專利名稱：發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)光元件，尤其是涉及一種發(fā)光元件的電極結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
一直以來(lái)，為使發(fā)光元件能夠均勻地發(fā)光，進(jìn)行了各種開(kāi)發(fā)。例如，作為發(fā)光元件的電極結(jié)構(gòu)，具有使P側(cè)電極及η側(cè)電極中的一方配置在發(fā)光兀件上表面的中心，另一方以包圍一方的周圍的方式配置的結(jié)構(gòu)(參照專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2002-319704號(hào)公報(bào))。發(fā)明內(nèi)容發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題但是，在實(shí)際采用這樣的電極結(jié)構(gòu)時(shí)，在P側(cè)電極與η側(cè)電極之間，電流密度的分布產(chǎn)生偏差，正向電壓(Vf )變高，并且在獲得均勻的發(fā)光方面還存在不足。本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，其技術(shù)問(wèn)題在于提供一種電極間的電流密度的分布的偏差小的發(fā)光元件。用于解決技術(shù)問(wèn)題的方法
本發(fā)明的發(fā)光元件在半導(dǎo)體層上具備第一電極及第二電極，所述第一電極具有第一外部連接部和從所述第一外部連接部延伸的第一延伸部及第二延伸部，所述第二電極具有第二外部連接部和從所述第二外部連接部延伸的第三延伸部、第四延伸部及第五延伸部，所述第三延伸部在所述第一延伸部的外側(cè)沿所述第一延伸部延伸，所述第四延伸部在所述第二延伸部的外側(cè)沿所述第二延伸部延伸，所述第五延伸部在所述第三延伸部與所述第四延伸部之間向所述第一外部連接部側(cè)延伸，所述第五延伸部處于連結(jié)所述第一延伸部上的位于最接近所述第二外部連接部的位置的點(diǎn)與所述第二延伸部上的位于最接近所述第二外部連接部的位置的點(diǎn)的直線上，或者相比所述直線更處于所述第二外部連接部側(cè)。發(fā)明的效果 根據(jù)本發(fā)明的發(fā)光元件，能夠使電極間的電流密度的分布更均勻。


圖1是示意性地表示第一實(shí)施方式的發(fā)光元件的俯視圖。圖2是示意性地表示第一實(shí)施方式的發(fā)光元件的沿圖1的Α-Α’線的剖視圖。 圖3是示意性地表示第二實(shí)施方式的發(fā)光元件的俯視圖。圖4 (a)和(b)是關(guān)于比較例I的發(fā)光元件的圖，(a)是示意性地表示比較例元件的俯視圖，(b)是表示比較例I的發(fā)光元件的電流密度的分布的俯視圖。圖5 (a)和(b)是關(guān)于比較例2的發(fā)光元件的圖，(a)是示意性地表示比較例元件的俯視圖，(b)是表示比較例2的發(fā)光元件的電流密度的分布的俯視圖。圖6 (a)和(b)是關(guān)于比較例3的發(fā)光元件的圖，(a)是示意性地表示比較例元件的俯視圖，(b)是表示比較例3的發(fā)光元件的電流密度的分布的俯視圖。I的發(fā)光 2的發(fā)光 3的發(fā)光圖7 (a)和(b)是關(guān)于實(shí)施例1的發(fā)光元件的圖，(a)是示意性地表示實(shí)施例1的發(fā)光元件的俯視圖，(b)是表示實(shí)施例1的發(fā)光元件的電流密度的分布的俯視圖。圖8 (a)和(b)是關(guān)于實(shí)施例2的發(fā)光元件的圖，(a)是示意性地表示實(shí)施例2的發(fā)光元件的俯視圖，(b)是表示實(shí)施例2的發(fā)光元件的電流密度的分布的俯視圖。圖9 (a)和(b)是關(guān)于實(shí)施例3的發(fā)光元件的圖，(a)是示意性地表示實(shí)施例3的發(fā)光元件的俯視圖，(b)是表示實(shí)施例3的發(fā)光元件的電流密度的分布的俯視圖。圖10 Ca)和(b)是關(guān)于實(shí)施例4的發(fā)光元件的圖，Ca)是示意性地表示實(shí)施例4的發(fā)光兀件的俯視圖，(b)是表不實(shí)施例4的發(fā)光兀件的電流密度的分布的俯視圖。·圖11 (a)和(b)是表示在實(shí)施例及比較例的發(fā)光元件中，電流密度分布幅度(相對(duì)值) 和正向電壓(Vf)的模擬結(jié)果的線圖，(b)是在(a)所示的比較例3以及實(shí)施例1 3中，僅對(duì)電流密度分布幅度的相對(duì)值進(jìn)行比較的線圖。圖12 (a)和(b)是關(guān)于第三實(shí)施方式的發(fā)光元件的圖，(a)是示意性地表示第三實(shí)施方式的發(fā)光兀件的俯視圖，(b)是表不第三實(shí)施方式的發(fā)光兀件的電流密度的分布的俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的發(fā)光元件的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。為了明確說(shuō)明，有時(shí)會(huì)夸大各附圖所示的部件的大小和位置關(guān)系等。而且，在以下的說(shuō)明中，對(duì)于相同的名稱、附圖標(biāo)記而言，原則上表示相同或相當(dāng)?shù)牟考?，并適當(dāng)省略詳細(xì)說(shuō)明。<第一實(shí)施方式>圖1是示意性地表示第一實(shí)施方式的發(fā)光元件的俯視圖。圖2是示意性地表示第一實(shí)施方式的發(fā)光元件的沿圖1的A-A’線的剖視圖。如圖1及圖2所示，第一實(shí)施方式的發(fā)光元件100至少具備襯底10 ;設(shè)置在襯底10 上的半導(dǎo)體層30 ;設(shè)置在半導(dǎo)體層30上的第一電極50及第二電極70。第一電極50具有第一外部連接部52 ;從第一外部連接部延伸的第一延伸部54及第二延伸部56。第二電極70具有第二外部連接部72 ;從第二外部連接部72延伸的第三延伸部74、第四延伸部76及第五延伸部78。第三延伸部74在第一延伸部54的外側(cè)沿第一延伸部54延伸，第四延伸部76在第二延伸部56的外側(cè)沿第二延伸部56延伸。也就是說(shuō)，意味著從第一延伸部54上的多個(gè)點(diǎn)到第三延伸部74的最短距離相同，或者第一延伸部54在規(guī)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)從第三延伸部74隔開(kāi)一定間隔地配置。另外，意味著從第二延伸部56上的多個(gè)點(diǎn)到第四延伸部76的最短距離相同，或者第二延伸部56在規(guī)定長(zhǎng)度范圍內(nèi)從第四延伸部76隔開(kāi)一定間隔地配置。而且，配置成使從第一延伸部54到第三延伸部74的最短距離與從第二延伸部56到第四延伸部76的最短距離相同。通常，電極的延伸部與相鄰延伸部的距離若近，則電流集中，若遠(yuǎn)，則電流不集中，若延伸部間的距離不同，則電流密度發(fā)生不勻。另一方面，通過(guò)配置上述第一至第四延伸部，防止了這樣的電流密度的不勻。第五延伸部78在第三延伸部74與第四延伸部76之間向第一外部連接部52側(cè)延伸。而且，該第五延伸部78處于連結(jié)第一延伸部54上的位于最接近第二外部連接部72的位置的點(diǎn)與第二延伸部56上的位于最接近第二外部連接部72的位置的點(diǎn)的直線L1上，或者相比直線L1更處于第二外部連接部72偵U。此外，本說(shuō)明書(shū)中的“上”是指對(duì)半導(dǎo)體層30設(shè)置第一電極50及第二電極70的一側(cè)， 是圖2中的上側(cè)方向。由此，能夠使集中在第一外部連接部52與第二外部連接部72之間流動(dòng)的電流的一部分?jǐn)U散到電流容易不足的周圍，例如，第一延伸部54與第三延伸部74之間、第二延伸部56 與第四延伸部76之間。由此，能夠使電極間的電流密度的分布更均勻。更具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施方式的發(fā)光元件100在俯視時(shí)呈大致矩形，在襯底10上作為半導(dǎo)體層30依次層疊有η型半導(dǎo)體層32、有源層34和ρ型半導(dǎo)體層36。而且，在半導(dǎo)體層30 上設(shè)置有正負(fù)一對(duì)電極，并具備與η型半導(dǎo)體層32電連接的第一電極(η側(cè)電極)50及與ρ 型半導(dǎo)體層36電連接的第二電極(P側(cè)電極)70。第一電極50設(shè)置在除去ρ型半導(dǎo)體層36及有源層34的一部分而露出的η型半導(dǎo)體層32的表面。另一方面，第二電極70與形成于ρ型半導(dǎo)體層36上的大致整個(gè)面的透光性電極40的表面接觸設(shè)置。而且，第一電極50及第二電極70分別具有與外部電路(未圖示)電連接的外部連接部52、72 ;從外部連接部52、72延伸的多個(gè)延伸部54、56、74、76、78。在本實(shí)施方式中，第一電極的外部連接部(第一外部連接部)52與第二電極的外部連接部(第二外部連接部)72相互隔著半導(dǎo)體層30相向地配置在俯視時(shí)呈大致矩形的半導(dǎo)體層 30的對(duì)角方向上。第一外部連接部52具有向第二外部連接部72側(cè)延伸的第一延伸部54 及第二延伸部56。該第一延伸部54與第二延伸部56在俯視時(shí)隔著第一外部連接部52配置成大致圓弧狀。 另一方面，第二外部連接部72具有向第一外部連接部52側(cè)延伸的第三延伸部74、第四延伸部76及第五延伸部78。第三延伸部74在第一延伸部54的外側(cè)沿第一延伸部54延伸。第四延伸部76在第二延伸部56的外側(cè)沿第二延伸部56延伸。從第二外部連接部72到第一延伸部54上的位于最接近該第二外部連接部72的位置的點(diǎn)(第一延伸部的前端)的距離％優(yōu)選比從第一外部連接部52到第三延伸部74上的位于最接近該第一外部連接部52的位置的點(diǎn)(第三延伸部的前端)的距離h長(zhǎng)，并且從第二外部連接部72到第二延伸部56上的位于最接近該第二外部連接部72的位置的點(diǎn)(第二延伸部的前端)的距離a2優(yōu)選比從第一外部連接部52到第四延伸部76上的位于最接近該第一外部連接部52的位置的點(diǎn)(第四延伸部的前端)的距離b2長(zhǎng)。由此，在同η側(cè)電極的第一外部連接部52相比電流更容易集中在周圍的ρ側(cè)電極的第二外部連接部72與第一延伸部54或者第二延伸部56之間流動(dòng)的電流，能夠容易地?cái)U(kuò)散到 η側(cè)電極的第一外部連接部52與第三延伸部74或者第四延伸部76之間。關(guān)于這樣的第三延伸部74及第四延伸部76的寬度，優(yōu)選分別為靠第二外部連接部72 側(cè)的寬度比靠前端側(cè)、尤其是沿著第一延伸部54及第二延伸部56相向的部分的寬度寬。因此，第二外部連接部72側(cè)的薄膜電阻降低，能夠使電流容易擴(kuò)散到前端側(cè)。而且，與使第三延伸部74及第四延伸部76的寬度均勻相比，能夠減少電極在半導(dǎo)體層30上所占的面積， 因此能夠減輕從半導(dǎo)體層30的光取出效率的降低。本實(shí)施方式中的第五延伸部78在第三延伸部74與第四延伸部76之間朝向第一外部連接部52呈直線地延伸。第五延伸部78的前端被配置為，與連結(jié)第一延伸部54上的位于最接近第二外部連接部72的位置的點(diǎn)(第一延伸部的前端)與第二延伸部56上的位于最接近第二外部連接部72的位置的點(diǎn)(第二延伸部的前端)的直線L1相比更靠第二外部連接部 72側(cè)。由此，在第五延伸部78與由第一延伸部54、第二延伸部56及第一外部連接部52圍成的區(qū)域之間，能夠抑制電流過(guò)度集中，能夠使被抑制的電流的一部分?jǐn)U散到第一延伸部54 與第三延伸部74之間以及第二延伸部56與第四延伸部76之間。而且，第三延伸部74及第四延伸部76優(yōu)選分別相對(duì)于第一延伸部54及第二延伸部56 大致平行地相向地配置，第一延伸部54及第二延伸部56與第三延伸部74及第四延伸部76 優(yōu)選配置成同心圓弧狀。由此，能夠使第一延伸部54與第三延伸部74之間、以及第二延伸部56與第四延伸部 76之間流動(dòng)的電流變得均勻。尤其是，通過(guò)配置成同心圓弧狀，能夠?qū)㈦姌O在半導(dǎo)體層30 上所占的面積抑制到最小限度，因此能夠減輕從半導(dǎo)體層30的光取出效率的降低。另外，在從該同心圓弧的中心開(kāi)始依次與第一延伸部54、第三延伸部74連結(jié)的直線L2 上，從同心圓弧的中心到第一延伸部54的距離C1優(yōu)選與從第一延伸部54到第三延伸部74 的距離Cl1相同或者比該距離Cl1長(zhǎng)，并且，在從同心圓弧的中心開(kāi)始依次與第二延伸部56、 第四延伸部76連結(jié)的直線L3上，從同心圓弧的中心到第二延伸部56的距離C2優(yōu)選與從第二延伸部56到第四延伸部76的距離d2相同或者比該距離d2長(zhǎng)。由此，容易集中在第一外部連接部52與第二外部連接部72之間、尤其是同心圓弧的中心附近流動(dòng)的電流能夠更容易地?cái)U(kuò)散到第一延伸部54與第三延伸部74之間及第二延伸部 56與第四延伸部76之間。本實(shí)施方式的第一外部連接部52在俯視時(shí)配置在連結(jié)第三延伸部74、第四延伸部76 及第五延伸部78的各前端的直線L4 所圍成的區(qū)域內(nèi)。也就是說(shuō)，第一外部連接部52被分別連結(jié)位于最遠(yuǎn)離第二外部連接部72的位置的第三延伸部74上的點(diǎn)、第四延伸部76上的點(diǎn)及第五延伸部78上的點(diǎn)的直線L4包圍。由此，在與第二外部連接部72的距離遠(yuǎn)、電流容易不足的區(qū)域中，配置有電流較容易集中的第一外部連接部52，能夠補(bǔ)充電流。在本實(shí)施方式中，除了前述的第一至第五延伸部54、56、74、76、78以外，還具有兩個(gè)延伸部即第六延伸部80和第七延伸部82。第六延伸部80從第三延伸部74向外側(cè)分支，并延伸到配置有第二外部連接部72的角部的相鄰的角部。第七延伸部82從第四延伸部76向外側(cè)分支，并延伸到配置有第二外部連接部72的角部的相鄰的角部。由此，還能夠使電流擴(kuò)散到半導(dǎo)體層30的沒(méi)有配置外部連接部52、72且電流容易不足的角部。具有以上結(jié)構(gòu)的第一實(shí)施方式的發(fā)光元件100能夠使第一電極50與第二電極70之間的電流密度的分布更均勻。(襯底)襯底主要是用于層疊半導(dǎo)體層的部件，只要是能夠使氮化物半導(dǎo)體外延生長(zhǎng)的部件即可，大小和厚度等沒(méi)有特別限定。作為這樣的襯底的材料，可以列舉出藍(lán)寶石(Al2O3)和尖晶石(MgAl2O4)這樣的絕緣性襯底、以及碳化硅(SiC)、ZnS、ZnO, S1、GaAs、鉆石及與氮化物半導(dǎo)體晶格結(jié)合的鈮酸鋰、鎵酸釹等氧化物襯底。(半導(dǎo)體層)半導(dǎo)體層是發(fā)光元件中的成為發(fā)光部的部件，至少由η型半導(dǎo)體層、有源層和P型半導(dǎo)體層構(gòu)成。半導(dǎo)體層的種類、材料沒(méi)有特別限定，但優(yōu)選使用例如InxAlYGai_x_YN (O ^X,Υ,Χ + Υ^ I)等氮化鎵類半導(dǎo)體材料。(電極)電極是用于從外部向半導(dǎo)體層供給電流的部件，在半導(dǎo)體層的同一面?zhèn)茸鳛檎?fù)一對(duì)電極而具有第一電極及第二電極。第一電極與第二電極相互隔著半導(dǎo)體層相向地配置，在第一實(shí)施方式中，將第一電極作為η側(cè)電極,將第二電極作為P側(cè)電極，但不限于此，也可以將第一電極作為P側(cè)電極，將第二電極作為η側(cè)電極。此外，這里的相向除了各部件彼此相互點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地相對(duì)的意思以外，還包括面對(duì)面地相對(duì)的意思。作為這樣的電極的材料，可以使用N1、Rh、Cr、Au、W、Pt、T1、Al等，其中，優(yōu)選使用以Ti/ Vt/Ku或Ti/Rh/Au等順序?qū)盈B而成的多層膜。另外，第一電極及第二電極分別具備外部連接部和延伸部。外部連接部是用于與外部電路電連接的焊盤(pán)電極，例如，是供導(dǎo)電性引線等接合的部分。外部連接部?jī)?yōu)選為在俯視時(shí)配置為比半導(dǎo)體層的側(cè)面更靠?jī)?nèi)側(cè)，能夠通過(guò)縮小外部連接部間的距離來(lái)降低正向電壓。作為外部連接部的形狀，沒(méi)有特別限定，但考慮到引線接合的容易程度等，優(yōu)選為圓形。而且，在第一實(shí)施方式中，第一電極的外部連接部(第一外部連接部)與第二電極的外部連接部(第二外部連接部)在俯視時(shí)配置在半導(dǎo)體層的對(duì)角方向上，但也可以配置在例如半導(dǎo)體層的相向的兩個(gè)側(cè)面方向上。 延伸部是用于使向外部連接部供給的電流均勻地?cái)U(kuò)散到半導(dǎo)體層的輔助電極。作為第一電極的延伸部，至少具有第一延伸部和第二延伸部，并分別從第一外部連接部向第二外部連接部側(cè)延伸。第一延伸部及第二延伸部的形狀可以為圓弧狀或者直線狀等所期望的形狀，但優(yōu)選相對(duì)于連結(jié)第一外部連接部與第二外部連接部的直線，對(duì)稱地配置第一延伸部和第二延伸部。作為第二電極的延伸部，至少具有第三延伸部、第四延伸部和第五延伸部，分別從第二外部連接部向第一外部連接部側(cè)延伸。從第二外部連接部延伸的第三延伸部在第一延伸部的外側(cè)、也就是半導(dǎo)體層的側(cè)面?zhèn)妊氐谝谎由觳垦由?。第四延伸部從第二外部連接部向第三延伸部的相反側(cè)延伸，而且在第二延伸部的外側(cè) (半導(dǎo)體層的側(cè)面?zhèn)?沿第二延伸部延伸(這里的相反側(cè)是指以連結(jié)第一外部連接部與第二外部連接部的直線為基準(zhǔn)的相反側(cè))。第五延伸部的形狀沒(méi)有特別限定，但至少配置在連結(jié)第一延伸部上的位于最接近第二外部連接部的位置的點(diǎn)與第二延伸部上的位于最接近第二外部連接部的位置的點(diǎn)的直線上或者比該直線更靠第二外部連接部側(cè)。(透光性電極)透光性電極設(shè)置于P型半導(dǎo)體層的上表面的大致整個(gè)面，是用于使從P側(cè)電極供給的電流均勻地向P型半導(dǎo)體層的整個(gè)面內(nèi)流動(dòng)的部件。透光性電極被配置在半導(dǎo)體元件的光取出面?zhèn)?，因此作為材料?yōu)選使用導(dǎo)電性氧化物。作為透光性電極還可以使用金屬薄膜，但與金屬薄膜相比，導(dǎo)電性氧化物透光性更好，因此能夠使半導(dǎo)體元件成為發(fā)光效率高的發(fā)光元件。作為這樣的導(dǎo)電性氧化物,可以列舉出包含從Zn、In、Sn、Mg中選擇的至少一種在內(nèi)的氧化物，具體來(lái)說(shuō)，可以列舉出Zn0、In203、Sn02、IT0等。導(dǎo)電性氧化物(尤其是ΙΤ0)對(duì)于可見(jiàn)光(可見(jiàn)區(qū)域)具有高的透光性(例如，60%以上、70%以上、75%以上或者80%以上)， 而且由于是電導(dǎo)率較高的材料，所以能夠優(yōu)選使用。<第二實(shí)施方式>圖3是示意性地表示第二實(shí)施方式的發(fā)光元件的俯視圖。第二實(shí)施方式的發(fā)光元件除了電極的延伸部形狀不同以外，具有實(shí)質(zhì)上與第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，對(duì)于相同的結(jié)構(gòu)，也有省略說(shuō)明的部分。本實(shí)施方式的發(fā)光兀件200至少具備襯底10、半導(dǎo)體層30、第一電極50和第二電極70。第一電極50及第二電極70在俯視時(shí)相向地配置在呈大致矩形的半導(dǎo)體層30的對(duì)角方向上。第一電極50具有第一外部連接部52 ;從第一外部連接部52延伸的第一延伸部54及第二延伸部56。第一外部連接部52配置在半導(dǎo)體層30的角部附近(內(nèi)側(cè))。第一延伸部54 相對(duì)于構(gòu)成半導(dǎo)體層30的配置有第一外部連接部52的角部的一個(gè)側(cè)面37a大致平行地延伸。第二延伸部56相對(duì)于構(gòu)成半導(dǎo)體層30的配置有第一外部連接部52的角部的另一個(gè)側(cè)面37b大致平行地延伸。第二電極70具有第二外部連接部72 ;從第二外部連接部7 2延伸的第三延伸部74、第四延伸部76及第五延伸部78。第二外部連接部72配置在半導(dǎo)體層30的角部附近(內(nèi)側(cè))。第三延伸部74相對(duì)于構(gòu)成半導(dǎo)體層30的配置有第二外部連接部72的角部的一個(gè)側(cè)面38a大致平行地延伸，并進(jìn)一步在第一延伸部54的外側(cè)相對(duì)于第一延伸部54大致平行地延伸。第四延伸部76相對(duì)于構(gòu)成半導(dǎo)體層30的配置有第二外部連接部72的角部的另一個(gè)側(cè)面38b大致平行地延伸，并進(jìn)一步在第二延伸部56的外側(cè)相對(duì)于第二延伸部56大致平行地延伸。第五延伸部78在第三延伸部74與第四延伸部76之間朝向第一外部連接部52呈直線地延伸。第五延伸部78的前端被配置為，比連結(jié)第一延伸部54及第二延伸部56的前端的直線L1更靠第二外部連接部72偵^由此，在第五延伸部78與由第一延伸部54及第二延伸部56圍成的區(qū)域之間，能夠抑制電流過(guò)度集中，能夠使被抑制的電流的一部分?jǐn)U散到第一延伸部54與第三延伸部74之間以及第二延伸部56與第四延伸部76之間。本實(shí)施方式中的第一延伸部54及第二延伸部56的前端分別向第二外部連接部72側(cè)彎曲，彎曲的前端進(jìn)一步沿著構(gòu)成半導(dǎo)體層30的配置有第二外部連接部72的角部的側(cè)面 38a、38b分別大致平行地延伸。由此，能夠在第一電極的延伸部54、56與第二電極的延伸部74、76之間，增大大致平行地相向的部分，因此能夠更均勻地使電流擴(kuò)散。另外，在第一延伸部54及第二延伸部56的前端延伸的方向上，分別沒(méi)有配置第三延伸部74及第四延伸部76 (彎曲)，因此能夠緩和比較容易在其間發(fā)生的電流集中。具有以上結(jié)構(gòu)的第二實(shí)施方式的發(fā)光元件200能夠使第一電極50與第二電極70之間的電流密度的分布更均勻。<第三實(shí)施方式>圖12是關(guān)于第三實(shí)施方式的發(fā)光元件的圖，(a)是示意性地表示第三實(shí)施方式的發(fā)光元件的俯視圖，(b)是表示第三實(shí)施方式的發(fā)光元件的電流密度的分布的俯視圖，配置在右側(cè)的豎條表示越趨向上方(濃淡程度越濃)，電流密度越高。第三實(shí)施方式的發(fā)光元件在俯視時(shí)呈大致長(zhǎng)方形，除了電極的延伸部形狀不同以外， 具有實(shí)質(zhì)上與第一實(shí)施方式相同的結(jié)構(gòu)。需要說(shuō)明的是，對(duì)于相同的結(jié)構(gòu)，也有省略說(shuō)明的部分。本實(shí)施方式的發(fā)光元件1000至少具備襯底1010、半導(dǎo)體層1030、第一電極1050和第二電極1070。第一電極1050至少具有第一外部連接部1052 ;從第一外部連接部1052延伸且前端部分支地設(shè)置而成的第一延伸部1054及第二延伸部1056。第二電極1070至少具有第二外部連接部1072 ;從第二外部連接部1072延伸的第三延伸部1074、第四延伸部1076及第五延伸部1078。第一外部連接部1052及第二外部連接部1072在俯視時(shí)相向地配置在呈大致長(zhǎng)方形的半導(dǎo)體層1030的長(zhǎng)度方向上(分別配置在半導(dǎo)體層的相向的短邊側(cè))。第三延伸部1074在第一延伸部1054的外側(cè)沿第一延伸部1054延伸。第四延伸部1076在第二延伸部1056的外側(cè)沿第二延伸部1056延伸。第五延伸部1078在第三延伸部1074與第四延伸部1076之間向第一外部連接部1052 側(cè)延伸。而且，該第五延伸部1078比連結(jié)第一延伸部1054上的位于最接近第二外部連接部1072的位置的點(diǎn)(第一延伸部的前端)與第二延伸部1056上的位于最接近第二外部連接部1072的位置的點(diǎn)(第二延伸部的前端)的直線Lltltll更位于第二外部連接部1072偵U。 另外，第三延伸部1074及第四延伸部1076分別向外側(cè)分支，具有以包圍第一外部連接部1052的方式沿半導(dǎo)體層1030的側(cè)面延伸的第六延伸部1080及第七延伸部1082。第一外部連接部1052具有分別沿半導(dǎo)體層1030的短邊方向延伸的第八延伸部1094 和第九延伸部1096，能夠使電流均勻地?cái)U(kuò)散到呈大致長(zhǎng)方形的半導(dǎo)體層整體。而且，第一外部連接部1052優(yōu)選被配置在連結(jié)第三延伸部1074及第四延伸部1076、第六延伸部 1080、第七延伸部1082的各前端的直線所圍成的區(qū)域內(nèi)，能夠使容易集中在第一外部連接部1052的電流向周圍擴(kuò)散。另外，第二外部連接部1072具有第十延伸部1090和第i^一延伸部1092。第十延伸部 1090及第i^一延伸部1092分別朝向半導(dǎo)體層1030的位于第二外部連接部1072附近的角部延伸，能夠使電流擴(kuò)散到電流容易不足的半導(dǎo)體層1030的角部。如圖12(b)所示，具有以上結(jié)構(gòu)的第三實(shí)施方式的發(fā)光元件1000能夠使第一電極1050 與第二電極1070之間的電流密度的分布均勻。實(shí)施例以下，參照?qǐng)D4 圖11對(duì)確認(rèn)本發(fā)明的發(fā)光元件所發(fā)揮的效果的實(shí)驗(yàn)例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在本實(shí)驗(yàn)例中，向改變了電極配置的多個(gè)發(fā)光元件供給了電流，并觀察了各發(fā)光元件的電流密度的分布。并且，從各發(fā)光元件的電流密度的分布，對(duì)各發(fā)光元件的電流密度及正向電壓(Vf)的差進(jìn)行了比較。各發(fā)光元件的電流密度的分布及正向電壓(Vf)通過(guò)利用有限元法的模擬軟件進(jìn)行了觀察及解析。圖4 圖9的各圖(a)表示實(shí)驗(yàn)所使用的各發(fā)光元件的電極的配置，圖4 圖9的各圖(b)表示各發(fā)光元件的電流分布的觀察結(jié)果。圖4 圖9的各圖(b)的配置在右側(cè)的豎條表示越趨向上方(濃淡程度越濃)，電流密度越高。<比較例I>如圖4 (a)所示，在比較例I的發(fā)光元件300中，第二電極的外部連接部(第二外部連接部)372不具有第三延伸部及第四延伸部，并且第五延伸部378從電流較容易集中的第二外部連接部372呈直線地向第一電極的外部連接部(第一外部連接部)352側(cè)延伸。因此， 如圖4 (b)所示，在第一外部連接部352與第二外部連接部372之間，電流過(guò)度地流動(dòng)，在半導(dǎo)體層330的位于第一外部連接部352側(cè)的側(cè)面附近，電流密度降低。由此可知，在圖4 Ca)所示的電極形狀及電極配置中，電流密度的分布產(chǎn)生大的偏差。<比較例2 >如圖5 (a)所示，在比較例2的發(fā)光元件400中，從第二電極的外部連接部(第二外部連接部)472延伸的第三延伸部474及第四延伸部476分別沒(méi)有沿從第一電極的外部連接部(第一外部連接部)452延伸的第一延伸部454及第二延伸部456延伸。因此，如圖5 (b) 所示，電流集中在第二外部連接部472側(cè)，并且電流沒(méi)有擴(kuò)散到第一外部連接部452側(cè)，因此，電流密度尤其以半導(dǎo)體層430的位于第一外部連接部452側(cè)的角部為中心降低。由此可知，在圖5 Ca)所示的電極形狀及電極配置中，電流密度的分布產(chǎn)生大的偏差。 <比較例3 >如圖6 (a)所示，在比較例3的發(fā)光元件500中，從第二電極的外部連接部(第二外部連接部)572延伸的第三延伸部574及第四延伸部576分別沿著從第一電極的外部連接部 (第一外部連接部)552延伸的第一延伸部554及第二延伸部556且與其相向地延伸。但是， 從第二外部連接部572呈直線地延伸的第五延伸部578的前端被配置為，比連結(jié)第一延伸部554上的位于最接近第二外部連接部552的位置的點(diǎn)(第一延伸部的前端)與第二延伸部 556上的位于最接近第二外部連接部552的位置的點(diǎn)(第二延伸部的前端)的直線L5tll更靠第一外部連接部552側(cè)。因此，如圖6 (b)所示，在第五延伸部578的前端與以包圍第五延伸部578的前端的方式配置的第一延伸部554、第二延伸部556及第一外部連接部552之間，電流過(guò)度集中。由此可知，在圖6 (a)所示的電極形狀及電極配置中，電流密度的分布產(chǎn)生大的偏差。<實(shí)施例1>如圖7(a)所示，在實(shí)施例1的發(fā)光元件600中，從第二電極的外部連接部(第二外部連接部)672延伸的第三延伸部674及第四延伸部676分別沿著從第一電極的外部連接部(第一外部連接部)652延伸的第一延伸部654及第二延伸部656且與其相向地延伸。而且,從第二外部連接部672呈直線地延伸的第五延伸部678的前端被配置在連結(jié)第一延伸部654 上的位于最接近第二外部連接部672的位置的點(diǎn)(第一延伸部的前端)與第二延伸部656上的位于最接近第二外部連接部672的位置的點(diǎn)(第二延伸部的前端)的直線L6tll上。因此，如圖7 (b)所不,在第五延伸部678的前端與由第一延伸部654、第二延伸部656 及第一外部連接部652圍成的區(qū)域之間，能夠抑制電流過(guò)度集中，能夠使被抑制的電流的一部分?jǐn)U散到第一延伸部654與第三延伸部674之間以及第二延伸部656與第四延伸部 676之間。由此可知，若采用圖7 (a)所示的電極的電極形狀及電極配置，則能夠使電流密度的分布更均勻，從而能夠獲得均勻的發(fā)光。<實(shí)施例2 >如圖8 Ca)所示,實(shí)施例2的發(fā)光元件700具備與所述實(shí)施例1的發(fā)光元件600相同的結(jié)構(gòu)，并且與實(shí)施例1的發(fā)光元件600的第五延伸部678相比，第五延伸部778的前端被配置在更靠第二外部連接部772側(cè)。也就是說(shuō)，第五延伸部778的前端被配置為，與連結(jié)第一延伸部754上的位于最接近第二外部連接部772的位置的點(diǎn)(第一延伸部的前端)與第二延伸部756上的位于最接近第二外部連接部772的位置的點(diǎn)(第二延伸部的前端)的直線 L701相比更靠第二外部連接部772偵U。因此，如圖8 (b)所示，在第五延伸部778的前端與由第一延伸部754、第二延伸部756 及第一外部連接部752圍成的區(qū)域之間，能夠進(jìn)一步抑制電流過(guò)度集中，能夠使被抑制的電流的一部分?jǐn)U散到第一延伸部754與第三延伸部774之間以及第二延伸部756與第四延伸部776之間。由此可知，若采用圖8 (a)所示的電極的電極形狀及電極配置，則能夠使電流密度的分布更均勻，從而能夠獲得均勻的發(fā)光。此外，實(shí)施例2的發(fā)光元件700與所述第一實(shí)施方式的發(fā)光兀件100相同。<實(shí)施例3 >如圖9 Ca)所示,實(shí)施例3的發(fā)光元件800具備與所述實(shí)施例2的 發(fā)光元件700相同的結(jié)構(gòu)，并且與實(shí)施例2的發(fā)光元件700的第五延伸部778相比，第五延伸部878的前端被配置為更靠第二外部連接部872偵^因此，如圖9(b)所示，能夠進(jìn)一步抑制在第五延伸部878的前端與由第一延伸部854、 第二延伸部856及第一外部連接部852圍成的區(qū)域之間流動(dòng)的電流，能夠使被抑制的電流的一部分進(jìn)一步擴(kuò)散到第一延伸部854與第三延伸部874之間以及第二延伸部856與第四延伸部876之間。由此可知，若采用圖9 (a)所示的電極的電極形狀及電極配置，則能夠使電流密度的分布更均勻，從而能夠獲得均勻的發(fā)光。<實(shí)施例4 >如圖10 (a)所示，在實(shí)施例4的發(fā)光元件900中，從第一電極的外部連接部(第一外部連接部)952延伸的第一延伸部954及第二延伸部956分別相對(duì)于半導(dǎo)體層的側(cè)面937a、 937b、938a、938b大致平行地延伸，并且從第二電極的外部連接部(第二外部連接部)972延伸的第三延伸部974及第四延伸部976分別在第一延伸部954及第二延伸部956的外側(cè)相對(duì)于第一延伸部954及第二延伸部956大致平行地延伸。而且，從第二外部連接部972呈直線地延伸的第五延伸部978的前端被配置為，比連結(jié)第一延伸部954上的位于最接近第二外部連接部972的位置的點(diǎn)(第一延伸部的前端)與第二延伸部956上的位于最接近第二外部連接部972的位置的點(diǎn)(第二延伸部的前端)的直線L9tll更靠第二外部連接部972偵U。因此，如圖10 (b)所示，在第五延伸部978的前端與由第一延伸部954、第二延伸部 956及第一外部連接部952圍成的區(qū)域之間，能夠抑制電流過(guò)度集中，并能夠使被抑制的電流的一部分?jǐn)U散到第一延伸部954與第三延伸部974之間以及第二延伸部956與第四延伸部976之間。由此可知，若采用圖10 (a)所示的電極的電極形狀及電極配置，則能夠使電流密度的分布更均勻，從而能夠獲得均勻的發(fā)光。此外，實(shí)施例4的發(fā)光元件900與所述第二實(shí)施方式的發(fā)光兀件200相同。在圖11中，示出了比較例I 3、實(shí)施例1 4的發(fā)光元件中的電流密度分布幅度的相對(duì)值和正向電壓(Vf)的值。此外，圖11 (b)是在圖11 (a)所示的比較例3以及實(shí)施例1 4中，僅對(duì)電流密度分布幅度的相對(duì)值進(jìn)行比較的線圖。這里，相對(duì)值是表示以比較例3為基準(zhǔn)的各發(fā)光元件的電流密度分布之差的值，是在各發(fā)光元件的電流密度分布的直方圖中，以取最大頻率的電流密度為基準(zhǔn)，算出在比基準(zhǔn)大的一側(cè)頻率為最大頻率的5%的電流密度與在比基準(zhǔn)小的一側(cè)頻率為最大頻率的5%的電流密度之差，并將各發(fā)光元件中算出的值除以比較例3的值而得到的值。通過(guò)比較該相對(duì)值，能夠簡(jiǎn)易地判定各發(fā)光元件的電流密度分布之差(電流密度分布的偏差)與比較例3相比是大還是小。在本實(shí)施例中，如圖11所示，實(shí)施例1 4的發(fā)光元件600、700、800、900的相對(duì)值比成為基準(zhǔn)的比較例3的發(fā)光元件500的相對(duì)值低，其中，實(shí)施例3的發(fā)光元件800的相對(duì)值最低。其次，按實(shí)施例1的發(fā)光元件600、實(shí)施例2的發(fā)光元件700的順序，相對(duì)值變低。此外可知，關(guān)于實(shí)施例2的發(fā)光元件700，Vf的值也被抑制得較低。另一方面，比較例1、2的發(fā)光元件300、400與實(shí)施例1 4的發(fā)光元件600、700、800、 900及成為基準(zhǔn)的比較例3的發(fā)光元件500相比，相對(duì)值和Vf的值都極高。由此可知，若采用實(shí)施例3的發(fā)光元件800這樣的電極形狀及電極配置，則能夠最大程度地緩和半導(dǎo)體層中的電流密度之差，進(jìn)一步考慮到Vf的值時(shí)，最優(yōu)選采用實(shí)施例2的發(fā)光元件700這樣的電極形狀及電極配置。 通過(guò)上述本發(fā)明的發(fā)光元件[I]，能夠使集中在第一外部連接部與第二外部連接部之間流動(dòng)的電流的一部分?jǐn)U散到電流容易不足的區(qū)域。進(jìn)一步地，本申請(qǐng)包括以下的[2] [8]。
在[I]的發(fā)光元件中，所述第一延伸部及所述第二延伸部與所述第三延伸部及所述第四延伸部成同心圓弧狀。由此，能夠使在第一延伸部與第三延伸部之間以及第二延伸部與第四延伸部之間流動(dòng)的電流均勻。
在[I]或[2]的發(fā)光元件中，在從所述同心圓弧的中心開(kāi)始依次與所述第一延伸部、所述第三延伸部連結(jié)的直線上，從所述同心圓弧的中心到所述第一延伸部的距離與從所述第一延伸部到所述第三延伸部的距離相同或者比其長(zhǎng)，并且在從所述同心圓弧的中心開(kāi)始依次與所述第二延伸部、所述第四延伸部連結(jié)的直線上，從所述同心圓弧的中心到所述第二延伸部的距離與從所述第二延伸部到所述第四延伸部的距離相同或者比其長(zhǎng)。由此，能夠使集中在第一外部連接部與第二外部連接部之間、尤其是同心圓弧的中心附近流動(dòng)的電流更容易擴(kuò)散到第一延伸部與第三延伸部之間以及第二延伸部與第四延伸部之間。
在[I] [3]中任一項(xiàng)的發(fā)光元件中，所述半導(dǎo)體層具有η型半導(dǎo)體層和層疊在所述η型半導(dǎo)體層上的ρ型半導(dǎo)體層，在所述η型半導(dǎo)體層上設(shè)置有所述第一外部連接部，在所述P型半導(dǎo)體層上設(shè)置有所述第二外部連接部，從所述第二外部連接部到所述第一延伸部上的位于最接近該第二外部連接部的位置的點(diǎn)的距離al比從所述第一外部連接部到所述第三延伸部上的位于最接近該第一外部連接部的位置的點(diǎn)的距離bl長(zhǎng)，并且，從所述第二外部連接部到所述第二延伸部上的位于最接近該第二外部連接部的位置的點(diǎn)的距離a2比從所述第一外部連接部到所述第四延伸部上的位于最接近該第一外部連接部的位置的點(diǎn)的距離b2長(zhǎng)。由此，能夠使在同η側(cè)電極的第一外部連接部相比電流更容易集中在周圍的P側(cè)電極的第二外部連接部與第一延伸部或第二延伸部之間流動(dòng)的電流容易擴(kuò)散到第一外部連接部與第三延伸部或第四延伸部之間。
在[I] [4]中任一項(xiàng)的發(fā)光元件中，所述第三延伸部及所述第四延伸部的寬度分別為，靠所述第二外部連接部側(cè)的寬度比靠前端側(cè)的寬度寬。由此，在第三延伸部及第四延伸部中，第二外部連接部側(cè)的薄膜電阻降低，能夠使電流容易流動(dòng)到前端側(cè)。
在[I] [5]中任一項(xiàng)的發(fā)光元件中，所述第一外部連接部被配置在分別連結(jié)位于最遠(yuǎn)離所述第二外部連接部的位置的第三延伸部上的點(diǎn)、第四延伸部上的點(diǎn)及第五延伸部上的點(diǎn)的直線所圍成的區(qū)域內(nèi)。由此，在與第二外部連接部的距離遠(yuǎn)、電流容易不足的區(qū)域中，配置有電流較容易集中的第一外部連接部，能夠補(bǔ)充電流。
在[I] [6]中任一項(xiàng)的發(fā)光元件中，所述半導(dǎo)體層在俯視時(shí)呈大致矩形，所述第二外部連接部配置在呈所述大致矩形的半導(dǎo)體層的角部，并具有第六延伸部，其從所述第三延伸部向外側(cè)分支，并延伸到配置有所述第二外部連接部的角部的相鄰的角部；第七延伸部，其從所述第四延伸部向外側(cè)分支，并延伸到配置有所述第二外部連接部的角部的相鄰的角部。 由此，還能夠使電流擴(kuò)散到電流容易不足的半導(dǎo)體層的角部。
在[I] [7]中任一項(xiàng)的發(fā)光元件中，所述半導(dǎo)體層在俯視時(shí)呈大致長(zhǎng)方形，所述第一外部連接部及所述第二外部連接部沿長(zhǎng)度方向相向地配置，所述第一延伸部及所述第二延伸部以從所述第一外部連接部延伸出的前端部分支的方式設(shè)置。由此，能夠使電流均勻地?cái)U(kuò)散到呈大致長(zhǎng)方形的半導(dǎo)體層整體。以上，關(guān)于本發(fā)明的發(fā)光元件，通過(guò)實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施方式及實(shí)施例進(jìn)行了具體的說(shuō)明，但它們并不限定權(quán)利要求書(shū)的記載及其等價(jià)物中定義的發(fā)明。另外，基于這些記載進(jìn)行的各種變更、改變等也都包含于本發(fā)明的范圍，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。 工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的發(fā)光元件除了能夠用于一般照明以外，還能夠用于液晶的背光、機(jī)動(dòng)車的頭燈、信號(hào)機(jī)、大型顯示器等各種光源。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)光元件，其特征在于，在半導(dǎo)體層上具備第一電極及第二電極，所述第一電極具有第一外部連接部；從所述第一外部連接部延伸的第一延伸部及第二延伸部，所述第二電極具有第二外部連接部；從所述第二外部連接部延伸的第三延伸部、第四延伸部及第五延伸部，所述第三延伸部在所述第一延伸部的外側(cè)沿所述第一延伸部延伸，所述第四延伸部在所述第二延伸部的外側(cè)沿所述第二延伸部延伸，所述第五延伸部在所述第三延伸部與所述第四延伸部之間向所述第一外部連接部側(cè)延伸，所述第五延伸部處于連結(jié)所述第一延伸部上的位于最接近所述第二外部連接部的位置的點(diǎn)與所述第二延伸部上的位于最接近所述第二外部連接部的位置的點(diǎn)的直線上，或者相比所述直線更處于所述第二外部連接部側(cè)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)光元件，其特征在于，所述第一延伸部及所述第二延伸部與所述第三延伸部及所述第四延伸部成同心圓弧狀。
3.如權(quán)利要求2所述的發(fā)光元件，其特征在于，在從所述同心圓弧的中心開(kāi)始依次連結(jié)所述第一延伸部及所述第三延伸部的直線 (L2)上，從所述同心圓弧的中心到所述第一延伸部的距離(Cl)與從所述第一延伸部到所述第三延伸部的距離(dl)相同或者更長(zhǎng)，并且，在從所述同心圓弧的中心開(kāi)始依次連結(jié)所述第二延伸部及所述第四延伸部的直線 (L3)上，從所述同心圓弧的中心到所述第二延伸部的距離(c2)與從所述第二延伸部到所述第四延伸部的距離(d2)相同或者更長(zhǎng)。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的發(fā)光兀件,其特征在于，所述半導(dǎo)體層具有η型半導(dǎo)體層和層疊在所述η型半導(dǎo)體層上的P型半導(dǎo)體層，在所述η型半導(dǎo)體層上設(shè)置有所述第一外部連接部，在所述P型半導(dǎo)體層上設(shè)置有所述第二外部連接部，從所述第二外部連接部到所述第一延伸部上的位于最接近該第二外部連接部的位置的點(diǎn)的距離(al)比從所述第一外部連接部到所述第三延伸部上的位于最接近該第一外部連接部的位置的點(diǎn)的距離(bl)長(zhǎng)，并且，從所述第二外部連接部到所述第二延伸部上的位于最接近該第二外部連接部的位置的點(diǎn)的距離(a2)比從所述第一外部連接部到所述第四延伸部上的位于最接近該第一外部連接部的位置的點(diǎn)的距離(b2)長(zhǎng)。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的發(fā)光兀件,其特征在于，所述第三延伸部及所述第四延伸部的寬度分別為，靠所述第二外部連接部側(cè)的寬度比靠前端側(cè)的寬度寬。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的發(fā)光兀件,其特征在于，所述第一外部連接部被配置在分別連結(jié)位于最遠(yuǎn)離所述第二外部連接部的位置的第三延伸部上的點(diǎn)、第四延伸部上的點(diǎn)及第五延伸部上的點(diǎn)的直線所圍成的區(qū)域內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的發(fā)光兀件,其特征在于，所述半導(dǎo)體層在俯視時(shí)呈大致矩形，所述第二外部連接部配置在呈所述大致矩形的半導(dǎo)體層的角部，并具有第六延伸部，其從所述第三延伸部向外側(cè)分支，并延伸到配置有所述第二外部連接部的角部的相鄰的角部；第七延伸部，其從所述第四延伸部向外側(cè)分支，并延伸到配置有所述第二外部連接部的角部的相鄰的角部。
8.如權(quán)利要求1、2、3和5中任一項(xiàng)所述的發(fā)光兀件,其特征在于，所述半導(dǎo)體層在俯視時(shí)呈大致長(zhǎng)方形，所述第一外部連接部及所述第二外部連接部沿半導(dǎo)體層的長(zhǎng)度方向相向地配置， 所述第一延伸部及所述第二延伸部以從所述第一外部連接部延伸出的前端部分支的方式設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明的發(fā)光元件(100)在半導(dǎo)體層(30)上具備第一電極(50)及第二電極(70)，第一電極(50)具有第一外部連接部(52)和從第一外部連接部(52)延伸的第一延伸部(54)及第二延伸部(56)，第二電極(70)具有第二外部連接部(72)和從第二外部連接部(72)延伸的第三延伸部(74)、第四延伸部(76)及第五延伸部(78)，第三延伸部(74)在第一延伸部(54)的外側(cè)沿第一延伸部(54)延伸，第四延伸部(76)在第二延伸部(56)的外側(cè)沿第二延伸部(56)延伸，第五延伸部(78)在第三延伸部(74)與第四延伸部(76)之間向第一外部連接部(52)側(cè)延伸，第五延伸部(78)處于連結(jié)第一延伸部(54)上的位于最接近第二外部連接部(72)的位置的點(diǎn)與第二延伸部(56)上的位于最接近第二外部連接部(72)的位置的點(diǎn)的直線(L1)上，或者相比直線(L1)更處于第二外部連接部(72)側(cè)。
文檔編號(hào)H01L33/38GK103026511SQ20118003582
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者榎村惠滋 申請(qǐng)人:日亞化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社