(57)【要約】【課題】光取り出し効率を向上させた発光装置を提供する。【解決手段】本発明に係る発光装置は、発光層と、前記発光層の１つの面上に形成され、前記発光層と反対側の表面に複数の突起部を有する第１半導体層と、前記第１半導体層の前記複数の突起部上にそれぞれ形成された複数のキャップ部を有する第２半導体層と、を備え、前記第１半導体層の前記複数の突起部と前記第２半導体層の前記複数のキャップ部は、前記発光層から出力される光の外部取り出し面を形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層と、
前記発光層の１つの面上に形成され、前記発光層と反対側の表面に複数の突起部を有する第１半導体層と、
前記第１半導体層の前記複数の突起部上にそれぞれ形成された複数のキャップ部を有する第２半導体層と、を備え、
前記第１半導体層の前記複数の突起部と前記第２半導体層の前記複数のキャップ部は、前記発光層から出力される光の外部取り出し面を形成することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記第１半導体層の前記複数の突起部の各々は多角錐台形状を有し、前記第２クラッド層の前記複数のキャップ部の各々は多角錐形状または多角錐台形状を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記複数の突起部および前記複数のキャップ部の少なくとも１部がマトリクス配置されていることを特徴とする請求項２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記第１半導体層の前記複数の突起部の各々は高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状を有し、前記第２半導体層の前記複数のキャップ部の各々は高さ方向が前記発光層の表面に平行な三角柱形状、または高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状を有することを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項５】
前記複数の突起部および前記複数のキャップ部の少なくとも１部が互いに平行、等間隔に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の発光装置。
【請求項６】
前記第１半導体層と前記第２半導体層は大きいエッチング選択比を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記第１半導体層と前記第２半導体層はIII−Ｖ族化合物半導体を含み、
前記第１半導体層と前記第２半導体層の一方に含まれるＶ族元素がＡｓ、他方に含まれるＶ族元素がＰであることを特徴とする請求項６に記載の発光装置。
【請求項８】
前記第１半導体層と前記第２半導体層の一方はＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体を含み、他方はＡｌＧａＡｓ系化合物半導体を含むことを特徴とする請求項７に記載の発光装置。
【請求項９】
基板上に発光層、第１半導体層、および第２半導体層をこの順に形成する工程と、
前記第２半導体層上にマスクパターンを形成する工程と、
前記マスクパターンをエッチングマスクとして用いて、第２半導体層にエッチングを施し、所定の形状に加工する工程と、
前記所定の形状に加工された第２半導体層をエッチングマスクとして用いて、第１半導体層にエッチングを施し、所定の形状に加工する工程と、
を含むことを特徴とする発光装置の製造方法。
【請求項１０】
前記マスクパターンはマトリクス配置された領域を有し、
前記マスクパターンの前記マトリクス配置された領域の直下の前記第２半導体層は、角錐形状または多角錐台形状に加工され、
前記角錐形状または多角錐台形状に加工された第２半導体層の直下の前記第１半導体層の少なくとも前記第２半導体層側の一部の領域は、多角錐台形状に加工されたことを特徴とする請求項９に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１１】
前記マスクパターンの前記マトリクス配置された領域は、複数の円形のマスク、または複数の正方形のマスクがマトリクス配置された領域であることを特徴とする請求項１０に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１２】
前記マスクパターンは、複数の帯状のマスクを含み、
前記複数の帯状のマスクの直下の前記第２半導体層は、高さ方向が前記発光層の表面に平行な三角柱形状、または高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状に加工され、
高さ方向が前記発光層の表面に平行な三角柱形状、または高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状に加工された第２半導体層の直下の前記第１半導体層は、高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状に加工されたことを特徴とする請求項９に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１３】
前記マスクパターンの複数の帯状のマスクは、互いに並行、等間隔に配置され、
第２半導体層の高さ方向が前記発光層の表面に平行な三角柱形状、または高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状に加工された部分、第１半導体層の高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状に加工された部分は、互いに並行、等間隔に配置されることを特徴とする請求項１２に記載の発光装置の製造方法。
【請求項１４】
前記第１および第２半導体層は、第１および第２クラッド層として形成されることを特徴とする請求項９から１３のいずれか１項に記載の発光装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置に関する。特に、本発明は、光取り出し効率を向上させることによって光電変換効率を向上した発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発光層および発光層を挟んで形成される２層のクラッド層からなるダブルへテロ構造を有する高輝度発光ダイオードとして、発光層にＡｌＧａＩｎＰまたはＧａＩｎＰ膜、クラッド層にＡｌＧａＩｎＰ膜を用いた赤色発光ダイオードが知られている。
【０００３】
しかし、この赤色発光ダイオードによると、ＡｌＧａＩｎＰ膜の屈折率が比較的高いため、発光層により発せられた光を効率よく外部に取り出すことが難しい。そこで、発光ダイオードの外部取り出し光量を増加させる手段のひとつとして、発光ダイオードの光取り出し面からの光取り出し効率を向上させることが求められている。
【０００４】
従来の発光ダイオードとして、例えば、発光層上の電流拡散層の表面（光取り出し面）に、ストライプ状の複数のＶ溝を形成することによって、第１および第２の傾斜面を有した複数の突起部を形成したものがある（例えば、特許文献１参照。）。この発光ダイオードによれば、光取出面上にストライプ状の複数の突起部が形成されているので、発光ダイオードから外部への光を取り出す際の光取り出し面での臨界角が第１および第２の傾斜面によって緩和され、光取り出し面での反射が減少する。これにより、光取り出し面からの光取り出し効率を向上させることができる。
【特許文献１】特開２００５−２２３１００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、この特許文献１に記載の発光ダイオードによれば、光取り出し面がストライプ状の複数の突起部により形成されているため、突起部の第１および第２の傾斜面で反射した光は発光層側に戻って発光層等に吸収される。従って、発光ダイオード内部で吸収される光の割合を減ずるのに限界があり、光取り出し効率を大きく向上させることは難しい。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、光取り出し効率を向上させた発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、発光層と、前記発光層の１つの面上に形成され、前記発光層と反対側の表面に複数の突起部を有する第１半導体層と、前記第１半導体層の前記複数の突起部上にそれぞれ形成された複数のキャップ部を有する第２半導体層と、を備え、前記第１半導体層の前記複数の突起部と前記第２半導体層の前記複数のキャップ部は、前記発光層から出力される光の外部取り出し面を形成することを特徴とする発光装置を提供する。
【０００８】
また、前記発光装置は、前記第１半導体層の前記複数の突起部の各々は多角錐台形状を有し、前記第２クラッド層の前記複数のキャップ部の各々は多角錐形状または多角錐台形状を有するように形成されてもよい。また、前記複数の前記突起部および複数の前記キャップ部の少なくとも１部がマトリクス配置されてもよい。
【０００９】
また、前記発光装置は、前記第１半導体層の前記複数の突起部の各々は高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状を有し、前記第２半導体層の前記複数のキャップ部の各々は高さ方向が前記発光層の表面に平行な三角柱形状、または高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状を有するように形成されてもよい。また、前記複数の前記突起部および複数の前記キャップ部の少なくとも１部が互いに平行、等間隔に配置されてもよい。
【００１０】
また、前記発光装置は、前記第１半導体層と前記第２半導体層が大きいエッチング選択比を有するように形成されてもよい。また、前記第１半導体層と前記第２半導体層はIII−Ｖ族化合物半導体を含み、前記第１半導体層と前記第２半導体層の一方に含まれるＶ族元素がＡｓ、他方に含まれるＶ族元素がＰであってもよい。また、前記第１半導体層と前記第２半導体層の一方はＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体を含み、他方はＡｌＧａＡｓ系化合物半導体を含んでもよい。
【００１１】
また、本発明は、上記目的を達成するため、基板上に発光層、第１半導体層、および第２半導体層をこの順に形成する工程と、前記第２半導体層上にマスクパターンを形成する工程と、前記マスクパターンをエッチングマスクとして用いて、第２半導体層にエッチングを施し、所定の形状に加工する工程と、前記所定の形状に加工された第２半導体層をエッチングマスクとして用いて、第１半導体層にエッチングを施し、所定の形状に加工する工程と、を含むことを特徴とする発光装置の製造方法を提供する。
【００１２】
また、前記発光装置の製造方法は、前記マスクパターンはマトリクス配置された領域を有し、前記マスクパターンの前記マトリクス配置された領域の直下の前記第２半導体層は、角錐形状または多角錐台形状に加工され、前記角錐形状または多角錐台形状に加工された第２半導体層の直下の前記第１半導体層の少なくとも前記第２半導体層側の一部の領域は、多角錐台形状に加工されてもよい。また、前記マスクパターンの前記マトリクス配置された領域は、複数の円形のマスク、または複数の正方形のマスクがマトリクス配置された領域であってもよい。
【００１３】
また、前記発光装置の製造方法は、前記マスクパターンは、複数の帯状のマスクを含み、前記複数の帯状のマスクの直下の前記第２半導体層は、高さ方向が前記発光層の表面に平行な三角柱形状、または高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状に加工され、高さ方向が前記発光層の表面に平行な三角柱形状、または高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状に加工された第２半導体層の直下の前記第１半導体層は、高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状に加工されてもよい。また、前記マスクパターンの複数の帯状のマスクは、互いに並行、等間隔に配置され、第２半導体層の高さ方向が前記発光層の表面に平行な三角柱形状、または高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状に加工された部分、第１半導体層の高さ方向が前記発光層の表面に平行な四角柱形状に加工された部分は、互いに並行、等間隔に配置されてもよい。
【００１４】
また、前記発光装置の製造方法は、前記第１および第２半導体層を第１および第２クラッド層として形成してもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の発光装置によれば、光取り出し効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
［第１の実施の形態］
図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の縦断面図を示す。また、図１Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の上面図を示す。
【００１７】
（発光装置１の構成）
第１の実施の形態に係る発光装置１は、所定の波長の光を発する発光層１４と、発光層１４の上層に形成された第１クラッド層１３と、第１クラッド層１３の上層に形成された第２クラッド層１２と、第２クラッド層１２の上層に形成された第１コンタクト層１１と、第１コンタクト層１１の上層に形成された表面電極１０と、発光層１４の下層に形成された第３クラッド層１５と、第３クラッド層１５の下層に形成された第２コンタクト層１６と、第２コンタクト層１６の下層に形成された絶縁層１７と、絶縁層１７と同層に形成されたコンタクト電極１８と、絶縁層１７およびコンタクト電極１８の下層に形成された第１金属層１９と、第１金属層１９の下層に形成された第２金属層２０と、第２金属層２０の下層に形成された支持基板２１と、支持基板２１の下層に形成された裏面電極２２と、を有して概略構成される。
【００１８】
発光装置１は、例えば、６３０ｎｍ付近の波長を有する赤色光を発する発光ダイオードである。また、発光装置１の平面寸法は、例えば、縦寸法Ｌ及び横寸法Ｌがそれぞれ略３００μｍである。
【００１９】
発光装置１は、例えば、発光層１４、第１クラッド層１３、および第３クラッド層１５から構成されるＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体のダブルへテロ構造を有する。具体的には、発光層１４は、量子井戸構造を含むＡｌＧａＩｎＰ系またはＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体を含んで形成され、第１クラッド層１３は、第１導電型のＡｌＧａＩｎＰ系またはＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体を含んで形成され、第３クラッド層１５は、第１導電型とは異なる第２導電型のＡｌＧａＩｎＰ系またはＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体を含んで形成される。なお、発光層１４、第１クラッド層１３、および第３クラッド層１５は、同じ系（ＡｌＧａＩｎＰ系、ＡｌＧａＡｓ系等）の化合物半導体を含む。
【００２０】
発光層１４は、外部から電流が供給されると所定の波長の光を発する。発光層１４として、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体膜、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体膜等を用いることができる。
【００２１】
第１クラッド層１３は、表面に複数の突起部１３ａを有する。第１クラッド層１３として、導電型不純物を所定の濃度含むIII−Ｖ族化合物半導体膜等を用いることができる。なお、導電型不純物は、ｎ型不純物としてＳｉ等、ｐ型不純物としてＭｇ等を用いることができる。
【００２２】
第２クラッド層１２は、第１クラッド層１３の複数の突起部１３ａ上にそれぞれ形成された複数のキャップ部１２ａと、第１クラッド層１３と第１コンタクト層１１を接続するコンタクト部１２ｂとを有する。また、第２クラッド層１２は、第１クラッド層１３と同じ導電型を有する。第２クラッド層１２として、第１クラッド層１３と同じ導電型の不純物を所定の濃度含むIII−Ｖ族化合物半導体膜等を用いることができる。
【００２３】
第１クラッド層１３と第２クラッド層１２の一方に含まれるＶ族元素がＡｓ、他方に含まれるＶ族元素がＰであり、第１クラッド層１３と第２クラッド層１２は大きいエッチング選択比を有する。例えば、第１クラッド層１３と第２クラッド層１２の一方はＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体からなり、他方はＡｌＧａＡｓ系化合物半導体からなる。
【００２４】
第１クラッド層１３の複数の突起部１３ａは、例えば、四角錐台形状（上端の角が除去された四角錐形状）等の多角錐台形状を有する。第２クラッド層１２の複数のキャップ部１２ａは、例えば、四角錐形状等の錐形状、四角錐台形状等の多角錐台形状を有し、複数の突起部１３ａ上に各々の突起部１３ａを覆うように形成される。第１クラッド層１３と第２クラッド層１２の露出した表面は、発光層１４から発せられた光を外部に取り出す光取り出し面として働く。
【００２５】
表面電極１０は、ワイヤボンディング用の電極であり、例えば、上面視にて直径１００μｍの円形の電極から複数の幅１０μｍの枝状電極が放射状に延びた構造を有する。表面電極１０として、例えば、ＡｕＧｅ、Ｔｉ、Ａｕの積層膜を用いることができる。この場合、ＡｕＧｅ膜が第１コンタクト層１１に接続され、Ａｕ膜にボンディングワイヤが接続される。
【００２６】
第１コンタクト層１１は、第２クラッド層１２のコンタクト部１２ｂと表面電極１０の中間層として形成され、第２クラッド層１２のコンタクト部１２ｂ、表面電極１０のそれぞれとオーミック接合される。また、第１コンタクト層１１は、第１クラッド層１３と同じ導電型を有する。第１コンタクト層１１として、第１クラッド層１３と同じ導電型の不純物を所定の濃度含むＧａＡｓ系化合物半導体膜等を用いることができる。
【００２７】
第３クラッド層１５は、第１クラッド層１３とともに発光層１４を挟み、ダブルヘテロ構造を構成している。第３クラッド層１５として、第１クラッド層１３と異なる導電型の不純物を所定の濃度含むＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体膜等を用いることができる。
【００２８】
第１金属層１９は、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ等の発光層１４の発する光に対して所定値以上の反射率を有する金属膜からなる反射層、Ｔｉ膜等からなる拡散防止バリア層、Ａｕ膜等からなる接合層を含む積層構造を有する。反射層は発光層１４側に形成され、発光層１４から発せられた光を反射して光取り出し効率を向上させる機能を有する。また、接合層は、第２金属層２０側に形成され、発光装置１の製造過程で第２金属層２０と電気的・機械的に貼り合わされる。また、拡散防止バリア層は、反射層と接合層の間に形成され、隣接する層の金属元素の拡散を防ぐ。
【００２９】
ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体等からなる第３クラッド層１５は、Ａｌ等の金属膜からなる第１金属層１９の反射層とオーミック接合することができない。そのため、第３クラッド層１５と第１金属層１９の間に第２コンタクト層１６、およびコンタクト電極１８を形成し、電気抵抗を低減している。
【００３０】
第２コンタクト層１６は、第３クラッド層１５と同じ導電型を有する。第２コンタクト層１６として、第３クラッド層１５と同じ導電型の不純物を所定の濃度含むＧａＰ系化合物半導体膜等を用いることができる。
【００３１】
コンタクト電極１８は、例えば直径１５μｍの円形状を有し、絶縁層１７と同層に複数、例えば４０個形成される。また、コンタクト電極１８は、表面電極１０直下以外の領域に形成されることが好ましい。これは、表面電極１０から注入されたキャリアがコンタクト電極１８を介して支持基板２１へ流れるため、コンタクト電極１８が面電極１０直下以外の領域に形成することにより、電流狭窄効果が働き、発光装置１の発光強度が増大するためである。また、この電流狭窄効果をより効果的に働かせるためには、第１クラッド層１３が、第３クラッド層１５よりも低い電気抵抗率を有することが要される。また、コンタクト電極１８の配置法則は、例えば、ランダム配置とすることができる。また、コンタクト電極１８の面積は、コンタクト電極１８と絶縁層１７の面積の合計の０．１％以上、１０％以下であることが好ましい。これは、コンタクト電極１８の面積が１０％を超えると、コンタクト電極１８が光反射率が低い金属からなるために、発光装置１の発光強度を下げてしまうおそれがあり、０．１％を下回ると、電気伝導効率が低下するためである。また、コンタクト電極１８として、ＡｕＺｎ合金等を用いることができる。
【００３２】
絶縁層１７は、発光層１４が発する光に対する透過性を有する絶縁体である。絶縁層１７は、発光装置１の製造工程における熱処理工程において、上下層の部材が反応することを防ぐ機能を有する。例えば、第１金属層１９のＡｌ等の金属膜からなる反射層が他の半導体層と反応した場合、反射率が低下する等の問題が生じる。絶縁層１７として、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜、ＩＴＯ膜等を用いることができる。
【００３３】
第２金属層２０は、Ｔｉ膜等からなるコンタクト層、Ｐｔ膜等からなる拡散防止バリア層、Ａｕ膜等からなる接合層を含む積層構造を有する。コンタクト層は支持基板２１側に形成され、支持基板２１とオーミック接合される。また、また、接合層は、第１金属層１９側に形成され、発光装置１の製造過程で第１金属層１９の接続層と電気的・機械的に貼り合わされる。また、拡散防止バリア層は、反射層と接合層の間に形成され、隣接する層の金属元素の拡散を防ぐ。
【００３４】
支持基板２１として、Ｓｉ基板等の導電性半導体基板を用いることができる。
【００３５】
裏面電極２２は、ダイボンディング用の電極である。裏面電極２２として、例えば、Ｔｉ、Ａｕの積層膜を用いることができる。この場合、Ｔｉ膜が支持基板２１に接続され、Ａｕ膜がダイボンディング時にステム等に接続される。
【００３６】
以下に、本実施の形態に係る発光装置１の製造方法の一例を示す。
【００３７】
（発光装置１の製造方法）
図２Ａ（ａ）〜（ｄ）、図２Ｂ（ｅ）〜（ｈ）、図２Ｃ（ｉ）〜（ｌ）、図２Ｄ（ｍ）〜（ｎ）は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す断面図である。また、図３（ａ）〜（ｄ）は、図２Ｃ（ｋ）〜（ｌ）、図２Ｄ（ｍ）〜（ｎ）に示した製造工程に対応した第１および第２クラッド層周辺の部分斜視図である。
【００３８】
まず、図２Ａ（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板３０上に、（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなるエッチングストップ膜３１、ｎ型不純物としてＳｉを所定の濃度含むＧａＡｓからなる第１コンタクト層１１、ｎ型不純物としてＳｉを所定の濃度含むＡｌ０．６Ｇａ０．４Ａｓからなる第２クラッド層１２、ｎ型不純物としてＳｉを所定の濃度含む（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる第１クラッド層１３、（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる発光層１４、ｐ型不純物としてＭｇを所定の濃度含む（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる第３クラッド層１５、ｐ型不純物としてＭｇを所定の濃度含むＧａＰからなる第２コンタクト層１６、をＭＯＶＰＥ法（Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy）等を用いて積層する。
【００３９】
ＭＯＶＰＥ法の成長条件は、例えば、成長温度を６５０℃、成長圧力を５０Ｔｏｒｒ、各層の成長速度を０．３〜１．０ｎｍ／ｓｅｃ、Ｖ／III比を約２００とした。ここで、Ｖ／III比とは、ＡｓＨ３（アルシン）やＰＨ３（ホスフィン）等のＶ属元素を含む原料のモル数と、ＴＭＧａ（トリメチルガリウム）やＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）等のIII属元素を含む原料のモル数の比を意味する。
【００４０】
ＭＯＶＰＥ法に用いる各層の原料として、例えば、ＴＭＧａまたはＴＥＧａ（トリエチルガリウム）、ＴＭＡｌ、ＴＭＩｎ（トリメチルインジウム）等の有機金属ガス、およびＡｓＨ３やＰＨ３等の水素化物ガスを用いる。また、ｎ型不純物の原料として、例えば、Ｓｉ２Ｈ６（ジシラン）、Ｈ２Ｓｅ（セレン化水素）、ＳｉＨ４（モノシラン）、ＤＥＴｅ（ジエチルテルル）、ＤＭＴｅ（ジメチルテルル）等を用いる。また、ｐ型不純物の原料として、例えば、Ｃｐ２Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）、ＤＭＺｎ（ジメチルジンク）、ＤＥＺｎ（ジエチルジンク）等を用いる。
【００４１】
次に、図２Ａ（ｂ）に示すように、プラズマＣＶＤ法等を用いて、第２コンタクト層１６上にＳｉＯ２からなる絶縁層１７を形成する。
【００４２】
次に、図２Ａ（Ｃ）に示すように、フォトリソグラフィー技術およびフッ酸系エッチング液を用いたウェットエッチングにより、絶縁層１７に開口部１７ａを形成する。
【００４３】
次に、図２Ａ（Ｄ）に示すように、真空蒸着法等を用いて、絶縁層１７の開口部１７ａ中にＡｕＺｎ合金からなるコンタクト電極１８を形成する。なお、開口部１７ａ外のＡｕＺｎ合金は、リフトオフ法等を用いて除去する。
【００４４】
次に、図２Ｂ（ｅ）に示すように、真空蒸着法等を用いて、絶縁層１７およびコンタクト電極１８上にＡｌ、Ｔｉ、Ａｕ膜を順に形成し、第１金属層１９を形成する。ここで、ここまでの工程で形成された積層体を第１積層体２とする。
【００４５】
次に、図２Ｂ（ｆ）に示すように、真空蒸着法等を用いて、Ｓｉ基板である支持基板２１上にＴｉ、Ｐｔ、Ａｕを順に形成し、第２金属層２０を形成する。ここで、支持基板２１と第２金属層２０からなる積層体を第２積層体３とする。
【００４６】
次に、図２Ｂ（ｇ）に示すように、第１積層体２の第１金属層１９の接合層であるＡｕ膜と、第２積層体３の第２金属層２０の接合層であるＡｕ膜とを貼りあわせる。この貼り合わせは、温度３５０℃、圧力０．０１Ｔｏｒｒ雰囲気下で加重を３０Ｋｇｆ／ｃｍ２付加した状態で、３０分間保持することによって行う。
【００４７】
その後、ｎ型ＧａＡｓ基板３０をアンモニア水と過酸化水素水の混合液を用いたウェットエッチングにより除去し、エッチングストップ層３１を塩酸を用いたウェットエッチングにより除去する。
【００４８】
次に、図２Ｂ（ｈ）に示すように、真空蒸着法等を用いて、第１コンタクト層１１上にＡｕＧｅ、Ｔｉ、Ａｕ膜を順に形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングし、表面電極１０を形成する。
【００４９】
次に、図２Ｃ（ｉ）に示すように、表面電極１０をマスクとして、硫酸と過酸化水素水と水の混合液をエッチング液として用いて、第１コンタクト層１１を選択性エッチングする。
【００５０】
次に、図２Ｃ（ｊ）に示すように、真空蒸着法等を用いて、支持基板２１の第２金属層２０と反対側の面上にＴｉ、Ａｕ膜を順に形成した後、窒素ガス雰囲気中にて４００℃に加熱して合金化させ、裏面電極２２を形成する。
【００５１】
次に、図２Ｃ（ｋ）、および図３（ａ）に示すように、第２クラッド層１２、第１コンタクト層１１、および表面電極１０上に絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングし、マスクパターン３２を形成する。第２クラッド層１２上のマスクパターン３２は、図３（ａ）に示すように、等間隔にマトリクス配置される。なお、第２クラッド層１２上のマスクパターン３２の各々の形状は、図３（ａ）に示されるような正方形に限られず、例えば、円形であってもよい。
【００５２】
次に、図２Ｃ（ｌ）、および図３（ｂ）に示すように、マスクパターン３２をマスクとして、硫酸系、リン酸系、またはアンモニア系のエッチング液を用いたウェットエッチングにより、第２クラッド層１２をパターニングする。このとき、第２クラッド層１２を構成する結晶の特定の方位の面が露出するため、第２クラッド層１２に多角錐形状のキャップ部１２ａが形成される。なお、第１クラッド層１３は、第２クラッド層１２に対する高い選択比を有するため、エッチングの影響をほとんど受けない。
【００５３】
次に、図２Ｄ（ｍ）、および図３（ｃ）に示すように、第２クラッド層１２をマスクとして用いて、塩酸系エッチング液を用いたウェットエッチングを第１クラッド層１３に施し、突起部１３ａを形成した。
【００５４】
次に、図２Ｄ（ｎ）、および図３（ｄ）に示すように、有機洗浄を行ってマスクパターン３２を除去し、図１に対応した発光装置１を形成する。
【００５５】
形成された発光装置１は、所定のステムにＡｇペースト等を用いて実装する。そして、発光装置１を実装したステムを、所定の樹脂でモールドすることにより、発光装置１は樹脂で封止される。樹脂封止した発光装置１を評価すると、順方向電圧が２．０６Ｖ、順方向電流が２０ｍＡの場合におけるピーク波長が６３０ｎｍであり、発光出力は９．０ｍＷであった。
【００５６】
（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１によれば、第１クラッド層１３の突起部１３ａおよび第２クラッド層１２のキャップ部１２ａの表面を光取り出し面として用いることにより、発光層１４から発せられる光の光取り出し効率を向上させることができる。これは、突起部１３ａとキャップ部１２ａの形状により、光取り出し面が多種の角度、向きを有して、多種の位置に形成されるため、発光層１４から発せられる光が外部に取り出されずに多重反射を起こして発光装置１内部に閉じこめられる割合が減少すること等による。
【００５７】
具体的には、例えば、図４（ａ）に示した模式図のように、キャップ部１２ａが傘状の形状の有するために、キャップ部１２ａ内に達した光のうち、キャップ部１２ａの表面で反射して外に取り出されなかった光３３が、発光装置１内部に戻ることなく、外に取り出されるまでキャップ部１２ａの内部で反射を繰り返すといった現象が起り得る。なお、図４（ｂ）は、比較例としてのキャップ部１２ａが形成されない場合の模式図である。この場合、突起部１３ａの表面で反射した光３３は、そのまま発光装置１内部に戻るため、発光層１４に吸収されるおそれがある。
【００５８】
［第２の実施の形態］
本発明の第２の実施の形態は、第１クラッド層１３および第２クラッド層１２の形状において第１の実施の形態と異なる。なお、他の部分の構成や各部の材料等、第１の実施の形態と同様の点については、説明を省略する。また、半導体装置１の断面図は、第１の実施の形態と同様になるため、省略する。
【００５９】
図５（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す第２クラッド層周辺の部分斜視図である。図５（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態の図３（ａ）〜（ｄ）に対応する。
【００６０】
まず、第１の実施の形態において図２Ｃ（ｊ）に示した裏面電極２２を形成するまでの工程を行う。
【００６１】
次に、図５（ａ）に示すように、第２クラッド層１２、第１コンタクト層１１、および表面電極１０（図示しない）上に絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィー技術を用いてパターニングし、マスクパターン３２を形成する。第２クラッド層１２上のマスクパターン３２は、図５（ａ）に示すように、互いに並行、等間隔に配置された複数の帯状のパターンに形成される。
【００６２】
次に、図５（ｂ）に示すように、マスクパターン３２をマスクとして、硫酸系、リン酸系、またはアンモニア系のエッチング液を用いたウェットエッチングにより、第２クラッド層１２をパターニングする。このとき、第２クラッド層１２を構成する結晶の特定の方位の面が露出するため、第２クラッド層１２に高さ方向が前記発光層の表面に平行な三角柱形状、または高さ方向が前記発光層の表面に平行な断面が台形になる四角柱形状のキャップ部１２ａが形成される。また、各キャップ部１２ａは、互いに並行、等間隔に配置される。なお、第１クラッド層１３は、第２クラッド層１２に対する高い選択比を有するため、エッチングの影響をほとんど受けない。
【００６３】
次に、図５（ｃ）に示すように、第２クラッド層１２をマスクとして用いて、塩酸系エッチング液を用いたウェットエッチングを第１クラッド層１３に施し、突起部１３ａを形成した。ここで、突起部１３ａは、高さ方向が前記発光層の表面に平行な断面が台形になる四角柱形状を有する。また、各突起部１３ａは、互いに隣接して配置されることが好ましい。
【００６４】
次に、図５（ｄ）に示すように、有機洗浄を行ってマスクパターン３２を除去し、発光装置１を形成する。
【００６５】
（第２の実施の形態の効果）
本発明の第２の実施の形態に係る発光装置１によれば、第１クラッド層１３の突起部１３ａおよび第２クラッド層１２のキャップ部１２ａの表面を光取り出し面として用いることにより、第１の実施の形態と同様に、発光層１４から発せられる光の光取り出し効率を向上させることができる。本実施の形態によれば、第１の実施の形態と比較して、光取り出し面の角度、向き等のバリエーションが少ないため、光取り出し効率が落ちるものの、製造が比較的簡単であるという利点を有する。
【００６６】
［他の実施の形態］
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。例えば、図６に示すように、キャップ部は２層以上に形成されてもよい。この場合、各層のキャップ部（図６においては第１キャップ部１２ｃ、第２キャップ部１２ｄ）にエッチング選択比の異なる材料を用いることにより、上記各実施の形態に係るキャップ部１２ａおよび突起部１３ａの製造方法を容易に適用し、複数層のキャップ部を形成することができる。
【００６７】
また、上記各実施の形態においては、キャップ部１２ａは第２クラッド層１２に形成されるものとして説明したが、第２クラッド層１２を形成せずに、キャップ部１２ａを有するコンタクト層等の他の層を形成してもよい。なお、キャップ部１２ａを有するコンタクト層を形成する場合は、第１のコンタクト層１１は形成しなくてもよい。
【００６８】
また、突起部１３ａおよびキャップ部１２ａが第１および第２のクラッド層１２、１３にそれぞれ設けられるものとして説明したが、第１クラッド層１３上にコンタクト層等の他の層が形成される場合は、突起部１３ａおよびキャップ部１２ａは、第１クラッド層１３上の他の層に形成されてもよい。また、第２クラッド層１２上にコンタクト層等の他の層が形成される場合は、突起部１３ａおよびキャップ部１２ａが第２クラッド層１２上の他の層に形成されてもよいし、突起部１３ａが第２クラッド層１２に形成され、キャップ部１２ａが第２クラッド層１２上の他の層に形成されてもよい。
【００６９】
また、本実施形態に係る発光装置１は、ピーク波長が６３０ｎｍの赤色領域の光を発するが、発光装置１が発する光のピーク波長はこの波長に限定されない。例えば、上記各実施の形態において用いた各部材の材料、キャリア濃度を変更せずに、発光波長５６０ｎｍ〜６６０ｎｍの発光ダイオードを形成することができる。また、発光装置１が備える発光層１４、第１クラッド層１３、および第３クラッド層１５は、紫外領域、紫色領域、若しくは青色領域の光を発する発光層１４を含むＩｎＡｌＧａＮ系の化合物半導体のダブルへテロ構造、又は赤外領域の光を発する発光層１４を含むＡｌＧａＡｓ系の化合物半導体のダブルへテロ構造を構成してもよい。
【００７０】
また、発光層１４の量子井戸構造は、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造のいずれの構造からも形成することができる。また、第１クラッド層１３のバンドギャップ及び第３クラッド層１５のバンドギャップのいずれよりもバンドギャップが小さい化合物半導体から発光層１４を形成して、ダブルへテロ（ＤＨ）構造を構成することもできる。
【００７１】
また、上記各実施の形態においては、支持基板２１としてＳｉ基板を用いたが、Ｇｅ基板、ＧａＡｓ基板等を用いてもよい。
【００７２】
また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記各実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】第１の実施の形態に係る発光装置の縦断面図である。
【図２Ａ】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｂ】（ｅ）〜（ｈ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｃ】（ｉ）〜（ｌ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す断面図である。
【図２Ｄ】（ｍ）〜（ｎ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す部分斜視図である。
【図４】（ａ）は、第１の実施の形態に係る発光装置の発光の様子を示す模式図、（ｂ）は、比較例としての発光装置の発光の様子を示す模式図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施の形態に係る発光装置の製造工程の一部を示す部分斜視図である。
【図６】他の実施の形態に係る発光装置の部分斜視図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  発光装置
２  第１積層体
３  第２積層体
１０  表面電極
１１  第１コンタクト層
１２  第２クラッド層
１２ａ  キャップ部
１２ｂ  コンタクト部
１２ｃ  第１キャップ部
１２ｄ  第２キャップ部
１３  第１クラッド層
１３ａ  突起部
１４  発光層
１５  第３クラッド層
１６  第２コンタクト層
１７  絶縁層
１８  コンタクト電極
１９  第１金属層
２０  第２金属層
２１  支持基板
２２  裏面電極
３０  ｎ型ＧａＡｓ基板
３１  エッチングストップ層
３２  マスクパターン
３３  光
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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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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