(57)【要約】【課題】半導体発光素子の光取り出し効率を、より一層向上させる構造について提案する。【解決手段】半導体発光素子は、第１の半導体層と、第２の半導体層と、第１の半導体層と前記第２の半導体層との間に挟持される発光層とを、積層して成る半導体層を有し、第１の半導体層は、外周部の少なくとも一部に、発光層及び前記第２の半導体層よりも外側に突出した段差部を有する。  段差部を境界部として、発光層を含まない側の半導体層の側面に、第１の凹溝が、複数形成されるとともに、発光層を含む側の半導体層の側面に、第２の凹溝が、複数形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の半導体層と、
第２の半導体層と、
前記第１の半導体層と前記第２の半導体層との間に挟持される発光層とを、積層して成る半導体層を有する半導体発光素子であって、
前記第１の半導体層は、外周部の少なくとも一部に、前記発光層及び前記第２の半導体層よりも外側に突出した段差部を有し、
前記段差部を境界部として、前記発光層を含まない側の前記半導体層の側面に、前記半導体層の積層された方向に沿って形成される第１の凹溝が、前記半導体層の積層された方向と交差する方向に沿って、複数形成されるとともに、前記発光層を含む側の前記半導体層の側面に、前記半導体層の積層された方向に沿って形成される第２の凹溝が、前記半導体層の積層された方向と交差する方向に沿って、複数形成されていることを特徴とする、半導体発光素子。
【請求項２】
前記半導体層の積層された方向から見て、
複数の前記第１の凹溝のうち、少なくとも一部は、前記第２の凹溝と一対一で対応する様に配置され、
前記第１の凹溝と一対一で対応する様に配置された、前記第２の凹溝の形状の少なくとも一部分の形状と、前記第１の凹溝と一対一で対応する様に配置された前記第２の凹溝の形状とが、少なくとも相似であることを特徴とする、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記半導体層の積層された方向から見て、
複数の前記第１の凹溝のうち、少なくとも一部は、前記第２の凹溝と一対一で対応する様に配置され、
前記第１の凹溝と一対一で対応する様に配置された、前記第２の凹溝の形状と、前記第１の凹溝と一対一で対応する様に配置された前記第２の凹溝の形状とが、合同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】
前記半導体層の積層された方向から見て、
前記半導体層の外形形状が、矩形であり、
前記段差部において、前記半導体層の外形形状の直線部分に沿って、平行な直線状に形成された部分に、前記第２の凹溝が形成され、
前記第２の凹溝が、前記第１の凹溝と一対一で対応する様に配置されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記半導体層の積層された方向から見て、
複数の前記第１の凹溝は、それぞれが、前記第１の凹溝の開口の端部同士を結んだ線分に直交し、且つ、該線分の中心を通る直線に対して、線対称の形状であり、
複数の前記第２の凹溝は、それぞれが、前記第２の凹溝の開口の端部同士を結んだ線分に直交し、且つ、該線分の中心を通る直線に対して、線対称の形状であることを特徴とする、請求項１乃至４の何れか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記半導体層の積層された方向と直交する方向から見て、
前記発光層を含む側の前記半導体層の対向する側面同士の間隔が、前記第１の半導体層の側から、前記第２の半導体層の側へ向かって、徐々に狭くなっていく様に、前記発光層を含む側の前記半導体層の側面が傾斜した形状であることを特徴とする、請求項４に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記半導体層の積層された方向と直交する方向から見て、
前記発光層を含まない側の前記半導体層の対向する側面同士の間隔が、前記発光層の側から、前記第１の半導体層の側へ向かって、徐々に狭くなっていく様に、前記発光層を含まない側の前記半導体層の側面が傾斜した形状であることを特徴とする、請求項４若しくは請求項６に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記半導体層の積層された方向から見て、
複数の前記第１の凹溝同士の形状が合同であり、
複数の前記第２の凹溝同士の形状が合同であり、
複数の前記第１の凹溝、及び、複数の前記第２の凹溝の、それぞれの配置周期が、一定であることを特徴とする、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記第１の半導体層に、第１の電極が形成され、
前記第２の半導体層に、第２の電極が形成され、
前記半導体層の積層された方向から見て、
複数の前記第１の凹溝同士の形状が合同であり、
複数の前記第２の凹溝同士の形状が合同であり、
複数の前記第１の凹溝、及び、複数の前記第２の凹溝の、それぞれの配置周期が、前記第１の電極、及び、前記第２の電極に近いところほど粗く、前記第１の電極、及び、前記第２の電極から遠いところほど密であることを特徴とする、請求項１乃至請求項８の何れか１項に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】
半導体発光素子の光取り出し効率の向上について、様々な提案が成されている。例えば、特許文献１では、発光層を含む半導体発光素子の半導体層について、半導体層が積層された基板側に向かって、半導体層の対向する側面同士の間隔が徐々に狭くなっていく様に、内側に傾斜した形状、所謂、逆テーパ形状とし、半導体層の傾斜した側面に、凹凸を形成する構成が開示されている。また、特許文献２では、発光層を含む半導体発光素子の半導体層について、半導体層の側面全体、若しくは、発光層よりも基板側に位置する半導体層の側面に、基板面に対して垂直な方向に沿う様に、凹凸を形成する構成が開示されている。また、特許文献３では、発光層を含む半導体発光素子の半導体層について、発光層よりも基板側に位置する半導体層に段差を設けて、その段差よりも基板側に位置する半導体層の側面を、基板側に向かって、半導体層の対向する側面同士の間隔が徐々に狭くなっていく様に、内側に傾斜した形状、所謂、逆テーパ形状とし、発光層を含んで、段差に対して基板から離れる方向に位置する半導体層の側面を、基板から離れる側に向かって、半導体層の対向する側面同士の間隔が徐々に狭くなっていく様に、内側に傾斜した形状、所謂、順テーパ形状とする構成が開示されている。更に、特許文献４では、発光層を含む半導体発光素子の半導体層について、発光層よりも基板側に位置する半導体層に段差を設けて、その段差よりも基板側に位置する半導体層の側面を、基板側に向かって、半導体層の対向する側面同士の間隔が徐々に狭くなっていく様に、内側に傾斜した形状、所謂、逆テーパ形状とし、半導体層の傾斜した側面に、凹凸を形成する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１１０１３６号公報
【特許文献２】特開２００９−０５９９６９号公報
【特許文献３】特開２００８−１２４２５４号公報
【特許文献４】特開２０１３−１５７５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし乍ら、半導体発光素子の光取り出し効率の向上については、未だ改善の余地が残されており、より一層の光取り出し効率の向上が求められている。この様な市場要求に鑑み、本発明においては、半導体発光素子の光取り出し効率を向上させる構造について提案する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、第１の半導体層と、第２の半導体層と、第１の半導体層と第２の半導体層との間に挟持される発光層とを、積層して成る半導体層を有する半導体発光素子であって、第１の半導体層は、外周部の少なくとも一部に、発光層及び第２の半導体層よりも外側に突出した段差部を有し、段差部を境界部として、発光層を含まない側の半導体層の側面に、半導体層の積層された方向に沿って形成される第１の凹溝が、半導体層の積層された方向と交差する方向に沿って、複数形成されるとともに、発光層を含む側の半導体層の側面に、半導体層の積層された方向に沿って形成される第２の凹溝が、半導体層の積層された方向と交差する方向に沿って、複数形成されていることを特徴とする。
【０００６】
前述の半導体発光素子においては、半導体層の積層された方向から見て、複数の第１の凹溝のうち、少なくとも一部は、第２の凹溝と一対一で対応する様に配置され、第１の凹溝と一対一で対応する様に配置された、第２の凹溝の形状の少なくとも一部分の形状と、第１の凹溝と一対一で対応する様に配置された第２の凹溝の形状とが、少なくとも相似であることが望ましい。
【０００７】
また、前述の半導体発光素子においては、半導体層の積層された方向から見て、複数の第１の凹溝のうち、少なくとも一部は、第２の凹溝と一対一で対応する様に配置され、第１の凹溝と一対一で対応する様に配置された、第２の凹溝の形状と、第１の凹溝と一対一で対応する様に配置された第２の凹溝の形状とが、合同であることが望ましい。
【０００８】
更に、前述の半導体発光素子においては、半導体層の積層された方向から見て、半導体層の外形形状が、矩形であり、段差部において、半導体層の外形形状の直線部分に沿って、平行な直線状に形成された部分に、第２の凹溝が形成され、第２の凹溝が、第１の凹溝と一対一で対応する様に配置されていることが望ましい。
【０００９】
更に、前述の半導体発光素子においては、半導体層の積層された方向から見て、複数の第１の凹溝は、それぞれが、第１の凹溝の開口の端部同士を結んだ線分に直交し、且つ、線分の中心を通る直線に対して、線対称の形状であり、
複数の第２の凹溝は、それぞれが、第２の凹溝の開口の端部同士を結んだ線分に直交し、且つ、線分の中心を通る直線に対して、線対称の形状であることが望ましい。
【００１０】
更に、前述の半導体層の外形形状が矩形である半導体発光素子においては、半導体層の積層された方向と直交する方向から見て、発光層を含む側の半導体層の側面が、第１の半導体層の対向する側面同士の間隔が、前記第１の半導体層の側から、前記第２の半導体層の側へ向かって、徐々に狭くなっていく様に、前記発光層を含む側の前記半導体層の側面が傾斜した形状であることが望ましい。
【００１１】
更に、前述の半導体層の外形形状が矩形である半導体発光素子においては、半導体層の積層された方向と直交する方向から見て、発光層を含まない側の半導体層の対向する側面同士の間隔が、前記発光層の側から、前記第１の半導体層の側へ向かって、徐々に狭くなっていく様に、前記発光層を含まない側の前記半導体層の側面が傾斜した形状であることが望ましい。
【００１２】
更に、前述の半導体発光素子においては、半導体層の積層された方向から見て、複数の第１の凹溝同士の形状が合同であり、複数の第２の凹溝同士の形状が合同であり、複数の第１の凹溝、及び、複数の第２の凹溝の、それぞれの配置周期が、一定であることが望ましい。
【００１３】
また、前述の半導体発光素子においては、第１の半導体層に、第１の電極が形成され、第２の半導体層に、第２の電極が形成され、半導体層の積層された方向から見て、複数の第１の凹溝同士の形状が合同であり、複数の第２の凹溝同士の形状が合同であり、複数の第１の凹溝、及び、複数の第２の凹溝の、それぞれの配置周期が、第１の電極、及び、第２の電極に近いところほど粗く、第１の電極、及び、第２の電極から遠いところほど密であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の半導体発光素子においては、特許文献１から特許文献４に開示される半導体発光素子と比較して、半導体層が、発光層を含む上側部分と、上側部分より大きな下側部分とに、段差部を介して分けられており、更に、それぞれの側面に、凹溝が複数形成されていることから、半導体層の側面に単に凹溝を複数設けた構成よりも光取り出し効率が向上することとなる。
【００１５】
また、少なくとも一部の第１の凹溝と第２の凹溝とが一対一で対応する様に配置され、第２の凹溝の形状の少なくとも一部分の形状と、第１の凹溝の形状とが、少なくとも相似であることから、例えば、第１の凹溝と第２の凹溝の形状が２つの同心円の一部を切り取った様な円弧状の場合に、第１の凹溝の形状に対応した、第２の凹溝の形状との間の距離が一定となることから、一層、光取り出し効率が向上することとなる。
【００１６】
また、少なくとも一部の第１の凹溝と第２の凹溝とが一対一で対応する様に配置され、第２の凹溝の形状と、第１の凹溝の形状とが、合同である場合は、例えば、第１の凹溝と第２の凹溝の形状が三角形の場合に、第１の凹溝の形状と第２の凹溝の形状との間の距離が一定となることから、一層、光取り出し効率が向上することとなる。
【００１７】
更に、半導体層の外形形状が矩形であり、その外形形状の殆どが直線状であることから、第１の凹溝と第２の凹溝との多くが、その直線状の部分に形成されるため、一層、光取り出し効率が向上することとなる。
【００１８】
更に、第１の凹溝と第２の凹溝とは、いずれも線対称の形状であることから、それぞれの凹溝における光の反射や屈折の偏りが抑制され、一層、光取り出し効率が向上することとなる。
【００１９】
更に、発光層を含む側の半導体層の対向する側面同士の間隔が、第１の半導体層の側から、第２の半導体層の側へ向かって、徐々に狭くなっていく様に、発光層を含む側の半導体層の側面が傾斜した、所謂、順テーパ形状であることから、半導体発光素子がフェースアップ型である場合、発光層を含む側の半導体層の側面から放出される光の方向が、第２の半導体の側に屈折し易くなるため、一層、光取り出し効率が向上することとなる。
【００２０】
更に、発光層を含まない側の半導体層の対向する側面同士の間隔が、発光層の側から、第１の半導体層の側へ向かって、徐々に狭くなっていく様に、発光層を含まない側の半導体層の側面が傾斜した、所謂、逆テーパ形状であることから、半導体発光素子がフェースアップ型である場合、発光層を含まない側の半導体層の内部で伝搬している光が、発光層を含まない側の半導体層の側面で、第２の半導体の側の方向へ反射し易くなるため、一層、光取り出し効率が向上することとなる。
【００２１】
更に、複数の第１の凹溝、及び、複数の第２の凹溝の、それぞれの配置周期が、一定である場合には、半導体発光素子の設計が複雑化することが抑制されて、製造コストの増大を抑制するとともに、製品の性能のバラツキも抑制されることとなる。
【００２２】
また、複数の第１の凹溝、及び、複数の第２の凹溝の、それぞれの配置周期が、第１の電極、及び、第２の電極に近いところほど粗く、第１の電極、及び、第２の電極から遠いところほど密である場合には、通常、明るくなり易い電極の周辺部位と、暗くなり易い電極から離れた部位との明るさのバランスを調整することが可能となり、製品の商品性が向上することとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】図１は本発明の半導体発光素子の正面図である。（実施例１）
【図２】図２は図１の半導体発光素子の断面図である。（実施例１）
【図３】図３は図１の半導体発光素子の部分拡大図である。（実施例１）
【図４】図４は図３の半導体発光素子の部分断面図である。（実施例１）
【図５】図５は図３の半導体発光素子の別の部分断面図である。（実施例１）
【図６】図６は本発明の別の半導体発光素子の部分拡大図である。（実施例２）
【図７】図７は本発明の半導体発光素子の変形例としての実施例３の部分拡大図である。（実施例３）
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、実施例では、フェースアップ型の半導体発光素子を例に採り、その構成と製造方法について説明する。また、全ての図は、半導体発光素子の構成を判り易くするために模式的に描いている。
【実施例１】
【００２５】
先ず、実施例１の半導体発光素子１０の構成について説明する。
【００２６】
（半導体発光素子１０全体）
図１及び図２に示す様に、この半導体発光素子１０は、基板２０と、半導体層３０と、透明電極層４０と、第１の電極５０と、第２の電極６０と、保護膜７０とから成り、図２における上方側であって、半導体層３０から透明電極層４０へ向かう方向が、光取り出しの主な方向となる、所謂、フェースアップ型の半導体発光素子である。そして、この半導体発光素子１０は、半導体層３０の積層された方向から（換言すれば、図２における上方側から）見て、その外形形状が、図１における左右方向に横長となった矩形に形成されている。
【００２７】
（基板２０）
図１及び図２に示す様に、基板２０は、半導体層３０の積層された方向から（換言すれば、図２における上方側から）見た外形形状が、半導体発光素子１０の外形形状を形成しており、図１における左右方向に横長となった矩形である。また、基板２０の断面形状も、図２における左右方向に横長となった矩形である。この基板２０の材料はサファイアであり、半導体層３０が積層された面の面方位がｃ面である、所謂、ｃ面サファイア基板である。基板２０の厚みは１４０μｍに設定されている。
【００２８】
（半導体層３０）
図２、図４、図５に示す様に、半導体層３０は、窒化ガリウム系のｎ型半導体材料から成る、第１の半導体層３１と、窒化ガリウム系の半導体材料から成る、発光層３２と、窒化ガリウム系のｐ型半導体材料から成る、第２の半導体層３３とが、基板２０の側から順次積層されて形成されている。すなわち、第１の半導体層３１は、発光層３２よりも基板２０側に位置している。そして、発光層３２は、第１の半導体層３１と、第２の半導体層３３とに挟持されている。第１の半導体層３１の膜厚は７．０μｍ、発光層３２の膜厚は０．１μｍ、第２の半導体層３３の膜厚は０．２μｍに、それぞれ設定されている。なお、基板２０と第１の半導体層３１との間には、図示しないバッファ層が介在している。バッファ層の膜厚は０．０２μｍに設定されている。
【００２９】
半導体層３０の積層された方向と直交する方向から見て、第１の半導体層３１は、外周部の全周に亘って、発光層３２及び第２の半導体層３３よりも外側に突出した段差部３１ａを有している。この段差部３１ａに形成される露出面３１ａａを境界部として、半導体層３０は、上側部分と下側部分とに分けられている。また、半導体層３０の外形形状が、段差部３１ａの外形形状を成している。なお、半導体層３０の積層された方向と直交する方向から見て、半導体層３０の外周部３１ｄの外形形状と、基板２０の外周部２０ａの外形形状とは、後述する第１の凹溝３５の部分を除いて、同じである。
【００３０】
前述した露出面３１ａａを境界部として、半導体層３０の上側部分となる、発光層３２を含む側の半導体層３０の側面は、第１の半導体層３１の側から、第２の半導体層３３の側へ向かって、対向する該側面同士の間隔が徐々に狭くなっていく様に直線状に傾斜した、所謂、順テーパ形状を成した傾斜面となっている。この半導体層３０の上側部分は、露出面３１ａａよりも上方側（基板２０とは離れる側）の範囲の第１の半導体層３１と、発光層３２と、第２の半導体層３３とから形成されている。そして、その側面が順テーパ形状を成した、所謂、メサ形状になっており、メサ部３０ａを形成している。このメサ部３０ａの傾斜面３０ａａと、露出面３１ａａとが成す角θ１は、１３５°に設定されている。また、この角θ１の頂部に沿う様に、メサ部３０ａの下底側の外周部３１ｃが形成されている。半導体層３０の積層された方向から見て、半導体層３０の外形形状は矩形であり、外周部３１ｃは、第２の凹溝３６の部分を除いて、半導体層３０の外形形状に沿って形成されている。
【００３１】
また、前述した露出面３１ａａを境界部として、半導体層３０の下側部分となる、発光層３２を含まない側の半導体層３０の側面は、発光層３２の側から、第１の半導体層３１の側へ向かって、対向する該側面同士の間隔が徐々に狭くなっていく様に直線状に傾斜した、所謂、逆テーパ形状を成した傾斜面となっている。この半導体層３０の下側部分は、露出面３１ａａよりも下方側（基板２０に向かう側）の範囲の第１の半導体層３１から形成されている。そして、その側面が逆テーパ形状を成した、所謂、逆メサ形状になっており、逆メサ部３０ｂを形成している。この逆メサ部３０ｂの傾斜面３０ｂｂと、基板２０の上底面２０ｂとが成す角θ２は、４５°である。この基板２０の上底面２０ｂは、図示しないバッファ層を間に介して、第１の半導体層３１の下底面３１ｂと対向している。
【００３２】
図１から図５に示す様に、メサ部３０ａの傾斜面３０ａａには、半導体層３０の積層された方向に沿って形成される第２の凹溝３６が、半導体層３０の積層された方向と交差する方向に沿って、複数形成されている。個々の第２の凹溝３６は、いずれも同じ形状をしており、露出面３１ａａにおける形状は、最深部３６ａを頂点の１つとして、この頂点における頂角を直角とした、直角二等辺三角形である形状Ｓ２を成している。この形状Ｓ２の残る２つの頂点３６ｂ・３６ｃは、メサ部３０ａの下底側の外周部３１ｃの上に存在している。この形状Ｓ２は、第２の凹溝３６の開口の端部でもある、２つの頂点３６ｂ・３６ｃ同士を結んだ線分に直交し、且つ、その線分の中心を通る直線に対して、線対称の形状を成している。第２の凹溝３６の深さＤ２は、５．０μｍに設定されており、これは形状Ｓ２の直角二等辺三角形の高さでもある。直角二等辺三角形である形状Ｓ２の底辺とも言える、第２の凹溝３６の開口幅Ｌ４は、１０．０μｍに設定されている。第２の凹溝３６同士は、最深部３６ａ同士が一定の間隔Ｐとなる様に配設されている。すなわち、第２の凹溝３６は、配置周期が一定の間隔Ｐとなる様に形成されている。この間隔Ｐは１５．０μｍに設定されている。また、隣接する第２の凹溝３６同士の間の幅Ｌ２は、第２の凹溝３６の開口幅Ｌ４以下の長さとなる様に設定されている。この幅Ｌ２は、５．０μｍに設定されている。なお、第２の半導体層３３の上底面３３ａにおける、第２の凹溝３６の形状は、形状Ｓ２と合同であり、第２の凹溝３６は、一定の断面形状の溝として形成されている。従って、第２の凹溝３６の開口幅Ｌ４は、上底面３３ａから露出面３１ａａまで、一定の幅である。また、上底面３３ａにおける第２の凹溝３６の形状の最深部３６ａは、後述する透明電極層４０の外形線と重なる様に存在している。
【００３３】
逆メサ部３０ｂの傾斜面３０ｂｂには、半導体層３０の積層された方向に沿って形成される第１の凹溝３５が、半導体層３０の積層された方向と交差する方向に沿って、複数形成されている。個々の第１の凹溝３５は、いずれも同じ形状をしており、露出面３１ａａにおける形状は、最深部３５ａを頂点の１つとして、最深部３５ａの頂角を直角とした、直角二等辺三角形である形状Ｓ１を成している。この形状Ｓ１の残る２つの頂点３５ｂ・３５ｃは、逆メサ部３０ｂの上底側の外周部３１ｄの上に存在している。この形状Ｓ１は、第１の凹溝３５の開口の端部でもある、２つの頂点３５ｂ・３５ｃ同士を結んだ線分に直交し、且つ、その線分の中心を通る直線に対して、線対称の形状を成している。第１の凹溝３５の深さＤ１は、３．０μｍに設定されており、これは形状Ｓ１の直角二等辺三角形の高さでもある。直角二等辺三角形である形状Ｓ１の底辺とも言える、第１の凹溝３５の開口幅Ｌ３は、６．０μｍに設定されている。第１の凹溝３５同士は、最深部３５ａ同士が一定の間隔となる様に配設されており、この間隔は、最深部３６ａ同士の間隔Ｐと同一である。すなわち、第１の凹溝３５は、配置周期が一定の間隔Ｐとなる様に形成されている。また、隣接する第１の凹溝３５同士の間の幅Ｌ１は、第１の凹溝３５の開口幅Ｌ３以下の長さとなる様に設定されている。なお、第１の凹溝３５の、第１の半導体層３１の下底面３１ｂにおける形状は、形状Ｓ１よりも大きい相似形状であり、第１の凹溝３５は、基板２０側へ向かうほど開口幅Ｌ３が漸増していく、所謂、逆テーパ状に拡開していく溝として形成されている。そして、半導体層３０の積層された方向と直交する方向から見て、下底面３１ｂにおける形状の最深部３５ａａは、段差部３１ａａにおける第２の凹溝３６の形状Ｓ２の最深部３６ａよりも、逆メサ部３０ｂの上底側の外周部３１ｄ側（換言すれば、第１の半導体層３１の側面部３１ｅ側）に位置していることが要求される。
【００３４】
半導体層の積層された方向から見て、第１の凹溝３５は、半導体層３０の外形形状である外周部３１ｄの直線部分に沿って、複数形成されている。また、第２の凹溝３６は、メサ部３０ａの下底側の外周部３１ｃにおける、外周部３１ｄの直線部分と平行な直線状に形成された部分に沿って、複数形成されている。更に、第１の凹溝３５と第２の凹溝３６とは、一対一で対応する様に配置されている。更にまた、この一対一で対応する様に配置された、第１の凹溝３５の形状Ｓ１と、第２の凹溝３６の形状Ｓ２とは、相似となる様に形成されている。この様に形状Ｓ１と形状Ｓ２とが相似となる場合は、第１の凹溝３５の開口幅Ｌ３が、第２の凹溝３６の開口幅Ｌ４に対して短いことが望ましいため、形状Ｓ１の大きさは、形状Ｓ２の大きさに対して、小さい形状となる。なお、この第１の凹溝３５と第２の凹溝３６とが、一対一で対応する態様は、半導体発光素子１０の４つの角部の近傍と、後述する第１の電極５０の近傍を除き、半導体発光素子１０の外周形状の略全域に形成されている。
【００３５】
この形状Ｓ１を設定するにあたっては、先ず、図４に示す様に、露出面３１ａａを延長した面と、逆メサ部３０ｂの傾斜面３０ｂｂを延長した面とが交差して形成される仮想外形線Ｋを想定する。次に、図３に示す様に、形状Ｓ２を設定し、この形状Ｓ２を、第２の凹溝３６の開口の端部でもある、２つの頂点３６ｂ・３６ｃ同士を結んだ線分に直交し、且つ、その線分の中心を通る直線に沿う様に、半導体層３０の外形形状である外周部３１ｄに向かって、２つの頂点３６ｂ・３６ｃ同士を結んだ線分が、前述した仮想外形線Ｋと重なり合うまで平行移動させる。なお、前述した直線は、最深部３５ａと最深部３６ａを通る直線でもあり、半導体層３０の側面部である第１の半導体層３１の側面部３１ｅと直交している。この様に平行移動させた形状Ｓ２の頂点としての最深部３６ａを、形状Ｓ１の頂点としての最深部３５ａとし、形状Ｓ２の外形線と外周部３１ｄの外形線との２つの交点を、形状Ｓ１の２つの頂点３５ｂ・３５ｃとする。従って、形状Ｓ１と形状Ｓ２とは、形状Ｓ２の方が形状Ｓ１よりも大きい、相似の形状ということとなる。この平行移動の量となる距離Ｌ０は、第２の凹溝３６の深さＤ２よりも長くなる様に設定されており、形状Ｓ１と形状Ｓ２とは、露出面３１ａａにおいて、重なり合うことがない様に設定されている。なお、図３は図１におけるＢ部の拡大図であり、説明の便宜上、基板２０と保護膜７０を省略している。また、図４は、第２の凹溝３６の開口の端部でもある、２つの頂点３６ｂ・３６ｃ同士を結んだ線分に直交し、且つ、その線分の中心を通る直線と平行な面で、傾斜面３０ａａに直交する、図３におけるＣ−Ｃ部の断面図であり、図５は、第２の凹溝３６の開口の端部でもある、２つの頂点３６ｂ・３６ｃ同士を結んだ線分に直交し、且つ、その線分の中心を通る直線を含み、傾斜面３０ａａに直交する、図３におけるＤ−Ｄ部の断面図である。
【００３６】
（透明電極層４０）
透明電極層４０は、半導体層３０における第２の半導体層３３に対して積層されている。透明電極層４０の外形形状は、第２の凹溝３６を形成する際のエッチングの影響を受け難くするため、メサ部３０ａの上底部における第２の凹溝３６の形状Ｓ２と重なり合うことがない様に、最深部３６ａに対応する部位を結ぶ様な形状に形成されている。透明電極層４０の材料は、ＩＴＯである。
【００３７】
（第１の電極５０）
第１の電極５０は、半導体発光素子１０の一方の短辺側における第１の半導体層３１の露出面３１ａａを一部拡張して、その部位に積層されている。この半導体発光素子１０においては、第１の電極５０はｎ側電極であり、第１の半導体層３１はｎ型半導体層である。
【００３８】
（第２の電極６０）
第２の電極６０は、第１の電極５０と対向する、半導体発光素子１０のもう一方の短辺側の近傍に形成されており、透明電極層４０に対して積層されている。この半導体発光素子１０においては、第２の電極６０はｐ側電極であり、透明電極層４０を介して、第２の電極６０に接続されている第２の半導体層３３はｐ型半導体層である。
【００３９】
（保護膜７０）
保護膜７０は、半導体層３０におけるメサ部３０ａと、第２の電極６０の側面とを被覆し、被覆した部分を絶縁している。保護膜７０の材料は、ＳｉＯ２である。
【００４０】
次に、実施例１の半導体発光素子１０の製造方法について説明する。
【００４１】
（製造方法）
先ず、基板２０に対して、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）等を用いて、順次、バッファ層、第１の半導体層３１、発光層３２、第２の半導体層３３を積層して形成する。
【００４２】
次いで、スパッタ法等を用いて、透明電極層４０を形成する。このとき、後の工程で半導体層３０の一部がエッチングによって除去されるため、予め、半導体層３０がエッチングされる領域には、透明電極層４０を形成しない様にしておくことが望ましい。
【００４３】
次いで、透明電極層４０と第２の半導体層３３にフォトレジストを塗布し、複数の第２の凹溝３６の形状Ｓ２となる様にパターニングを施し、フォトリソグラフを行う。
【００４４】
次いで、第１の半導体層３１、発光層３２、第２の半導体層３３の一部をドライエッチング（ＩＣＰ）で除去して、露出面３１ａａと、メサ部３０ａの傾斜面３０ａａと、複数の第２の凹溝３６とを同時に形成する。なお、この方法においては、第２の凹溝３６は、一定の断面形状の溝として形成されることとなる。
【００４５】
次いで、スパッタ法等を用いて、第１の電極５０と、第２の電極６０と、保護膜７０とを順次形成する。
【００４６】
次いで、第１の半導体層３１の一部をドライエッチング（ＩＳＭ）で除去して、露出面３１ａａに対して、第１の凹溝３５の形状Ｓ１を複数形成する。このとき、半導体発光素子１０は、個々に分離される前であり、隣接する半導体発光素子１０同士の、後に分離される界面に跨がる様な態様で、第１の凹溝３５の形状Ｓ１が、個々の半導体発光素子１０に形成されることとなる。すなわち、この段階では、第１の半導体層３１には逆メサ部３０ｂの傾斜面３０ｂｂは形成されず、第１の凹溝３５は、予備形状的に、第１の半導体層３１の側面に形成されることとなる。この予備形状は、個々の半導体発光素子１０の間に、形状Ｓ１が向かい合う態様の縦穴状に形成されている。
【００４７】
次いで、第１の半導体層３１の一部をウェットエッチング（熱リン酸）で除去して、逆メサ部３０ｂの傾斜面３０ｂｂと、複数の第１の凹溝３５とを形成する。この熱リン酸を用いたウェットエッチングは、特定の面方位にのみ、エッチングが進む性質を有しており、この性質を利用して、逆メサ部３０ｂの傾斜面３０ｂｂと、複数の第１の凹溝３５とを同時に形成している。なお、この方法においては、第１の凹溝３５は、逆テーパ状に拡開していく溝として形成されることとなる。
【００４８】
次いで、半導体層３０等が積層され、エッチング等の加工が済んだ基板２０を分離することで、個々の半導体発光素子１０が製造されることとなる。
【実施例２】
【００４９】
次に、実施例２の半導体発光素子１０Ａの構成について説明する。
【００５０】
図６に示す様に、この半導体発光素子１０Ａは、実施例１の半導体発光素子１０に対し、第１の凹溝３５の形状Ｓ１と、第２の凹溝３６の形状Ｓ２の構成の詳細が異なっているのみであるため、ここでは半導体発光素子１０に対する相違点を主に説明し、同様の部分については説明を省略する。
【００５１】
図４から図６に示す様に、メサ部３０ａの傾斜面３０ａａには、半導体層３０の積層された方向に沿って形成される第２の凹溝３６が、半導体層３０の積層された方向と交差する方向に沿って、複数形成されている。個々の第２の凹溝３６は、いずれも同じ形状をしており、露出面３１ａａにおける形状は、最深部３６ａＡを頂点の１つとして、この頂点における頂角を直角とした、直角二等辺三角形である形状Ｓ２Ａを成している。この形状Ｓ２Ａの残る２つの頂点３６ｂＡ・３６ｃＡは、メサ部３０ａの下底側の外周部３１ｃの上に存在している。この形状Ｓ２Ａは、第２の凹溝３６の開口の端部でもある、２つの頂点３６ｂＡ・３６ｃＡ同士を結んだ線分に直交し、且つ、その線分の中心を通る直線に対して、線対称の形状を成している。第２の凹溝３６の深さＤ２Ａは、形状Ｓ２Ａの直角二等辺三角形の高さでもある。第２の凹溝３６同士は、最深部３６ａＡ同士が一定の間隔ＰＡとなる様に配設されている。すなわち、第２の凹溝３６は、配置周期が一定の間隔ＰＡとなる様に形成されている。また、隣接する第２の凹溝３６同士の間の幅Ｌ２は、第２の凹溝３６の開口幅Ｌ４以下の長さであれば良いことから、この実施例２では、実質的に幅Ｌ２は設定されていない態様となっている。なお、第２の半導体層３３の上底面３３ａにおける、第２の凹溝３６の形状は、形状Ｓ２Ａと合同であり、第２の凹溝３６は、一定の断面形状の溝として形成されている。また、第２の半導体層３３の上底面３３ａにおける、第２の凹溝３６の形状の最深部３６ａＡは、透明電極層４０の外形線と重なる様に存在している。
【００５２】
逆メサ部３０ｂの傾斜面３０ｂｂには、半導体層３０の積層された方向に沿って形成される第１の凹溝３５が、半導体層３０の積層された方向と交差する方向に沿って、複数形成されている。個々の第１の凹溝３５は、いずれも同じ形状をしており、露出面３１ａａにおける形状は、最深部３５ａＡを頂点の１つとして、最深部３５ａＡの頂角を直角とした、直角二等辺三角形である形状Ｓ１Ａを成している。この形状Ｓ１Ａの残る２つの頂点３５ｂＡ・３５ｃＡは、逆メサ部３０ｂの上底側の外周部３１ｄの上に存在している。この形状Ｓ１Ａは、第１の凹溝３５の開口の端部でもある、２つの頂点３５ｂＡ・３５ｃＡ同士を結んだ線分に直交し、且つ、その線分の中心を通る直線に対して、線対称の形状を成している。第１の凹溝３５の深さＤ１Ａは、形状Ｓ１Ａの直角二等辺三角形の高さでもある。第１の凹溝３５同士は、最深部３５ａＡ同士が一定の間隔となる様に配設されており、この間隔は、最深部３６ａＡ同士の間隔ＰＡと同一である。すなわち、第１の凹溝３５は、配置周期が一定の間隔ＰＡとなる様に形成されている。また、隣接する第１の凹溝３５同士の間の幅Ｌ１は、第１の凹溝３５の開口幅Ｌ３以下の長さであれば良いことから、この実施例２では、実質的に幅Ｌ１は設定されていない態様となっている。なお、第１の凹溝３５の、第１の半導体層３１の下底面３１ｂにおける形状は、形状Ｓ１Ａと合同であり、第１の凹溝３５は、一定の断面形状の溝として形成されている。
【００５３】
半導体層の積層された方向から見て、第１の凹溝３５は、半導体層３０の外形形状である外周部３１ｄの直線部分に沿って形成されている。また、第２の凹溝３６は、メサ部３０ａの下底側の外周部３１ｃにおける、外周部３１ｄの直線部分と平行な直線状に形成された部分に形成されている。更に、第１の凹溝３５と第２の凹溝３６とは、一対一で対応する様に配置されている。更にまた、この一対一で対応する様に配置された、第１の凹溝３５の形状Ｓ１Ａと、第２の凹溝３６の形状Ｓ２Ａとは、合同となる様に形成されており、形状Ｓ１Ａの開口幅Ｌ３と、形状Ｓ２Ａの開口幅Ｌ４とは、同じ長さとなる。
【００５４】
この形状Ｓ１Ａを設定するにあたっては、図６に示す様に、形状Ｓ２Ａを設定し、この形状Ｓ２Ａを、第２の凹溝３６の開口の端部でもある、２つの頂点３６ｂＡ・３６ｃＡ同士を結んだ線分に直交し、且つ、その線分の中心を通る直線に沿う様に、半導体層３０の外形形状である外周部３１ｄに向かって、２つの頂点３６ｂＡ・３６ｃＡ同士を結んだ線分が、外周部３１ｄと重なり合うまで平行移動させる。この時、平行移動させた、頂点としての最深部３６ａＡを、形状Ｓ１Ａの頂点としての最深部３５ａＡとし、形状Ｓ２Ａの外形線と外周部３１ｄの外形線との２つの交点を、形状Ｓ１Ａの２つの頂点３５ｂＡ・３５ｃＡとする。従って、形状Ｓ１Ａと形状Ｓ２Ａとは、合同の形状ということとなる。この平行移動の量となる距離Ｌ０Ａは、第２の凹溝３６の深さＤ２Ａよりも短くなる様に設定されており、形状Ｓ１Ａと形状Ｓ２Ａとは、露出面３１ａａにおいて、部分的に重なり合う様に設定されている。なお、図６においては、説明の便宜上、基板２０と保護膜７０を省略している。
【実施例３】
【００５５】
実施例１では、形状Ｓ１と形状Ｓ２が相似である場合について説明し、実施例２では、形状Ｓ１Ａと形状Ｓ２Ａが合同である場合について説明した。すなわち、本発明においては、露出面３１ａａにおける、形状Ｓ１と形状Ｓ２とが、相似の形状、若しくは、合同の形状となることが重要である。このとき、いずれも形状Ｓ１・Ｓ２・Ｓ１Ａ・Ｓ２Ａについて、直角二等辺三角形を例に採って説明したが、本発明を実施する上では、下記の様に、構成の一部を適宜変更することが可能である。以下、図７に基づき、種々の変形例について、実施例３として説明する。
【００５６】
露出面３１ａａにおける第２の凹溝３６の形状Ｓ２は、直角二等辺三角形に限らず、一対一で対応する第１の凹溝３５の露出面３１ａａにおける形状Ｓ１と相似の形状であるか、合同の形状であれば、特に限定されない。従って、図７に示す様に、隣接する個々の第１の凹溝３５同士の形状Ｓ１が異なっていたとしても、形状Ｓ１に一対一で対応する第２の凹溝３６の形状Ｓ２が相似の形状であるか、合同の形状になっていれば良い。この図７では、左端の形状Ｓ１Ｂ・Ｓ２Ｂは、一般的な三角形の形状としており、相似の形状である。また、中央の形状Ｓ１Ｃ・Ｓ２Ｃは、円弧状の形状としており、相似の形状である。更に、右端の形状Ｓ１Ｄ・Ｓ２Ｄは、横長の楕円状の一部を切り出した様な形状としており、これは、形状Ｓ１Ｄの一部が、形状Ｓ２Ｄに対して合同となっている形状である。これらの形状も例示に過ぎず、任意の形状を採用して良い。
【００５７】
この左端の形状Ｓ１Ｂ・Ｓ２Ｂから解る様に、形状Ｓ１・Ｓ２は、相似の形状であるか、合同の形状であれば、線対称の形状でなくても良い。但し、形状Ｓ１において、開口幅Ｌ３が、深さＤ１よりも短い様な場合、光取りだし効率が却って悪化する場合もあるため、開口幅Ｌ３は深さＤ１よりも長い方が望ましい。同様に、形状Ｓ２において、開口幅Ｌ４が、深さＤ２よりも短い様な場合、光取りだし効率が却って悪化する場合もあるため、開口幅Ｌ４は深さＤ２よりも長い方が望ましい。
【００５８】
また、この図７では、左端の形状Ｓ１Ｂ・Ｓ２Ｂと中央の形状Ｓ１Ｃ・Ｓ２Ｃとの間の間隔Ｐ１と、中央の形状Ｓ１Ｃ・Ｓ２Ｃと右端の形状Ｓ１Ｄ・Ｓ２Ｄとの間の間隔Ｐ２とが、同じ長さではない。この様に、間隔Ｐが一定でない態様の場合でも、形状Ｓ１に一対一で対応する形状Ｓ２が相似の形状であるか、合同の形状であれば良い。しかし、例えば、第１の電極５０や、第２の電極６０に近いところほど、間隔Ｐの配置周期を粗くして、第１の電極５０や、第２の電極６０から遠いところほど、間隔Ｐの配置周期を密にして、半導体発光素子の明るさのバランスを取る様な場合においては、そのバランスを取る製品設計のし易さの観点から、隣接する形状Ｓ１同士と、隣接する形状Ｓ２同士が、合同の形状であることが望ましい。また、この場合の間隔Ｐの粗密の度合いは、最短の間隔Ｐに対する最長の間隔Ｐの比率が、２倍以内に収まる様にすることが望ましい。なお、間隔Ｐの配置周期が密になるほど、明るさが増す傾向にある。
【００５９】
この図７では、中央の形状Ｓ１Ｃ・Ｓ２Ｃを円弧状の形状としている。実施例１の様に、仮想外形線Ｋを用いる様なやり方で、この円弧状の形状Ｓ１Ｃと形状Ｓ２Ｃを設定する場合には、相似の形状ではなく、合同の形状となる。但し、図３から解る様に、半導体層３０の外周部３１ｃよりも外側の部分は実在しないため、厳密には、形状Ｓ１は、形状Ｓ２の一部分に対して、合同である形状ということとなる。また、深さＤ１・Ｄ２の長さが、開口幅Ｌ３・Ｌ４の長さの半分以下となる様な、この円弧の半径が比較的大きく、深さＤ１・Ｄ２が比較的浅い様な場合には、形状Ｓ１と形状Ｓ２を、実施例１の様な、仮想外形線Ｋを用いる様なやり方で設定しても良いが、この円弧の半径が比較的小さい様な場合には、形状Ｓ１と形状Ｓ２とが相似の形状となる様に、２つの同心円の一部を切り取った様な円弧状に設定することが望ましい。この場合も、厳密には、形状Ｓ１が、形状Ｓ２の一部分に対して、相似である形状という場合や、形状Ｓ２が、形状Ｓ１の一部分に対して、相似である形状という場合が有り得る。例えば、この図７の形状Ｓ１Ｃ・Ｓ２Ｃの場合、２つの同心円の一部を切り出した様な円弧状に設定しており、形状Ｓ２Ｃが、形状Ｓ１Ｃの一部分に対して、相似である形状となっている。なお、実施例１の仮想外形線Ｋを用いるやり方は形状Ｓ１・Ｓ２の設定の仕方の１例に過ぎず、設定の仕方自体は特に限定されない。
【００６０】
以上、図１から７に基づいて、半導体発光素子１０・１０Ａの構成を説明してきたが、本発明を実施する上では、下記の様に、更に構成の一部を適宜変更可能である。以下、箇条書きに列記する。
・半導体発光素子１０・１０Ａは、歩留まりの良さ等の観点から、半導体層３０の積層された方向から（換言すれば、図２における上方側から）見て、その外形形状が、矩形であることが一般的であるが、この点を考慮しなければ、特に外形形状は限定されない。
・実施例の半導体発光素子１０・１０Ａは、対向する電極間を結ぶ方向を、半導体発光素子の長手方向とした、長方形としているが、正方形であっても良い。
・基板２０の材料は、半導体層３０の形状を形成するための加工の作業性等を考慮すると、サファイアを用いることが望ましいが、同様の加工が可能であれば、特に材料は限定されず、窒化ガリウム系の材料でも良い。
・基板２０の厚みは特に限定されないが、コストや製品性能の安定性確保の観点等から、８０〜２４０μｍに設定されることが望ましい。
・第１の半導体層３１、発光層３２、第２の半導体層３３はいずれも、図２において単層状に図示されているが、複数の層が積層されて成る態様であっても良い。
・第１の半導体層３１の膜厚は特に限定されないが、コストや製品性能の安定性確保の観点等から、５〜１０μｍに設定されることが望ましい。
・発光層３２の膜厚は特に限定されないが、コストや製品性能の安定性確保の観点等から、０．０５〜０．５μｍに設定されることが望ましい。
・第２の半導体層３３の膜厚は特に限定されないが、コストや製品性能の安定性確保の観点等から、０．０５〜０．５μｍに設定されることが望ましい。
・段差部３１ａは、第１の半導体層３１の外周部３１ｄの全周に設けることが望ましいが、半導体発光素子の明るさのバランスを考慮して、部分的に設けることとしても良い。例えば、本発明の図１では、第１の電極５０と第２の電極６０とが、半導体発光素子１０の外形形状の一対の短辺側にそれぞれ近接していることから、第１の電極５０と第２の電極６０とが近接していない、半導体発光素子１０の外形形状の一対の長辺側にのみ、段差部３１ａを設ける態様が考えられるが、製品の要求性能に合わせて、任意に設定して良い。
・露出面３１ａａを境界部として、発光層３２を含む側の半導体層３０の側面は、メサ形状とすることが望ましいが、所望の光の取り出し方向に応じて、適宜変更しても良い。例えば、この側面を露出面３１ａａに対して直交する面として、傾斜させない態様としても良い。
・メサ部３０ａの傾斜面３０ａａと露出面３１ａａとが成す角θ１は、１３５°であることが望ましいが、１００°〜１６０°の範囲で、適宜設定しても良い。
・露出面３１ａａを境界部として、発光層３２を含まない側の半導体層３０の側面は、逆メサ形状とすることが望ましいが、所望の光の取り出し方向に応じて、適宜変更しても良い。例えば、この側面を露出面３１ａａに対して直交する面として、傾斜させない態様としても良い。
・逆メサ部３０ｂの傾斜面３０ｂｂと露出面３１ａａとが成す角θ２は、４５°であることが望ましいが、２０°〜８０°の範囲で、適宜設定しても良い。
・逆メサ部３０ｂには、第１の半導体層３１の側面部３１ｅが、面状に残されているが、この側面部３１ｅが無く、外周部３１ｄが、線状に傾斜面３０ｂｂの端部となる態様としても良い。
・距離Ｌ０は、実施例２の様に、第２の凹溝３６の深さＤ２Ａより短い態様となっても良いが、露出面３１ａａの面積を或る程度確保する観点から、深さＤ２の半分までを限度とすることが望ましい。
・第２の凹溝３６の深さＤ２は特に限定されないが、エッチング加工のし易さ等の観点から、１〜２０μｍに設定されることが望ましい。
・第２の凹溝３６の開口幅Ｌ４は特に限定されないが、光取り出し効率の観点から、２〜４０μｍに設定されることが望ましい。
・最深部３６ａ同士の間隔Ｐは特に限定されないが、エッチング加工のし易さ等の観点から、２〜５０μｍに設定されていることが望ましい。
・間隔Ｐは、一定の間隔であることが望ましいが、隣接する第２の凹溝３６同士の間の幅Ｌ２が、第２の凹溝３６の開口幅Ｌ４以下の長さとなる様に間隔Ｐが設定されていれば、特に限定されず、一定の間隔でなくても良い。
・隣接し合う２つの第１の凹溝３５間の間隔Ｐの長さは、隣接し合う２つの第１の凹溝３５の、それぞれの開口幅Ｌ３に対して長くなる様に設定されていることが望ましい。同様に、隣接し合う２つの第２の凹溝３６間の間隔Ｐの長さは、隣接し合う２つの第２の凹溝３６の、それぞれの開口幅Ｌ４に対して長くなる様に設定されていることが望ましい。
・実施例１の第１の凹溝３５は、基板２０側へ向かうほど開口幅Ｌ３が漸増していく、所謂、逆テーパ状に拡開していく溝として形成されているが、第２の凹溝３６の様に、一定の断面形状の溝としても良い。更に、順テーパ状に狭閉していく溝としても良い。
・第２の凹溝３６は、一定の断面形状の溝として形成されているが、第１の凹溝３５の様に、逆テーパ状に拡開していく溝としても良い。更に、順テーパ状に狭閉していく溝としても良い。
・透明電極層４０の外形形状は、第２の凹溝３６の領域と重なり合うことがなければ、第２の半導体層３３の上底面３３ａの外形形状に沿う様に形成されていても良い。
・透明電極層４０の材料は、ＩＴＯに限らず、ＩＣＯやＩＺＯ等、光を透過する透明性に優れた導電性の材料であれば、特に限定されない。
・第１の電極５０は、第１の半導体層３１に積層されていれば良く、その積層する面が、露出面３１ａａと同一面でなくても良い。すなわち、第１の電極５０を積層する面が、露出面３１ａａに対して段差や傾斜を有していても良い。また、その段差の方向について、露出面３１ａａより基板２０に近付く側であっても、基板２０から離れる側であっても良い。
・第１の電極５０と、第２の電極６０とはいずれも、図２において単層状に図示されているが、複数の層が積層されて成る態様であっても良い。また、その材料は、導電性や耐食性に優れ、半導体層３０や透明電極層４０とのオーミックコンタクト性に優れたものであれば、特に限定されない。また、その形状も特に限定されず、例えば、枝状に伸びた延伸電極を有する様な態様としても良い。
・保護膜７０は、図２において単層状に図示されているが、複数の層が積層されて成る態様であっても良い。また、その材料は、光を透過する透明性と、電気的な絶縁性に優れたものであれば、特に限定されない。
・前述した半導体発光素子１０の製造方法は代表的な例であり、同様の構成を得られる製造方法であれば、特にこれに限定されるものではない。
【００６１】
以上、説明した構成に基づき、本発明の特徴と効果について、今一度記す。
【００６２】
本発明の半導体発光素子１０・１０Ａにおいては、特許文献１から特許文献４に開示される半導体発光素子と比較して、半導体層３０が、発光層３２を含む上側部分と、上側部分より大きな下側部分とに、段差部３１ａを介して分けられており、更に、それぞれの側面に、凹溝（第１の凹溝３５と第２の凹溝３６）が複数形成されていることから、半導体層３０の側面に、単に凹溝を複数設けた構成よりも光取り出し効率が向上することとなる。すなわち、半導体層３０に設けた凹溝を、段差部３１ａで一旦分断して、半導体発光素子１０の内外方向にオフセットさせていることが特徴であり、これによって、光取り出し効率が向上することとなる。
【００６３】
また、少なくとも一部の第１の凹溝３５と第２の凹溝３６とが一対一で対応する様に配置され、第２の凹溝３６の形状Ｓ２の少なくとも一部分の形状と、第１の凹溝３５の形状Ｓ１とが、相似であることから、例えば、第１の凹溝３５と第２の凹溝３６の形状Ｓ１・Ｓ２が２つの同心円の一部を切り取った様な円弧状の場合に、第１の凹溝３５の形状Ｓ１に対応した、第２の凹溝３６の形状Ｓ２との間の距離が一定となることから、一層、光取り出し効率が向上することとなる。
【００６４】
また、少なくとも一部の第１の凹溝３５と第２の凹溝３６とが一対一で対応する様に配置され、第２の凹溝３６の形状Ｓ２と、第１の凹溝３５の形状Ｓ１とが、合同である場合は、例えば、第１の凹溝３５と第２の凹溝３６の形状Ｓ１・Ｓ２が三角形の場合に、第１の凹溝３５の形状Ｓ１と第２の凹溝３６の形状Ｓ２との間の距離が一定となることから、一層、光取り出し効率が向上することとなる。すなわち、本発明においては、露出面３１ａａにおける、形状Ｓ１と形状Ｓ２とが、一対一で対応する様に配置され、更に、相似の形状、若しくは、合同の形状となっていることが重要である。
【００６５】
更に、半導体層３０の外形形状が矩形であり、その外形形状の殆どが直線状であることから、第１の凹溝３５と第２の凹溝３６との多くが、その直線状の部分に形成されるため、一層、光取り出し効率が向上することとなる。
【００６６】
更に、第１の凹溝３５の形状Ｓ１と第２の凹溝３６の形状Ｓ２とは、いずれも線対称の形状であることが望ましく、その場合には、第１の凹溝３５と第２の凹溝３６における光の反射や屈折の偏りが抑制され、一層、光取り出し効率が向上することとなる。
【００６７】
更に、発光層３２を含む側の半導体層３０の側面が、第１の半導体層３１の側から、第２の半導体層３３の側へ向かって、徐々に狭くなっていく様に傾斜した、所謂、順テーパ形状であることから、半導体発光素子１０がフェースアップ型である場合、発光層３２を含む側の半導体層３０の側面から放出される光の方向が、第２の半導体層３３の側に屈折し易くなるため、一層、光取り出し効率が向上することとなる。
【００６８】
更に、発光層３２を含まない側の半導体層３０の側面が、発光層３２の側から、第１の半導体層３１の側へ向かって、徐々に狭くなっていく様に傾斜した、所謂、逆テーパ形状であることから、半導体発光素子１０がフェースアップ型である場合、発光層３２を含まない側の半導体層３０の内部で伝搬している光が、発光層３２を含まない側の半導体層３０の側面で、第２の半導体層３３の側の方向へ反射し易くなるため、一層、光取り出し効率が向上することとなる。
【００６９】
更に、複数の第１の凹溝３５、及び、複数の第２の凹溝３６の、それぞれの配置周期が、一定である場合には、半導体発光素子１０の設計が複雑化することが抑制されて、製造コストの増大を抑制するとともに、製品の性能のバラツキも抑制されることとなる。
【００７０】
また、複数の第１の凹溝３５、及び、複数の第２の凹溝３６の、それぞれの配置周期が、第１の電極５０、及び、第２の電極６０に近いところほど粗く、第１の電極５０、及び、第２の電極６０から遠いところほど密である場合には、通常、明るくなり易い電極の周辺部位と、暗くなり易い電極から離れた部位との明るさのバランスを調整することが可能となり、製品の商品性が向上することとなる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、フェースアップ型の半導体発光素子を実施例に採り、その構成と製造方法について説明しているが、本発明を適用可能な半導体発光素子としては、これに限られるものではない。
【符号の説明】
【００７２】
１０      ・・・  半導体発光素子（実施例１）
１０Ａ    ・・・  半導体発光素子（実施例２）
２０      ・・・  基板
２０ａ    ・・・  （基板の）外周部
２０ｂ    ・・・  （基板の）上底部
３０      ・・・  半導体層
３０ａ    ・・・  （半導体層の）メサ部
３０ａａ  ・・・  （メサ部の）傾斜面
３０ｂ    ・・・  （半導体層の）逆メサ部
３０ｂｂ  ・・・  （逆メサ部の）傾斜面
３１      ・・・  第１の半導体層
３１ａ    ・・・  （第１の半導体層の）段差部
３１ａａ  ・・・  （段差部における）露出面
３１ｂ    ・・・  （第１の半導体層の）下底面
３１ｃ    ・・・  （メサ部の下底側における）外周部
３１ｄ    ・・・  （第１の半導体層における）外周部
３１ｅ    ・・・  （第１の半導体層の）側面部
３２      ・・・  発光層
３３      ・・・  第２の半導体層
３３ａ    ・・・  （第２の半導体層の）上底面
３５      ・・・  第１の凹溝
３５ａ    ・・・  （第１の凹溝の）最深部
３５ａａ  ・・・  （第１の半導体層の下底面における第１の凹溝の）最深部
３５ａＡ  ・・・  （実施例２の第１の凹溝の）最深部
３５ｂ    ・・・  （第１の凹溝の開口における）頂点
３５ｂＡ  ・・・  （実施例２の第１の凹溝の開口における）頂点
３５ｃ    ・・・  （第１の凹溝の開口における）頂点
３５ｃＡ  ・・・  （実施例２の第１の凹溝の開口における）頂点
３６      ・・・  第２の凹溝
３６ａ    ・・・  （第２の凹溝の）最深部
３６ａＡ  ・・・  （実施例２の第２の凹溝の）最深部
３６ｂ    ・・・  （第２の凹溝の開口における）頂点
３６ｂＡ  ・・・  （実施例２の第２の凹溝の開口における）頂点
３６ｃ    ・・・  （第２の凹溝の開口における）頂点
３６ｃＡ  ・・・  （実施例２の第２の凹溝の開口における）頂点
４０      ・・・  透明電極層
５０      ・・・  第１の電極
６０      ・・・  第２の電極
７０      ・・・  保護膜
Ｄ１      ・・・  （第１の凹溝の）深さ
Ｄ１Ａ    ・・・  （実施例２の第１の凹溝の）深さ
Ｄ２      ・・・  （第２の凹溝の）深さ
Ｄ２Ａ    ・・・  （実施例２の第２の凹溝の）深さ
Ｋ        ・・・  仮想外形線
Ｌ０      ・・・  距離
Ｌ１      ・・・  （隣接する第１の凹溝同士の間の）幅
Ｌ２      ・・・  （隣接する第２の凹溝同士の間の）幅
Ｌ３      ・・・  （第１の凹溝の）開口幅
Ｌ４      ・・・  （第２の凹溝の）開口幅
Ｐ        ・・・  （第２の凹溝の最深部同士の）間隔
ＰＡ      ・・・  （実施例２の第２の凹溝の最深部同士の）間隔
Ｐ１      ・・・  （形状Ｓ１Ｂ・Ｓ２Ｂと形状Ｓ１Ｃ・Ｓ２Ｃとの間の）間隔
Ｐ２      ・・・  （形状Ｓ１Ｃ・Ｓ２Ｃと形状Ｓ１Ｄ・Ｓ２Ｄとの間の）間隔
Ｓ１      ・・・  （第１の凹溝の）形状
Ｓ１Ａ    ・・・  （実施例２の第１の凹溝の）形状
Ｓ１Ｂ    ・・・  （図７の左端の第１の凹溝の）形状
Ｓ１Ｃ    ・・・  （図７の中央の第１の凹溝の）形状
Ｓ１Ｄ    ・・・  （図７の右端の第１の凹溝の）形状
Ｓ２      ・・・  （第２の凹溝の）形状
Ｓ２Ａ    ・・・  （実施例２の第２の凹溝の）形状
Ｓ２Ｂ    ・・・  （図７の左端の第２の凹溝の）形状
Ｓ２Ｃ    ・・・  （図７の中央の第２の凹溝の）形状
Ｓ２Ｄ    ・・・  （図７の右端の第２の凹溝の）形状
θ１      ・・・  （メサ部の傾斜面と露出面とが成す）角
θ２      ・・・  （逆メサ部の傾斜面と基板の上底面とが成す）角
【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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