JP7271858B2 - 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、ｎ側半導体層の上に設けられたｐ側半導体層上に、ｐ側半導体層を被覆し開口を有する絶縁膜を設け、ｎ側電極を絶縁膜の開口内に設けてｎ側半導体層と導通させている発光素子が開示されている。
特開２０１４－２２６０８号公報
このような発光素子において、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に係る発光素子は、第１部分と、前記第１部分の内側に位置する第２部分と、を有し、第１辺と、前記第１辺と接続された第２辺と、前記第２辺と接続された第３辺と、前記第１辺と前記第３辺とに接続された第４辺とを含む上面視形状が四角形である第１導電型の第１半導体層と、前記第２部分上に設けられた第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半導体層との間に設けられた活性層と、を含む半導体積層体であって、前記第１部分は、上面視において、前記第２領域の外周に位置する外周部と、前記第１辺、前記第２辺、前記第３辺、及び前記第４辺のそれぞれに対向し、前記外周部から前記第２部分に延出した複数の延出部と、を含む前記半導体積層体と、前記半導体積層体を覆う絶縁層であって、前記複数の延出部上それぞれに位置する第１貫通孔と、前記第２半導体層上に位置する第２貫通孔と、を有する前記絶縁層と、前記絶縁層を介して前記第２半導体層の上方に設けられ、複数の前記第１貫通孔にて第１半導体層と電気的に接続された第１電極と、前記第２貫通孔にて前記第２半導体層と電気的に接続された第２電極と、前記第２半導体層上に位置する前記第１電極上に設けられ、前記第１電極と電気的に接続された第１外部接続部と、前記第２電極上に設けられ、前記第２電極と電気的に接続された第２外部接続部と、を有し、上面視において、前記第２半導体層は、前記第１辺と直交し前記第１辺を２等分する第１仮想線と、前記第２辺と直交し前記第２辺を２等分する第２仮想線とにより区画された４つの領域を含み、前記４つの領域は、前記第１外部接続部が配置された第１領域と、前記第２辺に平行な第１方向において、前記第１領域に隣り合う第２領域と、前記第１辺に平行な第２方向において、前記第１領域に隣り合う第３領域と、前記第２方向において、前記第２領域に隣り合い、前記第２外部接続部が配置された第４領域と、を含む。
本発明の一実施形態に係る発光素子によれば、発光分布が改善された発光素子を提供できる。
本発明の一実施形態に係る発光素子を示す模式上面図である。 図１のＩＩＡ－ＩＩＡ線における模式断面図である。 図１のＩＩＢ－ＩＩＢ線における模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子を示す模式上面図である。 図２Ｃの一部を拡大した模式上面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子を用いた発光装置を示す模式斜視図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子を用いた発光装置を示す模式斜視図である。 図３ＢのＩＶ－ＩＶ線における模式断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子を用いた発光装置を示す模式斜視図である。 本発明の一実施形態に係る発光素子を用いた発光装置を示す模式斜視図である。 図５ＢのＶＩ－ＶＩ線における模式断面図である。
以下、本発明に係る発光素子の実施形態について説明する。
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。
図１、図２Ａ、図２Ｂ、及び図２Ｃを参照して、発光素子１０Ａの構成について説明する。図１は、発光素子１０Ａの構成の詳細を説明するための模式上面図である。図２Ａに示す断面図は、図１に示す上面図のＩＩＡ－ＩＩＡ線における断面を模式的に示したものである。図２Ｂに示す断面図は、図１に示す上面図のＩＩＢ－ＩＩＢ線における断面を模式的に示したものである。図２Ｃは、発光素子１０Ａの構成の詳細を説明するための模式上面図である。図２Ｄは、図２Ｃの一部を拡大した部分拡大図である。
発光素子１０Ａの各部の構成について図１、及び図２Ａ～図２Ｄを参照しながら順次説明する。
発光素子１０Ａは、第１半導体層１２ｎと、第２半導体層１２ｐと、第１半導体層１２ｎと第２半導体層との間に設けられた活性層１２ａとを含む半導体積層体１２と、絶縁層１５と、第１電極１３と、第２電極１６と、第１外部接続部１７ｎと、第２外部接続部１７ｐを備えている。半導体積層体１２は、基板１１上に設けられている。第２半導体層１２ｐ上の一部には、光反射性電極１４が設けられている。第１電極１３上には、第１外部接続部１７ｎが設けられている。第２電極１６上には、第２外部接続部１７ｐが設けられている。第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐを介して、発光素子１０Ａの第１電極１３及び第２電極１６間に電流が供給される。そして、第１電極１３及び第２電極１６間に電流が供給されると、発光素子１０Ａの活性層１２ａが発光する。発光素子１０Ａの活性層１２ａが発光した光は、半導体積層体１２内を伝播して、主に基板１１の下面又は側面から外部に取り出される。
［基板１１］
基板１１は、半導体をエピタキシャル成長させることができる基板材料であればよい。基板１１には、例えば、サファイアや窒化ガリウム等の材料からなる基板を用いる。本実施形態においては、発光素子１０Ａの光取り出し効率を向上させる観点から透光性を有するサファイア基板を用いることが好ましい。基板１１の上面視形状は、例えば、矩形等の四角形状である。本実施形態において、基板１１の上面視形状は、正方形状である。基板１１の一辺の長さは、例えば、１００μｍ以上１５００μｍ以下であり、好ましくは１００μｍ以上５００μｍ以下である。
［半導体積層体１２］
半導体積層体１２は、基板１１の上に積層された積層体であって、基板１１側から、第１導電型の第１半導体層１２ｎと、活性層１２ａと、第２導電型の第２半導体層１２ｐとを、この順に備えている。本実施形態において、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１２ｎ、活性層１２ａ及び第２半導体層１２ｐは、ＩｎＸＡｌＹＧａ１－Ｘ－ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ＜１）等の半導体が好適に用いられる。また、これらの半導体層は、それぞれ単層構造でもよく、組成及び膜厚等の異なる複数の層の積層構造、超格子構造等であってもよい。特に、活性層１２ａは、量子効果が生ずる薄膜を積層した単一量子井戸又は多重量子井戸構造であることが好ましい。半導体層にはＳｉ、Ｇｅ等のｎ型不純物及び／又はＭｇ、Ｚｎ等のｐ型不純物をドープすることができる。第１半導体層１２ｎは、例えば、ｎ型不純物がドープされた半導体層を含む。第２半導体層１２ｐは、例えば、ｐ型不純物がドープされた半導体層を含む。
図１及び図２Ｃに示すように、第１半導体層１２ｎは、上面視において、第１部分１２ｎａと、第１部分１２ｎａの内側に位置する第２部分１２ｎｂとを有する。第１部分１２ｎａは、活性層１２ａ及び第２半導体層１２ｐが設けられておらず、活性層１２ａ及び第２半導体層１２ｐから第１半導体層１２ｎが露出している。第２部分１２ｎｂに、第２半導体層１２ｐが設けられる。第２部分１２ｎｂと第２半導体層１２ｐの間には、活性層１２ａが設けられる。第２部分１２ｎｂ上に活性層１２ａが設けられ、活性層１２ａ上に第２半導体層１２ｐが設けられる。
第１半導体層１２ｎの上面視形状は、例えば、矩形等の四角形状である。本実施形態において、第１半導体層１２ｎの上面視形状は、正方形状である。図１に示すように、第１半導体層１２ｎは、第１辺１２１と、第１辺１２１と接続された第２辺１２２と、第２辺１２２と接続された第３辺１２３と、第１辺１２１と第３辺１２３とに接続された第４辺１２４とを含む。第１半導体層１２ｎの一辺の長さは、例えば、１００μｍ以上５００μｍ以下である。ここで、第２辺１２２及び第４辺１２４に平行な方向を第１方向Ｄ１とし、第１辺１２１及び第３辺１２３に平行な方向を第２方向Ｄ２とする。
図１、図２Ｃ、及び図２Ｄに示すように、第１部分１２ｎａは、上面視において、第２部分１２ｎｂの外周に位置する外周部２１と、第１辺１２１、第２辺１２２、第３辺１２３、及び第４辺１２４のそれぞれに対向し、外周部２１から第２部分１２ｎｂに延出した複数の延出部２２と、を含む。本実施形態において、第１辺１２１、第２辺１２２、第３辺１２３、及び第４辺１２４の各辺それぞれに対向する１つの延出部２２が設けられている。第１辺１２１、第２辺１２２、第３辺１２３、及び第４辺１２４の各辺それぞれに複数の延出部２２を設けてもよい。図２Ｃに示すように、上面視において、複数の延出部２２は、第１辺１２１と直交し第１辺１２１を２等分する第１仮想線Ｖ１上、又は第２辺１２２と直交し第２辺１２２を２等分する第２仮想線Ｖ２上にそれぞれ位置している。これにより、発光素子１０Ａにおける電流密度分布のばらつきを抑制し、発光分布を改善することができる。図２Ｄにおいて、左上がりのハッチングを付した領域が外周部２１であり、右上がりのハッチングを付した領域が延出部２２である。上面視において、第１貫通孔１５ｎは延出部２２内に位置している。なお、延出部２２は、第１仮想線Ｖ１上又は第２仮想線Ｖ２上に位置していなくてもよい。
第１仮想線Ｖ１上における外周部２１の長さは、例えば、１５μｍ以上２５μｍ以下である。第１仮想線Ｖ１上における延出部２２の長さは、例えば、１０μｍ以上２０μｍ以下である。第１方向Ｄ１における延出部２２の最大長さは、例えば、３５μｍ以上７０μｍ以下である。
［光反射性電極１４］
光反射性電極１４は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第２半導体層１２ｐの上面に設けられる。光反射性電極１４は、第２半導体層１２ｐと電気的に接続される。
光反射性電極１４は、第２電極１６を介して供給される電流を、第２半導体層１２ｐに拡散することができる。また、光反射性電極１４は、活性層１２ａからの光に対して高い光反射性を有することが好ましい。光反射性電極１４は、活性層１２ａからの光に対して、例えば、７０％以上、好ましくは８０％以上の反射率を有することが好ましい。光反射性電極１４は、良好な導電性と光反射性とを有する金属材料を用いることができる。光反射性電極１４には、金属材料として、例えばＡｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｔａ、Ｒｕ又はこれらの金属を主成分とする合金を好適に用いることができる。また、光反射性電極１４は、これらの金属材料を単層で、又は積層したものを用いることができる。光反射性電極１４の厚さは、例えば、３００ｎｍ以上１μｍ以下とすることができる。
［絶縁層１５］
図１、図２Ａ、及び図２Ｂに示すように、絶縁層１５は、半導体積層体１２を覆って設けられている。絶縁層１５は、半導体積層体１２の表面と光反射性電極１４の表面を覆っている。絶縁層１５は、光反射性電極１４と第１電極１３との間に設けられ、光反射性電極１４と第１電極１３とが電気的に接続されることを抑制する機能を有する。絶縁層１５は、複数の延出部２２上それぞれに位置する第１貫通孔１５ｎと、第２半導体層１２ｐ上に位置する第２貫通孔１５ｐと、を有する。第１電極１３は、それぞれの第１貫通孔１５ｎにて、それぞれの延出部２２と電気的に接続される。第２電極１６は、第２貫通孔１５ｐにて、第２半導体層１２ｐと電気的に接続される。
絶縁層１５としては、金属酸化物や金属窒化物を用いることができる。絶縁層１５には、例えば、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ａｌからなる群より選択された少なくとも一種の材料を含む酸化物又は窒化物を好適に用いることができる。絶縁層１５には、例えば、ＳｉＯ２やＳｉＮなどを用いる。また、絶縁層１５は、これらの金属酸化物や金属窒化物を単層で、又は積層したものが利用できる。絶縁層１５として、屈折率の異なる２種以上の誘電体層を用いて積層し、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）膜を構成するようにしてもよい。
第１貫通孔１５ｎの大きさは、延出部２２の大きさに合わせて適宜設定することができる。第１貫通孔１５ｎの上面視での形状が、例えば円形の場合、第１貫通孔１５ｎの直径は、例えば、上述した第１仮想線Ｖ１における延出部２２の長さの６０％以上８０％以下とすることができる。第１貫通孔１５ｎの直径は、例えば、５μｍ以上２０μｍ以下とすることができる。第１貫通孔１５ｎの直径を小さくすることにより、延出部２２の大きさを小さくし活性層１２ａ等を部分的に除去する領域を小さくできるため、発光領域の減少を低減させることができる。第１貫通孔１５ｎの直径を大きくすることにより、第１電極１３と第１半導体層１２ｎとの接触面積を増加させることができるので順方向電圧Ｖｆの上昇を抑制することができる。
［第１電極１３、第２電極１６］
図１、図２Ａ～図２Ｃに示すように、第１電極１３は、絶縁層１５を介して第２半導体層１２ｐの上方に設けられている。第１電極１３は、光反射性電極１４上に設けられた絶縁層１５上と、第１部分１２ｎａ上に設けられた絶縁層１５上とに設けられる。本実施形態において、第１電極１３は、延出部２２のみで第１半導体層１２ｎと電気的に接続されている。つまり、第１電極１３は、第１半導体層１２ｎの第２部分１２ｎｂとは電気的に接続されていない。これにより、活性層１２ａの面積を広く確保できるとともに、活性層１２ａの上面視形状を略矩形状とすることできるので発光分布を改善することができる。なお、第１電極１３は、発光分布を悪化させない程度に第２部分１２ｎｂと電気的に接続されていてもよい。例えば、第１電極１３は、第１半導体層１２ｎの中心部と電気的に接続されていてもよい。
第２電極１６は、第２貫通孔１５ｐに設けられ、光反射性電極１４と電気的に接続されている。第２電極１６は、光反射性電極１４を介して第２半導体層１２ｐと導通している。第２電極１６は、上面視において、第１電極１３に囲まれている。第２電極１６は、上面視において、第１電極１３と重ならないように設けられている。
第１電極１３及び第２電極１６としては、金属材料を用いることができ、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｗなどの単体金属又はこれらの金属を主成分とする合金などを好適に用いることができる。なお、合金を用いる場合は、例えば、ＡｌＳｉＣｕ合金のように、組成元素としてＳｉなどの非金属元素を含有するものであってもよい。また、第１電極１３及び第２電極１６は、これらの金属材料を単層で、又は積層したものを利用することができる。本実施形態において、第１電極１３及び第２電極１６は同じ金属材料を用いた積層構造である。
［第１外部接続部１７ｎ，第２外部接続部１７ｐ］
第１外部接続部１７ｎは、図１、図２Ａ、及び図２Ｂに示すように、第２半導体層１２ｐ上に位置する第１電極１３上に設けられ、第１電極１３と電気的に接続されている。第２外部接続部１７ｐは、図１、図２Ａ、及び図２Ｂに示すように、第２電極１６上に設けられ、第２電極１６と電気的に接続されている。
図２Ｃに示すように、上面視において、第２半導体層１２ｐは、第１仮想線Ｖ１と、第２仮想線Ｖ２とにより区画された４つの領域を含んでいる。４つの領域は、第１領域３０ａと、第２領域３０ｂと、第３領域３０ｃと、第４領域３０ｄとを含む。これら４つの各領域は、上面視において、第２半導体層１２ｐの外縁と、第１仮想線Ｖ１及び第２仮想線Ｖ２とにより囲まれた領域である。第１領域３０ａは、第１外部接続部１７ｎが配置された領域である。第２領域３０ｂは、第１方向Ｄ１において、第１領域３０ａに隣り合っている。第３領域３０ｃは、第２方向Ｄ２において、第１領域３０ａに隣り合っている。第４領域３０ｄは、第２方向Ｄ２において、第２領域３０ｂに隣り合い、第２外部接続部１７ｐが配置された領域である。第４領域３０ｄは、第１方向Ｄ１において、第３領域３０ｃに隣り合っている。
第１方向Ｄ１において、第１外部接続部１７ｎと第２外部接続部１７ｐとは重ならないように配置されている。また、第２方向Ｄ２において、第１外部接続部１７ｎと第２外部接続部１７ｐとは重ならないように配置されている。第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐは、第１半導体層１２ｎの対角線上に位置している。このように第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐを配置することで、第１外部接続部１７ｎと第２外部接続部１７ｐとの間の距離を、例えば、第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐを第１方向Ｄ１に対向して配置する場合よりも長くできる。その結果、第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐを配線が設けられた基板に接合する際、導電性の異なる２つの配線に跨って第１外部接続部１７ｎ又は第２外部接続部１７ｐが設けられることを抑制することができる。また、第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐを半田などの導電性部材を用いて配線に接合する際、導電性部材によって第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐが電気的に接続されることを抑制できる。上面視において、第１外部接続部１７ｎと第２外部接続部１７ｐとの間の最短距離は、例えば、第１半導体層１２ｎの一辺の３０％以上６０％以下とすることが好ましく、４０％以上５０％以下とすることがより好ましい。第１外部接続部１７ｎと第２外部接続部１７ｐとの間の最短距離は、例えば、１２０μｍ以上２５０μｍ以下である。
上面視において、第１外部接続部１７ｎの９０％以上は、第１領域３０ａ内に設けられている。上面視において、第２外部接続部１７ｐの９０％以上は、第４領域３０ｄ内に設けられている。これにより、これにより、第１外部接続部１７ｎ又は第２外部接続部１７ｐの一部が第２領域３０ｂ及び／又は第３領域３０ｃに設けられた場合でも、第１外部接続部１７ｎと第２外部接続部１７ｐとが部分的に近くなることを抑制することができる。上面視において、第１外部接続部１７ｎのすべては、第１領域３０ａ内に設けられている。上面視において、第２外部接続部１７ｐのすべては、第４領域３０ｄ内に設けられている。これにより、第１外部接続部１７ｎと第２外部接続部１７ｐとの間の最短距離をより短く設計することが容易になる。
第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐの上面視形状は、略三角形状である。本実施形態において、第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐの上面視形状は、角部が丸まった三角形である。第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐと配線との接合性や位置精度を向上させる観点から、第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐの大きさを略同じとすることが好ましい。第１外部接続部１７ｎの大きさは、例えば、第１領域３０ａの３０％以上７０％以下とすることが好ましく、３０％以上５０％以下とすることがより好ましい。第２外部接続部１７ｐの大きさは、例えば、第４領域３０ｄの３０％以上７０％以下とすることが好ましく、３０％以上５０％以下とすることがより好ましい。第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐをより大きく形成することで、配線が設けられた基板との接合面積を増加させることができる。
上面視において、第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐは直線部を含む。第１外部接続部１７ｎの直線部は、第２外部接続部１７ｐの直線部と略平行である。第１外部接続部１７ｎの直線部と第２外部接続部１７ｐの直線部との間の距離が、第１外部接続部１７ｎと第２外部接続部１７ｐとの間の最短距離に相当する。第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐは直線部の長さは、例えば、第１半導体層１２ｎの１辺の長さの２０％以上４０％以下とすることができる。第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐがこのような直線部を有することで、第１外部接続部１７ｎの直線部と第２外部接続部１７ｐの直線部との間の距離が同じ領域を配置することできる。そのため、第１外部接続部１７ｎと第２外部接続部１７ｐとが部分的に近くなる部分がなくなり、基板に接合する際に第１外部接続部１７ｎと第２外部接続部１７ｐが電気的に接続されることを抑制できる。
第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐの材料としては、Ｃｕ、Ａｕ、Ｎｉなどの金属を好適に用いることができる。また、第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐは、これらの金属材料を単層で、又は積層したものを利用することができる。第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐの厚さは、例えば、３０μｍ以上７０μｍ以下とすることできる。
以上説明したように、本実施形態に係る発光素子１０Ａは、第１半導体層１２ｎの各辺それぞれに設けられた延出部２２と電気的に接続された第１電極１３を有する。そして、第１外部接続部１７ｎが第１領域３０ａに設けられ、第２外部接続部１７ｐが第４領域３０ｄに設けられている。これにより、活性層１２ａの面積を比較的大きく確保しつつ、発光素子１０Ａの発光分布を改善することができる。また、第１外部接続部１７ｎと第２外部接続部１７ｐとの間の距離を比較的大きくできるため、配線が設けられた基板に接合する際、導電性の異なる２つの配線に跨って第１外部接続部１７ｎ又は第２外部接続部１７ｐが設けられることを抑制することができる。
〔発光装置１００Ａ〕
図３Ａ、図３Ｂ、及び図４を参照して、発光素子１０Ａを用いた発光装置１００Aの構成について説明する。図３Ａ及び図３Ｂは、発光装置１００Ａを示す斜視図である。図４に示す断面図は、図３ＢのＩＶ－ＩＶ線における断面を模式的に示したものである。
発光素子１０Ａを用いた発光装置１００Aは、図３Ａ、図３Ｂ、及び図４に示すように、発光素子１０Ａと、発光素子１０Ａの側面を覆う被覆部材４０と、発光素子１０Ａの側面及び被覆部材４０の表面を覆う第１反射部材５０と、発光素子１０Ａの基板１１の下面に設けられた透光部材６０と、を有する。
（被覆部材４０）
被覆部材４０は、図４に示すように、発光素子１０Ａの側面の一部と、透光部材６０の上面とを覆っている。被覆部材４０は、発光素子１０Ａの各側面の一部を覆っている。発光素子１０Ａの基板１１は、被覆部材４０により覆われている。被覆部材４０は、第１反射部材５０と接する部分に曲面を有している。被覆部材４０を設けることで、発光素子１０Ａから出射される光を被覆部材４０の曲面により透光部材６０側に反射させ、光取り出し効率を向上させることができる。
（第１反射部材５０）
第１反射部材５０は、図４に示すように、発光素子１０Ａの表面、被覆部材４０の傾斜面、及び透光部材６０の表面を覆っている。第１反射部材５０は、第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐの側面を覆っている。第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐの導通させるための表面を確保するために、第１反射部材５０は、第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐの一部は覆わないように設けられる。図３Ｂに示すように、第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐの一部は、第１反射部材５０から露出している。第１反射部材５０の上面と、第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐの上面とは略同一平面上に位置している。
第１反射部材５０には、光反射性を有する樹脂、セラミックを用いる。第１反射部材５０には、例えば、樹脂に光反射性の物質が含有された樹脂を用いることができる。例えば、樹脂としては、シリコーン樹脂、変性シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等を用いる。光反射性の物質としては、酸化チタン、酸化ケイ素、アルミナ等を用いる。第１反射部材５０が光反射性を有することで、発光素子１０Ａから出射される光を反射させ、光取り出し効率を向上させることができる。第１反射部材５０は、例えば、発光素子１０Ａから出射される光の波長に対して、６０％以上の反射率、好ましくは７０％以上の反射率を有することが好ましい。
（透光部材６０）
透光部材６０は、発光素子１０Ａの基板１１の下面に設けられている。透光部材６０は、光反射性物質や、発光素子１０Ａから出射される光の一部を波長変換可能な蛍光体を含有することができる。透光部材６０は、例えば、樹脂、ガラス、セラミック等により形成することができる。また、蛍光体を含有する透光部材６０は、例えば、蛍光体の焼結体、あるいは樹脂、ガラス、セラミックに蛍光体を含有させたものを用いることができる。
透光部材６０に含有させる蛍光体には、公知の材料を適用することができる。透光部材６０に含有させる蛍光体には、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｙ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｌｕ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体（例えば、Ｔｂ３（Ａｌ，Ｇａ）５Ｏ１２：Ｃｅ）、ＣＣＡ系蛍光体（例えば、Ｃａ１０（ＰＯ４）６Ｃｌ２：Ｅｕ）、ＳＡＥ系蛍光体（例えば、Ｓｒ４Ａｌ１４Ｏ２５：Ｅｕ）、クロロシリケート系蛍光体（例えば、Ｃａ８ＭｇＳｉ４Ｏ１６Ｃｌ２：Ｅｕ）、窒化物系蛍光体、フッ化物系蛍光体、ペロブスカイト構造を有する蛍光体（例えば、ＣｓＰｂ（Ｆ，Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉ）３）、量子ドット蛍光体（例えば、ＣｄＳｅ、ＩｎＰ、ＡｇＩｎＳ２またはＡｇＩｎＳｅ２）等を用いることができる。窒化物系蛍光体の例は、βサイアロン系蛍光体（例えば、（Ｓｉ，Ａｌ）３（Ｏ，Ｎ）４：Ｅｕ）、αサイアロン系蛍光体（例えば、Ｃａ（Ｓｉ，Ａｌ）１２（Ｏ，Ｎ）１６：Ｅｕ）、ＳＬＡ系蛍光体（例えば、ＳｒＬｉＡｌ３Ｎ４：Ｅｕ）、ＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、ＣａＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）およびＳＣＡＳＮ系蛍光体（例えば、（Ｓｒ，Ｃａ）ＡｌＳｉＮ３：Ｅｕ）等であり、フッ化物系蛍光体の例は、ＫＳＦ系蛍光体（例えば、Ｋ２ＳｉＦ６：Ｍｎ）、ＫＳＡＦ系蛍光体（例えば、Ｋ２（Ｓｉ，Ａｌ）Ｆ６：Ｍｎ）およびＭＧＦ系蛍光体（例えば、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ２・ＧｅＯ２：Ｍｎ）等である。これらの蛍光体と、発光素子からの光の波長の組み合わせにより、所望の発光色の発光装置を得ることができる。
透光部材６０は、発光素子１０Ａの基板１１の下面を被覆するように配置する場合、接着材を介して接合することができる。接着材は、例えば、エポキシ又はシリコーンのような透光性を有する樹脂を用いることができる。また、透光部材６０と発光素子１０Ａの基板１１の下面との接合には、例えば、表面活性化接合、原子拡散接合、水酸基接合等による直接接合法を用いてもよい。
〔発光装置１００Ｂ〕
図５Ａ、図５Ｂ、及び図６を参照して、発光素子１０Ａを用いた発光装置１００Ｂの構成について説明する。図６Ａ及び図６Ｂは、発光装置１００Ｂを示す斜視図である。図６に示す断面図は、図５ＢのＶＩ－ＶＩ線における断面を模式的に示したものである。
発光素子１０Ａを用いた発光装置１００Ｂは、図６Ａ、図６Ｂ、及び図７に示すように、第１反射部材５０、透光部材６０、及び第２反射部材７０の配置と、被覆部材４０が配置されていないことが発光装置１００Ａと主に相違している。以下では、図４Ａ、図４Ｂ、及び図５に示す発光装置１００Ａと同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。
発光装置１００Ｂは、発光素子１０Ａと、発光素子１０Ａの上面の一部を覆う第１反射部材５０と、発光素子１０Ａの基板１１の側面及び下面を覆う透光部材６０と、透光部材６０の下面に設けられた第２反射部材７０と、を有する。
第１反射部材５０は、図６に示すように、発光素子１０Ａの上面の一部と、透光部材６０の上面を覆っている。第１反射部材５０は、基板１１の側面及び下面には設けられていない。第１反射部材５０は、第１半導体層１２ｎの側面と、基板１１の側面及び下面を覆わないように設けられている。これにより、発光素子１０Ａから出射される光のうち第１反射部材５０側に向かう光を透光部材６０側に反射させるとともに、発光素子１０Ａから出射される光を透光部材６０に効率よく入射させることができる。第１反射部材５０の上面は、第１外部接続部１７ｎ及び第２外部接続部１７ｐの上面よりも下方に位置している。第１外部接続部１７ｎと第２外部接続部１７ｐとの間に位置する第１反射部材５０の上面は、その他の領域に位置する第１反射部材５０の上面よりも下方に位置している。
透光部材６０は、第１半導体層１２ｎの側面、基板１１の側面及び下面に設けられている。発光素子１０Ａから出射される光の一部は、透光部材６０の側面から取り出される。
（第２反射部材７０）
第２反射部材７０は、透光部材６０の下面に設けられている。透光部材６０は、第１反射部材５０と第２反射部材７０の間に設けられている。第２反射部材７０には、上述した第１反射部材５０と同様の部材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って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。
１０Ａ 発光素子
１１ 基板
１２ 半導体積層体
１２ｎ 第１半導体層
１２ｎａ 第１部分
１２ｎｂ 第２部分
１２１ 第１辺
１２２ 第２辺
１２３ 第３辺
１２４ 第４辺
１２ａ 活性層
１２ｐ 第２半導体層
１３ 第１電極
１４ 光反射性電極
１５ 絶縁層
１５ｎ 第１貫通孔
１５ｐ 第２貫通孔
１６ 第２電極
１７ｎ 第１外部接続部
１７ｐ 第２外部接続部
２１ 外周部
２２ 延出部
３０ａ 第１領域
３０ｂ 第２領域
３０ｃ 第３領域
３０ｄ 第４領域
４０ 被覆部材
５０ 第１反射部材
６０ 透光部材
７０ 第２反射部材
１００Ａ、１００Ｂ 発光装置
Ｄ１ 第１方向
Ｄ２ 第２方向
Ｖ１ 第１仮想線
Ｖ２ 第２仮想線

Claims (8)

  1. 第１部分と、前記第１部分の内側に位置する第２部分と、を有し、第１辺と、前記第１辺と接続された第２辺と、前記第２辺と接続された第３辺と、前記第１辺と前記第３辺とに接続された第４辺とを含む上面視形状が四角形である第１導電型の第１半導体層と、前記第２部分上に設けられた第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半導体層との間に設けられた活性層と、を含む半導体積層体であって、前記第１部分は、上面視において、前記第２部分の外周に位置する外周部と、前記第１辺、前記第２辺、前記第３辺、及び前記第４辺のそれぞれに対向し、前記外周部から前記第２部分に延出した複数の延出部と、を含む前記半導体積層体と、
    前記半導体積層体を覆う絶縁層であって、前記複数の延出部上それぞれに位置する第１貫通孔と、前記第２半導体層上に位置する第２貫通孔と、を有する前記絶縁層と、
    前記絶縁層を介して前記第２半導体層の上方に設けられ、複数の前記第１貫通孔にて第１半導体層と電気的に接続された第１電極と、
    前記第２貫通孔にて前記第２半導体層と電気的に接続された第２電極と、
    前記第２半導体層上に位置する前記第１電極上に設けられ、前記第１電極と電気的に接続された第１外部接続部と、
    前記第２電極上に設けられ、前記第２電極と電気的に接続された第２外部接続部と、を有し、
    上面視において、前記第２半導体層は、前記第１辺と直交し前記第１辺を２等分する第１仮想線と、前記第２辺と直交し前記第２辺を２等分する第２仮想線とにより区画された４つの領域を含み、
    前記４つの領域は、前記第１外部接続部が配置された第１領域と、前記第２辺に平行な第１方向において、前記第１領域に隣り合う第２領域と、前記第１辺に平行な第２方向において、前記第１領域に隣り合う第３領域と、前記第２方向において、前記第２領域に隣り合い、前記第２外部接続部が配置された第４領域と、を含み、
    前記第１電極は、前記延出部のみで前記第１半導体層と電気的に接続されている発光素子。
  2. 前記第１方向において、前記第１外部接続部と前記第２外部接続部とは重ならない請求項１に記載の発光素子。
  3. 前記第２半導体層の上面に光反射性電極が設けられ、
    前記第２電極は、前記光反射性電極に電気的に接続されている請求項１又は２に記載の発光素子。
  4. 上面視において、前記複数の延出部は、前記第１仮想線上、又は第２仮想線上に位置している請求項１から３のいずれか一項に記載の発光素子。
  5. 前記第１半導体層の一辺の長さは、１００μｍ以上５００μｍ以下である請求項１から４のいずれか一項に記載の発光素子。
  6. 上面視において、前記第１外部接続部の９０％以上は、前記第１領域内に設けられ、
    上面視において、前記第２外部接続部の９０％以上は、前記第４領域内に設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の発光素子。
  7. 上面視において、前記第１外部接続部のすべては、前記第１領域内に設けられ、
    上面視において、前記第２外部接続部のすべては、前記第４領域内に設けられている請求項１から５のいずれか一項に記載の発光素子。
  8. 上面視において、前記第１外部接続部と前記第２外部接続部との間の最短距離は、前記第１半導体層の前記第１辺の３０％以上６０％以下である請求項１から７のいずれか一項に記載の発光素子。
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