(57)【要約】【課題】光の取り出し効率が高く、かつ、放射される光が上方向だけでなく横方向にも強く放射される特性を有する発光ダイオードを提案する。【解決手段】発光ダイオードは、発光層を含む半導体層と、半導体層の下方に配置された反射面とを備え、反射面は、光を当該発光ダイオードの側面方向に反射させる割合に比べて当該発光ダイオードの上面方向に反射させる割合の方が大きい第１の反射領域と、光を当該発光ダイオードの上面方向に反射させる割合に比べて当該発光ダイオードの側面方向に反射させる割合の方が大きい第２の反射領域とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層を含む半導体層と、
前記半導体層の下方に設けられた反射面とを備えた発光ダイオードであって、
前記反射面は、
前記発光層から放射される光の波長をλ、前記半導体層の屈折率をｎ、凹凸の平均間隔をｐ、凹凸の平均高さをｄとしたとき、ｄ＞＝λ/ｎ且つｐ＞＝λ/ｎの関係式を満たす凹凸からなる第１の反射領域と、
ｄ＜λ/ｎ若しくはｐ＜λ/ｎの関係式を満たす凹凸、又は平坦面からなる第２の反射領域とを有している、発光ダイオード。
【請求項２】
前記第１の反射領域が、
前記反射面における当該発光ダイオードの中心を含む中央部周辺に形成されている、請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項３】
前記第２の反射領域が、
前記反射面における当該発光ダイオードの端部を含む端部周辺に形成されている、請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項４】
前記第２の反射領域が、
前記反射面における当該発光ダイオードの中心を含む中央部周辺に形成されていると共に、第１の反射領域が、前記反射面における前記第２の反射領域に隣接する領域に形成されており、且つ、前記第２の反射領域の上方に位置する領域の一部に電極が形成されている、請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項５】
前記凹凸の側面が、前記半導体層の主面に対して傾斜している、請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項６】
前記凹凸の側面が、前記半導体層の結晶方位面である、請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項７】
前記半導体層が窒化物半導体によって構成されている、請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項８】
前記結晶方位面が、窒化物半導体の｛１−１０−１｝面である、請求項６に記載の発光ダイオード。
【請求項９】
前記反射面の上に、前記反射面に接するように形成された反射膜をさらに備えている、請求項１記載の発光ダイオード。
【請求項１０】
前記反射膜が、金属材料によって構成されている、請求項９に記載の発光ダイオード。
【請求項１１】
前記反射膜は、Ａｌ、Ａｇ、及びＲｈからなる群より選択された少なくとも１種を含む合金又は多層膜によって構成されている、請求項１０に記載の発光ダイオード。
【請求項１２】
前記反射膜が、前記半導体層の屈折率よりも低い屈折率を有する低屈折材料層によって構成されている、請求項９に記載の発光ダイオード。
【請求項１３】
前記低屈折率材料層が、絶縁材料によって構成されている、請求項１２に記載の発光ダイオード。
【請求項１４】
前記絶縁材料は、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、及びＬｉＦからなる群より選択された少なくとも１種を含む多層膜によって構成されている、請求項１３に記載の発光ダイオード。
【請求項１５】
前記低屈折率材料層が、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）によって構成されている、請求項１２に記載の発光ダイオード。
【請求項１６】
前記反射膜の下方に形成された金属膜をさらに備えている、請求項１２に記載の発光ダイオード。
【請求項１７】
前記金属膜が、Ａｌ、Ａｇ、及びＲｈからなる群より選択された少なくとも１種を含む合金又は多層膜によって構成されている、請求項１６に記載の発光ダイオード。
【請求項１８】
前記半導体層における前記反射面が存在する側の主面と対向する側の主面に形成された第１の電極と、
前記半導体層における前記第１の電極が形成された側の主面と対抗する側の主面の下方に形成された第２の電極とをさらに備えている、請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項１９】
前記半導体層における前記反射面が存在する側の主面と対抗する側の主面に形成された第１の電極及び第２の電極をさらに備えている、請求項１に記載の発光ダイオード。
【請求項２０】
第１の基板上に、前記第１の基板の材料とは異なる材料からなる半導体層を形成する工程（ａ）と、
前記半導体層が所定の大きさに分離されるように、前記第１の基板を露出させる分離溝を形成する工程（ｂ）と、
前記第１の基板上に形成された前記半導体層の上に、接着層を介して第２の基板を接着する工程（ｃ）と、
前記工程（ｃ）の後に、前記第１の基板を除去する工程（ｄ）と、
前記第１の基板が除去されて露出する前記半導体層の面にエッチング液を浸すことにより、前記半導体層の面に凹凸を形成する工程（ｅ）と、
前記凹凸が形成された前記半導体層の面上に、反射膜を形成する工程（ｆ）とを備える、発光ダイオードの製造方法。
【請求項２１】
前記接着層が耐アルカリ性を有する接着剤によって構成され、
前記エッチング液がアルカリ溶液である、請求項２０に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２２】
前記アルカリ溶液が水酸化カリウム溶液である、請求項２１に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２３】
第１の基板上に、前記第１の基板の材料とは異なる材料からなる半導体層を形成する工程（ａ）と、
前記半導体層が所定の大きさに分離されるように、前記第１の基板を露出させる分離溝を形成する工程（ｂ）と、
前記第１の基板上に形成された前記半導体層の上に、接着層を介して第２の基板を接着する工程（ｃ）と、
前記工程（ｃ）の後に、前記第１の基板を除去する工程（ｄ）と、
前記第１の基板が除去されて露出する前記半導体層の面の上方に、マイクロレンズが二次元配列されたマイクロレンズ板を配置する工程（ｅ）と、
前記工程（ｅ）の後に、前記第１の基板が除去されて露出する前記半導体層の面にエッチング液を浸し、紫外光を照射することにより、前記半導体層の面に凹凸を形成する工程（ｆ）と、
前記凹凸が形成された前記半導体層の面上に、反射膜を形成する工程（ｇ）とを備える、発光ダイオードの製造方法。
【請求項２４】
前記半導体層が窒化物半導体によって構成され、
前記第１の基板が除去されて露出する前記半導体層の面は、主に窒素原子で構成される窒素面を最表面層としている、請求項２０又は２３に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２５】
前記工程（ｆ）の後に、前記反射膜の上に、支持基板を形成する工程をさらに備える、請求項２０に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２６】
前記工程（ｇ）の後に、前記反射膜の上に、支持基板を形成する工程をさらに備える、請求項２３に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２７】
前記支持基板は、金属又は金属合金によって構成されている、請求項２５又は２６に記載の発光ダイオードの製造方法。
【請求項２８】
前記支持基板は、Ｃｕ、Ｎi、及びＡｕからなる群より選択された少なくとも１種を含み、
前記支持基板は、電解メッキによって形成される、請求項２５に記載の発光ダイオードの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紫外線から可視領域を含み赤外線の光を発光する発光ダイオードに関し、特に、窒化物系III−Ｖ族半導体を用いた紫外線及び可視領域の光を発光する発光ダイオードとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、液晶モニタや液晶テレビ等の液晶表示装置における液晶バックライトモジュールの光源に用いる発光ダイオード（ＬＥＤ）の開発が進んでいる。そのなかでも特に、ＧａＮ（窒化ガリウム）に代表されるいわゆる窒化物半導体を用いた発光ダイオードは、紫外線から青色の波長の光を放射できるため、蛍光体と組み合わせることで白色発光が可能であり、バックライトモジュールの白色光源として盛んに開発が進められている。
【０００３】
このような発光ダイオードを用いた光源においては、発光ダイオードの発光効率、つまり投入電力に対する発光強度が、光源の消費電力を決めるため、発光ダイオードの発光効率を向上させる取り組みが盛んに研究されている。発光ダイオードの発光効率は、発光ダイオードの発光層における電流から光への変換効率、つまり内部量子効率と、発光層において変換された光を発光ダイオードの外部へと取り出す、光の取り出し効率によりほぼ決定される。この中でも特に光の取り出し効率については、発光ダイオードの形状や構造により大きく左右されるため、光の取り出し効率を向上させるためのさまざまな構造が提案されている。
【０００４】
発光ダイオードの光取り出し効率を向上させる構造のひとつとして、発光ダイオードの光取り出し面と対向する側の面に金属材料からなる反射面を設けた構造が開示されている（特許文献１、非特許文献１、非特許文献２、非特許文献３）。しかしながら、この構造では、発光層から放射された光のうち横方向へ出た光の大部分が、光取り出し面又は反射面で全反射されて素子内部の方向に戻ってしまうため、光の伝搬ロスが生じて取り出し効率が向上しないという課題がある。
【０００５】
このような課題に対して、例えば、特許文献２、特許文献３、非特許文献４、非特許文献５、非特許文献６では、反射面を凹凸面で構成することにより上記光の伝搬ロスを低減させる構造が提案されている。
【０００６】
以下、図１９を用いて従来の発光ダイオードの構成について説明する。
【０００７】
図１９に示すように、従来の発光ダイオード９００は、発光層９０１を含む半導体層９０２を有し、半導体層９０２の下方に半導体層からなるコンタクト層９０３、第１の金属層９０４、及び第２の金属層９０５が形成され、第２の金属層９０５を介して基板９０６が接合されている。この構造において、半導体層からなるコンタクト層９０３の下面は凹凸面で構成されており、該凹凸面に接するように第１の金属層９０４が形成されている。このため、第１の金属層９０４によって形成される反射面９０９は凹凸面を有する反射面（以下、凹凸反射構造と呼ぶ）となる。この場合、発光層９０２から発せられて反射面側へ進行した光は凹凸面を有する反射面９０９上で乱反射されて様々な方向に進行方向を変える。この結果、素子内部で光が横方向に伝搬して全反射を繰り返す割合が小さくなると共に、発光ダイオード上方へ放出される光が多くなることにより、光取り出し効率が増加する。このような凹凸反射構造を有する発光ダイオートでは、発光強度の角度分布つまり配光特性が、光軸方向（光取り出し面に垂直な方向）に強く分布した、いわゆるランバート分布に近い形状になる特徴がある。
【０００８】
次に、このような発光ダイオードを用いた光源を利用した液晶バックライトモジュールの構造について説明する。
【０００９】
液晶バックライトモジュールは、発光ダイオードに蛍光体やレンズなどの光学素子を組み合わせた構成の光源を複数配列させ、導光板により光源からの光を液晶モニタの画面に相当する部分に拡散させる構成が一般的である。特に、液晶モニタの側面に相当する部分に光源を一次元的に複数個配列させ、導光板などによって光を画面全体へと導く構成と、画面の直下に相当する部分に光源を２次元的に配列させ、導光板で光を拡散させる構成との大きく２種類が挙げられる。このいずれにおいても、光源からの光によって広範囲の液晶モニタ画面をムラなく均一に照らすことが必要であるが、従来の発光ダイオードを用いた光源においては発光強度が光源の直上に強く分布してしまうため、液晶モニタの画面内において輝度ムラが生じやすいという課題があった。この課題に対して、光源の配置密度を高くして輝度ムラを低減させることが考えられるが、この場合には１枚の液晶バックライトモジュールに用いる光源の個数が増えるためにコストが高くなってしまう。
【００１０】
そこで、例えば特許文献４又は特許文献５で開示された光源のように、発光ダイオードと樹脂レンズなどの光学素子とを組み合わせた構成の光源において、樹脂レンズの形状を、上部に凹形状、側面に凹凸形状を設けた構成にすることにより、発光ダイオードから放射される光を横方向に反射させ、液晶モニタの画面内での輝度ムラを低減させる提案がなされている。
【特許文献１】特開２００４−８８０８３号公報
【特許文献２】特開２００６−１９０７１０号公報
【特許文献３】特開２００７−１２３５７３号公報
【特許文献４】特開２００３−００８０６８号公報
【特許文献５】特開２００８−０１０６９３号公報
【非特許文献１】Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｖｏｌ．４３，  Ｎｏ．  ８Ａ，  ２００４，  ｐｐ  ５２３９−５２４２．
【非特許文献２】Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｖｏｌ．４３，  Ｎｏ．  ４Ｂ，  ２００４，  ｐｐ．Ｌ５７６−Ｌ５７８．
【非特許文献３】Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  Ｖｏｌ．８４，  Ｎｏ．２２，  ２００４，  ｐｐ．４５０８−４５１０．
【非特許文献４】Ｊａｐａｎｅｓｅ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｖｏｌ．４５，  Ｎｏ．  １０Ａ，  ２００６，  ｐｐ．７７０９−７７１２．
【非特許文献５】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｓｏｃｉｅｔｙ，  Ｖｏｌ．１５３（２），  ２００６，  ｐｐ．Ｇ１０５−Ｇ１０７．
【非特許文献６】Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，  Ｖｏｌ．３，  ２００７，  ｐｐ．１１８−１２５．
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のような、発光ダイオードと光学素子とを組み合わせた構造では、光源の小型化が難しく、液晶バックライトモジュールの薄型化に十分対応できないという課題に加え、複雑な形状を有する光学素子の製造コストが高いことや、発光ダイオードと光学素子の位置関係を高精度に調整する必要があるなどの理由から、光源の製造コストが増加するという課題がある。
【００１２】
前記に鑑み、本発明の目的は、光の取り出し効率が高く、かつ、放射される光が上方向だけでなく横方向にも強く放射される特性を有する発光ダイオードと、その発光ダイオードを容易に製造することが可能な製造方法を提案することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明の一側面に係る発光ダイオードは、発光層を含む半導体層と、半導体層の下方に配置された反射面とを備えた発光ダイオードであって、反射面は、光を発光ダイオードの側面方向に反射させる割合に比べて上面方向に反射させる割合が大きい第１の反射領域と、光を発光ダイオードの上面方向に反射させる割合に比べて側面方向に反射させる割合が大きい第２の反射領域を有している。
【００１４】
反射面を上記のような反射特性とするためには、第１の反射領域は、発光層から放射される光の波長をλ、半導体層の屈折率をｎ、凹凸の平均間隔をｐ、凹凸の平均高さをｄとしたとき、ｄ＞＝λ/ｎ且つｐ＞＝λ/ｎの関係式を満たす凹凸からなればよく、また、第２の反射領域はｄ＜λ/ｎ若しくはｐ＜λ/ｎの関係式を満たす凹凸、又は平坦面からなればよい。
【００１５】
ここでいう平均間隔とは、第１の反射領域又は第２の反射領域における、ある面積の範囲に存在する隣接する凸部同士の間隔の平均値であり、平均高さとは、第１の反射領域又は第２の反射領域における、ある面積の範囲に存在する凹凸高さの平均値である。
【００１６】
本発明の一側面に係る発光ダイオードによると、反射面が凹凸面で構成されており、発光層から放射される光の波長をλ、窒化物半導体層の屈折率をｎとしたとき、第１の反射領域における凹凸面の凹凸の平均間隔をλ／ｎ以上とすることにより、光を乱反射させる効果が増加し、第１の反射領域では光を上方向に反射する割合を大きくできる。また、第２の反射領域における凹凸面の凹凸の平均間隔をλ／ｎよりも小さくすることにより、光の乱反射の効果が減少し、第２の反射領域では光を横方向に反射する割合を大きくできる。なお、第２の反射領域においては、光を乱反射させることは必ずしも必要ではないので、反射面を凹凸面ではなく平坦な面で構成してもよい。
【００１７】
本発明の一側面に係る発光ダイオードにおいて、第１の反射領域が、反射面における発光ダイオードの中心を含む中央部周辺に形成されている構成であってもよい。これにより、発光ダイオード中央部周辺での光の伝搬ロスが効率的に低減され、光の取り出し効率が向上する。
【００１８】
また、本発明の一側面に係る発光ダイオードにおいて、第２の反射領域が、反射面における発光ダイオードの端部を含む端部周辺に形成されている構成であってもよい。これにより、発光ダイオード端部において光の一部が効率的に発光ダイオード側面へと向けられ、横方向への放射強度が増加する。
【００１９】
または、本発明の一側面に係る発光ダイオードにおいて、第２の反射領域が、反射面における発光ダイオードの中心を含む中央部周辺に形成されると共に、第１の反射領域が、反射面における第２の反射領域に隣接する領域に形成され、且つ、光取り出し面における第２の反射領域の上方に位置する領域の一部に電極が形成された構成であってもよい。この構成により、発光ダイオードの電極の直下で発光した光が横方向に反射されて第１の反射領域へと伝搬する割合が増加すると共に、第１の反射領域では光が上面方向へ反射される割合が増加するため、電極直下で発光する光を効率的に取り出すことができる。
【００２０】
このように、本発明の一側面に係る発光ダイオードの構造によると、発光ダイオードからの光の放射が上方向にも横方向にも強くなるため、従来の発光ダイオードにおけるような光学素子との組み合わせによる配光特性の制御をする必要がなくなり、パッケージの小型化が可能となると共に、製造コストの低減も可能となる。
【００２１】
なお、凹凸面の凹凸の側面は半導体層の主面に対して傾斜した面で構成してもよい。そのような結晶方位面の中でも、特に、窒化物半導体の半極性面の一種である｛１−１０−１｝面が最も望ましい。ここで、半極性面とは、ｃ面、すなわち（０００１）面に対して傾いた面のことである。また、中括弧｛  ｝の表示は、結晶の座標軸に対する相対的な関係が同じ面の一群を表し、｛１−１０−１｝面としては（１−１０−１）、（１０−１−１）、（０１−１−１）、（−１１０−１）、（−１０１−１）、及び（０−１１−１）の６つの等価な面が含まれる。この｛１−１０−１｝面は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液と紫外線照射とを併用したウェットエッチ法により容易に形成することが可能である。
【００２２】
本発明の一側面に係る発光ダイオードにおいて、反射面を構成する反射膜は高反射率の金属材料によって構成されている。高反射率の金属材料としては、Ａｌ、Ａｇ、若しくはＲｈなどの金属又はＡｇ合金などの金属合金が望ましい。
【００２３】
また、本発明の一側面に係る発光ダイオードにおいて、半導体層と反射膜との間に、屈折率が半導体層よりも低屈折率である低屈折率材料層が挿入された構成であってもよい。低屈折率材料層としては、半導体層との屈折率差が大きく、且つ、低屈折率材料層の複素屈折率のうちの虚数部、すなわち光の吸収に関連する消衰係数が小さい材料が望ましい。例えば、半導体層の構成材料が窒化物半導体の場合には、低屈折率材料として、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、又はＬｉＦ等の材料が望ましい。
【００２４】
このような構造によると、半導体層と低屈折率材料層との間の大きな屈折率差のために、これらの層の界面で光が全反射する効果が生じ、その結果、光取り出し効率の更なる向上が実現できる。
【００２５】
本発明の第１の側面に係る発光ダイオードの製造方法は、第１の基板上に、第１の基板の材料とは異なる材料からなる半導体層を形成する工程（ａ）と、半導体層が所定の大きさに分離されるように、第１の基板を露出させる分離溝を形成する工程（ｂ）と、第１の基板上に形成された半導体層の上に、接着層を介して第２の基板を接着する工程（ｃ）と、工程（ｃ）の後に、第１の基板を除去する工程（ｄ）と、第１の基板が除去されて露出する半導体層の面にエッチング液を浸すことにより、半導体層の面に凹凸を形成する工程（ｅ）と、凹凸が形成された半導体層の面上に、反射膜を形成する工程（ｆ）とを備える。
【００２６】
本発明の第１の側面に係る発光ダイオードの製造方法によると、第１の基板を除去する前に半導体層に分離溝を形成するので、接着層は分離溝を埋め込むように半導体層を覆う。したがって、第１の基板を除去して半導体層のひとつの面が露出するときに、接着層における分離溝を埋め込んだ部分も同時に露出する。これにより、半導体層の露出した面にエッチング液を浸して凹凸を形成する際、接着層の露出した部分から接着層を構成する接着剤が微量溶解し、接着層の露出した部分の周辺領域では凹凸形成の進行速度が遅くなる。このようにして、半導体層の露出面上に、凹凸形状が異なる少なくとも２つの領域が形成される。分離溝によって分離される半導体層のひとつの大きさを発光ダイオードのサイズに合わせれば、接着層の露出した部分から十分離れた領域は発光ダイオードの中央部周辺に相当し、そこでは凹凸サイズの大きい第１の反射領域が形成される一方、接着層の露出した部分の周辺領域は発光ダイオードの端部に相当し、そこでは凹凸サイズの小さい第２の反射領域が形成される。このようにして、本発明における製造方法では半導体微細フォトリソグラフィーを用いることなく凹凸形成を制御できるので、発光ダイオードの製造コストを大幅に低減することが可能となる。
【００２７】
本発明の第２の側面に係る発光ダイオードの製造方法は、第１の基板上に、第１の基板の材料とは異なる材料からなる半導体層を形成する工程（ａ）と、半導体層が所定の大きさに分離されるように、第１の基板を露出させる分離溝を形成する工程（ｂ）と、第１の基板上に形成された半導体層の上に、接着層を介して第２の基板を接着する工程（ｃ）と、工程（ｃ）の後に、第１の基板を除去する工程（ｄ）と、第１の基板が除去されて露出する半導体層の面の上方に、マイクロレンズが二次元配列されたマイクロレンズ板を配置する工程（ｅ）と、工程（ｅ）の後に、第１の基板が除去されて露出する半導体層の面にエッチング液を浸し、紫外光を照射することにより、半導体層の面に凹凸を形成する工程（ｆ）と、凹凸が形成された半導体層の面上に、反射膜を形成する工程（ｇ）とを備える。
【００２８】
本発明の第２の側面に係る発光ダイオードの製造方法は、第１の基板を除去して露出した半導体層の面上に、マイクロレンズアレイ板によって紫外光が集光して強度が強められる領域と、逆に強度が弱められる領域とが形成され、紫外光が強められた領域では凹凸形成の進行が速くなって、本発明の第２の側面に係る発光ダイオードにおける第１の反射領域が形成される一方、紫外光が弱められる領域では凹凸形成の進行が遅くなって、本発明の第２の側面の発光ダイオードにおける第２の反射領域が形成される。この方法は、レンズアレイ板を別途作製することが必要であるが、それ以外は特段の技術は必要ない。したがって、発光ダイオードの製造コストを低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、素子内部での光の伝搬ロスを低減して光の取り出し効率を向上し、発光ダイオードの高輝度化が実現できると共に、発光ダイオードの発光光が上方向にも横方向にも拡がる特性を有するために光学素子との組み合わせが必要なくなり、パッケージの小型化が実現できる。また、このような発光ダイオードを本発明の製造方法によって簡単に製造することができるため、製造コストが低減でき、低コストの発光ダイオードを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態を説明する。また、以下では、発光ダイオードの構成材料としてＧａＮ系の窒化物半導体を用い、発光光の波長が紫外線から青色の光を発光する発光ダイオードを例に挙げて説明するが、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【００３１】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオードについて、図１〜図５を参照しながら説明する。
【００３２】
−本実施形態に係る発光ダイオードの構造−
図１（ａ）は、第１の実施形態に係る発光ダイオード１００の上面図であり、図１（ｂ）は、（ａ）のIb−Ib線における発光ダイオード１００の断面図である。
【００３３】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、発光ダイオード１００は、基本的には、濃度が５×１０１８ｃｍ−３のＳｉがドーピングされた厚さ２μｍのｎ型ＧａＮ層１と、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ井戸層とＧａＮ障壁層とが交互に複数層形成された多重量子井戸構造からなる発光層２と、濃度が５×１０１８ｃｍ−３のＭｇがドーピングされた厚さ０．５μｍのｐ型ＧａＮ層３とから構成される窒化物半導体層４と、ｐ型ＧａＮ層３に接するように配置され、発光層２から発せられる光を透過する、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）やＧａがドープされたＺｎＯなどからなる厚さ０．２μｍの透明電極５と、ｎ型ＧａＮ層１に接するように配置され、発光層から発せられる光を反射する、厚さ０．２μｍのＡｌからなる反射層９と、反射層９の下方に配置された、例えばＣｕやＡｕなどで構成された金属からなる厚さ５０μｍの支持部材１０とで構成された構造を有している。また、透明電極５の上面の一部にはｐ電極６が形成されている一方、窒化物半導体層４の一部は選択的にエッチングされてｎ型ＧａＮ層１が露出した開口部７が設けられ、開口部７の上面の一部にｎ電極８が形成されている。なお、ｐ電極６及びｎ電極８は、それぞれ、例えば、Ｔｉ／Ａｌ／Ｔｉ／ＡｕやＣｒ／Ｐｔ／Ａｕなどの多層膜で構成される。なお、ｐ電極６及びｎ電極８の構成はこの限りではなく、Ｔｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、及びＡｕから選択した少なくとも１種を含む合金又は多層膜により構成してもよい。
【００３４】
この構造において、ｎ型ＧａＮ層１の下面は凹凸面で構成されており、凹凸面に接するように反射層９が形成されている。このため、反射層９によって形成される反射面１１は凹凸面によって構成される。
【００３５】
このとき、反射層９としては、発光層２から発せられる光に対して高反射率の材料が望ましく、そのような材料として上記Ａｌのほかに、Ａｇ若しくはＲｈなどの金属、又はＡｇ合金などの金属合金であってもよい。
【００３６】
凹凸面で構成された反射面１１は、少なくとも、凹凸面の凹凸の平均間隔が大きい第１の反射領域１２と、凹凸面の凹凸の平均間隔が小さい第２の反射領域１３を有している。この構成において、第１の反射領域１２が発光ダイオードの中央部周辺に形成され、第２の反射領域１３が発光ダイオードの端部周辺に形成されることが望ましい。本実施例においては、第１の反射領域１２と第２の反射領域１３との境界が、例えば、図１（ａ）の境界線６０になるようにする。このとき、第１の反射領域１２及び第２の反射領域１３の凹凸形状としては、発光層２から発せられる光の波長をλ、窒化物半導体層の屈折率をｎとすると、第１の反射領域１２では、凹凸面の凹凸の平均間隔がλ／ｎ以上となるように凹凸を形成し、第２の反射領域１３では、凹凸面の凹凸の平均間隔がλ／ｎ以下のとなるように凹凸を形成する。
【００３７】
なお、上記構成において、反射層９によって構成される反射面１１は、窒化物半導体層４の主面に対して傾斜した側面を有する凹凸面で構成してもよい。この場合、傾斜した側面として、例えば、窒化物半導体層４の結晶方位面を用いることができる。このような結晶方位面として例えば、窒化物半導体の半極性面の一種である｛１−１０−１｝面を用いることができる。この｛１−１０−１｝面は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液と紫外線照射とを併用したウェットエッチ法により容易に形成することが可能である。また、第２の反射領域における凹凸は、平均高さが１０ｎｍ以上が好ましい。
【００３８】
−本実施形態に係る発光ダイオードの製造方法−
次に、本実施形態の発光ダイオード１００の第１の製造方法について、図２（ａ）〜（ｅ）と図３（ａ）〜（ｄ）を参照しながら簡単に説明する。
【００３９】
まず、図２（ａ）に示すように、例えば面方位が＜１１１＞であるＳｉ基板、面方位が＜０００１＞であるサファイア基板、又は面方位が＜０００１＞である６Ｈ−ＳｉＣ基板などからなる第１の基板５０の主面上に、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いたエピタキシャル成長により、ＡｌＮ又は低温成長ＧａＮ層などのバッファ層（図示せず）を介在してｎ型ＧａＮ層１と、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ井戸層とＧａＮ障壁層とが交互に複数層形成された多重量子井戸構造からなる発光層２と、ｐ型ＧａＮ層３が順次積層されてなる窒化物半導体層４を形成する。
【００４０】
次に、図２（ｂ）に示すように、窒化物半導体層４の一部をフォトリソグラフィー技術とドライエッチ法とを用いて選択的にエッチングして、分離溝４０、及び、ｎ型ＧａＮ層１の一部が露出した開口部７を形成する。分離溝４０は、第１の基板５０が露出するように形成され、第１の基板５０の一部がエッチングされても良い。
【００４１】
次に、図２（ｃ）に示すように、ｐ型ＧａＮ層３の上面の一部に例えばＩＴＯからなる透明電極５を、電子ビーム蒸着法とフォトリソグラフィーを用いて選択的に形成した後、酸素雰囲気にてアニール処理を行う。その後、電子ビーム蒸着法とフォトリソグラフィーとにより、透明電極５の上面の一部にｐ電極６を選択的に形成する一方、開口部７の上面の一部にはｎ電極８を選択的に形成する。
【００４２】
次に、図２（ｄ）に示すように、窒化物半導体層４の透明電極５を形成した側の表面を覆うように接着層５１を塗布し、接着層５１を介して第２の基板５２を接着する。接着層５１を構成する接着剤としては水酸化カリウム（ＫＯＨ）など強アルカリ溶液に耐性があるシリコーン樹脂やワックスなどを用いることができる。シリコーン樹脂やワックスは所定の剥離剤や加熱によって除去することが可能である。
【００４３】
次に、図２（ｅ）に示すように、第１の基板５０を除去してｎ型ＧａＮ層１の一方の主面を露出させる。このとき、接着層５１のうち分離溝４０を埋め込むように形成された部分の一部が露出し、接着層の露出部５３が形成される。上記の基板除去については、第１の基板５０がシリコン基板であれば、フッ酸と硝酸との混合液を用いたウェットエッチングによって基板除去を行うことができる。または、第１の基板５０がサファイア基板であれば、レーザーリフトオフ法によって基板除去を行うことができる。
【００４４】
次に、図３（ａ）に示すように、ＫＯＨ水溶液と紫外光照射とを併用したＰＥＣ（Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ）エッチング法を用いて、図２（ｅ）の工程で露出したｎ型ＧａＮ層１の主面をウェットエッチングする。具体的には、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液５６を入れた容器５５内に、図２（ｅ）の工程で形成した基板９０を浸し、紫外光Ｌを照射した状態でウェットエッチングを行う。例えばこのとき、ＫＯＨ水溶液は濃度が４５％で温度は室温とし、紫外光Ｌの照射強度は１０ｍＷ／ｃｍ２とする。
【００４５】
このＰＥＣエッチングによる窒化物半導体のエッチングは面方位の異方性があり、面方位が窒化物半導体層４の結晶面のひとつで、半極性面の一種である｛１−１０−１｝面をエッチング面とした斜面が形成される。これにより、該エッチング面で構成された傾斜面を有する凹凸面５４が形成される。
【００４６】
上記ＰＥＣエッチングにおいて、素子中央部周辺では凹凸面の凹凸の平均間隔が大きい第１の反射領域１２が形成される。一方、接着層の露出部５３の周辺では、接着層を構成する接着剤がＫＯＨ水溶液中で微量溶解し、素子表面に微量付着するためエッチングの進行が遅くなる。その結果、接着層の露出部５３の周辺で凹凸面の凹凸の平均間隔が小さくなり、第１の反射領域１２とは異なる凹凸の大きさを有する第２の反射領域１３が形成される。
【００４７】
次に、図３（ｂ）に示すように、電子ビーム蒸着や抵抗加熱蒸着などの蒸着技術、又はスパッタ技術等により、凹凸面５４に接するように例えばＡｌからなる反射層９を形成し、続いて、電解金属メッキなどにより、Ｃｕ又はＡｕ等からなる支持部材１０を形成する。反射層９を形成する金属としては、発光層２から発せられる光に対して高反射率の材料が望ましく、そのような材料として上記Ａｌのほかに、Ａｇ若しくはＲｈなどの金属又はＡｇ合金などの金属合金でもよい。一方、支持部材１０を構成する材料としては、放熱性に優れているものが好ましく、例えば、Ｎｉ又はＡｕなどの金属材料を電解メッキ又は無電解メッキを用いて形成する方法が好ましい。特に、支持部材１０を低コストで形成するために、ＣｕメッキによりＣｕ金属膜を形成する方法が好ましい。
【００４８】
次に、図３（ｃ）に示すように、接着剤５１の剥離液を用いて接着層５１を除去することにより、第２の基板５２を分離する。
【００４９】
次に、図３（ｄ）に示すように、ダイヤモンドブレード５８によるダイシング又は金属ウェットエッチング等を用いた分離工程により、チップ分離を行う。これにより、図１に示す発光ダイオードを形成する。
【００５０】
図４（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態の第１の製造方法における図２（ｅ）に示す工程において、ＰＥＣエッチングによって凹凸面を形成した後の様子を観察した高分解能電子顕微鏡写真である。
【００５１】
図４（ａ）から分かるように、発光ダイオード中央部周辺の第１の反射領域１２に形成された凹凸面を示す写真であり、凹凸面の凹凸の平均間隔は１μｍ以上である。一方、図４（ｂ）から分かるように、発光ダイオード端部の第２の反射領域１３に形成された凹凸面であり、凹凸面の凹凸の平均間隔が０．２μｍより小さくなっている。これは、接着剤の微量溶解によりエッチングの進行が遅くなったためである。このとき、発光波長λ＝０．４７μｍの青色発光ダイオードの場合、ＧａＮの屈折率がおよそｎ＝２．５であるため、λ／ｎ〜０．２μｍとなり、第１の反射領域１２では凹凸の平均間隔がλ／ｎよりも大きくなっている一方、第２の反射領域１３では凹凸の平均間隔がλ／ｎよりも小さくなっていることが分かる。
【００５２】
以上、本実施形態の製造方法では、半導体微細フォトリソグラフィーを用いることなく発光ダイオードにおける凹凸形成を制御できるので、発光ダイオードの製造コストを大幅に低減することが可能となる。
【００５３】
−本実施形態に係る発光ダイオードの動作−
次に、本実施形態に係る発光ダイオード１００の動作について説明する。
【００５４】
本実施形態に係る発光ダイオード１００には、ｐ電極６とｎ電極８とを用いて電流が注入される。ｐ電極６に注入された電流は透明電極５により素子全面に拡げられた後、ｐ型ＧａＮ層３を通過して発光層２に注入される。このとき、発光層２に注入された電流はその電流量に応じて光に変換されて発光光が生じ、この発光光は発光層２の全方向に放射される。
【００５５】
この発光光の軌跡については、上記図１（ｂ）を用いて簡単に説明する。
【００５６】
図１（ｂ）に示すように、発光層２のある一点より放射された光のうち第１の反射領域１２に向かった光２０ａ、２０ｂ、及び２０ｅは、第１の反射領域１２における凹凸面で乱反射の効果を受け、上方向に反射される光の割合が増加する。この結果、発光層２から斜めの方向に放射された光が、窒化物半導体層内で多重反射されることにより吸収されて発光効率が低下することを防止できる。
【００５７】
一方、第２の反射領域１３に向かった光２０ｃ及び２０ｄは、凹凸面の凹凸の平均間隔が小さいために凹凸面における光の乱反射の効果は減少し、出射角度がほとんど変化しない。このため、発光光２０ｃのように光が横斜め方向に出射されるものや、又は、発光光２０ｄのように光の出射角が小さいものについても窒化物半導体層４内で光が吸収されないうちに発光ダイオード１００の側面から横方向に出射される。
【００５８】
このように本実施形態の構造によって、発光層２からの放射される光を効率よく上面方向と側面方向とに出射させることができる。
【００５９】
次に、本実施形態の発光ダイオード１００の配光特性を測定した結果について、図５（ａ）及び（ｂ）を用いて説明する。
【００６０】
まず、図５（ａ）は、発光ダイオードの配光特性を測定する方法を示している。配光特性の測定では、発光ダイオードを半円の中心に固定して発光させた状態で、受光センサー５Ｓを円周に沿って回転させて発光光５ａの光出力を測定する。発光ダイオードの光軸５ｔ方向を角度０度とし、各々の角度での光出力をプロットしたものが図５（ｂ）である。図５（ｂ）では、光出力の最大値が１となるように規格化して光出力をプロットした。図５（ｂ）における本実施形態の発光ダイオードは、反射面における第１の反射領域が占める割合が約８０％であり、第２の反射領域が占める割合が約２０％の構造のものである。また、同図には図１９に示した従来例と同様に均一に凹凸を形成した発光ダイオード９００の配光特性も合わせてプロットしている。従来例における発光ダイオードは、本発明における発光ダイオードにおいて第１の反射領域のみを有する構造に相当する。
【００６１】
図５（ｂ）から分かるように、本実施形態の発光ダイオードは従来例の発光ダイオードに比べて横方向への配光が増加しており、配光分布が上面方向にも側面方向にも拡がっている特性が確認できる。
【００６２】
次に、本実施形態の発光ダイオード１００における発光効率と第１の反射領域の面積比との関係について、図６を用いて説明する。
【００６３】
これまで説明したように、第１の反射領域では光を上方向に反射させる割合が大きく、光が窒化物半導体層内で多重反射されることにより吸収されて発光効率が低下することを防止できるので、第１の反射領域の面積比が増加するに従って発光効率は増加する。例えば、ＫＯＨ濃度などを調整してエッチング条件を変えることで第１の反射領域の面積比が異なる発光ダイオードを作製し、発光ダイオードの発光効率と第１の反射領域の面積比との関係をプロットしたものが図６である。図６では、第１の反射領域の面積比が１００％である場合の発光効率が１００％となるように規格化してプロットしている。
【００６４】
図６に示すように、第１の反射領域の面積比が５０％以上であれば発光効率は９０％以上を維持し、発光効率の低下が少ないことが分かる。このように、本発明において、第１の反射領域の面積比は５０％以上であることが望ましい。
【００６５】
ただ、第１の反射領域の面積が大きすぎると、第２の反射領域の面積が小さくなり、横方向への放射を得ることができない。横方向への強い放射を得るには、第２の反射領域は１０％以上あることが好ましく、２０％以上あればさらに好ましい。
【００６６】
すなわち、第２の反射領域の面積は１０％以上５０％以下が好ましく、２０％以上５０％以下がより好ましい。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態に係る発光ダイオードの構成により、光取り出しが高く、かつ、発光ダイオードからの光の放射方向を上方向だけでなく横方向にも増加させた発光ダイオードを提供することができる。さらに、本実施形態に係る発光ダイオードの製造方法により、上記特徴を有する発光ダイオードを低コストで容易に製造することができる。
【００６８】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオードについて説明する。本実施形態に係る発光ダイオードの構成は、上記第１の実施形態に係る発光ダイオードの構成と同様であるから、ここではその説明は省略し、その製造方法についてのみ、図７（ａ）〜（ｆ）及び図８（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００６９】
まず、図７（ａ）に示すように、例えば面方位が＜１１１＞であるＳｉ基板、面方位が＜０００１＞であるサファイア基板、又は面方位が＜０００１＞である６Ｈ−ＳｉＣ基板などからなる第１の基板２５０の主面上に、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いたエピタキシャル成長により、ＡｌＮ又は低温成長ＧａＮ層などのバッファ層（図示せず）を介在してｎ型ＧａＮ層２０１と、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ井戸層とＧａＮ障壁層とが交互に複数層形成された多重量子井戸構造からなる発光層２０２と、ｐ型ＧａＮ層２０３とが順次積層されてなる窒化物半導体層２０４を形成する。
【００７０】
次に、図７（ｂ）に示すように、窒化物半導体層２０４の一部をフォトリソグラフィー技術とドライエッチ法とを用いてｎ型ＧａＮ層２０１の一部が露出した開口部２０７を形成する。
【００７１】
次に、図７（ｃ）に示すように、ｐ型ＧａＮ層２０３の上面の一部に例えばＩＴＯからなる透明電極２０５を、真空蒸着法とフォトリソグラフィーとを用いて選択的に形成した後、酸素雰囲気にてアニール処理を行う。その後、真空蒸着法とフォトリソグラフィーとにより、透明電極２０５の上面の一部にｐ電極２０６を選択的に形成する一方、開口部２０７の上面の一部にはｎ電極２０８を選択的に形成する。
【００７２】
次に、図７（ｄ）に示すように、窒化物半導体層２０４の透明電極２０５を形成した側の表面を覆うように接着層２５１を塗布し、接着層２５１を介して第２の基板２５２を接着する。
【００７３】
次に、図７（ｅ）に示すように、第１の基板２５０を除去してｎ型ＧａＮ層２０１の一方の主面を露出させる。上記の基板除去については、第１の基板２５０がシリコン基板であれば、フッ酸と硝酸との混合液を用いたウェットエッチングにより、基板除去を行うことができる。または、第１の基板２５０がサファイア基板であれば、レーザーリフトオフ法によって基板除去を行うことができる。
【００７４】
次に、図７（ｆ）に示すように、基板除去によって露出したｎ型ＧａＮ層２０１の主面側に、マイクロレンズを２次元配列したマイクロレンズアレイ板２５７を、窒化物半導体層の露出した面から所定の間隔を置いて配置し、固定する。例えば、マイクロレンズアレイ板２５７と窒化物半導体層との間隔が１００μｍ程度となるように、マイクロレンズアレイ板２５７を固定する。
【００７５】
次に、図８（ａ）に示すように、ＫＯＨ水溶液と紫外光照射とを併用したＰＥＣエッチング法を用いて、図７（ｅ）の工程で露出したｎ型層２０１の主面をウェットエッチングする。具体的には、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液２５６を入れた容器２５５内に、図７（ｅ）の工程で形成した基板２９０を浸し、紫外光Ｌを照射した状態でウェットエッチングを行い、凹凸面２５４を形成する。このとき、マイクロレンズアレイ板２５７によって窒化物半導体層の露出した面上で紫外光Ｌが強められる領域と弱められる領域とが形成され、紫外光Ｌが強められる領域ではＰＥＣエッチングの進行速度が速くなって凹凸面の凹凸の平均間隔が大きい第１の反射領域２１２が形成される一方、紫外光Ｌが弱められる領域ではＰＥＣエッチングの進行速度が遅くなって凹凸面の凹凸の平均間隔が小さい第２の反射領域２１３が形成される。ＰＥＣエッチング後、マイクロレンズアレイ板２５７を分離する。
【００７６】
次に、図８（ｂ）に示すように、凹凸面２５４に接するように反射層２０９を形成し、続いて、金属メッキなどにより支持部材２１０を形成する。
【００７７】
次に、図８（ｃ）に示すように、接着剤２５１の専用剥離液により接着層２５１を除去することで第２の基板２５２を分離する。
【００７８】
次に、図８（ｄ）に示すように、ダイヤモンドブレード２５８によるダイシング又は金属ウェットエッチング等を用いた分離工程によりチップ分離を行うことにより、本実施形態に係る発光ダイオードを形成する。
【００７９】
以上説明したように、本実施形態に係る発光ダイオードの製造方法では、上記第１の実施形態の製造方法におけるような、第１の基板を除去する前に窒化物半導体層に分離溝を形成する工程が不要となるので、より簡単に本発明の窒化物半導体素子を作製することができる。さらに、レンズを用いて紫外線の強度分布を形成し、それにより凹凸の大きさを制御できるため、レンズの形状又は紫外線の強度等を変化させることにより、より精度よく反射面の凹凸形状を面内で制御することが可能となる。
【００８０】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る発光ダイオードについて、図９〜１１を用いて説明する。
【００８１】
図９は本実施形態に係る発光ダイオード３００の構成を示す断面図である。
【００８２】
図９に示す発光ダイオード３００は、第１の実施形態の発光ダイオード１００と比較して、第２の反射領域３１３において反射面が凹凸面ではなく平坦な面で構成されている点で異なっている。ここでの平坦面とは、実質的に平坦であればよく、半導体層成長時のラフネス等の、平均高さが１０ｎｍ以下の凹凸があってもよい。その他の部分は、第１の実施形態の構成とほぼ同様であるから、その他の部分の説明は省略し、その製造方法のみについて、図１０及び１１を用いて説明する。
【００８３】
まず、図１０（ａ）に示すように、例えば面方位が＜１１１＞であるＳｉ基板、面方位が＜０００１＞であるサファイア基板、又は面方位が＜０００１＞である６Ｈ−ＳｉＣ基板などからなる第１の基板３５０の主面上に、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いたエピタキシャル成長により、ＡｌＮ又は低温成長ＧａＮ層などのバッファ層（図示せず）を介在してｎ型ＧａＮ層３０１と、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ井戸層とＧａＮ障壁層とが交互に複数層形成された多重量子井戸構造からなる発光層３０２と、ｐ型ＧａＮ層３０３とが順次積層されてなる窒化物半導体層３０４を形成する。
【００８４】
次に、図１０（ｂ）に示すように、窒化物半導体層３０４の一部をフォトリソグラフィー技術とドライエッチ法とを用いて選択的にエッチングして、分離溝３４０、及び、ｎ型ＧａＮ層３０１の一部が露出した開口部３０７を形成する。分離溝３４０は、第１の基板３５０が露出するように形成され、第１の基板３５０の一部がエッチングされても良い。
【００８５】
次に、図１０（ｃ）に示すように、ｐ型ＧａＮ層３０３の上面の一部に例えばＩＴＯからなる透明電極３０５を、真空蒸着法とフォトリソグラフィーとを用いて選択的に形成した後、酸素雰囲気にてアニール処理を行う。その後、真空蒸着法とフォトリソグラフィーとにより、透明電極３０５の上面の一部にｐ電極３０６を選択的に形成する一方、開口部３０７の上面の一部にはｎ電極３０８を選択的に形成する。
【００８６】
次に、図１１（ａ）に示すように、窒化物半導体層３０４の透明電極３０５を形成した側の表面を覆うように接着層３５１を塗布し、接着層３５１を介して第２の基板３５２を接着する。
【００８７】
次に、図１１（ｂ）に示すように、第１の基板３５０を除去してｎ型ＧａＮ層３０１の一方の主面を露出させる。上記の基板除去については、第１の基板３５０がシリコン基板であれば、フッ酸と硝酸との混合液を用いたウェットエッチングによって基板除去を行うことができる。または、第１の基板３５０がサファイア基板であれば、レーザーリフトオフ法によって基板除去を行うことができる。
【００８８】
次に、図１１（ｃ）に示すように、基板除去によって露出したｎ型ＧａＮ層３０１の主面上の、接着層の露出部３５０を含む一部領域に例えばＳｉＯ２  や、金などの金属膜からなるマスク３４１を真空蒸着法とフォトリソグラフィーとにより選択的に形成する。
【００８９】
次に、図１１（ｄ）に示すように、ＫＯＨ水溶液と紫外光照射とを併用したＰＥＣエッチング法を用いて、図１１（ｂ）の工程で露出したｎ型層３０１の主面をウェットエッチングする。具体的には、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液３５６を入れた容器３５５内に、図１１（ｃ）の工程で形成した基板３９０を浸し、紫外光Ｌを照射した状態でウェットエッチングを行い、凹凸面３５４を形成する。このとき、窒化物半導体層の露出した面上のうち、マスク３４１で覆われていない領域ではＰＥＣエッチングにより凹凸面の凹凸の平均間隔が大きい第１の反射領域３１２が形成される一方、マスク３４１で覆われた領域ではＰＥＣエッチングが妨げられ、平坦な面で構成された第２の反射領域３１３が形成される。ＰＥＣエッチング後、ＳｉＯ２  や、金などの金属膜からなるマスク３４１をフッ酸やヨウ素系エッチング液によりウェットエッチングして除去する。
【００９０】
その後の工程は、上記第１の実施形態の発光ダイオード１００の製造方法における図３（ｂ）〜（ｄ）の工程と同様である。
【００９１】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る発光ダイオードについて図１２を用いて説明する。
【００９２】
図１２は本発明の第４の実施形態に係る発光ダイオード４００の断面図である。
【００９３】
図１２に示す本実施形態の発光ダイオード４００の構成は、上記第１の実施形態に係る発光ダイオード１００と比較して、窒化物半導体層４０４と反射層４０９との間に、屈折率が窒化物半導体層よりも低屈折率である低屈折率材料層４１４が挿入されている点で異なり、その他の部分は、上記第１の実施形態に係る発光ダイオード１００の構成とほぼ同様であるため、その他の部分における重複する部分の説明は省略する。
【００９４】
−本実施形態に係る発光ダイオードの構成−
図１２に示す本実施形態に係る発光ダイオード４００は、基本的には、ｎ型ＧａＮ層４０１と、発光層４０２と、ｐ型ＧａＮ層４０３とから構成される窒化物半導体層４０４と、ｐ型ＧａＮ層４０３に接するように配置され、発光層４０２から発せられる光を透過する透明電極４０５と、ｎ型ＧａＮ層４０１に接するように配置され、発光層から発せられる光を反射する反射層４０９と、反射層４０９の下方に配置された支持部材４１０とで構成された構造を有している。反射層４０９によって構成される反射面４１１は、窒化物半導体層４０４の主面に対して傾斜した側面を有する凹凸面で構成されている。凹凸面で構成された反射面４１１は、発光ダイオードの中央部周辺に形成され、光を上方向に反射する割合が大きい第１の反射領域４１２と、発光ダイオードの端部周辺に形成され、光を横方向に反射する割合が大きい第２の反射領域４１３とを有している。
【００９５】
このような構造において、本実施形態では、窒化物半導体層４０４と反射層４０９との間に、屈折率が窒化物半導体層４０４よりも低屈折率である低屈折率材料層４１４を形成している。低屈折率材料層４１４としては、窒化物半導体層４０４との屈折率差が大きく、且つ、低屈折率材料層４１４の複素屈折率のうちの虚数部、すなわち光の吸収に関連する消衰係数が小さい材料が望ましい。さらに、電子ビーム蒸着又はスパッタ等により容易に形成できるものが好ましい。このような低屈折率材料としては、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、ＭｇＦ２、ＣａＦ２、又はＬｉＦ等の材料があげられる。
【００９６】
一方、金属層４０９を構成する材料としては、発光層４０２から発せられる光に対して高反射率の材料が望ましく、そのような材料として、Ａｌ、Ａｇ、若しくはＲｈなどの金属又はそれらを含む金属合金が好ましい。なお、本実施形態において、低屈折率材料層４１４で構成された反射面４１１による光の反射の効果が大きい限りにおいて、金属層４０９は省略しても構わない。
【００９７】
−本実施形態に係る発光ダイオードの製造方法−
上記の構成を有する発光ダイオード４００を作製する方法としては、上記第１の実施形態に示した凹凸面上に反射膜を形成する際に（図３（ｂ）参照）、電子ビーム蒸着又はスパッタ等を用いて、低屈折率材料層４１４と金属膜４０９とを連続して成膜する。この方法により、製造工程数を増やすことなく、簡単に発光ダイオードの光取り出し効率を向上させることができる。なお、その他の製造工程は、上記第１の実施形態と同様である。
【００９８】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る発光ダイオードについて図１３及び図１４を用いて説明する。
【００９９】
本実施形態の発光ダイオード５００は、上記第１の実施形態に係る発光ダイオード１００と比較して、ｎ電極を光取り出し面とは反対側のデバイス裏面側に形成している点で異なり、その他の部分は、上記第１の実施形態に係る発光ダイオード１００の構成とほぼ同様であるため、その他の部分における重複する部分の説明は省略する。
【０１００】
−本実施形態に係る発光ダイオードの構成−
図１３（ａ）は、本実施形態に係る発光ダイオード５００の上面図であり、図１０（ｂ）は、発光ダイオード５００の断面図であって、（ａ）のXIIIb-XIIIb線における断面図である。
【０１０１】
図１３（ａ）及び（ｂ）に示すように、本実施形態に係る発光ダイオード５００は、基本的には、ｎ型ＧａＮ層５０１と、発光層５０２と、ｐ型ＧａＮ層５０３とから構成される窒化物半導体層５０４と、ｐ型ＧａＮ層５０３に接するように配置され、発光層５０２から発せられる光を透過する透明電極５０５と、ｎ型ＧａＮ層５０１に接するように配置され、発光層から発せられる光を反射する反射層５０９と、反射層５０９の下方に配置された支持部材５１０とで構成された構造を有している。本実施例では、透明電極５０５の上面の一部にｐ電極５０６が形成されている一方、支持部材５１０の裏面側にＡｕなどで構成されるｎ電極５０８が形成されている。また、反射層５０９によって構成される反射面５１１は、窒化物半導体層５０４の主面に対して傾斜した側面を有する凹凸面で構成されている。凹凸面で構成された反射面５１１は、発光ダイオードの中央部周辺に形成され、光を上方向に反射する割合が大きい第１の反射領域５１２と、発光ダイオードの端部周辺に形成され、光を横方向に反射する割合が大きい第２の反射領域５１３とを有している。本実施例では、第１の反射領域５１２と第２の反射領域５１３との境界を、例えば、図１３（ｂ）の境界線５６０のような形状にする。
【０１０２】
−本実施形態に係る発光ダイオードの製造方法−
本実施形態に係る発光ダイオード５００の製造方法について図１４（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。なお、以下では、上記第１の実施形態に係る発光ダイオード１００の製造方法と異なる点を中心に説明し、その他の工程は同様であるからその説明は省略する。
【０１０３】
まず、図１４（ａ）に示すように、例えば面方位が＜１１１＞であるＳｉ基板、面方位が＜０００１＞であるサファイア基板、又は面方位が＜０００１＞である６Ｈ−ＳｉＣ基板などからなる第１の基板５５０の主面上に、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いたエピタキシャル成長により、ＡｌＮ又は低温成長ＧａＮ層などのバッファ層（図示せず）を介在してｎ型ＧａＮ層５０１と、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ井戸層とＧａＮ障壁層とが交互に複数層形成された多重量子井戸構造からなる発光層５０２と、ｐ型ＧａＮ層５０３とが順次積層されてなる窒化物半導体層５０４を形成する。
【０１０４】
次に、図１４（ｂ）に示すように、窒化物半導体層５０４の一部をフォトリソグラフィー技術とドライエッチ法とを用いて選択的にエッチングして、分離溝５４０を形成する。分離溝５４０は第１の基板５５０まで達するように形成されており、第１の基板５５０の一部までエッチングされても構わない。
【０１０５】
次に、図１４（ｃ）に示すように、ｐ型ＧａＮ層５０３の上面の一部にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）からなる透明電極５０５を、真空蒸着法とリソグラフィーとを用いて選択的に形成した後、酸素雰囲気にてアニール処理を行う。その後、真空蒸着法とフォトリソグラフィーとにより、透明電極５０５の上面の一部にｐ電極５０６を選択的に形成する。ｐ電極５０６はＴｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、及びＡｕから選択した少なくとも１種を含む合金又は多層膜により構成される。
【０１０６】
その後の工程は、上記第１の実施形態に係る発光ダイオード１００の製造方法における図２（ｄ）及び（ｅ）並びに図３（ａ）〜（ｄ）と同様であるが、図３（ｂ）の工程において形成した支持部材５１０の裏面側にｎ電極５０８を形成する点のみが追加される。このとき、支持部材５１０をＣｕの電解メッキ、ｎ電極をＡｕの電解メッキを用いて構成することにより、容易に支持部材５１０と、ｎ電極５０８とを形成することができる。
【０１０７】
本実施形態の構成により、発光ダイオード５００の上面に電極を１つのみ形成することにより、発光ダイオード５００を構成することが可能となる。これにより、発光ダイオード５００の上面における光の出射面積を大きくすることが可能となり、より効率よく光を上面方向及び横方向に取り出すことが可能となる。さらには、発光ダイオードの上面が回転対称であるレイアウトにすることができるため、より容易に発光ダイオードのパッケージを形成することが可能となる。
【０１０８】
（第６の実施形態）
本発明の第６の実施形態に係る発光ダイオードについて図１５を用いて以下説明する。
【０１０９】
本実施形態に係る発光ダイオードの構造は、上記第５の実施形態に係る発光ダイオードの構成と比較して、ｐ電極の形状が異なる点でのみ異なり、その他の部分は同様であるから、その説明は省略する。なお、その製造方法についても、形成するｐ電極の形状が異なる点を除いて、上記第５の実施形態の製造方法と同様である。
【０１１０】
図１５（ａ）及び（ｂ）に示すように、具体的に、本実施形態においては、ｐ電極６０６は、円形部６０６ａと円形部６０６ａから伸びた延伸部６０６ｂとで構成されている。円形部６０５ａは、発光ダイオードの中心部からずれた位置に形成している一方、延伸部６０６ｂは発光ダイオードの端部に沿って形成されている。
【０１１１】
本実施形態の発光ダイオードの構成によると、円形部６０６ａを発光ダイオードの中央部からずらして端部側に形成することにより、発光ダイオード中央部周辺で上方向へ立ち上げられた光を効率よく取り出すことができると共に、延伸部６０６ｂによって電流を透明電極６０６の全面に効率的に拡げることができるので、発光効率の向上が可能となる。
【０１１２】
（第７の実施形態）
本発明の第７の実施形態に係る発光ダイオードについて図１６〜１８を用いて説明する。
【０１１３】
本実施形態に係る発光ダイオードの構成は、上記第５の実施形態に係る発光ダイオードの構成と比較して、第２の反射領域７１３を、発光ダイオードの端部周辺だけでなくｐ電極７０６の形成される領域の直下にも設けている点で異なり、その他の部分は、第５の実施形態に係る発光ダイオードの構成と同様であるため、その他の部分における重複する部分の説明は省略する。
【０１１４】
−本実施形態に係る発光ダイオードの構成−
図１６（ａ）は、本実施形態に係る発光ダイオード７００の上面図であり、図１６（ｂ）は、発光ダイオード７００の断面図であって、図１６（ａ）のXVIb-XVIb線における断面図である。
【０１１５】
図１６（ａ）及び（ｂ）に示す発光ダイオード７００は、基本的には、ｎ型ＧａＮ層７０１と、発光層７０２と、ｐ型ＧａＮ層７０３とから構成される窒化物半導体層７０４と、ｐ型ＧａＮ層７０３に接するように配置され、発光層７０２から発せられる光を透過する透明電極７０５と、ｎ型ＧａＮ層７０１に接するように配置され、発光層７０２から発せられる光を反射する反射層７０９と、反射層７０９の下方に配置された支持部材７１０とで構成された構造を有している。本実施形態では、透明電極７０５の上面の一部にｐ電極７０６が形成されている一方、支持部材７１０の裏面側にＡｕなどで構成されるｎ電極７０８が形成されている。また、反射層７０９によって構成される反射面７１１は、窒化物半導体層７０４の主面に対して傾斜した側面を有する凹凸面で構成されている。凹凸面で構成された反射面７１１は、光を上方向に反射する割合が大きい第１の反射領域７１２と、光を横方向に反射する割合が大きい第２の反射領域７１３とを有しており、第２の反射領域７１３は、反射面における発光ダイオードの端部周辺の領域と、ｐ電極７０６が形成された直下の領域に形成されている。本実施例では、第１の反射領域７１２と第２の反射領域７１３との境界を、例えば、図１６（ａ）の境界線７６０ａ及び７６０ｂのような形状にする。
【０１１６】
−本実施形態に係る発光ダイオードの製造方法−
本実施形態に係る発光ダイオード７００の製造方法について図１７（ａ）〜（ｄ）及び図１８（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。なお、以下では、上記第５の実施形態に係る発光ダイオード５００の製造方法と異なる点を中心に説明し、その他の工程は同様であるからその説明は省略する。
【０１１７】
まず、図１７（ａ）に示すように、例えば面方位が＜１１１＞であるＳｉ基板、面方位が＜０００１＞であるサファイア基板、又は面方位が＜０００１＞である６Ｈ−ＳｉＣ基板などからなる第１の基板７５０の主面上に、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いたエピタキシャル成長により、ＡｌＮ又は低温成長ＧａＮ層などのバッファ層（図示せず）を介在してｎ型ＧａＮ層７０１と、ＩｎｘＧａ１−ｘＮ井戸層とＧａＮ障壁層とが交互に複数層形成された多重量子井戸構造からなる発光層７０２と、ｐ型ＧａＮ層７０３とが順次積層されてなる窒化物半導体層７０４を形成する。
【０１１８】
次に、図１７（ｂ）に示すように、窒化物半導体層７０４の一部をフォトリソグラフィー技術とドライエッチ法とを用いて選択的にエッチングして、分離溝７４０を形成する。分離溝７４０は、第１の基板７５０まで達するように形成されており、第１の基板７５０の一部までエッチングされても構わない。
【０１１９】
次に、図１７（ｃ）に示すように、ｐ型ＧａＮ層７０３の上面の一部にＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）からなる透明電極７０５を、真空蒸着法とリソグラフィーとを用いて選択的に形成した後、酸素雰囲気にてアニール処理を行う。その後、真空蒸着法とフォトリソグラフィーとにより、透明電極７０５の上面の一部にｐ電極７０６を選択的に形成する。ｐ電極７０６はＴｉ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、及びＡｕから選択した少なくとも１種を含む合金又は多層膜により構成される。
【０１２０】
次に、図１７（ｄ）に示すように、窒化物半導体層７０４の透明電極７０５を形成した側の表面を覆うように接着層７５１を塗布し、接着層７５１を介して第２の基板７５２を接着する。
【０１２１】
次に、図１８（ａ）に示すように、第１の基板７５０を除去してｎ型ＧａＮ層７０１の一方の主面を露出させる。上記の基板除去については、第１の基板７５０がシリコン基板であれば、フッ酸と硝酸との混合液を用いたウェットエッチングによって基板除去を行うことができる。または、第１の基板７５０がサファイア基板であれば、レーザーリフトオフ法によって基板除去を行うことができる。
【０１２２】
次に、図１８（ｂ）に示すように、基板除去によって露出したｎ型ＧａＮ層７０１の主面上の、接着層の露出部７５０を含む一部領域と、ｐ電極７０５が形成された上方の領域とに、例えばＳｉＯ２  や、金などの金属膜からなるマスク７４１を真空蒸着法とフォトリソグラフィーとにより選択的に形成する。
【０１２３】
次に、図１８（ｃ）に示すように、ＫＯＨ水溶液と紫外光照射とを併用したＰＥＣエッチング法を用いて、図１８（ａ）の工程で露出したｎ型層７０１の主面をウェットエッチングする。具体的には、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液７５６を入れた容器７５５内に、図１８（ａ）の工程で形成した基板７９０を浸し、紫外光Ｌを照射した状態でウェットエッチングを行い、凹凸面７５４を形成する。このとき、窒化物半導体層の露出した面上のうち、マスク７４１で覆われていない領域ではＰＥＣエッチングにより凹凸面の凹凸の平均間隔が大きい第１の反射領域７１２が形成される一方、マスク７４１で覆われた領域ではＰＥＣエッチングが妨げられ、平坦な面で構成された第２の反射領域７１３が形成される。ＰＥＣエッチング後、マスク７４１はフッ酸又はヨウ素系エッチング液を用いてウェットエッチングして除去する。
【０１２４】
その後の工程は、上記第１の実施形態の発光ダイオード１００の製造方法における図２（ｄ）及び（ｅ）並びに図３（ａ）〜（ｄ）と同様であるが、図３（ｂ）の工程において形成した支持部材７１０の裏面側にｎ電極７０８を形成する点のみが追加される。このとき、支持部材７１０をＣｕの電解メッキ、ｎ電極をＡｕの電解メッキを用いて構成することにより、支持部材７１０と、ｎ電極７０８とを容易に形成することができる。
【０１２５】
本実施形態の発光ダイオードの構成により、発光ダイオードのｐ電極７０６の直下で発光した光が、第２の反射領域７１３のうちp電極７０６の直下に形成された領域において横方向に反射されて第１の反射領域７１２へと伝搬する割合が増加すると共に、第１の反射領域７１２では光が上面方向へ反射される割合、又は、第２の反射領域７１３のうち発光ダイオードの端部を含む端部周辺に形成された領域では横方向に反射される割合が増加するため、電極直下で発光する光を効率的に取り出し、光を発光ダイオードの上面方向及び横方向に放射させることができ、光取り出し効率が向上する。
【０１２６】
以上説明したように、本発明の各実施形態として、発光ダイオードの構成材料がＧａＮ系の窒化物半導体であって、発光光の波長が紫外線から青色の光の発光ダイオードである場合について述べたが、発光ダイオードの材料と発光波長に関してはこの限りではない。各実施形態の発光ダイオードの構成は、発光ダイオードの材料として、例えば、ＺｎＯ系材料若しくはＺｎＳｅ系の半導体材料を用いた紫外線から青色の光を発光する発光ダイオード、ＡｌＧａＡｓ系の半導体材料を用いた赤色の光を発光する発光ダイオード、又はＡｌＧａＩｎＰ系の半導体材料を用い、ＡｌとＧａとの混晶比を変えることにより赤色から緑色までの発光が可能な発光ダイオードなどに用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明における発光ダイオードは、窒化物半導体を用いた発光ダイオードだけでなく他の化合物半導体を用いた発光ダイオードでも有効な技術であり、これらの発光ダイオードを用いた光源を利用することで、液晶モニタ又は液晶テレビなどの薄型液晶表示装置の液晶バックライトモジュールに利用できるとともに、広範囲を照らすことが必要な照明光源としても利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオードの上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のIb-Ib線における発光ダイオードの断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における発光ダイオードの第１の反射領域、及び第２の反射領域での凹凸面を観察した高分解能電子顕微鏡画像を示す図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態における発光ダイオードの配光特性を測定する方法、及び、測定結果を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施形態における発光ダイオードの第１の反射領域の面積比と光出力の関係を示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第２の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る発光ダイオードの構造を示す断面図である。
【図１０】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第３の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第３の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る発光ダイオードの構造を示す断面図である。
【図１３】（ａ）は、本発明の第５の実施形態に係る発光ダイオードの上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のXIIIb-XIIIb線における発光ダイオードの断面図である。
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第５の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１５】（ａ）は、本発明の第６の実施形態に係る発光ダイオードの上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のXVb-XVb線における発光ダイオードの断面図である。
【図１６】（ａ）は、本発明の第７の実施形態に係る発光ダイオードの上面図であり、（ｂ）は、（ａ）のXVIb-XVIb線における発光ダイオードの断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第７の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１８】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第７の実施形態に係る発光ダイオードの製造方法を工程順に示す断面図である。
【図１９】従来の発光ダイオードの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００  発光ダイオード
１、  ２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１  ｎ型ＧａＮ層
２、  ２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２  発光層
３、  ２０３、３０３、４０３、５０３、６０３、７０３  ｐ型層
４、  ２０４、３０４、４０４、５０４、６０４、７０４  窒化物半導体層
５、  ２０５、３０５、４０５、５０５、６０５、７０５  透明電極
６、  ２０６、３０６、４０６、５０６、６０６、７０６  ｐ電極
７、  ２０７  ３０７、４０７  開口部
８、  ２０８、３０８、４０８、５０８、６０８、７０８  ｎ電極
９、  ２０９、３０９、４０９、５０９、６０９、７０９  反射層
１０、２１０、３１０、４１０、５１０、６１０、７１０  支持部材
１１  ２１１、３１１、４１１、５１１、６１１、７１１  反射面
１２、２１２、３１２、４１２、５１２、６１２、７１２  第１の反射領域
１３、２１３、３１３、４１３、５１３、６１３、７１３  第２の反射領域
４１４  低屈折率材料層
６０、５６０、６６０、７６０  境界線
２０ａ、ｂ、ｃ、ｄ    発光光
２０ｅ  反射光
４０、３４０、５４０、７４０  分離溝
３４１、７４１  ＳｉＯ２  マスク
５０、２５０、３５０、５５０、７５０  第１の基板
５１、２５１、３５１、５５１、７５１  接着層
５２、２５２、３５２、５５２、７５２  第２の基板
５３、２５３．３５３、７５３  接着層の露出部
５４、２５４、３５４、７５４  凹凸面
５５、２５５、３５５、７５５  容器
５６、２５６、３５６、７５６  ＫＯＨ水溶液
２５７  マイクロレンズアレイ板
９０、７９０  基板
【図１】
2010092957.tif 000003
【図２】
2010092957.tif 000004
【図３】
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【図５】
2010092957.tif 000006
【図６】
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【図７】
2010092957.tif 000008
【図８】
2010092957.tif 000009
【図９】
2010092957.tif 000010
【図１０】
2010092957.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図４】
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