半导体发光元件的制作方法

本发明涉及半导体发光元件。

背景技术：

图20表示专利文献1公开的GaAs红外发光元件的示意性的截面图。图20所示的GaAs红外发光元件具备：p型半导体层111；n型半导体层112；设置在p型半导体层111上的p电极115；和在n型半导体层112上隔开间隔地设置的n电极116。p型半导体层111和n型半导体层112在PN结面113接合，在n型半导体层112形成有将PN结面113分断的V字槽117。另外，在n型半导体层112的未形成有n电极116的区域的大致整个面上形成有由光学多层膜构成的反射膜114，该光学多层膜由电介质构成。

在图20所示的GaAs红外发光元件中，将PN结面113分断的V字槽117与在光出射面形成的p电极115相对，因此，与没有V字槽117的情况相比，与p电极115相对的PN结面113的面积减少。由此，能够减少从PN结面113向p电极115行进的光的量，从而降低由p电极115遮挡的光的量，因此，能够提高光出射效率。

图21表示专利文献2公开的微型LED阵列的示意性的截面图。图21所示的微型LED阵列具备：由ITO(Indium Tin Oxide：氧化铟锡)等构成的透明电极121；埋入在透明电极121的一部分中的n电极122；设置在透明电极121和n电极122上的n型GaAs层123；n型GaAs层123上的n型AlGaInP层124；在n型AlGaInP层124上交替地层叠AlGaInP层和GaInP层而形成的MQW活性层125；由p型AlGaInP层和p型GaInP层的层叠体构成且包含由一对倾斜反射面构成的凹凸构造的p型半导体层126，其中，上述一对倾斜反射面由(111)面和(11-1)面构成；将p型半导体层126的凹凸构造的一部分埋入的低折射率膜127；设置在p型半导体层126上的p型GaAs层128；覆盖p型半导体层126的凹凸构造和p型GaAs层128的p电极129；以覆盖p电极129的方式设置在p型半导体层126上的光反射金属130；电连接在光反射金属130上的引出电极132；模塑树脂131；和曲率半径大的凹面镜133。

构成p型半导体层126的p型AlGaInP层和p型GaInP层分别含有磷，因此，p型半导体层126的倾斜反射面通过使用盐酸作为蚀刻剂、且利用由结晶面的差异引起的蚀刻速率的差异的湿式蚀刻而形成。由此，p型半导体层126的一对倾斜反射面构成未到达MQW活性层125的V字槽。

图21所示的微型LED阵列，通过在p型半导体层126构成一对倾斜反射面，能够在这些倾斜反射面之间的区域使电流狭窄，能够仅向MQW活性层125的限定的区域注入电流而防止电流向元件端面等非发光复合为支配性的区域扩散，因此，结果能够提高发光效率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第3312049号说明书

专利文献2：日本特许第4830356号说明书

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

但是，在图20所示的专利文献1的GaAs红外发光元件中，有助于发光的PN结面113的面积因将PN结面113分断的V字槽117而减少，因此，存在光取出效率下降的技术问题。在将图20所示的元件构造应用于包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件的情况下，为了确保p型半导体层111的充分的活性化率，优选p型半导体层111使用p型GaN或Al组成比低的p型AlGaN，在该情况下，p型半导体层111的来自PN结面113的光的吸收损失增大，因此，存在光取出效率下降的技术问题。

在将图21所示的专利文献2的元件构造应用于包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件的情况下也是，为了确保p型半导体层126的充分的活性化率，优选使用p型GaN或Al组成比低的p型AlGaN，但是，p型GaN和Al组成比低的p型AlGaN非常难以进行湿式蚀刻，因此，存在倾斜反射面的形成非常困难的技术问题。在将以ITO为代表的透明电极121应用于包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件的情况下，透明电极121中的光的吸收损失大，因此，存在光取出效率下降的技术问题。

用于解决技术问题的手段

在此公开的实施方式的半导体发光元件是包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件，其特征在于，具备：第一导电型半导体；第二导电型半导体；第一导电型半导体与第二导电型半导体之间的活性层；第一导电型半导体的第一主面上的多个第一电极；第二导电型半导体的第二主面上的第二电极；和第二导电型半导体的第二主面上的多个凸部，第一导电型半导体的第一主面隔着第一导电型半导体、活性层和第二导电型半导体，与第二导电型半导体的第二主面相对，多个凸部配置在第二导电型半导体的第二主面的与第一电极相对的区域的至少一部分，第二电极配置在第二导电型半导体的第二主面的配置有多个凸部的区域以外的区域的至少一部分，多个凸部从第二导电型半导体的第二主面向与活性层相反的一侧突出，凸部包含电介质，相邻的凸部之间的间隔比从活性层发出的光在凸部的介质中的波长宽。

发明效果

根据在此公开的实施方式，能够提供一种提高了光取出效率(被取出到元件的外部的光的量相对于被注入元件的电流量的比例)的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

附图说明

图1是实施方式1的半导体发光元件的示意性的截面图。

图2是由图1的虚线包围的部分的示意性的放大截面图。

图3的(a)是从图2的箭头方向看到的多个凸部的示意性的平面图，(b)是(a)的1个凸部的示意性的平面图。

图4的(a)～(c)是用于对由多个凸部进行的光的反射方向的控制的原理进行说明的图。

图5是用于对实施方式1的半导体发光元件的制造方法的一个例子进行图解的示意性的截面图。

图6是用于对实施方式1的半导体发光元件的制造方法的一个例子进行图解的示意性的截面图。

图7是用于对实施方式1的半导体发光元件的制造方法的一个例子进行图解的示意性的截面图。

图8是用于对实施方式1的半导体发光元件的制造方法的一个例子进行图解的示意性的截面图。

图9是用于对实施方式1的半导体发光元件的制造方法的一个例子进行图解的示意性的截面图。

图10是用于对实施方式1的半导体发光元件的制造方法的一个例子进行图解的示意性的截面图。

图11是用于对实施方式1的半导体发光元件的制造方法的一个例子进行图解的示意性的截面图。

图12是用于对实施方式1的半导体发光元件的制造方法的一个例子进行图解的示意性的截面图。

图13的(a)是表示实施方式2的半导体发光元件的第一电极与第二电极的位置关系的示意性的平面图，(b)是表示实施方式2的半导体发光元件的第一电极与多个凸部的位置关系的示意性的平面图。

图14是实施方式3的半导体发光元件的示意性的截面图。

图15是实施方式4的半导体发光元件的示意性的截面图。

图16的(a)是表示实施方式5的半导体发光元件的多个凸部与第二电极的位置关系的示意性的平面图，(b)是沿着(a)的XVIb-XVIb的示意性的截面图。

图17的(a)是表示实施方式6的半导体发光元件的第一电极与第二电极的位置关系的示意性的平面图，(b)是表示实施方式6的半导体发光元件的多个凸部与第二电极的位置关系的示意性的平面图。

图18的(a)是表示实施方式7的半导体发光元件的第一电极与第二电极的位置关系的示意性的平面图，(b)是表示实施方式7的半导体发光元件的多个凸部与第二电极的位置关系的示意性的平面图。

图19是实施方式8的半导体发光元件的示意性的截面图。

图20是专利文献1公开的GaAs红外发光元件的示意性的截面图。

图21是专利文献2公开的微型LED阵列的示意性的截面图。

符号说明

1 蓝宝石衬底

2 AlN缓冲层

3 AlGaN基底层

4 第一导电型半导体

4a 第一主面

4b 第二主面

5 活性层

6 第二导电型半导体

6a 第一主面

6b 第二主面

7 p型氮化物半导体层

8 p型氮化物半导体高掺杂层

9 凸部

9a 在最接近半导体发光元件的周缘的位置配置的凸部9的三角形的截面中的半导体发光元件的周缘侧的边

9b 在最接近半导体发光元件的周缘的位置配置的凸部9的三角形的截面中的半导体发光元件的内侧的边

10 金属层

11 导电性接合层

12 导电性衬底

13第一电极

14 虚线

15 间隔

16 第一区域

17 第二区域

18 第二电极

18a 第二线状电极

18b 第一线状电极

19 箭头

20 入射光

21 反射光

22 界面

25 散射光波面

26 包络面

61 第三区域

62 第四区域

111 p型半导体层

112 n型半导体层

113 PN结面

114 反射膜

115 p电极

116 n电极

117 V字槽

121 透明电极

122 n电极

123 n型GaAs层

124 n型AlGaInP层

125 MQW活性层

126 p型半导体层

127 低折射率膜

128 p型GaAs层

129 p电极

130 光反射金属

131 模塑树脂

132 引出电极

133 凹面镜。

具体实施方式

以下，对实施方式进行说明。在实施方式的说明中所使用的附图中，同一参照符号表示同一部分或相当部分。

[实施方式1]

图1表示实施方式1的半导体发光元件的示意性的截面图。如图1所示，实施方式1的半导体发光元件具备：例如作为n型半导体的第一导电型半导体4；例如作为p型半导体的第二导电型半导体6；和第一导电型半导体4的第二主面4b与第二导电型半导体6的第一主面6a之间的活性层5。在实施方式1中，第一导电型半导体4由例如包含n型Al_x1Ga_y1N(0＜x1≤1，0≤y1＜1)的n型氮化物半导体包覆层构成，第二导电型半导体6由例如包含p型Al_x2Ga_y2N(0＜x2≤1，0≤y2＜1)的p型氮化物半导体层7和包含p型Al_x3Ga_y3N(0＜x3≤1，0≤y3＜1)的p型氮化物半导体高掺杂层8的层叠体构成。活性层5由例如包含Al_x4Ga_y4N(0＜x4≤1，0≤y4＜1)的SQW(Single Quantum Well：单量子阱)或MQW(Multiple Quantum Well：多量子阱)的活性层构成。

第一导电型半导体4的第一主面4a与第二导电型半导体6的第二主面6b，隔着第一导电型半导体4、活性层5和第二导电型半导体6相互相对。第一导电型半导体4的第一主面4a由配置有作为n电极的第一电极13的电极形成区域(第一区域16)和未配置有第一电极13的非电极形成区域(第二区域17)构成。第一导电型半导体4的第一主面4a成为实施方式1的半导体发光元件的光取出面。

在与第一导电型半导体4的第一主面4a的配置有第一电极13的区域(第一区域16)相对的第二导电型半导体6的第二主面6b的区域(第三区域61)，配置有多个凸部9。在与第一导电型半导体4的第一主面4a的未配置有第一电极13的区域(第二区域17)相对的第二导电型半导体6的第二主面6b的区域(第四区域62)，配置有含有镁(Mg)作为p型杂质的p型氮化物半导体高掺杂层8。

多个凸部9包含电介质，从第二导电型半导体6的第二主面6b向与活性层5相反的一侧突出。相邻的凸部9之间的间隔15是指相邻的凸部9的顶点间的最短距离。p型氮化物半导体高掺杂层8部分地从p型氮化物半导体层7向与活性层5相反的一侧突出，且p型杂质浓度比p型氮化物半导体层7高。

在p型氮化物半导体高掺杂层8的与活性层5相反的一侧的主面上配置有作为p电极的第二电极18。以覆盖p型氮化物半导体高掺杂层8、多个凸部9和第二电极18的方式配置有金属层10。金属层10和导电性衬底12通过导电性接合层11而机械地接合并且电接合。

图2表示由图1的虚线14包围的部分的示意性的放大截面图。图3的(a)表示从图2的箭头19的方向看到的多个凸部9的示意性的平面图，图3的(b)表示图3的(a)的1个凸部9的示意性的平面图。在实施方式1中，凸部9是向与活性层5相反的一侧突出的四棱锥，距活性层5最远的点为四棱锥的凸部9的顶点。相邻的凸部9之间的间隔15比从活性层5发出的光在凸部9的介质中传播时的波长λ1宽。

在实施方式1的半导体发光元件中，在与第一电极13相对的第二导电型半导体6的第二主面6b的区域(第三区域61)配置有包含电介质的多个凸部9，并且相邻的凸部9之间的间隔15比从活性层5发出的光在凸部9的介质中的波长λ1宽。由此，能够降低从活性层5发出的光中的、向第二导电型半导体6侧行进并在多个凸部9与其他介质(在实施方式1中为金属层10)的界面反射而向第一电极13侧去的光中的、向第一电极13去的光的量。由此，在实施方式1的半导体发光元件中，能够降低由第一电极13吸收的光的量而提高光取出效率。

以下，参照图4的(a)～图4的(c)对由多个凸部9进行的光的反射方向的控制的原理进行说明。在图4的(a)中，对入射光20进行反射而产生反射光21的界面22由多个凸部9和与多个凸部9邻接的介质(在实施方式1中为金属层10)构成。在设构成凸部9的电介质的折射率为n、设入射光20在真空中的波长为λ0时，凸部9的介质中的入射光20的波长λ1为λ1＝λ0/n。

图4的(b)和图4的(c)是多个凸部9的示意性的放大截面图，表示在向与第二导电型半导体6的第二主面6b垂直的方向行进的入射光20入射到多个凸部9时，按照惠更斯原理，光在多个凸部9的斜面的各点进行散射的情形。

图4的(b)表示相邻的凸部9的间隔15比从活性层5发出的光在凸部9的介质中的波长λ1宽的情况下的光的散射的情形的一个例子。在此，从活性层5向第二导电型半导体6侧行进并在任一界面反射之后入射到凸部9的倾斜面上的各点的入射光20，从各个点作为球面波进行散射，形成同相位的散射光波面25。图4的(b)表示散射光波面25的包络面26。向与第二导电型半导体6的第二主面6b垂直的方向行进并入射到多个凸部9的入射光20的散射光21的行进方向，成为与包络面26垂直的方向，不会成为与第二导电型半导体6的第二主面6b垂直的方向。

图4的(c)表示相邻的凸部9的间隔15为从活性层5发出的光在凸部9的介质中的波长λ1以下的情况下的光的散射的情形的一个例子。在该情况下，从活性层5向第二导电型半导体6侧行进并在任一界面反射之后入射到凸部9的倾斜面上的各点的光20的散射光波面25的包络面虽然具有微小凹凸，但是实质上平坦。因此，在该情况下，向与第二导电型半导体6的第二主面6b垂直的方向行进并入射到多个凸部9的入射光20的散射光21的行进方向，成为与第二导电型半导体6的第二主面6b垂直的方向。

在相邻的凸部9的间隔15比从活性层5发出的光在凸部9的介质中的波长λ1宽的情况下，能够控制反射光21的行进方向，这一点已在例如WO2011/065571A1中公开。

根据以上的理由，在实施方式1的半导体发光元件中，能够利用多个凸部9与其他介质的界面，使向与第二导电型半导体6的第二主面6b垂直的方向行进并入射到多个凸部9而反射的光的行进方向成为不朝向第一电极13的方向。由此，能够降低由第一电极13吸收的光的量，因此，能够提高光取出效率。

可认为即使在图21所示的专利文献2的p型半导体层126的凹凸构造中，理论上也能够进行与实施方式1的半导体发光元件同样的光的行进方向的控制，但是为了在p型半导体层126形成凹凸构造，在专利文献2的元件构造上需要使p型半导体层126的厚度为一定以上的厚度。因此，在专利文献2的元件构造中，由p型半导体层126的光的吸收造成的损失增大。另一方面，在实施方式1的半导体发光元件中，不是使第二导电型半导体6具有光的行进方向的控制功能，而是使包含电介质的多个凸部9具有光的行进方向的控制功能，由此，能够使第二导电型半导体6变薄。因此，在实施方式1的半导体发光元件中，通过使第二导电型半导体6变薄，能够抑制由第二导电型半导体6中的光的吸收造成的损失，能够进一步提高光取出效率。

在实施方式1的半导体发光元件中，在不与第一电极13相对的第二导电型半导体6的第二主面6b的第四区域62配置有第二电极18，因此，能够使第一电极13和第二电极18为夹着活性层5不相互相对的关系。由此，能够使从第二电极18向第一电极13的电流路径变宽，因此，能够使活性层5的发光区域变宽。

在实施方式1的半导体发光元件中，覆盖多个凸部9和第二电极18的金属层10通过导电性接合层11与导电性衬底12电接合并且机械地接合。因此，在实施方式1的半导体发光元件中，能够容易地取得电导通，并且能够简化安装元件时的工序，因此，能够降低制造成本。

在实施方式1的半导体发光元件中，金属层10覆盖多个凸部9而形成多个凸部9与金属层10的界面，因此，能够使透过该界面的光的量减少。

在图20所示的专利文献1的元件构造中，存在有助于发光的PN结面113的面积因将PN结面113分断的V字槽117而减少的技术问题，但是在实施方式1的半导体发光元件中，不需要形成将活性层5分断的槽，因此，不会产生那样的技术问题。

以下，参照图5～图12的示意性的截面图，对实施方式1的半导体发光元件的制造方法的一个例子进行说明。

首先，如图5所示，利用MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition：金属有机化学气相沉积)法，在蓝宝石衬底1上依次层叠AlN缓冲层2、AlGaN基底层3、第一导电型半导体4、活性层5、p型氮化物半导体层7和p型氮化物半导体高掺杂层8。也可以使用AlN衬底来代替蓝宝石衬底1。

接着，如图6所示，将p型氮化物半导体高掺杂层8中的形成第二电极18的区域以外的区域除去。在此，p型氮化物半导体高掺杂层8的除去，例如能够在利用光刻法在p型氮化物半导体高掺杂层8上形成抗蚀剂图案后利用反应性离子蚀刻等干式蚀刻来进行。这样，通过除去p型氮化物半导体高掺杂层8的不需要的部分，能够降低从活性层5产生的光中的由p型氮化物半导体高掺杂层8吸收的光的量，因此，能够提高光取出效率。

接着，对p型氮化物半导体高掺杂层8的除去后的半导体晶片进行加热。在此，半导体晶片的加热例如能够通过利用加热处理炉等加热到例如800℃以上来进行。

接着，如图7所示，在p型氮化物半导体高掺杂层8上形成第二电极18。第二电极18的形成，例如能够通过利用光刻法在p型氮化物半导体高掺杂层8上形成任意的抗蚀剂图案，利用例如电子束蒸镀法依次层叠例如厚度20nm的镍(Ni)和例如厚度20nm的金(Au)之后进行剥离来进行。作为第二电极18，除了Ni与Au的层叠体以外，也可以为铂(Pt)与Au的层叠体、或钯(Pd)与Au的层叠体。作为第二电极18的形成方法，除了电子束蒸镀法以外，也可以利用例如一直以来公知的溅射法。通过使用这样的第二电极18，能够具备良好的欧姆特性，并且能够兼具与导电性衬底12的优异的密合性。通过在形成多个凸部9之前，形成第二电极18来覆盖p型氮化物半导体高掺杂层8，也能够降低其后的工序中的对p型氮化物半导体高掺杂层8的损伤。

接着，如图8所示，在p型氮化物半导体层7上形成多个凸部9。多个凸部9例如能够如以下那样形成。首先，利用一直以来公知的溅射法，在p型氮化物半导体层7上形成AlN膜等电介质膜后，利用光刻法在电介质膜上形成抗蚀剂图案，利用反应性离子蚀刻等干式蚀刻，以形成微小的周期性的凹凸图案的方式将电介质膜的一部分除去，由此能够形成多个凸部9。因为具有紫外区域的波长(1nm以上400nm以下)的光在Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)中的折射率为2.3～2.6左右，AlN的折射率为2.3左右，所以在多个凸部9使用AlN的情况下，能够减小多个凸部9与p型氮化物半导体层7的界面的折射率差，能够抑制全反射，因此，能够控制更多的光的反射方向。多个凸部9并不限定于AlN，除了AlN以外，例如也能够优选使用对具有紫外区域的波长(1nm以上400nm以下)的光具有与p型氮化物半导体层7的折射率接近的折射率的材料、且对该光为透过性的电介质材料。多个凸部9的形状，例如，通过适当调节反应性离子蚀刻等干式蚀刻的气氛气体等蚀刻条件，使厚度方向的干式蚀刻速度和面方向的干式蚀刻速度变化，形成期望的蚀刻角度(锥角)，由此能够形成为例如四棱锥等形状。

多个凸部9以相邻的凸部9的间隔15成为从活性层5发出的光在凸部9的介质中的波长λ1以下的方式形成。相邻的凸部9的间隔15能够通过利用分割或聚焦离子束(FIB)等对半导体发光元件进行截面加工后，利用电子显微镜测定相邻的凸部9的顶点的间隔来确定，在凸部9的介质中的波长λ1例如能够通过利用光检测器(光探测器)观测从半导体发光元件发出的光而确定在空气中的波长λ0后，利用由光谱椭偏仪等进行的分析而导出凸部9的折射率n来算出。即，能够使用上述的在空气中的波长λ0、空气的折射率n0、凸部9的折射率n，通过λ1＝(λ0×n0)/n来确定。

接着，如图9所示，以覆盖多个凸部9、p型氮化物半导体高掺杂层8和第二电极18的方式形成金属层10。金属层10例如能够通过利用溅射法依次层叠例如厚度300nm的Al(铝)和例如厚度300nm的Au来形成。通过由含有对紫外区域的波长的光的反射率高的Al等的金属层10和电介质的多个凸部9形成反射界面，能够降低透过反射界面的光的量。通过形成金属层10，与多个凸部9相比，能够利用导电性接合层11实现与导电性衬底12的强固接合，因此能够提高成品率。

接着，如图10所示，利用导电性接合层11将金属层10和导电性衬底12接合。在此，金属层10和导电性衬底12的由导电性接合层11进行的接合，例如能够如以下那样进行。首先，在CuW衬底或掺杂有p型半导体的Si衬底等导电性衬底12上形成厚度20nm的Ni与厚度150nm的Au的层叠体等密合用金属层(未图示)之后，配置导电性接合层11，以使金属层10和导电性接合层11相对的状态配置。

在此，作为导电性接合层11，例如能够使用：含有银(Ag)等的热固型的导电性粘接剂、Au、锡(Sn)、Pd、铟(In)、钛(Ti)、Ni、钨(W)、钼(Mo)、Au-Sn、Sn-Pd、In-Pd、Ti-Pt-Au或Ti-Pt-Sn等。在导电性接合层11使用这些材料的情况下，能够通过共晶反应，将金属层10和导电性接合层11接合。通过共晶反应形成的共晶形成层，在与金属层10接合时相互扩散而形成共晶。

接着，将蓝宝石衬底1和导电性衬底12进行加热压接。在此，在使用热固型的导电性粘接剂作为导电性接合层11的情况下，例如可举出进行数百N～数kN左右的加压、加热到150℃～400℃左右、在真空或氮气气氛或大气气氛下保持15分钟左右的条件等。通过蓝宝石衬底1和导电性衬底12的加热压接，导电性接合层11熔融之后固化，由此，金属层10和导电性衬底12通过导电性接合层11接合。

作为在无加压状态下进行接合的情况下的接合条件，例如可举出在真空或氮气气氛、大气气氛下加热到200℃左右、保持60分钟左右的条件等。可根据导电性接合层11的材料的特性，适当设定接合条件。这样，导电性衬底12与金属层10以及第二电极18通过导电性接合层11电接合，因此，能够进行电流的注入。

可以在作为下一工序的激光剥离(LLO)工序之前，进行蓝宝石衬底1的背面(与导电性接合层11侧相反的一侧的表面)的磨削和研磨，将蓝宝石衬底1加工为任意的厚度。

接着，如图11所示，将蓝宝石衬底1从AlN缓冲层2剥离。蓝宝石衬底1例如通过LLO法从AlN缓冲层2剥离，更具体而言，通过从蓝宝石衬底1的背面侧照射波长约193nm左右的准分子激光进行剥离。准分子激光的能量密度例如能够为约500mJ/cm²～约8000mJ/cm²。

接着，如图12所示，将AlN缓冲层2和AlGaN基底层3从第一导电型半导体4剥离。AlN缓冲层2和AlGaN基底层3的剥离例如能够通过将蓝宝石衬底1剥离后的半导体晶片浸渍在40℃以上的氢氟酸中来进行，更具体而言，能够通过将蓝宝石衬底1剥离后的半导体晶片在加热到60℃的氢氟酸中浸渍15分钟来进行。通过进行这样的氢氟酸处理，LLO法特有地发生的第一导电型半导体4的含Al物的残留物由氢氟酸除去，由此，能够抑制含Al物作为蚀刻掩模发挥功能，在第一导电型半导体4上产生柱状的突起物，从而使第一导电型半导体4的表面平坦。由此，能够提高第一电极13的形成工序和后述的元件分割工序中的成品率。

接着，通过利用干式蚀刻将第一导电型半导体4的表面的一部分除去，使第一导电型半导体4的第一主面4a露出。在此，作为用于使第一导电型半导体4的第一主面4a露出的干式蚀刻，例如可举出使用氯(Cl)气的反应性离子蚀刻等。

接着，在第一导电型半导体4的第一主面4a上利用光刻法形成抗蚀剂图案之后形成构成第一电极13的金属膜，然后进行剥离，由此，如图1所示，形成第一电极13。第一电极13例如能够通过利用例如电子束蒸镀法在抗蚀剂图案上依次层叠例如厚度25nm的Ti和例如厚度200nm的Al之后进行剥离来形成。也可以代替电子束蒸镀法而利用一直以来公知的溅射法来形成第一电极13。

然后，例如利用一直以来公知的金刚石划线、激光划线、刀片切割、刀片切断或辊切断等方法将半导体晶片分割成多个元件，由此，能够得到图1所示的半导体发光元件。

[实施方式2]

图13的(a)表示实施方式2的半导体发光元件的第一电极13与第二电极18的位置关系的优选的一个例子的示意性的平面图，图13的(b)表示实施方式2的半导体发光元件的多个凸部9与第二电极18的位置关系的优选的一个例子的示意性的平面图。如图13的(a)和图13的(b)所示，在实施方式2的半导体发光元件中，成为第二电极18由第一电极13包围，并且以与第一电极13相对的方式配置有多个凸部9的结构。通过形成为这样的结构，能够使被注入到活性层5的电流扩散到更广阔的区域，并且能够使第一电极13的形成面积减小，因此，能够提高光取出效率。

另外，第二电极18具备在第一方向延伸的多个第一线状电极18b和在与第一方向不同的第二方向延伸的第二线状电极18a，多个第一线状电极18b与第二线状电极18a交叉，由此，多根第一线状电极18b通过1根第二线状电极18a电连接。

[实施方式3]

图14表示实施方式3的半导体发光元件的示意性的截面图。如图14所示，实施方式3的半导体发光元件的特征在于，不具备p型氮化物半导体高掺杂层8，第二导电型半导体仅由p型氮化物半导体层7构成，p型氮化物半导体层7的厚度t₂比第一导电型半导体4的厚度t₁和从活性层5发出的光在凸部9的介质中的波长λ1小，并且凸部9的厚度t₃比p型氮化物半导体层7的厚度t₂厚。第一导电型半导体4的厚度t₁是第一导电型半导体4的第一主面4a与第二主面4b之间的最短距离。p型氮化物半导体层7的厚度t₂是作为第二导电型半导体的p型氮化物半导体层7的第一主面6a与第二主面6b之间的最短距离。凸部9的厚度t₃是凸部9的顶点与凸部9的底面之间的最短距离。

因为第一导电型半导体4的厚度t₁越厚越能够降低晶体缺陷，越能够使来自第一电极13的注入电流的扩散的扩展变大，所以优选具有一定以上的厚度t₁，特别优选为300nm以上。

另一方面，当p型氮化物半导体厚度变厚时，存在光吸收损失变大，难以进行光取出的技术问题。因此，在p型氮化物半导体层7使用例如p型GaN或Al组成低的p型Al_x2Ga_y2N(0＜x2≤1，0≤y2＜1)等氮化物半导体的情况下，优选将p型氮化物半导体层7的厚度t₂形成得薄，优选为200nm以下。这样，通过使p型氮化物半导体层7的厚度t₂比第一导电型半导体4的厚度t₁薄，能够高效地向活性层5注入电流，并且能够高效地将活性层5中产生的光取出到外部。

相邻的凸部9的间隔15，与实施方式1和实施方式2同样，为了控制光的反射方向，以比来自活性层5的光在凸部9的介质中的波长大的间隔进行配置。在此，在来自活性层5的光的发光波长为例如220nm以上350nm以下的情况下，从提高光取出效率的观点出发，优选使相邻的凸部9的间隔15为660nm以上。

在使凸部9的厚度t₃比p型氮化物半导体层7的厚度t₂厚的情况下，能够更容易地控制凸部9的倾斜面的倾斜，因此，更容易将多个凸部9与金属层10的界面的反射光控制为朝向未配置有第一电极13的区域，能够容易地提高光取出效率。

在实施方式3的半导体发光元件中，还具有如下特征：在第一导电型半导体4的第一主面4a中，未配置有第一电极13的区域即第二区域17的总面积比配置有第一电极13的区域即第一区域16的总面积大。由此，能够使能够从第一导电型半导体4的第一主面4a取出的光的量变多，因此，处于光取出效率进一步提高的趋势。从提高光取出效率的观点出发，优选第二区域17的总面积为第一区域16的总面积的3倍以上。

实施方式3的上述以外的说明与实施方式1和实施方式2同样，因此不重复进行说明。

[实施方式4]

图15表示实施方式4的半导体发光元件的示意性的截面图。实施方式4的半导体发光元件的特征在于，不形成金属层10，由多个凸部9和导电性接合层11形成反射界面。通过形成为这样的结构，也能够使透过多个凸部9和导电性接合层11的反射界面的光的量降低，并且能够省略金属层10的形成工序，因此，能够简化实施方式4的半导体发光元件的制造工序从而降低制造成本。

实施方式4的上述以外的说明与实施方式1～实施方式3同样，因此不重复进行说明。

[实施方式5]

图16的(a)表示实施方式5的半导体发光元件的多个凸部9与第二电极18的位置关系的示意性的平面图，图16的(b)表示沿着图16的(a)的XVIb-XVIb的示意性的截面图。实施方式5的半导体发光元件的特征在于，凸部9的形状为三棱柱的条纹沿着元件的周缘呈线状延伸的形状。

实施方式5的上述以外的说明与实施方式1～实施方式4同样，因此不重复进行说明。

[实施方式6]

图17的(a)表示实施方式6的半导体发光元件的第一电极13与第二电极18的位置关系的示意性的平面图，图17的(b)表示实施方式6的半导体发光元件的多个凸部9与第二电极18的位置关系的示意性的平面图。实施方式6的半导体发光元件的第二电极18为多个，第二电极18的特征在于，分别相互隔开间隔地配置。第一电极13形成为格子状，多个第二电极18分别为矩形状，矩形状的第二电极18以与由第一电极13呈矩形状包围的各个区域相对的方式配置。通过形成为这样的结构，也容易向活性层5的更广阔的区域注入电流，也能够减少第一电极13的形成面积，因此，能够提高光取出效率。

实施方式6的上述以外的说明与实施方式1～实施方式5同样，因此不重复进行说明。

[实施方式7]

图18的(a)表示实施方式7的半导体发光元件的第一电极13与第二电极18的位置关系的示意性的平面图，图18的(b)表示实施方式7的半导体发光元件的多个凸部9与第二电极18的位置关系的示意性的平面图。实施方式7的半导体发光元件的特征在于，第一电极13和第二电极18分别形成为梳型状，并且以彼此的梳齿分别咬合的方式配置。通过形成为这样的结构，也容易遍及整个活性层5注入电流，也能够减少第一电极13的形成面积，因此，能够提高光取出效率。

实施方式7的上述以外的说明与实施方式1～实施方式6同样，因此不重复进行说明。

[实施方式8]

图19表示实施方式8的半导体发光元件的示意性的截面图。实施方式8的半导体发光元件的特征在于，多个凸部9各自的截面为三角形，在最接近半导体发光元件的周缘的位置配置的凸部9的三角形的截面中，半导体发光元件的周缘侧的边9a比半导体发光元件的内侧的边9b长。通过形成为这样的结构，能够利用在最接近半导体发光元件的周缘的位置配置的凸部9使向半导体发光元件的外部行进的光返回到半导体发光元件的内侧，因此，能够提高光取出效率。从进一步提高光取出效率的观点出发，优选成为在最接近半导体发光元件的周缘的位置配置的凸部9的三角形的截面的半导体发光元件的周缘侧的边9a比内侧的边9b长的直角三角形。

实施方式8的上述以外的说明与实施方式1～实施方式7同样，因此不重复进行说明。

[附记]

(1)在此公开的实施方式是一种半导体发光元件，其为包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件，其特征在于，具备：第一导电型半导体；第二导电型半导体；第一导电型半导体与第二导电型半导体之间的活性层；第一导电型半导体的第一主面上的第一电极；第二导电型半导体的第二主面上的第二电极；和第二导电型半导体的第二主面上的多个凸部，第一导电型半导体的第一主面隔着第一导电型半导体、活性层和第二导电型半导体，与第二导电型半导体的上述第二主面相对，多个凸部配置在第二导电型半导体的第二主面的与第一电极相对的区域的至少一部分，第二电极配置在第二导电型半导体的第二主面的配置有多个凸部的区域以外的区域的至少一部分，多个凸部从第二导电型半导体的第二主面向与活性层相反的一侧突出，凸部包含电介质，相邻的凸部之间的间隔比从活性层发出的光在凸部的介质中的波长宽。通过形成为这样的结构，能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(2)在此公开的实施方式的半导体发光元件可以还具备覆盖多个凸部的金属层。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(3)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，金属层可以配置在第二电极上。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(4)在此公开的实施方式的半导体发光元件可以还具备：导电性衬底；和将导电性衬底和金属层接合的导电性接合层。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(5)在此公开的实施方式的半导体发光元件可以还具备：导电性衬底；和将导电性衬底和多个凸部接合的导电性接合层。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(6)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，可以：导电性接合层配置在第二电极上，与第二电极电连接。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(7)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，可以：第二导电型半导体在第二导电型半导体的第二区域的至少一部分具备向与活性层相反的一侧突出的突出部。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(8)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，第二电极可以位于第二导电型半导体的突出部上。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(9)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，第二导电型半导体的突出部可以含有镁。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(10)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，多个凸部可以位于第二导电型半导体的突出部以外的区域。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(11)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，可以：第二电极具备在第一方向延伸的多个第一线状电极和在与第一方向不同的第二方向延伸的第二线状电极，多个第一线状电极与第二线状电极交叉。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(12)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，可以：第二电极为多个，第二电极分别相互隔开间隔地配置。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(13)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，可以：第一电极和第二电极分别为梳型状，并且以彼此的梳齿分别咬合的方式配置。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(14)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，可以：第二导电型半导体的厚度比第一导电型半导体的厚度和从活性层发出的光在凸部的介质中的波长小，凸部的厚度比第二导电型半导体的厚度厚。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(15)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，可以：第一导电型半导体的厚度为第一导电型半导体的第一主面与第一导电型半导体的第二主面之间的最短距离，第一导电型半导体的第二主面是与第一导电型半导体的第一主面相对的主面、并且位于第一导电型半导体的活性层侧。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(16)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，可以：在第一导电型半导体的第一主面中，未配置有第一电极的区域的总面积比配置有第一电极的区域的总面积大。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(17)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，凸部的形状可以为四棱锥。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(18)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，凸部的形状可以为三棱柱的条纹沿着半导体发光元件的周缘呈线状延伸的形状。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(19)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，可以：凸部的截面为三角形，在最接近半导体发光元件的周缘的位置配置的凸部的截面的三角形中，半导体发光元件的周缘侧的边比半导体发光元件的内侧的边长。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(20)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，可以：在最接近半导体发光元件的周缘的位置配置的凸部的截面的三角形为半导体发光元件的周缘侧的边比半导体发光元件的内侧的边长的直角三角形。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(21)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，活性层可以包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(22)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，半导体发光元件的发光波长可以为220nm以上350nm以下。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

(23)在此公开的实施方式的半导体发光元件中，相邻的凸部之间的间隔可以为660nm以上。通过形成为这样的结构，也能够提供一种提高了光取出效率的包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件。

以上对实施方式进行了说明，但是也可以将上述的各实施方式的结构适当组合。

应当认为本次公开的实施方式在所有方面都只是例示，而不是限制。本发明的范围不是由上述的说明表示，而是由权利要求书表示，与权利要求书等同的意思和范围内的所有变更都包含在本发明的范围内。

产业上的可利用性

在此公开的实施方式涉及包含Al_xGa_yN(0＜x≤1，0≤y＜1)的半导体发光元件及其制造方法，特别涉及具有利用激光剥离(LLO：Laser Lift Off)法将半导体晶片的半导体生长用衬底除去的工序的半导体发光元件的制造方法、和利用该方法制造的半导体发光元件。