(57)【要約】【課題】本発明は、半導体発光素子及びその製造方法に関する。【解決手段】本発明の一側面は、対向する第１及び第２主面を有し、上記第２主面には凹凸が形成された透光性基板と、上記第１主面側に配置され、第１及び第２導電型半導体層とこれらの間に形成された活性層とを含む発光部と、上記第１及び第２導電型半導体層とそれぞれ電気的に連結された第１及び第２電極と、上記第２主面側に配置された反射金属層と上記透光性基板及び上記反射金属層の間に配置された透光性誘電体層とを含む背面反射部と、を含む半導体発光素子を提供することにある。本発明の一実施例によると、成長基板の背面側に光反射性能及び放熱性能等に優れた反射器構造を有する半導体発光素子を得ることができる。【選択図】図１
2012244183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する第１及び第２主面を有し、前記第２主面には凹凸が形成された透光性基板と、
前記第１主面側に配置され、第１及び第２導電型半導体層とこれらの間に形成された活性層とを含む発光部と、
前記第１及び第２導電型半導体層とそれぞれ電気的に連結された第１及び第２電極と、
前記第２主面側に配置された反射金属層と前記透光性基板及び前記反射金属層の間に配置された透光性誘電体層とを含む背面反射部と
を含む、半導体発光素子。
【請求項２】
前記透光性誘電体層は、異なる屈折率を有して交互に積層された複数の誘電体層を含む、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記複数の誘電体層は、ＤＢＲ構造をなす、請求項２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記透光性誘電体層及び前記反射金属層は、ＯＤＲ構造をなす、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記透光性基板は、前記第１主面に形成された凹凸を含む、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記反射金属層は、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ及びＡｕからなる群より選択された物質を含んでなる、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記透光性誘電体層及び前記反射金属層の表面は、前記透光性基板に形成された凹凸の屈曲に沿って形成されて平坦ではない形状に形成され、
前記反射金属層の平坦ではない表面を埋める平坦化層をさらに含む、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記平坦化層は、ＳＯＧからなる、請求項７に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記透光性誘電体層は、前記透光性基板より熱伝導度が高い物質からなる、請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
実装基板と、
前記実装基板上に配置され、電気信号を印加する際に光を放出する半導体発光素子と、
前記実装基板及び前記半導体発光素子の間に介在した接着層と、を含み、
前記半導体発光素子は、
対向する第１及び第２主面を有し、前記第２主面には凹凸が形成された透光性基板と、
前記第１主面側に配置され、第１及び第２導電型半導体層とこれらの間に形成された活性層とを含む発光部と、
前記第１及び第２導電型半導体層とそれぞれ電気的に連結された第１及び第２電極と、
前記第２主面側に配置された反射金属層と前記透光性基板及び前記反射金属層の間に配置された透光性誘電体層とを含む背面反射部と、を含む、発光装置。
【請求項１１】
前記実装基板は、回路基板である、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１２】
前記実装基板は、リードフレームである、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１３】
前記接着層は、共融合金及びポリマーのうち少なくとも一つからなる、請求項１０に記載の発光装置。
【請求項１４】
対向する第１及び第２主面を有する透光性基板を用意して前記第１主面上に第１及び第２導電型半導体層とこれらの間に配置された活性層とを含む発光部を形成する段階と、
前記第１及び第２導電型半導体層とそれぞれ電気的に連結されるように第１及び第２電極を形成する段階と、
前記透光性基板の第２主面に凹凸を形成する段階と、
凹凸が形成された前記基板の第２主面側に配置された反射金属層と前記透光性基板及び前記反射金属層の間に配置された透光性誘電体層とを含む背面反射部を形成する段階と
を含む、半導体発光素子の製造方法。
【請求項１５】
前記透光性基板の第２主面に凹凸を形成する段階の前に、前記発光部の上部に前記発光部を支持する臨時基板を形成する段階をさらに含む、請求項１４に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１６】
前記背面反射部を形成する段階の後に、前記臨時基板を前記発光部から分離する段階をさらに含む、請求項１５に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１７】
前記透光性誘電体層は、異なる屈折率を有して交互に積層された複数の誘電体層を含む、請求項１４に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記複数の誘電体層は、ＤＢＲ構造をなす、請求項１７に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記透光性誘電体層及び前記反射金属層は、ＯＤＲ構造をなす、請求項１４に記載の半導体発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記発光部を形成する前に、前記透光性基板の前記第１主面に凹凸を形成する段階をさらに含む、請求項１４に記載の半導体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、半導体発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子の一種である発光ダイオード（ＬＥＤ）は、電流が加わると、ｐ型及びｎ型半導体の接合部分における電子と正孔との再結合により、多様な色相の光を発生させることができる半導体装置である。このような半導体発光素子は、フィラメントを基にした発光素子に比べて長い寿命、低い電源、優れた初期駆動特性等の多様な長所を有するため、その需要が持続的に増加している。特に、最近では、青色系の短波長領域の光を発光させることができるＩＩＩ族窒化物半導体が脚光を浴びている。
【０００３】
このような窒化物半導体発光素子が開発された後、多くの技術的発展がなされ、その活用範囲が拡大して一般照明及び電装用光源で多くの研究がなされている。特に、従来、窒化物発光素子は主に低電流／低出力のモバイル製品に適用される部品として使用されたが、最近では次第にその活用範囲が高電流／高出力分野へ拡大している。
【０００４】
一方、発光ダイオードを構成する半導体層は、外部の大気、縫合物質または基板に比べて大きな屈折率を有するため、光の放出可能な入射角の範囲を決定する臨界角が小さくなり、その結果、活性層から発生した光の相当部分は内部全反射されて実質的に所望しない方向に伝播したり、全反射過程において損失して光抽出効率が下がる。これに関し、所望方向に進行する光の量を増加させることで、実質的な輝度を改善させる方案が求められている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的の一つは、成長基板の背面側に光反射性能及び放熱性能等に優れた反射器構造を有する半導体発光素子を提供することにある。
【０００６】
また、本発明の他の目的は、上記のような構造を有する半導体発光素子を効果的に製造することができる方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記のような課題を解決するため、本発明の一側面は、対向する第１及び第２主面を有し、上記第２主面には凹凸が形成された透光性基板と、上記第１主面側に配置され、第１及び第２導電型半導体層とこれらの間に形成された活性層とを含む発光部と、上記第１及び第２導電型半導体層とそれぞれ電気的に連結された第１及び第２電極と、上記第２主面側に配置された反射金属層と上記透光性基板及び上記反射金属層の間に配置された透光性誘電体層とを含む背面反射部と、を含む半導体発光素子を提供することにある。
【０００８】
本発明の一実施例において、上記透光性誘電体層は、異なる屈折率を有して交互に積層された複数の誘電体層を含むことができ、この場合、上記複数の誘電体層はＤＢＲ構造をなすことができる。
【０００９】
本発明の一実施例において、上記透光性誘電体層及び上記反射金属層は、ＯＤＲ構造をなすことができる。
【００１０】
本発明の一実施例において、上記透光性基板は、上記第１主面に形成された凹凸を含むことができる。
【００１１】
本発明の一実施例において、上記反射金属層は、Ａｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ及びＡｕからなる群より選択された物質を含んでなることができる。
【００１２】
本発明の一実施例において、上記透光性誘電体層及び上記反射金属層の表面は、上記透光性基板に形成された凹凸の屈曲に沿って形成されて平坦ではない形状に形成され、上記反射金属層の平坦ではない表面を埋める平坦化層をさらに含むことができる。
【００１３】
この場合、上記平坦化層は、ＳＯＧからなることができる。
【００１４】
本発明の一実施例において、上記透光性誘電体層は、上記透光性基板より熱伝導度が高い物質からなることができる。
【００１５】
また、本発明の他の側面は、実装基板と、上記実装基板上に配置され、電気信号が印加する際に光を放出する半導体発光素子と、上記実装基板及び上記半導体発光素子の間に介在した接着層と、を含み、上記半導体発光素子は、対向する第１及び第２主面を有し、上記第２主面には凹凸が形成された透光性基板と、上記第１主面側に配置され、第１及び第２導電型半導体層とこれらの間に形成された活性層とを含む発光部と、上記第１及び第２導電型半導体層とそれぞれ電気的に連結された第１及び第２電極と、上記第２主面側に配置された反射金属層と上記透光性基板及び上記反射金属層の間に配置された透光性誘電体層とを含む背面反射部と、を含むことを特徴とする発光装置を提供することにある。
【００１６】
本発明の一実施例において、上記実装基板は回路基板であることができ、これとは異なり、上記実装基板はリードフレームであることもできる。
【００１７】
本発明の一実施例において、上記接着層は、共融合金及びポリマーのうち少なくとも一つからなることができる。
【００１８】
また、本発明のさらに他の側面は、対向する第１及び第２主面を有する透光性基板を用意して上記第１主面上に第１及び第２導電型半導体層とこれらの間に配置された活性層とを含む発光部を形成する段階と、上記第１及び第２導電型半導体層とそれぞれ電気的に連結されるように第１及び第２電極を形成する段階と、上記透光性基板の第２主面に凹凸を形成する段階と、凹凸が形成された上記基板の第２主面側に配置された反射金属層と上記透光性基板及び上記反射金属層の間に配置された透光性誘電体層とを含む背面反射部を形成する段階と、を含む半導体発光素子の製造方法を提供することにある。
【００１９】
本発明の一実施例において、上記透光性基板の第２主面に凹凸を形成する段階の前に、上記発光部の上部に上記発光部を支持する臨時基板を形成する段階をさらに含むことができる。
【００２０】
この場合、上記背面反射部を形成する段階の後に、上記臨時基板を上記発光部から分離する段階をさらに含むことができる。
【００２１】
本発明の一実施例において、上記透光性誘電体層は、異なる屈折率を有して交互に積層された複数の誘電体層を含むことができる。
【００２２】
この場合、上記複数の誘電体層は、ＤＢＲ構造をなすことができる。
【００２３】
本発明の一実施例において、上記透光性誘電体層及び上記反射金属層は、ＯＤＲ構造をなすことができる。
【００２４】
本発明の一実施例において、上記発光部を形成する前に、上記透光性基板の上記第１主面に凹凸を形成する段階をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一実施例によると、成長基板の背面側に光反射性能及び放熱性能等に優れた反射器構造を有する半導体発光素子を得ることができる。
【００２６】
また、上記のような構造を有する半導体発光素子を効率的に製造できる方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態による半導体発光素子を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の実施形態から変形された形態の背面反射部の構造を概略的に示す断面図である。
【図３】図１の実施形態から変形された形態の背面反射部の構造を概略的に示す断面図である。
【図４】ＤＢＲ反射構造の入射角による反射率の変化を示すグラフである。
【図５】本発明に採用可能なＤＢＲ＋反射金属膜構造の入射角による反射率の変化を示すグラフである。
【図６】図１の実施形態から変形された実施形態による半導体発光素子を概略的に示す断面図である。
【図７】本発明の半導体発光素子を製造する一例を示す工程別断面図である。
【図８】本発明の半導体発光素子を製造する一例を示す工程別断面図である。
【図９】本発明の半導体発光素子を製造する一例を示す工程別断面図である。
【図１０】本発明の半導体発光素子を製造する一例を示す工程別断面図である。
【図１１】本発明の半導体発光素子を製造する一例を示す工程別断面図である。
【図１２】本発明の他の側面による発光装置を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下では、本発明の好ましい実施形態について添付の図面を参照して説明する。但し、本発明の実施形態は、他の多様な形態に変形されることができ、本発明の範囲は、以下で説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。従って、図面における要素の形状及びサイズ等は、より明確な説明のために誇張されることがあり、図面上に同一符号で示される要素は同一要素である。
【００２９】
図１は本発明の一実施形態による半導体発光素子を概略的に示す断面図である。図２及び図３はそれぞれ図１の実施形態から変形された形態の背面反射部の構造を概略的に示す断面図である。まず、図１を参照すると、本実施形態による半導体発光素子１００は、対向する第１及び第２主面Ｓ１、Ｓ２を有する透光性基板１０１を含み、透光性基板１０１の第１主面Ｓ１側、即ち、図１を基準に第１主面Ｓ１の上部には第１導電型半導体層１０２と、活性層１０３と、第２導電型半導体層１０４と、オーミック電極層１０５と、を含む発光部が形成される。また、第１導電型半導体層１０２及びオーミック電極層１０５の上面にはそれぞれ第１及び第２電極１０６ａ、１０６ｂが形成される。
【００３０】
透光性基板１０１の第２主面Ｓ２側、即ち、図１を基準に第２主面Ｓ２の下部には活性層１０３から放出されて透光性基板１０１を通過した光を上部に誘導するための構造として、背面反射部Ｒが具備され、背面反射部Ｒは、透光性誘電体層１０７と反射金属層１０８とを含む。この場合、図１に示されているように、透光性誘電体層１０７は透光性基板１０１と反射金属層１０８との間に配置される。但し、本明細書において、「上部」、「上面」、「下部」、「下面」、「側面」等の用語は図面を基準としたものであり、実際には素子が配置される方向に応じて異なる場合がある。
【００３１】
透光性基板１０１は半導体成長用基板として提供され、サファイア、ＳｉＣ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＭｇＯ、ＬｉＡｌＯ２、ＬｉＧａＯ２、ＧａＮ等の絶縁性、導電性、半導体物質を用いることができ、活性層１０３から放出された光の少なくとも一部が透過できる特性を有する。この場合、最も好ましく用いられるのは、電気絶縁性を有するサファイアであり、サファイアは、六角−菱型（Ｈｅｘａ−Ｒｈｏｍｂｏ  Ｒ３ｃ）の対称性を有する結晶体で、ｃ軸方向及びａ軸方向の格子定数がそれぞれ１３．００１Å及び４．７５８Åであり、Ｃ（０００１）面、Ａ（１１２０）面、Ｒ（１１０２）面等を有する。この場合、上記Ｃ面は窒化物薄膜の成長が比較的容易であり、高温で安定しているため、窒化物成長用基板に主に使用される。
【００３２】
第１及び第２導電型半導体層１０２、１０４は、それぞれｎ型及びｐ型不純物がドープされた半導体からなることができるが、これに制限されず、反対にそれぞれｐ型及びｎ型半導体層であることもできる。また、第１及び第２導電型半導体層１０２、１０４は、窒化物半導体、例えば、ＡｌｘＩｎｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成を有する物質からなることができる。但し、その他にもＡｌＧａＩｎＰ系半導体またはＡｌＧａＡｓ系半導体のような物質も用いられることができる。第１及び第２導電型半導体層１０２、１０４の間に配置された活性層１０３は、電子と正孔との再結合によって所定のエネルギーを有する光を放出し、量子井戸層と量子障壁層が交互に積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造、例えば、窒化物半導体の場合、ＧａＮ／ＩｎＧａＮ構造が用いられることができる。また、発光構造物を構成する第１及び第２導電型半導体層１０２、１０４及び活性層１０３は、有機金属化学蒸着（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、ＭＯＣＶＤ）、水素化気相エピタキシー（Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ、ＨＶＰＥ）、分子線エピタキシー（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ、ＭＢＥ）等の当該技術分野における公知の工程を用いて成長されることができる。
【００３３】
オーミック電極層１０５は、第２導電型半導体層１０４と電気的にオーミック特性を示す物質からなることができ、透明電極用物質のうち光透過率が高いだけでなくオーミックコンタクトの性能が相対的に優れたＩＴＯ、ＣＩＯ、ＺｎＯ等の透明伝導性酸化物からなることができる。但し、オーミック電極層１０５は、本実施形態において必ず必要な要素ではなく、場合によっては、除外されることがある。
【００３４】
第１及び第２電極１０６ａ、１０６ｂは、当該技術分野における公知の電気伝導性物質、例えば、Ａｇ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｃｒ等のうち一つ以上の物質を蒸着、スパッタリング等の工程によって形成されることができる。また、図１に示される構造の場合、第１導電型半導体層１０２及びオーミック電極層１０５の上面にはそれぞれ第１及び第２電極１０６ａ、１０６ｂが形成されているが、このような電極１０６ａ、１０６ｂの形成方式は一例に過ぎず、第１導電型半導体層１０２、活性層１０３及び第２導電型半導体層１０４を具備する発光構造物の多様な位置に電極が形成されることができる。
【００３５】
本実施形態の場合、透光性誘電体層１０７と反射金属層１０８とを具備する背面反射部Ｒを透光性基板１０１の第２主面Ｓ２側に形成することで、透光性基板１０１に向かう光の進行経路を所望方向（発光部が配置された方向）に変形することができる。透光性誘電体層１０７は、所定の屈折率を有する物質で、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｍｇ及びＡｌからなる群より選択された元素を含む酸化物または窒化物からなることができる。反射金属層１０８は、高反射性能を有するようにＡｌ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ等を含む物質、例えば、ＡｌまたはＡｇの合金等の物質からなることができ、透光性誘電体層１０７と結合して反射性能がさらに向上することができる。具体的な例としては、活性層１０３から放出された光波長のλ／４ｎを満たす厚さでＳｉＯ２のような低屈折率を有する透光性誘電体層１０７とＡｌまたはＡｇのような高反射率を有する物質からなる反射金属層１０８とを第２主面Ｓ２に積層すると、単一指向性反射器（ｏｍｎｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ、ＯＤＲ）構造を具現することもできる。
【００３６】
また、透光性基板１０１の第２主面Ｓ２には凹凸が形成されるが、このような第２主面Ｓ２の凹凸によって透光性誘電体層１０７と透光性基板１０１との接触面積が増加することができ、透光性基板１０１に比べて透光性誘電体層１０７の熱伝導度が相対的に優れる場合（例えば、透光性基板はサファイアからなり、透光性誘電体層はＳｉＯ２からなる場合）、発光部から発生した熱の放出性能が向上することができる。さらに、光学的な側面において、第２主面Ｓ２の凹凸によって反射可能な領域が多くなって背面反射部Ｒの反射性能が向上することができ、背面反射部Ｒによって反射された光の経路が多辺化して素子１００から放出される光の指向角が増加するという効果も得ることができる。第２主面Ｓ２の凹凸は、透光性基板１０１と透光性誘電体層１０７との界面面積を増加させることができる場合、いかなる形状も採用できるが、半球（図１の場合）や三角錐等のような構造を用いると、反射効率の側面においてさらに有利であることができる。
【００３７】
また、上記構造から変形された構造として、図２に示されているように、背面反射部Ｒ'に具備された透光性誘電体層１０７'は、異なる屈折率を有して交互に積層された複数の誘電体層を含んでＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）構造をなすことができる。このようなＤＢＲ構造の透光性誘電体層１０７'は、それ自体が９０％以上の高い反射率を有することができ、反射金属層１０８と結合してＯＤＲ構造をなすと、反射性能はさらに向上することができる。これを図４及び図５を参照して説明する。図４はＤＢＲ反射構造の入射角による反射率の変化を示すグラフであり、図５は本発明に採用可能なＤＢＲ＋反射金属膜構造の入射角による反射率の変化を示すグラフである。この場合、そのぞれの反射構造において基板の第２主面に形成された凹凸は除外される。
【００３８】
図４及び図５を参照すると、入射角が小さい場合（約５０°以下）には大きな差異がなかったが、入射角が大きい場合にＤＢＲ構造を用いた場合には波長帯域に応じて反射率が大きく変化して４４０ｎｍ以上であると、反射率が非常に低くなる傾向を示す（図４）。また、ＤＢＲ＋反射金属膜（本実験においてはＡｌ）構造の場合（図５）には入射角による大きな変化なしに全体的に高い反射率効果が確認できる。このように、ＤＢＲ構造を単独に用いる場合よりはＤＢＲ構造にさらに金属反射膜を結合した場合に波長帯及び入射角による反射率の変化を減少させることで、全体的に優れた反射特性を得られることが確認できた。
【００３９】
また、さらに他の変形された構造として、図３に示されているように、透光性誘電体層１０７及び反射金属層１０８の表面が透光性基板１０１に形成された凹凸の屈曲に沿って形成されて平坦ではない場合には、実装基板に素子１００を実装する際、接着領域に空隙（ｖｏｉｄ）等が発生して接着力が低下する可能性がある。このような問題を解消するため、反射金属層１０８の平坦ではない表面を埋める平坦化層１０９がさらに含まれることができる。平坦化層１０９は、流動性を有するガラスやポリマー等を反射金属層１０８の表面に適用した後に硬化する方法等によって形成されることができ、実装基板との接着性能の優秀性等を考慮する際、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）を用いることができる。ＳＯＧの場合、粘性度を有する溶液状態において平坦化をなすことができ、好ましくは、ＳＯＧが適用される領域を速い速度で回転させ、その遠心力によって液状物質を平坦に塗布する過程を経て形成することができる。
【００４０】
図６は図１の実施形態から変形された実施形態による半導体発光素子を概略的に示す断面図である。図６を参照すると、本実施形態による半導体発光素子１００'は、透光性基板１０１と、第１導電型半導体層１０２と、活性層１０３と、第２導電型半導体層１０４と、オーミック電極層１０５と、第１及び第２電極１０６ａ、１０６ｂと、を含み、凹凸が形成された透光性基板１０１の第２主面Ｓ２側には透光性誘電体層１０７と反射金属層１０８とを含む背面反射部Ｒが配置される。前述した実施形態との差異は、透光性基板１０１の第１主面Ｓ１にも凹凸が形成される点である。第１主面Ｓ１の凹凸は、透光性基板１０１上に成長される半導体層、本実施形態においては第１導電型半導体層１０２の側面成長を誘導して結晶性が向上するようにでき、光学的側面においても第１導電型半導体層１０２と透光性基板１０１との界面における全反射確率を減らすことで、光損失を減少させることができる。この場合、第１主面Ｓ１の凹凸は、第２主面Ｓ２の凹凸と同一の形状に採用することができるが、他の形状であってもよく、半球、三角錐等の形状を有することができる。
【００４１】
以下では、図７から図１１を参照して上記のような構造を有する半導体発光素子を製造する方法について説明する。但し、以下では、図１の発光素子を基準に製造方法について説明しているが、他の実施形態による構造を製造する場合にも用いることは当業者にとって自明である。本実施形態による半導体発光素子の製造方法の場合、まず、図７に示されているように、透光性基板１０１上にＭＯＣＶＤ、ＨＶＰＥ等のような工程を用いて第１導電型半導体層上に活性層１０３と第２導電型半導体層１０４とを成長させて発光部を形成する段階を含む。次いで、図８に示されているように、適切な蒸着やスパッタリング等の工程を用いて第２導電型半導体層１０４上にオーミック電極層１０５を形成し、第１及び第２導電型半導体層１０２、１０４と連結されるように第１及び第２電極１０６ａ、１０６ｂを形成する。この場合、第１電極１０６ａを形成するために発光部の一部を除去して第１導電型半導体層１０２を露出させることができる。
【００４２】
次に、図９に示されているように、発光部の上部にそれを支持するように臨時基板１１１を形成し、必ず要求される事項ではないが、発光部に臨時基板１１１を接着させるためにＳＯＧや接着性を有するポリマー、例えば、グルー（ｇｌｕｅ）等からなる接着部１１０を介在させることができる。臨時基板１１１は、発光部を支持することができる構造物であれば、いかなるものを用いてもよい。但し、発光部をなす半導体物質と熱膨脹係数の差異が大きくない物質を用いることが好ましく、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ、ＧａＮ等を挙げることができる。接着部１１０は、例えば、ＳＯＧからなる場合、回転塗布した後に硬化及び焼成を経て高分子化することで、絶縁膜の役割をすると共に、発光部と臨時基板１１１とを堅固に連結することができる。この場合、接着部１１０を十分に厚く形成した場合は、接着部１１０自体が臨時基板のような機能をすることができるため、別個に臨時基板を付着させる必要はない可能性がある。
【００４３】
続いて、図１０に示されているように、臨時基板１１１が付着された状態で透光性基板１０１の第２主面Ｓ２に凹凸を形成し、このような凹凸を形成する方法の一例として、第２主面Ｓ２に異方性エッチングマスクを適用した後、透光性基板１０１にＩＣＰ−ＲＩＥのようなエッチング工程を適用する方法を挙げることができる。もちろん、このようなエッチング工程の他にも湿式エッチングを適用して凹凸を形成することもできる。次いで、図１１に示されているように、凹凸が形成された透光性基板１０１の第２主面Ｓ２に適切な蒸着工程を用いて透光性誘電体層１０７と反射金属層１０８とを順次に形成して背面反射部Ｒを形成する。この場合、前述したように、透光性誘電体層１０７はＤＢＲ構造であることができ、さらに、背面反射部ＲはＯＤＲ構造であることができる。このため、透光性誘電体層１０７は、活性層１０３から放出された光波長のλ／４ｎを満たす厚さで提供されることができるが、このような厚さ条件を必ず満たす必要はなく、所望する水準の反射性能が維持される限度で多少の厚さ変化はあり得る。背面反射部Ｒを形成した後には、別個に図示されてはいないが、臨時基板１１１及び接着部１１０を発光部から分離して図１に示される構造を得ることができる。
【００４４】
上述した構造を有する半導体発光素子は、実装基板等に配置されて発光装置として用いられることができる。ここで言う発光装置とは、バックライトユニットのようなディスプレイ装置、室内外照明装置、ヘッドライト等を全て包括するものである。図１２は本発明の他の側面による発光装置を概略的に示す断面図である。本実施形態による発光装置２００は、実装基板２０１上に半導体発光素子が配置され、上記半導体発光素子は図１に示される構造を有することができる。半導体発光素子と実装基板２０１との間には接着層２０３が介在することができ、放熱性能等を考慮して接着層２０３は、共融合金（例えば、ＡｕＳｎ）やポリマー（例えば、シリコン樹脂）等からなる物質を用いることができる。実装基板２０１は、ＰＣＢ、ＭＣＰＣＢ、ＦＰＣＢ、ＭＰＣＢ等のような回路基板として提供されることができ、この場合、回路パターン２０２ａ、２０２ｂ及び半導体発光素子の第１及び第２電極１０６ａ、１０６ｂは、導電性ワイヤＷによって連結されることができる。但し、導電性ワイヤＷの他にも実装基板２０１及び発光部の表面に沿って形成された導電ラインの形態を有する配線構造も用いることができる。
【００４５】
また、実装基板２０１は、回路基板の形態に提供されることもできるが、パッケージレベルで少なくとも一組のリードフレームの形態に提供されることができる。また、この場合には回路パターン２０２ａ、２０２ｂが別個に具備されない場合もある。
【００４６】
本発明は、上述した実施形態及び添付の図面により限定されず、添付の特許請求の範囲により限定される。従って、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想を外れない範囲内で当該技術分野における通常の知識を有する者による多様な形態の置換、変形及び変更が可能であり、これもまた、本発明の範囲に属する。
【符号の説明】
【００４７】
１０１  透光性基板
１０２  第１導電型半導体層
１０３  活性層
１０４  第２導電型半導体層
１０５  オーミック電極層
１０６ａ、１０６ｂ  第１及び第２電極
１０７  透光性誘電体層
１０８  反射金属層
Ｒ  背面反射部
１０９  平坦化層
１１０  接着部
１１１  臨時基板
２０１  実装基板
２０２ａ、２０２ｂ  回路パターン
２０３  接着層
【図１】
2012244183.tif 000003
【図２】
2012244183.tif 000004
【図３】
2012244183.tif 000005
【図４】
2012244183.tif 000006
【図５】
2012244183.tif 000007
【図６】
2012244183.tif 000008
【図７】
2012244183.tif 000009
【図８】
2012244183.tif 000010
【図９】
2012244183.tif 000011
【図１０】
2012244183.tif 000012
【図１１】
2012244183.tif 000013
【図１２】
2012244183.tif 000014