(57)【要約】【課題】半導体発光素子の光取り出し効率を向上させる。【解決手段】半導体発光素子ＬＣは、基板１１０と、凹凸を持った下面１３０ａの凸部１３０ｃにおいて基板１１０と接触する下地層１３０と、下地層１３０に接触して設けられるｎ型半導体層１４０と、ｎ型半導体層１４０に接触して設けられる発光層１５０と、発光層１５０に接触して設けられるｐ型半導体層１６０とを備えている。積層半導体層１００と基板１１０との屈折率差より、積層半導体層１００と下地層１３０の凹部１３０ｄを占める媒体との屈折率差を大きくして、矢印Ｂ方向に進む光を矢印Ａ方向に反射させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に、予め定められた波長の光を発する発光層を含み、一方の面が凹凸面であって、当該凹凸面の凸部にて当該基板に固着された積層半導体層と、
前記積層半導体層の他方の面上に設けられ、前記光を透過する透明電極と
を備えることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記積層半導体層と前記凹凸面の凹部を占める媒体との屈折率差が、当該積層半導体層と前記基板との屈折率差より大きいことを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記凹部を占める媒体が、気体であることを特徴とする請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記積層半導体層は、ガリウム（Ｇａ）を含むＩＩＩ族窒化物半導体により構成されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記基板は、サファイア単結晶であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
基板上に、前記基板の表面の一部が露出するように犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、
前記基板の露出した表面上および前記犠牲層上に積層半導体層を形成する積層半導体層形成工程と、
前記積層半導体層側より、前記基板に到達するとともに、前記犠牲層の側面が露出するように溝を形成する溝形成工程と、
前記犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、
少なくとも前記溝の一部に沿って、前記基板を分割する基板分割工程とを含む
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記犠牲層除去工程が、前記犠牲層をエッチングする溶液が前記溝を介して浸透することによることを特徴とする請求項６に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記犠牲層は、シリコン酸化物であることを特徴とする請求項６または７に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記積層半導体層が、前記基板側から、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層が順に積層されていることを特徴とする請求項６ないし８のいずれか１項に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記積層半導体層が、前記基板と前記ｎ型半導体層との間に、当該基板と当該ｎ型半導体層との格子不整合を緩和するための下地層をさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１１】
基板と、当該基板上に、予め定められた波長の光を発する発光層を含み、一方の面が凹凸面であって、当該凹凸面の凸部にて当該基板に固着された積層半導体層と、当該積層半導体層の他方の面上に設けられ、当該光を透過する透明電極とを備える半導体発光素子が組み込まれていることを特徴とする照明装置。
【請求項１２】
基板と、当該基板上に、予め定められた波長の光を発する発光層を含み、一方の面が凹凸面であって、当該凹凸面の凸部にて当該基板に固着された積層半導体層と、当該積層半導体層の他方の面上に設けられ、当該光を透過する透明電極とを備える半導体発光素子が組み込まれていることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子、半導体発光素子の製造方法、半導体発光素子を用いた照明装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体発光素子の進展が目覚しい。特に、短波長光用の半導体材料として、ＧａＮ系化合物半導体が注目を集めている。ＧａＮ系化合物半導体は、サファイア単結晶を始めとして、種々の酸化物やＩＩＩ−Ｖ族化合物を基板として、その上に有機金属気相化学反応法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシャル法（ＭＢＥ法）等によって形成される。
【０００３】
ＧａＮ系化合物半導体を用いた半導体発光素子では、基板上にｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層からなる発光ダイオード（ＬＥＤ）構造を有する積層半導体層を形成し、最上部のｐ型半導体層に透光性の電極（透明電極）を形成し、この透明電極を介して発光を取り出している。
このような半導体発光素子から取り出される光の効率は、外部量子効率として表される。外部量子効率は、内部量子効率と光取り出し効率とを掛け合わせたものである。内部量子効率は、半導体発光素子に注入した電気的エネルギのうち、光に変換される割合である。そして、光取り出し効率は、半導体発光素子の内部で発生した光のうち、外部へ取り出すことができる割合である。
【０００４】
近年では、ＧａＮ系化合物半導体を用いた半導体発光素子の内部量子効率は、結晶状態の改善や構造の検討により、７０〜８０％程度に向上している。
特許文献１には、段差形成した基板の溝部に剥離膜を成膜する第１の工程と、前記剥離膜が溝部に成膜された基板上に第１の窒化物半導体を成長し、その後、前記剥離膜上の第１の窒化物半導体をリフトオフにより除去し、その後、前記基板の凸部面上に残された第１の窒化物半導体を成長核として第２の窒化物半導体をラテラル成長させる第２の工程とを備え、結晶性がよく、貫通転位を低減させた窒化物半導体基板の製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−５６０５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体発光素子の外部量子効率は、光取り出し効率を向上させることでも改善できる。
半導体発光素子は、発光層から、透明電極側に進む光と基板側へ進む光とを出射する。このうち、基板側へ進む光は、基板、半導体発光素子が搭載されるパッケージ、半導体発光素子をパッケージに接着する接着剤などで吸収され、外部に取り出すことが難しかった。そこで、基板側へ進む光を外部に取り出すことで、半導体発光素子の光取り出し効率を向上させることが求められている。
本発明は、半導体発光素子の光取り出し効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
かかる目的のもと、本発明が適用される半導体発光素子は、基板と、基板上に、予め定められた波長の光を発する発光層を含み、一方の面が凹凸面であって、凹凸面の凸部にて基板に固着された積層半導体層と、積層半導体層の他方の面上に設けられ、光を透過する透明電極とを備えることを特徴としている。
そして、積層半導体層と凹凸面の凹部を占める媒体との屈折率差が、積層半導体層と基板との屈折率差より大きいことを特徴とすることができる。
さらに、凹部を占める媒体が、気体であることを特徴とすることができる。
また、積層半導体層は、ガリウム（Ｇａ）を含むＩＩＩ族窒化物半導体により構成されることを特徴とすることができる。
さらにまた、基板は、サファイア単結晶であることを特徴とすることができる。
【０００８】
本発明が適用される半導体発光素子の製造方法は、基板上に、基板の表面の一部が露出するように犠牲層を形成する犠牲層形成工程と、基板の露出した表面上および犠牲層上に積層半導体層を形成する積層半導体層形成工程と、積層半導体層側より、基板に到達するとともに、犠牲層の側面が露出するように溝を形成する溝形成工程と、犠牲層を除去する犠牲層除去工程と、少なくとも溝の一部に沿って、基板を分割する基板分割工程とを含むことを特徴としている。
そして、犠牲層除去工程が、犠牲層をエッチングする溶液が溝を介して浸透することによることを特徴とすることができる。
さらに、犠牲層は、シリコン酸化物であることを特徴とすることができる。
また、積層半導体層が、基板側から、ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層が順に積層されていることを特徴とすることができる。そして、積層半導体層が、基板とｎ型半導体層との間に、基板とｎ型半導体層との格子不整合を緩和するための下地層をさらに備えることを特徴とすることができる。
【０００９】
本発明が適用される照明装置は、基板と、基板上に、予め定められた波長の光を発する発光層を含み、一方の面が凹凸面であって、凹凸面の凸部にて基板に固着された積層半導体層と、積層半導体層の他方の面上に設けられ、光を透過する透明電極とを備える半導体発光素子が組み込まれていることを特徴としている。
【００１０】
本発明が適用される電子機器は、基板と、基板上に、予め定められた波長の光を発する発光層を含み、一方の面が凹凸面であって、凹凸面の凸部にて基板に固着された積層半導体層と、積層半導体層の他方の面上に設けられ、光を透過する透明電極とを備える半導体発光素子が組み込まれていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、半導体発光素子の光取り出し効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態における半導体発光素子の一例の断面図である。
【図２】本実施の形態における半導体発光素子の製造方法を説明するフローチャートである。
【図３】本実施の形態の製造方法の各工程における半導体発光素子の断面を示す図である。
【図４】犠牲層の表面形状（パターン）の一例を示す図である。
【図５】図３（ｆ）に示す状態における基板の表面を示す図である。
【図６】本実施の形態における半導体発光素子をパッケージに実装した半導体発光装置の構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、以下に示す図面は、正確な縮尺に基づいていない。
【００１４】
（半導体発光素子）
図１は、本実施の形態における半導体発光素子ＬＣの一例の断面図である。
この、半導体発光素子ＬＣに用いられる化合物半導体としては、特に限定されるものではなく、例えば、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体、ＩＩ−ＶＩ族化合物半導体、ＩＶ−ＩＶ族化合物半導体等が挙げられる。以下では、Ｇａを含むＩＩＩ族窒化物半導体（ＧａＮ系化合物半導体）を有する、青色光を発する半導体発光素子ＬＣを例に挙げて説明する。
【００１５】
半導体発光素子ＬＣは、基板１１０と、凹凸を持った下面１３０ａ（凹凸面）の凸部１３０ｃにおいて基板１１０と接触する下地層１３０と、下地層１３０に接触して設けられるｎ型半導体層１４０と、ｎ型半導体層１４０に接触して設けられる発光層１５０と、発光層１５０に接触して設けられるｐ型半導体層１６０とを備えている。
ここで、ｎ型半導体層１４０は、下地層１３０側に設けられるｎ型コンタクト層１４０ａと発光層１５０側に設けられるｎ型クラッド層１４０ｂとを有している。また、発光層１５０は、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとが交互に積層され、２つの障壁層１５０ａによって１つの井戸層１５０ｂを挟み込んだ構造を有している。さらに、ｐ型半導体層１６０は、発光層１５０側に設けられるｐ型クラッド層１６０ａと最上層に設けられるｐ型コンタクト層１６０ｂとを有している。
なお、以下の説明においては、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０およびｐ型半導体層１６０を、まとめて積層半導体層１００と称する。
【００１６】
さらに、半導体発光素子ＬＣは、ｐ型コンタクト層１６０ｂ上に透明電極１７０と、さらにその上にｐ電極１８０とを備えている。さらに、ｎ型コンタクト層１４０ａに形成された露出領域１４０ｃにｎ電極１９０を備えている。
【００１７】
半導体発光素子ＬＣは、例えば３５０μｍ角である。しかしながら、半導体発光素子ＬＣのサイズは任意に選ばれ、正方形型の他に、例えば２４０μｍ×５００μｍとする長方形型も用いられる。
【００１８】
（基板１１０）
基板１１０は、ＩＩＩ族窒化物半導体とは異なる材料から構成され、基板１１０上にＩＩＩ族窒化物半導体結晶がエピタキシャル成長される。基板１１０を構成する材料としては、例えば、サファイア、炭化珪素（シリコンカーバイド：ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、シリコン、酸化マグネシウム、酸化マンガン、酸化ジルコニウム、酸化マンガン亜鉛鉄、酸化マグネシウムアルミニウム、ホウ化ジルコニウム、酸化ガリウム、酸化インジウム、酸化リチウムガリウム、酸化リチウムアルミニウム、酸化ネオジウムガリウム、酸化ランタンストロンチウムアルミニウムタンタル、酸化ストロンチウムチタン、酸化チタン、ハフニウム、タングステン、モリブデン、溶融石英（石英）などのガラス等が挙げられる。これらの中でも、サファイア、炭化珪素が好ましい。
【００１９】
（下地層１３０）
下地層１３０に用いる材料としては、ＧａＮ系化合物半導体が用いられ、特に、ＧａＮ又はＡｌＧａＮを好適に用いることができる。
そして、図１における下地層１３０の基板１１０側の面である下面１３０ａは凹凸に構成されている。一方、下地層１３０のｎ型半導体層１４０側の面である上面１３０ｂは大略平坦に形成されている。
下地層１３０は、凹凸に構成された下面１３０ａの凸部１３０ｃにて基板１１０に接触しているが、凸部１３０ｃは基板１１０からエピタキシャル成長しているので、基板１１０と下地層１３０とは強固に固着している。下地層１３０の凸部１３０ｃでの膜厚は、０．１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは１μｍ以上である。
【００２０】
一方、下地層１３０の凹部１３０ｄは、下地層１３０の側面１３０ｅに繋がるように構成され、空洞になっている。凹部１３０ｄの深さは、凸部１３０ｃの膜厚より小さく、１０ｎｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上、さらに好ましくは０．５μｍ以上である。そして、凹部１３０ｄの幅は１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下である。これらについては、後述の製造方法の説明において詳述する。
下地層１３０の結晶性をよくするためには、下地層１３０は不純物を添加されない方が好ましい。しかし、ｐ型あるいはｎ型の導電性が必要な場合は、アクセプター不純物（ｐ型不純物）あるいはドナー不純物（ｎ型不純物）が添加（ドープ）されてもよい。
【００２１】
（ｎ型半導体層１４０）
ｎ型半導体層１４０は、ｎ型コンタクト層１４０ａおよびｎ型クラッド層１４０ｂから構成されている。
ここで、ｎ型コンタクト層１４０ａとしては、下地層１３０と同様にＧａＮ系化合物半導体が用いられる。また、下地層１３０およびｎ型コンタクト層１４０ａを構成するＧａＮ系化合物半導体は同一組成であることが好ましく、これらの合計の膜厚を０．１μｍ〜２０μｍ、好ましくは０．５μｍ〜１５μｍ、さらに好ましくは１μｍ〜１２μｍの範囲に設定することが好ましい。
また、ｎ型コンタクト層１４０ａにはｎ型不純物がドープされていることが好ましく、ｎ型不純物を１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３、好ましくは１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３の濃度で含有すると、ｎ電極１９０との良好なオーミック接触を維持できる点で好ましい。ｎ型不純物としては、特に限定されないが、例えば、Ｓｉ、ＧｅおよびＳｎ等が挙げられ、好ましくはＳｉおよびＧｅが挙げられる。
【００２２】
一方、ｎ型クラッド層１４０ｂは、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＩｎＮ等によって形成することが可能である。なお、本明細書中には、ＡｌＧａＮ、ＧａＩｎＮについて、各元素の組成比を省略した形で記述する場合がある。また、これらの構造をヘテロ接合したものや複数回積層した超格子構造を採用してもよい。
ｎ型クラッド層１４０ｂとしてＧａＩｎＮを採用した場合には、そのバンドギャップを、発光層１５０のＧａＩｎＮのバンドギャップよりも大きくすることが望ましい。ｎ型クラッド層１４０ｂの膜厚は、好ましくは５ｎｍ〜５００ｎｍ、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲である。ｎ型クラッド層１４０ｂのｎ型不純物のドープ濃度は１×１０１７／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０１９／ｃｍ３である。ドープ濃度がこの範囲であると、良好な結晶性の維持および発光素子の動作電圧低減の点で好ましい。
【００２３】
（発光層１５０）
発光層１５０は、ＧａＮ系化合物半導体からなる障壁層１５０ａと、インジウム（Ｉｎ）を含有するＧａＮ系化合物半導体からなる井戸層１５０ｂとが交互に繰り返して積層され、且つ、ｎ型半導体層１４０側及びｐ型半導体層１６０側にそれぞれ障壁層１５０ａが配される順で積層して形成される。本実施の形態において、発光層１５０は、６層の障壁層１５０ａと５層の井戸層１５０ｂとが交互に繰り返して積層され、発光層１５０の最上層及び最下層に障壁層１５０ａが配され、各障壁層１５０ａ間に井戸層１５０ｂが配される構成となっている。
【００２４】
井戸層１５０ｂには、Ｉｎを含有するＧａＮ系化合物半導体として、例えば、Ｇａ１−ｓＩｎｓＮ（０＜ｓ＜０．４）等を用いることができる。
また、障壁層１５０ａとしては、例えば、井戸層１５０ｂよりもバンドギャップエネルギーが大きいＡｌｃＧａ１−ｃＮ（０≦ｃ≦０．３）等のＧａＮ系化合物半導体を好適に用いることができる。
井戸層１５０ｂの膜厚としては、特に限定されないが、量子効果の得られる程度の膜厚であることが好ましい。
【００２５】
（ｐ型半導体層１６０）
ｐ型半導体層１６０は、ｐ型クラッド層１６０ａおよびｐ型コンタクト層１６０ｂから構成される。ｐ型クラッド層１６０ａとしては、好ましくは、ＡｌｄＧａ１−ｄＮ（０＜ｄ≦０．４）のものが挙げられる。ｐ型クラッド層１６０ａの膜厚は、好ましくは１ｎｍ〜４００ｎｍであり、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍである。ｐ型クラッド層１６０ａのｐ型不純物のドープ濃度は、１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３が好ましく、より好ましくは１×１０１９／ｃｍ３〜１×１０２０／ｃｍ３である。ｐ型ドープ濃度が上記範囲であると、結晶性を低下させることなく良好なｐ型結晶が得られる。
一方、ｐ型コンタクト層１６０ｂとしては、ＡｌｅＧａ１−ｅＮ（０≦ｅ＜０．５）を含んでなるＧａＮ系化合物半導体層が挙げられる。ｐ型コンタクト層１６０ｂの膜厚は、特に限定されないが、１０ｎｍ〜５００ｎｍが好ましく、より好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍである。ｐ型不純物を１×１０１８／ｃｍ３〜１×１０２１／ｃｍ３の濃度、好ましくは５×１０１９／ｃｍ３〜５×１０２０／ｃｍ３の濃度で含有していると、良好なオーミック接触の維持、クラック発生の防止、良好な結晶性の維持の点で好ましい。ｐ型不純物としては、特に限定されないが、例えば好ましくはＭｇが挙げられる。
【００２６】
（透明電極１７０）
透明電極１７０を構成する材料としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＳｎＯ２）、ＡＺＯ（ＺｎＯ−Ａｌ２Ｏ３）、ＩＺＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）、ＧＺＯ（ＺｎＯ−Ｇａ２Ｏ３）等の従来公知の材料が挙げられる。また、透明電極１７０の構造は特に限定されず、従来公知の構造を採用することができる。透明電極１７０は、ｐ型半導体層１６０上のほぼ全面を覆うように形成しても良く、格子状や樹形状に形成しても良い。
【００２７】
（ｐ電極１８０）
透明電極１７０上に形成され、透明電極１７０とオーミック接触するｐ電極１８０は、例えば、従来公知のＡｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｕ等の材料から構成される。ｐ電極１８０の構造は特に限定されず、従来公知の構造を採用することができる。
ｐ電極１８０の厚さは、例えば１００ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であり、好ましくは３００ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内である。
【００２８】
（ｎ電極１９０）
ｎ電極１９０は、ｎ型半導体層１４０のｎ型コンタクト層１４０ａにオーミック接触している。すなわち、積層半導体層１００（下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０およびｐ型半導体層１６０）のｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０の一部を除去し、ｎ型コンタクト層１４０ａの露出領域１４０ｃを形成し、この上にｎ電極１９０が設けられている。
ｎ電極１９０の材料としては、ｐ電極１８０と同じ組成・構造でもよく、各種組成および構造のｎ電極が従来公知であり、これらのｎ電極を何ら制限無く用いることができ、この技術分野で従来公知の手段で設けることができる。
【００２９】
図１に示す半導体発光素子ＬＣの発光動作について説明する。
半導体発光素子ＬＣの外部に設けられた端子から、半導体発光素子ＬＣのｐ電極１８０からｎ電極１９０に向かう電流を流す。すると、ｐ電極１８０からｐ型半導体層１６０、発光層１５０およびｎ型半導体層１４０を介してｎ電極１９０に向かって電流が流れ、発光層１５０は四方に向けて青色光を出射する。ここで、図１には、透明電極１７０側に向かう矢印Ａ方向の光および下地層１３０側に向かう矢印Ｂ方向の光を例示している。
【００３０】
発光層１５０から出射される光のうち透明電極１７０側に向かう矢印Ａ方向の光は、ｐ型半導体層１６０、透明電極１７０を透過し、矢印Ｃ方向の光となって半導体発光素子ＬＣの外部に出射される。
発光層１５０から出射される光のうち下地層１３０側に向かう矢印Ｂ方向の光は、ｎ型半導体層１４０、下地層１３０を透過し、下地層１３０の下面１３０ａに達する。そして、下地層１３０の凸部１３０ｃまたは凹部１３０ｄにおいて、一部の光が反射し、残りが基板１１０側に透過する。基板１１０側に透過した光は、基板１１０を透過し、半導体発光素子ＬＣが実装されるパッケージまたは回路基板（不図示）にて吸収される。
下地層１３０の凸部１３０ｃまたは凹部１３０ｄにおいて反射した光は、矢印Ａ方向の光に重ね合わされ、矢印Ｃ方向の光となって半導体発光素子ＬＣの外部に出射される。
【００３１】
ここで、屈折率の異なる材料が接する界面における光の反射について説明する。
一般に、屈折率がｎ１とｎ２との材料が接する界面における反射率は、（ｎ１−ｎ２）２／（ｎ１＋ｎ２）２で示される。
図１において、下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０は、前述したように、ＧａＮ系化合物半導体で形成されている。例えば、ＧａＮの青の領域での屈折率は２．４である。しかし、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０はそれぞれ組成が異なるが、青の領域における屈性率は、ＧａＮの屈折率２．４と大差がない。よって、これらの層の界面での反射は小さい。
【００３２】
これに対し、例えば基板１１０がサファイアである場合、サファイアの青の領域における屈折率は１．７８である。すると、上式から、ＧａＮ系化合物半導体層である下地層１３０とサファイアの基板１１０とが固着する凸部１３０ｃでの反射率は約２．２％となる。
一方、下地層１３０は、凹部１３０ｄを占める（満たす）空気（屈折率１）と接触している。すると、上式から、下地層１３０と空気との界面での反射率は約１７％となる。下地層１３０が空気と接触する界面（凹部１３０ｄにおける界面）では、下地層１３０と基板１１０との界面（凸部１３０ｃにおける界面）に比べ、反射率が高い。
すなわち、本実施の形態では、下地層１３０の下面１３０ａに凹凸を設け、下地層１３０を凹部１３０ｄの空気と接触させることで、矢印Ｂ方向に向かう光の一部を高率で反射させている。これにより、矢印Ｃ方向すなわち半導体発光素子ＬＣの外部に出射される光の量を増加させ、半導体発光素子ＬＣの光取り出し効率を向上させている。
これは、積層半導体層１００と基板１１０との屈折率差より、積層半導体層１００と凹部１３０ｄを占める媒体（ここでは空気）との屈折率差が大きいためである。なお、凹部１３０ｄを占める媒体は、空気でなくともよく、固体、液体、気体が利用できる。また、気体の場合、加圧または減圧した状態であってもよい。
【００３３】
また、矢印Ｂ方向に進む光のうち、凹部１３０ｄにおいて、下地層１３０と空気との界面で反射されなかった光の一部は、基板１１０の表面で反射される。空気と基板１１０との界面での反射率は、上式から約７．８％である。空気と基板１１０との界面で反射された光も、その一部は空気と下地層１３０との界面を透過し、矢印Ａ方向に向かう光となる。そして、矢印Ｃ方向すなわち半導体発光素子ＬＣの外部に出射される光となって、半導体発光素子ＬＣの光取り出し効率を向上させている。
なお、発光層１５０から図１の左右方向に出射される光も存在するが、凹凸を持った下面１３０ａとの関連性が少ないので、説明を省略する。
さらに、図１において、凸部１３０ｃの側壁は垂直であるとしたが、テーパ状または逆テーパ状のいずれであってもよい。下地層１３０の凸部１３０ｃにおいて、全反射した光を、凸部１３０ｃのテーパ状または逆テーパ状の側壁で矢印Ａ方向に向けることで、光取り出し効率をさらに向上させることができる。
【００３４】
図２は、本実施の形態における半導体発光素子ＬＣの製造方法を説明するフローチャートである。図３は、本実施の形態の製造方法の各工程における半導体発光素子ＬＣの断面を示す図である。図３（ａ）〜（ｇ）の順に、工程が進んでいく。図３では、一の基板１１０（ウエハ）上に製造される４個の半導体発光素子ＬＣの断面図を示している。なお、４個の半導体発光素子ＬＣのうち、両端の２つは一部のみを示している。
図３を参照しつつ、図２のフローチャートに示す半導体発光素子ＬＣの製造方法を説明する。
本実施の形態における半導体発光素子ＬＣの製造方法は、犠牲層形成工程、積層半導体層形成工程、溝形成工程、犠牲層除去工程、電極形成工程、基板分割工程を備えている。以下、順に説明する。
【００３５】
（犠牲層形成工程）
図３（ａ）に示すように、基板１１０上に、犠牲層１２０を構成する材料からなる膜を一様に成膜し、その後、基板１１０の表面の一部が露出するように、予め定められた形状の犠牲層１２０に加工する（ステップ１０１）。
本発明において使用できる基板１１０の材料としては、前述したように、ＧａＮ系化合物半導体結晶がエピタキシャル成長する基板であれば、特に限定されず、各種材料を選択して用いることができる。特に、ＧａＮ系化合物半導体と格子間隔が近い、Ｃ面を主面とするサファイアを基板１１０として用いることが好ましい。
基板１１０は、例えば、外径４インチ（約１００ｍｍ）、厚さ１２０μｍである。基板１１０の外径サイズ（インチ）や基板１１０の厚さは任意に選ばれる。本発明においては、研磨・研削工程により基板１１０の厚さを５０μｍ〜３００μｍの範囲で好適に調整して使用しうる。
【００３６】
本発明において使用できる犠牲層１２０の材料としては、基板１１０および積層半導体層１００に対して、選択的にエッチング除去される材料であって、積層半導体層１００形成時の温度および雰囲気に耐えるものであれば、特に限定されず、各種材料を選択して用いることができる。例えば、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、シリコン窒化物（ＳｉＮｘ）、タンタル酸化物（ＴａＯｘ）等を犠牲層１２０として用いることができる。
また、上記材料の中でもシリコン酸化物の一例としての二酸化シリコン（ＳｉＯ２）は、フッ酸（ＨＦ）を含むエッチング液により容易にエッチングされる。基板１１０のサファイアや積層半導体層１００のＧａＮ系化合物半導体はフッ酸（ＨＦ）を含むエッチング液ではエッチングされにくい。したがって、ＳｉＯ２を犠牲層１２０として用いることが好ましい。
犠牲層１２０の成膜は、従来公知の化学気相成長（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、プラズマＣＶＤ法、蒸着法、スパッタリング法などで行うことができる。
【００３７】
図４は、犠牲層１２０の表面形状（パターン）の一例を示す図である。ここでは、１個の半導体発光素子ＬＣにおける犠牲層１２０の表面形状（パターン）を示している。なお、図４には、後に半導体発光素子ＬＣを取り囲むように形成される溝２００（後述する図３（ｄ）参照）が記載されている。
図４（ａ）では、犠牲層１２０は、基板１１０表面一面に形成された犠牲層１２０を構成する膜に複数の開口が設けられて基板１１０面の一部が露出するように形成されている。図４（ｂ）では、犠牲層１２０は、基板１１０表面一面に形成された犠牲層１２０を構成する膜を格子状に加工して形成されている。図４（ｃ）では、犠牲層１２０は、基板１１０表面一面に形成された犠牲層１２０を構成する膜をストライプ状に加工して形成されている。
図４（ａ）〜（ｃ）のいずれにおいても、犠牲層１２０は、溝２００に繋がるように構成されている。すなわち、溝２００が形成されたとき、犠牲層１２０の側面が溝２００に面するように構成されている。犠牲層１２０を容易に除去できるという観点から、繋がりのない孤立したパターンは望ましくない。
なお、犠牲層１２０の形状が、後述するように、下地層１３０の下面１３０ａに設けられる凹部１３０ｄの形状となる。
【００３８】
犠牲層１２０の厚さは、下地層１３０の凹部１３０ｄの深さであり、１０ｎｍ以上、好ましくは０．１μｍ以上、さらに好ましくは０．５μｍ以上である。
そして、犠牲層１２０の幅Ｗ（図４参照）は、凹部１３０ｄの幅であり、１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは２μｍ以下である。
さらに、結晶成長の観点からは、犠牲層１２０の面積と基板１１０表面の露出している面積との比率が重要である。基板１１０表面が１０％以上露出していることが必要であり、３０％以上露出していることが好ましく、４０％以上が露出していることがさらに好ましい。
【００３９】
犠牲層１２０の加工は、従来公知のフォトリソグラフィ法によりレジストのパターン（レジストパターン）を形成し、従来公知の化学エッチング法、ドライエッチング法等により、レジストで覆われていない部分の犠牲層１２０を除去する方法が使用できる。
なお、犠牲層１２０の側壁はテーパ状または逆テーパ状であってもよい。
【００４０】
（積層半導体層形成工程）
次に、積層半導体層１００を形成する（ステップ１０２）。積層半導体層形成工程は、下地層形成工程、ｎ型半導体層形成工程、発光層形成工程、ｐ型半導体層形成工程を備えている。以下、順に説明する。
＜下地層形成工程＞
まず、図３（ｂ）に示すように、犠牲層１２０が形成された基板１１０上に、下地層１３０を成膜する。
下地層１３０は、基板１１０とｎ型半導体層１４０との格子不整合を緩和し、基板１１０に用いるサファイア単結晶のＣ面上にＣ軸配向したＧａＮ系化合物半導体の単結晶層の形成を容易にする。
下地層１３０の形成は、従来公知の有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を使用して行うことができる。
犠牲層１２０が形成された基板１１０上において、犠牲層１２０が除去されて基板１１０の表面が露出した部分に、下地層１３０を構成する結晶の核が形成され、核から結晶が矢印Ｖ方向（基板１１０表面に対して垂直方向）に成長する。一方、犠牲層１２０上には、下地層１３０を構成する結晶の核は形成されにくく、犠牲層１２０上からは下地層１３０を構成する結晶は成長しづらい。
【００４１】
下地層１３０は、矢印Ｖ方向に、犠牲層１２０が除去されて基板１１０の表面が露出した部分を埋めるように成長していく。下地層１３０を構成する結晶の表面が犠牲層１２０の厚さを超えるようになると、下地層１３０は、矢印Ｖ方向と同時に、犠牲層１２０の表面を横切るように矢印Ｈ方向（基板１１０表面に対して平行方向）にも成長していく。そして、下地層１３０は、犠牲層１２０上において、犠牲層１２０の左右から横方向に成長し、犠牲層１２０上の中央部において一体化する。その後、連続した結晶膜となって犠牲層１２０上を含む基板１１０の全表面において、矢印Ｖ方向に成長する。
この基板１１０表面に平行な矢印Ｈ方向への結晶成長は、横方向成長またはラテラル成長（ＥＬＯ：Ｅｐｉｔａｘｉａｌ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｏｖｅｒｇｒｏｗｔｈ）と呼ばれる。
【００４２】
下地層１３０は、犠牲層１２０を覆いつくして形成されるとともに、犠牲層１２０上であっても、結晶性が良好であることが求められる。よって、犠牲層１２０の幅Ｗ（図４参照）は、下地層１３０が横方向成長しうる距離の２倍以下であることが好ましい。
なお、下地層１３０は、基板１１０上にエピタキシャル成長しているため、基板１１０に堅固に固着されている。
なお、ＭＯＣＶＤ法では、１０００℃前後での加熱と、腐食性の強いアンモニア（ＮＨ３）とが使用されることが多い。しかし、犠牲層１２０にＳｉＯ２を使用した場合、ＳｉＯ２は高温において安定であって、アンモニアによる腐食もされにくい。
【００４３】
＜ｎ型半導体層形成工程＞
図３（ｃ）に示すように、下地層１３０の形成後、ｎ型コンタクト層１４０ａ及びｎ型クラッド層１４０ｂを積層してｎ型半導体層１４０を形成する。ｎ型コンタクト層１４０ａ及びｎ型クラッド層１４０ｂは、スパッタ法で形成してもよく、ＭＯＣＶＤ法で形成してもよい。
【００４４】
＜発光層形成工程＞
ｎ型半導体層１４０の形成後、発光層１５０を形成する。発光層１５０の形成は、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法のいずれの方法でもよいが、特にＭＯＣＶＤ法が好ましい。具体的には、障壁層１５０ａと井戸層１５０ｂとを交互に繰り返して積層し、且つ、ｎ型半導体層１４０側及びｐ型半導体層１６０側に障壁層１５０ａが配される順で積層すればよい。
【００４５】
＜ｐ型半導体層形成工程＞
さらに、発光層１５０を形成後、ｐ型半導体層１６０を形成する。ｐ型半導体層１６０の形成は、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法のいずれの方法でもよい。具体的には、ｐ型クラッド層１６０ａと、ｐ型コンタクト層１６０ｂとを順次積層すればよい。
なお、積層半導体層１００（下地層１３０、ｎ型半導体層１４０、発光層１５０、ｐ型半導体層１６０）は、真空状態を破ることなく、連続して成膜されるのが好ましい。それぞれの層の間の界面が不純物等で汚染されることを抑制するためである。
【００４６】
（溝形成工程）
そして次に、図３（ｄ）に示すように、積層半導体層１００の表面（ｐ型半導体層１６０側）から基板１１０の表面（犠牲層１２０および下地層１３０が形成された側）に達する溝２００を形成する。
溝２００は、犠牲層１２０の側面が露出するように形成される（図４参照）。さらに、基板１１０の半導体発光素子ＬＣ（チップ）への分割を容易にするために、溝２００の底部に基板１１０の表面から内部に至る割溝２１０が形成されてもよい。
なお、溝２００が基板１１０をチップに分割するための分割ラインを兼ねると、分割ラインを形成するための工程を新たに設ける必要がない点で好ましい。
【００４７】
溝２００は、従来公知のフォトリソグラフィ法によりレジストパターンを形成し、従来公知の化学エッチング法またはドライエッチング法等により、積層半導体層１００および犠牲層１２０を除去する方法で形成してよい。これらの方法において、基板１１０に割溝２１０が形成されないときは、エキシマレーザやＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）レーザ等により割溝２１０を形成してもよい。
また、溝２００は、エキシマレーザやＹＡＧレーザ等により、積層半導体層１００および犠牲層１２０を溶解、揮発させて除去する方法（レーザスクライブ法）で形成してもよい。さらに、ダイシングソーにより、積層半導体層１００および犠牲層１２０を切削除去する方法（ダイシング法）で形成してもよい。レーザスクライブ法およびダイシング法では、溝２００が基板１１０の表面から内部に達することで、溝２００と連続して割溝２１０を形成してもよい。
【００４８】
（犠牲層除去工程）
次に、図３（ｅ）示すように、犠牲層１２０を除去する（ステップ１０４）。犠牲層１２０が完全に除去されると、犠牲層１２０のあった部分は中空になる。そして、基板１１０と下地層１３０とが接触する部分において、積層半導体層１００は基板１１０に固着されている。
ＳｉＯ２は、ＨＦの水溶液または緩衝フッ酸液等のエッチング液（エッチングする溶液）により容易にエッチングされる。よって、犠牲層１２０がＳｉＯ２である場合には、図３（ｄ）に示す工程まで進んだ基板１１０をエッチング液に浸漬すると、エッチング液が溝２００から浸透し、犠牲層１２０を溶解する。
また、ＳｉＯ２は、フロン系のガス（エッチングガス）を用いたドライエッチングによっても容易にエッチングされる。よって、犠牲層１２０がＳｉＯ２である場合には、基板１１０を上記エッチングガスのプラズマに曝すことにより、ラジカルを溝２００から浸透させて、犠牲層１２０をエッチングしてもよい。
犠牲層１２０がＳｉＯ２以外である場合においても、エッチング液またはエッチングガスを、従来公知の技術によって選択して使用することができる。
【００４９】
また、溝２００が半導体発光素子ＬＣをチップに分割するための分割ラインを兼ねていれば、エッチング液またはエッチングガスが犠牲層１２０を除去しつつ浸透する距離は、チップの一辺長の１／２となる。もし、溝を設けないで犠牲層１２０を除去する場合には、基板１１０の周辺から、エッチング液またはエッチングガスを浸透させることになる。この場合、エッチング液またはエッチングガスが犠牲層１２０を除去しつつ浸透する距離は基板１１０（ウエハ）径の１／２となる。よって、溝２００を設けることにより、犠牲層１２０の除去に要する時間が大幅に短縮することになる。なお、溝２００は、分割ラインを兼ねる必要はなく、犠牲層１２０の除去が容易になるように、任意の場所に設けられてよい。
【００５０】
以上説明したように、溝２００から浸透したエッチング液またはエッチングガスにより、犠牲層１２０がエッチングされる。よって、犠牲層１２０の側面は溝２００に露出していることを要する。図３（ｄ）では、側面が溝２００に露出していないように見える犠牲層１２０があるが、図４に示すようにいずれの犠牲層１２０も側面が溝２００に露出するように構成されている。
なお、すべての溝２００が半導体発光素子ＬＣをチップに分割するための分割ラインを兼ねていることは必要がなく、犠牲層１２０の除去が容易になるように、分割ライン以外の溝２００を設けてもよい。
【００５１】
（電極形成工程）
電極形成工程は、透明電極形成工程と、露出領域形成工程と、ｐ電極およびｎ電極形成工程とを備える（ステップ１０５）。
＜透明電極形成工程＞
ｐ型半導体層１６０上に、スパッタ法などの従来公知の方法を用いて、透明電極１７０を形成した後、従来公知のフォトリソグラフィ法によりレジストパターンを形成し、従来公知の化学エッチング法またはドライエッチング法等により、透明電極１７０を形成する。
＜露出領域形成工程＞
予め定められた領域の積層半導体層１００の一部を除去するため、従来公知のフォトリソグラフィの手法によりレジストパターンを形成し、エッチングしてｎ型半導体層１４０（図１におけるｎ型コンタクト層１４０ａ）の一部を露出させ、露出領域１４０ｃを形成する。
【００５２】
＜ｐ電極およびｎ電極形成工程＞
図３（ｆ）に示すように、透明電極１７０上にｐ電極１８０を、露出領域１４０ｃ上にｎ電極１９０を、従来公知の手段を用いて形成する。
なお、ｐ電極１８０およびｎ電極１９０の組成または構造が異なると、ｐ電極１８０とｎ電極１９０とを別々に形成することが必要となる。一方、ｐ電極１８０とｎ電極１９０とが同じ組成・構造であると、工程を増加させないので好ましい。
【００５３】
図５は、図３（ｆ）に示す状態における基板１１０の表面を示す図である。半導体発光素子ＬＣ毎に、透明電極１７０、ｐ電極１８０、ｎ電極１９０が形成されている。そして、各半導体発光素子ＬＣの間に溝２００が形成されている。
なお、図１に示した断面図は、図５のＩ−Ｉ線での断面に、図３（ａ）〜（ｇ）の各工程に示した断面図は、図５のＩＩＩ−ＩＩＩ線での断面にあたる。
【００５４】
（基板分割工程）
次に、図３（ｇ）に示すように、基板１１０から個々の半導体発光素子ＬＣ（チップ）に分割する（ステップ１０６）。
基板１１０をチップに分割する方法としては、基板１１０内部にレーザ光を照射し、照射された部分を脆弱な領域にしたのち、機械的に分断する方法を用いてもよい。例えば、基板１１０の裏面から、分割ラインである溝２００に沿って、基板１１０の内部に焦点を結ぶようにレーザ光を照射する。すると、基板１１０内部のレーザ光が照射された部分に脆弱な領域が形成される。その後、基板１１０に機械的な力を加えることにより、基板１１０は脆弱な領域を破壊の起点として分割される。
このとき、割溝２１０が設けられていると、割溝２１０も破壊の起点となるので、基板１１０をより容易にチップに分割することができる。
基板１１０に照射するレーザ光としては、波長２６６ｎｍのエキシマ励起のパルスレーザ光、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、ＹＬＦ（リチウム・イットリウム・フロライド）レーザが用いうる。
なお、チップに分割されても、基板１１０と下地層１３０とは、下地層１３０の凸部１３０ｃにおいて強固に固着されている。
以上のようにして、図１に示した半導体発光素子ＬＣを製造することができる。
【００５５】
以上説明した本実施の形態における半導体発光素子ＬＣの製造方法では、溝２００を介してエッチング液またはエッチングガスを浸透させているので、犠牲層１２０を除去する工程が短時間に行いうる。さらに、犠牲層１２０にＳｉＯ２を使用する場合は、ＨＦを含むエッチング液で容易に除去できる。
【００５６】
図２においては、電極形成工程（ステップ１０５）を犠牲層除去工程（ステップ１０４）の後に行った。しかし、電極形成工程（ステップ１０５）を、積層半導体層形成工程（ステップ１０２）と溝形成工程（ステップ１０３）との間、または溝形成工程（ステップ１０３）と犠牲層除去工程（ステップ１０４）との間に行ってもよい。犠牲層除去工程のエッチング液により透明電極１７０、ｐ電極１８０およびｎ電極１９０が損傷を受ける場合には、これら（透明電極１７０、ｐ電極１８０およびｎ電極１９０）をレジスト等の保護膜で覆ってから犠牲層除去工程におけるエッチング液に浸漬することが好ましい。なお、保護膜は、犠牲層除去工程において除去される犠牲層を構成する材料（犠牲層１２０にＳｉＯ２を使用する場合はＳｉＯ２）からなるものであるのは好ましくない。さらに、保護膜は、犠牲層除去工程後に、保護膜のみが容易に除去できる材料であるのが好ましい。
【００５７】
なお、本実施の形態の半導体発光素子ＬＣでは下地層１３０を用いたが、犠牲層１２０を形成した基板１１０上に結晶性のよいｎ型半導体層１４０が形成できる場合には、下地層１３０を略してもよい。
また、本実施の形態では、図示しないが、半導体発光素子ＬＣの表面および側面を覆うように、保護層を設けてもよい。このとき、保護層を構成する材料は、凹部１３０ｄの奥には入り込まないので、凹部１３０ｄの内部は保護層を形成するときの状態（例えば減圧状態または空気が浸入した状態）になる。
【００５８】
次に、図１に示す半導体発光素子ＬＣの使用方法の一例について説明する。
図６は、本実施の形態における半導体発光素子ＬＣをパッケージ６０に実装した半導体発光装置１の構成の一例を示す図である。図６（ａ）は半導体発光装置１の上面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＶＩＢ−ＶＩＢ線での断面図である。
半導体発光装置１は、パッケージ６０とパッケージ６０に実装された半導体発光素子ＬＣとを備える。
パッケージ６０は、上部側に開口部６１ａが形成された樹脂容器６１と、樹脂容器６１と一体化したリードフレームからなるアノード用リード部６２およびカソード用リード部６３と、開口部６１ａを覆うように設けられた封止樹脂６５とを備えている。
そして、パッケージ６０の開口部６１ａの底面７０に半導体発光素子ＬＣが固定されている。封止樹脂６５は、半導体発光素子ＬＣも覆うように設けられている。
なお、図６（ａ）においては、封止樹脂６５の記載を省略している。
【００５９】
パッケージ６０の樹脂容器６１は、アノード用リード部６２およびカソード用リード部６３を含む金属リード部に、白色顔料が含有された熱可塑性樹脂を射出成型することによって形成されている。白色顔料としては、例えばチタニア（酸化チタン）を微粒子化したものが用いられる。また、熱可塑性樹脂としては、ＰＰＡ（ｐｏｌｙｐｈｔｈａｌａｍｉｄｅ）が最も一般的であるが、液晶ポリマー、エポキシ樹脂、ポリスチレンなどでもよい。
【００６０】
樹脂容器６１に設けられる開口部６１ａは、円形状を有する底面７０と、底面７０の周縁から樹脂容器６１の上部側に向けて拡開するように立ち上がる壁面８０とを備えている。ここで、底面７０は、開口部６１ａに露出するアノード用リード部６２およびカソード用リード部６３と、アノード用リード部６２とカソード用リード部６３との間の隙間に露出する樹脂容器６１の白色樹脂とによって構成されている。
【００６１】
アノード用リード部６２およびカソード用リード部６３は、それぞれの一部が樹脂容器６１内に挟まれて保持されるとともに、他の一部が樹脂容器６１の外部に露出されており、半導体発光素子ＬＣに電流を印加するための端子となっている。表面実装を前提とするときは、図６に示すように、アノード用リード部６２およびカソード用リード部６３をそれぞれ樹脂容器６１の裏側に折り曲げて樹脂容器６１の底部にその先端を配設することが望ましい。
【００６２】
半導体発光素子ＬＣは、開口部６１ａの底面７０に露出するカソード用リード部６３上に、シリコン樹脂またはエポキシ樹脂からなるダイボンド剤で接着され、固定されている。
半導体発光素子ＬＣは、ボンディングワイヤ６４を介して、ｐ電極１８０がアノード用リード部６２に、ｎ電極１９０がカソード用リード部６３に、それぞれ接続されている。なお、半導体発光装置１では、図６（ａ）に示すように、半導体発光素子ＬＣが、円形状を有する底面７０のほぼ中央部に取り付けられている。
【００６３】
封止樹脂６５は、可視領域において透明な各種樹脂を適用して差し支えないが、耐熱性の観点から、シリコン樹脂を用いることが好ましい。
また、封止樹脂６５は、半導体発光素子ＬＣが発する光を吸収してより長波長の光を発する蛍光体を均一に分散させた透明樹脂であってもよい。例えば、半導体発光素子ＬＣが発する青色光を吸収して緑色光を発する緑色蛍光体と、半導体発光素子ＬＣが発する青色光を吸収して赤色光を発する赤色蛍光体とを含んでもよい。半導体発光素子ＬＣが発する青色光と、透明樹脂に含まれる緑色蛍光体が発する緑色光と、同じく透明樹脂に含まれる赤色蛍光体が発する赤色光とによって、青、緑、赤の３原色が揃う。これにより、封止樹脂６５の上面すなわち光が出射される出射面６５ａから、白色光が出射されるようになっていてもよい。
【００６４】
では、図６に示す半導体発光装置１の発光動作について説明する。
アノード用リード部６２を正極とし、カソード用リード部６３を負極として半導体発光素子ＬＣに電流を流すと、半導体発光素子ＬＣは青色光を出射する。半導体発光素子ＬＣから出射された青色光（図１の矢印Ｃ方向に向かう光および発光層１５０から横方向に向かう光等）は、封止樹脂６５内を進行し、直接あるいは底面７０や壁面８０で反射した後に出射面６５ａから外部に出射される。但し、出射面６５ａに向かう光の一部は、出射面６５ａで反射し、再び封止樹脂６５内を進行する。この間、封止樹脂６５が蛍光体を含む場合には、青色光の一部は蛍光体によって緑色光および赤色光に変換され、変換された緑色光および赤色光は、直接あるいは底面７０や壁面８０で反射した後、青色光と共に出射面６５ａから外部に出射される。したがって、出射面６５ａからは、青色光、緑色光および赤色光を含む白色光が出射されることになる。
【００６５】
では続いて、図６に示す半導体発光装置１の製造方法について説明する。
まず、アノード用リード部６２およびカソード用リード部６３を一体化したリードフレームに、白色樹脂を射出成形して、開口部６１ａを有する樹脂容器６１を形成する。次いで、樹脂容器６１の開口部６１ａの底面７０に露出するカソード用リード部６３上に半導体発光素子ＬＣを接着固定し、ボンディングワイヤ６４によって半導体発光素子ＬＣのｐ電極１８０とアノード用リード部６２とを接続し、ｎ電極１９０とカソード用リード部６３とを接続する。
【００６６】
次に、開口部６１ａに、未硬化状態の透明樹脂ペースト（蛍光体を含んでもよい）を、吐出装置を用いたポッディング法で充填する。その際、半導体発光素子ＬＣおよびボンディングワイヤ６４を未硬化状態の透明樹脂ペーストによって覆うとともに、表面張力を利用して、未硬化状態の透明樹脂ペーストの液面を樹脂容器６１の上面６１ｂよりも飛び立たせる。
【００６７】
次に、未硬化状態の透明樹脂ペーストを硬化させて封止樹脂６５を形成する。硬化処理は、例えば、加熱等を行えばよい。その後、リードフレームをアノード用リード部６２およびカソード用リード部６３に分離する切断およびリードフレームの折り曲げを行って、半導体発光装置１が得られる。
なお、前述したように、半導体発光装置１において、半導体発光素子ＬＣは封止樹脂６５で埋め込まれる。しかし、封止樹脂６５は下地層１３０の凹部１３０ｄに入り込めないため、半導体発光装置１においても、下地層１３０の凹部１３０ｄは空気等の媒体が占めた状態が維持される。
【００６８】
本実施の形態では、青色光を発する半導体発光素子ＬＣについて説明した。しかし、半導体発光素子ＬＣは、他の色、例えば赤外光、赤色光、緑色光、紫外光などを発するものであってもよい。
また、本実施の形態における半導体発光素子ＬＣをパッケージ６０に実装した半導体発光装置１を説明した。この他に、本実施の形態における半導体発光素子ＬＣをアノード用リード部６２とカソード用リード部６３とを設けた回路基板上に実装し、ボンディングワイヤ６４によって半導体発光素子ＬＣのｐ電極１８０とアノード用リード部６２とを接続し、ｎ電極１９０とカソード用リード部６３とを接続して半導体発光装置１を構成してもよい。
半導体発光装置１が適用され得る対象として、照明装置さらには例えば液晶ディスプレイやＬＥＤディスプレイなどの電子機器が挙げられる。
【符号の説明】
【００６９】
１…半導体発光装置、６０…パッケージ、６１…樹脂容器、１００…積層半導体層、１１０…基板、１２０…犠牲層、１３０…下地層、１４０…ｎ型半導体層、１５０…発光層、１６０…ｐ型半導体層、１７０…透明電極、１８０…ｐ電極、１９０…ｎ電極、２００…溝、２１０…割溝、ＬＣ…半導体発光素子
【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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