[go: up one dir, main page]

JP2005354020A - Semiconductor light emitting device manufacturing method and semiconductor light emitting device - Google Patents

Semiconductor light emitting device manufacturing method and semiconductor light emitting device Download PDF

Info

Publication number
JP2005354020A
JP2005354020A JP2004251468A JP2004251468A JP2005354020A JP 2005354020 A JP2005354020 A JP 2005354020A JP 2004251468 A JP2004251468 A JP 2004251468A JP 2004251468 A JP2004251468 A JP 2004251468A JP 2005354020 A JP2005354020 A JP 2005354020A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light emitting
semiconductor light
layer
periodic structure
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004251468A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Kamiyama
智 上山
Hiroshi Amano
浩 天野
Motoaki Iwatani
素顕 岩谷
Isamu Akasaki
勇 赤▲崎▼
Hidenori Kasugai
秀紀 春日井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meijo University
Original Assignee
Meijo University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Meijo University filed Critical Meijo University
Priority to JP2004251468A priority Critical patent/JP2005354020A/en
Priority to PCT/JP2005/015530 priority patent/WO2006025277A1/en
Priority to EP05781002A priority patent/EP1801892A4/en
Priority to KR1020067021019A priority patent/KR20070046024A/en
Publication of JP2005354020A publication Critical patent/JP2005354020A/en
Priority to US11/710,744 priority patent/US7612381B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

【課題】 光の取り出し効率が極めて高い半導体発光素子製造方法および半導体発光素子の提供を課題とする。
【解決手段】 本発明においては、光の平均光学波長の2倍以下の周期で形成された周期構造A1を半導体発光素子10の光の取り出し面に形成することにより、光の取り出し面における屈折率の差を緩和することができる。従って、光の取り出し面における反射を防止することができ、高い光の取り出し効率を実現することができる。さらに、Au薄膜を加熱することにより微細な周期マスクを形成することができるため、周期構造A1を簡易かつ安価に形成することができる。
【選択図】 図7
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light emitting device manufacturing method and a semiconductor light emitting device with extremely high light extraction efficiency.
In the present invention, a refractive index on a light extraction surface is formed by forming a periodic structure A1 formed on a light extraction surface of a semiconductor light-emitting element 10 with a period equal to or less than twice the average optical wavelength of light. The difference can be eased. Therefore, reflection on the light extraction surface can be prevented, and high light extraction efficiency can be realized. Furthermore, since the fine periodic mask can be formed by heating the Au thin film, the periodic structure A1 can be formed easily and inexpensively.
[Selection] Figure 7

Description

本発明は、半導体発光素子製造方法および半導体発光素子に関し、特に基板上に少なくともn型半導体層とp型半導体層とからなる発光部を積層してなる半導体発光素子製造方法および半導体発光素子に関する。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device manufacturing method and a semiconductor light emitting device, and more particularly, to a semiconductor light emitting device manufacturing method and a semiconductor light emitting device in which a light emitting portion composed of at least an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer is stacked on a substrate.

従来、この種の半導体発光素子として、低温堆積緩衝層(1986年 H. Amano, N. Sawaki, I. Akasaki and Y. Toyoda: Appl. Phys. Lett.,48 (1986) 353)を形成したものが提案されている。また、p型伝導性制御 (1989年 H. Amano, M. Kito, K. Hiramatsu and I. Akasaki: Jpn. J. Appl. Phys. 28 (1989) L2112) やn型伝導性制御(1991年 H. Amano and I. Akasaki: Mat. Res. Soc. Ext, Abst., EA-21 (1991) 165)を適用した半導体発光素子も提案されている。さらに、高効率発光層の作製法 (1991年 N. Yoshimoto, T. Matsuoka, T. Sasaki and A. Katsui, Appl. Phys. Lett., 59(1991)2251)を適用して作成された半導体発光素子も提案されている。   Conventionally, a low-temperature deposition buffer layer (1986 H. Amano, N. Sawaki, I. Akasaki and Y. Toyoda: Appl. Phys. Lett., 48 (1986) 353) was formed as this type of semiconductor light emitting device. Has been proposed. In addition, p-type conductivity control (1989 H. Amano, M. Kito, K. Hiramatsu and I. Akasaki: Jpn. J. Appl. Phys. 28 (1989) L2112) and n-type conductivity control (1991 H Amano and I. Akasaki: Mat. Res. Soc. Ext, Abst., EA-21 (1991) 165) has also been proposed. Furthermore, a semiconductor light emitting device created by applying a method for producing a highly efficient light emitting layer (1991 N. Yoshimoto, T. Matsuoka, T. Sasaki and A. Katsui, Appl. Phys. Lett., 59 (1991) 2251). Devices have also been proposed.

上記の技術を適用した半導体発光素子の一例として3族窒化物半導体発光素子の構成を図13に示す。同図において、3族窒化物半導体発光素子1はサファイア基板2を備えており、同サファイア基板2上に低温堆積緩衝層3が積層されている。そして、低温堆積緩衝層3上にn−GaNクラッド層4とGaInN発光層5とp−AlGaN障壁層6とp−GaNコンタクト層7とが順に積層されている。さらに、最上層のp−GaNコンタクト層7上にp−電極8を積層し、n−GaN層上にn−電極9を積層することにより、3族窒化物半導体発光素子1が形成されている。   FIG. 13 shows a configuration of a group III nitride semiconductor light emitting device as an example of a semiconductor light emitting device to which the above technique is applied. In FIG. 1, a group 3 nitride semiconductor light emitting device 1 includes a sapphire substrate 2, and a low temperature deposition buffer layer 3 is laminated on the sapphire substrate 2. An n-GaN cladding layer 4, a GaInN light emitting layer 5, a p-AlGaN barrier layer 6, and a p-GaN contact layer 7 are sequentially stacked on the low temperature deposition buffer layer 3. Further, the p-electrode 8 is laminated on the uppermost p-GaN contact layer 7 and the n-electrode 9 is laminated on the n-GaN layer, whereby the group 3 nitride semiconductor light emitting device 1 is formed. .

以上のような構造の半導体発光素子に代表される3族窒化物半導体発光素子においては、青色、緑色および白色の発光を高輝度で実現することが可能であった。また、例えばAlGaInPやAlGaAsなど他の種類の半導体発光素子についても、適合した格子定数を有する基板を使用することにより、ほぼ同じような層構造を構成することが可能であり、高い発光効率を実現することが可能である。   In the group III nitride semiconductor light emitting device represented by the semiconductor light emitting device having the above structure, it is possible to realize blue, green and white light emission with high luminance. In addition, for other types of semiconductor light-emitting devices such as AlGaInP and AlGaAs, it is possible to construct almost the same layer structure by using a substrate having a suitable lattice constant, realizing high luminous efficiency. Is possible.

このように高い発光効率を有する半導体発光素子であっても、半導体発光素子外への光の取り出し効率が低ければ、半導体発光素子全体としてのエネルギー変換効率も低いものとなる。従って、光の取り出し効率の向上が重要な課題となっていた。光の取り出し効率が低い要因の一つとして、半導体の屈折率が空気の屈折率より大きいことが挙げられる。半導体の屈折率が空気の屈折率より大きいことにより、発光層で発光した光の大多数が全反射し、半導体発光素子の内部に閉じこめられてしまうからである。   Even in such a semiconductor light emitting device having high light emission efficiency, if the light extraction efficiency to the outside of the semiconductor light emitting device is low, the energy conversion efficiency of the semiconductor light emitting device as a whole is low. Therefore, improvement of light extraction efficiency has been an important issue. One factor of low light extraction efficiency is that the refractive index of the semiconductor is larger than the refractive index of air. This is because when the refractive index of the semiconductor is larger than the refractive index of air, the majority of the light emitted from the light emitting layer is totally reflected and confined inside the semiconductor light emitting element.

これに対して、半導体発光素子の屈折率と空気の屈折率との中間の屈折率を有するエポキシ樹脂等によって半導体発光素子をモールドする手法が一般的に知られている(例えば 、非特許文献1、参照。)。また、半導体発光素子の表層にピーク周期500nm以上の突起を多数形成することにより、光の取り出し効率の向上させたものが知られている(例えば、特許文献1、参照。)。 前者の構成によれば、半導体発光素子と空気との極端な屈折率の差を緩和することができるため、全反射を低減し、光の取り出し効率を向上させることが可能であった。一方、後者の構成においては、発光した光を凹凸により拡散反射させ、取り出すことができるため、光の取り出し効率を向上させることが可能であった。
特開2003−174191号公報 石田哲郎、清水東著: 改訂 半導体素子、コロナ社、1980年
On the other hand, a technique of molding a semiconductor light emitting element with an epoxy resin or the like having an intermediate refractive index between the refractive index of the semiconductor light emitting element and the refractive index of air is generally known (for example, Non-Patent Document 1 ,reference.). In addition, it is known that light extraction efficiency is improved by forming a large number of protrusions having a peak period of 500 nm or more on the surface layer of a semiconductor light emitting element (see, for example, Patent Document 1). According to the former configuration, an extreme difference in refractive index between the semiconductor light emitting element and air can be alleviated, so that total reflection can be reduced and light extraction efficiency can be improved. On the other hand, in the latter configuration, since the emitted light can be diffused and reflected by the unevenness and extracted, it is possible to improve the light extraction efficiency.
JP 2003-174191 A Tetsuro Ishida, Higashi Shimizu: Revised Semiconductor Device, Corona, 1980

しかしながら、前者の構成においては、界面における屈折率の格差が完全には解消されないため、界面における全反射を完全に防止することができなかった。また、後者の半導体発光素子においては、光の入射角によっては光を外部に拡散させることができなかったり、拡散反射によりエネルギーが減衰したりするため、飛躍的な取り出し効率の向上が実現されるには至っていなかった。また、後者において多数の突起の形成周期を正確に制御することは困難であり、コストも増大するという課題があった。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、光の取り出し効率が極めて高い半導体発光素子製造方法および半導体発光素子の提供を目的とする。
However, in the former configuration, since the difference in refractive index at the interface is not completely eliminated, total reflection at the interface cannot be completely prevented. Further, in the latter semiconductor light emitting device, light cannot be diffused to the outside depending on the incident angle of light, or energy is attenuated by diffuse reflection, so that a drastic improvement in extraction efficiency is realized. It was not reached. Further, in the latter, it is difficult to accurately control the formation period of a large number of protrusions, and there is a problem that the cost increases.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor light emitting device and a semiconductor light emitting device with extremely high light extraction efficiency.

上記目的を達成するため、請求項1にかかる発明では、基板上に少なくともn型半導体層とp型半導体層とからなる発光部を積層してなる半導体発光素子を作成する半導体発光素子製造方法において、   In order to achieve the above object, according to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor light emitting device manufacturing method for producing a semiconductor light emitting device in which a light emitting portion composed of at least an n type semiconductor layer and a p type semiconductor layer is laminated on a substrate. ,

平均周期が上記発光部にて発光される光の平均光学波長の2倍以下となる周期状のパターンを有する周期マスクを形成するマスク形成工程と、同周期マスクを用いて平均周期が上記平均光学波長の2倍以下となる周期状の周期構造を形成する周期構造形成工程とを具備する構成としてある。   A mask forming step of forming a periodic mask having a periodic pattern in which an average period is equal to or less than twice an average optical wavelength of light emitted from the light-emitting unit; And a periodic structure forming step for forming a periodic structure having a periodicity that is twice or less the wavelength.

上記のように構成した請求項1の発明において、基板上に少なくともn型半導体層とp型半導体層とからなる発光部を積層することにより、発光可能な半導体発光素子を製造することができる。マスク形成工程においては上記発光部にて発光される光の平均光学波長の2倍以下の平均周期となる周期状のパターンを有する周期マスクが形成される。周期構造形成工程においては、上記周期マスクを用いて上記平均光学波長の2倍の平均周期を有する周期構造を形成する。ここで、周期構造形成工程においては上記周期マスクを使用して上記周期構造を形成すればよく、上記周期マスク以外の部分を選択的に積層する手法や、上記周期マスク以外の部分を選択的に除去する手法等を適用することができる。   In the invention of claim 1 configured as described above, a semiconductor light emitting element capable of emitting light can be manufactured by laminating a light emitting portion including at least an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer on a substrate. In the mask formation step, a periodic mask having a periodic pattern having an average period that is equal to or less than twice the average optical wavelength of the light emitted from the light emitting unit is formed. In the periodic structure forming step, a periodic structure having an average period twice as long as the average optical wavelength is formed using the periodic mask. Here, in the periodic structure forming step, the periodic structure may be formed using the periodic mask, and a method of selectively laminating a portion other than the periodic mask or a portion other than the periodic mask may be selectively used. A removal method or the like can be applied.

また、上記周期構造形成工程の具体例として、請求項2にかかる発明では、上記周期構造形成工程は、上記周期マスクをエッチングレジストとしてエッチングを行うエッチング工程を具備する構成としてある。
上記のように構成した請求項2の発明において、上記周期構造形成工程は、上記周期マスクをエッチングレジストとしてエッチングを行う。すなわち、上記周期構造形成工程においては、上記周期マスクをエッチングレジストとしてエッチングすることにより、上記周期構造を形成するようにしてもよい。エッチングの具体的手法としては、湿式および乾式のいずれの手法を採用してもよい。
As a specific example of the periodic structure forming step, in the invention according to claim 2, the periodic structure forming step includes an etching step of performing etching using the periodic mask as an etching resist.
In the invention of claim 2 configured as described above, the periodic structure forming step performs etching using the periodic mask as an etching resist. That is, in the periodic structure forming step, the periodic structure may be formed by etching using the periodic mask as an etching resist. As a specific method of etching, either a wet method or a dry method may be employed.

さらに、上記周期構造形成工程の別の具体例として、請求項3にかかる発明では、上記周期構造形成工程は、上記周期マスク上に高反射性金属を蒸着する高反射性金属層形成工程を具備する構成としてある。
上記のように構成した請求項3の発明において、上記周期構造形成工程は、上記周期マスク上に高反射性金属を蒸着することにより、高反射性金属層を形成する。すなわち、上記上記周期マスクによれば、上記高反射性金属を選択的に積層させることができるため、上記高反射性金属層を周期的な形状とすることができる。
Furthermore, as another specific example of the periodic structure forming step, in the invention according to claim 3, the periodic structure forming step includes a highly reflective metal layer forming step of depositing a highly reflective metal on the periodic mask. It is as composition to do.
In the invention of claim 3 configured as described above, the periodic structure forming step forms a highly reflective metal layer by depositing a highly reflective metal on the periodic mask. That is, according to the periodic mask, since the highly reflective metal can be selectively laminated, the highly reflective metal layer can be formed into a periodic shape.

一方、上記マスク形成工程の具体例として、請求項4にかかる発明では、上記マスク形成工程は、被覆材を蒸着することにより被覆層を形成する蒸着工程と、同被覆層に運動エネルギーを付与する運動エネルギー付与工程とを具備する構成としてある。
上記のように構成した請求項4の発明において、上記マスク形成工程は、蒸着工程と運動エネルギー付与工程とを具備する。上記蒸着工程においては、被覆材を蒸着することにより被覆層が形成される。一方、上記運動エネルギー付与工程では、上記蒸着工程において形成された上記被覆層に運動エネルギーが付与される。運動エネルギーが付与された上記被覆層は多数の粒に凝集することが可能となるため、同凝集した粒を周期的に配列させ上記周期マスクを形成することができる。
On the other hand, as a specific example of the mask forming step, in the invention according to claim 4, the mask forming step includes a deposition step of forming a coating layer by depositing a coating material, and imparts kinetic energy to the coating layer. And a kinetic energy application step.
In the invention of claim 4 configured as described above, the mask forming step includes a vapor deposition step and a kinetic energy applying step. In the said vapor deposition process, a coating layer is formed by vapor-depositing a coating material. On the other hand, in the kinetic energy application step, kinetic energy is applied to the coating layer formed in the vapor deposition step. Since the coating layer to which kinetic energy is applied can be aggregated into a large number of grains, the aggregated grains can be periodically arranged to form the periodic mask.

さらに、上記運動エネルギー付与工程の好適な一例として、請求項5にかかる発明では、上記運動エネルギー付与工程は、上記被覆層を加熱することにより上記被覆層に運動エネルギーを付与する構成としてある。
上記のように構成した請求項5の発明おいて、上記被覆層を加熱することにより上記被覆層に運動エネルギーを付与することができる。上記被覆層を加熱するにあたっては、ある程度均一に運動エネルギーを付与することが出来ればよく、種々の加熱器具を利用することができる。
Furthermore, as a suitable example of the kinetic energy application step, in the invention according to claim 5, the kinetic energy application step is configured to apply kinetic energy to the coating layer by heating the coating layer.
In the invention of claim 5 configured as described above, kinetic energy can be imparted to the coating layer by heating the coating layer. In heating the coating layer, it is only necessary to apply kinetic energy uniformly to some extent, and various heating devices can be used.

また、上記被覆材の具体例として、請求項6にかかる発明では、上記被覆材は金属である構成としてある。
上記のように構成した請求項6の発明において、上記被覆材として金属素材を適用することができる。
As a specific example of the covering material, in the invention according to claim 6, the covering material is a metal.
In the invention of claim 6 configured as described above, a metal material can be applied as the covering material.

さらに、上記被覆材の具体例として、請求項7にかかる発明では、上記被覆材はAuである構成としてある。
上記のように構成した請求項7の発明において、上記被覆材としてAuを適用することができる。
Furthermore, as a specific example of the covering material, in the invention according to claim 7, the covering material is configured to be Au.
In the invention of claim 7 configured as described above, Au can be applied as the covering material.

ところで、請求項8にかかる発明では、基板上に少なくともn型半導体層とp型半導体層とからなる発光部を積層してなる半導体発光素子において、
平均周期が上記発光部にて発光される光の平均光学波長の2倍以下となる周期状のパターンを有する周期マスクを形成し、同周期マスクを用いて平均周期が上記平均光学波長の2倍以下となる周期状の周期構造が形成される構成としてある。
By the way, in the invention according to claim 8, in the semiconductor light emitting device in which the light emitting portion composed of at least the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer is laminated on the substrate,
A periodic mask having a periodic pattern having an average period that is equal to or less than twice the average optical wavelength of the light emitted from the light emitting section is formed, and the average period is twice the average optical wavelength by using the same period mask. The following periodic structure is formed.

上記のように構成した請求項8の発明において、請求項1に記載した半導体発光素子製造方法によって作成された半導体発光素子では、上記発光部にて発光される光の平均光学波長の2倍以下の平均周期となる周期状の周期構造が形成される。異なる屈折率を有する複数層が接する界面に上記周期構造を形成することにより、同複数層の平均的な屈折率を有する層における光の挙動を同界面おいて実現することができる。すなわち、上記半導体発光素子において、上記界面における急激な屈折率の差が上記発光部にて発光した光の取り出しに悪影響を与えることを防止することができる。むろん、請求項8に記載した半導体発光素子の製造において請求項2から請求項7の半導体製造方法を適用してもよい。   In the invention of claim 8 configured as described above, in the semiconductor light emitting device produced by the method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1, the average optical wavelength of light emitted from the light emitting portion is not more than twice. A periodic structure having an average period is formed. By forming the periodic structure at the interface where a plurality of layers having different refractive indices are in contact, the behavior of light in the layer having the average refractive index of the plurality of layers can be realized at the same interface. That is, in the semiconductor light emitting device, it is possible to prevent an abrupt difference in refractive index at the interface from adversely affecting extraction of light emitted from the light emitting portion. Needless to say, the semiconductor manufacturing method according to any one of claims 2 to 7 may be applied in the manufacture of the semiconductor light emitting device according to claim 8.

さらに、請求項9にかかる発明では、基板上に少なくともn型半導体層とp型半導体層とからなる発光部を積層してなる半導体発光素子において、
異なる屈折率を有する複数層が接する界面において形成されるとともに、上記発光部にて発光される光の平均光学波長以下の平均周期で形成された多数の凸部で構成される周期構造を具備する構成としてある。
Furthermore, in the invention according to claim 9, in the semiconductor light emitting device in which the light emitting portion composed of at least the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer is stacked on the substrate.
It is formed at an interface where a plurality of layers having different refractive indexes are in contact with each other, and has a periodic structure composed of a number of convex portions formed with an average period equal to or less than the average optical wavelength of light emitted from the light emitting unit As a configuration.

上記のように構成した請求項9の発明において、異なる屈折率を有する複数層が接する界面において、上記発光部にて発光される光の平均光学波長以下の平均周期で形成された多数の凸部で構成される周期構造が形成される。異なる屈折率を有する複数層が接する界面に上記周期構造を形成することにより、同複数層の平均的な屈折率を有する層における光の挙動を同界面おいて実現することができる。すなわち、上記半導体発光素子において、上記界面における急激な屈折率の差が上記発光部にて発光した光の取り出しに悪影響を与えることを防止することができる。   In the invention of claim 9 configured as described above, at the interface where a plurality of layers having different refractive indexes are in contact, a large number of convex portions formed with an average period equal to or less than the average optical wavelength of light emitted from the light emitting portion. Is formed. By forming the periodic structure at the interface where a plurality of layers having different refractive indexes are in contact, the behavior of light in the layer having the average refractive index of the plurality of layers can be realized at the same interface. That is, in the semiconductor light emitting device, it is possible to prevent an abrupt difference in refractive index at the interface from adversely affecting extraction of light emitted from the light emitting portion.

また、上記周期構造の好適な構成の一例として、請求項10にかかる発明では、上記周期構造を構成する多数の上記凸部の平均高さは上記平均光学波長以上となる構成としてある。
上記のように構成した請求項10の発明において、上記周期構造を構成する多数の上記凸部の平均高さを上記平均光学波長以上とすることにより、少なくとも同凸部の形成周期よりも同凸部の高さを高く形成することができる。このように、上記凸部を高く形成することにより、同凸部の高さ方向に対してほぼ直交するように入射する光に対しても、上記複数層の平均的な屈折率を有する層における光の挙動を実現することができる。
As an example of a preferred configuration of the periodic structure, the invention according to claim 10 is configured such that an average height of a large number of the convex portions constituting the periodic structure is equal to or greater than the average optical wavelength.
In the invention of claim 10 configured as described above, by setting the average height of the plurality of convex portions constituting the periodic structure to be equal to or greater than the average optical wavelength, at least the same convexity than the formation period of the convex portions. The height of the part can be increased. Thus, by forming the convex part high, even in the light incident so as to be substantially orthogonal to the height direction of the convex part, the layer having an average refractive index of the plural layers is used. Light behavior can be realized.

さらに、上記周期構造の好適な一例として、請求項11にかかる発明では、上記多数の凸部が形成される周期の標準偏差は、上記平均周期の20%以下である構成としてある。
上記のように構成した請求項11の発明において、上記多数の凸部が形成される周期の標準偏差を上記平均周期の20%以下とすることにより、上記周期が上記平均光学波長を上回る可能性を低減することができ、安定して光の取り出し効率を向上させることができる。
Furthermore, as a preferred example of the periodic structure, in the invention according to claim 11, the standard deviation of the period in which the plurality of convex portions are formed is 20% or less of the average period.
In the invention of claim 11 configured as described above, by setting the standard deviation of the period in which the plurality of convex portions are formed to 20% or less of the average period, the period may exceed the average optical wavelength. And the light extraction efficiency can be stably improved.

同様に、上記周期構造の好適な一例として、請求項12にかかる発明では、上記多数の凸部の高さ標準偏差は、上記平均高さの20%以下である構成としてある。
上記のように構成した請求項12の発明において、上記多数の凸部の高さ標準偏差を上記平均高さの20%以下とすることにより、上記高さが上記平均光学波長を下回る可能性を低減することができ、安定して光の取り出し効率を向上させることができる。
Similarly, as a preferred example of the periodic structure, in the invention according to claim 12, the height standard deviation of the plurality of convex portions is 20% or less of the average height.
In the invention of claim 12 configured as described above, by setting the height standard deviation of the plurality of convex portions to 20% or less of the average height, there is a possibility that the height is lower than the average optical wavelength. The light extraction efficiency can be stably improved.

さらに、上記周期構造の形成する箇所の一例として、請求項13に記載した発明では、上記周期構造は、上記基板における上記発光部が積層された側と反対側の面に形成される構成としてある。
上記のように構成した請求項13の発明において、上記基板における上記発光部が積層された側と反対側の面に上記周期構造が形成される。これにより、上記基板における上記発光部が積層された側と反対側の面と他の層との界面における屈折率の急激な変動を緩和することができる。例えば、上記基板における上記発光部が積層された側と反対側の面を外部の空気層と接するように形成した場合に、同空気層と上記基板との屈折率の差による弊害を抑制することができ、良好な光の取り出し効率を実現することができる。
Furthermore, as an example of the location where the periodic structure is formed, in the invention described in claim 13, the periodic structure is configured to be formed on a surface of the substrate opposite to the side where the light emitting portion is laminated. .
In the invention of claim 13 configured as described above, the periodic structure is formed on the surface of the substrate opposite to the side where the light emitting section is laminated. Thereby, it is possible to alleviate a rapid change in the refractive index at the interface between the surface of the substrate opposite to the side where the light emitting part is laminated and the other layer. For example, when the surface of the substrate opposite to the side where the light emitting unit is laminated is formed so as to be in contact with an external air layer, adverse effects due to the difference in refractive index between the air layer and the substrate are suppressed. And good light extraction efficiency can be realized.

また、上記周期構造の形成する箇所の一例として、請求項14に記載した発明では、上記基板と上記発光部との間には3族窒化物半導体層が積層されるとともに、
上記周期構造は、上記基板と上記3族窒化物半導体層との界面に形成される構成としてある。
上記のように構成した請求項14の発明において、上記基板と上記発光部との中間に形成される3族窒化物半導体層と、同基板との界面において上記周期構造を形成するようにしてもよい。上記3族窒化物半導体層と上記基板とでは屈折率が異なるため、本発明の効果を発揮することができる。
Further, as an example of a place where the periodic structure is formed, in the invention described in claim 14, a Group 3 nitride semiconductor layer is stacked between the substrate and the light emitting unit,
The periodic structure is configured to be formed at the interface between the substrate and the group 3 nitride semiconductor layer.
In the invention of claim 14 configured as described above, the periodic structure may be formed at an interface between the group III nitride semiconductor layer formed between the substrate and the light emitting portion and the substrate. Good. Since the group III nitride semiconductor layer and the substrate have different refractive indexes, the effects of the present invention can be exhibited.

さらに、上記周期構造の形成する箇所の一例として、請求項15に記載した発明では、上記周期構造は、上記p型半導体層に形成される構成としてある。
上記のように構成した請求項15の発明において、上記p型半導体層において上記周期構造を形成するようにしてもよい。上記p型半導体層も屈折率が異なるいずれかの層と界面を接するため、上記周期構造を形成しておくことにより、光の取り出し効率を向上させることができる。
Furthermore, as an example of a location where the periodic structure is formed, in the invention described in claim 15, the periodic structure is formed in the p-type semiconductor layer.
In the invention of claim 15 configured as described above, the periodic structure may be formed in the p-type semiconductor layer. Since the p-type semiconductor layer is in contact with any layer having a different refractive index, the light extraction efficiency can be improved by forming the periodic structure.

さらに、上記周期構造の形成する箇所の一例として、請求項16に記載した発明では、上記半導体発光素子の一部または全体を被覆する封止部が形成されるとともに、
上記周期構造は上記封止部の表面に形成される構成としてある。
上記のように構成した請求項16の発明において、上記半導体発光素子の一部または全体を被覆する封止部の表面に上記周期構造を形成してもよい。このようにすることにより、上記封止部と、上記封止部と界面を接する層との屈折率の差異による弊害を緩和することができる。
Furthermore, as an example of the location where the periodic structure is formed, in the invention described in claim 16, a sealing portion that covers a part or the whole of the semiconductor light emitting element is formed,
The periodic structure is configured to be formed on the surface of the sealing portion.
In the invention of claim 16 configured as described above, the periodic structure may be formed on the surface of the sealing portion covering a part or the whole of the semiconductor light emitting element. By doing in this way, the bad influence by the difference in refractive index of the said sealing part and the layer which contact | connects the said sealing part and an interface can be relieved.

さらに、上記周期構造を構成する上記凸部の具体的形状の一例として、請求項17に記載した発明では、上記凸部は、錐体状に形成される構成としてある。
上記のように構成した請求項17の発明において、上記凸部の形状を錐体状に形成するようにしてもよい。上記凸部の形状を錐体状に形成することにより、上記周期構造における有効屈折率を徐々に変動させることができる。
Furthermore, as an example of the specific shape of the convex portion constituting the periodic structure, in the invention described in claim 17, the convex portion is configured to be formed in a cone shape.
In the invention of claim 17 configured as described above, the shape of the convex portion may be formed in a cone shape. By forming the convex portion in a cone shape, the effective refractive index in the periodic structure can be gradually changed.

さらに、上記周期構造の具体的態様の一例として、請求項18に記載した発明では、上記周期構造と界面を接して高反射性金属層が形成される構成としてある。
すなわち、上記周期構造と界面を接するように高反射性金属層が形成される。高反射性金属層によれば、高い反射率を実現することができる。この場合でも、上記周期構造によって反射率の急激な変動を緩和することができ、高反射率を実現することができる。
Furthermore, as an example of a specific aspect of the periodic structure, the invention described in claim 18 is configured such that a highly reflective metal layer is formed in contact with the periodic structure and an interface.
That is, a highly reflective metal layer is formed so as to contact the periodic structure and the interface. According to the highly reflective metal layer, a high reflectance can be realized. Even in this case, the above-described periodic structure can alleviate a rapid change in reflectance, and a high reflectance can be realized.

さらに、上記高反射性金属層の具体的例として、請求項19に記載した発明では、上記高反射性金属層は電極を構成する構成としてある。
上記のように構成した請求項19の発明において、上記高反射性金属層として電極を利用することができる。
Furthermore, as a specific example of the highly reflective metal layer, in the invention described in claim 19, the highly reflective metal layer constitutes an electrode.
In the invention of claim 19 configured as described above, an electrode can be used as the highly reflective metal layer.

以上説明したように、請求項1にかかる発明によれば、光の取り出し効率が極めて高い半導体発光素子の製造方法を提供することができる。
請求項2にかかる発明によれば、光の取り出し効率が極めて高い半導体発光素子を安価に製造することができる。
請求項3にかかる発明によれば、周期構造を有する高反射性金属層により高い反射率を有する半導体発光素子を製造することができる。
請求項4にかかる発明によれば、周期マスクを安価に製造することができる。
請求項5にかかる発明によれば、周期マスクを簡単に製造することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor light emitting device with extremely high light extraction efficiency.
According to the second aspect of the present invention, a semiconductor light emitting device with extremely high light extraction efficiency can be manufactured at low cost.
According to the third aspect of the invention, a semiconductor light emitting device having a high reflectance can be manufactured by the highly reflective metal layer having a periodic structure.
According to the invention of claim 4, the periodic mask can be manufactured at low cost.
According to the invention of claim 5, the periodic mask can be easily manufactured.

請求項6にかかる発明によれば、被覆材を金属で形成することができる。
請求項7にかかる発明によれば、被覆材をAuで形成することができる。
請求項8にかかる発明によれば、光の取り出し効率が極めて高い半導体発光素子を提供することできる。
請求項9にかかる発明によれば、光の取り出し効率が極めて高い半導体発光素子を提供することできる。
請求項10にかかる発明によれば、光の取り出し効率をより向上させることができる。
According to the invention of claim 6, the covering material can be formed of metal.
According to the invention of claim 7, the covering material can be formed of Au.
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to provide a semiconductor light emitting device with extremely high light extraction efficiency.
According to the invention of claim 9, it is possible to provide a semiconductor light emitting device with extremely high light extraction efficiency.
According to the invention of claim 10, the light extraction efficiency can be further improved.

請求項11にかかる発明によれば、光の取り出し効率を安定させることができる。
請求項12にかかる発明によれば、光の取り出し効率を安定させることができる。
請求項13にかかる発明によれば、基板から効率よく光を取り出すことができる。
請求項14にかかる発明によれば、基板と3族窒化物半導体層との界面において光が損失することを防止できる。
請求項15にかかる発明によれば、p型半導体層の界面において光が損失することを防止できる。
According to the invention of claim 11, the light extraction efficiency can be stabilized.
According to the twelfth aspect of the present invention, the light extraction efficiency can be stabilized.
According to the invention of claim 13, light can be efficiently extracted from the substrate.
According to the fourteenth aspect of the present invention, it is possible to prevent light from being lost at the interface between the substrate and the group 3 nitride semiconductor layer.
According to the fifteenth aspect of the present invention, it is possible to prevent light from being lost at the interface of the p-type semiconductor layer.

請求項16にかかる発明によれば、封止部と外部との界面において光が損失することを防止できる。
請求項17にかかる発明によれば、屈折率の急激な変動を抑制することができる。
請求項18にかかる発明によれば、周期構造にて高反射率を実現することができる。
請求項19にかかる発明によれば、製造コストを低減することができる。
According to the sixteenth aspect of the present invention, it is possible to prevent light from being lost at the interface between the sealing portion and the outside.
According to the seventeenth aspect of the present invention, a rapid change in refractive index can be suppressed.
According to the eighteenth aspect of the present invention, a high reflectance can be realized with a periodic structure.
According to the nineteenth aspect of the present invention, the manufacturing cost can be reduced.

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施形態について説明する。
(1)第一の実施形態:
(2)第二の実施形態:
(3)第三の実施形態:
(4)第四の実施形態:
(5)第五の実施形態:
(6)第六の実施形態:
(7)まとめ:
Here, embodiments of the present invention will be described in the following order.
(1) First embodiment:
(2) Second embodiment:
(3) Third embodiment:
(4) Fourth embodiment:
(5) Fifth embodiment:
(6) Sixth embodiment:
(7) Summary:

(1)第一の実施形態:
図1は、本発明の第一の実施形態にかかる3族窒化物半導体発光素子の構造を概念的に示している。同図において、半導体発光素子10はそれぞれが略板状に形成された基板11と低温堆積緩衝層 12とクラッド層13と発光層14と障壁層15とコンタクト層16とp−電極17とn−電極18とから構成されている。図において最下層を構成する板状の基板11はSiCで構成されており、その表側の面上にAlGaN(3族窒化物半導体)で構成された低温堆積緩衝層12と、n−GaNで構成されたクラッド層13と、GaInNで構成された発光層14と、p−AlGaNで構成された障壁層15と、p−GaNで構成されたコンタクト層16とが順に積層された構造となっている。さらに、最上層のコンタクト層16上に板状のp−電極17が積層されており、クラッド層13上にn−電極18が積層されている。基板11の裏側には周期的な凹凸が形成されている。なお、n−GaNで構成されたクラッド層13からp−GaNで構成されたコンタクト層16までが本発明にいう発光部を構成する。
(1) First embodiment:
FIG. 1 conceptually shows the structure of a group III nitride semiconductor light-emitting device according to the first embodiment of the present invention. In the figure, a semiconductor light emitting device 10 includes a substrate 11, a low temperature deposition buffer layer 12, a cladding layer 13, a light emitting layer 14, a barrier layer 15, a contact layer 16, a p-electrode 17, and an n− each formed in a substantially plate shape. The electrode 18 is constituted. In the figure, a plate-like substrate 11 constituting the lowermost layer is made of SiC, and a low-temperature deposition buffer layer 12 made of AlGaN (Group III nitride semiconductor) on the front side surface and n-GaN. The clad layer 13, the light emitting layer 14 made of GaInN, the barrier layer 15 made of p-AlGaN, and the contact layer 16 made of p-GaN are sequentially stacked. . Further, a plate-like p-electrode 17 is laminated on the uppermost contact layer 16, and an n-electrode 18 is laminated on the cladding layer 13. Periodic irregularities are formed on the back side of the substrate 11. Note that the light emitting section referred to in the present invention is formed from the clad layer 13 made of n-GaN to the contact layer 16 made of p-GaN.

図2は、基板11の裏側(発光部が積層された面と反対側の面)を斜めから見て示している。同図において、基板11の裏側から下方に向かって多数の略円錐状の凸部11a,11a,11a・・・が突出することにより、基板11の裏面が起伏形状となっている。なお、凸部11a,11a,11a・・は基板11の裏面上の二次元方向において周期的に分布しており、凸部11a,11a,11a・・・を総じて周期構造A1というものとする。凸部11a,11a,11a・・・の高さの平均は約300nmとなっており、その標準偏差は約20nmとなっている。なお、凸部11a,11a,11a・・・の高さは、凸部11a,11a,11a・・・の頂点と高さと裾の高さとの差であるものとする。凸部11a,11a,11a・・・の形成周期の平均は約200nmとなっており、同形成周期の標準偏差は約15nmとなっている。なお、隣接し合う凸部11a,11a,11a・・・の頂点の間隔を凸部11a,11a,11a・・・の形成周期あるいは周期構造A1の平均周期というものとする。   FIG. 2 shows the back side of the substrate 11 (the surface opposite to the surface on which the light emitting portions are stacked) as viewed obliquely. In the figure, a large number of substantially conical convex portions 11a, 11a, 11a,... Protrude downward from the back side of the substrate 11, so that the back surface of the substrate 11 has an undulating shape. The convex portions 11a, 11a, 11a,... Are periodically distributed in the two-dimensional direction on the back surface of the substrate 11, and the convex portions 11a, 11a, 11a,. The average height of the convex portions 11a, 11a, 11a,... Is about 300 nm, and the standard deviation is about 20 nm. It is assumed that the height of the convex portions 11a, 11a, 11a,... Is the difference between the apex, the height, and the skirt height of the convex portions 11a, 11a, 11a,. The average of the formation period of the convex portions 11a, 11a, 11a... Is about 200 nm, and the standard deviation of the formation period is about 15 nm. In addition, let the space | interval of the vertex of adjacent convex part 11a, 11a, 11a ... be a formation period of convex part 11a, 11a, 11a ..., or the average period of periodic structure A1.

かかる構成において、半導体発光素子10のp−電極17とn−電極18との間に順バイアス方向に電圧を付与することにより、発光層14にて発光させることができる。発光層14においては、そのバンドギャップに相応する波長光が発光される。本実施形態の発光部においては、その平均光学波長が約220nmとなる。なお、光学波長は実際の波長を屈折率で除した値を意味する。また、発光層14にて発光される光の波長は数十nmの幅の波長帯域内に分布しており、その平均値が約220nmとなっている。基板11と低温堆積緩衝層 12とクラッド層13と障壁層15とコンタクト層16は、それぞれ透光性を有しており、発光層14にて発光された光を基板11の裏側から取り出すことが可能となっている。すなわち、基板11の裏面は半導体発光素子10における光の取り出し面を構成し、この取り出し面から取り出した光を照明等に利用することが可能となっている。   In this configuration, the light emitting layer 14 can emit light by applying a voltage in the forward bias direction between the p-electrode 17 and the n-electrode 18 of the semiconductor light emitting device 10. In the light emitting layer 14, light having a wavelength corresponding to the band gap is emitted. In the light emitting unit of this embodiment, the average optical wavelength is about 220 nm. The optical wavelength means a value obtained by dividing the actual wavelength by the refractive index. The wavelength of the light emitted from the light emitting layer 14 is distributed in a wavelength band with a width of several tens of nm, and the average value is about 220 nm. The substrate 11, the low temperature deposition buffer layer 12, the cladding layer 13, the barrier layer 15, and the contact layer 16 each have a light transmitting property, and light emitted from the light emitting layer 14 can be extracted from the back side of the substrate 11. It is possible. That is, the back surface of the substrate 11 constitutes a light extraction surface of the semiconductor light emitting element 10, and the light extracted from the extraction surface can be used for illumination or the like.

発光層14にて発光された光は基板11の裏面に形成された周期構造A1を貫通し、半導体発光素子10の外部の空気中に放出される。半導体発光素子10の外部の空気と基板11を構成するSiCとでは光の屈折率が異なるため、周期構造A1と空気との界面が反射面を構成する。従って、臨界角を上回る入射角で周期構造A1と空気との界面に入射した光は、同界面にて反射し半導体発光素子10の内部に閉じこめられる場合がある。しかし、本発明においては、周期構造A1の平均周期(約200nm)が、発光した光の光学波長(約220nm)よりも小さいため、周期構造A1に到達した光の大半は空気と基板11の間の屈折率を感じることとなる。   The light emitted from the light emitting layer 14 passes through the periodic structure A1 formed on the back surface of the substrate 11 and is emitted into the air outside the semiconductor light emitting element 10. Since the refractive index of light is different between the air outside the semiconductor light emitting element 10 and the SiC constituting the substrate 11, the interface between the periodic structure A1 and the air forms a reflecting surface. Therefore, the light incident on the interface between the periodic structure A1 and air at an incident angle exceeding the critical angle may be reflected at the interface and confined within the semiconductor light emitting device 10. However, in the present invention, since the average period (about 200 nm) of the periodic structure A1 is smaller than the optical wavelength of the emitted light (about 220 nm), most of the light reaching the periodic structure A1 is between the air and the substrate 11. You will feel the refractive index.

この周期構造A1における屈折率は、周期構造A1を基板11の裏面に平行な方向にスライスしたときのスライス面に分布する空気層の面積比に応じて変化すると考えることができる。実際にはスライス面において空気と基板11のSiCとが偏って分布しているが、この偏りが平均光学波長よりも短い周期で存在しているため、大半の光は面積比に依存する平均的な屈折率を感じることとなる。周期構造A1の裾付近のスライス面においては空気層の占有面積比が小さいため、周期構造A1の裾付近の高さでは基板11の屈折率の寄与が大きい。これに対して、周期構造A1の頂点付近のスライス面においては空気層の占有面積比が大きいため、周期構造A1の頂点の高さでは空気の屈折率の寄与が大きくなる。すなわち、光が周期構造A1の高さ方向に深く進行するにしたがって、基板11の屈折率から次第に空気の屈折率に収束するような屈折率(有効屈折率)を周期構造A1が有していると考えることができる。   It can be considered that the refractive index in the periodic structure A1 changes according to the area ratio of the air layer distributed on the slice surface when the periodic structure A1 is sliced in a direction parallel to the back surface of the substrate 11. Actually, the air and the SiC of the substrate 11 are unevenly distributed on the slice plane, but since this bias exists with a period shorter than the average optical wavelength, most of the light is an average depending on the area ratio. A refraction index is felt. Since the occupied area ratio of the air layer is small on the slice surface near the skirt of the periodic structure A1, the refractive index of the substrate 11 contributes greatly at the height near the skirt of the periodic structure A1. On the other hand, since the occupied area ratio of the air layer is large in the slice surface near the apex of the periodic structure A1, the contribution of the refractive index of air becomes large at the apex height of the periodic structure A1. That is, as the light travels deeper in the height direction of the periodic structure A1, the periodic structure A1 has a refractive index (effective refractive index) that gradually converges from the refractive index of the substrate 11 to the refractive index of air. Can be considered.

周期構造A1の高さに応じた屈折率の推移は、凸部11a,11a,11a・・・の形状に依存し、例えば本実施形態のように凸部11a,11a,11a・・・の斜面が直線的であれば、屈折率が連続的な放物線状に変動すると考えることができる。従って、基板11と空気との界面を構成する周期構造A1における急激な屈折率の変化を防止することができ、周期構造A1において光が反射しないようにすることができる。ただし、凸部11a,11a,11a・・・の形状は円錐状に限られるものではなく、他の形状であっても本発明の効果を発揮することができる。すなわち、高さに応じて断面積が次第に変動する形状であればよく、例えば三角錐状や四角錐状や半球状や台形状の突起を設けるようにしてもよい。   The transition of the refractive index according to the height of the periodic structure A1 depends on the shape of the convex portions 11a, 11a, 11a..., For example, the slope of the convex portions 11a, 11a, 11a. Is linear, it can be considered that the refractive index fluctuates in a continuous parabolic shape. Therefore, a sudden change in refractive index in the periodic structure A1 that constitutes the interface between the substrate 11 and air can be prevented, and light can be prevented from being reflected in the periodic structure A1. However, the shape of the convex portions 11a, 11a, 11a,... Is not limited to a conical shape, and the effects of the present invention can be exhibited even with other shapes. That is, the shape may be a shape whose cross-sectional area gradually changes according to the height. For example, a triangular pyramid shape, a quadrangular pyramid shape, a hemispherical shape, or a trapezoidal shape protrusion may be provided.

また、本実施形態において周期構造A1の高さ(約400nm)は、光の平均光学波長(約220nm)、および、平均周期(約200nm)よりも大きいため、凸部11a,11a,11a・・・の斜面が基板11に交差する角度を比較的高い(90度に近い)角度とすることができる。従って、周期構造A1の高さを高く形成することにより、周期構造A1の形成面に対して浅い角度に入射する光に対しても、屈折率の急激な変動を感じさせないようにすることができる。また、周期構造A1の高さを高く形成することにより、周期構造A1の高さに応じた面積比の変動がゆるやかとなり、屈折率が線形的に変動する傾きも小さくすることができる。すなわち、屈折率の急激な変化をより抑制することができ、高い反射防止性を実現することができる。   In the present embodiment, the height (about 400 nm) of the periodic structure A1 is larger than the average optical wavelength (about 220 nm) of light and the average period (about 200 nm), so that the convex portions 11a, 11a, 11a,. The angle at which the inclined surface intersects the substrate 11 can be a relatively high angle (close to 90 degrees). Therefore, by forming the periodic structure A1 high, it is possible to prevent a sudden change in refractive index from being sensed even for light incident at a shallow angle with respect to the surface on which the periodic structure A1 is formed. . In addition, by forming the periodic structure A1 high, the variation of the area ratio according to the height of the periodic structure A1 becomes gradual, and the gradient in which the refractive index varies linearly can be reduced. That is, a rapid change in refractive index can be further suppressed, and high antireflection properties can be realized.

図3は、本発明の効果をヒストグラムによって示している。同図において、図13のように形成した従来品の光出力に対する図1のように形成した本発明品の光出力の比を横軸に示し、各光出力の比に該当するサンプル数を縦軸に示している。なお、30個の本発明品について光出力を調査した。その結果として、本発明を適用したサンプルは従来品と比較して3.4〜4.6倍(最頻値3.8倍)の光出力が得られることが分かった。また、半導体発光素子10に入力した電気エネルギーのほとんどを損失することなく、光エネルギーとして取り出していることが分かった。   FIG. 3 shows the effect of the present invention with a histogram. In the figure, the horizontal axis indicates the ratio of the light output of the product of the present invention formed as shown in FIG. 1 to the light output of the conventional product formed as shown in FIG. 13, and the number of samples corresponding to the ratio of each light output is shown vertically. Shown on the axis. The light output of 30 products of the present invention was investigated. As a result, it was found that the sample to which the present invention is applied can obtain a light output of 3.4 to 4.6 times (mode value 3.8 times) compared to the conventional product. It was also found that most of the electric energy input to the semiconductor light emitting element 10 was extracted as light energy without losing it.

なお、上述したとおり本発明の効果は、光の平均光学波長よりも周期構造A1の平均周期が小さい場合に発揮されるが、凸部11a,11a,11a・・・の形成周期の標準偏差を周期構造A1の平均周期の20%以内(より好ましくは10%以内)とすることにより、確実に本発明の効果を発揮させることができる。また、凸部11a,11a,11a・・・の形成周期の標準偏差は小さい方が望ましいが、凸部11a,11a,11a・・・が例えば格子状等のように秩序正しく形成されている必要はない。ただし、凸部11a,11a,11a・・・の分布に異方性を生じさせないために、基板11の裏面上の二次元方向に分布していることが望ましい。むろん、効果に異方性は生じるが、周期構造A1をストライプ状に形成するようにしてもよい。また、凸部11a,11a,11a・・・高さのばらつきも平均に対して20%以内(より好ましくは10%以内)とすることが望ましい。   As described above, the effect of the present invention is exhibited when the average period of the periodic structure A1 is smaller than the average optical wavelength of light. However, the standard deviation of the formation period of the convex portions 11a, 11a, 11a,. By making it within 20% (more preferably within 10%) of the average period of the periodic structure A1, the effect of the present invention can be surely exhibited. Further, it is desirable that the standard deviation of the formation period of the convex portions 11a, 11a, 11a,... Is small, but the convex portions 11a, 11a, 11a,. There is no. However, it is desirable that the convex portions 11a, 11a, 11a,... Be distributed in a two-dimensional direction on the back surface of the substrate 11 so as not to cause anisotropy. Of course, anisotropy occurs in the effect, but the periodic structure A1 may be formed in a stripe shape. Further, it is desirable that the convex portions 11a, 11a, 11a,... Height variations are within 20% (more preferably within 10%) of the average.

図4は、基板11と空気との界面における透過率をグラフにより示している。同図において、縦軸に光の透過率を示し、横軸に周期構造A1の平均周期を示している。なお、横軸の周期構造A1の平均周期は、発光される光の平均光学波長(約220nm)の何倍かで表現されている。同図において、周期構造A1の平均周期が平均光学波長(約220nm)の3倍の約500nm以下となる領域において透過率が向上することが分かる。特に、周期構造A1の平均周期が平均光学波長の2倍以下となる領域において、半導体発光素子10として良好な光の取り出し効率を実現することができる。また、本実施形態のように、周期構造A1の平均周期が平均光学波長以下となるようにすれば、100%に近い光の透過率を実現することができる。すなわち、周期構造A1の平均周期は小さければ小さい方が望ましい。   FIG. 4 is a graph showing the transmittance at the interface between the substrate 11 and air. In the figure, the vertical axis indicates the light transmittance, and the horizontal axis indicates the average period of the periodic structure A1. Note that the average period of the periodic structure A1 on the horizontal axis is expressed as a multiple of the average optical wavelength (about 220 nm) of the emitted light. In the figure, it can be seen that the transmittance is improved in a region where the average period of the periodic structure A1 is about 500 nm or less, which is three times the average optical wavelength (about 220 nm). In particular, in the region where the average period of the periodic structure A1 is not more than twice the average optical wavelength, good light extraction efficiency can be realized as the semiconductor light emitting device 10. Moreover, if the average period of the periodic structure A1 is equal to or less than the average optical wavelength as in this embodiment, a light transmittance close to 100% can be realized. That is, the smaller the average period of the periodic structure A1, the better.

発光層14において発光される光は平均光学波長が約220nmとなるが、数十nmの波長帯域幅を有しているため、周期構造A1の平均周期が小さくなるほど、発光された光のうち周期構造A1の周期よりも光学波長が小さいものの割合が高くなる。従って、光の透過率を、周期構造A1の平均周期が発光された光の平均光学波長の2〜3倍となる領域から徐々に向上させ、周期構造A1の平均周期が発光された光の平均光学波長以下の領域では100%の近くまで到達させることができる。   The light emitted from the light emitting layer 14 has an average optical wavelength of about 220 nm, but has a wavelength bandwidth of several tens of nm. Therefore, the smaller the average period of the periodic structure A1, the shorter the period of the emitted light. The ratio of those having an optical wavelength smaller than the period of the structure A1 is increased. Accordingly, the light transmittance is gradually improved from a region where the average period of the periodic structure A1 is 2 to 3 times the average optical wavelength of the emitted light, and the average period of the light having the average period of the periodic structure A1 is emitted. In the region below the optical wavelength, it can reach nearly 100%.

次に、半導体発光素子10の製造方法について説明する。まず、略板状の基板11を用意する。なお、この時点で基板11の裏側には周期構造A1は形成されていない。有機金属化合物気相成長法を用い基板11の表側にAlGaNを均一に成長させることにより、所定の厚みを有する低温堆積緩衝層 12を形成する。同様にして、低温堆積緩衝層 12上にはクラッド層13を形成し、さらにクラッド層13上には発光層14を形成する。さらに、発光層14上に障壁層15を形成し、障壁層15上にp−GaNを成長させることにより、コンタクト層16を形成する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor light emitting element 10 will be described. First, a substantially plate-like substrate 11 is prepared. At this time, the periodic structure A1 is not formed on the back side of the substrate 11. A low temperature deposition buffer layer 12 having a predetermined thickness is formed by uniformly growing AlGaN on the front side of the substrate 11 using a metal organic chemical vapor deposition method. Similarly, a clad layer 13 is formed on the low temperature deposition buffer layer 12, and a light emitting layer 14 is further formed on the clad layer 13. Further, the barrier layer 15 is formed on the light emitting layer 14, and p-GaN is grown on the barrier layer 15, thereby forming the contact layer 16.

以上のようにして各層を積層した後に、図5のように基板11の裏側に被覆材としてのAuを均一に蒸着することにより被覆層20を形成する(蒸着工程)。Auを蒸着するにあたっては、種々の蒸着手法を適用することができる。例えば、真空化でAuを加熱蒸散させることにより蒸着を行うEB蒸着装置等を利用してもよい。さらに、ある程度基板11の裏側にAuを均一に分布させることが出来ればよく、例えば湿式の手法によってAuを付着させてもよい。なお、本実施形態においては被覆層20の膜厚が約50Åとなるように蒸着が行われる。   After the layers are laminated as described above, the coating layer 20 is formed by uniformly depositing Au as a coating material on the back side of the substrate 11 as shown in FIG. 5 (deposition step). In depositing Au, various deposition techniques can be applied. For example, you may utilize the EB vapor deposition apparatus etc. which vapor-deposit by heat-evaporating Au by evacuation. Furthermore, it is sufficient that Au can be uniformly distributed on the back side of the substrate 11 to some extent. For example, Au may be attached by a wet method. In the present embodiment, vapor deposition is performed so that the film thickness of the coating layer 20 is about 50 mm.

被覆層20を形成した後に、半導体発光素子10をオーブン等によって加熱する(運動エネルギー付与工程)。その際、基板11の裏側に形成された被覆層20が全面にわたり均一に例えば約180℃に加熱されるようにする。このようにすることにより、被覆層20を構成する各Au原子に運動エネルギーを付与することができ、それによりAu原子を基板11の裏側面上にて凝集させることができる。そして、半導体発光素子10を冷却することにより、図6のように基板11の裏側面上に多数のAu粒30,30,30・・・を分布させることができる。上述のとおり、被覆層20は均一の膜厚となるように形成されるとともに、運動エネルギーは全面にわたって均一に付与されるため、Au原子の凝集エネルギーは基板11の裏側全体において均一と考えることができる。従って、図6に示すようにAu粒30,30,30・・・を基板11の裏側面にて均一な周期状に分布させることができる。   After forming the coating layer 20, the semiconductor light emitting element 10 is heated by an oven or the like (kinetic energy application step). At that time, the coating layer 20 formed on the back side of the substrate 11 is uniformly heated to, for example, about 180 ° C. over the entire surface. By doing in this way, kinetic energy can be given to each Au atom which comprises the coating layer 20, and Au atom can be aggregated on the back side surface of the board | substrate 11 by it. Then, by cooling the semiconductor light emitting element 10, a large number of Au particles 30, 30, 30... Can be distributed on the back side surface of the substrate 11 as shown in FIG. As described above, the coating layer 20 is formed to have a uniform film thickness, and the kinetic energy is uniformly applied over the entire surface. Therefore, the aggregation energy of Au atoms can be considered to be uniform over the entire back side of the substrate 11. it can. Therefore, as shown in FIG. 6, the Au particles 30, 30, 30... Can be distributed uniformly on the back side surface of the substrate 11.

なお、Au粒30,30,30・・・の分布周期は、加熱温度や被覆層20の膜厚等によって制御することができる。本実施形態においては、膜厚が約50Åの被覆層20を約180℃で加熱することにより、Au粒30,30,30・・・を平均周期が約200nmとなるように分布させることができる。例えば、Au粒30,30,30・・・の分布周期を大きくしたい場合には、加熱温度を高くしたり、被覆層20の膜厚を厚くしたりすればよい。逆に、Au粒30,30,30・・・の分布周期を小さくしたい場合には、加熱温度を低くしたり、被覆層20の膜厚を薄くしたりすればよい。また、被覆層20の凝集が可能な程度に運動エネルギーを付与することができればよく、加熱以外の手法によって周期状のAu粒30,30,30・・・を形成するようにしてもよい。例えば、イオン照射や電子線照射などによっても、被覆層に運動エネルギーを付与することができる。なお、Au粒30,30,30・・・は平均周期が平均光学波長以下となる周期状のパターンとなるため、Au粒30,30,30・・・は全体として本発明にいう周期マスクを構成する(マスク形成工程)。   The distribution period of the Au particles 30, 30, 30,... Can be controlled by the heating temperature, the film thickness of the coating layer 20, and the like. In this embodiment, by heating the coating layer 20 having a film thickness of about 50 mm at about 180 ° C., the Au particles 30, 30, 30... Can be distributed so that the average period is about 200 nm. . For example, when it is desired to increase the distribution period of the Au particles 30, 30, 30..., The heating temperature may be increased or the film thickness of the coating layer 20 may be increased. Conversely, when it is desired to reduce the distribution period of the Au particles 30, 30, 30..., The heating temperature may be lowered or the film thickness of the coating layer 20 may be reduced. Moreover, the kinetic energy should just be provided to the extent that the coating layer 20 can be aggregated, and the periodic Au particles 30, 30, 30... May be formed by a method other than heating. For example, kinetic energy can be imparted to the coating layer by ion irradiation or electron beam irradiation. Since the Au grains 30, 30, 30... Have a periodic pattern in which the average period is equal to or less than the average optical wavelength, the Au grains 30, 30, 30. Configure (mask forming step).

以上のようにして基板11の裏側面上に周期的に分布するAu粒30,30,30・・・を形成した後に、反応性イオンエッチング装置によって基板11の裏側をエッチングする(エッチング工程)。本実施形態においては、エッチング媒体としてCF4ガスを使用するものとする。むろん、他のエッチングガスを使用してもよいし、エッチング液を用いてエッチングを行ってもよい。AuのCF4ガスに対するエッチング耐性は、SiCのCF4ガスに対するエッチング耐性よりも高いため、SiCを選択的にエッチングすることができる。エッチング方向は基板11の裏面に対して垂直方向であり、基板11の裏側面におけるAu粒30,30,30・・・が付着していない部位のみをエッチングすることができる。 After forming the Au particles 30, 30, 30,... Periodically distributed on the back side surface of the substrate 11 as described above, the back side of the substrate 11 is etched by a reactive ion etching apparatus (etching process). In the present embodiment, CF 4 gas is used as the etching medium. Of course, other etching gases may be used, or etching may be performed using an etching solution. Since etching resistance of Au to CF 4 gas is higher than etching resistance of SiC to CF 4 gas, SiC can be selectively etched. The etching direction is perpendicular to the back surface of the substrate 11, and only the portion where the Au particles 30, 30, 30.

すなわち、多数のAu粒30,30,30・・・で構成される周期マスクをエッチングレジストとして利用して、エッチングを行うことができる。これにより、図8に示すような周期構造A1を形成することができる(周期構造形成工程)。なお、一般にエッチング速度が早くなる条件にすると、エッチングが基板11の裏面に対して垂直に進行するため、凸部11a,11a,11a・・・の斜面の基板11の裏面に対する傾斜角度は垂直に近くなる。反対に、エッチング速度が遅くなる条件にすると、サイドエッチングが進行し、凸部11a,11a,11a・・・の斜面の基板11の裏面に対する傾斜角度は鋭角となる。   That is, etching can be performed using a periodic mask composed of a large number of Au particles 30, 30, 30,... As an etching resist. Thereby, periodic structure A1 as shown in FIG. 8 can be formed (periodic structure formation process). In general, when the etching rate is increased, the etching proceeds perpendicularly to the back surface of the substrate 11, so that the inclination angles of the slopes of the convex portions 11a, 11a, 11a,. Get closer. On the other hand, under the condition that the etching rate is slow, side etching proceeds, and the inclination angle of the slopes of the convex portions 11a, 11a, 11a... With respect to the back surface of the substrate 11 becomes an acute angle.

このように周期マスクを利用してエッチングを行うことにより、周期構造A1の形状を所望の形状に制御することができる。また、過度にエッチングを行わない限り、凸部11a,11a,11a・・・の頂点の高さを揃えることができる。従って、凸部11a,11a,11a・・・の高さのばらつきを小さく形成することができる。ただし、意図的にサイドエッチング量を増加させ、図7の左から3個目の凸部11aのようにAu粒30を除去してもよい。また、Au粒30がエッチングによって消滅するようなエッチング条件を設定するようにしてもよい。なお、本実施形態においてAu粒30,30,30・・・が半導体発光素子10の内部に残留していても半導体発光素子10の性能を大きく劣化させることはない。しかし、被覆材の素材によっては性能を劣化させることもあるため、その場合は周期マスクを除去しておくことが望ましい。   By performing etching using the periodic mask in this way, the shape of the periodic structure A1 can be controlled to a desired shape. Moreover, as long as it does not etch excessively, the height of the vertex of convex part 11a, 11a, 11a ... can be arrange | equalized. Therefore, the height variation of the convex portions 11a, 11a, 11a,. However, the amount of side etching may be increased intentionally, and the Au particles 30 may be removed like the third convex portion 11a from the left in FIG. Further, etching conditions may be set so that the Au particles 30 disappear by etching. In the present embodiment, even if the Au particles 30, 30, 30... Remain inside the semiconductor light emitting element 10, the performance of the semiconductor light emitting element 10 is not greatly deteriorated. However, depending on the material of the covering material, the performance may be deteriorated. In this case, it is desirable to remove the periodic mask.

周期マスクの素材は、エッチング媒体に対するエッチング耐性が基板よりも高ければよく、Auに限られるものではない。具体的には、周期マスクと基板とのエッチング選択比が0.1以上であればよく、1以上であることがより望ましい。例えば、CF4ガスに対して有効な周期マスクの素材として、Ga、In、Al、Cu、Ag、Ni、Pt、Pd、SiN、SiO2あるいは絶縁体等を挙げることができる。むろん、エッチング媒体に応じて適切な周期マスク素材が選択されるため、上記以外の周期マスク素材が適用され得ることはいうまでもない。ただし、本実施形態のように周期マスクを形成する過程において、原子あるいは分子の凝集を利用する場合には、Auのように凝集可能な被覆材を選択しておく必要がある。 The material of the periodic mask is not limited to Au as long as the etching resistance to the etching medium is higher than that of the substrate. Specifically, the etching selectivity between the periodic mask and the substrate may be 0.1 or more, and more preferably 1 or more. For example, as a material of the periodic mask effective for CF 4 gas, Ga, In, Al, Cu, Ag, Ni, Pt, Pd, SiN, SiO 2, an insulator, or the like can be given. Of course, since an appropriate periodic mask material is selected according to the etching medium, it goes without saying that a periodic mask material other than the above can be applied. However, in the process of forming the periodic mask as in the present embodiment, when using atomic or molecular aggregation, it is necessary to select an aggregating coating material such as Au.

また、本実施形態においては、被覆層の凝集を利用して周期マスクを形成したが、他の手法によって周期状のマスクを形成するようにしてもよい。例えば、エキシマレーザを用いたステッパーを利用して周期状のマスクパターンを形成してもよいし、感光性を有するマスク材料に対して電子ビーム露光等や2光速干渉露光を行うことにより周期状のマスクパターンを形成してもよい。   In this embodiment, the periodic mask is formed by utilizing the aggregation of the coating layer. However, the periodic mask may be formed by another method. For example, a periodic mask pattern may be formed by using a stepper using an excimer laser, or a periodic mask pattern may be formed by performing electron beam exposure or the like or two-speed interference exposure on a photosensitive mask material. A mask pattern may be formed.

以上のようにして周期構造A1を形成した後にn−電極17およびn−電極18を形成し、半導体発光素子10をパッケージングする。なお、一様に積層された発光層14と障壁層15とコンタクト層16を選択エッチングすることによってn−電極18が形成されるクラッド層13を露出させてもよいし、予め選択的に発光層14と障壁層15とコンタクト層16を成長させることによりn−電極18が形成されるクラッド層13を露出させてもよい。また、予めn−電極17およびn−電極18を形成した後に、周期構造A1を形成するようにしてもよい。   After forming the periodic structure A1 as described above, the n-electrode 17 and the n-electrode 18 are formed, and the semiconductor light emitting device 10 is packaged. Note that the clad layer 13 on which the n-electrode 18 is formed may be exposed by selectively etching the light emitting layer 14, the barrier layer 15, and the contact layer 16 that are uniformly stacked, or the light emitting layer may be selectively formed in advance. 14, the barrier layer 15, and the contact layer 16 may be grown to expose the cladding layer 13 on which the n− electrode 18 is formed. Alternatively, the periodic structure A1 may be formed after the n-electrode 17 and the n-electrode 18 are formed in advance.

さらに、予め基板11の裏側に周期構造A1を形成しておいてから、基板11の表側に各層を形成するようにしてもよい。また、基板11は透光性を有していればよく、SiC以外の素材により基板を形成するようにしてもよい。例えば、サファイア基板やGaN基板やGa23基板やGaN基板等を適用することができる。また、例えばAlGaInPやAlGaAsなどの他の種類の半導体発光素子に対しても本発明が適用可能であることはいうまでもない。なお、発光層の種類によって発光される光の平均光学波長が異なってくるが、それぞれの平均光学波長の2倍以下(平均光学波長以下が好ましい。)の周期を有する周期構造A1を形成することにより、高い光の取り出し効率が実現できることに相違ない。 Further, the periodic structure A1 may be formed in advance on the back side of the substrate 11 and then each layer may be formed on the front side of the substrate 11. Moreover, the board | substrate 11 should just have translucency, and you may make it form a board | substrate with materials other than SiC. For example, a sapphire substrate, a GaN substrate, a Ga 2 O 3 substrate, a GaN substrate, or the like can be applied. Needless to say, the present invention is applicable to other types of semiconductor light emitting devices such as AlGaInP and AlGaAs. In addition, although the average optical wavelength of the light emitted changes with kinds of light emitting layer, forming periodic structure A1 which has a period of 2 times or less of each average optical wavelength (an average optical wavelength or less is preferable). Therefore, a high light extraction efficiency can be realized.

(2)第二の実施形態:
図8は、本発明の第二の実施形態にかかる3族窒化物半導体発光素子の構造を概念的に示している。同図において、半導体発光素子110はそれぞれが略板状に形成された基板111と低温堆積緩衝層 112とクラッド層113と発光層114と障壁層115とコンタクト層116とp−電極117とn−電極118とから構成されている。最下層を構成する板状の基板111はSiCで構成されており、その表側の面上にAlGaNで構成された低温堆積緩衝層 112と、n−GaNで構成されたクラッド層113と、GaInNで構成された発光層114と、p−AlGaNで構成された障壁層115と、p−GaNで構成されたコンタクト層116とが順に積層された構造となっている。さらに、最上層のコンタクト層116上に周期的に配列するAu粒130,130,130・・・によって構成される周期構造A2を有しており、同周期構造A2が形成されたコンタクト層116上にCuで構成された高反射性金属層としてのp−電極117が積層されている。基板111の裏側はフラットな面となっており、n−電極118が積層されている。
(2) Second embodiment:
FIG. 8 conceptually shows the structure of the group III nitride semiconductor light emitting device according to the second embodiment of the present invention. In the figure, a semiconductor light emitting device 110 includes a substrate 111, a low temperature deposition buffer layer 112, a cladding layer 113, a light emitting layer 114, a barrier layer 115, a contact layer 116, a p-electrode 117, and an n−, each formed in a substantially plate shape. And electrode 118. A plate-like substrate 111 constituting the lowermost layer is made of SiC, and a low temperature deposition buffer layer 112 made of AlGaN, a clad layer 113 made of n-GaN, and GaInN on the surface on the front side. The light emitting layer 114 is configured, a barrier layer 115 composed of p-AlGaN, and a contact layer 116 composed of p-GaN are sequentially stacked. Further, a periodic structure A2 composed of Au grains 130, 130, 130... Periodically arranged on the uppermost contact layer 116 is provided, and on the contact layer 116 on which the periodic structure A2 is formed. A p-electrode 117 is stacked as a highly reflective metal layer made of Cu. The back side of the substrate 111 is a flat surface, and an n-electrode 118 is laminated.

かかる構成によれば、半導体発光素子110に対して順バイアス方向に電圧を付与することにより、発光層114にて発光することができる。発光層114においては、そのバンドギャップに相応する光が発光され、その平均光学波長は約220nmとなる。基板111と低温堆積緩衝層 112とクラッド層113と障壁層115とコンタクト層116は、それぞれ透光性を有しており、発光層114にて発光された光を基板111の裏側から取り出すことが可能となっている。すなわち、基板111の裏側は半導体発光素子110における光の取り出し面を構成し、この取り出し面から取り出した光を照明等に利用することが可能となっている。   According to this configuration, the light emitting layer 114 can emit light by applying a voltage to the semiconductor light emitting element 110 in the forward bias direction. In the light emitting layer 114, light corresponding to the band gap is emitted, and the average optical wavelength is about 220 nm. The substrate 111, the low-temperature deposition buffer layer 112, the cladding layer 113, the barrier layer 115, and the contact layer 116 each have a light-transmitting property, and light emitted from the light-emitting layer 114 can be extracted from the back side of the substrate 111. It is possible. That is, the back side of the substrate 111 constitutes a light extraction surface of the semiconductor light emitting device 110, and the light extracted from the extraction surface can be used for illumination or the like.

一方、コンタクト層116の上面は反射率の高いCuで形成されたp−電極117によって覆われているため、発光した光を反射させることにより、p−電極117側から漏出することを防止している。反射した光は光の取り出し面から取り出され照明等に利用することができる。周期構造A2が形成されることにより、拡散反射を促進させることができるため、よりコンタクト層116とp−電極117との界面における反射率を向上させることができる。従って、最終的に半導体発光素子110における光の取り出し面から取り出される光量を増加させ、光の取り出し効率を通常の1.3倍程度に向上させることができる。   On the other hand, since the upper surface of the contact layer 116 is covered with the p-electrode 117 made of Cu having a high reflectance, the emitted light is reflected to prevent leakage from the p-electrode 117 side. Yes. The reflected light is extracted from the light extraction surface and can be used for illumination or the like. Since the diffuse reflection can be promoted by forming the periodic structure A2, the reflectance at the interface between the contact layer 116 and the p-electrode 117 can be further improved. Therefore, the amount of light extracted from the light extraction surface in the semiconductor light emitting device 110 can be increased, and the light extraction efficiency can be improved to about 1.3 times the normal efficiency.

次に、半導体発光素子110の製造方法について説明する。まず、略板状の基板111を用意する。有機金属化合物気相成長法を用い基板111の表側にAlGaNを均一に成長させることにより、所定の厚みを有する低温堆積緩衝層 112を形成する。同様にして、低温堆積緩衝層 112上にはクラッド層113を形成し、さらにクラッド層113上には発光層114を形成し、さらには障壁層115を発光層114上に形成する。そして、障壁層115上にp−GaNを成長させることにより、コンタクト層116を形成する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor light emitting device 110 will be described. First, a substantially plate-like substrate 111 is prepared. A low temperature deposition buffer layer 112 having a predetermined thickness is formed by uniformly growing AlGaN on the front side of the substrate 111 using a metal organic compound vapor deposition method. Similarly, a cladding layer 113 is formed on the low temperature deposition buffer layer 112, a light emitting layer 114 is further formed on the cladding layer 113, and a barrier layer 115 is further formed on the light emitting layer 114. Then, the contact layer 116 is formed by growing p-GaN on the barrier layer 115.

以上のようにして各層を積層した後に、コンタクト層116の表面に被覆材としてのAuを均一に蒸着し、図5と同様の被覆層を形成する。Auを蒸着するにあたっては、種々の蒸着手法を適用することができる。例えば、真空化でAuを加熱蒸散させることにより蒸着を行うEB蒸着装置等を利用してもよい。また、ある程度基板111の裏側にAuを均一に分布させることが出来ればよく、例えば湿式の手法によってAuを付着させてもよい。なお、本実施形態においては被覆層の膜厚が約50Åとなるように蒸着が行われる。   After the layers are stacked as described above, Au as a coating material is uniformly deposited on the surface of the contact layer 116 to form a coating layer similar to that shown in FIG. In depositing Au, various deposition techniques can be applied. For example, you may utilize the EB vapor deposition apparatus etc. which vapor-deposit by heat-evaporating Au by evacuation. Further, it is only necessary that Au can be uniformly distributed on the back side of the substrate 111. For example, Au may be attached by a wet method. In this embodiment, vapor deposition is performed so that the coating layer has a thickness of about 50 mm.

被覆層を形成した後に、半導体発光素子110をオーブン等によって加熱する。その際、コンタクト層116の表面に形成された被覆層が例えば約180℃に加熱されるようにする。このようにすることにより、被覆層を構成する各Au原子に運動エネルギーを付与することができ、Au原子をコンタクト層116の表面上にて凝集させることができる。そして、半導体発光素子110を冷却することにより、コンタクト層116の表面に多数のAu粒130,130,130・・・を分布させることができる。上述のとおり、被覆層は均一の膜厚となるように形成されるとともに、加熱時に凝集するAu原子の凝集エネルギーはコンタクト層116の表面において均一と考えることができるため、図6と同様にAu粒130,130,130・・・をコンタクト層116の表面にて均一な周期状に分布させることができる。   After forming the coating layer, the semiconductor light emitting device 110 is heated by an oven or the like. At that time, the coating layer formed on the surface of the contact layer 116 is heated to about 180 ° C., for example. In this way, kinetic energy can be imparted to each Au atom constituting the coating layer, and the Au atoms can be aggregated on the surface of the contact layer 116. Then, by cooling the semiconductor light emitting device 110, a large number of Au particles 130, 130, 130... Can be distributed on the surface of the contact layer 116. As described above, the coating layer is formed to have a uniform film thickness, and the aggregation energy of Au atoms that aggregate when heated can be considered to be uniform on the surface of the contact layer 116. Therefore, as in FIG. .. Can be distributed on the surface of the contact layer 116 in a uniform period.

以上のようにしてコンタクト層116の表面上に周期的に分布するAu粒130,130,130・・・を形成した後に、コンタクト層116およびAu粒130,130,130・・・上に、さらにCuを蒸着する(高反射性金属層形成工程)。ここでCuを蒸着するにあたってもEB蒸着装置等を用いることができるし、蒸着以外の手法によってCuをコンタクト層116の表面に付着させるようにしてもよい。蒸着における初期段階においては、コンタクト層116の表面がAu粒130,130,130・・・によって凹凸をなしているが、蒸着が進行するに伴ってAu粒130,130,130・・・の隙間がCuによって埋められ、最終的に平坦な表面が形成され、p−電極117が形成される。すなわち、Au粒130,130,130・・・で構成される周期構造に界面を接する高反射性金属層がp−電極117として形成されたこととなる。   After the Au particles 130, 130, 130... That are periodically distributed on the surface of the contact layer 116 are formed as described above, on the contact layer 116 and the Au particles 130, 130, 130. Cu is vapor-deposited (highly reflective metal layer forming step). Here, an EB vapor deposition apparatus or the like can be used for vapor deposition of Cu, or Cu may be adhered to the surface of the contact layer 116 by a method other than vapor deposition. In the initial stage of vapor deposition, the surface of the contact layer 116 is uneven by the Au particles 130, 130, 130..., But the gap between the Au particles 130, 130, 130. Is filled with Cu, finally a flat surface is formed, and a p-electrode 117 is formed. That is, a highly reflective metal layer in contact with the periodic structure composed of Au grains 130, 130, 130... Is formed as the p-electrode 117.

本実施形態における基板は透光性を有していればよく、SiC以外の素材により基板を形成するようにしてもよい。例えば、サファイア基板やGaN基板やGa23基板やGaN基板等を適用することができる。また、例えばAlGaInPやAlGaAsなどの他の種類の半導体発光素子に対しても本発明が適用可能であることはいうまでもない。なお、発光層の種類によって発光される光の平均光学波長が異なってくるが、それぞれの平均光学波長以下の周期を有する周期構造A2を形成することにより、高い光の取り出し効率が実現できることには相違ない。また、本実施形態において、高反射性金属層の一例としてCuを素材としたものを例示したが、Rh、Ag、Al、Ni、Pt、Cuおよびこれらを含む合金などを高反射性金属層として形成してもよい。また、高反射性金属層を電極として利用することにより、工程の数の削減を実現することが可能であるが、高反射性金属層と電極とを個別に形成するようにしてもよい。 The substrate in the present embodiment only needs to have translucency, and the substrate may be formed of a material other than SiC. For example, a sapphire substrate, a GaN substrate, a Ga 2 O 3 substrate, a GaN substrate, or the like can be applied. Needless to say, the present invention is applicable to other types of semiconductor light emitting devices such as AlGaInP and AlGaAs. In addition, although the average optical wavelength of the emitted light differs depending on the type of the light emitting layer, a high light extraction efficiency can be realized by forming the periodic structure A2 having a period equal to or less than the respective average optical wavelength. No difference. Moreover, in this embodiment, although what used Cu as a raw material was illustrated as an example of a highly reflective metal layer, Rh, Ag, Al, Ni, Pt, Cu, an alloy containing these, etc. are used as a highly reflective metal layer. It may be formed. In addition, although the number of processes can be reduced by using the highly reflective metal layer as an electrode, the highly reflective metal layer and the electrode may be formed separately.

(3)第三の実施形態:
図9は、第三の実施形態にかかる3族窒化物半導体発光素子の構造を概念的に示している。同図において、半導体発光素子210はそれぞれが略板状に形成された基板211と低温堆積緩衝層 212とクラッド層213と発光層214と障壁層215とコンタクト層216とp−電極217とn−電極218とから構成されている。最下層を構成する板状の基板211はSiCで構成されており、その表側の面上にAlGaNで構成された低温堆積緩衝層 212と、n−GaNで構成されたクラッド層213と、GaInNで構成された発光層214と、p−AlGaNで構成された障壁層215と、p−GaNで構成されたコンタクト層216とが順に積層された構造となっている。さらに、最上層のコンタクト層216から上方に向かって多数の凸部を突設することにより、周期構造A3(平均周期約200nm,平均高さ400nm)が形成されている。周期構造A3上にはCuで構成されたp−電極217が積層されており、基板211の裏側にn−電極218が積層されている。
(3) Third embodiment:
FIG. 9 conceptually shows the structure of the group III nitride semiconductor light emitting device according to the third embodiment. In the figure, a semiconductor light emitting device 210 includes a substrate 211, a low temperature deposition buffer layer 212, a cladding layer 213, a light emitting layer 214, a barrier layer 215, a contact layer 216, a p-electrode 217, and an n−, each formed in a substantially plate shape. And an electrode 218. A plate-like substrate 211 constituting the lowermost layer is made of SiC, and a low temperature deposition buffer layer 212 made of AlGaN, a clad layer 213 made of n-GaN, and GaInN on the surface on the front side. The light emitting layer 214 is configured, a barrier layer 215 composed of p-AlGaN, and a contact layer 216 composed of p-GaN are sequentially stacked. Further, by projecting a number of convex portions upward from the uppermost contact layer 216, a periodic structure A3 (average period of about 200 nm, average height of 400 nm) is formed. A p-electrode 217 made of Cu is stacked on the periodic structure A3, and an n-electrode 218 is stacked on the back side of the substrate 211.

かかる構成によれば、半導体発光素子210に対して順バイアス方向に電圧を付与することにより、発光層214にて発光することができる。発光層214においては、そのバンドギャップに相応する光が発光され、その平均光学波長は約220nmとなる。基板211と低温堆積緩衝層 212とクラッド層213と障壁層215とコンタクト層216は、それぞれ透光性を有しており、発光層214にて発光された光を基板211の裏側から取り出すことが可能となっている。すなわち、基板211の裏側は半導体発光素子210における光の取り出し面を構成し、この取り出し面から取り出した光を照明等に利用することが可能となっている。   With this configuration, the light emitting layer 214 can emit light by applying a voltage to the semiconductor light emitting element 210 in the forward bias direction. In the light emitting layer 214, light corresponding to the band gap is emitted, and the average optical wavelength is about 220 nm. The substrate 211, the low temperature deposition buffer layer 212, the cladding layer 213, the barrier layer 215, and the contact layer 216 each have a light-transmitting property, and light emitted from the light emitting layer 214 can be extracted from the back side of the substrate 211. It is possible. That is, the back side of the substrate 211 constitutes a light extraction surface of the semiconductor light emitting device 210, and the light extracted from the extraction surface can be used for illumination or the like.

一方、コンタクト層216の上面は反射率の高いCuで形成されたp−電極217によって覆われているため、発光した光を反射させることによりp−電極217側から光が漏出することを防止している。反射した光は光の取り出し面から取り出され照明等に利用することができる。周期構造A3が形成されることにより、拡散反射を促進させることができるため、よりコンタクト層216とp−電極217との界面における反射率を向上させることができる。従って、最終的に半導体発光素子210における光の取り出し面から取り出される光量を増加させ、光の取り出し効率を向上させることができる。   On the other hand, since the upper surface of the contact layer 216 is covered with the p-electrode 217 formed of Cu having high reflectivity, the light is prevented from leaking from the p-electrode 217 side by reflecting the emitted light. ing. The reflected light is extracted from the light extraction surface and can be used for illumination or the like. By forming the periodic structure A3, diffuse reflection can be promoted, so that the reflectance at the interface between the contact layer 216 and the p-electrode 217 can be further improved. Therefore, the amount of light finally extracted from the light extraction surface of the semiconductor light emitting device 210 can be increased, and the light extraction efficiency can be improved.

次に、半導体発光素子210の製造方法について説明する。まず、略板状の基板211を用意する。有機金属化合物気相成長法を用い基板211の表側にAlGaNを均一に成長させることにより、所定の厚みを有する低温堆積緩衝層 212を形成する。同様にして、低温堆積緩衝層 212上にはクラッド層213を形成し、さらにクラッド層213上には発光層214および障壁層215を形成する。そして、障壁層215上にp−GaNを成長させることにより、コンタクト層216を形成する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor light emitting device 210 will be described. First, a substantially plate-like substrate 211 is prepared. A low temperature deposition buffer layer 212 having a predetermined thickness is formed by uniformly growing AlGaN on the front side of the substrate 211 using a metal organic chemical vapor deposition method. Similarly, a cladding layer 213 is formed on the low temperature deposition buffer layer 212, and a light emitting layer 214 and a barrier layer 215 are formed on the cladding layer 213. Then, the contact layer 216 is formed by growing p-GaN on the barrier layer 215.

以上のようにして各層を積層した後に、コンタクト層216の表面に周期構造A3を形成する。周期構造A3を形成するにあたっては、第一の実施形態と同様の手法を適用することができるため、ここでは説明を省略する。周期構造A3が形成できると、さらにコンタクト層216の表面に対してCuを蒸着する。蒸着における初期段階においては、コンタクト層216の表面が周期構造A3によって凹凸をなしているが、蒸着が進行するに伴って周期構造A3の隙間がCuによって埋められ、最終的に平坦な表面が形成され、p−電極217が形成される。前実施形態のように、Au粒を周期構造A2として利用することにより工程数を削減できる。一方、本実施形態のようにAu粒を周期マスクとして周期構造A3を形成することにより、周期構造A3の形状を制御することができる。   After laminating the layers as described above, the periodic structure A3 is formed on the surface of the contact layer 216. In forming the periodic structure A3, since the same technique as that of the first embodiment can be applied, the description thereof is omitted here. When the periodic structure A3 can be formed, Cu is further deposited on the surface of the contact layer 216. In the initial stage of vapor deposition, the surface of the contact layer 216 is uneven due to the periodic structure A3, but as the vapor deposition proceeds, the gaps in the periodic structure A3 are filled with Cu, and finally a flat surface is formed. Then, the p-electrode 217 is formed. As in the previous embodiment, the number of steps can be reduced by using Au grains as the periodic structure A2. On the other hand, the shape of the periodic structure A3 can be controlled by forming the periodic structure A3 using Au grains as a periodic mask as in the present embodiment.

(4)第四の実施形態:
図10は、第四の実施形態にかかる3族窒化物半導体発光素子の構造を概念的に示している。同図において、半導体発光素子310はそれぞれが略板状に形成された基板311と低温堆積緩衝層 312とクラッド層313と発光層314と障壁層315とコンタクト層316とp−電極317とn−電極318とから構成されている。最下層を構成する板状の基板311はSiCで構成されており、その表側の面上にAlGaNで構成された低温堆積緩衝層 312と、n−GaNで構成されたクラッド層313と、GaInNで構成された発光層314と、p−AlGaNで構成された障壁層315と、p−GaNで構成されたコンタクト層316とが順に積層された構造となっている。さらに、最上層のコンタクト層316にp−電極317が積層されており、基板311の裏側にn−電極318が積層されている。
(4) Fourth embodiment:
FIG. 10 conceptually shows the structure of the group III nitride semiconductor light emitting device according to the fourth embodiment. In the figure, a semiconductor light emitting device 310 includes a substrate 311, a low temperature deposition buffer layer 312, a cladding layer 313, a light emitting layer 314, a barrier layer 315, a contact layer 316, a p-electrode 317, and an n−, each formed in a substantially plate shape. And an electrode 318. A plate-like substrate 311 constituting the lowermost layer is made of SiC, and a low temperature deposition buffer layer 312 made of AlGaN, a clad layer 313 made of n-GaN, and GaInN on the front side surface thereof. The light emitting layer 314 is formed, a barrier layer 315 made of p-AlGaN, and a contact layer 316 made of p-GaN are sequentially stacked. Further, a p-electrode 317 is stacked on the uppermost contact layer 316, and an n-electrode 318 is stacked on the back side of the substrate 311.

基板311の表側には周期的に起伏する周期構造A4が形成されており、周期構造311a,311a,311a・・・に追従するように低温堆積緩衝層 312とクラッド層313が形成されている。一方、クラッド層313の表側は平坦化され、クラッド層313よりも上層は全て平坦に形成されている。   A periodic structure A4 that undulates periodically is formed on the front side of the substrate 311. A low temperature deposition buffer layer 312 and a cladding layer 313 are formed so as to follow the periodic structures 311a, 311a, 311a. On the other hand, the front side of the cladding layer 313 is flattened, and all layers above the cladding layer 313 are formed flat.

このように、基板311の表側に周期的に起伏する周期構造A4を形成することにより、基板311と低温堆積緩衝層 312との界面における反射率を低減することができる。基板311の屈折率と低温堆積緩衝層 312の屈折率は異なるが、周期構造A4により屈折率の急激な変化を抑制することができるからである。さらに、低温堆積緩衝層 312のように膜厚が薄い層を形成すれば周期構造A4の凹凸形状が維持されるため、低温堆積緩衝層 312と、その上に積層されるクラッド層313との界面も周期状に起伏させることができる。従って、低温堆積緩衝層 312とクラッド層313の界面における反射率も低減することができる。   Thus, by forming the periodic structure A4 that periodically undulates on the front side of the substrate 311, the reflectance at the interface between the substrate 311 and the low temperature deposition buffer layer 312 can be reduced. This is because the refractive index of the substrate 311 and the refractive index of the low-temperature deposition buffer layer 312 are different, but a rapid change in the refractive index can be suppressed by the periodic structure A4. Further, if a thin layer such as the low temperature deposition buffer layer 312 is formed, the irregular shape of the periodic structure A4 is maintained. Therefore, the interface between the low temperature deposition buffer layer 312 and the cladding layer 313 laminated thereon Can be undulated periodically. Therefore, the reflectance at the interface between the low temperature deposition buffer layer 312 and the cladding layer 313 can also be reduced.

このように、複数組の界面において周期構造を形成することによって、さらに光の取り出し効率を向上させることができる。また、周期構造A4上に同周期構造A4を平坦化させない程度の厚みの薄膜層(低温堆積緩衝層 312)を形成することにより、薄膜層(低温堆積緩衝層 312)表面においても凹凸形状維持することができる。従って、薄膜層(低温堆積緩衝層 312)表面に上層(クラッド層313)を積層することで、同薄膜層(低温堆積緩衝層 312)と同上層(クラッド層313)との界面に周期構造を形成することができる。すなわち、各界面において個別に周期構造を形成する工程を行わなくても済むため、少ない製造コストで高い光取り出し効率を有する半導体発光素子を製造することができる。   In this way, the light extraction efficiency can be further improved by forming the periodic structure at the plurality of sets of interfaces. Further, by forming a thin film layer (low-temperature deposition buffer layer 312) having a thickness that does not flatten the periodic structure A4 on the periodic structure A4, the surface of the thin film layer (low-temperature deposition buffer layer 312) is maintained in an uneven shape. be able to. Therefore, by laminating the upper layer (cladding layer 313) on the surface of the thin film layer (low temperature deposition buffer layer 312), a periodic structure is formed at the interface between the thin film layer (low temperature deposition buffer layer 312) and the upper layer (cladding layer 313). Can be formed. That is, since it is not necessary to perform the step of forming the periodic structure individually at each interface, a semiconductor light emitting device having high light extraction efficiency can be manufactured at a low manufacturing cost.

次に、半導体発光素子310の製造方法について説明する。まず、略板状の基板311を用意する。そして、基板311の表側に周期構造A4を形成する。周期構造A4を形成するにあたっては、第一の実施形態において基板11の裏側に周期構造A1を形成する手法と同様の手法を適用することができるため、ここでは説明を省略する。周期構造A4を形成した後に、有機金属化合物気相成長法を用い基板311の表側にAlGaNを均一に成長させることにより、周期構造A4に追従した形状の低温堆積緩衝層 312を形成する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor light emitting device 310 will be described. First, a substantially plate-like substrate 311 is prepared. Then, the periodic structure A4 is formed on the front side of the substrate 311. In forming the periodic structure A4, since the same method as the method of forming the periodic structure A1 on the back side of the substrate 11 in the first embodiment can be applied, the description is omitted here. After forming the periodic structure A4, the low temperature deposition buffer layer 312 having a shape following the periodic structure A4 is formed by uniformly growing AlGaN on the front side of the substrate 311 using an organic metal compound vapor phase growth method.

そして、低温堆積緩衝層 312の表側に有機金属化合物気相成長法を用いn−GaNを成長させることにより、クラッド層313を形成する。クラッド層313がある程度形成されたところで、周期構造A4の凹部がn−GaNによって埋められ、最終的に平坦な表面が形成される。クラッド層313の平坦表面を形成すると、クラッド層313上に発光層314を形成し、さらに発光層314上に障壁層315を成長させる。そして、障壁層315上にp−GaNを成長させることにより、コンタクト層316を形成する。さらに、最上層のコンタクト層316にp−電極317を積層し、基板311の裏側にn−電極318を積層する。   Then, the clad layer 313 is formed by growing n-GaN on the front side of the low temperature deposition buffer layer 312 by using an organic metal compound vapor phase growth method. When the cladding layer 313 is formed to some extent, the concave portion of the periodic structure A4 is filled with n-GaN, and finally a flat surface is formed. When the flat surface of the cladding layer 313 is formed, the light emitting layer 314 is formed on the cladding layer 313, and the barrier layer 315 is grown on the light emitting layer 314. Then, the contact layer 316 is formed by growing p-GaN on the barrier layer 315. Further, a p-electrode 317 is stacked on the uppermost contact layer 316, and an n-electrode 318 is stacked on the back side of the substrate 311.

(5)第五の実施形態:
図11は、第五の実施形態にかかる3族窒化物半導体発光素子の構造を概念的に示している。同図において、半導体発光素子410はそれぞれが略板状に形成された基板411と低温堆積緩衝層 412とクラッド層413と発光層414と障壁層415とコンタクト層416とp−電極417とn−電極418とから構成されている。最下層を構成する板状の基板411はSiCで構成されており、その表側の面上にAlGaNで構成された低温堆積緩衝層 412と、n−GaNで構成されたクラッド層413と、GaInNで構成された発光層414と、p−AlGaNで構成された障壁層415と、p−GaNで構成されたコンタクト層416とが順に積層された構造となっている。さらに、コンタクト層416にp−電極417が積層されており、基板411の裏側にn−電極318が積層されている。なお、p−電極417は、メッシュ状のNi/Au等によって半透明に形成されており、光を透過させることが可能となっている。また、p−電極417は、ある程度、光を透過させることが出ればよく、Ga23やZnOやITO等の透明電極を使用してもよい。
(5) Fifth embodiment:
FIG. 11 conceptually shows the structure of the group III nitride semiconductor light-emitting device according to the fifth embodiment. In the figure, a semiconductor light emitting device 410 includes a substrate 411, a low temperature deposition buffer layer 412, a cladding layer 413, a light emitting layer 414, a barrier layer 415, a contact layer 416, a p-electrode 417, and an n−, each formed in a substantially plate shape. And an electrode 418. A plate-like substrate 411 constituting the lowermost layer is made of SiC, and a low temperature deposition buffer layer 412 made of AlGaN, a clad layer 413 made of n-GaN, and GaInN on the surface on the front side. The light emitting layer 414 is formed, a barrier layer 415 made of p-AlGaN, and a contact layer 416 made of p-GaN are sequentially stacked. Further, a p-electrode 417 is stacked on the contact layer 416, and an n-electrode 318 is stacked on the back side of the substrate 411. Note that the p-electrode 417 is semitransparently formed of mesh Ni / Au or the like, and can transmit light. Further, the p-electrode 417 only needs to transmit light to some extent, and a transparent electrode such as Ga 2 O 3 , ZnO, or ITO may be used.

基板411と低温堆積緩衝層 412とクラッド層413と発光層414と障壁層415とコンタクト層416とn−電極418とは平坦な板状に積層されている。コンタクト層416の表面には周期状に起伏する周期構造A5が形成されており、同周期構造A5上にp−電極417が追従して積層されている。p−電極417の表面は、周期構造A5の凹凸が維持された形状となっている。   The substrate 411, the low temperature deposition buffer layer 412, the cladding layer 413, the light emitting layer 414, the barrier layer 415, the contact layer 416, and the n-electrode 418 are laminated in a flat plate shape. A periodic structure A5 that undulates periodically is formed on the surface of the contact layer 416, and a p-electrode 417 follows and is stacked on the periodic structure A5. The surface of the p-electrode 417 has a shape in which the unevenness of the periodic structure A5 is maintained.

このように、コンタクト層416の表側に周期的に起伏する周期構造A5を形成することにより、コンタクト層416とp−電極417との界面における反射率を低減することができる。コンタクト層416の屈折率とp−電極417の屈折率は異なるが、周期構造A5により屈折率の急激な変化を抑制することができるからである。さらに、p−電極417のように膜厚が薄い層を形成すれば周期構造A5の凹凸形状が維持されるため、p−電極417と空気との界面も周期状に起伏させることができる。従って、p−電極417と空気の界面における反射率も低減することができる。   Thus, by forming the periodic structure A5 that periodically undulates on the front side of the contact layer 416, the reflectance at the interface between the contact layer 416 and the p-electrode 417 can be reduced. This is because the refractive index of the contact layer 416 and the refractive index of the p-electrode 417 are different, but a rapid change in the refractive index can be suppressed by the periodic structure A5. Further, if a thin layer such as the p-electrode 417 is formed, the uneven shape of the periodic structure A5 is maintained, so that the interface between the p-electrode 417 and air can be undulated periodically. Therefore, the reflectance at the interface between the p-electrode 417 and air can also be reduced.

次に、半導体発光素子410の製造方法について説明する。まず、略板状の基板411を用意する。そして、有機金属化合物気相成長法を用い基板411の表側にAlGaNを均一に成長させ、低温堆積緩衝層 412を形成する。低温堆積緩衝層 412の表側に有機金属化合物気相成長法を用いn−GaNを成長させることにより、クラッド層413を形成する。さらに、クラッド層413上に発光層414を形成し、発光層414上には障壁層415を成長させる。そして、障壁層415上にp−GaNを成長させることにより、コンタクト層416を形成する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor light emitting element 410 will be described. First, a substantially plate-like substrate 411 is prepared. Then, AlGaN is uniformly grown on the front side of the substrate 411 by using an organic metal compound vapor phase growth method to form a low temperature deposition buffer layer 412. A clad layer 413 is formed by growing n-GaN on the front side of the low temperature deposition buffer layer 412 using an organic metal compound vapor phase growth method. Further, a light emitting layer 414 is formed on the cladding layer 413, and a barrier layer 415 is grown on the light emitting layer 414. Then, the contact layer 416 is formed by growing p-GaN on the barrier layer 415.

コンタクト層416上には周期的に起伏する周期構造A5を形成する。周期構造A5を形成するにあたっては、第一の実施形態において基板11の裏側に周期構造A1を形成する手法と同様の手法を適用することができるため、ここでは説明を省略する。周期構造A5を形成した後に、周期構造A5上に塗布や蒸着によりp−電極417を積層する。一方、基板411の裏側には、n−電極418を積層する。   A periodic structure A5 that periodically undulates is formed on the contact layer 416. In forming the periodic structure A5, since the same method as the method of forming the periodic structure A1 on the back side of the substrate 11 in the first embodiment can be applied, the description is omitted here. After forming the periodic structure A5, the p-electrode 417 is laminated on the periodic structure A5 by coating or vapor deposition. On the other hand, an n-electrode 418 is stacked on the back side of the substrate 411.

(6)第六の実施形態:
図12は、第六の実施形態にかかる3族窒化物半導体発光素子の構造を概念的に示している。同図において、略半球ドーム状の封止部60が形成されており、同封止部60の内部に第一の実施形態の半導体発光素子10が光の取り出し面を紙面上方に配向させて埋め込まれている。封止部60は透明なエポキシ樹脂等の合成樹脂によって形成されており、半導体発光素子10から外部に取り出された光を透過させることが可能となっている。封止部60の表面は周期的に起伏する周期構造A6が形成されている。周期構造A6を形成するにあたっては、第一の実施形態において基板11の裏側に周期構造A1を形成する手法と同様の手法を適用することができるため、ここでは説明を省略する。
(6) Sixth embodiment:
FIG. 12 conceptually shows the structure of the group III nitride semiconductor light-emitting device according to the sixth embodiment. In the figure, a substantially hemispherical dome-shaped sealing portion 60 is formed, and the semiconductor light emitting device 10 of the first embodiment is embedded in the sealing portion 60 with the light extraction surface oriented above the paper surface. ing. The sealing portion 60 is made of a synthetic resin such as a transparent epoxy resin, and can transmit light extracted from the semiconductor light emitting element 10 to the outside. A periodic structure A6 that periodically undulates the surface of the sealing portion 60 is formed. In forming the periodic structure A6, a method similar to the method of forming the periodic structure A1 on the back side of the substrate 11 in the first embodiment can be applied, and thus the description thereof is omitted here.

このように、封止部60の表面に周期的に起伏する周期構造A6を形成することにより、封止部60と外側の空気との界面における反射率を低減することができる。封止部60の空気の屈折率は異なるが、周期構造A6により屈折率の急激な変化を抑制することができるからである。なお、封止部60によって半導体発光素子10を封止する態様は様々であり、光の取り出し面のみを封止部60によって封止するようにしてもよい。この場合も、封止部60の表面に周期構造A6を形成することにより、封止部60の外部への光の取り出し効率を向上させることができる。   Thus, by forming the periodic structure A6 that periodically undulates on the surface of the sealing portion 60, the reflectance at the interface between the sealing portion 60 and the outside air can be reduced. This is because, although the refractive index of the air of the sealing portion 60 is different, a sudden change in the refractive index can be suppressed by the periodic structure A6. There are various modes of sealing the semiconductor light emitting element 10 with the sealing portion 60, and only the light extraction surface may be sealed with the sealing portion 60. Also in this case, by forming the periodic structure A6 on the surface of the sealing portion 60, the light extraction efficiency to the outside of the sealing portion 60 can be improved.

(7)まとめ:
以上説明したように本発明によれば、光の平均光学波長の2倍以下の周期で形成された周期構造A1を半導体発光素子10の光の取り出し面に形成することにより、光の取り出し面における屈折率の差を緩和することができる。従って、光の取り出し面における反射を防止することができ、高い光の取り出し効率を実現することができる。さらに、Au薄膜を加熱することにより微細な周期マスクを形成することができるため、周期構造A1を簡易かつ安価に形成することができる。
(7) Summary:
As described above, according to the present invention, the periodic structure A1 formed on the light extraction surface of the semiconductor light emitting element 10 is formed on the light extraction surface of the semiconductor light emitting device 10 by forming the periodic structure A1 formed with a period of twice or less the average optical wavelength of light. The difference in refractive index can be reduced. Therefore, reflection on the light extraction surface can be prevented, and high light extraction efficiency can be realized. Furthermore, since the fine periodic mask can be formed by heating the Au thin film, the periodic structure A1 can be formed easily and inexpensively.

また、各実施形態を適宜組み合わせて半導体発光素子を形成することも可能である。例えば、第一から第五の実施形態の半導体発光素子を、第六の実施形態の封止部60に封止してもよい。また、例えば第一の実施形態の構成と第二または第3の実施形態の構成を組み合わせた半導体発光素子を形成することも可能である。かかる構成によれば、光の取り出し面にて高い透過率を実現しつつ、光の取り出し面と発光部を挟んだ反対側の面にて高い反射率を実現することができるため、光の取り出し効率を相乗的に向上させることができる。   Moreover, it is also possible to form a semiconductor light emitting element by appropriately combining the embodiments. For example, the semiconductor light emitting devices of the first to fifth embodiments may be sealed in the sealing portion 60 of the sixth embodiment. In addition, for example, it is possible to form a semiconductor light emitting element in which the configuration of the first embodiment and the configuration of the second or third embodiment are combined. According to such a configuration, it is possible to achieve a high reflectance on the light extraction surface and the opposite surface across the light emitting unit while realizing a high transmittance on the light extraction surface, so that the light extraction can be achieved. Efficiency can be improved synergistically.

第一の実施形態にかかる半導体発光素子の概念図である。1 is a conceptual diagram of a semiconductor light emitting device according to a first embodiment. 第一の実施形態にかかる周期構造の斜視図である。It is a perspective view of the periodic structure concerning a first embodiment. 本発明を適用した半導体発光素子の光の出力を示すヒストグラムである。It is a histogram which shows the output of the light of the semiconductor light-emitting device to which this invention is applied. 光の透過率と平均周期との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the transmittance | permeability of light, and an average period. 第一の実施形態にかかる周期構造の工程説明図である。It is process explanatory drawing of the periodic structure concerning 1st embodiment. 第一の実施形態にかかる周期構造の工程説明図である。It is process explanatory drawing of the periodic structure concerning 1st embodiment. 第一の実施形態にかかる周期構造の工程説明図である。It is process explanatory drawing of the periodic structure concerning 1st embodiment. 第二の実施形態にかかる半導体発光素子の概念図である。It is a conceptual diagram of the semiconductor light-emitting device concerning 2nd embodiment. 第三の実施形態にかかる半導体発光素子の概念図である。It is a conceptual diagram of the semiconductor light-emitting device concerning 3rd embodiment. 第四の実施形態にかかる半導体発光素子の概念図である。It is a conceptual diagram of the semiconductor light-emitting device concerning 4th embodiment. 第五の実施形態にかかる半導体発光素子の概念図である。It is a conceptual diagram of the semiconductor light-emitting device concerning 5th embodiment. 第六の実施形態にかかる半導体発光素子の概念図である。It is a conceptual diagram of the semiconductor light-emitting device concerning 6th embodiment. 従来例にかかる半導体発光素子の概念図である。It is a conceptual diagram of the semiconductor light-emitting device concerning a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1,10,110,210,310,410…半導体発光素子
2,11,111,211,311,411…基板
3,12,112,212,312,412…低温堆積緩衝層
4,13,113,213,313,413…クラッド層
5,14,114,214,314,414…発光層
6,15,115,215,315,415…障壁層
7,16,116,216,316,416…コンタクト層
8,17,117,217,317,417…p−電極
9,18,118,218,318,418…n−電極
11a…凸部
20…被覆層
30…Au粒(周期マスク)
60…封止部
A1〜A6…周期構造
1, 10, 110, 210, 310, 410 ... Semiconductor light emitting devices 2, 11, 111, 211, 311, 411 ... Substrate 3, 12, 112, 212, 312, 412 ... Low temperature deposition buffer layers 4, 13, 113, 213, 313, 413 ... cladding layers 5, 14, 114, 214, 314, 414 ... light emitting layers 6, 15, 115, 215, 315, 415 ... barrier layers 7, 16, 116, 216, 316, 416 ... contact layers 8, 17, 117, 217, 317, 417 ... p-electrodes 9, 18, 118, 218, 318, 418 ... n-electrode 11a ... convex portion 20 ... coating layer 30 ... Au particles (periodic mask)
60 ... Sealing portions A1 to A6 ... Periodic structure

Claims (19)

基板上に少なくともn型半導体層とp型半導体層とからなる発光部を積層してなる半導体発光素子を作成する半導体発光素子製造方法において、
平均周期が上記発光部にて発光される光の平均光学波長の2倍以下となる周期状のパターンを有する周期マスクを形成するマスク形成工程と、
同周期マスクを用いて平均周期が上記平均光学波長の2倍以下となる周期状の周期構造を形成する周期構造形成工程とを具備することを特徴とする半導体発光素子製造方法。
In a method for manufacturing a semiconductor light-emitting device, a semiconductor light-emitting device is formed by laminating a light-emitting portion composed of at least an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer on a substrate.
A mask forming step of forming a periodic mask having a periodic pattern in which the average period is equal to or less than twice the average optical wavelength of the light emitted from the light emitting unit;
And a periodic structure forming step of forming a periodic structure in which the average period is equal to or less than twice the average optical wavelength by using the same period mask.
上記周期構造形成工程は、
上記周期マスクをエッチングレジストとしてエッチングを行うエッチング工程を具備することを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子製造方法。
The periodic structure forming step includes
The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, further comprising an etching step of performing etching using the periodic mask as an etching resist.
上記周期構造形成工程は、
上記周期マスク上に高反射性金属を蒸着する高反射性金属層形成工程を具備することを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子製造方法。
The periodic structure forming step includes
2. The method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to claim 1, further comprising a highly reflective metal layer forming step of depositing a highly reflective metal on the periodic mask.
上記マスク形成工程は、
被覆材を蒸着することにより被覆層を形成する蒸着工程と、
同被覆層に運動エネルギーを付与する運動エネルギー付与工程とを具備する請求項1から請求項3のいずれかに記載の半導体発光素子製造方法。
The mask forming step includes
A deposition step of forming a coating layer by depositing a coating material;
The method for manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 1, further comprising a kinetic energy applying step of applying kinetic energy to the coating layer.
上記運動エネルギー付与工程は、
上記被覆層を加熱することにより上記被覆層に運動エネルギーを付与することを特徴とする請求項4に記載の半導体発光素子製造方法。
The kinetic energy application step
The method for manufacturing a semiconductor light-emitting element according to claim 4, wherein kinetic energy is imparted to the coating layer by heating the coating layer.
上記被覆材は金属であることを特徴とする請求項4または請求項5のいずれかに記載の半導体発光素子製造方法。   6. The method of manufacturing a semiconductor light-emitting element according to claim 4, wherein the covering material is a metal. 上記被覆材はAuであることを特徴とする請求項6に記載の半導体発光素子製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 6, wherein the covering material is Au. 基板上に少なくともn型半導体層とp型半導体層とからなる発光部を積層してなる半導体発光素子において、
平均周期が上記発光部にて発光される光の平均光学波長の2倍以下となる周期状のパターンを有する周期マスクを形成し、
同周期マスクを用いて平均周期が上記平均光学波長の2倍以下となる周期状の周期構造が形成されることを特徴とする半導体発光素子。
In a semiconductor light emitting device in which a light emitting part composed of at least an n type semiconductor layer and a p type semiconductor layer is laminated on a substrate,
Forming a periodic mask having a periodic pattern in which the average period is equal to or less than twice the average optical wavelength of the light emitted from the light emitting unit;
A semiconductor light-emitting element, wherein a periodic structure having an average period of not more than twice the average optical wavelength is formed using the same period mask.
基板上に少なくともn型半導体層とp型半導体層とからなる発光部を積層してなる半導体発光素子において、
異なる屈折率を有する複数層が接する界面において形成されるとともに、上記発光部にて発光される光の平均光学波長の2倍以下の平均周期で形成された多数の凸部で構成される周期構造を具備することを特徴とする半導体発光素子。
In a semiconductor light emitting device in which a light emitting part composed of at least an n type semiconductor layer and a p type semiconductor layer is laminated on a substrate,
A periodic structure formed of a plurality of convex portions formed at an interface where a plurality of layers having different refractive indexes are in contact with each other, and formed with an average period not more than twice the average optical wavelength of light emitted from the light emitting portion. A semiconductor light emitting element comprising:
上記周期構造を構成する多数の上記凸部の平均高さは上記平均光学波長以上となることを特徴とする請求項9に記載の半導体発光素子。   The semiconductor light emitting element according to claim 9, wherein an average height of the plurality of convex portions constituting the periodic structure is equal to or greater than the average optical wavelength. 上記多数の凸部が形成される周期の標準偏差は、上記平均周期の20%以下であることを特徴とする請求項9または請求項10のいずれかに記載の半導体発光素子。   11. The semiconductor light emitting element according to claim 9, wherein a standard deviation of a period in which the plurality of convex portions are formed is 20% or less of the average period. 上記多数の凸部の高さ標準偏差は、上記平均高さの20%以下であることを特徴とする請求項9から請求項11のいずれかに記載の半導体発光素子。   The semiconductor light emitting element according to claim 9, wherein a height standard deviation of the plurality of convex portions is 20% or less of the average height. 上記周期構造は、上記基板における上記発光部が積層された側と反対側の面に形成されることを特徴とする請求項9から請求項12のいずれかに記載の半導体発光素子。   13. The semiconductor light emitting element according to claim 9, wherein the periodic structure is formed on a surface of the substrate opposite to the side on which the light emitting part is laminated. 上記基板と上記発光部との間には3族窒化物半導体層が積層されるとともに、
上記周期構造は、上記基板と上記3族窒化物半導体層との界面に形成されることを特徴とする請求項9から請求項12のいずれかに記載の半導体発光素子。
A group 3 nitride semiconductor layer is laminated between the substrate and the light emitting unit,
The semiconductor light emitting element according to claim 9, wherein the periodic structure is formed at an interface between the substrate and the group 3 nitride semiconductor layer.
上記周期構造は、上記p型半導体層に形成されることを特徴とする請求項9から請求項12のいずれかに記載の半導体発光素子。   The semiconductor light-emitting element according to claim 9, wherein the periodic structure is formed in the p-type semiconductor layer. 上記半導体発光素子の一部または全体を被覆する封止部が形成されるとともに、
上記周期構造は上記封止部の表面に形成されることを特徴とする請求項9から請求項12のいずれかに記載の半導体発光素子。
A sealing portion that covers a part or the whole of the semiconductor light emitting element is formed,
The semiconductor light-emitting element according to claim 9, wherein the periodic structure is formed on a surface of the sealing portion.
上記凸部は、錐体状に形成されることを特徴とする請求項9から請求項16のいずれかに記載の半導体発光素子。   The semiconductor light emitting element according to claim 9, wherein the convex portion is formed in a cone shape. 上記周期構造と界面を接して高反射性金属層が形成されることを特徴とする請求項9から請求項17のいずれかに記載の半導体発光素子。   The semiconductor light emitting device according to claim 9, wherein a highly reflective metal layer is formed in contact with the periodic structure and an interface. 上記高反射性金属層は電極を構成することを特徴とする請求項18に記載の半導体発光素子。   19. The semiconductor light emitting element according to claim 18, wherein the highly reflective metal layer constitutes an electrode.
JP2004251468A 2004-05-10 2004-08-31 Semiconductor light emitting device manufacturing method and semiconductor light emitting device Pending JP2005354020A (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004251468A JP2005354020A (en) 2004-05-10 2004-08-31 Semiconductor light emitting device manufacturing method and semiconductor light emitting device
PCT/JP2005/015530 WO2006025277A1 (en) 2004-08-31 2005-08-26 Production method for semiconductor light emittingt element and semiconductor light emitting element
EP05781002A EP1801892A4 (en) 2004-08-31 2005-08-26 METHOD FOR PRODUCING SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING ELEMENT AND SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING ELEMENT
KR1020067021019A KR20070046024A (en) 2004-08-31 2005-08-26 Semiconductor light emitting device manufacturing method and semiconductor light emitting device
US11/710,744 US7612381B2 (en) 2004-08-31 2007-02-26 Method for fabricating a semiconductor device and semiconductor device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004140261 2004-05-10
JP2004251468A JP2005354020A (en) 2004-05-10 2004-08-31 Semiconductor light emitting device manufacturing method and semiconductor light emitting device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005354020A true JP2005354020A (en) 2005-12-22

Family

ID=35588192

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004251468A Pending JP2005354020A (en) 2004-05-10 2004-08-31 Semiconductor light emitting device manufacturing method and semiconductor light emitting device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005354020A (en)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007108532A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Showa Denko K.K. Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor light-emitting device, gallium nitride compound semiconductor light-emitting device and lamp using same
JP2007250714A (en) * 2006-03-15 2007-09-27 Kyocera Corp Light emitting element
JP2008047860A (en) * 2006-08-17 2008-02-28 Samsung Electro Mech Co Ltd Method for forming surface irregularities and method for producing gallium nitride-based light emitting diode device using the same
JP2008091664A (en) * 2006-10-03 2008-04-17 Kyocera Corp LIGHT EMITTING ELEMENT, LIGHTING DEVICE, AND OPTICAL PICKUP
JP2008270416A (en) * 2007-04-18 2008-11-06 Sanken Electric Co Ltd Method for forming a rough surface on an object
JP2008306156A (en) * 2007-06-11 2008-12-18 National Chiao Tung Univ Method of increasing luminous efficiency of light emitting diode (LED) using columnar nanostructure (nanorod)
JP2009010060A (en) * 2007-06-27 2009-01-15 Touchtek Corp Light emitting diode and method of manufacturing the same
JP2009111269A (en) * 2007-10-31 2009-05-21 Tekcore Co Ltd Structure of light-emitting diode and method for manufacturing same
KR100910091B1 (en) 2007-07-06 2009-07-30 터치텍 코포레이션 Light emitting diodes and manufacturing method
JP2009200522A (en) * 2009-05-15 2009-09-03 Mitsubishi Chemicals Corp GaN SYSTEM SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING ELEMENT
WO2011027679A1 (en) 2009-09-07 2011-03-10 エルシード株式会社 Semiconductor light emitting element
WO2013150984A1 (en) * 2012-04-02 2013-10-10 旭化成株式会社 Optical substrate, semiconductor light-emitting element, and method for producing semiconductor light-emitting element
JP2014197704A (en) * 2006-12-11 2014-10-16 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア Light-emitting device and light-emitting device manufacturing method
WO2015016150A1 (en) 2013-07-30 2015-02-05 独立行政法人情報通信研究機構 Semiconductor light emitting element and method for manufacturing same
JP2019040980A (en) * 2017-08-24 2019-03-14 日機装株式会社 Semiconductor light-emitting element and manufacturing method thereof
US10727371B2 (en) 2016-08-02 2020-07-28 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light-emitting element and method for producing same

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06291368A (en) * 1993-04-03 1994-10-18 Nichia Chem Ind Ltd Light emitting element of gallium nitride compound semiconductor
JPH10270754A (en) * 1997-03-24 1998-10-09 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor light emitting device and light emitting lamp
JP2000077692A (en) * 1998-09-03 2000-03-14 Canon Inc Photovoltaic device and method for manufacturing the same
JP2002319757A (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Sumitomo Electric Printed Circuit Inc Flexible copper clad plate
JP2003086835A (en) * 2001-09-13 2003-03-20 Univ Tohoku Semiconductor light emitting device and method of manufacturing semiconductor light emitting device
JP2003174191A (en) * 2001-06-25 2003-06-20 Toshiba Corp Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
JP2003197963A (en) * 2001-12-27 2003-07-11 Toyoda Gosei Co Ltd Method of manufacturing substrate for group III nitride compound semiconductor light emitting device
JP2003218383A (en) * 2002-01-18 2003-07-31 Toshiba Corp Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
JP2003258302A (en) * 2002-03-05 2003-09-12 Mitsubishi Cable Ind Ltd GaN BASED SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING ELEMENT
JP2003258296A (en) * 2001-12-28 2003-09-12 Toshiba Corp Light emitting device and manufacturing method thereof
JP2004511080A (en) * 1999-12-03 2004-04-08 クリー インコーポレイテッド Light-emitting diodes with improved light extraction by internal and external optical elements

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06291368A (en) * 1993-04-03 1994-10-18 Nichia Chem Ind Ltd Light emitting element of gallium nitride compound semiconductor
JPH10270754A (en) * 1997-03-24 1998-10-09 Sanyo Electric Co Ltd Semiconductor light emitting device and light emitting lamp
JP2000077692A (en) * 1998-09-03 2000-03-14 Canon Inc Photovoltaic device and method for manufacturing the same
JP2004511080A (en) * 1999-12-03 2004-04-08 クリー インコーポレイテッド Light-emitting diodes with improved light extraction by internal and external optical elements
JP2002319757A (en) * 2001-04-20 2002-10-31 Sumitomo Electric Printed Circuit Inc Flexible copper clad plate
JP2003174191A (en) * 2001-06-25 2003-06-20 Toshiba Corp Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
JP2003086835A (en) * 2001-09-13 2003-03-20 Univ Tohoku Semiconductor light emitting device and method of manufacturing semiconductor light emitting device
JP2003197963A (en) * 2001-12-27 2003-07-11 Toyoda Gosei Co Ltd Method of manufacturing substrate for group III nitride compound semiconductor light emitting device
JP2003258296A (en) * 2001-12-28 2003-09-12 Toshiba Corp Light emitting device and manufacturing method thereof
JP2003218383A (en) * 2002-01-18 2003-07-31 Toshiba Corp Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
JP2003258302A (en) * 2002-03-05 2003-09-12 Mitsubishi Cable Ind Ltd GaN BASED SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING ELEMENT

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007250714A (en) * 2006-03-15 2007-09-27 Kyocera Corp Light emitting element
JP2007258446A (en) * 2006-03-23 2007-10-04 Showa Denko Kk Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor light emitting device, gallium nitride compound semiconductor light emitting device, and lamp using the same
WO2007108532A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Showa Denko K.K. Method for manufacturing gallium nitride compound semiconductor light-emitting device, gallium nitride compound semiconductor light-emitting device and lamp using same
JP2008047860A (en) * 2006-08-17 2008-02-28 Samsung Electro Mech Co Ltd Method for forming surface irregularities and method for producing gallium nitride-based light emitting diode device using the same
JP2008091664A (en) * 2006-10-03 2008-04-17 Kyocera Corp LIGHT EMITTING ELEMENT, LIGHTING DEVICE, AND OPTICAL PICKUP
JP2014197704A (en) * 2006-12-11 2014-10-16 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア Light-emitting device and light-emitting device manufacturing method
JP2008270416A (en) * 2007-04-18 2008-11-06 Sanken Electric Co Ltd Method for forming a rough surface on an object
JP2008306156A (en) * 2007-06-11 2008-12-18 National Chiao Tung Univ Method of increasing luminous efficiency of light emitting diode (LED) using columnar nanostructure (nanorod)
JP2009010060A (en) * 2007-06-27 2009-01-15 Touchtek Corp Light emitting diode and method of manufacturing the same
KR100910091B1 (en) 2007-07-06 2009-07-30 터치텍 코포레이션 Light emitting diodes and manufacturing method
JP2009111269A (en) * 2007-10-31 2009-05-21 Tekcore Co Ltd Structure of light-emitting diode and method for manufacturing same
JP2009200522A (en) * 2009-05-15 2009-09-03 Mitsubishi Chemicals Corp GaN SYSTEM SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING ELEMENT
US8941136B2 (en) 2009-09-07 2015-01-27 El-Seed Corporation Semiconductor light emitting element
JP2015099939A (en) * 2009-09-07 2015-05-28 エルシード株式会社 Semiconductor light-emitting element
WO2011027679A1 (en) 2009-09-07 2011-03-10 エルシード株式会社 Semiconductor light emitting element
EP3293775A1 (en) 2009-09-07 2018-03-14 EL-Seed Corporation Semiconductor light emitting element
KR101763460B1 (en) * 2012-04-02 2017-07-31 아사히 가세이 가부시키가이샤 Optical substrate, semiconductor light-emitting element, and method for producing semiconductor light-emitting element
US20150048380A1 (en) * 2012-04-02 2015-02-19 Asahi Kasei E-Materials Corporation Optical substrate, semiconductor light-emitting element and method of manufacturing semiconductor light-emitting element
JPWO2013150984A1 (en) * 2012-04-02 2015-12-17 旭化成イーマテリアルズ株式会社 Optical substrate, semiconductor light emitting device, and method of manufacturing semiconductor light emitting device
US9614136B2 (en) 2012-04-02 2017-04-04 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Optical substrate, semiconductor light-emitting element and method of manufacturing semiconductor light-emitting element
WO2013150984A1 (en) * 2012-04-02 2013-10-10 旭化成株式会社 Optical substrate, semiconductor light-emitting element, and method for producing semiconductor light-emitting element
CN105453277A (en) * 2013-07-30 2016-03-30 国立研究开发法人情报通信研究机构 Semiconductor light emitting element and manufacturing method thereof
KR20160037948A (en) 2013-07-30 2016-04-06 코쿠리츠켄큐카이하츠호진 죠호츠신켄큐키코 Semiconductor light emitting element and method for manufacturing same
CN105453277B (en) * 2013-07-30 2018-01-30 国立研究开发法人情报通信研究机构 Semiconductor light emitting element and manufacturing method thereof
WO2015016150A1 (en) 2013-07-30 2015-02-05 独立行政法人情報通信研究機構 Semiconductor light emitting element and method for manufacturing same
US10069049B2 (en) 2013-07-30 2018-09-04 National Institute Of Information And Communicatio Semiconductor light emitting element and method for manufacturing the same
US10727371B2 (en) 2016-08-02 2020-07-28 Stanley Electric Co., Ltd. Semiconductor light-emitting element and method for producing same
JP2019040980A (en) * 2017-08-24 2019-03-14 日機装株式会社 Semiconductor light-emitting element and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7612381B2 (en) Method for fabricating a semiconductor device and semiconductor device
JP5391469B2 (en) Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
KR100669142B1 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
JP7747792B2 (en) Light-emitting device
JP2005354020A (en) Semiconductor light emitting device manufacturing method and semiconductor light emitting device
JP2005317931A (en) Semiconductor light emitting device
JP2011228628A (en) Light-emitting devices with vertical light-extraction mechanism and the method for fabricating the same
WO2005088741A1 (en) Anti-reflected high efficiency light emitting diode device
KR20150138977A (en) Light emitting device and method for fabrication the same
JP2013502722A (en) High brightness LED using roughened active layer and conformal cladding
CN101442090B (en) Light emitting diode and method for manufacturing the same
TWI593137B (en) Light-emitting element having heterogeneous material structure and method of manufacturing the same
US8928006B2 (en) Substrate structure, method of forming the substrate structure and chip comprising the substrate structure
KR100809227B1 (en) Nitride semiconductor light emitting device and manufacturing method
JP2005244201A (en) Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof
JP2007281037A (en) Semiconductor light emitting element, and its manufacturing method
KR102702883B1 (en) Light emitting device
JP2007507081A (en) Thin film semiconductor chip that emits radiation
JP2007208244A (en) Method for manufacturing gallium nitride based light emitting diode device
KR20130000262A (en) Light emitting diodes of enhanced light efficiency and manufacturing method of the same
TWI446575B (en) Photoelectric semiconductor wafer and method of manufacturing same
KR102673668B1 (en) Light emitting device and manufacturing method of the same
KR102724445B1 (en) Light emitting device and manufacturing method of the same
JP2010225945A (en) Light emitting device and manufacturing method thereof
KR100655163B1 (en) Light emitting device and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070312

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20080730

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20080929

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20081105

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20081225

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20090311