JP2012074748A - 半導体発光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】電流密度分布の分散化を図り、発光分布の均質化を図ることができる半導体発光素子を提供する。
【解決手段】実施形態に係る半導体発光素子は、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、第１半導体層と第２半導体層との間に設けられた発光部と、を有する積層構造体と、積層構造体の第１半導体層の第１主面において、第２半導体層及び発光部が選択的に除去され、第１主面の側において第１半導体層が露出した面に設けられた第１電極と、第１主面の側において、第２半導体層の一部に設けられた第２電極と、を備える。第１電極は、パッド部と、パッド部から延出する延出部と、を有し、延出部の延出方向に対して直交する方向に沿った幅は、延出部における延出方向に沿った中央の位置よりパッド部側の位置から先端にかけて漸減する。第２電極におけるパッド部に最も近い端部の位置は、延出部における前記中央の位置よりもパッドから遠い。
【選択図】図８

Description

本発明は、半導体発光素子に関する。

窒化ガリウム（ＧａＮ）などの窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体は、ワイドバンドギャップというその特徴を活かし、高輝度の紫外〜青色・緑色を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）や、青紫色〜青色を発光するレーザダイオード（ＬＤ：Laser Diode）などに応用されている。

この半導体発光素子には、ｐ側電極と、ｎ側電極と、が設けられている。これらの電極の配置としては、ｐ側電極とｎ側電極とが同じ側にある「フェイスアップ型」と、ｐ側電極とｎ側電極とが互いに素子の表裏逆側にある「フリップチップ型」と、の２種類がある。

「フェイスアップ型」の半導体発光素子は、パッケージへの実装が容易である。しかしながら、素子内の電流密度分布が不均一になりやすい。また、これに伴い、発光分布も不均一になりやすい。

特許文献１では、最外径が７００μｍ以上の素子において、ｎ電極から最も離れたｐ電極の点までの距離が５００μｍ以内にある、ことを特徴とするIII族窒化物系化合物半導体素子が記載されている。そして、電極に関して種々の形状が提案されている。
しかしながら、このような従来技術を用いても、発光分布を十分に均一化にするには改良の余地がある。

特開２００１−３４５４８０号公報

本発明は、電流密度分布の分散化を図り、発光分布の均質化を図ることができる半導体発光素子を提供する。

実施形態に係る半導体発光素子は、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、第１半導体層と第２半導体層との間に設けられた発光部と、を有する積層構造体と、積層構造体の第１半導体層の第１主面において、第２半導体層及び発光部が選択的に除去され、第１主面の側において第１半導体層が露出した面に設けられた第１電極と、第１主面の側において、第２半導体層の一部に設けられた第２電極と、を備える。第１電極は、パッド部と、パッド部から延出する延出部と、を有し、延出部の延出方向に対して直交する方向に沿った幅は、延出部における延出方向に沿った中央の位置よりパッド部側の位置から先端にかけて漸減する。第２電極におけるパッド部に最も近い端部の位置は、延出部における前記中央の位置よりもパッドから遠い。

本発明によれば、電流密度分布の分散化を図り、発光分布の均質化を図ることができる半導体発光素子が提供される。

半導体発光素子を示す模式的平面図である。 図１のＡ−Ａ’線矢視の模式的断面図である。 図１のＢ−Ｂ’線矢視の模式的断面図である。 比較例に係る半導体発光素子を示す模式的平面図である。 半導体発光素子の特性を示す図である。 半導体発光素子を示す模式的平面図である。 半導体発光素子を示す模式的平面図である。 半導体発光素子示す模式的平面図である。 半導体発光素子の特性を示す図である。 半導体発光素子を示す模式的平面図である。 半導体発光素子を示す模式的平面図である。 半導体発光素子を示す模式的平面図である。

以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的平面図である。
図２は、図１のＡ−Ａ’線矢視の模式的断面図である。
図３は、図１のＢ−Ｂ’線矢視の模式的断面図である。

図２に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０は、第１導電型の第１半導体層１０と、第２導電型の第２半導体層２０と、第１半導体層１０と第２半導体層２０との間に設けられた発光部３０と、を有する積層構造体７０と、積層構造体７０の第１半導体層１０の側の第１主面７０ａの側において第１半導体層１０が露出した面（第１コンタクト面１０ａ）に設けられた第１電極４０と、第１主面７０ａにおいて、第２半導体層２０の一部に設けられた第２電極５０と、を備える。

発光部３０には、例えば、単一の量子井戸構造、または、多重量子井戸構造の活性層を用いることができる。また、第１半導体層１０、第２半導体層２０及び発光部３０には、例えば窒化物系半導体を用いることができる。

ここで、第１導電型は例えばｎ形であり、第２導電型は例えばｐ形である。本実施の形態はこれに限らず、第１導電型がｐ形であり、第２導電型がｎ形でも良い。以下では、第１導電型がｎ形であり、第２導電型がｐ形である場合として説明する。

第１電極４０は、積層構造体７０の第１主面７０ａの側において、少なくとも第２半導体層２０及び発光部３０が選択的に除去され、第１主面７０ａ側で第１半導体層１０が露出する第１コンタクト面１０ａに設けられている。第２電極５０は、第１主面７０ａの側において、第２半導体層２０の一部に設けられている。

第１電極４０は、第１パッド部４１と、第１延出部４２と、を有する。第１延出部４２は、第１パッド部４１から延出する。すなわち、第１パッド部４１と第１延出部４２とは互いに接続されている。
本具体例では、半導体発光素子１１０は、第１パッド部４１の上に設けられたパッド電極４５をさらに備える。すなわち、第１パッド部４１は、例えばボンディングワイヤによる外部配線が接続されるパッド電極４５と、第１半導体層１０と、の間に配置されている。第１パッド部４１は、例えば第１半導体層１０の第１コンタクト面１０ａに接している。第１パッド部４１の大きさは、例えばパッド電極４５の平面視の大きさ以上の大きさである。

第１延出部４２は、例えば、第１パッド部４１から第１コンタクト面１０ａに沿って延出する。ここで、第１延出部４２が第１パッド部４１から延出する方向（延出方向４２ａ）とは、第１コンタクト面１０ａに沿って、第１パッド部４１を起点に第１延出部４２が延びる方向のことをいう。例えば、第１延出部４２が直線的に延びる場合は、延出方向４２ａは直線状の方向になる。また、第１延出部４２が湾曲する部分を含む場合は、延出方向４２ａは、その湾曲する部分について曲線に沿った方向になる。

第１延出部４２は、例えば第１半導体層１０の第１コンタクト面１０ａに接している。第１延出部４２は、第１パッド部４１と一体に設けられていても、別体で設けられていてもよい。本実施の形態では、第１延出部４２が、第１パッド部４１と一体に設けられている例を説明する。

第２電極５０は、第２パッド部５１と第２延出部５２と、を有する。第２パッド部５１は、例えばボンディングワイヤによる外部配線が接続される部分である。第２延出部５２は、第２パッド部５１から第１主面７０ａの方向に沿って延出するよう設けられている。第２延出部５２は、第２パッド部５１と一体に設けられていても、別体で設けられていてもよい。本実施の形態では、第２延出部５２が、第２パッド部５１と一体に設けられているものとする。

図１に例示する第２電極５０では、第２パッド部５１から複数の第２延出部５２が延出して設けられている。例えば、第２パッド部５１から２本の第２延出部５２が延出している。２本の第２延出部５２は、第２パッド部５１を起点として、互いに異なる方向（本具体例では反対の方向）に延び、途中で湾曲して素子の周縁に沿って延びている。第１電極４０の第１延出部４２は、この２本の第２延出部５２に挟まれるように配置されている。

また、図１に例示する第２電極５０では、第２電極５０における第１電極４０の第１パッド部４１に最も近い端部５０ａの位置が、第１延出部４２における延出方向４２ａに沿った中央の位置４２ｃよりも、第１パッド部４１に近くなっている。

このような本実施の形態に係る半導体発光素子１１０において、第１延出部４２は、漸増部分４２１を含む。漸増部分４２１は、第１延出部４２の幅４２ｗが、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って漸増する部分である。ここで、第１延出部４２の幅４２ｗとは、第１コンタクト面１０ａ上において、延出方向４２ａに対して直交する方向に沿った第１延出部４２の長さのことをいう。

図１に例示するように、半導体発光素子１１０では、第１延出部４２のほぼ全域にわたり漸増部分４２１が設けられている。なお、漸増部分４２１は、第１延出部４２の一部に設けられていてもよい。図１に例示する第１延出部４２では、漸増部分４２１の幅４２ｗが、連続的に増加している。漸増部分４２１の幅４２ｗは、連続的に増加しても、不連続的（段階的）に増加してもよい。

このような第１の実施の形態に係る半導体発光素子１１０では、第１電極４０と第２電極５０との間の電流密度分布が分散化され、発光分布の均質化が達成される。

以下、本実施の形態に係る半導体発光素子１１０の具体例について説明する。
図２及び図３に表したように、半導体発光素子１１０においては、例えばサファイヤからなる基板５の主面（例えばＣ面）に、例えばバッファ層６が設けられ、その上に、例えばアンドープのＧａＮ層７と、ｎ形ＧａＮコンタクト層１１と、が設けられる。ｎ形ＧａＮコンタクト層１１は、第１半導体層１０に含まれる。なお、ＧａＮ層７は、便宜的に第１半導体層１０に含まれるものとしても良い。

ｎ形ＧａＮコンタクト層１１の上には、多数積層体３５が設けられている。多数積層体３５においては、例えば、複数の第１層と、複数の第２層と、が交互に積層されている。多数積層体３５は、例えば超格子構造を有する。

多数積層体３５の上には、発光部３０（活性層）が設けられている。発光部３０は、例えば多重量子井戸（ＭＱＷ：Multiple Quantum Well）構造を有する。すなわち、発光部３０は、複数の障壁層及び複数の井戸層が、交互に繰り返し積層された構造を含んでいる。

発光部３０の上には、ｐ形ＡｌＧａＮ層２１、ｐ形の例えばＭｇドープＧａＮ層２２及びｐ形ＧａＮコンタクト層２３が、この順に設けられている。なお、ｐ形ＡｌＧａＮ層２１は、例えば電子オーバーフロー防止層の機能を有する。ｐ形ＡｌＧａＮ層２１、ＭｇドープＧａＮ層２２及びｐ形ＧａＮコンタクト層２３は、第２半導体層２０に含まれる。また、ｐ形ＧａＮコンタクト層２３の上には、透明電極６０が設けられている。

そして、第１半導体層１０であるｎ形ＧａＮコンタクト層１１の一部、ならびに、その一部に対応する多数積層体３５、発光部３０及び第２半導体層２０が除去されている。第１電極４０は、ｎ形ＧａＮコンタクト層１１が露出した第１コンタクト面１０ａ上に設けられている。

第１電極４０（第１パッド部４１及び第１延出部４２）には、例えばＴｉ／Ａｌ／Ｔａ／Ｔｉ／Ｐｔの積層構造が用いられる。また、第１電極４０の第１パッド部４１には、パッド電極４５が設けられる。パッド電極４５には、例えばＮｉ／Ａｕの積層構造が用いられる。図１に例示するように、第１電極４０は、漸増部分４２１を含む。

一方、透明電極６０の上の一部には、第２電極５０が設けられる。第２電極５０は、第２パッド部５１及び第２延出部５２を含む。第２電極５０（第２パッド部５１及び第２延出部５２）には、例えばＮｉ／Ａｕの積層構造が用いられる。
なお、第１電極４０（第１パッド部４１及び第１延出部４２）、パッド電極４５及び第２電極５０（第２パッド部５１及び第２延出部５２）として用いられる上記材料は一例であり、本実施の形態はこれに限定されない。

このように、本実施形態に係る本具体例の半導体発光素子１１０は、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）である。
本実施の形態に係る半導体発光素子１１０では、第１電極４０に漸増部分４２１が設けられていることで、第１電極４０と第２電極５０との間の電流密度分布が分散化され、発光分布の均質化が達成される。

ここで、第１電極４０及び第２電極５０の具体例について説明する。
図１に例示したように、第１電極４０は、第１パッド部４１及び第１延出部４２を含む。第１パッド部４１は、例えば円形、矩形及び馬蹄形といった各種の形状を有することができる。なお、第１パッド部４１が矩形の場合は、角が曲線状の形状とすることが望ましい。

第１パッド部４１が円形ならば、パッド部４１の大きさは、例えば直径５０マイクロメートル（μｍ）以上、１００μｍ以下程度とすることができる。パッド部４１が矩形ならば、パッド部４１の大きさは、例えば一辺５０μｍ以上、１００μｍ以下程度とすることができる。なお、第１電極４０の厚さは、１００ナノメートル（ｎｍ）以上、５００ｎｍ以下程度とすることができ、望ましくは３００ｎｍ程度である。

第１パッド部４１の上には、ボンディングワイヤを接続するため、Ｎｉ／Ａｕなどによるパッド電極４５が形成されている。パッド電極４５の大きさは、例えば第１電極４０の第１パッド部４１の大きさ以下である。

第１延出部４２は、第１パッド部４１から１本または複数本、細線状に延出して設けられている。第１延出部４２は、第１パッド部４１を起点として、例えば放射方向に伸びている。第１延出部４２は、漸増部分４２１を含む。

ここで、第１パッド部４１と第１延出部４２との接合位置を接合部ｃ、第１延出部４２の先端位置を先端ｄとし、線分ｃｄ上の任意の点ｘにおける第１延出部４２の幅４２ｗを、４２ｗ（ｘ）と定義している。

第１延出部４２の幅４２ｗ（ｘ）は、第１パッド部４１の大きさ以下、すなわち１００μｍ以下程度が望ましい。また、幅４２ｗ（ｘ）は、抵抗値の観点から、約１０μｍ以上が望ましい。

図１に例示したように、第２電極５０の第２パッド部５１から、２本の第２延出部５２が第１電極４０の第１パッド部４１のある側に向かって伸びている場合、第２延出部５２の先端ｅから第１パッド部４１の接合部ｃまでの線分ｅｃの距離が、第１延出部４２の先端ｄから第２延出部５２の先端ｅまでの線分ｅｄの距離よりも短い場合には、線分ｃｄ上で第１パッド部４１に近い第１位置の点ｘ１と、第１延出部４２の先端ｄに近い第２位置の点ｘ２に対して、４２ｗ(ｘ１)＜４２ｗ(ｘ２)となるように第１延出部４２の幅を変化させる。

このように第１延出部４２の幅４２ｗ（ｘ）を、延出方向４２ａに沿って変化させることにより、第１の実施の形態に係る半導体発光素子１１０では、第１電極４０と第２電極５０との間の電流密度分布が分散化され、発光分布の均質化が達成される。

（比較例）
図４は、比較例に係る半導体発光素子を例示する模式的平面図である。
同図では、半導体発光素子における第１電極及び第２電極の平面形状を模式的に示している。同図（ａ）は、第１比較例に係る半導体発光素子１９１ａ、同図（ｂ）は、第２比較例に係る半導体発光素子１９１ｂ、同図（ｃ）は、第３比較例に係る半導体発光素子１９１ｃをそれぞれ示している。

図４（ａ）に表したように、第１比較例に係る半導体発光素子１９１ａにおいて、第１電極４０は、第１パッド部８１と、第１パッド部８１から延出する２本の第１延出部８２と、を有している。また、第２電極５０は、第２パッド部９１と、第２パッド部９１から延出する３本の第２延出部９２と、を有している。第１電極４０の第１延出部８２と第２電極５０の第２延出部９２とは、互いに入れ子になるよう対向している。
この半導体発光素子１９１ａにおいて、第１電極４０の第１延出部８２は、延出方向４２ａと直交する方向に沿った幅が一定である。

図４（ｂ）に表したように、第２比較例に係る半導体発光素子１９１ｂにおいて、第１電極４０は、第１パッド部８１と、第１パッド部８１から第２電極５０に向かう方向に延出する１本の第１延出部８２と、を有している。また、第２電極５０は、第２パッド部９１と、第２パッド部９１から延出する２本の第２延出部９２と、を有している。第２電極５０の２本の第２延出部９２は、互いに第２パッド部９１を起点として反対方向へ延び、素子外周に沿って設けられている。
この半導体発光素子１９１ｂにおいて、第１電極４０の第１延出部８２は、第１パッド部８１との付け根部分及び先端部分を除く中央部分において、延出方向４２ａと直交する方向に沿った幅が一定である。
また、第２電極５０では、第２電極５０における第１電極４０の第１パッド部８１に最も近い端部５０ａの位置が、第１電極４０の第１延出部８２における延出方向４２ａに沿った中央の位置４２ｃよりも、第１電極４０の第１パッド部８１に近くなっている。
ここで、第１電極４０の第１延出部８２における、第１パッド部８１との付け根部分及び先端部分には、Ｒ形状が設けられている。このＲ形状が設けられることで、この付け根部分及び先端部分は、第１電極４０の第１延出部８２における幅が変化する。しかし、この幅は、第１パッド部８１から離れるほど狭くなっている。

図４（ｃ）に表したように、第３比較例に係る半導体発光素子１９１ｃにおいて、第１電極４０は、第１パッド部８１と、第１パッド部８１から延出する第１延出部８２と、を有している。また、第２電極５０は、２つの第２パッド部９１と、この２つの第２パッド部９１を繋ぎ、素子外周に沿って延出する第２延出部９２と、を有している。
この半導体発光素子１９１ｃにおいて、第１電極４０の第１延出部８２は、第１パッド部８１から延出し、途中で枝分かれしている。したがって、第１電極４０の第１延出部８２は、延出方向４２ａが途中から３方向に分けられている。枝分かれした各第１延出部８２においては、それぞれの延出方向４２ａと直交する方向に沿った幅が一定である。

図５は、半導体発光素子の特性を例示する図である。
同図において（ａ）〜（ｄ）は、半導体発光素子の平面視における発光分布のシミュレーション結果を例示している。同図（ａ）〜（ｄ）において、ハッチングが濃いほど発光強度が大きいことを示している。
また、同図において（ｅ）〜（ｈ）は、半導体発光素子の平面視における電流分布のシミュレーション結果を例示している。同図（ｅ）〜（ｈ）において、電流の方向及び大きさを、それぞれ矢印の方向及び長さとして示している。

ここで、図５（ａ）及び（ｅ）は、第１延出部４２の漸増部分４２１における幅の広がり度合いが第１の度合いの半導体発光素子１１１、同図５（ｂ）及び（ｆ）は、第１延出部４２の漸増部分４２１における幅の広がり度合いが第１の度合いよりも大きい第２の度合いの半導体発光素子１１２、図５（ｃ）及び（ｇ）は、第１延出部４２の漸増部分４２１における幅の広がり度合いが第２の度合いよりも大きい第３の度合いの半導体発光素子１１３に、それぞれ対応する。半導体発光素子１１１、１１２及び１１３は、第１の実施の形態に係る半導体発光素子である。一方、図５（ｄ）及び（ｈ）は、第１電極４０の第１延出部４２における幅の変化が一定になっている第４比較例の半導体発光素子１９３に対応する。

図５（ｄ）に表したように、第４比較例の半導体発光素子１９３においては、ハッチングの濃淡が激しい。すなわち、発光強度が面内で大きく変化している。これに対し、半導体発光素子１１１、１１２及び１１３においては、濃いハッチングの部分の面積が広く、発光強度が高く、発光分布は均一である。また、図５（ａ）〜（ｃ）で表したように、漸増部分４２１の広がり度合いが大きくなるほど、発光分布が広くなることが分かる。

また、図５（ｈ）に表したように、第４比較例の半導体発光素子１９３の電流分布は、著しく偏っている。すなわち、第１電極４０の第１パッド部４１に電流分布が偏っている。これに対し、図５（ｅ）〜（ｇ）に表したように、半導体発光素子１１１、１１２及び１１３においては、電流分布の偏りが抑制されている。また、図５（ｅ）〜（ｇ）に表したように、漸増部分４２１の広がり度合いが大きくなるほど、第１電極４０の第１延出部４２の広い範囲にわたり電流分布が分散する。

なお、第４比較例の半導体発光素子１９３の動作電圧を基準にしたとき、半導体発光素子１１１の動作電圧は０．９８８であり、半導体発光素子１１２の動作電圧は０．９８１であり、半導体発光素子１１３の動作電圧は０．９８１であった。

このように、第１の実施の形態に係る半導体発光素子１１０（１１１、１１２及び１１３）では、第１電極４０の第１延出部４２に漸増部分４２１が設けられていない半導体発光素子１９３に比べ、第１電極４０及び第２電極５０間での電流密度分布の分散化を図ることができる。これにより、半導体発光素子１１０（１１１、１１２及び１２３）では、発光分布の均質化が達成される。

図６及び図７は、第１の実施の形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的平面図である。
図６及び図７では、第１電極４０及び第２電極５０の平面形状を例示している。
図６（ａ）〜（ｅ）に例示した半導体発光素子１１１ａ〜１１１ｅにおいては、第１電極４０の第１パッド部４１から１本の第１延出部４２が延出している。図７（ａ）〜（ｄ）に例示した半導体発光素子１１２ａ〜１１２ｄにおいては、第１電極４０の第１パッド部４１から２本の第１延出部４２が延出している。

図６及び図７に例示したいずれの半導体発光素子も、第２電極５０における第１電極４０の第１パッド部４１に最も近い端部５０ａの位置が、第１延出部４２における延出方向４２ａに沿った中央の位置４２ｃよりも、第１パッド部４１に近くなっている。したがって、漸増部分４２１は、第１延出部４２の幅４２ｗが、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って漸増する。

図６（ａ）に表したように、半導体発光素子１１１ａでは、第１延出部４２の途中に円形状の膨らみを有している。この膨らみのうち、第１パッド部４１側の半分が漸増部分４２１になる。すなわち、漸増部分４２１は、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って曲線的に広くなっている。

図６（ｂ）に表したように、半導体発光素子１１１ｂでは、第１延出部４２の途中及び先端ｄ側にそれぞれ円形状の膨らみを有している。これらの膨らみのうち、それぞれ第１パッド部４１側の半分が漸増部分４２１ａ及び４２１ｂになる。すなわち、漸増部分４２１ａ及び４２１ｂは、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って曲線的に広くなっている。

図６（ｃ）に表したように、半導体発光素子１１１ｃでは、第１延出部４２の途中及び先端ｄ側に矩形状の膨らみを有している。矩形状の膨らみは、第１延出部４２の先端ｄ側に向かうほど幅が段階的に広くなっている。すなわち、この矩形状の膨らみが、漸増部分４２１になる。漸増部分４２１は、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って段階的に広くなっている。

図６（ｄ）に表したように、半導体発光素子１１１ｄでは、第１延出部４２の先端ｄ側に楕円形状の膨らみを有している。この膨らみのうち、第１パッド部４１側の半分が漸増部分４２１になる。すなわち、漸増部分４２１は、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って曲線的に広くなっている。

図６（ｅ）に表したように、半導体発光素子１１１ｅでは、第１延出部４２の途中及び先端ｄ側にそれぞれ楕円形状の膨らみを有している。これらの膨らみのうち、それぞれ第１パッド部４１側の半分が漸増部分４２１ａ及び４２１ｂになる。すなわち、漸増部分４２１ａ及び４２１ｂは、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って曲線的に広くなっている。

図７（ａ）に表したように、半導体発光素子１１２ａでは、第１電極４０の第１パッド部４１から延出する２本の第１延出部４２のそれぞれについて、漸増部分４２１が設けられている。漸増部分４２１は、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って直線的に広くなっている。なお、漸増部分４２１は、幅が曲線的に広くなってもよい。

図７（ｂ）に表したように、半導体発光素子１１２ｂでは、第１電極４０の第１パッド部４１から延出する２本の第１延出部４２のそれぞれについて、途中及び先端ｄ側に矩形状の膨らみがそれぞれ設けられている。矩形状の膨らみは、第１延出部４２の先端ｄ側に向かうほど幅が段階的に広くなっている。すなわち、この矩形状の膨らみが、漸増部分４２１になる。漸増部分４２１は、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って段階的に広くなっている。

図７（ｃ）に表したように、半導体発光素子１１２ｃでは、第１電極４０の第１パッド部４１から延出する２本の第１延出部４２のそれぞれについて、第１延出部４２の先端ｄ側に円形状の膨らみがそれぞれ設けられている。この膨らみのうち、第１パッド部４１側の半分が漸増部分４２１になる。すなわち、漸増部分４２１は、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って広くなっている。なお、第１延出部４２の膨らみは、楕円形状であってもよい。

図７（ｄ）に表したように、半導体発光素子１１１ｄでは、第１電極４０の第１パッド部４１から延出する２本の第１延出部４２のそれぞれについて、第１延出部４２の途中及び先端ｄ側にそれぞれ円形状の膨らみがそれぞれ設けられている。これらの膨らみのうち、それぞれ第１パッド部４１側の半分が漸増部分４２１ａ及び４２１ｂになる。すなわち、漸増部分４２１ａ及び４２１ｂは、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って広くなっている。なお、第１延出部４２の膨らみは、楕円形状であってもよい。また、第１延出部４２の膨らみは、３つ以上設けられていてもよい。

（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施の形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的平面図である。
図８に表したように、第２の実施の形態に係る半導体発光素子１３０において、第２電極５０では、第２電極５０における第１電極４０の第１パッド部４１に最も近い端部５０ａの位置が、第１延出部４２における延出方向４２ａに沿った中央の位置４２ｃよりも、第１パッド部４１から遠くなっている。
すなわち、第２の実施の形態に係る半導体発光素子１３０では、第１の実施の形態に係る半導体発光素子１１０に対して、第２延出部５２の端部５０ａの位置が相違する。
つまり、第１の実施の形態に係る半導体発光素子１１０では、第２電極５０の端部５０ａの位置が、位置４２ｃよりも、第１パッド部４１に近くなっているのに対し、第２の実施の形態に係る半導体発光素子１３０では、第２電極５０の端部５０ａの位置が、位置４２ｃよりも、第１パッド部４１から遠くなっている。

このような本実施の形態に係る半導体発光素子１３０において、第１延出部４２は、漸減部分４２２を含む。漸減部分４２２は、第１延出部４２の幅４２ｗが、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って漸減する部分である。

図８に例示するように、半導体発光素子１３０では、第１延出部４２のほぼ全域にわたり漸減部分４２２が設けられている。なお、漸減部分４２２は、第１延出部４２の一部に設けられていてもよい。図８に例示する第１延出部４２では、漸減部分４２２における幅４２ｗが、連続的に減少している。なお、漸減部分４２２における幅４２ｗは、連続的に減少しても、不連続的（段階的）に減少してもよい。

ここで、第１パッド部４１と第１延出部４２との接合部ｃと、第１延出部４２の先端ｄとを繋ぐ線分ｃｄ上の任意の点ｘについて、第１延出部４２の幅４２ｗを、４２ｗ（ｘ）と定義している。

第１延出部４２の幅４２ｗ（ｘ）は、第１パッド部４１の大きさ以下、例えば１００μｍ以下程度が望ましい。また、幅４２ｗ（ｘ）は、製造可能で電流が流れる最小限の大きさ以上、すなわち約１０μｍm以上が望ましい。

図８に例示したように、第２電極５０の第２パッド部５１から、２本の第２延出部５２が第１電極４０の第１パッド部４１のある側に向かって伸びている場合、第２延出部５２の先端ｅから第１パッド部４１の接合部ｃまでの線分ｅｃの距離が、第１延出部４２の先端ｄから第２延出部５２の先端ｅまでの線分ｅｄの距離よりも長い場合には、線分ｃｄ上で第１パッド部４１に近い第１位置の点ｘ１と、第１延出部４２の先端ｄに近い第２位置の点ｘ２に対して、４２ｗ(ｘ１)＞４２ｗ(ｘ２)となるように第１延出部４２の幅を変化させる。

このように第１延出部４２の幅４２ｗ（ｘ）を、延出方向４２ａに沿って変化させることにより、第２の実施の形態に係る半導体発光素子１３０では、第１電極４０と第２電極５０との間の電流密度分布が分散化され、発光分布の均質化が達成される。

図９は、第２の実施の形態に係る半導体発光素子の特性を例示する図である。
同図において（ａ）〜（ｃ）は、半導体発光素子の平面視における発光分布のシミュレーション結果を例示している。同図（ａ）〜（ｃ）において、ハッチングが濃いほど発光強度が大きいことを示している。
また、同図において（ｄ）〜（ｆ）は、半導体発光素子の平面視における電流分布のシミュレーション結果を例示している。同図（ｄ）〜（ｆ）において、電流の方向及び大きさを、それぞれ矢印の方向及び長さとして示している。

ここで、図９（ａ）及び（ｄ）は、第１延出部４２に漸減部分４２２が設けられた半導体発光素子１３１に対応する。また、参考として、同図（ｂ）及び（ｅ）は、第１延出部４２の漸減部分４２２は半導体発光素子１３１と同じであるが、第２電極の第２延出部５２が半導体発光素子１３１に比べて長い半導体発光素子１３２に対応する。半導体発光素子１３１及び１３２は、第２の実施の形態に係る半導体発光素子である。一方、図９（ｃ）及び（ｆ）は、第１電極４０の第１延出部４２における幅の変化が一定になっている第５比較例の半導体発光素子１９４に対応する。

図９（ｃ）に表したように、第５比較例の半導体発光素子１９４においては、ハッチングの濃淡が激しい。すなわち、発光強度が面内で大きく変化している。これに対し、半導体発光素子１３１及び１３２においては、濃いハッチングの部分の面積が広く、発光強度が高く、発光分布は均一である。また、図９（ａ）及び（ｂ）に表したように、第２電極の第２延出部５２の長さによって、発光分布が変わることが分かる。

また、図９（ｆ）に表したように、第５比較例の半導体発光素子１９４の電流分布は、著しく偏っている。すなわち、第１電極４０の第１パッド部４１に電流分布が偏っている。これに対し、図９（ｄ）〜（ｅ）に表したように、半導体発光素子１３１及び１３２においては、電流分布の偏りが抑制されている。また、図９（ｄ）〜（ｅ）に表したように、第２電極の第２延出部５２の長さによって、電流分布の分散が変わることが分かる。

なお、第５比較例の半導体発光素子１９４の動作電圧を基準にしたとき、半導体発光素子１３１の動作電圧は「０．９９１」、半導体発光素子１３２の動作電圧は「０．９７５」であった。

このように、第２の実施の形態に係る半導体発光素子１３０（１３１及び１３２）では、第１電極４０の第１延出部４２に漸減部分４２２が設けられていない半導体発光素子１９５に比べ、第１電極４０及び第２電極５０間での電流密度分布の分散化を図ることができる。これにより、半導体発光素子１３０（１３１及び１３２）では、発光分布の均質化が達成される。

図１０は、第２の実施の形態に係る別の半導体発光素子１４０の構成を例示する模式的平面図である。
図１０では、第１電極４０及び第２電極５０の平面形状を例示している。
図１０に表したように、半導体発光素子１４０において、第２電極５０は、第２パッド部５１を有している。すなわち、半導体発光素子１４０では、図８に表した半導体発光素子１３０に対して、第２電極５０が第２延出部５２を有していない点で相違する。

しかし、半導体発光素子１４０では、第２電極５０と、第１電極４０の第１延出部４２と、の位置関係が、半導体発光素子１３０と同様である。すなわち、第２電極５０は、第２電極５０における第１電極４０の第１パッド部４１に最も近い端部５０ａの位置が、第１延出部４２における延出方向４２ａに沿った中央の位置４２ｃよりも、第１延出部４２の先端に近くなっている。半導体発光素子１４０の第２電極５０では、第１電極４０の第１パッド部４１に最も近い端部５０ａが、第２電極５０の第２パッド部５１の端部になる。

このような半導体発光素子１４０においては、第１延出部４２が漸減部分４２２を含む。つまり、漸減部分４２２は、第１延出部４２の幅４２ｗが、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って漸減する。なお、漸減部分４２２における幅４２ｗは、連続的に減少しても、不連続的（段階的）に減少してもよい。

第２電極５０に第２延出部５２が設けられていない半導体発光素子１４０では、第２電極５０の第２パッド部５１の周辺に電界が集中することから、第１延出部４２において第２パッド部５１に近い端部ｄ側ほど幅を細くすることにより、電界集中を緩和させることができる。したがって、半導体発光素子１４０では、電流密度分布の分散化によって、発光分布の均質化が達成される。

（第３の実施の形態）
図１１及び図１２は、第３の実施の形態に係る半導体発光素子を例示する模式的平面図である。
図１１及び図１２は、第１電極４０及び第２電極５０の平面形状を例示している。
図１１及び図１２では、第１電極４０の第１パッド部４１及び第２電極５０の第２パッド部５１が、平面視における対角線上で対向するように配置された半導体発光素子を例示している。
図１１に例示する半導体発光素子１５０ａ〜１５０ｃでは、第１パッド部４１及び５１から１本の第１延出部４２及び５２が、互いに反対方向に向けて延出している。
また、図１２に例示する半導体発光素子１５１ａ及び１５１ｂでは、第１パッド部４１及び５１から２本の第１延出部４２及び５２が、それぞれ直角方向に延出している。

図１１及び図１２に例示したいずれの半導体発光素子１５０ａ〜１５１ｂも、第２電極５０における第１電極４０の第１パッド部４１に最も近い端部５０ａの位置が、第１延出部４２における延出方向４２ａに沿った中央の位置４２ｃよりも、第１パッド部４１に近くなっている。したがって、漸増部分４２１は、第１延出部４２の幅４２ｗが、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って漸増する。

図１１（ａ）に例示した半導体発光素子１５０ａでは、第１電極４０の第１パッド部４１から延出する第１延出部４２に漸増部分４２１が設けられている。漸増部分４２１は、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端に向かうに従って直線的に広くなっている。なお、漸増部分４２１は、幅が連続的に広くなっても、不連続的（段階的）に広くなってもよい。

図１１（ｂ）に例示した半導体発光素子１５０ｂでは、第１電極４０の第１パッド部４１から延出する第１延出部４２の先端ｄ側に円形状の膨らみが設けられている。この膨らみのうち、第１パッド部４１側の半分が漸増部分４２１になる。すなわち、漸増部分４２１は、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って漸増する。なお、第１延出部４２の膨らみは、楕円形状であってもよい。

図１１（ｃ）に例示した半導体発光素子１５０ｃでは、第１電極４０の第１パッド部４１から延出する第１延出部４２の途中及び先端ｄ側にそれぞれ円形状の膨らみが設けられている。これらの膨らみのうち、それぞれ第１パッド部４１側の半分が漸増部分４２１ａ及び４２１ｂになる。すなわち、漸増部分４２１ａ及び４２１ｂは、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って漸増する。なお、第１延出部４２の膨らみは、楕円形状であってもよい。また、第１延出部４２の膨らみは、３つ以上設けられていてもよい。

図１２（ａ）に例示した半導体発光素子１５１ａでは、第１電極４０の第１パッド部４１から延出する２本の第１延出部４２のそれぞれについて、漸増部分４２１が設けられている。漸増部分４２１は、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って直線的に広くなっている。なお、漸増部分４２１は、幅が連続的に広くなっても、不連続的（段階的）に広くなってもよい。

図１２（ｂ）に例示した半導体発光素子１５１ｂでは、第１電極４０の第１パッド部４１から延出する２本の第１延出部４２のそれぞれについて、第１延出部４２の先端ｄ側に円形状の膨らみがそれぞれ設けられている。この膨らみのうち、第１パッド部４１側の半分が漸増部分４２１になる。すなわち、漸増部分４２１は、延出方向４２ａと直交する方向に沿った長さ（幅）が、第１パッド部４１から先端ｄに向かうに従って漸増する。なお、第１延出部４２の膨らみは、楕円形状であってもよい。また、第１延出部４２の膨らみは、途中を含めて２つ以上設けられていてもよい。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子に含まれる第１半導体層、第２半導体層、発光部、第１電極、第２電極、支持基板、各要素の具体的な構成の、形状、サイズ、材質、配置関係などに関して当業者が各種の変更を加えたものであっても、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述した半導体発光素子を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体発光素子も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

５…基板、 ６…バッファ層、 ７…ＧａＮ層、 １０…第１半導体層、 １０ａ…第１コンタクト面、 １１…コンタクト層、 ２０…第２半導体層、 ２１…ｐ形ＡｌＧａＮ層、 ２２…ＭｇドープＧａＮ層、 ２３…コンタクト層、 ３０…発光部、 ３５…多数積層体、 ４０…第１電極、 ４１，８１…第１パッド部、 ４２，８２…第１延出部、 ４２ａ…延出方向、 ４２ｃ…位置、 ４２ｗ…幅、 ４５…パッド電極、 ５０…第２電極、 ５０ａ…端部、 ５１，９１…第２パッド部、 ５２，９２…第２延出部、 ６０…透明電極、 ７０…積層構造体、 ７０ａ…第１主面 １１０，１１１ａ〜１１１ｅ，１１２ａ〜１１２ｄ，１３０，１３１，１３２，１４０，１５０ａ〜１５０ｃ，１５１ａ〜１５１ｂ，１９１ａ〜１９１ｃ，１９３，１９４…半導体発光素子、 ４２１，４２１ａ，４２１ｂ…漸増部分、 ４２２…漸減部分 ｃ…接合部、 ｃｄ，ｅｃ，ｅｄ…線分、 ｄ，ｅ…先端、 ｘ，ｘ１，ｘ２…点

Claims (3)

1. 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半導体層との間に設けられた発光部と、
   を有する積層構造体と、
   前記積層構造体の前記第１半導体層の側の第１主面において、前記第２半導体層及び前記発光部が選択的に除去され、前記第１主面の側において前記第１半導体層が露出した面に設けられた第１電極と、
   前記第１主面の側において、前記第２半導体層の一部に設けられた第２電極と、
   を備え、
   前記第１電極は、
   パッド部と、
   前記パッド部から延出する延出部と、
   を有し、
   前記延出部の延出方向に対して直交する方向に沿った幅は、前記延出部における前記延出方向に沿った中央の位置より前記パッド部側の位置から先端にかけて漸減し、
   前記第２電極における前記パッド部に最も近い端部の位置は、前記延出部における前記中央の位置よりも、前記パッドから遠いことを特徴とする半導体発光素子。
2. 前記延出部における前記幅は連続的に変化することを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
3. 前記延出部における前記幅は段階的に変化することを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。