【手続補正書】
【提出日】平成20年3月3日(2008.3.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化物半導体からなる、ｐ型半導体層と量子井戸発光層と当該量子井戸発光層から発せられた光の取出し側となるｎ型半導体層とがこの順に積層された半導体多層膜と、
前記ｐ型半導体層に対向して設けられていて、当該ｐ型半導体層と電気的に接続されているｐ側電極と、
を有し、
前記ｐ型半導体層の前記ｐ側電極に面する表面には、転位が集中する高転位密度領域と低転位密度領域とが周期的または選択的に存在し、
前記ｐ側電極において前記ｐ型半導体層に対向する面は、複数の凸部または複数の凹部が略一様に分散されてなる凹凸面に形成されており、
当該ｐ側電極における前記凸部の頂部が、前記ｐ型半導体層の前記ｐ側電極に面する表面の前記低転位密度領域に接合されている半導体発光装置。
【請求項２】
前記ｐ側電極は、前記発光層から向かってくる光を前記ｎ型半導体層側へ反射する金属材料で形成されている請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項３】
さらに、前記凹凸面における凹部に充填されている絶縁材を有する請求項２記載の半導体発光装置
【請求項４】
前記絶縁材は、前記発光層で発生する光に対して透明な材料で形成されている請求項３記載の半導体発光装置。
【請求項５】
前記絶縁材は、前記ｐ型半導体層を形成する窒化物半導体材料と略同じ屈折率を有する材料で形成されている請求項３記載の半導体発光装置。
【請求項６】
駆動電流値を前記発光層の主面積で除した平均電流密度が５０Ａ／ｃｍ２以下となる範囲で使用され、前記ｐ型電極は前記発光層の略全面に臨むように形成されている半導体発光装置であって、
使用時において、前記ｐ側電極の前記凸部頂部に、少なくとも１００Ａ／ｃｍ２の電流密度で電流が流れるように、前記凹凸面における凸部と凹部の比率が設定されている請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項７】
前記高転位密度領域の分布が、四角格子、六角格子、三角格子、又は千鳥格子である請求項１記載の半導体発光装置。
【請求項８】
窒化物半導体からなる、ｐ型半導体層と量子井戸発光層と当該量子井戸発光層から発せられた光の取出し側となるｎ型半導体層とがこの順に積層された半導体多層膜と、
前記ｐ型半導体層に対向して設けられていて、当該ｐ型半導体層と電気的に接続されているｐ側電極と、
を有し、
前記半導体多層膜における前記ｐ側電極との対向面は、複数の凸部または複数の凹部が略一様に分散されてなる凹凸面として形成されており、
前記対向面には、転位が集中する高転位密度領域と低転位密度領域とが周期的または選択的に存在し、前記凹凸面における凸部頂部が、低転位密度領域となるように当該凹凸面が形成されていて、
前記半導体多層膜の前記凸部頂部が、前記ｐ側電極に接合されている半導体発光素子。
【請求項９】
前記ｐ側電極は、前記発光層から向かってくる光を前記ｎ型半導体層側へ反射する金属材料で形成されている請求項８記載の半導体発光装置。
【請求項１０】
前記凹凸面における凹部は、前記量子井戸発光層を貫通し前記ｎ型半導体層に達している請求項８記載の半導体発光装置。
【請求項１１】
前記高転位密度領域の分布が、四角格子、六角格子、三角格子、又は千鳥格子である請求項８記載の半導体発光装置。
【請求項１２】
実装基板と、
前記実装基板に実装されている請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体発光装置と、
を有する照明モジュール。
【請求項１３】
光源として、請求項１２記載の照明モジュールを有する照明装置。
【請求項１４】
基板と、
前記基板の搭載されている請求項１〜１３のいずれか１項に記載の半導体発光装置と、
前記半導体発光装置をモールドする樹脂と、
を有する表面実装部品。
【請求項１５】
請求項１〜１１のいずれか１項に記載の半導体発光装置が、縦横に配列されてなるドットマトリックス表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明に係る半導体発光装置は、窒化物半導体からなる、ｐ型半導体層と量子井戸発光層と当該量子井戸発光層から発せられた光の取出し側となるｎ型半導体層とがこの順に積層された半導体多層膜と、前記ｐ型半導体層に対向して設けられていて、当該ｐ型半導体層と電気的に接続されているｐ側電極とを有し、前記ｐ型半導体層の前記ｐ側電極に面する表面には、転位が集中する高転位密度領域と低転位密度領域とが周期的または選択的に存在し、前記ｐ側電極において前記ｐ型半導体層に対向する面は、複数の凸部または複数の凹部が略一様に分散されてなる凹凸面に形成されており、当該ｐ側電極における前記凸部の頂部が、前記ｐ型半導体層の前記ｐ側電極に面する表面の前記低転位密度領域に接合されている。
また、本発明に係る半導体発光装置は、窒化物半導体からなる、ｐ型半導体層と量子井戸発光層と当該量子井戸発光層から発せられた光の取出し側となるｎ型半導体層とがこの順に積層された半導体多層膜と、前記ｐ型半導体層に対向して設けられていて、当該ｐ型半導体層と電気的に接続されているｐ側電極とを有し、前記半導体多層膜における前記ｐ側電極との対向面は、複数の凸部または複数の凹部が略一様に分散されてなる凹凸面として形成されており、前記対向面には、転位が集中する高転位密度領域と低転位密度領域とが周期的または選択的に存在し、前記凹凸面における凸部頂部が、低転位密度領域となるように当該凹凸面が形成されていて、前記半導体多層膜の前記凸部頂部が、前記ｐ側電極に接合されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
上記した前者の半導体発光装置によれば、ｐ側電極に駆動電流が流されると、当該電流はｐ側電極の凸部頂部に集中しその密度（電流密度）が高められて、ｐ型半導体層、ひいては量子井戸発光層に注入されることとなる。これにより、発光層においては、ｐ側電極の前記凸部頂部に対応する領域で電流密度（キャリア密度）が高くなり、当該領域においてスクリーニング効果が発揮されてピエゾ効果が打ち消され、発光再結合割合が上昇して、この部分での発光量が増大する。また、ｐ側電極の前記凸部頂部は、ｐ型半導体層に対してほぼ一様に分散されているので、発光層おける発光量もほぼ一様に増大し、発光層全体としての発光量が増大する。その結果、駆動電流（発光層に注入する電流の総量）を増大させることなく、発光効率を向上することが可能となる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、上記した後者の半導体発光装置によれば、ｐ側電極に駆動電流が流されると、当該電流は、半導体多層膜のｐ側電極との対向面における凸部頂部に集中しその密度（電流密度）が高められて、ｐ型半導体層、ひいては量子井戸発光層に注入されることとなる。これにより、発光層においては、前記凸部頂部に対応する領域で電流密度（キャリア密度）が高くなり、当該領域においてスクリーニング効果が発揮されてピエゾ効果が打ち消され、発光再結合割合が上昇して、この部分での発光量が増大する。また、前記凸部頂部は、ほぼ一様に分散されているので、発光層おける発光量もほぼ一様に増大し、発光層全体としての発光量が増大する。その結果、駆動電流（発光層に注入する電流の総量）を増大させることなく、発光効率を向上することが可能となる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
図９（ｂ）と図８（ｂ）を参照しながら説明すると、ｐ側電極６６は、畝状をした複数の凸部６６Ａが平行に略等間隔で配されて（略一様に分散されて）形成されたストライプ状の凹凸面６６Ｂを有する。そして、各凸部６６Ａの頂部がｐ−ＡｌＧａＮ層６０の下面と接合されている。凹凸面６６Ｂの凹部６６Ｃは、酸化シリコンからなる絶縁材９２で充塞されている。なお、絶縁材９２としては、酸化シリコン以外にＴａ２Ｏ５や実施の形態１で紹介した他の材料を用いてもよい。半導体多層膜５６には、その積層方向に線状の格子欠陥、すなわち転位が存在するのであるが、この格子欠陥（転位）は、製造過程において、絶縁材９２が配される領域に出現するよう制御される。この格子欠陥（転位）に関しては、後述するＬＥＤチップ５２の製造方法において説明することとする。 
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
ここで、絶縁材９２は、半導体多層膜において格子欠陥が集結してなる高欠陥領域上に形成される。サファイア基板上に形成されるＧａＮ系半導体層内には、ＧａＮとサファイアの格子定数の違いに起因して筋状の格子欠陥、すなわち転位が存在する。本実施の形態では、当該格子欠陥（転位）の成長方向を半導体プロセスにおいて制御し、所定の間隔に集結させ、格子欠陥の集結した領域（高欠陥領域）、すなわち高転位密度領域に絶縁材９２を配し、高欠陥領域（高転位密度領域）の近傍に形成される低欠陥領域、すなわち低転位密度領域にｐ側電極の凸部頂部を接合することとしたのである。半導体プロセスにおいて格子欠陥の成長方向を制御する方法は、米国特許第６，６１７，１８２号明細書等に開示されている公知の技術で実現できるため、ここでは、その詳細な説明は省略し、図１１、図１２を参照しながら、概略を説明することとする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６９】
次に、ＧａＮ層９６表面に第１の段差である凹凸をエッチングにより設ける[図１１（ｂ）]。凹凸の周期は１０μｍ、凸部９６Ａ頂部の幅は２μｍ、高さは３μｍである。この凹凸により紙面垂直方向に形成される溝９６Ｂの方向は＜１，１，−２，０＞である。
上記凹凸面を上方から見た状態を図１１（ｃ）に示す。
その上に更にＭＯＣＶＤ法を用いて、厚さ１０μｍの第１のＡｌＧａＮ層２０６４Ａを形成する[図１２（ａ）]。ＧａＮ層９６上の凹部９６Ｂ上にある第１のＡｌＧａＮ層２０６４Ａの格子欠陥Ｋは、ＡｌＧａＮ層の堆積の進行とともにＧａＮ層９６の凹部９６Ｂ中央に向かって集結し、やがて一筋の格子欠陥（転位）となる。最終的に第１のＡｌＧａＮ層２０６４Ａの表面に存在する格子欠陥は、ＧａＮ層９６上の凹部９６Ｂ中央付近とＧａＮ層９６の凸部９６Ａ上部付近のみとなり、それ以外の領域は低欠陥領域（低転位密度領域）となる。