(57)【要約】【課題】良好な放熱性の半導体発光素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、積層体と波長変換層と第１金属層と第１絶縁部とを備えた半導体発光素子が提供される。積層体は、第１半導体層と第２半導体層と第１発光層とを含む。第１半導体層は、第１側面を含む。第１発光層は、第１半導体層と第２半導体層との間に設けられる。第１金属層は、第１側面部と第１底面部とを含む。第１側面部は、波長変換層の少なくとも一部と、第１側面と、に対向する。第１底面部は、第２半導体層に対向する。第１金属層は、第２半導体層と電気的に接続される。第１絶縁部は、第１側面と第１側面部との間及び波長変換層と第１側面部との間に設けられ、第１半導体層と第１金属層とを電気的に絶縁する。【選択図】図１
2014107291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電形の第１半導体層と、
第１方向において前記第１半導体層と離間する第２導電形の第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた第１発光層と、
を含む積層体であって、前記第１半導体層は前記第１方向に対して垂直な平面に対して非平行な第１側面を有する積層体と、
前記第１発光層から放出された光の波長を変換する波長変換層であって、前記第１発光層と前記波長変換層との間に前記第１半導体層が配置される波長変換層と、
前記波長変換層の少なくとも一部と、前記第１側面と、に対向する第１側面部と、
前記第２半導体層に対向する第１底面部と、
を含み、前記第２半導体層と電気的に接続された第１金属層と、
前記第１側面と前記第１側面部との間及び前記波長変換層と前記第１側面部との間に設けられ、前記第１半導体層と前記第１金属層とを電気的に絶縁する第１絶縁部と、
を備えた半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１側面と前記第１側面部との間の距離は、１０μｍ以下であり、
前記波長変換層と前記第１側面部との間の距離は、１０μｍ以下である請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１側面と前記第１側面部との間の距離は、前記積層体の前記第１方向の厚さ以下であり、
前記波長変換層と前記第１側面部との間の距離は、前記積層体の前記第１方向の厚さ以下である請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１絶縁部は、前記第１金属層、前記第１側面及び前記波長変換層に接する請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記第１金属層は、第１端部をさらに含み、前記第１底面部と前記第１端部との間に前記第１側面部が配置され、
前記第１端部は、前記平面に投影したときに、前記第１底面部と離間し、
前記第１側面部は、前記第１側面と対向する対向面を有し、
前記対向面は、前記第１方向に対して傾斜している請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記対向面と前記平面との成す角度は、１０°以上６０°以下である請求項５記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記第２半導体層と前記第１底面部との間に設けられ、前記第２半導体層及び前記第１金属層と電気的に接続された第２電極を、さらに備えた請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記第２電極は、Ａｇを含む請求項７記載の半導体発光素子。
【請求項９】
第１電極と、第２絶縁部と、をさらに備え、
前記第１半導体層は、前記第１発光層と対向する第１部分と、前記第１方向に対して非平行な第２方向において前記第１部分と並び前記第１発光層と対向しない第２部分と、を有し、
前記第２部分は、前記平面に対して非平行な第２側面を有し、
前記第１金属層は、
前記波長変換層の少なくとも一部と、前記第２側面と、に対向する第２側面部と、
前記第２部分に対向し、前記第１底面部と連続する第２底面部と、
をさらに含み、
前記第２絶縁部は、前記第２側面と前記第２側面部との間及び前記波長変換層と前記第２側面部と間に設けられ、前記第１半導体層と前記第１金属層とを電気的に絶縁し、
前記第１電極は、前記第２部分と前記第２底面部との間に設けられ、前記第１半導体層と電気的に接続される請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
第３絶縁部をさらに備え、
前記積層体は、
前記第１方向において前記第１半導体層と離間し、前記第１方向に対して非平行な第３方向において前記第２半導体層と離間する第２導電形の第３半導体層と、
前記第１半導体層と前記第３半導体層との間に設けられた第２発光層と、
をさらに含み、
前記第１半導体層は、
前記第３方向において前記第１部分と並び前記第２発光層と対向する第３部分と、
前記第３方向において前記第１部分と前記第３部分との間に設けられ前記第１発光層及び前記第２発光層と対向しない第４部分と、
を有し、
前記第３部分は、前記平面に対して非平行な第３側面を有し、
前記第１金属層は、
前記波長変換層の少なくとも一部と、前記第３側面と、に対向する第３側面部と、
前記第３部分に対向する第３底面部と、
前記第４部分に対向し、前記第１底面部及び前記第３底面部と連続する第４底面部と、
をさらに含み、
前記第３絶縁部は、前記第３側面と前記第３側面部との間及び前記波長変換層と前記第３側面部との間に設けられ、前記第１半導体層と前記第１金属層とを電気的に絶縁し、
前記第１電極は、前記第４部分と前記第４底面部との間に延びる請求項９記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第２絶縁部は、
前記第１電極と電気的に接続された配線層と、
前記配線層と前記第２側面部との間に設けられ、前記配線層と前記第１金属層とを電気的に絶縁する絶縁層と、
を含む請求項９または１０記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
第３電極をさらに備え、
前記第１金属層は、第２端部であって、前記第２底面部と前記第２端部との間に前記第２側面部が配置される前記第２端部をさらに含み、
前記第３電極は、前記第１方向において前記第２端部と対向し、
前記第２絶縁部は、前記第２端部と前記第３電極との間に延び、
前記配線層は、前記第３電極と電気的に接続される請求項１１記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記波長変換層の前記第１方向に対して垂直な方向に沿う長さは、前記第１側面部と前記第２側面部との間の前記垂直な方向に沿う距離以下である請求項９〜１２のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記波長変換層の前記第１方向に対して垂直な方向に沿う長さは、前記第１側面部と前記第２側面部との間の前記垂直な方向に沿う距離の５０％以上である請求項９〜１３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第１電極は、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ及びＴａの少なくともいずれかを含む請求項９〜１３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記波長変換層の少なくとも一部は、前記第１半導体層に接する請求項１〜１５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記波長変換層は、前記第１半導体層から離間する請求項１〜１５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１８】
前記第１金属層は、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｐｄ及びＡｌの少なくともいずれかを含む請求項１〜１７のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１９】
第２金属層と、第１電極と、をさらに備え、
前記第１半導体層は、前記第１発光層と対向する第１部分と、前記第１方向に対して非平行な方向において前記第１部分と並び前記第１発光層と対向しない第２部分と、を有し、
前記第２部分は、第２側面を有し、
前記第２金属層は、
前記波長変換層の少なくとも一部と、前記第２側面と、に対向する第２側面部と、
前記第２部分に対向する第２底面部と、
を含み、前記第１金属層と電気的に絶縁され、
前記第１電極は、前記第２部分と前記第２底面部との間に設けられ、前記第１半導体層及び前記第２金属層と電気的に接続される請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項２０】
基板と、
第１方向において前記基板に積層された積層膜であって、
第１導電形の第１半導体膜と、
第２導電形の第２半導体膜であって、前記基板と前記第２半導体膜との間に前記第１半導体膜が配置された第２半導体膜と、
前記第１半導体膜と前記第２半導体膜との間に設けられた発光膜と、
を含む積層膜と、
を含む加工体を準備する工程と、
前記第２半導体膜の一部、前記発光膜の一部及び前記第１半導体膜の一部を除去することにより、前記第１半導体膜の前記第１方向に対して垂直な平面に対して非平行な第１側面を露出させる溝を前記加工体に形成する工程と、
前記溝を形成した前記加工体の上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上に金属材料を堆積させ、前記金属材料で前記溝を埋めることにより、前記第２半導体膜と対向する底面部と、前記第１側面と対向する側面部と、を含む金属膜を前記絶縁膜の上に形成する工程と、
前記基板を除去し、積層体を露呈させる工程であって、
前記積層体は、
前記第１半導体膜から形成され前記第１側面を有する第１半導体層と、
前記発光膜から形成された発光層と、
前記第２半導体膜から形成された第２半導体層と、
を含む、
工程と、
少なくとも一部が前記側面部と対向する波長変換層を前記積層体の上に形成する工程と、
を備えた半導体発光素子の製造方法。
【請求項２１】
前記溝を形成する前記工程では、前記基板の一部を露呈させる前記溝を形成する請求項２０記載の半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードやレーザダイオードなどの半導体発光素子がある。半導体発光素子では、放熱性の改善が望まれている。例えば、発熱によって電極周辺の半導体の結晶が低抵抗化し、局所的に電流の流れやすい経路が形成される場合がある。この場合、例えば、発光均一性の低下や結晶劣化が起こりやすくなる。また、蛍光体などの波長変換層を含む半導体発光素子において、波長変換層の温度が上昇すると、波長変換層の特性が変化してしまう場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４２１１３２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、良好な放熱性の半導体発光素子及びその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、積層体と、波長変換層と、第１金属層と、第１絶縁部と、を備えた半導体発光素子が提供される。前記積層体は、第１半導体層と、第２半導体層と、第１発光層と、を含む。前記第１半導体層は、第１導電形である。前記第２半導体層は、第１方向において前記第１半導体層と離間し、第２導電形である。前記第１発光層は、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられる。前記第１半導体層は、前記第１方向に対して垂直な平面に対して非平行な第１側面を有する。前記波長変換層は、前記第１発光層から放出された光の波長を変換する。前記第１発光層と前記波長変換層との間に、前記第１半導体層が配置される。前記第１金属層は、第１側面部と、第１底面部と、を含む。前記第１側面部は、前記波長変換層の少なくとも一部と、前記第１側面と、に対向する。前記第１底面部は、前記第２半導体層に対向する。前記第１金属層は、前記第２半導体層と電気的に接続される。前記第１絶縁部は、前記第１側面と前記第１側面部との間及び前記波長変換層と前記第１側面部との間に設けられ、前記第１半導体層と前記第１金属層とを電気的に絶縁する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の別の製造方法を示す模式的断面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の別の製造方法を示す模式的断面図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の別の製造方法を示す模式的断面図である。
【図９】図９（ａ）〜図９（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の別の製造方法を示す模式的断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子を示す模式図である。
【図１１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子を示す模式図である。
【図１２】第２の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的断面図である。
【図１３】図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図１４】図１４（ａ）〜図１４（ｅ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図１５】図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図１６】第３の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）  
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式図である。  
図１（ａ）は、模式的平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線断面を表す模式的断面図である。  
図１（ａ）及び図１（ｂ）に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０は、積層体ＳＢと、波長変換層４０と、金属層５０（第１金属層）と、第１絶縁部６１と、を備える。図１（ｂ）では、積層体ＳＢなどの各部の構成を見やすくするため、便宜的に、各部の寸法を図１（ａ）と変えて図示している。
【０００９】
積層体ＳＢは、第１半導体層１０と、第２半導体層２０と、発光層３０（第１発光層）と、を含む。第１半導体層１０は、第１側面Ｓ１を有する。
【００１０】
第１半導体層１０は、窒化物半導体を含み、第１導電形である。例えば、第１導電形はｎ形であり、第２導電形はｐ形である。第１導電形がｐ形であり、第２導電形がｎ形でもよい。以下では、第１導電形がｎ形で、第２導電形がｐ形である場合として説明する。第１半導体層１０には、例えば、ｎ形の不純物を含むＧａＮ層が用いられる。ｎ形の不純物には、例えば、Ｓｉが用いられる。
【００１１】
第２半導体層２０は、第１方向において第１半導体層１０と離間する。この例では、第１方向をＺ軸方向とする。第１方向は、第１半導体層１０の膜面に対して垂直な方向である。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。第１側面Ｓ１は、第１方向に対して垂直な平面（Ｘ−Ｙ平面）に対して非平行である。
【００１２】
第２半導体層２０は、窒化物半導体を含み、第２導電形である。第２半導体層２０には、例えば、ｐ形の不純物を含むＧａＮ層が用いられる。ｐ形の不純物には、例えば、Ｍｇが用いられる。第２半導体層２０の厚さは、例えば、第１半導体層１０の厚さよりも薄い。第２半導体層２０の厚さは、第１半導体層１０の厚さ以上でも良い。
【００１３】
発光層３０は、第１半導体層１０と第２半導体層２０との間に設けられる。Ｚ軸方向（第１方向）は、例えば、第１半導体層１０と第２半導体層２０と発光層３０との積層方向に対応する。
【００１４】
発光層３０は、例えば、窒化物半導体を含む。発光層３０には、例えば、複数の障壁層と、複数の障壁層の間に設けられた井戸層と、を含む。障壁層及び井戸層は、Ｚ軸方向に沿って積層される。発光層３０には、例えばＭＱＷ（Multi-Quantum Well）構造が用いられる。発光層３０には、ＳＱＷ（Single-Quantum Well）構造を用いてもよい。障壁層には、例えば、ＧａＮ層が用いられる。井戸層には、例えば、ＩｎＧａＮ層が用いられる。
【００１５】
第１半導体層１０と第２半導体層２０との間に電圧を印加し、発光層３０に電流を流す。これにより、発光層３０から光が放出される。
【００１６】
波長変換層４０は、発光層３０から放出された光の波長を変換する。波長変換層４０は、例えば、発光層３０から放出された第１光の少なくとも一部を吸収し、第１光のピーク波長とは異なるピーク波長の第２光を放出する。すなわち、波長変換層４０は、発光層３０から放出された光のピーク波長を変換する。波長変換層４０は、例えば、第１光のピーク波長とは異なる複数のピーク波長の光を放出してもよい。波長変換層４０には、例えば、蛍光体層が用いられる。波長変換層４０には、例えば、放出する光のピーク波長が異なる複数の蛍光体層の積層体を用いてもよい。波長変換層４０には、例えば、蛍光体を含有するセラミックス、または、蛍光体を含有する透明樹脂などが用いられる。
【００１７】
発光層３０の発光光は、例えば、赤色光、黄色光、緑色光、青色光、紫色光または紫外光であり、波長変換層４０から放出される光は、例えば、赤色光、黄色光、緑色光、青色光、紫色光または紫外光である。波長変換層４０から放出される光と、発光光と、の合成光は、例えば、実質的に白色光である。合成光は、例えば、赤色光、黄色光、緑色光、青色光、紫色光または紫外光でもよい。合成光のピーク波長は、例えば、赤外域から紫外域の間の任意の波長でよい。
【００１８】
波長変換層４０の少なくとも一部は、例えば、第１半導体層１０に接する。この例では、第１半導体層１０の波長変換層４０と対向する表面１０ｓが、光取り出し面となる。表面１０ｓには、凹凸１０ｖが設けられている。表面１０ｓは、粗面化されている。発光層３０から放出された光の表面１０ｓでの全反射が抑えられ、光取り出し効率を向上させることができる。
【００１９】
金属層５０は、第１側面部７１ｓと、第１底面部７１ｂと、を含む。第１側面部７１ｓは、波長変換層４０の少なくとも一部と、第１側面Ｓ１と、に対向する。第１底面部７１ｂは、第２半導体層２０に対向する。金属層５０は、例えば、第２半導体層２０と電気的に接続される。第１側面部７１ｓのＺ軸方向に沿う長さＬ１と、積層体ＳＢの厚さｔ１（Ｚ軸方向に沿う長さ）と、の差の絶対値は、例えば、０．１μｍ以上１０００μｍ以下である。長さＬ１と厚さｔ１との差の絶対値は、例えば、波長変換層４０に含まれる蛍光体の粒径以上であることが好ましい。
【００２０】
本実施形態において、第１絶縁部６１（例えば第１絶縁層８１及び第２絶縁層８２）と第１半導体層１０の表面１０ｓと、で形成される凹部に波長変換層４０が設けられている。波長変換層４０は、例えば、凹部の全体を埋め込んでも良く、この場合は、波長変換層４０の厚さは、凹部の深さと実質的に一致する。波長変換層４０は、例えば、凹部の一部を埋め込んでも良く、この場合には、波長変換層４０の厚さは、凹部の深さよりも薄い。波長変換層４０は、例えば、凹部よりも外側の部分を含んでも良く、この場合は、波長変換層４０の厚さは、凹部の深さよりも厚い。
【００２１】
第１側面Ｓ１と第１側面部７１ｓとの間の距離Ｄ１は、例えば、積層体ＳＢのＺ軸方向の厚さｔ１以下であることが望ましい。これにより、例えば、良好な放熱性が得られる。また、波長変換層４０と第１側面部７１ｓとの間の距離Ｄ２は、例えば、積層体ＳＢのＺ軸方向の厚さｔ１以下であることが望ましい。距離Ｄ１及び距離Ｄ２は、例えば、Ｚ軸方向に対して垂直方向の距離である。この例では、例えば、Ｘ軸方向の距離である。距離Ｄ１及び距離Ｄ２は、例えば、第１側面部７１ｓの表面に対して垂直方向の距離でもよい。距離Ｄ１及び距離Ｄ２は、例えば、１０μｍ以下である。距離Ｄ１及び距離Ｄ２は、例えば、１μｍ以下であることがより望ましい。これにより、例えば、良好な放熱性を得ることができる。更に、例えば、第１側面Ｓ１と第１側面部７１ｓとの間に設けられる第１絶縁部６１の割れを抑制できる。また、距離Ｄ１及び距離Ｄ２は、例えば、０．１μｍ以上である。これにより、良好な絶縁性が得られる。
【００２２】
金属層５０は、例えば、第１層５４と、第２層５５と、を含む。第１層５４には、例えば、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｐｄ及びＡｌの少なくともいずれかが用いられる。第１層５４には、例えば、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｐｄ及びＡｌの少なくともいずれかを含む合金が用いられる。第１層５４は、例えば、積層体ＳＢなどを支持する支持金属部材として機能する。第１層５４の厚さ（Ｚ軸方向に沿う長さ）は、例えば、１０μｍ以上１０００μｍ以下である。第１層５４の第２層５５と反対側の面（底面）は、例えば、研削処理などによって平坦化される。これにより、実装し易い底面を形成することができる。例えば、第１層５４にＣｕやＮｉなどの熱伝導率の高い材料を用いる。これにより、例えば、積層体ＳＢ（結晶層）の放熱性を高めることができる。
【００２３】
第２層５５は、例えば、積層体ＳＢと第１層５４との間に設けられる。第２層５５には、例えば、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｐｄ及びＡｌの少なくともいずれかが用いられる。第２層５５には、例えば、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｐｄ及びＡｌの少なくともいずれかを含む合金が用いられる。例えば、第２層５５に、Ａｇなどの反射率の高い金属を用いる。これにより、第１側面部７１ｓでの光の反射を促進し、光取り出し効率をより向上させることができる。第２層５５は、例えば、第１層５４と第１絶縁部６１などとの密着性を高める接着用金属層として機能する。金属層５０は、１つの金属材料からなる層でもよいし、３つ以上の金属材料からなる層でもよい。
【００２４】
金属層５０は、第１端部７１ｅをさらに含む。この例では、第１底面部７１ｂと第１端部７１ｅとの間に、第１側面部７１ｓが配置される。第１端部７１ｅは、Ｚ軸方向に対して垂直な平面（Ｘ−Ｙ平面）に投影したときに、第１底面部７１ｂと離間する。第１側面部７１ｓは、第１側面Ｓ１と対向する第１対向面７１ｆを有する。第１対向面７１ｆは、Ｚ軸方向に対して傾斜している。対向面７１ｆとＸ−Ｙ平面との成す角度θｓは、例えば、１０°以上６０°以下である。これにより、例えば、光取り出し効率を高めることができる。角度θｓのより好ましい範囲は、例えば、４０°以上５０°以下である。これにより、例えば、光取り出し効率をより高めることができる。例えば、第２層５５に、Ａｇなどの反射率の高い金属を用いる。これにより、第１側面部７１ｓでの光の反射を促進し、光取り出し効率をより向上させることができる。
【００２５】
第１絶縁部６１は、第１側面Ｓ１と第１側面部７１ｓとの間及び波長変換層４０と第１側面部７１ｓとの間に設けられる。第１絶縁部６１は、第１半導体層１０と金属層５０とを電気的に絶縁する。第１絶縁部６１は、例えば、第１側面Ｓ１を覆う。第１絶縁部６１は、波長変換層４０の側面を覆う。この例では、第１絶縁部６１は、第１絶縁層８１と第２絶縁層８２とを含む。第１絶縁層８１及び第２絶縁層８２には、例えば、誘電体が用いられる。第１絶縁層８１及び第２絶縁層８２には、例えば、誘電体膜などが用いられる。誘電体膜としては、例えば、酸化膜や窒化膜などが用いられる。酸化膜としては、例えば、シリコン酸化膜（例えばＳｉＯ２）などが用いられる。第１絶縁層８１及び第２絶縁層８２は、例えば、ＣＶＤ法やスパッタ法などで形成される。
【００２６】
この例では、第１絶縁部６１は、波長変換層４０の少なくとも一部と第１側面部７１ｓとの間に延びる。このように、第１絶縁部６１は、第１側面Ｓ１と第１側面部７１ｓとの間及び波長変換層４０と第１側面部７１ｓとの間に設けられる。第１絶縁部６１は、例えば、金属層５０、第１側面Ｓ１及び波長変換層４０に接する。これにより、例えば、積層体ＳＢや波長変換層４０で発生した熱を、金属層５０に逃がし易くすることができる。波長変換層４０と金属層５０との間には、必ずしも第１絶縁部６１を設けなくてもよい。例えば、波長変換層４０は、金属層５０と直接接してもよい。これにより、例えば、放熱性をより高めることができる。また、波長変換層４０と金属層５０との間に第１絶縁部６１を設けた場合には、例えば、半導体発光素子１１０の製造プロセスを簡潔にすることができる。
【００２７】
第２半導体層２０は、側面２０ａを有する。発光層３０は、側面３０ａを有する。側面２０ａ及び側面３０ａは、Ｘ−Ｙ平面に対して非平行である。側面３０ａは、第１側面Ｓ１及び側面２０ａと連続している。第１絶縁部６１は、側面３０ａと金属層５０との間、及び、側面２０ａと金属層５０との間にも延びている。第１絶縁部６１は、例えば、発光層３０と金属層５０とを電気的に絶縁する。
【００２８】
この例では、半導体発光素子１１０が、第１電極１１と、第２絶縁部６２と、をさらに備える。  
第１半導体層１０は、発光層３０と対向する第１部分１０ａと、Ｚ軸方向に対して非平行な第２方向において第１部分１０ａと並び発光層３０と対向しない第２部分１０ｂとを有する。第２部分１０ｂは、Ｘ−Ｙ平面に対して非平行な第２側面Ｓ２を有する。第２方向は、Ｚ軸方向に対して非平行な任意の方向でよい。
【００２９】
金属層５０は、第２側面部７２ｓと、第２底面部７２ｂと、をさらに含む。第２側面部７２ｓは、波長変換層４０の少なくとも一部と、第２側面Ｓ２と、に対向する。第２底面部７２ｂは、第２部分１０ｂに対向し、第１底面部７１ｂと連続する。
【００３０】
第２側面Ｓ２と第２側面部７２ｓとの間の距離Ｄ３は、例えば、積層体ＳＢのＺ軸方向の厚さｔ１以下であることが望ましい。これにより、例えば、良好な放熱性が得られる。また、波長変換層４０と第２側面部７２ｓとの間の距離Ｄ４は、例えば、積層体ＳＢのＺ軸方向の厚さｔ１以下であることが望ましい。距離Ｄ３及び距離Ｄ４は、例えば、Ｚ軸方向に対して垂直方向の距離である。この例では、例えば、Ｘ軸方向の距離である。距離Ｄ３及び距離Ｄ４は、例えば、第１側面部７１ｓの表面に対して垂直方向の距離でもよい。距離Ｄ３及び距離Ｄ４は、例えば、１０μｍ以下である。距離Ｄ３及び距離Ｄ４は、例えば、２μｍ以下であることがより望ましい。これにより、放熱性がさらに向上する。また、距離Ｄ３及び距離Ｄ４は、例えば、０．１μｍ以上である。これにより、良好な絶縁性が得られる。
【００３１】
第１電極１１は、第２部分１０ｂと第２底面部７２ｂとの間に設けられ、第１半導体層１０と電気的に接続される。第１電極１１は、例えば、第２部分１０ｂに接する。第１電極１１は、例えば、発光層３０から放出される光に対して反射性である。第１電極１１は、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ及びＴａの少なくともいずれかを含む。第１電極１１には、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ及びＴａの少なくともいずれかを含む合金が用いられる。第１電極１１は、Ａｌ及びＡｇの少なくともいずれかを含むことがより望ましい。これにより、例えば、第１電極１１において、発光層３０から放出される光に対して良好な反射性を持たせることができ、光取り出し効率を改善することができる。第１電極１１の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上１０μｍ以下である。さらに、プラズマ周波数から換算される反射膜として必要な膜厚と、動作電圧の低減を加味した場合、第１電極１１の厚さは、１００ｎｍ以上１μｍ以下であることが、より望ましい。
【００３２】
第２絶縁部６２は、第２側面Ｓ２と第２側面部７２ｓとの間及び波長変換層４０と第２側面部７２ｓとの間に設けられる。第２絶縁部６２は、第１半導体層１０と金属層５０とを電気的に絶縁する。第２絶縁部６２は、例えば、第２側面Ｓ２を覆う。第２絶縁部６２は、例えば、波長変換層４０の側面を覆う。第２絶縁部６２は、例えば、金属層５０、第２側面Ｓ２及び波長変換層４０に接する。波長変換層４０と金属層５０との間には、必ずしも第２絶縁部６２を設けなくてもよい。
【００３３】
第２絶縁部６２は、第３絶縁層８３（絶縁層）と、第４絶縁層８４と、配線層８０と、を含む。配線層８０は、第１電極１１と電気的に接続される。第３絶縁層８３は、配線層８０と金属層５０との間に設けられ、配線層８０と金属層５０とを電気的に絶縁する。第４絶縁層８４は、例えば、第１半導体層１０と配線層８０との間、及び、波長変換層４０と配線層８０との間に設けられる。この例では、発光層３０は、側面３０ａとは異なる側面３０ｂを有している。第２半導体層２０は、側面２０ａとは異なる側面２０ｂを有している。第４絶縁層８４は、発光層３０の上記の側面３０ｂと金属層５０との間、及び、第２半導体層２０の上記の側面２０ｂと金属層５０との間に延びている。なお、第１絶縁層８１と第３絶縁層８３とは、連続した１つの層でもよい。第２絶縁層８２と第４絶縁層８４とは、連続した１つの層でもよい。
【００３４】
配線層８０は、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ及びＴａの少なくともいずれかを含む。配線層８０には、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ及びＴａの少なくともいずれかを含む合金が用いられる。配線層８０は、Ａｌ及びＡｇの少なくともいずれかを含むことがより望ましい。これにより、例えば、配線層８０において、発光層３０から放出される光に対して良好な反射性を持たせることができ、光取り出し効率を改善することができる。配線層８０の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上１０μｍ以下である。断切れの抑制や第３絶縁層８３による被覆を考慮すると、配線層８０の厚さは、６００ｎｍ以上１μｍ以下であることが、より好ましい。
【００３５】
この例では、半導体発光素子１１０が、第３電極１３をさらに備える。  
金属層５０は、第２端部７２ｅをさらに含む。この例では、第２底面部７２ｂと第２端部７２ｅとの間に、第２側面部７２ｓが配置される。第３電極１３は、Ｚ軸方向において第２端部７２ｅと対向して設けられる。第２絶縁部６２は、第２端部７２ｅと第３電極１３との間に延びる。配線層８０は、第３電極１３と電気的に接続される。これにより、第１電極１１が、配線層８０を介して第３電極１３と電気的に接続される。第３電極１３は、例えば、外部との配線に用いられるパッド電極である。第３電極１３には、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ及びＡｕの少なくともいずれかの金属、または、これら少なくともいずれかの金属を含む合金が用いられる。
【００３６】
第２端部７２ｅは、Ｘ−Ｙ平面に投影したときに、第２底面部７２ｂと離間する。第２側面部７２ｓは、第２側面Ｓ２と対向する第２対向面７２ｆを有する。第２対向面７２ｆは、Ｚ軸方向に対して傾斜している。第１側面部７１ｓは、例えば、第２側面部７２ｓと連続している。第１側面部７１ｓ及び第２側面部７２ｓは、例えば、Ｚ軸方向を軸として積層体ＳＢを囲む。
【００３７】
波長変換層４０のＺ軸方向に対して垂直な方向（例えばＸ軸方向）に沿う長さＬｆは、例えば、第１側面部７１ｓと第２側面部７２ｓとの間のＸ軸方向に沿う距離Ｄ５以下である。例えば、第２絶縁層８２の傾斜面の角度及び第４絶縁層８４の傾斜面の角度は、例えば、波長変換層４０の傾斜面の角度と実質的に同じであることが望ましい。粗面化された第１半導体層１０の領域の面積は、波長変換層４０の第１半導体層１０と接する領域の面積と実質的に同じであることが望ましい。少なくとも、波長変換層４０の傾斜面の角度は、第２絶縁層８２の傾斜面の角度及び第４絶縁層８４の傾斜面の角度よりも急峻にする。波長変換層４０の第１半導体層１０と接する領域の面積は、第１半導体層１０の粗面化された領域の面積よりも小さくする。この場合において、波長変換層４０が、粗面化された第１半導体層１０に接することができる。
【００３８】
波長変換層４０の長さＬｆは、例えば、距離Ｄ５の５０％以上である。波長変換層４０の長さＬｆは、例えば、距離Ｄ５の７５％以上であることがより好適である。これにより、発光層３０の発光光を適切に波長変換層４０に入射させることができる。波長変換層４０の長さＬｆは、例えば、距離Ｄ５と実質的に同じであることがより好適である。これにより、発光層３０の発光光をより適切に波長変換層４０に入射させることができる。なお、長さＬｆは、例えば、波長変換層４０のＸ軸方向に沿う長さのうちの、最も長い長さである。この例において、長さＬｆは、例えば、波長変換層４０の第１半導体層１０と反対側を向く面４０ａのＸ軸方向の長さである。また、距離Ｄ５は、例えば、第１側面部７１ｓと第２側面部７２ｓとの間のＸ軸方向に沿う距離のうちの、最も長い距離である。
【００３９】
半導体発光素子１１０は、第２電極１２をさらに備える。第２電極１２は、第２半導体層２０と第１底面部７１ｂとの間に設けられ、第２半導体層２０及び金属層５０と電気的に接続される。この例では、第２電極１２が、第２半導体層２０及び第１底面部７１ｂに接している。第２電極１２は、例えば、発光層３０から放出される光に対して反射性である。第２電極１２は、例えば、Ａｇを含む。第２電極１２には、例えば、Ａｇ及びＡｇ合金のいずれか一方が用いられる。これにより、例えば、第２電極１２において、良好な反射性が得られる。第２電極１２の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上１０μｍ以下である。プラズマ周波数から換算される反射膜として必要な膜厚と、動作電圧の低減を加味した場合、第２電極１２の厚さは、例えば、１００ｎｍ以上１μｍ以下であることが、より望ましい。
【００４０】
ＬＥＤなどの半導体発光素子は、一般照明用や表示用バックライトなど、様々な製品に使用されている。これらの製品の低価格化のためには、製品に搭載されるＬＥＤチップ数の削減や、ＬＥＤチップの小型化や、ＬＥＤチップに注入する電流を大きくすることが有効である。ＬＥＤチップの小型化や、電流を大きくする際には、チップの放熱性改善が課題となる。また、白色ＬＥＤを作製した際の色の不均一性を抑制することとチップの歩留まりの向上も重要である。
【００４１】
ＬＥＤチップの小型化や、ＬＥＤチップに注入する電流を大きくしてＬＥＤチップ数を削減する際には、積層体ＳＢ（結晶層）内部で発生する熱の影響が大きくなる。例えば、発熱によって電極周辺の結晶層が低抵抗化し、結晶層内部で局所的に電流が流れやすい経路が形成される場合がある。この場合、発光均一性の低下や結晶層の劣化が起こりやすくなる。このため、結晶層からの放熱が重要である。
【００４２】
一方、結晶層から放出された発光の波長を、蛍光体などの波長変換層によって変換して、発光の色（波長）とは異なる色を得る構成がある。これにより、例えば、白色光などが得られる。このような構成において、結晶層で発生した熱により、波長変換層の温度が上昇する。波長変換層の温度が上昇すると、波長変換特性が変化し、所望の特性が得られない場合がある。さらに、波長変換層における波長変換の際にも熱が発生する。波長変換層の熱伝導率が低い場合には、波長変換層からの放熱も重要である。
【００４３】
このように、結晶層における放熱性の向上と共に、波長変換層の放熱性の向上できる新規な構造が望まれる。
【００４４】
本実施形態に係る半導体発光素子１１０では、結晶層の放熱性を向上できると共に、波長変換層４０の放熱性も向上することができる。本実施形態においては、積層体ＳＢの底面および側面に対向する金属層５０が設けられている。このため、結晶層の放熱性を向上できる。さらに、金属層５０は、波長変換層４０と対向する。このため、波長変換層４０の放熱性を向上できる。例えば、素子自体がヒートシンク性能を有するパッケージとして機能する。本実施形態に係る半導体発光素子１１０では、良好な放熱性を得ることができる。
【００４５】
もし、金属層５０が、積層体ＳＢの底面および側面とだけに対向する場合には、結晶層からは放熱できるが、波長変換層４０からは結晶層を介さなければ放熱は困難である。
【００４６】
さらに、波長変換層を用いる構成において、色が不均一になることがある。例えば、結晶層の側面から横方向（例えばＸ−Ｙ平面に平行な方向）に出射する光が存在する。結晶層の主面から出射する光と、側面から出射する光と、では、波長変換層を通過するときの角度や、距離が異なる。このため、出射する角度によって、結晶層から放出された発光と、波長変換層で変換された光と、の比率などが異なる。このため、出射する角度によって、色度が変化する。例えば、半導体発光素子から白色光が出射する場合において、角度によって色度が異なる。すなわち、色が不均一になる。
【００４７】
これに対して、本実施形態に係る半導体発光素子１１０においては、結晶層の側面が、金属層５０によって覆われる。これにより、半導体発光素子１１０では、横方向に取り出される光の発生を、金属層５０によって抑えることができる。さらには、結晶層の側面から横方向に向かう光を金属層５０で反射させ、波長変換層４０に向かわせることが可能となり、光取り出し効率を高めることができる。本実施形態においては、積層体ＳＢから放出された光が、効率的に波長変換層４０の内部を通過する。これにより、本実施形態においては、光の出射する角度による色度の変化を抑えることができ、色の均一性が向上できる。
【００４８】
本実施形態に係る半導体発光素子１１０の製造方法の例について説明する。  
図２（ａ）〜図２（ｄ）、図３（ａ）〜図３（ｄ）、図４（ａ）〜図４（ｄ）及び図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。  
図２（ａ）に表したように、半導体発光素子１１０の製造では、まず、加工体１１０ｗが準備される。加工体１１０ｗは、基板５と、積層膜ＳＦとを含む。積層膜ＳＦは、Ｚ軸方向において、基板５に積層される。積層膜ＳＦは、第１半導体層１０となる第１導電形の第１半導体膜１０ｆと、第２半導体層２０となる第２導電形の第２半導体膜２０ｆと、発光層３０となる発光膜３０ｆと、を含む。
【００４９】
加工体１１０ｗでは、基板５と第２半導体膜２０ｆとの間に第１半導体膜１０ｆが配置される。第１半導体膜１０ｆと第２半導体膜２０ｆとの間に、発光膜３０ｆが設けられる。基板５には、例えば、シリコン基板やサファイア基板などが用いられる。また、この例においては、第１半導体膜１０ｆの厚さは、第１半導体層１０の厚さよりも厚い。
【００５０】
加工体１１０ｗの準備は、例えば、基板５の上に第１半導体膜１０ｆを形成し、第１半導体膜１０ｆの上に発光膜３０ｆを形成し、発光膜３０ｆの上に第２半導体膜２０ｆを形成することにより、加工体１１０ｗを形成することを含む。
【００５１】
図２（ｂ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理及びエッチング処理により、第２半導体膜２０ｆの一部及び発光膜３０ｆの一部が除去される。これにより、第１半導体膜１０ｆの一部が露呈される。また、第２半導体膜２０ｆから第２半導体層２０が形成され、発光膜３０ｆから発光層３０が形成される。
【００５２】
図２（ｃ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理及びエッチング処理によって、第１半導体膜１０ｆの一部を除去することにより、複数の溝９０（素子分離溝）が形成される。溝９０は、第１半導体膜１０ｆの第１側面Ｓ１ａを露呈させる。この例では、複数の溝９０が、基板５の一部を露呈させる。これにより、第１半導体膜１０ｆから第１半導体層１０が形成される。また、複数の溝９０の形成により、積層膜ＳＦから複数の積層体ＳＢが形成される。従って、この例では、溝９０が、第１半導体層１０の第１側面Ｓ１を露呈させる。加工体１１０ｗのエッチングには、例えば、ＲＩＥなどのエッチング方法が用いられる。なお、溝９０の深さ（Ｚ軸方向の距離）は、製造する半導体発光素子１１０の積層体ＳＢの厚さｔ１よりも長くする。これにより、波長変換層４０の少なくとも一部と対向する金属層５０を形成することが可能となる。
【００５３】
図２（ｄ）に表したように、例えば、成膜処理により、複数の積層体ＳＢのそれぞれの上、及び、溝９０によって露呈された基板５の一部の上に、第２絶縁層８２となる第２絶縁膜８２ｆが形成される。
【００５４】
図３（ａ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理、エッチング処理及び蒸着法やスパッタ法などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれに、第１電極１１が形成される。
【００５５】
図３（ｂ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理、エッチング処理及び蒸着法やスパッタ法などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれに、配線層８０が形成される。
【００５６】
図３（ｃ）に表したように、例えば、成膜処理により、複数の積層体ＳＢのそれぞれの上に、第１絶縁層８１となる第１絶縁膜８１ｆが形成される。
【００５７】
図３（ｄ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理、エッチング処理及び蒸着法やスパッタ法などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれに、第２電極１２が形成される。
【００５８】
図４（ａ）に表したように、例えば、蒸着法やスパッタ法などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれの上に、金属層５０の第２層５５となる導電膜５５ｆが形成される。導電膜５５ｆ（第２層５５）には、例えば、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｐｄ及びＡｌの少なくともいずれかが用いられる。導電膜５５ｆには、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｐｄ及びＡｌの少なくともいずれかを含む合金が用いられる。導電膜５５ｆ（第２層５５）に、上記の材料を用いることにより、例えば高い密着性を得ることができる。例えば、導電膜５５ｆに、Ａｇなどの反射率の高い金属を用いる。これにより、第１側面Ｓ１と対向する部分での光の反射を促進し、光取り出し効率をより向上させることができる。
【００５９】
図４（ｂ）に表したように、例えば、メッキ処理などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれの上に、金属層５０の第１層５４となる導電膜５４ｆが形成される。導電膜５４ｆには、例えば、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｐｄ及びＡｌの少なくともいずれかを含む。導電膜５４ｆには、例えば、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｐｄ及びＡｌの少なくともいずれかを含む合金が用いられる。このように、第１絶縁膜８１ｆの上に金属材料ＭＭを堆積させ、金属材料ＭＭで溝９０を埋めることにより、金属膜５０ｆが第１絶縁膜８１ｆの上に形成される。この金属膜５０ｆは、第２半導体層２０（第２半導体膜２０ｆ）と対向する底面部７０ｂと、第１側面Ｓ１と対向する側面部７０ｓと、を含む。側面部７０ｓは、例えば、Ｚ軸方向を軸にして底面部７０ｂを囲む。
【００６０】
図４（ｃ）及び図４（ｄ）に表したように、基板５が除去される。基板５の除去には、例えば、研削処理及びエッチング処理の少なくともいずれかを用いることができる。これにより、積層体ＳＢを露呈させる。
【００６１】
図５（ａ）に表したように、例えば、エッチング処理によって第１半導体層１０の一部を取り除く。すなわち、第１半導体層１０を薄くする。これにより、側面部７０ｓの形状に応じた凹部９１が形成される。このエッチングにより、第１半導体層１０の表面１０ｓに凹凸１０ｖが形成される。
【００６２】
図５（ｂ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理、エッチング処理及び成膜処理により、複数の積層体ＳＢのそれぞれに、第３電極１３が形成される。成膜処理には、例えば、蒸着法またはスパッタ法が用いられる。
【００６３】
図５（ｃ）に表したように、例えば、凹部９１の内部に波長変換層４０を形成する。波長変換層４０は、複数の積層体ＳＢのそれぞれに形成される。波長変換層４０の形成においては、例えば、固形状の波長変換材料９２を凹部９１に嵌め込む。  
この後、複数の積層体ＳＢ毎に個片化することにより、本実施形態に係る半導体発光素子１１０が完成する。
【００６４】
シリコンなどを成長用基板として用いた場合、熱応力の影響や格子歪みによる応力の影響を受けやすく、結晶成長中に結晶層に、転位またはクラックが形成されやすい。クラックは、半導体発光素子の製造の歩留まりを低下させる要因となる。
【００６５】
Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ型ＬＥＤがある。このＬＥＤにおいては、例えば、結晶成長の後に、結晶成長基板とは異なる別の支持基板（例えばシリコン支持基板）を結晶層と接合させ、結晶成長基板を除去する。このＴｈｉｎ  Ｆｉｌｍ型ＬＥＤにおいて、支持基板と結晶層との線膨張係数の違い等が影響して、素子作製中にさらにクラックが誘発される。素子作製中に発生するクラックは、支持基板と結晶層との接合後に行われるプロセス（例えば結晶成長基板の除去など）中に発生するクラックである。
【００６６】
素子作製中に発生するクラックを抑制するための手段として、結晶層をチップ毎に素子分離することが有効である。
【００６７】
本実施形態に係る半導体発光素子１１０の製造方法では、溝９０の形成によって素子分離を行うことができる。また、支持基板を省略でき、支持基板との接合工程も省略できる。これにより、素子作製中に発生するクラックを抑制することができる。
【００６８】
本実施形態に係る半導体発光素子１１０では、結晶の光取り出し面よりも高い位置にまで金属層５０を形成している。この構成により、波長変換層４０の形状（例えば厚さ）などの制御性が高い。
【００６９】
本実施形態に係る半導体発光素子１１０の製造方法の例では、波長変換層４０を積層体ＳＢとは別に作製し、その波長変換層４０を、凹部９１の内部に挿入する。例えば、セラミックスなどの固形材料を適切な形状と大きさに整形し、波長変換層４０を作製する。この波長変換層４０を、凹部９１の内部の空間に入れる。この方法により、結晶層の内部で発光した光は効率的に波長変換層４０の内部を通過することになる。これによって、例えば、出射角度による色度の変化が抑制される。例えば、見る角度によって、色味が変わってしまうという現象を抑えることができる。
【００７０】
例えば、積層体ＳＢを波長変換層４０で支持することもできる。この場合には、波長変換層４０は、積層体ＳＢを支持できるように厚くする。この構成においては、金属層５０を薄くすることができる。また、この構成において、例えば、光取り出し面（表面１０ｓ）上には、電極が形成されないことが望ましい。
【００７１】
なお、波長変換層４０として、蛍光体を含むセラミックスではなく、蛍光体を含む透明樹脂を用いた場合には、電極や実装用の配線ワイヤーなどを、光取り出し面に設けてもよい。
【００７２】
波長変換層４０の形成において、液体状の波長変換材料を凹部９１の内部に配置して、液体状の波長変換材料を固体化しても良い。
【００７３】
以上のように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０では、結晶層の放熱性を向上しつつ波長変換層４０の放熱性を向上させることができる。さらに、色の均一性も向上することができる。
【００７４】
さらに、本実施形態によれば、製造時におけるクラックの発生を抑制することもできる。また、本実施形態によれば、製造コストを抑えることもできる。例えば、ＡｕＳｎ半田を用いて結晶層とシリコン支持基板とを接着する方法では、金を用いるため、製造コストが比較的高い。これに対して、実施形態においては、メッキ技術などで金属層５０を形成する方法を採用できる。このため実施形態においては、例えば、ＡｕＳｎ半田を用いる方法に比べて、コストを抑えることができる。また、結晶層とシリコン支持基板とを接着する方法では、結晶層とシリコン支持基板との間にボイド（空隙）が生じやすい。ボイドは、例えば、機械強度を低下させ、半導体発光素子の信頼性を低下させてしまう。これに対して、本実施形態に係る半導体発光素子１１０では、メッキ技術などで金属層５０を形成できるので、ボイドの発生を抑え、信頼性をより高めることができる。
【００７５】
この例では、金属層５０が第１層５４と第２層５５とを含む。第１層５４の厚さは、例えば、１０μｍ以上１０００μｍ以下である。第１層５４を蒸着法やスパッタ法などで形成すると、第１層５４の形成に時間がかかってしまう。これに対し、第１層５４をメッキ技術によって形成すると、例えば、蒸着法やスパッタ法などを用いる場合に比べて、製造時間を短縮できる。第２層５５を蒸着法やスパッタ法などで形成すると、例えば、金属層５０と第２電極１２との間の密着性をより高めることができる。
【００７６】
上記の製造方法の例では、基板５の一部を露呈させる溝９０を形成し、溝９０の形成によって積層体ＳＢを形成している。本実施形態において、溝９０、基板５に達しなくてもよい。溝９０の深さは、製造する半導体発光素子１１０の積層体ＳＢの厚さｔ１と同等または厚さｔ１よりも長い。溝９０が基板５に達しない場合には、例えば、図５（ａ）に表した第１半導体層１０を薄くする工程において、第１半導体膜１０ｆを分断させ、積層膜ＳＦから複数の積層体ＳＢを形成する。
【００７７】
図６（ａ）〜図６（ｄ）、図７（ａ）〜図７（ｄ）、図８（ａ）〜図８（ｄ）及び図９（ａ）〜図９（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の別の製造方法を示す模式的断面図である。  
図６（ａ）に表したように、加工体１１１ｗを準備する。
【００７８】
図６（ｂ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理及びエッチング処理により、第１半導体膜１０ｆの一部、第２半導体膜２０ｆの一部及び発光膜３０ｆの一部が除去される。これにより、第１半導体膜１０ｆの一部が露呈される。また、第２半導体膜２０ｆから第２半導体層２０が形成され、発光膜３０ｆから発光層３０が形成される。
【００７９】
図６（ｃ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理及びエッチング処理によって、第１半導体膜１０ｆの一部及び基板５の一部を除去することにより、複数の溝９４が形成される。これにより、第１半導体膜１０ｆから第１半導体層１０が形成され、積層膜ＳＦから複数の積層体ＳＢが形成される。溝９４は、第１半導体層１０の第１側面Ｓ１を露呈させる。
【００８０】
図６（ｄ）に表したように、例えば、成膜処理により、複数の積層体ＳＢのそれぞれの上、及び、溝９４によって露呈された基板５の一部の上に、第２絶縁膜８２ｆが形成される。
【００８１】
図７（ａ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理、エッチング処理及び蒸着法やスパッタ法などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれに、第１電極１１が形成される。
【００８２】
図７（ｂ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理、エッチング処理及び蒸着法やスパッタ法などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれに、配線層８０が形成される。
【００８３】
図７（ｃ）に表したように、例えば、成膜処理により、複数の積層体ＳＢのそれぞれの上に、第１絶縁膜８１ｆが形成される。
【００８４】
図７（ｄ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理、エッチング処理、及び、成膜処理（例えば蒸着法やスパッタ法など）により、複数の積層体ＳＢのそれぞれに、第２電極１２が形成される。
【００８５】
図８（ａ）に表したように、例えば、蒸着法やスパッタ法などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれの上に、金属層５０の第２層５５となる導電膜５５ｆが形成される。
【００８６】
図８（ｂ）に表したように、例えば、メッキ処理などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれの上に、金属層５０の第１層５４となる導電膜５４ｆが形成される。これにより、金属膜５０ｆが、第１絶縁膜８１ｆの上に形成される。金属膜５０ｆは、第２半導体層２０と対向する底面部７０ｂと、第１側面Ｓ１と対向する側面部７０ｓと、を含む。
【００８７】
図８（ｃ）及び図８（ｄ）に表したように、例えば、研削処理及びエッチング処理の少なくともいずれかにより、基板５が除去される。これにより、側面部７０ｓの形状に応じた凹部９１が形成される。
【００８８】
図９（ａ）に表したように、例えば、エッチング処理によって第１半導体層１０の一部を取り除くことにより、第１半導体層１０の表面１０ｓに凹凸１０ｖが形成される。
【００８９】
図９（ｂ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理、エッチング処理及び蒸着法やスパッタ法などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれに、第３電極１３が形成される。
【００９０】
図９（ｃ）に表したように、例えば、波長変換材料９２を凹部９１に嵌め込むことにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれに、波長変換層４０を形成する。  
この後、複数の積層体ＳＢ毎に個片化することにより、本実施形態に係る半導体発光素子１１０が完成する。
【００９１】
このように、半導体発光素子１１０の製造方法では、第１半導体膜１０ｆの一部及び基板５の一部を除去した溝９４を形成してもよい。この製造方法では、例えば、エッチングによって溝９４の表面に凹凸が形成されやすい。これにともない、例えば、溝９４に接する第２絶縁膜８２ｆの表面にも凹凸が形成される。これにより、例えば、第２絶縁膜８２ｆと波長変換層４０との接触部分における密着性が高まる。波長変換層４０の固定の強度を高めることにも有効である。
【００９２】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子を示す模式的断面図である。  
図１０（ａ）に表したように、半導体発光素子１１２では、波長変換層４０が、第１半導体層１０から離間している。このように、波長変換層４０は、必ずしも第１半導体層１０に接しなくてもよい。波長変換層４０が第１半導体層１０から離間する場合には、波長変換層４０が第１半導体層１０に接する場合に比べて、例えば、波長変換層４０の形成が容易になる。半導体発光素子１１２において、第１半導体層１０と波長変換層４０との間の空間に、透明樹脂などを充填してもよい。透明樹脂の一部が、例えば、凹部９１の外部に延出しても良い。透明樹脂と波長変換層４０との間に隙間が生じないように、透明樹脂を充填することが好ましい。これにより、波長変換層４０と結晶層との密着性を高めることができる。透明樹脂は、この場合、波長変換層４０と第１半導体層１０との間、波長変換層４０と第１絶縁部６１との間、及び、波長変換層４０と第２絶縁部６２との間での接着層となる。また、この透明樹脂は、それぞれの間に挟まって薄くなり、実質的に波長変換層４０とみなすこともできる。透明樹脂と波長変換層４０との間、または透明樹脂と凹凸１０ｖとの間には、隙間が生じてもよい。
【００９３】
図１０（ｂ）に表したように、半導体発光素子１１３では、波長変換層４０の高さ（Ｚ軸方向の位置）が、第２絶縁層８２の高さよりも高い。換言すれば、波長変換層４０の厚さは、凹部９１の深さ（Ｚ軸方向に沿う長さ）よりも厚い。半導体発光素子１１０では、波長変換層４０の高さが、第２絶縁層８２の高さと実質的に同じであるが、半導体発光素子１１３に表したように、波長変換層４０の高さは、第２絶縁層８２よりも高くてもよい。これにより、例えば、半導体発光素子１１０の構成に比べて波長変換層４０の形成を容易にすることができる。また、波長変換層４０の高さは、第２絶縁層８２より低くてもよい。
【００９４】
図１０（ｃ）に表したように、半導体発光素子１１４では、波長変換層４０が板状である。また、半導体発光素子１１４では、波長変換層４０と第１半導体層１０との間に透明樹脂層４２が設けられる。透明樹脂層４２は、発光層３０の発光光に対して光透過性を有する。例えば、透明樹脂層４２で凹部９１を埋め、透明樹脂層４２の上に板状の波長変換層４０を設けることによって、半導体発光素子１１４が形成される。この構成では、例えば、波長変換層４０の形成が容易になる。板状の波長変換層４０の幅（Ｘ軸方向に沿う長さ）は、凹部９１の幅より長くてもよいし、短くてもよい。波長変換層４０の幅が凹部９１の幅よりも長い場合には、例えば、波長変換層４０と凹部９１との位置合わせが容易になる。一方、波長変換層４０の幅が凹部９１の幅よりも短い場合には、例えば、波長変換層４０を凹部９１に嵌め込むことができる。
【００９５】
このように、波長変換層４０には、凹部９１に嵌め込む構成を適用できる。波長変換層４０には、発光層３０と波長変換層４０との間に第１半導体層１０を配置可能な任意の構成を適用できる。固形状の波長変換層４０を凹部９１の内部に配置しても良い。液状の材料を凹部９１に配置して、固化させることによって波長変換層４０を形成しても良い。
【００９６】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子を示す模式図である。  
図１１（ａ）は、模式的平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＢ１−Ｂ２線断面を表す模式的断面図である。  
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に表したように、半導体発光素子１１５では、第１電極１１が、枠状である。例えば、この例では、第１電極１１が、Ｘ軸方向に延びる部分と、Ｙ軸方向に延びる部分と、を含む矩形状である。図１１（ｂ）では、第１電極１１が、Ｙ軸方向に延びる部分を切断した状態を表している。また、半導体発光素子１１５では、第３電極１３が、Ｙ軸方向の中央付近に配置されている。
【００９７】
半導体発光素子１１５では、積層体ＳＢが、第１半導体層１０と、第２半導体層２０と、第３半導体層２３と、第１発光層３１と、第２発光層３２と、を含む。  
第３半導体層２３は、Ｚ軸方向において第１半導体層１０と離間し、Ｚ軸方向に対して非平行な第３方向において第２半導体層２０と離間する。第３半導体層２３は、第２導電形である。第３方向は、Ｚ軸方向に対して非平行な任意の方向でよい。
【００９８】
第１発光層３１は、第１半導体層１０と第２半導体層２０との間に設けられる。第２発光層３２は、第１半導体層１０と第３半導体層２３との間に設けられる。
【００９９】
第１半導体層１０は、第１発光層３１と対向する第１部分１０ａと、第３方向において第１部分１０ａと並び第２発光層３２と対向する第３部分１０ｃと、第３方向において第１部分１０ａと第３部分１０ｃとの間に設けられ第１発光層３１及び第２発光層３２と対向しない第４部分１０ｄと、を有する。第３部分１０ｃは、Ｘ−Ｙ平面に対して非平行な第３側面Ｓ３を有する。
【０１００】
金属層５０（第１金属層）は、第３側面部７３ｓと、第３底面部７３ｂと、第４底面部７４ｂと、をさらに含む。第３側面部７３ｓは、波長変換層４０の少なくとも一部と、第３側面Ｓ３と、に対向する。第３底面部７３ｂは、第３部分１０ｃに対向する。第４底面部７４ｂは、第４部分１０ｄに対向する。第４底面部７４ｂは、第１底面部７１ｂ及び第３底面部７３ｂと連続する。第１底面部７１ｂは、第１部分１０ａと対向する。
【０１０１】
第３側面Ｓ３と第３側面部７３ｓとの間の距離Ｄ６及び波長変換層４０と第３側面部７３ｓとの間の距離Ｄ７は、例えば、積層体ＳＢのＺ軸方向の厚さｔ１以下であることが望ましい。これにより、例えば、良好な放熱性が得られる。距離Ｄ６及び距離Ｄ７は、例えば、１０μｍ以下である。距離Ｄ６及び距離Ｄ７は、例えば、１μｍ以下であることがより望ましい。これにより、例えば、良好な放熱性を得ることができる。また、距離Ｄ６及び距離Ｄ７は、例えば、０．１μｍ以上である。これにより、良好な絶縁性が得られる。
【０１０２】
半導体発光素子１１５は、第３絶縁部６３をさらに備える。第３絶縁部６３は、第３側面Ｓ３と第３側面部７３ｓとの間及び波長変換層４０と第３側面部７３ｓとの間に設けられ、第１半導体層１０と金属層５０とを電気的に絶縁する。第３絶縁部６３は、例えば、第３側面Ｓ３を覆う。第３絶縁部６３は、例えば、波長変換層４０の側面を覆う。第３絶縁部６３は、例えば、金属層５０と第３側面Ｓ３との間に設けられた第５絶縁層８５と、第５絶縁層８５と第３側面Ｓ３との間に設けられた第６絶縁層８６と、を含む。第１絶縁層８１と第５絶縁層８５とは、連続した１つの層でもよい。第２絶縁層８２と第６絶縁層８６とは、連続した１つの層でもよい。第３絶縁部６３は、例えば、金属層５０、第３側面Ｓ３及び波長変換層４０に接する。この例において、第３絶縁部６３は、第３半導体層２３の側面２３ａと金属層５０との間、及び、第２発光層３２の側面３２ａと金属層５０との間にも延びている。
【０１０３】
第１電極１１は、第４部分１０ｄと第４底面部７４ｂとの間に延びる。上記実施形態で説明したように、第１電極１１は、配線層８０に電気的に接続され、配線層８０を介して第３電極１３と電気的に接続される。
【０１０４】
第４底面部７４ｂと配線層８０との間には、第７絶縁層８７が設けられる。第７絶縁層８７は、金属層５０と配線層８０とを電気的に絶縁する。第１電極１１と第２半導体層２０との間、第１電極１１と第１発光層３１との間、及び、第１電極１１と第２電極１２との間には、第８絶縁層８８が設けられる。第８絶縁層８８は、第１電極１１と第２半導体層２０とを電気的に絶縁し、第１電極１１と第１発光層３１とを電気的に絶縁し、第１電極１１と第２電極１２とを電気的に絶縁する。第１電極１１と第３半導体層２３との間、第１電極１１と第２発光層３２との間、及び、第１電極１１と第２電極１２との間には、第９絶縁層８９が設けられる。第９絶縁層８９は、第１電極１１と第３半導体層２３とを電気的に絶縁し、第１電極１１と第２発光層３２とを電気的に絶縁し、第１電極１１と第２電極１２とを電気的に絶縁する。第７絶縁層８７は、第１絶縁層８１及び第５絶縁層８５と連続した１つの層でもよい。第８絶縁層８８及び第９絶縁層８９は、第２絶縁層８２及び第６絶縁層８６と連続した１つの層でもよい。
【０１０５】
半導体発光素子１１５においても、半導体発光素子１１０と同様に、良好な放熱性を得ることができる。
【０１０６】
（第２の実施形態）  
図１２は、第２の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的断面図である。  
図１２に表したように、この例の半導体発光素子１２０は、第１金属層５１と第２金属層５２とを備える。そして、第１金属層５１と第２金属層５２とで、裏面側（光取り出し面に対して反対側）から通電を行えるようにしている。
【０１０７】
第１半導体層１０は、発光層３０と対向する第１部分１０ａと、Ｚ軸方向に対して非平行な方向において第１部分１０ａと並び発光層３０と対向しない第２部分１０ｂと、を有する。第２部分１０ｂは、第２側面Ｓ２を有する。
【０１０８】
第１金属層５１は、上記第１の実施形態の金属層５０と同様に、第１側面部７１ｓと、第１底面部７１ｂと、を含む。第１側面部７１ｓは、波長変換層４０の少なくとも一部と、第１側面Ｓ１と、に対向する。また、第１金属層５１は、上記第１の実施形態の金属層５０と同様に、第１層５４と、第２層５５と、を含む。また、この例では、第１絶縁層８１によって、第１絶縁部６１が、形成されている。第１絶縁層８１は、第１側面Ｓ１と第１側面部７１ｓとの間及び波長変換層４０と第１側面部７１ｓとの間に設けられる。第１絶縁層８１は、側面３０ａと第１金属層５１との間、側面２０ａと第１金属層５１との間、側面２０ｂと第１金属層５１との間、及び、側面３０ｂと第１金属層５１との間にも延びている。第１絶縁層８１は、第２側面Ｓ２と第２側面部７２ｓとの間、及び、波長変換層４０と第２側面部７２ｓとの間にも延びている。
【０１０９】
第２金属層５２は、第２側面部７２ｓと、第２底面部７２ｂと、を含む。第２側面部７２ｓは、波長変換層４０の少なくとも一部と、第２側面Ｓ２と、に対向する。第２底面部７２ｂは、第２部分１０ｂに対向する。第２金属層５２は、第１金属層５１と電気的に絶縁されている。この例では、第１金属層５１と第２金属層５２とを離間させることによって、第２金属層５２が、第１金属層５１と絶縁されている。第１金属層５１と第２金属層５２との間には、絶縁性の誘電体や樹脂などが設けられてもよい。第１金属層５１と第２金属層５２とを離間させる位置は、図１２に表したように、第１電極１１に近い位置でもよいし、第２電極１２に近い位置でもよい。この例においても、第２側面Ｓ２と第２側面部７２ｓとの間の距離Ｄ８及び波長変換層４０と第２側面部７２ｓとの間の距離Ｄ９は、例えば、積層体ＳＢのＺ軸方向の厚さｔ１以下であることが望ましい。これにより、例えば、良好な放熱性が得られる。距離Ｄ８及び距離Ｄ９は、例えば、１０μｍ以下である。距離Ｄ８及び距離Ｄ９は、例えば、１μｍ以下であることがより望ましい。これにより、例えば、良好な放熱性を得ることができる。また、距離Ｄ８及び距離Ｄ９は、例えば、０．１μｍ以上である。これにより、良好な絶縁性が得られる。
【０１１０】
この例では、第２金属層５２が、第３層５６と、第４層５７と、を含む。第３層５６には、例えば、第１層５４と実質的に同じ材料が用いられる。第４層５７には、例えば、第２層５５と実質的に同じ材料が用いられる。
【０１１１】
第１電極１１は、第２部分１０ｂと第２底面部７２ｂとの間に設けられ、第１半導体層１０及び第２金属層５２と電気的に接続される。第２電極１２は、第２半導体層２０と第１底面部７１ｂとの間に設けられ、第２半導体層２０及び第１金属層５１と電気的に接続される。これにより、半導体発光素子１２０では、第１金属層５１及び第２金属層５２によって、裏面側から発光層３０に通電を行うことができる。
【０１１２】
半導体発光素子１２０においても、半導体発光素子１１０と同様に、良好な放熱性を得ることができる。
【０１１３】
次に、半導体発光素子１２０の製造方法について説明する。  
図１３（ａ）〜図１３（ｄ）、図１４（ａ）〜図１４（ｅ）及び図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。  図１３（ａ）に表したように、加工体１２０ｗを準備する。加工体１２０ｗは、加工体１１０ｗと実質的に同じである。
【０１１４】
図１３（ｂ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理及びエッチング処理により、第２半導体膜２０ｆの一部及び発光膜３０ｆの一部が除去される。
【０１１５】
図１３（ｃ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理及びエッチング処理によって、第１半導体膜１０ｆの一部を除去することにより、複数の溝９０が形成される。
【０１１６】
図１３（ｄ）に表したように、例えば、成膜処理により、複数の積層体ＳＢのそれぞれの上、及び、溝９０によって露呈された基板５の一部の上に、第１絶縁膜８１ｆが形成される。
【０１１７】
図１４（ａ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理、エッチング処理及び蒸着法やスパッタ法などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれに、第１電極１１が形成される。
【０１１８】
図１４（ｂ）に表したように、例えば、フォトリソグラフ処理、エッチング処理及び蒸着法やスパッタ法などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれに、第２電極１２が形成される。
【０１１９】
図１４（ｃ）に表したように、例えば、蒸着法やスパッタ法などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれの上に、第１金属層５１の第２層５５及び第２金属層５２の第４層５７となる導電膜５５ｆが形成される。なお、第１電極１１と導電膜５５ｆとの間に、第１電極１１と導電膜５５ｆとの密着性を高めるための金属膜（いわゆるＰａｄ金属）をさらに設けてもよい。同様に、第２電極１２と導電膜５５ｆとの間に、第２電極１２と導電膜５５ｆとの密着性を高めるための金属膜をさらに設けてもよい。この金属膜には、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ及びＡｕを含む材料などが用いられる。
【０１２０】
図１４（ｄ）に表したように、例えば、メッキ処理などにより、複数の積層体ＳＢのそれぞれの上に、第１金属層５１の第１層５４及び第２金属層５２の第３層５６となる導電膜５４ｆが形成される。  
図１４（ｅ）に表したように、第１金属層５１と第２金属層５２とを離間させるための複数の溝９５が、例えば、エッチング処理によって、導電膜５４ｆ及び導電膜５５ｆに形成される。
【０１２１】
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に表したように、例えば、研削処理及びエッチング処理の少なくともいずれかにより、基板５が除去される。
【０１２２】
図１５（ｃ）に表したように、例えば、エッチング処理によって第１半導体層１０の一部を取り除くことにより、第１半導体層１０を薄くし、凹部９１及び凹凸１０ｖが形成される。
【０１２３】
図１５（ｄ）に表したように、波長変換材料９２を凹部９１に嵌め込んで波長変換層４０を形成する。この後、複数の積層体ＳＢ毎に個片化することにより、本実施形態に係る半導体発光素子１２０が完成する。このとき個片化した後に波長変換材料９２（波長変換層４０）を嵌め込んでも良い。この例では、第１半導体膜１０ｆの厚さが、第１半導体層１０の厚さよりも厚い加工体１２０ｗを用いて半導体発光素子１２０を形成している。これに限ることなく、例えば、図６（ａ）〜図６（ｄ）、図７（ａ）〜図７（ｄ）、図８（ａ）〜図８（ｄ）及び図９（ａ）〜図９（ｃ）に表した例と同様に、基板５の一部を除去する溝９４を形成する方法で半導体発光素子１２０を形成してもよい。
【０１２４】
（第３の実施形態）  
図１６は、第３の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示するフローチャート図である。  
図１６に表したように、実施形態に係る半導体発光素子の製造方法は、加工体１１０ｗを準備するステップＳ１１０と、溝９０を形成するステップＳ１２０と、第２絶縁膜８２ｆを形成するステップＳ１３０と、金属膜５０ｆを形成するステップＳ１４０と、基板５を除去して積層体ＳＢを露呈させるステップＳ１５０と、波長変換層４０を形成するステップＳ１６０と、を含む。  
これにより、良好な放熱性の半導体発光素子１１０が製造される。
【０１２５】
ステップＳ１１０では、例えば、図２（ａ）に関して説明した処理が実施される。ステップＳ１２０では、例えば、図２（ｃ）に関して説明した処理が実施される。ステップＳ１３０では、例えば、図２（ｄ）に関して説明した処理が実施される。ステップＳ１４０では、例えば、図４（ｂ）に関して説明した処理が実施される。ステップＳ１５０では、例えば、図４（ｃ）及び図４（ｄ）に関して説明した処理が実施される。ステップＳ１６０では、例えば、図５（ｃ）に関して説明した処理が実施される。
【０１２６】
実施形態によれば、良好な放熱性の半導体発光素子及びその製造方法が提供される。また、実施形態に係る半導体発光素子は、ウェハレベルパッケージ技術にも対応でき、低コスト化に有効である。
【０１２７】
なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙ−ｚＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる化学式において組成比ｘ、ｙ及びｚをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。
【０１２８】
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。本願明細書において、「上に設けられる」状態は、直接接して設けられる状態の他に、間に他の要素が挿入されて設けられる状態も含む。「積層される」状態は、互いに接して重ねられる状態の他に、間に他の要素が挿入されて重ねられる状態も含む。「対向する」状態は、直接的に面する状態の他に、間に他の要素が挿入されて面する状態も含む。
【０１２９】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子及びその製造方法に含まれる、第１半導体層、第２半導体層、第３半導体層、第１発光層、第２発光層、積層体、波長変換層、第１金属層、第２金属層、第１電極、第２電極、第３電極、第１絶縁部、配線層、絶縁層、凹凸、基板、積層膜、第１半導体膜、第２半導体膜、発光膜、加工体、溝、絶縁膜、金属材料及び金属膜などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。  
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１３０】
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体発光素子及びその製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体発光素子及びその製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１３１】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１３２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１３３】
５…基板、  １０…第１半導体層、  １０ａ…第１部分、  １０ｂ…第２部分、  １０ｃ…第３部分、  １０ｄ…第４部分、  １０ｆ…第１半導体膜、  １０ｓ…表面、  １０ｖ…凹凸、  １１…第１電極、  １２…第２電極、  １３…第３電極、  ２０…第２半導体層、  ２０ｆ…第２半導体膜、  ２３…第３半導体層、  ３０…発光層（第１発光層）、  ３０ｆ…発光膜、  ３１…第１発光層、  ３２…第２発光層、  ４０…波長変換層、  ４２…透明樹脂層、  ５０…金属層（第１金属層）、  ５１…第１金属層、  ５２…第２金属層、  ５４…第１層、  ５４ｆ…導電膜、  ５５…第２層、  ５５ｆ…導電膜、  ５６…第３層、  ５７…第４層、  ６１…第１絶縁部、  ６２…第２絶縁部、  ７０ｓ…側面部、  ７０ｂ…底面部、  ７１ｂ…第１底面部、  ７１ｅ…第１端部、  ７１ｓ…第１側面部、  ７２ｂ…第２底面部、  ７２ｅ…第２端部、  ７２ｓ…第２側面部、  ７３ｂ…第３底面部、  ７３ｅ…第３端部、  ７３ｓ…第３側面部、  ７４ｂ…第４底面部、  ８０…配線層、  ８１…第１絶縁層、  ８１ｆ…第１絶縁膜、  ８２…第２絶縁層、  ８２ｆ…第２絶縁膜、  ８３…第３絶縁層、  ８４…第４絶縁層、  ８５…第５絶縁層、  ８６…第６絶縁層、  ８７…第７絶縁層、  ８８…第８絶縁層、  ８９…第９絶縁層、  ９０、９４…溝、  ９１…凹部、  ９２…波長変換材料、  ９５…溝、  １１０、１１２、１１３、１１４、１１５、１２０…半導体発光素子、  １１０ｗ、１１１ｗ、１２０ｗ…加工体、  ＭＭ…金属材料、  ＳＢ…積層体、  ＳＦ…積層膜、  Ｓ１〜Ｓ３、Ｓ１ａ、Ｓ２ａ…側面
【図１】
2014107291.tif 000003
【図２】
2014107291.tif 000004
【図３】
2014107291.tif 000005
【図４】
2014107291.tif 000006
【図５】
2014107291.tif 000007
【図６】
2014107291.tif 000008
【図７】
2014107291.tif 000009
【図８】
2014107291.tif 000010
【図９】
2014107291.tif 000011
【図１０】
2014107291.tif 000012
【図１１】
2014107291.tif 000013
【図１２】
2014107291.tif 000014
【図１３】
2014107291.tif 000015
【図１４】
2014107291.tif 000016
【図１５】
2014107291.tif 000017
【図１６】
2014107291.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成25年6月17日(2013.6.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電形の第１半導体層と、
第１方向において前記第１半導体層と離間する第２導電形の第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられた第１発光層と、
を含む積層体であって、前記第１半導体層は前記第１方向に対して垂直な平面に対して非平行な第１側面を有する積層体と、
前記第１発光層から放出された光の波長を変換する波長変換層であって、前記第１発光層と前記波長変換層との間に前記第１半導体層が配置される波長変換層と、
前記第２半導体層と電気的に接続された第１金属層であって、
前記第１方向に対して垂直な方向において、前記波長変換層の少なくとも一部と、前記第１側面と、に対向する第１側面部と、
前記第２半導体層に対向する第１底面部と、
を含む第１金属層と、
前記第１側面と前記第１側面部との間及び前記波長変換層と前記第１側面部との間に設けられ、前記第１半導体層と前記第１金属層とを電気的に絶縁する第１絶縁部と、
を備えた半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１側面と前記第１側面部との間の距離は、１０μｍ以下であり、
前記波長変換層と前記第１側面部との間の距離は、１０μｍ以下である請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１側面と前記第１側面部との間の距離は、前記積層体の前記第１方向の厚さ以下であり、
前記波長変換層と前記第１側面部との間の距離は、前記積層体の前記第１方向の厚さ以下である請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１絶縁部は、前記第１金属層、前記第１側面及び前記波長変換層に接する請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記第１金属層は、第１端部をさらに含み、前記第１底面部と前記第１端部との間に前記第１側面部が配置され、
前記第１端部は、前記平面に投影したときに、前記第１底面部と離間し、
前記第１側面部は、前記第１側面と対向する対向面を有し、
前記対向面は、前記第１方向に対して傾斜している請求項１〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記対向面と前記平面との成す角度は、１０°以上６０°以下である請求項５記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記第２半導体層と前記第１底面部との間に設けられ、前記第２半導体層及び前記第１金属層と電気的に接続された第２電極を、さらに備えた請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記第２電極は、Ａｇを含む請求項７記載の半導体発光素子。
【請求項９】
第１電極と、第２絶縁部と、をさらに備え、
前記第１半導体層は、前記第１発光層と対向する第１部分と、前記第１方向に対して非平行な第２方向において前記第１部分と並び前記第１発光層と対向しない第２部分と、を有し、
前記第２部分は、前記平面に対して非平行な第２側面を有し、
前記第１金属層は、
前記波長変換層の少なくとも一部と、前記第２側面と、に対向する第２側面部と、
前記第２部分に対向し、前記第１底面部と連続する第２底面部と、
をさらに含み、
前記第２絶縁部は、前記第２側面と前記第２側面部との間及び前記波長変換層と前記第２側面部と間に設けられ、前記第１半導体層と前記第１金属層とを電気的に絶縁し、
前記第１電極は、前記第２部分と前記第２底面部との間に設けられ、前記第１半導体層と電気的に接続される請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
第３絶縁部をさらに備え、
前記積層体は、
前記第１方向において前記第１半導体層と離間し、前記第１方向に対して非平行な第３方向において前記第２半導体層と離間する第２導電形の第３半導体層と、
前記第１半導体層と前記第３半導体層との間に設けられた第２発光層と、
をさらに含み、
前記第１半導体層は、
前記第３方向において前記第１部分と並び前記第２発光層と対向する第３部分と、
前記第３方向において前記第１部分と前記第３部分との間に設けられ前記第１発光層及び前記第２発光層と対向しない第４部分と、
を有し、
前記第３部分は、前記平面に対して非平行な第３側面を有し、
前記第１金属層は、
前記波長変換層の少なくとも一部と、前記第３側面と、に対向する第３側面部と、
前記第３部分に対向する第３底面部と、
前記第４部分に対向し、前記第１底面部及び前記第３底面部と連続する第４底面部と、
をさらに含み、
前記第３絶縁部は、前記第３側面と前記第３側面部との間及び前記波長変換層と前記第３側面部との間に設けられ、前記第１半導体層と前記第１金属層とを電気的に絶縁し、
前記第１電極は、前記第４部分と前記第４底面部との間に延びる請求項９記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第２絶縁部は、
前記第１電極と電気的に接続された配線層と、
前記配線層と前記第２側面部との間に設けられ、前記配線層と前記第１金属層とを電気的に絶縁する絶縁層と、
を含む請求項９または１０記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
第３電極をさらに備え、
前記第１金属層は、第２端部であって、前記第２底面部と前記第２端部との間に前記第２側面部が配置される前記第２端部をさらに含み、
前記第３電極は、前記第１方向において前記第２端部と対向し、
前記第２絶縁部は、前記第２端部と前記第３電極との間に延び、
前記配線層は、前記第３電極と電気的に接続される請求項１１記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記波長変換層の前記第１方向に対して垂直な方向に沿う長さは、前記第１側面部と前記第２側面部との間の前記垂直な方向に沿う距離以下である請求項９〜１２のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記波長変換層の前記第１方向に対して垂直な方向に沿う長さは、前記第１側面部と前記第２側面部との間の前記垂直な方向に沿う距離の５０％以上である請求項９〜１３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第１電極は、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｕ及びＴａの少なくともいずれかを含む請求項９〜１３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記波長変換層の少なくとも一部は、前記第１半導体層に接する請求項１〜１５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１７】
前記波長変換層は、前記第１半導体層から離間する請求項１〜１５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１８】
前記第１半導体層と前記波長変換層との間に設けられた透明樹脂層をさらに備えた請求項１〜１５記載の半導体発光素子。
【請求項１９】
前記第１金属層は、Ｔｉ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｓｎ、Ｐｄ及びＡｌの少なくともいずれかを含む請求項１〜１８のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項２０】
第２金属層と、第１電極と、をさらに備え、
前記第１半導体層は、前記第１発光層と対向する第１部分と、前記第１方向に対して非平行な方向において前記第１部分と並び前記第１発光層と対向しない第２部分と、を有し、
前記第２部分は、第２側面を有し、
前記第２金属層は、
前記波長変換層の少なくとも一部と、前記第２側面と、に対向する第２側面部と、
前記第２部分に対向する第２底面部と、
を含み、前記第１金属層と電気的に絶縁され、
前記第１電極は、前記第２部分と前記第２底面部との間に設けられ、前記第１半導体層及び前記第２金属層と電気的に接続される請求項１〜８のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項２１】
基板と、
第１方向において前記基板に積層された積層膜であって、
第１導電形の第１半導体膜と、
第２導電形の第２半導体膜であって、前記基板と前記第２半導体膜との間に前記第１半導体膜が配置された第２半導体膜と、
前記第１半導体膜と前記第２半導体膜との間に設けられた発光膜と、
を含む積層膜と、
を含む加工体を準備する工程と、
前記第２半導体膜の一部、前記発光膜の一部及び前記第１半導体膜の一部を除去することにより、前記第１半導体膜の前記第１方向に対して垂直な平面に対して非平行な第１側面を露出させる溝を前記加工体に形成する工程と、
前記溝を形成した前記加工体の上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上に金属材料を堆積させ、前記金属材料で前記溝を埋めることにより、前記第２半導体膜と対向する底面部と、前記第１方向に対して垂直な第２方向において前記第１側面と対向する側面部と、を含む金属膜を前記絶縁膜の上に形成する工程と、
前記基板を除去し、積層体を露呈させる工程であって、
前記積層体は、
前記第１半導体膜から形成され前記第１側面を有する第１半導体層と、
前記発光膜から形成された発光層と、
前記第２半導体膜から形成された第２半導体層と、
を含む、
工程と、
少なくとも一部が前記第２方向において前記側面部と対向する波長変換層を前記積層体の上に形成する工程と、
を備えた半導体発光素子の製造方法。
【請求項２２】
前記溝を形成する前記工程では、前記基板の一部を露呈させる前記溝を形成する請求項２１記載の半導体発光素子の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、積層体と、波長変換層と、第１金属層と、第１絶縁部と、を備えた半導体発光素子が提供される。前記積層体は、第１半導体層と、第２半導体層と、第１発光層と、を含む。前記第１半導体層は、第１導電形である。前記第２半導体層は、第１方向において前記第１半導体層と離間し、第２導電形である。前記第１発光層は、前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられる。前記第１半導体層は、前記第１方向に対して垂直な平面に対して非平行な第１側面を有する。前記波長変換層は、前記第１発光層から放出された光の波長を変換する。前記第１発光層と前記波長変換層との間に、前記第１半導体層が配置される。前記第１金属層は、第１側面部と、第１底面部と、を含む。前記第１側面部は、前記第１方向に対して垂直な方向において、前記波長変換層の少なくとも一部と、前記第１側面と、に対向する。前記第１底面部は、前記第２半導体層に対向する。前記第１金属層は、前記第２半導体層と電気的に接続される。前記第１絶縁部は、前記第１側面と前記第１側面部との間及び前記波長変換層と前記第１側面部との間に設けられ、前記第１半導体層と前記第１金属層とを電気的に絶縁する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図４】図４（ａ）〜図４（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の別の製造方法を示す模式的断面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の別の製造方法を示す模式的断面図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の別の製造方法を示す模式的断面図である。
【図９】図９（ａ）〜図９（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の別の製造方法を示す模式的断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、別の半導体発光素子を示す模式図である。
【図１１】図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子を示す模式図である。
【図１２】第２の実施形態に係る半導体発光素子を示す模式的断面図である。
【図１３】図１３（ａ）〜図１３（ｄ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図１４】図１４（ａ）〜図１４（ｅ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図１５】図１５（ａ）〜図１５（ｄ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を示す模式的断面図である。
【図１６】第３の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示するフローチャート図である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、別の半導体発光素子を示す模式的断面図である。  
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子を模式的に表し、図１０（ｃ）は、参考例の半導体発光素子を模式的に表す。 
図１０（ａ）に表したように、半導体発光素子１１２では、波長変換層４０が、第１半導体層１０から離間している。このように、波長変換層４０は、必ずしも第１半導体層１０に接しなくてもよい。波長変換層４０が第１半導体層１０から離間する場合には、波長変換層４０が第１半導体層１０に接する場合に比べて、例えば、波長変換層４０の形成が容易になる。半導体発光素子１１２において、第１半導体層１０と波長変換層４０との間の空間に、透明樹脂などを充填してもよい。透明樹脂の一部が、例えば、凹部９１の外部に延出しても良い。透明樹脂と波長変換層４０との間に隙間が生じないように、透明樹脂を充填することが好ましい。これにより、波長変換層４０と結晶層との密着性を高めることができる。透明樹脂は、この場合、波長変換層４０と第１半導体層１０との間、波長変換層４０と第１絶縁部６１との間、及び、波長変換層４０と第２絶縁部６２との間での接着層となる。また、この透明樹脂は、それぞれの間に挟まって薄くなり、実質的に波長変換層４０とみなすこともできる。透明樹脂と波長変換層４０との間、または透明樹脂と凹凸１０ｖとの間には、隙間が生じてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９４】
図１０（ｃ）に表したように、参考例の半導体発光素子１１４では、波長変換層４０が板状である。また、半導体発光素子１１４では、波長変換層４０と第１半導体層１０との間に透明樹脂層４２が設けられる。透明樹脂層４２は、発光層３０の発光光に対して光透過性を有する。例えば、透明樹脂層４２で凹部９１を埋め、透明樹脂層４２の上に板状の波長変換層４０を設けることによって、半導体発光素子１１４が形成される。この構成では、例えば、波長変換層４０の形成が容易になる。板状の波長変換層４０の幅（Ｘ軸方向に沿う長さ）は、凹部９１の幅より長くてもよいし、短くてもよい。波長変換層４０の幅が凹部９１の幅よりも長い場合には、例えば、波長変換層４０と凹部９１との位置合わせが容易になる。一方、波長変換層４０の幅が凹部９１の幅よりも短い場合には、例えば、波長変換層４０を凹部９１に嵌め込むことができる。