c。作为剥离液，在例如第一掩模层30使用3102的情况下，可使用稀氟酸。
[0133]然后，如图4(f)所示，通过湿式蚀刻除去凸部2c的角，形成弯曲部2e。在此，蚀刻液是任意的，但例如使用加热至160 °C左右的磷酸水溶液、所谓的“热磷酸”。此外，作为蚀刻方式也可以使用干式蚀刻这种其它方式，只要在凸部2c的角形成弯曲部2e即可。
[0134]在如上制作的蓝宝石基板2的衍射面2a上利用横方向成长使III族氮化物半导体外延成长，在形成各电极后，通过切割分割成多个发光元件1，由此制造发光元件I。
[0135]在如上构成的发光元件I中，具备以比从活性层14发出的光的光学波长长且比该光的相干长度小的周期形成凸部2c的衍射面2a和将由衍射面2a衍射的光反射并再次向衍射面2a入射的反射面28，由此，对于在蓝宝石基板2和III族氮化物半导体层的界面以超过全反射临界角的角度入射的光也能够利用衍射作用将光取出到元件外部。具体而言，使通过衍射作用透过的光向衍射面2a再入射，由衍射面2a再次利用衍射作用使其透过，由此，可以以多个模式将光取出到元件外部。本实施方式中，由于透过衍射作用取出光，所以实现与通过散射作用取出光的情况不同的作用效果，能够飞跃式地提高发光元件I的光取出效率。
[0136]在此，由于凸部2c以短的周期形成，所以每单位面积的凸部2c的数量增多。在凸部2c超过相干长度的2倍的情况下，即使在该凸部2c存在成为位错的起点的角部，由于位错密度小，所以对发光效率也几乎没有影响。但是，当凸部2c的周期比相干长度小时，半导体层叠部19的缓冲层10中的位错密度增大，发光效率的降低变得显著。该趋势在周期为
Iym以下时更为显著。这是将凸部2c的周期减小至相干以下时的新的课题，在现有公知的文献中，公开有仅着眼于发出的光的取出效率缩短周期这一点，但是对于发光效率的降低完全没有考虑。另外，发光效率的降低不因缓冲层10的制造方法而产生，即使通过MOCVD法形成，且通过溅射法形成也会发生。本实施方式中，由于在各凸部2c的上侧没有成为位错的起点的角部，所以在形成缓冲层10时不会以该角部为起点产生位错。其结果是，即使在多量子阱活性层14中，也能够成为位错的密度较小的结晶，通过在衍射面2a上形成凸部2c，并不损害发光效率，可以说是解决上述新课题的发明。
[0137]另外，根据本实施方式的发光元件I，虽然在蓝宝石基板2的衍射面2a上形成有凸部2c，但由于III族氮化物半导体层的横方向成长下的平坦化时产生位错的终端，所以由此得到在III族氮化物半导体层中位错的密度较小的结晶。其结果是，即使在多量子阱活性层14中，也成为位错的密度较小的结晶，通过在衍射面2a上形成凸部2c，不会损害发光效率。
[0138]此外，在上述实施方式中，表示了发光元件I为面朝上型，但例如图5所示，也可以将发光元件I设为倒装片型。图5的发光元件I在蓝宝石基板2上按顺序形成有缓冲层10、η型GaN层12、多量子阱活性层14、电子块层16、ρ型GaN层18，在ρ型GaN层18上形成有由例如Ag系、Rh系等反射性材料构成的ρ侧电极20，并且在η型GaN层12上形成有η侧电极24。该情况下，ρ侧电极20的ρ型GaN层18侧的面成为反射面22。
[0139]另外，例如图6所示，也可以在ρ侧电极20的表面形成第二衍射面20a。期望该第二衍射面20a的凹凸周期比从多量子阱活性层14发出的光的相干长度小。由此，能够得到蓝宝石基板2的衍射面2a和ρ侧电极20的衍射面20a这两者的衍射作用。
[0140]图7?图16表示本发明的第二实施方式，图7是发光元件的示意剖面图。
[0141]如图7所示，发光元件100在具有衍射面102a的蓝宝石基板102上形成有由III族氮化物半导体层构成的半导体层叠部119。该发光元件100为倒装片型，主要从蓝宝石基板102的背面(图1中为上面)取出光。III族氮化物半导体层从蓝宝石基板102侧依次具有缓冲层110、η型GaN层112、多量子阱活性层114、电子块层116、ρ型GaN层118。在P型GaN层118上形成ρ侧电极120，并且在η型GaN层112上形成有η侧电极124。
[0142]蓝宝石基板102具有使氮化物半导体成长的c面({0001})即衍射面102a。在衍射面102a上形成有平坦部102b和周期性形成于平坦部102b上的多个锥状的凹部102c。各凹部102c的形状可以为圆锥、多角锤等形状。本实施方式中，通过周期性配置的各凹部102c能够得到光的衍射作用。
[0143]缓冲层110形成于蓝宝石基板102的衍射面102a上，由GaN构成。本实施方式中，缓冲层I1以比后述的η型GaN层112等低温而成长。另外，缓冲层110在衍射面102a侧具有沿各凹部102c周期性形成的多个锤状的凸部。作为第一导电型层的η型GaN层112形成于缓冲层110上，由η — GaN构成。作为发光层的多量子阱活性层114形成于η型GaN层112上，由GalnN/GaN构成，通过电子及空穴的注入而发出蓝色光。在此，蓝色光是指例如峰值波长为430nm以上且480nm以下的光。本实施方式中，多量子阱活性层114的发光的峰值波长为450nm。
[0144]电子块层116形成于多量子阱活性层114上，由ρ — AIGaN构成。作为第二导电型层的ρ型GaN层118形成于电子块层116上，由ρ — GaN构成。从缓冲层110至ρ型GaN层118通过III族氮化物半导体的外延成长形成，在蓝宝石基板102的衍射面102a上周期性形成有凹部102c，但是III族氮化物半导体的成长预期实现横方向成长带来的平坦化。此外，至少包含第一导电型层、活性层及第二导电型层，并对第一导电型层及第二导电型层施加电压时，通过电子及空穴的再结合，如果在活性层发出光，则半导体层的层构成是任意的。
[0145]ρ侧电极120形成于ρ型GaN层118上，ρ侧GaN层118侧的面成为反射面122。ρ侧电极120相对于从多量子阱活性层114发出的光具有高的反射率。ρ侧电极120相对于从活性层114发出的光优选具有为80%以上的反射率。本实施方式中，ρ侧电极120由例如Ag系、Rh系的材料构成，且通过真空蒸渡法、派射法、CVD (Chemical Vapor Deposit1n)法等形成。
[0146]从ρ型GaN层118蚀刻η型GaN层112，在露出的η型GaN层112上形成η侧电极124。η侧电极124例如由Ti/Al/Ti/Au构成，通过真空蒸渡法、溅射法、CVD(ChemicalVapor Deposit1n)法等形成。
[0147]其次，参照图8对蓝宝石基板102进行详述。图8表示蓝宝石基板，(a)是示意性立体图，(b)是表示B — B剖面的示意纵剖面图。
[0148]如图8(a)所示，衍射面102a以俯视各凹部102c的中心为等边三角形的顶点的位置的方式以规定的周期在假想的三角格子的交点整齐排列地形成。各凹部102c的周期比从多量子阱活性层114发出的光的光学波长长且比该光的相干长度小。此外，在此所说的周期是指相邻的凹部102c的深度的峰值位置的距离。另外，光学波长是指实际的波长除以折射率得到的值。而且，相干长度是指相当于根据规定的光谱宽度的光子组各自的波长的不同而彼此消除波的周期性振动，直至可干涉性消失的距离。相干长度Ic在设光的波长为λ、该光的半幅值为Δ λ时，大致处于Ic = (λ2/Λ λ)的关系。在此，各凹部102c的周期优选比从多量子阱活性层114发出的光的光学波长的2倍大。另外，各凹部102c的周期优选为从多量子阱活性层114发出的光的相干长度的一半以下。
[0149]本实施方式中，各凹部102c的周期为500nm。从活性层114发出的光的波长为450nm，III族氮化物半导体层的折射率为2.4，因此，其光学波长为187.5nm。另外，从活性层114发出的光的半幅值为63nm，因此，该光的相干长度为3214nm。即，衍射面102a的周期比活性层114的光学波长的2倍大，且为相干长度的一半以下。
[0150]本实施方式中，如图8(b)所示，衍射面102a的各凹部102c形成为圆锥状。具体而言，各凹部102c的基端部的直径为200nm，深度为250nm。蓝宝石基板102的衍射面102a的除各凹部102c之外的部分成为平坦部102b，有助于半导体层的横方向成长。
[0151]图9是表示不同折射率的界面的光的衍射作用的说明图，(a)表示由界面反射的状态，(b)表示透过界面的状态。
[0152]在此，在根据布拉格的衍射条件由界面反射光的情况下，相对于入射角Θ in，反射角Θ 应满足的条件为:
[0153]d.nl.(sin Θ in— sin Θ ref) = m.λ (I)。
[0154]在此，nl为入射侧的介质的折射率，λ为入射的光的波长，m为整数。本实施方式中，nl为III族氮化物半导体的折射率。如图9(a)所示，以满足上述(I)式的反射角Θ ref反射向界面入射的光。
[0155]另一方面，根据布拉格的衍射条件由界面透过光的情况下，相对于入射角Θ in，透射角Θ _应满足的条件为:
[0156]d.(ηI.sin Θ in— n2.sin Θ out) = m，.λ (2)。
[0157]在此，n2为射出侧的介质的折射率，m’为整数。本实施方式中，n2为蓝宝石的折射率。如图9(b)所示，以满足上述(2)式的透射角0_透过向界面入射的光。
[0158]由于存在满足上述⑴式及(2)式的衍射条件的反射角Θ %及透射角Θ _，所以衍射面102a的周期必须要比元件内部的光学波长即(λ/η?)及(λ/n2)大。通常已知的蛾眼构造被设定为周期小于(λ/η?)及(λ/η2)，不存在衍射光。而且