特開 2020-141049 発光装置の製造方法、発光装置およびプロジェクター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2020-141049(P2020-141049A)

(43)【公開日】2020年9月3日

(54)【発明の名称】発光装置の製造方法、発光装置およびプロジェクター

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/18 20060101AFI20200807BHJP

   H01S 5/187 20060101ALI20200807BHJP

   H01S 5/343 20060101ALI20200807BHJP

   G03B 21/14 20060101ALI20200807BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20200807BHJP

   H04N 5/74 20060101ALI20200807BHJP

   F21S 2/00 20160101ALI20200807BHJP

   F21Y 115/30 20160101ALN20200807BHJP

【ＦＩ】

   H01S5/18ZNM

   H01S5/187

   H01S5/343 610

   G03B21/14 A

   H01L21/205

   H04N5/74 A

   F21S2/00 311

   F21Y115:30

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2019-35581(P2019-35581)

(22)【出願日】2019年2月28日

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】502350504

【氏名又は名称】学校法人上智学院

(74)【代理人】

【識別番号】100090387

【弁理士】

【氏名又は名称】布施 行夫

(74)【代理人】

【識別番号】100090398

【弁理士】

【氏名又は名称】大渕 美千栄

(74)【代理人】

【識別番号】100148323

【弁理士】

【氏名又は名称】川▲崎▼ 通

(74)【代理人】

【識別番号】100168860

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 充史

(72)【発明者】

【氏名】野田 貴史

(72)【発明者】

【氏名】岸野 克巳

【テーマコード（参考）】

2K203

3K243

5C058

5F045

5F173

【Ｆターム（参考）】

2K203FA03

2K203FA23

2K203FA34

2K203FA44

2K203FA54

2K203FA62

2K203GA03

2K203GA19

2K203GA20

2K203HB22

2K203HB25

2K203MA04

3K243AA01

3K243AC06

5C058EA02

5C058EA13

5C058EA26

5C058EA27

5F045AA04

5F045AB14

5F045BB16

5F045CA10

5F045DA53

5F045DB01

5F045DB02

5F173AB13

5F173AB23

5F173AB53

5F173AB90

5F173AF54

5F173AF56

5F173AG12

5F173AG17

5F173AH22

5F173AJ04

5F173AJ13

5F173AP05

5F173AP09

5F173AP16

5F173AP37

5F173AR23

5F173AR26

5F173AR58

5F173AR82

5F173AS10

(57)【要約】

【課題】高い結晶品質の発光層を得ることができる発光装置の製造方法を提供する。
【解決手段】基体に、複数の第１開口が設けられた第１選択成長膜を形成する工程と、前記第１選択成長膜をマスクとして前記基体に第１半導体層をエピタキシャル成長させ、前記第１開口および前記第１選択成長膜上に前記第１半導体層を形成する工程と、前記第１半導体層上に発光層をエピタキシャル成長させる工程と、前記発光層上に前記第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層をエピタキシャル成長させる工程と、を含み、前記第１選択成長膜を形成する工程では、複数の前記第１開口を、前記発光層が発する光の波長よりも小さいピッチで周期的に形成する、発光装置の製造方法。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基体に、複数の第１開口が設けられた第１選択成長膜を形成する工程と、
前記第１選択成長膜をマスクとして前記基体に第１半導体層をエピタキシャル成長させ、前記第１開口および前記第１選択成長膜上に前記第１半導体層を形成する工程と、
前記第１半導体層上に発光層をエピタキシャル成長させる工程と、
前記発光層上に前記第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層をエピタキシャル成長させる工程と、
を含み、
前記第１選択成長膜を形成する工程では、
複数の前記第１開口を、前記発光層が発する光の波長よりも小さいピッチＰ１で周期的に形成する、発光装置の製造方法。

【請求項2】

請求項１において、
前記第２半導体層を形成する工程の前に、前記発光層上に、複数の第２開口が設けられた第２選択成長膜を形成する工程を含み、
前記第２選択成長膜を形成する工程では、
複数の前記第２開口を、前記発光層が発する光の波長よりも小さいピッチＰ２で周期的に形成し、
前記第２半導体層を形成する工程では、
前記第２選択成長膜をマスクとして前記第２半導体層をエピタキシャル成長させ、複数の柱状部を構成する前記第２半導体層を形成する、発光装置の製造方法。

【請求項3】

請求項２において、
前記第１半導体層と前記発光層の積層方向から見た平面視において、前記第１開口と前記第２開口とは重なっている、発光装置の製造方法。

【請求項4】

請求項２において、
前記第１半導体層と前記発光層の積層方向から見た平面視において、前記第１開口と前記第２開口とは重なっていない、発光装置の製造方法。

【請求項5】

請求項２において、
前記ピッチＰ１と前記ピッチＰ２は、同じである、発光装置の製造方法。

【請求項6】

請求項２において、
前記ピッチＰ１と前記ピッチＰ２は、異なっている、発光装置の製造方法。

【請求項7】

基体と、
第１半導体層と、
前記第１半導体層と導電型の異なる第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に設けられた発光層と、
前記基体と前記第１半導体層との間に設けられ、複数の開口が設けられた層と、
を含み、
前記第１半導体層は、前記開口、および前記開口が設けられた層と前記発光層との間に設けられ、
前記開口が設けられた層の屈折率は、前記第１半導体層の屈折率と異なり、
複数の前記開口は、前記発光層が発する光の波長よりも小さいピッチＰ１で周期的に設けられている、発光装置。

【請求項8】

請求項７において、
前記第２半導体層は、前記発光層が発する光の波長よりも小さいピッチＰ２で周期的に設けられた複数の柱状部を有している、発光装置。

【請求項9】

請求項８において、
前記第１半導体層と前記発光層の積層方向から見た平面視において、前記開口と前記柱状部とは重なっている、発光装置。

【請求項10】

請求項８において、
前記第１半導体層と前記発光層の積層方向から見た平面視において、前記開口と前記柱状部とは重なっていない、発光装置。

【請求項11】

請求項８ないし１０のいずれか１項において、
前記ピッチＰ１と、前記ピッチＰ２が同じである、発光装置。

【請求項12】

請求項８ないし１０のいずれか１項において、
前記ピッチＰ１と、前記ピッチＰ２が異なっている、発光装置。

【請求項13】

請求項７ないし１２のいずれか１項において、
前記第１半導体層、前記発光層、および前記第２半導体層は、結晶格子が連続している、発光装置。

【請求項14】

請求項７ないし１３のいずれか１項に記載の発光装置を含む、プロジェクター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置の製造方法、発光装置およびプロジェクターに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体レーザーは、高輝度の次世代光源として期待されている。特に、ナノコラム、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノピラーなどと呼ばれるナノ構造を有する半導体レーザーは、フォトニック結晶の効果によって、狭放射角で高出力の発光が得られる発光装置が実現できると期待されている。また、ナノコラムでは高品質な結晶を得ることができる。発光層がナノコラムを構成することによって発光層を高品質な結晶とすることができ、高効率な半導体レーザーを実現できる。

【0003】

特許文献１には、ｎ型伝導層、活性層、およびｐ型伝導層を有し、ｐ型伝導層がフォトニック結晶層を有するフォトニック結晶レーザーが開示されている。フォトニック結晶層は、基板面内方向に空孔が周期的に形成されている２次元フォトニック結晶からなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−６７９４７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に開示されたレーザーでは、活性層が平坦な膜状に形成されている。すなわち、特許文献１に開示されたレーザーでは、活性層がナノコラムを構成しておらず、活性層の結晶品質を高めることができない。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基体に、複数の第１開口が設けられた第１選択成長膜を形成する工程と、
前記第１選択成長膜をマスクとして前記基体に第１半導体層をエピタキシャル成長させ、前記第１開口および前記第１選択成長膜上に前記第１半導体層を形成する工程と、
前記第１半導体層上に発光層をエピタキシャル成長させる工程と、
前記発光層上に前記第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層をエピタキシャル成長させる工程と、
を含み、
前記第１選択成長膜を形成する工程では、
複数の前記第１開口を、前記発光層が発する光の波長よりも小さいピッチで周期的に形成する。

【0007】

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様において、
前記第２半導体層を形成する工程の前に、前記発光層上に、複数の第２開口が設けられた第２選択成長膜を形成する工程を含み、
前記第２選択成長膜を形成する工程では、
複数の前記第２開口を、前記発光層が発する光の波長よりも小さいピッチで周期的に形成し、
前記第２半導体層を形成する工程では、
前記第２選択成長膜をマスクとして前記第２半導体層をエピタキシャル成長させ、複数の柱状部を構成する前記第２半導体層を形成してもよい。

【0008】

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様において、
前記第１半導体層と前記発光層の積層方向から見た平面視において、前記第１開口と前記第２開口とは重なっていてもよい。

【0009】

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様において、
前記第１半導体層と前記発光層の積層方向から見た平面視において、前記第１開口と前記第２開口とは重なっていなくてもよい。

【0010】

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様において、
前記ピッチＰ１と前記ピッチＰ２は、同じであってもよい。

【0011】

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様において、
前記ピッチＰ１と前記ピッチＰ２は、異なっていてもよい。

【0012】

本発明に係る発光装置の一態様は、
基体と、
第１半導体層と、
前記第１半導体層と導電型の異なる第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層の間に設けられた発光層と、
前記基体と前記第１半導体層との間に設けられ、複数の開口が設けられた層と、
を含み、
前記第１半導体層は、前記開口、および前記開口が設けられた層と前記発光層との間に設けられ、
前記開口が設けられた層の屈折率は、前記第１半導体層の屈折率と異なり、
複数の前記開口は、前記発光層が発する光の波長よりも小さいピッチで周期的に設けられている。

【0013】

本発明に係る発光装置の一態様において、
前記第２半導体層は、前記発光層が発する光の波長よりも小さいピッチで周期的に設けられた複数の柱状部を有していてもよい。

【0014】

本発明に係る発光装置の一態様において、
前記第１半導体層と前記発光層の積層方向から見た平面視において、前記開口と前記柱状部とは重なっていてもよい。

【0015】

本発明に係る発光装置の一態様において、
前記第１半導体層と前記発光層の積層方向から見た平面視において、前記開口と前記柱状部とは重なっていなくてもよい。

【0016】

本発明に係る発光装置の一態様において、
前記ピッチＰ１と前記ピッチＰ２は、同じであってもよい。

【0017】

本発明に係る発光装置の一態様において、
前記ピッチＰ１と前記ピッチＰ２は、異なっていてもよい。

【0018】

本発明に係る発光装置の一態様において、
前記第１半導体層、前記発光層、および前記第２半導体層は、結晶格子が連続していてもよい。

【0019】

本発明に係るプロジェクターの一態様は、
前記発光装置の一態様を有する。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。

【図2】第１実施形態に係る発光装置における光強度分布を説明するための図。

【図3】第１実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示すフローチャート。

【図4】第１実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。

【図5】第１実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。

【図6】第１実施形態に係る発光装置における貫通転位欠陥を説明するための図。

【図7】第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。

【図8】第２実施形態に係る発光装置における光強度分布を説明するための図。

【図9】第２実施形態に係る発光装置における光強度分布を説明するための図。

【図10】第２実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示すフローチャート。

【図11】第２実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。

【図12】第２実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。

【図13】第３実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。

【図14】第３実施形態に係る発光装置における貫通転位欠陥を説明するための図。

【図15】第１開口と第２開口とが重なっている状態における貫通転位欠陥を説明するための図。

【図16】第４実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。

【0022】

１． 第１実施形態
１．１． 発光装置
まず、第１実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す断面図である。

【0023】

発光装置１００は、図１に示すように、基体１０と、バッファー層１２と、選択成長膜２０と、第１半導体層３０と、発光層４０と、電子ブロック層５０と、第２半導体層６０と、第１電極７０と、第２電極７２と、を有している。

【0024】

基体１０は、例えば、板状の形状を有している。基体１０は、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板、サファイア基板などである。

【0025】

バッファー層１２は、基体１０上に設けられている。バッファー層１２は、半導体からなる層であり、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層などである。

【0026】

なお、「上」とは、第１半導体層３０と発光層４０との積層方向（以下、単に「積層方向」ともいう）において、発光層４０からみて基体１０から遠ざかる方向のことであり、「下」とは、積層方向において、発光層４０からみて基体１０に近づく方向のことである。

【0027】

選択成長膜２０は、バッファー層１２上に設けられている。選択成長膜２０は、バッファー層１２を介して基体１０に設けられている。選択成長膜２０は、基体１０と第１半導
体層３０との間に設けられている。選択成長膜２０は、第１半導体層３０をエピタキシャル成長させる際に、マスクとして用いられる。選択成長膜２０は、例えば、チタン層、酸化チタン層、酸化シリコン層、酸化アルミニウム層などである。選択成長膜２０の屈折率は、第１半導体層３０の屈折率と異なる。

【0028】

選択成長膜２０には、複数の開口２２が設けられている。開口２２の平面形状は、例えば、円である。開口２２の径は、例えば、ｎｍオーダーであり、例えば、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。

【0029】

複数の開口２２は、発光層４０が発する光の波長よりも小さいピッチＰ１で周期的に設けられている。ピッチＰ１は、周期的に配置された開口２２において、隣り合う開口２２の中心間の距離である。例えば、発光層４０が発する光の波長をλとし、第１半導体層３０の屈折率をｎとした場合、ピッチＰ１はλ／２ｎである。

【0030】

隣り合う開口２２の間隔は、例えば、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。複数の開口２２は、例えば、三角格子状、四角格子状などに配置されている。

【0031】

第１半導体層３０は、開口２２および選択成長膜２０上に設けられている。すなわち、第１半導体層３０は、バッファー層１２と発光層４０との間、および選択成長膜２０と発光層４０との間に設けられている。開口２２は、第１半導体層３０を貫通する貫通孔である。第１半導体層３０は、平坦な膜状に形成されている。第１半導体層３０は、選択成長膜２０をマスクとして、バッファー層１２上でエピタキシャル成長させることによって形成される。

【0032】

第１半導体層３０は、例えば、窒化ガリウムを含むｎ型の半導体層である。第１半導体層３０は、例えば、シリコンがドープされたｎ型のＧａＮ層である。

【0033】

第１半導体層３０が開口２２および選択成長膜２０上に設けられていることによって、第１半導体層３０は、屈折率が開口２２と同様のピッチおよび周期で変化するナノ構造体を構成する。したがって、第１半導体層３０は、フォトニック結晶の効果を発現することができる。

【0034】

図２は、発光装置１００における光強度分布を説明するための図である。図２に示すように、発光装置１００では、光強度Ｉは、屈折率が最も高い発光層４０をピークとして分布する。光は、第１半導体層３０においても十分な強度があるため、第１半導体層３０においてフォトニック結晶の効果が得られる。

【0035】

発光層４０は、図１に示すように、第１半導体層３０上に設けられている。発光層４０は、第１半導体層３０と第２半導体層６０との間に設けられている。発光層４０は、平坦な膜状である。発光層４０は、不純物がドープされていないｉ型の半導体層である。発光層４０は、例えば、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とから構成される量子井戸構造を３つ重ねた多重量子井戸構造（multi quantum well、ＭＱＷ）を有している。

【0036】

電子ブロック層５０は、発光層４０上に設けられている。電子ブロック層５０は、発光層４０と第２半導体層６０との間に設けられている。電子ブロック層５０は、例えば、ｐ型のＡｌＧａＮ層である。電子ブロック層５０は、発光層４０から電子が漏れることを防ぐための層である。

【0037】

第２半導体層６０は、電子ブロック層５０上に設けられている。第２半導体層６０は、電子ブロック層５０を介して発光層４０上に設けられている。第２半導体層６０は、平坦
な膜状である。第２半導体層６０は、第１半導体層３０と導電型の異なる層である。第２半導体層６０は、例えば、窒化ガリウムを含むｐ型の半導体層である。第２半導体層６０は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）がドープされたｐ型のＧａＮ層である。第１半導体層３０および第２半導体層６０は、発光層４０に光を閉じ込める機能を有するクラッド層である。

【0038】

発光装置１００では、第１半導体層３０、発光層４０、電子ブロック層５０、および第２半導体層６０は、結晶格子が連続している。すなわち、第１半導体層３０、発光層４０、電子ブロック層５０、および第２半導体層６０は、エピタキシャル成長により形成されている。第１半導体層３０、発光層４０、電子ブロック層５０、および第２半導体層６０には、結晶格子が連続しない不整合な界面が極めて少ない。

【0039】

なお、「結晶格子が連続している」という文言を、第１層と第２層の結晶格子が連続しているなどと用いる場合に、第１層と第２層とが接しており、第１層の結晶格子と第２層の結晶格子とが連続している場合と、第１層と第２層との間に第３層があり、第１層の結晶格子と第３層の結晶格子とが連続し、第３層の結晶格子と第２層の結晶格子とが連続している場合と、が含まれるものとして用いている。

【0040】

第１電極７０は、第１半導体層３０上に設けられている。第１半導体層３０は、第１電極７０とオーミックコンタクトしていてもよい。第１電極７０は、第１半導体層３０と電気的に接続されている。第１電極７０は、発光層４０に電流を注入するための一方の電極である。第１電極７０としては、例えば、第１半導体層３０側から、Ｔｉ層、Ａｌ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いる。なお、基体１０が導電性の場合には、図示はしないが、第１電極７０は、基体１０の下に設けられていてもよい。

【0041】

第２電極７２は、第２半導体層６０上に設けられている。第２半導体層６０は、第２電極７２とオーミックコンタクトしていてもよい。第２電極７２は、第２半導体層６０と電気的に接続されている。第２電極７２は、発光層４０に電流を注入するための他方の電極である。第２電極７２としては、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）などを用いる。

【0042】

発光装置１００では、ｐ型の第２半導体層６０、発光層４０、およびｎ型の第１半導体層３０により、ｐｉｎダイオードが構成される。発光装置１００では、第１電極７０と第２電極７２との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、発光層４０に電流が注入されて電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。発光層４０において発生した光は、第１半導体層３０および第２半導体層６０により積層方向と直交する方向に伝搬し、第１半導体層３０によるフォトニック結晶の効果により定在波を形成し、発光層４０において利得を受けてレーザー発振する。そして、発光装置１００は、＋１次回折光および−１次回折光をレーザー光として、積層方向に出射する。

【0043】

１．２． 発光装置の製造方法
次に、発光装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

【0044】

発光装置１００の製造方法は、基体１０に複数の開口２２が設けられた選択成長膜２０を形成する工程と、選択成長膜２０をマスクとして基体１０に第１半導体層３０をエピタキシャル成長させ、開口２２および第１選択成長膜２０上に第１半導体層３０を形成する工程と、第１半導体層３０上に発光層４０をエピタキシャル成長させる工程と、発光層４０上に第１半導体層３０とは導電型の異なる第２半導体層６０をエピタキシャル成長させる工程と、を含み、第１選択成長膜２０を形成する工程では、複数の開口２２を、発光層４０が発する光の波長よりも小さいピッチで周期的に形成する。

【0045】

なお、「上」という文言を、「部材Ａ」上に「部材Ｂ」を形成するなどと用いる場合に、部材Ａ上に、直接、部材Ｂを形成する場合と、部材Ａ上に、他の部材を介して、部材Ｂを形成する場合と、を含むものとして用いている。また、「上」という文言を、「部材Ｃ」上に「部材Ｄ」をエピタキシャル成長させるなどと用いる場合に、部材Ｃ上に、直接、部材Ｄをエピタキシャル成長させる場合と、部材Ｃ上に、他の部材Ｅを介して、部材Ｄをエピタキシャル成長させる場合と、を含むものとして用いている。なお、部材Ｃ上に部材Ｅを介して部材Ｄをエピタキシャル成長させるとは、部材Ｃ上に部材Ｅをエピタキシャル成長させ、部材Ｅ上に部材Ｄをエピタキシャル成長させることをいう。

【0046】

図３は、発光装置１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。図４および図５は、発光装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。

【0047】

図４に示すように、基体１０に、バッファー層１２をエピタキシャル成長させる（Ｓ１００）。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法などが挙げられる。

【0048】

次に、バッファー層１２上に複数の開口２２が設けられた選択成長膜２０を形成する（Ｓ１０２）。複数の開口２２は、発光層４０が発する光の波長よりも小さいピッチＰ１で周期的に形成される。選択成長膜２０は、例えば、電子ビーム蒸着法やプラズマＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などによる成膜、ならびにフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によるパターニングによって形成される。

【0049】

図５に示すように、選択成長膜２０をマスクとして、バッファー層１２上に第１半導体層３０をエピタキシャル成長させ、開口２２および選択成長膜２０上に第１半導体層３０を形成する（Ｓ１０４）。本工程では、第１半導体層３０が開口２２において選択的に成長せずに、第１半導体層３０が平坦な膜状に形成されるような条件でエピタキシャル成長させる。第１半導体層３０をエピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法が挙げられる。

【0050】

次に、第１半導体層３０上に発光層４０をエピタキシャル成長させ（Ｓ１０６）、発光層４０上に電子ブロック層５０をエピタキシャル成長させる（Ｓ１０８）。発光層４０および電子ブロック層５０をエピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法が挙げられる。

【0051】

次に、電子ブロック層５０上に第２半導体層６０をエピタキシャル成長させる（Ｓ１１０）。第２半導体層６０をエピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法が挙げられる。

【0052】

このように、第１半導体層３０、発光層４０、電子ブロック層５０、および第２半導体層６０は、エピタキシャル成長により形成される。そのため、第１半導体層３０、発光層４０、電子ブロック層５０、および第２半導体層６０は、結晶格子が連続している。

【0053】

図１に示すように、第１半導体層３０上に第１電極７０を形成し、第２半導体層６０上に第２電極７２を形成する（Ｓ１１２）。第１電極７０および第２電極７２は、例えば、真空蒸着法などにより形成される。なお、第１電極７０および第２電極７２の形成順序は、特に限定されない。

【0054】

以上の工程により、発光装置１００を製造することができる。

【0055】

１．３． 特徴
発光装置１００の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。

【0056】

発光装置１００の製造方法は、選択成長膜２０をマスクとして第１半導体層３０をエピタキシャル成長させ、開口２２および選択成長膜２０上に第１半導体層３０を形成する工程を含む。そのため、高い結晶品質の発光層４０を得ることができる。以下、この理由について説明する。

【0057】

図６は、発光装置１００における貫通転位欠陥Ｄを説明するための図である。なお、図６では、便宜上、基体１０、バッファー層１２、選択成長膜２０、第１半導体層３０、および発光層４０のみを図示している。

【0058】

シリコン基板やサファイア基板などの基体１０に、ＧａＮ層をエピタキシャル成長させてバッファー層１２を形成すると、基体１０の格子定数とバッファー層１２の格子定数との差により、基体１０とバッファー層１２の界面を起点として貫通転位欠陥Ｄが発生する。貫通転位欠陥Ｄが発光層４０に到達すると、結晶品質が低下し、発光効率が低下する。

【0059】

選択成長膜２０をマスクとして第１半導体層３０をエピタキシャル成長させる場合、第１半導体層３０には、基体１０の上面に対して傾斜したファセット面が形成される。ファセット面が形成されると、貫通転位欠陥Ｄは、ファセット面に沿って曲がる。これにより、貫通転位欠陥Ｄは、発光層４０に到達しない。この結果、発光層４０の結晶品質が向上する。言い換えると、図６に示すように、選択成長膜２０をマスクとして第１半導体層３０をエピタキシャル成長させると、ファセット面に沿って貫通転位欠陥Ｄが曲がるため、第１半導体層３０の上部では、第１半導体層３０の下部に比べて、相対的に貫通転位欠陥Ｄが少なくなる。したがって、発光層４０の結晶品質が向上する。

【0060】

発光装置１００の製造方法では、発光層４０が平坦な膜状に形成される。すなわち、発光層４０は、柱状部、すなわちナノコラムを構成しない。例えば、発光層４０が柱状部を構成する場合、発光層４０をエピタキシャル成長させる際に、歪み応力などの影響により、発光層４０の形状の制御が難しい。特に、発光層４０が多重量子井戸構造を有する場合、発光層４０の形状の制御は難しい。これに対して、発光装置１００の製造方法では、発光層４０が平坦な膜状に形成されるため、歪み応力の影響が小さく、発光層４０の形状の制御が容易である。また、発光層４０が膜状に形成されている場合、発光層４０が柱状部を構成している場合と比べて、発光層４０に効率よく光を閉じ込めることができる。

【0061】

発光装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。

【0062】

発光装置１００では、上述したように、高い結晶品質の発光層４０が得られるため、発光効率を向上できる。

【0063】

発光装置１００では、第１半導体層３０、発光層４０、および第２半導体層６０は、結晶格子が連続している。すなわち、第１半導体層３０、発光層４０、および第２半導体層６０は、エピタキシャル成長により形成されている。したがって、発光装置１００では、第１半導体層３０が選択成長膜２０をマスクとしてエピタキシャル成長により形成され、第１半導体層３０上に発光層４０がエピタキシャル成長により形成されているため、上述したように、高い結晶品質の発光層４０が得られる。

【0064】

発光装置１００では、選択成長膜２０の屈折率は、第１半導体層３０の屈折率と異なり、複数の開口２２は、発光層４０が発する光の波長よりも小さいピッチで周期的に設けられている。また、第１半導体層３０は、開口２２および選択成長膜２０と発光層４０との
間に設けられている。そのため、第１半導体層３０は、フォトニック結晶の効果を発現することができる。

【0065】

２． 第２実施形態
２．１． 発光装置
次に、第２実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態に係る発光装置２００を模式的に示す断面図である。以下、第２実施形態に係る発光装置２００において、上述した第１実施形態に係る発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0066】

上述した発光装置１００では、図１に示すように、第２半導体層６０は、平坦な膜状であった。これに対して、発光装置２００では、図７に示すように、第２半導体層６０は、複数の柱状部２を有している。

【0067】

発光装置２００は、複数の開口２２（以下「第１開口２２」ともいう）が設けられた選択成長膜２０（以下「第１選択成長膜２０」ともいう）と、複数の第２開口８２が設けられた第２選択成長膜８０と、を有している。第１選択成長膜２０は、第１半導体層３０を形成する工程においてマスクとして機能する層であり、第２選択成長膜８０は、第２半導体層６０を形成する工程においてマスクとして機能する層である。

【0068】

第２選択成長膜８０は、発光層４０上に、電子ブロック層５０を介して設けられている。第２選択成長膜８０は、発光層４０と絶縁層９０との間に設けられている。第２選択成長膜８０は、第２半導体層６０をエピタキシャル成長させる際に、マスクとして用いられる。第２選択成長膜８０は、例えば、チタン層、酸化チタン層、酸化シリコン層、酸化アルミニウム層などである。第２選択成長膜８０には、複数の第２開口８２が設けられている。第２開口８２の平面形状は、例えば、円である。第２開口８２は、第２選択成長膜８０を貫通する貫通孔である。

【0069】

柱状部２は、柱状の構造体である。柱状部２の平面形状は、例えば、多角形、円などである。柱状部２の径は、例えば、ｎｍオーダーであり、例えば、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。柱状部２の積層方向の大きさは、例えば、０．１μｍ以上５μｍ以下である。

【0070】

本発明において、「径」とは、柱状部２の積層方向から見た平面形状が円の場合は、直径であり、柱状部２の平面形状が円ではない形状の場合は、最小包含円の直径である。例えば、柱状部２の平面形状が多角形の場合は、該多角形を内部に含む最小の円であり、柱状部２の平面形状が楕円の場合は、該楕円を内部に含む最小の円である。また、「平面形状」とは、積層方向からみた形状のことである。

【0071】

柱状部２は、複数設けられている。柱状部２は、発光層４０が発する光の波長よりも小さいピッチＰ２で周期的に設けられている。ピッチＰ２は、周期的に配置された複数の柱状部２において、隣り合う柱状部２の中心間の距離である。例えば、発光層４０が発する光の波長をλとし、第２半導体層６０の屈折率をｎとした場合、ピッチＰ２はλ／２ｎである。

【0072】

隣り合う柱状部２の間隔は、例えば、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。複数の柱状部２は、積層方向からみて、例えば、三角格子状、四角格子状、などに配置されている。複数の柱状部２は、フォトニック結晶の効果を発現することができる。

【0073】

図８は、発光装置２００における光強度分布を説明するための図である。図８に示すよ
うに、発光装置２００では、光強度Ｉは、屈折率が最も高い発光層４０をピークとして分布する。光は、第１半導体層３０および第２半導体層６０においても十分な強度があるため、第１半導体層３０および第２半導体層６０にナノ構造体を形成することによって、フォトニック結晶の効果が得られる。

【0074】

積層方向から見た平面視において、選択成長膜２０の第１開口２２と柱状部２とは重なっている。なお、第１開口２２と柱状部２とが重なっているとは、第１開口２２の一部と柱状部２の一部とが重なっている場合や、第１開口２２の全部と柱状部２の一部が重なっている場合、第１開口２２の一部と柱状部２の全部が重なっている場合を含む。積層方向から見た平面視において、複数の第１開口２２の配置と、複数の柱状部２の配置とは、同じである。図７に示す例では、第１開口２２のピッチＰ１と柱状部２のピッチＰ２とは、同じである。選択成長膜２０の第１開口２２と柱状部２とは重なっていることによって、第１半導体層３０および第２半導体層６０の両方において、同様のフォトニック結晶の効果を得ることができる。したがって、発光装置２００では、フォトニック結晶の効果を高めることができる。

【0075】

図９は、発光装置２００における光の伝搬方向における光強度分布を説明するための図である。なお、光の伝搬方向は、積層方向と直交する方向である。図９には、第１半導体層３０における光の強度Ｉ３０、および第２半導体層６０における光の強度Ｉ６０を図示している。

【0076】

発光装置２００では、第１半導体層３０および第２半導体層６０においてフォトニック結晶の効果を得ることができる。そのため、図９に示すように、積層方向と直交する方向における第１半導体層３０の光の強度の分布と、積層方向と直交する方向における第２半導体層６０の光の強度の分布とを、一致させることができる。これにより、共振効果を高めることができる。

【0077】

図７に示すように、隣り合う柱状部２の間には、絶縁層９０が設けられている。図示の例では、絶縁層９０は、第２選択成長膜８０上に設けられている。絶縁層９０の屈折率は、例えば、第２半導体層６０の屈折率よりも低い。絶縁層９０は、例えば、酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、酸化チタン層などである。絶縁層９０は、例えば、不純物がドープされていないＧａＮ層などであってもよい。なお、絶縁層９０は、空気層であってもよい。

【0078】

発光装置２００では、ｐ型の第２半導体層６０、発光層４０、およびｎ型の第１半導体層３０により、ｐｉｎダイオードが構成される。発光装置２００では、第１電極７０と第２電極７２との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、発光層４０に電流が注入されて電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。発光層４０において発生した光は、第１半導体層３０および第２半導体層６０により積層方向と直交する方向に伝搬し、第１半導体層３０によるフォトニック結晶の効果および第２半導体層６０によるフォトニック結晶の効果により定在波を形成し、発光層４０において利得を受けてレーザー発振する。そして、発光装置１００は、＋１次回折光および−１次回折光をレーザー光として、積層方向に出射する。

【0079】

発光装置２００では、ピッチＰ１は、ピッチＰ２と同じであるが、これに限らず、ピッチＰ１とピッチＰ２が異なっていてもよい。例えば、ピッチＰ１より、ピッチＰ２のほうが小さくてもよい。例えば、ピッチＰ１がピッチＰ２の整数倍であってもよい。また、ピッチＰ１より、ピッチＰ２のほうが大きくてもよい。例えば、ピッチＰ２がピッチＰ１の整数倍であってもよい。また、第１開口２２の幅は、第２開口８２の幅と異なっていてもよい。

【0080】

ピッチＰ１とピッチＰ２が異なっている場合、あるいは、第１開口２２の幅と第２開口８２の幅が異なっている場合、第１半導体層３０によるフォトニック結晶の効果および第２半導体層６０によるフォトニック結晶の効果により、多モード発振するため、スペックルを低減できるという効果がある。

【0081】

２．２． 発光装置の製造方法
次に、発光装置２００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。

【0082】

発光装置２００の製造方法は、基体１０に複数の第１開口２２が設けられた第１選択成長膜２０を形成する工程と、第１選択成長膜２０をマスクとして基体１０に第１半導体層３０をエピタキシャル成長させ、第１開口２２および第１選択成長膜２０上に第１半導体層３０を形成する工程と、第１半導体層３０上に発光層４０をエピタキシャル成長させる工程と、発光層４０上に複数の第２開口８２が設けられた第２選択成長膜８０を形成する工程と、第２選択成長膜８０をマスクとして発光層４０上に第２半導体層６０をエピタキシャル成長させ、複数の柱状部２を構成する第２半導体層６０を形成する工程と、を含み、第１選択成長膜２０を形成する工程では、複数の第１開口２２を、発光層４０が発する光の波長よりも小さいピッチで周期的に形成し、第２選択成長膜８０を形成する工程では、複数の第２開口８２を、発光層４０が発する光の波長よりも小さいピッチで周期的に形成する。

【0083】

このように、発光装置２００の製造方法は、第２半導体層６０を形成する工程の前に、発光層４０上に第２選択成長膜８０を形成する点、第２半導体層６０を形成する工程において、第２選択成長膜８０をマスクとして第２半導体層６０をエピタキシャル成長させて、複数の柱状部２を構成する第２半導体層６０を形成する点で、発光装置１００の製造方法と異なる。

【0084】

図１０は、発光装置２００の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１１および図１２は、発光装置２００の製造工程を模式的に示す断面図である。

【0085】

図１１に示すように、基体１０に、バッファー層１２をエピタキシャル成長させる（Ｓ２００）。バッファー層１２を形成する工程Ｓ２００は、図３に示す工程Ｓ１００と同様に行われる。

【0086】

次に、バッファー層１２上に複数の第１開口２２が設けられた第１選択成長膜２０を形成する（Ｓ２０２）。第１選択成長膜２０を形成する工程は、図３に示す工程Ｓ１０２と同様に行われる。

【0087】

次に、第１選択成長膜２０をマスクとして、バッファー層１２上に第１半導体層３０をエピタキシャル成長させ、第１開口２２および第１選択成長膜２０上に第１半導体層３０を形成する（Ｓ２０４）。第１半導体層３０を形成する工程Ｓ２０４は、図３に示す工程Ｓ１０４と同様に行われる。

【0088】

次に、第１半導体層３０上に発光層４０をエピタキシャル成長させ（Ｓ２０６）、発光層４０上に電子ブロック層５０をエピタキシャル成長させる（Ｓ２０８）。発光層４０を形成する工程Ｓ２０６は、図３に示す工程Ｓ１０６と同様に行われ、電子ブロック層５０を形成する工程Ｓ２０８は、図３に示す工程Ｓ１０８と同様に行われる。

【0089】

次に、電子ブロック層５０上に複数の第２開口８２が設けられた第２選択成長膜８０を形成する（Ｓ２１０）。複数の第２開口８２は、発光層４０が発する光の波長よりも小さ
いピッチＰ２で周期的に形成される。

【0090】

このとき、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と第２開口８２とは重なるように形成される。すなわち、積層方向から見た平面視において、複数の第１開口２２の配置と、複数の第２開口８２の配置とは、同じに形成される。第２開口８２のピッチＰ２は、第１開口２２のピッチＰ１と同じ大きさである。

【0091】

第２選択成長膜８０は、例えば、電子ビーム蒸着法やプラズマＣＶＤ法などによる成膜、ならびにフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によるパターニングによって形成される。

【0092】

図１２に示すように、第２選択成長膜８０をマスクとして電子ブロック層５０上に第２半導体層６０をエピタキシャル成長させ、複数の柱状部２を構成する第２半導体層６０を形成する（Ｓ２１２）。本工程では、第２半導体層６０が第２開口８２において選択的に成長する。第２開口８２はピッチＰ２で周期的に設けられているため、複数の柱状部２は、ピッチＰ２で周期的に形成される。

【0093】

このとき、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と柱状部２とは重なるように形成される。すなわち、積層方向から見た平面視において、複数の第１開口２２の配置と、複数の柱状部２の配置とは、同じに形成される。柱状部２のピッチＰ２は、第１開口２２のピッチＰ１と同じ大きさである。

【0094】

第２半導体層６０をエピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法が挙げられる。本工程では、第２半導体層６０が第２開口８２において選択的にエピタキシャル成長するように、ガリウムと窒素の供給量や成長温度、ガスの圧力などの条件を制御する。これにより、第２半導体層６０が柱状に形成され、複数の柱状部２を構成する第２半導体層６０を形成することができる。以上の工程により、複数の柱状部２を形成することができる。

【0095】

第１半導体層３０、発光層４０、電子ブロック層５０、および第２半導体層６０は、エピタキシャル成長により形成される。そのため、第１半導体層３０、発光層４０、電子ブロック層５０、および第２半導体層６０は、結晶格子が連続している。

【0096】

図７に示すように、隣り合う柱状部２の間に、絶縁層９０を形成する（Ｓ２１４）。絶縁層９０は、例えば、ＭＯＣＶＤ法、スピンコート法などによって形成される。

【0097】

次に、第１半導体層３０上に第１電極７０を形成し、第２半導体層６０上に第２電極７２を形成する（Ｓ２１６）。第１電極７０および第２電極７２は、例えば、真空蒸着法などにより形成される。なお、第１電極７０および第２電極７２の形成順序は、特に限定されない。

【0098】

以上の工程により、発光装置２００を製造することができる。

【0099】

２．３． 特徴
発光装置２００の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。

【0100】

発光装置２００の製造方法は、第１選択成長膜２０をマスクとして第１半導体層３０をエピタキシャル成長させ、第１開口２２および第１選択成長膜２０上に第１半導体層３０を形成する工程を含む。そのため、発光装置２００の製造方法では、発光装置１００の製造方法と同様に、高い結晶品質の発光層４０を得ることができる。

【0101】

発光装置２００の製造方法は、発光層４０上に複数の第２開口８２が設けられた第２選択成長膜８０を形成する工程を含み、第２半導体層６０を形成する工程では、第２選択成長膜８０をマスクとして第２半導体層６０をエピタキシャル成長させ、複数の柱状部２を構成する第２半導体層６０を形成する。そのため、発光装置２００の製造方法では、第２半導体層６０において、フォトニック結晶の効果を得ることができる。

【0102】

発光装置２００の製造方法では、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と第２開口８２とは重なっている。そのため、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と柱状部２とは重なる。これにより、第１半導体層３０および第２半導体層６０の両方において、同様のフォトニック結晶の効果を得ることができる。したがって、フォトニック結晶の効果を高めることができる。

【0103】

発光装置２００は、例えば、以下の特徴を有する。

【0104】

発光装置２００では、上述したように、高い結晶品質の発光層４０が得られるため、発光効率を向上できる。

【0105】

発光装置２００では、第２半導体層６０は、発光層４０が発する光の波長よりも小さいピッチで周期的に設けられた複数の柱状部２を有している。そのため、発光装置２００では、第２半導体層６０において、フォトニック結晶の効果を得ることができる。

【0106】

発光装置２００では、積層方向から見た平面視において、第１選択成長膜２０の第１開口２２と柱状部２とは重なっている。そのため、発光装置２００では、第１半導体層３０および第２半導体層６０の両方において、同様のフォトニック結晶の効果を得ることができる。したがって、フォトニック結晶の効果を高めることができる。

【0107】

３． 第３実施形態
３．１． 発光装置
次に、第３実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１３は、第３実施形態に係る発光装置３００を模式的に示す断面図である。以下、第３実施形態に係る発光装置３００において、上述した第１実施形態に係る発光装置１００、および第２実施形態に係る発光装置２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【0108】

上述した発光装置２００では、図７に示すように、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と柱状部２とは重なっていた。これに対して、発光装置３００では、図１３に示すように、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と柱状部２とは重なっていない。

【0109】

図１３に示す例では、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と第２選択成長膜８０とが重なっている。また、積層方向から見た平面視において、第１選択成長膜２０と柱状部２とが重なっている。

【0110】

発光装置３００では、複数の柱状部２を構成する第２半導体層６０により、フォトニック結晶の効果が得られる。例えば、発光装置３００では、第２半導体層６０で発現するフォトニック結晶の効果により定在波を形成する。

【0111】

３．２． 発光装置の製造方法
次に、発光装置３００の製造方法について説明する。発光装置３００の製造方法は、第
２選択成長膜８０を形成する工程において、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と第２開口８２とが重ならないように形成される点を除いて、上述した発光装置２００の製造方法と同じである。第１開口２２と第２開口８２とが重ならないように形成されることによって、第１開口２２と柱状部２とが重ならない。

【0112】

図１３に示す例では、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と第２選択成長膜８０とが重なり、第１選択成長膜２０と柱状部２とが重なるように、第１選択成長膜２０に第１開口２２が形成され、第２選択成長膜８０に第２開口８２が形成される。

【0113】

３．３． 特徴
発光装置３００の製造方法は、例えば、以下の特徴を有する。

【0114】

発光装置３００の製造方法は、第１選択成長膜２０をマスクとして第１半導体層３０をエピタキシャル成長させ、第１開口２２および第１選択成長膜２０上に第１半導体層３０を形成する工程を含む。そのため、発光装置３００の製造方法では、発光装置１００の製造方法と同様に、高い結晶品質の発光層４０を得ることができる。

【0115】

発光装置３００の製造方法では、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と第２開口８２とが重ならない。そのため、例えば、第１開口２２と柱状部２とが重なっている場合と比べて、高い結晶品質の柱状部２を得ることができる。以下、その理由について説明する。

【0116】

図１４は、発光装置３００における貫通転位欠陥Ｄを説明するための図である。図１５は、参考例として、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と第２開口８２とが重なっている状態における貫通転位欠陥Ｄを説明するための図である。

【0117】

シリコン基板やサファイア基板などの基体１０に、ＧａＮ層をエピタキシャル成長させてバッファー層１２を形成すると、基体１０の格子定数とバッファー層１２の格子定数との差により、基体１０とバッファー層１２の界面を起点として貫通転位欠陥Ｄが発生する。貫通転位欠陥Ｄが発光層４０に到達すると、結晶品質が低下し、発光効率が低下する。

【0118】

図１４および図１５に示すように、積層方向に延びる貫通転位欠陥Ｄは、第１開口２２を通過して発光層４０に到達する場合がある。図１５に示すように、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と第２開口８２とが重なっている場合、積層方向に延びる貫通転位欠陥Ｄは、発光層４０を通過して柱状部２に到達してしまう。

【0119】

これに対して、図１４に示すように、積層方向からの平面視において、第１選択成長膜２０の第１開口２２と第２選択成長膜８０の第２開口８２とが重なっていない場合、積層方向に延びる貫通転位欠陥Ｄは、柱状部２に到達しない。このように、第１選択成長膜２０の第１開口２２と第２選択成長膜８０の第２開口８２とが重なっていないことにより、柱状部２に貫通転位欠陥Ｄが導入される可能性を低減できる。したがって、第１開口２２と第２開口８２とが重なっている場合と比べて、高い結晶品質の柱状部２を得ることができる。

【0120】

発光装置３００は、例えば、以下の特徴を有する。

【0121】

発光装置３００では、上述したように、高い結晶品質の発光層４０が得られるため、発光効率を向上できる。

【0122】

発光装置３００では、積層方向から見た平面視において、第１開口２２と柱状部２とが
重なっていない。そのため、例えば、第１開口２２と柱状部２とが重なっている場合と比べて、高い結晶品質の柱状部２を得ることができる。

【0123】

４． 第４実施形態
次に、第４実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図１６は、第４実施形態に係るプロジェクター９００を模式的に示す図である。

【0124】

本発明に係るプロジェクターは、本発明に係る発光装置を有している。以下では、本発明に係る発光装置として発光装置１００を有するプロジェクター９００について説明する。

【0125】

プロジェクター９００は、図示しない筐体と、筐体内に備えられている赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ出射する赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、青色光源１００Ｂと、を有している。赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、および青色光源１００Ｂの各々は、例えば、複数の発光装置１００を積層方向と直交する方向にアレイ状に配置させ、複数の発光装置１００において基体１０を共通基板としたものである。赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、青色光源１００Ｂの各々を構成する発光装置１００の数は、特に限定されない。なお、便宜上、図１６では、赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、および青色光源１００Ｂを簡略化している。

【0126】

プロジェクター９００は、さらに、筐体内に備えられている、第１レンズアレイ９０２Ｒと、第２レンズアレイ９０２Ｇと、第３レンズアレイ９０２Ｂと、第１光変調装置９０４Ｒと、第２光変調装置９０４Ｇと、第３光変調装置９０４Ｂと、投射装置９０８と、を有している。第１光変調装置９０４Ｒ、第２光変調装置９０４Ｇ、および第３光変調装置９０４Ｂは、例えば、透過型の液晶ライトバルブである。投射装置９０８は、例えば、投射レンズである。

【0127】

赤色光源１００Ｒから出射された光は、第１レンズアレイ９０２Ｒに入射する。赤色光源１００Ｒから出射された光は、第１レンズアレイ９０２Ｒによって、集光され、例えば重畳されることができる。

【0128】

第１レンズアレイ９０２Ｒによって集光された光は、第１光変調装置９０４Ｒに入射する。第１光変調装置９０４Ｒは、入射した光を画像情報に応じて変調させる。そして、投射装置９０８は、第１光変調装置９０４Ｒによって形成された像を拡大してスクリーン９１０に投射する。

【0129】

緑色光源１００Ｇから出射された光は、第２レンズアレイ９０２Ｇに入射する。緑色光源１００Ｇから出射された光は、第２レンズアレイ９０２Ｇによって、集光され、例えば重畳されることができる。

【0130】

第２レンズアレイ９０２Ｇによって集光された光は、第２光変調装置９０４Ｇに入射する。第２光変調装置９０４Ｇは、入射した光を画像情報に応じて変調させる。そして、投射装置９０８は、第２光変調装置９０４Ｇによって形成された像を拡大してスクリーン９１０に投射する。

【0131】

青色光源１００Ｂから出射された光は、第３レンズアレイ９０２Ｂに入射する。青色光源１００Ｂから出射された光は、第３レンズアレイ９０２Ｂによって、集光され、例えば重畳されることができる。

【0132】

第３レンズアレイ９０２Ｂによって集光された光は、第３光変調装置９０４Ｂに入射す
る。第３光変調装置９０４Ｂは、入射した光を画像情報に応じて変調させる。そして、投射装置９０８は、第３光変調装置９０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン９１０に投射する。

【0133】

また、プロジェクター９００は、第１光変調装置９０４Ｒ、第２光変調装置９０４Ｇ、および第３光変調装置９０４Ｂから出射された光を合成して投射装置９０８に導くクロスダイクロイックプリズム９０６を有することができる。

【0134】

第１光変調装置９０４Ｒ、第２光変調装置９０４Ｇ、および第３光変調装置９０４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム９０６に入射する。クロスダイクロイックプリズム９０６は、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は、投射装置９０８によりスクリーン９１０上に投射され、拡大された画像が表示される。

【0135】

なお、赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、および青色光源１００Ｂは、発光装置１００を映像の画素として画像情報に応じて制御することで、第１光変調装置９０４Ｒ、第２光変調装置９０４Ｇ、および第３光変調装置９０４Ｂを用いずに、直接的に映像を形成してもよい。そして、投射装置９０８は、赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、および青色光源１００Ｂによって形成された映像を、拡大してスクリーン９１０に投射してもよい。

【0136】

また、上記の例では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Digital Micro Mirror Device）が挙げられる。また、投射装置の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。

【0137】

また、光源を、光源からの光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置である走査手段を有するような走査型の画像表示装置の光源装置にも適用することが可能である。

【0138】

本発明に係る発光装置の用途は、上述した実施形態に限定されず、プロジェクター以外にも用いることが可能である。プロジェクター以外の用途には、例えば、屋内外の照明、ディスプレイのバックライト、レーザープリンター、スキャナー、車載用ライト、光を用いるセンシング機器、通信機器等の光源がある。

【0139】

なお、本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

【0140】

例えば、上述した第１実施形態に係る発光装置１００では、ＩｎＧａＮ系の発光層４０について説明したが、発光層４０としては、射出される光の波長に応じて、電流が注入されることで発光可能なあらゆる材料系を用いることができる。例えば、ＡｌＧａＮ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＰ系、ＧａＰ系、ＡｌＧａＰ系などの半導体材料を用いることができる。第２実施形態に係る発光装置２００、および第３実施形態に係る発光装置３００についても同様であり、発光層４０として、射出される光の波長に応じて、電流が注入されることで発光可能なあらゆる材料系を用いることができる。

【0141】

また、例えば、上述した第２実施形態に係る発光装置２００では、電子ブロック層５０上に第２選択成長膜８０を形成したが、例えば、電子ブロック層５０上に平坦な膜状の第２半導体層６０を形成し、膜状の第２半導体層６０上に第２選択成長膜８０を形成してもよい。この場合、第２半導体層６０は、膜状の部分と、複数の柱状部２を構成する部分と、を有する。

【0142】

本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態を組み合わせたりしてもよい。

【0143】

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。

【符号の説明】

【0144】

２…柱状部、１０…基体、１２…バッファー層、２０…第１選択成長膜、２２…第１開口、３０…第１半導体層、４０…発光層、５０…電子ブロック層、６０…第２半導体層、７０…第１電極、７２…第２電極、８０…第２選択成長膜、８２…第２開口、９０…絶縁層、１００…発光装置、１００Ｒ…赤色光源、１００Ｇ…緑色光源、１００Ｂ…青色光源、２００…発光装置、３００…発光装置、９００…プロジェクター、９０２Ｒ…第１レンズアレイ、９０２Ｇ…第２レンズアレイ、９０２Ｂ…第３レンズアレイ、９０４Ｒ…第１光変調装置、９０４Ｇ…第２光変調装置、９０４Ｂ…第３光変調装置、９０６…クロスダイクロイックプリズム、９０８…投射装置、９１０…スクリーン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】