ＩＩＩ族窒化物半導体発光素子、発光装置およびディスプレイ装置
【課題】赤色光、青色光および緑色光を発光する発光装置の小型化を可能にできるIII族窒化物半導体発光素子を提供する。
【解決手段】III族窒化物半導体発光素子１０は、第１〜第３の面１１ｃ〜１１ｅ、及び裏面１１ｂを有する窒化ガリウム支持基体１１と、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄ上にそれぞれ設けられた第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部１２、１３と、第３の面１１ｅ上に設けられた第３のIII族窒化物半導体積層部１４とを備える。第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部１２，１３は、緑色光を発生する組成比のインジウムを含む活性層１２ｂ、１３ｂを有する。第３のIII族窒化物半導体積層部１４は、青色光を発生する組成比のインジウムを含む活性層１４ｂを有する。
【解決手段】III族窒化物半導体発光素子１０は、第１〜第３の面１１ｃ〜１１ｅ、及び裏面１１ｂを有する窒化ガリウム支持基体１１と、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄ上にそれぞれ設けられた第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部１２、１３と、第３の面１１ｅ上に設けられた第３のIII族窒化物半導体積層部１４とを備える。第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部１２，１３は、緑色光を発生する組成比のインジウムを含む活性層１２ｂ、１３ｂを有する。第３のIII族窒化物半導体積層部１４は、青色光を発生する組成比のインジウムを含む活性層１４ｂを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物半導体発光素子、発光装置およびディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、赤色、緑色及び青色の光を発光する可視光ＬＥＤ装置及びその製造方法が記載されている。この装置は、青色ＬＥＤ用の基板上に順に形成された第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層と、緑色ＬＥＤ用の基板上に順に形成された第２導電型半導体層及び第１導電型半導体層と、赤色ＬＥＤ用の基板上に順に形成された第２導電型半導体層及び第１導電型半導体層とを備えている。青色ＬＥＤの第２導電型半導体層の表面と、緑色ＬＥＤ用の基板とは、アニールを経て直接接合されている。また、緑色ＬＥＤの第１導電型半導体層の表面と赤色ＬＥＤの第１導電型半導体層の表面とは、アニールを経て直接接合されている。
【０００３】
特許文献２には、窒化ガリウム系化合物半導体を利用した青色発光素子が記載されている。この素子は、ｎ型ＡｌａＧａ１−ａＮ（０≦ａ＜１）層と、ｐ型ＩｎＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ＜０．５）層と、ｐ型ＡｌｂＧａ１−ｂＮ（ｂは０≦ｂ＜１）層とが順に積層されて成る。
【０００４】
特許文献３には、フルカラーＬＥＤディスプレイが記載されている。このフルカラーＬＥＤディスプレイは、表面に導電体層が形成されたプリント基板と、該プリント基板上に並んで載置された青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、及び赤色ＬＥＤチップとを備えている。そして、これらのＬＥＤチップの全体をモールドすることにより一画素が構成されている。なお、青色ＬＥＤチップは、サファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体が積層されて成る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２１３６５７号公報
【特許文献２】特開平６−２０９１２０号公報
【特許文献３】特開平７−２８８３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、赤色光、青色光および緑色光といった光の三原色をそれぞれ発光する複数の半導体素子を備える発光装置が開発されている。そして、このような発光装置をディスプレイの各画素に配置し、各画素の各半導体装置を任意の発光強度で発光させることによって、フルカラーのディスプレイ装置を好適に構成することができる（例えば特許文献３を参照）。
【０００７】
そして、このようなディスプレイ装置には、より高精細な画像を表示する為に、各画素のサイズをより小さくすることが求められる。しかしながら、例えば特許文献３に記載された装置では、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、及び赤色ＬＥＤチップといった３つのＬＥＤチップが基板上に並んで実装されているので、装置を小型化することが難しい。具体的には、３つのＬＥＤチップのうち並び方向の一端に位置するＬＥＤチップの端面と、他端に位置するＬＥＤチップの端面との間隔は少なくとも２ｍｍ〜３ｍｍ程度であり、したがってディスプレイ装置の各画素のピッチは４ｍｍ〜６ｍｍ、或いはこれより長くなってしまう。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、赤色光、青色光および緑色光を発光する発光装置の小型化を可能にできるIII族窒化物半導体発光素子を提供することを目的とする。また、本発明は、赤色光、青色光および緑色光を発光するとともに小型化が可能な発光装置、および該発光装置を複数備えるディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明によるIII族窒化物半導体発光素子は、第１〜第３の面を含む主面、及び裏面を有する六方晶系の窒化ガリウム支持基体と、窒化ガリウム支持基体の第１及び第２の面上にそれぞれ設けられた第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部と、窒化ガリウム支持基体の第３の面上に設けられた第３のIII族窒化物半導体積層部と、第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部上にそれぞれ設けられた第１〜第３の電極と、窒化ガリウム支持基体の裏面上に設けられた裏面電極とを有し、第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部それぞれが、第１〜第３の面それぞれの上に順に配置された第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含んでおり、第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部の各活性層が、緑色光を発生する組成比のインジウムを含むIII族窒化物半導体層を含んでおり、第３のIII族窒化物半導体積層部の活性層が、青色光を発生する組成比のインジウムを含むIII族窒化物半導体層を含んでおり、第３の面が、窒化ガリウム支持基体の＜０００−１＞軸の方向に向いており、第１及び第２の面が、第３の面に対して窒化ガリウム支持基体の裏面の方向に傾斜しており、第１の面の第１法線ベクトルと＜０００−１＞軸の方向を示すベクトルＣＶ−との成す第１の角度、及び第２の面の第２法線ベクトルとベクトルＣＶ−との成す第２の角度が、＋５６度以上＋８０度未満の範囲にあり、窒化ガリウム支持基体が、所定の軸の方向に延在する一対の端面を有しており、第１及び第２の面それぞれが、一対の端面それぞれに沿って延在しており、第３の面が、第１の面と第２の面との間に設けられており、所定の軸が、第３の面の第３法線ベクトルと交差すると共に第３の面に沿って延びていることを特徴とする。
【００１０】
このIII族窒化物半導体発光素子では、緑色光を発生する第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部が、窒化ガリウム支持基体の第１及び第２の面上にそれぞれ設けられている。また、青色光を発生する第３のIII族窒化物半導体積層部が、窒化ガリウム支持基体の第３の面上に設けられている。このように、一つの窒化ガリウム支持基体の面上に、緑色光を発生する半導体積層部と、青色光を発生する半導体積層部とが設けられているので、従来のように青色発光素子と緑色発光素子とを個別に設ける場合と比較して、実装に必要な寸法を小さくすることができる。したがって、発光装置が出力する赤色光、青色光および緑色光のうち青色光及び緑色光をこのIII族窒化物半導体発光素子に発光させることにより、発光装置を小型化することができる。
【００１１】
また、上述したIII族窒化物半導体発光素子では、第１の面の第１法線ベクトルと＜０００−１＞軸との成す第１の角度が上記の角度範囲にあり、また第２の面の第２法線ベクトルと＜０００−１＞軸との成す第２の角度が上記の角度範囲にある。したがって、これら第１及び第２の面上には、緑色光を発生する為に好適な高Ｉｎ組成の活性層を成長させることができる。また、上述したIII族窒化物半導体発光素子では、第３の面が窒化ガリウム支持基体の＜０００−１＞軸の方向に向いているので、この第３の面上には、青色光を発生する為に好適なＩｎ組成の活性層を成長させることができる。
【００１２】
また、III族窒化物半導体発光素子は、第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部の活性層のIII族窒化物半導体層がＩｎＧａＮ層を含むことを特徴としてもよい。上述したIII族窒化物半導体発光素子によれば、第１〜第３の面上に、結晶品質の良好なＩｎＧａＮを成長させることができる。
【００１３】
また、III族窒化物半導体発光素子は、第１法線ベクトル及び第２法線ベクトルが、第３法線ベクトルに対して窒化ガリウム支持基体のａ軸及びｍ軸のいずれかの方向に傾斜していることを特徴としてもよい。第１及び第２の面は、例えばエッチングによって好適に形成される。その場合、第１及び第２の面の法線ベクトルが上記方向に傾斜していることによって、第１及び第２の面の傾斜角の制御を容易にできる。
【００１４】
また、III族窒化物半導体発光素子は、第１及び第２の面が、｛１１−２−２｝面又は｛１−１０−１｝面を含むことを特徴としてもよい。第１及び第２の面は、例えば水酸化カリウムを含むエッチャントを使用したエッチングによって好適に形成される。そして、これらの面方位は、このようなエッチングの際に現れる典型的な面方位である。
【００１５】
また、III族窒化物半導体発光素子は、第１及び第２の面が、｛１１−２−２｝面又は｛１−１０−１｝面から−５度以上＋５度以下の範囲内にあることを特徴としてもよい。この範囲によれば、活性層の成長において、上記の個々の面方位と同様の結晶品質及びＩｎ組成を提供できる。
【００１６】
また、III族窒化物半導体発光素子は、第１及び第２の面が、窒化ガリウム支持基体のａ軸又はｍ軸の方向に延在することを特徴としてもよい。これにより、エッチングにより第１及び第２の面を形成する際の傾斜角の制御を容易にできる。
【００１７】
また、本発明による発光装置は、上述したいずれかのIII族窒化物半導体発光素子である第１の半導体発光素子と、赤色光を発光する第２の半導体発光素子とを備えることを特徴とする。この発光装置によれば、上述したいずれかのIII族窒化物半導体発光素子を備えることによって、発光素子の実装に必要な寸法を小さくすることができ、小型化が可能となる。
【００１８】
また、本発明によるディスプレイ装置は、上記発光装置を複数備え、これら複数の発光装置が二次元状に配列されていることを特徴とする。このディスプレイ装置によれば、上記発光装置によって各画素を構成することができ、より高精細の画像を提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、赤色光、青色光および緑色光を発光する発光装置の小型化を可能にできるIII族窒化物半導体発光素子を提供することができる。また、本発明によれば、赤色光、青色光および緑色光を発光するとともに小型化が可能な発光装置、および該発光装置を複数備えるディスプレイ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明に係るIII族窒化物半導体発光素子の一実施形態の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のII−II線に沿ったIII族窒化物半導体発光素子の断面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、この作製方法における各工程を示す図である。
【図４】図４は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図５】図５は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図６】図６は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図７】図７は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図８】図８は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図９】図９は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図１０】図１０は、図９に示された工程において形成される窪みの形態を詳細に説明するための図である。
【図１１】図１１は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図１２】図１２は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図１３】図１３は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図１４】図１４は、第２実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示されたIII−III線に沿った断面を示す図である。
【図１６】図１６は、半導体発光素子の構成の一例を示す正面図である。
【図１７】図１７は、第３実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明によるIII族窒化物半導体発光素子、発光装置およびディスプレイ装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係るIII族窒化物半導体発光素子の一実施形態の外観を示す斜視図である。また、図２は、図１のII−II線に沿ったIII族窒化物半導体発光素子の断面図である。なお、図１及び図２には、直交座標系Ｓが示されている。直交座標系ＳのＺ軸は、窒化ガリウム支持基体１１の＜０００−１＞軸の方向に向いている。
【００２３】
図１及び図２に示されるように、本実施形態のIII族窒化物半導体発光素子１０は、六方晶系の窒化ガリウム支持基体１１と、第１のIII族窒化物半導体積層部１２と、第２のIII族窒化物半導体積層部１３と、第３のIII族窒化物半導体積層部１４と、第１の電極１５と、第２の電極１６と、第３の電極１７と、裏面電極１８とを備える。窒化ガリウム支持基体１１は導電性を有する。窒化ガリウム支持基体１１は、主面１１ａ及び裏面１１ｂを有する。主面１１ａは、第１〜第３の面１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを含む。主面１１ａにおいて第３の面１１ｅは第１の面１１ｃと第２の面１１ｄとの間に設けられる。
【００２４】
第１〜第３の面１１ｃ、１１ｄ、１１ｅにおける法線の方向は、それぞれ、法線ベクトルＮＶ１、ＮＶ２、ＮＶ３により示される。第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄは、第３の面１１ｅに対して、窒化ガリウム支持基体１１の裏面１１ｂの方向に傾斜している。窒化ガリウム支持基体１１は、Ｘ軸方向と交差すると共にＹ−Ｚ面に沿って延在する一対の端面１１ｈ、１１ｉと、Ｘ軸方向に延在する一対の端面１１ｆ、１１ｇとを有する。第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄそれぞれは、一対の端面１１ｆ、１１ｇそれぞれのエッジに沿って延在する。端面１１ｆ、１１ｇは第３の面１１ｅの延在方向に延びており、この延在方向は第３の面１１ｅの法線ベクトルＮＶ３と交差する。端面１１ｆ、１１ｇは端面１１ｈ、１１ｉに接続している。
【００２５】
第３の面１１ｅは、窒化ガリウム支持基体１１の＜０００−１＞軸の方向に向いており、図１においては＜０００−１＞軸の方向はベクトル（ＣＶ−）で示される。本実施例では、裏面１１ｂは、窒化ガリウム支持基体１１の＜０００１＞軸の方向に向いており、図１においては＜０００１＞軸の方向はベクトル（ＣＶ＋）で示される。
【００２６】
第１の面１１ｃの第１法線ベクトルＮＶ１とベクトルＣＶ−との成す第１の角度θ１は、＋５６度以上＋８０度未満の範囲にある。第２の面１１ｄの第２法線ベクトルＮＶ１とベクトルＣＶ−との成す第２の角度θ２は、＋５６度以上＋８０度未満の範囲にある。この角度範囲では、第１の面１１ｃ、１１ｄは例えば｛１１−２−２｝面及び｛１−１０−１｝面のいずれかを含むことが好適である。また、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄは例えば｛１１−２−２｝面及び｛１−１０−１｝面のいずれかの面から−５度以上＋５度以下の範囲内にあることが好適である。
【００２７】
第１のIII族窒化物半導体積層部１２は窒化ガリウム支持基体１１の第１の面１１ｃ上に設けられており、第２のIII族窒化物半導体積層部１３は窒化ガリウム支持基体１１の第２の面１１ｄ上に設けられている。また、第３のIII族窒化物半導体積層部１４は、窒化ガリウム支持基体１１の第３の面１１ｅ上に設けられている。第１の電極１５は第１のIII族窒化物半導体積層部１２上に設けられており、第２の電極１６は第２のIII族窒化物半導体積層部１３上に設けられており、第３の電極１７は第３のIII族窒化物半導体積層部１４上に設けられている。裏面電極１８は、窒化ガリウム支持基体１１の裏面１１ｂ上に設けられている。
【００２８】
第１のIII族窒化物半導体積層部１２は、第１の面１１ｃ上に順に積層された第１導電型半導体層１２ａ、活性層１２ｂ及び第２導電型半導体層１２ｃを含む。第２のIII族窒化物半導体積層部１３は、第２の面１１ｄ上に順に積層された第１導電型半導体層１３ａ、活性層１３ｂ及び第２導電型半導体層１３ｃを含む。第１導電型半導体層１２ａ及び１３ａは窒化ガリウム系半導体からなり、例えばｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌａＧａＮ、ｎ型ＩｎＧａＮ、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ、ｎ型ＩｎＡｌＮ等からなることができる。第２導電型半導体層１２ｃ及び１３ｃは、窒化ガリウム系半導体からなり、例えばｐ型ＧａＮ、ｐ型ＡｌａＧａＮ、ｐ型ＩｎＧａＮ、ｐ型ＩｎＡｌＧａＮ、ｐ型ＩｎＡｌＮ等からなることができる。
【００２９】
活性層１２ｂ及び１３ｂは、例えば単一の半導体層から成ることができ、或いは、量子井戸構造（ＳＱＷ、ＭＱＷ）を有することができる。活性層１２ｂ及び１３ｂは窒化ガリウム系半導体からなり、またインジウムを含むIII族窒化物からなる半導体層を含む。この半導体層は、ＩｎＧａＮ層を含むことができ、そのＩｎ組成比は緑色光を発光することができる値である。この半導体層のＩｎ組成比は、約０．２０以上であることができ、約０．３５以下であることができる。そして、この半導体層の発光波長範囲は、５００ｎｍ以上であることができ、５３０ｎｍ以下であることができる。なお、量子井戸構造の場合、障壁層は例えばＧａＮ又はＩｎＧａＮ等からなることができる。
【００３０】
第１の面１１ｃの第１法線ベクトルＮＶ１と＜０００−１＞軸を示すベクトルＣＶ−との成す第１の角度θ１が上記の角度範囲にあり、第２の面１１ｄの第２法線ベクトルＮＶ２とベクトルＣＶ−との成す第２の角度θ２が上記の角度範囲にある。これらの第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄ上に成長される活性層１２ｂ及び１３ｂは、インジウムを含むIII族窒化物半導体層を含む。したがって、緑色光といった長波長の発光に好適な高Ｉｎ組成を活性層１２ｂ及び１３ｂに与えることができる。
【００３１】
加えて、第１の面１１ｃの第１法線ベクトルＮＶ１、及び第２の面１１ｄの第２法線ベクトルＮＶ２が第３の面１１ｅの第３法線ベクトルＮＶ３と交差しており、且つ、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄが、第３の面１１ｅに沿って延びる軸（Ｘ軸）の方向に、窒化ガリウム支持基体１１の一対の端面１１ｆ、１１ｇに沿って延在する。したがって、第３の面１１ｅが窒化ガリウム支持基体１１の＜０００−１＞軸の方向に向いている（すなわちＣ−面である）ことによって、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄを半極性面とすることができ、且つ、光の出射面を左右対称とすることができる。
【００３２】
このように、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄを半極性面とすることによってピエゾ効果を低減することができ、強い長波長の発光が可能となる。また、III族窒化物半導体発光素子１０はＬＥＤであり、光出射面が左右対称であることにより、光取り出し効率が向上する。
【００３３】
また、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄは、窒化ガリウム支持基体１１のａ軸及びｍ軸のいずれかの方向に延在することができる。後述するように、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄは、例えば水酸化カリウムを含むエッチャントを使用したエッチングによって好適に形成されるので、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄがこれらの方向に延在することによって、傾斜角の制御を容易にできる。
【００３４】
また、第１の面１１ｃの第１法線ベクトルＮＶ１、及び第２の面１１ｄの第２法線ベクトルＮＶ２は、第３法線ベクトルＮＶ３に対して窒化ガリウム支持基体１１のａ軸の方向若しくはｍ軸の方向に傾斜することが好適である。これにより、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄをエッチングにより形成する際の傾斜角の制御を容易にできる。
【００３５】
第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄが窒化ガリウム支持基体１１のａ軸の方向に延在する場合、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄはｍ軸方向に傾いた半極性面となる。したがって、より強い偏向光を上面に出射することが可能となる。このとき、第１の角度θ１及び第２の角度θ２は５６度以上８０度以下の範囲にある。或いは、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄが窒化ガリウム支持基体１１のｍ軸の方向に延在する場合、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄはａ軸方向に傾いた半極性面となる。したがって、より強い発光が期待できるとともに、一対の端面１１ｈ、１１ｉをｍ面として劈開面とすることができる。このとき、第１の角度θ１及び第２の角度θ２は５６度以上８０度以下の範囲にある。
【００３６】
上述したように、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄは、｛１１−２−２｝面又は｛１−１０−１｝面を含むことが好ましい。これらの面方位は、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄがエッチングによって形成される際に現れる典型的な面方位である。また、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄは、｛１１−２−２｝面又は｛１−１０−１｝面から−５度以上＋５度以下の範囲内にあってもよい。この範囲によれば、活性層１２ｂ、１３ｂの成長において、上記の個々の面方位と同様の結晶品質及びＩｎ組成を提供できる。
【００３７】
第３のIII族窒化物半導体積層部１４は、第３の面１１ｅ上に順に積層された第１導電型半導体層１４ａ、活性層１４ｂ及び第２導電型半導体層１４ｃを含む。第１導電型半導体層１４ａは窒化ガリウム系半導体からなり、例えばｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌａＧａＮ、ｎ型ＩｎＧａＮ、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ、ｎ型ＩｎＡｌＮ等からなることができる。第２導電型半導体層１４ｃは窒化ガリウム系半導体からなり、例えばｐ型ＧａＮ、ｐ型ＡｌａＧａＮ、ｐ型ＩｎＧａＮ、ｐ型ＩｎＡｌＧａＮ、ｐ型ＩｎＡｌＮ等からなることができる。
【００３８】
活性層１４ｂは、例えば単一の半導体層から成ることができ、或いは、量子井戸構造（ＳＱＷ、ＭＱＷ）を有することができる。活性層１４ｂは窒化ガリウム系半導体からなり、またインジウムを含むIII族窒化物からなる半導体層を含む。この半導体層は、ＩｎＧａＮ層を含むことができ、そのＩｎ組成比は青色光を発光することができる値である。この半導体層のＩｎ組成は、例えば約０．１０以上であることができ、約０．１５以下であることができる。この半導体層の発光波長範囲は、４４０ｎｍ以上であることができ、４８０ｎｍ以下であることができる。なお、量子井戸構造の場合、障壁層は例えばＧａＮ又はＩｎＧａＮ等からなることができる。
【００３９】
本実施形態では、窒化ガリウム支持基体１１の第３の面１１ｅが窒化ガリウム支持基体１１の＜０００−１＞軸の方向に向いている。そして、この第３の面１１ｅ上に成長される活性層１４ｂは、インジウムを含むIII族窒化物半導体層（例えば井戸層）を含む。したがって、青色光の発光に好適なＩｎ組成を活性層１４ｂに与えることができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態のIII族窒化物半導体発光素子１０では、緑色光を発生する第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部１２，１３が、窒化ガリウム支持基体１１の第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄ上にそれぞれ設けられている。また、青色光を発生する第３のIII族窒化物半導体積層部１４が、窒化ガリウム支持基体１１の第３の面１１ｅ上に設けられている。このように、一つの窒化ガリウム支持基体１１の主面１１ａ上に、緑色光を発生する半導体積層部１２，１３と、青色光を発生する半導体積層部１４とが設けられているので、特許文献３に記載された構成のように青色発光素子と緑色発光素子とを個別に設ける場合と比較して、素子の実装に必要な寸法を小さくすることができる。したがって、発光装置が出力する赤色光、青色光および緑色光のうち青色光及び緑色光をこのIII族窒化物半導体発光素子１０に発光させることにより、発光装置を小型化することができる。
【００４１】
続いて、本実施形態によるIII族窒化物半導体発光素子１０の作製方法の一例について説明する。図３〜図１３は、この作製方法における各工程を示す図である。なお、図４〜図９及び図１１〜図１３において、（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【００４２】
まず、図３（ａ）に示されるように、窒化ガリウム基板４１を準備する。窒化ガリウム基板４１は、後に図１及び図２に示された窒化ガリウム支持基体１１となる基板である。窒化ガリウム基板４１は、主面４１ａ及び裏面４１ｂを有する。主面４１ａは、窒化ガリウム基板４１の＜０００−１＞軸の方向（ベクトルＣＶ−）に向いており、裏面４１ｂは、窒化ガリウム基板４１の＜０００１＞軸の方向（ベクトルＣＶ＋）に向いている。主面４１ａは、Ｎ面と呼ばれる面であるが、Ｎ面からわずかに傾斜した面であることができ、例えば主面４１ａはＮ面から−５度〜＋５度程度の範囲でオフしていてもよい。このような窒化ガリウム基板４１は、ｃ軸方向に成長したインゴットから大口径のウエハとして作製される。
【００４３】
次に、図３（ｂ）に示されるように、マスクのための絶縁膜４３及び４４を、主面４１ａ及び裏面４１ｂ上にそれぞれ堆積する。絶縁膜４３及び４４はシリコン系無機絶縁膜であることができ、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物等からなることができる。絶縁膜４３、４４は、それぞれ主面４１ａ、裏面４１ｂの全面を覆う。絶縁膜４３及び４４の厚さは例えば２５０ｎｍである。
【００４４】
続いて、図４に示されるように、絶縁膜４３を加工することによって絶縁膜マスク４５を形成する。図４には、結晶方位を規定する結晶座標系ＣＲが示されており、結晶座標系ＣＲは互いに直交するｃ軸、ａ軸及びｍ軸を有する。絶縁膜マスク４５は、例えばフォトリソグラフィと、フッ酸系エッチャントを用いたエッチングとにより絶縁膜４３から形成されることができる。絶縁膜マスク４５は、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか一方の方向（本実施例では例えばａ軸）に延在する複数のストライプ４５ａを含む。また、絶縁膜マスク４５は、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか一方の方向（本実施例では例えばａ軸）に延在する複数のストライプ状の開口４５ｂを含む。ストライプ４５ａは、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか他方の方向（本実施例では例えばｍ軸）に配列される。また、開口４５ｂは、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか他方の方向（本実施例では例えばｍ軸）に配列される。さらに、ストライプ４５ａ及び開口４５ｂは、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか他方の方向に交互に配列される。
【００４５】
なお、開口４５ｂの幅Ｗ１は例えば１５０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲にあることができ、一実施例では２００μｍである。また、ストライプ４５ａの幅Ｗ２は３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲にあることができ、一実施例では４００μｍである。
【００４６】
続いて、図５に示されるように、複数の開口４５ｂから露出した窒化ガリウム基板４１の主面４１ａ上に、第３のIII族窒化物半導体積層部１４（第１導電型半導体層１４ａ、活性層１４ｂ、及び第２導電型半導体層１４ｃ）を成長させる。このとき、第３のIII族窒化物半導体積層部１４は、複数の開口４５ｂの内部にのみ選択的に成長する。一例としては、第１導電型半導体層１４ａとしてＳｉドープＧａＮを１０００℃の温度下で成長させ、その上に、活性層１４ｂとしてアンドープＩｎ０．１４Ｇａ０．８６Ｎを８００℃の温度下で成長させ、その上に、第２導電型半導体層１４ｃとしてＭｇドープＧａＮを１０００℃の温度下で成長させる。第１導電型半導体層１４ａの厚さは例えば１０００ｎｍであり、活性層１４ｂの厚さは例えば３ｎｍであり、第２導電型半導体層１４ｃの厚さは例えば５００ｎｍである。この工程ののち、例えばフッ酸を用いて絶縁膜マスク４５を除去する（図６）。
【００４７】
続いて、図７に示されるように、マスクのための絶縁膜４６を主面４１ａ上に堆積する。絶縁膜４６はシリコン系無機絶縁膜であることができ、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物等からなることができる。絶縁膜４６は、主面４１ａ上において、第３のIII族窒化物半導体積層部１４を含む全面を覆う。絶縁膜４６の厚さは例えば２５０ｎｍである。
【００４８】
続いて、図８に示されるように、絶縁膜４６を加工することによって絶縁膜マスク４７を形成する。絶縁膜マスク４７は、例えばフォトリソグラフィと、フッ酸系エッチャントを用いたエッチングとにより絶縁膜４６から形成されることができる。絶縁膜マスク４７は、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか一方の方向（本実施例では例えばａ軸）に延在する複数のストライプ状の開口４７ｂを含む。開口４７ｂは、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか他方の方向（本実施例では例えばｍ軸）に配列される。また、第３のIII族窒化物半導体積層部１４と開口４７ｂとは、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか他方の方向に交互に配列される。なお、開口４７ｂの幅Ｗ３は例えば１００μｍ以上２５０μｍ以下の範囲にあることができ、一実施例では２００μｍである。
【００４９】
続いて、図９に示されるように、絶縁膜マスク４７を用いて窒化ガリウム基板４１をエッチングすることにより、複数の窪み４８を窒化ガリウム基板４１に形成する。エッチングは、例えばウエットエッチングによることができる。ウエットエッチングは、例えばアルカリ系エッチャントを用いて行われ、アルカリ系エッチャントは水酸化カリウム（ＫＯＨ）を含むことができる。一例では、９０℃のＫＯＨ溶液（２規定）が用いられる。このエッチングに要する時間は例えば５時間である。この方法によれば、窒化ガリウム基板に窪み４８を形成することが容易になる。この窪み４８は、所望の傾斜角を有する第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄを含む。
【００５０】
第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄは、第３の面４１ｅに対し、窒化ガリウム基板４１の裏面４１ｂの方向に傾斜している。第１の面４１ｃの第１法線ベクトルＮＶ１と＜０００−１＞軸との成す第１の角度θ１は＋５６度以上＋８０度未満の範囲にあり、第２の面４１ｄの第２法線ベクトルＮＶ２と＜０００−１＞軸との成す第２の角度θ２は＋５６度以上＋８０度未満の範囲にあることができる。
【００５１】
第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄは、｛１１−２−２｝面及び｛１−１０−１｝面のいずれかを含むことが好適である。これらは、例えば水酸化カリウムを含むエッチャントを用いるときに現れる典型的な面方位である。また、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄは、｛１１−２−２｝面及び｛１−１０−１｝面のいずれかの面から−５度以上＋５度以下の範囲内にあることが好適である。
【００５２】
窪み４８の平面形状は、マスク４７の開口４７ｂにより規定される。窪み４８は、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか一方の方向（本実施例では例えばａ軸）に延在する。また、窪み４８は、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか他方の方向（本実施例では例えばｍ軸）に配列される。窪み４８は、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄを含んでおり、例えば一方向に延在するＶ溝であることができる。窒化ガリウム基板４１がＶ溝を有するとき、このＶ溝は、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄからなる一対の傾斜面からなる。第１の面４１ｃと第２の面４１ｄとの間に位置する第３の面４１ｅは、窒化ガリウム基板４１の＜０００−１＞軸の方向に向いている。窒化ガリウム基板４１の裏面４１ｂの反対側の面には、第１の面４１ｃ、第３の面４１ｅ及び第２の面４１ｄからなるユニットが、一方向に配列されている。
【００５３】
ここで、図１０は、上記工程において形成される窪み４８の形態を詳細に説明するための図である。図１０には、窒化ガリウム基板４１の窪み４８付近が拡大して示されている。また、窪み４８を構成する第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄが示されている。
【００５４】
まず、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄが窒化ガリウム基板４１の｛１１−２−２｝面を含む（或いは｛１１−２−２｝面から−５度以上＋５度以下の範囲内にある）場合について説明する。この場合、第１の面４１ｃの面方位と、第２の面４１ｄの面方位と、窪み４８の延在方向Ａ１との組み合わせは、例えば次の表１に示されるケース１〜３のようになる。
【表１】
このように、この場合には窪み４８の延在方向Ａ１がｍ軸方向と一致する。なお、この場合、窪み４８の開口幅Ｗ４は、１００μｍ以上であることができ、２５０μｍ以下であることができる。また、窪み４８の深さＤ１は、７６μｍ以上であることができ、１９０μｍ以下であることができる。また、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄと第３の面４１ｅ（Ｃ−面）との成す角度θ３は、５６．７度である。
【００５５】
また、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄが窒化ガリウム基板４１の｛１−１０−１｝面を含む（或いは｛１−１０−１｝面から−５度以上＋５度以下の範囲内にある）場合について説明する。この場合、第１の面４１ｃの面方位と、第２の面４１ｄの面方位と、窪み４８の延在方向Ａ１との組み合わせは、例えば次の表２に示されるケース４〜６のようになる。
【表２】
このように、この場合には窪み４８の延在方向Ａ１がａ軸方向と一致する。なお、この場合、窪み４８の開口幅Ｗ４は、１００μｍ以上であることができ、２５０μｍ以下であることができる。また、窪み４８の深さＤ１は、８８μｍ以上であることができ、２２０μｍ以下であることができる。また、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄと第３の面４１ｅ（Ｃ−面）との成す角度θ３は、６０．４度である。
【００５６】
続いて、図１１に示されるように、マスク４７を用いて、各窪み４８上に半導体領域４９を成長する。半導体領域４９は、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄ上に、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄの一方から他方に亘って選択的に成長される。半導体領域４９は、第１導電型半導体層５３、活性層５５及び第２導電型半導体層５７を含む。なお、第１導電型半導体層５３、活性層５５及び第２導電型半導体層５７は、それぞれ第１導電型半導体層１２ａ及び１３ａ、活性層１２ｂ及び１３ｂ、並びに第２導電型半導体層１２ｃ及び１３ｃとなる層である。半導体領域４９の第１導電型半導体層５３、活性層５５及び第２導電型半導体層５７は、第１の面４１ｃの第１法線ベクトルＮＶ１の方向に順に成長されており、半導体領域４９の第１導電型半導体層５３、活性層５５及び第２導電型半導体層５７は、第２の面４１ｄの第２法線ベクトルＮＶ２の方向に順に成長されている。活性層５５は、例えば窒化ガリウム系半導体からなる。この窒化ガリウム系半導体は、III族構成元素としてインジウムを含む。
【００５７】
一例としては、第１導電型半導体層５３としてＳｉドープＧａＮを１０００℃の温度下で成長させ、その上に、活性層５５としてアンドープＩｎ０．３０Ｇａ０．７０Ｎを８００℃の温度下で成長させ、その上に、第２導電型半導体層５７としてＭｇドープＧａＮを１０００℃の温度下で成長させる。第１導電型半導体層５３の厚さは例えば１０００ｎｍであり、活性層５５の厚さは例えば３ｎｍであり、第２導電型半導体層５７の厚さは例えば５００ｎｍである。
【００５８】
続いて、図１２に示されるように、例えばフッ酸を用いてマスク４７及び絶縁膜４４を除去し、エピタキシャル基板Ｅを作製する。マスク４７の除去により、第３のIII族窒化物半導体積層部１４が露出する。また、半導体領域４９は、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄ上にそれぞれ形成された第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部４９ｃ、４９ｄを含む。第１のIII族窒化物半導体積層部４９ｃの第１導電型半導体層５３、活性層５５及び第２導電型半導体層５７は、第１法線ベクトルＮＶ１の方向に順に配置されている。第２のIII族窒化物半導体積層部４９ｄの第１導電型半導体層５３、活性層５５及び第２導電型半導体層５７は、第２の面４１ｄの第２法線ベクトルＮＶ２の方向に順に配置されている。
【００５９】
なお、必要な場合には、第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部４９ｃ、４９ｄの表面並びに第３のIII族窒化物半導体積層部１４の表面を覆うように、保護膜のための絶縁膜を成長することができる。絶縁膜はシリコン系無機絶縁膜からなることができ、例えばシリコン酸化膜及び／又はシリコン窒化膜からなることができる。この絶縁膜には、第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部４９ｃ、４９ｄ及び１４の上にそれぞれ位置する開口が形成される。
【００６０】
続いて、図１３に示されるように、第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部４９ｃ、４９ｄおよび１４上にそれぞれ第１〜第３の電極１５〜１７を形成すると共に、窒化ガリウム基板４１の裏面４１ｂの所定領域上に裏面電極１８を形成して、基板生産物ＳＰを作製する。第１〜第３の電極１５〜１７は、例えばＮｉ／Ｐｔ／Ａｕを蒸着することによって形成される。裏面電極１８は、例えばＴｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕを蒸着することによって形成される。必要な場合には、窒化ガリウム基板４１の裏面４１ｂを研磨して所望の厚さを有する窒化ガリウム基板４１を作製した後に、裏面電極１８を形成することができる。
【００６１】
続いて、基板生産物ＳＰを分離して、複数の半導体チップを形成する。すなわち、図１３に示される一次ブレイクのための第１の切断線ＢＲ１の位置で基板生産物ＳＰを切断して、半導体バーを形成する。第１の切断線ＢＲ１は、窪み４８の延在方向に交差する方向に延びている。窪み４８の延在方向が例えばａ軸（ｍ軸）の方向であるとき、第１の切断線ＢＲ１の方向はｍ軸（ａ軸）の方向であることができる。この切断は、例えばダイサーを用いたダイシングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって好適に行われる。次に、図１３に示される二次ブレイクのための第２の切断線ＢＲ２の位置で半導体バーを劈開して、半導体チップを形成する。窪み４８の延在方向が例えばａ軸（ｍ軸）の方法であるとき、第２の切断線ＢＲ２の方向はａ軸（ｍ軸）の方向であることができる。また、この劈開によって半導体領域４９が分離されることにより、図１に示された第１のIII族窒化物半導体積層部１２（第１導電型半導体層１２ａ、活性層１２ｂ及び第２導電型半導体層１２ｃ）、並びに第２のIII族窒化物半導体積層部１３（第１導電型半導体層１３ａ、活性層１３ｂ及び第２導電型半導体層１３ｃ）が形成される。こうして、図１及び図２に示されたIII族窒化物半導体発光素子１０が完成する。
【００６２】
（第２の実施の形態）
図１４は、第２実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。また、図１５は、図１４に示されたIII−III線に沿った断面を示す図である。図１４及び図１５に示されるように、本実施形態の発光装置６０は、第１実施形態に係るIII族窒化物半導体発光素子１０と、半導体発光素子７０と、プリント基板８０とを備えている。第１実施形態において述べたように、III族窒化物半導体発光素子１０は緑色光を発光する第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部１２，１３と、青色光を発光する第３のIII族窒化物半導体積層部１４とを有する。また、半導体発光素子７０は、赤色光を発光する素子である。
【００６３】
ここで、図１６は、半導体発光素子７０の構成の一例を示す正面図である。図１６に示されるように、半導体発光素子７０は、主面７１ａ及び裏面７１ｂを有する半導体基板７１と、半導体基板７１の主面７１ａ上に設けられた第１導電型半導体層７２と、第１導電型半導体層７２上に設けられた活性層７３と、活性層７３上に設けられた第２導電型半導体層７４とを備える。半導体発光素子７０は、例えばガリウム砒素系のIII−Ｖ族化合物半導体から成ることができる。一例では、半導体基板７１はｐ型のガリウム砒素から成る。第１導電型半導体層７２は、例えばｐ型ＧａＡｌＡｓから成る。活性層７３は、例えばアンドープＧａＡｌＡｓから成る。第２導電型半導体層７４は、例えばｎ型ＧａＡｌＡｓから成る。第２導電型半導体層７４上には表面電極７５が設けられており、半導体基板７１の裏面７１ｂ上には裏面電極７６が設けられている。活性層７３の発光波長範囲は、６１０ｎｍ以上であることができ、７５０ｎｍ以下であることができる。
【００６４】
再び図１４及び図１５を参照すると、III族窒化物半導体発光素子１０及び半導体発光素子７０は、プリント基板８０の実装面８０ａ上に並んで実装されている。図１４に示されるように、III族窒化物半導体発光素子１０の第１〜第３の電極１５〜１７、及び半導体発光素子７０の表面電極７５それぞれは、プリント基板８０の実装面８０ａ上に設けられた複数の導電体層８１ａ〜８１ｄそれぞれに対し、ボンディングワイヤ８２ａ〜８２ｄそれぞれを介して電気的に接続されている。また、図１５に示されるように、III族窒化物半導体発光素子１０の裏面電極１８は、プリント基板８０の実装面８０ａ上に設けられた導電体層８１ｅに対し、導電性接着剤８３を介して電気的に接合されている。また、半導体発光素子７０の裏面電極７６は、プリント基板８０の実装面８０ａ上に設けられた導電体層８１ｆに対し、導電性接着剤８４を介して電気的に接合されている。なお、導電体層８１ａ〜８１ｆは、例えばＡｕ膜によって構成される。
【００６５】
プリント基板８０の実装面８０ａ上において、III族窒化物半導体発光素子１０及び半導体発光素子７０は、カバー部材９０によって包囲されている。III族窒化物半導体発光素子１０から出力される緑色光及び青色光、並びに半導体発光素子７０から出力される赤色光は、このカバー部材９０の内側において混色される。カバー部材９０の内面には、III族窒化物半導体発光素子１０及び半導体発光素子７０からの発光を前方（実装面８０ａの法線方向）へ向けて反射するための反射面９１が形成されている。この反射面９１によって、発光装置６０の発光輝度が高まるとともに、赤色光、緑色光及び青色光が効果的に混色される。なお、反射面９１には、ＡｌやＮｉといった高反射率材料が蒸着されるか、或いは、可視光に対する反射率が高い白色物質が塗布される。図１５に示されるように、カバー部材９０の内側には透明なモールド樹脂９２が設けられ、このモールド樹脂９２によってIII族窒化物半導体発光素子１０及び半導体発光素子７０が気密に封止される。
【００６６】
以上に説明した本実施形態の発光装置６０は、単一の素子から緑色光及び青色光を出力することができるIII族窒化物半導体発光素子１０を備えている。これにより、例えば赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを個別に設ける従来の発光装置と比較して、発光素子の実装に必要な寸法を小さくすることができ、発光装置の小型化が可能となる。
【００６７】
（第３の実施の形態）
図１７は、第３実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示す斜視図である。このディスプレイ装置１００は、第２実施形態に係る複数の発光装置６０と、板状の支持基体１０１とを備えている。複数の発光装置６０は、板状の支持基体１０１の主面１０１ａ上において、複数の列および複数の行にわたって二次元状に配列されている。このディスプレイ装置１００によれば、第２実施形態に係る小型の発光装置６０によって各画素を構成することができ、より高精細の画像を提供することができる。
【００６８】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態における一側面によれば、青色光および緑色光を発光する発光装置の小型化を可能にできるIII族窒化物半導体発光素子が提供される。また、本実施の形態における別の側面によれば、赤色光、青色光および緑色光を発光するとともに小型化が可能な発光装置が提供される。さらに、本実施の形態における更なる別の側面によれば、高精細な画像を表示できるディスプレイ装置が提供される。
【符号の説明】
【００７０】
１０…III族窒化物半導体発光素子、１１…窒化ガリウム支持基体、１１ｃ…第１の面、１１ｄ…第２の面、１１ｅ…第３の面、１２…第１のIII族窒化物半導体積層部、１３…第２のIII族窒化物半導体積層部、１４…第３のIII族窒化物半導体積層部、１５…第１の電極、１６…第２の電極、１７…第３の電極、１８…裏面電極、６０…発光装置、７０…半導体発光素子、７１…半導体基板、７５…表面電極、７６…裏面電極、８０…プリント基板、８１ａ〜８１ｆ…導電体層、８２ａ〜８２ｄ…ボンディングワイヤ、８３，８４…導電性接着剤、９０…カバー部材、９１…反射面、９２…モールド樹脂、１００…ディスプレイ装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III族窒化物半導体発光素子、発光装置およびディスプレイ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、赤色、緑色及び青色の光を発光する可視光ＬＥＤ装置及びその製造方法が記載されている。この装置は、青色ＬＥＤ用の基板上に順に形成された第１導電型半導体層及び第２導電型半導体層と、緑色ＬＥＤ用の基板上に順に形成された第２導電型半導体層及び第１導電型半導体層と、赤色ＬＥＤ用の基板上に順に形成された第２導電型半導体層及び第１導電型半導体層とを備えている。青色ＬＥＤの第２導電型半導体層の表面と、緑色ＬＥＤ用の基板とは、アニールを経て直接接合されている。また、緑色ＬＥＤの第１導電型半導体層の表面と赤色ＬＥＤの第１導電型半導体層の表面とは、アニールを経て直接接合されている。
【０００３】
特許文献２には、窒化ガリウム系化合物半導体を利用した青色発光素子が記載されている。この素子は、ｎ型ＡｌａＧａ１−ａＮ（０≦ａ＜１）層と、ｐ型ＩｎＸＧａ１−ＸＮ（０＜Ｘ＜０．５）層と、ｐ型ＡｌｂＧａ１−ｂＮ（ｂは０≦ｂ＜１）層とが順に積層されて成る。
【０００４】
特許文献３には、フルカラーＬＥＤディスプレイが記載されている。このフルカラーＬＥＤディスプレイは、表面に導電体層が形成されたプリント基板と、該プリント基板上に並んで載置された青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、及び赤色ＬＥＤチップとを備えている。そして、これらのＬＥＤチップの全体をモールドすることにより一画素が構成されている。なお、青色ＬＥＤチップは、サファイア基板上に窒化ガリウム系化合物半導体が積層されて成る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２１３６５７号公報
【特許文献２】特開平６−２０９１２０号公報
【特許文献３】特開平７−２８８３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、赤色光、青色光および緑色光といった光の三原色をそれぞれ発光する複数の半導体素子を備える発光装置が開発されている。そして、このような発光装置をディスプレイの各画素に配置し、各画素の各半導体装置を任意の発光強度で発光させることによって、フルカラーのディスプレイ装置を好適に構成することができる（例えば特許文献３を参照）。
【０００７】
そして、このようなディスプレイ装置には、より高精細な画像を表示する為に、各画素のサイズをより小さくすることが求められる。しかしながら、例えば特許文献３に記載された装置では、青色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、及び赤色ＬＥＤチップといった３つのＬＥＤチップが基板上に並んで実装されているので、装置を小型化することが難しい。具体的には、３つのＬＥＤチップのうち並び方向の一端に位置するＬＥＤチップの端面と、他端に位置するＬＥＤチップの端面との間隔は少なくとも２ｍｍ〜３ｍｍ程度であり、したがってディスプレイ装置の各画素のピッチは４ｍｍ〜６ｍｍ、或いはこれより長くなってしまう。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、赤色光、青色光および緑色光を発光する発光装置の小型化を可能にできるIII族窒化物半導体発光素子を提供することを目的とする。また、本発明は、赤色光、青色光および緑色光を発光するとともに小型化が可能な発光装置、および該発光装置を複数備えるディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決するために、本発明によるIII族窒化物半導体発光素子は、第１〜第３の面を含む主面、及び裏面を有する六方晶系の窒化ガリウム支持基体と、窒化ガリウム支持基体の第１及び第２の面上にそれぞれ設けられた第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部と、窒化ガリウム支持基体の第３の面上に設けられた第３のIII族窒化物半導体積層部と、第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部上にそれぞれ設けられた第１〜第３の電極と、窒化ガリウム支持基体の裏面上に設けられた裏面電極とを有し、第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部それぞれが、第１〜第３の面それぞれの上に順に配置された第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含んでおり、第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部の各活性層が、緑色光を発生する組成比のインジウムを含むIII族窒化物半導体層を含んでおり、第３のIII族窒化物半導体積層部の活性層が、青色光を発生する組成比のインジウムを含むIII族窒化物半導体層を含んでおり、第３の面が、窒化ガリウム支持基体の＜０００−１＞軸の方向に向いており、第１及び第２の面が、第３の面に対して窒化ガリウム支持基体の裏面の方向に傾斜しており、第１の面の第１法線ベクトルと＜０００−１＞軸の方向を示すベクトルＣＶ−との成す第１の角度、及び第２の面の第２法線ベクトルとベクトルＣＶ−との成す第２の角度が、＋５６度以上＋８０度未満の範囲にあり、窒化ガリウム支持基体が、所定の軸の方向に延在する一対の端面を有しており、第１及び第２の面それぞれが、一対の端面それぞれに沿って延在しており、第３の面が、第１の面と第２の面との間に設けられており、所定の軸が、第３の面の第３法線ベクトルと交差すると共に第３の面に沿って延びていることを特徴とする。
【００１０】
このIII族窒化物半導体発光素子では、緑色光を発生する第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部が、窒化ガリウム支持基体の第１及び第２の面上にそれぞれ設けられている。また、青色光を発生する第３のIII族窒化物半導体積層部が、窒化ガリウム支持基体の第３の面上に設けられている。このように、一つの窒化ガリウム支持基体の面上に、緑色光を発生する半導体積層部と、青色光を発生する半導体積層部とが設けられているので、従来のように青色発光素子と緑色発光素子とを個別に設ける場合と比較して、実装に必要な寸法を小さくすることができる。したがって、発光装置が出力する赤色光、青色光および緑色光のうち青色光及び緑色光をこのIII族窒化物半導体発光素子に発光させることにより、発光装置を小型化することができる。
【００１１】
また、上述したIII族窒化物半導体発光素子では、第１の面の第１法線ベクトルと＜０００−１＞軸との成す第１の角度が上記の角度範囲にあり、また第２の面の第２法線ベクトルと＜０００−１＞軸との成す第２の角度が上記の角度範囲にある。したがって、これら第１及び第２の面上には、緑色光を発生する為に好適な高Ｉｎ組成の活性層を成長させることができる。また、上述したIII族窒化物半導体発光素子では、第３の面が窒化ガリウム支持基体の＜０００−１＞軸の方向に向いているので、この第３の面上には、青色光を発生する為に好適なＩｎ組成の活性層を成長させることができる。
【００１２】
また、III族窒化物半導体発光素子は、第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部の活性層のIII族窒化物半導体層がＩｎＧａＮ層を含むことを特徴としてもよい。上述したIII族窒化物半導体発光素子によれば、第１〜第３の面上に、結晶品質の良好なＩｎＧａＮを成長させることができる。
【００１３】
また、III族窒化物半導体発光素子は、第１法線ベクトル及び第２法線ベクトルが、第３法線ベクトルに対して窒化ガリウム支持基体のａ軸及びｍ軸のいずれかの方向に傾斜していることを特徴としてもよい。第１及び第２の面は、例えばエッチングによって好適に形成される。その場合、第１及び第２の面の法線ベクトルが上記方向に傾斜していることによって、第１及び第２の面の傾斜角の制御を容易にできる。
【００１４】
また、III族窒化物半導体発光素子は、第１及び第２の面が、｛１１−２−２｝面又は｛１−１０−１｝面を含むことを特徴としてもよい。第１及び第２の面は、例えば水酸化カリウムを含むエッチャントを使用したエッチングによって好適に形成される。そして、これらの面方位は、このようなエッチングの際に現れる典型的な面方位である。
【００１５】
また、III族窒化物半導体発光素子は、第１及び第２の面が、｛１１−２−２｝面又は｛１−１０−１｝面から−５度以上＋５度以下の範囲内にあることを特徴としてもよい。この範囲によれば、活性層の成長において、上記の個々の面方位と同様の結晶品質及びＩｎ組成を提供できる。
【００１６】
また、III族窒化物半導体発光素子は、第１及び第２の面が、窒化ガリウム支持基体のａ軸又はｍ軸の方向に延在することを特徴としてもよい。これにより、エッチングにより第１及び第２の面を形成する際の傾斜角の制御を容易にできる。
【００１７】
また、本発明による発光装置は、上述したいずれかのIII族窒化物半導体発光素子である第１の半導体発光素子と、赤色光を発光する第２の半導体発光素子とを備えることを特徴とする。この発光装置によれば、上述したいずれかのIII族窒化物半導体発光素子を備えることによって、発光素子の実装に必要な寸法を小さくすることができ、小型化が可能となる。
【００１８】
また、本発明によるディスプレイ装置は、上記発光装置を複数備え、これら複数の発光装置が二次元状に配列されていることを特徴とする。このディスプレイ装置によれば、上記発光装置によって各画素を構成することができ、より高精細の画像を提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、赤色光、青色光および緑色光を発光する発光装置の小型化を可能にできるIII族窒化物半導体発光素子を提供することができる。また、本発明によれば、赤色光、青色光および緑色光を発光するとともに小型化が可能な発光装置、および該発光装置を複数備えるディスプレイ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は、本発明に係るIII族窒化物半導体発光素子の一実施形態の外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のII−II線に沿ったIII族窒化物半導体発光素子の断面図である。
【図３】図３（ａ）及び図３（ｂ）は、この作製方法における各工程を示す図である。
【図４】図４は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図５】図５は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図６】図６は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図７】図７は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図８】図８は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図９】図９は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図１０】図１０は、図９に示された工程において形成される窪みの形態を詳細に説明するための図である。
【図１１】図１１は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図１２】図１２は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図１３】図１３は、この作製方法における一工程を示す図である。（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【図１４】図１４は、第２実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。
【図１５】図１５は、図１４に示されたIII−III線に沿った断面を示す図である。
【図１６】図１６は、半導体発光素子の構成の一例を示す正面図である。
【図１７】図１７は、第３実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付図面を参照しながら本発明によるIII族窒化物半導体発光素子、発光装置およびディスプレイ装置の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明に係るIII族窒化物半導体発光素子の一実施形態の外観を示す斜視図である。また、図２は、図１のII−II線に沿ったIII族窒化物半導体発光素子の断面図である。なお、図１及び図２には、直交座標系Ｓが示されている。直交座標系ＳのＺ軸は、窒化ガリウム支持基体１１の＜０００−１＞軸の方向に向いている。
【００２３】
図１及び図２に示されるように、本実施形態のIII族窒化物半導体発光素子１０は、六方晶系の窒化ガリウム支持基体１１と、第１のIII族窒化物半導体積層部１２と、第２のIII族窒化物半導体積層部１３と、第３のIII族窒化物半導体積層部１４と、第１の電極１５と、第２の電極１６と、第３の電極１７と、裏面電極１８とを備える。窒化ガリウム支持基体１１は導電性を有する。窒化ガリウム支持基体１１は、主面１１ａ及び裏面１１ｂを有する。主面１１ａは、第１〜第３の面１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを含む。主面１１ａにおいて第３の面１１ｅは第１の面１１ｃと第２の面１１ｄとの間に設けられる。
【００２４】
第１〜第３の面１１ｃ、１１ｄ、１１ｅにおける法線の方向は、それぞれ、法線ベクトルＮＶ１、ＮＶ２、ＮＶ３により示される。第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄは、第３の面１１ｅに対して、窒化ガリウム支持基体１１の裏面１１ｂの方向に傾斜している。窒化ガリウム支持基体１１は、Ｘ軸方向と交差すると共にＹ−Ｚ面に沿って延在する一対の端面１１ｈ、１１ｉと、Ｘ軸方向に延在する一対の端面１１ｆ、１１ｇとを有する。第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄそれぞれは、一対の端面１１ｆ、１１ｇそれぞれのエッジに沿って延在する。端面１１ｆ、１１ｇは第３の面１１ｅの延在方向に延びており、この延在方向は第３の面１１ｅの法線ベクトルＮＶ３と交差する。端面１１ｆ、１１ｇは端面１１ｈ、１１ｉに接続している。
【００２５】
第３の面１１ｅは、窒化ガリウム支持基体１１の＜０００−１＞軸の方向に向いており、図１においては＜０００−１＞軸の方向はベクトル（ＣＶ−）で示される。本実施例では、裏面１１ｂは、窒化ガリウム支持基体１１の＜０００１＞軸の方向に向いており、図１においては＜０００１＞軸の方向はベクトル（ＣＶ＋）で示される。
【００２６】
第１の面１１ｃの第１法線ベクトルＮＶ１とベクトルＣＶ−との成す第１の角度θ１は、＋５６度以上＋８０度未満の範囲にある。第２の面１１ｄの第２法線ベクトルＮＶ１とベクトルＣＶ−との成す第２の角度θ２は、＋５６度以上＋８０度未満の範囲にある。この角度範囲では、第１の面１１ｃ、１１ｄは例えば｛１１−２−２｝面及び｛１−１０−１｝面のいずれかを含むことが好適である。また、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄは例えば｛１１−２−２｝面及び｛１−１０−１｝面のいずれかの面から−５度以上＋５度以下の範囲内にあることが好適である。
【００２７】
第１のIII族窒化物半導体積層部１２は窒化ガリウム支持基体１１の第１の面１１ｃ上に設けられており、第２のIII族窒化物半導体積層部１３は窒化ガリウム支持基体１１の第２の面１１ｄ上に設けられている。また、第３のIII族窒化物半導体積層部１４は、窒化ガリウム支持基体１１の第３の面１１ｅ上に設けられている。第１の電極１５は第１のIII族窒化物半導体積層部１２上に設けられており、第２の電極１６は第２のIII族窒化物半導体積層部１３上に設けられており、第３の電極１７は第３のIII族窒化物半導体積層部１４上に設けられている。裏面電極１８は、窒化ガリウム支持基体１１の裏面１１ｂ上に設けられている。
【００２８】
第１のIII族窒化物半導体積層部１２は、第１の面１１ｃ上に順に積層された第１導電型半導体層１２ａ、活性層１２ｂ及び第２導電型半導体層１２ｃを含む。第２のIII族窒化物半導体積層部１３は、第２の面１１ｄ上に順に積層された第１導電型半導体層１３ａ、活性層１３ｂ及び第２導電型半導体層１３ｃを含む。第１導電型半導体層１２ａ及び１３ａは窒化ガリウム系半導体からなり、例えばｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌａＧａＮ、ｎ型ＩｎＧａＮ、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ、ｎ型ＩｎＡｌＮ等からなることができる。第２導電型半導体層１２ｃ及び１３ｃは、窒化ガリウム系半導体からなり、例えばｐ型ＧａＮ、ｐ型ＡｌａＧａＮ、ｐ型ＩｎＧａＮ、ｐ型ＩｎＡｌＧａＮ、ｐ型ＩｎＡｌＮ等からなることができる。
【００２９】
活性層１２ｂ及び１３ｂは、例えば単一の半導体層から成ることができ、或いは、量子井戸構造（ＳＱＷ、ＭＱＷ）を有することができる。活性層１２ｂ及び１３ｂは窒化ガリウム系半導体からなり、またインジウムを含むIII族窒化物からなる半導体層を含む。この半導体層は、ＩｎＧａＮ層を含むことができ、そのＩｎ組成比は緑色光を発光することができる値である。この半導体層のＩｎ組成比は、約０．２０以上であることができ、約０．３５以下であることができる。そして、この半導体層の発光波長範囲は、５００ｎｍ以上であることができ、５３０ｎｍ以下であることができる。なお、量子井戸構造の場合、障壁層は例えばＧａＮ又はＩｎＧａＮ等からなることができる。
【００３０】
第１の面１１ｃの第１法線ベクトルＮＶ１と＜０００−１＞軸を示すベクトルＣＶ−との成す第１の角度θ１が上記の角度範囲にあり、第２の面１１ｄの第２法線ベクトルＮＶ２とベクトルＣＶ−との成す第２の角度θ２が上記の角度範囲にある。これらの第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄ上に成長される活性層１２ｂ及び１３ｂは、インジウムを含むIII族窒化物半導体層を含む。したがって、緑色光といった長波長の発光に好適な高Ｉｎ組成を活性層１２ｂ及び１３ｂに与えることができる。
【００３１】
加えて、第１の面１１ｃの第１法線ベクトルＮＶ１、及び第２の面１１ｄの第２法線ベクトルＮＶ２が第３の面１１ｅの第３法線ベクトルＮＶ３と交差しており、且つ、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄが、第３の面１１ｅに沿って延びる軸（Ｘ軸）の方向に、窒化ガリウム支持基体１１の一対の端面１１ｆ、１１ｇに沿って延在する。したがって、第３の面１１ｅが窒化ガリウム支持基体１１の＜０００−１＞軸の方向に向いている（すなわちＣ−面である）ことによって、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄを半極性面とすることができ、且つ、光の出射面を左右対称とすることができる。
【００３２】
このように、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄを半極性面とすることによってピエゾ効果を低減することができ、強い長波長の発光が可能となる。また、III族窒化物半導体発光素子１０はＬＥＤであり、光出射面が左右対称であることにより、光取り出し効率が向上する。
【００３３】
また、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄは、窒化ガリウム支持基体１１のａ軸及びｍ軸のいずれかの方向に延在することができる。後述するように、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄは、例えば水酸化カリウムを含むエッチャントを使用したエッチングによって好適に形成されるので、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄがこれらの方向に延在することによって、傾斜角の制御を容易にできる。
【００３４】
また、第１の面１１ｃの第１法線ベクトルＮＶ１、及び第２の面１１ｄの第２法線ベクトルＮＶ２は、第３法線ベクトルＮＶ３に対して窒化ガリウム支持基体１１のａ軸の方向若しくはｍ軸の方向に傾斜することが好適である。これにより、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄをエッチングにより形成する際の傾斜角の制御を容易にできる。
【００３５】
第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄが窒化ガリウム支持基体１１のａ軸の方向に延在する場合、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄはｍ軸方向に傾いた半極性面となる。したがって、より強い偏向光を上面に出射することが可能となる。このとき、第１の角度θ１及び第２の角度θ２は５６度以上８０度以下の範囲にある。或いは、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄが窒化ガリウム支持基体１１のｍ軸の方向に延在する場合、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄはａ軸方向に傾いた半極性面となる。したがって、より強い発光が期待できるとともに、一対の端面１１ｈ、１１ｉをｍ面として劈開面とすることができる。このとき、第１の角度θ１及び第２の角度θ２は５６度以上８０度以下の範囲にある。
【００３６】
上述したように、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄは、｛１１−２−２｝面又は｛１−１０−１｝面を含むことが好ましい。これらの面方位は、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄがエッチングによって形成される際に現れる典型的な面方位である。また、第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄは、｛１１−２−２｝面又は｛１−１０−１｝面から−５度以上＋５度以下の範囲内にあってもよい。この範囲によれば、活性層１２ｂ、１３ｂの成長において、上記の個々の面方位と同様の結晶品質及びＩｎ組成を提供できる。
【００３７】
第３のIII族窒化物半導体積層部１４は、第３の面１１ｅ上に順に積層された第１導電型半導体層１４ａ、活性層１４ｂ及び第２導電型半導体層１４ｃを含む。第１導電型半導体層１４ａは窒化ガリウム系半導体からなり、例えばｎ型ＧａＮ、ｎ型ＡｌａＧａＮ、ｎ型ＩｎＧａＮ、ｎ型ＩｎＡｌＧａＮ、ｎ型ＩｎＡｌＮ等からなることができる。第２導電型半導体層１４ｃは窒化ガリウム系半導体からなり、例えばｐ型ＧａＮ、ｐ型ＡｌａＧａＮ、ｐ型ＩｎＧａＮ、ｐ型ＩｎＡｌＧａＮ、ｐ型ＩｎＡｌＮ等からなることができる。
【００３８】
活性層１４ｂは、例えば単一の半導体層から成ることができ、或いは、量子井戸構造（ＳＱＷ、ＭＱＷ）を有することができる。活性層１４ｂは窒化ガリウム系半導体からなり、またインジウムを含むIII族窒化物からなる半導体層を含む。この半導体層は、ＩｎＧａＮ層を含むことができ、そのＩｎ組成比は青色光を発光することができる値である。この半導体層のＩｎ組成は、例えば約０．１０以上であることができ、約０．１５以下であることができる。この半導体層の発光波長範囲は、４４０ｎｍ以上であることができ、４８０ｎｍ以下であることができる。なお、量子井戸構造の場合、障壁層は例えばＧａＮ又はＩｎＧａＮ等からなることができる。
【００３９】
本実施形態では、窒化ガリウム支持基体１１の第３の面１１ｅが窒化ガリウム支持基体１１の＜０００−１＞軸の方向に向いている。そして、この第３の面１１ｅ上に成長される活性層１４ｂは、インジウムを含むIII族窒化物半導体層（例えば井戸層）を含む。したがって、青色光の発光に好適なＩｎ組成を活性層１４ｂに与えることができる。
【００４０】
以上説明したように、本実施形態のIII族窒化物半導体発光素子１０では、緑色光を発生する第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部１２，１３が、窒化ガリウム支持基体１１の第１及び第２の面１１ｃ、１１ｄ上にそれぞれ設けられている。また、青色光を発生する第３のIII族窒化物半導体積層部１４が、窒化ガリウム支持基体１１の第３の面１１ｅ上に設けられている。このように、一つの窒化ガリウム支持基体１１の主面１１ａ上に、緑色光を発生する半導体積層部１２，１３と、青色光を発生する半導体積層部１４とが設けられているので、特許文献３に記載された構成のように青色発光素子と緑色発光素子とを個別に設ける場合と比較して、素子の実装に必要な寸法を小さくすることができる。したがって、発光装置が出力する赤色光、青色光および緑色光のうち青色光及び緑色光をこのIII族窒化物半導体発光素子１０に発光させることにより、発光装置を小型化することができる。
【００４１】
続いて、本実施形態によるIII族窒化物半導体発光素子１０の作製方法の一例について説明する。図３〜図１３は、この作製方法における各工程を示す図である。なお、図４〜図９及び図１１〜図１３において、（ａ）は作製途中のウエハの平面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面を示している。
【００４２】
まず、図３（ａ）に示されるように、窒化ガリウム基板４１を準備する。窒化ガリウム基板４１は、後に図１及び図２に示された窒化ガリウム支持基体１１となる基板である。窒化ガリウム基板４１は、主面４１ａ及び裏面４１ｂを有する。主面４１ａは、窒化ガリウム基板４１の＜０００−１＞軸の方向（ベクトルＣＶ−）に向いており、裏面４１ｂは、窒化ガリウム基板４１の＜０００１＞軸の方向（ベクトルＣＶ＋）に向いている。主面４１ａは、Ｎ面と呼ばれる面であるが、Ｎ面からわずかに傾斜した面であることができ、例えば主面４１ａはＮ面から−５度〜＋５度程度の範囲でオフしていてもよい。このような窒化ガリウム基板４１は、ｃ軸方向に成長したインゴットから大口径のウエハとして作製される。
【００４３】
次に、図３（ｂ）に示されるように、マスクのための絶縁膜４３及び４４を、主面４１ａ及び裏面４１ｂ上にそれぞれ堆積する。絶縁膜４３及び４４はシリコン系無機絶縁膜であることができ、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物等からなることができる。絶縁膜４３、４４は、それぞれ主面４１ａ、裏面４１ｂの全面を覆う。絶縁膜４３及び４４の厚さは例えば２５０ｎｍである。
【００４４】
続いて、図４に示されるように、絶縁膜４３を加工することによって絶縁膜マスク４５を形成する。図４には、結晶方位を規定する結晶座標系ＣＲが示されており、結晶座標系ＣＲは互いに直交するｃ軸、ａ軸及びｍ軸を有する。絶縁膜マスク４５は、例えばフォトリソグラフィと、フッ酸系エッチャントを用いたエッチングとにより絶縁膜４３から形成されることができる。絶縁膜マスク４５は、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか一方の方向（本実施例では例えばａ軸）に延在する複数のストライプ４５ａを含む。また、絶縁膜マスク４５は、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか一方の方向（本実施例では例えばａ軸）に延在する複数のストライプ状の開口４５ｂを含む。ストライプ４５ａは、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか他方の方向（本実施例では例えばｍ軸）に配列される。また、開口４５ｂは、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか他方の方向（本実施例では例えばｍ軸）に配列される。さらに、ストライプ４５ａ及び開口４５ｂは、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか他方の方向に交互に配列される。
【００４５】
なお、開口４５ｂの幅Ｗ１は例えば１５０μｍ以上２５０μｍ以下の範囲にあることができ、一実施例では２００μｍである。また、ストライプ４５ａの幅Ｗ２は３００μｍ以上５００μｍ以下の範囲にあることができ、一実施例では４００μｍである。
【００４６】
続いて、図５に示されるように、複数の開口４５ｂから露出した窒化ガリウム基板４１の主面４１ａ上に、第３のIII族窒化物半導体積層部１４（第１導電型半導体層１４ａ、活性層１４ｂ、及び第２導電型半導体層１４ｃ）を成長させる。このとき、第３のIII族窒化物半導体積層部１４は、複数の開口４５ｂの内部にのみ選択的に成長する。一例としては、第１導電型半導体層１４ａとしてＳｉドープＧａＮを１０００℃の温度下で成長させ、その上に、活性層１４ｂとしてアンドープＩｎ０．１４Ｇａ０．８６Ｎを８００℃の温度下で成長させ、その上に、第２導電型半導体層１４ｃとしてＭｇドープＧａＮを１０００℃の温度下で成長させる。第１導電型半導体層１４ａの厚さは例えば１０００ｎｍであり、活性層１４ｂの厚さは例えば３ｎｍであり、第２導電型半導体層１４ｃの厚さは例えば５００ｎｍである。この工程ののち、例えばフッ酸を用いて絶縁膜マスク４５を除去する（図６）。
【００４７】
続いて、図７に示されるように、マスクのための絶縁膜４６を主面４１ａ上に堆積する。絶縁膜４６はシリコン系無機絶縁膜であることができ、例えばシリコン酸化物、シリコン窒化物等からなることができる。絶縁膜４６は、主面４１ａ上において、第３のIII族窒化物半導体積層部１４を含む全面を覆う。絶縁膜４６の厚さは例えば２５０ｎｍである。
【００４８】
続いて、図８に示されるように、絶縁膜４６を加工することによって絶縁膜マスク４７を形成する。絶縁膜マスク４７は、例えばフォトリソグラフィと、フッ酸系エッチャントを用いたエッチングとにより絶縁膜４６から形成されることができる。絶縁膜マスク４７は、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか一方の方向（本実施例では例えばａ軸）に延在する複数のストライプ状の開口４７ｂを含む。開口４７ｂは、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか他方の方向（本実施例では例えばｍ軸）に配列される。また、第３のIII族窒化物半導体積層部１４と開口４７ｂとは、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか他方の方向に交互に配列される。なお、開口４７ｂの幅Ｗ３は例えば１００μｍ以上２５０μｍ以下の範囲にあることができ、一実施例では２００μｍである。
【００４９】
続いて、図９に示されるように、絶縁膜マスク４７を用いて窒化ガリウム基板４１をエッチングすることにより、複数の窪み４８を窒化ガリウム基板４１に形成する。エッチングは、例えばウエットエッチングによることができる。ウエットエッチングは、例えばアルカリ系エッチャントを用いて行われ、アルカリ系エッチャントは水酸化カリウム（ＫＯＨ）を含むことができる。一例では、９０℃のＫＯＨ溶液（２規定）が用いられる。このエッチングに要する時間は例えば５時間である。この方法によれば、窒化ガリウム基板に窪み４８を形成することが容易になる。この窪み４８は、所望の傾斜角を有する第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄを含む。
【００５０】
第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄは、第３の面４１ｅに対し、窒化ガリウム基板４１の裏面４１ｂの方向に傾斜している。第１の面４１ｃの第１法線ベクトルＮＶ１と＜０００−１＞軸との成す第１の角度θ１は＋５６度以上＋８０度未満の範囲にあり、第２の面４１ｄの第２法線ベクトルＮＶ２と＜０００−１＞軸との成す第２の角度θ２は＋５６度以上＋８０度未満の範囲にあることができる。
【００５１】
第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄは、｛１１−２−２｝面及び｛１−１０−１｝面のいずれかを含むことが好適である。これらは、例えば水酸化カリウムを含むエッチャントを用いるときに現れる典型的な面方位である。また、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄは、｛１１−２−２｝面及び｛１−１０−１｝面のいずれかの面から−５度以上＋５度以下の範囲内にあることが好適である。
【００５２】
窪み４８の平面形状は、マスク４７の開口４７ｂにより規定される。窪み４８は、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか一方の方向（本実施例では例えばａ軸）に延在する。また、窪み４８は、例えばａ軸及びｍ軸のいずれか他方の方向（本実施例では例えばｍ軸）に配列される。窪み４８は、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄを含んでおり、例えば一方向に延在するＶ溝であることができる。窒化ガリウム基板４１がＶ溝を有するとき、このＶ溝は、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄからなる一対の傾斜面からなる。第１の面４１ｃと第２の面４１ｄとの間に位置する第３の面４１ｅは、窒化ガリウム基板４１の＜０００−１＞軸の方向に向いている。窒化ガリウム基板４１の裏面４１ｂの反対側の面には、第１の面４１ｃ、第３の面４１ｅ及び第２の面４１ｄからなるユニットが、一方向に配列されている。
【００５３】
ここで、図１０は、上記工程において形成される窪み４８の形態を詳細に説明するための図である。図１０には、窒化ガリウム基板４１の窪み４８付近が拡大して示されている。また、窪み４８を構成する第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄが示されている。
【００５４】
まず、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄが窒化ガリウム基板４１の｛１１−２−２｝面を含む（或いは｛１１−２−２｝面から−５度以上＋５度以下の範囲内にある）場合について説明する。この場合、第１の面４１ｃの面方位と、第２の面４１ｄの面方位と、窪み４８の延在方向Ａ１との組み合わせは、例えば次の表１に示されるケース１〜３のようになる。
【表１】
このように、この場合には窪み４８の延在方向Ａ１がｍ軸方向と一致する。なお、この場合、窪み４８の開口幅Ｗ４は、１００μｍ以上であることができ、２５０μｍ以下であることができる。また、窪み４８の深さＤ１は、７６μｍ以上であることができ、１９０μｍ以下であることができる。また、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄと第３の面４１ｅ（Ｃ−面）との成す角度θ３は、５６．７度である。
【００５５】
また、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄが窒化ガリウム基板４１の｛１−１０−１｝面を含む（或いは｛１−１０−１｝面から−５度以上＋５度以下の範囲内にある）場合について説明する。この場合、第１の面４１ｃの面方位と、第２の面４１ｄの面方位と、窪み４８の延在方向Ａ１との組み合わせは、例えば次の表２に示されるケース４〜６のようになる。
【表２】
このように、この場合には窪み４８の延在方向Ａ１がａ軸方向と一致する。なお、この場合、窪み４８の開口幅Ｗ４は、１００μｍ以上であることができ、２５０μｍ以下であることができる。また、窪み４８の深さＤ１は、８８μｍ以上であることができ、２２０μｍ以下であることができる。また、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄと第３の面４１ｅ（Ｃ−面）との成す角度θ３は、６０．４度である。
【００５６】
続いて、図１１に示されるように、マスク４７を用いて、各窪み４８上に半導体領域４９を成長する。半導体領域４９は、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄ上に、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄの一方から他方に亘って選択的に成長される。半導体領域４９は、第１導電型半導体層５３、活性層５５及び第２導電型半導体層５７を含む。なお、第１導電型半導体層５３、活性層５５及び第２導電型半導体層５７は、それぞれ第１導電型半導体層１２ａ及び１３ａ、活性層１２ｂ及び１３ｂ、並びに第２導電型半導体層１２ｃ及び１３ｃとなる層である。半導体領域４９の第１導電型半導体層５３、活性層５５及び第２導電型半導体層５７は、第１の面４１ｃの第１法線ベクトルＮＶ１の方向に順に成長されており、半導体領域４９の第１導電型半導体層５３、活性層５５及び第２導電型半導体層５７は、第２の面４１ｄの第２法線ベクトルＮＶ２の方向に順に成長されている。活性層５５は、例えば窒化ガリウム系半導体からなる。この窒化ガリウム系半導体は、III族構成元素としてインジウムを含む。
【００５７】
一例としては、第１導電型半導体層５３としてＳｉドープＧａＮを１０００℃の温度下で成長させ、その上に、活性層５５としてアンドープＩｎ０．３０Ｇａ０．７０Ｎを８００℃の温度下で成長させ、その上に、第２導電型半導体層５７としてＭｇドープＧａＮを１０００℃の温度下で成長させる。第１導電型半導体層５３の厚さは例えば１０００ｎｍであり、活性層５５の厚さは例えば３ｎｍであり、第２導電型半導体層５７の厚さは例えば５００ｎｍである。
【００５８】
続いて、図１２に示されるように、例えばフッ酸を用いてマスク４７及び絶縁膜４４を除去し、エピタキシャル基板Ｅを作製する。マスク４７の除去により、第３のIII族窒化物半導体積層部１４が露出する。また、半導体領域４９は、第１及び第２の面４１ｃ、４１ｄ上にそれぞれ形成された第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部４９ｃ、４９ｄを含む。第１のIII族窒化物半導体積層部４９ｃの第１導電型半導体層５３、活性層５５及び第２導電型半導体層５７は、第１法線ベクトルＮＶ１の方向に順に配置されている。第２のIII族窒化物半導体積層部４９ｄの第１導電型半導体層５３、活性層５５及び第２導電型半導体層５７は、第２の面４１ｄの第２法線ベクトルＮＶ２の方向に順に配置されている。
【００５９】
なお、必要な場合には、第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部４９ｃ、４９ｄの表面並びに第３のIII族窒化物半導体積層部１４の表面を覆うように、保護膜のための絶縁膜を成長することができる。絶縁膜はシリコン系無機絶縁膜からなることができ、例えばシリコン酸化膜及び／又はシリコン窒化膜からなることができる。この絶縁膜には、第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部４９ｃ、４９ｄ及び１４の上にそれぞれ位置する開口が形成される。
【００６０】
続いて、図１３に示されるように、第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部４９ｃ、４９ｄおよび１４上にそれぞれ第１〜第３の電極１５〜１７を形成すると共に、窒化ガリウム基板４１の裏面４１ｂの所定領域上に裏面電極１８を形成して、基板生産物ＳＰを作製する。第１〜第３の電極１５〜１７は、例えばＮｉ／Ｐｔ／Ａｕを蒸着することによって形成される。裏面電極１８は、例えばＴｉ／Ａｌ／Ｐｔ／Ａｕを蒸着することによって形成される。必要な場合には、窒化ガリウム基板４１の裏面４１ｂを研磨して所望の厚さを有する窒化ガリウム基板４１を作製した後に、裏面電極１８を形成することができる。
【００６１】
続いて、基板生産物ＳＰを分離して、複数の半導体チップを形成する。すなわち、図１３に示される一次ブレイクのための第１の切断線ＢＲ１の位置で基板生産物ＳＰを切断して、半導体バーを形成する。第１の切断線ＢＲ１は、窪み４８の延在方向に交差する方向に延びている。窪み４８の延在方向が例えばａ軸（ｍ軸）の方向であるとき、第１の切断線ＢＲ１の方向はｍ軸（ａ軸）の方向であることができる。この切断は、例えばダイサーを用いたダイシングや反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって好適に行われる。次に、図１３に示される二次ブレイクのための第２の切断線ＢＲ２の位置で半導体バーを劈開して、半導体チップを形成する。窪み４８の延在方向が例えばａ軸（ｍ軸）の方法であるとき、第２の切断線ＢＲ２の方向はａ軸（ｍ軸）の方向であることができる。また、この劈開によって半導体領域４９が分離されることにより、図１に示された第１のIII族窒化物半導体積層部１２（第１導電型半導体層１２ａ、活性層１２ｂ及び第２導電型半導体層１２ｃ）、並びに第２のIII族窒化物半導体積層部１３（第１導電型半導体層１３ａ、活性層１３ｂ及び第２導電型半導体層１３ｃ）が形成される。こうして、図１及び図２に示されたIII族窒化物半導体発光素子１０が完成する。
【００６２】
（第２の実施の形態）
図１４は、第２実施形態に係る発光装置の構成を示す平面図である。また、図１５は、図１４に示されたIII−III線に沿った断面を示す図である。図１４及び図１５に示されるように、本実施形態の発光装置６０は、第１実施形態に係るIII族窒化物半導体発光素子１０と、半導体発光素子７０と、プリント基板８０とを備えている。第１実施形態において述べたように、III族窒化物半導体発光素子１０は緑色光を発光する第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部１２，１３と、青色光を発光する第３のIII族窒化物半導体積層部１４とを有する。また、半導体発光素子７０は、赤色光を発光する素子である。
【００６３】
ここで、図１６は、半導体発光素子７０の構成の一例を示す正面図である。図１６に示されるように、半導体発光素子７０は、主面７１ａ及び裏面７１ｂを有する半導体基板７１と、半導体基板７１の主面７１ａ上に設けられた第１導電型半導体層７２と、第１導電型半導体層７２上に設けられた活性層７３と、活性層７３上に設けられた第２導電型半導体層７４とを備える。半導体発光素子７０は、例えばガリウム砒素系のIII−Ｖ族化合物半導体から成ることができる。一例では、半導体基板７１はｐ型のガリウム砒素から成る。第１導電型半導体層７２は、例えばｐ型ＧａＡｌＡｓから成る。活性層７３は、例えばアンドープＧａＡｌＡｓから成る。第２導電型半導体層７４は、例えばｎ型ＧａＡｌＡｓから成る。第２導電型半導体層７４上には表面電極７５が設けられており、半導体基板７１の裏面７１ｂ上には裏面電極７６が設けられている。活性層７３の発光波長範囲は、６１０ｎｍ以上であることができ、７５０ｎｍ以下であることができる。
【００６４】
再び図１４及び図１５を参照すると、III族窒化物半導体発光素子１０及び半導体発光素子７０は、プリント基板８０の実装面８０ａ上に並んで実装されている。図１４に示されるように、III族窒化物半導体発光素子１０の第１〜第３の電極１５〜１７、及び半導体発光素子７０の表面電極７５それぞれは、プリント基板８０の実装面８０ａ上に設けられた複数の導電体層８１ａ〜８１ｄそれぞれに対し、ボンディングワイヤ８２ａ〜８２ｄそれぞれを介して電気的に接続されている。また、図１５に示されるように、III族窒化物半導体発光素子１０の裏面電極１８は、プリント基板８０の実装面８０ａ上に設けられた導電体層８１ｅに対し、導電性接着剤８３を介して電気的に接合されている。また、半導体発光素子７０の裏面電極７６は、プリント基板８０の実装面８０ａ上に設けられた導電体層８１ｆに対し、導電性接着剤８４を介して電気的に接合されている。なお、導電体層８１ａ〜８１ｆは、例えばＡｕ膜によって構成される。
【００６５】
プリント基板８０の実装面８０ａ上において、III族窒化物半導体発光素子１０及び半導体発光素子７０は、カバー部材９０によって包囲されている。III族窒化物半導体発光素子１０から出力される緑色光及び青色光、並びに半導体発光素子７０から出力される赤色光は、このカバー部材９０の内側において混色される。カバー部材９０の内面には、III族窒化物半導体発光素子１０及び半導体発光素子７０からの発光を前方（実装面８０ａの法線方向）へ向けて反射するための反射面９１が形成されている。この反射面９１によって、発光装置６０の発光輝度が高まるとともに、赤色光、緑色光及び青色光が効果的に混色される。なお、反射面９１には、ＡｌやＮｉといった高反射率材料が蒸着されるか、或いは、可視光に対する反射率が高い白色物質が塗布される。図１５に示されるように、カバー部材９０の内側には透明なモールド樹脂９２が設けられ、このモールド樹脂９２によってIII族窒化物半導体発光素子１０及び半導体発光素子７０が気密に封止される。
【００６６】
以上に説明した本実施形態の発光装置６０は、単一の素子から緑色光及び青色光を出力することができるIII族窒化物半導体発光素子１０を備えている。これにより、例えば赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤおよび青色ＬＥＤを個別に設ける従来の発光装置と比較して、発光素子の実装に必要な寸法を小さくすることができ、発光装置の小型化が可能となる。
【００６７】
（第３の実施の形態）
図１７は、第３実施形態に係るディスプレイ装置の構成を示す斜視図である。このディスプレイ装置１００は、第２実施形態に係る複数の発光装置６０と、板状の支持基体１０１とを備えている。複数の発光装置６０は、板状の支持基体１０１の主面１０１ａ上において、複数の列および複数の行にわたって二次元状に配列されている。このディスプレイ装置１００によれば、第２実施形態に係る小型の発光装置６０によって各画素を構成することができ、より高精細の画像を提供することができる。
【００６８】
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態における一側面によれば、青色光および緑色光を発光する発光装置の小型化を可能にできるIII族窒化物半導体発光素子が提供される。また、本実施の形態における別の側面によれば、赤色光、青色光および緑色光を発光するとともに小型化が可能な発光装置が提供される。さらに、本実施の形態における更なる別の側面によれば、高精細な画像を表示できるディスプレイ装置が提供される。
【符号の説明】
【００７０】
１０…III族窒化物半導体発光素子、１１…窒化ガリウム支持基体、１１ｃ…第１の面、１１ｄ…第２の面、１１ｅ…第３の面、１２…第１のIII族窒化物半導体積層部、１３…第２のIII族窒化物半導体積層部、１４…第３のIII族窒化物半導体積層部、１５…第１の電極、１６…第２の電極、１７…第３の電極、１８…裏面電極、６０…発光装置、７０…半導体発光素子、７１…半導体基板、７５…表面電極、７６…裏面電極、８０…プリント基板、８１ａ〜８１ｆ…導電体層、８２ａ〜８２ｄ…ボンディングワイヤ、８３，８４…導電性接着剤、９０…カバー部材、９１…反射面、９２…モールド樹脂、１００…ディスプレイ装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１〜第３の面を含む主面、及び裏面を有する六方晶系の窒化ガリウム支持基体と、
前記窒化ガリウム支持基体の前記第１及び第２の面上にそれぞれ設けられた第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部と、
前記窒化ガリウム支持基体の前記第３の面上に設けられた第３のIII族窒化物半導体積層部と、
前記第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部上にそれぞれ設けられた第１〜第３の電極と、
前記窒化ガリウム支持基体の裏面上に設けられた裏面電極と
を有し、
前記第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部それぞれが、前記第１〜第３の面それぞれの上に順に配置された第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含んでおり、
前記第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部の各活性層が、緑色光を発生する組成比のインジウムを含むIII族窒化物半導体層を含んでおり、
前記第３のIII族窒化物半導体積層部の前記活性層が、青色光を発生する組成比のインジウムを含むIII族窒化物半導体層を含んでおり、
前記第３の面が、前記窒化ガリウム支持基体の＜０００−１＞軸の方向に向いており、
前記第１及び第２の面が、前記第３の面に対して前記窒化ガリウム支持基体の前記裏面の方向に傾斜しており、
前記第１の面の第１法線ベクトルと前記＜０００−１＞軸の方向を示すベクトルＣＶ−との成す第１の角度、及び前記第２の面の第２法線ベクトルと前記ベクトルＣＶ−との成す第２の角度が、＋５６度以上＋８０度未満の範囲にあり、
前記窒化ガリウム支持基体が、所定の軸の方向に延在する一対の端面を有しており、
前記第１及び第２の面それぞれが、前記一対の端面それぞれに沿って延在しており、
前記第３の面が、前記第１の面と前記第２の面との間に設けられており、
前記所定の軸が、前記第３の面の第３法線ベクトルと交差すると共に前記第３の面に沿って延びていることを特徴とする、III族窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部の前記活性層の前記III族窒化物半導体層がＩｎＧａＮ層を含むことを特徴とする、請求項１に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１法線ベクトル及び前記第２法線ベクトルが、前記第３法線ベクトルに対して前記窒化ガリウム支持基体のａ軸及びｍ軸のいずれかの方向に傾斜していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１及び第２の面が、｛１１−２−２｝面又は｛１−１０−１｝面から−５度以上＋５度以下の範囲内にあることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記第１及び第２の面が、｛１１−２−２｝面又は｛１−１０−１｝面を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１及び第２の面が、前記窒化ガリウム支持基体のａ軸又はｍ軸の方向に延在することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体発光素子である第１の半導体発光素子と、
赤色光を発光する第２の半導体発光素子と
を備えることを特徴とする、発光装置。
【請求項８】
請求項７に記載された発光装置を複数備え、
前記複数の発光装置が二次元状に配列されていることを特徴とする、ディスプレイ装置。
【請求項１】
第１〜第３の面を含む主面、及び裏面を有する六方晶系の窒化ガリウム支持基体と、
前記窒化ガリウム支持基体の前記第１及び第２の面上にそれぞれ設けられた第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部と、
前記窒化ガリウム支持基体の前記第３の面上に設けられた第３のIII族窒化物半導体積層部と、
前記第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部上にそれぞれ設けられた第１〜第３の電極と、
前記窒化ガリウム支持基体の裏面上に設けられた裏面電極と
を有し、
前記第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部それぞれが、前記第１〜第３の面それぞれの上に順に配置された第１導電型半導体層、活性層及び第２導電型半導体層を含んでおり、
前記第１及び第２のIII族窒化物半導体積層部の各活性層が、緑色光を発生する組成比のインジウムを含むIII族窒化物半導体層を含んでおり、
前記第３のIII族窒化物半導体積層部の前記活性層が、青色光を発生する組成比のインジウムを含むIII族窒化物半導体層を含んでおり、
前記第３の面が、前記窒化ガリウム支持基体の＜０００−１＞軸の方向に向いており、
前記第１及び第２の面が、前記第３の面に対して前記窒化ガリウム支持基体の前記裏面の方向に傾斜しており、
前記第１の面の第１法線ベクトルと前記＜０００−１＞軸の方向を示すベクトルＣＶ−との成す第１の角度、及び前記第２の面の第２法線ベクトルと前記ベクトルＣＶ−との成す第２の角度が、＋５６度以上＋８０度未満の範囲にあり、
前記窒化ガリウム支持基体が、所定の軸の方向に延在する一対の端面を有しており、
前記第１及び第２の面それぞれが、前記一対の端面それぞれに沿って延在しており、
前記第３の面が、前記第１の面と前記第２の面との間に設けられており、
前記所定の軸が、前記第３の面の第３法線ベクトルと交差すると共に前記第３の面に沿って延びていることを特徴とする、III族窒化物半導体発光素子。
【請求項２】
前記第１〜第３のIII族窒化物半導体積層部の前記活性層の前記III族窒化物半導体層がＩｎＧａＮ層を含むことを特徴とする、請求項１に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項３】
前記第１法線ベクトル及び前記第２法線ベクトルが、前記第３法線ベクトルに対して前記窒化ガリウム支持基体のａ軸及びｍ軸のいずれかの方向に傾斜していることを特徴とする、請求項１又は２に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項４】
前記第１及び第２の面が、｛１１−２−２｝面又は｛１−１０−１｝面から−５度以上＋５度以下の範囲内にあることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項５】
前記第１及び第２の面が、｛１１−２−２｝面又は｛１−１０−１｝面を含むことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項６】
前記第１及び第２の面が、前記窒化ガリウム支持基体のａ軸又はｍ軸の方向に延在することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載のIII族窒化物半導体発光素子。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載されたIII族窒化物半導体発光素子である第１の半導体発光素子と、
赤色光を発光する第２の半導体発光素子と
を備えることを特徴とする、発光装置。
【請求項８】
請求項７に記載された発光装置を複数備え、
前記複数の発光装置が二次元状に配列されていることを特徴とする、ディスプレイ装置。
【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】
【公開番号】特開２０１３−８７９０（Ｐ２０１３−８７９０Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３９５３５（Ｐ２０１１−１３９５３５）
【出願日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２３日（２０１１．６．２３）
【出願人】（０００００２１３０）住友電気工業株式会社 (12,747)
【Ｆターム（参考）】
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