(57)【要約】      （修正有）【課題】色再現率と色表現が安定していながらも、優れた放熱特性及び改善されたドーピング効率を有する発光素子パッケージを提供する。【解決手段】発光素子パッケージは、キャビティを有しているボディー１１０と、ボディー１１０上に配置された少なくとも一つの絶縁層１２０、１３０と、絶縁層上に配置され、互いに電気的に分離されている第１及び第２の電極層１４２、１４４と、キャビティの底面に配置され、第１及び第２の電極層１４２、１４４と電気的に接続している少なくとも一つの発光素子１５０と、キャビティに配置された発光素子１５０を封止する光透過性樹脂層１６０と、ボディー１１０の背面において発光素子１５０と対面する金属層１７０と、を備え、発光素子１５０は、基板の（１１２３）面上にｍ方向に成長しており、かつ第１の導電型の半導体層、活性層及び第２の導電型の半導体層を有する発光構造物を有している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティを有しているボディーと、
前記ボディー上に配置された少なくとも一つの絶縁層と、
前記絶縁層上に配置され、互いに電気的に分離されている第１及び第２の電極層と、
前記キャビティの底面に配置され、前記第１及び第２の電極層と電気的に接続している少なくとも一つの発光素子と、
前記キャビティに配置された前記発光素子を封止する光透過性樹脂層と、
前記ボディーの背面において前記発光素子と対面している金属層と、
を備え、
前記発光素子は、
基板上に無極性方向に成長しており、且つ第１の導電型の半導体層、活性層及び第２の導電型の半導体層を有する発光構造物を備える、発光素子パッケージ。
【請求項２】
前記発光構造物は、ｒ方向の前記基板上に、前記無極性方向であるａ方向に成長している、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項３】
前記発光構造物は、前記基板の（１１２３）面上に、前記無極性方向であるｍ方向に成長している、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項４】
前記金属層の幅が前記発光素子の幅よりも大きくなっている、請求項２または３に記載の発光素子パッケージ。
【請求項５】
前記発光素子から発された光が、０．５以上の色純度を有する、請求項４に記載の発光素子パッケージ。
【請求項６】
前記光透過性樹脂層は、複数の燐光物質の少なくとも一つを含む、請求項５に記載の発光素子パッケージ。
【請求項７】
前記複数の燐光物質は、
４８０ｎｍ〜５００ｎｍの発光波長を有する第１の燐光物質と、
５８０ｎｍ〜６２０ｎｍの発光波長を有する第２の燐光物質と、を含む、請求項６に記載の発光素子パッケージ。
【請求項８】
前記発光素子は、近紫外線波長を有する光を放出する、請求項７に記載の発光素子パッケージ。
【請求項９】
前記発光素子は、
前記基板と前記第１の導電型の半導体層との間に前記無極性方向に成長したバッファー層をさらに備える、請求項１乃至８のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項１０】
前記バッファー層の転位密度は、１×１０Ｅ９乃至１×１０Ｅ１０／ｃｍ３である、請求項９に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１１】
前記光透過性樹脂層は、
平坦な上部面を有する第１の光透過性樹脂層を備える、請求項１乃至１０のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項１２】
前記光透過性樹脂層は、
前記第１の光透過性樹脂層上に配置され、上部がドーム形態になっている第２の光透過性樹脂層をさらに備える、請求項１１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１３】
前記第２の光透過性樹脂層の屈折率は、前記第１の光透過性樹脂層の屈折率以上である、請求項１２に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１４】
前記絶縁層と前記第１及び第２の電極層は、
前記キャビティの底面の少なくとも一部、及び前記金属層が配置された前記ボディーの背面には形成されていない、請求項１乃至１３のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項１５】
前記ボディーに形成され、前記第１及び第２の電極層と電気的にそれぞれ接続し、不純物が注入されている第１及び第２の拡散層をさらに備える、請求項１乃至１４のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項１６】
前記第１及び第２の拡散層は、前記キャビティを中心に前記ボディーの両側上面にそれぞれ配置されている、請求項１５に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１７】
前記絶縁層と前記第１及び第２の電極層により覆われずに露出された前記ボディーの上側及び下側にそれぞれ配置された第３及び第４の拡散層の少なくとも一つをさらに備える、請求項１乃至１６のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項１８】
前記第３及び第４の拡散層は、前記第１及び第２の電極層と電気的に分離されている、請求項１７に記載の発光素子パッケージ。
【請求項１９】
前記発光素子は、
前記第２の導電型の半導体層と前記活性層との間に配置され、ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層及びＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層の二重層構造を少なくとも一つ有する反射層をさらに備え、
前記ｘとｙが互いに異なっており、前記ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層と前記ＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層が互いに異なる屈折率を有する、請求項１乃至１８のいずれかに記載の発光素子パッケージ。
【請求項２０】
前記活性層は、井戸層と障壁層のペア構造を少なくとも一つ有し、
前記反射層のバンドギャップエネルギーは、前記障壁層のバンドギャップエネルギーよりも大きい、請求項１９に記載の発光素子パッケージ。
【請求項２１】
ｙはｘよりも大きい、請求項２０に記載の発光素子パッケージ。
【請求項２２】
０．２≦ｘ≦０．３であり、０．３≦ｙ≦１である、請求項２１に記載の発光素子パッケージ。
【請求項２３】
前記反射層は、第２の導電型ドーパントによりドープされている、請求項２２に記載の発光素子パッケージ。
【請求項２４】
前記第２の導電型の半導体層は、ＡｌＧａＮよりも高い電気伝導度を有する物質で形成されている、請求項２３に記載の発光素子パッケージ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施例は、発光素子パッケージに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）は、化合物半導体の特性を用いて電気を赤外線または光に変換して、信号をやり取りしたり、光源として用いる半導体素子の一種である。
【０００３】
ＩＩＩ族−Ｖ族窒化物半導体（ｇｒｏｕｐ  ＩＩＩ−Ｖ  ｎｉｔｒｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）は、物理的及び化学的特性から、発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザーダイオード（ＬＤ：Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子の核心素材として脚光を浴びている。
【０００４】
この種の発光ダイオードは、白熱灯や蛍光灯などの既存の照明器具に使われてきた水銀（Ｈｇ）のような環境有害物質を含んでおらず、優れた親環境性、長寿命、及び低電力消費といったメリットから、既存の光源を代替している。
【０００５】
一般の発光素子では、基板上に、極性方向であるｃ方向、すなわち、［０００１］方向に発光構造物が成長する。このような結晶構造に成長した発光素子は、結晶構造の特性上、圧電（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）及び自発分極（ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）によりビルトイン（ｂｕｉｌｔ−ｉｎ）電界が引き起こされ、該電界による量子閉じ込めシュタルク効果（Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｃｏｎｆｉｎｅｄ  Ｓｔａｒｋ  Ｅｆｆｅｃｔ）が生じてしまう。なお、ビルトイン電界は、電子と正孔とを分離させて発光素子の活性層におけるキャリア再結合効率を低下させ、波長の赤色移動（ｒｅｄ−ｓｈｉｆｔ）を招く。そのため、このような発光素子を用いる発光素子パッケージの色再現率が変化したり、色表現が不安定になることがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
実施例は、色再現率と色表現が安定していながらも、優れた放熱特性及び改善されたドーピング効率を有する発光素子パッケージを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発光素子パッケージは、キャビティを有しているボディーと、前記ボディー上に配置された少なくとも一つの絶縁層と、前記絶縁層上に配置され、互いに電気的に分離されている第１及び第２の電極層と、前記キャビティの底面に配置され、前記第１及び第２の電極層と電気的に接続している少なくとも一つの発光素子と、前記キャビティに配置された前記発光素子を封止する光透過性樹脂層と、前記ボディーの背面において前記発光素子と対面している金属層と、を備え、前記発光素子は、基板上に無極性方向に成長しており、且つ第１の導電型の半導体層、活性層及び第２の導電型の半導体層を有する発光構造物を備えている。
【０００８】
前記発光構造物は、ｒ方向の前記基板上に、前記無極性方向であるａ方向に成長していてもよく、前記基板の（１１２３）面上に、前記無極性方向であるｍ方向に成長していてもよい。
【０００９】
前記金属層の幅は前記発光素子の幅よりも大きくなっていてもよい。前記発光素子から発された光は、０．５以上の色純度を有してもよい。
【００１０】
前記光透過性樹脂層は、複数の燐光物質の少なくとも一つを含むことができる。前記複数の燐光物質は、４８０ｎｍ〜５００ｎｍの発光波長を有する第１の燐光物質と、５８０ｎｍ〜６２０ｎｍの発光波長を有する第２の燐光物質と、を含んでいてもよい。前記発光素子は、近紫外線波長を有する光を放出することができる。
【００１１】
前記発光素子は、前記基板と前記第１の導電型の半導体層との間に前記無極性方向に成長したバッファー層をさらに備えてもよい。前記バッファー層の転位密度は、１×１０Ｅ９乃至１×１０Ｅ１０／ｃｍ３であってもよい。
【００１２】
前記光透過性樹脂層は、平坦な上部面を有する第１の光透過性樹脂層を備えることができる。また、前記光透過性樹脂層は、前記第１の光透過性樹脂層上に配置され、上部がドーム形態になっている第２の光透過性樹脂層をさらに備えてもよい。前記第２の光透過性樹脂層の屈折率は、前記第１の光透過性樹脂層の屈折率以上でよい。前記絶縁層と前記第１及び第２の電極層は、前記キャビティの底面の少なくとも一部、及び前記金属層が配置された前記ボディーの背面には形成されていない。
【００１３】
前記発光素子パッケージは、前記ボディーに形成され、前記第１及び第２の電極層と電気的にそれぞれ接続し、不純物が注入されている第１及び第２の拡散層をさらに備えることができる。前記第１及び第２の拡散層は、前記キャビティを中心に前記ボディーの両側上面にそれぞれ配置されていてもよい。
【００１４】
前記発光素子パッケージは、前記絶縁層と前記第１及び第２の電極層により覆われずに露出された前記ボディーの上側及び下側にそれぞれ配置された第３及び第４の拡散層の少なくとも一つをさらに備えることができる。前記第３及び第４の拡散層は、前記第１及び第２の電極層と電気的に分離されている。
【００１５】
前記発光素子は、前記第２の導電型の半導体層と前記活性層との間に配置され、ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層及びＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層の二重層構造を少なくとも一つ有する反射層をさらに備えており、前記ｘとｙが互いに異なっていることから、前記ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層と前記ＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層は互いに異なる屈折率を有してもよい。
【００１６】
前記活性層は、井戸層と障壁層のペア構造を少なくとも一つ有し、前記反射層のバンドギャップエネルギーは、前記障壁層のバンドギャップエネルギーよりも大きくなっていてもよい。ｙはｘよりも大きくなっていてもよく、０．２≦ｘ≦０．３で、０．３≦ｙ≦１であってもよい。
【００１７】
前記反射層は、第２の導電型ドーパントによりドープされており、前記第２の導電型の半導体層は、ＡｌＧａＮよりも高い電気伝導度を有する物質で形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
実施例は、ｒ方向の基板上にａ方向に発光構造物を成長させたり、基板の（１１２３）面上にｍ方向に発光構造物を成長させたりして、発光素子（または、発光素子パッケージ）の色再現率を一定にさせ、色表現を安定にさせ、発光素子パッケージから発生した熱を外部に效果的に放出させ、且つｐ型ドーピングの効率を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
下記の図面を参照して実施例について詳細に説明する。ただし、図面中、同一の構成要素には同一の参照符号を付する。
【図１】一実施例に係る発光素子パッケージを示す平面図である。
【図２】図１に示した発光素子パッケージの一実施例におけるＡ−Ａ'線断面図である。
【図３】実施例に係る発光素子を示す断面図である。
【図４】図１に示した発光素子パッケージの他の実施例におけるＡ−Ａ'線断面図である。
【図５】他の実施例に係る発光素子パッケージを示す平面図である。
【図６】図５に示した発光素子パッケージのＢ−Ｂ'線断面図である。
【図７】実施例に係る発光素子を示す断面図である。
【図８】図７における“Ａ”部分を拡大した部分断面図である。
【図９Ａ】図７に示した発光素子の製造方法の実施例を示す図である。
【図９Ｂ】図７に示した発光素子の製造方法の実施例を示す図である。
【図９Ｃ】図７に示した発光素子の製造方法の実施例を示す図である。
【図９Ｄ】図７に示した発光素子の製造方法の実施例を示す図である。
【図９Ｅ】図７に示した発光素子の製造方法の実施例を示す図である。
【図９Ｆ】図７に示した発光素子の製造方法の実施例を示す図である。
【図９Ｇ】図７に示した発光素子の製造方法の実施例を示す図である。
【図９Ｈ】図７に示した発光素子の製造方法の実施例を示す図である。
【図１０】実施例に係る発光素子パッケージを備えているヘッドランプの実施例を示す図である。
【図１１】実施例に係る発光素子パッケージを備えている表示装置の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、実施例を、添付の図面を参照して説明する。
【００２１】
本実施例の説明において、ある構成要素（ｅｌｅｍｅｎｔ）の「上（上部）」または「下（下部）」（ｏｎ  ｏｒ  ｕｎｄｅｒ）に他の構成要素が形成されるという記載は、これらの両構成要素が互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触して形成される場合も、これら両構成要素の間に一つ以上のさらに他の構成要素が介在して（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成される場合も含む。
【００２２】
また、「上（上部）」または「下（下部）」と表現された場合は、一つの構成要素を基準に上方を指す場合もあり、下方を指す場合もある。
【００２３】
図中、各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために、誇張、省略または概略して示されている。なお、各構成要素の大きさが実際の大きさを必ずしも全体的に反映しているわけではない。
【００２４】
図１は、一実施例に係る発光素子パッケージ１００を示す平面図であり、図２は、図１に示した発光素子パッケージ１００の一実施例１００ＡにおけるＡ−Ａ'線断面図である。説明の便宜上、図２の第１の光透過性樹脂層１６０と第１及び第２の電極層１４２，１４４を図１では省略している。
【００２５】
図１及び図２を参照すると、発光素子パッケージ１００，１００Ａは、ボディー１１０、少なくとも一つの絶縁層１２０，１３０、第１及び第２の電極層１４２，１４４、発光素子１５０、第１の光透過性樹脂層１６０、少なくとも一つの燐光物質１６２，１６４、金属層１７０、第１、第２、第３及び第４拡散層１８２，１８４，１８６，１８８、及びワイヤー１９２，１９４を備えている。
【００２６】
ボディー１１０は、シリコン（ｓｉｌｉｃｏｎ）材質を用いたウェハーレベルパッケージ（ＷＬＰ：Ｗａｆｅｒ  Ｌｅｖｅｌ  Ｐａｃｋａｇｅ）、シリコン基板、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、アルミニウム窒化物（ＡｌＮ）などのように、絶縁性または熱伝導度が良好な物質から形成されており、複数枚の基板が積層された構造を有しているが、このボディー１１０の材質、構造及び形状に実施例が限定されるわけではない。ボディー１１０の上部に所定深さのキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）が形成されている。キャビティは、有底管形の溝、多角形の溝または円形の溝のいずれか一形態に形成されている。
【００２７】
図２に示すように、キャビティを包囲しているボディー１１０は、所定の角度または所定の曲率で傾斜して形成されている。すなわち、ボディー１１０の上面は、中央のキャビティの周縁に形成されており、ボディー１１０側面の一部面、例えば、左及び右の側面は、垂直な平面ではなく、所定の角度で折れ曲がった上部側面１１０Ａ及び下部側面１１０Ｂを有している。
【００２８】
ボディー１１０上には少なくとも一つの絶縁層１２０，１３０が配置されている。図１に示したように、複数個の第１及び第２の絶縁層１２０，１３０がボディー１１０の表面上に配置されている。第１及び第２の絶縁層１２０，１３０は、絶縁性物質で形成されており、該物質としては半導体化合物を含むことができる。例えば、第１及び第２の絶縁層１２０，１３０を、シリコン熱酸化膜、ＡｌＮ、ＳｉＣ、アルミナ、シリコン窒化膜などの種々の絶縁材質で形成されている。
【００２９】
第１の絶縁層１２０は、第１Ａの絶縁層１２２及び第１Ｂの絶縁層１２４を有している。第１Ａ及び第１Ｂの絶縁層１２２，１２４は互いに繋がっており、キャビティの底面の一周縁からボディー１１０の上面の内側１１０Ｃに延びており、続いてボディー１１０の上面の外側１１０Ｄ、上部側面１１０Ａ、下部側面１１０Ｂ及び背面の一部１１０Ｅまで延びている。
【００３０】
第２の絶縁層１３０は、第２Ａの絶縁層１３２及び第２Ｂの絶縁層１３４を有している。第２Ａ及び第２Ｂの絶縁層１３２，１３４は互いに繋がっており、キャビティの底面の他周縁からボディー１１０の上面内側１１０Ｃに延びており、続いてボディー１１０の上面の外側１１０Ｄ、上部側面１１０Ａ、下部側面１１０Ｂ及び背面の一部１１０Ｅまで延びている。
【００３１】
第１及び第２の絶縁層１２０，１３０は、キャビティの底面の少なくとも一部に形成された第１の開放領域Ａ１及びボディー１１０の背面１１０Ｆにおける第２の開放領域Ａ２を除いた領域に一体に配置されていてもよく、第１及び第２の電極層１４２，１４４の下に、対応する構造で配置されていてもよい。
【００３２】
ボディー１１０のキャビティの底面からボディー１１０の背面１１０Ｆまでの厚さｄ１は、シリコン基板が割れることなく熱が効果的に伝達されるように、例えば、５００μｍ乃至２０００μｍに形成されている。
【００３３】
また、ボディー１１０の両側上面の内部には、第１及び第２の拡散層１８２，１８４が配置されており、ボディー１１０のキャビティの底面の少なくとも一部に第３の拡散層１８６が配置されており、ボディー１１０の背面１１０Ｆの内部に第４の拡散層１８８が配置されている。
【００３４】
第１の拡散層１８２は、ボディー１１０の上面１１０Ｃ，１１０Ｄにそれぞれ位置する第１Ａの絶縁層１２２及び第１Ｂの絶縁層１２４により定義される開放された領域に配置されている。第２の拡散層１８４は、ボディー１１０の上面１１０Ｃ，１１０Ｄにそれぞれ位置する第２Ａの絶縁層１３２及び第２Ｂの絶縁層１３４により定義される開放された領域に配置されている。すなわち、第１及び第２の拡散層１８２，１８４は、キャビティを中心にボディー１１０の両側上面にそれぞれ配置されている。また、第１及び第２の拡散層１８２，１８４は、ボディー１１０の両側上面の内部に、シリコン基板１１０と反対の極性を有する不純物を注入して形成してもよい。このような第１及び第２の拡散層１８２，１８４はジェナーダイオードにしてもよいが、これに限定されるわけではない。
【００３５】
第３の拡散層１８６は、キャビティの底面の中央の第１の開放領域Ａ１において、第１Ａ及び第２Ａの絶縁層１２２，１３２と第１及び第２の電極層１４２，１４４により覆われずに露出されたボディー１１０の上側の内部に配置されている。すなわち、第３の拡散層１８６は発光素子１５０の下に形成されている。
【００３６】
第４の拡散層１８８は、ボディー１１０の背面１１０Ｆの第２の開放領域Ａ２において、第１Ｂ及び第２Ｂの絶縁層１２４，１３４と第１及び第２の電極層１４２，１４４により覆われずに露出されたボディー１１０の下側の内部に形成されている。すなわち、第４の拡散層１８８は金属層１７０上に配置されている。
【００３７】
第３の拡散層１８６または／及び第４の拡散層１８８は、第１及び第２の電極層１４２，１４４と電気的に分離されている。そのため、第３の拡散層１８６または／及び第４の拡散層１８８は、発光素子１５０と電気的に分離されてフローティング状態にあるから、定電流トランジスタや他の素子保護用のジェナーダイオードの役割を果たすように具現されているが、これに限定されることはない。
【００３８】
第１及び第２の絶縁層１２０，１３０上に、所定パターンの第１及び第２の電極層１４２，１４４がそれぞれ配置されている。第１及び第２の電極層１４２，１４４は、第１及び第２の開放領域Ａ１，Ａ２により互いに電気的に分離されており、キャビティ領域、ボディー１１０の上面１１０Ｃ，１１０Ｄ、側面１１０Ａ、１１０Ｂ、及び背面１１０Ｅの一部に配置されている。ここで、第１及び第２の電極層１４２，１４４は、キャビティの底面の少なくとも一部の第１の開放領域Ａ１とボディー１１０の背面１１０Ｆの第２の開放領域Ａ２には配置されていない。
【００３９】
第１及び第２の電極層１４２，１４４は、少なくとも２個の電極リードとして用いることかでき、リードの個数は、第１及び第２の電極層１４２，１４４のパターンによって異なっていてもよい。また、第１及び第２の電極層１４２，１４４は、第１及び第２の拡散層１８２，１８４上にそれぞれ配置されて、第１及び第２の拡散層１８２，１８４と電気的に接続されている。
【００４０】
また、第１及び第２の電極層１４２，１４４は、キャビティ内でワイヤー１９２，１９４を介して発光素子１５０に接続し、ボディー１１０の背面及び側面においてベース基板に表面実装技術（ＳＭＴ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｍｏｕｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）でソルダーボンディング（ｓｏｌｄｅｒ  ｂｏｎｄｉｎｇ）されている。ここで、第１及び第２の電極層１４２，１４４は、そのパターンによって、第１及び第２の拡散層１８２，１８４と発光素子１５０とを並列回路にすることもでき、または、互いに独立した回路にすることもできる。
【００４１】
第１及び第２の電極層１４２，１４４は、電気伝導度を有する物質で形成されている。第１及び第２の電極層１４２，１４４は金属で形成されていてもよく、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、チタン（Ｔｉ）の少なくとも一つを用いて単層または多層で形成されていてもよいが、これに限定されない。
【００４２】
一方、ボディー１１０のキャビティには少なくとも一つの発光素子１５０が搭載されている。発光素子１５０は、キャビティの底面、すなわち、ボディー１１０の表面に取り付けられている。例えば、発光素子１５０は、ボディー１１０のキャビティ内の開放領域Ａ１において第３の拡散層１８６上に取り付けられており、且つ第１及び第２の電極層１４２，１４４と電気的に接続されている。発光素子１５０は、例えば、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、黄色ＬＥＤチップなどの有色ＬＥＤチップ、または紫外線（ＵＶ：Ｕｌｔｒａ  Ｖｉｏｌｅｔ）ＬＥＤチップで構成されているが、これに発光素子１５０の種類や個数が限定されるわけではない。特に、本実施例では、発光素子１５０は、近紫外線（ＮＵＶ：ｎｅａｒ  ＵＶ）波長の光を放出する近紫外線ＬＥＤチップで構成されていてもよい。
【００４３】
図３は、実施例に係る発光素子１５０を示す断面図である。
【００４４】
図３を参照すると、発光素子１５０は、基板１５２、バッファー層１５３、発光構造物１５４、第１及び第２の電極１５６，１５８を備えている。
【００４５】
発光素子１５０において、バッファー層１５３と発光構造物１５４は、基板１５２上に無極性（ｎｏｎ−ｐｏｌａｒ）方向に成長している。一実施例によれば、バッファー層１５３と発光構造物１５４は、ｒ方向の基板１５２上に、無極性方向であるａ方向に成長していてもよい。または、他の実施例によれば、バッファー層１５３と発光構造物１５４は、基板１５２の（１１２３）面上に、無極性方向であるｍ方向に成長していてもよい。ここで、１１２３面は
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面を意味する。
【００４６】
基板１５２は、半導体成長に適合した物質で形成されており、半導体化合物を含んで形成されている。基板１５２は、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅの少なくとも一つで形成されていてもよいが、これに限定されない。
【００４７】
また、基板１５２は、全体窒化物半導体に反りが発生しないとともに、スクライビング（ｓｃｒｉｂｉｎｇ）工程及びブレーキング（ｂｒｅａｋｉｎｇ）工程を通じて別個のチップとして分離しやすいレベルの機械的強度を有している。
【００４８】
バッファー層１５３は、基板１５２と第１の導電型の半導体層１５４Ａとの間に配置されており、多層や単層に形成されている。例えば、バッファー層１５３の転位密度（ｄｉｓｌｏｃａｔｉｏｎ  ｄｅｎｓｉｔｙ）は、１×１０Ｅ９／ｃｍ３乃至１×１０Ｅ１０／ｃｍ３になっている。また、バッファー層１５３は、２μｍ乃至５μｍの厚さになっており、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）ロッキング（ｒｏｃｋｉｎｇ）曲線において４００ａｒｃＳｅｃ以下の半値全幅（ＦＷＨＭ：Ｆｕｌｌ  Ｗｉｄｔｈ  ａｔ  Ｈａｌｆ  Ｍａｘｉｍｕｍ）を有することができる。
【００４９】
発光構造物１５４はバッファー層１５３上に配置されており、第１の導電型の半導体層１５４Ａ、活性層１５４Ｂ及び第２の導電型の半導体層１５４Ｃを有している。第１の導電型の半導体層１５４Ａ、活性層１５４Ｂ及び第２の導電型の半導体層１５４Ｃのそれぞれは、ｒ方向の基板１５２上に、無極性方向であるａ方向に成長していてもよく、基板１５２の（１１２３）面上に、無極性方向であるｍ方向に成長していてもよい。
【００５０】
第１の導電型の半導体層１５４Ａは、バッファー層１５３上に配置されており、半導体化合物で形成されている。第１の導電型の半導体層１５４Ａは、ＩＩＩ族−Ｖ族、ＩＩ族−ＶＩ族などの化合物半導体で具現されており、第１の導電型ドーパントがドープされている。例えば、第１の導電型の半導体層１５４Ａは、ＡｌａＩｎｂＧａ（１−ａ−ｂ）Ｎ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）の組成式を有する半導体物質、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのいずれか一つ以上で形成されていてもよい。例えば、ａは、０．０４乃至０．０８であればよい。第１の導電型の半導体層１５４Ａがｎ型半導体層の場合に、第１の導電型ドーパントとしてはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどのようなｎ型ドーパントを含むことができる。第１の導電型の半導体層１５４Ａは、単層または多層に形成されており、これに限定はない。例えば、第１の導電型の半導体層１５４Ａは、２μｍ乃至３μｍの厚さになっていてもよい。
【００５１】
活性層１５４Ｂは、第１の導電型の半導体層１５４Ａ上に形成されており、単一井戸構造、多重井戸構造、単一量子井戸構造、多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）構造、量子点構造、または量子線構造のいずれか一つを有することができる。活性層１５４Ｂは、ＩＩＩ族−Ｖ族元素の化合物半導体材料を用いて、井戸層と障壁層、例えば、IｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ（ＩｎＧａＡｓ）／ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ（ＩｎＧａＰ）／ＡｌＧａＰのいずれか一つ以上のペア構造になっているが、これに限定されない。例えば、活性層１５４Ｂは、井戸層と障壁層の３乃至５ペア構造を有することができる。井戸層は、障壁層のバンドギャップエネルギーよりも小さいバンドギャップエネルギーを有する物質で形成されている。特に、実施例に係る活性層１５４Ｂは、近紫外線波長帯域、例えば、３３０ｎｍ乃至４０５ｎｍ波長帯域の光を生成することができる。
【００５２】
活性層１５４Ｂの障壁層がＡｌＧａＮからなる場合は、キャリア注入を向上させるために、電子遮断層に近い側から２番目または３番目の障壁層からｎ型のドーパントを用いてドープされるとよい。このように成長した活性層１５４Ｂは、３３０ｎｍ乃至４０５ｎｍ波長帯域の光を放出することができる。
【００５３】
活性層１５４Ｂと第１の導電型の半導体層１５４Ａとの間、または活性層１５４Ｂと第２の導電型の半導体層１５４Ｃとの間には、導電型のクラッド層（図示せず）が形成されていてもよい。導電型のクラッド層は、活性層１５４Ｂの障壁層のバンドギャップエネルギーよりも広いバンドギャップエネルギーを有する半導体で形成されている。例えば、導電型のクラッド層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮまたは超格子構造などを含むことができる。また、導電型のクラッド層は、ｎ型またはｐ型にドープされている。
【００５４】
第２の導電型の半導体層１５４Ｃは、半導体化合物で形成されている。第２の導電型の半導体層１５４Ｃは、ＩＩＩ族−Ｖ族、ＩＩ族−ＶＩ族などの化合物半導体で具現されており、第２の導電型ドーパントがドープされていてもよい。例えば、ＩｎａＡｌｂＧａ（１−ａ−ｂ）Ｎ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）の組成式を有する半導体物質またはＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのいずれか一つ以上で形成されている。第２の導電型の半導体層１５４Ｃがｐ型半導体層の場合に、第２の導電型ドーパントは、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどのようなｐ型ドーパントであればよい。第２の導電型の半導体層１５４Ｃは単層または多層で形成されており、これに限定はない。第２の導電型の半導体層１５４がＡｌＧａＮからなる場合に、アルミニウムの組成比（ａ）は、０．０４乃至０．０８になっている。
【００５５】
また、第１の電極１５６は、第１の導電型の半導体層１５４Ａに接しており、金属で形成されている。例えば、第１の電極１５６は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆのいずれか、またはこれらの組み合わせで形成されている。また、第１の電極１５６は、オーミック特性を有する反射電極材料で単層または多層に形成されていてもよい。また、第１の電極１５６は、前述の金属物質と、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ａｎｔｉｍｏｎｙ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯの少なくとも一つを含むことができ、これらの材料に限定されない。第１の電極１５６は、第１の導電型の半導体層１５４Ａとオーミック接触する物質を含むことができる。第１の電極１５６がオーミックの役割を果たす場合は、別途のオーミック層（図示せず）は形成されなくてもよい。
【００５６】
第２の電極１５８は、第２の導電型の半導体層１５４Ｃの上部に形成されており、第１の電極１５６と同じ物質を含むことができる。
【００５７】
第１及び第２の電極１５６，１５８は、ワイヤー１９４，１９２を介して第２及び第１の電極層１４４，１４２にそれぞれ接続する。
【００５８】
一方、キャビティの内には、発光素子１５０を封止する第１の光透過性樹脂層１６０が配置されている。第１の光透過性樹脂層１６０は、キャビティを封止する物質であればいい。例えば、第１の光透過性樹脂層１６０は、シリコンまたはエポキシのような透明な樹脂材質で形成されている。
【００５９】
また、第１の光透過性樹脂層１６０に少なくとも一つの燐光物質（ｐｈｏｓｐｈｏｒ）が添加されてもよく、燐光物質の種類に限定はない。図示のように、様々な燐光物質の少なくとも一つが第１の光透過性樹脂層１６０中に含まれている。
【００６０】
例えば、様々な燐光物質としては、４８０ｎｍ乃至５００ｎｍの発光波長を有する第１の燐光物質１６２と、５８０ｎｍ乃至６２０ｎｍの発光波長を有する第２の燐光物質１６４とが含まれている。ここで、第１の燐光物質はシアン（ｃｙａｎ）燐光物質であり、第２の燐光物質はオレンジ（ｏｒａｎｇｅ）燐光物質である。この場合、発光素子パッケージ１００Ａは、３６０ｎｍ乃至４２０ｎｍの波長を有する白色系の光を放出することができる。
【００６１】
一方、第２の開放領域Ａ２において、ボディー１１０の背面１１０Ｆ上に、発光素子１５０と対面する金属層１７０が配置されている。金属層１７０は、第１及び第２の電極層１４２，１４４と同じ材質で形成されていてもよく、放熱特性に優れた別の金属材質で形成されていてもよい。金属層１７０は、発光素子１５０に対応する第４の拡散層１８８の下に形成されており、発光素子１５０から発された熱を放出する。この場合、金属層１７０の幅ｗ２が発光素子１５０の幅ｗ１よりも大きくなっていると、より優れた放熱効果を得ることができる。金属層１７０の厚さｄ２は、０．５μｍ乃至１００μｍになっているが、これに限定されない。
【００６２】
また、実施例によれば、第１の光透過性樹脂層１６０の上部は、図2に示すように、平坦（ｆｌａｔ）になっていてもよい。
【００６３】
図４は、図１に示した発光素子パッケージ１００の他の実施例１００ＢにおけるＡ−Ａ'線断面図である。
【００６４】
図２に示した発光素子パッケージ１００Ａは、第１の光透過性樹脂層１６０のみを有しているが、図４の発光素子パッケージ１００Ｂは、第１の光透過性樹脂層１６０に加えて、第２の光透過性樹脂層１６６も有している。それ以外は、図４の発光素子パッケージ１００Ｂは図２の発光素子パッケージ１００Ａと同一に構成されており、同一部分には同一参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００６５】
図４に示した発光素子パッケージ１００Ｂにおいて、第２の光透過性樹脂層１６６は第１の光透過性樹脂層１６０上に配置されており、上部が膨らんだドーム（ｄｏｍｅ）形態になっている。ここで、第２の光透過性樹脂層１６６はドームレンズであってもよい。このように、ドーム形態の第２の光透過性樹脂層１６６が第１の光透過性樹脂層１６０の上部に配置されると、さらなる光量効率の向上を得るとともに指向角を調節すことができる。また、第２の光透過性数値層１６６の屈折率は、第１の光透過性樹脂層１６０の屈折率と同一になっていてもよく、大きくなっていてもよい。
【００６６】
また、図４では、第１及び第２の光透過性樹脂層１６０，１６６が両方とも第１及び第２の燐光物質１６２，１６４を含んでいるが、実施例はこれに限定されない。他の実施例によれば、第１または第２の光透過性樹脂層１６０，１６６のいずれか一方のみ、第１及び第２の燐光物質１６２，１６４の少なくとも一つを含んでいてもよい。
【００６７】
一方、上述の発光素子パッケージ１００Ａ，１００Ｂにおいて、第１及び第２の電極層１４２，１４４を介して電源が供給されると、発光素子１５０は、ワイヤー１９２及び１９４を介して第１及び第２の電極層１４２，１４４から電源が印加されて駆動し発光する。
【００６８】
実施例に係る発光素子パッケージ１００，１００Ａ，１００Ｂにおいて、近紫外線発光素子１５０を用いるとともに、第１及び第２の燐光物質１６２，１６４を含んでいる第１及び第２の光透過性樹脂層１６０，１６６の少なくとも一つを用いると、ＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）の９０％〜１２０％の高い色再現率を得ることができる。また、ＮＴＳＣに相応する別の指標（例えば、Ａｄｏｂｅ  ＲＧＢ、ｓＲＧＢまたはＰｈｏｔｏＲＧＢなど）に対しても、９０％〜１２０％の高い色再現率を得ることができる。
【００６９】
発光素子１５０で発生した熱は、その下に配置されているボディー１１０及び金属層１７０に伝達されて放出される。すなわち、発光素子１５０で発生した熱は、ボディー１１０及び金属層１７０に伝達されて外部に放出される。
【００７０】
発光素子１５０が、発光特性に非常に優れた近紫外線発光素子であると、発光素子１５０から発される熱も非常に高くなる。しかし、前述のような放熱構造を有するパッケージでは、このような高い熱を效果的に外部に放出することができる。
【００７１】
一方、図１、図２及び図４に示した発光素子パッケージ１００，１００Ａ，１００Ｂに備えられている発光素子１５０は水平型の発光素子であるが、実施例はこれに限定されない。すなわち、発光素子パッケージ１００，１００Ａ，１００Ｂに備えられている発光素子１５０は、フリップチップボンディング用の発光素子であってもよく、次に説明する垂直型の発光素子であってもよい。
【００７２】
図５は、他の実施例に係る発光素子パッケージ２００を示す平面図であり、図６は、図５に示した発光素子パッケージ２００のＢ−Ｂ'線断面図である。説明の便宜上、図６の第１及び第２の光透過性樹脂層２６０，２６６と第１及び第２の電極層２４２，２４４を図５では省略した。
【００７３】
図６に示したボディー２１０、少なくとも一つの絶縁層２２０，２３０、第１及び第２の電極層２４２，２４４、第１及び第２の光透過性樹脂層２６０，２６６、少なくとも一つの燐光物質２６２，２６４、金属層２７０、第１、第２、第４の拡散層２８２，２８４，２８８は、図４に示したボディー１１０、少なくとも一つの絶縁層１２０，１３０、第１及び第２の電極層１４２，１４４、第１及び第２の光透過性樹脂層１６０，１６６、少なくとも一つの燐光物質１６２，１６４、金属層１７０、第１、第２、第４の拡散層１８２，１８４、１８８にそれぞれ相当する。そのため、図６に示した第１の絶縁層２２０の第１Ａの絶縁層２２２及び第１Ｂの絶縁層２２４は、図４に示した第１の絶縁層１２０の第１Ａの絶縁層１２２及び第１Ｂの絶縁層１２４にそれぞれ相当し、第２の絶縁層２３０の第２Ａの絶縁層２３２及び第２Ｂの絶縁層２３４は、図４に示した第２の絶縁層１３０の第２Ａの絶縁層１３２及び第２Ｂの絶縁層１３４にそれぞれ相当する。また、ボディー２１０の上部側面２１０Ａ、下部側面２１０Ｂ、上面の内側２１０Ｃ、上面の外側２１０Ｄは、図４に示したボディー１１０の上部側面１１０Ａ、下部側面１１０Ｂ、上面の内側１１０Ｃ、上面の外側１１０Ｄにそれぞれ相当する。また、図６に示した厚さｄ１，ｄ２は、図４に示した厚さｄ１，ｄ２にそれぞれ相当する。このように、図６において、図４と対応する部分についての詳細な説明を省略し、図６に示した発光素子パッケージ２００において、図４に示した発光素子パッケージ１００Ｂと異なる部分についてのみ説明する。
【００７４】
第３の拡散層２８６は、キャビティの底面の一部の第１の開放領域Ｂ１において、第１Ａ及び第２Ａの絶縁層２２２，２３２と第１及び第２の電極層２４２，２４４により覆われずに露出されたボディー２１０の上側内部に配置されている。第３の拡散層２８６は、第１及び第２の電極層２４２，２４４と電気的に分離されている。このように、第３の拡散層２８６は発光素子２５０と電気的に分離されてフローティング状態にあるから、定電流トランジスタや他の素子保護用のジェナーダイオードの役割を果たすように具現されているが、これに限定されない。
【００７５】
図６で、金属層２７０の幅ｗ４が発光素子２５０の幅ｗ３よりも大きいと、より優れた放熱効果を得ることができる。
【００７６】
ボディー２１０のキャビティには、少なくとも一つの発光素子２５０が搭載されている。発光素子２５０は、キャビティにおいて第２の電極層２４４上に配置されて第２の電極層２４４と電気的に直接接続しており、第１の電極層２４２とはワイヤー２９２で電気的に接続している。発光素子２５０は、例えば、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、黄色ＬＥＤチップなどの有色ＬＥＤチップ、または紫外線ＬＥＤチップで構成されている。このような発光素子２５０の種類や個数は特に限定されない。特に、実施例によれば、発光素子２５０は、近紫外線（ＮＵＶ）波長の光を放出する近紫外線ＬＥＤチップで構成されていてもよい。
【００７７】
図７は、実施例に係る発光素子２５０を示す断面図である。
【００７８】
同図の発光素子２５０は、支持基板２５１、第１の電極層２５６、発光構造物２５３、反射層２５４、中間層２５５、及び第２の電極層２５２を備えている。
【００７９】
支持基板２５１は発光構造物２５３の下に配置されており、第２の電極層２５２と共に電極の役割を担うことから、電気伝導度に優れた金属を使用している。また、発光素子の作動時に発生する熱を十分に発散させるように、支持基板２５１は熱伝導度の高い金属で構成されている。
【００８０】
例えば、支持基板２５１は、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）及びアルミニウム（Ａｌ）からなる群から選ばれるいずれかの物質、またはこれらの組み合わせで構成されており、また、金（Ａｕ）、銅合金（Ｃｕ  ａｌｌｏｙ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅−タングステン（Ｃｕ−Ｗ）、キャリアウェハー（例：ＧａＮ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、ＺｎＯ、ＳｉＧｅ、ＳｉＣ、ＳｉＧｅ、Ｇａ２Ｏ３など）などを選択的に含んでいてもよい。
【００８１】
また、支持基板２５１は、全体窒化物半導体に反りが発生しないとともに、スクライビング（ｓｃｒｉｂｉｎｇ）工程及びブレーキング（ｂｒｅａｋｉｎｇ）工程を通じて別個のチップとして分離しやすいレベルの機械的強度を有している。
【００８２】
第２の電極層２５２は、支持基板２５１と第２の導電型の半導体層２５３Ａとの間に配置されている。第２の導電型の半導体層２５３Ａは、不純物ドーピング濃度が低くて接触抵抗が高いため、オーミック特性が良くないことがあるが、第２の電極層２５２は、このようなオーミック特性を改善する役割を果たすことができ、透明電極などで構成されている。
【００８３】
第２の電極層２５２は、約２００オングストローム（Å）の厚さになっている。例えば、第２の電極層２５２は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ａｎｔｉｍｏｎｙ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯＮ（ＩＺＯ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ−Ｇａ  ＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ  ＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、Ｎｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ、及びＮｉ／ＩｒＯｘ／Ａｕ／ＩＴＯ、Ａｇ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆの少なくとも一つを含んで形成されているが、これらの材料に限定されない。
【００８４】
図示してはいないが、支持基板２５１と第２の電極層２５２との間に接合層がさらに配置されていてもよい。接合層は、第２の電極層２５２と支持基板２５１とを結合する結合層（ａｄｈｅｓｉｏｎ  ｌａｙｅｒ）に相当する。ただし、第２の電極層２５２が結合層の機能も兼ねる場合は、接合層は省かれてもよい。例えば、接合層は、金（Ａｕ）、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、シリコン（Ｓｉ）、銀（Ａｇ）、ニッケル（Ｎｉ）及び銅（Ｃｕ）からなる群から選ばれる物質、またはこれらの組み合わせで形成されている。
【００８５】
発光構造物２５３は、支持基板２５１上に順次に配置された第２の導電型の半導体層２５３Ａ、活性層２５３Ｂ及び第１の導電型の半導体層２５３Ｃを有している。発光構造物２５３は、図９Ａ乃至図９Ｆで後述されるように、基板２５７上に無極性方向に成長して形成されている。実施例によれば、発光構造物２５３は、ｒ方向の基板２５７上に、無極性方向であるａ方向に成長して形成されていてもよく、発光構造物２５３は、基板２５７の（１１２３）面上に、無極性方向であるｍ方向に成長して形成されていてもよい。第１の導電型の半導体層２５３Ｃは活性層２５３Ｂの上に配置されており、活性層２５３Ｂは第２の導電型の半導体層２５３Ａと第１の導電型の半導体層２５３Ｃとの間に配置されて光を放出し、第２の導電型の半導体層２５３Ａは第２の電極層２５２の上部に配置されている。特に、活性層２５３Ｂは、３３０ｎｍ乃至４０５ｎｍ波長帯域の近紫外線（ＮＵＶ）波長の光を放出することができる。
【００８６】
第１の導電型の半導体層２５３Ｃは、半導体化合物で形成することができる。第１の導電型の半導体層２５３Ｃは、ＩＩＩ族−Ｖ族、ＩＩ族−ＶＩ族などの化合物半導体で構成されており、第１の導電型ドーパントがドープされていてもよい。例えば、第１の導電型の半導体層２５３Ｃは、ＡｌａＩｎｂＧａ（１−ａ−ｂ）Ｎ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）の組成式を有する半導体物質を含むことができる。第１の導電型の半導体層２５３Ｃは、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＰのいずれか一つ以上で形成されている。第１の導電型の半導体層２５３Ｃがｎ型半導体層の場合に、第１の導電型ドーパントは、ｎ型ドーパントとして、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅを含むことができるが、これに限定されない。例えば、第１の導電型の半導体層２５３Ｃは、２μｍ乃至３μｍの厚さになっている。もし、第１の導電型の半導体層２５３ＣがＡｌＧａＮで形成される場合に、アルミニウムの組成比（ａ）は、０．０４乃至０．０８で、Ｇａの組成比は０．９２乃至０．９６であればよい。
【００８７】
活性層２５３Ｂは、第２の導電型の半導体層２５３Ａから注入される正孔（または、電子）と第１の導電型の半導体層２５３Ｃから注入される電子（または、正孔）とが会って、活性層２５３Ｂをなす物質固有のエネルギーバンドによって決定されるエネルギーを有する光を放出する層である。
【００８８】
活性層２５３Ｂは、単一井戸構造、多重井戸構造、単一量子井戸構造、多重量子井戸（ＭＱＷ：Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ）構造、量子線（Ｑｕａｎｔｕｍ−Ｗｉｒｅ）構造、または量子点（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ）構造の少なくとも一つで形成されている。例えば、活性層２５３Ｂは、トリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びトリメチルインジウムガス（ＴＭＩｎ）が注入されて多重量子井戸構造が形成されてもよいが、これに限定されるわけではない。
【００８９】
活性層２５３Ｂの井戸層／障壁層は、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ（ＩｎＧａＡｓ）／ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ（ＩｎＧａＰ）／ＡｌＧａＰのいずれか一つ以上のペア構造で形成されているが、これに限定されない。例えば、活性層２５３Ｂは、井戸層と障壁層の３乃至５ペア構造を有することができる。井戸層は、障壁層のバンドギャップエネルギーよりも小さいバンドギャップエネルギーを有する物質で形成されている。
【００９０】
活性層２５３Ｂの上または／及び下には、導電型のクラッド層（図示せず）が形成されていてもよい。導電型のクラッド層は、活性層２５３Ｂの障壁層のバンドギャップエネルギーよりも広いバンドギャップエネルギーを有する半導体で形成されている。例えば、導電型のクラッド層は、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮまたは超格子構造などを含むことができる。また、導電型のクラッド層は、ｎ型またはｐ型にドープされていてもよい。
【００９１】
第２の導電型の半導体層２５３Ａは、半導体化合物で形成されている。第２の導電型の半導体層２５３Ａは、ＩＩＩ族−ＩＶ族、ＩＩ族−Ｖ族などの化合物半導体で構成されており、第２の導電型ドーパントがドープされている。例えば、ＩｎａＡｌｂＧａ（１−ａ−ｂ）Ｎ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）の組成式を有する半導体物質を含むことができる。例えば、ａは、０．０４乃至０．０８になっている。第２の導電型の半導体層２５３Ａがｐ型半導体層の場合に、第２の導電型ドーパントは、ｐ型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどを含むことができる。特に、本実施例によれば、活性層２５３ＢがＮＵＶ光を放出する場合にも、第２の導電型の半導体層２５３Ａは、ＡｌＧａＮに代えてＧａＮで形成されていてもよい。
【００９２】
第１の導電型の半導体層２５３Ｃはｎ型半導体層にし、第２の導電型の半導体層２５３Ａはｐ型半導体層にすることができる。または、第１の導電型の半導体層２５３Ｃはｐ型半導体層にし、第２の導電型の半導体層２５３Ａはｎ型半導体層にしてもよい。発光構造物２５３は、ｎ−ｐ接合構造、ｐ−ｎ接合構造、ｎ−ｐ−ｎ接合構造、ｐ−ｎ−ｐ接合構造のいずれか一構造にすることができる。
【００９３】
以下、第１の導電型はｎ型で、第２の導電型はｐ型であるとして説明するが、第１の導電型がｐ型で、第２の導電型がｎ型である場合にも、同様な適用が可能である。
【００９４】
実施例に係る発光素子２５０は、第２の導電型の半導体層２５３Ａと活性層２５３Ｂとの間に配置された反射層２５４をさらに備えている。反射層２５４は、ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層２５４Ｂ−１，２５４Ｂ−２及びＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層２５４Ａ−１，２５４Ａ−２の二重層構造を少なくとも一つ有することができる。
【００９５】
図８は、図７の「Ａ」部分を拡大した部分断面図である。
【００９６】
図８を参照すると、反射層２５４は、Ｎ個の二重層構造２５４−１，…，２５４−Ｎを有している。ここで、Ｎは、１以上の正の整数である。各二重層構造２５４−１，…，２５４−Ｎは、ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層２５４Ｂ−１，…，２５４Ｂ−Ｎ及びＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層２５４Ａ−１，…，２５４Ａ−Ｎを有している。例えば、第１の二重層構造２５４−１は、ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層２５４Ｂ−１及びＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層２５４Ａ−１で構成され、第Ｎの二重層構造２５４−Ｎは、ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層２５４Ｂ−Ｎ及びＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層２５４Ａ−Ｎで構成されている。各二重層構造２５４−１，…，２５４−Ｎにおいて、ＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層２５４Ａ−１，…，２５４−Ｎは、ボトム層になっており、ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層２５４Ｂ−１，…，２５４Ｂ−Ｎは、ボトム層２５４Ａ−１，…，２５４−Ｎ上に配置されるトップ層になっている。
【００９７】
また、反射層２５４に含まれた二重層２５４−１，…，２５４−Ｎの個数Ｎは、２０個〜５０個（例えば３０個）であればよい。
【００９８】
以下では、説明の便宜上、図７及び図８の発光素子２５０においてＮを２として説明するが、本実施例はこれに限定されず、Ｎが１の場合、または２以上の場合にも同様の適用が可能である。
【００９９】
再び図７を参照すると、各二重層２５４−１，２５４−２においてｘとｙは互いに異なっている。そのため、ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層２５４Ｂ−１，２５４Ｂ−２の屈折率とＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層２５４Ａ−１，２５４Ａ−２の屈折率は、互いに異なる。このように、異なった屈折率を有するＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層２５４Ｂ−１，２５４Ｂ−２とＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層２５４Ａ−１，２５４Ａ−２が交互に多層に積層されると、反射層２５４は、分布ブラッグ反射層（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）の機能を果たすから、反射率が高くなり、活性層２５３Ｂから放出された光を反射させることができる。
【０１００】
ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層２５４Ｂ−１，２５４Ｂ−２とＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層２５４Ａ−１，２５４Ａ−２との屈折率差が大きいほど反射率が大きくなり、積層回数、すなわち、Ｎを減らすことができる。ＤＢＲの機能を果たす反射層２５４は、λ／４ｎの厚さで低屈折率層と高屈折率層が交互に積層して構成されている。ここで、λは、放出される光の波長、ｎは、媒質の屈折率を意味する。ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層２５４Ｂ−１，２５４Ｂ−２を低屈折率層にし、ＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層２５４Ａ−１，２５４Ａ−２を高屈折率層にすることができる。
【０１０１】
また、光を吸収しないように、反射層２５４は、活性層２５３Ｂから放出される光の波長よりも大きいバンドギャップエネルギーを有することができる。
【０１０２】
なお、実施例によれば、反射層２５４のバンドギャップエネルギーは、活性層２５３Ｂの障壁層のバンドギャップエネルギーよりも大きくなっていてもよい。これは、第１の導電型の半導体層２５３Ｃから活性層２５３Ｂに供給される第１の導電型キャリアである電子が第２の導電型の半導体層２５３Ａに流入することを遮断する電子遮断層（ＥＢＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｌｏｃｋｉｎｇ  Ｌａｙｅｒ）の役割を、反射層２５４に担わせるためである。
【０１０３】
前述の反射層２５４がＤＢＲ、ＥＢＬの両役割を果たすように、ｙはｘよりも大きくなっている。例えば、０．２≦ｘ≦０．３、０．３≦ｙ≦１である。
【０１０４】
反射度はｘ及びｙの値によって変わり、活性層２５３Ｂから放出される光の波長によって反射層２５４の反射度が可変する。実施例では、反射層２５４の反射度が５０％乃至９０％になるように、ｘ及びｙを前述の範囲内で決定すればよい。
【０１０５】
または、反射層２５４と活性層２５３Ｂとの間に別のＥＢＬ層（図示せず）がさらに配置されていてもよい。または、図７の発光素子２５０において、反射層２５４に代えてＥＢＬ層（図示せず）が配置されていてもよい。この場合、ＥＢＬ層は、ＡｌＧａＮで形成し、Ａｌの組成は０．１８〜０．２５、厚さは２０ｎｍ〜４０ｎｍにすればよい。
【０１０６】
一般に、活性層２５３ＢからＮＵＶ光が放出される際に、第１及び第２の導電型の半導体層２５３Ｃ，２５３Ａでの光の吸収を低減するために、第１及び第２の導電型の半導体層２５３Ｃ，２５３Ａは、ＧａＮの代わりに、光の吸収が少ないＡｌＧａＮで形成されている。しかし、ＡｌＧａＮは電気伝導度が低いため、動作電圧を上昇させる不具合があった。
【０１０７】
そこで、実施例では、発光素子２５０の活性層２５３Ｂと第２の導電型の半導体層２５３Ａとの間に反射層２５４を配置することで、活性層２５３Ｂから放出された光が第２の導電型の半導体層２５３Ａに吸収される前に反射層２５４で反射させている。そのため、第２の導電型の半導体層２５３Ａをｐ型ＡｌＧａＮではなくｐ型ＧａＮで形成しても、ＧａＮからなる第２の導電型の半導体層２５３Ａでの光の吸収が反射層２５４の存在によって防止され、光学的特性が悪化せずにすむ。
【０１０８】
また、ｐ型ＡｌＧａＮよりも高い電気伝導度を有するｐ型ＧａＮで第２の導電型の半導体層２５３Ａが形成されるから、動作電圧の上昇が防止され、電気的な特性も改善できる。このように、図７に示した実施例の発光素子２５０は、既存の発光素子に比べて、より優れた電気的な特性を有しながらも光学的特性が悪化することがない。
【０１０９】
また、ＡｌｘＧ１−ｘＮ超格子層２５４Ｂ−１，２５４Ｂ−２とＡｌｙＧ１−ｙＮ超格子層２５４Ａ−１，２５４Ａ−２はそれぞれ、３ｎｍ〜５ｎｍの厚さを有し、反射層２５４の総厚さは１５０ｎｍ以下になっている。このように、反射層２５４の厚さが小さくなっているため、活性層２５３Ｂと第２の導電型の半導体層２５３Ａとの間に反射層２５４が配置されていても、第２の導電型の半導体層２５３Ａから活性層２５３Ｂに、第２の導電型キャリアである正孔を注入することが可能である。また、反射層２５４を、第２の導電型であるｐ型ドーパントによりドープすると、第２の導電型キャリアである正孔が活性層２５３Ｂへより多く注入され、発光素子２５０の電気的な特性をさらに改善することができる。
【０１１０】
また、この反射層２５４は、反射の役割及びＥＢＬの役割を果たす他、発光素子２５０の結晶性を向上させてクラックを減少させることもできる。
一方、図７を参照すると、活性層２５４Ｂと第１の導電型の半導体層２５３Ｃとの間に中間層２５５がさらに配置されていてもよい。中間層２５５は、複数の超格子層２５５−１，２５５−２，２５５−３，２５５−４を有している。中間層２５５は、歪み（ｓｔｒａｉｎ）を緩和させる役割を果たし、ＡｌＮ超格子層とＡｌＧａＮ超格子層とのペア構造が反復的に積層された構造でよい。場合によって、発光素子２５０において中間層２５５は省かれてもよい。
【０１１１】
第１の電極層２５６は、第１の導電型の半導体層２５３Ｃ上に配置されている。第１の電極層２５６は金属で形成されており、またオーミック特性を有する反射電極材料で形成されていてもよい。例えば、第１の電極層２５６は、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）の少なくとも一つを含み、単層または多層構造で形成されている。
【０１１２】
図示してはいないが、第１の導電型の半導体層２５３Ｃの上部は、光取り出し効率を上げるために、光結晶構造（ｐｈｏｔｏｎｉｃ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）または凸凹（ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ）を有していてもよい。
【０１１３】
図９Ａ乃至図９Ｈは、図７に示した発光素子２５０の製造方法の実施例を示す図である。
【０１１４】
図９Ａに示すように、基板２５７を用意する。ここで、基板２５７は、伝導性基板または絶縁性基板であり、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅ、及びＧａ２Ｏ３の少なくとも一つを使っている。
続いて、基板２５７上にバッファー層２５８を無極性方向に１０００℃〜１１００℃の温度条件で成長させる。一実施例によれば、バッファー層２５８は、ｒ方向の基板２５７上に、無極性方向であるａ方向に成長している。または、他の実施例によれば、バッファー層２５８は、基板２５７の（１１２３）面上に、無極性方向であるｍ方向に成長していてもよい。ここで、バッファー層２５８は、２μｍ〜５μｍの厚さになっており、Ｘ線回折（ＸＲＤ）ロッキング曲線において４００ａｒｃｓｅｃ以下の半値全幅（ＦＷＨＭ）を有することができる。
【０１１５】
バッファー層２５８は、材料の格子不整合及び熱膨脹係数のずれを緩和させる役割を果たす。バッファー層２５８は、ＩＩＩ族−Ｖ族化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮの少なくとも一材料で形成されている。バッファー層２５８上に非ドープ（ｕｎｄｏｐｅｄ）の半導体層が形成されていてもよいが、これに限定されない。
【０１１６】
次に、図９Ｂに示すように、バッファー層２５８上に、第１の導電型の半導体層２５３Ｃを形成する。第１の導電型の半導体層２５３Ｃは、例えば、有機金属化学蒸着法（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、化学蒸着法（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、プラズマ化学蒸着法（ＰＥＣＶＤ：Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、分子線成長法（ＭＢＥ：Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）、水素化物気相成長法（ＨＶＰＥ：Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）などの方法を用いて形成することができ、これに限定されない。
【０１１７】
第１の導電型の半導体層２５３Ｃの組成は、上述した通りであり、チャンバーにトリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）及びシリコン（Ｓｉ）のようなｎ型不純物を含むシランガス（ＳｉＨ４）を注入して形成することができる。
【０１１８】
その後、図９Ｃを参照すると、第１の導電型の半導体層２５３Ｃの上部に中間層２５５を形成する。例えば、ＡｌＮ超格子層２５５−１，２５５−３とＡｌＧａＮ超格子層２５５−２，２５５−４とのペア構造が反復的に積層された構造として中間層２５５を形成できるが、これに限定されない。
【０１１９】
続いて、図９Ｄを参照すると、中間層２５５の上部に活性層２５３Ｂを形成する。活性層２５３Ｂは、例えば、トリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びトリメチルインジウムガス（ＴＭＩｎ）を注入して多重量子井戸構造に活性層２５３Ｂを形成できるが、これに限定されない。
【０１２０】
その後、図９Ｅを参照すると、活性層２５３Ｂの上部に反射層２５４を形成する。例えば、トリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、ＴＭＡ（ｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙａｍｐｈｅｔａｍｉｎｅｓ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、トリメチルマグネシウム（ＴＭＭｇ）、トリメチルインジウムガス（ＴＭＩｎ）を反応ソースとし、ＭＯＣＶＤやＭＯＶＰＥ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ−Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）などの方法を用いて約９５０℃〜１０００℃の工程温度で反射層２５４を形成できるが、これに限定されない。
【０１２１】
次に、図９Ｆを参照すると、反射層２５４の上部に第２の導電型の半導体層２５３Ａを形成する。第２の導電型の半導体層２５３Ａの組成は、上述した通りであり、チャンバーに、トリメチルガリウムガス（ＴＭＧａ）、アンモニアガス（ＮＨ３）、窒素ガス（Ｎ２）、及びマグネシウム（Ｍｇ）のようなｐ型不純物を含むビスエチルシクロペンタジエニルマグネシウム（ＥｔＣｐ２Ｍｇ）｛Ｍｇ（Ｃ２Ｈ５Ｃ５Ｈ４）２｝を注入してｐ型ＧａＮ層を形成できるが、これに限定されない。
【０１２２】
実施例によれば、前述した発光構造物２５３の第１の導電型の半導体層２５３Ｃ、活性層２５３Ｂ及び第２の導電型の半導体層２５３Ａはそれぞれ、基板２５７上に無極性方向に成長すればいい。一実施例によれば、発光構造物２５３は、ｒ方向の基板２５７上に、無極性方向であるａ方向に成長する。または、他の実施例によれば、発光構造物２５３は、基板２５７の（１１２３）面上に、無極性方向であるｍ方向に成長する。
【０１２３】
その後、図９Ｇを参照すると、発光構造物２５３、すなわち、第２の導電型の半導体層２５３Ａ上に第２の電極層２５２を形成する。第２の電極層２５２は、スパッター法や電子ビーム蒸着法によって形成することができる。続いて、第２の電極層２５２上に支持基板２５１を形成する。支持基板２５１を形成する方法は、電気化学的な金属蒸着方法や、共晶金属（Ｅｕｔｅｔｉｃ  Ｍｅｔａｌ）を使ったボンディング方法などを用いることができる。
【０１２４】
その後、図９Ｈに示すように、基板２５７とバッファー層２５８を発光構造物２５３から分離する。基板２５７の除去には、エキシマレーザーなどを使ったレーザーリフトオフ（Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｆｔ  Ｏｆｆ：ＬＬＯ）の方法を用いたり、乾式及び湿式エッチングの方法を用いたりできる。
【０１２５】
レーザーリフトオフ法を例に挙げると、基板２５７の方向に一定領域の波長を有するエキシマレーザー光をフォーカシングして照射すると、基板２５７と発光構造物２５３の第１の導電型の半導体層２５３Ｃとの境界面に熱エネルギーが集中して、境界面がガリウムと窒素分子とに分離されながら、レーザー光が通る部分で瞬間的に基板２５７の分離が起き、バッファー層２５８も共に分離される。
【０１２６】
その後、図９Ｈに示すように、基板２５７とバッファー層２５８が除去された結果物をひっくり返した後、図７に示すように、第１の電極層２５６を第１の導電型の半導体層２５３Ｃ上に形成する。
【０１２７】
一般的な発光素子では、基板上に、極性方向であるｃ方向（［０００１］方向）に発光構造物が成長する。このような結晶構造に成長した発光素子は、結晶構造の特性上、圧電（ｐｉｅｚｏｅｌｅｃｔｒｉｃ）及び自発分極（ｓｐｏｎｔａｎｅｏｕｓ  ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）に起因するビルトイン（ｂｕｉｌｔ−ｉｎ）電界により量子閉じ込めシュタルク効果（ｑｕａｎｔｕｍ−ｃｏｎｆｉｎｅｄ  Ｓｔａｒｋ  ｅｆｆｅｃｔ）が発生してしまう。このようなビルトイン電界は電子と正孔とを分離させて、活性層でのキャリア再結合効率を低下させ、波長の赤色移動（ｒｅｄ−ｓｈｉｆｔ）を招く。そのため、このような発光素子を用いる発光素子パッケージでは、色再現率が変化したり、色表現が不安定になることがある。
【０１２８】
しかし、実施例に係る発光素子１５０，２５０は、ｃ軸方向にエピ成長した発光素子ではなく、ｒ方向（例えば、［１１０２］、［１０１１］、［１１２２］）の基板１５２，２５７上に、バッファー層１５３，２５８及び発光構造物１５４，２５３を、無極性方向であるａ方向（［１１００］、［１１２０］）に成長させたものとする。または、他の実施例に係る発光素子１５０，２５０は、基板１５２，２５７の（１１２３）面上に、バッファー層１５３，２５８及び発光構造物１５４，２５３を、無極性方向であるｍ方向に成長させて形成してもよい。
【０１２９】
したがって、この発光素子１５０，２５０は、光のシフトがないため、０．５以上の色純度（ｃｏｌｏｒ  ｐｕｒｉｔｙ）を有することができる。ここでいう色純度は、ある光源の質（ｑｕａｌｉｔｙ）と白色性（ｗｈｉｔｅｎｅｓｓ）を記述するパラメータのことを指す。すなわち、本実施例に係る発光素子１５０，２５０は、色再現率が一定で、色表現が安定している。
【０１３０】
また、ＧａＮにドープされるＭｇのようなｐ型ドーパントの濃度が１０Ｅ１９／ｃｍ３乃至１０Ｅ２１／ｃｍ３と高濃度の場合に、既存の極性方向に成長したｐ−ＧａＮの活性化（ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ）後に、正孔のキャリア濃度は５×１０Ｅ１７／ｃｍ３と低い。そのため、既存の紫外線（ＵＶ）発光素子は、ｐ型ＡｌＧａＮのドーピングがし難く、効率が低下することがあった。これに対し、実施例に係る発光素子パッケージ１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００は、無極性方向に成長した発光構造物１５４，２５３を有しているため、活性化後にキャリア濃度が７×１０Ｅ１８／ｃｍ３以上と、既存よりも高い。そのため、本実施例に係る発光素子パッケージ１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００は、ｐ型ドーピングがし易くなり、効率を増大させることができる。このように活性化後にキャリア濃度が高いと、第２の導電型の半導体層１５４Ｃ，２５３Ａの厚さを減らすことができる。
【０１３１】
要するに、実施例は、ｒ方向の基板上にａ方向に発光構造物を成長させたり、基板の（１１２３）面上にｍ方向に発光構造物を成長させて、発光素子（または、発光素子パッケージ）の色再現率を一定にさせ、色表現を安定にさせ、発光素子パッケージから発生した熱を外部に效果的に放出させ、且つ、ｐ型ドーピングの効率を改善させる。
【０１３２】
他の実施例は、以上の実施例に係る発光素子パッケージを備えている表示装置、指示装置、または照明システムにすることができ、例えば、照明システムとしてはランプや街灯を含むことができる。以下では、上述した発光素子パッケージが配置された照明システムの実施例として、ヘッドランプと表示装置を説明する。
【０１３３】
図１０は、実施例に係る発光素子モジュール４０２を備えているヘッドランプ４００の実施例を示す図である。図１０に示した発光素子モジュール４０２は、図１、図２、図４、図５、図６に示した発光素子パッケージ１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００のいずれかにすればよい。
【０１３４】
ヘッドランプ４００は、前述の発光素子パッケージが配置された発光素子モジュール４０２から放出された光が、リフレクタ４０４とシェード４０６で反射されたのちレンズ４０８を透過して車体の前方に向くことができる。
【０１３５】
上述したように、発光素子モジュール４０２に用いられた発光素子の光取り出し効率が向上しているため、ヘッドランプ４００全体の光特性を向上させることができる。
【０１３６】
発光素子モジュール４０２に用いられた前述の発光素子パッケージは、発光素子１５０，２５０を複数個搭載していてもよく、これに限定されない。
【０１３７】
図１１は、実施例に係る発光素子パッケージ５３２を備えている表示装置５００の実施例を示す図である。
【０１３８】
同図に示すように、本実施例に係る表示装置５００は、光源モジュールと、ボトムカバー５１０上の反射板５２０と、反射板５２０の前方に配置されて、光源モジュールから放出される光を表示装置の前方にガイドする導光板５４０と、導光板５４０の前方に配置されている第１のプリズムシート５５０及び第２のプリズムシート５６０と、第２のプリズムシート５６０の前方に配置されているパネル５７０と、パネル５７０の前方に配置されているカラーフィルタ５８０と、を備えている。
【０１３９】
光源モジュールは、回路基板５３０と、該回路基板５３０上の発光素子パッケージ５３２とを備えてなる。ここで、回路基板５３０は、印刷回路基板（ＰＣＢ：Ｐｒｉｎｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  ｂｏａｒｄ）などにすればよく、発光素子パッケージ５３２は、図１、図２、図４、図５、図６に示した発光素子パッケージ１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００にすればよい。
【０１４０】
ボトムカバー５１０は、表示装置５００内の構成要素を収納する構造になっている。反射板５２０は、図１１に示すように、別の構成要素にしてもよく、導光板５４０の背面やボトムカバー５１０の前面に、反射度の高い物質でコーティングされる形態にしてもよい。
【０１４１】
反射板５２０は、反射率が高く、超薄型に使用可能な素材を使用すればよく、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ：ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ  Ｔｅｒｅｐｈｔａｌａｔｅ）を用いてもよい。
【０１４２】
導光板５４０は、発光素子パッケージ５３２から放出される光を散乱させて、液晶表示装置の画面全体領域にわたって均一に分布させる役割を果たす。そのため、導光板５４０は、屈折率及び透過率に優れた材料で形成されている。例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ：ＰｏｌｙＭｅｔｈｙｌＭｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリカーボネート（ＰＣ：ＰｏｌｙＣａｒｂｏｎａｔｅ）、またはポリエチレン（ＰＥ：ＰｏｌｙＥｔｈｙｌｅｎｅ）などで形成されている。また、導光板５４０を省いて、エアーガイド方式の表示装置を具現してもよい。
【０１４３】
第１のプリズムシート５５０は、支持フィルムの一面に、光透過性と共に弾性を有する重合体材料で形成されており、重合体は、複数個の立体構造が反復して形成されたプリズム層を有していてもよい。ここで、複数個のパターンは、図１１に示すように、谷５５２と山５５４が反復されるストライプ状になっている。
【０１４４】
第２のプリズムシート５６０において、支持フィルムの一面上の谷５６２と山５６４の方向は、第１のプリズムシート５５０の支持フィルムの一面上の谷５５２と山５５４の方向と垂直に延びている。これは、光源モジュール及び反射シートから伝達された光をパネル５７０の全面に均等に分散させるためである。
【０１４５】
本実施例では、第１のプリズムシート５５０と第２のプリズムシート５６０が光学シートを構成しているが、光学シートは、他の実施例、例えば、マイクロレンズアレイ単独、拡散シートとマイクロレンズアレイとの組み合わせ、または一つのプリズムシートとマイクロレンズアレイとの組み合わせなどで構成してもよい。
【０１４６】
パネル５７０として液晶表示パネル（Ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ）が配置されているが、これに限定されない。液晶表示パネルの他、光源を必要とするいかなる種類のディスプレイ装置をも用いることができる。
【０１４７】
パネル５７０は、ガラスボディー同士の間に液晶が挟持されており、光の偏光性を用いるために、両ガラスボディーに偏光板を配置している。ここで、液晶は、液体と固体の中間的な特性を有する。すなわち、液体のように流動性を有する有機分子である液晶が、結晶のように規則的に配列されているもので、分子配列が外部電界により変化する性質を用いて画像を表示する。
【０１４８】
表示装置に用いられる液晶表示パネルは、アクティブマトリクス（Ａｃｔｉｖｅ  Ｍａｔｒｉｘ）方式を用いるもので、各画素に供給される電圧を調節するスイッチとしてトランジスタを用いている。
【０１４９】
カラーフィルタ５８０は、パネル５７０の前面に配置されており、パネル５７０から投射された光に対して、それぞれの画素ごとに赤色、緑色及び青色のいずれか一つのみを透過させることで画像を表現する。
【０１５０】
実施例に係る表示装置５００は、発光素子パッケージ５３２に用いられた発光素子１５０，２５０の光取り出し効率が向上しているため、表示装置の光特性の向上を得ることができる。
【０１５１】
以上実施例を中心に説明してきたが、これらは単なる例示に過ぎず、本発明を限定するためのものではない。したがって、これらの実施例に限定されず、本発明の属する分野における通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性から逸脱しない範囲で種々の変形及び応用が可能であるということが理解される。例えば、実施例に具体的に示した各構成要素は変形して実施可能である。なお、このような変形と応用における差異点は、添付の特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈すべきであろう。
【符号の説明】
【０１５２】
１００，１００Ａ，１００Ｂ，２００    発光素子パッケージ
１１０，２１０    ボディー
１２０，１３０，２２０，２３０    絶縁層
１４２，１４４，２４２，２４４    電極層
１５０，２５０    発光素子
１５２，２５７    基板
１５３，２５８    バッファー層
１５４，２５３    発光構造物
１６０，１６６，２６０，２６６    光透過性樹脂層
１７０，２７０    金属層
１８２〜１８８    拡散層
１９２，１９４，２９２    ワイヤー
４００    ヘッドランプ
４０２    発光素子モジュール
４０４    リフレクタ
４０６    シェード
４０８    レンズ
５００    表示装置
５１０    ボトムカバー
５２０    反射板
５３０    回路基板
５４０    導光板
５５０    第１のプリズムシート
５６０    第２のプリズムシート
５７０    パネル
５８０    カラーフィルタ   
【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９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図９Ｆ】
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【図９Ｇ】
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【図９Ｈ】
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【図１０】
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【図１１】
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