(57)【要約】【課題】光取り出し効率の高い半導体発光素子を提供する。【解決手段】光透過性基板と、光透過性基板上面側に形成される第１導電型の窒化物半導体層と、第１導電型の窒化物半導体層上面に形成される窒化物半導体の活性層と、活性層上面に形成される第２導電型の窒化物半導体層と、光透過性基板下面に形成される光透過性基板よりも屈折率の低い誘電体層と、誘電体層下面に形成される金属層とを備え、光透過性基板と誘電体層との界面が凹凸面であり、誘電体層と金属層の界面が平坦面であることを特徴とする半導体発光素子【選択図】図１
2011187658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性基板と、
前記光透過性基板上面側に形成される第１導電型の窒化物半導体層と、
前記第１導電型の窒化物半導体層上面に形成される窒化物半導体の活性層と、
前記活性層上面に形成される第２導電型の窒化物半導体層と、
前記光透過性基板下面に形成される前記光透過性基板よりも屈折率の低い誘電体層と、
前記誘電体層下面に形成される金属層とを備え、
前記光透過性基板と前記誘電体層との界面が凹凸面であり、
前記誘電体層と前記金属層との界面が平坦面であることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記凹凸面の凹凸高さが０．０５μｍ以上５μｍ以下であり、凹凸ピッチが０．１μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記光透過性基板がサファイアであることを特徴とする請求項１または請求項２記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記誘電体層が、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＭｇＯ、Ｉｎ２Ｏ３のいずれかであることを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか一項記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記金属層が、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉの内の少なくとも１種の金属元素で形成されることを特徴とする請求項１ないし請求項４いずれか一項記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記凹凸面の凹凸が、ストライプ形状、円形状、または、多角形状であることを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか一項記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＧａＮ等の窒化物半導体で構成される青色や緑色の発光ダイオード（ＬＥＤ）の研究開発が進んでいる。ＬＥＤの研究開発においては光取り出し効率の向上が一つの大きな課題となっている。
【０００３】
特許文献１には、透過性基板の裏面側に設けられる金属層の表面に凹凸を形成し、光取り出し効率を向上させる半導体発光素子が開示されている。また、特許文献２には、透過性基板の裏面に凹凸を形成し、光取り出し効率を向上させる半導体発光素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１９１１０３号公報
【特許文献２】米国特許公開２００５／０２３０６９９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
もっとも、従来の基板裏面の構造では、必ずしも十分な光取り出し効率を実現できない。
【０００６】
本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、その目的とするところは、光取り出し効率の高い半導体発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様の半導体発光素子は、光透過性基板と、前記光透過性基板上面側に形成される第１導電型の窒化物半導体層と、前記第１導電型の窒化物半導体層上面に形成される窒化物半導体の活性層と、前記活性層上面に形成される第２導電型の窒化物半導体層と、前記光透過性基板下面に形成される前記光透過性基板よりも屈折率の低い誘電体層と、前記誘電体層下面に形成される金属層とを備え、前記光透過性基板と前記誘電体層との界面が凹凸面であり、前記誘電体層と前記金属層との界面が平坦面であることを特徴とする。
【０００８】
上記態様の半導体発光素子において、前記凹凸面の凹凸高さが０．０５μｍ以上５μｍ以下であり、凹凸ピッチが０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが望ましい。
【０００９】
上記態様の半導体発光素子において、前記光透過性基板がサファイアであることが望ましい。
【００１０】
上記態様の半導体発光素子において、前記誘電体層が、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＭｇＯ、Ｉｎ２Ｏ３のいずれかであることが望ましい。
【００１１】
上記態様の半導体発光素子において、前記金属層が、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｔａ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔｉの内の少なくとも１種の金属元素で形成されることが望ましい。
【００１２】
上記態様の半導体発光素子において、前記凹凸面の凹凸が、ストライプ形状、円形状、または、多角形状であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光取り出し効率の高い半導体発光素子を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態の半導体発光素子の模式断面図である。
【図２】半導体発光素子の光取り出し効率と基板裏面の構造との関係のシミュレーション結果を示す図である。
【図３】図２のシミュレーションで用いた基板裏面の構造を示す模式断面図である。
【図４】図３の構造における裏面反射率のシミュレーション結果を示す図である。
【図５】凹凸面の凹凸の形状の具体例を示す平面図である。
【図６】実施の形態の半導体発光素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図７】実施の形態の半導体発光素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図８】実施の形態の半導体発光素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図９】実施の形態の半導体発光素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図１０】実施の形態の半導体発光素子の製造方法を示す工程断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を用いて実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号を付している。
【００１６】
本明細書中、便宜上、光透過性基板を基準として窒化物半導体層側の方向を「上」「上側」と称し、光透過性基板や半導体層等の上側の面を「上面」と称する。また、その逆方向を「下」「下側」と称し、基板や半導体層等の下側の面を「下面」と称する。したがって、「上」「下」とは、必ずしも鉛直方向の上下と一致するものではない。また、本明細書中「屈折率」とは、半導体発光素子の活性層から発せられる波長の光に対する屈折率を意味する。
【００１７】
本実施の形態の半導体発光素子は、光透過性基板と、光透過性基板上面側に形成される第１導電型の窒化物半導体層と、第１導電型の窒化物半導体層上面に形成される窒化物半導体の活性層と、活性層上面に形成される第２導電型の窒化物半導体層と、光透過性基板下面に形成される光透過性基板よりも屈折率の低い誘電体層と、誘電体層下面に形成される金属層とを備える。そして、透過性基板と誘電体層との界面が凹凸面であり、誘電体層と金属層との界面が平坦面である。
【００１８】
本実施の形態の半導体発光素子は、上記構成により、活性層から発せられ透過性基板側に向かう光を、透過性基板と誘電体層との界面の凹凸面と、誘電体層と金属層の界面の平坦面とで効率良く反射・拡散させて素子外部へ放出する。したがって、光取り出し効率の高い半導体発光素子が実現される。
【００１９】
図１は、本実施の形態の半導体発光素子の模式断面図である。ここでは、ＦＵ（Ｆａｃｅ  Ｕｐ）型のＧａＮ系半導体により形成される発光ダイオード（ＬＥＤ）を例に説明する。
【００２０】
図１に示すように、本実施の形態の半導体発光素子においては、例えばサファイアからなる光透過性基板１０の上面にバッファ層１１が形成される。光透過性基板１０は本実施の形態の発光素子が発する波長の光を透過する材料である。
【００２１】
バッファ層１１の上に、ｎ型ＧａＮ層２１と、ｎ型ＧａＮガイド層２２とが形成される。ｎ型ＧａＮ層２１およびｎ型ＧａＮガイド層２２は、ｎ型半導体層２０に含まれる。
【００２２】
そして、ｎ型ＧａＮガイド層２２の上面に、発光部となる活性層３０が形成される。そして、活性層３０の上面に、ｐ型ＧａＮ第１ガイド層４１、電子オーバーフロー防止層であるｐ型ＡｌＧａＮ層４２、ｐ型ＧａＮ第２ガイド層４３およびｐ型ＧａＮコンタクト層４４が、この順で形成される。ｐ型ＧａＮ第１ガイド層４１、ｐ型ＡｌＧａＮ層４２、ｐ型ＧａＮ第２ガイド層４３およびｐ型ＧａＮコンタクト層４４はｐ型半導体層４０に含まれる。
【００２３】
さらに、ｐ型半導体層４０の最上部のｐ型ＧａＮコンタクト層４４上に、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）のｐ型電極５０と、例えばＡｕのｐ型パッド電極５２が形成される。また、ｎ型ＧａＮ層２１上に、例えば、チタン−白金−金（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）のｎ型電極６０と、例えばＡｕのｎ型パッド電極６２が形成される。
【００２４】
発光部である活性層３０は、例えば、ＩｎＧａＮ系の半導体で形成されるＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ）構造である。障壁層（バリア層）、量子井戸層、障壁層（バリア層）の積層構造が例えば複数繰り返される。
【００２５】
光透過性基板１０の下面、すなわち活性層３０が形成される面とは反対側である基板裏面には、光透過性基板１０よりも屈折率が低く、発光素子が発する波長の光を透過する材料の誘電体層７０が形成されている。さらに誘電体層７０下面には金属層８０が形成されている。誘電体層７０は、例えばＳｉＯ２である。ここで、サファイアの屈折率は約１．８、ＳｉＯ２の屈折率は約１．４６である。また、金属層８０は、例えばＡｇで形成される。
【００２６】
そして、光透過性基板１０と誘電体層７０との界面が凹凸面であり、誘電体層７０と金属層８０の界面が平坦面である。ここで凹凸面とは、光透過性基板１０の上面に比べ明らかな凹凸を有する面を意味する。例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微（ＴＥＭ）により、任意の界面の断面を３０μｍにわたって５箇所観察した場合に、得られる５個の最大凹凸高さ値（図１中の距離ｈの最大値）の中間値（メジアン）が０．０５μｍ以上である場合、凹凸面と判断する。
【００２７】
また、平坦面とは、光透過性基板１０の上面に準ずる程度の平坦性を有する面を意味する。例えば、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微（ＴＥＭ）により、任意の界面の断面を３０μｍにわたって５箇所観察した場合に、得られる５個の最大凹凸高さ値（図１中の距離ｈの最大値）の中間値（メジアン）が０．０５μｍ未満である場合、平坦面と判断する。
【００２８】
一般に、ＦＵ（Ｆａｃｅ  Ｕｐ）型のＬＥＤでは、活性層３０で生成された光は素子内部で多重反射を繰り返し、素子外部に放出される。このため、ＬＥＤの光取り出し効率を向上させるためには、活性層３０から光透過性基板１０側に向かった光について、効率良く素子外部に放出することが必要となる。
【００２９】
図２は、半導体発光素子の光取り出し効率と基板裏面の構造との関係のシミュレーション結果を示す図である。図３は、図２のシミュレーションで用いた基板裏面の構造を示す模式断面図である。図２中の（ａ）〜（ｅ）が、図３の（ａ）〜（ｅ）で示す基板裏面の構造に対応する。また、図４の（ａ）〜（ｅ）が各構造における裏面の反射率特性である。図４では、所定の角度の、一筋（１ｐａｓｓ）の光線が各構造に入射した場合の反射率特性を示す。
【００３０】
図２のシミュレーションでは、光透過性基板１０をサファイア、誘電体層７０を厚さ４００ｎｍのＳｉＯ２、金属層８０をＡｇとした。図１中に距離ｈとして示す凹凸高さは０．１μｍ、図１中に距離ｐとして示す凹凸ピッチは０．４μｍとした。また、光の波長は４５０ｎｍとした。
【００３１】
そして、図４の結果である各反射特性を備えた素子において、活性層から発光した光が素子外部に放出される光の割合を、３次元光線追跡シミュレーションによって求め、光取り出し効率とした。図中、構造（ａ）〜（ｅ）それぞれについて、光取り出し効率の値、および、構造（ａ）の光取り出し効率を１とした時、それぞれの光取り出し効率が何倍になるかの値を示している。
【００３２】
構造（ａ）は、光透過性基板１０裏面は金属層８０のみであり、光透過性基板と金属層の界面は平坦面である。構造（ｂ）は、光透過性基板１０裏面は誘電体層７０と金属層８０との積層構造であり、光透過性基板と誘電体層の界面、誘電体層と金属層の界面はともに平坦面である。構造（ｃ）も積層構造であり、光透過性基板と誘電体層の界面は平坦面、誘電体層と金属層の界面は凹凸面である。構造（ｄ）も積層構造であり、この構造が本実施の形態の構造に相当する。光透過性基板と誘電体層の界面は凹凸面、誘電体層と金属層の界面は平坦面である。構造（ｅ）も積層構造であり、光透過性基板と誘電体層の界面、誘電体層と金属層の界面がともに凹凸面である。
【００３３】
図２から明らかなように、本実施の形態に相当する構造（ｄ）の場合がもっとも光取り出し効率が良くなる。まず、本実施の形態の半導体発光素子では、光透過性基板１０よりも屈折率の低い誘電体層７０を有することで、光透過性基板１０と誘電体層７０の界面に臨界角以上の角度で入射する光は全反射する。全反射する光は反射におけるエネルギー損失が発生しないため、光取り出し効率の向上に寄与する。
【００３４】
次に、構造（ｂ）との比較から、光透過性基板と誘電体層の界面が凹凸面であることで、光取り出し効率が向上することがわかる。これは、光透過性基板と誘電体層の界面を凹凸面にすることにより、光を正反射するのではなく、光が散乱される。この散乱により、光取り出し効率が向上する。特に、光透過性基板１０の上に形成されたｎ型半導体層２０や活性層３０、ｐ型半導体層４０、ｐ型電極５０などの吸収が大きい素子の場合、裏面での散乱は、上記のような吸収体の影響を受けないような光透過性基板１０での横方向の伝播が多くなる為、有効である。
【００３５】
また、構造（ｃ）、（ｅ）では、極端に光取り出し効率が低下する。これは、図４の結果からも明らかのように、上述の金属層凹凸において、入射光により表面プラズモンが励起され、反射光の吸収が生ずるためと考えられる。
【００３６】
以上のように、本実施の形態によれば、光取り出し効率の高い半導体発光素子が実現される。
【００３７】
図５は、凹凸面の凹凸の形状の具体例を示す平面図である。図中ハッチングした箇所が、光透過性基板側から見て凸となる箇所である。図５（ａ）〜（ｈ）に示すように、ストライプ状、円形状、三角形や六角形等の多角形状などの形状を適用することができる。また、図５の形状に限らず、凹凸を形成するのであればいかなる形状であっても構わない。また、その形状やその配置は、それぞれ規則的なものに限らずランダムであっても構わない。また、図１では凹凸部は垂直な段差面として記載したが、段差面はテーパ形状であっても曲面であっても構わない。
【００３８】
凹凸面の凹凸高さが０．０５μｍ以上５μｍ以下であり、凹凸ピッチが０．１μｍ以上１０μｍ以下であることが望ましい。また、凹凸高さが０．１μｍ以上２μｍ以下であり、凹凸ピッチが０．３μｍ以上１μｍ以下であることがより望ましい。
【００３９】
凹凸高さや凹凸ピッチが上記範囲より小さくなりすぎたり、大きくなりすぎたりすると凹凸による光散乱や反射の効果が小さくなるおそれがあるからである。
【００４０】
なお、凹凸高さや凹凸ピッチは、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）または透過型電子顕微（ＴＥＭ）による断面観察で評価可能である。凹凸高さや凹凸ピッチを実際に評価する場合、明らかに分布から乖離する異常値は排除することが必要である。
【００４１】
次に、本実施の形態の半導体発光素子の製造方法について説明する。図６〜１０は、本実施の形態の半導体発光素子の製造方法を示す工程断面図である。
【００４２】
図６に示すように、まず、半導体発光素子を形成するウェハとして、例えば、サファイアの光透過性基板１０を準備する。そして、光透過性基板１０上に、バッファ層１１を形成した後、ｎ型不純物がドープされたｎ型ＧａＮ層２１を結晶成長する。結晶成長には、例えば有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）が用いられる。この他、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）により結晶成長を行っても良い。
【００４３】
ｎ型不純物には、ＳｉやＧｅ、Ｓｎなど種々の元素を用いることが可能であるが、ここではＳｉを用いるものとする。Ｓｉのドーピング量としては２×１０１８ｃｍ−３程度にすれば良い。
【００４４】
次に、ｎ型ＧａＮ層２１の上に、ｎ型不純物が１×１０１８ｃｍ−３程度ドープされた、膜厚０．１μｍ程度のＧａＮからなるｎ型ガイド層２２を結晶成長させる。ｎ型ＧａＮ層２１、ｎ型ガイド層２２を成長させる際の成長温度はいずれも１０００〜１１００℃である。また、ｎ型ガイド層２２として、ＧａＮではなく、膜厚０．１μｍ程度のＩｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎを用いても良い。Ｉｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎを用いる場合の成長温度は７００〜８００℃である。
【００４５】
次に、ｎ型ガイド層２２の上に、膜厚２．５ｎｍ程度のアンドープのＩｎ０．２Ｇａ０．８Ｎからなる量子井戸層と、この量子井戸をはさんでその両側に膜厚１２．５ｎｍ程度のＩｎ０．０２Ｇａ０．９８Ｎからなるバリア層を交互に積層した多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）構造の活性層３０を形成する。この場合の成長温度は７００〜８００℃である。室温におけるフォトルミネッセンスの波長をここでは４５０ｎｍに設計した。
【００４６】
次に、活性層３０の上に、ＧａＮからなるｐ型第１ガイド層４１を成長させる。膜厚は３０ｎｍ程度であれば良い。ＧａＮを成長する温度は１０００〜１１００℃である。ｐ型不純物としては、ＭｇやＺｎなど種々の元素を用いることが可能であるが、ここではＭｇを用いるものとする。Ｍｇのドーピング量としては４×１０１８ｃｍ−３程度であれば良い。また、ｐ型第１ガイド層４１として、膜厚３０ｎｍ程度のＩｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎを用いても良い。Ｉｎ０．０１Ｇａ０．９９Ｎを用いる場合の成長温度は７００〜８００℃である。
【００４７】
次に、ｐ型第１ガイド層４１の上に、ｐ型不純物がドープされた膜厚１０ｎｍ程度のＧａ０．８Ａｌ０．２Ｎを電子オーバーフロー防止層４２として成長させる。Ｍｇのドーピング量としては４×１０１８ｃｍ−３程度であれば良い。Ｇａ０．８Ａｌ０．２Ｎの成長温度は１０００〜１１００℃である。
【００４８】
次に、電子オーバーフロー防止層４２の上に、Ｍｇが１×１０１９ｃｍ−３程度ドープされたｐ型ＧａＮ第２ガイド層４３を成長する。膜厚は５０ｎｍ程度あれば良い。ＧａＮを成長する温度は１０００〜１１００℃である。
【００４９】
次に、最後の結晶成長として、Ｍｇが１×１０２０ｃｍ−３程度ドープされた、膜厚６０ｎｍ程度のｐ型ＧａＮコンタクト層４４を成長する。
【００５０】
次に、ｐ型ＧａＮコンタクト層４４の上は、例えば酸化インジウム錫（ＩＴＯ）からなるｐ型電極５０が形成される。例えば、膜厚は５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以上２５０ｎｍ以下が良い。ＩＴＯの膜厚が薄すぎるとシート抵抗が高すぎ、電流が広がらない。また、ＩＴＯの膜厚が厚すぎると、シート抵抗は低くなるが、光の吸収により光取り出し効率が悪くなってしまう。ここではＩＴＯの膜厚を１７０ｎｍとした。
【００５１】
ｐ型電極５０の形成後、一部にドライエッチングを施し、ｎ型ＧａＮ層２１を露出させ、ｎ型電極６０を形成する。ｎ型電極６０は、例えば、チタン−白金−金（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）の複合膜からなる。膜厚としては、例えば、膜厚０．０５μｍ程度のＴｉ膜、膜厚０．０５μｍ程度のＰｔ膜、および膜厚０．２μｍ程度のＡｕ膜である。
【００５２】
ｐ型電極５０の上にｐ型パッド電極５２、ｎ型電極６０の上にｎ型パッド電極６２を形成する。パッド電極５２、６２は例えば膜厚１．０μｍ程度のＡｕ膜である。
【００５３】
このように、光透過性基板１０上に半導体発光素子を形成した後、光透過性基板１０のウェハを下面側から研削、研磨を行い、例えば２００μｍ程度の薄さにする。
【００５４】
次に、図７に示すように、光透過性基板１０に凹部を形成するために、レジストマスク９０をリソグラフィー法により形成する。次に、図８に示すように、例えば、反応性イオンエチング（ＲＩＥ）法により、光透過性基板１０をエッチングし、凹部を形成する。
【００５５】
次に、図９に示すように、レジストマスク９０を剥離する。次に、図１０に示すように、例えば、ＳｉＯ２である誘電体層７０を、例えば、ＣＶＤ法により堆積し、表面を例えば化学的機械研磨法（ＣＭＰ）より平坦化する。その後、金属層８０として、例えば、Ａｇ膜を蒸着法により形成することで、図１に示す本実施の形態の半導体発光素子が製造可能である。
【００５６】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。上記、実施の形態はあくまで、例として挙げられているだけであり、本発明を限定するものではない。また、実施の形態の説明においては、半導体発光素子等で、本発明の説明に直接必要としない部分等については記載を省略したが、必要とされる半導体発光素子に関わる要素を適宜選択して用いることができる。
【００５７】
例えば、光透過性基板１０に、サファイアを用いる場合を例に説明した。特に、ＧａＮ系半導体を成長させる場合、耐熱性、耐腐食性に優れ、比較的廉価なサファイア基板を用いることが望ましい。しかし、これに限定されることなく、ＧａＮ、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓなど様々な光透過性基板を用いることができる。
【００５８】
また、例えば、誘電体層として、ＳｉＯ２を用いる場合を例に説明した。しかし、誘電体層として、ＳｉＯＮ、ＳｉＮ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、ＨｆＯ２、ＭｇＯ、Ｉｎ２Ｏ３等を適用することも可能である。また、無機物のみならず、樹脂等の有機物を誘電体層として用いても構わない。
【００５９】
また、例えば、金属層としてＡｇを用いる場合を例に説明した。波長の短い光の反射率が高いという観点から、Ａｇを適用することが望ましい。もっとも、耐久性や耐腐食性の観点からは、例えば、Ａｌ（アルミニウム）を用いることが望ましい。その他、Ａｕ（金）、Ｃｕ（銅）、Ｐｔ（白金）、Ｐｄ（パラジウム）、Ｒｈ（ロジウム）、Ｔａ（タンタル）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｃｏ（コバルト）、Ｃｒ（クロム）、Ｔｉ（チタン）の内の少なくとも１種の金属元素で形成することも可能である。
【００６０】
また、例えば、光透過性基板の凹部の形成を、リソグラフィー法およびＲＩＥ法を用いる場合を例に説明したが、例えば、粗い研削や研磨、光透過性基板に対し面方位依存性のあるウェトエッチングなど、その他のプロセスを用いても構わない。
【００６１】
また、例えば、誘電体層が積層構造をしていても構わない。そして、光透過性基板と接する部分の誘電体層が光透過性基板よりも低い屈折率を有すれば、全反射条件を満たす。このため、積層構造の誘電体層の最上部の誘電体膜が光透過性基板よりも低い屈折率であり、その下部に光透過性基板よりも高い屈折率の誘電体膜を備えるような積層構造であっても構わない。
【００６２】
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての半導体発光素子は、本発明の範囲に包含される。本発明の範囲は、特許請求の範囲およびその均等物の範囲によって定義されるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１０      光透過性基板
２０      ｎ型窒化物半導体層
３０      活性層
４０      ｐ型窒化物半導体層
７０      誘電体層
８０      金属層
【図１】
2011187658.tif 000003
【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】
2011187658.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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