JP2014175430A - Semiconductor light-emitting element and manufacturing method of the same - Google Patents

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Yusuke Yokobayashi
裕介 横林
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Stanley Electric Co Ltd
スタンレー電気株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor light-emitting element which can discharge light emitted from inside the light-emitting element to the outside with high efficiency; and provide a manufacturing method of the semiconductor light-emitting element.SOLUTION: In a semiconductor light-emitting element, in recesses each surrounded by lateral faces of pyramid-shaped salients which are formed adjacent to each other on a light-emission surface of a light-emitting structure, a material or a metal material having an optical refractive index lower than that of the light-emitting structure is filled to a position lower than summits of the pyramid-shaped salients so that the top faces of the recesses become reflection surfaces.

Description

本発明は、半導体発光素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor light emitting device and a manufacturing method thereof.

発光素子の内部で発生した光を効率良く外部へ放出させるべく、その光放出面に複数の錐状の突起、いわゆるマイクロコーンを形成するようにした半導体発光素子が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 The light generated inside the light emitting device to be efficiently discharged to the outside, the plurality of conical projections on the light emitting surface, the semiconductor light emitting element so as to form a so-called micro-cones have been proposed (e.g., Patent references 1). かかるマイクロコーンによれば、発光素子の内部で発生した光が光放出面で全反射してしまう分を低減することができるので、半導体発光素子の外部量子効率を高めることが可能となる。 According to the micro-cones, light generated inside the light emitting device it is possible to reduce the amount that would be totally reflected by the light emitting surface, it is possible to enhance the external quantum efficiency of the semiconductor light emitting element. 尚、このような半導体発光素子は、外部の埃、或いは水分からこれを保護する為に、例えばSiO 2 (二酸化ケイ素)又はSiN(窒化ケイ素)等の絶縁性の透明絶縁材で覆われている場合がある。 Incidentally, such a semiconductor light emitting element is covered outside dust, or to protect it from moisture, for example, SiO 2 (silicon dioxide) or SiN insulating transparent insulating material such as (silicon nitride) If there is a. 更に、半導体発光素子は、半導体発光装置に搭載される際、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等の透明樹脂で封止される場合がある。 Furthermore, the semiconductor light emitting element, when mounted on the semiconductor light-emitting device, there is a case where an epoxy resin, is sealed with a transparent resin such as silicone resin. この際、発光素子の内部で発せられた光は、透明絶縁材及び透明樹脂層を介して外部に放射されることになる。 At this time, the light emitted within the light emitting device will be emitted to the outside through the transparent insulation and the transparent resin layer.

特開2012−186335号公報 JP 2012-186335 JP

ところが、透明樹脂層の光屈折率が外部(空気)の光屈折率よりも高いと、発光素子から発せられた光の一部は透明樹脂層と空気との界面で反射し、発光素子の光放出面側に戻ってしまう場合があった。 However, when the refractive index of the transparent resin layer is higher than the refractive index of the outside (air), a part of light emitted from the light emitting element is reflected by the interface between the transparent resin layer and air, the light emitting element there are cases where reverts back to the emitting surface side. また、透明樹脂層内に混色発光のための蛍光体や光散乱材を分散させた場合は、この蛍光体や光散乱材に当たって散乱した光も一部、発光素子の光放出面に戻ってしまう。 The transparent if the phosphor and the light scattering material for color mixing light emitting dispersed in the resin layer, the phosphor and the light also some scattered when the light scattering material, thus returning to the light emitting surface of the light emitting element . この際、マイクロコーンが密集して形成されていると、互いに隣接するマイクロコーン各々の側面に囲まれた凹部を介してその戻り光が発光素子内部へ吸収されてしまい、その分だけ発光効率が低下するという問題が生じた。 At this time, the micro-cones are formed densely, will be its absorption return light to the interior the light-emitting element via a recess bounded by a side surface of the micro-cones each mutually adjacent light emitting efficiency by that amount problem of a decrease has occurred.

本発明は、上記した点に鑑みてなされたものであり、半導体発光素子内部から発せられた光を高い効率をもって外部に放出せることが可能な半導体発光素子及びその製造方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above, aims to provide a semiconductor light emitting device and a manufacturing method thereof capable discharged to the outside with high efficiency the light emitted from the semiconductor light emitting element It is set to.

本発明に係る半導体発光素子は、半導体層の表面を加工してなる円錐状又は多角錐状の複数の錐状凸部が隣接して形成されている光放出面を有する発光構造体を有し、互いに隣接する前記錐状凸部の側面で囲まれる凹部には、上面が反射面となるように前記発光構造体の光屈折率よりも低い光屈折率の材料又は金属材料が前記錐状凸部の頂上より低い位置まで充填されてなる充填部が形成されている。 The semiconductor light emitting device according to the present invention has a light emitting structure having a light emitting surface having a plurality of conical protrusions machined surface formed by conical or pyramid-shaped semiconductor layer is formed adjacent , wherein the concave portion surrounded by the side surface of the cone-shaped convex portion, the upper surface is the light emitting structure of the material or metal material is the conic protrusions of lower refractive index than the optical refractive index so that the reflecting surface adjacent to each other filling portion formed by filling up to a position lower than the top of the part is formed.

また、本発明に係る半導体発光素子の製造方法は、発光構造体の表面に円錐状又は多角錐状の複数の錐状凸部を形成する工程と、互いに隣接する前記錐状凸部の側面で囲まれる凹部に、前記発光構造体の光屈折率よりも低い光屈折率の材料を前記錐状凸部の頂上より低い位置まで充填する工程と、を含む。 A method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present invention includes the steps of forming a conical or pyramid-shaped plurality of conical projections on a surface of the light emitting structure, the sides of the cone-shaped convex portions adjacent to each other a recess which is surrounded, and a step of filling a material of low refractive index than the optical refractive index of the light emitting structure to a position lower than the top of the cone-shaped convex portion.

このように、本発明に係る半導体発光素子では、発光構造体の光放出面において互いに隣接して形成されている錐状凸部各々の側面で囲まれた凹部に、その上面が反射面となるようにこの発光構造体よりも光屈折率が低い材料又は金属材料を、錐状凸部の頂上より低い位置まで充填している。 Thus, the semiconductor light emitting device according to the present invention, the concave portion surrounded by the conic protrusions each side being formed adjacent to each other in the light emitting surface of the light emitting structure, the upper surface is a reflecting surface the light-emitting optical refractive index is lower than the structural material or a metal material, are filled to less than the top of the cone shaped protrusions positioned such. これにより、光放出面への戻り光は、錐状凸部の側面、充填部の上面、及び錐状凸部の側面を順に反射して外部方向に射出されるようになる。 Thus, the return light to the light emitting surface, the side surface of the cone-shaped convex portion, the upper surface of the filling unit, and will be emitted to the outside direction by reflecting the sides of the cone-shaped convex portion in order.

よって、本発明によれば、発光構造体から発せられた光を高い光取り出し効率で外部に放出させるべく光放出面に複数の錐状凸部を密集形成したことに起因する、発光構造体への戻り光の吸収分を低減させることができるので、発光効率を向上させることが可能となる。 Therefore, according to the present invention, due to the dense form a plurality of conical projections on the light emitting surface to emit to the outside the light emitted from the light emitting structure with higher light extraction efficiency, the light emitting structure it is possible to reduce the absorption amount of the return light, it is possible to improve the luminous efficiency.

本発明に係る発光素子10を含む発光ユニット100の構成を示す断面図である。 It is a sectional view showing a structure of a light emitting unit 100 including a light emitting device 10 according to the present invention. 本発明に係る発光素子10の一例を示す断面図である。 Is a cross-sectional view showing an example of a light-emitting element 10 according to the present invention. 光放出面の一部を拡大して示す図である。 Is an enlarged view showing a part of the light emitting surface. 光放出面に形成されている錐状凸部20及びマイクロコーン30の形状、及び錐状凸部20及びマイクロコーン30の配置パターンの一例を示す図である。 The shape of the conical protrusions 20 and the micro-cones 30 are formed on the light emitting surface, and is a diagram showing an example of an arrangement pattern of conical protrusions 20 and the micro-cones 30. 発光素子10の製造手順を示す製造フロー図である。 It is a manufacturing flow diagram illustrating a procedure for manufacturing the light-emitting element 10. 発光素子10の製造過程毎の断面を示す断面図である。 It is a sectional view showing a section of each manufacturing process of the light emitting element 10. 発光素子10の製造過程毎の断面を示す断面図である。 It is a sectional view showing a section of each manufacturing process of the light emitting element 10. 透明保護膜及び充填部の製造過程毎の光放出面の断面を抜粋して示す図である。 It shows an excerpt of the transparent protective film and the cross section of the light emitting surface of each manufacturing process of the filling unit. 発光素子10から充填部21を省いた場合、及び充填部21を有する場合の各々での光放出面周辺の戻り光の進行経路の一例を示す図である。 If it leaves the filling section 21 from the light emitting element 10, and is a diagram showing an example of a light emitting surface near the return light path of travel at each case with a filling unit 21. 充填部21に対してほぼ垂直に戻り光りが入射した場合における戻り光の進行経路、及び充填部21に代えて反射充填部210を形成した場合における戻り光の進行経路の一例を示す図である。 Is a diagram showing an example of a return light path of travel in the case of forming a reflective filling portion 210 instead of traveling path of the return light, and the filling unit 21 when the incident light back substantially perpendicular to the filling section 21 . 発光素子10の他の一例を示す断面図である。 It is a sectional view showing another example of the light emitting element 10. 図11に示す発光素子10の第1の変形例を示す断面図である。 It is a sectional view showing a first modification of the light emitting device 10 shown in FIG. 11. 図12に示す発光素子10での光放出面周辺の戻り光の進行経路の一例を示す図である。 Is a diagram illustrating an example of a light emitting surface near light returning traveling path of the light emitting device 10 shown in FIG. 12. 図11に示す発光素子10の第2の変形例を示す断面図である。 It is a sectional view showing a second modification of the light emitting device 10 shown in FIG. 11. 図14に示す発光素子10での光放出面周辺の戻り光の進行経路の一例を示す図である。 Is a diagram illustrating an example of a light emitting surface near light returning traveling path of the light emitting device 10 shown in FIG. 14. 図11に示す発光素子10の第3の変形例を示す断面図である。 It is a sectional view showing a third modification of the light emitting device 10 shown in FIG. 11. 図16に示す発光素子10での光放出面周辺の戻り光の進行経路の一例を示す図である。 Is a diagram illustrating an example of a light emitting surface near light returning traveling path of the light emitting device 10 shown in FIG. 16.

以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ説明する。 It will be described below with reference to the accompanying drawings embodiments of the present invention. 図1は、本発明に係る半導体発光素子としての発光素子10を含む発光ユニット100の構成を示す断面図である。 Figure 1 is a sectional view showing a structure of a light emitting unit 100 including a light emitting element 10 as a semiconductor light-emitting device according to the present invention. 図1に示すように、発光ユニット100は、パッケージ1、リードフレーム2、3、導電ワイヤ4、透明樹脂層5、及び発光素子10を含んだ構造を有している。 As shown in FIG. 1, the light emitting unit 100, the package 1, the lead frames 2 and 3, the conductive wire 4 has a structure including a transparent resin layer 5, and the light-emitting element 10.

パッケージ1は凹形状を有し、その窪み部の底面には、導電性のリードフレーム2及び3が形成されている。 Package 1 includes a concave shape on the bottom surface of the recessed portion, the lead frame 2 and 3 of the conductivity is formed. 発光素子10は、リードフレーム2上に固着されており、その上部には導電ワイヤ4の一端が接続されている。 The light emitting element 10 is fixed on the lead frame 2, one end of the conductive wire 4 is connected to its upper part. 導電ワイヤ4の他端はリードフレーム3に接続されている。 The other end of the conductive wire 4 is connected to the lead frame 3. リードフレーム2及び3各々の一端は、パッケージ1を貫通してこのパッケージ1の外部に露出している。 Lead frames 2 and 3 each end is exposed through the package 1 to the outside of the package 1. 透明樹脂層5は、リードフレーム2及び3の一部、導電ワイヤ4、発光素子10を、エポキシ樹脂又はシリコーン樹脂等の透光性樹脂によって樹脂封止して形成されたものである。 The transparent resin layer 5, a part of the lead frame 2 and 3, the conductive wire 4, the light emitting element 10, and is formed by resin-sealing by translucent resin such as epoxy resin or silicone resin. 尚、発光素子10自体が発する光と異なる色調の光を外部放出させたい場合には、透明樹脂層5に所望の色調の蛍光を発する一種又は複数種の蛍光体を適宜混合させるようにしても良い。 Incidentally, when it is desired to light of color different from the light emitting element 10 itself emits externally released, be caused to appropriately mixing one or more of phosphors emit fluorescence of a desired color tone in a transparent resin layer 5 good.

かかる構成により、リードフレーム2及び3間に駆動電圧を印加すると、発光素子10が発光し、その光が透明樹脂層5を介して外部に放射される。 With this configuration, when a drive voltage is applied between the lead frames 2 and 3, and emits light emitting element 10, the light is emitted to the outside through the transparent resin layer 5.

図2は、発光素子10の構造を示す断面図である。 Figure 2 is a sectional view showing a structure of a light-emitting element 10. 図2に示すように、発光素子10は、支持体11、p電極12、p型半導体層13、活性層14、n型半導体層15、透明保護膜16及びn電極17を含んだ構造を有する。 As shown in FIG. 2, the light emitting element 10 has a structure including a support 11, p electrode 12, p-type semiconductor layer 13, active layer 14, n-type semiconductor layer 15, the transparent protective film 16 and the n electrode 17 .

支持体11は、リードフレーム2上に形成されており、例えば、ホウ素が添加されたシリコンウエハ、Ge(ゲルマニウム)等の半導体ウエハ、或いはCu(銅)、CuW(銅タングステン)等の金属膜からなる。 Support 11 is formed on the lead frame 2, for example, a silicon wafer having boron is added, a semiconductor wafer such as Ge (germanium), or Cu (copper), a metal film such as CuW (copper tungsten) Become. 支持体11は、発光素子10をリードフレーム2に固着すると共に、このリードフレーム2を介して電源(図示せぬ)から供給された駆動電流を、下記のp電極12導出する役目を担う。 Support 11 is configured to fix the light emitting element 10 to the lead frame 2, the driving current supplied from a power source via the lead frame 2 (not shown), thereby functioning to p-electrode 12 derived below. 尚、リードフレーム2との接合を容易にする為に、この支持体11の底面にAu(金)等の金属膜が形成されていても良い。 Incidentally, in order to facilitate the bonding of the lead frame 2, a metal film such as Au (gold) may be formed on the bottom surface of the support 11.

p電極12は、支持体11上に形成されており、光反射率の高い、例えば、Ag(銀)、Al(アルミニウム)、Pt(プラチナ)、又はRh(ロジウム)等の金属、或いはこれらの金属を含む合金を用いた単層膜若しくは積層膜からなる。 p electrode 12 is formed on the support member 11, high light reflectance, for example, Ag (silver), Al (aluminum), Pt (platinum), or Rh (rhodium) or the like of metal, or of a single layer film or a laminated film of an alloy containing a metal. すなわち、p電極12は、p型半導体層13へ駆動電流を供給すると共に、活性層14で発生した光を光放出面(後述する)側へ反射する機能を有する。 That, p electrode 12 supplies a drive current to the p-type semiconductor layer 13 has a function of reflecting light generated in the active layer 14 to the light emitting surface (described later) side. 尚、p電極12と、p−GaN層13との間に例えばITO(Indium Tin Oxide)又はIZO(Indium Zinc Oxide)等の透明導電性酸化物を挿入することにより、電気的接触を向上させるようにしても良い。 Incidentally, the p electrode 12, by inserting the example, ITO (Indium Tin Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide) transparent conductive oxide such as between the p-GaN layer 13, so as to improve the electrical contact it may be.

p型半導体層13は、p電極12の表面全体を覆うように形成されており、例えばMg(マグネシウム)のようなp型ドーパントが添加された、膜厚が約150nmのp型のGaN(窒化ガリウム)系半導体結晶膜からなる半導体層である。 p-type semiconductor layer 13 is formed so as to cover the entire surface of the p-electrode 12, for example, p-type dopant, such as Mg (magnesium) is added, the film thickness of the p-type about 150 nm GaN (nitride a semiconductor layer formed of gallium) based semiconductor crystal film. 活性層14は、p型半導体層13上に形成されており、例えばInGaN(インジウム窒化ガリウム)結晶からなる井戸層と、この井戸層よりもIn組成(X)の小さいIn X Ga (1-X) N結晶、又はGaN結晶からなる障壁層とが交互に積層されてなる、いわゆる多重量子井戸構造(MQW:Multiple Quantum Well)を有する多層膜からなる。 Active layer 14, p-type semiconductor layer 13 is formed on, for example, InGaN well layers made of (indium gallium nitride) crystal, small In X Ga (1-X In composition than the well layer (X) ) N crystal, or a barrier layer are alternately laminated made of GaN crystal, the so-called multiple quantum well structure (MQW: multiple quantum well) made of a multilayer film having a. n型半導体層15は、活性層14上に形成されており、例えばSi(シリコン)のようなn型ドーパントが添加された、膜厚が約10μmのn型のGaN系半導体結晶膜からなる半導体層である。 n-type semiconductor layer 15 is formed on the active layer 14, for example Si n-type dopant, such as (silicon) is added, the semiconductor film thickness is composed of n-type GaN-based semiconductor crystal film of about 10μm it is a layer.

上記した如く積層されたp型半導体層13、活性層14及びn型半導体層15により、発光構造体としてのLED(発光ダイオード)層19が形成される。 p-type semiconductor layer 13 is as laminated described above, the active layer 14 and the n-type semiconductor layer 15, LED (light emitting diode) layer 19 as a light-emitting structure is formed. 尚、n型半導体層15において、このn型半導体層15と活性層14との界面に対向する面、すなわち、n型半導体層15の表面が、活性層14から放出された光を外部に放出させる光放出面となる。 Incidentally, emission in the n-type semiconductor layer 15, the surface facing the interface between the n-type semiconductor layer 15 and the active layer 14, i.e., the surface of the n-type semiconductor layer 15, the light emitted from the active layer 14 to the outside a light emitting surface for. つまり、この面が、発光構造体であるLED層19の光放出面となる。 That is, this surface serves as a light emitting surface of the LED layers 19 are light-emitting structure.

かかる光放出面には、夫々が円錐又は多角錐からなる複数の錐状凸部20が隣接して形成されている。 Such light emitting surface, a plurality of conical projections 20 which respectively consists of a cone or pyramid is formed adjacent. この際、図3に示すように、錐状凸部20の底面の最大径d1及び高さh1は、製造の容易性(製造時間、歩留まり、再現性等)及び光取出効果(後述する)を考慮して、約1.5μm〜4μmとなっており、その側面(斜面)と底面との傾斜角A1は約60度となっている。 At this time, as shown in FIG. 3, the maximum diameter d1 and a height h1 of the bottom surface of the cone-shaped convex portion 20, ease (production time, yield, reproducibility, etc.) of the manufacturing and light extraction effect (to be described later) in view, it has a approximately 1.5Myuemu~4myuemu, the tilt angle A1 between the bottom surface and the side surface (slope) is approximately 60 degrees. 錐状凸部20各々の形状は、例えば図4(a)の破線に示すような六角錐であり、この六角錐状の錐状凸部20が、n型半導体層15の光放出面において、例えば図4(b)に示すように三角格子状の配置パターンで形成されている。 Conic protrusions 20 each shaped, for example, a hexagonal pyramid, as shown in broken lines in FIG. 4 (a), the hexagonal pyramid shaped conic protrusions 20, in the light emitting surface of the n-type semiconductor layer 15, for example, formed in a triangular lattice arrangement pattern as shown in Figure 4 (b). 尚、図4(a)は、六角錐状の錐状凸部20各々の内の1つを抜粋してこれを斜め上方から眺めた透視図であり、図4(b)は、光放出面を真上側から眺めた上面図である。 Incidentally, FIG. 4 (a) is a perspective view as viewed it from obliquely upward excerpted one of the cone-shaped projections 20 each hexagonal pyramid shaped, FIG. 4 (b), the light emitting surface it is a top view as viewed from above side. ここで、錐状凸部20を配置するパターンは、後に充填部21(後述する)を対応した位置に形成できるようにすべく予め決められた任意のパターンである。 The pattern of placing the conic protrusions 20 is any pattern predetermined in order to be able to form the corresponding positions the filling section 21 (described later) after. この任意のパターンとしては、上記した三角格子状、又は四角格子状のような規則性を有するパターン、或いは周期的な配列を持たないランダムなパターンであっても良い。 As the arbitrary pattern, the above-mentioned triangular lattice or pattern having a square lattice such regularity, or may be a random pattern having no periodic array. 実際には、規則性を有するパターンを利用するのが好ましく、これにより、発光素子製造時のフォトリソグラフィでのパターンの重ね合わせが容易となると共に、錐状凸部20の形成密度、形状、大きさを揃えることが可能となり、発光ムラの少ない発光素子が得られるようになる。 In practice, it is preferable to use a pattern with regularity, thus overlapping of patterns in the photolithography when the light emitting element manufactured with is facilitated, the formation density of the conic protrusions 20, the shape, size it becomes possible to align is, so less light-emitting element with uneven light emission is obtained. ところで、錐状凸部20としては、III族窒化物結晶構造由来の六角錐状のものを採用することができる。 Meanwhile, the conic protrusions 20 may be formed of the hexagonal pyramid-shaped from III-nitride crystal structure. この場合には、n型半導体層15の光放出面において三角格子状に配列させることで光放出面上に最も密に錐状凸部20を配置できるため、光取り出し効率が向上する。 In this case, it is possible to most densely arrange the conic protrusions 20 on the light emitting surface by aligning the triangular lattice in the light emitting surface of the n-type semiconductor layer 15, the light extraction efficiency is improved.

更に、このn型半導体層15の光放出面において、互いに隣接する錐状凸部20の側面で囲まれた例えばV字状の凹部には、発光構造体としてのLED層19よりも光屈折率が低い、好ましくは透明樹脂層5よりも光屈折率が低い光透過性の絶縁材が充填された充填部21が形成されている。 Further, in the light emitting surface of the n-type semiconductor layer 15, the example V-shaped recess surrounded by the side surface of the cone-shaped convex portions 20 adjacent to each other, the optical refractive index than LED layer 19 as a light emitting structure lower, preferably filling portion 21 where the light-transmitting insulating material refractive index is low are filled than the transparent resin layer 5 is formed. 例えば、LED層19を為す主材料が光屈折率約2.4を有する一般的なIII族窒化物であり、透明樹脂層5を為す材料が光屈折率約1.5程度となるエポキシ樹脂又はシリコーン樹脂である場合、充填部21の材料として、光屈折率1.4のSiO 2が用いられる。 For example, the main material of the LED layer 19 is a general Group III nitride has a refractive index of about 2.4, an epoxy resin or a material that forms the transparent resin layer 5 is about 1.5 refractive index If a silicone resin, as the material of the filling portion 21, SiO 2 of refractive index 1.4 is used. 尚、図3に示すように、錐状凸部20の底面から充填部21各々の上面までの高さh2は、錐状凸部20の高さh1の80%以下、好ましくは30〜50%である。 As shown in FIG. 3, the height h2 from the bottom surface of the cone-shaped convex portion 20 to the upper surface of the filling unit 21 each of 80% of the height h1 of the conic protrusions 20 or less, preferably 30-50% it is. 尚、六角錐状の凸部を三角格子状に配列させた場合、V字状の凹部に充填される充填部はハニカム格子状に連続して形成されることになる。 In the case where is arranged a six-sided pyramid-like projections on a triangular lattice, the filling portion filled in the concave portion of the V-shape will be formed continuously in a honeycomb lattice.

n電極17は、図2に示すように、n型半導体層15上における光放出面の端部に形成されており、例えば、Ti(チタン)/Al(アルミニウム)の積層膜、もしくは導電性酸化物からなる。 n electrode 17, as shown in FIG. 2, is formed on the end portion of the light emitting surface of the n-type semiconductor layer 15 on, for example, a stacked film of Ti (titanium) / Al (aluminum) or conductive oxide, consisting of thing. n電極17には、図1に示すように、導電ワイヤ4の一端が接続されている。 The n-electrode 17, as shown in FIG. 1, one end of the conductive wire 4 is connected.

透明保護膜16は、透明樹脂層5よりも光屈折率が低い光透過性材、例えばSiO 2からなる膜厚が約300nmのSiO 2膜からなり、図2に示すように、LED層19の表面領域における、n電極17及びp電極12の形成領域を除く全ての領域を覆うように形成されている。 Transparent protective film 16, the light permeable material refractive index lower than the transparent resin layer 5, for example, a SiO 2 film having a film thickness of SiO 2 is about 300 nm, as shown in FIG. 2, the LED layer 19 in the surface region, it is formed so as to cover all the region excluding the formation region of the n-electrode 17 and the p electrode 12. よって、発光素子10の光放出面には、例えば六角錐状の錐状凸部20の表面を透明保護膜16で覆うことによって形成された、図4(a)に示すような六角錐状のマイクロコーン30が、図4(b)に示すような三角格子状の配置パターンで形成される。 Therefore, the light emitting surface of the light emitting element 10, for example hexagonal conical surface of the cone-shaped convex portion 20 is formed by covering with a protective film 16, FIG. 4 hexagonal pyramid shape as shown in (a) micro-cones 30 are formed in a triangular lattice arrangement pattern as shown in Figure 4 (b). この際、図2及び図4(b)に示すように、互いに隣接するマイクロコーン30の間には平坦な上面を有する充填部21が形成されている。 At this time, as shown in FIGS. 2 and 4 (b), are formed filling portion 21 having a flat upper surface between the micro-cones 30 adjacent to each other. 充填部21の上面は反射表面として機能する(後述する)。 Upper surface of the filling section 21 functions as a reflective surface (to be described later). この充填部21の上面は、マイクロコーン30の頂上よりも下に位置する。 The upper surface of the filling portion 21 is positioned below the top of the micro-cones 30.

透明保護膜16は、LED層19を外部の埃や水分等から保護する役目を担う。 Transparent protective film 16 has a role to protect the LED layer 19 from external dirt, moisture, or the like. また、錐状凸部20各々の表面が透明樹脂層5よりも光屈折率が低い透明保護膜16で覆われていることにより、透明樹脂層5側からの戻り光が透明保護膜16の表面で反射し易くなる。 Further, by conical projections 20 each surface is covered with a transparent protective film 16 light refractive index lower than the transparent resin layer 5, the return light from the transparent resin layer 5 side of the transparent protective film 16 surface in tends to be reflected. よって、後述するように、この戻り光を再び外部に放出させることが可能となる。 Therefore, as described later, it is possible to the return light again discharged to the outside. 尚、例えばIII族窒化物半導体であるn型半導体層15の光屈折率は透明樹脂層5の一般的な材料の光屈折率よりも高い。 Incidentally, for example, refractive index of the n-type semiconductor layer 15 is a Group III nitride semiconductor is higher than the optical refractive index of a typical material for the transparent resin layer 5. 透明保護膜16が設けられていることで、透明樹脂層5からの戻り光の一部を反射させて、LED層19に戻ることを防止することができる。 By transparent protective film 16 is provided, it is possible to prevent the by reflecting part of the return light from the transparent resin layer 5, returns to the LED layer 19. 戻り光がLED層19に戻ると吸収されてしまうので、戻り光を反射させることにより発光効率の低下防止にもなる。 Since the return light is absorbed to return to the LED layer 19, also becomes preventing deterioration in luminous efficiency by reflecting the return light.

以下に、図2に示す発光素子10の製造方法について、図5に示す製造手順に従って説明する。 Hereinafter, a method for manufacturing the light-emitting element 10 shown in FIG. 2 will be described according to the manufacturing procedures shown in FIG. 先ず、上記したLED層19を有機金属気相成長(以下、MOCVDと称する)法によって製造する。 First, the above-mentioned the LED layer 19 a metal organic chemical vapor deposition (hereinafter, referred to as MOCVD) prepared by method. すなわち、MOCVD装置(図示せぬ)により、図6(a)に示すように、サファイヤ基板等の成長基板40上に、バッファ層(図示せぬ)、n型半導体層15、活性層14及びp型半導体層13を順に成膜する。 That is, the MOCVD apparatus (not shown), as shown in FIG. 6 (a), on a growth substrate 40, such as a sapphire substrate, a buffer layer (not shown), n-type semiconductor layer 15, active layer 14 and the p sequentially forming a type semiconductor layer 13. その後、これらn型半導体層15、活性層14及びp型半導体層13が積層されてなるLED層19が形成されたウエハを、RTA(急速加熱)装置によって700℃で1分間に亘り加熱することによりp型半導体層13の活性化を行う(LED層形成工程S1)。 Thereafter, these n-type semiconductor layer 15, the wafer LED layer 19 active layer 14 and the p-type semiconductor layer 13 are laminated is formed, RTA (rapid heating) heating for 1 minute at 700 ° C. by the apparatus to activate the p-type semiconductor layer 13 by (LED layer formation step S1).

次に、p型半導体層13の表面上にフォトレジストを塗布し、引き続きフォトリソグラフィ技術によってp電極が形成されるべき領域に塗布されているフォトレジストを除去する。 Next, a photoresist is applied on the surface of the p-type semiconductor layer 13, the photoresist is removed, which is subsequently applied to the area to the p-electrode is formed by photolithography. その後、EB(電子ビーム)蒸着装置を用いてp型半導体層13の表面上に、順に、膜厚が約150nmのAg膜、膜厚が約100nmのPt膜、膜厚が約50nmのTi膜、膜厚が約300nmのTiW(チタンタングステン)膜、膜厚が約50nmのTi膜、膜厚が約500nmのAu膜が積層されてなる金属多層膜を形成する。 Thereafter, EB (the electron beam) on the surface of the p-type semiconductor layer 13 by an evaporation apparatus, in turn, the film thickness of about 150nm of the Ag film, a film thickness of about 100nm of the Pt film, a film thickness of about 50 nm Ti film , a film thickness of about 300nm of TiW (titanium tungsten) film, a film thickness of about 50nm of Ti film, Au film with a thickness of about 500nm to form a metal multilayer film formed by stacking. すなわち、この金属多層膜の一方の面は、光反射率を高め且つp型半導体層13との電気的接触を良好にする為にAg膜となっており、他方の面は、ウエハボンディングによる支持体11との接合を実現する為にAu膜となっている。 That is, one surface of the metal multilayer film, in order to improve the electrical contact with the p-type semiconductor layer 13 and improve the light reflectance has a Ag film, the other surface, the support by the wafer bonding It has become a Au film in order to realize the bonding of the body 11. 尚、かかる金属多層膜において、上記したAg層とAu層との間に形成された、Pt膜、Ti膜、TiW膜及びTi膜は、密着性向上やAgのマイグレーション防止を担う。 Note that in such multi-layered metal film, formed between the Ag layer and the Au layer as described above, Pt film, a Ti film, TiW film, and the Ti film is responsible for preventing migration of the adhesion improvement and Ag. そして、引き続き、上記した金属多層膜が形成されたウエハをアセトン等の溶剤に浸し、フォトレジストと共に金属多層膜における不要部分を除去することにより、図6(b)に示すように、各発光素子毎に分離した所望の電極パターンを有するp電極12を形成する(p電極形成工程S2)。 Then, subsequently, the wafer having a metal multilayer film described above is formed soaked in solvent such as acetone, by removing an unnecessary portion of the metal multilayer film with a photoresist, as shown in FIG. 6 (b), the light-emitting elements forming a p-electrode 12 having a desired electrode pattern separated for each (p electrode formation step S2).

次に、LED層19を発光素子毎の領域に区画する溝をRIE(反応性イオンエッチング)装置を用いて形成する。 Next, the groove defining the LED layer 19 in the region of each light emitting element is formed using a RIE (reactive ion etching) apparatus. 具体的には溝を形成する領域が開口部となるようにフォトレジストをp型半導体層13及びp電極12の表面に形成し、RIE装置によってLED層の不要部分を除去後、そのフォトレジストを除去する。 Specifically, a photoresist such region for forming the groove is an opening in the surface of the p-type semiconductor layer 13 and the p electrode 12, after removing unnecessary portions of the LED layer by RIE device, the photoresist Remove. これにより、図6(c)に示すように、LED層19及びp電極12からなる積層体が、上記した溝によって発光素子毎に区画化される(発光素子区画化工程S3)。 Thus, as shown in FIG. 6 (c), LED layer 19 and p stack of electrodes 12 is partitioned into each light emitting element by a groove above (light-emitting element partitioning step S3).

次に、p電極12を夫々覆うフォトレジストを形成し、スパッタ装置を用いてSiO 2から成る膜厚が約500nmの透明保護膜16を形成した後、そのフォトレジストの除去と共にp電極12上の透明保護膜16を除去する。 Then, a photoresist which a p electrode 12 covering respectively after the film thickness of SiO 2 using the sputtering apparatus to form a transparent protective film 16 of about 500 nm, on the p electrode 12 with the removal of the photoresist to remove the transparent protective film 16. これにより、図6(c)に示すように、各発光素子毎に、p電極12の形成領域を除くLED層19の全表面を覆う透明保護膜16が形成される(透明保護膜形成工程S4)。 Thus, as shown in FIG. 6 (c), for each light emitting device, a transparent protective film 16 which covers the entire surface of the LED layer 19 excluding the formation region of the p-electrode 12 is formed (transparent protective film formation step S4 ).

次に、電子ビーム蒸着等でシリコン基板上に膜厚が約500nmのTi膜、膜厚が約100nmのPt膜、及び膜厚が約1000nmのAu膜をその順に積層してなる支持体11を形成し、この支持体11のAu膜が形成されている方の面と、p電極12の表面(Au膜が形成されている方の面)とを、30kg/cm 2 、200℃で1時間、熱圧着する。 Next, Ti film having a thickness of about 500nm on a silicon substrate by electron beam evaporation or the like, a film thickness of about 100nm of the Pt film, and a support 11 having a thickness formed by laminating an Au film of about 1000nm in that order formed, this the surface towards the Au film is formed of a support 11, and a surface of the p-electrode 12 (the surface towards the Au film is formed), 30kg / cm 2, 200 ℃ in 1 hour and thermo-compression bonding. これにより、図6(d)に示すように、p電極12、LED層19及び透明保護膜16が形成されているウェハに支持体11を貼り合わせる、いわゆるウェハボンディングを行う(支持体貼合工程S5)。 Thus, as shown in FIG. 6 (d), p electrode 12, the wafer LED layer 19 and the transparent protective film 16 is formed attaching the support 11, it performs so-called wafer bonding (support bonding step S5).

図6(d)に示す支持体11の貼り合わせ工程に引き続き、図7(a)に示すように、レーザリフトオフ(LLO)法に基づき、成長基板40側からレーザを照射することにより、成長基板40及びn型半導体層15同士の界面付近のGaNを分解し、成長基板40をn型半導体層15から剥離、除去する。 Following the bonding step of the support 11 shown in FIG. 6 (d), as shown in FIG. 7 (a), based on the laser lift-off (LLO) method, by irradiating the laser from the growth substrate 40 side, the growth substrate decomposing 40 and n-type semiconductor layer 15 GaN near the interface between, separating the growth substrate 40 from the n-type semiconductor layer 15, it is removed. そして、露出したn型半導体層15の表面、つまり活性層14から放出された光を外部に放出する光放出面を、RIEによるドライエッチングやCMP(化学機械研磨)により除去、平坦化する(成長基板除去工程S6)。 Then, the exposed surface of the n-type semiconductor layer 15, that is, the light emitting surface that emits light emitted from the active layer 14 to the outside, is removed by dry etching or CMP (chemical mechanical polishing) by RIE, planarized (growth substrate removal step S6).

次に、上記した成長基板10の除去によって露出したn型半導体層15の表面上に、錐状凸部20を図7(b)に示すように、n型半導体層15の表面上における任意の位置に夫々形成する。 Next, on the surface of the n-type semiconductor layer 15 exposed by removal of the growth substrate 10 as described above, the cone-shaped convex portion 20 as shown in FIG. 7 (b), any on the surface of the n-type semiconductor layer 15 husband to position people to form. 例えば凸形状を備えたフォトレジストをRIEによりドライエッチングさせることで凸形状を転写させる方法がある。 For example there is a method to transfer the convex shape by causing the photoresist having a convex shape is dry-etched by RIE. もしくは、孔のあいたフォトレジストを設け、ドライエッチングさせることにより結晶面がランダムに露出する凹部を設け、レジスト除去後、KOH(水酸化カリウム)溶液又はTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)溶液によるウェットエッチングにより、凹部を起点に凸部を形成させる方法がある。 Or, provided the photoresist apertured, the recess crystal plane is exposed at random provided by dry etching, after the resist removal, KOH (potassium hydroxide) solution or TMAH wet etching with (tetramethylammonium hydroxide) solution Accordingly, there is a method of forming a convex portion a recess in origin. ドライエッチングでは精度に限界があるため、六角錐状の凸部を三角格子状パターンで設ける場合はウェットエッチングの手法を用いる。 Since the dry etching is limited in accuracy, the case where the six-sided pyramid-shaped protrusions with a triangular lattice pattern using a wet etching technique. この場合、レジストの孔は三角格子状パターンであけられている(錐状凸部形成工程S7)。 In this case, the resist holes are drilled in a triangular lattice pattern (conic protrusions forming step S7).

次に、図7(c)に示すように、互いに隣接する錐状凸部20の側面で囲まれたV字状の凹部の領域にSiO 2を充填させると共に、n型半導体層15の表面上における端部の領域QAを除く全領域に、SiO 2からなる膜厚が約300nmの膜を形成させた。 Next, as shown in FIG. 7 (c), with is filled with SiO 2 in the region of the V-shaped recess surrounded by the side surface of the cone-shaped convex portions 20 adjacent to each other, n-type semiconductor layer 15 on the surface of the entire area except for the area QA of the end portion in the film thickness made of SiO 2 to form a film of about 300 nm. これにより、凸部上面には透明保護膜16を形成し、凹部にはSiO 2を平坦化させた充填部21を形成した。 Thus, a transparent protective film 16 on the convex upper surface, the recess forming the filling portion 21 is planarized SiO 2. 尚、V字状の凹部内の平坦面の直下である、最初に凹部の領域に充填させたSiO 2及びその直上部分のSiO 2からなる300nmの膜を併せて充填部21と称している。 Incidentally, it is just below the flat surface of the V-shaped recess, is referred to as the filling section 21 first together 300nm of film made of SiO 2 of SiO 2 and just above portions thereof is filled in the region of the recess. すなわち、2度の成膜工程で形成された膜が重なった部分が充填部21となる(透明保護膜充填部形成工程S8)。 That is, twice the film forming step in the formed film is overlapped portion becomes filled portion 21 (the transparent protective film filling portion forming step S8).

以下に、透明保護膜充填部形成工程S8で実施される、透明保護膜及び充填部の製造手順を説明する。 Hereinafter, it carried out in a transparent protective film filling portion forming step S8, the procedure of the manufacturing transparent protective film and the filling unit.

先ず、図8(a)に示すように、n型半導体層15の表面に形成されている錐状凸部20の頂部の表面領域、例えば各錐状凸部20の頂点から、その側面の母線長の1/2〜3/4までの表面領域を、フォトレジストPRで被覆する。 First, as shown in FIG. 8 (a), the surface area of ​​the top of the cone-shaped convex portion 20 formed on the surface of the n-type semiconductor layer 15, for example, from the apex of each cone shaped protrusion 20, the generatrix of the side surface the surface area of ​​up to 1 / 2-3 / 4 in length, coated with a photoresist PR.

次に、例えば、プラズマCVD(chemical vapor deposition)装置により、図8(b)に示すように、錐状凸部20及びフォトレジストPRの表面に、光透過性材料からなる例えば膜厚が約100〜200nmのSiO 2膜60を形成する。 Then, for example, by plasma CVD (chemical vapor deposition) device, as shown in FIG. 8 (b), the conical projections 20 and the surface of the photoresist PR, made of a light transmissive material such as a membrane thickness of about 100 forming a SiO 2 film 60 to 200 nm. 尚、SiO 2膜60の成膜には、プラズマCVD以外にも、熱CVDやスパッタ、或いはEB蒸着法等を用いることも可能であるが、錐状凸部20の側面のような傾斜した面、或いは垂直な面への成膜の容易性を考慮した場合、EB蒸着法よりもプラズマCVD、熱CVD等の化学気相蒸着法やスパッタ法を用いるのが好ましい。 The surface in the formation of the SiO 2 film 60, in addition to the plasma CVD, thermal CVD or sputtering, or it is possible to use an EB vapor deposition method or the like, which is inclined like the side surface of the cone-shaped convex portion 20 , or when considering the ease of formation of the vertical surface, a plasma CVD than an EB vapor deposition method, chemical vapor deposition or sputtering method such as thermal CVD preferably used. すなわち、EB蒸着法に比べて、プラズマCVD、熱CVD等の化学気相蒸着法やスパッタ法を用いた方が、構造体の斜面に対する垂直方向への成膜速度が高い(カバレッジ性が高い)。 That is, compared to the EB evaporation method, a plasma CVD, is preferable to use a chemical vapor deposition method or a sputtering method such as thermal CVD, high deposition rate in the direction perpendicular to the inclined surface of the structure (high coverage) . よって、互いに隣接する錐状凸部20の側面で囲まれたV字状の凹部の底では、両側面で成膜されたSiO 2膜がすぐに接触するので、最終的に形成される充填部21の上面が平坦化し易くなる。 Thus, together with the bottom of the V-shaped recess surrounded by the side surface of the adjacent conic protrusions 20, since the SiO 2 film formed on both sides immediately contact, filling portion to be finally formed 21 the upper surface of tends to flatten.

次に、フォトレジストを溶解する例えばアセトンのような溶剤にウエハを浸すことにより、図8(c)に示すように、SiO 2膜60の内でフォトレジストPRを被覆している部分をフォトレジストPRと共に除去する。 Next, by immersing the wafer, for example, in a solvent such as acetone to dissolve the photoresist, as shown in FIG. 8 (c), a photoresist portion covering the photoresist PR among the SiO 2 film 60 It is removed together with PR. これにより、n型半導体層15の表面には、互いに隣接する錐状凸部20の側面で囲まれたV字状の凹部の領域だけにSiO 2が残留してなる、図8(c)に示すSiO 2残留部61が形成される。 Thus, the surface of the n-type semiconductor layer 15, SiO 2 is formed by remaining only in the region of the V-shaped recess surrounded by the side surface of the cone-shaped projections 20 adjacent to each other, in FIG. 8 (c) SiO 2 remaining portion 61 shown is formed. 尚、SiO 2残留部61の上面は凹形状となっている。 Incidentally, the upper surface of the SiO 2 remaining portion 61 has a concave shape. かかるフォトレジストPRの除去後、RIE装置又はスパッタ装置によって、錐状凸部20の表面に対して例えばアルゴンプラズマ処理を施すことにより、数十秒〜数分に亘りドライエッチングを行う。 After removal of such photoresist PR, the RIE apparatus or a sputtering apparatus, by applying to the surface of the cone-shaped convex portion 20 for example, the argon plasma treatment, dry etching is performed for several tens of seconds to several minutes. これにより、フォトレジストPRの残渣を除去すると共に、上記したSiO 2残留部61のバリやその表面の凹凸を小さくする。 Thus, to remove the residue of the photoresist PR, to reduce the unevenness of burrs and the surface of the SiO 2 remaining part 61 described above. その結果、最終的に形成される充填部21の上面がより平坦化する。 As a result, the upper surface of the filling section 21 to be finally formed is further flattened.

次に、例えば、プラズマCVD装置によって、錐状凸部20の表面に膜厚が約300nmのSiO 2膜を成膜する。 Then, for example, by a plasma CVD device, the film thickness on the surface of the cone-shaped convex portion 20 is a SiO 2 film of about 300 nm. これにより、図8(d)に示すように、錐状凸部20の表面に、SiO 2膜からなる透明保護膜16が形成される。 Thus, as shown in FIG. 8 (d), the surface of the cone-shaped convex portion 20, the transparent protective film 16 made of SiO 2 film is formed. 更に、凹形状の上面を有するSiO 2残留部61上にSiO 2が堆積することにより、互いに隣接する錐状凸部20の側面で囲まれたV字状の凹部の領域には、図8(d)に示すような平坦な上面を有する充填部21が形成される。 Further, by the SiO 2 is deposited on the SiO 2 remaining portion 61 having a concave upper surface, in the region of the V-shaped recess surrounded by the side surface of the cone-shaped projections 20 adjacent to each other, FIG. 8 ( filling portion 21 having a flat upper surface as shown in d) is formed. 残留部61及び次に形成する膜は異種材料で設けても構わない。 Residual portion 61 and the film to be formed next may be provided in different materials. 異種材料で形成する場合には、残留部61側の光屈折率が、後の膜(透明保護膜16)よりも低い材料を用いるのが好ましい。 In the case of forming of different materials, the light refractive index of the residual portion 61 side, after the film is preferable to use a material having lower than (transparent protective film 16). 尚、充填部21の上面を平坦にすべく、上記したV字状の凹部の領域に対しては、他の領域、例えば錐状凸部20の頂部付近の領域よりもSiO 2の膜厚を大きくする。 Incidentally, in order to flatten the upper surface of the filling section 21, for the area of the above-mentioned V-shaped recess, the other region, the SiO 2 film thickness than the region near the top portion of the example conic protrusions 20 Enlarge. ここで、図8(b)の段階で形成するSiO 2膜60の膜厚、及び図8(d)の段階で形成するSiO 2膜の膜厚を夫々調整することにより、図3に示す充填部21の上面までの高さh2を、錐状凸部20の高さh1の80%以下、好ましくは30〜50%に収まるようにする。 The thickness of the SiO 2 film 60 to be formed at the stage of FIG. 8 (b), the and by respectively adjusting the film thickness of the SiO 2 film formed in the stage of FIG. 8 (d), the filling shown in FIG. 3 the height h2 to the upper surface of the parts 21, 80% of the height h1 of the conic protrusions 20 or less, preferably set to fall within the 30-50%. すなわち、充填部21の上面までの高さh2を、錐状凸部20の高さh1の80%より高くすると、発光素子内から外部へ向かう光が錐状凸部20の側面と充填部21との界面で反射する回数が大幅に増加し、それに伴いn型半導体層15内で吸収される光の量が増えるので、その分だけ外部に取り出せる光が減少してしまうからである。 That is, the height h2 to the upper surface of the filling section 21, higher than 80% of the height h1 of the conic protrusions 20, the light directed from the light emitting element to the outside with the side surface of the cone-shaped convex portion 20 filling section 21 number reflected at the interface increased significantly with, because it the amount of light absorbed by the n-type semiconductor layer within 15 due to increase, because the light which can be extracted to the outside is correspondingly reduced. さらに、上述したように充填部21の上面(反射表面)の高さを錐状凸部20の高さの30〜50%とすれば、ある程度の反射表面の面積を確保しつつも、n型半導体層15内での反射回数が少なくなるので、光を効率良く外部に放出することが可能となる。 Further, if 30 to 50% of the height of the cone-shaped convex portion 20 the height of the upper surface (reflecting surface) of the filling portion 21, as described above, even while securing the area of ​​the degree of reflection surfaces, n-type since the number of reflections in the semiconductor layer 15 is reduced, it is possible to emit light to the outside efficiently.

尚、ここでは、先に残留部61を形成してから錐状凸部20の表面にSiO 2膜を形成したが、逆に、錐状凸部20の表面にSiO 2膜を形成した後に凹部内の残留部61と同様の箇所に、SiO 2のような絶縁材料を形成しても良い。 Here, the concave portion after forming the remaining portion 61 previously has formed the SiO 2 film on the surface of the cone-shaped convex portion 20, conversely, after forming the SiO 2 film on the surface of the cone-shaped convex portion 20 the same place as the residual portion 61 of the inner may be formed an insulating material such as SiO 2. この場合でも同様に、2度の工程によって重ねられた部分が充填部21となる。 Similarly, in this case, it is part overlaid by 2 ° step the filling unit 21.

透明保護膜16及び充填部21の形成後、先ず、n型半導体層15の表面上におけるn電極17の形成部である領域QAに付着しているSiO 2をRIE装置によって除去する。 After the formation of the transparent protective film 16 and the filling section 21, first, an SiO 2 adhering to the area QA is the formation of the n electrode 17 on the surface of the n-type semiconductor layer 15 is removed by RIE apparatus. そして、図7(c)に示すように、n型半導体層15における領域QA上に、EB蒸着によって、膜厚が約10nmのTi膜、膜厚が約200nmのAl膜、膜厚が約10nmのTi膜、膜厚が約1000nmのAu膜を順次積層しつつ成膜してなるn電極17を形成する(n電極形成工程S9)。 Then, as shown in FIG. 7 (c), on an area QA of the n-type semiconductor layer 15, by EB vapor deposition, a film thickness of about 10nm of Ti film, a film thickness of about 200 nm Al film, a film thickness of about 10nm Ti film, to form an n-electrode 17 which thickness formed by deposition while sequentially laminated Au film of about 1000nm in (n electrode forming step S9).

尚、かかるn電極形成工程S9及び上記したp電極形成工程S2では、EB蒸着によってp電極12及びn電極17を形成するようにしているが、EB蒸着に限らずスパッタ法、抵抗加熱法等の手法、或いはこれらを組み合わせた方法でp電極12及びn電極17を形成するようにしても良い。 In the p-electrode forming process S2 according n electrode forming step S9 and the above, but so as to form a p electrode 12 and n electrode 17 by EB vapor deposition, sputtering is not limited to EB vapor deposition, such as resistance heating method approach, or it may be formed a p-electrode 12 and n electrode 17 in a combination of these methods.

次に、図7(d)に示すように、発光素子毎に区画された溝で支持体11を分断することにより、個々の発光素子10に分離する(素子分離工程S10)。 Next, as shown in FIG. 7 (d), by dividing the support 11 in the compartmentalized groove in each light emitting element is separated into individual light-emitting element 10 (element isolation step S10).

このように製造された、本発明に係る発光素子10では、活性層14から放出された光を効率良く外部に放出させるべく、光放出面に相当するn型半導体層15の表面に、円錐又は多角錐形状からなる錐状凸部20の各々を隣接して形成するようにしている。 Thus prepared, in the light-emitting element 10 according to the present invention, in order to emit light emitted from the active layer 14 to the outside efficiently, the surface of the n-type semiconductor layer 15 corresponding to the light emitting surface, conical or each of the cone-shaped convex portion 20 made of polygonal shape so that formed adjacent. 更に、かかる発光素子10では、自身が放出した光が透明樹脂層5内で反射を繰り返すことによって発光素子10の光放出面に戻る戻り光を外部へ導出させるべく、互いに隣接する錐状凸部20の側面で囲まれたV字状の凹部を、錐状凸部20の頂点よりも低い位置まで充填部21で埋めるようにしている。 Further, in the light-emitting element 10, in order to derive the return light returning to the light emitting surface of the light emitting element 10 by which it repeatedly reflected by the light transparent resin layer within 5 discharged outside, conic protrusions adjacent to each other the V-shaped recess surrounded by 20 sides of, and to fill in the filling portion 21 to a position lower than the apex of the cone-shaped convex portion 20. この際、充填部21は、透明樹脂層5よりも光屈折率が低い材料からなる。 In this case, the filling section 21 is made of a material refractive index lower than the transparent resin layer 5.

図9(a)は、上記した発光素子10から充填部21を省いた場合におけるn型半導体層15の光放出面周辺での戻り光の進行経路(破線にて示す)の一例を示す図である。 9 (a) is a diagram showing an example of the above-mentioned returned light traveling path of a light emitting surface near the n-type semiconductor layer 15 in the case of omitting the filler unit 21 from the light emitting element 10 (shown in phantom) is there. 一方、図9(b)は、図2に示す発光素子10のn型半導体層15の光放出面周辺での戻り光の進行経路(破線にて示す)の一例を示す図である。 On the other hand, FIG. 9 (b) is a diagram showing an example of a traveling path of the return light on the light emitting surface near the n-type semiconductor layer 15 of the light emitting element 10 shown in FIG. 2 (shown by dashed lines).

充填部21を設けなかった場合には、図9(a)に示すように、透明樹脂層5内から破線にて示す進行経路でn型半導体層15の表面に戻る戻り光は、マイクロコーン30の側面で反射した後、隣接するマイクロコーン30の側面に対して比較的小なる入射角で入射する。 If not provided a filling unit 21, as shown in FIG. 9 (a), the return light returning to the surface of the n-type semiconductor layer 15 in the traveling path indicated by a broken line from a transparent resin layer within 5 micro-cones 30 after being reflected by the side surfaces, it is incident at relatively small becomes incident angle with respect to the side surface of the micro-cones 30 adjacent. よって、n型半導体層15の表面への戻り光は、互いに隣接するマイクロコーン30の側面に囲まれた凹部を介して発光素子内部へ吸収される。 Therefore, the return light to the surface of the n-type semiconductor layer 15 is absorbed to the light emitting element inside through a recess bounded by a side surface of the micro-cones 30 adjacent to each other. 従って、戻り光が発光素子内部へ吸収されてしまった分だけ、発光効率が低下することになる。 Accordingly, by the amount of return light has been absorbed into the interior the light-emitting element, so that the luminous efficiency decreases.

一方、充填部21を有する発光素子10の場合には、図9(b)の破線に示すように、n型半導体層15の表面への戻り光は、先ず、マイクロコーン30の側面で反射して充填部21の上面に入射する。 On the other hand, in the case of a light-emitting element 10 having a filling section 21, as shown in broken line in FIG. 9 (b), the light returning to the surface of the n-type semiconductor layer 15, first, reflected by the side surface of the micro-cones 30 incident on the upper surface of the filling section 21 Te. この際、充填部21は透明樹脂層5よりも光屈折率が低いので、この充填部21の上面に入射した光は反射する。 At this time, since the low refractive index than the filling section 21 of the transparent resin layer 5, the light incident on the upper surface of the filling portion 21 is reflected. そして、この充填部21の上面で反射した光は、隣接するマイクロコーン30の側面に入射し、そこで再び反射することにより、透明樹脂層5を介して外部に放出される。 The light reflected by the upper surface of the filling portion 21 is incident on the side surface of the micro-cones 30 adjacent, by reflecting again where it is discharged to the outside through the transparent resin layer 5. 尚、活性層14から放出された光の内で、図9(b)の一点鎖線に示す進行経路で充填部21に対して臨界角よりも大きい角度で入射する光は、充填部21の光屈折率がn型半導体層15よりも低いことから、充填部21の凹部の外面で反射し、その反射光が臨界角よりも小さい角度で入射されることにより透明保護膜16を透過して外部に放出される。 Incidentally, among the light emitted from the active layer 14, light incident at an angle greater than the critical angle with respect to the filling section 21 in the traveling path shown in dashed line in FIG. 9 (b), the light of the filling section 21 since the refractive index is lower than the n-type semiconductor layer 15, is reflected by the outer surface of the concave portion of the filling portion 21, passes through the transparent protective film 16 by the reflected light is incident at an angle smaller than the critical angle outside It is released to. 元々、臨界角よりも小さい角度の光はそのまま充填部21を透過して外部に取り出される。 Originally, the light of an angle smaller than the critical angle is extracted to the outside through the filling section 21 as it is. 透明樹脂層5の屈折率は充填部21よりも大きい為、充填部21と透明樹脂層5との界面での反射は起こらない。 For the refractive index of the transparent resin layer 5 is larger than the filling section 21, it does not occur reflection at the interface between the filler portion 21 and the transparent resin layer 5. すなわち、活性層14から放出された光は、充填部21の上面が平坦であってもその上面で半導体層側に反射することなく、つまりV字状の凹部の光取出し効果を損なわせることなく、透明樹脂層5を介して外部に放出されるのである。 That is, light emitted from the active layer 14, without being reflected on the semiconductor layer side in the upper surface thereof the upper surface be flat in the filling portion 21, that is without impairing the light extraction effect of the V-shaped recess it is being released to the outside through the transparent resin layer 5.

よって、本発明に係る発光素子10によれば、戻り光の吸収分を抑制させた、効率の高い発光を行うことが可能となる。 Therefore, according to the light-emitting element 10 according to the present invention was inhibited absorption amount of the return light, it is possible to perform highly efficient light emission.

尚、上記実施例では、充填部21の材料として、透明保護膜16と同一の透過性絶縁材料(例えばSiO 2 )を用いているが、充填部21の上面に対して例えば図10(a)の破線に示すような低い入射角で戻り光が入射した場合には、この戻り光は充填部21を透過して発光素子10内に吸収されてしまう。 In the above embodiment, as the material of the filling portion 21, and a transparent protective film 16 and the same transparent insulating material (e.g. SiO 2), but for example, 10 to the upper surface of the filling section 21 (a) when the the returned light enters at a low angle of incidence, as shown in dashed lines, the return light is absorbed by the light emitting element 10 passes through the filling portion 21.

図11は、かかる点を考慮して為された、発光素子10の他の一例を示す断面図である。 11 has been made in consideration of such a point, it is a cross-sectional view showing another example of the light emitting element 10. 尚、図11に示す構成では、充填部21に代えて反射充填部210を採用した点を除く他の構成は、図2に示すものと同一である。 In the configuration shown in FIG. 11, the configuration other than the point of adopting reflective filling portion 210 in place of the filling unit 21 are the same as those shown in FIG. 図11において、反射充填部210は、例えば、Ag、Al、Pt、Rhのような光反射率の高い光反射性を有する金属のいずれか1つ、或いはこれらの金属の内の少なくとも2種を含む合金を用いた単層膜若しくは積層膜からなる。 11, the reflective filler unit 210 is, for example, Ag, Al, Pt, any one of a metal having a light reflectivity of high light reflectivity such as Rh, or at least two of these metals a single layer film or a laminated film of an alloy containing. ここで、図11に示す発光素子10に関しても、図2に示すものと同様な方法で製造することができる。 Here, with regard the light emitting element 10 shown in FIG. 11 can be manufactured in a manner similar to that shown in FIG. ただし、図5に示す工程S8では、カバレッジ性の観点からEB蒸着法よりもスパッタ法を用いて、例えばAl、Ag、Pt、Rh等の光反射率の高い金属、又はこれらを含む合金、若しくは積層体を成膜する。 However, in step S8 shown in FIG. 5, using a sputtering method than the EB evaporation method in terms of coverage, for example Al, Ag, Pt, metal having high light reflectance Rh, etc., or alloy thereof, or forming a laminate. この際、反射充填部210の平坦性を向上させるために、図9(a)〜図9(d)の工程を複数回繰り返しても良い。 At this time, in order to improve the flatness of the reflective filling portion 210, steps may be repeated a plurality of times of FIG. 9 (a) ~ FIG 9 (d). 尚、EB蒸着法でも蒸着源(ターゲット)の直上から離れた位置にウエハを配置して蒸着を行えば、金属上記の入射角が小さくなってカバレッジ性を上げることができる。 Incidentally, by performing deposition by placing the wafer in a position at a distance from the right above the evaporation source in an EB vapor deposition method (target), it is possible to increase the coverage by the incident angle of the metal above is reduced.

このように、充填部21に代えて、光反射率の高い光反射性を有する金属材料を含む反射充填部210を、互いに隣接する錐状凸部20の側面で囲まれたV字状の凹部に埋め込むことにより、図10(b)の破線に示すように、反射充填部210の上面に対して垂直に近い角度で入射する戻り光を反射させることができるようになる。 Thus, in place of the filling section 21, a reflective filler portion 210 comprising a metallic material having a high light reflectivity of light reflectance, V-shaped recess surrounded by the side surface of the cone-shaped convex portions 20 adjacent to each other by embedding, as shown in broken lines in FIG. 10 (b), it is possible to reflect return light incident at an angle nearly perpendicular to the top surface of the reflective filling portion 210. よって、発光素子内部への吸収を回避することが可能となる。 Therefore, it is possible to avoid absorption into the interior the light-emitting element. 尚、反射充填部210をn電極17に電気的に接続することにより、反射充填部210を拡散電極として作用させることも可能である。 Incidentally, by electrically connecting the reflection filling unit 210 to the n-electrode 17, it is also possible to apply a reflective filling portion 210 as a diffusion electrode. ここで、密着性、及び電気的接触の向上を図るべく、LED層19と反射充填部210との間にNi(ニッケル)、Ti等からなる薄膜金属層を挿入してもよい。 Here, adhesion, and in order to improve electrical contact between the LED layer 19 and the reflective filling portion 210 Ni (nickel), it may be inserted thin metal layer made of Ti or the like.

また、図11に示す構成では、反射充填部210の上面の一部、つまり反射表面が外部に露出しているが、この反射充填部210の上面の全てを透明保護膜で覆うようにしても良い。 In the configuration shown in FIG. 11, a portion of the upper surface of the reflective filling portion 210, i.e. the reflection surface is exposed to the outside, even to cover the entire upper surface of the reflective filling portion 210 with a transparent protective layer good.

図12は、かかる点を反映させて為された、図11に示す発光素子10の第1の変形例を示す断面図である。 12, was made to reflect the such a point is a sectional view showing a first modification of the light emitting device 10 shown in FIG. 11. 尚、図12に示す構成では、透明保護膜16に代えて、LED層19の全表面のみならず反射充填部210の上面をも全て覆う透明保護膜160を設けた点を除く他の構成は、図11に示すものと同一である。 In the configuration shown in FIG. 12, instead of the transparent protective film 16, the configuration other than the point provided with a transparent protective layer 160 which covers also all the upper surface of the reflective filler 210 not all surfaces only of the LED layer 19 are the same as those shown in FIG. 11. この際、透明保護膜160は、透明保護膜16と同様に、透明樹脂層5よりも光屈折率が低い、例えば膜厚が約300nmのSiO 2膜である。 In this case, the transparent protective layer 160, similarly to the transparent protective film 16, a low refractive index than the transparent resin layer 5, for example, the film thickness is SiO 2 film of about 300 nm. 図12に示す構成では、互いに隣接するマイクロコーン30同士の間には、透明保護膜160による平坦部FAが形成される。 In the configuration shown in FIG. 12, between each other micro-cones 30 adjacent to each other, the flat portion FA by the transparent protective film 160 is formed.

よって、かかる構成によれば、図13の破線に示す進行経路で発光素子10の光放出面に入射した戻り光は、マイクロコーン30の側面で反射し、引き続き透明保護膜160による平坦部FAで全反射する。 Thus, according to this configuration, the return light incident on the light emitting surface of the light emitting element 10 in the traveling path shown in broken line in FIG. 13 is reflected by the side surfaces of the micro-cones 30, subsequently the flat portion FA by the transparent protective film 160 to total reflection. この際、かかる平坦部FAに入射した戻り光は、反射充填部210の表面で直接反射する場合よりも高い反射率で反射することになる。 In this case, the return light incident on such a flat portion FA will reflect a higher reflectance than the case of directly reflected by the surface of the reflective filling portion 210. よって、発光素子10として図12に示す構成を採用した場合には、図11に示す構成を採用した場合に比して、戻り光を高い反射率で外部に放出させることが可能となる。 Therefore, in the case where the configuration shown in FIG. 12 as a light-emitting element 10, as compared with the case where the configuration shown in FIG. 11, it is possible to release to the outside a return light at a high reflectance. 尚、図13の一点鎖線に示すように、透明保護膜160の平坦部FAに対してほぼ垂直に入射する戻り光はこの平坦部FAを透過し、引き続き、図11に示す構成と同様に反射充填部210の上面で反射することにより外部に放出される。 As shown in dashed line in FIG. 13, the return light incident substantially perpendicularly to the flat part FA of the transparent protective layer 160 is transmitted through the flat portion FA, subsequently reflected in the similar manner as in the configuration shown in FIG. 11 It is released to the outside by reflecting at the upper surface of the filling portion 210. つまり、平坦面FAは透明材料のみで設けた場合の充填部21と同様の効果を発揮する。 That is, the flat surfaces the FA has the same effect as filling portion 21 of the case of providing only a transparent material. よって、V字状の凹部内の平坦面FA真下の反射充填部210及び透明保護膜160を含めて充填部とみなせる。 Therefore, regarded as the filling unit including a reflective filler 210 and the transparent protective layer 160 directly below the flat surface FA in the V-shaped recess.

また、図11に示す構成では、互いに隣接する錐状凸部20の側面で囲まれたV字状の凹部に反射充填部210を直に形成するようにしているが、錐状凸部20の側面の全体を透明保護膜で覆い、その透明保護膜によるV字状の凹部に反射充填部210を形成するようにしても良い。 In the configuration shown in FIG. 11, but so as to directly form a reflective filler unit 210 into a V-shaped recess surrounded by the side surface of the cone-shaped convex portions 20 adjacent to each other, the conical projections 20 cover the entire side surface of a transparent protective film, it may be formed a reflective filler unit 210 into a V-shaped recess due to the transparent protective film.

図14は、かかる点を反映させて為された、図11に示す発光素子10の第2の変形例を示す断面図である。 14, was made to reflect the such a point is a sectional view showing a second modification of the light emitting device 10 shown in FIG. 11. 尚、図14に示す構成では、透明保護膜16に代えて、錐状凸部20の側面の全体をその形状に沿って覆う透明保護膜161を設け、この透明保護膜161によるV字状の凹部に反射充填部210を形成した点を除く他の構成は、図11に示すものと同一である。 In the configuration shown in FIG. 14, instead of the transparent protective film 16, a transparent protective film 161 covering along the entire side surface of the cone-shaped convex portion 20 in the shape provided, V-shaped due to the transparent protective film 161 other configurations except for the point of forming a reflective filler 210 in the recess is the same as that shown in FIG. 11. この際、透明保護膜161は、透明保護膜16と同様に、透明樹脂層5よりも光屈折率が低い、例えば膜厚が約300nmのSiO 2膜からなる。 In this case, the transparent protective film 161, similarly to the transparent protective film 16, a low refractive index than the transparent resin layer 5, for example, film thickness of the SiO 2 film of about 300 nm.

図14に示す構成によれば、活性層14から放出された光は、図15の破線に示す進行経路で臨界角よりも大きい角度で透明保護膜161の表面に入射し、その表面で全反射した光が臨界角よりも小さい角度で透明保護膜161に入射されることにより外部に放出されることになる。 According to the configuration shown in FIG. 14, light emitted from the active layer 14 is incident on the surface of the transparent protective layer 161 at an angle greater than the critical angle path of travel indicated by the broken line in FIG. 15, the total reflection at the surface light is to be emitted to the outside by being incident on the transparent protective film 161 at an angle smaller than the critical angle. 一方、図11又は図12に示す構成では、活性層14から放出された光の一部は、透明保護膜161よりも高い光屈折率を有する反射充填部210の表面に入射することになるが、反射充填部210での光吸収量は透明保護膜161よりも大となる。 On the other hand, in the configuration shown in FIG. 11 or FIG. 12, a portion of light emitted from the active layer 14, but will be incident on the surface of the reflective filling unit 210 having a high optical refractive index than the transparent protective film 161 the light absorption in the reflective filling portion 210 is larger than the transparent protective film 161. よって、図14に示す発光素子10は、図11又は図12に示す構成を採用した場合に比して、発光効率を高めることが可能となる。 Therefore, the light-emitting element 10 shown in FIG. 14, as compared with the case where the configuration shown in FIG. 11 or FIG. 12, it is possible to increase the luminous efficiency.

ここで、図11又は図12に示す構成では、反射充填部210がn型半導体層15の表面に接していることを利用して、この反射充填部210を拡散電極として兼用することが可能である。 Here, in the configuration shown in FIG. 11 or 12, by utilizing a reflection filling portion 210 is in contact with the surface of the n-type semiconductor layer 15, can be used also the reflected filling portion 210 as a diffusion electrode is there. しかしながら、上記したように、反射充填部210の表面に入射する光はこの反射充填部210でその一部が吸収されてしまう。 However, as described above, light incident on the surface of the reflective filler 210 part by the reflecting filling portion 210 is absorbed. また、n型半導体層15内から、錐状凸部20の側面に対して垂直に近い角度で入射する光は、垂直に近い角度で反射してn型半導体層15内へ戻ってしまう。 Further, the n-type semiconductor layer 15 inside, light incident at an angle nearly perpendicular to the side surface of the cone-shaped convex portion 20, thereby returning to the n-type semiconductor layer 15 is reflected by the nearly vertical angle.

図16は、かかる点を考慮して為された、図11に示す発光素子10の第3の変形例を示す断面図である。 16 has been made in consideration of such a point, it is a cross-sectional view showing a third modification of the light emitting device 10 shown in FIG. 11.

尚、図16に示す構成では、互いに隣接する錐状凸部20の側面に囲まれるV字状の凹部に、反射充填部210に代えて、そのV字状の凹部と同一形状を有する先端部と、LED層19の表面に対して垂直な側面を有し且つLED層19の表面に対して平行な上面を有する本体部と、からなる反射充填部211が形成されている。 In the configuration shown in FIG. 16, the V-shaped recess surrounded by the side surface of the cone-shaped convex portions 20 adjacent to each other, instead of the reflective filling portion 210, the tip portion having the V-shaped recess having the same shape When, it is formed reflective filler 211 consisting of a body portion, having parallel upper surface against and the surface of the LED layers 19 has a vertical side to the surface of the LED layer 19. この際、反射充填部211は、反射充填部210と同一の材料からなる。 At this time, the reflective filler 211 made of the same material as the reflective filler portion 210. また、図16に示す構成では、透明保護膜161に代えて、錐状凸部20の側面及び反射充填部211の側面を覆う透明保護膜162を設けたものである。 In the configuration shown in FIG. 16, instead of the transparent protective film 161, it is provided with a transparent protective layer 162 side of the cover side and a reflective filling portion 211 of the cone-shaped convex portion 20. この際、透明保護膜162は透明保護膜161と同一の材料及び膜厚からなる。 In this case, the transparent protective film 162 is made of the same material and thickness as the transparent protective film 161. 尚、図16に示す構成においては、上述したように、反射充填部210に代えて反射充填部211を採用し、透明保護膜161に代えて透明保護膜162を採用した点を除く他の構成は図11に示すものと同一である。 In the configuration shown in FIG. 16, as described above, a reflective filler unit 211 is adopted in place of the reflective filling unit 210, the configuration other than the point of adopting the transparent protective film 162 in place of the transparent protective layer 161 is the same as that shown in FIG. 11. かかる構成によれば、反射充填部211の内で、錐状凸部20の側面に接する領域は上記したV字状の先端部だけとなるので、この反射充填部211に直接入射して吸収されてしまう光の量が少なくなる。 According to such a configuration, among the reflective filling portion 211, the area in contact with the side surfaces of the cone-shaped convex portion 20 is only the tip portion of the V-shaped as described above, are absorbed directly incident on the reflecting filling portion 211 the amount of resulting light is reduced. 更に、図17の破線に示すように、n型半導体層15内から錐状凸部20の側面に対して垂直に近い角度で入射する光は、透明保護膜162を透過した後、反射充填部211の側面で反射するので、これを発光素子外部に放出することが可能となる。 Furthermore, as shown in broken line in FIG. 17, light incident at an angle nearly perpendicular to the side surface of the cone-shaped convex portion 20 from the n-type semiconductor layer 15 within region is transmitted through the transparent protective film 162, the reflective filling unit since reflected by 211 aspect, it is possible to release it to the light-emitting element outside.

この際、図11〜図17のいずれの場合も、反射充填部211の素子側はV字状の凹部に合わせた形状をもって形成されているので、LED層19からの光は、反射充填部211に当たったとしても、光取り出し方向に向かうことになる。 At this time, in both cases of FIGS. 11 to 17, since the device side of the reflective filling portion 211 is formed with a fit shape in a V-shaped recess, the light from the LED layers 19, the reflective filler 211 as hit also would be directed to the light extraction direction.

尚、上記実施例では、LED層19に形成されているp型半導体層13及びn型半導体層15の内のn型半導体層15の表面を光放出面としているが、p型半導体層13の表面を光放出面としても良い。 In the above embodiment, the surface of the n-type semiconductor layer 15 of the p-type semiconductor layer 13 and n-type semiconductor layer 15 are formed on the LED layer 19 although the light emitting surface, the p-type semiconductor layer 13 surface may be used as the light emitting surface. 要するに、LED層を成す第1導電型の半導体層及び第1導電型とは反対導電型の第2導電型の半導体層の内の一方の表面を光放出面とし、この光放出面に錐状凸部、透明保護膜及び充填部(又は反射充填部)を設けるようにした構成であれば良いのである。 In short, the first conductive type semiconductor layer and the first conductivity type constituting the LED layers to the one surface of the opposite conductivity type second conductive type semiconductor layer of the light emitting surface, Kirijo this light emitting surface protrusion is the may be a configuration in which the provided transparent protective film and the filling section (or reflected filling portion).

5 透明樹脂層 10 発光素子 16、160、161、162 透明保護膜 19 LED層 20 錐状凸部 21 充填部 30 マイクロコーン 5 transparent resin layer 10 emitting element 16,160,161,162 transparent protective film 19 LED layer 20 conic protrusions 21 filling portion 30 micro-cones
210、211 反射充填部 210, 211 reflective filling section

Claims (12)

  1. 半導体層の表面を加工してなる円錐状又は多角錐状の複数の錐状凸部が隣接して形成されている光放出面を有する発光構造体を有し、 A light-emitting structure having a light emitting surface having a plurality of conical protrusions machined surface formed by conical or pyramid-shaped semiconductor layer is formed adjacently,
    互いに隣接する前記錐状凸部の側面で囲まれる凹部には、上面が反射面となるように前記発光構造体の光屈折率よりも低い光屈折率の材料又は金属材料が前記錐状凸部の頂上より低い位置まで充填されてなる充填部が形成されていることを特徴とする半導体発光素子。 Wherein the concave portion surrounded by the side surface of the cone-shaped convex portion, the upper surface is the material of the lower optical refractive index than refractive index of the light emitting structure or a metallic material such that the reflecting surface the cone-shaped convex portions adjacent to each other the semiconductor light emitting element characterized by filling portion formed by filling up a position lower than the top is formed.
  2. 前記複数の錐状凸部の表面に、前記発光構造体よりも低い光屈折率を有する透明保護膜が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体発光素子。 Wherein the plurality of the surface of the conic protrusions, the semiconductor light emitting device according to claim 1, characterized in that the transparent protective film having a low refractive index than the light emitting structure is formed.
  3. 前記充填部の上面は平坦であることを特徴とする請求項1又は2記載の半導体発光素子。 The semiconductor light emitting device according to claim 1 or 2, wherein the upper surface of the filling portion is flat.
  4. 前記光放出面は、前記透明保護膜及び前記充填部のいずれよりも光屈折率が高い透明樹脂層に覆われていることを特徴とする請求項3に記載の半導体発光素子。 The light emitting surface, the semiconductor light emitting device according to claim 3, wherein the transparent protective film and the optical refractive index than either of the filling portion is covered with the high transparent resin layer.
  5. 前記発光構造体は、第1導電型の第1の半導体層と、活性層と、前記第1導電型とは逆導電型の第2導電型の第2の半導体層とが積層されてなる発光ダイオード(LED)層からなり、 The light emitting structure includes a first semiconductor layer of a first conductivity type, an active layer, wherein the first conductivity type and a second semiconductor layer of a second conductivity type opposite conductivity type formed by laminating the light emitting a diode (LED) layer,
    前記錐状凸部は、前記第1の半導体層の表面に形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1に記載の半導体発光素子。 The conic protrusions, the semiconductor light-emitting device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is formed on a surface of the first semiconductor layer.
  6. 前記半導体層は窒化物半導体であり、 The semiconductor layer is a nitride semiconductor,
    前記錐状凸部は、結晶構造由来の六角錐構造を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1に記載の半導体発光素子。 The conic protrusions, the semiconductor light-emitting device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it has a hexagonal pyramid structure derived from the crystal structure.
  7. 前記充填部は、光透過性の絶縁材を含むことを特徴とする請求項2〜6のいずれか1に記載の半導体発光素子。 The filling unit, the semiconductor light-emitting device according to any one of claims 2-6, characterized in that it comprises a light transmitting insulating material.
  8. 前記充填部は、光反射性を有する金属を含むことを特徴とする請求項2〜6のいずれか1に記載の半導体発光素子。 The filling unit, the semiconductor light-emitting device according to any one of claims 2-6, characterized in that it comprises a metal having light reflectivity.
  9. 前記透明保護膜は、前記充填部の上面及び前記錐状凸部各々の表面に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の半導体発光素子。 The transparent protective film, a semiconductor light emitting device according to claim 8, characterized in that formed on the upper surface and the conic protrusions each surface of the filling portion.
  10. 前記透明保護膜は、前記錐状凸部各々の全表面に形成されており、前記充填部は、前記凹部の前記透明保護膜上に形成されていることを特徴とする請求項8に記載の半導体発光素子。 The transparent protective film, the is formed in conic protrusions each of the total surface, the filling unit, according to claim 8, characterized in that it is formed on the transparent protective film of the recess semiconductor light-emitting element.
  11. 前記透明保護膜は、前記充填部の上面を除く前記錐状凸部各々の表面に形成されており、 The transparent protective film is formed on the conical protrusions each surface except for the upper surface of the filling unit,
    前記充填部の側面が前記発光構造体の表面に対して垂直な面であることを特徴とする請求項8に記載の半導体発光素子。 The device according to claim 8 in which the side surface of the filling portion is characterized by a surface perpendicular to the surface of the light emitting structure.
  12. 発光構造体の表面に円錐状又は多角錐状の複数の錐状凸部を形成する工程と、 Forming a plurality of conical projections of the conical or pyramid shape on the surface of the light emitting structure,
    互いに隣接する前記錐状凸部の側面で囲まれる凹部に、前記発光構造体の光屈折率よりも低い光屈折率の材料を前記錐状凸部の頂上より低い位置まで充填する工程と、を含むことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。 The recess surrounded by the side surface of the conic protrusions adjacent to each other, and filling a low refractive index material than the light refractive index of the light emitting structure to a position lower than the top of the conical protrusion, the the method of manufacturing a semiconductor light emitting device characterized by comprising.
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