半導體發光元件的製作方法
2023-09-18 21:50:50
本發明(Disclosure)在整體上涉及半導體發光元件(SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE)，特別地，涉及減少光損失並提高散熱效率的半導體發光元件。
在此，半導體發光元件表示通過電子與空穴的複合而生成光的半導體光元件，可例舉III族氮化物半導體發光元件。III族氮化物半導體由以Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N(0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1)構成的化合物構成。此外，還可例舉用於發出紅色光的GaAs類半導體發光元件等。
背景技術：
在此，提供關於本發明的背景技術，但它並不一定表示公知技術(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art)。
圖1是表示美國授權專利公報第7,262,436號中公開的半導體發光元件的一例的圖，半導體發光元件包括：襯底(100)；在襯底(100)上生長的n型半導體層(300)；在n型半導體層(300)上生長的有源層(400)；在有源層(400)上生長的p型半導體層(500)；在p型半導體層(500)上生長而用作反射膜的電極(901，902，903)；以及形成在通過蝕刻而露出的n型半導體層(300)上的n側接合焊盤(800)。
將這種結構的晶片稱為倒裝晶片(filp chip)，即倒裝晶片是指電極(901，902，903)及電極(800)均形成在襯底(100)的一側，將電極(901，902，903)用作反射膜的形態的晶片。電極(901，902，903)由反射率高的電極(901；例如：Ag)、用於焊接的電極(903；例如：Au)及防止電極(901)物質與電極(903)物質之間的擴散的電極(902；例如：Ni)構成。這樣的金屬反射膜結構雖然反射率高，並在電流擴散上存在優點，但存在光被金屬吸收的缺點。另外，在金屬反射膜為電極的同時可以是散熱通路，但金屬反射膜為電極的同時具備良好的散熱結構是有限的。
圖2是表示在日本公開專利公報第2006-20913號中公開的半導體發光元件的一例的圖，半導體發光元件包括：襯底(100)；在襯底(100)上生長的緩衝層(200)；在緩衝層(200)上生長的n型半導體層(300)；在n型半導體層(300)上生長的有源層(400)；在有源層(400)上生長的p型半導體層(500)；形成在p型半導體層(500)上，並實現電流擴散功能的透光性導電膜(600)；形成在透光性導電膜(600)上的p側接合焊盤(700)；及形成在通過蝕刻而露出的n型半導體層(300)上的n側接合焊盤(800)。並且，在透光性導電膜(600)上具備分布布拉格反射器(900；DBR：Distributed Bragg Reflector)和金屬反射膜(904)。根據這樣的結構，雖然能夠減少光被金屬反射膜(904)吸收，但與利用電極(901，902，903)的情況相比，相對地電流擴散不夠順暢。
圖3是表示美國授權專利公報第6,650,044號中圖示的半導體發光元件的一例的圖，半導體發光元件為倒裝晶片的形態，該半導體發光元件具備襯底(100)，在襯底(100)上依次蒸鍍具備第一導電性的第一半導體層(300)、通過電子和空穴的複合而生成光的有源層(400)、具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層(500)，並在其上形成有用於向襯底(100)側反射光的反射膜(950)，並且在通過蝕刻而露出的第一半導體層(300)上形成有用作接合焊盤的電極(800)，以包圍襯底(100)及半導體層(300，400，500)的方式形成有密封材料(1000)。如圖2所示，反射膜(950)可由金屬層構成，但如圖5所示，也可由用SiO2/TiO2構成的DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)這樣的絕緣體反射膜構成。半導體發光元件通過導電粘結劑(830，970)而安裝到具備電氣配線(820，960)的PCB(1200；Printed Circuit Board：印刷電路板)。在密封材料(1000)中主要包括螢光體。在此，半導體發光元件包括密封材料(1000)，因此為了區分，將除了密封材料(1000)之外的半導體發光元件部分稱為半導體發光晶片。如圖3所示，通過這樣的方法，在半導體發光晶片上塗布密封材料(1000)。
圖4是表示美國公開專利公報第2012/0171789號中公開的半導體發光元件的一例的圖，公開了在形成於電路基板(3)的端子(3)接合突起物(5)而安裝的發光元件。絕緣體(7)介於發光元件電極之間。從散熱的側面考慮，通過電極和電路基板的端子而實現的散熱通路非常有限，散熱面積較小。
圖5是表示以往的半導體發光元件的又一例的圖，圖示了安裝有圖1所示的半導體發光晶片(1)的封裝體。封裝體包括引線框架(4，5)、固定引線框架(4，5)且形成凹陷部(7)的模具(6)。半導體發光元件(1；半導體發光晶片)安裝在引線框架(4)，以覆蓋半導體發光晶片(1)的方式由密封材料(1000)填充凹陷部(7)。密封材料(1000)主要包括螢光體。模具由不利於散熱的材質構成，引線框架固定到模具，通過模具，在提高散熱效率時受限。
圖6是表示美國公開專利公報第2013/0194790中公開的半導體發光元件的一例的圖，在杆(bar)類型的電路基板(101)安裝有多個LED(102)，密封材料(103)覆蓋LED，在電路基板的背面具備散熱器(105)。從散熱的側面考慮，電路基板介於LED與散熱器之間，在提高傳熱效率時受限。
技術實現要素：
技術課題
對此，將在『具體實施方式』的後端進行記述。
解決課題的手段
在此，提供本發明的整體概要(Summary)，對此不應理解為本發明的範圍僅限於此(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features)。
根據本發明的一個方式(According to one aspect of the present disclosure)，提供一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：板，其具備電源端子和與電源端子絕緣的散熱部；及半導體發光晶片，其安裝在板上，半導體發光晶片包括：多個半導體層，它們包括具備第一導電性的第一半導體層、具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層及介於第一半導體層與第二半導體層之間，通過電子和空穴的複合而生成光的有源層；第一電極部，其與第一半導體層電氣性地連通，供給電子和空穴中的一個；第二電極部，其與第二半導體層電氣性地連通，供給電子和空穴中的另一個；及散熱焊盤，其從第一電極部及第二電極部離開而形成在多個半導體層上，第一電極部及第二電極部中的至少一個與電源端子電連接，散熱焊盤固定於散熱部側。
根據本發明的另一個方式(According to another aspect of the present disclosure)，提供一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：多個半導體層，它們包括在生長襯底上依次形成的具備第一導電性的第一半導體層、具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層及介於第一半導體層與第二半導體層之間，通過電子和空穴的複合而生成光的有源層；非導電性反射膜，其以將在有源層生成的光反射到生長襯底側的方式形成在多個半導體層上；第一電極，其形成在非導電性反射膜上，與第一半導體層電氣性地連通，供給電子和空穴中的一個；及第二電極，其在非導電性反射膜上與第一電極相對地形成，與第二半導體層電氣性地連通，供給電子和空穴中的另一個，第一電極與第二電極之間的間隔為80μm以上，在俯視圖(top view)上觀察時，將第一電極及第二電極相加的面積相對於半導體發光元件的俯視面積的比率為0.7以下。
根據本發明的又一個方式(According to still another aspect of the present disclosure)，提供一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：第一發光部及第二發光部，它們彼此相對，各個發光部包括多個半導體層，該多個半導體層依次層疊具備第一導電性的第一半導體層、通過電子和空穴的複合而生成光的有源層及具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層而形成；連接電極，其將第一發光部的第二半導體層和第二發光部的第一半導體層電連接；非導電性反射膜，其以覆蓋多個半導體層及連接電極的方式形成，反射在有源層生成的光；及導電部(a conductive portion)，其以與連接電極重疊的方式在第一發光部與第二發光部之間的非導電性反射膜上延伸。
根據本發明的又一個方式(According to further still another aspect of the present disclosure)，提供一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：第一發光部、第二發光部及第三發光部，各個發光部包括多個半導體層，所述多個半導體層依次層疊具備第一導電性的第一半導體層、通過電子和空穴的複合而生成光的有源層及具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層而構成；非導電性反射膜，其以覆蓋多個半導體層的方式形成，反射在有源層生成的光；第一電極，其以與第一發光部的第一半導體層電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的一個；第二電極，其以與第二發光部的第二半導體層電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的另一個；及輔助焊盤，其形成在覆蓋第三發光部的非導電性反射膜上。
根據本發明的又一個方式(According to further still another aspect of the present disclosure)，提供一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：第一發光部及第二發光部，各個發光部包括多個半導體層，所述多個半導體層依次層疊具備第一導電性的第一半導體層、通過電子和空穴的複合而生成光的有源層及具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層而形成；非導電性反射膜，其以覆蓋多個半導體層及第一發光部和第二發光部之間的方式形成，反射在有源層生成的光；電連接部(an electrical connecting portion)，其貫穿非導電性反射膜，與多個半導體層電氣性地連通；及連接電極，其在非導電性反射膜上延伸，將第一發光部的電連接部和第二發光部的電連接部連接。
根據本發明的又一個方式(According to further still another aspect of the present disclosure)，提供一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：第一發光部、第二發光部及第三發光部，各個發光部包括多個半導體層，所述多個半導體層依次層疊具備第一導電性的第一半導體層、通過電子和空穴的複合而生成光的有源層及具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層而形成；連接電極，其將第一發光部、第二發光部及第三發光部中的相鄰的發光部電連接；及非導電性反射膜，其以覆蓋多個半導體層及連接電極的方式形成，反射在有源層生成的光，在覆蓋第三發光部的非導電性反射膜上未形成金屬層。
根據本發明的又一個方式(According to further still another aspect of the present disclosure)，提供一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：多個發光部，它們包括在襯底上以彼此離開的方式形成的第一發光部及第二發光部，各個發光部包括具備第一導電性的第一半導體層、具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層及介於第一半導體層與第二半導體層之間，通過電子和空穴的複合而生成光的有源層；至少一個連接電極，其將多個發光部電連接，各個連接電極包括在第一發光部的邊緣側沿著第一發光部的邊緣而延伸的第一延伸部、在第二發光部的邊緣側沿著第二發光部的邊緣而延伸的第二延伸部、將第一延伸部和第二延伸部連接的連接部；非導電性反射膜，其以覆蓋多個發光部及至少一個連接電極的方式形成，反射來自有源層的光；第一電連接部，其貫穿非導電性反射膜而與第一半導體層電氣性地連通，該第一電連接部在多個發光部中的形成有第一延伸部的發光部上設於第一延伸部的相對側的邊緣側；及第二電連接部，其貫穿非導電性反射膜而與第二半導體層電氣性地連通，該第二電連接部在多個發光部中的形成有第二延伸部的發光部上設於第二延伸部的相對側的邊緣側。
發明效果
對此，將在『具體實施方式』的後端進行記述。
附圖說明
圖1是表示美國授權專利公報第7，262，436號中公開的半導體發光元件的一例的圖。
圖2是表示日本公開專利公報第2006-20913號中公開的半導體發光元件的一例的圖。
圖3是表示美國授權專利公報第6，650，044號中圖示的半導體發光元件的一例的圖。
圖4表示美國公開專利公報第2012/0171789號中公開的半導體發光元件的一例的圖。
圖5是表示以往的半導體發光元件的一例的圖。
圖6是表示美國公開專利公報第2013/0194790中公開的半導體發光元件的一例的圖。
圖7及圖8是表示本發明的半導體發光元件的一例的圖。
圖9是用於說明本發明的半導體發光元件所具備的半導體發光晶片的一例的圖。
圖10是用於說明在圖9中沿著A-A線而切割的截面的一例的圖。
圖11是用於說明本發明的半導體發光元件的另一例的圖。
圖12、圖13及圖14是用於說明本發明的半導體發光元件的製造方法的一例的圖。
圖15是表示本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖16是表示本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖17是表示本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖18是用於說明本發明的半導體發光元件的一例的圖。
圖19是表示本發明的半導體發光元件的另一例的圖，圖20是表示沿著圖19的A-A線而截取的截面的一例的圖。
圖21是用於說明本發明的半導體發光元件所包括的非導電性反射膜的一例的圖。
圖22是表示變更電極之間的間隔及面積比的例子的圖。
圖23是表示圖22中說明的實驗例的結果的曲線圖。
圖24是表示本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖25是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖26是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖27是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖28是用於說明在圖27中沿著B-B線而截取的截面的一例的圖。
圖29是用於說明在圖27中沿著C-C線而截取的截面的一例的圖。
圖30是表示本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖31是表示本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖32是用於說明本發明的半導體發光元件的下部電極和電連接部的接觸的一例的圖。
圖33是表示以往的III族氮化物半導體發光元件的一例的圖。
圖34是表示在美國專利第6，547，249號中公開的串聯連接的LED的一例的圖。
圖35是表示在美國專利第6，547，249號中公開的串聯連接的LED的另一例的圖。
圖36是表示在美國授權專利公報第7，417，259號中公開的LED陣列的一例的圖。
圖37是用於說明本發明的半導體發光元件的一例的圖。
圖38是用於說明沿著圖37的A-A線而截取的切割面的一例的圖。
圖39是用於說明本發明的半導體發光元件的另一例的圖。
圖40是用於說明連接電極的一例的圖。
圖41是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖42是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖43是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖44是用於說明沿著圖43的B-B線而截取的切割面的一例的圖。
圖45是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖46是用於說明本發明的半導體發光元件的一例的圖。
圖47是用於說明沿著圖46的A-A線而截取的切割面的一例的圖。
圖48是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖49是用於說明本發明的半導體發光元件的另一例的圖。
圖50是用於說明連接電極的一例的圖。
圖51是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖52是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖53是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖54是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖55是用於說明沿著圖54的B-B線而截取的切割面的一例的圖。
圖56是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖57是用於說明沿著圖56的D-D線而截取的截面的一例的圖。
圖58是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖59是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖60是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖61是用於說明沿著圖60的C-C線而截取的截面的一例的圖。
圖62、圖63及圖64是用於說明本發明的半導體發光元件安裝於電路基板的例子的圖。
圖65是用於說明本發明的半導體發光元件的一例的圖。
圖66是用於說明本發明的半導體發光元件的另一例的圖。
圖67是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖68是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖69是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖70是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖71是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖72是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖73是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖74是用於說明沿著圖73的C-C線而截取的截面的一例的圖。
圖75及圖76是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖77是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖78是用於說明在圖77中沿著D-D線而截取的截面的一例的圖。
圖79是用於說明本發明的半導體發光元件的一例的圖。
圖80是用於說明沿著圖79的A-A線而截取的切割面的一例的圖。
圖81是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖82是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖83是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
圖84是用於說明沿著圖83的C-C線而截取的截面的一例的圖。
圖85是用於說明本發明的發光元件的使用例的圖。
圖86是用於說明本發明的半導體發光元件的一例的圖。
圖87是用於說明沿著圖86的A-A線而截取的切割面的一例的圖。
圖88至圖90是用於說明本發明的半導體發光元件的製造方法的一例的圖。
圖91是用於說明本發明的半導體發光元件的另一例的圖。
圖92是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖。
具體實施方式
下方，參照附圖，對本發明進行詳細的說明(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s))。
圖7及圖8是用於說明本發明的半導體發光元件的例子的圖，半導體發光元件包括板(110)及半導體發光晶片(150)。板(110)具備多個電源端子(111，115)和與多個電源端子(111，115)絕緣的散熱部(113)。半導體發光晶片(150)安裝於板(110)，包括多個半導體層(120)、第一電極部(75)、第二電極部(85)及散熱焊盤(92)。多個半導體層(120)包括具備第一導電性的第一半導體層、具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層及介於第一半導體層與第二半導體層之間，通過電子和空穴的複合而生成光的有源層。第一電極部(75)與第一半導體層電氣性地連通，並供給電子和空穴中的一個，第二電極部(85)與第二半導體層電氣性地連通，並供給電子和空穴中的另一個。散熱焊盤(92)從第一電極部(75)及第二電極部(85)離開而形成在多個半導體層(120)上。散熱焊盤(92)用於散熱或用作反射膜。第一電極部(75)及第二電極部(85)中的至少一個與電源端子(111，115)電連接，散熱焊盤(92)固定到散熱部(113)側。在散熱部及散熱焊盤未施加到陽極及陰極電流，在電氣性上構成中性(neutral)。
在本例中，板(110)包括多個電源端子(111，115)、介於多個電源端子(111，115)之間的散熱部(113)及絕緣部(112)。絕緣部(112)介於各個電源端子(111，115)與各個散熱部(113)之間，將各個電源端子(111，115)和各個散熱部(113)固定。電源端子(111，115)及散熱部(113)均為平坦形狀(flat)，均向上側及下側露出。板(110)的長度及寬度可以被擴展，多個半導體發光晶片(150)的橫向及/或縱向等排列可以被擴展。
在本例中，第一電極部(75)及第二電極部(85)以比多個半導體層(120)更靠下部的方式配置在板(110)的上方。第一電極部(75)及第二電極部(85)以固定到各個電源端子(111，115)的方式被安裝，散熱焊盤(92)在第一電極部(75)及第二電極部(85)之間固定於各個散熱部(113)。散熱焊盤(92)與多個半導體層(120)、第一電極部(75)及第二電極部(85)電氣性地絕緣。作為這樣的結構的一例，在多個半導體層(120)上形成絕緣膜或非導電性反射膜(未圖示)，在非導電性反射膜上以彼此離開的方式形成有第一電極部(75)、第二電極部(85)及散熱焊盤(92)，第一電極部(75)及第二電極部(85)貫穿非導電性反射膜而分別與第一半導體層及第二半導體層電連接。散熱焊盤(92)和第一電極部(75)及第二電極部(85)由相同的材質形成，並形成為相同的層結構，當然也可以是由不同的層結構形成或由不同的材質形成的實施例。
如圖7所示，半導體發光元件包括覆蓋半導體發光晶片(150)的密封材料(170)及分散到密封材料(170)的螢光物質。關於形成密封材料(170)的方法，可通過絲網印刷方法而形成在半導體發光晶片(150)的表面，或者可使用保形塗覆方法。作為一例，可如圖3所示地形成密封材料。既可在板(110)安裝半導體發光晶片(150)之後形成密封材料(170)，也可先在半導體發光晶片(150)形成密封材料(170)之後，再將半導體發光晶片(150)安裝到板(110)。另外，通常密封材料(170)包括螢光體，但也可以省略螢光體，也可以省略密封材料(170)本身。
關於板(110)的電源端子(111，115)及散熱部(113)的材質，只要是導電性金屬或傳導性半導體，則不作特別限定，作為這樣的材料，可例舉W、Mo、Ni、Al、Zn、Ti、Cu、Si等這樣的材料及包括它們中的至少一個的合金形態，當考慮導電性、導熱性、反射率等時，作為適合的例子，可例舉Al。當然，只要是導電性材料，則不作特別限定，只要具備導電性，則也可使用非金屬材料。作為絕緣部(112)，可使用非導電性粘結劑，例如樹脂。電源端子(111，115)及散熱部(113)雖然可由相同的材質形成，但用於電源供給的電源端子(111，115)和用於散熱的散熱部(113)也可由彼此不同的材質構成。例如，電源端子(111，115)由Al來形成，散熱部(113)由Cu來形成。為了光的反射，也可考慮在Cu上形成薄薄的反射膜(例如：Ag膜)。板(110)同時具備電源供給及散熱器的功能，自身可與半導體發光晶片(150)一起構成發光元件，當然也可以是板(110)直接安裝到PCB的例子。
關於本例的板(110)，電源端子(111，115)、散熱部(113)及絕緣部(112)形成為板(110)形狀，散熱部(113)露出到板(110)的上下。另外，絕緣部(112)不向板(110)的上方及下方延伸，在電源端子(111，115)與散熱部(113)之間，與電源端子(111，115)和散熱部(113)相比具備非常小的寬度及體積。即，通過具備很小的與金屬相比散熱效率不好的絕緣部(112)，從而提高散熱效率，厚度也根據需要而形成為超薄。由此，與圖3、圖4、圖5及圖6所公開的以往的結構相比，顯著提高散熱效率。特別地，板(110)具備非常適合與倒裝晶片(flip chip)的電極部(75，85)及散熱焊盤(92)接合(例如；共晶接合)的結構，從提高散熱效率及接合強度的方面來講，與具備散熱焊盤(92)的倒裝晶片實現很好的配合。半導體發光晶片(150)的散熱焊盤(92)和板(110)的散熱部(113)之間的接合不僅提高散熱效率，而且還提高半導體發光晶片(150)固定到板(110)的力，從而提供更堅固的半導體發光元件。
如後述，作為一例，板(110)通過將金屬盤和絕緣物質層疊並切開而形成為平坦的板狀。由此，用於散熱的散熱部、電源端子均具備平坦且超薄的板(plate)狀，絕緣物質不會向上方及下方盲目地延伸。由此，無需形成獨立的通孔並向通孔填充導電體而形成散熱通路等複雜的結構。另外，即便不另設散熱器，板(110)本身構成散熱器，特別地，散熱部(113)作為散熱端子而與半導體發光晶片(150)直接相接，因此散熱效率非常好。另外，在板(110)中，可自由變更電源端子(111，115)及散熱部(113)的尺寸，因此容易向橫向及縱向方向擴展。另外，板(110)也可直接安裝到PCB(printed circuit board：印刷電路板)這樣的電路結構。另外，也可在板(110)上附加用於控制電源的或在半導體發光晶片(150)的驅動中所需的電路功能。
圖9是用於說明本發明的半導體發光元件所具備的半導體發光晶片的一例的圖，圖10是用於說明在圖9中沿著A-A線而切割的截面的一例的圖，半導體發光晶片(150)包括襯底(10)、多個半導體層、光吸收防止膜(41)、透光性導電膜(60)、非導電性反射膜(91)、第一電極部(78，72，75)及第二電極部(88，82，85)。下面，以III族氮化物半導體發光元件為例進行說明。
作為襯底(10)主要使用藍寶石、SiC、Si、GaN等，襯底(10)最終可被去除。第一半導體層(30)和第二半導體層(50)的位置可變換，在III族氮化物半導體發光元件中主要由GaN構成。多個半導體層包括：在襯底(10)上形成的緩衝層(20)；具備第一導電性的第一半導體層(30；例如：摻有Si的GaN)；具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層(50；例如：摻有Mg的GaN)；及介於第一半導體層(30)與第二半導體層(50)之間，通過電子和空穴的複合而生成光的有源層(40；例如：InGaN/(In)GaN多量子阱結構)。多個半導體層(30，40，50)分別由多層構成，緩衝層(20)可被省略。
光吸收防止膜(41)用於在下部電極(88)的下方防止光吸收或防止電流流向下部電極(88)的正下方。優選為，具備透光性導電膜(60)。透光性導電膜(60)形成於光吸收防止膜(41)與第二下部電極(88)之間，具備透光性，並大致覆蓋第二半導體層(50)而形成。在透光性導電膜(60)上形成第二下部電極(88)，在通過臺面蝕刻而露出的第一半導體層(30)上形成第一下部電極(78)。
在本例中，為了減少由金屬反射膜引起的光吸收，非導電性反射膜(91)由非導電性物質形成在多個半導體層(30，40，50)上。非導電性反射膜(91)將來自有源層(40)的光反射到多個半導體層(30，40，50)側。非導電性反射膜(91)既可由單層的電介質層(例如：SiOx、TiOx、Ta2O5、MgF2這樣的透光性電介質物質)構成，也可具備多層結構。作為多層結構的一例，非導電性反射膜(91)包括依次層疊的電介質膜、分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector；例如：由SiO2和TiO2的組合構成的DBR)及包覆膜。
在非導電性反射膜(91)上形成開口，利用濺射裝置、電子束裝置等而在非導電性反射膜(91)上使用反射率高的Al、Ag這樣的金屬而形成上部電極(75，85)及連接電極(72，82)。連接電極(72，82)通過開口而與下部電極(75，85)連接。下部電極(78，88)可以不是分支形態，而可以是凸臺狀的焊盤的情況。在非導電性反射膜(91)上與第一上部電極(75)及第二上部電極(85)一起形成有散熱焊盤(92)。在第一上部電極(72)及第二上部電極(82)與外部電極(例如：板(110)的電源端子(111，115))電連接時，散熱焊盤(92)與具備外部電極的外部設備(例如：板(110)的散熱部(113))接觸而用作散熱通路。
圖11是用於說明本發明的半導體發光元件的另一例的圖，板(110)可向橫向及縱向方向擴展，在圖11中，多個半導體發光晶片(150)的各個第一電極部(75)固定到施加有第一極性電流的各個電源端子(115)，各個第二電極部(85)固定到施加有第二極性電流的各個電源端子(111)。各個半導體發光晶片(150)的散熱焊盤(92)固定到板(110)的各個散熱部(113)。關於固定的方法，可例舉共晶接合。此外，還可使用焊接或導電性粘結膏。多個半導體發光晶片(150)可被並聯或串聯連接。為了這樣的電連接部，板(110)固定、接合、安裝到電路基板。
圖12、圖13及圖14是用於說明本發明的半導體發光元件的製造方法的一例的圖，如圖12所示，以使用絕緣粘結劑(112'；例如：環氧樹脂)等這樣的絕緣材料而粘接多個導電板(111'，113'，115'；例如：Al/Cu/Al)的方式反覆層疊而準備層疊體。如圖13a所示，將這樣的層疊體切割(例如：導線切斷方法)而形成板(110)。根據切割的方法，可以帶形狀長幅地形成板(110)或如棋盤這樣較寬地形成板(110)。關於電源端子(111，115)的寬度、絕緣部(112)的寬度及散熱部(113)的寬度，可通過改變所述導電板及絕緣粘結劑的厚度而進行調節。
在板(110)的上方形成反射膜(未圖示)。反射膜由非傳導性物質(例如：SiO2，DBR等)塗布或蒸鍍而成，或為了不使電源端子(111，115)和散熱部(113)短路，由銀這樣的物質塗布在上方。在形成反射膜之前，通過拋光等這樣的方法而對板(110)的上方(設置半導體發光晶片(150)的面)執行鏡面處理。在進行鏡面處理的情況下，被鏡面處理的板(110)的上方的反射率增加，在該情況下，可省略反射膜。
之後，如圖13b所示，在板(110)上固定半導體發光晶片(150)。將第一電極部(75)及第二電極部(85)分別固定到陰極電源端子(115)及陽極電源端子(111)，將散熱焊盤(92)固定到散熱部(113)。關於固定的方法，可使用共晶接合、焊接、使用導電性粘結膏等的公知的各種方法。
接著，如圖13c所示，以覆蓋多個半導體發光晶片(150)的方式形成密封材料。關於密封材料(170)，通過用絲網印刷方法進行印刷或保形塗覆或分配液態的樹脂並進行硬化而形成。密封材料(170)包括矽等這樣的液態的透明的樹脂材料和螢光體。也有在形成密封材料(170)之前，在板(110)上放置用於限制密封材料(170)的輪廓的框架，並分配樹脂而待硬化之後去除框架的方法。
接著，如圖14所示，俯視時沿著半導體發光元件的預定的邊界(由虛線表示)而將硬化的密封材料及板(110)一起切割，從而製造單獨的半導體發光元件。圖14所示的切割的邊界可變更為各種各樣。例如，可以僅包括單層半導體發光晶片(150)的方式進行切割或在橫向上排列多個半導體發光晶片(150)而進行切割或在縱向上排列多個半導體發光晶片(150)而進行切割或以在橫向及縱向上均排列成多個矩陣的形態切割。由此，對於各種需要(數量、橫向、縱向排列等)而能夠靈活地應對。如圖14所示，也可以形成如下實施例：將多個半導體發光晶片(150)安裝到板(110)，由將板(110)安裝到印刷電路基板(180)而成的整體來構成半導體發光元件。
圖15是表示本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在第一電極部(75)、第二電極部(85)、散熱焊盤(92)與板(110)之間具備接合焊盤(141，142)。接合焊盤是共晶接合物質或焊膏或用於提高高度的突起物。接合焊盤(141，142)還為了實現更好的接合而形成。或者，作為半導體發光晶片可使用倒裝晶片，也可考慮為了使倒裝晶片的有源層高於板(110)而使用接合焊盤。
在本例中，半導體發光元件包括反射膜(118)。例如，電源端子(111，115)及散熱部(113)由Cu構成。為了光的反射，也可考慮在Cu上薄薄地形成反射膜(118；例如：Ag膜)。
圖16是表示本發明的半導體發光元件的又一例的圖，板(110)包括傾斜的散熱部(113)和隔著散熱部(113)而相對地配置的電源端子(111，115)。電源端子(111，115)具備將絕緣部(112)和導電部反覆層疊且傾斜地切割的形狀。當然，雖然散熱焊盤(92)-散熱部(113)構成主要的散熱通路，但是電極部(75，85)和電源端子(111，115)也構成散熱通路。這樣，隨著傾斜地形成電源端子(111，115)，從而使得電源端子(111，115)的上方側和下方側的面積不同。例如，電源端子(111)以上方(116)側窄下方側寬的方式形成，電源端子(115)以上方(116)側寬下方側窄的方式形成。由此，電源端子(111)和電源端子(115)具備彼此不同的散熱效率。
另外，在設於半導體發光晶片(150)的第一電極部(75)及第二電極部(85)中存在相對地發熱量較多的電極。例如，與p型半導體層電連接的p側電極比與n型半導體層電連接的n側電極放出更多量的熱。這樣，在存在發熱量彼此不同的兩個電極的情況下，以將發熱量相對高的電極接合到在電源端子(111，115)中散熱效率優異的某一個電源端子，將發熱量較低的電極接合到另一個電源端子的方式固定半導體發光晶片(150)，從而能夠將在半導體發光晶片(150)產生的熱更有效地放出到外部。
圖17是表示本發明的半導體發光元件的又一例的圖，半導體發光元件包括形成在半導體發光晶片(150)的周邊或周圍的反射壁(160)。反射壁(160)將白色樹脂印刷到板(110)或向板(110)分配白色樹脂並硬化而形成。反射壁(160)的側表面相對於板(110)的上方而構成垂直或在分配或印刷所述白色樹脂的過程中傾斜地形成。反射壁(160)形成收納半導體發光晶片(150)的空間，由密封材料(170)填充空間而保護半導體發光晶片(150)。半導體發光晶片(150)的第一電極部(75)及第二電極部(85)接合到板(110)的各個電源端子(111，115)，半導體發光晶片(150)的散熱焊盤(92)接合到板(110)的散熱部(113)。反射壁(150)在板(110)的上方僅形成為所需的大小，不會向板(110)的下方盲目地延伸。由此，板(110)在實現電源傳遞的同時構成良好的散熱器。另外，在板(110)的上方，為了提高反射率而由Ag這樣的物質形成反射膜。
圖18是用於說明本發明的半導體發光元件的一例的圖，半導體發光元件包括襯底(10)、多個半導體層、光吸收防止膜(41)、透光性導電膜(60)、非導電性反射膜(91)、第一電極(75)、第二電極(85)、第一電連接部(73)、第二電連接部(83)、第一下部電極(71)及第二下部電極(81)。下面，以III族氮化物半導體發光元件為例進行說明。
作為襯底(10)，主要使用藍寶石、SiC、Si、GaN等，襯底(10)最終可被去除。第一半導體層(30)和第二半導體層(50)可變換其位置，在III族氮化物半導體發光元件中，主要由GaN構成。
多個半導體層包括：在襯底(10)上形成的緩衝層(20)；具備第一導電性的第一半導體層(30；例如：摻有Si的GaN)；具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層(50；例如：摻有Mg的GaN)及介於第一半導體層(30)與第二半導體層(50)之間，通過電子和空穴的複合而生成光的有源層(40；例如：InGaN/(In)GaN多量子阱結構)。多個半導體層(30，40，50)分別由多層構成，緩衝層(20)可被省略。
光吸收防止膜(41)在第二半導體層(50)上與開口(62)對應地形成，光吸收防止膜(41)既可僅具備反射在有源層(40)產生的一部分或全部的光的功能，也可僅具備防止來自第二下部電極(81)的電流流向第二下部電極(81)的正下方的功能，也可將兩個功能均具備。光吸收防止膜(41)可被省略。
優選為，具備透光性導電膜(60)。透光性導電膜(60)形成於光吸收防止膜(41)與第二下部電極(81)之間，具備透光性，並大致覆蓋整個第二半導體層(50)而形成，也可僅形成於一部分。特別地，在p型GaN的情況下，電流擴散能力下降，在由GaN構成p型半導體層(50)的情況下，大部分需要透光性導電膜(60)的幫助。例如，ITO、Ni/Au這樣的物質可用作透光性導電膜(60)。
非導電性反射膜(91)將來自有源層(40)的光反射到多個半導體層(30，40，50)側。在本例中，為了減少由金屬反射膜引起的光的吸收，非導電性反射膜(91)由非導電性物質形成在多個半導體層上。非導電性反射膜(91)用作反射膜，並且為了防止光的吸收，優選由透光性物質構成，例如，由SiOx、TiOx、Ta2O5、MgF2這樣的透光性電介質物質構成。在由SiOx構成非導電性反射膜(91)的情況下，與p型半導體層(50；例如：GaN)相比具備更低的折射率，因此向半導體層(30，40，50)側反射一部分的臨界角以上的光。另外，在由分布布拉格反射器(DBR：Distributed Bragg Reflector；例如：由SiO2和TiO2的組合構成的DBR)構成非導電性反射膜(91)的情況下，能夠將更多量的光反射到半導體層(30，40，50)側。在非導電性反射膜形成有開口(62，63)。
第一下部電極(71)形成在通過蝕刻第二半導體層(50)及有源層(40)而露出的第一半導體層(30)，第二下部電極(81)形成在透光性導電膜(60)上。為了減少由金屬引起的光的吸收，下部電極(71，81)不長幅延伸，而是具備與開口(62，63)對應的凸臺狀(island)形態，通過開口(62，63)而露出至少一部分。
第一電極(75)及第二電極(85)在非導電性反射膜(91)上彼此離開且相對地形成。在本例中，第一電極(75)供給電子，第二電極供給空穴。當然，也可以是與此相反的情況。第一電連接部(73)通過開口(63)而與第一電極(75)和第一下部電極(71)電連接，第二電連接部(83)通過開口(62)而與第二電極(85)和第二下部電極(81)電連接。在形成電極(75，85)時，電連接部(73，83)也一起形成，或也可以在形成電連接部(73，83)之後，通過另設的的過程而形成電極(75，85)。在非導電性反射膜(91)形成開口(62，63)時，可能對下部電極(71，81)的上方的電連接部產生不好的影響。去除下部電極(71，81)的上層的一部分而消除對電連接的不好的影響，通過了開口(62，63)的電連接部(73，83)與去除了所述上層的下部電極(71，81)接觸。
第一電極(75)及第二電極(85)作為與外部電極電連接的電極，與外部電極進行共晶接合或焊接或導線接合。外部電極可以是設於次黏著基臺的導通部、封裝體的引線框架、形成於PCB的電子圖案等，只要是與半導體發光元件獨立地構成的導線，對其形態不作特別的限定。第一電極(75)及第二電極(85)以具備某程度的面積的方式形成，並反射通過非導電性反射膜(91)而未反射的光。第一電極(75)及第二電極(85)既可以具備利用另設的突起物而與封裝體結合的程度的高度，也可以如圖2所示地，將本身蒸鍍成與封裝體結合的程度的高度。
根據這樣的半導體發光元件，可代替金屬反射膜而使用非導電性反射膜(91)來減少光被吸收而造成的損失。另外，在非導電性反射膜(91)與多個半導體層(30，40，50)之間減少金屬結構物的長度或寬度，從而減少光被吸收而造成的損失。為了提高電流擴散，可變更下部電極(71，81)及開口(62，63)的數量及分布。
在DBR這樣的非導電性反射膜(91)上形成有電極(75，85)的情況下，光被電極(75，85)而吸收，在由Ag、Al這樣的反射率高的金屬構成電極(75，85)的情況下，可提高反射率。另外，電極(75，85)還要用作接合焊盤，並用於半導體發光元件的散熱，因此考慮這樣的要素而決定其大小。但是，本發明人確認到在利用DBR這樣的非導電性反射膜(R)的情況下，越減小設於其上的電極(75，85)的大小，由非導電性反射膜(91)實現的光反射率得到提高，通過這樣的實驗結果，本發明能夠將電極(75，85)的大小減小到以往無法達到的範圍。
另外，非導電性反射膜(91)並不是將光全部反射，一部分的光進入非導電性反射膜(91)的內部而入射到非導電性反射膜(91)的上方。為了提高半導體發光元件的光提取效率，需要減少這樣進入非導電性反射膜(91)的內部而入射到非導電性反射膜(91)的上方的光的損失。特別地，第一電極(75)及第二電極(85)作為金屬膜而反射光，但一部分的光被吸收而造成損失。為了提高反射率，雖然由Al、Ag等反射率高的金屬來形成第一電極(75)及第二電極(85)的最下層，但還是會存在光被金屬吸收而造成的損失。
另外，入射到未被第一電極(75)及第二電極(85)覆蓋的非導電性反射膜(91)的上方的光幾乎大部分被反射。由此，在非導電性反射膜(91)的上方反射的光朝向襯底(10)側而構成半導體發光元件的有效的出射光。
為了減少在未被電極(75，85)覆蓋的位置產生的光的損失，變更電極(75，85)的面積和配置形態而進行了實驗。
另外，在第一電極(75)和第二電極(85)與外部電極接合時，為了防止電氣性的短路或控制焊料物質等，第一電極(75)與第二電極(85)離開的間隔優選為80μm以上。另外，為了確保與外部電極的接合強度或電連接部(73，83)的所需的數量等，電極的面積或寬度過小也成問題。另外，電極(75，85)的面積越寬，越有利於散熱，而散熱效率直接影響發光效率而對亮度也產生影響。這樣，在為發揮作為電極(75，85)的功能(電流供給通路、接合、散熱等)的限制條件下，為了減少光的吸收，需要減少電極(75，85)的尺寸(例如：面積、寬度等)。實驗結果，在俯視圖(topview)上觀察時，關於第一電極與第二電極之間的間隔，只有在將第一電極及第二電極相加的面積相對於半導體發光元件的俯視面積的比率為約0.7以下的情況下，電極間隔為80μm，與面積比率為75％程度的情況相比，亮度提高約6～7％。對此，將在圖22中進一步後述。
圖19是表示本發明的半導體發光元件的另一例的圖，圖20是沿著圖19的A-A線而截取的截面的一例的圖。在本例中，半導體發光元件為了提高電流擴散而導入延伸式下部電極(78，88)。第一電極(75)及第二電極(85)可具備多層結構。例如，為了與第一下部電極(71)及第二下部電極(81)穩定地電接觸，使用Cr、Ti、Ni或它們的合金而形成接觸層，使用Al或Ag這樣的反射金屬層而在接觸層上形成反射層。作為另一例，電極(75，85)由接觸層(例如：Cr、Ti等)/反射層(例如；Al、Ag等)/擴散防止層(例如；Ni等)/接合層(例如；Au/Sn合金、Au/Sn/Cu合金、Sn、被熱處理的Sn等)構成。
圖21是用於說明本發明的半導體發光元件所包括的非導電性反射膜的一例的圖，非導電性反射膜(91)既可由單層的電介質層構成，也可具備多層結構。在本例中，為了減少由金屬反射膜引起的光的吸收，非導電性反射膜(91)由非導電性物質形成，作為多層結構的一例，非導電性反射膜(91)包括電介質膜(91b)、分布布拉格反射器(91a；Distributed Bragg Reflector)及包覆膜(91c)。
在根據本例而形成半導體發光元件時，因下部電極(71，81)這樣的結構物而產生高度差。由此，在蒸鍍要求精密性的分布布拉格反射器(91a)之前，形成一定厚度的電介質膜(91b)，從而能夠穩定地製造分布布拉格反射器(91a)，還有利於光的反射。
作為電介質膜(91b)的材質，適合使用SiO2，其厚度優選為0.2um～1.0um。在電介質膜(91b)的厚度過於薄的情況下，不足以將高度為2um～3um程度的下部電極(71，81)覆蓋好，在過於厚的情況下，對後續的開口(62，63)的形成工序帶來負擔。電介質膜(91b)的厚度可以比之後後續的分布布拉格反射器(91a)的厚度厚。另外，為了確保元件的可靠性，電介質膜(91b)需要通過更適合的方法來形成。例如，由SiO2構成的電介質膜(91b)優選通過化學氣相蒸鍍法(CVD；Chemical Vapor Deposition)形成，尤其優選通過等離子體增強化學氣相蒸鍍法(PECVD；Plasma Enhanced CVD)而形成。因為，為了減緩(step coverage)所述高度差，化學氣相蒸鍍法比電子束蒸鍍法(E-Beam Evaporation)等這樣的物理蒸鍍法(PVD；Physical Vapor Deposition)有利。具體地，當通過電子束蒸鍍法(E-Beam Evaporation)來形成電介質膜(91b)時，在具有所述高度差的區域電介質膜(91b)難以形成為所設計的厚度，由此，光的反射率下降，在電絕緣上出現問題。因此，為了減少高度差並可靠地絕緣，電介質膜(91b)優選通過化學氣相蒸鍍法來形成。由此，既確保半導體發光元件的可靠性，又確保作為反射膜的功能。
分布布拉格反射器(91a)形成在電介質膜(91b)上。分布布拉格反射器(91a)例如SiO2和TiO2成對地層疊多次而構成。此外，分布布拉格反射器(91a)可由Ta2O5、HfO、ZrO、SiN等高折射率物質和比其折射率低的電介質薄膜(代表性的為，SiO2)等的組合來構成。例如，分布布拉格反射器(95a)反覆層疊SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2、或SiO2/HfO而構成，對於藍光，SiO2/TiO2的反射效率較好，對於UV光，SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率較好。在由SiO2/TiO2構成分布布拉格反射器(91a)的情況下，優選為，以從有源層(40)發出的光的波長的1/4的光學厚度為基本，考慮根據入射角度和波長的反射率等而經過最佳化工序，各個層的厚度無需必須是波長的1/4光學厚度。其組合的數量適合為4～40對(pairs)。在由SiO2/TiO2的反覆層疊結構而構成分布布拉格反射器(91a)的情況下，分布布拉格反射器(91a)優選通過物理蒸鍍法(PVD；Physical Vapor Deposition)而形成，尤其優選通過電子束蒸鍍法(E-Beam Evaporation)或濺射法(Sputtering)或熱蒸鍍法(Thermal Evaporation)而形成。
包覆膜(91c)由Al2O3這樣的金屬氧化物、SiO2、SiON這樣的電介質膜(91b)、MgF、CaF等物質構成。包覆膜(91c)優選具備λ/4n至3.0um的厚度。在此，λ是在有源層(40)生成的光的波長，n是構成包覆膜(91c)的物質的折射率。在λ為450nm(4500A)的情況下，可形成為4500/4*1.46＝771A以上的厚度。
由多對的SiO2/TiO2構成的分布布拉格反射器(91a)的最上層可以是TiO2，而在考慮由具備λ/4n程度的厚度的SiO2層構成分布布拉格反射器(91a)的最上層的情況時，包覆膜(91c)優選具備比λ/4n厚的厚度，以與位於下方的分布布拉格反射器(91a)的最上層區分開。但是，由於對後續的開口形成工序帶來負擔，並且厚度的增加不利於提高效率，還增加材料費，因此包覆膜(91c)不優選形成為3.0um以上的過於厚的厚度。因此，為了不給後續的工序帶來負擔，包覆膜(91c)厚度的最大值適合形成為1um～3um以內。但是，根據情況，也不是不可以形成為3.0um以上。
為了光的反射及引導，優選為，第一分布布拉格反射器(91a)的有效折射率大於電介質膜(91b)的折射率。在分布布拉格反射器(91a)與電極(75，85)直接接觸的情況下，通過分布布拉格反射器(91a)而行進的光的一部分被電極(75，85)吸收。由此，如果導入具備比分布布拉格反射器(91a)低的折射率的包覆膜(91c)，則大大減少由電極(75，85)引起的光的吸收。當這樣選擇折射率時，可從光波導(optical waveguide)的觀點來說明電介質膜(91b)-分布布拉格反射器(91a)-包覆膜(91c)的關係。光波導是將光的傳播部由比其折射率低的物質來包圍，並利用全反射來引導光的結構物。從這樣的觀點來講，當將分布布拉格反射器(91a)看作傳播部時，電介質膜(91b)和包覆膜(91c)作為包圍傳播部的結構而構成光波導的一部分。
例如，為了防止光的吸收，在由透光性物質(例如；SiO2/TiO2)形成分布布拉格反射器(91a)的情況下，電介質膜(91b)由折射率比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的電介質(例如：SiO2)構成。在此，有效折射率是指，在由具備彼此不同的折射率的物質構成的波導中進行的光所具備的等價折射率。包覆膜(91c)由比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的物質(例如：Al2O3、SiO2、SiON、MgF、CaF)構成。在由SiO2/TiO2構成分布布拉格反射器(91a)的情況下，SiO2的折射率為1.46，TiO2的折射率為2.4，因此分布布拉格反射器的有效折射率具備1.46與2.4之間的值。由此，電介質膜(91b)可由SiO2構成，其厚度適合為0.2um～1.0um。包覆膜(91c)也可由具備比分布布拉格反射器(91a)的有效折射率低的1.46的折射率的SiO2形成。
雖然從光波導的觀點來講不優選，但從本發明的整個技術思想的觀點來講，可考慮省略電介質膜(91b)的情況，無需排除由分布布拉格反射器(91a)和包覆膜(91c)構成的結構。也可考慮代替分布布拉格反射器(91a)而包括作為電介質的TiO2材質的電介質膜(91b)的情況。另外，在分布布拉格反射器(91a)在最上層具備SiO2層的情況下，可考慮省略包覆膜(91c)。另外，如果考慮實質上在橫向上進行的光的反射率而設計電介質膜(91b)和分布布拉格反射器(91a)，則在分布布拉格反射器(91a)在最上層具備TiO2層的情況下，也可考慮省略包覆膜(91c)。
這樣，電介質膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91c)作為非導電性反射膜(91)而執行光波導的作用，整個厚度優選為1～8μm。
如圖21例示，分布布拉格反射器(91a)對越接近垂直方向的光(L3)，反射率越高，大致反射99％以上。而傾斜地入射的光(L1，L2)通過分布布拉格反射器(91a)而入射到包覆膜(91c)或非導電性反射膜(91)的上方，在未被電極(75，85)覆蓋的部分，光幾乎被反射(L1)，而入射到電極(75，85)的光(L2)的一部分會被吸收。
圖22是表示變更了電極之間的間隔及面積比的例子的圖，將間隔(G)變更為150um(圖22a)、300um(圖22b)、450um(圖22c)、600um(圖22d)，發光元件的輪廓與電極的邊緣之間的間隙被固定。在電極彼此相對的方向上發光元件的邊緣之間的距離(W)為1200um，縱向長度(c)為600um，電極的橫向長度(b)為485um、410um、335um、260um，電極的縱向長度(a)被固定成520um。發光元件的俯視面積與電極的面積之比分別為0.7、0.59、0.48、0.38。作為比較基準，在電極間隔為80um的情況下，面積比為0.75。當電極面積相同時，即便電極間隔發生變化，在亮度上無太大差別。
圖23是表示在圖22中說明的實驗例的結果的曲線圖，在比較基準亮度是100時，確認出106.79(圖22a)、108.14(圖22b)、109.14(圖22c)、111.30(圖22d)的亮度。確認到亮度的提高相當大。如果使電極的面積比小於0.38，則可得到更大的亮度提高。
圖24是表示本發明的半導體發光元件的又一例的圖，即便是非導電性反射膜(91)，但當第一電極(75)及第二電極(85)接觸到非導電性反射膜(91)時，一部分的光在接觸面上被反射，而另一部分的光被第一電極(75)及第二電極(85)吸收。由此，從提高亮度的觀點來講，第一電極(75)及第二電極(85)的面積較小為好。相反地，從用於散熱的傳熱性的觀點來講，第一電極(75)及第二電極(85)的面積較大為好。由此，從散熱的觀點來考慮，擴大第一電極(75)的邊緣(77)與第二電極(85)的邊緣(87)之間的間隔(G)是有限的。
在本例中，第一電極(75)及第二電極(85)形成至非導電性反射膜(91)上方的邊緣為止，由此構成有利於確保散熱面積的結構。由此，即便從提高亮度的觀點來考慮而充分擴大第一電極(75)與第二電極(85)之間的間隔(G)，散熱面積的減少較小，並在將外部電極與半導體發光元件的第一電極(75)及第二電極(85)接合時，為了電絕緣而充分地確保間隔(G)。
為了製造這樣的半導體發光元件，例如，在晶片狀態下，用於形成第一電極(75)及第二電極(85)的金屬層以帶形狀蒸鍍成多個列或條紋形態。之後，執行分離成單獨的各個元件的分離工序。例如，通過破斷、鋸開或刻劃&破斷等這樣的方法，沿著分離線切割而分離成單獨的半導體發光元件。還可追加化學性蝕刻工序。例如，在刻劃&破斷中，以如下方式執行刻劃工序：利用雷射或刀具，將焦點對準包括半導體發光元件的襯底(10)的表面和襯底的內部的襯底(10)側，並適用雷射。在利用雷射的刻劃工序中，相鄰的半導體發光元件沿著分離線而初步地切割成半導體發光元件。通過接著刻劃工序而執行的破斷工序，將初步地切割的半導體發光元件完全地分離成單獨的半導體發光元件。通過分離，襯底(10)的側表面、多個半導體層(30，40，50)的側表面、非導電性反射膜(91)的側表面及第一電極(75)及第二電極(85)的側表面構成切割面。
圖25是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，去除延伸式下部電極，凸臺狀的下部電極(未圖示)將電連接部(73，83)和第一半導體層及透光性導電膜電連接。第二電極分離成多個第二子電極(85a，85b)，第一電極(75)向多個第二子電極(85a，85b)之間延伸。各個子電極(85a，85b)與電連接部(83)對應地形成。將電極分成多個子電極而減少電極的面積，從而減少光被吸收而造成的損失。當調節第一電極(75)與第二子電極(85a，85b)之間的間隔(G1，G2)、與邊緣之間的間隙(E1，E2)時，相對於距離(W)的間隔(G)、間隙(E)的比率發生變化，其結果，相對於俯視面積的電極的面積比率發生變化。通過該變化可知，在面積的比率為大致0.7以下時，亮度相對更高。
圖26是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，多個半導體層的各個邊緣與第一電極(75)及第二電極(85)之間的間隙(E1，E2)大於第一電極(75)與第二電極(85)之間的間隔(G)。為了減少由電極引起的光的吸收，代替增加第一電極(75)與第二電極(85)之間的間隔(G)的情況，可考慮增加多個半導體層的邊緣與電極之間的間隙(E1，E2)的實施例。所述間隙包括在第一電極及第二電極相對的方向及與其垂直的方向上的所有間隙。
圖27是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，圖28是用於說明在圖27中沿著B-B線而截取的截面的一例的圖，圖29是用於說明在圖27中沿著C-C線而截取的截面的一例的圖。
半導體發光元件在非導電性反射膜上形成有凸臺狀(island type)連接電極(72a，82a)、延伸式(extending type)連接電極(72b，82b)。多個上側電連接部(77，87)貫穿絕緣膜(95)而分別將第一電極(75a，75b，75c)及第二電極(85a，85b，85c，85d)與凸臺狀連接電極(72a，82a)及延伸式連接電極(72b，82b)連接。多個下側電連接部(73，83)貫穿非導電性反射膜(91)而分別將凸臺狀連接電極(72a，82a)及延伸式連接電極(72b，82b)與多個半導體層電連接。凸臺狀(island type)是指如圓形、三角形、四邊形等多邊形這樣大致不向一側長幅延伸(extending)的形狀。
絕緣膜(95)以覆蓋連接電極(72a，72b，82a，82b)的方式形成在非導電性反射膜(91)上，由單層(例如：SiO2)或多層構成。由於第一電極(75a，75b，75c)及第二電極(85a，85b，85c，85d)設置在絕緣膜(95)上，因此連接電極(72a，72b，82a，82b)在非導電性反射膜(91)上可設計成更加自由的形態或分布。
形成在絕緣膜(95)上的第一電極包括彼此離開的多個第一子電極(75a，75b，75c)，第二電極部的上部電極(85；第二電極)包括彼此離開的多個第二子電極(85a，85b，85c，85d)。各個第一子電極(75a，75b，75c)將第一延伸式連接電極(72b)的末端和位於第一延伸式連接電極(72b)的延長線上的多個第一凸臺狀連接電極(72a)連接。各個第二子電極(85a，85b，85c，85d)將第二延伸式連接電極(82b)的末端和位於第二延伸式連接電極(82b)的延長線上的多個第二凸臺狀連接電極(82a)連接。
這樣，在本例中，與圖18所示的實施例不同地，由多個子電極(75a，75b，75c，85a，85b，85c，85d)而構成第一電極及第二電極，從而抑制電極面積增加到所需面積以上。優選為，子電極(75a，75b，75c，85a，85b，85c，85d)的整個面積相對於半導體發光元件的俯視面積的面積比為0.7以下。
另外，第一電極及第二電極作為與外部接合的電極，可實施共晶接合或焊接。在焊接的情況下，通過在各個子電極(75a，75b，75c，85a，85b，85c，85d)分配或印刷焊料等方法來焊接，從而能夠防止焊料向各個子電極(75a，75b，75c，85a，85b，85c，85d)的外部擴散。
在將第一電極(75)及第二電極(85)與外部電極固定乃至接合的過程中，有可能通過熱衝擊等而在半導體發光元件發生裂痕。為了防止裂痕，將第一電極(75)及第二電極(85)設計成層結構(例如；參照圖30)。即便不構成用於防止裂痕的層結構，或者如圖27所示的實施例這樣，如果在這樣的用於防止裂痕的層結構的基礎上，由多個子電極來構成第一電極及第二電極，則各個子電極彼此離開，並且如圖18所示的實施例，與單層的第一電極(75)及第二電極(85)相比，由於各個子電極的面積小，因此對多個半導體層產生影響的熱應力會更小。由此，更有利於防止在接合時由熱衝擊而產生的裂痕。
圖30是表示本發明的半導體發光元件的又一例的圖，絕緣膜(95)可用作追加的反射膜。非導電性反射膜(91)例如可具備在圖20及圖21所說明的非導電性反射膜(91)的結構，追加的反射膜(95)與非導電性反射膜(91)類似地具備包括下部電介質膜(95b)、第二分布布拉格反射器(95a)及上部電介質膜(95c)的光引導結構，還可減少光被形成在追加的反射膜上的第一電極(75)及第二電極(85)吸收而造成的損失。為了在不使用金屬反射膜的情況下減少光的吸收的同時提高朝向多個半導體層側的光的反射率，非導電性反射膜(91)及追加的反射膜(95)中的至少一個優選包括分布布拉格反射器。在非導電性反射膜(91)及絕緣膜(95)均包括分布布拉格反射器的情況下，絕緣膜(95)所包括的第二分布布拉格反射器(95a)的用於反射的最佳的波長比非導電性反射膜(91)所包括的第一分布布拉格反射器(91a)的用於反射的最佳的波長更長。
一部分的光通過追加的反射膜(95)而被第一電極(75)及第二電極(85)吸收，如上述，可通過調節第一電極(75)與第二電極(85)之間的間隔和距離的比率或對俯視面積的第一電極(75)及第二電極(85)的面積比率而減少光的損失，由此提高亮度。
第一電極(75)及第二電極(85)通過螺柱突起、導電性焊膏、共晶接合、焊接、導線接合等方法而與設於外部(封裝體、COB、次黏著基臺等)的電極電連接。在本例中，第一電極(75)及第二電極(85)具備用於接合的結構和用於提高反射率的結構。
例如，在共晶接合的情況下，第一電極(75)及第二電極(85)的最上層(75a，85a)由Au/Sn合金、Au/Sn/Cu合金這樣的共晶接合物質形成。
作為另一實施例，第一電極(75)及第二電極(85)通過焊接而與所述外部電連接。在該情況下，第一電極(75)及第二電極(85)具備依次層疊的反射層(75c，85c)/擴散防止層(75b，85b)/焊接層(75a，85a)。例如，反射層(75c，85c)由Ag、Al等構成，在反射層(75c，85c)的下方可追加接觸層(例如：Ti、Cr)。擴散防止層(75b，85b)由在Ni、Ti、Cr、W、TiW中選擇的至少一個而構成，防止焊料物質向多個半導體層側滲透。焊接層(75a，85a)由Au構成或由Sn(焊接層)/Au(氧化防止層)構成或不包括Au而僅由Sn構成，或者由熱處理的Sn而構成焊接層(75a，85a)。作為焊料，可使用無鉛焊料。
在將第一電極(75)及第二電極(85)與外部電極固定乃至接合的過程中，有可能通過熱衝擊等而在半導體發光元件產生裂痕。作為第一電極(75)及第二電極(85)的層結構的又一例，第一電極(75)及第二電極(85)具備第一層(75c，85c)和第二層(75b，85b)。第一層(75c，85c)可形成為在將半導體發光元件固定到外部電極時，用於防止裂痕的應力緩和層或裂痕防止層，此時第二層(75b，85b)可形成為防止第一層(75c，85c)的爆裂的爆裂防止層。另外，第一層(75c，85c)由Al、Ag構成，形成為用於反射通過了追加的反射膜(95)的光的反射層。另外，第二層(75b，85b)由Ti、Ni、Cr、W、TiW這樣的物質構成，形成為在進行釺焊這樣的接合時，防止焊料物質向半導體發光元件側滲透的擴散防止層(Barrier Layer)。第一層(75c，85c)和第二層(75b，85b)形成為這些功能的各種各樣的組合。優選為，由Cr、Ti、Ni等這樣的金屬而在第一層(75c，85c)的下方還具備接觸層(未圖示)，從而提高與追加的反射膜(95)之間的結合力。優選為，在一般情況下，第一電極(75)及第二電極(85)具備最上層(75a，85a)。一般情況下，最上層(75a，85a)由粘結力好，導電率優異，耐氧化的金屬構成。例如，可由Au、Sn、AuSn、Ag、Pt及它們的合金或它們的組合(例如：Au/Sn、Au/AuSn、Sn、熱處理的Sn)構成，只要滿足這樣的條件，則不作特別限定。
另外，在非導電性反射膜(91)形成開口(62，63)時，可能對下部電極(71，81)上方的電連接產生不好的影響。去除下部電極(71，81)的上層的一部分而消除對電連接的不好的影響，通過了開口(62，63)的電連接部(73，83)與去除了所述上層的下部電極(71，81)接觸。關於此，將在圖32中後述。
圖31是表示本發明的半導體發光元件的又一例的圖，半導體發光元件的尺寸可進一步減小，或形成為細長的長方形。也可考慮將與凸臺狀連接電極(72a，82a)連接的子電極(75a，85a，85c)和與延伸式連接電極(72b，82b)連接的子電極(75b，85b，85d)在絕緣膜(95)上彼此離開而形成的情況。各個子電極分別與外部電極電連接。
圖32是用於說明本發明的半導體發光元件的下部電極和電連接部的接觸的一例的圖，是用於說明第二下部電極(81)的層結構的一例的圖。在本例中，需要從提高亮度的觀點來設計對多個半導體層的兩側邊緣之間的距離的第一電極及第二電極之間的間隔的比率或對俯視面積的第一電極及第二電極的面積比率，但優選為使電流供給順暢，抑制動作電壓的上升。由此，在限定的或限制的第一電極及第二電極的面積中，也可限制電連接部的數量，因此優選構成為在各個電連接部減少電連接部的電阻的結構。
在本例中，第二下部電極(81)包括依次形成在透光性導電膜(60)上的接觸層(81a)、反射層(81b)、擴散防止層(81c)、氧化防止層(81d)及蝕刻防止層(81e；保護層)。第一下部電極(71)也具備與此相同且類似的結構。接觸層(81a)優選為由與透光性導電膜(60；例如：ITO)之間實現良好的電接觸的物質構成。作為接觸層(81a)，主要使用Cr、Ti這樣的物質，也可使用Ni、TiW等，還可使用反射率較好的Al、Ag等。反射層(81b)由反射率優異的金屬(例如：Ag、Al或它們的組合)構成。反射層(81b)將在有源層(40)生成的光反射到多個半導體層(30，40，50)側。反射層(81b)可被省略。擴散防止層(81c)防止構成反射層(81b)的物質或構成氧化防止層(81d)的物質向其他層擴散。擴散防止層(81c)由從Ti、Ni、Cr、W、TiW等中選擇的至少一個構成，在需要較高的反射率的情況下，可使用Al、Ag等。氧化防止層(81d)可由Au、Pt等構成，只要是露出到外部而與氧氣接觸時不容易氧化的物質，可以是任何的物質。作為氧化防止層(81d)，主要使用導電率較好的Au。蝕刻防止層(81e)是在用於形成開口(62)的乾式蝕刻工序中露出的層，在乾式蝕刻工序中蝕刻防止層(81e)保護第二下部電極(81)，特別地，防止氧化防止層(81d)的損壞。在作為蝕刻防止層(81e)而使用Au的情況下與非導電性反射膜(91)的接合力較弱，並在蝕刻時損壞或損毀Au的一部分。由此，當代替Au而由Ni、W、TiW、Cr、Pd、Mo等這樣的物質構成蝕刻防止層(81e)的情況下，能夠保持與非導電性反射膜(91)的接合力，由此提高可靠性。
在乾式蝕刻工序中，作為蝕刻氣體，可使用包括F基的滷素氣體(例如：CF4、C2F6、C3F8、SF6)。在乾式蝕刻工序中，通過蝕刻氣體而在第二下部電極(81)的上層部形成絕緣物質或雜質這樣的物質。例如，包括F基的所述滷素蝕刻氣體與電極的上層金屬反應而形成物質。例如，作為蝕刻防止層(81e)的材質，Ni、W、TiW、Cr、Pd、Mo等中的至少一部分與乾式蝕刻工序的蝕刻氣體反應而形成物質(例如：NiF)。在形成開口(62)之後，通過後續的其他溼式蝕刻工序而去除與開口(62)對應的蝕刻防止層(81e)，且這樣的物質也同時被去除，電連接部(83)接觸到被露出的氧化防止層(81d)，從而防止由所述物質引起的動作電壓上升等問題。
從減少光的吸收的側面來講，下部電極(71，81)的總面積或相對於在俯視圖觀察時的俯視面積的下部電極(71，81)的總面積的比率較小為好，但當下部電極(71，81)的總面積或所述比率下降時，具有動作電壓上升的傾向。另外，電流供給越均勻，發光效率越好，能夠提高亮度。如本例，在具備去除與開口(62，63)對應的下部電極(71，81)的蝕刻防止層(81e)而防止動作電壓上升的結構的情況下，與不具備這樣的結構的情況相比，減少光的吸收，抑制動作電壓上升，有利於提高亮度。例如，假設本例和比較例的半導體發光元件具備相同的俯視面積，在本例中，即便使下部電極的總面積比比較例小，但通過防止所述動作電壓上升的結構，使動作電壓不會比比較例高。由此，在不提高動作電壓的情況下，減少光的吸收，使亮度更好。從其他觀點來講，如果在本例和比較例中下部電極的總面積相同，則在本例中動作電壓會更低。
圖33是表示以往的III族氮化物半導體發光元件的一例的圖。III族氮化物半導體發光元件包括：襯底(10；例如；藍寶石襯底)；在襯底(10)上生長的緩衝層(20)；在緩衝層(20)上生長的n型III族氮化物半導體層(30)；在n型III族氮化物半導體層(30)上生長的有源層(40)；在有源層(40)上生長的p型III族氮化物半導體層(50)；在p型III族氮化物半導體層(50)上形成的透光性導電膜(60)；在透光性導電膜(60)上形成的p側接合焊盤(70)；在對p型III族氮化物半導體層(50)和有源層(40)進行臺面蝕刻而露出的n型III族氮化物半導體層(30)上形成的n側接合焊盤(80)；及保護膜(90)。
緩衝層(20)用於克服襯底(10)與n型III族氮化物半導體層(30)之間的晶格常數及熱膨脹係數的差異，在美國專利第5，122，845號中記載了在藍寶石襯底上在380℃到800℃的溫度中生長具備到的厚度的AlN緩衝層的技術，在美國專利第5，290，393號中記載了在藍寶石襯底上在200℃到900℃的溫度中生長具備到的厚度的Al(x)Ga(1-x)N(0≤x<1)緩衝層的技術，在美國公開公報專利第2006/154454號中記載了在600℃到990℃的溫度中生長SiC緩衝層(籽晶層)之後在其上生長In(x)Ga(1-x)N(0<x≤1)層的技術。優選為，在生長n型III族氮化物半導體層(30)之前，生長未被摻雜的GaN層，該GaN層既可以看作緩衝層(20)的一部分，也可以看作是n型III族氮化物半導體層(30)的一部分。
透光性導電膜(60)為了使電流順利地供給到整個p型III族氮化物半導體層(50)而構成。透光性導電膜(60)幾乎形成在p型III族氮化物半導體層(50)的整個面，例如，使用ITO、ZnO或Ni及Au而形成為透光性導電膜或使用Ag而形成為反射型導電膜。
p側接合焊盤(70)和n側接合焊盤(80)作為用於電流的供給和與外部的導線接合的金屬電極，例如使用從由鎳、金、銀、鉻、鈦、鉑金、鈀、銠、銥、鋁、錫、銦、鉭、銅、鈷、鐵、釕、鎬、鎢、鉬構成的群中選擇的任一個或它們的組合而形成。
保護膜(90)由二氧化矽這樣的物質形成，也可被省略。
圖34是表示美國授權專利公報第6，547，249號中公開的串聯連接的LED(A，B)的一例的圖。因為具備諸多優點，如圖34所示，多個LED(A，B)串聯連接而使用。例如，當串聯連接多個LED(A，B)時，外部電路與導線連接的數量減少，減少光被導線吸收而造成的損失。另外，由於串聯連接的整個LED(A，B)的動作電壓上升，因此電源供給電路更加被簡單化。在單層襯底上串聯多個LED(A，B)的情況下，與將單獨的半導體發光元件串聯的情況相比，所佔有的面積小而提高設置密度，由此在構成包括半導體發光元件的照明裝置等時可實現小型化。
另外，為了將多個LED(A，B)串聯連接，對互聯器(34)進行蒸鍍而將相鄰的LED(A，B)的p側電極(32)和n側電極(32)連接。但是，在將多個LED(A，B)電氣性地絕緣的分離(isolation)工序中，需要以露出藍寶石襯底(20)的方式蝕刻多個半導體層，但因其蝕刻深度深而所需時間長，且段差大，因此難以形成互聯器(34)。如圖34所示，在使用絕緣體(30)而以構成緩慢的傾斜的方式形成互聯器(34)的情況下，增加LED(A，B)之間的間隔，提高集成度時構成問題。
圖35是表示在美國授權專利公報第6，547，249號中公開的串聯連接的LED的另一例的圖。作為對多個LED(A，B)進行絕緣(isolation)的其他方法，不對多個LED(A，B)之間的下部半導體層(22；例如，n型氮化物半導體層)進行蝕刻，而是進行離子注入(ion implantation)而將多個LED(A，B)之間絕緣時，減少互聯器(34)的段差。但是，難以在下部半導體層(22)將離子注入得較深，並且工序時間長而構成問題。
圖36是表示美國授權專利公報第7，417，259號中公開的LED陣列的一例的圖，為了高電壓(high drive voltage)、低電流驅動，在絕緣襯底上形成有二維排列的LED陣列。作為絕緣襯底，使用了藍寶石單片(monolithically)襯底，在襯底上以反向並聯連接有2個LED陣列。由此，AC電源直接用作驅動電源。
圖37是用於說明本發明的半導體發光元件的一例的圖，圖38是用於說明沿著圖37的A-A線而截取的切割面的一例的圖。
半導體發光元件包括在襯底上彼此相對地形成的第一發光部及第二發光部、連接電極、非導電性反射膜及導電部(aconductive portion)。第一發光部及第二發光部分別包括依次層疊第一半導體層、有源層及第二半導體層而成的多個半導體層。連接電極將第一發光部的第二半導體層和第二發光部的第一半導體層電連接。非導電性反射膜以覆蓋多個半導體層及連接電極的方式形成，將在有源層生成的光反射到襯底側。導電部以與連接電極重疊的方式在第一發光部和第二發光部之間的非導電性反射膜上延伸。下面，以III族氮化物半導體發光元件為例進行說明。
作為襯底(10)及多個半導體層(30，40，50)，可使用在圖18說明的例子。半導體發光元件以與第一半導體層(30)電氣性地連通的方式形成，並以與供給電子和空穴中的一個的第一電極(80)及第二半導體層(50)電氣性地連通的方式構成，並包括供給電子和空穴中的另一個的第二電極(70)。在本例中，非導電性反射膜(R)具備絕緣性，第一電極(80)及第二電極(70)中的至少一個使以非導電性反射膜(R)為基準而設置在多個半導體層的相反側，通過貫穿非導電性反射膜(R)的電連接部(an electrical connecting portion)而與多個半導體層電氣性地連通的倒裝晶片(flipchip)。
半導體發光元件包括多個發光部。在本例中，半導體發光元件包括第一、第二、第三及第四發光部(101，102，103，104)，連接電極(92a，92b，92c)、輔助焊盤(75，85)、導電部(94a，94b)、電連接部(71，81)。在本例中，第一、第二、第三及第四發光部(101，102，103，104)以彼此相對的方式排列成一列。連接電極(92a，92b，92c)將彼此相對的發光部電連接。連接電極(92a，92b，92c)的一側末端在第二半導體層(50)與非導電性反射膜(R)之間與第二半導體層(50)電氣性地連通，連接電極(92a，92b，92c)的另一側末端與通過蝕刻第二半導體層(50)及有源層而露出的第一半導體層(30)電氣性地連通。由此，第一、第二、第三及第四發光部(101，102，103，104)被串聯連接，以比一個發光部更高的高電壓驅動。
反射層(R)覆蓋第一、第二、第三及第四發光部(101，102，103，104)及連接電極(92a，92b，92c)。第一電極(80)、第一輔助焊盤(85)、第二輔助焊盤(75)及第二電極(70)分別與第一、第二、第三及第四發光部(101，102，103，104)對應地形成在非導電性反射膜(R)上。第一電連接部(81)貫穿非導電性反射膜(R)而將第一電極(80)和第一半導體層(30)電連接。為了減少接觸電阻和穩定的電連接，將第一歐姆電極(82)介於第一電連接部(81)與第一半導體層(30)之間。優選為，透光性導電膜(60；例如：ITO、Ni/Au)形成在第二半導體層(50)與非導電性反射膜(R)之間。第二電連接部(71)貫穿非導電性反射膜(R)而將第二電極(70)和透光性導電膜(60)電連接。為了減少接觸電阻和穩定的電連接部，將第二歐姆電極(72)介於第二電連接部(71)與透光性導電膜(60)。
導電部(94a)在第一發光部與第二發光部之間的非導電性反射膜(R)上延伸，將第一電極(80)和第一輔助焊盤(85)連接。同樣地，導電部(94b)將第二電極(70)和第二輔助焊盤(75)連接。從減少光的吸收的側面來講，導電部(94a，94b)優選具備比連接電極(92a，92b，92c)更小或相同的寬度。
在本例中，為了減少由金屬反射膜引起的光的吸收，非導電性反射膜(R)由絕緣性物質形成，優選構成為包括DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)或ODR(Omni-Directional Reflector：全方位反射器)的多層結構。作為多層結構的一例，包括電介質膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91c)。電介質膜(91b)減緩高度差而穩定地製造分布布拉格反射器(91a)，對光的反射提供幫助。作為電介質膜(91b)的材質，適合為SiO2。分布布拉格反射器(91a)形成在電介質膜(91b)上。分布布拉格反射器(91a)由反射率不同的物質的反覆層疊而構成，例如，由SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反覆層疊而構成，對於藍光，SiO2/TiO2的反射效率較好，對於UV光，SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率較好。包覆膜(91c)由Al2O3這樣的金屬氧化物、SiO2、SiON這樣的電介質膜(91b)、MgF、CaF等物質構成。
在分布布拉格反射器(91a)的情況下，對越接近垂直方向的光，反射率越高，大致反射99％以上。為了使非導電性反射膜(R)良好地發揮功能，多層結構的各個物質層需要準確地形成為特別設計的厚度。非導電性反射膜(R)因下方的結構物(例如：歐姆電極、發光部之間的溝槽等)，在非導電性反射膜(R)具有產生高度差的部分。因這樣的高度差，存在非導電性反射膜(R)的各個物質層難以形成為所設計的厚度的區域，在該區域中反射效率下降。在發光部之間，相對地比其他部分反射效率下降。因此，儘量在發光部之間形成較少的金屬層的情況下，有利於減少光被金屬吸收而造成的損失。在本例中，優選為，導電部(94a，94b)與連接電極(92a，92c)重疊地形成，從而減少衝突至導電部(94a，94b)光的量，為了減少光的吸收，使導電部(94a，94b)的寬度比連接電極(92a，92b，92c)小或相同。
第一電極(80)及第二電極(70)作為用於與外部電極電連接的電極，與外部電極共晶接合或焊接或導線接合。外部電極可以是設於次黏著基臺的導通部、封裝體的引線框架、形成於PCB的電子圖案等，只要是與半導體發光元件獨立地構成的導線，對其形態不作特別的限定。第一電極(80)及第二電極(70)以具備某程度的面積的方式形成而構成散熱通路。第一輔助焊盤(85)及第二輔助焊盤(75)分別構成第二發光部(102)及第三發光部(103)的散熱通路，在與外部電極接合時，還起到支承半導體發光元件的功能。通過導入導電部(94a，94b)而將電極(70，80)和輔助焊盤(75，85)連接，從而更有效地散熱。即，有利於將熱良好地擴散。另外，即便在第一電極(80)及第二電極(70)與外部電極的接合中存在問題，即便外部電極和第一輔助焊盤(85)或第二輔助焊盤(75)電連接，但通過導電部(94a)及導電部(94b)而能夠分別與第一電極(80)及第二電極(70)電連接。另外，在與次黏著基臺的接合中，輔助焊盤(75，85)增加接合面積而提高接合強度。
圖39是用於說明本發明的半導體發光元件的另一例的圖，圖40是用於說明連接電極的一例的圖，在本例中，在從上方觀察時，半導體發光元件的各個發光部構成具備長邊及短邊的四邊(例如：長方形)形狀。各個發光部以長邊側彼此相對的方式排列成一列，由此，半導體發光元件在整體上在橫向和縱向上具備幾乎類似的形狀。第一發光部和第二發光部通過2個連接電極(92a，92a)彼此電連接，第三發光部和第四發光部通過2個連接電極(92b，92b)而彼此電連接。這樣，因為長邊側相對，因此能夠使用多個連接電極而更均勻地供給電流。另外，連接電極(92a，92b)的一側末端分別在第二半導體層(50)上延伸，被分成多個分支(92f)，從而能夠更均勻地擴散電流。連接電極(92a，92b)的另一側末端在通過蝕刻而露出的第一半導體層(30)上向長邊方向延伸。在與連接電極(92a，92b，92c)對應的下方使用單層SiO2或多層DBR而形成光吸收防止膜(41)。例如，光吸收防止膜(41)與連接電極(92a，92b，92c)的一側對應地形成在第二半導體層(50)與透光性導電膜(未圖示)之間，向多個半導體層的側表面延伸，形成至發光部之間為止。這樣的光吸收防止膜(41)在多個半導體層的側表面與連接電極(92a，92b，92c)之間實現電絕緣，防止由連接電極(92a，92b，92c)引起的光的吸收，防止電流向連接電極(92a，92b，92c)的正下方集中，由此也有利於電流擴散。
多個第一電連接部(81)向第一發光部的長邊方向排列，多個第二電連接部(71)向第四發光部的長邊方向排列。導電部(94a，94b)在發光部之間具備比連接電極(92a，92b，92c)小或相同的寬度，分別將第一電極(80)與第一輔助焊盤(85)及第二電極(70)與第二輔助焊盤(75)連接。這樣，在增加連接電極的數量的情況下，以與連接電極重疊的方式形成導電部，形成比連接電極更小或相同的寬度，從而減少由光的吸收而造成的損失。
參照圖37至39而對本發明的半導體發光元件的製造方法的一例進行說明如下：首先，在襯底(10)上形成第一半導體層(30)、有源層(40)、第二半導體層(50)、透光性導電膜(60；例如：ITO)，通過臺面蝕刻而露出與第一電連接部(81)對應的第一半導體層(30)的一部分。臺面蝕刻也可在形成透光性導電膜(60)之前或之後執行。透光性導電膜(60)可被省略。與臺面蝕刻工序一起或獨立地執行將多個發光部彼此電氣性地絕緣的工序，從而各個發光部通過露出生長襯底(10)的溝槽而彼此電氣性地絕緣。
之後，形成光吸收防止膜(41)，在透光性導電膜(60)及露出的第一半導體層(30)分別形成歐姆電極(72，82)。歐姆電極(72，82)可被省略，但為了抑制動作電壓上升並實現穩定的電接觸，優選具備歐姆電極(72，82)。如圖40所示，在形成歐姆電極(72，82)的同時或單獨地形成連接電極(92a，92b，92c)。
之後，在透光性導電膜(60)上形成非導電性反射膜(R)。之後，在非導電性反射膜(R)形成開口，第一電連接部(81)及第二電連接部(71)貫穿開口而分別與第一歐姆電極(82)及第二歐姆電極(72)接觸而形成。接著，第一電極(80)及第二電極(70)以分別與第一電連接部(81)及第二電連接部(71)連接的方式形成。電連接部(71，81)和電極(70，80)既可以獨立地形成，也可以在一個過程中形成為一體。與第一電極(80)及第二電極(70)一起，在多個發光部之間即在形成於溝槽的非導電性反射膜(R)上形成與連接電極(92a，92c)重疊並具備比連接電極小或相同的寬度的導電部(94a，94b)。另外，也可以一起形成第一輔助焊盤(85)及第二輔助焊盤(75)。
這樣，在晶片上切割成包括多個發光部的單獨的各個半導體發光元件，從而製造包括多個發光部的半導體發光元件。在切開時，執行刻劃及/或破斷工序，還可追加化學的蝕刻工序。
圖41作為用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，刪除連接電極(70，80)和輔助焊盤(75，85)的導電部，包括連接第一輔助焊盤(85)和第二輔助焊盤(75)的導電部(94)。導電部(94)具備比連接電極(92a，92b，92c)小或相同的寬度，在第二發光部與第三發光部之間的非導電性反射膜(R)上延伸，並將第一輔助焊盤(85)和第二輔助焊盤(75)連接。由此，熱不會集中在一處而良好地被擴散。
圖42是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在第五發光部(105)的非導電性反射膜(R)上也具備第三輔助焊盤(77)。第三輔助焊盤(77)為了在電氣性上保持中性而不與電極(70，80)或第一輔助焊盤(85)及第二輔助焊盤(75)連接。
圖43是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，圖44是用於說明沿著圖43的B-B線而截取的切割面的一例的圖，在第二發光部(102)與第三發光部(103)之間還包括第五發光部(105)。在第五發光部(105)的非導電性反射膜(R)上不具有電極或輔助焊盤這樣的金屬層。
眾所周知，在DBR這樣的非導電性反射膜(R)上形成電極(70，80)或輔助焊盤(75，85)這樣的金屬層的情況下，光被金屬層而吸收，但在由Ag、Al這樣的反射率高的金屬構成金屬層的情況下，能夠提高反射率。另外，金屬層還需要用於接合焊盤或半導體發光元件的散熱，因此應考慮這樣的要素而決定其大小。但是，本發明人確認到在利用DBR這樣的非導電性反射膜(R)的情況下，越減小設於其上的金屬層的大小，通過非導電性反射膜(R)實現的光反射率越高，通過這樣的實驗結果，在本發明中能夠將金屬層的大小減小到以往無法縮小的範圍。進而，如圖43所示，在多個發光部中的一個以上的發光部中在非導電性反射膜(R)上不形成金屬層，從而減少光被吸收而造成的損失，其結果能夠提高亮度。在PCB這樣的次黏著基臺安裝發光元件時，使第一電極及第二電極分別接合到用於電源供給的外部電極，使在非導電性反射膜上未形成金屬層的發光部對應到外部電極之間，從而能夠顯著地防止電短路的可能性，因此提高安裝或接合工序的可靠性。
圖45是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在覆蓋第一發光部的非導電性反射膜(R)上，第一電極(80)及第一輔助焊盤(85)以彼此離開的方式形成，在覆蓋第二發光部的非導電性反射膜(R)上，第二電極(70)及第二輔助焊盤(75)以彼此離開的方式形成。這樣，本發明還可適用於僅包括2個發光部的半導體發光元件。第一輔助焊盤(85)及第二輔助焊盤(75)通過具備比連接電極(92)小或相同的寬度的導電部(94a)而連接。
圖46是用於說明本發明的半導體發光元件的一例的圖，圖47是用於說明沿著圖46的A-A線而截取的切割面的一例的圖。
半導體發光元件包括襯底(10)、第一發光部(101)、第二發光部(102)、第三發光部(103)、非導電性反射膜(R)、第一電極(80)、第二電極(70)及輔助焊盤(75)。第一發光部(101)、第二發光部(102)及第三發光部(103)分別包括依次層疊第一半導體層(30)、有源層(40)及第二半導體層(50)而成的多個半導體層(30，40，50)。非導電性反射膜(R)以覆蓋多個半導體層(30，40，50)的方式形成，將在有源層(40)生成的光反射到襯底(10)側。第一電極(80)以與第一發光部(101)的第一半導體層(30)電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的一個。第二電極(70)以與第二發光部(102)的第二半導體層(50)電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的另一個。輔助焊盤(75)形成在覆蓋第三發光部(103)的非導電性反射膜(R)上，支承散熱及/或半導體發光元件。下面，以III族氮化物半導體發光元件為例進行說明。
作為襯底(10)及多個半導體層(30，40，50)，可使用圖18所示的例子。在本例中，非導電性反射膜(R)具備絕緣性，第一電極(80)及第二電極(70)中的至少一個是以非導電性反射膜(R)為基準而設於多個半導體層的相反側，通過貫穿非導電性反射膜(R)的電連接部(an electrical connecting portion)而與多個半導體層電氣性地連通的倒裝晶片(flip chip)。
半導體發光元件包括多個發光部。在本例中，半導體發光元件包括第一、第二、及第三發光部(101，102，103)，並包括連接電極(92a，92b)及電連接部(71，81)。在本例中，第一、第二及第三發光部(101，102，103)彼此相對地排列成一列。連接電極(92a，92b)將彼此相對的或相鄰的發光部(101，102，103)電連接。連接電極(92a，92b)的一側末端在第二半導體層(50)與非導電性反射膜(R)之間與第二半導體層(50)電氣性地連通，連接電極(92a，92b)的另一側末端與蝕刻第二半導體層(50)及有源層而露出的第一半導體層(30)電氣性地連通。由此，第一、第二及第三發光部(101，102，103)串聯連接，以比一個發光部更高的高電壓驅動。
非導電性反射膜(R)覆蓋第一、第二、第三發光部(101，102，103)及連接電極(92a，92b)。第一電極(80)、第二電極(70)及輔助焊盤(75)分別與第一發光部(101)、第二發光部(102)及第三發光部(103)對應地形成在非導電性反射膜(R)上。第一電連接部(81)貫穿非導電性反射膜(R)而將第一電極(80)和第一半導體層(30)電連接。為了減少接觸電阻和穩定的電連接，第一歐姆電極(82)介於第一電連接部(81)與第一半導體層(30)之間。優選為，透光性導電膜(60；例如：ITO、Ni/Au)形成在第二半導體層(50)與非導電性反射膜(R)之間。第二電連接部(71)貫穿非導電性反射膜(R)而將第二電極(70)和透光性導電膜(60)電連接。為了減少接觸電阻和穩定的電連接，第二歐姆電極(72)介於第二電連接部(71)與透光性導電膜(60)之間。
在本例中，為了減少由金屬反射膜引起的光的吸收，非導電性反射膜(R)由絕緣性物質形成，優選構成為包括DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)或ODR(Omni-Directional Reflector：全方位反射器)的多層結構。作為多層結構的一例，包括電介質膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91c)。電介質膜(91b)減緩高度差而穩定地製造分布布拉格反射器(91a)，也有利於光的反射。作為電介質膜(91b)的材質，適合為SiO2。分布布拉格反射器(91a)形成在電介質膜(91b)上。分布布拉格反射器(91a)由反射率不同的物質的反覆層疊，例如由SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反覆層疊而構成，對於藍光，SiO2/TiO2的反射效率較好，對於UV光，SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率較好。包覆膜(91c)由Al2O3這樣的金屬氧化物、SiO2、SiON這樣的電介質膜(91b)、MgF、CaF等物質構成。
分布布拉格反射器(91a)對越接近垂直方向的光，反射率越高，大致反射99％以上。為了使非導電性反射膜(R)良好地發揮功能，多層結構的各個物質層需要準確地形成為特別設計的厚度。非導電性反射膜(R)因下方的結構物(例如：歐姆電極、發光部之間的溝槽等)，在非導電性反射膜(R)存在發生高度差的部分。因這樣的高度差，存在非導電性反射膜(R)的各個物質層難以形成為所設計的厚度的區域，在該區域中反射效率下降。在發光部之間，相對地比其他部分反射效率下降。由此，儘量在發光部之間形成較少的金屬層時，有利於減少光被金屬吸收而造成的損失。在本例中，在發光部之間不存在連接電極以外的金屬層，有利於減少光被金屬吸收而造成的損失。
第一電極(80)及第二電極(70)作為用於與外部電極電連接的電極，可與外部電極共晶接合或焊接或導線接合。外部電極可以是形成在次黏著基臺的導通部、封裝體的引線框架、形成在PCB的電子圖案等，只要是與半導體發光元件獨立地形成的導線，對其形態不作特別的限定。第一電極(80)及第二電極(70)以具備某程度的面積的方式形成而構成散熱通路。輔助焊盤(75)構成第三發光部(103)的散熱通路，在與外部電極接合時還起到支承半導體發光元件的功能。在本例中，輔助焊盤(75)與電極(70，80)離開，在電氣性上構成中性(neutral)，因此即便輔助焊盤(75)與外部的由金屬構成的散熱部接觸，也不會對電氣性動作產生影響，並且因為從發光部直接散熱，因此構成有利於提高散熱效率的結構。另外，在與次黏著基臺接合時，輔助焊盤(75，85)可增加接合面積而提高接合強度。
圖48是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在半導體發光元件中，4個發光部(101，102，103，104)通過連接電極(92a，92b，92c)而串聯連接(參照圖48a)，或5個發光部(101，102，103，104，105)通過連接電極(92a，92b，92c，92d)而串聯連接(參照圖48b)，或更多數量的發光部被電連接。在多個發光部串聯連接的情況下，在串聯連接的一側末端的發光部(101)具備第一電極(80)，在串聯連接的另一側末端的發光部(102)具備第二電極(70)。在其之間的發光部(103，104，105)分別具備輔助焊盤(75，77，85)。在本例中，輔助焊盤(75，77，85)彼此電氣性地分離，與第一電極(80)及第二電極(70)也電氣性地分離。由此，輔助焊盤(75，77，85)在電氣性上構成中性(neutral)。
圖49是用於說明本發明的半導體發光元件的另一例的圖，圖50是用於說明連接電極的一例的圖，在本例中，半導體發光元件包括第一、第二、第三及第四發光部。在從上方觀察時，各個發光部形成具備長邊及短邊的四邊(例如：長方形)形狀。在各個發光部中，長邊側彼此相對地排列成一列，由此，半導體發光元件在整體上在橫向和縱向上形成幾乎類似的形狀。第一發光部和第二發光部通過2個連接電極(92a，92a)而彼此電連接，第三發光部和第四發光部通過2個連接電極(92b，92b)而彼此電連接。這樣，長邊側彼此相對，因此可考慮利用多個連接電極而更均勻地供給電流。另外，連接電極(92a，92b)的一側末端分別在第二半導體層(50)上延伸，並分成多個分支(92f)，從而更均勻地擴散電流。連接電極(92a，92b)的另一側末端在通過蝕刻而露出的第一半導體層(30)上向長邊方向延伸。與連接電極(92a，92b，92c)對應地在第二半導體層(50)與透光性導電膜(60)之間、在發光部之間形成光吸收防止膜(41)。多個第一電連接部(81)在第一發光部的長邊方向上排列，多個第二電連接部(71)在第四發光部的長邊方向上排列。這樣，在增加發光部的數量的情況下，如本例這樣在發光部之間抑制了金屬層的結構在減少由光的吸收而造成的損失時特別地有效。
參照圖46至49而對本發明的半導體發光元件的製造方法的一例說明如下：首先，在襯底(10)上形成第一半導體層(30)、有源層(40)、第二半導體層(50)、透光性導電膜(60；例如：ITO)，通過臺面蝕刻而露出與第一電連接部(81)對應的第一半導體層(30)的一部分。臺面蝕刻可在形成透光性導電膜(60)之前或之後執行。透光性導電膜(60)可被省略。與臺面蝕刻工序一起或獨立地執行將多個發光部彼此電氣性地絕緣的工序，由此各個發光部通過露出生長襯底(10)的溝槽而彼此電氣性地絕緣。
之後，形成光吸收防止膜(41)，在透光性導電膜(60)及露出的第一半導體層(30)分別形成歐姆電極(72，82)。歐姆電極(72，82)可被省略，但為了抑制動作電壓上升並實現穩定的電接觸，優選為具備歐姆電極(72，82)。如圖50所示，在形成歐姆電極(72，82)時一起形成或單獨地形成連接電極(92a，92b，92c)。
之後，在透光性導電膜(60)上形成非導電性反射膜(R)。之後，在非導電性反射膜(R)形成開口，第一電連接部(81)及第二電連接部(71)貫穿開口而分別與第一歐姆電極(82)及第二歐姆電極(72)接觸。接著，第一電極(80)及第二電極(70)以分別與第一電連接部(81)及第二電連接部(71)連接的方式形成。電連接部(71，81)和電極(70，80)既可獨立地形成，也可在一個過程中形成為一體。與第一電極(80)及第二電極(70)一起在第三發光部的非導電性反射膜上形成輔助焊盤(75)。
這樣，通過在晶片上切割成包括多個發光部的單獨的各個半導體發光元件，從而製造包括多個發光部的半導體發光元件。在切割中，執行刻劃及/或破斷工序，還可追加化學蝕刻工序。
圖51是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在本例中，半導體發光元件包括第一、第二、第三及第四發光部，並包括導電部(94)。在第三發光部及第四發光部的非導電性反射膜上分別以與第一電極(80)及第二電極(70)離開的方式形成有輔助焊盤(75，85)。導電部(94)在第二發光部與第三發光部之間的非導電性反射膜(R)上延伸，將輔助焊盤(85)和輔助焊盤(75)連接。由此，熱不會集中在一處而良好地散熱。另外，從減少光被吸收而造成的損失的側面來講，優選為，導電部(94)與連接電極(92b)重疊，具備比連接電極(92b)小或相同的寬度。
圖52是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在本例中，半導體發光元件包括第一、第二、第三及第四發光部，並包括導電部(94a，94b)。在第三發光部及第四發光部的非導電性反射膜上分別形成有輔助焊盤(75，85)。導電部(94a)具備比連接電極(92a)小或相同的寬度，在非導電性反射膜(R)上延伸，將輔助焊盤(85)和第一電極(80)連接。導電部(94b)具備比連接電極(92c)小或相同的寬度，在非導電性反射膜(R)上延伸，將輔助焊盤(75)和第二電極(70)連接。
輔助焊盤起到散熱、支承、接合力強化等功能。導電部將輔助焊盤和電極連接，因此能夠更好地散熱，即便第一電極(80)及第二電極(70)與外部電極的接合中存在問題，即便外部電極與輔助焊盤(85)或輔助焊盤(75)電連接，但通過導電部(94a)及導電部(94b)而分別能夠與第一電極(80)及第二電極(70)電連接。
圖53作為用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，包括第一、第二、第三、第四及第五發光部(101，102，103，104，105)。在第一發光部(101)上形成有第一電極(80)，在第二發光部(102)上形成有第二電極(70)，在第三發光部(103)上形成有輔助焊盤(85)，在第四發光部(104)上形成有輔助焊盤(75)，並在第五發光部(105)上形成有輔助焊盤(77)。輔助焊盤(75，85)通過導電部(94a，94b)而與電極(70，80)連接，第五發光部的非導電性反射膜上的輔助焊盤(77)在電氣性上保持中性。
圖54是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，圖55是用於說明沿著圖54的B-B線而截取的切割面的一例的圖，在第三發光部(103)與第四發光部(104)之間還包括第五發光部(105)。在第五發光部(105)的非導電性反射膜(R)上未形成如電極或導電性焊盤這樣的金屬層。
眾所周知，在DBR這樣的非導電性反射膜(R)上形成有電極(70，80)或輔助焊盤(75，85)這樣的金屬層的情況下，光被金屬層吸收，但在由Ag、Al這樣的反射率高的金屬來構成金屬層的情況下，能夠提高反射率。另外，金屬層還需要用於接合焊盤或半導體發光元件的散熱，因此需要考慮這樣的要素而決定其大小。但是，本發明人確認到在利用DBR這樣的非導電性反射膜(R)的情況下，越減小設於其上的金屬層的大小，通過非導電性反射膜(R)而實現的光反射率越高，通過這樣的實驗結果，本發明將金屬層的大小減小到以往無法縮小的範圍。進而，如圖55所示，在多個發光部中的一個以上的發光部中在非導電性反射膜(R)上未形成金屬層，從而減少由光的吸收而造成的損失，其結果能夠提高亮度。
圖56是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，圖57是用於說明沿著圖56的D-D線而截取的截面的一例的圖。在本例中，在各個發光部形成有多個第一電連接部(81)及多個第二電連接部(71)。第一電連接部(81)貫穿非導電性反射膜(R)，並與通過蝕刻而露出的第一半導體層(30)電氣性地連通。第二電連接部(71)貫穿非導電性反射膜(R)，並與第二半導體層(50)電氣性地連通。連接電極(94a)在非導電性反射膜(R)上延伸，將第一發光部(101)的第二電連接部(71)和第三發光部(103)的第一電連接部(81)連接。連接電極(94b)在非導電性反射膜(R)上延伸，將第三發光部(103)的第二電連接部(71)和第二發光部(102)的第一電連接部(81)連接。輔助焊盤(75)在第三發光部(103)的非導電性反射膜(R)上與連接電極(94a，94b)離開而形成。
連接電極(94a，94b)形成在非導電性反射膜(R)上，因此與通過非導電性反射膜(R)而覆蓋連接電極的情況相比，減少由連接電極引起的光的吸收。另外，如圖56所示，在發光部之間為了減少光的吸收，連接電極(94a，94b)以僅覆蓋發光部之間的一部分的方式形成。具有能夠將電極(70，80)、連接電極(94a，94b)、輔助焊盤(75)一起形成的優點。
圖58是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，除了將連接電極(94b)和輔助焊盤(75)形成為一體的情況之外，與圖56所示的半導體發光元件相同。
圖59是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在本例中，第一、第二、第三及第四發光部(101，102，103，104)通過連接電極(94a，94b)而並聯連接。各個發光部的第一電連接部(81)設置於一側邊緣，連接電極(94a)將它們連接。第一電極(80)設置在第一發光部(101)的非導電性反射膜(R)上而與連接電極(94a)連接。各個發光部的第二電連接部(71)設置於另一側邊緣，連接電極(94b)將它們連接。第二電極(70)設置在第二發光部(102)的非導電性反射膜(R)上而與連接電極(94b)連接。在第三發光部(103)及第四發光部(104)的非導電性反射膜(R)上分別具備中性的輔助焊盤(75，85)。連接電極(94a，94b)在第一至第四發光部(101，102，103，104)上延伸，因此熱不集中在一處而能夠良好地散熱。發光部之間的連接電極(94a，94b)的寬度比在發光部上的寬度小，由此減少由光的吸收而造成的損失。
圖60是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，圖61是用於說明沿著圖60的C-C線而截取的截面的一例的圖。在本例中，第一、第二、第三及第四發光部(101，102，103，104)通過上部連接電極(94b)及下部連接電極(94a)而並聯連接。在第一發光部(101)具備第一電極(80)，通過第一電連接部(81)而與第一半導體層(30)電氣性地連通。第二電極(70)形成在第二發光部(102)的非導電性反射膜上，通過第二電連接部(71)而與第二半導體層(50)電氣性地連通。在第三發光部(103)及第四發光部(104)的非導電性反射膜(R)上具備輔助焊盤(75，85)。上部連接電極(94b)被非導電性反射膜(R)覆蓋，並將相鄰的發光部的第二半導體層(50)彼此電連接。下部連接電極(94a)被非導電性反射膜(R)覆蓋，並將相鄰的發光部的第一半導體層(30)彼此電連接。
圖62、圖63及圖64是用於說明本發明的半導體發光元件安裝於電路基板的例子的圖，例如表示在圖46至圖61中說明的半導體發光元件安裝於電路基板(200)的外部電極(210，240)和散熱圖案(220，230)的例子。
參照圖62，如圖62a所示，電極(80，70)和中性的輔助焊盤(85，75)分別接合到對應的外部電極(210，220)及散熱圖案(230，240)，或如圖62b及圖62c所示，第一電極(80)和輔助焊盤(85)接合到第一外部電極(240)，第二電極(70)和輔助焊盤(75)接合到第二外部電極(210)。此時，輔助焊盤(85)在電氣性上構成中性(參照圖62b)或通過導電部(94a)而與第一電極(80)導通(參照圖62c)。另外，輔助焊盤(75)在電氣性上構成中性(參照圖62b)或通過導電部(94b)而與第二電極(70)導通(參照圖62c)。輔助焊盤(85，75)與電流供給無關地構成散熱通路或實現支承功能(圖62a的情況)，或用作用於電流供給的電極的擴展(圖62c的情況)。當然，輔助焊盤(85，75)與電流供給獨立地執行散熱通路的功能。
參照圖63，在與用於電流供給的外部電極(210，240)獨立的散熱圖案(220)接合有中性的輔助焊盤(75，85)(圖63a)。另外，如圖63b所示，第一電極(80)接合到外部電極(240)，中性的輔助焊盤(85)接合到散熱圖案(220)。第二電極(70)和中性的輔助焊盤(75)一起接合到外部電極(210)。這樣，接合到電路基板(200)的用於電流供給的外部電極(210，240)的電極或輔助焊盤的數量彼此不同。將相對地產生較多熱的電極與輔助焊盤一起接合到外部電極，從而能夠提高散熱效率。如圖63c所示，半導體發光元件可安裝到板(110)。作為板(110)的例子，可使用圖7至圖17中說明的板(110)。板具備多個導電體或金屬部(111，113，115，117)通過絕緣體(112)而依次連接的板狀。電極(80，70)和輔助焊盤(85，75)分別接合到金屬部(111，113，115，117)，通過金屬部(111，117)而向電極(80，70)供給電流，通過金屬部(113，115)而追加散熱通路。
參照圖64，如圖64所示，用作電極的擴展的輔助焊盤(85)與第一電極(80)一起接合到外部電極(240)。用作電極的擴展的輔助焊盤(75)與第二電極(70)一起接合到外部電極(210)。中性的輔助焊盤(77)接合到未供給電流的散熱圖案(220)。用作電極的擴展的輔助焊盤提高與外部電極的接觸面積，中性的輔助焊盤構成與電流供給無關的散熱通路。
另外，參照圖64b，中性的輔助焊盤(85，75，77)接合到一個散熱圖案(220)而提高傳熱或熱擴散。另外，參照圖64c，第二電極(70)、用作電極的擴展的輔助焊盤(75)及中性的輔助焊盤(77)一併接合到外部電極(210)。
如圖62至圖64所說明，相對於半導體發光元件的形態或發光部的數量、輔助焊盤的形態，電路基板的外部電極和散熱焊盤的結構彼此適當地發生對應的變化。
圖65是用於說明本發明的半導體發光元件的一例的圖，半導體發光元件包括在襯底(10)上彼此相對地形成的第一發光部及第二發光部、非導電性反射膜(R)、電連接部(71，81；an electrical connecting portion)及連接電極(94)。第一發光部及第二發光部分別包括依次層疊第一半導體層(30)、有源層(40)及第二半導體層(50)而成的多個半導體層。非導電性反射膜(R)以覆蓋第一發光部、第二發光部及第一發光部與第二發光部之間的方式形成，反射在有源層(40)生成的光。電連接部(71，81)貫穿非導電性反射膜(R)，並與多個半導體層電氣性地連通。本例具備與第一半導體層連通的電連接部(81；第一電連接部)和與第二半導體層連通的電連接部(71；第二電連接部)。連接電極(94)在非導電性反射膜(R)上延伸，將第一發光部的電連接部(71)和第二發光部的電連接部(81)連接。下面，以III族氮化物半導體發光元件為例進行說明。
作為襯底(10)及多個半導體層(30，40，50)，可使用圖18中說明的例子。
半導體發光元件包括以與第一半導體層(30)電氣性地連通的方式形成並供給電子和空穴中的一個的第一電極(80)及以與第二半導體層(50)電氣性地連通的方式形成並供給電子和空穴中的另一個的第二電極(70)。在本例中，非導電性反射膜(R)具備絕緣性，第一電極(80)及第二電極(70)中的至少一個是以非導電性反射膜(R)為基準而設於多個半導體層的相反側，通過貫穿非導電性反射膜(R)的電連接部而與多個半導體層電氣性地連通的倒裝晶片(flip chip)。
非導電性反射膜(R)覆蓋多個半導體層及第一發光部與第二發光部之間。在本例中，連接電極(94)在非導電性反射膜(R)上延伸，將第一發光部的第二電連接部(71)和第二發光部的第一電連接部(81)連接。由此，第一發光部及第二發光部串聯連接，以比一個發光部更高的高電壓進行驅動。
第一電極(80)設置在第一發光部的非導電性反射膜(R)上，與第一發光部的第一電連接部(81)連接。第二電極(70)設置在第二發光部的非導電性反射膜(R)上，與第二發光部的第二電連接部(71)連接。為了減少接觸電阻並實現穩定的電連接，歐姆電極(82)介於第一電連接部(81)與第一半導體層(30)之間。優選為，透光性導電膜(60；例如：ITO、Ni/Au)形成於第二半導體層(50)與非導電性反射膜(R)之間。第二電連接部(71)貫穿非導電性反射膜(R)而將第二電極(70)和透光性導電膜(60)電連接。為了減少接觸電阻並實現穩定的電連接，歐姆電極(72)介於第二電連接部(71)與透光性導電膜(60)之間。
在本例中，為了減少由金屬反射膜引起的光的吸收，非導電性反射膜(R)由絕緣性物質形成，優選構成為包括DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)或ODR(Omni-Directional Reflector：全方位反射器)的多層結構。分布布拉格反射器(91a)對越接近垂直方向的光，反射率越高，大致反射99％以上。為了良好地實現非導電性反射膜(R)的功能，多層結構的各個物質層需要準確地形成為特別設計的厚度。非導電性反射膜(R)因下方的結構物(例如：歐姆電極、發光部之間的溝槽等)而在非導電性反射膜(R)存在發生高度差的部分。因這樣的高度差，存在非導電性反射膜(R)的各個物質層難以形成為所設計的厚度的區域，在該區域中，反射效率下降。在發光部之間相對地比其他部分反射效率下降。由此，在發光部之間形成較少的金屬層時，有利於減少由光被金屬吸收而造成的損失。
在本例中，連接電極(94)以非導電性反射膜(R)為基準而設置於多個半導體層的相反側，在有源層(40)生成的光在衝突至連接電極(94)之前在非導電性反射膜(R)幾乎大部分被反射。特別地，在第一發光部與第二發光部之間儘量減少金屬時，有利於減少由光吸收而造成的損失，在本例中，非導電性反射膜(R)還形成於第一發光部與第二發光部之間，在第一發光部與第二發光部之間的非導電性反射膜(R)上形成連接電極(94)，因此有利於減少光的吸收。
另外，與本例不同地，也可以考慮去除第二發光部的第二半導體層及有源層的一部分而露出第一半導體層，並形成連接第一發光部的第二半導體層和第二發光部的露出的第一半導體層的連接通路。在該情況下，為了露出第一半導體層而去除有源層的一部分，因此減少發光面積。在本例中，電連接部(81)比所述連接通路面積小，由此為了與電連接部(81)的連通而被去除的有源層的面積更小。即由發光面積進一步降低減少量。
第一電極(80)及第二電極(70)作為用於與外部電極電連接的電極，與外部電極共晶接合或焊接或導線接合。外部電極可以是設於次黏著基臺的導通部、封裝體的引線框架、形成在PCB的電子圖案等，只要是與半導體發光元件獨立地設置的導線，對其形態不作特別限定。第一電極(80)及第二電極(70)以具備某程度的面積的方式形成而構成散熱通路。在本例中，連接電極(94)如第一電極(80)及第二電極(70)這樣形成在非導電性反射膜(R)上，因此自襯底(10)的高度類似，因此容易與次黏著基臺接觸，由此可用作散熱通路。例如，在次黏著基臺具備與第一電極(80)及第二電極(70)絕緣的散熱部，並將連接電極(94)直接或間接地接合到散熱部時可構成良好的散熱通路。另外，在與次黏著基臺的接合中，連接電極(94)支承半導體發光元件，增加接合面積而提高接合強度。
為了製造這樣的半導體發光元件，例如，首先，在襯底(10)上形成第一半導體層(30)、有源層(40)、第二半導體層(50)、透光性導電膜(60；例如：ITO)，並通過臺面蝕刻而露出與電連接(81)對應的第一半導體層(30)的一部分。臺面蝕刻可在形成透光性導電膜(60)之前或之後執行。透光性導電膜(60)可被省略。與臺面蝕刻工序一起或獨立地執行將多個發光部彼此電氣性地絕緣的工序，各個發光部通過露出生長襯底(10)的溝槽而彼此電氣性地絕緣。
之後，在透光性導電膜(60)及露出的第一半導體層(30)分別形成歐姆電極(72，82)。歐姆電極(72，82)可被省略，但為了抑制動作電壓的上升並實現穩定的電接觸，優選具備歐姆電極(72，82)。可在形成透光性導電膜之前，在第二半導體層上與歐姆電極(72)對應地形成光吸收防止膜。
之後，在透光性導電膜(60)上形成非導電性反射膜(R)。之後，在非導電性反射膜(R)通過乾式蝕刻等的方法而形成開口，露出歐姆電極(72，82)的至少一部分。接著，電連接部(71，81)貫穿開口而分別與歐姆電極(72，82)接觸。接著，第一電極(80)及第二電極(70)分別以與第一電連接部(81)及第二電連接部(71)連接的方式形成。電連接部(71，81)和電極(70，80)既可獨立地形成，也可通過一個過程而形成為一體。可與第一電極(80)及第二電極(70)一起而形成在多個發光部之間即形成於溝槽的非導電性反射膜(R)上延伸的連接電極(94)。為了減緩通過由溝槽導致的段差而產生的非導電性反射膜(R)的高度差，可考慮在形成非導電性反射膜(R)之前，在第一發光部與第二發光部之間形成絕緣體。
這樣，通過在晶片上切割成包括多個發光部的單獨的各個半導體發光元件，從而製造包括多個發光部的半導體發光元件。在切割時可進行刻劃及/或破斷工序，還可追加化學的蝕刻工序。
圖66是用於說明本發明的半導體發光元件的另一例的圖，在本例中，通過連接電極(94)而連接的第一發光部的電連接部及第二發光部的電連接部與具備相同的導電性的半導體層連通。例如，如圖66所示，連接電極(94)將第一發光部的第一電連接部(81)和第二發光部的第一電連接部(81)連接。雖然未圖示，半導體發光元件可包括追加的連接電極，追加的連接電極將第一發光部的第二電連接部和第二發光部的第二電連接部連接。由此，第一發光部及第二發光部實現並聯連接。
圖67是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在本例中，為了減少由金屬反射膜引起的光的吸收，非導電性反射膜(R)由絕緣性物質形成，優選構成為包括DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)或ODR(Omni-Directional Reflector：全方位反射器)的多層結構。作為多層結構的一例，包括電介質膜(91b)、分布布拉格反射器(91a)及包覆膜(91c)。電介質膜(91b)減緩高度差而能夠穩定地製造分布布拉格反射器(91a)，對光的反射提供幫助。作為電介質膜(91b)的材質，適合為SiO2。分布布拉格反射器(91a)形成在電介質膜(91b)上。分布布拉格反射器(91a)通過反射率不同的物質的反覆層疊，例如SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反覆層疊而構成，對於藍光，SiO2/TiO2的反射效率較好，對於UV光，SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率較好。包覆膜(91c)由Al2O3這樣的金屬氧化物、SiO2、SiON這樣的電介質膜(91b)、MgF、CaF等物質構成。
圖68是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，作為沿著A-A線的截面的一例，可例舉圖65。連接電極(94)將第一發光部的第二電連接部(71)和第二發光部的第一電連接部(81)連接。由此，第一發光部及第二發光部實現串聯連接。連接電極(94)根據元件的尺寸而具備多個。雖然可以將多個電連接部(71，81)連接的方式將連接電極(94)形成為一體型，但為了減少由光被金屬吸收而造成的損失，離開成多個而形成。連接電極(94)在第一發光部及第二發光部的非導電性反射膜(R)上可進一步長幅延伸，但在本例中，沿著彼此相對的邊緣而排列，從而避免了連接電極(94)盲目地變長。第一電極(80)在第一發光部的非導電性反射膜(R)上與連接電極(94)離開而形成，第二電極(70)在第二發光部的非導電性反射膜(R)上與連接電極(94)離開而形成。
圖69是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，作為沿著B-B線的截面的一例，可例舉圖66。在本例中，在第一發光部及第二發光部均形成有第一電極(80)，並通過連接電極(94a)而連接。同樣地，在第一發光部及第二發光部均形成有第二電極(70)，並通過連接電極(94b)而連接。在這樣的並聯連接結構中可適用將連接電極和電極連接的一體型結構。通過連接電極(94a，94b)，在第一發光部與第二發光部之間能夠更好地散熱。
圖70是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在本例中，半導體發光元件包括第一、第二及第三發光部(101，102，103)和輔助焊盤(75)。輔助焊盤(75)設置在第二發光部(102)的非導電性反射膜(R)上，通過非導電性反射膜(R)而與多個半導體層絕緣，由此在電氣性上構成中性(neutral)。第一電極(80)設置在第一發光部(101)的非導電性反射膜(R)上，與第一電連接部(81)電氣性地連通。第二電極(70)設置在第三發光部(103)的非導電性反射膜(R)上，與第二電連接部(71)電氣性地連通。連接電極(94a，94b)在非導電性反射膜(R)上延伸而將第一發光部和第二發光部電連接，並將第二發光部和第三發光部電連接。電極(70，80)、連接電極(94a，94b)及輔助焊盤(75)均可實現散熱及支承功能。特別地，輔助焊盤(75)在電氣性上構成中性(neutral)，因此有利於用於散熱。
圖71是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在本例中，第一、第二、第三及第四發光部通過連接電極(94a，94b)而並聯連接。各個發光部的第一電連接部(81)設置在一側邊緣，連接電極(94a)將它們連接。第一電極(80)設置在第一發光部的非導電性反射膜(R)上，與連接電極(94a)連接。各個發光部的第二電連接部(71)設置在另一側邊緣，連接電極(94b)將它們連接。第二電極(70)設置在第四發光部的非導電性反射膜(R)上，與連接電極(94b)連接。在第二發光部及第三發光部的非導電性反射膜(R)上分別具備中性的輔助焊盤(75，75)。連接電極(94a，94b)向所有的發光部之上延伸，熱不會集中到一處而良好地散熱。發光部之間的連接電極(94a，94b)的寬度比在發光部上的寬度更小，從而減少由光吸收而造成的損失。
圖72是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在本例中，第一、第二、第三及第四發光部通過連接電極(94a，94b)而串聯連接。連接電極(94a，94b)在各個發光部的非導電性反射膜(R)上分成多個分支，各個分支連接到第二電連接部(71)。當元件的尺寸變大時，為了提高電流擴散的均勻性，可考慮將連接電極(94a，94b)的一側末端分成分支形態。這樣的分支也更有利於散熱。另外，第一電極(80)及第二電極(70)並不是由單層的焊盤形成，而是由多個分離的焊盤形成，由此在非導電性反射膜(R)上減少金屬層的面積，從而減少由光的吸收而造成的損失。
圖73是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，圖74是用於說明沿著圖73的C-C線而截取的截面的一例的圖，在本例中，半導體發光元件包括第一至第六發光部、絕緣層(95)及導通部(74，84)。第一至第六發光部以3*3矩陣形態而排列，並通過連接電極(94)而串聯連接。絕緣層(95)覆蓋非導電性反射膜(R)及連接電極(94)。第一電極(80)及第二電極(70)在絕緣層(95)上離開而形成。在本例中，在從上方觀察時，各個發光部具備四邊形，在各個發光部中第一電連接部(81)和第二電連接部(71)設於相對的拐角部。例如，第一發光部的第一電連接部(81)和第二電連接部(71)分別設於對角方向的拐角部。第二發光部的第一電連接部(81)和第二電連接部(71)分別設於另一對角方向的拐角部。第一發光部的第二電連接部(71)和第二發光部的第一電連接部(81)設於相鄰的拐角部，從而防止將它們連接的連接電極(94)盲目地變長。
由於通過絕緣層(95)而絕緣，因此能夠更自由地選擇第一電極(80)及第二電極(70)的面積和位置。在本例中，第一電極(80)在絕緣層(95)上以經過3個發光部的方式形成，第二電極(70)在絕緣層(95)上以經過另外3個發光部的方式形成。第一導通部(84)貫穿絕緣層(95)而將第一電極(80)和第一電連接部(81)連接。第二導通部(74)貫穿絕緣層(95)而將第二電極(70)和第二電連接部(71)連接。與導通部(74，84)連接的電連接部(71，81)的一部分在非導電性反射膜(R)與絕緣層(95)之間延長(73，83)，從而提供供導通部(74，84)接觸的面積。
圖75及圖76是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在圖75所示的半導體發光元件中去除了在圖70中說明的輔助焊盤。在圖76所示的半導體發光元件中去除了在圖71中說明的輔助焊盤。
眾所周知，在DBR這樣的非導電性反射膜(R)上形成電極(70，80)或輔助焊盤這樣的金屬層的情況下，光被金屬層而吸收，但在由Ag、Al這樣的反射率高的金屬構成金屬層的情況下，能夠提高反射率。另外，金屬層還需要用於接合焊盤或半導體發光元件的散熱，因此應考慮這樣的要素而決定其大小。但是，本發明人確認到在利用DBR這樣的非導電性反射膜(R)的情況下，越減小設於其上的金屬層的大小，通過非導電性反射膜(R)而實現的光反射率越高，通過這樣的實驗結果，在本發明中能夠將金屬層的大小減小到以往無法縮小的範圍。由此，通過省略上述的輔助焊盤而能夠提高亮度。此時，連接電極(94a，94b)執行散熱及支承功能，因此也可充分地考慮省略輔助焊盤。
圖77是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，圖78是用於說明在圖77中沿著D-D線而截取的截面的一例的圖，在圖76所示的半導體發光元件中追加了導電部(93)。導電部(93)以隔著非導電性反射膜(R)而與第一連接電極(94a)重疊的方式構成，將相鄰的發光部的第二半導體層(50)彼此電連接。第二連接電極(94b)通過第二電連接部(71)而向第二半導體層供給空穴。在從第二電連接部(71)離開的位置形成導電部(93)，從而向並聯連接的多個發光部更均勻且良好地擴散空穴。通過以與第一連接電極(94a)重疊的方式形成導電部(93)，從而減少衝突至第一連接電極(94a)的光的量。優選為，在發光部之間，第一連接電極(94a)以比導電部(93)更小或相同的寬度形成。例如，導電部(93)在歐姆電極(82)形成工序中一起形成或通過另設的工序而在透光性導電膜(60)上經過，從而形成在發光部之間。可在形成第一電極及第二電極時一起形成連接電極(94a，94b)。
圖79是用於說明本發明的半導體發光元件的一例的圖，圖80是用於說明沿著圖79的A-A線而截取的切割面的一例的圖。
半導體發光元件包括襯底、第一發光部、第二發光部、第三發光部、非導電性反射膜、第一電極、第二電極。第一發光部、第二發光部及第三發光部分別包括依次層疊第一半導體層、有源層及第二半導體層而成的多個半導體層。非導電性反射膜以覆蓋多個半導體層的方式形成，將在有源層生成的光反射到襯底側。第一電極以與第一發光部的第一半導體層電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的一個。第二電極以與第二發光部的第二半導體層電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的另一個。在覆蓋第三發光部的非導電性反射膜上未形成金屬層。這樣，通過具備多個發光部中的在非導電性反射膜上未形成金屬層的發光部，從而能夠大大減小相對於整個發光部的非導電性反射膜的面積的第一電極及第二電極的比率。由此，大大減少由光被圖21至圖23中說明的形成在非導電性反射膜上的金屬層吸收而造成的損失，其結果能夠提高亮度。下面，以III族氮化物半導體發光元件為例進行說明。
作為襯底(10)及多個半導體層(30，40，50)，可使用圖18中說明的例子。
在本例中，非導電性反射膜(R)具備絕緣性，第一電極(80)及第二電極(70)中的至少一個是以非導電性反射膜(R)為基準而設於多個半導體層的相反側，通過貫穿非導電性反射膜(R)的電連接部(an electrical connecting portion)而與多個半導體層電氣性地連通的倒裝晶片(flip chip)。
半導體發光元件包括多個發光部。在本例中，半導體發光元件包括第一、第二及第三發光部(101，102，103)，並包括連接電極(92a，92b)及電連接部(71，81)。在本例中，第一、第二及第三發光部(101，102，103)以彼此相對的方式排列成一列。連接電極(92a，92b)將彼此相對的發光部電連接。連接電極(92a，92b)的一側末端在第二半導體層(50)與非導電性反射膜(R)之間與第二半導體層(50)電氣性地連通，連接電極(92a，92b)的另一側末端與通過蝕刻第二半導體層(50)及有源層而露出的第一半導體層(30)電氣性地連通。由此，第一、第二及第三發光部(101，102，103)串聯連接，以比一個發光部更高的高電壓驅動。
非導電性反射膜(R)覆蓋第一、第二及第三發光部(101，102，103)及連接電極(92a，92b)。第一電極(80)、第二電極(70)分別與第一發光部(101)、第二發光部(102)對應地形成在非導電性反射膜(R)上。第一電連接部(81)貫穿非導電性反射膜(R)而將第一電極(80)和第一半導體層(30)電連接。為了減少接觸電阻並實現穩定的電連接，將第一歐姆電極(82)介於第一電連接部(81)與第一半導體層(30)之間。優選為，透光性導電膜(60；例如：ITO、Ni/Au)形成在第二半導體層(50)與非導電性反射膜(R)之間。第二電連接部(71)貫穿非導電性反射膜(R)而將第二電極(70)和透光性導電膜(60)電連接。為了減少接觸電阻並實現穩定的電連接，將第二歐姆電極(72)介於第二電連接部(71)與透光性導電膜(60)之間。
在本例中，為了減少由金屬反射膜引起的光的吸收，非導電性反射膜(R)由絕緣性物質形成，優選構成為包括DBR(Distributed Bragg Reflector：分布布拉格反射器)或ODR(Omni-Directional Reflector：全方位反射器)的多層結構。作為多層結構的一例，可使用在圖21至圖23中說明的非導電性反射膜。
分布布拉格反射器(91a)對越接近垂直方向的光，反射率越高，大致反射99％以上。為了使非導電性反射膜(R)良好地發揮功能，多層結構的各個物質層需要準確地形成為特別設計的厚度。非導電性反射膜(R)因下方的結構物(例如：歐姆電極、發光部之間的溝槽等)，在非導電性反射膜(R)存在發生高度差的部分。因這樣的高度差，存在非導電性反射膜(R)的各個物質層難以形成為所設計的厚度的區域，在該區域中反射效率下降。在發光部之間相對地比其他部分反射效率下降。由此，儘量在發光部之間形成較少的金屬層時，有利於減少由光被金屬吸收而造成的損失。在本例中，在發光部之間不具有連接電極之外的金屬層，因此有利於減少由光被金屬吸收而造成的損失。
第一電極(80)及第二電極(70)作為用於與外部電極電連接的電極，與外部電極共晶接合或焊接或導線接合。外部電極可以是形成於次黏著基臺的導通部、封裝體的引線框架、形成於PCB的電子圖案等，只要是與半導體發光元件獨立地形成的導線，對其形態不作特別的限定。第一電極(80)及第二電極(70)以具備某程度的面積的方式形成而構成散熱通路。
圖81是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，在第三發光部(103)與第四發光部(104)之間還包括第五發光部(105)。在第一發光部、第二發光部具備第一電極及第二電極，在第三發光部至第五發光部的非導電性反射膜(R)上未形成電極或導電性焊盤這樣的金屬層。在本例中，相對於整個發光部的非導電性反射膜的面積的第一電極及第二電極的比率為0.4以下。
圖82是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，多個發光部以3*3形態通過連接電極而串聯連接。第一電極(80)形成在串聯連接的一側末端的第一發光部的非導電性反射膜(R)上，第二電極(70)形成在串聯連接的另一側末端的第二發光部的非導電性反射膜(R)上。輔助焊盤(75，85)分別形成在與第一發光部相對的發光部及與第二發光部相對的發光部，通過導電部(94a，94b)而分別與第一電極(80)及第二電極(70)連接。追加的輔助焊盤(77)形成在中間的發光部，並以在電氣性上保持中性的方式形成。在其餘的發光部的非導電性反射膜(R)上未形成金屬層，因此能夠減少由光被金屬層吸收而造成的損失。
這樣，可考慮形成將如下的優點全部具備或僅具備一部分的特徵的組合的形態的發光元件：通過由導電部(94a)而將電極和輔助焊盤彼此連接來實現的上述的優點、通過具備在電氣性上中立的輔助焊盤而實現的優點、在非導電性反射膜(R)上未形成金屬層而實現的優點。
圖83是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，圖84是用於說明沿著圖83的C-C線而截取的截面的一例的圖。在本例中，第一、第二、第三及第四發光部通過上部連接電極(94b)及下部連接電極(94a)而並聯連接。在第一發光部具備第一電極(80)，通過第一電連接部(81)而與第一半導體層電氣性地連通。第二電極(70)形成在第二發光部的非導電性反射膜上，通過第二電連接部(71)而與第二半導體層電氣性地連通。在第三發光部及第四發光部的非導電性反射膜上未形成金屬層。上部連接電極(94b)被非導電性反射膜(R)覆蓋，並將相鄰的發光部的第二半導體層(50)彼此電連接。下部連接電極(94a)被非導電性反射膜(R)覆蓋，並將相鄰的發光部的第一半導體層(30)彼此電連接。
圖85是用於說明本發明的發光元件的使用例的圖，發光元件安裝在圖示於圖85的上側的PCB(201)這樣的次黏著基臺或圖示於下側的板。PCB或板具備用於電源供給的外部電極或導電體(203，205)，在板上通過絕緣體(201)而固定導電體(203，205)，在整體上具備平坦(flat)的形狀。
當將第一電極(70)及第二電極(80)分別接合到用於供給電源的外部電極(203，205)，使在非導電性反射膜上未形成金屬層的發光部對應到外部電極之間時，能夠顯著地防止電短路的可能性，因此提高安裝或接合工序的可靠性。
圖86是用於說明本發明的半導體發光元件的一例的圖，圖87是用於說明沿著圖86的A-A線而截取的切割面的一例的圖。半導體發光元件包括具備在襯底上彼此離開地形成的第一發光部(101)及第二發光部(102)的多個發光部、將多個發光部電連接的至少一個連接電極(92)、非導電性反射膜(R)、第一電連接部(81)及第二電連接部(71)。各個發光部包括多個發光部，該多個發光部包括具備第一導電性的第一半導體層(30)、具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層(50)及介於第一半導體層(30)與第二半導體層(50)之間並通過電子和空穴的複合而生成光的有源層(40)。
各個連接電極(92)包括第一延伸部(92a)、第二延伸部(92b)及連接部(92c)。在連接第一發光部(101)及第二發光部(102)的連接電極(92)的情況下，第一延伸部(92a)在第一發光部(101)的邊緣側沿著第一發光部(101)的邊緣而延伸，第二延伸部(92b)在第二發光部(102)的邊緣側沿著第二發光部(102)的邊緣而延伸，連接部(92c)將第一延伸部(92a)和第二延伸部(92b)連接。
非導電性反射膜(R)以覆蓋多個發光部及至少一個連接電極(92)的方式形成，反射來自有源層(40)的光。在本例中，多個發光部包括第一至第七發光部(101，102，103，104，105，106，107)。
第一電連接部(81)貫穿非導電性反射膜(R)而與第一半導體層(30)電氣性地連通，第二電連接部(71)貫穿非導電性反射膜(R)而與第二半導體層(50)電氣性地連通。第一電連接部(81)在多個發光部中的形成有第一延伸部(92a)的發光部(在本例中，第一發光部(101))上形成於第一延伸部(92a)的相對側的邊緣側。第二電連接部(71)在多個發光部中的形成有第二延伸部(92b)的發光部(在本例中，第七發光部(107))上形成於第二延伸部(92b)的相對側的邊緣側。
根據本例的半導體發光元件，連接電極(92)形成在各個發光部的邊緣側，在第二至第六發光部(102，103，104，105，106)中，與某一連接電極(92)的第一延伸部(92a)不同的連接電極(92)的第二延伸部(92b)彼此相對地沿著邊緣延伸，電連接部(81，71)也設置在延伸部(92a，92b)的相對側的邊緣側。由此，在多個發光部電連接而驅動的元件中各個發光部的面積受限或較小的情況下，構成確保發光面積並有利於實現電流供給及/或發光的均勻性的結構。關於在圖86及圖87中未說明的符號，將參照圖88至圖90而進行進一步的說明。
下面，以III族氮化物半導體發光元件為例進行說明。
圖88至圖90是用於說明本發明的半導體發光元件的製造方法的一例的圖，首先，如圖87及圖88所示，在襯底(10)上形成多個半導體層(30，40，50)，通過臺面蝕刻等方法而分離(isolation)成各個發光部。在本例中，半導體發光元件包括第一至第七發光部(101，102，103，104，105，106，107)。當然，可變更發光部的數量，也可具備2個發光部。
各個發光部包括形成在襯底(10)上的多個半導體層(30，40，50)。作為襯底(10)及多個半導體層(30，40，50)，可使用圖18所說明的例子。
在各個發光部中，去除(例如：臺面蝕刻)周邊的多個半導體層(30，40，50)而形成溝槽(trench)，由此各個發光部本身彼此電氣性地分離(isolation)或絕緣。在本例中，在從上方觀察時，各個發光部大致具備四邊形，邊緣彼此相對地形成。在本例中，連接彼此相對的邊緣(長邊緣)的另一邊緣(短邊緣)比彼此相對的邊緣長度短。在本例中，與後述的連接電極(92)對應地在短的邊緣側蝕刻第二半導體層(50)及有源層(40)而露出第一半導體層(30)。
接著，如圖86及圖89所示，在多個發光部之間形成絕緣層(35)。在本例中，絕緣層(35)形成在後述的連接電極(92)的連接部(92c)的下方，沿著多個半導體層(30，40，50)的側表面而形成至第二半導體層(50)與第一延伸部(92a)之間為止。絕緣層(35)作為具備透光性的鈍化(passivation)層，由SiO2、TiO2、Al2O3這樣的物質構成，優選為在整個彼此相對的多個發光部之間形成。在多個發光部之間的間隙狹窄的情況下，將多個發光部串聯連接而以高電壓進行動作的半導體發光元件中，從電絕緣的側面來講，如本例這樣在形成絕緣層(35)時具有諸多優點。另外，優選為，絕緣層(35)形成至多個發光部的外緣的露出的襯底(10)為止，由此進一步提高電絕緣的可靠性，在形成後述的非導電性反射膜(R)時，有利於將段差或高度差減緩或均勻化。
後述的分支電極(75)、第二歐姆電極(72)、連接電極(92)的第一延伸部(92a)形成在第二半導體層(50)上，優選形成有防止將光反射到它們的下方或防止電流流向正下方的光吸收防止膜。在本例中，絕緣層(35)如上述延伸，由此還能執行光吸收防止膜的功能。
接著，如圖86及圖90所示，在形成絕緣層(35)之後，優選為在第二半導體層(50)上形成透光性導電膜(60)。在p型GaN的情況下，電流擴散能力下降，在由GaN構成p型半導體層(50)的情況下，大部分需要得到透光性導電膜(60)的幫助。例如，ITO、Ni/Au這樣的物質可用作透光性導電膜(60)。
接著，在透光性導電膜(60)上形成有連接電極(92)及歐姆電極(82，72)、分支電極(75)。多個連接電極(92)的形成方式相同，因此當以連接第一發光部(101)和第二發光部(102)的連接電極(92)為中心進行說明時，連接電極(92)在第一發光部(101)與第二發光部(102)之間的絕緣層(35)上橫穿，將第一發光部(101)和第二發光部(102)電連接。在本例中，連接電極(92)包括第一延伸部(92a)、第二延伸部(92b)及連接部(92c)，非導電性反射膜(R)覆蓋第一發光部(101)、第二發光部(102)、連接電極(92)及絕緣層(35)。第一延伸部(92a)在第一發光部(101)的透光性導電膜(60)與非導電性反射膜(R)之間沿著第一發光部(101)的短邊緣而延伸。第二延伸部(92b)在蝕刻第二發光部(102)的短邊緣側而露出的第一半導體層(30)上沿著第二發光部(102)的邊緣而延伸。連接部(92c)在第一發光部(101)與第二發光部(102)之間的絕緣層(35)上延伸，並在形成於第一發光部(101)及第二發光部(102)的側表面的絕緣層(35)上延伸而與第一延伸部(92a)及第二延伸部(92b)連接。
另外，將第二發光部(102)和第三發光部(103)連接的連接電極(92；第二連接電極)在連接電極(92；第一連接電極)的相對側具備第一發光部(101)和第二發光部(102)。在第二發光部(102)中，第一連接電極(92)的第二延伸部(92b)和第二連接電極(92)的第一延伸部(92a)設置在彼此相對側的邊緣側。其餘的連接電極(92)也以彼此相對的方式形成。由此，在從上方觀察時，第一延伸部(92a)及第二延伸部(92b)以抑制向第一發光部(101)及第二發光部(102)的中間附近延伸的方式形成。另外，從電流供給的側面來講，這樣彼此相對地延伸的延伸部(92a，92b)有利於向整個發光面均勻地供給電流。
多個半導體層(30，40，50)構成發光區域，因此優選降低多個半導體層(30，40，50)的減少，特別地，從減少光吸收的側面來講，不優選進行向發光面積的中心延伸或橫穿的金屬分支，並且為了減少蝕刻多個半導體層(30，40，50)的面積也不優選。在本例中，連接電極(92)及電連接部(81，71)從各個發光部的邊緣側沿著邊緣而形成，從而具備減少多個半導體層(30，40，50)的蝕刻面積並減少由光被金屬吸收而造成的損失的結構。特別地，在本例中，連接電極(92)形成在短邊緣側，由此更有利於減少多個半導體層(30，40，50)的蝕刻面積。
之後，如圖86及圖87所示，以覆蓋多個發光部、連接電極(92)及絕緣層(35)的方式形成非導電性反射膜(R)。非導電性反射膜(R)將來自有源層(40)的光反射到襯底(10)側。在本例中，為了減少由金屬反射膜引起的光的吸收，非導電性反射膜(R)由絕緣性物質形成，雖然可由單層形成，但優選構成為包括DBR(Distributed Bragg Reflector)或ODR(Omni-Directional Reflector)的多層結構。例如，如圖87所示，非導電性反射膜(R)包括依次層疊的電介質膜(91b)、DBR(91a)及包覆膜(91c)。
因絕緣性反射層(R)下方的結構物，例如因由多個發光部之間與周邊的高度差、連接電極(92)、分支電極(75)、歐姆電極(82，72)等引起的凹凸結構等，在形成非導電性反射膜(R)時需要更加注意。例如，在非導電性反射膜(R)為具備分布布拉格反射器(DBR)的多層結構的情況下，為了使非導電性反射膜(R)發揮良好的功能，各個物質層需要準確地形成為特別設計的厚度。例如，分布布拉格反射器由SiO2/TiO2、SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反覆層疊而構成，對於藍光，SiO2/TiO2的反射效率較好，對於UV光，SiO2/Ta2O2或SiO2/HfO的反射效率較好。分布布拉格反射器(91a)優選通過物理蒸鍍法(PVD；Physical Vapor Deposition)而形成，尤其優選通過電子束蒸鍍法(E-Beam Evaporation)或濺射法(Sputtering)或熱蒸鍍法(Thermal Evaporation)而形成。在蒸鍍要求精密性的分布布拉格反射器(91a)之前，通過形成一定厚度的電介質膜(91b)，從而能夠穩定地製造分布布拉格反射器(91a)，對光的反射也提供幫助。作為電介質膜(91b)的材質，適合為SiO2，作為其厚度的一例，可以是0.2um～1.0um。包覆膜(91c)可由Al2O3、SiO2、SiON、MgF、CaF等構成。作為非導電性反射膜(R)的一例，整體厚度可以是1～8um。
但是，非導電性反射膜(R)並不是將所入射的光全部反射，而是會透過一部分。特別地，如圖87所示，在多個發光部之間和外緣具有非導電性反射膜(R)的各個物質層難以形成為所設計的厚度的區域，在該區域中反射效率下降，光被透過。在本例中，連接電極(92)的延伸部(92a，92b)和分支電極(75)形成在各個發光部的外緣側邊緣，因此在外緣側邊緣(在本例中，所述短邊緣)側，由延伸部(92a，92b)能夠反射朝向非導電性反射膜(R)的反射效率下降的區域的一部分的光，由此能夠減少光的洩漏量，有利於提高亮度。另外，上述的絕緣層(35)能夠減緩所述高度差。
接著，在非導電性反射膜(R)形成開口，在開口形成電連接部(81，71)，在非導電性反射膜(R)上形成第一上部電極(80)及第二上部電極(70)。電連接部(81，71)和上部電極(80，70)可在同一工序中一起形成。在第二發光部(102)及第三發光部(103)的非導電性反射膜(R)上形成輔助焊盤(80a，80b)，輔助焊盤(80a，80b)與第一上部電極(80)連接(參照圖87的94a)。在第五發光部(105)及第六發光部(106)的非導電性反射膜(R)上形成輔助焊盤(70a，70b)，輔助焊盤(70a，70b)與第二上部電極(70)連接(參照圖87的94b)。輔助焊盤(80a，80b，70a，70b)具備擴大第一上部電極(80)及第二上部電極(70)的電接合的面積的功能和增加散熱面積的優點。
在本例中，半導體發光元件作為上部電極(80，70)以非導電性反射膜(R)為基準而設置於多個半導體層(30，40，50)的相反側的倒裝晶片(flip chip)，多個發光部具備串聯連接的結構。第一上部電極(80)形成在第一發光部(101)的非導電性反射膜(R)上而與第一電連接部(81)連接。第二上部電極(70)形成在第七發光部的非導電性反射膜(R)上而與第二電連接部(71)連接。第一電連接部(81)貫穿非導電性反射膜(R)而將第一上部電極(80)和第一歐姆電極(82)連接。第二電連接部(71)貫穿非導電性反射膜(R)而將第二上部電極(70)和第二歐姆電極(72)連接。歐姆電極(82，72)可被省略，但為了減少接觸電阻並實現電連接的穩定性，優選具備歐姆電極(82，72)。
第一電連接部(81)在第一發光部(101)形成在第一延伸部(92a)的相對側的邊緣側，第二電連接部(71)在第七發光部(107)形成在第二延伸部(92b)的相對側的邊緣側。這樣，電連接部(81，71)形成在與形成於邊緣側的延伸部(92a，92b)相對且對延伸部(92a，92b)對稱的位置，實現電流供給的均勻性。
圖91是用於說明本發明的半導體發光元件的另一例的圖，半導體發光元件包括第一至第五發光部(101，102，103，104，105)。在連接第一發光部(101)及第二發光部(102)的連接電極(92)，第一延伸部(92a)及第二延伸部(92b)分別在第一發光部(101)及第二發光部(102)的彼此相對的邊緣側延伸，其餘的連接電極也以相同的方式形成在其他多個發光部。由此，第一延伸部(92a)及第二延伸部(92b)以抑制向第一發光部(101)及第二發光部(102)的中間附近延伸的方式形成。另外，能夠反射在多個發光部之間向因與周邊的高度差而導致非導電性反射膜(R)的反射效率下降的區域洩漏的光的一部分，其結果也有利於提高亮度。
在第一半導體層(30)為n-GaN，第二半導體層(50)為p-GaN的情況下，與第二半導體層(50)相比，第一半導體層(30)的電流擴散更好，因此也可以如本例，使第一電連接部(81)的數量比第二電連接部(71)的數量少。
在本例中，半導體發光元件包括第一分支電極(85)及第二分支電極(75)。第一分支電極(85)在第一發光部(101)的通過蝕刻而露出的第一半導體層(30)上沿著與連接電極(92)的第一延伸部(92a)相對的邊緣而延伸，並與第一電連接部(81)連接。第二分支電極(75)在第五發光部(105)的透光性導電膜(60)與非導電性反射膜(R)之間沿著與連接電極(92)的第二延伸部(92b)相對的邊緣而延伸，並與第二電連接部(71)連接。由此，在多個發光部串聯連接而以高電壓驅動的元件中各個發光部的面積小的情況下，有利於電流供給及/或實現發光的均勻性。
圖92是用於說明本發明的半導體發光元件的又一例的圖，是在圖91所示的例子中省略了分支電極的結構。在各個發光部的面積不大的情況下，如果即便省略分支電極也不會對電流供給的均勻性或電流擴散產生太大的影響，則最好省略分支電極而減少由金屬引起的光的吸收，也減小多個半導體層的蝕刻面積。
下面，對本發明的各種實施方式進行說明。
(1)一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：板，其具備電源端子和與電源端子絕緣的散熱部；及半導體發光晶片，其安裝在板，半導體發光晶片包括：多個半導體層，它們包括具備第一導電性的第一半導體層、具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層及介於第一半導體層與第二半導體層之間，通過電子和空穴的複合而生成光的有源層；第一電極部，其與第一半導體層電氣性地連通，供給電子和空穴中的一個；第二電極部，其與第二半導體層電氣性地連通，供給電子和空穴中的另一個；及散熱焊盤，其從第一電極部及第二電極部離開而形成在多個半導體層上，第一電極部及第二電極部中的至少一個與電源端子電連接，散熱焊盤固定於散熱部側。
(2)半導體發光元件的特徵在於，板包括：多個電源端子；散熱部，其介於多個電源端子之間；及絕緣部，其介於各個電源端子與各個散熱部之間，用於固定各個電源端子和各個散熱部。
(3)半導體發光元件的特徵在於，多個半導體發光晶片安裝於板。
(4)半導體發光元件的特徵在於，半導體發光晶片以使第一電極部及第二電極部比多個半導體層更靠近下部的方式配置在板的上方。
(5)半導體發光元件的特徵在於，在多個半導體發光晶片中，第一電極部及第二電極部接合到各個電源端子，散熱焊盤在第一電極部與第二電極部之間接合到各個散熱部。
(6)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：密封材料，其覆蓋多個半導體發光晶片；及螢光物質，其分散在密封材料中。
(7)半導體發光元件的特徵在於，多個半導體發光晶片在板上以橫向及縱向方向安裝有多個。
(8)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括非導電性反射膜，該非導電性反射膜以將在有源層生成的光反射到第一半導體層側的方式形成在多個半導體層上，並形成有開口，第一電極部及第二電極部分別包括：下部電極，其與多個半導體層電連接，通過開口而露出至少一部分；連接電極，其通過開口而與下部電極接觸；及上部電極，其以與連接電極連接的方式在非導電性反射膜上彼此離開而形成，散熱焊盤形成於第一電極部的上部電極與第二電極部的上部電極之間的非導電性反射膜。
(9)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：壩體(dam)，其形成在半導體發光晶片的周圍；及密封材料，其填充壩體。
(10)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括電路基板，在該電路基板上設有板，向電源端子供給電流。
(11)一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：多個半導體層，它們包括在生長襯底上依次形成的具備第一導電性的第一半導體層、具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層及介於第一半導體層與第二半導體層之間，通過電子和空穴的複合而生成光的有源層；非導電性反射膜，其以將在有源層生成的光反射到生長襯底側的方式形成在多個半導體層上；第一電極，其形成在非導電性反射膜上，與第一半導體層電氣性地連通，供給電子和空穴中的一個；及第二電極，其在非導電性反射膜上與第一電極相對地形成，與第二半導體層電氣性地連通，供給電子和空穴中的另一個，第一電極與第二電極之間的間隔為80μm以上，在俯視圖(top view)上觀察時，將第一電極及第二電極相加的面積相對於半導體發光元件的俯視面積的比率為0.7以下。
(12)半導體發光元件的特徵在於，第一電極及第二電極中的至少一個包括在非導電性反射膜上彼此離開的多個子電極。
(13)半導體發光元件的特徵在於，第一電極與第二電極之間的間隔為400μm以下。
(14)半導體發光元件的特徵在於，非導電性反射膜包括分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)。
(15)半導體發光元件的特徵在於，第一電極及第二電極分別包括：反射層，其與非導電性反射膜相接；擴散防止層，其形成在反射層上；及接合層，其形成在擴散防止層上。
(16)半導體發光元件的特徵在於，在將晶片狀態的多個半導體發光元件分離成單獨的各個半導體發光元件時，生長襯底的側表面、多個半導體層的側表面及與多個半導體層的邊緣對應的第一電極及第二電極的側表面構成切割面。
(17)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第一電連接部，其貫穿非導電性反射膜而將第一電極和第一半導體層電連接；及第二電連接部，其貫穿非導電性反射膜而將第二電極和第二半導體層電連接，第一電極包括在非導電性反射膜上彼此離開的多個第一子電極，第二電極包括在非導電性反射膜上彼此離開的多個第二子電極，在各個第一子電極連接有第一電連接部，在各個第二子電極連接有第二電連接部。
(18)半導體發光元件的特徵在於，多個子電極包括：凸臺狀(island type)子電極；及長幅延伸的延伸式(extending type)子電極。
(19)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第一下部電極，其形成於通過臺面蝕刻而露出的第一半導體層，並與第一電連接部連接；及第二下部電極，其在多個半導體層與非導電性反射膜之間與第二電連接部連接。
(20)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：絕緣膜，其形成在非導電性反射膜與第一電極及第二電極之間；第一連接電極及第二連接電極，它們形成在非導電性反射膜與絕緣膜之間；第一下部電連接部，其貫穿非導電性反射膜而將第一連接電極和第一半導體層電連接；第一下部電連接部，其貫穿非導電性反射膜而將第二連接電極和第二半導體層電連接；第一上部電連接部，其貫穿絕緣膜而與第一連接電極連接；及第二上部電連接部，其貫穿絕緣膜而與第二連接電極連接。
(21)一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：第一發光部及第二發光部，它們彼此相對，各個發光部包括多個半導體層，該多個半導體層依次層疊具備第一導電性的第一半導體層、通過電子和空穴的複合而生成光的有源層及具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層而形成；連接電極，其將第一發光部的第二半導體層和第二發光部的第一半導體層電連接；非導電性反射膜，其以覆蓋多個半導體層及連接電極的方式形成，反射在有源層生成的光；及導電部(a conductive portion)，其以與連接電極重疊的方式在第一發光部與第二發光部之間的非導電性反射膜上延伸。
(22)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第一電極，其以與第一半導體層電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的一個；及第二電極，其以與第二半導體層電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的另一個，非導電性反射膜具備絕緣性，第一電極及第二電極中的至少一個是以非導電性反射膜為基準而設於多個半導體層的相反側，通過貫穿非導電性反射膜的電連接部(an electrical connecting portion)而與多個半導體層電氣性地連通的倒裝晶片(flip chip)。
(23)半導體發光元件的特徵在於，導電部在第一發光部與第二發光部之間具備比連接電極更小或相同的寬度。
(24)半導體發光元件的特徵在於，連接電極的一側末端在第二半導體層與非導電性反射膜之間與第二半導體層電氣性地連通，連接電極的另一側末端與通過蝕刻第二半導體層及有源層而露出的第一半導體層電氣性地連通。
(25)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括輔助焊盤，該輔助焊盤形成在覆蓋第二發光部的非導電性反射膜上，第一電極形成在第一發光部，導電部將第一電極和輔助焊盤連接。
(26)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括輔助焊盤，該輔助焊盤形成在覆蓋第一發光部的非導電性反射膜上，第二電極形成在第二發光部，導電部將第二電極和輔助焊盤連接。
(27)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第三發光部及第四發光部；追加的連接電極，其將第三發光部的第二半導體層和第四發光部的第一半導體層電連接；追加的輔助焊盤，其形成在覆蓋第三發光部的非導電性反射膜上；及追加的導電部，其在覆蓋第三發光部和第四發光部之間的追加的連接電極的非導電性反射膜上延伸，第二電極形成在第四發光部，追加的導電部將第二電極和追加的輔助焊盤連接。
(28)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括第五發光部，在覆蓋第五發光部的非導電性反射膜上未形成金屬層。
(29)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第五發光部；及輔助焊盤，其形成在覆蓋第五發光部的非導電性反射膜上，並在電氣性上構成中性。
(30)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：輔助焊盤，其形成在第一發光部的非導電性反射膜上；及追加的輔助焊盤，其形成在第二發光部的非導電性反射膜上，導電部將輔助焊盤和追加的輔助焊盤連接，第一電極與輔助焊盤離開而形成在第一發光部，第二電極與追加的輔助焊盤離開而形成在第二發光部。
(31)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：多個第一電連接部，它們貫穿第一發光部的非導電性反射膜，將第一半導體層和第一電極電氣性地連通；及多個第二電連接部，它們貫穿第四發光部的非導電性反射膜，將第二半導體層和第二電極電氣性地連通，連接電極及追加的連接電極的一側末端分別在第二半導體層上延伸，並分成多個分支。
(32)半導體發光元件的特徵在於，在從上方觀察時，各個發光部形成為具備長邊及短邊的四邊形，第一至第四發光部以長邊彼此相對的方式排列，多個第一電連接部及多個第二電連接部在長邊方向上排列，連接電極的另一側末端在通過蝕刻而露出的第一半導體層上向長邊方向延伸。
(33)半導體發光元件的特徵在於，非導電性反射膜具備絕緣性，包括分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)及ODR(Omni-Directional Reflector，全方位反射器)中的一個。
(34)一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：第一發光部、第二發光部及第三發光部，各個發光部包括多個半導體層，所述多個半導體層依次層疊具備第一導電性的第一半導體層、通過電子和空穴的複合而生成光的有源層及具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層而構成；非導電性反射膜，其以覆蓋多個半導體層的方式形成，反射在有源層生成的光；第一電極，其以與第一發光部的第一半導體層電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的一個；第二電極，其以與第二發光部的第二半導體層電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的另一個；及輔助焊盤，其形成在覆蓋第三發光部的非導電性反射膜上。
(35)半導體發光元件的特徵在於，非導電性反射膜具備絕緣性，第一電極及第二電極中的至少一個是以非導電性反射膜為基準而設於多個半導體層的相反側，通過貫穿非導電性反射膜的電連接部(an electrical connecting portion)而與多個半導體層電氣性地連通的倒裝晶片(flip chip)。
(36)半導體發光元件的特徵在於，輔助焊盤從第一電極及第二電極離開。
(37)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第四發光部；追加的輔助焊盤，其形成在覆蓋第四發光部的非導電性反射膜上；及導電部，其在非導電性反射膜上延伸，將輔助焊盤和追加的輔助焊盤連接。
(38)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第四發光部；追加的輔助焊盤，其形成在覆蓋第四發光部的非導電性反射膜上；導電部，其在非導電性反射膜上延伸，將輔助焊盤和第一電極連接；及追加的導電部，其在非導電性反射膜上延伸，將追加的輔助焊盤和第二電極連接。
(39)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括第四發光部，在覆蓋第四發光部的非導電性反射膜上未形成金屬層。
(40)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括連接電極，該連接電極將第一至第四發光部中彼此相對的發光部電連接，連接電極的一側末端在第二半導體層與非導電性反射膜之間與第二半導體層電氣性地連通，連接電極的另一側末端與通過蝕刻第二半導體層及活性層而露出的第一半導體層電氣性地連通，導電部及追加的導電部具備比連接電極更小或相同的寬度，並與連接電極重疊。
(41)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第五發光部；及形成在覆蓋第五發光部的非導電性反射膜上的輔助焊盤、追加的輔助焊盤、與第一電極及第二電極離開的中性的(neutral)輔助焊盤。
(42)半導體發光元件的特徵在於，連接電極的一側末端在第二半導體層與非導電性反射膜之間與第二半導體層電氣性地連通，連接電極的另一側末端與通過蝕刻第二半導體層及有源層而露出的第一半導體層電氣性地連通。
(43)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括第六發光部，在覆蓋第六發光部的非導電性反射膜上未形成金屬層。
(44)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第一電連接部，其貫穿非導電性反射膜而與第一半導體層電氣性地連通；第二電連接部，其貫穿非導電性反射膜而與第二半導體層電氣性地連通；連接電極，其在非導電性反射膜上延伸，並將第一發光部的第二電連接部和第三發光部的第一電連接部連接；及追加的連接電極，其在半導體層上延伸，並將第三發光部的第二電連接部和第二發光部的第一電連接部連接，輔助焊盤與連接電極及追加的連接電極離開。
(45)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括電連接部，該電連接部連通連接電極，所述連接電極將第一發光部、第二發光部及第三發光部中的相鄰的發光部電連接，將相鄰的發光部的具備相同的導電性的半導體層彼此連通。
(46)一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：第一發光部及第二發光部，各個發光部包括多個半導體層，所述多個半導體層依次層疊具備第一導電性的第一半導體層、通過電子和空穴的複合而生成光的有源層及具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層而形成；非導電性反射膜，其以覆蓋多個半導體層及第一發光部和第二發光部之間的方式形成，反射在有源層生成的光；電連接部(an electrical connecting portion)，其貫穿非導電性反射膜，與多個半導體層電氣性地連通；及連接電極，其在非導電性反射膜上延伸，將第一發光部的電連接部和第二發光部的電連接部連接。
(47)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第一電極，其以與第一半導體層電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的一個；及第二電極，其以與第二半導體層電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的另一個，非導電性反射膜具備絕緣性，第一電極及第二電極中的至少一個是以非導電性反射膜為基準而設於多個半導體層的相反側的倒裝晶片(flip chip)。
(48)半導體發光元件的特徵在於，連接電極將與第一發光部的第二半導體層電氣性地連通的電連接部和與第二發光部的第一半導體層電氣性地連通的電連接部連接。
(49)半導體發光元件的特徵在於，通過連接電極而連接的第一發光部的電連接部及第二發光部的電連接部與具備相同的導電性的半導體層連通。
(50)半導體發光元件的特徵在於，第一發光部與第二發光部之間的連接電極的寬度比在第一發光部及第二發光部上的連接電極的寬度更窄。
(51)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第一電極，其設置在第一發光部的非導電性反射膜上，與和第一發光部的第一半導體層連通的電連接部電氣性地連通；及第二電極，其設置在第二發光部的非導電性反射膜上，與和第二發光部的第二半導體層連通的電連接部電氣性地連通。
(52)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：輔助焊盤，其設置在第二發光部的非導電性反射膜上，通過非導電性反射膜而從多個半導體層絕緣；第三發光部；第一電極，其設置在第一發光部的非導電性反射膜上，與和第一發光部的第一半導體層連通的電連接部電氣性地連通；及第二電極，其設置在第三發光部的非導電性反射膜上，與和第三發光部的第二半導體層連通的電連接部電氣性地連通。
(53)半導體發光元件的特徵在於，連接電極在第一發光部的非導電性反射膜上分成多個分支，各個分支連接到與第二半導體層電氣性地連通的電連接部。
(54)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：絕緣層，其覆蓋非導電性反射膜及連接電極；第一電極及第二電極，它們以離開的方式設置在絕緣層上；第一導通部，其貫穿絕緣層，將第一電極和與第一半導體層電氣性地連通的電連接部連接；及第二導通部，其貫穿絕緣層，將第二電極和與第二半導體層電氣性地連通的電連接部連接。
(55)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括第三發光部，該第三發光部通過第二導通部而與第二電極電氣性地連通，第一發光部通過第一導通部而與第一電極電氣性地連通，與第一半導體層連通的電連接部和與第二半導體層連通的電連接部設於在各個發光部中相對的拐角部，與第一發光部的第二半導體層連通的電連接部和與第二發光部的第一半導體層連通的電連接部設於相鄰的拐角部，通過連接電極而連接。
(56)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第三發光部；第一連接電極，其與和第一、第二及第三發光部的第一半導體層連通的電連接部連接；第二連接電極，其與和第一、第二及第三發光部的第二半導體層連通的電連接部連接；第一電極，其設置在第一發光部的非導電性反射膜上，與第一連接電極連接；及第二電極，其設置在第三發光部的非導電性反射膜上，與第二連接電極連接。
(57)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括導電部，該導電部以隔著非導電性反射膜而與第一連接電極重疊的方式形成，並將相鄰的發光部的第二半導體層彼此電連接。
(58)半導體發光元件的特徵在於，非導電性反射膜具備絕緣性，包括分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)及ODR(Omni-Directional Reflector)中的一個。
(59)一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：第一發光部、第二發光部及第三發光部，各個發光部包括多個半導體層，所述多個半導體層依次層疊具備第一導電性的第一半導體層、通過電子和空穴的複合而生成光的有源層及具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層而形成；連接電極，其將第一發光部、第二發光部及第三發光部中的相鄰的發光部電連接；及非導電性反射膜，其以覆蓋多個半導體層及連接電極的方式形成，反射在有源層生成的光，在覆蓋第三發光部的非導電性反射膜上未形成金屬層。
(60)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第一電極，其以與第一半導體層電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的一個；及第二電極，其以與第二半導體層電氣性地連通的方式形成，供給電子和空穴中的另一個，非導電性反射膜具備絕緣性，第一電極及第二電極中的至少一個是以非導電性反射膜為基準而設於多個半導體層的相反側的倒裝晶片(flip chip)。
(61)半導體發光元件的特徵在於，非導電性反射膜包括分布布拉格反射器(Distributed Bragg Reflector)及ODR(Omni-Directional Reflector，全方位反射器)中的一個。
(62)半導體發光元件的特徵在於，連接電極將彼此相對的發光部的第一半導體層和第二半導體層電連接。
(63)半導體發光元件的特徵在於，連接電極將彼此相對的發光部的具備相同的導電性的半導體層電連接。
(64)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第一電連接部，其貫穿非導電性反射膜，將第一半導體層與形成在第一發光部的非導電性反射膜上的第一電極電氣性地連通；及第二電連接部，其貫穿非導電性反射膜，將第二半導體層與形成在第二發光部的非導電性反射膜上的第二電極電氣性地連通。
(65)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括：第四發光部；及輔助焊盤，其設置在第四發光部的非導電性反射膜上。
(66)半導體發光元件的特徵在於，連接電極的一側末端設於第二半導體層與非導電性反射膜之間，連接電極的另一側末端與通過蝕刻第二半導體層及有源層而露出的第一半導體層電氣性地連通。
(67)半導體發光元件的特徵在於，連接電極包括：下部連接電極，其將相鄰的發光部的第一半導體層電連接；及上部連接電極，其將相鄰的發光部的第二半導體層電連接。
(68)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括至少一個追加的發光部，該發光部在非導電性反射膜上未形成金屬層，第一電極及第二電極的面積的合是第一至第三發光部和至少一個追加的發光部的非導電性反射膜的面積之合的0.5倍以下。
(69)一種半導體發光元件，其特徵在於，其包括：多個發光部，它們包括在襯底上以彼此離開的方式形成的第一發光部及第二發光部，各個發光部包括具備第一導電性的第一半導體層、具備與第一導電性不同的第二導電性的第二半導體層及介於第一半導體層與第二半導體層之間，通過電子和空穴的複合而生成光的有源層；至少一個連接電極，其將多個發光部電連接，各個連接電極包括在第一發光部的邊緣側沿著第一發光部的邊緣而延伸的第一延伸部、在第二發光部的邊緣側沿著第二發光部的邊緣而延伸的第二延伸部、將第一延伸部和第二延伸部連接的連接部；非導電性反射膜，其以覆蓋多個發光部及至少一個連接電極的方式形成，反射來自有源層的光；第一電連接部，其貫穿非導電性反射膜而與第一半導體層電氣性地連通，該第一電連接部在多個發光部中的形成有第一延伸部的發光部上設於第一延伸部的相對側的邊緣側；及第二電連接部，其貫穿非導電性反射膜而與第二半導體層電氣性地連通，該第二電連接部在多個發光部中的形成有第二延伸部的發光部上設於第二延伸部的相對側的邊緣側。
(70)半導體發光元件的特徵在於，第一延伸部在第二半導體層與非導電性反射膜之間延伸，第二延伸部在從邊緣蝕刻第二半導體層及有源層而露出的第一半導體層上與第一延伸部並排地延伸。
(71)半導體發光元件的特徵在於，第一延伸部設於與第二發光部相對的第一發光部的邊緣側，第二延伸部設於與第一發光部相對的第二發光部的邊緣側。
(72)半導體發光元件的特徵在於，在第一發光部中第一延伸部設於與第一發光部的和第二發光部相對的邊緣連接的另一邊緣側，在第二發光部中第二延伸部設於與第二發光部的和第一發光部相對的邊緣連接的另一邊緣側。
(73)半導體發光元件的特徵在於，分別具備第一延伸部及第二延伸部的第一發光部及第二發光部的另一邊緣的長度比第一發光部及第二發光部的彼此相對的邊緣更短。
(74)半導體發光元件的特徵在於，第二電連接部的數量多於第一電連接部的數量。
(75)半導體發光元件的特徵在於，多個發光部包括以第二發光部為基準而在第一發光部的相反側依次形成的第三發光部、第四發光部及第五發光部，至少一個連接電極包括：第一連接電極，其將第一發光部和第二發光部電連接；第二連接電極，其將第二發光部和第三發光部電連接；第三連接電極，其將第三發光部和第四發光部電連接；及第四連接電極，其將第四發光部和第五發光部電連接，第一電連接部形成在第一發光部，第二電連接部形成在第五發光部，該半導體發光元件還包括：第一上部電極，其形成在第一發光部的非導電性反射膜上，與第一電連接部連接而供給電子和空穴中的一個；及第二上部電極，其形成在第五發光部的非導電性反射膜上，與第二電連接部連接而供給電子和空穴中的另一個。
(76)半導體發光元件的特徵在於，該半導體發光元件包括第一分支電極及第二分支電極中的至少一個，所述第一分支電極在第一發光部的第一半導體層上延伸並與第一電連接部連接，並且與第一連接電極的第一延伸部相對，所述第二分支電極在第五發光部的第二半導體層與非導電性反射膜之間延伸並與第二電連接部連接，並且與第二連接電極的第二延伸部相對。
(77)半導體發光元件的特徵在於，第一延伸部及第二延伸部靠近具備非導電性反射膜的高度差的部分而形成。
(78)半導體發光元件的特徵在於，非導電性反射膜包括DBR(Distributed Bragg Reflector)及ODR(Omni-Directional Reflector，全方位反射器)中的一個，第一延伸部及第二延伸部將在有源層生成而朝向多個發光部之間的光的一部分反射到襯底側。
根據本發明的一個半導體發光元件及其製造方法，提供一種大大提高了散熱效率的半導體發光元件。
根據本發明的另一個半導體發光元件及其製造方法，提供一種可自由變更數量、橫向及縱向的半導體發光晶片的排列的半導體發光元件。
根據本發明的另一個半導體發光元件及其製造方法，提供一種通過在板上具備電源端子及散熱部而實現散熱器的功能的同時向半導體發光晶片供給電源的半導體發光元件。
根據本發明的又一個半導體發光元件，將電極之間的間隔形成為80um以上，減少電極的面積，從而提高亮度。
根據本發明的又一個半導體發光元件，將對半導體發光元件的俯視面積的電極的面積的比率適度化，由此提高亮度。
根據本發明的又一個半導體發光元件，代替金屬反射膜而使用非導電性反射膜，由此減少由光的吸收而造成的損失，從而提高亮度。
根據本發明的又一個半導體發光元件，通過由均勻地形成於非導電性反射膜的多個開口而實現的連接電極-下部電極結構，使電流容易向多個半導體層擴散，從而防止由電流集中導致的熱化。
根據本發明的又一個半導體發光元件，無需為了電流擴散而在第一半導體層及/或第二半導體層上形成分支電極這樣的長幅延伸的金屬帶或形成少量即可，其結果進一步減少由光被金屬吸收而造成的損失。
根據本發明的又一個半導體發光元件，為了不使連接電極的長度及面積盲目地增加，將凸臺狀連接電極和延伸式連接電極適當地組合，從而減少光的吸收。
根據本發明的又一個半導體發光元件，通過追加的反射膜，對透過非導電性反射膜的光也進行反射，從而提高亮度。
根據本發明的又一個半導體發光元件，在第一連接電極及第二連接電極通過開口而直接與第一半導體層或透光性導電膜接觸的情況下會導致電接觸不夠好，而第一下部電極及第二下部電極提高連接電極與第一半導體層及透光性導電膜之間的電接觸(例如：減少接觸電阻)。
根據本發明的又一個半導體發光元件，防止在非導電性反射膜形成開口時下部電極的上方受到影響而導致電接觸下降。
根據本發明的又一個半導體發光元件，在發光部之間減少光吸收的損失，其結果提高亮度。
根據本發明的又一個半導體發光元件，通過設於非導電性反射膜上的輔助焊盤而提高散熱效率。
根據本發明的又一個半導體發光元件，通過與電極連接的輔助焊盤，在與外部電極接合時容易實現電連接部。
根據本發明的又一個半導體發光元件，使用非導電性反射膜而減少由光被金屬反射膜吸收而造成的損失。
根據本發明的又一個半導體發光元件，減少由光被吸收而造成的損失，提高亮度。
根據本發明的又一個半導體發光元件，可提供包括構成為散熱、支承、抑制光吸收的損失的結構的多功能連接電極的半導體發光元件。
根據本發明的又一個半導體發光元件，在非導電性反射膜上設置的金屬層的比率小，由此提高亮度。
根據本發明的又一個半導體發光元件，提供一種具備如下的電極結構的半導體發光元件：在將多個發光部電連接而驅動的元件中各個發光部的面積受限或較小的情況下，確保發光面積且電流供給及/或發光的均勻性較好。
根據本發明的又一個半導體發光元件，連接電極及電連接部在各個發光部的邊緣側沿著邊緣而形成，從而具備減少多個半導體層的蝕刻面積，並減少由光被金屬吸收而造成的損失的結構。
根據本發明的又一個半導體發光元件，連接電極的延伸部和分支電極形成在各個發光部的邊緣側，因此通過延伸部或分支電極而能夠反射從邊緣側朝向非導電性反射膜的反射效率下降的區域的光的一部分，由此能夠減少光的洩漏量，因此也有利於提高亮度。