(57)【要約】【課題】光度の高い半導体発光素子を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の半導体発光素子は、第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層を含む発光構造を有する半導体構造と、前記第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層にそれぞれ導通されている第１電極及び第２電極と、を備え、前記半導体構造の相互に対向する主面において、前記第１導電型半導体層側の第１の主面に第１反射領域と第２反射領域とが設けられ、前記第２導電型半導体層側の第２の主面に前記第２電極が設けられており、前記第１反射領域は、前記第２電極に対向して配置され、略一方向性の光反射面を有し、前記第２反射領域は、多方向性の光反射面を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層を含む発光構造を有する半導体構造と、
前記第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層にそれぞれ導通されている第１電極及び第２電極と、を備え、
前記半導体構造の相互に対向する主面において、前記第１導電型半導体層側の第１の主面に第１反射領域と第２反射領域とが設けられ、前記第２導電型半導体層側の第２の主面に前記第２電極が設けられており、
前記第１反射領域は、前記第２電極に対向して配置され、略一方向性の光反射面を有し、
前記第２反射領域は、多方向性の光反射面を有する半導体発光素子。
【請求項２】
前記第２反射領域が、前記第１反射領域の前記略一方向性の光反射面に対して傾斜した小反射面を複数含む凹凸構造を有する請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記凹凸構造が、互いに屈折率の異なる２種以上の透光性異種材料の界面に形成されてい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】
前記半導体構造の第１の主面に、透光性基板を有し、
前記凹凸構造を形成する界面が、前記透光性基板と前記第１導電型半導体層との界面から成ることを特徴とする請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記半導体構造の第１の主面に、透光性基板を有し、
前記透光性基板と前記第１導電型半導体層との間に、前記第１導電型半導体層と屈折率の異なる材料から成り突起部を有する突起部材が設けられ、
前記凹凸構造を形成する界面が、前記第１導電型半導体層と前記透光性基板との界面、及び前記第１導電型半導体層と前記突起部材との界面と、を有することを特徴とする請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記半導体構造の第１の主面に、透光性基板を有し、
前記透光性基板と前記第１導電型半導体層との間に、導電性の第１光学材料と、前記第１光学材料と屈折率の異なる第２光学材料とが順次積層されており、
前記第１光学材料と前記第２光学材料と界面に前記凹凸構造が形成されていることを特徴とする請求項３に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記第２の主面が、第１反射領域に対向する第１対向領域に略一方向性の光反射面を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記第１対向領域の光反射面が、前記第２導電型半導体と、該第２導電型半導体より屈折率の低い透光性材料から成る低屈折率層と、が形成する異種材料界面である請求項７記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記半導体構造の断面において、前記第１対向領域の両端部から該領域の外部方向に向かって前記異種材料界面の臨界角θｃの方向に伸びる境界線が、前記半導体構造の第１主面を区画した領域を第３領域とし、
前記第３領域が、少なくとも前記第１反射領域を内包し、前記第２反射領域と隣接若しくは離間している請求項８に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記第１反射領域と第１対向領域とが略平行である請求項７乃至９のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１１】
前記第１反射領域及び前記第２反射領域が、それぞれ主方向の光反射面を有し、該主方向が互いに略平行である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１２】
前記第２電極が、前記第２導電型半導体層に接触している接触電極と、前記接触電極と導通されている第２パッド電極と、を有し、
前記第２導電型半導体層と前記接触電極との間に、前記低屈折率層が部分的に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体発光素子。
【請求項１３】
前記低屈折率層が絶縁体であり、
前記低屈折率層の略直下領域の前記第２導電型半導体層が、電流阻止領域であることを特徴とする請求項１２に記載の半導体発光素子。
【請求項１４】
前記第２電極が、前記第２導電型半導体層に接触している透光性導電膜と、前記透光性導電膜と導通されている第２パッド電極と、を有し、
前記透光性導電膜と前記接触電極との間に、絶縁体材料から成る前記低屈折率層が部分的に形成されていることを特徴とする請求項８に記載の半導体発光素子。
【請求項１５】
前記第１電極が、前記半導体構造の前記第１の主面上に、前記第２導電型半導体層の電極形成面に対向して設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体発光素子。
【請求項１６】
前記透光性基板が導電性材料から成り、
前記第１電極が、前記透光性基板の表面上に、前記第２導電型半導体層の電極形成面に対向して設けられていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか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し、特に光の取出し効率が良好な半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子の出力を高めるために、（１）光取出し効率を高める、（２）有効に利用できる発光量を増やす、又は（３）発光素子内での光の吸収を抑制するなど、色々な工夫がされている。
【０００３】
（１）光取出し効率を高める方法としては、例えば、光取出し面に透明絶縁膜の凹凸構造を形成することにより、光の取出し効率を向上できることが知られている（例えば特許文献１〜４参照）。また、半導体層の基板側に凹凸構造を設けることにより、半導体発光素子内で全反射していた光の方向を変化させて、光を素子外部に取り出すことも知られている（例えば特許文献３〜９参照）。これらの方法は、発光素子内から光を効率よく取り出すことにより、半導体発光素子内での光の損失を低減するものである。
【０００４】
（２）有効に利用できる発光量を増加する方法としては、例えば、パッド電極直下に流れる電流を遮断することにより、パッド電極直下の発光を抑制することが知られている（例えば特許文献１０参照）。パッド電極直下は、パッド電極によって遮光されるにも拘わらず、電流が集中しやすい。そこで、パッド電極直下の電流をパッド電極直下以外に流れるようにすれば、同じ電流であっても発光素子の光度を高めることができる、というものである。
【０００５】
そして、（３）発光素子内での光吸収を抑制する方法としては、例えば、透光性電極と金属製パッド電極との間に、透光性電極よりも屈折率の小さい透光性絶縁膜を部分的に介在させることが知られている。このような屈折率差を利用した反射機構により、全反射する光の量を増加させることが知られている（例えば特許文献１１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２５９９７０号公報
【特許文献２】特開２０００−１９６１５号公報
【特許文献３】国際公開０３／０６５４６４号パンフレット
【特許文献４】特表２００５−５３５１４３号公報
【特許文献５】国際公開０３／０１０８３１号パンフレット
【特許文献６】特開２００５−１５８７８８号公報
【特許文献７】特表２００４−５０６３３１号公報
【特許文献８】特表２００４−１２８５０７号公報
【特許文献９】特開２００４−９５９５９号公報
【特許文献１０】特開平８−２５０７６９号公報
【特許文献１１】特開２００５−１９７２８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の構成を採用することにより、半導体発光素子の出力は格段に向上した。しかしながら、より出力の高い半導体発光素子に対する要求は強い。
そこで、本発明は、さらに光度の高い半導体発光素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の（１）光取出し効率を高める方法において、基板に凹凸を設けることにより半導体発光素子の光取出し効率を向上させることができることを述べた。しかしながら、発明者らは、この凹凸による光の方向の変更によって、必ずしも光の取出し効率が向上する訳ではなく、低下する場合があることを新規に見いだした。
【０００８】
金属から形成される電極、特にパッド電極は光を吸収するため、半導体層内を伝搬する光が電極に向かう等により電極に到達する光量が増えることや、その電極下を伝搬する光量が増えることは、電極による光吸収及び光損失の増加を引き起こす。その結果、光取り出し効率及び発光効率の低下につながる。ところが、基板に凹凸を形成すると、本来であれば電極に向かわないはずの光の方向を変更させ、その一部が電極に向かう光となることがある。従って、電極形成領域と、半導体層を挟んで電極形成領域に対向する光反射方向変換領域（例えば凹凸など）との相関を制御することにより、光の進行方向は制御可能であり、それにより光取り出し効率を向上させ得ることを見出した。
【０００９】
更に、上記（３）のように電極下面側に屈折率差に依る反射機構を備えた構造では、その反射機構に到達する光の入射角度が重要となる。すなわち、全反射角より低角度の入射角では全反射せずに電極に到達するため、その電極方向に進行する光の角度を制御することが重要となることも見出した。係る知見に依れば、反射機構と、半導体層を挟んで反射機構に対向する光反射方向変換領域（例えば凹凸など）との相関性を制御することで、光取り出しを効率的になせることを見出した。
【００１０】
以上の通り、電極形成領域の反射構造と、それに対向する光反射側の各光反射機能及びその領域とを好適に設定することで、発光素子の光取り出し効率及び発光効率を向上させることができる。ひいては、発光素子の素子機能を低下させずに発光出力を向上させ、電力変換効率も向上させることができる。加えて、各領域に対応して、半導体構造に発光領域と非発光領域とを設けることで、更に発光効率を高めることができる。
【００１１】
具体的には、パッド電極直下の基板が平坦であった場合、パッド電極直下の基板表面に到達する光は、通常の媒質境界面の反射に従って、入射角と同じ反射角で光の進行方向を変化させる。例えば、発光の光路を、半導体層の厚み方向（縦方向）と、厚み方向に垂直な方向（横方向）とに大きく分けて考える。パッド電極の直下で発光した光のうち、縦方向に進行する光のほとんどが、直接パッド電極に向かうか又は基板表面で反射され間接的にパッド電極方向に向かい、横方向に進行する光は、パッド電極直下からそれ以外の方向に向かう。他方、パッド電極直下以外の領域で発光した光のうち、縦方向に進行する光の多くは、発光素子の光取り出し部から外部に取り出され、横方向に進行する光の大部分はパッド電極以外の方向に向かう。ところが、これらの横方向に進行する光の一部は、発光素子内部での反射により、パッド電極方向に進行する光となる。すなわち、パッド電極直下で発光して縦方向に進行する光と、パッド直下及びパッド直下以外で発光して横方向に進行する光（特にパッド電極直下以外で発光した光）には、パッド電極に向かう光が含まれる。しかしながら、その発光領域、光の伝搬、及び素子内部での反射などを制御することにより、発光素子内のパッド電極で失われる光を減らすことができる。これら制御による光損失の減少は、特に、横方向に進行する光に対して効果が高い。
【００１２】
発光素子の発光領域、光の伝搬、及び素子内部での反射などの制御を行うための発光素子構造について検討する。パッド電極直下の基板に凹凸が形成された構造であると、
パッド電極直下で発光して縦方向に進行する光は、基板の凹凸によってパッド電極方向以外の方向に反射され、主に横方向に伝播する光となる。他方、パッド直下及びパッド直下以外で発光して横方向に進行する光の一部は、基板の凹凸によって縦方向に進行する光、すなわち、パッド電極方向若しくはその反射方向に進行する光に変換される。この横方向に進行する光には、縦方向に進行する光から横方向に進行する光に変換されたものも含まれる。すなわち、縦方向に進行する光を、パッド電極の方向からそらすことができたとしても、発光素子内を伝搬するうちに、その一部は再度縦方向に進行する光に変換されてしまう。
そのことから本発明について、具体的な構造で比較すると、パッド直下が平坦である半導体発光素子のほうが、パッド直下が凹凸である半導体発光素子に比べて、出力が高くなることを明らかにし、出力の高い半導体発光素子を得ることを可能にした。
以上の新たな知見に基づき、本発明者らは鋭意検討した結果、以下の本発明を見出した。
【００１３】
すなわち、本発明に係る半導体発光素子は、第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層を含む発光構造を有する半導体構造と、前記第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層にそれぞれ導通されている第１電極及び第２電極と、を備え、前記半導体構造の相互に対向する主面において、前記第１導電型半導体層側の第１の主面に第１反射領域と第２反射領域とが設けられ、前記第２導電型半導体層側の第２の主面に前記第２電極が設けられており、前記第１反射領域は、前記第２電極に対向して配置され、略一方向性の光反射面を有し、前記第２反射領域は、多方向性の光反射面を有する。
ここで、「略一方向性の光反射面」とは、平行に入射した複数の光が、ほぼ同じ方向に反射されるような光反射面をいい、巨視的に見た光反射面の法線方向を基準として、光が反射する。
また、「多方向性の光反射面」とは、平行に入射した複数の光が、多方向に反射されるような光反射面をいい、例えば、微視的に見たときに、法線方向の異なる小平面が複数含まれた光反射面などが含まれる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、半導体構造の第１の主面を主に２つの領域（第１反射領域と第２反射領域）に分けている。第２電極と対向して配置される第１反射領域は、略平坦で一方向の法線となる反射面を備えることで、横方向に伝搬する光の進行方向をあまり変化させずに横方向に導波する領域として機能する。また、他方の第２反射領域は、第２電極と対向していない領域であり、後述する凹凸構造などのように光を多方向に反射させる機能を与えられることで、この領域において光の進行方向を変化させ、さらに素子外部へ光を取り出す際にも有利である。このように、本態様の発光素子では、光の伝搬、反射、及び進行方向変換等の機能を、第１反射領域と第２反射領域とで機能分離した構造とできる。
本発明は、光の取出し効率の向上と、パッド電極による光吸収の抑制との相乗効果により、半導体発光素子の光度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための半導体発光素子などの各態様を例示するものであって、本発明はを以下のものに特定しない。実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
【００１６】
＜実施の形態１＞
図１Ａ及び図１Ｂに示す半導体発光素子１０は、本実施の形態に係る発光素子を主に説明するものであり、後述の各実施の形態にも応用できる。図に観るように、発光素子の基本的な構造として、第１導電型半導体層（例えばｎ型半導体層）１６及び第２導電型半導体層（例えばｐ型半導体層）２０を少なくとも含む発光構造を有する。このような発光構造を形成する半導体構造１４は、更にその間に活性層１８を備えることができる。ｐ型半導体層１６及びｎ型半導体層２０には、それぞれ第１電極（例えばｎ側パッド電極）２８及び第２電極（例えばｐ側パッド電極）２４が設けられている。この例では、第２電極２４は、透光性電極２２を介して第２導電型半導体層２０と接続している。
【００１７】
図１Ａは発光素子１０の上面図であり、図１Ｂ及び図１Ｄは、図１ＡのＡ−Ａ線断面図及びＢ−Ｂ線断面図をそれぞれ示している。図１Ｃは、図１Ｂの第２電極２４の直下領域の拡大図である。
図１Ａでは保護膜４０を省略し、代わりに、保護膜開口部を一点鎖線で示した。この保護膜開口部は、第１電極２８及び第２電極２４を露出するために保護膜４０に設けられる。そして、第１反射領域Ｒ１の境界線を破線で示し、第２反射領域Ｒ２の境界線を２点鎖線で示した。また、図１Ａの部分拡大図では、凹凸構造５０（凸部６０）を詳細に示し、また第２反射領域Ｒ２を斜線でハッチングしている。
【００１８】
本実施の形態は、半導体構造１４の２つの主面（第１の主面１４１、第２の主面１４２）のうち、第２の主面１４２側に電極を設け、それに対向する第１の主面１４１側に、２つの反射領域（第１反射領域Ｒ１、第２反射領域Ｒ２）を設けた構造を基本構造としている。図示する例では、第２導電型半導体層２０側が第２の主面１４２であり、第２電極２４が設けられる。また、第１導電型半導体層１６側が第１の主面１４１であり、第２電極２４に対向する第１反射領域Ｒ１と、それ以外の領域に第２反射領域Ｒ２とが設けられている。図１Ａ〜図１Ｄの例では、第１反射領域Ｒ１はほぼ平坦な反射面が形成され、第２反射領域Ｒ２は異なる方向を向いた小反射面が複数設けられた集合面のような構造となっている。
【００１９】
光の反射や屈折の最も単純な系では、屈折率の異なる媒質が接触する異種材料境界面の面反射において、その境界面の法線方向を基準として光の入射角が決定され、そして入射角と異種材料の屈折率差との関係によって、反射や屈折が起こる。上記例の第１反射領域Ｒ１は、異種材料境界面の法線方向が１つであり、一方向性の反射面となっている。他方、第２反射領域Ｒ２では、異種材料境界面を構成する複数の小反射面が異なる方向を向いているので、異種材料境界面は複数の法線方向を有している。よって第２反射領域Ｒ２は、多方向性の反射面となっている。より詳細には、図１Ｃに示すように、第２反射領域Ｒ２に含まれる法線方向は、凸部６０の上面６０１、側面６０２、及び凹部４２の底面６２３の３種類の小反射面に対する３つの法線方向である。互いに隣接する小反射面は、異なる方向を向いた状態で配列されているので、一方の小反射面の法線方向は、他方の小反射面の法線方向に対して傾斜することになる。このようにして、多くの小反射面が配置される。小反射面のうちでも凸部６０の側面６０２は、半導体構造１４の第１主面１４１に対して大きく傾斜しているので、側面６０２で反射した光の進行方向は、第１主面１４１の法線方向を基準とした反射方向から大きく変更される。よって、多方向の光反射面を形成するには、側面６０２を含むことが好ましい。このように、法線方向が複数あるだけでなく、相互に傾斜した小反射面の組が配列されるような構造であると、光反射方向を様々な方向に変換でき好ましく、その様な構造となるように、例えば複数の小反射面のような多方向性の光反射面で構成された構造を第２反射領域Ｒ２に形成する。
【００２０】
以下に、第１反射領域Ｒ１での光の進行について詳述する。第２電極２４の下面側の領域（第１対向領域）とそれに対向する第１反射領域Ｒ１とで挟まれた半導体構造１４の媒質領域において、例えば図１Ｂ及び図１Ｃの白抜き矢印Ｌｔで示すような横方向への光伝搬を促進し、他方、縦方向に進行する光を抑制するように制御するために、一方向性、若しくは略一方向性の光反射面を第１反射領域Ｒ１に設けている。これは、入射角の高い光、例えば図１ＣのＬ１のような横方向に偏った光が第１反射領域Ｒ１に入射されるとき、その光のほとんどが、第１反射領域Ｒ１の外方から伝搬されてきた光である。その光を略一方向の光反射面により、高角度を保持して反射することで、光は第１反射領域Ｒ１の外方へ伝搬され、最終的には半導体構造１４から排出させることができる。また、入射角の低い光、例えば図１ＣのＬ２のような縦方向に偏った光が第１反射領域Ｒ１に入射されるとき、その光は第１反射領域Ｒ１の内側若しくは第１反射領域Ｒ１の境界に近接する領域から伝搬する光である。このよう入射角の低い光は、第２電極２４と第１反射領域Ｒ１との間で反射が繰り返されるため、第２電極２４と第１反射領域Ｒ１とに、好適な反射構造を形成する必要がある。なお、Ｌ２のように高角度の入射は、半導体構造１４の第１反射領域Ｒ１が透光性部材で覆われていると、その透光性部材内に屈折、侵入させて、半導体構造１４から排出することができる。特に、第１対向領域での全屈折角を、第１反射領域の全屈折角を大きくすることにより、半導体構造１４内の光の排出が、第１対向領域からよりも、第１反射領域Ｒ１からのほうが促進されるので好ましい。これは、第１対向領域に形成した透光性材料（低屈折率層３０）と半導体構造１４との屈折率差を、第１反射領域Ｒ１を覆う透光性部材と半導体構造１４との屈折率差より大きくすればよい。
【００２１】
一方、第２反射領域Ｒ２における光の進行は、図１Ｂ及び図１Ｃの白抜き矢印Ｌｔに示すような横方向に伝搬する光の進行方向を変化させ、半導体構造１４の外へ、更には発光素子１０の外部へ排出する。例えば、図１ＣのＬ４のような横方向に伝搬する光が、第１反射領域Ｒ１と第１対向領域とで挟まれた領域内に侵入する前に、第２反射領域Ｒ２の多方向性の光反射面（微視的には、光反射面に形成された凸部６０の側面６０２）で反射して進行方向を変換される。これにより、第１反射領域Ｒ１に侵入する光量が減少する。また、例えばＬ３のような横方向に伝搬する光は、第１反射領域Ｒ１を通過した後に半導体構造１４の側面で反射され、さらに横方向伝搬と半導体構造１４の側面の反射とを繰り返すことで減衰するが、第２反射領域Ｒ２を複数配置することで、光の進行方向を変換して半導体構造１４内での光の減衰を回避できる。
【００２２】
第２反射領域Ｒ２に設けられた光反射面の変換手段（例えば凸部６０）によって進行方向が横方向から縦方向に変換された光は、第２反射領域Ｒ２や、それに対向する第２の主面１４２側の領域（第２対向領域）から、半導体構造１４の外部に取り出される。第２反射領域Ｒ２は、図１Ｃに示すように、第１反射領域Ｒ１を挟んで両側に配置するのが好ましい。なお、変換手段によって進行方向が変換されなかった光や、進行方向が比較的微少な角度変化であったものは、そのまま横方向に伝搬する。
第２反射領域Ｒ２と、その対向領域である第２対向領域とを光取り出し部とする具体的な構造の例は、後述の各実施の形態及び実施例に示されている。例えば、第２反射領域Ｒ２を光取り出し部とするには、透光性の基板１２を第２の主面１４２に配置する構造、第２対向領域に透光性部材、例えば保護膜４０等の透光性絶縁膜、透光性導電層、を配置する構造、などがある。さらに、半導体構造１４の側面は、通常、横方向伝搬の光が最終的に到達し反射される箇所であるが、その側面も主要な光取り出し部とすることが好ましい。
【００２３】
このように、本実施の形態の発光素子１０は、半導体構造１４の光媒質内で、第１反射領域Ｒ１では侵入した光の進行方向を変化させないで通過させ、第２反射領域Ｒ２では第２反射領域Ｒ２で進行方向を変化させ、そこから半導体構造１４外部へ排出させる構造となっている。
【００２４】
また、図１Ｂでは、第１反射領域Ｒ１と第２反射領域Ｒ２との組を１組だけ設けているが、この組を発光素子１０内に複数設けても良い。これは、第１反射領域Ｒ１は、パッド電極のような光吸収や遮光性に寄与する部材の形成位置に対応して設けられるため、例えば大面積で、複数の第２電極２４が設けられる発光素子では、複数の第１反射領域Ｒ１を形成し、それと同時に複数の第２反射領域Ｒ２が形成される。
【００２５】
また、発光素子１０の各構成の寸法は、例えば図１を例にとると、発光素子１０の外形（基板１２の寸法）は一辺３２０μｍの略正方形で、第１パッド電極２８の幅及び第２パッド電極２４の直径は約１００μｍ程度、半導体構造１４の厚みは約５μｍ程度、基板の厚みは約１００μｍ程度である。従って、断面に現れる各構成の寸法は、半導体構造１４図１Ｂのように発光素子１０の外形の辺に沿って切断すれば高さ約５μｍ×幅３２０μｍ、図１Ｄのように対角線方向に切断すれば高さ約５μｍ×幅４５０μｍである。そして、その第２の主面１４２側にｐ側パッド電極２４（直径約１００μｍ）、第１電極形成領域２６（幅約１５０μｍ）、が設けられた構造となっている。従って、図１Ｂ及び図１Ｄは、半導体構造１４の厚みを実寸法の比率よりも誇張して厚く示しているが、この実例の系では、半導体構造１４は高さに対して幅が６０倍から９０倍の極めて長細い形状となっている。そのため、上述した縦方向の光伝搬はほとんど横方向に変換されることなく、半導体構造１４の主面の一方に低角度で入射、排出される。他方、横方向の光伝搬は、半導体構造１４の側面に到達する長い距離において、半導体構造１４の両側の主面での反射を繰り返することになる。従って、横方向伝搬の光は、長細い半導体構造の両主面の反射を繰り返す内に、第２反射領域Ｒ２の多方向性の光反射面で進行方向を変換され、半導体構造１４の外部へ排出される。第１反射領域Ｒ１へ進行する光の多くは、それよりも極めて大きな面積の第２反射領域Ｒ２、若しくは第１反射領域Ｒ１に近接する領域からの光であるため、上述したように光の進行方向をあまり変化させないで通過させる構造とすることで、発光素子全体の発光効率を向上させることができる。第１反射領域Ｒ１と第１対向領域とに挟まれた半導体構造内で光の進行方向をあまり変化させないように、第１対向領域は、第１反射領域Ｒ１と同様に、略一方向性の光反射面を形成することが好ましい。
【００２６】
本実施の形態において、第１対向領域は、光反射面を設けることにより好適に光反射し、最終的には第１反射領域Ｒ１からの光の排出を促すような構造を備えている。光反射の機能を十分に発揮するように、光反射面の臨界角を考慮するとより好ましい。具体的には、図１Ｃに示すように、第１対向領域の光反射面は、半導体構造１４と透光性部材（低屈折率層）３０との界面、すなわち透光性部材３０の下面に形成され、その界面における全反射する臨界角は、図中θｃで示されている。図１Ｃにおいて、透光性部材３０の下面両端部から下方に向かって臨界角θｃ方向に広がる境界線（図中点線部）より外部から、第１対向領域に向かう光は、臨界角より高い角度で第１対向領域の光反射面に入射し、全反射される。よって、臨界角θｃ方向に伸びる境界線によって区切られた第１の主面１４１上の領域（この領域を第３領域Ｒ３とする）は、多方向性の光反射面でないことが好ましい。すなわち、多方向性の光反射面である第２反射面Ｒ２は、第３領域Ｒ３の外側に形成され、第２反射領域Ｒ２と第３領域Ｒ３とは隣接若しくは離間しているのが好ましい。臨界角θｃより低い角度で第１対向領域の光反射面に入射しようとする光は、入射する手前、すわなち、第３領域Ｒ３外部の第２反射領域Ｒ２に設けられた光反射面で方向転換されるので、低角度で第１対向領域に進行する光を大幅に減少させることになる。
【００２７】
このように、第１対向領域に光反射面を形成することにより、第１反射領域Ｒ１及び第２反射領域Ｒ２のより好ましい形成範囲が定まる。図１Ｃの断面図を参照しながらまとめると、第１反射領域Ｒ１は、少なくとも第２電極（パッド電極）２４直下領域よりも幅広とし、好ましくは透光性部材３０の直下領域よりも幅広とし、更に好ましくは第２電極２４の端部を基準とした上記境界線より幅広な領域とすること、より好ましくは透光性部材３０の両端部を基準とした第３領域Ｒ３より幅広とすることである。これは、第１対向領域の光反射面は、透光性部材３０の上側に配置される第２電極２４へ光が到達することを抑制するものであるため、光がその光反射面を透過して進行しても第２電極２４に到達しなければ、光は素子外部に取り出される。具体的には電極端部より延在した光反射面端部との間の領域、例えば第２電極２４の端部と透光性部材３０の端部との間の領域からは、光は発光素子１０の外部に取り出される。よって、第１反射領域Ｒ１の形成位置は第２電極２４の端部が基準となり、さらにその境界線が基準となる。尚、この基準では、第１対向領域の光反射面の内部に電極があり、第２電極２４の幅より光反射面の幅（すなわち透光性部材３０の幅）が広く、上面側から観察したときに第２電極２４がその光反射面に内包される形態であるのが好ましい。このとき、透光性部材３０の端部が第２電極２４の端部の外側に延在する。
【００２８】
第１反射領域Ｒ１の光反射面とそれに対向する第１対向領域の光反射面とを略平行にすると、横方向への光伝搬と発光素子１０からの光の排出とが向上するので好ましい。もしそれらの光反射面が互いに傾斜して、それらの法線方向が相互に傾斜していると、その傾斜により光の進行方向が変換されるので、第１反射領域Ｒ１内で横方向の光が縦方向の光に変換するおそれがある。また、一方の光反射面が、半導体構造１４の主面に対して傾斜している形態では、半導体構造１４が部分的に薄くなり、横方向に光伝搬する媒質の体積変化を生み出す。その部分的に薄い範囲、すなわち第２反射領域と第２対向領域との距離が近い狭窄領域において、横方向の光伝搬が阻害される。よって、好ましくは、略同一厚さの半導体構造１４の媒質とする構造を用いる。
【００２９】
上記例では、第１電極２８とその形成領域、具体的には半導体構造１４の厚みが薄くされた領域２６について言及していない。しかしながら、図１Ｄに示すように、本実施の形態の第２電極２４と同様に、第１電極２８の直下領域にも第１反射領域Ｒ１及び第１対向領域の光反射面を形成することができる。つまり、厚みを薄くされた半導体構造１４の領域２６に第１電極２８を設ける構造では、第１電極２８の直下に位置する第１の主面１４１に略一方向性の光反射面を有する第１反射領域Ｒ１を設け、第１対向領域にも反射構造、例えば、第１電極２８と半導体構造１４との間に透光性部材（低屈折率層３０）を介在させる構造とすることができる。透光性部材としては、低屈折率の透光性絶縁膜や透光性導電膜を用いることができる。
【００３０】
尚、この例における第１電極２８と第２電極２４の相違点として、第１電極２８の形成領域と第２電極２４の形成領域とが、それぞれ、半導体構造１４の厚い領域と薄い領域であること、第１電極２８の直下の半導体構造１４が少なくとも非発光であること、発光部（活性層１８）と第１電極２８が比較的離間していること、などがあり、第２電極２４の直下領域に構成された構造を第１電極２８の直下領域に適用しても、発光効率向上の効果は低くなる傾向にある。
すなわち、第２電極２４の直下領域に形成された構造は、半導体構造１４の発光構造部、より具体的には発光構造部の発光部若しくはそれに近接して設けられることで、効果が向上する。そのため、本実施の形態とは異なるが、後述の実施の形態５において半導体構造１４の第１の主面１４１に第１電極２４を設ける形態のように、第１電極２８を発光構造の上下又は近傍に設ける場合には、第１電極２８の直下（又は直上）領域に第１反射領域Ｒ１や第１対向領域を形成することによる発光効率向上の効果が高くなる。
【００３１】
図１Ｂの基板１２内の点線部として示すように、透光性基板１２、半導体構造１４の側面、角に傾斜面を設ける構造、例えばベベル構造、を用いる例に、本実施の形態を適用する場合について以下、説明する。半導体構造１４や基板１２の加工などにより、上述した小反射面に比して大きな反射面が形成され、その傾斜面の法線方向が反射方向となる。他方、図１Ｂの例では、上述したように、半導体構造１４の主面１４１、１４２が、光反射面の主方向、すなわち、第１反射領域Ｒ１及び第２反射領域Ｒ２の主方向となっている。従って、傾斜面が第１反射領域Ｒ１及び第２反射領域Ｒ２の少なくとも一方である形態若しくは各領域内に内包される形態、又は傾斜面内に第１反射領域Ｒ１及び第２反射領域Ｒ２の少なくとも一方が設けられる形態がある。後者について、例えば上述した第１反射領域Ｒ１及び第１対向領域の面方向の関係で観るように、主方向が半導体構造部主面に傾斜しているため、その形態よりも主面方向と光反射面の主方向が略平行であることが好ましい。また、各反射領域内に複数の傾斜面が設けられる形態、例えば各反射領域内で基板若しくは半導体構造部が凸状、台形状となるような形態、では、その構成面に応じた主方向を複数有する構造となる。このように主方向が複数設けられる構造では、上述した半導体構造内の光伝搬、特に横方向伝搬への影響が大きいため、本発明の効果が、主方向１つの場合より低減する傾向にある。但し、それを応用して、それら主方向に対応する各光反射面に多方向性の光反射面を設けることで、第２反射領域Ｒ２とすることもでき、また、その傾斜面を主方向とする一方向性の第１反射領域とすることもできる。
【００３２】
従って、第１反射領域Ｒ１及び第２反射領域Ｒ２の主方向が１つであること、好ましくは、少なくとも隣接する第１反射領域Ｒ１及び第２反射領域Ｒ２の主方向が略平行であること、更に好ましくは、その主方向が各々の半導体構造部の主面（第１の主面）の主方向と略平行であること、より好ましくは、各反射領域の対向領域（第１対向領域及び第２対向領域）にそれらをそれぞれ適用すること、ができる。また、同様に半導体構造に適用すること、すなわち、各領域内の半導体構造の幅を略一定とすること、好ましくは隣接する各領域間の半導体構造部の幅を略同一とする構造を用いることができる。ここで、半導体構造の幅は各反射領域とその対向領域との距離である。
【００３３】
半導体構造１４の主面１４１、１４２と、それに光学的に接続する透光性部材（例えば透光性の基板１２や絶縁膜４０）に設けられた反射面との関係について説明する。上述の実寸を用いた説明のように、半導体構造１４は発光素子１０の他の部材に比較して極めて薄い媒質となっている。そのため、透光性基板１２若しくは半導体構造１４と対向する面側への傾斜面形成は、本発明の第１反射領域Ｒ１及び第２反射領域Ｒ２とその対向領域（第１，２対向領域）、からそれら透光性部材が介在して、大きく離間されるため、本発明の作用効果への影響を低く抑えて、例えば傾斜面により素子の指向性、主軸となる光方向転換の効果を奏することができ、すなわち、好適に組み合わせることができる。他方、半導体構造１４の第１反射領域Ｒ１及び第２反射領域Ｒ２への適用は、本発明の作用効果に大きな影響を与えるため、それを避けること、すなわち、上述した主方向の関係とすることが好ましい。尚、半導体構造１４内で各反射領域外部、例えば端部、に傾斜面など、他の光反射面、及びその構造を設けることができ、この場合、上述したように各光反射領域外部であるため、その領域による作用効果への影響を小さくでき、好適に組み合わせることができる。これら傾斜面の具体例としては、図１Ｂの基板内の点線で例示するように、基板の端部、半導体構造の端部に主方向が素子内部に傾斜した傾斜面、さらに半導体構造１４では第１主面１４１、第２主面１４２の各方向に主方向が傾斜した傾斜面、を設けること、それらを組み合わせることができ、好適には、上述の通り、各部材の端部、若しくは半導体構造１４の主面に対向してそれより外側の光反射面に設けることができる。このように半導体構造１４と、その外部に設けられる素子構造の部材で、発光素子の外部への光路上に設けられた光媒質と、の界面を考慮するが、後述の透光性導電膜の例では、光の境界を供しない十分に薄い膜厚のものを介在させ、より外側の透光性部材と半導体構造との界面を反射面に供する形態、半導体と比較的屈折率差の低い媒質を介在させ、それら介在物と半導体の界面より外側の介在部との表面を反射面に供する形態などがある。また、光媒質、透光性部材は、発光素子を封止する封止部材であっても良い。
【００３４】
尚、第１導電型半導体層１６及び第２導電型半導体層２０に設けられる第１電極２８及び第２電極２４は、外部接続用のパッド電極と、半導体構造１４とのオーミック接触用の接触電極とを１つの導電性部材で兼ねることもできるが、接触電極とパッド電極とを別の導電性部材から形成することもでき、更には、その間に介在する導電性部材の立体配線電極などを含むこともできる。上述した第１電極２８及び第２電極２４は、主に発光素子１０から外部への光出射を実際に遮光している電極について説明するものである。具体的には、発光素子１０は、半導体構造１４の発光部から発光素子１０外部に光取り出し可能な（光路上にある）光媒質の各構成部材と、光取出し不可能な（光路外にある）第１電極２８及び第２電極２４とを有する構造となる。また、図１Ａに示すように、半導体構造１４の第２の主面１４２内に設けられ、パッド電極２４から延長された配線電極及び電流拡散用配線３６も、遮光性部材の場合に、第１，２電極と同様な構造が適用することができ、図１Ａの例では、第２電極２４を外部に露出させている保護膜４０の開口部（図中一点鎖線部）から延在した電流拡散用配線３６と、それより幅広の透光性部材３０（図中点線部）と、それより幅広な第１反射領域Ｒ１、第１対向領域（図中破線部）が設けられている。
【００３５】
以上説明したように、第１反射領域Ｒ１と第２反射領域Ｒ２とに各々適した機能を備える光反射面を設け、更にそれらの反射領域に対向して配置された各々の対向領域（第１対向領域及び第２対向領域）にも、同様光反射面を設けることで、各対向領域側でも同様な機能を付加できる。これにより、各反射領域に求められる機能を、それに対向する対向領域によって強化し、機能の向上を図ることができる。各反射領域及び各対向領域の光反射面の具体的な構造は、後述の実施の形態で説明する。
【００３６】
＜実施の形態２＞
図２及び図３に示す半導体発光素子１０は、基板１２上に、第１導電型半導体層であるｎ型半導体層１６と、活性層１８と、第２導電型半導体層であるｐ型半導体層２０とが順次積層されて構成されている。ｐ型半導体層２０からｎ型半導体層１６に電流を流すと、活性層１８で発光が生じる。
【００３７】
ｎ型半導体層１６、活性層１８及びｐ型半導体層２０から構成された半導体積層体１４では、ｐ型半導体層２０及び活性層１８が部分的に除去されて、その除去部２６からはｎ型半導体層１６が露出している。除去部２６に露出したｎ型半導体層１６の表面には、第１パッド電極であるｎ側パッド電極２８が形成されている。このような除去部２６を有する形態は、基板１２として絶縁性の材料を使用した半導体発光素子１０に好適である。
なお、図３では、除去部２６の形状に合わせてｎ型半導体層１６の厚さの一部も除去されて、除去部２６へのｎ型半導体層の露出を確実にしている。
【００３８】
除去部２６に形成されたｎ側パッド電極２８は、ｎ型半導体層１６に直接接触して形成されている。ｎ側パッド電極２８は、ｎ型半導体層１６とオーミック接合可能な材料から形成されるのが好ましい。
【００３９】
半導体積層体１４の上面には、導電性酸化物から形成された透光性電極２２が形成されている。さらに、透光性電極２２の上には、第２パッド電極であるｐ側パッド電極２４が形成されている。ｐ側パッド電極２４に流入する電流は、透光性電極２２を介して半導体積層体１４の全体に広げることができる。
また、図２に示すように、ｐ側パッド電極２４から２本の電流拡散用配線３６が伸びており、透光性電極２２と共に、電流の拡散を補助している。電流拡散用配線３６は、ｐ側半導体層２０の上面に直接形成するか、又は透光性電極２２の上面に形成することができる。
【００４０】
本実施の形態では、基板１２とｎ型半導体層１６との界面３４が凹凸にされている。本発明において凹凸構造５０とは、入射した光の一部を、他の光とは異なる方向に向けることのできる構造を意味している。図３では、界面３４の形態は、基板１２側から見て、断面矩形の凸部６０と凹部６２とが規則的に配置された構造である。界面３４は、基板１２の主面に対して水平な平面（水平界面）５０１と垂直な平面（垂直界面）５０２が繰り返し現れている。凹凸構造５０に平行光を入射しても、光が反射される界面３４の方向よって、反射光の方向が異なってくる。よって、活性層１８で発光した光は、凹凸構造５０によって様々な方向に反射されることになる。
【００４１】
また、ｎ型半導体層１６と基板１２とがいずれも透光性であれば、界面３４での反射以外に、界面３４を通過する光も生じる。そのような光の一部は、活性層１８で発光した光の一部は、ｎ型半導体層１６から界面３４を通って基板１２内部に入り、基板１２の裏面で反射して、再び界面３４を通過してｎ型半導体層１６に戻ってくる。このとき、ｎ型半導体層１６と基板１２との屈折率が相違すると、光が水平界面５０１を通過する場合と、垂直界面５０１を通過する場合とでは、光の屈折方向が相違するため、ｎ型半導体層１６に戻ってきた光の方向も相違してくる。よって、活性層１８で発光した光は、凹凸構造５０を２回透過して半導体積層体１４に戻ってきたときには、様々な方向に進行する。
このように、半導体積層体１４と基板１２との界面３４に凹凸構造５０を備えていると、活性層１８で発光した光は、反射や屈折を経て、様々な方向に反射される。そして、凹凸構造５０は、半導体積層体１４内に閉じこめられていた光を外部に取り出すのに効果がある。それは以下の理由による。
【００４２】
活性層１８で発光した光は、まずは放射状に広がり、その後に半導体発光素子の内部で反射や屈折をしながら、半導体発光素子の各面から外部に出射する。これらの光は、最終的には発光方向Ｉ（本実施の形態では、図３の上向き）の方向に向けられて、光源として使用される。活性層１８で発光した光のうち、半導体発光素子１０から取り出すことのできる光はごく一部であり、半導体発光素子１４と外部との界面において全反射した光はいつまでも半導体発光素子１４から取り出されずに、半導体発光素子１０の内部で吸収や減衰することが多い。しかしながら、凹凸構造５０によって光の方向が変更されると半導体発光素子１４と外部との界面に到達する光の入射角も変化し、その入射角が全反射角度よりも小さい角度になれば、光は半導体発光素子１０から取り出すことができるようになる。その結果、半導体発光素子１０の光度を向上させることができる。
なお、発光方向Ｉが半導体積層体１４の上面側（基板１２と反対側）にある場合、界面３４での反射が高いほうが光の取出しに有利になる。よって、基板１２が、ｎ型半導体層１４よりも低屈折率にして、半導体積層体１４からの光が界面３４で全反射が可能にするのが好ましい。
【００４３】
しかしながら、基板１２とｎ型半導体層１６との界面３４全体に凹凸構造５０を形成すると、別の問題が発生する。
半導体発光素子１０内での光損失の１つに、ｐ側パッド電極２４及びｎ側パッド電極２８による光の吸収の問題がある。ｎ側パッド電極２４及びｐ側パッド電極２８に到達した光は高い確率で吸収されるので、それらのパッド電極２４、２８に到達する光を減らすことにより、半導体発光素子１０から取り出すことのできる光量を増やすことができ、ひいては半導体発光素子１０の光度の向上につながる。
そのためには、（Ａ）パッド電極に到達する光量を減らすこと、（Ｂ）パッド電極に到達する前に光の方向を変えること、が考えられる。
【００４４】
本発明は、まず「（Ａ）パッド電極に到達する光量を減らすこと」を目的として、凹凸構造５０の形成位置を制限するものとした。本発明の半導体発光素子１０では、パッド電極２４、２８の直下領域（第１反射領域Ｒ１）の界面３４には凹凸構造５０を形成せず、平坦な界面３４（平坦部６４）とする。これは、パッド電極２４、２８の直下領域以外（第２反射領域Ｒ２）で発光した光がパッド電極２４、２８の直下に位置する界面３４に到達したときに、その界面３４が平坦部６４であれば、光はスネルの法則に従って反射してパッド電極２４、２８のない方向に向かうからである。もし第１反射領域Ｒ１の界面３４に凹凸構造５０が形成されていた場合には、第１反射領域Ｒ１の界面３４に到達した光は様々な方向に反射されて、その一部はパッド電極に向かうことになり、パッド電極２４、２８に高確率で吸収されてしまう。
【００４５】
よって、本発明の半導体発光素子１０は、パッド電極２４、２８の直下領域である第１反射領域Ｒ１の界面３４を平坦部６４にすることによって、パッド電極２４、２８に向かう光を減らし、さらに、パッド電極２４、２８の直下領域以外の第２反射領域Ｒ２に位置する界面３４には凹凸構造５０を形成することによって、半導体発光素子１０内に閉じこめられる光を減らすことができる。このように界面３４を形成することにより、本発明の半導体発光素子１０は、従来の半導体発光素子に比べて光度を高めることが可能である。
また、電流拡散用配線３６もパッド電極２４、２８と同様に発光を吸収することから、電流拡散用配線３６の直下領域の界面３４も、平坦部６４とするのが好ましい。
【００４６】
本実施の形態では、上述の「（Ｂ）パッド電極に到達する前に光の方向を変えること」を実現するために、ｐ側パッド電極２４と半導体積層体１４との間に、透光性の低屈折率層３０を形成した。この低屈折率層３０は、ｐ型半導体層２０よりも屈折率の低い透光性材料から形成されているので、光が半導体積層体１４から入射する場合には、全反射角が存在する（図４参照）。特に、ｐ型半導体層２０と低屈折率層３０との屈折率の差が大きいほど、全反射される角度範囲が広くなる。そして全反射角以上の入射角で入射された光は、ｐ側パッド電極２４に到達することはない。また、透光性電極２２よりも屈折率が高いと、従来の半導体発光素子よりも全反射角可能な角度を広くとることができるので好ましい。なお、ｐ型半導体層２０と低屈折率層３０との屈折率差は大きいほど好ましいが、特に、屈折率差が０．７２以上であるのが好ましい。
【００４７】
このように、ｐ型半導体層２０とｐ側パッド電極２４との間に屈折率の低い低屈折率層３０を形成することにより、ｐ側パッド電極２４に到達する光を低減して、半導体発光素子１０内での光損失を低減することができる。
なお、図３では、低屈折率層３０は、ｐ側パッド電極２４とｐ型半導体層２０との間に形成されているが、ｎ側パッド電極２８とｎ型半導体層１６との間に形成して、ｎ側パッド電極２８による光吸収を抑制することもできる。このときには、低屈折率層は、ｎ型半導体層１６よりも低屈折率の透光性材料から形成する必要がある。
【００４８】
本実施の形態では、低屈折率層３０に透光性の絶縁材料を使用することにより、低屈折率層３０の直下の領域を非発光領域３２としている。本実施の形態のように、低屈折率層３０がｐ側パッド電極２４に覆われている場合には、非発光領域３２は、必ずｐ側パッド電極２４の直下領域に含まれる。すなわち、発光方向Ｉから観察したときには、非発光領域３２はｐ側パッド電極によって全て隠れる。よって、非発光領域３２によって、半導体発光素子１０の光度が下がる等の影響は全くないか、又はごく少ないと考えられる。さらに、非発光領域３２に電流が流れなくなった分だけ、その他の部分に電流が流れるようになれば、光取出ししやすい領域での発光が増えることになり、同じ電流量であっても、半導体発光素子１０の光度を高めることも可能である。
【００４９】
なお、低屈折率層３０が絶縁材料であると、ｐパッド電極２４とｐ型半導体層２０との導通は、図３に図示されているように、ｐパッド電極２４と透光性電極２２とが接触している僅かな部分で達成されることになる。しかしながら、ｐパッド電極２４と透光性電極２２とはいずれも良導電体であるので、接触面積の減少による電気伝導劣化等の影響は殆どないと見積もられる。
【００５０】
以下に、各構成部材について詳述する。なお、窒化物半導体発光素子に好適な材料等についても述べる。
【００５１】
（基板１２）
基板１２は、半導体積層体１４をエピタキシャル成長させるのに適した材料から形成される。窒化物半導体のエピタキシャル成長に適した基板としては、サファイア、スピネル等の絶縁性基板や、ＳｉＣ、窒化物半導体（例えば、ＧａＮ等）等の導電性基板が挙げられる。
基板１２の表面は、第１反射領域Ｒ１（ｐ側パッド電極２４及びｎ側パッド電極２８が形成される位置）が平坦面６４で、第２反射領域Ｒ２（第１反射領域Ｒ１以外）には凹凸構造５０が形成されている。なお、ｐ側パッド電極２４とｎ側パッド電極２８のうち、いずれか一方の直下部分のみを平坦部６４とすることもできる。また、電流拡散用配線３６の直下部分も平坦部６４にしてもよい。
【００５２】
凹凸構造５０は、凸部６０及び凹部６２が断面矩形の形態（図３）の他に、凸部６０が断面台形の形態（図１Ｂ）や、凸部６０が断面半円形の形態など、様々な断面形状の凸部６０にすることができる。
凸部６０の上面６０１の上面形状は、各凸部６０が独立した島状に形成されるときには、図１Ａの部分拡大図に例示するような円形状の他、楕円形状、三角形状、四角形状、多角形状など、種々の形状にすることができる。さらに、凸部６０が一方向に伸びたストライプ形状にすることもできる。また、凸部６０の上面６０１を所定の形状にする代わりに、凹部６２のストライプ形状を円形状、楕円形状、三角形状、四角形状、多角形状及びストライプ形状など、種々の形状にすることもできる。
【００５３】
凹凸構造５０の凸部６０の配置は様々なパターンにすることができる。例えば、凸部６０を独立した島状に形成する場合、図１Ａの部分拡大図に例示するように、凸部６０の上面６０１の中心点が、六角形、三角形又は四角形などの多角形の頂点に位置するように周期的に配列することができる。また、凸部６０を一方向に伸びたストライプ状に形成する場合、ストライプ状凸部を平行に配列、又は交差して配列（いわゆる格子状）などの周期ストライプことができる。
【００５４】
（低屈折率層３０）
低屈折率層３０は、ｐ型半導体層２０よりも屈折率の低い透光性材料から形成することができる。半導体積層体を窒化物半導体から形成する場合、屈折率ｎ＝約２．５であるので、屈折率ｎが２．５未満の材料、好ましくは２．０以下の材料、より好ましくは１．７８以下の材料が選択される。
好適な材料の例としては、ＳｉＯ２（ｎ＝１．４６）、Ａｌ２Ｏ３（ｎ＝１．７８）、スピネル（ｎ＝１．７）、ＩＴＯ（ｎ＝２）が挙げられるが、特に、屈折率差の大きいＳｉＯ２が好ましい。
【００５５】
（半導体積層体１４）
半導体積層体１３を構成するｎ型半導体層１６、活性層１８及びｐ型半導体層２０としては、特に限定されるものではないが、例えば、ＩｎＸＡｌＹＧａ１−Ｘ−ＹＮ（０≦Ｘ、０≦Ｙ、Ｘ＋Ｙ≦１）等の窒化ガリウム系化合物半導体が好適に用いられる。これらの窒化物半導体層は、それぞれ単層構造でもよいが、組成及び膜厚等の異なる層の積層構造、超格子構造等であってもよい。特に、活性層は、量子効果が生ずる薄膜を積層した単一量子井戸又は多重量子井戸構造であることが好ましい。
【００５６】
また、通常、このような半導体積層体１４は、ＭＩＳ接合、ＰＩＮ接合又はＰＮ接合を有したホモ構造、ヘテロ構造又はダブルへテロ構造等として構成されてもよい。半導体積層体１４は、例えば、ＭＯＶＰＥ、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ）、ハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ）、分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ）等の公知の技術により形成することができる。また、窒化物半導体層の膜厚は特に限定されるものではなく、種々の膜厚のものを適用することができる。
【００５７】
なお、半導体積層体１４の積層構造としては、例えば、ＡｌＧａＮよりなるバッファ層、アンドープＧａＮ層、Ｓｉドープｎ型ＧａＮよりなるｎ側コンタクト層、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とを交互に積層させた超格子層、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とを交互に積層させた多重量子井戸構造の活性層、ＭｇドープＡｌＧａＮ層とＭｇドープＩｎＧａＮ層とを交互に積層させた超格子層、ＭｇドープＧａＮよりなるｐ側コンタクト層、等が挙げられる。
【００５８】
（透光性電極２２）
透光性電極２２は、金属薄膜や、導電性酸化物から形成することができる。
金属薄膜としては、Ｎｉ／Ａｕなどの金属を厚さ５０〜３００Åの薄膜にしたものが好適である。
また、導電性酸化物膜としては、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）及びマグネシウム（Ｍｇ）からなる群から選択された少なくとも１種の元素を含む酸化物膜が適している。具体的には、ＺｎＯ、ＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）、ＩＺＯ（ＩｎドープＺｎＯ）、ＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）、Ｉｎ2Ｏ3、ＩＴＯ（ＳｎドープＩｎ2Ｏ3）、ＩＦＯ（ＦドープＩｎ2Ｏ3）、ＳｎＯ2、ＡＴＯ（ＳｂドープＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープＳｎＯ2）、ＣＴＯ（ＣｄドープＳｎＯ2）、ＭｇＯ、などが挙げられる。これらの材料は、物理的成膜方法（蒸着、スパッタ、パルスレーザアブレージョン（ＰＬＤ）等）や、化学的成膜方法（ゾルゲル、スプレー等）によって成膜することができる。
また、この透光性電極２２を比較的薄膜に形成すると、透光性電極２２と半導体構造１４との境界面が反射界面にならず、その透光性電極２２よりも外側の部材と半導体構造１４との間に反射界面が形成される。さらに、この透光性電極２２は、外部接続用のパッド電極２４、２８と、半導体構造１４とのオーミック接触用の電極との間を接続し配線する配線部材として用いることができる。
【００５９】
（ｐ側パッド電極２４、ｎ側パッド電極２８）
図２において、ｐ側パッド電極２４は円形で、ｎ側パッド電極２８は一部曲線にされた矩形に成形されているが、それ以外にも、円形、三角形、四角形等の多角形などの種々の形状とすることができる。パッド電極６の大きさは特に限定されるものではないが、ワイヤボンディング、またはバンプ、共晶接合等の実装を行える大きさとする。
ｐ側パッド電極２４及びｎ側パッド電極２８は、ワイヤボンディング、バンプ、又は共晶接合等の接合に適した金属材料から形成するのが好ましい。また、これらのパッド電極は単一の金属材料から形成することもできるが、２つ以上の層を積層した構造にすることもできる。
なお、図２に示す形態ではｎ側パッド電極２８はｎ型半導体層１６と直接接触しているので、ｎ側パッド電極２８の最下層は、ｎ型半導体層１６とオーミック接続できる材料を選択する必要がある。又は、ｎ型半導体層１６とｎ側パッド電極２８との間に透光性電極を形成することにより、ｎ側パッド電極２８のオーミック接触可能にすることもできる。
【００６０】
＜変形例１＞
実施の形態２の変形例として、図５に示すように、透光性電極２２の表面に、透光性材料から成る透光性ドット６８を形成し、若しくは透光性電極２２自体の表面を複数の凸部に形成することにより、いわゆる凹凸構造を構成することもできる。これにより、透光性電極２２から外部に光を取り出す際に、界面で反射して半導体発光素子１０内部に戻る光の光量を低減させて、光の取出し効率を高めることができる。上述したように、この第２対向領域に設けられる透光性部材３０を通して、発光素子１０外部に光を取り出す場合には、半導体構造１４との屈折率差が小さい材料、具体的には透光性部材３０と半導体構造１４との屈折率差より小さい材料、半導体より屈折率の大きい材料により好適にこの領域から光が取り出され、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化タンタルなどから形成することができる。
【００６１】
＜実施の形態３＞
図６に示す本実施の形態は、低屈折率層３０の形成する位置を変えている点で、実施の形態２と異なっている。それ以外については、実施の形態２とほぼ同様である。
低屈折率層３０は、透光性電極２２の内部に埋め込まれるようにして形成されている。そのため、低屈折率層３０は、ｐ型半導体層２０やｐ側パッド電極２４とは直接接触していない。そして、ｐ側パッド電極２４から流れ込む電流は、透光性電極２２によって、低屈折率層３０の下面にまで到達し、低屈折率層３０の直下の領域も発光するようになる。
本実施の形態は、フリップチップ実装（基板側からも光を取り出す構造のもの）に適した半導体発光素子１０である。基板１２側から光を取り出すことにより、ｐ側パッド電極２４の直下部分の光を有効に使用できるからである。
【００６２】
本実施の形態では、実施の形態２と同様に、低屈折率層３０によってｐ側パッド電極２４に到達する光を抑制することができる。図７に示すように、透光性電極２２を通過してｐ側パッド電極２４に向かう光は、低屈折率層３０の下面によって屈折又は反射される。特に、低屈折率層３０の下面に入射する光の入射角が全反射角以上になれば、全ての光が反射されて、ｐ側パッド電極２４に到達することはない。また、透光性電極２２よりも屈折率が高いと、従来の半導体発光素子よりも全反射角可能な角度を広くとることができるので好ましい。なお、ｐ型半導体層２０と低屈折率層３０との屈折率差は大きいほど好ましいが、特に、屈折率差が０．７２以上であるのが好ましい。
このように、ｐ側パッド電極２４直下の透光性電極２２の内部に低屈折率の低屈折率層３０を形成することにより、ｐ側パッド電極２４に到達する光を低減して、半導体発光素子１０内での光損失を低減することができる。
【００６３】
なお、図６では、低屈折率層３０は、ｐ側パッド電極２４直下にのみ形成されているが、ｎ側パッド電極２８とｎ型半導体層１６との間に透光性電極を形成して、その透光性電極の内部に低屈折率層を形成すれば、ｎ側パッド電極２８による光吸収を抑制することもできる。
【００６４】
＜実施の形態４＞
図８に示す本実施の形態は、低屈折率層３０を備えず、また凹凸構造５０の構成が異なっている点で、実施の形態２及び３と異なっている。それ以外については、実施の形態２及び３とほぼ同様である。
【００６５】
本実施の形態の凹凸構造５０は、実施の形態２（図３）における基板の凸部６０に代えて、ｎ型半導体層１６と屈折率の異なる材料から成る突起部材６６を利用している。この突起部材６６を基板１２の表面に取着することにより、基板１２とｎ型半導体１６との界面３４には水平界面５０１が、そして突起部材６６とｎ型半導体１６との界面３４には水平界面５０１と垂直界面５０２が形成される。これらの水平界面５０１と垂直界面５０２とにより構成された凹凸構造５０は、実施の形態２と同様に、光の反射方向を変える効果がある。よって、半導体積層体１４の内部に閉じこめられていた光を外部に取り出すことができ、半導体発光素子１０の取出し効率の向上に有効である。基板１２によっては凹凸構造５０を備えた界面を加工しにくい場合があるが、基板１２の表面及び半導体構造１４の表面にこのような突起部材６６を設けることにより、凹凸構造５０を有する基板と同様の効果を得ることができる。半導体構造１４の表面に突起部材６６を設ける場合は、半導体と屈折率が近く、屈折率差を小さくできる材料を用いて、半導体との界面で反射を低く抑え、その上側の突起部材６６表面を主要な光反射面とすることが好ましい。
【００６６】
また、実施の形態２と同様に、ｐ側パッド電極２４及びｎ側パッド電極２８の方向に向かう光を減らすために、本実施の形態の半導体発光素子１０も、パッド電極２４、２８の直下領域である第１反射領域Ｒ１の界面３４を平坦部６４にしている。
本実施の形態の半導体発光素子１０は、パッド電極２４、２８の直下領域以外の第２反射領域Ｒ２の基板１２の表面に複数の突起部６６を設けることにより、任意の領域に凹凸構造５０を形成し、任意の範囲を平坦部６４にすることが容易である。
なお、発光方向Ｉが半導体積層体１４の上面側（基板１２と反対側）にある場合、界面３４での反射が高いほうが光の取出しに有利になる。よって、基板１２及び突起部材６６が、ｎ型半導体層１４よりも低屈折率にして、半導体積層体１４からの光が界面３４で全反射が可能にするのが好ましい。また、突起部６６は、活性層１８で発光する光を透過する材料であると、反射しなかった光については透過して、後に半導体発光素子１０から取り出すことができるので好ましい。
【００６７】
本実施の形態では、ｐ側パッド電極２４は、ｐ型半導体層２０と直接接触している。そして、ｐ側パッド電極２４を形成する金属材料には、ｐ型半導体層２０に対してショットキー接合する材料が選択されている。すなわち、ｐパッド電極２４とｐ型半導体層２０との接触界面３８は、電気的な接続が確立されない。そのため、接触界面３８の直下の活性層１８には電流が流れず、接触界面３８の直下の領域は非発光領域３２となる。従って、半導体構造１４の表面に第２電極２４が形成される点で、実施の形態２と相違する。
これにより、その電極接触面に到達する光の損失が発生し、発光効率が低下する。
【００６８】
ｐ側パッド電極２２とｐ型半導体層２０との導通は、図８に図示されているように、ｐパッド電極２４と透光性電極２２とが接触している僅かな部分で達成されることになる。しかしながら、ｐパッド電極２４と透光性電極２２とはいずれも良導電体であるので、接触面積の減少による電気伝導劣化等の影響は殆どないと見積もられる。
【００６９】
＜実施の形態５＞
図９に示す本実施の形態は、低屈折率層３０の形成する位置が相違し、またまた凹凸構造５０の構成が異なっている点で、実施の形態２及び３と異なっている。それ以外については、実施の形態２及び３とほぼ同様である。また、本実施の形態に用いる凹凸構造５０は、実施の形態４と同様である。
【００７０】
低屈折率層３０は、透光性の絶縁体から形成されており、ｐ側半導体層２０の内部に埋め込まれるようにして形成されている。上述した半導体構造の幅が変化する形態であり、この低屈折率層３０形成領域は幅狭部となり、この例では、第１電極が形成される領域よりも幅広としている。
実施の形態２と同様に、低屈折率層３０が形成されている領域では電流の流れが阻害され、直下領域は非発光領域３２となる。実施の形態２及び４では、ｐ側パッド電極２４とｐ型半導体層２０との通電を確立するという構造上の理由から、非発光領域３２はｐ側パッド電極２４よりも小さくする必要があった。しかしながら、本実施の形態では、低屈折率層３０の寸法はｐ側パッド電極２４の寸法形状に制限を受けないので、最も好ましいのは、低屈折率層３０をｐ側パッド電極２４と同等の寸法形状にする形態である。これにより、ｐ側パッド電極２４の直下領域を完全に非発光領域にすることが可能になる。
本実施の形態は、ｐ側パッド電極２４の直下領域を非発光領域にするので、実施の形態２及び４と同様に、発光方向Ｉが半導体積層体１４の上面側（基板１２と反対側）となるフェースアップ実装に好適である。
【００７１】
＜実施の形態６＞
図１０に示す本実施の形態は、成長用基板上に形成した半導体積層体１４を、別の導電性基板１２６に貼り合わせて形成した半導体発光素子１０の例を示している。そのため、実施の形態２〜５と比べると、（１）半導体積層体１４の積層順が異なる、（２）導電性基板１２６と半導体積層体１４との間に、貼り合わせに使用した透光性導電層５２が介在している。（３）半導体積層体１４に凹凸が形成されていない、及び（４）ｎ側パッド電極が基板１２６の裏面に形成されている、という４点で大きく異なっている。
【００７２】
本実施の形態の半導体積層体１４は、導電性基板１２６の上に、ｐ型半導体層２０、活性層１８及びｎ型半導体層１６の順に積層されている。そして、導電性基板１２６とｐ型半導体層２０とは、透光性導電層５２によって接着され、且つ電気的に接続されている。
【００７３】
本実施の形態の凹凸構造５０は、実施の形態４（図８）及び実施の形態５（図９）と同様に、透光性材料から成る突起部材６６を利用している。この突起部材６６を導電性基板１２６の表面に取着し、その後に導電性基板１２６と半導体積層体１４とを透光性導電層５２によって接続することにより、突起部材６６は、透光性導電層５２の中に埋め込まれた形態になる。そして、導電性基板１２６と透光性電極５２との界面３４には水平界面５０１が、また突起部材６６と透光性導電層５２との界面３４には水平界面５０１と垂直界面５０２が形成される。透光性導電層５２に使用する材料が、ｐ型半導体層２０と近い屈折率を有する材料であれば、半導体積層体１４の内部で発生した光の多くは透光性導電層５２まで透過してくるので、水平界面５０１と垂直界面５０２とにより構成された凹凸構造５０によって散乱される。そして、散乱された光は、半導体発光素子１０の外部に取り出される確率が高くなり、半導体発光素子１０の光度を向上させる。
【００７４】
本実施の形態では、導電性基板１２６として、活性層１８で発光した光を透過する材料（例えばＧａＮやＳｉＣ）を使用することも、又は光を透過しない材料（例えば銅−タングステン複合材料）ことも可能である。
透光性の導電性基板１２６を使用する場合には、ｎ側パッド電極２８の直下領域と、ｐ側パッド電極２４の直上領域とが第１反射領域Ｒ１になり、界面３４の平坦部分６４を形成する必要があるが、本実施の形態では、ｎ側パッド電極２８の直下にｐ側パッド電極２４が形成されているので、１つの平坦部分６４を共有することができる。よって、凹凸構造５０の形成面積を広く取ることができ、取出し効率の効果がより高くなると期待できる。
なお、本実施の形態のように貼り合わせ基板を利用すると、ｎ側パッド電極２８を形成するための除去部２６が形成されていなので、活性層１８が切除されず、半導体発光素子１０の発光量が増加する。
【００７５】
低屈折率層３０は、実施の形態３と同様に透光性電極２２の内部に埋め込まれているので、ｎ側パッド電極２８の直下にある活性層１８は発光可能である。
【００７６】
＜実施の形態７＞
図１１に示す本実施の形態は、凹凸構造５０の構成と、低屈折率層３０の形成位置とが、実施の形態６と異なっている。それ以外については、実施の形態６とほぼ同様である。
本実施の形態では、凹凸構造５０は、ｐ側半導体層２０と、透光性導電層５２との界面３４に形成されている。また、導電性基板１２６の上面は、凹凸構造５０を構成していない。
【００７７】
本実施の形態では、別の成長基板で半導体積層体１４を成長させた後にｐ側半導体層２０の表面に凹凸を形成し、その凹凸のある面を、透光性導電層５２を介して導電性基板１２６に固定することで形成できる。
ｐ型半導体層２０の表面に凹凸を形成する方法としては、半導体積層体１４の形成後にエッチングで所望の凹部７０を形成する方法や、ｐ型半導体層２０をエピタキシャル成長する最終段階において成長条件を変化させて、ｐ型半導体層２０の表面にピットを生成させる方法などが挙げられる。なお、ピット形成による方法では、第２反射領域Ｒ２のみに選択的にピットを形成することは困難であるので、ｐ型半導体層２０の全面にピットを形成した後に、第１反射領域Ｒ１をエッチングにより平坦化して平坦部６４を形成するのが好ましい。
【００７８】
低屈折率層３０の形成位置は、実施の形態２と類似しており、低屈折率層３０の直下部分には電流が流れない。しかしながら、図１１からわかるように、実施の形態２に比べると、非発光領域３２の寸法が、低屈折率層３０よりも小寸法になる。これは、ＩｎＧａＡｓ系半導体などのように、絶縁層３０を設けた第２導電型半導体層の導電性が十分に高い場合には、その第２導電型半導体層２０内で低屈折率層３０の直下領域に電流が回り込むためである。尚、実施例で示す窒化物半導体の場合には、通常ｐ型半導体層は抵抗が高く、実施の形態２のように、第２導電型半導体層内ではほとんど電流が横方向に広がらない素子になる。この形態の場合、ｎ型半導体層１６側で非発光領域３２を制御する場合には、電流を遮断する部材（本実施の形態では低屈折率層３０）の面積を、非発光領域３２よりも広くすることが必要である。発光素子を構成する各部材の材料に応じて、絶縁層、電極の配置、及び寸法を適宜設定する。
【実施例１】
【００７９】
実施の形態２の窒化物半導体発光素子１０（図２及び図３）を、以下の製造方法により作製した。
（１．基板１２の加工）
基板１２に使用する材料のウェハ表面に、凹凸構造５０を形成する。凹凸構造５０は、基板１２の凸部６０の形成位置をマスクで保護してから、エッチング等によって凹部６２を形成して得られる。このとき、ｐ側パッド部２４、ｎ側パッド部２８及び電流拡散用配線３６に対応する基板１２の表面部分は、全てマスクで覆ってエッチングしないか、又はマスクを形成せずに平坦にエッチングするか、のいずれかにより、平坦部６４とすることができる。
【００８０】
（２．半導体積層体１４の形成）
２インチφのサファイア基板１２の上に、ＭＯＶＰＥ反応装置を用い、Ａｌ0.1Ｇａ0.9Ｎよりなるバッファ層を１００Å、ノンドープＧａＮ層を１．５μｍ、ｎ型窒化物半導体層１６として、ＳｉドープＧａＮよりなるｎ型コンタクト層を２．１６５μｍ、ＧａＮ層（４０Å）とＩｎＧａＮ層（２０Å）とを交互に１０回積層させた超格子のｎ型クラッド層を６４０Å、最初に膜厚が３０ÅのＩｎ０．３Ｇａ０．７Ｎからなる井戸層と膜厚が１５０ÅのアンドープＧａＮからなる障壁層が、障壁層から繰り返し交互に６層ずつ積層され、最後に障壁層が積層されて形成された多重量子井戸構造の活性層１８（総膜厚１２３０Å）、ｐ型窒化物半導体層２０として、ＭｇドープＡｌ0.1Ｇａ0.9Ｎ層（４０Å）とＭｇドープＩｎＧａＮ層（２０Å）とを交互に１０回積層させた超格子のｐ型クラッド層を０．２μｍ、ＭｇドープＧａＮよりなるｐ型コンタクト層を０．５μｍの膜厚でこの順に成長させ、ウェハを作製する。
得られたウェハを反応容器内で、窒素雰囲気中、６００℃にてアニールし、ｐ型クラッド層及びｐ型コンタクト層をさらに低抵抗化する。
【００８１】
（３．除去部２６の形成）
アニール後、ウェハを反応容器から取り出し、最上層のｐ型コンタクト層の表面に所定の形状のマスクを形成し、エッチング装置でマスクの上からエッチングし、ｎ型コンタクト層の一部を露出させる。すなわち、形成された除去部２６にはｎ側半導体層１６が露出している。
【００８２】
（４．低屈折率層３０の形成）
マスクを除去した後、フォトリソグラフィーにより、ｐ側パッド電極２４を形成する位置にあわせてマスクを形成した後、ＳｉＯ２から成る低屈折率層３０をスパッタで形成し、リフトオフ法によりマスク除去して、膜厚５０００Åに形成する。
【００８３】
（５．透光性電極２２の形成）
スパッタリング装置にウェハを設置し、ＩＴＯの透光性電極２４及びｎ側オーミック接触層２０をスパッタリングにより、膜厚３００Åに成膜する。
【００８４】
（６．ｐ側パッド電極２４及びｎ側パッド電極２８の形成）
透光性電極２２上に、レジストにより所定のパターンを有するマスクを形成し、その上に、Ｔｉを１５Å、Ｒｈを２０００Å、Ａｕを５０００Å、をこの順に積層し、リフトオフ法により、ｐ側パッド電極２４を形成する。
その後、除去部２６の上に、Ｔｉを１５Å、Ｐｔを２０００Å、Ａｕを５０００Å、をこの順に積層し、リフトオフ法により、ｎ側パッド電極２８を形成する。
【００８５】
最後にアニール装置にて３００℃以上で熱処理を施し、得られるウェハを所定の箇所で分割することにより、窒化物半導体発光素子１０を得る。
【００８６】
本発明に好適な凹凸構造５０として、図１２に示すようなストライプ構造のものを上記方法により作製する。図１２は、ｐ側パッド電極２４、ｎ側パッド２８電極、ｐ型半導体層１６の端部を点線で示し、第１反射領域Ｒ１となる平坦部を細線の囲み領域で示し、その領域外部の第２反射領域Ｒ２として、基板表面に設けられたストライプの凹部を図中の縦線で示している。ｐ側パッド電極２４、ｎ側パッド電極２８及び電流拡散用配線３６の直下の第１反射領域Ｒ１を平坦部６４とし、それ以外の第２反射領域Ｒ２に基板の凸部６０及び凹部６２を形成する。本発明の基板等に設けられる凹凸構造の寸法としては、特に限定されないが、発光波長λで、λ／４より大きく、具体的には、０．５〜３μｍ程度の凸部、凹部の表面幅、間隔、深さで形成する。この例では、深さ約１μｍ、凸部幅約８μｍ、凹部約２μｍ、凸部と同一高さの平坦部６４をとして形成する。
この基板１２を用いて半導体発光素子１０を作製したところ約２９．７ｍＷの出力が得られ、全面に凹凸がある構造の比較例１、凹凸のない構造の比較例２に比べて約１１％出力が向上する。
また、発光素子の発光状態を観察すると、比較例１，２と比較して、第１反射領域によりパッド電極部分の発光が少なく、暗くなっている様子が見られる。
【００８７】
（比較例１）
実施例１において、基板の第１反射領域の平坦部（基板全面に凹凸構造）と低屈折率層を設けず、ＩＴＯの膜厚を１７００Åとして、電極の吸収を抑える構造とした発光素子を作製する。発光素子の出力は約２６．８ｍＷのものが得られる。
【００８８】
（比較例２）
比較例１において、基板１２の表面に凹凸構造５０を形成しないで、発光素子を作製する。発光素子の出力は、２７．０ｍＷのものが得られる。
【００８９】
（実施例２）
実施例１において、基板１２の第２反射領域、図１Ａの拡大図に示すような、分離され周期的に配置された複数の凸部として凹凸構造を設ける他は、同様な発光素子を作製する。ここで、凸部の平面形状は一辺が底面側約３μｍ、上面側約１．５μｍの略正三角形で、高さ約０．５μｍ、間隔約３μｍで形成する。発光素子の出力は、３２．６ｍＷのものが得られ、比較例３，４に比して、約８％、約２９％向上する。
【００９０】
（比較例３）
実施例２において、基板の全面に凹凸構造５０を設け、低屈折率層３０を設けないで発光素子を作製する。発光素子の出力は、３０．３ｍＷのものが得られる。
【００９１】
（比較例４）
実施例２において、基板１２の表面の凹凸構造５０及び低屈折率層３０を設けないで発光素子を作製する。発光素子の出力は、３０．３ｍＷのものが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１Ａ】実施の形態１に係る半導体発光素子の概略上面図と、その一部（図中の丸囲み部）の部分拡大図である。
【図１Ｂ】図１ＡのＡ−Ａ線に沿って切断した半導体発光素子の概略断面図である。
【図１Ｃ】図１Ｂにおける丸四角囲み部の部分拡大図である。
【図１Ｄ】図１ＡのＢ−Ｂ線に沿って切断した半導体発光素子の概略断面図である。
【図２】実施の形態２に係る半導体発光素子の概略上面図である。
【図３】図２のＣ−Ｃ線に沿って切断した半導体発光素子の概略断面図である。
【図４】図３の一部を拡大した部分拡大図である。
【図５】実施の形態２の変形例にかかる半導体発光素子の概略断面図である。
【図６】実施の形態３に係る半導体発光素子の概略断面図である。
【図７】図７の一部を拡大した部分拡大図である。
【図８】実施の形態４に係る半導体発光素子の概略断面図である。
【図９】実施の形態５に係る半導体発光素子の概略断面図である。
【図１０】実施の形態６に係る半導体発光素子の概略断面図である。
【図１１】実施の形態７に係る半導体発光素子の概略断面図である。
【図１２】実施例１及び２に係る基板の凹凸構造を説明する概略平面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１０  発光素子、  １２  基板、  １４  半導体構造、  １６  ｎ型半導体層、  １８  活性層、  ２０  ｐ型半導体層、  ２２  透光性電極、  ２４  ｐ側パッド電極、  ２６  除去部、  ２８  ｎ側パッド電極、  ３０  低屈折率層、  ３２  非発光領域、  ３４  界面、  ３６  電流拡散用配線、  ５０  凹凸構造、  ５０１  水平界面、  ５０２  垂直界面、  ５２  透光性導電層、  ６０  基板の凸部、  ６２  基板の凹部、  ６４  基板の平坦部、  ６６  突起部材、  ６８  透光性ドット、  ７０  半導体層の凹部、  １２６  導電性基板。
【図１Ａ】
2008192690.tif 000003
【図１Ｂ】
2008192690.tif 000004
【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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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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