(57)【要約】【課題】  十分な光出力が得られる半導体発光素子および半導体発光装置を提供する。【解決手段】  発光波長に対して透光性を有する透明基板１２と、透明基板１２の第１主面の中央部に形成されたｐｎ接合を有する発光層１３と、外周部に発光層１３を取り囲むように形成された粗面化領域１６と、第２主面に第１主面側から第２主面側に向かって末広がりの傾斜面５２を備え、透明基板１２の一方の側面から相対向する他方の側面に達した溝５３、５４を有する。  発光層１３からの光が透明基板１２の内部で多重反射し、発光層１３に吸収される割合を減少させる。【選択図】  図１２
2005327979.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光波長に対して透光性を有する透明基板と、
前記透明基板の第１主面の中央部に形成されたｐｎ接合を備えた発光層と、
前記発光層表面に形成された第１電極と、
前記第１主面に相対向する前記透明基板の第２主面に形成された第２電極と、
前記第１主面の外周部に前記発光層を取り囲むように形成された粗面化領域と、
を有することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
発光波長に対して透光性を有する透明基板と、
前記透明基板の第１主面の中央部に形成されたｐｎ接合を備えた第１発光層と、
前記透明基板の外周部に前記第１発光層を取り囲むように形成されたｐｎ接合を備えた第２発光層と、
前記第１発光層表面に形成された電極と前記第２発光層表面に前記第１発光層を取り囲むように形成された電極が互いに電気的接続された第１電極と、
前記第１主面に相対向する前記透明基板の第２主面に形成された第２電極と、
前記第１主面の前記第１発光層と前記第２発光層との間に前記第１発光層を取り囲むように形成された粗面化領域と、
を有することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項３】
発光波長に対して透光性を有する透明基板と、
前記透明基板の第１主面に形成されたｐｎ接合を備えた発光層と、
前記発光層表面に形成された第１電極と、
前記第１主面に相対向する前記透明基板の第２主面に形成された第２電極と、
前記第２主面に前記第１主面側から前記第２主面側に向かって末広がりの傾斜面または前記第１主面側へ湾曲した湾曲面を備え、前記透明基板の一方の側面から相対向する他方の側面に達した溝と、
を有することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項４】
発光波長に対して透光性を有する透明基板と、
前記透明基板の第１主面の一部分に形成されたｐｎ接合を備えた発光層と、
前記発光層表面に形成された第１電極と、
前記第１主面に相対向する前記透明基板の第２主面に形成された第２電極と、
前記第１主面の前記発光層が形成されていない表面に形成された粗面化領域と、
前記第２主面に前記第１主面側から前記第２主面側に向かって末広がりの傾斜面または前記第１主面側へ湾曲した湾曲面を備え、前記透明基板の一方の側面から相対向する他方の側面に達した溝と、
を有することを特徴とする半導体発光素子。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の半導体発光素子と、
前記第１および第２電極と電気的接続されたリードフレームと、
前記半導体発光素子と前記リードフレームとを封止する手段と、
を有することを特徴とする半導体発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明基板を使用した半導体発光素子および半導体発光装置に係り、特に十分な光出力を得るのに好適な構造を備えた半導体発光素子および半導体発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子、なかでも発光ダイオード（ＬＥＤ）は、フルカラーディスプレイ、交通・信号機器、車載用途などに幅広く用いられているが、この用途においては特に光出力の高いものが要求されている。
【０００３】
この種の従来の代表的なＬＥＤの構造では、断面形状がほぼ矩形状で、発光波長に対して透光性を有する透明基板の上面にｐｎ接合を有する発光層が形成されており、発光層と電気的接続を取るために、その上面側には上面電極が、下面側には下面電極が設けられている。
【０００４】
上述のように構成されたＬＥＤでは、ｐｎ接合から放出された光のうち、入射角が臨界角以下の光線はＬＥＤ外部に取り出されるが臨界角以上の光線は全反射され、ＬＥＤ内部で多重反射を繰り返しながら、やがて発光層や透明基板に吸収されて消滅してしまうので、高い光出力のＬＥＤが得られないという問題がある。
【０００５】
これに対して、ＬＥＤの上面に粗面を有する光導出領域や、下面に略球面状の凹部を形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照、または特許文献２参照。）。
【０００６】
特許文献１に開示されたＬＥＤは、ｐｎ接合を備えたＡｌＧａＡｓ半導体基板の上部に下部側に湾曲した湾曲面を有するいわゆるメサ構造のＬＥＤで、ｐ型半導体領域の上面に粗面から成る光導出領域と、ｎ型半導体領域の下面に多数の微小曲面が集合して成る光反射領域を有し、更にメサエッチングにより形成した湾曲面にも粗面から成る光導出領域を有している。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたＬＥＤは、ｐｎ接合を有するＡｌＧａＡｓ半導体基板の下面にフォトリソグラフィ法とエッチングにより略球面状の凹部を有する光反射領域を形成している。
【０００８】
しかしながら、上述した特許文献１または特許文献２に開示されたＬＥＤでは、高い光出力を得るためにＬＥＤのチップサイズを、例えば０．５〜１ｍｍと大きくすると、発光層から放出された光がＬＥＤ内部で多重反射を繰り返して発光層で何度も吸収されて消滅する割合が増大するので、高い光出力のＬＥＤが得られないという問題がある。
【特許文献１】特開平１０−２００１５６号公報（３頁、図４）
【特許文献２】特開平９−９２８７８号公報（４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、十分な光出力が得られる半導体発光素子および半導体発光装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の一態様の半導体発光素子では、発光波長に対して透光性を有する透明基板と、前記透明基板の第１主面の中央部に形成されたｐｎ接合を備えた発光層と、前記発光層表面に形成された第１電極と、前記第１主面に相対向する前記透明基板の第２主面に形成された第２電極と、前記第１主面の外周部に前記第１発光層を取り囲むように形成された粗面化領域とを有することを特徴としている。
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の他の態様の半導体発光素子では、発光波長に対して透光性を有する透明基板と、前記透明基板の第１主面に形成されたｐｎ接合を備えた発光層と、前記発光層表面に形成された第１電極と、前記第１主面に相対向する第２主面に形成された第２電極と、前記第２主面に前記第１主面側から前記第２主面側に向かって末広がりの傾斜面または前記第１主面側へ湾曲した湾曲面を備え、前記透明基板の一方の側面から相対向する他方の側面に達した溝とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、発光層からの光が発光層で吸収される割合が減少するので、十分な光出力の半導体発光素子が得られる。従って、高い光出力の半導体発光装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は本発明の実施例１に係る半導体発光素子を示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿って切断し矢印方向に眺めた断面図である。本実施例は、ＧａＰ透明基板にＩｎＧａＡｌＰ系材料の発光層が接着材を介することなく直接接着された半導体発光素子の例である。
【００１５】
図１に示すように、本実施例の半導体発光素子１１（以下、単にＬＥＤという）は、発光波長に対して透光性を有する透明基板１２と、透明基板１２の第１主面の中央部に形成されたｐｎ接合を有する発光層１３と、発光層１３の表面に形成された第１電極１４と、透明基板１２の第１主面と相対向する透明基板１２の第２主面に形成された第２電極１５、および第１主面の外周部に発光層１３を取り囲むように形成された粗面化領域１６を有している。
【００１６】
次に、ＬＥＤ１１の動作について図を用いて詳しく説明する。図２（ａ）は発光層１３からの光が透明基板１２の第２主面で反射して第１主面側から外部に放出される光路を従来のＬＥＤと比較して模式的に示したもので、中心線ａの右側ＲがＬＥＤ１１の光路を示す断面図、左側Ｌが従来のＬＥＤの光路を示す断面図、図２（ｂ）はＬＥＤ１１の水平方向の光強度分布を従来のＬＥＤと比較して模式的に示したもので、中心Ｏから右側ＲがＬＥＤ１１の光強度分布、左側Ｌが従来のＬＥＤの光強度分布を示す図である。
【００１７】
図２（ａ）に示すように、発光層１３から透明基板１２の下方に放出され、透明基板１２の第２主面で反射して発光層１３を通過することなく粗面化領域１６に達した光ｂは、大部分は第２主面側へ反射されることなく、透明基板１２の外部に取り出される。
【００１８】
一方、従来のＬＥＤでは発光層１３から透明基板１２の下方に放出され、透明基板１２の第２主面で反射した光ｃは発光層１３を通過した後、一部は透明基板１２の外部に取り出されるが、大部分は発光層１３の上面で反射され再び発光層１３を通過して多重反射される。
【００１９】
即ち、ＬＥＤ１１の光ｂでは発光層での吸収は１回であるのに対し、従来のＬＥＤの光ｃでは少なくとも３回の吸収が生じることになる。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、一般に、発光層１３を流れる電流は第１電極１４からの距離に応じて減衰するので、光出力は第１電極１４から離れるほど低下する。そのため、従来のＬＥＤではチップサイズが大きくなるほど透明基板１２の外周部で光出力が急激に低下する光強度分布ｄを示す。
【００２１】
一方、ＬＥＤ１１では光を放出するよりも通過する光を吸収する割合が高い透明基板１２の外周部に発光層１３を形成していないので、発光した光が発光層１３で吸収される割合を低減することができる。
【００２２】
その結果、透明基板１２の外周部で光出力の低下が少ない光強度分布ｅが得られ、斜線部ｆで示した分だけ光出力を向上させることが可能である。
【００２３】
実験によれば、透明基板１２の面積Ｓ１に対して発光層１３の面積Ｓ２は、０．６乃至０．９倍程度であれば光出力が向上した。この範囲を逸脱するにつれて光出力は低下するので透明基板１２の面積Ｓ１に対して発光層１３の面積Ｓ２は、０．６乃至０．９倍程度の範囲が適当であり、好ましい。
【００２４】
これは、チップ面積Ｓ１に対して発光層１３の面積Ｓ２が０．６より小さいと発光層１３からの発光量自体が減少するため十分な光出力が得られなくなり、また０．９より大きいと発光層１３からの光が発光層１３で吸収される割合が従来とさほど変わらなくなるためである。
【００２５】
光の反射を防止するために粗面化領域１６の凹凸の底部の長さは０．１乃至３μｍ程度、高さは前記底部の長さの０．５倍以上が有効であった。この範囲を逸脱するにつれて光出力は低下するので凹凸の底部の長さが０．１乃至３μｍ程度、高さが前記底部の長さの０．５倍程度が適当であり、好ましい。
【００２６】
これは、光は凹凸面で乱反射されて透明基板１２からの光取り出し効率が増大するので、凡そ光の波長の数分の１以下の凹凸面では鏡面と変わらなくなり、光の波長の数倍以上の凹凸面では光が乱反射しづらくなるからである。
【００２７】
なお、第１電極１４の面積は接続導体、例えば金線が接続できる範囲内で、できるだけ小さい方が更に好ましい。
【００２８】
上述のように構成されたＬＥＤ１１では、透明基板１２の第１主面の中央部にｐｎ接合を有する発光層１３を形成し、発光層１３を取り囲むように外周部を粗面化しているので、透明基板１２の第２主面で反射した光が発光層１３に吸収されることなく粗面化領域１６から外部に取り出される割合が増加し、十分な光出力を得ることが可能である。
【００２９】
次に、透明基板１２にＧａＰを用いてＩｎＧａＡｌＰ系材料からなる発光層１３を備えたＬＥＤおよびこのＬＥＤを用いた半導体発光装置を製造する場合の具体例について説明する。
【００３０】
図３乃至図６はＬＥＤ１１を製造する工程を示す図で、図３はＩｎＧａＡｌＰ系材料からなる発光層がＧａＡｓ基板に形成された状態を示す断面図、図４はＧａＰ基板にＩｎＧａＡｌＰ系材料からなる発光層が接着された状態を示す断面図、図５は電極を形成したＬＥＤに粗面化領域を形成する工程を順に示す断面図、図６はＬＥＤが形成されたウェーハをチップに分割する工程を示す図である。
【００３１】
図３に示すように、厚さ２５０μｍのｎ−ＧａＡｓ基板２１に、ＭＯＣＶＤ法により、厚さ０．５μｍのｎ−ＧａＡｓバッファ層２２を形成した後、厚さ０．２μｍのＩｎＧａＰエッチングストップ層２３、厚さ０．１μｍのｎ−ＧａＡｓコンタクト層２４、厚さ１μｍのｎ−ＩｎＡｌＰクラッド層２５、厚さ１μｍのＩｎＧａＡｌＰ ＭＱＷ活性層２６、厚さ１μｍのｐ−ＩｎＡｌＰクラッド層２７、厚さ０．０５μｍのｐ−ＩｎＧａＰ接着層２８を順次積層形成する。
【００３２】
ここで、活性層２６は、多重量子井戸構造（MQW）に限定されるものではなく、シングルヘテロ構造（SH）、ダブルヘテロ構造（DH）、量子井戸ヘテロ構造（QWH）によって構成することもできる。
【００３３】
次に、図４に示すように、ｐ−ＩｎＧａＰ接着層２８とｐ−ＧａＰ透明基板１２の第１主面を密着させ、例えば８００℃で熱処理をおこなう。  
次に、ＧａＡｓ基板２１とＧａＡｓバッファ層２２をアンモニア系のエッチング液を用いて、選択的にエッチング除去し、更にＩｎＧａＰエッチングストップ層２３を塩酸により選択的にエッチング除去する。
【００３４】
これにより、ｐ−ＩｎＧａＰ接着層２８とｐ−ＧａＰ透明基板１２を原子レベルで結合させ、透明基板１２に透光性接着材（絶縁物）を介することなく発光層１３を直接接着してなるＬＥＤが得られる。
【００３５】
次に、図５（ａ）に示すように、発光層１３の表面にＡｕＧｅを主成分とする第１電極１４をパターン形成した後、ｐ−ＧａＰ透明基板１２の第２主面にＡｕＺｎを主成分とする第２電極１５を形成する。
【００３６】
次に、図５（ｂ）に示すように、発光層１３上にレジスト膜３１を形成した後、図５（ｃ）に示すように、レジスト膜３１をマスクとして発光層１３を、例えば塩酸にて室温で３０秒間エッチングして選択的に除去し、ｐ−ＧａＰ透明基板１２の第１主面を露出させる。
【００３７】
次に、図５（ｄ）に示すように、ｐ−ＧａＰ透明基板１２を、例えばフッ酸にて室温で２０分間エッチングして、ｐ−ＧａＰ透明基板１２の第１主面の外周部に発光層１３を取り囲むように凹凸の底部の長さが１乃至３μｍ、高さが前記底部の長さとほぼ等しい粗面化領域１６を形成した。
【００３８】
次に、図６に示すように、ＬＥＤが形成されたウェーハ３２をスクライブ装置（図示せず）により第２電極面１５側から透明基板１２をダイヤモンドペン３３でスクライブしてチップに分割することにより、図１に示す透明基板１２の中央部に発光層１３と、外周部に発光層１３を取り囲む粗面化領域１６を有するＬＥＤ１１が完成する。
【００３９】
図７は、図１に示すＬＥＤ１１を用いた半導体発光装置を示す断面図である。図７に示すように、発光層１３が発光観測面になるように、ＬＥＤ１１がリードフレーム３４ａに形成された反射カップ３５の中に載置され、第２電極１５が導電性接着剤により反射カップ３５の底部に固着されている。また、第１電極１４が金線３６によりリードフレーム３４ｂに接続されている。
【００４０】
最後に、透明樹脂３７でモールドすることにより半導体発光装置３８が得られる。この半導体発光装置３８の光出力は、従来構造のＬＥＤを用いた半導体発光装置より３０％以上向上していた。
【００４１】
以上説明したように、本実施例によれば発光層からの光が発光層で吸収される割合が減少するので、十分な光出力の半導体発光素子が得られる。従って、高い光出力の半導体発光装置を提供することができる。
【００４２】
ここでは、発光層１３が方形状で第１電極１４が円形状の場合について説明したが、発光層１３および第１電極１４がともに方形状または円形状であっても構わない。発光層１３と第１電極１４が相似であれば、第１電極１４から発光層１３の端部までの距離が略一定になるので、ＬＥＤ１１の光出力の面内分布が均等化する利点がある。
【実施例２】
【００４３】
図８は本発明の実施例２に係る半導体発光素子を示す図で、図８（ａ）はその平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）のＢ−Ｂ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図である。本実施例において、実施例１と同一の構成部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００４４】
実施例２が実施例１と異なる点は、透明基板の第１主面の中央部と外周部にそれぞれ発光層を形成し、中央部と外周部の発光層の間に粗面化領域を形成したことにある。
【００４５】
即ち、図８に示すように、本実施例のＬＥＤ４１では、透明基板１２の第１主面の中央部に形成された円形状の発光層４２ａと、外周部に形成された方形状の発光層４２ｂと、発光層４２ａと発光層４２ｂの間に発光層４２ａを取り囲むように形成された粗面化領域４３を有している。
【００４６】
発光層４２ａ上に円形状の第１電極１４が、発光層４２ｂ上に方形状の第１電極４４がそれぞれ形成され、第１電極１４と第１電極４４は配線４５により電気的接続されている。
【００４７】
粗面化領域４３は、例えばＧａＰ透明基板１２の表面をＡｒ／Ｃｌ２ガス雰囲気中で容量結合プラズマ（ＩＣＰ：Inductive Coupled Plasma）を用いた処理を施した後、塩酸に浸漬することにより粗面化され、凹凸の底部の長さが０．５乃至２μｍ、高さが底部の長さとほぼ等しい四角錘形状の突起が形成されている。
【００４８】
上述のように構成されたＬＥＤ４１では、透明基板１２の第１主面の中央部と外周部に形成された発光層４２ａ、４２ｂの間を、発光層４２ａを取り囲むように粗面化したので、透明基板１２の第２主面で反射された光が発光層４２ａ、４２ｂに吸収されずに粗面化領域４３から外部に取り出される割合が増加し、十分な光出力を得ることが可能である。
【００４９】
以上説明したように、本実施例によれば外周部にも発光層４２ｂを有するので、ＬＥＤ４１の光出力の面内分布が更に均等化できる利点がある。
【実施例３】
【００５０】
図９は本発明の実施例３に係る半導体発光素子を示す図で、図９（ａ）はその底面図、図９（ｂ）は図９（ａ）のＣ−Ｃ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図である。本実施例において、実施例１と同一の構成部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００５１】
図９に示すように、本実施例のＬＥＤ５１では、透明基板１２の第２主面に第１主面側から第２主面側に向かって末広がりの傾斜面５２を備え、透明基板１２の一方の側面から相対向する他方の側面に達した溝５３、５４を有している。  
溝５３と溝５４は透明基板１２の中央部で互いにほぼ直角に交差し、溝５３、５４が形成されていない第２主面には第２電極５５が形成されている。
【００５２】
上述のように構成されたＬＥＤ５１では、発光層１３から透明基板１２の第２主面側に向けて放出された光の入射角が臨界角度以下の光線の割合を増加させることができる。その結果、透明基板１２の第２主面で多重反射されて発光層１３に吸収される光の割合が減少し、傾斜面５２から取り出される光の割合が増加する。
【００５３】
従って、傾斜面５２から取り出された光が、リードフレームの反射カップ（図示せず）の底面と傾斜面５２とで反射を繰り返し、一部は溝５３、５４の端部から外部に取り出すことが可能である。
【００５４】
傾斜面５２と透明基板１２の鉛直方向との角度θは、例えば透明基板１２がＧａＰで、エポキシ樹脂からなる透明樹脂でモールドする場合は、赤色に対する屈折率がそれぞれ、３．３および１．５であることから、約２７度（臨界角度）近辺を選択するのが良く、一般的に２０乃至４０度程度の範囲が適当である。
【００５５】
更に、傾斜面５２の面積は大きいほど入射角が臨界角度以下になる光線の量が増加するので、ＬＥＤ５１の機械的強度に支障のない範囲内で大きくすることが望ましい。
【００５６】
次に、上記ＬＥＤを製造する方法について、図１０を参照して説明する。図１０は、ＬＥＤを多数形成して成るウェーハに傾斜面５２を有する溝５３、５４を形成する工程を示す断面図である。
【００５７】
図１０（ａ）に示すように、ＬＥＤを形成したウェーハ５７を第２電極５５を上向きにして、ダイシングシート（図示せず）に貼付け、第２電極５５側から断面がＶ字型のダイシングブレード５８により、所定のピッチでハーフダイシングする。
【００５８】
次に、ウェーハ５７を９０度回転して、第２電極５５のダイシング溝と直行する方向に第２電極側５５から所定のピッチでハーフダイシングする。
【００５９】
図１０（ｂ）は、上述のようにしてカッティングされ、Ｖ字状の溝の並びを持つウェーハ５７の一部分を示す底面図である。
【００６０】
次に、ハーフダイシングされたＶ字状の溝５３、５４を、例えば、塩酸と過酸化水素水の混合液でエッチングして、ダイシングによる破砕層を除去した後、ウェーハ５７をチップに分離して、図９に示したＬＥＤ５１を得る。
【００６１】
次に、図７と同様にＬＥＤ５１をリードフレーム３４ａの反射カップ３５に、例えば金錫合金の共晶マウントで固着することにより半導体発光装置が得られる。
【００６２】
以上説明したように、本実施例によれば発光層から第２主面に向かって放出された光を第２主面に形成した傾斜面５２から外部に取り出しているので、第２主面と発光層１３の上面とで多重反射されて発光層１３で吸収される割合が減少し、十分な光出力の半導体発光素子が得られる。従って、高い光出力の半導体発光装置を提供することができる。
【００６３】
更に、透明基板１２の断面が矩形状なので、透明基板の側面を傾斜面とした断面が台形状のＬＥＤに比べて、モールドした樹脂による応力が均一化されるので、チップ剥がれやクラック等の不良発生が防止でき信頼性が向上する利点がある。また、チップの取り扱いが容易である。
【００６４】
ここでは、ダイシングした後に傾斜面５２をエッチング処理する場合について説明したが、更に傾斜面５２に粗面化領域を形成しても構わない。
【実施例４】
【００６５】
図１１は本発明の実施例４に係る半導体発光素子を示す図で、図１１（ａ）はその底面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＤ−Ｄ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図である。本実施例において、実施例１と同一の構成部分には同一符号を付して、その説明は省略する。
【００６６】
実施例４が実施例３と異なる点は、透明基板の第２主面に第１主面側から第２主面側に向かって第１主面側へ湾曲した湾曲面を有する溝を形成したことにある。
【００６７】
即ち、図１１に示すように、本実施例のＬＥＤ６１では、透明基板１２の第２主面に第１主面側から第２主面側に向かって第１主面側へ湾曲した湾曲面６２を備え、透明基板１２の一方の側面から相対向する他方の側面に達した溝６３、６４を有している。
【００６８】
溝６３と溝６４は透明基板１２の中央部で互いにほぼ直角に交差し、中央部から側面へ向かって溝幅が末広がり状に形成されている。透明基板１２の溝６３、６４が形成されていない第２主面に第２電極６５が形成されている。
【００６９】
中央部から側面に向かって溝幅が末広がりの溝６３、６４の湾曲面６２から取り出された光は、反射カップ（図示せず）の底面と湾曲面６２とで側面に向かって反射を繰り返すので、側面から外部に取り出される光の割合を更に増加させることが可能である。
【００７０】
湾曲面を備え溝幅が末広がり状の溝６３、６４は、例えばレジスト膜をマスクとして塩酸と過酸化水素水の混合液でエッチングすることにより形成することができる。
【００７１】
以上説明したように、ＬＥＤ６１では透明基板１２の第２主面に中心部から側面へ向かって溝幅が末広がり状の溝６３、６４を有するので、側面から取り出される光出力を更に増加させることができる。
【実施例５】
【００７２】
図１２は本発明の実施例５に係る半導体発光素子を示す図で、図１２（ａ）はその平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＥ−Ｅ線に沿って切断し、矢印方向に眺めた断面図である。本実施例において、実施例１と同一の構成部分には、同一符号を付して、その説明は省略する。
【００７３】
実施例５が実施例３と異なる点は、透明基板の第１主面の発光層が形成されていない表面に形成された粗面化領域と、第２主面に第１主面側から第２主面側に向かって末広がりの傾斜面を備えた溝の両方を有することにある。
【００７４】
即ち、図１２に示すように、本実施例のＬＥＤ７１では、発光波長に対して透光性を有する透明基板１２と、透明基板１２の第１主面の中央部に形成されたｐｎ接合を有する発光層１３と、発光層１３の表面に形成された第１電極１４と、第１主面と相対向する第２主面に形成された第２電極１５と、第１主面の外周部に発光層１３を取り囲むように形成された粗面化領域１６を有している。
【００７５】
更に、透明基板１２の第２主面に第１主面側から第２主面側に向かって末広がりの傾斜面５２を備え、透明基板１２の一方の側面から相対向する他方の側面に達した溝５３、５４を有している。
【００７６】
以上説明したように、本実施例によれば粗面化領域１６と溝５３、５４の両方から光を取り出すことができるので、更に高い光出力の半導体発光素子が得られる。
【００７７】
上述した実施例では、ＧａＰ透明基板とＩｎＧａＡｌＰ発光層を用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発光波長に対して透明な基板であれは特に限定されない。例えばサファイア基板を用いた青色ＬＥＤやＧａＡｓ基板を用いた赤外ＬＥＤにも同様に適用することができる。
【００７８】
さらに、第１電極が形成されていない発光層の表面や、透明基板の側面に粗面化領域を形成しても良いことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施例１に係る半導体発光素子を示す図で、図１（ａ）はその平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図。
【図２】本発明の実施例１に係る半導体発光素子の動作を従来例と比較して示す図で、図２（ａ）はＬＥＤの光路を示す断面図、図２（ｂ）は、ＬＥＤの光強度分布を示す図。
【図３】本発明の実施例１に係る半導体発光素子の製造工程におけるＧａＡｓ基板に形成した発光層を示す図。
【図４】本発明の実施例１に係る半導体発光素子の製造工程における透明基板と発光層を接着した状態を示す図。
【図５】本発明の実施例１に係る半導体発光素子の製造工程における粗面部を形成する工程を順に示す図。
【図６】本発明の実施例１に係る半導体発光素子の製造工程におけるウェーハのスクライブ工程を示す図。
【図７】本発明の実施例１に係る半導体発光素子を用いた半導体発光装置を示す断面図。
【図８】本発明の実施例２に係る半導体発光素子を示す図で、図８（ａ）はその平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図。
【図９】本発明の実施例３に係る半導体発光素子を示す図で、図９（ａ）はその底面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図。
【図１０】本発明の実施例３に係る傾斜面を有する溝を形成する工程を示す断面図。
【図１１】本発明の実施例４に係る半導体発光素子を示す図で、図１１（ａ）はその底面図、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図。
【図１２】本発明の実施例５に係る半導体発光素子を示す図で、図１２（ａ）はその平面図、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図。
【符号の説明】
【００８０】
１１、４１、５１、６１、７１  ＬＥＤ
１２  透明基板
１３、４２ａ、４２ｂ  発光層
１４、４４  第１電極
１５、５５、６５  第２電極
１６、４３  粗面化領域
２１  ｎ−ＧａＡｓ基板
２２  ＧａＡｓバッファ層
２３  ＩｎＧａＰエッチングストップ層
２４  ｎ−ＧａＡｓコンタクト層
２５  ｎ−ＩｎＡｌＰクラッド層
２６  ＩｎＧａＡｌＰ  ＭＱＷ層
２７  ｐ−ＩｎＡｌＰクラッド層
２８  ｐ−ＩｎＧａＰ接着層
３１  レジスト膜
３２、５７  ウェーハ
３３  スクライブペン
３４ａ、３４ｂ  リードフレーム
３５  反射カップ
３６  金線
３７  透明樹脂
３８  半導体発光装置
４５  配線
５２  傾斜面
５３、５４、６３、６４  溝
５８  ダイシングブレード
６２  湾曲面
【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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