氮化物半导体发光元件、氮化物半导体发光装置的制作方法

本发明涉及氮化物半导体发光元件以及具有其的氮化物半导体发光装置。

背景技术：

氮化物半导体发光元件例如由如下构件构成：基板、在基板上形成的n型氮化物半导体层、在n型氮化物半导体层上的一部分形成的氮化物半导体层叠体(包括氮化物半导体发光层和p型氮化物半导体层的台面部)、形成于n型氮化物半导体层上的n型电极、形成于氮化物半导体层叠体的p型氮化物半导体层上的p型电极。

专利文献1中记载了将氮化物半导体发光元件的台面部(第一区域)的平面形状制成具有从三个方向包围第二区域(除第一区域以外的区域)的凹部的形状，将第二区域的平面形状制成被第一区域的凹部包围的凹部区域与除凹部区域以外的区域(周边区域)连续的形状。另外，记载了使n型电极跨凹部区域和周边区域形成在第二区域内的n型半导体层上，使p型电极形成在p型半导体层的最上表面。进而，n型电极以在俯视时n型电极的外形线与台面部的外形线隔着固定间隔并沿着台面部的外形线的方式形成。

为了提高氮化物半导体发光元件的发光效率，要求氮化物半导体发光元件在发光面内均匀发光。作为发光光量的不均匀性的原因之一可列举出：在元件内，存在在p型电极和n型电极间之间流动的电流的集中部分。

作为其对策，专利文献2提出了：通过以面状覆盖p型半导体层的方式形成p型电极，并且在p型半导体层的表面形成具有比p型半导体层或p型电极高的电阻的高电阻层，所述高电阻层的形状是在靠近n型电极的一侧沿着n型电极中的p型半导体层侧的形状的形状，从而抑制电流集中而不减少发光面积。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5985782号公报

专利文献2：日本特开2014-96460号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

专利文献1记载的氮化物半导体发光元件不具有考虑了抑制电流集中的结构。

专利文献2记载的氮化物半导体发光元件中，由于形成高电阻层以抑制电流集中，因此存在制造成本增加的问题。

本发明的技术问题是以低成本提供一种电流集中得以抑制的氮化物半导体发光元件。

用于解决问题的方案

为了实现上述课题，本发明的一个实施方式的氮化物半导体发光元件具有下述技术特征(a)～(c)。

(a)包括：第一导电型的第一氮化物半导体层；氮化物半导体层叠体(台面部)，其形成于第一氮化物半导体层上的一部分，且包含氮化物半导体发光层以及第二导电型的第二氮化物半导体；多个第一电极，其形成在第一氮化物半导体层上，并且沿着第一方向延伸；以及多个第二电极，其形成在氮化物半导体层叠体的第二氮化物半导体层上，并且沿着所述第一方向延伸。

(b)第一电极和第二电极沿着在俯视时与第一方向垂直的第二方向隔着间隔并列配置。

(c)存在被第二电极夹着的第一电极和未被第二电极夹着的第一电极，被第二电极夹着的第一电极的第二方向的尺寸大于未被第二电极夹着的第一电极的第二方向的尺寸。

发明的效果

本发明的氮化物半导体发光元件是期望抑制电流集中的氮化物半导体发光元件，并且是能够以低成本提供的氮化物半导体发光元件。

附图说明

图1是对本发明的氮化物半导体发光元件的第一例进行说明的俯视图。

图2是显示本发明的氮化物半导体发光元件的第一例的剖视图，其是对应于图1的a-a剖视图的图。

图3是对本发明的氮化物半导体发光元件的第二例进行说明的俯视图。

图4是对本发明的氮化物半导体发光元件的第三例进行说明的俯视图。

图5是对本发明的氮化物半导体发光元件的第四例进行说明的俯视图。

图6是对本发明的氮化物半导体发光元件的第五例进行说明的俯视图。

图7是对比较例1的半导体芯片(氮化物半导体发光元件)进行说明的俯视图。

图8a是显示在模拟1中得到的关于氮化物半导体发光元件的电流密度的最大值与第一电极的尺寸差之间的关系的图表。

图8b是显示在模拟1中得到的关于氮化物半导体发光元件的电流密度与电位差之间的关系的图表。

图8c是显示在模拟1中得到的关于氮化物半导体发光元件的iqe(内量子效率)与电流密度之间的关系的图表。

图9是对比较例2的半导体芯片(氮化物半导体发光元件)进行说明的俯视图。

图10是显示在模拟2中得到的结果的图表。

图11是对比较例3的半导体芯片(氮化物半导体发光元件)进行说明的俯视图。

图12是显示在模拟3中得到的结果的图表。

图13是显示相当于本发明的实施方式的氮化物半导体发光装置的俯视图。

图14示出图13的局部剖视图，其对应于a-a截面。

图15是显示构成图13的氮化物半导体发光装置的半导体发光元件的电极配置的俯视图。

图16是显示构成图13的氮化物半导体发光装置的半导体发光元件的俯视图。

图17是显示构成图13的氮化物半导体发光装置的基体的俯视图。

图18示出第一实施方式的氮化物半导体发光装置中的图13的局部剖视图，其对应于b-b截面。

图19是显示绝缘层形成工序后的状态的俯视图。

图20是显示去除绝缘层的一部分的工序(露出工序)后的状态的俯视图。

图21是显示在图16的半导体发光元件上形成有第一连接体和第二连接体的状态的俯视图。

图22示出第二实施方式的氮化物半导体发光装置中的图13的局部剖视图，其对应于b-b截面。

图23示出第三实施方式的氮化物半导体发光装置中的图13的局部剖视图，其对应于b-b截面。

图24示出第四实施方式的氮化物半导体发光装置中的图13的局部剖视图，其对应于b-b截面。

图25示出第五实施方式的氮化物半导体发光装置中的图13的局部剖视图，其对应于b-b截面。

附图标记说明

10氮化物半导体发光装置

1、1a～1h、1j半导体芯片(氮化物半导体发光元件)

11基板

110基板的一面(形成有第一氮化物半导体层的面)

12n型氮化物半导体层(第一氮化物半导体层)

125边缘部

13氮化物半导体发光层

14p型氮化物半导体层(第二氮化物半导体层)

15an型电极(第一电极、未被第二电极夹着的第一电极)

15bn型电极(第一电极、被第二电极夹着的第一电极)

15cn型电极(第一电极、被第二电极夹着的第一电极)

15dn型电极(第一电极、被第二电极夹着的第一电极)

15en型电极(第一电极、未被第二电极夹着的第一电极)

16ap型电极(第二电极)

16bp型电极(第二电极)

16cp型电极(第二电极)

16dp型电极(第二电极)

161a～161dp型电极的凸部(分离部)

162a～162dp型电极(第二电极)的沿着相邻的n型电极(第一电极)的部分

163a，163dp型电极(第二电极)的分离部

150a～150e焊盘电极

160a～160d焊盘电极

17绝缘层

18布线层

18a～18e布线层的带状部

18f布线层的侧部

18g布线层的角部(形成有第一连接体的部分)

181布线层的与第一连接体接触的部位

182布线层的与第一连接体接触的部位的背侧

2封装基板(基体)

25封装基板的n型电极(第三电极)

252封装基板的n型电极的连接部

26封装基板的p型电极(第四电极)

262封装基板的p型电极的连接部

3a～3d氮化物半导体层叠体

3第一连接体

4第二连接体

具体实施方式

[一实施方式的氮化物半导体发光元件]

一实施方式的氮化物半导体发光元件具有上述技术特征(a)～(c)，但认为通过具有下述特征(d)～(j)的至少一个以上，与不具有这些的特征的情况相比，电流集中的抑制效果变高。

(d)被第二电极夹着的第一电极的第一方向的尺寸是未被第二电极夹着的第一电极的第一方向的尺寸以上。

(e)多个第二电极中的至少一个在第一方向上的端部具有距相邻的所述第一电极的距离朝向前端逐渐增大的部分。

(f)具有电极对，所述电极对由在第二方向上相邻的第一电极和第二电极形成，并且第一电极的第一方向的尺寸比第二电极的第一方向的尺寸长，该电极对的第二电极的第一方向上的端部在该电极对的第一电极侧具有距相邻的第一电极的距离朝向前端逐渐增大的部分。

(g)第一氮化物半导体层具有长方形的平面形状，第一方向与上述长方形的长边平行或者基本平行，满足下述式(1)和下述式(2)中的至少一者，所述式(1)表示上述长方形的长边的尺寸l1与未被第二电极夹着的第一电极的第一方向的尺寸l2之间的关系，所述式(2)表示上述长方形的长边的尺寸l1与配置在未被第二电极夹着的第一电极旁边的第二电极的第一方向的尺寸l3之间的关系，

140μm<l1-l2<650μm(1)

140μm<l1-l3<650μm(2)。

(h)第一氮化物半导体层具有长方形的平面形状，第一方向与上述长方形的长边平行或者基本平行，未被第二电极夹着的第一电极的第一方向的尺寸l2与被第二电极夹着的第一电极的第一方向的尺寸l4之差的绝对值大于0且小于500μm。

(i)第一氮化物半导体层具有长方形的平面形状，第一方向与上述长方形的长边平行或者基本平行，配置在未被第二电极夹着的第一电极旁边的第二电极的第一方向的尺寸l3与配置在被第二电极夹着的第一电极和被第二电极夹着的第一电极之间的第二电极的第一方向的尺寸l5之差的绝对值大于0且小于500μm。

(j)未被第二电极夹着的第一电极与配置在该第一电极旁边的第二电极之间的电阻值在第一方向的两端部与在中央部实质上相同。

[一实施方式的氮化物半导体发光装置]

〔构成〕

本发明的一实施方式的氮化物半导体发光装置具有下述特征(k)～(n)。

(k)包括：上述一实施方式的氮化物半导体发光元件，其具有形成在第一电极上的布线层。

(l)包括：基体，其在与氮化物半导体发光元件的形成有第一电极和第二电极的面相对的面形成有第三电极和第四电极。

(m)包括：第一连接体，其将形成在氮化物半导体发光元件的第一电极上的布线层与基体的第三电极电连接。

(n)包括：第二连接体，其将氮化物半导体发光元件的第二电极与基体的第四电极电连接。

〔效果〕

对于一实施方式的氮化物半导体发光器件，不仅能够期待其不易发生短路不良，可靠性高，而且通过具有布线层可以期待改善散热效果。

〔制法〕

作为一实施方式的氮化物半导体发光装置的制造方法，可列举出具有下述技术特征(1)～(5)的方法和具有下述技术特征(1)、(2)、(6)～(10)的方法。

(1)一种氮化物半导体发光装置的制造方法，其中，使用第一连接体和第二连接体分别将形成在氮化物半导体发光元件上的第一电极和第二电极与形成在基体上的第三电极和第四电极电连接。

(2)包括：分别在氮化物半导体发光元件的第一氮化物半导体层上形成第一电极，在第二氮化物半导体层上形成第二电极的工序。

(3)包括：在氮化物半导体发光元件的第一电极上形成布线层的工序。

(4)包括：在布线层上形成第一连接体，在第二电极上形成第二连接体的工序。

(5)包括：将第一连接体和第二连接体分别固定于基体的第三电极和第四电极的工序。

(6)包括：在上述(2)工序后的第一氮化物半导体层上、第二氮化物半导体层上、第一电极上、以及第二电极上形成绝缘层的工序。

(7)包括：露出工序，其去除绝缘层的一部分从而使第一电极和第二电极露出。

(8)包括：在露出工序后的第一电极上形成布线层的工序。

(9)包括：在布线层上形成第一连接体，在第二电极上形成第二连接体的工序。

(10)包括：将第一连接体和第二连接体分别固定于基体的第三电极和第四电极的工序。

〔布线层〕

在一实施方式的氮化物半导体发光装置中，布线层将第一电极与第一连接体电连接。另外，布线层还是将在氮化物半导体发光元件中产生的热量散发到外部时的散热路径。形成布线层的材料可以是与第一电极不同的材料，也可以是与第一电极相同的材料。形成布线层的材料是与第一电极相同的材料时，将与氮化物半导体层接触的部分定义为第一电极，将与第一连接体接触的面以及从该面开始到与第一电极接触的面为止连续相连的部分定义为布线层。

作为布线层的材料，优选使用导电率高、不易因氧气或湿气变质的au、ag、al、cu、w、mo、ni、pt、cr等金属材料。另外，也可以使用ito、izo等氧化物导电性材料、导电性碳糊材料、锡、铅等焊接材料。氮化物半导体发光元件为如pin发光元件那样具有n型氮化物半导体层和p型氮化物半导体层，并且由于两材料的电接触而引起漏电不良的结构的情况下，优选与n型电极电接触的布线层仅配置在n型氮化物半导体层上，并且与p型电极电接触的布线层仅配置在p型氮化物半导体层上。

布线层的形成与上述电极的形成方法一样，可以通过使用通常的半导体制造装置来进行。从可以形成高纯度金属层的角度出发，优选采用蒸镀法。

需要说明的是，布线层不仅可以形成在第一电极上，还可以形成在第二电极上。

〔布线层的形成有第一连接体的部分与氮化物半导体层之间的关系〕

一实施方式的氮化物半导体发光装置中，布线层与第一连接体电接触/热接触。布线层的与第一连接体接触的部位的背侧可以与氮化物半导体层直接接触，也可以在上述背侧与氮化物半导体层之间存在绝缘层。另外，也可以在上述背侧与氮化物半导体层或绝缘层之间存在粘接层。

即，一实施方式的氮化物半导体发光装置可以具有下述特征(o)、(p)、(q)的任一者。

(o)氮化物半导体发光元件具有形成在布线层与氮化物半导体层之间的绝缘层，布线层的与第一连接体接触的部位的背侧与氮化物半导体层或绝缘层接触。

(p)布线层的与第一连接体接触的部位的背侧与氮化物半导体层接触。

(q)布线层的形成有第一连接体的部分与氮化物半导体层或绝缘层之间具有粘接层。

作为粘接层的材料，优选使用ti、ni、v、zr等金属材料。另外，从简单且牢固地粘接布线层和氮化物半导体层的角度出发，优选使用包含ti和ni中的至少一种的材料，最优选使用包含ti的材料。为了抑制电流从粘接层流到氮化物半导体层，粘接层优选由以与电极不同的物质或组成所构成的材料形成。

需要说明的是，由相同材料形成粘接层和电极的情况下，为了使粘接层和电极各自对氮化物半导体层的接触电阻不同，优选在粘接层和电极中使俯视时的组成分布或膜厚分布不同。对于电极和粘接层，使材料形成为层状后，可以通过改变各自的热处理条件来改变组成分布、膜厚分布。例如，可以通过进行截面sem和edx分析，比较组成比率，或者测量膜厚并比较膜厚比率，来求出组成分布、膜厚分布。

另外，构成一实施方式的氮化物半导体发光装置的氮化物半导体发光元件在俯视时可以在未形成电极的区域中具有未形成氮化物半导体层的区域。在这种情况下，在一实施方式中，可以采用如下结构：布线层连续地形成直至未形成氮化物半导体层的区域为止，并且，在该区域中形成有第一连接体。即，一实施方式的氮化物半导体发光装置可以具有下述特征(r)。

(r)布线层的形成有第一连接体的部分在俯视时存在于偏离氮化物半导体层的位置。

由此，与采用特征(p)的情况相比，可以抑制电流直接从布线层流到氮化物半导体层。另外，优选在形成于未形成氮化物半导体层的区域的布线层与氮化物半导体层之间设置绝缘层。由此，由于到氮化物半导体层的电流注入路径限于第一电极，因此可以实现在设计第一电极图案时设想的电流分布。

〔绝缘层〕

在构成一实施方式的氮化物半导体发光装置的氮化物半导体发光元件中，为了抑制电在氮化物半导体层和布线层之间流动，有时在布线层和氮化物半导体层之间配置绝缘层(例如，具有特征(h))。作为绝缘层的材料，例如可列举出sio2、sin、sion、al2o3等氧化物或者氮化物等。从形成工艺简单出发，特别地，优选sio2或者sin。另外，绝缘层可以是单层，也可以是多种材料层叠而成的多层结构。

在将绝缘层材料的介质击穿电压设为e，绝缘层的厚度设为d时，该绝缘层的耐压由ed表示。与绝缘层的一面接触的氮化物半导体层和与另一面接触的布线层(芯片上布线)之间的电位差大于该ed时，发生绝缘击穿从而使氮化物半导体层与布线层被电连接。在这种情况下，在氮化物半导体层中形成设想外的电流路径，电流的流动产生偏集，会诱发通电时的局部破坏等元件不良，因此需要使ed大于上述电位差。

通过在氮化物半导体层和布线层之间设置绝缘层所获得的效果在如下方面显著，如为了实现高输出而需要大电流的紫外线发光元件、要求即使在高温下也会实现稳定特性的车载用半导体晶体管等。

在使用algan层作为氮化物半导体层的氮化物半导体发光元件中，ed的值优选大于10v，更优选大于20v。当绝缘层为多层结构时，优选在各层中算出的ed之和大于10v。

需要说明的是，在构成一实施方式的氮化物半导体发光装置的氮化物半导体发光元件中，由于形成在布线层与氮化物半导体层之间的绝缘层成为对象，因此将该部分中最薄部分的厚度用作“绝缘层厚度d”，使用本领域技术人员通常用于绝缘层的材料的物性值作为绝缘层的绝缘击穿电压e，来计算ed的值。

通过用绝缘层覆盖氮化物半导体层的表面，可以保护构成一实施方式的氮化物半导体发光装置的氮化物半导体发光元件免受静电、水、物理冲击等的损害。

可以使用通常的半导体制造装置来进行绝缘层的形成。例如可列举出如下装置等：等离子体气相沉积装置(等离子体cvd)，其在等离子体气氛下分解原料气体，在氮化物半导体薄膜上使绝缘层成膜；溅射装置，其通过溅射法使原材料成膜；蒸镀装置，其通过热、电子束使原料气化并成膜。

绝缘层可以形成在氮化物半导体层上的除了使电极露出的部分以外的整个面上，也可以在上述部分以外的一部分中设置未形成绝缘层的区域，并在该区域设置布线层。

〔第一连接体、第二连接体〕

作为第一连接体和第二连接体(以下，将它们统称为“连接体”)的材料，可列举出pb、al、cu、ag、au等金属、或者包含它们的合金。这些中，从热导率高，耐腐蚀性优异，易接合的角度出发，优选为包含au的材料。另外，更优选连接体的主成分是au。需要说明的是，“主成分是au”是指，含量最多的成分是au。

对形成连接体的方法没有特别限制，例如，使用热或超声波、或者这两者使金属线熔化，将金属线的一端固定于电极的方法；或者通过化学镀法来堆积au的方法。另外，连接体的形状可以是柱形、球形或其他形状。作为连接体，可列举出镀金体或金球。

〔连接体的尺寸与电极的尺寸之间的关系〕

存在穿过对象的平面形状的重心的多条直线，这些直线各自包括与对象重叠的线段。这里，将这些线段中最短线段的长度定义为“俯视时的短径”，将最长线段的长度定义为“俯视时的长径”。另外，在一实施方式的氮化物半导体发光装置中，将第一电极的俯视时的短径设为x1，将第一连接体的俯视时的短径设为x2。

优选第一电极的俯视时的短径x1和第一连接体的俯视时的短径x2满足x2>x1。虽然第一连接体与布线层电结合且热结合，但是通过满足x2>x1，可以避免电流、热在第一连接体内局部偏集。从该角度出发，优选短径x1满足0<x1<50μm，短径x2满足x1<x2<200μm。另外，更优选满足0μm<x1<x2<50μm，进一步优选满足0μm<x1<x2<30μm。

在具有多个第一电极的情况下，优选所有第一电极的俯视时的短径x1小于第一连接体的俯视时的短径x2。

另外，从在第一电极和第二电极上形成各连接体时的物理强度的角度来看，优选各连接体的高度(元件侧电极和基体侧电极之间的距离)z2大于各连接体的俯视时的短径x1或大于长径y2。

第一连接体和第二连接体分别可以是1个，也可以是多个。

在具有多个第一电极和第二电极的情况下，为了使电流均匀地流至多个电极中的每一个，优选在多个电极中的每一个所连接的各布线中分别配置相同数量的连接体。

〔多个第一连接体的情况下的配置〕

氮化物半导体发光元件在氮化物半导体层的面内具有以氮化物半导体发光元件的重心为中心而均匀配置的多个第一电极的情况下，优选将多个第一连接体配置在俯视时距氮化物半导体发光元件的重心相等距离的位置处，以使均匀的电流流向多个第一电极。即，优选的是，一实施方式的氮化物半导体发光装置具有多个第一连接体，并且多个第一连接体存在于俯视时距氮化物半导体发光元件的重心相等距离的位置处。

〔第一连接体对布线层的接触面积与第一电极的面积关系〕

构成一实施方式的氮化物半导体发光装置的第一连接体将布线层与基体的第三电极电连接。

对于一实施方案的氮化物半导体发光装置，从连接强度和电流密度的均匀性的角度出发，第一连接体对布线层的接触面积s2与第一电极的俯视时的面积s1的比(s2/s1)优选为0.25以上且小于3.0。该比(s2/s1)更优选为0.25以上且小于2.0，进一步优选为0.70以上且小于1.3。

〔基体〕

一实施方式的氮化物半导体发光装置具有(l)的基体。即，基体具有与氮化物半导体发光元件的形成有第一电极和第二电极的面相对的面(相对面)，具有形成于该相对面的第三电极和第四电极。氮化物半导体发光元件具有基板的情况下，基体具有与基板的一面(形成有第一电极和第二电极的面)相对的相对面。

在一实施方式的氮化物半导体发光装置中，基体的第三电极借助第一连接体与布线层电连接。

基体可以具有与第三电极和第四电极连接的布线。用第一连接体和第二连接体将氮化物半导体发光元件电连接至基体，在此基础上，将电源、负荷连接至基体的布线，从而可以从外部向氮化物半导体发光元件供给电流，或者将电流从氮化物半导体发光元件向外部取出。

作为基板的示例，可列举出：封装基板、印刷基板、之后可以自由设计的底座(submount)基板、照明装置或水消毒器等的主体部分(发光二极管即半导体芯片可以利用第一连接体和第二连接体直接连接的基板)等。

作为第三电极和第四电极的材料，使用al、cu、ag、au等金属、或者包含它们的合金。这些中，期望使用热导率高、耐腐蚀性优异、易接合的含有au的材料。另外，第三电极和第四电极可以是单层，也可以是层叠体，也可以具有隔着绝缘层层叠而成的多层金属结构。

〔紫外线发光装置、紫外线发光组件〕

一实施方式的氮化物半导体发光装置中，将氮化物半导体发光元件设为发光波长为360nm以下的紫外线发光元件时，其为紫外线发光装置(以下，称为“一实施方式的紫外线发光装置”)。因此，紫外线发光组件被包含在包括一实施方案的氮化物半导体发光元件的组件中。

一实施方式的紫外线发光装置可以应用于利用从紫外线发光元件发射出的紫外线进行消毒、测量、树脂固化、治疗、半导体加工等的各种紫外线发光组件。

作为紫外线发光组件的一例，可列举出：消毒装置、测量装置、树脂固化装置等。

作为消毒装置的一例，可列举出将一实施方式的紫外线发光装置组装在冰箱、空气净化器、加湿器、除湿器、马桶等装置内而得到的装置。通过这些消毒装置，可以对细菌易于繁殖的地方进行消毒。

此外，作为消毒装置的另一个例子，可列举出将一实施方式的紫外线发光装置组装在饮水机或净水器、供水器、废水处理装置、透析水消毒组件等装置内而得到的装置，通过这些消毒装置，可以对水等流体中所含的细菌进行消毒。

另外，作为消毒装置的另一个例子，可列举出将一实施方式的紫外线发光装置组装在吸尘器、被褥烘干机、鞋子干燥器、洗衣机、干衣机等装置内而得到的装置，通过这些消毒装置，可以对地板或布等表面及内部所含的细菌进行消毒。

此外，作为消毒装置的另一个例子，可列举出将一实施方式的紫外线发光装置组装在室内消毒灯中而得到的装置，通过这些消毒装置，可以对空气中的细菌进行消毒。

[氮化物半导体发光元件的实施方式]

以下，对本发明的氮化物半导体发光元件的实施方式进行说明，但是本发明不限于以下所示的实施方式。以下所示的实施方式中，为了实施本发明进行了技术上优选的限定，但是该限定不是本发明的必须条件。

需要说明的是，以下说明中使用的附图中，图示的各部分的尺寸关系存在不同于实际尺寸关系的情况。

〔整体构成〕

如图2所示，实施方式的氮化物半导体发光元件即半导体芯片1具有基板11、n型氮化物半导体层(第一导电型的第一氮化物半导体层)12、氮化物半导体层叠体3a～3d、n型电极15a～15e、p型电极16a～16d、n型电极15a～15e上的焊盘电极150a～150d、p型电极16a～16d上的焊盘电极160a～160d、以及绝缘层17。

n型氮化物半导体层12形成在基板11的一面110上。n型氮化物半导体层12具有厚部分121和除其以外的部分即薄部分122。

氮化物半导体层叠体3a～3d是形成在n型氮化物半导体层12上的四个台面部，其由n型氮化物半导体层12的厚部分121的在基准面k上方的部分、氮化物半导体发光层13和p型氮化物半导体层(第二导电型的第二氮化物半导体层)14形成。基准面k是n型氮化物半导体层12的薄部分122的上表面。

各氮化物半导体层叠体3a～3d中，氮化物半导体发光层13形成在n型氮化物半导体层12的厚部分121上。p型氮化物半导体层14形成在氮化物半导体发光层13上。

n型电极15a～15en形成在n型氮化物半导体层12的薄部分122上。p型电极16a～16d形成在p型氮化物半导体层14上。

需要说明的是，通过用于形成氮化物半导体层叠体3a～3d的台面蚀刻，在n型氮化物半导体层12的厚度方向的中途去除了要形成n型电极15a～15e的部分中曾存在的层叠体。结果，在n型氮化物半导体层12上形成薄部分122。

〔材料等〕

半导体芯片1是发出峰值波长范围为300nm以下的紫外光的元件。基板11只要是能够在一面110上形成氮化物半导体层的基板即可，并不受特别限制。作为用于形成基板11的材料的具体例子，可列举出蓝宝石、si、sic、mgo、ga2o3、al2o3、zno、gan、inn、aln、或它们的混晶等。其中，使用由gan、aln以及algan等氮化物半导体形成的基板时，与形成在基板11上的各氮化物半导体层之间的晶格常数差较小，能够生长产生较少缺陷的氮化物半导体层，故此优选，更优选使用aln基板。另外，也可以在用于形成基板11的上述材料中混入杂质。

形成n型氮化物半导体层12的材料优选为aln、gan、inn的单晶以及混晶，作为具体例可列举出n-alxga(1-x)n(x≥0.4)。另外，在这些材料中也可以含有p、as、sb这样的除n以外的第五主族元素、c、h、f、o、mg、si等杂质。

氮化物半导体发光层13既可以是单层，也可以是多层，例如氮化物半导体发光层13是具有包括由algan形成的量子阱层和由algan形成的电子阻挡层的多量子阱结构(mqw)的层。另外，在氮化物半导体发光层13中，也可以含有p、as、sb这样的除n以外的第五主族元素、c、h、f、o、mg、si等杂质。

作为p型氮化物半导体层14，例如可列举出p-gan层、p-algan层等，优选为p-gan层。另外，也可以在p型氮化物半导体层14中含有mg、cd、zn、be等杂质。

绝缘层17形成于n型氮化物半导体层12的未被n型电极15a～15e覆盖的部分、氮化物半导体层叠体3a～3d的未被p型电极16a～16d覆盖的部分、n型电极15a～15e以及p型电极16a～16d的焊盘电极150a～150d、160a～160d的下部的侧面。绝缘层17例如可列举出sin、sio2、sion、al2o3、zro层等氧化物或氮化物，但并不限于此。

作为n型电极15a～15e的材料，例如可以使用ti、al、ni、au、cr、v、zr、hf、nb、ta、mo、w以及它们的合金、或ito等。作为p型电极16a～16d的材料，例如可以使用ni、au、pt、ag、rh、pd、pt、cu以及它们的合金、或ito等。其中，优选使用与氮化物半导体层之间的接触电阻较小的ni、au或者它们的合金、或ito。

作为焊盘电极150a～150d、160a～160d的材料，例如可列举出au、al、cu、ag、w等，优选导电性较高的au。

〔平面形状〕

<第一例>

图1中省略了焊盘电极150a～150d、焊盘电极160a～160d和绝缘层17。

如图1所示，第一例中，半导体芯片1的基板11是正方形，在其整个面上形成有n型氮化物半导体层12。即，n型氮化物半导体层12具有正方形(长方形)的平面形状。

如图1所示，在俯视时，半导体芯片1具有并列配置的五个(多个)n型电极15a～15e和四个(多个)p型电极16a～16d。这些n型电极15a～15e与p型电极16a～16d在俯视时隔着间隔交替并列配置。

具体而言，在并列配置中，n型电极15a、15b存在于p型电极16a的两侧，并且夹着p型电极16a。n型电极15b、15c存在于p型电极16b的两侧，并且夹着p型电极16b。n型电极15c、15d存在于p型电极16c的两侧，并且夹着p型电极16c。n型电极15d、15e存在于p型电极16d的两侧，并且夹着p型电极16d。

n型电极15a与p型电极16a之间的间隔k1、p型电极16a与n型电极15b之间的间隔k2、n型电极15b与p型电极16b之间的间隔k3、p型电极16b与n型电极15c之间的间隔k4、n型电极15c与p型电极16c之间的间隔k5、p型电极16c与n型电极15d之间的间隔k6、n型电极15d与p型电极16d之间的间隔k7、以及p型电极16d与n型电极15e之间的间隔k8例如为2μm～50μm，优选为5μm～25μm。

通过将间隔k1～k8设为50μm以下，可以减小p、n电极间的电阻，通过设为2μm以上，可以抑制由于光刻的偏移而在电极之间发生短路的风险。间隔k1～k8优选为等间隔，存在差异的情况下，将最大值和最小值之间的差设为5μm以下，优选为2μm以下。

n型电极15a～15e和p型电极16a～16d具有带状的平面形状，并且带状的长度方向彼此平行地配置。n型电极15a～15e和p型电极16a～16d的带状的长度方向(第一方向)与形成基板11的正方形的边中的在图1的左右方向上延伸的第一边(长方形的长边)11a平行。即，n型电极15a～15e和p型电极16a～16d沿着在俯视时与延伸方向即第一方向垂直的第二方向隔着间隔并列配置。

第一边11a与n型电极15a～15e和p型电极16a～16d的带状的长度方向可以基本平行，而不是严格平行。基本平行是指偏差(相对于平行的倾斜)小于5°，该偏差优选小于3°。

具体而言，n型电极15a～15e的平面形状是细长的长方形，其长边与第一边11a平行。

在n型电极15a～15e中，在第一氮化物半导体层12的面内，配置在最靠近沿着第一边11a的边缘部125的位置的n型电极15a、15e是未被p型电极夹着的n型电极，配置在比它们靠近中央侧(远离边缘部的一侧)的n型电极15b～15d是被p型电极夹着的n型电极。形成未被p型电极夹着的n型电极15a、15e的长方形的宽度(短边的尺寸、第二方向的尺寸)w1比形成被p型电极夹着的n型电极15b～15d的长方形的宽度w2窄。即，w2>w1。宽度w1优选为5μm以上且50μm以下。宽度的比(w2/w1)优选为1.2以上且3.0以下。

以下，将未被p型电极夹着的n型电极15a、15e称为“配置在边缘部的n型电极”，将被p型电极夹着的n型电极15b～15d称为“配置在内侧的n型电极”。

n型电极15a和n型电极15e具有相同的平面形状和尺寸，n型电极15b～15d具有相同的平面形状和尺寸。俯视时的n型电极15a至15e的配置相对于穿过形成基板11的正方形的中心c并垂直于第一边11a的直线l01和穿过中心c并平行于第一边11a的直线l02这两者线对称。

p型电极16a～16d的平面形状具体而言是长方形的长边方向(长度方向)的两端以半圆弧状突出的形状。即，p型电极16a～16d在长度方向两端具有半圆弧(曲线)状的凸部161a～161d。

边缘侧的p型电极16a的长度方向的中央部距离两相邻配置的n型电极15a、15b的距离是相同的。形成p型电极16a的端部的半圆弧的凸部161a是不存在沿着两相邻配置的n型电极15a、15b的部分(延伸中央部的长方形时的角部)162a的部分，并且距n型电极15a、15b的距离朝向前端逐渐增大。

内侧的p型电极16b的长度方向的中央部距离两相邻配置的n型电极15b、15c的距离是相同的。形成p型电极16b的端部的半圆弧的凸部161b是不存在沿着两相邻配置的n型电极15b、15c的部分(延伸中央部的长方形时的角部)162b的部分，并且距n型电极15b、15c的距离朝向前端逐渐增大。

内侧的p型电极16c的长度方向的中央部距离两相邻配置的n型电极15c、15d的距离是相同的。形成p型电极16c的端部的半圆弧的凸部161c是不存在沿着两相邻配置的n型电极15c、15d的部分(延伸中央部的长方形时的角部)162c的部分，并且距n型电极15c、15d的距离朝向前端逐渐增大。

边缘侧的p型电极16d的长度方向的中央部距离两相邻配置的n型电极15d、15e的距离是相同的。形成p型电极16d的端部的半圆弧的凸部161d是不存在沿着两相邻配置的n型电极15d、15e的部分(延伸中央部的长方形时的角部)162d的部分，并且距n型电极15d、15e的距离朝向前端逐渐增大。

也就是说，第一例的半导体芯片(氮化物半导体发光元件)1中，所有的p型电极(第二电极)16a～16d在长度方向(第一方向)上的端部的宽度方向(第二方向)两侧具有距相邻的第一电极的距离朝向前端逐渐增大的部分(以下，将该部分称为“分离部”，意思是逐渐远离相邻的第一电极而不沿着其的部分)。需要说明的是，p型电极16a～16d的长度方向两端也可以形成为由多条直线形成的凸起部分。

另外，第一例的半导体芯片(氮化物半导体发光元件)1中，作为由在第二方向上相邻的第一电极和第二电极形成且第一电极的第一方向的尺寸比第二电极的第一方向的尺寸长的电极对，具有由p型电极16a和n型电极15b形成的电极对、以及由p型电极16d和n型电极15d形成的电极对。这些电极对的p型电极16a、16d的第一方向上的端部在这些电极对的n型电极(第一电极)15b、15d侧具有分离部。

另外，形成p型电极16a～16d的长方形的短边比形成n型电极15a～15e的长方形的短边(宽度w2)长。

与配置在边缘部的n型电极15a、15e相邻配置的p型电极16a和p型电极16d具有相同的平面形状和尺寸，配置在比p型电极16a、16d靠近中央侧(远离边缘部的侧)的p型电极16b和p型电极16c具有相同的平面形状和尺寸。俯视时的p型电极16a～16d的配置相对于直线l01和直线l02这两者线对称。即，俯视时的n型电极15a～15e和p型电极16a～16d的所有配置相对于直线l01和直线l02这两者线对称。

另外，在半导体芯片1的n型氮化物半导体12的面内不存在除了n型电极15a～15e和p型电极16a～16d以外的n型电极和p型电极。即，在形成n型电极15a～15e的带状的长度方向(与并列方向垂直的方向)的外侧不存在偏离并列配置的p型电极(第二电极)。在形成p型电极16a～16d的带状的长度方向(与并列方向垂直的方向)的外侧不存在偏离并列配置的n型电极(第一电极)。

第一边11a的尺寸l1与配置在边缘部的n型电极15a、15e的长边的长度(长度方向的尺寸)l2满足下述式(1)。第一边11a的尺寸l1与配置在边缘侧的p型电极16a、16d的长边的长度(长度方向的尺寸)l3满足下述式(2)。优选l1和l2的关系满足下述式(11)。优选l1和l3的关系满足下述(21)。

140μm<l1-l2<650μm(1)

140μm<l1-l3<650μm(2)

200μm<l1-l2<500μm(11)

200μm<l1-l3<500μm(21)

通过尺寸l1与尺寸l2的关系以及尺寸l1与尺寸l3的关系满足上述各式，例如能够获得以下效果。后述的氮化物半导体发光装置可以通过使用第一连接体和第二连接体将半导体芯片(氮化物半导体发光元件)1连接到封装基板(基体)2上来获得，所述第一连接体隔着布线层18形成在n型电极(第一电极)15a～15e上，所述第二连接体形成在p型电极16a～16d上。在这种情况下，通过尺寸l1和尺寸l2之间的关系以及尺寸l1和尺寸l3之间的关系满足上述各式，可以确保能够配置通常用作第一连接体的直径为数十微米的金球的空间(参见后述图16)。

配置在边缘部的n型电极15a、15e的长边的长度(长度方向的尺寸)l2与配置在内侧的n型电极15b～15d的长边的长度(长度方向的尺寸)l4之差的绝对值(|l4-l2|)大于0且小于500μm。|l4-l2|优选为400μm以上且小于500μm。

配置在边缘侧的p型电极16a、16d的长边的长度(长度方向的尺寸)l3与配置在内侧的p型电极16b、16c的长度方向的尺寸l5之差的绝对值大于0且小于500μm。|l5-l3|优选为100μm以上且300μm以下。

p型电极16a～16d的半圆弧(曲线)状的凸部161a～161d全部相同。即，配置在边缘侧的p型电极16a、16d与配置在内侧的p型电极16b、16c中，长度方向两端的“形成凸部的曲线”的曲率半径r相同。该曲率半径r优选大于0且小于200μm，更优选满足20<r<150μm，进一步优选满足80<r<120μm。

需要说明的是，并列配置的第一电极和第二电极(在该例中，n型电极15a～15e和p型电极16a～16d)的总数优选为以下说明的值“t”、或“t+1”、或“t-1”。对于值t，根据使用第一电极和第二电极排列的方向的第一氮化物半导体层的尺寸(在该示例中，为垂直于第一边11a的边的尺寸，等于l1)s1、第一电极的宽度(在该示例中，为w1和w2的平均值)s2和第二电极的宽度s3通过下述式(3)获得的t，当t是整数时，设t为t，当t不是整数时，则将t四舍五入所得到的整数设为t。

t＝s1/(s2+s3)(3)

另外，该实施方式的半导体芯片1中，未被第二电极夹着的第一电极即两个n型电极15a、15e的宽度w1相同，但是这些电极的宽度可以不同。此外，被第二电极夹着的第一电极(内侧第一电极)即三个n型电极15b～15d的宽度w2相同，但是在多个内侧第一电极中，一部分的内侧第一电极的宽度可以与其他的不同，也可以所有的内侧第一电极的宽度均不相同。

另外，该实施方式的半导体芯片1中，n型电极为第一电极，p型电极为第二电极，但是一实施方式的氮化物半导体发光元件也可以适用于p型电极为第一电极，n型电极为第二电极的情况。

〔作用、效果〕

在实施方式的半导体芯片(氮化物半导体发光元件)1中，n型电极15a～15e和p型电极16a～16d具有上述平面形状以及俯视时的配置，因此与以往的氮化物半导体发光元件(n型电极和p型电极的平面形状以及俯视时的配置与半导体芯片1不同，例如专利文献1中所述的氮化物半导体发光元件)相比，电流集中得到抑制。结果，半导体芯片1可以在低电压下获得高输出。也就是说，发光效率提高了。

氮化物半导体发光器元件中使用的氮化物半导体通常具有比lsi中使用的si等更高的电阻值，并且电流偏集变得显著。因此，在氮化物半导体发光元件中，通过提高电极配置的设计自由度而获得的效果非常高。

专利文献1中作为实施方式记载的氮化物半导体发光元件具有一个p型电极和一个n型电极，并且p型电极具有如下形状，即俯视时隔着间隔并列配置的多个带状部的长度方向的中心彼此通过结合部结合。多个带状部具有长方形的长边方向(长度方向)的两端以半圆弧状突出的形状。也就是说，p型电极在带状部的长度方向两端具有半圆弧状凸部。

并且，在p型电极的外侧，存在具有沿着p型电极的外形线的内形线的n型电极。也就是说，n型电极的一部分存在于与构成p型电极的多个带状部的并列配置垂直的方向的外侧。与此相伴地，在该氮化物半导体发光元件(专利文献1的实施方式)中，电流集中在p型电极的半圆弧状凸部上。另外，n型电极的带状部存在于p型电极的多个带状部之间(仅存在于夹着结合部的两侧)。即，p型电极的一部分存在于与构成n型电极的多个带状部的并列配置垂直的方向的外侧。

与此相对，在第一例(本发明的实施方式)的半导体芯片1中，由于在与并列配置的p型电极16a～16d的并列方向垂直的方向的外侧不存在n型电极，因此抑制电流集中在与p型电极16a～16d的并列方向垂直的方向的端部中。另外，在p型电极16a～16d的长度方向的两端存在角部时，电流会集中在角部，但是由于p型电极16a～16d的长度方向的两端形成为半圆弧(曲线)状的凸部161a～161d(即，具有分离部)，因此电流集中被进一步抑制。

另外，通过将配置在内侧的n型电极15b～15d的宽度w2设为配置在边缘部的n型电极15a、15e的宽度w1的两倍，可以使从n型电极15a、15b流至p型电极16a的电流，从n型电极15b、15c流至p型电极16b的电流，从n型电极15c、15d流至p型电极16c的电流，以及从n型电极15d、15e流至p型电极16d的电流相同。因此，通过设定为w1<w2，与设定为w1≥w2时相比，能够抑制电流集中。

另外，在第一例的半导体芯片1中，配置在边缘部的n型电极(未被第二电极夹着的第一电极)15a、15e与配置在其旁边的p型电极16a、16d之间的电阻值中，凸部(第一方向的两端部)161a、161d处的电阻值r1和除凸部161a、161d之外的部分(中央部)处的电阻值r2实质上相同。由此，第一例的半导体芯片1中，向两电极间施加电压时，流经凸部161a、161d的电流与流经除凸部161a、161d之外的部分的电流变得实质上相同，因此可以抑制元件内的电流的局部集中。结果，可以防止由电流的局部集中引起的元件破坏。

需要说明的是，电阻值r1是各凸部(第一方向的两端部)161a、161d与其旁边的n型电极(未被第二电极夹着的第一电极)15a、15e之间的电阻值的平均值。

进一步，与专利文献2所述的氮化物半导体发光元件相比，第一例的半导体芯片1能够将制造成本控制在较低水平。

<第二例>

第二例的半导体芯片1a与第一例的半导体芯片1不同，其具有图3所示的平面形状。除此之外与第一例的半导体芯片1相同。

如图3所示，构成第二例的半导体芯片1a的n型电极15a～15e的长边的长度l2、l4均相同，p型电极16a～16d的长边的长度l3～l5也均相同。

<第三例>

第三例的半导体芯片1b与第一例的半导体芯片1不同，其具有图4所示的平面形状。除此之外与第一例的半导体芯片1相同。

如图4所示，构成第三例的半导体芯片1b的p型电极16a～16d的平面形状为长方形，在长度方向的两端不具有分离部。

<第四例>

第四例的半导体芯片1c与第一例的半导体芯片1不同，其具有图5所示的平面形状。除此之外与第一例的半导体芯片1相同。

如图5所示，构成第四例的半导体芯片1c的边缘侧的p型电极16a、16d的平面形状与内侧的p型电极16a、16d不同。

边缘侧的p型电极16a、16d的平面形状是：在长方形的长边方向(长度方向)的两端上，仅配置在边缘部的n型电极15a、15e侧的角部以圆弧状弯曲的形状。即，边缘侧的p型电极16a、16d的长度方向的中央部距相邻配置的n型电极15a、15e的距离相同。在p型电极16a、16d的端部不存在沿着相邻配置的n型电极15a、15e的部分(延长中央部的长方形时的角部)162a、162d，并且距n型电极15a、15e的距离朝向前端逐渐增大。

也就是说，在第四例的半导体芯片1c中，边缘侧的p型电极16a、16d在长度方向(第一方向)上的端部的宽度方向(第二方向)的一侧具有距相邻的第一电极的距离朝向前端逐渐增大的部分(分离部)。

内侧的p型电极16b、16c的平面形状为长方形，并且在长度方向的两端不具有分离部。

另外，第四例的半导体芯片1c中，作为由在第二方向上相邻的第一电极和第二电极形成且第一电极的第一方向的尺寸比第二电极的第一方向的尺寸长的电极对，具有由p型电极16a和n型电极15b形成的电极对，以及由p型电极16d和n型电极15d形成的电极对。并且，这些电极对的p型电极16a、16d的第一方向上的端部在这些电极对的n型电极(第一电极)15b、15d侧不具有分离部。

<第五例>

第五例的半导体芯片1d与第一例的半导体芯片1不同，其具有图6所示的平面形状。除此之外与第一例的半导体芯片1相同。

如图6所示，构成第五例的半导体芯片1c的边缘侧的p型电极16a、16d的平面形状与内侧的p型电极16a、16d不同。

边缘侧的p型电极16a、16d的平面形状是：在长方形的长边方向(长度方向)的两端上，仅配置在内侧的n型电极15b、15d侧的角部以圆弧状弯曲。即，边缘侧的p型电极16a、16d的长度方向的中央部距相邻配置的n型电极15b、15d的距离相同。在p型电极16a、16d的端部不存在沿着相邻配置的n型电极15b、15d的部分(延长中央部的长方形时的角部)162a、162d，并且距n型电极15b、15d的距离朝向前端逐渐增大。

也就是说，在第五例的半导体芯片1d中，边缘侧的p型电极16a、16d在长度方向(第一方向)上的端部的宽度方向(第二方向)的一侧具有距相邻的第一电极的距离朝向前端逐渐增大的部分(分离部)。

内侧的p型电极16b、16c的平面形状为长方形，并且在长度方向的两端不具有分离部。

另外，第五例的半导体芯片1d中，作为由在第二方向上相邻的第一电极和第二电极形成且第一电极的第一方向的尺寸比第二电极的第一方向的尺寸长的电极对，具有由p型电极16a和n型电极15b形成的电极对，以及由p型电极16d和n型电极15d形成的电极对。并且，这些电极对的p型电极16a、16d的第一方向上的端部在这些电极对的n型电极(第一电极)15b、15d侧具有分离部163a、163d。

〔性能比较〕

<模拟1>

进行模拟，观察图3所示的第二例(实施例)的半导体芯片1a与图7所示的比较例1的半导体芯片100的差异。

在比较例1的半导体芯片100中，形成配置在边缘部的n型电极15a、15e的长方形的宽度w1比形成配置在内侧的n型电极15b～15d的长方形的宽度w2宽。即，w1>w2。

另外，在比较例1的半导体芯片100中，n型电极15a～15e和p型电极16a～16d按照与第二例的半导体芯片1a相同的以点c为中心的点对称图案形成。在比较例1的半导体芯片100中，间隔k1～k8与第二例的半导体芯片1a相同。

对于宽度w1为25μm、宽度w2为15μm的比较例1的半导体芯片100和宽度w1为25μm、宽度w2为25μm、35μm、45μm、50μm、55μm以及65μm的第二例的半导体芯片1a，考察了存在于p型电极16a～16d正下方的氮化物半导体发光层13的电流密度(在垂直于基板11的方向上每单位面积流过的电流量)的分布。结果得到图8a所示的图表。图8a的图表的纵轴是氮化物半导体发光层13的面内的电流密度的最大值，横轴是w1～w2。

除了宽度w2之外的所有模拟条件都相同。其模拟条件如下所示。

在本模拟中，模拟软件由str制造，“silense”以及模拟软件由str制造，使用“specled”.

<基板11>

材料：aln

平面尺寸：775μm×807μm

厚度：100μm

<n型半导体层12>

厚度：0.5μm

热导率：130w/m/k

迁移率：50cm²/vs

杂质浓度：1e¹⁹cm^-3

<p型半导体层14>

厚度：0.06μm

热导率：120w/m/k

迁移率：5cm²/vs

杂质浓度：2e¹⁹cm^-3

<台面部3a～3d>

高度：0.211μm

<p型电极层16a～16e>

厚度：0.055μm

<n型电极层15a～15e>

厚度：0.25μm

<n型焊盘电极150a～150e>

厚度：1μm，热导率:318w/m/k，导电率4.5e⁵s/cm

<p型焊盘电极160a～160e>

厚度：1μm，热导率:318w/m/k，导电率4.5e⁵s/cm

<其它>

n型接触电阻：3e^-3ω·cm²

p型接触电阻：1e^-3ω·cm²,

电流值：500ma

初始温度：300k

对于该氮化物半导体发光层32，使用“silense”在波长265nm下计算mqw谱，并且在从300k到500k的温度范围以100k为间隔计算电流密度与电压的对比数据。

显示silense结果，同时将显示specled假设的图表示于图8b和图8c。

图8b的图表的横轴表示电位差(电压)，纵轴表示电流密度。另外，图8b的曲线表示自下而上以10k为间隔的温度为300k、310k、……、490k、500k的情况。在图8c的图表的横轴表示电流密度，纵轴表示iqe(内量子效率)。此外，图8c的曲线表示自上而下以10k为间隔的温度为300k、310k、……、490k、500k的情况。

从图8a的图表可以看出，通过设定w1-w2<0，即w2>w1，与设定w2≤w1的情况相比，可以大幅减小电流密度的最大值，即，可以抑制电流集中。需要说明的是，在比较例1的半导体芯片100中，在配置在边缘侧的p型电极16a、16d的边缘部所配置的n型电极15a、15e侧的部分处，电流密度尤其变高。

<模拟2>

进行模拟，观察图1所示的第一例(实施例)的半导体芯片1、图3所示的第二例(实施例)的半导体芯片1a、以及图9所示的比较例2的半导体芯片100a的差异。

比较例2的半导体芯片100a与第一例的半导体芯片1和第二例的半导体芯片1a相比，配置在内侧的n型电极15b～15d以及p型电极16b、16d的第一方向的长度l4、l5不同，除此之外均相同。

第一例的半导体芯片1中，l2<l4且l3<l5，第二例的半导体芯片1a中，l2＝l4且l3＝l5，然而比较例2的半导体芯片100a中，l2>l4且l3>l5。

对于与固定为l2＝553μm、l3＝553μm、w1＝25μm、w2＝50μm的第一例的半导体芯片1、第二例的半导体芯片1a、以及比较例2的半导体芯片100a对应的半导体芯片，考察了存在于p型电极16a～16d正下方的氮化物半导体发光层13的电流密度(在垂直于基板11的方向上每单位面积流过的电流量)的分布。

与第二例的半导体芯片1对应的半导体芯片的l4为553μm。与比较例2的半导体芯片100a对应的半导体芯片中的一个是l4为473μm、l5为473μm，另一个是l4为513μm、l5为513μm。与第一例的半导体芯片1a对应的半导体芯片中的一个是l4为594μm、l5为594μm，另一个是l4为633μm、l5为633μm。

除上述之外的所有模拟条件都相同。其模拟条件与模拟1相同。

结果，得到图10所示的图表。图10的图表的纵轴是电流密度的最大值，横轴是l4。

从图10的图表可以看出，通过设定l4≥553μm，即l4≥l2，与设定l4<l2的情况相比，可以大幅减小电流密度的最大值，即，可以抑制电流集中。

<模拟3>

进行模拟，观察图1所示的第一例(实施例)的半导体芯片1、图4所示的第三例(实施例)的半导体芯片1b、图5所示的第四例(实施例)的半导体芯片1c、图6所示的第五例(实施例)的半导体芯片1d、以及图11所示的比较例3的半导体芯片100b的差异。

如图11所示，比较例3的半导体芯片100b具有一个n型电极15，代替第一例的半导体芯片1的五个n型电极15a～15e。除此之外与第一例的半导体芯片1的相同。n型电极15具有沿着p型电极16a～16d的外形线的内形线。即，n型电极15的一部分存在于与配置有p型电极16a～16d的方向(第二方向)垂直的方向(第一方向)的外侧。

另外，n型电极15具有存在于相邻的p型电极16a～16d之间的第一带状部151～153和存在于第二方向的两端的第二带状部155。各第一带状部151～153的宽度(第二方向的尺寸)w21与第一例的半导体芯片1中的n型电极15b～15d的宽度w2相同。

第二带状部155和p型电极16a之间的间隔k11与第一例的半导体芯片1中的n型电极15a和p型电极16a之间的间隔k1相同。p型电极16a和第一带状部151之间的间隔k12与第一例的半导体芯片1中的p型电极16a和n型电极15b之间的间隔k2相同。第一带状部151和p型电极16b之间的间隔k13与第一例的半导体芯片1中的n型电极15b和p型电极16b之间的间隔k3相同。p型电极16b和第一带状部152之间的间隔k14与第一例的半导体芯片1中的p型电极16b和n型电极15c之间的间隔k4相同。

第一带状部152和p型电极16c之间的间隔k15与第一例的半导体芯片1中的n型电极15c和p型电极16c之间的间隔k5相同。p型电极16c和第一带状部153之间的间隔k16与第一例的半导体芯片1中的p型电极16c和n型电极15d之间的间隔k6相同。第一带状部153和p型电极16d之间的间隔k17与第一例的半导体芯片1中的n型电极15d和p型电极16d之间的间隔k7相同。p型电极16d和第二带状部155之间的间隔k18与第一例的半导体芯片1中的p型电极16d和n型电极15e之间的间隔k8相同。

需要说明的是，比较例3的半导体芯片100b中，p型电极16a～16d的长度方向两端的凸部161a～161d不是分离部，而是沿着n型电极15的内形线的部分。

对于与固定为l2＝553μm、l3＝553μm、l4＝633μm、l5＝633μm、w1＝25μm、w2＝50μm的第一例的半导体芯片1、第三例的半导体芯片1b、第四例的半导体芯片1c和第五例的半导体芯片1d以及l3＝553μm且l5＝633μm的比较例3的半导体芯片100b对应的半导体芯片，考察了在p型电极16a～16d正下方存在的氮化物半导体发光层13的电流密度(在垂直于基板11的方向上每单位面积流过的电流量)的分布。

除上述之外的所有模拟条件都相同。其模拟条件与模拟1相同。

结果，得到图12所示的图表。图12的图表的纵轴是电流密度的最大值，横轴是半导体芯片的种类。

从图12的图表可以看出，第一例、第三例、第四例和第五例的半导体芯片1、1b、1c、1d与比较里3的半导体芯片100b相比，可以大幅减少电流密度的最大值，即可以抑制电流集中。对于电流集中的抑制效果，第五例最高，第一例、第三例和第四例依次减小。另外可知，在由边缘侧的p型电极16a与其旁边的内侧的n型电极15b形成的电极对、以及由边缘侧的p型电极16d与其旁边的内侧的n型电极15d形成的电极对中，通过设为p型电极16a、16d的第一方向上的端部在各电极对的n型电极15b、15d侧具有分离部这样的构成，从而电流集中的抑制效果变高。

需要说明的是，比较例3的半导体芯片100b中，在p型电极16a～16d的长度方向两端的凸部161a～161d的外缘部处电流密度尤其变高。第三例、第四例中，由于p型电极16a、16d的第一方向的端部在各电极对的n型电极15b、15d侧不具有分离部，因此其端部处的电流集中与在各电极对的n型电极15b、15d侧具有分离部的第一例和第五例相比稍微变大。在第三例与第四例的对比中，在边缘侧的p型电极16a、16d具有分离部的第三例的抑制电流集中的效果高。

[氮化物半导体发光装置的实施方式]

以下，对本发明的氮化物半导体发光元件装置的实施方式进行说明，但本发明不限于以下所示的实施方式。以下所示的实施方式中，为了实施本发明而在技术上进行了优选的限定，但该限定不是本发明的必须条件。

<第一实施方式>

〔整体构成〕

如图13所示，第一实施方式的氮化物半导体发光装置10具有半导体芯片(氮化物半导体发光元件)1e、封装基板(基体)2、第一连接体3以及第二连接体4。

〔半导体芯片〕

如图14～图16所示，半导体芯片1e具有基板11、n型氮化物半导体层12、氮化物半导体发光层13、p型氮化物半导体层14、n型电极(第一电极)15a～15e、p型电极(第二电极)16a～16d、焊盘电极160a～160d、绝缘层17以及布线层18。

如图2所示，n型氮化物半导体层12形成在基板11的一面110上。n型氮化物半导体层12具有厚部分121和除此之外的部分即薄部分122。氮化物半导体发光层13形成在n型氮化物半导体层12的厚部分121上。p型氮化物半导体层14形成在氮化物半导体发光层13上。

半导体芯片1e是发光波长为200nm以上且360nm以下的紫外线发光元件。基板11为aln基板。n型氮化物半导体层12为n-algan层。氮化物半导体发光层13是具有包括由algan形成的量子阱层和由algan形成的电子阻挡层的多量子阱结构(mqw)的层。p型氮化物半导体层14为p-gan层。

n型电极15a～15e形成在n型氮化物半导体层12的薄部分122上。p型电极16a～16d形成在p型氮化物半导体层14上。焊盘电极160a～160d形成在p型电极16a～16d上。

绝缘层17使n型氮化物半导体层12的厚部分121、氮化物半导体发光层13、p型氮化物半导体层14以及p型电极16a～16d与n型电极15a～15e绝缘。布线层18形成在绝缘层17上的一部分与n型电极15a～15e上。布线层18由au、ag、al、cu、w、mo、ni、pt、cr等金属材料形成。

如图15所示，俯视时半导体芯片1的基板11为正方形，n型氮化物半导体层12形成在其整个面上。n型电极15a～15e与p型电极16a～16d在俯视时隔着间隔交替并列配置。

n型电极15a～15e的平面形状为细长的长方形，其长边与形成基板11的正方形的第一边(图15的沿左右方向延伸的边)11a平行。p型电极16a～16d的平面形状是短边比n型电极15a～15e长的长方形，在其长边方向(长度方向)的两端部具有半圆弧(曲线)状的凸部161a～161d。n型电极15a～15e和p型电极16a～16d的长边彼此平行地配置。

n型电极15a～15e中，在第一氮化物半导体层12的面内，如下的长方形的宽度x11比如下的长方形的宽度x12窄：所述长方形的宽度x11为成为配置在最靠近沿着第一边11a(沿带状的长度方向)的边缘部的位置的n型电极(未被第二电极夹着的第一电极)15a、15e的长方形的宽度(短边的尺寸)，所述长方形的宽度x12为成为配置在比这些电极靠近中央侧(远离边缘部的一侧)的n型电极(被第二电极夹着的第一电极)15b～15d的长方形的宽度x12。

n型电极15a和n型电极15e具有相同的平面形状和尺寸，n型电极15b～15d具有相同的平面形状和尺寸。p型电极16a和p型电极16d具有相同的平面形状和尺寸，p型电极16b和p型电极16c具有相同的平面形状和尺寸。

需要说明的是，半导体芯片1e的n型电极15a～15e和p型电极16a～16d的俯视时的配置和平面形状与图1的半导体芯片1相同，被第二电极夹着的第一电极的第二方向的尺寸x12大于未被第二电极夹着的第一电极的第二方向的尺寸x11。

另外，如图16所示，布线层18具有如下平面形状，即对应于n型电极15a～15e的带状部18a～18e的长度方向的端部彼此通过一对侧部18f和四个角部18g结合。角部18g具有朝向p型电极16a、16d突出的圆弧状线e。如图14和18所示，侧部18f和角部18g隔着绝缘层17形成在n型氮化物半导体层12上，带状部18a～18e直接形成在n型电极15a～15e上。

也就是说，布线层18的带状部18a～18e是形成在n型电极15a～15e上的部分(第一部分)，侧部18f和角部18g是形成在既不是n型电极15a～15e上也不是p型电极16a～16d上的部分的部分(第二部分)。另外，布线层18不具有p型电极16a～16d上的部分。

〔封装基板〕

如图14和图17所示，封装基板2具有与半导体芯片1的形成有n型电极和p型电极的面相对的相对面211。

另外，封装基板2具有绝缘性基板21以及形成在绝缘性基板21的相对面211上的n型电极25和p型电极26。n型电极25具有基部251和4个连接部252。p型电极26具有基部261、连接部262以及连结部263、264。

封装基板2的俯视时的正方形的中央部20是配置半导体芯片1的部分。n型电极25的连接部252和p型电极26的连接部262形成在包括该中央部20的范围内。n型电极25的基部251配置在将形成中央部20的正方形的图17中的除作为上边的边之外的部分包围的外侧。n型电极25的4个连接部252配置在与图16所示的布线层18的四个角部18g对应的位置处。

p型电极26的基部261配置在图17中的n型电极25的基部251的上侧的位置。封装基板2中，作为p型电极26的连接部262，具有四个带状部262a～262d，其配置在半导体芯片1e的与p型电极16a～16d重叠的位置处。连结部263将p型电极26的基部261与连接部262的带状部262a连结。连结部264分别将带状部262a与带状部262b、带状部262b与带状部262c、带状部262c与带状部262d连结。

〔第一连接体、第二连接体、利用它们的半导体芯片与封装基板的连接〕

如图14所示，第一连接体3将布线层18的角部(第二部分)18g与封装基板2的n型电极(第三电极)250的连接部252电连接。

第二连接体4将半导体芯片1的p型电极(第二电极)15a～15e与封装基板2的p型电极(第四电极)260的带状部262a～262d分别电连接。也就是说，半导体芯片1e通过第一连接体3和第二连接体4以倒装芯片方式安装在封装基板2上。第一连接体3和第二连接体4是由金或者含金的合金形成的凸块。

第一连接体3形成在不面向n型电极15b～15d的位置处。也就是说，n型电极15b～15d不存在于第一连接体3的正上方。半导体芯片1e的n型电极15b～15d和封装基板2的n型电极25的连接部252不是直接连接，而是借助布线层18间接连接。

第一连接体3的高度z2大于形成第一连接体3的圆的直径(第一连接体的俯视时的短径x1和长径y2)。

如图18所示，在氮化物半导体发光装置10中，布线层18的与第一连接体3接触的部位181的背侧182呈与绝缘层17接触的状态。

〔第一电极与第一连接体之间的关系〕

形成n型电极15a、15e的长方形的宽度x11相当于n型电极15a、15e的俯视时的短径。形成n型电极15b～15d的长方形的宽度x12相当于n型电极15b～15d的俯视时的短径。如图16所示，n型电极15a、15e是配置在与形成有第一连接体3的部分最近的位置处的n型电极，其宽度(短径)x11小于平面形状为圆形的第一连接体3的圆的直径(短径)x2。另外，第一连接体3的短径x2小于50μm。另外，n型电极15b～15d的宽度x12也小于第一连接体3的短径x2。进而，第一连接体3对布线层18的接触面积(圆的面积×4)s2与n型电极15a～15e的总面积s1的比(s2/s1)为0.25以上且小于3.0。

〔实施方式的氮化物半导体发光装置的制造方法〕

实施方式的氮化物半导体发光装置10可以通过以下方法制造。

首先，在基板11的一面上依次形成n型氮化物半导体层12、氮化物半导体发光层13和p型氮化物半导体层14。接下来，对由n型氮化物半导体层12、氮化物半导体发光层13和p型氮化物半导体层14形成的层叠体进行台面蚀刻，以与图15所示的p型电极的16a～16d的平面形状对应的平面形状形成4个突出部。通过该台面蚀刻，在n型氮化物半导体层12的厚度方向中途去除层叠体，由此在n型氮化物半导体层12形成薄部分122。

接着，以图15所示的平面形状和平面配置，在n型氮化物半导体层12的薄部分122上形成n型电极15a～15d，在各突出部的p型氮化物半导体层14上形成p型电极16a～16d。

接着，在图15的状态的基板11的整个上表面，即在n型氮化物半导体层12上、n型电极15a～15d和p型电极16a～16d上形成绝缘层17。图19显示了该状态。

接着，去除绝缘层17的一部分，使n型电极15a～15d上以及p型电极16a～16d上露出。在由沿着p型电极16a～16d的外形线的稍微靠内侧的线形成的孔171a～171d处去除p型电极16a～16d上的绝缘层17。图20显示了该状态。

接着，在图20的状态的基板11上的p型电极16a～16d上(孔171a～171d内)形成焊盘电极160a～160d，并且在绝缘层17上的双点划线所包围的部分上和n型电极15a～15d上形成布线层18。由此，获得图16所示的半导体芯片1e。实际上，在一片基板上会形成俯视时的多个半导体芯片1e，因此具有将该基板切割成单独的半导体芯片1e的工序。

接着，布线层18的四个角部18g上分别形成第一连接体3，在焊盘电极160a～160d上形成第二连接体4。图21显示了该状态。如图21所示，配置在四个角部18g上的四个第一连接体3位于在俯视时距半导体芯片1e的中心(重心)c相等的距离处。

接着，配置半导体芯片1e，使得第一连接体3和第二连接体4朝向封装基板2的相对面211，通过超声波接合将第一连接体3和第二连接体4固定在封装基板2的n型电极(第三电极)252和p型电极(第四电极)262a～262d上。即，半导体芯片1e以倒装芯片方式安装在封装基板2上。

由此，形成在半导体芯片1e上的n型电极15a～15d借助布线层18与封装基板2的n型电极(第三电极)252电连接，形成在半导体芯片1e上的p型电极16a～16d与封装基板2的p型电极(第四电极)262a～262d电连接。结果，能够得到图13和图14所示的氮化物半导体发光装置10。

〔实施方式的氮化物半导体发光装置的作用、效果〕

《背景技术与技术问题》

专利文献1公开了一种旨在更有效地使伴随倒装芯片安装的氮化物半导体紫外线发光元件的发光产生的废热散热的技术方案。具体而言，例如使p型电极为在俯视时并列配置的多个带状部的相邻带状部彼此连结的形状，在俯视时在该带状部之间和周缘部上形成有n型电极。在带状部之间的n型电极上隔着保护绝缘膜，并且在p型电极上设置于保护绝缘膜中的开口部形成有连续的第一电镀电极。第一电镀电极由铜或以铜为主要成分的合金形成。

另外，在俯视时成为基板的四角的位置上设置与周缘部的n型电极相连接的第二电镀电极，并且将第一电镀电极焊接到基体(底座(submount))的第一电极焊盘，将第二电镀电极焊接到基体的第二电极焊盘。

这样，通过隔着保护绝缘膜在p型电极的带状部之间的n型电极上也形成由铜或以铜为主要成分的合金形成的第一电镀电极，确保了倒装芯片安装的情况下的第一电镀电极与封装侧的电极焊盘之间的较大接触面积，因此可以期待散热效果大幅改善。

但是，专利文献1所述的氮化物半导体装置中，当在保护绝缘膜上产生裂纹时，p型电极的带状部之间的n型电极与第一电镀电极可能发生短路，在可靠性方面还有改善的余地。

《实施方式的作用、效果》

在该实施方式的氮化物半导体发光装置10中，第一连接体3形成在不面向n型电极15a～15e的位置处。另外，用第一连接体3连接了布线层18的角部(第二部分)18g和封装基板2的n型电极25的连接部252。由此，与专利文献1所述的氮化物半导体发光装置相比，不容易发生短路不良，可靠性高。此外，通过具有布线层18，也可以期待改善散热效果。

当n型电极15a、15e的短径x11小于第一连接体3的短径x2时，第一连接体3的一部分变为从n型电极15a、15e突出的状态。当第一连接体3形成在面向n型电极15a、15e的位置时，该突出的部分从正确的位置偏离，并且容易与p型电极的焊盘电极160a、160d接触，由此短路风险变高。另外，当向突出的部分施加电场时，在布线以外的区域，有发生因电迁移(金属被吸引)导致的元件破坏的风险。

与此相对，在本实施方式的氮化物半导体发光器件10中，由于第一连接体3形成在不面向n型电极15a、15e的位置，所以上述短路风险、元件破坏等风险变小。也就是说，在一实施方式的氮化物半导体发光装置中，配置在与形成第一连接体的部分最近的位置处的第一电极的短径小于第一连接体的短径(例如，两者的差为大于0且小于20μm)时，可以获得特别高的效果。此外，通过将两者的差设定为小于20μm，可以以高尺寸精度配置第一电极和第一连接体，因此可以抑制量产时的偏差。

另外，在该实施方式的氮化物半导体发光装置10中，通过n型电极15a～15e的短径x11、x12小于第一连接体3的短径x2，可以避免电流、热量在第一连接体3内局部偏集。

由于配置在四个角部18g的四个第一连接体3位于俯视时距半导体芯片1e的中心(重心)c相等的距离处，因此分别流过n型电极15a～15e的电流变的均匀。

另外，在该实施方式的氮化物半导体发光装置10中，第一连接体3对布线层18的接触面积(圆的面积×4)s2与n型电极15a～15e的总面积s1的比(s2/s1)为0.25以上且小于3.0，因此连接强度和电流密度的均匀性优异。

<第二实施方式>

如图22所示，第二实施方式的氮化物半导体发光装置10a中，在构成半导体芯片1f的布线层18与n型氮化物半导体层12之间不存在绝缘层17。也就是说，氮化物半导体发光装置10a中，布线层18的与第一连接体3接触的部位181的背侧182呈与n型氮化物半导体层12接触的状态。

除此之外，第二实施方式的氮化物半导体发光装置10a与第一实施方式的氮化物半导体发光装置10相同。

由于该区别，第二实施方式的氮化物半导体发光装置10a具有与第一实施例的氮化物半导体发光装置10相同的效果，并且通过不存在绝缘层17，能够获得抑制由金属材料形成的布线层18与n型氮化物半导体层12之间的局部剥离这样的效果。另外，通过在布线层18的与第一连接体3接触的部位181的背侧182不存在绝缘层17，能够获得抑制在形成第一连接体3时绝缘层17破裂变成颗粒而引起元件不良的效果。

<第三实施方式>

如图23所示，第三实施方式的氮化物半导体发光装置10b中，构成半导体芯片1g的布线层18的与第一连接体3接触的部位181的背侧182呈与n型氮化物半导体层12接触的状态。除此之外，第三实施方式的氮化物半导体发光装置10b与第一实施方式的氮化物半导体发光装置10相同。

需要说明的是，与第一实施方式的氮化物半导体发光装置10同样，第三实施方式的氮化物半导体发光装置10b中也在布线层18的带状部18a～18e以及侧部18f与n型氮化物半导体层12之间存在绝缘层17。

也就是说，第三实施方式的氮化物半导体发光装置10b除了“在布线层18的带状部18a～18e以及侧部18f与n型氮化物半导体层12之间存在绝缘层17”这一点之外，与第二实施方式的氮化物半导体发光装置10a相同。

通过该区别，第三实施方式的氮化物半导体发光装置10b能够获得与第二实施方式的氮化物半导体发光装置10a相同的效果，并且能够获得如下效果：即使以在电极端形成的台阶为起点在布线层18中发生龟裂的情况下，由于存在绝缘层17，也抑制了水分从该龟裂混入、碳、氧等杂质从大气中混入，电极的腐蚀、污染得以抑制。

<第四实施方式>

如图24所示，在第四实施方式的氮化物半导体发光装置10c中，在构成半导体芯片1h的布线层18的角部(形成有第一连接体的部分)18g与n型氮化物半导体层12之间具有粘接层19。粘接层19由含ti的材料形成。

除此之外，第四实施方式的氮化物半导体发光装置10c与第三实施方式的氮化物半导体发光装置10b相同。

第四实施方式的氮化物半导体发光装置10c能够获得与第三实施方式的氮化物半导体发光装置10b相同的效果。另外，第四实施方式的氮化物半导体发光装置10c中，通过在布线层18的角部18g与n型氮化物半导体层12之间具有由含ti的材料形成的粘接层19，与第三实施方式的氮化物半导体发光装置10b相比，能够容易且牢固地将布线层18的角部18g与n型氮化物半导体层12结合。

<第五实施方式>

如图25所示，第五实施方式的氮化物半导体发光装置10d中，构成半导体芯片1j的布线层18的角部(形成有第一连接体的部分)18g直接形成在基板11上。也就是说，布线层18的角部18g存在于俯视时偏离n型氮化物半导体层12的位置处。

另外，在布线层18的角部18g与n型氮化物半导体层12之间形成有绝缘层17。并且，在布线层18的带状部18a覆盖n型电极15a的部分与n型氮化物半导体层12之间也形成有绝缘层17。需要说明的是，也可以在布线层18的角部18g与基板11之间形成绝缘层。

除此之外，第五实施方式的氮化物半导体发光装置10d与第三实施方式的氮化物半导体发光装置10b相同。

通过该区别，第五实施方式的氮化物半导体发光装置10d能够获得与第三实施方式的氮化物半导体发光装置10b相同的效果，并且还能够获得抑制电流直接从布线层8流向n型氮化物半导体层12的效果。