專利名稱：氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，該氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件具備具有主面、作為光取出面的背面、以及多個(gè)側(cè)面的基板；以及形成在所述基板的主面上的氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造。另外，本發(fā)明涉及具備氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的光源以及氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法。
背景技術(shù)：
含有作為V族元素的氮(N)的氮化物半導(dǎo)體，根據(jù)其能帶隙(band gap)的大小，有希望成為短波長(zhǎng)發(fā)光元件的材料。其中，氮化鎵系化合物半導(dǎo)體的研究正積極進(jìn)行，利用了氮化鎵系化合物半導(dǎo)體的藍(lán)色發(fā)光二極管(LED)、藍(lán)色半導(dǎo)體激光器也正在進(jìn)行實(shí)用化。 以下，在氮化物半導(dǎo)體中包含采用鋁(Al)以及銦(In)中的至少一方來(lái)置換Ga的一部分或全部后得到的化合物半導(dǎo)體。由此，GaN系半導(dǎo)體由組成式AlxGayInzN(O ( x、y、z^l, x+y+z = I)來(lái)表示。通過(guò)采用Al或In來(lái)置換Ga,可以使能帶隙比GaN還大,也可以使能帶隙比GaN還小。由此，不僅僅是藍(lán)色或綠色等短波長(zhǎng)的光，也可發(fā)出橙色或紅色的光?；谠撎卣鳎部善诖龑aN系半導(dǎo)體發(fā)光元件應(yīng)用于圖像顯示裝置或照明裝置中。氮化物半導(dǎo)體具有纖維鋅礦(wurtzite)型結(jié)晶構(gòu)造。圖IA至圖IC按照4指數(shù) 標(biāo)記法(六方晶指數(shù))來(lái)表示纖維鋅礦型結(jié)晶構(gòu)造的面。在4指數(shù)標(biāo)記法中，使用由al、a2、a3以及c表示的基本向量來(lái)表示結(jié)晶面和方位?；鞠蛄縞沿
方向進(jìn)行延伸，將該方向稱為“c軸”。將與c軸垂直的面(plane)稱為“c面”或“(0001)面”。圖IA中，除c面外還圖示出了 a面、m面。另外，圖IB圖示出了 r面，圖IC中圖示出了(11-22)面。圖2 (a)采用球模型來(lái)表示氮化物半導(dǎo)體的結(jié)晶構(gòu)造，圖2 (b)表示從a軸方向觀察時(shí)m面表面附近的原子排列的圖。m面與圖2(b)的紙面垂直。圖2(c)是從m軸方向觀察時(shí)+c面表面的原子排列的圖。c面與圖2(c)的紙面垂直。從圖2(b)中可知N原子以及Ga原子處于與m面平行的平面上。相對(duì)于此，從圖2(c)可知在c面中形成有僅配置有Ga原子的層和僅配置N原子的層?，F(xiàn)有技術(shù)中，在利用氮化物半導(dǎo)體來(lái)制作半導(dǎo)體元件的情況下，作為使氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶生長(zhǎng)的基板，使用c面基板，即，使用具有(0001)面為主面的基板。在該情況下，由于Ga原子以及N原子的配置的緣故，在氮化物半導(dǎo)體中在c軸方向上形成自發(fā)的極化(Electrical Polarization)。由此,“c面”也稱為“極性面”。作為其極化的結(jié)果,在氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的活性層中的InGaN的量子阱中，沿c軸方向而產(chǎn)生壓電電場(chǎng)。通過(guò)該電場(chǎng)，活性層內(nèi)中的電子以及空穴的分布發(fā)生位置偏離，進(jìn)而由于載流子的量子約束斯塔克效應(yīng)，活性層的內(nèi)部量子效率將降低。在此，正研討使用在表面具有被稱為“非極性面”的m面、a面，或者被稱為“半極性面”的-r面、(11-22)面的基板，來(lái)制造發(fā)光元件。如圖I所示，纖鋅礦型結(jié)晶構(gòu)造中的m面與c軸平行，且有與c面正交的6個(gè)等效的面。例如，在圖I中，與[1-100]方向垂直的(1-100)面是m面。在與(1-100)面等效的其他的m面中，有(-1010)面、(10-10)面、，(-1100)面、(01-10)面、(0-110)面。在此，在表示米勒指數(shù)(Miller indices)的括號(hào)內(nèi)的數(shù)字左邊附加的含義是“橫杠(Bar) ”，以便于表示該指數(shù)的反轉(zhuǎn)。在m面中，如圖2(b)所示，由于Ga原子以及氮原子存在于同一原子面上，所以，不會(huì)在與m面垂直的方向上產(chǎn)生極化。由此，如果使用形成在m面上的半導(dǎo)體層疊構(gòu)造來(lái)制作發(fā)光元件，則不會(huì)在活性層中產(chǎn)生壓電電場(chǎng)，能夠解決由于載流子的量子約束斯塔克效應(yīng)效果所引起的內(nèi)部量子效率降低這樣的課題。對(duì)于這些，m面以外的非極性面的a面也同樣，另外，即使是被稱為半極性面的_r面、(11-22)面，也能夠獲得類似的效果。并且，關(guān)于具有形成在m面、a面、_r面、(11-22)面等的活性層的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其具有因價(jià)電子帶的構(gòu)造而引起的偏振特性。例如，專利文獻(xiàn)I中，作為改善以非極性面或半極性面為主面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的偏振特性的方法，示出了 通過(guò)將氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件小片化為菱型形狀或者三角形形狀，來(lái)抑制使從氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的側(cè)面射出的光的偏振度降低這樣 的構(gòu)造。例如，專利文獻(xiàn)2中記載有作為改善氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的可靠性的方法，在M面或者R面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件中，將氮化物半導(dǎo)體芯片進(jìn)行單片化時(shí)，從劈開(kāi)面傾斜30至60度而進(jìn)行單片化的方法。例如，專利文獻(xiàn)3中記載有作為提高以a面為主面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的光取出的方法，在將氮化物半導(dǎo)體芯片進(jìn)行單片化時(shí)，從劈開(kāi)面傾斜5至85度而進(jìn)行單片化的方法。如此，在氮化物半導(dǎo)體芯片的側(cè)面產(chǎn)生凹凸，由此提高從側(cè)面的光取出。專利文獻(xiàn)I JP特開(kāi)2009-71174號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 JP特開(kāi)2007-234908號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 JP特開(kāi)2008-277323號(hào)公報(bào)但是，上述的現(xiàn)有技術(shù)中，存在有要求更進(jìn)一步提高發(fā)光的品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供能夠使發(fā)光的品質(zhì)得到提高的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備。某實(shí)施方式的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件具備基板，該基板具有主面、作為光取出面的背面、和多個(gè)側(cè)面；以及氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造，該氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造形成在所述基板的主面上，其中，所述氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造具有用于射出偏振光的活性層，在將所述基板的多個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面相對(duì)于所述基板的主面而形成的角度設(shè)為角度Θ，且所述基板的多個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面與所述基板的主面之間的交線相對(duì)于所述偏振光在所述主面內(nèi)的偏振方向而形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為角度Θ 2的情況下，所述角度Θ大于90度，且所述角度0 2(mod 180度)是不包含O度與90度在內(nèi)的角度。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，由于Θ大于90度，且Θ 2是不包含O度與90度在內(nèi)的角度，因此氮化物半導(dǎo)體活性層射出的偏振光的一部分由基板的側(cè)面而進(jìn)行橢圓偏振化并反射，從背面取出。由此，能夠減小偏振度，提高發(fā)光的品質(zhì)。


圖IA是表示纖鋅礦型結(jié)晶構(gòu)造的c面、a面、m面的圖。圖IB是表示纖鋅礦型結(jié)晶構(gòu)造的r面的圖。圖IC是表示纖鋅礦型結(jié)晶構(gòu)造的(11-22)面的圖。圖2(a)是以球模型示出了氮化物半導(dǎo)體的結(jié)晶構(gòu)造的圖，圖2(b)是從a軸方向觀察時(shí)m面表面附近的原子排列的圖，圖2(c)是從m軸方向觀察時(shí)+c面表面的原子排列的圖。圖3(a)至(C)是表示主面為m面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的圖。圖4是表示主面為m面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光波長(zhǎng)與偏振度的測(cè)定結(jié)果的圖。
圖5是用于說(shuō)明偏振度的測(cè)定方法的圖。圖6(a)至(C)是表示實(shí)施方式I中的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的圖。圖7(a)至(C)是用于說(shuō)明實(shí)施方式I中的偏振度減小的原理的圖。 圖8 (a)是表示偏振種類的圖，圖8 (b)、(C)是表示在考慮了實(shí)施方式I中的I個(gè)側(cè)面332的情況下的偏振橢圓率、偏振度的計(jì)算結(jié)果的圖。圖9(a)、(b)是表示在考慮了實(shí)施方式I中的I個(gè)側(cè)面332的情況下的臨界角、相對(duì)相位差的計(jì)算結(jié)果的圖。圖10(a)是表示入射至側(cè)面332的光中的在側(cè)面332被反射后而從光取出面331射出的光的比例(計(jì)算結(jié)果)的曲線圖，圖10(b)是針對(duì)圖10(a)所示的曲線圖中的、入射至側(cè)面332的光中的在側(cè)面332被反射后而從光取出面331射出的光的比例成為70%的值進(jìn)行繪制的曲線圖。圖11是表示在考慮了實(shí)施方式I中的4個(gè)側(cè)面332的情況下的偏振度的計(jì)算結(jié)果的圖。圖12(a)是表示針對(duì)維持偏振而從光取出面331向外部所取出的光的比例如何依存于D/L1和n2進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果的曲線圖，圖12(b)是表示對(duì)各占有面積率R的值中的n2與D/Ll的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算的結(jié)果的曲線圖。圖13是表示主面為c面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件和主面為m面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的電流密度與外部量子效率EQE的測(cè)定結(jié)果的圖。圖14A是表示在考慮了實(shí)施方式I中的所有的光取出面且折射率n2為I. 9的情況下的偏振度的計(jì)算結(jié)果的圖。圖14B是表示在考慮了實(shí)施方式I中的所有的光取出面且折射率n2為I. 8的情況下的偏振度的計(jì)算結(jié)果的圖。圖14C是表示在考慮了實(shí)施方式I中的所有的光取出面且折射率n2為I. 7的情況下的偏振度的計(jì)算結(jié)果的圖。圖14D是表示在考慮了實(shí)施方式I中的所有的光取出面且折射率n2為I. 6的情況下的偏振度的計(jì)算結(jié)果的圖。圖14E是表示在考慮了實(shí)施方式I中的所有的光取出面且折射率n2為I. 5的情況下的偏振度的計(jì)算結(jié)果的圖。
圖14F是表示在考慮了實(shí)施方式I中的所有的光取出面且折射率n2為I. 4的情況下的偏振度的計(jì)算結(jié)果的圖。圖14G是表示在考慮了實(shí)施方式I中的所有的光取出面且折射率n2為I. 3的情況下的偏振度的計(jì)算結(jié)果的圖。圖14H是表示在考慮了實(shí)施方式I中的所有的光取出面且折射率n2為I. 2的偏振度的計(jì)算結(jié)果的圖。圖15是表示在考慮了實(shí)施方式I中的所有的光取出面的情況下的Θ 2與n2的合適的范圍的圖。圖16(a)、(b)是用于說(shuō)明利用了激光切割的實(shí)施方式I的制造方法的圖。圖17(a)、(b)是用于說(shuō)明利用了刀片切割的實(shí)施方式I的制造方法的圖。
圖18(a)、(b)是表示利用刀片切割而小片化后的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的俯視照片與截面輪廓(profile)的圖。圖19(a)至(C)是表示實(shí)施方式I的第I變形例的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的圖。圖20(a)至(C)是表示實(shí)施方式I的第2變形例的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的圖。圖21(a)至(C)是表示實(shí)施方式I的第3變形例的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的圖。圖22(a)至(C)是表示實(shí)施方式2中的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的圖。圖23(a)至(C)是表示實(shí)施方式3中的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的圖。圖24(a)至(C)是表示實(shí)施方式3的第I變形例的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的圖。圖25(a)至(f)是表示實(shí)施方式4中的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的圖。圖26 (a)至(C)是表示在光取出面331形成了條帶狀凹凸的主面為m面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的圖。圖27是表示主面為m面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的在光取出面331形成了條帶狀凹凸的情況下的偏振度的測(cè)定結(jié)果的圖。圖28(a)至(C)是表示在光取出面331形成了接近于半球形形狀的凹凸的、主面為m面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的圖。圖29是表示在光取出面331存在有凹凸的情況下的偏振度的減小效果的測(cè)定結(jié)果的圖。圖30是表示在考慮了實(shí)施方式4中的所有的光取出面的情況下的Θ 2與n2的合適的范圍的圖。圖31是表示具有實(shí)施方式的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的白色光源的一個(gè)示例的示意圖。圖32是用于說(shuō)明Θ 2的圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明I LED2偏振板3 立體顯微鏡4 硅光學(xué)探測(cè)器5 CCD 照相機(jī)6電源
300氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件301安裝基板302布線303凸塊304基板305η型氮化物半導(dǎo)體層306氮化物半導(dǎo)體活性層
307P型氮化物半導(dǎo)體層308P 型電極309η 型電極314密封部316凹部324偏振光的主面內(nèi)的偏振方向331背面(光取出面)332(332a、332b、332c，332d)側(cè)面333主面(基板304中形成氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的面)334凹凸341入射光342反射光343透過(guò)光351光取出面331的外形352主面333的外形360氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的側(cè)面371切割帶372激光光源373激光光374激光光373的掃描方向375切割刀片376刀片前端的傾斜面377切割刀片375的掃描方向
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的某實(shí)施方式的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，具備基板，該基板具有主面、作為光取出面的背面、以及多個(gè)側(cè)面；以及氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造，其形成在所述基板的主面上，其中，所述氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造具有用于射出偏振光的活性層，在將所述基板的多個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面相對(duì)于所述基板的主面而形成的角度設(shè)為角度Θ，且將所述基板的多個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面與所述基板的主面之間的交線相對(duì)于所述偏振光的所述主面內(nèi)的偏振方向而形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為角度Θ 2的情況下，所述角度Θ大于90度，所述角度0 2(mod 180度)是不包含O度與90度在內(nèi)的角度。
根據(jù)該構(gòu)成，能夠減小偏振度且提高發(fā)光的品質(zhì)。所述基板也可以是偏離5°以下的偏切(off cut)基板。也可以是(Θ -90度)的值滿足下述式9的角度Θ I以上的值。Θ I = 51. 0-21. 5Xn2(式 9)也可以是在所述基板的光的折射率為nl，且與所述基板中的多個(gè)側(cè)面相接的介質(zhì)的折射率為n2的情況下，若將由所述折射率nl、n2所決定的臨界角設(shè)為0C，則(Θ-90度)的值比所述臨界角Qc大。也可以是所述基板的主面以及背面的平面形狀為四邊形，所述多個(gè)側(cè)面為4個(gè)側(cè)面。所述基板的主面以及背面的平面形狀可以是平行四邊形、正方形、長(zhǎng)方形以及菱
形中任意一者。所述角度0 2(mod 90度)可以是25度以上且65度以下，也可以是35度以上且55度以下，也可以是40度以上且50度以下。也可以在所述基板的背面上形成多個(gè)凸部。所述凸部也可以具有圓錐形狀或者半球形狀，且二維配置在所述基板的背面。所述凸部具有條帶形狀，在將所述條帶形狀的延伸方向與所述偏振光的偏振方向之間形成的角的絕對(duì)值設(shè)為Y的情況下，Y (mod 180度)可以是5度以上且175度以下，也可以是30度以上且150度以下。在將所述偏振光的偏振方向與所述基板的主面的法線之間形成的角的絕對(duì)值設(shè)為σ I時(shí)，σ I (mod 180度)可以是85度以上且95度以下，在將所述偏振光的偏振方向與所述基板的背面的法線之間形成的角的絕對(duì)值設(shè)為σ2時(shí)，σ 2 (mod 180度)可以是85度以上且95度以下。本發(fā)明的某實(shí)施方式的光源具備某實(shí)施方式的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件與至少包含對(duì)從所述基板的背面輻射的光的波長(zhǎng)進(jìn)行變換的熒光物質(zhì)的波長(zhǎng)變換部。本發(fā)明的某實(shí)施方式的氮化物系半導(dǎo)體元件的制造方法包括準(zhǔn)備具有主面以及作為光取出面的背面的基板的工序(a);在所述基板的主面上形成氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的工序(b);以及切斷所述基板以及所述氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造，分離成多個(gè)氮化物系半導(dǎo)體元件的工序(C)，其中，所述氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造包含用于射出偏振光的活性層，在所述工序(C)中，按照在將所述基板的多個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面相對(duì)于所述基板的主面而形成的角度設(shè)為角度Θ、且將所述基板的多個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面與所述基板的主面之間的交線相對(duì)于所述偏振光的所述主面內(nèi)的偏振方向而形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為角度Θ 2的情況下，所述角度Θ大于90度，且角度Θ 2是不包含O度與90度在內(nèi)的角度的方式，來(lái)切割所述基板以及所述氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造。在所述工序(a)中，作為所述基板，可準(zhǔn)備偏離5°以下的偏切基板。(Θ-90度)的值可以是滿足下述式9的角度Θ I以上的值，Θ I = 51. 0-21. 5Xn2(式 9)在將所述偏振光的偏振方向與所述基板的主面的法線之間形成的角的絕對(duì)值設(shè)為σ I時(shí)，σ I (mod 180度)可以是85度以上且95度以下，在將所述偏振光的偏振方向與所述基板的背面的法線之間形成的角的絕對(duì)值設(shè)為σ2時(shí)，σ 2 (mod 180度)可以是85度以上且95度以下。接下來(lái)，對(duì)本實(shí)施方式的一個(gè)注目點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。關(guān)于具有形成在m面、a面、-r面、(11-22)面等的活性層的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其具有由來(lái)于價(jià)電子帶構(gòu)造的偏振特性。在圖3(a)至(c)中示出了在表面具有m面GaN層的基板304上所制作的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的一個(gè)示例。圖3(a)是俯視圖，圖3(b)是圖3(a)的X_X’線截面圖，圖3 (C)是圖3(a)的Y-Y’線截面圖。氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300由基板304上的η型氮化物半導(dǎo)體層305、氮化物半導(dǎo)體活性層306、P型氮化物半導(dǎo)體層307、按照與ρ型氮化物半導(dǎo)體層307相接的方式形成的P型電極308、以及按照與η型氮化物半導(dǎo)體層305相接的方式形成的η型電極309構(gòu)成。在安裝基板301的表面形成布線302，隔著凸塊303，氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300與安裝基板301上的布線302連接。從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的光從光取出面331以及4個(gè)側(cè)面332取出至外部。側(cè)面332按照與氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶的c面以及a面成為平行的方式而形成。在這樣的m面上形成的氮化物半導(dǎo)體活性層，主要射出電場(chǎng)強(qiáng)度偏向與a軸平行的方向的光。具有這樣的偏振特性的發(fā)光兀件適于被用作液晶顯示裝置的背光燈等的情況。但是，在被用作燈飾或照明等的情況下，由于設(shè)置方向的不同而光的反射量會(huì)發(fā)生變化，作為這樣的領(lǐng)域中的發(fā)光元件，品質(zhì)會(huì)變低。 在此，本說(shuō)明書(shū)中，將電場(chǎng)強(qiáng)度偏向特定方向的光稱為“偏振光(PolarizedLight) ”。例如,將電場(chǎng)強(qiáng)度偏向與X軸平行的方向的光稱為“X軸方向的偏振光”，并將此時(shí)的與X軸平行的方向稱為“偏振方向”。另外，“X軸方向的偏振光”不僅意味著在X軸方向發(fā)生偏振的直線偏振光，也可包含在其他的方向上發(fā)生偏振的直線偏振光。更詳細(xì)而言，“X軸方向的偏振光”意味著透過(guò)“在X軸方向具有偏振透過(guò)軸的偏振子”的光的強(qiáng)度(電場(chǎng)強(qiáng)度)比透過(guò)在其他方向上具有偏振透過(guò)軸的偏振子的光的電場(chǎng)強(qiáng)度要高的光。由此，“X軸方向的偏振光”不僅包含在X軸方向發(fā)生偏振的直線偏振光以及橢圓偏振光，還較廣地包含混有在各種方向上發(fā)生偏振的直線偏振光或橢圓偏振光的非相干光。另外，“面內(nèi)的偏振方向”是指將偏振方向投影于其面上的方向。在使偏振子的偏振透過(guò)軸在光軸的周圍進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，將透過(guò)該偏振子的光的電場(chǎng)強(qiáng)度成為最強(qiáng)時(shí)的強(qiáng)度設(shè)為Imax，將電場(chǎng)強(qiáng)度成為最弱時(shí)的強(qiáng)度設(shè)為Imin時(shí)，偏振度按照下式進(jìn)行定義。I Imax-Imin | / | Imax+Imin“X軸方向的偏振光”中，當(dāng)偏振子的偏振透過(guò)軸與X軸平行時(shí)，透過(guò)該偏振子的光的電場(chǎng)強(qiáng)度成為Imax，當(dāng)偏振子的偏振透過(guò)軸與Y軸平行時(shí)，透過(guò)該偏振子的光的電場(chǎng)強(qiáng)度成為Imin。在為完全的直線偏振光時(shí)，由于Imin = O,故偏振度等于I。另一方面,在為完全的非偏振光時(shí)，由于Imax-Imin = O,故偏振度等于O。具有形成在m面上的活性層的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，如上所述，主要射出a軸方向的偏振光。此時(shí)，也射出c軸方向的偏振光或m軸方向的偏振光。但是，與a軸方向的偏振光相比，c軸方向的偏振光、m軸方向的偏振光的強(qiáng)度弱。圖4是表示制作圖3所示的具有形成在m面上的活性層的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，且對(duì)發(fā)光波長(zhǎng)與偏振度進(jìn)行測(cè)定所得到的結(jié)果的曲線圖。關(guān)于氮化物半導(dǎo)體活性層306，利用InGaN，通過(guò)使In的組成發(fā)生變化來(lái)進(jìn)行發(fā)光波長(zhǎng)的控制。偏振度的測(cè)定是利用圖5所示的光學(xué)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行的。具體而言，通過(guò)電源6使LEDl發(fā)光。通過(guò)立體顯微鏡3來(lái)確認(rèn)LEDl的發(fā)光。在立體顯微鏡3上有兩個(gè)端口，在其中一個(gè)端口安裝硅光學(xué)探測(cè)器4，在另一個(gè)端口安裝CXD照相機(jī)。在立體顯微鏡3與LEDl之間插入偏振板2。使偏振板2進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并通過(guò)硅光學(xué)探測(cè)器4對(duì)發(fā)光強(qiáng)度的最大值與最小值進(jìn)行測(cè)定。如圖4所示，以圖3的構(gòu)造示出了依存于發(fā)光波長(zhǎng)的O. 3至O. 8左右的偏振度。偏振度比O. I大，難以直接將圖3所示的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件使用在現(xiàn)有的應(yīng)用中。在專利文獻(xiàn)I中，是以維持氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的偏振特性為目的。但是，在以具有偏振特性的發(fā)光元件為光源的情況下，由于偏振的方向即LED的設(shè)置方向不同而在物體表面的反射量不同，從而有使可觀察物體的方式發(fā)生變化這樣的問(wèn)題。這是由于P偏振光與S偏振光的反射率成為不同的緣故(S偏振在物體表面的反射率較聞)。在此，P偏振光是指，相對(duì)于入射面具有平行的電場(chǎng)分量的光。另外，S偏振光是指，相對(duì)于入射面具有垂直的電場(chǎng)分量的光。在直接利用偏振特性的應(yīng)用中，偏振度的提高是重要的，但在一般的照明用途中，存在偏振特性會(huì)成為障礙這樣的問(wèn)題。另外，在專利文獻(xiàn)I中，未明示小片化后的半導(dǎo)體芯片的側(cè)面與主面所形成的角度。在專利文獻(xiàn)2中，是以改善氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的可靠性為目的。在專利文 獻(xiàn)2中，沒(méi)有有關(guān)偏振度的記載，且劈開(kāi)方向與偏振度的關(guān)系也不清楚。另外，在專利文獻(xiàn)2中，未明示小片化后的半導(dǎo)體芯片的側(cè)面與主面所形成的角度。在專利文獻(xiàn)3中，是以改善氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的光取出為目的。由此，在專利文獻(xiàn)3中，沒(méi)有有關(guān)偏振度的記載，且劈開(kāi)方向與偏振度的關(guān)系也不清楚。另外，在專利文獻(xiàn)3中，未明示小片化后的半導(dǎo)體芯片的側(cè)面與主面所形成的角度。本發(fā)明人進(jìn)行了如下的研究針對(duì)氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的偏振光的有關(guān)透過(guò)氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的側(cè)面而射出到外部時(shí)的偏振度、以及通過(guò)氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的側(cè)面進(jìn)行一次反射后而射出到外部時(shí)的偏振度，相對(duì)于氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的形狀的依存性進(jìn)行了詳細(xì)研究。偏振光的一部分通過(guò)氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的側(cè)面與外部之間的界面而被反射，余下部分透過(guò)該界面。作為研究的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這些的透過(guò)率以及反射率依存于在氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的活性層產(chǎn)生的偏振光所具有的偏振方向、以及氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的側(cè)面的形狀。基于該見(jiàn)解，發(fā)現(xiàn)了能夠減小氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件輻射的光的偏振度的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的形狀。以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在以下的附圖中，為了說(shuō)明的簡(jiǎn)化，對(duì)實(shí)質(zhì)上具有相同功能的構(gòu)成要素賦予相同的參照標(biāo)號(hào)。另外，本發(fā)明并不限于以下實(shí)施方式。(實(shí)施方式I)參照?qǐng)D6對(duì)第I實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。首先，參照?qǐng)D6(a)至(C)。圖6 (a)是示意性表示實(shí)施方式中的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的俯視圖。圖6(b)是圖6(a)的X-X’線截面圖，圖6(c)是圖6(a)的Y_Y’線截面圖。本實(shí)施方式的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300具備具有主面333、光取出面331的背面、以及多個(gè)側(cè)面332的基板304 ；以及在基板304的主面333上形成的、具有用于射出偏振光的氮化物半導(dǎo)體活性層306的氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造。在此，將基板304的多個(gè)側(cè)面332與基板304的主面333之間形成的角度設(shè)為角度Θ。在一般的元件中，基板的側(cè)面與基板的主面以及背面有垂直的關(guān)系，角度Θ為90度。在本實(shí)施方式中，基板304的側(cè)面332從基板304的主面333以及光取出面331的鉛垂方向發(fā)生了傾斜。側(cè)面332按照在從基板304的主面333朝著光取出面331的方向，側(cè)面332向外側(cè)擴(kuò)展的方式而傾斜。因此，角度Θ比90度大。另外，在本實(shí)施方式中，構(gòu)成基板304的主面333的邊緣的邊從a軸方向(偏振方向324)發(fā)生傾斜。構(gòu)成基板304的主面333的邊緣的邊能換說(shuō)成是“基板304的多個(gè)側(cè)面332與基板304的主面333之間的交線”。在將該交線與偏振光的主面333內(nèi)的偏振方向324(a軸方向)而形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為角度Θ 2的情況下，角度0 2(mod 180度)是不包含O度與90度在內(nèi)的角度。在此，“mod 180度”是指，將該角度除以180度后所得到的余數(shù)的角度。根據(jù)本實(shí)施方式，由于基板304的側(cè)面332從基板304的主面333以及光取出面(背面)331的鉛垂方向發(fā)生傾斜，所以能夠提高從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的光在側(cè)面332被反射的比例。由于古斯-漢森位移，故在側(cè)面332所反射的光中發(fā)生相位差，在側(cè)面332所反射的光被橢圓偏振化。根據(jù)基板的折射率nl以及基板的周圍的折射率n2而發(fā) 生該相位差。在側(cè)面332所反射的光例如從主面333等向外部射出。根據(jù)本實(shí)施方式，由于能夠使來(lái)自氮化物半導(dǎo)體活性層306的光進(jìn)行橢圓偏振化，所以能夠減小偏振度，提高發(fā)光的品質(zhì)。關(guān)于其詳細(xì)的效果，在其后，利用計(jì)算結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300只要具備其中具有偏振特性的構(gòu)成即可，對(duì)其具體構(gòu)造并不特別限定。氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300例如至少具備具有m面GaN層的基板304、形成在m面GaN層上的η型氮化物半導(dǎo)體層305、氮化物半導(dǎo)體活性層306、ρ型氮化物半導(dǎo)體層307、按照與ρ型氮化物半導(dǎo)體層307相接的方式形成的P型電極308、按照與η型氮化物半導(dǎo)體層305相接的方式形成的η型電極309。在此，氮化物半導(dǎo)體可以是AlxInyGazN(x+y+z = I, x彡O, y彡O, z彡O)半導(dǎo)體,也可以是GaN系半導(dǎo)體(AlxInyGazN (x+y+z = l,x>0,y>0,z>0)。本說(shuō)明書(shū)中的非極性面、“a面”、“r面”、“_r面”、“(11-22)面”、“m面”并不僅指
相對(duì)于非極性面、a面、r面、-r面、(11-22)面、m面而完全平行的面，還包括從非極性面、a面、r面、-r面、(11-22)面、m面僅傾斜±5°以下的角度的(偏離切取offcut)的面。SP，基板304也可以是僅傾斜了 5度以下的角度的偏切基板(偏離基板)。從各m面略微傾斜的程度，對(duì)自發(fā)極化的變化的影響非常小。另一方面，在結(jié)晶生長(zhǎng)技術(shù)中，較之于結(jié)晶方位嚴(yán)格一致的基板，有時(shí)略微傾斜的基板更易于使半導(dǎo)體層進(jìn)行外延生長(zhǎng)。因此，一邊充分地抑制自發(fā)極化的影響，一邊提高外延生長(zhǎng)的半導(dǎo)體層的品質(zhì)，又提高結(jié)晶生長(zhǎng)速度，所以，使結(jié)晶面傾斜有時(shí)也有用。傾斜角度越大，偏振方向越依存于向a軸方向偏離或向c軸方向偏離的情形而發(fā)生變化。但是，只要是±5度左右的偏離，電場(chǎng)強(qiáng)度成為最強(qiáng)的方向會(huì)與a軸方向一致。在該情況下，“主面內(nèi)的偏振方向”成為將a軸方向投影到主面的方向?；?04可以是m面GaN基板,也可以是在表面形成有m面GaN層的m面SiC基板、形成有m面GaN層的r面藍(lán)寶石基板或m面藍(lán)寶石基板。最為重要的點(diǎn)是從活性層輻射的光在特定方向上發(fā)生了偏振。基板304為m面GaN基板的情況下,考慮到上述傾斜，σ I (mod 180度)成為85度以上且95度以下(σ I是偏振光的偏振方向與基板304的主面的法線之間形成的角的絕對(duì)值)，另外，σ2 (mod 180度)成為85度以上且95度以下(σ 2是偏振光的偏振方向與基板304的背面的法線之間形成的角的絕對(duì)值)。氮化物半導(dǎo)體活性層的面方位并不限于m面，也可以是非極性面或半極性面。非極性面的示例為a面，半極性面的示例為-r面或(11-22)面。如前述的那樣，形成在m面上的氮化物半導(dǎo)體活性層主要射出電場(chǎng)強(qiáng)度偏向與a軸平行的方向的光。另外，形成在a面上的氮化物半導(dǎo)體活性層主要射出電場(chǎng)強(qiáng)度偏向與m軸平行的方向的光。形成在半極性面的(11-22)面上的氮化物半導(dǎo)體活性層在氮化物半導(dǎo)體活性層的In的組成較小的情況下，主要射出電場(chǎng)強(qiáng)度偏向與m軸平行的方向的光，在氮化物半導(dǎo)體活性層的In的組成較大的情況下，主要射出電場(chǎng)強(qiáng)度偏向與〔-1-123〕方向平行的方向的光。這樣的半極性面上的氮化物半導(dǎo)體活性層306的偏振特性是由價(jià)電子帶的上部2個(gè)能帶(A能帶以及B能帶)的狀況來(lái)決定的，存在受到對(duì)氮化物半導(dǎo)體活性層306施加的形變量或量子約束效應(yīng)所左右的情況。
例如，利用從m面偏離5度而偏離切取的基板的情況下，氮化物半導(dǎo)體活性層306也具有從m面傾斜5度的面方位。這樣，從m面偏離的偏離切取角度較小的情況下，從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的光是主要射出電場(chǎng)強(qiáng)度偏向與a軸平行的方向的光。在本實(shí)施方式中，基板的主面是指形成半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的基板表面，各氮化物半導(dǎo)體層的主面是指各氮化物半導(dǎo)體層的生長(zhǎng)方向的表面(生長(zhǎng)面)。這些主面大致平行。以下，不賦予標(biāo)號(hào)等而僅稱為“主面”的情況意味著“基板或者氮化物半導(dǎo)體活性層的主面”。在氮化物半導(dǎo)體活性層306與ρ型氮化物半導(dǎo)體層307之間也可設(shè)置未摻雜的GaN 層。η型氮化物半導(dǎo)體層305例如由η型的AluGavInwN(u+v+w = 1，u彡0，V彡0，w^O)形成。作為η型摻雜物，例如能夠利用硅(Si)。ρ型氮化物半導(dǎo)體層307例如由ρ型的AlsGatN(s+t = l，s彡0，t彡O)半導(dǎo)體構(gòu)成。作為ρ型摻雜物，例如添加Mg。作為除Mg以外的ρ型摻雜物，例如也可以利用Zn、Be等。在ρ型氮化物半導(dǎo)體層307中，Al的組成比率s可以沿厚度方向相同，Al的組成比率s也可以是沿厚度方向連續(xù)地或者階段性地變化。具體而言，P型氮化物半導(dǎo)體層307的厚度例如為O. 05 μ m以上且2 μ m以下的程度。在ρ型氮化物半導(dǎo)體層307的上表面附近，即，與P型電極308之間的界面附近，可以由Al的組成比率s為零的半導(dǎo)體即GaN來(lái)形成。另外，在該情況下，GaN含有高濃度的P型的雜質(zhì)，能夠作為接觸層而發(fā)揮功能。氮化物半導(dǎo)體活性層306例如具有由厚度3nm以上且20nm以下程度的Ga1-JnxN講層、厚度5nm以上且30nm以下程度的Ga^yInyN講層(O彡y < x < I)阻擋層交替層疊而形成的GalnN/GalnN多重量子阱(MQW)構(gòu)造。從氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300射出的光的波長(zhǎng)是由上述阱層的半導(dǎo)體組成的Ga1-JnxN半導(dǎo)體中的In的組成x所決定的。形成在m面上的氮化物半導(dǎo)體活性層306中不發(fā)生壓電電場(chǎng)。由此，即使使In組成增加，也能夠抑制發(fā)光效率的降低。η型電極309例如由Ti層以及Pt層的層疊構(gòu)造(Ti/Pt)等形成。ρ型電極308也可以是大致覆蓋P型氮化物半導(dǎo)體層307的整個(gè)表面。ρ型電極308由Pd層以及Pt層的層疊構(gòu)造(Pd/Pt)等形成。
氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300經(jīng)由凸塊303與安裝基板301上的布線302進(jìn)行電連接。氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的基板304由主面333、與主面333大致平行形成的光取出面(背面)331、以及4個(gè)側(cè)面332所包圍。氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的光主要從光取出面331射出。在主面333上形成有半導(dǎo)體層疊構(gòu)造。主面333、光取出面331以及氮化物半導(dǎo)體活性層306的主面相互大致平行。在本實(shí)施方式中，入射至4個(gè)側(cè)面332的光中的一部分也可以不被各自的側(cè)面332反射，而透過(guò)各自的側(cè)面332。這樣，4個(gè)側(cè)面332也可以是光取出面。4個(gè)側(cè)面332相對(duì)于主面333傾斜大于90度。由此,光取出面331的面積比基板304的主面333的面積要 變大。將從該傾斜度中減去90度而得到的角度設(shè)為Θ I。g卩，將4個(gè)側(cè)面332與主面333的法線方向之間形成的角度設(shè)為Θ1。另外，光取出面331的外形351以及主面333的外形352在俯視圖中呈正方形的形狀。在俯視圖中，外形351的中心可以與外形352的中心相同，且外形351的邊與外形352的邊相互平行。這樣時(shí)，主面的法線方向與4個(gè)側(cè)面332所形成的角度Θ I存在4個(gè)，但所有的均相同。根據(jù)本實(shí)施方式，由于外形352是正方形，通過(guò)在一個(gè)側(cè)面進(jìn)行橢圓偏振化后的光的長(zhǎng)軸方向與通過(guò)和該側(cè)面相鄰的其他的側(cè)面進(jìn)行橢圓偏振化后的光的長(zhǎng)軸方向之間形成的角成為直角。由此，能夠高效地減小偏振度。并且，由于4個(gè)側(cè)面的面積大致相等，所以，成為易于控制配光特性。外形351、352可以相似，也可以是不同的形狀。另外，外形351、352可以是其他的四邊形，也可以是其他的多邊形。另外，外形351、352也可以是含有曲線的形狀。另外，側(cè)面332也可以是3個(gè)，也可以是5個(gè)以上。優(yōu)選將Θ I設(shè)定為由基板304的折射率與基板304的周圍的折射率所決定的臨界角0c(critical angle)以上。在此，基板304的周圍的折射率是指基板的側(cè)面的外側(cè)的折射率?；宓膫?cè)面的外側(cè)可以是樹(shù)脂、玻璃、空氣、真空等。具體而言，在將基板304的折射率設(shè)為nl，將基板304的周圍的折射率設(shè)為n2的情況下，Θ c = sif1 (n2/nl)。通過(guò)將Θ I設(shè)為臨界角Θ c以上，能夠使通過(guò)氮化物半導(dǎo)體活性層306發(fā)光并使入射至側(cè)面332的光中幾乎均能發(fā)生全反射，從而能夠進(jìn)一步減小偏振度。Θ I為臨界角Θ c以上，可以為30度以上且小于90度的角度范圍。在該角度范圍中，由側(cè)面332所反射的光在光取出面331不發(fā)生全反射而被取出。在外形352中選擇成為角度的基準(zhǔn)的一個(gè)邊，且將該邊與氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的偏振光的主面333內(nèi)的偏振方向324所形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為Θ 2的情況下，Θ 2 (mod 180度)是不包含O度與90度在內(nèi)的角度(參照?qǐng)D32)。在此，在將與成為角度的基準(zhǔn)的邊相接的邊和氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的偏振光的主面333內(nèi)的偏振方向324而形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為Θ2’的情況下，由于外形352是正方形，因此Θ 2’ = 90度 _Θ2|。接下來(lái)，參照?qǐng)D7(a)至(C)，對(duì)本實(shí)施方式的構(gòu)成引起的偏向減小的原理進(jìn)行說(shuō)明。在圖7(a)至(c)中，為了簡(jiǎn)化而省略了 η型電極309、ρ型電極308、安裝基板301、布線302、凸塊303的記載。
首先，對(duì)氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的形狀進(jìn)行定義。為了簡(jiǎn)化，將光取出面331的外形以及主面333的外形設(shè)為正方形。將基板304的折射率設(shè)為nl，將周圍的折射率設(shè)為n2。將半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的主面的一邊的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)I，將光取出面331的一邊的長(zhǎng)度設(shè)為L(zhǎng)2，且將光取出面331與半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的主面的距離設(shè)為D。并且，設(shè)為半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的主面的法線方向與4個(gè)側(cè)面332所形成的角度Θ I相對(duì)于4個(gè)側(cè)面均為相同。在此，基于之前的假設(shè)，4個(gè)光取出面雖成為形狀或面積完全相同的面，但還是將這些的面分別區(qū)分為側(cè)面332a、側(cè)面332b、側(cè)面332c以及側(cè)面332d。側(cè)面332a與側(cè)面332c、以及側(cè)面332b與側(cè)面332d是相互對(duì)置的面。接下來(lái)，對(duì)角度進(jìn)行定義。在圖7(a)中，將氮化物半導(dǎo)體活性層306所發(fā)出的光的偏振光的主面內(nèi)的偏振方向324與主面333的外形中的和側(cè)面332a以及側(cè)面332c相接的邊而形成的角度設(shè)為Θ 2。另外，氮化物半導(dǎo)體活性層306所發(fā)出的光的偏振光的主面內(nèi)的偏振方向324與主面333的外形中的和側(cè)面332b以及側(cè)面332d相接的邊而形成的角度設(shè)為Θ 2’。由于主面333的外形是正方形，因此成為Θ 2’ = 90- Θ 2。Θ 2以及Θ 2’是比O度大且比90度小的角度(是不包含O度與90度在內(nèi)的角度)。
圖7(b)示出了圖7(a)的X_X’截面，在圖7 (b)中，將主面的法線方向與側(cè)面332所形成的角度設(shè)為Θ I。將光取出面331與側(cè)面332所形成的角度設(shè)為Θ 5的情況下，成為Θ 5 = 90-Θ I。光取出面331的一邊的長(zhǎng)度由D、L1、Θ 5所決定的?？紤]到氮化物半導(dǎo)體活性層306所發(fā)光的光入射至側(cè)面332的情況，將該光設(shè)為入射光341，將由側(cè)面332反射的光設(shè)為反射光342，將從各側(cè)面332透過(guò)的光設(shè)為透過(guò)光343。將入射光341與側(cè)面332的法線方向所形成的角度設(shè)為Θ 3，反射光與光取出面331的法線方向所形成的角度設(shè)為Θ 4。以下，對(duì)僅考慮了一個(gè)側(cè)面332的情況、考慮了 4個(gè)側(cè)面332的情況、考慮了所有的光取出面的情況依次進(jìn)行說(shuō)明。(僅考慮了一個(gè)側(cè)面332的情況)首先，對(duì)由一個(gè)側(cè)面332反射的光的偏振度進(jìn)行討論。本實(shí)施方式利用入射光341由側(cè)面332反射時(shí)發(fā)生的基于古斯-漢森位移(Goos-Hanchen shift)的相位差。在入射光具有P偏振分量與s偏振分量的情況下,將反射時(shí)的相位的偏移，關(guān)于P偏振而設(shè)為S p，關(guān)于s偏振而設(shè)為Ss時(shí)，可得到下述式I、式2。tan陣》(·^ (式”
[2J O1) COS^3
Γ 「占、-Jsin2 θ, ~(η In,)2 . 、tan ^ = ^-3 ν 2/ 17 (式 2)
\2 JCos^3另外，將相對(duì)相位差設(shè)為δ時(shí)，可得到下述式3。
r n f S'] cos^Jsin2 θ, ~(n7 In,)2 . .tan -=——^V 2/ (式 3)
U JCOS2 沒(méi)3g卩，由于光反射時(shí)，s偏振光、P偏振光與界面的折射率之比相應(yīng)地發(fā)生相位差，相對(duì)于側(cè)面332只要入射光341具有ρ偏振分量與s偏振分量，在直線偏振光進(jìn)行入射的情況下，能夠變換為橢圓偏振(或者圓偏振)，能夠減小偏振度。將偏振光作為直線偏振光來(lái)處理的情況下，能夠?qū)⒃撾妶?chǎng)分量E分解為與和側(cè)面332a以及側(cè)面332c相接的邊平行的分量El以及與和側(cè)面332b以及側(cè)面332d相接的邊平行的分量E2。在此，El與E2是相位一致的光。在該情況下，相對(duì)于側(cè)面332a以及側(cè)面332c, El成為S偏振分量。另一方面，相對(duì)于側(cè)面332b以及側(cè)面332d，E2成為S偏振分量。相對(duì)于P偏振的反射光，s偏振的反射光的相位在前。
圖8(a)示出了有關(guān)直線偏振、圓偏振以及橢圓偏振的狀態(tài)的定義。橢圓偏振光的軌跡以
f \2 f E 'S2' FE、^ +-2 I cos5 = sin25 (式 4)
ΛΛΛΛ
K^1XO J V J \ χ0 八刈 J或者，通式，
(Ε V (Ε Vi +=1 (式 5)
Iα J Ib)來(lái)表示。式4是利用正交的任意的x、y座標(biāo)系的情況下的定義，Axtl表示X方向的電場(chǎng)振幅，Ay0表不y方向的電場(chǎng)振幅，Ex表不X方向的電場(chǎng),Ey表不y方向的電場(chǎng)，δ表不X方向的電場(chǎng)振幅與I方向的電場(chǎng)振幅之間的相位差。式5是將橢圓的短軸方向與長(zhǎng)軸方向設(shè)定為座標(biāo)軸的情況下的定義，若b > a,則E ξ表不橢圓的短軸方向的電場(chǎng)，E η η表不橢圓的長(zhǎng)軸方向的電場(chǎng)，a表不短軸方向的電場(chǎng)振幅，b表不長(zhǎng)軸方向的電場(chǎng)振幅。此時(shí)，橢圓的扁平度以偏振橢圓率X來(lái)進(jìn)行定義。tanz = S (式 6)
a另外，橢圓的長(zhǎng)軸方向與X方向所形成的角度以主軸方位角Φ來(lái)進(jìn)行定義。tan (2 Φ) = tan (2α)· cos δ (式 7)在此，α滿足下述式8。tana = Ay0/Ax0(式 8)根據(jù)以上，與界面的折射率之比對(duì)應(yīng)地,在s偏振光與P偏振光發(fā)生相對(duì)相位差δ，直線偏振光被變換為橢圓偏振光。從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的光向各個(gè)方向射出。在此，利用表示圖7(a)的Χ-Χ’截面的圖7 (C)，來(lái)考慮0 3可取的角度范圍。0 3成為最小的情況是圖7 (C)的入射光A的情況，是從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的光沿氮化物半導(dǎo)體活性層306的面方向進(jìn)行了前進(jìn)的情況。在該情況下，Θ3與Θ1相等。Θ 3成為最大的情況是圖7 (c)的入射光B的情況，即，從氮化物半導(dǎo)體活性層306的端部射出的光沿側(cè)面332進(jìn)行了前進(jìn)的情況。在該情況下，Θ 3成為90度。由此，Θ 3成為能夠取Θ I以上且90度以下的范圍。為了利用在側(cè)面332的反射，在側(cè)面332也可以反射較多的光。由于Θ3取Θ1以上且90度以下的范圍，因此只要將Θ I設(shè)為臨界角Θ c以上，就能夠使大致所有的入射光341在側(cè)面332均發(fā)生全反射。另外，如果Θ4< Θ c，則能夠?qū)⒂蓚?cè)面332反射后的光在光取出面331中取出。由于有Θ 4 = θ 5-Θ 3，Θ 5 = 90- Θ I的關(guān)系，所以，成為Θ 4 =90- Θ I- Θ 3 < Θ c。基于在先的條件，Θ 3可取Θ I以上且90度以下的范圍，當(dāng)Θ 3 = Θ I時(shí)Θ 4成為最大，成為90-2· Θ I < Θ C0同時(shí)滿足該式與Θ I > 0C時(shí)的Θ c的角度范圍成為30度以上且90度以下。圖9(a)是表示作為nl的折射率而設(shè)為氮化鎵的折射率的2. 5，相對(duì)于n2的折射率的臨界角的關(guān)系的圖。n2的折射率即氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的周圍的折射率越大，臨界角越大。即，意味著易于從氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300將光取出至外部。如圖9(a)所示，在nl的折射率為2. 5的情況下，臨界角Θ c滿足30度以上時(shí)的n2的折射率為I. 25以上。即，為了將臨界角Θ c設(shè)為30度以上，只要將n2的值設(shè)為nl的值的2分之I以上即可。圖9(b)是表示對(duì)在橫軸上的向側(cè)面332的入射角度Θ 3以及在縱軸上的反射光342的s偏振與ρ偏振的相對(duì)相位差δ進(jìn)行計(jì)算而得到的值。將nl的折射率設(shè)為2. 5，使n2的折射率從I. O變化至I. 8。僅在相對(duì)相位差δ為90度的條件下，由側(cè)面332的反射光342被圓偏振化。能夠?qū)崿F(xiàn)完全的圓偏振的是，η2為I. O至I. 2的范圍的情況。實(shí)際上，Θ 3的角度范圍能夠取Θ c以上且90度以下，從而反射光342被橢圓偏振化。 圖8(b)中示出了在Θ I為臨界角Θ c的情況下，反射光342的偏振橢圓率x與Θ 2的關(guān)系的計(jì)算結(jié)果。在此，Θ 2是氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的偏振光的主面內(nèi)的偏振方向324與光取出面331的外形以及主面333的各邊所形成的角度Θ 2。使112從1.2至I. 8為止每次變化O. I。偏振橢圓率X在Θ 2為45度時(shí)成為最大，成為向上的凸形狀。折射率n2越小，越能夠提高偏振橢圓率X。在圖8(c)中示出了 Θ I為臨界角Θ c的情況下，反射光342的偏振度與Θ2之間的關(guān)系的計(jì)算結(jié)果。使n2從I. 2至I. 8為止每次變化O. I。偏振度在Θ 2為45度時(shí)成為最小，成為向下的凸形狀。折射率n2越小越能夠減小偏振度。如圖8(c)所示，Θ2可以為35至55度，Θ 2也可以為40至50度的范圍。只要在該范圍內(nèi)，能夠更進(jìn)一步降低偏振度?；谝陨系挠?jì)算結(jié)果，示出了 利用古斯-漢森位移造成的相位差來(lái)將反射光342進(jìn)行橢圓偏振化，由此，能夠減小偏振度的情形。如上所述，Θ I只要為臨界角Θ c以上，就能夠使入射至側(cè)面332的光幾乎均被反射。不過(guò)，Θ I若比臨界角Θ c小，則也可以是以下所示的范圍。圖10(a)是表示入射至側(cè)面332的光中的在側(cè)面332被反射后從光取出面331射出的光的比例(模擬結(jié)果)的曲線圖。圖10(a)的橫軸表示角度Θ1，縱軸表示入射至側(cè)面332的光中的在側(cè)面332被反射后從光取出面331射出的光的比例。圖10(a)所示的結(jié)果是將GaN的折射率設(shè)為2. 5，折射率n2設(shè)為I. 2、I. 4、I. 6、I. 8的4個(gè)情況下所獲得的結(jié)
果O圖10(b)是對(duì)圖10(a)所示的曲線圖中，入射至側(cè)面332的光中的在側(cè)面332被反射后而從光取出面331射出的光的比例成為70%的值進(jìn)行繪制得到的曲線圖。圖10(b)的曲線圖的橫軸表示折射率n2，縱軸表示上述的比例成為70%時(shí)的角度Θ1。如圖10(b)所示，折射率n2的值越變大，縱軸的值越以一定的傾斜度變小。圖10(b)的輪廓(profile)以下述式9表示。Θ I = 51. 0-21. 5Xn2(式 9)基于以上的結(jié)果，Θ I比式9的值越大，越能使入射至側(cè)面332的光中的在側(cè)面332被反射后從光取出面331射出的光的比例成為70%以上。
(考慮到4個(gè)側(cè)面332a、332b、332c以及332d的情況下)接下來(lái)，對(duì)考慮了通過(guò)4個(gè)側(cè)面332a、332b、332c以及332d反射的所有的光的情況下的偏振度進(jìn)行討論。在此，再次利用圖7(a)進(jìn)行說(shuō)明。將偏振光的電場(chǎng)分量E分解為El與E2，在該情況下，相對(duì)于側(cè)面332a以及側(cè)面332c，El成為S偏振分量。另一方面，相對(duì)于側(cè)面332b以及側(cè)面332d，E2成為S偏振分量。在此，將通過(guò)側(cè)面332進(jìn)行了橢圓偏振化的光的主軸方位角設(shè)為Θ 6，而相對(duì)于側(cè)面332a以及側(cè)面332c，橢圓的主軸相對(duì)于El而傾斜，相對(duì)于側(cè)面332b以及側(cè)面332d，橢圓的主軸相對(duì)于E2而傾斜。在此，由于El與E2是90度傾斜，因此通過(guò)側(cè)面332a以及側(cè)面332c進(jìn)行了橢圓偏振化的光的主軸與通過(guò)側(cè)面332b以及側(cè)面332d進(jìn)行了橢圓偏振化的光的主軸也成為90度傾斜。S卩，由側(cè)面332反射后從光取出面331被取出的光成為主軸傾斜了 90度的橢圓偏振光的重合，由此，在側(cè)面332a以及側(cè)面332c的反射光與在側(cè)面332b以及側(cè)面332d的反射光能夠按照減小偏振度的方式進(jìn)行重合，所以，作為從氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300取出的光整體，能夠減小偏振度。
圖11中示出了 在考慮了 4個(gè)側(cè)面332a、332b、332c以及332d的影響的情況下的Θ I為臨界角Θ c時(shí)的反射光342的偏振度與Θ 2之間的關(guān)系的計(jì)算結(jié)果。使n2從I. 2至I. 8為止每次變化O. I。由側(cè)面332a以及側(cè)面332c反射的反射光與由側(cè)面332b以及側(cè)面332d反射的反射光起到了減小偏振度的作用，因此與圖8(c)進(jìn)行比較可知能夠大幅度減小偏振度。Θ 2可以為25度至65度的范圍。通過(guò)設(shè)為該范圍能夠?qū)⒎瓷涔獾钠穸葴p小至O. 2以下。并且，Θ 2也可以為35至55度的范圍。通過(guò)設(shè)為該范圍能夠?qū)⒎瓷涔獾钠穸葴p小至O. I以下。并且，Θ 2也可以為40至50度的范圍。通過(guò)設(shè)為該范圍能夠?qū)⒎瓷涔獾钠穸葴p小至O. 05以下。在Θ 2為45度的情況下，能夠使由側(cè)面332反射的光的偏振度大致為O。折射率n2越小越能夠減小偏振度，與圖SC比較可知對(duì)于n2的依存性較小。根據(jù)以上可知，在實(shí)施方式中，由側(cè)面332使光反射而進(jìn)行橢圓偏振化，并且，通過(guò)合成主軸傾斜了 90度的橢圓偏振光，能夠大幅度減小從氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300射出的光的偏振度。(考慮了所有的光取出面的情況下)最后，對(duì)考慮了所有的光取出面的情況下的偏振度進(jìn)行討論。即，除了由4個(gè)側(cè)面332a、332b、332c以及332d反射的反射光以外，還考慮從光取出面331射出的光。由于從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出并從光取出面331直接取出至外部的光維持著偏振，所以，成為偏振度減小的阻礙。從光取出面331直接取出至外部的光的光量很大程度上依存于臨界角Θ c、以及光取出面331與側(cè)面332之間的面積比。在此，臨界角0C是由nl與n2的折射率決定的。另一方面，面積比是由主面333的一邊的長(zhǎng)度LI、光取出面331的一邊的長(zhǎng)度L2、光取出面331與半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的主面之間的距離D所決定的。在此，將主面的法線方向與側(cè)面332所形成的角度Θ I設(shè)為Θ c，將nl設(shè)為氮化鎵的2. 5時(shí)，L2由L1、D以及Θ c所決定，并且由于Θ c是由n2來(lái)決定的，故無(wú)需考慮L2。即，只要確定對(duì)氮化物系半導(dǎo)體元件的周圍進(jìn)行密封的材料的折射率n2，則意味著用于決定氮化物系半導(dǎo)體元件的外形的參數(shù)成為D與LI。以下，將n2以及D與LI之比的D/L1作為參數(shù)來(lái)進(jìn)行討論。圖12(a)中示出了維持偏振而從光取出面331向外部取出的光的比例如何依存于D/L1和n2。使n2從I. 2至1.8為止每次變化O. 1，進(jìn)行計(jì)算。D/L1越增大，另外，n2越小，越能減小維持偏振而從光取出面331向外部取出的光的比例。如圖11所示，雖然由側(cè)面332反射的反射光的偏振度對(duì)n2的依存性較小，但可以說(shuō)從光取出面331直接被取出的光依存于n2。作為D/L1，可以是O. I以上或者0.2以上。接下來(lái)，對(duì)氮化物半導(dǎo)體活性層306的面積進(jìn)行考慮。在本實(shí)施方式中，主面333的一邊的長(zhǎng)度LI可以比光取出面331的一邊的長(zhǎng)度L2小。這意味著相對(duì)于基板304的面積，形成氮化物半導(dǎo)體活性層306的面積較小。這意味著在將圖3所示的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件與本實(shí)施方式的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件以相同的基板面積進(jìn)行比較的情況下，本實(shí)施方式的構(gòu)成中電流密度變高?；蛘?，意味著在將圖3所示的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件與本實(shí)施方式的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件以相同的電流密度進(jìn)行比較的情況下，本實(shí)施方式的構(gòu)成需要更大的基板面積。
另一方面，在與氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的主面為極性面(c面)的情況進(jìn)行比較時(shí)，本實(shí)施方式就電流密度或者基板面積的觀點(diǎn)來(lái)看能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)越的構(gòu)造。這是由于主面為非極性面或者半極性面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件具有能夠在高的電流密度下也能夠維持高效率的特征的緣故。圖13示出了主面為m面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件與主面為c面的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的外部量子效率(EQE)的電流密度依存性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。EQE的值是利用最大值進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化后的值。這些氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件是利用后述的制造方法來(lái)制作的。氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的構(gòu)造如圖3所示的構(gòu)造，Θ I以及Θ 2為O度?？芍趍面GaN基板上制作的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件中，即使在高的電流密度下，EQE的降低較小?；趫D13，對(duì)EQE成為相等的條件進(jìn)行關(guān)注時(shí)可知在m面GaN基板上制作的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件能夠使電流密度提高成為在c面GaN基板上制作的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的4. 2倍。在此，將氮化物半導(dǎo)體活性層306的占有面積率R以下述式10來(lái)進(jìn)行定義。= ^ (式 10)
LI2此時(shí)，氮化物半導(dǎo)體活性層306的占有面積率R，以電流密度為4. 2倍的占有面積率R = O. 24成為最小值為基準(zhǔn)，如設(shè)R成為O. 24以上，較之于主面為極性面(c面)的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光兀件，意味著能夠?qū)崿F(xiàn)光輸出較高的發(fā)光兀件。圖12(b)中示出了各占有面積率R的值中的n2與D/L1之間的關(guān)系。占有面積率R被決定后，n2與D/L1的關(guān)系被決定。例如，R = O. 24的情況下，只要將D/L1設(shè)為O. 5以下即可。更具體而言，利用如硅酮樹(shù)脂那樣的折射率為I. 4至I. 5左右的材料，來(lái)對(duì)氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的周圍進(jìn)行了密封的情況下，將D/L1設(shè)為O. 3左右即可。圖14A至圖14H分別示出了 基于以上那樣的計(jì)算結(jié)果，使折射率n2從I. 9至I. 2為止每次變化O. I，對(duì)在使Θ 2從5度至45度為止每次變化5度的情況下的D/L1與偏振度的關(guān)系進(jìn)行計(jì)算而得到的結(jié)果。圖中所示的虛線表示成為R = O. 24的D/L1的值，示出了比虛線靠右側(cè)的區(qū)域是作為構(gòu)造而優(yōu)選的區(qū)域。從圖14A至圖14H中，決定了偏振度的最小值的是維持偏振而從光取出面331直接取出的光。示出了 維持偏振從光取出面331直接取出的光的量依存于D/L1、Θ2、η2。
將圖14A至圖14H中，R = O. 24以上，Θ I為臨界角Θ c以上的情況易懂地進(jìn)行綜合，從而得到了圖15。在圖15中，圖示了分別滿足偏振度為O. 30以下(區(qū)域A)、偏振度為O. 25以下(區(qū)域B)、偏振度為O. 20以下(區(qū)域C)、偏振度為O. 15以下(區(qū)域D)、偏振度為O. 10以下(區(qū)域E)時(shí)的n2與Θ 2的范圍。在此，區(qū)域是指，實(shí)線上以及由實(shí)線所包圍的內(nèi)側(cè)的全部。根據(jù)圖15，Θ 2可盡可能設(shè)為接近45度的值，n2的值可盡可能設(shè)為較小的值。到此為止的計(jì)算結(jié)果是相對(duì)于從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的光為完全偏振的情況下，即相對(duì)于偏振度為I的光的計(jì)算結(jié)果。如圖4所示，在實(shí)際的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件中，從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的光的偏振度依存于發(fā)光波長(zhǎng)，取O. 3至O. 8左右的值。即，對(duì)圖15的偏振度的值乘以從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的光的偏振度而得到的值，成為發(fā)光元件整體的偏振度。即，發(fā)光波長(zhǎng)為400至410nm左右的近紫外區(qū)域中，能夠在圖15的區(qū)域C實(shí)現(xiàn)O. I以下的偏振度。另外，發(fā)光波長(zhǎng)為440至460nm左右的藍(lán)色區(qū)域中，能夠在圖15的區(qū)域E實(shí)現(xiàn)O. I以下的偏振度。
接下來(lái)，關(guān)于本實(shí)施方式I的制造方法，參照?qǐng)D6進(jìn)行說(shuō)明。在由以M面為主面的η型GaN形成的基板304上，以MOCVD法等使η型氮化物半導(dǎo)體層305進(jìn)行外延生長(zhǎng)。例如，作為η型雜質(zhì)而利用硅，將TMG (Ga (CH3)3)以及NH3作為原料而供給，在900°C以上且1100°C以下程度的生長(zhǎng)溫度下，形成由GaN構(gòu)成的厚度IymW上且3 μ m以下程度的η型氮化物半導(dǎo)體層305。接下來(lái)，在η型氮化物半導(dǎo)體層305上形成氮化物半導(dǎo)體活性層306。氮化物半導(dǎo)體活性層306例如具有厚度15nm的Ga1-JnxN阱層與厚度30nm的GaN阻擋層交替層疊而得到的GalnN/GaN多重量子阱(MQW)構(gòu)造。在形成Ga1-JnxN阱層時(shí)，為了進(jìn)行In的摻入，可將生長(zhǎng)溫度降至800°C。根據(jù)氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的用途來(lái)選擇發(fā)光波長(zhǎng)，并決定與波長(zhǎng)相應(yīng)的In組成X。在波長(zhǎng)設(shè)為450nm(藍(lán)色)的情況下將In組成x決定為O. 18以上且O. 2以下。在設(shè)為520nm(綠色)的情況下決定為x = O. 29以上且O. 31以下，在設(shè)為630nm(赤色)的情況下決定為x = O. 43以上O. 44以下。在氮化物半導(dǎo)體活性層306上形成ρ型氮化物半導(dǎo)體層307。例如，作為P型雜質(zhì)利用Cp2Mg (cyclopentadienyl magnesium),以TMG以及NH3作為原料而供給，以900°C以上且1100°C以下程度的生長(zhǎng)溫度，形成由厚度50nm以上且500nm以下程度的ρ型GaN構(gòu)成的P型氮化物半導(dǎo)體層307。在ρ型氮化物半導(dǎo)體層307的內(nèi)部也可以含有厚度15nm以上30nm以下程度的ρ-AlGaN層。通過(guò)設(shè)置p_AlGaN層，能夠抑制動(dòng)作時(shí)電子外溢。接下來(lái)，為了 P-GaN層的活性化，以800度以上且900度以下程度的溫度進(jìn)行20分鐘左右的熱處理。接下來(lái)，通過(guò)利用氯系氣體進(jìn)行干法蝕刻，去除ρ型氮化物半導(dǎo)體層307、氮化物半導(dǎo)體活性層306以及η型氮化物半導(dǎo)體層305的一部分后形成凹部312，使η型氮化物半導(dǎo)體層305的一部分露出。在此，通過(guò)控制干法蝕刻的條件，能夠控制由η型氮化物半導(dǎo)體層305的一部分、氮化物半導(dǎo)體活性層306以及ρ型氮化物半導(dǎo)體層307構(gòu)成的氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的側(cè)面360與主面的法線方向所形成的角度。例如，在降低蝕刻壓力且利用離子引出電壓被提高了的物理蝕刻性較高的條件的情況下，相對(duì)于光取出面331形成大致垂直的側(cè)面。另一方面，利用等離子密度較高的ICP等離子源，且利用離子引出電壓被減小了的化學(xué)蝕刻性較高的條件的情況下，能夠形成從光取出面331的法線方向傾斜了的側(cè)面。接下來(lái)，按照與露出的η型氮化物半導(dǎo)體層305的一部分相接的方式，形成η型電極309。例如，作為η型電極309而形成Ti/Pt層。并且，按照與ρ型氮化物半導(dǎo)體層307相接的方式形成P型電極308。例如，作為ρ型電極308而形成Pd/Pt層。其后，進(jìn)行熱處理，使Ti/Pt層與η型氮化物半導(dǎo)體層305、以及使Pd/Pt層與ρ型氮化物半導(dǎo)體層307進(jìn)行合金化。其后，對(duì)基板304進(jìn)行研磨且薄膜化。此時(shí)，以使光取出面331與半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的主面之間的距離D成為目標(biāo)的值的方式進(jìn)行薄膜化。將這樣制作的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300小片化成芯片狀態(tài)。通過(guò)小片化工序能夠控制Θ1、Θ2。在小片化工序中能夠利用激光切割、劈開(kāi)、刀片切割等。 圖16(a)、(b)圖示了利用激光切割來(lái)形成側(cè)面332的方法。圖16(a)是截面圖，圖16(b)表示俯視圖。如圖16(a)的截面圖中所示的那樣，將基板304粘貼于切割帶371后，相對(duì)于基板304的法線方向，斜向地配置激光光源372，相對(duì)于基板304的法線方向使激光光373斜向地入射。此時(shí)，激光光373與基板304的法線方向所形成的角度成為Θ I。通過(guò)以激光光373熔化基板材料來(lái)小片化成芯片狀態(tài)。此時(shí)，形成側(cè)面332。激光光按照到達(dá)切割帶371的方式進(jìn)行實(shí)施即可。如圖16(b)的俯視圖所示的那樣，激光光373的掃描方向374按照相對(duì)于從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的偏振光的主面內(nèi)的偏振方向324形成Θ2(Θ2')的角度的方式而設(shè)定。在激光切割中，為了形成4個(gè)側(cè)面332而最低需要4次激光光掃描。圖17(a)、(b)圖示了利用刀片切割而形成側(cè)面332的方法。圖17(a)是截面圖，圖17(b)表示俯視圖。如圖17(a)的截面圖所示的那樣，在刀片切割中利用在前端形成了傾斜的切割刀片375。此時(shí)，切割刀片按照前端的傾斜面376與基板304的主面的法線方向所形成的角度成為Θ I的方式而設(shè)定。在將基板304粘貼于切割帶371后，通過(guò)實(shí)施基板304的切割來(lái)將切割刀片前端的傾斜面376的形狀轉(zhuǎn)印至基板304，由此形成側(cè)面332。如圖17(b)的俯視圖所示的那樣，刀片切割的掃描方向377按照相對(duì)于從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的偏振光的主面內(nèi)的偏振方向324而形成θ 2( Θ 2')的角度的方式來(lái)進(jìn)行設(shè)定。在刀片切割中，相鄰的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的側(cè)面332同時(shí)被形成，由此，具有相對(duì)于激光切割而言掃描次數(shù)較少的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本實(shí)施方式，由于基板304的主面333以及光取出面(背面)331為正方形，所以，在對(duì)氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300進(jìn)行小片化時(shí)，平行地保持由激光光或者切割刀片等進(jìn)行的切斷的掃描方向，制造工序變得容易。圖18 (a)、(b)示出了以將切割刀片前端的傾斜面376與基板304的主面的法線方向之間成為45度的方式進(jìn)行設(shè)定，來(lái)對(duì)基板厚度100 μ m的基板304進(jìn)行刀片切割的實(shí)施例。此時(shí)，與基板304的切割同時(shí)地對(duì)切割帶也進(jìn)行IOOym的深度量的切割。圖18(a)是俯視照片，可知形成了側(cè)面332。圖18(b)是表示Y-Y'方向的截面輪廓的圖。側(cè)面332與主面的法線方向形成的角度為45度，切割刀片前端的傾斜面376被轉(zhuǎn)印至基板304。這樣小片化后的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300被安裝在安裝基板301上。在此，再次參照?qǐng)D6，對(duì)倒裝芯片的構(gòu)造進(jìn)行說(shuō)明。
在安裝基板301上，預(yù)先形成有布線302。作為安裝基板的主要材料，能夠利用氧化鋁、AlN等的絕緣物、Al、Cu等的金屬、Si或Ge等半導(dǎo)體或者它們的復(fù)合材料。在將金屬或半導(dǎo)體用作安裝基板301的主要材料的情況下，對(duì)表面能以絕緣膜覆蓋。只要使布線302與氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的電極形狀相匹配地配置即可。關(guān)于布線302，能夠利用Cu、Au、Ag、Al等。只要使布線302與氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的電極形狀相匹配地配置即可。關(guān)于布線302，能夠利用Cu、Au、Ag、Al等。通過(guò)濺射或鍍敷等在安裝基板301上形成這些材料。 在布線302上形成凸塊303。對(duì)于凸塊，可使用Au。關(guān)于Au凸塊的形成，能夠利用凸塊粘合器，能夠形成直徑50 μ m以上且70 μ m以下程度的Au凸塊。另外，通過(guò)鍍Au處理也能夠形成Au凸塊。這樣，在形成了凸塊303的安裝基板301上，利用超聲波接合來(lái)連接氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300。這樣，完成實(shí)施方式所涉及到半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備。圖19(a)是示意性表示實(shí)施方式I的變形例I中的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的俯視圖。圖19(b)是圖19(a)的X-X’線截面圖，圖19(c)是圖19(a)的Y-Y’線截面圖。關(guān)于與圖6相同的內(nèi)容，省略其詳細(xì)說(shuō)明。在第I實(shí)施方式中，主面的法線方向與4個(gè)側(cè)面332所形成的4個(gè)角度Θ I均為相同的角度的示例進(jìn)行了說(shuō)明，但在實(shí)施方式I的變形例I中，Θ I均為不同。這是在光取出面331的外形351所形成的正方形與主面333的外形352所形成的正方形的中心不一致等的情況下，Θ I的角度分別成為各自不同。由于加工精度的問(wèn)題，難以使4個(gè)Θ I完全一致，但即使Θ I的角度分別各異，也能夠同樣地獲得先前說(shuō)明的偏振減小的效果。即使在本變形例，在4個(gè)Θ I ( Θ la、Θ lb、Θ lc、Θ Id)滿足式9的情況下，也能夠?qū)⑷肷渲羵?cè)面332的光中的在側(cè)面332被反射后從光取出面331射出的光的比例設(shè)為70%以上。另外，4個(gè)Θ I只要比臨界角Θ c大，在各自的側(cè)面中就能夠高效地使光進(jìn)行反射。其中，4個(gè)Θ I并不一定都要滿足這些條件，只要至少I個(gè)Θ I滿足這些條件即可。圖20(a)是示意地表示實(shí)施方式I的變形例2中的氮化物半導(dǎo)體系發(fā)光設(shè)備的俯視圖。圖20(b)是圖20(a)的X-X’線截面圖，圖20(c)是圖20 (a)的Y-Y’線截面圖。關(guān)于與圖6相同的內(nèi)容，省略其詳細(xì)說(shuō)明。在第I實(shí)施方式的圖6中圖示了 η型氮化物半導(dǎo)體層305、氮化物半導(dǎo)體活性層306、ρ型氮化物半導(dǎo)體層307的氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的側(cè)面360相對(duì)于主面的法線方向而平行的示例，但如圖20所示，η型氮化物半導(dǎo)體層305、氮化物半導(dǎo)體活性層306、ρ型氮化物半導(dǎo)體層307的氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的側(cè)面360也可以相對(duì)于主面的法線方向而傾斜Θ I’的角度。在該情況下，Θ I’可以比式9的值大，或者，比臨界角Ge大。通過(guò)如此，能夠使從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出且向半導(dǎo)體層疊構(gòu)造所形成的平面方向進(jìn)行射出的光由氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的側(cè)面360高效率地進(jìn)行全反射。圖21 (a)是示意地表示實(shí)施方式I的變形例3中的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的俯視圖。圖21(b)是圖21 (a)的X-X’線截面圖，圖21(c)是圖21 (a)的Y-Y’線截面圖。關(guān)于與圖6相同的內(nèi)容，省略其詳細(xì)說(shuō)明。關(guān)于與圖6相同的內(nèi)容，省略其詳細(xì)說(shuō)明。與圖6的不同在于，氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的周圍以密封部314進(jìn)行覆蓋。作為密封部314的材料，能夠利用環(huán)氧樹(shù)脂、硅酮、玻璃等。通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x擇密封部314的材料，能夠?qū)2的值進(jìn)行控制。另外，對(duì)氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的周圍以密封部314進(jìn)行覆蓋來(lái)提高光取出，從而能夠提高發(fā)光輸出。并且，由于能夠抑制水分或氣體的浸透，故能提高可靠性。例如作為密封部314的材料而利用了硅酮的情況下，能夠?qū)2的值控制在I. 40以上且I. 54以下的值。另外，例如作為密封部314的材料而利用環(huán)氧樹(shù)脂樹(shù)脂的情況下，能夠?qū)2的值控制在I. 47以上且I. 60以下的值。這些材料能夠從熱硬化材料、紫外線硬化材料中來(lái)選定。(實(shí)施方式2)參照?qǐng)D22對(duì)第2實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖22(b)是圖22(a)的X_X’線截面圖，圖22(c)是圖22(a)的Y-Y’線截面圖。關(guān)于與圖6相同的內(nèi)容，省略其詳細(xì)的說(shuō)明。與實(shí)施方式I不同點(diǎn)在于，光取出面331的外形351以及主面333的外形352在俯視圖中呈長(zhǎng)方形的形狀。在俯視圖中，外形351可以與外形352的中心相同，且外形351的邊可以與外形352的邊相互平行。通過(guò)將外形設(shè)為長(zhǎng)方形，能夠提高電極布局的自由度。 即使在將外形351以及外形352設(shè)為長(zhǎng)方形的情況下，也能夠通過(guò)由側(cè)面332反射光來(lái)將從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的偏振光進(jìn)行橢圓偏振化，并且，通過(guò)合成主軸傾斜了 90度的橢圓偏振光，能夠減小從氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300射出的光的偏振度。在外形351選擇成為角度的基準(zhǔn)的一個(gè)邊，且將該邊與氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的偏振光的主面內(nèi)的偏振方向324所形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為Θ 2的情況下，Θ 2(mod180度)是以不包含O度與90度在內(nèi)的角度進(jìn)行傾斜。在此，將與成為角度的基準(zhǔn)的邊相接的邊和氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的偏振光的主面內(nèi)的偏振方向324所形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為Θ 2’的情況下，由于外形351是長(zhǎng)方形，故成為Θ2’ = |90度-Θ2|。與實(shí)施方式I相同地，Θ 2可以在25至65度的范圍內(nèi)。通過(guò)設(shè)為該范圍，能夠?qū)⒎瓷涔獾钠穸葴p小至O. 2以下。并且，Θ 2也可以在35至55度的范圍內(nèi)。通過(guò)設(shè)為該范圍，能夠?qū)⒎瓷涔獾钠穸葴p小至O. I以下。在Θ 2為45度時(shí)，由側(cè)面332反射的光的偏振度成為極小值。與實(shí)施方式I相同地，Θ I可以比滿足式9的值大，或者也可以為由nl與n2所決定的臨界角Θ c以上。由側(cè)面332能夠高效地反射光。在實(shí)施方式2中，優(yōu)選按照使4個(gè)側(cè)面332a、332b、332c以及332d的面積盡可能一致的方式，來(lái)設(shè)定長(zhǎng)方形的形狀以及Θ1。作為制造方法，能夠采用與實(shí)施方式I的方法相同的方法。(實(shí)施方式3)參照?qǐng)D23對(duì)第3實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖23(b)是圖23(a)的X_X’線截面圖，圖23(c)是圖23(a)的Y-Y’線截面圖。關(guān)于與圖6相同的內(nèi)容，省略其詳細(xì)說(shuō)明。與實(shí)施方式I不同點(diǎn)在于，光取出面331的外形351以及主面333的外形352是俯視圖中呈平行四邊形的形狀。在俯視圖中，外形351可以與外形352的中心相同，且外形351的邊可以與外形352的邊相互地平行。另外，外形351與外形352也可以是相似的形狀。通過(guò)將外形設(shè)為平行四邊形，能夠提高電極布局的自由度。在外形351選擇成為角度的基準(zhǔn)的一個(gè)邊，且將該邊與氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的偏振光的主面內(nèi)的偏振方向324所形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為Θ 2的情況下，Θ 2(mod180度)以包含O度以及90度在內(nèi)的角度傾斜。在將成為角度的基準(zhǔn)的邊相接的邊與氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的偏振光的主面內(nèi)的偏振方向324所形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為Θ 2’的情況下，若Θ6= Θ2+Θ2’，則Θ 6成為平行四邊形的內(nèi)角，Θ 6成為比O度大比180
度要小的值。即使在將外形351以及外形352設(shè)為平行四邊形的情況下，通過(guò)由側(cè)面332反射光來(lái)對(duì)從氮化物半導(dǎo)體活性層306射出的偏振光進(jìn)行橢圓偏振化，進(jìn)而合成主軸傾斜了Θ 6的橢圓偏振光，也能夠減小從氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300射出的光的偏振度。Θ 2以及Θ 2’可以在25度至65度的范圍。通過(guò)設(shè)為該范圍，能夠?qū)⒎瓷涔獾钠穸葴p小至O. 2以下。并且，Θ 2以及Θ 2’也可以在35度至55度的范圍。通過(guò)設(shè)為該范圍，能夠?qū)⒎瓷涔獾钠穸葴p小至O. I以下。尤其是，若Θ2= Θ2’= Θ6/2，則由側(cè)面332反射的光的偏振度成為極小值。
基于Θ6 = Θ2+Θ2’、Θ 2 = Θ 2’的關(guān)系，Θ 6可以在50度至130度的范圍，更進(jìn)一步也可以在70度至110度的范圍。與實(shí)施方式I相同地，Θ I可以比滿足式9的值還大，也可以為由nl與n2所決定的臨界角Θ c以上。由側(cè)面332能夠高效地反射光。在實(shí)施方式3中，優(yōu)選按照盡可能地使4個(gè)側(cè)面332a、332b、332c以及332d的面積一致的方式來(lái)設(shè)定平行四邊形的形狀以及Θ1。圖24(a)是示意地表示實(shí)施方式3的變形例I中的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光設(shè)備的俯視圖。圖24(b)是圖24(a)的X-X’線截面圖，圖24(c)是圖24(a)的Y-Y’線截面圖。關(guān)于與圖23相同的內(nèi)容,省略其詳細(xì)說(shuō)明。在實(shí)施方式3的變形例I中不同點(diǎn)在于，光取出面331的外形351以及主面333的外形352在俯視圖中呈菱形的形狀。菱形是平行四邊形的特殊的情況。由于菱形的各邊的長(zhǎng)度相同，易于使4個(gè)側(cè)面332a、332b、332c以及332d的面積一致。即，由于使由各側(cè)面反射的光的光量成為一致，在合成主軸傾斜了 Θ6的橢圓偏振光時(shí)，能夠高效地減小偏振度。關(guān)于制造方法，能夠采用實(shí)施方式I中敘述的方法相同的方法來(lái)制作。(實(shí)施方式4)參照?qǐng)D25(a)至(f)對(duì)第4實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖25(b)是圖25(a)的X_X’線截面圖，圖25(c)是圖25(a)的Y-Y’線截面圖。關(guān)于與圖6相同的內(nèi)容，省略其詳細(xì)說(shuō)明。與實(shí)施方式I不同點(diǎn)在于，在光取出面331的表面形成有多個(gè)凹凸334。在本實(shí)施方式中，將形成凹凸334的面稱為“圖案化表面”。本實(shí)施方式的特征在于，由側(cè)面332來(lái)反射光，由此進(jìn)行橢圓偏振化，并且，通過(guò)合成主軸傾斜了 90度的橢圓偏振光，來(lái)大幅度減小從氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300射出的光的偏振度，由此，能夠利用在光取出面331的表面所形成的凹凸來(lái)減小從光取出面331直接被取出的光的偏振度。由此，能夠?qū)⒌锵蛋雽?dǎo)體發(fā)光元件的被取出至外部的光的偏振度大致接近于O。在本實(shí)施方式中，如圖25(b)所示，具有矩形的截面形狀的凸部可以在光取出面331呈條帶狀地設(shè)置。另外，如圖25(d)、(e)所示，具有三角形或曲線的截面形狀的凸部可以在光取出面331呈條帶狀地設(shè)置。多個(gè)凸部的周期可以為300nm以上且8μπι以下。這是由于若凸部的周期小于300nm，則光不易受到凹凸334的影響，若凸部的周期大于8μπι，則形成在光取出面331的凸部的數(shù)量變少的緣故。在俯視圖中，在將條帶延伸的方向與偏振光的偏振方向所形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為Θ 7的情況下，0 7(mod 180度)可以為5度以上且175度以下，并且Θ 7 (mod 180度)可以為30度以上且150度以下。由此，能夠更
進(jìn)一步聞效地減小偏振。作為多個(gè)凹凸的其他的示例，如圖25(f)所示，可以是多個(gè)凸部被二維配置的構(gòu)造。這些二維配置的凸部的形狀亦可以是圓錐型、半球型等。另外，這些二維配置的凸部亦可不必等間隔地排列。為了對(duì)形成在光取出面331的表面的條帶形狀的多個(gè)凹凸334給偏振度所造成的影響進(jìn)行調(diào)查，制作了圖26所示的發(fā)光元件。氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的側(cè)面332按照與氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶的c面以及a面平行的方式形成。氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的尺寸是300 μ m的四方形。這樣，通過(guò)將側(cè)面332與c面以及a面呈平行地形成，來(lái)減小側(cè)面332對(duì)偏振度所帶來(lái)的影響，僅評(píng)價(jià)了凹凸334的影響。條帶狀凹凸的截面形狀為接近二邊等邊三角形的形狀，凸的間隔為8 μ m,凸部的高度為2. 5 μ m。圖27示出了 在將條帶的延伸方向與偏振光的電場(chǎng)方向(氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶的a軸方向)所形成的角度的絕對(duì)值 Θ 7變化為O度、5度、30度、45度、90度時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)化偏振度的測(cè)定結(jié)果。標(biāo)準(zhǔn)化偏振度是指，將Θ 7為O度時(shí)的值作為I. O而進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的值。標(biāo)準(zhǔn)化偏振度在Θ 7為45度時(shí)成為最小?；趫D27所示的測(cè)定結(jié)果，Θ 7的范圍可以為5度至90度，更進(jìn)一步Θ7的范圍也可以為30度至90度，Θ 7也可以為45度。為了對(duì)形成在光取出面331的表面的多個(gè)凹凸334給偏振度造成的影響進(jìn)行調(diào)查，制作了圖28所示的發(fā)光元件。氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的側(cè)面332與氮化物半導(dǎo)體結(jié)晶的c面以及a面呈平行地形成。氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的尺寸為300 μ m的四方形。這樣，通過(guò)將側(cè)面332與c面以及a面呈平行地形成，來(lái)減小側(cè)面332對(duì)偏振度所帶來(lái)的影響，僅評(píng)價(jià)了凹凸334的影響。凸部的形狀為接近于半球形的形狀，凸部的高度為
5μ m,凸部的底部為直徑 ομπ 的圓形，凸部以20μπ 的間隔呈格子狀地配置。圖29示出了有關(guān)在光取出面的表面存在有凹凸的情況下的偏振度的減小效果的測(cè)定結(jié)果。針對(duì)已經(jīng)說(shuō)明的圖4的具有形成在m面上的活性層的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的發(fā)光波長(zhǎng)與偏振度的關(guān)系，增繪了測(cè)定值。即，可知通過(guò)在光取出面331形成凹凸，能夠?qū)⑵穸却笾聹p小至一半。根據(jù)圖29的結(jié)果、圖15的結(jié)果，在占有面積率R = O. 24以上，Θ I為臨界角Θ c以上的情況下，本實(shí)施方式4中，表示合適的Θ 2與n2的范圍的圖是圖30。在圖30中分別圖示了滿足偏振度為O. 15以下(區(qū)域A)、偏振度為O. 125以下(區(qū)域B)、偏振度為O. I以下(區(qū)域C)、偏振度為O. 075以下(區(qū)域D)、偏振度為O. 05以下(區(qū)域E)的n2與Θ 2的范圍。在此，區(qū)域是指，實(shí)線上以及以實(shí)線包圍的內(nèi)側(cè)的全部。從圖30可知Θ 2可以是接近于45度的值，可以將n2的值盡可能地設(shè)為較小的值。根據(jù)以上，通過(guò)對(duì)光取出面331賦予用于減小偏振度的構(gòu)造，較之于實(shí)施方式I的情況，能夠更進(jìn)一步減小偏振度。接下來(lái)，對(duì)實(shí)施方式4的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。除凹凸334的形成方法以外是與實(shí)施方式I相同的，所以，在此對(duì)凹凸334的形成方法進(jìn)行說(shuō)明。在形成基板304的凹凸的面上涂敷光抗蝕劑，利用接觸曝光裝置進(jìn)行抗蝕劑圖案化。接下來(lái)，以光抗蝕劑作為掩模，通過(guò)利用了氯系氣體的干法蝕刻來(lái)形成凹凸。此時(shí)，通過(guò)光抗蝕劑也同時(shí)被蝕刻的條件，能夠?qū)l帶狀凹凸的截面形狀設(shè)置為接近于二等邊三角形的形狀。另外，將干式蝕刻的條件設(shè)置為化學(xué)反應(yīng)性高的蝕刻條件，如圖25所示能夠形成具有半球狀的截面的凸部。圖31是表示具有實(shí)施方式的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的白色光源的一個(gè)示例的示意圖。圖31的光源具備具有圖6所示的構(gòu)成的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300、以及分散了將該氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300輻射的光的波長(zhǎng)變換為更長(zhǎng)波長(zhǎng)的熒光體(例如YAG Yttrium Alumninum Garnet)的樹(shù)脂層400。氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300被搭載于在表面形成有布線圖案的支撐部件410上，在支撐部件410上按照包圍氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的方式配置反射部件420。樹(shù)脂層400按照覆蓋氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件300的方式形成。另外，針對(duì)與ρ型電極308接觸的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域?yàn)镚aN，或者由AlGaN構(gòu)成的情況進(jìn)行了說(shuō)明，但也可以是含有In的層，例如InGaN。在該情況下，例如能夠?qū)n的組成設(shè)為O. 2的“ Ina2Gaa8N”用作與ρ型電極308相接的接觸層。通過(guò)使GaN含有In，由于能夠 使AlaGabN(a+b = I, a彡O, b > O)的帶隙比GaN的帶隙小,從而能夠減小接觸電阻?；谝陨希cP型電極308相接的ρ型半導(dǎo)體區(qū)域只要由AlxInyGazN(x+y+z = I, x ^ O, y > O,z彡O)半導(dǎo)體來(lái)形成即可。產(chǎn)業(yè)上的利用可能性根據(jù)本發(fā)明，由于能夠減小被取出光的偏振度，故本發(fā)明能夠利用在燈飾或照明
坐寸ο
權(quán)利要求
1.一種氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，具備基板，其具有主面、作為光取出面的背面、和多個(gè)側(cè)面；以及氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造，其形成在所述基板的主面上， 其中， 所述氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造具有用于射出偏振光的活性層， 在將所述基板的多個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面相對(duì)于所述基 板的主面而形成的角度設(shè)為角度Θ，且將所述基板的多個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面與所述基板的主面之間的交線相對(duì)于所述偏振光在所述主面內(nèi)的偏振方向而形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為角度Θ 2的情況下， 所述角度Θ大于90度，且 所述角度Θ 2除以180度所得到的余數(shù)是不包含O度與90度在內(nèi)的角度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述基板是偏離5°以下的偏切基板。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， Θ減去90度后得到的值是角度Θ I以上的值，該角度Θ I滿足下述計(jì)算式的關(guān)系，該計(jì)算式為Θ I = 51. 0-21. 5Xn2。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 在所述基板的光的折射率為nl且與所述基板的多個(gè)側(cè)面相接的介質(zhì)的折射率為n2的情況下，若將由所述折射率nl、n2所決定的臨界角設(shè)為0C，則Θ減去90度后得到的值大于所述臨界角0C。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任意一項(xiàng)所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述基板的主面以及背面的平面形狀為四邊形，所述多個(gè)側(cè)面是4個(gè)側(cè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述基板的主面以及背面的平面形狀為平行四邊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述基板的主面以及背面的平面形狀為正方形。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述基板的主面以及背面的平面形狀為長(zhǎng)方形。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述基板的主面以及背面的平面形狀為菱形。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任意一項(xiàng)所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述角度Θ 2除以90度所得到的余數(shù)為25度以上且65度以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任意一項(xiàng)所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述角度Θ 2除以90度所得到的余數(shù)為35度以上且55度以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任意一項(xiàng)所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述角度Θ 2除以90度所得到的余數(shù)為40度以上且50度以下。
13.根據(jù)權(quán)利要求I至12中任意一項(xiàng)所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 在所述基板的背面上形成有多個(gè)凸部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述凸部具有圓錐形狀或者半球形狀，且二維配置在所述基板的背面。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 所述凸部具有條帶形狀， 在將所述條帶形狀的延伸方向與所述偏振光的偏振方向之間形成的角的絕對(duì)值設(shè)為Y的情況下，Y除以180度所得到的余數(shù)為5度以上且175度以下。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， Y除以180度所得到的余數(shù)為30度以上且150度以下。
17.根據(jù)權(quán)利要求I至16中任意一項(xiàng)所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件，其中， 在將所述偏振光的偏振方向與所述基板的主面的法線之間形成的角的絕對(duì)值設(shè)為σI時(shí)，σ I除以180度所得到的余數(shù)為85度以上且95度以下； 在將所述偏振光的偏振方向與所述基板的背面的法線之間形成的角的絕對(duì)值設(shè)為σ 2時(shí)，σ 2除以180度所得到的余數(shù)為85度以上且95度以下。
18.—種光源,具備 權(quán)利要求I至17中任意一項(xiàng)所述的氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件；以及 至少含有對(duì)從所述基板的背面輻射出的光的波長(zhǎng)進(jìn)行變換的熒光物質(zhì)的波長(zhǎng)變換部。
19.一種氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造方法，其包括 準(zhǔn)備具有主面以及作為光取出面的背面的基板的工序a ； 在所述基板的主面上形成氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造的工序b ；以及 切斷所述基板以及所述氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造，分離成多個(gè)氮化物系半導(dǎo)體元件的工序C， 其中， 所述氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造包含用于射出偏振光的活性層， 在所述工序c中， 按照在將所述基板的多個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面相對(duì)于所述基板的主面而形成的角度設(shè)為角度Θ，且將所述基板的多個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)側(cè)面與所述基板的主面之間的交線相對(duì)于所述偏振光在所述主面內(nèi)的偏振方向而形成的角度的絕對(duì)值設(shè)為角度Θ 2的情況下，所述角度Θ大于90度，且角度Θ 2是不包含O度與90度在內(nèi)的角度的方式，來(lái)切斷所述基板以及所述氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的制造方法，其中， 在所述工序a中，作為所述基板而準(zhǔn)備偏離5°以下的偏切基板。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的制造方法，其中， Θ減去90度后得到的值是滿足下述計(jì)算式的角度Θ I以上的值，該計(jì)算式為Θ I = 51. 0-21. 5Xn2。
22.根據(jù)權(quán)利要求19至21中任意一項(xiàng)所述的制造方法，其中， 在將所述偏振光的偏振方向與所述基板的主面的法線之間形成的角的絕對(duì)值設(shè)為σI時(shí)，σ I除以180度所得到的余數(shù)為85度以上且95度以下； 在將所述偏振光的偏振方向與所述基板的背面的法線之間形成的角的絕對(duì)值設(shè)為σ 2時(shí)，σ 2除以180度所得到的余數(shù)為85度以上且95度以下。
全文摘要
氮化物系半導(dǎo)體發(fā)光元件(300)具備基板(304)和氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造，氮化物半導(dǎo)體層疊構(gòu)造具有用于射出偏振光的氮化物半導(dǎo)體活性層(306)，基板(304)的多個(gè)側(cè)面(332)中的至少一個(gè)側(cè)面相對(duì)于基板(304)的主面(333)而形成的角度θ大于90度，基板(304)的多個(gè)側(cè)面(332)中的至少一個(gè)側(cè)面與基板(304)的主面(333)之間的交線相對(duì)于偏振光的主面(333)內(nèi)的偏振方向(324)而形成的角度的絕對(duì)值即角度θ2(mod 180度)是不包含0度與90度的角度。
文檔編號(hào)H01L33/20GK102881795SQ20121010207
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者井上彰, 藤金正樹(shù), 橫川俊哉 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社