サファイア基板上に発光層を有するIII族窒化物半導体からなる積層構造が形成されたIII族窒化物半導体発光素子において、前記サファイア基板の前記積層構造側の表面に、前記発光層から出力された光に対して光強度の干渉パターンを生じる周期で2次元配列された凸部又は凹部の周期構造を設けたことを特徴とするIII族窒化物半導体発光素子。前記周期は4μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のIII族窒化物半導体発光素子。前記周期は0.1μm以上、4μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のIII族窒化物半導体発光素子。III族窒化物半導体発光素子の光出力面に、その光出力面上に表れる前記干渉パターンにおける光強度が大きい位置において光透過率が大きくなる透過率分布を有した光透過膜を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。III族窒化物半導体発光素子の光出力面とは反対側の光反射面に、その光反射面上に表れる前記干渉パターンにおける光強度が大きくなる位置において光反射率が大きくなる反射率分布を有した光反射膜を設けたことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れか1項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。しかし、上記の何れの文献においても、サファイア基板上に形成された凸部、又は、凹部により、光の干渉パターンを生じさせることは、何ら示唆されていない。また、その干渉パターンを利用して、光の取り出し効率を向上させることも、何ら示唆されていない。そこで、本発明の目的は、干渉パターンを生じさせる構造の凸部又は凹部から成る周期構造をサファイア基板の半導体を成長させる面に形成して、出力光に対して特定の方向に出力強度の高い光出力を得るようにすることである。第1の発明は、サファイア基板上に発光層を有するIII族窒化物半導体からなる積層構造が形成されたIII族窒化物半導体発光素子において、サファイア基板の積層構造側の表面に、発光層から出力された光に対して光強度の干渉パターンを生じる周期で2次元配列された凸部又は凹部の周期構造を設けたことを特徴とするIII族窒化物半導体発光素子である。本発明は、サファイア基板上の凸部又は凹部の周期構造の周期を発光層で発光した光の波長オーダとすることで、光の干渉パターンを得るものである。これにより、サファイア基板の法線に対して、所定角度を成す方向に強い光出力を得ることができる。これにより、発光素子の外部取り出し効率を向上させることができる。この周期構造は、サファイア基板上の直交する2軸方向に対して周期構造をした2次元周期構造であっても、サファイア基板上の中心に対して点対称な周期構造であっても良い。その他、正三角形、正六角形などの正多角形、多角形などの格子状から成る2次元周期構造であっても良い。また、2次元配列は、面上の2軸方向に周期性を有した配列であり、2次元周期構造は、2軸方向に周期性を有した構造を意味する。一つの凸部又は凹部のサファイア基板の法線に垂直な断面における形状は、任意形状のドット島状、角錐台、円錐台、角柱、円柱、角錐、円錐、半球状、などの形状であっても良い。周期構造の周期は4μm以下であることが望ましい。この周期以下の場合に、干渉パターンが得られることが確認されている。周期が4μmを越えると、干渉パターンが得難いので、周期はこの値以下が望ましい。周期の値を変化させると干渉パターンが変化する。これによりサファイア基板の法線に対する所望角度での放射を大きくすることができる。また、周期は0.1μm以上、4μm以下であることが望ましい。下限の0.1μmより小さいと、加工が困難であると共に干渉パターンが得難くなる。このため、周期構造の周期は、この範囲が望ましい。また、周期は、3.5μm以下、0.3μm以上が望ましい。さらに、望ましくは、周期は、3.25μm以下、0.7μm以上が望ましい。最も望ましくは、周期は、3.25μm以下、2.25μm以上である。この範囲で、短周期で極致を有する細かな干渉パターンが得られることを確認している。また、III族窒化物半導体発光素子の光出力面に、その光出力面上に表れる干渉パターンにおける光強度が大きい位置において光透過率が大きくなる透過率分布を有した光透過膜を設けても良い。干渉パターンは、光強度が強くなる部分に、光エネルギーが集束されていると見做すことができる。したがって、光強度が大きくなる方向の光をより透過する光透過膜を形成することで、その方向の光の取り出し効率を向上させることができる。光が集束した状態で、その方向の光をより効率良く外部に出力させることができることから、全方位の総合出力も大きくなる。また、III族窒化物半導体発光素子の光出力面とは反対側の光反射面に、その光反射面上に表れる干渉パターンにおける光強度が大きくなる位置において光反射率が大きくなる反射率分布を有した光反射膜を設けることが望ましい。この場合も上記と同様に、干渉パターンにおいて光強度が強くなる方位に光が集束されることから、その方位の光を効率良く、光取り出し面側に反射する反射膜を形成することで、外部への光出力効率を向上させることができる。上記発明において、III族窒化物半導体とは、一般式AlxGayInzNxyz=1、0≦x、y、z≦1で表される半導体であり、Al、Ga、Inの一部を他の第13族元素であるBやTlで置換したもの、Nの一部を他の第15族元素であるP、As、Sb、Biで置換したものをも含むものとする。より一般的には、Gaを少なくとも含むGaN、InGaN、AlGaN、AlGaInNを示す。n型不純物としてはSi、p型不純物としてはMgが通常用いられる。本発明によれば、サファイア基板の積層構造が形成される側の表面に、発光層から出力された光に対して光強度の干渉パターンを生じさせる周期で2次元配列された凸部又は凹部の周期構造を形成することにより、サファイア基板の法線に対して所望の角度に強い出力を得ることができる。干渉パターンの干渉強度が大きい領域に、光は集束されているので、特定の方向に光を出力させることができる他、全方位の全出力も向上する。この結果として、発光素子の外部量子効率を向上させることができる。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。図1は、実施例1のIII族窒化物半導体発光素子の構成について示した図である。実施例1のIII族窒化物半導体発光素子は、凸部20の2次元周期構造が形成されたサファイア基板10と、サファイア基板10のその面及び2次元周期構造表面上に、バッファ層図示略を介して順に積層された、III族窒化物半導体からなるn型層11、発光層12、p型層13とを有している。これらn型層11、発光層12、p型層13は、本発明における積層構造に相当する。発光層12、p型層13は、その一部の領域がエッチングされて除去され、n型層11の表面が露出している。その露出したn型層11の表面上に、n電極14が形成されている。p型層13の上には、一様な厚さの反射膜34が形成されている。反射膜34上にはp電極16が形成されている。反射膜34はRh又はAgから成る。この発光素子の発光波長は、430nm~480nmである。本発明に用いることができる発光素子の発光波長としては、380nm~750nmを用いることができる。この実施例1のIII族窒化物半導体発光素子は、フェースダウン型フリップチップ型の素子である。n型層11、発光層12、p型層13は、従来より知られる任意の構造で良い。たとえばn型層11は、サファイア基板10側から順に、GaNからなる高濃度にSiがドープされたn型コンタクト層、GaNからなるnクラッド層が順に積層された構造である。また、n型層11は、組成比の異なる材料の多重層で静電耐圧を向上させるための層を有していても良い。また、たとえば発光層12は、GaNからなる障壁層とInGaNからなる井戸層が繰り返し積層されたMQW構造である。また、たとえばp型層13は、発光層12側から順に、AlGaNからなるMgがドープされたpクラッド層、GaNからなるMgがドープされたpコンタクト層が積層された構造である。nクラッド層及びpクラッド層は超格子層であっても良い。実施例1のIII族窒化物半導体発光素子は、次のようにして製造された。まず、サファイア基板10の表面10aに、フォトレジストを一様に塗布して、凸部の2次元周期構造に対応するパターンに、フォトレジストを露光、現像した。次に、残された2次元周期構造のパターンをマスクとして、ドライエッチングによって、サファイア基板10をエッチングした。これにより、たとえば、図2.Bのような凸部20の2次元周期構造が得られた。次に、上記2次元周期構造の加工によって生じたダメージの回復やサファイア基板10表面の不純物除去のために、サーマルクリーニングを行った。サーマルクリーニングは、たとえば水素雰囲気中1000~1200°Cでの熱処理である。次に、上記のようにして2次元周期構造を形成したサファイア基板10上に、MOCVD法によって、AlNからなるバッファ層図示しないを介してn型層11、発光層12、p型層13を順に形成した。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GaCH33、In源として、トリメチルインジウムInCH33、Al源として、トリメチルアルミニウムAlCH33、n型ドーピングガスとして、シランSiH4、p型ドーピングガスとしてシクロペンタジエニルマグネシウムMgC5H52、キャリアガスとしてH2またはN2である。次に、ドライエッチングによってp型層13、発光層12の一部領域を除去してn型層11表面を露出させた。そして、p型層13の表面上に反射膜34を形成し、露出させたn型層11の表面上にn電極14、反射膜34上にp電極16を形成した。以上によって実施例1のIII族窒化物半導体発光素子が製造された。サファイア基板10上の半導体の成長面10aに凸部20の2次元周期構造を、その構造の周期を幾つか変化させて形成した発光素子を、上記の製法により製造した。そして、これらの各発光素子の外部での発光強度を測定した。2次元周期構造の凸部20は、図1、図2.Bに示されているように、円錐台形状をしており、サファイア基板10の成長面10aに垂直な断面においては、台形である。円錐台の上底の直径がt、下底の直径がb、高さがh、側壁と底面との成す側面角がθである。2次元周期構造の成長面10aに平行な断面において、凸部20は正六角形の角及び中心に配置されている。すなわち、2次元周期構造は、ハニカム形状の稠密構造になっている。周期は、隣接する2つの凸部20の中心間の距離である。一つの凸部20に隣接する凸部20は6つ存在する。一つの凸部20からこの6つの隣接する凸部20に対する距離は全て等しい。発光層13において発光した光のうちサファイア基板10側に向かう光は、凸部20の2次元周期構造で一部反射され、一部透過する。透過光はサファイア基板10の半導体成長面10aとは反対側にある光出力面10bから、外部に出力される。また、発光層13から反射膜34に向けて放射された光は反射膜34で光出力面10b側に反射される。その反射光は、凸部20の2次元周期構造を透過して、光出力面10bから外部に出力される。また、凸部20の2次元周期構造により反射された光は反射膜34で光出力面10b側に反射されて、凸部20の2次元周期構造を透過して、光出力面10bから外部に出力される。このような凸部20の2次元周期構造による透過及び反射、反射膜34での反射による機構により、発光層13から放射された光は、光出力面10bから外部に出力される。これにより、光出力面10bから出力される光は、2次元周期構造の存在により、干渉パターンを有することになる。図2.Bは、周期が5μm、上底直径t=1.0μm、下底直径b=2.8μm、高さh=1.5μm、側面角θ=59°の2次元周期構造の平面図であり、図2.Aは、その発光素子の光出力面10bの法線方向光軸の前方から見た法線と成す角に対する光強度分布である。すなわち、半円球面上における光強度分布を、サファイア基板10の法線を含む面で切断した時のその切断面での発光の指向特性を示している。2本の線は、直交する2つの切断面での指向特性を示している。すなわち、光出力面10b上に、直交する2軸x軸、y軸をとる。一つの曲線は、法線方向からx軸に向けて測定した角度に対する特性、他の曲線は法線方向からy軸に向けて測定した角度に対する特性を示している。法線に対して-90度から90度の範囲で測定している。横軸の中央が法線方向0度であり、右端が法線に対して90度の方向水平方向、左端が法線に対して-90度の方向であり、1目盛りは10度である。縦軸は、相対強度であり、1目盛りが0.1である。以下、発光の指向特性を示す光強度分布図における定義は、図2.Aと同一である。図3.Bは、周期が4μm、上底直径t=1.0μm、下底直径b=2.8μm、高さh=1.5μm、側面角θ=59°の2次元周期構造の平面図であり、図3.Aは、その構造を有した発光素子の光強度分布図である。図7.Aは、その素子の半円球面上における光強度分布図、図7.Bは半円球面上における光強度分布図を平面に展開した光強度分布である。図4.Bは、周期が3.25μm、上底直径t=2.44μm、下底直径b=2.73μm、高さh=0.87μm、側面角θ=81°の2次元周期構造の平面図であり、図4.Aは、その構造を有した発光素子の光強度分布図である。図5.Bは、周期が2.75μm、上底直径t=1.24μm、下底直径b=2.16μm、高さh=1.14μm、側面角θ=70°の2次元周期構造の平面図であり、図5.Aは、その構造を有した発光素子の光強度分布図である。図8.Aは、その素子の半円球面上における光強度分布図、図8.Bは半円球面上における光強度分布図を平面に展開した光強度分布である。図6.Bは、周期が2.25μm、上底直径t=0.98μm、下底直径b=1.89μm、高さh=1.22μm、側面角θ=69°の2次元周期構造の平面図であり、図6.Aは、その構造を有した発光素子の光強度分布図である。図9.Aは、その素子の半円球面上における光強度分布図、図9.Bは半円球面上における光強度分布図を平面に展開した光強度分布である。図2.Aから分かるように、周期が5μmの2次元周期構造を用いた場合には、0度法線方向よりも、20~50度の範囲と、-20~-50度の範囲が、法線方向に比べて1.25倍大きいことが分かる。また、図3.Aから分かるように、周期が4μmの2次元周期構造を用いた場合には、法線方向に比べ20-40度、-15~-35度の範囲で、1.33倍大きいことが分かる。また、図7.Aを見れば、光強度のピークが幾つか表れていることが分かる。また、図4.Aから分かるように、周期が3.25μmの2次元周期構造を用いた場合には、-50度~50度の範囲において、強度は、1~0.9の範囲に存在することが分かる。しかし、明らかに、-10、10、-35、35度において、強度の4つのピークが表れていることが分かる。また、図5.Aから分かるように、周期が2.75μmの2次元周期構造を用いた場合には、-45度~45度の範囲において、強度は、1~0.9の範囲に存在することが分かる。しかし、明らかに、-40、-20、0、20、40又は35度において、強度の5つのピークが表れていることが分かる。そのことは、図8.Aを参照すればより理解される。また、図6.Aから分かるように、周期が2.25μmの2次元周期構造を用いた場合には、-50度~50度の範囲において、強度は、1~0.9の範囲に存在することが分かる。しかし、明らかに、およそ10度間隔で、小さなピークが表れていることが分かる。このことは、図9.A、図9.Bを参照すればより理解される。また、図7.B、図8.B、図9.Bから、指向性は6回対称を有していることが分かる。そてし、周期が短くなるに連れて、6回対称性はより顕著に表れていることが理解される。図7.B、図8.B、図9.Bに示されている6回対称性は、2次元周期構造の逆格子を表している。以上のことから、周期を短くする程、法線を含む広い角度範囲において、大きな変動のない光強度分布が得られることが分かる。また、周期を短くする程、短い角度周期で、小さいなピークが表れることが分かる。上記の実験では、3.25μm以下、2.25μm以上において、細かな干渉パターンを有することが理解される。光強度に干渉パターンがあることを利用して、図10に示すように、実施例1の発光素子において、サファイア基板10の光出力面10bに、屈折率の異なる複数の層から成る多層透過膜33を形成した。この多層透過膜33では、凸部20の2次元周期構造を透過した光の強度分布干渉パターンにおいて、強度が大きくなる角度の光を大きく透過するように、多層構造の厚さが設定されている。この厚さの設計により、透過光の干渉パターンを、発光の干渉パターンと同一にすることができる。このようにすれば、発光の強度分布において、強度の大きくなる方向の光を光出力面10bから外部に、大きく出力させることができ、効果的に光出力面10bから光を外部に出力することができる。すなわち、特定の方向に強い強度を有した光を外部に出力することができる。また、発光層13で発光した光は、その干渉パターンの強度が強い領域に集束していると考えられるので、全体としの光出力効率が向上する。本実施例は、図11に示すように、実施例1の発光素子において、反射膜34電極でもあるとp型層13との間に多層反射膜DBR35を形成した。多層反射膜35も、実施例2の多層透過膜33と同様に、屈折率の異なる複数の誘電体層を積層したものである。この多層反射膜35には、発光層12から多層反射膜35に向けて放射された光、発光層12から凸部20の周期構造に向けて放射された光がその周期構造で反射された光が入射し、多層反射膜35により光出力面10b側に反射される。凸部20の周期構造により反射した光の強度分布において、強度が大きくなる角度の光を大きく反射するように、多層反射膜35の各層の厚さを設定する。この厚さの設計により、多層反射膜35での反射光の干渉パターンを、凸部20の周期構造による光の干渉パターンと同一にすることができる。このようにすれば、発光の強度分布において、光強度の大きくなる方向の光を光出力面10bから、大きく取り出すことができ、効果的に光を外部に出力することができる。すなわち、特定の方向に強い強度を有した光を外部に出力することができる。また、発光層13で発光した光は、その干渉パターンの強度が強い領域に集束していると考えられるので、全体としの光出力効率が向上する。また、この場合において、図12に示すように、サファイア基板10の光出力面10bには、実施例2のように透過特性に干渉パターンを有する多層透過膜33を形成しても良い。この場合も、光出力面10bから出力される光は、凸部20の周期構造による光の干渉パターンと同一の強度分布が得られる。実施例1~3は、サファイア基板10の裏面である光出力面10bの側から光を出力するフェースダウン型フリップチップ型の発光素子である。実施例4は、本発明を、フェースアップ型ワイヤボンディング型の発光素子に用いた例である。図13に示すように、サファイア基板10の裏面10cには、一様な厚さの反射膜36が形成されている。反射膜36はRh、Ag等から成る。また、p型層13の表面のほぼ全面にはITOから成る透明電極15が形成されており、その透明電極15の上にはp電極16が形成されている。このように構成しても、実施例1~3と同様に、凸部20の2次元周期構造を透過又は反射することにより得られた光の強度分布干渉パターンにおいて、強度の大きい方位に集束された光を、効率良く、透明電極15の光出力面25から外部に出力することができる。この場合に、反射膜36に代えて、実施例3で用いた多層反射膜35と同一構成の多層反射膜35をサファイア基板10の裏面10cに設けても良い。多層反射膜35は屈折率の異なる複数の誘電体層を積層したものである。発光層12から裏面10c側に放射された光は、凸部20の周期構造を透過し、多層反射膜35で反射され、再度、凸部20の周期構造を透過する。多層反射膜35は、入射した光の強度分布において、強度が大きくなる角度の光を大きく反射するように、多層構造の各層の厚さを設定する。この厚さの設計により、反射光の干渉パターンを、凸部20の周期構造の干渉パターンと同一にすることができる。このようにすれば、発光の強度分布において、光強度の大きくなる方向の光を透明電極15の出力面25から、大きく取り出すことができ、効果的に光を外部に出力することができる。また、図14に示すように、p型層13と透明電極15との間に、多層透過膜37を設けても良い。多層透過膜37の透過の方位特性は、凸部20の2次元周期構造の干渉パターンと同一とする。これにより、凸部20の2次元周期構造を透過し反射膜36又は多層反射膜35で反射されて、2次元周期構造を、再度、透明電極15側に透過した光、又は、2次元周期構造により反射された光の強度分布干渉パターンにおいて、強度の大きい方位に集束された光を、透明電極15の光出力面25から、効率良く、外部に出力することができる。実施例5は、本発明を、フェースアップ型ワイヤボンディング型の発光素子に用いた例である。図15に示すように、サファイア基板10の裏面10cには、裏面10cに接合して多層反射膜DBR40が設けられ、そのDBR膜40に接合して銀からなる反射膜36が形成されている。素子AのDBR膜40は、比屈折率が2、厚さが56.3nmのZnO膜と、比屈折率が1.46、厚さが77.1nmのSiO2膜を1組として、5組積層させたものである。ZnO膜をサファイア基板10に接合させている。また、p型層13の表面のほぼ全面にはITOから成る透明電極15が形成されており、その透明電極15の上にはp電極16が形成されている。凸部20の2次元周期構造には、図6.Bに示す、周期が2.25μm、上底直径t=0.98μm、下底直径b=1.89μm、高さh=1.22μm、側面角θ=69°の周期構造を用いた。その他の構成は、実施例4と同一である。波長450nmの発光に対して、DBR膜40の屈折率、厚さは、サファイア基板10の主面に垂直な法線と成す角である極角が0°で透明電極15を通過する光が最大強度となる設計である。このDBR膜40を設けることにより、凸部20の2次元周期構造による図9.Bに示す光の強度分布のうち、サファイア基板10の主面の法線と成す角である極角が0°付近の出力光を強調させることができる。このようにして、極角が0°で出力光が最大となり、主面上の方位角方向に一様で、比較的広い範囲の極角範囲において、均一指向性の放射光を得ることができる。また、素子BのDBR膜40として、比屈折率が2、厚さが57.1nmのZnO膜と、比屈折率が1.46、厚さが79.3nmのSiO2膜を1組として、5組積層させた発光素子について検討した。DBR膜40の屈折率と厚さは、サファイア基板10の主面に垂直な法線と成す角である極角が20°で、最大強度が得られるように設計されている。その他の構成は、素子Aと同一である。このDBR膜40を設けることにより、サファイア基板10の主面に垂直な法線と成す角である極角が20°~40°の範囲に最大強度を有する放射指向性を得ることができる。すなわち、凸部20の2次元周期構造による出力光強度分布において、極角が20°~40°の範囲の光の強度を他の角度範囲に比べて増加させることができる。図16は、素子Aと素子BとにおけるDBR膜40の反射率と、光が発光層12からサファイア基板10へ入射する時の入射角との関係を示している。素子Aのように極角が0°で出力光が最大となるように設計した場合には、極角が20°で出力光が最大となるようにDBR膜40が設計された素子Bに比べて、16°以下の範囲において、p波、s波共に、DBR膜40からの反射率を大きくできることが分かる。特に、素子Aと素子Bとにおいて、極角0°付近における反射率の差は、最も大きくなる。しかし、発光層12から出力される広い角度範囲の光を有効に光出力面25の側に反射させることができない。極角が20°で出力光が最大となるようにDBR膜40が設計された素子Bの場合には、極角が0°で出力光が最大となるように設計した素子Aの場合に比べて、s波、p波共に、サファイア基板10への入射角が0°~16°の範囲で反射率は小さいが、入射角が16°を越えると、DBR膜40での反射率が大きくなることが分かる。したがって、素子Bの場合は、素子Aの場合に比べて、発光層12から出力される広角度範囲16°以上顕著には、20°以上の光を有効に光出力面25側に反射させることができる。すなわち、設計通りの特性が得られることが分かる。本実施例の発光素子では、図17に示すように、実施例1の発光素子において、p型層13の上に、厚さ100nmのITOから成る透明電極41を形成し、その透明電極41の上に、SiO2とZnO2とが繰返し積層された膜から成る厚さ682nmのDBR膜42を形成し、そのDBR膜42の上に厚さ100μmの銀から成る反射膜43を形成し、その反射膜43の上にp電極16を形成している。p電極16は、DBR膜42に形成された孔46を介して、透明電極41に電気的に接触している。そして、サファイア基板10の裏面である光出力面10bには、SiO2から成る光透過膜44が形成されている。この発光素子において、波長450nmの光に対して、光透過膜44の厚さと光透過膜44を透過する光の透過率との関係は図18に示すようになる。p波の透過光、s波の透過光、共に、光透過膜44の厚さが80nmの時に、透過率は最大となることが分かる。また、透過率が0.98以上となるのは、p波の透過光では、光透過膜44の厚さは50nm以上110nm以下であることが分かる。s波の透過光では、光透過膜44の厚さは、70nm以上、95nm以下であることが分かる。以上の構成により、効果的に光を外部に出力することができ、発光素子の外部量子効率を向上させることができる。凸部20の側面は、サファイア基板10の主面である成長面10aに垂直に形成しても、傾斜させても良い。成長面10aに対する側面角θは、40~90°とすることが望ましい。同じく光取り出し効率をより向上させることができるためである。より望ましくは45~75°凸部20の高さhは、0.1~3μmとすることが望ましい。同じく光取り出し効率をより向上させることができるためである。より望ましくは、高さhは0.5~2μmである。上記において、2次元周期構造は、サファイア基板の主面に対して突出した凸部で構成したが、これを主面に対して窪んだ凹部で構成しても良い。その望ましい周期、深さ、凹部の側面の傾斜角は、凸部で2次元周期構造を形成した場合の範囲が適用できる。