JP6729275B2 - 発光素子及び発光素子の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、透明基板を貼り合わせた発光素子及びその製造方法に関する。
ＡｌＧａＩｎＰからなる発光素子において片面２電極の形状のものが開示されている。このような形状の発光素子において、配光角度が狭い用途と広い用途に分かれるが、配光角が広い用途の場合、光取り出し面に粗面を設けることが必要である。
特許文献１にはガラス基板上に設けたＩＴＯ上に発光素子を接合し、ガラス基板を粗面化する技術が開示されているが、これは基材のサファイアに粗面を設けることが難しいことが一因である。
一方、特許文献２では片面２電極を有する形状の発光素子において、基材側に直接粗面を設ける方法が開示されている。これは基材に粗面を設けることが可能な材料を選択しているためである。粗面化可能な材料としてエッチング可能な材料ＧａＰで形成しているが、ＧａＰ結晶はエピタキシャル成長を選択するにせよ、バルク基板を選択するにせよ大口径化が難しく、大型の発光素子を作製するには向かない技術である。
一方、特許文献３では透明基板を接合する技術が開示されている。この手法では、接合する基材の材質は問わないため、大口径化が可能である。
しかし、透明基板の材料で安価に手に入る材料は酸化物であり、半導体工程に通せる程度の加工精度を有する基板材料としてはサファイア基板に限定される。しかしながら、サファイア基板は難エッチング材料であり、ウェットエッチングの手法で粗面を得ることが難しいという問題があった。
本発明は上記のような問題に鑑みてなされたもので、透明基板を接合して形成した発光素子において、配光角度の増大と発光効率の増大した発光素子及び発光素子の製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明によれば、光取り出し面側に透明基板が貼り合わせられた発光素子において、
前記透明基板の前記光取り出し面側の表面に、前記透明基板より屈折率の低い透明膜が設けられ、該透明膜の表面が粗面化されたものであることを特徴とする発光素子を提供する。
前記透明基板の前記光取り出し面側の表面に、前記透明基板より屈折率の低い透明膜が設けられ、該透明膜の表面が粗面化されたものであることを特徴とする発光素子を提供する。
このように、透明膜の表面が粗面化されたものであるので、透明基板の材質に関わらず、配光角度の増大と発光効率の増大した発光素子とすることができる。更に低屈折率材料が光取り出し面側に形成されることで全反射角を生じ、発光効率をより高くすることができる。
このとき、前記透明基板がサファイア基板であり、前記透明膜がＳｉＯ２膜であることが好ましい。
このように、透明基板にサファイア基板、透明膜にＳｉＯ２膜を好適に用いることができる。
また本発明によれば、光取り出し面側に透明基板を貼り合わせた発光素子の製造方法であって、
前記透明基板の前記光取り出し面側の表面に、前記透明基板より屈折率の低い透明膜を積層し、積層した前記透明膜の表面を化学処理によるフロスト加工により粗面化処理することを特徴とする発光素子の製造方法を提供する。
前記透明基板の前記光取り出し面側の表面に、前記透明基板より屈折率の低い透明膜を積層し、積層した前記透明膜の表面を化学処理によるフロスト加工により粗面化処理することを特徴とする発光素子の製造方法を提供する。
このようにすれば、透明基板の材質に関係なく容易に表面を粗面化し、配光角度の増大と発光効率の増大した発光素子を比較的容易に製造することができる。更に低屈折率材料が光取り出し面側に形成されることで全反射角を生じ、発光効率がより高い発光素子を製造することができる。
このとき、前記透明基板をサファイア基板とし、前記透明膜をＳｉＯ２膜とすることが好ましい。
このようにすれば、透明基板として化学処理によるフロスト加工が困難な材料であるサファイア基板を用いつつ、透明膜をＳｉＯ２膜とすることにより、透明膜の表面に化学処理によるフロスト加工を容易に行うことができる。
またこのとき、前記フロスト加工は、弗酸と１価〜４価の無機酸あるいは有機酸とを混合した液によりエッチング処理することで、前記透明膜の表面を粗面化処理することが好ましい。
このような方法であれば、確実に透明膜の表面を粗面化処理することができる。
またこのとき、前記無機酸として、硫酸・塩酸・燐酸のうちの少なくともいずれか１種を用い、前記有機酸として、マロン酸・酢酸・クエン酸・酒石酸のうちの少なくともいずれか１種を用いることが好ましい。
無機酸あるいは有機酸として、上記のようなものを用いれば、より確実に透明膜の表面に凹凸を形成することができる。
本発明の発光素子であれば、透明膜の表面が粗面化されたものであるので、透明基板の材質に関わらず、配光角度の増大と発光効率の増大した発光素子とすることができる。更に低屈折率材料が光取り出し面側に形成されることで全反射角を生じ、発光効率をより高くすることができる。そして、本発明であれば、透明基板として安価で加工精度の高いサファイア基板を採用することができる。
また、本発明の発光素子の製造方法であれば、透明基板の材質に関係なく容易に表面を粗面化し、配光角度の増大と発光効率の増大した発光素子を比較的容易に製造することができる。更に低屈折率材料が光取り出し面側に形成されることで全反射角を生じ、発光効率がより高い発光素子を製造することができる。
以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記したように、サファイア基板は難エッチング材料であり、ウェットエッチングの手法で粗面を得ることが難しいという問題があった。
そこで、本発明者はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、光取り出し面側に透明基板が貼り合わせられた発光素子において、透明基板の光取り出し面側の表面に、透明基板より屈折率の低い透明膜が設けられ、該透明膜の表面が粗面化されたものであれば、透明基板の材質に関わらず、配光角度の増大と発光効率の増大した発光素子とすることができ、更に低屈折率材料が光取り出し面側に形成されることで全反射角を生じ、発光効率をより高くすることができることに想到した。そして、これらを実施するための最良の形態について精査し、本発明を完成させた。
（第一の実施形態）
図１に本発明の発光素子の第一の実施形態を示した。図１に示すように、本発明の第一の実施形態における発光素子１００は、光取り出し面１１５側に透明基板１１０が貼り合わせられている。また、発光素子１００は、透明基板１１０の光取り出し面１１５側の表面に、透明基板１１０より屈折率の低い透明膜１８０が設けられ、該透明膜１８０の表面が粗面化されたものである。粗面の粗さはＲａ（算術平均粗さ）＝０．３μｍ以上とすることが好ましい。
図１に本発明の発光素子の第一の実施形態を示した。図１に示すように、本発明の第一の実施形態における発光素子１００は、光取り出し面１１５側に透明基板１１０が貼り合わせられている。また、発光素子１００は、透明基板１１０の光取り出し面１１５側の表面に、透明基板１１０より屈折率の低い透明膜１８０が設けられ、該透明膜１８０の表面が粗面化されたものである。粗面の粗さはＲａ（算術平均粗さ）＝０．３μｍ以上とすることが好ましい。
このとき、表面に例えばＳｉＯ２膜等からなる透明膜１８０が形成された例えばサファイア等からなる透明基板１１０を好適に用いることができる。また、透明基板１１０の透明膜１８０と反対側に例えばＳｉＯ２からなる厚さ１００ｎｍ程度の第二誘電体膜１２１が形成されたものとすることができる。
上記のように、透明膜１８０の表面は粗面化されており、凹凸が形成されている。また、透明膜１８０は透明基板１１０より低い屈折率の材料が用いられる。このように、透明基板１１０に対し屈折率の低い透明膜１８０が設けられ、該透明膜１８０の表面に凹凸が形成されるようにすれば、透明基板１１０の材質に関係なく容易に表面を粗面化し、配光角度の増大と発光効率の増大した発光素子とすることができる。また、低屈折率材料が光取り出し面１１５側に形成されることで全反射角を生じ、発光効率をより高くすることができる。
また、第二誘電体膜１２１表面には透明接着層１２５が形成されたものとすることができる。この透明接着層１２５は、例えば第一接着層１２５Ａ及び第二接着層１２５Ｂの複数の層から形成されたものとすることができる。更に、この透明接着層１２５には例えばＳｉＯ２からなる厚さ１００ｎｍ程度の第一誘電体膜１２０が形成されており、第一誘電体膜１２０の表面には、例えばＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＰ等からなる電流伝播層１０７が０．５〜２０μｍの厚さで形成されたものとすることができる。
また、電流伝播層１０７の表面の一部（第二面）に第二電極１５１が形成され、第二電極１５１が形成されていない領域（第一面）には緩衝層１０６が形成されたものとすることができる。
第二電極１５１は、第二導電型がｎ型の場合、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとされる。第二導電型がｐ型の場合、Ａｕ、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｚｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとされる。
電流伝播層１０７の表面には格子不整を緩和する緩衝層１０６が形成されたものとすることができる。このとき、電流伝播層１０７をＧａＡｓｘＰ１−ｘ（０≦ｘ＜１）で形成した場合、緩衝層１０６は、ＩｎＧａＰあるいはＡｌＩｎＰで形成するのが最も好適である。ＧａＡｓｘＰ１−ｘ（ｘ≠１）と、ＡｌＧａＩｎＰ系材料またはＡｌＧａＡｓ系材料との間には格子不整が存在するため、ＧａＡｓｘＰ１−ｘ（ｘ≠１）には高密度のひずみや貫通転位が入る。貫通転位密度は組成ｘにより調整可能である。
緩衝層１０６の表面には、ＡｌＧａＩｎＰもしくはＡｌＧａＡｓからなる厚さ０．５〜１．０μｍの第二半導体層１０５が形成されたものとすることができる。その表面には厚さ０．１〜１０μｍの活性層１０４が形成されたものとすることができる。この活性層１０４は発光波長に応じて（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）またはＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（０≦ｚ≦０．４５）で形成されたものとすることができる。可視光照明に適用する場合、ＡｌＧａＩｎＰを選択するのが好適であり、赤外照明に適用する場合、ＡｌＧａＡｓあるいはＩｎＧａＡｓを選択するのが好適である。ただし、活性層１０４の設計に関しては、超格子等の利用により波長は材料組成に起因する波長以外に調整可能であるため、上記の材料に限られない。
活性層１０４の表面にはＡｌＧａＩｎＰもしくはＡｌＧａＡｓからなる厚さ０．５〜１．０μｍの第一半導体層１０３が形成されたものとすることができる。第一半導体層１０３の表面には第一電極１５０が形成されたものとすることができる。このとき、第一半導体層１０３と第一電極１５０との間に必要に応じてバッファ層１１６等の所望の層を設けてもよい。
第一電極１５０は、第一導電型がｎ型の場合、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとされる。第一導電型がｐ型の場合、Ａｕ、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｚｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとされる。
本実施形態では、電流伝播層１０７に第二電極１５１を設ける場合を例示したが、第二半導体層１０５に第二電極１５１を設けても良い。
次に、本発明の第一の実施形態における発光素子の製造方法について、図２〜図８を用いて説明する。
最初に、図２に示すように、出発基板として、基板１０１を準備する。基板１０１として、結晶軸が［００１］方向より［１１０］方向に傾斜した基板１０１を用いることが好ましい。また、基板１０１としては、ＧａＡｓまたはＧｅを好適に用いることができる。基板１０１を上記材料から選択すれば、後述する活性層１０４の材料を格子整合系でエピタキシャル成長を行うことができるため、活性層１０４の品質を向上させやすく、輝度上昇や寿命特性の向上が得られる。
次に、基板１０１上に、基板１０１と格子定数が略同一の第一導電型の第一半導体層１０３（例えば厚さ０．５〜１．０μｍ）、活性層１０４（例えば厚さ０．１〜１．０μｍ）、第二導電型の第二半導体層１０５（例えば厚さ０．５〜１．０μｍ）、緩衝層１０６、電流伝播層１０７（例えば厚さ２．０μｍ程度）をエピタキシャル成長により順次形成することができる。また、基板１０１と第一半導体層１０３の間には、基板１０１の除去用の選択エッチング層１０２が挿入されてもよい。選択エッチング層１０２は二層以上の層構造からなり、基板１０１に接する第一の選択エッチング層１０２Ａ、第一半導体層１０３に接する第二の選択エッチング層１０２Ｂを少なくとも有することが好ましい。第一の選択エッチング層１０２Ａと第二の選択エッチング層１０２Ｂは異なる材料あるいは組成から構成しても良い。
このとき、具体的には、基板１０１上（選択エッチング層１０２を設けた場合には、選択エッチング層１０２上）に、例えばＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）やＭＢＥ（分子線エピタキシー法）、ＣＢＥ（化学線エピタキシー法）により第一導電型の第一半導体層１０３、活性層１０４、第二導電型の第二半導体層１０５から成る発光部１０８上に、緩衝層１０６、電流伝播層１０７をこの順にエピタキシャル成長したエピタキシャル基板１０９を作製することができる。
活性層１０４は、発光波長に応じて（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）またはＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（０≦ｚ≦０．４５）で形成することができる。可視光照明に適用する場合、ＡｌＧａＩｎＰを選択するのが好適であり、赤外照明に適用する場合、ＡｌＧａＡｓあるいはＩｎＧａＡｓを選択するのが好適である。ただし、活性層１０４の設計に関しては、超格子等の利用により波長は材料組成に起因する波長以外に調整可能であるため、上記の材料に限られない。
第一半導体層１０３、第二半導体層１０５はＡｌＧａＩｎＰもしくはＡｌＧａＡｓが選択され、第一半導体層１０３より広いバンドギャップの材料比が選択される。また、その材料選択は活性層１０４と必ずしも同一の材料系でなくともよい。
本実施形態においては、最も単純な構造である第一半導体層１０３、発光層１０４、第二半導体層１０５が同一材料であるＡｌＩｎＧａＰの場合を例示するが、第一半導体層１０３あるいは第二半導体層１０５は特性向上のため、各層内には複数層が含まれるのが一般的であり、第二半導体層１０５が単一層であることに限定されない。
また、第一半導体層１０３は二種類以上のＡｌ組成からなる層からなり、活性層１０４に近い側に第二の層１０３Ｂを、基板１０１に近い側にＡｌ組成の低い第一の層１０３Ａを有する構成とすることができる。第二の層１０３Ｂはクラッド層の機能を有する機能層であり、単一組成あるいは単一条件層を意味しない。
電流伝播層１０７としては、ＡｌＧａＡｓまたはＧａＡｓＰまたはＧａＰを好適に用いることができる。電流伝播層１０７をＧａＡｓｘＰ１−ｘ（０≦ｘ＜１）で形成した場合、緩衝層１０６はＩｎＧａＰあるいはＡｌＩｎＰで形成するのが最も好適である。ＧａＡｓｘＰ１−ｘ（ｘ≠１）と、ＡｌＧａＩｎＰ系材料またはＡｌＧａＡｓ系材料との間には格子不整が存在するため、ＧａＡｓｘＰ１−ｘ（ｘ≠１）には高密度のひずみや貫通転位が入る。貫通転位密度は組成ｘにより調整可能である。
次に、図３に示すように、エピタキシャル基板１０９における電流伝播層１０７上に、第一誘電体膜（第一ＳｉＯ２膜）１２０を堆積する。第一誘電体膜１２０は、光ＣＶＤ、スパッタ法、ＰＥＣＶＤ法にて形成することができる。
次に、第一誘電体膜１２０上に、透明接着層１２５を形成し、第一接合基板１２６とすることができる。透明接着層１２５は、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）あるいはエポキシ等が選択可能である。形成方法はディップ法あるいはスピンコート法により形成可能な材料を選択することが好適である。
次に、透明基板１１０上に、第二誘電体膜（第二ＳｉＯ２膜）１２１を堆積し、第二接合基板１３１を形成することができる。第二誘電体膜１２１は、光ＣＶＤ、スパッタ法、ＰＥＣＶＤ法にて形成することが可能である。また、第二接合基板１３１に透明接着層を設けても同様の効果が得られることは言うまでも無い。
次に、第一接合基板１２６と第二接合基板１３１を透明接着層１２５と第二誘電体膜１２１を対向させ、かつ接触しないように設置し、１０Ｐａ以下の真空雰囲気にする。真空雰囲気後、透明接着層１２５と第二誘電体膜１２１を接触させ、かつ、５０００Ｎの圧力と１００〜２００℃の間の温度になるように制御して５分以上保持した後、１００℃以上の熱を加えて第一接合基板１２６と第二接合基板１３１を圧着して接合基板１４０を形成する。
次に、図４に示すように接合基板１４０より基板１０１をエッチングにより除去する。エッチングに際しては、アンモニアと過酸化水素水の混合液（過酸化水素水の割合がアンモニア比２倍以上）にてエッチングを行うことができる。エッチングストップ層（第一の選択エッチング層１０２Ａ）を基板１０１と異なる材料にしておくことで、アンモニアと過酸化水素水の混合液によるエッチングを選択的に停止させることができる。第一の選択エッチング層１０２ＡとしてＡｌＩｎＰを用いることができる。
基板１０１除去後、第一の選択エッチング層１０２Ａを除去する。エッチングストップ層１０２ＡはＡｌＩｎＰを用いたため、除去には塩酸を用いて除去する。第二の選択エッチング層１０２Ｂは塩酸によるエッチングを停止させるため、ＧａＡｓを用いることができる。
次に、第一半導体層１０３に接する第一電極１５０を形成する。第一電極１５０は、第一導電型がｎ型の場合、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとすることができる。第一導電型がｐ型の場合、Ａｕ、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｚｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとすることができる。また、第二の選択エッチング層１０２Ｂを残置させても良い。
次に、図５に示すように、ドライ法あるいはウェット法によるエッチングによって、領域１６０の第一半導体層１０３、活性層１０４を切り欠いたパターンを形成する。図５では電流伝播層１０７まで切り欠いた例を図示しているが、第二半導体層１０５あるいは緩衝層１０６が露出した状態でエッチングを止めても同様の機能を有する。領域１６０以外の領域は平坦面に限定されるものではなく、領域１６０以外の領域を粗面あるいは凹凸面としても良い。
次に、図６に示すように、第一半導体層１０３の少なくとも一部を被覆する絶縁層１７０を形成することができる。絶縁層１７０は、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ等が選択可能である。
次に、図７に示すように、領域１６０の一部に第二電極１５１を形成した発光素子基板１７１を形成する。第二導電型がｎ型の場合、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとすることができる。第二導電型がｐ型の場合、Ａｕ、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｚｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとすることができる。
次に、図８に示すように、発光素子基板１７１の透明基板１１０の光取り出し面１１５側の表面に、透明基板１１０より屈折率の低い透明膜１８０を積層する。そして、この積層した透明膜１８０の表面を化学処理によるフロスト加工により粗面化を行う。粗面の粗さはＲａ（算術平均粗さ）＝０．３μｍ以上とすることが好ましい。
このとき、透明基板１１０をサファイア基板とし、透明膜１８０をＳｉＯ２膜とすることが好ましい。このようにすれば、透明基板１１０として安価で加工精度が高いが、化学処理によるフロスト加工が困難な材料であるサファイア基板を用いつつ、透明膜１８０をＳｉＯ２膜とすることにより、透明膜１８０の表面に化学処理によるフロスト加工を容易に行うことができる。
このとき、透明膜１８０であるＳｉＯ２膜に弗酸と１価〜４価の無機酸あるいは有機酸の混合液にて表面にフロスト加工を施し、ＳｉＯ２膜の表面に凹凸層１８１を有するフロスト加工基板１８２を作製することができる。このような方法であれば、確実に透明膜１８０の表面を粗面化処理して、凹凸を形成することができる。
ここで例えば、無機酸は硫酸・塩酸・燐酸のうちの少なくともいずれか１種からなり、有機酸はマロン酸・酢酸・クエン酸・酒石酸のうちの少なくともいずれか１種からなるものとすることができる。無機酸あるいは有機酸として、上記のようなものを用いれば、より確実に透明膜の表面に凹凸を形成することができる。
次に、フロスト加工基板１８２をステルスダイシング法、あるいはブレードダイシング法によって個別ダイスに分割したのち、ダイスをステムに固定し、エポキシ樹脂で封止した発光ダイオードを作製することができる。
このように、透明基板１１０に積層した透明膜１８０の表面を粗面化処理するので、透明基板１１０の材質に関係なく容易に表面を粗面化し、配光角度の増大と発光効率の増大した発光素子を比較的容易に製造することができる。更に低屈折率材料が光取り出し面１１５側に形成されることで全反射角を生じ、発光効率をより高くすることができる。
（第二の実施形態）
図９に本発明の発光素子の第二の実施形態を示した。図９に示すように、本発明の第二の実施形態における発光素子２００は、光取り出し面２１５側に透明基板２１０が貼り合わせられている。また、発光素子２００は、透明基板２１０の光取り出し面２１５側の表面に、透明基板２１０より屈折率の低い透明膜２８０が設けられ、該透明膜２８０の表面が粗面化されたものである。粗面の粗さはＲａ（算術平均粗さ）＝０．３μｍ以上とすることが好ましい。
図９に本発明の発光素子の第二の実施形態を示した。図９に示すように、本発明の第二の実施形態における発光素子２００は、光取り出し面２１５側に透明基板２１０が貼り合わせられている。また、発光素子２００は、透明基板２１０の光取り出し面２１５側の表面に、透明基板２１０より屈折率の低い透明膜２８０が設けられ、該透明膜２８０の表面が粗面化されたものである。粗面の粗さはＲａ（算術平均粗さ）＝０．３μｍ以上とすることが好ましい。
このとき、表面に例えばＳｉＯ２膜等からなる透明膜２８０が形成された例えばサファイア等からなる透明基板２１０を好適に用いることができる。また、透明基板２１０の透明膜２８０と反対側に例えばＳｉＯ２からなる厚さ１００ｎｍ程度の第二誘電体膜２２１が形成されたものとすることができる。
上記のように、透明膜２８０の表面は粗面化されており、凹凸が形成されている。また、透明膜２８０は透明基板２１０より低い屈折率の材料が用いられる。このように、透明基板２１０に対し屈折率の低い透明膜２８０が設けられ、該透明膜２８０の表面に凹凸が形成されるようにすれば、透明基板２１０の材質に関係なく容易に表面を粗面化し、配光角度の増大と発光効率の増大した発光素子とすることができる。また、低屈折率材料が光取り出し面２１５側に形成されることで全反射角を生じ、発光効率をより高くすることができる。
更に第二の実施形態では、透明基板２１０の光取り出し面２１５側の表面にも凹凸が形成されている。透明基板２１０は厚さを調整するためラップ及びポリッシュを行う。しかし、ポリッシュには加工に長時間を有するため、ラップのみ行うことでコスト的に有利となる。ラップのみ行った面は凹凸面となるが、加工上の制約から凹凸のＲａ（粗さ）は制御できないため、凹凸は小さい。透明膜２８０を形成してその表面に粗い凹凸を形成することで光取り出しを有利にできる粗さを有するものとなる。
また、第二誘電体膜２２１表面には透明接着層２２５が形成されたものとすることができる。この透明接着層２２５は、例えば第一接着層２２５Ａ及び第二接着層２２５Ｂの複数の層から形成されたものとすることができる。更に、この透明接着層２２５には例えばＳｉＯ２からなる厚さ１００ｎｍ程度の第一誘電体膜２２０が形成されており、第一誘電体膜２２０の表面には、例えばＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＧａＰ等からなる電流伝播層２０７が０．５〜２０μｍの厚さで形成されたものとすることができる。
また、電流伝播層２０７の表面の一部（第二面）に第二電極２５１が形成され、第二電極２５１が形成されていない領域（第一面）には緩衝層２０６が形成されたものとすることができる。
第二電極２５１は、第二導電型がｎ型の場合、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとされる。第二導電型がｐ型の場合、Ａｕ、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｚｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとされる。
電流伝播層２０７の表面には格子不整を緩和する緩衝層２０６が形成されたものとすることができる。このとき、電流伝播層２０７をＧａＡｓｘＰ１−ｘ（０≦ｘ＜１）で形成した場合、緩衝層２０６は、ＩｎＧａＰあるいはＡｌＩｎＰで形成するのが最も好適である。ＧａＡｓｘＰ１−ｘ（ｘ≠１）と、ＡｌＧａＩｎＰ系材料またはＡｌＧａＡｓ系材料との間には格子不整が存在するため、ＧａＡｓｘＰ１−ｘ（ｘ≠１）には高密度のひずみや貫通転位が入る。貫通転位密度は組成ｘにより調整可能である。
緩衝層２０６の表面には、ＡｌＧａＩｎＰもしくはＡｌＧａＡｓからなる厚さ０．５〜１．０μｍの第二半導体層２０５が形成されたものとすることができる。その表面には厚さ０．１〜１０μｍの活性層２０４が形成されたものとすることができる。この活性層２０４は発光波長に応じて（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）またはＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（０≦ｚ≦０．４５）で形成されたものとすることができる。可視光照明に適用する場合、ＡｌＧａＩｎＰを選択するのが好適であり、赤外照明に適用する場合、ＡｌＧａＡｓあるいはＩｎＧａＡｓを選択するのが好適である。ただし、活性層２０４の設計に関しては、超格子等の利用により波長は材料組成に起因する波長以外に調整可能であるため、上記の材料に限られない。
活性層２０４の表面にはＡｌＧａＩｎＰもしくはＡｌＧａＡｓからなる厚さ０．５〜１．０μｍの第一半導体層２０３が形成されたものとすることができる。第一半導体層２０３の表面には第一電極２５０が形成されたものとすることができる。このとき、第一半導体層２０３と第一電極２５０との間に必要に応じてバッファ層２１６等の所望の層を設けてもよい。
第一電極２５０は、第一導電型がｎ型の場合、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとされる。第一導電型がｐ型の場合、Ａｕ、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｚｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとされる。
本実施形態では、電流伝播層２０７に第二電極２５１を設ける場合を例示したが、第二半導体層２０５に第二電極２５１を設けても良い。
次に、本発明の第二の実施形態における発光素子の製造方法について、図１０〜図１６を用いて説明する。
最初に、図１０に示すように、出発基板として、基板２０１を準備する。基板２０１として、結晶軸が［００１］方向より［１１０］方向に傾斜した基板２０１を用いることが好ましい。また、基板２０１としては、ＧａＡｓまたはＧｅを好適に用いることができる。基板２０１を上記材料から選択すれば、後述する活性層２０４の材料を格子整合系でエピタキシャル成長を行うことができるため、活性層２０４の品質を向上させやすく、輝度上昇や寿命特性の向上が得られる。
次に、基板２０１上に、基板２０１と格子定数が略同一の第一導電型の第一半導体層２０３（例えば厚さ０．５〜１．０μｍ）、活性層２０４（例えば厚さ０．１〜１．０μｍ）、第二導電型の第二半導体層２０５（例えば厚さ０．５〜１．０μｍ）、緩衝層２０６、電流伝播層２０７（例えば厚さ２．０μｍ程度）をエピタキシャル成長により順次形成することができる。また、基板２０１と第一半導体層２０３の間には、基板２０１の除去用の選択エッチング層２０２が挿入されてもよい。選択エッチング層２０２は二層以上の層構造からなり、基板２０１に接する第一の選択エッチング層２０２Ａ、第一半導体層２０３に接する第二の選択エッチング層２０２Ｂを少なくとも有することが好ましい。第一の選択エッチング層２０２Ａと第二の選択エッチング層２０２Ｂは異なる材料あるいは組成から構成しても良い。
このとき、具体的には、基板２０１上（選択エッチング層２０２を設けた場合には、選択エッチング層２０２上）に、例えばＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）やＭＢＥ（分子線エピタキシー法）、ＣＢＥ（化学線エピタキシー法）により第一導電型の第一半導体層２０３、活性層２０４、第二導電型の第二半導体層２０５から成る発光部２０８上に、緩衝層２０６、電流伝播層２０７をこの順にエピタキシャル成長したエピタキシャル基板２０９を作製することができる。
活性層２０４は、発光波長に応じて（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（０≦ｘ≦１，０．４≦ｙ≦０．６）またはＡｌｚＧａ１−ｚＡｓ（０≦ｚ≦０．４５）で形成することができる。可視光照明に適用する場合、ＡｌＧａＩｎＰを選択するのが好適であり、赤外照明に適用する場合、ＡｌＧａＡｓあるいはＩｎＧａＡｓを選択するのが好適である。ただし、活性層２０４の設計に関しては、超格子等の利用により波長は材料組成に起因する波長以外に調整可能であるため、上記の材料に限られない。
第一半導体層２０３、第二半導体層２０５はＡｌＧａＩｎＰもしくはＡｌＧａＡｓが選択され、第一半導体層２０３より広いバンドギャップの材料比が選択される。また、その材料選択は活性層２０４と必ずしも同一の材料系でなくともよい。
本実施形態においては、最も単純な構造である第一半導体層２０３、発光層２０４、第二半導体層２０５が同一材料であるＡｌＩｎＧａＰの場合を例示するが、第一半導体層２０３あるいは第二半導体層２０５は特性向上のため、各層内には複数層が含まれるのが一般的であり、第二半導体層２０５が単一層であることに限定されない。
また、第一半導体層２０３は二種類以上のＡｌ組成からなる層からなり、活性層２０４に近い側に第二の層２０３Ｂを、基板２０１に近い側にＡｌ組成の低い第一の層２０３Ａを有する構成とすることができる。第二の層２０３Ｂはクラッド層の機能を有する機能層であり、単一組成あるいは単一条件層を意味しない。
電流伝播層２０７としては、ＡｌＧａＡｓまたはＧａＡｓＰまたはＧａＰを好適に用いることができる。電流伝播層２０７をＧａＡｓｘＰ１−ｘ（０≦ｘ＜１）で形成した場合、緩衝層２０６はＩｎＧａＰあるいはＡｌＩｎＰで形成するのが最も好適である。ＧａＡｓｘＰ１−ｘ（ｘ≠１）と、ＡｌＧａＩｎＰ系材料またはＡｌＧａＡｓ系材料との間には格子不整が存在するため、ＧａＡｓｘＰ１−ｘ（ｘ≠１）には高密度のひずみや貫通転位が入る。貫通転位密度は組成ｘにより調整可能である。
次に、図１１に示すように、エピタキシャル基板２０９における電流伝播層２０７上に、第一誘電体膜（第一ＳｉＯ２膜）２２０を堆積する。第一誘電体膜２２０は、光ＣＶＤ、スパッタ法、ＰＥＣＶＤ法にて形成することができる。
次に、第一誘電体膜２２０上に、透明接着層２２５を形成し、第一接合基板２２６とすることができる。透明接着層２２５は、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）あるいはエポキシ等が選択可能である。形成方法はディップ法あるいはスピンコート法により形成可能な材料を選択することが好適である。
次に、透明基板２１０上に、第二誘電体膜（第二ＳｉＯ２膜）２２１を堆積し、第二接合基板２３１を形成することができる。第二誘電体膜２２１は、光ＣＶＤ、スパッタ法、ＰＥＣＶＤ法にて形成することが可能である。また、第二接合基板２３１に透明接着層を設けても同様の効果が得られることは言うまでも無い。
次に、第一接合基板２２６と第二接合基板２３１を透明接着層２２５と第二誘電体膜２２１を対向させ、かつ接触しないように設置し、１０Ｐａ以下の真空雰囲気にする。真空雰囲気後、透明接着層２２５と第二誘電体膜２２１を接触させ、かつ、５０００Ｎの圧力と１００〜２００℃の間の温度になるように制御して５分以上保持した後、１００℃以上の熱を加えて第一接合基板２２６と第二接合基板２３１を圧着して接合基板２４０を形成する。
接合基板のうち、第二接合基板２３１を求める厚さに加工するため、ラップあるいは平面研削あるいはサンドブラスト法によって規定厚まで薄膜加工を行い、透明基板２１０の鏡面２１１と反対の面、すなわち、透明基板２１０の光取り出し面２１５側に凹凸面２１２を形成する。凹凸面２１２はポリッシュ等の加工で鏡面化が可能ではあるが、長時間の加工を必要とするので、エピタキシャル基板２０９にダメージを与えることを防止するため、ここでは行わないことが好ましい。また、ラップのみ行うことでコスト的に有利とすることができる。
次に、図１２に示すように接合基板２４０より基板２０１をエッチングにより除去する。エッチングに際しては、アンモニアと過酸化水素水の混合液（過酸化水素水の割合がアンモニア比２倍以上）にてエッチングを行うことができる。エッチングストップ層（第一の選択エッチング層２０２Ａ）を基板２０１と異なる材料にしておくことで、アンモニアと過酸化水素水の混合液によるエッチングを選択的に停止させることができる。第一の選択エッチング層２０２ＡとしてＡｌＩｎＰを用いることができる。
基板２０１除去後、第一の選択エッチング層２０２Ａを除去する。エッチングストップ層２０２ＡはＡｌＩｎＰを用いたため、除去には塩酸を用いて除去する。第二の選択エッチング層２０２Ｂは塩酸によるエッチングを停止させるため、ＧａＡｓを用いることができる。
次に、第一半導体層２０３に接する第一電極２５０を形成する。第一電極２５０は、第一導電型がｎ型の場合、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとすることができる。第一導電型がｐ型の場合、Ａｕ、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｚｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとすることができる。また、第二の選択エッチング層２０２Ｂを残置させても良い。
次に、図１３に示すように、ドライ法あるいはウェット法によるエッチングによって、領域２６０の第一半導体層２０３、活性層２０４を切り欠いたパターンを形成する。図１３では電流伝播層２０７まで切り欠いた例を図示しているが、第二半導体層２０５あるいは緩衝層２０６が露出した状態でエッチングを止めても同様の機能を有する。領域２６０以外の領域は平坦面に限定されるものではなく、領域２６０以外の領域を粗面あるいは凹凸面としても良い。
次に、図１４に示すように、第一半導体層２０３の少なくとも一部を被覆する絶縁層２７０を形成することができる。絶縁層２７０は、ＳｉＯ２，ＳｉＮｘ等が選択可能である。
次に、図１５に示すように、領域２６０の一部に第二電極２５１を形成した発光素子基板２７１を形成する。第二導電型がｎ型の場合、Ａｕ，Ａｇ，Ａｌ，Ｎｉ，Ｐｄ，Ｇｅ，Ｓｉ，Ｓｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとすることができる。第二導電型がｐ型の場合、Ａｕ、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｚｎから少なくとも一種類以上の材料を含み、１００ｎｍ以上の膜厚を有するものとすることができる。
次に、図１６に示すように、発光素子基板２７１の透明基板２１０の光取り出し面２１５側の表面に、透明基板２１０より屈折率の低い透明膜２８０を積層する。そして、この積層した透明膜２８０の表面を化学処理によるフロスト加工により粗面化を行う。粗面の粗さはＲａ（算術平均粗さ）＝０．３μｍ以上とすることが好ましい。
このとき、透明基板２１０をサファイア基板とし、透明膜２８０をＳｉＯ２膜とすることが好ましい。このようにすれば、透明基板２１０として化学処理によるフロスト加工が困難な材料であるサファイア基板を用いつつ、透明膜２８０をＳｉＯ２膜とすることにより、透明膜２８０の表面に化学処理によるフロスト加工を容易に行うことができる。
このとき、透明膜２８０であるＳｉＯ２膜に弗酸と１価〜４価の無機酸あるいは有機酸の混合液にて表面にフロスト加工を施し、ＳｉＯ２膜の表面に凹凸層２８１を有するフロスト加工基板２８２を作製することができる。このような方法であれば、確実に透明膜２８０の表面を粗面化処理して、凹凸を形成することができる。
ここで例えば、無機酸は硫酸・塩酸・燐酸のうちの少なくともいずれか１種からなり、有機酸はマロン酸・酢酸・クエン酸・酒石酸のうちの少なくともいずれか１種からなるものとすることができる。無機酸あるいは有機酸として、上記のようなものを用いれば、より確実に透明膜の表面に凹凸を形成することができる。
次に、フロスト加工基板２８２をステルスダイシング法、あるいはブレードダイシング法によって個別ダイスに分割したのち、ダイスをステムに固定し、エポキシ樹脂で封止した発光ダイオードを作製することができる。
このように、透明基板２１０に積層した透明膜２８０の表面を粗面化処理するので、透明基板２１０の材質に関係なく容易に表面を粗面化し、配光角度の増大と発光効率の増大した発光素子を比較的容易に製造することができる。更に低屈折率材料が光取り出し面２１５側に形成されることで全反射角を生じ、発光効率をより高くすることができる。更に第二の実施形態では、透明基板２１０の表面にも凹凸が形成されているため、このような透明基板２１０に透明膜を積層してその表面に粗い凹凸を形成することで、光取り出しをより有利にできる粗さを有するものとなる。
なお、上述の第一及び第二の実施形態における発光素子の製造方法では、透明基板と第一接合基板の接合を行った後に、透明基板の光取り出し面側の表面に、透明基板より屈折率の低い透明膜を積層し、この透明膜の粗面化処理を行う場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、接合前の透明基板に予め透明膜を積層し、この積層した透明膜の表面の粗面化処理を行ったものと第一接合基板を接合してもよい。
以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例１）
図２に示すように、出発基板として、結晶軸が［００１］方向より［１１０］方向に傾斜したＧａＡｓ基板（基板１０１）を準備した。次に、ＧａＡｓ基板１０１上に、ＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）によりＡｌＧａＩｎＰからなる厚さ１．０μｍのｎ型クラッド層（第一半導体層１０３）、活性層１０４、厚さ１．０μｍのｐ型クラッド層（第二半導体層１０５）をエピタキシャル成長させ、更にＩｎＧａＰからなる緩衝層１０６及び、厚さ２．０μｍのＧａＰからなる電流伝播層１０７をエピタキシャル成長により順次形成した。ＧａＡｓ基板とｎ型クラッド層の間にはＡｌＩｎＰ層とＧａＡｓ層とからなる選択エッチング層１０２（エッチングストップ層とも言う）を形成した。
図２に示すように、出発基板として、結晶軸が［００１］方向より［１１０］方向に傾斜したＧａＡｓ基板（基板１０１）を準備した。次に、ＧａＡｓ基板１０１上に、ＭＯＶＰＥ法（有機金属気相成長法）によりＡｌＧａＩｎＰからなる厚さ１．０μｍのｎ型クラッド層（第一半導体層１０３）、活性層１０４、厚さ１．０μｍのｐ型クラッド層（第二半導体層１０５）をエピタキシャル成長させ、更にＩｎＧａＰからなる緩衝層１０６及び、厚さ２．０μｍのＧａＰからなる電流伝播層１０７をエピタキシャル成長により順次形成した。ＧａＡｓ基板とｎ型クラッド層の間にはＡｌＩｎＰ層とＧａＡｓ層とからなる選択エッチング層１０２（エッチングストップ層とも言う）を形成した。
また、第一半導体層１０３は二種類以上のＡｌ組成からなる層からなり、基板１０１に近い側にＡｌ組成の低い第一の層１０３Ａを形成した。
次に、図３に示すように、ＧａＰからなる電流伝播層１０７上にＴＥＯＳとＯ２を原料としてＰＥＣＶＤ法にて第一ＳｉＯ２膜（第一誘電体膜１２０）を形成した。
次に第一誘電体膜１２０上に透明接着層１２５を形成し、第一接合基板１２６を形成した。透明接着層１２５はシクロテンを滴下し、１，０００ｒｐｍの回転数によりスピンコートを行った。スピンコート後、ホットプレート上に１００℃の温度で６０秒保持して溶剤を揮発させた。
次に透明基板１１０としてサファイア基板を準備し、この透明基板１１０上に第二ＳｉＯ２膜（第二誘電体膜１２１）を堆積し、第二接合基板１３１を形成した。第二誘電体膜１２１は、ＴＥＯＳとＯ２を原料としてＰＥＣＶＤ法にて形成した。
第一接合基板１２６と第二接合基板１３１を透明接着層１２５と第二誘電体膜１２１を対向させ、かつ接触しないように設置し、１０Ｐａ以下の真空雰囲気にした。真空雰囲気後、透明接着層１２５と第二誘電体膜１２１を接触させ、かつ、５０００Ｎの圧力と１００℃の温度になるように制御して１０分間保持した後、１００℃以上の熱を加えて第一接合基板１２６と第二接合基板１３１を圧着して接合基板１４０を形成した。
その後、所望の厚さとする為、サファイア基板表面に対してラップ及びポリッシュ加工を行った。
その後、所望の厚さとする為、サファイア基板表面に対してラップ及びポリッシュ加工を行った。
次に、図４に示すように、接合基板１４０より基板１０１をアンモニアと過酸化水素水の混合液でエッチングすることで除去した。基板１０１除去後、第一の選択エッチング層１０２Ａを除去した。第一の選択エッチング層１０２ＡはＡｌＩｎＰを用いたため、除去には塩酸を用いた。次に第一半導体層１０３に接するＡｕＧｅＮｉの合金からなる厚さ５００ｎｍの第一電極１５０を形成した。
次に、図５に示すように、ドライ法よるエッチングによって、領域１６０の第一半導体層１０３、活性層１０４、第二半導体層１０５、緩衝層１０６を切り欠いたパターンを形成した。次に、図６に示すように、第一半導体層１０３、活性層１０４、第二半導体層１０５、緩衝層１０６を被覆する絶縁層１７０を形成した。絶縁層１７０は、ＴＥＯＳとＯ２を原料とするＰＥＣＶＤ法により成膜した。また、膜厚は１００ｎｍとした。次に、図７に示すように、領域１６０の一部にＡｕＢｅの合金からなり、厚さ５００ｎｍの第二電極１５１を形成し、発光素子基板１７１を形成した。
次に、図８に示すように、発光素子基板１７１の透明基板１１０の光取り出し面１１５側の表面に透明膜１８０として、ＳｉＯ２膜を形成した。この透明膜１８０に弗酸と酢酸の混合液にて表面にフロスト処理を施し、透明膜１８０の表面に凹凸層１８１を有するフロスト処理基板１８２を作製した。
次に、フロスト処理基板１８２をステルスダイシング法によって個別ダイスに分割したのち、ダイスをステムに固定し、エポキシ樹脂で封止した発光ダイオードを製造した。
（実施例２）
サファイア基板を接合した後、サファイア基板に、ラップによって規定厚まで薄膜加工を行い、その後のポリッシュ加工は行わないで、サファイア基板表面を凹凸形状とした以外は実施例１と同様な方法で発行ダイオードを製造した。
サファイア基板を接合した後、サファイア基板に、ラップによって規定厚まで薄膜加工を行い、その後のポリッシュ加工は行わないで、サファイア基板表面を凹凸形状とした以外は実施例１と同様な方法で発行ダイオードを製造した。
（比較例）
サファイア基板表面にＳｉＯ２膜を形成しないことを除いて、実施例１と同様な方法で発光ダイオードを製造した。
サファイア基板表面にＳｉＯ２膜を形成しないことを除いて、実施例１と同様な方法で発光ダイオードを製造した。
実施例１、実施例２、比較例で作製した発光ダイオードについて発光特性を比較した。図１７に、実施例１、実施例２、比較例で作製した発光ダイオードの配光特性の差異を示す。図１７に示すように、比較例では、±３０度前後の配光角を有するのに対し、実施例１及び実施例２においては±６０度の配光角に対して、５０％以上の相対配光強度を有しており、配光角が広がっていることが分かる。
図１８には、実施例１、実施例２、比較例で作製した発光ダイオードの電流−輝度特性を示した。実施例１及び実施例２は比較例に対して、全般に輝度が高いにも関わらず、電流−輝度特性は線形性を保っていることが分かる。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
１００、２００…発光素子、 １０１、２０１…基板、
１０２、２０２…選択エッチング層、
１０２Ａ、２０２Ａ…第一の選択エッチング層、
１０２Ｂ、２０２Ｂ…第二の選択エッチング層、
１０３、２０３…第一半導体層、 １０３Ａ、２０３Ａ…第一の層、
１０３Ｂ、２０３Ｂ…第二の層、 １０４、２０４…活性層、
１０５、２０５…第二半導体層、 １０６、２０６…緩衝層、
１０７、２０７…電流伝播層、 １０８、２０８…発光部、
１０９、２０９…エピタキシャル基板、 １１０、２１０…透明基板、
１１５、２１５…光取り出し面、 １１６、２１６…バッファ層、
１２０、２２０…第一誘電体膜、 １２１、２２１…第二誘電体膜、
１２５、２２５…透明接着層、 １２５Ａ、２２５Ａ…第一接着層、
１２５Ｂ、２２５Ｂ…第二接着層、 １２６、２２６…第一接合基板、
１３１、２３１…第二接合基板、 １４０、２４０…接合基板、
１５０、２５０…第一電極、 １５１、２５１…第二電極、
１６０、２６０…領域、 １７０、２７０…絶縁層、
１７１、２７１…発光素子基板、 １８０、２８０…透明膜、
１８１、２８１…凹凸層、 １８２、２８２…フロスト加工基板、 ２１１…鏡面、
２１２…凹凸面。
１０２、２０２…選択エッチング層、
１０２Ａ、２０２Ａ…第一の選択エッチング層、
１０２Ｂ、２０２Ｂ…第二の選択エッチング層、
１０３、２０３…第一半導体層、 １０３Ａ、２０３Ａ…第一の層、
１０３Ｂ、２０３Ｂ…第二の層、 １０４、２０４…活性層、
１０５、２０５…第二半導体層、 １０６、２０６…緩衝層、
１０７、２０７…電流伝播層、 １０８、２０８…発光部、
１０９、２０９…エピタキシャル基板、 １１０、２１０…透明基板、
１１５、２１５…光取り出し面、 １１６、２１６…バッファ層、
１２０、２２０…第一誘電体膜、 １２１、２２１…第二誘電体膜、
１２５、２２５…透明接着層、 １２５Ａ、２２５Ａ…第一接着層、
１２５Ｂ、２２５Ｂ…第二接着層、 １２６、２２６…第一接合基板、
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１５０、２５０…第一電極、 １５１、２５１…第二電極、
１６０、２６０…領域、 １７０、２７０…絶縁層、
１７１、２７１…発光素子基板、 １８０、２８０…透明膜、
１８１、２８１…凹凸層、 １８２、２８２…フロスト加工基板、 ２１１…鏡面、
２１２…凹凸面。
Claims (6)
- 第一半導体層と、活性層と、第二半導体層とを有し、
光取り出し面側に透明基板が貼り合わせられた発光素子において、
前記第一半導体層、及び前記第二半導体層は、ＡｌＧａＩｎＰもしくはＡｌＧａＡｓから選択されたものであり、
前記透明基板の前記光取り出し面側の表面に、前記透明基板より屈折率の低い透明膜が設けられ、前記透明基板の前記光取り出し面側の表面が粗面化されておらず、かつ前記透明膜の前記光取り出し面側の表面が粗面化されたものであることを特徴とする発光素子。 - 前記透明基板がサファイア基板であり、前記透明膜がＳｉＯ２膜であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
- 第一半導体層と、活性層と、第二半導体層とを有し、
光取り出し面側に透明基板を貼り合わせた発光素子の製造方法であって、
前記第一半導体層、及び前記第二半導体層を、ＡｌＧａＩｎＰもしくはＡｌＧａＡｓからなるものとして、
前記透明基板の前記光取り出し面側の表面に、前記透明基板より屈折率の低い透明膜を積層し、積層した前記透明膜の表面を化学処理によるフロスト加工により粗面化処理することを特徴とする発光素子の製造方法。 - 前記透明基板をサファイア基板とし、前記透明膜をＳｉＯ２膜とすることを特徴とする請求項３に記載の発光素子の製造方法。
- 前記フロスト加工は、弗酸と１価〜４価の無機酸あるいは有機酸とを混合した液によりエッチング処理することで、前記透明膜の表面を粗面化処理することを特徴とする請求項４に記載の発光素子の製造方法。
- 前記無機酸として、硫酸・塩酸・燐酸のうちの少なくともいずれか１種を用い、前記有機酸として、マロン酸・酢酸・クエン酸・酒石酸のうちの少なくともいずれか１種を用いることを特徴とする請求項５に記載の発光素子の製造方法。
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