CN1947269A - 发光元件的制造方法及发光元件 - Google Patents

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Abstract

本发明是对具有发光层部24、以及以结晶方位与该发光层部24一致的方式做积层的GaP透明半导体层20，90而成的发光元件晶圆，以GaP透明半导体层的侧面成为{100}面的方式进行切割来得到发光元件芯片；该发光层部，在以组成式(AlxGa1－x)yIn1－yP(其中，0≤x≤1，0≤y≤1)表示的化合物中，以与GaAs晶格匹配的组成的化合物分别构成第一导电型包覆层6、活性层5以及第二导电型包覆层4，并依此顺序积层而形成双异质结构，且主表面为(100)面。藉此提供一种在具有AlGaInP发光层部与GaP透明半导体层的发光元件中，进行切割时不易产生边缘裂片等不良的制造方法。

Description

发光元件的制造方法及发光元件
技术领域
本发明涉及发光元件的制造方法与发光元件。
北京技术
以(AlxGa1-x)yIn1-yP混晶(其中，0≤x≤1，0≤y≤1；以下，亦称为AlGaInP混晶或仅称为AlGaInP)形成发光层部的发光元件，是通过采用将薄的AlGaInP活性层利用带隙较其大的n型AlGaInP包覆层与p型AlGaInP包覆层以夹心状挟持的双异质结构，而可以在如绿色至红色间的宽频带实现高亮度的组件。对发光层部的通电，是透过形成于组件表面的金属电极来进行。金属电极具备遮光体的作用，在发光层部的第一主表面上是以仅覆盖主表面中央部的方式来形成，而使光由其周围的电极非形成区域取出。
于此场合，若尽量将金属电极的面积缩小可使得在电极周围形成的光漏出区域面积变大，故在提升光取出效率的观点上是有利的。以往曾尝试着改变电极形状，以使电流扩散于组件内而增加光取出量，但此情形难免会增大电极面积，如此导致光取出面积减少，反而限制了光取出量。再者，为了使在活性层内的载体的发光再结合最佳化，多少会减低包覆层的掺杂物的载体浓度及导电率，使电流不易在面内方向扩散。如此会造成电流密度集中在电极覆盖区域，而降低了在光漏出区域中实质的光取出量。所采用的对策，是在包覆层与电极间形成掺杂物浓度较包覆层高的低电阻率的GaP光取出层。只要该GaP光取出层成为一定厚度以上的光取出层，不仅可提升组件面内的电流扩散效果，亦可增加来自层侧面的光取出量，故可进一步提高光取出效率。光取出层，为了有效地使发光光束透过而提升光取出效率，必须以带隙能量较发光光束的光量子能量大的化合物半导体来形成。尤其，由于GaP的带隙能量大，发光光束的吸收小，故多用于AlGaInP是发光元件的光取出层。
再者，由于发光层部的成长所使用的GaAs基板是光吸收性基板(亦即不透明基板)，故在发光层部成长后，利用研磨或蚀刻去除GaAs基板，而利用单晶基板的贴合或气相成长法形成GaP透明基板层取代的。由此，将发光层部的第二主表面侧的不透明基板置换成GaP透明基板层，亦可由该透明基板侧面取出光，且在该GaP透明基板的第二主表面侧上利用反射层或电极使光反射，由于该反射光可与来自第一主表面侧的直接光束一并取出，故可提升组件整体的光取出效率。以下，将GaP光取出层及GaP透明半导体层总称的概念称为GaP透明半导体层。
而若使GaP透明半导体层的侧面区域与GaP单晶的劈开面{110}面一致(但是，在赋予偏移角的情形中，亦可自{110}正向错开1°～25°的范围)，由于利用晶圆的半切割与通过劈开的切开的组合，芯片化可更简单地进行。再者，即使在采用对晶圆进行全切割使之成为芯片的步骤时，由于切割面与劈开面一致，故切割的负荷小，不易产生碎屑。由于闪锌矿型结晶构造的III-V族化合物半导体组件活用上述优点，故不仅限于作为本发明的发光元件，在将(100)主表面的晶圆(以下，亦仅称为(100)晶圆)进行切割而制造时，如图25所示，将其切割方向定为<110>方向是一固定的概念。例如，虽然在特开平8-115893号公报中揭示了将(100)晶圆在与定向平面平行的方向进行切割而制造发光元件的制造方法，但由于(100)晶圆的定向平面通常与{110}平面平行而形成，故在该特开平8-115893号公报中切割方向为<110>方向。
然而，经过本发明者的研究发现，随着机械加工所造成的差排等结晶缺陷容易沿着劈开面进入，在侧面为由{110}面所构成的GaP透明半导体层中，容易形成多数个与层侧面平行的结晶缺陷，反而容易对组件制造造成不良影响。具体而言，在AlGaInP发光层部与GaP透明半导体层间，由于晶格常数相异而容易产生不匹配应力，如图25下所示，在沿着劈开面{110}的切割中，在不匹配应力下，容易沿着劈开面(或芯片边缘)产生层状龟裂，亦会在芯片边缘等产生缺口等不良问题。
本发明的课题在于提供一种在具有AlGaInP发光层部与GaP透明半导体层的发光元件中，在切割时不易产生边缘裂片(chopping)等不良的制造方法，以及提供通过该方法所得的发光元件。
发明内容
为了解决上述课题，本发明的发光元件制造方法，其特征在于：
对具有发光层部、以及以结晶方位与该发光层部一致的方式做积层的GaP透明半导体层而成的发光元件晶圆，以GaP透明半导体层的侧面成为{100}面的方式进行切割来得到发光元件芯片；该发光层部，在以组成式(AlxGa1-x)yIn1-yP(其中，0≤x≤1，0≤y≤1)表示的化合物中，使用与GaAs晶格匹配的组成的化合物分别构成第一导电型包覆层、活性层以及第二导电型包覆层，并依此顺序积层而形成双异质结构，且主表面为(100)面。
再者，本发明的发光元件，其特征在于，具有：
发光层部，在以组成式(AlxGa1-x)yIn1-yP(其中，0≤x≤1，0≤y≤1)表示的化合物中，使用与GaAs晶格匹配的组成的化合物分别构成第一导电型包覆层、活性层以及第二导电型包覆层，并依此顺序积层而形成双异质结构，且主表面为(100)面；以及
GaP透明半导体层，以对该发光层部在结晶方位一致的方式做积层所得的，且组件侧面部是以GaP透明半导体层的侧面成为{100}面的方式进行切割所形成的。
在本发明中，所谓「与GaAs晶格匹配的化合物半导体」是指，假设于应力造成的晶格差排不存在的整体结晶状态下，该化合物半导体的晶格常数为a1、GaAs的晶格常数为a0，以{|a1-a0|/a0}×100(％)表示的晶格失配率控制在1％以内的化合物半导体。再者，将「在以组成式(Alx’Ga1-x’)y’In1-y’P(其中，0≤x’≤1，0≤y’≤1)表示的化合物中，与GaAs晶格匹配的化合物」表示成「与GaAs晶格匹配的AlGaInP」。再者，活性层可为以AlGaInP的单一层所构成，亦可为由组成相异的AlGaInP所构成的障壁层与井层交互积层而成的量子井层所构成(将量子井层全体视为一层的活性层)。
再者，在本发明中，在将所采用的适当表面以密勒指数{hkl}表示时，若未特别指明，只要不会对达成本发明的效果过度不利，即使相对于该指数正面{hkl}J倾斜25°以下的范围内的面亦属于该指数的面的概念，必要区分时，则以{hkl}OFF表示。
在本发明者们专心研究的结果，关于在AlGaInP发光层部上形成GaP光取出层的发光元件，如图4所示，发现相较于使侧面成为{110}面而进行切割的情况，若使侧面成为{100}面而进行切割，将大幅减少切割后组件芯片边缘的碎片等不良效果产成，而可完成上述本发明。亦即，当切割面与劈开面夹大角度(尤其超过20°，例如在其为(100)J面时，与劈开面所夹的角度为45°)时，由于即使产生劈开性的龟裂，如图4下图所示，龟裂出现在与芯片边缘交叉的方向上，故可大幅抑制碎片等不良效果产生。再者，如上所述，进行切割的侧面，亦可由{100}J面倾斜25°以下(又以15°以下较佳)的范围，在作为主表面的(100)面其切割方向亦可由<100>J面倾斜25°以下(又以15°以下较佳)的范围。
GaP透明半导体层可作为GaP光取出层(在发光层部的光取出侧的第一主表面侧上所形成者)，亦可作为GaP透明基板层(在与发光层部的光取出侧相反侧的第二主表面侧上所形成者)。再者，亦可构成具备GaP光取出层与GaP透明基板层两者的发光元件。
在上述本发明的发光元件其制造方法中，可进行通过利用面粗糙用蚀刻液(其是包含使醋酸、氢氟酸、硝酸、碘与水的合计含量在90％以上，且醋酸、氢氟酸、硝酸与碘的合计质量含有率较水的质量含有率高者)，将GaP透明半导体层侧面(其由切割所形成的{100}面所构成)进行蚀刻而形成面粗糙突起部的表面粗糙步骤。在此，本发明的发光元件是成为在GaP透明半导体层侧面形成以异向性蚀刻所形成面粗糙突起部者。醋酸、氢氟酸、硝酸、碘与水的合计在90％以上，若不到90％，则无法效率佳地形成面粗糙突起部。再者，若醋酸、氢氟酸、硝酸与碘的合计质量含有率较水的质量含有率低，亦无法效率佳地形成面粗糙突起部。再者，将醋酸、氢氟酸、硝酸、碘与水的合计由100质量％扣除的剩余部份，在不影响对(100)面上的GaP的异向性蚀刻的效果的范围内，亦可添加其它成分(如醋酸以外的羧酸)。
利用该方法，通过使用含有醋酸、氢氟酸、硝酸与碘的本发明特有的面粗糙用蚀刻液，即使仅使得由(100)面所构成的GaP透明半导体层侧面接触蚀刻液，仍可根据异向性蚀刻的原理显著地形成凹凸部分。其结果，可得到本发明的发光元件(在GaP透明半导体层侧面显著地形成面粗糙突起部者)。
然而，由于利用异向性蚀刻所形成的面粗糙突起部是以{111}面所围成的正八面体作为基本形状而形成，故如图6所示，在先前的{110}面上，面粗糙突起部是以包含轴线的平面将正八面体纵切而形成扁平形状，在本质上不易利用异向性蚀刻形成深凹凸形状。再者，随着机械加工所形成的差排等结晶缺陷容易沿着劈开面进入，故在劈开后到切割后的面上容易残留较高密度的差排等，使进行化学蚀刻更加困难。因此，本质上不易在由{110}面所构成的GaP透明半导体层侧面上形成显著的面粗糙突起部。然而，由于将的变更为{100}面，故在侧面光取出区域上所形成的面粗糙突起部形状为如图5所示的金字塔形状，相较于图6中侧面为{110}面的形态，由于可形成非常深的凹凸，故可大幅提升侧面的光取出效率。
再者，由于先前并无适当的异向性蚀刻液，在GaP单晶的{100}面上的异向性蚀刻本质上是一困难的技术。相关技术的文献如特开2003-218383号公报及特开2003-209283号公报中所揭示，以下详细说明。首先，在特开2003-218383号公报及特开2003-209283号公报中揭示了利用适当的蚀刻液将GaP光取出层的第一主表面进行表面粗糙处理(亦称为霜面处理)而形成细微的凹凸，而提高光取出效率的主旨。然而，其揭示内容，显然会阻碍到推知利用异向性蚀刻在GaP透明半导体层侧面上进行表面粗糙处理的技术。
首先，在特开2003-218383号公报中揭示了由于在使用蚀刻液进行表面粗糙处理中，随露出面方位不同而会造成无法进行表面粗糙化的面，故未必能始终在芯片表面进行表面粗糙化而使得在提升光取出效率上受到限制，不易达到高亮度化。具体而言，在特开2003-209283号公报中揭示了「一般而言，半导体基板的主表面为(100)面或(100)±倾斜数度的面，在其上成长的各半导体层表面亦为(100)面或(100)±倾斜数度的面，将(100)面或(100)±倾斜数度的面进行表面粗糙化是困难的」。在特开2003-209283号公报中提出了以GaAlAs作为光取出层者，而特开2003-218383号公报中提出GaP光取出层，其第一主表面亦为(100)面。
亦即，综合在特开2003-218383号公报以及特开2003-209283号公报中所揭示的内容明显可知：第一主表面为(100)面的GaP光取出层只使用一般GaP用的蚀刻液(根据特开2003-218383号公报的段落[0026]，其是盐酸、硫酸、过氧化氢或其混合液)，无法单纯地仅浸渍于蚀刻液而在该第一主表面进行表面粗糙，不易形成可充分改善光取出效率的凹凸。
在特开2003-218383号公报中揭示了其具体的解决方法为：将GaP光取出层的(100)主表面以经细微图案化的树脂光罩覆盖而进行蚀刻的方法。在该文献中，虽然作为该蚀刻方法，在形式上亦暗示了使用湿式蚀刻(化学蚀刻)，但包含实施例，其具体的揭示者均为利用RIE(Reactive IonEtching：反应性离子蚀刻)的干式蚀刻，干式蚀刻价格高，且有一次可处理的基板面积小而效率非常差的缺点。再者，就本发明者研究的结果，关于使用盐酸、硫酸、过氧化氢或其混合液的化学蚀刻，由于在光罩下侧的回蚀程度变大，故无法在GaP光取出层上形成如特开2003-209283号公报中所揭示的显著凹凸。
另一方面，由于特开2003-209283号公报的光取出层本身为GaAlAs，故无法得到任何关于通过蚀刻GaP光取出层的(100)主表面而形成凹凸的具体信息。再者，虽采用了利用机械加工形成具有三角截面的微小槽状二次图案，使容易蚀刻的(111)面露出，在该二次图案的表面进行化学蚀刻的方法，但仅是必须进行机械的刻槽加工这点上就会有造成步骤数增加的缺点。
再者，由于在特开2003-218383号公报以及特开2003-209283号公报中的表面粗糙方法必须采用如光罩形成或刻槽加工等只能在晶圆主表面上进行的步骤，其结果，很显然无法在将晶圆切割所形成的芯片侧面进行表面粗糙处理。尤其，如特开2003-218383号公报中的RIE等干式蚀刻，由于蚀刻束的方向性强，不可能将朝向层主表面的蚀刻束回绕进行侧面蚀刻。
本发明者们为了解决上述状况而专心研究的结果，发现了上述组成的新异向性蚀刻液，确立了利用该蚀刻液可有效地将GaP单晶的(100)面进行异向性蚀刻的方法。其结果，即使在先前被认为完全不可能达到的GaP透明半导体层的{100}侧面上，亦可简单且显著地进行异向性蚀刻而形成面粗糙突起部。
以下，简单说明异向性蚀刻的原理。在不存在结晶晶界的化合物半导体单晶表面上，为了可利用化学蚀刻形成表面粗糙的突起部，所使用的蚀刻液其蚀刻速度在特定方向的结晶面上较其它方向的结晶面上快(以下，将该有利于蚀刻的表面称为优先蚀刻面)，亦即必须可取决于面方位而进行异向性蚀刻。进行异向性蚀刻的结晶表面是表示虽然晶面指数相异，但在结晶学上为等价的优先蚀刻面所组合而成的结晶表面，产生结晶构造特有的源自几何学的凹凸形状。在立方晶是的GaP中，为最密堆积面的{111}集合的面是优先蚀刻面。若将晶面指数相反的符号者视为同一面，则在{111}集合中存在4个方位相异的面，在利用异向性蚀刻进行表面粗糙处理时，将其组合起来容易产生如前所述的图5的金字塔形凹凸。
在本发明所采用的GaP透明半导体层的{100}侧面是从优先蚀刻面(111)面倾斜大角度的(100)面(正确的(100)面约为55°)，只要使得在初期阶段蚀刻进行时的优先蚀刻面选择性地露出，即可显著地形成凹凸。在上述本发明所采用的面粗糙用蚀刻液不仅在对于GaP的(100)结晶面上的蚀刻速度相对得大，其与(111)面间的蚀刻速度亦有适当的差值，使(111)面选择性地露出且形成凹凸的效果佳。在特开2003-218383号公报中所揭示的先前的化学蚀刻液(盐酸、硫酸、过氧化氢或其混合液)在(100)面上的蚀刻速度非常小，从初期阶段开始，蚀刻几乎无法进行，反而因为(100)面上的蚀刻速度与(111)面上的蚀刻速度太过接近，即使进行蚀刻，{111}集合的面并未显著地露出，故无法在(100)面上适当地形成表面粗糙的突起部。
面粗糙用蚀刻液，可采用包含：
醋酸(以CH3COOH换算)：37.4质量％～94.8质量％
氢氟酸(以HF换算)：0.4质量％～14.8质量％
硝酸(以HNO3换算)：1.3质量％～14.7质量％
碘(以I2换算)：0.12质量％～0.84质量％
、且水的含量为2.4质量％～45质量％者。一但任一成分超过上述组成的范围，对GaP单晶(100)面的异向性蚀刻效果不佳，而无法在GaP透明半导体层上充分形成面粗糙突起部。面粗糙用蚀刻液又以采用包含：
醋酸(以CH3COOH换算)：45.8质量％～94.8质量％
氢氟酸(以HF换算)：0.5质量％～14.8质量％
硝酸(以HNO3换算)：1.6质量％～14.7质量％
碘(以I2换算)：0.15质量％～0.84质量％
且水的含量为2.4质量％～32.7质量％者更理想。亦即，对于提高对GaP单晶(100)面的异向性蚀刻效果，重要的是如上述般将水的含量维持在少量，且以醋酸(而非水)来担任酸主溶媒的作用。
所谓仅浸渍在蚀刻液中即可利用异向性蚀刻的效果在GaP透明半导体层上形成表面粗糙的突起部，是指亦可轻易在GaP透明半导体层的侧面部形成如原本在特开2003-218383号公报、特开2003-209283号公报中的光罩形成或槽形成等不可能达成的表面粗糙的突起部。尤其，在GaP透明半导体层其厚度为10μm以上的情形中，通过在其侧面形成表面粗糙的突起部，以及通过大幅增加GaP透明半导体层的厚度使侧面面积增大，两者相辅相成而可大幅提高组件的光取出效率。此可说是以在特开2003-218383号公报或特开2003-209283号公报中所揭示的技术绝对无法达到的效果。再者，在提升由GaP透明半导体层侧面的光取出效率上，GaP透明半导体层的厚度以40μm以上(上限为例如200μm以下)较佳。
图10是说明由GaP透明半导体层取出发光光束的取出概念的示意图。当GaP透明半导体层的折射率为n1(大约为3.45)，在其周围的介质的折射率为n2时，若发光光束IB对于GaP透明半导体层的光取出面的入射角(与面法线所呈的角度)大于临界角度α时，发光光束IB将在光取出面产生全反射，而变成反射光RB回到组件内部。该反射光在未达到小于临界角度α时反复地在内部进行反射，终于成为取出光EB而可脱出到外层。然而，其间在结晶内部因吸收或散射而损失相当多发光光束的机率很高。当周围的介质为空气(n2≒1)时，该临界角度α约为16.8°、相当小；即使使用环氧树脂模制品(n2≒1.6)，顶多为27.6°。在入射至光取出面上的某一点的发光光束中，未进行全反射而可取出到外部者局限在以通过该点的面法线为轴，而以与该法线成α角度的母线旋转所得到的圆锥内部所存在的光束。亦将该圆锥称为取出圆锥。
另一方面，如图11所示，若捕捉层面内的多数个点光源所集合而成的发光层部，来自个别点光源的发光光束将朝四面八方扩散且放射出去。在此，考虑由该点光源朝向光取出面画出的法线，当光取出面为平面时，由于与该法线成α以上角度放射出的发光光束，朝该面的入射角度亦为α以上(由几何学即可得知)，故光因为全反射而回到层内。因此，针对GaP光取出层的主光取出区域与侧面光取出区域，当各区域以平面状形成时，绕由前述点光源朝各区域所画出的法线，可得到以该点光源作为顶点的相同圆锥。在由该点光源朝向各区域的发光光束中，可取出至外部者仅为进入上述的圆锥内者(该圆锥称为脱出圆锥)。另一方面，若在光取出区域上形成表面粗糙的突起部，当考虑在凹凸表面上的实际入射角度时，能以低取出角度来大幅增加入射光束比例，又，由于通过形成凹凸使区域的表面积增加，故亦可有效地使在平面状区域中位于脱出圆锥的外的光束被取出。
决定取出圆锥(或脱出圆锥)的顶角者为全反射临界角度α，如前述，该α很小，顶多为17～27°。在发光层部的光取出侧主表面上，立于点光源上的取出圆锥所切取的区域的比例少，在取出圆锥外而反射回到层内的发光光束比例也大。然而，若该反射光朝内部反复反射，则可能从GaP透明半导体层侧面脱出。在方形的芯片的情形中，由于可利用GaP透明半导体层的4个侧面中任一者作为光取出区域，故对于改善从该层侧面的光取出效率来说极为重要。因此，只要在该侧面上形成面粗糙突起部，即可大幅改善发光元件全体的光取出效率。
再者，在切割步骤后，若在GaP透明半导体层的侧面光取出区域上所形成的加工损害层过度残留，不仅之后不易利用化学蚀刻来形成面粗糙突起部，且即使在面粗糙突起部形成后亦残留部分加工损害层，可能成为吸收或散射发光光束的原因。因此，在切割步骤后，通过利用由硫酸-过氧化氢水溶液所构成的损害除去用蚀刻液将在GaP透明半导体层的侧面光取出区域上所形成的加工损害层进行蚀刻去除后，再利用面粗糙用蚀刻液进行蚀刻，可有效地形成面粗糙突起部。由于在GaP中，硫酸-过氧化氢水溶液对于含有加工损害层的结晶进行均匀蚀刻的效果佳，故可在进行表面粗糙蚀刻前，事先将侧面光取出区域的加工损害层充分去除，而可达到促进面粗糙突起部的形成以及抑制加工损害层的残留。
使用前述面粗糙用蚀刻液所形成的面粗糙突起部可通过调整蚀刻液的组成与蚀刻条件(蚀刻温度或时间)而形成各种形态。例如可将形成面粗糙突起部的突起部前端侧变成圆化曲面状的形状。该形状是利用上述面粗糙用蚀刻液在GaP(100)面上进行异向性蚀刻时，较初期阶段所得到者，由于在该圆化的曲面上，该入射角较其它位置小，故可提升取出效率。当上述突起部所形成的形状具有：构成突起部底端侧同时朝前端侧变细的主体、以及在该主体前端侧以球状膨胀突出的形态一体化的前端膨起部时，效果更好。
再者，面粗糙突起部亦可形成为对于以异向性蚀刻所形成的基本形状进一步利用等向性蚀刻液进行圆化蚀刻处理而形成。藉此，面粗糙突起部的表面变成凸曲面状、更接近球面形状，而可进一步提升光取出效率。
再者，复数个在GaP透明半导体层的侧面({100}面)上分散形成的面粗糙突起部，至少突出底端部外面成为由复数平面所围成的多面体形状，且在侧面上事先订定的方向上，当在同样突起部内对向的两个面与GaP光取出层的第一主表面所形成的锐角分别为φ1以及φ2时，主体能以φ1与φ2均为30°以上、且φ1＞φ2来形成。当使用异向性蚀刻时，突起部外面(尤其在作为底端侧的主体部分外面)利用晶面指数相异的优先蚀刻面(具体而言为{111})的组合易于形成多面体状(如多角锥状)。因此，通过在上述事先订定的方向上，使在同样突起部内对向的两个面与成为GaP透明半导体层侧面的基准面所形成的锐角侧角度φ1以及φ2均大于30°，可提高使发光光束的入射角变小的效果，而可提升取出效率。因此，如上所述，通过使一方的角度φ1与另一方的角度φ2相异，可进一步提升光取出效率。
接着，GaP透明半导体层可为贴合在发光层部上的单晶基板。在此，使GaP单晶基板与该发光层部重叠，利用100℃～700℃的相对低温进行贴合的热处理，使该单晶基板可直接贴合在发光层部，而可简便地形成GaP透明半导体层。另一方面，GaP透明半导体层可利用在发光层部上以气相成长法(例如：卤化物气相成长法(Hydride Vapor Phase EpitaxialGrowth Method：以下，称为HVPE法))进行磊晶成长者来构成。
其次，利用MOVPE法成长AlGaInP发光层部时，通过对于成长用的GaAs基板赋予适当的倾斜角，可大幅减少III族元素的规则化与集中，可得到发光频谱与中心波长整合的发光元件。再者，若在利用MOVPE法成长的混晶发光层部上，利用HVPE法形成由III-V族化合物半导体所构成的GaP透明半导体层，则最后所得到的GaP透明半导体层表面上，几乎不会产生因GaAs基板的倾斜角所导致的位偏与不规则表面，且可得到平滑性佳的GaP透明半导体层。此效果在上述倾斜角为10°～20°间特别显著。
当发光层部是在GaAs基板(其结晶主轴具有由<100>方向倾斜1°～25°的倾斜角)上进行磊晶成长所形成者的情形中，以使GaP透明半导体层的结晶方位与赋予倾斜角的发光层部一致较佳。此乃因若发光层部与GaP透明半导体层的结晶方位不一致时，将损害两层间的欧姆接合性，而导致增加发光元件的顺向电压所致。在利用气相成长法形成GaP透明半导体层的情形中，虽然该结晶方位一定与发光层部的结晶方位一致，但在利用单晶基板贴合来形成的情形中，所使用的单晶基板亦以具有与发光层部同方向的相同倾斜角者较佳。
如上所述，当发光层部以及GaP透明半导体层是在GaAs基板(其结晶主轴具有由<100>方向倾斜1°～25°的倾斜角)上进行磊晶成长所形成者的情形中，若利用前述表面粗糙蚀刻液在GaP透明半导体层侧面进行异向性蚀刻，由于该侧面仅由(100)J面倾斜了一倾斜角度，故以{111}面的组合所形成的突起部亦倾斜而成。亦即，可非常容易形成满足前述φ1＞φ2的突起部。将正[111]轴与倾斜的结晶主轴的连结方向定为前述事先订定的方向，当与该方向对向的2个{111}面所构成的突起部外面与具倾斜角的GaP光取出层的第一主表面所夹的角度为φ1与φ2时，由于(111)面与(100)面所夹的角度约为55°，即使施以最大25°的倾斜角，为小角度侧的φ2也不会低于30°。另一方面，大角度侧的φ1可为最大80°左右的陡峭面。
如上所述，关于满足φ1＞φ2的突起部40f其光取出效率较φ1＝φ2的突起部高的理由为如下述所示。如图9所示，在(100)J面上的φ1＝φ2的突起部的情形中，可将在突起部上的任意点设定成前述的取出圆锥EC1。将入射至该取出圆锥EC1的光定为取出光EB，考虑该光在相反侧的面上反射而入射至上述取出圆锥EC1内，射向该反射面的入射光IB横越形成突起部40f的基面(100)J而入射至突起部40f内。于是，为了使该入射光IB成为入射至取出圆锥EC1内的反射光，关于该反射面，在光学上，入射光IB必须进入与取出圆锥EC1面相对的假想取出圆锥EC2内。因此，求出为了由上述的突起部40f的表面将光取出其条件的问题，在几何学上可考虑将之置换成为了求得在基面(100)J上的入射光IB的容许区域其条件的问题。
该条件是入射光IB进入取出圆锥EC2，该取出圆锥EC2在基面(100)J上所切取的区域S0是发光光束的取出容许区域。然而，若该基面倾斜一倾斜角θ，变成(100)OFF时，根据异向性蚀刻的原理，由于突起部40f与取出圆锥EC2对(100)J的方位不变，故对于(100)OFF仅倾斜θ。于是，取出圆锥EC2所切下的区域由(100)J上的S0变为(100)OFF上的S1。在几何学上可知，该区域在(100)J(突起部40f对基面而言为正立者)上几乎为最小值(S0)，而通过倾斜使基面上的区域面积(S1)较上述的S0大。亦即，可由突起部40f的表面上某一点所脱出的发光光束在基面上的容许范围以后者较大，故可提升光取出效率。再者，虽然在图9中将倾斜角设定为在(100)J下方，但在将的设成上方的情形中，其结果亦相同。
附图简单说明
图1是表示本发明的发光元件的一例其侧面截面示意图。
图2是同一平面图的示意图。
图3是在图1的GaP光取出层上形成的面粗糙突起部的概念图。
图4是表示为了制造图1的发光元件在切割方向的设定例与效果。
图5是利用异向性蚀刻在{100}基面上所形成的面粗糙突起部其基本形状概念图。
图6是利用异向性蚀刻在{110}基面上所形成的面粗糙突起部其基本形状概念图。
图7是面粗糙突起部其第一示意图。
图8是面粗糙突起部其第二示意图。
图9是说明在{100}OFF基面上形成的面粗糙突起部其利用倾斜而提升光取出效率的推测原理。
图10是全反射临界角度的说明图。
图11是说明主光取出区域与侧面光取出区域其光取出效果的差异。
图12是面粗糙突起部其第三示意图。
图13是面粗糙突起部其第四示意图。
图14是面粗糙突起部其第五示意图。
图15是表示图1的发光元件制造方法的步骤说明图。
图16是延续图15的步骤说明图。
图17是延续图16的步骤说明图。
图18是延续图17的步骤说明图。
图19是表示图1的发光元件其第一变形例其侧面截面示意图。
图20是表示图1的发光元件其第二变形例其侧面截面示意图。
图21是表示图1的发光元件其第三变形例其侧面截面示意图。
图22是表示图1的发光元件其第四变形例其侧面截面示意图。
图23是表示面粗糙突起部其第一观察例的扫描型电子显微镜观察影像。
图24是表示面粗糙突起部其第二观察例的扫描型电子显微镜观察影像。
图25是表示在习知的发光元件制造方法中，在切割方向的问题点其说明图。
实施方式
以下，参照附加的图式说明用以实施本发明的最佳形态。
图1是表示本发明一实施例的发光元件100的概念图。发光元件100具有由III-V族化合物半导体所构成的发光层部24与在该发光层部24的第一主表面侧形成作为第一GaP透明半导体层的GaP光取出层(在此为p型)20。再者，在发光层部24的第二主表面侧设有作为第二GaP透明半导体层的GaP透明基板层90。在本实施例中，发光元件100的芯片是一边为300μm的正方形平面形态。
发光层部24具有以p型包覆层(第一导电型包覆层，其由(AlzGa1-z)yIn1-yP(其中，x＜z≤1)所构成)6与n型包覆层(第二导电型包覆层，其由(AlzGa1-z)yIn1-yP(其中，x＜z≤1)所构成)4夹着活性层5(其由未掺杂的(AlxGa1-x)yIn1-yP(其中，0≤x≤0.55，0.45≤y≤0.55)的混晶所构成)的结构。在图1的发光元件100中，在第一主表面侧(图面上侧)设置p型AlGaInP包覆层6，而在第二主表面侧(图面下侧)设置n型AlGaInP包覆层4。再者，在此，所谓「未掺杂」是指「不积极添加掺杂物」的意，并非指排除在一般的步骤上所包含的不可避免而混入的掺杂物成分(例如，以1×1013～1×1016/cm3为上限)。该发光层部24是利用MOVPE法进行成长。n型包覆层4与p型包覆层6的厚度分别在0.8μm～4μm(以0.8μm～2μm较佳)；活性层5的厚度在0.4μm～2μm(以0.4μm～1μm较佳)。发光层部24的整体厚度在2μm～10μm(以2μm～5μm较佳)。
接着，GaP光取出层20以10μm～200μm(以40μm～200μm较佳，在本实施例中为100μm)的膜厚形成，如图2所示，以覆盖第一主表面的一部分(在此为中央部份)的形式形成光取出区域侧金属电极9。在光取出区域侧金属电极9上连接电极引线17的一端。在光取出区域侧金属电极9的周围区域形成主光取出区域20p。再者，在GaP光取出层20的侧面形成侧面光取出区域20S。GaP光取出层20是以如上述的厚度形成，透过光取出区域侧金属电极9的导电所形成的发光驱动电流向组件面内扩散，发挥作为使发光层部24在面内均匀地发光的电流扩散层的功能，同时亦担任增加由层侧面部分取出光束、提升发光元件整体的亮度(积分球亮度)的角色。GaP的频带隙能量较作为活性层5的AlGaInP大，而可抑制发光光束的吸收。
在本实施例中，GaP光取出层20是利用HVPE法成长者(亦可用MOVPE法)。再者，在GaP光取出层20与发光层部24间，由GaP层所构成的连接层20J，是利用MOVPE法以连续的方式在发光层部24上形成。又，连接层20J亦可为在AlGaInP所构成的发光层部24与GaP光取出层20间，使晶格常数差(抑或混晶比)逐渐变化的AlGaInP层。再者，GaP光取出层20亦可利用使GaP单晶基板贴合而成者来取代利用HVPE法形成的磊晶成长层。
再者，GaP透明基板层90是利用GaP单晶基板贴合而形成者(亦可利用HVPE法成为磊晶成长层：符号91是由AlGaInP所构成的连接层)，在第二主表面全体以由Au电极等所构成的背面电极15覆盖。GaP透明基板层90的厚度为10μm～200μm。对于由发光层部24透过GaP透明基板层90而来的发光光束而言，背面电极15亦兼作为反射层，其有助于提升光取出效率。再者，为了降低背面电极15与GaP透明基板层90间的接触电阻，由AuBe合金等构成的接合合金化层15c乃以点状分散形成。由于接合合金化层15c随着其与形成GaP透明基板层90的化合物半导体层的合金化，反射率多少会降低，故其以点状方式分散形成，其背景区域利用高反射率的背面电极15作为直接反射面。再者，在光取出区域侧金属电极9与GaP光取出层20间形成由AuGeNi合金等所构成的接合合金化层9a。再者，GaP光取出层20与GaP透明基板层90均将掺杂物浓度调整至5×1016/cm3～2×1018/cm3(又，在接合合金化层9a的正下方形成用以提高接触电阻的高浓度掺杂物区域的情形中，其意味着不包含此处的区域的掺杂物浓度)。
如图3所示，GaP光取出层20的主光取出区域20p与侧面光取出区域20S两者均以化学蚀刻形成面粗糙突起部40f、50f。GaP光取出层20的主光取出区域(第一主表面)20p，其使凹凸平坦化的基准面与GaP单晶的(100)面大致一致(其中，倾斜角如后述，介于1°～25°，但在本实施例中定为15°)，面粗糙突起部40f是利用使后述面粗糙用蚀刻液与平坦的(100)结晶主表面接触进行异向性蚀刻而形成者。再者，侧面光取出区域20S亦与{100}面大致一致，面粗糙突起部50f是同样利用异向性蚀刻而形成者。再者，GaP透明基板层90的侧面90S亦与{100}面大致一致。通过在区域20S与90S上形成面粗糙突起部50f，大幅提高了发光元件100的光取出效率。再者，GaP光取出层20与GaP透明基板层90的结晶方位是与发光层部24一致(亦即，使倾斜角角度一致)。
形成面粗糙突起部40f、50f的突起部外面，利用GaP单晶的化学异向性蚀刻在主体(突起部表面的50％以上)形成{111}面。面粗糙突起部40f、50f其突起部的平均高为0.1μm～5μm。突起部的平均间隔为0.1μm～10μm。再者，关于侧面光取出区域20S，表面粗糙的突起部50f其形成程度较主光取出区域20p缓和。具体而言，其满足在侧面光取出区域20S上所形成的面粗糙突起部50f其平均高度较在主光取出区域20p上所形成的面粗糙突起部40f小(在图3中，h2＜h1)，或者平均形成间隔大(在图3中，δ2＞δ1)中任一者。
以下，说明关于图1的发光元件100其制造方法。
首先，如图15的步骤1所示，准备倾斜角在1°～25°(在本实施例中为15°)的n型GaAs单晶基板1作为成长用基板。接着，如步骤2所示，在该基板1的主表面上磊晶成长厚0.5μm的n型GaAs缓冲层2，接着，依序分别进行磊晶成长由(AlxGa1-x)yIn1-yP所构成的厚0.1μm的n型包覆层4(n型掺杂物为Si)、厚0.6μm的活性层5(未掺杂)以及厚1μm的p型包覆层6(p型掺杂物为Mg：来自有机金属分子的C亦作为p型掺杂物)作为发光层部24。p型包覆层6与n型包覆层4的各掺杂物浓度在例如1×1017～2×1018/cm3间。又，如图16的步骤3所示，在p型包覆层6上磊晶成长连接层20J。
上述各层的磊晶成长是利用一般的MOVPE法进行。作为Al、Ga、In(铟)、P(磷)的各成分源的原料气体可使用下述者；
.Al源气体：三甲基铝(TMAI)、三乙基铝(TEAI)等。
.Ga源气体：三甲基镓(TMGa)、三乙基镓(TEGa)等。
.In源气体：三甲基铟(TMIn)、三乙基铟(TEIn)等。
.P源气体：三甲基磷(TMP)、三乙基磷(TEP)、膦(PH3)等。
接着进行图16的步骤4，由p型GaP所构成的GaP光取出层20利用HVPE法进行成长。具体而言，HVPE法是利用在容器内将III族元素Ga加温并维持在一定的温度，同时在该Ga上导入氯化氢，以下列式(1)的反应生成GaCl，与作为载气的H2气体一起供给至基板上。
…(1)
成长温度设定在640℃～860℃。再者，V族元素P是将PH3与载气H2同时提供至基板上。再者，p型掺杂物Zn是以DMZn(二甲基锌)的形式供给。GaCl与PH3的反应性佳，通过下列式(2)的反应可有效率地使GaP光取出层20进行成长：
…(2)
在GaP光取出层20的成长结束后，进行图17的步骤5，利用氨/过氧化氢混合液等蚀刻液将GaAs基板1进行化学蚀刻而去除。接着，在将GaAs基板1去除后的发光层部24的第二主表面侧(是连接层91的第二主表面)贴上另外准备的n型GaP单晶基板形成GaP透明基板层90(图17的步骤6)。
当上述步骤结束后，如图18的步骤7所示，利用溅镀或真空蒸镀法在GaP光取出层20的第一主表面以及GaP透明基板层90的第二主表面上分别形成接合合金化层形成用的金属层，接着利用进行合金化的热处理(即烧结处理)形成接合合金化层9a、15c(参照图1；在图18中省略)。接着，光取出区域侧电极9与背面电极15以覆盖该等接合合金化层9a、15c的方式形成，而成为发光元件晶圆W。
接着，如步骤8所示，在GaP光取出层20的主光取出区域((100)主表面)上使用面粗糙用蚀刻液FEA进行异向性蚀刻，形成面粗糙突起部40f。面粗糙用蚀刻液是含有醋酸、氢氟酸、硝酸以及碘的水溶液，具体而言，其具有下述的范围：
醋酸(以CH3COOH换算)：37.4质量％～94.8质量％
氢氟酸(以HF换算)：0.4质量％～14.8质量％
硝酸(以HNO3换算)：1.3质量％～14.7质量％
碘(以I2换算)：0.12质量％～0.84质量％
且水的含量为2.4质量％～45质量％，又以具有
醋酸(以CH3COOH换算)：45.8质量％～94.8质量％
氢氟酸(以HF换算)：0.5质量％～14.8质量％
硝酸(以HNO3换算)：1.6质量％～14.7质量％
碘(以I2换算)：0.15质量％～0.84质量％
且水的含量为2.4质量％～32.7质量％较理想。适当的液温为40℃～60℃。
通过进行异向性蚀刻，使得在GaP的平坦(100)主表面上形成的表面粗糙的突起部如图12与图13所示般，使突起部间的平坦区域40p缩小，同时渐渐使由{111}所构成的金字塔状侧面部的形成深度增加(基本上，在后述的{100}倾面上亦相同)。如图12所示，在初期阶段，突起部的前端侧以曲面40r的形式成为圆形。若将与曲面40r接触的平面的角度视为其与发光光束的入射角时，在该曲面40r上该入射角度不论在哪个位置均变得比较大，故该形状可提高光取出效率。再者，通过在突起部间适度地留有平坦区域40p，使在突起部外取出的发光光束不易再入射至相邻的突起部。
另一方面，如图13所示，当进一步进行蚀刻时，突起部的高度增加，同时其形状亦产生变化，具有构成突起部底端侧同时朝向前端变细的主体40w，以及以在该主体40w前端侧上膨胀突出的形态一体化的前端膨起部40s。作为主体40w表面的倾斜{111}面的比例亦增加，且将前端膨起部40s作成球状而对于光取出来说，其近似理想的球面形状，使光取出效率变得更好。
之后，更进一步进行蚀刻时，如图8所示，前端膨起部消失，突起部的侧面大致全部成为{111}面，接近前端尖锐的金字塔形状(参照图5)。由于此状态的突起部的形成密度最大，且突起部高度亦大，故可达到良好的光取出效率。
在GaP光取出层20的第一主表面为(100)J的情形中(亦即，在图15的步骤中，倾斜角角度θ为0度时)，如图7所示，形成的突起部接近直立的半正八面体形状，2对向的侧面与(100)J所夹的角度φ1与φ2相等(φ1＝φ2＝φ0；约为55°)。然而，当赋予倾斜角时，如图8所示，相对于GaP光取出层20的第一主表面((100)OFF)，(100)J亦只倾斜角度θ。其结果，[100]J轴与GaP光取出层20的第一主表面法线相连的方向上，2对向的侧面与(100)OFF所夹的角度φ1’与φ2’，位于(100)J的法线倾斜方向的角度φ1’较相反侧的角度φ2’大。藉此可进一步提高光取出效率。再者，若以倾斜角角度θ为0时的角度φ0作为基准，则通过赋予倾斜角θ，成为φ1’＝φ0+θ，φ2’＝φ0-θ。例如在倾斜角角度θ为15°时，φ1’＝约70°、φ2’＝约40°，两者均变大30°。
回到图18，当完成主光取出区域的面粗糙突起部40f的形成时，如图4所示，沿着2个<100>方向，以利用切割刀由晶圆W的第一主表面侧形成槽DG的形式，切成各个芯片区域。将切割方向定为<100>方向，不易形成沿着各芯片区域边缘的破裂或缺陷。在切割时，如图18的步骤9所示，形成结晶缺陷密度较高的加工损害层20D。由于在该加工损害层20D中所含多数结晶缺陷成为在发光通电时的漏电流或散射的原因，故如步骤10所示，该加工损害层20D以去除损害层用的蚀刻液DEA的化学蚀刻将的去除。去除损害层用的蚀刻液DEA使用硫酸-过氧化氢水溶液。该水溶液可使用硫酸∶过氧化氢∶水的质量配合比例为20∶1∶1者，将液温调整至30℃～70℃。
其后，如步骤11所示，使前述的面粗糙用蚀刻液FEA接触于去除了加工损害层20D的芯片侧面，将GaP光取出层20的侧面进行异向性蚀刻形成表面粗糙的突起部50f。再者，在本实施例中，透过粘着片61将晶圆W贴在基材60上，在此状态将晶圆W进行全面切割，在GaP透明基板层90的侧面上亦形成面粗糙突起部50f。
再者，切割后的芯片侧面上，即使将加工损害层去除，残留应力层20δ亦有可能残留，而不易进行通过面粗糙用蚀刻液FEA的异向性蚀刻。然而，如图4所示，虽然以侧面成为{100}面(其中，对<100>J倾斜25°以下，又以倾斜15°以下的范围较佳)的方式来进行切割，多少比不受切割影响的主表面不易蚀刻，但可形成显著的突起部。图23与24是表示具体的形成例其扫描型电子显微镜观察影像，图23是俯视影像(倍率为5000倍)，图24为立体影像(倍率为10000倍)。所使用的蚀刻液为醋酸81.7质量％、氢氟酸5质量％、硝酸5质量％、碘0.3质量％，水的含量保持在8质量％。液温为50℃，蚀刻时间为120秒。
再者，当在侧面光取出区域20S形成面粗糙突起部50f时，若欲避免该蚀刻液影响到已经形成面粗糙突起部40f的主光取出区域20p时，亦可如图18的步骤9～11中的一点链线所示，利用阻蚀剂20M覆盖主光取出区域20p。再者，亦可在主光取出区域20p形成面粗糙突起部40f前不进行切割，而将主光取出区域20p与侧面光取出区域20S一并形成面粗糙突起部40f与50f。
再者，不论在主光取出区域20p或侧面光取出区域20S中，面粗糙突起部40f与50f亦可如图14所示的以异向性蚀刻所形成的基本形状40f’(50f’)，进一步以等向性蚀刻液进行圆化蚀刻，而得到最后的面粗糙突起部40f(50f)。作为等向性蚀刻液者可使用与前述去除损害层用的蚀刻液相同的硫酸-过氧化氢水溶液。
分离后的发光元件芯片只要将第二主表面侧透过Ag糊层接着于金属台上，再如图1所示，在光取出侧电极9上连接接合引线9w，而形成图未标示的由环氧树脂所构成的模制部，即完成最后的发光元件。
以下说明关于本发明的发光元件的各种变形例(与图1的发光元件100相同的组成部分给予同一符号，省略详细说明，仅说明相异处)。图19的发光元件200是以设置由Au或Ag(或以其为主成分的合金)所构成的金属反射层10的结构取代在图1的发光元件100中的发光层部24的第二主表面侧贴合GaP透明基板层90。来自发光层部24的发光光束利用金属反射层10反射至主光取出区域侧，而达到光束多朝向主光取出区域侧的发光元件。在本实施例中，透过金属反射层10在发光层部24的第二主表面上贴合导电性的Si基板7。在Si基板7的第二主表面上形成背面电极15，由于该背面电极15未形成反射面，故在Si基板7的第二主表面上全面形成接合金属层15d。再者，点状的接合合金化层32(例如由AuGeNi合金所形成)分散形成在金属反射层10与发光层部24间。
图20的发光元件300是显示大胆保留GaAs基板1(不透明基板)直接做为组件基板的例。图21的发光元件400是表示将GaAs基板1的外围部份切掉而露出发光层部24的第二主表面侧周围部，由此处亦可成为光取出区域的例。
再者，在图22的发光元件500中，省略图1的发光元件100中的GaP光取出层20，而增加第一导电型包覆层6的厚度，同时在成为光取出侧的第一主表面上形成用以提升面内方向的导电性的高浓度掺杂区域6h。在第一导电型包覆层6侧面以及第一主表面上并未形成表面粗糙的凹凸部分。

Claims (16)

1.一种发光元件的制造方法，其特征在于：
对具有发光层部、以及以结晶方位与该发光层部一致的方式做积层的GaP透明半导体层而成的发光元件晶圆，以GaP透明半导体层的侧面成为{100}面的方式进行切割来得到发光元件芯片；该发光层部，在以组成式(AlxGa1-x)yIn1-yP(其中，0≤x≤1，0≤y≤1)表示的化合物中，使用与GaAs晶格匹配的组成的化合物分别构成第一导电型包覆层、活性层以及第二导电型包覆层，并依此顺序积层而形成双异质结构，且主表面为(100)面。
2.如权利要求1的发光元件的制造方法，其具有下述步骤：利用面粗糙用蚀刻液将该以切割所形成的{100}面所构成的GaP透明半导体层侧面加以蚀刻而形成面粗糙突起部，该面粗糙用蚀刻液是使醋酸、氢氟酸、硝酸、碘与水的含量在90％以上，且醋酸、氢氟酸、硝酸与碘的合计质量含有率较水的质量含有率高。
3.如权利要求2的发光元件的制造方法，其特征在于
该面粗糙用蚀刻液包含：
醋酸(以CH3COOH换算)：37.4质量％～94.8质量％、
氢氟酸(以HF换算)：0.4质量％～14.8质量％、
硝酸(以HNO3换算)：1.3质量％～14.7质量％、
碘(以I2换算)：0.12质量％～0.84质量％，
且水的含量为2.4质量％～45质量％。
4.如权利要求2的发光元件的制造方法，其特征在于
该面粗糙用蚀刻液包含：
醋酸(以CH3COOH换算)：45.8质量％～94.8质量％、
氢氟酸(以HF换算)：0.5质量％～14.8质量％、
硝酸(以HNO3换算)：1.6质量％～14.7质量％、
碘(以I2换算)：0.15质量％～0.84质量％，
且水的含量为2.4质量％～32.7质量％。
5.如权利要求2～4中任一项的发光元件的制造方法，其特征在于在该发光元件晶圆中，形成厚度为10μm以上的该GaP透明半导体层。
6.如权利要求2～5中任一项的发光元件的制造方法，其特征在于在该切割步骤后，利用由硫酸-过氧化氢水溶液所构成的损害除去用蚀刻液将在GaP透明半导体层的侧面上所形成的加工损害层蚀刻去除后，再利用面粗糙用蚀刻液进行蚀刻，形成该面粗糙突起部。
7.如权利要求2～6中任一项的发光元件的制造方法，其特征在于对于以该面粗糙用蚀刻液进行异向性蚀刻所形成的该面粗糙突起部，进一步以等向性蚀刻液进行圆化蚀刻处理。
8.一种发光元件，其特征在于，具有：
发光层部，在以组成式(AlxGa1-x)yIn1-yP(其中，0≤x≤1，0≤y≤1)表示的化合物中，使用与GaAs晶格匹配的组成的化合物分别构成第一导电型包覆层、活性层以及第二导电型包覆层，并依此顺序积层而形成双异质结构，且主表面为(100)面；以及
GaP透明半导体层，以对该发光层部在结晶方位一致的方式做积层所得者，且组件侧面部是以GaP透明半导体层的侧面成为{100}面的方式进行切割所形成的。
9.如权利要求8的发光元件，其特征在于利用异向性蚀刻在该GaP透明半导体层侧面形成面粗糙突起部。
10.如权利要求9的发光元件，其特征在于将该面粗糙突起部的前端侧圆化为曲面状。
11.如权利要求10的发光元件，其中该面粗糙突起部具有：
构成突起部底端侧，且朝前端侧变细的主体；以及
在该主体前端侧以球状膨胀突出的形态一体化的前端膨起部。
12.如权利要求8～11中任一项的发光元件，其特征在于该发光层部是在结晶主轴具有由<100>方向倾斜1°～25°的倾斜角的GaAs基板上进行磊晶成长所形成的，使GaP透明半导体层的结晶方位与被赋予该倾斜角的发光层部一致。
13.如权利要求12的发光元件，其特征在于复数个在该侧面分散形成的面粗糙突起部，至少突出底端部外面成为由复数平面所围成的多面体形状，且在该侧面上事先订定的方向上，当在同样突起部内对向的两个面与GaP光取出层的第一主表面所形成的锐角分别为φ1以及φ2时，主体是以φ1与φ2均为30°以上、且φ1＞φ2所形成的。
14.如权利要求9～13中任一项的发光元件，其中该面粗糙突起部是对于以异向性蚀刻所形成的基本形状，进一步利用等向性蚀刻液进行圆化蚀刻处理所得的。
15.如权利要求8～14中任一项的发光元件，其中该GaP透明半导体层，是以成为于该发光层部光取出侧的第一主表面侧上所形成的GaP光取出层的形式来形成。
16.如权利要求8～15中任一项的发光元件，其中该GaP透明半导体层，是以成为于该发光层部的光取出侧相反侧的第二主表面侧所形成的GaP透明基板层的形式来形成。
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