(57)【要約】  非極性面を成長面とする窒化物半導体活性層（１０６）を含む半導体発光チップ（１００）は、実装基板（１０１）の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域の活性層に平行で且つ該活性層からの光の偏光方向に対して垂直な結晶軸方向のチップ側方の領域を高偏光特性領域とし、活性層からの光によって照らされる領域の高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とすると、金属は高偏光特性領域の少なくとも一部の領域に配置され、低偏光特性領域の少なくとも一部は金属よりも鏡面反射の割合が低く、高偏光特性領域の鏡面反射の割合は低偏光特性領域の鏡面反射の割合よりも高い。
2013076896.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
実装基板と、
前記実装基板の表面上に形成された金属と、
前記実装基板の表面上に保持され、非極性面又は半極性面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップと、
を備えた半導体発光装置であって、
前記実装基板の表面上において、前記窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、前記窒化物半導体活性層に平行で、且つ前記窒化物半導体活性層からの光の偏光方向に対して垂直である結晶軸方向の半導体発光チップ側方の領域を高偏光特性領域とし、
前記実装基板の表面上において、前記窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、前記高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とすると、
前記金属は、前記高偏光特性領域の少なくとも一部の領域に配置されており、
前記低偏光特性領域の少なくとも一部は、前記金属よりも鏡面反射の割合が低く、
前記高偏光特性領域における鏡面反射の割合は、前記低偏光特性領域における鏡面反射の割合よりも高い、半導体発光装置。
【請求項２】
実装基板と、
前記実装基板の表面上に形成された配線電極と、
前記実装基板の表面上に前記配線電極と電気的に接続されるように保持され、非極性面又は半極性面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップと、
を備えた半導体発光装置であって、
前記実装基板の表面上において、前記窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、前記窒化物半導体活性層に平行で、且つ前記窒化物半導体活性層からの光の偏光方向に対して垂直である結晶軸方向の半導体発光チップ側方の領域を高偏光特性領域とし、
前記実装基板の表面上において、前記窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、前記高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とすると、
前記配線電極は、前記高偏光特性領域の少なくとも一部の領域に配置されており、
前記低偏光特性領域の少なくとも一部は、前記配線電極よりも鏡面反射の割合が低く、
前記高偏光特性領域における鏡面反射の割合は、前記低偏光特性領域における鏡面反射の割合よりも高い、半導体発光装置。
【請求項３】
実装基板と、
前記実装基板の表面上に形成された配線電極と、
前記実装基板の表面上に前記配線電極と電気的に接続されるように保持され、ｍ面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップと、
を備えた半導体発光装置であって、
前記半導体発光チップの一辺の長さをＬとし、前記半導体発光チップの厚さをＴとし、
前記実装基板の表面に、中心が前記半導体発光チップの平面視における重心位置と同一であり、長軸が前記窒化物半導体活性層のｃ軸に平行であり、短軸が前記窒化物半導体活性層のａ軸に平行であり、且つ以下の式（１）及び式（２）で表される長軸半径α及び短軸半径βを有する楕円形を定義し、
式（１）
α＝２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝
式（２）
β＝√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝
平面視において、前記半導体発光チップの外周が内包されるように、前記窒化物半導体活性層のｃ軸に平行な２本の直線と、前記窒化物半導体活性層のａ軸に平行な２本の直線とを用いて、前記楕円形の内側を９つの領域に区分し、
前記９つの領域のうち、前記半導体発光チップが内包される領域を第１領域とし、
前記第１領域のｃ軸方向に隣接する２つの領域の集合を第２領域とし、
前記第１領域及び前記第２領域以外の６つの領域の集合を第３領域とし、
前記ｃ軸に平行な２本の直線及び前記ａ軸に平行な２本の直線は、前記第１領域の面積が最小となるように設定した場合に、
前記配線電極は、前記第２領域の少なくとも一部の領域に配置されており、
前記第３領域の少なくとも一部には、前記配線電極の鏡面反射の割合よりも鏡面反射の割合が低い部分を有しており、
前記第２領域における鏡面反射の割合は、前記第３領域における鏡面反射の割合よりも高い、半導体発光装置。
【請求項４】
前記配線電極の表面における鏡面反射の割合は１５％以上である、請求項３に記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記半導体発光チップの一辺の長さＬと、前記半導体発光チップの厚さＴとの間には、Ｔ＜Ｌの関係が成り立つ、請求項３又は４に記載の半導体発光装置。
【請求項６】
前記半導体発光チップの一辺の長さＬと、前記半導体発光チップの厚さＴとの間には、Ｔ＜Ｌ／６の関係が成り立つ、請求項３〜５のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記配線電極の表面における鏡面反射の割合は５０％以上である、請求項３〜６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項８】
前記配線電極における表面粗さは５０ｎｍ以下である、請求項３〜７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項９】
前記第３領域の一部である、前記配線電極の鏡面反射の割合よりも鏡面反射の割合が低い部分の平面視における面積は、（Ｌ２＋４ＴＬ）／１０以下である、請求項３〜８のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記半導体発光チップの光取り出し面には、ストライプ状の複数の凹凸部が形成されており、
前記凹凸部が延びる方向は、前記窒化物半導体活性層からの光の偏光方向又はａ軸方向に対して０°以上且つ５°未満だけ傾いている、請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記実装基板の表面上に保持され、該表面からの高さがＨ１で且つ少なくとも内面に反射面を有する反射部材をさらに備え、
前記半導体発光チップのａ面側の端部から前記反射部材までのａ軸方向の距離をＤ１とし、ｃ面側の端部から前記反射部材までのｃ軸方向の距離をＤ２とした場合に、
Ｄ１＜２．７５×Ｈ１と、Ｄ２＜５．６７×Ｈ１との関係を満たし、
前記反射部材の前記反射面のうち前記第２領域に含まれる領域の反射率は、鏡面反射の割合が１５％以上である、請求項３〜９のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
前記半導体発光チップは、複数個がａ軸方向に沿い且つ互いに間隔をおいて前記実装基板の表面上に保持されており、
前記実装基板の表面には、前記半導体発光チップごとに、それぞれ前記第１領域、第２領域及び第３領域に区分された前記楕円形の領域が定義されている、請求項３〜９及び１１のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１３】
前記実装基板の表面から前記半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とし、互いに隣り合う前記半導体発光チップ同士の間隔をＤ３とした場合に、
前記Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの小さいほうの値よりも大きい、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１４】
前記実装基板の表面から前記半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とし、互いに隣り合う前記半導体発光チップ同士の間隔をＤ３とした場合に、
前記Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの大きいほうの値よりも大きい、請求項１２に記載の半導体発光装置。
【請求項１５】
前記半導体発光チップは、複数個がａ軸方向に沿い且つ互いに間隔をおいて前記実装基板の表面上に保持される共に、複数個がｃ軸方向に沿い且つ互いに間隔をおいて前記実装基板の表面上に保持されており、
前記実装基板の表面には、前記半導体発光チップごとに、それぞれ前記第１領域、第２領域及び第３領域に区分された前記楕円形の領域が定義され、
ａ軸方向に隣り合う前記半導体発光チップ同士の間隔をＤ３とし、ｃ軸方向に隣り合う前記半導体発光チップ同士の間隔をＤ４とした場合に、Ｄ３＜Ｄ４である、請求項３〜９及び１１のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項１６】
ａ軸方向に配置された前記半導体発光チップの個数をＮａとし、ｃ軸方向に配置された前記半導体発光チップの個数をＮｃとした場合に、Ｎｃ＜Ｎａである、請求項１５に記載の半導体発光装置。
【請求項１７】
前記実装基板の表面から前記半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とした場合に、
前記Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの小さいほうの値よりも大きく、
且つ、前記Ｄ４は、（５．６７×Ｈ２）で与えられる数値、及び［２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの小さいほうの値よりも大きい、請求項１５又は１６に記載の半導体発光装置。
【請求項１８】
前記実装基板の表面から前記半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とした場合に、
前記Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの大きいほうの値よりも大きく、
且つ、前記Ｄ４は、（５．６７×Ｈ２）で与えられる数値、及び［２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの大きいほうの値よりも大きい、請求項１５又は１６に記載の半導体発光装置。
【請求項１９】
前記実装基板の前記低偏光特性領域に保持された保護素子をさらに備えている、請求項１又は２に記載の半導体発光装置。
【請求項２０】
前記実装基板の前記低偏光特性領域に配置された、位置合わせ用のマーカをさらに備えている、請求項１又は２に記載の半導体発光装置。
【請求項２１】
前記窒化物半導体活性層は、ＧａＮ系半導体活性層である、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項２２】
実装基板と、
前記実装基板の表面上に形成された金属と、
前記実装基板の表面上に保持され、非極性面又は半極性面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップと、
を備えた半導体発光装置であって、
前記実装基板の表面上において、前記窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、前記窒化物半導体活性層に平行で、且つ前記窒化物半導体活性層からの光の偏光方向に対して垂直である結晶軸方向の半導体発光チップ側方の領域を高偏光特性領域とし、
前記実装基板の表面上において、前記窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、前記高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とすると、
前記高偏光特性領域の表面は、鏡面反射率よりも拡散反射率が高く、
前記金属は、前記低偏光特性領域の少なくとも一部に配置されており、
前記金属の表面における鏡面反射率は、前記高偏光特性領域の表面における鏡面反射率よりも高い、半導体発光装置。
【請求項２３】
実装基板と、
前記実装基板の表面上に形成された配線電極と、
前記実装基板の表面上に前記配線電極と電気的に接続されるように保持され、非極性面又は半極性面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップと、
を備えた半導体発光装置であって、
前記実装基板の表面上において、前記窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、前記窒化物半導体活性層に平行で、且つ前記窒化物半導体活性層からの光の偏光方向に対して垂直である結晶軸方向の半導体発光チップ側方の領域を高偏光特性領域とし、
前記実装基板の表面上において、前記窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、前記高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とすると、
前記高偏光特性領域の表面は、鏡面反射率よりも拡散反射率が高く、
前記配線電極は、前記低偏光特性領域の少なくとも一部に配置されており、
前記配線電極の表面における鏡面反射率は、前記高偏光特性領域の表面における鏡面反射率よりも高い、半導体発光装置。
【請求項２４】
実装基板と、
前記実装基板の表面上に形成された配線電極と、
前記実装基板の表面上に前記配線電極と電気的に接続されるように保持され、ｍ面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップと、
を備えた半導体発光装置であって、
前記半導体発光チップの一辺の長さをＬとし、前記半導体発光チップの厚さをＴとし、
前記実装基板の表面に、中心が前記半導体発光チップの平面視における重心位置と同一であり、長軸が前記窒化物半導体活性層のｃ軸に平行であり、短軸が前記窒化物半導体活性層のａ軸に平行であり、且つ以下の式（３）及び式（４）で表される長軸半径α及び短軸半径βを有する楕円形を定義し、
式（３）
α＝２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝
式（４）
β＝√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝
平面視において、前記半導体発光チップの外周が内包されるように、前記窒化物半導体活性層のｃ軸に平行な２本の直線と、前記窒化物半導体活性層のａ軸に平行な２本の直線とを用いて、前記楕円形の内側を９つの領域に区分し、
前記９つの領域のうち、前記半導体発光チップが内包される領域を第１領域とし、
前記第１領域のｃ軸方向に隣接する２つの領域の集合を第２領域とし、
前記第１領域及び前記第２の領域以外の６つの領域の集合を第３領域とし、
前記ｃ軸に平行な２本の直線及び前記ａ軸に平行な２本の直線は、前記第１領域の面積が最小となるように設定した場合に、
前記配線電極は、前記第３領域の少なくとも一部に配置されており、
前記第２領域の表面は、鏡面反射率よりも拡散反射率が高く、
前記配線電極の表面における鏡面反射率は、前記第２領域の表面における鏡面反射率よりも高い、半導体発光装置。
【請求項２５】
前記半導体発光チップの一辺の長さＬと、前記半導体発光チップの厚さＴとの間には、Ｔ＜Ｌの関係が成り立つ、請求項２４に記載の半導体発光装置。
【請求項２６】
前記半導体発光チップの一辺の長さＬと、前記半導体発光チップの厚さＴとの間には、Ｔ＜Ｌ／６の関係が成り立つ、請求項２４又は２５に記載の半導体発光装置。
【請求項２７】
前記第２領域の表面における拡散反射率は９０％以上である、請求項２４〜２６のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項２８】
前記第２領域における表面粗さは２００ｎｍ以上である、請求項２４〜２７のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項２９】
前記配線電極の表面における鏡面反射の割合は１２％以上であり、且つ、拡散反射率は６９％未満である、請求項２４〜２８のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項３０】
前記配線電極の平面視における面積は、（Ｌ２＋４ＴＬ）／１０以下である、請求項２４〜２９のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項３１】
前記半導体発光チップの光取り出し面には、複数の凹凸部が形成されている、請求項２２〜３０のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項３２】
前記複数の凹凸部は半球状である、請求項３１に記載の半導体発光装置。
【請求項３３】
前記複数の凹凸部は、平面視においてストライプ形状を有しており、
前記凹凸部が延びる方向は、前記窒化物半導体活性層からの光の偏光方向又はａ軸方向に対して５°以上且つ９０°以下だけ傾いている、請求項３１に記載の半導体発光装置。
【請求項３４】
前記実装基板の表面上に保持され、該表面からの高さがＨ１で且つ少なくとも内面に反射面を有する反射部材をさらに備え、
前記半導体発光チップのａ面側の端部から前記反射部材までのａ軸方向の距離をＤ１とし、ｃ面側の端部から前記反射部材までのｃ軸方向の距離をＤ２とした場合に、
Ｄ１＜２．７５×Ｈ１と、Ｄ２＜５．６７×Ｈ１との関係を満たし、
前記反射部材の前記反射面のうち前記第２領域に含まれる領域の反射率は、鏡面反射率よりも拡散反射率が高い、請求項２４〜３０のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項３５】
前記半導体発光チップは、複数個がａ軸方向に沿い且つ互いに間隔をおいて前記実装基板の表面上に保持されており、
前記実装基板の表面には、前記半導体発光チップごとに、それぞれ前記第１領域、第２領域及び第３領域に区分された前記楕円形の領域が定義されている、請求項２４〜３０及び３４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項３６】
前記実装基板の表面から前記半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とし、互いに隣り合う前記半導体発光チップ同士の間隔をＤ３とした場合に、
前記Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの小さいほうの値よりも大きい、請求項３５に記載の半導体発光装置。
【請求項３７】
前記実装基板の表面から前記半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とし、互いに隣り合う前記半導体発光チップ同士の間隔をＤ３とした場合に、
前記Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの大きいほうの値よりも大きい、請求項３５に記載の半導体発光装置。
【請求項３８】
前記半導体発光チップは、複数個がａ軸方向に沿い且つ互いに間隔をおいて前記実装基板の表面上に保持される共に、複数個がｃ軸方向に沿い且つ互いに間隔をおいて前記実装基板の表面上に保持されており、
前記実装基板の表面には、前記半導体発光チップごとに、それぞれ前記第１領域、第２領域及び第３領域に区分された前記楕円形の領域が定義され、
ａ軸方向に隣り合う前記半導体発光チップ同士の間隔をＤ３とし、ｃ軸方向に隣り合う前記半導体発光チップ同士の間隔をＤ４とした場合に、Ｄ３＜Ｄ４である、請求項２４〜３０及び３４のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【請求項３９】
ａ軸方向に配置された前記半導体発光チップの個数をＮａとし、ｃ軸方向に配置された前記半導体発光チップの個数をＮｃとした場合に、Ｎｃ＜Ｎａである、請求項３８に記載の半導体発光装置。
【請求項４０】
前記実装基板の表面から前記半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とした場合に、
前記Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの小さいほうの値よりも大きく、
且つ、前記Ｄ４は、（５．６７×Ｈ２）で与えられる数値、及び［２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの小さいほうの値よりも大きい、請求項３８又は３９に記載の半導体発光装置。
【請求項４１】
前記実装基板の表面から前記半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とした場合に、
前記Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの大きいほうの値よりも大きく、
且つ、前記Ｄ４は、（５．６７×Ｈ２）で与えられる数値、及び［２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの大きいほうの値よりも大きい、請求項３８又は３９に記載の半導体発光装置。
【請求項４２】
前記実装基板の前記低偏光特性領域に保持された保護素子をさらに備えている、請求項２２又は２３に記載の半導体発光装置。
【請求項４３】
前記実装基板の前記低偏光特性領域に配置された、位置合わせ用のマーカをさらに備えている、請求項２２又は２３に記載の半導体発光装置。
【請求項４４】
前記窒化物半導体活性層は、ＧａＮ系半導体活性層である、請求項２２〜４３のいずれか１項に記載の半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非極性面又は半極性面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップを備えた半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｖ族元素に窒素（Ｎ）を含む窒化物半導体は、そのバンドギャップの大きさから、短波長発光素子の材料として有望視されている。なかでも、窒化ガリウム系化合物半導体の研究が盛んに行われており、窒化ガリウム系化合物半導体を用いた青色発光ダイオード（ＬＥＤ）素子及び緑色ＬＥＤ素子、並びに青色半導体レーザ素子も実用化されている。【０００３】
窒化ガリウム系化合物半導体は、ガリウム（Ｇａ）の一部を、アルミニウム（Ａｌ）及びインジウム（Ｉｎ）の少なくとも一方で置換した化合物半導体を含む。このような窒化物半導体は、一般式ＡｌｘＧａｙＩｎｚＮ（但し、０≦ｘ，ｚ＜１、０＜ｙ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）で表される。以下、窒化ガリウム系化合物半導体をＧａＮ系半導体と呼ぶ。【０００４】
ＧａＮ系半導体は、ＧａをＡｌやＩｎで置換することにより、そのバンドギャップをＧａＮのバンドギャップよりも大きくすることも小さくすることも可能である。これにより、青色又は緑色等の短波長の光のみならず、オレンジ色又は赤色等の長波長の光を発光させることも可能となる。このような特徴から、窒化物半導体発光素子は、画像表示装置及び照明装置等に応用することも期待されている。【０００５】
窒化物半導体はウルツ鉱型結晶構造を有している。図１（ａ）、図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、ウルツ鉱型結晶構造の面方位を４指数表記（六方晶指数）で表している。４指数表記では、ａ１、ａ２、ａ３及びｃで表される基本ベクトルを用いて結晶面及びその面方位が表される。基本ベクトルｃは、［０００１］方向に延びており、この方向の軸は「ｃ軸」と呼ばれる。ｃ軸に垂直な面（ｐｌａｎｅ）は「ｃ面」又は「（０００１）面」と呼ばれる。図１（ａ）には、ｃ面の他に、ａ面「＝（１１−２０）面」及びｍ面「＝（１−１００）面」を示している。また、図１（ｂ）には、ｒ面「＝（１−１０２）面」を示し、図１（ｃ）には、（１１−２２）面を示している。なお、本明細書においては、ミラー指数を表すカッコ内の数字の左側に付された符号「−」は、その指数の反転を便宜的に表しており、図中の「バー」と対応する。【０００６】
図２（ａ）はＧａＮ系半導体の結晶構造を棒球モデルで表している。図２（ｂ）はｍ面表面付近の原子配列をａ軸方向から観察した棒球モデルである。ｍ面は、図２（ｂ）の紙面に垂直である。図２（ｃ）は、＋ｃ面表面の原子配列をｍ軸方向から観察した棒球モデルである。ｃ面は、図２（ｃ）の紙面に垂直である。図２（ａ）及び図２（ｂ）から分かるように、ｍ面に平行な平面上にＮ原子及びＧａ原子が位置している。これに対して、ｃ面では、図２（ａ）及び図２（ｃ）から分かるように、Ｇａ原子のみが配置される層と、Ｎ原子のみが配置される層とが形成される。【０００７】
従来から、ＧａＮ系半導体を用いて半導体素子を作製する場合は、窒化物半導体結晶を成長させる基板として、ｃ面基板すなわち（０００１）面を主面とする基板が用いられている。この場合、Ｇａ原子及びＮ原子の配置に起因して、窒化物半導体にはｃ軸方向に自発的な分極（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）が形成される。このため、「ｃ面」は「極性面」とも呼ばれる。分極の結果、窒化物半導体発光素子の発光層を構成するＩｎＧａＮからなる量子井戸層には、ｃ軸方向に沿ってピエゾ電界が発生する。発生したピエゾ電界により、発光層内における電子及びホールの分布に位置ずれが生じ、キャリアの量子閉じ込めシュタルク効果によって、発光層の内部量子効率が低下するという問題がある。この発光層における内部量子効率の低下を抑制するため、（０００１）面に形成される発光層の厚さは３ｎｍ以下となるように設計されている。【０００８】
さらに近年、非極性面と呼ばれるｍ面若しくはａ面、又は半極性面と呼ばれる−ｒ面若しくは（１１−２２）面を主面とする基板を用いて、発光素子を作製することが検討されている。図１に示すように、ウルツ鉱型結晶構造におけるｍ面はｃ軸に平行であり、ｃ面と直交する６つの等価な面である。例えば、図１において［１−１００］方向に垂直な（１−１００）面がｍ面に該当する。（１−１００）面と等価な他のｍ面には、（−１０１０）面、（１０−１０）面、（−１１００）面、（０１−１０）面及び（０−１１０）面がある。【０００９】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、ｍ面においては、Ｇａ原子及びＮ原子は同一原子面上に存在するため、ｍ面に垂直な方向に分極は発生しない。このため、ｍ面を成長面とする半導体積層構造を用いて発光素子を作製すれば、発光層にピエゾ電界が発生せず、キャリアの量子閉じ込めシュタルク効果による内部量子効率の低下という問題を解決することができる。このことは、ｍ面以外の非極性面であるａ面でも同様であり、また、半極性面と呼ばれる−ｒ面又は（１１−２２）面でも類似の効果を得ることができる。【００１０】
ｍ面若しくはａ面、又は−ｒ面若しくは（１１−２２）面を成長面とする活性層を有する窒化物半導体発光素子は、その価電子帯の構造に由来した偏光特性を有している。【００１１】
例えば、特許文献１には、発光素子から発せられた偏向光の乱れを防止する目的で、実装ベースはリフレクタ３０Ｒを兼ねた断面凹型形状の実装面３０を備え、この実装面及びリフレクタの表面は鏡面となるようにメタルコーティング面３５とする窒化物半導体発光素子が記載されている。【００１２】
また、特許文献２には、パッケージから出射される光のチップ配置面の面内の方位角の違いによる強度の差を低減するために、主面１２ａを有する発光層１２を含む発光ダイオードチップ１０と、発光ダイオードチップ１０が配置されるチップ配置面２１ａを有するパッケージ２０とを備え、発光層１２の主面１２ａから出射される光は、発光層１２の主面１２ａの面内の方位角に依存して複数の異なる発光強度を有し、発光ダイオードチップ１０及びパッケージ２０の少なくとも一方は、パッケージ２０から出射される光のチップ配置面１２ａの面内の方位角の違いによる強度の差を低減する構造を有する発光ダイオード装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００９−３８２９３号公報
【特許文献２】特開２００８−１０９０９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
前記従来の非極性面又は半極性面を成長面とする活性層を有する窒化物半導体発光装置においては、出射光の偏光特性に対する、より適切な制御が求められていた。【００１５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、偏光特性をより適切に制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様は、実装基板と、実装基板の表面上に形成された金属と、実装基板の表面上に保持され、非極性面又は半極性面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップとを備えた半導体発光装置を対象とし、実装基板の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、窒化物半導体活性層に平行で、且つ窒化物半導体活性層からの光の偏光方向に対して垂直である結晶軸方向の半導体発光チップ側方の領域を高偏光特性領域とし、実装基板の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とすると、金属は、高偏光特性領域の少なくとも一部の領域に配置されており、低偏光特性領域の少なくとも一部は、金属よりも鏡面反射の割合が低く、高偏光特性領域における鏡面反射の割合は、低偏光特性領域における鏡面反射の割合よりも高い。【００１７】
また、本発明の他の態様は、実装基板と、実装基板の表面上に形成された金属と、実装基板の表面上に保持され、非極性面又は半極性面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップとを備えた半導体発光装置を対象とし、実装基板の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、窒化物半導体活性層に平行で、且つ窒化物半導体活性層からの光の偏光方向に対して垂直である結晶軸方向の半導体発光チップ側方の領域を高偏光特性領域とし、実装基板の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とすると、高偏光特性領域の表面は、鏡面反射率よりも拡散反射率が高く、金属は、低偏光特性領域の少なくとも一部に配置されており、金属の表面における鏡面反射率は、高偏光特性領域の表面における鏡面反射率よりも高い。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る半導体発光装置によると、偏光特性をより適切に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１（ａ）はウルツ鉱型結晶構造の基本ベクトルａ１、ａ２、ａ３及びｃと、ａ面、ｃ面及びｍ面とを示す斜視図である。図１（ｂ）はウルツ鉱型結晶構造のｒ面を示す斜視図である。図１（ｃ）はウルツ鉱型結晶構造の（１１−２２）面を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｃ）はＧａＮ系半導体の結晶構造を棒球モデルで示した図である。
【図３】図３（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図３（ｂ）は図３（ａ）のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。
【図４】図４（ａ）は第１の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図４（ｂ）は図４（ａ）のIVｂ−IVｂ線における断面図である。
【図５】図５（ａ）は第１の実施形態の第２変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図５（ｂ）は図５（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る実装面有効部における長軸半径及び短軸半径と半導体発光チップの一辺の長さＬとのそれぞれの関係を示すグラフである。
【図７】図７は本発明の第１の実施形態に係る実装面有効部のうち長軸方向に位置する第２領域が占める割合と半導体発光チップの一辺の長さＬとの関係を示すグラフである。
【図８】図８（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図８（ｂ）は図８（ａ）のVIIIｂ−VIIIｂ線における断面図である。図８（ｃ）及び図８（ｄ）は光取り出し面における凹凸部の変形例を示す平面図及び断面図である。
【図９】図９（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図９（ｂ）は図９（ａ）のIXｂ−IXｂ線における断面図である。
【図１０】図１０（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線における断面図である。
【図１１】図１１は第４の実施形態に係る半導体発光装置における実装面から半導体発光チップまでの高さと光の干渉を生じるチップ１００同士のａ軸方向の間隔との関係を示すグラフである。
【図１２】図１２（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図１２（ｂ）は図１２（ａ）のXIIｂ−XIIｂ線における断面図である。
【図１３】図１３は第５の実施形態に係る半導体発光装置における実装面から半導体発光チップまでの高さと光の干渉を生じるチップ同士のｃ軸方向の間隔との関係を示すグラフである。
【図１４】図１４（ａ）は本発明の第６の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図１４（ｂ）は図１４（ａ）のXIVｂ−XIVｂ線における断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は本発明の第７の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図１５（ｂ）は図１５（ａ）のXVｂ−XVｂ線における断面図である。
【図１６】図１６（ａ）は本発明の第１の実施形態の第３変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図１６（ｂ）は図１６（ａ）のXVIｂ−XVIｂ線における断面図である。
【図１７】図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は本発明の実施例に係る半導体発光チップにおける配光分布特性の測定系を示す模式図である。
【図１８】図１８は本発明の実施例に係る半導体発光チップにおけるａ軸方向及びｃ軸方向の放射角と発光波長とのそれぞれの関係を示すグラフである。
【図１９】図１９（ａ）は本発明の実施例に係る半導体発光チップにおける銀（Ａｇ）からなる反射材の最表面の反射に関し、Ａｇ最表面の粗さと鏡面反射率、拡散反射率及び鏡面反射の割合とのそれぞれの関係を示すグラフである。図１９（ｂ）は母材の表面粗さとＡｇ最表面の粗さとの関係を示すグラフである。
【図２０】図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は反射特性が偏光度に与える影響を調べるための評価系を説明する図であって、図２０（ａ）は断面図であり、図２０（ｂ）は平面拡大写真である。
【図２１】図２１は本発明の実施例に係る半導体発光チップにおける偏光度の測定系を示す模式図である。
【図２２】図２２は本発明の実施例に係る半導体発光チップにおけるサンプル１、１３及び１５を実装基板とした場合の偏光度を示すグラフである。
【図２３】図２３は本発明の実施例に係る半導体発光チップの光取り出し面に設けた凹凸状のストライプの延伸方向と発光層のａ軸方向とがなす角度と光の偏光度との関係を示すグラフである。
【図２４】図２４は第１実施例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図２５】図２５は第２実施例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図２６】図２６は第３実施例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図２７】図２７は第４実施例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図２８】図２８は比較例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図２９】図２９（ａ）は本発明の第８の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図２９（ｂ）は図２９（ａ）のXXIXｂ−XXIXｂ線における断面図である。
【図３０】図３０（ａ）は第８の実施形態の第１変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図３０（ｂ）は図３０（ａ）のXXXｂ−XXXｂ線における断面図である。
【図３１】図３１（ａ）は第８の実施形態の第２変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図３１（ｂ）は図３１（ａ）のXXXIｂ−XXXIｂ線における断面図である。
【図３２】図３２（ａ）及び図３２（ｂ）は本発明の第８の実施形態に係る実装面有効部における長軸半径及び短軸半径と半導体発光チップの一辺の長さＬとのそれぞれの関係を示すグラフである。
【図３３】図３３は本発明の第８の実施形態に係る実装面有効部のうち長軸方向に位置する第２領域が占める割合と半導体発光チップの一辺の長さＬとの関係を示すグラフである。
【図３４】図３４（ａ）は本発明の第９の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図３４（ｂ）は図３４（ａ）のXXXIVｂ−XXXIVｂ線における断面図である。図３４（ｃ）〜図３４（ｆ）は光取り出し面における凹凸部の変形例を示す平面図及び断面図である。
【図３５】図３５（ａ）は本発明の第１０の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図３５（ｂ）は図３５（ａ）のXXXVｂ−XXXVｂ線における断面図である。
【図３６】図３６（ａ）は本発明の第１１の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図３６（ｂ）は図３６（ａ）のXXXVIｂ−XXXVIｂ線における断面図である。
【図３７】図３７は第１１の実施形態に係る半導体発光装置における実装面から半導体発光チップまでの高さと光の干渉を生じるチップ１００同士のａ軸方向の間隔との関係を示すグラフである。
【図３８】図３８（ａ）は本発明の第１２の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図３８（ｂ）は図３８（ａ）のXXXVIIIｂ−XXXVIIIｂ線における断面図である。
【図３９】図３９は第１２の実施形態に係る半導体発光装置における実装面から半導体発光チップまでの高さと光の干渉を生じるチップ同士のｃ軸方向の間隔との関係を示すグラフである。
【図４０】図４０（ａ）は本発明の第１３の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図４０（ｂ）は図４０（ａ）のXLｂ−XLｂ線における断面図である。
【図４１】図４１（ａ）は本発明の第１４の実施形態に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図４１（ｂ）は図４１（ａ）のXLIｂ−XLIｂ線における断面図である。
【図４２】図４２（ａ）は本発明の第８の実施形態の第３変形例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。図４２（ｂ）は図４２（ａ）のXLIIｂ−XLIIｂ線における断面図である。
【図４３】図４３（ａ）及び図４３（ｂ）は本発明の実施例に係る半導体発光チップにおける配光分布特性の測定系を示す模式図である。
【図４４】図４４は本発明の実施例に係る半導体発光チップにおけるａ軸方向及びｃ軸方向の放射角と発光波長とのそれぞれの関係を示すグラフである。
【図４５】図４５（ａ）は本発明の実施例に係る半導体発光チップにおける銀（Ａｇ）からなる反射材の最表面の反射に関し、Ａｇ最表面の粗さと鏡面反射率、拡散反射率及び鏡面反射の割合とのそれぞれの関係を示すグラフである。図４５（ｂ）は母材の表面粗さとＡｇ最表面の粗さとの関係を示すグラフである。
【図４６】図４６（ａ）及び図４６（ｂ）は反射特性が偏光度に与える影響を調べるための評価系を説明する図であって、図４６（ａ）は断面図であり、図４６（ｂ）は平面拡大写真である。
【図４７】図４７は本発明の実施例に係る半導体発光チップにおける偏光度の測定系を示す模式図である。
【図４８】図４８は本発明の実施例に係る半導体発光チップにおけるサンプル１、１３及び１５を実装基板とした場合の偏光度を示すグラフである。
【図４９】図４９は本発明の実施例に係る半導体発光チップにおける光取り出し面に形成した凹凸部を示す走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。
【図５０】図５０は本発明の実施例に係る半導体発光チップの光取り出し面に設けた凹凸状のストライプの延伸方向と発光層のａ軸方向とがなす角度と光の偏光度との関係を示すグラフである。
【図５１】図５１は第５実施例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図５２】図５２は第６実施例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図５３】図５３は第７実施例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【図５４】図５４は比較例に係る半導体発光装置を示す模式的な平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
一実施形態に係る半導体発光装置は、実装基板と、実装基板の表面上に形成された金属と、実装基板の表面上に保持され、非極性面又は半極性面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップとを備えた半導体発光装置を対象とし、実装基板の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、窒化物半導体活性層に平行で、且つ窒化物半導体活性層からの光の偏光方向に対して垂直である結晶軸方向の半導体発光チップ側方の領域を高偏光特性領域とし、実装基板の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とすると、金属は、高偏光特性領域の少なくとも一部の領域に配置されており、低偏光特性領域の少なくとも一部は、金属よりも鏡面反射の割合が低く、高偏光特性領域における鏡面反射の割合は、低偏光特性領域における鏡面反射の割合よりも高い。
【００２１】
また、他の実施形態に係る半導体発光装置は、実装基板と、実装基板の表面上に形成された配線電極と、実装基板の表面上に配線電極と電気的に接続されるように保持され、非極性面又は半極性面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップとを備えた半導体発光装置を対象とし、実装基板の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、窒化物半導体活性層に平行で、且つ窒化物半導体活性層からの光の偏光方向に対して垂直である結晶軸方向の半導体発光チップ側方の領域を高偏光特性領域とし、実装基板の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とすると、配線電極は、高偏光特性領域の少なくとも一部の領域に配置されており、低偏光特性領域の少なくとも一部は、配線電極よりも鏡面反射の割合が低く、高偏光特性領域における鏡面反射の割合は、低偏光特性領域における鏡面反射の割合よりも高い。
【００２２】
また、他の実施形態に係る半導体発光装置は、実装基板と、実装基板の表面上に形成された配線電極と、実装基板の表面上に配線電極と電気的に接続されるように保持され、ｍ面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップとを備えた半導体発光装置を対象とし、半導体発光チップの一辺の長さをＬとし、半導体発光チップの厚さをＴとし、実装基板の表面に、中心が半導体発光チップの平面視における重心位置と同一であり、長軸が窒化物半導体活性層のｃ軸に平行であり、短軸が窒化物半導体活性層のａ軸に平行であり、且つ以下の式（１）及び式（２）で表される長軸半径α及び短軸半径βを有する楕円形を定義し、式（１）α＝２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝、式（２）β＝√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝、平面視において、半導体発光チップの外周が内包されるように、窒化物半導体活性層のｃ軸に平行な２本の直線と、窒化物半導体活性層のａ軸に平行な２本の直線とを用いて、楕円形の内側を９つの領域に区分し、９つの領域のうち、半導体発光チップが内包される領域を第１領域とし、第１領域のｃ軸方向に隣接する２つの領域の集合を第２領域とし、第１領域及び第２領域以外の６つの領域の集合を第３領域とし、ｃ軸に平行な２本の直線及びａ軸に平行な２本の直線は、第１領域の面積が最小となるように設定した場合に、配線電極は、第２領域の少なくとも一部の領域に配置されており、第３領域の少なくとも一部には、配線電極の鏡面反射の割合よりも鏡面反射の割合が低い部分を有しており、第２領域における鏡面反射の割合は、第３領域における鏡面反射の割合よりも高い。
【００２３】
また、ある実施形態において、配線電極の表面における鏡面反射の割合は１５％以上であってもよい。
【００２４】
また、ある実施形態において、半導体発光チップの一辺の長さＬと、半導体発光チップの厚さＴとの間には、Ｔ＜Ｌの関係が成り立っていてもよい。
【００２５】
また、ある実施形態において、半導体発光チップの一辺の長さＬと、半導体発光チップの厚さＴとの間には、Ｔ＜Ｌ／６の関係が成り立っていてもよい。
【００２６】
また、ある実施形態において、配線電極の表面における鏡面反射の割合は５０％以上であってもよい。
【００２７】
また、ある実施形態において、配線電極における表面粗さは５０ｎｍ以下であってもよい。
【００２８】
また、ある実施形態において、第３領域の一部である、配線電極の鏡面反射の割合よりも鏡面反射の割合が低い部分の平面視における面積は、（Ｌ２＋４ＴＬ）／１０以下であってもよい。
【００２９】
また、ある実施形態において、半導体発光チップの光取り出し面には、ストライプ状の複数の凹凸部が形成されており、凹凸部が延びる方向は、窒化物半導体活性層からの光の偏光方向又はａ軸方向に対して０°以上且つ５°未満だけ傾いていてもよい。
【００３０】
また、ある実施形態において、実装基板の表面上に保持され、該表面からの高さがＨ１で且つ少なくとも内面に反射面を有する反射部材をさらに備え、半導体発光チップのａ面側の端部から反射部材までのａ軸方向の距離をＤ１とし、ｃ面側の端部から反射部材までのｃ軸方向の距離をＤ２とした場合に、Ｄ１＜２．７５×Ｈ１と、Ｄ２＜５．６７×Ｈ１との関係を満たし、反射部材の反射面のうち第２領域に含まれる領域の反射率は、鏡面反射の割合が１５％以上であってもよい。
【００３１】
また、ある実施形態において、半導体発光チップは、複数個がａ軸方向に沿い且つ互いに間隔をおいて実装基板の表面上に保持されており、実装基板の表面には、半導体発光チップごとに、それぞれ第１領域、第２領域及び第３領域に区分された楕円形の領域が定義されていてもよい。
【００３２】
また、ある実施形態において、実装基板の表面から半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とし、互いに隣り合う半導体発光チップ同士の間隔をＤ３とした場合に、Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの小さいほうの値よりも大きくてもよい。
【００３３】
また、本発明のある実施形態において、実装基板の表面から半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とし、互いに隣り合う半導体発光チップ同士の間隔をＤ３とした場合に、Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの大きいほうの値よりも大きくてもよい。
【００３４】
また、ある実施形態において、半導体発光チップは、複数個がａ軸方向に沿い且つ互いに間隔をおいて実装基板の表面上に保持される共に、複数個がｃ軸方向に沿い且つ互いに間隔をおいて実装基板の表面上に保持されており、実装基板の表面には、半導体発光チップごとに、それぞれ第１領域、第２領域及び第３領域に区分された楕円形の領域が定義され、ａ軸方向に隣り合う半導体発光チップ同士の間隔をＤ３とし、ｃ軸方向に隣り合う半導体発光チップ同士の間隔をＤ４とした場合に、Ｄ３＜Ｄ４であってもよい。
【００３５】
また、ある実施形態において、ａ軸方向に配置された半導体発光チップの個数をＮａとし、ｃ軸方向に配置された半導体発光チップの個数をＮｃとした場合に、Ｎｃ＜Ｎａであってもよい。
【００３６】
また、ある実施形態において、実装基板の表面から半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とした場合に、Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの小さいほうの値よりも大きく、且つ、Ｄ４は、（５．６７×Ｈ２）で与えられる数値、及び［２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの小さいほうの値よりも大きくてもよい。
【００３７】
また、ある実施形態において、実装基板の表面から半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とした場合に、Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの大きいほうの値よりも大きく、且つ、Ｄ４は、（５．６７×Ｈ２）で与えられる数値、及び［２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの大きいほうの値よりも大きくてもよい。
【００３８】
さらに他の実施形態に係る半導体発光装置は、実装基板と、実装基板の表面上に形成された金属と、実装基板の表面上に保持され、非極性面又は半極性面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップとを備えた半導体発光装置を対象とし、実装基板の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、窒化物半導体活性層に平行で、且つ窒化物半導体活性層からの光の偏光方向に対して垂直である結晶軸方向の半導体発光チップ側方の領域を高偏光特性領域とし、実装基板の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とすると、高偏光特性領域の表面は、鏡面反射率よりも拡散反射率が高く、金属は、低偏光特性領域の少なくとも一部に配置されており、金属の表面における鏡面反射率は、高偏光特性領域の表面における鏡面反射率よりも高い。
【００３９】
さらに他の実施形態に係る半導体発光装置は、実装基板と、実装基板の表面上に形成された配線電極と、実装基板の表面上に配線電極と電気的に接続されるように保持され、非極性面又は半極性面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップとを備えた半導体発光装置を対象とし、実装基板の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、窒化物半導体活性層に平行で、且つ窒化物半導体活性層からの光の偏光方向に対して垂直である結晶軸方向の半導体発光チップ側方の領域を高偏光特性領域とし、実装基板の表面上において、窒化物半導体活性層からの光によって照らされる領域であって、高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とすると、高偏光特性領域の表面は、鏡面反射率よりも拡散反射率が高く、配線電極は、低偏光特性領域の少なくとも一部に配置されており、配線電極の表面における鏡面反射率は、高偏光特性領域の表面における鏡面反射率よりも高い。
【００４０】
さらに他の実施形態に係る半導体発光装置は、実装基板と、実装基板の表面上に形成された配線電極と、実装基板の表面上に配線電極と電気的に接続されるように保持され、ｍ面を成長面とする窒化物半導体活性層を含む半導体発光チップとを備えた半導体発光装置を対象とし、半導体発光チップの一辺の長さをＬとし、半導体発光チップの厚さをＴとし、実装基板の表面に、中心が半導体発光チップの平面視における重心位置と同一であり、長軸が窒化物半導体活性層のｃ軸に平行であり、短軸が窒化物半導体活性層のａ軸に平行であり、且つ以下の式（３）及び式（４）で表される長軸半径α及び短軸半径βを有する楕円形を定義し、式（３）α＝２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝、式（４）β＝√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝、平面視において、半導体発光チップの外周が内包されるように、窒化物半導体活性層のｃ軸に平行な２本の直線と、窒化物半導体活性層のａ軸に平行な２本の直線とを用いて、楕円形の内側を９つの領域に区分し、９つの領域のうち、半導体発光チップが内包される領域を第１領域とし、第１領域のｃ軸方向に隣接する２つの領域の集合を第２領域とし、第１領域及び第２の領域以外の６つの領域の集合を第３領域とし、ｃ軸に平行な２本の直線及びａ軸に平行な２本の直線は、第１領域の面積が最小となるように設定した場合に、配線電極は、第３領域の少なくとも一部に配置されており、第２領域の表面は、鏡面反射率よりも拡散反射率が高く、配線電極の表面における鏡面反射率は、第２領域の表面における鏡面反射率よりも高い。
【００４１】
また、ある実施形態において、半導体発光チップの一辺の長さＬと、半導体発光チップの厚さＴとの間には、Ｔ＜Ｌの関係が成り立っていてもよい。
【００４２】
また、ある実施形態において、半導体発光チップの一辺の長さＬと、半導体発光チップの厚さＴとの間には、Ｔ＜Ｌ／６の関係が成り立っていてもよい。
【００４３】
また、ある実施形態において、第２領域の表面における拡散反射率は９０％以上であってもよい。
【００４４】
また、ある実施形態において、第２領域における表面粗さは２００ｎｍ以上であってもよい。
【００４５】
また、ある実施形態において、配線電極の表面における鏡面反射の割合は１２％以上であり、且つ、拡散反射率は６９％未満であってもよい。
【００４６】
また、本発明のある実施形態において、配線電極の平面視における面積は、（Ｌ２＋４ＴＬ）／１０以下であってもよい。
【００４７】
また、ある実施形態において、半導体発光チップの光取り出し面には、複数の凹凸部が形成されていてもよい。
【００４８】
また、ある実施形態において、複数の凹凸部は半球状であってもよい。
【００４９】
また、ある実施形態において、複数の凹凸部は、平面視においてストライプ形状を有しており、凹凸部が延びる方向は、窒化物半導体活性層からの光の偏光方向又はａ軸方向に対して５°以上且つ９０°以下だけ傾いていてもよい。
【００５０】
また、ある実施形態において、実装基板の表面上に保持され、該表面からの高さがＨ１で且つ少なくとも内面に反射面を有する反射部材をさらに備え、半導体発光チップのａ面側の端部から反射部材までのａ軸方向の距離をＤ１とし、ｃ面側の端部から反射部材までのｃ軸方向の距離をＤ２とした場合に、Ｄ１＜２．７５×Ｈ１と、Ｄ２＜５．６７×Ｈ１との関係を満たし、反射部材の反射面のうち第２領域に含まれる領域の反射率は、鏡面反射率よりも拡散反射率が高くてもよい。
【００５１】
また、ある実施形態において、半導体発光チップは、複数個がａ軸方向に沿い且つ互いに間隔をおいて実装基板の表面上に保持されており、実装基板の表面には、半導体発光チップごとに、それぞれ第１領域、第２領域及び第３領域に区分された楕円形の領域が定義されていてもよい。
【００５２】
また、ある実施形態において、実装基板の表面から半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とし、互いに隣り合う半導体発光チップ同士の間隔をＤ３とした場合に、Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの小さいほうの値よりも大きくてもよい。
【００５３】
また、ある実施形態において、実装基板の表面から半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とし、互いに隣り合う半導体発光チップ同士の間隔をＤ３とした場合に、Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの大きいほうの値よりも大きくてもよい。
【００５４】
また、ある実施形態において、半導体発光チップは、複数個がａ軸方向に沿い且つ互いに間隔をおいて実装基板の表面上に保持される共に、複数個がｃ軸方向に沿い且つ互いに間隔をおいて実装基板の表面上に保持されており、実装基板の表面には、半導体発光チップごとに、それぞれ第１領域、第２領域及び第３領域に区分された楕円形の領域が定義され、ａ軸方向に隣り合う半導体発光チップ同士の間隔をＤ３とし、ｃ軸方向に隣り合う半導体発光チップ同士の間隔をＤ４とした場合に、Ｄ３＜Ｄ４であってもよい。
【００５５】
また、ある実施形態において、ａ軸方向に配置された半導体発光チップの個数をＮａとし、ｃ軸方向に配置された半導体発光チップの個数をＮｃとした場合に、Ｎｃ＜Ｎａであってもよい。
【００５６】
また、ある実施形態において、実装基板の表面から半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とした場合に、Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの小さいほうの値よりも大きく、且つ、Ｄ４は、（５．６７×Ｈ２）で与えられる数値、及び［２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの小さいほうの値よりも大きくてもよい。
【００５７】
また、ある実施形態において、実装基板の表面から半導体発光チップの上面までの高さをＨ２とした場合に、Ｄ３は、（２．７５×Ｈ２）で与えられる数値、及び［√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの大きいほうの値よりも大きく、且つ、Ｄ４は、（５．６７×Ｈ２）で与えられる数値、及び［２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２］で与えられる数値のうちの大きいほうの値よりも大きくてもよい。
【００５８】
また、ある実施形態において、実装基板の低偏光特性領域に保持された保護素子をさらに備えていてもよい。
【００５９】
また、ある実施形態において、実装基板の低偏光特性領域に配置された、位置合わせ用のマーカをさらに備えていてもよい。
【００６０】
また、ある実施形態において、窒化物半導体活性層は、ＧａＮ系半導体活性層であってもよい。
【００６１】
ところで、ｍ面を成長面とする窒化物半導体活性層は、主としてａ軸方向に電界強度が偏った光を出射する。発光素子が偏光特性を有する場合は、偏光方向と垂直な方向に対して発光強度が大きくなるような配光分布を示すことが理論的に予測される。すなわち、発光素子の放射パターン（配光分布）が不均一となる。また、−ｒ面、（２０−２１）、（２０−２−１）、（１０−１−３）及び（１１−２２）面等の半極性面、並びにａ面等の他の非極性面においても窒化物半導体の特定の結晶方向に電界強度が偏った光を出射し、偏光方向と垂直な方向に対して発光強度が大きくなるような配光分布を示すことが理論的に予測される。
【００６２】
ａ面を成長面とする窒化物半導体活性層からの光の偏光方向は、ｍ軸であることが知られている。従って、ｍ軸に垂直な方向に対して発光強度が大きくなるような配光分布を示すと予測される。
【００６３】
半極性面である（２０−２−１）面及び（２０−２１）面を成長面とする窒化物半導体活性層からの光の偏光方向は、［−１２−１０］方向であることが知られている。従って、［−１２−１０］方向に垂直な方向に対して発光強度が大きくなるような配光分布を示すと予測される。
【００６４】
半極性面である（１０−１−３）面を成長面とする窒化物半導体活性層からの光の偏光方向は、窒化物半導体活性層のＩｎの組成が大きい場合には［−１２−１０］方向であり、窒化物半導体活性層のＩｎの組成が小さい場合には［１１−２３］方向であることが知られている。従って、活性層のＩｎの組成が大きい場合には［−１２−１０］方向に垂直な方向に対して発光強度が大きくなり、活性層のＩｎの組成が小さい場合には［１１−２３］方向に垂直な方向に対して発光強度が大きくなるような配光分布を示すと予測される。
【００６５】
半極性面である（１１−２２）面を成長面とする窒化物半導体活性層からの光の偏光方向は、窒化物半導体活性層のＩｎの組成が大きい場合にはｍ軸方向であり、窒化物半導体活性層のＩｎの組成が小さい場合には［−１−１２３］方向であることが知られている。従って、活性層のＩｎの組成が大きい場合には、ｍ軸に垂直な方向に対して発光強度が大きくなり、活性層のＩｎの組成が小さい場合には、［−１−１２３］方向に垂直な方向に対して発光強度が大きくなるような配光分布を示すと予測される。
【００６６】
本明細書においては、特定の方向に電界強度が偏った光を「偏光光（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｌｉｇｈｔ）」と称する。例えばＸ軸方向に電界強度が偏った光を「Ｘ軸方向の偏光光」と称し、このときのＸ軸方向を「偏光方向」と称する。なお、「Ｘ軸方向の偏光光」とは、Ｘ軸方向に偏光した直線偏光光のみを意味するものではなく、他の軸方向に偏光した直線偏光光を含んでいてもよい。より詳細には、「Ｘ軸方向の偏光光」とは、「Ｘ軸方向に偏光透過軸を有する偏光子」を透過する光の強度（電界強度）が「他の軸方向に偏光透過軸を有する偏光子」を透過する光の電界強度よりも高くなる光を意味する。従って、「Ｘ軸方向の偏光光」は、Ｘ軸方向に偏光した直線偏光光及び楕円偏光光のみならず、種々の方向に偏光した直線偏光光及び楕円偏光光が混在した非コヒーレント光を広く含む。
【００６７】
偏光子の偏光透過軸を光軸の周りに回転させたとき、その偏光子を透過する光の電界強度が最も強くなるときの強度をＩｍａｘとし、電界強度が最も弱くなるときの強度をＩｍｉｎとするとき、偏光度は、以下の式（Ａ）で定義される。
【００６８】
式（Ａ）
偏光度＝｜Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ｜／｜Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ｜
「Ｘ軸方向の偏光光」の場合は、偏光子の偏光透過軸がＸ軸に平行なとき、その偏光子を透過する光の電界強度がＩｍａｘとなり、偏光子の偏光透過軸がＹ軸に平行なとき、その偏光子を透過する光の電界強度がＩｍｉｎとなる。完全な直線偏光光では、Ｉｍｉｎ＝０となるため、偏光度は１に等しくなる。一方、完全な非偏光光では、Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ＝０となるため、偏光度は０に等しくなる。
【００６９】
ｍ面を成長面とする活性層を有する窒化物半導体発光素子は、上述のように、主としてａ軸方向の偏光光を出射する。このとき、ｃ軸方向の偏光光及びｍ軸方向の偏光光も出射される。しかしながら、ｃ軸方向の偏光光及びｍ軸方向の偏光光は、ａ軸方向の偏光光と比べてその強度が弱い。
【００７０】
本明細書においては、ｍ面を成長面とする活性層を例に挙げ、ａ軸方向の偏光光に着目して議論するが、−ｒ面、（２０−２１）、（２０−２−１）、（１０−１−３）、（１１−２２）面などの半極性面、及びａ面等の他の非極性面でも特定の結晶方向の偏光光について同様のことがいえる。
【００７１】
本発明において、「ｍ面」とは、ｍ面に対して完全に平行な面のみだけでなく、ｍ面から±５°程度以下の角度だけ傾斜した面をも含む。ｍ面から僅かに傾斜する程度では、自発分極の影響は極めて小さい。一方、結晶成長技術において、結晶方位が所望の方位と厳密に一致した基板から僅かに傾斜した基板上の方が半導体層をエピタキシャル成長させやすい場合がある。従って、自発分極の影響を十分に抑制しながら、エピタキシャル成長する半導体層の結晶の品質を向上させたり、結晶成長速度を高めたりするために結晶面を僅かに傾斜させることが有用な場合もある。
【００７２】
また、「ａ面」、「（２０−２１）面」、「（２０−２−１）面」、「（１０−１−３）面」、「−ｒ面」及び「（１１−２２）面」についても同様のことがいえるので、本明細書において、「ａ面」、「（２０−２１）面」、「（２０−２−１）面」、「（１０−１−３）面」、「−ｒ面」及び「（１１−２２）面」とは、ａ面、（２０−２１）面、（２０−２−１）面、（１０−１−３）面、−ｒ面、及び（１１−２２）面に対して完全に平行な面のみだけでなく、ａ面、（２０−２１）面、（２０−２−１）面、（１０−１−３）面、−ｒ面、及び（１１−２２）面から、±５°程度以下の角度だけ傾斜した面をも含む。
【００７３】
偏光特性を有する発光素子を光源とする場合は、光源における偏光の向き、すなわち発光素子の搭載方向によって物体表面での反射量が異なる。このため、物体の見え方が変わる。これは、Ｐ偏光光とＳ偏光光とによって反射率が異なる（Ｓ偏光のほうが物体表面での反射率が高い）ためである。ここで、Ｐ偏光光とは、入射面に対して平行な電界成分を有する光である。また、Ｓ偏光光とは、入射面に対して垂直な電界成分を有する光である。液晶ディスプレイのバックライト等、偏光特性をそのまま利用するアプリケーションにおいては偏光度の向上が重要であるが、一般的な照明用途においては、この偏光特性が物体の見え方を損なう場合もある。
【００７４】
一般に、窒化物半導体発光装置は、窒化物半導体からなる半導体発光チップと実装基板とから構成される。実装基板は、パッケージと呼ばれる場合がある。実装基板のうち半導体発光チップが保持される面を実装面と呼ぶ。実装基板の表面である実装面上には、一般に、半導体発光チップと電気的な接続を取る複数の配線電極と、配線電極同士を絶縁する絶縁体とが配置される。配線電極は、配線パターンと呼ばれる場合がある。さらに、半導体発光チップからの放射光の形状を整形するリフレクタと、半導体発光チップを逆電圧又は高電圧から保護する保護素子とが配置される場合がある。
【００７５】
このように、実装基板の実装面上には、複数の構成部材が配置され得る。しかしながら、従来、各構成部材の配置位置と偏光度との関係は明らかにされていなかった。上記の特許文献１には、半導体発光チップ、鏡面、実装面及びリフレクタの表面の位置をどのような関係にすべきかについて詳細に記載されていない。
【００７６】
また、上記の特許文献２の発明は、パッケージから出射される光のチップ配置面の面内の方位角の違いによる強度の差を低減することを目的としており、パッケージから放射される光の偏光度に関してはなんら考慮されていない。
【００７７】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る半導体発光装置について図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照しながら説明する。
【００７８】
まず、図３（ｂ）に示すように、窒化物半導体からなる半導体発光チップ１００は、例えば少なくとも表面上に、ｍ面を主面（且つ成長面）とするＧａＮ層（以下、ｍ面ＧａＮ層と呼ぶ。）を有する基板１０４と、該基板１０４の主面上に形成されたｎ型窒化物半導体層１０５と、ｎ型窒化物半導体層１０５上に形成された窒化物半導体からなる活性層１０６と、活性層１０６上に形成されたｐ型窒化物半導体層１０７と、ｐ型窒化物半導体層１０７上に接するように形成されたｐ側電極１０８と、露出されたｎ型窒化物半導体層１０５上に接するように形成されたｎ側電極１０９とを含む。ｎ型窒化物半導体層１０５、活性層１０６及びｐ型窒化物半導体層１０７は、成長面がｍ面にほぼ平行となる。すなわち、ｍ軸方向に積層されている。ｎ型窒化物半導体層１０５と活性層１０６との間に他の層が形成されていてもよい。また、活性層１０６とｐ型窒化物半導体層１０７との間に他の層が形成されていてもよい。ここで、窒化物半導体として、窒化ガリウム系化合物からなる半導体（ＧａＮ系半導体）を例に挙げて説明する。ＧａＮ系半導体は、一般式ＡｌｘＩｎｙＧａｚＮ（但し、０≦ｘ，ｙ＜１、０＜ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）で表される半導体を含む。
【００７９】
図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、半導体発光チップ１００は、そのｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９を、実装基板１０１の表面上に配置された配線電極１０２と対向させて実装されている。すなわち、半導体発光チップ１００は、実装基板１０１上の２つの配線電極１０２とそれぞれバンプ１０３を介在させて電気的に接続され且つ保持されている。このような構成はフリップチップ構造と呼ばれる。なお、配線電極１０２の一方はｐ側電極１０８と接続され、他方の電極はｎ側電極１０９と接続されている。
【００８０】
図４に示すように、本実施形態の第１変形例として、フリップチップ構造に代えてワイヤボンディング構造を採ることができる。この場合、半導体発光チップ１００は、基板１０４を実装基板１０１の表面と対向させて保持されている。ｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９は、実装基板１０１上の配線電極１０２とそれぞれ金（Ａｕ）からなるワイヤ１１０を介して電気的に接続される。
【００８１】
このように、フリップチップ構造とワイヤボンディング構造とは、ｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９と、実装基板１０１上の配線電極１０２との接続方法が異なる。しかし、他の構成は、ほぼ同様であり、本発明の実施形態を適用した場合の作用効果も同様である。従って、以下では、フリップチップ構造について説明する。
【００８２】
なお、基板１０４は、六方晶のｍ面ＧａＮ基板であってもよい。また、表面上にｍ面ＧａＮ層が形成された六方晶のｍ面ＳｉＣ基板でもよい。また、表面上にｍ面ＧａＮ層が形成されたｒ面サファイア基板、ｍ面サファイア基板又はａ面サファイア基板であってもよい。さらに、基板１０４は除去されていてもよい。
【００８３】
ｎ型窒化物半導体層１０５は、例えばｎ型のＡｌｕＧａｖＩｎｗＮ（但し、０≦ｕ，ｖ，ｗ≦１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１）から形成される。ｎ型ドーパントとして、例えばシリコン（Ｓｉ）を用いることができる。
【００８４】
活性層１０６は、ＩｎＹＧａ１−ＹＮからなる複数の障壁層（但し、０≦Ｙ＜１）と、該障壁層によりその上下を挟まれたＩｎｘＧａ１−ｘＮからなる少なくとも１つの井戸層（但し、０＜Ｘ≦１）とを含む。活性層１０６に含まれる井戸層は単一層であってもよい。また、井戸層と障壁層とが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有していてもよい。半導体発光チップ１００から放射される光の波長は、井戸層の半導体組成であるＩｎｘＧａ１−ｘＮ半導体におけるＩｎの組成比ｘによって決まる。
【００８５】
ｐ型窒化物半導体層１０７は、例えばｐ型のＡｌｓＧａｔＮ（但し、０≦ｓ，ｔ≦１、ｓ＋ｔ＝１）半導体から形成される。ｐ型ドーパントとして、例えばマグネシウム（Ｍｇ）を用いることができる。ｐ型ドーパントは、Ｍｇ以外に、例えば亜鉛（Ｚｎ）又はベリリウム（Ｂｅ）等を用いてもよい。ｐ型窒化物半導体層１０７において、Ａｌの組成比ｓは、厚さ方向に一様であってもよく、また、Ａｌの組成比ｓが厚さ方向に連続的に又は階段的に変化していてもよい。具体的には、ｐ型窒化物半導体層１０７の厚さは、例えば、０．０５μｍ〜２μｍ程度である。ｐ型窒化物半導体層１０７の上面の近傍、すなわちｐ側電極１０８との界面の近傍はＡｌの組成比ｓが０、すなわちＧａＮから形成されていてもよい。また、この場合、ＧａＮはｐ型の不純物が高濃度で含まれ、ｐ側電極１０８に対するコンタクト層として機能してもよい。
【００８６】
ｐ側電極１０８は、ｐ型窒化物半導体層１０７の表面のほぼ全体を覆っていてもよい。ｐ側電極１０８は、パラジウム（Ｐｄ）層及び白金（Ｐｔ）層を積層した積層構造（Ｐｄ／Ｐｔ）等によって形成される。また、ｐ側電極１０８は、放射光の反射率を高めるために、銀（Ａｇ）層及び白金（Ｐｔ）層を積層した積層構造（Ａｇ／Ｐｔ）、または、Ｐｄ層、Ａｇ層及びＰｔ層を順次積層した積層構造（Ｐｄ／Ａｇ／Ｐｔ）を用いてもよい。
【００８７】
ｎ側電極１０９は、例えば、チタン（Ｔｉ）層及び白金（Ｐｔ）層を積層した積層構造（Ｔｉ／Ｐｔ）等によって形成される。放射光の反射率を高めるために、Ｔｉ層、Ａｌ層及びＰｔ層を順次積層した積層構造（Ｔｉ／Ａｌ／Ｐｔ）を用いてもよい。
【００８８】
図３に示す半導体発光チップ１００は、半導体層を積層したウェハをａ軸方向及びｃ軸方向に沿って正方形又は長方形に小片化したものである。この場合、窒化物半導体のｃ面は劈開が容易であるため、小片化の工程を簡略化できるという利点がある。また、図５の第２変形例に示すように、半導体発光チップ１００は、ａ軸方向及びｃ軸方向から傾いた方向に沿って小片化されていてもよい。この場合、劈開性が乏しい面が半導体発光チップ１００の側面に露出することになる。このため、半導体発光チップ１００の側面に凹凸が生じやすく、この凹凸面から放射光の光取り出しが向上するという利点がある。
【００８９】
第１の実施形態は、実装基板１０１の表面（以下、実装面と呼ぶ。）の反射特性及び実装面に配置される構成部材のレイアウトに特徴を有する。以下に、実装基板１０１の実装面の反射特性及び実装面に配置される構成部材のレイアウトについて詳細に説明する。
【００９０】
前述したように、ｍ面を主面（且つ成長面）とする窒化物半導体からなる活性層１０６を有する半導体発光チップ１００は偏光特性を示す。その結果、ｍ軸方向から放射光を観察した場合、光強度が等しい等高線は、偏光方向に対して垂直な方向であるｃ軸方向を長軸半径αとし、偏光方向であるａ軸方向を短軸半径βとする楕円形に近い形状を示す。後述するように、偏光方向に対して垂直な方向であるｃ軸方向の放射角は約１６０°で、偏光方向であるａ軸方向の放射角は約１４０°であることから、放射光は、長軸：短軸＝２：１の楕円形に近い形状となる。すなわち、長軸半径αが短軸半径βのほぼ２倍（α＝２β）となっている。さらに、実装面における反射光の形状も、楕円形に近い形状となる。この場合、楕円形の中心位置は、半導体発光チップ１００の平面形状における重心にほぼ等しい。図３において、楕円形１１９は、半導体発光チップ１００から外部に放射される光によって主として照らされる領域の最外周を示している。楕円形１１９内の領域で反射される光は実装面の影響を強く受ける。なお、実装面にこのような楕円形が形成されているわけではない。ここで、半導体発光チップ１００が、平面視において一辺をＬとする正方形状であり、その厚さがＴである場合を考える。半導体発光チップ１００の表面積とほぼ同程度の面積の実装面が反射に大きく寄与するため、以下の式（１）が成り立つ。
【００９１】
式（１）
παβ−Ｌ２＝Ｌ２＋４ＴＬ
ここで、左辺は、楕円形１１９の面積παβから平面視における半導体発光チップ１００の面積Ｌ２を差し引いた値であり、楕円形１１９内の実装面のうち反射に有効に寄与しうる部分の面積と考えることができる。この領域を、実装面有効部と呼ぶ。右辺は、半導体発光チップ１００の表面のうち、光取り出しに寄与する表面積である。α＝２βであるから、楕円形１１９の長軸半径α及び短軸半径βは、式（１）から、それぞれ式（２）及び式（３）で表される。
【００９２】
式（２）
α＝２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝
式（３）
β＝√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、実装面有効部における長軸半径α及び短軸半径βを、半導体発光チップ１００の一辺の長さＬの関数として表している。図６においては、半導体発光チップ１００の厚さＴをそれぞれ１０μｍ、１００μｍ及び２００μｍと変化させている。図６から分かるように、長軸半径α及び短軸半径βはチップの一辺の長さＬに対して、ほぼ線形となり、一辺の長さＬが長いほど、長軸半径α及び短軸半径βは長くなる。また、チップの厚さＴが厚いほど、長軸半径α及び短軸半径βは長くなる。
【００９３】
ｍ面以外の他の非極性面、及び半極性面においても同様のことがいえる。上述したように、ｍ面及びａ面等の非極性面、又は（２０−２１）面、（２０−２−１）面、（１０−１−３）面、（１１−２２）面、−ｒ面及び（１１−２２）面等の半極性面を成長面とする窒化物半導体からなる活性層も偏光特性を有する。その結果、活性層から放射光を観察した場合、光強度が等しい等高線は、偏光方向に対して垂直な方向を長軸半径αとし、偏光方向を短軸半径βとする楕円形に近い形状を示す。さらに、実装面における反射光の形状も、楕円形に近い形状となる。
【００９４】
次に、実装基板１０１の実装面を３つの領域に区分する。
【００９５】
図３に示すように、平面視において、実装面上の楕円形１１９の内側の領域を、活性層１０６のｃ軸方向に平行な２本の直線とａ軸方向に平行な２本の直線とを用いて、半導体発光チップ１００の外周が内包されるように９つの領域に区分する。これらの領域のうち、半導体発光チップ１００が内包される領域を第１領域１とする。さらに、第１領域１の外側であって該第１領域１に対してｃ軸方向と隣接する２つの領域の集合を第２領域２とし、第１領域１及び第２領域２以外の６つの領域の集合を第３領域３とする。
【００９６】
第１領域１は、その面積が最小となるようにｃ軸方向に平行な２本の直線と、ａ軸方向に平行な２本の直線とが設定されている。楕円形１１９の内側の領域のうち、第１領域１を差し引いた残りの領域が実装面有効部となる。図３及び図４で示した半導体発光装置においては、半導体発光チップ１００の平面視における外周と、第１領域１とが一致する。これに対し、図５に示した半導体発光装置の場合は、半導体発光チップ１００の平面視における面積と比べて第１領域１の面積が大きくなる。
【００９７】
図７は、実装面有効部のうち、第２領域２が占める割合と、半導体発光チップ１００の一辺Ｌとの関係を示している。半導体発光チップ１００の厚さＴは、１０μｍ、１００μｍ及び２００μｍと変化させている。チップの一辺の長さＬが大きくなるほど、第２領域２が占める割合が大きくなる。また、チップの厚さＴが薄くなるほど第２領域２が占める割合が大きくなる。
【００９８】
厚さＴと一辺の長さＬとが等しい場合（Ｔ＝Ｌ）、第２領域２が占める割合はほぼ５０％となり、Ｔ＜Ｌの場合に、第２領域２が占める割合は５０％を超える。従って、Ｔ＜Ｌにおいて、実装面有効部は第２領域２が支配的となる。
【００９９】
また、Ｔ＝Ｌ／６の場合に、第２領域２が占める割合はほぼ８０％となり、Ｔ＜Ｌ／６の場合に、第２領域２が占める割合は８０％を超える。従って、Ｔ＜Ｌ／６において、実装面有効部は第２領域２が極めて支配的となるといえる。
【０１００】
半導体発光チップ１００の一般的なチップサイズＬは、２００μｍから１０００μｍであり、チップの厚さＴは１５０μｍ以下である。このため、この範囲において第２領域２が占める割合は５０％を超える。特に大出力用としてチップサイズを大きくした場合には、第２領域２の影響はより強くなる。すなわち、ｍ面を成長面とする活性層１０６を含む半導体発光チップ１００を有する半導体発光装置においては、実装基板１０１における実装面の反射面として大きく寄与する領域は、図３で示した第２領域２となる。このような知見は、本発明者らが見出したものである。
【０１０１】
実装基板１０１において、活性層１０６からの光によって照らされる領域であって、偏光方向に対して垂直なｃ軸方向の半導体発光チップ１００の側方の領域を高偏光特性領域と呼ぶ。高偏光特性領域で反射する光には、半導体発光チップ１００の偏光方向と同一のａ軸方向に電界強度が偏った光を多く含む。高偏光特性領域は、例えば、第２領域２を含む。本実施形態においては、第２領域２の表面は、複数の配線電極１０２によって覆われている。また、少なくとも第２領域２における各配線電極１０２の表面の鏡面反射の割合は１５％以上である。第２領域２を除く領域に配置されている配線電極１０２の表面の鏡面反射の割合が１５％未満であっても構わない。鏡面反射の割合とは、鏡面反射率と拡散反射率との合計に対する鏡面反射率が占める割合をいう。また、少なくとも第２領域２の配線電極１０２の表面の鏡面反射の割合が５０％以上であってもよい。配線電極１０２の構成材料と、実装基板１０１の構成材料（主材料）とが異なっていてもよい。すなわち、実装面有効部として支配的な第２領域２に、鏡面反射の割合が高い材料を配置することにより、半導体発光装置における偏光度が維持され、従って、該偏光度の低減を抑制することができる。
【０１０２】
また、実装基板１０１において、活性層１０６からの光によって照らされる領域であって、高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とよぶ。低偏光特性領域で反射する光には、ａ軸以外の方向に電界強度を有する光を多く含む。低偏光特性領域は、例えば、第３領域３を含む。本実施形態においては、第３領域３の表面の少なくとも一部に、第２領域２よりも鏡面反射率が低い部分を有している。例えば、第３領域３における第１領域１の側方部分には配線電極１０２が形成されず、実装基板１０１の表面又は他の絶縁層が露出している。なお、第３領域３の表面の少なくとも一部に、第２領域２よりも鏡面反射の割合が低い部分を有していればよく、実装基板１０１の主材料と異なる材料が露出していてもよい。
【０１０３】
このように、放射光の反射面としては支配的でない第３領域３に、鏡面反射率が低い材料を配置したとしても、放射光における偏光度の低下を抑制することができる。
【０１０４】
ここで、配線電極１０２の表面は、その表面粗さが５０ｎｍ以下であってもよい。これにより、配線電極１０２の表面における鏡面反射率を５０％以上とすることが可能となる。配線電極１０２の表面における鏡面反射率を５０％以上とすることにより、第２領域２における反射光の偏光度の低下を抑制することができる。
【０１０５】
さらに、第３領域３の表面の少なくとも一部に配置され、第２領域２よりも鏡面反射率が低い部分の面積は、実装面有効部の面積の１０％以下としてもよい。具体的には、第２領域２よりも鏡面反射率が低い部分の設定面積は、半導体発光チップ１００の一辺の長さをＬとし、該チップ１００の厚さをＴとした場合に、式（４）を満たす面積に設定してもよい。
【０１０６】
式（４）  
設定面積＜（Ｌ２＋４ＴＬ）／１０
実装基板１０１を構成する主材料には、アルミナ（酸化アルミニウム）又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の絶縁性材料、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）若しくはタングステン（Ｗ）等の金属材料、シリコン（Ｓｉ）若しくはゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体材料、又はこれらの複合材料を用いることができる。
【０１０７】
実装基板１０１の主材料がアルミナ又はＡｌＮ等の絶縁性材料である場合は、第２領域２に、配線電極１０２を構成する材料として、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）等の金属を用いればよい。
【０１０８】
また、実装基板１０１の主材料がＡｌ、Ｃｕ若しくはＷ等の金属材料、又はＳｉ若しくはＧｅ等の半導体材料である場合は、実装基板１０１の表面を絶縁膜で覆った後に、配線電極１０２として、少なくとも第２領域２にＡｌ、Ａｇ、Ａｕ又はＣｕ等の金属膜を選択的に形成すればよい。この場合、絶縁膜には、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又は酸化シリコン（ＳｉＯ２）等からなる微粒子を含むシリコーン樹脂等を用いることができる。
【０１０９】
また、実装基板１０１として、金属膜の表面にアルミナ等のセラミックを張り合わせた複合材料を用いることも可能である。実装基板１０１の主材料がＡｌ、Ｃｕ又はＷ等の金属の場合には、主材料をそのまま第２領域２に露出するようにしてもよい。
【０１１０】
これに対し、配線電極１０２の構成材料としては、Ａｌ又はＡｇ等を主成分とする材料を用いることができる。これらの配線電極１０２は、合計反射率に対する鏡面反射の割合が１５％以上となる。また、前述したように、配線電極１０２の表面粗さは１００ｎｍ以下であってもよい。配線電極１０２の表面粗さを１００ｎｍ以下とすることにより、合計反射率に対する鏡面反射の割合が５０％以上となる。
【０１１１】
本実施形態においては、実装基板１０１の実装面における楕円形１１９の外側の領域は半導体発光装置の動作特性に大きな影響を与えない。従って、楕円形１１９の外側の領域には、任意の材料又は部品（電子部品）を配置しても構わない。
【０１１２】
以上説明したように、第１の実施形態によると、半導体発光チップ１００を保持する実装基板１０１の実装面で反射する光の偏光度の低下を抑制しながら、反射光の偏光度を低減する材料又は部品を実装面上に適切に配置することが可能となる。
【０１１３】
（製造方法）
以下、第１の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について図３を参照しながら説明する。
【０１１４】
まず、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法等により、ｍ面を主面とするｎ型ＧａＮからなる基板１０４の主面上にｎ型窒化物半導体層１０５をエピタキシャル成長する。すなわち、ｎ型ドーパントとして、例えばシリコン（Ｓｉ）を用い、ガリウム源であるＴＭＧ（Ｇａ（ＣＨ３）３）、及び窒素源であるアンモニア（ＮＨ３）を供給し、９００℃以上且つ１１００℃以下程度の成長温度で、厚さが１μｍ〜３μｍ程度のＧａＮからなるｎ型窒化物半導体層１０５を形成する。なお、ここでの基板１０４はウエハ状態であり、一度に複数の半導体発光装置となる発光構造体を作製することができる。
【０１１５】
次に、ｎ型窒化物半導体層１０５上に、窒化物半導体からなる活性層１０６を成長する。活性層１０６は、例えば、厚さが１５ｎｍのＩｎ１−ｘＧａｘＮからなる井戸層と、厚さが１０ｎｍのＧａＮからなる障壁層とを交互に積層して、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）構造とする。Ｉｎ１−ｘＧａｘＮからなる井戸層を形成する際には、成長中の井戸層にＩｎが確実に取り込まれるように、成長温度を７００℃〜８００℃程度に下げてもよい。半導体発光装置の用途に応じて発光波長を選択し、波長に応じたＩｎ組成比ｘを決定する。例えば、波長を４５０ｎｍ（青色）とする場合には、Ｉｎ組成比ｘを０．２５〜０．２７に決定する。また、波長を５２０ｎｍ（緑色）とする場合には、Ｉｎ組成比ｘを０．４０〜０．４２に決定する。また、波長を６３０ｎｍ（赤色）とする場合には、Ｉｎ組成比ｘを０．５６〜０．５８に決定する。
【０１１６】
次に、活性層１０６上に、ｐ型窒化物半導体層１０７をエピタキシャル成長する。すなわち、ｐ型不純物として、例えばＣｐ２Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、ＴＭＧ及びＮＨ３を原料として供給し、９００℃以上且つ１１００℃以下程度の成長温度で、活性層１０６上に厚さが５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度のｐ型ＧａＮからなるｐ型窒化物半導体層１０７を形成する。ｐ型窒化物半導体層１０７の内部に、厚さが１５ｎｍ〜３０ｎｍ程度のｐ型ＡｌＧａＮ層を含んでいてもよい。ｐ型ＡｌＧａＮ層を設けることにより、キャリアである電子のオーバフローを抑制することができる。また、活性層１０６とｐ型窒化物半導体層１０７との間にアンドープＧａＮ層を設けてもよい。
【０１１７】
次に、ｐ型窒化物半導体層１０７にドープされたＭｇの活性化を図るために、８００℃〜９００℃程度の温度で２０分間程度の熱処理を行う。
【０１１８】
次に、リソグラフィ法及び塩素（Ｃｌ２）系ガスを用いたドライエッチング法により、ｐ型窒化物半導体層１０７まで形成された半導体積層構造に対して選択的にエッチングを行う。これにより、ｐ型窒化物半導体層１０７、活性層１０６、及びｎ型窒化物半導体層１０５の一部を除去して凹部１１２を形成し、ｎ型窒化物半導体層１０５の一部を露出する。
【０１１９】
次に、ｎ型窒化物半導体層１０５の露出した領域上に接するように、ｎ側電極１０９を選択的に形成する。ここでは、ｎ側電極１０９として、例えばチタン（Ｔｉ）と白金（Ｐｔ）との積層膜（Ｔｉ／Ｐｔ層）を形成する。
【０１２０】
次に、ｐ型窒化物半導体層１０７上に接するように、ｐ側電極１０８を選択的に形成する。例えば、ｐ側電極１０８としてパラジウム（Ｐｄ）と白金（Ｐｔ）との積層膜（Ｐｄ／Ｐｔ層）を形成する。その後、熱処理を行って、Ｔｉ／Ｐｔ層とｎ型窒化物半導体層１０５との間、及びＰｄ／Ｐｔ層とｐ型窒化物半導体層１０７との間をそれぞれ合金化する。なお、ｎ側電極１０９及びｐ側電極１０８の成膜の順序は特に問われない。
【０１２１】
次に、基板１０４におけるｎ型窒化物半導体層１０５と反対側の面（裏面）に対して研磨を行って、該基板１０４を所定量だけ薄膜化する。
【０１２２】
このようにして作製された複数の半導体発光装置を個々の半導体発光チップ１００に小片化する。小片化工程は、レーザーダイシング法及び劈開法等、いくつかの方法がある。小片化された個々の半導体発光チップ１００は、実装基板１０１の実装面上に実装される。ここでは、フリップチップ構造ついて説明する。
【０１２３】
まず、実装基板１０１を用意する。実装基板１０１の主材料として、前述したように、アルミナ若しくはＡｌＮ等の絶縁性材料、Ａｌ若しくはＣｕ等の金属材料、Ｓｉ又はＧｅ等の半導体材料、又はこれらの複合材料を用いることができる。配線電極１０２には、Ａｌ又はＡｇ等を主成分とする金属材料を用いることができる。
【０１２４】
配線電極形成用の金属膜は、スパッタ法又はめっき法等の成膜工程により、実装基板１０１の表面上に成膜される。その後、リソグラフィ工程等により、成膜された金属膜上に、所望のレジストパターンが施される。この際、パターニング後の配線電極１０２が少なくとも第２領域２に形成されるようにレジストパターンが設計される。例えば、少なくとも第２領域２を配線電極１０２が覆うと共に、第３領域３及びその外側の領域においては、実装基板１０１の表面又は絶縁膜が露出するようにレジストパターンが設計される。その後、ドライエッチング法又はウエットエッチング法により、レジストパターンが配線電極１０２に転写されて、所望の電極パターンを有する配線電極１０２が形成される。
【０１２５】
次に、配線電極１０２上の所定の位置に、複数のバンプ１０３をそれぞれ形成する。バンプ１０３の構成材料には金（Ａｕ）を用いるのが良い。各バンプ１０３の形成には、バンプボンダを用いて、直径が４０μｍ〜８０μｍ程度のバンプを形成することができる。また、バンプボンダに代えて、Ａｕめっき処理によってバンプ１０３を形成することも可能である。このように、複数のバンプ１０３が形成された配線電極１０２上に、例えば超音波接合法により、半導体発光チップ１００の電極形成面を接続する。
【０１２６】
このようにして、第１の実施形態に係る半導体発光装置を得ることができる。
【０１２７】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る半導体発光装置について図８（ａ）〜図８（ｄ）を参照しながら説明する。図８において、図３と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。以下の各実施形態においても同様とする。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明する。
【０１２８】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第２の実施形態の第１の実施形態との相違点は、平面視において半導体発光チップ１００の表面、具体的には基板１０４の実装基板１０１と反対側の光取り出し面に、ストライプ状の凹凸部１０４ａが形成されている点である。ここでは、凹凸部１０４ａにおけるストライプの延伸方向に垂直な方向の断面形状はほぼ半球状である。
【０１２９】
第２の実施形態においては、放射光の取り出し面である基板１０４の裏面に形成されたストライプ状の凹凸部１０４ａによって光の取り出し効率を高めることができる。ストライプの延伸方向は、活性層１０６のａ軸方向に対して角度θだけ傾いている。なお、ａ軸からの角度θが０°から５°未満の場合に、放射光の偏光度の低下が抑制される。さらに、ａ軸からの角度θがほぼ０°であってもよい。
【０１３０】
基板１０４の裏面に形成される凹凸部１０４ａは、該基板１０４を薄膜化した後に、リソグラフィ法によりレジストパターンを形成し、さらに、塩素系のドライエッチングによって基板１０４の裏面をストライプ状に加工することによって作製が可能である。
【０１３１】
図８（ｃ）及び図８（ｄ）に凹凸部１０４ａの変形例を示す。図８（ｃ）は凹凸部１０４ａにおけるストライプの延伸方向に垂直な方向の断面形状が方形状の例である。また、図８（ｄ）は凹凸部１０４ａにおけるストライプの延伸方向に垂直な方向の断面形状が三角形状の例である。
【０１３２】
第２の実施形態においても、実装面有効部に関しては、第１の実施形態と同様の構成を採る。すなわち、楕円形１１９の内側に定義された少なくとも第２領域２の表面には、鏡面反射の割合が１５％以上の配線電極１０２によって覆われている。さらに、配線電極１０２の表面の鏡面反射の割合が５０％以上であってもよい。
【０１３３】
本実施形態においても、第３領域３の表面上の一部には、第２領域２よりも鏡面反射率が低い部分が形成されるものの、第３領域３は偏光度の低下に対する影響が小さい。このため、実装基板１０１における実装面で反射する放射光の偏光度の低下を抑制しながら、偏光度を低減する材料又は部品を実装面上に適切に配置することが可能となる。
【０１３４】
さらに、本実施形態においては、光取り出し面である基板１０４の裏面にストライプ状の凹凸部１０４ａを形成することにより、光出力を向上させることが可能となる。
【０１３５】
なお、本実施形態においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、ワイヤボンディング構造においても同様の効果を得ることができる。
【０１３６】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る半導体発光装置について図９（ａ）及び図９（ｂ）を参照しながら説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明する。
【０１３７】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、第３の実施形態の第１の実施形態との相違点は、実装基板１０１の実装面に反射部材１２０が配置されている点である。反射部材１２０は、キャビティを形成する。反射部材１２０は、半導体発光チップ１００からの放射光の指向性及び放射パターンを制御する。また、シリコーン樹脂等の透明部材により半導体発光チップ１００の上面を封止する際には、流し込まれる透明部材のカップ（容器）として機能する。また、反射部材１２０は、半導体発光チップ１００からの放射光の指向性及び放射パターンを制御する機能を有する場合があるため、リフレクタとも呼ばれる。
【０１３８】
反射部材１２０は、実装面と接する下端の開口部１２０ａ、上端の開口部１２０ｂ、半導体発光チップ１００の側面と対向する反射面１２０ｃ、及び上面１２０ｄに分けられる。反射部材１２０の反射面１２０ｃには、光の反射率が高い材料を用いると良い。例えば、アルミニウム（Ａｌ）を用いることができる。
【０１３９】
なお、第３の実施形態においては、反射部材１２０の開口部の平面形状は円形であるが、これは一例に過ぎない。例えば、反射部材１２０の開口部の平面形状は、長円形、楕円形又は三角形以上の多角形であってもよい。
【０１４０】
反射部材１２０の高さをＨ１とし、ａ軸に対して半導体発光チップ１００の側面から反射部材１２０の上端の開口部１２０ｂまでの距離をＤ１、ｃ軸に対して半導体発光チップ１００の側面から反射部材１２０の上端の開口部１２０ｂまでの距離をＤ２とする。半導体発光チップ１００の放射光が反射部材１２０の反射面１２０ｃで実効的に反射する条件は、ｃ軸方向の放射角が１６０°で、且つａ軸方向の放射角が１４０°であることから、ａ軸方向は式（５）となり、ｃ軸方向は式（６）となる。
【０１４１】
式（５）
Ｄ１＝Ｈ１・ｔａｎ（１４０°／２）＝２．７５×Ｈ１
式（６）
Ｄ２＝Ｈ１・ｔａｎ（１６０°／２）＝５．６７×Ｈ１
Ｄ１及びＤ２が上記の式（５）及び式（６）から得られる値よりも小さい場合には、反射部材１２０の反射面１２０ｃの影響を強く受けることになる。従って、反射部材１２０を、光の指向性及び放射パターンを制御する目的で設ける場合には、上記の式（５）及び式（６）から得られる値よりも小さくなるように、Ｄ１及びＤ２を設定する。
【０１４２】
第２領域２は、さらに３つに区分される。第２領域２のうち、実装基板１０１の表面と対応する領域２ａ、反射部材１２０の反射面１２０ｃと対応する領域２ｂ、反射部材１２０の上面１２０ｄと対応する領域２ｃに区分される。領域２ｂは、第２領域２のうち、実装基板１０１上方から平面視した場合に、反射面１２０ｃが設けられている領域である。すなわち、領域２ｂは、反射面１２０ｃのうち、第２領域２に含まれる領域である。領域２ｃは、第２領域２のうち、実装基板１０１上方から平面視した場合に、上面１２０ｄが設けられている領域である。すなわち、領域２ｃは、上面１２０ｄのうち、第２領域２に含まれる領域である。
【０１４３】
同様に、第３領域３は、第３領域３のうち、実装基板１０１の表面と対応する領域３ａ、反射部材１２０の反射面１２０ｃと対応する領域３ｂ、反射部材１２０の上面１２０ｄと対応する領域３ｃに区分される。領域３ｂは、第３領域３のうち、実装基板１０１上方から平面視した場合に、反射面１２０ｃが設けられている領域である。すなわち、領域３ｂは、反射面１２０ｃのうち、第３領域３に含まれる領域である。領域３ｃは、第３領域３のうち、実装基板１０１上方から平面視した場合に、上面１２０ｄが設けられている領域である。すなわち、領域３ｃは、上面１２０ｄのうち、第３領域３に含まれる領域である。ここで、領域２ｃ及び領域３ｃは、楕円形１１９の内側の領域であるが、放射光が当たらないため、光の反射面としては機能しない。
【０１４４】
すなわち、第３の実施形態においては、第２領域２における距離Ｄ２は、式（６）に示す５．６７×Ｈ１よりも小さい。さらに、第２領域２の領域２ａ及び領域２ｂの表面は、鏡面反射の割合が１５％以上の材料により覆われている。さらに、領域２ａ及び領域２ｂの表面が、鏡面反射の割合が５０％以上の材料により覆われていてもよい。
【０１４５】
なお、本実施形態においても、第３領域３の表面の一部には、第２領域２よりも鏡面反射率が低い部分が形成される。しかしながら、第３領域３は偏光度の低下に対する影響が小さいため、実装基板１０１における実装面で反射する放射光の偏光度の低下を抑制しながら、偏光度を低減する材料又は部品を実装面上に適切に配置することが可能となる。
【０１４６】
さらに、実装基板１０１の実装面上に設けた反射部材１２０により、放射光の指向性及び放射パターンの制御が可能となる。
【０１４７】
なお、本実施形態においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、ワイヤボンディング構造においても同様の効果を得ることができる。
【０１４８】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る半導体発光装置について図１０（ａ）及び図１０（ｂ）を参照しながら説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明する。
【０１４９】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、第４の実施形態の第１の実施形態との相違点は、実装基板１０１上に複数の半導体発光チップ１００が配置されている点である。ここでは、２個の半導体発光チップ１００がａ軸方向にほぼ一列となるように配置されている。なお、半導体発光チップ１００は２個に限られず、３個以上の半導体発光チップ１００をａ軸方向にほぼ一列に配置してもよい。
【０１５０】
前述したように、ａ軸方向の放射角はｃ軸方向の放射角よりも小さいため、ａ軸方向に揃えて配置した場合は、隣り合う半導体発光チップ１００同士の放射光が干渉しにくい。一方の半導体発光チップ１００の放射光が、他方の半導体発光チップ１００の内部に進入した場合には、光吸収による光出力の低下、光の反射による指向性の乱れ及び放射パターンの乱れ等の問題を生じる。しかしながら、複数の半導体発光チップ１００をａ軸方向に揃えて配置した場合は、ｃ軸方向に配置する場合と比べて、光の干渉を生じる半導体発光チップ１００同士の間隔が半分以下となるため、複数の半導体発光チップ１００を高密度に配置することが可能となる。
【０１５１】
実装基板１０１の実装面から各半導体発光チップ１００までの高さをＨ２とし、ａ軸方向に隣り合う半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ３とした場合に、ａ軸方向の放射角が１４０°であることから、放射光によって光の干渉を生じる間隔Ｄ３’は、式（７）となる。
【０１５２】
式（７）
Ｄ３’＝Ｈ２・ｔａｎ（１４０°／２）＝２．７５×Ｈ２
従って、間隔Ｄ３’が２．７５×Ｈ２以下の場合には、半導体発光チップ１００の側面から放射され、半導体発光装置の上方に向かう放射光が隣り合う半導体発光チップ１００と干渉する。
【０１５３】
また、一の半導体発光チップ１００により生成される楕円形１１９内の実装面有効部が、他の半導体発光チップ１００により生成される楕円形１１９と重なる場合にも光の干渉を生じる。
【０１５４】
第３領域３におけるａ軸方向の最大幅は、半導体発光チップ１００における一辺の長さをＬとすると、（短軸半径β）−Ｌ／２で与えられるため、式（３）から以下の式（８）で与えられる。ここで、Ｔは半導体発光チップ１００の厚さである。
【０１５５】
式（８）
Ｄ３''＝√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２
すなわち、間隔Ｄ３’及びＤ３''のうち、大きいほうの値が光の干渉を生じる境界値となる。
【０１５６】
図１１は、実装基板１０１の実装面から半導体発光チップ１００までの高さＨ２と、光の干渉を生じる半導体発光チップ１００同士のａ軸方向の間隔Ｄ３との関係を示している。Ｄ３の値がそれぞれ図１１で示した各折れ線グラフの値よりも小さい場合に、光の干渉を生じる。半導体発光チップの一辺の長さＬは、１００μｍ、５００μｍ、７００μｍ、１０００μｍ、１５００μｍ及び２０００μｍと変化させている。
【０１５７】
図１１から分かるように、半導体発光チップ１００の高さＨ２を大きくすると、半導体発光装置の上方に向かう放射光が隣り合う半導体発光チップ１００と干渉しやすくなる。また、半導体発光チップ１００の一辺の長さＬが大きくなると、実装面有効部が互いに重なることによる光の干渉を生じやすい傾向がある。
【０１５８】
従って、式（７）及び式（８）から、間隔Ｄ３は、Ｄ３’及びＤ３''のうちの小さいほうの値よりも大きくすれば、いずれか一方の光の干渉を抑制することができる。
【０１５９】
さらに、間隔Ｄ３は、Ｄ３’及びＤ３''のうちの大きいほうの値よりも大きくすれば、両方の光の干渉を抑制することができる。
【０１６０】
なお、第４の実施形態において、複数の半導体発光チップ１００は、互いに直列接続されていると良い。並列接続の場合は、複数の半導体発光チップ１００の動作電圧をほぼ等しくなるようにする設定する必要があるが、直列接続の場合は、複数の半導体発光チップ１００の動作電圧が異なっていたとしても発光が可能となる。
【０１６１】
本実施形態によると、複数の半導体発光チップ１００を有する半導体発光装置において、実装基板１０１の実装面で反射する放射光の偏光度の低下を抑制しつつ、隣り合う半導体発光チップ１００同士の間で発生する光の干渉が抑制されるので、高密度集積化が可能となる。
【０１６２】
なお、本実施形態においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、ワイヤボンディング構造においても同様の効果を得ることができる。
【０１６３】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態に係る半導体発光装置について図１２（ａ）及び図１２（ｂ）を参照しながら説明する。ここでは、第４の実施形態との相違点について説明する。
【０１６４】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、第５の実施形態の第４の実施形態との相違点は、実装基板１０１上に複数の半導体発光チップ１００がアレイ状に配置されている点である。ここでは、４つの半導体発光チップ１００がａ軸方向及びｃ軸方向に２行２列に配置されている。なお、半導体発光チップ１００は４個に限られず、５個以上の半導体発光チップ１００を２行２列以上のアレイ状に配置してもよい。
【０１６５】
実装基板１０１の実装面から各半導体発光チップ１００までの高さをＨ２とし、ｃ軸方向に隣り合う半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ４とした場合に、ｃ軸方向の放射角が１６０°であることから、放射光によって光の干渉を生じる間隔Ｄ４’は、式（９）となる。
【０１６６】
式（９）
Ｄ４’＝Ｈ２・ｔａｎ（１６０°／２）＝５．６７×Ｈ２
従って、間隔Ｄ４’が５．６７×Ｈ２以下の場合には、半導体発光チップ１００の側面から放射され、半導体発光装置の上方に向かう放射光がｃ軸方向に隣り合う半導体発光チップ１００と干渉する。
【０１６７】
また、一の半導体発光チップ１００により生成される楕円形１１９内の実装面有効部が、ｃ軸方向の他の半導体発光チップ１００により生成される楕円形１１９と重なる場合にも光の干渉を生じる。
【０１６８】
第２領域２におけるｃ軸方向の最大幅は、半導体発光チップ１００における一辺の長さをＬとすると、（長軸半径α）−Ｌ／２で与えられるため、式（２）から以下の式（１０）で与えられる。ここで、Ｔは半導体発光チップ１００の厚さである。
【０１６９】
式（１０）
Ｄ４''＝√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２
すなわち、Ｄ４’及びＤ４''のうち、大きいほうの値が光の干渉を生じる境界値となる。
【０１７０】
図１３は、実装基板１０１の実装面から半導体発光チップ１００までの高さＨ２と、光の干渉を生じる半導体発光チップ１００同士のｃ軸方向の間隔Ｄ４との関係を示している。Ｄ４の値がそれぞれ図１３で示した各折れ線グラフの値よりも小さい場合に、光の干渉を生じる。半導体発光チップの一辺の長さＬは、３００μｍ、５００μｍ、７００μｍ、１０００μｍ、１５００μｍ及び２０００μｍと変化させている。
【０１７１】
図１３から分かるように、半導体発光チップ１００の高さＨ２を大きくすると、半導体発光装置の上方に向かう放射光がｃ軸方向に隣り合う半導体発光チップ１００と干渉しやすくなる。また、半導体発光チップ１００の一辺の長さＬが大きくなると、実装面有効部が互いに重なることによる光の干渉を生じやすい傾向がある。
【０１７２】
第４の実施形態に係る図１１と第５の実施形態に係る図１３とを比較すると、ｃ軸方向はａ軸方向と比べて隣り合う半導体発光チップ１００同士が干渉しやすいことが分かる。
【０１７３】
以上から、ａ軸方向に隣り合う半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ３とし、ｃ軸方向に隣り合う半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ４とした場合に、ａ軸方向の間隔Ｄ３をｃ軸方向の間隔Ｄ４よりも小さくしてもよい（Ｄ３＜Ｄ４）。このようにすると、隣り合う半導体発光チップ１００同士の間の光の干渉を抑制することができる。
【０１７４】
ａ軸方向の間隔Ｄ３は、Ｄ３’及びＤ３''のうちの小さいほうの値よりも大きくすれば、いずれか一方の光の干渉を抑制することができる。
【０１７５】
さらに、ａ軸方向の間隔Ｄ３は、Ｄ３’及びＤ３''のうちの大きいほうの値よりも大きくすれば、両方の光の干渉を抑制することができる。
【０１７６】
ｃ軸方向の間隔Ｄ４は、Ｄ４’及びＤ４''のうちの小さいほうの値よりも大きくすれば、いずれか一方の光の干渉を抑制することができる。
【０１７７】
さらに、ｃ軸方向の間隔Ｄ４は、Ｄ４’及びＤ４''のうちの大きいほうの値よりも大きくすれば、両方の光の干渉を抑制することができる。
【０１７８】
また、ａ軸方向に配置する半導体発光チップ１００の個数をＮａとし、ｃ軸方向に配置する半導体発光チップ１００の個数をＮｃとすると、ａ軸方向に配置する個数Ｎａをｃ軸方向に配置する個数Ｎｃよりも多くすればよい（Ｎａ＞Ｎｃ）。このようにすると、半導体発光装置に含まれる全チップ数を同一に設定したとしても、Ｎａ＞Ｎｃの場合、Ｎａ＜Ｎｃの場合と比べて、半導体発光チップ１００の集積化をより高密度とすることができる。
【０１７９】
第５の実施形態によると、複数の半導体発光チップ１００を有する半導体発光装置において、実装基板１０１の実装面で反射する放射光の偏光度の低下を抑制し、さらに、放射角が大きいｃ軸方向が疎となり、且つ放射角がｃ軸方向よりも小さいａ軸方向が密となるように複数の半導体発光チップ１００を配置する。このため、隣り合う半導体発光チップ１００同士の間で発生する光の干渉が抑制されるので、高密度集積化が可能となる。
【０１８０】
なお、本実施形態においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、ワイヤボンディング構造においても同様の効果を得ることができる。
【０１８１】
（第６の実施形態）
以下、本発明の第６の実施形態に係る半導体発光装置について図１４（ａ）及び図１４（ｂ）を参照しながら説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明する。
【０１８２】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、第６の実施形態の第１の実施形態との相違点は、実装基板１０１の実装面上に保護素子１２１が配置されている点である。保護素子１２１は、例えば、半導体発光チップ１００をサージ等の高電圧から保護するため、半導体発光チップ１００と並列に結線される。保護素子１２１には、例えば、バリスタ又はツェナーダイオード等が用いられる。バリスタには、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を添加物として加えたセラミック等を用いることができる。また、ツェナーダイオードとして、シリコン（Ｓｉ）からなるツェナーダイオードを用いることができる。
【０１８３】
第６の実施形態は、保護素子１２１が、実装面上における第２領域２以外の領域に配置されていることを特徴とする。ここでは、一例として、保護素子１２１が第３領域３及びその外側の領域にまたがって配置されている。
【０１８４】
保護素子１２１を実装面上の第２領域２以外の領域に配置することにより、該保護素子１２１により放射光が散乱されて、該放射光の偏光度が低下するという保護素子１２１による影響を抑制することができる。さらには、配置された保護素子１２１により放射光が吸収されて、光出力が低下するという保護素子１２１による影響を抑制することができる。
【０１８５】
さらに、保護素子１２１が楕円形１１９の外側の領域に配置されていてもよい。このようにすると、保護素子１２１により放射光が散乱されて偏光度が低下するという保護素子１２１による影響を十分に抑制することができる。さらに、保護素子１２１により放射光が吸収されて光出力が低下するという保護素子１２１による影響を十分に抑制することができる。
【０１８６】
第６の実施形態によると、実装面で反射する放射光の偏光度の低下を抑制しつつ、保護素子１２１による光吸収の影響が抑制された半導体発光装置を実現することができる。
【０１８７】
なお、保護素子１２１は、電子部品としての一例であり、実装基板１０１の実装面上に配置される電子部品は保護素子に限られない。また、配置される電子部品は１個に限られず、複数の電子部品を配置してもよい。
【０１８８】
また、本実施形態においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、ワイヤボンディング構造においても同様の効果を得ることができる。
【０１８９】
（第７の実施形態）
以下、本発明の第７の実施形態に係る半導体発光装置について図１５（ａ）及び図１５（ｂ）を参照しながら説明する。ここでは、第１の実施形態との相違点について説明する。
【０１９０】
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、第７の実施形態の第１の実施形態との相違点は、実装基板１０１上の実装面における第３領域３に、位置合わせ用マーカ１２２が配置されている点である。
【０１９１】
本実施形態に係る位置合わせ用マーカ１２２は、半導体発光チップ１００を実装基板１０１の実装面上、具体的には、配線電極１０２上の所定の位置に配置する際の目印である。図１５（ａ）に示すように、一例として、半導体発光チップ１００の４つの角部の外側に正方形状の位置合わせ用マーカ１２２を設けている。但し、位置合わせ用マーカ１２２の平面形状はこれに限られない。また、目視又は実装用の設備が認識可能な形状であれば、どのような形状でも構わない。また、目視又は実装用の設備が認識できれば、個数も４個に限られない。重要な点は、位置合わせ用マーカ１２２が実装面の第３領域３に配置されていることである。
【０１９２】
実装基板１０１上の実装面における第３領域３に位置合わせ用マーカ１２２を配置することにより、放射光の偏光特性に与える影響を小さくすることができる。位置合わせ用マーカ１２２は、配線電極１０２とは別の場所に配置してもよい。位置合わせ用マーカ１２２の構成材料には、配線電極１０２と同一の材料を用いることができる。また、例えば、配線電極１０２を形成する際に、位置合わせ用マーカ１２２に該当する箇所の配線電極１０２を除去し、実装基板１０１の表面を露出するようにしてもよい。位置合わせ用マーカ１２２と配線電極１０２とを同時に形成すれば、製造コストを下げることが可能となる。
【０１９３】
第７の実施形態によると、実装基板１０１の実装面で反射する放射光の偏光度の低下を抑制しつつ、位置合わせ用マーカ１２２の偏光特性に与える影響が抑制された窒化物半導体発光装置を実現することができる。
【０１９４】
なお、本実施形態においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、ワイヤボンディング構造においても同様の効果を得ることができる。
【０１９５】
上述したとおり、第１の実施形態から第７の実施形態によれば、ｍ面及びａ面等の非極性面又は（２０−２１）面、（２０−２−１）面、（１０−１−３）面、（１１−２２）面、−ｒ面及び（１１−２２）面等の半極性面を成長面とする窒化物系の半導体発光装置における偏光度の低下を抑制することが可能となる。さらに、窒化物系の半導体発光チップの偏光度の低下が抑制された状態で、複数の半導体発光チップを実装面上に高密度に配置することが可能となる。
【０１９６】
なお、上記のいずれの実施形態及びその変形例においても、半導体発光チップ１００の周囲が透明部材で覆われていてもよい。半導体発光チップ１００の周囲を透明部材で覆うことにより、半導体発光チップ１００から外部に取り出される光の量が増大する。また、外気に含まれる水分又は汚染物質から半導体発光チップ１００を保護することができる。図１６は、図３に示した第１の実施形態に係る半導体発光チップ１００の周囲を透明部材１２３により覆う一例である。透明部材１２３には、シリコーン樹脂若しくはアクリル樹脂等の樹脂材料、又は低温ガラス材等を用いることができる。図１６においては、透明部材１２３の形状として半球状の例を示したが、半球状から歪んだ形状でもよく、立方体状又は直方体状等、任意の形状を採ることができる。
【０１９７】
また、第３の実施形態で説明した反射部材１２０を設ける構成は、第３の実施形態以外の他の実施形態及びその変形例に対しても、適用が可能である。
［実施例］
実施例に先だって、第１から第７の各実施形態において説明した、（１）放射光の配向分布特性の評価、（２）反射材料における反射特性の評価、及び（３）光取り出し面の凹凸部が光特性に与える評価を、実施例の前に定量的に説明する。
【０１９８】
（１）ｍ面窒化物半導体発光チップにおける放射光の配光分布特性の評価
まず、ウエハ状態のｍ面を主面とするｎ型ＧａＮ基板上に、厚さが２μｍのｎ型ＧａＮからなるｎ型窒化物半導体層と、ＩｎＧａＮからなる量子井戸層とＧａＮからなる障壁層とから構成された３周期の量子井戸構造を有する活性層と、厚さが０．５μｍのｐ型ＧａＮからなるｐ型窒化物半導体層とを形成した。異なる発光波長の半導体発光チップを作製するため、Ｉｎの供給量及び結晶成長温度を適当に変えることにより、ＩｎＧａＮからなる量子井戸層におけるＩｎ組成が異なる複数のチップを作製した。
【０１９９】
ｎ側電極としてＴｉ／Ｐｔ層を形成し、ｐ側電極としてＰｄ／Ｐｔ層を形成した。ｍ面を主面とするｎ型ＧａＮ基板は、裏面研磨により１５０μｍの厚さにまで薄くした。ダイヤモンドペンを用いて、表面から数μｍ程度の深さの溝をウエハのｃ軸方向［０００１］とａ軸方向［１１−２０］とに形成した。その後、ウエハのブレーキングを行い、一辺が３５０μｍの小片に分割した。
【０２００】
作製された半導体発光チップ１００を、アルミナからなり、上面に配線が形成された実装基板１０１上に搭載してフリップチップ実装を行って、図３に示す半導体発光装置を作製した。半導体発光装置からの放射光の配光分布特性に注目するため、半導体発光装置の表面には、封止部を形成していない。
【０２０１】
このようにして作製した半導体発光装置に対して、Ｏｐｔｒｏｎｉｃ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製のＯＬ７００−３０ ＬＥＤ ＧＯＮＩＯＭＥＴＥＲを用いた。国際照明委員会ＣＩＥ発行のＣＩＥ１２７に明記されたｃｏｎｄｉｔｉｏｎ Ａ（ＬＥＤの先端から受光部１１８までの距離が３１６ｍｍ）によって、ａ軸方向の配光分布特性とｃ軸方向の配光分布特性とを測定した。
【０２０２】
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に配光分布特性の測定系を模式的に示す。
【０２０３】
図１７（ａ）に示すａ軸方向の配光分布特性は、半導体発光チップ１００の活性層のｍ面における法線方向であるｍ軸方向［１−１００］と測定器１１８とを結ぶ測定線１２４とがなす角度を測定角とし、半導体発光チップ１００のｃ軸を中心軸にして半導体発光チップ１００を回転させながら光度を測定した値である。
【０２０４】
また、図１７（ｂ）に示すｃ軸方向の配光分布特性は、半導体発光チップ１００の活性層のｍ面における法線方向であるｍ軸方向［１−１００］と測定器１１８とを結ぶ測定線１２４とがなす角度を測定角とし、半導体発光チップ１００のａ軸を中心にして半導体発光チップ１００を回転させながら光度を測定した値である。ここでは、配光分布特性のｍ軸方向［１−１００］の光度を１として、光度が０．５となる角度範囲を放射角と呼ぶ。
【０２０５】
図１８は半導体発光チップ１００のａ軸方向とｃ軸方向との放射角と発光波長との関係を示している。半導体発光チップ１００への注入電流は１０ｍＡとしている。図１８から分かるように、ｃ軸方向の放射角は、ほぼ一定であり、その値は約１６０°である。ａ軸方向の放射角は、発光波長が４２０ｎｍ以上においてほぼ一定であり、その値は約１４０°である。すなわち、ｍ面を活性層とする半導体発光チップ１００においては、ｃ軸方向に広がった配光分布特性を有していることになる。光度が０．５となる等高線を考えた場合、その形状はｃ軸方向を長軸方向とし、ａ軸方向を短軸方向とする楕円形状に類似する。ｃ軸方向の放射角を１６０°とし、ａ軸方向の放射角を１４０°とすると、長軸（ｃ軸方向）：短軸（ａ軸方向）＝２：１となる。
【０２０６】
（２）反射材料における反射特性の評価
実装基板１０１を構成する母材又は配線電極１０２の構成材料として、１５種類のサンプルを準備し、それぞれの反射率を測定した。反射率の測定には、日本分光株式会社製の分光光度計（ＵＶ−ＶＩＳ）を用いて、鏡面反射率と拡散反射率とを測定した。ＵＶ−ＶＩＳを用いた絶対反射率測定においては、入射角と反射角とが等しい反射光の反射率が測定される。従って、測定される絶対反射率（absolute reflectivity）は、鏡面反射率（mirror reflectivity）又は正反射率（specular reflectivity）を意味する。また、ＵＶ−ＶＩＳを用いた相対反射率測定においては、標準反射板（米国ラブスフィア社製スペクトラロン）の反射率を１００％として、拡散反射する試料の反射率が測定される。従って、測定される相対反射率（relative reflectivity）は、拡散反射率（diffuse reflectivity）を意味する。
［表１］は、１５種類のサンプルに対し、最表面の材質、最表面の粗さＲａ、母材の材質、母材表面の粗さＲａ、最表面の鏡面反射率、最表面の拡散反射率、最表面の合計反射率及び最表面の鏡面反射の割合を表わしている。反射率は波長４５０ｎｍにおける値である。
【０２０７】
【表１】
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【０２０８】
サンプル１は、高温焼成された、厚さが１ｍｍのアルミナセラミックである（以下、高温焼成アルミナセラミックと呼ぶ。）。高温焼成アルミナセラミックは絶縁性を示す。
【０２０９】
サンプル２は、サンプル１の高温焼成アルミナセラミック上に、厚さが４μｍ程度の銀（Ａｇ）が成膜されて形成されている。
【０２１０】
サンプル３は、サンプル１の高温焼成アルミナセラミック上に、厚さが４μｍ程度の金（Ａｕ）が成膜されて形成されている。
【０２１１】
サンプル４は、サンプル１の高温焼成アルミナセラミック上に、厚さが１０μｍ程度のダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜が成膜されて形成されている。
【０２１２】
サンプル５は、サンプル４の高温焼成アルミナセラミック上に形成されたＤＬＣ膜上に、厚さが４μｍ程度のＡｇが成膜されて形成されている。
【０２１３】
サンプル６は、低温焼成された、厚さが約０．６ｍｍのアルミナセラミックである（以下、低温焼成アルミナセラミックと呼ぶ。）。低温焼成アルミナセラミックは絶縁性を示す。
【０２１４】
サンプル７は、サンプル６の低温焼成アルミナセラミック上に、厚さが１０μｍ程度のＡｇが成膜されて形成されている。
【０２１５】
サンプル８は、厚さが約０．７ｍｍの窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなるセラミックである。ＡｌＮセラミックは絶縁性を示す。
【０２１６】
サンプル９は、ＡｌＮセラミック上に、厚さが４μｍ程度のＡｇが成膜されて形成されている。
【０２１７】
サンプル１０は、ＡｌＮセラミック上に、厚さが４μｍ程度のＡｕが成膜されて形成されている。
【０２１８】
サンプル１１は、サンプル１０のＡｌＮセラミック上に形成されたＡｕ上に、厚さが３μｍ程度のアルミニウム（Ａｌ）が成膜されて形成されている。
【０２１９】
サンプル１２は、ｍ面ＧａＮからなる単結晶基板上に、厚さが４００ｎｍ程度のＡｇを成膜し、５００℃の温度で１分間の熱処理を行って形成されている。
【０２２０】
サンプル１３は、厚さが１ｍｍ程度のアルミニウム（Ａｌ）板である。
【０２２１】
サンプル１４は、シリコーン樹脂に、酸化チタン（ＴｉＯ２）からなる微粒子を添加した白色シリコーンである。白色シリコーンは絶縁性を示す。
【０２２２】
サンプル１５は、ガラス上に厚さが１μｍ程度のアルミニウム（Ａｌ）が蒸着されて形成されている。
【０２２３】
［表１］から分かるように、サンプル４のＤＬＣ膜は、反射防止膜としても利用される材料であり、合計反射率は５％程度と低い。サンプル３及び１０は、最表面がＡｕであり、合計反射率は３０％程度と低い。サンプル８は、最表面がＡｌＮであり、合計反射率は３３％程度と低い。他のサンプルは、合計反射率が５８％以上の比較的に高い値を示す。
【０２２４】
サンプル１、６及び１４は、鏡面反射の割合が２％未満であり、拡散反射が極めて支配的な材料である。このような材料は、光が母材の内部に侵入し散乱しながら反射する。そのため、反射光は拡散反射が支配的となる。
【０２２５】
他のサンプルは、鏡面反射の割合が１２％よりも大きく、反射光の成分として鏡面反射を含む。これらの材料は光を表面で反射する材料であり、金属等の導電性材料がこれに該当する。これらの材料は、鏡面反射の割合が材料の最表面の粗さ及び母材の表面粗さに強く依存する。
【０２２６】
図１９（ａ）は、サンプル２、５、７、９及び１２のＡｇ最表面の反射に関し、Ａｇ最表面の粗さと鏡面反射率、拡散反射率及び鏡面反射の割合との関係をそれぞれ表している。Ａｇ最表面の粗さが増大すると拡散反射率が増大し、逆に鏡面反射率が低下する。鏡面反射率と拡散反射率とが入れ替わる箇所、すなわち鏡面反射の割合が５０％となるときのＡｇ最表面の粗さは約１００ｎｍである。すなわち、配線電極１０２の表面の凹凸が１００ｎｍ以下となると、光は表面の凹凸形状の影響を受けにくくなり、鏡面反射が強くなると考えられる。
【０２２７】
図１９（ｂ）は、サンプル２、５、７、９及び１２の母材表面の粗さとＡｇ最表面の粗さとの関係を表している。母材表面の粗さとＡｇ最表面の粗さとには強い相関があり、Ａｇ最表面の粗さを１００ｎｍ以下にするためには、母材表面の粗さを２００ｎｍ以下にすると良い。
【０２２８】
次に、サンプル１、１３及び１５の表面上に、半導体チップ１００を配置し、偏光度を測定することにより、反射面の反射特性が偏光度に与える影響を調べた。図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は反射特性が偏光度に与える影響を調べるための評価系を表している。図２０（ａ）は本評価系の断面構造を模式的に表している。また、図２０（ｂ）は注入電流を１０ｍＡとした場合に、各半導体発光チップ１００から放射される光及びその反射光の様子を上方から撮影した写真である。各半導体発光チップ１００は、以下の第１実施例に示す製法により作製されている。チップの一辺は９５０μｍであり、基板１０４の厚さは１５０μｍである。発光層の発光波長は４５０ｎｍである。各サンプルに対して、半導体発光チップ１００に設けられたｐ側電極１０２及びｎ側電極１０９が上方を向くように配置している。
【０２２９】
半導体発光チップ１００のｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９は、共に光を透過しない材料であるため、半導体チップ１００の側面から放射された光が各サンプルの表面で反射する。ｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９に対してプローバ１２５を接触させて、所定の電流を注入した。図２０（ｂ）に示すサンプル１の平面写真からは、サンプル１の表面の反射光の形状が、ｃ軸方向を長軸とし、ａ軸方向を短軸とするほぼ楕円形であることが分かる。サンプル１の表面は、拡散反射率が極めて高いアルミナであるため、実装面で光が拡散しており、実装面有効部が楕円形に近いことがはっきりと分かる。一方、サンプル１３及びサンプル１５の表面は、鏡面反射率が極めて高い材料であるため、実装面の反射形状は不明瞭となる。これは、撮影したカメラの光学系に光が入らないためであり、実装面有効部は楕円形と考えられる。
【０２３０】
図２１は偏光度の測定系を模式的に表している。測定対象である窒化物系半導体からなる半導体発光装置１１を電源１６によって発光させる。半導体発光装置１１の発光は、実体顕微鏡１３により確認する。実体顕微鏡１３にはポートが２つあり、一方のポートにシリコンフォトディテクタ１４を取り付け、他方のポートにはＣＣＤカメラ１５を取り付ける。半導体発光装置１１と実体顕微鏡１３との間には偏光板１２が挿入されている。この偏光板１２を回転させて、シリコンフォトディテクタ１４により発光強度の最大値と最小値とを測定する。
【０２３１】
図２２はサンプル１、１３及び１５上に半導体発光チップ１００を配置した場合の偏光度を表している。偏光度はサンプル１５の値を用いて規格化している。反射面の鏡面反射率が大きいほど、反射光の偏光度を維持してその低下が抑制される。一方、反射面の鏡面反射率が小さいほど反射光の偏光度が低減することが分かる。規格化偏光度で０．５以上を実現するには、鏡面反射の割合を６６％以上としてもよい。図１９（ａ）から、鏡面反射の割合として６６％以上の値を得られるのは、５０ｎｍ以下の表面粗さを有する母材上に形成された金属の場合である。
【０２３２】
（３）光取り出し面に形成した凹凸部が偏光に与える影響の評価
窒化物系の半導体発光チップからの光取り出し効率を高めるため、図８（ａ）に示したように、チップの光取り出し面に凹凸部を形成する場合がある。ここでは、光取り出し面にストライプ状の凹凸部を設けた半導体発光装置に対して、ストライプの延伸方向と発光層のａ軸方向とがなす角度が偏光度に与える影響を調べた。以下の第１実施例と同様の方法により、ｍ面を成長面とする窒化物半導体からなる発光層を有する半導体発光チップを作製した。
【０２３３】
半導体発光チップは一辺が３５０μｍの正方形状で、基板の厚さは１００μｍである。半導体発光チップの表面（基板の裏面）にはストライプ状の凹凸部を形成した。ストライプ状の凹凸部の断面形状は、図８（ｄ）に示したように、二等辺三角形に近い形状であり、凸部同士の間隔を８μｍとし、凸部の高さを２．５μｍとした。ストライプの延伸方向と偏光光の電界方向（発光層のａ軸方向）とがなす角度θを、０°、５°、３０°、４５°及び９０°と変化させた。図２３はこれらの半導体発光装置の規格化した偏光度を表している。規格化偏光度とは、角度θが０°のときの値を１．０として規格化した値である。図２３に示す測定結果によると、角度θが５°以上では偏光度が低減する。従って、θは、０°以上且つ５°未満にしてもよい。これにより、偏光度の低下を抑制することができる。さらに、θをほぼ０°としてもよい。これにより、偏光度の低下をさらに抑制することができる。
【０２３４】
（第１実施例）
以下、第１実施例に係る半導体発光装置について図２４を参照しながら説明する。最初に、第１実施例に係る半導体発光装置を構成する半導体発光チップ１００の作製方法の概略を説明する。
【０２３５】
まず、例えばＭＯＣＶＤ法により、ウエハ状態のｍ面を主面とするｎ型ＧａＮ基板上に、厚さが２μｍのｎ型ＧａＮからなるｎ型窒化物半導体層と、ＩｎＧａＮからなる量子井戸層とＧａＮからなる障壁層とから構成された３周期の量子井戸構造を有する活性層と、厚さが０．５μｍのｐ型ＧａＮからなるｐ型窒化物半導体層とを形成した。
【０２３６】
ｎ側電極としてＴｉ／Ｐｔ層を形成し、ｐ側電極としてＰｄ／Ｐｔ層を形成した。その後、ｎ型ＧａＮ基板の裏面を研磨して１５０μｍの厚さにまで薄くした。
【０２３７】
続いて、ダイヤモンドペンにより、発光構造が形成されたウエハのｃ軸方向［０００１］とａ軸方向［１１−２０］とに、表面から数μｍ程度の深さの溝を形成した。その後、ウエハに対してブレーキングを行って、一辺が３５０μｍのｍ面ＧａＮ系半導体からなる半導体発光チップ１００を得た。
【０２３８】
続いて、半導体発光チップ１００を、高温焼成アルミナセラミックからなる実装基板１０１Ａ上にフリップチップ実装することにより、半導体発光装置を作製した。高温焼成アルミナセラミックからなる実装基板１０１Ａの厚さは約１ｍｍである。実装基板１０１Ａの表面上には、厚さが約４μｍの銀（Ａｇ）からなる配線電極１０２Ａが選択的に形成されている。配線電極１０２Ａは、少なくとも楕円形１１９の第２領域２を覆うように形成されている。
【０２３９】
［表１］のサンプル２に示すように、Ａｇからなる配線電極１０２Ａの鏡面反射率は１２．９％であり、拡散反射率は６９．１％であり、合計反射率は８２．０％であり、鏡面反射の割合は１５．７％である。
【０２４０】
楕円形１１９の第３領域３の少なくとも一部には、配線電極１０２Ａの間から高温焼成アルミナセラミックが露出している。［表１］のサンプル１に示すように、高温焼成アルミナセラミックの鏡面反射率は１．１％であり、拡散反射率は９４．４％であり、合計反射率は９５．５％であり、鏡面反射の割合は１．２％である。高温焼成アルミナセラミックが露出する領域のｃ軸方向の幅は、約８０μｍである。楕円形１１９の内側の実装面有効部に対して、高温焼成アルミナセラミックが露出する面積が占める割合は４．５％である。
【０２４１】
第１実施例に係る半導体発光装置の５ｍＡ動作時における発光波長は４１０ｎｍであった。本半導体発光装置の５ｍＡ動作時における偏光度を測定したところ、偏光度は０．２９であった。後述する比較例に係る半導体発光装置の偏光度は０．２４であるため、該比較例よりも偏光度が高いことを確認した。
【０２４２】
（第２実施例）
以下、第２実施例に係る半導体発光装置について図２５を参照しながら説明する。図２５に示す半導体発光チップ１００は、第１実施例と同様の方法で作製した。
【０２４３】
続いて、半導体発光チップ１００を、高温焼成アルミナセラミック及びその上にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）膜が成膜された実装基板１０１Ｂ上にフリップチップ実装することにより、半導体発光装置を作製した。実装基板１０１Ｂの厚さは約１ｍｍであり、ＤＬＣ膜の厚さは約１０μｍである。ＤＬＣ膜上には、厚さが約４μｍのＡｇからなる配線電極１０２Ａが選択的に形成されている。配線電極１０２Ａは、少なくとも楕円形１１９の第２領域２を覆うように形成されている。
【０２４４】
［表１］のサンプル５に示すように、Ａｇからなる配線電極１０２Ａの鏡面反射率は１７．３％であり、拡散反射率は６３．９％であり、合計反射率は８１．２％であり、鏡面反射の割合は２１．３％である。
【０２４５】
第３領域３の少なくとも一部には、配線電極１０２Ａの間からＤＬＣ膜が露出している。［表１］のサンプル４に示すように、ＤＬＣ膜の鏡面反射率は０．６％であり、拡散反射率は４．２％であり、合計反射率は５．０％であり、鏡面反射の割合は１２．５％である。ＤＬＣ膜が露出する領域のｃ軸方向の幅は、約８０μｍである。楕円形１１９の内側の実装面有効部に対して、ＤＬＣ膜が露出する面積が占める割合は４．５％である。
【０２４６】
第２実施例に係る半導体発光装置の５ｍＡ動作時における発光波長は４１０ｎｍであった。本半導体発光装置の５ｍＡ動作時における偏光度を測定したところ、偏光度は０．２９であった。後述の比較例に係る半導体発光装置の偏光度は０．２４であるため、該比較例よりも偏光度が高いことを確認した。
【０２４７】
（第３実施例）
以下、第３実施例に係る半導体発光装置について図２６を参照しながら説明する。図２６に示す半導体発光チップ１００は、第１実施例と同様の方法で作製した。
【０２４８】
続いて、半導体発光チップ１００を、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）からなる実装基板１０１Ｃ上にフリップチップ実装することにより、半導体発光装置を作製した。ＡｌＮからなる実装基板１０１Ｃの厚さは約０．７ｍｍである。実装基板１０１Ｃの表面上には、厚さが約４μｍのＡｇからなる配線電極１０２Ａが選択的に形成されている。配線電極１０２Ａは、少なくとも楕円形１１９の第２領域２を覆うように形成されている。
【０２４９】
［表１］のサンプル９に示すように、Ａｇからなる配線電極１０２Ａの鏡面反射率は５４．０％であり、拡散反射率は２６．５％であり、合計反射率は８０．５％であり、鏡面反射の割合は６７．１％である。
【０２５０】
第３領域３の少なくとも一部には、配線電極１０２Ａの間からＡｌＮが露出している。［表１］のサンプル８に示すように、ＡｌＮの鏡面反射率は８．７％であり、拡散反射率は２４．７％であり、合計反射率は３３．４％であり、鏡面反射の割合は２５．９％である。ＡｌＮが露出する領域のｃ軸方向の幅は、約５０μｍである。楕円形１１９の内側の実装面有効部に対して、ＡｌＮが露出する面積が占める割合は２．８％である。
【０２５１】
第３実施例に係る半導体発光装置の５ｍＡ動作時における発光波長は４１０ｎｍであった。本半導体発光装置の５ｍＡ動作時における偏光度を測定したところ、偏光度は０．４２であった。後述の比較例に係る半導体発光装置の偏光度は０．２４であるため、該比較例よりも偏光度が高いことを確認した。
【０２５２】
（第４実施例）
以下、第４実施例に係る半導体発光装置について図２７を参照しながら説明する。図２７に示す半導体発光チップ１００は、第１実施例と同様の方法で作製した。
【０２５３】
続いて、半導体発光チップ１００を、ＡｌＮからなる実装基板１０１Ｃ上にフリップチップ実装することにより、半導体発光装置を作製した。ＡｌＮからなる実装基板１０１Ｃの厚さは約０．７ｍｍである。実装基板１０１Ｃの表面上には、厚さが約４μｍの金（Ａｕ）からなる第１の配線電極１０２Ｂが選択的に形成されている。さらに、本実施例においては、第１の配線電極１０２Ｂ上に厚さが約３μｍのアルミニウム（Ａｌ）からなる第２の配線電極１０２Ｃが選択的に形成されている。少なくとも第２の配線電極１０２Ｃは、少なくとも楕円形１１９の第２領域２を覆うように形成されている。
【０２５４】
［表１］のサンプル１１に示すように、Ａｌからなる第２の配線電極１０２Ｃの鏡面反射率は５１．１％であり、拡散反射率は２５．８％であり、合計反射率は７６．９％であり、鏡面反射の割合は６６．４％である。
【０２５５】
第３領域３の少なくとも一部には、上層の電極である第２の配線電極１０２Ｃの間から、下層の電極である第１の配線電極１０２Ｂと実装基板１０１Ｃを構成するＡｌＮが露出している。［表１］のサンプル１０に示すように、Ａｕからなる第１の配線電極１０２Ｂの鏡面反射率は２５．４％であり、拡散反射率は４．５％であり、合計反射率は２９．８％であり、鏡面反射の割合は８５．０％である。また、サンプル８に示すように、ＡｌＮの鏡面反射率は８．７％であり、拡散反射率は２４．７％であり、合計反射率は３３．４％であり、鏡面反射の割合は２５．９％である。ＡｌＮが露出する領域のｃ軸方向の幅は、約４５μｍである。第１の配線電極１０２Ｂの露出部分は、帯状に露出したＡｌＮをｃ軸方向から挟むように且つそれぞれの幅が約１２．５μｍとなるようにストライプ状に形成されている。楕円形１１９の内側の実装面有効部に対して、ＡｌＮが露出する面積が占める割合は２．６％であり、第１の配線電極１０２Ｂを構成するＡｕが露出する面積が占める割合は１．４％である。
【０２５６】
第４実施例に係る半導体発光装置の５ｍＡ動作時における発光波長は４１０ｎｍであった。本半導体発光装置の５ｍＡ動作時における偏光度を測定したところ、偏光度は０．４０であった。後述の比較例に係る半導体発光装置の偏光度は０．２４であるため、該比較例よりも偏光度が高いことを確認した。
【０２５７】
（比較例）
以下、比較例に係る半導体発光装置について図２８を参照しながら説明する。図２８に示す半導体発光チップ１００は、第１実施例と同様の方法で作製した。
【０２５８】
続いて、半導体発光チップ１００を、高温焼成アルミナセラミックからなる実装基板１０１Ｄ上にフリップチップ実装することにより、半導体発光装置を作製した。高温焼成アルミナセラミックからなる実装基板１０１Ｄの厚さは約１ｍｍである。実装基板１０１Ｄの表面上には、厚さが約４μｍのＡｇからなる配線電極１０２Ｄが選択的に形成されている。
【０２５９】
比較例においては、配線電極１０２Ｄは、楕円形１１９の第２領域２の一部にのみ形成され、且つ、第３領域３のすべて覆うように形成されている。
【０２６０】
［表１］のサンプル２に示すように、Ａｇからなる配線電極１０２Ｄの鏡面反射率は１２．９％であり、拡散反射率は６９．１％であり、合計反射率は８２．０％であり、鏡面反射の割合は１５．７％である。
【０２６１】
また、第２領域２の少なくとも一部には、配線電極１０２Ｄの間から高温焼成アルミナセラミックが露出している。［表１］のサンプル１に示すように、高温焼成アルミナセラミックの鏡面反射率は１．１％であり、拡散反射率は９４．４％であり、合計反射率は９５．５％であり、鏡面反射の割合は１．２％である。高温焼成アルミナセラミックが露出する領域のａ軸方向の幅は、約８０μｍである。楕円形１１９の内側の実装面有効部に対して、高温焼成アルミナセラミックが露出する面積が占める割合は８．７％である。
【０２６２】
本比較例に係る半導体発光装置の５ｍＡ動作時における発光波長は４１０ｎｍであった。本半導体発光装置の５ｍＡ動作時における偏光度を測定したところ、偏光度は０．２４であった。
【０２６３】
このように、第１実施例から第４実施例によると、ａ面及びｍ面等の非極性面又は（２０−２１）面、（２０−２−１）面、（１０−１−３）面、（１１−２２）面、−ｒ面及び（１１−２２）面等の半極性面を成長面とする窒化物系の半導体発光装置における偏光度の低下を抑制することができる。
【０２６４】
上述した第１の実施形態から第７の実施形態においては、窒化物系の半導体発光装置からの出射光における偏光度を維持できる構成を説明したが、以下の第８の実施形態から第１４の実施形態においては、出射光における偏光度を低減できる構成を説明する。
【０２６５】
（第８の実施形態）
以下、本発明の第８の実施形態に係る半導体発光装置について図２９（ａ）及び図２９（ｂ）を参照しながら説明する。
【０２６６】
まず、図２９（ｂ）に示すように、窒化物半導体からなる半導体発光チップ１００は、例えば少なくとも表面上に、ｍ面を主面（且つ成長面）とするＧａＮ層（以下、ｍ面ＧａＮ層と呼ぶ。）を有する基板１０４と、基板１０４の主面上に形成されたｎ型窒化物半導体層１０５と、ｎ型窒化物半導体層１０５上に形成された窒化物半導体からなる活性層１０６と、活性層１０６上に形成されたｐ型窒化物半導体層１０７と、ｐ型窒化物半導体層１０７上に接するように形成されたｐ側電極１０８と、露出されたｎ型窒化物半導体層１０５上に接するように形成されたｎ側電極１０９とを含む。ｎ型窒化物半導体層１０５、活性層１０６、及びｐ型窒化物半導体層１０７は、成長面がｍ面にほぼ平行となる。すなわち、ｍ軸方向に積層されている。ｎ型窒化物半導体層１０５と活性層１０６との間に他の層が形成されていてもよい。また、活性層１０６とｐ型窒化物半導体層１０７との間に他の層が形成されていてもよい。  ここで、窒化物半導体として、窒化ガリウム系化合物からなる半導体（ＧａＮ系半導体）を例に挙げて説明する。ＧａＮ系半導体は、一般式ＡｌｘＩｎｙＧａｚＮ（但し、０≦ｘ，ｙ＜１、０＜ｚ≦１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）で表される半導体を含む。
【０２６７】
図２９（ａ）及び図２９（ｂ）に示すように、半導体発光チップ１００は、そのｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９を、実装基板１０１の表面上に配置された配線電極１０２と対向させて実装されている。すなわち、半導体発光チップ１００は、実装基板１０１上の２つの配線電極１０２とそれぞれバンプ１０３を介在させて電気的に接続され且つ保持されている。このような構成はフリップチップ構造と呼ばれる。なお、配線電極１０２の一方はｐ側電極１０８と接続され、他方の電極はｎ側電極１０９と接続されている。
【０２６８】
図３０に示すように、本実施形態の第１変形例として、フリップチップ構造に代えてワイヤボンディング構造を採ることができる。この場合、半導体発光チップ１００は、基板１０４を実装基板１０１の表面と対向させて保持されている。ｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９は、実装基板１０１上の配線電極１０２とそれぞれ金（Ａｕ）からなるワイヤ１１０を介して電気的に接続される。
【０２６９】
このように、フリップチップ構造とワイヤボンディング構造とは、ｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９と、実装基板１０１上の配線電極１０２との接続方法が異なる。しかし、他の構成は、ほぼ同様であり、本発明の実施形態を適用した場合の作用効果も同様である。従って、以下では、フリップチップ構造について説明する。
【０２７０】
なお、基板１０４は、六方晶のｍ面ＧａＮ基板であってもよい。また、表面上にｍ面ＧａＮ層が形成された六方晶のｍ面ＳｉＣ基板でもよい。また、表面上にｍ面ＧａＮ層が形成されたｒ面サファイア基板、ｍ面サファイア基板又はａ面サファイア基板であってもよい。さらに、基板１０４が除去されていてもよい。
【０２７１】
ｎ型窒化物半導体層１０５は、例えばｎ型のＡｌｕＧａｖＩｎｗＮ（但し、０≦ｕ，ｖ，ｗ≦１、ｕ＋ｖ＋ｗ＝１）から形成される。ｎ型ドーパントとして、例えばシリコン（Ｓｉ）を用いることができる。
【０２７２】
活性層１０６は、ＩｎＹＧａ１−ＹＮからなる複数の障壁層（但し、０≦Ｙ＜１）と、該障壁層によりその上下を挟まれたＩｎｘＧａ１−ｘＮからなる井戸層（但し、０＜Ｘ≦１）とを含む。活性層１０６に含まれる井戸層は単一層であってもよい。また、井戸層と障壁層とが交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有していてもよい。半導体発光チップ１００から放射される光の波長は、井戸層の半導体組成であるＩｎｘＧａ１−ｘＮ半導体におけるＩｎの組成比ｘによって決まる。
【０２７３】
ｐ型窒化物半導体層１０７は、例えばｐ型のＡｌｓＧａｔＮ（但し、０≦ｓ，ｔ≦１、ｓ＋ｔ＝１）半導体から形成される。ｐ型ドーパントとして、例えばマグネシウム（Ｍｇ）を用いることができる。ｐ型ドーパントは、Ｍｇ以外に、例えば亜鉛（Ｚｎ）又はベリリウム（Ｂｅ）等を用いてもよい。ｐ型窒化物半導体層１０７において、Ａｌの組成比ｓは、厚さ方向に一様であってもよく、また、Ａｌの組成比ｓが厚さ方向に連続的に又は階段的に変化していてもよい。具体的には、ｐ型窒化物半導体層１０７の厚さは、例えば、０．０５μｍ〜２μｍ程度である。ｐ型窒化物半導体層１０７の上面の近傍、すなわちｐ側電極１０８との界面の近傍はＡｌの組成比ｓが０、すなわちＧａＮから形成されていてもよい。また、この場合、ＧａＮはｐ型の不純物が高濃度で含まれ、ｐ側電極１０８に対するコンタクト層として機能してもよい。
【０２７４】
ｐ側電極１０８は、ｐ型窒化物半導体層１０７の表面のほぼ全体を覆っていてもよい。ｐ側電極１０８は、パラジウム（Ｐｄ）層及び白金（Ｐｔ）層を積層した積層構造（Ｐｄ／Ｐｔ）等によって形成される。また、ｐ側電極１０８は、放射光の反射率を高めるために、銀（Ａｇ）層及び白金（Ｐｔ）層を積層した積層構造（Ａｇ／Ｐｔ）、又はＰｄ層、Ａｇ層及びＰｔ層を順次積層した積層構造（Ｐｄ／Ａｇ／Ｐｔ）を用いてもよい。
【０２７５】
ｎ側電極１０９は、例えば、チタン（Ｔｉ）層及び白金（Ｐｔ）層を積層した積層構造（Ｔｉ／Ｐｔ）等によって形成される。放射光の反射率を高めるために、Ｔｉ層、Ａｌ層及びＰｔ層を順次積層した積層構造（Ｔｉ／Ａｌ／Ｐｔ）を用いてもよい。
【０２７６】
図２９に示す半導体発光チップ１００は、半導体層を積層したウェハをａ軸方向及びｃ軸方向に沿って正方形又は長方形に小片化したものである。この場合、窒化物半導体のｃ面は劈開が容易であるため、小片化の工程を簡略化できるという利点がある。また、図３１の第２変形例に示すように、半導体発光チップ１００は、ａ軸方向及びｃ軸方向から傾いた方向に沿って小片化されていてもよい。この場合、劈開性が乏しい面が半導体発光チップ１００の側面に露出することになる。このため、半導体発光チップ１００の側面に凹凸が生じやすく、この凹凸面から放射光の光取り出しが向上するという利点がある。
【０２７７】
第８の実施形態は、実装基板１０１の表面（以下、実装面と呼ぶ。）の反射特性及び実装面に配置される構成部材のレイアウトに特徴を有する。以下に、実装基板１０１の実装面の反射特性及び実装面に配置される構成部材のレイアウトについて詳細に説明する。
【０２７８】
前述したように、ｍ面を主面（且つ成長面）とする窒化物半導体からなる活性層１０６を有する半導体発光チップ１００は偏光特性を示す。その結果、ｍ軸方向から放射光を観察した場合、光強度が等しい等高線は、偏光方向に対して垂直な方向であるｃ軸方向を長軸半径αとし、偏光方向であるａ軸方向を短軸半径βとする楕円形に近い形状を示す。後述するように、偏光方向に対して垂直な方向であるｃ軸方向の放射角は約１６０°で、偏光方向であるａ軸方向の放射角は約１４０°であることから、放射光は、長軸：短軸＝２：１の楕円形に近い形状となる。すなわち、長軸半径αが短軸半径βのほぼ２倍（α＝２β）となっている。さらに、実装面における反射光の形状も、楕円形に近い形状となる。この場合、楕円形の中心位置は、半導体発光チップ１００の平面形状における重心にほぼ等しい。図２９において、楕円形１１９は、半導体発光チップ１００から外部に放射される光によって主として照らされる領域の最外周を示している。楕円形１１９内の領域で反射される光は実装面の影響を強く受ける。なお、実装面にこのような楕円形が形成されているわけではない。ここで、半導体発光チップ１００が、平面視において一辺をＬとする正方形状であり、その厚さがＴである場合を考える。半導体発光チップ１００の表面積とほぼ同程度の面積の実装面が反射に大きく寄与するため、以下の式（１１）が成り立つ。
【０２７９】
式（１１）
παβ−Ｌ２＝Ｌ２＋４ＴＬ
ここで、左辺は、楕円形１１９の面積παβから平面視における半導体発光チップ１００の面積Ｌ２を差し引いた値であり、楕円形１１９内の実装面のうち反射に有効に寄与しうる部分の面積と考えることができる。この領域を、実装面有効部と呼ぶ。右辺は、半導体発光チップ１００の表面のうち、光取り出しに寄与する表面積である。α＝２βであるから、楕円形１１９の長軸半径α及び短軸半径βは、式（１１）から、それぞれ式（１２）及び式（１３）で表される。
【０２８０】
式（１２）
α＝２√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝
式（１３）
β＝√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝
図３２（ａ）及び図３２（ｂ）は、実装面有効部における長軸半径α及び短軸半径βを、半導体発光チップ１００の一辺の長さＬの関数として表している。図３２においては、半導体発光チップ１００の厚さＴをそれぞれ１０μｍ、１００μｍ及び２００μｍと変化させている。図３２から分かるように、長軸半径α及び短軸半径βはチップの一辺の長さＬに対して、ほぼ線形となり、一辺の長さＬが長いほど、長軸半径α及び短軸半径βは長くなる。また、チップの厚さＴが厚いほど、長軸半径α及び短軸半径βは長くなる。
【０２８１】
ｍ面以外の他の非極性面、及び半極性面においても同様のことがいえる。上述したように、ｍ面及びａ面等の非極性面、又は（２０−２１）面、（２０−２−１）面、（１０−１−３）面、（１１−２２）面、−ｒ面及び（１１−２２）面等の半極性面を成長面とする窒化物半導体からなる活性層も偏光特性を有する。その結果、活性層から放射光を観察した場合、光強度が等しい等高線は、偏光方向に対して垂直な方向を長軸半径αとし、偏光方向を短軸半径βとする楕円形に近い形状を示す。さらに、実装面における反射光の形状も、楕円形に近い形状となる。
【０２８２】
次に、実装基板１０１の実装面を３つの領域に区分する。
【０２８３】
図２９に示すように、平面視において、実装面上の楕円形１１９の内側の領域を、活性層１０６のｃ軸方向に平行な２本の直線とａ軸方向に平行な２本の直線とを用いて、半導体発光チップ１００の外周が内包されるように９つの領域に区分する。これらの領域のうち、半導体発光チップ１００が内包される領域を第１領域１とする。さらに、第１領域１の外側であって該第１領域１に対してｃ軸方向と隣接する２つの領域の集合を第２領域２とし、第１領域１及び第２領域２以外の６つの領域の集合を第３領域３とする。
【０２８４】
第１領域１は、その面積が最小となるようにｃ軸方向に平行な２本の直線と、ａ軸方向に平行な２本の直線とが設定されている。楕円形１１９の内側の領域のうち、第１領域１を差し引いた残りの領域が実装面有効部となる。図２９及び図３０で示した半導体発光装置においては、半導体発光チップ１００の平面視における外周と、第１領域１とが一致する。これに対し、図３１に示した半導体発光装置の場合は、半導体発光チップ１００の平面視における面積と比べて第１領域１の面積が大きくなる。
【０２８５】
図３３は、実装面有効部のうち、第２領域２が占める割合と、半導体発光チップ１００の一辺Ｌとの関係を示している。半導体発光チップ１００の厚さＴは、１０μｍ、１００μｍ及び２００μｍと変化させている。チップの一辺の長さＬが大きくなるほど、第２領域２が占める割合が大きくなる。また、チップの厚さＴが薄くなるほど第２領域２が占める割合が大きくなる。
【０２８６】
厚さＴと一辺の長さＬとが等しい場合（Ｔ＝Ｌ）、第２領域２が占める割合はほぼ５０％となり、Ｔ＜Ｌの場合に、第２領域２が占める割合は５０％を超える。従って、Ｔ＜Ｌにおいて、実装面有効部は第２領域２が支配的となる。
【０２８７】
また、Ｔ＝Ｌ／６の場合に、第２領域２が占める割合はほぼ８０％となり、Ｔ＜Ｌ／６の場合に、第２領域２が占める割合は８０％を超える。従って、Ｔ＜Ｌ／６において、実装面有効部は第２領域２が極めて支配的となるといえる。
【０２８８】
半導体発光チップ１００の一般的なチップサイズＬは、２００μｍから１０００μｍであり、チップの厚さＴは１５０μｍ以下である。このため、この範囲において第２領域２が占める割合は５０％を超える。特に大出力用としてチップサイズを大きくした場合には、第２領域２の影響はより強くなる。すなわち、ｍ面を成長面とする活性層１０６を含む半導体発光チップ１００を有する半導体発光装置においては、実装基板１０１における実装面の反射面として大きく寄与する領域は、図２９で示した第２領域２となる。このような知見は、本発明者らが見出したものである。
【０２８９】
実装基板１０１において、活性層１０６からの光によって照らされる領域であって、偏光方向に対して垂直なｃ軸方向の半導体発光チップ１００側方の領域を高偏光特性領域と呼ぶ。高偏光特性領域で反射する光には、半導体発光チップ１００の偏光方向と同一のａ軸方向に電界強度が偏った光を多く含む。高偏光特性領域は、例えば、第２領域２を含む。
【０２９０】
また、実装基板１０１において、活性層１０６からの光によって照らされる領域であって、高偏光特性領域以外の領域を低偏光特性領域とよぶ。低偏光特性領域で反射する光には、ａ軸以外の方向に電界強度を有する光を多く含む。低偏光特性領域は、例えば、第３領域３を含む。
【０２９１】
物体表面における反射率は、鏡面反射率と拡散反射率とに分けられる。本明細書においては、合計反射率は鏡面反射率と拡散反射率との合計値を意味する。また、鏡面反射の割合とは、合計反射率に対する鏡面反射率の割合を意味する。後で詳しく説明するが、拡散反射の割合が大きくなると、反射光の偏光度は低減する。
【０２９２】
第８の実施形態においては、第２領域２の表面は、その鏡面反射率よりも拡散反射率が高い材料によって覆われている。ここでは、少なくとも第２領域２の表面が鏡面反射率よりも拡散反射率が高い材料であれば良く、実装基板１０１の構成材料（主材料）は表面の材料と異なっていてもよい。すなわち、実装面有効部として支配的な第２領域２に、拡散反射率が高い材料を配置することにより、偏光度を効率的に低減することが可能となる。
【０２９３】
さらに、鏡面反射率よりも拡散反射率が高い材料は、絶縁性を有していてもよい。さらに、第２領域２の表面の鏡面反射の割合は１０％未満であってもよく、拡散反射率は９０％以上であってもよい。また、鏡面反射が占める割合は２％未満で、且つ拡散反射率は９４％以上であってもよい。このようにすると、高い光出力を維持しながら、偏光度を低減することが可能となる。
【０２９４】
第８の実施形態においては、第３領域３の表面の少なくとも一部に、第２領域２よりも鏡面反射率が高い配線電極１０２が配置されている。配線電極１０２は、電極として機能するように配置されている限り、どのような形状であってもよく、また、第３領域３の配線電極１０２の一部だけが第２領域２よりも鏡面反射率が高くてもよい。実装基板１０１の主材料は、最表面の材料、すなわち配線電極１０２の材料と異なっていてもよい。配線電極１０２の表面における鏡面反射の割合は１２％以上であってもよく、また、その拡散反射率は６９％未満であってもよい。
【０２９５】
このように、放射光の反射面としては支配的でない第３領域３に、鏡面反射率が高い材料を配置したとしても、高い光出力を維持しながら、偏光度を低減することができる。
【０２９６】
ここで、配線電極１０２の表面は、その表面粗さが２００ｎｍ以上であってもよい。これにより、配線電極１０２の表面における拡散反射率を５０％以上とすることが可能となるため、第３領域３における反射光の偏光度も低減することができる。
【０２９７】
さらに、第３領域３に配置される配線電極１０２の面積は、実装面有効部の面積の１０％以下にしてもよい。このようにすると、配線電極１０２によって偏光度が低減されにくくなるという影響を十分に抑えることができる。具体的には、第３領域３に配置される配線電極１０２の面積は、半導体発光チップ１００の一辺の長さをＬとし、該チップ１００の厚さをＴとした場合に、式（１４）を満たす面積に設定してもよい。
【０２９８】
式（１４）  
設定面積＜（Ｌ２＋４ＴＬ）／１０
第２領域２に配置された、鏡面反射率よりも拡散反射率が高い材料が絶縁性を有している場合は、第３領域３に配置される配線電極１０２は、拡散反射率が高い材料の表面の一部に形成されていてもよい。このような構成にすることにより、実装基板１０１の作製が容易となる。
【０２９９】
実装基板１０１を構成する主材料には、アルミナ（酸化アルミニウム）又は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の絶縁性材料、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）若しくはタングステン（Ｗ）等の金属材料、シリコン（Ｓｉ）若しくはゲルマニウム（Ｇｅ）等の半導体材料、又はこれらの複合材料を用いることができる。
【０３００】
実装基板１０１の主材料がアルミナ又はＡｌＮの場合は、主材料をそのまま第２領域２に露出するようにすればよい。実装基板１０１の主材料がＡｌ、Ｃｕ若しくはＷ等の金属、又はＳｉ若しくはＧｅ等の半導体の場合は、表面を絶縁膜で覆ってもよい。この場合、絶縁膜には、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）又は酸化シリコン（ＳｉＯ２）等からなる微粒子を含むシリコーン樹脂等を用いることができる。また、金属表面にアルミナ等のセラミックを張り合わせた複合材料を用いることも可能である。このような材料は、高い反射率を実現しつつ、鏡面反射率よりも拡散反射率を高くすることができる。
【０３０１】
これに対し、配線電極１０２の構成材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）又は銅（Ｃｕ）等を主成分とする材料を用いることができる。これらの配線電極１０２は、合計反射率に対する鏡面反射の割合が１２％以上となる。
【０３０２】
本実施形態においては、実装基板１０１の実装面における楕円形１１９の外側の領域は半導体発光装置の動作特性に大きな影響を与えない。従って、楕円形１１９の外側の領域には、任意の材料又は部品（電子部品）を配置しても構わない。
【０３０３】
以上説明したように、第８の実施形態によると、半導体発光チップ１００を保持する実装基板１０１の実装面で反射する光の偏光度を十分に低減しながら、反射光の偏光度を低減しにくい金属材料等を実装面上に適切に配置することが可能となる。
【０３０４】
（製造方法）
以下、第８の実施形態に係る半導体発光装置の製造方法について図２９を参照しながら説明する。
【０３０５】
まず、有機金属化学気相堆積（ＭＯＣＶＤ）法等により、ｍ面を主面とするｎ型ＧａＮからなる基板１０４の主面上にｎ型窒化物半導体層１０５をエピタキシャル成長する。すなわち、ｎ型ドーパントとして、例えばシリコン（Ｓｉ）を用い、ガリウム源であるＴＭＧ（Ｇａ（ＣＨ３）３）、及び窒素源であるアンモニア（ＮＨ３）を供給し、９００℃以上且つ１１００℃以下程度の成長温度で、厚さが１μｍ〜３μｍ程度のＧａＮからなるｎ型窒化物半導体層１０５を形成する。なお、ここでの基板１０４はウエハ状態であり、一度に複数の半導体発光装置となる発光構造体を作製することができる。
【０３０６】
次に、ｎ型窒化物半導体層１０５上に、窒化物半導体からなる活性層１０６を成長する。活性層１０６は、例えば、厚さが１５ｎｍのＩｎ１−ｘＧａｘＮからなる井戸層と、厚さが１０ｎｍのＧａＮからなる障壁層とを交互に積層して、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸（ＭＱＷ）構造とする。Ｉｎ１−ｘＧａｘＮからなる井戸層を形成する際には、成長中の井戸層にＩｎが確実に取り込まれるように、成長温度を７００℃〜８００℃程度に下げてもよい。半導体発光装置の用途に応じて発光波長を選択し、波長に応じたＩｎ組成比ｘを決定する。例えば、波長を４５０ｎｍ（青色）とする場合には、Ｉｎ組成比ｘを０．２５〜０．２７に決定する。また、波長を５２０ｎｍ（緑色）とする場合には、Ｉｎ組成比ｘを０．４０〜０．４２に決定する。また、波長を６３０ｎｍ（赤色）とする場合には、Ｉｎ組成比ｘを０．５６〜０．５８に決定する。
【０３０７】
次に、活性層１０６上に、ｐ型窒化物半導体層１０７をエピタキシャル成長する。すなわち、ｐ型不純物として、例えばＣｐ２Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）を用い、ＴＭＧ及びＮＨ３を原料として供給し、９００℃以上且つ１１００℃以下程度の成長温度で、活性層１０６上に厚さが５０ｎｍ〜５００ｎｍ程度のｐ型ＧａＮからなるｐ型窒化物半導体層１０７を形成する。ｐ型窒化物半導体層１０７の内部に、厚さが１５ｎｍ〜３０ｎｍ程度のｐ型ＡｌＧａＮ層を含んでいてもよい。ｐ型ＡｌＧａＮ層を設けることにより、キャリアである電子のオーバフローを抑制することができる。また、活性層１０６とｐ型窒化物半導体層１０７との間にアンドープＧａＮ層を設けてもよい。
【０３０８】
次に、ｐ型窒化物半導体層１０７にドープされたＭｇの活性化を図るために、８００℃〜９００℃程度の温度で２０分間程度の熱処理を行う。
【０３０９】
次に、リソグラフィ法及び塩素（Ｃｌ２）系ガスを用いたドライエッチング法により、ｐ型窒化物半導体層１０７まで形成された半導体積層構造に対して選択的にエッチングを行う。これにより、ｐ型窒化物半導体層１０７、活性層１０６、及びｎ型窒化物半導体層１０５の一部を除去して凹部１１２を形成し、ｎ型窒化物半導体層１０５の一部を露出する。
【０３１０】
次に、ｎ型窒化物半導体層１０５の露出した領域上に接するように、ｎ側電極１０９を選択的に形成する。ここでは、ｎ側電極１０９として、例えばチタン（Ｔｉ）と白金（Ｐｔ）との積層膜（Ｔｉ／Ｐｔ層）を形成する。
【０３１１】
次に、ｐ型窒化物半導体層１０７上に接するように、ｐ側電極１０８を選択的に形成する。例えば、ｐ側電極１０８としてパラジウム（Ｐｄ）と白金（Ｐｔ）との積層膜（Ｐｄ／Ｐｔ層）を形成する。その後、熱処理を行って、Ｔｉ／Ｐｔ層とｎ型窒化物半導体層１０５との間、及びＰｄ／Ｐｔ層とｐ型窒化物半導体層１０７との間をそれぞれ合金化する。なお、ｎ側電極１０９及びｐ側電極１０８の成膜の順序は特に問われない。
【０３１２】
次に、基板１０４におけるｎ型窒化物半導体層１０５と反対側の面（裏面）に対して研磨を行って、該基板１０４を所定量だけ薄膜化する。
【０３１３】
このようにして作製された複数の半導体発光装置を個々の半導体発光チップ１００に小片化する。小片化工程は、レーザーダイシング法及び劈開法等、いくつかの方法がある。小片化された個々の半導体発光チップ１００は、実装基板１０１の実装面上に実装される。ここでは、フリップチップ構造ついて説明する。
【０３１４】
まず、実装基板１０１を用意する。実装基板１０１の主材料として、前述したように、アルミナ若しくはＡｌＮ等の絶縁性材料、Ａｌ若しくはＣｕ等の金属材料、Ｓｉ又はＧｅ等の半導体材料、又はこれらの複合材料を用いることができる。配線電極１０２には、半導体発光チップ１００の電極形状に合わせて配置すればよく、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ａｇ又はＡｌ等を主成分とする金属材料を用いることができる。
【０３１５】
配線電極形成用の金属膜は、スパッタ法又はめっき法等の成膜工程により、実装基板１０１の表面上に成膜される。その後、リソグラフィ工程等により、成膜された金属膜上に、所望のレジストパターンが施される。この際、パターニング後の配線電極１０２が第３領域３の少なくとも一部及び第３領域３の外側の領域にまたがって形成されるようにレジストパターンが設計される。その後、ドライエッチング法又はウエットエッチング法により、レジストパターンが配線電極１０２に転写されて、所望の電極パターンを有する配線電極１０２が形成される。
【０３１６】
次に、配線電極１０２上の所定の位置に、複数のバンプ１０３をそれぞれ形成する。バンプ１０３の構成材料には金（Ａｕ）を用いるのが良い。各バンプ１０３の形成には、バンプボンダを用いて、直径が４０μｍ〜８０μｍ程度のバンプを形成することができる。また、バンプボンダに代えて、Ａｕめっき処理によってバンプ１０３を形成することも可能である。このように、複数のバンプ１０３が形成された配線電極１０２上に、例えば超音波接合法により、半導体発光チップ１００の電極形成面を接続する。
【０３１７】
このようにして、第８の実施形態に係る半導体発光装置を得ることができる。
【０３１８】
（第９の実施形態）
以下、本発明の第９の実施形態に係る半導体発光装置について図３４（ａ）〜図３４（ｄ）を参照しながら説明する。図３４において、図３と同一の構成部材には同一の符号を付すことにより説明を省略する。以下の各実施形態においても同様とする。ここでは、第８の実施形態との相違点について説明する。
【０３１９】
図３４（ａ）及び図３４（ｂ）に示すように、第９の実施形態の第８の実施形態との相違点は、平面視において半導体発光チップ１００の表面、具体的には基板１０４の実装基板１０１と反対側の光取り出し面に、複数の凹凸部１０４ａが形成されている点である。ここでは、凹凸部１０４ａにおける各凸部の基板面に垂直な方向の断面形状はほぼ半球状である。この凹凸部１０４ａを光が通過する際に、放射光が散乱して、光の偏光度を低減することができる。
【０３２０】
基板１０４の裏面に形成される凹凸部１０４ａは、該基板１０４を薄膜化した後に、リソグラフィ法によりレジストパターンを形成し、さらに、塩素系のドライエッチングによって基板１０４の裏面を凹凸状に加工することによって作製が可能である。
【０３２１】
図３４（ｃ）〜図３４（ｆ）に凹凸部１０４ａの変形例を示す。
【０３２２】
図３４（ｃ）に示すように、凸部に代えて凹部の断面形状をほぼ半球状としてもよい。また、図３４（ｄ）、図３４（ｅ）及び図３４（ｆ）に示すように、凹凸１０４ａは、平面視においてストライプ形状であってもよい。図３４（ｄ）は凸部の断面形状がほぼ半円形状であり、図３４（ｅ）は凸部の断面形状が方形状であり、図３４（ｆ）は凸部の断面形状が三角形状である例をそれぞれ示している。各ストライプの延伸方向は、窒化物半導体からなる活性層１０６のａ軸方向に対して角度θだけ傾いている。角度θが０°の場合は、偏光度が維持されるため、該角度θは０°よりも大きく且つ９０°以下の値としてもよい。また、角度θは３０°以上且つ９０°以下の値としてもよい。
【０３２３】
第９の実施形態においても、実装面有効部に関しては、第８の実施形態と同様の構成を採る。すなわち、楕円形１１９の内側に定義された少なくとも第２領域２の表面は、鏡面反射率よりも拡散反射率が高い材料によって覆われている。さらに、第３領域３の表面の少なくとも一部には、第２領域２よりも鏡面反射率が高い配線電極１０２が配置されている。
【０３２４】
第９の実施形態によると、実装基板１０１の実装面で反射する放射光の偏光度を十分に低減しつつ、実装面で反射することなく外部に放出される光の偏光度を低減することができる。このため、第８の実施形態の構成と比べて偏光度をより低減することが可能となる。
【０３２５】
なお、本実施形態においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、ワイヤボンディング構造においても同様の効果を得ることができる。
【０３２６】
（第１０の実施形態）
以下、本発明の第１０の実施形態に係る半導体発光装置について図３５（ａ）及び図３５（ｂ）を参照しながら説明する。ここでは、第８の実施形態との相違点について説明する。
【０３２７】
図３５（ａ）及び図３５（ｂ）に示すように、第１０の実施形態の第８の実施形態との相違点は、実装基板１０１の実装面に反射部材１２０が配置されている点である。反射部材１２０は、キャビティを形成する。反射部材１２０は、半導体発光チップ１００からの放射光の指向性及び放射パターンを制御する。また、シリコーン樹脂等の透明部材により半導体発光チップ１００の上面を封止する際には、流し込まれる透明部材のカップ（容器）として機能する。また、反射部材１２０は、半導体発光チップ１００からの放射光の指向性及び放射パターンを制御する機能を有する場合があるため、リフレクタとも呼ばれる。
【０３２８】
反射部材１２０は、実装面と接する下端の開口部１２０ａ、上端の開口部１２０ｂ、半導体発光チップ１００の側面と対向する反射面１２０ｃ、及び上面１２０ｄに分けられる。反射部材１２０の反射面１２０ｃには、光の反射率が高い材料を用いると良い。例えば、アルミナを用いることができる。また、酸化チタン（ＴｉＯ２）等の微粒子を含むシリコーン樹脂を用いてもよい。
【０３２９】
なお、第１０の実施形態においては、反射部材１２０の開口部の平面形状は円形であるが、これは一例に過ぎない。例えば、反射部材１２０の開口部の平面形状は、長円形、楕円形又は三角形以上の多角形であってもよい。
【０３３０】
反射部材１２０の高さをＨ１とし、ａ軸に対して半導体発光チップ１００の側面から反射部材１２０の上端の開口部１２０ｂまでの距離をＤ１、ｃ軸に対して半導体発光チップ１００の側面から反射部材１２０の上端の開口部１２０ｂまでの距離をＤ２とする。半導体発光チップ１００の放射光が反射部材１２０の反射面１２０ｃで実効的に反射する条件は、ｃ軸方向の放射角が１６０°で、且つａ軸方向の放射角が１４０°であることから、ａ軸方向は式（１５）となり、ｃ軸方向は式（１６）となる。
【０３３１】
式（１５）
Ｄ１＝Ｈ１・ｔａｎ（１４０°／２）＝２．７５×Ｈ１
式（１６）
Ｄ２＝Ｈ１・ｔａｎ（１６０°／２）＝５．６７×Ｈ１
Ｄ１及びＤ２が上記の式（１５）及び式（１６）から得られる値よりも小さい場合には、反射部材１２０の反射面１２０ｃの影響を強く受けることになる。従って、反射部材１２０を、光の指向性及び放射パターンを制御する目的で設ける場合には、上記の式（１５）及び式（１６）から得られる値よりも小さくなるように、Ｄ１及びＤ２を設定する。
【０３３２】
第２領域２は、さらに３つに区分される。第２領域２のうち、実装基板１０１の表面と対応する領域２ａ、反射部材１２０の反射面１２０ｃと対応する領域２ｂ、反射部材１２０の上面１２０ｄと対応する領域２ｃに区分される。領域２ｂは、第２領域２のうち、実装基板１０１上方から平面視した場合に、反射面１２０ｃが設けられている領域である。すなわち、領域２ｂは、反射面１２０ｃのうち、第２領域２に含まれる領域である。領域２ｃは、第２領域２のうち、実装基板１０１上方から平面視した場合に、上面１２０ｄが設けられている領域である。すなわち、領域２ｃは、上面１２０ｄのうち、第２領域２に含まれる領域である。
【０３３３】
同様に、第３領域３は、第３領域３のうち、実装基板１０１の表面と対応する領域３ａ、反射部材１２０の反射面１２０ｃと対応する領域３ｂ、反射部材１２０の上面１２０ｄと対応する領域３ｃに区分される。領域３ｂは、第３領域３のうち、実装基板１０１上方から平面視した場合に、反射面１２０ｃが設けられている領域である。すなわち、領域３ｂは、反射面１２０ｃのうち、第３領域３に含まれる領域である。領域３ｃは、第３領域３のうち、実装基板１０１上方から平面視した場合に、上面１２０ｄが設けられている領域である。すなわち、領域３ｃは、上面１２０ｄのうち、第３領域３に含まれる領域である。ここで、領域２ｃ及び領域３ｃは、楕円形１１９の内側の領域であるが、放射光が当たらないため、光の反射面としては機能しない。
【０３３４】
すなわち、第１０の実施形態においては、第３領域３における距離Ｄ１は、式（１５）に示す２．７５×Ｈ１よりも小さい。また、第２領域２の領域２ａ及び領域２ｂの表面は、鏡面反射率よりも拡散反射率が高い材料により覆われている。さらに、光の偏光特性に影響を与えにくい第３領域３の表面の少なくとも一部には、第２領域２の表面よりも鏡面反射率が高い配線電極１０２を配置している。
【０３３５】
第１０の実施形態によると、実装基板１０１の実装面で反射する光の偏光度を十分に低減しつつ、実装面上に設けた反射部材１２０によって、放射光の指向性及び放射パターンの制御が可能となる。
【０３３６】
なお、本実施形態においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、ワイヤボンディング構造においても同様の効果を得ることができる。
【０３３７】
（第１１の実施形態）
以下、本発明の第１１の実施形態に係る半導体発光装置について図３６（ａ）及び図３６（ｂ）を参照しながら説明する。ここでは、第８の実施形態との相違点について説明する。
【０３３８】
図３６（ａ）及び図３６（ｂ）に示すように、第１１の実施形態の第８の実施形態との相違点は、実装基板１０１上に複数の半導体発光チップ１００が配置されている点である。ここでは、２個の半導体発光チップ１００がａ軸方向にほぼ一列となるように配置されている。なお、半導体発光チップ１００は２個に限られず、３個以上の半導体発光チップ１００をａ軸方向にほぼ一列に配置してもよい。
【０３３９】
前述したように、ａ軸方向の放射角はｃ軸方向の放射角よりも小さいため、ａ軸方向に揃えて配置した場合は、隣り合う半導体発光チップ１００同士の放射光が干渉しにくい。一方の半導体発光チップ１００の放射光が、他方の半導体発光チップ１００の内部に進入した場合には、光吸収による光出力の低下、光の反射による指向性の乱れ及び放射パターンの乱れ等の問題を生じる。しかしながら、複数の半導体発光チップ１００をａ軸方向に揃えて配置した場合は、ｃ軸方向に配置する場合と比べて、光の干渉を生じる半導体発光チップ１００同士の間隔が半分以下となるため、複数の半導体発光チップ１００を高密度に配置することが可能となる。
【０３４０】
実装基板１０１の実装面から各半導体発光チップ１００までの高さをＨ２とし、ａ軸方向に隣り合う半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ３とした場合に、ａ軸方向の放射角が１４０°であることから、放射光によって光の干渉を生じる間隔Ｄ３’は、式（１７）となる。
【０３４１】
式（１７）
Ｄ３’＝Ｈ２・ｔａｎ（１４０°／２）＝２．７５×Ｈ２
従って、間隔Ｄ３’が２．７５×Ｈ２以下の場合には、半導体発光チップ１００の側面から放射され、半導体発光装置の上方に向かう放射光が隣り合う半導体発光チップ１００と干渉する。
【０３４２】
また、一の半導体発光チップ１００により生成される楕円形１１９内の実装面有効部が、他の半導体発光チップ１００により生成される楕円形１１９と重なる場合にも光の干渉を生じる。
【０３４３】
第３領域３におけるａ軸方向の最大幅は、半導体発光チップ１００における一辺の長さをＬとすると、（短軸半径β）−Ｌ／２で与えられるため、式（１３）から以下の式（１８）で与えられる。ここで、Ｔは半導体発光チップ１００の厚さである。
【０３４４】
式（１８）
Ｄ３''＝√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２
すなわち、間隔Ｄ３’及びＤ３''のうち、大きいほうの値が光の干渉を生じる境界値となる。
【０３４５】
図３７は、実装基板１０１の実装面から半導体発光チップ１００までの高さＨ２と、光の干渉を生じる半導体発光チップ１００同士のａ軸方向の間隔Ｄ３との関係を示している。Ｄ３の値がそれぞれ図３７で示した各折れ線グラフの値よりも小さい場合に、光の干渉を生じる。半導体発光チップの一辺の長さＬは、１００μｍ、５００μｍ、７００μｍ、１０００μｍ、１５００μｍ及び２０００μｍと変化させている。
【０３４６】
図３７から分かるように、半導体発光チップ１００の高さＨ２を大きくすると、半導体発光装置の上方に向かう放射光が隣り合う半導体発光チップ１００と干渉しやすくなる。また、半導体発光チップ１００の一辺の長さＬが大きくなると、実装面有効部が互いに重なることによる光の干渉を生じやすい傾向がある。
【０３４７】
従って、式（１７）及び式（１８）から、間隔Ｄ３は、Ｄ３’及びＤ３''のうちの小さいほうの値よりも大きくすれば、いずれか一方の光の干渉を抑制することができる。
【０３４８】
さらに、間隔Ｄ３は、Ｄ３’及びＤ３''のうちの大きいほうの値よりも大きくすれば、両方の光の干渉を抑制することができる。
【０３４９】
なお、第１１の実施形態において、複数の半導体発光チップ１００は、互いに直列接続されていると良い。並列接続の場合は、複数の半導体発光チップ１００の動作電圧をほぼ等しくなるようにする設定する必要があるが、直列接続の場合は、複数の半導体発光チップ１００の動作電圧が異なっていたとしても発光が可能となる。
【０３５０】
第１１の実施形態によると、複数の半導体発光チップ１００を有する半導体発光装置において、実装基板１０１の実装面で反射する放射光の偏光度を十分に低減しつつ、隣り合う半導体発光チップ１００同士の間で発生する光の干渉が抑制されるので、高密度集積化が可能となる。
【０３５１】
なお、本実施形態においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、ワイヤボンディング構造においても同様の効果を得ることができる。
【０３５２】
（第１２の実施形態）
以下、本発明の第１２の実施形態に係る半導体発光装置について図３８（ａ）及び図３８（ｂ）を参照しながら説明する。ここでは、第１１の実施形態との相違点について説明する。
【０３５３】
図３８（ａ）及び図３８（ｂ）に示すように、第１２の実施形態の第１１の実施形態との相違点は、実装基板１０１上に複数の半導体発光チップ１００がアレイ状に配置されている点である。ここでは、４つの半導体発光チップ１００がａ軸方向及びｃ軸方向に２行２列に配置されている。なお、半導体発光チップ１００は４個に限られず、５個以上の半導体発光チップ１００を２行２列以上のアレイ状に配置してもよい。
【０３５４】
実装基板１０１の実装面から各半導体発光チップ１００までの高さをＨ２とし、ｃ軸方向に隣り合う半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ４とした場合に、ｃ軸方向の放射角が１６０°であることから、放射光によって光の干渉を生じる間隔Ｄ４’は、式（１９）となる。
【０３５５】
式（１９）
Ｄ４’＝Ｈ２・ｔａｎ（１６０°／２）＝５．６７×Ｈ２
従って、間隔Ｄ４’が５．６７×Ｈ２以下の場合には、半導体発光チップ１００の側面から放射され、半導体発光装置の上方に向かう放射光がｃ軸方向に隣り合う半導体発光チップ１００と干渉する。
【０３５６】
また、一の半導体発光チップ１００により生成される楕円形１１９内の実装面有効部が、ｃ軸方向の他の半導体発光チップ１００により生成される楕円形１１９と重なる場合にも光の干渉を生じる。
【０３５７】
第２領域２におけるｃ軸方向の最大幅は、半導体発光チップ１００における一辺の長さをＬとすると、（長軸半径α）−Ｌ／２で与えられるため、式（１２）から以下の式（２０）で与えられる。ここで、Ｔは半導体発光チップ１００の厚さである。
【０３５８】
式（２０）
Ｄ４''＝√｛（Ｌ２＋２ＴＬ）／π｝−Ｌ／２
すなわち、Ｄ４’及びＤ４''のうち、大きいほうの値が光の干渉を生じる境界値となる。
【０３５９】
図３９は、実装基板１０１の実装面から半導体発光チップ１００までの高さＨ２と、光の干渉を生じる半導体発光チップ１００同士のｃ軸方向の間隔Ｄ４との関係を示している。Ｄ４の値がそれぞれ図３９で示した各折れ線グラフの値よりも小さい場合に、光の干渉を生じる。半導体発光チップの一辺の長さＬは、３００μｍ、５００μｍ、７００μｍ、１０００μｍ、１５００μｍ及び２０００μｍと変化させている。
【０３６０】
図３９から分かるように、半導体発光チップ１００の高さＨ２を大きくすると、半導体発光装置の上方に向かう放射光がｃ軸方向に隣り合う半導体発光チップ１００と干渉しやすくなる。また、半導体発光チップ１００の一辺の長さＬが大きくなると、実装面有効部が互いに重なることによる光の干渉を生じやすい傾向がある。
【０３６１】
第１１の実施形態に係る図３７と第１２の実施形態に係る図３９とを比較すると、ｃ軸方向はａ軸方向と比べて隣り合う半導体発光チップ１００同士が干渉しやすいことが分かる。
【０３６２】
以上から、ａ軸方向に隣り合う半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ３とし、ｃ軸方向に隣り合う半導体発光チップ１００同士の間隔をＤ４とした場合に、ａ軸方向の間隔Ｄ３をｃ軸方向の間隔Ｄ４よりも小さくしてもよい（Ｄ３＜Ｄ４）。このようにすると、隣り合う半導体発光チップ１００同士の間の光の干渉を抑制することができる。
【０３６３】
ａ軸方向の間隔Ｄ３は、Ｄ３’及びＤ３''のうちの小さいほうの値よりも大きくすれば、いずれか一方の光の干渉を抑制することができる。
【０３６４】
さらに、ａ軸方向の間隔Ｄ３は、Ｄ３’及びＤ３''のうちの大きいほうの値よりも大きくすれば、両方の光の干渉を抑制することができる。
【０３６５】
ｃ軸方向の間隔Ｄ４は、Ｄ４’及びＤ４''のうちの小さいほうの値よりも大きくすれば、いずれか一方の光の干渉を抑制することができる。
【０３６６】
さらに、ｃ軸方向の間隔Ｄ４は、Ｄ４’及びＤ４''のうちの大きいほうの値よりも大きくすれば、両方の光の干渉を抑制することができる。
【０３６７】
また、ａ軸方向に配置する半導体発光チップ１００の個数をＮａとし、ｃ軸方向に配置する半導体発光チップ１００の個数をＮｃとすると、ａ軸方向に配置する個数Ｎａをｃ軸方向に配置する個数Ｎｃよりも多くすればよい（Ｎａ＞Ｎｃ）。このようにすると、半導体発光装置に含まれる全チップ数を同一に設定したとしても、Ｎａ＞Ｎｃの場合、Ｎａ＜Ｎｃの場合と比べて、半導体発光チップ１００の集積化をより高密度とすることができる。
【０３６８】
第１２の実施形態によると、複数の半導体発光チップ１００を有する半導体発光装置において、実装基板１０１の実装面で反射する放射光の偏光度を十分に低減し、さらに、放射角が大きいｃ軸方向が疎となり、且つ放射角がｃ軸方向よりも小さいａ軸方向が密となるように複数の半導体発光チップ１００を配置する。このため、隣り合う半導体発光チップ１００同士の間で発生する光の干渉が抑制されるので、高密度集積化が可能となる。
【０３６９】
なお、本実施形態においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、ワイヤボンディング構造においても同様の効果を得ることができる。
【０３７０】
（第１３の実施形態）
以下、本発明の第１３の実施形態に係る半導体発光装置について図４０（ａ）及び図４０（ｂ）を参照しながら説明する。ここでは、第８の実施形態との相違点について説明する。
【０３７１】
図４０（ａ）及び図４０（ｂ）に示すように、第１３の実施形態の第８の実施形態との相違点は、実装基板１０１の実装面上に保護素子１２１が配置されている点である。保護素子１２１は、例えば、半導体発光チップ１００をサージ等の高電圧から保護するため、半導体発光チップ１００と並列に結線される。保護素子１２１には、例えば、バリスタ又はツェナーダイオード等が用いられる。バリスタには、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を添加物として加えたセラミック等を用いることができる。また、ツェナーダイオードとして、シリコン（Ｓｉ）からなるツェナーダイオードを用いることができる。
【０３７２】
第１３の実施形態は、保護素子１２１が、実装面上における第２領域２以外の領域に配置されていることを特徴とする。ここでは、一例として、保護素子１２１が第３領域３及びその外側の領域にまたがって配置されている。保護素子１２１は、半導体発光チップ１００から放出される光を吸収する材料が用いられている。このため、楕円形１１９ｓで示す実装面有効部における第２領域２以外の実装面又は実装面有効部の外側の領域に配置することにより、光出力を高めることができる。
【０３７３】
なお、保護素子３２１は半導体発光チップ１００に対して並列に接続する必要があるため、図４０に示すように、半導体発光チップ１００と保護素子３２１とをａ軸方向に並べることにより、実装面上における配線電極１０２の配線長を短くすることができなる。
【０３７４】
さらに、保護素子１２１は、実装面有効部の外側に配置されていてもよい。この場合には、保護素子１２１による光吸収の影響を十分に抑制することができる。
【０３７５】
第１３の実施形態によると、実装面で反射する放射光の偏光度を十分に低減しつつ、保護素子１２１による光吸収の影響が抑制された半導体発光装置を実現することができる。
【０３７６】
なお、保護素子１２１は、電子部品としての一例であり、実装基板１０１の実装面上に配置される電子部品は保護素子に限られない。また、配置される電子部品は１個に限られず、複数の電子部品を配置してもよい。
【０３７７】
また、本実施形態においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、ワイヤボンディング構造においても同様の効果を得ることができる。
【０３７８】
（第１４の実施形態）
以下、本発明の第１４の実施形態に係る半導体発光装置について図４１（ａ）及び図４１（ｂ）を参照しながら説明する。ここでは、第８の実施形態との相違点について説明する。
【０３７９】
図４１（ａ）及び図４１（ｂ）に示すように、第１４の実施形態の第８の実施形態との相違点は、実装基板１０１上の実装面における第３領域３に、位置合わせ用マーカ１２２が配置されている点である。
【０３８０】
本実施形態に係る位置合わせ用マーカ１２２は、半導体発光チップ１００を実装基板１０１の実装面上、具体的には、配線電極１０２上の所定の位置に配置する際の目印である。図４１（ａ）に示すように、一例として、半導体発光チップ１００の４つの角部の外側に正方形状の位置合わせ用マーカ１２２を設けている。但し、位置合わせ用マーカ１２２の平面形状はこれに限られない。また、目視又は実装用の設備が認識可能な形状であれば、どのような形状でも構わない。また、目視又は実装用の設備が認識できれば、個数も４個に限られない。重要な点は、位置合わせ用マーカ１２２が実装面の第３領域３に配置されていることである。
【０３８１】
実装基板１０１上の実装面における第３領域３に位置合わせ用マーカ１２２を配置することにより、放射光の偏光特性に与える影響を小さくすることができる。位置合わせ用マーカ１２２は、配線電極１０２とは別の場所に配置してもよい。位置合わせ用マーカ１２２の構成材料には、配線電極１０２と同一の材料を用いることができる。また、例えば、配線電極１０２を形成する際に、位置合わせ用マーカ１２２に該当する箇所の配線電極１０２を除去し、実装基板１０１の表面を露出するようにしてもよい。位置合わせ用マーカ１２２と配線電極１０２とを同時に形成すれば、製造コストを下げることが可能となる。
【０３８２】
第１４の実施形態によると、実装基板１０１の実装面で反射する放射光の偏光度を十分に低減しつつ、位置合わせ用マーカ１２２の偏光特性に与える影響が抑制された窒化物半導体発光装置を実現することができる。
【０３８３】
なお、本実施形態においては、フリップチップ構造についてのみ説明したが、ワイヤボンディング構造においても同様の効果を得ることができる。
【０３８４】
上述したとおり、第８の実施形態から第１４の実施形態によれば、ｍ面及びａ面等の非極性面又は（２０−２１）面、（２０−２−１）面、（１０−１−３）面、（１１−２２）面、−ｒ面及び（１１−２２）面等の半極性面を成長面とする窒化物系の半導体発光装置における偏光度を低減することが可能となる。さらに、窒化物系の半導体発光チップの偏光度が低減された状態で、複数の半導体発光チップを実装面上に高密度に配置することが可能となる。
【０３８５】
なお、上記のいずれの実施形態及びその変形例においても、半導体発光チップ１００の周囲が透明部材で覆われていてもよい。半導体発光チップ１００の周囲を透明部材で覆うことにより、半導体発光チップ１００から外部に取り出される光の量が増大する。また、外気に含まれる水分又は汚染物質から半導体発光チップ１００を保護することができる。図４２は、図２９に示した第８の実施形態に係る半導体発光チップ１００の周囲を透明部材１２３により覆う一例である。透明部材１２３には、シリコーン樹脂若しくはアクリル樹脂等の樹脂材料、又は低温ガラス材等を用いることができる。図４２においては、透明部材１２３の形状として半球状の例を示したが、半球状から歪んだ形状でもよく、立方体状又は直方体状等、任意の形状を採ることができる。
【０３８６】
また、第１０の実施形態で説明した反射部材１２０を設ける構成は、第１０の実施形態以外の他の実施形態及びその変形例に対しても、適用が可能である。
［実施例］
実施例に先立って、第８から第１４の各実施形態において説明した、（１）放射光の配向分布特性の評価、（２）反射材料における反射特性の評価、及び（３）光取り出し面の凹凸部が光特性に与える評価を、実施例の前に定量的に説明する。
【０３８７】
（１）ｍ面窒化物半導体発光チップにおける放射光の配光分布特性の評価
まず、ウエハ状態のｍ面を主面とするｎ型ＧａＮ基板上に、厚さが２μｍのｎ型ＧａＮからなるｎ型窒化物半導体層と、ＩｎＧａＮからなる量子井戸層とＧａＮからなる障壁層とから構成された３周期の量子井戸構造を有する活性層と、厚さが０．５μｍのｐ型ＧａＮからなるｐ型窒化物半導体層とを形成した。異なる発光波長の半導体発光チップを作製するため、Ｉｎの供給量及び結晶成長温度を適当に変えることにより、ＩｎＧａＮからなる量子井戸層におけるＩｎ組成が異なる複数のチップを作製した。
【０３８８】
ｎ側電極としてＴｉ／Ｐｔ層を形成し、ｐ側電極としてＰｄ／Ｐｔ層を形成した。ｍ面を主面とするｎ型ＧａＮ基板は、裏面研磨により１５０μｍの厚さにまで薄くした。ダイヤモンドペンを用いて、表面から数μｍ程度の深さの溝をウエハのｃ軸方向［０００１］とａ軸方向［１１−２０］とに形成した。その後、ウエハのブレーキングを行い、一辺が３５０μｍの小片に分割した。
【０３８９】
作製された半導体発光チップ１００を、アルミナからなり、上面に配線が形成された実装基板１０１上に搭載してフリップチップ実装を行って、図２９に示す半導体発光装置を作製した。半導体発光装置からの放射光の配光分布特性に注目するため、半導体発光装置の表面には、封止部を形成していない。
【０３９０】
このようにして作製した半導体発光装置に対して、Ｏｐｔｒｏｎｉｃ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製のＯＬ７００−３０ ＬＥＤ ＧＯＮＩＯＭＥＴＥＲを用いた。国際照明委員会ＣＩＥ発行のＣＩＥ１２７に明記されたｃｏｎｄｉｔｉｏｎ Ａ（ＬＥＤの先端から受光部１１８までの距離が３１６ｍｍ）によって、ａ軸方向の配光分布特性とｃ軸方向の配光分布特性とを測定した。
【０３９１】
図４３（ａ）及び図４３（ｂ）に配光分布特性の測定系を模式的に示す。
【０３９２】
図４３（ａ）に示すａ軸方向の配光分布特性は、半導体発光チップ１００の活性層のｍ面における法線方向であるｍ軸方向［１−１００］と測定器１１８とを結ぶ測定線１２４とがなす角度を測定角とし、半導体発光チップ１００のｃ軸を中心軸にして半導体発光チップ１００を回転させながら光度を測定した値である。
【０３９３】
また、図４３（ｂ）に示すｃ軸方向の配光分布特性は、半導体発光チップ１００の活性層のｍ面における法線方向であるｍ軸方向［１−１００］と測定器１１８とを結ぶ測定線１２４とがなす角度を測定角とし、半導体発光チップ１００のａ軸を中心にして半導体発光チップ１００を回転させながら光度を測定した値である。ここでは、配光分布特性のｍ軸方向［１−１００］の光度を１として、光度が０．５となる角度範囲を放射角と呼ぶ。
【０３９４】
図４４は半導体発光チップ１００のａ軸方向とｃ軸方向との放射角と発光波長との関係を示している。半導体発光チップ１００への注入電流は１０ｍＡとしている。図４４から分かるように、ｃ軸方向の放射角は、ほぼ一定であり、その値は約１６０°である。ａ軸方向の放射角は、発光波長が４２０ｎｍ以上においてほぼ一定であり、その値は約１４０°である。すなわち、ｍ面を活性層とする半導体発光チップ１００においては、ｃ軸方向に広がった配光分布特性を有していることになる。光度が０．５となる等高線を考えた場合、その形状はｃ軸方向を長軸方向とし、ａ軸方向を短軸方向とする楕円形状に類似する。ｃ軸方向の放射角を１６０°とし、ａ軸方向の放射角を１４０°とすると、長軸（ｃ軸方向）：短軸（ａ軸方向）＝２：１となる。
【０３９５】
（２）反射材料における反射特性の評価
実装基板１０１を構成する母材又は配線電極１０２の構成材料として、１５種類のサンプルを準備し、それぞれの反射率を測定した。反射率の測定には、日本分光株式会社製の分光光度計（ＵＶ−ＶＩＳ）を用いて、鏡面反射率と拡散反射率とを測定した。上掲の［表１］は、１５種類のサンプルに対し、最表面の材質、最表面の粗さＲａ、母材の材質、母材表面の粗さＲａ、最表面の鏡面反射率、最表面の拡散反射率、最表面の合計反射率及び最表面の鏡面反射の割合を表わしている。反射率は波長４５０ｎｍにおける値である。
【０３９６】
［表１］から分かるように、サンプル４のＤＬＣ膜は、反射防止膜としても利用される材料であり、合計反射率は５％程度と低い。サンプル３及び１０は、最表面がＡｕであり、合計反射率は３０％程度と低い。サンプル８は、最表面がＡｌＮであり、合計反射率は３３％程度と低い。他のサンプルは、合計反射率が５８％以上の比較的に高い値を示す。
【０３９７】
サンプル１、６及び１４は、鏡面反射の割合が２％未満であり、拡散反射が極めて支配的な材料である。このような材料は、光が母材の内部に侵入し散乱しながら反射する。そのため、反射光は拡散反射が支配的となる。
【０３９８】
他のサンプルは、鏡面反射の割合が１２％よりも大きく、反射光の成分として鏡面反射を含む。これらの材料は光を表面で反射する材料であり、金属等の導電性材料がこれに該当する。これらの材料は、鏡面反射の割合が材料の最表面の粗さ及び母材の表面粗さに強く依存する。
【０３９９】
図４５（ａ）は、サンプル２、５、７、９及び１２のＡｇ最表面の反射に関し、Ａｇ最表面の粗さと鏡面反射率、拡散反射率及び鏡面反射の割合との関係をそれぞれ表している。Ａｇ最表面の粗さが増大すると拡散反射率が増大し、逆に鏡面反射率が低下する。鏡面反射率と拡散反射率とが入れ替わる箇所、すなわち鏡面反射の割合が５０％となるときのＡｇ最表面の粗さは約１００ｎｍである。すなわち、配線電極１０２の表面の凹凸が１００ｎｍ以上となると、光は表面の凹凸形状の影響を強く受けるため、拡散反射が強くなると考えられる。
【０４００】
図４５（ｂ）は、サンプル２、５、７、９及び１２の母材表面の粗さとＡｇ最表面の粗さとの関係を表している。母材表面の粗さとＡｇ最表面の粗さとには強い相関があり、Ａｇ最表面の粗さを１００ｎｍ以上にするためには、母材表面の粗さを２００ｎｍ以上としてもよい。
【０４０１】
次に、サンプル１、１３及び１５の表面上に、半導体チップ１００を配置し、偏光度を測定することにより、反射面の反射特性が偏光度に与える影響を調べた。図４６（ａ）及び図４６（ｂ）は反射特性が偏光度に与える影響を調べるための評価系を表している。図４６（ａ）は本評価系の断面構造を模式的に表している。また、図４６（ｂ）は注入電流を１０ｍＡとした場合に、各半導体発光チップ１００から放射される光及びその反射光の様子を上方から撮影した写真である。各半導体発光チップ１００は、以下の第５実施例に示す製法により作製されている。チップの一辺は９５０μｍであり、基板１０４の厚さは１５０μｍである。発光層の発光波長は４５０ｎｍである。各サンプルに対して、半導体発光チップ１００に設けられたｐ側電極１０２及びｎ側電極１０９が上方を向くように配置している。
【０４０２】
半導体発光チップ１００のｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９は、共に光を透過しない材料であるため、半導体チップ１００の側面から放射された光が各サンプルの表面で反射する。ｐ側電極１０８及びｎ側電極１０９に対してプローバ１２５を接触させて、所定の電流を注入した。図４６（ｂ）に示すサンプル１の平面写真からは、サンプル１の表面の反射光の形状が、ｃ軸方向を長軸とし、ａ軸方向を短軸とするほぼ楕円形であることが分かる。サンプル１の表面は、拡散反射率が極めて高いアルミナであるため、実装面で光が拡散しており、実装面有効部が楕円形に近いことがはっきりと分かる。一方、サンプル１３及びサンプル１５の表面は、鏡面反射率が極めて高い材料であるため、実装面の反射形状は不明瞭となる。これは、撮影したカメラの光学系に光が入らないためであり、実装面有効部は楕円形と考えられる。
【０４０３】
図４７は偏光度の測定系を模式的に表している。測定対象である窒化物系半導体からなる半導体発光装置１１を電源１６によって発光させる。半導体発光装置１１の発光は、実体顕微鏡１３により確認する。実体顕微鏡１３にはポートが２つあり、一方のポートにシリコンフォトディテクタ１４を取り付け、他方のポートにはＣＣＤカメラ１５を取り付ける。半導体発光装置１１と実体顕微鏡１３との間には偏光板１２が挿入されている。この偏光板１２を回転させて、シリコンフォトディテクタ１４により発光強度の最大値と最小値とを測定する。
【０４０４】
図４８はサンプル１、１３及び１５上に半導体発光チップ１００を配置した場合の偏光度を表している。偏光度はサンプル１５の値を用いて規格化している。反射面の鏡面反射率が大きいほど、反射光の偏光度を維持してその低下が抑制される。一方、反射面の鏡面反射率が小さいほど反射光の偏光度が低減することが分かる。
【０４０５】
以上のことから、反射面の反射特性によって、半導体発光チップ１００の偏光度を変えることができる。
【０４０６】
（３）光取り出し面に形成した凹凸部が偏光に与える影響の評価
図４９は、ｍ面ＧａＮ基板の表面に、直径が８μｍで、高さが５μｍの円錐型に近い形状を有する凹凸部を形成した走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）像である。凹凸部の形状は、第９の実施形態の図３４（ａ）における凹凸部１０４ａと対応している。
【０４０７】
比較のために、凹凸部が形成されていない、表面が平坦なｍ面ＧａＮ基板を準備した。基板の厚さは、いずれも１００μｍである。これら２種類のサンプルに対して、日本分光株式会社製の分光光度計（ＵＶ−ＶＩＳ）を用いて、直線反射率（鏡面反射率）と直線透過率とを測定した。表面が平坦なｍ面ＧａＮ基板において、その反射率は１８．４％で、透過率は６９．５％であった。反射率が１８．４％であることは、ＧａＮの屈折率から求められる反射率とよく一致する。
【０４０８】
一方、表面に凹凸部が形成されたｍ面ＧａＮ基板においては、その反射率は１４．０％で、透過率は５４．０％であった。このように、どちらの値も表面が平坦なｍ面ＧａＮ基板よりも小さい値を示した。これは、ｍ面ＧａＮ基板の表面の凸部によって光が散乱され、散乱された光が測定の光軸から外れてしまうことから、小さい値を示していると考えられる。以上のように、ドット形状は光を散乱させる性質を持つことが分かる。
【０４０９】
次に、光取り出し面にストライプ状の凹凸部を形成した半導体発光装置に対して、ストライプの延伸方向と発光層のａ軸方向とがなす角度が偏光度に与える影響を調べた。以下の第５実施例と同様方法により、ｍ面を成長面とする窒化物半導体からなる発光層を有する半導体発光チップを作製した。
【０４１０】
半導体発光チップは一辺が３５０μｍの正方形状で、基板の厚さは１００μｍである。半導体発光チップの表面（基板の裏面）にはストライプ状の凹凸部を形成した。ストライプ状の凹凸部の断面形状は、図３４（ｆ）に示したように、二等辺三角形に近い形状であり、凸部同士の間隔を８μｍとし、凸部の高さを２．５μｍとした。ストライプの延伸方向と偏光光の電界方向（発光層のａ軸方向）とがなす角度θを、０°、５°、３０°、４５°及び９０°と変化させた。図５０はこれらの半導体発光装置の規格化した偏光度を表している。規格化偏光度とは、角度θが０°のときの値を１．０として規格化した値である。図５０に示す測定結果によると、規格化偏光度は角度θが４５°の場合に最小となる。この測定結果から、偏光度を低減できる角度θの範囲は、５°〜９０°程度であってよい。さらに、角度θは３０°〜９０°程度であってもよく、角度θは４５°程度であってもよい。
【０４１１】
（第５実施例）
以下、第５実施例に係る半導体発光装置について図５１を参照しながら説明する。最初に、第５実施例に係る半導体発光装置を構成する半導体発光チップ１００の作製方法の概略を説明する。
【０４１２】
まず、例えばＭＯＣＶＤ法により、ウエハ状態のｍ面を主面とするｎ型ＧａＮ基板上に、厚さが２μｍのｎ型ＧａＮからなるｎ型窒化物半導体層と、ＩｎＧａＮからなる量子井戸層とＧａＮからなる障壁層とから構成された３周期の量子井戸構造を有する活性層と、厚さが０．５μｍのｐ型ＧａＮからなるｐ型窒化物半導体層とを形成した。
【０４１３】
ｎ側電極としてＴｉ／Ｐｔ層を形成し、ｐ側電極としてＰｄ／Ｐｔ層を形成した。その後、ｎ型ＧａＮ基板の裏面を研磨して１５０μｍの厚さにまで薄くした。
【０４１４】
続いて、ダイヤモンドペンにより、発光構造が形成されたウエハのｃ軸方向［０００１］とａ軸方向［１１−２０］とに、表面から数μｍ程度の深さの溝を形成した。その後、ウエハに対してブレーキングを行って、一辺が３５０μｍのｍ面ＧａＮ系半導体からなる半導体発光チップ１００を得た。
【０４１５】
続いて、半導体発光チップ１００を、高温焼成アルミナセラミックからなる実装基板１０１上にフリップチップ実装することにより、半導体発光装置を作製した。高温焼成アルミナセラミックからなる実装基板１０１の厚さは約１ｍｍである。実装基板１０１の表面上には、厚さが約４μｍの銀（Ａｇ）からなる配線電極１０２Ａが選択的に形成されている。すなわち、配線電極１０２Ａは、楕円形１１９の第３領域３の一部とその外側の領域とにまたがってａ軸方向に平行に配置されており、第２領域２には配置されていない。
【０４１６】
［表１］のサンプル２に示すように、Ａｇからなる配線電極１０２Ａの鏡面反射率は１２．９％であり、拡散反射率は６９．１％であり、合計反射率は８２．０％であり、鏡面反射の割合は１５．７％である。配線電極１０２Ａにおけるｃ軸方向の幅は、約１５０μｍである。楕円形１１９の内側の実装面有効部に対して、Ａｇからなる配線電極１０２Ａが占める割合は８．５％である。
【０４１７】
楕円形１１９の第２領域２には、高温焼成アルミナセラミックが露出している。［表１］のサンプル１に示すように、高温焼成アルミナセラミックの鏡面反射率は１．１％であり、拡散反射率は９４．４％であり、合計反射率は９５．５％であり、鏡面反射の割合は１．２％である。
【０４１８】
第５実施例に係る半導体発光装置の５ｍＡ動作時における発光波長は４１０ｎｍであった。図５１（ｂ）は本実施例に係る半導体発光装置における５ｍＡ動作時の平面写真である。本半導体発光装置の５ｍＡ動作時における偏光度を測定したところ、偏光度は０．２２であった。後述する比較例に係る半導体発光装置の偏光度は０．２６であるため、該比較例よりも偏光度を低減できることを確認した。
【０４１９】
（第６実施例）
以下、第６実施例に係る半導体発光装置について図５２を参照しながら説明する。図５２に示す半導体発光チップ１００は、第５実施例と同様の方法で作製した。
【０４２０】
続いて、半導体発光チップ１００を、高温焼成アルミナセラミックからなる実装基板１０１上にフリップチップ実装することにより、半導体発光装置を作製した。実装基板１０１の厚さは約１ｍｍである。実装基板１０１上には、厚さが約４μｍの金（Ａｕ）からなる配線電極１０２Ｂが選択的に形成されている。すなわち、配線電極１０２Ｂは、楕円形１１９の第３領域３の一部とその外側の領域とにまたがってａ軸方向に平行に配置されており、第２領域２には配置されていない。
【０４２１】
［表１］のサンプル３に示すように、Ａｕからなる配線電極１０２Ｂの鏡面反射率は４．１％であり、拡散反射率は２９．１％であり、合計反射率は３３．２％であり、鏡面反射の割合は１２．３％である。配線電極１０２Ｂにおけるｃ軸方向の幅は、約１５０μｍである。楕円形１１９の内側の実装面有効部に対して、Ａｕからなる配線電極１０２Ｂが占める割合は８．５％である。
【０４２２】
楕円形１１９の第２領域２には、高温焼成アルミナセラミックが露出している。［表１］のサンプル１に示すように、高温焼成アルミナセラミックの鏡面反射率は１．１％であり、拡散反射率は９４．４％であり、合計反射率は９５．５％であり、鏡面反射の割合は１．２％である。
【０４２３】
第６実施例に係る半導体発光装置の５ｍＡ動作時における発光波長は４１０ｎｍであった。本半導体発光装置の５ｍＡ動作時における偏光度を測定したところ、偏光度は０．２２であった。後述する比較例に係る半導体発光装置の偏光度は０．２６であるため、該比較例よりも偏光度を低減できることを確認した。
【０４２４】
（第７実施例）
以下、第７実施例に係る半導体発光装置について図５３を参照しながら説明する。図５３に示す半導体発光チップ１００は、第５実施例と同様の方法で作製し、その後、放射光の取り出し面である上面（基板の裏面）に、第９の実施形態と同様に、ほぼ半球状の凹凸部１０４ａを形成した。
【０４２５】
続いて、半導体発光チップ１００を、高温焼成アルミナセラミックからなる実装基板１０１上にフリップチップ実装することにより、半導体発光装置を作製した。実装基板１０１の厚さは約１ｍｍである。実装基板１０１上には、厚さが約４μｍの金（Ａｕ）からなる配線電極１０２Ｂが選択的に形成されている。すなわち、配線電極１０２Ｂは、楕円形１１９の第３領域３の一部とその外側の領域とにまたがってａ軸方向に平行に配置されており、第２領域２には配置されていない。
【０４２６】
［表１］のサンプル３に示すように、Ａｕからなる配線電極１０２Ｂの鏡面反射率は４．１％であり、拡散反射率は２９．１％であり、合計反射率は３３．２％であり、鏡面反射の割合は１２．３％である。配線電極１０２Ｂにおけるｃ軸方向の幅は、約１５０μｍである。楕円形１１９の内側の実装面有効部に対して、Ａｕからなる配線電極１０２Ｂが占める割合は８．５％である。
【０４２７】
楕円形１１９の第２領域２には、高温焼成アルミナセラミックが露出している。［表１］のサンプル１に示すように、高温焼成アルミナセラミックの鏡面反射率は１．１％であり、拡散反射率は９４．４％であり、合計反射率は９５．５％であり、鏡面反射の割合は１．２％である。
【０４２８】
第７実施例に係る半導体発光装置の５ｍＡ動作時における発光波長は４１０ｎｍであった。本半導体発光装置の５ｍＡ動作時における偏光度を測定したところ、偏光度は０．１６であった。後述する比較例に係る半導体発光装置の偏光度は０．２６であるため、該比較例よりも偏光度を大幅に低減できることを確認した。
【０４２９】
（比較例）
以下、比較例に係る半導体発光装置について図５４を参照しながら説明する。図５４に示す半導体発光チップ１００は、第５実施例と同様の方法で作製した。
【０４３０】
続いて、半導体発光チップ１００を、高温焼成アルミナセラミックからなる実装基板１０１上にフリップチップ実装することにより、半導体発光装置を作製した。高温焼成アルミナセラミックからなる実装基板１０１の厚さは約１ｍｍである。実装基板１０１の表面上には、厚さが約４μｍのＡｇからなる配線電極１０２Ｃが選択的に形成されている。すなわち、配線電極１０２Ｃは、楕円形１１９の第２領域２の一部とその外側の領域とにまたがってｃ軸方向に平行に配置されており、第３領域３には配置されていない。
【０４３１】
従って、楕円形１１９の第３領域３には、高温焼成アルミナセラミックが露出している。［表１］のサンプル１に示すように、高温焼成アルミナセラミックの鏡面反射率は１．１％であり、拡散反射率は９４．４％であり、合計反射率は９５．５％であり、鏡面反射の割合は１．２％である。
【０４３２】
また、［表１］のサンプル２に示すように、Ａｇからなる配線電極１０２Ｃの鏡面反射率は１２．９％であり、拡散反射率は６９．１％であり、合計反射率は８２．０％であり、鏡面反射の割合は１５．７％である。配線電極１０２Ｃにおけるｃ軸方向の幅は、約１５０μｍである。楕円形１１９の内側の実装面有効部に対して、Ａｇからなる配線電極１０２Ｃが占める割合は８．５％である。配線電極１０２Ｃにおけるａ軸方向の幅は、約１５０μｍである。楕円形１１９の内側の実装面有効部に対して、高温焼成アルミナセラミックが露出する面積が占める割合は１７．０％である。
【０４３３】
本比較例に係る半導体発光装置の５ｍＡ動作時における発光波長は４１０ｎｍであった。図５４（ｂ）は本比較例に係る半導体発光装置における５ｍＡ動作時の平面写真である。本半導体発光装置の５ｍＡ動作時における偏光度を測定したところ、偏光度は０．２６であった。
【産業上の利用可能性】
【０４３４】
本発明に係る一の態様の半導体発光装置は、例えば、液晶プロジェクタ光源装置、発光ダイオード（ＬＥＤ）のバックライト等に利用することができる。また、他の態様に係る半導体発光装置は、例えば、電飾や照明用途等の光源装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０４３５】
１        第１領域
２        第２領域
３        第３領域
１１      半導体発光装置
１２      偏光板
１３      実体顕微鏡
１４      シリコンフォトディテクタ
１５      ＣＣＤカメラ
１６      電源
１００    半導体発光チップ
１０１    実装基板
１０１Ａ  実装基板
１０１Ｂ  実装基板
１０１Ｃ  実装基板
１０１Ｄ  実装基板
１０２    配線電極
１０２Ａ  配線電極
１０２Ｂ  配線電極
１０２Ｃ  配線電極
１０２Ｄ  配線電極
１０３    バンプ
１０４    基板
１０４ａ  凹凸部
１０５    ｎ型窒化物半導体層
１０６    活性層
１０７    ｐ型窒化物半導体層
１０８    ｐ側電極
１０９    ｎ側電極
１１０    ワイヤ
１１２    凹部
１１８    測定器
１１９    楕円形（実装面有効部）
１２０    反射部材
１２０ａ  下端の開口部
１２０ｂ  上端の開口部
１２０ｃ  反射面
１２０ｄ  上面
１２１    保護素子
１２２    位置合わせ用マーカ
１２３    透明部材
１２４    測定線
１２５    プローバ
【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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【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２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４７】
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【図４８】
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【図５０】
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【図５２】
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【図５３】
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【図２０】
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【図４６】
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【図４９】
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【図５１】
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【図５４】
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【国際調査報告】
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