(57)【要約】【課題】放熱性の向上を図れて発光効率の向上を図れる発光装置を提供する。【解決手段】実装基板２０は、ＬＥＤチップＡのアノード電極７およびカソード電極８それぞれとバンプ３７，３８を介して接合される導体パターン２７，２８を有する。ＬＥＤチップＡは、ｐ形窒化物半導体層４とアノード電極７との間に、ｐ形窒化物半導体層４における窒化物発光層３側とは反対側に積層されｐ形窒化物半導体層４よりも屈折率が小さな透明導電膜９と、透明導電膜９におけるｐ形窒化物半導体層４側とは反対側に形成され窒化物発光層３から放射された光を反射する反射導電膜１１と、透明導電膜９と反射導電膜１１との間で透明導電膜９上に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層４よりも屈折率が小さな複数の島状の低屈折率誘電体層１０とを有し、透明導電膜９において少なくとも各バンプ３７それぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層１０の形成禁止領域１２としてある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ形窒化物半導体層と窒化物発光層とｐ形窒化物半導体層との積層構造を有し、ｐ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側にアノード電極が形成されるとともに、ｎ形窒化物半導体層における窒化物発光層の積層側にカソード電極が形成されたＬＥＤチップと、当該ＬＥＤチップが実装された実装基板とを備え、実装基板は、ＬＥＤチップのカソード電極およびアノード電極それぞれとバンプを介して接合される導体パターンを有し、ＬＥＤチップは、ｐ形窒化物半導体層とアノード電極との間に、ｐ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側に積層されｐ形窒化物半導体層よりも屈折率が小さな透明導電膜と、透明導電膜におけるｐ形窒化物半導体層側とは反対側に形成され導電性を有するとともに窒化物発光層から放射された光を反射する反射導電膜と、透明導電膜と反射導電膜との間で透明導電膜上に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層よりも屈折率が小さな単数もしくは複数の島状の低屈折率誘電体層とを有し、透明導電膜において少なくとも各バンプそれぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層の形成禁止領域としてあることを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記形成禁止領域の平面視形状が円形状であり、前記アノード電極と接合される各バンプそれぞれの投影領域が前記形成禁止領域内にあることを特徴とする請求項１記載の発光装置。
【請求項３】
ｎ形窒化物半導体層と窒化物発光層とｐ形窒化物半導体層との積層構造を有し、ｐ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側にアノード電極が形成されるとともに、ｎ形窒化物半導体層における窒化物発光層の積層側にカソード電極が形成されたＬＥＤチップと、当該ＬＥＤチップが実装された実装基板とを備え、実装基板は、ＬＥＤチップのカソード電極およびアノード電極それぞれとバンプを介して接合される導体パターンを有し、ＬＥＤチップは、ｐ形窒化物半導体層とアノード電極との間に、ｐ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層よりも屈折率が小さな単数もしくは複数の島状の低屈折率誘電体層を有し、ｐ形窒化物半導体層において少なくとも各バンプそれぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層の形成禁止領域としてあることを特徴とする発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＬＥＤチップ（発光ダイオードチップ）を備えた発光装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、発光層がＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮなどの窒化物半導体材料により形成されるとともに厚み方向の一表面側にアノード電極およびカソード電極が形成され、実装基板に対してフリップチップ実装して用いることが可能なＬＥＤチップにおいて、光取り出し効率を向上するためにアノード電極での光吸収を抑制するようにした構造が各所で研究開発されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
ここにおいて、上記特許文献１に開示されたＬＥＤチップは、図３に示すように、サファイア基板からなる透光性基板１の一表面側にｎ形窒化物半導体層２と窒化物発光層３とｐ形窒化物半導体層４との積層構造を有し、ｐ形窒化物半導体層４における窒化物発光層３側とは反対側にアノード電極７が形成されるとともに、ｎ形窒化物半導体層２における窒化物発光層３の積層側にカソード電極８が形成されており、ｐ形窒化物半導体層４とアノード電極７との間に、ｐ形窒化物半導体層４上に形成された第１の透明導電膜９ａと、第１の透明導電膜９ａ上に形成された第２の透明導電膜９ｂと、ｐ形窒化物半導体層４よりも屈折率が小さな材料により形成されて第２の透明導電膜９ｂ上に部分的に積層され窒化物発光層３から放射された光を反射する複数の低屈折率誘電体層（多層反射膜層）１０’と、第２の透明導電膜９ｂにおいて低屈折率誘電体層１０’により覆われていない部位および低屈折率誘電体層１０’を覆うように形成され窒化物発光層３から放射された光を反射する反射導電膜（金属反射膜）１１と、反射導電膜１１上に形成されたバリアメタル膜１４とを有している。要するに、図３に示した構成のＬＥＤチップＡ’は、窒化物発光層３の厚み方向において所望の光取り出し面側とは反対側に、窒化物発光層３から放射された光を反射する低屈折率誘電体層１０’を備えており、窒化物発光層３からアノード電極７側へ放射された光は低屈折率誘電体層１０’もしくは反射導電膜１１により光取り出し面側へ反射されることとなる（なお、図３（ｂ）中の矢印Ｃは窒化物発光層３から放射され低屈折率誘電体層１０’で反射された光の伝搬経路の一例を示している）。
【０００４】
上述の第１の透明導電膜９ａは、膜厚を２〜１０ｎｍの範囲に設定してあり当該第１の透明導電膜９ａの材料としては、例えば、Ｎｉ，Ｐｄ，Ｐｔ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｃｕ，Ｆｅの単体、あるいは、これらのいずれか一種を含む合金などが採用され、第２の透明導電膜９ｂの材料としては、例えば、ＩＴＯ，ＩＺＯ，ＺｎＯ，Ｉｎ２Ｏ３，ＳｎＯ２，ＭｇｘＺｎ１−ｘＯ（ｘ≦０．５），アモルファスＡｌＧａＮ，ＧａＮ，ＳｉＯＮの群から選択される１つの材料が採用されている。また、反射導電膜１１の材料としては、Ａｇ、Ａｌ，Ｒｈなどが採用されている。また、アノード電極７の金属材料としては、Ａｕが採用され、バリアメタル膜１４の材料としては、Ｔｉが採用されている。
【０００５】
上述の各低屈折率誘電体層１０’は、平面形状が円形状に形成され、第２の透明導電膜９ｂ上で分散して配置されている（２次元アレイ状に配列されている）。さらに説明すれば、単位格子が正方形の仮想的な２次元正方格子の各格子点に対応する各部位に低屈折率誘電体層１０’が配置されている。要するに、図３に示した構成のＬＥＤチップＡ’では、低屈折率誘電体層１０’が窒化物発光層３に平行な平面上で独立した島状に形成されて複数設けられている。
【０００６】
ここにおいて、低屈折率誘電体層１０’は、絶縁性を有し互いに屈折率の異なる２種類の誘電体膜が交互に積層されて屈折率周期構造を有しており、各誘電体膜の材料としては、例えば、ＳｉＯ２，ＺｒＯ２，ＴｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３，Ｓｉ３Ｎ４，ＡｌＮなどが採用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−２５８２７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
図３に示した構成のＬＥＤチップＡ’を実装基板にフリップチップ実装した発光装置では、窒化物発光層３からｎ形窒化物半導体層２側へ放射された光が透光性基板１を通して光取り出し面から出射されるとともに、ｐ形窒化物半導体層４側へ放射された光が複数の低屈折率誘電体層１０’と反射導電膜１１とで構成される反射部により反射されるので、反射部が金属反射膜により構成されている場合に比べて、窒化物発光層３からアノード電極７側へ放射された光を効率良く反射することができ、所望の光取り出し面からの光取り出し効率の向上を図れ、発光効率を高めることが可能となる。また、図３に示した構成のＬＥＤチップでは、低屈折率誘電体層１０’が、窒化物発光層３に平行な平面上で独立した島状に形成されて複数設けられているので、低屈折率誘電体層１０’に起因した動作電圧の上昇を抑制することができるから、動作電圧の上昇を抑制しつつ光取り出し効率の向上を図れる。
【０００９】
しかしながら、上述の発光装置では、複数の島状の低屈折率誘電体層１０’が第２の透明導電膜９ｂ上で２次元アレイ状に配列されており（単位格子が正方形の仮想的な２次元正方格子の各格子点に対応する各部位に低屈折率誘電体層１０’が配置されており）、アノード電極７に接合されるバンプの投影領域（なお、アノード電極７に対する各バンプの円形状接合面の直径は、６０〜８０μｍ程度）に低屈折率誘電体層１０’が存在することとなるが、低屈折率誘電体層１０’の誘電体材料の熱伝導率がＡｕやＧａＮなどと比較して非常に小さい（ＳｉＯ２の熱伝導率は０．５５Ｗ／ｍＫ、Ａｕの熱伝導率は３２０Ｗ／ｍＫ、ＧａＮの熱伝導率は１３０Ｗ／ｍＫ）ため、放熱性が低下し、発光効率が低下してしまう。さらに、上述の発光装置では、ＬＥＤチップＡ’を実装基板にフリップチップ実装する際に、実装時の衝撃で、アノード電極７とバンプとが接合される部位に重なっている低屈折率誘電体層１０’と第２の透明導電膜９ｂとの界面、あるいは第２の透明導電膜９ｂと反射導電膜１１との界面で剥離が生じてしまうことがあった。これは、低屈折率誘電体層１０’と当該低屈折率誘電体層１０’に接する膜（第２の透明導電膜９ｂ、反射導電膜１１）との密着力が低いことが原因であると考えられる。
【００１０】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、放熱性の向上を図れて発光効率の向上を図れる発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１の発明は、ｎ形窒化物半導体層と窒化物発光層とｐ形窒化物半導体層との積層構造を有し、ｐ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側にアノード電極が形成されるとともに、ｎ形窒化物半導体層における窒化物発光層の積層側にカソード電極が形成されたＬＥＤチップと、当該ＬＥＤチップが実装された実装基板とを備え、実装基板は、ＬＥＤチップのカソード電極およびアノード電極それぞれとバンプを介して接合される導体パターンを有し、ＬＥＤチップは、ｐ形窒化物半導体層とアノード電極との間に、ｐ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側に積層されｐ形窒化物半導体層よりも屈折率が小さな透明導電膜と、透明導電膜におけるｐ形窒化物半導体層側とは反対側に形成され導電性を有するとともに窒化物発光層から放射された光を反射する反射導電膜と、透明導電膜と反射導電膜との間で透明導電膜上に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層よりも屈折率が小さな単数もしくは複数の島状の低屈折率誘電体層とを有し、透明導電膜において少なくとも各バンプそれぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層の形成禁止領域としてあることを特徴とする。
【００１２】
この発明によれば、ＬＥＤチップにおけるｐ形窒化物半導体層とアノード電極との間に、ｐ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側に積層されｐ形窒化物半導体層よりも屈折率が小さな透明導電膜と、透明導電膜におけるｐ形窒化物半導体層側とは反対側に形成され導電性を有するとともに窒化物発光層から放射された光を反射する反射導電膜と、透明導電膜と反射導電膜との間で透明導電膜上に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層よりも屈折率が小さな単数もしくは複数の島状の低屈折率誘電体層とを有していることにより、ＬＥＤチップの光取り出し効率を高めることができ、しかも、ＬＥＤチップの透明導電膜において少なくとも各バンプそれぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層の形成禁止領域としてあるので、ＬＥＤチップと実装基板との間の熱抵抗を小さくできて放熱性を向上できて発光効率の向上を図れる。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記形成禁止領域の平面視形状が円形状であり、前記アノード電極と接合される各バンプそれぞれの投影領域が前記形成禁止領域内にあることを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、前記形成禁止領域の平面視形状が矩形状である場合に比べて前記低屈折率誘電体層の配置密度を高めることができ、前記ＬＥＤチップの光取り出し効率を高めることができる。
【００１５】
請求項３の発明は、ｎ形窒化物半導体層と窒化物発光層とｐ形窒化物半導体層との積層構造を有し、ｐ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側にアノード電極が形成されるとともに、ｎ形窒化物半導体層における窒化物発光層の積層側にカソード電極が形成されたＬＥＤチップと、当該ＬＥＤチップが実装された実装基板とを備え、実装基板は、ＬＥＤチップのカソード電極およびアノード電極それぞれとバンプを介して接合される導体パターンを有し、ＬＥＤチップは、ｐ形窒化物半導体層とアノード電極との間に、ｐ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層よりも屈折率が小さな単数もしくは複数の島状の低屈折率誘電体層を有し、ｐ形窒化物半導体層において少なくとも各バンプそれぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層の形成禁止領域としてあることを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、ＬＥＤチップにおけるｐ形窒化物半導体層とアノード電極との間に、ｐ形窒化物半導体層における窒化物発光層側とは反対側に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層よりも屈折率が小さな単数もしくは複数の島状の低屈折率誘電体層を有していることにより、ＬＥＤチップの光取り出し効率を高めることができ、しかも、ＬＥＤチップのｐ形窒化物半導体層において少なくとも各バンプそれぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層の形成禁止領域としてあるので、ＬＥＤチップと実装基板との間の熱抵抗を小さくできて放熱性を向上できて発光効率の向上を図れる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１の発明では、放熱性の向上を図れて発光効率の向上を図れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１の発光装置を示し、（ａ）は発光装置の概略断面図、（ｂ）はＬＥＤチップの概略下面図である。
【図２】実施形態２の発光装置を示し、（ａ）は発光装置の概略断面図、（ｂ）はＬＥＤチップの概略下面図である。
【図３】従来例のＬＥＤチップを示し、（ａ）は概略下面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ’概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（実施形態１）
本実施形態の発光装置は、図１（ａ）に示すように、ＬＥＤチップＡと、当該ＬＥＤチップＡが実装された実装基板２０とを備えている。
【００２０】
ここにおいて、実装基板２０は、電気絶縁性を有し且つ熱伝導率の高い窒化アルミニウム基板からなる平板状の絶縁性基板２１の一表面側に、ＬＥＤチップＡのアノード電極７およびカソード電極８それぞれとバンプ３７，３８を介して接合される導体パターン２７，２８が形成されている。なお、実装基板２０の平面視形状は、矩形状（本実施形態では、正方形状）となっているが、正方形状に限らず、例えば、長方形状、円形状、六角形状でもよい。
【００２１】
実装基板２０の絶縁性基板２１は、ＬＥＤチップＡで発生した熱を伝熱させる伝熱板を兼ねたものであり、ガラスエポキシ樹脂基板などの有機系基板に比べて熱伝導率の高いものであればよく、窒化アルミニウム基板に限らず、例えば、アルミナ基板や、ホーロー基板、表面にシリコン酸化膜が形成されたシリコン基板などを採用してもよい。また、導体パターン２７，２８は、Ｃｕ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜により構成され、最上層がＡｕ膜となっている。
【００２２】
上述の各バンプ３７，３８は、材料としてＡｕを採用しており、実装基板２０の各導体パターン２７，２８の表面上にスタッドバンプ法（ボールバンプ法とも呼ばれている）により形成されたスタッドバンプにより構成されている。ここにおいて、カソード電極８に比べて大面積のアノード電極７に接合するバンプ３７の個数は特に限定するものではないが、ＬＥＤチップＡで発生した熱を効率良く放熱させる観点からは数が多いほうが好ましい。なお、ＬＥＤチップＡの実装時には±５μｍ程度のアライメント精度で位置合わせして超音波で荷重を印加するが、上述のようにバンプ３７，３８としてスタッドバンプを採用する場合、バンプ３７におけるアノード電極７との円形状接合面の直径、およびバンプ３８におけるカソード電極８との円形状接合面の直径は、導体パターン２７，２８との円形状接合面の直径よりも小さくなる。なお、バンプ３７，３８は、めっき法により形成されたバンプ（所謂めっきバンプ）でもよい。
【００２３】
上述のＬＥＤチップＡは、図１（ａ），（ｂ）に示すように、ＧａＮ基板からなる透光性基板１の一表面側（図１（ａ）における下面側）にｎ形ＧａＮ層からなるｎ形窒化物半導体層２が形成され、ｎ形窒化物半導体層２上に量子井戸構造を有する窒化物発光層３が形成され、窒化物発光層３上にｐ形ＧａＮ層からなるｐ形窒化物半導体層４が形成されている。要するに、ＬＥＤチップＡは、透光性基板１の上記一表面側にｎ形窒化物半導体層２と窒化物発光層３とｐ形窒化物半導体層４との積層構造を有している。なお、ｎ形窒化物半導体層２、窒化物発光層３、およびｐ形窒化物半導体層４は、透光性基板１の上記一表面側にＭＯＶＰＥ法のようなエピタキシャル成長技術を利用して成膜するので、透光性基板１とｎ形窒化物半導体層２との間にバッファ層を適宜設けてもよい。また、ｎ形窒化物半導体層２、窒化物発光層３、およびｐ形窒化物半導体層４の結晶成長方法は、ＭＯＶＰＥ法に限定するものではなく、例えば、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）や、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）などを採用してもよい。また、透光性基板１は、窒化物発光層３から放射される光に対して透明であればよく、例えば、サファイア基板、ＳｉＣ基板、ＺｎＯ基板などを採用してもよい。
【００２４】
また、ＬＥＤチップＡは、ｐ形窒化物半導体層４における窒化物発光層３側とは反対側にアノード電極７が形成されるとともに、ｎ形窒化物半導体層２における窒化物発光層３の積層側にカソード電極８が形成されている。ここで、カソード電極８は、透光性基板１の上記一表面側へｎ形窒化物半導体層２、窒化物発光層３、ｐ形窒化物半導体層４を順次成長させた後で、ｎ形窒化物半導体層２と窒化物発光層３とｐ形窒化物半導体層４との積層膜の所定領域をｐ形窒化物半導体層４の表面側からｎ形窒化物半導体層２の途中までエッチングすることにより露出させたｎ形窒化物半導体層２の表面に形成されている。
【００２５】
ここにおいて、ＬＥＤチップＡでは、アノード電極７とカソード電極８との間に順方向バイアス電圧を印加することにより、アノード電極７からｐ形窒化物半導体層４へホールが注入されるとともに、カソード電極８からｎ形窒化物半導体層２へ電子が注入され、窒化物発光層３に注入された電子とホールとが再結合することで発光する。
【００２６】
上述のｎ形窒化物半導体層２は、透光性基板１上に形成されたｎ形ＧａＮ層で構成してあるが、単層構造に限らず、多層構造でもよく、例えば、透光性基板１がサファイア基板の場合には、透光性基板１の上記一表面側にＡｌＮ層やＡｌＧａＮ層などからなるバッファ層を介して形成されたｎ形ＡｌＧａＮ層と、当該ｎ形ＡｌＧａＮ層上のｎ形ＧａＮ層とで構成してもよい。
【００２７】
また、窒化物発光層３は、ＧａＮ層からなる障壁層によりＩｎＧａＮ層からなる井戸層が挟まれた量子井戸構造を有しており、当該窒化物発光層３の発光ピーク波長が４５０ｎｍとなるようにＩｎＧａＮ層の組成を設定してあるが、発光波長（発光ピーク波長）は特に限定するものではない。なお、窒化物発光層３の量子井戸構造は単一量子井戸構造に限らず、多重量子井戸構造でもよい。また、窒化物発光層３は、必ずしも量子井戸構造を有している必要はなく、単層構造でもよい。また、窒化物発光層３の材料も窒化物半導体材料であればよく、所望の発光波長に応じて、例えば、ＡｌＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＮなどを適宜採用してもよい。
【００２８】
また、ｐ形窒化物半導体層４は、窒化物発光層３上に形成されたｐ形ＧａＮ層で構成してあるが、単層構造に限らず、多層構造でもよく、例えば、ｐ形ＡｌＧａＮ層からなる第１のｐ形半導体層と、第１のｐ形半導体層上に形成されたｐ形ＧａＮ層からなる第２のｐ形半導体層とで構成してもよい。
【００２９】
また、アノード電極７は、後述の反射導電膜１１上のＡｕ層と当該Ａｕ層上のＴｉ層と当該Ｔｉ層上のＡｕ層との積層構造を有しており、最表面側のＡｕ層がｐパッド層を構成している。
【００３０】
また、カソード電極８は、ｎ形窒化物半導体層２上のＴｉ層と当該Ｔｉ層上のＡｕ層との積層構造を有しており、Ａｕ層がｎパッド層を構成している。ここで、ｎ形窒化物半導体層２上のＴｉ層は、ｎ形窒化物半導体層２に対するオーミックコンタクト層として設けてあるが、オーミックコンタクト層の材料は、例えば、Ｔｉ、Ｖ、Ａｌやこれらのいずれか一種類の金属を含む合金などを採用すればよい。
【００３１】
ところで、ＬＥＤチップＡは、ｐ形窒化物半導体層４とアノード電極７との間に、ｐ形窒化物半導体層４における窒化物発光層３側とは反対側に積層されｐ形窒化物半導体層６よりも屈折率が小さなＧＺＯ（ＧａをドープしたＺｎＯ）膜からなる透明導電膜９と、透明導電膜９におけるｐ形窒化物半導体層２側とは反対側に形成され導電性を有するとともに窒化物発光層３から放射された光を反射するＡｇ膜からなる反射導電膜１１とを備え、透明導電膜９と反射導電膜１１との間に、透明導電膜９上に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層４よりも屈折率が小さな複数の島状の低屈折率誘電体層１０を有している。
【００３２】
本実施形態では、透明導電膜９を構成するＧＺＯ膜の膜厚を１０ｎｍに設定してあるが、この膜厚に限定するものではない。また、本実施形態では、透明導電膜９の材料としてＧＺＯを採用しているが、透明導電膜９の材料は、例えば、ＧＺＯ、ＡＺＯ（ＡｌをドーピングしたＺｎＯ）、ＩＴＯの群から選択される材料であればよく、当該群から選択される材料を採用することにより、当該透明導電膜９とｐ形窒化物半導体層６との接触をオーミック接触とすることができる。ここにおいて、透明導電膜９をＧＺＯ膜、ＡＺＯ膜、ＩＴＯ膜などにより構成する場合、当該透明導電膜９の形成にあたっては、Ｏ２ガスアシストの電子ビーム蒸着法により成膜した後、Ｎ２ガスとＯ２ガスとの混合ガス中でアニールするようにすればよく、このような形成方法を採用することにより、透明導電膜９の消衰係数を０．００１程度とすることができる。ここで、透明導電膜９をＧＺＯ膜により構成する場合のアニール条件の一例として、例えば、Ｎ２ガスとＯ２ガスとの体積比を９５：５、アニール温度を５００℃、アニール時間を５分とすればよい。なお、透明導電膜９の形成方法および形成条件は上述の例に限らないが、消衰係数ｋが０．００３以下となるように形成方法および形成条件を設定することが好ましい。また、透明導電膜９は、例えば、膜厚が０．１ｎｍのＰｔ膜により構成してもよい。ここで、Ｐｔ膜の膜厚が小さいほど波長４５０ｎｍの光に対する光透過率が高く、膜厚が０．６ｎｍになると、光透過率が９５％程度まで低下してしまい、Ａｇ膜からなる反射導電膜１１の光反射率と同程度の値となってしまうので、透明導電膜９をＰｔ膜により構成する場合の膜厚は０．５ｎｍ以下に設定することが好ましい。
【００３３】
また、本実施形態では、反射導電膜１１を構成するＡｇ膜の膜厚を１００ｎｍに設定してあるが、この膜厚は特に限定するものではなく、例えば、５０ｎｍ〜２００ｎｍ程度の範囲で適宜設定すればよい。また、反射導電膜１１の材料は、Ａｇに限らず、例えば、Ａｌなどを採用してもよい。ただし、反射導電膜１１は、当該反射導電膜１１の材料としてＡｇを採用した方がＡｌを採用する場合に比べて、窒化物発光層３から放射される光（紫外光〜可視光）に対する反射率を高めることができる。
【００３４】
また、低屈折率誘電体層１０は、透明導電膜９上のＳｉＯ２層１０ａと、当該ＳｉＯ２層１０ａ上のＺｒＯ２層１０ｂとで構成されている。低屈折率誘電体層１０は、ＳｉＯ２層１０ａとＺｒＯ２層１０ｂとを少なくとも一層ずつ備えていればよいが、例えば、ＳｉＯ２層とＺｒＯ２層とＳｉＯ２層との積層膜で構成してもよい。また、低屈折率誘電体層１０は、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３の群から選択される１つの材料により形成された単層膜により構成してもよく、上述の積層膜、単層膜のいずれの場合にも、低屈折率誘電体層１０の消衰係数が略０となるので、低屈折率誘電体層１０での光の吸収損失の発生を抑制できる。なお、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２それぞれの屈折率は、１．４６、１．９７であり、Ａｌ２Ｏ３の屈折率は、１．７〜１．９程度、Ｙ２Ｏ３の屈折率は１．８〜２．０程度である。また、低屈折率誘電体層１０は、透明導電膜９よりも屈折率が小さな材料に限らず、透明導電膜９よりも屈折率が大きな材料でもよく、例えば、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５などを採用してもよい。ただし、低屈折率誘電体層１０の材料として、ＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３などの透明導電膜９よりも屈折率が小さな材料を採用したほうが、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５などの透明導電膜９よりも屈折率の大きな材料により形成されている場合に比べて、反射率を高めることができる。
【００３５】
ここで、低屈折率誘電体層１０の材料をＳｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＣｅＯ２、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５のいずれか１つとし、低屈折率誘電体層１０の屈折率をｎ、窒化物発光層３の発光波長をλ（ｎｍ）として、低屈折率誘電体層１０の厚さをλ／４ｎの整数倍の値で種々変化させて低屈折率誘電体層１０の反射率の入射角依存性についてシミュレーションした結果、低屈折率誘電体層１０の厚さを窒化物発光層３の発光波長の光学波長（λ／ｎ）の４分の５倍以上の値に設定することにより、エバネッセント光に起因して特定の入射角における反射率が低下するのを防止でき、光取り出し効率を向上できることが確認された。また、低屈折率誘電体層１０を上述のようにＳｉＯ２層１０ａとＺｒＯ２層１０ｂとの積層膜により構成する場合には、ＳｉＯ２層１０ａの厚さをｔ１、屈折率をｎ１とし、ＺｒＯ２層１０ｂの厚さをｔ２、屈折率をｎ２として、（ｔ１・λ／４ｎ１＋ｔ２・λ／４ｎ２）≧（５／４）・λの条件を満たすように、ｔ１，ｔ２を設定すればよく、本実施形態では、低屈折率誘電体層１０の内部応力が０となるようにｔ１＝３１．１ｎｍ、ｔ２＝１５９．１ｎｍとしてある。要するに、低屈折率誘電体層１０を上述の積層膜により構成する場合には、ＳｉＯ２層１０ａ、ＺｒＯ２層１０ｂそれぞれの膜厚を適宜設定することにより、反射率を高めることができるとともに、低屈折率誘電体層１０の内部応力を緩和できて低屈折率誘電体層１０と透明導電膜９との密着性を向上できる。
【００３６】
また、ＬＥＤチップＡは、透光性基板１の平面視形状が矩形状（ここでは、正方形状）であり、アノード電極７の平面視形状を透光性基板１よりもやや小さな矩形（ここでは、正方形）の４つの角部のうちの１つの角部に矩形状の切欠部を設けた形状にするとともに、カソード電極８の平面視形状がアノード電極７の切欠部に収まる矩形状の形状にし、アノード電極７の平面積をカソード電極８の平面積よりも大きくしてある。なお、アノード電極７およびカソード電極８それぞれの形状は特に限定するものではない。
【００３７】
また、ＬＥＤチップＡは、島状の低屈折率誘電体層１０が透明導電膜９上に複数形成されており、各低屈折率誘電体層１０それぞれの平面視形状が円形状であるので、各低屈折率誘電体層１０それぞれについて、低屈折率誘電体層１０の中心から外周線の各位置までの距離が略等しくなり、反射導電膜１１において低屈折率誘電体層１０を全周に亘って囲んでいる部分の電流密度の均一性を高めることができる。なお、低屈折率誘電体層１０の平面視形状は、円形状が好ましいが、角が６つ以上の正多角形状の平面視形状でもよく、角の数が多く円形に近い方がより望ましい。
【００３８】
また、本実施形態におけるＬＥＤチップＡは、複数（多数）の低屈折率誘電体層１０が透明導電膜９上で２次元アレイ状に配列されているが、低屈折率誘電体層１０を設けたことによる動作電圧（順方向電圧）の上昇を抑制しつつ光取り出し効率を向上させるために、低屈折率誘電体層１０の平面積を透明導電膜９の平面積の７０％以下とすることが好ましい。ここにおいて、低屈折率誘電体層１０の平面視形状は上述のように円形状であり、直径を５μｍに設定してあるが、この数値は一例であって、特に限定するものではない。
【００３９】
ところで、本実施形態におけるＬＥＤチップＡは、透明導電膜９においてアノード電極７に接合される各バンプ３７それぞれに重なる領域よりもやや大きな領域を低屈折率誘電体層１０の形成禁止領域１２としてある。ここにおいて、ＬＥＤチップＡは、形成禁止領域１２の平面視形状が円形状であり、アノード電極７と接合される各バンプ３７それぞれの投影領域が形成禁止領域１２内にあるが、形成禁止領域１２は、少なくとも各バンプ３７それぞれに重なる領域であればよい。なお、形成禁止領域１２の平面視形状は、その周囲を囲んでいる低屈折率誘電体層１０により規定される。また、本実施形態では、アノード電極７に接合さされる各バンプ３７の断面の直径を８０μｍに設定してあり、形成禁止領域１２の直径を１００μｍに設定してあるが、これらの数値は一例であり、特に限定するものではない。
【００４０】
以上説明した本実施形態の発光装置によれば、ＬＥＤチップＡにおけるｐ形窒化物半導体層４とアノード電極７との間に、ｐ形窒化物半導体層４における窒化物発光層３側とは反対側に積層されｐ形窒化物半導体層４よりも屈折率が小さな透明導電膜９と、透明導電膜９におけるｐ形窒化物半導体層４側とは反対側に形成され導電性を有するとともに窒化物発光層３から放射された光を反射する反射導電膜１１と、透明導電膜９と反射導電膜１１との間で透明導電膜９上に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層４よりも屈折率が小さな複数の島状の低屈折率誘電体層１０とを有していることにより、ＬＥＤチップＡの光取り出し効率を高めることができ、しかも、ＬＥＤチップＡの透明導電膜９において少なくとも各バンプ３７それぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層１０の形成禁止領域１２としてあるので、ＬＥＤチップＡと実装基板２０との間の熱抵抗を小さくできて放熱性を向上できて駆動電流の増大を図れるとともに発光効率の向上を図れる。
【００４１】
また、本実施形態の発光装置では、上述の形成禁止領域１２の平面視形状が円形状であり、アノード電極７と接合される各バンプ３７それぞれの投影領域が形成禁止領域１２内にあるので、形成禁止領域１２の平面視形状が矩形状である場合に比べて低屈折率誘電体層１０の配置密度を高めることができ、ＬＥＤチップＡの光取り出し効率を高めることができる。
【００４２】
なお、図１（ｂ）に示すように、ＬＥＤチップＡの各低屈折率誘電体層１０は、透明導電膜９上で単位格子が正方形の仮想的な２次元正方格子の各格子点に対応する各部位に配置されているが、単位格子が正三角形の仮想的な２次元三角格子の各格子点に対応する各部位に配置されるようにすれば、隣り合う低屈折率誘電体層１０間の距離を等しくすることができ、電流密度の均一性を高めることができ、発光効率のより一層の向上を図れる。
【００４３】
また、図１（ａ）の発光装置において、透明導電膜９および反射導電膜１１をなくして、ＬＥＤチップＡにおけるｐ形窒化物半導体層４とアノード電極７との間に、ｐ形窒化物半導体層４における窒化物発光層５側とは反対側に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層４よりも屈折率が小さな複数の島状の低屈折率誘電体層１０を有した構造とし、ｐ形窒化物半導体層４において少なくとも各バンプ３７それぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層１０の形成禁止領域１２としてもよく、このような構造の発光装置においても、ＬＥＤチップＡの光取り出し効率を高めることができ、しかも、ＬＥＤチップＡのｐ形窒化物半導体層４において少なくとも各バンプ３７それぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層１０の形成禁止領域１２としてあるので、ＬＥＤチップＡと実装基板２０との間の熱抵抗を小さくできて放熱性を向上できて発光効率の向上を図れる。
【００４４】
（実施形態２）
本実施形態の発光装置の基本構成は実施形態１と略同じであり、図２に示すように、ＬＥＤチップＡにおいて、透明導電膜９と反射導電膜１１との間で、透明導電膜９上に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層４よりも屈折率が小さな低屈折率誘電体層１０が複数ではなく単数となっている点が相違するだけである。ここにおいて、本実施形態における低屈折率誘電体層１０は、少なくとも各バンプ３７それぞれに対応する各部位に各バンプ３７の投影領域よりも開口サイズの大きな円形状の開口部が形成されている。なお、実施形態１と同様の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００４５】
しかして、本実施形態の発光装置によれば、ＬＥＤチップＡにおけるｐ形窒化物半導体層４とアノード電極７との間に、ｐ形窒化物半導体層４における窒化物発光層３側とは反対側に積層されｐ形窒化物半導体層４よりも屈折率が小さな透明導電膜９と、透明導電膜９におけるｐ形窒化物半導体層４側とは反対側に形成され導電性を有するとともに窒化物発光層３から放射された光を反射する反射導電膜１１と、透明導電膜９と反射導電膜１１との間で透明導電膜９上に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層４よりも屈折率が小さな単数の低屈折率誘電体層１０とを有していることにより、ＬＥＤチップＡの光取り出し効率を高めることができ、しかも、ＬＥＤチップＡの透明導電膜９において少なくとも各バンプ３７それぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層１０の形成禁止領域１２としてあるので、ＬＥＤチップＡと実装基板２０との間の熱抵抗を小さくできて放熱性を向上できて駆動電流の増大を図れるとともに発光効率の向上を図れる。
【００４６】
また、図２（ａ）の発光装置において、透明導電膜９および反射導電膜１１をなくして、ＬＥＤチップＡにおけるｐ形窒化物半導体層４とアノード電極７との間に、ｐ形窒化物半導体層４における窒化物発光層５側とは反対側に部分的に積層されｐ形窒化物半導体層４よりも屈折率が小さな単数の低屈折率誘電体層１０を有した構造とし、ｐ形窒化物半導体層４において少なくとも各バンプ３７それぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層１０の形成禁止領域１２としてもよく、このような構造の発光装置においても、ＬＥＤチップＡの光取り出し効率を高めることができ、しかも、ＬＥＤチップＡのｐ形窒化物半導体層４において少なくとも各バンプ３７それぞれに重なる領域を低屈折率誘電体層１０の形成禁止領域１２としてあるので、ＬＥＤチップＡと実装基板２０との間の熱抵抗を小さくできて放熱性を向上できて発光効率の向上を図れる。
【００４７】
また、上述の各実施形態では、ＬＥＤチップＡの発光色を青色光としてあるが、ＬＥＤチップＡの発光色は青色光に限らず、緑色光、赤色光、紫色光、紫外光などでもよい。
【００４８】
また、上述の各実施形態の発光装置において、ＬＥＤチップＡから放射される光によって励起されてＬＥＤチップＡよりも長波長の光を放射する蛍光体を含有した透光性材料により形成され実装基板２０との間にＬＥＤチップＡを囲む形で実装基板２０に固着されるドーム状の色変換部材（図示せず）を設けるようにしてもよい。この場合の上記色変換部材の材料として用いる透光性材料として、例えば、シリコーン樹脂を用いればよいが、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂、ガラス、有機成分と無機成分とがｎｍレベルもしくは分子レベルで混合、結合した有機・無機ハイブリッド材料などを採用してもよく、ガラスを採用すれば、シリコーン樹脂を採用している場合に比べて、上記色変換部材の熱伝導性が向上するので、蛍光体の温度上昇をより抑制できて光束を向上させることができ、しかも、水蒸気やＮＯｘなど対するガスバリア性や耐透湿性が向上するとともに、蛍光体の吸湿劣化を抑制でき、信頼性および耐久性が向上する。また、上記色変換部材の材料として用いる透光性材料に混合する蛍光体として黄色蛍光体を採用しているが、黄色蛍光体に限らず、例えば、赤色蛍光体と緑色蛍光体とを混合しても白色光を得ることができる。
【符号の説明】
【００４９】
Ａ  ＬＥＤチップ
１  透光性基板
２  ｎ形窒化物半導体層
３  窒化物発光層
４  ｐ形窒化物半導体層
７  アノード電極
８  カソード電極
９  透明導電膜
１０  低屈折率誘電体層
１１  反射導電膜
１２  形成禁止領域
２０  実装基板
２１  絶縁性基板
２７  導体パターン
２８  導体パターン
３７  バンプ
３８  バンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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