(57)【要約】      （修正有）【課題】発光素子の観測面方向への光取り出し効率を向上させることを目的とする。【解決手段】基板１上に、ｎ側電極７を有する窒化物半導体からなるｎ型半導体層２と、ｐ型半導体層４とが積層されると共に、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層４との間に発光層３を有し、さらにｐ型半導体層４上の発光領域Ｌに設けられた透光性電極６を介してｐ側電極８を有し、ｎ側電極７とｐ側電極８とを基板の同一面側に有する発光素子１０において、発光領域Ｌ以外の領域に複数の凸部（凹凸）９が設けられ、ｎ側電極７及びｐ側電極８を除く領域に、さらに絶縁性膜５を有し、凸部９の頂部における絶縁性膜５の膜厚が、発光領域Ｌにおける絶縁性膜５の膜厚及び凸部９の底部及び側面における絶縁性膜５の膜厚より厚く構成した。【選択図】図２
2007294885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、ｎ側電極を有する窒化物半導体からなるｎ型半導体層と、窒化物半導体から
なるｐ型半導体層とが積層されると共に、前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層との間に
発光層を有し、さらに前記ｐ型半導体層上の発光領域に設けられた透光性電極を介してｐ
側電極を有し、前記ｎ側電極と前記ｐ側電極とを前記基板の同一面側に備える発光素子で
あって、
前記発光領域以外の領域に複数の凹凸が設けられ、
前記ｎ側電極及び前記ｐ側電極を有する領域を除く領域に絶縁性膜を有し、
前記凹凸の頂部における前記絶縁性膜の膜厚が、前記発光領域における前記絶縁性膜の
膜厚より厚いことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
基板上に、ｎ側電極を有する窒化物半導体からなるｎ型半導体層と、窒化物半導体から
なるｐ型半導体層とが積層されると共に、前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層との間に
発光層を有し、さらに前記ｐ型半導体層上の発光領域に設けられた透光性電極を介してｐ
側電極を有し、前記ｎ側電極と前記ｐ側電極とを前記基板の同一面側に備える発光素子で
あって、
前記発光領域以外の領域に複数の凹凸が設けられ、
前記ｎ側電極及び前記ｐ側電極を有する領域を除く領域に絶縁性膜を有し、
前記凹凸の頂部における前記絶縁性膜の膜厚が、前記凹凸の底部及び側面における前記
絶縁性膜の膜厚より厚いことを特徴とする発光素子。
【請求項３】
基板上に、ｎ側電極を有する窒化物半導体からなるｎ型半導体層と、窒化物半導体から
なるｐ型半導体層とが積層されると共に、前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層との間に
発光層を有し、さらに前記ｐ型半導体層上の発光領域に設けられた透光性電極を介してｐ
側電極を有し、前記ｎ側電極と前記ｐ側電極とを前記基板の同一面側に備える発光素子で
あって、
前記発光領域以外の領域に複数の凹凸が設けられ、
前記ｎ側電極及び前記ｐ側電極を有する領域を除く領域に絶縁性膜を有し、
前記凹凸の頂部における前記絶縁性膜の膜厚が、前記発光領域における前記絶縁性膜の
膜厚及び前記凹凸の底部及び側面における前記絶縁性膜の膜厚より厚いことを特徴とする
発光素子。
【請求項４】
前記凹凸の頂部の前記基板の上面からの高さは、前記発光層の前記基板の上面からの高
さよりも高いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項５】
前記凹凸の頂部における前記絶縁性膜は、前記ｐ型半導体層上に形成される第１の絶縁性膜およびこの第１の絶縁性膜を覆う第２の絶縁性膜を積層した構成であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記凹凸の底部の前記基板の上面からの高さは、前記発光層の前記基板の上面からの高
さよりも低いことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項７】
前記凹凸を形成する凸部は、前記凹凸断面において、前記ｎ型半導体層側から前記ｐ型
半導体層側に向かって徐々に細くなるように傾斜した台形であることを特徴とする請求項
１乃至請求項６のいずれか一項に記載の発光素子。
【請求項８】
電極配置面側から見て、少なくとも前記発光領域と前記ｎ側電極の間に、前記複数の凹
凸が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項９】
電極配置面側からみて、前記ｎ側電極と前記ｐ側電極との間に位置する前記発光領域に
設けられた半導体積層構造が、前記ｎ側電極と前記ｐ側電極を結ぶ直線上において、前記
ｎ側電極側からくびれ部分を有すると共に、前記くびれ部分に前記複数の凹凸を備えるこ
とを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１０】
基板上に、ｎ側電極を有する窒化物半導体からなるｎ型半導体層と、窒化物半導体から
なるｐ型半導体層とが積層されると共に、前記ｎ型半導体層と前記ｐ型半導体層との間に
発光層を有し、さらに前記ｐ型半導体層上の発光領域に設けられた透光性電極を介してｐ
側電極を有し、前記ｎ側電極と前記ｐ側電極とを前記基板の同一面側に備える発光素子の
製造方法であって、
前記基板上に窒化物半導体からなるｎ型半導体層を積層する工程と、
前記基板上に窒化物半導体からなるｐ型半導体層を積層する工程と、
前記発光領域以外の領域に複数の凹凸を形成するための第１の絶縁性膜からなるマスク
パターンを形成する工程と、
前記第１の絶縁性膜からなるマスクパターンにしたがって、前記ｎ型半導体層が露出す
るまでエッチングする工程と、
前記発光領域上に形成された前記第１の絶縁性膜を除去する工程と、
前記発光領域に透光性電極を形成する工程と、
前記ｎ側電極と前記ｐ側電極とを配置する領域を除く領域に第２の絶縁性膜を形成する
工程と、
前記透光性電極上にｐ側電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項１１】
前記凹凸の底部における前記第２の絶縁性膜の上面は、前記発光層よりも低くなるように、前記エッチングする工程によって露出する前記ｎ型半導体層面の高さ及び前記第２の絶縁性膜を形成する工程によって形成する前記第２の絶縁性膜の厚さを決めることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１２】
前記凹凸の底部における前記第２の絶縁性膜の上面の高さは、前記発光層よりも低くなるように、前記エッチングする工程において、前記ｎ型半導体層をエッチングし、このエッチングする前記ｎ型半導体層の厚さを前記第２の絶縁性膜の厚さよりも大きくすることを特徴とする請求項１１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１３】
前記基板上に窒化物半導体からなる発光層を積層する工程を含むこと、
を特徴とする請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載の発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化物半導体を積層構造に含む発光素子及び発光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
窒化物半導体を積層構造に含む発光素子は、高輝度純緑色発光ＬＥＤ（Light Emitting
Diode；発光ダイオード）、青色発光ＬＥＤとして、フルカラーＬＥＤディスプレイ、交
通信号灯、バックライトなど、様々な分野で利用されている。
【０００３】
これらのＬＥＤは、一般に、サファイアなどの基板上にｎ型窒化物半導体層、発光層、
ｐ型窒化物半導体層が順に積層された構造となっている。さらに、ｐ型窒化物半導体層上
にはｐ側電極が配置され、ｎ型窒化物半導体層上にはｎ側電極が配置されている。ここで
、ｐ側電極とｎ側電極とを同一面側に設ける場合は、ｐ型窒化物半導体層上にｐ側電極が
配置されると共に、ｐ型窒化物半導体層、発光層、およびｎ型窒化物半導体層の一部がエ
ッチングなどにより除去され、露出したｎ型窒化物半導体層上にｎ側電極が配置された構
造となる。さらに、各電極には電流を流すために、金線等からなるワイヤーや各種半田等
の導電性部材が接続される。このようなＬＥＤの電極配置として様々なものが提案されて
いる。また、光取り出し効率を向上させることを目的として、ＬＥＤの構造として様々な
ものが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の発光素子は、発光領域の半導体層内を横方向に伝播する光
を、発光領域に設けた複数の凹部から発光素子の外部に取り出すことで、全体として発光
効率の向上を図っている。
特許文献２に記載の発光素子は、発光領域から半導体層内を横方向に伝播する光を、発
光領域の外側に形成した複数の凹凸構造から発光素子の外部に取り出すことで発光効率の
向上を図っている。
また、特許文献３に記載の発光素子は、発光領域の外周に溝を設けることで斜面を形成
し、発光素子の側面から横方向に出射される光を上向きに反射することで、輝度ムラの低
減を図っている。
特許文献４に記載の発光素子は、発光領域の外周部に溝を設け、溝の内壁に絶縁層を形
成すると共に、溝の内部にこの絶縁層とは屈折率の異なる絶縁材料を充填し、発光領域か
ら半導体層内を横方向に伝播して、発光素子の側面から出射される光を散乱することで横
方向に進行する光の強度の低減を図っている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２４２２２号公報（段落００２１〜段落００３２、図    １、図２）
【特許文献２】特開２００４−２２１５２９号公報（段落００７６〜段落００９４、    図１１）
【特許文献３】特開２００３−５１６１０号公報（段落００１０〜段落００１２、図    １）
【特許文献４】特開２００２−１６２８２号公報（段落００２２〜段落００２３、図    ３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の発光素子では、発光領域に凹部を形成するため、形
成した凹部の面積だけ発光領域が減少するという問題があった。また、発光領域である箇
所に開口部を設けると、ＬＥＤの抵抗が大きくなる等の原因で素子特性を悪化させてしま
うという問題があった。
特許文献２に記載の発光素子では、形成する凹凸構造の基板面からの高さと、発光領域
の半導体層の高さが同じであるため、発光素子の側面から出射される光を観測面方向に反
射するには必ずしも十分ではなかった。
特許文献３に記載の発光素子では、発光領域の外側に幅の広い溝を形成するため、発光
素子のチップサイズが大きくなるという問題があった。
特許文献４に記載の発光素子は、発光素子の側面から出射される光を散乱して横方向に
進行する光の強度を低減するのが目的であって、観測面方向に効率的に反射するものでは
なかった。
【０００７】
本発明は、このような問題を解決するために創案されたものであり、観測面方向への光
の取り出し効率を向上させる発光素子及び発光素子の製造方法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】
【０００８】
そこで、前記目的を達成するために、請求項１に記載の発光素子は、基板上に、ｎ側電
極を有する窒化物半導体からなるｎ型半導体層と、窒化物半導体からなるｐ型半導体層と
が積層されると共に、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に発光層を有し、さらにｐ型半
導体層上の発光領域に設けられた透光性電極を介してｐ側電極を有し、ｎ側電極とｐ側電
極とを基板の同一面側に備える発光素子であって、発光領域以外の領域に複数の凹凸が設
けられ、ｎ側電極及びｐ側電極を有する領域を除く領域に絶縁性膜を有し、凹凸の頂部に
おける絶縁性膜の膜厚が、発光領域における絶縁性膜の膜厚より厚いことを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、発光領域を取り囲む発光領域以外の領域に備えた複数の凹凸（凸
形状又は凹形状）の頂部における絶縁性膜の膜厚を、発光領域上に設けられた絶縁性膜の
膜厚より厚く構成したので、発光領域の側面から出射される光線が絶縁性膜に反射して、
外部に取り出される有効な光量を増加させる。
また、発光領域に設けられる絶縁性膜の膜厚を、従来の保護層としての機能を満たす厚
さで構成することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発光素子は、基板上に、ｎ側電極を有する窒化物半導体からなるｎ型
半導体層と、窒化物半導体からなるｐ型半導体層とが積層されると共に、ｎ型半導体層と
ｐ型半導体層との間に発光層を有し、さらにｐ型半導体層上の発光領域に設けられた透光
性電極を介してｐ側電極を有し、ｎ側電極とｐ側電極とを基板の同一面側に備える発光素
子であって、発光領域以外の領域に複数の凹凸が設けられ、ｎ側電極及びｐ側電極を有す
る領域を除く領域に絶縁性膜を有し、凹凸の頂部における絶縁性膜の膜厚が、凹凸の底部
及び側面における絶縁性膜の膜厚より厚いことを特徴とする。
【００１１】
かかる構成によれば、発光領域を取り囲む発光領域以外の領域に備えた複数の凹凸の頂
部における絶縁性膜の膜厚を、凹凸の底部及び側面に設けられた絶縁性膜の膜厚より厚く
構成したので、発光領域の側面から出射される光線が絶縁性膜に反射して、外部に取り出
される有効な光量を増加させる。
また、凹凸の底部及び側面に設けられる絶縁性膜の膜厚を、従来の保護層としての機能
を満たす厚さで構成することができる。
【００１２】
請求項３に記載の発光素子は、基板上に、ｎ側電極を有する窒化物半導体からなるｎ型
半導体層と、窒化物半導体からなるｐ型半導体層とが積層されると共に、ｎ型半導体層と
ｐ型半導体層との間に発光層を有し、さらにｐ型半導体層上の発光領域に設けられた透光
性電極を介してｐ側電極を有し、ｎ側電極とｐ側電極とを基板の同一面側に備える発光素
子であって、発光領域以外の領域に複数の凹凸が設けられ、ｎ側電極及びｐ側電極を有す
る領域を除く領域に絶縁性膜を有し、凹凸の頂部における絶縁性膜の膜厚が、発光領域に
おける絶縁性膜の膜厚及び凹凸の底部及び側面における絶縁性膜の膜厚より厚いことを特
徴とする。
【００１３】
かかる構成によれば、発光領域を取り囲む発光領域以外の領域に備えた複数の凹凸の頂
部における絶縁性膜の膜厚を、発光領域における絶縁性膜の膜厚及び凹凸の底部及び側面
に設けられた絶縁性膜の膜厚より厚く構成したので、発光領域の側面から出射される光線
が絶縁性膜に反射して、外部に取り出される有効な光量を増加させる。
また、発光領域及び凹凸の底部及び側面、すなわち凹凸の頂部以外に設けられる絶縁性
膜の膜厚を、従来の保護層としての機能を満たす厚さで構成することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発光素子は、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光素子において、凹凸の頂部の基板の上面からの高さは、発光層の基板の上面からの高さよりも高いことを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によれば、凹凸の頂部の高さが発光層よりも高いため、発光層の高さの発光
領域側面から出射される光線が、凹凸の側面によって効果的に観測面方向に反射して、外
部に取り出される有効な光量を増加させる。
【００１６】
請求項５に記載の発光素子は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発光素子において、前記凹凸の頂部における前記絶縁性膜は、前記ｐ型半導体層上に形成される第１の絶縁性膜およびこの第１の絶縁性膜を覆う第２の絶縁性膜を積層した構成であることを特徴とする。
【００１７】
かかる構成によれば、凸部の頂部が高くなるため発光領域の側面から出射される光線がこの凸部によって効率よく観測面方向に反射される。その結果、外部に取り出される有効な光量を増加させることができる。
【００１８】
請求項６に記載の発光素子は、請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の発光素子において、凹凸の底部の基板の上面からの高さは、発光層の基板の上面からの高さよりも低いことを特徴とする。
【００１９】
かかる構成によれば、凹凸の底部の高さが発光層よりも低いため、発光層の高さの発光
領域側面から出射される光線が、凹凸の側面によって効果的に観測面方向に反射して、外
部に取り出される有効な光量を増加させる。
【００２０】
請求項７に記載の発光素子は、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の発光素子において、凹凸を形成する凸部は、凹凸断面において、ｎ型半導体層側からｐ型半導体層側に向かって徐々に細くなるように傾斜した台形であることを特徴とする。
【００２１】
かかる構成によれば、凹凸の側面を上面に向かって細くなるように傾斜した台形状とし
たため、発光領域の側面から出射される光線が、凹凸の側面によってより効果的に観測面
方向に反射する。特に、発光領域側面から略水平方向に出射された光線も、傾斜面に形成
された凹凸の側面によって、効果的に観測面方向に反射し、外部に取り出される有効な光
量を増加させる。
【００２２】
請求項８に記載の発光素子は、請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の発光素子において、電極配置面側から見て、少なくとも発光領域とｎ側電極の間に、複数の凹凸が設けられていることを特徴とする。
【００２３】
かかる構成によれば、発光領域とｎ側電極の間には比較的に強度の大きな電流が流れる
ため、ｎ側電極に近い部位の発光領域からは、比較的に強度の大きな光が発光される。そ
して、発光領域とｎ側電極の間に複数の凹凸を設けたため、当該凹凸は、ｎ側電極に光が
到達する前に、比較的に強度の大きな光を観測面方向に偏向し、外部に取り出される有効
な光量を増加させる。
【００２４】
請求項９に記載の発光素子は、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の発光素子において、電極配置面側からみて、ｎ側電極とｐ側電極との間に位置する発光領域に設けられた半導体積層構造が、ｎ側電極とｐ側電極を結ぶ直線上において、ｎ側電極側からくびれ部分を有すると共に、くびれ部分に複数の凹凸を備えることを特徴とする。
【００２５】
かかる構成によれば、ｐ側電極からｎ側電極に流れる電流強度の大きな領域の一部に、あえて発光領域を設けず、発光領域にくびれ部分を設け、このくびれ部分に凹凸を備えるようにしたため、くびれ部分に沿った発光領域から出射される比較的に強度の大きな光を効果的に観測面方向に偏向し、外部に取り出される有効な光量を増加させる。
【００２６】
請求項１０に記載の発光素子の製造方法は、基板上に、ｎ側電極を有する窒化物半導体からなるｎ型半導体層と、窒化物半導体からなるｐ型半導体層とが積層されると共に、ｎ型半導体層とｐ型半導体層との間に発光層を有し、さらにｐ型半導体層上の発光領域に設けられた透光性電極を介してｐ側電極を有し、ｎ側電極とｐ側電極とを基板の同一面側に備える発光素子の製造方法であって、基板上に窒化物半導体からなるｎ型半導体層を積層する工程と、基板上に窒化物半導体からなるｐ型半導体層を積層する工程と、発光領域以外の領域に複数の凹凸を形成するための第１の絶縁性膜からなるマスクパターンを形成する工程と、第１の絶縁性膜からなるマスクパターンにしたがって、ｎ型半導体層が露出するまでエッチングする工程と、発光領域上に形成された第１の絶縁性膜を除去する工程と、発光領域に透光性電極を形成する工程と、ｎ側電極とｐ側電極とを配置する領域を除く領域に第２の絶縁性膜を形成する工程と、透光性電極上にｐ側電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００２７】
かかる手順によれば、凹凸の頂部には第１の絶縁性膜及び第２の絶縁性膜からなる絶縁
性膜が形成されると共に、発光領域、凹凸の底部及び凹凸の側面には、第２の絶縁性膜か
らなる絶縁性膜が形成される。その結果、凹凸の頂部における絶縁性膜の膜厚は、発光領
域、凹凸の底部及び凹凸の側面における絶縁性膜の膜厚よりも厚く形成される。
【００２８】
請求項１１に記載の発光素子の製造方法は、請求項１０に記載の発光素子の製造方法において、凹凸の底部における絶縁性膜の上面の基板の上面からの高さは、発光層の基板の上面からの高さよりも低くなるように、エッチングする工程によって露出するｎ型半導体層面の高さ及び第２の絶縁性膜を形成する工程によって形成する第２の絶縁性膜の厚さを決めることを特徴とする。
【００２９】
かかる手順によれば、凹凸の底部に形成される絶縁性膜の高さと、発光層の高さとの関
係を容易に所望の関係とすることができる。
【００３０】
請求項１２に記載の発光素子の製造方法は、請求項１１に記載の発光素子の製造方法において、前記凹凸の底部における前記第２の絶縁性膜の上面の高さは、前記発光層よりも低くなるように、前記エッチングする工程において、前記ｎ型半導体層をエッチングし、このエッチングする前記ｎ型半導体層の厚さを前記第２の絶縁性膜の厚さよりも大きくすることを特徴とする。
【００３１】
かかる手順によれば、前記凹凸の底部における絶縁性膜上面の高さが発光層よりも低い構成を製造することができる。
【００３２】
請求項１３に記載の発光素子の製造方法は、請求項１０乃至請求項１２のいずれかに記載の発光素子の製造方法において、前記基板上に窒化物半導体からなる発光層を積層する工程を含むことを特徴とする。
【００３３】
かかる手順によれば、ｐ型半導体層とｎ型半導体層の間に活性層を形成することができる。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、凹凸の頂部に設けた絶縁性膜の膜厚を他の領域より厚く構成して、発
光領域の側面から出射される光線を効果的に観測面方向に反射することができるため、発
光素子において発光された光の外部取り出し効率を向上することができる。また、凹凸の
頂部以外に設けた絶縁性膜の膜厚を相対的に薄く構成したため、これらの領域の絶縁性膜
を通して外部へ光を取り出す際に、余分な光の吸収がなく、効率的に光を外部へ取り出す
ことができる。
【００３５】
また、本発明によれば、凹凸を形成するために凹凸の頂部に形成した第１の絶縁性膜を
除去せず、さらに第２の絶縁性膜を積層したため、第１の絶縁性膜を除去する工程におい
て、フォトレジストマスクのパターンを変更するだけで、容易に、凹凸の頂部における絶
縁性膜の膜厚を、他の領域における絶縁性膜の膜厚のより厚く形成することができる。ま
た、第１の絶縁性膜及び第２の絶縁性膜の膜厚を制御することで、各部に精度よく所望の
膜厚の絶縁性膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、発明の実施の形態について適宜図面を参照して説明する。
＜発光素子の構成＞
本実施の形態に係る発光素子は、窒化物半導体を積層してなるＬＥＤである。また、発
光領域以外に形成される凹凸として、凸形状（凸部９）を形成する。
【００３７】
（実施の形態１）
図１及び図２に基づいて実施の形態１のＬＥＤ１０について説明する。図１は実施の形
態１のＬＥＤを電極配置面側からみた平面図である。また、図２は、図１のＸ−Ｘ線にお
けるｎ側電極、ｐ側電極及び凸部を含む断面を模式的に表した図である。
【００３８】
実施の形態１は、サファイアからなる基板１上に、ＬＥＤ構造を構成する半導体積層構
造を備え、ｐ側電極８及びｎ側電極７が同一面側（基板１の半導体積層構造を形成した面
と同じ方向を向いた面上、すなわち図２において、上向きの面上）に配置されており、観
測面方向を電極配置面側とした電極配置面側から光を取り出す構成である。ＬＥＤ１０を
構成する半導体積層構造は、基板１上にｎ側電極７を有する窒化物半導体からなるｎ型半
導体層２と、窒化物半導体からなる発光層３と、窒化物半導体からなるｐ型半導体層４と
が順次積層され、さらにｐ型半導体層４上の発光領域Ｌには透光性電極６を介してｐ側電
極８が設けられている。ｎ側電極７及びｐ側電極８が配置された領域（少なくともワイヤ
ボンディング等により電流供給線が接続される領域）を除く領域に、さらに絶縁性膜５が
形成されている。
【００３９】
発光領域Ｌ以外の非発光領域には複数の凸部９が形成され、凸部９の頂部９１に形成さ
れた絶縁性膜５の膜厚Ｔ１は、発光領域Ｌに形成された絶縁性膜５の膜厚Ｔ４より厚く形
成されている。また、凸部９の頂部９１に形成された絶縁性膜５の膜厚Ｔ１は、凸部９の
底部９３及び側面９２に形成された絶縁性膜５の膜厚Ｔ３及び膜厚Ｔ２よりも厚く形成さ
れている。
【００４０】
凸部９には、発光領域Ｌと同様に、ｎ型半導体層２、発光層３及びｐ型半導体層４から
なる半導体層積層構造を有するが、頂部９１に透光性電極６が形成されていないため、Ｌ
ＥＤ１０の駆動時に、凸部９には電流は流れない。
【００４１】
図２に示すように、ＬＥＤ１０の底面全体にｎ型半導体層２が広がり、その上層に発光
層３が積層され、発光層３の上にはｐ型半導体層４が積層されている。ｐ型半導体層４の
上層に、さらに透光性電極６が形成された領域が発光領域Ｌであり、透光性電極６の一部
にｐ側電極８が形成されている。また、ｎ型半導体層２が一部露出した領域にｎ側電極７
が形成されている。発光領域Ｌ及びｎ側電極７が形成された領域以外の領域には、発光領
域Ｌを取り囲むように複数の凸部９が形成されている。さらに、電流供給線を接続するｎ
側電極７及びｐ側電極８以外の領域には、絶縁性膜５が形成されている。
【００４２】
次に、各部の構成について詳細に説明する。
（基板）
基板１は、窒化物半導体としてＧａＮ（窒化ガリウム）系化合物半導体を用いた半導体
素子用基板として好適な、サファイア、ＳｉＣ等からなる厚さ３００〜２０００μｍ程度
の基板を用いることができる。基板１と半導体積層構造の間には、基板１の結晶構造と基
板１上に形成する半導体結晶との格子定数、熱膨張係数などの物理特性の差を緩衝するた
めに、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ等の窒化物半導体を用いたバッファ層を設けてから半導体積層
構造を形成するようにしてもよい。また、窒化物半導体と同種の材料で形成した基板、例
えばＧａＮ基板を用いれば、バッファ層を設ける必要もなく、より好適である。
【００４３】
（ｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層）
実施の形態１の半導体積層構造は、半導体として窒化物半導体であるＧａＮ系化合物半
導体を用いて形成される。
基板１上に、必要に応じてバッファ層を介して、ｎ型半導体層２が積層される。ｎ型半
導体層２は、ＳｉがドープされたＧａＮからなるｎ型コンタクト層とｎ型ＡｌＧａＮから
なるｎ型クラッド層が順次積層された構造をとる。ｎ型半導体層２は１０００〜１０００
０ｎｍ程度の厚さに形成される。その上には、ＩｎＧａＮからなる活性層が積層される。
この活性層はＬＥＤ１０の発光層３に該当する。この発光層３は１０〜１０００ｎｍ程度
の厚さに形成される。さらに、その上には、ｐ型半導体層４が積層される。ｐ型半導体層
４は、ｐ型ＡｌＧａＮからなるｐ型クラッド層とＭｇがドープされたＧａＮからなるｐ型
コンタクト層が順次積層された構造を有する。ｐ型半導体層４は５０〜５０００ｎｍ程度
の厚さに形成される。
実施の形態１のＬＥＤ１０は、発光層３がｎ型半導体層２及びｐ型半導体層４で挟まれ
たＤＨ（ダブルへテロ）構造をとる。
【００４４】
なお、実施の形態１のＬＥＤ１０は、ＤＨ構造の活性層（発光層３）を有する構成とし
たが、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層４の界面（ｐｎ接合面）を発光層３とする構造のＬ
ＥＤ１０としてもよいし、発光層３として、例えばアンドープＧａＮよりなる障壁層とア
ンドープＩｎＧａＮよりなる井戸層を交互に積層し、多重量子井戸構造よりなる活性層を
形成してもよい。
【００４５】
また、ｎ型半導体層２及びｐ型半導体層４は、それぞれクラッド層とコンタクト層から
構成するようにしたが、ｎ型半導体層２及びｐ型半導体層４の両方又は片方を一層の構成
としてもよい。
【００４６】
その他、ｎ型半導体層２、発光層３及びｐ型半導体層４は、発光素子として機能する構
成であれば、どのような構成を採用してもよい。
【００４７】
（ｎ側電極、ｐ側電極、透光性電極）
ｎ側電極７は、ｐ型半導体層４、発光層３、及びｎ型半導体層２の一部がエッチング等
によって除去されたｎ型半導体層２の露出面に形成される。前記したように、ｎ型半導体
層２がｎ型クラッド層及びｎ型コンタクト層の２層構造の場合は、ｎ側電極７は、ｎ型コ
ンタクト層の露出面上に形成される。ｎ側電極７は、ｎ型半導体層２側から順にＷ、Ｐｔ
、Ａｕが積層されてなり、２００〜７０００ｎｍ程度の厚さに形成される。
【００４８】
ｐ型半導体層４上には、透光性電極６を介して、ｐ側電極８が形成される。透光性電極
６は、発光領域Ｌであるｐ型半導体層４のほぼ全面に形成される。透光性電極６は、ｐ側
電極８から供給される電流を、ｐ型半導体層４の発光領域Ｌの全体にムラなく拡散するた
めに設けられる。透光性電極６は、発光層３で発光される光を、主として半導体積層構造
の上面側から取り出すため、透光性と、電流を拡散させるための導電性を兼ねた機能を有
する。このような電極材料として、導電性酸化物膜、ｐ型半導体層４側から順にＮｉ，Ａｕを積層した金属薄膜、Ｎｉ，Ａｕの合金の薄膜等を用いることもできる。導電性酸化物膜としては、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、ガリウム（Ｇａ）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を用いることができる。具体的には、ＩＴＯ（ＳｎドープＩｎ２Ｏ３）、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）、ＡＺＯ（ＡｌドープＺｎＯ）、ＩＺＯ（ＩｎドープＺｎＯ）、又はＧＺＯ（ＧａドープＺｎＯ）である。特に、ＩＴＯは透光性及び電流拡散性が優れ、発光効率の向上の点で好ましい。透光性電極６は５〜１０００ｎｍ程度の厚さで形成される。
【００４９】
ｐ側電極８は、ｎ側電極７と同様にＷ、Ｐｔ、Ａｕを順に積層して形成することができ
る。このように、ｎ側電極７とｐ側電極８とを同一の材料構成とすれば、ｎ側電極７とｐ
側電極８の形成工程を１つにすることもできる。ｐ側電極８は２００〜７０００ｎｍ程度
の厚さに形成される。
【００５０】
なお、ｎ側電極７、ｐ側電極８及び透光性電極６を構成する材料は、それぞれｎ型半導
体層２、透光性電極６及びｐ型半導体層４とオーミック接触できる材料であれば、前記し
た材料以外の材料を用いることもできる。
【００５１】
（絶縁性膜）
絶縁性膜５は、ｎ側電極７及びｐ側電極８上の電流供給線を接続する部位を除く、全領
域に保護膜として形成される。絶縁性膜５の形成にはＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、Ｚｒ
Ｏ２、ＴｉＯ２、ＮｂＯ、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５等を用いることができるが、なかでもＳｉＯ２及びＴｉＯ２は、酸化膜として形成した際に屈折率及び透過率が安定しているため、安定した光取り出しの特性が得られやすく、また安価に形成することができる。
【００５２】
絶縁性膜５の凸部９は、窒化物半導体よりなるｐ型半導体層４上に第１の絶縁性膜５ａ及び第１の絶縁性膜５ａを覆う第２の絶縁性膜５ｂの２層の膜が積層形成されている。これら第１の絶縁性膜５ａ及び第２の絶縁性膜５ｂは、前記したＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＮｂＯ、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５等のうちのいずれかの構成材料よりなる。また、第１の絶縁性膜５ａ及び第２の絶縁性膜５ｂは同一の構成材料の膜であってもよいし、異なる構成材料の膜であってもよい。例えば、第１の絶縁性膜５ａの構成材料をＳｉＯ２として、第２の絶縁性膜５ｂの構成材料を前記したＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＮｂＯ、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５等のうちのいずれかとすることができる。この場合、例えば、第１の絶縁性膜５ａを構成するＳｉＯ２をウェットエッチングにより形成し、第２の絶縁性膜５ｂをウェットエッチングまたはドライエッチングにより形成することができる。
【００５３】
また、第１の絶縁性膜５ａ及び第２の絶縁性膜５ｂを異種構成材料にする場合、ｐ型半導体層４と第１の絶縁体層５ａの屈折率差よりも、第１の絶縁性膜５ａと第２の絶縁性膜５ｂの屈折率差を小さくなるように、第１の絶縁性膜５ａ及び第２の絶縁性膜５ｂの構成材料を適宜選択することができる。たとえば、窒化物半導体よりなるｐ型半導体層４が屈折率が約２．５の窒化ガリウム（ＧａＮ）の場合、第１の絶縁体層５ａとして、屈折率が約２．２のＮｂ２Ｏ５とし、第２の絶縁性膜５ｂとして、屈折率が約１．４のＳｉＯ２を用いるのがよい。ｐ型半導体層４、第１の絶縁体層５ａ及び第２の絶縁性膜５ｂの屈折率の関係がこのようになることによって、凸部９の下部を導波してきた光が、比較的厚い絶縁性膜が形成されている凸部９においても、外部に効率的に取り出される。
【００５４】
本実施形態では、絶縁性膜５の凸部９の絶縁性膜５を構成する、第１の絶縁性膜５ａと第２の絶縁性膜５ｂはともに単層の絶縁性膜よりなる構成としたが、第１の絶縁性膜５ａと第２の絶縁性膜５ｂのいずれか、または両方が２層以上の異種構成材料よりなる複層の絶縁性膜とする積層構成としてもよい。その場合でも、絶縁性膜５の各膜間の屈折率差には、前記した関係と同様な関係があるように適宜、構成材料が選択することができる。
【００５５】
このように、絶縁性膜５の、凸部９の頂部９１における膜厚Ｔ１は、凸部９の側面９２における膜厚Ｔ２及び底部９３における膜厚Ｔ３、及び透光性電極６上における膜厚Ｔ４等、他の箇所における膜厚よりも厚く形成されている。また、基板１の半導体積層構造の形成面から凸部９の頂部９１に形成された絶縁性膜５の上面の高さは、発光層３が形成された高さよりも高く形成され、凸部９の表面の絶縁性膜５によって、発光領域Ｌの側面から出射される光線を観測方向である上方に反射する。
絶縁性膜５は、凸部９の頂部においては５０〜２５００ｎｍ程度に形成され、他の領域
においては２０〜１０００ｎｍ程度に形成される。
【００５６】
（凸部（凹凸））
実施の形態１のＬＥＤ１０は、複数の凸部９が発光領域Ｌの周囲を囲んで形成されてい
る。ここで、凹凸は図９（ａ）に示すように凸形状（凸部９ａ）としてもよいし、図９（
ｂ）に示すように凹形状（凹部９ｂ）としてもよい。なお、図９は、凹凸を形成した領域
を、電極配置面側から見た平面図であり、ハッチング部が頂部を表している。
図９（ａ）と図９（ｂ）とは、何れも外部に取り出される有効な光量を増加することが
できるが、特に、図９（ａ）のような凸形状とするほうが、発光領域の側面から出た光の
ほぼすべてを観測面方向に反射させることができるので好ましい。
【００５７】
図１に示す実施の形態１のＬＥＤ１０は、駆動時に発光する発光領域Ｌの周囲を凸部９
で囲むことにより、ＬＥＤ１０の電極配置面側の表面領域を有効に利用して光の取り出し
効率及び光の指向性の制御を行うことができる。
【００５８】
一般に、ＬＥＤはサファイア等の基板上に各種の半導体層を積層した後に、基板の所定
の領域を研磨により薄肉化し、その薄肉領域にて個々のＬＥＤに分割する。本実施の形態
は、凸部９を形成するための特別な領域を設けてもよいが、例えば、ウエハを分割する薄
肉領域、又はｎ側電極７の周辺に複数の凸部９を形成することにより、工程の増加を抑え
ることができる。すなわち、本来、単に、電極配置面側に設けられるｎ型半導体層２が形
成された平面の所望の領域に、本実施の形態の凸部９を形成することが好ましい。
【００５９】
図２に示すように、凸部９の頂部９１は、ＬＥＤ１０の断面において、基板１の半導体
積層構造を形成した面からの高さが、発光層３よりも高くなるように形成されている。ま
た、凸部９の底部９３は発光層３よりも低くなるように形成されている。実施の形態１の
ＬＥＤ１０はＤＨ構造であるので、凸部９の頂部９１は、少なくとも発光層３とそれに隣
接するｎ型半導体層２との界面より高ければよいが、発光層３とそれに隣接するｐ型半導
体層４よりも高いことがより好ましい。このように構成することで、発光層３の高さの発
光領域Ｌの側面から出射される光線が、凸部９の側面９２によって効果的に観測面方向に
反射される。
【００６０】
また、凸部９の底部９３は、少なくとも発光層３とそれに隣接するｐ型半導体層４との
界面より低ければよいが、発光層３とそれに隣接するｎ型半導体層２との界面より低いこ
とがより好ましい。さらに、ＤＨ構造に限らず、例えば発光層３に量子井戸構造を用い、
この発光層３をｎ型半導体層２とｐ型半導体層４で挟んだ構造においても同様の凸部９を
形成することができる。すなわち、凸部９の頂部９１は発光層３とｎ型半導体層２との界
面より高く、好ましくは発光層３とｐ型半導体層４との界面より高くする。また凸部９の
底部９３は、発光層３とｐ型半導体層４との界面より低く、好ましくは発光層３とｎ型半
導体層２との界面より低くする。このように構成することで、発光層３の高さの発光領域
Ｌの側面から出射される光線が、凸部９の側面９２によって効果的に観測面方向に反射さ
れる。
【００６１】
実施の形態１では、凸部９の頂部９１に設ける絶縁性膜５の膜厚を、他の領域に設ける
絶縁性膜５の膜厚より厚く形成する。ここで、実施の形態１のＬＥＤ１０における凸部９
の頂部９１の構成について、図３を参照して説明する。
図３は、図２に示した本実施の形態のＬＥＤにおいて、発光層から発光し、ＬＥＤの発
光領域の側面から出射された光線、及び観測面方向と反対方向（図面において下方向）に
進行する光線を、観測面方向に偏向する様子を説明するための模式図である。
【００６２】
ＬＥＤ１０には、ｎ側電極７及びｐ側電極８を除く領域の最表面に絶縁性膜５が形成さ
れている。この絶縁性膜５の凸部９の頂部９１における膜厚Ｔ１は、凸部９の側面９２に
おける膜厚Ｔ２、凸部９の底部９３における膜厚Ｔ３、透光性電極６における膜厚Ｔ４よ
りも厚く形成されている。凸部９の頂部９１における絶縁性膜５は、他の領域に形成され
る絶縁性膜５の膜厚Ｔ２乃至膜厚Ｔ４に相当する膜厚分Ｔ１ｂ及びそれを超える膜厚分Ｔ
１ａからなる。
【００６３】
また、本実施の形態では、凸部９を複数設けると共に、凸部９をｐ型半導体層４を含む
ように構成し、それらの頂部９１は略同じ高さである。さらに凸部９の頂部９１に他の領
域よりも膜厚の厚い絶縁性膜５を有する。また、凸部９の頂部９１の高さを、ｐ型半導体
層４よりも、好ましくは透光性電極６よりも、さらに好ましくは透光性電極６上に形成さ
れた絶縁性膜５よりも高くなるように構成する。
【００６４】
さらに、好ましくは、凸部９の断面において、半導体積層方向、つまりｎ型半導体層２
側からｐ型半導体層４側に向かって、凸形状が徐々に細くなるように傾斜させる。凸部９
の傾斜角は、３０°〜８０°が好ましく、４０°〜７０°がより好ましい。
【００６５】
また、凸部９の断面の形状は、三角形、半円等、種々の形状が可能であるが、好ましく
は台形、すなわち凸部９自体が円錐台形状であることが好ましい。
【００６６】
また、凸部９の断面の形状が台形である場合、台形の上面（ｐ型半導体層４側）におい
て、さらに凹部を備えることもできる。
【００６７】
さらに、実施の形態１のＬＥＤ１０は、発光領域Ｌに形成された半導体積層構造の出射
端面とほぼ垂直をなす方向において、２以上、好ましくは３以上の凸部９が少なくとも部
分的に重複して配置されていることが好ましい。
【００６８】
実施の形態１における凸部９は、ｎ側電極７を配置する領域を形成するためにｎ型半導
体層２の一部を露出する際に、同時に形成することが好ましい。すなわち、実施の形態１
のＬＥＤ１０は、同一面側に、ｐ側電極８及びｎ側電極７を備える構造であるため、基板
１上にｎ型半導体層２からｐ型半導体層４までを積層した後に、半導体積層構造のｐ型半
導体層４側から少なくともｎ側電極７を配置する領域をｎ型半導体層２が露出するように
除去することが必要となる。詳細には、例えば、ｐ型半導体層４を積層した後に、透光性
電極６を設ける部位、及び凸部９を形成すべき部位にマスクパターンを形成し、当該領域
以外をｎ型半導体層２が露出するまでエッチング等により除去する。これにより、ｎ側電
極７を形成する露出面を形成すると共に凸部９を同時に形成することができるので、工程
を簡略化することが可能となる。
【００６９】
このように形成された窒化物半導体からなる凸部９は、発光領域Ｌにおける半導体積層
構造と同じ積層構造となっており、言い換えれば、凸部９が材料の異なる複数層からなっ
ている。
【００７０】
また、実施の形態１における凸部９の数、密度等は特に限定されないが、本発明者らの
実験によれば、非発光領域において少なくとも１００個以上、好ましくは２００個以上、
さらに好ましくは３００個以上、より好ましくは５００個以上とすることができる。なお
、電極配置面側から見て、非発光領域における凸部９が占める面積の割合（詳細には、非
発光領域における、凸部９と非発光領域の界面の面積の占める割合）は、２０パーセント
以上、好ましくは３０パーセント以上、さらに好ましくは４０パーセント以上とすること
ができる。なお上限は特に限定されないが、８０パーセント以下とすることが好ましい。
また、１つの凸部９と非発光領域の界面の面積は、３〜３００μｍ２、好ましくは６〜８
０μｍ２、さらに好ましくは１２〜５０μｍ２とすることができる。
【００７１】
＜発光素子の動作＞
次に、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態に係るＬＥＤ１０の動作について
説明する。
ＬＥＤ１０は、ｐ側電極８を正極、ｎ側電極７を負極として直流電源に接続することに
より、ＬＥＤを構成する半導体積層構造に対して順方向に電圧が印加され、発光領域Ｌに
設けられた発光層３において発光する。
【００７２】
発光層３において発光する光は、発光層３からランダムな方向に光が放出される。発光
層３から観測面方向である上方向に放出された光は、透光性電極６を透過して外部に取り
出される。発光層３から横方向に放出され、半導体積層構造の側面から出射した光は、凸
部９の側面９２で観測面方向に反射され、外部に取り出される。また、発光層３から基板
１の方向である下方向に放出された光は、半導体積層構造の界面で全反射を繰り返しなが
ら凸部９に到達すると、凸部９の側面９２を透過し、あるいは凸部９によって散乱され、
ＬＥＤ１０の外部に取り出される。
なお、後記する実施の形態１乃至実施の形態５に係るＬＥＤの動作も同様である。
【００７３】
次に、図３を参照して、発光層３から発光し、ＬＥＤ１０の発光領域Ｌの側面から出射
された光線、及び観測面方向と反対方向（図面において下方向）に進行する光線を、観測
面方向に偏向する様子について説明する。実施の形態１では、凸部９の頂部９１に設ける
絶縁性膜５の膜厚は、他の領域に設ける絶縁性膜５の膜厚より厚く形成されている。
【００７４】
まず、発光領域Ｌの発光層３の高さの側面から出射された光線Ｌ１及び光線Ｌ３の偏向
の様子を説明する。光線Ｌ１及び光線Ｌ３は、発光領域Ｌの側面から斜め上方に出射され
る光線である。光線Ｌ１及び光線Ｌ３は、凸部９の頂部９１に形成された絶縁性膜５によ
って反射され、それぞれ光線Ｌ２、光線Ｌ４として、略上方の観測面方向に偏向される。
【００７５】
ここで、凸部９の頂部９１に形成された絶縁性膜５の膜厚を他の領域相当のＴ１ｂとし
た場合、出射方向が光線Ｌ３より横方向の光線は凸部９によって観測面方向に反射される
が、光線Ｌ３を超える上向きの角度で出射される光線、例えば光線Ｌ１は、凸部９によっ
て反射されることなく、光線Ｌ１の方向のまま、斜め方向に進行するため観測面方向から
観測することができず、外部取り出し効率に寄与しない光線となる。
【００７６】
実施の形態１のＬＥＤ１０では、凸部９の頂部９１に形成される絶縁性膜５を厚く形成
したため、凸部９の基板１の面からの高さが高くなり、発光領域Ｌの側面から出射される
光線を効果的に反射して、観測面方向に偏向することができる。
【００７７】
次に、発光層３から観測面方向と反対方向に出射される光線Ｌ５について説明する。
実施の形態１で用いるＧａＮ系化合物半導体は屈折率が高く、２．５程度であり、基板
１として用いるサファイアの屈折率は１．８であるから、ｎ型半導体層２から基板１へ向
かって進行する光線はスネルの法則にしたがい、ｓｉｎ−１（１．８／２．５）＝４６°
の臨界角を超える光線はｎ型半導体層２と基板１との界面で全反射する。また、ＬＥＤ１
０の表面に形成される絶縁性膜５を構成するＳｉＯ２の屈折率は１．５であるから、サフ
ァイアからなる基板１との界面よりさらに小さな臨界角で全反射する。
【００７８】
このように、発光層３から臨界角以上の角度で出射された光線は、半導体層の中を導波
し、外部には出射されにくい構成である。そのため、図３に示す光線Ｌ５のように観測面
と反対方向に進行する光線は、半導体層（ｎ型半導体層２、発光層３、ｐ型半導体層４）
内あるいは基板１内を導波し、全反射を繰り返すうちに半導体層あるいは基板１に吸収さ
れ、ＬＥＤ１０の外部に取り出されることなく、あるいは減衰して取り出されるため、外
部取り出し効率が低下する。
【００７９】
ここで、実施の形態１のように凸部９を設けた場合について説明する。光線Ｌ５は、基
板１の表面で反射して光線Ｌ６として進行する。そして、凸部９の側面９２を透過し、光
線Ｌ７として観測面方向に偏向される。このとき、凸部９の側面９２あるいは底部９３に
形成された絶縁性膜５は、光線Ｌ６の透過膜となるため、絶縁性膜５による吸収を考慮す
れば、保護膜としての機能を満たす範囲で、膜厚は薄い方が好適である。また、透光性電
極６上に形成された絶縁性膜５も同様に、観測面方向に取り出される光線の透過膜である
から、保護膜としての機能を満たす範囲で膜厚は薄い方が好適である。さらに、凸部９の
側面９２に設けた絶縁性膜５の膜厚を相対的に薄く構成することで、凸部９の形成密度を
減じることがない。
【００８０】
実施の形態１では、凸部９の頂部９１における絶縁性膜５の膜厚を選択的に厚く形成し
たため、凸部９の頂部９１以外の部位による光取り出し性は変わらず、凸部９の頂部９１
の高さを高くした分だけ観測面方向への光の取り出し効率を向上することができる。
【００８１】
また、凸部９を複数設けることにより、観測面方向の全域にわたって均一な光取り出し
が可能となる。さらに、凸部９をｐ型半導体層４を含むように構成することにより、それ
らの頂部９１が略同じ高さとなり、さらに凸部９の頂部９１に他の領域よりも膜厚の厚い
絶縁性膜５を有するので、ｐ側電極８を有する半導体積層構造が設けられた発光領域Ｌに
遮られることなく、凸部９の頂部９１から観測面方向に効果的に光を取り出すことができ
る。また、凸部９の頂部９１の高さを、ｐ型半導体層４よりも、好ましくは透光性電極６
よりも、さらに好ましくは透光性電極６上に形成された絶縁性膜５よりも高くなるように
構成することにより、より効果的に光を取り出すことができる。
【００８２】
さらに、上記効果は、凸部９の断面において、半導体積層方向、つまりｎ型半導体層２
側からｐ型半導体層４側に向かって、凸形状が徐々に細くなるように傾斜させることで、
より大きなものとなる。すなわち、凸部９に角度を付けることにより、発光層３からの光
を凸部９の表面にて反射させて、或いは、ｎ型半導体層２を導波した光を散乱させ、結果
として観測面方向への光取り出しを効果的に行うことができる。
【００８３】
さらに、凸部９の断面の形状は、好ましくは台形、すなわち凸部９自体が円錐台形状で
あることが好ましい。このように構成することにより、光の指向性の制御がより容易にな
ると共に、全体としてより均一な光の取り出しが可能となる。ｐ型半導体層４側から光を
取り出し、ｐ型半導体層４側を観測面方向とする場合に、凸部９の観測面方向が頂点を含
まずに平面を含むことにより、すなわち円錐形状より円錐台形状の方が、この光の取り出
し効果が顕著に得られるものと考えられる。
【００８４】
また、凸部９の断面の形状が台形とし、台形の上面（ｐ型半導体層４側）において、さ
らに凹部を備えることで、ｎ型半導体層２内を導波してきた光が凸部９の内部に侵入した
際に、凸部９の頂部９１に形成された凹部により、観測面方向に光が出射されやすくなる
ので好ましい。
【００８５】
さらに、実施の形態１のＬＥＤ１０は、発光領域Ｌに形成された半導体積層構造の出射
端面とほぼ垂直をなす方向において、２以上、好ましくは３以上の凸部９が少なくとも部
分的に重複して配置することにより、発光領域Ｌからの光が高確率で凸部９を介すること
になるので、前記効果をより容易に得ることができる。
【００８６】
また、凸部９を発光領域Ｌにおける半導体積層構造と同じ積層構造とすることで、凸部
９は材料の異なる複数層から構成される。材料が異なれば、必然的に、各層の屈折率も異
なるため、凸部９に取り込まれた光が各界面で反射し易くなり、結果として、観測面方向
への光の取り出し効率の向上に寄与しているものと考えられる。
【００８７】
＜発光素子の製造方法＞
次に、本実施の形態に係る発光素子（ＬＥＤ）の製造方法について図面を参照して説明
する。
図４Ａから図４Ｎは、図２に示す実施の形態に係るＬＥＤの製造工程を示す断面図であ
る。なお、本実施の形態では、チップ状に分割された素子状態での製造工程を説明するが
、実際の製造工程においては、図面に示すＬＥＤ１０が、二次元的に配列されたウエハ状
態で各製造工程が実施される。
【００８８】
図４Ａに示すように、まずサファイアからなる基板１上に有機金属気相成長法等により
例えば、ＳｉをドープしたＧａＮからなるｎ型半導体層２、ＩｎＧａＮからなる発光層３
、ＭｇをドープしたＧａＮからなるｐ型半導体層４を順次積層し、窒化物半導体からなる
半導体積層構造を形成する。
【００８９】
（ｎ型半導体層の形成）
ｎ型半導体層２は、サファイアからなる基板１上に有機金属気相成長法等により、ｎ型
不純物であるＳｉをドープしたＧａＮからなる結晶を成長させて形成する。
ｎ型半導体層２を基板１上に積層する前に、有機金属気相成長法により、ＧａＮからな
るバッファ層を形成し、このバッファ層上でｎ型半導体層２を成長させるようにしてもよ
い。バッファ層を介することで、その上に結晶性の良好なｎ型半導体層２を形成すること
ができる。
また、ｎ型半導体層２は、ｎ型コンタクト層とｎ型クラッド層との２層構造にして形成
してもよい。
【００９０】
（発光層の形成）
発光層３は、ｎ型半導体層２上に、有機金属気相成長法により、ＩｎＧａＮを積層して
形成する。
なお、本実施の形態では、発光層３としてＩｎＧａＮからなる活性層を形成し、ＤＨ構
造の発光層３としたが、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層４の間に異なる材料の活性層を設
けずに、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層４を直接に接合し、このｐｎ接合面（界面）を発
光層３とした構造としてもよい。
また、発光層３として、例えば、アンドープＧａＮよりなる障壁層とアンドープＩｎＧ
ａＮよりなる井戸層を交互に積層し、多重量子井戸構造よりなる活性層を形成してもよい
。
【００９１】
（ｐ型半導体層の形成）
ｐ型半導体層４は、発光層３上に、有機金属気相成長法により、ｐ型不純物であるＭｇ
をドープしたＧａＮからなる結晶を成長させて形成する。
ｐ型半導体層４も、ｎ型半導体層２と同様に、ｐ型クラッド層とｐ型コンタクト層との
２層構造にして形成してもよい。
また、ｎ型半導体層２とｐ型半導体層４のｐｎ接合面を発光層３とする構造のＬＥＤ１
０とする場合は、ｐ型半導体層４は、ｎ型半導体層２の上に直接に積層し、ｐｎ接合を構
成することができる。
【００９２】
（第１の絶縁性膜マスクパターンの形成）
図４Ｂは、化学気相成長法によりＳｉＯ２からなる第１の絶縁性膜５ａを形成した状態
を示す。第１の絶縁性膜５ａは、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＮｂＯ、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５等のうちのいずれかの構成材料で形成することもできる。第１の絶縁性膜５ａは、次工程のフォトリソグラフィ法により、凸部９を形成するエッチング処理のためのパターンマスクとなる。第１の絶縁性膜５ａの構成材料が、ＳｉＯ２、の場合、比較的容易にウェットエッチングにより、第１の絶縁性膜５ａのパターニングが可能である。
【００９３】
図４Ｃは、凸部９の頂部領域及び発光領域Ｌに相当する箇所にフォトレジストマスク２
０が形成された状態を示す。
【００９４】
図４Ｄは、このフォトレジストマスク２０をパターンマスクとして、例えば、ＲＩＥ（
反応性イオンエッチング）によって第１の絶縁性膜５ａを除去し、有機溶剤を用いた洗浄
等によりフォトレジストマスク２０を除去して、第１の絶縁性膜５ａによるパターンマス
クが形成された状態を示す。このパターンマスクは、凹凸の頂部及び発光領域に該当する
部位が第１の絶縁性膜５ａによって覆われたパターンである。
【００９５】
（エッチング工程）
図４Ｅは、第１の絶縁性膜５ａによるマスクパターンにしたがって、ＲＩＥによって、
ｐ型半導体層４、発光層３及びｎ型半導体層２の一部までエッチングにより除去された状
態を示す。
ｎ型半導体層２が露出するまでエッチングするため、少なくとも発光層３とｎ型半導体
層２の界面より低い底部を有する凸部９が形成される。ここで、エッチングによって除去
するｎ型半導体層２の深さは、発光層３が完全に露出することが必要であるが、後の工程
において形成される第２の絶縁性膜５ｂ（図４Ｌ参照）の厚さ以上を除去することが望ま
しい。前記したようにｎ型半導体層２がｎ型クラッド層とｎ型コンタクト層の２層構造の
場合は、ｎ型コンタクト層が露出するまでエッチングによって除去する。
このエッチング処理により、発光領域を除く領域に凸形状（凸部９）が形成される。
【００９６】
（発光領域上の第１の絶縁性膜の除去）
図４Ｆは、発光領域Ｌを除く非発光領域にフォトレジストマスク２１を形成した状態を
示す。そして、ウェットエッチング又はＲＩＥ等のドライエッチングによって、発光領域
Ｌ上に形成された第１の絶縁性膜５ａを除去する。
【００９７】
図４Ｇは、発光領域Ｌにおいて、第１の絶縁性膜５ａが除去され、ｐ型半導体層４が露
出した状態を示す。ここで、非発光領域に形成された凸部９（図４Ｅ参照）の頂部に形成
された第１の絶縁性膜５ａは、除去せずに残してある。
【００９８】
（透光性電極の形成）
図４Ｈは、フォトレジストマスク２１を残したまま、スパッタリング法によりＩＴＯ膜
を全面に形成した状態を示す。発光領域Ｌに形成されたＩＴＯ膜が透光性電極６となる。
【００９９】
図４Ｉは、有機溶媒等を用いてフォトレジストマスク２１をリフトオフ（除去）した状
態を示す。リフトオフ処理により、フォトレジストマスク２１及びフォトレジストマスク
２１上に形成されたＩＴＯが除去され、発光領域Ｌのｐ型半導体層４上に形成されたＩＴ
Ｏのみが透光性電極６として残される。
【０１００】
（ｎ側電極及びｐ側電極の形成）
図４Ｊは、エッチング処理によってｎ型半導体層２が露出した非発光領域の一部に、ｎ
側電極７を形成し、透光性電極６が露出した部位の一部に、ｐ側電極８を形成した状態を
示す。ｎ側電極７及びｐ側電極８は、蒸着法又はスパッタリング法とフォトリソグラフィ
法とによって形成される。
【０１０１】
まず、蒸着法又はスパッタリング法によって下層側から順に、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕを積層す
る。次に、フォトリソグラフィ法により積層した金属層をパターニングしてｎ側電極７及
びｐ側電極８を形成する。すなわち、フォトレジストによりｎ側電極７及びｐ側電極８を
形成する部位をマスクし、エッチング法によりｎ側電極７及びｐ側電極８を形成する部位
以外の金属層を除去する。その後、フォトレジストを有機溶剤等を用いて除去することに
より、図４Ｊに示したようにｎ側電極７及びｐ側電極８が形成される。
【０１０２】
ｎ側電極７及びｐ側電極８として用いる材料は、Ｔｉ／Ｒｈを積層して形成してもよい
し、他の金属や合金を用いることもできる。
なお、ｎ側電極７は、ｎ型半導体層２を露出したエッチング工程の後であれば、ｐ側電
極８とは異なる工程とすることができ、ｎ側電極７とｐ側電極８とにそれぞれ異なる材料
を用いるようにすることもできる。
【０１０３】
（第２の絶縁性膜の形成）
次に、ｎ側電極７及びｐ側電極８が配置される領域を除く領域を除く領域に第２の絶縁
性膜５ｂを形成する。
まず、化学気相成長法によりＳｉＯ２からなる第２の絶縁性膜５ｂを全面に形成する。第２の絶縁性膜５ｂは、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＮｂＯ、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５等のうちのいずれかの構成材料で形成することもできる。図４Ｋは、第２の絶縁性膜５ｂを全面に形成した状態を示す。
【０１０４】
ここで、前記したエッチング工程によって露出したｎ型半導体層２の露出面の基板１の
上面からの高さと、本工程において形成する第２の絶縁性膜５ｂの厚さとの関係が、凸部
９の底部における絶縁性膜５の上面の基板１の上面からの高さが、発光層３の基板１の上
面からの高さよりも低くなるように決める。
すなわち、本工程において形成する第２の絶縁性膜５ｂの厚さが、エッチング工程によ
って除去するｎ型半導体層２の厚さよりも薄くなるように製造工程を管理することで、容
易に、凸部９の底部に形成される絶縁性膜５の高さが、発光層３の高さよりも低くなるよ
うに形成することができ、歩留まりよくＬＥＤを製造することができる。
【０１０５】
図４Ｌは、フォトリソグラフィ法によって第２の絶縁性膜５ｂのパターニングした状態
を示す。第２の絶縁性膜５ｂのパターニングについて説明する。図４Ｋに示した工程にお
いて、全面に形成された第２の絶縁性膜５ｂの上にフォトレジストマスク２２を用いてｎ
側電極７及びｐ側電極８の形成部位（少なくとも、ｎ側電極７及びｐ側電極８の電流供給
線を接続する部位）を除く領域を被覆する。そして、エッチング法によりｎ側電極７及び
ｐ側電極８上の第２の絶縁性膜５ｂを除去し、ｎ側電極７及びｐ側電極８を露出させる。
この状態を示したのが図４Ｌである。
【０１０６】
最後に、有機溶剤を用いた洗浄等によって、フォトレジストマスク２２を除去する。図
４Ｍは、フォトレジストマスク２２が除去され、発光素子（ＬＥＤ）の製造工程が完了し
た状態である。
【０１０７】
なお、第２の絶縁性膜５ｂは、ｎ側電極７及びｐ側電極８を形成した後に形成するよう
にしたが、第２の絶縁性膜５ｂを先に形成することもできる。例えば、フォトリソグラフ
ィ法によって、ｎ側電極７及びｐ側電極８を配置する領域にフォトレジストマスクを形成
し、全面に蒸着法又はスパッタリング法等によって第２の絶縁性膜５ｂを形成し、リフト
オフ処理により、ｎ側電極７及びｐ側電極８を配置する領域上の第２の絶縁性膜５ｂを除
去する。このリフトオフ処理は、第２の絶縁性膜５ｂをＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ２、ＴｉＯ２、ＮｂＯ、ＨｆＯ２、Ｎｂ２Ｏ５等のうちのいずれの構成材料で形成する場合でも適用できる。次に、フォトリソグラフィ法によって、ｎ側電極７及びｐ側電極８を配置する領域以外の領域にフォトレジストマスクを形成して、全面に蒸着法又はスパッタリング法等によって電極材料を成膜し、リフトオフ処理によりｎ側電極７及びｐ側電極８を配置する領域以外の電極材料を除去することで、ｎ側電極７及びｐ側電極８が形成され、発光素子（ＬＥＤ）の製造工程が完了する。
【０１０８】
以上、説明した製造工程により、非発光領域に形成した凸部９の頂部には、第１の絶縁
性膜５ａ及び第２の絶縁性膜５ｂからなる絶縁性膜５を有し、凸部９の頂部には、第２の
絶縁性膜５ｂのみからなる発光領域Ｌ及び凸部９の底部及び側面に形成された絶縁性膜５
の膜厚より厚い絶縁性膜５が形成される。
【０１０９】
すなわち、本製造方法によれば、第１の絶縁性膜５ａを除去する工程において、フォト
レジストマスク２１のパターンを凸部９の頂部をマスクするように形成するだけで、凸部
９を形成するために凸部９の頂部に形成した第１の絶縁性膜５ａを除去せずに残すことが
でき、さらに第２の絶縁性膜５ｂを積層することで、容易に、凸部９の頂部における絶縁
性膜５の膜厚を、他の領域における絶縁性膜５の膜厚のより厚く形成することができる。
また、第１の絶縁性膜５ａ及び第２の絶縁性膜５ｂの膜厚を制御することで、各部に精度
よく所望の膜厚の絶縁性膜５を形成することができる。
【０１１０】
また、製造工程より明らかなように、絶縁性膜５を除く、基板１の面からの凸部９の頂
部の高さは、発光領域Ｌに残されたｐ型半導体層４と同じ高さであり、したがって、発光
層３よりも高く形成される。凸部９の頂部には、さらに、他の領域よりも厚く形成された
絶縁性膜５を有する。
他方、絶縁性膜５を除く凸部９の底部の基板１の面からの高さは、図４Ｅに示したｎ型
半導体層２のエッチングによる露出面の高さであり、発光層３より低い位置に形成されて
いる。
【０１１１】
（実施の形態２）
次に、図５を参照して、実施の形態２のＬＥＤ１０について説明する。図５は実施の形
態２のＬＥＤを電極配置面側からみた平面図である。
実施の形態２のＬＥＤ１０は、ｎ側電極７とｎ側電極７を取り囲むように設けられた透
光性電極６の間に凸部９を備えることが異なる他は、実施の形態１のＬＥＤ１０と同様の
構成である。
【０１１２】
実施の形態２のＬＥＤ１０は、ｎ側電極７とｎ側電極７を取り囲むように設けられた透
光性電極６の間にも凸部９を一列に形成した。
図１に示す実施の形態１のＬＥＤ１０では、ｎ側電極７が配置された箇所に対向する発
光領域Ｌの側面から出射された光は、ｎ側電極７によって吸収あるいは散乱されるかその
まま横方向に進行し、光の外部取り出し効率に寄与しない成分があった。ｎ側電極７と透
光性電極６の間、すなわち、発光領域Ｌの側面に近い領域の全域に複数の凸部９を備える
ことで、半導体積層構造の端面から出射される光を、より効果的に観測面方向に取り出す
ことができる。また、ｎ側電極７周辺部は比較的に発光が強いので、ｎ側電極７と透光性
電極６の間に凸部９を備えることは、光の取り出し、光の指向性の制御性を向上させるの
により効果的である。さらに、当該領域に備えられた凸部９は、光がｎ側電極７に到達す
る前に観測面方向に偏向するため、ｎ側電極７による光の吸収あるいは散乱による損失も
低減することができる。
【０１１３】
（実施の形態３）
次に、図６を参照して、実施の形態３のＬＥＤ１０について説明する。図６は実施の形
態３のＬＥＤを電極配置面側からみた平面図である。
実施の形態３のＬＥＤ１０は、発光領域Ｌにおける半導体積層構造の形状と、それに伴
う透光性電極６の形状と、凸部９の形成領域が異なる他は、実施の形態１のＬＥＤと同様
の構成である。
【０１１４】
実施の形態３のＬＥＤ１０は、電極配置面側からみて、ｎ側電極７とｐ側電極８との間
に位置する発光領域Ｌに設けられた半導体積層構造が、ｎ側電極７とｐ側電極８を結ぶ直
線Ｘ−Ｘ上において、ｎ側電極７側からくびれ部分を有すると共に、くびれ部分に複数の
凸部９を備えている。電流は主に直線Ｘ−Ｘに沿って流れるが、発光領域Ｌの直線Ｘ−Ｘ
上の一部をあえて除去し、その除去領域に複数の凸部９を設けることにより、結果的に、
光の取り出し効率、光の指向性の制御性を効果的に向上させることができる。直線Ｘ−Ｘ
上の一部を除去することにより、電流を半導体積層構造のより広い領域に広げることが可
能になると共に、直線Ｘ−Ｘ上から除去したくびれ部分に沿った領域において、発光層３
を含む半導体積層構造の端面から出射される比較的に強い光を、効果的に観測面方向に取
り出すことができる。これにより、光の取り出し、光の指向性の制御性をより向上させる
ことができる。
【０１１５】
（実施の形態４）
次に、図７を参照して、実施の形態４のＬＥＤ１０について説明する。図７は実施の形
態４のＬＥＤを電極配置面側からみた平面図である。
実施の形態４のＬＥＤ１０は、外形が略正方形であり、ｎ側電極７とｐ側電極８とを、
正方形状の対角線上に配置し、凸部９を透光性電極６及びｎ側電極７が配置された領域の
外周を取り囲むように形成した。また、ｐ側電極８は、電力供給線を接続する円形部８ａ
と、この円形部８ａから透光性電極６上に腕を広げるように延伸した腕部８ｂ（補助電極
）とから構成される。他の構成は、実施の形態１のＬＥＤと同様である。
【０１１６】
実施の形態４のＬＥＤ１０は、素子形状を略正方形にすると共に、ｐ側電極８に腕部８
ｂを設け、透光性電極６との接触領域を広げた構成とした。このように構成することで、
ｐ側電極８と直接に接触する透光性電極６の部位と、直接に接触しない部位までの距離が
遠い領域を少なくすることができ、より効率的に発光領域全体へ電流拡散することができ
る。その結果、ＬＥＤ１０の発光効率を向上することができる。
また、透光性電極６を薄層化した場合は、面方向への電流拡散性が低下するため、この
ような腕部８ｂを補助電極として設けることにより、透光性電極６の薄層化による電流拡
散性の低下を補うことができる。
【０１１７】
（実施の形態５）
次に、図８を参照して、実施の形態５のＬＥＤ１０について説明する。図８は実施の形
態５のＬＥＤを電極配置面側からみた平面図である。
実施の形態５のＬＥＤ１０は、発光領域Ｌにおける半導体積層構造の形状と、それに伴
う透光性電極６の形状と、凸部９の形成領域が異なる他は、実施の形態４のＬＥＤと同様
の構成である。
【０１１８】
実施の形態５のＬＥＤ１０は、実施の形態４と同様に、ｐ側電極８は円形部８ａと透光
性電極６上に延伸する腕部８ｂから構成されると共に、実施の形態３と同様に、電極配置
面側からみて、ｎ側電極７とｐ側電極８との間に位置する発光領域Ｌに設けられた半導体
積層構造が、ｎ側電極７とｐ側電極８を結ぶ直線上において、ｎ側電極７側からくびれ部
分を有し、当該くびれ部分に複数の凸部９を備えている。これにより、光の取り出し、光
の指向性の制御性をより向上させることができる。
【０１１９】
なお、各実施の形態のＬＥＤ１０の半導体積層構造は上記の構成に限定されるものでは
ない。各半導体層における混晶材料や混晶比、積層数、積層順等は、任意に設定すること
ができる。ｎ側電極７、ｐ側電極８、透光性電極６、絶縁性膜５についても同様であり、
その積層順、構成材料、膜厚等は任意に設定することができる。
【０１２０】
凹凸として、電極配置面から見て、非発光領域に複数の凹部を設ける場合は、凹部の数
が、少なくとも１００個以上、好ましくは２００個以上、さらに好ましくは３００個以上
、より好ましくは５００個以上とすることができる。
【０１２１】
また、凹凸（凸部の頂部形状又は凹部の穴形状）の観測面方向から見た断面形状は、円
形に限らず、楕円形、菱形、三角形や六角形など種々の形状とすることができるが、観測
面方向からみた凸部９の形状の端面は、発光層３の端部と角度をもって、好ましくは垂直
に形成された辺を有していれば放出された光を効率よく外部に取り出すことが可能となる
。特に、凸部９の観測面方向から見た形状を三角形とし、該三角形の一角を発光層３の端
部に対向させると共に、該一角と対向する三角形の一辺を発光層３の端部から遠方に位置
させ、かつ発光層３の端部と略平行にすることにより、発光層３の端部と角度を持って対
向する一辺をより大きく形成することができるので好ましい。すなわち、各々の三角形の
一角が発光層３の端部に対向するように、発光層３の端部に対して各三角形を放射線状に
配置させることができる。なお、三角形は二等辺三角形あるいは正三角形が好ましく、こ
の場合、前記した一角とは長さの等しい二辺により形成された角であることが好ましい。
これにより、より均一に光を取り出すことができる。
【０１２２】
また、例えば、ｎ側電極７及び発光領域Ｌ近傍の比較的に発光の強い領域に複数の凸部
９を高密度に設け、それと異なる領域の比較的に発光の弱い領域に複数の凸部９を低密度
に設けてもよい。発光強度の強い領域、弱い領域はＬＥＤ１０の構造によって異なるが、
いずれにしても、発光の強度を考慮して、複数の凸部９の密度を変化させることにより、
より効果的な光取り出し及び指向性の制御が可能となる。
【０１２３】
以上、説明した通り、本願発明に係る発光素子は、発光素子の端面（ＬＥＤ１０の側面
方向）から出射する光を減少させ、上方向（観測面方向）へ選択的に出射させるものであ
る。特に、発光層３を挟む上下の層の少なくとも一方（好ましくは上層あるいはｐ型半導
体層４側）に屈折率の低い層を備えるＬＥＤ１０においては、この屈折率の低い層で光が
反射されやすく、側面方向の光が主となってしまう。本願発明はこのようなＬＥＤ１０に
対して特に効果的である。
【０１２４】
＜発光素子の動作＞
次に、実施の形態２から実施の形態５に係るＬＥＤ１０の動作について説明する。実施
の形態２から実施の形態５に係るＬＥＤ１０は、実施の形態１に係るＬＥＤ１０と同様に
、ｐ側電極８を正極、ｎ側電極７を負極として直流電源に接続することにより、ＬＥＤを
構成する半導体積層構造に対して順方向に電圧が印加され、発光領域Ｌに設けられた発光
層３において発光する。なお、光の外部への取り出しのついては、実施の形態１と同様で
あるので、説明を省略する。
【０１２５】
＜発光素子の製造方法＞
次に、実施の形態２から実施の形態５に係るＬＥＤの製造方法について説明する。
実施の形態２から実施の形態５に係るＬＥＤは、実施の形態１に係るＬＥＤとは、ＬＥ
Ｄチップの外形、発光領域Ｌにおける半導体積層構造の形状、それに伴う透光性電極６の
形状、凸部９の形成領域、ｎ側電極７の形状、ｐ側電極８の形状、及びこれらの部材の配
置位置が異なる。各部材の形状及び配置位置に応じて、実施の形態１のＬＥＤの製造工程
においてフォトリソグラフィ法におけるマスクパターン等を適宜変更することにより、同
様にして製造することができる。
【実施例】
【０１２６】
次に、本願発明に係るＬＥＤの実施例について説明する。
図４Ｂに示す製造工程において、第１の絶縁性膜５ａを１５０ｎｍの厚さに形成し、図
４Ｌに示す製造工程において、第２の絶縁性膜５ｂを２００ｎｍの厚さに形成し、図６に
示した形態のＬＥＤ１０を作製した。凸部９の頂部における絶縁性膜５の膜厚は３５０ｎ
ｍであり、凸部９の底部及び透光性電極６における絶縁性膜５の膜厚は２００ｎｍとなっ
た。また、凸部９の側面における絶縁性膜５の膜厚は１００ｎｍであった。
【０１２７】
比較例として、図４Ｆに示す製造工程において、凸部９の頂部にフォトレジストマスク
２１を形成せず、図４Ｇに示す製造工程で、ＲＩＥによって凸部９の頂部に形成された第
１の絶縁性膜５ａを除去してＬＥＤを作製した。他の形状及び製造工程は上記実施例と同
じとした。凸部９の頂部における絶縁性膜５の膜厚は、凸部９の底部及び透光性電極６に
おける絶縁性膜５の膜厚と同じ２００ｎｍとなった。また、凸部９の側面における絶縁性
膜５の膜厚は１００ｎｍであった。
【０１２８】
実施例のＬＥＤは、比較例のＬＥＤに対して発光出力が５％向上した。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】実施の形態１のＬＥＤを電極配置面側から見た平面図である。
【図２】図１に示したＬＥＤの断面を模式的に表した図である。
【図３】図２に示したＬＥＤ内で発光する光線を外部に取り出す様子を説明する図で    ある。
【図４Ａ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（ｎ型半導体層、発光層及びｐ型半導体層    の形成）を説明する図である。
【図４Ｂ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（第１の絶縁性膜の形成）を説明する図で    ある。
【図４Ｃ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（フォトレジストマスクの形成）を説明す    る図である。
【図４Ｄ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（第１の絶縁性膜からなるマスクパターン    の形成）を説明する図である。
【図４Ｅ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（エッチング）を説明する図である。
【図４Ｆ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（フォトレジストマスクの形成）を説明す    る図である。
【図４Ｇ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（発光領域上の第１の絶縁性膜の除去）を    説明する図である。
【図４Ｈ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（透光性電極の形成）を説明する図である    。
【図４Ｉ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（フォトレジストマスクの除去）を説明す    る図である。
【図４Ｊ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（ｎ側電極及びｐ側電極の形成）を説明す    る図である。
【図４Ｋ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（第２の絶縁性膜の形成）を説明する図で    ある。
【図４Ｌ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（第２の絶縁性膜のパターニング）を説明    する図である。
【図４Ｍ】実施の形態のＬＥＤの製造工程（フォトレジストマスクの除去）を説明す    る図である。
【図５】実施の形態２のＬＥＤを電極配置面側から見た平面図である。
【図６】実施の形態３のＬＥＤを電極配置面側から見た平面図である。
【図７】実施の形態４のＬＥＤを電極配置面側から見た平面図である。
【図８】実施の形態５のＬＥＤを電極配置面側から見た平面図である。
【図９】実施の形態の凹凸の形状を説明するための、ＬＥＤを電極配置面側から見た    平面図である。
【符号の説明】
【０１３０】
１          基板
２          ｎ型半導体層
３          発光層
４          ｐ型半導体層
５          絶縁性膜
５ａ        第１の絶縁性膜
５ｂ        第２の絶縁性膜
６          透光性電極
７          ｎ側電極
８          ｐ側電極
９          凸部（凹凸）
９１        凸部（凹凸）の頂部
９２        凸部（凹凸）の側面
９３        凸部（凹凸）の底部
９ａ        凸部（凹凸）
９ｂ        凹部(凹凸)
１０        ＬＥＤ（発光素子）
Ｌ          発光領域
【図１】
2007294885.tif 000003
【図２】
2007294885.tif 000004
【図３】
2007294885.tif 000005
【図４Ａ】
2007294885.tif 000006
【図４Ｂ】
2007294885.tif 000007
【図４Ｃ】
2007294885.tif 000008
【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図４Ｈ】
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【図４Ｉ】
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【図４Ｊ】
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【図４Ｋ】
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【図４Ｌ】
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【図４Ｍ】
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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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