CN1741295A - 发光元件及其制造方法以及使用发光元件的照明装置 - Google Patents

Abstract

一种发光元件，具有氮化镓类化合物半导体层(4)，其具有在基板(1)的表面(2)上，让氮化镓类化合物外延成长而形成的多层构造，该多层构造包括发光层(3)；同时，将通过去除基板(1)所露出来的上述半导体层(4)的内侧(7)，或半导体层(4)的最表面(5)，作为用来让发光层(3)所发射的光向外部发射的发射面(8)。由于没有基板，因此能够大幅改善光的发射效率，从而能够通过相当小的功率，得到相当高的发光强度。

Description

发光元件及其制造方法以及使用发光元件的照明装置

技术领域

本发明涉及一种具有例如在照明装置中所使用的、荧光灯的两倍以上能耗率的发光元件(发光二极管；LED)及其制造方法，以及使用上述发光元件的照明装置。

背景技术

众所公知，使用氮化镓类化合物半导体的发光元件作为发射波长为350～450nm程度的蓝色至紫外区域的光的发光元件。关于使用氮化镓类化合物半导体的发光元件，例如，在下述文献中记载。

(1)JP，02-42770，A(1990)

(2)JP，02-257679，A(1990)

(3)JP，05-183189，A(1993)

(4)JP，06-196757，A(1994)

(3)Jp，06-268257，A(1994)

在发光元件中，让上述发光元件内部所产生的光，尽可能高效的发射向外部，也即提高光的发射效率是非常重要的。特别是近年来，随着产品化的发展，面向照明装置的发光元件中，为了提高能源消耗效率，而提高发射效率，是不可缺少的。

以下例示了3种为了提高发光效率，而在发射出光的结构中有所改进的发光元件。首先，第1种是将形成在基板的表面上的、具有多层构造的氮化镓类化合物半导体层的、与层积方向垂直的最表面，或形成在上述最表面上的透光性导电层的外面，作为光的发射面，并且，在基板的与上述表面相反的面中，设置有反射层的发光元件。关于具有上述构造的发光元件，例如，在下述文献中记载。

(6)JP，08-102549，A(1996)

(7)JP，11-126925，A(1999)

(8)JP，2001-7392，A

(9)JP，2001-7397，A

图27为说明上述发光元件的层结构的一例的剖视图。对照图27，图示例子的发光元件具有：基板101；包含有在上述基板101的表面102上、通过让氮化镓类化合物外延成长而形成的发光层103的多层构造的氮化镓类化合物半导体层(以下有时简称为“半导体层”)104；在上述半导体层104的垂直于层积方向的最表面105中在电连接状态下形成的，具有导电性且用来让上述发光层103所发射的光透射的透光性导电层106；以及与上述透光性导电层106的作为与半导体层104相接的面相反的面的外面107的一部分相连接的电极焊盘108，上述透光性导电层106的外面107，作为用来让上述光向外发射的发射面。半导体层104，通过在基板101的表面102上顺次层积第1导电型半导体层109、上述发光层103、以及第2导电型半导体层110而构成。

通过去除发光层103与第2导电型半导体层110的一部分，让第1导电型半导体层109的与层积方向垂直的表面111的一部分露出来，所露出的上述表面111与电极焊盘112相连接。基板101的与形成有半导体层104的表面102相反的面113中，形成有用来反射上述发光层103所发射的光的反射层114。

上述发光元件中，如果电极焊盘108、112之间流通电流，则从上述两个电极焊盘108、112注入到半导体层104中的空穴与电子(或电子与空穴)，分别在第2导电型半导体层110与第1导电型半导体层109中沿厚度方向上输送，在发光层103中进行再结合，通过这样，激励构成上述发光层103的氮化镓类化合物发光。

这样，如图中的单点虚线箭头所示，从发光层103发射向半导体层104的最表面105方向的光，通过第2导电型半导体层110与透光性导电层106，从外面107直接发射向发光元件的外部。另外，从发光层103发射向基板101的方向的光，通过第1导电型半导体层109与基板101，被作为上述基板101与反射层114之间的界面的基板101的相反面113所反射，上述相反面113所反射后，从基板101、第1导电型半导体层109、发光层103、第2导电型半导体层110、以及透光性导电层106中通过，从外面107向发光元件的外部发射。

第2种是在基板的形成有氮化镓类化合物半导体层的表面中，形成反射层，在其之上层积上述半导体层，同时，省略了基板的相反面的反射层的发光元件。关于具有上述构造的发光元件，记载在例如下述文献中。

(10)JP，03-108778，A(1991)

(11)JP，03-163882，A(1991)

(12)JP，09-232631，A(1997)

(13)JP，11-251642，A(1999)

(14)JP，11-274568，A(1999)

(15)JP，2001-168387，A

(16)JP，2004-31405，A

图28为说明上述发光元件的层结构的一例的剖视图。对照图28，图示例子的发光元件具有：基板101；形成在上述基板101的表面102上的反射层115；包含有在上述反射层115上，通过让氮化镓类化合物外延成长而形成的发光层103的多层构造的氮化镓类化合物半导体层104；在上述半导体层104的垂直于层积方向的最表面105中在电连接状态下形成的透光性导电层106；上述透光性导电层106的、与半导体层104相接的面相反的面的外面107的一部分相连接的电极焊盘108；上述透光性导电层106的外面107，作为用来让上述光向外发射的发射面。

半导体层104，通过在反射层115上顺次层积第1导电型半导体层109、上述发光层103、以及第2导电型半导体层110而构成。通过去除发光层103与第2导电型半导体层110的一部分，让第1导电型半导体层109的与层积方向垂直的表面111的一部分露出来，所露出的上述表面111与电极焊盘112相连接。

上述发光元件中，如果电极焊盘108、112之间流过电流，则从上述两个电极焊盘108、112注入到半导体层104中的空穴与电子(或电子与空穴)，分别在第2导电型半导体层110与第1导电型半导体层109中沿厚度方向上输送，在发光层103中进行再结合，通过这样，激励构成上述发光层103的氮化镓类化合物发光。

这样，如图中的单点虚线箭头所示，从发光层103发射向半导体层104的最表面105方向的光，通过第2导电型半导体层110与透光性导电层106，从外面107直接发射向发光元件的外部。另外，从发光层103发射向基板101的方向的光，通过第1导电型半导体层109，到达反射层115，被上述反射层115内，或第1导电型半导体层109与反射层115之间的界面所反射，从第1导电型半导体层109、发光层103、第2导电型半导体层110、以及透光性导电层106中通过，从外面107发射向发光元件的外部。

另外，第3种是在基板的表面所形成的、具有多层构造的有氮化镓类化合物半导体层的、与层积方向垂直的最表面中，形成反射层，并且，将基板的与上述表面相反的面作为光的发射面的发光元件。关于具有上述构造的发光元件，记载在例如下述文献中。

(17)JP，10-144961，A(1998)

(18)JP，11-220168，A(1999)

(19)JP，11-261109，A(1999)

(20)JP，2000-31540，A

(21)JP，2000-183400，A

(22)JP，2000-294837，A

(23)JP，2002-246649，A

(24)JP，2003-532298，A

(25)JP，3068914，U

图29为说明上述发光元件的层结构的一例的剖视图。对照图29，图示例子的发光元件具有：基板101；包含有在上述基板101的表面102上，通过让氮化镓类化合物外延成长而形成的发光层103的多层构造的氮化镓类化合物半导体层104；在上述半导体层104的垂直于层积方向的最表面105中在电连接状态下形成的，具有导电性且用来让上述发光层103所发射的光反射的导电性反射层116。

半导体层104，通过在基板101的表面102上顺次层积第1导电型半导体层109、上述发光层103、以及第2导电型半导体层110而构成。通过去除发光层103与第2导电型半导体层110的一部分，让第1导电型半导体层109的与层积方向垂直的表面111的一部分露出来，所露出的上述表面111与电极焊盘112相连接。基板101的与半导体层104所形成的表面102相反的相反面113，作为用来让上述发光层103所发射的光向外发射的发射面。

上述发光元件中，如果导电性反射层116与电极焊盘112之间流过电流，则从上述两者注入到半导体层104中的空穴与电子(或电子与空穴)，分别在第2导电型半导体层110与第1导电型半导体层109中沿厚度方向上输送，在发光层103中进行再结合，通过这样，激励构成上述发光层103的氮化镓类化合物发光。

这样，如图中的单点虚线箭头所示，从发光层103发射向基板101方向的光，通过第1导电型半导体层109与基板101，从相反面113直接发射向发光元件的外部。另外，从发光层103发射向半导体层105的最表面105方向的光，通过第2导电型半导体层110，到达作为上述第2导电型半导体层110与导电性反射层116之间的界面的半导体层104的最表面105，被上述最表面105所反射，从第2导电型半导体层110、发光层103、第1导电型半导体层109、以及基板101中通过，从相反面113发射向发光元件的外部。

上述图27的发光元件中，从发光层103发射向基板101方向的光，在上述基板101中传输时，很容易被基板101所吸收，另外，被基板101的相反面113所反射的光的一部分，在作为基板101与第1导电型半导体层109的界面的上述基板101的表面102，与上述相反面113之间反复反射，通过这样被封闭在基板101中从而衰减。因此，即使设置反射层114，提高了上述相反面113的光反射率，与没有设置反射层114的情况相比，也存在从外面107所发射的光的发射效率几乎没能提高这一问题。

图29的发光元件也一样，从发光层103直接发射，或被导电性反射层116所反射，从而发射向基板101方向的光，在上述基板101中传输时，很容易被基板101所吸收，光的一部分，在作为基板101与第1导电型半导体层109的界面的上述基板101的表面102，与上述相反面113之间反复反射，通过这样被封闭在基板101中从而衰减。因此，即使设置导电性反射层116来反射光，与没有设置上述导电性反射层116的情况相比，也存在从相反面113所发射的光的发射效率几乎没能提高这一问题。

图28的发光元件，由于来自发光层103的光，不从基板101中通过，因此不会产生上述基板101对光的吸收以及衰减的问题。但是，限制了在反射层115上能够通过外延扩散法形成结晶品质良好的氮化镓类化合物半导体层104的上述反射层115的材料或构造等。并且，具有这些材料或构造的反射层115的大部分对光的反射率都较低，或者能够反射的光的波长有限，即使与发射蓝色至紫外区域的光的半导体层104组合，也存在无法得到高反射率的问题。因此，即使设置了反射层115来反射光，与没有设置上述反射层115的情况相比，也存在从相反面113所发射的光的发射效率几乎没能提高这一问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够大幅改善光的发射效率，从而能够通过小功率得到高发光强度的高性能的发光元件。本发明的另一个目的在于，提供一种能够高生产率、高效率制造上述发光元件的发光元件的制造方法。本发明的另一个目的在于，提供一种使用上述发光元件的、能耗率优良的照明装置。

本发明的发光元件的特征在于，具有：在基板上让氮化镓类化合物外延成长而形成的、包括发光层(emitting layer)的多层构造(multilayerstructure)的氮化镓类化合物半导体层(semiconductor layers of galliumnitride compounds)；在上述半导体层的垂直于层积方向的最表面中，在电连接状态下形成的、具有导电性且用来让上述发光层所发射的光反射的导电性反射层；以及，与上述半导体层的、构成与基板相接触的内侧的层电连接的导电层；同时，通过去除基板让上述内侧露出来，作为用来让上述发光层所发射的光向半导体层的外部发射的发射面。

上述本发明的发光元件中，将氮化镓类化合物半导体层的去除了基板的内侧，作为发光层所发射的光的发射面，由于上述光能够不通过基板，而从上述发射面向外发射，因此能够消除基板对光的吸收以及衰减的问题。

另外，由于基板如前所述，与光的透射无关，因此不需要考虑透光性等。所以，基板可以选择能够让氮化镓类化合物半导体层与栅格常数进行匹配，通过外延成长，在其表面上形成结晶品质较好且发光效率优良的氮化镓类化合物半导体层的基板，从而能够提高所形成的半导体层的发光效率。

另外，在通过外延成长形成的上述导体层的最表面上后形成导电性反射层，其材料以及构造也没有限定。因此，导电性反射层，可以使用具有导电性，同时，特别是对波长为350～400左右的蓝色至紫外区域的光的反射率优良的导电性反射层，从而能够提高上述导电性反射层中的光的反射率。

因此，通过本发明的发光元件，通过上述各个效果的结合，能够大幅改善发光层所发射并从发射面向外射出的光的发射效率，从而能够通过相当小的功率，得到相当高的发光强度。

在本发明的发光元件中，在作为发射面的、通过去除基板而露出来的半导体层的内侧中，形成有防止反射层的情况下，就能够降低上述发射面中的光的反射率，提高透射率，从而防止上述光在半导体层中反复反射。因此，能够进一步改善从发光层所发出、从发射面发射向外部的光的发射效率。

如果上述防止反射层，考虑到进一步提高发射面的光透射率，则最好让其折射率从与半导体层相接触的面，向着作为上述面的相反面的外面单调减小。其厚度最好被形成为发光层所发射的光在上述防止反射层中的波长的1/4倍。

在本发明的发光元件中，在作为发射面的、上述半导体层的内侧，或上述内侧中所形成的防止反射层的外面，形成有多个突起，同时，上述突起在与高度方向垂直的方向上的尺寸，从突起的基部向着顶部单调减小的情况下，通过上述多个突起的功能，能够降低上述任一个面中的光的反射率，提高透射率。

也即，如果在上述任一个面中形成多个突起，则上述面便能够由相对与半导体层的层积方向垂直的平面而倾斜的、多个突起的表面的集合体来形成。因此，从发光层所发射并入射到上述面中的光中，因入射角超过了通过半导体层与空气之间的界面、半导体层与防止反射层之间的界面，或防止反射层与空气之间的界面所确定的临界角度，从而被全反射了的成分的比例，与上述面是平面的情况相比能够减少，从而能够降低上述面中的光的反射率，提高透射率。因此，能够降低发光元件的发射面中的光的反射率，提高透射率，从而能够进一步改善发光层所发射的并从发射面向外发射的光的发射效率。

上述突起，如果考虑到进一步提高发射面的光透射率，则最好让其基部在与高度方向垂直的方向上的尺寸，为发光层所发射的光在形成有上述突起的层中的波长的1倍以下，并且，突起的高度为上述波长的1倍以上。

另外，在本发明的发光元件中，上述半导体层的内侧，或上述内侧中所形成的防止反射层的外面，形成有多个凹部，同时，上述凹部在与深度方向垂直的方向上的尺寸，从凹部的开口部向着底部单调减小的情况下，通过上述多个凹部的功能，能够降低上述任一个面中的光的反射率，提高透射率。

也即，如果在上述任一个面中形成多个凹部，则上述面便能够由作为相对与半导体层的层积方向垂直的平面、通过上述给定的立体形状倾斜的多个凹部的表面的集合体来形成。因此，从发光层所发射并入射到上述面中的光中，因入射角超过了通过半导体层与空气之间的界面、半导体层与防止反射层之间的界面，或防止反射层与空气之间的界面所设定的临界角度，从而被全反射了的成分的比例，与上述面是平面的情况相比能够减少，从而能够降低上述面中的光的反射率，提高透射率。因此，能够降低发光元件的发射面中的光的反射率，提高透射率，从而能够进一步改善发光层所发射的并从发射面向外发射的光的发射效率。

上述凹部，如果考虑到进一步提高发射面的光透射率，则最好让其开口部在与深度方向垂直的方向上的尺寸，为发光层所发射的光在形成有上述凹部的层中的波长的1倍以下，并且，凹部的深度为上述波长的1倍以上。

上述导电性反射层，最好通过具有导电性，同时对蓝色至紫外区域的光的反射率特别优良的铝或者银形成。

最好让导电性反射层的与半导体层相接触的面的相反面的外面，连接有突起电极。以前，具有基板与氮化镓类化合物半导体层的发光元件中，如果将上述发光元件经突起电极倒装在封装等中，由于此时的加热，根据上述两者间的热膨胀系数的差，存在给半导体层施加应力，产生与基板之间的剥离、半导体层发生变形，导致发光元件的可靠性下降等问题。与此相对，本发明的发光元件，由于去除基板，倒装发光元件时的热，而给半导体层所施加的应力，与以前相比能够减少，因此，能够减小上述半导体层的变形等，提高发光元件的可靠性。

用于制造上述本发明的发光元件的本发明的发光元件的制造方法，特征在于，具有：在基板上进行外延成长，形成半导体层的工序、在上述半导体层的最表面形成导电性反射层的工序、以及在通过保护层将上述半导体层与导电性反射层覆盖起来的状态下，去除上述基板，让半导体层的内侧露出来的工序。

上述本发明的制造方法中，在去除基板的工序中，将导电性反射层以及其下面的半导体层，通过保护层覆盖起来，因此，能够防止这些层例如被用来去除基板的蚀刻液体等所污染、腐蚀。另外，通过保护层还能够对导电性反射层以及半导体层进行机械加强，因此，能够防止这些层因应力变形。因此，通过本发明的制造方法，能够防止因产生上述污染、腐蚀、变形等各种不良而导致的成品率的下降，从而能够高生产率、高效的制造发光元件。

另外，上述本发明的制造方法中，如果在去除基板所露出的半导体层的内侧，实施防止反射处理的工序，则如前所述，能够进一步改善从发光层所发出经发射面发射向外部的光的发射效率。

另外，如果在形成了导电性反射层之后，在去除基板之前的上述导电性反射层的外面，连接突起电极，同时，在通过保护层将上述半导体层与导电性反射层以及突起电极覆盖起来的状态下，去除上述基板，则能够防止上述突起电极被用来去除基板的蚀刻液体等污染、腐蚀等各种不良而导致的成品率的下降，从而能够高生产率、高效的制造发光元件。

另外，如果在去除基板让半导体层的内侧露出来之后的导电性反射层的外面，连接突起电极，则能够防止上述突起电极被用来去除基板的蚀刻液体等污染、腐蚀等各种不良而导致的成品率的下降，从而能够高生产率、高效的制造发光元件。

基板最好是能够让氮化镓类化合物半导体层与栅格常数进行匹配，通过外延成长，在其表面上形成结晶品质较好且发光效率优良的氮化镓类化合物半导体层的、通过硼化物单晶体所形成的基板，上述硼化物单晶体最好为硼化锆或硼化钛的单晶体。

本发明的照明装置，由于将上述本发明的发光元件，与荧光体或磷光体中的至少一方组合起来而构成，因此能耗率优良。

本发明的发光元件的特征在于，具有：在基板上让氮化镓类化合物外延成长而形成的、包括发光层的多层构造的氮化镓类化合物半导体层；在上述半导体层的垂直于层积方向的最表面中，在电连接状态下形成的、具有导电性且用来让上述发光层所发射的光透射的透光性导电层；以及，与上述半导体层的、构成与基板相接触的内侧的层电连接的导电层，同时，通过去除基板让上述内侧露出来，在所露出的上述内侧中，形成用来反射上述发光层所发射的光的反射层；将上述透光性导电层的与半导体层相接触的面的相反面的外面，作为用来让上述发光层所发射的光向半导体层的外部发射的发射面。

上述本发明的发光元件中，在氮化镓类化合物半导体层的去除了基板的内侧中，形成有用来反射发光层所发射的光的反射层，由于上述光能够不通过基板，而从在上述半导体层的最表面中所形成的透光性导电层的外面的发射面向外发射，因此能够消除基板对光的吸收以及衰减的问题。

另外，如上所述，由于基板与光的透射无关，因此不需要考虑透光性等。所以，基板可以选择使用能够让氮化镓类化合物半导体层与栅格常数进行匹配，通过外延成长，在其表面上形成结晶品质较好且发光效率优良的上述半导体层的基板，从而能够提高所形成的半导体层的发光效率。

另外，反射层，在通过外延成长形成之后去除基板，从而被露出来的上述导体层的内侧上后形成，其材料以及构造也没有限定。因此，反射层，可以选择使用特别是对蓝色至紫外区域的光的反射率优良的反射层，从而能够提高上述反射层中的光的反射率。

因此，根据本发明的发光元件，通过上述各个效果的结合，能够大幅改善发光层所发射并从发射面向外射出的光的发射效率，从而能够通过相当小的功率，得到高发光强度。

上述反射层，最好通过对蓝色至紫外区域的光的反射率特别优良的钛、铝或者银形成。

另外，上述反射层的外面最好接合有支撑体。如果上述反射层的外面与支撑体接合，便能够通过上述支撑体来加强半导体层，因此能够提高发光元件的强度，且使其容易处理。例如，可以将上述支撑体用作发光元件的基座，将上述发光元件可靠的安装在封装等中。并且，在去除基板并形成了反射层之后，再接合上支撑体，其材料以及构造等也没有限制。因此，支撑体可以选择使用与上述半导体层热膨胀系数接近的，或热传导特性、导电特性、机械特性等所期望的特性优良的材料，从而能够提高发光元件的可靠性。上述支撑体最好通过上述各个特性优良的硅形成。

在上述本发明的发光元件中，在半导体层的最表面与透光性导电层之间，或透光性导电层的外面，形成有防止反射层的情况下，就能够降低任一个面中的光的反射率，提高透射率，从而防止上述光在半导体层中反复反射。因此，能够进一步改善从发光层所发出、从发射面发射向外部的光的发射效率。

如果考虑到进一步提高发射面的光透射率，则在上述防止反射层形成在半导体层的最表面与透光性导电层之间的情况下，最好让上述防止反射层的折射率从与半导体层相接触的面，向着与透光性导电层相接触的面单调减小。另外，在上述防止反射层，形成在透光性导电层的外面的情况下，最好让上述防止反射层的折射率，从与透光性导电层相接触的面，向着上述面的相反面的外面单调减小。另外，最好让防止反射层的厚度形成为发光层所发射的光在上述防止反射层中的波长的1/4倍。

在半导体层的最表面，或防止反射层的外面，形成有多个突起，同时，上述突起在与高度方向垂直的方向上的尺寸，从突起的基部向着顶部单调减小的情况下，通过如前所述的多个突起的功能，能够降低上述任一个面中的光的反射率，提高透射率。因此，能够降低发光元件的发射面中的光的反射率，提高透射率，从而能够进一步改善发光层所发射的并从发射面向外发射的光的发射效率。

上述突起，如果考虑到进一步提高发射面的光发射效率，则最好让其基部在与高度方向垂直的方向上的尺寸，为发光层所发射的光在形成有上述突起的层中的波长的1倍以下，并且，突起的高度为上述波长的1倍以上。

在上述半导体层的最表面，或防止反射层的外面，形成有多个凹部，同时，上述凹部在与深度方向垂直的方向上的尺寸，从凹部的开口部向着底部单调减小的情况下，通过如前所述的多个凹部的功能，能够降低上述任一个面中的光的反射率，提高透射率。因此，能够降低发光元件的发射面中的光的反射率，提高透射率，从而能够进一步改善发光层所发射的并从发射面向外发射的光的发射效率。

上述凹部，如果考虑到进一步提高发射面的光发射效率，则最好让其开口部在与深度方向垂直的方向上的尺寸，为发光层所发射的光在形成有上述凹部的层中的波长的1倍以下，并且，凹部的深度为上述波长的1倍以上。

在透光性导电层形成为具有穿孔的平面形状，将在上述穿孔的部分中所露出的半导体层的最表面，作为用来让发光层所发射的光发射向半导体层的外部的发射面的情况下，能够抑制上述透光性导电层对光的透射率的下降，进一步改善从发光层所发出并从发射面发射向外部的光的发射效率。

用于制造上述本发明的发光元件的本发明的发光元件的制造方法的特征在于，具有：在基板上进行外延成长，形成半导体层的工序；在上述半导体层的最表面形成透光性导电层的工序；以及在通过保护层将上述半导体层与透光性导电层覆盖起来的状态下，去除上述基板，让半导体层的内侧露出来的工序。

上述本发明的制造方法中，在去除基板的工序中，将透光性导电层以及其下面的半导体层，通过保护层覆盖起来，因此，能够防止这些层例如被用来去除基板的蚀刻液体等所污染、腐蚀。另外，通过保护层还能够对透光性导电层与半导体层进行机械加强，因此，能够防止这些层因应力变形。因此，通过本发明的制造方法，能够防止因产生上述污染、腐蚀、变形等各种不良而导致的成品率的下降，从而能够高生产率、高效的制造发光元件。

基板最好是能够让氮化镓类化合物半导体层与栅格常数进行匹配，通过外延成长，在其表面上形成结晶品质较好且发光效率优良的氮化镓类化合物半导体层的、通过硼化物单晶体所形成的基板，上述硼化物单晶体最好为硼化锆或硼化钛的单晶体。

本发明的照明装置，由于将上述本发明的发光元件，与荧光体或磷光体中的至少一方组合起来而构成，因此能耗率优良。

本发明的发光元件的特征在于，具有：在基板上让氮化镓类化合物外延成长而形成的、包括发光层的多层构造的氮化镓类化合物半导体层；在上述半导体层的垂直于层积方向的最表面中，在电连接状态下形成的第1导电层；以及，通过去除基板让上述半导体层的内侧露出来，在所露出的上述内侧中，在电连接的状态下所形成的第2导电层，并且，上述第1以及第2导电层中的任一方，是具有导电性，且用来反射上述发光层所发射的光的导电性反射层，另一方是具有导电性，且用来透射上述发光层所发射的光的透光性导电层，同时，将上述透光性导电层的作为与半导体层相接触的面的相反面的外面，作为用来让上述发光层所发射的光向半导体层的外部发射的发射面。

上述本发明的发光元件中，在氮化镓类化合物半导体层的去除了基板的内侧中，形成有第2导电层，由于上述光能够不通过基板，而从上述第2导电层，与在半导体层的最表面中所形成的第1导电层中，从透光性导电层的外面的发射面向外发射，因此能够消除基板对光的吸收以及衰减的问题。

另外，基板如前所述，由于与光的透射无关，因此不需要考虑透光性等。所以，基板可以选择使用能够让氮化镓类化合物半导体层与栅格常数进行匹配，通过外延成长，在其表面上形成结晶品质较好且发光效率优良的上述半导体层的基板，从而能够提高所形成的半导体层的发光效率。

另外，第2导电层，是在通过外延成长形成之后去除基板，从而被露出来的上述导体层的内侧上后形成的，其材料以及构造也没有限定。因此，在第2导电层是导电性反射层的情况下，可以选择使用具有导电性，特别是对蓝色至紫外区域的光的反射率优良的导电性反射层，从而能够提高上述导电性反射层中的光的反射率。另外，在第2导电层是透光性导电层的情况下，可以选择使用具有导电性，特别是对蓝色至紫外区域的光的透射率优良的透光性导电层，从而能够提高上述透光性导电层中的光的透射率。

因此，根据本发明的发光元件，通过上述各个效果的结合，能够大幅改善发光层所发射并从发射面向外射出的光的发射效率，从而能够通过相当小的功率，得到高发光强度。

上述导电性反射层，具有导电性的同时，最好通过对蓝色至紫外区域的光的反射率特别优良的铝或者银形成。

另外，上述导电性反射层的外面最好接合有支撑体。如果导电性反射层的外面与支撑体接合，便能够通过上述支撑体来加强氮化镓类化合物半导体层，因此能够提高发光元件的强度，且使其容易安装。并且，在去除基板并形成了反射层之后，再接合上支撑体，其材料以及构造等也没有限制。因此，支撑体可以选择使用与上述半导体层热膨胀系数接近的，或热传导特性、导电特性、机械特性等所期望的特性优良的材料，从而能够提高发光元件的可靠性。上述支撑体最好通过上述各个特性优良的硅形成。

在上述本发明的发光元件中，在半导体层的形成有透光性导电层的面与上述透光性导电层之间，或透光性导电层的外面，形成有防止反射层的情况下，就能够降低任一个面中的光的反射率，提高透射率，从而防止上述光在半导体层中反复反射。因此，能够进一步改善从发光层所发出、从发射面发射向外部的光的发射效率。

如果考虑到进一步提高发射面的光透射率，则在上述防止反射层，在半导体层的形成有透光性导电层的面与上述透光性导电层之间形成的情况下，最好让上述防止反射层的折射率从与半导体层相接触的面，向着与透光性导电层相接触的面单调减小。另外，在上述防止反射层，形成在透光性导电层的外面的情况下，最好让上述防止反射层的折射率，从与透光性导电层相接触的面，向着作为上述面的相反面的外面单调减小。另外，最好让防止反射层的厚度形成为发光层所发射的光在上述防止反射层中的波长的1/4倍。

在半导体层的形成有透光性导电层的面，或防止反射层的外面中，形成有多个突起，同时，上述突起在与高度方向垂直的方向上的尺寸，从突起的基部向着顶部单调减小的情况下，通过如前所述的多个突起的功能，能够降低上述任一个面中的光的反射率，提高透射率。因此，能够降低发光元件的发射面中的光的反射率，提高透射率，从而能够进一步改善发光层所发射的并从发射面向外发射的光的发射效率。

上述突起，如果考虑到进一步提高发射面的光发射效率，则最好让其基部在与高度方向垂直的方向上的尺寸，为发光层所发射的光在形成有上述突起的层中的波长的1倍以下，并且，突起的高度为上述波长的1倍以上。

在半导体层的形成有透光性导电层的面，或防止反射层的外面中，形成有多个凹部，同时，上述凹部在与深度方向垂直的方向上的尺寸，从凹部的开口部向着底部单调减小的情况下，通过如前所述的多个凹部的功能，能够降低上述任一个面中的光的反射率，提高透射率。因此，能够降低发光元件的发射面中的光的反射率，提高透射率，从而能够进一步改善发光层所发射的并从发射面向外发射的光的发射效率。

上述凹部，如果考虑到进一步提高发射面的光发射效率，则最好让其开口部在与深度方向垂直的方向上的尺寸，为发光层所发射的光在形成有上述凹部的层中的波长的1倍以下，并且，凹部的深度为上述波长的1倍以上。

在透光性导电层形成为具有穿孔的平面形状，将在上述穿孔的部分中所露出的半导体层的最表面，作为用来让发光层所发射的光发射向半导体层的外部的发射面的情况下，能够抑制上述透光性导电层对光的透射率的下降，进一步改善从发光层所发出并从发射面发射向外部的光的发射效率。

用于制造上述本发明的发光元件的本发明的发光元件的制造方法的特征在于，具有：在基板上进行外延成长，形成半导体层的工序；在上述半导体层的最表面形成第1导电层的工序；以及在通过保护层将上述半导体层与第1导电层覆盖起来的状态下，去除上述基板，让半导体层的内侧露出来的工序。

上述本发明的制造方法中，在去除基板的工序中，将第1导电层以及其下面的半导体层，通过保护层覆盖起来，因此，能够防止这些层例如被用来去除基板的蚀刻液体等所污染、腐蚀。另外，通过保护层还能够对第1导电层与半导体层进行机械加强，因此，能够防止这些层应力变形。因此，通过本发明的制造方法，能够防止因产生上述污染、腐蚀、变形等各种不良而导致的成品率的下降，从而能够高生产率、高效的制造发光元件。

基板最好是能够让氮化镓类化合物半导体层与栅格常数进行匹配，通过外延成长，在其表面上形成结晶品质较好且发光效率优良的氮化镓类化合物半导体层的、通过硼化物单晶体所形成的基板，上述硼化物单晶体最好为硼化锆或硼化钛的单晶体。

本发明的照明装置，由于将上述本发明的发光元件，与荧光体或磷光体中的至少一方组合起来而构成，因此能耗率优良。

附图说明

图1为说明本发明的发光元件的层结构的一例的剖视图。

图2为说明在图1的例子的发光元件的发射面的半导体层的内侧，形成有防止反射层的状态的放大剖视图。

图3为说明在图1的例子的发光元件的发射面的半导体层的内侧，形成有多个突起或凹部的状态的放大剖视图。

图4为进一步放大上述突起的放大剖视图。

图5为进一步放大上述凹部的放大剖视图。

图6为说明在图1的发光元件的发射面的半导体层的内侧，形成有防止反射层，同时，在上述防止反射层的外面形成有多个突起或凹部的状态的放大剖视图。

图7为说明在作为图1的发光元件的发射面的半导体层的内侧，形成有多个突起或凹部，同时形成防止反射层的状态的放大剖视图。

图8～图13分别为说明通过本发明的制造方法制造图1的发光元件的工序的剖视图。

图14为说明本发明的发光元件的层结构的另一例的剖视图。

图15～图20分别为说明通过本发明的制造方法制造图14的发光元件的工序的剖视图。

图21为说明本发明的发光元件的层结构的另一例的剖视图。

图22～图26分别为说明通过本发明的制造方法制造图21的发光元件的工序的剖视图。

图27～图29分别为说明以前的发光元件的层结构的另一例的剖视图。

具体实施方式

图1为说明本发明的发光元件的层结构的一例的剖视图。参照图1，图示例子的发光元件，在图中通过虚线所表示的基板1的表面2上具有：通过让氮化镓类化合物外延成长而形成的、包括发光层3的多层构造的氮化镓类化合物半导体层(以下有时简称为“半导体层”)4、在上述半导体层4的垂直于层积方向的最表面5中在电连接状态下形成的、具有导电性且用来让上述发光层3所发射的光反射的导电性反射层6，通过去除基板1，让上述半导体层4的与基板1相接触的内侧7露出来，作为用来让上述发光层3所发射的光向半导体层4的外部发射的发射面8。半导体层4，通过在基板1的表面2上顺次层积第1导电型半导体层9、上述发光层3、以及第2导电型半导体层10而构成。

通过去除发光层3与第2导电型半导体层10的一部分，让第1导电型半导体层9的与层积方向垂直的表面11的一部分露出来，所露出的上述表面11与导电层12相连接。在作为导电性反射层6的与半导体层4相接触的面相反的面的外面13，以及导电层12中，分别连接有用来将本例的发光元件倒装在封装等中的突起电极14、15。

上述发光元件中，将氮化镓类化合物半导体层4的去除了基板1的内侧7，作为光的发射面8，由于上述光能够不通过基板1，而从上述发射面8向外发射，因此能够消除基板对光的吸收以及衰减的问题。

另外，由于基板1与光的透射无关，因此不需要考虑透光性等。所以，基板1可以选择能够让氮化镓类化合物半导体层4与栅格常数进行匹配，通过外延成长，在其表面上形成结晶品质较好且发光效率优良的上述半导体层4的基板1，从而能够提高所形成的半导体层4的发光效率。

另外，在通过外延成长形成的上述导体层4的最表面5上后形成导电性反射层6，，其材料以及构造也没有限定。因此，导电性反射层6，可以使用具有导电性，同时，特别是对波长为350～400nm左右的蓝色至紫外区域的光的反射率优良的导电性反射层6，从而能够提高上述导电性反射层6中的光的反射率。

并且，上述发光元件中，导电层12，形成在与发射面8相反面的、第1导电型半导体层9的与层积方向垂直的表面11所露出的部分中。因此，发射面8不会被导电层12或作为通往上述导电层12的布线的突起电极15等遮盖，因此能够让根据上述发射面8的发光元件的发光面积尽可能大。

因此，通过上述发光元件，通过上述各个效果的结合，能够大幅改善发光层3所发射并从发射面8向外射出的光的发射效率，从而能够通过相当小的功率，得到相当高的发光强度。

另外，上述突起电极15被设置为与导电性反射层6的外面13相连接的突起电极14的方向相同，因此还具有很容易将发光元件倒装安装在封装等中这一优点。

上述各个部分中，基板1可以使用蓝宝石或碳化硅等所形成的基板1。但是，本发明中如前所述，最好选择能够让氮化镓类化合物半导体层4与栅格常数进行匹配，通过外延成长，在其表面上形成结晶品质较好且发光效率优良的上述半导体层4的基板1。这样的基板1，可以列举出硼化锆(ZrB₂)、硼化钛(TiB₂)等，通过硼化物的单晶体所形成的基板。

氮化镓类化合物半导体层4中，发光层3可以列举出由氮化镓类化合物所构成的各种发光层3。发光层3的理想例子，可以列举出由氮化铟·钙(In_0.01Ca_0.99N)等所制成的厚约10～100nm的势垒层、与氮化铟·钙(In_0.11Ca_0.89N)等所制成的厚约10～100nm的阱层交互层积，且让最下层与最上层是势垒层所得到的作为超栅格元件的多层量子阱层(MQW)。

在第1导电型半导体层9是n型半导体层的情况下，上述第1导电型半导体层9，可以列举出例如从基板1侧顺次层积有氮化钙(CaN)等所制成的厚1～5μm的第1n型覆盖层，与氮化铟·钙(In_0.02Ca_0.98N)等所制成的厚0.1～1μm的第2n型覆盖层而成的双层构造的n型半导体层。

在第2导电型半导体层10是p型半导体层的情况下，上述第2导电型半导体层10，可以列举出例如从发光层3侧顺次层积有氮化铝·钙(Al_0.2Ca_0.8N)等所制成的厚50～300nm的第1p型覆盖层、氮化铝·钙(Al_0.2Ca_0.8N)等所制成的厚50～300nm的第2p型覆盖层、与氮化钙(CaN)等所制成的厚0.1～1μm的p型接触层而成的3层构造的p型半导体层。

但是，也可以是第1导电型半导体层9是p型半导体层，而第2导电型半导体层10是n型半导体层。

构成半导体层4的上述各层，最好在例如由硼化物单晶体所制成的基板1的表面2上，在形成了由氮化铝(AlN)或氮化铝·钙(Al_xCa_1-xN，x满足0≤x＜1，在基板1是硼化锆的情况下，x＝0.24)等所制成的、厚20～300nm的缓冲层之后，顺次外延成长而形成。

导电性反射层6，可以列举出能够无损耗反射发光层3所发出的光，同时具有导电性，且能够实现与第2导电型半导体层10的良好欧姆连接的、由各种材料所形成的、表面平滑的层。另外，导电性反射层6的表面不一定要非常平滑，但是在不平滑的情况下，有时会降低反射率，因此需要注意。

在第2导电型半导体层10如前所述，为p型半导体层的情况下，适于和上述第2导电型半导体层10组合起来的导电性反射层6，可以列举出由铝(Al)、钛(Ti)、镍(Ni)、铬(Cr)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、银(Ag)、金(Au)、铌(Nb)、钽(Ta)、钒(V)、铂(Pt)、铅(Pb)、铍(Be)、二氧化锡(SnO₂)、氧化铟(In₂O₃、In₂O)、铟锡氧化物(ITO)、金·硅合金(Au-Si)、金·锗合金(Au-Ge)、金·亚铅合金(Au-Zn)、以及金·铍合金(Au-Be)等所制成的薄膜。

导电性反射层6可以是单层构造，也可以是例如由形成材料不同的两层以上的层层积而成的层积构造。

导电性反射层6，最好是通过对上述半导体层4的发光层3所发射的蓝色至紫外区域的光的反射率优良的、铝或银所形成的薄膜，特别是在能够与p型半导体层进行良好的欧姆连接这一点，优选通过铝所形成的薄膜。

导电层12，可以列举出具有导电性，且能够实现与第1导电型半导体层9的良好欧姆连接的、由各种材料所形成的层。

在第1导电型半导体层9如前所述，为n型半导体层的情况下，适于和上述第1导电型半导体层9组合起来的导电层12，可以列举出由铝(Al)、钛(Ti)、镍(Ni)、铬(Cr)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、银(Ag)、金(Au)、铌(Nb)、钽(Ta)、钒(V)、铂(Pt)、铅(Pb)、钨(W)、二氧化锡(SnO₂)、氧化铟(In₂O₃、In₂O)、铟锡氧化物(ITO)、金·硅合金(Au-Si)、金·锡合金(Au-Sn)、金·锗合金(Au-Ge)、铟铝合金(In-Al)等所制成的薄膜。

其中，导电层12最好是第1导电型半导体层9相接触的钛层，与层积在其之上的铝层的层积体的层积电极。上述层积电极，能够实现与第1导电型半导体层9之间的良好的欧姆连接，并且能够以高连接强度与上述第1导电型半导体层9相连接。

焊盘14、15，可以列举出例如由金(Au)、铟(In)、金·锡合金焊剂(Au-Sn)、锡·银合金焊剂(Sn-Ag)、锡·银·铜合金焊剂(Sn-Ag-Cu)、锡·铋合金焊剂(Sn-Bi)、锡·铅合金焊剂(Sn-Pb)等所形成的凸起电极14、15。

上述发光元件中，如果经突起电极14、15在导电性反射层6与导电层12之间流通电流，则从上述两者注入到半导体层4中的空穴与电子(或电子与空穴)，分别在第2导电型半导体层10与第1导电型半导体层9中沿厚度方向上输送，在发光层3中进行再结合，通过这样，激励构成上述发光层3的氮化镓类化合物发光。

之后，从发光层3发射向第1导电型半导体层9方向的光，通过上述第1导电型半导体层9，从作为半导体层4的内侧7的发射面8，直接向发光元件的外部发射。另外，从发光层3向半导体层4的最表面5方向发射的光，通过第2导电型半导体层10，被作为上述第2导电型半导体层10与导电性反射层6的界面的上述最表面5所反射，从第2导电型半导体层10、发光层3、以及第1导电型半导体层9中通过，从上述发射面8发射向发光元件的外部。

如前所述，通过去除基板1而露出的半导体层4的内侧7，作为发光元件的发射面8。上述发射面8可以是仅仅将基板1去除之后的面。但是，最好在去除基板1之后，进一步进行蚀刻处理等，来清洁发射面8。另外，为了降低发射面8对光的反射率，提高透射率，最好在上述发射面8中实施防止反射处理。

图2为说明在图1例子的发光元件的发射面8中，作为防止反射处理，而形成有防止反射层16的状态的放大剖视图。

防止反射层16，可以列举出具有提高从作为氮化镓类化合物半导体层4与空气之间的界面的发射面中的发光层3所发射的光的反射率，并提高透射率的功能的各种防止反射层16。防止反射层16的理想例子，可以列举出由石英(SiO2)、氧化铝(Al2O3)等无机材料，或聚碳酸酯等有机材料所形成的层。

如果在发射面8中设置防止反射层16，就能够降低上述发射面8中的光的反射率，提高透射率，从而防止上述光在半导体层4中反复反射。因此，能够进一步改善从发光层3所发出、从发射面8发射向外部的光的发射效率。

最好让防止反射层16的折射率，从其与半导体层4相接触的面向着作为与上述面相反面的外面17，而单调减少。如果采用这样的构成，能够让发射面8也即半导体层4的第1导电型半导体层9与防止反射层16之间的界面中的、两层的折射率接近，提高上述界面中的光的透射率，同时，让外面17也即防止反射层16与空间之间的界面中的、两层的折射率接近，提高上述界面中的光的透射率。因此，能够进一步提高发射面8中的光的透射率。为了让防止反射层16的折射率，如前所述单调减少，例如可以通过折射率不同的多个层的层积体来形成上述防止反射层16。

另外，防止反射层16的厚度t₁，最好形成为上述发光层3所发射的光在上述防止反射层16中的波长的1/4。通过这样的构成，能够在防止反射层16内，让多重反射的光互相削弱并且容易产生干涉，因此，能够抑制在上述防止反射层16内产生驻波，进一步提高发射面8中的光透射率。

图3为说明在图1例子的发光元件的半导体层4的、作为与第1导电型半导体层9的内侧7的发射面8中，作为防止反射处理，而形成多个突起或凹部，让上述发射面8成为凹凸面的状态的放大剖视图。另外，图4为说明为了让发射面8成为凹凸面，而在上述发射面8中所形成的突起18的一例的放大剖视图。

参照这两个图，本例的突起18形成为：上述突起18的作为与高度方向垂直的方向的尺寸的外径，从突起18的基部19向顶点20单调减少的圆锥状。如果设置上述突起18，发射面8便能够由作为相对与半导体层4的层积方向垂直的平面倾斜的、多个突起18的表面的圆锥面的集合来形成。因此，从发光层3所发射并入射到发射面8中的光中，因入射角超过了通过半导体层4与空气之间的界面所设定的临界角度，从而被全反射了的成分的比例，与发射面8是平面的情况相比能够减少，从而能够降低发射面8中的光的反射率，提高透射率。

另外，设有多个圆锥状突起18的发射面8中，第1导电型半导体层9的视在折射率，从圆锥的基部19向顶点20单调减少，即使在折射率这一方面，也能够降低发射面8中的光的反射率，提高透射率。因此，能够进一步改善从发光层3所发出并从发射面8向外部发射的光的发射效率。

另外，突起18可以形成为底面是任意多边形的棱锥状。圆锥状或棱锥状的突起18中，构成其锥面的母线，可以形成为没有拐点的曲线状。另外，突起18还可以形成例如半球状。具有这样的形状的突起18，也能够得到与上述圆锥状突起相同的效果。

突起18的基部19的与高度方向垂直的方向的尺寸(圆锥中的外径d1)，为发光层3所发射的光在形成有上述突起18的第1导电型半导体层9中的波长的1倍以下，并且，突起18的高度h1为上述波长的1倍以上，这样，优选通过突起18提高上述效果。

图5说明为了让发射面8成为凹凸面，而在上述发射面8中所形成的凹部21的一例的放大剖视图。参照图3以及图5，本例的凹部21形成为：上述凹部21的作为与深度方向垂直的方向的尺寸的内径，从凹部21的开口部22向最深点23单调减少的圆锥状。如果设置上述凹部21，发射面8便能够由作为相对与半导体层4的层积方向相垂直的平面倾斜的、上述凹部21的表面的圆锥面的集合来形成。因此，从发光层3所发射并入射到发射面8中的光中，因入射角超过了通过半导体层4与空气之间的界面所设定的临界角度，从而被全反射了的成分的比例，与发射面8是平面的情况相比能够减少，从而能够降低发射面8中的光的反射率，提高透射率。

另外，设有多个由圆锥面所形成凹部21的发射面8中，第1导电型半导体层9的视在折射率，从最深点23向作为圆锥的基部的开口部22单调减少，即使在折射率这一方面，也能够降低发射面8中的光的反射率，提高透射率。因此，能够进一步改善从发光层3所发出并从发射面8向外部发射的光的发射效率。

另外，凹部21，相当于底面的开口部22可以通过任意多边形的棱锥面形成。通过圆锥状或棱锥状的所形成的凹部21中，构成其锥面的母线，可以形成为没有拐点的曲线状。另外，凹部21还可以形成例如半球状。具有这样的形状的凹部21，也能够得到与通过上述圆锥面所形成的凹部相同的效果。

凹部21的开口部22的与深度方向垂直的方向的尺寸(圆锥面中的内径d2)，为发光层3所发射的光在形成有上述凹部21的第导电型半导体层9中的波长的1倍以下，并且，凹部21的深度h2为上述波长的1倍以上，这样，通过凹部21提高上述效果是很理想的。

图6、图7为发射面8的变形例的放大剖视图。

参照图6，本例中，在图1例子的发光元件的作为半导体层4中的第1导电型半导体层9的内侧7的发射面8上，形成有防止反射层6，同时，在上述防止反射层6的外面17中，形成有突起或凹部，使得上述外面17成为凹凸面。防止反射层6可以列举出具有与上述图2例子中相同的构成的防止反射层6。另外，上述防止反射层6的外面17中所形成的突起或凹部的形状与尺寸，与图3～图5的例子相同。另外，突起18的基部19的外径d1以及高度h1，与凹部21的开口部22的内径d2以及深度h2，以发光层3所发射的光在上述防止反射层6中的波长为基准来规定。

参照图7，本例中，在图1例子的发光元件的作为半导体层4中的第1导电型半导体层9的内侧7的发射面8上，形成有突起或凹部，使得上述发射面8成为凹凸面，之后再形成防止反射层6。发射面8中所形成的突起或凹部的形状与尺寸，与图3～图5的例子相同。另外，防止反射层6可以列举出具有与上述图2例子中相同的构成的防止反射层6。

根据上述构成，通过防止反射层6与凹凸面的复合作用，能够进一步改善从发光层3所发出并从发射面8向外发射的光的发射效率。

为了在发射面8或外面17上形成突起18或凹部21，可以将光刻技术与干式或湿式蚀刻组合起来，对上述任一个面有选择的进行蚀刻。上述突起18或凹部21，在发射面8或外面17上尽可能没有间隙地形成有多个，对于改善光的发射效率非常理想。

图8～图13分别为说明通过本发明的制造方法制造图1的发光元件的工序的剖视图。

参照图8，本发明的制造方法中，首先，在基板1的表面2中，外延成长氮化镓类化合物，形成具有多层构造的氮化镓类化合物半导体层4。作为将上述半导体层4，外延成长在基板1上的方法，有机金属化学气态成长法(MOCVD)特别理想。通过MOCVD，能够让构成半导体层4的各个层，在基板1的表面2中，连续地外延成长。

也即，将基板1设置在用来实施上述MOCVD的装置的成长室内，维持上述基板1的温度为适于成长各个层的温度，同时，将形成各个层的原料气体导入到成长室中，在基板1的表面2进行化学反应，让具有给定组成的氮化镓类化合物堆积在基板1的表面2上，通过对每一个层反复进行上述操作，就能够形成具有给定层积构造的半导体层4。

例如，基板1可以使用通过硼化锆(ZrB2)、硼化钛(TiB2)等硼化物的单晶体所形成的基板1，同时，在上述基板1的表面2中，形成如前所述的、由包括缓冲层的多个氮化镓类化合物的层所构成的半导体层4的情况下，在将设置在成长室内的基板1的温度，首先维持在400～950℃的状态下，在上述基板1的表面2中，形成由氮化铝(AlN)或氮化铝·钙(Al_xCa_1-xN，x满足0≤x＜1，在基板1是硼化锆的情况下，x＝0.24)所制成的缓冲层。

接下来，在将基板1的温度维持在950～1150℃的状态下，在上述缓冲层上形成由氮化钙(CaN)所构成的n型覆盖层之后，在将基板1的温度维持为700℃左右的状态下，层积由氮化铟·钙(In_0.02Ca_0.98N)所构成的第2n型覆盖层，形成作为双层构造的n型半导体层的第1导电型半导体层9。

接下来，在将基板1的温度维持为700℃左右的状态下，在上述第1导电型半导体层9上，交互层积由氮化铟·钙(In_0.01Ca_0.99N)所构成的势垒层、与氮化铟·钙(In_0.11Ca_0.89N)所构成的阱层，且让最下层与最上层是势垒层，形成作为超栅格元件的多层量子阱层(MQW)，作为发光层3。

之后，在将基板1的温度维持为700℃左右的状态下，在上述发光层3上，形成由氮化铝·钙(Al_0.2Ca_0.8N)所制成的第1p型覆盖层之后，在将基板1的温度维持为820℃左右的状态下，层积由氮化铝·钙(Al_0.2Ca_0.8N)所制成的第2p型覆盖层，进而，在将基板1的温度维持为820～1050℃的状态下，层积由氮化钙(CaN)所制成的p型接触层，形成作为3层构造的p型半导体层的第2导电型半导体层10，这样便形成了半导体层4。

参照图9，本发明的制造方法中，接下来，在形成在基板1的表面的半导体层4的、与层积方向垂直的最表面5中，通过真空蒸镀法或溅射法形成导电性反射层6。

接下来，参照图10～图11，将半导体层4中的发光层3与第2导电型半导体层10的一部分，与形成在上述第2导电型半导体层10上的导电性反射层6一起，通过干式或湿式蚀刻去除，让第1导电型半导体层9的与层积方向垂直的表面11的一部分露出来，在所露出的上述表面11中，通过真空蒸镀法或溅射法形成导电层12之后，在所形成的导电层12上，与导电性反射层6的外面7中，分别连接突起电极14、15。突起电极14、15，例如通过丝网印刷等方法，将含有其原料金属的导电性料浆在给定的平面形状来形成图形。

接下来，参照图12～图13，将半导体层4、导电性反射层6、导电层12、以及突起电极14、15通过保护层24覆盖起来之后，将基板1去除，让半导体层4的内侧7露出来。

保护层24可以通过能够承受去除基板1的工序的无机类或有机类材料形成。保护层24，通过将含有上述材料的涂布材料，使用旋涂等方法进行覆盖，将上述各个部分覆盖起来而形成。

为了去除基板1，可以从化学或物理的各种去除方法中，根据上述基板1的材质，选择最恰当的去除方法来实施。例如，在基板1由硼化锆单晶体所形成的情况下，将酸等作为蚀刻剂，对上述基板1进行化学蚀刻。另外，在基板1由蓝宝石形成的情况下，可以通过波长为370nm左右的激光来照射基板1与半导体层4的界面，让半导体层4的一部分溶解，从而使得基板1脱离。

之后，根据需要，对露出来的半导体层4的内侧7进行蚀刻清洁，接下来，例如通过干式蚀刻来去除保护层24之后，将上述内侧7作为光的发射面8，制造出如图1所示的发光元件。

通过上述本发明的制造方法，在去除基板1的工序中，将半导体层4、导电性反射层6、导电层12、以及突起电极14、15通过保护层24覆盖起来，因此，能够防止这些层例如被用来去除基板1的蚀刻液体等所污染、腐蚀。另外，通过保护层24还能够对上述各个层进行机械加强，因此，能够防止这些层应力变形。因此，通过本发明的制造方法，能够防止因产生上述污染、腐蚀、变形等各种不良而导致的成品率的下降，从而能够高生产率、高效的制造发光元件。

在发射面8中，形成如前所述的防止反射层16，或在上述发射面8或防止反射层16的外面17中，形成突起18或凹部21，从而成为凹凸面的情况下，可以在去除保护层24前后的任意时刻进行这些处理。但是考虑到保护构成发光元件的上述各个层，则最好在去除保护层24之前，进行上述处理。

本发明的照明装置，通过将上述本发明的发光元件，与荧光体和磷光体中的至少一方组合起来而构成。上述荧光体、磷光体，可以单独使用通过照射从发光元件的发射面所发射的波长350～400左右的、蓝色到紫外区域的光，而发出任意的光的各种荧光体及/或磷光体，或者将两种以上组合起来。

上述本发明的照明装置，将本发明的发光元件作为光源，因此，能耗率很优良，特别是，能够实现荧光灯的两倍以上的能耗率。

图14为说明本发明的发光元件的层结构之另一例的剖视图。参照图14，图示例子的发光元件，在图中未显示的基板的表面上具有：通过让氮化镓类化合物外延成长而形成的、包括发光层3的多层构造的氮化镓类化合物半导体层4；在上述半导体层4的垂直于层积方向的最表面5中在电连接状态下形成的、具有导电性且用来让上述发光层3所发射的光透射的透光性导电层25，将上述透光性导电层25的作为与半导体层4相接触的面的相反面的外面26，作为用来将上述发光层3所发出的光发射向半导体层4的外部的发射面8。半导体层4，通过在基板的表面上顺次层积第1导电型半导体层9、上述发光层3、以及第2导电型半导体层10而构成。

通过去除基板，让半导体层4的与基板相接触的内侧7露出来之后，在所露出的内侧7上，形成用来对发光层3所发射的光进行反射的反射层27，同时，将上述反射层27的作为与半导体层4相接触的面的相反面的外面28中，接合支撑体29。

通过去除发光层3与第2导电型半导体层10的一部分，让第1导电型半导体层9的与层积方向垂直的表面11的一部分露出来，所露出的上述表面11与导电层12相连接。透光性导电层25的外面26，与电极焊盘30相连接。

上述发光元件中，在氮化镓类化合物半导体层4的去除了基板的内侧7中，形成有用来反射发光层3所发射的光的反射层27，由于上述光能够不通过基板，而从作为在上述半导体层4的最表面5中所形成的透光性导电层25的外面26的发射面8向外发射，因此能够消除基板对光的吸收以及衰减的问题。

另外，由于基板与光的透射无关，因此不需要考虑透光性等。所以，基板可以选择使用能够让氮化镓类化合物半导体层4与栅格常数进行匹配，通过外延成长，在其表面上形成结晶品质较好且发光效率优良的上述半导体层4的基板，从而能够提高所形成的半导体层4的发光效率。

另外，在通过外延成长形成的上述导体层4的内侧7上后形成反射层27，，其材料以及构造也没有限定。因此，反射层27，可以选择使用特别是对波长为350～400左右的蓝色至紫外区域的光的反射率优良的反射层27，从而能够提高上述反射层27中的光的反射率。

另外，在通过外延成长形成的上述导体层4的最表面5上后形成透光性导电层25，其材料以及构造也没有限定。因此，透光性导电层25，可以使用特别是对波长为350～400左右的蓝色至紫外区域的光的透视率优良的透光性导电层25，从而能够提高上述透光性导电层25中的光的透射率。

因此，根据上述发光元件，通过上述各个效果的结合，能够大幅改善发光层3所发射并从发射面8向外射出的光的发射效率，从而能够通过相当小的功率，得到相当高的发光强度。

另外，上述反射层27的外面28与支撑体29接合之后，便能够通过上述支撑体29来加强半导体层4，因此能够提高发光元件的强度，且使其容易安装。例如，可以将上述支撑体29用作发光元件的基座，将上述发光元件可靠的安装在封装等中。并且，在去除基板并形成了反射层27之后，再接合上支撑体29，其材料以及构造等也没有限制。因此，支撑体29可以选择使用与上述半导体层4热膨胀系数接近的，或热传导特性、导电特性、机械特性等所期望的特性优良的材料，从而能够提高发光元件的可靠性。

上述各个部中，基板、半导体层4以及导电层12，能够通过与上述图1的例子中相同的材料，同样进行构成。

透光性导电层25，可以列举出能够无损耗透视发光层3所发出的光，同时具有导电性，且能够实现与第2导电型半导体层10的良好欧姆连接的、由各种材料所形成的层。

在第2导电型半导体层10为p型半导体层的情况下，适于和上述第2导电型半导体层10组合起来的透光性导电层25，可以列举出由铝(Al)、钛(Ti)、镍(Ni)、铬(Cr)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、银(Ag)、金(Au)、铌(Nb)、钽(Ta)、钒(V)、铂(Pt)、铅(Pb)、铍(Be)、金·硅合金(Au-Si)、金·锗合金(Au-Ge)、金·锌合金(Au-Zn)、以及金·铍合金(Au-Be)等所制成的，将膜厚设置的较薄从而具有透光性的薄膜，以及二氧化锡(SnO₂)、氧化铟(In₂O₃)、铟锡氧化物(ITO)等透明电极膜等。透光性导体层25还可以使用上述各个薄膜的两层以上的层积体。

其中，透光性导电层25，最好是作为与第2导电型半导体层10相接触的镍的薄层，与层积在其之上的金的薄层的层积体的半透明电极。上述半透明电极，能够实现与第2导电型半导体层10之间的良好的欧姆连接，还能够给半导体层4均匀通电。

另外，还能够将透光性导电层25形成为具有穿孔的平面形状，在上述穿孔部分所露出来的半导体层4的最表面5，用作光的发射面8。这种情况下，能够抑制透光性导电层25所导致的光的透射率的降低，从而能够进一步改善发光层3所发出并从发射面8向外发射的光的发射效率。

反射层27，可以列举出能够无损耗反射发光层3所发出的光的由各种材料所形成的层。可以列举出表面平滑的层。另外，反射层27的表面不一定要非常平滑，但是在不平滑的情况下，有时会降低反射率，因此需要注意。另外，反射层27也可以不是金属层，只要能够反射光就可以，但一般来说，如果是热传导率良好的金属层，便能够将发光时的发热，经反射层27良好的散出去。

上述反射层27，可以列举出由铝(Al)、钛(Ti)、镍(Ni)、铬(Cr)、铟(In)、锡(Sn)、钼(Mo)、银(Ag)、金(Au)、铌(Nb)、钽(Ta)、钒(V)、铂(Pt)、铅(Pb)、铍(Be)、二氧化锡(SnO₂)、氧化铟(In₂O₃)、铟锡氧化物(ITO)、金·硅合金(Au-Si)、金·锗合金(Au-Ge)、金·亚铅合金(Au-Zn)、以及金·铍合金(Au-Be)等所制成的薄膜。

反射层27可以是单层构造，也可以是例如由形成材料不同的两层以上的层层积而成的层积构造。

反射层27，最好是通过对上述半导体层4的发光层3所发射的蓝色至紫外区域的光的反射率优良的、钛、铝或银所形成的薄膜。

支撑体29如前所述，可以选择使用与上述半导体层4热膨胀系数接近的，或热传导特性、导电特性、机械特性等所期望的特性优良的材料。上述支撑体29，可以列举出由氮化铝(AlN)、碳化硅(SiC)、铜(Cu)、铜·钨合金(Cu-W)、硅(Si)等所形成的支撑体29。其中，优选通过上述各个特性优良的硅所形成的支撑体29。

另外，由于硅在作为机械特性之一的加工性这一点非常优良，因此，通过使用硅作为支撑体29，还具有能够提高发光元件的批量性的优点。也即，实际的发光元件的制造中，在具有包含多个发光元件的大小的基板(晶片)表面的全范围中，形成具有与上述基板几乎相同大小的第1导电型半导体层9至透光性导电层25等各层。接下来，在透光性导电层25的表面26的各个发光元件的区域内的给定场所中，形成电极焊盘30，同时，将各个发光元件的区域内的给定场所的发光层3与第2导电型半导体层10的一部分去除，通过这样，让第1导电型半导体层9的表面11的一部分露出来，在所露出来的上述表面11中，形成电极焊盘12。

之后，在去除了基板并露出来的内侧7的全表面，形成具有与上述基板几乎一样大小的反射层27，接下来，在上述反射层27的外面28的全表面中，接合具有与上述基板几乎一样大小的支撑体29之后，切割各个区域，制造出多个发光元件。因此，如果使用加工性优良的硅所制成的支撑体29，则能够提高上述切割时的加工性，能够容易的切割各个发光元件，从而能够提高发光元件的量产性。

电极焊盘30，可以列举出钛(Ti)薄膜或与透光性导电层26相接触的钛(Ti)的薄层，与层积在其之上的金(Au)的薄层的层积体。电极焊盘30还可以与导电层12相连接。

上述发光元件中，如果在透光性导电层25与导电层12之间流过电流，则从上述两者注入到半导体层4中的空穴与电子(或电子与空穴)，分别在第2导电型半导体层10与第1导电型半导体层9中沿厚度方向上输送，在发光层3中进行再结合，通过这样，激励构成上述发光层3的氮化镓类化合物发光。

之后，从发光层3发射向半导体层4的最表面5方向的光，通过第2导电型半导体层10与透光性导电层25，从作为上述透光性导电层25的外面26的的发射面8，直接向发光元件的外部发射。另外，从发光层3向第1导电型半导体层9方向发射的光，通过上述第1导电型半导体层9，被上述第1导电型半导体层9与反射层27的界面的半导体层4的内侧7所反射，从第1导电型半导体层9、发光层3、第2导电型半导体层10、以及透光性导电层25中通过，从上述发射面8向发光元件的外部发射。

图14例子的发光元件中，半导体层4的最表面5与透光性导电层25之间，或透光性导电层25的外面26中，可以形成防止反射层，这种情况下，能够降低上述任一个面中的光的反射率，提高透射率，从而防止上述光在半导体层4中反复反射。因此，能够进一步改善从发光层3所发出、从发射面8发射向外部的光的发射效率。

防止反射层可以通过与上述图2例子相同的材料来同样构成。例如，最好让防止反射层的折射率，从其与半导体层4相接触的面向着与透光性导电层25相接触的面，或者从其与透光性导电层25相接触的面向着与上述面相反面的外面，而单调减少。另外，防止反射层的厚度，最好形成为上述发光层3所发射的光在上述防止反射层中的波长的1/4。

通过与防止反射层相同的目的，可以在半导体层4的最表面5，或防止反射层的外面，形成多个突起，同时，最好让上述突起的与高度方向垂直的方向的大小，从突起的基部向顶部单调减小。

突起可以与上述图4的例子情况同样构成。例如，突起可以形成为圆锥状、棱锥状，或由构成圆锥或棱锥的母线形成没有拐点的曲线状的形状，或半球状等任意形状。另外，突起的基部的与高度方向垂直的方向的尺寸，最好为发光层3所发射的光在形成有上述突起的层中的波长的1倍以下，并且，突起的高度为上述波长的1倍以上。

另外，通过与防止反射层相同的目的，可以在半导体层4的最表面5，或防止反射层的外面，形成多个凹部，同时，最好让上述凹部的与深度方向垂直的方向的大小，从凹部的开口部向底部单调减小。

凹部可以与上述图5的例子情况同样构成。例如，凹部可以通过圆锥状、棱锥状，或由构成圆锥或棱锥的母线形成没有拐点的曲线状的形状，或半球状等任意形状形成。。另外，凹部的开口部的与深度方向垂直的方向的尺寸，最好为发光层所发射的光在形成有上述凹部的层中的波长的1倍以下，并且，凹部的深度为上述波长的1倍以上。

图15～图20分别为说明通过本发明的制造方法制造图14的发光元件的工序的剖视图。

参照图15，本发明的制造方法中，首先，在基板1的表面2中，外延成长氮化镓类化合物，形成具有多层构造的氮化镓类化合物半导体层4。将上述半导体层4，外延成长在基板1上的方法，如前所述。

接下来参照图16，在形成在基板1的表面2的半导体层4的、与层积方向垂直的最表面5中，通过真空蒸镀法或溅射法形成透光性导电层25之后，在所形成的透光性导电层25的外面26中，通过真空蒸镀法或溅射法形成电极焊盘30。

接下来，参照图17，将半导体层4中的发光层3与第2导电型半导体层10的一部分，与形成在上述第2导电型半导体层10上的透光性导电层25一起，通过干式或湿式蚀刻去除，让第1导电型半导体层9的与层积方向垂直的表面11的一部分露出来之后，在所露出的上述表面11中，通过真空蒸镀法或溅射法形成导电层12。

接下来，参照图18～图20，将半导体层4、透光性导电层25、以及电极焊盘30通过保护层24覆盖起来之后，将基板1去除，让半导体层4的内侧7露出来，根据需要进行蚀刻清洁处理之后，在上述内侧7上，通过真空蒸镀法或溅射法形成反射层27。

之后，在反射层27的外面28中接合支撑体29，接下来，例如通过干式蚀刻来去除保护层24之后，制造出如图14所示的发光元件。

通过上述本发明的制造方法，在去除基板1的工序中，将半导体层4、导电层12、透光性导电层25、以及突起电极30通过保护层24覆盖起来，因此，能够防止这些层例如被用来去除基板1的蚀刻液体等所污染、腐蚀。另外，通过保护层24还能够对上述各个层进行机械加强，因此，能够防止这些层应力变形。因此，通过本发明的制造方法，能够防止因产生上述污染、腐蚀、变形等各种不良而导致的成品率的下降，从而能够高生产率、高效的制造发光元件。

本发明的照明装置，通过将上述本发明的发光元件，与荧光体和磷光体中的至少一方组合起来而构成。上述荧光体、磷光体，可以单独使用通过照射从发光元件的发射面所发射的波长350～400左右的、蓝色到紫外区域的光，而发出任意的光的各种荧光体及/或磷光体，或者将两种以上组合起来。

上述本发明的照明装置，将本发明的发光元件作为光源，因此，能耗率很优良，特别是，能够实现荧光灯的两倍以上的能耗率。

图21为说明本发明的发光元件的层结构的另一例的剖视图。参照图21，图示例子的发光元件，在图中未显示的基板的表面上具有：包括通过让氮化镓类化合物外延成长而形成的发光层3的多层构造的氮化镓类化合物半导体层4；以及在上述半导体层4的垂直于层积方向的最表面5中在电连接状态下形成的、具有导电性且用来让上述发光层3所发射的光透射的作为透光性导电层的第1导电层31，将上述第1导电层31的与半导体层4相接触的面的相反面的外面32，作为用来将上述发光层3所发出的光发射向半导体层4的外部的发射面8。半导体层4，通过在基板的表面上顺次层积第1导电型半导体层9、上述发光层3、以及第2导电型半导体层10而构成。第1导电层31的外面32与电极焊盘30相连接。

通过去除基板，让半导体层4的与基板相接触的内侧7露出来之后，在所露出的内侧7上，在电连接的状态下，形成用来对发光层3所发射的光进行反射的作为导电性反射层的第2导电层33，同时，将上述第2导电层33的作为与半导体层4相接触的面的相反面的外面34中，接合有支撑体29。

上述发光元件中，在氮化镓类化合物半导体层4的去除了基板的内侧7中，形成有用来反射发光层3所发射的光的第2导电层33，由于发光层3所发射的光能够不通过基板，而从在上述半导体层4的最表面5中所形成的、作为透光性导电层的第1导电层31的外面32的发射面8向外发射，因此能够消除基板对光的吸收以及衰减的问题。

另外，基板如前所述，由于与光的透射无关，因此不需要考虑透光性等。所以，基板可以选择使用能够让氮化镓类化合物半导体层4与栅格常数进行匹配，通过外延成长，在其表面上形成结晶品质较好且发光效率优良的上述半导体层4的基板，从而能够提高所形成的半导体层4的发光效率。

另外在通过外延成长形成的上述导体层4的内侧7上后形成第2导电层33，，其材料以及构造也没有限定。因此，第2导电层33，可以选择使用特别是对波长为350～400左右的蓝色至紫外区域的光的反射率优良的导电性反射层，从而能够提高上述第2导电层33中的光的反射率。

另外，通过外延成长形成的上述导体层4的最表面5上后形成第1导电层31，，其材料以及构造也没有限定。因此，第1导电层31，可以使用特别是对波长为350～400左右的蓝色至紫外区域的光的反射率优良的透光性导电层，从而能够提高上述第1导电层31中的光的透射率。

因此，根据上述发光元件，通过上述各个效果的结合，能够大幅改善发光层3所发射并从发射面8向外射出的光的发射效率，从而能够通过相当小的功率，得到相当高的发光强度。

另外，上述第2导电层33的外面34与支撑体29接合之后，便能够通过上述支撑体29来加强半导体层4，因此能够提高发光元件的强度，且使其容易安装。例如，可以将上述支撑体29用作发光元件的基座，将上述发光元件可靠的安装在封装等中。并且，在去除基板并形成了第2导电层33之后，再接合上支撑体29，其材料以及构造等也没有限制。因此，支撑体29可以选择使用与上述半导体层4热膨胀系数接近的，或热传导特性、导电特性、机械特性等所期望的特性优良的材料，从而能够提高发光元件的可靠性。另外，特别是，如果使用具有导电性的材料作为支撑体29，则还能够简化多第2导电层33的布线，以及发光元件在封装等中的安装。另外，如果使用具有绝缘性或半导电性的材料作为支撑体9，则能够确保第2导电层33与封装等之间的绝缘性。

另外，本发明中，也可以让第1导电层31为导电性反射层，第2导电层33为透光性导电层。这种情况下也一样，第2导电层33的材料以及构造也没有限定，因此，可以选择使用具有导电性，同时，特别是对蓝色至紫外区域的光的透射率优良的透光性导电层，从而能够提高上述第2导电层33中的光的透射率。因此，通过与作为同样没有材料以及构造限定，因此特别是对蓝色至紫外区域的光的反射率优良的导电性反射层的第1导电层31组合起来，能够提高发光元件的发光效率。这种情况下，支撑体29可以与第1导电层31的外面32相接合。

上述各个部中，基板、半导体层4以及导电层12，能够通过与上述图1的例子中相同的材料，同样进行构成。另外，电极焊盘30、作为透光性导电层的第1导电层31、以及作为导电性反射层的第2导电层33，能够通过与上述图14的例子中相同的材料，同样进行构成。

支撑体29，也能够通过与上述图14的例子中相同的材料，同样进行构成，特别是通过硅所形成的支撑体19非常理想。为了给硅所制成的支撑体29添加导电性，可以在其中混入掺杂剂。

另外，还能够将第1导电层31形成为具有穿孔的平面形状，在上述穿孔部分所露出来的半导体层4的最表面5，用作光的发射面8。这种情况下，能够抑制第1导电层31所导致的光的透射率的降低，从而能够进一步改善发光层3所发出并从发射面8向外发射的光的发射效率。

上述发光元件中，如果在第1以及第2导电层31、33之间流过电流，则从上述两者注入到半导体层4中的空穴与电子(或电子与空穴)，分别在第2导电型半导体层10与第1导电型半导体层9中沿厚度方向上输送，在发光层3中进行再结合，通过这样，激励构成上述发光层3的氮化镓类化合物发光。

之后，从发光层3发射向半导体层4的最表面5方向的光，通过第2导电型半导体层10与透光性导电层的第1导电层31，从上述第1导电层31的外面32的发射面8，直接发射向发光元件的外部。另外，从发光层3发射向第1导电型半导体层9方向的光，通过上述第1导电型半导体层9，被上述第1导电型半导体层9，与导电性反射层的第2导电层33之间的界面的半导体层4的内侧7所反射，从第1导电型半导体层9、发光层3、第2导电型半导体层10、以及第1导电层31中通过，从上述发射面8发射向发光元件的外部。

图21例子的发光元件中，半导体层4的最表面5与第1导电层31之间，或第1导电层31的外面32中，可以形成防止反射层，这种情况下，能够降低上述任一个面中的光的反射率，提高透射率，从而防止上述光在半导体层4中反复反射。因此，能够进一步改善从发光层3所发出、从发射面8发射向外部的光的发射效率。

防止反射层可以通过与上述图2例子相同的材料来同样构成。例如，最好让防止反射层的折射率，从其与半导体层4相接触的面向着与第1导电层31相接触的面，或者从其与第1导电层31相接触的面向着与上述面相反面的外面，而单调减少。另外，防止反射层的厚度，最好形成为上述发光层3所发射的光在上述防止反射层中的波长的1/4。

通过与防止反射层相同的目的，可以在半导体层4的最表面5，或防止反射层的外面，形成多个突起，同时，最好让上述突起的与高度方向垂直的方向的大小，从突起的基部向顶部单调减小。

突起可以与上述图4的例子情况同样构成。例如，突起可以形成为圆锥状、棱锥状、或由构成圆锥或棱锥的母线形成没有拐点的曲线状的形状，或半球状等任意形状。另外，突起的基部的与高度方向垂直的方向的尺寸，最好为发光层3所发射的光在形成有上述突起的层中的波长的1倍以下，并且，突起的高度为上述波长的1倍以上。

另外，通过与防止反射层相同的目的，可以在半导体层4的最表面5，或防止反射层的外面，形成多个凹部，同时，最好让上述凹部的与深度方向垂直的方向的大小，从凹部的开口部向底部单调减小。

凹部可以与上述图5的例子情况同样构成。例如，凹部可以形成为圆锥状、棱锥状，或由构成圆锥或棱锥的母线形成没有拐点的曲线状的形状，或半球状等任意形状。另外，凹部的开口部的与深度方向垂直的方向的尺寸，最好为发光层所发射的光在形成有上述凹部的层中的波长的1倍以下，并且，凹部的深度为上述波长的1倍以上。

图22～图26分别为说明通过本发明的制造方法制造图21的发光元件的工序的剖视图。

参照图22，本发明的制造方法中，首先，在基板1的表面2中，外延成长氮化镓类化合物，形成具有多层构造的氮化镓类化合物半导体层4。将上述半导体层4，外延成长在基板1上的方法，如前所述。

接下来参照图23，在形成在基板1的表面2的半导体层4的、与层积方向垂直的最表面5中，通过真空蒸镀法或溅射法形成透光性导电层的第1导电层31之后，在所形成的第1导电层31的外面32中，通过真空蒸镀法或溅射法形成电极焊盘30。

接下来，参照图24～图26，将半导体层4、第1导电层31、以及电极焊盘30通过保护层24覆盖起来之后，将基板1去除，让半导体层4的内侧7露出来，根据需要进行蚀刻清洁处理之后，在上述内侧7上，通过真空蒸镀法或溅射法形成第2导电层33。

之后，在第2导电层33的外面34中接合支撑体29，接下来，例如通过干式蚀刻来去除保护层24之后，制造出如图21所示的发光元件。

通过上述本发明的制造方法，在去除基板1的工序中，将半导体层4、第1导电层31、以及突起电极30通过保护层24覆盖起来，因此，能够防止这些层例如被用来去除基板的蚀刻液体等所污染、腐蚀。另外，通过保护层24还能够对上述各个层进行机械加强，因此，能够防止这些层应力变形。因此，通过本发明的制造方法，能够防止因产生上述污染、腐蚀、变形等各种不良而导致的成品率的下降，从而能够高生产率、高效的制造发光元件。

本发明的照明装置，通过将上述本发明的发光元件，与荧光体和磷光体中的至少一方组合起来而构成。上述荧光体、磷光体，可以单独使用通过照射从发光元件的发射面所发射的波长350～400左右的、蓝色到紫外区域的光，而发出任意的光的各种荧光体及/或磷光体，或者将两种以上组合起来。

上述本发明的照明装置，将本发明的发光元件作为光源，因此，能耗率很优良，特别是，能够实现荧光灯的两倍以上的能耗率。

本发明并不仅限于以上所说明的各个图的例子，在不脱离本发明的要旨的范围内，还能够进行各种变更。例如，可以在图1例子的发光元件的通过去除基板1而露出来的半导体层4的内侧7中，或上述内侧7中所形成的防止反射层16的外面17等中，接合能够透射发光层3所发出的光的透明支撑体，来对发光元件进行加强。另外，如果在去除保护层24之前接合上述支撑体，则在去除保护层24时，能够保护半导体层4或防止反射层16，从而能够防止这些层被用来去除保护层24的蚀刻等所污染、腐蚀、应力变形。

上述各个图的导电性反射层6、反射层27、第1以及第2导电层31、33中，用作导电性反射层的层，也可以例如能够让发光层3所发射的光的1％左右的光透射。这种情况下，能够监控所透射的光的强度以及波长，从而能够控制发光强度等。

Claims (51)

1.一种发光元件，其特征在于，具有：

氮化镓类化合物半导体层，其具有在基板上让氮化镓类化合物外延成长而形成的多层构造，该多层构造包括发光层；导电性反射层，其在上述半导体层的垂直于层积方向的最表面中，在电连接状态下形成，具有导电性且用来反射上述发光层所发射的光；以及，导电层，其与上述半导体层的构成与上述基板相接触的内侧的层电连接，

而且通过去除上述基板让上述内侧露出来，作为用来让上述发光层所发射的光向上述半导体层的外部发射的发射面。

2.如权利要求1所述的发光元件，其特征在于：

通过去除上述基板而露出来的上述半导体层的内侧中，形成有防止反射层。

3.如权利要求2所述的发光元件，其特征在于：

上述防止反射层，其折射率从与上述半导体层相接触的面，向着上述面的相反面的外面单调减小。

4.如权利要求2所述的发光元件，其特征在于：

上述防止反射层，其厚度被形成为上述发光层所发射的光在上述防止反射层中的波长的1/4倍。

5.如权利要求1或2所述的发光元件，其特征在于：

上述半导体层的内侧，或上述内侧中所形成的防止反射层的外面，形成有多个突起，并且上述突起在与高度方向垂直的方向上的尺寸，从上述突起的基部向着顶部单调减小。

6.如权利要求5所述的发光元件，其特征在于：

上述突起的基部在与高度方向垂直的方向上的尺寸，为上述发光层所发射的光在形成有上述突起的层中的波长的1倍以下，并且，上述突起的高度为上述波长的1倍以上。

7.如权利要求1或2所述的发光元件，其特征在于：

上述半导体层的内侧，或上述内侧中所形成的防止反射层的外面，形成有多个凹部，同时，上述凹部在与深度方向垂直的方向上的尺寸，从凹部的开口部向着底部单调减小。

8.如权利要求7所述的发光元件，其特征在于：

上述凹部的开口部在与深度方向垂直的方向上的尺寸，为上述发光层所发射的光在形成有上述凹部的层中的波长的1倍以下，并且，上述凹部的深度为上述波长的1倍以上。

9.如权利要求1所述的发光元件，其特征在于：

上述导电性反射层，由铝或者银形成。

10.如权利要求1所述的发光元件，其特征在于：

上述导电性反射层的与半导体层相接触的面的相反面的外面，连接有突起电极。

11.一种发光元件的制造方法，用于制造权利要求1中所述的发光元件，其特征在于，具有：

在基板上进行外延成长，形成半导体层的工序；在上述半导体层的最表面形成导电性反射层的工序；以及在通过保护层将上述半导体层与导电性反射层覆盖起来的状态下，去除上述基板，上述让半导体层的内侧露出来的工序。

12.如权利要求11所述的发光元件的制造方法，其特征在于，具有：

在去除上述基板所露出的上述半导体层的内侧，实施防止反射处理的工序。

13.如权利要求11所述的发光元件的制造方法，其特征在于：

具有在形成了上述导电性反射层之后去除上述基板之前的上述导电性反射层的外面，连接突起电极的工序，

在去除上述基板让上述半导体层的内侧露出来的工序中，在通过保护层将上述半导体层与导电性反射层以及突起电极覆盖起来的状态下，去除上述基板。

14.如权利要求11所述的发光元件的制造方法，其特征在于，具有：

在去除上述基板让上述半导体层的内侧露出来之后的上述导电性反射层的外面，连接突起电极的工序。

15.如权利要求11所述的发光元件的制造方法，其特征在于：

上述基板由硼化物单晶体形成。

16.如权利要求15所述的发光元件的制造方法，其特征在于：

上述硼化物单晶体为硼化锆或硼化钛的单晶体。

17.一种照明装置，其特征在于，具有：

权利要求1中所述的发光元件，和通过被照射上述发光元件所发射的光而进行发光的荧光体或磷光体中的至少一方。

18.一种发光元件，其特征在于，具有：

氮化镓类化合物半导体层，其具有在基板上让氮化镓类化合物外延成长而形成的多层构造，该多层构造包括发光层；透光性导电层，其在上述半导体层的垂直于层积方向的最表面中，在电连接状态下形成，具有导电性且用来透射上述发光层所发射的光；以及，导电层，其与上述半导体层的构成与基板相接触的内侧的层电连接，

并且，通过去除上述基板让上述内侧露出来，在所露出的上述内侧中，形成用来反射上述发光层所发射的光的反射层，将上述透光性导电层的作为与半导体层相接触的面的相反面的外面，作为用来让上述发光层所发射的光向半导体层的外部发射的发射面。

19.如权利要求18所述的发光元件，其特征在于：

上述反射层，由钛、铝或银形成。

20.如权利要求18所述的发光元件，其特征在于：

上述反射层的外面接合有支撑体。

21.如权利要求20所述的发光元件，其特征在于：

上述支撑体由硅形成。

22.如权利要求18所述的发光元件，其特征在于：

在上述半导体层的最表面与透光性导电层之间，或上述透光性导电层的外面，形成有防止反射层。

23.如权利要求22所述的发光元件，其特征在于：

上述防止反射层，形成在上述半导体层的最表面与上述透光性导电层之间，同时，上述防止反射层的折射率从与半导体层相接触的面，向着与透光性导电层相接触的面单调减小。

24.如权利要求22所述的发光元件，其特征在于：

上述防止反射层，形成在上述透光性导电层的外面，同时，上述防止反射层的折射率从与上述透光性导电层相接触的面，向着作为上述面的相反面的外面单调减小。

25.如权利要求22所述的发光元件，其特征在于：

上述防止反射层，其厚度被形成为上述发光层所发射的光在上述防止反射层中的波长的1/4倍。

26.如权利要求18或22所述的发光元件，其特征在于：

上述半导体层的最表面，或防止上述反射层的外面，形成有多个突起，同时，上述突起在与高度方向垂直的方向上的尺寸，从上述突起的基部向着顶部单调减小。

27.如权利要求26所述的发光元件，其特征在于：

上述突起的基部在与高度方向垂直的方向上的尺寸，为上述发光层所发射的光在形成有上述突起的层中的波长的1倍以下，并且，上述突起的高度为上述波长的1倍以上。

28.如权利要求18或22所述的发光元件，其特征在于：

上述半导体层的最表面，或上述防止反射层的外面，形成有多个凹部，同时，上述凹部在与深度方向垂直的方向上的尺寸，从上述凹部的开口部向着底部单调减小。

29.如权利要求28所述的发光元件，其特征在于：

上述凹部的开口部在与深度方向垂直的方向上的尺寸，为发光层所发射的光在形成有上述凹部的层中的波长的1倍以下，并且，上述凹部的深度为上述波长的1倍以上。

30.如权利要求18所述的发光元件，其特征在于：

上述透光性导电层形成为具有穿孔的平面形状，将在上述穿孔的部分中所露出的半导体层的最表面，作为用来让上述发光层所发射的光发射向半导体层的外部的发射面。

31.一种发光元件的制造方法，用于制造权利要求18中所述的发光元件，其特征在于，具有：

在基板上进行外延成长，形成半导体层的工序；在上述半导体层的最表面形成透光性导电层的工序；以及在通过保护层将上述半导体层与透光性导电层覆盖起来的状态下，去除上述基板，让半导体层的内侧露出来的工序。

32.如权利要求31所述的发光元件的制造方法，其特征在于：

上述基板由硼化物单晶体形成。

33.如权利要求32所述的发光元件的制造方法，其特征在于：

上述硼化物单晶体为硼化锆或硼化钛的单晶体。

34.一种照明装置，其特征在于，具有：

权利要求18中所述的发光元件，和通过被照射上述发光元件所发射的光而进行发光的荧光体或磷光体中的至少一方。

35.一种发光元件，其特征在于，具有：

氮化镓类化合物半导体层，其具有在基板上让氮化镓类化合物外延成长而形成的多层构造，该多层构造包括发光层；第1导电层，其在上述半导体层的垂直于层积方向的最表面中，在电连接状态下形成；以及，第2导电层，其通过去除上述基板让上述半导体层的内侧露出来，在所露出的上述内侧中，在电连接的状态下形成，

并且，上述第1以及第2导电层中的一方，具有导电性，且是用来反射上述发光层所发射的光的导电性反射层，另一方具有导电性，且是用来透射上述发光层所发射的光的透光性导电层；同时，将上述透光性导电层的与上述半导体层相接触的面的相反面的外面，作为用来让上述发光层所发射的光向上述半导体层的外部发射的发射面。

36.如权利要求35所述的发光元件，其特征在于：

上述导电性反射层，由铝或银形成。

37.如权利要求35所述的发光元件，其特征在于：

上述反射层的外面接合有支撑体。

38.如权利要求37所述的发光元件，其特征在于：

上述支撑体由硅形成。

39.如权利要求35所述的发光元件，其特征在于：

在上述半导体层的形成有透光性导电层的面与上述透光性导电层之间，或上述透光性导电层的外面，形成有防止反射层。

40.如权利要求39所述的发光元件，其特征在于：

防止反射层，形成在上述半导体层的形成有透光性导电层的面与上述透光性导电层之间，同时，上述防止反射层的折射率，从与上述半导体层相接触的面向着与上述透光性导电层相接触的面单调减小。

41.如权利要求39所述的发光元件，其特征在于：

上述防止反射层，形成在上述透光性导电层的外面，同时，上述防止反射层的折射率，从与上述透光性导电层相接触的面向着上述面的相反面的外面单调减小。

42.如权利要求39所述的发光元件，其特征在于：

上述防止反射层，其厚度被形成为上述发光层所发射的光在上述防止反射层中的波长的1/4倍。

43.如权利要求35或39所述的发光元件，其特征在于：

上述半导体层的形成有透光性导电层的面，或上述防止反射层的外面中，形成有多个突起，同时，上述突起在与高度方向垂直的方向上的尺寸，从上述突起的基部向着顶部单调减小。

44.如权利要求43所述的发光元件，其特征在于：

上述突起的基部在与高度方向垂直的方向上的尺寸，为上述发光层所发射的光在形成有上述突起的层中的波长的1倍以下，并且，突起的高度为上述波长的1倍以上。

45.如权利要求35或39所述的发光元件，其特征在于：

上述半导体层的形成有透光性导电层的面，或上述防止反射层的外面中，形成有多个凹部，同时，上述凹部在与深度方向垂直的方向上的尺寸，从上述凹部的开口部向着底部单调减小。

46.如权利要求45所述的发光元件，其特征在于：

上述凹部的开口部在与深度方向垂直的方向上的尺寸，为上述发光层所发射的光在形成有上述凹部的层中的波长的1倍以下，并且，上述凹部的深度为上述波长的1倍以上。

47.如权利要求35所述的发光元件，其特征在于：

上述透光性导电层形成为具有穿孔的平面形状，将在上述穿孔的部分中所露出的上述半导体层的最表面，作为用来让上述发光层所发射的光发射向上述半导体层的外部的发射面。

48.一种发光元件的制造方法，用于制造权利要求35中所述的发光元件，其特征在于，具有：

在基板上进行外延成长，形成半导体层的工序；在上述半导体层的最表面形成第1导电层的工序；以及在通过保护层将上述半导体层与第1导电层覆盖起来的状态下，去除上述基板，让上述半导体层的内侧露出来的工序。

49.如权利要求48所述的发光元件的制造方法，其特征在于：

上述基板由硼化物单晶体形成。

50.如权利要求48所述的发光元件的制造方法，其特征在于：

上述硼化物单晶体为硼化锆或硼化钛的单晶体。

51.一种照明装置，其特征在于具有：

权利要求35中所述的发光元件，和通过被照射上述发光元件所发射的光而进行发光的荧光体或磷光体中的至少一方。

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