(57)【要約】【課題】発光層から放出された光を有効利用し、発光素子の発光効率を向上させることができる発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】本発明の発光素子１においては、半導体基板２の表面上にＬＥＤ動作層３が積層されている。ＬＥＤ動作層３は、半導体基板２側から順に、第１のコンタクト層４、発光層５、第２のコンタクト層６を少なくとも積層させて有している。このＬＥＤ動作層３は、複数の凹部１１Ａからなる２次元回折格子１０Ａの他に、第１のコンタクト層４において厚み方向と直交方向（ＬＥＤ動作層の面方向と平行方向）に延在する空間層１２を有する。この空間層１２は、第１のコンタクト層４の側面に流動性光吸収物質を接触させ、その反対側からレーザ光を照射してレーザエッチングを行なうことにより形成される。【選択図】図１
2010003744.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＬＥＤ動作層から放出される光に対して透明な半導体基板の表面上に前記ＬＥＤ動作層に含まれる第１のコンタクト層、発光層および第２のコンタクト層を順に積層することにより、前記半導体基板および前記ＬＥＤ動作層からなる発光素子基板を形成する工程ａと、
前記ＬＥＤ動作層の表面から前記ＬＥＤ動作層の厚み方向に複数の穴または溝状のエッチングを行なうことにより、前記ＬＥＤ動作層に対して複数の凹部もしくは凸部を周期的に２次元配置してなる２次元回折格子を形成する工程ｂと、
前記凹部の底面と前記半導体基板の底面との間の所定の位置に対して前記半導体基板の側面から前記各層の面と平行方向にエッチングを行なうことにより、前記発光層から前記半導体基板側へ放出する光を遮るとともに前記２次元回折格子のエッチング穴またはエッチング溝と連通する空間層を形成する工程ｃと
を備えていることを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記工程ｃにおいては、対向する２つの側面のうちの一方の側面に流動性光吸収物質を接触させるとともに、他方の側面から前記流動性光吸収物質に対してレーザ光を照射することにより、レーザエッチングを行なうことを特徴とする請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記工程ｂにおいては、前記ＬＥＤ動作層の表面に流動性光吸収物質を接触させるとともに、前記半導体基板側から前記半導体基板および前記ＬＥＤ動作層を介して前記流動性光吸収物質にレーザ光を照射することにより、前記ＬＥＤ動作層に対して前記２次元回折格子の一部またはすべてを形成するためのレーザエッチングを行なうことを特徴とする請求項２に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４】
前記工程ｂにおいては、前記半導体基板側から前記ＬＥＤ動作層の表面に接触した前記流動性光吸収物質にレーザ光を照射することにより前記工程ｃにおける前記空間層の形成予定位置まで前記穴または溝状のエッチングを行なって２次元回折格子のすべてを形成し、
前記工程ｃにおいては、前記空間層をエッチングにより形成することによって、前記ＬＥＤ動作層にエッチング形成された穴または溝を前記空間層に連通させる
ことを特徴とする請求項３に記載の発光素子の製造方法。
【請求項５】
前記工程ｂにおいては、前記工程ｂの前半工程ｂ１として、前記半導体基板側から前記ＬＥＤ動作層の表面に接触した前記流動性光吸収物質にレーザ光を照射することにより前記空間層の形成予定位置まで到達しない程度に前記穴または溝状のエッチングを行なって２次元回折格子の一部を形成し、
前記工程ｃにおいては、前記空間層と前記２次元回折格子とを連通させずに前記空間層をエッチングにより形成し、
工程ｂの後半工程ｂ２においては、前記工程ｃの終了後において表面張力によって前記空間層の内部に自動的に充填された前記流動性光吸収物質に対して前記ＬＥＤ動作層の表面側から前記ＬＥＤ動作層にエッチングされた穴または溝を通過させてレーザ光を照射することにより、前記２次元回折格子の残部を形成しつつ、前記ＬＥＤ動作層にエッチングされた穴または溝を前記空間層に連通させる
ことを特徴とする請求項３に記載の発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子の製造方法に係り、特に、エアブリッジ型フォトニックＬＥＤに好適に利用できる発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の発光素子１０１は、その一例として、図１３に示すように、サファイヤ基板などの半導体基板１０２と、その半導体基板１０２の表面上に積層形成されたＬＥＤ動作層１０３を備えている。ＬＥＤ動作層１０３は複数層からなり、少なくとも第１のコンタクト層１０４、発光層１０５、第２のコンタクト層１０６を順に有している。第１のコンタクト層１０４としてはｎ型ＧａＮ層が用いられており、第２のコンタクト層１０６としてはｐ型ＧａＮ層が用いられる。また、ＬＥＤ動作層１０３は、前述の３つの層の他に、第１のコンタクト層１０４および第２のコンタクト層１０６に正孔または電子を供給する電極（図示せず）などを有している。
【０００３】
従来の発光素子１０１においては、その発光効率を向上させるため、図１３に示すように、ＬＥＤ動作層１０３に２次元回折格子１１０および空間層１１２からなる３次元回折格子が形成されている。この２次元回折格子１１０は、ＬＥＤ動作層１０３の表面１０３ａから第１のコンタクト層１０４までエッチングにより穿設された円形凹部１１１を２次元配置してなる。また、空間層１１２は、２次元回折格子１１０の円形凹部１１１にエッチング液を流入させて第１のコンタクト層１０４や第１のコンタクト層１０４と半導体基板１０２との間に介在する多孔質シリコン層１０８の間などの所望の位置に空洞をウェットエッチングしてなる。これにより、従来の発光素子１０１はエアブリッジ型フォトニックＬＥＤを構成している（特許文献１の段落００９３から段落００９６および図５（ｂ）を参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−９９７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、空間層１１２をウェットエッチングにより形成する場合、２次元回折格子１１０の円形凹部１１１にエッチング液を流入させてエッチングすることが必須条件になるため、空間層１１２を所望する形状にエッチングすることが大変困難であった。
【０００６】
そこで、本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、エアブリッジ構造の空間層を容易に形成することができる発光素子の製造方法を提供することを本発明の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述した目的を達成するため、本発明の発光素子の製造方法は、その第１の態様として、ＬＥＤ動作層から放出される光に対して透明な半導体基板の表面上に前記ＬＥＤ動作層に含まれる第１のコンタクト層、発光層および第２のコンタクト層を順に積層することにより、前記半導体基板および前記ＬＥＤ動作層からなる発光素子基板を形成する工程ａと、前記ＬＥＤ動作層の表面からＬＥＤ動作層の厚み方向に複数の穴または溝状のエッチングを行なうことにより、前記ＬＥＤ動作層に対して複数の凹部もしくは凸部を周期的に２次元配置してなる２次元回折格子を形成する工程ｂと、凹部の底面と半導体基板の底面との間の所定の位置に対して半導体基板の側面から各層の面と平行方向にエッチングを行なうことにより、前記発光層から前記半導体基板側へ放出する光を遮るとともに前記２次元回折格子のエッチング穴またはエッチング溝と連通する空間層を形成する工程ｃとを備えていることを特徴としている。
【０００８】
本発明の第１の態様の発光素子の製造方法によれば、発光層から半導体基板側へ放出する光をＬＥＤ動作層の表面側へ回折させる空間層を第１のコンタクト層、前記半導体基板または前記第１のコンタクト層と前記半導体基板との間に積層された層に容易に形成することができる。また、ＬＥＤ動作層に２次元回折格子および空間層が形成されており、それらが連通しているので、エアブリッジ構造を容易に形成することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様の発光素子の製造方法は、第１の態様の発光素子において、前記工程ｃにおいては、前記第１のコンタクト層、前記半導体基板または前記第１のコンタクト層と前記半導体基板との間に積層された層における対向する２つの側面のうちの一方の側面に流動性光吸収物質を接触させるとともに、他方の側面から前記流動性光吸収物質に対してレーザ光を照射することにより、前記第１のコンタクト層にレーザエッチングを行なうことを特徴としている。
【００１０】
本発明の第２の態様の発光素子の製造方法によれば、ドライエッチングとは異なり、エッチング対象の発光素子基板が損傷することを防止することができる。また、ウェットエッチングとは異なり、煩雑なエッチング工程を要することなく短時間で精密なエッチングを発光素子基板に行なうことができる。
【００１１】
本発明の第３の態様の発光素子の製造方法は、第２の態様の発光素子の製造方法において、前記工程ｂにおいては、前記ＬＥＤ動作層の表面に流動性光吸収物質を接触させるとともに、前記半導体基板側から前記半導体基板および前記ＬＥＤ動作層を介して前記流動性光吸収物質にレーザ光を照射することにより、前記ＬＥＤ動作層に対して前記２次元回折格子の一部またはすべてを形成するためのレーザエッチングを行なうことを特徴としている。
【００１２】
本発明の第３の態様の発光素子の製造方法によれば、ドライエッチングとは異なり、エッチング対象のＬＥＤ動作層が損傷することを防止することができる。また、ウェットエッチングとは異なり、煩雑なエッチング工程を要することなく短時間で精密なエッチングをＬＥＤ動作層に行なうことができる。
【００１３】
本発明の第４の態様の発光素子の製造方法は、第３の態様の発光素子の製造方法において、前記工程ｂにおいては、前記半導体基板側から前記ＬＥＤ動作層の表面に接触した前記流動性光吸収物質にレーザ光を照射することにより前記工程ｃにおける前記空間層の形成予定位置まで前記穴または溝状のエッチングを行なって２次元回折格子のすべてを形成し、前記工程ｃにおいては、前記空間層をエッチングにより形成することによって、前記ＬＥＤ動作層にエッチング形成された穴または溝を前記空間層に連通させることを特徴としている。
【００１４】
本発明の第４の態様の発光素子の製造方法によれば、少ない工程で空間層と２次元回折格子の複数の凹部とを連通させることができる。
【００１５】
本発明の第５の態様の発光素子の製造方法は、第３の態様の発光素子の製造方法において、前記工程ｂにおいては、前記工程ｂの前半工程ｂ１として、前記半導体基板側から前記ＬＥＤ動作層の表面に接触した前記流動性光吸収物質にレーザ光を照射することにより前記空間層の形成予定位置まで到達しない程度に前記穴または溝状のエッチングを行なって２次元回折格子の一部を形成し、前記工程ｃにおいては、前記空間層と前記２次元回折格子とを連通させずに前記空間層をエッチングにより形成し、工程ｂの後半工程ｂ２においては、前記工程ｃの終了後において表面張力によって前記空間層の内部に自動的に充填された前記流動性光吸収物質に対して前記ＬＥＤ動作層の表面側から前記ＬＥＤ動作層にエッチングされた穴または溝を通過させてレーザ光を照射することにより、前記２次元回折格子の残部を形成しつつ、前記ＬＥＤ動作層にエッチングされた穴または溝を前記空間層に連通させることを特徴としている。
【００１６】
本発明の第５の態様の発光素子の製造方法によれば、工程ｃにおいて空間層の内部に自動的に充填していく流動性光吸収物質が空間層の形成中に２次元回折格子の複数の凹部に流動することがないので、空間層を短時間で精密に形成することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の発光素子の製造方法によれば、２次元回折格子の凹部を介してエッチングせずに、発光素子基板の側方からエッチングしているので、エアブリッジ構造の空間層を容易に形成することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図を用いて、本発明の発光素子の製造方法をその一実施形態により説明する。
【００１９】
はじめに、図１および図２を用いて、第１の実施形態の発光素子１を説明する。図１は、第１の実施形態の発光素子１の斜視図を示しており、図２はその縦断面図を示している。第１の実施形態の発光素子１はエアブリッジ型フォトニックＬＥＤと称されるものである。この発光素子１は、図１および図２に示すように、半導体基板２およびＬＥＤ動作層３を備えており、半導体基板２の表面２ａ上にＬＥＤ動作層３が積層されている。
【００２０】
半導体基板２としては、ＬＥＤ動作層３から放出される光に対して透明なサファイヤ基板が選択されている。サファイヤ基板は、発光素子１の半導体基板２として一般的に用いられるため選択されており、他の透明材料であっても良い。
【００２１】
ＬＥＤ動作層３は、半導体基板２の表面２ａから順に、少なくとも第１のコンタクト層４、発光層５、第２のコンタクト層６を有している。第１の実施形態においては、第１のコンタクト層４としてｎ型ＧａＮ層が、発光層５としてＩｎＧａＮ層が、第２のコンタクト層６としてｐ型ＧａＮ層がそれぞれ選択されている。それらは他の公知の材料を用いてもよい。また、第１の実施形態のＬＥＤ動作層３においては、第２のコンタクト層６の表面全面に透明電極７が形成されており、第１のコンタクト層４および第２のコンタクト層６には、それぞれ第１の電極９および第２の電極８が形成されている。透明電極７としてはＩＴＯが選択されている。第１の電極９および第２の電極８としては、ｎ電極またはｐ電極がそれぞれ選択されており、第１のコンタクト層４および第２のコンタクト層６の隅部をエッチング除去または結晶成長させることにより形成される。
【００２２】
ここで、第１の実施形態のＬＥＤ動作層３は、２次元回折格子１０Ａを有している。この２次元回折格子１０Ａは、複数の円形凹部１１Ａを周期的に２次元配置することによって形成されている。
【００２３】
また、第１の実施形態のＬＥＤ動作層３において、第１のコンタクト層４は直方形状の空間層１２を内部に有している。この空間層１２は、発光層５から半導体基板２側へ放出する光を遮る位置に形成されており、２次元回折格子１０Ａの複数の凹部１１Ａに連通している。なお、空間層１２は、厚み方向を法線として発光層５と平行に形成されていることが好ましい。また、発光層５から放出される光の発光面５ａ、５ｂと同等または近似する対向面積を有していることが好ましい。
【００２４】
次に、図３から図７を用いて、第１の実施形態の発光素子１の製造方法を説明する。
【００２５】
発光素子１の製造方法は、工程ａ（発光素子基板３１の形成工程）、工程ｂ（２次元回折格子１０Ａの形成工程）および工程ｃ（空間層１２の形成工程）を備えている。工程ｂおよび工程ｃについては、どちらを先の工程としても発光素子の製造方法として成立する。第１の実施形態の発光素子１の製造方法においては、工程ａ、工程ｂ、工程ｃの順に各工程を備えている。
【００２６】
第１の工程となる工程ａ（発光素子基板３１の形成工程）においては、図３に示すように、半導体基板２の表面２ａ上に、第１のコンタクト層４、発光層５、第２のコンタクト層６を順に結晶成長させる。これにより、複数層からなるＬＥＤ動作層３が半導体基板２の表面２ａ上に積層される。以下、工程ａによって得られた半導体基板２およびＬＥＤ動作層３を発光素子基板３１と称する。
【００２７】
第２の工程となる工程ｂ（２次元回折格子１０Ａの形成工程）においては、図４に示すように、ＬＥＤ動作層３の表面３ａから厚み方向の下方（半導体基板２側）へ向けて円形エッチングをして複数の凹部１１Ａを形成する。これにより、複数の凹部１１Ａを２次元配置してなる２次元回折格子１０ＡがＬＥＤ動作層３に形成される。第１の実施形態のエッチング方法としては、レーザエッチングが選択されている。
【００２８】
レーザエッチングを選択する場合、まずは、ＬＥＤ動作層３の表面３ａに流動性光吸収物質２１が封入された容器２０を密着させ、ＬＥＤ動作層３の表面３ａに流動性光吸収物質２１を接触させる。流動性光吸収物質２１としては、使用するレーザ光ＬＺの波長（ＹＡＧレーザの２倍波（λ＝５３２ｎｍ））に対して高い吸収率を持つものであれば良い。例えば、ピレンのアセトン溶液、ベンジルのアセトン溶液、ピレンのテトラヒドロフラン溶液、ローダミン６Ｇのエタノール溶液、フタロシアニンのエタノール溶液などのような芳香族環を含む有機化合物の溶液；有機色素化合物を含む溶液；ベンゼン、トルエン、四塩化炭素などのような液体状の化合物などが挙げられる。第１の実施形態の流動性光吸収物質２１としては、ローダミン６Ｇをエタノールに溶解した溶液が選択されている。
【００２９】
次に、レーザ発振器２２からマスク２３を介して出射したレーザ光ＬＺを、半導体基板２側から半導体基板２およびＬＥＤ動作層３を介して流動性光吸収物質２１に照射する。レーザ光のスポットサイズは２次元回折格子１０Ａの凹部１１Ａと同径である。レーザ光ＬＺが流動性光吸収物質２１に照射されると、レーザ光ＬＺと流動性光吸収物質２１との界面になるＬＥＤ動作層３の表面３ａがレーザエッチングされる。レーザエッチングにより形成されるエッチング穴６ａはレーザエッチングの照射方向ＤＬと反対方向、すなわち、ＬＥＤ動作層３の表面３ａから半導体基板２側に向かって、第２のコンタクト層６、発光層５、第１のコンタクト層４の順にエッチングされていく。第１の実施形態においては、工程ｂにおけるエッチング穴６ａの深さが工程ｃにおける空間層１２の形成予定位置Ａ１３に到達するまで、レーザエッチングを行なう。エッチング穴６ａは、図１および図２に示した２次元回折格子１０Ａを構成する凹部１１Ａとなる。
【００３０】
第３の工程となる工程ｃ（空間層１２の形成工程）においては、図５および図６に示すように、第１のコンタクト層４に対して発光素子基板３１の側面３１ｂからその厚み方向の直交方向（ＬＥＤ動作層の面方向と平行方向）にエッチングを行なう。第１の実施形態においては、第１のコンタクト層４が前述した第１の態様における「凹部１１Ａの底面と半導体基板２の底面との間の所定の位置」となる。また、第１の実施形態のエッチング方法としては、レーザエッチングが選択されている。
【００３１】
レーザエッチングを選択する場合、まずは、図５に示すように、発光素子基板３１の側面３１ｂに流動性光吸収物質２１が封入された容器２０を密着させ、発光素子基板３１の側面３１ｂに流動性光吸収物質２１を接触させる。発光素子基板３１が直方体であれば、図６に示したように、ＬＥＤ動作層３の表面３ａと直交しており、その側面３１ｂが平滑であることが好ましい。
【００３２】
次に、レーザ発振器２２からマスク２４を介して出射したレーザ光ＬＺを流動性光吸収物質２１が接触した側面３１ｂの反対面から流動性光吸収物質２１に照射する。レーザ光ＬＺが流動性光吸収物質２１に照射されると、レーザ光ＬＺと流動性光吸収物質２１との界面になる発光素子基板３１の側面３１ｂがレーザエッチングされる。図５および図６に示すように、第１の実施形態においては、第１のコンタクト層４に側面視矩形ドーナツ形のレーザエッチングが施されるように、一定の厚みのある幅広のレーザ光ＬＺを第１のコンタクト層４を介して流動性光吸収物質２１に照射する。これにより、第１のコンタクト層４には空間層１２が形成される。第１の実施形態の空間層１２は直方形空間であり、発光層５との対向面積ができる限り大きくなるように、空間層１２の幅（厚み方向の直交方向（ＬＥＤ動作層の面方向と平行方向））をできる限り広く設定しておくことが好ましい。空間層１２の幅（厚み方向の直交方向（ＬＥＤ動作層の面方向と平行方向））を広げることにより、発光層５から半導体基板２側へ放出する光を遮る（回折させる）範囲が広くなる。
【００３３】
図５に示すように、前の工程ｂにおいて形成された２次元回折格子１０Ａの凹部１１Ａの深さは空間層１２の形成予定位置Ａ１３に到達している。そのため、図７に示すように、工程ｃが終了すると２次元回折格子１０Ａのすべての凹部１１Ａは空間層１２に連通する。工程ａの間または工程ｂの後においてＬＥＤ動作層３に透明電極７、第１の電極９および第２の電極８を従来方法により形成すれば、第１の実施形態の発光素子１が製造される。
【００３４】
次に、第１の実施形態の発光素子１の製造方法の作用を説明する。
【００３５】
第１の実施形態の発光素子１の製造方法においては、図５に示すように、工程ｃにおいて、第１のコンタクト層４に対して発光素子基板３１の側面３１ｂからその厚み方向の直交方向（ＬＥＤ動作層の面方向と平行方向）にエッチングを行ない、発光層５から半導体基板２側へ放出する光を遮る位置に空間層１２を形成している。これにより、２次元回折格子の凹部からエッチング液を流入して空間層を形成するウェットエッチング法とは異なり、所望する形状の空間層１２を第１のコンタクト層４に形成することができる。
【００３６】
工程ｃにおけるエッチング方法は、ドライエッチングやウェットエッチングも考えられる。しかし、第１の実施形態の工程ｃにおけるエッチング方法は、図５に示すように、レーザエッチング法を採用している。レーザエッチング法は、ドライエッチングとは異なり、エッチング対象の発光素子基板３１が損傷することを防止することができる。また、レーザエッチング法はウェットエッチング法とは異なり、煩雑なエッチング工程を要することなく短時間で精密なエッチングを発光素子基板３１に行なうことができる。
【００３７】
また、半導体基板２およびＬＥＤ動作層３からなる発光素子基板３１を形成する第１の工程、すなわち工程ａの終了後、図４に示すように、第２の工程となる工程ｂにおいて、ＬＥＤ動作層３に対して複数の凹部１１Ａを２次元配置してなる２次元回折格子１０Ａをエッチングにより形成している。つまり、ＬＥＤ動作層３に空間層１２および２次元回折格子１０Ａが形成されるので、３次元回折格子となるエアブリッジ構造を容易に形成することができる。
【００３８】
２次元回折格子１０Ａを形成するエッチング法としては、前述の空間層１２の形成と同様、ドライエッチングやウェットエッチングも考えられる。しかし、第１の実施形態の工程ｂにおけるエッチング方法は、工程ｃと同様、図４に示すように、前述したレーザエッチング法を採用している。これにより、前述したように、ＬＥＤ動作層３の損傷を防止するとともに、短時間で精密なエッチングをＬＥＤ動作層３に行なうことができる。
【００３９】
前述の２次元回折格子１０Ａおよび空間層１２は、どちらを先に形成してもよい。第１の実施形態においては、２次元回折格子１０Ａを形成する工程ｂを第２工程として行ない、工程ｂの終了後に第３工程となる工程ｃを行なっている。そして、図５に示すように、２次元回折格子１０Ａを形成する工程ｂにおいて２次元回折格子１０Ａの凹部１１Ａのエッチングを、その後の工程ｃにおける空間層１２の形成予定位置Ａ１３に到達する深さまで行なっている。これにより、空間層１２をエッチング形成する際に２次元回折格子１０Ａの凹部１１Ａを空間層１２に連通させることできるので、２次元回折格子１０Ａの複数の凹部１１Ａと空間層１２とを連通させる工程を少ない工程で行なうことができる。
【００４０】
次に、第２の実施形態の発光素子１の製造方法を説明する。第１の実施形態と第２の実施形態との相違点は、工程ｃにおいて空間層１２と２次元回折格子１０Ａの複数の凹部１１Ａとを連通させず、そのための工程を工程ｃの後に工程ｂの後半工程として設けた点にある。なお、第２の実施形態の発光素子１の製造方法によって製造される発光素子１は第１の実施形態と同様である。
【００４１】
第２の実施形態の発光素子１の製造方法は、工程ａ（発光素子基板３１の形成工程）、工程ｂ（２次元回折格子１０Ａの形成工程）、工程ｃ（空間層１２の形成工程）を備えている。また、工程ｂ（２次元回折格子１０Ａの形成工程）においては、前半工程ｂ１（２次元回折格子１０Ａの部分形成工程）および後半工程ｂ２（２次元回折格子１０Ａの連通工程）の２つの工程に分離しており、それらの間に工程ｃ（空間層１２の形成工程）が介在している。
【００４２】
工程ａについては、第１の実施形態と同様に行なう。
【００４３】
工程ｂの前半工程ｂ１については、第１の実施形態とほぼ同様に行なう。第１の実施形態と異なる点としては、２次元回折格子１０Ａの複数の凹部１１Ａとなる円形のエッチング穴６ａを空間層１２の形成予定位置Ａ１３まで到達しない深さにまで制限してエッチングすることにある。
【００４４】
工程ｃについては、第１の実施形態とほぼ同様に行なう。第１の実施形態と異なる点としては、前行程である工程ｂの前半工程ｂ１において２次元回折格子１０Ａの複数の凹部１１Ａとなる円形のエッチング穴６ａが空間層１２の形成予定位置Ａ１３まで到達しない深さに設定されているため、空間層１２をエッチング形成しても、円形のエッチング穴６ａと空間層１２とが連通しない。
【００４５】
第２の実施形態において工程ｂから分離された工程ｂの後半工程ｂ２においては、図８に示すように、円形のエッチング穴６ａと空間層１２とを連通させる。具体的には、前工程である工程ｃの開始から終了までの間に空間層１２の内部に流動性光吸収物質２１が表面張力によって自動的に充填されるので、この自動充填された流動性光吸収物質２１に対してＬＥＤ動作層３の表面３ａからレーザ光ＬＺを照射する。その際、ＬＥＤ動作層３に形成された円形のエッチング穴６ａを通過するように、レーザ発振器２２からマスク２３を介してレーザ光ＬＺを照射する。レーザ光ＬＺのスポットサイズは円形のエッチング穴６ａと同等であることが加工速度の観点から好ましい。
【００４６】
次に、第２の実施形態の発光素子１の製造方法の作用を説明する。
【００４７】
第２の実施形態においては、図８に示すように、第１の実施形態とは異なり、前述のように、空間層１２の形成工程である工程ｃにおいて円形のエッチング穴６ａと空間層１２とを連通させず、その後の工程ｂの後半工程ｂ２において円形のエッチング穴６ａと空間層１２とを連通させている。そのため、工程ｃにおいて空間層１２の内部に自動的に充填していく流動性光吸収物質２１が空間層１２の形成中において円形のエッチング穴６ａに流動することが好ましい。これにより、円形のエッチング穴６ａから空気がエッチング途中の空間層１２の内部の流動性光吸収物質２１に混入することがないので、空気に阻害されて空間層１２のエッチングスピードが落ちたり、エッチング精度が劣化したりすることがない。つまり、空間層１２を短時間で精密に形成することができる。
【００４８】
すなわち、第１および第２の実施形態の発光素子１の製造方法によれば、２次元回折格子１０Ａの凹部１１Ａを介してエッチングせずに、発光素子基板３１の側方３１ｂからエッチングしているので、エアブリッジ構造の空間層１２を容易に形成することができるという作用効果を生じる。
【００４９】
なお、本発明は、前述した実施形態などに限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【００５０】
例えば、図９または図１０に示すように、空間層１２は、第１のコンタクト層４ではなく、第１のコンタクト層４と半導体基板２との間に積層された透明層１５や、半導体基板２に形成されていても良い。この場合、工程ｃ（空間層１２の形成工程）においては、第１のコンタクト層４と半導体基板２との間に積層された透明層１５または半導体基板２に対して発光素子基板３１の側面３１ｂからその厚み方向の直交方向（ＬＥＤ動作層の面方向と平行方向）にエッチングを行なえば、所望の層１５または半導体基板２に空間層１２が形成される。もちろん、図示はしないが、空間層１２は、ＬＥＤ動作層のいずれか１層（第１の実施形態においては第１のコンタクト層４）のみに限定されて形成されている必要はなく、例えば第１コンタクト層４とその下方の層との複数の層にまたがって形成されていても良い。
【００５１】
また、この空間層１２は、図１および図２に示すような直方形状だけでなく、図９に示すように、空間層１２を形成する層、例えば第１のコンタクト層４の各隅に柱状部４ｐを形成し、残部をすべて除去した形状であっても良い。この場合、工程ｃ（空間層１２の形成工程）においては、図５および図６に示したように、空間層１２を形成する層、例えば第１のコンタクト層４に直方形状の空間層１２を形成した後、図１１に示すように、直方形状の空間層１２に自動充填された流動性光吸収物質２１に対してレーザエッチングされていない２つの側面３１ｂからレーザ光ＬＺを照射することにより、空間層１２の対向面積を最大限に拡大した空間層１２を形成する。
【００５２】
また、図１１または図１２に示すように、ＬＥＤ動作層３に形成される２次元回折格子１０Ｂは、複数の凸部１１Ｂを周期的に２次元配置して形成してもよい。その場合、工程ｂにおいては、ＬＥＤ動作層３の表面３ａに複数の穴でなく、複数の溝６ｂをエッチングし、２次元回折格子１０Ｂの凸部１１Ｂを残すようなエッチングを行なう。なお、２次元回折格子１０Ｂの凸部１１Ｂの間にできる溝６ｂを空間層１２に連通すると凸部１１Ｂが起立できないので、隣位する凸部１１Ｂがそれぞれ接続するような部分１１Ｂｂを溝６ｂの内部に残すようなエッチングを行なうことがよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】第１の実施形態の発光素子を示す斜視図
【図２】図１の２−２矢視断面図
【図３】第１の実施形態の工程ａを示す縦断面図
【図４】第１の実施形態の工程ｂを示す縦断面図
【図５】第１の実施形態の工程ｃを示す縦断面図
【図６】第１の実施形態の工程ｃを示す斜視図
【図７】第１の実施形態の工程ｃの終了後を示す縦断面図
【図８】第２の実施形態の工程ｂの後半工程ｂ２を示す縦断面図
【図９】他の実施形態において第１のコンタクト層の各隅に柱状部を形成して空間層を拡大させた状態を示す斜視図
【図１０】図９に示す空間層を形成する工程を示す縦断面図
【図１１】他の実施形態において２次元回折格子の凹部を凸部に変更した状態を示す斜視図
【図１２】他の実施形態において２次元回折格子の凹部を凸部に変更した状態を示す縦断面図
【図１３】従来のエアブリッジ型発光素子の一例を示す縦断面図
【符号の説明】
【００５４】
１  発光素子
２  半導体基板
３  ＬＥＤ動作層
３ａ （ ＬＥＤ動作層の）表面
４  第１のコンタクト層
５  発光層
６  第2のコンタクト層
７、８、９  電極
１０Ａ、１０Ｂ  ２次元回折格子
１１Ａ、１１Ｂ  凹部、凸部
１２  空間層
２１  流動性光吸収物質
２２  レーザ発振器
２３、２４  マスク
ＬＺ  レーザ光
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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