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JP2018174238A - Semiconductor light-emitting element, manufacturing method thereof, and light-emitting module - Google Patents

Semiconductor light-emitting element, manufacturing method thereof, and light-emitting module Download PDF

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JP2018174238A
JP2018174238A JP2017071728A JP2017071728A JP2018174238A JP 2018174238 A JP2018174238 A JP 2018174238A JP 2017071728 A JP2017071728 A JP 2017071728A JP 2017071728 A JP2017071728 A JP 2017071728A JP 2018174238 A JP2018174238 A JP 2018174238A
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Abstract

【課題】半導体発光素子から放射される深紫外光の出力を増加させる。
【解決手段】半導体発光素子10は、基板11の第1の主面11a上に設けられた半導体層18を備える。半導体層18は深紫外光19を放射し得るように構成されている活性領域13を含む。半導体発光素子10は、基板11の第2の主面11b上に形成された周期的凹凸構造17を備える。周期的凹凸構造17は、複数の突起部17aを含む。活性領域13の第1の面積は、0.15mm2以上である。第2の主面11bの第2の面積に対する、複数の突起部17aの第3の面積の比は、60%以上100%以下である。複数の突起部17aは、各々、0.6以上のアスペクト比を有する。
【選択図】図3
The output of deep ultraviolet light emitted from a semiconductor light emitting device is increased.
A semiconductor light emitting device includes a semiconductor layer provided on a first main surface of a substrate. The semiconductor layer 18 includes an active region 13 that is configured to emit deep ultraviolet light 19. The semiconductor light emitting element 10 includes a periodic concavo-convex structure 17 formed on the second main surface 11 b of the substrate 11. The periodic uneven structure 17 includes a plurality of protrusions 17a. The first area of the active region 13 is 0.15 mm 2 or more. The ratio of the third area of the plurality of protrusions 17a to the second area of the second major surface 11b is 60% or more and 100% or less. Each of the plurality of protrusions 17a has an aspect ratio of 0.6 or more.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、半導体発光素子及びその製造方法並びに発光モジュールに関する。   The present invention relates to a semiconductor light emitting device, a method for manufacturing the same, and a light emitting module.

半導体発光素子からの深紫外光の取り出し効率を向上させるために、深紫外光を放射する半導体発光素子の基板の裏面に凹凸構造を形成することが知られている(非特許文献1を参照)。非特許文献1に開示された半導体発光素子は0.1mm2のメササイズを有し、凹凸構造は、電子線リソグラフィとそれに続くエッチングとによって、基板の裏面に形成されている。 In order to improve the extraction efficiency of deep ultraviolet light from a semiconductor light emitting element, it is known to form an uneven structure on the back surface of the substrate of the semiconductor light emitting element that emits deep ultraviolet light (see Non-Patent Document 1). . The semiconductor light emitting device disclosed in Non-Patent Document 1 has a mesa size of 0.1 mm 2 , and the concavo-convex structure is formed on the back surface of the substrate by electron beam lithography and subsequent etching.

S. Inoue、外4名、「Light extraction enhancement of 265nm deep-ultraviolet light-emitting diodes with over 90mW output power via an AlN hybrid nanostructure」、Applied Physics Letters、2015年3月30日、第106巻、p.131104S. Inoue, 4 others, “Light extraction enhancement of 265nm deep-ultraviolet light-emitting diodes with over 90mW output power via an AlN hybrid nanostructure”, Applied Physics Letters, March 30, 2015, vol. 106, p. 131104

しかし、非特許文献1に開示された半導体発光素子から放射される深紫外光の出力は、十分ではない。本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、半導体発光素子から放射される深紫外光の出力を増加させることである。本発明の別の目的は、放射される深紫外光の出力が増加された半導体発光素子を、高スループット、安価かつ容易に製造することができる、半導体発光素子の製造方法を提供することである。本発明のさらに別の目的は、発光モジュールから放射される深紫外光の出力を増加させることである。   However, the output of deep ultraviolet light emitted from the semiconductor light emitting device disclosed in Non-Patent Document 1 is not sufficient. The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to increase the output of deep ultraviolet light emitted from a semiconductor light emitting device. Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor light emitting device, which can easily manufacture a semiconductor light emitting device with an increased output of emitted deep ultraviolet light at a high throughput, at a low cost. . Still another object of the present invention is to increase the output of deep ultraviolet light emitted from the light emitting module.

本発明の半導体発光素子は、第1の主面と、第1の主面とは反対側の第2の主面とを有する基板と、第1の主面上に設けられた半導体層とを備える。半導体層は深紫外光を放射し得るように構成されている活性領域を含む。本発明の半導体発光素子は、第2の主面上に形成された周期的凹凸構造を備える。周期的凹凸構造は、第2の主面から突出する複数の突起部を含む。第2の主面の第2の平面視における活性領域の第1の面積は、0.15mm2以上である。第2の主面の第2の平面視における第2の主面の第2の面積に対する、第2の主面の第2の平面視における複数の突起部の第3の面積の比は、60%以上100%以下である。複数の突起部は、各々、0.6以上のアスペクト比を有する。 A semiconductor light emitting device of the present invention comprises a substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface, and a semiconductor layer provided on the first main surface. Prepare. The semiconductor layer includes an active region configured to emit deep ultraviolet light. The semiconductor light-emitting device of the present invention includes a periodic concavo-convex structure formed on the second main surface. The periodic uneven structure includes a plurality of protrusions protruding from the second main surface. The first area of the active region in the second plan view of the second main surface is 0.15 mm 2 or more. The ratio of the third area of the plurality of protrusions in the second plan view of the second main surface to the second area of the second main surface in the second plan view of the second main surface is 60 % Or more and 100% or less. Each of the plurality of protrusions has an aspect ratio of 0.6 or more.

本発明の半導体発光素子によれば、半導体発光素子から放射される深紫外光の出力が増加され得る。   According to the semiconductor light emitting device of the present invention, the output of deep ultraviolet light emitted from the semiconductor light emitting device can be increased.

本発明の実施の形態1に係る発光モジュールの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the light emitting module which concerns on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の概略平面図である。1 is a schematic plan view of a semiconductor light emitting element according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の、図2に示される断面線III−IIIにおける概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor light emitting element according to Embodiment 1 of the present invention, taken along a cross-sectional line III-III shown in FIG. 2. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の、図2に示される断面線IV−IVにおける概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the semiconductor light emitting element according to Embodiment 1 of the present invention taken along a cross-sectional line IV-IV shown in FIG. 2. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の概略底面図である。1 is a schematic bottom view of a semiconductor light emitting element according to a first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の製造方法のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device based on Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の製造方法の一工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows 1 process of the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の製造方法における、図7に示す工程の次工程を示す概略断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 7 in the method for manufacturing the semiconductor light emitting element according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の製造方法における、図8に示す工程の次工程を示す概略断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 8 in the method for manufacturing the semiconductor light emitting element according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の製造方法における、図9に示す工程の次工程を示す概略断面図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 9 in the method for manufacturing the semiconductor light emitting element according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の製造方法における、図10に示す工程の次工程を示す概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 10 in the method for manufacturing the semiconductor light emitting element according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の製造方法における、図11に示す工程の次工程を示す概略断面図である。FIG. 12 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 11 in the method for manufacturing the semiconductor light emitting element according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の製造方法における、図12に示す工程の次工程を示す概略断面図である。FIG. 13 is a schematic cross-sectional view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 12 in the method for manufacturing the semiconductor light emitting element according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1に係る半導体発光素子の製造方法における、図13に示す工程の次工程を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the next process of the process shown in FIG. 13 in the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device concerning Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1に係る発光モジュールに含まれる半導体発光素子及び比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子に注入された電流に対する、本発明の実施の形態1に係る発光モジュールに含まれる半導体発光素子及び比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子の光出力の変化を表すグラフを示す図である。Included in the light emitting module according to the first embodiment of the present invention with respect to the current injected into the semiconductor light emitting element included in the light emitting module according to the first embodiment of the present invention and the semiconductor light emitting element included in the light emitting module of the comparative example. It is a figure which shows the graph showing the change of the optical output of the semiconductor light emitting element contained in the light emitting module of a semiconductor light emitting element and a comparative example. 本発明の実施の形態1に係る発光モジュールに含まれる半導体発光素子及び比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子に注入された電流に対する、本発明の実施の形態1に係る発光モジュールに含まれる半導体発光素子及び比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子の外部量子効率の変化を表すグラフを示す図である。Included in the light emitting module according to the first embodiment of the present invention with respect to the current injected into the semiconductor light emitting element included in the light emitting module according to the first embodiment of the present invention and the semiconductor light emitting element included in the light emitting module of the comparative example. It is a figure which shows the graph showing the change of the external quantum efficiency of the semiconductor light-emitting device contained in the light-emitting module of a semiconductor light-emitting device and a comparative example. 本発明の実施の形態1に係る発光モジュールに含まれる半導体発光素子及び比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子に注入された電流に対する、本発明の実施の形態1に係る発光モジュールに含まれる半導体発光素子及び比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子のエレクトロルミネッセンス強度のピーク波長の変化を表すグラフを示す図である。Included in the light emitting module according to the first embodiment of the present invention with respect to the current injected into the semiconductor light emitting element included in the light emitting module according to the first embodiment of the present invention and the semiconductor light emitting element included in the light emitting module of the comparative example. It is a figure which shows the graph showing the change of the peak wavelength of the electroluminescence intensity | strength of the semiconductor light emitting element contained in the light emitting module of a semiconductor light emitting element and a comparative example. 本発明の実施の形態1に係る発光モジュールに含まれる半導体発光素子及び比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子に注入された電流に対する、本発明の実施の形態1に係る発光モジュールに含まれる半導体発光素子及び比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子の接合部の温度の変化を表すグラフを示す図である。Included in the light emitting module according to the first embodiment of the present invention with respect to the current injected into the semiconductor light emitting element included in the light emitting module according to the first embodiment of the present invention and the semiconductor light emitting element included in the light emitting module of the comparative example. It is a figure which shows the graph showing the change of the temperature of the junction part of the semiconductor light emitting element contained in the light emitting module of a semiconductor light emitting element and a comparative example. 本発明の実施の形態2に係る半導体発光素子の概略部分拡大底面図である。It is a general | schematic partial enlarged bottom view of the semiconductor light-emitting device concerning Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2に係る半導体発光素子の、図19に示される断面線XX−XXにおける概略部分拡大断面図である。FIG. 20 is a schematic partial enlarged cross-sectional view of the semiconductor light emitting element according to the second embodiment of the present invention taken along a cross-sectional line XX-XX shown in FIG. 19. 円錐台の上面の半径に対する、本発明の実施の形態2に係る半導体発光素子の光出力の変化を表すグラフを示す図である。It is a figure which shows the graph showing the change of the optical output of the semiconductor light-emitting device concerning Embodiment 2 of this invention with respect to the radius of the upper surface of a truncated cone. 本発明の実施の形態3に係る半導体発光素子の概略部分拡大底面図である。It is a general | schematic partial enlarged bottom view of the semiconductor light-emitting device concerning Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3に係る半導体発光素子の、図22に示される断面線XXIII−XXIIIにおける概略部分拡大断面図である。FIG. 23 is a schematic partial enlarged cross-sectional view of the semiconductor light-emitting element according to the third embodiment of the present invention taken along a cross-sectional line XXIII-XXIII shown in FIG. 本発明の実施の形態4に係る半導体発光素子の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the semiconductor light-emitting device based on Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態4に係る半導体発光素子の製造方法の一部の工程のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the one part process of the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device concerning Embodiment 4 of this invention. 本発明の実施の形態5に係る半導体発光素子の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the semiconductor light-emitting device based on Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態5に係る半導体発光素子の製造方法の一部の工程のフローチャートを示す図である。It is a figure which shows the flowchart of the one part process of the manufacturing method of the semiconductor light-emitting device concerning Embodiment 5 of this invention. 本発明の実施の形態6に係る発光モジュールの概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the light emitting module which concerns on Embodiment 6 of this invention.

以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、同一の構成には同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。   Embodiments of the present invention will be described below. The same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.

(実施の形態1)
図1を参照して、実施の形態1に係る発光モジュール1を説明する。本実施の形態の発光モジュール1は、深紫外光19を放射し得るように構成された半導体発光素子10と、半導体発光素子10を載置する基台30とを主に備える。本実施の形態の発光モジュール1は、深紫外光19を放射し得るように構成された半導体発光素子10と、半導体発光素子10を封止する液体62と、半導体発光素子10と液体62とを収容するパッケージ(30,60)とを主に備えてもよい。
(Embodiment 1)
With reference to FIG. 1, the light emitting module 1 which concerns on Embodiment 1 is demonstrated. The light emitting module 1 according to the present embodiment mainly includes a semiconductor light emitting element 10 configured to emit deep ultraviolet light 19 and a base 30 on which the semiconductor light emitting element 10 is placed. The light emitting module 1 according to the present embodiment includes a semiconductor light emitting element 10 configured to emit deep ultraviolet light 19, a liquid 62 that seals the semiconductor light emitting element 10, and the semiconductor light emitting element 10 and the liquid 62. You may mainly provide the package (30, 60) to accommodate.

基台30に用いられる材料として、金属、樹脂、セラミックを例示することができる。基台30は、高い熱伝導性を有する材料から構成され、ヒートシンクとして機能してもよい。   Examples of materials used for the base 30 include metals, resins, and ceramics. The base 30 is made of a material having high thermal conductivity, and may function as a heat sink.

半導体発光素子10は、サブマウント20を介して、基台30の上に載置されてもよい。サブマウント20の材料として、窒化アルミニウム(AlN)、アルミナ(Al23)、炭化珪素(SiC)、ダイヤモンド、珪素(Si)を例示することができる。サブマウント20は、5W/(m・K)以上高い熱伝導性を有する材料から構成されてもよい。サブマウント20は、160W/(m・K)以上250W/(m・K)以下の熱伝導率を有する窒化アルミニウム(AlN)から構成されてもよい。半導体発光素子10が載置されるサブマウント20の表面に、半導体発光素子10からの深紫外光19を反射するために、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、金(Au)または銀(Ag)などからなる反射層が設けられてもよい。サブマウント20は、金−すず(AuSn)などからなる共晶半田、銀ペーストなどの導電性ペーストまたは接着剤を用いて、基台30に固着されてもよい。 The semiconductor light emitting element 10 may be placed on the base 30 via the submount 20. Examples of the material of the submount 20 include aluminum nitride (AlN), alumina (Al 2 O 3 ), silicon carbide (SiC), diamond, and silicon (Si). The submount 20 may be made of a material having high thermal conductivity of 5 W / (m · K) or more. The submount 20 may be made of aluminum nitride (AlN) having a thermal conductivity of 160 W / (m · K) or more and 250 W / (m · K) or less. In order to reflect the deep ultraviolet light 19 from the semiconductor light emitting element 10 on the surface of the submount 20 on which the semiconductor light emitting element 10 is mounted, aluminum (Al), titanium (Ti), nickel (Ni), gold (Au ) Or a reflective layer made of silver (Ag) or the like may be provided. The submount 20 may be fixed to the base 30 using a conductive paste such as eutectic solder made of gold-tin (AuSn), silver paste, or an adhesive.

半導体発光素子10が載置されるサブマウント20の表面に、第1の導電パッド21と第2の導電パッド22とが設けられてもよい。導電性を有する接合部材25を用いて、半導体発光素子10のn型電極15とサブマウント20の第1の導電パッド21とが接続され、半導体発光素子10のp型電極16とサブマウント20の第2の導電パッド22とが接続される。接合部材25として、例えば、金(Au)−すず(Sn)、銀(Ag)−すず(Sn)などからなる半田、金(Au)や銅(Cu)などからなる金属バンプ、または、銀ペーストなどの導電性ペーストが用いられ得る。   A first conductive pad 21 and a second conductive pad 22 may be provided on the surface of the submount 20 on which the semiconductor light emitting element 10 is placed. The n-type electrode 15 of the semiconductor light emitting element 10 and the first conductive pad 21 of the submount 20 are connected using the conductive bonding member 25, and the p-type electrode 16 of the semiconductor light emitting element 10 and the submount 20 are connected. The second conductive pad 22 is connected. As the joining member 25, for example, solder made of gold (Au) -tin (Sn), silver (Ag) -tin (Sn), metal bumps made of gold (Au), copper (Cu), or the like, or silver paste A conductive paste such as can be used.

半導体発光素子10はサブマウント20上にフリップチップボンディングされてもよい。すなわち、半導体発光素子10の基板11側をサブマウント20及び基台30とは反対側に向けるとともに、半導体発光素子10の半導体層18(n型半導体層12、活性領域13、p型半導体層14)側をサブマウント20及び基台30の側に向けて、半導体発光素子10はサブマウント20上に載置されてもよい。半導体発光素子10がサブマウント20の上にフリップチップボンディングされているため、活性領域13から放射される深紫外光19がp型半導体層14で吸収されることが低減され得る。   The semiconductor light emitting element 10 may be flip-chip bonded on the submount 20. That is, the substrate 11 side of the semiconductor light emitting element 10 is directed to the side opposite to the submount 20 and the base 30, and the semiconductor layer 18 (n-type semiconductor layer 12, active region 13, p-type semiconductor layer 14 of the semiconductor light emitting element 10 is provided. The semiconductor light emitting element 10 may be mounted on the submount 20 with the) side facing the submount 20 and the base 30. Since the semiconductor light emitting element 10 is flip-chip bonded on the submount 20, the absorption of the deep ultraviolet light 19 emitted from the active region 13 by the p-type semiconductor layer 14 can be reduced.

本実施の形態の発光モジュール1は、導電ワイヤ33,34と、絶縁層35と、電気配線37と、電気配線37,39に接続された導電パッド36,38とをさらに備えてもよい。絶縁層35と、電気配線37,39と、導電パッド36,38とは、サブマウント20の周りでかつ基台30上に設けられている。電気配線37,39は、絶縁層35に埋め込まれてもよい。導電パッド36,38は、絶縁層35から露出している。導電ワイヤ33は、導電パッド36と第1の導電パッド21とを接続する。導電ワイヤ34は、導電パッド36と第2の導電パッド22とを接続する。導電ワイヤ33,34として、例えば、金(Au)ワイヤが用いられ得る。電気配線37,39、導電パッド36,38、導電ワイヤ33,34、第1の導電パッド21、第2の導電パッド22及び接合部材25を介して、外部電源(図示せず)から、半導体発光素子10に電流が供給されて、半導体発光素子10は、深紫外光19を放射する。   The light emitting module 1 of the present embodiment may further include conductive wires 33 and 34, an insulating layer 35, an electrical wiring 37, and conductive pads 36 and 38 connected to the electrical wirings 37 and 39. The insulating layer 35, the electrical wirings 37 and 39, and the conductive pads 36 and 38 are provided around the submount 20 and on the base 30. The electrical wirings 37 and 39 may be embedded in the insulating layer 35. The conductive pads 36 and 38 are exposed from the insulating layer 35. The conductive wire 33 connects the conductive pad 36 and the first conductive pad 21. The conductive wire 34 connects the conductive pad 36 and the second conductive pad 22. For example, gold (Au) wires may be used as the conductive wires 33 and 34. Semiconductor light emission from an external power source (not shown) through the electrical wirings 37 and 39, the conductive pads 36 and 38, the conductive wires 33 and 34, the first conductive pad 21, the second conductive pad 22 and the bonding member 25 A current is supplied to the element 10, and the semiconductor light emitting element 10 emits deep ultraviolet light 19.

図1から図5を参照して、実施の形態1に係る半導体発光素子10を説明する。導体発光素子は、基板11と、n型半導体層12と、活性領域13と、p型半導体層14と、n型電極15と、p型電極16と、周期的凹凸構造17とを主に含む。   A semiconductor light emitting element 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. The conductive light emitting element mainly includes a substrate 11, an n-type semiconductor layer 12, an active region 13, a p-type semiconductor layer 14, an n-type electrode 15, a p-type electrode 16, and a periodic uneven structure 17. .

基板11は、第1の主面11aと、第1の主面11aとは反対側の第2の主面11bとを有する。第2の主面11bは、出射面であってもよい。第1の主面11aの第1の平面視における基板11の第1の主面11aの面積は、第1の主面11aの第1の平面視における活性領域13の面積と同じであるか、それより大きい。第2の主面11bの第2の平面視における基板11の第2の主面11bの面積は、第2の主面11bの第2の平面視における活性領域13の第1の面積と同じであるか、それより大きい。第2の主面11bの第2の平面視における活性領域13の第1の面積は、第1の主面11aの第1の平面視における活性領域13の面積と同じであってもよい。第2の主面11bの第2の平面視における第2の主面11bの第2の面積は、0.50mm2以上であってもよく、1.0mm2以上であってもよく、2.0mm2以上であってもよく、5.0mm2以上であってもよい。第2の主面11bの第2の面積は、特に制限はないが、30mm2以下であってもよく、20mm2以下であってもよく、10mm2以下であってもよい。 The substrate 11 has a first main surface 11a and a second main surface 11b opposite to the first main surface 11a. The second main surface 11b may be an exit surface. Whether the area of the first main surface 11a of the substrate 11 in the first plan view of the first main surface 11a is the same as the area of the active region 13 in the first plan view of the first main surface 11a, Greater than that. The area of the second main surface 11b of the substrate 11 in the second plan view of the second main surface 11b is the same as the first area of the active region 13 in the second plan view of the second main surface 11b. Is greater than that. The first area of the active region 13 in the second plan view of the second main surface 11b may be the same as the area of the active region 13 in the first plan view of the first main surface 11a. The second area of the second main surface 11b in the second plan view of the second main surface 11b may be 0.50 mm 2 or more, or 1.0 mm 2 or more. may also be 0 mm 2 or more, it may be 5.0 mm 2 or more. The second area of the second main surface 11b is not particularly limited, but may be 30 mm 2 or less, 20 mm 2 or less, or 10 mm 2 or less.

基板11は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長に対して、例えば50%以上のような、高い透過率を有することが好ましい。基板11は、特に限定されないが、例えば、窒化アルミニウム(AlN)基板、炭化珪素(SiC)基板、サファイア基板、窒化ガリウム(GaN)基板であってもよい。基板11として、テンプレート基板が用いられてもよい。テンプレート基板は、窒化アルミニウム(AlN)や窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)などから構成される下地層が基板11上に形成されたものをいう。   The substrate 11 preferably has a high transmittance such as 50% or more with respect to the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. The substrate 11 is not particularly limited, and may be, for example, an aluminum nitride (AlN) substrate, a silicon carbide (SiC) substrate, a sapphire substrate, or a gallium nitride (GaN) substrate. A template substrate may be used as the substrate 11. The template substrate is a substrate in which a base layer made of aluminum nitride (AlN), aluminum gallium nitride (AlGaN), or the like is formed on the substrate 11.

窒化アルミニウム(AlN)は、窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)に近い格子定数及び熱膨張係数を有する。そのため、窒化アルミニウム(AlN)基板は、基板11上に形成されかつ窒化アルミニウムガリウム(AlGaN)を主成分として含む半導体層18における転位欠陥密度を減少させることができる。基板11として、ハイドライド気相成長(HVPE)法によって作成された窒化アルミニウム(AlN)基板が用いられてもよい。窒化アルミニウム(AlN)基板をハイドライド気相成長(HVPE)法によって作成することによって、窒化アルミニウム(AlN)基板の光吸収係数は、265nmの波長において、約10cm-1以下に低減され得る。 Aluminum nitride (AlN) has a lattice constant and thermal expansion coefficient close to those of aluminum gallium nitride (AlGaN). Therefore, the aluminum nitride (AlN) substrate can reduce the dislocation defect density in the semiconductor layer 18 formed on the substrate 11 and containing aluminum gallium nitride (AlGaN) as a main component. As the substrate 11, an aluminum nitride (AlN) substrate prepared by a hydride vapor phase epitaxy (HVPE) method may be used. By making an aluminum nitride (AlN) substrate by a hydride vapor phase epitaxy (HVPE) method, the light absorption coefficient of the aluminum nitride (AlN) substrate can be reduced to about 10 cm −1 or less at a wavelength of 265 nm.

基板11の第1の主面11a上に、半導体層18が設けられる。半導体層18は、n型半導体層12と、活性領域13と、p型半導体層14とを含んでもよい。n型半導体層12は、活性領域13に対して基板11側に設けられてもよい。p型半導体層14は、活性領域13に対して基板11とは反対側に設けられてもよい。   A semiconductor layer 18 is provided on the first major surface 11 a of the substrate 11. The semiconductor layer 18 may include an n-type semiconductor layer 12, an active region 13, and a p-type semiconductor layer 14. The n-type semiconductor layer 12 may be provided on the substrate 11 side with respect to the active region 13. The p-type semiconductor layer 14 may be provided on the side opposite to the substrate 11 with respect to the active region 13.

n型半導体層12は、AlInGaNからなる窒化物半導体から構成されてもよい。より特定的には、n型半導体層12は、Alx1Iny1Gaz1N(x1、y1、z1は、0≦x1≦1.0、0≦y1≦0.1、0≦z1≦1.0を満たす有理数とし、x1+y1+z1=1.0である)から構成されてもよい。特定的には、n型半導体層12は、Alx1Gaz1N(x1、z1は、0≦x1≦1.0、0≦z1≦1.0を満たす有理数とし、x1+z1=1.0である)から構成されてもよい。n型半導体層12は、珪素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、酸素(O)または炭素(C)のようなn型不純物を含んでもよい。n型半導体層12におけるn型不純物の濃度は、1.0×1017cm-3以上1.0×1020cm-3以下であってもよい。n型半導体層12におけるn型不純物の濃度は、1.0×1018cm-3以上1.0×1019cm-3以下であってもよい。n型半導体層12は、100nm以上の膜厚を有してもよく、500nm以上の膜厚を有してもよい。n型半導体層12は、10000nm以下の膜厚を有してもよく、3000nm以下の膜厚を有してもよい。 The n-type semiconductor layer 12 may be made of a nitride semiconductor made of AlInGaN. More specifically, n-type semiconductor layer 12, Al x1 In y1 Ga z1 N (x 1, y 1, z 1 is, 0 ≦ x 1 ≦ 1.0,0 ≦ y 1 ≦ 0.1,0 ≦ z 1 ≦ 1.0, which is a rational number, and x 1 + y 1 + z 1 = 1.0). In particular, n-type semiconductor layer 12, Al x1 Ga z1 N (x 1, z 1 is a rational number satisfying 0 ≦ x 1 ≦ 1.0,0 ≦ z 1 ≦ 1.0, x 1 + z 1 = 1.0). The n-type semiconductor layer 12 may include an n-type impurity such as silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), oxygen (O), or carbon (C). The concentration of the n-type impurity in the n-type semiconductor layer 12 may be 1.0 × 10 17 cm −3 or more and 1.0 × 10 20 cm −3 or less. The concentration of the n-type impurity in the n-type semiconductor layer 12 may be 1.0 × 10 18 cm −3 or more and 1.0 × 10 19 cm −3 or less. The n-type semiconductor layer 12 may have a thickness of 100 nm or more, and may have a thickness of 500 nm or more. The n-type semiconductor layer 12 may have a thickness of 10000 nm or less, or may have a thickness of 3000 nm or less.

n型半導体層12によって活性領域13に電子及び正孔を閉じ込めるとともに、活性領域13から放射される深紫外光19がn型半導体層12によって吸収されることを抑制するために、n型半導体層12は、活性領域13から放射される深紫外光19のエネルギーよりも大きなバンドギャップエネルギーを有することが好ましい。n型半導体層12は、活性領域13よりも低い屈折率を有し、クラッド層として機能してもよい。n型半導体層12は、単層から構成されてもよいし、Al組成、In組成、もしくはGa組成が互いに異なる複数層から構成されてもよい。Al組成、In組成、もしくはGa組成が互いに異なる複数層は、超格子構造、または、その組成が徐々に変化する傾斜組成構造を有してもよい。   In order to confine electrons and holes in the active region 13 by the n-type semiconductor layer 12 and to prevent the deep ultraviolet light 19 emitted from the active region 13 from being absorbed by the n-type semiconductor layer 12, the n-type semiconductor layer 12 preferably has a larger band gap energy than the energy of the deep ultraviolet light 19 emitted from the active region 13. The n-type semiconductor layer 12 has a lower refractive index than the active region 13 and may function as a cladding layer. The n-type semiconductor layer 12 may be composed of a single layer, or may be composed of a plurality of layers having different Al compositions, In compositions, or Ga compositions. A plurality of layers having different Al compositions, In compositions, or Ga compositions may have a superlattice structure or a graded composition structure in which the composition gradually changes.

n型半導体層12の上に、活性領域13が設けられる。活性領域13は、深紫外光19が放射され得るように構成されている。深紫外光19は、190nm以上の波長を有している。深紫外光19は、200nm以上の波長を有してもよく、220nm以上の波長を有してもよい。深紫外光19は、350nm以下の波長を有している。深紫外光19は、320nm以下の波長を有してもよく、300nm以下の波長を有してもよい。第2の主面11bの第2の平面視における活性領域13の第1の面積は、0.15mm2以上である。第2の主面11bの第2の平面視における活性領域13の第1の面積は、0.25mm2以上であってもよく、第2の主面11bの第2の平面視における活性領域13の第1の面積は、0.35mm2以上であってもよい。第2の主面11bの第2の平面視における活性領域13の第1の面積は、特に限定されないが、10mm2以下であってもよく、5.0mm2以下であってもよく、2.0mm2以下であってもよく、1.0mm2以下であってもよく、0.5mm2以下であってもよい。 An active region 13 is provided on the n-type semiconductor layer 12. The active region 13 is configured such that deep ultraviolet light 19 can be emitted. The deep ultraviolet light 19 has a wavelength of 190 nm or more. The deep ultraviolet light 19 may have a wavelength of 200 nm or more, and may have a wavelength of 220 nm or more. The deep ultraviolet light 19 has a wavelength of 350 nm or less. The deep ultraviolet light 19 may have a wavelength of 320 nm or less, and may have a wavelength of 300 nm or less. The first area of the active region 13 in the second plan view of the second main surface 11b is 0.15 mm 2 or more. The first area of the active region 13 in the second plan view of the second main surface 11b may be 0.25 mm 2 or more, and the active region 13 in the second plan view of the second main surface 11b. The first area may be 0.35 mm 2 or more. The first area of the active region 13 in the second plan view of the second main surface 11b is not particularly limited, but may be 10 mm 2 or less, or 5.0 mm 2 or less. may also be 0 mm 2 or less, it may also be 1.0 mm 2 or less, and may be 0.5 mm 2 or less.

活性領域13は、AlInGaNからなる窒化物半導体から構成されてもよい。より特定的には、活性領域13は、Alx2Iny2Gaz2N(x2、y2、z2は、0≦x2≦1.0、0≦y2≦0.1、0≦z2≦1.0を満たす有理数とし、x2+y2+z2=1.0である)から構成される井戸層と、当該井戸層よりもバンドギャップエネルギーが大きいAlx3Iny3Gaz3N(x3、y3、z3は、0≦x3≦1.0、0≦y3≦0.1、0≦z3≦1.0を満たす有理数とし、x3+y3+z3=1.0である)から構成される障壁層とを含む多重量子井戸(MQW)構造を有してもよい。n型半導体層12及びp型半導体層14によって活性領域13に電子及び正孔を閉じ込めるために、活性領域13は、n型半導体層12及びp型半導体層14よりも小さなバンドギャップエネルギーを有することが好ましい。活性領域13は、n型半導体層12及びp型半導体層14よりも高い屈折率を有してもよい。 The active region 13 may be made of a nitride semiconductor made of AlInGaN. More specifically, the active region 13 is made of Al x2 In y2 Gaz2 N (x 2 , y 2 , z 2 are 0 ≦ x 2 ≦ 1.0, 0 ≦ y 2 ≦ 0.1, 0 ≦ z 2 ≦ 1.0 and a well layer composed of x 2 + y 2 + z 2 = 1.0) and Al x3 In y3 Ga z3 N (x 3 , y 3 , and z 3 are rational numbers that satisfy 0 ≦ x 3 ≦ 1.0, 0 ≦ y 3 ≦ 0.1, and 0 ≦ z 3 ≦ 1.0, and x 3 + y 3 + z 3 = 1.0 And a multi-quantum well (MQW) structure including a barrier layer composed of In order to confine electrons and holes in the active region 13 by the n-type semiconductor layer 12 and the p-type semiconductor layer 14, the active region 13 has a smaller band gap energy than the n-type semiconductor layer 12 and the p-type semiconductor layer 14. Is preferred. The active region 13 may have a higher refractive index than the n-type semiconductor layer 12 and the p-type semiconductor layer 14.

活性領域13の上に、p型半導体層14が設けられる。p型半導体層14は、活性領域13側に位置する第1のp型半導体層14aと、活性領域13と反対側に位置する第2のp型半導体層14bとから構成されてもよい。   A p-type semiconductor layer 14 is provided on the active region 13. The p-type semiconductor layer 14 may be composed of a first p-type semiconductor layer 14 a located on the active region 13 side and a second p-type semiconductor layer 14 b located on the opposite side to the active region 13.

第1のp型半導体層14aは、AlInGaNからなる窒化物半導体から構成されてもよい。より特定的には、第1のp型半導体層14aは、Alx4Iny4Gaz4N(x4、y4、z4は、0≦x4≦1.0、0≦y4≦0.1、0≦z4≦1.0を満たす有理数とし、x4+y4+z4=1.0である)から構成されてもよい。第1のp型半導体層14aは、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、ベリリウム(Be)のようなp型不純物を含んでもよい。第1のp型半導体層14aにおけるp型不純物の濃度は、1.0×1017cm-3以上であってもよい。第1のp型半導体層14aにおけるp型不純物の濃度は、1.0×1018cm-3以上であってもよい。第1のp型半導体層14aは、5nm以上の膜厚を有してもよく、10nm以上の膜厚を有してもよい。第1のp型半導体層14aは、1000nm以下の膜厚を有してもよく、500nm以下の膜厚を有してもよい。 The first p-type semiconductor layer 14a may be made of a nitride semiconductor made of AlInGaN. More specifically, the first p-type semiconductor layer 14a is made of Al x4 In y4 Ga z4 N (x 4 , y 4 , z 4 are 0 ≦ x 4 ≦ 1.0, 0 ≦ y 4 ≦ 0. 1 and a rational number satisfying 0 ≦ z 4 ≦ 1.0, and x 4 + y 4 + z 4 = 1.0). The first p-type semiconductor layer 14a may include p-type impurities such as magnesium (Mg), zinc (Zn), and beryllium (Be). The concentration of the p-type impurity in the first p-type semiconductor layer 14a may be 1.0 × 10 17 cm −3 or more. The concentration of the p-type impurity in the first p-type semiconductor layer 14a may be 1.0 × 10 18 cm −3 or more. The first p-type semiconductor layer 14a may have a thickness of 5 nm or more, or may have a thickness of 10 nm or more. The first p-type semiconductor layer 14a may have a thickness of 1000 nm or less, and may have a thickness of 500 nm or less.

第1のp型半導体層14aによって活性領域13に電子及び正孔を閉じ込めるとともに、活性領域13から放射される深紫外光19が第1のp型半導体層14aによって吸収されることを抑制するために、第1のp型半導体層14aは、活性領域13から放射される深紫外光19のエネルギーよりも大きなバンドギャップエネルギーを有してもよい。第1のp型半導体層14aから活性領域13により均一に正孔を注入するために、第1のp型半導体層14aは小さなAl組成比を有してもよい。第1のp型半導体層14aは、活性領域13よりも低い屈折率を有し、クラッド層として機能してもよい。第1のp型半導体層14aは、単層から構成されてもよいし、Al組成、In組成、もしくはGa組成が互いに異なる複数層から構成されてもよい。Al組成、In組成、もしくはGa組成が互いに異なる複数層は、超格子構造、または、その組成が徐々に変化する傾斜組成構造を有してもよい。   In order to confine electrons and holes in the active region 13 by the first p-type semiconductor layer 14a and to prevent the deep ultraviolet light 19 emitted from the active region 13 from being absorbed by the first p-type semiconductor layer 14a. In addition, the first p-type semiconductor layer 14 a may have a band gap energy larger than the energy of the deep ultraviolet light 19 emitted from the active region 13. In order to uniformly inject holes from the first p-type semiconductor layer 14a into the active region 13, the first p-type semiconductor layer 14a may have a small Al composition ratio. The first p-type semiconductor layer 14a may have a refractive index lower than that of the active region 13, and may function as a cladding layer. The first p-type semiconductor layer 14a may be composed of a single layer, or may be composed of a plurality of layers having different Al compositions, In compositions, or Ga compositions. A plurality of layers having different Al compositions, In compositions, or Ga compositions may have a superlattice structure or a graded composition structure in which the composition gradually changes.

第2のp型半導体層14bは、AlInGaNからなる窒化物半導体から構成されてもよい。より特定的には、第2のp型半導体層14bは、Alx5Iny5Gaz5N(x5、y5、z5は、0≦x5≦1.0、0≦y5≦0.1、0≦z5≦1.0を満たす有理数とし、x5+y5+z5=1.0である)から構成されてもよい。第2のp型半導体層14bは、マグネシウム(Mg)、亜鉛(Zn)、ベリリウム(Be)のようなp型不純物を含んでもよい。第2のp型半導体層14bは、第1のp型半導体層14aよりも高いp型伝導度を有し、p型コンタクト層として機能してもよい。第2のp型半導体層14bにおけるp型不純物の濃度は、1.0×1017cm-3以上であってもよい。第2のp型半導体層14bにおけるp型不純物の濃度は、1.0×1018cm-3以上であってもよい。活性領域13から放射される深紫外光19が第2のp型半導体層14bによって吸収されることを抑制するためと、第2のp型半導体層14bにおいて良好なp型コンタクトを得るために、第2のp型半導体層14bは、1nm以上500nm以下の膜厚を有してもよい。 The second p-type semiconductor layer 14b may be made of a nitride semiconductor made of AlInGaN. More specifically, the second p-type semiconductor layer 14b is made of Al x5 In y5 Ga z5 N (x 5 , y 5 , z 5 are 0 ≦ x 5 ≦ 1.0, 0 ≦ y 5 ≦ 0. 1 and a rational number satisfying 0 ≦ z 5 ≦ 1.0, and x 5 + y 5 + z 5 = 1.0). The second p-type semiconductor layer 14b may contain p-type impurities such as magnesium (Mg), zinc (Zn), and beryllium (Be). The second p-type semiconductor layer 14b has a higher p-type conductivity than the first p-type semiconductor layer 14a, and may function as a p-type contact layer. The concentration of the p-type impurity in the second p-type semiconductor layer 14b may be 1.0 × 10 17 cm −3 or more. The concentration of the p-type impurity in the second p-type semiconductor layer 14b may be 1.0 × 10 18 cm −3 or more. In order to suppress the deep ultraviolet light 19 emitted from the active region 13 from being absorbed by the second p-type semiconductor layer 14b and to obtain a good p-type contact in the second p-type semiconductor layer 14b, The second p-type semiconductor layer 14b may have a thickness of 1 nm to 500 nm.

第1のp型半導体層14aと第2のp型半導体層14bとが窒化物半導体から構成される場合には、窒化物半導体のAl組成が小さくバンドギャップが小さいほど、第2のp型半導体層14bから活性領域13により均一に正孔を注入することができ、良好なp型コンタクト特性を得ることができる。そのため、第2のp型半導体層14bは、小さなAl組成比を有してもよい。活性領域13から放射される深紫外光19が第2のp型半導体層14bによって吸収されることを抑制するために、第2のp型半導体層14bは、活性領域13から放射される深紫外光19のエネルギーよりも大きなバンドギャップエネルギーを有してもよい。   In the case where the first p-type semiconductor layer 14a and the second p-type semiconductor layer 14b are made of a nitride semiconductor, the second p-type semiconductor becomes smaller as the Al composition of the nitride semiconductor is smaller and the band gap is smaller. Holes can be uniformly injected from the layer 14b into the active region 13, and good p-type contact characteristics can be obtained. Therefore, the second p-type semiconductor layer 14b may have a small Al composition ratio. In order to suppress the deep ultraviolet light 19 radiated from the active region 13 from being absorbed by the second p-type semiconductor layer 14b, the second p-type semiconductor layer 14b has a deep ultraviolet radiated from the active region 13. It may have a band gap energy larger than that of the light 19.

n型電極15は、n型半導体層12に接触している。n型電極15は、n型半導体層12の露出面上に設けられもよい。n型半導体層12の露出面は、基板11の上に、n型半導体層12、活性領域13及びp型半導体層14を積層した後、n型半導体層12の一部と、活性領域13と、p型半導体層14とを部分的に除去することによって露出されたn型半導体層12の面を意味する。半導体発光素子10は、n型半導体層12の一部と、活性領域13の一部と、p型半導体層14の一部とが除去されたメサ構造を有してもよい。p型電極16は、基板11とは反対側の半導体層18の表面18a上に設けられる。p型電極16は、p型半導体層14に接触している。特定的には、p型電極16は、p型コンタクト層として機能する第2のp型半導体層14bに接触している。第1の主面11aの第1の平面視において、p型電極16は、櫛歯形状を有してもよい。   The n-type electrode 15 is in contact with the n-type semiconductor layer 12. The n-type electrode 15 may be provided on the exposed surface of the n-type semiconductor layer 12. The exposed surface of the n-type semiconductor layer 12 is formed by laminating the n-type semiconductor layer 12, the active region 13, and the p-type semiconductor layer 14 on the substrate 11, and then a part of the n-type semiconductor layer 12, the active region 13, , The surface of the n-type semiconductor layer 12 exposed by partially removing the p-type semiconductor layer 14. The semiconductor light emitting element 10 may have a mesa structure in which a part of the n-type semiconductor layer 12, a part of the active region 13, and a part of the p-type semiconductor layer 14 are removed. The p-type electrode 16 is provided on the surface 18 a of the semiconductor layer 18 on the side opposite to the substrate 11. The p-type electrode 16 is in contact with the p-type semiconductor layer 14. Specifically, the p-type electrode 16 is in contact with the second p-type semiconductor layer 14b that functions as a p-type contact layer. In the first plan view of the first main surface 11a, the p-type electrode 16 may have a comb shape.

周期的凹凸構造17は、基板11の第2の主面11bに形成されている。周期的凹凸構造17は、活性領域13から放射される深紫外光19が基板11の第2の主面11bで全反射されることを防止して、半導体発光素子10の深紫外光19の取り出し効率を増加させる。   The periodic concavo-convex structure 17 is formed on the second main surface 11 b of the substrate 11. The periodic concavo-convex structure 17 prevents the deep ultraviolet light 19 emitted from the active region 13 from being totally reflected by the second main surface 11 b of the substrate 11, thereby extracting the deep ultraviolet light 19 from the semiconductor light emitting device 10. Increase efficiency.

周期的凹凸構造17は、第2の主面11bから突出する複数の突起部17aを含む。本実施の形態では、複数の突起部17aは、各々、円錐の形状を有している。複数の突起部17aは、各々、角錐の形状を有してもよい。複数の突起部17aは、各々、円柱または多角柱の形状を有してもよい。複数の突起部17aは、各々、0.6より大きなアスペクト比h1/d1を有してもよく、0.8より大きなアスペクト比h1/d1を有してもよく、1.0以上のアスペクト比h1/d1を有してもよく、1.5以上のアスペクト比h1/d1を有してもよい。複数の突起部17aは、各々、特に限定されないが、周期的凹凸構造17を含む基板11の生産性を考慮して、10以下のアスペクト比h1/d1を有してもよい。複数の突起部17aは、各々、10以下のアスペクト比h1/d1を有してもよく、5以下のアスペクト比h1/d1を有してもよく、3以下のアスペクト比h1/d1を有してもよい。 The periodic concavo-convex structure 17 includes a plurality of protrusions 17a protruding from the second main surface 11b. In the present embodiment, each of the plurality of protrusions 17a has a conical shape. Each of the plurality of protrusions 17a may have a pyramid shape. Each of the plurality of protrusions 17a may have a cylindrical or polygonal column shape. The plurality of protrusions 17a may each have an aspect ratio h 1 / d 1 greater than 0.6, may have an aspect ratio h 1 / d 1 greater than 0.8, and 1.0 may have an aspect ratio h 1 / d 1 above, it may have 1.5 or more the aspect ratio h 1 / d 1. Each of the plurality of protrusions 17 a is not particularly limited, but may have an aspect ratio h 1 / d 1 of 10 or less in consideration of the productivity of the substrate 11 including the periodic uneven structure 17. A plurality of projections 17a, respectively, may have an aspect ratio h 1 / d 1 of 10 or less may have an aspect ratio h 1 / d 1 of 5 or less, 3 or less of the aspect ratio h 1 / D 1 may be included.

本明細書において、複数の突起部17aの各々のアスペクト比h1/d1は、複数の突起部17aの各々の幅(直径)d1に対する複数の突起部17aの各々の高さh1の比h1/d1で与えられる。複数の突起部17aの各々の高さh1は、第2の主面11bから第2の主面11bに垂直な方向に測定された複数の突起部17aの各々の長さである。複数の突起部17aの各々の幅(直径)d1は、基板11の第2の主面11bに平行な方向における複数の突起部17aの各々の底部の長さである。 In this specification, the aspect ratio h 1 / d 1 of each of the plurality of protrusions 17 a is equal to the height h 1 of each of the plurality of protrusions 17 a with respect to the width (diameter) d 1 of each of the plurality of protrusions 17 a. It is given by the ratio h 1 / d 1 . The height h 1 of each of the plurality of protrusions 17a is the length of each of the plurality of protrusions 17a measured in the direction perpendicular to the second main surface 11b from the second main surface 11b. The width (diameter) d 1 of each of the plurality of protrusions 17 a is the length of the bottom of each of the plurality of protrusions 17 a in the direction parallel to the second main surface 11 b of the substrate 11.

複数の突起部17aの各々の高さh1は、150nmより大きくてもよく、350nm以上であってもよく、500nm以上であってもよい。周期的凹凸構造17は、ナノサイズの周期構造を有してもよい。周期的凹凸構造17は、1μmより小さな周期pを有してもよく、800nm以下の周期pを有してもよく、600nm以下の周期pを有してもよい。 The height h 1 of each of the plurality of protrusions 17a may be greater than 150 nm, 350 nm or more, or 500 nm or more. The periodic uneven structure 17 may have a nano-sized periodic structure. The periodic uneven structure 17 may have a period p smaller than 1 μm, may have a period p of 800 nm or less, and may have a period p of 600 nm or less.

第2の主面11bの第2の平面視における第2の主面11bの第2の面積に対する、第2の主面11bの第2の平面視における複数の突起部17aの第3の面積の比は、60%以上であってもよく、80%以上であってもよく、90%以上であってもよい。第2の主面11bの第2の平面視における第2の主面11bの第2の面積に対する、第2の主面11bの第2の平面視における複数の突起部17aの第3の面積の比は、100%以下であってもよく、98%以下であってもよく、95%以下であってもよい。本明細書において、第2の面積は、第2の主面11bを第2の平面視したときにおける、第2の主面11bの外周に囲まれる領域の面積として与えられる。本明細書において、第3の面積は、第2の主面11bを第2の平面視したときにおける、第2の主面11bに接する複数の突起部17aの底部の総面積として与えられる。   The third area of the plurality of protrusions 17a in the second plan view of the second main surface 11b with respect to the second area of the second main surface 11b in the second plan view of the second main surface 11b The ratio may be 60% or more, 80% or more, or 90% or more. The third area of the plurality of protrusions 17a in the second plan view of the second main surface 11b with respect to the second area of the second main surface 11b in the second plan view of the second main surface 11b The ratio may be 100% or less, 98% or less, or 95% or less. In the present specification, the second area is given as an area of a region surrounded by the outer periphery of the second main surface 11b when the second main surface 11b is viewed in a second plane. In the present specification, the third area is given as the total area of the bottoms of the plurality of protrusions 17a in contact with the second main surface 11b when the second main surface 11b is viewed in the second plan view.

図3及び図6から図14を参照して、本実施の形態の半導体発光素子10の製造方法を説明する。   A method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 and 6 to 14.

図6及び図7を参照して、本実施の形態の半導体発光素子10の製造方法は、基板11の第1の主面11a上に、活性領域13を含む半導体層18を形成することを備える(S1)。活性領域13は、深紫外光19を放射し得るように構成されている。第1の主面11aとは反対側の基板11の第2の主面11bの第2の平面視における活性領域13の第1の面積は、0.15mm2以上である。半導体層18を形成すること(S1)は、基板11の第1の主面11a上に、n型半導体層12、活性領域13及びp型半導体層14をこの順に堆積させる工程を含んでもよい。半導体層18を堆積する方法は、有機金属化学気相成長法(MOCVD法)、有機金属気相成長(MOVPE)法、分子線エピタキシー(MBE)法、ハイドライド気相成長(HVPE)法であってもよい。半導体層18を形成すること(S1)は、活性領域13を含む半導体層18の一部をエッチングして、半導体層18にメサ構造を形成することを含んでもよい。特定的には、n型半導体層12の一部と、活性領域13の一部と、p型半導体層14の一部とがエッチングされてもよい。このエッチングにより、n型半導体層12の一部の表面が露出する。 With reference to FIGS. 6 and 7, the method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment includes forming the semiconductor layer 18 including the active region 13 on the first main surface 11 a of the substrate 11. (S1). The active region 13 is configured to emit deep ultraviolet light 19. The first area of the active region 13 in the second plan view of the second main surface 11b of the substrate 11 opposite to the first main surface 11a is 0.15 mm 2 or more. Forming the semiconductor layer 18 (S1) may include a step of depositing the n-type semiconductor layer 12, the active region 13, and the p-type semiconductor layer 14 in this order on the first main surface 11a of the substrate 11. The methods for depositing the semiconductor layer 18 include metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), metal organic chemical vapor deposition (MOVPE), molecular beam epitaxy (MBE), and hydride vapor deposition (HVPE). Also good. Forming the semiconductor layer 18 (S 1) may include forming a mesa structure in the semiconductor layer 18 by etching a part of the semiconductor layer 18 including the active region 13. Specifically, a part of the n-type semiconductor layer 12, a part of the active region 13, and a part of the p-type semiconductor layer 14 may be etched. By this etching, a part of the surface of the n-type semiconductor layer 12 is exposed.

図6及び図7を参照して、本実施の形態の半導体発光素子10の製造方法は、n型半導体層12上に、n型電極15を形成すること(S2)を備える。特定的には、半導体層18にメサ構造を形成するためのエッチングにより露出されたn型半導体層12上に、n型電極15が形成されてもよい。n型電極15は、例えば、真空蒸着法によって、n型半導体層12上に形成されてもよい。n型半導体層12とn型電極15との間の電気的コンタクトを向上させるために、n型電極15を形成すること(S2)は、300℃以上1100℃以下の温度で、30秒以上3分間以下の時間、n型電極15及びn型半導体層12をアニールすることを含んでもよい。   6 and 7, the method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment includes forming the n-type electrode 15 on the n-type semiconductor layer 12 (S2). Specifically, the n-type electrode 15 may be formed on the n-type semiconductor layer 12 exposed by etching for forming a mesa structure in the semiconductor layer 18. The n-type electrode 15 may be formed on the n-type semiconductor layer 12 by, for example, a vacuum deposition method. In order to improve the electrical contact between the n-type semiconductor layer 12 and the n-type electrode 15, forming the n-type electrode 15 (S2) is performed at a temperature of 300 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower for 30 seconds or longer 3 It may include annealing the n-type electrode 15 and the n-type semiconductor layer 12 for a time equal to or less than a minute.

図6及び図7を参照して、本実施の形態の半導体発光素子10の製造方法は、基板11とは反対側の半導体層18の表面18a上に、p型電極16を形成すること(S3)を備える。p型電極16は、p型半導体層14上に形成される。特定的には、p型電極16は、p型コンタクト層として機能する第2のp型半導体層14bの表面に形成されてもよい。p型電極16は、例えば、真空蒸着法によって、p型半導体層14上に形成されてもよい。p型半導体層14とp型電極16との間の電気的コンタクトを向上させるために、p型電極16を形成すること(S3)は、200℃以上800℃以下の温度で、30秒以上3分間以下の時間、p型電極16及びp型半導体層14をアニールすることが好ましい。   6 and 7, in the method of manufacturing semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, p-type electrode 16 is formed on surface 18a of semiconductor layer 18 on the side opposite to substrate 11 (S3). ). The p-type electrode 16 is formed on the p-type semiconductor layer 14. Specifically, the p-type electrode 16 may be formed on the surface of the second p-type semiconductor layer 14b that functions as a p-type contact layer. The p-type electrode 16 may be formed on the p-type semiconductor layer 14 by, for example, a vacuum deposition method. In order to improve the electrical contact between the p-type semiconductor layer 14 and the p-type electrode 16, the p-type electrode 16 is formed (S3) at a temperature of 200 ° C. or higher and 800 ° C. or lower for 30 seconds or longer 3 It is preferable to anneal the p-type electrode 16 and the p-type semiconductor layer 14 for a time of less than a minute.

図3、図6及び図8から図14を参照して、本実施の形態の半導体発光素子10の製造方法は、基板11の第2の主面11bに周期的凹凸構造17を形成すること(S4)を備える。周期的凹凸構造17は、第2の主面11bから突出する複数の突起部17aを含む。第2の主面11bの第2の平面視における第2の主面11bの第2の面積に対する、第2の主面11bの第2の平面視における複数の突起部17aの第3の面積の比は、60%以上100%以下である。複数の突起部17aは、各々、0.6以上のアスペクト比を有している。図3、図6及び図8から図14を参照して、周期的凹凸構造17は、以下に詳しく記載されているように、ナノインプリントリソグラフィー(NIL)法と異方性エッチング法とによって形成される。そのため、第2の主面11bの第2の面積の60%以上の広い領域にわたって、周期的凹凸構造17が、高スループット、高精度かつ安価に形成され得る。   With reference to FIGS. 3, 6, and 8 to 14, in the method of manufacturing the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, the periodic uneven structure 17 is formed on the second main surface 11 b of the substrate 11 ( S4). The periodic concavo-convex structure 17 includes a plurality of protrusions 17a protruding from the second main surface 11b. The third area of the plurality of protrusions 17a in the second plan view of the second main surface 11b with respect to the second area of the second main surface 11b in the second plan view of the second main surface 11b The ratio is 60% or more and 100% or less. Each of the plurality of protrusions 17a has an aspect ratio of 0.6 or more. With reference to FIGS. 3, 6, and 8 to 14, the periodic uneven structure 17 is formed by a nanoimprint lithography (NIL) method and an anisotropic etching method as described in detail below. . Therefore, the periodic uneven structure 17 can be formed with high throughput, high accuracy, and low cost over a wide region of 60% or more of the second area of the second main surface 11b.

図8を参照して、周期的凹凸構造17を形成することは、第2の主面11b上に、第1の層41と、第2の層42と、第3の層43とをこの順に積層することを含む。第1の層41、第2の層42及び第3の層43は、互いに異なる材料からなる。第1の層41は、第2の層42及び第3の層43のそれぞれよりも大きな厚さを有している。第1の層41を形成する前に、基板11の第2の主面11bがヘキサメチルジシラザン(HMDS)などにより疎水化処理されてもよい。   Referring to FIG. 8, the formation of the periodic concavo-convex structure 17 means that the first layer 41, the second layer 42, and the third layer 43 are arranged in this order on the second main surface 11 b. Including laminating. The first layer 41, the second layer 42, and the third layer 43 are made of different materials. The first layer 41 has a larger thickness than each of the second layer 42 and the third layer 43. Before forming the first layer 41, the second main surface 11b of the substrate 11 may be subjected to a hydrophobic treatment with hexamethyldisilazane (HMDS) or the like.

第1の層41は、基板11の第2の主面11b上に形成される。第1の層41は、第1の樹脂材料を含んでもよい。第1の樹脂材料は、例えば、レジスト(ZEP520A、日本ゼオン社製)であってもよい。第1の層41は、第1の樹脂材料を含む第1の材料を基板11の第2の主面11b上にスピンコートし、それから150℃以上で30分間ベークすることによって、形成されてもよい。第1の層41は、第2の層42及び第3の層43のそれぞれよりも大きな厚さを有する。第1の層41は、400nmより大きな厚さを有してもよい。また、第1の層41は、特に制限されないが、第1の層41の加工性等を考慮して、10μm以下の厚さを有してもよい。第1の層41は、多層構造(図示せず)を有してもよい。この多層構造の最表面の層は、第2の層42を構成する第2の材料の濡れ性を向上させる層であってもよい。この多層構造の最表面の層は、ポリメタクリル酸メチル樹脂(PMMA)層であってもよい。この多層構造の最表面の層は、例えば、5nm以上の厚さを有してもよく、50nm以下の厚さを有してもよい。第1の層41は、アセトンやN−メチルピロリドン等の極性溶媒に対して溶解性を有する材料から構成されてもよい。   The first layer 41 is formed on the second main surface 11 b of the substrate 11. The first layer 41 may include a first resin material. For example, the first resin material may be a resist (ZEP520A, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.). The first layer 41 may be formed by spin-coating a first material containing a first resin material on the second main surface 11b of the substrate 11, and then baking at 150 ° C. or higher for 30 minutes. Good. The first layer 41 has a greater thickness than each of the second layer 42 and the third layer 43. The first layer 41 may have a thickness greater than 400 nm. Further, the first layer 41 is not particularly limited, but may have a thickness of 10 μm or less in consideration of the workability of the first layer 41 and the like. The first layer 41 may have a multilayer structure (not shown). The outermost layer of this multilayer structure may be a layer that improves the wettability of the second material constituting the second layer 42. The outermost layer of this multilayer structure may be a polymethyl methacrylate resin (PMMA) layer. The outermost layer of this multilayer structure may have a thickness of 5 nm or more, for example, and may have a thickness of 50 nm or less. The first layer 41 may be made of a material that is soluble in a polar solvent such as acetone or N-methylpyrrolidone.

第2の層42は、第1の層41上に形成される。第2の層42は、酸化シリコンのような無機材料を含む第2の材料から構成されてもよい。第2の層42を構成する第2の材料は、第1の層41を構成する第1の材料と異なっている。第2の層42は、多層構造(図示せず)を有してもよい。第2の層42は、第2の材料を第1の層41上にスピンコートし、それから80℃以上で30分間ベークすることによって、形成されてもよい。第2の層42をスピンコートで形成する場合は、第2の層42を形成するために用いられるスピンコート材に含まれる溶媒などによって、第1の層41が溶解されないことが好ましい。第2の層42は、スピンオングラス(SOG)層であってもよい。第2の層42は、例えば、10nm以上の厚さを有してもよく、100nm以下の厚さを有してもよい。第2の層42に対する第3の層43の濡れ性を向上させるために、第2の層42の表面をヘキサメチルジシラザン(HMDS)などにより疎水化処理し、それから、第2の層42の表面上にレジスト(ZEP520A、日本ゼオン社製)などからなる中間層(図示せず)を形成してもよい。この中間層は、例えば、5nm以上の厚さを有してもよく、50nm以下の厚さを有してもよい。   The second layer 42 is formed on the first layer 41. The second layer 42 may be composed of a second material including an inorganic material such as silicon oxide. The second material constituting the second layer 42 is different from the first material constituting the first layer 41. The second layer 42 may have a multilayer structure (not shown). The second layer 42 may be formed by spin coating a second material onto the first layer 41 and then baking at 80 ° C. or higher for 30 minutes. When the second layer 42 is formed by spin coating, it is preferable that the first layer 41 is not dissolved by a solvent or the like included in the spin coating material used for forming the second layer 42. The second layer 42 may be a spin on glass (SOG) layer. For example, the second layer 42 may have a thickness of 10 nm or more, and may have a thickness of 100 nm or less. In order to improve the wettability of the third layer 43 with respect to the second layer 42, the surface of the second layer 42 is hydrophobized with hexamethyldisilazane (HMDS) or the like. An intermediate layer (not shown) made of resist (ZEP520A, manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) or the like may be formed on the surface. For example, the intermediate layer may have a thickness of 5 nm or more, and may have a thickness of 50 nm or less.

第3の層43は、第2の層42上に形成される。第3の層43は、中間層(図示せず)上に形成されてもよい。第3の層43は、第2の樹脂材料を含む第3の材料で構成されてもよい。第3の層43は、多層構造(図示せず)を有してもよい。第3の層43を構成する第3の材料は、第1の層41を構成する第1の材料及び第2の層42を構成する第2の材料と異なっている。第1の層41、第2の層42及び第3の層43は互いに異なる材料で構成されている。第2の樹脂材料は、例えば、紫外線硬化性樹脂を含む光硬化性樹脂を含んでもよい。第2の樹脂材料は、例えば、レジスト(MUR−XR、丸善石油化学社製)であってもよい。第3の層43は、第2の樹脂材料を含む第3の材料を第2の層42上にスピンコートし、それからベークすることによって、形成されてもよい。第3の層43をスピンコートで形成する場合は、第3の層43を形成するために用いられるスピンコート材に含まれる溶媒などによって、第2の層42が溶解されないことが好ましい。第3の層43の厚さは、モールド45(図9を参照)の凹凸パターンに応じて適宜定められる。第3の層43は、例えば、20nm以上の厚さを有してもよく、300nm以下の厚さを有してもよい。   The third layer 43 is formed on the second layer 42. The third layer 43 may be formed on an intermediate layer (not shown). The third layer 43 may be made of a third material including a second resin material. The third layer 43 may have a multilayer structure (not shown). The third material constituting the third layer 43 is different from the first material constituting the first layer 41 and the second material constituting the second layer 42. The first layer 41, the second layer 42, and the third layer 43 are made of different materials. The second resin material may include, for example, a photocurable resin including an ultraviolet curable resin. For example, the second resin material may be a resist (MUR-XR, manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.). The third layer 43 may be formed by spin-coating a third material containing a second resin material on the second layer 42 and then baking. When the third layer 43 is formed by spin coating, it is preferable that the second layer 42 is not dissolved by a solvent or the like contained in the spin coating material used for forming the third layer 43. The thickness of the third layer 43 is appropriately determined according to the uneven pattern of the mold 45 (see FIG. 9). For example, the third layer 43 may have a thickness of 20 nm or more, and may have a thickness of 300 nm or less.

図9及び図10を参照して、周期的凹凸構造17を形成することは、凹凸パターンを有するモールド45を第3の層43にインプリントすることにより、第3の層43に複数の第1凹部43aを形成することを含む。モールド45は、ナノサイズを有する凹凸パターンを含む。凹凸パターンは、例えば、280nm以上320nm以下の直径と、280nm以上300nm以下の深さとを有する凹部が、周期600nmで正三角格子に配列された構造を有してもよい。モールド45は、特に限定されないが、シリコン(Si)で構成されてもよい。   With reference to FIGS. 9 and 10, the formation of the periodic concavo-convex structure 17 is achieved by imprinting the mold 45 having the concavo-convex pattern on the third layer 43, so that a plurality of first layers are formed on the third layer 43. Forming the recess 43a. The mold 45 includes an uneven pattern having a nano size. The concavo-convex pattern may have a structure in which, for example, concave portions having a diameter of 280 nm to 320 nm and a depth of 280 nm to 300 nm are arranged in a regular triangular lattice with a period of 600 nm. The mold 45 is not particularly limited, but may be made of silicon (Si).

図9を参照して、凹凸パターンを有するモールド45を第3の層43にインプリントすることにより、第3の層43に複数の第1凹部43aを形成する。特定的には、凹凸パターンを有するモールド45を第3の層43にインプリントする。モールド45を第3の層43にインプリントしながら、第3の層43に含まれる第2の樹脂材料を硬化させる。第2の樹脂材料が紫外線硬化性樹脂を含む光硬化性樹脂である場合には、紫外線を含む光46を第3の層43に照射して、第3の層43に含まれる第2の樹脂材料は硬化される。   Referring to FIG. 9, a plurality of first recesses 43 a are formed in the third layer 43 by imprinting a mold 45 having an uneven pattern on the third layer 43. Specifically, a mold 45 having an uneven pattern is imprinted on the third layer 43. The second resin material contained in the third layer 43 is cured while imprinting the mold 45 on the third layer 43. When the second resin material is a photocurable resin containing an ultraviolet curable resin, the second resin contained in the third layer 43 is irradiated with light 46 containing ultraviolet rays on the third layer 43. The material is cured.

図10を参照して、モールド45は第3の層43から剥離される。こうして、第3の層43に複数の第1凹部43aを形成することができる。複数の第1凹部43aを形成する際、複数の第1凹部43aの底部に残膜43bが存在してもよい。モールド45を第3の層43にインプリントした後、すなわちモールド45を第3の層43から剥離した後に、第3の層43に光を照射するなどして、第3の層43に含まれる第2の樹脂材料が硬化されてもよい。   Referring to FIG. 10, mold 45 is peeled off from third layer 43. In this way, a plurality of first recesses 43 a can be formed in the third layer 43. When forming the plurality of first recesses 43a, the remaining film 43b may be present at the bottom of the plurality of first recesses 43a. After imprinting the mold 45 on the third layer 43, that is, after the mold 45 is peeled off from the third layer 43, the third layer 43 is irradiated with light or the like and included in the third layer 43. The second resin material may be cured.

図11を参照して、周期的凹凸構造17を形成することは、複数の第1凹部43aが形成された第3の層43を用いて、第2の層42に複数の第2凹部42aを形成することを含む。第2の層42に複数の第2凹部42aを形成することは、第3の層43をマスクとして用いて、複数の第1凹部43aに対応する第2の層42の一部をエッチングすることを含んでもよい。第2の層42の一部のエッチングは、ドライエッチングであってもよい。第2の層42の一部のエッチングは、フッ素系のエッチングガスのような第1のエッチングガスを用いた誘導結合プラズマ(ICP)エッチングであってもよい。例えば、200W以上600W以下の出力を有するアンテナ電極と、10W以上400W以下の出力を有するバイアス電極と、0.1Pa以上1.0Pa以下の圧力を有するチャンバーとを有するICPエッチング装置を用いて、1分以上5分以下の間、第2の層42の一部をエッチングすることによって、第2の層42に複数の第2凹部42aを形成してもよい。   Referring to FIG. 11, the formation of the periodic concavo-convex structure 17 uses a third layer 43 in which a plurality of first recesses 43 a is formed, and a plurality of second recesses 42 a are formed in the second layer 42. Forming. Forming the plurality of second recesses 42a in the second layer 42 is etching part of the second layer 42 corresponding to the plurality of first recesses 43a using the third layer 43 as a mask. May be included. The etching of a part of the second layer 42 may be dry etching. The partial etching of the second layer 42 may be inductively coupled plasma (ICP) etching using a first etching gas such as a fluorine-based etching gas. For example, an ICP etching apparatus having an antenna electrode having an output of 200 W to 600 W, a bias electrode having an output of 10 W to 400 W, and a chamber having a pressure of 0.1 Pa to 1.0 Pa is used. A plurality of second recesses 42 a may be formed in the second layer 42 by etching a part of the second layer 42 for not less than 5 minutes and not more than 5 minutes.

複数の第2凹部42aを形成するために第2の層42の一部をエッチングすることは、複数の第1凹部43aの底部に残存している第3の層43の一部(残膜43b)を除去することを含んでもよい。すなわち、複数の第2凹部42aを形成するために第2の層42の一部をエッチングする際、複数の第1凹部43aの底部に残存した第3の層43(残膜43b)がさらに除去されてもよい。複数の第2凹部42aを形成するための第2の層42の一部のエッチングにおいて、第1の層41は第2の層42よりも小さなエッチングレートを有してもよい。複数の第2凹部42aを形成するために第2の層42の一部をエッチングする際、第1の層41はエッチング停止層として機能してもよい。   Etching a part of the second layer 42 to form the plurality of second recesses 42a means that part of the third layer 43 (residual film 43b) remaining at the bottom of the plurality of first recesses 43a. ) May be removed. That is, when a part of the second layer 42 is etched to form the plurality of second recesses 42a, the third layer 43 (residual film 43b) remaining at the bottom of the plurality of first recesses 43a is further removed. May be. In the etching of a part of the second layer 42 for forming the plurality of second recesses 42a, the first layer 41 may have an etching rate smaller than that of the second layer 42. When a part of the second layer 42 is etched to form the plurality of second recesses 42a, the first layer 41 may function as an etching stop layer.

図12を参照して、周期的凹凸構造17を形成することは、複数の第2凹部42aが形成された第2の層42をマスクとして用いて、第1の層41の一部を異方性エッチングすることにより、第1の層41に複数の第3凹部41aを形成することを含む。複数の第3凹部41aにおいて、基板11の第2の主面11bは露出している。   Referring to FIG. 12, the formation of the periodic concavo-convex structure 17 means that a part of the first layer 41 is anisotropic using the second layer 42 in which a plurality of second concave portions 42a are formed as a mask. Forming a plurality of third recesses 41a in the first layer 41 by performing reactive etching. In the plurality of third recesses 41a, the second main surface 11b of the substrate 11 is exposed.

第1の層41の一部の異方性エッチングにおいて、第1の層41のエッチングレートは、第2の層42のエッチングレートの10倍以上であってもよい。第1の層41の一部の異方性エッチングにおいて、第1の層41のエッチングレートは、第2の層42のエッチングレートの50倍以上であってもよい。第1の層41の一部の異方性エッチングにおいて、第1の層41のエッチングレートは、第2の層42のエッチングレートの100倍以上であってもよい。   In the anisotropic etching of a part of the first layer 41, the etching rate of the first layer 41 may be 10 times or more the etching rate of the second layer 42. In the anisotropic etching of a part of the first layer 41, the etching rate of the first layer 41 may be 50 times or more the etching rate of the second layer 42. In the anisotropic etching of a part of the first layer 41, the etching rate of the first layer 41 may be 100 times or more the etching rate of the second layer 42.

第1の層41の一部を異方性エッチングする際、主に基板11の第2の主面11bに垂直な方向にエッチングされるが、基板11の第2の主面11bに平行な方向には第1の層41はほとんどエッチングされない。そのため、第1の層41が第2の層42及び第3の層43のそれぞれよりも大きな厚さを有していても、アスペクト比の大きな複数の第3凹部41aを形成することができる。第1凹部43aのアスペクト比及びモールド45の凸部のアスペクト比よりも大きなアスペクト比を有する第3凹部41aが形成され得る。第3凹部41aのアスペクト比は、第3凹部41aの高さに対する第3凹部41aの幅(直径)の比として与えられる。第3凹部41aの高さは、第2の主面11bから第2の主面11bに垂直な方向に測定された第3凹部41aの長さである。第3凹部41aの幅(直径)は、基板11の第2の主面11bに平行な方向における第3凹部41aの長さである。第1の層41の一部を異方性エッチングする際、第2の層42上に残る第3の層43も除去されてもよい。   When a part of the first layer 41 is anisotropically etched, the etching is mainly performed in a direction perpendicular to the second main surface 11b of the substrate 11, but in a direction parallel to the second main surface 11b of the substrate 11. The first layer 41 is hardly etched. Therefore, even if the first layer 41 has a larger thickness than each of the second layer 42 and the third layer 43, a plurality of third recesses 41a having a large aspect ratio can be formed. A third concave portion 41 a having an aspect ratio larger than the aspect ratio of the first concave portion 43 a and the aspect ratio of the convex portion of the mold 45 can be formed. The aspect ratio of the third recess 41a is given as the ratio of the width (diameter) of the third recess 41a to the height of the third recess 41a. The height of the third recess 41a is the length of the third recess 41a measured in the direction perpendicular to the second main surface 11b from the second main surface 11b. The width (diameter) of the third recess 41 a is the length of the third recess 41 a in the direction parallel to the second main surface 11 b of the substrate 11. When the part of the first layer 41 is anisotropically etched, the third layer 43 remaining on the second layer 42 may also be removed.

第1の層41の一部の異方性エッチングは、ドライエッチングであってもよい。第1の層41の一部の異方性エッチングは、酸素とアルゴンとを含む第2のエッチングガスを用いた誘導結合プラズマ(ICP)エッチングであってもよい。第2のエッチングガスは第1のエッチングガスと異なってもよい。例えば、200W以上600W以下の出力を有するアンテナ電極と、10W以上100W以下の出力を有するバイアス電極と、0.1Pa以上1.0Pa以下の圧力を有するチャンバーとを有するICPエッチング装置を用いて、10分以上70分以下の間、第1の層41の一部を異方性エッチングすることによって、第1の層41に複数の第3凹部41aが形成されてもよい。図11に示される、第2の層42に複数の第2凹部42aを形成する工程と、図12に示される、第1の層41に複数の第3凹部41aを形成する工程とは、1つのICPエッチング装置を用いて行われてもよい。図11及び図12に示される2つの工程を1つのICPエッチング装置を用いて行うことにより、周期的凹凸構造17を含む基板11が高スループットで製造され得る。   The anisotropic etching of a part of the first layer 41 may be dry etching. The anisotropic etching of a part of the first layer 41 may be inductively coupled plasma (ICP) etching using a second etching gas containing oxygen and argon. The second etching gas may be different from the first etching gas. For example, using an ICP etching apparatus having an antenna electrode having an output of 200 W to 600 W, a bias electrode having an output of 10 W to 100 W, and a chamber having a pressure of 0.1 Pa to 1.0 Pa, 10 A plurality of third recesses 41 a may be formed in the first layer 41 by anisotropically etching a part of the first layer 41 for not less than 70 minutes and not more than 70 minutes. The step of forming a plurality of second recesses 42a in the second layer 42 shown in FIG. 11 and the step of forming the plurality of third recesses 41a in the first layer 41 shown in FIG. Two ICP etching apparatuses may be used. By performing the two steps shown in FIGS. 11 and 12 using one ICP etching apparatus, the substrate 11 including the periodic concavo-convex structure 17 can be manufactured with high throughput.

図13を参照して、周期的凹凸構造17を形成することは、複数の第3凹部41aにおいて露出された基板11の第2の主面11b上と第2の層42上とに、第4の層47を形成することを含む。第4の層47は、複数の第3凹部41a内に形成された第1の部分47aと、第1の層41上に形成された第2の部分47bとからなってもよい。第4の層47のエッチングレートは、基板11のエッチグレートの1.5倍以下であってもよく、1.0倍以下であってもよく、0.8倍以下であってもよい。第4の層47は、ニッケル(Ni)層であってもよい。第4の層47は、特に限定されないが、真空蒸着法を用いて形成されてもよい。   Referring to FIG. 13, the formation of the periodic concavo-convex structure 17 is performed on the second main surface 11 b and the second layer 42 of the substrate 11 exposed in the plurality of third recesses 41 a. Forming a layer 47. The fourth layer 47 may include a first portion 47 a formed in the plurality of third recesses 41 a and a second portion 47 b formed on the first layer 41. The etching rate of the fourth layer 47 may be 1.5 times or less, 1.0 times or less, or 0.8 times or less of the etching rate of the substrate 11. The fourth layer 47 may be a nickel (Ni) layer. The fourth layer 47 is not particularly limited, but may be formed using a vacuum deposition method.

図14を参照して、周期的凹凸構造17を形成することは、複数の第3凹部41aが形成された第1の層41をリフトオフすることにより、第2の主面11b上に複数の柱状構造体48を形成することを含む。複数の柱状構造体48は、第4の層47の第1の部分47a(図13を参照)に対応する。例えば、複数の第3凹部41aを有する第1の層41と基板11とを40℃以上の温度を有するアセトンに浸漬させながら、基板11に100kHzの周波数を有する超音波を施すことによって、第1の層41は基板11からリフトオフされてもよい。   Referring to FIG. 14, the formation of the periodic concavo-convex structure 17 includes a plurality of columnar shapes on the second main surface 11b by lifting off the first layer 41 formed with the plurality of third recesses 41a. Forming the structure 48. The plurality of columnar structures 48 correspond to the first portion 47 a (see FIG. 13) of the fourth layer 47. For example, the first layer 41 having the plurality of third recesses 41a and the substrate 11 are immersed in acetone having a temperature of 40 ° C. or higher, and ultrasonic waves having a frequency of 100 kHz are applied to the substrate 11 to thereby perform the first. The layer 41 may be lifted off from the substrate 11.

本実施の形態では、複数の柱状構造体48は、各々、円錐の形状を有している。複数の柱状構造体48は、各々、多角錐、円柱または多角柱の形状を有してもよい。複数の柱状構造体48は、各々、0.6より大きなアスペクト比を有してもよく、0.8より大きなアスペクト比を有してもよく、1.0以上のアスペクト比を有してもよく、1.5以上のアスペクト比を有してもよい。周期的凹凸構造17を含む基板11の生産性を考慮して、複数の柱状構造体48は、各々、10以下のアスペクト比を有してもよく、5以下のアスペクト比を有してもよく、3以下のアスペクト比を有してもよい。柱状構造体48のアスペクト比は、柱状構造体48の高さに対する柱状構造体48の幅(直径)の比として与えられる。複数の柱状構造体48の各々の高さは、第2の主面11bから第2の主面11bに垂直な方向に測定された複数の柱状構造体48の各々の長さである。複数の柱状構造体48の各々の幅(直径)は、基板11の第2の主面11bに平行な方向における複数の柱状構造体48の各々の底部の長さである。複数の柱状構造体48は、1μmより小さな周期を有するナノ柱状構造体であってもよい。   In the present embodiment, each of the plurality of columnar structures 48 has a conical shape. Each of the plurality of columnar structures 48 may have a shape of a polygonal pyramid, a cylinder, or a polygonal column. Each of the plurality of columnar structures 48 may have an aspect ratio greater than 0.6, may have an aspect ratio greater than 0.8, and may have an aspect ratio of 1.0 or greater. It may have an aspect ratio of 1.5 or more. In consideration of the productivity of the substrate 11 including the periodic concavo-convex structure 17, each of the plurality of columnar structures 48 may have an aspect ratio of 10 or less, and may have an aspect ratio of 5 or less. It may have an aspect ratio of 3 or less. The aspect ratio of the columnar structure 48 is given as the ratio of the width (diameter) of the columnar structure 48 to the height of the columnar structure 48. The height of each of the plurality of columnar structures 48 is the length of each of the plurality of columnar structures 48 measured in the direction perpendicular to the second main surface 11b from the second main surface 11b. The width (diameter) of each of the plurality of columnar structures 48 is the length of the bottom of each of the plurality of columnar structures 48 in the direction parallel to the second main surface 11 b of the substrate 11. The plurality of columnar structures 48 may be nanocolumnar structures having a period smaller than 1 μm.

周期的凹凸構造17を形成することは、複数の柱状構造体48を用いて、第2の主面11bをエッチングすることにより、基板11の第2の主面11bに周期的凹凸構造17(図3を参照)を形成することとをさらに含む。基板11の第2の主面11bに周期的凹凸構造17を形成することは、複数の柱状構造体48をマスクとして用いて、第2の主面11bをエッチングすることを含んでもよい。基板11の第2の主面11bをエッチングする際、基板11の第2の主面11bとともに複数の柱状構造体48の少なくとも一部もエッチングされてもよい。基板11の第2の主面11bのこのエッチングにより、複数の柱状構造体48のパターンが基板11の第2の主面11bに転写されて、第2の主面11bに周期的凹凸構造17が形成される。複数の柱状構造体48のエッチグレートは、基板11のエッチグレートの1.5倍以下であってもよく、1.0倍以下であってもよく、は0.8倍以下であってもよい。そのため、高アスペクト比を有する複数の柱状構造体48を用いて、基板11の第2の主面11bに、高アスペクト比を有する周期的凹凸構造17が形成され得る。複数の柱状構造体48は、ニッケル(Ni)を主に含んでもよい。   The formation of the periodic concavo-convex structure 17 means that the periodic concavo-convex structure 17 (see FIG. 10) is formed on the second main surface 11b of the substrate 11 by etching the second main surface 11b using a plurality of columnar structures 48. 3). Forming the periodic concavo-convex structure 17 on the second main surface 11b of the substrate 11 may include etching the second main surface 11b using the plurality of columnar structures 48 as a mask. When etching the second main surface 11 b of the substrate 11, at least a part of the plurality of columnar structures 48 may be etched together with the second main surface 11 b of the substrate 11. By this etching of the second main surface 11b of the substrate 11, the pattern of the plurality of columnar structures 48 is transferred to the second main surface 11b of the substrate 11, and the periodic uneven structure 17 is formed on the second main surface 11b. It is formed. The etch rate of the plurality of columnar structures 48 may be 1.5 times or less, 1.0 times or less, or 0.8 times or less of the etch rate of the substrate 11. . Therefore, the periodic concavo-convex structure 17 having a high aspect ratio can be formed on the second main surface 11 b of the substrate 11 using the plurality of columnar structures 48 having a high aspect ratio. The plurality of columnar structures 48 may mainly contain nickel (Ni).

基板11の第2の主面11bは、例えば、誘導結合プラズマ(ICP)エッチング法によってエッチングされてもよい。エッチングガスは、三フッ化メタン(CHF3)ガスのようなフッ素系ガスを用いてもよい。例えば、200W以上600W以下の出力を有するアンテナ電極と、100W以上400W以下の出力を有するバイアス電極と、0.1Pa以上1.0Pa以下の圧力を有するチャンバーとを有するICPエッチング装置を用いて、基板11の第2の主面11bをエッチングすることによって、基板11の第2の主面11bに周期的凹凸構造17が形成されてもよい。続いて、複数の柱状構造体48の残渣を除去してもよい。例えば、周期的凹凸構造17が形成された基板11を、30℃以上100℃以下の温度を有する濃塩酸に1分間以上40分間以下浸漬することによって、複数の柱状構造体48の残渣が除去されてもよい。 The second main surface 11b of the substrate 11 may be etched by, for example, an inductively coupled plasma (ICP) etching method. The etching gas may be a fluorine-based gas such as trifluoromethane (CHF 3 ) gas. For example, using an ICP etching apparatus having an antenna electrode having an output of 200 W or more and 600 W or less, a bias electrode having an output of 100 W or more and 400 W or less, and a chamber having a pressure of 0.1 Pa or more and 1.0 Pa or less, The periodic concavo-convex structure 17 may be formed on the second main surface 11b of the substrate 11 by etching the second main surface 11b. Subsequently, residues of the plurality of columnar structures 48 may be removed. For example, the residue of the plurality of columnar structures 48 is removed by immersing the substrate 11 on which the periodic uneven structure 17 is formed in concentrated hydrochloric acid having a temperature of 30 ° C. or more and 100 ° C. or less for 1 minute or more and 40 minutes or less. May be.

以上の工程により、図3に示される、周期的凹凸構造17を含む基板11を備える半導体発光素子10は製造され得る。本実施の形態の半導体発光素子10の製造方法では、基板11の第1の主面11a上に活性領域13を含む半導体層18を形成した後に、基板11の第2の主面11bに周期的凹凸構造17が形成されているが、基板11の第1の主面11a上に活性領域13を含む半導体層18を形成する前に、基板11の第2の主面11bに周期的凹凸構造17が形成されてもよい。   Through the above steps, the semiconductor light emitting device 10 including the substrate 11 including the periodic uneven structure 17 shown in FIG. 3 can be manufactured. In the method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10 according to the present embodiment, the semiconductor layer 18 including the active region 13 is formed on the first main surface 11a of the substrate 11 and then periodically formed on the second main surface 11b of the substrate 11. Although the concavo-convex structure 17 is formed, the periodic concavo-convex structure 17 is formed on the second main surface 11 b of the substrate 11 before the semiconductor layer 18 including the active region 13 is formed on the first main surface 11 a of the substrate 11. May be formed.

パッケージ(30,60)は、基台30と、半導体発光素子10から放射される深紫外光19に対して透明な透明部材60とを含む。パッケージ(30,60)は、サブマウント20と、絶縁層35と、導電パッド36,38と、電気配線37,39と、導電ワイヤ33,34とをさらに含んでもよい。   The package (30, 60) includes a base 30 and a transparent member 60 that is transparent to the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. The package (30, 60) may further include a submount 20, an insulating layer 35, conductive pads 36, 38, electrical wirings 37, 39, and conductive wires 33, 34.

透明部材60は、半導体発光素子10を覆うように、基台30上に設けられてもよい。基台30と透明部材60とは、接着剤等によって接合されてもよい。特定的には、透明部材60は、半導体発光素子10を覆うように、絶縁層35上に設けられてもよい。絶縁層35と透明部材60とは、接着剤64等によって接合されてもよい。   The transparent member 60 may be provided on the base 30 so as to cover the semiconductor light emitting element 10. The base 30 and the transparent member 60 may be joined by an adhesive or the like. Specifically, the transparent member 60 may be provided on the insulating layer 35 so as to cover the semiconductor light emitting element 10. The insulating layer 35 and the transparent member 60 may be joined by an adhesive 64 or the like.

透明部材60は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19に対して透明である。本明細書において、透明部材60が半導体発光素子10から放射される深紫外光19に対して透明であるとは、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、透明部材60が60%以上の透過率を有することを意味する。透明部材60は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、75%以上の透過率を有してもよい。透明部材60は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、90%以上の透過率を有してもよい。   The transparent member 60 is transparent to the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. In this specification, that the transparent member 60 is transparent to the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10 means that the transparent member 60 is in the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. It means having a transmittance of 60% or more. The transparent member 60 may have a transmittance of 75% or more at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. The transparent member 60 may have a transmittance of 90% or more at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10.

透明部材60の透過率は、単位長さ当たりの透明部材60の透過率が高いほど高くなり、透明部材60が厚いほど低くなる。透明部材60は、190nm以上350nm以下の波長を有する深紫外光19に対して低い光吸収率と高い光透過率を有してもよい。透明部材60は、200nm以上320nm以下の波長を有する深紫外光19に対して低い光吸収率と高い光透過率を有してもよい。透明部材60は、220nm以上300nm以下の波長を有する深紫外光19に対して低い光吸収率と高い光透過率を有してもよい。透明部材60は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、100μmの経路長当たり80%以上の透過率を有する材料から構成されてもよい。透明部材60は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、100μmの経路長当たり90%以上の透過率を有する材料から構成されてもよい。透明部材60は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、100μmの経路長当たり95%以上の透過率を有する材料から構成されてもよい。   The transmittance of the transparent member 60 increases as the transmittance of the transparent member 60 per unit length increases, and decreases as the transparent member 60 increases in thickness. The transparent member 60 may have a low light absorption rate and a high light transmittance with respect to the deep ultraviolet light 19 having a wavelength of 190 nm or more and 350 nm or less. The transparent member 60 may have a low light absorption rate and a high light transmittance with respect to the deep ultraviolet light 19 having a wavelength of 200 nm or more and 320 nm or less. The transparent member 60 may have a low light absorption rate and a high light transmittance with respect to the deep ultraviolet light 19 having a wavelength of 220 nm or more and 300 nm or less. The transparent member 60 may be made of a material having a transmittance of 80% or more per 100 μm path length at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. The transparent member 60 may be made of a material having a transmittance of 90% or more per 100 μm path length at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. The transparent member 60 may be made of a material having a transmittance of 95% or more per 100 μm path length at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10.

透明部材60は、一方に開口を有するとともに、外側に膨らむ形状を有してもよい。透明部材60は、内側に空間を有している。透明部材60は、キャップであってもよい。本明細書において、キャップとは、一方に開口を有し、内側に空間を有する殻の形状を有するものをいう。本実施の形態では、キャップである透明部材60は、一方に開口を有し、内側に空間を有する半球殻の形状を有してもよい。透明部材60を半球殻の形状を有するキャップで構成することによって、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の透明部材60への入射角を垂直に近づけることができて、深紫外光19に対する透明部材60の反射率を低減させることができる。   The transparent member 60 may have an opening on one side and a shape that bulges outward. The transparent member 60 has a space inside. The transparent member 60 may be a cap. In the present specification, the cap means a shell having an opening on one side and a space inside. In the present embodiment, the transparent member 60 as a cap may have a hemispherical shell shape having an opening on one side and a space on the inside. By configuring the transparent member 60 with a cap having the shape of a hemispherical shell, the incident angle of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10 to the transparent member 60 can be made closer to the vertical, and the deep ultraviolet light 19 Therefore, the reflectance of the transparent member 60 can be reduced.

透明部材60は、合成石英、石英ガラス、無アルカリガラス、サファイア、蛍石(CaF)などの無機化合物または樹脂で構成されてもよい。表1に、透明部材60に用いることができる材料の一部について、265nmの波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率の一例を示す。   The transparent member 60 may be made of an inorganic compound such as synthetic quartz, quartz glass, non-alkali glass, sapphire, or fluorite (CaF) or a resin. Table 1 shows an example of transmittance per 100 μm path length (thickness) at a wavelength of 265 nm for some of the materials that can be used for the transparent member 60.

Figure 2018174238
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透明部材60に用いることができる樹脂として、芳香族環を有しないシリコーン樹脂、非晶質のフッ素含有樹脂、ポリイミド、エポキシ樹脂、ポリオレフィン、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリスルホン系樹脂、ポリシラン、ポリビニルエーテル、無機化合物が添加された樹脂を例示することができる。   Examples of resins that can be used for the transparent member 60 include silicone resins having no aromatic ring, amorphous fluorine-containing resins, polyimides, epoxy resins, polyolefins, acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polycarbonates, polyesters, polyurethanes, Examples of the resin include a polysulfone resin, polysilane, polyvinyl ether, and an inorganic compound.

芳香環を有しないシリコーン樹脂として、ポリジメチルシロキサンであるJCR6122(東レ・ダウコーニング製)、JCR6140(東レ・ダウコーニング製)、HE59(日本山村硝子製)、HE60(日本山村硝子製)、HE61(日本山村硝子製)、KER2910(信越化学工業製)、含フッ素系オルガノポリシロキサンであるFER7061(信越化学工業製)を例示することができる。   As a silicone resin having no aromatic ring, polydimethylsiloxane JCR6122 (Toray Dow Corning), JCR6140 (Toray Dow Corning), HE59 (Nihon Yamamura Glass), HE60 (Nihon Yamamura Glass), HE61 ( Nippon Yamamura Glass Co., Ltd.), KER2910 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and fluorine-containing organopolysiloxane FER7061 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.).

非晶質のフッ素含有樹脂として、ペルフルオロ(4−ビニルオキシ−1−ブテン)重合体(サイトップ(登録商標)、旭硝子製)、2,2−ビストリフルオロメチル−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソール重合体(テフロン(登録商標)AF、DuPont製)を例示することができる。   As an amorphous fluorine-containing resin, perfluoro (4-vinyloxy-1-butene) polymer (Cytop (registered trademark), manufactured by Asahi Glass), 2,2-bistrifluoromethyl-4,5-difluoro-1,3 -A dioxole polymer (Teflon (registered trademark) AF, manufactured by DuPont) can be exemplified.

ポリイミドとして、芳香族化合物が脂環式化合物に置換されたポリイミドが好ましい。脂環式ポリイミドとして、脂環式酸二無水物と脂環式ジアミンの反応物を例示することができる。脂環式酸二無水物として、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−endo,3−endo,5−exo,6−exo−テトラカルボン酸−2,3:5,6−二無水物、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−exo,3−exo,5−exo,6−exo−テトラカルボン酸−2,3:5,6−二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタ−2−endo,3−endo,5−exo,6−exo−テトラカルボン酸2,3:5,6−二無水物、ビシクロ[2.2.2]オクタ−2−exo,3−exo,5−exo,6−exo−テトラカルボン酸2,3:5,6−二無水物、(4arH,8acH)−デカヒドロ−1t,4t:5c,8c−ジメタノナフタレン2c,3c,6c,7c−テトラカルボン酸−2,3:6,7−二無水物を例示することができる。脂環式ジアミンとして、ビス(アミノメチルビシクロ[2.2.1]ヘプタンを例示することができる。   As the polyimide, a polyimide in which an aromatic compound is substituted with an alicyclic compound is preferable. Examples of the alicyclic polyimide include a reaction product of an alicyclic acid dianhydride and an alicyclic diamine. As an alicyclic acid dianhydride, bicyclo [2.2.1] hept-2-endo, 3-endo, 5-exo, 6-exo-tetracarboxylic acid-2, 3: 5,6-dianhydride , Bicyclo [2.2.1] hept-2-exo, 3-exo, 5-exo, 6-exo-tetracarboxylic acid-2,3: 5,6-dianhydride, bicyclo [2.2.2 ] Octa-2-endo, 3-endo, 5-exo, 6-exo-tetracarboxylic acid 2,3: 5,6-dianhydride, bicyclo [2.2.2] oct-2-exo, 3- exo, 5-exo, 6-exo-tetracarboxylic acid 2,3: 5,6-dianhydride, (4arH, 8acH) -decahydro-1t, 4t: 5c, 8c-dimethananaphthalene 2c, 3c, 6c, 7c-tetracarboxylic acid-2,3: 6,7-dianhydride can be exemplified. Examples of the alicyclic diamine include bis (aminomethylbicyclo [2.2.1] heptane.

エポキシ樹脂として、芳香環が脂環式化合物に変更されたエポキシ樹脂が好ましい。芳香環が脂環式化合物に変更されたエポキシ樹脂としては、3’,4’−エポキシシクロヘキシルメチル 3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(セロキサイド2021P,ダイセル製)、ε−カプロラクトン変性 3’,4’−エポキシシクロヘキシルメチル 3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート(セロキサイド2081,ダイセル製)、1,2−エポキシ−4−ビニルシクロヘキサン(セロキサイド2000,ダイセル製)を例示することができる。   As the epoxy resin, an epoxy resin in which the aromatic ring is changed to an alicyclic compound is preferable. As an epoxy resin in which the aromatic ring is changed to an alicyclic compound, 3 ′, 4′-epoxycyclohexylmethyl 3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (Celoxide 2021P, manufactured by Daicel), ε-caprolactone-modified 3 ′, 4 ′ -Epoxycyclohexylmethyl 3,4-epoxycyclohexanecarboxylate (Celoxide 2081, manufactured by Daicel) and 1,2-epoxy-4-vinylcyclohexane (Celoxide 2000, manufactured by Daicel) can be exemplified.

ポリオレフィンとして、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルペンテンなどの鎖状オレフィンの重合体、ノルボルネンなどの環状オレフィンの重合体、TPX(三井化学製)、APEL(三井化学製)、ARTON(JSR製)、ZEONOR(日本ゼオン製)、ZEONEX(日本ゼオン製)、TOPAS(ポリプラスチックス製)を例示することができる。   As polyolefins, polymers of chain olefins such as polyethylene, polypropylene and methylpentene, polymers of cyclic olefins such as norbornene, TPX (made by Mitsui Chemicals), APEL (made by Mitsui Chemicals), ARTON (made by JSR), ZEONOR (Japan) Examples include Zeon), ZEONEX (Nippon Zeon), and TOPAS (Polyplastics).

無機化合物が添加された樹脂として、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化ホフニウム、α-酸化アルミニウム、γ-酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、フッ化カルシウム、ルテチウムアルミニウムガーネット、二酸化ケイ素、マグネシウムアルミネート、サファイア、ダイヤモンドなどの無機化合物を、上記の樹脂に添加したものを例示することができる。   Resins with inorganic compounds added include magnesium oxide, zirconium oxide, hofnium oxide, α-aluminum oxide, γ-aluminum oxide, aluminum nitride, calcium fluoride, lutetium aluminum garnet, silicon dioxide, magnesium aluminate, sapphire, diamond, etc. The thing which added this inorganic compound to said resin can be illustrated.

半導体発光素子10は、流体(62)で覆われている。流体(62)は、空気、窒素ガスまたは希ガスのような不活性気体であってもよいし、液体62であってもよい。流体(62)は、パッケージ(30,60)の内側の空間に充填されている。特定的には、液体62は、パッケージ(30,60)の内側の空間に充填されてもよい。液体62は、基台30と透明部材60との間の空間に充填される。液体62は、半導体発光素子10を封止する。液体62は、少なくとも半導体発光素子10の出射面(基板11の第2の主面11b)を封止してもよい。   The semiconductor light emitting device 10 is covered with a fluid (62). The fluid (62) may be an inert gas such as air, nitrogen gas or noble gas, or may be a liquid 62. The fluid (62) is filled in the space inside the package (30, 60). Specifically, the liquid 62 may be filled into a space inside the package (30, 60). The liquid 62 is filled in the space between the base 30 and the transparent member 60. The liquid 62 seals the semiconductor light emitting element 10. The liquid 62 may seal at least the emission surface of the semiconductor light emitting element 10 (the second main surface 11b of the substrate 11).

液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19に対して透明である。本明細書において、液体62が半導体発光素子10から放射される深紫外光19に対して透明であることは、液体62が、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、60%以上の透過率を有することを意味する。液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、75%以上の透過率を有してもよい。液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、90%以上の透過率を有してもよい。   The liquid 62 is transparent to the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. In the present specification, the fact that the liquid 62 is transparent to the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10 means that the liquid 62 is 60 at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. % Transmittance is meant. The liquid 62 may have a transmittance of 75% or more at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10. The liquid 62 may have a transmittance of 90% or more at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10.

液体62の透過率は、単位長さ当たりの液体62の透過率が高いほど高くなり、液体62が厚いほど低くなる。液体62は、190nm以上350nm以下の波長を有する深紫外光19に対して低い光吸収率と高い光透過率を有する。液体62は、220nm以上300nm以下の波長を有する深紫外光19に対して低い光吸収率と高い光透過率を有してもよい。液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、100μmの経路長(厚さ)当たり80%以上、好ましくは90%以上、さらに好ましくは95%以上の透過率を有する材料から構成されてもよい。液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、100μmの経路長(厚さ)当たり90%以上の透過率を有する材料から構成されてもよい。液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、100μmの経路長(厚さ)当たり95%以上の透過率を有する材料から構成されてもよい。   The transmittance of the liquid 62 increases as the transmittance of the liquid 62 per unit length increases, and decreases as the liquid 62 increases in thickness. The liquid 62 has a low light absorption rate and a high light transmittance with respect to the deep ultraviolet light 19 having a wavelength of 190 nm or more and 350 nm or less. The liquid 62 may have a low light absorption rate and a high light transmittance with respect to the deep ultraviolet light 19 having a wavelength of 220 nm or more and 300 nm or less. The liquid 62 has a transmittance of 80% or more, preferably 90% or more, more preferably 95% or more per 100 μm path length (thickness) at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10. You may be comprised from material. The liquid 62 may be made of a material having a transmittance of 90% or more per 100 μm path length (thickness) at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. The liquid 62 may be made of a material having a transmittance of 95% or more per 100 μm path length (thickness) at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10.

液体62は、純水、液体有機化合物、塩溶液、及び微粒子分散液のいずれかから構成されてもよい。表2から表10に、液体62に用いることができる材料の一部について、193nm、248nm、265nmまたは300nmの波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率の一例と、193nm、248nm、265nmまたは300nmの波長における屈折率の一例を示す。   The liquid 62 may be composed of any one of pure water, a liquid organic compound, a salt solution, and a fine particle dispersion. Tables 2 to 10 show an example of transmittance per path length (thickness) of 100 μm at a wavelength of 193 nm, 248 nm, 265 nm, or 300 nm, and 193 nm, 248 nm for some of the materials that can be used for the liquid 62. An example of a refractive index at a wavelength of 265 nm or 300 nm is shown.

表2に、純水の、193nm、248nm、及び265nmの波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率と、193nm、248nm、及び265nmの波長における屈折率とを示す。   Table 2 shows the transmittance per path length (thickness) of 100 μm and the refractive index at wavelengths of 193 nm, 248 nm, and 265 nm in pure water at wavelengths of 193 nm, 248 nm, and 265 nm.

Figure 2018174238
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液体有機化合物は、飽和炭化水素化合物、芳香環を有しない有機溶媒、有機ハロゲン化物、シリコーン樹脂、シリコーンオイルのいずれかから構成されてもよい。表3から表6に、液体62に用いることができる液体有機化合物材料の一部について、193nm、248nm、または265nmの波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率の一例と、193nm、248nm、または265nmの波長における屈折率の一例を示す。   The liquid organic compound may be composed of any one of a saturated hydrocarbon compound, an organic solvent having no aromatic ring, an organic halide, a silicone resin, and a silicone oil. Tables 3 to 6 show an example of transmittance per path length (thickness) of 100 μm at a wavelength of 193 nm, 248 nm, or 265 nm for a part of the liquid organic compound material that can be used for the liquid 62, and 193 nm. An example of a refractive index at a wavelength of 248 nm or 265 nm is shown.

表3に、液体62に用いることができる飽和炭化水素化合物の一部について、193nmまたは265nmの波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率と、193nmまたは265nmの波長における屈折率とを示す。   Table 3 shows the transmittance per 100 μm path length (thickness) at a wavelength of 193 nm or 265 nm and a refractive index at a wavelength of 193 nm or 265 nm for some of the saturated hydrocarbon compounds that can be used in the liquid 62. Indicates.

Figure 2018174238
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飽和炭化水素化合物として、鎖式飽和炭化水素化合物と、環式飽和炭化水素化合物とを例示することができる。鎖式飽和炭化水素化合物として、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン、n−ウンデカン、n−ドデカン、n−トリデカン、n−テトラデカン、n−ペンタデカン、n−ヘキサデカン、n−ヘプタデカン、n−オクタデカン、2,2−ジメチルブタン、2−メチルペンタンを例示することができる。環式飽和炭化水素化合物ととして、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、プロピルシクロヘキサン、ブチルシクロヘキサン、メチルキュバン、メチルジノルボルネン、オクタヒドロインデン、2−エチルノルボルネン、1,1’−ビシクロヘキシル、trans−デカヒドロナフタレン、cis−デカヒドロナフタレン、exo−テトラヒドロジシクロペンタジエン、トリシクロ[6.2.1.02,7]ウンデカン、ペルヒドロフルオレン、3−メチルテトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、1,3−ジメチルアダマンタン、ペルヒドロフェナントレン、ペルヒドロピレンを例示することができる。飽和炭化水素化合物として、IF131(DuPont製)、IF132(DuPont製)、IF138(DuPont製)、IF169(DuPont製)、HIL-001(JSR製)、HIL-002(JSR製)、HIL-203(JSR製)、HIL-204(JSR製)、Delphi(三井化学製)、Babylon(三井化学製)をさらに例示することができる。 Examples of the saturated hydrocarbon compound include a chain saturated hydrocarbon compound and a cyclic saturated hydrocarbon compound. Examples of chain saturated hydrocarbon compounds include n-pentane, n-hexane, n-heptane, n-octane, n-nonane, n-decane, n-undecane, n-dodecane, n-tridecane, n-tetradecane, n- Examples include pentadecane, n-hexadecane, n-heptadecane, n-octadecane, 2,2-dimethylbutane, and 2-methylpentane. Cyclic pentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, cyclononane, cyclodecane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, propylcyclohexane, butylcyclohexane, methyl cubane, methyldinorbornene, octahydroindene, 2-ethyl Norbornene, 1,1′-bicyclohexyl, trans-decahydronaphthalene, cis-decahydronaphthalene, exo-tetrahydrodicyclopentadiene, tricyclo [6.2.1.0 2,7 ] undecane, perhydrofluorene, 3-methyltetracyclo [ 4.4.0.1 2,5 .1 7,10] dodecane, 1,3-dimethyl adamantane, perhydro-phenanthrene, can be exemplified perhydro pyrene. As saturated hydrocarbon compounds, IF131 (DuPont), IF132 (DuPont), IF138 (DuPont), IF169 (DuPont), HIL-001 (JSR), HIL-002 (JSR), HIL-203 ( Further examples include JSR), HIL-204 (JSR), Delphi (Mitsui Chemicals), and Babylon (Mitsui Chemicals).

表4に、液体62に用いることができる芳香環を有しない有機溶媒の一部について、193nm、248nm、または265nmの波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率と、193nm、248nm、または265nmの波長における屈折率とを示す。   Table 4 shows the transmittance per path length (thickness) of 100 μm at a wavelength of 193 nm, 248 nm, or 265 nm, and 193 nm, 248 nm for some organic solvents that do not have an aromatic ring that can be used for the liquid 62. Or the refractive index at a wavelength of 265 nm.

Figure 2018174238
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芳香環を有しない有機溶媒として、ヒドロキシル基を有する化合物と、カルボニル基を有する化合物と、スルフィニル基を有する化合物と、エーテル結合を有する化合物、ニトリル基を有する化合物、アミノ基を有する化合物、及び含硫黄化合物を例示することができる。ヒドロキシル基を有する化合物として、イソプロパノール、イソブタノール、グリセロール、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールを例示することができる。カルボニル基を有する化合物として、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、n−アクリル酸ブチルを例示することができる。スルフィニル基を有する化合物として、ジメチルスルホキシドを例示することができる。エーテル結合を有する化合物として、テトラヒドロフラン、1,8−シネオールを例示することができる。ニトリル基を有する化合物として、アセトニトリルを例示することができる。アミノ基を有する化合物として、トリエチルアミン、ホルムアミドを例示することができる。含硫黄化合物として、二硫化炭素を例示することができる。   As an organic solvent having no aromatic ring, a compound having a hydroxyl group, a compound having a carbonyl group, a compound having a sulfinyl group, a compound having an ether bond, a compound having a nitrile group, a compound having an amino group, and A sulfur compound can be illustrated. Examples of the compound having a hydroxyl group include isopropanol, isobutanol, glycerol, methanol, ethanol, propanol and butanol. Examples of compounds having a carbonyl group include N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, methyl methacrylate, methyl acrylate, and n-butyl acrylate. it can. An example of a compound having a sulfinyl group is dimethyl sulfoxide. Examples of the compound having an ether bond include tetrahydrofuran and 1,8-cineol. Acetonitrile can be illustrated as a compound which has a nitrile group. Examples of the compound having an amino group include triethylamine and formamide. Examples of the sulfur-containing compound include carbon disulfide.

表5に、液体62に用いることができる有機ハロゲン化物の一部について、265nmの波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率と、265nmの波長における屈折率とを示す。   Table 5 shows the transmittance per path length (thickness) of 100 μm at a wavelength of 265 nm and the refractive index at a wavelength of 265 nm for some of the organic halides that can be used for the liquid 62.

Figure 2018174238
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有機ハロゲン化物として、フッ素化合物、塩素化合物、臭素化合物、及びヨウ素化合物を例示することができる。フッ素化合物として、ペルフルオロ(4−ビニルオキシ−1−ブテン)重合体(サイトップ)(登録商標)、2,2−ビストリフルオロメチル−4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソール重合体(テフロン(登録商標)AF、DuPont製)を例示することができる。塩素化合物として、ジクロロメタン、ジクロロエタン、トリクロロエタン、テトラクロロエタン、ペンタクロロエタン、クロロプロパン、ジクロロプロパン、トリクロロプロパン、テトラクロロプロパン、ペンタクロロプロパン、ヘキサクロロプロパン、クロロヘキサノール、トリクロロアセチルクロリド、四塩化炭素、クロロアセトン、1−クロロブタン、クロロシクロヘキサン、クロロホルム、クロロエタノール、クロロヘキサン、クロロヘキサノン、エピクロロヒドリンを例示することができる。臭素化合物として、ブロモエタン、ブロモエタノール、ジブロモメタン、ジブロモエタン、ジブロモプロパン、ブロモホルム、トリブロモエタン、トリブロモプロパン、テトラブロモエタン、1−ブロモプロパンを例示することができる。ヨウ素化合物として、ヨウ化メチル、ヨウ化エチル、ヨウ化プロピル、ジヨードメタン、ジヨードプロパンなどのヨウ素化合物を例示することができる。   Examples of organic halides include fluorine compounds, chlorine compounds, bromine compounds, and iodine compounds. Perfluoro (4-vinyloxy-1-butene) polymer (Cytop) (registered trademark), 2,2-bistrifluoromethyl-4,5-difluoro-1,3-dioxole polymer (Teflon (registered trademark)) (Trademark) AF, manufactured by DuPont). As chlorine compounds, dichloromethane, dichloroethane, trichloroethane, tetrachloroethane, pentachloroethane, chloropropane, dichloropropane, trichloropropane, tetrachloropropane, pentachloropropane, hexachloropropane, chlorohexanol, trichloroacetyl chloride, carbon tetrachloride, chloroacetone, 1-chlorobutane Chlorocyclohexane, chloroform, chloroethanol, chlorohexane, chlorohexanone, epichlorohydrin. Examples of bromine compounds include bromoethane, bromoethanol, dibromomethane, dibromoethane, dibromopropane, bromoform, tribromoethane, tribromopropane, tetrabromoethane, and 1-bromopropane. Examples of iodine compounds include iodine compounds such as methyl iodide, ethyl iodide, propyl iodide, diiodomethane, and diiodopropane.

表6に、液体62に用いることができるシリコーン樹脂またはシリコーンオイルの一部について、265nmの波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率と、265nmの波長における屈折率とを示す。   Table 6 shows a transmittance per 100 μm path length (thickness) at a wavelength of 265 nm and a refractive index at a wavelength of 265 nm for a part of the silicone resin or silicone oil that can be used for the liquid 62.

Figure 2018174238
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シリコーン樹脂またはシリコーンオイルは、オルガノポリシロキサンを主鎖とし、Si原子に有機基が結合している。有機基として、炭素原子を含む官能基、フッ素原子を含む官能基、塩素原子を含む官能基、臭素原子を含む官能基、ヨウ素原子を含む官能基、窒素原子を含む官能基、酸素原子を含む官能基、硫黄原子を含む官能基のいずれか1つ以上を含む官能基を例示することができる。炭素原子を含む官能基として、メチル基、エチル基、プロピル基を例示することができる。フッ素原子を含む官能基として、トリフルオロメチル基、トリフルオロエチル基、トリフルオロプロピル基を例示することができる。塩素原子を含む官能基として、トリクロロメチル基、トリクロロエチル基、トリクロロプロピル基を例示することができる。臭素原子を含む官能基として、トリブロモメチル基、トリブロモエチル基、トリブロモプロピル基を例示することができる。ヨウ素原子を含む官能基として、トリヨードメチル基、トリヨードエチル基、トリヨードプロピル基を例示することができる。窒素原子を含む官能基として、アミノ基、ニトリル基、イソシアネート基、ウレイド基を例示することができる。酸素原子を含む官能基として、エポキシ基、メタクリル基、エーテル基を例示することができる。硫黄原子を含む官能基として、メルカプト基、スルフィニル基を例示することができる。シリコーン樹脂、またはシリコーンオイルとして、JCR6122(東レ・ダウコーニング製)、JCR6140(東レ・ダウコーニング製)、HE59(日本山村硝子製)、HE60(日本山村硝子製)、HE61(日本山村硝子製)、KER2910(信越化学工業製)、FER7061(信越化学工業製)をさらに例示することができる。これらの材料の中には、深紫外光19以外の光を照射したり加熱したりすることによって硬化し得る材料が含まれるが、本実施の形態では、これらの材料を硬化処理しないで液体の状態のものを、液体62として利用する。   Silicone resins or silicone oils have organopolysiloxane as the main chain, and organic groups are bonded to Si atoms. As an organic group, a functional group containing a carbon atom, a functional group containing a fluorine atom, a functional group containing a chlorine atom, a functional group containing a bromine atom, a functional group containing an iodine atom, a functional group containing a nitrogen atom, or an oxygen atom Examples of the functional group include one or more of a functional group and a functional group containing a sulfur atom. Examples of the functional group containing a carbon atom include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. Examples of the functional group containing a fluorine atom include a trifluoromethyl group, a trifluoroethyl group, and a trifluoropropyl group. Examples of the functional group containing a chlorine atom include a trichloromethyl group, a trichloroethyl group, and a trichloropropyl group. Examples of the functional group containing a bromine atom include a tribromomethyl group, a tribromoethyl group, and a tribromopropyl group. Examples of the functional group containing an iodine atom include a triiodomethyl group, a triiodoethyl group, and a triiodopropyl group. Examples of functional groups containing nitrogen atoms include amino groups, nitrile groups, isocyanate groups, and ureido groups. Examples of the functional group containing an oxygen atom include an epoxy group, a methacryl group, and an ether group. Examples of the functional group containing a sulfur atom include a mercapto group and a sulfinyl group. As silicone resin or silicone oil, JCR6122 (Toray Dow Corning), JCR6140 (Toray Dow Corning), HE59 (Nihon Yamamura Glass), HE60 (Nihon Yamamura Glass), HE61 (Nihon Yamamura Glass), Further examples include KER2910 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and FER7061 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). These materials include materials that can be cured by irradiation with light other than the deep ultraviolet light 19 or by heating, but in this embodiment, these materials are not subjected to curing treatment and are liquid. The liquid in the state is used as the liquid 62.

塩溶液は、酸溶液、無機塩溶液、有機塩溶液のいずれかから構成されてもよい。表7から表9に、液体62に用いることができる塩溶液の一部について、193nm、または248nmの波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率の一例と、193nm、または248nmの波長における屈折率の一例を示す。   The salt solution may be composed of any of an acid solution, an inorganic salt solution, and an organic salt solution. Tables 7 to 9 show an example of transmittance per 100 μm path length (thickness) at a wavelength of 193 nm or 248 nm, and 193 nm or 248 nm for some of the salt solutions that can be used for the liquid 62. An example of the refractive index in a wavelength is shown.

表7に、液体62に用いることができる酸溶液の一部について、193nm、または248nmの波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率と、193nm、または248nmの波長における屈折率とを示す。   Table 7 shows the transmittance per 100 μm path length (thickness) at a wavelength of 193 nm or 248 nm and the refractive index at a wavelength of 193 nm or 248 nm for a part of the acid solution that can be used for the liquid 62. Indicates.

Figure 2018174238
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酸として、リン酸、硫酸、塩酸、臭化水素酸、硝酸、クエン酸、メタンスルホン酸、メタクリル酸、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸を例示することができる。   As acids, phosphoric acid, sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrobromic acid, nitric acid, citric acid, methanesulfonic acid, methacrylic acid, butyric acid, isobutyric acid, caproic acid, caprylic acid, lauric acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid It can be illustrated.

表8に、液体62に用いることができる無機塩溶液の一部について、193nmの波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率と、193nmの波長における屈折率とを示す。   Table 8 shows the transmittance per 100 μm path length (thickness) at a wavelength of 193 nm and the refractive index at a wavelength of 193 nm for a part of the inorganic salt solution that can be used for the liquid 62.

Figure 2018174238
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無機塩として、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化セシウム、塩化アンモニウム、塩化カルシウム、塩化リチウム、塩化ルビジウム、塩化テトラメチルアンモニウム、塩化アルミニウム6水和物、臭化ナトリウム、臭化亜鉛、臭化リチウム、臭化カリウム、臭化ルビジウム、臭化セシウム、臭化アンモニウム、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸ルビジウム、硫酸セシウム、硫酸マグネシウム、硫酸ガドリニウム、硫酸亜鉛、ミョウバン、アンモニウムミョウバン、硫酸水素ナトリウム、亜硫酸水素ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸二水素カリウム、過塩素酸ナトリウム、チオシアン酸ナトリウム、チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウムを例示することができる。   As inorganic salts, sodium chloride, potassium chloride, cesium chloride, ammonium chloride, calcium chloride, lithium chloride, rubidium chloride, tetramethylammonium chloride, aluminum chloride hexahydrate, sodium bromide, zinc bromide, lithium bromide, odor Potassium bromide, rubidium bromide, cesium bromide, ammonium bromide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, rubidium sulfate, cesium sulfate, magnesium sulfate, gadolinium sulfate, zinc sulfate, alum, ammonium alum, sodium hydrogen sulfate, hydrogen bisulfite Examples thereof include sodium, sodium hydrogen phosphate, sodium dihydrogen phosphate, potassium dihydrogen phosphate, sodium perchlorate, sodium thiocyanate, sodium thiosulfate, and sodium sulfite.

表9に、液体62に用いることができる有機塩溶液の一部について、193nm波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率と、193nmの波長における屈折率とを示す。   Table 9 shows the transmittance per 100 μm path length (thickness) at a wavelength of 193 nm and the refractive index at a wavelength of 193 nm for a part of the organic salt solution that can be used for the liquid 62.

Figure 2018174238
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有機塩として、酢酸リチウム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸ルビジウム、酢酸セシウム、酢酸テトラメチルアンモニウム、酢酸テトラエチルアンモニウム、酢酸テトラプロピルアンモニウム、酢酸トリエチルアンモニウム、酢酸ジエチルジメチルアンモニウム、酢酸テトラブチルアンモニウム、塩化テトラメチルアンモニウム、臭化テトラメチルアンモニウム、メタンスルホン酸バリウム、メタンスルホン酸ランタン、メタンスルホン酸セシウム、メタンスルホン酸シクロヘキシルトリメチルアンモニウム、シクロヘキサンスルホン酸ナトリウム、シクロヘキシルメタンスルホン酸ナトリウム、デカヒドロナフタレン−2−スルホン酸ナトリウム、1−アダマンタンメタンスルホン酸カリウム、1−アダマンタンスルホン酸カリウム、メタンスルホン酸デシルトリメチルアンモニウム、メタンスルホン酸ヘキサデシルトリメチルアンモニウム、メタンスルホン酸アダマンチルトリメチルアンモニウム、メタンスルホン酸シクロヘキシルトリメチルアンモニウム、メタンスルホン酸1,1’−ジメチルピペリジニウム、メタンスルホン酸1−メチルキヌクリジニウム、メタンスルホン酸1,1−ジメチルデカヒドロキノリニウム、メタンスルホン酸1,1,4,4−テトラメチルピペラジン−1,4−ジイウム、1,4−ジメチル1,4−ジアゾニアビシクロ[2.2.2]オクタンを例示することができる。   As organic salts, lithium acetate, sodium acetate, potassium acetate, rubidium acetate, cesium acetate, tetramethylammonium acetate, tetraethylammonium acetate, tetrapropylammonium acetate, triethylammonium acetate, diethyldimethylammonium acetate, tetrabutylammonium acetate, tetramethyl chloride Ammonium, tetramethylammonium bromide, barium methanesulfonate, lanthanum methanesulfonate, cesium methanesulfonate, cyclohexyltrimethylammonium methanesulfonate, sodium cyclohexanesulfonate, sodium cyclohexylmethanesulfonate, sodium decahydronaphthalene-2-sulfonate , 1-adamantane potassium methanesulfonate, 1-adamantane potassium sulfonate Decyltrimethylammonium methanesulfonate, hexadecyltrimethylammonium methanesulfonate, adamantyltrimethylammonium methanesulfonate, cyclohexyltrimethylammonium methanesulfonate, 1,1'-dimethylpiperidinium methanesulfonate, 1-methylquinucyl methanesulfonate Dinium, 1,1-dimethyldecahydroquinolinium methanesulfonate, 1,1,4,4-tetramethylpiperazine-1,4-diium methanesulfonate, 1,4-dimethyl-1,4-diazoniabicyclo [ 2.2.2] Octane can be illustrated.

塩溶液に用いる溶媒として、水、有機溶媒、及びシリコーン樹脂またはシリコーンオイルに溶解した溶液を例示することができるが、これらに限られない。有機溶媒として、シクロヘキサン、デカン、デカヒドロナフタレンなどの飽和炭化水素化合物溶液、n−アクリル酸ブチル、n−アクリル酸メチル、テトラヒドロフラン、クロロホルム、メチルエチルケトン、メタクリル酸メチル、ジクロロメタン、ジメチルシリコーンオイルを例示することができる。   Examples of the solvent used for the salt solution include, but are not limited to, water, an organic solvent, and a solution dissolved in a silicone resin or silicone oil. Examples of organic solvents include saturated hydrocarbon compound solutions such as cyclohexane, decane, decahydronaphthalene, n-butyl acrylate, n-methyl acrylate, tetrahydrofuran, chloroform, methyl ethyl ketone, methyl methacrylate, dichloromethane, dimethyl silicone oil. Can do.

表10に、液体62に用いることができる微粒子分散液の一部について、248nm、または300nmの波長における、100μmの経路長(厚さ)当たりの透過率と、193nm、248nm、または300nmの波長における屈折率とを示す。   Table 10 shows the transmittance per 100 μm path length (thickness) at a wavelength of 248 nm or 300 nm and a wavelength of 193 nm, 248 nm, or 300 nm for a part of the fine particle dispersion that can be used for the liquid 62. Refractive index.

Figure 2018174238
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微粒子分散液の微粒子として、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、α-酸化アルミニウム、γ-酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、フッ化カルシウム、ルテチウムアルミニウムガーネット、二酸化ケイ素(シリカ)、マグネシウムアルミネート、サファイア、ダイヤモンドなどの無機化合物を例示することができる。微粒子は、表面修飾ジルコニアのように、その表面が他の材料で修飾されてもよい。   As fine particles of fine particle dispersion, magnesium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, α-aluminum oxide, γ-aluminum oxide, aluminum nitride, calcium fluoride, lutetium aluminum garnet, silicon dioxide (silica), magnesium aluminate, sapphire, diamond Inorganic compounds such as can be exemplified. The surface of the fine particles may be modified with other materials such as surface-modified zirconia.

微粒子を分散させる溶媒として、水、有機溶媒、及びシリコーン樹脂またはシリコーンオイルに溶解した溶液を例示することができるが、これらに限られない。有機溶媒として、シクロヘキサン、デカン、デカヒドロナフタレンなどの飽和炭化水素化合物溶液、n−アクリル酸ブチル、n−アクリル酸メチル、テトラヒドロフラン、クロロホルム、メチルエチルケトン、メタクリル酸メチル、ジクロロメタン、ジメチルシリコーンオイルを例示することができる。   Examples of the solvent for dispersing the fine particles include, but are not limited to, water, an organic solvent, and a solution dissolved in a silicone resin or silicone oil. Examples of organic solvents include saturated hydrocarbon compound solutions such as cyclohexane, decane, decahydronaphthalene, n-butyl acrylate, n-methyl acrylate, tetrahydrofuran, chloroform, methyl ethyl ketone, methyl methacrylate, dichloromethane, dimethyl silicone oil. Can do.

液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、1.32以上の屈折率を有してもよい。液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、1.40以上の屈折率を有してもよい。液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、1.45以上の屈折率を有してもよい。液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、1.50以上の屈折率を有してもよい。液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、1.55以上の屈折率を有してもよい。液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、1.32以上の屈折率を有するので、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長における液体62の屈折率を、深紫外光19の波長における基板11の屈折率により一層近づけることができる。そのため、半導体発光素子10の出射面(第2の主面11b)と液体62との界面における反射率は低減され得る。   The liquid 62 may have a refractive index of 1.32 or more at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10. The liquid 62 may have a refractive index of 1.40 or more at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. The liquid 62 may have a refractive index of 1.45 or more at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10. The liquid 62 may have a refractive index of 1.50 or more at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. The liquid 62 may have a refractive index of 1.55 or more at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. Since the liquid 62 has a refractive index of 1.32 or more at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10, the liquid 62 is refracted at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. The rate can be made closer to the refractive index of the substrate 11 at the wavelength of the deep ultraviolet light 19. Therefore, the reflectance at the interface between the emission surface (second main surface 11b) of the semiconductor light emitting element 10 and the liquid 62 can be reduced.

液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の波長において、半導体発光素子10の出射面(第2の主面11b)よりも小さな屈折率を有し、かつ、透明部材60よりも大きな屈折率を有してもよい。そのため、半導体発光素子10の出射面(第2の主面11b)と液体62との界面における反射率と液体62と透明部材60との界面における反射率とは低減され得る。   The liquid 62 has a refractive index smaller than that of the emission surface (second main surface 11 b) of the semiconductor light emitting device 10 at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10, and from the transparent member 60. May have a large refractive index. Therefore, the reflectance at the interface between the emission surface (second main surface 11 b) of the semiconductor light emitting element 10 and the liquid 62 and the reflectance at the interface between the liquid 62 and the transparent member 60 can be reduced.

液体62は、絶縁性を有してもよい。本実施の形態では、液体62は、n型電極15と、p型電極16と、第1の導電パッド21と、第2の導電パッド22と、接合部材25と、導電ワイヤ33とに接触している。絶縁性を有する液体62は、n型電極15とp型電極16とが短絡することを防ぐことができる。液体62が導電性を有する場合には、半導体発光素子10の表面上と、第1の導電パッド21の表面上と、第2の導電パッド22の表面上と、接合部材25の表面上と、導電ワイヤ33の表面上とに、薄い絶縁膜を設けてもよい。   The liquid 62 may have an insulating property. In the present embodiment, the liquid 62 contacts the n-type electrode 15, the p-type electrode 16, the first conductive pad 21, the second conductive pad 22, the bonding member 25, and the conductive wire 33. ing. The insulating liquid 62 can prevent the n-type electrode 15 and the p-type electrode 16 from being short-circuited. When the liquid 62 has conductivity, on the surface of the semiconductor light emitting element 10, on the surface of the first conductive pad 21, on the surface of the second conductive pad 22, and on the surface of the bonding member 25, A thin insulating film may be provided on the surface of the conductive wire 33.

パッケージ(30,60)は、本実施の形態に開示されたタイプのパッケージ(30,60)に限られず、発光ダイオードに用いられる任意のタイプのパッケージが用いられ得る。例えば、基台30は、半導体発光素子10を囲む側壁を含み、透明部材60が平板の形状を有し、透明部材60が接着剤等を用いて側壁上に固定されてもよい。   The package (30, 60) is not limited to the type of package (30, 60) disclosed in the present embodiment, and any type of package used for a light emitting diode can be used. For example, the base 30 may include a side wall surrounding the semiconductor light emitting element 10, the transparent member 60 may have a flat plate shape, and the transparent member 60 may be fixed on the side wall using an adhesive or the like.

本実施の形態の半導体発光素子10及びその製造方法並び発光モジュール1の効果を説明する。   The effects of the semiconductor light emitting device 10 and the manufacturing method thereof and the light emitting module 1 according to the present embodiment will be described.

本実施の形態の半導体発光素子10は、第1の主面11aと、第1の主面11aとは反対側の第2の主面11bとを有する基板11と、第1の主面11a上に設けられた半導体層18とを備える。半導体層18は深紫外光19を放射し得るように構成されている活性領域13を含む。本実施の形態の半導体発光素子10は、第2の主面11b上に形成された周期的凹凸構造17を備える。周期的凹凸構造17は、第2の主面11bから突出する複数の突起部17aを含む。第2の主面11bの第2の平面視における活性領域13の第1の面積は、0.15mm2以上である。第2の主面11bの第2の平面視における第2の主面11bの第2の面積に対する、第2の主面11bの第2の平面視における複数の突起部17aの第3の面積の比は、60%以上100%以下である。複数の突起部17aは、各々、0.6以上のアスペクト比を有する。 The semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment includes a substrate 11 having a first main surface 11a and a second main surface 11b opposite to the first main surface 11a, and on the first main surface 11a. And a semiconductor layer 18 provided on the substrate. The semiconductor layer 18 includes an active region 13 that is configured to emit deep ultraviolet light 19. The semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment includes a periodic concavo-convex structure 17 formed on the second main surface 11b. The periodic concavo-convex structure 17 includes a plurality of protrusions 17a protruding from the second main surface 11b. The first area of the active region 13 in the second plan view of the second main surface 11b is 0.15 mm 2 or more. The third area of the plurality of protrusions 17a in the second plan view of the second main surface 11b with respect to the second area of the second main surface 11b in the second plan view of the second main surface 11b The ratio is 60% or more and 100% or less. Each of the plurality of protrusions 17a has an aspect ratio of 0.6 or more.

第2の主面11bの第2の平面視における活性領域13の第1の面積は0.15mm2以上であるため、深紫外光19が生成される活性領域13の面積が増加されている。また、深紫外光19の取り出し面である基板11の第2の主面11bの60%以上の領域に、複数の突起部17aが形成されているため、半導体発光素子10からの深紫外光19の取り出し効率が増加され得る。さらに、深紫外光19の取り出し面である基板11の第2の主面11bの60%以上の領域に、複数の突起部17aが形成されており、かつ、複数の突起部17aは、各々、0.6以上のアスペクト比を有するため、基板11の表面積が増加され得る。半導体発光素子10が深紫外光19を放射している間に半導体発光素子10において発生する熱は、複数の突起部17aから効率的に、半導体発光素子10の外部に放散され得る。半導体発光素子10が深紫外光19を放射している間の半導体発光素子10の温度が低下され得る。半導体発光素子10に大電流を注入する際に、ドループ現象が抑制され得る。ドループ現象は、半導体発光素子10に流れる電流が増加するにつれて、半導体発光素子10の発光効率が低下する現象である。本実施の形態の半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力は、従来の深紫外光19を放射する半導体発光素子10からは予測し得ない程度に増加され得る。以上述べたことは、以下の実験例によっても裏付けられる。 Since the first area of the active region 13 in the second plan view of the second main surface 11b is 0.15 mm 2 or more, the area of the active region 13 where the deep ultraviolet light 19 is generated is increased. In addition, since the plurality of protrusions 17a are formed in a region of 60% or more of the second main surface 11b of the substrate 11 that is the extraction surface of the deep ultraviolet light 19, the deep ultraviolet light 19 from the semiconductor light emitting element 10 is formed. Extraction efficiency can be increased. Further, a plurality of protrusions 17a are formed in a region of 60% or more of the second main surface 11b of the substrate 11 that is the extraction surface of the deep ultraviolet light 19, and the plurality of protrusions 17a are respectively Since it has an aspect ratio of 0.6 or more, the surface area of the substrate 11 can be increased. Heat generated in the semiconductor light emitting device 10 while the semiconductor light emitting device 10 emits the deep ultraviolet light 19 can be efficiently dissipated from the plurality of protrusions 17 a to the outside of the semiconductor light emitting device 10. The temperature of the semiconductor light emitting device 10 can be lowered while the semiconductor light emitting device 10 emits the deep ultraviolet light 19. When a large current is injected into the semiconductor light emitting device 10, the droop phenomenon can be suppressed. The droop phenomenon is a phenomenon in which the light emission efficiency of the semiconductor light emitting element 10 decreases as the current flowing through the semiconductor light emitting element 10 increases. The output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment can be increased to an extent that cannot be predicted from the conventional semiconductor light emitting device 10 emitting the deep ultraviolet light 19. The above description is supported by the following experimental examples.

図15に示されるように、本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力は、比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子から放射される深紫外光19の出力よりも大きい。比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子は、本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10と同様の構造を有するが、周期的凹凸構造17を備えていない。例えば、半導体発光素子10に注入される電流が500mAである時、本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力は、比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子から放射される深紫外光19の出力の2.6倍に増加している。半導体発光素子10に注入される電流が600mAである時、本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力は、比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子から放射される深紫外光19の出力の3.3倍に増加している。半導体発光素子10に注入される電流が700mAである時、本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力は、比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子から放射される深紫外光19の出力の4.5倍に増加している。半導体発光素子10に注入される電流が800mAである時、本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力は、比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子から放射される深紫外光19の出力の7.9倍に増加している。半導体発光素子10に注入される電流が850mAである時、本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力は、比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子から放射される深紫外光19の出力の19.6倍に増加している。   As shown in FIG. 15, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment is emitted from the semiconductor light emitting device included in the light emitting module of the comparative example. It is larger than the output of the deep ultraviolet light 19. The semiconductor light emitting element included in the light emitting module of the comparative example has the same structure as the semiconductor light emitting element 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment, but does not include the periodic uneven structure 17. For example, when the current injected into the semiconductor light emitting device 10 is 500 mA, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment is the same as that of the comparative light emitting module. The output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the included semiconductor light emitting element is increased 2.6 times. When the current injected into the semiconductor light emitting device 10 is 600 mA, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment is included in the light emitting module of the comparative example. The output is increased 3.3 times the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device. When the current injected into the semiconductor light emitting element 10 is 700 mA, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment is included in the light emitting module of the comparative example. The output of the deep ultraviolet light 19 radiated from the semiconductor light emitting element is increased 4.5 times. When the current injected into the semiconductor light emitting device 10 is 800 mA, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment is included in the light emitting module of the comparative example. It increases to 7.9 times the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device. When the current injected into the semiconductor light emitting device 10 is 850 mA, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment is included in the light emitting module of the comparative example. The output is increased to 19.6 times the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device.

本実施の形態の半導体発光素子10では、半導体発光素子10へ注入される電流が増加するにつれて、発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力は単調に増加する。これに対し、比較例の半導体発光素子では、半導体発光素子10へ注入される電流が約450mA以上に増加すると、発光モジュールに含まれる半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力は減少する。   In the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, as the current injected into the semiconductor light emitting device 10 increases, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 included in the light emitting module 1 increases monotonously. . On the other hand, in the semiconductor light emitting device of the comparative example, when the current injected into the semiconductor light emitting device 10 increases to about 450 mA or more, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 included in the light emitting module decreases. To do.

図16に示されるように、本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10の外部量子効率(EQE)は、比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子の外部量子効率(EQE)よりも大きい。本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10では、半導体発光素子10へ注入される電流が増加しても、半導体発光素子10の外部量子効率(EQE)は、ほぼ一定である。これに対し、比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子では、半導体発光素子10へ注入される電流が増加するにつれて、半導体発光素子10の外部量子効率(EQE)が著しく減少している。   As shown in FIG. 16, the external quantum efficiency (EQE) of the semiconductor light emitting device 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment is the external quantum efficiency (EQE) of the semiconductor light emitting device included in the light emitting module of the comparative example. Bigger than. In the semiconductor light emitting device 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment, the external quantum efficiency (EQE) of the semiconductor light emitting device 10 is substantially constant even when the current injected into the semiconductor light emitting device 10 increases. On the other hand, in the semiconductor light emitting device included in the light emitting module of the comparative example, the external quantum efficiency (EQE) of the semiconductor light emitting device 10 is significantly reduced as the current injected into the semiconductor light emitting device 10 increases.

図17及び図18に示されるように、本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10への注入電流が50mAである時の本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10のエレクトロルミネッセンス強度のピーク波長は、比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子への注入電流が50mAである時の比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子のエレクトロルミネッセンス強度のピーク波長とほぼ等しい。本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10も比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子も、注入される電流が増加するにつれて、エレクトロルミネッセンス強度のピーク波長は長波長側にシフトする。しかし、本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10のエレクトロルミネッセンス強度のピーク波長のシフトは、比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子のエレクトロルミネッセンス強度のピーク波長のシフトよりも大幅に小さい。   As shown in FIGS. 17 and 18, the semiconductor light emitting device included in the light emitting module 1 of the present embodiment when the injection current to the semiconductor light emitting device 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment is 50 mA. The peak wavelength of the electroluminescence intensity of 10 is the peak wavelength of the electroluminescence intensity of the semiconductor light emitting element included in the light emitting module of the comparative example when the injection current to the semiconductor light emitting element included in the light emitting module of the comparative example is 50 mA. Almost equal. In both the semiconductor light emitting device 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment and the semiconductor light emitting device included in the light emitting module of the comparative example, the peak wavelength of the electroluminescence intensity shifts to the longer wavelength side as the injected current increases. To do. However, the peak wavelength shift of the electroluminescence intensity of the semiconductor light emitting element 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment is more than the peak wavelength shift of the electroluminescence intensity of the semiconductor light emitting element included in the light emitting module of the comparative example. Significantly smaller.

図18を参照して、本実施の形態の発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10の接合部温度は、比較例の発光モジュールに含まれる半導体発光素子の接合部温度よりも大幅に低い。接合部温度は、発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10のp型半導体層14とn型半導体層12との間の接合部の温度である。接合部温度は、活性領域13の温度としても定義され得る。接合部の温度は、発光モジュール1に含まれる半導体発光素子10のエレクトロルミネッセンス強度のピーク波長のシフトから見積もられる。   With reference to FIG. 18, the junction temperature of the semiconductor light emitting element 10 included in the light emitting module 1 of the present embodiment is significantly lower than the junction temperature of the semiconductor light emitting element included in the light emitting module of the comparative example. The junction temperature is the temperature of the junction between the p-type semiconductor layer 14 and the n-type semiconductor layer 12 of the semiconductor light emitting element 10 included in the light emitting module 1. The junction temperature can also be defined as the temperature of the active region 13. The temperature of the junction is estimated from the peak wavelength shift of the electroluminescence intensity of the semiconductor light emitting element 10 included in the light emitting module 1.

本実施の形態の半導体発光素子10も比較例の半導体発光素子も、0.15mm2以上の活性領域13の第1の面積を有している。このように広い面積を有する活性領域13に大電流を注入すると、半導体発光素子10内において大量の熱が発生する。この熱は、主に、活性領域13、p型コンタクト層(第2のp型半導体層14b)及び基板11において発生する。p型コンタクト層(第2のp型半導体層14b)及び基板11では、活性領域13から放射される深紫外光19がp型コンタクト層(第2のp型半導体層14b)及び基板11に吸収されることによって熱が発生する。比較例の半導体発光素子は周期的凹凸構造17を備えていないため、比較例の半導体発光素子は、半導体発光素子10内で発生する熱を、半導体発光素子10の外部に放散させることができない。比較例の半導体発光素子に注入される電流が増加するにつれて、比較例の半導体発光素子の温度が急激に上昇する。比較例の半導体発光素子に注入される電流が増加するにつれて、比較例の半導体発光素子では、ドループ現象が発生して、半導体発光素子10の外部量子効率(EQE)が低下する。さらに、比較例の半導体発光素子は高い素子温度(接合部温度)を有するため、比較例の半導体発光素子は本実施の形態の半導体発光素子10よりも短い寿命を有する。 Both the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment and the semiconductor light emitting device of the comparative example have a first area of the active region 13 of 0.15 mm 2 or more. When a large current is injected into the active region 13 having such a large area, a large amount of heat is generated in the semiconductor light emitting device 10. This heat is generated mainly in the active region 13, the p-type contact layer (second p-type semiconductor layer 14 b), and the substrate 11. In the p-type contact layer (second p-type semiconductor layer 14b) and the substrate 11, deep ultraviolet light 19 emitted from the active region 13 is absorbed by the p-type contact layer (second p-type semiconductor layer 14b) and the substrate 11. As a result, heat is generated. Since the semiconductor light emitting element of the comparative example does not include the periodic uneven structure 17, the semiconductor light emitting element of the comparative example cannot dissipate heat generated in the semiconductor light emitting element 10 to the outside of the semiconductor light emitting element 10. As the current injected into the semiconductor light emitting device of the comparative example increases, the temperature of the semiconductor light emitting device of the comparative example rapidly increases. As the current injected into the semiconductor light emitting device of the comparative example increases, the droop phenomenon occurs in the semiconductor light emitting device of the comparative example, and the external quantum efficiency (EQE) of the semiconductor light emitting device 10 decreases. Furthermore, since the semiconductor light emitting element of the comparative example has a high element temperature (junction temperature), the semiconductor light emitting element of the comparative example has a shorter lifetime than the semiconductor light emitting element 10 of the present embodiment.

これに対し、本実施の形態の半導体発光素子10は周期的凹凸構造17を備えている。本実施の形態の半導体発光素子10の基板11は、比較例の半導体発光素子の基板11よりも大きな表面積を有している。そのため、本実施の形態の半導体発光素子10は、半導体発光素子10内で発生する熱を、半導体発光素子10の外部に効率的に放散させることができる。本実施の形態の半導体発光素子10に注入される電流が増加しても、本実施の形態の半導体発光素子10の温度が急激に上昇することが抑制され得る。本実施の形態の半導体発光素子10に注入される電流が増加しても、本実施の形態の半導体発光素子10では、ドループ現象が発生することが抑制されて、半導体発光素子10の外部量子効率(EQE)が低下することが抑制される。さらに、本実施の形態の半導体発光素子10は比較例の半導体発光素子よりも低い素子温度(接合部温度)を有するため、本実施の形態の半導体発光素子10は、比較例の半導体発光素子よりも、長い寿命と高い信頼性とを有する。   On the other hand, the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment includes the periodic uneven structure 17. The substrate 11 of the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment has a larger surface area than the substrate 11 of the semiconductor light emitting device of the comparative example. Therefore, the semiconductor light emitting element 10 of the present embodiment can efficiently dissipate heat generated in the semiconductor light emitting element 10 to the outside of the semiconductor light emitting element 10. Even if the current injected into the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment increases, the temperature of the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment can be suppressed from rapidly increasing. Even if the current injected into the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment increases, in the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, the droop phenomenon is suppressed and the external quantum efficiency of the semiconductor light emitting device 10 is suppressed. It is suppressed that (EQE) falls. Furthermore, since the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment has a lower element temperature (junction temperature) than the semiconductor light emitting device of the comparative example, the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment is more than the semiconductor light emitting device of the comparative example. Also have a long life and high reliability.

本実施の形態の周期的凹凸構造17は、以下の2つの機能を有する。本実施の形態の周期的凹凸構造17の第1の機能は、活性領域13から放射される深紫外光19が基板11の第2の主面11bで全反射されることを防止して、半導体発光素子10の深紫外光19の取り出し効率を増加させることである。本実施の形態の周期的凹凸構造17の第2の機能は、基板11の表面積を増加させて、半導体発光素子10内で発生する熱を半導体発光素子10の外部に効率的に放散させることである。すなわち、本実施の形態の周期的凹凸構造17は、半導体発光素子10の放熱フィンとして機能し得る。本実施の形態の半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力は、従来の深紫外光19を放射する半導体発光素子10からは予測し得ない程度に増加され得る。   The periodic concavo-convex structure 17 of the present embodiment has the following two functions. The first function of the periodic concavo-convex structure 17 of the present embodiment is that the deep ultraviolet light 19 radiated from the active region 13 is prevented from being totally reflected by the second main surface 11b of the substrate 11, and thus the semiconductor. This is to increase the extraction efficiency of the deep ultraviolet light 19 of the light emitting element 10. The second function of the periodic concavo-convex structure 17 of the present embodiment is to increase the surface area of the substrate 11 and efficiently dissipate heat generated in the semiconductor light emitting element 10 to the outside of the semiconductor light emitting element 10. is there. That is, the periodic uneven structure 17 of the present embodiment can function as a heat radiating fin of the semiconductor light emitting element 10. The output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment can be increased to an extent that cannot be predicted from the conventional semiconductor light emitting device 10 emitting the deep ultraviolet light 19.

本実施の形態の半導体発光素子10は、流体(62)で覆われている。本実施の形態の半導体発光素子10は、0.15mm2以上の活性領域13の第1の面積を有している。このように広い面積を有する活性領域13に大電流を注入すると、半導体発光素子10内において大量の熱が発生する。この熱は、主に、活性領域13、p型コンタクト層(第2のp型半導体層14b)及び基板11において発生する。p型コンタクト層(第2のp型半導体層14b)及び基板11では、活性領域13から放射される深紫外光19がp型コンタクト層(第2のp型半導体層14b)及び基板11に吸収されることによって熱が発生する。流体(62)は、半導体発光素子10で生じる熱によって、半導体発光素子10のまわりを対流する。そのため、流体(62)の特定の一部分が、深紫外光19の光密度が高い半導体発光素子10の近傍に存在し続けることがない。半導体発光素子10が深紫外光19を放射し続けている間に流体(62)の温度の上昇が抑制される。流体(62)は、半導体発光素子10を効率的に冷却し得る。半導体発光素子10に大電流を注入する際に、ドループ現象が抑制され得る。本実施の形態の半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力は、従来の半導体発光素子からは予測し得ない程度に増加され得る。 The semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment is covered with a fluid (62). The semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment has a first area of the active region 13 of 0.15 mm 2 or more. When a large current is injected into the active region 13 having such a large area, a large amount of heat is generated in the semiconductor light emitting device 10. This heat is generated mainly in the active region 13, the p-type contact layer (second p-type semiconductor layer 14 b), and the substrate 11. In the p-type contact layer (second p-type semiconductor layer 14b) and the substrate 11, deep ultraviolet light 19 emitted from the active region 13 is absorbed by the p-type contact layer (second p-type semiconductor layer 14b) and the substrate 11. As a result, heat is generated. The fluid (62) convects around the semiconductor light emitting element 10 by heat generated in the semiconductor light emitting element 10. Therefore, a specific part of the fluid (62) does not continue to exist in the vicinity of the semiconductor light emitting element 10 where the light density of the deep ultraviolet light 19 is high. While the semiconductor light emitting element 10 continues to emit the deep ultraviolet light 19, the temperature rise of the fluid (62) is suppressed. The fluid (62) can cool the semiconductor light emitting device 10 efficiently. When a large current is injected into the semiconductor light emitting device 10, the droop phenomenon can be suppressed. The output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment can be increased to an extent that cannot be predicted from the conventional semiconductor light emitting device.

本実施の形態の半導体発光素子10では、活性領域13の第1の面積は、0.35mm2以上であってもよい。活性領域13はさらに広い面積を有するため、本実施の形態の半導体発光素子10によれば、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力がさらに増加され得る。 In the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, the first area of the active region 13 may be 0.35 mm 2 or more. Since the active region 13 has a wider area, according to the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 can be further increased.

本実施の形態の半導体発光素子10では、複数の突起部17aの各々のアスペクト比h1/d1は、1.0以上であってもよい。基板11の表面積がさらに増加するため、半導体発光素子10内で発生する熱が半導体発光素子10の外部にさらに効率的に放散され得る。本実施の形態の半導体発光素子10によれば、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力がさらに増加され得る。本実施の形態の半導体発光素子10は、長い寿命と高い信頼性とを有する。 In the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, the aspect ratio h 1 / d 1 of each of the plurality of protrusions 17a may be 1.0 or more. Since the surface area of the substrate 11 is further increased, heat generated in the semiconductor light emitting device 10 can be dissipated more efficiently to the outside of the semiconductor light emitting device 10. According to the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 can be further increased. The semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment has a long life and high reliability.

本実施の形態の半導体発光素子10では、基板11は、窒化アルミニウム(AlN)基板であってもよい。窒化アルミニウム(AlN)基板である基板11は、深紫外光19を放射し得るように構成された活性領域13を含む半導体層18と、同様の格子定数及び熱膨張係数を有している。そのため、窒化アルミニウム(AlN)基板である基板11は、半導体層18における転位欠陥密度を減少させることができる。本実施の形態の半導体発光素子10によれば、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力がさらに増加され得る。本実施の形態の半導体発光素子10は、長い寿命と高い信頼性とを有する。   In the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, the substrate 11 may be an aluminum nitride (AlN) substrate. The substrate 11, which is an aluminum nitride (AlN) substrate, has the same lattice constant and thermal expansion coefficient as the semiconductor layer 18 including the active region 13 configured to emit deep ultraviolet light 19. Therefore, the substrate 11 which is an aluminum nitride (AlN) substrate can reduce the dislocation defect density in the semiconductor layer 18. According to the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 can be further increased. The semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment has a long life and high reliability.

本実施の形態の半導体発光素子10では、複数の突起部17aは、各々、円錐または角錐の形状を有してもよい。本実施の形態の半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力は、従来の深紫外光19を放射する半導体発光素子10からは予測し得ない程度に増加され得る。   In the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, the plurality of protrusions 17a may each have a cone shape or a pyramid shape. The output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment can be increased to an extent that cannot be predicted from the conventional semiconductor light emitting device 10 emitting the deep ultraviolet light 19.

本実施の形態の半導体発光素子10は、基板11とは反対側の半導体層18の表面18a上に、電極(p型電極16)をさらに備える。第1の主面11aの第1の平面視において、電極(p型電極16)は櫛歯形状を有する。櫛歯形状を有する電極(p型電極16)は、0.15mm2以上の第1の面積を有する活性領域13に均一に電流を注入することを可能にする。本実施の形態の半導体発光素子10によれば、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力がさらに増加され得る。本実施の形態の半導体発光素子10は、長い寿命と高い信頼性とを有する。 The semiconductor light emitting device 10 according to the present embodiment further includes an electrode (p-type electrode 16) on the surface 18 a of the semiconductor layer 18 on the side opposite to the substrate 11. In the first plan view of the first main surface 11a, the electrode (p-type electrode 16) has a comb shape. The comb-shaped electrode (p-type electrode 16) makes it possible to inject current uniformly into the active region 13 having a first area of 0.15 mm 2 or more. According to the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 can be further increased. The semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment has a long life and high reliability.

本実施の形態の半導体発光素子10の製造方法は、基板11の第1の主面11a上に半導体層18を形成することを備える。半導体層18は、深紫外光19を放射し得るように構成されている活性領域13を含んでいる。第1の主面11aとは反対側の基板11の第2の主面11bの第2の平面視における活性領域13の第1の面積は、0.15mm2以上である。本実施の形態の半導体発光素子10の製造方法は、第2の主面11b上に周期的凹凸構造17を形成することをさらに備える。周期的凹凸構造17は、第2の主面11bから突出する複数の突起部17aを含む。第2の主面11bの第2の平面視における第2の主面11bの第2の面積に対する、第2の主面11bの第2の平面視における複数の突起部17aの第3の面積の比は、60%以上100%以下である。複数の突起部17aは、各々、0.6以上のアスペクト比を有している。 The method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10 according to the present embodiment includes forming the semiconductor layer 18 on the first main surface 11 a of the substrate 11. The semiconductor layer 18 includes an active region 13 configured to emit deep ultraviolet light 19. The first area of the active region 13 in the second plan view of the second main surface 11b of the substrate 11 opposite to the first main surface 11a is 0.15 mm 2 or more. The method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment further includes forming the periodic uneven structure 17 on the second main surface 11b. The periodic concavo-convex structure 17 includes a plurality of protrusions 17a protruding from the second main surface 11b. The third area of the plurality of protrusions 17a in the second plan view of the second main surface 11b with respect to the second area of the second main surface 11b in the second plan view of the second main surface 11b The ratio is 60% or more and 100% or less. Each of the plurality of protrusions 17a has an aspect ratio of 0.6 or more.

周期的凹凸構造17を形成することは、第2の主面11b上に、第1の層41と、第2の層42と、第3の層43とをこの順に積層することを含む。第1の層41、第2の層42及び第3の層43は、互いに異なる材料からなる。第1の層41は、第2の層42及び第3の層43のそれぞれよりも大きな厚さを有している。周期的凹凸構造17を形成することは、凹凸パターンを有するモールド45を第3の層43にインプリントすることにより、第3の層43に複数の第1凹部43aを形成することと、複数の第1凹部43aが形成された第3の層43を用いて、第2の層42に複数の第2凹部42aを形成することとをさらに含む。周期的凹凸構造17を形成することは、複数の第2凹部42aが形成された第2の層42をマスクとして用いて、第1の層41の一部を異方性エッチングすることにより、第1の層41に複数の第3凹部41aを形成することをさらに含む。複数の第3凹部41aにおいて、基板11の第2の主面11bは露出している。周期的凹凸構造17を形成することは、複数の第3凹部41aにおいて露出された基板11の第2の主面11b上に、第4の層47を形成することと、複数の第3凹部41aが形成された第1の層41をリフトオフすることにより、第2の主面11b上に複数の柱状構造体48を形成することと、複数の柱状構造体48を用いて、第2の主面11bをエッチングすることにより、第2の主面11bに周期的凹凸構造17を形成することとをさらに含む。   Forming the periodic uneven structure 17 includes laminating the first layer 41, the second layer 42, and the third layer 43 in this order on the second main surface 11b. The first layer 41, the second layer 42, and the third layer 43 are made of different materials. The first layer 41 has a larger thickness than each of the second layer 42 and the third layer 43. Forming the periodic concavo-convex structure 17 includes forming a plurality of first concave portions 43 a in the third layer 43 by imprinting the mold 45 having the concavo-convex pattern on the third layer 43, It further includes forming a plurality of second recesses 42 a in the second layer 42 using the third layer 43 in which the first recesses 43 a are formed. The periodic concavo-convex structure 17 is formed by anisotropically etching a part of the first layer 41 using the second layer 42 in which the plurality of second concave portions 42a are formed as a mask. It further includes forming a plurality of third recesses 41 a in one layer 41. In the plurality of third recesses 41a, the second main surface 11b of the substrate 11 is exposed. Forming the periodic concavo-convex structure 17 includes forming the fourth layer 47 on the second main surface 11b of the substrate 11 exposed in the plurality of third recesses 41a, and the plurality of third recesses 41a. The plurality of columnar structures 48 are formed on the second main surface 11b by lifting off the first layer 41 formed with the second main surface using the plurality of columnar structures 48. It further includes forming the periodic concavo-convex structure 17 on the second main surface 11b by etching 11b.

第2の主面11bの第2の平面視における活性領域13の第1の面積は0.15mm2以上であるため、深紫外光19が生成される活性領域13の面積が増加されている。また、深紫外光19の取り出し面である基板11の第2の主面11bの60%以上の領域に、複数の突起部17aが形成されているため、半導体発光素子10からの深紫外光19の取り出し効率が増加され得る。さらに、深紫外光19の取り出し面である基板11の第2の主面11bの60%以上の領域に、複数の突起部17aが形成されており、かつ、複数の突起部17aは、各々、0.6以上のアスペクト比を有するため、基板11の表面積が増加され得る。半導体発光素子10が深紫外光19を放射している間に半導体発光素子10において発生する熱は、複数の突起部17aから効率的に、半導体発光素子10の外部に放散され得る。半導体発光素子10が深紫外光19を放射している間の半導体発光素子10の温度が低下され得る。半導体発光素子10に大電流を注入する際に、ドループ現象が抑制され得る。本実施の形態の半導体発光素子10の製造方法によれば、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力が、従来の深紫外光19を放射する半導体発光素子10からは予測し得ない程度に増加され得る。 Since the first area of the active region 13 in the second plan view of the second main surface 11b is 0.15 mm 2 or more, the area of the active region 13 where the deep ultraviolet light 19 is generated is increased. In addition, since the plurality of protrusions 17a are formed in a region of 60% or more of the second main surface 11b of the substrate 11 that is the extraction surface of the deep ultraviolet light 19, the deep ultraviolet light 19 from the semiconductor light emitting element 10 is formed. Extraction efficiency can be increased. Further, a plurality of protrusions 17a are formed in a region of 60% or more of the second main surface 11b of the substrate 11 that is the extraction surface of the deep ultraviolet light 19, and the plurality of protrusions 17a are respectively Since it has an aspect ratio of 0.6 or more, the surface area of the substrate 11 can be increased. Heat generated in the semiconductor light emitting device 10 while the semiconductor light emitting device 10 emits the deep ultraviolet light 19 can be efficiently dissipated from the plurality of protrusions 17 a to the outside of the semiconductor light emitting device 10. The temperature of the semiconductor light emitting device 10 can be lowered while the semiconductor light emitting device 10 emits the deep ultraviolet light 19. When a large current is injected into the semiconductor light emitting device 10, the droop phenomenon can be suppressed. According to the method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10 can be predicted from the conventional semiconductor light emitting device 10 that emits the deep ultraviolet light 19. Can be increased to a lesser extent.

本実施の形態の半導体発光素子10の製造方法では、凹凸パターンを有するモールド45を第3の層43にインプリントすることにより、第3の層43に複数の第1凹部43aが形成されている。そのため、周期的凹凸構造17は、第2の主面11bの60%以上にわたって、高スループット、高精度かつ安価に形成され得る。これに対し、電子線リソグラフィを用いて基板11の第2の主面11bに周期的凹凸構造17を形成するためには、広い面積を有する第2の主面11bの60%以上にわたって電子線を走査しなければならない。そのため、電子線リソグラフィを用いて基板11の第2の主面11bの60%以上に周期的凹凸構造17を形成する方法によっては、周期的凹凸構造17を含む基板11を高スループットかつ安価で製造することはできない。   In the method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10 according to the present embodiment, a plurality of first recesses 43 a are formed in the third layer 43 by imprinting the mold 45 having the concavo-convex pattern on the third layer 43. . Therefore, the periodic uneven structure 17 can be formed with high throughput, high accuracy, and low cost over 60% or more of the second main surface 11b. On the other hand, in order to form the periodic concavo-convex structure 17 on the second main surface 11b of the substrate 11 using electron beam lithography, an electron beam is applied over 60% or more of the second main surface 11b having a large area. Must be scanned. Therefore, depending on the method of forming the periodic uneven structure 17 on 60% or more of the second main surface 11b of the substrate 11 using electron beam lithography, the substrate 11 including the periodic uneven structure 17 is manufactured at high throughput and at low cost. I can't do it.

本実施の形態の半導体発光素子10の製造方法では、複数の第2凹部42aが形成された第2の層42をマスクとして用いて、第1の層41の一部を異方性エッチングすることにより、第1の層41に複数の第3凹部41aを形成している。第1の層41は、第2の層42及び第3の層43のそれぞれよりも大きな厚さを有する。そのため、第3凹部41aのアスペクト比と、第3凹部41a内に形成される複数の柱状構造体48の各々のアスペクト比とを大きくすることができる。複数の柱状構造体48を用いて、基板11の第2の主面11bをエッチングすることにより、基板11の第2の主面11bに高アスペクト比を有する周期的凹凸構造17が形成され得る。また、第1の層41と第3の層43とは互いに異なる材料からなる。第1の層41を構成する第1の材料として、第3の層43を構成する第3の材料よりも容易にリフトオフされ得る材料が選択され得る。複数の第3凹部41aが形成された第1の層41をリフトオフすることにより、基板11の第2の主面11b上に、高アスペクト比を有する周期的凹凸構造17が容易に形成され得る。本実施の形態の半導体発光素子10の製造方法によれば、放射される深紫外光19の出力が増加された半導体発光素子10が、高スループット、安価かつ容易に製造され得る。   In the method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10 according to the present embodiment, a part of the first layer 41 is anisotropically etched using the second layer 42 having the plurality of second recesses 42a as a mask. As a result, a plurality of third recesses 41 a are formed in the first layer 41. The first layer 41 has a greater thickness than each of the second layer 42 and the third layer 43. Therefore, the aspect ratio of the third recess 41a and the aspect ratio of each of the plurality of columnar structures 48 formed in the third recess 41a can be increased. By using the plurality of columnar structures 48 to etch the second main surface 11b of the substrate 11, the periodic uneven structure 17 having a high aspect ratio can be formed on the second main surface 11b of the substrate 11. The first layer 41 and the third layer 43 are made of different materials. As the first material constituting the first layer 41, a material that can be lifted off more easily than the third material constituting the third layer 43 can be selected. By lifting off the first layer 41 in which the plurality of third recesses 41 a are formed, the periodic uneven structure 17 having a high aspect ratio can be easily formed on the second main surface 11 b of the substrate 11. According to the manufacturing method of the semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment, the semiconductor light emitting device 10 in which the output of the emitted deep ultraviolet light 19 is increased can be manufactured with high throughput, low cost and easily.

本実施の形態の発光モジュール1は、半導体発光素子10と、半導体発光素子10を封止する液体62と、半導体発光素子10と液体62とを収容するパッケージ(30,60)とを備える。液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19に対して透明である。パッケージ(30,60)は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19に対して透明な透明部材60を含む。   The light emitting module 1 of the present embodiment includes a semiconductor light emitting element 10, a liquid 62 that seals the semiconductor light emitting element 10, and packages (30, 60) that contain the semiconductor light emitting element 10 and the liquid 62. The liquid 62 is transparent to the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. The package (30, 60) includes a transparent member 60 that is transparent to the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10.

本実施の形態の発光モジュール1は、半導体発光素子10を備えるため、発光モジュール1から放射される深紫外光19の出力が増加され得る。また、半導体発光素子10から放射される深紫外光19の出力が増加されるため、1つの発光モジュール1に使用される半導体発光素子10の数が低減され得る。そのため、発光モジュール1の価格が低減され得る。本実施の形態の発光モジュール1は、長い寿命と高い信頼性とを有する半導体発光素子10を備えている。そのため、本実施の形態の発光モジュール1は、長い寿命と高い信頼性とを有する。例えば、発光モジュール1の光出力が動作直後における発光モジュール1の光出力の半分となる時間が発光モジュール1の寿命として定義されるとき、本実施の形態の発光モジュール1は、約11,500時間の寿命を有する。   Since the light emitting module 1 of the present embodiment includes the semiconductor light emitting element 10, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the light emitting module 1 can be increased. Further, since the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10 is increased, the number of semiconductor light emitting elements 10 used in one light emitting module 1 can be reduced. Therefore, the price of the light emitting module 1 can be reduced. The light emitting module 1 of the present embodiment includes a semiconductor light emitting element 10 having a long life and high reliability. Therefore, the light emitting module 1 of the present embodiment has a long life and high reliability. For example, when the time when the light output of the light emitting module 1 is half the light output of the light emitting module 1 immediately after the operation is defined as the lifetime of the light emitting module 1, the light emitting module 1 of the present embodiment has about 11,500 hours. Have a lifetime of.

透明部材60及び液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19に対して透明であるので、半導体発光素子10から放射される深紫外光19は、パッケージ(30,60)の外部へ効率よく取り出され得る。透明部材60及び液体62は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19に対して透明であるので、透明部材60及び液体62は、深紫外光19の波長において、低い光吸収率を有する。そのため、透明部材60及び液体62が深紫外光19に長時間さらされても、深紫外光19の波長における透明部材60及び液体62の光透過率が低下することが防止され得る。   Since the transparent member 60 and the liquid 62 are transparent to the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10, the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10 is outside the package (30, 60). Can be taken out efficiently. Since the transparent member 60 and the liquid 62 are transparent to the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10, the transparent member 60 and the liquid 62 have a low light absorption rate at the wavelength of the deep ultraviolet light 19. . Therefore, even if the transparent member 60 and the liquid 62 are exposed to the deep ultraviolet light 19 for a long time, the light transmittance of the transparent member 60 and the liquid 62 at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 can be prevented from decreasing.

本実施の形態の半導体発光素子10は、0.15mm2以上の活性領域13の第1の面積を有している。このように広い面積を有する活性領域13に大電流を注入すると、半導体発光素子10内において大量の熱が発生する。この熱は、主に、活性領域13、p型コンタクト層(第2のp型半導体層14b)及び基板11において発生する。p型コンタクト層(第2のp型半導体層14b)及び基板11では、活性領域13から放射される深紫外光19がp型コンタクト層(第2のp型半導体層14b)及び基板11に吸収されることによって熱が発生する。本実施の形態の発光モジュール1では、半導体発光素子10は、半導体発光素子10から放射される深紫外光19に対して透明である液体62によって封止されている。液体62は、半導体発光素子10で生じる熱によって、パッケージ(30,60)の内側空間を対流する。そのため、液体62の特定の一部分が、深紫外光19の光密度が高い半導体発光素子10の近傍に存在し続けることがない。半導体発光素子10が深紫外光19を放射し続けている間に液体62の温度の上昇が抑制される。液体62は、半導体発光素子10を効率的に冷却し得る。半導体発光素子10に大電流を注入する際に、ドループ現象が抑制され得る。本実施の形態の発光モジュール1によれば、発光モジュール1から放射される深紫外光19の出力が、従来の発光モジュールからは予測し得ない程度に増加され得る。さらに、深紫外光19の光密度が高い半導体発光素子10の近傍に存在する液体62が劣化して、深紫外光19の波長における液体62の光透過率が低下することが防止され得る。本実施の形態の発光モジュール1は、長い寿命と高い信頼性とを有する。 The semiconductor light emitting device 10 of the present embodiment has a first area of the active region 13 of 0.15 mm 2 or more. When a large current is injected into the active region 13 having such a large area, a large amount of heat is generated in the semiconductor light emitting device 10. This heat is generated mainly in the active region 13, the p-type contact layer (second p-type semiconductor layer 14 b), and the substrate 11. In the p-type contact layer (second p-type semiconductor layer 14b) and the substrate 11, deep ultraviolet light 19 emitted from the active region 13 is absorbed by the p-type contact layer (second p-type semiconductor layer 14b) and the substrate 11. As a result, heat is generated. In the light emitting module 1 of the present embodiment, the semiconductor light emitting element 10 is sealed with a liquid 62 that is transparent to the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10. The liquid 62 convects the inner space of the package (30, 60) by heat generated in the semiconductor light emitting device 10. For this reason, a specific part of the liquid 62 does not continue to exist in the vicinity of the semiconductor light emitting element 10 in which the light density of the deep ultraviolet light 19 is high. While the semiconductor light emitting element 10 continues to emit the deep ultraviolet light 19, the temperature rise of the liquid 62 is suppressed. The liquid 62 can cool the semiconductor light emitting element 10 efficiently. When a large current is injected into the semiconductor light emitting device 10, the droop phenomenon can be suppressed. According to the light emitting module 1 of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the light emitting module 1 can be increased to an extent that cannot be predicted from a conventional light emitting module. Further, it is possible to prevent the liquid 62 existing in the vicinity of the semiconductor light emitting element 10 having a high light density of the deep ultraviolet light 19 from being deteriorated and the light transmittance of the liquid 62 at the wavelength of the deep ultraviolet light 19 from being lowered. The light emitting module 1 of the present embodiment has a long life and high reliability.

透明部材60と深紫外光19を放射する半導体発光素子10との間に液体62が位置するので、透明部材60における深紫外光19の光密度は、半導体発光素子10の近傍における深紫外光19の光密度よりも十分小さい。そのため、固体である透明部材60が、液体62よりも、深紫外光19に対して高い光吸収率を有していても、深紫外光19が照射されることによって透明部材60が劣化することが防止され得る。本実施の形態の発光モジュール1は、長い寿命と高い信頼性とを有する。   Since the liquid 62 is positioned between the transparent member 60 and the semiconductor light emitting element 10 that emits the deep ultraviolet light 19, the light density of the deep ultraviolet light 19 in the transparent member 60 is the deep ultraviolet light 19 in the vicinity of the semiconductor light emitting element 10. Is sufficiently smaller than the light density. Therefore, even if the transparent member 60 that is a solid has a higher light absorption rate with respect to the deep ultraviolet light 19 than the liquid 62, the transparent member 60 is deteriorated by being irradiated with the deep ultraviolet light 19. Can be prevented. The light emitting module 1 of the present embodiment has a long life and high reliability.

(実施の形態2)
図19から図21を参照して、実施の形態2に係る半導体発光素子10bを説明する。本実施の形態の半導体発光素子10bは、実施の形態1の半導体発光素子10と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。図19及び図20を参照して、本実施の形態の半導体発光素子10bでは、複数の突起部17bは、各々、円錐台の形状を有している。複数の突起部17bは、各々、角錐台の形状を有してもよい。円錐台または角錐台の形状を有する複数の突起部17bは、実施の形態1の複数の突起部17aよりも、さらに半導体発光素子10bから放射される深紫外光19の出力を増加させ得る。複数の突起部17bの各々が、底部の幅(直径)d1と高さh1と上面の幅(直径)d2とを有する。d2/d1は、0.10以上であってもよく、0.15以上であってもよい。d2/d1は、0.50以下であってもよく、0.45以下であってもよい。d2/h1は、0.08以上であってもよく、0.12以上であってもよい。d2/h1は、0.50以下であってもよく、0.40以下であってもよい。
(Embodiment 2)
A semiconductor light emitting device 10b according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. The semiconductor light emitting device 10b of the present embodiment has the same configuration as the semiconductor light emitting device 10 of the first embodiment, but is mainly different in the following points. Referring to FIGS. 19 and 20, in the semiconductor light emitting device 10b of the present embodiment, each of the plurality of protrusions 17b has a truncated cone shape. Each of the plurality of protrusions 17b may have a truncated pyramid shape. The plurality of protrusions 17b having a truncated cone or truncated pyramid shape can further increase the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting element 10b than the plurality of protrusions 17a of the first embodiment. Each of the plurality of protrusions 17b has a bottom width (diameter) d 1 and a height h 1 and the upper surface of the width (diameter) d 2. d 2 / d 1 may be 0.10 or more, or 0.15 or more. d 2 / d 1 may be 0.50 or less, or 0.45 or less. d 2 / h 1 may be 0.08 or more, and may be 0.12 or more. d 2 / h 1 may be 0.50 or less, or 0.40 or less.

図21を参照して、複数の突起部17bの各々の上面の幅(直径)d2を変化させたときの活性領域13から半導体発光素子10bの第2の主面11bに垂直な方向に平面波として進行する深紫外光19の出力の変化を示す。半導体発光素子10bは、空気で覆われている。複数の突起部17bは、300nmの周期で三角格子状に配置されている。複数の突起部17bの各々は、290nmの幅(直径)d1と300nmの高さh1とを有している。複数の突起部17bの各々の上面の幅(直径)d2が60nm以上140nm以下のとき、半導体発光素子10bの深紫外光19の出力が特に増加している。 Referring to FIG. 21, a plane wave in the direction perpendicular to the second major surface 11b of each of the plurality of the upper surface of the width of the protrusion 17b (diameter) d 2 semiconductor light emitting element 10b from the active region 13 when changing the The change in the output of the deep ultraviolet light 19 traveling as shown in FIG. The semiconductor light emitting element 10b is covered with air. The plurality of protrusions 17b are arranged in a triangular lattice pattern with a period of 300 nm. Each of the plurality of protrusions 17b has a width (diameter) d 1 of 290 nm and a height h 1 of 300 nm. When the width (diameter) d 2 of the upper surface of each of the plurality of protrusions 17b is 60 nm or more and 140 nm or less, the output of the deep ultraviolet light 19 of the semiconductor light emitting element 10b is particularly increased.

本実施の形態の半導体発光素子10bの製造方法は、実施の形態1の半導体発光素子10の製造方法と同様の工程を備えるが、以下の点で主に異なる。本実施の形態の半導体発光素子10bの製造方法では、複数の柱状構造体48を用いて第2の主面11bをエッチングする際、第2の主面11bのエッチング深さを、実施の形態1における第2の主面11bのエッチング深さよりも小さくする。こうして、各々が円錐台または角錐台の形状を有する複数の突起部17bが形成され得る。   The manufacturing method of the semiconductor light emitting element 10b of the present embodiment includes the same steps as the manufacturing method of the semiconductor light emitting element 10 of the first embodiment, but mainly differs in the following points. In the manufacturing method of the semiconductor light emitting device 10b of the present embodiment, when the second main surface 11b is etched using the plurality of columnar structures 48, the etching depth of the second main surface 11b is set to the first embodiment. The etching depth is smaller than the etching depth of the second main surface 11b. Thus, a plurality of protrusions 17b each having the shape of a truncated cone or a truncated pyramid can be formed.

本実施の形態の半導体発光素子10bは、実施の形態1の半導体発光素子10の効果に加えて、以下の効果を奏する。本実施の形態の半導体発光素子10bでは、複数の突起部17bは、各々、円錐台または角錐台の形状を有している。本実施の形態の半導体発光素子10bによれば、半導体発光素子10bから放射される深紫外光19の出力がさらに増加され得る。   In addition to the effects of the semiconductor light emitting element 10 of the first embodiment, the semiconductor light emitting element 10b of the present embodiment has the following effects. In the semiconductor light emitting device 10b of the present embodiment, each of the plurality of protrusions 17b has a truncated cone shape or a truncated pyramid shape. According to the semiconductor light emitting device 10b of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10b can be further increased.

(実施の形態3)
図22及び図23を参照して、実施の形態3に係る半導体発光素子10cを説明する。本実施の形態の半導体発光素子10cは、実施の形態2の半導体発光素子10bと同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
(Embodiment 3)
With reference to FIG.22 and FIG.23, the semiconductor light-emitting device 10c which concerns on Embodiment 3 is demonstrated. The semiconductor light emitting device 10c of the present embodiment has the same configuration as the semiconductor light emitting device 10b of the second embodiment, but is mainly different in the following points.

本実施の形態の半導体発光素子10cでは、第2の主面11b上に1つ以上の微細構造50をさらに備える。1つ以上の微細構造50の各々は、複数の突起部17bの各々よりも小さなサイズを有している。1つ以上の微細構造50の各々は、d3の幅(直径)と、h3の高さとを有している。1つ以上の微細構造50の各々の幅(直径)d3は、複数の突起部17bの各々の幅(直径)d1よりも小さい。1つ以上の微細構造50の各々の幅(直径)d3は、5nm以上であってもよく、10nm以上であってもよい。1つ以上の微細構造50の各々の幅(直径)d3は、70nm以下であってもよく、50nm以下であってもよい。1つ以上の微細構造50の各々の高さh3は、複数の突起部17bの各々の高さh1よりも小さい。1つ以上の微細構造50の各々の高さh3は、3nm以上であってもよく、5nm以上であってもよい。1つ以上の微細構造50の各々の高さh3は、60nm以下であってもよく、40nm以下であってもよい。 In the semiconductor light emitting device 10c of the present embodiment, one or more fine structures 50 are further provided on the second main surface 11b. Each of the one or more microstructures 50 has a smaller size than each of the plurality of protrusions 17b. Each of the one or more microstructures 50 has a width (diameter) of d 3 and a height of h 3 . One or more the width of each of the microstructures 50 (diameter) d 3 is less than the width of each of the plurality of protrusions 17b (diameter) d 1. The width (diameter) d 3 of each of the one or more microstructures 50 may be 5 nm or more, or 10 nm or more. The width (diameter) d 3 of each of the one or more microstructures 50 may be 70 nm or less, or 50 nm or less. The height h 3 of each of the one or more microstructures 50 is smaller than the height h 1 of each of the plurality of protrusions 17b. The height h 3 of each of the one or more microstructures 50 may be 3 nm or more, or 5 nm or more. The height h 3 of each of the one or more microstructures 50 may be 60 nm or less, or 40 nm or less.

1つ以上の微細構造50の各々は、半球の形状を有してもよい。1つ以上の微細構造50の各々は、円錐の形状を有してもよいし、角錐の形状を有してよい。1つ以上の微細構造50の各々は、円錐台の形状を有してもよいし、角錐台の形状を有してもよい。   Each of the one or more microstructures 50 may have a hemispherical shape. Each of the one or more microstructures 50 may have a cone shape or a pyramid shape. Each of the one or more microstructures 50 may have a truncated cone shape or a truncated pyramid shape.

1つ以上の微細構造50が、複数の突起部17bの1つの周りに配置されている。1つ以上の微細構造50の各々と複数の突起部17bの1つとの間の距離d4は、活性領域13から放射される深紫外光19の波長以下であってもよい。複数の微細構造50が、複数の突起部17bの各々の周りに配置されてもよい。第2の主面11bの第2の平面視において、複数の微細構造50が、複数の突起部17bの各々の周りに対称に配置されてもよい。 One or more microstructures 50 are disposed around one of the plurality of protrusions 17b. A distance d 4 between each of the one or more microstructures 50 and one of the plurality of protrusions 17 b may be equal to or less than the wavelength of the deep ultraviolet light 19 emitted from the active region 13. A plurality of microstructures 50 may be disposed around each of the plurality of protrusions 17b. In the second plan view of the second main surface 11b, the plurality of fine structures 50 may be arranged symmetrically around each of the plurality of protrusions 17b.

本実施の形態の半導体発光素子10cの製造方法は、実施の形態2の半導体発光素子10bの製造方法と同様の工程を備えるが、以下の点で主に異なる。本実施の形態の半導体発光素子10cの製造方法は、1つ以上の微細構造50に対応する1つ以上の微細構造体(図示せず)を基板11の第2の主面11b上に形成することを含む。1つ以上の微細構造体は、実施の形態1の複数の柱状構造体48と同様の工程で作成され得る。1つ以上の微細構造体の各々は、複数の柱状構造体48の各々よりも小さなサイズを有する。本実施の形態の半導体発光素子10cの製造方法は、複数の柱状構造体48及び1つ以上の微細構造体を用いて、第2の主面11bをエッチングすることにより、基板11の第2の主面11bに周期的凹凸構造17と1つ以上の微細構造50とを形成することをさらに含む。こうして、本実施の形態の半導体発光素子10cが製造され得る。   The manufacturing method of the semiconductor light emitting device 10c of the present embodiment includes the same steps as the manufacturing method of the semiconductor light emitting device 10b of the second embodiment, but mainly differs in the following points. In the method of manufacturing the semiconductor light emitting device 10c of the present embodiment, one or more microstructures (not shown) corresponding to the one or more microstructures 50 are formed on the second main surface 11b of the substrate 11. Including that. One or more microstructures can be created in the same process as the plurality of columnar structures 48 of the first embodiment. Each of the one or more microstructures has a smaller size than each of the plurality of columnar structures 48. In the method of manufacturing the semiconductor light emitting device 10c according to the present embodiment, the second main surface 11b is etched using the plurality of columnar structures 48 and one or more microstructures, whereby the second structure of the substrate 11 is obtained. It further includes forming the periodic uneven structure 17 and one or more fine structures 50 on the main surface 11b. Thus, the semiconductor light emitting device 10c of the present embodiment can be manufactured.

本実施の形態の半導体発光素子10cは、実施の形態2の半導体発光素子10bの効果に加えて、以下の効果を奏する。   In addition to the effects of the semiconductor light emitting element 10b of the second embodiment, the semiconductor light emitting element 10c of the present embodiment has the following effects.

本実施の形態の半導体発光素子10cは、第2の主面11b上に1つ以上の微細構造50をさらに備える。1つ以上の微細構造50の各々は、複数の突起部17bの各々よりも小さなサイズを有している。1つ以上の微細構造50は、複数の突起部17bの1つの周りに配置されている。活性領域13から放射される深紫外光19が1つ以上の微細構造50の各々に入射することによって、1つ以上の微細構造50の各々の周りに、近接場光が発生する。1つ以上の微細構造50の各々に隣接する複数の突起部17bの1つにおいて、この近接場光は、1つ以上の微細構造50を経由することなく、1つ以上の微細構造50の各々に隣接する複数の突起部17bの1つに入射する深紫外光19と結合される。近接場光と、1つ以上の微細構造50を経由することなく、複数の突起部17bに入射する深紫外光19とは、複数の突起部17bから半導体発光素子10cの外部に取り出される。本実施の形態の半導体発光素子10cによれば、半導体発光素子10cから放射される深紫外光19の出力がさらに増加され得る。   The semiconductor light emitting device 10c of the present embodiment further includes one or more fine structures 50 on the second main surface 11b. Each of the one or more microstructures 50 has a smaller size than each of the plurality of protrusions 17b. One or more microstructures 50 are disposed around one of the plurality of protrusions 17b. When the deep ultraviolet light 19 emitted from the active region 13 is incident on each of the one or more microstructures 50, near-field light is generated around each of the one or more microstructures 50. In one of the plurality of protrusions 17 b adjacent to each of the one or more microstructures 50, the near-field light does not pass through the one or more microstructures 50 and each of the one or more microstructures 50. Is combined with deep ultraviolet light 19 incident on one of the plurality of protrusions 17b adjacent to. The near-field light and the deep ultraviolet light 19 incident on the plurality of protrusions 17b without passing through the one or more fine structures 50 are extracted from the plurality of protrusions 17b to the outside of the semiconductor light emitting element 10c. According to the semiconductor light emitting device 10c of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10c can be further increased.

(実施の形態4)
図24を参照して、実施の形態4に係る半導体発光素子10dを説明する。本実施の形態の半導体発光素子10dは、実施の形態1の半導体発光素子10と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
(Embodiment 4)
With reference to FIG. 24, a semiconductor light emitting element 10d according to the fourth embodiment will be described. The semiconductor light emitting device 10d of the present embodiment has the same configuration as the semiconductor light emitting device 10 of the first embodiment, but is mainly different in the following points.

本実施の形態の半導体発光素子10dでは、半導体層18は、n型半導体層12からp型半導体層14まで延在する転位欠陥55を含んでいる。転位欠陥55は、基板11とは反対側の半導体層18の表面18aまで延在してもよいし、延在していなくてもよい。転位欠陥55は、n型を有してもよい。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、p型電極16は、半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分から離れて配置されている。   In the semiconductor light emitting device 10 d of the present embodiment, the semiconductor layer 18 includes dislocation defects 55 extending from the n-type semiconductor layer 12 to the p-type semiconductor layer 14. The dislocation defect 55 may or may not extend to the surface 18a of the semiconductor layer 18 opposite to the substrate 11. The dislocation defect 55 may have an n-type. In the third plan view of the surface 18 a of the semiconductor layer 18, the p-type electrode 16 is disposed away from the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18 a of the semiconductor layer 18.

特定的には、半導体発光素子10dは、半導体層18(またはp型半導体層14)の表面18aの第1の領域上に、島状の絶縁層35をさらに備える。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分は、第1の領域内に存在している。島状の絶縁層35は、半導体層18の表面18aの第1の領域を覆っている。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、島状の絶縁層35は半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分を覆っている。p型電極16は、第1の領域とは異なる半導体層18(またはp型半導体層14)の表面18aの第2の領域上に設けられている。p型電極16は、半導体層18の表面18aの第2の領域に接触している。p型電極16は、半導体層18(またはp型半導体層14)の表面18aの第1の領域に接触していない。p型電極16は、島状の絶縁層35上にも設けられてもよい。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分は、半導体層18の表面18aの第2の領域内に存在していない。   Specifically, the semiconductor light emitting element 10d further includes an island-shaped insulating layer 35 on the first region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 (or the p-type semiconductor layer 14). In the third planar view of the surface 18a of the semiconductor layer 18, the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 is present in the first region. The island-shaped insulating layer 35 covers the first region of the surface 18 a of the semiconductor layer 18. In the third plan view of the surface 18 a of the semiconductor layer 18, the island-shaped insulating layer 35 covers the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18 a of the semiconductor layer 18. The p-type electrode 16 is provided on the second region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 (or the p-type semiconductor layer 14) different from the first region. The p-type electrode 16 is in contact with the second region of the surface 18 a of the semiconductor layer 18. The p-type electrode 16 is not in contact with the first region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 (or the p-type semiconductor layer 14). The p-type electrode 16 may also be provided on the island-shaped insulating layer 35. In the third plan view of the surface 18 a of the semiconductor layer 18, the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18 a of the semiconductor layer 18 does not exist in the second region of the surface 18 a of the semiconductor layer 18.

島状の絶縁層35は、特に限定されないが、二酸化シリコン(SiO2)層であってもよい。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、島状の絶縁層35は、特に限定されないが、矩形の形状を有してもよく、円形の形状を有してもよい。半導体層18の表面18aの第3の平面視における、島状の絶縁膜の外周(またはp型電極16)と半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分との間の最短距離d5は、10μm以上であってもよく、20μm以上であってもよく、30μm以上であってもよい。半導体層18の表面18aの第3の平面視における、島状の絶縁膜の外周(またはp型電極16)と半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分との間の最短距離d5を10μm以上に設定することによって、n型電極15及びp型電極16から注入される電流が転位欠陥55にリークすることが確実に防止され得る。半導体層18の表面18aの第3の平面視における、島状の絶縁膜の外周(またはp型電極16)と半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分との間の最短距離d5は、100μm以下であってもよく、50μm以下であってもよい。半導体層18の表面18aの第3の平面視における、島状の絶縁膜の外周(またはp型電極16)と半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分との間の最短距離d5を100μm以下に設定することによって、p型電極16と半導体層18(またはp型半導体層14)との間の接触面積が小さくなって半導体発光素子10dの発光効率が低下することとが防止される。 The island-shaped insulating layer 35 is not particularly limited, but may be a silicon dioxide (SiO 2 ) layer. In the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18, the island-shaped insulating layer 35 is not particularly limited, but may have a rectangular shape or a circular shape. The shortest distance d between the outer periphery (or p-type electrode 16) of the island-like insulating film and the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 5 may be 10 μm or more, 20 μm or more, or 30 μm or more. The shortest distance d between the outer periphery (or p-type electrode 16) of the island-like insulating film and the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 By setting 5 to 10 μm or more, the current injected from the n-type electrode 15 and the p-type electrode 16 can be reliably prevented from leaking to the dislocation defect 55. The shortest distance d between the outer periphery (or p-type electrode 16) of the island-like insulating film and the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 5 may be 100 μm or less, or 50 μm or less. The shortest distance d between the outer periphery (or p-type electrode 16) of the island-like insulating film and the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 By setting 5 to 100 μm or less, it is possible to prevent the contact area between the p-type electrode 16 and the semiconductor layer 18 (or the p-type semiconductor layer 14) from being reduced and the light emission efficiency of the semiconductor light emitting element 10d from being lowered. Is done.

図25を参照して、実施の形態4に係る半導体発光素子10dの製造方法を説明する。本実施の形態の半導体発光素子10dの製造方法は、実施の形態1の半導体発光素子10の製造方法と同様の工程を備えるが、以下の点で主に異なる。   With reference to FIG. 25, a method for manufacturing the semiconductor light emitting element 10d according to the fourth embodiment will be described. The manufacturing method of the semiconductor light emitting element 10d of the present embodiment includes the same steps as the manufacturing method of the semiconductor light emitting element 10 of the first embodiment, but mainly differs in the following points.

本実施の形態の半導体発光素子10dの製造方法は、半導体層18の表面18aの第3の平面視における転位欠陥55の位置を特定すること(S11)を備えている。例えば、顕微ラマン分光法によって、または、光学顕微鏡を用いて半導体層18の表面18aを観察することによって、半導体層18の表面18aの第3の平面視における転位欠陥55の位置が特定されてもよい。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分は、半導体層18の表面18aの第1の領域内に存在している。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分は、第1の領域とは異なる半導体層18の表面18aの第2の領域内に存在していない。   The method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10d of the present embodiment includes specifying the position of the dislocation defect 55 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 (S11). For example, even if the position of the dislocation defect 55 in the third planar view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 is specified by microscopic Raman spectroscopy or by observing the surface 18a of the semiconductor layer 18 using an optical microscope. Good. In the third plan view of the surface 18 a of the semiconductor layer 18, the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18 a of the semiconductor layer 18 exists in the first region of the surface 18 a of the semiconductor layer 18. In the third planar view of the surface 18a of the semiconductor layer 18, the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 is in a second region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 different from the first region. Does not exist.

本実施の形態の半導体発光素子10dの製造方法は、p型電極16を、半導体層18の表面18aの第3の平面視において半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分から離れた半導体層18の表面18a上に形成すること(S12,S3d)を備えている。特定的には、p型電極16を、半導体層18の表面18aの第3の平面視において半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分から離れた半導体層18の表面18a上に形成すること(S12,S3d)は、半導体層18の表面18aの第3の平面視において半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分を覆う島状の絶縁層35を、半導体層18の表面18aの第1の領域上に形成すること(S12)と、第1の領域とは異なる半導体層18の表面18aの第2の領域上にp型電極16を形成すること(3d)とを含んでもよい。p型電極16は、島状の絶縁層35上にも形成されてもよい。島状の絶縁層35を半導体層18の表面18aの第1の領域上に形成すること(S12)は、例えば、蒸着法またはスピンコーティング法などによって、半導体層18の表面18aの全ての上に絶縁層35を形成することと、半導体層18の表面18aの第2の領域上の絶縁層35をエッチングによって除去することとを含んでもよい。   In the method of manufacturing the semiconductor light emitting device 10d of the present embodiment, the p-type electrode 16 is separated from the dislocation defect 55 portion closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18. It forms on the surface 18a of the semiconductor layer 18 (S12, S3d). Specifically, the p-type electrode 16 is formed on the surface 18a of the semiconductor layer 18 away from the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18. In step S12, S3d, the island-shaped insulating layer 35 covering the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 is formed. Forming on the first region of the surface 18a (S12) and forming the p-type electrode 16 on the second region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 different from the first region (3d). May be included. The p-type electrode 16 may also be formed on the island-shaped insulating layer 35. Forming the island-shaped insulating layer 35 on the first region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 (S12) is performed on the entire surface 18a of the semiconductor layer 18 by, for example, vapor deposition or spin coating. The insulating layer 35 may be formed, and the insulating layer 35 on the second region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 may be removed by etching.

本実施の形態の半導体発光素子10d及びその製造方法は、実施の形態1の半導体発光素子10及びその製造方法の効果に加えて、以下の効果を奏する。   In addition to the effects of the semiconductor light emitting device 10 of the first embodiment and the manufacturing method thereof, the semiconductor light emitting device 10d and the manufacturing method of the present embodiment have the following effects.

本実施の形態の半導体発光素子10dは、基板11とは反対側の半導体層18の表面18a上に、p型電極16をさらに備える。半導体層18は、n型半導体層12とp型半導体層14とをさらに含む。n型半導体層12は、活性領域13に対して基板11側に設けられている。p型半導体層14は、活性領域13に対して基板11とは反対側に設けられている。p型電極16は、p型半導体層14に接触している。半導体層18は、n型半導体層12からp型半導体層14に延在する転位欠陥55を含む。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、p型電極16は、半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分から離れて配置されている。   The semiconductor light emitting element 10 d of the present embodiment further includes a p-type electrode 16 on the surface 18 a of the semiconductor layer 18 on the side opposite to the substrate 11. The semiconductor layer 18 further includes an n-type semiconductor layer 12 and a p-type semiconductor layer 14. The n-type semiconductor layer 12 is provided on the substrate 11 side with respect to the active region 13. The p-type semiconductor layer 14 is provided on the side opposite to the substrate 11 with respect to the active region 13. The p-type electrode 16 is in contact with the p-type semiconductor layer 14. The semiconductor layer 18 includes dislocation defects 55 extending from the n-type semiconductor layer 12 to the p-type semiconductor layer 14. In the third plan view of the surface 18 a of the semiconductor layer 18, the p-type electrode 16 is disposed away from the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18 a of the semiconductor layer 18.

半導体層18の表面18aの第3の平面視において、p型電極16は半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分から離れて配置されているため、n型電極15及びp型電極16から半導体層18の活性領域13に注入される電流が転位欠陥55にリークすることが防止され得る。そのため、半導体発光素子10dの発光効率が増加し、ドループ現象が抑制される。本実施の形態の半導体発光素子10dによれば、半導体発光素子10dから放射される深紫外光19の出力がさらに増加され得る。本実施の形態の半導体発光素子10dは、長い寿命と高い信頼性とを有する。   In the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18, the p-type electrode 16 is arranged away from the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18. Therefore, the n-type electrode 15 and the p-type electrode The current injected from 16 into the active region 13 of the semiconductor layer 18 can be prevented from leaking to the dislocation defect 55. Therefore, the light emission efficiency of the semiconductor light emitting element 10d increases, and the droop phenomenon is suppressed. According to the semiconductor light emitting device 10d of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10d can be further increased. The semiconductor light emitting element 10d of the present embodiment has a long life and high reliability.

本実施の形態の半導体発光素子10dは、半導体層18の表面18aの第1の領域上に、島状の絶縁層35をさらに備える。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分は、半導体層18の表面18aの第1の領域内に存在している。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、島状の絶縁層35は半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分を覆っている。p型電極16は、第1の領域とは異なる半導体層18の表面18aの第2の領域と島状の絶縁層35とを覆っている。   The semiconductor light emitting element 10 d of the present embodiment further includes an island-shaped insulating layer 35 on the first region of the surface 18 a of the semiconductor layer 18. In the third plan view of the surface 18 a of the semiconductor layer 18, the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18 a of the semiconductor layer 18 exists in the first region of the surface 18 a of the semiconductor layer 18. In the third plan view of the surface 18 a of the semiconductor layer 18, the island-shaped insulating layer 35 covers the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18 a of the semiconductor layer 18. The p-type electrode 16 covers the second region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 different from the first region and the island-shaped insulating layer 35.

島状の絶縁層35は、n型電極15及びp型電極16から半導体層18の活性領域13に注入される電流が転位欠陥55にリークすることを防止し得る。そのため、半導体発光素子10dの発光効率が増加し、ドループ現象が抑制される。本実施の形態の半導体発光素子10dによれば、半導体発光素子10dから放射される深紫外光19の出力がさらに増加され得る。本実施の形態の半導体発光素子10dは、長い寿命と高い信頼性とを有する。   The island-shaped insulating layer 35 can prevent the current injected from the n-type electrode 15 and the p-type electrode 16 into the active region 13 of the semiconductor layer 18 from leaking to the dislocation defect 55. Therefore, the light emission efficiency of the semiconductor light emitting element 10d increases, and the droop phenomenon is suppressed. According to the semiconductor light emitting device 10d of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10d can be further increased. The semiconductor light emitting element 10d of the present embodiment has a long life and high reliability.

本実施の形態の半導体発光素子10dの製造方法は、半導体層18の表面18aの第3の平面視における転位欠陥55の位置を特定すること(S11)をさらに備える。半導体層18は、n型半導体層12とp型半導体層14とをさらに含む。n型半導体層12は活性領域13に対して基板11側に設けられている。p型半導体層14は活性領域13に対して基板11とは反対側に設けられている。転位欠陥55は、n型半導体層12からp型半導体層14に延在している。本実施の形態の半導体発光素子10dの製造方法は、p型電極16を、半導体層18の表面18aの第3の平面視において半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分から離れた半導体層18の表面18a上に形成すること(S12,S3d)とをさらに備える。p型電極16は、p型半導体層14に接触している。   The method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10d of the present embodiment further includes specifying the position of the dislocation defect 55 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 (S11). The semiconductor layer 18 further includes an n-type semiconductor layer 12 and a p-type semiconductor layer 14. The n-type semiconductor layer 12 is provided on the substrate 11 side with respect to the active region 13. The p-type semiconductor layer 14 is provided on the side opposite to the substrate 11 with respect to the active region 13. The dislocation defect 55 extends from the n-type semiconductor layer 12 to the p-type semiconductor layer 14. In the method of manufacturing the semiconductor light emitting device 10d of the present embodiment, the p-type electrode 16 is separated from the dislocation defect 55 portion closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18. And forming on the surface 18a of the semiconductor layer 18 (S12, S3d). The p-type electrode 16 is in contact with the p-type semiconductor layer 14.

半導体層18の表面18aの第3の平面視において、p型電極16は半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分から離れて配置されているため、n型電極15及びp型電極16から半導体層18の活性領域13に注入される電流が転位欠陥55にリークすることが防止され得る。そのため、半導体発光素子10dの発光効率が増加し、ドループ現象が抑制される。本実施の形態の半導体発光素子10dの製造方法によれば、半導体発光素子10dから放射される深紫外光19の出力がさらに増加され得る。本実施の形態の半導体発光素子10dの製造方法によれば、長い寿命と高い信頼性とを有する半導体発光素子10dが製造され得る。   In the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18, the p-type electrode 16 is arranged away from the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18. Therefore, the n-type electrode 15 and the p-type electrode The current injected from 16 into the active region 13 of the semiconductor layer 18 can be prevented from leaking to the dislocation defect 55. Therefore, the light emission efficiency of the semiconductor light emitting element 10d increases, and the droop phenomenon is suppressed. According to the method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10d of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10d can be further increased. According to the method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10d of the present embodiment, the semiconductor light emitting device 10d having a long life and high reliability can be manufactured.

本実施の形態の半導体発光素子10dの製造方法では、p型電極16を、半導体層18の表面18aの第3の平面視において半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分から離れた半導体層18の表面18a上に形成すること(S12,S3d)は、半導体層18の表面18aの第3の平面視において半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分を覆う島状の絶縁層35を半導体層18の表面18aの第1の領域上に形成すること(S12)と、第1の領域とは異なる半導体層18の表面18aの第2の領域上にp型電極16を形成すること(3d)とを含んでもよい。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分は第1の領域内に存在している。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、島状の絶縁層35は半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分を覆っている。   In the method for manufacturing the semiconductor light emitting element 10d of the present embodiment, the p-type electrode 16 is separated from the dislocation defect 55 portion closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18. Forming on the surface 18a of the semiconductor layer 18 (S12, S3d) is an island-like shape covering the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18. The insulating layer 35 is formed on the first region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 (S12), and the p-type electrode 16 is formed on the second region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 different from the first region. Forming (3d). In the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18, the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 exists in the first region. In the third plan view of the surface 18 a of the semiconductor layer 18, the island-shaped insulating layer 35 covers the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18 a of the semiconductor layer 18.

島状の絶縁層35は、n型電極15及びp型電極16から半導体層18の活性領域13に注入される電流が転位欠陥55にリークすることを防止し得る。そのため、半導体発光素子10dの発光効率が増加し、ドループ現象が抑制される。本実施の形態の半導体発光素子10dの製造方法によれば、半導体発光素子10dから放射される深紫外光19の出力がさらに増加され得る。本実施の形態の半導体発光素子10dの製造方法によれば、長い寿命と高い信頼性とを有する半導体発光素子10dが製造され得る。   The island-shaped insulating layer 35 can prevent the current injected from the n-type electrode 15 and the p-type electrode 16 into the active region 13 of the semiconductor layer 18 from leaking to the dislocation defect 55. Therefore, the light emission efficiency of the semiconductor light emitting element 10d increases, and the droop phenomenon is suppressed. According to the method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10d of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the semiconductor light emitting device 10d can be further increased. According to the method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10d of the present embodiment, the semiconductor light emitting device 10d having a long life and high reliability can be manufactured.

(実施の形態5)
図26を参照して、実施の形態5に係る半導体発光素子10eを説明する。本実施の形態の半導体発光素子10eは、実施の形態4の半導体発光素子10dと同様の構成を備え、同様の効果を奏するが、以下の点で主に異なる。
(Embodiment 5)
With reference to FIG. 26, the semiconductor light emitting device 10e according to the fifth embodiment will be described. The semiconductor light emitting device 10e of the present embodiment has the same configuration as the semiconductor light emitting device 10d of the fourth embodiment and has the same effects, but is mainly different in the following points.

本実施の形態の半導体発光素子10eでは、半導体層18の表面18aの第3の平面視において、p型電極16は、半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分から離れて配置されている。特定的には、p型電極16は、貫通孔57を有している。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分は、貫通孔57内に存在している。半導体層18の表面18aの第1の領域は、貫通孔57を通して、p型電極16から露出している。p型電極16は、第1の領域とは異なる半導体層18の表面18aの第2の領域上に設けられている。p型電極16は、半導体層18の表面18aの第2の領域に接触している。p型電極16は、半導体層18の表面18aの第1の領域に接触していない。半導体層18の表面18aの第3の平面視において、半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分は、半導体層18の表面18aの第2の領域内に存在していない。   In the semiconductor light emitting device 10e of the present embodiment, the p-type electrode 16 is disposed away from the dislocation defect 55 portion closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18. ing. Specifically, the p-type electrode 16 has a through hole 57. In the third planar view of the surface 18 a of the semiconductor layer 18, the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18 a of the semiconductor layer 18 exists in the through hole 57. The first region of the surface 18 a of the semiconductor layer 18 is exposed from the p-type electrode 16 through the through hole 57. The p-type electrode 16 is provided on the second region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 different from the first region. The p-type electrode 16 is in contact with the second region of the surface 18 a of the semiconductor layer 18. The p-type electrode 16 is not in contact with the first region of the surface 18 a of the semiconductor layer 18. In the third plan view of the surface 18 a of the semiconductor layer 18, the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18 a of the semiconductor layer 18 does not exist in the second region of the surface 18 a of the semiconductor layer 18.

半導体層18の表面18aの第3の平面視において、貫通孔57は、特に限定されないが、矩形の形状を有してもよく、円形の形状を有してもよい。半導体層18の表面18aの第3の平面視における、p型電極16と半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分との間の最短距離d6は、10μm以上であってもよく、20μm以上であってもよく、30μm以上であってもよい。半導体層18の表面18aの第3の平面視における、p型電極16と半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分との間の最短距離d6を10μm以上に設定することによって、n型電極15及びp型電極16から注入される電流が転位欠陥55にリークすることが確実に防止され得る。半導体層18の表面18aの第3の平面視における、p型電極16と半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分との間の最短距離d6は、100μm以下であってもよく、50μm以下であってもよい。半導体層18の表面18aの第3の平面視における、p型電極16と半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分との間の最短距離d6を100μm以下に設定することによって、p型電極16と半導体層18(またはp型半導体層14)との間の接触面積が小さくなって半導体発光素子10eの発光効率が低下することとが防止される。 In the third planar view of the surface 18a of the semiconductor layer 18, the through hole 57 is not particularly limited, but may have a rectangular shape or a circular shape. The shortest distance d 6 between the p-type electrode 16 and the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 may be 10 μm or more. 20 μm or more, or 30 μm or more. By setting the shortest distance d 6 between the p-type electrode 16 and the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 to 10 μm or more, The current injected from the n-type electrode 15 and the p-type electrode 16 can be reliably prevented from leaking to the dislocation defect 55. The shortest distance d 6 between the p-type electrode 16 and the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 may be 100 μm or less. 50 μm or less. By setting the shortest distance d 6 between the p-type electrode 16 and the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 to 100 μm or less, It is prevented that the contact area between the p-type electrode 16 and the semiconductor layer 18 (or the p-type semiconductor layer 14) is reduced and the light emission efficiency of the semiconductor light emitting device 10e is reduced.

図26及び図27を参照して、実施の形態5に係る半導体発光素子10eの製造方法を説明する。本実施の形態の半導体発光素子10eの製造方法は、実施の形態4の半導体発光素子10dの製造方法と同様の工程を備えるが、以下の点で主に異なる。   With reference to FIGS. 26 and 27, a method of manufacturing the semiconductor light emitting element 10e according to the fifth embodiment will be described. The manufacturing method of the semiconductor light emitting element 10e of the present embodiment includes the same steps as the manufacturing method of the semiconductor light emitting element 10d of the fourth embodiment, but is mainly different in the following points.

本実施の形態の半導体発光素子10eの製造方法は、半導体層18の表面18aの第3の平面視における転位欠陥55の位置を特定すること(S11)の後に、p型電極16を、半導体層18の表面18aの第3の平面視において半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分から離れた半導体層18の表面18aの第2の領域上に形成すること(S3e)を備えている。p型電極16は、p型半導体層14に接触している。p型電極16を、半導体層18の表面18aの第3の平面視において半導体層18の表面18aに最も近い転位欠陥55の部分から離れた半導体層18の表面18aの第2の領域上に形成すること(S3e)は、例えば、蒸着法などによって、半導体層18の表面18aの全ての上にp型電極16を形成することと、半導体層18の表面18aの第1の領域上のp型電極16をエッチングによって除去して、貫通孔57を形成することとを含んでもよい。   In the method for manufacturing the semiconductor light emitting device 10e according to the present embodiment, after specifying the position of the dislocation defect 55 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 (S11), the p-type electrode 16 is replaced with the semiconductor layer. Forming on the second region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 away from the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18 (S3e). Yes. The p-type electrode 16 is in contact with the p-type semiconductor layer 14. The p-type electrode 16 is formed on the second region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 away from the portion of the dislocation defect 55 closest to the surface 18a of the semiconductor layer 18 in the third plan view of the surface 18a of the semiconductor layer 18. In step S3e, the p-type electrode 16 is formed on the entire surface 18a of the semiconductor layer 18 by, for example, vapor deposition, and the p-type on the first region of the surface 18a of the semiconductor layer 18 is used. It may include removing the electrode 16 by etching to form the through hole 57.

(実施の形態6)
図28を参照して、実施の形態6に係る発光モジュール1gを説明する。本実施の形態の発光モジュール1gは、実施の形態1の発光モジュール1と同様の構成を備えるが、以下の点で主に異なる。
(Embodiment 6)
With reference to FIG. 28, the light emitting module 1g which concerns on Embodiment 6 is demonstrated. The light emitting module 1g of the present embodiment has the same configuration as the light emitting module 1 of the first embodiment, but is mainly different in the following points.

本実施の形態の発光モジュール1gは、パッケージ(30,60)の外側に配置されたポンプ66と、配管67とをさらに備えてもよい。配管67は、液体62が収容されるパッケージ(30,60)の内部空間と、ポンプ66とを接続する。ポンプ66及び配管67は、液体62がパッケージ(30,60)の内部空間と配管67とを循環するように構成されている。ポンプ66は、基台30の一端から、パッケージ(30,60)の内側空間にある液体62を排出する。基台30の一端から排出された液体62は冷却される。冷却された液体62は、基台30の他端から、パッケージ(30,60)の内側空間に注入される。   The light emitting module 1g of the present embodiment may further include a pump 66 and a pipe 67 arranged outside the package (30, 60). The pipe 67 connects the internal space of the package (30, 60) in which the liquid 62 is stored and the pump 66. The pump 66 and the pipe 67 are configured so that the liquid 62 circulates through the internal space of the package (30, 60) and the pipe 67. The pump 66 discharges the liquid 62 in the inner space of the package (30, 60) from one end of the base 30. The liquid 62 discharged from one end of the base 30 is cooled. The cooled liquid 62 is injected from the other end of the base 30 into the inner space of the package (30, 60).

本実施の形態の発光モジュール1gは、実施の形態1の発光モジュール1の効果に加えて、以下の効果を奏する。   The light emitting module 1g of the present embodiment has the following effects in addition to the effects of the light emitting module 1 of the first embodiment.

本実施の形態の発光モジュール1gは、パッケージ(30,60)の外側に配置されたポンプ66と、配管67とをさらに備えている。配管67は、液体62が収容されるパッケージ(30,60)の内部空間と、ポンプ66とを接続する。ポンプ66及び配管67は、液体62がパッケージ(30,60)の内部空間と配管67とを循環するように構成されている。ポンプ66は、パッケージ(30,60)の内側空間にある液体62を排出する。排出された液体62は冷却される。ポンプ66は、冷却された液体62を、パッケージ(30,60)の内側空間に注入する。そのため、半導体発光素子10が深紫外光19を放射している間に液体62の温度が上昇することがさらに抑制される。本実施の形態の発光モジュール1gによれば、発光モジュール1gから放射される深紫外光19の出力がさらに増加され得る。本実施の形態の発光モジュール1gは、長い寿命と高い信頼性とを有する。   The light emitting module 1g of the present embodiment further includes a pump 66 and a pipe 67 arranged outside the package (30, 60). The pipe 67 connects the internal space of the package (30, 60) in which the liquid 62 is stored and the pump 66. The pump 66 and the pipe 67 are configured so that the liquid 62 circulates through the internal space of the package (30, 60) and the pipe 67. The pump 66 discharges the liquid 62 in the inner space of the package (30, 60). The discharged liquid 62 is cooled. The pump 66 injects the cooled liquid 62 into the inner space of the package (30, 60). Therefore, the temperature of the liquid 62 is further suppressed from increasing while the semiconductor light emitting element 10 emits the deep ultraviolet light 19. According to the light emitting module 1g of the present embodiment, the output of the deep ultraviolet light 19 emitted from the light emitting module 1g can be further increased. The light emitting module 1g of the present embodiment has a long life and high reliability.

今回開示された実施の形態1−6はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。矛盾のない限り、今回開示された実施の形態1−6の少なくとも2つを組み合わせてもよい。例えば、実施の形態1,6における発光モジュール1,1gは、半導体発光素子10に代えて、実施の形態2から実施の形態5の半導体発光素子10b−10eのいずれかを備えてもよい。本発明の範囲は、上記した説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。   Embodiment 1-6 disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. As long as there is no contradiction, at least two of Embodiments 1-6 disclosed this time may be combined. For example, the light emitting modules 1 and 1g in the first and sixth embodiments may include any one of the semiconductor light emitting elements 10b to 10e in the second to fifth embodiments instead of the semiconductor light emitting element 10. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1,1g 発光モジュール、10,10b,10c,10d,10e 半導体発光素子、11 基板、11a 第1の主面、11b 第2の主面、12 n型半導体層、13 活性領域、14 p型半導体層、14a 第1のp型半導体層、14b 第2のp型半導体層、15 n型電極、16 p型電極、17 周期的凹凸構造、17a,17b 突起部、18 半導体層、18a 表面、19 深紫外光、20 サブマウント、21 第1の導電パッド、22 第2の導電パッド、25 接合部材、30 基台、33,34 導電ワイヤ、35 絶縁層、36,38 導電パッド、37,39 電気配線、41 第1の層、41a 第3凹部、42 第2の層、42a 第2凹部、43 第3の層、43a 第1凹部、43b 残膜、45 モールド、46 光、47 第4の層、47a 第1の部分、47b 第2の部分、48 柱状構造体、50 微細構造、55 転位欠陥、57 貫通孔、60 透明部材、62 液体、66 ポンプ、67 配管。   1, 1g Light emitting module 10, 10b, 10c, 10d, 10e Semiconductor light emitting device, 11 substrate, 11a first main surface, 11b second main surface, 12 n-type semiconductor layer, 13 active region, 14 p-type semiconductor Layer, 14a first p-type semiconductor layer, 14b second p-type semiconductor layer, 15 n-type electrode, 16 p-type electrode, 17 periodic uneven structure, 17a, 17b protrusion, 18 semiconductor layer, 18a surface, 19 Deep ultraviolet light, 20 submount, 21 first conductive pad, 22 second conductive pad, 25 bonding member, 30 base, 33, 34 conductive wire, 35 insulating layer, 36, 38 conductive pad, 37, 39 electricity Wiring, 41 first layer, 41a third recess, 42 second layer, 42a second recess, 43 third layer, 43a first recess, 43b remaining film, 45 mold, 46 light, 47 4th layer, 47a 1st part, 47b 2nd part, 48 columnar structure, 50 microstructure, 55 dislocation defect, 57 through-hole, 60 transparent member, 62 liquid, 66 pump, 67 piping.

Claims (15)

第1の主面と、前記第1の主面とは反対側の第2の主面とを有する基板と、
前記第1の主面上に設けられた半導体層とを備え、前記半導体層は深紫外光を放射し得るように構成されている活性領域を含み、さらに、
前記第2の主面上に形成された周期的凹凸構造を備え、前記周期的凹凸構造は、前記第2の主面から突出する複数の突起部を含み、
前記第2の主面の第2の平面視における前記活性領域の第1の面積は、0.15mm2以上であり、
前記第2の主面の前記第2の平面視における前記第2の主面の第2の面積に対する、前記第2の主面の前記第2の平面視における前記複数の突起部の第3の面積の比は、60%以上100%以下であり、
前記複数の突起部は、各々、0.6以上のアスペクト比を有する、半導体発光素子。
A substrate having a first main surface and a second main surface opposite to the first main surface;
A semiconductor layer provided on the first main surface, the semiconductor layer including an active region configured to emit deep ultraviolet light, and
A periodic concavo-convex structure formed on the second main surface, the periodic concavo-convex structure including a plurality of protrusions protruding from the second main surface;
The first area of the active region in the second plan view of the second main surface is 0.15 mm 2 or more;
The third of the plurality of protrusions in the second plan view of the second main surface with respect to the second area of the second main surface in the second plan view of the second main surface. The area ratio is 60% or more and 100% or less,
The plurality of protrusions are semiconductor light emitting devices each having an aspect ratio of 0.6 or more.
前記第1の面積は、0.35mm2以上である、請求項1に記載の半導体発光素子。 The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the first area is 0.35 mm 2 or more. 前記アスペクト比は、1.0以上である、請求項1または請求項2に記載の半導体発光素子。   The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the aspect ratio is 1.0 or more. 前記基板は、窒化アルミニウム(AlN)基板である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の半導体発光素子。   4. The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the substrate is an aluminum nitride (AlN) substrate. 5. 前記複数の突起部は、各々、円錐または角錐の形状を有する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の半導体発光素子。   5. The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein each of the plurality of protrusions has a cone shape or a pyramid shape. 前記複数の突起部は、各々、円錐台または角錐台の形状を有する、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の半導体発光素子。   5. The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein each of the plurality of protrusions has a truncated cone shape or a truncated pyramid shape. 前記第2の主面上に1つ以上の微細構造をさらに備え、
前記1つ以上の微細構造の各々は、前記複数の突起部の各々よりも小さなサイズを有しており、
前記1つ以上の微細構造は、前記複数の突起部の1つの周りに配置されている、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
Further comprising one or more microstructures on the second major surface;
Each of the one or more microstructures has a smaller size than each of the plurality of protrusions;
7. The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the one or more microstructures are arranged around one of the plurality of protrusions. 8.
前記基板とは反対側の前記半導体層の表面上に、p型電極をさらに備え、
前記半導体層は、n型半導体層とp型半導体層とをさらに含み、前記n型半導体層は前記活性領域に対して前記基板側に設けられており、前記p型半導体層は前記活性領域に対して前記基板とは反対側に設けられており、
前記p型電極は、前記p型半導体層に接触しており、
前記半導体層は、前記n型半導体層から前記p型半導体層に延在する転位欠陥を含み、
前記半導体層の前記表面の第3の平面視において、前記p型電極は、前記半導体層の前記表面に最も近い前記転位欠陥の部分から離れて配置されている、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
A p-type electrode is further provided on the surface of the semiconductor layer opposite to the substrate,
The semiconductor layer further includes an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer, the n-type semiconductor layer is provided on the substrate side with respect to the active region, and the p-type semiconductor layer is provided in the active region. On the opposite side to the substrate,
The p-type electrode is in contact with the p-type semiconductor layer;
The semiconductor layer includes dislocation defects extending from the n-type semiconductor layer to the p-type semiconductor layer;
The third aspect of the said surface of the said semiconductor layer WHEREIN: The said p-type electrode is arrange | positioned away from the part of the said dislocation defect nearest to the said surface of the said semiconductor layer. The semiconductor light emitting element of any one of Claims.
前記半導体層の前記表面の第1の領域上に、島状の絶縁層をさらに備え、前記半導体層の前記表面の前記第3の平面視において、前記半導体層の前記表面に最も近い前記転位欠陥の前記部分は前記第1の領域内に存在しており、前記半導体層の前記表面の前記第3の平面視において、前記島状の絶縁層は前記半導体層の前記表面に最も近い前記転位欠陥の前記部分を覆っており、
前記p型電極は、前記第1の領域とは異なる前記半導体層の前記表面の第2の領域と前記島状の絶縁層とを覆っている、請求項8に記載の半導体発光素子。
The dislocation defect closest to the surface of the semiconductor layer in the third plan view of the surface of the semiconductor layer is further provided with an island-shaped insulating layer on the first region of the surface of the semiconductor layer. In the first region, and the island-like insulating layer is closest to the surface of the semiconductor layer in the third plan view of the surface of the semiconductor layer. Covering the part of
The semiconductor light emitting element according to claim 8, wherein the p-type electrode covers a second region on the surface of the semiconductor layer different from the first region and the island-shaped insulating layer.
前記基板とは反対側の前記半導体層の表面上に、電極をさらに備え、
前記第1の主面の第1の平面視において、前記電極は櫛歯形状を有する、請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の半導体発光素子。
An electrode is further provided on the surface of the semiconductor layer opposite to the substrate,
8. The semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the electrode has a comb-teeth shape in a first plan view of the first main surface. 9.
請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の前記半導体発光素子と、
前記半導体発光素子を封止する液体とを備え、前記液体は、前記半導体発光素子から放射される前記深紫外光に対して透明であり、さらに、
前記半導体発光素子と前記液体とを収容するパッケージを備え、前記パッケージは、前記半導体発光素子から放射される前記深紫外光に対して透明な透明部材を含む、発光モジュール。
The semiconductor light-emitting element according to any one of claims 1 to 10,
A liquid for sealing the semiconductor light emitting element, the liquid is transparent to the deep ultraviolet light emitted from the semiconductor light emitting element, and
A light emitting module comprising: a package containing the semiconductor light emitting element and the liquid, wherein the package includes a transparent member transparent to the deep ultraviolet light emitted from the semiconductor light emitting element.
前記パッケージの外側に配置されたポンプと、
前記液体が収容される前記パッケージの内部空間と前記ポンプとを接続する配管とをさらに備え、
前記ポンプ及び前記配管は、前記液体が前記パッケージの前記内部空間と前記配管とを循環するように構成されている、請求項11に記載の発光モジュール。
A pump disposed outside the package;
A pipe connecting the internal space of the package in which the liquid is stored and the pump;
The light emitting module according to claim 11, wherein the pump and the pipe are configured so that the liquid circulates through the internal space of the package and the pipe.
基板の第1の主面上に半導体層を形成することを備え、前記半導体層は深紫外光を放射し得るように構成されている活性領域を含み、前記第1の主面とは反対側の前記基板の第2の主面の第2の平面視における前記活性領域の第1の面積は、0.15mm2以上であり、さらに、
前記第2の主面上に周期的凹凸構造を形成することを備え、前記周期的凹凸構造は、前記第2の主面から突出する複数の突起部を含み、前記第2の主面の前記第2の平面視における前記第2の主面の第2の面積に対する、前記第2の主面の前記第2の平面視における前記複数の突起部の第3の面積の比は、60%以上100%以下であり、前記複数の突起部は、各々、0.6以上のアスペクト比を有し、
前記周期的凹凸構造を形成することは、前記第2の主面上に、第1の層と、第2の層と、第3の層とをこの順に積層することを含み、前記第1の層、前記第2の層及び前記第3の層は互いに異なる材料からなり、前記第1の層は、前記第2の層及び前記第3の層のそれぞれよりも大きな厚さを有し、さらに、
凹凸パターンを有するモールドを前記第3の層にインプリントすることにより、前記第3の層に複数の第1凹部を形成することと、
前記複数の第1凹部が形成された前記第3の層を用いて、前記第2の層に複数の第2凹部を形成することと、
前記複数の第2凹部が形成された前記第2の層をマスクとして用いて、前記第1の層の一部を異方性エッチングすることにより、前記第1の層に複数の第3凹部を形成することとを含み、前記複数の第3凹部において前記基板の前記第2の主面は露出し、さらに、
前記複数の第3凹部において露出された前記基板の前記第2の主面上に、第4の層を形成することと、
前記複数の第3凹部が形成された前記第1の層をリフトオフすることにより、前記第2の主面上に複数の柱状構造体を形成することと、
前記複数の柱状構造体を用いて、前記第2の主面をエッチングすることにより、前記第2の主面に前記周期的凹凸構造を形成することとを含む、半導体発光素子の製造方法。
Forming a semiconductor layer on a first main surface of the substrate, the semiconductor layer including an active region configured to emit deep ultraviolet light, the side opposite to the first main surface The first area of the active region in the second plan view of the second main surface of the substrate is 0.15 mm 2 or more, and
Forming a periodic concavo-convex structure on the second main surface, the periodic concavo-convex structure including a plurality of protrusions protruding from the second main surface, The ratio of the third area of the plurality of protrusions in the second plan view of the second main surface to the second area of the second main surface in the second plan view is 60% or more. 100% or less, each of the plurality of protrusions has an aspect ratio of 0.6 or more,
Forming the periodic concavo-convex structure includes laminating a first layer, a second layer, and a third layer in this order on the second main surface, A layer, the second layer, and the third layer are made of different materials, and the first layer has a larger thickness than each of the second layer and the third layer; ,
Forming a plurality of first recesses in the third layer by imprinting a mold having a concavo-convex pattern on the third layer;
Forming a plurality of second recesses in the second layer using the third layer in which the plurality of first recesses are formed;
Using the second layer in which the plurality of second recesses are formed as a mask, a part of the first layer is anisotropically etched, whereby a plurality of third recesses are formed in the first layer. Forming the second main surface of the substrate in the plurality of third recesses; and
Forming a fourth layer on the second main surface of the substrate exposed in the plurality of third recesses;
Forming a plurality of columnar structures on the second main surface by lifting off the first layer in which the plurality of third recesses are formed;
Etching the second main surface with the plurality of columnar structures to form the periodic concavo-convex structure on the second main surface. A method for manufacturing a semiconductor light emitting element.
前記基板とは反対側の前記半導体層の表面の第3の平面視における転位欠陥の位置を特定することを備え、前記半導体層は、n型半導体層とp型半導体層とをさらに含み、前記n型半導体層は前記活性領域に対して前記基板側に設けられており、前記p型半導体層は前記活性領域に対して前記基板とは反対側に設けられており、前記転位欠陥は前記n型半導体層から前記p型半導体層に延在しており、さらに、
p型電極を、前記半導体層の前記表面の前記第3の平面視において、前記半導体層の前記表面に最も近い前記転位欠陥の部分から離れた前記半導体層の前記表面上に形成することをさらに備え、前記p型電極は、前記p型半導体層に接触している、請求項13に記載の半導体発光素子の製造方法。
Identifying a position of a dislocation defect in a third plan view of the surface of the semiconductor layer opposite to the substrate, the semiconductor layer further including an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer, The n-type semiconductor layer is provided on the substrate side with respect to the active region, the p-type semiconductor layer is provided on the side opposite to the substrate with respect to the active region, and the dislocation defect is the n-type semiconductor layer. Extending from the p-type semiconductor layer to the p-type semiconductor layer;
forming a p-type electrode on the surface of the semiconductor layer away from the portion of the dislocation defect closest to the surface of the semiconductor layer in the third plan view of the surface of the semiconductor layer; The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 13, wherein the p-type electrode is in contact with the p-type semiconductor layer.
前記p型電極を、前記半導体層の前記表面の前記第3の平面視において前記半導体層の前記表面に最も近い前記転位欠陥の前記部分から離れた前記半導体層の前記表面上に形成することは、前記半導体層の前記表面の前記第3の平面視において前記半導体層の前記表面に最も近い前記転位欠陥の前記部分を覆う島状の絶縁層を前記半導体層の前記表面の第1の領域上に形成することと、前記第1の領域とは異なる前記半導体層の前記表面の第2の領域上に前記p型電極を形成することとを含み、
前記半導体層の前記表面の前記第3の平面視において、前記半導体層の前記表面に最も近い前記転位欠陥の前記部分は前記第1の領域内に存在しており、前記半導体層の前記表面の前記第3の平面視において、前記島状の絶縁層は前記半導体層の前記表面に最も近い前記転位欠陥の前記部分を覆っている、請求項14に記載の半導体発光素子の製造方法。
Forming the p-type electrode on the surface of the semiconductor layer away from the portion of the dislocation defect closest to the surface of the semiconductor layer in the third plan view of the surface of the semiconductor layer; An island-shaped insulating layer covering the portion of the dislocation defect closest to the surface of the semiconductor layer in the third plan view of the surface of the semiconductor layer on the first region of the surface of the semiconductor layer; Forming the p-type electrode on the second region of the surface of the semiconductor layer different from the first region, and
In the third plan view of the surface of the semiconductor layer, the portion of the dislocation defect closest to the surface of the semiconductor layer is present in the first region, and the surface of the surface of the semiconductor layer The method of manufacturing a semiconductor light emitting element according to claim 14, wherein the island-shaped insulating layer covers the portion of the dislocation defect closest to the surface of the semiconductor layer in the third plan view.
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