(57)【要約】      （修正有）【課題】高輝度かつ高発光効率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】半導体構造層１４の表面に、半導体構造層の結晶軸に沿って等間隔に配列された複数の開口部１９Ａを有するマスク層１９を形成する工程と、マスク層の開口部から露出した半導体構造層の表面にプラズマ処理を行う工程と、マスク層を除去する工程と、半導体構造層の表面にウェットエッチングを行うことにより、半導体構造層の表面に突起すなわちマイクロコーン２０を形成する工程と、を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
六方晶系の結晶構造を有する半導体構造層を含む半導体発光素子の製造方法であって、
前記半導体構造層の表面に、前記半導体構造層の結晶軸に沿って等間隔に配列された複数の開口部を有するマスク層を形成する工程と、
前記マスク層の前記開口部から露出した前記半導体構造層の表面にプラズマ処理を行う工程と、
前記マスク層を除去する工程と、
前記半導体構造層の表面にウェットエッチングを行うことにより、前記半導体構造層の表面に、前記複数の開口部の配列形態に従って配列され且つ前記半導体構造層の結晶構造に由来する複数の突起を形成する工程と、を含むことを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記半導体構造層の表面はＣ−面であり、
前記複数の開口部の各々は、任意の１の開口部に隣接する他の開口部の各々が正六角形の各頂点に配置され且つ前記正六角形を構成する互いに対向する２辺が前記半導体構造層の結晶軸の［１−１００］方向または［１１−２０］方向と平行となるように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記複数の突起の各々は六角錐形状を有し且つ最密充填配列をなして形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記プラズマ処理に用いるガスは不活性ガスであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載の製造方法。
【請求項５】
前記ウェットエッチングは、アルカリ溶液を用いたウェットエッチングであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの半導体発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオードなどの半導体発光素子は、通常、成長用基板上に、ｎ型半導体層、発光層、及びｐ型半導体層を成長し、それぞれｎ型半導体層及びｐ型半導体層に電圧を印加するｎ電極及びｐ電極を形成して作製される。
【０００３】
上記の構造における放熱性能の向上を図る半導体発光素子として、ｐ型半導体層上にｐ電極を形成した後、接合層を介して素子を支持基板に貼り合わせ、成長用基板を除去した構造を有するいわゆる貼り合わせ構造の半導体発光素子が知られている。
【０００４】
また、発光層から放出された光を多く外部へ取出すことを図る技術として、特許文献１には、成長用基板の除去後に表出したｎ型半導体層の表面にアルカリ溶液を用いたウェットエッチングを行い、半導体の結晶構造に由来した複数の突起を形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2012-186335号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＧａＮ系半導体は、ウルツ鉱型の結晶構造を有している。ＧａＮ系半導体からなる半導体層のＣマイナス面（Ｃ−面）にアルカリ溶液を用いたウェットエッチングを行うと、ウルツ鉱型の結晶構造に由来する六角錐状の突起からなる凹凸構造が形成される。光取出し面であるｎ型半導体層の表面にこの凹凸構造を形成すると、発光層から放出された光が凹凸構造を通過する確率が高い。従って、多くの光を外部へ取出すことができる。なお、この結晶構造に由来した突起は、マイクロコーンと称される。
【０００７】
特許文献１に記載の技術の要点は、成長用基板を除去することによって表出したｎ型半導体層のＣ−面に、その半導体材料の結晶軸に沿って配列された複数の凹部を形成し、その後、ｎ型半導体層にアルカリ溶液を用いたウェットエッチングを行うというものである。
【０００８】
ｎ型半導体層の表面に設けられた凹部は、後工程のウェットエッチングにおいて、ｎ型半導体層の他の表面部分よりもエッチングレートが低いエッチングの制御点として機能する。エッチングの制御点（エッチングの律速点）として凹部が機能するためには、凹部内にＣ−面以外の様々な結晶面が表出していること、例えば、凹部は、すり鉢状、円錐状又は半球状の形状を有していることが好ましいことが記載されている。
【０００９】
しかし、Ｃ−面が多く表出した形状、例えば円柱形状を有する凹部が形成されると、凹部におけるエッチングの進みにくさは、凹部以外の部分のエッチングの進みにくさと同程度となり、凹部がエッチングの制御点として機能しない。また、部分的に過度にエッチングが進むことによって、電極材料が素子内に拡散する問題や、電流のリークが生じるなどの問題が発生する。
【００１０】
一方、特許文献１には、凹部が反応性イオンエッチングなどのドライエッチングを用いて形成されることが記載されている。しかし、本願の発明者は、ドライエッチングを用いる場合、上記制御点としての凹部の形状及び深さを制御することが困難であることに着目した。すなわち、ドライエッチングを用いると、円柱状、多角柱状などの様々な形状の凹部が形成される。従って、均一かつ規則正しく配列され、かつ大きさの揃ったマイクロコーンを形成することが困難であった。
【００１１】
本発明は上記した点に鑑みてなされたものであり、規則正しく配列され、かつ大きさの揃った均一な突起を有し、高信頼性な半導体発光素子の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による半導体発光素子の製造方法は、六方晶系の結晶構造を有する半導体構造層を含む半導体発光素子の製造方法であって、半導体構造層の表面に、半導体構造層の結晶軸に沿って等間隔に配列された複数の開口部を有するマスク層を形成する工程と、マスク層の開口部から露出した半導体構造層の表面にプラズマ処理を行う工程と、マスク層を除去する工程と、半導体構造層の表面にウェットエッチングを行うことにより、半導体構造層の表面に、複数の開口部の配列形態に従って配列され且つ半導体構造層の結晶構造に由来する複数の突起を形成する工程と、を含むことを特徴としている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例の半導体発光素子の製造方法における原理を説明する図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、実施例の半導体発光素子の製造方法における工程を説明する断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、マスク層の開口部の配列を説明する図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、実施例のウェットエッチング工程を説明する断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、実施例のウェットエッチング工程におけるｎ型半導体層の表面を示す図である。
【図６】比較例のウェットエッチング工程におけるｎ型半導体層の表面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施例に係る半導体発光素子の製造方法は、六方晶系の結晶構造を有するＧａＮのＣ−面すなわちＮ極性側の面（Ｎ極性面）にプラズマ処理を行い、その後アルカリ溶液を用いたウェットエッチングを行うことを特徴としている。まず、このプラズマ処理について簡単に説明する。
【００１５】
本願の発明者は、ＧａＮのＣ−面に不活性ガスによるプラズマ処理を行うと、アルカリ溶液によるウェットエッチングのエッチングレートが小さくなることを見出した。このことを実証するために、プラズマ処理を行わずにウェットエッチングを行った場合のＧａＮの表面と、プラズマ処理を行った後にウェットエッチングを行った場合のＧａＮの表面と、を経時的に比較した。その比較実験の結果の電子顕微鏡観察画像（Scanning Electron Microscope：ＳＥＭ像）を図１に示す。なお、この実験では、プラズマ処理にＡｒガスのプラズマを使用した。
【００１６】
図１の左側部分の４つの画像はプラズマ処理を行わずにウェットエッチングを行った場合のＧａＮの表面を示し、図１の右側部分の４つの画像はプラズマ処理を行った後にウェットエッチングを行った場合のＧａＮの表面を示している。比較のため、図１の右側部分に示したＧａＮの表面は、その全面にプラズマ処理が施されている。図には、両方の場合におけるマイクロコーンの大きさが同程度となったとき（４段階）の画像を左右に並べた。また、図中の各時間（１ｍｉｎ、２．５ｍｉｎ等）は、約８３℃から８４℃に保ったＴＭＡＨ（トリメチルアンモニア溶液）にＧａＮを浸漬した後の経過時間（エッチング経過時間）を示している。
【００１７】
図１に示すように、プラズマ処理を行わない場合、ウェットエッチング開始後約１分でマイクロコーンの形成が開始され、約５分で全ての表面にマイクロコーンが形成された。一方、プラズマ処理を行った場合、ウェットエッチング開始後約５分でマイクロコーンの形成が開始され、約１０分で全ての表面にマイクロコーンが形成された。なお、図１の下部のプラズマ処理を行わない場合の７分経過後及びプラズマ処理を行った場合の２０分経過後には、ＧａＮ層の下に形成した金属層が部分的に表出した。この比較からわかるように、プラズマ処理を行った後にウェットエッチングを行うと、マイクロコーンの形成を遅らせることができる。
【００１８】
なお、Ａｒプラズマを照射することによってウェットエッチングが進みにくくなる理由として、ＧａＮの表面における結晶配列が乱れること、表面の結合状態が変化してマイクロコーンが形成する際の酸化作用が進みにくくなること等が考えられる。また、この実験では、Ａｒガスのプラズマを用いたが、他の不活性ガス、例えば、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、Ｒｎのガスのプラズマを用いても同様の効果を得られると推測される。
【００１９】
以下の実施例は、この原理を半導体発光素子の製造方法に適用したものである。
【実施例１】
【００２０】
図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施例１に係る半導体発光素子の製造方法を説明する断面図である。なお、説明及び理解の容易さのため、半導体ウェハの隣接する２つの半導体発光素子１０の部分について説明する。
【００２１】
図２（ａ）は、貼り合わせ構造を有する半導体発光素子を作製する工程を説明する断面図である。まず、結晶成長に用いられる成長用基板（図示せず）上に、ＡｌxＩｎyＧａzＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）の組成を有するｎ型半導体層（第１の半導体層）１１、活性層１２及びｐ型半導体層（第２の半導体層）１３を順次成長する。ｎ型半導体層１１、活性層１２及びｐ型半導体層１３の全体を半導体構造層１４と称する。半導体構造層１４の成長には、有機金属気相成長法（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：ＭＯＣＶＤ法）を用いた。
【００２２】
本実施例においては、結晶の成長面がＣ面であるサファイア基板上に、バッファ層（図示せず）、ｎ−ＧａＮ層１１、ＩｎＧａＮ層／ＧａＮ層からなる活性層１２、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層（図示せず）及びｐ−ＧａＮ層１３を順次成長した。
【００２３】
次に、ｐ型半導体層１３上にｐ電極１５を形成する。ｐ電極１５の形成には、例えばスパッタ法及び電子ビーム蒸着法を用いることができる。本実施例においては、ｐ型半導体層１３上に、パターニングを施したマスク（図示せず）を形成し、Ｎｉ層、Ａｇ層及びＮｉ層を電子ビーム蒸着法により順次形成した後、リフトオフ法によりマスクを除去することによってｐ電極１５を形成した。
【００２４】
続いて、ｐ電極１５の全体を覆うように金属層１６を形成する。金属層１６は、ｐ電極１５の材料のマイグレーションを防止するキャップ層（図示せず）及び後述する支持基板との貼り合わせに用いる接合層（図示せず）を含む。金属層１６の材料としては、Ｔｉ、ＴｉＷ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ａｕ、ＡｕＳｎ、Ｃｕなどの金属材料を用いることができる。金属層１６の形成には、例えば、スパッタ法及び電子ビーム蒸着法を用いることができる。本実施例においては、ｐ電極１５の全体を覆うように、Ｔｉ層、Ｐｔ層及びＡｕＳｎ層を形成した。
【００２５】
次に、半導体構造層１４を素子毎に分離した後、半導体構造層１４の側部に保護膜１７を形成する。保護膜１７の形成には、スパッタ法を用いた。保護膜１７の材料としては、絶縁材料、例えばＳｉＯ2又はＳｉＮを用いることができる。本実施例においては、ＳｉＯ2膜を半導体構造層１４の側部に形成した。
【００２６】
続いて、支持基板１８を別個に準備し、金属層１５を介して半導体構造層１４に貼り合わせる。支持基板１８の材料としては、例えば、表面にＡｕＳｎ又はＡｕなどの金属層（図示せず）が形成されたＳｉ基板又はメッキが施されたＣｕ合金などの既知の材料を用いることができる。半導体構造層１４と支持基板１８との貼りあわせには、熱圧着を用いた。本実施例においては、ＡｕＳｎ層が形成されたＳｉ基板１８と、半導体構造層１４側に形成された金属層１５を、加熱及び圧着することによって接合した。
【００２７】
続いて、半導体構造層１４の成長に用いた成長用基板を半導体構造層１４から除去する。成長用基板の除去にはレーザーリフトオフを用いた。本実施例においては、ＫｒＦエキシマレーザを用いて、サファイア基板を照射し、ｎ−ＧａＮ層１１からサファイア基板を剥離した。サファイア基板が除去されたことによってｎ−ＧａＮ層１１のＣ−面すなわち、ＧａＮのＮ極性面が表出する。
【００２８】
次に、図２（ｂ）に示すように、まず、ｎ型半導体層１１上に、その半導体材料の結晶軸に沿って等間隔に配列された複数の開口部１９Ａからなるパターンを有するマスク層１９を形成する。マスク層１９の材料としては、例えばフォトレジストを用いることができる。本実施例においては、直径３００ｎｍの円形の開口部１９Ａを１．５μｍのピッチで三角格子配列したパターンを有するマスク層１９をｎ−ＧａＮ層１１の表面に形成した。具体的には、まず、レジスト層をｎ−ＧａＮ層１１の全面に塗布し、ホットプレートを用いてプリベークを行った。次に、ＵＶ光を用いてフォトレジストに上記のパターンを露光した。次いで、現像液にウェハを浸漬し、パターンの現像処理を行った。
【００２９】
続いて、マスク層１９の開口部１９Ａから露出したｎ型半導体層１１の表面に、不活性ガスによるプラズマ処理を行った。不活性ガスの材料としては、例えばＡｒを用いることができる。プラズマ処理には、例えばスパッタ装置及びドライエッチング装置などを用いることができる。本実施例においては、Ａｒのプラズマを、スパッタ装置の逆スパッタ機能を用いて、約５分間ｎ−ＧａＮ層１１の露出した部分に照射した。
【００３０】
次に、図２（ｃ）に示すように、有機溶媒を用いてマスク層１９を除去した後、アルカリ溶液を用いてｎ型半導体層１１の表面にウェットエッチングを行った。具体的には、例えば、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニア溶液）及びＫＯＨ（水酸化カリウム溶液）などのアルカリ溶液中に半導体ウェハを浸漬した。本実施例においては、本実施例においては、ウェハを約７０℃のＴＭＡＨに浸漬した。この際、ｎ型半導体層１１の表面には、マスク層１９の開口部１９Ａの配列形態に従って配列され、かつ結晶構造に由来する六角錐状の突起すなわちマイクロコーン２０が複数個形成された。
【００３１】
続いて、図２（ｄ）に示すように、ｎ型半導体層１１の表面上に、保護層２１を形成した。保護層２１の材料としては、絶縁材料、例えば、ＳｉＯ2及びＳｉＮを用いることができる。保護層２１の形成には、スパッタ法を用いた。なお、後述するｎ電極２２を形成する部分に保護層２１を形成する必要はない。
【００３２】
次に、ｎ型半導体層１１の表面にｎ電極２２を形成する。ｎ電極２２の形成には、例えばスパッタ法及び電子ビーム蒸着法を用いることができる。本実施例においては、ｎ型半導体層１１の表面上に保護層２１が形成されない部分を設けた上で、ｎ型半導体層１１上に、パターニングを施したマスク（図示せず）を形成し、Ｔｉ層、Ａｌ層、Ｔｉ層、Ｐｔ層及びＡｕ層を電子ビーム蒸着法により順次形成した後、リフトオフ法によりマスクを除去することによってｎ電極２２を形成した。その後、素子毎に支持基板１８を分割して、半導体発光素子１０を得る。
【００３３】
図３（ａ）及び（ｂ）を参照して、マスク層１９における開口部１９Ａの配列形態について説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、マスク層１９の表面を模式的に示しており、図中の破線は半導体構造層１４の結晶軸を示している。
【００３４】
本実施例においては、マスク層１９の開口部１９Ａは、図３（ａ）に示すような配列形態をなすように形成した。すなわち、任意の１の開口部１９Ａに隣接する他の開口部１９Ａの各々が正六角形の各頂点に配置され且つ上記正六角形を構成する互いに対向する２辺が半導体構造層１４の結晶軸の［１１−２０］方向と平行となるように開口部１９Ａを等間隔に配列する。換言すれば、複数の開口部１９Ａが半導体構造層１４の結晶軸の［１１−２０］方向に等間隔に整列し且つ［２−１−１０］方向にも等間隔に整列するように開口部１９Ａを配列する。半導体構造層１４の結晶軸の方向は、例えば、成長用基板に通常形成されている結晶方位を示すオリエンテーションフラット（ＯＦ）と称される切り欠き部に基づいて把握することができる。
【００３５】
なお、マスク層１９の開口部１９Ａは、図３（ｂ）に示すような配列形態をなすように形成してもよい。すなわち、任意の１の開口部１９Ａに隣接する他の開口部１９Ａの各々が正六角形の各頂点に配置され且つ上記正六角形を構成する互いに対向する２辺が半導体膜２０の結晶軸の［１−１００］方向と平行となるように開口部１９Ａを等間隔に配列する。換言すれば、複数の開口部１９Ａが半導体膜２０の結晶軸の［１−１００］方向に等間隔に整列し且つ［１０−１０］方向にも等間隔に整列するように開口部１９Ａを配列する。かかる配列形態は、図３（ａ）の開口部１９Ａの配列を９０°回転させた場合に相当する。
【００３６】
なお、図３（ａ）に示す配列形態及び図３（ｂ）に示す配列形態におけるマイクロコーンの形成過程は、特許文献１（それぞれ特許文献１の図６及び図４）に記載されている通りである。両配列形態におけるマイクロコーン形成時の相違点は、マイクロコーンの形成が完了する部分及びタイミングである。
【００３７】
図３（ａ）に示す配列形態（本実施例）の場合、隣接するマイクロコーンの底部における正六角形の辺同士が接触する際にマイクロコーンの形成が完了する。従って、この場合におけるマイクロコーンの最深部は、その底部に設けられた正六角形の面の辺部分である。一方、図３（ｂ）に示す配列形態の場合、隣接するマイクロコーンの底部における正六角形の頂点同士が接触する際にマイクロコーンの形成が完了する。従って、この場合におけるマイクロコーンの最深部は、その底部に設けられた正六角形の面の頂点部分である。
【００３８】
従って、図３（ａ）に示す配列形態の方がマイクロコーンの形成完了までの時間が短く、かつマイクロコーンの底部の制御が容易であり、光取出し効率の向上、信頼性の観点から好ましい配列形態であるといえる。一方、図３（ｂ）に示す配列形態の場合、マイクロコーンの底部の制御が困難である。すなわち、各マイクロコーンの形成完了時間にバラつきが発生する可能性がある。例えば、底部の正六角形の頂点部分にエッチングが進まない部分又は過度にエッチングが進む部分が形成される可能性がある。エッチングが進まない部分は平坦部として残り、光取出し効率の向上に寄与しない。また、過度にエッチングが進むと、上記した電極材料の露出など、信頼性を低下させる原因となる。
【００３９】
図４（ａ）〜（ｄ）を用いて、図２（ｃ）のウェットエッチング工程において突起２０が形成される過程を具体的に説明する。図４（ａ）は、プラズマ処理工程後、マスク１９を除去したｎ型半導体層１１の表面の断面を拡大した図である。プラズマ処理後、プラズマが照射された部分（プラズマ照射部）２０Ａは、他の表面部分に比べて窪んでいる。このときの窪みは、ほぼ柱状の形状を有している。すなわち、当該窪みの底部は、Ｃ−面である他の表面部分に平行な平坦面となっている。また、この窪みはごく浅く、例えば５０ｎｍ未満、好ましくは３０〜４０ｎｍの深さを有している。この状態のｎ型半導体層１１の表面を、素子の上面、すなわち、ｎ型半導体層１１に垂直な面から見たときのＳＥＭ像を図５（ａ）に示す。
【００４０】
ウェットエッチングを開始すると、図４（ｂ）に示すように、プラズマ照射部２０Ａ以外の表面に小さなマイクロコーンが形成されていく。この時点では、プラズマ照射部２０Ａにはエッチングが進まない。この状態のｎ型半導体層１１の表面を素子の上面から見たときのＳＥＭ像を図５（ｂ）に示す。
【００４１】
さらにエッチングを進めると、図４（ｃ）に示すように、プラズマ照射部２０Ａを核として、マイクロコーンの大きさが整合されていく。この時点でもプラズマ照射部２０Ａにおいてはエッチングがほとんど進まない。しかし、エッチングが進むにつれて、プラズマ照射部２０Ａの下側部から、プラズマ照射部２０Ａの下に潜り込むように、エッチング（サイドエッチ又はアンダーカットとも称する）が進む。この状態のｎ型半導体層１１の表面を素子の上面から見たときのＳＥＭ像を図５（ｃ）に示す。
【００４２】
さらにエッチングを進めると、図４（ｄ）に示すように、プラズマ照射部２０Ａの上面からもエッチングが進む。サイドエッチが進むことも含め、最終的にはプラズマ照射部２０Ａが完全に除去される。このようにして、プラズマ照射部２０Ａすなわちマスク層１９の開口部１９Ａを頂部とする六角錐状の突起２０が形成される。突起２０は、均一な形状を有し、ｎ型半導体層１１の表面に最密充填配列をなして形成される。この状態のｎ型半導体層１１の表面を素子の上面から見たときのＳＥＭ像を図５（ｄ）に示す。なお、最密充填配列とは、図５（ｄ）に示すように、平面上に正六角形の底面を有する複数のマイクロコーンが隙間なく並んだ配列のことをいい、いわゆるハニカム状の配列のことをいう。
【００４３】
図６は、本実施例の比較例における半導体発光素子の製造方法によって形成されたｎ−ＧａＮ層の表面におけるウェットエッチング時の時系列変化を示すＳＥＭ像である。本比較例の製造方法に従って作製された半導体発光素子は、ｎ−ＧａＮ層の表面の半分にプラズマ処理を行わなかった部分（比較部）２５を有し、その他のｎ−ＧａＮ層の表面部分には本実施例と同様のプラズマ処理を行った部分（プラズマ処理部）２６を有している。本比較例は、開口部を有しない部分（比較部２５に対応する）と有する部分（プラズマ処理部２６に対応する）とを有するマスク層を用いたことを除いては、本実施例と同様の工程を経て半導体発光素子を作製した。
【００４４】
図６の各画像における左側の部分は、プラズマ処理を行っていない比較部２５である。一方、図６の各画像における右側の部分は、プラズマ処理を行ったプラズマ処理部２６である。図６の各画像はｎ−ＧａＮ層の表面のＳＥＭ像であり、各画像の時間（３ｍｉｎ、４ｍｉｎ等）は、ウェットエッチングを行う工程においてウェハをＴＭＡＨに浸漬した後の経過時間（エッチング経過時間）を示している。
【００４５】
図６に示されているように、比較部２５（左側）においては、エッチングが継続して進み、マイクロコーンが継続して大きくなっていることがわかる。一方、プラズマ処理部２６（右側）においては、一旦マイクロコーンの形成が終了すると（およそエッチングから３分経過後）、それ以降、エッチングが進むことはない。これは、ほぼ全ての突起の形成がほぼ同時に完了し、エッチングの進みやすい結晶面すなわちｎ−ＧａＮのＣ−面がほぼ同時に無くなることに起因する。従って、過度にエッチングが進むことがなく、また光取出し効率の向上に寄与しない突起を形成することがない。
【００４６】
なお、本実施例においては、マスク層の材料にレジストを用いる場合について説明したが、マスク層の材料はレジストに限定されるものではない。例えば、ＳｉＯ2やＳｉＮなどの絶縁材料、又はＡｇ、Ｐｔなどの金属材料を用いてマスク層を形成してもよい。
【００４７】
また、円形の開口部からなるパターンを有するマスク層を形成する場合について説明したが、開口部の形状は円形でなくてもよい。例えば、開口部は多角形状又は楕円形状を有していても良い。
【００４８】
また、開口部の直径が３００ｎｍである場合について説明したが、開口部の直径は３００ｎｍに限定されるものではない。開口部は、マイクロコーンの形状及び大きさの制御性を考慮すると、５０〜１０００ｎｍの直径を有していることが好ましい。例えば、開口部の直径が５０ｎｍよりも小さい場合、ウェットエッチング開始後、早い段階でプラズマ照射部すなわち開口部にプラズマ照射された部分が除去され、マイクロコーンの形状及び大きさを制御できなくなる。
【００４９】
また、開口部間のピッチが１．５μｍである場合について説明したが、開口部間のピッチは１．５μｍに限定されるものではない。開口部間は、光取出し効率を向上させるマイクロコーンを形成することを考慮すると、１〜５．５μｍのピッチで形成されることが好ましい。例えば、活性層から放出される光の波長に応じて、光取出し効率を向上させる最適なピッチを決定することができる。
【００５０】
また、プラズマ処理における各条件（プラズマガス、処理時間など）は、プラズマ処理に用いる装置、処理を行う表面の組成や状態、形成する突起のサイズなどに応じて適宜調節することができる。
【００５１】
上記したように、本実施例に係る半導体発光素子の製造方法は、六方晶系の半導体構造層の表面に、半導体構造層の結晶軸に沿って等間隔に配列された複数の開口部を有するマスク層を形成する工程と、マスク層の開口部から露出した半導体構造層の表面にプラズマ処理を行う工程と、半導体構造層の表面にウェットエッチングを行うことにより、半導体構造層の表面に複数の突起を形成する工程と、を含む。
【００５２】
従って、規則正しく配列され、かつ大きさの揃った突起を均一に形成することができる。また、過度にエッチングが進むことやリーク電流の発生などによる信頼性の低下を防止することができる。従って、高発光効率かつ高信頼性な半導体発光素子を提供することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１０  半導体発光素子
１４  半導体構造層
１９  マスク層
２０  突起
【図２】
2014175583.tif 000003
【図３】
2014175583.tif 000004
【図４】
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【図１】
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【図５】
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【図６】
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