CN104247053B - 半导体发光元件、半导体发光元件的制造方法、半导体发光装置及基板 - Google Patents

半导体发光元件、半导体发光元件的制造方法、半导体发光装置及基板 Download PDF

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Abstract

半导体发光元件(100)具有：透明基板(110)，其对该半导体发光元件(100)所发出的光具有透光性；多层结构体(150)，其形成在所述透明基板(110)上。多层结构体(150)包含由n型层(120)、MQW发光层(130)及p型层(140)构成的半导体多层膜。透明基板(110)包括光散射结构(200)，所述散射结构(200)形成在该透明基板(110)中，用于使入射到基板中的光散射。

Description

半导体发光元件、半导体发光元件的制造方法、半导体发光装 置及基板
技术领域
本发明涉及一种改善半导体发光元件的外部光取出效率的技术。
背景技术
作为使用氮化物类半导体的发光元件，公知有使用蓝宝石基板等透明基板的半导体发光元件。在这样的半导体发光元件中，在透明基板上形成有包含发光层的氮化物类半导体的多层膜。在多层膜上，通常形成有透明电极及焊盘电极等电极层。
在半导体发光元件中，从发光层向下方射出的光入射到透明基板并被基板背面反射。被基板背面反射的光返回到半导体发光元件的上部，其中一部分入射到半导体的多层膜。入射到多层膜的光透过多层膜等被取出到发光元件的外部，但是有一部分光被透明电极、焊盘电极及发光层等吸收。因此，对光取出效率而言，与从发光元件的上面侧(形成有多层膜的一侧)取出被基板背面反射的光相比，从透明基板侧面取出的光取出效率更高。
例如，如果考虑使用蓝宝石基板作为透明基板，并且从蓝宝石基板的侧面直接在空气中取出光的情况，则蓝宝石基板(折射率＝1.78)的侧面与空气(折射率＝1.0)的界面上的全反射角度(θside：在光相对垂直于基板侧面的方向以该角度以上的角度入射时发生全反射的角度)为θside≥34.18°。也就是说，从发光层向下方射出并入射到蓝宝石基板的光中，直接或者在蓝宝石基板的背面反射而射向蓝宝石基板的侧面方向的光中，相对于基板侧面的垂直方向以34.18°≤θside≤90°入射到蓝宝石基板侧面的光不能从蓝宝石基板的侧面取出，而是返回到形成于蓝宝石基板的包含发光层的氮化物类半导体的多层膜侧。另一方面，具有θside＜34.18°的入射角度的光从蓝宝石基板的侧面射出到空气中。
半导体发光元件通常在被安装到管座等之后被折射率为1.4～1.5左右的透明树脂密封。在这种情况下，因为透明基板与透明树脂的折射率差比透明 基板与空气的折射率差小，所以与透明基板的侧面与空气接触的情况相比，光在透明基板的侧面很难发生全反射。因此，容易有效地从透明基板的侧面取出光。
例如，如果设密封树脂的折射率为1.5，则与蓝宝石基板的侧面的界面上的全反射角度为θside≥57.43°。也就是说，从发光层向下方射出并入射到蓝宝石基板的光中，直接或者在蓝宝石基板的背面反射而射向蓝宝石基板的侧面方向的光中，相对基板侧面的垂直方向以57.43°≤θside≤90°入射到蓝宝石基板的侧面的光不能从蓝宝石基板的侧面被取出，而是返回到形成在蓝宝石基板上的包含发光层的氮化物类半导体的多层膜侧。另一方面，具有θside＜57.43°的入射角度的光从蓝宝石基板的侧面射出到透明树脂中。这样，通过用透明树脂密封半导体发光元件，能够从蓝宝石基板的侧面取出更多的光，但是由于在蓝宝石基板的侧面全反射的光也残留一定量，所以需要进一步提高尽量减少全反射光的光取出效率。
对于这样的问题，后述的专利文献1提出了一种在透明基板的背面形成凹凸的结构。在专利文献1中，使以前从发光层向下方射出并入射到蓝宝石基板，并且在蓝宝石基板的背面发生镜面反射而再次返回到发光层侧的光因该凹凸而以与以前不同的角度反射，因此易于从基板的侧面取出光。在专利文献1中，在透明基板的背面与空气接触的情况下，因为该折射率差较大，所以利用该凹凸结构能够得到较强的光散射效果。因此，外部光取出效率得以改善。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:(日本)特开2002-368261号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
然而，一般在将发光元件安装到管座等上时，作为芯片贴装膏，使用折射率为1.5左右的透明硅树脂等，因此在这种情况下，折射率差变小，从而凹凸结构引起的光散射效果被抑制。因此，在也考虑到半导体发光元件的安装的情况下，专利文献1的结构很难提高外部光取出效率。
本发明为了解决上述课题而提出，本发明的一个目的在于提供一种在安 装状态下也能够提高外部光取出效率的半导体发光元件、半导体发光元件的制造方法、搭载有这样的半导体发光元件的半导体发光装置及基板。
为了达到上述目的，本发明第一方面的半导体发光元件包括：透明基板，其对半导体发光元件发出的光具有透光性；多层结构体，形成在透明基板上，包含半导体多层膜。透明基板包括光散射机构，该光散射机构形成在该透明基板中，用于使入射到基板中的光散射。
在使用透明基板的半导体发光元件中，在透明基板的内部形成光散射机构。在透明基板上形成有包含半导体多层膜的多层结构体，多层结构体发出的光入射到透明基板。光散射机构使入射到透明基板中的来自多层结构体的光散射，使得从透明基板的侧面容易取出光。由此，提高外部光取出效率。
即使在半导体发光元件被例如折射率1.4～1.5左右的透明树脂密封的情况下，也能够利用光散射机构有效地使入射到透明基板的光从该透明基板的侧面取出。并且，因为上述光散射机构形成在透明基板中，所以例如即使在使用由折射率为1.5左右的透明硅树脂等构成的芯片贴装膏将发光元件安装到管座等的情况下，也能够抑制光散射效果降低。因此，通过如上所述的结构，即使半导体发光元件处于安装状态，也能够提高外部光取出效率。
优选的是，光散射机构以使光对透明基板的侧面的光的入射角度变小的方式反射光。通过这样构成光散射机构，能够进一步提高外部光取出效率。
更加优选的是，光散射机构包括多个形成在透明基板中的光散射部。由此，能够容易地提高外部光取出效率。
更加优选的是，多个光散射部面状地分散在透明基板中，由面状地分散的多个光散射部形成散射结构面。通过在透明基板中形成多个光散射部所构成的散射结构面，能够利用该散射机构面有效地对从多层结构体入射到透明基板中的光进行散射。因此，能够得到较强的光散射效果，从而有效地提高外部光取出效率。
在这种情况下，优选在透明基板中形成有多个散射结构面，多个散射结构面以彼此相对的方式配置成多层。通过将散射结构面配置为多层，能够利用这些散射结构面更有效地对从多层结构体入射到透明基板中的光进行散射。
更加优选的是，在透明基板中散射结构面形成为多层，构成各散射结构面的光散射部配置成在俯视时与其他层的散射结构面的光散射部不重叠。在 俯视时，如果散射结构面的光散射部的位置与其他层的散射结构面的光散射部位置重叠，则在透明基板中该重叠区域的强度降低。因此，透明基板容易裂开。如上所述，通过使散射结构面的光散射的位置在俯视时不与其他层的散射结构面的光散射部的位置重叠，能够抑制透明基板的强度降低。
多个光散射部例如分别是沿透明基板的厚度方向延伸的大致长椭圆体形状。
更加优选的是，半导体发光元件还包括形成在多层结构体上的透光性电极层，多个光散射部形成在透光性电极层的正下方的区域。电流经由透光性电极层注入半导体多层膜，注入有电流的区域发光。通过在透光性电极层的正下方的区域形成多个光散射部，能够更有效地使从多层结构体发出的光被光散射部散射。因此，能够更容易地从透明基板的侧面取出光。
在半导体发光元件还包括以与透光性电极层重叠的方式形成的金属电极层的情况下，多个光散射部可以形成在除了金属电极层的正下方的区域的透光性电极层的正下方的区域。在金属电极层的正下方区域，以难以从透明基板的侧面取出光的角度入射到透明基板中的光比较少。因此，在金属电极层的正下方区域不形成光散射部也能够提高外部光取出效率。
更加优选的是，透明基板具有比10μm厚的厚度，多个光散射部分别形成在相对于透明基板的形成有多层结构体的面在厚度方向上隔开10μm以上距离的位置。通过在这样的位置形成多个光散射部，能够容易地提高利用光散射部得到的光散射效果。
多个光散射部的至少一部分可以排列成线状。
在这种情况下，更加优选为，线状地配置的光散射部的延伸方向是与透明基板的解理面交差的方向。如果以与解理面平行的方式将多个光散射部排列成线状，则透明基板在该部分易于裂开。例如在将半导体晶片分割(芯片分割)为各个半导体发光元件时，在与分割预定位置不同的位置被分割的可能性增高。通过沿与透明基板的解理面交差的方向配置光散射部，能够防止在与分割预定位置不同的位置分割的问题。由此，能够提高芯片分割时的分割成品率。
更加优选的是，光散射部由热变性区域构成。热变性区域能够通过例如激光的照射等形成。通过由热变性区域构成光散射部，热变性区域的折射率变得与周围基板的折射率不同，从而能够容易地在透明基板中形成光散射部。 并且，在热变性区域变成空洞的情况下，因为空洞内成为真空(折射率为1)，所以与透明基板的折射率差增大。因此，在光散射部能够得到更强的光散射效果。
更加优选的是，在透明基板的侧面部分形成有加工部，利用激光的照射来加工该加工部，该加工部在分割透明基板时成为起点，在透明基板中，厚度方向上的散射结构面的位置与厚度方向上的加工部的位置不同。利用激光的照射来加工在芯片分割时成为分割起点的加工部。在透明基板的厚度方向上，通过将散射结构面形成在与加工部不同的位置，能够抑制在意料之外的方向上被分割。由此，能够进一步地提高芯片分割时的分割成品率。
并且，优选上述透明基板是蓝宝石基板、氮化物半导体基板、SiC基板及石英基板的任一种。
本发明第二方面的半导体发光元件的制造方法包括：在基板的一面上形成包含半导体多层膜的多层结构体的工序；除去基板的未形成有多层结构体的另一面直到该基板的厚度达到规定厚度的工序；通过从另一面侧向基板内部照射激光，在基板内部形成使入射到基板中的光散射的光散射部的工序；将基板分割为各个半导体发光元件的工序。
在基板的一面上形成多层结构体之后，通过除去基板的未形成有多层结构体的另一面，使基板的厚度减小至规定厚度。从达到规定厚度的基板的另一面侧向基本内部照射激光。通过激光的照射在基板内部形成热变性区域，并且由该热变性区域构成光散射部。即，通过向基板内部照射激光，在基板内部形成光散射部。通过分割形成有光散射部的基板，得到半导体发光元件。在得到的半导体发光元件的基板上形成有光散射部。该光散射部使入射到基板中的光散射。在基板的一面上形成有包含半导体多层膜的多层结构体，多层结构体发出的光入射到基板中。光散射部使入射到基板中的来自多层结构体的光散射，从而易于从基板的侧面取出光。由此，提高外部光取出效率。
无论是否半导体发光元件被例如折射率1.4～1.5左右的透明树脂密封，都能够利用光散部有效地使入射到基板中的光从该基板的侧面取出。并且，因为上述光散射部形成在基板中，所以例如即使在使用由折射率1.5左右的透明硅酮树脂等构成的芯片贴装膏将发光元件安装在管管座等情况下，也能够抑制光散射效果降低。因此，通过使用本制造方法制造半导体发光元件，即使得到的半导体发光元件处于安装状态，也能够提高外部光取出效率。
在此，在从形成有多层结构体的一面侧向基板内部照射激光的情况下，激光透射包含半导体多层膜的多层结构体，因此有可能对元件的诸多特性带来影响。并且，在多层结构体上形成有例如电极的情况下，由于激光被电极遮住，因此难以在电极形成部分的下部形成光散射部。
在本制造方法中，通过从未形成有多层结构体的另一面侧向基板内部照射激光，从而形成光散射部。因此，因为在形成光散射部时激光不透射多层结构体，所以能够抑制由激光透射多层结构体而引起元件特性降低。即使在多层结构体上形成有例如电极的情况下，因为从形成有电极一侧的相反侧照射激光，所以能够容易地在基板内部形成光散射部。
优选形成光散射部的工序包括在基板的另一面附近形成光散射部的工序。
通过在基板的另一面附近形成光散射部，光散射部形成在与半导体多层膜分开的位置。由于激光的焦点位置附近温度高，因此通过使光散射部形成在与半导体多层膜分开的位置，能够减少半导体多层膜受到的热的影响。由此，能够抑制激光照射时由热引起的半导体多层膜的热劣化及变质等。并且，通过在基板的另一面附近形成光散射部，在半导体发光元件中能够直接利用从多层结构体射向基板的光中从基板的侧面取出的光。
更加优选为，在另一面的附近形成光散射部的工序包括在基板的厚度方向上的比一面与另一面的中间位置靠近另一面侧的位置形成光散射部的工序。
由此，能够容易地降低半导体多层膜受到的热的影响。并且，能够容易地制造直接利用从多层结构体射出向基板的光中从基板的侧面取出光的半导体发光元件。
本发明第三方面的半导体发光元件的制造方法包括：通过从基板的一表面侧照射激光，在基板内部形成使入射到基板中的光散射的光散射部的工序；在基板上形成包含半导体多层膜的多层结构体的工序；除去基板的未形成有多层结构体的面直至该基板的厚度达到规定厚度的工序；将基板分割为各个半导体发光元件的工序。
通过从基板的一表面侧照射激光，在基板内部形成光散射部。使用形成有光散射部的基板，在该基板上形成包含半导体多层膜的多层结构体。在形 成多层结构体之后，除去基板的未形成有多层结构体的面直至该基板的厚度达到规定厚度。通过分割该基板，得到半导体发光元件。
在得到的半导体发光元件的基板中形成有光散射部。该光散射部将入射到基板中的光散射。在基板的一面上形成有包含半导体多层膜的多层结构体，多层结构体发出的光入射到基板中。光散射部使入射到基板中的来自多层结构体的光散射，从而易于从基板的侧面取出光。由此，提高外部光取出效率。通过使用本制造方法制造半导体发光元件，即使得到的半导体发光元件处于安装状态，也能够得到外部光取出效率。
并且，在本制造方法中，在形成多层结构体之前，在基板内部形成光散射部，因此由激光的照射引起的热的影响不会波及到半导体多层膜。因此，能够根据半导体发光元件的用途等自由决定光散射部的形成位置。
优选的是，形成光散射部的工序包括在基板的形成多层结构体的面的附近形成光散射部的工序。
在基板的形成多层结构体的面的附近形成光散射部之后，通过在该面上形成多层结构体，能够在多层结构体的附近形成光散射部。在本制造方法中，因为在形成光散射部之后形成多层结构体，因此即使在多层结构体的附近形成光散射部的情况下，由激光的照射引起的热的影响也不会波及到半导体多层膜。因此，能够抑制由热导致的元件特性的降低，并且能够在多层结构体的附近形成光散射部。通过在多层结构体的附近形成光散射部，能够容易地制造轴上光度高(减少了从横向进入的光)的半导体发光元件。
更加优选为，在以基板的形成多层结构体的面为一面，且以基板的形成多层结构体的面的相反侧的面为另一面的情况下，形成光散射部的工序包括在基板的厚度方向上的比一面与另一面的中间位置靠近另一面侧的位置形成光散射部的工序。
由此，能够有效降低半导体多层膜受到的热的影响，并且能够容易地制造出能够直接利用从多层结构体向基板射出的光中从基板的侧面取出光的半导体发光元件。
更加优选的是，除去工序包括以光散射部设置于基板的另一面附近的方式除去基板的另一面的工序。
由此，能够容易地使光散射部形成在基板的另一面附近。通过使光散射部形成在基板的另一面附近，能够容易地直接利用从多层结构体向基板射出的光中从基板的侧面取出的光。
更加优选的是，形成光散射部的工序包括从基板的形成多层结构体的面侧照射激光的工序。
由此，能够容易地在多层结构体的附近形成光散射部。
本发明第四方面的半导体发光装置包括半导体发光元件和搭载有半导体发光元件的搭载部。半导体发光元件包括基板、形成在该基板上的包含半导体多层膜的多层结构体。在基板的内部形成有使入射到基板中的光散射的光散射部。
光散射部使入射到基板中的来自多层结构体的光散射，从而提高半导体发光元件的光取出效率。通过搭载这样的半导体发光元件，能够得到外部光取出效率高的半导体发光装置。
在本半导体发光装置中，因为在半导体发光元件的基板内部形成有光散射部，所以在搭载半导体发光元件的搭载部上不使用反射散射特性高的材料的情况下能够提高外部光取出效率。因此，能够提高半导体发光装置的设计自由度。例如，在搭载部上不使用反射散射特性高的材料。在这种情况下，能够降低制造成本。
更加优选为，搭载部由使来自半导体发光元件的热散放的散热体形成。由此，能够改善半导体发光装置的散热特性，因此能够抑制驱动引起的半导体发光元件的发热所导致的亮度下降。
更加优选的是，散热体由包括从Al、Ag、Au、Cu、Mo、W、Sn、C、SiC、AlN及Si组成的群中选择的至少一种的材料形成。
通过使用这样的材料形成散热体，能够形成散热性高的高散热体。通过由这样的高散热体形成搭载部，能够进一步改善半导体发光装置的散热特性。
更加优选的是，半导体发光装置还包括由低融点金属材料构成的结合层，该结合层用于使半导体发光元件与搭载部结合。
通过经由低融点金属材料所构成的结合层将半导体发光元件结合在搭载部上，能够使半导体发光元件所产生的热有效地传递到搭载部。因此，能够使半导体发光元件所产生的热有效地从搭载部进行散热，所以能够进一步改善半导体发光装置的散热特性。需要说明的是，因为在半导体发光元件的基 板内部形成有光散射部，所以即使在用于将半导体发光元件与搭载部结合的结合层上使用由低融点金属材料构成的结合层的情况下，也能够提高外部光取出效率。
更加优选的是，半导体发光装置还包括：波长转换部，其对来自半导体发光元件的光进行波长转换；光反射部，其设置在波长转换部的外侧，反射从半导体发光元件射出的光。
利用在波长转换部的外侧设置的光反射部，控制从半导体发光元件射出的光及在波长转换部被波长转换的光的配光，从而能够容易地提高光取出效率。
优选波长转换部包含一种以上的荧光体。
本发明第五方面的基板是使光透射的基板。该基板包括形成在基板的内部且使入射到该基板中的光散射的多个光散射部。多个光散射部面状地分散在该基板内部。
通过以包含这样的基板的方式构成半导体发光元件，能够容易地得到外部光取出效率改善的半导体发光元件。
发明效果
如上所述，根据本发明，能够容易得到即使在安装状态下也能够提高外部光取出效率的半导体发光元件。并且根据本发明，能够容易地得到即使在安装状态下也能够提高外部光取出效率的半导体发光元件的制造方法、搭载有这样的半导体发光元件的半导体发光装置及用于半导体发光元件的基板。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的半导体发光元件的剖视图(沿图2的1－1线的剖面)。
图2是图1所示的半导体发光元件的俯视图。
图3是用于说明图1所示的半导体发光元件的光散射结构的视图，图3A是俯视图，图3B是剖视图。
图4是本发明第一实施方式的半导体发光元件的剖视图。
图5是用于说明图1所示的半导体发光元件的光散射结构的俯视图。
图6是沿图5的6－6线的剖视图。
图7是用于说明在图1所示的半导体发光元件中入射到透明基板中的光 的路线的剖视图。
图8是用于说明在透明基板中没有形成光散射结构的情况下入射到透明基板中的光的路线的剖视图。
图9是用于说明图1所示的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图10是用于说明图1所示的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图11是用于说明图1所示的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图12是用于说明图1所示的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图13是用于说明图1所示的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图14是用于说明图1所示的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图15是用于说明图1所示的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图16是用于说明图1所示的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图17是表示在光散射结构中光散射状态的显微镜下的照片。
图18是表示本发明第二实施方式的半导体发光装置的剖视图。
图19是表示图18所示的半导体发光装置的剖视示意图。
图20是表示搭载有未形成光散射部的半导体发光元件的半导体发光装置的剖视图。
图21是表示本发明第三实施方式的半导体发光装置的剖视图。
图22是表示本发明第四实施方式的半导体发光装置的剖视图。
图23是表示本发明第五实施方式的半导体发光元件的剖视图。
图24是用于说明图23所示的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图25是用于说明图23所示的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图26是用于说明图23所示的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图27是用于说明图23所示的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图28是用于说明在形成多层结构体之后在多层结构体的附近形成光散射部的制造方法的剖视图。
图29是用于说明本发明第六实施方式的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图30是用于说明本发明第六实施方式的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图31是用于说明本发明第六实施方式的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图32是用于说明本发明第六实施方式的半导体发光元件的制造方法的剖视图。
图33是本发明第十实施方式的半导体发光元件的剖视图。
图34是本发明第十一实施方式的半导体发光元件的剖视图。
图35是用于说明本发明第十三实施方式的半导体发光元件的光散射结构的视图。
图36是用于说明本发明第十四实施方式的半导体发光元件的光散射结构的视图。
图37是沿图36的37－37线的剖视图。
图38是本发明第十五实施方式的半导体发光元件的剖视图。
图39是用于说明本发明变形例的半导体发光元件的光散射结构的视图，图39A是俯视图，图39B是剖视图。
图40是用于说明本发明其他变形例的半导体发光元件的光散射结构的视图，图40A是俯视图，图40B是剖视图。
图41是用于说明本发明其他变形例的半导体发光元件的光散射结构的视图，图41A是俯视图，图41B是剖视图。
图42是用于说明本发明其他变形例的半导体发光元件的光散射结构的视图。图42A是俯视图，图42B是剖视图。
图43是用于说明本发明其他变形例的半导体发光元件的光散射结构的视图，图43A是俯视图，图43B是剖视图。
图44是用于说明本发明其他变形例的半导体发光元件的剖视图。
具体实施方式
以下参照附图详细说明将本发明具体化的实施方式。在以下的说明及附图中，对同一部件或结构部件标记相同的附图标记和名称。它们的功能也相同，因此对同一部件或结构部件不进行重复的详细说明。
(第一实施方式)
参照图1，本实施方式的半导体发光元件100由使用氮化物半导体形成的发光二极管元件(LED：Light Emitting Diode)构成。该半导体发光元件100具有透明基板110，该透明基板110对该半导体发光元件100自身发出的光具有透光性。透明基板110具有主表面110a及侧面110b。在透明基板110的主表面110a上形成有包含半导体多层膜的多层结构体150。该多层结构体150包含从透明基板110侧依次形成的n型层120、具有MQW(MultipleQuantum Well，多量子阱)结构的MQW发光层130及p型层140。
在本实施方式中，透明基板110使用蓝宝石基板。该透明基板110的厚度约为120μm。在透明基板110的内部设置有使MQW发光层130发出的光散射的光散射结构200。光散射结构200由折射率与基板材料(在本实施方式中为蓝宝石)的折射率(1.78)不同的区域构成，基于与透明基板110的折射率差使入射到基板内部的光散射。后文将详细叙述光散射结构200。
n型层120在透明基板110的主表面110a上从主表面110侧起依次形成缓冲层、基底层、n型氮化物半导体层、低温n型GaN/InGaN多层结构及作为中间层的超晶格层(以上均未图示)而构成。在本实施方式中，超晶格层是指通过交替层积非常薄的结晶层而其周期结构由比基本单位晶格长的晶格构成的层。p型层140在MQW发光层130上从MQW发光层130侧起依次形成p型AlGaN层、p型GaN层及高浓度p型GaN层(以上均未图示)而构成。
缓冲层例如由Als0Gat0N(0≤s0≤1、0≤t0≤1、s0+t0≠0)构成。缓冲层更加优选为由AlN层或GaN层构成。可以将N(氮气)的极少部分(例如0.5％～2％左右)置换为O(氧)。由此，向透明基板110的主表面110a的法线方向延伸而形成缓冲层，所以得到由晶粒均匀的柱状结晶的集合体构成的缓冲层。对缓冲层的厚度不作特别限定，优选在3nm以上100nm以下，更加优选为5nm以上50nm以下。
基底层例如由Als1Gat1Inu1N(0≤s1≤1、0≤t1≤1、0≤u1≤1、s1+t1+u1≠0)构成。基底层更加优选由Als1Gat1N(0≤s1≤1、0≤t1≤1、s1+t1≠1)构成，进一步优选由GaN层构成。基底层的厚度优选在1μm以上8μm以下。
n型氮化物半导体层例如由在Als2Gat2Inu2N(0≤s2≤1、0≤t2≤1、0≤u2≤1、s2+t2+u2≒1)中掺杂n型杂质的层构成。n型氮化物半导体层更加优选由在Als2Ga1－s2N(0≤s2≤1，优选为0≤s2≤0.5，更加优选为0≤s2≤0.1)中掺杂n型杂质的层构成。作为n型杂质，使用Si。对n型掺杂浓度(与载流子浓度不同)不作特别限定，优选在1×1019cm－3以下。
低温n型GaN/InGaN多层结构具有对MQW发光层130缓和来自透明基板110及基底层的应力的功能。该低温n型GaN/InGaN多层结构将具有约7nm 厚度的n型InGaN层、具有约30nm厚度的n型GaN层、具有约为7nm厚度的n型InGaN层及具有约20nm厚度的n型GaN层交替层积而构成。
超晶格层具有宽带隙层和窄带隙层交替层积而成的超晶格结构，其周期结构比构成宽带隙层的半导体材料的基本单位晶格及构成窄带隙层的半导体材料的基本单位晶格长。超晶格层的一周期的长度(宽带隙层的厚度与窄带隙层的厚度的合计厚度)比MQW发光层130的一周期长度短。超晶格层的具体厚度例如在1nm以上10nm以下。各宽带隙层例如由AlaGabIn(1－a－b)N(0≤a＜1、0＜b≤1)构成。各宽带隙层优选由GaN层构成。各窄带隙层优选由与宽带隙层相比带隙小且与MQW发光层130的各阱层(未图示)相比带隙大的半导体材料构成。各窄带隙层例如由AlaGabIn(1－a－b)N(0≤a＜1、0＜b≤1)构成。各窄带隙层优选由GabIn(1－b)N(0＜b≤1)构成。需要说明的是，如果宽带隙层和窄带隙层二者均未被掺杂，则驱动电压上升，因此优选宽带隙层和窄带隙层中的至少一方被掺杂有n型杂质。
MQW发光层130具有势垒层和阱层(均未图示)交替层积而成的多重量子阱结构。MQW发光层130的一周期(势垒层的厚度与阱层的厚度的合计厚度)的长度例如在5nm以上100nm以下。与半导体发光元件所要求的发光波长相对应地调整各阱层的组成。例如，各阱层的组成可以为AlcGadIn(1－c－d)N(0≤c＜1、0＜d≤1)。各阱层的组成更加优选为不包含Al的IneGa(1－e)N(0＜e≤1)。优选各阱层的组成相同。由此，在各阱层中，能够使电子与空穴的复合而发光的波长相同，因此能够使半导体发光元件的发光光谱宽度变窄，所以优选。各阱层的厚度优选在1nm以上7nm以下。
优选势垒层的带隙能比阱层的带隙能大。各势垒层的组成可以为AlfGagIn (1－f－g)N(0≤f＜1、0＜g≤1)。各势垒层的组成更加优选为不包含Al的InhGa (1－h)N(0＜h≤1)，或者与阱层的晶格系数大致一致的AlfGagIn(1－f－g)N(0≤f＜1、0＜g≤1)。各势垒层的厚度越小，驱动电压越低，但是如果减小为极小，则具有发光效率下降的倾向。因此，各势垒层的厚度优选在1nm以上10nm以下，更加优选为3nm以上7nm以下。
在阱层和势垒层中掺杂有n型杂质。但是，在阱层和势垒层中可以不掺杂n型杂质。
p型层140例如由在Als4Gat4Inu4N(0≤s4≤1、0≤t4≤1、0≤u4≤1、s4+t4+u4≠0)中掺杂有p型杂质的层构成。p型层140更加优选由在Als4Ga(1－s4)N(0＜s4≤0.4，优选0.1≤s4≤0.3)中掺杂有p型杂质的层构成。p型层140中的载流子浓度优选在1×1017cm－3以上。在此，p型杂质的激活率在0.01左右，因此，p型层140中的p型掺杂浓度(与载流子浓度不同)优选在1×1019cm－3以上。但是，在与MQW发光层130较近的层(例如p型AlGaN层)中，p型掺杂浓度可以比1×1019cm－3低。对p型层140的厚度(三层厚度的合计厚度)不作特别限定，例如可以为50nm以上1000nm以下。如果p型层140的厚度减小，则其成长时的加热时间缩短，因此能够抑制p型杂质向MQW发光层130扩散。
上述多层结构体150进一步包括n型层120的一部分露出的区域即露出部和露出部的外侧区域即台面部(メサ部)。
参照图1和图2，在露出部的上表面上(n型层120上)形成有n侧电极160。该n侧电极160包括引线结合区域即焊盘部160a和与该焊盘部160a一体形成的以电流扩散为目的的细长突出部160b(支电极)。在台面部的上表面上(p型层140上)经由透明电极(也称为“透光性电极”)170形成有p侧电极180。透明电极170在台面部上遍及较宽范围形成为大面积。p侧电极180形成在透明电极170上的部分区域。该p侧电极180包括引线结合区域即焊盘部180a和与该焊盘部180a一体形成的以电流扩散为目的的细长突出部180b(支电极)。
参照图1，n侧电极160具有在n型层120上例如依次层积钛层、铝层及金层而成的多层结构。n侧电极160的厚度例如约为1μm。考虑到进行引线结合时的强度，n侧电极160具有1μm左右的厚度即可。
透明电极170例如由ITO(Indium Tin Oxide，铟锡氧化物)构成，其厚度例如在20nm以上200nm以下。
p侧电极180具有在透明电极170上例如依次层积镍层、铝层、钛层及金层而成的多层结构。p侧电极180的厚度例如约为1μm。对p侧电极180而言，也考虑到进行引线结合时的强度，其厚度为1μm左右即可。
在半导体发光元件100的上表面设置有由SiO2构成的绝缘性透明保护膜190。该透明保护膜19形成为覆盖半导体发光元件100的大致整个上表面。需要说明的是，透明保护膜190被构图为使p侧电极180的焊盘部180a及n侧电极160的焊盘部160a露出。
在透明基板110的侧面110b残存有后述加工部，所述加工部在将晶片分割为各个芯片(半导体发光元件)时形成。
[光散射结构的构成]
参照图3，光散射结构200由在透明基板110中形成的多个光散射部210构成。光散射部210是使入射到透明基板110中的光散射的微小区域。这些光散射部210由利用激光照射使透明基板110的局部区域加热而形成的热变性区域构成。激光照射透明基板110时，因被存在于照射区域的原子的多光子吸收而该区域被局部加热，相对于周围的区域，结晶结构和结晶性质等发生变化而形成了折射率与周围不同的区域。
多个光散射部210在透明基板110内分散成面状。参照图3(B)和图4，多个光散射部210形成在透明基板110的比主表面110a与主表面110a的相反侧的面即背面的中间位置更靠近背面侧的区域。多个光散射部210在透明基板110的沿厚度方向大致两等分的两个区域中形成在多层结构体150的相反侧的区域。需要说明的是，在图3(B)和图4中，上述中间位置由虚线G表示。在中间位置，从虚线G到主表面110a的厚度方向的距离d1与从虚线G到背面的厚度方向的距离d2大致相等(d1≈d2)。在这种情况下，更加优选为多个光散射部210形成在透明基板110的背面附近。
再参照图1，在本实施方式中，多个光散射部210被分成距透明基板110的主表面110a的距离(厚度方向的距离)大致相等的多个群。换言之，在到透明基板110的主表面110a(上面)的距离大致相等的位置面状地分散有多个光散射部210。该多个光散射部210面状地分散，从而在透明基板110的内部形成有作为假想面的散射结构面E。
多个光散射部210根据到透明基板110的主表面110a的距离(厚度方向的距离)被分成多个(在本实施方式中为两个)群，因此上述散射结构面E隔开规定距离而形成为多层(在本实施方式中为两层)。形成为多层的多个散射结构面E1和E2以彼此相对的方式配置在透明基板110中。这些散射结构面E1和E2以与透明基板110的主表面110a也相对的方式配置。
参照图5和图6，构成各层散射结构面E的光散射部210配置成在俯视(从上侧看半导体发光元件100的情况)时，与其他层的散射结构面E的光散射部不重叠。即，各层的光散射部210相对于其他层的光散射部在平面内的位置偏离。这样，通过将散射结构面E配置成多层，并且使各层光散射部的 位置相对于其他层的光散射部偏离，在俯视时能够使光散射部210所存在的区域的面积扩大。由此，能够提高光散射结构200的光散射效果，从而得到较高的光取出效率。
多个光散射部210均形成在透明基板110的与主表面110a(上表面)沿厚度方向隔开10μm以上距离的位置。形成为多层的散射结构面E从透明基板110的背面侧起依次为第一层散射结构面E1和第二层的散射结构面E2。构成第一层散射结构面E1的各光散射部210a形成在透明基板110的与主表面110a(上表面)沿厚度方向隔开T1(约100μm)的位置。构成第二层散射结构面E2的各光散射部210b形成在透明基板110的与主表面110a(上表面)沿厚度方向隔开T2(约90μm)的位置。需要说明的是，距离T1和距离T2分别是从透明基板110的上表面沿厚度方向到各自光散射部210中心的距离。另外，在图5和图6中，对构成第二层散射结构面E2的光散射部210b铺了阴影。
多个光散射部210都形成为在透明基板110的厚度方向上延伸的大致长椭圆体形状。光散射部210的宽度d例如约2μm、光散射部210的高度t(透明基板110的厚度方向的高度t)例如约7μm。各层光散射部210例如配置成网格状，在一方向的间隔p1例如约为6μm，在与一方向正交的另一方向上的间隔p2例如约为8μm。
如上所述构成的光散射结构200使从透明基板110的上表面入射到基板内部的来自MQW发光层130的光反射，从而从透明基板110的侧面110b易于向外部取出光。即，光散射结构200以使入射到透明基板110侧面110b的光的入射角度变小的方式反射光。
在透明基板110的侧面110b形成有上述加工部220。该加工部220与光散射部210同样，是通过向透明基板110照射激光而加工成的部分，在将晶片分割为各个芯片(半导体发光元件)时成为起点。因此，加工部220沿透明基板110的侧面110b形成为直线状。该加工部220形成在透明基板110的与主表面110a(上表面)沿厚度方向隔开T3(约80μm)的位置。需要说明的是，距离T3是自透明基板110的上表面沿厚度方向到加工部220中心的距离。
上述加工部220形成在相对于光散射部210的形成位置在透明基板110的厚度方向上偏离的位置。在这种情况下，优选加工部220形成在相对于光散射部210b在透明基板110的厚度方向上偏离4μm以上的位置。
[入射到透明基板的光的路线]
参照图8，在蓝宝石基板310中没有形成光散射结构的情况下，从有源层(发光层130)向下方射出的光入射到蓝宝石基板310，在基板背面被反射而返回到蓝宝石基板310的上方(上表面侧)。另外，入射到蓝宝石基板310的光的一部分向蓝宝石基板310的侧面射出。半导体发光元件通常被折射率为1.4～1.5左右的透明树脂密封。例如，在由折射率为1.5的透明树脂密封半导体发光元件的情况下，在蓝宝石基板310(折射率＝1.78)的侧面与透明树脂的界面，全反射角度为θside≥57.43°。即，假设在蓝宝石基板310的背面进行镜面反射，则以0°≤θtop≤32.57°的角度从蓝宝石基板310的上表面入射的光不能从蓝宝石基板310的侧面取出，而返回到形成在蓝宝石基板310上的多层结构体150。
另一方面，具有θtop＞32.57°的入射角度的光根据入射到蓝宝石基板310的位置分为从蓝宝石基板310的侧面射出的光(参照单点划线箭头)和返回到多层结构体150的光。在这种情况下，从蓝宝石基板310的侧面射出的光从蓝宝石基板310的侧面被取出到外部。
如上所述，在蓝宝石基板310的背面为镜面的情况下，具有0°≤θtop≤32.57°的入射角度的光不会全部从蓝宝石基板310取出，而返回到多层结构体150。在返回到多层结构体150的光中，一部分被取出到芯片外(发光元件外)，一部分则被透明电极170、p侧电极180、有源层(被发光层130再吸收)等各种光吸收体吸收。因此，对从多层结构体150向蓝宝石基板310侧射出的光而言，与返回到多层结构体150的光的光取出效率相比，从蓝宝石基板310的侧面取出到半导体发光元件外的光的光取出效率更高。
参照图7，在透明基板110中形成有光散射结构200的本实施方式中，入射到透明基板110的光(参照虚线箭头)被光散射结构200散射，入射到透明基板110的侧面110b的入射角变小。即使是具有0°≤θtop≤32.57°的入射角度的光也被光散射结构200散射，从而改变入射到透明基板110的侧面110b的光的入射角度。由此，在透明基板110的侧面110b与透明树脂的界面，其 入射角度变得比全反射角度小，因此能够有效地从透明基板110的侧面110b取出光。
需要说明的是，在p侧电极180正下方的区域，具有0°≤θtop≤32.57°的入射角度的光较少。因此，即使在p侧电极180的正下方区域不形成光散射部210，外部光取出效率也基本不会降低。
为了有效地从透明基板110的侧面110b取出光，优选使具有0°≤θtop≤32.57°的入射角度的光被光散射结构200散射。如上所述，通过将散射结构面E配置成多层，并且使各层的光散射部的位置配置成相对于其他层的光散射部偏离，从而能够使俯视时光散射部210所存在的区域的面积变大。因此，能够使0°≤θtop≤32.57°那样的入射角度小的光有效地被光散射结构200散射。
[制造方法]
参照图5、图6及图10～图16，说明本实施方式的半导体发光元件100的制造方法。
参照图9，首先，准备具有约400μm～约1300μm厚度的蓝宝石基板构成的透明基板110S。通过对该透明基板110S的主表面110a(形成氮化物半导体层的一侧的面)进行镜面研磨，使该面成为镜面(表面粗糙度Ra为1nm以下程度)。
接着，使用MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，金属有机化学气相沉积)法、HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy，氢化物气相外延)法及MBE(MolecularBeam Epitaxy，分子束外延)法等气相成长法，在透明基板110S的主表面110a上形成由氮化物半导体构成的多层膜。具体而言，如图10所示，在透明基板110S的主表面110a上依次形成由缓冲层、基底层、n型氮化物半导体层、低温n型GaN/InGaN多层结构及超晶格层构成的n型层120，MQW发光层130及p型层140。由此，在透明基板110S的主表面110a上形成包含多层膜的多层结构体150。
在本实施方式中，由于在后续工序在MQW发光层130以下的区域形成作为光散射结构200的热变性区域，为了不对MQW发光层130带来形成热变性区域时的热的影响，优选基底层较厚。从这个观点出发，优选基底层形成为至少1μm以上的厚度。关于n型氮化物半导体层，也与基底层同样，为了不对MQW发光层130带来形成热变性区域时的热的影响，优选n型氮化 物半导体层较厚。从这个观点出发，优选n型氮化物半导体层形成为基底层与n型氮化物半导体层的合计厚度至少在2μm以上。
接着，参照图11，以使n型层120的一部分露出的方式对p型层140、MQW发光层130及n型层120的一部分进行蚀刻。参照图12，在通过该蚀刻而露出的n型层120的上表面上形成n侧电极160。另外，在p型层140的上表面上依次形成透明电极170和p侧电极180。之后，以覆盖透明电极170和通过蚀刻而露出的各层的侧面的方式形成透明保护膜190。
接着，对形成有电极的基板进行热处理，从而对电极进行合金化。由此，能够得到电极与半导体层的良好的欧姆接触，并且能够降低电极与半导体层的接触电阻。热处理温度优选为200℃～1200℃的范围，更加优选为300℃～900℃的范围，进一步优选为450℃～650℃的范围。作为上述之外的热处理条件，使环境气体包含氧气和氮气中的至少一种。另外，例如可以在含有Ar等惰性气体的环境下进行热处理，或者也可以在大气条件下进行热处理。
接着，如图13所示，对经过上述工序制造的晶片进行磨削、研磨，减小透明基板110S的厚度。具体而言，将晶片安置在磨削机上，对透明基板110S的背面(未形成有半导体层的面)进行磨削除去直至透明基板110S的背面基板110S的厚度约达到160μm。接着，将该晶片安置在研磨机上，阶段性地减小研磨剂的粒度号，对透明基板110S的背面的表面进行研磨直至成为镜面(光学镜面)，使基板的厚度达到约120μm。这样，之所以对基板实施镜面处理，是由于如果基板的表面存在凹凸，则划片时(分割时)的应力容易分散，导致解理不规则及崩边(チッピング)。优选实施了镜面研磨之后的基板背面的表面例如均方根粗糙度Rq(旧RMS)在10nm以下。通过将透明基板110S的背面除去而达到规定厚度，能够得到透明基板110。
参照图14，在将基板的厚度减小至规定厚度之后，使用脉冲激光器在透明基板110中形成多个光散射部210(光散射结构200)。需要说明的是，以下为了便于说明，假定激光的聚光点直径与光散射部210的宽度d相同。
为了形成光散射结构200，作为照射透明基板110的激光，可以使用产生脉冲激光的激光器、能够产生多光子吸收的连续波激光器等各种激光器。其中，优选产生飞秒激光、皮秒激光、纳秒激光等脉冲激光的激光器，对其波长不作特别限定，例如可以使用Nd：YAG激光器、Nd：YVO4激光器、Nd：YLF激光器及钛宝石激光器等各种激光器。激光波长可根据由成为激光照射 对象的基板材质引起的光透射性/光吸收性、在基板内形成的光散射结构200的尺寸及图案精度、实际可使用的激光装置等而适当选择。
在激光波长为200nm～350nm的情况下，脉冲宽度优选为纳秒量级(1ns～1000ns)，更加优选为10ns～15nm。在激光波长为350nm～2000nm的情况下，脉冲宽度优选在飞秒量级～皮秒量级(1fS～1000pS)，更加优选为200fs～800fs。
在透明基板110为蓝宝石基板的情况下，因为能够利用上述照射条件，所以在本实施方式中也可以利用上述照射条件。在这种情况下，除激光波长及脉冲宽度以外的条件例如从实用性及量产性等观点出发，可在以下所示的范围内选择。作为优选的条件，重复频率：50kHz～500kHz、激光功率：0.05W～0.8W、激光光点尺寸：0.5μm～4.0μm(更加优选为2μm前后)、试样台的扫描速度：100mm/S～1000mm/S、脉冲能量：0.6μJ～12μJ、脉冲能量密度：40J/cm2～6kJ/cm2、集光点的脉冲峰值密度：4×1013W/cm2～5×1015W/cm2，在上述的各范围内能够形成光散射部(光散射结构)。
光散射结构200(光散射部210)通过改变激光的照射条件，能够控制宽度d、高度t、基板中的位置。如图6和图14所示，通过从透明基板110的背面侧向基板内部照射激光，能够形成光散射结构200。
参照图5及图6，从激光照射机会聚重复频率X的脉冲激光，以聚光点直径d照射透明基板110。在将试样台的扫描速度(加工进给速度)设为V时，如果V/X的值在1d以下，则脉冲激光的光点的间距p1在聚光点直径d以下，聚光点以相接或者重叠的方式连续照射，从而光散射部直线状地形成。另外，通过使直线重叠，也能够形成为面状。
与此相对，在V/X的值比2d大的情况下，所形成的光散射部的间距比聚光点直径d大，从而在邻接的光散射部210之间产生间隙。并且，在产生间隙的状态下，直线且间断地形成多个光散射部210。在V/X＝2d的情况下，邻接的光散射部210的间隔s与聚光点直径d相同，在V/X＝5d的情况下，邻接的光散射部210的间隔s是聚光点直径d的4倍。
另外，在平面状地以p2的间距形成上述线时，使试样台仅错开p2并在相同的照射条件下形成光散射部210，并且反复进行该步骤。由此，能够使多个光散射部210形成(配置)为平面状。由于光散射部210形成在激光的焦点部分，所以在立体地形成(配置)的情况下，通过改变激光的焦点位置， 能够改变光散射部210在透明基板110的厚度方向上的位置(形成位置)。由此，能够多层(例如两层、三层等)地形成散射结构面E。
这样，通过改变试样台的扫描速度及脉冲激光器的重复频率，能够改变光散射部210的间距。除此之外，通过改变试样台的高度，能够改变激光的焦点位置，因此能够在基板中的任意位置(基板的厚度方向上的任意位置)形成光散射部210(热变性区域)。
在透明基板110中形成上述光散射结构200之后，在透明基板110中形成用于芯片分割的断裂线(加工部220)。断裂线的形成目的与光散射结构200不同，为了使芯片(半导体发光元件)分割为规定尺寸，断裂线在透明基板110中直线状地形成。断裂线(加工部220)的形成可以使用与光散射结构200(光散射部210)相同的方法。断裂线特别优选照射透射蓝宝石的激光来形成。这里的“透射”是指在对透明基板110(蓝宝石基板)照射激光后不久，也就是说在蓝宝石没有发生变质的状态下，透射率在70％以上。但是，优选上述透射率在80％以上，更加优选在90％以上。
形成断裂线(加工部220)时的激光照射可以从形成有氮化物半导体的一侧(形成有多层结构体150的一侧)进行，但考虑到氮化物半导体的吸收，优选从透明基板110的背面(未形成有多层结构体150的一侧)进行。
在本实施方式中，断裂线(加工部220)通过一次加工来形成。断裂线直线状地形成在透明基板110的与主表面110a(形成有多层结构体150一侧的面)沿厚度方向隔开T3(约80μm)的位置。由此，能够得到如图15所示的晶片80。
参照图15，晶片80是集合有多个半导体发光元件100的元件集合体，在邻接的半导体发光元件100之间形成有上述加工部220(断裂线)。
最后，如图15和图16所示，以形成的断裂线为起点，将晶片80分割为各个半导体发光元件100。由此，能够得到本实施方式的半导体发光元件100。
[本实施方式的效果]
从以上说明可以清楚地知道，本实施方式的半导体发光元件100具有以下效果。
在使用透明基板110的半导体发光元件100中，在透明基板110的内部形成有光散射结构200。在透明基板110上形成有包含半导体多层膜的多层结构体150，多层结构体150发出的光入射到透明基板110。光散射结构200使 入射到透明基板110中的来自多层结构体150(MQW发光层130)的光散射，从而易于从透明基板110的侧面110b取出光。由此，提高外部光取出效率。
无论是否半导体发光元件100被例如折射率为1.4～1.5左右的透明树脂密封，都能够利用光散射结构200有效地从该透明基板110的侧面110b取出入射到透明基板110的光。并且，因为上述光散射结构200形成在透明基板110中，所以即使在例如使用折射率为1.5左右的透明硅酮树脂等构成的芯片贴装膏将发光元件安装在管座上的情况下，也能够抑制光散射效果下降。因此，通过如上所述那样构成，即使在半导体发光元件100处于安装状态的情况下，也能够提高外部光取出效率。
因为上述光散射结构200以使入射到透明基板110的侧面110b的光的入射角度变小的方式反射光，所以能够进一步提高外部光取出效率。
构成光散射结构200的多个光散射部210面状地分散在透明基板110中，由面状地分散的多个光散射部210形成散射结构面E。通过在透明基板100中形成由多个光散射部210构成的散射结构面E，能够利用该散射结构面E更有效地散射从多层结构体150入射到透明基板110中的光。因此，能够得到较强的光散射效果，从而有效地提高外部光取出效率。
通过在透明基板110中以彼此相对的方式将多个散射结构面E配置成多层，能够利用这些散射结构面E更有效地散射从多层结构体150入射到透明基板110中的光。
并且，构成各散射结构面E的光散射部210配置成在俯视时与其他层的散射结构面E的光散射部不重叠。如果在俯视时散射结构面E的光散射部210的位置与其他层的散射结构面E的光散射部210的位置重叠，则在透明基板110中该重叠区域的机械强度降低。因此，透明基板110容易裂开。如上所述，在俯视时通过使散射结构面E的光散射部210的位置与其他层的散射结构面E的光散射部210的位置不重叠，能够抑制透明基板110的强度降低。并且，通过将构成各散射结构面E的光散射部210配置成俯视时与其他层的散射结构面E的光散射部不重叠，能够使光散射部210所存在的区域面积变大，因此能够提高光散射效果，从而易于提高光取出效率。
通过使多个光散射部分别形成为沿透明基板110的厚度方向延伸的大致长椭圆体形状，由此也能够提高光散射效果。
并且，使多个光散射部210(光散射结构200)形成在透明电极170的正下方区域。电流经由透明电极170注入半导体多层膜，注入有电流的区域发光，因此通过在透明电极170的正下方区域形成多个光散射部，能够更有效地由光散射部210散射从多层结构体150发出的光。因此，能够更容易地从透明基板110的侧面110b取出光。
需要说明的是，在p侧电极180的正下方区域，以从透明基板110的侧面110b难以取出光的角度入射到透明基板110中的光比较少。因此，即使在p侧电极180的正下方区域不形成光散射部210，也能够提高外部光取出效率。
并且，光散射部210由热变性区域构成，从而热变性区域能够通过激光照射而形成，从而能够容易地在透明基板110中形成光散射部210。并且，在热变性区域变为空洞的情况下，因为空洞内为真空(折射率为1)，所以与透明基板110的折射率差变大。因此，在光散射部210中能够得到更强的光散射效果。
在透明基板110的侧面部分形成有加工部220(断裂线)，该加工部220利用激光照射来加工，成为分割透明基板110时的起点。如果该加工部220的位置与透明基板110的厚度方向上的散射结构面E的位置一致，则在分割芯片时，有可能在意料之外的方向上被分割，从而使分割的成品率降低。通过使上述加工部220(断裂线)与透明基板110的厚度方向上的散射结构面E的位置不同，形成在从基板上表面隔开距离T3的位置，能够抑制在意料之外的方向上被分割。由此，能够进一步提高分割芯片时的分割成品率。
在利用激光照射形成光散射部210的情况下，如果脉冲激光的输出较高，则形成热变性区域，如果进一步施加应力等，则从热变性区域产生裂纹。如果该裂缝到达MQW发光层130，则有时会导致光的输出降低。因此，由热变性区域构成的光散射部210优选形成在相对于透明基板110的形成有多层结构体150的面(主表面110a)沿厚度方向隔开10μm以上距离的位置。通过在这样的位置形成多个光散射部210，能够抑制由于裂纹到达MQW发光层130而引起光的输出降低。除此之外，能够容易地提高利用光散射部210的光散射效果。
本实施方式的半导体发光元件100的制造方法具有以下效果。
在透明基板110S的主表面110a上形成多层结构体150之后，通过除去透明基板110S的未形成有多层结构体150的背面，使基板的厚度减小至规定 厚度。从达到规定厚度的透明基板110(110S)的背面侧向透明基板110的内部照射激光。利用激光的照射在透明基板110的内部形成热变性区域，由该热变性区域构成光散射部210。即，通过向透明基板110的内部照射激光，在该透明基板110的内部形成光散射部210。通过对形成有光散射部210的基板(晶片80)进行分割，得到半导体发光元件100。在得到的半导体发光元件100的透明基板110中形成有光散射部210。如上所述，该光散射部210对入射到透明基板110中的光进行散射。在透明基板110的主表面110a上形成有包含半导体多层膜的多层结构体150，多层结构体150发出的光入射到透明基板110中。光散射部210使入射到透明基板110中的来自多层结构体150的光散射，从而易于从透明基板110的侧面110b取出光。这样，根据本制造方法，能够容易地制造外部光取出效率高的半导体发光元件100。
在此，在从形成有多层结构体150的主表面110a侧向透明基板110的内部照射激光的情况下，由于激光透射含有半导体多层膜的多层结构体150，因此有可能影响元件的诸多特性。并且，在多层结构体150上形成有电极的情况下，由于激光被电极遮住，因此难以在电极形成部分的下部形成光散射部210。
在本实施方式的半导体发光元件100的制造方法中，通过从未形成有多层结构体150的背面侧向透明基板100的内部照射激光来形成光散射部210。因此，在形成光散射部210时，激光不会透射多层结构体150，从而能够抑制激光透射多层结构体150而引起的元件特性的降低。即使在多层结构体150上形成有电极的情况下，因为从形成有电极一侧的相反侧照射激光，所以能够容易地在透明基板110的内部形成光散射部210。
并且，通过在透明基板110的背面附近形成光散射部210，光散射部210形成在与多层结构体150分开的位置。因为激光的焦点位置附近温度高，所以通过将光散射部210形成在与半导体多层膜分开的位置，所以能够降低半导体多层膜受到的热的影响。由此，能够抑制激光照射时的热引起的半导体多层膜的热劣化及变质等。在形成光散射部210时，通过使该光散射部210形成在透明基板110的厚度方向上比主表面110a与背面的中间位置(虚线G)靠近背面侧的区域，能够容易地减小半导体多层膜受到的热的影响。并且，能够容易地制造出能够直接利用从多层结构体150向透明基板110射出的光中从透明基板110的侧面110b取出的光的半导体发光元件100。
并且，通过在透明基板110的背面附近形成光散射部210，能够进一步地降低半导体多层膜受到的热的影响。除此之外，在半导体发光元件100中，能够容易地直接利用从多层结构体150向透明基板110射出的光中从透明基板110的侧面110b取出的光。
《第一实施例》
制造与上述实施方式所示的半导体发光元件100具有相同结构的半导体发光元件并将该发光元件作为第一实施例。透明基板中的光散射结构的散射结构面为两层。构成散射结构面的各光散射部的高度t＝7μm、宽度d＝2μm、间距p1＝6μm、间距p2＝8μm。各散射结构面的位置(透明基板的厚度方向的位置)与上述实施方式相同，T1＝100μm、T2＝90μm。
制造除了在透明基板中不形成光散射结构这一点之外其它结构与第一实施例相同的半导体发光元件并将其作为第一比较例(对比用元件)。
在相同的驱动条件下驱动第一实施例的发光元件和第一比较例的发光元件，并对光输出(全光束)进行测量，其结果，第一比较例的光输出为85.0mW，第一实施例的光输出为87.6mW。由此，能够确认第一实施例的发光元件比第一比较例的发光元件提高了3％左右的光输出。
通过向第一实施例的发光元件照射蓝光，确认了光散射结构的光散射。其结果如图17所示。在图17中，明亮的发光部分为光散射结构。由图17能够确认光被光散射结构散射。
(第二实施方式)
[构成]
参照图18，在本实施方式的半导体发光装置1000中，作为光源包含第一实施方式所示的半导体发光元件100。半导体发光装置1000还包括搭载有半导体发光元件100的基体1010、搭载在基体1010上的密封半导体发光元件100的荧光体层1020、覆盖荧光体层1020的透明树脂层1030。
基体1010是具有平面状地延伸的主表面1012的安装基板。基体1010作为供半导体发光元件100搭载的搭载部发挥功能。该基体1010包括与半导体发光元件100电连接的电极端子1014,1016。半导体发光元件100经由芯片贴装膏构成的结合层1040与基体1010的主表面1012结合。芯片贴装膏例如由硅酮类树脂或环氧类树脂等透明树脂材料构成。芯片贴装膏也可以使用焊料等低融点金属材料。
在基体1010上安装的半导体发光元件100例如经由由金线构成的金属丝1050,1060与基体1010的电极端子1014,1016电连接。具体而言，半导体发光元件100的n侧电极160经由金属丝1050与电极端子1014电连接，半导体发光元件100的p侧电极180经由金属丝1060与电极端子1016电连接。
荧光体层1020由使从半导体发光元件100发出的光透射的透光性树脂形成。荧光体层1020例如由透明的环氧类树脂或硅酮类树脂等形成。该荧光体层1020含有对从半导体发光元件100发出的光进行波长变换的荧光体，作为波长变换部发挥作用。具体而言，在荧光体层1020中分散地设置有多个荧光粒子1022。从半导体发光元件100发出的光利用荧光粒子1022被波长变换，因此从荧光体层1020发出与从半导体发光元件100发出的光的波长不同的光。作为荧光粒子1022，能够适于使用例如BOSE(Ba、O、Sr、Si、Eu)等。除了BOSE以外，也可以适于使用例如SOSE(Sr、Ba、Si、O、Eu)、YAG(Ce活化钇铝石榴石)、α赛隆((Ca)、Si、Al、O、N、Eu)、β赛隆(Si、Al、O、N、Eu)等。荧光粒子1022的种类可根据激发光的波长和半导体发光装置所要求的发光色等适当调整。
透明树脂层1030由透射从半导体发光元件100和荧光体层1020发出的光的树脂形成。透明树脂层1030例如由透明环氧类树脂或硅酮类树脂形成。该透明树脂层1030设置在荧光体层1020的外侧，通过密封金属丝1050,1060，与半导体发光元件100一同保护金属丝1050,1060。
在本实施方式中，荧光体层1020以包围半导体发光元件100的方式设置在主表面1012上，透明树脂层1030以进一步覆盖荧光体层1020的方式设置。荧光体层1020以在主表面1012上填充半导体发光元件100与透明树脂层1030之间的空间的方式设置。荧光体层1020和透明树脂层1030分别形成为圆顶形。
参照图19，荧光体层1020和透明树脂层1030分别具有半径r和半径R，形成为以原点O为中心的同心半球状。原点O配置在主表面1012上。半导体发光元件100配置在与原点O重叠的位置。
在透明树脂层1030具有折射率n1的情况下，优选荧光体层1020具有比折射率n1大的折射率n2。在这种情况下，因为在半导体发光元件100的周围配置有具有较大的折射率的荧光体层1020，所以能够进一步改善来自半导体发光元件100的光取出效率。
并且，优选荧光体层1020和透明树脂层1030以满足下式(1)的方式形成。
R＞r·n1 …(1)
在此，R为透明树脂层1030的半径，r为荧光体层1020的半径，n1为透明树脂层1030的折射率。
通过如上所述构成，能够抑制从半导体发光元件100和荧光体层1020发出的光被透明树脂层1030的外表面(透明树脂层1030与大气的边界)反射，从而能够更有效地向外部取出从半导体发光元件100和荧光体层1020发出的光。除此之外，还能够容易地控制从半导体发光元件100和荧光体层1020发出的光的配光。在本实施方式中，将射出光的方向控制为上方向(与基体1010相反侧的方向)。
[本实施方式的效果]
从以上说明可以清楚地知道，本实施方式的半导体发光装置1000具有以下效果。
半导体发光装置1000搭载第一实施方式所示的半导体发光元件100作为光源。半导体发光元件100在透明基板110的内部形成有光散射部210。光散射部210使入射到透明基板110中的来自多层结构体150的光散射，从而提高半导体发光元件100的光取出效率。通过搭载这样的半导体发光元件100，能够得到外部光取出效率高的半导体发光装置1000。
并且，在本半导体发光装置1000中，因为在半导体发光元件100的透明基板110的内部形成有光散射部210，所以搭载半导体发光元件100的基体1010不使用反射及散射特性高的材料，就能够提高外部光取出效率。因此，能够提高半导体发光装置的设计自由度。
关于这一点，参照图20进行详细说明。在未形成有光散射部的半导体发光元件100R中得不到光散射部的反射及散射效果。在这种情况下，为了使入射到透明基板中的来自多层结构体的光散射及反射，需要提高搭载半导体发光元件100的基体1110的主表面1112的反射及散射特性。在该情况下，至少基体1110中的半导体发光元件100R下部的材料需要使用反射及散射特性高的材料。因此，在搭载有未形成光散射部的半导体发光元件100的半导体发光装置中，很难提高设计自由度。并且，由于基体1110使用反射及散射特性高的材料，因此导致制造成本上升。
在本实施方式的半导体发光装置1000中，如上所述，因为提高了设计自由度，所以例如搭载部也可以不使用反射及散射特性高的材料。通过这样的结构，能够实现降低成本。
(第三实施方式)
[构成]
参照图21，本实施方式的半导体发光装置2000具有与第二实施方式所示的半导体发光装置1000大致相同的结构。但是，在本实施方式中，使用包含散热性高的散热体(以下记作“高散热体”)2020的基体2010的这一点与上述第二实施方式不同。
基体2010的一部分由高散热体2020形成。高散热体2020设置在搭载半导体发光元件100的搭载部上。高散热体2020例如由Al或Al合金形成。该高散热体2020优选由包含从Al、Ag、Au、Cu、Mo、W、Sn、C、SiC、AlN及Si组成的群中选择的至少一种的材料形成。
并且，在本实施方式中，芯片贴装膏使用焊料等低融点金属材料。因此，半导体发光元件100经由由低融点金属材料构成的结合层2040结合在基体2010的主表面2012上(高散热体2020上)。由于半导体发光元件100的驱动而产生的热经由由低融点金属材料构成的结合层2040传递到高散热体2020，从高散热体2020散热。在图21中，由空心箭头示意性地表示热的移动。
[本实施方式的效果]
从以上说明可以清楚地知道，本实施方式的半导体发光装置2000具有以下效果。
因为基体2010中搭载半导体发光元件100的部分由高散热体2020形成，所以能够改善半导体发光装置2000的散热特性。通过改善散热特性，能够抑制由于驱动而半导体发光元件100发热所导致的亮度降低。
通过由包含从Al、Ag、Au、Cu、Mo、W、Sn、C、SiC、AlN及Si组成的群中选择的至少一种的材料形成高散热体2020，能够提高散热性。通过使用这样的高散热体2020形成搭载部，能够进一步提高半导体发光装置2000的散热特性。
并且，通过经由由低融点金属材料构成的结合层2040使半导体发光元件100结合在高散热体2020上，能够向高散热体2020有效地传递半导体发光元件100产生的热。因此，能够从高散热体2020有效地散放半导体发光元件100产生的热，从而能够进一步改善半导体发光装置2000的散热特性。需要说明的是，因为在半导体发光元件100的透明基板110(参照图1)内部形成有光散射部210(参照图1)，所以即使用于将半导体发光元件100结合在高散热体2020上的结合层2040使用由低融点金属材料构成的结合层，也能够提高外部光取出效率。
需要说明的是，如图20所示，为了改善散热特性，在搭载有未形成光散射部的半导体发光元件100R的半导体发光装置中由金属等热传导率高的材料形成基体1110的情况下，需要使用对从半导体发光元件100R发出的光的波长具有高反射率的材料，并且需要对主表面实施镜面处理。特别是，在从半导体发光元件100R发出的光的波长是蓝色～紫外光区域的波长的情况下，限制了可使用的金属材料。例如，这样的波长光使Ag等容易引起黑色化及色移等，所以难以处理Ag等。并且，在如图20所示的半导体发光装置中，芯片贴装膏(结合层1140)必须使用具有光透射性的物质(一般为硅酮类树脂、环氧类树脂等树脂材料)。由于这样的树脂材料的热传导率低，因此难以从半导体发光元件100R向基体1110传热。
在此参照图21，本实施方式的半导体发光装置2000因为在搭载半导体发光元件100的透明基板110内部形成有光散射部210，所以发光元件单体就能够提高外部光取出效率，从而基体2010(高散热体2020)无需使用对从半导体发光元件100发出的光的波长具有高反射率的材料，也无需对主表面实施镜面处理。并且，因为无需实施镀Ag等处理，所以无需实施抑制黑色化及色移等发生的措施。除此之外，通过使用由低融点金属材料构成的结合层2040安装半导体发光元件100，能够有效地改善散热特性。
(第四实施方式)
参照图22，本实施方式的半导体发光装置3000在上述第三实施方式的半导体发光装置2000的基础上还具有反射部件3050。反射部件3050通过反射从半导体发光元件100和荧光体层1020发出的光来控制配光。反射部件3050以包围半导体发光元件100的方式安装在基体2010的主表面2012上。反射部件3050具有反射光的反射面3052。通过将反射部件3050安装在基体2010的主表面2012上，使反射面3052设置在荧光体层1020的外侧。反射面3052为了将射出光的方向控制为上方向(基体2010的相反侧的方向)而成为倾斜面。
在本实施方式中，代替半导体发光装置2000的透明树脂层1030(参照图21)，透明树脂层3030填充在反射部件3050的内侧区域。透明树脂层3030与透明树脂层1030同样由透射从半导体发光元件100和荧光体层1020发出的光的树脂(例如透明的环氧类树脂或硅酮类树脂等)形成。
本实施方式的半导体发光装置3000具有与上述第三实施方式的半导体发光装置2000相同的效果。
(第五实施方式)
[构成]
参照图23，本实施方式的半导体发光元件400具有与第一实施方式的半导体发光元件100基本相同的结构。但是，本实施方式的半导体发光元件400在将光散射部210形成在多层结构体150侧区域的这一点与将光散射部210形成在多层结构体150的相反侧区域的第一实施方式不同。
多个光散射部210形成在该透明基板110的比主表面110a与主表面110a的相反侧的面即背面的中间位置(虚线G)靠近主表面110a侧的区域。在这种情况下，多个光散射部210可以形成在透明基板110的主表面110a附近。
[制造方法]
参照图24～图27，说明本实施方式的半导体发光元件400的制造方法。
本实施方式的半导体发光元件400的制造方法在形成多层结构体150之前，在透明基板110上形成多个光散射部210。
具体而言，首先准备具有约400μm～约1300μm厚度的由蓝宝石构成的透明基板110S。通过对该透明基板110S的主表面110a(形成有氮化物半导体层的一侧面)进行镜面研磨，使该面成为镜面(表面粗糙度Ra为1nm以下左右)。
接着，如图24所示，通过对透明基板110S照射激光，在透明基板110S的内部形成多个光散射部210。作为光散射部210的形成方法，使用与第一实施方式所示的方法相同的方法。
在本实施方式中，通过在后续工序从形成多层结构体150的面(主表面110a)的一侧向透明基板110S内部照射激光，在主表面110a的附近形成多个光散射部210。
参照图25，使用形成有光散射部210的透明基板110S，在透明基板110S的主表面110a上使用与第一实施方式相同的方法形成相同的多层结构体150。接着如图26所示，使用与第一实施方式相同的方法，对多层结构体150的一部分进行蚀刻除去，形成n侧电极160、透明电极170、p侧电极180及透明保护膜190。之后，通过对形成有电极的基板进行热处理，使电极合金化。
接着，如图27所示，对通过上述工序制造的晶片磨削、研磨，减小透明基板110S的厚度。最后，将作成的晶片分割为各个半导体发光元件400。由此，得到本实施方式的半导体发光元件400。需要说明的是，通过磨削及研磨使晶片(基板)厚度减小的工序及对晶片(基板)进行芯片分割的工序与上述第一实施方式相同，因此省略其说明
[本实施方式的效果]
由以上说明清楚地知道，本实施方式的半导体发光元件400及其制造方法具有以下效果。
通过从透明基板110S的一表面侧照射激光，在透明基板110S内部形成光散射部210。使用形成有光散射部210的透明基板110S，在该透明基板110S上形成包含半导体多层膜的多层结构体150。在形成多层结构体150之后，除去透明基板110S的未形成有多层结构体150的背面以使该基板的厚度达到规定厚度。通过对该透明基板(晶片)进行分割，得到半导体发光元件400。
在本实施方式中，因为在形成多层结构体150之前，在透明基板110S(110)的内部形成光散射部210，所以激光照射引起的热的影响不会波及到半导体多层膜(多层结构体150)。因此，可根据半导体发光元件400的用途等自由地确定光散射部210的形成位置。
并且，通过在透明基板110S的形成有多层结构体150的面(主表面110a)的附近形成光散射部210之后在该面上形成多层结构体150，能够在多层结构体150的附近区域形成光散射部210。在本制造方法中，因为在形成光散射部210之后形成多层结构体150，所以即使在多层结构体150的附近形成光散射部210的情况下，激光照射引起的热的影响也不会波及到半导体多层膜(多层结构体150)。因此，能够抑制由热引起的元件特性的降低，并且能够在多层结构体150的附近形成光散射部210。除此之外，通过在多层结构体150的附近形成光散射部210，能够容易地制造轴上光度高(减少了从横向进入的光)的半导体发光元件。
并且，通过从透明基板110的形成多层结构体150的主表面110a侧照射激光，能够容易地在多层结构体150的附近形成光散射部210。
参照图28，如第一实施方式所示，在形成多层结构体150之后，从形成有多层结构体150的主表面110a侧向透明基板110内部照射激光的情况下，激光透射包含半导体多层膜的多层结构体150，因此有可能对元件的诸多特性造成影响。并且在多层结构体150上形成有电极的情况下，激光被电极遮住，从而难以在电极形成部分的下部形成光散射部210。另一方面，即使在从透明基板110的背面侧向透明基板110的内部照射激光的情况下，如果在形成多层结构体150之后照射激光，则激光照射引起的热的影响波及到半导体多层膜(多层结构体150)。因此，激光照射引起的热有可能影响元件的诸多特性。
如上所述，通过使用本实施方式的半导体发光元件400的制造方法，不会发生上述不良状况，能够在多层结构体150的附近形成光散射部210。
(第六实施方式)
本实施方式的半导体发光元件具有与第一实施方式相同的半导体发光元件100相同的结构。但是本实施方式的半导体发光元件的制造方法与第一实施方式不同。
[制造方法]
参照图29～图32，说明本实施方式的半导体发光元件的制造方法。
本实施方式的半导体发光元件的制造方法与第五实施方式同样，在形成多层结构体150之间，在透明基板110上形成多个光散射部210。
具体而言，首先准备具有约400μm～约1300μm厚度的由蓝宝石构成的透明基板110S。通过对该透明基板110S的主表面110a(形成有氮化物半导体层的一侧面)进行镜面研磨，使该面成为镜面(表面粗糙度Ra在1nm以下左右)。
接着，如图29所示，通过对透明基板110S照射激光，在透明基板110S的内部形成多个光散射部210。作为光散射部210的形成方法，使用与第一实施方式所示的方式相同的方法。
激光的照射在后续工序形成多层结构体150的面(主表面110a)的一侧进行。在本实施方式中，与上述第五实施方式不同，以使多个光散射部210位于透明基板的比中间位置靠近背面侧区域的方式调整激光的焦点位置。光散射部210的形成位置考虑透明基板110S的厚度和之后的磨削及研磨的工序 中以什么样的程度除去基板的背面等来确定。在这种情况下，优选使多个光散射部210在半导体发光元件的制造之后以位于透明基板110的背面附近的方式形成。
参照图30，使用形成有光散射部210的透明基板110S，在透明基板110S的主表面110a上以与第一实施方式相同的方法形成相同的多层结构体150。接着，如图31所示，使用与第一实施方式相同的方法，蚀刻除去多层结构体150的一部分，形成n侧电极160、透明电极170、p侧电极180及透明保护膜190。之后，对形成有电极的基板进行热处理，从而使电极合金化。
接着，如图32所示，对经由上述工序制造的晶片进行磨削、研磨，减小透明基板110S的厚度。此时，以使多个光散射部210位于例如透明基板110的背面附近的方式除去晶片(基板)的背面。最后，将作成的晶片分割为各个半导体发光元件。由此，得到本实施方式的半导体发光元件。
[本实施方式的效果]
由以上说明清楚地知道，本实施方式的半导体发光元件的制造方法具有以下效果。
在形成多层结构体150之前，在透明基板110S(110)的内部形成多个光散射部210。此时，在透明基板110的厚度方向上的比主表面110a与背面之间的中间位置靠近背面侧的区域形成光散射部210。由此，能够有效地降低半导体多层膜受到的热的影响，并且能够容易地制造半导体发光元件，其能够直接利用从多层结构体150向基板射出的光中从透明基板110的侧面110b(参照图1)取出的光。
并且，除去晶片(基板)背面以使光散射部210设置于透明基板110的背面附近，从而能够容易地使光散射部210形成在透明基板110的背面附近。通过使光散射部210形成在透明基板110的背面附近，能够容易地直接利用从多层结构体150向透明基板110射出的光中从透明基板110的侧面110b取出的光。
(第七实施方式)
本实施方式的半导体发光元件在使用由氮化物半导体构成的透明基板的这一点与上述第一实施方式不同。作为由氮化物半导体构成的透明基板，使用c面GaN基板。其他构成与上述第一实施方式相同。
《第二实施例》
制造与本实施方式的半导体发光元件相同的发光元件并将该发光元件作为第二实施例。另外，制造除在透明基板中未形成光散射结构的这一点之外其他结构与第二实施例相同的半导体发光元件，并将该半导体发光元件作为第二比较例(对比用元件)。
在相同的驱动条件下驱动第二实施例的发光元件和第二比较例的发光元件，对光输出(全光束)进行测量，其结果，能够得到第二实施例的发光元件比第二比较例的发光元件提高了5％左右的光输出。
在作为透明基板使用GaN基板的半导体发光元件中，由于基板的折射率为2.5，比蓝宝石基板的1.78大，所以从基板侧面的光取出效率比使用蓝宝石基板的半导体发光元件低。在透明基板中形成了光散射结构的第二实施例中，与使用蓝宝石基板的情况相比，由于有效地发挥了光取出效率的改善效果，因此可以认为进一步提高了光输出。
需要说明的是，在作为透明基板使用SiC基板的情况下，也能够取得与作为透明基板使用GaN基板的情况相同的结果。因为SiC基板具有与GaN基板相同的较大的折射率，所以可以认为有效地发挥了改善效果。由此可知，即使对SiC基板的情况也是有效的。
(第八实施方式)
本实施方式的半导体发光元件是发光波长290nm的紫外光LED。在该半导体发光元件中，透明基板与上述第一实施方式所示的透明基板110同样由蓝宝石基板构成。在透明基板中形成有与上述第一实施方式相同的光散射结构。在透明基板上形成有由氮化物半导体构成的半导体多层膜。
在本实施方式中，调整MQW发光层的组成及厚度等使得发出发光波长为290nm的紫外光。具体而言，MQW发光层为在AlGaN中添加In的InAlGaN的四元混晶发光层。在Al组成比为70％～90％左右的AlGaN中添加了数％的In。随着发光层(势垒层、阱层)的厚度不同而波长发生变化。因此，为了调整波长，适当调整组成及厚度。
《第三实施例》
制造与本实施方式的半导体发光元件相同的发光元件并将该发光元件作为第三实施例。另外，制造除了在透明基板中没有形成光散射结构这一点外其他结构与第三实施例相同的半导体发光元件，并将该半导体发光元件作为第三比较例(对比用元件)。
在相同的驱动条件下驱动第三实施例的发光元件和第三比较例的发光元件，对光输出(全光束)进行测量，其结果得到第三实施例的发光元件比第三比较例的发光元件提高了3％左右的光输出。
由此能够确认，在基板中形成有光散射结构的本结构对紫外光LED也是有效的。
(第九实施方式)
本实施方式的半导体发光元件是与上述第一实施方式的半导体发光元件100相同的发光元件。但是，在本实施方式中，散射结构面为一层的这一点与散射结构面为两层的上述第一实施方式不同。
《第四实施例》
制造与本实施方式的半导体发光元件相同的发光元件并将该发光元件作为第四实施例。构成散射结构面的各光散射部的高度t＝7μm、宽度d＝2μm、间距p1＝6μm、间距p2＝8μm。散射结构面(光散射部)形成在透明基板的自主表面(上面)沿厚度方向隔开20μm的位置。另外，制造除了在透明基板中没有形成光散射结构的这一点之外其他结构与第四实施例相同的半导体发光元件，并将该半导体发光元件作为第四比较例(对比用元件)。
在相同的驱动条件下驱动第四实施例的发光元件和第四比较例的发光元件，对光输出(全光束)进行测量，其结果得到第四实施例的发光元件比第四比较例的发光元件提高了2％左右的光输出。
(第十实施方式)
参照图33，本实施方式的半导体发光元件500是与上述第一实施方式的半导体发光元件100相同的发光元件。但是，在本实施方式中，在透明基板110的背面上形成有反射膜510的这一点与第一实施方式不同。
反射膜510例如由Al或Ag的金属反射膜构成。除此之外，也可以是SiO2/TiO2的电介体多层反射膜(层厚为λ/4，例如二十层左右)。在此，λ是指发光元件的发光光谱的峰值波长。并且，可以是在形成这样的多层反射膜之后，在多层反射膜上形成Al或Ag的金属反射膜的混合型反射膜结构。电介体多层反射膜的材料一般是光学透明材料。例如，如果是Al2O3、ZrO2、TaO5、Nb2O5等材料，则可以作为电介体多层反射膜的材料正常地使用。优选反射膜510的反射率在80％以上，更加优选在90％以上。
这样，通过在透明基板110的背面上形成反射膜510，能够在透明基板的背面有效地反射从透明基板110的上表面入射的光，因此能够由光散射结构200散射有效地到达透明基板110的背面的光。因此，能够从透明基板110的侧面110b有效地取出光。
(第十一实施方式)
参照图34，本实施方式的半导体发光元件600是以形成有p侧电极180一侧为下侧进行安装的所谓倒装芯片安装型LED发光元件。该半导体发光元件600具有与上述第一实施方式的半导体发光元件100相同的结构。但是，在本实施方式中，在透明电极170的上表面上形成有反射膜610的这一点，与没有形成这样的反射膜的上述第一实施方式不同。
《第五实施例》
制造与本实施方式的半导体发光元件相同的发光元件并将该发光元件作为第五实施例。在第五实施例中，在透明电极上形成Ag反射膜。另外，制造除在透明基板中没有形成光散射结构的这一点之外其他结构与第五实施例相同的半导体发光元件，并将该半导体发光元件作为第五比较例(对比用元件)。
分别对第五实施例的发光元件和第五比较例的发光元件进行倒装芯片安装。然后，在相同的驱动条件下驱动第五实施例的发光元件和第五比较例的发光元件，对光输出(全光束)进行测量，其结果得到了第五实施例的发光元件比第五比较例的发光元件提高了6％左右的光输出的结果。
在进行倒装芯片安装的情况下，在基板中形成有光散射结构的本结构中，不仅有效地取出在透明基板的侧面被全反射的光，而且还有效地取出在透明基板的背面被全反射的光。由此，确认了本结构对光取出效率的改善是有效的。需要说明的是，为了进一步提高光取出效率，在蓝宝石基板的背面也可以形成凹凸结构。
(第十二实施方式)
本实施方式的半导体发光元件与上述第七实施方式同样，作为透明基板使用由氮化物半导体构成的基板。但是，在本实施方式中，作为透明基板使用无极性基板的m面GaN基板的这一点，与作为透明基板使用c面GaN基板的第七实施方式不同。其他结构与上述第一实施方式和第七实施方式相同。
《第六实施例》
制造与本实施方式的半导体发光元件相同的发光元件并将该发光元件作为第六实施例。另外，制造除了在透明基板中未形成光散射结构的这一点以外其他结构与第六实施方式相同的半导体发光元件并将该半导体发光元件作为第六比较例(对比用元件)。
在相同的驱动条件下驱动第六实施例的发光元件和第六比较例的发光元件，并对光输出(全光束)进行测量，其结果得到了第六实施例的发光元件比第六比较例的发光元件提高了5％左右的光输出的结果。由此，确认了即使在使用无极性基板的情况下，在基板中形成了光散射结构的本结构也是有效的。
在作为透明基板使用GaN基板的半导体发光元件中，基板的折射率为2.5，与蓝宝石基板的1.78相比较大，因此从基板侧面的光取出效率与使用蓝宝石基板的半导体发光元件相比低。在透明基板中形成有光散射结构的第六实施例中，与使用蓝宝石基板的情况相比，可以认为因为有效地发挥了光取出效率的改善效果而光输出得到了进一步提高。
(第十三实施方式)
本实施方式的半导体发光元件是与上述第一实施方式的半导体发光元件100相同的发光元件。但是，本实施方式的半导体发光元件的在透明基板中形成的光散射部的排列与上述第一实施方式不同。
参照图35，透明基板中的光散射结构200A由多个光散射部210构成。本实施方式与第一实施方式同样地，也由该多个光散射部210形成两层散射结构面。在图35用阴影表示了构成第二层的散射结构面的光散射部210b。各层光散射部210形成为直线状，通过在与直线的延伸方向交叉的方向上反复形成这样的直线状的光散射部210，使多个光散射部210配置成平面状。
将连接邻接的光散射部210的线分别为线A1、线A2及线A3。在本实施方式中，以线A1、线A2及线A3与蓝宝石基板的解理面即M面和与M面结晶性等效的其余两个面(以下记作M面等效面)不平行的方式排列多个光散射部210。即，以线A1、线A2及线A3与M面和M面等效面交叉的方式形成各光散射部210。
如果线A1、线A2及线A3与蓝宝石基板的解理面即M面或M面等效面平行，则蓝宝石基板(透明基板)有可能在该线处裂开。因此，如上所述， 通过使构成光散射结构200A的光散射部210以与解理面不平行地排列的方式形成，能够提高芯片分割时的分割成品率。
需要说明的是，在透明基板为蓝宝石基板的情况下，该解理面为M面或M面等效面，但是如果基板的材质不同，则解理面也不同。因此，在使用蓝宝石基板以外的其他透明基板的情况下，优选使光散射部以与由基板材质确定的解理面不平行地排列的方式构成。
(第十四实施方式)
参照图36，本实施方式的半导体发光元件在上述第十三实施方式的半导体发光元件中连结邻接的光散射部210的至少一个连结线(例如线A4)相对于透明基板110的解理面平行。
参照图36及图37，在沿线A4排列的多个光散射部210，邻接的光散射部210以其高度(透明基板110的厚度方向的位置)不同的方式形成。
这样，通过改变邻接的光散射部210的高度，即使在连结邻接的光散射部210的连结线(例如线A4)与解理面平行的情况下，也能够抑制在该线处裂开。因此，能够抑制在意料之外的位置发生基板的裂开，所以能够提高芯片分割时的成品率。
(第十五实施方式)
参照图38，本实施方式的半导体发光元件700是与上述第一实施方式的半导体发光元件100相同的发光元件。但是，在本实施方式中，散射结构面E为三层的这一点与散射结构面E为两层的第一实施方式不同。
在本实施方式中，在透明基板110A中形成有包括散射结构面E11、E12及E13的光散射结构200C。在散射结构面E11、E12及E13中，构成各层散射结构面的光散射部210配置成在俯视时与其他层的散射结构面的光散射部不重叠。
在具备这种结构的半导体发光元件700中也能够与上述第一实施方式同样地有效提高外部光取出效率。
[变形例]
在上述实施方式中表示了作为透明基板使用蓝宝石基板、c面GaN基板及m面GaN基板的例子，但是本发明不限于上述实施方式。透明基板只要是对包括该透明基板的发光元件所发出的光具有透光性的基板即可。作为这样的透明基板，除上述的基板以外，例如可以使用氮化物半导体基板、SiC基板、 石英基板等。作为氮化物半导体基板，可以由使用AlxGayInzN(0≤x≤1、0≤y≤1、0≤z≤1、x+y+z＝1)构成的基板。在氮化物半导体基板中，可以掺杂Si、O、Cl、S、C、Ge、Zn、Cd、Mg或Be。作为n型氮化物半导体，在这些掺杂的材料中特别优选Si、O及Cl。并且，作为氮化物半导体基板，也可以使用非极性基板。非机性基板包括无极性基板及半极性基板。无极性基板的主表面方位有A面{11－20}、M面{1－100}及{1－101}面等。半极性基板的主表面方位有被公知为在绿色区域等发光效率高的面{20－21}等。对具有这些主表面方位的氮化物半导体基板，也能够适用本发明。
在上述实施方式中，表示了使用具有约120μm厚度的透明基板的例子，但本发明不限于所述实施方式。对透明基板的厚度不作特别限定，例如可以适当使用具有20μm以上500μm以下(优选为80μm以上300μm以下)厚度的透明基板。
在上述实施方式中，对在n型层的各层中掺杂的n型杂质不作特别限定，可以是Si、P、As或Sb等，优选为Si。另外，超晶格层可以具有与宽带隙层及窄带隙层不同的一层以上的半导体层、宽带隙层、窄带隙层依次层积而成的超晶格结构。
在上述实施方式中，表示了使用由ITO构成的透明电极的例子，但本发明不限于所述实施方式。透明电极除ITO以外例如也可以使用IZO(Indium Zinc Oxide)等透明导电膜。另外，n侧电极除上述电极以外例如可以是W/Al、Ti/Al、Ti/Al/Ni/Au、W/Al/WPt/Au及Al/Pt/Au等。
在上述实施方式中，表示了使用由SiO2构成的透明保护膜的例子，但本发明不限于所述实施方式。透明保护膜除SiO2以外例如可以使用包含从ZrO2、TiO2、Al2O3或者V、Zr、NB、Hf、Ta组成的群中选择的至少一种的氧化物，SiN，BN，SiC，AlN，AlGaN等。优选透明保护膜是具有绝缘性的膜。
在上述实施方式中，表示了n侧电极和p侧电极以包含突出部(支电极)的方式形成的例子，但本发明不限于所述实施方式。n侧电极和p侧电极可以是不包含突出部(支电极)的结构。另外，在p侧电极的正下方区域可以设置有绝缘层，该绝缘层用来防止在p侧电极的下部注入电流。
在上述实施方式中，表示了在p侧电极的正下方区域不设置光散射部的例子，但本发明不限于所述实施方式。可以是在p侧电极的正下方区域也设置有光散射部的结构。
在上述实施方式中，表示了构成光散射结构的散射结构面形成为一层、两层及三层的例子，但本发明不限于所述实施方式。散射结构面可以是四层以上的多层。
在上述实施方式中，表示了将光散射结构形成于将基板在厚度方向上两等分的下侧区域(多层结构体的相反侧的区域)的例子，但本发明不限于所述实施方式。例如，如图39所示，也可以将光散射结构200D形成在将基板在厚度方向上两等分的上侧区域(多层结构体侧的区域)。另外，如图40所示，可以将光散射结构200E分散地(均匀地)形成在基板中。并且，如图41所示，也可以在基板中形成光散射部210在剖面图中配置成大致山形的光散射结构200F。并且，如图42所示，也可以在基板中形成光散射部210在俯视图中配置成旋涡状的光散射结构200G。在这种情况下，光散射部可以是螺旋状。并且，如图43所示，可以在基板中形成光散射部210被散乱地配置的光散射结构200H。
在上述实施方式中，表示了光散射部形成为大致长椭圆体形状的例子，但本发明不限于所述实施方式。光散射部的形状可以是大致长椭圆体形状之外的形状。需要说明的是，光散射部的形状、尺寸及配置等能够进行适当控制，以使入射到透明基板中的光散射并用于从透明基板的侧面取出光。
在上述实施方式中，作为透明基板使用蓝宝石基板的情况下，基板的上表面可以是平坦的，也可是例如日本特开2008－177528号公报所述的上表面形成有凹凸形状的PSS(Patterned Sapphire Substrate，图形化蓝宝石衬底)。参照图44，在使用上表面形成有凹凸形状的蓝宝石基板410的情况下，该凹凸形状可以为具有1～3μm左右高度的凹凸以1～3μm的间隔排列的形状。在这种情况下，到形成有光散射部210的位置的距离T是以该凹凸形状的底面部为蓝宝石基板410的上表面且从该蓝宝石基板410的上表面到沿厚度方向的光散射部210中心的距离。
在上述实施方式中，表示了在透明基板中形成一层断裂线(加工部)的例子，但本发明不限于所述实施方式。断裂线(加工部)也可以形成为多层。如果基板的厚度大，则基板难以分割。因此，可以根据透明基板的厚度增加层数，例如在透明基板的厚度为50μm～120μm左右的情况下，将断裂线(加工部)加工为一层，在透明基板的厚度为120μm～200μm左右的情况下，将 断裂线(加工部)加工为两层，在透明基板的厚度在200μm以上的情况下，将断裂线(加工部)加工为三层。
在上述实施方式中，表示了在散射结构面形成为多层的情况下构成各散射结构面的光散射部形成为俯视时与其他散射结构面的光散射部不重叠方式的例子，但本发明不限于所述实施方式。构成散射结构面的光散射部的一部分或者全部可以形成为在俯视时与其他散射结构面的光散射部重叠。但是，由于光散射部重叠地形成时，该部分的强度降低，因此优选构成各散射结构面的光散射部如上述实施方式所示，在俯视时与其他散射结构面的光散射部不重叠。
在上述第一实施方式中，表示了在半导体发光元件的制造方法中对透明基板进行研磨及磨削之后，通过从透明基板的背面侧照射激光而在透明基板的内部形成光散射部的例子，但本发明不限于所述实施方式。例如，只要激光入射的面具有在规定位置可形成光散射结构程度的表面粗糙度，可以在对透明基板进行研磨及磨削之前，从透明基板的背面侧照射激光，从而在透明基板的内部形成光散射部，之后对透明基板进行研磨及磨削。
在上述第二至第四实施方式中，表示了在荧光体层的外侧设置覆盖该荧光体层的透明树脂层的例子，但本发明不限于所述实施方式。可以是在荧光体层的外侧不设置透明树脂层的结构。在这种情况下，荧光体层可以形成为圆顶形以外的形状。需要说明的是，代替荧光体层，可以使用不含有荧光体粒子的透明树脂密封半导体发光元件。
在上述第二实施方式中，搭载半导体发光元件的基体可以使用由陶瓷材料、金属材料、树脂材料等构成的各种基体。在使用由金属材料构成的基体的情况下，虽然不需要使用对从半导体发光元件发出的光的波长具有高反射率的材料，但是也可以使用这种材料。并且，也可以对基体的主表面实施镜面处理。
在上述第三和第四实施方式中，表示了在一部分(搭载有半导体发光元件的部分)上使用具有高散热体的基体的例子，但本发明不限于所述实施方式。例如，也可以构成为使用整体由高散热体构成的基体的半导体发光装置。
在上述第二至第四实施方式中，搭载于半导体发光装置的半导体发光元件的数量可以是一个，也可以是多个。
在上述第五和第六实施方式中，表示了从透明基板的主表面(形成多层结构体的面)侧照射激光的例子，但本发明不限于所述实施方式。例如，只要激光入射的面具有可在规定位置形成光散射结构程度的表面粗糙度，就可以从透明基板的背面(形成多层结构体的面的相反面)侧照射激光。
将上述公开技术适当组合得到的实施方式也包含在本发明技术范围内。
本次公开的实施方式只是示例，本发明不限于上述实施方式。本发明的范围在参照发明的详细说明记载的基础上由权利要求书所记载的范围表示，并且包括与该权利要求书所记载相同的意思及该范围内的变更。
工业实用性
根据本发明，能够提供一种在安装状态下外部光取出效率也高的半导体发光元件、该半导体发光元件的制造方法、搭载有该半导体发光元件的半导体发光装置及提高半导体发光元件的外部光取出效率的基板。
符号说明
100、400、500、600、700 半导体发光元件
110 透明基板
110a 主表面
110b 侧面
120 n型层
130 MQW发光层
140 p型层
150 多层结构体
160 n侧电极
160a、180a 焊盘部
160b、180b 突出部
170 透明电极
180 p侧电极
190 透明保护膜
200、200A～200H 光散射结构
210、210a、210b 光散射部
220 加工部
1000、2000、3000 半导体发光装置

Claims (27)

1.一种半导体发光元件，其特征在于，是发出光的半导体发光元件，包括：
透明基板，其对所述半导体发光元件发出的光具有透光性；
多层结构体，其形成在所述透明基板上，包含半导体多层膜；
所述透明基板包括光散射机构，该光散射机构形成在该透明基板中，用于使入射到基板中的光散射，
所述光散射机构包括多个形成在所述透明基板中的光散射部，
多个所述光散射部面状地分散在所述透明基板中，由面状地分散的多个所述光散射部形成散射结构面，
在所述透明基板中，所述散射结构面形成为多层，
构成各散射结构面的所述光散射部配置成俯视时与其他层的散射结构面的所述光散射部不重叠。
2.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
所述光散射机构以使光入射所述透明基板的侧面的入射角度变小的方式反射光。
3.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
在所述透明基板中形成有多个所述散射结构面,
多个所述散射结构面以彼此相对的方式配置为多层。
4.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
多个所述光散射部分别是沿所述透明基板的厚度方向延伸的大致长椭圆体形状。
5.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
还包括形成在所述多层结构体上的透光性电极层，
多个所述光散射部形成在所述透光性电极层的正下方的区域。
6.如权利要求5所述的半导体发光元件，其特征在于，
还包括以与所述透光性电极层重叠的方式形成的金属电极层，
多个所述光散射部形成在除了所述金属电极层的正下方区域之外的所述透光性电极层的正下方的区域。
7.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
所述透明基板具有比10μm厚的厚度，
多个所述光散射部分别形成在相对于所述透明基板的形成有所述多层结构体的面在厚度方向上隔开10μm以上距离的位置。
8.如权利要求1至7中任一项所述的半导体发光元件，其特征在于，
多个所述光散射部的至少一部分排列成线状。
9.如权利要求8所述的半导体发光元件，其特征在于，
所述线状地排列的所述光散射部的延伸方向是与所述透明基板的解理面交差的方向。
10.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
所述光散射部由热变性区域构成。
11.如权利要求3所述的半导体发光元件，其特征在于，
在所述透明基板的侧面部分形成有加工部，利用激光的照射来加工所述加工部，所述加工部在分割所述透明基板时成为起点，
在所述透明基板中，厚度方向上的所述散射结构面的位置与厚度方向上的所述加工部的位置不同。
12.如权利要求1所述的半导体发光元件，其特征在于，
所述透明基板是蓝宝石基板、氮化物半导体基板、SiC基板及石英基板中的任一种。
13.一种半导体发光元件的制造方法，其特征在于，包括:
在基板的一面上形成包含半导体多层膜的多层结构体的工序；
除去所述基板的未形成有所述多层结构体的另一面直到该基板的厚度达到规定厚度的工序；
通过从所述另一面侧向所述基板内部照射激光而在所述基板内部形成使入射到所述基板中的光散射的多个光散射部的工序；
将所述基板分割为各个半导体发光元件的工序；
形成光散射部的所述工序包括以下工序：通过使多个所述光散射部面状地分散在所述基板中，由面状地分散的多个所述光散射部使散射结构面在所述基板中形成为多层，且构成各散射结构面的所述光散射部配置成俯视时与其他层的散射结构面的所述光散射部不重叠。
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，
形成所述光散射部的工序包括在所述基板的所述另一面的附近形成所述光散射部的工序。
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，
在所述另一面的附近形成所述光散射部的工序包括在所述基板的厚度方向上比所述一面与所述另一面的中间位置靠近所述另一面侧的位置形成所述光散射部的工序。
16.一种半导体发光元件的制造方法，其特征在于，包括：
通过从基板的一表面侧照射激光而在所述基板内部形成使入射到所述基板中的光散射的多个光散射部的工序；
在所述基板上形成包含半导体多层膜的多层结构体的工序；
除去所述基板的未形成有所述多层结构体的面直至该基板的厚度达到规定厚度的工序；
将所述基板分割为各个半导体发光元件的工序，
形成光散射部的所述工序包括以下工序：通过使多个所述光散射部面状地分散在所述基板中，由面状地分散的多个所述光散射部使散射结构面在所述基板中形成为多层，且构成各散射结构面的所述光散射部配置成俯视时与其他层的散射结构面的所述光散射部不重叠。
17.如权利要求16所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
形成所述光散射部的工序包括在所述基板的形成所述多层结构体的面的附近形成所述光散射部的工序。
18.如权利要求16所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
在以所述基板的形成所述多层结构体的面为一面，且以所述基板的形成所述多层结构体的面的相反侧的面为另一面的情况下，
形成所述光散射部的工序包括在所述基板的厚度方向上比所述一面与所述另一面的中间位置靠近所述另一面侧的位置形成所述光散射部的工序。
19.如权利要求18所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
所述除去工序包括除去所述基板的另一面以使所述光散射部设置于所述基板的所述另一面的附近的工序。
20.如权利要求16所述的半导体发光元件的制造方法，其特征在于，
形成所述光散射部的工序包括从所述基板的形成所述多层结构体的面侧照射激光的工序。
21.一种半导体发光装置，其特征在于，包括:
半导体发光元件和搭载有所述半导体发光元件的搭载部，
所述半导体发光元件包括基板和形成在所述基板上的包括半导体多层膜的多层结构体，
在所述基板的内部形成有使入射到该基板中的光散射的多个光散射部，
多个所述光散射部面状地分散在所述基板中，由面状地分散的多个所述光散射部形成散射结构面，
在所述基板中，所述散射结构面形成为多层，
构成各散射结构面的所述光散射部配置成俯视时与其他层的散射结构面的所述光散射部不重叠。
22.如权利要求21所述的半导体发光装置，其特征在于，
所述搭载部由使来自所述半导体发光元件的热散放的散热体形成。
23.如权利要求22所述的半导体发光装置，其特征在于，
所述散热体由包括从Al、Ag、Au、Cu、Mo、W、Sn、C、SiC、AlN及Si组成的群中选择的至少一种的材料形成。
24.如权利要求21至23中任一项所述的半导体发光装置，其特征在于，
还包括由低融点金属材料构成的结合层，该结合层用于使所述半导体发光元件与所述搭载部结合。
25.如权利要求21所述的半导体发光装置，其特征在于，
还包括：
波长转换部，对来自所述半导体发光元件的光进行波长转换；
光反射部，设置在所述波长转换部的外侧，使从所述半导体发光元件射出的光反射。
26.如权利要求25所述的半导体发光装置，其特征在于，
所述波长转换部含有一种以上的荧光体。
27.一种基板，其特征在于，是透射光的基板，
包括多个光散射部，该光散射部形成在所述基板的内部，使入射到该基板中的光散射；
多个所述光散射部面状地分散在该基板内部，并且由面状地分散的多个所述光散射部形成散射结构面，
在所述基板中，所述散射结构面形成为多层，
构成各散射结构面的所述光散射部配置成俯视时与其他层的散射结构面的所述光散射部不重叠。
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