[发明专利]半导体发光元件及半导体发光元件的制造方法

说明书

半导体发光元件(10)包括具有光取出面(主表面(22b))的光取出层(衬底(22))。光取出层具有：多个锥形状部(52)，其被阵列状地形成在光取出面上；以及多个粒状部(56)，其被形成在锥形状部(52)的侧面部及位于相邻的锥形状部(52)间的谷部的平坦部这两者上。半导体发光元件(10)的制造方法包括在光取出层上形成具有阵列状的图案的掩膜的工序、以及从掩膜上对掩膜及光取出层进行刻蚀的工序。进行刻蚀的工序包含进行干法刻蚀直到整个掩膜被除去为止的第1干法刻蚀工序、以及从掩膜被除去起进一步对光取出层进行干法刻蚀的第2干法刻蚀工序。

技术领域

本发明涉及半导体发光元件。

背景技术

近年来，输出蓝色光的发光二极管及激光二极管等半导体发光元件得到了实用化，进而输出波长较短的深紫外光的发光元件的开发被不断进行。因为深紫外光具有较高的杀菌能力，所以能够输出深紫外光的半导体发光元件作为医疗或食品加工的现场中的无汞杀菌用光源而备受瞩目。这种深紫外光用的发光元件具有被依次层叠在衬底上的氮化镓铝(AlGaN)系的n型包覆层、活性层、以及p型包覆层等，活性层所发出的深紫外光从衬底的光取出面输出(例如，参照专利文献1)。

[现有技术文献]

[专利文献]

专利文献1:日本特许第5594530号公报

非专利文献1:Applied physics express(应用物理快报)3(2010)061004

发明内容

[发明要解决的课题]

已知，在深紫外光发光元件中，通过衬底的光取出面输出的深紫外光的外量子效率会低几个百分比的程度，随着将发光波长短波长化，外量子效率会变得更低(例如，参照非专利文献1)。

本发明鉴于这样的问题而完成，其示例性的目的之一在于提供一种提高半导体发光元件的光取出效率的技术。

[用于解决技术课题的技术方案]

为了解决上述问题，本发明的一个方案的半导体发光元件为包括具有光取出面的光取出层的半导体发光元件，光取出层具有多个锥形状部、以及多个粒状部，该多个锥形状部被阵列状地形成在光取出面上，该多个粒状部被形成在锥形状部的侧面部及位于相邻的锥形状部间的谷部的平坦部这两者上。

根据该方案，能够通过将阵列状的多个锥形状部形成在光取出面上来设置凹凸构造，从而抑制在光取出面的内侧发生的光的全反射，并提高来自光取出面的光输出效率。此外，能够通过在多个锥形状部的侧面部及位于相邻的锥形状部间的谷部的平坦部这两者上形成微细的粒状部，从而进一步提高全反射的抑制效果。根据本方案，能够通过将组合了锥形状部与粒状部的凹凸构造形成在光取出面上，从而进一步提高光取出效率。

也可以是，锥形状部的侧面部的倾斜角在锥形状部的顶部附近比在锥形状部的底部附近小。

也可以是，在俯视光取出面时，多个锥形状部所占的面积的比例为70％以上85％以下。

也可以是，锥形状部的底部的直径为100nm以上1000nm以下，粒状部的直径为10nm以上90nm以下。

也可以是，半导体发光元件包括：基底构造体，其包含蓝宝石(Al₂O₃)层及氮化铝(AlN)层中的至少一者；以及发光构造体，其被形成在基底构造体上，包含发出深紫外光的氮化镓铝(AlGaN)系半导体层。也可以是，光取出层为基底构造体的蓝宝石层、AlN 层或二氧化硅(SiO₂)层。