專利名稱：發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將半導體作為構(gòu)成材料進行發(fā)光的發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
半導體的發(fā)光二極管(LED)用于各種目的。例如，與現(xiàn)有的白熾燈泡和熒光燈相t匕，使用發(fā)光二極管的照明設(shè)備的消耗功率低且發(fā)熱性低，所以，期待將來用其代替白熾燈泡和熒光燈。這里，LED中的P型半導體層和η型半導體層通常通過外延生長和離子注入等而形成。因此，Pn結(jié)面與半導體晶片的表面平行形成，與P側(cè)連接的電極和與η側(cè)連接的電極被分配給該半導體層的上表面和下表面。通過在這些電極間流過ρη結(jié)的順向電流，能夠使該發(fā)光元件發(fā)光。此時，電極一般由遮擋該光的金屬構(gòu)成，所以，難以從形成電極之處取出光。并且，當該電流在發(fā)光元件內(nèi)不均勻時，無法得到均勻的發(fā)光。
圖14示出解決這種課題的發(fā)光元件的具體結(jié)構(gòu)的剖面圖。在該發(fā)光元件90中進行發(fā)光的半導體發(fā)光功能層91采用在下側(cè)具有P型半導體層92、在上側(cè)具有η型半導體層93的雙層結(jié)構(gòu)。在半導體發(fā)光功能層91的下表面(P型半導體層92的下表面)整體形成有由金屬構(gòu)成的P側(cè)電極94，在半導體發(fā)光功能層91的上表面(η型半導體層93的上表面)的一部分形成有由金屬構(gòu)成的η側(cè)電極95。進而,在上表面整體以覆蓋η側(cè)電極95的方式形成有透明電極96。作為透明電極96的材料，例如有ITO(Indium-Tin-Oxide)或ZnO(Zinc-Oxide)等，這些材料是導電性的，同時相對于該發(fā)光元件90發(fā)出的光是透明的。相對于透明電極96, P側(cè)電極94和η側(cè)電極95的電阻低,但是不透明。在該結(jié)構(gòu)中，對P側(cè)電極94與η側(cè)電極95之間施加用于使該發(fā)光元件90進行動作(發(fā)光)的電壓。此時，P側(cè)電極94形成在下表面整面，η側(cè)電極95與形成在上表面整面的透明電極96連接。P型半導體層92的下表面整面由P側(cè)電極94覆蓋，所以電位相同。并且，由于存在透明電極96，η型半導體層93的上表面整體中的電位也大致相同，所以，半導體發(fā)光功能層91中的電流在其上下方向(ρη結(jié)方向)大致相同地流動。因此，在面內(nèi)得到均勻的發(fā)光。此時，在圖14中的上側(cè)發(fā)出的光在半導體發(fā)光功能層91的左端部由η側(cè)電極95遮擋，但是，在大部分區(qū)域中，未被遮擋而透過過透明電極96。因此，如圖14中的點劃線箭頭所示，能夠取出均勻的發(fā)光。這里，透明電極96的電阻一般比η側(cè)電極95和P側(cè)電極94的電阻高。因此，無法忽略圖14的結(jié)構(gòu)中的透明電極96的電阻，僅在表面設(shè)置透明電極96，難以使其正下方的電位均勻。在圖14的結(jié)構(gòu)的情況下，通過利用P側(cè)電極94覆蓋下表面整面，使電流分布均勻，能夠得到均勻的發(fā)光。這樣，使用透明電極作為與一個極連接的電極，并且在半導體發(fā)光功能層中的透明電極的相反側(cè)的整面設(shè)置與另一個極連接的電極，由此，能夠使半導體發(fā)光功能層中流動的電流相同，能夠得到進行均勻發(fā)光的發(fā)光元件。但是，例如在使用GaN系的半導體(氮化物半導體)的情況下，為了得到優(yōu)質(zhì)的晶體，一般采用在絕緣性的襯底上外延生長η型半導體層、在該η型半導體層上外延生長P型半導體層的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，只要不去除襯底，則難以如實現(xiàn)圖14的結(jié)構(gòu)那樣分別在半導體發(fā)光功能層的不同側(cè)設(shè)置P側(cè)電極和η側(cè)電極的結(jié)構(gòu)。因此，在使用氮化物半導體的情況下，通常，多數(shù)情況下從半導體發(fā)光功能層中的同一主面?zhèn)热〕鯬側(cè)電極和η側(cè)電極。在這種情況下，難以使用如圖14中的P側(cè)電極94那樣覆蓋半導體發(fā)光功能層的一個主面整面的電阻低的電極。該情況下，在面積大的發(fā)光二極管中，特別難以得到均勻的發(fā)光。進而，一般地，在氮化物半導體中，與η型半導體層相t匕，P型半導體層的電阻高，所以，還產(chǎn)生由于P型半導體層的電阻而引起的不均勻。為了改善這點，對P型半導體層、透明電極、P側(cè)電極、η側(cè)電極的結(jié)構(gòu)、P側(cè)電極與透明電極之間的連接部分的結(jié)構(gòu)進行研究，由此，提出了在大面積中也能夠得到均勻發(fā)光的結(jié)構(gòu)。
在專利文獻I所記載的技術(shù)中，在矩形形狀的發(fā)光二極管中，在矩形的對置的頂部分別設(shè)置η側(cè)電極和P側(cè)電極。在P側(cè)電極上形成有沿著以形成有η側(cè)電極的一側(cè)的頂部為中心的大致圓周的2條延伸部，在該延伸部的正下方與透明電極連接。并且，透明電極不是圖14所示的平面狀，而是以二維排列的方式設(shè)置多個孔部的網(wǎng)格狀。并且，在P型半導體層中也設(shè)置與透明電極的孔部對應的凹部。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在面方向上使流過ρη結(jié)的電流均勻化，能夠得到均勻的發(fā)光。并且，在專利文獻2所記載的技術(shù)中，為了實現(xiàn)同樣的目的，記載了如下結(jié)構(gòu)在半導體發(fā)光功能層的一個主面上，使用多個從η側(cè)焊盤電極延伸的線狀的η側(cè)電極和從P側(cè)焊盤電極延伸的線狀的P側(cè)電極。這里，在發(fā)光元件的一個側(cè)面?zhèn)扰渲忙莻?cè)焊盤電極，在另一個側(cè)面?zhèn)扰渲肞側(cè)焊盤電極，并且，η側(cè)電極和P側(cè)電極被配置成交替平行的梳子形的形狀。在該結(jié)構(gòu)中，在平行鄰接的η側(cè)電極與P側(cè)電極之間同樣流過電流，所以，能夠在發(fā)光元件的整面得到均勻的發(fā)光。專利文獻I :日本特開2005-39264號公報專利文獻2 :日本特開2005-328080號公報在專利文獻I所記載的技術(shù)中，使用網(wǎng)格狀的透明電極。如上所述，透明電極的電阻高，所以，該網(wǎng)格狀的部位中的電阻更高。因此，產(chǎn)生由此引起的局部電流的不均勻。并且，由此，容易產(chǎn)生局部的發(fā)熱、發(fā)光二極管中的順向下降電壓VF的局部變動等。在P型半導體層設(shè)置凹部的情況下，該傾向更加顯著。即，在專利文獻I所記載的結(jié)構(gòu)中，也由于電流不均勻而引起的發(fā)光不均勻的消除不充分。在專利文獻2所記載的技術(shù)中，設(shè)置多條相對于光為不透明的P側(cè)電極和η側(cè)電極，所以，發(fā)光效率大幅降低。并且，電流僅集中在被P側(cè)電極和η側(cè)電極夾著的狹窄的區(qū)域中，所以，局部進行觀察時，產(chǎn)生由于發(fā)光不均勻或電流集中而引起的發(fā)熱問題。S卩，在半導體發(fā)光功能層的一個面上形成有2個電極的結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，難以得到高發(fā)光效率，并且難以在面內(nèi)得到均勻的發(fā)光強度。在發(fā)光面積大的情況下，這種問題特別顯著。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于這種問題而完成的，其目的在于，提供解決上述問題的發(fā)明。為了解決上述課題，本發(fā)明采用以下所示的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的發(fā)光元件使用在具有第I導電類型的第I半導體層上形成具有第2導電類型的第2半導體層而成的半導體發(fā)光功能層，該第2導電類型是與所述第I導電類型相反的導電類型，在所述半導體發(fā)光功能層中的形成有所述第2半導體層的一側(cè)的主面上具有與所述第2半導體層直接接觸的透明電極、形成于該透明電極上的絕緣層、形成于該絕緣層上且在設(shè)于前記絕緣層中的第I開口部中與所述第I半導體層直接接觸的第I電極層、以及形成于所述絕緣層上且在設(shè)于所述絕緣層中的第2開口部中與所述透明電極直接接觸的第2電極層，該發(fā)光元件俯視觀察為大致矩形形狀，該發(fā)光元件的特征在于，所述第I開口部和所述第2開口部具有分別沿著與所述大致矩形形狀的對置的2邊平行延伸的2條直線形成的部分，在所述透明電極中，在所述2條直線之間形成有在與所述2條直線垂直的方向上延伸的多個透明電極開口部。在本發(fā)明的發(fā)光元件中，其特征在于，所述第I電極層和所述第2電極層分別具有分別與所述2條直線平行延伸的呈線狀形態(tài)的線狀部、以及寬度比該線狀部寬的焊盤部。在本發(fā)明的發(fā)光元件中，其特征在于，所述2邊是沿著所述大致矩形形狀的長度 方向的2邊，所述第I開口部和所述第2開口部分別形成于所述2邊側(cè)的端部側(cè)。在本發(fā)明的發(fā)光元件中，其特征在于，所述第I開口部和所述第2開口部中的一方形成于被所述2邊夾著的中央部，所述第I開口部和所述第2開口部中的另一方形成于所述2邊側(cè)的兩端部側(cè)。在本發(fā)明的發(fā)光元件中，其特征在于，所述第I電極層中的焊盤部和所述第2電極層中的焊盤部形成于所述第I開口部和所述第2開口部中的一方延伸的線上。在本發(fā)明的發(fā)光元件中，其特征在于，所述第I電極層中的焊盤部和所述第2電極層中的焊盤部分別形成于所述第I開口部和所述第2開口部中的一方延伸的線上的與所述2邊垂直的2邊側(cè)的兩端部側(cè)，所述第I開口部和所述第2開口部中的另一方在與所述第I電極層和所述第2電極層的一方中的設(shè)有所述焊盤部的一側(cè)對置的邊側(cè)，具有沿著該對置的邊側(cè)的彎曲部，其中，所述第I電極層和所述第2電極層的一方與所述第I開口部和所述第2開口部中的一方直接連接。本發(fā)明的發(fā)光元件的特征在于，所述第I開口部和所述第2開口部中的一方的前端部與所述彎曲部的前端部之間的距離，與從設(shè)有所述彎曲部的所述第I開口部和所述第2開口部中的另一方中的沿著與所述大致矩形形狀的對置的2邊平行延伸的2條直線形成的部分到所述第I開口部和所述第2開口部的中的一方的間隔大致相等。在本發(fā)明的發(fā)光元件中，其特征在于，所述第I半導體層通過外延生長而形成于襯底上。本發(fā)明的發(fā)光元件的特征在于，在所述線狀部延伸的一個方向的延長線上的所述襯底上，隔著所述襯底上的局部地去除半導體層后的元件分離區(qū)域形成有二極管，所述第I電極層和所述第2電極層跨越所述元件分離區(qū)域而在形成有所述二極管的區(qū)域上延伸，使用所述半導體發(fā)光功能層形成的發(fā)光二極管和所述二極管以順向變?yōu)榉聪虻姆绞讲⒙?lián)連接。在本發(fā)明的發(fā)光元件中，其特征在于，所述焊盤部在形成有所述二極管的區(qū)域上形成。
在本發(fā)明的發(fā)光元件中，其特征在于，所述第I半導體層由η型氮化物半導體構(gòu)成，所述第2半導體層由P型氮化物半導體構(gòu)成。
構(gòu)成，所以，在半導體發(fā)光功能層的一個面上形成2個電極的結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，得到高發(fā)光效率，并且在面內(nèi)得到均勻的發(fā)光強度。


圖I是本發(fā)明的第I實施方式的發(fā)光元件的從上表面?zhèn)扔^察的俯視圖。圖2是本發(fā)明的第I實施方式的發(fā)光元件的A-A方向(a)、B_B方向(b)、C_C方向(c)、D-D方向(d)中的剖面圖。圖3是示出本發(fā)明的第I實施方式的發(fā)光元件中的η型GaN層(a)、ρ型GaN層(b)、透明電極(C)、絕緣層⑷、電極(e)的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖4是示意地示出本發(fā)明的第I實施方式的發(fā)光元件中的電流路徑的圖。圖5是示意地示出未設(shè)置透明電極開口部的發(fā)光元件中的電流路徑的圖。圖6是本發(fā)明的第I實施方式的發(fā)光元件的變形例的從上表面?zhèn)扔^察的俯視圖。圖7是本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光元件的從上表面?zhèn)扔^察的俯視圖。圖8是本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光兀件的E-E方向(a)、F_F方向(b)、G_G方向(C)、H-H方向(d)、I-I方向(e)中的剖面圖。圖9是示出本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光元件中的η型GaN層(a)、ρ型GaN層
(b)、透明電極(C)、絕緣層⑷、電極(e)的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖10是示意地示出本發(fā)明的第2實施方式的發(fā)光元件中的電流路徑的圖。圖11是示出本發(fā)明的第3實施方式的發(fā)光元件的電路結(jié)構(gòu)的圖。圖12是本發(fā)明的第3實施方式的從發(fā)光元件的上表面?zhèn)扔^察的俯視圖。圖13是本發(fā)明的第3實施方式的發(fā)光元件的J-J方向(a)、K-K方向(b)、L-L方向(C)中的剖面圖。圖14是現(xiàn)有的發(fā)光元件的一例的剖面圖。標號說明10、90、110、210 :發(fā)光元件；11 :襯底;20、91 :半導體發(fā)光功能層；21 :n型GaN層(第I半導體層)；22 :p型GaN層(第2半導體層);23 =MQff層(發(fā)光層)；30、96 :透明電極；31 :透明電極開口部；40:絕緣層；41 :p側(cè)觸點開口(第2開口部)；42:n側(cè)觸點開口(第I開口部)；43 :保護二極管第I觸點開口部；44 :保護二極管第2觸點開口部；51、94 p側(cè)電極(第2電極層)；52、95 :n側(cè)電極(第I電極層)；60 :凹陷區(qū)域；92 p型半導體層；93 :n型半導體層；220 :發(fā)光二極管；230 :保護二極管(二極管)；300 :元件分離區(qū)域；411 上部P側(cè)觸點開口部(P側(cè)觸點開口)；412 :上部P側(cè)觸點開口部上邊部；413 :上部P側(cè)觸點開口部彎曲部(彎曲部)；416:下部ρ側(cè)觸點開口部(P側(cè)觸點開口)；417:下部觸點開口部下邊部；418 :下部ρ側(cè)觸點開口部彎曲部(彎曲部)；511 :p側(cè)電極線狀部(線狀部)；512,516 p側(cè)焊盤區(qū)域(焊盤部)；513 p側(cè)電極上邊線狀部(線狀部)；514 p側(cè)電極左邊線狀部；515 :p側(cè)電極下邊線狀部(線狀部)；521 :n側(cè)電極線狀部(線狀部);522 n側(cè)焊盤區(qū)域(焊盤部)。
具體實施例方式下面，說明本發(fā)明的實施方式的發(fā)光元件。在該發(fā)光元件中，P側(cè)電極(陽極)和η側(cè)電極(陰極)均形成在半導體發(fā)光功能層中的一個主面?zhèn)?。并且，半導體發(fā)光功能層中的發(fā)光面呈矩形形狀。(第I實施方式)圖I是第I實施方式的發(fā)光元件10的從上表面?zhèn)扔^察的俯視圖。并且，該俯視圖中的A-A方向、B-B方向、C-C方向、D-D方向的剖面圖分別為圖2(a) (d)。進而，分別從上表面(一個主面主要取出發(fā)光的一側(cè))觀察該結(jié)構(gòu)中的η型GaN層(第I半導體層)21、ρ型GaN層22、透明電極30、絕緣層40、電極(ρ側(cè)電極51、η側(cè)電極52)的俯視圖為圖3(a) (e)。在俯視觀察時，在圖I中，該發(fā)光元件10為左右方向長的矩形形狀。在該發(fā)光元件10中進行發(fā)光的半導體發(fā)光功能層20形成在襯底11上，具有由η型GaN層(第I半導體層、以下簡稱為η型層)21、MQW(Multi Quantum Well)層23、ρ型 GaN層(第2半導體層、以下簡稱為ρ型層)22構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)中的主要發(fā)光層是MQW層23。并且，作為襯底11，例如可以使用藍寶石、SiC、Si等、能夠使η型GaN層21在該襯底11上異質(zhì)外延生長的材料。這里，如圖3(a)所示，襯底11上的η型層21形成在圖I的結(jié)構(gòu)的整面上。襯底11也同樣。在沿著圖I、圖2 (C)、圖3 (b)中的上邊側(cè)的凹陷區(qū)域60中，局部地去除P型層22。MQW層23也同樣。因此，在凹陷區(qū)域60中，在半導體發(fā)光功能層20的上表面?zhèn)嚷冻靓切蛯?1。另外，如上所述，η型層21在整面上形成，但是，在凹陷區(qū)域60中，η型層21也成為局部被蝕刻而挖下的形態(tài)。另外，如圖2(c)所示，其截面形狀為錐形形狀。在ρ型層22的表面(一個主面)的大部分分割形成有7個透明電極30。透明電極30之間的空隙(透明電極開口部31)比各個透明電極30的寬度小。并且，如圖3(c)所示，在凹陷區(qū)域60中不形成透明電極30。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，透明電極30與ρ型層22電連接。在形成有該透明電極30的半導體發(fā)光功能層20上形成絕緣層40。在絕緣層40中，如圖3(d)所示，ρ側(cè)觸點開口(第2開口部)41沿著圖I、圖3(d)中的下邊側(cè)，按照各個透明電極30的每一個形成在7個部位。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在由絕緣層40覆蓋的表面，在ρ側(cè)觸點開口 41中露出透明電極30。η側(cè)觸點開口(第I開口部)42在圖3(b)中的凹陷區(qū)域60中沿著上邊形成。因此，在由絕緣層40覆蓋的表面，在η側(cè)觸點開口 42中露出η型層
21。另外，絕緣層40呈覆蓋由凹陷區(qū)域60和透明電極30的形狀而產(chǎn)生的段差部的形態(tài)。如圖I、圖3(e)所示，ρ側(cè)電極(第2電極層)51具有P側(cè)電極線狀部(線狀部)511，該ρ側(cè)電極線狀部511沿著下邊以包含全部ρ側(cè)觸點開口(第2開口部)41的方式線狀形成在絕緣層40上。并且，在ρ側(cè)電極51中，在左端部的區(qū)域中形成有寬度朝向上側(cè)變寬的P側(cè)焊盤區(qū)域(焊盤部)512。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，ρ側(cè)電極51經(jīng)由絕緣層40中的ρ側(cè)觸點開口 41而與透明電極30連接，間接地與ρ型層22連接。如圖I、圖3(e)所示，η側(cè)電極(第I電極層)52具有η側(cè)電極線狀部(線狀部)521，該η側(cè)電極線狀部521沿著上邊以包含η側(cè)觸點開口(第I開口部)42的方式線狀形成在絕緣層40上。并且，在η側(cè)電極52中，在右端部形成有寬度朝向下側(cè)變寬的η側(cè)焊盤區(qū)域(焊盤部)522。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，η側(cè)電極52經(jīng)由絕緣層40中的η側(cè)觸點開口 42而與η型層21直接連接。另外，由于存在絕緣層40，ρ側(cè)電極51與η型層21、η側(cè)電極52與ρ型層22等之間被電絕緣。這里，在使用Si作為襯底11的材料的情況下，特別是在使用硅的單晶襯底的情況下，可以摻雜雜質(zhì)而具有高導電性，也可以不摻雜而具有高電阻率。適當設(shè)定其面方位，使得在該襯底上能夠異質(zhì)外延生長優(yōu)質(zhì)的半導體發(fā)光功能層20 (η型層21、MQW層23、ρ型層22)。η 型層 21、MQff 層 23、ρ 型層 22 能夠通過 MBE (Molecular Beam Epitaxy)法或MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法在襯底 11 上外延生長。在 η 型層21內(nèi)適當摻雜成為施主的雜質(zhì)，在P型層22內(nèi)適當摻雜成為受主的雜質(zhì)。η型層21的厚度例如可以設(shè)為5. O μ m左右，ρ型層22的厚度例如可以設(shè)為0. 2 μ m左右。并且，MQW層23例如具有層疊了多個厚度為幾nm 幾IOnm的InGaN、GaN薄膜的結(jié)構(gòu)，InGaN、GaN的各層 與η型層21、ρ型層22同樣通過外延生長而形成。為了針對該半導體發(fā)光功能層20形成凹陷區(qū)域60，在凹陷區(qū)域60以外的區(qū)域形成光致抗蝕膜，將其作為掩模進行干蝕刻等。通過調(diào)整此時的光致抗蝕膜的形狀和干蝕刻等的條件，能夠調(diào)整凹陷區(qū)域60的截面的錐形形狀(角度)。作為能夠與ρ型層22歐姆接觸、且相對于半導體發(fā)光功能層20發(fā)出的光為透明的材料，透明電極30例如由ITO(Indium-Tin-Oxide)或ZnO (Zinc-Oxide)等構(gòu)成。另外，為了提高與P型GaN層22之間的歐姆性和密合性等，可以在它們之間插入薄到光充分透過的程度的鈦(Ti)層或鎳(Ni)層。透明電極30的構(gòu)圖可以使用以下任意一種方法在整面對上述透明電極材料進行成膜，在期望的部位形成光致抗蝕膜等掩模后進行蝕刻，去除期望部位以外的透明電極材料(蝕刻法)；在期望部位以外形成光致抗蝕膜等掩模后，在整面對上述透明電極材料進行成膜，然后通過去除掩模來去除期望部位以外的透明電極材料(剝離法)。另外，構(gòu)成透明電極30的材料要求高的光透過率，所以，其導電率比構(gòu)成ρ側(cè)電極51和η側(cè)電極52的材料的導電率低。因此，透明電極30的電阻一般比ρ側(cè)電極51和η側(cè)電極52的電阻高。絕緣層40由具有充分的絕緣性、且相對于該發(fā)光元件10(半導體發(fā)光功能層20)發(fā)出的光為透明的材料構(gòu)成，例如由氧化硅(SiO2)構(gòu)成。關(guān)于其形成，通過使用例如CVD(Chemical Vapor Deposition)法等,能夠在由于透明電極開口部31和凹陷區(qū)域60而產(chǎn)生的段差部，也以覆蓋性良好的方式形成該絕緣層40。ρ側(cè)觸點開口 41和η側(cè)觸點開口42能夠通過所述蝕刻法形成。或者，調(diào)整半導體發(fā)光功能層20中的凹陷區(qū)域60的截面的錐形角度，使得利用絕緣層40充分覆蓋該截面。ρ側(cè)電極51由金(Au)等導電性高的金屬形成。η側(cè)電極52由與η型GaN層21進行歐姆接觸的材料構(gòu)成。能夠與透明電極30的構(gòu)圖同樣地進行ρ側(cè)電極51和η側(cè)電極52的構(gòu)圖。構(gòu)成ρ側(cè)電極51和η側(cè)電極52的材料不要求高的光透過率。因此，能夠使它們的導電率比構(gòu)成透明電極30的透明電極材料的導電率高，能夠忽略ρ側(cè)電極51和η側(cè)電極52中的電阻(或者由于它們而引起的電壓下降)。另一方面，半導體發(fā)光功能層20發(fā)出的光不透過過P側(cè)電極51和η側(cè)電極52。另外,P側(cè)焊盤區(qū)域512和η側(cè)焊盤區(qū)域522形成為分別比P側(cè)電極線狀部511和η側(cè)電極線狀部521粗，以便能夠分別針對ρ側(cè)電極51和η側(cè)電極52進行線鍵合。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，如果在半導體發(fā)光功能層20中對ρ側(cè)電極51與η側(cè)電極52之間施加成為順向的電壓，則能夠使半導體發(fā)光功能層20發(fā)光。這里，主要的發(fā)光層是與圖I、圖3(b)中示出的ρ型層22相同形狀的MQW層23。因此，有助于發(fā)光的區(qū)域是圖3 (b)中的凹陷區(qū)域60以外的區(qū)域。從凹陷區(qū)域60以外的區(qū)域發(fā)出的光主要朝向設(shè)有透明電極30等的上表面?zhèn)劝l(fā)出。此時，透明電極30和絕緣層40相對于該光為透明的，但是，ρ側(cè)電極51和η側(cè)電極52相對于該光不是透明的,所以,在ρ側(cè)電極51和η側(cè)電極52存在的部位，該光被遮擋。與此相對，在圖I的結(jié)構(gòu)中，使P側(cè)電極51和η側(cè)電極52的大部分(P側(cè)電極線狀部511和η側(cè)電極線狀部521)為左右方向細長的形態(tài)，從而減小被遮光的面積。并且，特別地，通過在發(fā)光區(qū)域的上下邊配置P側(cè)電極線狀部511和η側(cè)電極線狀部521，能夠減少基于P側(cè)電極51和η側(cè)電極52的遮光的影響。下面，說明在該發(fā)光元件10得到均勻發(fā)光的理由。這里，發(fā)光的不均勻性是由于透明電極30和ρ型層22的電阻高而引起的，所以，在它們長的方向中的不均勻性特別成為 問題。在圖I的結(jié)構(gòu)中，該方向是左右方向。因此，下面對圖I中的特別是左右方向中的均勻性進行說明。為了提高該發(fā)光元件10的發(fā)光的均勻性，要求由P側(cè)電極51和η側(cè)電極52遮光的部位以外的部位中的發(fā)光強度均勻。該發(fā)光強度主要由圖I、圖3(b)中的面內(nèi)各點的MQff層23、或者ρ型層22與η型層21之間流過的電流決定。即，在該各點中，需要使P型層22與η型層21之間流過的電流均勻化。此時，特別地，P型層22和透明電極30的電阻以及它們中的電壓下降的影響無法忽略，所以，該電流分布大大依賴于P側(cè)電極51、η側(cè)電極52、透明電極30等的形狀。從η型層21向η側(cè)電極52注入電流的部位是η側(cè)觸點開口 42的正下方。并且，從P側(cè)電極51向ρ型層22注入電流的部位是透明電極30整體的正下方，但是，透明電極30的電阻高，所以，其中電流密度最高的部位是ρ側(cè)觸點開口 41的正下方。因此，主要的電流路徑是從P側(cè)觸點開口 41到η側(cè)觸點開口 42之間。在上述結(jié)構(gòu)中，難以從透明電極30之間的空隙(透明電極開口部31)向P型層22注入電流，所以，在透明電極30之間的空隙的正下方，在ρ型層22中也難以流過電流。因此，在P側(cè)觸點開口 41/η側(cè)觸點開口 42之間流過的電流的方向受到限制，在透明電極30的正下方的區(qū)域中，電流容易主要沿著透明電極30流動。圖4示意地示出該電流路徑。該電流路徑從左側(cè)起，如Dl D7所示，按照每個透明電極30從下側(cè)(P側(cè)觸點開口 41)朝向上側(cè)(η側(cè)觸點開口 42)流動。在上述結(jié)構(gòu)中，電流路徑Dl D7的長度是ρ側(cè)觸點開口 41與η側(cè)觸點開口 42之間的距離，P側(cè)觸點開口 41與η側(cè)觸點開口 42平行，所以是相同的。并且，在與Dl D7對應的區(qū)域中，僅在左右端部(D1、D7)的區(qū)域中分別設(shè)置ρ側(cè)焊盤區(qū)域512、n側(cè)焊盤區(qū)域522，僅這點不同，但是，透明電極30的更下層的結(jié)構(gòu)相同。因此，Dl D7中的電流分布也相同。即，能夠得到左右方向中的均勻的發(fā)光。在專利文獻2所記載的技術(shù)中，交替并聯(lián)設(shè)置多個P側(cè)電極和η側(cè)電極，從而使發(fā)光在面內(nèi)均勻化。但是，P側(cè)電極和η側(cè)電極相對于發(fā)光是不透明的，所以，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，發(fā)光效率低下。與此相對，在該發(fā)光元件10中，透明電極30或它們之間的空隙并聯(lián)設(shè)置多個。由此，來自其下部的發(fā)光不會被遮擋。發(fā)光被大幅遮擋的部位是圖I中左下方的P側(cè)焊盤區(qū)域512和右上方的η側(cè)焊盤區(qū)域522所在的部位，但是，ρ側(cè)焊盤區(qū)域512和η側(cè)焊盤區(qū)域522是鍵合所需要的最低限度的區(qū)域，而與結(jié)構(gòu)無關(guān)。并且，與圖4同樣，圖5示出不將透明電極30分割成7個而使7個透明電極30 —體化的結(jié)構(gòu)(比較例)時的電流分布。該情況下，在中央部存在沿傾斜方向流動的電流成分，與此相對，在左右端部附近沿傾斜方向流動的電流成分減少。因此，成為中央部電流大、左右端部的區(qū)域中電流小的分布，發(fā)光強度分布也同樣。
與此相對，在上述發(fā)光元件10中，(I) η側(cè)觸點開口(第I開口部)42和ρ側(cè)觸點開口(第2開口部)41分別沿著與矩形中對置的2邊(上邊、下邊)平行延伸的2條直線形成，(2)在這2條直線之間，形成多個沿與這2條直線垂直的方向延伸的透明電極30之間的空隙(透明電極開口部31)，由此，實現(xiàn)圖4的電流分布。因此，在上述結(jié)構(gòu)中，進行電流的均勻化而不增加遮光面積，實現(xiàn)了發(fā)光的均勻化。另外，在上述例子中，作為遮光區(qū)域的P側(cè)焊盤區(qū)域512和η側(cè)焊盤區(qū)域522分別形成在左下方和右上方。但是，只要P側(cè)電極51和η側(cè)電極52中的電阻能夠忽略，則與ρ側(cè)焊盤區(qū)域512和η側(cè)焊盤區(qū)域522的位置無關(guān)，能夠得到ρ側(cè)焊盤區(qū)域512和η側(cè)焊盤區(qū)域522以外的區(qū)域中的發(fā)光的均勻化效果。例如，如圖6所示，也可以將ρ側(cè)焊盤區(qū)域512設(shè)置在中央部的稍微靠左的下側(cè)，將η側(cè)焊盤區(qū)域522設(shè)置在中央部的稍微靠右側(cè)的上側(cè)。這樣，能夠根據(jù)發(fā)光元件的使用方式等，適當設(shè)定P側(cè)焊盤區(qū)域512和η側(cè)焊盤區(qū)域522。(第2實施方式)圖7是第2實施方式的發(fā)光元件110的從上表面?zhèn)扔^察的俯視圖。并且，該俯視圖中的E-E方向、F-F方向、G-G方向、H-H方向、I-I方向的剖面圖分別為圖8 (a) (e)。進而，分別從上表面(一個主面主要取出發(fā)光的一側(cè))觀察該結(jié)構(gòu)中的η型層21、p型層
22、透明電極30、絕緣層40、電極(P側(cè)電極51、n側(cè)電極52)的俯視圖為圖9(a) (e)。在俯視觀察時，該發(fā)光元件110呈圖7所示的大致正方形(I邊L)。與所述同樣，在該發(fā)光元件110中進行發(fā)光的半導體發(fā)光功能層20形成在襯底11上，具有由η型層21、MQW層23、ρ型層22構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)。這里，如圖9(a)所示，襯底11上的η型層(第I半導體層)21成為在圖7的結(jié)構(gòu)的整面形成的一邊長度為L的正方形。在圖7、圖8(c)、圖9(b)中的凹陷區(qū)域60中局部去除ρ型層(第2半導體層)22。這里，凹陷區(qū)域60形成在上下方向的中央部。在ρ型層22的表面(一個主面)的大部分形成有透明電極30。在透明電極30中，如圖7、圖9(c)所示，以等間隔的方式形成上下6條將圖中上下方向作為長度方向的透明電極開口部31。在透明電極開口部31中，ρ型層22局部露出。并且，如圖9(c)所示，不形成在凹陷區(qū)域60中。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，透明電極30與ρ型層22電連接，而不與η型層21連接。在形成有該透明電極30的半導體發(fā)光功能層20上形成絕緣層40。在絕緣層40中，如圖9(d)所示，形成有ρ側(cè)觸點開口(第2開口部)41和η側(cè)觸點開口(第2開口部)42。
ρ側(cè)觸點開口(第2開口部)41被分割成上部ρ側(cè)觸點開口部411和下部ρ側(cè)觸點開口部416。上部ρ側(cè)觸點開口部411呈在圖中左上方頂點彎曲的形狀，由上部ρ側(cè)觸點開口部上邊部412和上部ρ側(cè)觸點開口部彎曲部(彎曲部)413構(gòu)成。下部ρ側(cè)觸點開口部416呈與其上下對稱的結(jié)構(gòu)，由下部觸點開口部下邊部417和下部ρ側(cè)觸點開口部彎曲部(彎曲部)418構(gòu)成。在絕緣層40中的ρ側(cè)觸點開口 41中露出透明電極30。另一方面，η側(cè)觸點開口 42形成在圖9(b)中的凹陷區(qū)域60中。因此，在絕緣層40中的η側(cè)觸點開口 42中露出η型層21。另外，絕緣層40呈覆蓋由凹陷區(qū)域60和透明電極30的形狀而產(chǎn)生的段差部的形態(tài)。如圖7、圖9(e)所示，P側(cè)電極51形成于在左邊和上下邊中包含P側(cè)觸點開口 41的區(qū)域上。并且，P側(cè)電極51由P側(cè)電極上邊線狀部(線狀部)513、ρ側(cè)電極左邊線狀部514、ρ側(cè)電極下邊線狀部(線狀部)515、在左邊中央部的區(qū)域中朝向右側(cè)變粗的ρ側(cè)焊盤區(qū)域(焊盤部)516構(gòu)成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，P側(cè)電極51經(jīng)由絕緣層40中的2個部位的ρ側(cè)觸點開口 41 (上部ρ側(cè)觸點開口部411、下部ρ側(cè)觸點開口部416)與透明電極30連接，間接 地與P型層22連接。并且，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，上部ρ側(cè)觸點開口部411和下部ρ側(cè)觸點開口部416中的透明電極30在單一的連續(xù)的ρ側(cè)電極51連接,作為遮光部的P側(cè)焊盤區(qū)域516僅在必要最低限度的I個部位進行設(shè)置。設(shè)有P側(cè)焊盤區(qū)域516的部位為上下方向的中央部，以便維持發(fā)光元件110中的上下方向的對稱性。如圖7、圖9(e)所示，η側(cè)電極52具有η側(cè)電極線狀部(線狀部)521，該η側(cè)電極線狀部521在上下方向的中央部從左側(cè)朝向右側(cè)在包含η側(cè)觸點開口 42的區(qū)域上延伸。并且，在η側(cè)電極52中，在右側(cè)端部形成有朝向上下側(cè)變寬的η側(cè)焊盤區(qū)域(焊盤部)522。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，η側(cè)電極52經(jīng)由絕緣層40中的η側(cè)觸點開口 42而與η型層21直接連接。另夕卜，在上下方向的中央部的左端存在有所述P側(cè)焊盤區(qū)域516，所以，η側(cè)觸點開口 42和η側(cè)電極52向左側(cè)延伸到未到達ρ側(cè)焊盤區(qū)域516的位置。即，η側(cè)觸點開口 42未到達ρ側(cè)焊盤區(qū)域516。在上述結(jié)構(gòu)中，如圖9(b)所示，有助于發(fā)光的區(qū)域是凹陷區(qū)域60以外的區(qū)域。凹陷區(qū)域60是位于圖9(b)所示的上下方向中央部的細長區(qū)域，所以，在發(fā)光元件110整體的面積中所占的比例小。即，在該發(fā)光元件110中，能夠增大有助于發(fā)光的面積。并且，遮擋該光的區(qū)域是圖9(e)所示的ρ側(cè)電極51和η側(cè)電極52。其中，P側(cè)電極51中的ρ側(cè)電極上邊線狀部(線狀部)513、ρ側(cè)電極左邊線狀部514、ρ側(cè)電極下邊線狀部(線狀部)515是沿著上邊、左邊、下邊的細長區(qū)域，它們對遮光的影響小。η側(cè)電極52中的η側(cè)電極線狀部(線狀部)521是與無助于發(fā)光的凹陷區(qū)域60大致相等的區(qū)域。因此，遮光的影響最大的區(qū)域是P側(cè)焊盤區(qū)域516和η側(cè)焊盤區(qū)域522。但是，它們是實施線鍵合所需要的最小限度的區(qū)域。在上述結(jié)構(gòu)中，分別沿著上下邊線狀設(shè)置上部ρ側(cè)觸點開口部上邊部412和下部觸點開口部下邊部417，在夾在它們之間的中央部，以與它們平行的方式線狀設(shè)置η側(cè)觸點開口 42。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在I邊為L的正方形的發(fā)光元件110中，將圖7中的上下方向中的ρ側(cè)觸點開口 41 (上部ρ側(cè)觸點開口部上邊部412、下部觸點開口部下邊部417)與η側(cè)觸點開口 42的間隔減小為大約L/2。S卩，在該發(fā)光元件110中，在被上下2邊夾著的中央部形成η側(cè)觸點開口(第I開口部)42，在這些2邊側(cè)的兩端部側(cè)形成ρ側(cè)觸點開口(第2開口部)，由此，與采用與第I實施方式相同的結(jié)構(gòu)的情況相比，它們之間的電流路徑的長度大約為1/2。由此，能夠使該方向中的電流分布均勻化。進而，在圖7中的上半部分和下半部分的區(qū)域中的透明電極30中，分別形成6條透明電極開口部31。該透明電極開口部31與第I實施方式中的透明電極30之間的空隙相
坐寸ο因此，可以考慮在圖7中的各個上半部分和下半部分中，在最左側(cè)的透明電極開口部31的右側(cè)分別形成第I實施方式的發(fā)光元件10。S卩，能夠在圖7中的各個上半部分和下半部分中的大部分區(qū)域中得到均勻的發(fā)光。并且，在η側(cè)觸點開口(第I開口部)42延伸的線上的兩端部側(cè)形成η側(cè)焊盤區(qū)域522和ρ側(cè)焊盤區(qū)域516，實現(xiàn)從η側(cè)觸點開口觀察為上下對稱的結(jié)構(gòu)。因此，上半部分和下半部分中的發(fā)光也對稱。因此，在圖7中的最左側(cè)的透明電極開口部31的右側(cè)，在無助于發(fā)光的凹陷區(qū)域60和遮光區(qū)域(ρ側(cè)電極51所在的區(qū)域和η側(cè)焊盤區(qū)域522所在的區(qū)域)以外的面內(nèi)，能夠得到均勻的發(fā)光。但是，與第I實施方式的發(fā)光元件10大大不同之處在于，由于存在P側(cè)焊盤區(qū)域516，η側(cè)觸點開口 42未到達左端部。因此，圖7中的最左側(cè)的透明電極開口部31的左側(cè)區(qū)域與第I實施方式的發(fā)光元件10不同?？紤]以上方面，圖10利用箭頭示出電流從P側(cè)觸點開口 41流到η側(cè)觸點開口 42的路徑。如上所述，上半部分中的最左側(cè)的透明電極開口部31的右側(cè)的電流路徑與第I實施方式相同，成為Dll D16。在下半部分中，以朝向和它們上下逆轉(zhuǎn)的形態(tài)成為D17 D22。與第I實施方式同樣，Dll D16、D17 D22中的電流分布分別相同。并且，該發(fā)光元件110具有從η側(cè)觸點開口 42觀察為上下對稱的結(jié)構(gòu)，結(jié)果，沿著電流路徑Dll D22的電流分布也對稱。因此，在最左側(cè)的透明電極開口部31的右側(cè)，在面內(nèi)得到均勻的發(fā)光。另一方面，在最左側(cè)的透明電極開口部31的左側(cè)區(qū)域中的上半部分中，支配性的電流路徑為D31，同樣地，在下半部分中，支配性的電流路徑為D32。它們均是從ρ側(cè)觸點開口 41到η側(cè)觸點開口 42的最短距離的路徑。D31從上部ρ側(cè)觸點開口部彎曲部413的前端部(下端部)到η側(cè)觸點開口 42的左端部，D32從下部ρ側(cè)觸點開口部彎曲部418的前端部(上端部)到η側(cè)觸點開口 42的左端部。D31、D32的電流路徑的方向與Dll等不同，成為從圖10中的上下方向傾斜的角度。在上述發(fā)光元件10中，設(shè)D31、D32的路徑長度與Dll等相等，成為L/2。S卩，使η側(cè)觸點開口 42的前端部到彎曲部(上部ρ側(cè)觸點開口部彎曲部413、下部ρ側(cè)觸點開口部彎曲部418)的前端部的距離和上部ρ側(cè)觸點開口部上邊部412與η側(cè)觸點開口 42的間隔、下部觸點開口部下邊部417與η側(cè)觸點開口 42的間隔相等。通過在ρ側(cè)觸點開口 41 (上部P側(cè)觸點開口部411、下部ρ側(cè)觸點開口部416)中設(shè)置彎曲部(上部P側(cè)觸點開口部彎曲部413、下部ρ側(cè)觸點開口部彎曲部418)，能夠?qū)崿F(xiàn)該結(jié)構(gòu)。或者，在D31、D32的路徑長度不與Dll等嚴格相等的情況下，通過在ρ側(cè)觸點開口 41設(shè)置這種彎曲部，也能夠使D31、D32的路徑長度接近Dll等。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠使圖10中的最左側(cè)的透明電極開口部31的左側(cè)區(qū)域中的發(fā)光強度與其右側(cè)區(qū)域中的發(fā)光強度相同。由此，能夠使無助于發(fā)光的凹陷區(qū)域60、由ρ側(cè)電極、41、n側(cè)電極42遮光的狹窄區(qū)域以外的整面中的發(fā)光元件10的發(fā)光強度在面內(nèi)均勻。S卩，該發(fā)光元件110的發(fā)光效率高，并且發(fā)光強度中的面內(nèi)均勻性高。另外，在上述結(jié)構(gòu)中，可知，即使使η側(cè)觸點開口和η側(cè)電極等與ρ側(cè)觸點開口和P側(cè)電極等逆轉(zhuǎn)，也能夠發(fā)揮同樣的效果。即，即使在上下方向的中央部設(shè)置P側(cè)觸點開口等，沿著上下邊、左邊設(shè)置凹陷區(qū)域、η側(cè)觸點開口等，也是同樣的。即，如果在被上下邊夾著的中央部形成第I開口部和第2開口部中的一方，在上下邊側(cè)的兩端部側(cè)形成第I開口部和第2開口部中的另一方，也能夠發(fā)揮同樣的效果。并且，在第I、第2實施方式中，可知，半導體發(fā)光功能層不形成在襯底上，也能夠發(fā)揮上述效果。并且，在使用襯底的情況下，也可以在襯底與半導體發(fā)光功能層之間插入用于提高半導體發(fā)光功能層的結(jié)晶性的緩沖層。只要在半導體發(fā)光功能層的同一主面?zhèn)刃纬?個電極，襯底和緩沖層可以是絕緣性的，也可以是導電性的。(第3實施方式) 第3實施方式的發(fā)光元件210具有如下結(jié)構(gòu)在襯底上利用單片連接具有與第I實施方式的發(fā)光元件10類似的結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管和保護二極管(二極管)。圖11是該結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件210的電路圖。這里，發(fā)光二極管220和保護二極管230反向連接。該情況下，在對發(fā)光二極管220施加過大的電壓的情況下，保護二極管230通過齊納效應而成為導通狀態(tài)，使電流旁通，由此，保護發(fā)光二極管220。圖12是與圖I同樣地示出該發(fā)光元件210的結(jié)構(gòu)的俯視圖。并且，圖13(a)
(c)分別是該發(fā)光元件210中的保護二極管部周邊的J-J方向、K-K方向、L-L方向的剖面圖。這里，發(fā)光二極管220中的半導體發(fā)光功能層20利用與第I、第2實施方式相同的材料形成在襯底上。并且，構(gòu)成保護二極管230的材料也利用同樣的材料形成在同一襯底上。它們形成在同一襯底11上。圖12中的X所示的區(qū)域是具有與第I實施方式的發(fā)光元件10類似的結(jié)構(gòu)的區(qū)域。在該結(jié)構(gòu)中，P側(cè)焊盤區(qū)域511在第I實施方式中位于左側(cè)，與此相對，這里配置在右側(cè)，僅這點不同。因此，這里省略其詳細說明。另一方面，圖12中的Y所示的區(qū)域是形成有保護二極管230的區(qū)域。該保護二極管利用與發(fā)光二極管220中的發(fā)光功能層20相同的結(jié)構(gòu)，所以，能夠在同一襯底11上形成發(fā)光二極管220和保護二極管230。S卩，在襯底11上依次形成η型層21、MQW層23、ρ型層22，對它們進行構(gòu)圖，由此，在圖12中的X所示的區(qū)域中形成發(fā)光二極管220，在Y所示的區(qū)域中形成保護二極管230。在它們之間的區(qū)域(元件分離區(qū)域300)中，利用蝕刻來去除ρ型層22、MQff層23、η型層21，由此，能夠使發(fā)光二極管220和保護二極管230電分離。然后，連接P側(cè)電極51和η側(cè)電極52以構(gòu)成圖11的電路，由此得到發(fā)光元件210。如圖12、圖13所示，絕緣層40跨越元件分離區(qū)域300而形成在包含區(qū)域Y的發(fā)光元件210的整面。此時,成為如下形態(tài)在元件分離區(qū)域300中，對ρ型層22、MQW層23、η型層21進行蝕刻后的槽的側(cè)面由絕緣層40覆蓋，并且，利用絕緣層40埋入該槽。并且，下側(cè)的P側(cè)電極51和上側(cè)的η側(cè)電極52跨越元件分離區(qū)域300而延伸到區(qū)域Y。如圖12中的J-J方向的剖面圖即圖13(a)所示，在區(qū)域Y中，P側(cè)電極51在絕緣層40中的保護二極管第I觸點開口部43中與η型層21連接。由此，ρ側(cè)電極51與區(qū)域Y中的η型層21連接。并且，η側(cè)電極52在絕緣層40中的保護二極管第2觸點開口部44中與透明電極30連接。由此，η側(cè)電極52與區(qū)域Y中的ρ型層22間接地連接。通過區(qū)域Y中的η型層21、MQW層23、ρ型層22形成保護二極管230。因此，根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)圖11的電路結(jié)構(gòu)。即，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在區(qū)域X中由半導體發(fā)光功能層20構(gòu)成的發(fā)光二極管與在區(qū)域Y中形成的保護二極管以順向變?yōu)榉聪虻姆绞讲⒙?lián)連接。在該發(fā)光元件210中，在右側(cè)形成具有與第I實施方式的發(fā)光元件10相同的結(jié)構(gòu)的發(fā)光二極管220，所以，得到發(fā)光強度的高均勻性。另一方面，保護二極管230形成在同一襯底11上，所以，難以由于電涌等而破損，得到高可靠性。并且，同時得到發(fā)光二極管220和保護二極管230，所以，能夠?qū)崿F(xiàn)該發(fā)光元件210的低成本化。另外，在上述結(jié)構(gòu)中，將ρ側(cè)焊盤區(qū)域511和η側(cè)焊盤區(qū)域521配置在區(qū)域X中的右側(cè)，但是，設(shè)置它們的場所是任意的。例如，如果在區(qū)域Y中形成它們，則在區(qū)域X中遮光面積減小，所以，得到高發(fā)光效率。相反，如果將P側(cè)焊盤區(qū)域511和η側(cè)焊盤區(qū)域521配置在區(qū)域X中，則能夠增大保護二極管230的面積，所以，能夠進一步提高針對電涌等的耐 受性。并且，在上述例子中，使用Si襯底，在區(qū)域Χ、Υ中使用由η型層21、MQW層23、ρ型層22構(gòu)成的同一層疊結(jié)構(gòu)，但是，例如通過僅在區(qū)域Y中實施離子注入等，也能夠使這些層的特性在區(qū)域X、Y中不同。由此，能夠得到作為保護二極管230的更加良好的特性。并且，在上述結(jié)構(gòu)中，作為半導體發(fā)光功能層20，記載了在襯底11上形成作為第I半導體層的η型GaN層21、作為發(fā)光層的MQW層23、作為第2半導體層的ρ型GaN層22的例子。但是，可知，在不使用MQW層23的情況下，還作為單純使用ρη結(jié)的發(fā)光二極管(LED)進行動作?；蛘撸鳛榘l(fā)光層，也可以使用上述結(jié)構(gòu)的MQW層以外的結(jié)構(gòu)的層。并且，可以利用GaN以外的材料構(gòu)成半導體發(fā)光功能層。該情況下，可以根據(jù)發(fā)光波長來設(shè)定半導體材料。并且，在上述例子中，在襯底11側(cè)形成η型半導體層(第I半導體層)，在該η型半導體層上形成P型半導體層(第2半導體層)，但是，可知，在上側(cè)的半導體層中的導電率低的情況下，即使它們的導電類型相反，也能夠發(fā)揮同樣的效果。即，如果構(gòu)成為第I半導體層與第2半導體層的導電類型相反、與這些半導體層連接的2個電極形成在半導體發(fā)光功能層的一個主面?zhèn)?，則上述結(jié)構(gòu)是有效的。并且，在外延生長中，首先，最初在襯底上形成導電性高的η型層，在該η型層上形成導電性低的P型層和透明電極，在該結(jié)構(gòu)中，可知上述結(jié)構(gòu)特別有效。這種結(jié)構(gòu)在以上述GaN為首的氮化物半導體中特別顯著，所以，上述結(jié)構(gòu)在使用該材料的發(fā)光元件中特別有效。并且，可知，在使用由Si以外的材料構(gòu)成的襯底的情況下，也發(fā)揮同樣效果。并且，在上述例子中，設(shè)半導體發(fā)光功能層等的端部和元件分離區(qū)域中的槽的截面為錐形形狀，成為隔著絕緣層利用η側(cè)電極和ρ側(cè)電極覆蓋它們的形態(tài)。但是，在這些部位中，如果是通過絕緣層確保η側(cè)電極、ρ側(cè)電極與ρ型層、η型層之間的絕緣性的情況，則不需要為錐形形狀。并且，在上述例子中，設(shè)發(fā)光元件為矩形形狀，但是，只要能夠發(fā)揮上述效果，則不需要為嚴格的矩形形狀。
權(quán)利要求
1.ー種發(fā)光元件，其使用在具有第I導電類型的第I半導體層上形成具有第2導電類型的第2半導體層而成的半導體發(fā)光功能層，其中，該第2導電類型是與所述第I導電類型相反的導電類型，在所述半導體發(fā)光功能層中的形成有所述第2半導體層的一側(cè)的主面上具有與所述第2半導體層直接接觸的透明電極、形成于該透明電極上的絕緣層、形成于該絕緣層上且在設(shè)于前記絕緣層中的第I開ロ部中與所述第I半導體層直接接觸的第I電極層、以及形成于所述絕緣層上且在設(shè)于所述絕緣層中的第2開ロ部中與所述透明電極直接接觸的第2電極層，該發(fā)光元件俯視觀察為大致矩形形狀，該發(fā)光元件的特征在干， 所述第I開ロ部和所述第2開ロ部具有分別沿著與所述大致矩形形狀的對置的2邊平行延伸的2條直線形成的部分，在所述透明電極中，在所述2條直線之間形成有在與所述2條直線垂直的方向上延伸的多個透明電極開ロ部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的發(fā)光元件，其特征在干， 所述第I電極層和所述第2電極層分別具有分別與所述2條直線平行延伸的呈線狀形態(tài)的線狀部、以及寬度比該線狀部寬的焊盤部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其特征在干， 所述2邊是沿著所述大致矩形形狀的長度方向的2邊，所述第I開ロ部和所述第2開ロ部分別形成于所述2邊側(cè)的端部側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其特征在干， 所述第I開ロ部和所述第2開ロ部中的一方形成于被所述2邊夾著的中央部，所述第I開ロ部和所述第2開ロ部中的另一方形成于所述2邊側(cè)的兩端部側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光元件，其特征在干， 所述第I電極層中的焊盤部和所述第2電極層中的焊盤部形成于所述第I開ロ部和所述第2開ロ部中的一方延伸的線上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的發(fā)光元件，其特征在干， 所述第I電極層中的焊盤部和所述第2電極層中的焊盤部分別形成于所述第I開ロ部和所述第2開ロ部中的一方延伸的線上的與所述2邊垂直的2邊側(cè)的兩端部側(cè)， 所述第I開ロ部和所述第2開ロ部中的另一方在與所述第I電極層和所述第2電極層的一方中的設(shè)有所述焊盤部的一側(cè)對置的邊側(cè)，具有沿著該對置的邊側(cè)的彎曲部，其中，所述第I電極層和所述第2電極層的一方與所述第I開ロ部和所述第2開ロ部中的一方直接連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的發(fā)光元件，其特征在干， 所述第I開ロ部和所述第2開ロ部中的一方的前端部與所述彎曲部的前端部之間的距離，與從設(shè)有所述彎曲部的所述第I開ロ部和所述第2開ロ部中的另一方中的沿著與所述大致矩形形狀的對置的2邊平行延伸的2條直線形成的部分到所述第I開ロ部和所述第2開ロ部的中的一方的間隔大致相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求2 7中的任意一項所述的發(fā)光兀件,其特征在于， 所述第I半導體層通過外延生長而形成于襯底上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的發(fā)光元件，其特征在干， 在所述線狀部延伸的ー個方向的延長線上的所述襯底上，隔著所述襯底上的局部地去除半導體層后的元件分離區(qū)域形成有ニ極管，所述第I電極層和所述第2電極層跨越所述元件分離區(qū)域而在形成有所述ニ極管的區(qū)域上延伸，使用所述半導體發(fā)光功能層形成的發(fā)光二極管和所述ニ極管以順向變?yōu)榉聪虻姆绞讲⒙?lián)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的發(fā)光元件，其特征在干， 所述焊盤部在形成有所述ニ極管的區(qū)域上形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求I 10中的任意ー項所述的發(fā)光元件，其特征在干， 所述第I半導體層由n型氮化物半導體構(gòu)成，所述第2半導體層由p型氮化物半導體構(gòu)成。
全文摘要
在半導體發(fā)光功能層的一個面上形成2個電極的結(jié)構(gòu)的發(fā)光元件中，得到高發(fā)光效率，并且在面內(nèi)得到均勻的發(fā)光強度。在發(fā)光元件(10)中，(1)n側(cè)觸點開口(第1開口部)(42)和p側(cè)觸點開口(第2開口部)(41)分別沿著與矩形中對置的2邊(上邊、下邊)平行延伸的2條直線形成，(2)在這2條直線之間，形成多個沿與這2條直線垂直的方向延伸的透明電極(30)之間的空隙(透明電極開口部(31))，由此，進行電流的均勻化而不增加遮光面積，實現(xiàn)了發(fā)光的均勻化。
文檔編號H01L33/38GK102738343SQ20121007469
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月30日
發(fā)明者杉森暢尚 申請人:三墾電氣株式會社