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、基板と、積層体と、第１電極と、第２電極と、反射層と、を含む半導体発光素子が提供される。前記基板は、主面を有する。前記積層体は、第１半導体層と、発光部と、第２半導体層と、を含む。前記第１半導体層は、前記主面上に設けられ、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。前記発光部は、前記第２部分上に設けられる。前記第２半導体層は、前記発光部上に設けられ第２導電形である。前記第１電極は、前記第１半導体層の前記第１部分上に設けられる。前記第２電極は、前記第２半導体層上に設けられる。前記反射層は、前記基板の側面と前記積層体の側面とを覆い、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。
【解決手段】実施形態によれば、基板と、積層体と、第１電極と、第２電極と、反射層と、を含む半導体発光素子が提供される。前記基板は、主面を有する。前記積層体は、第１半導体層と、発光部と、第２半導体層と、を含む。前記第１半導体層は、前記主面上に設けられ、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。前記発光部は、前記第２部分上に設けられる。前記第２半導体層は、前記発光部上に設けられ第２導電形である。前記第１電極は、前記第１半導体層の前記第１部分上に設けられる。前記第２電極は、前記第２半導体層上に設けられる。前記反射層は、前記基板の側面と前記積層体の側面とを覆い、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。
【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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／０５０７４８Ａ１号パンフレット
【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、基板と、積層体と、第１電極と、第２電極と、反射層と、を含む半導体発光素子が提供される。前記基板は、主面を有する。前記積層体は、第１半導体層と、発光部と、第２半導体層と、を含む。前記第１半導体層は、前記主面上に設けられ、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。前記発光部は、前記第２部分上に設けられる。前記第２半導体層は、前記発光部上に設けられ第２導電形である。前記第１電極は、前記第１半導体層の前記第１部分上に設けられる。前記第２電極は、前記第２半導体層上に設けられる。前記反射層は、前記基板の側面と前記積層体の側面とを覆い、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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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的断面図である。
【図２】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的平面図である。
【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）及び図６（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７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は、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８】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９】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１０】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１１】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１２】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】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】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】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１６】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１７】図１７（ａ）及び図１７（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１８】第３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】第３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的断面図である。 図２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的平面図である。 図１は、図２のＡ１−Ａ２線断面図である。
【００１０】
図１及び図２に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０は、基板５と、積層体１５と、第１電極４０と、第２電極５０と、反射層６０と、を含む。
基板５は、主面５ａを有する。基板５は、さらに基板裏面５ｂを有する。基板裏面５ｂは、主面５ａとは反対側の面である。
【００１１】
積層体１５は、第１半導体層１０と、発光部３０と、第２半導体層２０と、を含む。第１半導体層１０は、主面５ａ上に設けられる。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、主面５ａに並行な平面内において第１部分１１と並置される。第１半導体層１０は、第１導電形である。
【００１２】
発光部３０は、第１半導体層１０の第２部分１２上に設けられる。第２半導体層２０は、発光部３０上に設けられる。すなわち、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。第２半導体層２０は、第２導電形である。
【００１３】
第１電極４０は、第１半導体層１０の第１部分１１上に設けられる。第２電極５０は、第２半導体層２０上に設けられる。
【００１４】
積層体１５は、第１面１５ａと、第２面１５ｂと、を有する。第２面１５ｂは、第１面１５ａとは反対側の面である。第１面１５ａは、積層体１５の第１半導体層１０の側の面である。第２面１５ｂは、積層体１５の第２半導体層２０の側の面である。
【００１５】
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面１５ａに対して垂直であり、第２面１５ｂに対して垂直である。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
例えば、第１半導体層１０は、基板５の主面５ａ上に結晶成長される。発光部３０は、第１半導体層１０上に結晶成長される。第２半導体層２０は、発光部３０の上に結晶成長される。
【００１９】
すなわち、基板５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。
【００２０】
第１電極４０は、第１半導体層１０の第１部分１１の第２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（第１半導体層１０の一部）の上に第１電極４０が設けられる。
【００２１】
第２電極５０は、第２半導体層２０の第２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。
【００２２】
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。
【００２３】
反射層６０は、積層体１５の側面１５ｓを覆う。
積層体１５の側面１５ｓは、外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔを含む。外縁側面１５ｒ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１５ｔ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。
【００２４】
本実施形態に係る半導体発光素子１１０においては、反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）と、を覆う。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。反射層６０は、例えば電気的に絶縁性である。
【００２５】
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、基板裏面５ｂから外部に効率良く出射する。すなわち、光取り出し効率が向上できる。これにより、高い効率が得られる。
【００２６】
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１５ｓと、反射層６０と、の間に設けられる。下地絶縁層７０は、基板５の側面５ｓと、反射層６０と、の間にさらに設けられても良い。例えば、下地絶縁層７０は、発光光に対して透過性である。例えば、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い。下地絶縁層７０は、絶縁性である。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。
【００２７】
図２に例示したように、半導体発光素子１１０のＸ軸に沿った長さｌ４は、例えば、約６２３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ｌ４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。
【００２８】
半導体発光素子１１０においては、第２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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。積層体１５の側面１５ｓのうちの外縁側面１５ｒは、この長方形の外縁の側面である。積層体１５の側面１５ｓのうちの境界側面１５ｔ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。
【００３１】
反射層６０は、外縁側面１５ｒの少なくとも一部と、境界側面１５ｔの少なくとも一部と、を覆っている。
【００３２】
下地絶縁層７０は、外縁側面１５ｒ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１５ｔ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。
【００３３】
この例では、下地絶縁層７０は、境界側面１５ｔ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。
【００３４】
この例では、基板５のＸ軸に沿った長さｌ３は、例えば約６２０μｍである。基板５のＹ軸に沿った長さは、例えば長さｌ３と同じである。
【００３５】
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。この例では、基板５のサイズは、積層体１５のサイズとは異なっている。ただし、後述するように、基板５のサイズは、積層体１５のサイズと同じでも良い。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、基板裏面５ｂ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、基板裏面５ｂから出射する。さらに、発光光の別の一部は、基板５の側面５ｓ及び積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）に設けられた反射層６０で反射し、進行方向を変え、基板裏面５ｂから出射する。
【００４５】
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、基板裏面５ｂ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。すなわち、発光光は、基板５の側面５ｓ、または、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）から外部に実質的に出射しない。
【００４６】
例えば、反射層６０は、基板５の側面５ｓの全体を覆っている。反射層６０は、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、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、基板裏面５ｂ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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、基板裏面５ｂ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。
【００４９】
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、例えば、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、基板裏面５ｂ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。
【００５０】
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。
【００５１】
なお、図１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。後述するように、第３部分１３は必要に応じて設けられ、省略しても良い。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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面１５ａから外部に効率良く出射できる。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
半導体発光素子１１０の製造方法の例について簡単に説明する。
例えば、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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
さらに、積層体１５の側面（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）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。
【００８４】
この後、第１半導体層１０を分断して、複数の積層体１５を得る。さらに、基板５を分断する。さらに、基板５の側面５ｓ、及び、下地絶縁層７０の上に反射層６０を形成する。反射層６０は、基板５の側面５ｓを覆うと共に、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）を覆う。
【００８５】
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。
【００８６】
波長変換層９０と積層体１５との間に基板５が配置される。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。蛍光体層には、蛍光体が含まれる。例えば、蛍光体層は、蛍光体と、蛍光体が分散される透光材と、を含む。透光材には、例えば、樹脂、ガラス及びその他の任意の材料を用いることができる。蛍光体層には、異なる波長の光を放出する複数の蛍光体が含まれても良い。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。
【００８７】
この例では、波長変換層９０は、基板裏面５ｂの全体を覆っている。実施形態はこれに限らず、基板裏面５ｂの一部は、波長変換層９０で覆われていなくても良い。
【００８８】
この例では、波長変換層９０のＸ−Ｙ平面に対して平行なサイズ（幅）は、基板５のＸ−Ｙ平面に対して平行なサイズ（幅）よりも大きい。波長変換層９０は、基板５の外側の部分（周縁部分）を有する。反射層６０は、波長変換層９０の周縁部分上（波長変換層９０の周縁部分の基板５の側の面）にさらに設けられても良い。実施形態は、これに限らず、反射層６０は、波長変換層９０と接していなくても良い。さらに、実施形態において、波長変換層９０のサイズは、基板５のサイズ以下でも良い。
【００８９】
図６（ａ）及び図６（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６（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電極４０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電極５０と対向する。ｎ側配線４６ｅと第１電極４０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電極５０との間に、ｐ側接続部材５７ｂが設けられる。
【００９０】
図６（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、基板５の基板裏面５ｂ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。
【００９１】
このとき、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。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。
【００９２】
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面１５ａの少なくとも一部の上に形成しても良い。
【００９３】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、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７（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、反射層６０は、積層体１５の側面１５ｓを覆うが、基板５の側面５ｓは覆っていない。
【００９４】
図７（ｂ）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、ｐ側導電層５２とｐ側電極５１との間に反射膜５３が設けられている。反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の外縁側面１５ｒを覆っているが、境界側面１５ｔを覆っていない。
【００９５】
図７（ｃ）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、ｐ側導電層５２とｐ側電極５１との間に反射膜５３が設けられている。この例では、反射層６０は、絶縁層７１と積層体１５との間に設けられている。反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の外縁側面１５ｒと、を覆っているが、境界側面１５ｔを覆っていない。
【００９６】
このように、第１〜第３参考例の半導体発光素子１１９ａ〜１１９ｃにおいては、反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）と、の両方を覆っていない。このため、発光部３０から放出された発光光は、基板５の側面５ｓ及び境界側面１５ｔなどから外部に出射する。この外部に出射した光は、半導体発光素子の周囲に配置される実装部品などで吸収され、損失される。従って、これらの参考例においては、効率が低い。
【００９７】
さらに、これらの参考例の半導体発光素子の周囲に蛍光体層を設けた場合、発光光は、基板裏面５ｂから出射すると共に、基板５の側面５ｓや積層体１５の境界側面１５ｔからも出射する。このとき、これらの参考例においては、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。
【００９８】
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、参考例の半導体発光素子及びそれを用いた発光装置においては、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。
【００９９】
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、実質的に基板裏面５ｂ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。
【０１００】
すなわち、実施形態においては、基板裏面５ｂ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。これにより、高い光取り出し効率が得られる。さらに、均一な色の光が得られる。
【０１０１】
図８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８に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０ｂにおいては、積層体１５の側面１５ｓがＺ軸に対して傾斜している。すなわち、積層体１５の側面１５ｓは、テーパ面である。外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ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１５ｓは、順テーパの形状の部分を有する。
【０１０２】
積層体１５の側面１５ｓ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１５ｓ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。
【０１０３】
積層体１５の側面１５ｓのテーパ角θ（側面１５ｓと第１面１５ａとの間の角度）は、例えば４５度以上９０度未満である。
【０１０４】
この例では、積層体１５の外側側面１５ｒがＺ軸方向に対して傾斜しているが、積層体１５の境界側面１５ｔが、Ｚ軸方向に対して傾斜しても良い。例えば、境界側面１５ｓの全部または一部が、順テーパの傾斜面を有していても良い。さらに、基板５の側面５ｓがＺ軸方向に対して傾斜しても良い。例えば、基板５の側面５ｓの全部または一部が、順テーパの傾斜面を有していても良い。
【０１０５】
図９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９に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０ｃは、光透過層９１をさらに含む。光透過層９１と積層体１５との間に基板５が配置されている。すなわち、光透過層９１は、基板裏面５ｂの上に設けられる。光透過層９１は、発光光に対して透過性である。
【０１０６】
光透過層９１は、例えば、基板５の基板裏面５ｂを保護する。また、光透過層９１として、基板５の屈折率よりも低い屈折率を有する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、基板裏面５ｂから出射させることができる。これにより、さらに高効率の半導体発光素子を提供することができる。
【０１０７】
図１０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１０に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１１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（例えば第１部分１１及び第３部分１３）の側面、及び、基板５の側面５ｓ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。
【０１０８】
図１１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１１に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１２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（例えば第１部分１１及び第３部分１３）の側面を覆っている。
【０１０９】
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。
図１２に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１３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（例えば第１部分１１及び第３部分１３）の側面と、基板５の主面５ａと、を覆っている。
【０１１０】
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）及び図１３（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１１４及び１１５においては、ｐ側導電層５２とｐ側電極５１との間に反射膜５３が設けられている。半導体発光素子１１４においては、反射層６０と基板５との間に下地絶縁層７０が延在していない。半導体発光素子１１５においては、下地絶縁層７０は、反射層６０と基板５との間に延在しており、下地絶縁層７０は、第１半導体層１０の外縁の部分（例えば第１部分１１及び第３部分１３）の側面、及び、基板５の側面５ｓ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。
【０１１１】
図１４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に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１６においては、第３部分１３が設けられていない。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。半導体発光素子１１６においても、反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）と、を覆う。これにより、高い効率が得られる。第３部分１３が設けられない構成においても、図１０〜図１２、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に関して説明したように、下地絶縁層７０は種々の構成を有することができる。
【０１１２】
（第２の実施形態）
図１５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１５に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１２０においては、基板５のサイズが、第１半導体層１０のサイズと同じである。これ以外の半導体発光素子１２０の構成は、半導体発光素子１１０と同じである。この場合も、反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）と、を覆う。半導体発光素子１２０においても、高効率の半導体発光素子が提供できる。
【０１１３】
図１６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１６に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１２１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（例えば第１部分１１及び第３部分１３）の側面、及び、基板５の側面５ｓの全体を覆っている。
【０１１４】
図１７（ａ）及び図１７（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１７（ａ）及び図１７（ｂ）に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１２２及び１２３においては、ｐ側導電層５２とｐ側電極５１との間に反射膜５３が設けられている。半導体発光素子１２２においては、反射層６０と基板５との間に下地絶縁層７０が延在していない。半導体発光素子１２３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（例えば第１部分１１及び第３部分１３）の側面、及び、基板５の側面５ｓ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。
【０１１５】
半導体発光素子１２１〜１２３においても、反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）と、を覆う。これらの半導体発光素子においても、高効率の半導体発光素子が提供できる。
【０１１６】
第２の実施形態においても、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。
【０１１７】
（第３の実施形態）
図１８は、第３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に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１３０は、被覆層７５をさらに含む。被覆層７５は反射層６０を覆う。半導体発光素子１３０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。
【０１１８】
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に関して説明した材料を用いることができる。
【０１１９】
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。
【０１２０】
図１９は、第３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に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１３１は、反射層６０を覆う被覆層７５をさらに含む。すなわち、半導体発光素子１３１は、半導体発光素子１２０において、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
【０１２１】
半導体発光素子１３０及び１３１においても、反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）と、を覆う。半導体発光素子１２０においても、高効率の半導体発光素子が提供できる。
【０１２２】
被覆層７５は、第１及び第２の実施形態に関して説明した任意の半導体発光素子及びそれらの変形の半導体発光素子において設けることができる。
【０１２３】
被覆層７５が設けられる場合、下地絶縁層７０は必要に応じて設けられ、省略しても良い。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。
【０１２４】
第２及び第３の実施形態に関して説明した半導体発光素子において、第３部分１３は必要に応じて設けられ、省略しても良い。
【０１２５】
波長変換層９０及び光透過層９１の少なくともいずれかは、第１〜第３の実施形態に関して説明した任意の半導体発光素子及びそれらの変形の半導体発光素子において設けることができる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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基板、半導体層、発光部、積層体、電極、下地絶縁層、反射層、被覆層、波長変換層及び光透過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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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】
【０１３４】
５…基板、 ５ａ…主面、 ５ｂ…基板裏面、 ５ｓ…側面、 １０…第１半導体層、 １１…第１部分、 １２…第２部分、 １３…第３部分、 １５…積層体、 １５ａ…第１面、 １５ｂ…第２面、 １５ｒ…外縁側面、 １５ｓ…側面、 １５ｔ…境界側面、 ２０…第２半導体層、 ３０…発光部、 ３１…障壁層、 ３２…井戸層、 ４０…第１電極、 ４６ｅ…ｎ側配線、 ４７ｂ…ｎ側接続部材、 ５０…第２電極、 ５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ…ｐ側電極、 ５２…ｐ側導電層、 ５３…反射膜、 ５６ｅ…ｐ側配線、 ５７ｂ…ｐ側接続部材、 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、 ７０…下地絶縁層、 ７１…絶縁層、 ７５…被覆層、 ９０…波長変換層、 ９１…光透過層、 ９５…実装部品、 ９６…基体、 ９７…絶縁層、 θ…テーパ角、 １１０、１１０ａ〜１１０ｃ、１１１〜１１６、１１９ａ〜１１９ｃ、１２０〜１２３、１３０、１３１…半導体発光素子、 ５１０…発光装置、 ＢＬ、ＢＬｉ…障壁層、 Ｌ１…発光光、 Ｌ２…変換光、 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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２００５／０５０７４８Ａ１号パンフレット
【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、基板と、積層体と、第１電極と、第２電極と、反射層と、を含む半導体発光素子が提供される。前記基板は、主面を有する。前記積層体は、第１半導体層と、発光部と、第２半導体層と、を含む。前記第１半導体層は、前記主面上に設けられ、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。前記発光部は、前記第２部分上に設けられる。前記第２半導体層は、前記発光部上に設けられ第２導電形である。前記第１電極は、前記第１半導体層の前記第１部分上に設けられる。前記第２電極は、前記第２半導体層上に設けられる。前記反射層は、前記基板の側面と前記積層体の側面とを覆い、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。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】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的断面図である。
【図２】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的平面図である。
【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）及び図６（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７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は、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８】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９】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１０】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１１】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１２】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】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】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】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１６】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１７】図１７（ａ）及び図１７（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１８】第３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】第３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的断面図である。 図２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的平面図である。 図１は、図２のＡ１−Ａ２線断面図である。
【００１０】
図１及び図２に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０は、基板５と、積層体１５と、第１電極４０と、第２電極５０と、反射層６０と、を含む。
基板５は、主面５ａを有する。基板５は、さらに基板裏面５ｂを有する。基板裏面５ｂは、主面５ａとは反対側の面である。
【００１１】
積層体１５は、第１半導体層１０と、発光部３０と、第２半導体層２０と、を含む。第１半導体層１０は、主面５ａ上に設けられる。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、主面５ａに並行な平面内において第１部分１１と並置される。第１半導体層１０は、第１導電形である。
【００１２】
発光部３０は、第１半導体層１０の第２部分１２上に設けられる。第２半導体層２０は、発光部３０上に設けられる。すなわち、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。第２半導体層２０は、第２導電形である。
【００１３】
第１電極４０は、第１半導体層１０の第１部分１１上に設けられる。第２電極５０は、第２半導体層２０上に設けられる。
【００１４】
積層体１５は、第１面１５ａと、第２面１５ｂと、を有する。第２面１５ｂは、第１面１５ａとは反対側の面である。第１面１５ａは、積層体１５の第１半導体層１０の側の面である。第２面１５ｂは、積層体１５の第２半導体層２０の側の面である。
【００１５】
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面１５ａに対して垂直であり、第２面１５ｂに対して垂直である。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
例えば、第１半導体層１０は、基板５の主面５ａ上に結晶成長される。発光部３０は、第１半導体層１０上に結晶成長される。第２半導体層２０は、発光部３０の上に結晶成長される。
【００１９】
すなわち、基板５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。
【００２０】
第１電極４０は、第１半導体層１０の第１部分１１の第２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（第１半導体層１０の一部）の上に第１電極４０が設けられる。
【００２１】
第２電極５０は、第２半導体層２０の第２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。
【００２２】
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。
【００２３】
反射層６０は、積層体１５の側面１５ｓを覆う。
積層体１５の側面１５ｓは、外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔを含む。外縁側面１５ｒ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１５ｔ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。
【００２４】
本実施形態に係る半導体発光素子１１０においては、反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）と、を覆う。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。反射層６０は、例えば電気的に絶縁性である。
【００２５】
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、基板裏面５ｂから外部に効率良く出射する。すなわち、光取り出し効率が向上できる。これにより、高い効率が得られる。
【００２６】
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１５ｓと、反射層６０と、の間に設けられる。下地絶縁層７０は、基板５の側面５ｓと、反射層６０と、の間にさらに設けられても良い。例えば、下地絶縁層７０は、発光光に対して透過性である。例えば、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い。下地絶縁層７０は、絶縁性である。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。
【００２７】
図２に例示したように、半導体発光素子１１０のＸ軸に沿った長さｌ４は、例えば、約６２３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ｌ４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。
【００２８】
半導体発光素子１１０においては、第２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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。積層体１５の側面１５ｓのうちの外縁側面１５ｒは、この長方形の外縁の側面である。積層体１５の側面１５ｓのうちの境界側面１５ｔ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。
【００３１】
反射層６０は、外縁側面１５ｒの少なくとも一部と、境界側面１５ｔの少なくとも一部と、を覆っている。
【００３２】
下地絶縁層７０は、外縁側面１５ｒ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１５ｔ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。
【００３３】
この例では、下地絶縁層７０は、境界側面１５ｔ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。
【００３４】
この例では、基板５のＸ軸に沿った長さｌ３は、例えば約６２０μｍである。基板５のＹ軸に沿った長さは、例えば長さｌ３と同じである。
【００３５】
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。この例では、基板５のサイズは、積層体１５のサイズとは異なっている。ただし、後述するように、基板５のサイズは、積層体１５のサイズと同じでも良い。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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、基板裏面５ｂ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、基板裏面５ｂから出射する。さらに、発光光の別の一部は、基板５の側面５ｓ及び積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）に設けられた反射層６０で反射し、進行方向を変え、基板裏面５ｂから出射する。
【００４５】
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、基板裏面５ｂ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。すなわち、発光光は、基板５の側面５ｓ、または、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）から外部に実質的に出射しない。
【００４６】
例えば、反射層６０は、基板５の側面５ｓの全体を覆っている。反射層６０は、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、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、基板裏面５ｂ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。
【００４７】
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。
【００４８】
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、基板裏面５ｂ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。
【００４９】
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、例えば、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、基板裏面５ｂ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。
【００５０】
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。
【００５１】
なお、図１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。後述するように、第３部分１３は必要に応じて設けられ、省略しても良い。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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面１５ａから外部に効率良く出射できる。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
半導体発光素子１１０の製造方法の例について簡単に説明する。
例えば、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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
さらに、積層体１５の側面（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）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。
【００８４】
この後、第１半導体層１０を分断して、複数の積層体１５を得る。さらに、基板５を分断する。さらに、基板５の側面５ｓ、及び、下地絶縁層７０の上に反射層６０を形成する。反射層６０は、基板５の側面５ｓを覆うと共に、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）を覆う。
【００８５】
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。
【００８６】
波長変換層９０と積層体１５との間に基板５が配置される。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。蛍光体層には、蛍光体が含まれる。例えば、蛍光体層は、蛍光体と、蛍光体が分散される透光材と、を含む。透光材には、例えば、樹脂、ガラス及びその他の任意の材料を用いることができる。蛍光体層には、異なる波長の光を放出する複数の蛍光体が含まれても良い。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。
【００８７】
この例では、波長変換層９０は、基板裏面５ｂの全体を覆っている。実施形態はこれに限らず、基板裏面５ｂの一部は、波長変換層９０で覆われていなくても良い。
【００８８】
この例では、波長変換層９０のＸ−Ｙ平面に対して平行なサイズ（幅）は、基板５のＸ−Ｙ平面に対して平行なサイズ（幅）よりも大きい。波長変換層９０は、基板５の外側の部分（周縁部分）を有する。反射層６０は、波長変換層９０の周縁部分上（波長変換層９０の周縁部分の基板５の側の面）にさらに設けられても良い。実施形態は、これに限らず、反射層６０は、波長変換層９０と接していなくても良い。さらに、実施形態において、波長変換層９０のサイズは、基板５のサイズ以下でも良い。
【００８９】
図６（ａ）及び図６（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６（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電極４０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電極５０と対向する。ｎ側配線４６ｅと第１電極４０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電極５０との間に、ｐ側接続部材５７ｂが設けられる。
【００９０】
図６（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、基板５の基板裏面５ｂ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。
【００９１】
このとき、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。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。
【００９２】
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面１５ａの少なくとも一部の上に形成しても良い。
【００９３】
図７（ａ）〜図７（ｃ）は、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７（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、反射層６０は、積層体１５の側面１５ｓを覆うが、基板５の側面５ｓは覆っていない。
【００９４】
図７（ｂ）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、ｐ側導電層５２とｐ側電極５１との間に反射膜５３が設けられている。反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の外縁側面１５ｒを覆っているが、境界側面１５ｔを覆っていない。
【００９５】
図７（ｃ）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、ｐ側導電層５２とｐ側電極５１との間に反射膜５３が設けられている。この例では、反射層６０は、絶縁層７１と積層体１５との間に設けられている。反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の外縁側面１５ｒと、を覆っているが、境界側面１５ｔを覆っていない。
【００９６】
このように、第１〜第３参考例の半導体発光素子１１９ａ〜１１９ｃにおいては、反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）と、の両方を覆っていない。このため、発光部３０から放出された発光光は、基板５の側面５ｓ及び境界側面１５ｔなどから外部に出射する。この外部に出射した光は、半導体発光素子の周囲に配置される実装部品などで吸収され、損失される。従って、これらの参考例においては、効率が低い。
【００９７】
さらに、これらの参考例の半導体発光素子の周囲に蛍光体層を設けた場合、発光光は、基板裏面５ｂから出射すると共に、基板５の側面５ｓや積層体１５の境界側面１５ｔからも出射する。このとき、これらの参考例においては、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。
【００９８】
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、参考例の半導体発光素子及びそれを用いた発光装置においては、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。
【００９９】
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、実質的に基板裏面５ｂ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。
【０１００】
すなわち、実施形態においては、基板裏面５ｂ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。これにより、高い光取り出し効率が得られる。さらに、均一な色の光が得られる。
【０１０１】
図８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８に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０ｂにおいては、積層体１５の側面１５ｓがＺ軸に対して傾斜している。すなわち、積層体１５の側面１５ｓは、テーパ面である。外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ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１５ｓは、順テーパの形状の部分を有する。
【０１０２】
積層体１５の側面１５ｓ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１５ｓ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。
【０１０３】
積層体１５の側面１５ｓのテーパ角θ（側面１５ｓと第１面１５ａとの間の角度）は、例えば４５度以上９０度未満である。
【０１０４】
この例では、積層体１５の外側側面１５ｒがＺ軸方向に対して傾斜しているが、積層体１５の境界側面１５ｔが、Ｚ軸方向に対して傾斜しても良い。例えば、境界側面１５ｓの全部または一部が、順テーパの傾斜面を有していても良い。さらに、基板５の側面５ｓがＺ軸方向に対して傾斜しても良い。例えば、基板５の側面５ｓの全部または一部が、順テーパの傾斜面を有していても良い。
【０１０５】
図９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９に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１０ｃは、光透過層９１をさらに含む。光透過層９１と積層体１５との間に基板５が配置されている。すなわち、光透過層９１は、基板裏面５ｂの上に設けられる。光透過層９１は、発光光に対して透過性である。
【０１０６】
光透過層９１は、例えば、基板５の基板裏面５ｂを保護する。また、光透過層９１として、基板５の屈折率よりも低い屈折率を有する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、基板裏面５ｂから出射させることができる。これにより、さらに高効率の半導体発光素子を提供することができる。
【０１０７】
図１０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１０に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１１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（例えば第１部分１１及び第３部分１３）の側面、及び、基板５の側面５ｓ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。
【０１０８】
図１１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１１に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１２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（例えば第１部分１１及び第３部分１３）の側面を覆っている。
【０１０９】
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。
図１２に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１１３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（例えば第１部分１１及び第３部分１３）の側面と、基板５の主面５ａと、を覆っている。
【０１１０】
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）及び図１３（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１１４及び１１５においては、ｐ側導電層５２とｐ側電極５１との間に反射膜５３が設けられている。半導体発光素子１１４においては、反射層６０と基板５との間に下地絶縁層７０が延在していない。半導体発光素子１１５においては、下地絶縁層７０は、反射層６０と基板５との間に延在しており、下地絶縁層７０は、第１半導体層１０の外縁の部分（例えば第１部分１１及び第３部分１３）の側面、及び、基板５の側面５ｓ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。
【０１１１】
図１４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に表したように、本実施形態に係る別の半導体発光素子１１６においては、第３部分１３が設けられていない。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。半導体発光素子１１６においても、反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）と、を覆う。これにより、高い効率が得られる。第３部分１３が設けられない構成においても、図１０〜図１２、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に関して説明したように、下地絶縁層７０は種々の構成を有することができる。
【０１１２】
（第２の実施形態）
図１５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１５に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１２０においては、基板５のサイズが、第１半導体層１０のサイズと同じである。これ以外の半導体発光素子１２０の構成は、半導体発光素子１１０と同じである。この場合も、反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）と、を覆う。半導体発光素子１２０においても、高効率の半導体発光素子が提供できる。
【０１１３】
図１６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１６に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１２１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（例えば第１部分１１及び第３部分１３）の側面、及び、基板５の側面５ｓの全体を覆っている。
【０１１４】
図１７（ａ）及び図１７（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１７（ａ）及び図１７（ｂ）に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１２２及び１２３においては、ｐ側導電層５２とｐ側電極５１との間に反射膜５３が設けられている。半導体発光素子１２２においては、反射層６０と基板５との間に下地絶縁層７０が延在していない。半導体発光素子１２３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（例えば第１部分１１及び第３部分１３）の側面、及び、基板５の側面５ｓ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。
【０１１５】
半導体発光素子１２１〜１２３においても、反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）と、を覆う。これらの半導体発光素子においても、高効率の半導体発光素子が提供できる。
【０１１６】
第２の実施形態においても、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。
【０１１７】
（第３の実施形態）
図１８は、第３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に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１３０は、被覆層７５をさらに含む。被覆層７５は反射層６０を覆う。半導体発光素子１３０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。
【０１１８】
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に関して説明した材料を用いることができる。
【０１１９】
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。
【０１２０】
図１９は、第３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に表したように、本実施形態に係る半導体発光素子１３１は、反射層６０を覆う被覆層７５をさらに含む。すなわち、半導体発光素子１３１は、半導体発光素子１２０において、被覆層７５がさらに設けられた素子である。
【０１２１】
半導体発光素子１３０及び１３１においても、反射層６０は、基板５の側面５ｓと、積層体１５の側面１５ｓ（外縁側面１５ｒ及び境界側面１５ｔ）と、を覆う。半導体発光素子１２０においても、高効率の半導体発光素子が提供できる。
【０１２２】
被覆層７５は、第１及び第２の実施形態に関して説明した任意の半導体発光素子及びそれらの変形の半導体発光素子において設けることができる。
【０１２３】
被覆層７５が設けられる場合、下地絶縁層７０は必要に応じて設けられ、省略しても良い。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。
【０１２４】
第２及び第３の実施形態に関して説明した半導体発光素子において、第３部分１３は必要に応じて設けられ、省略しても良い。
【０１２５】
波長変換層９０及び光透過層９１の少なくともいずれかは、第１〜第３の実施形態に関して説明した任意の半導体発光素子及びそれらの変形の半導体発光素子において設けることができる。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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基板、半導体層、発光部、積層体、電極、下地絶縁層、反射層、被覆層、波長変換層及び光透過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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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】
【０１３４】
５…基板、 ５ａ…主面、 ５ｂ…基板裏面、 ５ｓ…側面、 １０…第１半導体層、 １１…第１部分、 １２…第２部分、 １３…第３部分、 １５…積層体、 １５ａ…第１面、 １５ｂ…第２面、 １５ｒ…外縁側面、 １５ｓ…側面、 １５ｔ…境界側面、 ２０…第２半導体層、 ３０…発光部、 ３１…障壁層、 ３２…井戸層、 ４０…第１電極、 ４６ｅ…ｎ側配線、 ４７ｂ…ｎ側接続部材、 ５０…第２電極、 ５１、５１ａ、５１ｂ、５１ｃ…ｐ側電極、 ５２…ｐ側導電層、 ５３…反射膜、 ５６ｅ…ｐ側配線、 ５７ｂ…ｐ側接続部材、 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、 ７０…下地絶縁層、 ７１…絶縁層、 ７５…被覆層、 ９０…波長変換層、 ９１…光透過層、 ９５…実装部品、 ９６…基体、 ９７…絶縁層、 θ…テーパ角、 １１０、１１０ａ〜１１０ｃ、１１１〜１１６、１１９ａ〜１１９ｃ、１２０〜１２３、１３０、１３１…半導体発光素子、 ５１０…発光装置、 ＢＬ、ＢＬｉ…障壁層、 Ｌ１…発光光、 Ｌ２…変換光、 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】
主面を有する基板と、
前記主面上に設けられ、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、
前記第２部分上に設けられた発光部と、
前記発光部上に設けられ第２導電形の第２半導体層と、
を含む積層体と、
前記第１半導体層の前記第１部分上に設けられた第１電極と、
前記第２半導体層上に設けられた第２電極と、
前記基板の側面と前記積層体の側面とを覆い、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、
を備えた半導体発光素子。
【請求項２】
前記積層体は、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、を覆う請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記反射層は、絶縁性である請求項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う請求項３記載の半導体発光素子。
【請求項５】
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ている請求項２〜４のいずれか１つに記載の半導体発光素子。
【請求項１】
主面を有する基板と、
前記主面上に設けられ、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、
前記第２部分上に設けられた発光部と、
前記発光部上に設けられ第２導電形の第２半導体層と、
を含む積層体と、
前記第１半導体層の前記第１部分上に設けられた第１電極と、
前記第２半導体層上に設けられた第２電極と、
前記基板の側面と前記積層体の側面とを覆い、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、
を備えた半導体発光素子。
【請求項２】
前記積層体は、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、を覆う請求項１記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記反射層は、絶縁性である請求項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う請求項３記載の半導体発光素子。
【請求項５】
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ている請求項２〜４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】
【公開番号】特開２０１３−６５７７３（Ｐ２０１３−６５７７３Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０４５２９（Ｐ２０１１−２０４５２９）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【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４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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