[发明专利]LED元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及LED元件及其制造方法。

背景技术

公知有一种LED元件，其具备：III族氮化物半导体，其形成于蓝宝石衬底的表面上并含有发光层；衍射面，其形成于蓝宝石衬底的表面侧，从发光层发出的光入射，以比该光的光学波长大且比该光的相干长度小的周期形成有凹部或凸部；Al反射膜，其形成于衬底的背面侧，反射由衍射面衍射的光，再使其向衍射面入射(参照专利文献1)。在该LED元件中，使通过衍射作用透射的光再入射到衍射面，通过利用衍射面再利用衍射作用使其透射，可以以多种模式向元件外部取出光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:国际公开第2011/027679号1

发明内容

发明所要解决的课题

本申请发明人调查研究光取出效率的进一步提高。

本发明是鉴于上述情况而创立的，其目的在于，提供可以进一步提高光取出效率的LED元件及其制造方法。

用于解决课题的技术方案

为实现所述目的，本发明提供一种倒装片型的LED元件，其具备：蓝宝石衬底；形成于所述蓝宝石衬底的表面上的含有发光层的半导体层叠部；形成于所述半导体层叠部上的反射部，所述蓝宝石衬底的表面形成垂直化蛾眼面，该垂直化蛾眼面具有比从所述发光层发出的光的光学波长的2倍大且比相干长度小的周期的多个凹部或凸部，所述蓝宝石衬底的背面形成透射蛾眼面，该透射蛾眼面具有比从所述发光层发出的光的光学波长的2倍小的周期的凹部或凸部，所述垂直化蛾眼面构成为，反射及透射从所述半导体层叠部侧向该垂直化蛾眼面入射的光，在超过临界角的角度域中，与在所述半导体层叠部侧入射到该垂直化蛾眼面的光的强度分布比较，在所述半导体层叠部侧从该垂直化蛾眼面通过反射射出的光的强度分布偏向与所述半导体层叠部和所述蓝宝石衬底的界面垂直的方向，并且，在超过临界角的角度域，与在所述半导体层叠部侧入射到该垂直化蛾眼面的光的强度分布相比，在所述蓝宝石衬底侧从该垂直化蛾眼面通过透射射出的光的强度分布偏向与所述界面垂直的方向，通过所述垂直化蛾眼面的反射及透射，以偏向与所述界面垂直的方向的方式调整了强度分布的光在通过所述透射蛾眼面抑制菲涅耳反射的状态下向元件外部射出。

在上述倒装片型的LED元件中，可以是，所述反射部越接近于与所述界面垂直的角度，反射率越高。

另外，为实现所述目的，提供一种LED元件的制造方法，在制造上述LED元件时，含有下述工序：在蓝宝石衬底的表面上形成掩模层的掩模层形成工序；在所述掩模层上形成抗蚀剂膜的抗蚀剂膜形成工序；在所述抗蚀剂膜形成规定的图案的图案形成工序；施加规定的偏压输出向所述蓝宝石衬底侧感应Ar气的等离子体，通过所述Ar气的所述等离子体使所述抗蚀剂膜改质而提高蚀刻选择比的抗蚀剂改质工序；施加比所述抗蚀剂改质工序的偏压输出更高的偏压输出，向所述蓝宝石衬底侧感应Ar气的等离子体，将蚀刻选择比增高的所述抗蚀剂膜作为掩模进行所述掩模层的蚀刻的掩模层的蚀刻工序；以蚀刻的所述掩模层为掩模，进行所述蓝宝石衬底的蚀刻而形成所述凹部或所述凸部的衬底的蚀刻工序；在蚀刻的所述蓝宝石衬底的表面上形成所述半导体层叠部的半导体形成工序；在所述蓝宝石衬底的背面上形成所述电介体多层膜的多层膜形成工序。

在上述LED元件的制造方法中，也可以是，在所述衬底的蚀刻工序中，在所述掩模层上残留所述抗蚀剂膜的状态下进行所述蓝宝石衬底的蚀刻。

在上述LED元件的制造方法中，也可以是，所述掩模层具有所述蓝宝石衬底上的SiO₂层和所述SiO₂层上的Ni层，在所述衬底的蚀刻工序中，在所述SiO₂层、所述Ni层、所述抗蚀剂膜层叠的状态下进行所述蓝宝石衬底的蚀刻。