[发明专利]半导体发光元件

说明书

(本申请基于2001年7月25日提出的在先的日本专利申请No.2001-191724，和于2001年8月27日提出的No.2001-297042，并要求其为优先权，在此其全部内容引入作为参考。)

发明领域

本发明涉及一种LED(发光二极管)、LD(激光二极管)等的半导体发光元件。特别涉及使光取出面粗糙化的半导体发光元件。

背景技术

目前，高辉度的LED是在半导体衬底上形成由双异质结结构等构成的发光部分，并在该发光部分上通过形成电流扩散层而构成。因此，在用树脂封装该高辉度LED时，电流扩散层的上部就成为以用于保护元件的透明树脂来覆盖的构造。

在这样的构造中，电流扩散层(折射率：3.1～3.5)与透明树脂(折射率：1.5左右)之间的临界角为25～29度。从发光部分向透明树脂一侧入射的光中，对电流扩散层与透明树脂界面的入射角比上述临界角要大的光进行全反射。在其影响下，LED内部发生的光向外部释放的概率显著下降。而且，在LED的内部发生的光向外部释放的概率(光取出效率)现在是大约20％。

另外，还有一种通过在电流扩散层上部形成高折射率膜增加临界角而提高光取出效率的办法。然而，即使采用该方法，提高效率部分也低于20％左右。

这样，现有用透明树脂封装的LED中，在包含发光层的半导体多层膜的最上层与透明树脂的界面，由于从倾斜方向入射界面的光的大部分全反射，所以存在光取出效率低下的问题。并且，该问题不限于LED，可以说对面发光型的LD也是同样。

发明内容

本发明一个实施例的面发光型半导体发光元件，包括：

有主面的衬底，

在上述衬底主面上形成的包括发光层的半导体多层膜，以及

在上述半导体多层膜的与上述衬底相反侧的光取出面侧上设置的多个锥体状突起物，

上述多个突起物的底面与侧面的交叉角度设定为30度以上、70度以下。

并且，本发明另一个实施例的面发光型半导体发光元件，包括：

有主面的衬底，以及

在上述衬底主面上形成的包括发光层的半导体多层膜；

进行粗糙面加工，使上述半导体多层膜的与上述衬底相反侧的光取出面侧上具有多个凹凸形状，该粗糙面加工后面上的各凹凸的顶部与底部的距离(凹凸高度)设定为200nm以上而且在上述发光层的发光波长以下。

附图说明

图1A～1C是表示第1实施例的绿色LED元件构造和制造工序的剖面图。

图2是放大表示在图1的LED光取出面侧形成的突起物形状的剖面图。

图3是表示图1的LED上电极图形一例的平面图。

图4是表示图1的LED上的突起部侧面与衬底表面相交角度α和光取出效果的关系图。

图5是表示第2实施例的绿色LED元件构造的剖面图。

图6A、B是表示第3实施例的绿色LED元件构造和制造工序的剖面图。

图7是放大表示第3实施例的光取出面附近构造的剖面图。

图8是表示第4实施例的绿色LED元件构造的剖面图。

图9是表示第5实施例的绿色LED元件构造和制造工序的剖面图。

图10是表示图5的LED上的凹凸高度与光取出效率关系的特性图。

图11是表示处于发光波长前后的，凹凸高度与光取出效率关系的特性图。

图12是表示使防止反射膜的表面粗糙化时的折射率与光取出效率的关系图。

图13是表示防止反射膜的表面平坦时的折射率与光取出效率的关系图。

图14A～E是表示防止反射膜的粗糙面形状例子的剖面图。

图15是表示第6实施例的绿色LED元件构造的剖面图。

图16是表示第7实施例的绿色LED元件构造的剖面图。

具体实施方式

以下，按照图示的实施例，详细说明本发明。

(第1实施例)

图1是表示本发明第1实施例的绿色LED元件构造和制造工序的剖面图。