JP2009070991A

JP2009070991A - 発光装置

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Publication number: JP2009070991A
Application number: JP2007236962A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Yokoyama; 康祐横山
Original assignee: Hitachi Cable Ltd
Current assignee: Hitachi Cable Ltd
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2009-04-02

Abstract

【課題】半導体表面に形成する凹凸形状のばらつきを抑制して、光取り出し効率を向上させた発光装置を提供する。
【解決手段】本発明に係る発光装置は、基板と、少なくとも発光層を含む複数の半導体層を有して基板上に形成された半導体積層構造と、半導体積層構造の基板と反対側の面上に、凸部と凹部とを含んで形成される凹凸形状部とを備え、凹凸形状部の凸部又は凹部の表面が、半導体積層構造が有する複数の半導体層の複数の領域を露出させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、発光装置に関する。特に、本発明は、光取り出し効率を向上させた半導体発光装置に関する。

従来の発光ダイオード（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ：ＬＥＤ）として、例えば、光を放射する面に２次元周期構造の凹凸を形成したＬＥＤがある。このＬＥＤは、活性層を有する半導体積層構造と、活性層が発した光を放射する半導体積層構造の表面に形成される１次元又は２次元の構造としてのノッチ形状等の切り欠き又は窪みと突起部とからなる凹凸形状を備える（例えば、特許文献１参照）。この凹凸形状は、エピタキシャル成長によって形成された半導体積層構造の表面に対して、リソグラフィー技術及び／又はエッチング技術を用いて、ノッチ形状の切り欠き又は窪みと突起部とを形成することにより形成される。

特許文献１に記載のＬＥＤでは、活性層が発した光を効率よくＬＥＤの外部に放射させることができ、凹凸形状を有さないＬＥＤに比べて光取り出し効率が向上する。
特表２００７−５０７０８１号公報

しかし、特許文献１に記載のＬＥＤでは、半導体積層構造の表面に凹凸形状を形成するエッチング技術は、エッチャントと半導体を構成する材料との化学反応を利用しているが、この化学反応は半導体積層構造の表面の位置によって異なる速度で進行することがあるため、半導体積層構造の表面に形成される凹凸形状にばらつきが発生する。そのため、光取り出し効率の向上が小さいＬＥＤがウエハから切り出される場合がある。

したがって、本発明の目的は、半導体積層構造の表面に形成する凹凸形状のばらつきを抑制することにより、光取り出し効率を向上させた発光装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、基板と、少なくとも発光層を含む複数の半導体層を有して基板上に形成された半導体積層構造と、半導体積層構造の基板と反対側の面上に、凸部と凹部とを含んで形成される凹凸形状部とを備え、凹凸形状部の凸部又は凹部の表面が、半導体積層構造が有する複数の半導体層の複数の領域を露出させる発光装置が提供される。

また、上記発光装置において、凹凸形状部の凸部は、所定の角度で傾斜する傾斜面と、半導体積層構造の最上層の表面と平行な平坦面とを有していてもよい。また、発光層が、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）で表される化合物半導体層を含んでいてもよい。更に、基板が、所定の導電型のＧａＡｓ基板であってもよい。

本発明の発光装置によれば、半導体表面に形成する凹凸形状のばらつきを抑制して、光取り出し効率を向上させることができる。

［第１実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の断面を示す。

（発光装置１０の構成）
第１の実施の形態に係る発光装置１０は、第１導電型としてのｎ型のｎ型半導体基板１００と、ｎ型半導体基板１００の上に形成されるｎ型のバッファ層１１０と、バッファ層１１０の上に形成されるｎ型クラッド層１１２と、ｎ型クラッド層１１２の上に形成される活性層１１４と、活性層１１４の上に形成される第２導電型としてのｐ型のｐ型クラッド層１１６と、ｐ型クラッド層１１６の上に部分的に形成されるｐ型保護層１１８とを備える。

更に、発光装置１０は、ｎ型半導体基板１００のバッファ層１１０が形成されている面の反対側の面に形成される下部電極１５２と、ｐ型保護層１１８のｐ型クラッド層１１６と接している面の反対側の面の所定の領域に形成される上部電極１５０とを備える。また、ｐ型保護層１１８は、所定形状を有する凸部１１８ａと、ｐ型クラッド層１１６の表面が露出する領域である露出領域１１８ｃと凸部１１８ａとで形成される凹部１１８ｂとを含む。凹部１１８ｂにおいて、ｐ型保護層１１８の表面とｐ型クラッド層１１６の表面の一部とが露出する。

ここで、基板としてのｎ型半導体基板１００の上に形成される複数の半導体層、すなわち、バッファ層１１０と、ｎ型クラッド層１１２と、発光層としての活性層１１４と、ｐ型クラッド層１１６とは、この順に、例えば、有機金属化学気相成長法（ＭｅｔａｌＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａｌＶａｐｏｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）によって形成されるＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる半導体積層構造である。また、ｐ型保護層１１８は、半導体積層構造の最上層としてのｐ型クラッド層１１６に、ＭＯＣＶＤによって更に形成される半導体層である。

例えば、ｎ型半導体基板１００は、所定量のＳｉがドープされたｎ型ＧａＡｓ基板であり、厚さ３００μｍを有する略円形の基板である。そして、バッファ層１１０は、所定量のＳｅがドープされたｎ型のＧａＡｓバッファ層である。そして、ｎ型クラッド層１１２は、所定量のＳｅがドープされたｎ型の（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐクラッド層である。

更に、活性層１１４は、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）として表される化合物半導体層から形成される。活性層１１４は、一例として、アンドープの（Ａｌ_０．１５Ｇａ_０．８５）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ活性層である。そして、最上層としてのｐ型クラッド層１１６は、所定量のＺｎがドープされたｐ型の（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐクラッド層である。また、ｐ型保護層１１８は、所定量のＺｎがドープされたｐ型のＧａＡｓ保護層である。

ｐ型保護層１１８は、活性層１１４が発した光のうちｐ型クラッド層１１６内をｐ型保護層１１８の側に向かって伝播する光を発光装置１０の外部に放射する。具体的に、ｐ型保護層１１８は、角錐状の複数の凸部１１８ａと複数の凸部１１８ａ間に形成される複数の凹部１１８ｂとを有しており、複数の凹部１１８ｂの底部においてはｐ型クラッド層１１６の上部表面が露出して露出領域１１８ｃを形成する。そして、ｐ型保護層１１８は、凸部１１８ａ及び露出領域１１８ｃから活性層１１４が発した光を発光装置１０の外部に放射する。

また、ｐ型保護層１１８は、上部電極１５０が形成されるべき領域に上部電極形成領域１５０ａを有する。上部電極形成領域１５０ａは平坦面を有しており、この平坦面上に上部電極１５０が形成される。上部電極形成領域１５０ａ及び上部電極１５０は、一例として、上面視にて直径が１００μｍの略円形に形成される。上部電極１５０は、ｐ型保護層１１８にオーミック接合する導電性材料から形成され、例えば、ＡｕとＺｎとを含む金属材料から形成される。

下部電極１５２は、ｎ型半導体基板１００のバッファ層１１０が形成される面とは反対の面であるｎ型半導体基板１００の裏面に形成され、ｎ型半導体基板１００にオーミック接合する導電性材料から形成される。下部電極１５２は、ｎ型半導体基板１００の裏面の全面に形成され、例えば、下部電極１５２は、Ａｕ、Ｇｅ、及びＮｉを含む金属材料から形成される。

上部電極１５０には、Ａｕ等の金属材料から形成される金属ワイヤが接合される。また、発光装置１０は、下部電極７の側において、Ａｇペースト等の導電性接着剤を用いてＣｕ等の金属材料から形成される金属ステムに搭載される。これにより、発光装置１０の活性層１１４に、金属ワイヤ及び金属ステムを介して電力を供給することができる。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の一部の断面を示す。

図２に示すように、ｐ型保護層１１８が有する複数の凸部１１８ａはそれぞれ、一例として断面が略三角形状に形成される。また、ｐ型クラッド上面１１６ａのうち、凸部１１８ａの形成されていない領域が、ｐ型クラッド上面１１６ａが露出する露出領域１１８ｃとなる。そして、複数の凸部１１８ａに含まれ、ｐ型クラッド上面１１６ａに対して所定の角度で傾斜して形成される傾斜面としての複数の斜面１１８ｄと露出領域１１８ｃとで凹部１１８ｂが形成される。すなわち、光取り出し面としてのｐ型クラッド上面１１６ａに、凹凸形状部としての複数の凸部１１８ａと複数の凹部１１８ｂとが形成される。

ここで、ｐ型保護層１１８と、ｐ型クラッド層１１６とはそれぞれ異なる材料で形成する。具体的には、ｐ型保護層１１８を形成する材料を所定のエッチャントでウェットエッチングする場合のエッチングレートが、ｐ型クラッド層１１６を形成する材料を所定のエッチャントでウェットエッチングする場合のエッチングレートよりも大きい材料でｐ型保護層１１８を形成する。これにより、ｐ型保護層１１８に形成される凹部１１８ｂは、２種類の材料から形成されることとなる。

このような構成を備える本実施形態に係る発光装置１０は、５７０ｎｍから６８０ｎｍの波長を含む赤色領域の波長の光を発するＬＥＤである。例えば、発光装置１０は、順電圧が２．４Ｖ、順電流が２０ｍＡの場合におけるピーク波長が６３０ｎｍの光を発する赤色ＬＥＤである。そして、発光装置１０は、上面視にて略正方形に形成され、略３００μｍ角の平面寸法を有する。発光装置１０は、例えば、照明機器、液晶用バックライト、各種インジケータ、又は表示パネル等に用いることができる。

（応用例）
なお、ｎ型半導体基板１００の上に形成されるバッファ層１１０、ｎ型クラッド層１１２、活性層１１４、ｐ型クラッド層１１６、及びｐ型保護層１１８は、分子線エピタキシー法（ＭｏｌｅｃｕｌａｒＢｅａｍＥｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）又はハライド気相エピタキシー法（ＨａｌｉｄｅＶａｐｏｒＰｈａｓｅＥｐｉｔａｘｙ：ＨＶＰＥ）等によって形成することもできる。

また、活性層１１４は、ダブルへテロ構造により形成することができるが、単一量子井戸又は多重量子井戸構造を含んで形成することもできる。更に、バッファ層１１０とｎ型クラッド層１１２との間に、活性層１１４が発する波長の光に対して所定の反射率を有する分布ブラッグ反射鏡（ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＢｒａｇｇＲｅｆｌｅｃｔｏｒ：ＤＢＲ）を形成することもできる。そして、ｐ型クラッド層１１６の上に、ｐ型クラッド層１１６の不純物濃度よりも高い不純物濃度のｐ型コンタクト層を更に設けてもよい。この場合、ｐ型コンタクト層の表面の一部が凹部の底部となる。

また、発光装置１０は、紫外領域、近紫外領域、青色領域、緑色領域、黄色領域、又は赤外領域にピーク波長を有する光を発するＬＥＤであってもよいが、ＬＥＤが発する光のピーク波長の領域はこれらの波長に限定されない。例えば、ｎ型半導体基板１００の上に形成される複数の化合物半導体層を、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＰ（Ａｓ）（Ｎ）、ＩｎＧａ（Ａｌ）Ａｓ、又はＩｎＧａＡｓＰを含む材料から形成することもできる。また、ｎ型半導体基板１００をサファイア基板又はＧａＮ基板に置き換えて、サファイア基板又はＧａＮ基板上にＩｎ（Ａｌ）ＧａＮ、ＡｌＧａＮを含む材料を形成することもできる。

また、ｎ型半導体基板１００を、活性層１１４が発する光の波長に対して透明な材料に置き換えることもできる。例えば、活性層１１４が波長６３０ｎｍの光を含む赤色光を発する場合、ｎ型半導体基板１００をｎ型のＧａＰ基板に置き換えてもよい。

また、ｎ型半導体基板１００上にｎ型保護層と、ｎ型クラッド層１１２と、活性層１１４と、ｐ型クラッド層１１６とをこの順に形成してもよい。そして、ｐ型クラッド層１１６の側において活性層１１４が発する光に対して所定の反射率を有する反射層を有する支持基板を貼り合わせ、その後、ｎ型半導体基板１００を除去する。続いて、ｎ型半導体基板１００を除去して露出したｎ型保護層に上記と同様に、凸部と凹部とを形成して発光装置を形成することもできる。

更に、ｐ型保護層１１８に形成される複数の凸部１１８ａの形状は、上記の実施例に限られない。凸部１１８ａは、例えば、上面視にて略円形状であり、断面が略三角形状である略円錐形状に形成することもできる。また、凸部１１８ａは、上面視にて略円形状であり、断面が略四角形状である略円柱に形成することもできる。更に、凸部１１８ａは、上面視にて略円形状であり、断面が略半円である半球に形成することもでき、その他の形状に形成することもできる。

（発光装置１０の製造方法）
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程を示す。

まず、ｎ型半導体基板１００上に、バッファ層１１０と、ｎ型クラッド層１１２と、活性層１１４と、ｐ型クラッド層１１６と、ｐ型保護層１１８とをこの順にＭＯＣＶＤを用いて順次成長して、ＬＥＤ用エピタキシャルウエハを形成する（Ｓ１００）。

次に、ｐ型保護層１１８にリソグラフィー法を用いて、上部電極１５０を形成する領域及び凸部１１８ａを形成する領域にレジストにより所定形状の保護膜を形成する。そして、ウェットエッチング法を用いて、ｐ型保護層１１８に、上部電極形成領域１５０ａと、複数の凸部１１８ａと、複数の凹部１１８ｂとを形成する（Ｓ１１０）。

すなわち、ｐ型保護層１１８のうちレジストが形成されていない領域をｐ型クラッド層１１６に対して選択的にエッチングすることにより、上部電極形成領域１５０ａと複数の凸部１１８ａとを形成する。これにより、凹凸を有さない上部電極形成領域１５０ａと、ｐ型クラッド層１１６上の所定の領域の複数の凸部１１８ａとが形成される。すなわち、半導体積層構造に含まれる最上層としてのｐ型クラッド層１１６の材料と異なった材料によって形成された凸部１１８ａ、及び半導体積層構造の最上層を露出する凹部１１８ｂを含んだ凹凸形状部が形成される。なお、ｐ型保護層１１８のエッチングには、一例として、アンモニア水と過酸化水素水との混合物をエッチャントとして用いる。

ここで、ｐ型保護層１１８を形成する材料は、ｐ型クラッド層１１６を形成する材料よりもウェットエッチング法において用いるエッチャントに対するエッチレートが大きい。したがって、ｐ型クラッド上面１１６ａからの凸部１１８ａの高さは、ｐ型クラッド層１１６の上に形成するｐ型保護層１１８の厚さに依存する。これにより、ｐ型クラッド層１１６が露出して露出領域１１８ｃが形成されてエッチングの工程は終了する。

次に、上部電極形成領域１５０ａに上部電極１５０を形成する。更に、ｎ型半導体基板１００のバッファ層１１０が形成されている面の反対側の面の全面に、下部電極１５２を形成する（Ｓ１２０）。その後、上部電極１５０とｐ型保護層１１８との間、及び下部電極１５２とｎ型半導体基板１００との間のそれぞれにおいてオーミック接合を形成するため、所定雰囲気下、所定温度において所定の時間、合金化処理を施す。なお、上部電極１５０を形成した後の第１の合金化処理を実施すると共に、下部電極１５２を形成した後に第２の合金化処理を実施することもできる。

次に、合金化後のウエハから、ダイシングマシーンを用いて略３００μｍ角のチップへと切り出す（Ｓ１３０）。そして、切り出したチップを金属製のステムにＡｇペースト等の導電性接着剤を用いて搭載する（Ｓ１４０）。続いて、上部電極１０に、Ａｕ等から形成される金属ワイヤをワイヤーボンディングする（Ｓ１５０）。これにより、本実施形態に係る発光装置１０が形成される。この後、各発光装置１０について、素子の特性評価が実施される（Ｓ１６０）。

なお、凹凸形状を形成する上記工程Ｓ１１０において、例えば、ｐ型クラッド上面１１６ａに直接にｐ型クラッド層１１６を形成する材料と異なる材料を付着させて凸部１１８ａを形成することもできる。例えば、まず上記工程Ｓ１００においてｐ型保護層１１８を形成せずに、ｐ型クラッド層１１６を形成した時点でエピタキシャル層の成長を終了する。そして、ｐ型クラッド上面１１６ａに、屈折率がｐ型クラッド層１１６を形成する材料と異なる材料を所定間隔で付着させて、ｐ型クラッド上面１１６ａに凸部１１８ａを形成することができる。

また、ｐ型保護層１１８の表面を、所定のエッチャントに所定の時間、晒すことにより、複数の凸部１１８ａを形成することもできる。この場合、リソグラフィー法を用いることを要さない。また、本実施形態においてエッチングにはウェットエッチング法を用いたが、反応性イオンエッチング等のドライプロセスを用いてｐ型保護層１１８の表面を加工することもできる。

更に、上記工程Ｓ１００において、ｐ型クラッド層１１６をエピタキシャル成長した後、自己組織化を利用して、ｐ型のＧａＡｓから形成される微小な構造物をｐ型クラッド上面１１６ａに形成することもできる。

（第１の実施の形態の効果）
本発明の第１の実施の形態では、ｐ型クラッド層１１６とｐ型保護層１１８とをエッチングレートがそれぞれ異なる化合物半導体材料でそれぞれ形成するので、ｐ型保護層１１８にエッチング法を用いて凸部１１８ａを形成する場合に、ウエハに形成される複数の凸部１１８ａ及び凹部１１８ｂの形状のばらつきを抑制できる。これにより、ウエハのいずれの位置から切り出した場合であっても、光取り出し効率が所定値以上向上した発光装置１を提供できる。

すなわち、第１の実施の形態においては、ｐ型保護層１１８を形成する材料にｐ型クラッド層１１６を形成する材料よりもエッチングレートが大きい材料を用いるので、ｐ型保護層１１８に所定のマスクを形成してエッチング処理を施すと、マスクが形成されていない領域でｐ型クラッド１１６上面が露出してエッチングの進行が止まると共に、マスクが形成されている領域で凸部１１８ａが形成される。これにより、ウェットエッチング法における化学反応の進行の不均一性の影響が抑制されるので、ウエハに形成される複数の凸部１１８ａ及び複数の凹部１１８ｂの形状が、発光装置を切り出すウエハの位置によって異なるという不均一さを抑制できる。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の断面を示す。

第２の実施の形態に係る発光装置１１は、第１の実施の形態に係る発光装置１０とは、ｐ型保護層１１８の形状が異なる点を除き略同一の構成を備えるので、相違点を除き詳細な説明は省略する。

第２の実施の形態に係る発光装置１１は、ｐ型保護層１１８に、ｐ型クラッド層１１６の表面と平行な平坦面としての平坦部１１８ｇを有する凸部１１８ｅと、ｐ型クラッド層１１６の表面が露出している露出領域１１８ｃ及び凸部１１８で形成される凹部１１８ｆとが形成されている。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置の一部の断面を示す。

図５に示すように、ｐ型保護層１１８が有する複数の凸部１１８ｅはそれぞれ、ｐ型クラッド上面１１６ａと平行な平坦部１１８ｇを有する。平坦部１１８ｇは、上面視にて略四角形状を有する。すなわち、複数の凸部１１８ｅはそれぞれ、断面が略台形状に形成される。また、ｐ型クラッド上面１１６ａのうち、凸部１１８ｅが形成されていない領域が、ｐ型クラッド上面１１６ａが露出する露出領域１１８ｃとなる。そして、複数の凸部１１８ｅに含まれる傾斜面としての斜面１１８ｈと露出領域１１８ｃとで凹部１１８ｆが形成される。

なお、平坦部１１８ｇの上面視における形状は、略円形、多角形等の他の形状に適宜変更することができる。

（第２の実施の形態の効果）
本実施形態に係る発光装置１１のｐ型保護層１１８は、その上方に上面視にて略四角形状の平坦部１１８ｇを有するので、リソグラフィー法及びエッチング法を用いてｐ型保護層１１８に凸部１１８ｅを形成する場合に、平坦部１１８ｇを上面から観察することができる。これにより、凸部１１８ｅ及び凹部１１８ｆのｐ型クラッド上面１１６ａに水平な方向の加工状態を観察することができ、水平方向の形状の制御が容易となる。

図６は、比較例に係る発光装置の断面を示す。

比較例に係る発光装置１５は、第１の実施の形態に係る発光装置１０とは、ｐ型クラッド層１１６の表面が露出しない点を除き略同一の構成を備えるので、相違点を除き詳細な説明は省略する。

比較例に係る発光装置１５は、ｐ型保護層１１８の上面の上部電極形成領域１５０ａを除いた領域に、凸部１１８ｉと凹部１１８ｊとを有する。凸部１１８ｉと凹部１１８ｊとはそれぞれ、ｐ型保護層１１８の上部表面をエッチングすることにより形成される。そして、比較例に係る凹部１１８ｊの底部の領域においては、本発明の実施の形態とは異なり、ｐ型クラッド層１１６は露出しない。

ここで、第１の実施の形態に係る発光装置１０と、第２の実施の形態に係る発光装置１１と、比較例に係る発光装置１５とのそれぞれに、２０ｍＡの電流を供給してそれぞれの発光出力を測定した。その結果、第１の実施の形態に係る発光装置１０は、光出力が１．８ｍＷであり、第２の実施の形態に係る発光装置１１は、光出力が２．２ｍＷであった。また、比較例に係る発光装置１５は、光出力が１．２ｍＷであった。

これにより、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１０及び第２の実施の形態に係る発光装置１１は、比較例に係る発光装置１５よりも光取り出し効率が向上していることが示される。

図７は、比較例に係る発光装置を切り出したウエハの発光強度の面内分布を示す。

比較例に係る発光装置１５が形成されたウエハの中心位置と、中心位置から３０ｍｍ離れた位置とから発光装置１５をそれぞれ切り出した。そして、切り出した複数の発光装置１５の２０ｍＡ通電時における発光強度として光出力を測定した。図７においては、ウエハの中心位置から切り出した発光装置１５の光出力を基準として、他の位置から切り出した発光装置１５の光出力を示す。

図７より、ウエハの中心位置からウエハの外周に向かうにつれ、発光装置１５の発光強度が低下することが分かる。

図８は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置を切り出したウエハの発光強度の面内分布を示す。

第１の実施の形態に係る発光装置１０が形成されたウエハの中心位置と、中心位置から３０ｍｍ離れた位置とから発光装置１０をそれぞれ切り出した。そして、比較例に係る発光装置１５と同様に複数の発光装置１０の光出力を測定した。図８においては、ウエハの中心位置から切り出した発光装置１０の光出力を基準として、比較例と同様に発光装置１０の光出力を示す。

図８より、発光装置１０が形成されたウエハの面の水平方向における光出力のばらつきは、比較例に係る発光装置１５の場合よりも少ないことが示された。

図９は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置を切り出したウエハの発光強度の面内分布を示す。

第２の実施の形態に係る発光装置１１が形成されたウエハの中心位置と、中心位置から３０ｍｍ離れた位置とから発光装置１１をそれぞれ切り出した。そして、比較例に係る発光装置１５と同様に複数の発光装置１１の光出力を測定した。図９においては、ウエハの中心位置から切り出した発光装置１１の光出力を基準として、比較例と同様に発光装置１０の光出力を示す。

図９より、発光装置１１が形成されたウエハの面の水平方向における光出力のばらつきは、第１の実施の形態に係る発光装置１０の場合よりも少ないことが示された。

そして、図７から図９の結果から、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置１１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１０よりもウエハの面に水平方向における光出力のばらつきが少ないことが示された。また、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１０は、比較例に係る発光装置１５よりもウエハの面に水平方向における光出力のばらつきが少ないことが示された。

（実施の形態の変形例）
図１０は、本発明の実施の形態の変形例に係る発光装置の一部の断面を示す。

変形例に係る発光装置においては、ｐ型クラッド層１１６の活性層１１４とは反対側の表面を含む領域、すなわち、ｐ型クラッド層１１６の上部に凸部１１９ａと凹部１１９ｂとが形成される。変形例に係る凸部１１９ａは、ｐ型保護部１１９とｐ型クラッド層１１６の一部とを含んで形成される。そして、凹部１１９ｂの底部においてｐ型クラッド層１１６が露出する露出領域１１９ｃが形成される。

ｐ型保護部１１９は、ｐ型保護層１１８からｐ型クラッド層１１６の一部までエッチングすることにより形成される。これにより、ｐ型保護層１１８から形成されるｐ型保護部１１９の表面とｐ型クラッド層１１６の表面の一部とが凹部１１９ｂにおいて露出する。具体的に、凸部１１９ａは、ｐ型保護層１１８とｐ型クラッド層１１６とのそれぞれに対するエッチングレートの差が少ないエッチャントを用いて形成する。

すなわち、まず、ｐ型保護層１１８の上に所定形状のマスクパターンを形成する。そして、一例として、臭化水素（ＨＢｒ）と過酸化水素水（Ｈ_２Ｏ_２）と水（Ｈ_２Ｏ）とを所定の割合、所定の温度で混合したＢｒ系エッチャントを用いてｐ型保護層１１８のマスクパターンが形成されていない領域を、所定の時間、エッチングする。これにより、ｐ型保護層１１８の一部から形成されるｐ型保護部１１９とｐ型クラッド層１１６の一部とを含む凸部１１９ａを形成する。なお、変形例に係るｐ型クラッド層１１６はＡｌＧａＩｎＰ系の化合物半導体から形成され、ｐ型保護層１１８はＧａＡｓから形成される。

以上、本発明の実施の形態及び変形例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び変形例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び変形例の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。

第１の実施の形態に係る発光装置の断面図である。第１の実施の形態に係る発光装置の一部の断面図である。第１の実施の形態に係る発光装置の製造工程のフローチャートである。第２の実施の形態に係る発光装置の断面図である。第２の実施の形態に係る発光装置の一部の断面図である。比較例に係る発光装置の断面図である。比較例に係る発光装置を切り出したウエハの発光強度の面内分布を示す図である。第１の実施の形態に係る発光装置を切り出したウエハの発光強度の面内分布を示す図である。第２の実施の形態に係る発光装置を切り出したウエハの発光強度の面内分布を示す図である。変形例に係る発光装置の一部の断面図である。

符号の説明

１０発光装置
１１発光装置
１５発光装置
１００ｎ型半導体基板
１１０バッファ層
１１２ｎ型クラッド層
１１４活性層
１１６ｐ型クラッド層
１１６ａｐ型クラッド上面
１１８ｐ型保護層
１１８ａ凸部
１１８ｂ凹部
１１８ｃ露出領域
１１８ｄ斜面
１１８ｅ凸部
１１８ｆ凹部
１１８ｇ平坦部
１１８ｈ斜面
１１８ｉ凸部
１１８ｊ凹部
１１９ｐ型保護部
１１９ａ凸部
１１９ｂ凹部
１１９ｃ露出領域
１５０上部電極
１５０ａ上部電極形成領域
１５２下部電極

Claims

基板と、
少なくとも発光層を含む複数の半導体層を有して前記基板上に形成された半導体積層構造と、
前記半導体積層構造の前記基板と反対側の面上に、凸部と凹部とを含んで形成される凹凸形状部と
を備え、
前記凹凸形状部の前記凸部又は前記凹部の表面が、前記半導体積層構造が有する前記複数の半導体層の複数の領域を露出させる
発光装置。
前記凹凸形状部の前記凸部は、
所定の角度で傾斜する傾斜面と、
前記半導体積層構造の前記最上層の表面と平行な平坦面と
を有する請求項１に記載の発光装置。
前記発光層が、Ａｌ_ｘＧａ_ｙＩｎ_{１−ｘ−ｙ}Ｐ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）で表される化合物半導体層を含む請求項１又は２に記載の発光装置。
前記基板が、所定の導電型のＧａＡｓ基板である請求項１から３のいずれか１項に記載の発光装置。