発光素子
【課題】反射部の厚さが一定以上の厚さであっても、反射層の厚さの増加に応じて発光出力が向上する発光素子を提供する。
【解決手段】発光素子１は、半導体基板１０と発光部２０と１．７μｍ以上８．０μｍ以下の厚さを有して半導体基板１０と発光部２０との間に設けられる反射部２１０と発光部２０の反射部２１０の反対側に設けられ、表面に凹凸部２５０を有する電流分散層２４０とを備え、反射部２１０は、第１の半導体層と第２の半導体層とからなるペア層を有して形成され、第１の半導体層と第２の半導体層は、それぞれ特定の式で定められる厚さを有する。
【解決手段】発光素子１は、半導体基板１０と発光部２０と１．７μｍ以上８．０μｍ以下の厚さを有して半導体基板１０と発光部２０との間に設けられる反射部２１０と発光部２０の反射部２１０の反対側に設けられ、表面に凹凸部２５０を有する電流分散層２４０とを備え、反射部２１０は、第１の半導体層と第２の半導体層とからなるペア層を有して形成され、第１の半導体層と第２の半導体層は、それぞれ特定の式で定められる厚さを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子に関する。特に、本発明は、活性層から発せられる光に対して不透明な半導体基板を用い、半導体基板と活性層との間に所定厚以上の反射部を備える発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ｎ型ＧａＡｓ基板と、ｎ型ＧａＡｓ基板上に設けられる光反射層と、光反射層上に設けられるｎ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓクラッド層と、ｎ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓクラッド層上に設けられるｐ型ＧａＡｓ活性層と、ｐ型ＧａＡｓ層上に設けられるｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓクラッド層と、ｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓクラッド層上に設けられるｐ型ＧａＡｓキャップ層とを備え、光反射層は、ｎ型ＡｌＡｓ／ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの積層構造からなり、当該積層構造は膜厚を連続的に変化させたチャープ状に形成されると共に、所定の反射波長幅及び反射率が得られる変厚割合、積層数、及び混晶比の関係が規定されている発光素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の発光素子は、基板側へ進行した光を光反射層が光波干渉によって反射するので、光出力を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３７０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発光素子は、光反射層単体での反射波長領域を広げることができるものの、光反射層の厚さを一定の厚さ以上にすると、チャープ状ではない光反射層を用いた場合と同様に発光出力の増加が得られない。したがって、特許文献１に記載の発光素子においても、変厚割合ＤＤは０．１〜０．１５程度であり、基準厚さをＴとした場合におけるペア層の厚さはＴ（１−ＤＤ）及びＴ（１＋ＤＤ）であると共に、光反射層の積層数は２０〜３０程度が好ましいとしている。ここで、特許文献１に記載の発光素子の構成で発光波長を６３１ｎｍにすると、光反射層の厚さは２〜３μｍ程度になる。すなわち、特許文献１に記載の発光素子は、光反射層の厚さが２μｍ以上になると、発光出力の向上が飽和傾向になり、発光出力の向上には限界がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、反射部の厚さが一定以上の厚さであっても、反射層の厚さの増加に応じて発光出力が向上する発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、半導体基板と、第１導電型の第１クラッド層と、第１導電型とは異なる第２導電型の第２クラッド層とに挟まれる活性層を有する発光部と、１．７μｍ以上８．０μｍ以下の厚さを有して半導体基板と発光部との間に設けられ、活性層が発する光を反射する反射部と、発光部の反射部の反対側に設けられ、表面に凹凸部を有する電流分散層とを備え、反射部は、第１の半導体層と、第１の半導体層とは異なる第２の半導体層とからなるペア層を少なくとも３つ有して形成され、第１の半導体層は、活性層が発する光のピーク波長をλｐ、第１の半導体層の屈折率をｎＡ、第２の半導体層の屈折率をｎＢ、第１クラッド層の屈折率をｎＩｎ、第２半導体層への光の入射角をθとした場合に、式（１）で定められる厚さＴＡを有し、第２の半導体層は、式（２）で定められる厚さＴＢを有し、反射部の複数のペア層の厚さはそれぞれ、式（１）及び式（２）のθの値がペア層ごとに異なることにより互いに異なり、少なくとも１つのペア層は、θの値が５０°以上の値で規定される第１の半導体層及び第２の半導体層を含む発光素子が提供される。
【数１】
【数２】
【０００８】
また、上記発光素子は、反射部は、１５以上のペア層を有することが好ましい。
【０００９】
また、上記発光素子は、ペア層は、λｐ／４ｎＡの１．５倍以上の厚さＴＡを有する第１の半導体層と、λｐ／４ｎＢの１．５倍以上の厚さＴＢを有する第２の半導体層とを含むことができる。
【００１０】
また、上記発光素子は、第１の半導体層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成され、第２の半導体層は、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ただし、０≦ｙ≦１）から形成されると共に、第１の半導体層の屈折率とは異なる屈折率を有することができる。
【００１１】
また、上記発光素子は、反射部の半導体基板側から１つ目のペア層、又は１つ目及び２つ目のペア層の第１の半導体層は、ＡｌＡｓから形成され、反射部の半導体基板側から１つ目のペア層、又は１つ目及び２つ目のペア層の第２の半導体層は、活性層を構成する半導体のバンドギャップエネルギーより小さいバンドギャップエネルギーを有するＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）、若しくは、活性層が発する光に対して不透明なＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成され、反射部の半導体基板側から３つ目以降のペア層の第１の半導体層及び第２の半導体層は、活性層が発する光に対して透明なＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されることもできる。
【００１２】
また、上記発光素子は、第１の半導体層及び第２の半導体層は、互いに屈折率の異なる（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成されることもできる。
【００１３】
また、上記発光素子は、第１の半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成されると共に、第２の半導体層がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されるか、又は、第１の半導体層がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されると共に、第２の半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成されることもできる。
【００１４】
また、上記発光素子は、電流分散層は、キャリア濃度又は不純物濃度が互いに異なる第１の電流分散層と第２の電流分散層とを有し、第２の電流分散層は、第１の電流分散層のキャリア濃度又は不純物濃度より高いキャリア濃度又は不純物濃度を有して電流分散層の表面側に形成されることもできる。
【００１５】
また、上記発光素子は、電流分散層の表面に設けられる表面電極と、表面電極が設けられている領域を除く電流分散層の表面に、活性層が発する光に対して透明であり、電流分散層を構成する半導体の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を有する材料からなる光取り出し層とを更に備えてもよい。
【００１６】
また、上記発光素子は、光取り出し層は、活性層が発する光の波長をλｐ、光取り出し層を構成する材料の屈折率をｎ、定数Ａ（ただし、Ａは奇数）とした場合に、Ａ×λｐ／（４×ｎ）で規定される値の±３０％の範囲内の厚さｄを有することもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る発光素子によれば、反射部の厚さが一定以上の厚さであっても、反射層の厚さの増加に応じて発光出力が向上する発光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の模式的な断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子が備える反射部の模式的な断面図である。
【図１Ｃ】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の模式的な平面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る発光素子の断面図である。
【図４Ａ】実施例１に係る発光素子が備える反射部の簡易的な構造を示す図である。
【図４Ｂ】実施例１に係る発光素子が備える反射部の簡易的な構造における反射スペクトルを示す図である。
【図５Ａ】０°ＤＢＲ層を備える発光素子が備える反射部の簡易的な構造を示す図である。
【図５Ｂ】０°ＤＢＲ層を備える発光素子が備える反射部の簡易的な構造における反射スペクトルを示す図である。
【図６】実施例１に係るエピタキシャルウエハに粗面化処理を施す時間と表面粗さ（ただし、Ｒａ及びＲＭＳ）との関係を示す図である。
【図７】実施例１に係るエピタキシャルウエハに粗面化処理を施す時間と表面粗さ（ただし、Ｒｙ）との関係を示す図である。
【図８】実施例に係る発光素子の反射部の厚さと発光出力との関係を示す図である。
【図９】実施例２に係る発光素子の断面図である。
【図１０】実施例３に係る発光素子の発光部の断面図である。
【図１１】比較例１に係る発光素子の模式的な断面図である。
【図１２】比較例１に係る発光素子の反射部の厚さの違いによる発光出力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［実施の形態の要約］
半導体基板と、第１導電型の第１クラッド層と、第１導電型とは異なる第２導電型の第２クラッド層とに挟まれる活性層を有する発光部と、半導体基板と発光部との間に設けられ、活性層が発する光を反射する反射部と、発光部の反射部の反対側に設けられ、表面に凹凸部を有する電流分散層とを備える発光素子において、反射部は、１．７μｍ以上８．０μｍ以下の厚さを有し、反射部は、第１の半導体層と、第１の半導体層とは異なる第２の半導体層とからなるペア層を少なくとも３つ有して形成され、第１の半導体層は、活性層が発する光のピーク波長をλｐ、第１の半導体層の屈折率をｎＡ、第２の半導体層の屈折率をｎＢ、第１クラッド層の屈折率をｎＩｎ、第２の半導体層への光の入射角をθとした場合に、式（１）で定められる厚さＴＡを有し、第２の半導体層は、式（２）で定められる厚さＴＢを有し、反射部の複数のペア層の厚さはそれぞれ、式（１）及び式（２）のθの値がペア層ごとに異なることにより互いに異なり、少なくとも１つのペア層は、θの値が５０°以上の値で規定される第１の半導体層及び第２の半導体層を含む。
【００２０】
［第１の実施の形態］
図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の模式的な断面を示し、図１Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子が備える反射部の模式的な断面を示す。また、図１Ｃは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の模式的な平面を示す。
【００２１】
（発光素子１の構造の概要）
第１の実施の形態に係る発光素子１は、一例として、発光ピーク波長（λｐ）が６３１ｎｍ付近の赤色光を放射する発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）である。具体的に、発光素子１は、第１導電型としてのｎ型の半導体基板１０と、半導体基板１０の上に設けられるｎ型のバッファ層２００と、バッファ層２００の上に設けられるｎ型の化合物半導体の多層構造を有する反射部２１０と、反射部２１０の上に設けられるｎ型の第１クラッド層２２０と、第１クラッド層２２０の上に設けられる活性層２２２と、活性層２２２の上に設けられる第１導電型とは異なる第２導電型としてのｐ型の第２クラッド層２２４と、第２クラッド層２２４の上に設けられるｐ型の介在層２３０と、介在層２３０の上に設けられ、表面（すなわち、光取り出し面）に凹凸部２５０を有するｐ型の電流分散層２４０とを備える。
【００２２】
また、発光素子１は、電流分散層２４０の凹凸部２５０が設けられている領域を除く領域の所定の位置に設けられる表面電極３０と、半導体基板１０のバッファ層２００が設けられている面の反対側の面（すなわち、半導体基板１０の裏面）に設けられる裏面電極３５とを更に備える。本実施の形態において、活性層２２２は第１クラッド層２２０と第２クラッド層２２４とに挟まれて設けられており、以下の説明において、第１クラッド層と、活性層２２２と、第２クラッド層２２４とをまとめて発光部２０という場合がある。なお、発光素子１は、表面電極３０の上にワイヤーボンディング用パッドとしてのパッド電極を更に備えることもできる。
【００２３】
（半導体基板１０）
半導体基板１０としては、例えば、所定の導電型のキャリアを含み、所定のキャリア濃度を有するＧａＡｓ基板を用いることができる。また、半導体基板１０としては、所定のオフ角度を有するオフ基板、又は、オフ角度を有さないジャスト基板を用いることができる。なお、半導体基板１０上に形成する複数の化合物半導体層の種類に応じて、半導体基板１０を構成する化合物半導体材料を適宜、代えることもできる。
【００２４】
（反射部２１０）
反射部２１０は、半導体基板１０と発光部２０との間に設けられ、活性層２２２が発する光を反射する。そして、反射部２１０は、活性層２２２を構成する半導体のバンドギャップよりも大きなバンドギャップを有する半導体材料から形成されると共に、活性層２２２から発せられる光に対して透明である半導体材料から形成され、かつ、活性層２２２及び半導体基板１０と略格子整合する半導体材料（例えば、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１））から形成される。また反射部２１０は、１．７μｍ以上８．０μｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【００２５】
具体的に、反射部２１０は、図１Ｂに示すように、複数の化合物半導体層の積層構造を有して形成される。また、反射部２１０は、第１の半導体層２１０ａと、第１の半導体層２１０ａとは異なる屈折率を有する第２の半導体層２１０ｂとからなるペア層を複数有して形成される。反射部２１０は、少なくとも３対、好ましくは１５対以上のペア層を有して形成される。そして、第１の半導体層２１０ａは、例えば、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成することができ、第２の半導体層２１０ｂは、例えば、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ただし、０≦ｙ≦１）から形成することができる。そして、第１の半導体層２１０ａの屈折率と第２の半導体層２１０ｂの屈折率とは互いに異なるように形成する。なお、第１の半導体層２１０ａがＡｌＧａＡｓから形成される場合、第１の半導体層２１０ａのＡｌ組成「ｘ」は、第２の半導体層２１０ｂのＡｌ組成「ｙ」とは異なる値に制御される。
【００２６】
また、第１の半導体層２１０ａの厚さ、及び第２の半導体層２１０ｂの厚さは、後述するように光の入射角に応じた厚さを有して形成することができるが、図１Ｂにおいては説明の便宜上、略同一の厚さで示す。なお、第１の半導体層２１０ａ及び第２の半導体層２１０ｂは、互いに屈折率の異なる（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成することもできる。また、第１の半導体層２１０ａを（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成すると共に、第２の半導体層２１０ｂをＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成するか、又は、第１の半導体層２１０ａをＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成すると共に、第２の半導体層２１０ｂを（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成することもできる。
【００２７】
ここで、反射部２１０が有する複数のペア層はそれぞれ、活性層２２２が発する光の発光ピーク波長以上の波長の光を反射すると共に、それぞれ異なる入射角の光を反射する。具体的に、第１の半導体層２１０ａは、活性層２２２が発する光のピーク波長をλｐ、第１の半導体層２１０ａの屈折率をｎＡ、第２の半導体層２１０ｂの屈折率をｎＢ、第１クラッド層２２０の屈折率をｎＩｎ、第２の半導体層２１０ｂへの光の入射角をθとした場合（ただし、θは、第２の半導体層２１０ｂの主面を光の入射面とした場合、入射面の法線に対する角度である）とした場合に、以下の式（１）で定められる厚さＴＡを有して形成される。また、第２の半導体層２１０ｂは、以下の式（２）で定められる厚さＴＢを有して形成される。
【００２８】
【数３】
【００２９】
【数４】
【００３０】
複数のペア層のうち、一のペア層に含まれる第１の半導体層２１０ａの厚さは、当該一のペア層に入射する光の入射角θに応じて式（１）から算出される厚さを有して形成される。同様に当該一のペア層に含まれる第２の半導体層２１０ｂの厚さも、入射角θに応じて式（２）から算出される厚さを有して形成される。同様にして、複数のペア層に含まれる他のペア層についても、当該他のペア層に入射する光の入射角θに応じた厚さを有する第１の半導体層２１０ａ及び第２の半導体層２１０ｂを含んで形成される。なお、ペア層は、λｐ／４ｎＡの１．５倍以上の厚さの厚さＴＡを有する第１の半導体層２１０ａと、λｐ／４ｎＢの１．５倍以上の厚さの厚さＴＢを有する第２の半導体層２１０ｂとを含むことが好ましい。
【００３１】
ここで、本実施の形態においては、反射部２１０は、ペア層を少なくとも３つ含んで形成される。そして、複数のペア層の厚さはそれぞれ、式（１）及び式（２）のθの値がペア層ごとに異なることにより互いに異なる。例えば、一のペア層の厚さと他のペア層の厚さとは、互いに異なるように形成される。そして、一のペア層におけるθの値をθａ、他のペア層におけるθの値をθｂにした場合に、一のペア層に含まれる第１の半導体層２１０ａの厚さ及び第２の半導体層２１０ｂの厚さは、θａの値を用いて式（１）及び式（２）から算出され、他のペア層に含まれる第１の半導体層２１０ａの厚さ及び第２の半導体層２１０ｂの厚さは、θａとは異なるθｂの値を用いて式（１）及び式（２）から算出される。更に、少なくとも１つのペア層が、θの値が５０°以上の値で規定される厚さの第１の半導体層２１０ａ及び第２の半導体層２１０ｂを含んで形成されることにより、発光部２０から反射部２１０に入射した直射入射光を除く光を反射部２１０において光取り出し面側に反射することができる。本実施の形態に係る発光素子１はこのような反射部２１０を備えることにより、活性層２２２から放射された光が反射部２１０に様々な入射角で入射しても、当該光は、反射部２１０において光取り出し面の方向に反射される。
【００３２】
また、反射部２１０の半導体基板１０側から１つ目のペア層、又は１つ目及び２つ目のペア層の第１の半導体層２１０ａは、ＡｌＡｓから形成されることが好ましい。そして、この場合、反射部２１０の半導体基板１０側から１つ目のペア層、又は１つ目及び２つ目のペア層の第２の半導体層２１０ｂは、活性層２２２を構成する半導体のバンドギャップエネルギーより小さいバンドギャップエネルギーを有するＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）、若しくは、活性層２２２が発する光に対して不透明なＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されることが好ましい。更に、この場合、反射部２１０の半導体基板１０側から３つ目以降のペア層の第２の半導体層２１０ｂは、活性層２２２が発する光に対して透明なＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されることが好ましい。
【００３３】
（発光部２０）
発光部２０は、第１クラッド層２２０、活性層２２２、及び第２クラッド層２２４を有する。まず、バッファ層２００は、半導体基板１０に接して設けられる。例えば、バッファ層２００は、半導体基板１０がｎ型のＧａＡｓ基板から形成される場合、ｎ型のＧａＡｓから形成される。また、第１クラッド層２２０と、活性層２２２と、第２クラッド層２２４とはそれぞれ、例えば、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）で表される三元系、又は四元系のＩＩＩ族化合物半導体材料から形成される。なお、第１の実施の形態に係る活性層２２２は、例えば、ノンドープのＧａｘＩｎ１−ｘＰ単層（ただし、０≦ｘ≦１）から形成することもできる。
【００３４】
（介在層２３０）
介在層２３０は、第２クラッド層２２４を構成する半導体材料と電流分散層２４０を構成する半導体材料とが互いに異なる場合に、第２クラッド層２２４と電流分散層２４０とのヘテロ界面の電位障壁を低減する半導体材料から形成される。具体的に、介在層２３０は、第２クラッド層２２４と電流分散層２４０との間に設けられる。より具体的に、介在層２３０は、第２クラッド層２２４の活性層２２２の反対側に設けられると共に、第２クラッド層２２４を構成する半導体のバンドギャップエネルギーと電流分散層２４０を構成する半導体のバンドギャップエネルギーとの間のバンドギャップエネルギーを有する半導体材料から形成される。例えば、介在層２３０は、ｐ型のＧａｚＩｎ１−ｚＰ（ただし、ｚは、一例として、０．６≦ｚ≦０．９）から形成される。発光素子１が介在層２３０を備えることにより、発光素子１の順方向電圧を低減できる。
【００３５】
（電流分散層２４０）
電流分散層２４０は、発光部２０の反射部２１０の反対側、すなわち、発光部２０と表面電極３０との間に設けられ、発光素子１に供給された電流が活性層２２２に略均一に供給されるように当該電流を分散させる。また、電流分散層２４０は、活性層２２２が発する光を透過する半導体材料から形成される。例えば、電流分散層２４０は、ｐ型のＧａＰ、ｐ型のＧａＡｓＰ、又はｐ型のＡｌＧａＡｓから形成することができる。そして、電流分散層２４０は、表面電極３０が形成される領域を除く表面に凹凸部２５０を有する。
【００３６】
（凹凸部２５０）
凹凸部２５０は、電流分散層２４０の発光部２０の反対側の表面を粗面化して形成される。凹凸部２５０は、当該表面を所定のエッチャントでエッチングすることによりランダムな形状を有して形成される。また、凹凸部２５０は、当該表面に予め定められたパターンを有して形成することもできる。更に、凹凸部２５０は、発光素子１の光取り出し効率を向上させることを目的として、算術平均粗さＲａが０．０４μｍ以上０．２５μｍ以下であることが好ましく、二乗平均粗さＲＭＳが０．０５μｍ以上０．３５μｍ以下であることが好ましい。更に、凹凸部２５０は、最大高さＲｙが１．０μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
（表面電極３０、裏面電極３５）
表面電極３０は、電流分散層２４０にオーミック接触する材料から形成される。具体的に、表面電極３０は、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｕ等の金属材料から選択される少なくとも１つのｐ型電極用の金属材料を含んで形成される。例えば、表面電極３０は、電流分散層２４０側からＡｕＢｅ、Ｎｉ、Ａｕの順に積層された積層構造を有して形成することができる。なお、表面電極３０は、電流分散層２４０の介在層２３０の反対側の面、すなわち、発光素子１の光取り出し面の一部に設けられる。そして、表面電極３０は、図１Ｃに示すように、発光素子１の上面視にて略円形状の円部分３０ａと、円部分から発光素子１の四隅に向かって延びる４本の足部分３０ｂとを有して形成される。
【００３８】
裏面電極３５は、半導体基板１０にオーミック接触する材料から形成される。具体的に、裏面電極３５は、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｕ等の金属材料から選択される少なくとも１つのｎ型電極用の金属材料を含んで形成される。例えば、裏面電極３５は、半導体基板１０側からＡｕＧｅ、Ｎｉ、Ａｕの順に積層された積層構造を有して形成することができる。なお、裏面電極３５は、半導体基板１０の裏面の略全面に形成される。
【００３９】
（変形例）
第１の実施の形態に係る発光素子１は、半導体基板１０上にバッファ層２００を備えるが、第１の実施の形態の変形例に係る発光素子は、バッファ層２００を備えずに形成することができる。
【００４０】
また、第１の実施の形態に係る発光素子１は、赤色を含む光（例えば、発光波長が６３０ｎｍ帯の光）を発するが、発光素子１が発する光の波長はこの波長に限定されない。活性層２２２の構造を制御して、所定の波長範囲の光を発する発光素子１を形成することもできる。活性層２２２が発する光としては、例えば、深紅色、橙色光、黄色光、又は緑色光等の波長範囲の光が挙げられる。また、発光素子１が備える発光部２０は、紫外領域、紫色領域、若しくは青色領域の光を発する活性層２２２を含むＩｎＡｌＧａＮ系の化合物半導体から形成することもできる。
【００４１】
更に、発光素子１が備える半導体基板１０、バッファ層２００、反射部２１０、第１クラッド層２２０、第２クラッド層２２４、介在層２３０、及び電流分散層２４０の化合物半導体層は、これらの化合物半導体層を構成する化合物半導体の導電型を、本実施の形態の反対にすることもできる。例えば、半導体基板１０、バッファ層２００、反射部２１０、及び第１クラッド層２２０の導電型をｐ型にすると共に、第２クラッド層２２４、介在層２３０、及び電流分散層２４０の導電型をｎ型にすることもできる。
【００４２】
また、活性層２２２は量子井戸構造を有して形成することもできる。量子井戸構造は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造、又は歪み多重量子井戸構造のいずれの構造からも形成することができる。なお、発光部２０は、第１クラッド層２２０、活性層２２２、及び第２クラッド層２３４以外の半導体層を含んで形成することもできる。
【００４３】
また、表面電極３０の形状は、例えば、四角形状、菱形形状、多角形状等の形状を有して形成することができる。
【００４４】
（発光素子１の製造方法）
第１の実施の形態に係る発光素子１は、例えば、以下のようにして製造することができる。まず、半導体基板１０を準備する。そして、半導体基板１０上に、例えば、有機金属気相成長法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＯＶＰＥ法）によって複数の化合物半導体層（すなわち、バッファ層２００、反射部２１０、第１クラッド層２２０、活性層２２２、第２クラッド層２２４、介在層２３０、電流分散層２４０）を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の半導体積層構造を形成する（成長工程）。これにより、エピタキシャルウエハが製造される。
【００４５】
ここで、ＭＯＶＰＥ法を用いた半導体積層構造の形成は、成長温度、成長圧力、半導体積層構造が有する複数の化合物半導体層のそれぞれの成長速度、及びＶ／ＩＩＩ比をそれぞれ所定の値に設定して実施する。なお、Ｖ／ＩＩＩ比とは、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）等のＩＩＩ族原料のモル数を基準にした場合における、アルシン（ＡｓＨ３）、ホスフィン（ＰＨ３）等のＶ族原料のモル数の比である。
【００４６】
また、ＭＯＶＰＥ法において用いる原料は、Ｇａ原料として、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、又はトリエチルガリウム（ＴＥＧａ）を用いることができ、Ａｌ原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）を用いることができ、Ｉｎ原料としてトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）等の有機金属化合物を用いることができる。また、Ａｓ源としてアルシン（ＡｓＨ３）を用いることができ、Ｐ源としてホスフィン（ＰＨ３）等の水素化物ガスを用いることができる。更に、ｎ型のドーパントの原料は、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を用いることができる。そして、ｐ型のドーパントの原料は、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を用いることができる。
【００４７】
また、ｎ型のドーパントの原料として、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジエチルテルル（ＤＥＴｅ）、又はジメチルテルル（ＤＭＴｅ）を用いることもできる。そして、ｐ型のドーパントの原料として、ジメチルジンク（ＤＭＺｎ）又はジエチルジンク（ＤＥＺｎ）を用いることもできる。
【００４８】
なお、半導体基板１０上にバッファ層２００を形成することにより、ＭＯＶＰＥ装置内に残留している、前回の結晶成長時に用いたドーパントの影響（すなわち、炉内メモリーの影響）をキャンセルできる。これにより、エピタキシャルウエハを安定的に製造することができる。また、バッファ層２００を半導体基板１０上にエピタキシャル成長させることで、バッファ層２００上にエピタキシャル成長させる化合物半導体層の結晶性を向上させることができる。
【００４９】
次に、フォトリソグラフィー法、成膜法（例えば、真空蒸着法、スパッタ法等）を用いて、エピタキシャルウエハの表面、すなわち、電流分散層２４０の表面の一部に表面電極３０を形成する（表面電極形成工程）。なお、表面電極３０の形成にはリフトオフ法を用いることができる。続いて、半導体基板１０の裏面の略全面に裏面電極３５を形成する。更に、表面電極３０と電流分散層２４０との間、及び裏面電極３５と半導体基板１０裏面との間のそれぞれをオーミック接触させるべく、所定の雰囲気下（例えば、窒素雰囲気等の不活性ガス雰囲気下）、所定の温度、所定の時間、アロイ処理を実施する。
【００５０】
続いて、電流分散層２４０の表面に凹凸化処理（すなわち、粗面化処理）を施すことにより、凹凸部２５０を形成する（凹凸部形成工程）。本実施の形態において粗面化処理は、表面電極３０を形成した後に実施する。そして、粗面化は、表面電極３０が形成されている領域を除く電流分散層２４０の表面に、所定のエッチャントを用いてエッチング処理を施すことにより実施する。なお、電流分散層２４０の表面にフォトリソグラフィー法を用いて予め定められたマスクパターンを形成した後、形成したマスクパターンをマスクとして、電流分散層２４０の表面にエッチング処理を施すこともできる。
【００５１】
次に、表面電極３０及び裏面電極３５が設けられたエピタキシャルウエハを、製造する発光素子１のサイズに合わせて切断することにより、複数の発光素子１が製造される（切断工程）。具体的には、複数の表面電極３０それぞれの間を、製造すべき発光素子１のサイズに合わせてダイシング装置によりダイシングする。なお、ダイシング処理後に、複数の発光素子２の端面にエッチング処理を施すことにより、ダイシングによる機械的ダメージを除去することもできる。
【００５２】
このようにして製造される発光素子１は、例えば、発光波長が６３１ｎｍ付近の赤色領域の光を発する発光ダイオードである。そして、発光素子１の上面視における形状は略矩形であり、上面視における寸法は、一例として、２７５μｍ角である。
【００５３】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態に係る発光素子１は、複数の入射角に対応して厚さが制御された第１の半導体層２１０ａと第２の半導体層２１０ｂとからなる複数のペア層を有する反射部２１０を備えるので、反射部２１０に様々な入射角から光が入射したとしても、反射部２１０は、当該光を光取り出し面側に反射することができる。更に、発光素子１は、光取り出し面に凹凸部２５０を備えるので、反射部２１０により反射された光を効率的に発光素子１の外部に取り出すことができる。これにより、光取り出し効率が向上された本実施の形態に係る発光素子１を提供することができる。更に、本実施の形態に係る発光素子１は、反射部２１０が有する複数の半導体層の構成を調整することにより、反射部２１０の厚さの増加に応じて、発光出力を増加させることができる。
【００５４】
また、第１の実施の形態に係る発光素子１は、式（１）及び式（２）の角度θの値が大きい値で規定される厚さの第１の半導体層２１０ａと第２の半導体層２１０ｂとを有するペア層により反射された光であっても、光取り出し面に凹凸部２５０が形成されているので、光取り出し面から当該光を有効に取り出すことができる。これにより、本実施の形態に係る発光素子１は、例えば、反射部２１０を、活性層２２２が発する光の発光ピーク波長に対応した半導体層のみで構成した場合に比べて、発光出力を向上させることができる。したがって、本実施の形態によれば、半導体基板１０上に成長する化合物半導体層の総数の増加による原料の増加、及び成長時間の増加による製造コストの増加を伴うことなく、光出力の高い発光素子１を提供することができる。
【００５５】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の模式的な断面の概要を示す。
【００５６】
第２の実施の形態に係る発光素子１ａは、第１の実施の形態に係る発光素子１と異なり、凹凸部２５０上に光取り出し層４０を更に備える点を除き、第１の実施の形態に係る発光素子１と略同一の構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００５７】
発光素子１ａは、表面電極３０が設けられている領域を除く電流分散層２４０の表面に、活性層２２２が発する光に対して透明であり、電流分散層２４０を構成する半導体の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を有する材料から形成される光取り出し層４０を備える。光取り出し層４０は、活性層２２２が発する光の波長をλｐ、光取り出し層４０を構成する材料の屈折率をｎ、定数Ａ（ただし、Ａは奇数）とした場合に、Ａ×λｐ／（４×ｎ）で規定される値の±３０％の範囲内の厚さｄを有して形成される。
【００５８】
光取り出し層４０は、絶縁体、又は第１導電型若しくは第２導電型の酸化物若しくは窒化物から形成することができる。光取り出し層４０は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＩＴＯ、Ｓｎ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｎＯ等の酸化物若しくは窒化物から形成することができる。また、光取り出し層４０を構成する材料は、導電性を有することは要さない。更に、光取り出し層４０を構成する材料の導電型は、ｐ型、ｎ型のいずれであってもよい。
【００５９】
発光素子１ａは、電流分散層２４０の表面と外部の空気との間に、電流分散層２４０を構成する材料の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を有する光取り出し層４０を備えるので、発光素子１ａの光取り出し効率を更に向上させることができる。
【００６０】
［第３の実施の形態］
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る発光素子の模式的な断面の概要を示す。
【００６１】
第３の実施の形態に係る発光素子１ｂは、第１の実施の形態に係る発光素子１と異なり、活性層２２２が第１アンドープ層２２１と第２アンドープ層２２３により挟まれている点を除き、第１の実施の形態に係る発光素子１と略同一の構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００６２】
具体的に、第３の実施の形態に係る発光素子１ｂは、半導体基板１０と、半導体基板１０上に形成されるバッファ層２００と、バッファ層２００上に形成される反射部２１０と、反射部２１０上に形成される第１クラッド層２２０と、第１クラッド層２２０上に形成される第１アンドープ層２２１と、第１アンドープ層２２１上に形成される活性層２２２と、活性層２２２上に形成される第２アンドープ層２２３と、第２アンドープ層２２３上に形成される第２クラッド層２２４と、第２クラッド層２２４上に形成される介在層２３０と、介在層２３０上に形成される電流分散層２４０とを備える。
【００６３】
第１アンドープ層２２１は、第１クラッド層２２０中のｎ型ドーパントが活性層２２２中に拡散することを抑制する。また、第２アンドープ層２２３は、第２クラッド層２２４中のｐ型ドーパントが活性層２２２中に拡散することを抑制する。第１アンドープ層２２１及び第２アンドープ層２２３は、例えば、ドーパントを含まない（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰから形成される。活性層２２２を第１アンドープ層２２１と第２アンドープ層２２３とで挟むことにより、第１クラッド層２２０及び第２クラッド層２２４から活性層２２２中へのドーパントの拡散が抑制されるので、発光部２０ａにおける発光効率の向上を図ることができると共に、発光素子１ｂの信頼性を向上させることができる。
【００６４】
なお、第３の実施の形態に係る発光素子１ｂにおいては、活性層２２２を第１アンドープ層２２１と第２アンドープ層２２３とによって挟んだ構造としたが、第３の実施の形態の変形例においては、第１アンドープ層２２１又は第２アンドープ層２２３のいずれか一方を形成しない発光素子を形成することもできる。
【実施例１】
【００６５】
実施例１に係る発光素子として、第１の実施の形態に係る発光素子１に対応する発光素子であって、発光ピーク波長が６３１ｎｍ付近の赤色発光の発光素子を製造した。具体的に、まず、１５°オフのオフ角を有する半導体基板１０としてのｎ型ＧａＡｓ基板上に、ＭＯＶＰＥ法を用いてｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層（ただし、Ｓｅドープ、キャリア濃度：１×１０１８／ｃｍ３、膜厚２００ｎｍ）と、第１の半導体層２１０ａとしてのＡｌＡｓ層と、第２の半導体層２１０ｂとしてのＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層を含む反射部２１０とをエピタキシャル成長させた。反射部２１０を構成する各半導体層のキャリア濃度は、約１×１０１８／ｃｍ３に制御した。なお、実施例１に係る発光素子として、後述するように、反射部２１０の構成を様々に変化させた９種類の発光素子を製造した。反射部２１０の構成の詳細については後述する。
【００６６】
次に、反射部２１０の上に第１クラッド層２２０としてのｎ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層（ただし、Ｓｅドープ、キャリア濃度：４×１０１７／ｃｍ３、膜厚４００ｎｍ）と、活性層２２２としてのアンドープ（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ活性層（ただし、膜厚６００ｎｍ）と、第２クラッド層２２４としてのｐ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層（ただし、Ｍｇドープ、キャリア濃度：２×１０１７／ｃｍ３、膜厚５００ｎｍ）と、介在層２３０としてのｐ型Ｇａ０．７Ｉｎ０．３Ｐ介在層（ただし、Ｍｇドープ、キャリア濃度：６×１０１８／ｃｍ３、膜厚２０ｎｍ）と、電流分散層２４０としてのｐ型ＧａＰ電流分散層（ただし、Ｍｇドープ、キャリア濃度：２×１０１８／ｃｍ３、膜厚８０００ｎｍ）とを順次エピタキシャル成長させた。これにより、実施例１に係る発光素子用のエピタキシャルウエハを製造した。
【００６７】
なお、ＭＯＶＰＥ成長での成長温度は、ｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層からｐ型Ｇａ０．７Ｉｎ０．３Ｐ介在層までの成長温度を６５０℃に設定すると共に、ｐ型ＧａＰ電流分散層の成長温度を６７５℃に設定した。また、その他の成長条件は、成長圧力を６６６６．１Ｐａ（５０Ｔｏｒｒ）に設定すると共に、複数の化合物半導体層のそれぞれの成長速度を０．３ｎｍ／ｓｅｃから１．５ｎｍ／ｓｅｃに設定した。また、Ｖ／ＩＩＩ比は、約１５０に設定した。ただし、ｐ型ＧａＰ電流分散層の成長におけるＶ／ＩＩＩ比は、２５に設定した。ＭＯＶＰＥ成長において用いた原料等は、第１の実施の形態において説明したので詳細な説明は省略する。
【００６８】
ここで、反射部２１０について詳細に説明する。反射部２１０が有する複数のペア層の第１の半導体層２１０ａであるＡｌＡｓ層の厚さ、及び第２の半導体層２１０ｂであるＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層の厚さはそれぞれ、式（１）及び式（２）から算出される厚さに制御した。すなわち、λｐとしてはアンドープ（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ活性層から放出される光の発光ピーク波長「６３１ｎｍ」を、ｎＡとしてはＡｌＡｓ層の屈折率「３．１１４」を、ｎＢとしてはＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層の屈折率「３．５０７」を、ｎＩｎとしてはｎ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層の屈折率「３．１２７」を用いた。更に、式（１）及び式（２）中の角度θは、０°、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°、７０°を用いた。
【００６９】
なお、ある一つのペア層のＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とはいずれも、同一の角度θの値から式（１）、式（２）を用いて算出される厚さを有する。そして、詳細は後述するが、反射部２１０は、角度θが７０°のペア層を少なくとも１つ含み、かつ、角度θが７０°ではないペア層を少なくとも２種類含む。例えば、反射部２１０は、角度θが１０°、４０°、７０°の３種類のペア層を含んで形成される。
【００７０】
具体的に、反射部２１０の全体の厚さが、約１．０μｍ（実施例１ａ）、１．５μｍ（実施例１ｂ）、２．０μｍ（実施例１ｃ）、３．０μｍ（実施例１ｄ）、４．０μｍ（実施例１ｅ）、５．０μｍ（実施例１ｆ）、６．０μｍ（実施例１ｇ）、７．０μｍ（実施例１ｈ）、８．０μｍ（実施例１ｉ）になるように、式（１）及び式（２）のθの値を変化させて、ＡｌＡｓ層の厚さ及びＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層の厚さと、ペア層のペア数を決定した。式（１）及び式（２）のθの値、反射部２１０の厚さ、ペア層のペア数の関係を表１に示す。
【００７１】
【表１】
【００７２】
また、反射部２１０の厚さが約２．０μｍの発光素子用エピタキシャルウエハに関しては、反射部２１０に含まれる第１の半導体層２１０ａ及び第２の半導体層２１０ｂの種類は同一であるが、積層の順番を実施例１ｃの反対にしたエピタキシャルウエハ（以下、実施例１ｊという）も製造した。
【００７３】
（反射部２１０の構成について）
図４Ａは、実施例１に係る発光素子が備える反射部の簡易的な構造を示し、図４Ｂは、実施例１に係る発光素子が備える反射部の簡易的な構造における反射スペクトルを示す。また、図５Ａは、０°ＤＢＲ層を備える発光素子が備える反射部の簡易的な構造を示し、図５Ｂは、０°ＤＢＲ層を備える発光素子が備える反射部の簡易的な構造における反射スペクトルを示す。
【００７４】
図４Ａを参照すると分かるように、実施例１に係る発光素子が備える反射部２１０の簡易的な構造は、半導体基板１０としてのｎ型ＧａＡｓ基板の上に、７０°ＤＢＲ層と、４０°ＤＢＲ層と、０°ＤＢＲ層とがこの順に形成された構造を備える。斯かる構造の反射部２１０の反射スペクトルを測定したところ、図４Ｂに示すように、様々な波長の光を反射することが示された。
【００７５】
一方、図５Ａを参照すると分かるように、比較例に係る発光素子が備える反射部の簡易的な構造は、半導体基板１０としてのｎ型ＧａＡｓ基板の上に、３つの０°ＤＢＲ層が形成された構造を備える。斯かる構造の反射部の反射スペクトルを測定したところ、図５Ｂに示すように、ピーク波長が６４０ｎｍ付近の波長の光のみを主として反射することが示された。
【００７６】
（実施例１ｃについて）
ここで、反射部２１０の厚さが約２．０μｍの場合、すなわち、実施例１ｃを例に、反射部２１０の構成を説明する。他の実施れについては表１に示したとおりである。
【００７７】
実施例１ｃに係る反射部２１０の構造は以下のとおりである。すなわち、まず、ｎ型ＧａＡｓバッファ層上に、θを７０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「７０°ＤＢＲ層」という）を２ペア形成した。次に、７０°ＤＢＲ層の上にθを６０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「６０°ＤＢＲ層」という）を１ペア形成した。そして、６０°ＤＢＲ層の上にθを５０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「５０°ＤＢＲ層」という）を１ペア形成した。
【００７８】
更に、５０°ＤＢＲ層の上にθを３０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「３０°ＤＢＲ層」という）を２ペア形成した。そして、３０°ＤＢＲ層の上にθを２０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「２０°ＤＢＲ層」という）を６ペア形成した。
【００７９】
更に、２０°ＤＢＲ層の上にθを１０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「１０°ＤＢＲ層」という）を３ペア形成した。そして、１０°ＤＢＲ層の上に最上層として、θを０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「０°ＤＢＲ層」という）を１ペア形成した。このような１６ペアのペア層を有する反射部２１０をｎ型ＧａＡｓバッファ層上に形成した。
【００８０】
また、実施例１ｃの発光素子用エピタキシャルウエハに関して反射部２１０に含まれる第１の半導体層２１０ａ及び第２の半導体層２１０ｂの種類は同一であるが、積層の順番を実施例１ｃの反対にした実施例１ｊのエピタキシャルウエハは、以下のような構成の反射部２１０を備える。すなわち、ｎ型ＧａＡｓバッファ層上に、０°ＤＢＲ層１ペアと、０°ＤＢＲ層上に１０°ＤＢＲ層３ペアと、１０°ＤＢＲ層上に２０°ＤＢＲ層６ペアと、２０°ＤＢＲ層上に３０°ＤＢＲ層２ペアと、３０°ＤＢＲ層上に５０°ＤＢＲ層１ペアと、５０°ＤＢＲ層上に６０°ＤＢＲ層１ペアと、６０°ＤＢＲ層上に７０°ＤＢＲ層２ペアとを備える。これにより、実施例１ａ乃至実施例１ｊに係る１０種類のエピタキシャルウエハを製造した。
【００８１】
以上のようにして製造した１０種類の発光素子用のエピタキシャルウエハをＭＯＶＰＥ装置から搬出した後、直径が１００μｍの円部分と、円部分の外縁から延びる４本の足部分とを有する表面電極３０を、エピタキシャルウエハの表面（すなわち、ウエハの上面であって、電流分散層２４０の表面）にマトリックス状に配列するように形成した。表面電極３０の形成には、フォトリソグラフィー法を用いた。すなわち、エピタキシャルウエハの表面にフォトレジストを塗布した後、マスクアライナーを用いたフォトリソグラフィー法により、複数の表面電極３０が形成される領域のそれぞれに開口を有するマスクパターンをエピタキシャルウエハの表面に形成した。その後、真空蒸着法を用いて開口に４０ｎｍ厚のＡｕＢｅと、１０ｎｍ厚のＮｉと、１０００ｎｍ厚のＡｕとをこの順に蒸着した。蒸着後、リフトオフ法によりエピタキシャルウエハに形成されたマスクパターンを除去することにより、エピタキシャルウエハの表面に表面電極３０を形成した。
【００８２】
次に、エピタキシャルウエハの裏面、すなわち、表面電極３０が形成された面の反対側の面の全面に、真空蒸着法を用いて裏面電極３５を形成した。裏面電極３５は、６０ｎｍ厚のＡｕＧｅと、１０ｎｍ厚のＮｉと、５００ｎｍ厚のＡｕとをこの順に蒸着することにより形成した。表面電極３０及び裏面電極３５を形成した後、電極を合金化するアロイ工程を実施した。具体的には、表面電極３０及び裏面電極３５が形成されたエピタキシャルウエハを、窒素ガス雰囲気中、４００℃にて５分間加熱することにより実施した。これにより、実施例１ａ乃至実施例１ｊに係る発光素子用の電極付エピタキシャルウエハを製造した。
【００８３】
続いて、実施例１ａ乃至実施例１ｊに係る発光素子用の電極付エピタキシャルウエハの表面の表面電極３０を除く領域の電流分散層２４０の表面に粗面化処理を施した。粗面化処理は酢酸系のエッチング液を用いて電流分散層２４０の表面をエッチングすることにより実施した。エッチング時間は３０秒間に設定した。
【００８４】
また、実施例１ａ乃至実施例１ｊに係るエピタキシャルウエハを用いて、エッチング時間と表面の凹凸との関係を調査した。調査において実施したエッチング時間は、１５秒、３０秒、６０秒、９０秒である。
【００８５】
図６は、実施例１に係るエピタキシャルウエハに粗面化処理を施す時間と表面粗さ（ただし、Ｒａ及びＲＭＳ）との関係を示し、図７は、実施例１に係るエピタキシャルウエハに粗面化処理を施す時間と表面粗さ（ただし、Ｒｙ）との関係を示す。
【００８６】
図６を参照すると、電流分散層２４０の表面に形成された凹凸部２５０の平均粗さＲａは０．０４〜０．２５μｍであり、二乗平均粗さＲＭＳは０．０５〜０．３５μｍであった。また、図７を参照すると、凹凸部２５０の最大高さＲｙは、１．４〜２．６μｍであった。
【００８７】
エピタキシャルウエハに電極を形成した後、実施例１ａ乃至実施例１ｊそれぞれに係る電極付エピタキシャルウエハを、表面電極３０が中心になるようにダイシング装置によって切断して、チップサイズ２７５μｍ角の実施例１ａ乃至実施例１ｊそれぞれに係る発光素子（以下、ＬＥＤベアチップという）を作製した。そして、ＬＥＤベアチップをＴＯ−１８ステムにＡｇペーストを用いてダイボンディングした。そして、ＴＯ−１８ステムにマウントされたＬＥＤベアチップの表面電極３０にＡｕからなるワイヤーを用いてワイヤーボンディングして、実施例１ａ乃至実施例１ｊに係る発光素子をそれぞれ作製した。
【００８８】
上述したように作製した実施例１ａ乃至実施例１ｊに係る発光素子の初期特性を評価した結果を表２に示す。なお、評価に用いた発光素子はそれぞれ、エピタキシャルウエハの中心付近から取り出した素子である。また、表２における発光出力は、２０ｍＡ通電時の発光出力である。
【００８９】
【表２】
【００９０】
図８は、実施例に係る発光素子の反射部の厚さと発光出力との関係を示す。ここで、図８において、「□」と「△」との相違は、実験時期が異なるという点である（ただし、発光素子の製造に用いた製造設備はすべて同一である）。すなわち、第１の時期に製造した実施例に係る発光素子の発光出力を「□」で示し、第１の時期とは異なる第２の時期に製造した実施例に係る発光素子の発光出力を「△」で示した。また、第１の時期において反射部の厚さが同一の軸において複数の発光出力を示している部分があるが（例えば、反射部２１０の厚さが２０００ｎｍ等）、これは、同時期に同一の装置で再現性を確認したものである。なお、表２の値は代表値を示す。
【００９１】
図８を参照すると、実施例１ａから実施例１ｊに係る発光素子の発光出力は、反射部の膜厚が増加するにつれて発光出力が向上することが示された。特に、反射部２１０の厚さが約８０００ｎｍ、すなわち、約８μｍまでは、発光素子の発光出力が増加することが示された。具体的には、反射部２１０の厚さが約６μｍまでは大幅に発光出力が増加して、当該厚さが約６μｍから約８μｍまでは更に発光出力が増加した。なお、後述する比較例においては、反射部２１０の厚さが約２０００ｎｍ、すなわち、約２μｍ以上になると発光出力が増加せず飽和した。
【００９２】
具体的に、比較例に係る発光素子の発光出力は約２．０ｍＷであるところ、実施例１に係る発光素子の発光出力は約２．１〜４．６ｍＷであり、比較例に係る発光素子の発光出力の２倍以上の発光出力が得られる発光素子を製造できることが示された。すなわち、実施例１に係る発光素子、例えば、実施例１ｇ〜実施例１ｉに係る発光素子においては、４．５ｍＷ級の発光出力が得られることが示された。また、製造時期によらず、再現性よく４．５ｍＷ級の発光出力が得られることが示された。
【００９３】
なお、電流分散層２４０の表面の凹凸化のためのエッチング時間を１５秒、３０秒、６０秒、９０秒にして製造した発光素子の発光出力も、実施例１と略同等であることを確認した。これにより、エッチング時間を１５秒から９０秒に設定して電流分散層２４０の表面を粗面化して、当該表面の平均粗さＲａが０．０４〜０．２５μｍであり、二乗平均粗さＲＭＳが０．０５〜０．３５μｍであり、最大高さＲｙが１．４〜２．６μｍであれば、実施例１と同等の発光出力が得られることが示された。
【００９４】
また、表２を参照すると、反射部２１０の構成、及び凹凸部２５０の存在にかかわらず、発光ピーク波長λｐは、±１ｎｍ以内の範囲内であり、実用上問題がないことが示された。更に、順方向電圧Ｖｆについても、実用上問題がないことが示された。
【００９５】
また、実施例１に係る発光素子について信頼性試験を実施した。具体的に、信頼性試験は、室温、５０ｍＡ通電の条件で１６８時間、通電試験を実施して評価した。信頼性試験の結果、実施例１に係るいずれの発光素子も、相対出力が９６％から１０５％であった。なお、相対出力は、１６８時間通電後の発光出力／初期発光出力×１００から算出した。したがって、実施例１に係る発光素子の信頼性は、後述する比較例１に係る発光素子と同程度であることが確認された。なお、５０ｍＡ通電前後共に、評価電流値は２０ｍＡである。
【００９６】
また、実施例１ｊに係る発光素子、すなわち、実施例１ｃの反射部２１０の構成を反対にした発光素子は、発光出力が２．７７５ｍＷであり、実施例１ｃの発光出力の約９８％の発光出力であった。この約２％の差は、素子間のバラツキであると考えられる。また、実施例１ｊに係る発光素子の発光ピーク波長、順方向電圧、及び信頼性については実施例１ｃと略同一であった。したがって、反射部２１０を構成するペア層の順番を反対にしても、実用上問題がないことが示された。これは、反射部２１０を構成する材料は、活性層２２２が発する光に対して透明な材料で構成されていることによる。
【実施例２】
【００９７】
実施例２に係る発光素子として、実施例１に係る発光素子とは異なる電流分散層を備える発光素子を製造した。電流分散層の構成を除く他の構成、機能は実施例１と同一であるので、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００９８】
図９は、実施例２に係る発光素子の断面の概要を示す。
【００９９】
実施例２に係る発光素子１ｃは、半導体基板１０と、半導体基板１０の上に設けられるバッファ層２００と、バッファ層２００の上に設けられる反射部２１０と、反射部２１０の上に設けられる第１クラッド層２２０と、第１クラッド層２２０の上に設けられる活性層２２２と、活性層２２２の上に設けられる第２クラッド層２２４と、第２クラッド層２２４の上に設けられる介在層２３０と、介在層２３０の上に設けられる第１の電流分散層２４２及び第２の電流分散層２４４を有する電流分散層２４０とを備える。そして、発光素子２は、第２の電流分散層２４４上、すなわち、凹凸部２５０の上に設けられる表面電極３０と、半導体基板１０の反射部２１０の反対側に設けられる裏面電極３５とを更に備える。
【０１００】
実施例２に係る反射部２１０は厚さが２９７２ｎｍであり、表１に示した実施例１ｄの反射部２１０の構成と同一の構成を有する。一方、電流分散層２４０は、キャリア濃度又は不純物濃度が互いに異なる第１の電流分散層２４２と第２の電流分散層２４４とを有して形成される。そして、第２の電流分散層２４４は、第１の電流分散層２４２のキャリア濃度又は不純物濃度より高いキャリア濃度又は不純物濃度を有して電流分散層２４０の表面側に形成される。
【０１０１】
電流分散層２４０、具体的には、第１の電流分散層２４２を成長する場合におけるＣｐ２Ｍｇ流量（Ｍｇ流量）は、第１の電流分散層２４２のキャリア濃度が２×１０１８／ｃｍ３になるように６８ｓｃｃｍに設定した。そして、電流分散層２４０の膜厚８０００ｎｍ中の再上部の２０００ｎｍ（すなわち、第２の電流分散層２４４に該当する部分）の部分については、第１の電流分散層２４２を成長する場合のＭｇ流量の約２倍のＭｇ流量（すなわち、１３５ｓｃｃＭ）に設定して、キャリア濃度が４×１０１８／ｃｍ３になるように第２の電流分散層２４４を成長した。なお、第２の電流分散層２４４の厚さは、１．０μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましい。
【０１０２】
また、実施例２においては、表面電極３０を形成する前に第２の電流分散層２４４の表面に凹凸部２５０を形成した。実施例１のように、第２の電流分散層２４４を備えていない発光素子において、表面電極３０を形成する前に電流分散層２４０の表面に凹凸部２５０を形成すると、順方向電圧が高くなった。しかしながら、実施例２に係る発光素子１ｃにおいては、第２の電流分散層２４４を備えていることから、実施例１に係る発光素子と略同等のＬＥＤ特性が得られることが示された。
【実施例３】
【０１０３】
実施例３に係る発光素子として、実施例１ｄに係る発光素子とは異なる反射部２１０を備える発光素子を製造した。反射部２１０を除く他の構成は実施例１ｄと略同一であるので、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【０１０４】
図１０は、実施例３に係る発光素子の発光部の断面の概要を示す。
【０１０５】
実施例３に係る発光素子の反射部２１０は、０°ＤＢＲ層を構成する第２の半導体層２１０ｃを、活性層２２２が発する光に対して不透明な半導体材料であるＧａＡｓから形成した。具体的に、実施例３に係る発光素子の反射部２１０の構成は以下のとおりである。すなわち、ｎ型ＧａＡｓバッファ層上に０°ＤＢＲ層２ペア（この０°ＤＢＲ層２ペアは、ＧａＡｓ系半導体から形成した）と、０°ＤＢＲ層上に８０°ＤＢＲ層１ペアと、８０°ＤＢＲ層上に７０°ＤＢＲ層３ペアと、７０°ＤＢＲ層上に６０°ＤＢＲ層２ペアと、６０°ＤＢＲ層上に５０°ＤＢＲ層２ペアと、５０°ＤＢＲ層上に３０°ＤＢＲ層３ペアと、３０°ＤＢＲ層上に２０°ＤＢＲ層５ペアと、２０°ＤＢＲ層上に０°ＤＢＲ層２ペア（この０°ＤＢＲ層２ペアはＡｌＧａＡｓ系半導体から形成した）とを形成した。そして、バッファ層２００上に設けられた０°ＤＢＲ層２ペアそれぞれにおいては、第２の半導体層２１０ｃをＧａＡｓから形成した。一方、第１クラッド層２２０に接する０°ＤＢＲ層２ペアの第２の半導体層２１０ｂは、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓから形成した。すなわち、実施例３に係る発光素子では、第１クラッド層２２０／０°ＤＢＲ層（ただし、ＡｌＧａＡｓ系半導体からなる）２ペア／・・・／０°ＤＢＲ層（ただし、ＧａＡｓ系半導体からなる）２ペア／バッファ層２００というような構成になるように各層を形成した。各ペア層の第１の半導体層２１０ａ、及び０°ＤＢＲ層を除く他のＤＢＲ層の第２の半導体層２１０ｂは、実施例１ｄと同一の材料である。
【０１０６】
実施例３に係る発光素子の発光出力は３．６３ｍＷであった。すなわち、実施例１ｄに係る発光素子の発光出力よりも約５％程度、発光出力が向上した。なお、順方向電圧、発光波長、及び信頼性については、実施例１ｄに係る発光素子と略同一であった。
【０１０７】
実施例３に係る発光素子の発光出力は、実施例１ｄに係る発光素子の発光出力よりも高出力化した。これは、反射部２１０のＡｌＡｓからなる第１の半導体層２１０ａの屈折率とＧａＡｓからなる第２の半導体層２１０ｃの屈折率との屈折率差が、ＡｌＡｓからなる第１の半導体層２１０ａの屈折率とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなる第２の半導体層２１０ｂの屈折率との屈折率差より大きいことから、反射部２１０の反射率が向上したことに起因する。なお、ＧａＡｓからなる層は活性層２２２が発する光を吸収する。したがって、仮に反射部２１０の第２の半導体層のすべてをＧａＡｓから形成した場合、発光素子の発光出力は低下する。したがって、反射部２１０の最下層、すなわち、活性層２２２から最も離れた位置に設けられるペア層にＧａＡｓからなる層を設けることが好ましい。これは、反射部２１０に含まれるペア層の数を増加させない場合、反射部２１０の最下層については、光吸収を考慮するよりも反射率を増加させる方が発光出力を増加させる効果が大きいからである。
【０１０８】
（比較例１）
図１１は、比較例１に係る発光素子の模式的な断面の概要を示し、図１２は、比較例１に係る発光素子の反射部の厚さの違いによる発光出力を示す。
【０１０９】
比較例１に係る発光素子は、反射部２１２の構成等が異なる点を除き、実施例１と同様の構成を備える。したがって、実施例１に係る発光素子との相違点を除き詳細な説明は省略する。
【０１１０】
まず、比較例１に係る発光素子の反射部２１２は、第１の半導体層としてのＡｌＡｓ層と、第２の半導体層としてのＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなる複数のペア層を有する。そして、比較例１においては、第１の半導体層の厚さと、第２の半導体層の厚さとを、λｐ／４ｎから算出される厚さに制御した。ここで、λｐは活性層２２２が発する光の発光ピーク波長であり、ｎは、第１の半導体層又は第２の半導体層の屈折率である。
【０１１１】
具体的に、発光ピーク波長は６３１ｎｍであるので、比較例１に係る第１の半導体層としてのＡｌＡｓ層の厚さＴＡは、ＴＡ＝６３１／４×３．１１４（ただし、３．１１４はＡｌＡｓ層の屈折率)となり、５０．７ｎｍである。また、比較例１に係る第２の半導体層としてのＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層の厚さＴＢは、ＴＢ＝６３１／４×３．５０７（ただし、３．５０７は、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層の屈折率）となり、４５．０ｎｍである。したがって、このような厚さを有する第１の半導体層及び第２の半導体層からなるペア層を有する反射部２１２を備えるように、比較例１に係る発光素子を製造した。
【０１１２】
また、反射部２１２に含まれるペア層のペア数を様々に変えた発光素子を製造した。具体的には、反射部２１２に含まれるペア層のペア数が２０以上になると比較例１に係る発光素子の発光出力が飽和するので、反射部２１２が有するペア層のペア数を、１５対、１８対、２０対、及び３０対にした発光素子を製造した。そして、これら比較例１に係る発光素子の特性を評価した結果を、表３及び図１２に示す。
【０１１３】
【表３】
【０１１４】
図１２は、比較例に係る発光素子の反射部の膜厚と発光出力との関係を示す。具体的に、図１２には、比較例１に係る発光素子（今回検討した発光素子）と同一の発光素子を以前に検討した結果も同時に示す。図１２において、「□」が以前に検討した結果であり、「○」が今回検討した結果である。
【０１１５】
表３及び図１２から分かるように、反射部２１２のペア数が１５以上になると発光出力が飽和傾向を示し、ペア数が１８以上ではバラツキ範囲程度（すなわち、１％以下）の発光出力の向上であった。すなわち、比較例１に係る発光素子の反射部２１２は、厚さが１．７μｍ程度、ペア数が１８程度になると、発光出力の向上が望めないことが示された。今回検討した比較例１に係る発光素子の結果と以前検討した比較例１に係る発光素子と同一の発光素子の結果とを参照すると、発光出力の飽和傾向には再現性があることが示された。
【０１１６】
比較例１においては、電流分散層２４０の表面に凹凸部２５０は形成されていない。そこで、反射部２１０の厚さが２８７１ｎｍの発光素子について、電流分散層２４０の表面に凹凸部２５０を形成した試料を作製して、当該試料のＬＥＤ特性を評価した。その結果を表４に示す。
【０１１７】
【表４】
【０１１８】
凹凸部２５０を備えていない発光素子の発光出力は２．２４９ｍＷであった。また、電流分散層２４０の表面に粗面化処理を施した発光素子においては、凹凸部２５０を備えていない発光素子に比べて発光出力が約１０％程度低下することが示された。すなわち、比較例１においては、電流分散層の表面を粗面化すると発光出力が低下すること、発光出力の増大には実施例において説明した発光素子の構成が要求されることが確認された。なお、比較例１に係る発光素子であって凹凸部２５０を備える発光素子の凹凸のサイズを評価したところ、Ｒａ、ＲＭＳ、及びＲｙはいずれも実施例１と同程度であった。すなわち、凹凸部２５０のばらつき等によって発光出力が低下したのではないことが確認された。
【０１１９】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せのすべてが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【０１２０】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 発光素子
３ 発光素子
１０ 半導体基板
２０、２０ａ 発光部
３０ 表面電極
３５ 裏面電極
４０ 光取り出し層
２００ バッファ層
２１０ 反射部
２１２ 反射部
２１０ａ 第１の半導体層
２１０ｂ、２１０ｃ 第２の半導体層
２２０ 第１クラッド層
２２１ 第１アンドープ層
２２２ 活性層
２２３ 第２アンドープ層
２２４ 第２クラッド層
２３０ 介在層
２４０ 電流分散層
２４２ 第１の電流分散層
２４４ 第２の電流分散層
２５０ 凹凸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子に関する。特に、本発明は、活性層から発せられる光に対して不透明な半導体基板を用い、半導体基板と活性層との間に所定厚以上の反射部を備える発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ｎ型ＧａＡｓ基板と、ｎ型ＧａＡｓ基板上に設けられる光反射層と、光反射層上に設けられるｎ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓクラッド層と、ｎ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓクラッド層上に設けられるｐ型ＧａＡｓ活性層と、ｐ型ＧａＡｓ層上に設けられるｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓクラッド層と、ｐ型Ａｌ０．４５Ｇａ０．５５Ａｓクラッド層上に設けられるｐ型ＧａＡｓキャップ層とを備え、光反射層は、ｎ型ＡｌＡｓ／ｎ型ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓの積層構造からなり、当該積層構造は膜厚を連続的に変化させたチャープ状に形成されると共に、所定の反射波長幅及び反射率が得られる変厚割合、積層数、及び混晶比の関係が規定されている発光素子が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の発光素子は、基板側へ進行した光を光反射層が光波干渉によって反射するので、光出力を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−３７０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の発光素子は、光反射層単体での反射波長領域を広げることができるものの、光反射層の厚さを一定の厚さ以上にすると、チャープ状ではない光反射層を用いた場合と同様に発光出力の増加が得られない。したがって、特許文献１に記載の発光素子においても、変厚割合ＤＤは０．１〜０．１５程度であり、基準厚さをＴとした場合におけるペア層の厚さはＴ（１−ＤＤ）及びＴ（１＋ＤＤ）であると共に、光反射層の積層数は２０〜３０程度が好ましいとしている。ここで、特許文献１に記載の発光素子の構成で発光波長を６３１ｎｍにすると、光反射層の厚さは２〜３μｍ程度になる。すなわち、特許文献１に記載の発光素子は、光反射層の厚さが２μｍ以上になると、発光出力の向上が飽和傾向になり、発光出力の向上には限界がある。
【０００６】
したがって、本発明の目的は、反射部の厚さが一定以上の厚さであっても、反射層の厚さの増加に応じて発光出力が向上する発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するため、半導体基板と、第１導電型の第１クラッド層と、第１導電型とは異なる第２導電型の第２クラッド層とに挟まれる活性層を有する発光部と、１．７μｍ以上８．０μｍ以下の厚さを有して半導体基板と発光部との間に設けられ、活性層が発する光を反射する反射部と、発光部の反射部の反対側に設けられ、表面に凹凸部を有する電流分散層とを備え、反射部は、第１の半導体層と、第１の半導体層とは異なる第２の半導体層とからなるペア層を少なくとも３つ有して形成され、第１の半導体層は、活性層が発する光のピーク波長をλｐ、第１の半導体層の屈折率をｎＡ、第２の半導体層の屈折率をｎＢ、第１クラッド層の屈折率をｎＩｎ、第２半導体層への光の入射角をθとした場合に、式（１）で定められる厚さＴＡを有し、第２の半導体層は、式（２）で定められる厚さＴＢを有し、反射部の複数のペア層の厚さはそれぞれ、式（１）及び式（２）のθの値がペア層ごとに異なることにより互いに異なり、少なくとも１つのペア層は、θの値が５０°以上の値で規定される第１の半導体層及び第２の半導体層を含む発光素子が提供される。
【数１】
【数２】
【０００８】
また、上記発光素子は、反射部は、１５以上のペア層を有することが好ましい。
【０００９】
また、上記発光素子は、ペア層は、λｐ／４ｎＡの１．５倍以上の厚さＴＡを有する第１の半導体層と、λｐ／４ｎＢの１．５倍以上の厚さＴＢを有する第２の半導体層とを含むことができる。
【００１０】
また、上記発光素子は、第１の半導体層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成され、第２の半導体層は、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ただし、０≦ｙ≦１）から形成されると共に、第１の半導体層の屈折率とは異なる屈折率を有することができる。
【００１１】
また、上記発光素子は、反射部の半導体基板側から１つ目のペア層、又は１つ目及び２つ目のペア層の第１の半導体層は、ＡｌＡｓから形成され、反射部の半導体基板側から１つ目のペア層、又は１つ目及び２つ目のペア層の第２の半導体層は、活性層を構成する半導体のバンドギャップエネルギーより小さいバンドギャップエネルギーを有するＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）、若しくは、活性層が発する光に対して不透明なＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成され、反射部の半導体基板側から３つ目以降のペア層の第１の半導体層及び第２の半導体層は、活性層が発する光に対して透明なＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されることもできる。
【００１２】
また、上記発光素子は、第１の半導体層及び第２の半導体層は、互いに屈折率の異なる（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成されることもできる。
【００１３】
また、上記発光素子は、第１の半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成されると共に、第２の半導体層がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されるか、又は、第１の半導体層がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されると共に、第２の半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成されることもできる。
【００１４】
また、上記発光素子は、電流分散層は、キャリア濃度又は不純物濃度が互いに異なる第１の電流分散層と第２の電流分散層とを有し、第２の電流分散層は、第１の電流分散層のキャリア濃度又は不純物濃度より高いキャリア濃度又は不純物濃度を有して電流分散層の表面側に形成されることもできる。
【００１５】
また、上記発光素子は、電流分散層の表面に設けられる表面電極と、表面電極が設けられている領域を除く電流分散層の表面に、活性層が発する光に対して透明であり、電流分散層を構成する半導体の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を有する材料からなる光取り出し層とを更に備えてもよい。
【００１６】
また、上記発光素子は、光取り出し層は、活性層が発する光の波長をλｐ、光取り出し層を構成する材料の屈折率をｎ、定数Ａ（ただし、Ａは奇数）とした場合に、Ａ×λｐ／（４×ｎ）で規定される値の±３０％の範囲内の厚さｄを有することもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る発光素子によれば、反射部の厚さが一定以上の厚さであっても、反射層の厚さの増加に応じて発光出力が向上する発光素子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１Ａ】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の模式的な断面図である。
【図１Ｂ】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子が備える反射部の模式的な断面図である。
【図１Ｃ】本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の模式的な平面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る発光素子の断面図である。
【図４Ａ】実施例１に係る発光素子が備える反射部の簡易的な構造を示す図である。
【図４Ｂ】実施例１に係る発光素子が備える反射部の簡易的な構造における反射スペクトルを示す図である。
【図５Ａ】０°ＤＢＲ層を備える発光素子が備える反射部の簡易的な構造を示す図である。
【図５Ｂ】０°ＤＢＲ層を備える発光素子が備える反射部の簡易的な構造における反射スペクトルを示す図である。
【図６】実施例１に係るエピタキシャルウエハに粗面化処理を施す時間と表面粗さ（ただし、Ｒａ及びＲＭＳ）との関係を示す図である。
【図７】実施例１に係るエピタキシャルウエハに粗面化処理を施す時間と表面粗さ（ただし、Ｒｙ）との関係を示す図である。
【図８】実施例に係る発光素子の反射部の厚さと発光出力との関係を示す図である。
【図９】実施例２に係る発光素子の断面図である。
【図１０】実施例３に係る発光素子の発光部の断面図である。
【図１１】比較例１に係る発光素子の模式的な断面図である。
【図１２】比較例１に係る発光素子の反射部の厚さの違いによる発光出力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
［実施の形態の要約］
半導体基板と、第１導電型の第１クラッド層と、第１導電型とは異なる第２導電型の第２クラッド層とに挟まれる活性層を有する発光部と、半導体基板と発光部との間に設けられ、活性層が発する光を反射する反射部と、発光部の反射部の反対側に設けられ、表面に凹凸部を有する電流分散層とを備える発光素子において、反射部は、１．７μｍ以上８．０μｍ以下の厚さを有し、反射部は、第１の半導体層と、第１の半導体層とは異なる第２の半導体層とからなるペア層を少なくとも３つ有して形成され、第１の半導体層は、活性層が発する光のピーク波長をλｐ、第１の半導体層の屈折率をｎＡ、第２の半導体層の屈折率をｎＢ、第１クラッド層の屈折率をｎＩｎ、第２の半導体層への光の入射角をθとした場合に、式（１）で定められる厚さＴＡを有し、第２の半導体層は、式（２）で定められる厚さＴＢを有し、反射部の複数のペア層の厚さはそれぞれ、式（１）及び式（２）のθの値がペア層ごとに異なることにより互いに異なり、少なくとも１つのペア層は、θの値が５０°以上の値で規定される第１の半導体層及び第２の半導体層を含む。
【００２０】
［第１の実施の形態］
図１Ａは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の模式的な断面を示し、図１Ｂは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子が備える反射部の模式的な断面を示す。また、図１Ｃは、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子の模式的な平面を示す。
【００２１】
（発光素子１の構造の概要）
第１の実施の形態に係る発光素子１は、一例として、発光ピーク波長（λｐ）が６３１ｎｍ付近の赤色光を放射する発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）である。具体的に、発光素子１は、第１導電型としてのｎ型の半導体基板１０と、半導体基板１０の上に設けられるｎ型のバッファ層２００と、バッファ層２００の上に設けられるｎ型の化合物半導体の多層構造を有する反射部２１０と、反射部２１０の上に設けられるｎ型の第１クラッド層２２０と、第１クラッド層２２０の上に設けられる活性層２２２と、活性層２２２の上に設けられる第１導電型とは異なる第２導電型としてのｐ型の第２クラッド層２２４と、第２クラッド層２２４の上に設けられるｐ型の介在層２３０と、介在層２３０の上に設けられ、表面（すなわち、光取り出し面）に凹凸部２５０を有するｐ型の電流分散層２４０とを備える。
【００２２】
また、発光素子１は、電流分散層２４０の凹凸部２５０が設けられている領域を除く領域の所定の位置に設けられる表面電極３０と、半導体基板１０のバッファ層２００が設けられている面の反対側の面（すなわち、半導体基板１０の裏面）に設けられる裏面電極３５とを更に備える。本実施の形態において、活性層２２２は第１クラッド層２２０と第２クラッド層２２４とに挟まれて設けられており、以下の説明において、第１クラッド層と、活性層２２２と、第２クラッド層２２４とをまとめて発光部２０という場合がある。なお、発光素子１は、表面電極３０の上にワイヤーボンディング用パッドとしてのパッド電極を更に備えることもできる。
【００２３】
（半導体基板１０）
半導体基板１０としては、例えば、所定の導電型のキャリアを含み、所定のキャリア濃度を有するＧａＡｓ基板を用いることができる。また、半導体基板１０としては、所定のオフ角度を有するオフ基板、又は、オフ角度を有さないジャスト基板を用いることができる。なお、半導体基板１０上に形成する複数の化合物半導体層の種類に応じて、半導体基板１０を構成する化合物半導体材料を適宜、代えることもできる。
【００２４】
（反射部２１０）
反射部２１０は、半導体基板１０と発光部２０との間に設けられ、活性層２２２が発する光を反射する。そして、反射部２１０は、活性層２２２を構成する半導体のバンドギャップよりも大きなバンドギャップを有する半導体材料から形成されると共に、活性層２２２から発せられる光に対して透明である半導体材料から形成され、かつ、活性層２２２及び半導体基板１０と略格子整合する半導体材料（例えば、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１））から形成される。また反射部２１０は、１．７μｍ以上８．０μｍ以下の厚さを有することが好ましい。
【００２５】
具体的に、反射部２１０は、図１Ｂに示すように、複数の化合物半導体層の積層構造を有して形成される。また、反射部２１０は、第１の半導体層２１０ａと、第１の半導体層２１０ａとは異なる屈折率を有する第２の半導体層２１０ｂとからなるペア層を複数有して形成される。反射部２１０は、少なくとも３対、好ましくは１５対以上のペア層を有して形成される。そして、第１の半導体層２１０ａは、例えば、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成することができ、第２の半導体層２１０ｂは、例えば、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ただし、０≦ｙ≦１）から形成することができる。そして、第１の半導体層２１０ａの屈折率と第２の半導体層２１０ｂの屈折率とは互いに異なるように形成する。なお、第１の半導体層２１０ａがＡｌＧａＡｓから形成される場合、第１の半導体層２１０ａのＡｌ組成「ｘ」は、第２の半導体層２１０ｂのＡｌ組成「ｙ」とは異なる値に制御される。
【００２６】
また、第１の半導体層２１０ａの厚さ、及び第２の半導体層２１０ｂの厚さは、後述するように光の入射角に応じた厚さを有して形成することができるが、図１Ｂにおいては説明の便宜上、略同一の厚さで示す。なお、第１の半導体層２１０ａ及び第２の半導体層２１０ｂは、互いに屈折率の異なる（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成することもできる。また、第１の半導体層２１０ａを（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成すると共に、第２の半導体層２１０ｂをＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成するか、又は、第１の半導体層２１０ａをＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成すると共に、第２の半導体層２１０ｂを（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成することもできる。
【００２７】
ここで、反射部２１０が有する複数のペア層はそれぞれ、活性層２２２が発する光の発光ピーク波長以上の波長の光を反射すると共に、それぞれ異なる入射角の光を反射する。具体的に、第１の半導体層２１０ａは、活性層２２２が発する光のピーク波長をλｐ、第１の半導体層２１０ａの屈折率をｎＡ、第２の半導体層２１０ｂの屈折率をｎＢ、第１クラッド層２２０の屈折率をｎＩｎ、第２の半導体層２１０ｂへの光の入射角をθとした場合（ただし、θは、第２の半導体層２１０ｂの主面を光の入射面とした場合、入射面の法線に対する角度である）とした場合に、以下の式（１）で定められる厚さＴＡを有して形成される。また、第２の半導体層２１０ｂは、以下の式（２）で定められる厚さＴＢを有して形成される。
【００２８】
【数３】
【００２９】
【数４】
【００３０】
複数のペア層のうち、一のペア層に含まれる第１の半導体層２１０ａの厚さは、当該一のペア層に入射する光の入射角θに応じて式（１）から算出される厚さを有して形成される。同様に当該一のペア層に含まれる第２の半導体層２１０ｂの厚さも、入射角θに応じて式（２）から算出される厚さを有して形成される。同様にして、複数のペア層に含まれる他のペア層についても、当該他のペア層に入射する光の入射角θに応じた厚さを有する第１の半導体層２１０ａ及び第２の半導体層２１０ｂを含んで形成される。なお、ペア層は、λｐ／４ｎＡの１．５倍以上の厚さの厚さＴＡを有する第１の半導体層２１０ａと、λｐ／４ｎＢの１．５倍以上の厚さの厚さＴＢを有する第２の半導体層２１０ｂとを含むことが好ましい。
【００３１】
ここで、本実施の形態においては、反射部２１０は、ペア層を少なくとも３つ含んで形成される。そして、複数のペア層の厚さはそれぞれ、式（１）及び式（２）のθの値がペア層ごとに異なることにより互いに異なる。例えば、一のペア層の厚さと他のペア層の厚さとは、互いに異なるように形成される。そして、一のペア層におけるθの値をθａ、他のペア層におけるθの値をθｂにした場合に、一のペア層に含まれる第１の半導体層２１０ａの厚さ及び第２の半導体層２１０ｂの厚さは、θａの値を用いて式（１）及び式（２）から算出され、他のペア層に含まれる第１の半導体層２１０ａの厚さ及び第２の半導体層２１０ｂの厚さは、θａとは異なるθｂの値を用いて式（１）及び式（２）から算出される。更に、少なくとも１つのペア層が、θの値が５０°以上の値で規定される厚さの第１の半導体層２１０ａ及び第２の半導体層２１０ｂを含んで形成されることにより、発光部２０から反射部２１０に入射した直射入射光を除く光を反射部２１０において光取り出し面側に反射することができる。本実施の形態に係る発光素子１はこのような反射部２１０を備えることにより、活性層２２２から放射された光が反射部２１０に様々な入射角で入射しても、当該光は、反射部２１０において光取り出し面の方向に反射される。
【００３２】
また、反射部２１０の半導体基板１０側から１つ目のペア層、又は１つ目及び２つ目のペア層の第１の半導体層２１０ａは、ＡｌＡｓから形成されることが好ましい。そして、この場合、反射部２１０の半導体基板１０側から１つ目のペア層、又は１つ目及び２つ目のペア層の第２の半導体層２１０ｂは、活性層２２２を構成する半導体のバンドギャップエネルギーより小さいバンドギャップエネルギーを有するＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）、若しくは、活性層２２２が発する光に対して不透明なＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されることが好ましい。更に、この場合、反射部２１０の半導体基板１０側から３つ目以降のペア層の第２の半導体層２１０ｂは、活性層２２２が発する光に対して透明なＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されることが好ましい。
【００３３】
（発光部２０）
発光部２０は、第１クラッド層２２０、活性層２２２、及び第２クラッド層２２４を有する。まず、バッファ層２００は、半導体基板１０に接して設けられる。例えば、バッファ層２００は、半導体基板１０がｎ型のＧａＡｓ基板から形成される場合、ｎ型のＧａＡｓから形成される。また、第１クラッド層２２０と、活性層２２２と、第２クラッド層２２４とはそれぞれ、例えば、（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）で表される三元系、又は四元系のＩＩＩ族化合物半導体材料から形成される。なお、第１の実施の形態に係る活性層２２２は、例えば、ノンドープのＧａｘＩｎ１−ｘＰ単層（ただし、０≦ｘ≦１）から形成することもできる。
【００３４】
（介在層２３０）
介在層２３０は、第２クラッド層２２４を構成する半導体材料と電流分散層２４０を構成する半導体材料とが互いに異なる場合に、第２クラッド層２２４と電流分散層２４０とのヘテロ界面の電位障壁を低減する半導体材料から形成される。具体的に、介在層２３０は、第２クラッド層２２４と電流分散層２４０との間に設けられる。より具体的に、介在層２３０は、第２クラッド層２２４の活性層２２２の反対側に設けられると共に、第２クラッド層２２４を構成する半導体のバンドギャップエネルギーと電流分散層２４０を構成する半導体のバンドギャップエネルギーとの間のバンドギャップエネルギーを有する半導体材料から形成される。例えば、介在層２３０は、ｐ型のＧａｚＩｎ１−ｚＰ（ただし、ｚは、一例として、０．６≦ｚ≦０．９）から形成される。発光素子１が介在層２３０を備えることにより、発光素子１の順方向電圧を低減できる。
【００３５】
（電流分散層２４０）
電流分散層２４０は、発光部２０の反射部２１０の反対側、すなわち、発光部２０と表面電極３０との間に設けられ、発光素子１に供給された電流が活性層２２２に略均一に供給されるように当該電流を分散させる。また、電流分散層２４０は、活性層２２２が発する光を透過する半導体材料から形成される。例えば、電流分散層２４０は、ｐ型のＧａＰ、ｐ型のＧａＡｓＰ、又はｐ型のＡｌＧａＡｓから形成することができる。そして、電流分散層２４０は、表面電極３０が形成される領域を除く表面に凹凸部２５０を有する。
【００３６】
（凹凸部２５０）
凹凸部２５０は、電流分散層２４０の発光部２０の反対側の表面を粗面化して形成される。凹凸部２５０は、当該表面を所定のエッチャントでエッチングすることによりランダムな形状を有して形成される。また、凹凸部２５０は、当該表面に予め定められたパターンを有して形成することもできる。更に、凹凸部２５０は、発光素子１の光取り出し効率を向上させることを目的として、算術平均粗さＲａが０．０４μｍ以上０．２５μｍ以下であることが好ましく、二乗平均粗さＲＭＳが０．０５μｍ以上０．３５μｍ以下であることが好ましい。更に、凹凸部２５０は、最大高さＲｙが１．０μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
（表面電極３０、裏面電極３５）
表面電極３０は、電流分散層２４０にオーミック接触する材料から形成される。具体的に、表面電極３０は、Ｂｅ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｕ等の金属材料から選択される少なくとも１つのｐ型電極用の金属材料を含んで形成される。例えば、表面電極３０は、電流分散層２４０側からＡｕＢｅ、Ｎｉ、Ａｕの順に積層された積層構造を有して形成することができる。なお、表面電極３０は、電流分散層２４０の介在層２３０の反対側の面、すなわち、発光素子１の光取り出し面の一部に設けられる。そして、表面電極３０は、図１Ｃに示すように、発光素子１の上面視にて略円形状の円部分３０ａと、円部分から発光素子１の四隅に向かって延びる４本の足部分３０ｂとを有して形成される。
【００３８】
裏面電極３５は、半導体基板１０にオーミック接触する材料から形成される。具体的に、裏面電極３５は、Ｇｅ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｌ、Ａｕ等の金属材料から選択される少なくとも１つのｎ型電極用の金属材料を含んで形成される。例えば、裏面電極３５は、半導体基板１０側からＡｕＧｅ、Ｎｉ、Ａｕの順に積層された積層構造を有して形成することができる。なお、裏面電極３５は、半導体基板１０の裏面の略全面に形成される。
【００３９】
（変形例）
第１の実施の形態に係る発光素子１は、半導体基板１０上にバッファ層２００を備えるが、第１の実施の形態の変形例に係る発光素子は、バッファ層２００を備えずに形成することができる。
【００４０】
また、第１の実施の形態に係る発光素子１は、赤色を含む光（例えば、発光波長が６３０ｎｍ帯の光）を発するが、発光素子１が発する光の波長はこの波長に限定されない。活性層２２２の構造を制御して、所定の波長範囲の光を発する発光素子１を形成することもできる。活性層２２２が発する光としては、例えば、深紅色、橙色光、黄色光、又は緑色光等の波長範囲の光が挙げられる。また、発光素子１が備える発光部２０は、紫外領域、紫色領域、若しくは青色領域の光を発する活性層２２２を含むＩｎＡｌＧａＮ系の化合物半導体から形成することもできる。
【００４１】
更に、発光素子１が備える半導体基板１０、バッファ層２００、反射部２１０、第１クラッド層２２０、第２クラッド層２２４、介在層２３０、及び電流分散層２４０の化合物半導体層は、これらの化合物半導体層を構成する化合物半導体の導電型を、本実施の形態の反対にすることもできる。例えば、半導体基板１０、バッファ層２００、反射部２１０、及び第１クラッド層２２０の導電型をｐ型にすると共に、第２クラッド層２２４、介在層２３０、及び電流分散層２４０の導電型をｎ型にすることもできる。
【００４２】
また、活性層２２２は量子井戸構造を有して形成することもできる。量子井戸構造は、単一量子井戸構造、多重量子井戸構造、又は歪み多重量子井戸構造のいずれの構造からも形成することができる。なお、発光部２０は、第１クラッド層２２０、活性層２２２、及び第２クラッド層２３４以外の半導体層を含んで形成することもできる。
【００４３】
また、表面電極３０の形状は、例えば、四角形状、菱形形状、多角形状等の形状を有して形成することができる。
【００４４】
（発光素子１の製造方法）
第１の実施の形態に係る発光素子１は、例えば、以下のようにして製造することができる。まず、半導体基板１０を準備する。そして、半導体基板１０上に、例えば、有機金属気相成長法（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｖａｐｏｒ Ｐｈａｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＯＶＰＥ法）によって複数の化合物半導体層（すなわち、バッファ層２００、反射部２１０、第１クラッド層２２０、活性層２２２、第２クラッド層２２４、介在層２３０、電流分散層２４０）を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の半導体積層構造を形成する（成長工程）。これにより、エピタキシャルウエハが製造される。
【００４５】
ここで、ＭＯＶＰＥ法を用いた半導体積層構造の形成は、成長温度、成長圧力、半導体積層構造が有する複数の化合物半導体層のそれぞれの成長速度、及びＶ／ＩＩＩ比をそれぞれ所定の値に設定して実施する。なお、Ｖ／ＩＩＩ比とは、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）等のＩＩＩ族原料のモル数を基準にした場合における、アルシン（ＡｓＨ３）、ホスフィン（ＰＨ３）等のＶ族原料のモル数の比である。
【００４６】
また、ＭＯＶＰＥ法において用いる原料は、Ｇａ原料として、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、又はトリエチルガリウム（ＴＥＧａ）を用いることができ、Ａｌ原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）を用いることができ、Ｉｎ原料としてトリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）等の有機金属化合物を用いることができる。また、Ａｓ源としてアルシン（ＡｓＨ３）を用いることができ、Ｐ源としてホスフィン（ＰＨ３）等の水素化物ガスを用いることができる。更に、ｎ型のドーパントの原料は、セレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）を用いることができる。そして、ｐ型のドーパントの原料は、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ２Ｍｇ）を用いることができる。
【００４７】
また、ｎ型のドーパントの原料として、モノシラン（ＳｉＨ４）、ジエチルテルル（ＤＥＴｅ）、又はジメチルテルル（ＤＭＴｅ）を用いることもできる。そして、ｐ型のドーパントの原料として、ジメチルジンク（ＤＭＺｎ）又はジエチルジンク（ＤＥＺｎ）を用いることもできる。
【００４８】
なお、半導体基板１０上にバッファ層２００を形成することにより、ＭＯＶＰＥ装置内に残留している、前回の結晶成長時に用いたドーパントの影響（すなわち、炉内メモリーの影響）をキャンセルできる。これにより、エピタキシャルウエハを安定的に製造することができる。また、バッファ層２００を半導体基板１０上にエピタキシャル成長させることで、バッファ層２００上にエピタキシャル成長させる化合物半導体層の結晶性を向上させることができる。
【００４９】
次に、フォトリソグラフィー法、成膜法（例えば、真空蒸着法、スパッタ法等）を用いて、エピタキシャルウエハの表面、すなわち、電流分散層２４０の表面の一部に表面電極３０を形成する（表面電極形成工程）。なお、表面電極３０の形成にはリフトオフ法を用いることができる。続いて、半導体基板１０の裏面の略全面に裏面電極３５を形成する。更に、表面電極３０と電流分散層２４０との間、及び裏面電極３５と半導体基板１０裏面との間のそれぞれをオーミック接触させるべく、所定の雰囲気下（例えば、窒素雰囲気等の不活性ガス雰囲気下）、所定の温度、所定の時間、アロイ処理を実施する。
【００５０】
続いて、電流分散層２４０の表面に凹凸化処理（すなわち、粗面化処理）を施すことにより、凹凸部２５０を形成する（凹凸部形成工程）。本実施の形態において粗面化処理は、表面電極３０を形成した後に実施する。そして、粗面化は、表面電極３０が形成されている領域を除く電流分散層２４０の表面に、所定のエッチャントを用いてエッチング処理を施すことにより実施する。なお、電流分散層２４０の表面にフォトリソグラフィー法を用いて予め定められたマスクパターンを形成した後、形成したマスクパターンをマスクとして、電流分散層２４０の表面にエッチング処理を施すこともできる。
【００５１】
次に、表面電極３０及び裏面電極３５が設けられたエピタキシャルウエハを、製造する発光素子１のサイズに合わせて切断することにより、複数の発光素子１が製造される（切断工程）。具体的には、複数の表面電極３０それぞれの間を、製造すべき発光素子１のサイズに合わせてダイシング装置によりダイシングする。なお、ダイシング処理後に、複数の発光素子２の端面にエッチング処理を施すことにより、ダイシングによる機械的ダメージを除去することもできる。
【００５２】
このようにして製造される発光素子１は、例えば、発光波長が６３１ｎｍ付近の赤色領域の光を発する発光ダイオードである。そして、発光素子１の上面視における形状は略矩形であり、上面視における寸法は、一例として、２７５μｍ角である。
【００５３】
（第１の実施の形態の効果）
第１の実施の形態に係る発光素子１は、複数の入射角に対応して厚さが制御された第１の半導体層２１０ａと第２の半導体層２１０ｂとからなる複数のペア層を有する反射部２１０を備えるので、反射部２１０に様々な入射角から光が入射したとしても、反射部２１０は、当該光を光取り出し面側に反射することができる。更に、発光素子１は、光取り出し面に凹凸部２５０を備えるので、反射部２１０により反射された光を効率的に発光素子１の外部に取り出すことができる。これにより、光取り出し効率が向上された本実施の形態に係る発光素子１を提供することができる。更に、本実施の形態に係る発光素子１は、反射部２１０が有する複数の半導体層の構成を調整することにより、反射部２１０の厚さの増加に応じて、発光出力を増加させることができる。
【００５４】
また、第１の実施の形態に係る発光素子１は、式（１）及び式（２）の角度θの値が大きい値で規定される厚さの第１の半導体層２１０ａと第２の半導体層２１０ｂとを有するペア層により反射された光であっても、光取り出し面に凹凸部２５０が形成されているので、光取り出し面から当該光を有効に取り出すことができる。これにより、本実施の形態に係る発光素子１は、例えば、反射部２１０を、活性層２２２が発する光の発光ピーク波長に対応した半導体層のみで構成した場合に比べて、発光出力を向上させることができる。したがって、本実施の形態によれば、半導体基板１０上に成長する化合物半導体層の総数の増加による原料の増加、及び成長時間の増加による製造コストの増加を伴うことなく、光出力の高い発光素子１を提供することができる。
【００５５】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る発光素子の模式的な断面の概要を示す。
【００５６】
第２の実施の形態に係る発光素子１ａは、第１の実施の形態に係る発光素子１と異なり、凹凸部２５０上に光取り出し層４０を更に備える点を除き、第１の実施の形態に係る発光素子１と略同一の構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００５７】
発光素子１ａは、表面電極３０が設けられている領域を除く電流分散層２４０の表面に、活性層２２２が発する光に対して透明であり、電流分散層２４０を構成する半導体の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を有する材料から形成される光取り出し層４０を備える。光取り出し層４０は、活性層２２２が発する光の波長をλｐ、光取り出し層４０を構成する材料の屈折率をｎ、定数Ａ（ただし、Ａは奇数）とした場合に、Ａ×λｐ／（４×ｎ）で規定される値の±３０％の範囲内の厚さｄを有して形成される。
【００５８】
光取り出し層４０は、絶縁体、又は第１導電型若しくは第２導電型の酸化物若しくは窒化物から形成することができる。光取り出し層４０は、例えば、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＩＴＯ、Ｓｎ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＺｎＯ等の酸化物若しくは窒化物から形成することができる。また、光取り出し層４０を構成する材料は、導電性を有することは要さない。更に、光取り出し層４０を構成する材料の導電型は、ｐ型、ｎ型のいずれであってもよい。
【００５９】
発光素子１ａは、電流分散層２４０の表面と外部の空気との間に、電流分散層２４０を構成する材料の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を有する光取り出し層４０を備えるので、発光素子１ａの光取り出し効率を更に向上させることができる。
【００６０】
［第３の実施の形態］
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る発光素子の模式的な断面の概要を示す。
【００６１】
第３の実施の形態に係る発光素子１ｂは、第１の実施の形態に係る発光素子１と異なり、活性層２２２が第１アンドープ層２２１と第２アンドープ層２２３により挟まれている点を除き、第１の実施の形態に係る発光素子１と略同一の構成を備える。したがって、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００６２】
具体的に、第３の実施の形態に係る発光素子１ｂは、半導体基板１０と、半導体基板１０上に形成されるバッファ層２００と、バッファ層２００上に形成される反射部２１０と、反射部２１０上に形成される第１クラッド層２２０と、第１クラッド層２２０上に形成される第１アンドープ層２２１と、第１アンドープ層２２１上に形成される活性層２２２と、活性層２２２上に形成される第２アンドープ層２２３と、第２アンドープ層２２３上に形成される第２クラッド層２２４と、第２クラッド層２２４上に形成される介在層２３０と、介在層２３０上に形成される電流分散層２４０とを備える。
【００６３】
第１アンドープ層２２１は、第１クラッド層２２０中のｎ型ドーパントが活性層２２２中に拡散することを抑制する。また、第２アンドープ層２２３は、第２クラッド層２２４中のｐ型ドーパントが活性層２２２中に拡散することを抑制する。第１アンドープ層２２１及び第２アンドープ層２２３は、例えば、ドーパントを含まない（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰから形成される。活性層２２２を第１アンドープ層２２１と第２アンドープ層２２３とで挟むことにより、第１クラッド層２２０及び第２クラッド層２２４から活性層２２２中へのドーパントの拡散が抑制されるので、発光部２０ａにおける発光効率の向上を図ることができると共に、発光素子１ｂの信頼性を向上させることができる。
【００６４】
なお、第３の実施の形態に係る発光素子１ｂにおいては、活性層２２２を第１アンドープ層２２１と第２アンドープ層２２３とによって挟んだ構造としたが、第３の実施の形態の変形例においては、第１アンドープ層２２１又は第２アンドープ層２２３のいずれか一方を形成しない発光素子を形成することもできる。
【実施例１】
【００６５】
実施例１に係る発光素子として、第１の実施の形態に係る発光素子１に対応する発光素子であって、発光ピーク波長が６３１ｎｍ付近の赤色発光の発光素子を製造した。具体的に、まず、１５°オフのオフ角を有する半導体基板１０としてのｎ型ＧａＡｓ基板上に、ＭＯＶＰＥ法を用いてｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層（ただし、Ｓｅドープ、キャリア濃度：１×１０１８／ｃｍ３、膜厚２００ｎｍ）と、第１の半導体層２１０ａとしてのＡｌＡｓ層と、第２の半導体層２１０ｂとしてのＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層を含む反射部２１０とをエピタキシャル成長させた。反射部２１０を構成する各半導体層のキャリア濃度は、約１×１０１８／ｃｍ３に制御した。なお、実施例１に係る発光素子として、後述するように、反射部２１０の構成を様々に変化させた９種類の発光素子を製造した。反射部２１０の構成の詳細については後述する。
【００６６】
次に、反射部２１０の上に第１クラッド層２２０としてのｎ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層（ただし、Ｓｅドープ、キャリア濃度：４×１０１７／ｃｍ３、膜厚４００ｎｍ）と、活性層２２２としてのアンドープ（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ活性層（ただし、膜厚６００ｎｍ）と、第２クラッド層２２４としてのｐ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層（ただし、Ｍｇドープ、キャリア濃度：２×１０１７／ｃｍ３、膜厚５００ｎｍ）と、介在層２３０としてのｐ型Ｇａ０．７Ｉｎ０．３Ｐ介在層（ただし、Ｍｇドープ、キャリア濃度：６×１０１８／ｃｍ３、膜厚２０ｎｍ）と、電流分散層２４０としてのｐ型ＧａＰ電流分散層（ただし、Ｍｇドープ、キャリア濃度：２×１０１８／ｃｍ３、膜厚８０００ｎｍ）とを順次エピタキシャル成長させた。これにより、実施例１に係る発光素子用のエピタキシャルウエハを製造した。
【００６７】
なお、ＭＯＶＰＥ成長での成長温度は、ｎ型ＧａＡｓからなるバッファ層からｐ型Ｇａ０．７Ｉｎ０．３Ｐ介在層までの成長温度を６５０℃に設定すると共に、ｐ型ＧａＰ電流分散層の成長温度を６７５℃に設定した。また、その他の成長条件は、成長圧力を６６６６．１Ｐａ（５０Ｔｏｒｒ）に設定すると共に、複数の化合物半導体層のそれぞれの成長速度を０．３ｎｍ／ｓｅｃから１．５ｎｍ／ｓｅｃに設定した。また、Ｖ／ＩＩＩ比は、約１５０に設定した。ただし、ｐ型ＧａＰ電流分散層の成長におけるＶ／ＩＩＩ比は、２５に設定した。ＭＯＶＰＥ成長において用いた原料等は、第１の実施の形態において説明したので詳細な説明は省略する。
【００６８】
ここで、反射部２１０について詳細に説明する。反射部２１０が有する複数のペア層の第１の半導体層２１０ａであるＡｌＡｓ層の厚さ、及び第２の半導体層２１０ｂであるＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層の厚さはそれぞれ、式（１）及び式（２）から算出される厚さに制御した。すなわち、λｐとしてはアンドープ（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐ活性層から放出される光の発光ピーク波長「６３１ｎｍ」を、ｎＡとしてはＡｌＡｓ層の屈折率「３．１１４」を、ｎＢとしてはＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層の屈折率「３．５０７」を、ｎＩｎとしてはｎ型（Ａｌ０．７Ｇａ０．３）０．５Ｉｎ０．５Ｐクラッド層の屈折率「３．１２７」を用いた。更に、式（１）及び式（２）中の角度θは、０°、１０°、２０°、３０°、４０°、５０°、６０°、７０°を用いた。
【００６９】
なお、ある一つのペア層のＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とはいずれも、同一の角度θの値から式（１）、式（２）を用いて算出される厚さを有する。そして、詳細は後述するが、反射部２１０は、角度θが７０°のペア層を少なくとも１つ含み、かつ、角度θが７０°ではないペア層を少なくとも２種類含む。例えば、反射部２１０は、角度θが１０°、４０°、７０°の３種類のペア層を含んで形成される。
【００７０】
具体的に、反射部２１０の全体の厚さが、約１．０μｍ（実施例１ａ）、１．５μｍ（実施例１ｂ）、２．０μｍ（実施例１ｃ）、３．０μｍ（実施例１ｄ）、４．０μｍ（実施例１ｅ）、５．０μｍ（実施例１ｆ）、６．０μｍ（実施例１ｇ）、７．０μｍ（実施例１ｈ）、８．０μｍ（実施例１ｉ）になるように、式（１）及び式（２）のθの値を変化させて、ＡｌＡｓ層の厚さ及びＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層の厚さと、ペア層のペア数を決定した。式（１）及び式（２）のθの値、反射部２１０の厚さ、ペア層のペア数の関係を表１に示す。
【００７１】
【表１】
【００７２】
また、反射部２１０の厚さが約２．０μｍの発光素子用エピタキシャルウエハに関しては、反射部２１０に含まれる第１の半導体層２１０ａ及び第２の半導体層２１０ｂの種類は同一であるが、積層の順番を実施例１ｃの反対にしたエピタキシャルウエハ（以下、実施例１ｊという）も製造した。
【００７３】
（反射部２１０の構成について）
図４Ａは、実施例１に係る発光素子が備える反射部の簡易的な構造を示し、図４Ｂは、実施例１に係る発光素子が備える反射部の簡易的な構造における反射スペクトルを示す。また、図５Ａは、０°ＤＢＲ層を備える発光素子が備える反射部の簡易的な構造を示し、図５Ｂは、０°ＤＢＲ層を備える発光素子が備える反射部の簡易的な構造における反射スペクトルを示す。
【００７４】
図４Ａを参照すると分かるように、実施例１に係る発光素子が備える反射部２１０の簡易的な構造は、半導体基板１０としてのｎ型ＧａＡｓ基板の上に、７０°ＤＢＲ層と、４０°ＤＢＲ層と、０°ＤＢＲ層とがこの順に形成された構造を備える。斯かる構造の反射部２１０の反射スペクトルを測定したところ、図４Ｂに示すように、様々な波長の光を反射することが示された。
【００７５】
一方、図５Ａを参照すると分かるように、比較例に係る発光素子が備える反射部の簡易的な構造は、半導体基板１０としてのｎ型ＧａＡｓ基板の上に、３つの０°ＤＢＲ層が形成された構造を備える。斯かる構造の反射部の反射スペクトルを測定したところ、図５Ｂに示すように、ピーク波長が６４０ｎｍ付近の波長の光のみを主として反射することが示された。
【００７６】
（実施例１ｃについて）
ここで、反射部２１０の厚さが約２．０μｍの場合、すなわち、実施例１ｃを例に、反射部２１０の構成を説明する。他の実施れについては表１に示したとおりである。
【００７７】
実施例１ｃに係る反射部２１０の構造は以下のとおりである。すなわち、まず、ｎ型ＧａＡｓバッファ層上に、θを７０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「７０°ＤＢＲ層」という）を２ペア形成した。次に、７０°ＤＢＲ層の上にθを６０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「６０°ＤＢＲ層」という）を１ペア形成した。そして、６０°ＤＢＲ層の上にθを５０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「５０°ＤＢＲ層」という）を１ペア形成した。
【００７８】
更に、５０°ＤＢＲ層の上にθを３０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「３０°ＤＢＲ層」という）を２ペア形成した。そして、３０°ＤＢＲ層の上にθを２０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「２０°ＤＢＲ層」という）を６ペア形成した。
【００７９】
更に、２０°ＤＢＲ層の上にθを１０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「１０°ＤＢＲ層」という）を３ペア形成した。そして、１０°ＤＢＲ層の上に最上層として、θを０°に設定して式（１）及び式（２）から算出される厚さを有するＡｌＡｓ層とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなるペア層（以下、「０°ＤＢＲ層」という）を１ペア形成した。このような１６ペアのペア層を有する反射部２１０をｎ型ＧａＡｓバッファ層上に形成した。
【００８０】
また、実施例１ｃの発光素子用エピタキシャルウエハに関して反射部２１０に含まれる第１の半導体層２１０ａ及び第２の半導体層２１０ｂの種類は同一であるが、積層の順番を実施例１ｃの反対にした実施例１ｊのエピタキシャルウエハは、以下のような構成の反射部２１０を備える。すなわち、ｎ型ＧａＡｓバッファ層上に、０°ＤＢＲ層１ペアと、０°ＤＢＲ層上に１０°ＤＢＲ層３ペアと、１０°ＤＢＲ層上に２０°ＤＢＲ層６ペアと、２０°ＤＢＲ層上に３０°ＤＢＲ層２ペアと、３０°ＤＢＲ層上に５０°ＤＢＲ層１ペアと、５０°ＤＢＲ層上に６０°ＤＢＲ層１ペアと、６０°ＤＢＲ層上に７０°ＤＢＲ層２ペアとを備える。これにより、実施例１ａ乃至実施例１ｊに係る１０種類のエピタキシャルウエハを製造した。
【００８１】
以上のようにして製造した１０種類の発光素子用のエピタキシャルウエハをＭＯＶＰＥ装置から搬出した後、直径が１００μｍの円部分と、円部分の外縁から延びる４本の足部分とを有する表面電極３０を、エピタキシャルウエハの表面（すなわち、ウエハの上面であって、電流分散層２４０の表面）にマトリックス状に配列するように形成した。表面電極３０の形成には、フォトリソグラフィー法を用いた。すなわち、エピタキシャルウエハの表面にフォトレジストを塗布した後、マスクアライナーを用いたフォトリソグラフィー法により、複数の表面電極３０が形成される領域のそれぞれに開口を有するマスクパターンをエピタキシャルウエハの表面に形成した。その後、真空蒸着法を用いて開口に４０ｎｍ厚のＡｕＢｅと、１０ｎｍ厚のＮｉと、１０００ｎｍ厚のＡｕとをこの順に蒸着した。蒸着後、リフトオフ法によりエピタキシャルウエハに形成されたマスクパターンを除去することにより、エピタキシャルウエハの表面に表面電極３０を形成した。
【００８２】
次に、エピタキシャルウエハの裏面、すなわち、表面電極３０が形成された面の反対側の面の全面に、真空蒸着法を用いて裏面電極３５を形成した。裏面電極３５は、６０ｎｍ厚のＡｕＧｅと、１０ｎｍ厚のＮｉと、５００ｎｍ厚のＡｕとをこの順に蒸着することにより形成した。表面電極３０及び裏面電極３５を形成した後、電極を合金化するアロイ工程を実施した。具体的には、表面電極３０及び裏面電極３５が形成されたエピタキシャルウエハを、窒素ガス雰囲気中、４００℃にて５分間加熱することにより実施した。これにより、実施例１ａ乃至実施例１ｊに係る発光素子用の電極付エピタキシャルウエハを製造した。
【００８３】
続いて、実施例１ａ乃至実施例１ｊに係る発光素子用の電極付エピタキシャルウエハの表面の表面電極３０を除く領域の電流分散層２４０の表面に粗面化処理を施した。粗面化処理は酢酸系のエッチング液を用いて電流分散層２４０の表面をエッチングすることにより実施した。エッチング時間は３０秒間に設定した。
【００８４】
また、実施例１ａ乃至実施例１ｊに係るエピタキシャルウエハを用いて、エッチング時間と表面の凹凸との関係を調査した。調査において実施したエッチング時間は、１５秒、３０秒、６０秒、９０秒である。
【００８５】
図６は、実施例１に係るエピタキシャルウエハに粗面化処理を施す時間と表面粗さ（ただし、Ｒａ及びＲＭＳ）との関係を示し、図７は、実施例１に係るエピタキシャルウエハに粗面化処理を施す時間と表面粗さ（ただし、Ｒｙ）との関係を示す。
【００８６】
図６を参照すると、電流分散層２４０の表面に形成された凹凸部２５０の平均粗さＲａは０．０４〜０．２５μｍであり、二乗平均粗さＲＭＳは０．０５〜０．３５μｍであった。また、図７を参照すると、凹凸部２５０の最大高さＲｙは、１．４〜２．６μｍであった。
【００８７】
エピタキシャルウエハに電極を形成した後、実施例１ａ乃至実施例１ｊそれぞれに係る電極付エピタキシャルウエハを、表面電極３０が中心になるようにダイシング装置によって切断して、チップサイズ２７５μｍ角の実施例１ａ乃至実施例１ｊそれぞれに係る発光素子（以下、ＬＥＤベアチップという）を作製した。そして、ＬＥＤベアチップをＴＯ−１８ステムにＡｇペーストを用いてダイボンディングした。そして、ＴＯ−１８ステムにマウントされたＬＥＤベアチップの表面電極３０にＡｕからなるワイヤーを用いてワイヤーボンディングして、実施例１ａ乃至実施例１ｊに係る発光素子をそれぞれ作製した。
【００８８】
上述したように作製した実施例１ａ乃至実施例１ｊに係る発光素子の初期特性を評価した結果を表２に示す。なお、評価に用いた発光素子はそれぞれ、エピタキシャルウエハの中心付近から取り出した素子である。また、表２における発光出力は、２０ｍＡ通電時の発光出力である。
【００８９】
【表２】
【００９０】
図８は、実施例に係る発光素子の反射部の厚さと発光出力との関係を示す。ここで、図８において、「□」と「△」との相違は、実験時期が異なるという点である（ただし、発光素子の製造に用いた製造設備はすべて同一である）。すなわち、第１の時期に製造した実施例に係る発光素子の発光出力を「□」で示し、第１の時期とは異なる第２の時期に製造した実施例に係る発光素子の発光出力を「△」で示した。また、第１の時期において反射部の厚さが同一の軸において複数の発光出力を示している部分があるが（例えば、反射部２１０の厚さが２０００ｎｍ等）、これは、同時期に同一の装置で再現性を確認したものである。なお、表２の値は代表値を示す。
【００９１】
図８を参照すると、実施例１ａから実施例１ｊに係る発光素子の発光出力は、反射部の膜厚が増加するにつれて発光出力が向上することが示された。特に、反射部２１０の厚さが約８０００ｎｍ、すなわち、約８μｍまでは、発光素子の発光出力が増加することが示された。具体的には、反射部２１０の厚さが約６μｍまでは大幅に発光出力が増加して、当該厚さが約６μｍから約８μｍまでは更に発光出力が増加した。なお、後述する比較例においては、反射部２１０の厚さが約２０００ｎｍ、すなわち、約２μｍ以上になると発光出力が増加せず飽和した。
【００９２】
具体的に、比較例に係る発光素子の発光出力は約２．０ｍＷであるところ、実施例１に係る発光素子の発光出力は約２．１〜４．６ｍＷであり、比較例に係る発光素子の発光出力の２倍以上の発光出力が得られる発光素子を製造できることが示された。すなわち、実施例１に係る発光素子、例えば、実施例１ｇ〜実施例１ｉに係る発光素子においては、４．５ｍＷ級の発光出力が得られることが示された。また、製造時期によらず、再現性よく４．５ｍＷ級の発光出力が得られることが示された。
【００９３】
なお、電流分散層２４０の表面の凹凸化のためのエッチング時間を１５秒、３０秒、６０秒、９０秒にして製造した発光素子の発光出力も、実施例１と略同等であることを確認した。これにより、エッチング時間を１５秒から９０秒に設定して電流分散層２４０の表面を粗面化して、当該表面の平均粗さＲａが０．０４〜０．２５μｍであり、二乗平均粗さＲＭＳが０．０５〜０．３５μｍであり、最大高さＲｙが１．４〜２．６μｍであれば、実施例１と同等の発光出力が得られることが示された。
【００９４】
また、表２を参照すると、反射部２１０の構成、及び凹凸部２５０の存在にかかわらず、発光ピーク波長λｐは、±１ｎｍ以内の範囲内であり、実用上問題がないことが示された。更に、順方向電圧Ｖｆについても、実用上問題がないことが示された。
【００９５】
また、実施例１に係る発光素子について信頼性試験を実施した。具体的に、信頼性試験は、室温、５０ｍＡ通電の条件で１６８時間、通電試験を実施して評価した。信頼性試験の結果、実施例１に係るいずれの発光素子も、相対出力が９６％から１０５％であった。なお、相対出力は、１６８時間通電後の発光出力／初期発光出力×１００から算出した。したがって、実施例１に係る発光素子の信頼性は、後述する比較例１に係る発光素子と同程度であることが確認された。なお、５０ｍＡ通電前後共に、評価電流値は２０ｍＡである。
【００９６】
また、実施例１ｊに係る発光素子、すなわち、実施例１ｃの反射部２１０の構成を反対にした発光素子は、発光出力が２．７７５ｍＷであり、実施例１ｃの発光出力の約９８％の発光出力であった。この約２％の差は、素子間のバラツキであると考えられる。また、実施例１ｊに係る発光素子の発光ピーク波長、順方向電圧、及び信頼性については実施例１ｃと略同一であった。したがって、反射部２１０を構成するペア層の順番を反対にしても、実用上問題がないことが示された。これは、反射部２１０を構成する材料は、活性層２２２が発する光に対して透明な材料で構成されていることによる。
【実施例２】
【００９７】
実施例２に係る発光素子として、実施例１に係る発光素子とは異なる電流分散層を備える発光素子を製造した。電流分散層の構成を除く他の構成、機能は実施例１と同一であるので、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【００９８】
図９は、実施例２に係る発光素子の断面の概要を示す。
【００９９】
実施例２に係る発光素子１ｃは、半導体基板１０と、半導体基板１０の上に設けられるバッファ層２００と、バッファ層２００の上に設けられる反射部２１０と、反射部２１０の上に設けられる第１クラッド層２２０と、第１クラッド層２２０の上に設けられる活性層２２２と、活性層２２２の上に設けられる第２クラッド層２２４と、第２クラッド層２２４の上に設けられる介在層２３０と、介在層２３０の上に設けられる第１の電流分散層２４２及び第２の電流分散層２４４を有する電流分散層２４０とを備える。そして、発光素子２は、第２の電流分散層２４４上、すなわち、凹凸部２５０の上に設けられる表面電極３０と、半導体基板１０の反射部２１０の反対側に設けられる裏面電極３５とを更に備える。
【０１００】
実施例２に係る反射部２１０は厚さが２９７２ｎｍであり、表１に示した実施例１ｄの反射部２１０の構成と同一の構成を有する。一方、電流分散層２４０は、キャリア濃度又は不純物濃度が互いに異なる第１の電流分散層２４２と第２の電流分散層２４４とを有して形成される。そして、第２の電流分散層２４４は、第１の電流分散層２４２のキャリア濃度又は不純物濃度より高いキャリア濃度又は不純物濃度を有して電流分散層２４０の表面側に形成される。
【０１０１】
電流分散層２４０、具体的には、第１の電流分散層２４２を成長する場合におけるＣｐ２Ｍｇ流量（Ｍｇ流量）は、第１の電流分散層２４２のキャリア濃度が２×１０１８／ｃｍ３になるように６８ｓｃｃｍに設定した。そして、電流分散層２４０の膜厚８０００ｎｍ中の再上部の２０００ｎｍ（すなわち、第２の電流分散層２４４に該当する部分）の部分については、第１の電流分散層２４２を成長する場合のＭｇ流量の約２倍のＭｇ流量（すなわち、１３５ｓｃｃＭ）に設定して、キャリア濃度が４×１０１８／ｃｍ３になるように第２の電流分散層２４４を成長した。なお、第２の電流分散層２４４の厚さは、１．０μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましい。
【０１０２】
また、実施例２においては、表面電極３０を形成する前に第２の電流分散層２４４の表面に凹凸部２５０を形成した。実施例１のように、第２の電流分散層２４４を備えていない発光素子において、表面電極３０を形成する前に電流分散層２４０の表面に凹凸部２５０を形成すると、順方向電圧が高くなった。しかしながら、実施例２に係る発光素子１ｃにおいては、第２の電流分散層２４４を備えていることから、実施例１に係る発光素子と略同等のＬＥＤ特性が得られることが示された。
【実施例３】
【０１０３】
実施例３に係る発光素子として、実施例１ｄに係る発光素子とは異なる反射部２１０を備える発光素子を製造した。反射部２１０を除く他の構成は実施例１ｄと略同一であるので、相違点を除き詳細な説明は省略する。
【０１０４】
図１０は、実施例３に係る発光素子の発光部の断面の概要を示す。
【０１０５】
実施例３に係る発光素子の反射部２１０は、０°ＤＢＲ層を構成する第２の半導体層２１０ｃを、活性層２２２が発する光に対して不透明な半導体材料であるＧａＡｓから形成した。具体的に、実施例３に係る発光素子の反射部２１０の構成は以下のとおりである。すなわち、ｎ型ＧａＡｓバッファ層上に０°ＤＢＲ層２ペア（この０°ＤＢＲ層２ペアは、ＧａＡｓ系半導体から形成した）と、０°ＤＢＲ層上に８０°ＤＢＲ層１ペアと、８０°ＤＢＲ層上に７０°ＤＢＲ層３ペアと、７０°ＤＢＲ層上に６０°ＤＢＲ層２ペアと、６０°ＤＢＲ層上に５０°ＤＢＲ層２ペアと、５０°ＤＢＲ層上に３０°ＤＢＲ層３ペアと、３０°ＤＢＲ層上に２０°ＤＢＲ層５ペアと、２０°ＤＢＲ層上に０°ＤＢＲ層２ペア（この０°ＤＢＲ層２ペアはＡｌＧａＡｓ系半導体から形成した）とを形成した。そして、バッファ層２００上に設けられた０°ＤＢＲ層２ペアそれぞれにおいては、第２の半導体層２１０ｃをＧａＡｓから形成した。一方、第１クラッド層２２０に接する０°ＤＢＲ層２ペアの第２の半導体層２１０ｂは、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓから形成した。すなわち、実施例３に係る発光素子では、第１クラッド層２２０／０°ＤＢＲ層（ただし、ＡｌＧａＡｓ系半導体からなる）２ペア／・・・／０°ＤＢＲ層（ただし、ＧａＡｓ系半導体からなる）２ペア／バッファ層２００というような構成になるように各層を形成した。各ペア層の第１の半導体層２１０ａ、及び０°ＤＢＲ層を除く他のＤＢＲ層の第２の半導体層２１０ｂは、実施例１ｄと同一の材料である。
【０１０６】
実施例３に係る発光素子の発光出力は３．６３ｍＷであった。すなわち、実施例１ｄに係る発光素子の発光出力よりも約５％程度、発光出力が向上した。なお、順方向電圧、発光波長、及び信頼性については、実施例１ｄに係る発光素子と略同一であった。
【０１０７】
実施例３に係る発光素子の発光出力は、実施例１ｄに係る発光素子の発光出力よりも高出力化した。これは、反射部２１０のＡｌＡｓからなる第１の半導体層２１０ａの屈折率とＧａＡｓからなる第２の半導体層２１０ｃの屈折率との屈折率差が、ＡｌＡｓからなる第１の半導体層２１０ａの屈折率とＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓからなる第２の半導体層２１０ｂの屈折率との屈折率差より大きいことから、反射部２１０の反射率が向上したことに起因する。なお、ＧａＡｓからなる層は活性層２２２が発する光を吸収する。したがって、仮に反射部２１０の第２の半導体層のすべてをＧａＡｓから形成した場合、発光素子の発光出力は低下する。したがって、反射部２１０の最下層、すなわち、活性層２２２から最も離れた位置に設けられるペア層にＧａＡｓからなる層を設けることが好ましい。これは、反射部２１０に含まれるペア層の数を増加させない場合、反射部２１０の最下層については、光吸収を考慮するよりも反射率を増加させる方が発光出力を増加させる効果が大きいからである。
【０１０８】
（比較例１）
図１１は、比較例１に係る発光素子の模式的な断面の概要を示し、図１２は、比較例１に係る発光素子の反射部の厚さの違いによる発光出力を示す。
【０１０９】
比較例１に係る発光素子は、反射部２１２の構成等が異なる点を除き、実施例１と同様の構成を備える。したがって、実施例１に係る発光素子との相違点を除き詳細な説明は省略する。
【０１１０】
まず、比較例１に係る発光素子の反射部２１２は、第１の半導体層としてのＡｌＡｓ層と、第２の半導体層としてのＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層とからなる複数のペア層を有する。そして、比較例１においては、第１の半導体層の厚さと、第２の半導体層の厚さとを、λｐ／４ｎから算出される厚さに制御した。ここで、λｐは活性層２２２が発する光の発光ピーク波長であり、ｎは、第１の半導体層又は第２の半導体層の屈折率である。
【０１１１】
具体的に、発光ピーク波長は６３１ｎｍであるので、比較例１に係る第１の半導体層としてのＡｌＡｓ層の厚さＴＡは、ＴＡ＝６３１／４×３．１１４（ただし、３．１１４はＡｌＡｓ層の屈折率)となり、５０．７ｎｍである。また、比較例１に係る第２の半導体層としてのＡｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層の厚さＴＢは、ＴＢ＝６３１／４×３．５０７（ただし、３．５０７は、Ａｌ０．５Ｇａ０．５Ａｓ層の屈折率）となり、４５．０ｎｍである。したがって、このような厚さを有する第１の半導体層及び第２の半導体層からなるペア層を有する反射部２１２を備えるように、比較例１に係る発光素子を製造した。
【０１１２】
また、反射部２１２に含まれるペア層のペア数を様々に変えた発光素子を製造した。具体的には、反射部２１２に含まれるペア層のペア数が２０以上になると比較例１に係る発光素子の発光出力が飽和するので、反射部２１２が有するペア層のペア数を、１５対、１８対、２０対、及び３０対にした発光素子を製造した。そして、これら比較例１に係る発光素子の特性を評価した結果を、表３及び図１２に示す。
【０１１３】
【表３】
【０１１４】
図１２は、比較例に係る発光素子の反射部の膜厚と発光出力との関係を示す。具体的に、図１２には、比較例１に係る発光素子（今回検討した発光素子）と同一の発光素子を以前に検討した結果も同時に示す。図１２において、「□」が以前に検討した結果であり、「○」が今回検討した結果である。
【０１１５】
表３及び図１２から分かるように、反射部２１２のペア数が１５以上になると発光出力が飽和傾向を示し、ペア数が１８以上ではバラツキ範囲程度（すなわち、１％以下）の発光出力の向上であった。すなわち、比較例１に係る発光素子の反射部２１２は、厚さが１．７μｍ程度、ペア数が１８程度になると、発光出力の向上が望めないことが示された。今回検討した比較例１に係る発光素子の結果と以前検討した比較例１に係る発光素子と同一の発光素子の結果とを参照すると、発光出力の飽和傾向には再現性があることが示された。
【０１１６】
比較例１においては、電流分散層２４０の表面に凹凸部２５０は形成されていない。そこで、反射部２１０の厚さが２８７１ｎｍの発光素子について、電流分散層２４０の表面に凹凸部２５０を形成した試料を作製して、当該試料のＬＥＤ特性を評価した。その結果を表４に示す。
【０１１７】
【表４】
【０１１８】
凹凸部２５０を備えていない発光素子の発光出力は２．２４９ｍＷであった。また、電流分散層２４０の表面に粗面化処理を施した発光素子においては、凹凸部２５０を備えていない発光素子に比べて発光出力が約１０％程度低下することが示された。すなわち、比較例１においては、電流分散層の表面を粗面化すると発光出力が低下すること、発光出力の増大には実施例において説明した発光素子の構成が要求されることが確認された。なお、比較例１に係る発光素子であって凹凸部２５０を備える発光素子の凹凸のサイズを評価したところ、Ｒａ、ＲＭＳ、及びＲｙはいずれも実施例１と同程度であった。すなわち、凹凸部２５０のばらつき等によって発光出力が低下したのではないことが確認された。
【０１１９】
以上、本発明の実施の形態及び実施例を説明したが、上記に記載した実施の形態及び実施例は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態及び実施例の中で説明した特徴の組合せのすべてが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【０１２０】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 発光素子
３ 発光素子
１０ 半導体基板
２０、２０ａ 発光部
３０ 表面電極
３５ 裏面電極
４０ 光取り出し層
２００ バッファ層
２１０ 反射部
２１２ 反射部
２１０ａ 第１の半導体層
２１０ｂ、２１０ｃ 第２の半導体層
２２０ 第１クラッド層
２２１ 第１アンドープ層
２２２ 活性層
２２３ 第２アンドープ層
２２４ 第２クラッド層
２３０ 介在層
２４０ 電流分散層
２４２ 第１の電流分散層
２４４ 第２の電流分散層
２５０ 凹凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
第１導電型の第１クラッド層と、前記第１導電型とは異なる第２導電型の第２クラッド層とに挟まれる活性層を有する発光部と、
１．７μｍ以上８．０μｍ以下の厚さを有して前記半導体基板と前記発光部との間に設けられ、前記活性層が発する光を反射する反射部と、
前記発光部の前記反射部の反対側に設けられ、表面に凹凸部を有する電流分散層と
を備え、
前記反射部は、第１の半導体層と、前記第１の半導体層とは異なる第２の半導体層とからなるペア層を少なくとも３つ有して形成され、
前記第１の半導体層は、前記活性層が発する光のピーク波長をλｐ、前記第１の半導体層の屈折率をｎＡ、前記第２の半導体層の屈折率をｎＢ、前記第１クラッド層の屈折率をｎＩｎ、前記第２の半導体層への光の入射角をθとした場合に、式（１）で定められる厚さＴＡを有し、
前記第２の半導体層は、式（２）で定められる厚さＴＢを有し、
前記反射部の複数のペア層の厚さはそれぞれ、前記式（１）及び前記式（２）のθの値がペア層ごとに異なることにより互いに異なり、少なくとも１つのペア層は、θの値が５０以上の値で規定される前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層を含む発光素子。
【数５】
【数６】
【請求項２】
前記反射部は、１５以上の前記ペア層を有する請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記ペア層は、λｐ／４ｎＡの１．５倍以上の前記厚さＴＡを有する前記第１の半導体層と、λｐ／４ｎＢの１．５倍以上の前記厚さＴＢを有する前記第２の半導体層とを含む請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第１の半導体層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成され、
前記第２の半導体層は、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ただし、０≦ｙ≦１）から形成されると共に、前記第１の半導体層の屈折率とは異なる屈折率を有する請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記反射部の前記半導体基板側から１つ目のペア層、又は１つ目及び２つ目のペア層の第１の半導体層は、ＡｌＡｓから形成され、
前記反射部の前記半導体基板側から１つ目のペア層、又は１つ目及び２つ目のペア層の前記第２の半導体層は、前記活性層を構成する半導体のバンドギャップエネルギーより小さいバンドギャップエネルギーを有するＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）、若しくは、前記活性層が発する光に対して不透明なＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成され、
前記反射部の前記半導体基板側から３つ目以降のペア層の前記第１の半導体層及び第２の半導体層は、前記活性層が発する光に対して透明なＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成される請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層は、互いに屈折率の異なる（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成される請求項３に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第１の半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成されると共に、前記第２の半導体層がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されるか、又は、前記第１の半導体層がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されると共に、前記第２の半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成される請求項３に記載の発光素子。
【請求項８】
前記電流分散層は、キャリア濃度又は不純物濃度が互いに異なる第１の電流分散層と第２の電流分散層とを有し、
前記第２の電流分散層は、前記第１の電流分散層の前記キャリア濃度又は前記不純物濃度より高い前記キャリア濃度又は前記不純物濃度を有して前記電流分散層の表面側に形成される請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項９】
前記電流分散層の前記表面に設けられる表面電極と、
前記表面電極が設けられている領域を除く前記電流分散層の前記表面に、前記活性層が発する光に対して透明であり、前記電流分散層を構成する半導体の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を有する材料からなる光取り出し層と
を更に備える請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記光取り出し層は、前記活性層が発する光の波長をλｐ、前記光取り出し層を構成する材料の屈折率をｎ、定数Ａ（ただし、Ａは奇数）とした場合に、Ａ×λｐ／（４×ｎ）で規定される値の±３０％の範囲内の厚さｄを有する請求項９に記載の発光素子。
【請求項１】
半導体基板と、
第１導電型の第１クラッド層と、前記第１導電型とは異なる第２導電型の第２クラッド層とに挟まれる活性層を有する発光部と、
１．７μｍ以上８．０μｍ以下の厚さを有して前記半導体基板と前記発光部との間に設けられ、前記活性層が発する光を反射する反射部と、
前記発光部の前記反射部の反対側に設けられ、表面に凹凸部を有する電流分散層と
を備え、
前記反射部は、第１の半導体層と、前記第１の半導体層とは異なる第２の半導体層とからなるペア層を少なくとも３つ有して形成され、
前記第１の半導体層は、前記活性層が発する光のピーク波長をλｐ、前記第１の半導体層の屈折率をｎＡ、前記第２の半導体層の屈折率をｎＢ、前記第１クラッド層の屈折率をｎＩｎ、前記第２の半導体層への光の入射角をθとした場合に、式（１）で定められる厚さＴＡを有し、
前記第２の半導体層は、式（２）で定められる厚さＴＢを有し、
前記反射部の複数のペア層の厚さはそれぞれ、前記式（１）及び前記式（２）のθの値がペア層ごとに異なることにより互いに異なり、少なくとも１つのペア層は、θの値が５０以上の値で規定される前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層を含む発光素子。
【数５】
【数６】
【請求項２】
前記反射部は、１５以上の前記ペア層を有する請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記ペア層は、λｐ／４ｎＡの１．５倍以上の前記厚さＴＡを有する前記第１の半導体層と、λｐ／４ｎＢの１．５倍以上の前記厚さＴＢを有する前記第２の半導体層とを含む請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第１の半導体層は、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成され、
前記第２の半導体層は、ＡｌｙＧａ１−ｙＡｓ（ただし、０≦ｙ≦１）から形成されると共に、前記第１の半導体層の屈折率とは異なる屈折率を有する請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記反射部の前記半導体基板側から１つ目のペア層、又は１つ目及び２つ目のペア層の第１の半導体層は、ＡｌＡｓから形成され、
前記反射部の前記半導体基板側から１つ目のペア層、又は１つ目及び２つ目のペア層の前記第２の半導体層は、前記活性層を構成する半導体のバンドギャップエネルギーより小さいバンドギャップエネルギーを有するＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）、若しくは、前記活性層が発する光に対して不透明なＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成され、
前記反射部の前記半導体基板側から３つ目以降のペア層の前記第１の半導体層及び第２の半導体層は、前記活性層が発する光に対して透明なＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成される請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層は、互いに屈折率の異なる（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成される請求項３に記載の発光素子。
【請求項７】
前記第１の半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成されると共に、前記第２の半導体層がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されるか、又は、前記第１の半導体層がＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ただし、０≦ｘ≦１）から形成されると共に、前記第２の半導体層が（ＡｌｘＧａ１−ｘ）ｙＩｎ１−ｙＰ（ただし、０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦０．６）から形成される請求項３に記載の発光素子。
【請求項８】
前記電流分散層は、キャリア濃度又は不純物濃度が互いに異なる第１の電流分散層と第２の電流分散層とを有し、
前記第２の電流分散層は、前記第１の電流分散層の前記キャリア濃度又は前記不純物濃度より高い前記キャリア濃度又は前記不純物濃度を有して前記電流分散層の表面側に形成される請求項１〜７のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項９】
前記電流分散層の前記表面に設けられる表面電極と、
前記表面電極が設けられている領域を除く前記電流分散層の前記表面に、前記活性層が発する光に対して透明であり、前記電流分散層を構成する半導体の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を有する材料からなる光取り出し層と
を更に備える請求項１〜８のいずれか１項に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記光取り出し層は、前記活性層が発する光の波長をλｐ、前記光取り出し層を構成する材料の屈折率をｎ、定数Ａ（ただし、Ａは奇数）とした場合に、Ａ×λｐ／（４×ｎ）で規定される値の±３０％の範囲内の厚さｄを有する請求項９に記載の発光素子。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１Ｂ】
【図１Ｃ】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−８２２３３（Ｐ２０１１−８２２３３Ａ）
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２３１１５７（Ｐ２００９−２３１１５７）
【出願日】平成２１年１０月５日（２００９．１０．５）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年４月２１日（２０１１．４．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１０月５日（２００９．１０．５）
【出願人】（０００００５１２０）日立電線株式会社 (3,358)
【Ｆターム（参考）】
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