(57)【要約】  【課題】  発光面積が増加することによって光の取り出し効率が向上し、発光の出力も高い発光素子を提供すること。  【解決手段】  発光素子は、上面の端部に傾斜面が形成された基板２０と、基板２０の上面に順次形成された、第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２１ａ、窒化ガリウム系化合物半導体から成る発光層２２ｂ及び第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２１ｃを含む半導体層２１とを有する。【選択図】  図１
2009135192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面の端部に傾斜面が形成された基板と、前記上面に順次形成された、第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層、窒化ガリウム系化合物半導体から成る発光層及び第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層を含む半導体層とを有する発光素子。
【請求項２】
前記傾斜面は前記基板の縦断面形状が非対称な形状となるように形成されている請求項１記載の発光素子。
【請求項３】
前記傾斜面は前記基板の上面の非傾斜面に対して１０°乃至８０°の傾斜角を有している請求項１または２記載の発光素子。
【請求項４】
前記傾斜面の面積は前記基板の上面の面積に対して２０％乃至８０％の割合である請求項１乃至３のいずれか記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、窒化ガリウム系化合物半導体層を有する発光素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学式ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＮ（０≦ｘ≦1、０≦ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）で表される窒化ガリウム系化合物半導体を用いて、紫外光、青色光、緑色光等を発光する発光素子である発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ（ＬＤ）等の開発が盛んに行われている。窒化ガリウム系化合物半導体は、ＡｌＮ，ＩｎＮ，ＧａＮ等の組み合わせにより、ＡｌＧａＮ，ＩｎＧａＮ，ＩｎＧａＡｌＮ等の混晶を形成できる。このような混晶は、その構成元素や組成を選択することによりバンドギャップを変化させることができることから、可視光領域から紫外光領域までの発光が可能となる。また、上記の発光ダイオードと蛍光体を組み合わせることにより、白色光を発光する発光装置への応用が行われている。
【０００３】
図５に従来の窒化ガリウム系化合物半導体からなる発光素子の断面図を示す。窒化ガリウム系化合物半導体は、一般に絶縁性基板であるサファイア基板上に成長されるため、サファイア基板の裏面に電極を設けようとしても、電極と窒化ガリウム系化合物半導体とを導通させることは困難である。そのため、サファイア基板上に結晶成長した窒化ガリウム系化合物半導体層の表面にｐ型電極とｎ型電極の両方を形成しなければならない。図５の発光素子においては、例えば基板としてサファイア基板１０を用い、サファイア基板１０上にバッファ層１１を介して、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１２、発光層である活性層１３、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１４が形成されている。ｎ型電極１５を形成するために、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１４及び活性層１３の一部をエッチング除去し、ｎ型窒化ガリウム系化合物半導体層１２の一部を露出させている。なお、ｎ型電極１５は、下地導体層１５ａと、下地導体層１５ａ上に形成された電極パッド１５ｂとから成る。
【０００４】
ｐ型電極１６は、活性層１３で発光した光をｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１４の側に取り出すために、ｐ型窒化ガリウム系化合物半導体層１４上に形成された透明電極１６ａと、透明電極１６ａ上の一部に形成された、外部にワイヤボンディング等するための電極パッド１６ｂとから成る。
【０００５】
なお、図５のように、発光素子の一方の主面側にｎ型電極１５及びｐ型電極１６が形成されたタイプを「片面電極タイプ」と称し、発光素子の第１の主面にｐ型電極、第１の主面に対向する第２の主面にｎ型電極が形成されたタイプを「両面電極タイプ」と称する。
【０００６】
このような発光素子の出力や発光効率を向上するために内部量子効率と外部量子効率を上げることが取り組まれている。外部量子効率は、発光層で電気エネルギーが光エネルギーに変換される割合を示す内部量子効率と、変換された光エネルギーが外部へ放出される割合を示す光取り出し効率との積によって決定される。内部量子効率は、発光素子を形成する窒化ガリウム系化合物半導体層の結晶性に大きく影響を受ける。
【０００７】
また、光取り出し効率の向上に関しても種々の技術が公開されており、基板に発光層に対して角度をなす傾斜面を形成することによって、全反射した光の進行方向を変化させて、光取り出し効率を改善する構成が特許文献１に記載されている。
【０００８】
また、発光素子全体において均一で高い発光強度を得るために、半導体層及び基板の一部に一定の角度を有する傾斜面を形成し、さらに傾斜面に電極を設ける構成が特許文献２に記載されている。
【０００９】
また、発光素子の側面が光の取り出し方向に向かって広がった形状をした傾斜面となるように形成し、さらに該側面の外側に光反射材料から成る光反射部を密着させ素子と一体化し、その結果、必要な方向への光取り出し効率を向上させ、光の指向性を素子レベルで調整できる構成が特許文献３に記載されている。
【特許文献１】特開２００６−２８６７１０号公報
【特許文献２】特開平１１−３３０５５９号公報
【特許文献３】特開２００２−０２６３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に記載された発光素子の構成においては、基板に傾斜面が形成されて角錐状となっているため、安定性が悪く、発光素子だけで自立できないため、ハンドリングが困難である。また、傾斜面は中心軸に対して対称的に形成されるため、光の取り出し効率は多少向上するものの、その向上度合いは小さいと思われる。
【００１１】
また、特許文献２に記載された発光素子においては、基板とともに発光層を含む半導体層まで傾斜面を形成するため発光層を削り取る必要があり、基板の大きさに比較して発光層の部分の面積が小さくなり、発光面積の減少を伴う。また、発光層の近傍に電極を形成するため、製造工程において発光層に電極が接触する危険性があり、電流リークを招くおそれがある。さらに、傾斜面は中心軸に対して対称的に形成されるため、光の取り出し効率は多少向上するものの、その向上度合いは小さいと思われる。特許文献３に記載された発光素子においても特許文献２の発光素子と同様の問題点がある。
【００１２】
従って、本発明は、上記従来の問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、発光面積が増加することによって光の取り出し効率が向上し、発光の出力も高い発光素子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の発光素子は、上面の端部に傾斜面が形成された基板と、前記上面に順次形成された、第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層、窒化ガリウム系化合物半導体から成る発光層及び第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層を含む半導体層とを有するものである。
【００１４】
また、本発明の発光素子は好ましくは、前記傾斜面は前記基板の縦断面形状が非対称な形状となるように形成されているものである。
【００１５】
また、本発明の発光素子は好ましくは、前記傾斜面は前記基板の上面の非傾斜面に対して１０°乃至８０°の傾斜角を有しているものである。
【００１６】
さらに本発明の発光素子は好ましくは、前記傾斜面の面積は前記基板の上面の面積に対して２０％乃至８０％の割合であるものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の発光素子は、上面の端部に傾斜面が形成された基板と、前記上面に順次形成された、第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層、窒化ガリウム系化合物半導体から成る発光層及び第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層を含む半導体層とを有することから、以下の作用効果を奏する。
【００１８】
傾斜面を有していない発光素子の場合、発光層から生じた光の一部が、半導体層内で全反射を繰り返して半導体層内部から取り出すことができなかったが、基板の上面の一部に傾斜面が形成されていることにより、半導体層と電極もしくは空気との界面において非傾斜面において全反射により反射した光が傾斜面に入射した際に傾斜面により回折角が変化し、全反射角以下となることにより、半導体層内から外部に取り出される光の成分が多くなる。従って、光の取り出し効率を高くすることが可能となる。
【００１９】
また、基板に傾斜をつけた後に発光層を含む半導体層を成長させることができるために、発光層を削ることなく発光素子を作製できる。従って、発光部の面積を低下させずに出力を維持できる。また、傾斜面上にも発光層が形成されることから、傾斜面を有しない発光素子と比較して、平面視において同じ大きさの基板上に発光素子を形成しても、発光部の面積を広くすることが可能となる。
【００２０】
また、本発明の発光素子は好ましくは、前記傾斜面は前記基板の縦断面形状が非対称な形状となるように形成されていることから、対称に形成されている場合に、発光層から生じた光、または、半導体層内で反射した光で全反射を繰り返して半導体層内部もしくは基板から取り出すことができなかった光が、傾斜面を非対称に形成した場合、半導体層内から多重反射を繰り返さずに外部に取り出され易くなる。つまり光の取り出し効率を高くすることが可能となる。
【００２１】
また、本発明の発光素子は好ましくは、前記傾斜面は前記基板の上面の非傾斜面に対して１０°乃至８０°の傾斜角を有していることから、上記の作用効果がより高いものとなる。
【００２２】
また、本発明の発光素子は好ましくは、前記傾斜面の面積は前記基板の上面の面積に対して２０％乃至８０％の割合であることから、上記の作用効果がより高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本実施の形態の発光素子について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００２４】
図１は本実施の形態の発光素子の一例を示す断面図である。図１において、２０は基板、２１は半導体層であり、２１ａは第１導電型（例えばｎ型）窒化ガリウム系化合物半導体層、２１ｂは窒化ガリウム系化合物半導体から成る発光層、２１ｃは第２導電型（例えばｐ型）窒化ガリウム系化合物半導体層である。また、２２は第１導電型の電極、２３は第２導電型の電極である。２４は発光素子の傾斜面部を示している。本実施の形態における基板２０は導電性基板である場合を示している。
【００２５】
本実施の形態の発光素子は、基板２０上に形成された第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２１ａ、窒化ガリウム系化合物半導体から成る発光層２１ｂ及び第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２１ｃを含む半導体層２１を有しており、基板２０の上面に傾斜面が形成されている。その傾斜面にも半導体層２１が形成されている。
【００２６】
基板２０は導電性を有しており、基板２０の半導体層２１が形成されていない主面（図１では下面）に電極２２が形成され、上下方向に駆動電流が入出力されることが好ましい。
【００２７】
また、基板２０は、発光層２１ｂにより発生する光の波長に対して透明な材料からなることが好ましい。例えば、発光層２１ｂから発生する光の波長が４００ｎｍであれば、波長４００ｎｍの光に対して透明な材料としては、窒化ガリウム（ＧａＮ），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），酸化亜鉛（ＺｎＯ），炭化珪素（ＳｉＣ），酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）等がよい。特に、結晶性の優れた半導体層２１を成長させることができる点で、窒化ガリウムから成る透明な基板２０が好ましい。
【００２８】
また、基板２０は絶縁性の基板であっても構わない。その場合、図５に示す従来の発光素子の構成のように、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２１ｃ及び発光層２１ｂの一部を除去することによって第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２１ａの一部を露出させ、その露出面に第１導電型の電極２２を形成すればよい。露出面は発光素子の平坦面部（非傾斜面部）に形成することが好ましい。このような絶縁性の基板としてはサファイア基板を挙げることができる。
【００２９】
また、基板２０が発光層２１ｂにより発生する光の波長に対して非透明の材料からなる場合、基板２０と発光層２１ｂの間に発光層で発生する光を反射する反射層を挿入することが好ましい。反射層としては分布型ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ：Distributed Bragg Reflectors）がある。このような反射層を設けることにより、発光層２１ｂで発生した光が基板２０で吸収されることなく半導体層２１側から光を取り出すことが可能となる。
【００３０】
さらに、基板２０は半導体層２１を形成する前に傾斜面及び平坦面（非傾斜面）が形成されていることが好ましい。このようにすることによって、傾斜面上にも発光層２１ｂが形成される。その結果、基板２０の上面が平坦面のみである場合と比較して、発光面積が増大し、光取り出し効率が向上する。また、平面視において単位面積当たりの発光量が向上する。
【００３１】
基板２０に傾斜面を形成するためには、マスクを用いた酸、アルカリによるウェットエッチング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等のライエッチング法、または先端が所望の角度を有するダイシングブレードを用いたダイシング法等によって行うことができる。
【００３２】
このような傾斜面は、基板２０の縦断面形状が非対称な形状となるように形成されることが好ましい。この場合、図１，図２に示すように、基板２０の縦断面における上下方向の中心線５０に対して傾斜面が非対称に形成される。非対称とすることによって、効果的に光の光路を変えることができ、また、半導体層２１内で多重反射する光の半導体層２１の上下面における入射角を変えることができる。その結果、光が半導体層２１から取り出される確率が高くなり、光の取り出し効率が向上する。また、傾斜面を対称に形成した場合、透明な基板２０の内部に進行した光が基板２０内で多重反射を繰り返して外部に取り出されにくくなるが、傾斜面を非対称に形成した場合、透明な基板２０の内部に進行した光が基板２０内で多重反射を繰り返さずに外部に取り出され易くなる。
【００３３】
傾斜面は基板２０の縦断面において非対称となるように形成されていればよく、傾斜面が複数形成されていてもよい。複数の傾斜面が形成されている場合、互いに異なる傾斜角を有する傾斜面を複数形成する方がより好ましい。この場合、上述した光の取り出し効率が向上する効果がさらに向上する。なお、基板２０の縦断面において対称に傾斜面を形成した場合、傾斜面を有しない発光素子と比較して光の取り出し効率は向上するが、その効果は小さい。
【００３４】
また、傾斜面は基板の上面の非傾斜面に対して１０°乃至８０°の傾斜角（図１，図２にθで示す）を有していることが好ましい。１０°乃至８０°の傾斜角で傾斜面を形成することによって、光の取り出し効率は１０％以上向上する。１０°未満では光の取り出し効率向上への寄与は小さい。また、８０°を超えると、傾斜面が垂直面に近くなり、傾斜面がない発光素子に近い特性となる。また、８０°を超えると、傾斜面への半導体層２１の成長が困難となる。
【００３５】
傾斜面の傾斜角は、４５°である場合には光取り出し効率への寄与が小さいため、３０°，６０°等の基板２０の縦断面において、傾斜面と水平面（非傾斜面）とのなす角度と、傾斜面と垂直面とのなす角度が異なる方が好ましい。
【００３６】
傾斜面の面積は、基板２０の上面の面積に対して２０％乃至８０％の割合であることが好ましい。傾斜面の面積を２０％乃至８０％の割合とすることによって、光取り出し効率を高めることが可能となる。２０％より小さいと、傾斜面による光の光路変化の効果が小さくなり、光取り出し効率の向上が小さくなる。また、８０％を超えると、平坦部が少なくなり傾斜面部２４のみの構成に近くなるため、光の光路変化の効果が小さくなり、光取り出し効率の向上が小さくなる。
【００３７】
ただし、傾斜角度が大きいほど、また傾斜面の面積が大きいほど、発光層２１ｂの面積は広くなるため、平面視における単位面積当たりの発光量が大きい発光素子となる。
【００３８】
基板２０の上面が四角形である場合、傾斜面は角部に形成されることがよい。この場合、光路変化の効果と、角部における平面視での半導体層２１の外周面への入射角の変化の効果によって、光取り出し効率がさらに向上する。
【００３９】
また、基板２０の上面が四角形である場合、傾斜面は辺の途中部分に形成されていてもよい。
【００４０】
窒化ガリウム系化合物半導体からなる半導体層２１は、発光層２１ｂを第１導電型（ｎ型）窒化ガリウム系化合物半導体層２１ａ及び第２導電型（ｐ型）窒化ガリウム系化合物半導体層２１ｃで挟んだ構成である。即ち、本実施の形態においては、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型としている。
【００４１】
第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２１ａ及び第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２１ｃは、それぞれ発光層２１ｂ側にインジウム（Ｉｎ）もしくはアルミニウム（Ａｌ）を含有する複数層（図示せず）を積層したものとしてもよく、禁制帯幅が発光層２１ｂよりも広くなるように組成をそれぞれ制御する。
【００４２】
また、発光層２１ｂは禁制帯幅の広い障壁層と禁制帯幅の狭い井戸層とから成る量子井戸構造が複数回繰り返し規則的に積層された超格子である多層量子井戸構造（ＭＱＷ：Multiple Quantum Well）としてもよい（図示せず）。
【００４３】
なお、第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２１ａ、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２１ｃは、それぞれ逆の導電型となる構成としても構わない。
【００４４】
半導体層２１の電極２３は透光性の電極でもよく、反射性の電極でもよい。また同様に基板２０の下面に形成された電極２２も透光性の電極でもよく、反射性の電極でもよい。発光層２１ｂで発生した光を基板２０と反対側の半導体層２１の上面側から取り出すためには、電極２３を透光性の電極、電極２２を反射性の電極にする。
【００４５】
また、逆に発光層２１ｂで発生した光を基板２０の下面側から取り出す際には、電極２３を反射性の電極、電極２２を透光性の電極にすればよい。この場合、半導体層２１側を下面側として外部のパッケージ等に実装する構造、いわゆるフリップチップ構造となる。
【００４６】
透光性の電極としては、例えばアルミニウム（Ａｌ），チタン（Ｔｉ），ニッケル（Ｎｉ），クロム（Ｃｒ），インジウム（Ｉｎ），錫（Ｓｎ），モリブデン（Ｍｏ），銀（Ａｇ），金（Ａｕ），ニオブ（Ｎｂ），タンタル（Ｔａ），バナジウム（Ｖ），白金（Ｐｔ），鉛（Ｐｂ），酸化錫（ＳｎＯ2），酸化インジウム（Ｉｎ2Ｏ3），酸化インジウム錫（ＩＴＯ），金−シリコン（Ａｕ−Ｓｉ）合金，金−ゲルマニウム（Ａｕ−Ｇｅ）合金，金−亜鉛（Ａｕ−Ｚｎ）合金，金−ベリリウム（Ａｕ−Ｂｅ）合金等から成る薄膜やＡｌ，Ｇａをドープした酸化亜鉛（ＡＺＯ，ＧＺＯ）、酸化ガリウム（Ｇａ2Ｏ3）、酸化ゲルマニウム（Ｇｅ2Ｏ3，ＧｅＯ）、ＣｕＭＯ2（Ｍ：Ａｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｓｃ，Ｙ，Ｌａのいずれかから成る）、ＳｒＣｕ2Ｏ2等を挙げることができ、またこれらに不純物を添加したものであってもよい。これらの材料のうち、第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層２１ｃとのオーミックコンタクト性及び光透過率の観点から酸化インジウム錫（ＩＴＯ）が好ましい。また光反射性の電極としては、アルミニウム（Ａｌ），銀（Ａｇ），ロジウム（Ｒｈ）等から成るものが光反射性に優れており、好適である。さらに、ワイヤボンディングやプローバ測定を行うために、電極上に電極パッドを設けてもよい。電極パッドとしては、例えばＴｉ層／Ａｕ層の２層構造のもの等を使用することができる。
【００４７】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更を施すことは何等差し支えない。
【実施例】
【００４８】
本発明の発光素子の実施例について以下に説明する。
【００４９】
図２の構成の発光素子を以下のように作製した。
【００５０】
ＧａＮ基板３０上にＳｉドープのｎ型ＧａＮ層３１、ＩｎＧａＮ層とＧａＮ層による多重量子井戸（ＭＱＷ）層３２、Ｍｇドープのｐ型ＡｌＧａＮキャップ層３３、Ｍｇドープのｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３４、Ｍｇドープのｐ型ＧａＮコンタクト層３５を形成し、ｐ型電極３６、ｎ型電極３７を形成し発光素子を作製した。
【００５１】
なお、第１導電型（ｎ型）窒化ガリウム系化合物半導体層はｎ型ＧａＮ層３１、発光層はＭＱＷ層３２であり、第２導電型（ｐ型）窒化ガリウム系化合物半導体層はＡｌＧａＮキャップ層３３、ＡｌＧａＮクラッド層３４、ＧａＮコンタクト層３５である。
【００５２】
まず、発光素子の形成領域を多数有するＧａＮ母基板を用意し、各発光素子の形成領域においてＧａＮ基板３０の上面に傾斜面を形成するために、刃先の縦断面形状が片方に傾斜面を有するダイシングブレードによって傾斜面となる溝を形成した。その後、ＧａＮ母基板の表面をアセトン、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）によって洗浄を行い、その後フッ酸にて洗浄した。
【００５３】
次に、洗浄後のＧａＮ母基板をＭＯＶＰＥ装置内に設置し、１１００℃に昇温することによってサーマルエッチングを行った。
【００５４】
次に、トリメチルガリウム（ＴＭＧ：Ｇａ（ＣＨ3）3）原料，アンモニア，ケイ素の原料ガスであるシラン（ＳｉＨ４）を用いて、Ｓｉドープのｎ型ＧａＮ層３１を、厚み２μｍとして形成した。引き続き、トリメチルインジウム（ＴＭＩ：Ｉｎ（ＣＨ3）3）を断続的に流しつつ発光層となるＧａＮ層，Ｉｎ0.11Ｇａ0.89Ｎ層を交互に５回積層してなる多重量子井戸層を形成した。なお、この際のＧａＮ母基板の温度は７５０℃であった。
【００５５】
次に、ｐ型ＡｌＧａＮキャップ層３３を、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ：Ａｌ（ＣＨ3）3），ＴＭＧ，アンモニア及びｐ型不純物元素原料としてのＣＰ２Ｍｇ（ビスシクロペンタジエニルマグネシウム）を用いて形成した。ｐ型ＡｌＧａＮ層３３の厚みは２０ｎｍであり、成長温度は７５０℃である。また、ｐ型ＡｌＧａＮ層３３のＡｌ組成比は０．１５であった。即ち、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ｎとした。さらに、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３４を、ＴＭＡ，ＴＭＧ，アンモニア及びＣＰ２Ｍｇを用い形成した。ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３４の厚みは１５０ｎｍであり、成長温度は８２０℃である。また、ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層３４のＡｌ組成比は０．２であった。即ち、Ａｌ0.2Ｇａ0.8Ｎとした。
【００５６】
最後に、ｐ型ＧａＮコンタクト層３５をＴＭＧ，アンモニア，ＣＰ２Ｍｇにより形成した。ｐ型ＧａＮコンタクト層３５の厚みは２０ｎｍであり、この際の成長温度は８５０℃とした。
【００５７】
その後、ＩＴＯ層から成るｐ型電極３６を電子ビーム蒸着法により厚み１００ｎｍで形成し、フォトリソグラフィ法により、所定のマスクを用いて半導体層４０上にレジストを塗布し、所定のパターンにパターニングした。その後、塩化第二鉄と塩酸によるウェットエッチングを行った後、再度フォトリソグラフィ法、蒸着法、リフトオフ法により、Ｔｉ層，Ａｕ層を５０ｎｍ，３００ｎｍの厚みで形成した電極パッド３８を形成した。
【００５８】
さらに、各基板３０の下面に光反射性のｎ型電極３７として、フォトリソグラフィ法、蒸着法、リフトオフ法により、Ｔｉ層，Ａｌ層をそれぞれ３０ｎｍ，２００ｎｍ厚みで積層したものを形成した。次に、ｎ型電極３７上に電極パッドとして、Ｔｉ層，Ａｕ層を５０ｎｍ，３００ｎｍの厚みで形成した。
【００５９】
その後、ダイシング法によりＧａＮ母基板を各発光素子の形成領域ごとに切断してチップ化し、各チップをパッケージに実装した。その後、各チップの電流−電圧測定、電流−光量測定を行い、光の取り出し効率を見積もった。これらの特性について、傾斜面の角度の影響、傾斜面の面積割合の影響を調べた。
【００６０】
図３に傾斜面の角度（傾斜角度）による光の取り出し効率および出力の依存性を表すグラフを、図４に傾斜面の面積割合による光の取り出し効率および出力の依存性を表すグラフをそれぞれ示す。
【００６１】
図３より、傾斜面を形成することによって、角度が１０°以上で光の取り出し効率が１０％以上向上することが分かった。出力については傾斜面の角度が大きい方が出力は大きくなることが分かった。なお、傾斜面が８０°より大きくなると傾斜面上に半導体層を成長させることが困難になった。
【００６２】
また、図４より、傾斜面の面積を２０％以上とすることにより、光取り出し効率が１０％以上向上し、面積割合が大きくなるほど光取り出し効率も上昇した。また、出力の方も同様に面積割合の増加に伴い増加した。しかし、面積割合が８０％より大きい場合、光の光路変化の効果が小さくなり、光取り出し効率の向上が小さくなった。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の発光素子について実施の形態の一例を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例の発光素子を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例の発光素子における傾斜面の角度と光取り出し効率及び出力との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例の発光素子における傾斜面の面積割合と光取り出し効率及び出力との関係を示すグラフである。
【図５】従来の発光素子を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６４】
２０：基板
２１：半導体層
２１ａ：第１導電型窒化ガリウム系化合物半導体層
２１ｂ：発光層
２１ｃ：第２導電型窒化ガリウム系化合物半導体層
２２：第１導電型の電極
２３：第２導電型の電極
２４：傾斜面部
３０：ＧａＮ基板
３１：Ｓｉドープのｎ型ＧａＮ層
３２：ＩｎＧａＮ層とＧａＮ層による多重量子井戸層
３３：Ｍｇドープのｐ型ＡｌＧａＮキャップ層
３４：Ｍｇドープのｐ型ＡｌＧａＮクラッド層
３５：Ｍｇドープのｐ型ＧａＮコンタクト層
３６：ｐ型電極
３７：ｎ型電極
３８：電極パッド
４０：半導体層
【図１】
2009135192.tif 000003
【図２】
2009135192.tif 000004
【図３】
2009135192.tif 000005
【図４】
2009135192.tif 000006
【図５】
2009135192.tif 000007