特許 7007923 半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-12

(45)【発行日】2022-01-25

(54)【発明の名称】半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/20 20100101AFI20220118BHJP

   H01L 33/32 20100101ALI20220118BHJP

【ＦＩ】

H01L33/20

H01L33/32

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2018004953

(22)【出願日】2018-01-16

(65)【公開番号】P2019125681

(43)【公開日】2019-07-25

【審査請求日】2020-07-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000226242

【氏名又は名称】日機装株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(72)【発明者】

【氏名】浅野 英樹

【審査官】大西 孝宣

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－１１１１０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／０７２８５９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１２０８３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５１３６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３６３３４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０４６１３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２７７５９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０３１５０１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】中国特許出願公開第１０７３３１７３６（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２０５３５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／００ － ３３／６４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

紫外線を発する発光部と、
前記発光部が発する紫外線が取り出される取り出し面の一部を覆う被覆部と、を備え、
前記被覆部は、互いに離れた複数の孤立部で構成されており、
前記孤立部は、直径または一辺が１μｍ以上１００μｍ以下であり、
前記孤立部は、前記取り出し面を構成する第１の材料の屈折率よりも低い屈折率を有する第２の材料で構成されており、
前記第１の材料は、サファイア基板または窒化アルミニウム基板であり、
前記第２の材料は、飽和結合のみを有する非晶質全フッ素化樹脂であることを特徴とする半導体発光素子。

【請求項2】

前記複数の孤立部は、ドット状に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体発光素子。

【請求項3】

前記第２の材料は、紫外線に対する透過率が８０％以上の樹脂材料であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体発光素子。

【請求項4】

前記取り出し面は、前記被覆部で覆われてない部分の割合が１０～９０％であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の半導体発光素子。

【請求項5】

紫外線を発する発光部を準備する工程と、
前記発光部が発する紫外線が取り出される取り出し面の上に印刷で被覆部を形成する工程と、を含み、
前記被覆部は、互いに離れた複数の孤立部で構成されており、
前記孤立部は、直径または一辺が１μｍ以上１００μｍ以下であり、
前記孤立部は、前記取り出し面を構成するサファイア基板または窒化アルミニウム基板の屈折率よりも低い屈折率を有し、飽和結合のみを有する非晶質全フッ素化樹脂で構成されている、
ことを特徴とする半導体発光素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、半導体発光素子および半導体発光素子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、波長の短い紫外線を発する半導体発光素子の開発が進められている。このような紫外線用の半導体発光素子は、窒化物系の半導体層で構成されたｎ型層、活性層、ｐ型層などの各層が基板上に所定の順に積層されている。このような半導体発光素子は、活性層が発する紫外線を基板や各半導体層を介して外部へ取り出さなければならないが、通常の窒化物系の半導体層の屈折率が空気より非常に大きいこと、また、半導体層を構成する窒化物系の一部の材料（例えば窒化ガリウム）において紫外線の吸収が大きいことにより、そのままでは光取り出し効率の向上が難しい。

【0003】

そこで、屈折率が空気よりも高い樹脂で半導体発光素子の発光面を封止することで、発光面を挟んだ屈折率差による内面反射を低減することが行われている。また、発光面での内面反射を低減するために、発光面に微小な凹凸形状が形成された半導体発光素子も知られている（特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００８－６６５５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述のように、半導体発光素子の発光面を樹脂で覆うことで発光面での内面反射が低減され、光取り出し効率の向上は図られる。しかしながら、紫外線に対して耐久性を有するとされる樹脂も、発光素子のオンオフに伴う温度サイクル、紫外線の吸収、樹脂内部の残留応力といった様々な要因により、クラックや発光面との剥離が生じることがある。そのため、耐久性や信頼性の観点からは更なる改善が必要である。

【0006】

本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その例示的な目的のひとつは、紫外線を発する半導体発光素子の耐久性や信頼性を更に向上する技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本発明のある態様の半導体発光素子は、紫外線を発する発光部と、発光部が発する紫外線が取り出される取り出し面の一部を覆う被覆部と、を有する。被覆部は、互いに離れた複数の孤立部で構成されており、孤立部は、取り出し面を構成する第１の材料の屈折率よりも低い屈折率を有する第２の材料で構成されている。

【0008】

一般的に、紫外線を発する発光部を構成する材料は、空気と比較して大きな屈折率を有するものが多い。そのため、光取り出し面が空気に露出している状態では、発光部内で内面反射する紫外線が多くなり、光取り出し効率は低くなる。そこで、この態様によると、少なくとも取り出し面と被覆部との界面での屈折率差が少なくなり、光取り出し効率が向上する。また、被覆部は、互いに離れた複数の孤立部で構成されているため、各孤立部の内部での残留応力を小さくできる。その結果、取り出し面と被覆部との界面で生じる引っ張り応力や圧縮応力が緩和され、界面での被覆部の剥離やクラックの発生が低減される。

【0009】

複数の孤立部は、ドット状に配置されていてもよい。これにより、孤立部を規則的に分散配置することができる。

【0010】

孤立部は、直径または一辺が１μｍ以上１００μｍ以下であってもよい。これにより、印刷等の比較的簡易な方法で孤立部を形成できる。

【0011】

第２の材料は、飽和結合のみを有する非晶質全フッ素化樹脂であってもよい。これにより、紫外線に対する耐久性を向上できる。

【0012】

第２の材料は、紫外線に対する透過率が８０％以上の樹脂材料であってもよい。これにより、高効率な半導体発光素子を実現できる。

【0013】

第１の材料は、サファイア基板または窒化アルミニウム基板であってもよい。

【0014】

取り出し面は、被覆部で覆われてない部分の割合が１０～９０％であってもよい。

【0015】

本発明の別の態様は、半導体発光素子の製造方法である。この方法は、紫外線を発する発光部を準備する工程と、発光部が発する紫外線が取り出される取り出し面の上に印刷で被覆部を形成する工程と、を含む。被覆部は、互いに離れた複数の孤立部で構成されており、孤立部は、取り出し面を構成する基板材料の屈折率よりも低い屈折率を有する樹脂材料で構成されている。

【0016】

この態様によると、少なくとも取り出し面と被覆部との界面での屈折率差が少なくなり、光取り出し効率が向上する。また、被覆部は、互いに離れた複数の孤立部で構成されているため、各孤立部の内部での残留応力を小さくできる。その結果、取り出し面と被覆部との界面で生じる引っ張り応力や圧縮応力が緩和され、界面での被覆部の剥離やクラックの発生が低減された半導体発光素子を製造できる。

【0017】

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、紫外線を発する半導体発光素子の耐久性や信頼性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本実施の形態に係る半導体発光素子の概略構成を示す斜視図である。

【図2】本実施の形態に係る半導体発光素子の構成を概略的に示す断面図である。

【図3】図３（ａ）～図３（ｂ）は、発光部上の孤立部の変形例を模式的に示した図である。

【図4】本実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法を示すフローチャートである。

【図5】半導体発光素子の全体を樹脂で封止した場合に耐久性に影響のある現象を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。また、以下に述べる構成は例示であり、本発明の範囲を何ら限定するものではない。

【0021】

前述のように、屈折率が空気よりも高い樹脂で半導体発光素子の発光面を封止することで、発光面を挟んだ屈折率差による内面反射を低減することが可能である。しかしながら、樹脂はガラスやセラミックスと比較して耐光性は劣る。特に紫外線を発する半導体発光素子の場合、紫外線に対して耐久性のある樹脂は限られている。

【0022】

図５は、半導体発光素子の全体を樹脂で封止した場合に耐久性に影響のある現象を説明するための模式図である。

【0023】

図５に示す半導体発光素子１０は、紫外線を発する発光部１２と、発光部１２の内部で生じた紫外線を取り出す取り出し面１２ａおよび側面１２ｂを被覆して封止する封止樹脂１４と、を有する。発光部１２の取り出し面１２ａは、一辺の大きさが０．５～３ｍｍ程度の四角形であり、例えば、サファイアや窒化アルミニウムといった透明なセラミックス基板で構成されているが、これらの基板は屈折率が非常に高い（１．８～２．４）。そのため、基板の屈折率と空気の屈折率との間の屈折率を有する封止樹脂で取り出し面１２ａを被覆することで、光取り出し効率の向上が図られている。

【0024】

しかしながら、紫外線に対して耐久性が高い樹脂であるフッ素系樹脂やシリコーン系樹脂は、セラミックス基板と比較して線膨張係数が１桁程度大きい。そのため、発光部１２を覆うように封止樹脂１４をポッティングし、加熱して硬化した後、使用環境まで温度を下げると、封止樹脂１４は内部に応力が残留した状態となる。

【0025】

例えば、紫外線に対する耐久性が高いフッ素樹脂の一つである旭硝子株式会社製のサイトップＳ（ＣｙｔｏｐＳ；登録商標）の線膨張係数は７．４×１０^－５／℃であり、サファイア基板の線膨張係数は７．０×１０^－６／℃である。熱硬化温度を１８０℃、使用環境温度を３０℃、サイトップＳのヤング率を約２ＧＰａとして、内部応力を概算すると、下記式で示す値となる。
（７．４×１０^－５－７．０×１０^－６）［１／℃］×（１８０－３０）［℃］×２［ＧＰａ］≒２［ｋｇ／ｍｍ^２］

【0026】

つまり、サファイア基板とフッ素樹脂との界面には、熱硬化後に使用環境まで温度を下げる過程で、１ｍｍ^２あたり２ｋｇの残留応力が生じることになる。また、この応力は、封止樹脂１４の厚みに比例するので、図５に示すように発光部１２を半球状に封止する場合、残留応力は非常に大きなものとなる。そのため、形状に起因して応力が集中しやすい発光部１２の角部にクラック１６が生じやすい。また、発光部１２の取り出し面１２ａの、特に紫外線出力強度の高い中央部において、基板と樹脂との間で剥離１８を生じることがある。このような現象は、取り出し面の材料の線膨張係数に対して被覆部の線膨張係数が大きく異なるときに顕著であるが、仮に取り出し面の材料の線膨張係数に対して被覆部の線膨張係数が少しでも異なっていれば（例えば、基板の線膨張係数の２倍以上）、後述する対策は有効である。

【0027】

このように、発光部の取り出し面を発光部の材料よりも屈折率の低い材料で被覆することで、光取り出し効率を向上できる一方、このような低屈折率材料の内部の残留応力が耐久性に影響を及ぼすことがわかる。

【0028】

そこで、本発明者は、これらの知見に基づいて、低屈折率材料の内部の残留応力を低減することで半導体発光素子の耐久性や信頼性を向上できることに想到した。より詳述すると、発光部の取り出し面を被覆する低屈折率材料の大きさを小さくし、応力を分散することで、クラックや剥離を抑制できることに想到した。

【0029】

図１は、本実施の形態に係る半導体発光素子１００の概略構成を示す斜視図である。図２は、本実施の形態に係る半導体発光素子の構成を概略的に示す断面図である。

【0030】

半導体発光素子１００は、紫外線を発する発光部５０と、発光部５０が発する紫外線が取り出される取り出し面５０ａの一部を覆う被覆部６０と、を有する。発光部５０は、ベース構造体２０と、発光構造体３０とを備える。ベース構造体２０は、基板２２、第１ベース層２４、第２ベース層２６を含む。発光構造体３０は、ｎ型クラッド層３２、活性層３４、電子ブロック層３６、ｐ型クラッド層３８、ｐ側電極４０、ｎ側電極４２を含む。

【0031】

発光部５０は、中心波長が約３６５ｎｍ以下となる「深紫外線」を発するように構成されている。このような波長の深紫外線を出力するため、活性層３４は、バンドギャップが約３．４ｅＶ以上となる窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）系半導体材料で構成される。本実施の形態では、特に中心波長が約３１０ｎｍ以下の深紫外線を発する場合について示す。

【0032】

本明細書において、「ＡｌＧａＮ系半導体材料」とは、主に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）と窒化ガリウム（ＧａＮ）を含む半導体材料のことをいい、窒化インジウム（ＩｎＮ）などの他の材料を含有する半導体材料を含むものとする。したがって、本明細書にいう「ＡｌＧａＮ系半導体材料」は、例えば、Ｉｎ_{１－ｘ－ｙ}Ａｌ_ｘＧａ_ｙＮ（０≦ｘ＋ｙ≦１、０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１）の組成で表すことができ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、窒化インジウムアルミニウム（ＩｎＡｌＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化インジウムアルミニウムガリウム（ＩｎＡｌＧａＮ）を含むものとする。

【0033】

また「ＡｌＧａＮ系半導体材料」のうち、ＡｌＮを実質的に含まない材料を区別するために「ＧａＮ系半導体材料」ということがある。「ＧａＮ系半導体材料」には、主にＧａＮやＩｎＧａＮが含まれ、これらに微量のＡｌＮを含有する材料も含まれる。同様に、「ＡｌＧａＮ系半導体材料」のうち、ＧａＮを実質的に含まない材料を区別するために「ＡｌＮ系半導体材料」ということがある。「ＡｌＮ系半導体材料」には、主にＡｌＮやＩｎＡｌＮが含まれ、これらに微量のＧａＮが含有される材料も含まれる。

【0034】

基板２２は、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）基板である。基板２２は、変形例において窒化アルミニウム（ＡｌＮ）基板であってもよい。基板２２は、第１主面２２ａと、第１主面２２ａの反対側の第２主面２２ｂとを有する。第１主面２２ａは、結晶成長面となる一主面であり、例えば、サファイア基板の（０００１）面である。第２主面２２ｂは、紫外線を取り出す取り出し面５０ａとなる一主面である。

【0035】

基板２２の厚さｔは、１μｍ以上であり、例えば、５μｍ、１０μｍ、１００μｍ、３００μｍ、５００μｍ程度の厚さを有する。基板２２の第１主面２２ａ上には、第１ベース層２４および第２ベース層２６が積層される。第１ベース層２４は、ＡｌＮ系半導体材料で形成される層であり、例えば、高温成長させたＡｌＮ（ＨＴ－ＡｌＮ）層である。第２ベース層２６は、ＡｌＧａＮ系半導体材料で形成される層であり、例えば、アンドープのＡｌＧａＮ（ｕ－ＡｌＧａＮ）層である。

【0036】

基板２２、第１ベース層２４および第２ベース層２６は、ｎ型クラッド層３２から上の層を形成するための下地層（テンプレート）として機能する。また、これらの層は、活性層３４が発する深紫外線を外部に取り出すための光取出層として機能し、活性層３４が発する深紫外線が透過する。第１ベース層２４および第２ベース層２６は、活性層３４が発する深紫外線の透過率が高まるように、活性層３４よりもＡｌＮ比率の高いＡｌＧａＮ系またはＡｌＮ系材料で構成されることが好ましく、活性層３４より低屈折率の材料で構成されることが好ましい。

【0037】

また、第１ベース層２４および第２ベース層２６は、基板２２より高屈折率の材料で構成されることが好ましい。例えば、基板２２がサファイア基板（屈折率ｎ_１＝１．８程度）であり、活性層３４がＡｌＧａＮ系半導体材料（屈折率ｎ_３＝２．４～２．６程度）である場合、第１ベース層２４や第２ベース層２６は、ＡｌＮ層（屈折率ｎ_２＝２．１程度）や、ＡｌＮ組成比が相対的に高いＡｌＧａＮ系半導体材料（屈折率ｎ_２＝２．２～２．３程度）で構成されることが好ましい。

【0038】

ｎ型クラッド層３２は、第２ベース層２６の上に設けられるｎ型半導体層である。ｎ型クラッド層３２は、ｎ型のＡｌＧａＮ系半導体材料で形成され、例えば、ｎ型の不純物としてシリコン（Ｓｉ）がドープされるＡｌＧａＮ層である。ｎ型クラッド層３２は、活性層３４が発する深紫外線を透過するように組成比が選択され、例えば、ＡｌＮのモル分率が４０％以上、好ましくは、５０％以上となるように形成される。ｎ型クラッド層３２は、活性層３４が発する深紫外線の波長よりも大きいバンドギャップを有し、例えば、バンドギャップが４．３ｅＶ以上となるように形成される。ｎ型クラッド層３２は、１μｍ～３μｍ程度の厚さを有し、例えば、２μｍ程度の厚さを有する。

【0039】

活性層３４は、ｎ型クラッド層３２の一部領域上に形成される。活性層３４は、ＡｌＧａＮ系半導体材料で形成され、ｎ型クラッド層３２と電子ブロック層３６に挟まれてダブルヘテロ接合構造を構成する。活性層３４は、単層若しくは多層の量子井戸構造を構成してもよい。このような量子井戸構造は、例えば、アンドープのＡｌＧａＮ系半導体材料で形成されるバリア層と、アンドープのＡｌＧａＮ系半導体材料で形成される井戸層とを積層させることにより形成される。活性層３４は、波長３５５ｎｍ以下の深紫外線を出力するためにバンドギャップが３．４ｅＶ以上となるように構成され、例えば、波長３１０ｎｍ以下の深紫外線を出力できるようにＡｌＮ組成比が選択される。

【0040】

電子ブロック層３６は、活性層３４の上に形成される。電子ブロック層３６は、ｐ型のＡｌＧａＮ系半導体材料で形成される層であり、例えば、アンドープのＡｌＧａＮ層である。電子ブロック層３６は、例えば、ＡｌＮのモル分率が４０％以上、好ましくは、５０％以上となるように形成される。電子ブロック層３６は、ＡｌＮのモル分率が８０％以上となるように形成されてもよく、実質的にＧａＮを含まないＡｌＮ系半導体材料で形成されてもよい。電子ブロック層３６は、ｐ型の不純物としてマグネシウム（Ｍｇ）がドープされるＡｌＧａＮ系半導体材料またはＡｌＮ系半導体材料で形成されてもよい。電子ブロック層３６は、１ｎｍ～１０ｎｍ程度の厚さを有し、例えば、２ｎｍ～５ｎｍ程度の厚さを有する。

【0041】

ｐ型クラッド層３８は、電子ブロック層３６の上に形成される。ｐ型クラッド層３８は、ｐ型のＡｌＧａＮ系半導体材料で形成される層であり、例えば、ＭｇドープのＡｌＧａＮ層である。ｐ型クラッド層３８は、電子ブロック層３６よりもＡｌＮのモル分率が低くなるように組成比が選択される。ｐ型クラッド層３８は、１０ｎｍ～１０００ｎｍ程度の厚さを有し、例えば、４００ｎｍ～６００ｎｍ程度の厚さを有する。

【0042】

ｐ側電極４０は、ｐ型クラッド層３８の上に設けられる。ｐ側電極４０は、ｐ型クラッド層３８との間でオーミック接触が実現できる材料で形成され、例えば、ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）の積層構造により形成される。

【0043】

ｎ側電極４２は、ｎ型クラッド層３２の上に設けられる。ｎ側電極４２は、Ｔｉ／Ａｌ系電極であり、例えば、チタン（Ｔｉ）／Ａｌ／Ｔｉ／ＡｕまたはＴｉ／Ａｌ／Ｎｉ／Ａｕの積層構造により形成される。

【0044】

被覆部６０は、互いに離れた複数の孤立部６０ａで構成されている。孤立部６０ａは、取り出し面５０ａを構成する基板２２の屈折率よりも低い屈折率を有する材料で構成されている。

【0045】

一般的に、紫外線を発する発光部５０を構成する材料は、空気と比較して大きな屈折率を有するものが多い。そのため、取り出し面５０ａが空気に露出している状態では、発光部５０内で内面反射する紫外線が多くなり、光取り出し効率は低くなる。

【0046】

本実施の形態に係る半導体発光素子１００は、少なくとも取り出し面５０ａと被覆部６０との界面での屈折率差が少なくなり、光取り出し効率が向上する。また、被覆部６０は、互いに離れた複数の孤立部６０ａで構成されているため、各孤立部６０ａの内部での残留応力を小さくできる。その結果、取り出し面５０ａと被覆部６０との界面で生じる引っ張り応力や圧縮応力が緩和され、界面での被覆部６０の剥離やクラックの発生が低減される。

【0047】

また、本実施の形態に係る半導体発光素子１００は、複数の孤立部６０ａがドット状に配置されている。これにより、孤立部６０ａを規則的に分散配置することができる。なお、孤立部６０ａの形状は、図２に示す半球状（上面視における円形）に限られない。

【0048】

図３（ａ）～図３（ｂ）は、発光部上の孤立部の変形例を模式的に示した図である。図３（ａ）に示す孤立部６２ａは、正方形であり、隣接する孤立部６２ａと離間した配置で取り出し面５０ａの上に形成されている。また、図３（ｂ）に示す孤立部６４ａは、長方形であり、隣接する孤立部６４ａと離間した配置で取り出し面５０ａの上に形成されている。

【0049】

このように、被覆部６０は、四角形や六角形等の多角形の孤立部をマトリックス状に分散配置したものであってもよい。あるいは、形状や大きさが異なる複数の孤立部を分散して配置してもよい。被覆部における孤立部の数や大きさ、隣接する孤立部との間隔は種々取り得るが、重要なのは、分散した複数の孤立部で被覆部を構成することで、孤立部の内部に生じる応力の大きさを低減することであり、これを実現できる孤立部であれば特定の形状や大きさに限定されない。

【0050】

以下、孤立部や取り出し面の構成の好ましい態様について例示する。孤立部は、直径または一辺が１μｍ以上１００μｍ以下であるとよい。孤立部の直径または一辺が１００μｍ以下、好ましくは、５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下であれば、取り出し面の大きさに対して、個々の孤立部の大きさが十分小さくなるため、孤立部の内部で生じる残留応力を小さくできる。

【0051】

一方、孤立部の直径または一辺が１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上であれば、印刷等の比較的簡易な方法で孤立部を形成できる。印刷方法としては、インクジェット法やスクリーン印刷法、インプリント法等が用いることができる。

【0052】

なお、取り出し面５０ａは、被覆部（孤立部）で覆われてない部分の割合が１０～９０％程度が好ましい。取り出し面５０ａの被覆部で覆われてない部分の割合が１０％以上、好ましくは２０％以上、より好ましくは３０％以上であれば、被覆部の大きさに応じて取り出し効率の向上が図られる。一方、取り出し面５０ａの被覆部で覆われてない部分の割合が９０％以下、好ましくは７５％以下、より好ましくは６０％以下であれば、取り出し面の大きさに対して、被覆部の大きさがある程度小さくなるため、被覆部の内部で生じる残留応力の総和を小さくできる。

【0053】

次に、被覆部（孤立部）の材料について説明する。被覆部の材料は、取り出し面を構成する材料よりも低い屈折率を有するものであれば無機物でも樹脂でもよいが、形成しやすさを考慮すれば樹脂が好ましい。特に、紫外線に対する耐久性を考慮すればフッ素系やシリコーン系の樹脂が好ましい。

【0054】

より好ましい樹脂は、飽和結合のみを有する非晶質全フッ素化樹脂である。「飽和結合のみを有する」とは、換言すれば、不飽和結合を実質的に有さないことである。具体的には、旭硝子株式会社製のサイトップＳ、デュポン製のテフロン（登録商標）ＡＦなどが挙げられる。このような樹脂は、飽和結合のみを有するとともに全フッ素化されているため、結合エネルギーが高く、紫外線（特に深紫外線）のようなエネルギーの高い光に対しても優れた耐光性を有する。また、このような樹脂は、非晶質性を有するために深紫外線を含む幅広い波長域において高い透過率を有する。被覆部の紫外線に対する透過率は、８０％以上、好ましくは９０％以上である。これにより、高効率な半導体発光素子を実現できる。

【0055】

次に、被覆部を樹脂で形成する製造方法について説明する。図４は、本実施の形態に係る半導体発光素子の製造方法を示すフローチャートである。

【0056】

はじめに、紫外線を発する発光部を準備する行程（Ｓ１０）と、発光部の光取り出し面の上に印刷で被覆部を形成する工程（Ｓ１２）と、を含む。これにより、少なくとも取り出し面と被覆部との界面での屈折率差が少なくなり、光取り出し効率が向上する。また、被覆部は、互いに離れた複数の孤立部で構成されているため、各孤立部の内部での残留応力を小さくできる。その結果、取り出し面と被覆部との界面で生じる引っ張り応力や圧縮応力が緩和され、界面での被覆部の剥離やクラックの発生が低減された半導体発光素子を製造できる。なお、印刷方法は、種々採用できるが、孤立部の形状や大きさに応じて選択すればよい。

【0057】

以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて実施の形態における組合せや処理の順番を適宜組み替えることや各種の設計変更等の変形を実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。

【符号の説明】

【0058】

２２ 基板、 ５０ 発光部、 ５０ａ 取り出し面、 ６０ 被覆部、 ６０ａ，６２ａ，６４ａ 孤立部、 １００ 半導体発光素子。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】