なお、以下の説明において参照する図面は、本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、上面図、断面図の間において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
以下、本実施形態に係る発光素子の詳細について説明する。
なお、以下の説明において参照する図面は、本発明を概略的に示したものであるため、各部材のスケールや間隔、位置関係などが誇張、あるいは、部材の一部の図示が省略されている場合がある。また、上面図、断面図の間において、各部材のスケールや間隔が一致しない場合もある。また、以下の説明では、同一の名称及び符号については原則として同一又は同質の部材を示しており、詳細な説明を適宜省略することとする。
本明細書において、「上」、「下」などは、説明のために参照する図面において構成要素間の相対的な位置を示すものであって、特に断らない限り絶対的な位置を示すことを意図したものではない。
本実施形態における発光素子１Ａは、第１導電型の第１半導体層１２ａと、第２導電型の第２半導体層１２ｂと、第１半導体層１２ａと第２半導体層１２ｂの間に位置する活性層１２ｃと、を有する上面視形状が三角形である半導体積層体１２と、第１半導体層１２ａ上に設けられ、第１接続部１６ａと、第１接続部１６ａから延伸する第１延伸部１６ｂと、を有する第１電極１６と、第２半導体層１２ｂ上に設けられ、第２接続部１７ａと、第２接続部１７ａから延伸する第２延伸部１７ｂと、を有する第２電極１７と、を備えている。半導体積層体１２は、第１辺１２１と、第１辺１２１と連続する第２辺１２２と、第１辺１２１と第２辺１２２とを接続する第３辺１２３と、を有する。第１延伸部１６ｂは、第１接続部１６ａから第２接続部１７ａに向かって延伸する第１部分２１を有する。第２延伸部１７ｂは、第１辺１２１と沿った部分を含む第２部分２２と、第２辺１２２と沿った部分を含む第３部分２３と、第２部分２２と連続し第３辺１２３と沿った部分を含む第４部分２４と、第３部分２３と連続し第３辺１２３と沿った部分を含む第５部分２５と、を有している。
図１～図３を参照して、本実施形態の発光素子１Ａについて詳細に説明する。図１は、第１実施形態に係る発光素子１Ａの構成を模式的に示す上面図である。図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における模式断面図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線における模式断面図である。
（基板）
基板１１は、半導体積層体１２を支持するものである。また、基板１１は、半導体積層体１２をエピタキシャル成長させるための成長基板であってもよい。基板１１としては、例えば、半導体積層体１２に窒化物半導体を用いる場合、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板を用いることができる。
基板１１は、半導体積層体１２を支持するものである。また、基板１１は、半導体積層体１２をエピタキシャル成長させるための成長基板であってもよい。基板１１としては、例えば、半導体積層体１２に窒化物半導体を用いる場合、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）基板を用いることができる。
（半導体積層体）
図２及び図３に示すように半導体積層体１２は、基板１１の上面に形成される。半導体積層体１２は、第１導電型の第１半導体層１２ａと、第２導電型の第２半導体層１２ｂと、第１半導体層１２ａと第２半導体層１２ｂとの間に位置する活性層１２ｃと、を有する。第１導電型は、ｐ型もしくはｎ型である。第２導電型は、第１導電型とは異なる導電型であり、ｐ型もしくはｎ型である。本実施形態では、第１導電型はｎ型であり、第２導電型はｐ型である。第１半導体層１２ａ上に設けられる第１電極１６と、第２半導体層１２ｂ上に設けられる第２電極１７と、の間に電圧を印加することで活性層１２ｃが発光する。
図２及び図３に示すように半導体積層体１２は、基板１１の上面に形成される。半導体積層体１２は、第１導電型の第１半導体層１２ａと、第２導電型の第２半導体層１２ｂと、第１半導体層１２ａと第２半導体層１２ｂとの間に位置する活性層１２ｃと、を有する。第１導電型は、ｐ型もしくはｎ型である。第２導電型は、第１導電型とは異なる導電型であり、ｐ型もしくはｎ型である。本実施形態では、第１導電型はｎ型であり、第２導電型はｐ型である。第１半導体層１２ａ上に設けられる第１電極１６と、第２半導体層１２ｂ上に設けられる第２電極１７と、の間に電圧を印加することで活性層１２ｃが発光する。
半導体積層体１２には、第２半導体層１２ｂ及び活性層１２ｃが部分的に存在しない領域、すなわち第２半導体層１２ｂの表面から凹んで上面側に第１半導体層１２ａが第２半導体層１２ｂから露出した露出部１２ｄが形成されている。
図１に示すように、半導体積層体１２は、上面視で第２半導体層１２ｂに囲まれる部分と、上面視で発光素子１Ａの外周に沿った部分とに露出部１２ｄが設けられている。上面視において、第２半導体層１２ｂに囲まれた露出部１２ｄに第１電極１６が設けられている。
図１に示すように、半導体積層体１２の上面視形状は三角形である。半導体積層体１２は、第１辺１２１と、第１辺１２１と連続する第２辺１２２と、第１辺１２１と第２辺１２２とを接続する第３辺１２３と、を有している。第１辺１２１、第２辺１２２、及び第３辺１２３の長さは、例えば、同じとすることができ、この場合、半導体積層体１２の上面視形状は正三角形である。半導体積層体１２の上面視形状が正三角形である場合、少なくとも１つの角部が丸みを帯びていてもよいし、１つの角度が６０度±５度までの角度であってもよい。第１辺１２１、第２辺１２２、及び第３辺１２３の長さは、例えば、６００μｍ以上１５００μｍ以下とすることができる。半導体積層体１２の上面視形状は、例えば、第１辺１２１、第２辺１２２、及び第３辺１２３の長さがそれぞれ異なる三角形であってもよいし、第１辺１２１、第２辺１２２、及び第３辺１２３のうち、２つの辺の長さが同じである２等辺三角形であってもよい。なお、第１辺１２１、第２辺１２２、及び第３辺１２３の長さが同じであるとは、一辺の長さに対して他辺の長さが±５％までの長さである場合を含む。
第１半導体層１２ａ、第２半導体層１２ｂ、及び活性層１２ｃは、例えば、ＩｎＸＡｌＹＧａ１－Ｘ－ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）等の窒化物半導体が用いられる。例えば、半導体積層体１２は、窒化物半導体からなる。活性層１２ｃの発光ピーク波長は、例えば、４３０ｎｍ以上６００ｎｍ以下である。
（第１電極）
図１～図３に示すように、第１電極１６は、第１半導体層１２ａ上に設けられている。第１電極１６は、第１接続部１６ａと、第１接続部１６ａから延伸する第１延伸部１６ｂと、を有する。第１接続部１６ａは、ワイヤボンディングなどにより外部と接続するための領域である。第１電極１６は、第１半導体層１２ａの露出部１２ｄの一部に設けられている。第１接続部１６ａは、図１に示すように、上面視において、略円形状である。第１延伸部１６ｂは、第１接続部１６ａを介して供給される電流を、第１半導体層１２ａに効率良く拡散させるための補助電極である。上面視において、第１延伸部１６ｂの幅は、第１接続部１６ａの幅よりも狭い。上面視において、第１電極１６は、第２電極１７に囲まれている。第１接続部１６ａと第２接続部１７ａは対向して設けられ、第３辺１２３に垂直な仮想線上に配置されている。
図１～図３に示すように、第１電極１６は、第１半導体層１２ａ上に設けられている。第１電極１６は、第１接続部１６ａと、第１接続部１６ａから延伸する第１延伸部１６ｂと、を有する。第１接続部１６ａは、ワイヤボンディングなどにより外部と接続するための領域である。第１電極１６は、第１半導体層１２ａの露出部１２ｄの一部に設けられている。第１接続部１６ａは、図１に示すように、上面視において、略円形状である。第１延伸部１６ｂは、第１接続部１６ａを介して供給される電流を、第１半導体層１２ａに効率良く拡散させるための補助電極である。上面視において、第１延伸部１６ｂの幅は、第１接続部１６ａの幅よりも狭い。上面視において、第１電極１６は、第２電極１７に囲まれている。第１接続部１６ａと第２接続部１７ａは対向して設けられ、第３辺１２３に垂直な仮想線上に配置されている。
第１延伸部１６ｂは、第１接続部１６ａから第２接続部１７ａに向かって延伸する第１部分２１を有している。第１部分２１は、第３辺１２３に垂直な方向に沿った直線部を有している。第１部分２１を設けることで、第１接続部１６ａと第２接続部１７ａとの間に電流を効率良く拡散させることができる。
第１延伸部１６ｂは、第１接続部１６ａから第２部分２２に向かって延伸する第８部分２８と、第１接続部１６ａから第３部分２３に向かって延伸する第９部分２９と、を有している。第８部分２８及び第９部分２９を設けることで、第４部分２４と第８部分２８との間と、第５部分２５と第９部分２９との間と、に電流を効率良く拡散させることができる。
第１延伸部１６ｂの第８部分２８及び第９部分２９は、第３辺１２３に沿った部分を含むことが好ましい。第８部分２８及び第９部分２９は、例えば、第３辺１２３に平行な部分を有している。第８部分２８と第４部分２４とは互いに平行な部分を有している。また、第９部分２９と第５部分２５とは互いに平行な部分を有している。これにより、第８部分２８と第４部分２４との間に距離をより均等にさせやすいため、第８部分２８と第４部分２４との間の領域における発光分布を改善することができる。同様に、第９部分２９と第５部分２５との間に距離をより均等にさせやすいため、第９部分２９と第５部分２５との間の領域における発光分布を改善することができる。ここで、本明細書において平行とは、厳密に平行である場合に限らず、一の部分に対して他の部分が±３度傾斜している場合を含む。
第１電極１６の第１接続部１６ａは、ワイヤボンディングなどによる外部との接続に適するように、例えば、Ｃｕ、Ａｕ又はこれらの金属を主成分とする合金を用いることができる。なお、第１電極１６は、第１接続部１６ａ及び第１延伸部１６ｂが、同じ材料で構成されていてもよい。
（第２電極）
図１～図３に示すように、第２電極１７は、第２半導体層１２ｂ上に設けられている。第２電極１７は、第２接続部１７ａと、第２接続部１７ａから延伸する第２延伸部１７ｂと、を有している。第２接続部１７ａは、ワイヤボンディングなどにより外部と接続するための領域である。第２接続部１７ａは、上面視において、略円形状である。第２延伸部１７ｂを設けることで、第２接続部１７ａを介して供給される電流を、透光性導電層１４を介して第２半導体層１２ｂに効率良く拡散させることができる。上面視において、第２延伸部１７ｂの幅は、第２接続部１７ａの幅よりも狭い。
図１～図３に示すように、第２電極１７は、第２半導体層１２ｂ上に設けられている。第２電極１７は、第２接続部１７ａと、第２接続部１７ａから延伸する第２延伸部１７ｂと、を有している。第２接続部１７ａは、ワイヤボンディングなどにより外部と接続するための領域である。第２接続部１７ａは、上面視において、略円形状である。第２延伸部１７ｂを設けることで、第２接続部１７ａを介して供給される電流を、透光性導電層１４を介して第２半導体層１２ｂに効率良く拡散させることができる。上面視において、第２延伸部１７ｂの幅は、第２接続部１７ａの幅よりも狭い。
第２延伸部１７ｂは、第１辺１２１と沿った部分を含む第２部分２２と、第２辺１２２と沿った部分を含む第３部分２３と、第２部分２２と連続し第３辺１２３と沿った部分を含む第４部分２４と、第３部分２３と連続し第３辺１２３と沿った部分を含む第５部分２５と、を有している。第２部分２２は、例えば、第１辺１２１と平行な直線部を有している。第３部分２３は、例えば、第２辺１２２と平行な直線部を有している。第４部分２４及び第５部分２５は、例えば、第３辺１２３と平行な直線部を有している。第２延伸部１７ｂは、第１辺１２１、第２辺１２２、及び第３辺１２３のそれぞれに沿った部分を有している。このような第２部分２２、第３部分２３、第４部分２４、及び第５部分２５を設けることで、上面視において、第２部分２２、第３部分２３、第４部分２４、及び第５部分２５と、第２半導体層１２ｂの外縁との間の領域に電流を拡散させ、発光分布を改善することができる。第１辺１２１と第２部分２２との間の距離ｄ３、第２辺１２２と第３部分２３との間の距離ｄ４、第３辺１２３と第４部分２４との間の距離ｄ５Ａ、及び第３辺１２３と第５部分２５との間の距離ｄ５Ｂは、例えば、８０μｍ以上１２０μｍ以下とすることができる。電流の偏りを低減する観点から、距離ｄ３、距離ｄ４、距離ｄ５Ａ、及び距離ｄ５Ｂは同じとすることが好ましい。第３辺１２３と第４部分２４との間の距離ｄ５Ａは、距離ｄ１よりも短くしてもよい。第３辺１２３と第５部分２５との間の距離ｄ５Ｂは、距離ｄ２よりも短くしてもよい。なお、距離ｄ３、距離ｄ４、距離ｄ５Ａ、及び距離ｄ５Ｂが同じであるとは、一辺の長さに対して他辺の長さが±５％までの長さである場合を含む。
第２延伸部１７ｂは、第２部分２２から第１電極１６に向かって延伸する第６部分２６と、第３部分２３から第１電極１６に向かって延伸する第７部分２７と、を有することが好ましい。例えば、第２延伸部１７ｂは、第２部分２２から第１部分２１に向かって延伸し、第１辺１２１に垂直な部分を含む第６部分２６と、第３部分２３から第１部分２１に向かって延伸し、第２辺１２２に垂直な部分を含む第７部分２７と、を有していることが好ましい。これにより、第２延伸部１７ｂと第１部分２１との間の距離が大きくなる領域を低減し電流の偏りを低減することができる。第６部分２６は、第２部分２２の延伸方向における長さの半分の位置に設けられる。第７部分２７は、第３部分２３の延伸方向における長さの半分の位置に設けられる。
第２部分２２のうち第４部分２４側に位置する第２部分２２の幅は、第２部分２２のうち第２接続部１７ａ側に位置する第２部分２２の幅よりもが小さくなっていることが好ましい。例えば、第２部分２２のうち、第６部分２６が設けられている部分よりも第４部分２４側に位置する第２部分２２の幅は、第２部分２２のうち、第６部分２６が設けられている部分よりも第２接続部１７ａ側に位置する第２部分２２の幅よりも小さくなっている。これにより、第２部分２２の第２接続部１７ａから離れた部分にも電流を拡散させることができるので、電流の偏りを低減し発光分布を改善することができる。第４部分２４の幅は、第２部分２２のうち第６部分２６が設けられている部分よりも第４部分２４側に位置する第２部分２２の幅と同じである。また、第３部分２３のうち第５部分２５側に位置する第３部分２３の幅は、第３部分２３のうち第２接続部１７ａ側に位置する第３部分２３の幅よりもが小さくなっていることが好ましい。例えば、第３部分２３のうち、第７部分２７が設けられている部分よりも第５部分２５側に位置する第３部分２３の幅は、第３部分２３のうち、第７部分２７が設けられている部分よりも第２接続部１７ａ側に位置する第３部分２３の幅よりも小さくなっている。これにより、第３部分２３の第２接続部１７ａから離れた部分にも電流を拡散させることができるので、電流の偏りを低減し発光分布を改善することができる。第５部分２５の幅は、第３部分２３のうち第７部分２７が設けられている部分よりも第５部分２５側に位置する第３部分２３の幅と同じである。
第４部分２４及び第５部分２５は、第８部分２８及び第９部分２９よりも第３辺１２３に近い位置に設けられている。第４部分２４と第８部分２８とは互いに平行な部分を有している。また、第５部分２５と第９部分２９とは互いに平行な部分を有している。このような配置により、第４部分２４と第８部分２８との間の領域と、第５部分２５と第９部分２９との間の領域における発光分布を改善することができる。
第２電極１７は、第２接続部１７ａと第２延伸部１７ｂとが、同じ材料で構成されていてもよい。第２電極１７は、ワイヤボンディングなどによる外部との接続に適するように、例えば、Ｃｕ、Ａｕ又はこれらの金属を主成分とする合金を用いることができる。
（透光性導電層）
図１～図３に示すように、透光性導電層１４は、第２電極１７と第２半導体層１２ｂとの間に設けられている。透光性導電層１４は、第２半導体層１２ｂと電気的に接続されている。透光性導電層１４を設けることで、第２半導体層１２ｂの上面の略全面を覆って設けられ、第２電極１７に供給される電流を第２半導体層１２ｂのより広い範囲に拡散させることができる。
図１～図３に示すように、透光性導電層１４は、第２電極１７と第２半導体層１２ｂとの間に設けられている。透光性導電層１４は、第２半導体層１２ｂと電気的に接続されている。透光性導電層１４を設けることで、第２半導体層１２ｂの上面の略全面を覆って設けられ、第２電極１７に供給される電流を第２半導体層１２ｂのより広い範囲に拡散させることができる。
透光性導電層１４は、導電性を有する金属酸化物から形成されることが好ましい。透光性導電層１４は、例えば、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｇａ及びＴｉからなる群から選択された少なくとも１種の元素を含む酸化物が挙げられる。例えば、透光性導電層１４には、ＩＴＯやＺｎＯを用いることができる。ＩＴＯやＺｎＯは、可視光に対して高い透光性を有し、導電率の高い材料であることから、第２半導体層１２ｂ上の上面の略全面を覆うのに好適な材料である。
透光性導電層１４の厚さは、透光性導電層１４による光吸収を抑制する観点から、より薄くすることが好ましい。透光性導電層１４の厚さは、例えば、３０ｎｍ以上１００ｎｍ以下、好ましくは３５ｎｍ以上８０ｎｍ以下とすることができる。
（保護膜）
保護膜２０は、発光素子１Ａの上面側の略全体を被覆している。図２及び図３に示すように、保護膜２０は、第１電極１６の第１接続部１６ａを露出させる第１開口部２０ａを有している。第１開口部２０ａが設けられている領域が第１接続部１６ａの領域に相当する。また、保護膜２０は、第２電極１７の第２接続部１７ａを露出させる第２開口部２０ｂが設けられている。第２開口部２０ｂが設けられている領域が第２接続部１７ａの領域に相当する。保護膜２０は、第１接続部１６ａ及び第２接続部１７ａを被覆せず、第１延伸部１６ｂ及び第２延伸部１７ｂを被覆している。保護膜２０としては、透光性及び絶縁性を有する材料を用いることが好ましい。保護膜２０には、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＯＮを用いることができる。
保護膜２０は、発光素子１Ａの上面側の略全体を被覆している。図２及び図３に示すように、保護膜２０は、第１電極１６の第１接続部１６ａを露出させる第１開口部２０ａを有している。第１開口部２０ａが設けられている領域が第１接続部１６ａの領域に相当する。また、保護膜２０は、第２電極１７の第２接続部１７ａを露出させる第２開口部２０ｂが設けられている。第２開口部２０ｂが設けられている領域が第２接続部１７ａの領域に相当する。保護膜２０は、第１接続部１６ａ及び第２接続部１７ａを被覆せず、第１延伸部１６ｂ及び第２延伸部１７ｂを被覆している。保護膜２０としては、透光性及び絶縁性を有する材料を用いることが好ましい。保護膜２０には、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＯＮを用いることができる。
以上、本実施形態によれば、上面視形状が三角形の半導体積層体１２において、上述した第１延伸部１６ｂを有する第１電極１６と、第２延伸部１７ｂを有する第２電極１７を形成することで、半導体積層体１２に対して電流を効率良く広い範囲に拡散させることができる。そのため、半導体積層体１２における電流の偏りを低減し、発光分布が改善された発光素子を提供することができる。
（第２実施形態）
図４を参照しつつ第２実施形態に係る発光素子１Ｂについて説明する。本実施形態は、主に第６部分２６及び第７部分２７の配置が第１実施形態と異なっている。
図４を参照しつつ第２実施形態に係る発光素子１Ｂについて説明する。本実施形態は、主に第６部分２６及び第７部分２７の配置が第１実施形態と異なっている。
本実施形態では、図４に示すように、第２延伸部１７ｂが、第２部分２２から第１部分２１に向かって延伸し、第３辺１２３に沿った部分を含む第６部分２６と、第３部分２３から第１部分２１に向かって延伸し、第３辺１２３に沿った部分を含む第７部分２７と、を有している。第６部分２６及び第７部分２７は、第３辺１２３と平行な部分を含む。
図４に示すように、本実施形態では、異なる長さを有する２つの第６部分２６と、異なる長さを有する２つの第７部分２７と、を有している。２つの第６部分２６のうち第２接続部１７ａに近い側に位置する第６部分２６の長さは、２つの第６部分２６のうち第１接続部１６ａに近い側に位置する第６部分２６の長さよりも短い。また、２つの第７部分２７のうち第２接続部１７ａに近い側に位置する第７部分２７の長さは、２つの第７部分２７のうち第１接続部１６ａに近い側に位置する第７部分２７の長さよりも短い。これにより、２つの第６部分２６が同じ長さである場合に比べて、第２部分２２と第１部分２１との間に効率良く電流を拡散させることができ、発光分布を改善することができる。また、２つの第７部分２７が同じ長さである場合に比べて第３部分２３と第１部分２１との間に効率良く電流を拡散させることができ、発光分布を改善することができる。
第３辺１２３に平行な方向において、第１部分２１と第１接続部１６ａに近い側に位置する第６部分２６との間の距離ｄ６は、第１部分２１と第２接続部１７ａに近い側に位置する第６部分２６との間の距離ｄ７と同じである。また、第３辺１２３に平行な方向において、第１部分２１と第１接続部１６ａに近い側に位置する第７部分２７との間の距離ｄ８は、第１部分２１と第２接続部１７ａに近い側に位置する第７部分２７との間の距離ｄ９と同じである。このような配置により、第１部分２１と２つの第６部分２６との間の領域と、第１部分２１と２つの第７部分２７との間の領域とにおける発光分布を改善することができる。ここで、第１部分２１と第６部分２６との間の距離とは、第１部分２１と第６部分２６との間の最短距離を意味する。同様に、第１部分２１と第７部分２７との距離とは、第１部分２１と第７部分２７との間の最短距離を意味する。
第４部分２４と、第６部分２６と、第８部分２８と、は互いに平行な部分を有している。このような配置により、第４部分２４と第８部分２８との間の領域と、第６部分２６と第８部分２８との間の領域とにおける発光分布を改善することができる。第５部分２５と、第７部分２７と、第９部分２９と、は互いに平行な部分を有している。このような配置により、第５部分２５と第９部分２９との間の領域と、第７部分２７と第９部分２９との間の領域とにおける発光分布を改善することができる。
第２部分２２のうち、第１接続部１６ａに近い側に位置する第６部分２６と、第４部分２４との間に位置する部分の幅は、第２部分２２のうち、第１接続部１６ａに近い側に位置する第６部分２６が設けられた位置と、第２接続部１７ａに近い側に位置する第６部分２６とが設けられた位置との間の幅よりも小さくなっている。第２部分２２のうち、第１接続部１６ａに近い側に位置する第６部分２６が設けられた位置と、第２接続部１７ａに近い側に位置する第６部分２６とが設けられた位置との間の幅は、第２部分２２のうち、第２接続部１７ａと第２接続部１７ａに近い側に位置する第６部分２６が設けられた位置との間に位置する部分の幅よりも小さくなっている。つまり、第２部分２２は、異なる３つの幅を有している。これにより、第２部分２２の第２接続部１７ａから離れた部分にも電流を拡散させることができるので、電流の偏りを低減し発光分布を改善することができる。第４部分２４の幅は、第２部分２２のうち、第１接続部１６ａに近い側に位置する第６部分２６と、第４部分２４との間に位置する部分の幅と同じである。また、第３部分２３のうち、第１接続部１６ａに近い側に位置する第７部分２７と、第５部分２５との間に位置する部分の幅は、第３部分２３のうち、第１接続部１６ａに近い側に位置する第７部分２７が設けられた位置と、第２接続部１７ａに近い側に位置する第７部分２７とが設けられた位置との間の幅よりも小さくなっている。第３部分２３のうち、第１接続部１６ａに近い側に位置する第７部分２７が設けられた位置と、第２接続部１７ａに近い側に位置する第７部分２７とが設けられた位置との間の幅は、第３部分２３のうち、第２接続部１７ａと第２接続部１７ａに近い側に位置する第７部分２７が設けられた位置との間に位置する部分の幅よりも小さくなっている。つまり、第３部分２３は、異なる３つの幅を有している。これにより、第３部分２３の第２接続部１７ａから離れた部分にも電流を拡散させることができるので、電流の偏りを低減し発光分布を改善することができる。第５部分２５の幅は、第３部分２３のうち、第１接続部１６ａに近い側に位置する第７部分２７と、第５部分２５との間に位置する部分の幅と同じである。
（第３実施形態）
図５を参照しつつ第３実施形態に係る発光素子１Ｃについて説明する。本実施形態は、主に第１接続部１６ａ、第６部分２６、第７部分２７、第８部分２８、及び第９部分２９の配置が第１実施形態と異なっている。
図５を参照しつつ第３実施形態に係る発光素子１Ｃについて説明する。本実施形態は、主に第１接続部１６ａ、第６部分２６、第７部分２７、第８部分２８、及び第９部分２９の配置が第１実施形態と異なっている。
図５に示すように、第２延伸部１７ｂは、第２部分２２から第３辺１２３に向かって延伸し、第３辺１２３に垂直な部分を含む第６部分２６と、第３部分２３から第３辺１２３に向かって延伸し、第３辺１２３と垂直な部分を含む第７部分２７と有している。第１部分２１と第６部分２６とは互いに平行な部分を有する。また、第１部分２１と第７部分２７とは互いに平行な部分を有する。このような配置により、第１部分２１と第６部分２６との間の距離ｄ１０が同じになる領域を増加させやすい。また、第１部分２１と第７部分２７との間の距離ｄ１１が同じになる領域を増加させやすい。そのため、第１部分２１と第６部分２６との間の領域と、第１部分２１と第７部分２７との間の領域とにおける発光分布を改善することができる。本実施形態において、第６部分２６の長さと、第７部分２７の長さは同じである。
第８部分２８及び第９部分２９は、第３辺１２３に対して傾斜する部分を含んでいる。例えば、第３辺１２３に垂直な方向において、第４部分２４と第８部分２８との間の距離は、第１接続部１６ａから第１辺１２１に向かって大きくなっている。例えば、第３辺１２３に垂直な方向において、第５部分２５と第９部分２９との間の距離は、第１接続部１６ａから第２辺１２２に向かって大きくなっている。このような配置により、例えば第１接続部１６ａを第１実施形態よりも第３辺１２３側に近づける場合であっても、第４部分２４と第８部分２８との間の距離又は第５部分２５と第９部分２９との間の距離が部分的に狭くなりにくく、発光分布の悪化を抑制することができる。第１接続部１６ａを第３辺１２３に近づけることで、外部から第１接続部１６ａにワイヤーを接続する際、半導体積層体１２の上方に配置されるワイヤーの面積を小さくできる。これにより、ワイヤーによる光吸収を低減し光取り出し効率を向上させることができる。
（第４実施形態）
図６を参照しつつ第４実施形態に係る発光素子１Ｄについて説明する。本実施形態は、主に第１接続部１６ａ、第６部分２６、第７部分２７、第８部分２８、及び第９部分２９の配置が第１実施形態と異なっている。
図６を参照しつつ第４実施形態に係る発光素子１Ｄについて説明する。本実施形態は、主に第１接続部１６ａ、第６部分２６、第７部分２７、第８部分２８、及び第９部分２９の配置が第１実施形態と異なっている。
図６に示すように、本実施形態において、第６部分２６及び第７部分２７は、湾曲部を含んでいる。例えば、第６部分２６は、第２部分２２から第１接続部１６ａに向かって湾曲しながら延伸している。例えば、第７部分２７は、第３部分２３から第１接続部１６ａに向かって湾曲しながら延伸している。
第８部分２８及び第９部分２９は、上述した第３実施形態と同様に、第３辺１２３に対して傾斜する部分を含んでいる。例えば、第３辺１２３に垂直な方向において、第３辺１２３と第８部分２８との間の距離は、第１接続部１６ａから第１辺１２１に向かって大きくなっている。例えば、第３辺１２３に垂直な方向において、第３辺１２３と第９部分２９との間の距離は、第１接続部１６ａから第２辺１２２に向かって大きくなっている。このような配置により、例えば第１接続部１６ａを第１実施形態よりも第３辺１２３側に近づける場合であっても、第４部分２４と第８部分２８との間の距離又は第５部分２５と第９部分２９との間の距離が部分的に狭くなりにくく、発光分布の悪化を抑制することができる。本実施形態では、第４部分２４と第５部分２５との間に露出部１２ｄの一部が位置しており、その露出部１２ｄに第１電極１６が設けられている。第１接続部１６ａを第３辺１２３に近づけることで、外部から第１接続部１６ａにワイヤーを接続する際、半導体積層体１２の上方に配置されるワイヤーの面積を小さくできる。これにより、ワイヤーによる光吸収を低減し光取り出し効率を向上させることができる。
（第５実施形態）
図７を参照しつつ第５実施形態に係る発光素子１Ｅについて説明する。本実施形態は、主に第１延伸部１６ｂと第２延伸部１７ｂの配置が第１実施形態と異なっている。
図７を参照しつつ第５実施形態に係る発光素子１Ｅについて説明する。本実施形態は、主に第１延伸部１６ｂと第２延伸部１７ｂの配置が第１実施形態と異なっている。
図７に示すように、本実施形態において、第８部分２８は、第４部分２４と第３辺１２３との間に設けられている。また、第９部分２９は、第５部分２５と第３辺１２３との間に設けられている。第８部分２８及び第９部分２９は、第２半導体層１２ｂの外縁に沿って設けられている。
第２延伸部１７ｂは、第４部分２４から第２部分２２に向かって延伸し、第３辺１２３に垂直な部分を含む第１０部分３０と、第５部分２５から第３部分２３に向かって延伸し、第３辺１２３と垂直な部分を含む第１１部分３１と有している。第１０部分３０及び第１１部分３１は、第１部分２１と互いに平行な部分を有している。このような配置により、第１部分２１と第１０部分３０との間の距離ｄ１２が同じになる領域を増加させやすい。また、このような配置により、第１部分２１と第１１部分３１との間の距離ｄ１３が同じになる領域を増加させやすい。これにより、第１０部分３０と第１部分２１との間の領域と、第１１部分３１と第１部分２１との間の領域とにおける発光分布を改善することができる。
次に、図８及び図９を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る発光素子１Ｄを用いた発光装置１００の構成を説明する。発光装置１００は、発光素子１Ｄと、第１発光素子４１と、第２発光素子４２と、第３発光素子４３と、樹脂部５０と、封止部材６０とを有している。樹脂部５０は、凹部９０を有し、凹部９０の底面に第１導電型の第１配線７１と第２導電型の第２配線７２とが設けられている。樹脂部５０の凹部９０内には、封止部材６０が設けられている。
図９に示すように、樹脂部５０の凹部９０に、発光素子１Ｄ、第１発光素子４１、第２発光素子４２、及び第３発光素子４３が設けられている。第１発光素子４１、第２発光素子４２、及び第３発光素子４３の上面視形状は、長辺と短辺とを有する長方形である。発光素子１Ｄを囲むように、第１発光素子４１、第２発光素子４２、及び第３発光素子４３が配置されている。具体的には、第１発光素子４１の長辺は発光素子１Ｄの第１辺１２１と対向し、第２発光素子４２の長辺は発光素子１Ｄの第３辺１２３と対向し、第３発光素子４３の長辺は発光素子１Ｄの第２辺１２２と対向して配置されている。このような配置により、例えば発光素子１Ｄの発光色と、第１発光素子４１、第２発光素子４２、及び第３発光素子４３の発光色とが異なる場合に、発光装置の混色性を向上させることができる。発光素子１Ｄの一辺の長さは、第１発光素子４１、第２発光素子４２、及び第３発光素子４３の長辺よりも長い。
発光素子１Ｄと、第１発光素子４１と、第２発光素子４２と、第３発光素子４３とは、複数のワイヤーにより、第１配線７１及び第２配線７２と電気的に接続されている。発光素子１Ｄ、第１発光素子４１、第２発光素子４２、及び第３発光素子４３は、複数のワイヤーにより直列に接続されている。具体的には、第１発光素子４１の第２導電型の電極は、第１ワイヤー８１により第１配線７１と電気的に接続されている。第１発光素子４１の第１導電型の電極は、第２ワイヤー８２により発光素子１Ｄの第２接続部１７ａと電気的に接続されている。発光素子１Ｄの第１接続部１６ａは、第３ワイヤー８３により、第２発光素子４２の第２導電型の電極と電気的に接続されている。第２発光素子４２の第１導電型の電極は、第４ワイヤー８４により、第３発光素子４３の第２導電型の電極と電気的に接続されている。第３発光素子４３の第１導電型の電極は、第５ワイヤー８５により、第２配線７２と電気的に接続されている。
発光素子１Ｄの発光ピーク波長は、５００ｎｍ以上５７０ｎｍ以下である。発光素子１Ｄは、例えば、緑色光を発する。第１発光素子４１、第２発光素子４２、及び第３発光素子４３の発光ピーク波長は、４３０ｎｍ以上４７０ｎｍ以下である。第１発光素子４１、第２発光素子４２、及び第３発光素子４３は、例えば、青色光を発する。緑色光を発する発光素子１Ｄのより近い位置に、青色光を発する第１発光素子４１、第２発光素子４２、及び第３発光素子４３を配置することで緑色光と青色光との混色性が向上させることができる。そのため、本実施形態によれば、発光装置の混色性を向上させることができる。
樹脂部５０には、母材となる樹脂材料として、例えば、耐熱性及び耐光性に優れたエポキシ樹脂やシリコーン樹脂を用いることができる。樹脂部５０は、発光素子１Ｄ、第１発光素子４１、第２発光素子４２、及び第３発光素子４３からの光を反射させるために光反射性部材を含有させることが好ましい。例えば、光反射性部材として、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等を用いることができる。
封止部材６０は、例えば、耐熱性及び耐光性に優れたエポキシ樹脂やシリコーン樹脂を用いることができる。封止部材６０には蛍光体を含有させてもよい。蛍光体としては、例えば、ピーク波長が５８０ｎｍ以上６８０ｎｍ以下の赤色光を発するものを用いることができる。また封止部材６０には、光反射性部材を含有させてもよい。例えば、光反射性部材として、酸化チタン、酸化アルミニウム、酸化ケイ素等を用いることができる。
以上、本発明に係る発光素子及び発光装置について、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変などしたものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ 発光素子
１１ 基板
１２ 半導体積層体
１２ａ 第１半導体層
１２ｃ 活性層
１２ｂ 第２半導体層
１２ｄ 露出部
１２１ 第１辺
１２２ 第２辺
１２３ 第３辺
１４ 透光性導電層
１６ 第１電極
１６ａ 第１接続部
１６ｂ 第１延伸部
１７ 第２電極
１７ａ 第２接続部
１７ｂ 第２延伸部
２０ 保護膜
２１ 第１部分
２２ 第２部分
２３ 第３部分
２４ 第４部分
２５ 第５部分
２６ 第６部分
２７ 第７部分
２８ 第８部分
２９ 第９部分
３０ 第１０部分
３１ 第１１部分
４１ 第１発光素子
４２ 第２発光素子
４３ 第３発光素子
５０ 樹脂部
６０ 封止部材
７１ 第１配線
７２ 第２配線
８１ 第１ワイヤー
８２ 第２ワイヤー
８３ 第３ワイヤー
８４ 第４ワイヤー
８５ 第５ワイヤー
９０ 凹部
１００ 発光装置
１１ 基板
１２ 半導体積層体
１２ａ 第１半導体層
１２ｃ 活性層
１２ｂ 第２半導体層
１２ｄ 露出部
１２１ 第１辺
１２２ 第２辺
１２３ 第３辺
１４ 透光性導電層
１６ 第１電極
１６ａ 第１接続部
１６ｂ 第１延伸部
１７ 第２電極
１７ａ 第２接続部
１７ｂ 第２延伸部
２０ 保護膜
２１ 第１部分
２２ 第２部分
２３ 第３部分
２４ 第４部分
２５ 第５部分
２６ 第６部分
２７ 第７部分
２８ 第８部分
２９ 第９部分
３０ 第１０部分
３１ 第１１部分
４１ 第１発光素子
４２ 第２発光素子
４３ 第３発光素子
５０ 樹脂部
６０ 封止部材
７１ 第１配線
７２ 第２配線
８１ 第１ワイヤー
８２ 第２ワイヤー
８３ 第３ワイヤー
８４ 第４ワイヤー
８５ 第５ワイヤー
９０ 凹部
１００ 発光装置
Claims (13)
- 第１導電型の第１半導体層と、第２導電型の第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に位置する活性層と、を有する上面視形状が三角形である半導体積層体と、
前記第１半導体層上に設けられ、第１接続部と、前記第１接続部から延伸する第１延伸部と、を有する第１電極と、
前記第２半導体層上に設けられ、第２接続部と、前記第２接続部から延伸する第２延伸部と、を有する第２電極と、
を備え、
前記半導体積層体は、第１辺と、前記第１辺と連続する第２辺と、前記第１辺と前記第２辺とを接続する第３辺と、を有し、
前記第１接続部は、前記三角形の重心から前記第３辺の側にずれた位置にあり、
前記第１延伸部は、前記第１接続部から前記第２接続部に向かって延伸する第１部分を有し、
前記第２延伸部は、前記第１辺と沿った部分を含む第２部分と、前記第２辺と沿った部分を含む第３部分と、前記第２部分と連続し前記第３辺と沿った部分を含む第４部分と、前記第３部分と連続し前記第３辺と沿った部分を含む第５部分と、を有し、
前記第１延伸部は、前記第１接続部から前記第２部分に向かって延伸する第８部分と、前記第１接続部から前記第３部分に向かって延伸する第９部分と、をさらに有し、
前記第８部分及び前記第９部分は、前記第３辺と沿った部分を含む、発光素子。 - 前記第２延伸部は、前記第２部分から前記第１電極に向かって延伸する第６部分と、前記第３部分から前記第１電極に向かって延伸する第７部分と、をさらに有する請求項１に記載の発光素子。
- 前記第２延伸部は、前記第２部分から前記第１部分に向かって延伸し、前記第１辺に垂直な部分を含む第６部分と、前記第３部分から前記第１部分に向かって延伸し、前記第２辺に垂直な部分を含む第７部分と、をさらに有する請求項１に記載の発光素子。
- 前記第２延伸部は、前記第２部分から前記第１部分に向かって延伸し、前記第３辺に沿った部分を含む第６部分と、前記第３部分から前記第１部分に向かって延伸し、前記第３辺に沿った部分を含む第７部分と、をさらに有する請求項１に記載の発光素子。
- 前記第２延伸部は、異なる長さを有する２つの前記第６部分と、異なる長さを有する２つの前記第７部分と、を有し、
２つの前記第６部分のうち前記第２接続部に近い側に位置する前記第６部分の長さは、２つの前記第６部分のうち前記第１接続部に近い側に位置する前記第６部分の長さよりも短い請求項４に記載の発光素子。 - 前記第２延伸部は、前記第２部分から前記第３辺に向かって延伸し、前記第３辺に垂直な部分を含む第６部分と、前記第３部分から前記第３辺に向かって延伸し、前記第３辺と垂直な部分を含む第７部分と、をさらに有する請求項１に記載の発光素子。
- 前記第６部分及び前記第７部分は、湾曲部を含む請求項２に記載の発光素子。
- 第１導電型の第１半導体層と、第２導電型の第２半導体層と、前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に位置する活性層と、を有する上面視形状が三角形である半導体積層体と、
前記第１半導体層上に設けられ、第１接続部と、前記第１接続部から延伸する第１延伸部と、を有する第１電極と、
前記第２半導体層上に設けられ、第２接続部と、前記第２接続部から延伸する第２延伸部と、を有する第２電極と、
を備え、
前記半導体積層体は、第１辺と、前記第１辺と連続する第２辺と、前記第１辺と前記第２辺とを接続する第３辺と、を有し、
前記第１接続部は、前記三角形の重心から前記第３辺の側にずれた位置にあり、
前記第１延伸部は、前記第１接続部から前記第２接続部に向かって延伸する第１部分を有し、
前記第２延伸部は、前記第１辺と沿った部分を含む第２部分と、前記第２辺と沿った部分を含む第３部分と、前記第２部分と連続し前記第３辺と沿った部分を含む第４部分と、前記第３部分と連続し前記第３辺と沿った部分を含む第５部分と、前記第２部分から前記第１接続部に向かって延伸する第６部分と、前記第３部分から前記第１接続部に向かって延伸する第７部分と、を有し、
前記第６部分は、前記第６部分と前記第２部分との間の距離が、前記第1接続部に近づくにつれて大きくなるように湾曲した湾曲部を有し、
前記第７部分は、前記第７部分と前記第３部分との間の距離が、前記第１接続部に近づくにつれて大きくなるように湾曲した湾曲部を有する、発光素子。 - 前記第１延伸部は、前記第１接続部から前記第２部分に向かって延伸する第８部分と、前記第１接続部から前記第３部分に向かって延伸する第９部分と、をさらに有する請求項８に記載の発光素子。
- 前記第８部分及び前記第９部分は、前記第３辺と沿った部分を含む請求項９に記載の発光素子。
- 前記第８部分及び前記第９部分は、前記第３辺に対して傾斜する部分を含む請求項１０に記載の発光素子。
- 上面視において、前記第１電極は、前記第２電極に囲まれている請求項１から１１のいずれか１つに記載の発光素子。
- 前記第３辺に垂直な仮想線上に、前記第１接続部及び前記第２接続部は配置される請求項１から１２のいずれか１つに記載の発光素子。
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