CN104160520A - 半导体发光元件、其制造方法和光源装置 - Google Patents

半导体发光元件、其制造方法和光源装置 Download PDF

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Abstract

半导体发光元件（101）具备以非极性面或半极性面为主面的、由包含发出偏振光的活性层（22）的氮化物类半导体构成的半导体层叠结构（20）。半导体发光元件（101）具有设置在横切偏振光的出射路径的位置、包含多个凹部的条纹结构（50），凹部（50b）的延伸方向与偏振光的偏振方向所成角度为0°以上45°以下。多个凹部（50b），该多个凹部（50b）的表面的至少一部分具有比凹部50b的深度浅的微细的凹凸结构（纹理）（51）。

Description

半导体发光元件、其制造方法和光源装置
技术领域
本发明设置具备以非极性面或半极性面为主面的、包括发出偏振光的活性层的氮化物类半导体层叠结构的半导体发光元件及其制造方法、以及使用半导体发光元件的光源装置。
背景技术
含氮（N）的VA族元素的氮化物半导体，由于其带隙的大小，有望作为短波长发光元件的材料。其中，氮化镓类化合物半导体（GaN类半导体）的研究正在盛行，使用氮化镓类化合物半导体的蓝色发光二极管（LED）、绿色LED元件以及蓝色LED半导体激光元件也正实用化。
氮化镓类化合物半导体包含用铝（Al）和铟（In）的至少一者取代镓（Ga）的一部分而得到的化合物半导体。这种氮化物半导体由通式AlxGayInzN（其中，0≤x，z＜1，0＜y≤1，x+y+z＝1。）表示。以下，将氮化镓类化合物半导体称为GaN类半导体。
GaN类半导体通过用Al、In的至少一者取代Ga，能够使其带隙比GaN的带隙大或小。由此，不仅能够发出蓝色或绿色等的短波长的光，也能够发出橙色或红色等的长波长的光。根据这种特征，氮化物半导体发光元件能够被期待应用于图像显示装置和照明装置等。
氮化物半导体具有纤锌矿型晶体结构。图1（a）、图1（b）和图1（c）用4指数标记（六方晶指数）表示表纤锌矿型晶体结构的面方位。在4指数标记中，使用由a1、a2、a3和c表示的基本矢量表示结晶面及其面方位。基本矢量c在［0001］方向延伸，该方向的轴被称为“c轴”。与c轴垂直的面（plane）被称为“c面”或“（0001）面”。在图1（a）中，除了c面之外，表示a面“＝（11-20）面”和m面“＝（1-100）面”。另外，图1（b）表示r面“＝（1-102）面”，图1（c）表示（11-22）面。其中，本说明书中，表示密勒指数的括号内的数字的左侧被标注符号“-”，为了方便表示该指数的反转，与图中的“横线（bar）”对应。
在图2（a）中用球管模型表示GaN类半导体的晶体结构。图2（b）是从a轴方向观看m面表面附近的原子排列而得的球管模型。m面与图2（b）的纸面垂直。图2（c）是从m轴方向观看＋c面表面的原子排列而得的球管模型。c面与图2（c）的纸面垂直。从图2（a）和图2（b）可知，N原子和Ga原子位于与m面平行的平面上。对此，在c面中，从图2（a）和图2（c）可知，形成有仅配置有Ga原子的层和仅配置有N原子的层。
在现有技术中，在使用GaN类半导体制作半导体元件的情况下，作为使氮化物半导体晶体生长的衬底（基板），能够使用以c面衬底即（0001）面为主面的衬底。在该情况下，由于Ga原子和N原子的配置导致在氮化物半导体形成在c轴方向自发的极化（ElectricalPolarization）。因此，“c面”被称为“极性面”。极化的结果，由构成氮化物半导体发光元件的发光层的InGaN构成的量子阱层沿c轴方向产生压电电场。因产生的压电电场而在发光层内的电子和空穴的分布产生位置偏差，因载流子的量子限制斯塔克效应，具有发光层的内部量子效率降低的问题。为了抑制该发光层的内部量子效率的降低，形成于（0001）面的发光层的厚度设计为3nm以下。
进而，近年来讨论使用以被称为非极性面的m面或a面、或被称为半极性面的-r面或（11-22）面为主面的衬底制作发光元件。如图1所示，纤锌矿型晶体结构的m面与c轴平行，是与c面正交的六个等价的面。例如，在图1中，与［1-100］方向垂直的（1-100）面与m面相当。与（1-100）面等价的其它的m面有（-1010）面、（10-10）面、（-1100）面、（01-10）面和（0-110）面。
如图2（a）和图2（b）所示，在m面中，Ga原子和N原子存在于相同原子面上，所以在与m面垂直的方向不产生极化。因此，使用以m面为生长面的半导体层叠结构制作发光元件时，在发光层不产生压电电场，能够解决载流子的量子限制斯塔克效应导致的内部量子效率的降低的问题。m面以外的作为非极性面的a面也与此相同，另外，被称为半极性面的-r面或（11-22）面、（20-21）面和（20-2-1）面也能够获得类似的效果。
具有以非极性面或半极性面为生长面（主面）的活性层的氮化物类半导体发光元件，具有由其价电子带的结构导致的偏振特性。
专利文献1记载的发光二极管装置，为了降低芯片配置面的面内的方位角的不同的导致的强度的差，具备：包含具有主面的发光层的发光二极管芯片；和具有配置发光二极管芯片的芯片配置面的壳（package）。从发光层的主面出射的光，依赖于发光层的主面的面内的方位角而具有多个不同的发光强度，发光二极管芯片和壳的至少一者具有降低因从壳出射的光的芯片配置面的面内的方位角的不同导致的强度的差的结构。
专利文献2中记载的半导体发光元件，为了提高从光取出侧的表面的光取出效率且使配光性良好，在n型半导体层与p型半导体层之间具有发光层的半导体层叠体的衬底上安装的一侧的面相反侧的光取出面设置有多个凹部。凹部具有在从凹部的开口部向底部去直径缩小的方向上倾斜角不同的2层倾斜面，倾斜角缓和的倾斜面为具有凹凸的面，倾斜角陡峭的倾斜面是平坦的面。
专利文献3中记载的发光元件，为了实现抑制在活性层中产生的偏振光的输出效率的降低，包括：由以非极性面或半极性面为主面的IIIA族氮化物半导体构成，依次层叠第1导电型的第1半导体层、活性层和第2导电型的第2半导体层，从活性层发出偏振光的发光部；和在偏振方向上排列多个在与偏振光的偏振方向垂直的方向上延伸的条纹状的槽，形成锯波形状的输出面的输出部。从发光部透过输出部，从输出面输出偏振光。
专利文献4中记载的氮化物半导体元件，为了实现保持氮化物半导体衬底的背面的平坦性，并且具有欧姆接触性、紧贴性、耐热性优秀的衬底背面电极、长寿命且可靠性高的氮化物半导体元件，其包括：具有相互相对第1面和第2面的氮化物半导体衬底；设置在第1面的元件结构；和设置在第2面的电极，在第2面设置有在底部具有凹凸的槽部和氮极性的平坦部，电极覆盖槽部地设置。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-109098号公报
专利文献2：日本特开2010-074008号公报
专利文献3：日本特开2008-305971号公报
专利文献4：日本特开2010-177455号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述专利文献1和专利文献3中记载那样的、现有的具有以非极性面或半极性面为主面的氮化物半导体的发光元件中，寻求发光动作的性能的提高。
本发明鉴于上述的技术问题，目的在于提高发光动作的性能。
用于解决课题的方法
为了解决上述课题，本发明的一个方式为一种半导体发光元件，其具备以非极性面或半极性面为主面的、包括发出偏振光的活性层的氮化物类半导体层叠结构，所述半导体发光元件具有条纹结构，该条纹结构设置在横切偏振光的出射路径的位置，包括相互平行地延伸的多个凹部，凹部的延伸方向与偏振光的偏振方向所成角度为0°以上45°以下，多个凹部在该多个凹部的表面的至少一部分具有比凹部的深度浅的纹理。
根据本发明，能够进一步适当控制发光强度的各向异性。
附图说明
图1（a）是表示纤锌矿型晶体结构的基本矢量a1、a2、a3和c、以及a面、c面和m面的的立体图。图1（b）是表示纤锌矿型晶体结构的r面的立体图。图1（c）是表示纤锌矿型晶体结构的（11-22）面的立体图。
图2（a）～图2（c）是用球管模型表示GaN类半导体的晶体结构的图。
图3（a）是表示设置在第1实施方式的半导体发光元件的条纹结构的凸部和凹部的示意平面图。图3（b）是图3（a）的IIIb-IIIb线的示意截面图。图3（c）和图3（d）是表示图3（b）所示的凸部和凹部的局部放大截面图。
图4（a）～图4（h）是表示设置在第1实施方式的半导体发光元件的条纹结构的延伸方向的示意平面图和条纹结构的X-X线的示意截面图。
图5（a）是表示第1实施方式的半导体发光元件的、模拟计算所使用的条纹结构的延伸方向的示意平面图。图5（b）～图5（d）是图5（a）所示的条纹结构的X-X线和Y-Y线的示意截面图。
图6是表示第1实施方式的设置在半导体发光元件的条纹结构的凸部相对于凹部的宽度的比率和入射到凸部的上表面的光的比例的关系的图表。
图7是表示第1实施方式的设置在半导体发光元件的条纹结构的凹部相对于从凸部的上表面至活性层的距离的宽度的比例和入射到凸部的上表面的光的比例的关系的图表。
图8（a）是表示比较用的、在半导体发光元件的光的出射面的条纹结构的凹部不设置微细的凹凸结构的现有的凹部的表面所入射的光的光路的一例的示意截面图。图8（b）是表示入射到第1实施方式的半导体发光元件的条纹结构的凹部的表面的光的光路的一例的示意截面图。
图9（a）是表示比较用的、在光的出射面不具有条纹结构的半导体发光元件的配光特性分布的计算结果的图表。图9（b）是表示比较用的、在条纹结构的凹部不设置微细的凹凸结构的半导体发光元件的配光特性分布的计算结果的图表。图9（c）是表示第1实施方式的半导体发光元件的配光特性分布的计算结果的图表。
图10是表示第1实施方式的半导体发光元件的条纹结构的凸部的上表面的面积相对于凹部的表面的面积的比的值、和光取出比率的关系的图表。
图11是表示第1实施方式的第1变形例的半导体发光元件的示意截面图。
图12是表示第1实施方式的第2变形例的半导体发光元件的示意截面图。
图13是表示第2实施方式的半导体发光元件的示意截面图。
图14是表示第2实施方式的第1变形例的半导体发光元件的示意截面图。
图15是表示第2实施方式的第2变形例的半导体发光元件的示意截面图。
图16是表示第2实施方式的第3变形例的半导体发光元件的示意截面图。
图17是表示第2实施方式的第4变形例的半导体发光元件的示意截面图。
图18是表示第2实施方式的第5变形例的半导体发光元件的示意截面图。
图19是表示第2实施方式的第6变形例的半导体发光元件的示意截面图。
图20是表示第2实施方式的第7变形例的半导体发光元件的示意截面图。
图21是表示第3实施方式的半导体发光元件的示意截面图。
图22是表示实施例1的半导体发光元件的制造方法的高密度脉冲激光的扫描速度和角度α的关系的图表。
图23是表示实施例1的半导体发光元件的制造方法的高密度脉冲激光的扫描速度和表面粗糙度Ra的关系的图表。
图24是实施例1的半导体发光元件的制造方法的利用高密度脉冲激光实施了加工后的显微镜照片图像。
图25是表示实施例2的半导体发光元件的从光的偏振方向起的条纹结构的延伸方向的角度和不对称度的关系的图表。
图26是表示实施例2的半导体发光元件的从光的偏振方向起的条纹结构的延伸方向的角度和m轴方向的辐射强度的提高度的关系的图表。
图27是表示实施例2的半导体发光元件的从m轴起的角度的、a轴方向和c轴方向的发光波长差的关系的图表。
图28是表示第4实施方式的白色光源的示意截面图。
具体实施方式
本发明的一实施方式是一种半导体发光元件，其特征在于：具备以非极性面或半极性面为主面的、包括发出偏振光的活性层的氮化物类半导体层叠结构，所述半导体发光元件具有条纹结构，该条纹结构设置在横切偏振光的出射路径的位置，包括相互平行地延伸的多个凹部，凹部的延伸方向与偏振光的偏振方向所成角度为0°以上45°以下，多个凹部在该多个凹部的表面的至少一部分具有比凹部的深度浅的纹理。
半导体发光元件可以还具备保持氮化物类半导体层叠结构的衬底，条纹结构可以形成于衬底。
另外，凹部的深度可以为衬底的厚度的二分之一以下。
半导体发光元件可以还具备透光性部件，条纹结构形成于透光性部件。
半导体发光元件可以还包括使氮化物类半导体层叠结构生长的衬底，透光性部件可以设置在衬底的与氮化物类半导体层叠结构相反侧的面上。
衬底可以由氮化镓、蓝宝石或碳化硅构成。
相互相邻的凹部彼此之间的区域可以是平坦的。
凹部的延伸方向与偏振光的偏振方向所成角度可以为0°以上25°以下。
偏振光的波长为λ时，凹部的深度可以为λ/0.628以上。
设相互相邻的凹部彼此的间隔为L2、凹部的宽度为L1的时，L2/L1的值可以为1.7以下。
设偏振光的波长为λ时，纹理的凹部的延伸方向的线截面粗糙度Ra可以为λ/30以上λ×5以下。
氮化物类半导体层叠结构的主面可以为m面，偏振方向可以为a轴方向。
另外，本发明的另一实施方式为半导体发光元件的制造方法，凹部和该凹部的表面的纹理可以通过热熔形成。
热熔可以通过激光照射发生。
激光照射使用的激光的扫描速度可以为200mm/s以上。
另外，本发明的另一实施方式一种光源装置，其包括：半导体发光元件；包含对从半导体发光元件辐射出的光的波长进行转换的荧光物质的波长转换部。
但是，以m面为主面（生长面）的氮化物半导体活性层主要出射电场强度偏到a轴方向的光。理论上预测当发光元件具有偏振特性时，显示发光强度相对于与偏振方向垂直的方向的变大的配光分布。即，发光元件的辐射（配光分布）图案变得不均匀。另外，理论上预测-r面、（20-21）面、（20-2-1）面、（10-1-3）面和（11-22）面等的半极性面、以及a面等的其它的非极性面中，也出射电场强度偏到氮化物半导体的特定的结晶方向的光，显示发光强度相对于与偏振方向垂直的方向变大的配光分布。
已知来自以a面为主面的氮化物半导体活性层的光的偏振方向为m轴。因此，可以预测为显示发光强度相对于与m轴垂直的方向变大的配光分布。
已知有来自以作为半极性面的（20-2-1）面和（20-21）面为主面的氮化物半导体活性层的光的偏振方向为［-12-10］方向。因此，可以预测为显示发光强度相对于与（-12-10）方向垂直的方向变大的配光分布。
已知有来自以作为半极性面的（10-1-3）面为主面的氮化物半导体活性层的光的偏振方向，在氮化物半导体活性层的In的组成大的情况下为（-12-10）方向，在氮化物半导体活性层的In的组成小的情况下为（-1-123）方向。因此，可以预测为在活性层的In的组成大的情况下，显示发光强度相对于与（-12-10）垂直的方向变大的配光分布，在活性层的In的组成小的情况下，显示发光强度相对于与（-12-10）方向垂直的方向变大的配光分布。
已知有来自以作为半极性面的（11-22）面为主面的氮化物半导体活性层的光的偏振方向，在氮化物半导体活性层的In的组成大的情况下为m轴方向，氮化物半导体活性层的In的组成小的情况下为（-1-123）方向。因此，可以预测为在活性层的In的组成大的情况下，显示发光强度相对于与m轴垂直的方向变大的配光分布，在活性层的In的组成小的情况下，显示发光强度相对于与（-1-123）方向垂直的方向变大的配光分布。
本说明书中，将电场强度偏到特定的方向的光称为“偏振光（Polarized Light）”。例如将电场强度偏到V轴方向的光称为“V轴方向的偏振光”，将此时的V轴方向称为“偏振方向”。其中，“V轴方向的偏振光”不仅指偏振到V轴方向的直线偏振光，而也包含偏振到其它的轴方向的直线偏振光。更详细来讲，“V轴方向的偏振光”指透过“在V轴方向具有偏振透过轴的偏振子”的光的强度（电场强度）比透过“在其它的轴方向具有偏振透过轴的偏振子”的光的电场强度高的光。从而，“V轴方向的偏振光”不仅为偏振到V轴方向的直线偏振光和椭圆偏振光，而广泛包含偏振到各种方向的直线偏振光和椭圆偏振光混合存在的不相干光。
此外，认为如上述专利文献1记载的方式，氮化物半导体发光元件具有由偏振特性引起在主面的面内的方位角导致发光强度具有各向异性。因此，作为发光元件的特性，除了光输出高之外，优选偏振特性的适当的控制和发光强度的各向异性的适当的控制。
专利文献1记载的发光二极管装置，为了降低从芯片配置面的面内的方位角不同的导致的强度的差，丝毫未考虑偏振度。
记载有专利文献2记载的半导体发光元件，为了提高光输出，在光取出面通过干式蚀刻形成倾斜面，通过利用了结晶各向异性的湿式蚀刻，具有微细的凹凸的结构。然而，上述湿式蚀刻法对-c面是有效的，但是难以使用到非极性面和半极性面。
专利文献3记载的发光元件，为了在维持偏振度的状态下提高光取出，具有在与来自活性层的光的偏振方向垂直的方向上延伸的条纹状的槽。然后，本发明者详细进行研究时，以布儒斯特角（偏振角）入射到出射面的光的密度非常小，对于偏振光的透过率的提高的效果是非常有限的。
专利文献4记载的氮化物半导体元件，为了提高形成在-c面的n电极的紧贴性和耐热性的提高，使用脉冲激光在-c面形成深度为2μm至10μm左右的槽后，形成n电极。在槽的内部形成有台阶差为0.1μm至0.3μm、周期为3μm至5μm的凹凸，但由电极覆盖槽的整体的结构，形成在槽的内部的凹凸对光输出带来的影响并未被考虑。
本发明者发现通过使包含偏振光的氮化物半导体发光元件的出射面的面形状（截面形状）最优化，能够同时实现出射的光的偏振特性和配光特性的改善和光取出效率的提高。
以下，参照附图说明本发明的实施方式。在以下的附图中，为了说明的简单化，有时用相同的参照附图标记表示实质上具有相同的功能的构成要素。其中，本发明不限于以下的实施方式。
（第1实施方式）
以下参照附图说明第1实施方式。
图3（a）～图3（d）示意性地表示第1实施方式的半导体发光元件。图3（a）表示平面结构，图3（b）表示图3（a）的IIIb-IIIb线的截面结构，图3（c）和图3（d）放大表示条纹结构50。
如图3（a）和图3（b）所示，本实施方式的半导体发光元件101包括：衬底10；和形成在该衬底10之上的包含活性层22的半导体层叠结构20。
以下，说明第1实施方式的半导体发光元件101的详细结构。
第1实施方式的半导体发光元件101具有以氮化物类半导体的非极性面或半极性面为主面的、包含活性层22的半导体层叠结构20。如上所述，从活性层22出射偏振光。
半导体层叠结构20由氮化物半导体更具体而言AlxInyGazN（其中，x＋y＋z＝1，x≥0，y≥0，z≥0）半导体形成。另外，半导体层叠结构20包含夹着活性层22的n型氮化物半导体层21和p型氮化物半导体层23。此外，活性层22和n型氮化物半导体层21之间以及活性层22和p型氮化物半导体层23之间的至少一方可以设置有不掺杂的GaN层。
半导体发光元件101包括与n型氮化物半导体层21电连接的n侧电极30和与p型氮化物半导体层23电连接的p侧电极40。本实施方式中，以n型氮化物半导体层21的一部分从半导体层叠结构20露出的方式设置凹部31。n侧电极30设置在露出的n型氮化物半导体层21之上。n侧电极30例如由包括钛（Ti）层和铂（Pt）层的层叠结构（Ti/Pt）等形成。替代其，n侧电极30能够使用由钛（Ti）层和铝（Al）层形成的层叠结构（Ti/Al）。
在p型氮化物半导体层23之上设置有p侧电极40。p侧电极40可以覆盖p型氮化物半导体层23的表面的大致整体。p侧电极40例如由包括钯（Pd）层和铂（Pt）层的层叠结构（Pd/Pt）等形成。替代其，p侧电极40可以使用银（Ag）层。
衬底10能够选择适合形成以非极性面或半极性面为主面的半导体层叠结构20的材料。具体而言，能够使用氮化镓（GaN）。替代GaN，能够使用氧化镓（Ga2O3）、碳化硅（SiC）、硅（Si）或蓝宝石等。例如，在衬底10的主面上外延生长以m面为主面的包含活性层22的半导体层叠结构20的情况下，能够使用m面GaN衬底。另外，在外延生长以（20-2-1）面为主面的包含活性层22的半导体层叠结构20的情况下，使用（20-2-1）面GaN衬底即可。另外，也能够使用m面SiC衬底或m面蓝宝石衬底。但是，如报告的在r面蓝宝石衬底上生长a面GaN的那样，为了使以m面为主面的活性层22生长，衬底10的表面必须为m面。另外，在衬底10以外的其它的衬底之上形成半导体层叠结构20，之后将半导体层叠结构20从其它的衬底剥离，进而将半导体层叠结构20贴在衬底10。
n型氮化物半导体层21例如由n型的AluGavInwN（其中，u＋v＋w＝1、u≥0、v≥0、w≥0）半导体形成。作为n型掺杂剂能够使用例如硅（Si）。n型掺杂剂中例如可以使用氧（O）等替代Si。
p型氮化物半导体层23例如由p型的AlsGatN（其中，s＋t＝1，s≥0，t≥0）半导体形成。作为p型掺杂剂例如能够使用镁（Mg）。替代p型掺杂剂除了Mg，例如也可以使用锌（Zn）或铍（Be）等。p型氮化物半导体层23中，Al的组成比s可以在厚度方向一样，Al的组成比s也可以在厚度方向连续地或阶段地变化。具体而言，p型氮化物半导体层23的厚度例如为0.1μm～2μm程度。
另外，p型氮化物半导体层23中，也可以在与p侧电极40的界面的附近的Al的组成s为0，即可以为GaN。另外，在该情况下，GaN中高浓度地包含p型的杂质，也可以作为p型接触层发挥作用。因此，虽然为图示，但是在p型氮化物半导体层23和p侧电极40之间可以设置由p+-GaN形成的接触层。
活性层22具有例如由厚度为3nm～20nm程度的Ga1-xInxN阱层（其中，0＜x＜1）和厚度为5nm～30nm程度的GaN势垒层交替层叠而形成的GaInN/GaN构成的多量子阱（MQW）结构。从半导体发光元件101出射的光的波长，由构成活性层22的氮化物半导体的带隙的大小、具体而言作为作为阱层的半导体组成的Ga1-xInxN半导体的In的组成x决定。
衬底10具有彼此相对的第1主面和第2主面，第1主面与半导体层叠结构20的n型氮化物半导体层21接触。第2主面成为取出由活性层22发出的偏振光的出射面。本实施方式中，在作为光的出射面的第2主面形成有多个凸部和多个凹部相互平行地呈条纹状延伸的条纹结构50。
如图3（a）所示，条纹结构中，俯视时的延伸方向相对于来自活性层22的光的偏振方向具有角度θ。另外，如图3（b）所示，条纹结构50包括凸部50a的凹部50b。并且，本实施方式的特征在于，如图3（c）和图3（d）所示，在凹部50b的表面设置有微细的凹凸结构51。该微细的凹凸结构51具有与形成在衬底10的第2主面的凹部50b相比充分小的截面形状。此外，本说明书中，将在凹部50b的至少表面形成的微细的凹凸结构50称为“纹理（texture）”。
凸部50a具有与作为出射面的第2主面大致平行的上表面50d。凹部50b包含与上表面50d不平行的至少1个斜面50c和底面50e。以下、本说明书中，有时将凹部50b的斜面50c的底面50e一并称为内表面。另外，如图3（d）所示，斜面50c可以包括多个斜面。另外，条纹结构50可以为不具有上表面50d或底面50e的结构。另外，斜面50c和底面50e可以由曲线构成。另外，条纹结构50不需要形成在第2主面的整个面，可以形成在其一部分。
如图4（a）～图4（h）所示，条纹结构50的凸部50a和凹部50b能够获得各种方式。图4（a）～图4（h）是条纹结构50的平面形状和截面形状的例示。在此，仅关注条纹结构50，设置于凹部50b的微细的凹凸结构（纹理）51省略。
例如，图4（a）是凸部50a的截面形状为梯形，凹部50b的截面形状为三角形的例子。在该情况下，为不具有底面50e的结构。
图4（b）是凸部50a的截面形状为三角形，凹部50b的截面形状为梯形的例子。在该情况下，为不具有上表面50d的结构。
图4（c）是凸部50a的截面形状和凹部50b的截面形状均为方形的例子。
图4（d）是凹部50b的截面形状为曲面状，凸部50a具有上表面50d的情况下的例子。
图4（e）是凹部50b的截面形状为曲面状，在凸部50a不具有上表面50d的情况下的例子。
图4（f）是凹部50b形成在第2主面的一部分的例子。
图4（g）是凸部50a形成在第2主面的一部分的例子。
图4（h）是条纹状的凹部50b不连续地形成的情况下的例子。
以上是条纹结构50的截面形状和平面形状的例示。本发明中，在衬底10的第2主面设置的条纹结构50为在俯视时在规定的方向上延伸地配置的凹凸结构体，在凹部包含微细的凹凸结构（纹理）51即可。
以下详细说明条纹结构50的特征。
当关注于光在与偏振方向垂直的方向上传播的性质时，条纹结构50的延伸方向与来自活性层22的光的偏振方向所成角度θ具有重要的意义。在此，使用图5和图6对其进行说明。
图5表示评价配光特性的模拟计算所用的条纹结构50的结构。图5（a）表示条纹结构50的平面结构。图5（b）表示角度θ为0°的情况下的X-X方向上的截面结构。图5（c）表示角度θ为0°的情况下的Y-Y方向上的截面结构。图5（d）表示角度θ为90°的情况下的X-X方向上的截面结构。图5（e）表示角度θ为90°的情况下的Y-Y方向上的截面结构。图中中虚线所示的箭头表示来自某发光点的光的放出的样子。
在此，为了使凹凸状的条纹结构50简化，凹部50b采用深度为L1、宽度为L1的截面方形。凸部50a的上表面的宽度为L2，从凸部50a的上表面50d至活性层22的距离为T。在此，当设L1与T的比的值为A（A＝L1/T）、L2与L1的比的值为B（B＝L2/L1）时，条纹结构50能够由θ、A和B这三个参数表示。在A的值小的情况下，与相对于半导体发光元件的大小形成小的凹部50b的情况相当。另外，A为不到1的值。在B的值小的情况下，与上表面50d的面积减少的情况相当。在B的值为0的情况下，与不具有凸部50a的上表面50d的结构相当。另外，在B的值小的情况下，可以认为是以高密度形成有凹部50b情况。
如图5（b）所示，在角度θ＝0°的情况下的X-X方向上，从活性层22放出的光从某发光点呈扇状的扩展。在该情况下，光进入位于着眼的发光点的上部的凸部50a的上表面50d，但是在其以外的上表面50d被凹部50b遮挡。对此，如图5（d）所示，在角度θ＝90°的情况下的X-X方向上，从活性层22放出的光入射到与条纹结构50垂直的方向。图6表示固定为A＝0.1、使角度θ以0°、25°、45°和90°变化、通过计算算出B的值与入射到凸部50a的上表面50d的光的比例的关系的结果。虚线表示凸部50a的上表面50d的面积与凹部50b的表面的面积之比的值。即，虚线相当于单纯根据表面积算出凹部50b的影响的情况。在此，入射到作为纵轴的凸部50a的上表面50d的光的比例以1为最大值进行标准化。另外，将该值从1减去之后的值表示入射到凹部50b表面的比例。可知在从进行了计算的B＝0.1至3.0的宽的范围中，越增大角度θ，能够越增大入射到凸部的上表面50d的光的比例。换言之，在包含具有偏振特性的活性层22的氮化物半导体发光元件的光出射面形成条纹结构50的情况下，通过减小角度θ即设定为0°以上45°以下，能够使更多的光入射到凹部50b的表面。B的值在1.7以下的范围中，θ＝0°的值是比虚线表示的值充分小的值。即，在具有这种偏振特性的活性层22的情况下，凹部50b的表面的影响不能够单纯根据表面积推定，需要考虑角度θ。尤其是可以说在角度θ为0°以上25°以下的范围中，能够充分抑制入射到凸部50a的上表面的光，具有不能够单纯根据表面积推定的特性。
图7是固定为θ＝0°、使B的值以0.2、0.5、0.7、1.0、1.5和2.0变化，通过计算来算出A的值与入射到凸部50a的上表面50d的光的比例的关系的结果。A的值是表示凹部50b的大小的参数，A＝0.5意味着凹部50b相当于衬底的厚度的二分之一，A＝0.1意味着凹部50b相当于衬底的厚度的10％。
如图7所示，入射到凸部50a的上表面50d的光的比例对A的值的依赖性小，在0.4左右比较稳定。另外，表示当B的值大于1.0时，A的值在0.4至0.5的范围具有极小值的特性。因此，在B的值大的情况下，通过适当设定A的值，能够一定程度控制入射到凸部50a的上表面50d的光的比例。
当光入射到某个面时，某个面的法线方向与入射方向所成角度为入射角θi的情况下，具有该入射角θi变大时，难以受到入射面的凹凸的影响的特性。这被称为瑞利判据，在入射光的发光波长为λ、某个面的表面的凹凸的标准偏差为h的情况下，
h＜λ/8cos（θi）
的条件下，入射光难以受到面的凹凸的影响。认为h与L1大致相等时，为了使入射到条纹结构50的光之中95％受到凹部50b和凸部50a的影响，使L1≥λ/0.628。在波长为450nm的情况下，凹部50b的深度L1需要为717nm以上。
为了使入射到条纹结构50的光之中99％受到凹部50b的凸部50a的影响，使L1≥λ/0.126。在波长为450nm的情况下，凹部50b的深度L1需要为3581nm以上。
但是，实际上，L1的值不能够实现衬底的厚度以上的高度。通过使L1的值为衬底的厚度的二分之一左右以下，在形成条纹结构50后，能够保持衬底的刚性，所以不产生使用上的问题。另外，通过使L1的值为衬底的厚度的三分之一程度以下，当使发光元件小片化时，能够避免在所期望的部位以外的区域被分割的问题。
根据以上的结果，关于条纹结构50的凸部50a和凹部50b，为了增大凹部50b的影响，条纹结构50的延伸方向与来自活性层22的光的偏振方向所成角度θ可以为0°以上45°以下。另外，角度θ可以为在0°以上25°以下的范围内。
凸部50a的上表面50d的宽度L2的凹部50b的宽度L1的比B（B＝L2/L1）的值可以为1.7以下。L1的值可以为717nm以上。另外，L1的值可以为3581nm以上。另外，L1的值可以为衬底的厚度的二分之一左右以下。另外，L1的值可以为五分之二左右以下，也可以为三分之一左右以下。
接着，详细说明形成在凹部50b的表面的微细的凹凸结构（纹理）51。
虽然如上所述设置有凹部50b，但光的取出效率的提高为主导的（主要的），所以对凹部50b的表面的状态被放出至外部的光的特性具有较大的影响。
图8（a）表示比较用的、在凹部50b的表面不设置微细的凹凸结构51的现有的结构的情况下、入射到凹部50b的表面的光的光路。图8（b）表示在凹部50b的表面设置有微细的凹凸结构51的本实施方式的的情况下、入射到凹部50b的表面的光的光路。
如图8（a）所示，在不设置微细的凹凸结构51的现有的结构的情况下，透过光中，正透过光为主导。即，透过光在由凸部50a的折射率、存在于凹部50b的内部的物质的折射率和入射光的入射角决定的方向上出射。具有凸部50a和凹部50b的结构反复而形成的周期结构的情况下，有时光在特定的方向上光被增强，显示配光分布特性具有振幅地扭曲的特性。
对此，如图8（b）所示，在凹部的表面（内表面）设置微细的凹凸结构51的本实施方式的情况下，透过光具有正透过光的成分和扩散透过光的成分，所以光在向各个的方向扩散的状态下被取出至外部。其结果为，能够使配光分布特性接近无指向性的、所谓的朗伯形状。并且，能够抑制凹部50b的表面的全反射成分。因此，光取出的效率提高，能够进行高输出化。为了确认该效果，进行了使用光线跟踪法的计算。
图9（a）～图9（c）表示配光分布特性的计算结果。图9（a）表示比较用的、对具有镜面状的光取出面的发光元件进行的、使用光线跟踪法的配光分布特性的计算结果。在此，发光元件的芯片尺寸为450μm见方，衬底10的厚度为100μm。如图9（a）所示，受到从芯片的侧面出射的光的影响，形成在与芯片的主面的方向成±70°附近具有峰值的辐射形状。
图9（b）表示比较用的、对条纹状的凹部50b的表面（内表面）为镜面的发光元件进行的、使用光线跟踪法的配光分布特性的计算结果。在此，凸部50a的上表面的宽度为大致0μm，凹部50b的宽度为20μm，凹部50b的深度为25μm。发光元件的芯片尺寸为450μm见方，衬底10的厚度为100μm。在该情况下，如图9（b）所示，由于截面凹凸状的条纹结构50的影响，形成具有多个峰值的辐射形状。
图9（c）是表示对与本实施方式相当的发光元件进行的、使用光线跟踪法的配光分布特性的计算结果。在此，凸部50a的上表面的宽度为大致0μm，凹部50b的宽度为20μm，凹部50b的深度为25μm。并且，仅在凹部50b的表面（内表面）定义理想的朗伯扩散面，凸部50a的上表面定义为镜面进行了计算。发光元件的芯片尺寸为450μm见方，衬底10的厚度为100μm。在该情况下，如图9（c）所示可知，通过由凹部50b的表面进行的扩散，辐射形状接近朗伯形状。这样，在凹部50b的表面、即内表面设置扩散面（纹理），能够使辐射形状接近朗伯形状。
图10表示本实施方式的半导体发光元件的光取出的计算评价结果。纵轴是以光取出面为镜面的情况为1进行了标准化。图中的虚线表示在不设置由凸部50a和凹部50b形成的条纹结构50的比较用的结构中、在光取出面定义朗伯扩散面的情况下的计算结果。比较用的光取出的比率的值为1.25。
图中的标记□表示在光取出面设置有条纹结构50的情况下的计算结果，凹部50b的表面为镜面。横轴表示凸部50a的上表面的面积对凹部50b的表面的面积之比的值。凹部50b的截面形状呈宽度和深度均为20μm的V字状。该情况下的光取出比率的值为1.5左右。
图中的标记◆表示凹部50b的截面形状是宽度和深度均为20μm的V字状，表示在凹部50b的表面定义有朗伯扩散面的情况下的计算结果。即，与本实施方式相当。在该情况下，光取出比率的值表示为2.0以上。此外，根据标记□和虚线能够设想的光取出比率（标记□的结果和虚线的结果的积）的值为1.9左右。因此可知，本实施方式的光取出比率的值比根据标记□和虚线能够设想的光取出比率的值大。另外，凸部50a的上表面50d的面积对凹部50b的表面的面积之比的值越小，表示越高的光取出比率。
本实施方式中，可知通过由凸部50a和凹部50b形成的条纹结构50以及形成在凹部50b的表面的微细的凹凸结构（纹理）51的协同效应，能够实现不能够容易设想的、光取出效率的提高。
微细的凹凸结构51的表面粗糙度Ra可以为λ/30以上λ×5以下。另外，可以为λ/30以上λ×3以下。另外，可以为λ/4以上λ×3以下。在此，λ为从活性层22出射的光的波长。Ra位于λ/30≤Ra≤λ×3的范围时，从凹部50b的表面透过的光受到被称为瑞利散射、米氏散射的效果。表面粗糙度在λ/2以上时，扩散成分增加。
具体而言，使在活性层22中产生的偏振光的波长为450nm时，表面粗糙度Ra可以为15nm以上2.25μm以下。另外，表面粗糙度Ra可以为15nm以上1.35μm以下。另外，表面粗糙度Ra可以为113nm以上1.35μm以下。其中，表面粗糙度Ra需要比L1的值小。在此，表面粗糙度Ra能够通过激光显微镜（Keyence公司制造VK-X200）等测定。在以截面观看测定的面时，能够通过“JIS B0601”规定的算术平均粗糙度求出。按照“JIS B0601”测定测定面的截面曲线，根据截面曲线求出波浪曲线，从截面曲线减去波浪曲线。即，通过进行从截面曲线仅提取粗糙度的操作，能够获得粗糙度曲线。按照“JIS B0601”定义的坐标系，使测定面方向为X轴、测定截面方向为Z轴。
波浪（うねり）是指以比粗糙度大的间隔形成的表面的周期的起伏，在本发明中，凹部50b与波浪相当。在此，为了简化说明，通过在凹部50b延伸的方向上采用测定截面进行说明。
在如上所述使用测定截面的情况下，不需要考虑条纹结构50的较大的凹凸形状形成的波浪。其结果，波浪曲线为直线，所以测定误差降低，能够求出准确的表面粗糙度Ra。能够在X轴方向上仅提取基准长度l，在该提取部分中应用最小二乘法，通过以下的公式（1）进行表示。
f ( x ) = Σ k = 0 1 a k x k .....式(1)
在此，ak满足以下的式（2）。
∫ 0 h { Z ( x ) - f ( x ) } 2 dx ≤ ∫ 0 h { Z ( x ) - ( cx + b ) } 2 dx ...式(2)其中，c、b为任意的值。
此时，算术平均粗糙度Ra为将Z（x）和f（x）的偏差的绝对值进行平均而得到的值，能够通过以下的式（3）求出。
Ra = 1 l ∫ 0 h | Z ( x ) - f ( x ) | dx .....式(3)
具体而言，使用激光显微镜等能够高倍率观察的显微镜，以上述的截面观察测定面，能够根据截面曲线获得波浪曲线的的粗糙度曲线。但是，在不满足“JIS B0601”中规定的基准长度l的情况下，通过尽可能选择长度l，能够以高精度测定算术平均粗糙度Ra。在选择的区域内，以一定的间隔取100个X值（X1～X100），测定各自的X值的Z值（Z（X1）～Z（X100））。能够根据测定的Z值使用最小二乘法求出f（x）。在求出的f（x）中，表面粗糙度Ra能够通过以下的公式（4）求去。
（制造方法）
以下，参照图3（a）～图3（d）说明第1实施方式的半导体发光元件的制造方法。
首先，如图3（b）所示，利用有机金属化学气相沉积（MOCVD）法等，使n型氮化物半导体层21在以m面为主面的由n型GaN构成的衬底10的主面上外延生长。在此，衬底10的主面通过选择半极性面和非极性面任一者，能够制作具有偏振特性的活性层。n型氮化物半导体层21的生长，作为n型掺杂剂例如使用硅（Si），供给作为镓源的三甲基镓（TMG：Ga(CH3)3）和作为氮源的氨（NH3），使生长温度在900℃以上1100℃以下程度。由此，形成厚度为1μm～3μm程度的由GaN构成的n型氮化物半导体层21。其中，此处的衬底10为晶片状态，能够一次制作多个成为半导体发光元件的发光结构体。
接着，在n型氮化物半导体层21上生长由氮化物半导体构成的活性层22。活性层22例如使由厚度15nm的In1-xGaxN构成的阱层和由厚度10nm的GaN构成的势垒层交替层叠，成为InGaN/GaN多量子阱（MQW）结构。当形成由In1-xGaxN构成的阱层时，使生长温度下降至700℃～800℃程度，以使得In可靠地进入生长中的阱层。根据半导体发光元件的用途选择发光波长，决定与波长相应的In组成比x。例如在令波长为450nm（蓝色）的情况下，将In组成比x决定为0.25～0.27程度。另外，在令波长为520nm（绿色）的情况下，将In组成比x决定为0.40～0.42程度。另外，在令波长为630nm（红色）的情况下，将In组成比x决定为0.56～0.58程度。
接着，在活性层22上外延生长p型氮化物半导体层23。p型氮化物半导体层23的生长中，作为p型杂质，例如使用二茂镁（Cp2Mg，Bis(cyclopentadienyl)magnesium），供给TMG和NH3作为原料，使生长温度在900℃以上1100℃以下程度。由此，在活性层22上形成厚度50nm～500nm程度的由p型GaN构成的p型氮化物半导体层23。在p型氮化物半导体层23中也可以包含厚度15nm～30nm程度的p型AlGaN层。通过设置p型AlGaN层，能够抑制作为载流子的电子的溢出（overflow）。另外，也可以在活性层22和p型氮化物半导体层23之间设置不掺杂GaN层。
接着，为了实现掺杂于p型氮化物半导体层23的Mg的活性化，在800℃～900℃程度的温度下进行20分钟左右的热处理。由此，在衬底10的主面上形成依次外延生长而形成的半导体层叠结构20。
接着，利用光刻法和使用氯（Cl2）类气体的干法蚀刻，对形成至p型氮化物半导体层23的半导体层叠结构20有选择地进行蚀刻。由此，将p型氮化物半导体层23、活性层22和n型氮化物半导体层21的一部分除去而形成凹部31，使n型氮化物半导体层21的一部分露出。
接着，以与n型氮化物半导体层21的从凹部31露出的区域接触的方式，有选择地形成n侧电极30。在此，作为n侧电极30例如形成钛（Ti）和铂（Pt）的层叠膜（Ti/Pt层）。
接着，以与p型氮化物半导体层23上接触的方式，有选择地形成p侧电极40。例如，形成钯（Pd）和铂（Pt）的层叠膜（Pd/Pt层）作为p侧电极40。之后，进行热处理，使Ti/Pt层和n型氮化物半导体层21之间、以及Pd/Pt层和p型氮化物半导体层23之间分别合金化。其中，n侧电极30和p侧电极40的成膜的顺序并无特别要求。
接着，对衬底10的与n型氮化物半导体层21相反侧的面（背面）进行研磨，使该衬底10薄膜化。在此，衬底10薄膜化至成为50μm以上150μm以下程度的厚度。
接着，形成条纹结构50。条纹结构50的形成例如通过使用接触曝光装置的方法、使用电子线描画装置的方法或使用步进装置的方法进行条纹状的抗蚀剂图案化。之后，通过干式蚀刻法，在抗蚀剂图案的各开口部各自形成凹部50b即可。微细的凹凸结构（纹理）51的形成例如通过使用纳米压印的方法或使用电子线描画装置的方法进行微细的抗蚀剂图案形成。之后，通过干式蚀刻法，在各凹部50b的表面（内表面）形成微细的凹凸结构51即可。
另外，条纹结构50的形成能够使用例如使用切割刀片（Dicingblade）的研磨法、或利用高密度脉冲激光进行的热熔法等。当采用这些方法时，能够同时形成具有凸部50a和凹部50b的条纹结构50以及凹部50b的表面的微细的凹凸结构51。并且，不需要抗蚀剂图案化工程，所以也具有工序简略化的优点。
例如，在使用切割刀片的研磨法中，通过使用直型刀片，能够形成截面方形的凹部。另外，当使用侧面具有锥形的刀片时，能够形成截面V字状或截面梯形的凹部。凹部50b的宽度由使用刀片（blade）的厚度决定。凹部50b的深度由研磨表面和刀片的设定位置决定。凸部50a的宽度决定切割刀片的进给量决定。微细的凹凸结构51的条纹结构50延伸的方向的线截面粗糙度Ra能够由刀片表面的研磨面的孔的粗糙度控制。当使用这种切割刀片进行研磨时，在研磨面能够形成100nm以上1μm以下程度的微细的凹凸结构51。
在利用高密度脉冲激光进行的热熔法中，在激光所扫描的区域形成凹部50b。另外，通过脉冲改变激光的强度，所以在凹部50b的表面，在形成凹部50b时，同时形成伴随激光的强度改变的微细的凹凸结构51。凹部50b的截面形状和微细的凹凸结构51的表面粗糙度Ra能够通过激光的焦点位置和扫描速度控制。
例如，在微细的凹凸结构51的条纹结构50延伸的方向上的线截面粗糙度Ra增大的情况下，可以降低激光的扫描速度、或使激光的焦点位置远离衬底10。相反，在线截面粗糙度Ra减小的情况下，可以提高激光的扫描速度、或使激光的焦点位置接近衬底10。
在衬底10的主面的法线方向与凹部50b的斜面50c所成角度减小的情况下，可以提高激光的扫描速度、或使激光的焦点位置远离衬底10。相反，在衬底10的主面的法线方向与凹部50b的斜面50c所成角度增大的情况下，可以降低激光的扫描速度、或使激光的焦点位置接近衬底10。
具体而言，激光的扫描速度可以为例如50mm/s以上300mm/s以下。在该情况下，衬底10的主面的法线方向与凹部50b的斜面50c所成角度能够控制在15°以上75°以下的范围。另外，激光的扫描速度例如在50mm/s以上300mm/s以下的范围内，微细的凹凸结构51的条纹结构50延伸的方向的线截面粗糙度Ra能够控制在20nm以上1μm以下程度的范围。使用利用高密度脉冲激光进行的热熔形成条纹结构50的情况下，可以通过湿式蚀刻去除由于热溶而附着的残渣。湿式蚀刻所使用的溶液能够使用例如盐酸（HCl）、硝酸（HNO3）或氢氧化钾（KOH）。
接着，使用激光溶融装置，在晶片状的半导体发光元件101上形成分离槽，之后，使用刨片（Braking）装置将晶片状的半导体发光元件101分割为小片（芯片）。由此，如图3（a）～图3（c）所示，能够获得在条纹结构50的凹部50b的表面具有微细的凹凸结构51的半导体发光元件101。
此外，半导体层叠结构20中，替代在主面为m面的由n型GaN形成的衬底10上生长的氮化物半导体层，例如可以使用在SiC衬底、蓝宝石衬底、LiAlO2衬底、Ga2O3衬底或Si衬底之上生长的m面氮化物半导体层。在该情况下，在SiC衬底等的异质衬底的上部在使氮化物半导体层外延生长之前形成条纹结构50。之后，进行外延生长，进而使用激光剥离法等将异质衬底剥离时，在进行外延生长前形成的异质衬底的条纹结构50被转印到作为氮化物半导体的半导体层叠结构20。因此，在将异质衬底剥离后，能够获得具有条纹结构50的半导体发光元件101。通过以上的方法，也能够制作半导体发光元件101。
在此，衬底10之上使由氮化物半导体形成的半导体层叠结构20从m面外延生长，衬底10所用的SiC衬底或蓝宝石衬底的主面的面方位也可以为m面。其中，如报告的a面GaN在以r面为主面的蓝宝石衬底之上生长的方式，为了使以m面为主面的氮化物半导体层生长，由n型GaN形成的衬底10的主面并不需要一定为m面。至少活性层22的主面（生长面）与m面平行，其结晶生长的生长方向与m面垂直即可。
（第1实施方式的第1变形例）
图11表示第1实施方式的第1变形例。以下的变形例中，对结构上的不同和制法上的不同进行说明。
图11表示第1变形例的半导体发光元件101的、与图4（a）等的X-X方向相当的方向的截面结构。如图11所示，在本变形例的条纹结构50的凸部50a的上表面50d也形成有与凹部50b的内表面同样的微细的凹凸结构（纹理）51。
这样，在条纹结构50的凸部50a的上表面50d也形成有微细的凹凸结构51，所以能够使出射光从凸部50a的上表面50d扩散。因此，能够改善出射光的配光分布特性。另外，从凸部50a的上表面50d取出光的效率提高，所以能够提高半导体发光元件101的光输出。
表示在凸部50a的上表面50d形成微细的凹凸结构51的方法的一例。
首先，提高使用纳米压印或电子线描画装置的方法，对衬底10的第2主面进行微细的抗蚀剂图案化。之后，提高干式蚀刻法，在凸部50a的上表面50d形成微细的凹凸结构51。接着，提高使用切割刀片的研磨法或使用高密度脉冲激光的热熔法等，在多个凹部50b及其表面形成微细的凹凸结构51。
（第1实施方式的第2变形例）
图12表示第1实施方式的第2变形例。以下的变形例中，对结构上的不同和制法上的不同进行说明。
图12表示第2变形例的半导体发光元件101的、与图4（a）等的X-X方向相当的方向的截面结构。如图12所示，本变形例的半导体发光元件101中，n侧电极30形成在具有条纹结构50的衬底10的出射面（背面）上。即，n侧电极30不直接形成在半导体层叠结构20的n型氮化物半导体层21。因此，半导体层叠结构20不设置使n型氮化物半导体层21露出的凹部31。
本变形例中，需要使衬底10具有导电性。因此，衬底10能够使用例如氮化镓（GaN）、碳化硅（SiC）或氧化锌（ZnO）等半导体衬底。n侧电极30包括例如由Ti层和Pt层形成的层叠结构（Ti/Pt）等，设置成覆盖条纹结构50的一部分。另外，作为n侧电极30可以使用以铝（Al）为主成分的金属层叠结构。
根据本变形例的半导体发光元件101，不需要在半导体层叠结构20设置凹部31，半导体发光元件101的结构变得简单，所以能够降低制造成本。
本变形例的半导体发光元件101例如能够通过以下的方法制作。
首先，在衬底10的第1主面10a之上使半导体层叠结构20外延生长。之后，对作为衬底10的背面的第2主面10b进行研磨，至整体的厚度为100μm左右。
接着，利用上述的方法，在衬底10的第2主面10b形成具有凹部50a和凸部50b的条纹结构50。之后，在凹部50b表面形成微细的凹凸结构51。在此，凹部50b及其表面的微细的凹凸结构51可以通过利用刀片切割进行的研磨法或使用高密度脉冲激光的热熔法等同时形成。之后，在形成有条纹结构50的衬底的第2主面10b之上有选择地形成由Ti/Pt形成的作为层叠膜的n侧电极30。另一方面，在p型氮化物半导体层23之上形成由Pd/Pt形成的作为层叠膜的p侧电极40。之后，进行热处理，使Ti/Pt层和衬底10的之间以及Pd/Pt层和p型氮化物半导体层23的p型接触层的之间分别合金化。由此，获得分别与衬底10和p型接触层电连接的n侧电极30和p侧电极40。
这样，能够制作图12所示的第2变形例的半导体发光元件101。
如以上说明的方式，在第1实施方式中，在具有出射偏振光的活性层的氮化物半导体发光元件中，在光的出射面形成条纹结构50，且将来自活性层22的光的偏振方向与条纹结构的延伸方向所成角度θ设定在0°以上45°以下的范围，并且，在凹部50b的表面形成微细的凹凸结构（纹理）51，由此能够实现配光分布特性的改善和光输出的提高。
（第2实施方式）
以下参照附图对第2实施方式进行说明。
图13表示第2实施方式的半导体发光元件，表示与图4（a）等的X-X方向相当的方向的截面结构。在以下的说明中，省略与第1实施方式通用部分的说明，对结构上的不同和制法上的不同进行说明。
如图13所述，第2实施方式的半导体发光元件102的特征在于，以与衬底10的第2主面10b接触的方式至少具备一个由与衬底10不同的材料形成透光性部件13。
本实施方式的半导体发光元件102中，透光性部件13的作为衬底10的相对面的第1主面13a，与衬底10的作为与半导体层叠结构20的相反侧的面的第2主面10b接触。另外，在透光性部件13的作为与衬底10的相反侧的面的第2主面13b具有交替形成的多个凸部50a和凹部50b，在各凹部50b的表面设置有形成有微细的凹凸结构51的条纹结构50。
另外，与第1实施方式相同，条纹结构50的延伸方向与活性层22的偏振方向所成角度θ在0°以上45°以下。
各凸部50a的形状和大小、各凹部50b的形状和大小、微细的凹凸结构51的条纹结构50的延伸方向上的线截面粗糙度Ra、以及条纹结构50的延伸方向与第1实施方式相同。
另外，衬底10的透光性部件13的界面可以为平坦。
根据在第1实施方式中说明过的机制，在横切光取出路径的位置具有在凹部50b的表面（内表面）具有微细的凹凸结构51的条纹结构50，该条纹结构50的延伸方向与活性层22的偏振方向所成角度θ为0°以上45°以下时，能够实现配光分布特性的改善的光取出效率的提高。
透光性部件13能够使用例如使从活性层22发出的偏振光透过的氧化硅（SiO2）、氮化硅（SiN）、碳化硅（SiC）、氧化钛（TiO2）、氧化锌（ZnO）、蓝宝石、氧化锂铝（LiAlO2）或氧化镓（Ga2O3）等、与GaN半导体不同的材料。另外，也能够使用有机硅树脂、丙烯酸树脂或玻璃等透光性材料。另外，透光性部件13可以包括吸收从活性层22发出的光并将其转换为不同的波长的荧光体材料。
一般而言，对GaN那样的氮化物类半导体进行的干式蚀刻，蚀刻速率低，难以控制侧壁的形状。因此，透光性部件13使用容易干式蚀刻或湿式蚀刻的材料，由此条纹结构50的形成和微细的凹凸结构51的形成变得容易。
例如，透光性部件13使用SiO2或SiN的情况下，能够通过使用包含氢氟酸（HF）的水溶液等进行的湿式蚀刻形成微细的凹凸结构51。另外，通过选择适当的透光性材料，透光性部件13的折射率n0相对于与设置有条纹结构50的第2主面13b接触的外部的介质的折射率nt和衬底10的折射率n1，能够满足nt＜n0＜n1。这样，折射率以从n1至nt阶段性地变化，由此，能够高效地将从活性层22发出的光取出至外部。
在衬底10的透光性部件13的界面平坦的情况下，从活性层22发出的光，以大致维持偏振方向的状态入射到透光性部件13。入射到透光性部件13的光强烈受到形成在凹部50b的表面的微细的凹凸结构51的影响，所以能够进行在第1实施方式中说明过的、配光分布特性的改善和光输出的提高。
（制造方法）
以下说明第2实施方式的半导体发光元件的制造方法。使用与在第1实施方式中说明的方法相同的方法，制作元件分离前的半导体发光元件102。在该阶段中，不在光的出射面形成条纹结构。
接着，在衬底10的第2主面10b成膜或粘贴透光性部件13。
在透光性部件13使用SiO2或SiN的情况下，通过等离子体化学气相沉积法等进行成膜。当膜厚增大时，膜质降低，透光性部件13的光的透过率容易降低。因此，透光性部件13的膜厚可以为10μm以下。之后，如上所述，通过利用刀片切割进行的研磨法或利用高密度脉冲激光进行的热熔法，能够在形成条纹结构50的同时形成凹部50b的表面的微细的凹凸结构51。SiO2或SiN比GaN或蓝宝石等软，所以容易进行研磨或热熔。
在透光性部件13使用有机硅树脂或丙烯酸树脂的情况下，能够使用模铸法。准备构成条纹结构50的凹凸形状和至少其表面还具有微细的凹凸结构的模具。接着，在准备的模具中投入半导体发光元件102后，使树脂材料流入模具与衬底10的第2主面10b的间隙，由此，能够在第2主面10b的表面形成条纹结构50。另外，如上所述，在形成由有机硅树脂或丙烯酸树脂形成的平坦的树脂层后，可以使用利用刀片切割进行的研磨法或利用高密度脉冲激光进行的热熔法，在凹部50b及其表面同时形成微细的凹凸结构51。
另外，可以利用有机硅树脂、丙烯酸树脂或玻璃等，另外形成具有条纹结构50和微细的凹凸结构51的透光性部件13，并将其贴合在衬底10的第2主面10b。
另外，在衬底10使用异质衬底并且将该异质衬底从半导体层叠结构20剥离的结构的半导体发光元件的情况下，异质衬底被剥离了的半导体层叠结构20能够应用本实施方式的透光性部件13。此外，本实施方式的条纹结构50设置在半导体层叠结构50和透光性部件13中的至少一者。
（第2实施方式的第1变形例）
以下参照图14说明第2实施方式的第1变形例。
如图14所示，第1变形例的半导体发光元件102，使衬底10的第2主面10b从透光性部件13露出，衬底10的露出的区域之上直接形成n侧电极30。
在该情况下，衬底10需要具有导电性。因此，衬底10能够使用GaN、SiC或ZnO等的半导体衬底等。不需要在半导体层叠结构20设置凹部31，所以元件结构变得简单，能够减少制造成本。
（第2实施方式的第2变形例）
以下参照图15说明第2实施方式的第2变形例。
如图15所示，第2变形例的半导体发光元件102中，在具有条纹结构50和凹部50b的透光性部件13之上直接形成n侧电极30。
在该情况下，透光性部件13和衬底10需要具有导电性。透光性部件13的材料能够使用SiC或ZnO等的半导体材料、或氧化铟锡（ITO）等的透明电极。衬底10能够使用GaN、SiC或ZnO等的半导体衬底等。
这样，采用本变形例时，使透光性部件13具有导电性，由此容易使电流值在横方向上扩散，所以能够避免电流击中等的问题。
另外，不需要在半导体层叠结构20设置凹部31，所以元件结构变得简单，能够减少制造成本。
（第2实施方式的第3变形例）
以下参照图16说明第2实施方式的第3变形例。
如图16所示，第3变形例的半导体发光元件102中，在具有条纹结构50和凹部50b的衬底10的第2主面10b之上以覆盖该第2主面10b的方式形成透光性部件13。在条纹结构50的凹部50b的表面形成有微细的凹凸结构51。
如图16所示，透光性部件13的表面可以以沿着衬底10的第2主面10b的凹凸形状的方式在第2主面13b形成有与条纹结构50对应的条纹结构50A。
另外，虽然未图示，但是可以形成为，填埋衬底10的凹部50b，与透光性部件13的外部的介质接触的第2主面13b成为平坦。
衬底10的凹部50b的表面形成有微细的凹凸结构51。但是，微细的凹凸结构51可以不形成在透光性部件13的凹部50b的表面。
透光性部件13的折射率n0相对于与设置有条纹结构50A的第2主面13b接触的外部的介质的折射率nt和衬底10的折射率n1，满足nt＜n0＜n1即可。
在本变形例中，使n侧电极30直接形成在半导体层叠结构10的n型氮化物半导体层21的露出区域之上。因此，衬底10和透光性部件13不需要具有导电性。
（第2实施方式的第4变形例）
以下参照图17说明第2实施方式的第4变形例。
如图17所示，第4变形例的半导体发光元件102中，在具有条纹结构50和凹部50b的衬底10的第2主面10b之上以覆盖该第2主面10b的方式形成有透光性部件13。
在设置于透光性部件13的条纹结构50A的凹部50b的表面形成有微细的凹凸结构51。另一方面，微细的凹凸结构51不形成在设置于衬底10的条纹结构50的凹部50b的表面。
本变形例中，也与第3变形例相同，衬底10和透光性部件13不需要具有导电性。
（第2实施方式的第5变形例）
以下参照图18说明第2实施方式的第5变形例。
如图18所示，第5变形例的半导体发光元件102中，在具有条纹结构50和凹部50b的衬底10的第2主面10b之上以覆盖该第2主面10b的方式形成有透光性部件13。
设置于衬底10的条纹结构50的凹部50b的表面和设置于透光性部件13的条纹结构50A的凹部50b的表面均形成有微细的凹凸结构51。
本变形例中，也与第3变形例相同，衬底10和透光性部件13不需要具有导电性。
（第2实施方式的第6变形例）
以下参照图19说明第2实施方式的第6变形例。
如图19所示，第6变形例的半导体发光元件102中，在具有条纹结构50和凹部50b的衬底10的第2主面10b之上以覆盖该第2主面10b的方式形成有透光性部件13。在条纹结构50的凹部50b的表面形成有微细的凹凸结构51。本变形例中，在透光性部件13的凹部50b的表面不形成微细的凹凸结构51，但是可以形成微细的凹凸结构51。
将透光性部件13的一部分有选择地除去，使衬底10的第2主面10b露出。n侧电极30直接形成在衬底10的第2主面10b的从透光性部件13露出的区域之上。
此外，透光性部件13中，可以填埋衬底10的条纹结构50的凹部50b，与外部的介质接触的第2主面13b成为平坦。
本变形例的情况下，衬底10需要具有导电性。因此，衬底10能够使用GaN、SiC或ZnO等的半导体衬底等。
另外，不需要在半导体层叠结构20设置凹部31，所以元件结构变得简单，能够减少制造成本。
（第2实施方式的第7变形例）
以下参照图20说明第2实施方式的第7变形例。
如图20所示，第7变形例的半导体发光元件102中，在具有条纹结构50和凹部50b的衬底10的第2主面10b之上以覆盖该第2主面10b的反射形成有透光性部件13。透光性部件13之上有选择地形成有n侧电极30。另外，衬底10的条纹结构50的凹部50b的表面形成有微细的凹凸结构51。本变形例中，在透光性部件13的凹部50b的表面不形成微细的凹凸结构51，但是可以形成微细的凹凸结构51。
此外，透光性部件13中，可以填埋衬底10的条纹结构50的凹部50b，与外部的介质接触的第2主面13b成为平坦。
本变形例的情况下，透光性部件13和衬底10需要具有导电性。透光性部件13的材料能够使用SiC或ZnO等的半导体材料、或氧化铟锡（ITO）等的透明电极。衬底10能够使用GaN、SiC或ZnO等的半导体衬底等。
另外，不需要在半导体层叠结构20设置凹部31，所以元件结构变得简单，能够减少制造成本。
如以上说明的方式，在本实施方式及其变形例中，在具有出射偏振光的活性层22的氮化物半导体发光元件中，在横切光取出路径的位置形成条纹结构50、50A，且将活性层22的偏振方向与条纹结构50、50A的延伸方向所成角度θ设定在0°以上45°以下的范围。并且，通过在构成条纹结构50、50A的至少一者的凹部50b的表面形成微细的凹凸结构51，能够进行配光分布特性的改善和光输出的提高。
另外，在本实施方式及其变形例中，例示了透光性部件13为一层，但也可以由多层形成。在该情况下，条纹结构50、50A及其凹部50b的表面的微细的凹凸结构51可以形成在衬底10，也可以形成在透光性部件13的任一层或多层。
另外，虽然未特别图示，但是条纹结构50、50A的截面形状能够采用图4（a）～图4（h）所示的各方式。
（第3实施方式）
以下参照附图说明第3实施方式。
图21表示第3实施方式的半导体发光元件，表示与图4（a）等的X-X方向相当的方向的截面结构。在以下的说明中，省略与第1实施方式通用部分的说明，对结构上的不同和制法上的不同进行说明。
如图21所示，第3实施方式的半导体发光元件103中，衬底10的侧面形成为具有微细的凹凸结构51的斜面52。在该方面，与第1实施方式的结构不同。使衬底10的侧面为斜面52，并且，在该斜面52形成微细的凹凸结构51，由此从半导体发光元件（半导体芯片）103的侧面取出光的效率提高。
本实施方式的半导体发光元件103例如能够通过以下的方法进行制作。
首先，与图3所示的第1实施方式的半导体发光元件101相同，通过研磨等将晶片状态的衬底10的背面薄膜化。之后，在通过切割（dicing）从晶片分离半导体芯片时，使用与背面研磨时相同的激光的照射条件，由此能够使衬底10的侧面为斜面52。
此外，通过使本实施方式的衬底10的侧面为斜面52并且在该斜面52形成微细的凹凸结构51而得的光取出提高的效果，适用于第1实施方式和第2实施方式任一者，能够获得相同的效果。
上述的各实施方式及其变形例中，在构成条纹结构50、50A的多个凹部50b中，形成在凹部50b的表面（内表面）的微细的凹凸结构（纹理）51并不一定设置在所有的凹部50b的表面的整个表面。例如，可以不在多个凹部50b中的一部分的凹部50b的表面形成微细的凹凸结构51。
＜实施例1＞
作为实施例1，进行了由使用高密度脉冲激光的热熔法进行的条纹结构的形成的研究。
图22表示高密度脉冲激光的扫描速度与角度α的关系。在此，角度α是指例如衬底10的主面的法线与凹部50a的壁面所成角度。将激光的振荡条件固定，有意地使焦点离开衬底10，增大激光的直径D，由此能够进行加工，使得角度α大于0°。以下，在本实施例中，将从焦点位置离开的距离记为“DF距离”。例如，在标记为“DF＝0.1mm”的情况下，是指激光的焦点距离从衬底10的上表面离开0.1mm的状态。
图22中各个点▲、■和◆是DF＝0.1mm、0.2mm和0.3mm时的角度α的值。角度α如公式（5）所示，能够利用激光的直径D的高度h求出。在此，高度h是指凹部50b的深度。从图22可知，当激光的扫描速度越降低，角度α变得越大。为了增大角度α，除了降低激光的扫描速度之外，存在缩短DF距离、或提高激光的输出等的方法。当提高激光的输出时，高度h变大，根据公式（5）可知，角度α变大。
图23表示激光的扫描速度的表面粗糙度Ra的关系。各测定点■和◆表示DF＝0.2mm和0.3mm时的表面粗糙度Ra。表面粗糙度Ra由于激光的扫描速度增大而变大，所以接近平滑的面。
利用图8（b）和图9（c）述说，在光取出面的内表面设置微细的凹凸结构51，能够增加扩散透过光。该微细的凹凸结构51的表面粗糙度可以为半导体发光元件的发光波长程度。由此，光的散射提高，所以扩散透过光增加，光取出效率提高，能够改善配光的不对称性。
如上所述，在使用高密度脉冲激光的GaN衬底的加工中，能够通过激光的扫描速度和DF距离，对凹部50b的形状及其表面粗糙度进行控制。具体而言，在凹部50b的表面粗糙度Ra增大的情况下，可以使激光的扫描速度降低、或使激光的焦点位置远离衬底10。在凹部50b的表面粗糙度Ra减小的情况下，可以提高激光的扫描速度、或使激光的焦点位置接近衬底10。
衬底10的主面的法线与凹部50b的壁面所成角度α减小的情况下，可以提高激光的扫描速度、或使激光的焦点位置远离衬底10。相反，在增大角度α的情况下，可以使降低激光的扫描速度、或使激光的焦点位置接近衬底10。
作为一个例子，通过将激光的扫描速度设定在50mm/s以上300mm/s以下的范围，角度α能够控制在15°以上75°以下的范围。另外，激光的扫描速度50mm/s以上300mm/s以下的范围中，凹部50b的表面粗糙度Ra能够控制在20nm以上1μm以下程度的范围。
图24表示激光的输出为3W、频率为100kHz、DF为0.3μm、激光的扫描速度为200mm/s时的、m面GaN衬底的上表面顕微镜像。从图24可知，凹部的宽度为30μm，凹部的壁面变粗糙。如图24所示，凹部的壁面具有微细的凹凸结构（纹理），其表面粗糙度Ra为0.15μm左右。因此，通过使激光的扫描速度为200mm/s以上，能够适当且可靠地提高光取出效率。
＜实施例2＞
以下参照图3说明实施例2的半导体发光元件。最初，对构成实施例2的半导体发光元件的半导体发光元件101的制作方法的概略进行说明。
首先，例如利用MOCVD法，在晶片状态的以m面为主面的n型GaN衬底上形成有厚度为2μm的由n型GaN构成的n型氮化物半导体层、由InGaN构成的量子阱层和由GaN构成的势垒层所构成的具有3周期的量子阱结构的活性层、以及厚度0.5μm的由p型GaN构成的p型氮化物半导体层。
作为n侧电极形成Ti/Al层，作为p侧电极形成Ag层。之后，研磨n型GaN衬底的背面，使其薄至100μm的厚度。由此，制作半导体发光元件结构。
之后，利用实施例1记载的高密度脉冲激光的热熔，在具有凸部和凹部的条纹结构的至少凹部的表面形成有微细的凹凸结构。具体而言，激光的发送间隔为20μm，凹部的深度为10μm，凹凸部的截面结构与图4（e）大致相同。
接着，在衬底（晶片）的背面与形成条纹结构一起形成芯片分离槽。沿着晶片的分离槽将该晶片分离为芯片状，之后，将分离的芯片安装于由AlN形成的安装衬底之上。利用以上的方法，制作半导体发光元件。
在此，条纹结构的凸部和凹部的延伸方向相对于a轴方向即偏振方向设定为0°的半导体发光元件为样本1。条纹结构的凸部和凹部的延伸方向相对于a轴方向设定为45°、即相对于偏振方向设定为45°的半导体发光元件为样本2。条纹结构的凸部和凹部的延伸方向相对于a轴方向设定为90°、即相对于偏振方向设定为90°的半导体发光元件为样本3。另外，制作不设置条纹结构和微细的凹凸结构的半导体发光元件，令其为样本4。即，样本4的作为衬底的背面的光取出面为镜面。
评价制作的半导体发光元件的配光分布特性的不对称性。图25表示来自活性层的光的偏振方向和条纹结构的延伸方向所成角度的、平均不对称度和最大不对称度的改善度。图25中，标记□表示最大不对称度，标记◆表示平均不对称度。在此，定义不对称度。不对称度是使用m轴的光度、即0°的光度对作为主面的m面的法线方向、即从m轴一起倾斜同一角度的a轴方向的光度与c轴方向的光度的差进行标准化而得到的值。在此，在从-90°至＋90°的各角度中定义不对称度。最大不对称度是不对称度在-90°至＋90°的范围内的最大值。平均不对称度是将不对称度在-90°至＋90°的范围内进行了平均化而得到的值。图25中，通过将光取出面为镜面的样本4的情况为1进行标准化，表示不对称度的改善度。
此外，图25中，当来自活性层的光的偏振方向与条纹结构的延伸方向所成角度为90°的情况下，设置条纹结构和微细的凹凸结构，由此，与镜面的情况相比，最大不对称度改善。然而，当来自活性层的光的偏振方向与条纹结构的延伸方向所成角度为90°的情况下，条纹结构设置在与偏振方向垂直的方向上，所以偏振方向的不对称性未改善，具有与镜面的情况下相同的不对称性。因此，最大不对称度低，平均不对称度高。
根据图25可知，当来自活性层的光的偏振方向与条纹结构的延伸方向所成角度在0°以上45°以下时，相对于镜面的情况下，作为不对称度能够使最大不对称度和平均不对称度改善至一半程度。
接着，评价制作的半导体发光元件的m轴方向的辐射强度。
图26表示来自活性层的光的偏振方向和条纹结构的延伸方向所成角度、与m轴方向的光的辐射强度的提高度的关系。其中，m轴方向的光的辐射强度以光取出面为镜面的样本4的情况为1进行标准化。从图26可知，当来自活性层的光的偏振方向与条纹结构的延伸方向所成角度在0°以上45°以下时，相对于镜面的情况下，能够使光的辐射强度提高至1.8倍到2倍程度。另外，可知在来自偏振方向的条纹结构的角度为45°的情况下最能够提高光的辐射强度。
接着，评价制作的半导体发光元件的色偏差量。
图27表示将从m轴都倾斜同一角度的a轴方向的发光波长与c轴方向的发光波长之差数值化。在出射面为镜面的样本4中，产生3.5nm左右的大的波长差。因此，样本4难以作为光源使用。
对此，在设置有具有凸部和凹部的条纹结构及其凹部的表面具有微细的凹凸结构的样本1、样本2和样本3中，a轴方向的发光波长与c轴方向的发光波长之差改善至2nm左右。
（第4实施方式）
以下参照附图说明第4实施方式。
上述第1～第3各实施方式及其变形例的半导体发光元件可以原样作为光源装置使用。
但是，各实施方式的发光元件，当与用于进行波长转换的荧光物质的树脂材料等组合时，能够适合用于波段区域扩大的光源装置（例如，白色光源装置）。
图28示意性地表示这种白色光源装置的一例。图28所示的光源装置400包括：与上述第1～第3各实施方式及其变形例的半导体发光元件任一者相当的半导体发光元件401；和分散有将从该半导体发光元件401辐射出的光的波长转换为更长波长的荧光材料（例如，YttriumAlumninum Garnet：YAG）的树脂层402。
半导体发光元件401例如利用其衬底朝上且发光层朝下的所谓的连结朝下（junction down）法固接于在上表面形成有配线图案的包装材料等的保持部件404之上。保持部件404之上以包围发光元件301的方式配置有例如由金属形成的反射部件403。
树脂层402在位于保持部件404之上且在反射部件403的内侧以覆盖发光元件402的方式形成。
当采用这样构成的第4实施方式的光源装置400时，能够获得高效率的白色光源装置。
如以上说明的方式，根据本发明的半导体发光元件，在取出在活性层中发光的光的出射面设置有包含凸部和凹部的条纹结构，所以能够使a轴方向的偏振光入射到构成条纹结构的凹部的壁面和上表面。并且，通过在凹部的内表面（表面）设置微细的凹凸结构，能够提高光取出效率，所以能够改善配光特性的角度分布。即，通过更加适当地控制发光强度的各向异性，能够提高发光的性能。
此外，本说明书中说明的氮化物半导体层的结晶面的“m面”实际上不需要是与m面完全平行的面，可以从m面倾斜规定的角度。倾斜角度由氮化物半导体层的主面的法线与不倾斜的m面的法线所形成的角度决定。实际的氮化物半导体层的主面可以从不倾斜的m面倾斜基于某结晶方位的方向、例如由c轴、a轴或＜11-22＞轴等的方向表示的矢量的方向。例如，倾斜角度的绝对值可以在c轴方向上在5°以下、或1°以下的范围即可。另外，在a轴方向上在5°以下、或1°以下的范围即可。即，本说明书中，“m面”包括在±5°的范围内不倾斜的m面向规定的方向倾斜的面。可以认为当在这种倾斜角度的范围内时，氮化物半导体层的主面（生长面）整体从m面倾斜，但在微观上多个m面区域露出。由此，可以认为从m面以绝对值为5°以下的角度倾斜的面具有与m面相同的性质。即，氮化物类半导体层叠结构的主面可以为在微观上多个m面区域露出的面。
工业上的可利用性
本发明例如能够用于一般照明。
附图符号说明
10      衬底
10a     第1主面
10b     第2主面
13      透光性部件
13a     第1主面
13b     第2主面
20      半导体层叠结构
21      n型氮化物半导体层
22      活性层
23      p型氮化物半导体层
30      n侧电极
31      凹部
40      p侧型电极
50、50A   条纹结构
50a     凸部
50b     凹部
50c     斜面
50d     上表面
50e     底面
51      微细的凹凸结构（纹理）
52      斜面
101、102、103   半导体发光元件
400     光源装置
401     半导体发光元件
402     树脂层
403     反射部件
404     保持部件

Claims (16)

1.一种半导体发光元件，其特征在于：
具备以非极性面或半极性面为主面的、包括发出偏振光的活性层的氮化物类半导体层叠结构，
所述半导体发光元件具有条纹结构，该条纹结构设置在横切所述偏振光的出射路径的位置，包括相互平行地延伸的多个凹部，
所述凹部的延伸方向与所述偏振光的偏振方向所成角度为0°以上45°以下，
所述多个凹部在该多个凹部的表面的至少一部分具有比所述凹部的深度浅的纹理。
2.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：
还具备保持所述氮化物类半导体层叠结构的衬底，
所述条纹结构形成于所述衬底。
3.如权利要求2所述的半导体发光元件，其特征在于：
所述凹部的深度为所述衬底的厚度的二分之一以下。
4.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于：
还具备透光性部件，
所述条纹结构形成于所述透光性部件。
5.如权利要求4所述的半导体发光元件，其特征在于：
还包括使所述氮化物类半导体层叠结构生长的衬底，
所述透光性部件设置在所述衬底的与所述氮化物类半导体层叠结构相反侧的面上。
6.如权利要求2～3和5中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于：
所述衬底由氮化镓、蓝宝石或碳化硅构成。
7.如权利要求1～6中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于：
相互相邻的所述凹部彼此之间的区域是平坦的。
8.如权利要求1～7中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于：
所述凹部的延伸方向与所述偏振光的偏振方向所成角度为0°以上25°以下。
9.如权利要求1～8中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于：
设所述偏振光的波长为λ时，所述凹部的深度为λ/0.628以上。
10.如权利要求1～9中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于：
设相互相邻的所述凹部彼此的间隔为L2，所述凹部的宽度为L1时，L2/L1的值为1.7以下。
11.如权利要求1～9中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于：
设所述偏振光的波长为λ时，所述纹理的凹部的延伸方向的线截面粗糙度Ra为λ/30以上λ×5以下。
12.如权利要求1～10中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于：
所述氮化物类半导体层叠结构的所述主面为m面，所述偏振方向为a轴方向。
13.如权利要求1～12中任一项所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于：
所述凹部和该凹部的表面的纹理通过热熔形成。
14.如权利要求13所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于：
所述热熔通过激光照射发生。
15.如权利要求14所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于：
所述激光照射使用的激光的扫描速度为200mm/s以上。
16.一种光源装置，其特征在于，包括：
权利要求1～12中任一项所述的半导体发光元件；和
波长转换部，其包含对从所述半导体发光元件辐射的光的波长进行转换的荧光物质。
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