半導体発光素子
【課題】高効率の半導体発光素子を提供する。
【解決手段】実施形態によれば、積層体と、第１電極と、第２電極と、反射層と、第１金属ピラーと、第２金属ピラーと、封止部と、を含む半導体発光素子が提供される。積層体は、第１部分及び第２部分を有する第１導電形の第１半導体層と、第２導電形の第２半導体層と、第２部分と第２半導体層との間に設けられた発光部と、を含む。積層体は、第１半導体層の側の第１主面と、２半導体層の側の第２主面と、を有する。第１、第２電極は、第２主面の側において、第１、第２半導体層のそれぞれの上に設けられる。反射層は、積層体の側面を覆い、絶縁性である。第１、第２金属ピラーは、第１、第２電極とそれぞれ接続され、第１半導体層から第２半導体層に向かう第１方向に延びる。封止部は、第１金属ピラー及び第２金属ピラーを封止する。
【解決手段】実施形態によれば、積層体と、第１電極と、第２電極と、反射層と、第１金属ピラーと、第２金属ピラーと、封止部と、を含む半導体発光素子が提供される。積層体は、第１部分及び第２部分を有する第１導電形の第１半導体層と、第２導電形の第２半導体層と、第２部分と第２半導体層との間に設けられた発光部と、を含む。積層体は、第１半導体層の側の第１主面と、２半導体層の側の第２主面と、を有する。第１、第２電極は、第２主面の側において、第１、第２半導体層のそれぞれの上に設けられる。反射層は、積層体の側面を覆い、絶縁性である。第１、第２金属ピラーは、第１、第２電極とそれぞれ接続され、第１半導体層から第２半導体層に向かう第１方向に延びる。封止部は、第１金属ピラー及び第２金属ピラーを封止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、窒化物半導体を用いたＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子が開発されている。また、例えば、青色の光を放出するＬＥＤと、青色光を吸収して黄色系の光を放出する蛍光体と、を組み合わせることで、白色の光を放出する半導体発光素子も開発されている。
【０００３】
このような半導体発光素子において、発光効率を高め、発光層から放出される光の取り出し効率を高めることが望まれている。また、得られる光の色のむらを低減することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７１２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、高効率の半導体発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、積層体と、第１電極と、第２電極と、反射層と、第１金属ピラーと、第２金属ピラーと、封止部と、を含む半導体発光素子が提供される。前記積層体は、第１半導体層と、第２半導体層と、発光部と、を含む。前記第１半導体層は、第１部分と、前記第１部分と並置された第２部分と、を有し、第１導電形である。前記第２半導体層は、第２導電形である。前記発光部は、前記第２部分と前記第２半導体層との間に設けられる。前記積層体は、前記第１半導体層の側の第１主面と、前記２半導体層の側の第２主面と、を有する。前記第１電極は、前記第１半導体層の前記第１部分の前記第２主面の側の面上に設けられる。前記第２電極は、前記第２半導体層の前記第２主面の側の面上に設けられる。前記反射層は、前記積層体の側面を覆い、絶縁性で、前記発光部から放出される発光光に対して反射性である。前記第１金属ピラーは、前記第１電極と電気的に接続され、前記第１半導体層から前記第２半導体層に向かう第１方向に延びる。前記第２金属ピラーは、前記第２電極と電気的に接続され、前記第１方向に延びる。前記封止部は、前記第１金属ピラーの端部及び前記第２金属ピラーの端部を露出させて前記第１金属ピラー及び前記第２金属ピラーを封止する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体発光素子の一部の構成を例示する模式図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の一部の構成を例示する模式的断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の動作を例示する模式的断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、第１参考例の半導体発光素子の構成及び動作を示す模式的断面図である。
【図１１】図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、第２〜第４参考例の半導体発光素子の構成を示す模式的断面図である。
【図１２】第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の動作を例示する模式的断面図である。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１４】図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１５】図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１６】図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１７】図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１８】図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１９】図１９（ａ）〜図１９（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図２０】図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図２１】図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
すなわち、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線断面図である。
【００１０】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０は、積層体１５と、第１電極４０と、第２電極５０と、第１金属ピラー４５と、第２金属ピラー５５と、封止部８０と、を含む。
【００１１】
積層体１５は、第１半導体層１０と、第２半導体層２０と、発光部３０と、を含む。
第１半導体層１０は、第１部分１１と、第２部分１２と、を有する。第２部分１２は、第１部分１１と並置される。第１半導体層１０は、第１導電形を有する。
【００１２】
第２半導体層２０は、第２導電形を有する。第２導電形は、第１導電形とは異なる導電形である。例えば、第１導電形はｎ形であり、第２導電形はｐ形である。実施形態はこれに限らず、第１導電形がｐ形であり、第２導電形がｎ形でも良い。以下では、第１導電形がｎ形であり、第２導電形がｐ形である場合として説明する。
【００１３】
発光部３０は、第２部分１２と第２半導体層２０との間に設けられる。
【００１４】
第１半導体層１０、第２半導体層２０及び発光部３０は、例えば、窒化物半導体を含む。第１半導体層１０は、例えばｎ形クラッド層を含む。第２半導体層２０は、例えば、ｐ形クラッド層を含む。発光部３０の例については後述する。
【００１５】
積層体１５は、第１主面１５ａと、第２主面１５ｂと、を有する。第２主面１５ｂは、第１主面１５ａとは反対側の面である。第１主面１５ａは、積層体１５の第１半導体層１０の側の主面である。第２主面１５ｂは、積層体１５の第２半導体層２０の側の主面である。
【００１６】
ここで、第１半導体層１０から第２半導体層２０に向かう方向をＺ軸方向（第１方向）とする。Ｚ軸に対して垂直な１つの軸をＸ軸（第２軸）とする。Ｚ軸とＸ軸とに対して垂直な軸をＹ軸（第３軸とする）。Ｚ軸（第１軸）は、第１主面１５ａに対して垂直であり、第２主面１５ｂに対して垂直である。
【００１７】
例えば、基板上に、第１半導体層１０、発光部３０及び第２半導体層２０がこの順で結晶成長され、積層体１５となる積層結晶膜が形成される。そして、この積層結晶膜の一部が、第２主面１５ｂの側から、第１半導体層１０に到達するまで除去される。これにより、第１半導体層１０の一部（第１部分１１）が露出する。そして、第２部分１２の上の発光部３０及び第２半導体層２０が残る。これにより、積層体１５が形成される。第２部分１２は、第１部分１１とＸ−Ｙ平面内で並置されている。
【００１８】
後述するように、例えば、基板上に積層体１５の結晶が成長された後に、積層体１５は、基板から分離される。
【００１９】
第１電極４０は、第１半導体層１０の第１部分１１の第２主面１５ｂの側の面上に設けられる。すなわち、上記の露出したその一部の上に第１電極４０が設けられる。
【００２０】
第２電極５０は、第２半導体層２０の第２主面１５ｂの側の面上に設けられる。この例では、第２電極５０は、ｐ側電極５１と、ｐ側導電層５２と、を有する。ｐ側導電層５２は、第２半導体層２０の第２主面１５ｂの側の面上に設けられている。ｐ側電極５１と第２半導体層２０との間に、ｐ側導電層５２の一部が設けられている。
【００２１】
だたし、実施形態はこれに限らず、第２電極５０には、ｐ側導電層５２が設けられていなくても良い。この場合には、ｐ側電極５１が、第２半導体層２０に接触する。
【００２２】
反射層６０は、積層体１５の側面を覆う。積層体１５の側面は、外縁側面１０ｓ及び境界側面１０ｔを含む。積層体１５の側面に関しては、後述する。反射層６０は、発光部３０から放出される発光光に対して反射性である。
【００２３】
第１金属ピラー４５は、第１電極４０と電気的に接続される。第１金属ピラー４５は、Ｚ軸方向に延びる。
【００２４】
第２金属ピラー５５は、第２電極５０と電気的に接続される。第２金属ピラー５５は、Ｚ軸方向に延びる。この例では、第２金属ピラー５５として、３つの第２金属ピラー（第２金属ピラー５５ａ、５５ｂ及び５５ｃ）が設けられている。ただし、実施形態はこれに限らず、第２金属ピラー５５の数は任意である。また、第１金属ピラー４５の数も任意である。
【００２５】
封止部８０は、第１金属ピラー４５の端部４５ｅ及び第２金属ピラー５５の端部５５ｅを露出させて、第１金属ピラー４５及び第２金属ピラー５５を封止する。第１金属ピラー４５の端部４５ｅは、第１金属ピラー４５の第１電極４０とは反対側の端である。第２金属ピラー５５の端部５５ｅは、第２金属ピラー５５の第２電極５０とは反対側の端である。すなわち、封止部８０は、第１金属ピラー４５の側面を覆い、第２金属ピラー５５の側面を覆う。封止部８０は、さらに、反射層６０の少なくとも一部を覆う。
これにより、高い効率が得られる。
【００２６】
例えば、反射層６０の発光光に対する反射率は、封止部８０の発光光に対する反射率以上である。後述するように、実施形態においては、発光部３０から放出される発光光が、効率良く反射層６０で反射し、第１主面１５ａから外部に効率良く出射する。これにより、高い効率が得られる。
【００２７】
なお、発光部３０から放出される発光光は反射層６０で反射されるので、実施形態において、封止部８０の反射特性は任意である。ただし、第１主面１５ａから出射した光が、半導体発光素子の周囲に設けられる構造体で反射して、半導体発光素子１１０に向かって戻る場合がある。このとき、封止部８０が光吸収性の場合は、光が損失される。このため、封止部８０は、発光光に対して反射性であることがより好ましい。例えば、半導体発光素子１１０に配置される構造体の構成によっては、封止部８０（の特に表面）の発光光に対する反射率を、反射層６０の発光光に対する反射率よりも高く設定しても良い。
【００２８】
この例では、半導体発光素子１１０は、下地絶縁層７０をさらに含む。下地絶縁層７０の少なくとも一部は、積層体１５の側面と、反射層６０と、の間に設けられる。例えば、下地絶縁層７０は、発光光に対して透過性である。下地絶縁層７０の発光光に対する反射率は、例えば、反射層６０の発光光に対する反射率よりも低い。下地絶縁層７０は、絶縁性である。
【００２９】
半導体発光素子１１０のＸ軸に沿った長さｌ３は、例えば、約６００マイクロメートル（μｍ）である。半導体発光素子１１０のＹ軸に沿った長さは、例えば、長さｌ３と同じである。ただし、実施形態はこれに限らず、半導体発光素子１１０の寸法は、任意である。
【００３０】
半導体発光素子１１０においては、第２主面１５ｂの側に第１電極４０及び第２電極５０が設けられ、発光光は、第１主面１５ａから出射する。半導体発光素子１１０は、例えば、フリップチップ型の半導体発光素子である。
【００３１】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
これらの図は、構成が分かり易いように、第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び封止部８０を除去した状態の半導体発光素子１１０の構成を例示している。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ３−Ａ４線断面図である。
【００３２】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に表したように、この例では、第２電極５０は、３つのｐ側電極５１（ｐ側電極５１ａ、５１ｂ及び５１ｃ）と、１つのｐ側導電層５２と、を含む。ｐ側電極５１ａ、５１ｂ及び５１ｃは、ｐ側導電層５２と電気的に接続されている。ｐ側電極５１ａ、５１ｂ及び５１ｃのそれぞれが、上記の第２金属ピラー５５ａ、５５ｂ及び５５ｃのそれぞれと電気的に接続されている。
【００３３】
積層体１５は、外縁側面１０ｓと、境界側面１０ｔと、を有する。外縁側面１０ｓは、積層体１５をＺ軸方向に見たときの積層体１５の外縁の側面である。境界側面１０ｔは、積層体１５のうちの、第１部分１１と第２部分１２との間に位置する側面である。
【００３４】
この例では、Ｚ軸方向に見たときの、積層体１５の外縁は、長方形（例えば正方形）である。外縁側面１０ｓは、この長方形の外縁の側面である。境界側面１０ｔは、例えば、Ｚ軸方向に見たときに、第１電極４０と第２電極５０との間に位置する側面である。
【００３５】
反射層６０は、外縁側面１０ｓの少なくとも一部と、境界側面１０ｔの少なくとも一部と、を覆っている。
【００３６】
下地絶縁層７０は、外縁側面１０ｓの上記の少なくとも一部と、反射層６０との間に設けられている。さらに、下地絶縁層７０は、境界側面１０ｔの上記の少なくとも一部と、反射層６０と、の間に設けられている。
【００３７】
この例では、下地絶縁層７０は、境界側面１０ｔの全てを覆っている。これにより、積層体１５のうちで、電流密度が特に高い第１電極４０と第２電極５０との間の部分の絶縁性が向上し、例えば信頼性が特に向上できる。
【００３８】
この例では、積層体１５のＸ軸に沿った長さｌ２は、例えば約５８０μｍである。積層体１５のＹ軸に沿った長さは、例えば長さｌ２と同じである。
【００３９】
第１電極４０のＸ軸に沿った中心と、ｐ側電極５１ａのＸ軸に沿った中心と、の間の距離ｌ１は、例えば、約３８０μｍである。第１電極４０のＹ軸に沿った中心と、ｐ側電極５１ｃのＹ軸に沿った中心と、の間の距離は、例えば、距離ｌ１と同じである。
【００４０】
この例では、Ｚ軸方向に見たときに、第１部分１１は、積層体１５の１つのコーナーに設けられている。このコーナーに繋がる辺において、第２半導体層２０の外縁と、第１半導体層１０の外縁と、の距離ｄ１は、例えば、約２５μｍである。第１電極４０のＹ軸に沿った中心と、第１半導体層１０のＹ軸方向に沿った外縁と、の距離ｄ２は、例えば、約１００μｍである。第１部分１１のＹ軸方向に沿った長さｄ３は、例えば、約２００μｍである。第１部分１１のＸ軸方向に沿った長さは、例えば、長さｄ３と同じである。
【００４１】
この例では、Ｚ軸方向に見たときの、ｐ側電極５１の形状は円形である。Ｚ軸方向に見たときのｐ側電極５１の径ｄ４（Ｘ軸方向に沿った長さ及びＹ軸方向に沿った長さ）は、例えば、１００μｍである。また、ｐ側電極５１の上に設けられている下地絶縁層７０の開口部の、Ｚ軸方向に見たときの径ｄ５（Ｘ軸方向に沿った長さ及びＹ軸方向に沿った長さ）は、例えば、９０μｍである。また、ｐ側電極５１の上に設けられている反射層６０の開口部の、Ｚ軸方向に見たときの径ｄ６（Ｘ軸方向に沿った長さ及びＹ軸方向に沿った長さ）は、例えば、８０μｍである。
【００４２】
なお、実施形態において、ｐ側電極５１のＺ軸方向に見たときの形状、ｐ側電極５１上の下地絶縁層７０の開口部のＺ軸方向に見たときの形状、及び、ｐ側電極５１上の反射層６０の開口部のＺ軸方向に見たときの形状は、任意である。
【００４３】
また、Ｚ軸方向に見たときの、第１電極４０の形状は円形である。Ｚ軸方向に見たときの第１電極４０の径は、径ｄ４と同じである。また、第１電極４０の上に設けられている下地絶縁層７０の開口部の、Ｚ軸方向に見たときの径は、径ｄ５と同じである。また、第１電極４０の上に設けられている反射層６０の開口部の、Ｚ軸方向に見たときの径は、径ｄ６と同じである。
【００４４】
なお、実施形態において、第１電極４０のＺ軸方向に見たときの形状、第１電極４０上の下地絶縁層７０の開口部のＺ軸方向に見たときの形状、及び、第１電極４０上の反射層６０の開口部のＺ軸方向に見たときの形状は、任意である。
【００４５】
このように、下地絶縁層７０は、第１電極４０の一部と、第２電極５０の一部と、を覆う。具体的には、下地絶縁層７０は、第１電極４０のうちの第１金属ピラー４５と接続される部分を除く部分を覆う。下地絶縁層７０は、第２電極５０のうちの第２金属ピラー５５と接続される部分を除く部分を覆う。
【００４６】
そして、反射層６０は、下地絶縁層７０のうちの、第１電極４０のその一部（第１電極４０のうちの第１金属ピラー４５と接続される部分を除く部分）を覆う部分を覆う。そして、反射層６０は、下地絶縁層のうちの、第２電極５０のその一部（第２電極５０のうちの第２金属ピラー５５と接続される部分を除く部分）を覆う部分を覆う。例えば、反射層６０は、下地絶縁層７０の側面を覆っている。
【００４７】
そして、図１（ｂ）に表したように、反射層６０は、第１電極４０と第１金属ピラー４５との間の部分を有する。さらに、反射層６０は、第２電極５０と第２金属ピラー５５との間の部分を有する。すなわち、第１金属ピラー４５は、反射層６０の一部を覆う。第２金属ピラー５５は、反射層６０の別の一部を覆う。
【００４８】
なお、後述するように、下地絶縁層７０は、必要に応じて設けられ、場合によっては、省略しても良い。
【００４９】
このように、本具体例では、反射層６０は、第１電極４０の縁部及び側面を覆い、第２電極５０の縁部及び側面を覆う。
【００５０】
本実施形態に係る半導体発光素子１１０においては、発光部３０から放出された発光光の一部は、直接、第１主面１５ａから外部に出射する。そして、発光光の別の一部は、例えば、第１電極４０及び第２電極５０で反射し、進行方向を変え、第１主面１５ａから出射する。さらに、発光光の別の一部は、積層体１５の側面（外縁側面１０ｓ及び境界側面１０ｔ）に設けられた反射層６０で反射し、進行方向を変え、第１主面１５ａから出射する。
【００５１】
すなわち、半導体発光素子１１０においては、発光部３０から放出される発光光は、第１主面１５ａから出射する。これより、他の面からの出射が抑制され、光の取り出し効率が高い。これにより、高い効率が得られる。
【００５２】
例えば、反射層６０は、第１主面１５ａを除き、電気的接続のための第１電極４０上の開口部及び電気的接続のための第２電極５０上の開口部を除いて、積層体１５の全体を覆っている。具体的には、第２電極５０のｐ側電極５１、及び、第１電極４０のそれぞれの外縁が、下地絶縁層７０に覆われている。そして、その下地絶縁層７０の上面及び側面が、さらに反射層６０で覆われている。これにより、半導体発光素子１１０においては、第１主面１５ａからのみ、光が出射される。これにより、高い光取り出し効率が得られる。
【００５３】
なお、ｐ側導電層５２は、第１半導体層１０と第２半導体層２０との間を流れる電流を、ｐ側電極５１の面積よりも広げる機能を有する。これにより、積層体１５の広い領域に電流を流すことができ、発光効率が向上できる。ｐ側導電層５２は、発光部３０から放出される発光光に対して反射性または透過性を有することができる。
【００５４】
ｐ側導電層５２として、光反射性の導電層を用いたとき、例えば、ｐ側導電層５２の反射率は、ｐ側電極５１の反射率よりも高い。このときは、発光光の一部は、ｐ側導電層５２で反射し、第１主面１５ａに向けて進行する。これにより、高い光取り出し効率が得られる。
【００５５】
また、ｐ側導電層５２として、光透過性の導電層を用いたとき、例えば、ｐ側導電層５２の透過率は、ｐ側電極５１の透過率よりも高い。また、ｐ側導電層５２の透過率は、反射層６０の透過率よりも高い。このときは、発光光の一部は、ｐ側導電層５２を通過し、反射層６０で反射し、第１主面１５ａに向けて進行する。これにより、高い光取り出し効率が得られる。
【００５６】
さらに、半導体発光素子１１０においては、発光部３０で発生する熱は、第１金属ピラー４５及び第２金属ピラー５５を介して、外部に効率良く伝達される。これにより、高い放熱性が得られる。このため、発光部３０の温度上昇を抑制でき、発光部３０における光の放出の効率（内部量子効率）が高くできる。
【００５７】
特に、図１（ａ）及び図２（ａ）に例示したように、本具体例では、Ｚ軸方向に見たときの第１金属ピラー４５の面積は、第１電極４０の面積よりも大きい。そして、Ｚ軸方向に見たときの第２金属ピラー５５の面積は、第２電極５０の面積よりも大きい。このように、Ｘ−Ｙ平面で切断したときの、第１金属ピラー４５の断面積、及び、第２金属ピラー５５の断面積が大きく設定できる。このため、第１金属ピラー４５及び第２金属ピラー５５を介した放熱性は高い。
【００５８】
本実施形態においては、例えば、絶縁性の反射層６０は、第１電極４０と第１金属ピラー４５との間の部分を有している。これにより、例えば、Ｚ軸方向に見たときに、第１金属ピラー４５は、第２半導体層２０の一部に重なることができる。その結果、第１金属ピラー４５の断面積を大きくできる。これにより、高い放熱性が得られる。
【００５９】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０においては、発光部３０から放出される光の取り出し効率が高く、そして、内部量子効率も高い。これにより、発光効率の高い半導体発光素子が得られる。
【００６０】
なお、第１半導体層１０の厚さは、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下である。本具体例では、第１半導体層１０の厚さは、約５μｍである。発光部３０の厚さは、例えば、５ナノメートル（ｎｍ）以上１００ｎｍ以下である。本具体例では、発光部３０の厚さは、約１０ｎｍである。第２半導体層２０の厚さは、例えば、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。本具体例では、第２半導体層２０の厚さは、約１００ｎｍである。
【００６１】
すなわち、積層体１５の厚さは、約６μｍ以下であり、積層体１５の機械的強度は低い。このとき、本実施形態においては、積層体１５に設けられる第１電極４０及び第２電極５０に接続して、第１金属ピラー４５及び第２金属ピラー５５が設けられ、さらに、封止部８０が設けられている。第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び封止部８０により、積層体１５が補強される。これにより、半導体発光素子１１０においては、実用的に十分な強度が得られる。
【００６２】
なお、図２（ｂ）に例示したように、本具体例では、第１半導体層１０の外縁部分の厚さは、中心部分（例えば第２部分１２）の厚さよりも薄い。すなわち、第１半導体層１０は、第２部分１２と並置された第３部分１３をさらに有する。第２部分１２は、第１部分１１と第３部分１３との間の部分を有する。第１部分１１のＺ軸方向に沿う厚さ、及び、第３部分１３のＺ軸方向に沿う厚さは、第２部分１２のＺ軸方向に沿う厚さよりも薄い。
【００６３】
図３は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の一部の構成を例示する模式図である。 すなわち、同図は、発光部３０の構成の例を示している。
図３に表したように、発光部３０は、複数の井戸層３２と、複数の井戸層３２どうしの間に設けられた障壁層３１と、を含む。すなわち、複数の井戸層３２と、複数の障壁層３１と、がＺ軸に沿って交互に積層される。
【００６４】
井戸層３２は、複数の障壁層３１のバンドギャップエネルギーよりも小さいバンドギャップエネルギーを有する。例えば、井戸層３２において、正孔および電子が再結合する。これにより、発光部３０から光が放出される。
【００６５】
井戸層３２は、例えば、Ｉｎｘ１Ｇａ１−ｘ１Ｎ（０＜ｘ１＜１）を含む。障壁層３１は、例えば、ＧａＮを含む。すなわち、障壁層３１はＩｎを実質的に含まない。また、障壁層３１がＩｎを含む場合は、障壁層３１におけるＩｎ組成比は、井戸層３２におけるＩｎ組成比よりも低い。
【００６６】
発光部３０は、多重量子井戸（ＭＱＷ:Multi Quantum Well）構成を有することができる。このとき、発光部３０は、３つ以上の障壁層３１と、障壁層３１どうしのそれぞれの間に設けられた井戸層３２と、を含む。
【００６７】
発光部３０は、例えば、（ｎ＋１）個の障壁層３１と、ｎ個の井戸層３２と、を含む（ｎは、２以上の整数）。第１障壁層ＢＬ１から第（ｎ＋１）障壁層ＢＬ（ｎ＋１）までが、この順で、第１半導体層１０から第２半導体層２０に向けて並ぶ。第ｉ井戸層ＷＬｉ（ｉは、１以上ｎ以下の整数）は、第ｉ障壁層ＢＬｉと第（ｉ＋１）障壁層ＢＬ（ｉ＋１）との間に設けられる。
【００６８】
発光部３０から放出される光（発光光）のピーク波長は、例えば３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下である。
【００６９】
また、発光部３０は、単一量子井戸（ＳＱＷ:Single Quantum Well）構成を有することができる。このとき、発光部３０は、２つの障壁層３１と、障壁層３１どうしの間に設けられた井戸層３２と、を含む。
なお、実施形態において、発光部３０の構成は任意である。
【００７０】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の一部の構成を例示する模式的断面図である。
すなわち、これらの図は、反射層６０の構成の２つの例を示している。
【００７１】
図４（ａ）に表したように、反射層６０として、多層誘電膜６１（例えばＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）を用いることができる。すなわち、反射層６０は、交互に積層され、互いに屈折率が異なる複数の第１誘電体層６１ａと複数の第２誘電体層６１ｂと、を含むことができる。第１誘電体層６１ａの屈折率をｎ１とし、発光部３０から放出される発光光の波長（例えばピーク波長）をλとしたとき、例えば、第１誘電体層６１ａの厚さｔ６１ａは、実質的にλ／（４ｎ１）に設定される。また、第２誘電体層６１ｂの屈折率をｎ２としたとき、例えば、第２誘電体層６１ｂの厚さｔ６１ｂは、実質的にλ／（４ｎ２）に設定される。これにより、発光光を効率良く反射することができる。これにより、発光光が、第１主面１５ａから外部に効率良く出射できる。
【００７２】
第１誘電体層６１ａには、例えば酸化シリコンが用いられ、第２誘電体層６１ｂには、例えば窒化シリコンが用いられる。ただし、実施形態はこれに限らず、第１誘電体層６１ａ及び第２誘電体層６１ｂには、任意の絶縁性の材料を用いることができる。
【００７３】
第１誘電体層６１ａ及び第２誘電体層６１ｂのそれぞれの数は、２以上であり、その数は任意である。第１誘電体層６１ａ及び第２誘電体層６１ｂの形成には、例えば、スパッタ、または、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などが用いられる。
【００７４】
また、図４（ｂ）に表したように、反射層６０として、反射絶縁膜６２を用いることができる。例えば、反射層６０（反射絶縁膜６２）は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニア（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ２）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）及び炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）よりなる群から選択された少なくともいずれかを含むことができる。これらの材料は、発光光を反射させ、かつ、電気的に絶縁性である。反射層６０には、実質的に白色である材料を用いることができる。反射層６０には、発光光に対して高い反射率を有する任意の絶縁材料（例えば、金属酸化物、及び、金属を含む化合物など）を用いることができ、必ずしも白色でなくても良い。
【００７５】
反射絶縁膜６２の形成には、例えば、スパッタ、蒸着、または、ＣＶＤなどが用いられる。
【００７６】
ただし、実施形態において、反射層６０（第１誘電体層６１ａ及び第２誘電体層６１ｂ、または、反射絶縁膜６２）の形成方法は、任意である。
【００７７】
反射層６０の厚さは、例えば１０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下とされる。反射層６０の厚さは、光学特性（例えば反射率）と、電気的特性（例えば絶縁性）と、生産性と、の観点で、適切に設定される。
【００７８】
反射層６０として、ＴｉＯ２膜の反射絶縁膜６２を用いる場合は、反射層６０の厚さは、例えば、約１０００ｎｍに設定される。
【００７９】
下地絶縁層７０は、珪素酸化物及び珪素窒化物の少なくともいずれかを含むことができる。例えば、下地絶縁層７０には、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、リン・シリケート・ガラス（ＰＳＧ）、及び、ボロン・リン・シリケート・ガラス（ＢＰＳＧ）などの無機材料を用いることができる。下地絶縁層７０は、例えば、ＣＶＤにより形成される。この場合の下地絶縁層７０の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下とされる。具体的には、下地絶縁層７０の厚さは、約４００ｎｍである。下地絶縁層７０の形成には、ＣＶＤの他に、蒸着またはスパッタなどを用いても良い。
【００８０】
さらに、下地絶縁層７０として、有機ＳＯＧ(Spin on Glass)または無機ＳＯＧ等のガラス材料を用いても良い。有機ＳＯＧ膜として、例えば、メチルシルセスキオキサン膜を用いることができる。無機ＳＯＧ膜として、水素化シルセスキオキサン膜を用いることができる。無機ＳＯＧ膜として、例えば、シラノールのアルコール溶液を塗布し、熱処理した膜を用いることができる。
【００８１】
また、下地絶縁層７０として、低誘電率層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）などを用いることもできる。さらに、下地絶縁層７０として、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、及び、シリコーン系材料等の樹脂系材料を用いても良い。この場合、下地絶縁層７０の厚さは、例えば、１０００ｎｍ以上２００００ｎｍ以下に設定される。
【００８２】
下地絶縁層７０の発光光に対する反射率は、反射層６０の発光光に対する反射率よりも低く、下地絶縁層７０には、例えば、透光性の材料を用いることができる。
【００８３】
ｐ側導電層５２には、任意の導電材料を用いることができる。ｐ側導電層５２は、第２半導体層２０に対するコンタクト電極として機能することができる。
【００８４】
ｐ側導電層５２として、例えば、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ及びＰｄの少なくともいずれかを含む膜を用いることができる。ｐ側導電層５２として、Ｎｉ膜、Ａｕ膜、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜から選択された少なくとも２つ以上を含む積層膜を用いることができる。
【００８５】
特に、ｐ側導電層５２として、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜のいずれか、または、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜の少なくとも２つ以上を含む積層膜のいずれかを用いることができる。これにより、特に、短波長の光（紫外光〜青色光）に対する高い反射率が得られる。これにより、高い光取りだし効率が得られる。
【００８６】
また、ｐ側導電層５２として、透光性の金属酸化物を用いることができる。例えば、ｐ側導電層５２として、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３及びＺｎＯの少なくともいずれかを用いることができる。
【００８７】
ｐ側導電層５２の形成には、例えば、スパッタ及び蒸着などを用いることができる。ｐ側導電層５２が単層である場合、ｐ側導電層５２の厚さは、例えば、０．２μｍである。
【００８８】
ｐ側電極５１及び第１電極４０には、例えば、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜を用いることができる。このとき、Ｎｉ膜の厚さは、例えば約１００ｎｍであり、Ａｕ膜の厚さは、例えば約１００ｎｍである。または、ｐ側電極５１及び第１電極４０には、例えば、Ｔｉ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜を用いることができる。このとき、Ｔｉ膜の厚さは、例えば５０ｎｍであり、Ｎｉ膜の厚さは、例えば約１００ｎｍであり、Ａｕ膜の厚さは、例えば約１００ｎｍである。
【００８９】
ｐ側電極５１の材料、厚さ及び構成は、第１電極４０の材料、厚さ及び構成と同じであることが好ましい。ｐ側電極５１及び第１電極４０の形成には、例えば、スパッタ及び蒸着を用いることができる。
【００９０】
封止部８０には、例えば、エポキシ樹脂などの絶縁性の樹脂を用いることができる。封止部８０は、例えば、石英フィラーやアルミナフィラーなどを含むことができる。これらのフィラーを含むことで、封止部８０の熱伝導性が向上し、放熱性を向上することができる。
【００９１】
また、封止部８０は、例えば、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＴｉＯ２、ＢａＳＯ４、ＺｎＳ及びＣａＣＯ３よりなる群から選択された少なくともいずれかを含むフィラーを含んでも良い。これにより、封止部８０における反射率が高まり、反射層６０と共に反射膜として機能し、積層体１５の第１主面１５ａ以外の面からの漏れ光をさらに抑制することができる。そして、例えば、第１主面１５ａから出射した光が周囲の構造体で反射して戻ってくる光を効率良く反射し、光の利用効率を高めることができる。
【００９２】
また、上記の熱伝導性と向上させるフィラーと、反射率を向上させるフィラーと、を混合して用いても良い。
ただし、実施形態はこれに限らず、封止部８０には、任意の絶縁材料を用いることができる。また、フィラーは含まれなくても良い。
【００９３】
図５は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図５に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０ａは、波長変換層９０をさらに含む。これ以外は、半導体発光素子１１０と同様なので説明を省略する。
【００９４】
波長変換層９０は、積層体１５の第１主面１５ａの少なくとも一部の上に設けられる。波長変換層９０は、発光光の一部を吸収し、発光光の波長とは異なる波長の光を放出する。例えば、波長変換層９０には、例えば、蛍光体層を用いることができる。波長変換層９０として、互いに異なる波長の光を放出する複数の蛍光体層の積層膜を用いても良い。例えば、発光部３０から放出される光が、紫外線、紫光または青光であり、波長変換層９０から放出される光は、黄光または赤光である。波長変換層９０から放出される光（変換光）と、発光光と、の合成光は、例えば実質的に白色光である。
【００９５】
この例では、波長変換層９０は、第１主面１５ａの全体を覆っている。実施形態はこれに限らず、第１主面１５ａの一部は、波長変換層９０で覆われていなくても良い。
【００９６】
以下、本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の例として、半導体発光素子１１０ａの製造方法の１つの例について説明する。この例では、基板上に複数の半導体発光素子１１０ａが一括して形成される。
【００９７】
図６（ａ）〜図６（ｄ）、図７（ａ）〜図７（ｃ）及び、図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
図６（ａ）に表したように、基板５の上に、第１半導体層１０、発光部３０及び第２半導体層２０の積層結晶膜が順次エピタキシャル成長される。積層結晶膜は、積層体１５となる。
【００９８】
基板５には、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、炭化硅素（ＳｉＣ）、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）及びシリコン（Ｓｉ）などを用いることができる。なお、基板５には、例えば、積層体１５と実質的に同じ材料を用いても良い。基板５には、例えば、格子定数および熱膨張係数が積層体１５のそれらと近い材料を用いることが好ましい。ただし、実施形態において、基板５には、任意の材料を用いることができる。基板５の厚さは、例えば３０μｍ以上５０００μｍ以下である。
【００９９】
基板５上への積層結晶膜のエピタキシャル成長には、例えば、有機金属気相成長法(ＭＯＣＶＤ：Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)、ハイドライド気相成長法(ＨＶＰＥ：Hydride Vapor Phase Epitaxy)、及び、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）などを用いることができる。なお、必要に応じて、基板５の上にバッファ層（図示しない）を形成し、このバッファ層の上に積層結晶膜をエピタキシャル成長させても良い。
【０１００】
さらに、積層結晶膜の成長の後に、積層結晶膜の一部が、除去される。これにより、複数の積層体１５が形成される。さらに、第２半導体層２０の上に第２電極５０（ｐ側導電層５２及びｐ側電極５１）を形成し、第１半導体層１０の上に第１電極４０を形成する。
【０１０１】
さらに、積層体１５の側面（外縁側面１０ｓ及び境界側面１０ｔ）上に下地絶縁層７０を形成する。下地絶縁層７０には、第１電極４０の一部を露出する開口部、及び、第２電極５０の一部を露出する開口部が設けられる。
【０１０２】
この後、図６（ｂ）に表したように、第１半導体層１０を分断して、複数の積層体１５を得る。
【０１０３】
図６（ｃ）に表したように、下地絶縁層７０の上に反射層６０を形成する。反射層６０は、積層体１５の側面（外縁側面１０ｓ及び境界側面１０ｔ）を覆う。既に説明したように、反射層６０は、例えば、下地絶縁層７０の側面を覆うように形成される。
【０１０４】
図６（ｄ）に表したように、加工体の全面に、導電層ＣＬを形成する。導電層ＣＬは、例えば、蒸着法やスパッタ法などにより形成される。導電層ＣＬは、例えば、後述する工程において、シード層として機能する。
【０１０５】
図７（ａ）に表したように、加工体の上にレジスト膜Ｒｆを形成する。このレジスト膜Ｒｆは、所定の形状の開口部８０ｎ及び８０ｐを有している。開口部８０ｎは、第１電極４０に繋がり、第１金属ピラー４５が形成される部分である。開口部８０ｐは、第２電極５０に繋がり、第２金属ピラー５５が形成される部分である。
【０１０６】
図７（ｂ）に表したように、開口部８０ｎ及び開口部８０ｐに、例えば、メッキなどの方法により金属を埋め込み、必要に応じて表面を平坦化する。これにより、第１金属ピラー４５及び第２金属ピラー５５が形成される。開口部８０ｎにおける導電層ＣＬは、第１金属ピラー４５に含まれるものとする。また、開口部８０ｐにおける導電層ＣＬは、第２金属ピラー５５に含まれるものとする。
【０１０７】
図７（ｃ）に表したように、レジスト膜Ｒｆを除去し、露出した導電層ＣＬを除去する。この後、加工体の全体を覆うように、封止部８０となる封止絶縁膜８０ｆを形成する。例えば、封止絶縁膜８０ｆとして、エポキシ樹脂層を形成する。封止絶縁膜８０ｆは、第１金属ピラー４５の端部４５ｅを埋め込み、第２金属ピラー５５の端部５５ｅを埋め込んでいる。
【０１０８】
図８（ａ）に表したように、基板５を介して、積層体１５の第１主面１５ａに紫外線Ｌｕｖを照射する。これにより、積層体１５のうちの基板５の側の一部が分解する。その結果、積層体１５と基板５とが互いに分離する。このように、本実施形態においては、積層体１５は、基板５の上に積層体１５となる積層膜（積層結晶膜）がエピタキシャル成長された後に、その積層膜が基板５から分離されて形成される。これにより、第１主面１５ａが露出する。
【０１０９】
なお、積層膜（積層結晶膜）は、封止絶縁膜８０ｆによって支持されている。封止絶縁膜８０ｆとして、樹脂材料を用いることで、封止絶縁膜８０ｆは柔らかく変形し易い。これにより、積層膜（積層体１５）と基板５とを互いに分離する際に、積層膜に応力が印加され難くなる。これにより、積層膜に発生する損傷を抑制しつつ、基板５を分離できる。
【０１１０】
図８（ｂ）に表したように、第１主面１５ａの上に波長変換層９０を形成する。 さらに、図８（ｃ）に表したように、封止絶縁膜８０ｆを削り、第１金属ピラー４５及び第２金属ピラー５５を露出させる。
【０１１１】
この後、複数の積層体１５ごとに分断して、複数の半導体発光素子１１０ａが一括して得られる。
なお、上記の工程で、波長変換層９０を省略することで、半導体発光素子１１０が形成できる。
【０１１２】
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の動作を例示する模式的断面図である。
図９（ａ）に表したように、半導体発光素子１１０ａは、実装部品９５の上に実装される。すなわち、発光装置５１０は、半導体発光素子１１０ａと実装部品９５とを含む。実装部品９５は、基体９６と、ｎ側配線４６ｅと、ｐ側配線５６ｅと、絶縁層９７と、を含む。基体９６の上にｎ側配線４６ｅ及びｐ側配線５６ｅが設けられる。絶縁層９７は、ｎ側配線４６ｅの一部を露出させ、ｎ側配線４６ｅの上に設けられる。絶縁層９７は、ｐ側配線５６ｅの一部を露出させ、ｐ側配線５６ｅの上に設けられる。ｎ側配線４６ｅのうちの絶縁層９７から露出した部分は、半導体発光素子１１０ａの第１金属ピラー４５と対向する。ｐ側配線５６ｅのうちの絶縁層９７から露出した部分は、第２金属ピラー５５と対向する。ｎ側配線４６ｅと第１金属ピラー４５との間に、ｎ側接続部材４７ｂが設けられる。ｐ側配線５６ｅと第２金属ピラー５５との間に、ｐ側接続部材５７ｂが設けられる。
【０１１３】
図９（ｂ）に表したように、積層体１５の発光部３０（この図では、図示しない）から放出された発光光Ｌ１は、第１主面１５ａから出射する。発光光Ｌ１の一部は、波長が変換されて変換光Ｌ２となる。
【０１１４】
このとき、発光光Ｌ１と変換光Ｌ２との比率は、Ｚ軸上（第１主面１５ａの法線上）と、Ｚ軸から傾いた方向と、で実質的に同じである。すなわち、本実施形態に係る半導体発光素子１１０ａ及び発光装置５１０においては、出射角度にかかわらず、均一な色の光が得られる。
【０１１５】
なお、この例では、半導体発光素子１１０ａにおいて、波長変換層９０が設けられているが、実施形態はこれに限らない。半導体発光素子１１０を実装部品９５上に実装した後に、波長変換層９０を半導体発光素子１１０の第１主面１５ａの少なくとも一部の上に形成しても良い。
【０１１６】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、第１参考例の半導体発光素子の構成及び動作を示す模式的断面図である。
図１０（ａ）に表したように、第１参考例の半導体発光素子１１９ａにおいては、積層体１５と、第１電極４０と、第２電極５０と、基板５と、下地絶縁層７０と、が設けられる。そして、反射層６０が設けられない。この場合も、第２電極５０は、ｐ側電極５１と、ｐ側導電層５２と、を含む。ｐ側導電層５２は、遮光性の細線電極、または、透光性電極である。
【０１１７】
下地絶縁層７０は、積層体１５の側面を覆っている。下地絶縁層７０は、透光性である。
【０１１８】
半導体発光素子１１９ａにおいては、主として、第２主面１５ｂの側から光が出射する。ただし、積層体１５の側面に、反射層が設けられていないため、積層体１５の側面からも光が出射する。また、発光光の一部は、基板５に到達し、第１主面１５ａからも出射する。
【０１１９】
図１０（ｂ）に表したように、半導体発光素子１１９ａは、実装部品９５ａの上に実装される。すなわち、参考例の発光装置５１９は、半導体発光素子１１９ａと実装部品９５ａとを含む。実装部品９５ａは、ｎ側フレーム５１９ｃとｐ側フレーム５１９ｄとを有する。半導体発光素子１１９ａは、ｐ側フレーム５１９ｄ上に接合部材５１９ｆ（例えば樹脂）などにより固定される。半導体発光素子１１９ａの第１電極４０が、ｎ側ワイヤ５１９ａにより、ｎ側フレーム５１９ｃと接続される。第２電極５０が、ｐ側ワイヤ５１９ｂにより、ｐ側フレーム５１９ｄと接続される。半導体発光素子１１９ａは、反射容器５１９ｅの中に格納されている。半導体発光素子１１９ａの上には、蛍光体を含有する蛍光体樹脂５１９ｇが設けられている。
【０１２０】
図１０（ｃ）に表したように、積層体１５の発光部３０（この図では、図示しない）から放出された発光光Ｌ１は、第２主面１５ｂから出射すると共に、積層体１５や基板５の側面及び下面からも出射する。側面や下面から出射した光は、例えば、上記のフレームや反射容器５１９ｅの壁面で反射し、上方向に向けて進行する。第２主面１５ｂ、側面、下面などの種々の表面から出射した光が、蛍光体樹脂５１９ｇ内を通過する。そして、発光光Ｌ１の一部が、波長が変換されて変換光Ｌ２となる。
【０１２１】
このとき、Ｚ軸に沿う方向と、Ｚ軸に対して傾斜した方向と、で、発光光Ｌ１と変換光Ｌ２との比率が異なる。すなわち、Ｚ軸に対して傾斜した方向における、蛍光体樹脂５１９ｇ中を伝搬する発光光Ｌ１の光路長は、Ｚ軸に沿う方向における、蛍光体樹脂５１９ｇ中を伝搬する発光光Ｌ１の光路長よりも長い。このため、Ｚ軸に対して傾斜した方向における変換光Ｌ２の比率は、Ｚ軸に沿う方向における変換光Ｌ２の比率よりも高い。このため、Ｚ軸に沿う方向と、Ｚ軸に対して傾斜した方向と、で、出射光（発光光Ｌ１と変換光Ｌ２と合成光）の波長特性が異なる。
【０１２２】
例えば、発光光Ｌ１は青色であり、変換光Ｌ２は、黄色である。第１参考例においては、正面方向（Ｚ軸に対して平行方向）と比べて、斜め方向に出射する光は、黄色の強度が高くなる。例えば、正面方向で白色光が得られる場合は、斜め方向では黄色を帯びた色となる。このため、全方向で同じ色の光が得られない。すなわち、第１参考例の半導体発光素子１１９ａ、及び、発光装置５１９においては、角度によって出射光の色が変化する。すなわち、出射する光の色のむらが大きい。
また、下面から出射する光は、例えば、フレームや反射容器５１９ｅで反射し、進行するうちに吸収され、少なくともその一部が失われる。
【０１２３】
さらに、半導体発光素子１１９ａ及び発光装置５１９においては、熱伝導率の低い基板５が設けられているため、放熱性が低い。また、第１電極４０及び第２電極５０が設けられる第２主面１５ｂから光が出射する構成が用いられているため、第１電極４０及び第２電極５０によって光が遮られ、光取り出し効率が低い。
【０１２４】
これに対して、本実施形態に係る半導体発光素子１１０ａ及び発光装置５１０においては、実質的に第１主面１５ａからだけ、光が出射するので、発光光Ｌ１と変換光Ｌ２との比率は、Ｚ軸上と、Ｚ軸から傾いた方向と、で実質的に同じである。これにより、出射角度にかかわらず、均一な色の光が得られる。また、第１主面１５ａを除く面からは、実質的に光が出射しないため、光の損失が抑制される。さらに、基板５を用いず、第１金属ピラー４５と第２金属ピラー５５を用いているため、ｎ側接続部材４７ｂ及びｐ側接続部材５７ｂを介して、発生した熱が、外部（例えば、ｎ側配線４６ｅ及びｐ側配線５６ｅなど）に効率良く伝達される。これにより、高い放熱性が得られる。そして、光が出射する第１主面１５ａには、光を遮蔽する電極（第１電極４０及び第２電極５０など）が設けられていない。これにより、高い光取り出し効率が得られる。
【０１２５】
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、第２〜第４参考例の半導体発光素子の構成を示す模式的断面図である。
図１１（ａ）に表したように、第２参考例の半導体発光素子１１９ｂにおいては、半導体発光素子１１９ａにおいて、積層体１５の側面及び基板５の下面に反射層６９がさらに設けられている。半導体発光素子１１９ｂにおいては、積層体１５の側面及び基板５の下面から出射する光が、反射層６９で第２主面１５ｂに向けて反射される。これにより、光路長の変化による色の変化は抑制される。しかしながら、光が出射する第２主面１５ｂに第１電極４０及び第２電極５０が設けられるため、一部の光が遮蔽される。このため、光取り出し効率が低い。また、基板５が設けられているため、放熱性が低く、高い発光効率は得られない。
【０１２６】
図１１（ｂ）に表したように、第３参考例の半導体発光素子１１９ｃにおいては、第１電極４０は、積層体１５の第１主面１５ａに設けられ、第２電極５０は、積層体１５の第２主面１５ｂに設けられている。そして、結晶成長用の基板５は除去されている。そして、第２電極５０に支持基板５８（例えばシリコン基板などの導電性の基板）が接合されている。積層体１５の側面に下地絶縁層７０が設けられ、下地絶縁層７０を覆うように、反射層６９が設けられている。この例では、光は、第１主面１５ａから主に出射する。この場合も、光が出射する第１主面１５ａに第１電極４０が設けられているため、一部の光が遮蔽され、光取り出し効率が低い。
【０１２７】
図１１（ｃ）に表したように、第４参考例の半導体発光素子１１９ｄにおいては、積層体１５の側面に反射層６０が設けられている。この例では、反射層６０として、複数の誘電体膜（誘電体膜６５ａ、６５ｂ及び６５ｃ）が設けられている。そして、第１電極４０に接続される第１リード電極部４９と、第２電極５０に接続される第２リード電極５９と、が設けられている。そして、封止部８０が設けられていない。このため、半導体発光素子１１９ｄの強度が低く、実装時などに破壊され易く、実用的でない。なお、半導体発光素子１１９ｄにおいて、結晶成長用の基板５を残す場合は、この強度が低い問題は緩和されるが、放熱性は不十分である。
【０１２８】
これに対し、本実施形態に係る半導体発光素子１１０及び１１０ａにおいては、第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び積層体１５を封止する封止部８０が設けられるため、強度が高く、実用的であり、また、高い放熱性が得られ、高い発光効率が得られる。
【０１２９】
なお、積層体１５の側面（外縁側面１０ｓ）上に導電性の反射層を設ける構成も考えられる。しかしながら、この構成において、第１金属ピラー４５の断面積を大きくしようしたときには、第１金属ピラー４５と第２半導体層２０（及びｐ側導電層５２）との間に層間絶縁膜を別途設けることになる。
【０１３０】
これに対して、本実施形態に係る半導体発光素子１１０及び１１０ａにおいては、積層体１５の側面に設ける反射層６０が絶縁性であることから、反射層６０を、第１金属ピラー４５と第２半導体層２０（及びｐ側導電層５２）との間を電気的に遮断する絶縁層として利用することができる。すなわち、反射層６０は、反射機能と、層間絶縁膜の絶縁機能と、の両方の機能を有する。これにより、構成が簡単になり、また、工程数も削減できる。また、反射層６０が絶縁性であることから、素子の絶縁性をより高めることができ、より高い信頼性が得られる。
【０１３１】
図１２は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【０１３２】
図１２に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０ｐは、透光層９１をさらに含む。透光層９１は、積層体１５の第１主面１５ａの少なくとも一部の上に設けられる。透光層９１は、発光光に対して透過性である。また、発光装置５１１は、この半導体発光素子１１０ｅと実装部品９５とを含む。
【０１３３】
透光層９１は、例えば、積層体１５の第１主面１５ａを保護する。また、透光層９１として、屈折率が、第１半導体層１０の屈折率よりも低い材料を用いることができる。これにより、発光部３０から放出される光を効率よく、第１主面１５ａから出射させることができる。この場合も、高効率の半導体発光素子を提供することができる。
【０１３４】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１３（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１０ｂにおいては、下地絶縁層７０は、第１半導体層１０の外縁の部分の側面の全体を覆っている。これにより、さらに安定した特性が得られる。
【０１３５】
半導体発光素子１１０ｂにおいては、下地絶縁層７０は、外縁側面１０ｓの全体、及び、境界側面１０ｔの全体を覆っている。これにより、さらに安定した特性が得られる。
なお、半導体発光素子１１０ｂにおいては、封止部８０の側面において、反射層６０が露出している。
【０１３６】
一方、図１３（ｂ）に表したように、半導体発光素子１１０ｃにおいては、下地絶縁層７０は、外縁側面１０ｓにおける第１半導体層１０と発光部３０との界面部分、外縁側面１０ｓにおける第２半導体層２０と発光部３０との界面部分、境界側面１０ｔにおける第１半導体層１０と発光部３０との界面部分、及び、境界側面１０ｔにおける第２半導体層２０と発光部３０との界面部分を覆っている。これによっても、積層体１５を保護することができる。
半導体発光素子１１０ｃにおいては、反射層６０の側面は封止部８０に覆われている。このように、種々の変形が可能である。
【０１３７】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１４（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１０ｄにおいては、下地絶縁層７０が設けられていない。本実施形態においては、反射層６０は反射性であると同時に、絶縁性である。このため、反射層６０は、下地絶縁層７０の機能を果たすことができる。このように、下地絶縁層７０は必要に応じて設けられ、省略しても良い。この例では、反射層６０は、第１半導体層１０の外縁の部分の側面には設けられていない。すなわち、反射層６０は、外縁側面１０ｓにおける第１半導体層１０と発光部３０との界面部分、外縁側面１０ｓにおける第２半導体層２０と発光部３０との界面部分、境界側面１０ｔにおける第１半導体層１０と発光部３０との界面部分、及び、境界側面１０ｔにおける第２半導体層２０と発光部３０との界面部分を覆っている。これにより、積層体１５を実用的に十分に保護することができる。
【０１３８】
図１４（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１０ｅにおいては、反射層６０は、第１半導体層１０の外縁の部分の側面も覆っている。このように、反射層６０は、外縁側面１０ｓの全体、及び、境界側面１０ｔの全体を覆うことができる。これにより、さらに安定した特性が得られる。
【０１３９】
なお、半導体発光素子１１０ｄにおいては、封止部８０は、反射層６０のうちの第１主面１５ａに接する部分の側面を露出している。また、半導体発光素子１１０ｅにおいては、封止部８０は、反射層６０のうちの第１主面１５ａに露出する部分を除いて反射層６０を覆っている。このように、封止部８０は、反射層６０の少なくとも一部を覆う。
【０１４０】
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１５（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１０ｆにおいては、第１電極４０は、ｎ側電極４１と、ｎ側導電層４２と、を有する。ｎ側導電層４２は、第１半導体層１０の第２主面１５ｂの側の面上に設けられている。ｎ側電極４１と第１半導体層１０との間に、ｎ側導電層４２の一部が設けられている。
【０１４１】
ｎ側導電層４２には、任意の導電材料を用いることができる。ｎ側導電層４２は、第１半導体層１０に対するコンタクト電極として機能することができる。
【０１４２】
特に、ｎ側導電層４２として、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜のいずれか、または、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜の少なくとも２つ以上を含む積層膜のいずれかを用いることができる。これにより、特に、短波長の光（紫外光〜青色光）に対する高い反射率が得られる。これにより、高い光取り出し効率が得られる。
【０１４３】
ｎ側電極４１には、例えば、ｐ側電極５１に用いられる材料を用いることができる。
【０１４４】
図１５（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１０ｇにおいては、第１電極４０が、ｎ側電極４１とｎ側導電層４２を含み、第２電極５０が、ｐ側電極５１とｐ側導電層５２を含んでいる。そして、この例では、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２には、反射性の導電層が用いられている。例えば、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２として、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜のいずれか、または、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜の少なくとも２つ以上を含む積層膜のいずれかが用いられている。
【０１４５】
そして、反射層６０は、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２が設けられている部分には設けられていない。半導体発光素子１１０ｆにおいては、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２が反射性であるため、発光光Ｌ１は、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２で反射し、第１主面１５ａに向けて進行する。このため、反射層６０がｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２が設けられている部分に設けられていなくても、高い光取り出し効率が得られる。
【０１４６】
反射層６０は、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２が設けられている部分を除いて、積層体１５の側面の少なくとも一部に設けられれば良い。これにより高い光取り出し効率が得られる。
【０１４７】
このように、第１電極４０及び第２電極５０の少なくともいずれかは、発光光に対して反射性の反射性部分（例えば、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２など）を有することができる。反射性部分の反射率は、例えば、反射層６０の反射率以上である。この場合には、反射層６０は、反射性部分の上には設けられていなくても良い。
【０１４８】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
これらの図においては、第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び封止部８０は省略されている。
【０１４９】
図１６（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１１ａにおいては、積層体１５の側面がＺ軸に対して傾斜している。すなわち、外縁側面１０ｓ及び境界側面１０ｔは、例えばＸ軸方向（第１方向に対して垂直な第２方向）に沿った第２半導体層２０の幅が、Ｘ軸方向に沿った発光部３０の幅よりも短くなるように、Ｚ軸方向に対して傾斜している。すなわち、積層体１５の側面は、順テーパの形状の部分を有する。この例では、第１半導体層１０の外縁の側面は、Ｚ軸に対して実質的に平行である。
【０１５０】
図１６（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１１ｂにおいても、積層体１５の側面がＺ軸に対して傾斜している。この例では、第１半導体層１０の外縁の側面も、Ｚ軸に対して傾斜している。すなわち、第１半導体層１０の外縁の側面は、第１半導体層１０の外縁の側面のうちの第１主面１５ａの側の部分のＸ軸方向に沿った幅が、第１半導体層１０の外縁の側面のうちの第２主面１５ｂの側の部分のＸ軸方向に沿った幅よりも大きくなるように、Ｚ軸方向に対して傾斜している。
【０１５１】
このように、積層体１５の側面を傾斜（順テーパで傾斜）させることで、下地絶縁層７０及び反射層６０の側面上での被覆性が向上する。これにより、下地絶縁層７０の保護特性が向上し易くなり、また、反射層６０の反射特性が向上し易くなる。
【０１５２】
半導体発光素子１１１ａ及び１１１ｂにおいて、積層体１５の側面のテーパ角θ（側面と第１主面１５ａとの間の角度）は、例えば４５度以上９０度未満である。
【０１５３】
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１７（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１２ａにおいては、図２（ｂ）に例示した第３部分１３が、第１半導体層１０に設けられていない。
【０１５４】
図１７（ｂ）においては、第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び封止部８０は省略されている。図１７（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１２ｂにおいても第３部分１３が設けられていない。そして、積層体１５の側面は、Ｚ軸に対して傾斜している。
【０１５５】
本実施形態に係る半導体発光素子１１０ｂ〜１１０ｇ、１１０ｐ、１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ及び１１２ｂにおいて、波長変換層９０をさらに設けても良い。また、既に説明したように、本実施形態に係る半導体発光素子及びその変形の半導体発光素子において、下地絶縁層７０は必要に応じて設けられ、省略しても良い。
【０１５６】
（第２の実施形態）
図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１８（ａ）に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１２０ａは、被覆層７５をさらに含む。すなわち、半導体発光素子１２０ａは、半導体発光素子１１０において、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
【０１５７】
被覆層７５は、反射層６０を覆う。被覆層７５は、例えば、反射層６０を保護する。
被覆層７５の光学特性は任意である。例えば、被覆層７５は、発光光に対して透過性、反射性、または、吸収性である。被覆層７５が透過性である場合、被覆層７５には、下地絶縁層７０に関して説明した材料を用いることができる。また、被覆層７５が反射性である場合は、被覆層７５には、反射層６０に用いられる材料を用いることができる。また、被覆層７５が吸収性である場合には、被覆層７５には、封止部８０に用いられる材料を用いることができる。
【０１５８】
被覆層７５は、例えば、有機樹脂を含む。被覆層７５には、例えば、ポリイミドなどを用いることができる。ただし、実施形態はこれに限らず、被覆層７５には無機材料を用いても良い。被覆層７５は、例えば絶縁性である。被覆層７５を設けることで、例えば信頼性が向上する。
【０１５９】
図１８（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２０ｂは、半導体発光素子１１０ｂにおいて、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
【０１６０】
図１８（ｃ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２０ｃは、半導体発光素子１１０ｅにおいて、被覆層７５がさらに設けられた素子である。半導体発光素子１１０ｆ及び１１０ｇにおいて、被覆層７５をさらに設けても良い。
【０１６１】
なお、半導体発光素子１２０ａ〜１２０ｃにおいては、封止部８０の側面において、反射層６０が露出している。
【０１６２】
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）に表したように、半導体発光素子１２０ｄ〜１２０ｆにおいても被覆層７５が設けられている。これらの素子においては、反射層６０の側面は、被覆層７５により覆われている。このように、種々の変形が可能である。
【０１６３】
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
これらの図においては、第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び封止部８０は省略されている。
【０１６４】
図２０（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２１ａは、半導体発光素子１１１ａにおいて、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
図２０（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２１ｂは、半導体発光素子１１１ｂにおいて、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
【０１６５】
図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図２１（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２２ａは、半導体発光素子１１２ａにおいて、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
図２１（ｂ）においては、第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び封止部８０は省略されている。図２１（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２２ｂは、半導体発光素子１１２ｂにおいて、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
【０１６６】
被覆層７５が設けられる構成において、下地絶縁層７０は必要に応じて設けられ、省略しても良い。
【０１６７】
本実施形態によれば、効率が高く、さらに信頼性の高い半導体発光素子が提供できる。 本実施形態に係る半導体発光素子１２０ａ〜１２０ｆ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ及び１２２ｂにおいて、波長変換層９０をさらに設けても良い。
【０１６８】
実施形態に係る半導体発光素子は、例えば、照明装置や、表示装置などの光源として利用することができる。
実施形態によれば、高効率の半導体発光素子が提供される。
【０１６９】
なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙ−ｚＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる化学式において組成比ｘ、ｙ及びｚをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。
【０１７０】
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれは良い。
【０１７１】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子に含まれる半導体層、発光部、積層体、電極、金属ピラー、封止部、下地絶縁層、反射層、被覆層及び波長変換層などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１７２】
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体発光素子を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体発光素子も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１７３】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７５】
５…基板、 １０…第１半導体層、 １０ｓ…外縁側面、 １０ｔ…境界側面、 １１…第１部分、 １２…第２部分、 １３…第３部分、 １５…積層体、 １５ａ…第１主面、 １５ｂ…第２主面、 ２０…第２半導体層、 ３０…発光部、 ３１…障壁層、 ３２…井戸層、 ４０…第１電極、 ４１…ｎ側電極、 ４２…ｎ側導電層、 ４５…第１金属ピラー、 ４５ｅ…端部、 ４６ｅ…ｎ側配線、 ４７ｂ…ｎ側接続部材、 ４９…第１リード電極部、 ５０…第２電極、 ５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ…ｐ側電極、 ５２…ｐ側導電層、 ５５、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ…第２金属ピラー、 ５５ｅ…端部、 ５６ｅ…ｐ側配線、 ５７ｂ…ｐ側接続部材、 ５８…支持基板、 ５９…第２リード電極、 ６０…反射層、 ６１…多層誘電膜、 ６１ａ…第１誘電体層、 ６１ｂ…第２誘電体層、 ６２…反射絶縁膜、 ６５ａ〜６５ｃ…誘電体膜、 ６９…反射層、 ７０…下地絶縁層、 ７５…被覆層、 ８０…封止部、 ８０ｆ…封止絶縁膜、 ８０ｎ…開口部、 ８０ｐ…開口部、 ９０…波長変換層、 ９１…透光層、 ９５、９５ａ…実装部品、 ９６…基体、 ９７…絶縁層、 θ…テーパ角、 １１０、１１０ａ〜１１０ｇ、１１０ｐ、１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１９ａ〜１１９ｄ、１２０ａ〜１２０ｆ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂ…半導体発光素子、 ５１０、５１１、５１９…発光装置、 ５１９ａ…ｎ側ワイヤ、 ５１９ｂ…ｐ側ワイヤ、 ５１９ｃ…ｎ側フレーム、 ５１９ｄ…ｐ側フレーム、 ５１９ｅ…反射容器、 ５１９ｆ…接続部材、 ５１９ｇ…蛍光体樹脂、 ＢＬ、ＢＬｉ…障壁層、 ＣＬ…導電層、 Ｌ１…発光光、 Ｌ２…変換光、 Ｌｕｖ…紫外線、 Ｒｆ…レジスト膜、 ＷＬ、ＷＬｉ…井戸層、 ｄ１、ｄ２…距離、 ｄ３…長さ、 ｄ４〜ｄ６…径、 ｌ１…距離、 ｌ２、ｌ３…長さ、 ｔ６１ａ、ｔ６１ｂ…長さ
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、窒化物半導体を用いたＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの半導体発光素子が開発されている。また、例えば、青色の光を放出するＬＥＤと、青色光を吸収して黄色系の光を放出する蛍光体と、を組み合わせることで、白色の光を放出する半導体発光素子も開発されている。
【０００３】
このような半導体発光素子において、発光効率を高め、発光層から放出される光の取り出し効率を高めることが望まれている。また、得られる光の色のむらを低減することが望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−７１２７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の実施形態は、高効率の半導体発光素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の実施形態によれば、積層体と、第１電極と、第２電極と、反射層と、第１金属ピラーと、第２金属ピラーと、封止部と、を含む半導体発光素子が提供される。前記積層体は、第１半導体層と、第２半導体層と、発光部と、を含む。前記第１半導体層は、第１部分と、前記第１部分と並置された第２部分と、を有し、第１導電形である。前記第２半導体層は、第２導電形である。前記発光部は、前記第２部分と前記第２半導体層との間に設けられる。前記積層体は、前記第１半導体層の側の第１主面と、前記２半導体層の側の第２主面と、を有する。前記第１電極は、前記第１半導体層の前記第１部分の前記第２主面の側の面上に設けられる。前記第２電極は、前記第２半導体層の前記第２主面の側の面上に設けられる。前記反射層は、前記積層体の側面を覆い、絶縁性で、前記発光部から放出される発光光に対して反射性である。前記第１金属ピラーは、前記第１電極と電気的に接続され、前記第１半導体層から前記第２半導体層に向かう第１方向に延びる。前記第２金属ピラーは、前記第２電極と電気的に接続され、前記第１方向に延びる。前記封止部は、前記第１金属ピラーの端部及び前記第２金属ピラーの端部を露出させて前記第１金属ピラー及び前記第２金属ピラーを封止する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
【図３】第１の実施形態に係る半導体発光素子の一部の構成を例示する模式図である。
【図４】図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の一部の構成を例示する模式的断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｄ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
【図９】図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の動作を例示する模式的断面図である。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、第１参考例の半導体発光素子の構成及び動作を示す模式的断面図である。
【図１１】図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、第２〜第４参考例の半導体発光素子の構成を示す模式的断面図である。
【図１２】第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の動作を例示する模式的断面図である。
【図１３】図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１４】図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１５】図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１６】図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１７】図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１８】図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図１９】図１９（ａ）〜図１９（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図２０】図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【図２１】図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１（ａ）及び図１（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
すなわち、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ１−Ａ２線断面図である。
【００１０】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０は、積層体１５と、第１電極４０と、第２電極５０と、第１金属ピラー４５と、第２金属ピラー５５と、封止部８０と、を含む。
【００１１】
積層体１５は、第１半導体層１０と、第２半導体層２０と、発光部３０と、を含む。
第１半導体層１０は、第１部分１１と、第２部分１２と、を有する。第２部分１２は、第１部分１１と並置される。第１半導体層１０は、第１導電形を有する。
【００１２】
第２半導体層２０は、第２導電形を有する。第２導電形は、第１導電形とは異なる導電形である。例えば、第１導電形はｎ形であり、第２導電形はｐ形である。実施形態はこれに限らず、第１導電形がｐ形であり、第２導電形がｎ形でも良い。以下では、第１導電形がｎ形であり、第２導電形がｐ形である場合として説明する。
【００１３】
発光部３０は、第２部分１２と第２半導体層２０との間に設けられる。
【００１４】
第１半導体層１０、第２半導体層２０及び発光部３０は、例えば、窒化物半導体を含む。第１半導体層１０は、例えばｎ形クラッド層を含む。第２半導体層２０は、例えば、ｐ形クラッド層を含む。発光部３０の例については後述する。
【００１５】
積層体１５は、第１主面１５ａと、第２主面１５ｂと、を有する。第２主面１５ｂは、第１主面１５ａとは反対側の面である。第１主面１５ａは、積層体１５の第１半導体層１０の側の主面である。第２主面１５ｂは、積層体１５の第２半導体層２０の側の主面である。
【００１６】
ここで、第１半導体層１０から第２半導体層２０に向かう方向をＺ軸方向（第１方向）とする。Ｚ軸に対して垂直な１つの軸をＸ軸（第２軸）とする。Ｚ軸とＸ軸とに対して垂直な軸をＹ軸（第３軸とする）。Ｚ軸（第１軸）は、第１主面１５ａに対して垂直であり、第２主面１５ｂに対して垂直である。
【００１７】
例えば、基板上に、第１半導体層１０、発光部３０及び第２半導体層２０がこの順で結晶成長され、積層体１５となる積層結晶膜が形成される。そして、この積層結晶膜の一部が、第２主面１５ｂの側から、第１半導体層１０に到達するまで除去される。これにより、第１半導体層１０の一部（第１部分１１）が露出する。そして、第２部分１２の上の発光部３０及び第２半導体層２０が残る。これにより、積層体１５が形成される。第２部分１２は、第１部分１１とＸ−Ｙ平面内で並置されている。
【００１８】
後述するように、例えば、基板上に積層体１５の結晶が成長された後に、積層体１５は、基板から分離される。
【００１９】
第１電極４０は、第１半導体層１０の第１部分１１の第２主面１５ｂの側の面上に設けられる。すなわち、上記の露出したその一部の上に第１電極４０が設けられる。
【００２０】
第２電極５０は、第２半導体層２０の第２主面１５ｂの側の面上に設けられる。この例では、第２電極５０は、ｐ側電極５１と、ｐ側導電層５２と、を有する。ｐ側導電層５２は、第２半導体層２０の第２主面１５ｂの側の面上に設けられている。ｐ側電極５１と第２半導体層２０との間に、ｐ側導電層５２の一部が設けられている。
【００２１】
だたし、実施形態はこれに限らず、第２電極５０には、ｐ側導電層５２が設けられていなくても良い。この場合には、ｐ側電極５１が、第２半導体層２０に接触する。
【００２２】
反射層６０は、積層体１５の側面を覆う。積層体１５の側面は、外縁側面１０ｓ及び境界側面１０ｔを含む。積層体１５の側面に関しては、後述する。反射層６０は、発光部３０から放出される発光光に対して反射性である。
【００２３】
第１金属ピラー４５は、第１電極４０と電気的に接続される。第１金属ピラー４５は、Ｚ軸方向に延びる。
【００２４】
第２金属ピラー５５は、第２電極５０と電気的に接続される。第２金属ピラー５５は、Ｚ軸方向に延びる。この例では、第２金属ピラー５５として、３つの第２金属ピラー（第２金属ピラー５５ａ、５５ｂ及び５５ｃ）が設けられている。ただし、実施形態はこれに限らず、第２金属ピラー５５の数は任意である。また、第１金属ピラー４５の数も任意である。
【００２５】
封止部８０は、第１金属ピラー４５の端部４５ｅ及び第２金属ピラー５５の端部５５ｅを露出させて、第１金属ピラー４５及び第２金属ピラー５５を封止する。第１金属ピラー４５の端部４５ｅは、第１金属ピラー４５の第１電極４０とは反対側の端である。第２金属ピラー５５の端部５５ｅは、第２金属ピラー５５の第２電極５０とは反対側の端である。すなわち、封止部８０は、第１金属ピラー４５の側面を覆い、第２金属ピラー５５の側面を覆う。封止部８０は、さらに、反射層６０の少なくとも一部を覆う。
これにより、高い効率が得られる。
【００２６】
例えば、反射層６０の発光光に対する反射率は、封止部８０の発光光に対する反射率以上である。後述するように、実施形態においては、発光部３０から放出される発光光が、効率良く反射層６０で反射し、第１主面１５ａから外部に効率良く出射する。これにより、高い効率が得られる。
【００２７】
なお、発光部３０から放出される発光光は反射層６０で反射されるので、実施形態において、封止部８０の反射特性は任意である。ただし、第１主面１５ａから出射した光が、半導体発光素子の周囲に設けられる構造体で反射して、半導体発光素子１１０に向かって戻る場合がある。このとき、封止部８０が光吸収性の場合は、光が損失される。このため、封止部８０は、発光光に対して反射性であることがより好ましい。例えば、半導体発光素子１１０に配置される構造体の構成によっては、封止部８０（の特に表面）の発光光に対する反射率を、反射層６０の発光光に対する反射率よりも高く設定しても良い。
【００２８】
この例では、半導体発光素子１１０は、下地絶縁層７０をさらに含む。下地絶縁層７０の少なくとも一部は、積層体１５の側面と、反射層６０と、の間に設けられる。例えば、下地絶縁層７０は、発光光に対して透過性である。下地絶縁層７０の発光光に対する反射率は、例えば、反射層６０の発光光に対する反射率よりも低い。下地絶縁層７０は、絶縁性である。
【００２９】
半導体発光素子１１０のＸ軸に沿った長さｌ３は、例えば、約６００マイクロメートル（μｍ）である。半導体発光素子１１０のＹ軸に沿った長さは、例えば、長さｌ３と同じである。ただし、実施形態はこれに限らず、半導体発光素子１１０の寸法は、任意である。
【００３０】
半導体発光素子１１０においては、第２主面１５ｂの側に第１電極４０及び第２電極５０が設けられ、発光光は、第１主面１５ａから出射する。半導体発光素子１１０は、例えば、フリップチップ型の半導体発光素子である。
【００３１】
図２（ａ）及び図２（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式図である。
これらの図は、構成が分かり易いように、第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び封止部８０を除去した状態の半導体発光素子１１０の構成を例示している。図２（ａ）は平面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ３−Ａ４線断面図である。
【００３２】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に表したように、この例では、第２電極５０は、３つのｐ側電極５１（ｐ側電極５１ａ、５１ｂ及び５１ｃ）と、１つのｐ側導電層５２と、を含む。ｐ側電極５１ａ、５１ｂ及び５１ｃは、ｐ側導電層５２と電気的に接続されている。ｐ側電極５１ａ、５１ｂ及び５１ｃのそれぞれが、上記の第２金属ピラー５５ａ、５５ｂ及び５５ｃのそれぞれと電気的に接続されている。
【００３３】
積層体１５は、外縁側面１０ｓと、境界側面１０ｔと、を有する。外縁側面１０ｓは、積層体１５をＺ軸方向に見たときの積層体１５の外縁の側面である。境界側面１０ｔは、積層体１５のうちの、第１部分１１と第２部分１２との間に位置する側面である。
【００３４】
この例では、Ｚ軸方向に見たときの、積層体１５の外縁は、長方形（例えば正方形）である。外縁側面１０ｓは、この長方形の外縁の側面である。境界側面１０ｔは、例えば、Ｚ軸方向に見たときに、第１電極４０と第２電極５０との間に位置する側面である。
【００３５】
反射層６０は、外縁側面１０ｓの少なくとも一部と、境界側面１０ｔの少なくとも一部と、を覆っている。
【００３６】
下地絶縁層７０は、外縁側面１０ｓの上記の少なくとも一部と、反射層６０との間に設けられている。さらに、下地絶縁層７０は、境界側面１０ｔの上記の少なくとも一部と、反射層６０と、の間に設けられている。
【００３７】
この例では、下地絶縁層７０は、境界側面１０ｔの全てを覆っている。これにより、積層体１５のうちで、電流密度が特に高い第１電極４０と第２電極５０との間の部分の絶縁性が向上し、例えば信頼性が特に向上できる。
【００３８】
この例では、積層体１５のＸ軸に沿った長さｌ２は、例えば約５８０μｍである。積層体１５のＹ軸に沿った長さは、例えば長さｌ２と同じである。
【００３９】
第１電極４０のＸ軸に沿った中心と、ｐ側電極５１ａのＸ軸に沿った中心と、の間の距離ｌ１は、例えば、約３８０μｍである。第１電極４０のＹ軸に沿った中心と、ｐ側電極５１ｃのＹ軸に沿った中心と、の間の距離は、例えば、距離ｌ１と同じである。
【００４０】
この例では、Ｚ軸方向に見たときに、第１部分１１は、積層体１５の１つのコーナーに設けられている。このコーナーに繋がる辺において、第２半導体層２０の外縁と、第１半導体層１０の外縁と、の距離ｄ１は、例えば、約２５μｍである。第１電極４０のＹ軸に沿った中心と、第１半導体層１０のＹ軸方向に沿った外縁と、の距離ｄ２は、例えば、約１００μｍである。第１部分１１のＹ軸方向に沿った長さｄ３は、例えば、約２００μｍである。第１部分１１のＸ軸方向に沿った長さは、例えば、長さｄ３と同じである。
【００４１】
この例では、Ｚ軸方向に見たときの、ｐ側電極５１の形状は円形である。Ｚ軸方向に見たときのｐ側電極５１の径ｄ４（Ｘ軸方向に沿った長さ及びＹ軸方向に沿った長さ）は、例えば、１００μｍである。また、ｐ側電極５１の上に設けられている下地絶縁層７０の開口部の、Ｚ軸方向に見たときの径ｄ５（Ｘ軸方向に沿った長さ及びＹ軸方向に沿った長さ）は、例えば、９０μｍである。また、ｐ側電極５１の上に設けられている反射層６０の開口部の、Ｚ軸方向に見たときの径ｄ６（Ｘ軸方向に沿った長さ及びＹ軸方向に沿った長さ）は、例えば、８０μｍである。
【００４２】
なお、実施形態において、ｐ側電極５１のＺ軸方向に見たときの形状、ｐ側電極５１上の下地絶縁層７０の開口部のＺ軸方向に見たときの形状、及び、ｐ側電極５１上の反射層６０の開口部のＺ軸方向に見たときの形状は、任意である。
【００４３】
また、Ｚ軸方向に見たときの、第１電極４０の形状は円形である。Ｚ軸方向に見たときの第１電極４０の径は、径ｄ４と同じである。また、第１電極４０の上に設けられている下地絶縁層７０の開口部の、Ｚ軸方向に見たときの径は、径ｄ５と同じである。また、第１電極４０の上に設けられている反射層６０の開口部の、Ｚ軸方向に見たときの径は、径ｄ６と同じである。
【００４４】
なお、実施形態において、第１電極４０のＺ軸方向に見たときの形状、第１電極４０上の下地絶縁層７０の開口部のＺ軸方向に見たときの形状、及び、第１電極４０上の反射層６０の開口部のＺ軸方向に見たときの形状は、任意である。
【００４５】
このように、下地絶縁層７０は、第１電極４０の一部と、第２電極５０の一部と、を覆う。具体的には、下地絶縁層７０は、第１電極４０のうちの第１金属ピラー４５と接続される部分を除く部分を覆う。下地絶縁層７０は、第２電極５０のうちの第２金属ピラー５５と接続される部分を除く部分を覆う。
【００４６】
そして、反射層６０は、下地絶縁層７０のうちの、第１電極４０のその一部（第１電極４０のうちの第１金属ピラー４５と接続される部分を除く部分）を覆う部分を覆う。そして、反射層６０は、下地絶縁層のうちの、第２電極５０のその一部（第２電極５０のうちの第２金属ピラー５５と接続される部分を除く部分）を覆う部分を覆う。例えば、反射層６０は、下地絶縁層７０の側面を覆っている。
【００４７】
そして、図１（ｂ）に表したように、反射層６０は、第１電極４０と第１金属ピラー４５との間の部分を有する。さらに、反射層６０は、第２電極５０と第２金属ピラー５５との間の部分を有する。すなわち、第１金属ピラー４５は、反射層６０の一部を覆う。第２金属ピラー５５は、反射層６０の別の一部を覆う。
【００４８】
なお、後述するように、下地絶縁層７０は、必要に応じて設けられ、場合によっては、省略しても良い。
【００４９】
このように、本具体例では、反射層６０は、第１電極４０の縁部及び側面を覆い、第２電極５０の縁部及び側面を覆う。
【００５０】
本実施形態に係る半導体発光素子１１０においては、発光部３０から放出された発光光の一部は、直接、第１主面１５ａから外部に出射する。そして、発光光の別の一部は、例えば、第１電極４０及び第２電極５０で反射し、進行方向を変え、第１主面１５ａから出射する。さらに、発光光の別の一部は、積層体１５の側面（外縁側面１０ｓ及び境界側面１０ｔ）に設けられた反射層６０で反射し、進行方向を変え、第１主面１５ａから出射する。
【００５１】
すなわち、半導体発光素子１１０においては、発光部３０から放出される発光光は、第１主面１５ａから出射する。これより、他の面からの出射が抑制され、光の取り出し効率が高い。これにより、高い効率が得られる。
【００５２】
例えば、反射層６０は、第１主面１５ａを除き、電気的接続のための第１電極４０上の開口部及び電気的接続のための第２電極５０上の開口部を除いて、積層体１５の全体を覆っている。具体的には、第２電極５０のｐ側電極５１、及び、第１電極４０のそれぞれの外縁が、下地絶縁層７０に覆われている。そして、その下地絶縁層７０の上面及び側面が、さらに反射層６０で覆われている。これにより、半導体発光素子１１０においては、第１主面１５ａからのみ、光が出射される。これにより、高い光取り出し効率が得られる。
【００５３】
なお、ｐ側導電層５２は、第１半導体層１０と第２半導体層２０との間を流れる電流を、ｐ側電極５１の面積よりも広げる機能を有する。これにより、積層体１５の広い領域に電流を流すことができ、発光効率が向上できる。ｐ側導電層５２は、発光部３０から放出される発光光に対して反射性または透過性を有することができる。
【００５４】
ｐ側導電層５２として、光反射性の導電層を用いたとき、例えば、ｐ側導電層５２の反射率は、ｐ側電極５１の反射率よりも高い。このときは、発光光の一部は、ｐ側導電層５２で反射し、第１主面１５ａに向けて進行する。これにより、高い光取り出し効率が得られる。
【００５５】
また、ｐ側導電層５２として、光透過性の導電層を用いたとき、例えば、ｐ側導電層５２の透過率は、ｐ側電極５１の透過率よりも高い。また、ｐ側導電層５２の透過率は、反射層６０の透過率よりも高い。このときは、発光光の一部は、ｐ側導電層５２を通過し、反射層６０で反射し、第１主面１５ａに向けて進行する。これにより、高い光取り出し効率が得られる。
【００５６】
さらに、半導体発光素子１１０においては、発光部３０で発生する熱は、第１金属ピラー４５及び第２金属ピラー５５を介して、外部に効率良く伝達される。これにより、高い放熱性が得られる。このため、発光部３０の温度上昇を抑制でき、発光部３０における光の放出の効率（内部量子効率）が高くできる。
【００５７】
特に、図１（ａ）及び図２（ａ）に例示したように、本具体例では、Ｚ軸方向に見たときの第１金属ピラー４５の面積は、第１電極４０の面積よりも大きい。そして、Ｚ軸方向に見たときの第２金属ピラー５５の面積は、第２電極５０の面積よりも大きい。このように、Ｘ−Ｙ平面で切断したときの、第１金属ピラー４５の断面積、及び、第２金属ピラー５５の断面積が大きく設定できる。このため、第１金属ピラー４５及び第２金属ピラー５５を介した放熱性は高い。
【００５８】
本実施形態においては、例えば、絶縁性の反射層６０は、第１電極４０と第１金属ピラー４５との間の部分を有している。これにより、例えば、Ｚ軸方向に見たときに、第１金属ピラー４５は、第２半導体層２０の一部に重なることができる。その結果、第１金属ピラー４５の断面積を大きくできる。これにより、高い放熱性が得られる。
【００５９】
このように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０においては、発光部３０から放出される光の取り出し効率が高く、そして、内部量子効率も高い。これにより、発光効率の高い半導体発光素子が得られる。
【００６０】
なお、第１半導体層１０の厚さは、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下である。本具体例では、第１半導体層１０の厚さは、約５μｍである。発光部３０の厚さは、例えば、５ナノメートル（ｎｍ）以上１００ｎｍ以下である。本具体例では、発光部３０の厚さは、約１０ｎｍである。第２半導体層２０の厚さは、例えば、５ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。本具体例では、第２半導体層２０の厚さは、約１００ｎｍである。
【００６１】
すなわち、積層体１５の厚さは、約６μｍ以下であり、積層体１５の機械的強度は低い。このとき、本実施形態においては、積層体１５に設けられる第１電極４０及び第２電極５０に接続して、第１金属ピラー４５及び第２金属ピラー５５が設けられ、さらに、封止部８０が設けられている。第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び封止部８０により、積層体１５が補強される。これにより、半導体発光素子１１０においては、実用的に十分な強度が得られる。
【００６２】
なお、図２（ｂ）に例示したように、本具体例では、第１半導体層１０の外縁部分の厚さは、中心部分（例えば第２部分１２）の厚さよりも薄い。すなわち、第１半導体層１０は、第２部分１２と並置された第３部分１３をさらに有する。第２部分１２は、第１部分１１と第３部分１３との間の部分を有する。第１部分１１のＺ軸方向に沿う厚さ、及び、第３部分１３のＺ軸方向に沿う厚さは、第２部分１２のＺ軸方向に沿う厚さよりも薄い。
【００６３】
図３は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の一部の構成を例示する模式図である。 すなわち、同図は、発光部３０の構成の例を示している。
図３に表したように、発光部３０は、複数の井戸層３２と、複数の井戸層３２どうしの間に設けられた障壁層３１と、を含む。すなわち、複数の井戸層３２と、複数の障壁層３１と、がＺ軸に沿って交互に積層される。
【００６４】
井戸層３２は、複数の障壁層３１のバンドギャップエネルギーよりも小さいバンドギャップエネルギーを有する。例えば、井戸層３２において、正孔および電子が再結合する。これにより、発光部３０から光が放出される。
【００６５】
井戸層３２は、例えば、Ｉｎｘ１Ｇａ１−ｘ１Ｎ（０＜ｘ１＜１）を含む。障壁層３１は、例えば、ＧａＮを含む。すなわち、障壁層３１はＩｎを実質的に含まない。また、障壁層３１がＩｎを含む場合は、障壁層３１におけるＩｎ組成比は、井戸層３２におけるＩｎ組成比よりも低い。
【００６６】
発光部３０は、多重量子井戸（ＭＱＷ:Multi Quantum Well）構成を有することができる。このとき、発光部３０は、３つ以上の障壁層３１と、障壁層３１どうしのそれぞれの間に設けられた井戸層３２と、を含む。
【００６７】
発光部３０は、例えば、（ｎ＋１）個の障壁層３１と、ｎ個の井戸層３２と、を含む（ｎは、２以上の整数）。第１障壁層ＢＬ１から第（ｎ＋１）障壁層ＢＬ（ｎ＋１）までが、この順で、第１半導体層１０から第２半導体層２０に向けて並ぶ。第ｉ井戸層ＷＬｉ（ｉは、１以上ｎ以下の整数）は、第ｉ障壁層ＢＬｉと第（ｉ＋１）障壁層ＢＬ（ｉ＋１）との間に設けられる。
【００６８】
発光部３０から放出される光（発光光）のピーク波長は、例えば３５０ｎｍ以上７００ｎｍ以下である。
【００６９】
また、発光部３０は、単一量子井戸（ＳＱＷ:Single Quantum Well）構成を有することができる。このとき、発光部３０は、２つの障壁層３１と、障壁層３１どうしの間に設けられた井戸層３２と、を含む。
なお、実施形態において、発光部３０の構成は任意である。
【００７０】
図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の一部の構成を例示する模式的断面図である。
すなわち、これらの図は、反射層６０の構成の２つの例を示している。
【００７１】
図４（ａ）に表したように、反射層６０として、多層誘電膜６１（例えばＤＢＲ：Distributed Bragg Reflector）を用いることができる。すなわち、反射層６０は、交互に積層され、互いに屈折率が異なる複数の第１誘電体層６１ａと複数の第２誘電体層６１ｂと、を含むことができる。第１誘電体層６１ａの屈折率をｎ１とし、発光部３０から放出される発光光の波長（例えばピーク波長）をλとしたとき、例えば、第１誘電体層６１ａの厚さｔ６１ａは、実質的にλ／（４ｎ１）に設定される。また、第２誘電体層６１ｂの屈折率をｎ２としたとき、例えば、第２誘電体層６１ｂの厚さｔ６１ｂは、実質的にλ／（４ｎ２）に設定される。これにより、発光光を効率良く反射することができる。これにより、発光光が、第１主面１５ａから外部に効率良く出射できる。
【００７２】
第１誘電体層６１ａには、例えば酸化シリコンが用いられ、第２誘電体層６１ｂには、例えば窒化シリコンが用いられる。ただし、実施形態はこれに限らず、第１誘電体層６１ａ及び第２誘電体層６１ｂには、任意の絶縁性の材料を用いることができる。
【００７３】
第１誘電体層６１ａ及び第２誘電体層６１ｂのそれぞれの数は、２以上であり、その数は任意である。第１誘電体層６１ａ及び第２誘電体層６１ｂの形成には、例えば、スパッタ、または、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）などが用いられる。
【００７４】
また、図４（ｂ）に表したように、反射層６０として、反射絶縁膜６２を用いることができる。例えば、反射層６０（反射絶縁膜６２）は、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化ジルコニア（ＺｒＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、チタン酸カルシウム（ＣａＴｉＯ２）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）、硫化亜鉛（ＺｎＳ）及び炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）よりなる群から選択された少なくともいずれかを含むことができる。これらの材料は、発光光を反射させ、かつ、電気的に絶縁性である。反射層６０には、実質的に白色である材料を用いることができる。反射層６０には、発光光に対して高い反射率を有する任意の絶縁材料（例えば、金属酸化物、及び、金属を含む化合物など）を用いることができ、必ずしも白色でなくても良い。
【００７５】
反射絶縁膜６２の形成には、例えば、スパッタ、蒸着、または、ＣＶＤなどが用いられる。
【００７６】
ただし、実施形態において、反射層６０（第１誘電体層６１ａ及び第２誘電体層６１ｂ、または、反射絶縁膜６２）の形成方法は、任意である。
【００７７】
反射層６０の厚さは、例えば１０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下とされる。反射層６０の厚さは、光学特性（例えば反射率）と、電気的特性（例えば絶縁性）と、生産性と、の観点で、適切に設定される。
【００７８】
反射層６０として、ＴｉＯ２膜の反射絶縁膜６２を用いる場合は、反射層６０の厚さは、例えば、約１０００ｎｍに設定される。
【００７９】
下地絶縁層７０は、珪素酸化物及び珪素窒化物の少なくともいずれかを含むことができる。例えば、下地絶縁層７０には、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、リン・シリケート・ガラス（ＰＳＧ）、及び、ボロン・リン・シリケート・ガラス（ＢＰＳＧ）などの無機材料を用いることができる。下地絶縁層７０は、例えば、ＣＶＤにより形成される。この場合の下地絶縁層７０の厚さは、例えば、１０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下とされる。具体的には、下地絶縁層７０の厚さは、約４００ｎｍである。下地絶縁層７０の形成には、ＣＶＤの他に、蒸着またはスパッタなどを用いても良い。
【００８０】
さらに、下地絶縁層７０として、有機ＳＯＧ(Spin on Glass)または無機ＳＯＧ等のガラス材料を用いても良い。有機ＳＯＧ膜として、例えば、メチルシルセスキオキサン膜を用いることができる。無機ＳＯＧ膜として、水素化シルセスキオキサン膜を用いることができる。無機ＳＯＧ膜として、例えば、シラノールのアルコール溶液を塗布し、熱処理した膜を用いることができる。
【００８１】
また、下地絶縁層７０として、低誘電率層間絶縁膜（Ｌｏｗ−ｋ膜）などを用いることもできる。さらに、下地絶縁層７０として、ポリイミド、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、及び、シリコーン系材料等の樹脂系材料を用いても良い。この場合、下地絶縁層７０の厚さは、例えば、１０００ｎｍ以上２００００ｎｍ以下に設定される。
【００８２】
下地絶縁層７０の発光光に対する反射率は、反射層６０の発光光に対する反射率よりも低く、下地絶縁層７０には、例えば、透光性の材料を用いることができる。
【００８３】
ｐ側導電層５２には、任意の導電材料を用いることができる。ｐ側導電層５２は、第２半導体層２０に対するコンタクト電極として機能することができる。
【００８４】
ｐ側導電層５２として、例えば、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ及びＰｄの少なくともいずれかを含む膜を用いることができる。ｐ側導電層５２として、Ｎｉ膜、Ａｕ膜、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜から選択された少なくとも２つ以上を含む積層膜を用いることができる。
【００８５】
特に、ｐ側導電層５２として、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜のいずれか、または、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜の少なくとも２つ以上を含む積層膜のいずれかを用いることができる。これにより、特に、短波長の光（紫外光〜青色光）に対する高い反射率が得られる。これにより、高い光取りだし効率が得られる。
【００８６】
また、ｐ側導電層５２として、透光性の金属酸化物を用いることができる。例えば、ｐ側導電層５２として、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３及びＺｎＯの少なくともいずれかを用いることができる。
【００８７】
ｐ側導電層５２の形成には、例えば、スパッタ及び蒸着などを用いることができる。ｐ側導電層５２が単層である場合、ｐ側導電層５２の厚さは、例えば、０．２μｍである。
【００８８】
ｐ側電極５１及び第１電極４０には、例えば、Ｎｉ膜とＡｕ膜との積層膜を用いることができる。このとき、Ｎｉ膜の厚さは、例えば約１００ｎｍであり、Ａｕ膜の厚さは、例えば約１００ｎｍである。または、ｐ側電極５１及び第１電極４０には、例えば、Ｔｉ膜とＮｉ膜とＡｕ膜との積層膜を用いることができる。このとき、Ｔｉ膜の厚さは、例えば５０ｎｍであり、Ｎｉ膜の厚さは、例えば約１００ｎｍであり、Ａｕ膜の厚さは、例えば約１００ｎｍである。
【００８９】
ｐ側電極５１の材料、厚さ及び構成は、第１電極４０の材料、厚さ及び構成と同じであることが好ましい。ｐ側電極５１及び第１電極４０の形成には、例えば、スパッタ及び蒸着を用いることができる。
【００９０】
封止部８０には、例えば、エポキシ樹脂などの絶縁性の樹脂を用いることができる。封止部８０は、例えば、石英フィラーやアルミナフィラーなどを含むことができる。これらのフィラーを含むことで、封止部８０の熱伝導性が向上し、放熱性を向上することができる。
【００９１】
また、封止部８０は、例えば、ＺｎＯ、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＴｉＯ２、ＢａＳＯ４、ＺｎＳ及びＣａＣＯ３よりなる群から選択された少なくともいずれかを含むフィラーを含んでも良い。これにより、封止部８０における反射率が高まり、反射層６０と共に反射膜として機能し、積層体１５の第１主面１５ａ以外の面からの漏れ光をさらに抑制することができる。そして、例えば、第１主面１５ａから出射した光が周囲の構造体で反射して戻ってくる光を効率良く反射し、光の利用効率を高めることができる。
【００９２】
また、上記の熱伝導性と向上させるフィラーと、反射率を向上させるフィラーと、を混合して用いても良い。
ただし、実施形態はこれに限らず、封止部８０には、任意の絶縁材料を用いることができる。また、フィラーは含まれなくても良い。
【００９３】
図５は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図５に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０ａは、波長変換層９０をさらに含む。これ以外は、半導体発光素子１１０と同様なので説明を省略する。
【００９４】
波長変換層９０は、積層体１５の第１主面１５ａの少なくとも一部の上に設けられる。波長変換層９０は、発光光の一部を吸収し、発光光の波長とは異なる波長の光を放出する。例えば、波長変換層９０には、例えば、蛍光体層を用いることができる。波長変換層９０として、互いに異なる波長の光を放出する複数の蛍光体層の積層膜を用いても良い。例えば、発光部３０から放出される光が、紫外線、紫光または青光であり、波長変換層９０から放出される光は、黄光または赤光である。波長変換層９０から放出される光（変換光）と、発光光と、の合成光は、例えば実質的に白色光である。
【００９５】
この例では、波長変換層９０は、第１主面１５ａの全体を覆っている。実施形態はこれに限らず、第１主面１５ａの一部は、波長変換層９０で覆われていなくても良い。
【００９６】
以下、本実施形態に係る半導体発光素子の製造方法の例として、半導体発光素子１１０ａの製造方法の１つの例について説明する。この例では、基板上に複数の半導体発光素子１１０ａが一括して形成される。
【００９７】
図６（ａ）〜図６（ｄ）、図７（ａ）〜図７（ｃ）及び、図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の製造方法を例示する工程順模式的断面図である。
図６（ａ）に表したように、基板５の上に、第１半導体層１０、発光部３０及び第２半導体層２０の積層結晶膜が順次エピタキシャル成長される。積層結晶膜は、積層体１５となる。
【００９８】
基板５には、例えば、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、炭化硅素（ＳｉＣ）、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）及びシリコン（Ｓｉ）などを用いることができる。なお、基板５には、例えば、積層体１５と実質的に同じ材料を用いても良い。基板５には、例えば、格子定数および熱膨張係数が積層体１５のそれらと近い材料を用いることが好ましい。ただし、実施形態において、基板５には、任意の材料を用いることができる。基板５の厚さは、例えば３０μｍ以上５０００μｍ以下である。
【００９９】
基板５上への積層結晶膜のエピタキシャル成長には、例えば、有機金属気相成長法(ＭＯＣＶＤ：Metal-Organic Chemical Vapor Deposition)、ハイドライド気相成長法(ＨＶＰＥ：Hydride Vapor Phase Epitaxy)、及び、分子線エピタキシー法（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）などを用いることができる。なお、必要に応じて、基板５の上にバッファ層（図示しない）を形成し、このバッファ層の上に積層結晶膜をエピタキシャル成長させても良い。
【０１００】
さらに、積層結晶膜の成長の後に、積層結晶膜の一部が、除去される。これにより、複数の積層体１５が形成される。さらに、第２半導体層２０の上に第２電極５０（ｐ側導電層５２及びｐ側電極５１）を形成し、第１半導体層１０の上に第１電極４０を形成する。
【０１０１】
さらに、積層体１５の側面（外縁側面１０ｓ及び境界側面１０ｔ）上に下地絶縁層７０を形成する。下地絶縁層７０には、第１電極４０の一部を露出する開口部、及び、第２電極５０の一部を露出する開口部が設けられる。
【０１０２】
この後、図６（ｂ）に表したように、第１半導体層１０を分断して、複数の積層体１５を得る。
【０１０３】
図６（ｃ）に表したように、下地絶縁層７０の上に反射層６０を形成する。反射層６０は、積層体１５の側面（外縁側面１０ｓ及び境界側面１０ｔ）を覆う。既に説明したように、反射層６０は、例えば、下地絶縁層７０の側面を覆うように形成される。
【０１０４】
図６（ｄ）に表したように、加工体の全面に、導電層ＣＬを形成する。導電層ＣＬは、例えば、蒸着法やスパッタ法などにより形成される。導電層ＣＬは、例えば、後述する工程において、シード層として機能する。
【０１０５】
図７（ａ）に表したように、加工体の上にレジスト膜Ｒｆを形成する。このレジスト膜Ｒｆは、所定の形状の開口部８０ｎ及び８０ｐを有している。開口部８０ｎは、第１電極４０に繋がり、第１金属ピラー４５が形成される部分である。開口部８０ｐは、第２電極５０に繋がり、第２金属ピラー５５が形成される部分である。
【０１０６】
図７（ｂ）に表したように、開口部８０ｎ及び開口部８０ｐに、例えば、メッキなどの方法により金属を埋め込み、必要に応じて表面を平坦化する。これにより、第１金属ピラー４５及び第２金属ピラー５５が形成される。開口部８０ｎにおける導電層ＣＬは、第１金属ピラー４５に含まれるものとする。また、開口部８０ｐにおける導電層ＣＬは、第２金属ピラー５５に含まれるものとする。
【０１０７】
図７（ｃ）に表したように、レジスト膜Ｒｆを除去し、露出した導電層ＣＬを除去する。この後、加工体の全体を覆うように、封止部８０となる封止絶縁膜８０ｆを形成する。例えば、封止絶縁膜８０ｆとして、エポキシ樹脂層を形成する。封止絶縁膜８０ｆは、第１金属ピラー４５の端部４５ｅを埋め込み、第２金属ピラー５５の端部５５ｅを埋め込んでいる。
【０１０８】
図８（ａ）に表したように、基板５を介して、積層体１５の第１主面１５ａに紫外線Ｌｕｖを照射する。これにより、積層体１５のうちの基板５の側の一部が分解する。その結果、積層体１５と基板５とが互いに分離する。このように、本実施形態においては、積層体１５は、基板５の上に積層体１５となる積層膜（積層結晶膜）がエピタキシャル成長された後に、その積層膜が基板５から分離されて形成される。これにより、第１主面１５ａが露出する。
【０１０９】
なお、積層膜（積層結晶膜）は、封止絶縁膜８０ｆによって支持されている。封止絶縁膜８０ｆとして、樹脂材料を用いることで、封止絶縁膜８０ｆは柔らかく変形し易い。これにより、積層膜（積層体１５）と基板５とを互いに分離する際に、積層膜に応力が印加され難くなる。これにより、積層膜に発生する損傷を抑制しつつ、基板５を分離できる。
【０１１０】
図８（ｂ）に表したように、第１主面１５ａの上に波長変換層９０を形成する。 さらに、図８（ｃ）に表したように、封止絶縁膜８０ｆを削り、第１金属ピラー４５及び第２金属ピラー５５を露出させる。
【０１１１】
この後、複数の積層体１５ごとに分断して、複数の半導体発光素子１１０ａが一括して得られる。
なお、上記の工程で、波長変換層９０を省略することで、半導体発光素子１１０が形成できる。
【０１１２】
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第１の実施形態に係る半導体発光素子の動作を例示する模式的断面図である。
図９（ａ）に表したように、半導体発光素子１１０ａは、実装部品９５の上に実装される。すなわち、発光装置５１０は、半導体発光素子１１０ａと実装部品９５とを含む。実装部品９５は、基体９６と、ｎ側配線４６ｅと、ｐ側配線５６ｅと、絶縁層９７と、を含む。基体９６の上にｎ側配線４６ｅ及びｐ側配線５６ｅが設けられる。絶縁層９７は、ｎ側配線４６ｅの一部を露出させ、ｎ側配線４６ｅの上に設けられる。絶縁層９７は、ｐ側配線５６ｅの一部を露出させ、ｐ側配線５６ｅの上に設けられる。ｎ側配線４６ｅのうちの絶縁層９７から露出した部分は、半導体発光素子１１０ａの第１金属ピラー４５と対向する。ｐ側配線５６ｅのうちの絶縁層９７から露出した部分は、第２金属ピラー５５と対向する。ｎ側配線４６ｅと第１金属ピラー４５との間に、ｎ側接続部材４７ｂが設けられる。ｐ側配線５６ｅと第２金属ピラー５５との間に、ｐ側接続部材５７ｂが設けられる。
【０１１３】
図９（ｂ）に表したように、積層体１５の発光部３０（この図では、図示しない）から放出された発光光Ｌ１は、第１主面１５ａから出射する。発光光Ｌ１の一部は、波長が変換されて変換光Ｌ２となる。
【０１１４】
このとき、発光光Ｌ１と変換光Ｌ２との比率は、Ｚ軸上（第１主面１５ａの法線上）と、Ｚ軸から傾いた方向と、で実質的に同じである。すなわち、本実施形態に係る半導体発光素子１１０ａ及び発光装置５１０においては、出射角度にかかわらず、均一な色の光が得られる。
【０１１５】
なお、この例では、半導体発光素子１１０ａにおいて、波長変換層９０が設けられているが、実施形態はこれに限らない。半導体発光素子１１０を実装部品９５上に実装した後に、波長変換層９０を半導体発光素子１１０の第１主面１５ａの少なくとも一部の上に形成しても良い。
【０１１６】
図１０（ａ）〜図１０（ｃ）は、第１参考例の半導体発光素子の構成及び動作を示す模式的断面図である。
図１０（ａ）に表したように、第１参考例の半導体発光素子１１９ａにおいては、積層体１５と、第１電極４０と、第２電極５０と、基板５と、下地絶縁層７０と、が設けられる。そして、反射層６０が設けられない。この場合も、第２電極５０は、ｐ側電極５１と、ｐ側導電層５２と、を含む。ｐ側導電層５２は、遮光性の細線電極、または、透光性電極である。
【０１１７】
下地絶縁層７０は、積層体１５の側面を覆っている。下地絶縁層７０は、透光性である。
【０１１８】
半導体発光素子１１９ａにおいては、主として、第２主面１５ｂの側から光が出射する。ただし、積層体１５の側面に、反射層が設けられていないため、積層体１５の側面からも光が出射する。また、発光光の一部は、基板５に到達し、第１主面１５ａからも出射する。
【０１１９】
図１０（ｂ）に表したように、半導体発光素子１１９ａは、実装部品９５ａの上に実装される。すなわち、参考例の発光装置５１９は、半導体発光素子１１９ａと実装部品９５ａとを含む。実装部品９５ａは、ｎ側フレーム５１９ｃとｐ側フレーム５１９ｄとを有する。半導体発光素子１１９ａは、ｐ側フレーム５１９ｄ上に接合部材５１９ｆ（例えば樹脂）などにより固定される。半導体発光素子１１９ａの第１電極４０が、ｎ側ワイヤ５１９ａにより、ｎ側フレーム５１９ｃと接続される。第２電極５０が、ｐ側ワイヤ５１９ｂにより、ｐ側フレーム５１９ｄと接続される。半導体発光素子１１９ａは、反射容器５１９ｅの中に格納されている。半導体発光素子１１９ａの上には、蛍光体を含有する蛍光体樹脂５１９ｇが設けられている。
【０１２０】
図１０（ｃ）に表したように、積層体１５の発光部３０（この図では、図示しない）から放出された発光光Ｌ１は、第２主面１５ｂから出射すると共に、積層体１５や基板５の側面及び下面からも出射する。側面や下面から出射した光は、例えば、上記のフレームや反射容器５１９ｅの壁面で反射し、上方向に向けて進行する。第２主面１５ｂ、側面、下面などの種々の表面から出射した光が、蛍光体樹脂５１９ｇ内を通過する。そして、発光光Ｌ１の一部が、波長が変換されて変換光Ｌ２となる。
【０１２１】
このとき、Ｚ軸に沿う方向と、Ｚ軸に対して傾斜した方向と、で、発光光Ｌ１と変換光Ｌ２との比率が異なる。すなわち、Ｚ軸に対して傾斜した方向における、蛍光体樹脂５１９ｇ中を伝搬する発光光Ｌ１の光路長は、Ｚ軸に沿う方向における、蛍光体樹脂５１９ｇ中を伝搬する発光光Ｌ１の光路長よりも長い。このため、Ｚ軸に対して傾斜した方向における変換光Ｌ２の比率は、Ｚ軸に沿う方向における変換光Ｌ２の比率よりも高い。このため、Ｚ軸に沿う方向と、Ｚ軸に対して傾斜した方向と、で、出射光（発光光Ｌ１と変換光Ｌ２と合成光）の波長特性が異なる。
【０１２２】
例えば、発光光Ｌ１は青色であり、変換光Ｌ２は、黄色である。第１参考例においては、正面方向（Ｚ軸に対して平行方向）と比べて、斜め方向に出射する光は、黄色の強度が高くなる。例えば、正面方向で白色光が得られる場合は、斜め方向では黄色を帯びた色となる。このため、全方向で同じ色の光が得られない。すなわち、第１参考例の半導体発光素子１１９ａ、及び、発光装置５１９においては、角度によって出射光の色が変化する。すなわち、出射する光の色のむらが大きい。
また、下面から出射する光は、例えば、フレームや反射容器５１９ｅで反射し、進行するうちに吸収され、少なくともその一部が失われる。
【０１２３】
さらに、半導体発光素子１１９ａ及び発光装置５１９においては、熱伝導率の低い基板５が設けられているため、放熱性が低い。また、第１電極４０及び第２電極５０が設けられる第２主面１５ｂから光が出射する構成が用いられているため、第１電極４０及び第２電極５０によって光が遮られ、光取り出し効率が低い。
【０１２４】
これに対して、本実施形態に係る半導体発光素子１１０ａ及び発光装置５１０においては、実質的に第１主面１５ａからだけ、光が出射するので、発光光Ｌ１と変換光Ｌ２との比率は、Ｚ軸上と、Ｚ軸から傾いた方向と、で実質的に同じである。これにより、出射角度にかかわらず、均一な色の光が得られる。また、第１主面１５ａを除く面からは、実質的に光が出射しないため、光の損失が抑制される。さらに、基板５を用いず、第１金属ピラー４５と第２金属ピラー５５を用いているため、ｎ側接続部材４７ｂ及びｐ側接続部材５７ｂを介して、発生した熱が、外部（例えば、ｎ側配線４６ｅ及びｐ側配線５６ｅなど）に効率良く伝達される。これにより、高い放熱性が得られる。そして、光が出射する第１主面１５ａには、光を遮蔽する電極（第１電極４０及び第２電極５０など）が設けられていない。これにより、高い光取り出し効率が得られる。
【０１２５】
図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、第２〜第４参考例の半導体発光素子の構成を示す模式的断面図である。
図１１（ａ）に表したように、第２参考例の半導体発光素子１１９ｂにおいては、半導体発光素子１１９ａにおいて、積層体１５の側面及び基板５の下面に反射層６９がさらに設けられている。半導体発光素子１１９ｂにおいては、積層体１５の側面及び基板５の下面から出射する光が、反射層６９で第２主面１５ｂに向けて反射される。これにより、光路長の変化による色の変化は抑制される。しかしながら、光が出射する第２主面１５ｂに第１電極４０及び第２電極５０が設けられるため、一部の光が遮蔽される。このため、光取り出し効率が低い。また、基板５が設けられているため、放熱性が低く、高い発光効率は得られない。
【０１２６】
図１１（ｂ）に表したように、第３参考例の半導体発光素子１１９ｃにおいては、第１電極４０は、積層体１５の第１主面１５ａに設けられ、第２電極５０は、積層体１５の第２主面１５ｂに設けられている。そして、結晶成長用の基板５は除去されている。そして、第２電極５０に支持基板５８（例えばシリコン基板などの導電性の基板）が接合されている。積層体１５の側面に下地絶縁層７０が設けられ、下地絶縁層７０を覆うように、反射層６９が設けられている。この例では、光は、第１主面１５ａから主に出射する。この場合も、光が出射する第１主面１５ａに第１電極４０が設けられているため、一部の光が遮蔽され、光取り出し効率が低い。
【０１２７】
図１１（ｃ）に表したように、第４参考例の半導体発光素子１１９ｄにおいては、積層体１５の側面に反射層６０が設けられている。この例では、反射層６０として、複数の誘電体膜（誘電体膜６５ａ、６５ｂ及び６５ｃ）が設けられている。そして、第１電極４０に接続される第１リード電極部４９と、第２電極５０に接続される第２リード電極５９と、が設けられている。そして、封止部８０が設けられていない。このため、半導体発光素子１１９ｄの強度が低く、実装時などに破壊され易く、実用的でない。なお、半導体発光素子１１９ｄにおいて、結晶成長用の基板５を残す場合は、この強度が低い問題は緩和されるが、放熱性は不十分である。
【０１２８】
これに対し、本実施形態に係る半導体発光素子１１０及び１１０ａにおいては、第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び積層体１５を封止する封止部８０が設けられるため、強度が高く、実用的であり、また、高い放熱性が得られ、高い発光効率が得られる。
【０１２９】
なお、積層体１５の側面（外縁側面１０ｓ）上に導電性の反射層を設ける構成も考えられる。しかしながら、この構成において、第１金属ピラー４５の断面積を大きくしようしたときには、第１金属ピラー４５と第２半導体層２０（及びｐ側導電層５２）との間に層間絶縁膜を別途設けることになる。
【０１３０】
これに対して、本実施形態に係る半導体発光素子１１０及び１１０ａにおいては、積層体１５の側面に設ける反射層６０が絶縁性であることから、反射層６０を、第１金属ピラー４５と第２半導体層２０（及びｐ側導電層５２）との間を電気的に遮断する絶縁層として利用することができる。すなわち、反射層６０は、反射機能と、層間絶縁膜の絶縁機能と、の両方の機能を有する。これにより、構成が簡単になり、また、工程数も削減できる。また、反射層６０が絶縁性であることから、素子の絶縁性をより高めることができ、より高い信頼性が得られる。
【０１３１】
図１２は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
【０１３２】
図１２に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０ｐは、透光層９１をさらに含む。透光層９１は、積層体１５の第１主面１５ａの少なくとも一部の上に設けられる。透光層９１は、発光光に対して透過性である。また、発光装置５１１は、この半導体発光素子１１０ｅと実装部品９５とを含む。
【０１３３】
透光層９１は、例えば、積層体１５の第１主面１５ａを保護する。また、透光層９１として、屈折率が、第１半導体層１０の屈折率よりも低い材料を用いることができる。これにより、発光部３０から放出される光を効率よく、第１主面１５ａから出射させることができる。この場合も、高効率の半導体発光素子を提供することができる。
【０１３４】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１３（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１０ｂにおいては、下地絶縁層７０は、第１半導体層１０の外縁の部分の側面の全体を覆っている。これにより、さらに安定した特性が得られる。
【０１３５】
半導体発光素子１１０ｂにおいては、下地絶縁層７０は、外縁側面１０ｓの全体、及び、境界側面１０ｔの全体を覆っている。これにより、さらに安定した特性が得られる。
なお、半導体発光素子１１０ｂにおいては、封止部８０の側面において、反射層６０が露出している。
【０１３６】
一方、図１３（ｂ）に表したように、半導体発光素子１１０ｃにおいては、下地絶縁層７０は、外縁側面１０ｓにおける第１半導体層１０と発光部３０との界面部分、外縁側面１０ｓにおける第２半導体層２０と発光部３０との界面部分、境界側面１０ｔにおける第１半導体層１０と発光部３０との界面部分、及び、境界側面１０ｔにおける第２半導体層２０と発光部３０との界面部分を覆っている。これによっても、積層体１５を保護することができる。
半導体発光素子１１０ｃにおいては、反射層６０の側面は封止部８０に覆われている。このように、種々の変形が可能である。
【０１３７】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１４（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１０ｄにおいては、下地絶縁層７０が設けられていない。本実施形態においては、反射層６０は反射性であると同時に、絶縁性である。このため、反射層６０は、下地絶縁層７０の機能を果たすことができる。このように、下地絶縁層７０は必要に応じて設けられ、省略しても良い。この例では、反射層６０は、第１半導体層１０の外縁の部分の側面には設けられていない。すなわち、反射層６０は、外縁側面１０ｓにおける第１半導体層１０と発光部３０との界面部分、外縁側面１０ｓにおける第２半導体層２０と発光部３０との界面部分、境界側面１０ｔにおける第１半導体層１０と発光部３０との界面部分、及び、境界側面１０ｔにおける第２半導体層２０と発光部３０との界面部分を覆っている。これにより、積層体１５を実用的に十分に保護することができる。
【０１３８】
図１４（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１０ｅにおいては、反射層６０は、第１半導体層１０の外縁の部分の側面も覆っている。このように、反射層６０は、外縁側面１０ｓの全体、及び、境界側面１０ｔの全体を覆うことができる。これにより、さらに安定した特性が得られる。
【０１３９】
なお、半導体発光素子１１０ｄにおいては、封止部８０は、反射層６０のうちの第１主面１５ａに接する部分の側面を露出している。また、半導体発光素子１１０ｅにおいては、封止部８０は、反射層６０のうちの第１主面１５ａに露出する部分を除いて反射層６０を覆っている。このように、封止部８０は、反射層６０の少なくとも一部を覆う。
【０１４０】
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１５（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１０ｆにおいては、第１電極４０は、ｎ側電極４１と、ｎ側導電層４２と、を有する。ｎ側導電層４２は、第１半導体層１０の第２主面１５ｂの側の面上に設けられている。ｎ側電極４１と第１半導体層１０との間に、ｎ側導電層４２の一部が設けられている。
【０１４１】
ｎ側導電層４２には、任意の導電材料を用いることができる。ｎ側導電層４２は、第１半導体層１０に対するコンタクト電極として機能することができる。
【０１４２】
特に、ｎ側導電層４２として、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜のいずれか、または、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜の少なくとも２つ以上を含む積層膜のいずれかを用いることができる。これにより、特に、短波長の光（紫外光〜青色光）に対する高い反射率が得られる。これにより、高い光取り出し効率が得られる。
【０１４３】
ｎ側電極４１には、例えば、ｐ側電極５１に用いられる材料を用いることができる。
【０１４４】
図１５（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１０ｇにおいては、第１電極４０が、ｎ側電極４１とｎ側導電層４２を含み、第２電極５０が、ｐ側電極５１とｐ側導電層５２を含んでいる。そして、この例では、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２には、反射性の導電層が用いられている。例えば、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２として、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜のいずれか、または、Ａｇ膜、Ａｌ膜及びＰｄ膜の少なくとも２つ以上を含む積層膜のいずれかが用いられている。
【０１４５】
そして、反射層６０は、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２が設けられている部分には設けられていない。半導体発光素子１１０ｆにおいては、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２が反射性であるため、発光光Ｌ１は、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２で反射し、第１主面１５ａに向けて進行する。このため、反射層６０がｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２が設けられている部分に設けられていなくても、高い光取り出し効率が得られる。
【０１４６】
反射層６０は、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２が設けられている部分を除いて、積層体１５の側面の少なくとも一部に設けられれば良い。これにより高い光取り出し効率が得られる。
【０１４７】
このように、第１電極４０及び第２電極５０の少なくともいずれかは、発光光に対して反射性の反射性部分（例えば、ｎ側導電層４２及びｐ側導電層５２など）を有することができる。反射性部分の反射率は、例えば、反射層６０の反射率以上である。この場合には、反射層６０は、反射性部分の上には設けられていなくても良い。
【０１４８】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
これらの図においては、第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び封止部８０は省略されている。
【０１４９】
図１６（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１１ａにおいては、積層体１５の側面がＺ軸に対して傾斜している。すなわち、外縁側面１０ｓ及び境界側面１０ｔは、例えばＸ軸方向（第１方向に対して垂直な第２方向）に沿った第２半導体層２０の幅が、Ｘ軸方向に沿った発光部３０の幅よりも短くなるように、Ｚ軸方向に対して傾斜している。すなわち、積層体１５の側面は、順テーパの形状の部分を有する。この例では、第１半導体層１０の外縁の側面は、Ｚ軸に対して実質的に平行である。
【０１５０】
図１６（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１１ｂにおいても、積層体１５の側面がＺ軸に対して傾斜している。この例では、第１半導体層１０の外縁の側面も、Ｚ軸に対して傾斜している。すなわち、第１半導体層１０の外縁の側面は、第１半導体層１０の外縁の側面のうちの第１主面１５ａの側の部分のＸ軸方向に沿った幅が、第１半導体層１０の外縁の側面のうちの第２主面１５ｂの側の部分のＸ軸方向に沿った幅よりも大きくなるように、Ｚ軸方向に対して傾斜している。
【０１５１】
このように、積層体１５の側面を傾斜（順テーパで傾斜）させることで、下地絶縁層７０及び反射層６０の側面上での被覆性が向上する。これにより、下地絶縁層７０の保護特性が向上し易くなり、また、反射層６０の反射特性が向上し易くなる。
【０１５２】
半導体発光素子１１１ａ及び１１１ｂにおいて、積層体１５の側面のテーパ角θ（側面と第１主面１５ａとの間の角度）は、例えば４５度以上９０度未満である。
【０１５３】
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、第１の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１７（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１２ａにおいては、図２（ｂ）に例示した第３部分１３が、第１半導体層１０に設けられていない。
【０１５４】
図１７（ｂ）においては、第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び封止部８０は省略されている。図１７（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１２ｂにおいても第３部分１３が設けられていない。そして、積層体１５の側面は、Ｚ軸に対して傾斜している。
【０１５５】
本実施形態に係る半導体発光素子１１０ｂ〜１１０ｇ、１１０ｐ、１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ及び１１２ｂにおいて、波長変換層９０をさらに設けても良い。また、既に説明したように、本実施形態に係る半導体発光素子及びその変形の半導体発光素子において、下地絶縁層７０は必要に応じて設けられ、省略しても良い。
【０１５６】
（第２の実施形態）
図１８（ａ）〜図１８（ｃ）は、第２の実施形態に係る半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１８（ａ）に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１２０ａは、被覆層７５をさらに含む。すなわち、半導体発光素子１２０ａは、半導体発光素子１１０において、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
【０１５７】
被覆層７５は、反射層６０を覆う。被覆層７５は、例えば、反射層６０を保護する。
被覆層７５の光学特性は任意である。例えば、被覆層７５は、発光光に対して透過性、反射性、または、吸収性である。被覆層７５が透過性である場合、被覆層７５には、下地絶縁層７０に関して説明した材料を用いることができる。また、被覆層７５が反射性である場合は、被覆層７５には、反射層６０に用いられる材料を用いることができる。また、被覆層７５が吸収性である場合には、被覆層７５には、封止部８０に用いられる材料を用いることができる。
【０１５８】
被覆層７５は、例えば、有機樹脂を含む。被覆層７５には、例えば、ポリイミドなどを用いることができる。ただし、実施形態はこれに限らず、被覆層７５には無機材料を用いても良い。被覆層７５は、例えば絶縁性である。被覆層７５を設けることで、例えば信頼性が向上する。
【０１５９】
図１８（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２０ｂは、半導体発光素子１１０ｂにおいて、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
【０１６０】
図１８（ｃ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２０ｃは、半導体発光素子１１０ｅにおいて、被覆層７５がさらに設けられた素子である。半導体発光素子１１０ｆ及び１１０ｇにおいて、被覆層７５をさらに設けても良い。
【０１６１】
なお、半導体発光素子１２０ａ〜１２０ｃにおいては、封止部８０の側面において、反射層６０が露出している。
【０１６２】
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図１９（ａ）〜図１９（ｃ）に表したように、半導体発光素子１２０ｄ〜１２０ｆにおいても被覆層７５が設けられている。これらの素子においては、反射層６０の側面は、被覆層７５により覆われている。このように、種々の変形が可能である。
【０１６３】
図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
これらの図においては、第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び封止部８０は省略されている。
【０１６４】
図２０（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２１ａは、半導体発光素子１１１ａにおいて、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
図２０（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２１ｂは、半導体発光素子１１１ｂにおいて、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
【０１６５】
図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、第２の実施形態に係る別の半導体発光素子の構成を例示する模式的断面図である。
図２１（ａ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２２ａは、半導体発光素子１１２ａにおいて、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
図２１（ｂ）においては、第１金属ピラー４５、第２金属ピラー５５及び封止部８０は省略されている。図２１（ｂ）に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１２２ｂは、半導体発光素子１１２ｂにおいて、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
【０１６６】
被覆層７５が設けられる構成において、下地絶縁層７０は必要に応じて設けられ、省略しても良い。
【０１６７】
本実施形態によれば、効率が高く、さらに信頼性の高い半導体発光素子が提供できる。 本実施形態に係る半導体発光素子１２０ａ〜１２０ｆ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ及び１２２ｂにおいて、波長変換層９０をさらに設けても良い。
【０１６８】
実施形態に係る半導体発光素子は、例えば、照明装置や、表示装置などの光源として利用することができる。
実施形態によれば、高効率の半導体発光素子が提供される。
【０１６９】
なお、本明細書において「窒化物半導体」とは、ＢｘＩｎｙＡｌｚＧａ１−ｘ−ｙ−ｚＮ（０≦ｘ≦１，０≦ｙ≦１，０≦ｚ≦１，ｘ＋ｙ＋ｚ≦１）なる化学式において組成比ｘ、ｙ及びｚをそれぞれの範囲内で変化させた全ての組成の半導体を含むものとする。またさらに、上記化学式において、Ｎ（窒素）以外のＶ族元素もさらに含むもの、導電形などの各種の物性を制御するために添加される各種の元素をさらに含むもの、及び、意図せずに含まれる各種の元素をさらに含むものも、「窒化物半導体」に含まれるものとする。
【０１７０】
なお、本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれは良い。
【０１７１】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、半導体発光素子に含まれる半導体層、発光部、積層体、電極、金属ピラー、封止部、下地絶縁層、反射層、被覆層及び波長変換層などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１７２】
その他、本発明の実施の形態として上述した半導体発光素子を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての半導体発光素子も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１７３】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１７４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１７５】
５…基板、 １０…第１半導体層、 １０ｓ…外縁側面、 １０ｔ…境界側面、 １１…第１部分、 １２…第２部分、 １３…第３部分、 １５…積層体、 １５ａ…第１主面、 １５ｂ…第２主面、 ２０…第２半導体層、 ３０…発光部、 ３１…障壁層、 ３２…井戸層、 ４０…第１電極、 ４１…ｎ側電極、 ４２…ｎ側導電層、 ４５…第１金属ピラー、 ４５ｅ…端部、 ４６ｅ…ｎ側配線、 ４７ｂ…ｎ側接続部材、 ４９…第１リード電極部、 ５０…第２電極、 ５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ…ｐ側電極、 ５２…ｐ側導電層、 ５５、５５ａ、５５ｂ、５５ｃ…第２金属ピラー、 ５５ｅ…端部、 ５６ｅ…ｐ側配線、 ５７ｂ…ｐ側接続部材、 ５８…支持基板、 ５９…第２リード電極、 ６０…反射層、 ６１…多層誘電膜、 ６１ａ…第１誘電体層、 ６１ｂ…第２誘電体層、 ６２…反射絶縁膜、 ６５ａ〜６５ｃ…誘電体膜、 ６９…反射層、 ７０…下地絶縁層、 ７５…被覆層、 ８０…封止部、 ８０ｆ…封止絶縁膜、 ８０ｎ…開口部、 ８０ｐ…開口部、 ９０…波長変換層、 ９１…透光層、 ９５、９５ａ…実装部品、 ９６…基体、 ９７…絶縁層、 θ…テーパ角、 １１０、１１０ａ〜１１０ｇ、１１０ｐ、１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ、１１９ａ〜１１９ｄ、１２０ａ〜１２０ｆ、１２１ａ、１２１ｂ、１２２ａ、１２２ｂ…半導体発光素子、 ５１０、５１１、５１９…発光装置、 ５１９ａ…ｎ側ワイヤ、 ５１９ｂ…ｐ側ワイヤ、 ５１９ｃ…ｎ側フレーム、 ５１９ｄ…ｐ側フレーム、 ５１９ｅ…反射容器、 ５１９ｆ…接続部材、 ５１９ｇ…蛍光体樹脂、 ＢＬ、ＢＬｉ…障壁層、 ＣＬ…導電層、 Ｌ１…発光光、 Ｌ２…変換光、 Ｌｕｖ…紫外線、 Ｒｆ…レジスト膜、 ＷＬ、ＷＬｉ…井戸層、 ｄ１、ｄ２…距離、 ｄ３…長さ、 ｄ４〜ｄ６…径、 ｌ１…距離、 ｌ２、ｌ３…長さ、 ｔ６１ａ、ｔ６１ｂ…長さ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１部分と、前記第１部分と並置された第２部分と、を有し、第１導電形の第１半導体層と、
第２導電形の第２半導体層と、
前記第２部分と前記第２半導体層との間に設けられた発光部と、
を含み、前記第１半導体層の側の第１主面と、前記２半導体層の側の第２主面と、を有する積層体と、
前記第１半導体層の前記第１部分の前記第２主面の側の面上に設けられた第１電極と、
前記第２半導体層の前記第２主面の側の面上に設けられた第２電極と、
前記積層体の側面を覆い、絶縁性で、前記発光部から放出される発光光に対して反射性の反射層と、
前記第１電極と電気的に接続され、前記第１半導体層から前記第２半導体層に向かう第１方向に延びる第１金属ピラーと、
前記第２電極と電気的に接続され前記第１方向に延びる第２金属ピラーと、
前記第１金属ピラーの端部及び前記第２金属ピラーの端部を露出させて前記第１金属ピラー及び前記第２金属ピラーを封止する封止部と、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記反射層の前記発光光に対する反射率は、前記封止部の前記発光光に対する反射率以上であることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記積層体は、前記第１方向に見たときの外縁の外縁側面と、前記第１部分と前記第２部分と間に位置する境界側面と、を有し、
前記反射層は、前記外縁側面の少なくとも一部と、前記境界側面の少なくとも一部と、を覆うことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記反射層は、前記第１電極と前記第１金属ピラーとの間の部分を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記反射層は、前記第１電極の縁部及び側面を覆い、前記第２電極の縁部及び側面を覆い、
前記第１金属ピラーは前記反射層の一部を覆い、
前記第２金属ピラーは前記反射層の一部を覆うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つ記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記封止部は、前記反射層の少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項７】
下地絶縁層をさらに備え、
前記下地絶縁層の少なくとも一部は、前記外縁側面の前記少なくとも一部と前記反射層との間、及び、前記境界側面の前記少なくとも一部と前記反射層との間に設けられ、
前記下地絶縁層の前記発光光に対する反射率は、前記反射層の前記発光光に対する前記反射率よりも低いことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記下地絶縁層は、前記第１電極の一部と、前記第２電極の一部と、を覆い、
前記反射層は、前記下地絶縁層のうちの前記第１電極の前記一部を覆う部分と、前記下地絶縁層のうちの前記第２電極の前記一部を覆う部分と、を覆うことを特徴とする請求項７記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記反射層は、前記下地絶縁層の側面を覆うことを特徴とする請求項７または８に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記反射層を覆う被覆層をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１】
第１部分と、前記第１部分と並置された第２部分と、を有し、第１導電形の第１半導体層と、
第２導電形の第２半導体層と、
前記第２部分と前記第２半導体層との間に設けられた発光部と、
を含み、前記第１半導体層の側の第１主面と、前記２半導体層の側の第２主面と、を有する積層体と、
前記第１半導体層の前記第１部分の前記第２主面の側の面上に設けられた第１電極と、
前記第２半導体層の前記第２主面の側の面上に設けられた第２電極と、
前記積層体の側面を覆い、絶縁性で、前記発光部から放出される発光光に対して反射性の反射層と、
前記第１電極と電気的に接続され、前記第１半導体層から前記第２半導体層に向かう第１方向に延びる第１金属ピラーと、
前記第２電極と電気的に接続され前記第１方向に延びる第２金属ピラーと、
前記第１金属ピラーの端部及び前記第２金属ピラーの端部を露出させて前記第１金属ピラー及び前記第２金属ピラーを封止する封止部と、
を備えたことを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記反射層の前記発光光に対する反射率は、前記封止部の前記発光光に対する反射率以上であることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記積層体は、前記第１方向に見たときの外縁の外縁側面と、前記第１部分と前記第２部分と間に位置する境界側面と、を有し、
前記反射層は、前記外縁側面の少なくとも一部と、前記境界側面の少なくとも一部と、を覆うことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記反射層は、前記第１電極と前記第１金属ピラーとの間の部分を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記反射層は、前記第１電極の縁部及び側面を覆い、前記第２電極の縁部及び側面を覆い、
前記第１金属ピラーは前記反射層の一部を覆い、
前記第２金属ピラーは前記反射層の一部を覆うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つ記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記封止部は、前記反射層の少なくとも一部を覆うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項７】
下地絶縁層をさらに備え、
前記下地絶縁層の少なくとも一部は、前記外縁側面の前記少なくとも一部と前記反射層との間、及び、前記境界側面の前記少なくとも一部と前記反射層との間に設けられ、
前記下地絶縁層の前記発光光に対する反射率は、前記反射層の前記発光光に対する前記反射率よりも低いことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記下地絶縁層は、前記第１電極の一部と、前記第２電極の一部と、を覆い、
前記反射層は、前記下地絶縁層のうちの前記第１電極の前記一部を覆う部分と、前記下地絶縁層のうちの前記第２電極の前記一部を覆う部分と、を覆うことを特徴とする請求項７記載の半導体発光素子。
【請求項９】
前記反射層は、前記下地絶縁層の側面を覆うことを特徴とする請求項７または８に記載の半導体発光素子。
【請求項１０】
前記反射層を覆う被覆層をさらに備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１３−２１１７５（Ｐ２０１３−２１１７５Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３９９５（Ｐ２０１１−１５３９９５）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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