(57)【要約】【課題】光取り出しの向上を図ること。【解決手段】ＧａＮ基板１０の一方の表面に、III 族窒化物半導体からなる半導体層１１が位置し、裏面１０ａ（前記基板の他方の表面）側から光を取り出すフリップチップ型の発光素子であり、裏面１０ａには凹凸構造１６が設けられている。凹凸構造１６とＧａＮ基板１０側面に連続して反射防止膜１５が設けられている。反射防止膜１５は、屈折率がＧａＮ基板１０よりも小さく、かつ封止材よりも大きな材料であるＡｌ2 Ｏ3 からなり、単層である。また、反射防止膜１５は、凹凸構造１６の凹凸を埋めずに凹凸に沿って膜状に設けられている。この反射防止膜１５によりＧａＮ基板１０と封止材との間の反射が防止され、光取り出しが向上する。【選択図】図１
2016149462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
III 族窒化物半導体からなる基板の一方の表面に、III 族窒化物半導体からなる半導体層が位置し、前記基板の他方の表面は封止材により覆われるフリップチップ型の発光素子において、
前記基板の前記半導体層側とは反対側の表面に設けられた凹凸構造と、
前記凹凸構造と前記基板側面に連続して膜状に設けられ、かつ前記凹凸構造の凹凸に沿って凹凸を埋めずに設けられ、屈折率が前記基板よりも小さく、かつ前記封止材よりも大きな材料からなり、光の干渉によって前記基板と前記封止材との間の反射を防止する反射防止膜と、
を有し、
前記基板側面のうち、凹凸構造側の領域は前記基板主面に垂直な方向に対して傾斜を有し、他の領域は前記基板主面に対して垂直であり、
前記反射防止膜は、前記基板側面のうち傾斜を有した領域に設けられ、垂直な領域には設けられていない、
ことを特徴とする発光素子。
【請求項２】
前記基板はＧａＮからなり、
前記反射防止膜は、Ａｌ2 Ｏ3 からなる単層である、ことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記反射防止膜の厚さは８０〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記反射防止膜は、厚さの標準偏差が１０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１ないし請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
III 族窒化物半導体からなる基板の一方の表面に、III 族窒化物半導体からなる半導体層が位置し、前記基板の他方の表面は封止材により覆われるフリップチップ型の発光素子の製造方法において、
前記基板の裏面のうち、後にウェハを素子ごとに分離をする領域に分離溝を設ける分離溝形成工程と、
前記基板の裏面に凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程と、
屈折率が前記基板よりも小さく、かつ前記封止材よりも大きな材料からなり、光の干渉によって前記基板と前記封止材との間の反射を防止する反射防止膜を、ＡＬＤ法によって前記凹凸構造の凹凸に沿って、かつ前記基板の側面に沿って形成する反射防止膜形成工程と、
を有することを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記分離溝形成工程における前記分離溝の形成は、レーザにより行うことを特徴とする請求項５に記載の発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記凹凸形成工程における凹凸構造の形成は、ウェットエッチングにより行うことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記反射防止膜は、Ａｌ2 Ｏ3 からなる単層である、ことを特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記反射防止膜は、８０〜１００ｎｍの厚さに形成する、ことを特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれか１項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、III 族窒化物半導体基板を用いたフリップチップ型のIII 族窒化物半導体からなる発光素子であって、光取り出しが向上されたものに関する。また、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、フリップチップ型のIII 族窒化物半導体からなる発光素子では、サファイア基板の裏面（半導体層形成側とは反対側の表面）に凹凸構造を設け、光取り出しの向上を図っている。また、フリップチップ型の発光素子を樹脂封止すると、サファイア基板裏面は樹脂材に覆われるが、その際に樹脂材とサファイア基板との界面での反射があり、これにより光取り出しが悪化していた。そこでサファイア基板裏面に反射防止膜を設け、サファイア基板裏面と樹脂材との間の反射を低減し、光取り出しの向上を図っている。
【０００３】
また、III 族窒化物半導体からなる発光素子の成長基板としては、従来サファイア基板が広く用いられてきたが、ＧａＮ基板も採用されつつある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１７４６７号公報
【特許文献２】特開２００６−１２８２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＧａＮ基板を用いたフリップチップ型のIII 族窒化物半導体からなる発光素子は、樹脂により封止したときにＧａＮ基板と封止樹脂が接触する。しかし、樹脂材とＧａＮの屈折率差が大きいため、その界面で反射される光が多く、単にＧａＮ基板裏面に凹凸構造を設けたり、反射防止膜を設けたりするのでは十分に光取り出しが向上しないという問題があった。
【０００６】
そこで本発明の目的は、III 族窒化物半導体基板を用いたフリップチップ型のIII 族窒化物半導体からなる発光素子について、光取り出しの向上を図ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、III 族窒化物半導体からなる基板の一方の表面に、III 族窒化物半導体からなる半導体層が位置し、基板の他方の表面は封止材により覆われるフリップチップ型の発光素子において、基板の前記半導体層側とは反対側の表面に設けられた凹凸構造と、凹凸構造と基板側面に連続して膜状に設けられ、かつ凹凸構造の凹凸に沿って凹凸を埋めずに設けられ、屈折率が基板よりも小さく、かつ封止材よりも大きな材料からなり、光の干渉によって基板と封止材との間の反射を防止する反射防止膜と、を有し、基板側面のうち、凹凸構造側の領域は基板主面に垂直な方向に対して傾斜を有し、他の領域は基板主面に対して垂直であり、反射防止膜は、基板側面のうち傾斜を有した領域に設けられ、垂直な領域には設けられていない、ことを特徴とする発光素子である。
【０００８】
本明細書において、屈折率は特に断りのない限り発光素子の発光波長ピークにおける値とする。
【０００９】
発光素子を封止する封止材はシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、ガラスなどである。
【００１０】
反射防止膜は、屈折率が基板よりも小さく、かつ封止材よりも大きな材料であれば任意の材料でよい。基板としてＧａＮ基板を用いる場合には、たとえば、ＨｆＯ2 、ＺｒＯ2 、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＴｉＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5 などを反射防止膜の材料として用いることができる。
【００１１】
反射防止膜は、単層でもよいし、複数の層で構成されていてもよい。
【００１２】
反射防止膜の厚さは８０〜１００ｎｍとするのがよい。より反射を防止して透過率を向上させ、発光素子の光取り出しを向上させることができるためである。
【００１３】
反射防止膜の厚さの標準偏差は、１０ｎｍ以下であることが望ましい。厚さを均一とすることで、より光取り出しを向上させることができる。このような均一な厚さの反射防止膜は、たとえばＡＬＤ法によって形成することができる。
【００１４】
他の本発明は、III 族窒化物半導体からなる基板の一方の表面に、III 族窒化物半導体からなる半導体層が位置し、基板の他方の表面は封止材により覆われるフリップチップ型の発光素子の製造方法において、基板の裏面のうち、後にウェハを素子ごとに分離をする領域に分離溝を設ける分離溝形成工程と、基板の裏面に凹凸構造を形成する凹凸構造形成工程と、屈折率が基板よりも小さく、かつ封止材よりも大きな材料からなり、光の干渉によって基板と封止材との間の反射を防止する反射防止膜を、ＡＬＤ法によって凹凸構造の凹凸に沿って、かつ基板の側面に沿って形成する反射防止膜形成工程と、を有することを特徴とする発光素子の製造方法である。
【００１５】
分離溝形成工程における分離溝の形成は、レーザ、ドライエッチング、ダイサーなどにより形成することができるが、特にレーザにより行うとよい。基板を破壊することなく深く分離溝を形成することができるためである。
【００１６】
凹凸構造形成工程における凹凸構造の形成は、たとえばウェットエッチングにより行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、基板裏面の凹凸および基板側面に沿って均一な厚さの反射防止膜が形成されているため、発光素子の光取り出しを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の発光素子の構成を示した図。
【図２】実施例１の発光素子の製造工程を示した図。
【図３】実施例１の発光素子と比較例の発光素子の光出力を比較したグラフ。
【図４】透過率の角度平均とＡｌ2 Ｏ3 層の厚さの関係を示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の具体的な実施例について図を参照に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【実施例１】
【００２０】
図１は、実施例１のフリップチップ型の発光素子の構成を示した図である。図１のように、実施例１の発光素子は、ＧａＮ基板１０と、ＧａＮ基板１０の表面に位置し、ＧａＮ基板１０側からｎ層１１ａ、発光層１１ｂ、ｐ層１１ｃの順に積層されたIII 族窒化物半導体からなる半導体層１１と、ｐ電極１３と、ｎ電極１４と、反射防止膜１５と、を有している。実施例１の発光素子は、発光層１１ｂから放射される光をｐ電極１３によって反射させ、ＧａＮ基板１０を透過させてＧａＮ基板１０裏面１０ａ側から光を取り出すフリップチップ型（フェイスダウン型）の構造である。
【００２１】
ＧａＮ基板１０は、ｃ面を主面とする。ＧａＮ基板１０の２つの表面のうち、Ｇａ極性の表面（以下、単に表面とする）に半導体層１１が設けられている。また、ＧａＮ基板１０の裏面１０ａ（半導体層１１側とは反対側の表面、Ｎ極性の面）には凹凸構造１６が設けられている。
【００２２】
凹凸構造１６は、多数の微細な突起ないし溝が不規則に二次元的に配列された構造である。突起ないし溝は、円錐、角錐などの形状である。このような凹凸構造１６は、ＧａＮ基板１０の裏面１０ａをウェットエッチングすることによって得られる。形成方法の詳細は後に説明する。ＧａＮ基板１０主面に対して凹凸の側面が成す角度は１１０〜１３０°の範囲である。また凹凸の深さは０．１〜１０μｍである。この凹凸構造１６により、ＧａＮ基板１０内部に閉じ込められていた光をＧａＮ基板１０裏面１０ａから取り出すことができ、光取り出しが向上している。
【００２３】
また、凹凸構造１６はモスアイ構造（突起を周期的に配列した構造であって突起の配列周期を発光波長以下としたもの）としてもよい。
【００２４】
ＧａＮ基板１０側面１０ｂのうち、ＧａＮ基板１０裏面１０ａ側（凹凸構造１６側）の領域１０ｂ１は、ＧａＮ基板１０主面に平行な断面がＧａＮ基板１０裏面１０ａに近づくにつれて減少するような傾斜を有している。その傾斜角度は、ＧａＮ基板１０主面に対して１４０〜１６０°の範囲である。また、ＧａＮ基板１０側面１０ｂのうち、半導体層１１側の領域１０ｂ２は、ＧａＮ基板１０主面に対して垂直（誤差等を考慮してＧａＮ基板主面に対して８０〜９０°）となっている。このようにＧａＮ基板１０側面１０ｂの一部領域が傾斜しているのは、実施例１の発光素子の製造工程において、ウェハを素子ごとに分離するのを容易とするためにＧａＮ基板１０裏面１０ａに分離溝２０を設けたことによるものである。詳細は後の製造工程の段において説明する。
【００２５】
半導体層１１は、III 族窒化物半導体からなり、ＧａＮ基板１０の表面に、ＧａＮ基板１０側からｎ層１１ａ、発光層１１ｂ、ｐ層１１ｃの順に積層されている。ｎ層１１ａは、ＧａＮ基板１０側から順にｎコンタクト層、ＥＳＤ層、ｎクラッド層が積層された構造である。発光層１１ｂは、井戸層と障壁層が繰り返し積層されたＭＱＷ構造である。ｐ層１１ｃは、発光層１１ｂ側から順にｐクラッド層、ｐコンタクト層が積層された構造である。
【００２６】
ｐ電極１３は、ｐ層１１ｃの表面のほぼ前面に設けられている。ｐ電極１３は発光層１１ｂから放射される光をＧａＮ基板１０へと反射させる反射電極である。ｐ電極１３は、たとえばＡｇ、Ａｌ、あるいはそれらを主とする合金などである。
【００２７】
半導体層１１の一部はエッチングされ、ｐ層１１ｃ表面（発光層１１ｂ側とは反対側の面）側からｎ層１１ａに達する深さの溝が設けられている。そして、溝の底面に露出したｎ層１１ａ上にｎ電極１４が設けられている。
【００２８】
なお、半導体層１１およびｐ電極１３、ｎ電極１４の構造は、上記に限るものではない。従来III 族窒化物半導体からなる発光素子のフリップチップ構造として採用されている任意の構造を採用することができる。
【００２９】
反射防止膜１５は、ＧａＮ基板１０裏面１０ａと側面１０ｂに沿って連続して設けられている。ただし、側面１０ｂのうち、ＧａＮ基板１０裏面１０ａ側の傾斜した領域１０ｂ１にのみ設けられ、残りの領域（半導体層１１側の垂直な領域１０ｂ２）には設けられていない。また、ＧａＮ基板１０裏面１０ａにおいては、凹凸構造１６の凹凸に沿って膜状に設けられていて、凹凸を埋めずに形成されている。
【００３０】
反射防止膜１５は、ＧａＮ基板１０裏面１０ａと封止材との界面での反射、およびＧａＮ基板１０側面１０ｂと封止材との界面での反射を防止し、光取り出しを向上させるために設けるものである。反射が防止される原理は光の干渉によるものであり、屈折率をＧａＮ基板１０と封止材の中間の値とし反射防止膜１５の厚さを特定の値として、光の干渉により反射が弱め合うようにすることで反射を防止している。また、反射防止膜１５を設けて凹凸構造１６を覆うことにより、ＧａＮ基板１０裏面１０ａに設けられた凹凸構造１６の耐久性や体薬液性を向上させている。
【００３１】
なお、実施例１の発光素子を封止する封止材としては、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、などの樹脂材料や、ガラスなどが用いられる。
【００３２】
反射防止膜１５の厚さは１００ｎｍで非常に均一であり、その標準偏差は１０ｎｍ以下である。これは、反射防止膜１５をＡＬＤ法により形成しているためである。より望ましくは標準偏差が５ｎｍ以下である。また、反射防止膜１５のうち凹凸構造１６に設けられた部分、ＧａＮ基板１０側面１０ｂの領域１０ｂ１に設けられた部分とで、同等の厚さとなっている。
【００３３】
なお、反射防止膜１５の厚さは上記厚さに限るものではなく、光の干渉によって反射が低減される厚さであれば任意である。望ましい厚さの範囲は８０〜１００ｎｍである。この範囲であれば、III 族窒化物半導体からなる発光素子の発光波長（たとえばピーク波長４００〜５００ｎｍ、特に４４０〜４６０ｎｍ）に対して反射防止膜１５は高い透過率を有するためである。さらに望ましい範囲は８５〜９５ｎｍである。
【００３４】
なお、実施例１では反射防止膜１５の材料として屈折率１．６５のＡｌ2 Ｏ3 を用いているが、屈折率がＧａＮ基板１０よりも小さく封止材よりも大きな材料であれば任意の材料を用いることができる。ＧａＮの屈折率は２．４、封止材が樹脂であればその屈折率はおよそ１．５であるから、反射防止膜１５の屈折率は１．５より大きく２．４未満であればよい。より望ましくは１．６〜２．３、さらに望ましくは１．７〜２．２である。たとえば、Ａｌ2 Ｏ3 以外に、ＨｆＯ2 、ＺｒＯ2 、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＴｉＯ2 、Ｔａ2 Ｏ5 などを反射防止膜１５の材料として用いることができる。
【００３５】
次に、実施例１の発光素子の製造工程について図２を参照に説明する。
【００３６】
まず、主面をｃ面とするＧａＮ基板１０のＧａ極性面である表面上に、ＭＯＣＶＤ法によってｎ層１１ａ、発光層１１ｂ、ｐ層１１ｃを順に積層し、半導体層１１を形成する（図２（ａ）参照）。
【００３７】
ＭＯＣＶＤ法において用いる原料ガスは、窒素源として、アンモニア（ＮＨ3 ）、Ｇａ源として、トリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ3 ）3 ）、Ｉｎ源として、トリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ3 ）3 ）、Ａｌ源として、トリメチルアルミニウム（Ａｌ（ＣＨ3 ）3 ）、ｎ型ドーパントガスとして、シラン（ＳｉＨ4 ）、ｐ型ドーパントガスとしてシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｍｇ（Ｃ5 Ｈ5 ）2 ）、キャリアガスとしてＨ2 とＮ2 である。
【００３８】
次に、半導体層１１の一部をｐ層１１ｃ表面側（発光層１１ｂ側とは反対側の表面側）からドライエッチングしてｎ層１１ａに達する深さの溝を形成する。そして、ｐ層１１ｃ表面のほぼ前面にｐ電極１３を形成し、溝により露出したｎ層１１ａ上にｎ電極１４を形成する（図２（ｂ）参照）。また、この溝と同時に素子分離のための溝も形成する。
【００３９】
次に、ＧａＮ基板１０裏面１０ａを研磨し、ＧａＮ基板１０の薄膜化を行う（図２（ｃ）参照）。これによりＧａＮ基板１０の厚さは５０〜２００μｍとする。研磨は、機械研磨やＣＭＰ研磨、あるいはそれらを組み合わせて用いる。ＧａＮ基板１０を薄膜化することで、後のウェハを各素子ごとに分離する工程を容易に行えるようにしている。
【００４０】
次に、ＧａＮ基板１０裏面１０ａのうち素子分離をする領域に、レーザの走査によって分離溝２０を形成する（図２（ｄ）参照）。分離溝２０の深さはＧａＮ基板１０の厚さの半分である。この分離溝２０を形成することにより、後のウェハを素子ごとに分離する工程が容易に行えるようにしている。また、分離溝２０の断面形状はＶ字型に形成され、分離溝２０の側面はＧａＮ基板１０主面に対して１４０〜１６０°の傾斜を有する。この分離溝２０の側面は、ＧａＮ基板１０側面１０ｂの領域１０ｂ１に対応する（図１参照）。
【００４１】
なお、分離溝２０の深さはＧａＮ基板１０の厚さの半分とする必要はなく、ＧａＮ基板１０の厚さの０．２〜０．７倍であればよい。より望ましくは０．３〜０．６倍である。
【００４２】
また、分離溝２０はレーザ以外にドライエッチング、ダイサーなどによって形成してもよいが、実施例１のようにレーザで形成するのがよい。ＧａＮ基板１０に欠けや割れなど壊れることがなく、また分離溝２０を深く形成することができるためである。レーザにはナノ秒レーザなどを用いることができ、たとえば、波長２５５ｎｍ、パルス幅２０〜４０ｎｓ、パルス周波数１０〜２０Ｈｚ、パルス当たりエネルギー０．０６〜０．１２μＪとする。
【００４３】
次に、ＧａＮ基板１０の裏面１０ａをＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）でウェットエッチングする。ＴＭＡＨは濃度２５％、温度６０℃の水溶液であり、エッチングは６０分間行った。ＴＭＡＨによるＧａＮのウェットエッチングは面方位依存性があり、そのためＮ極性面であるＧａＮ基板１０裏面１０ａは微細な凹凸が残存するようにウェットエッチングされ、凹凸構造１６が形成される（図２（ｅ）参照）。ウェットエッチングによれば、凹凸が微細となるため、より光取り出しが向上する。また、凹凸構造１６の形成も容易である。
【００４４】
なお、凹凸構造１６を形成するためのウェットエッチング液には、ＴＭＡＨ以外にも、ＫＯＨ、ＮａＯＨなどの強アルカリ溶液や、リン酸などを用いることができる。また、凹凸構造１６はドライエッチングなどによって形成してもよく、ウェットエッチングとドライエッチングなどを併用してもよい。たとえば、ウェットエッチングによる微細な凹凸とドライエッチングによる大きなスケールの凹凸の２段階の凹凸を設けてもよい。
【００４５】
次に、ＡＬＤ法（原子層堆積法）を用いて、ＧａＮ基板裏面の凹凸構造１６の凹凸に沿って凹凸を埋めないようにして、かつ分離溝２０の側面に沿って、Ａｌ2 Ｏ3 からなる反射防止膜１５を形成する（図２（ｆ）参照）。ＡＬＤ法において前躯体ガスとしてＴＭＡとＨ2 Ｏを用い、温度は５０〜３００℃、圧力は１×１０3 Ｐａ以下とした。また、反射防止膜１５は８０〜１００ｎｍの厚さに形成した。
【００４６】
ＡＬＤ法を用いると、１原子層ずつＡｌ2 Ｏ3 を形成することができるため、反射防止膜１５の厚さを均一とすることができる。また、反射防止膜１５の厚さを原子層単位で精度よく制御できる。そのため、凹凸構造１６の凹凸に沿って膜状に均質に形成することができる。また、ＡＬＤ法を用いることで、ＧａＮ基板１０裏面１０ａだけでなく、分離溝２０の側面にも回り込んで反射防止膜１５を形成することができ、分離溝２０側面の反射防止膜１５の厚さは、ＧａＮ基板１０裏面１０ａにおける厚さと同等の厚さに形成することができ、かつ均一な厚さに形成することができる。
【００４７】
次に、ＧａＮ基板１０表面の素子分離用の溝（分離溝２０に対向する位置）に沿ってダイサーやスクライバーを当ててけがきを設け、応力をかけて分離溝２０およびけがきの位置でウェハを素子ごとに分離する。このとき、すでに分離溝２０側面として露出していた領域が、ＧａＮ基板１０側面１０ｂのうちＧａＮ基板１０主面に垂直方向に対して傾斜した領域１０ｂ１となる。また、ウェハ分離によって新たに露出する領域が、ＧａＮ基板１０側面１０ｂのうちＧａＮ基板１０主面に垂直な領域１０ｂ２となる。以上により図１に示す実施例１の発光素子が製造される。ここで、ＧａＮ基板１０裏面１０ａの素子分離する領域に分離溝２０が形成されているため、容易に個々の素子ごとにウェハの分離を行うことができる。
【００４８】
以上、実施例１の発光素子は、ＧａＮ基板１０裏面１０ａの凹凸構造１６の凹凸に沿って、かつＧａＮ基板１０側面１０ｂの領域１０ｂ１に沿って反射防止膜１５が設けられていて、その反射防止膜１５の厚さのばらつきが非常に小さいため、ＧａＮ基板１０裏面１０ａと封止材との界面での反射が効果的に防止されており、光取り出しが向上している。
【００４９】
［実験結果］
以下、実施例１の発光素子に係る各種実験結果について説明する。
【００５０】
図３は、実施例１の発光素子と比較例の発光素子とで光出力を比較したグラフである。比較例の発光素子は、実施例１の発光素子において反射防止膜１５を省いた構造であり、他の構造は実施例１の発光素子と同様である。
【００５１】
図３のように、実施例１の発光素子は比較例の発光素子に比べて光出力が６．６％向上していた。この結果から、反射防止膜１５によって効果的に反射が防止され、光取り出しが向上していることがわかった。
【００５２】
図４は、透過率の角度平均とＡｌ2 Ｏ3 層の厚さとの関係を示したグラフである。屈折率２．４のＧａＮ層上に屈折率１．６５のＡｌ2 Ｏ3 層、屈折率１．５の封止材を順に積層した構造に対して、ＧａＮ層裏面（Ａｌ2 Ｏ3 層側とは反対側の面）から光を入射させたときの透過率をシミュレーションにより求め、Ａｌ2 Ｏ3 層の厚さを変化させて透過率の角度平均を求めた。角度平均は入射角０〜９０°で平均を取った。
【００５３】
図４のように、Ａｌ2 Ｏ3 層が１００ｎｍのときに最も透過率の角度平均が高くなるピークを有していた。このシミュレーション結果から、実施例１の発光素子における反射防止膜１５の厚さも９０ｎｍ近傍とするのがよく、８０〜１００ｎｍ、より望ましくは８５〜９５ｎｍがよいことがわかった。
【００５４】
［各種変形例］
本発明は、ＧａＮ基板に限らず、III 族窒化物半導体からなる基板であれば任意の材料の基板を用いることができる。また、ｎ型、ｐ型、真性のいずれの伝導型であってもよい。ｎ型のIII 族窒化物半導体からなる基板を用いる場合、ｎ型不純物にはＳｉ、Ｇｅなどを用いることができ、ｐ型不純物にはＭｇなどを用いることができる。
【００５５】
実施例１では反射防止膜１５は単層であったが、複数の層で構成されていてもよい。その場合、従来多層の反射防止膜として用いられている種々の構造を本発明における反射防止膜として採用することができる。ただし、製造の容易さと透過率向上のバランスの点からは実施例１のように反射防止膜１５を単層とするのがよい。一方、多層の反射防止膜とする場合には、その層構成によって特性を変化させることができるので、単層の場合よりも透過率を高くしたり、材料の選択性の幅などを広げることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明の発光素子は、照明装置や表示装置の光源として利用することができる。
【符号の説明】
【００５７】
１０：ＧａＮ基板
１１：半導体層
１１ａ：ｎ層
１１ｂ：発光層
１１ｃ：ｐ層
１３：ｐ電極
１４：ｎ電極
１５：反射防止膜
１６：凹凸構造
２０：溝
【図１】
2016149462.tif 000003
【図２】
2016149462.tif 000004
【図３】
2016149462.tif 000005
【図４】
2016149462.tif 000006