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(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】2023-05-22
(45)【発行日】2023-05-30
(54)【発明の名称】発光装置
(51)【国際特許分類】
H01L 33/14 20100101AFI20230523BHJP
H01L 33/08 20100101ALI20230523BHJP
【ＦＩ】
H01L33/14
H01L33/08
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020055744
(22)【出願日】2020-03-26
(65)【公開番号】P2021158179
(43)【公開日】2021-10-07
【審査請求日】2022-02-24
(73)【特許権者】
【識別番号】000241463
【氏名又は名称】豊田合成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002583
【氏名又は名称】弁理士法人平田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】五所野尾 浩一
【審査官】佐竹 政彦
(56)【参考文献】
【文献】特開平０８－０９７５０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－１７７４６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－１７５３３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５７－０７２２３５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０９－２０５２５０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－３２１９５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０００－５１６２７３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４
Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
１枚の基板上に並んで配置された、異なる色の光で独立して発光する第１の発光素子と第２の発光素子を備えた発光装置であって、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記基板上の単一の連続したｎ型半導体層と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記ｎ型半導体層上の単一の連続した第１の半導体層と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられ、前記第１の発光素子に第１のキャップ膜として用いられる、前記第１の半導体層上の単一の連続した第１の中間層と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記第１の中間層上の第２の半導体層と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記第２の半導体層上の第２のキャップ膜と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記第１のキャップ膜と前記第２のキャップ膜上の単一の連続したｐ型半導体膜と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記ｐ型半導体膜上の単一の連続したコンタクト電極膜と、
前記第１の発光素子に用いられる、前記コンタクト電極膜上の第１のｐ側接合電極と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記コンタクト電極膜上の第２のｐ側接合電極と、
を備え、
前記第１の中間層のバンドギャップが、前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層のバンドギャップよりも大きく、
前記第２の半導体層のバンドギャップが、前記第１の半導体層のバンドギャップよりも小さく、
前記第１の発光素子において、前記ｐ型半導体膜側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第１の半導体層が発光層として機能し、
前記第２の発光素子において、前記ｐ型半導体膜側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第２の半導体層が発光層として機能する、
発光装置。
【請求項2】
前記基板上に前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子と並んで配置され、前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子と異なる色の光で独立して発光する第３の発光素子をさらに備え、前記ｎ型半導体層、前記第１の半導体層、前記第１の中間層、及び前記第２の半導体層が、単一の連続した膜として前記第３の発光素子にも共通で用いられ、
前記第２の半導体層上に、前記第２の発光素子と前記第３の発光素子に共通に用いられ、前記第２の発光素子に前記第２のキャップ膜として用いられる、単一の連続した第２の中間層が設けられ、
前記第２の中間層上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３の半導体層が設けられ、
前記第３の半導体層上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のキャップ膜が設けられ、
前記ｐ型半導体膜が、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子に共通に用いられる、前記第１のキャップ膜、前記第２のキャップ膜、及び前記第３のキャップ膜上の単一の連続した膜であり、
前記コンタクト電極膜が、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子に共通に用いられる、前記ｐ型半導体膜上の単一の連続した膜であり、
前記コンタクト電極膜上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のｐ側接合電極が設けられ、
前記第１の中間層のバンドギャップが、前記第１の半導体層、前記第２の半導体層、及び前記第３の半導体層のバンドギャップよりも大きく、
前記第２の中間層のバンドギャップが前記第２の半導体層及び前記第３の半導体層のバンドギャップよりも大きく、
前記第３の半導体層のバンドギャップが、前記第２の半導体層のバンドギャップよりも小さく、
前記第３の発光素子において、前記ｐ型半導体膜側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第３の半導体層が発光層として機能する、
請求項１に記載の発光装置。
【請求項3】
１枚の基板上に並んで配置された、異なる色の光で独立して発光する第１の発光素子と第２の発光素子を備えた発光装置であって、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記基板上の単一の連続したｎ型半導体層と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記ｎ型半導体層上の単一の連続した第１の半導体層と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられ、前記第１の発光素子に第１のキャップ膜として用いられる、前記第１の半導体層上の単一の連続した第１の中間層と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記第１の中間層上の第２の半導体層と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記第２の半導体層上の第２のキャップ膜と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記第１のキャップ膜と前記第２のキャップ膜上の単一の連続したｐ型半導体膜と、
前記第１の発光素子に用いられる、前記ｐ型半導体膜上の第１のコンタクト電極膜と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記ｐ型半導体膜上の第２のコンタクト電極膜と、
前記第１の発光素子に用いられる、前記第１のコンタクト電極膜上の第１のｐ側接合電極と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記第２のコンタクト電極膜上の第２のｐ側接合電極と、
を備え、
前記第１の中間層のバンドギャップが、前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層のバンドギャップよりも大きく、
前記第２の半導体層のバンドギャップが、前記第１の半導体層のバンドギャップよりも小さく、
前記第１の発光素子において、前記ｐ型半導体膜側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第１の半導体層が発光層として機能し、
前記第２の発光素子において、前記ｐ型半導体膜側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第２の半導体層が発光層として機能する、
発光装置。
【請求項4】
前記基板上に前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子と並んで配置され、前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子と異なる色の光で独立して発光する第３の発光素子をさらに備え、前記ｎ型半導体層、前記第１の半導体層、前記第１の中間層、及び前記第２の半導体層が、単一の連続した膜として前記第３の発光素子にも共通で用いられ、
前記第２の半導体層上に、前記第２の発光素子と前記第３の発光素子に共通に用いられ、前記第２の発光素子に前記第２のキャップ膜として用いられる、単一の連続した第２の中間層が設けられ、
前記第２の中間層上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３の半導体層が設けられ、
前記第３の半導体層上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のキャップ膜が設けられ、
前記ｐ型半導体膜が、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子に共通に用いられる、前記第１のキャップ膜、前記第２のキャップ膜、及び前記第３のキャップ膜上の単一の膜であり、
前記ｐ型半導体膜上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のコンタクト電極膜が設けられ、
前記第３のコンタクト電極膜上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のｐ側接合電極が設けられ、
前記第１の中間層のバンドギャップが、前記第１の半導体層、前記第２の半導体層、及び前記第３の半導体層のバンドギャップよりも大きく、
前記第２の中間層のバンドギャップが前記第２の半導体層及び前記第３の半導体層のバンドギャップよりも大きく、
前記第３の半導体層のバンドギャップが、前記第２の半導体層のバンドギャップよりも小さく、
前記第３の発光素子において、前記ｐ型半導体膜側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第３の半導体層が発光層として機能する、
請求項３に記載の発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、独立して発光する複数のセグメントを有する発光装置であって、それぞれ単一の連続した膜からなり、複数のセグメントにおいて共通に用いられるｎ型層、ｐ型層、及びそれらの間に介在する活性層と、ｐ型層の上に設けられ、複数のセグメントの各々に用いられる複数の電極とを備えた発光装置が知られている（特許文献１参照）。
【0003】
特許文献１によれば、その発光装置はほとんど空間を占めることがないとされており、直接的な記載はないものの、ｎ型層、ｐ型層、及び活性層が複数のセグメントにおいて共通に用いられていることが、発光装置が占有する空間を小さくすることに寄与していると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特表２００９－５０９３２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１にはｐ型層上の電極の形成プロセスは開示されていないが、ドライエッチングを用いたパターニングを行うとオーバーエッチングによりｐ型層が削られてしまうため、ウェットエッチングやリフトオフプロセスなどのドライエッチングを伴わないプロセスが用いられていると考えられる。
【0006】
しかしながら、ウェットエッチングやリフトオフプロセスなどではドライエッチングほど微細なパターンは形成できないため、電極間の距離を小さくすることが難しく、それによってセグメントのピッチを狭めることが難しくなっていると考えられる。特に、発光装置が高解像度のディスプレイの光源などに用いられる小型の発光装置である場合は、電極間の距離がセグメントのピッチに及ぼす影響は大きい。
【0007】
本発明の目的は、高解像度のディスプレイの光源に適用可能な、微小なピッチで並べられた複数の発光領域を有する発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一態様は、上記目的を達成するために、下記［１］～［６］の発光装置を提供する。
【0009】
［１］１枚の基板上に並んで配置された、各々が独立して発光する複数の発光素子を備えた発光装置であって、前記複数の発光素子に共通に用いられる、前記基板上の単一の連続したｎ型半導体層と、前記複数の発光素子に共通に用いられる、前記ｎ型半導体層上の単一の連続した発光層と、前記複数の発光素子に共通に用いられる、前記発光層上の単一の連続したｐ型半導体層と、前記複数の発光素子に共通に用いられる、前記ｐ型半導体層上の単一の連続したコンタクト電極膜と、前記複数の発光素子のそれぞれに用いられる、前記コンタクト電極膜上の複数のｐ側接合電極と、を備え、前記コンタクト電極膜及び前記ｐ型半導体層が、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成された、発光装置。
［２］前記コンタクト電極膜において、前記複数のｐ側接合電極の直下の第１の領域のシート抵抗よりも、前記第１の領域以外の第２の領域のシート抵抗の方が大きい、上記［１］に記載の発光装置。
［３］前記コンタクト電極膜がＩＴＯ又はＩＺＯからなり、前記第２の領域の酸素濃度が、前記第１の領域の酸素濃度よりも高い、上記［２］に記載の発光装置。
［４］前記複数のｐ側接合電極の間隔が０．１μｍ以上、３μｍ以下である、上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の発光装置。
［５］１枚の基板上に並んで配置された、異なる色の光で独立して発光する第１の発光素子と第２の発光素子を備えた発光装置であって、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記基板上の単一の連続したｎ型半導体層と、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記ｎ型半導体層上の単一の連続した第１の半導体層と、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられ、前記第１の発光素子に第１のキャップ膜として用いられる、前記第１の半導体層上の単一の連続した第１の中間層と、前記第２の発光素子に用いられる、前記第１の中間層上の第２の半導体層と、前記第２の発光素子に用いられる、前記第２の半導体層上の第２のキャップ層と、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記第１のキャップ膜と前記第２のキャップ膜上の単一の連続したｐ型半導体膜と、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記ｐ型半導体膜上の単一の連続したコンタクト電極膜と、前記第１の発光素子に用いられる、前記コンタクト電極膜上の第１のｐ側接合電極と、前記第２の発光素子に用いられる、前記コンタクト電極膜上の第２のｐ側接合電極と、を備え、前記第１の中間層のバンドギャップが、前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層のバンドギャップよりも大きく、前記第２の半導体層のバンドギャップが、前記第１の半導体層のバンドギャップよりも小さく、前記ｐ型半導体膜及び前記コンタクト電極膜が、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成され、前記第１の発光素子において、前記ｐ型半導体層側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第１の半導体層が発光層として機能し、前記第２の発光素子において、前記ｐ型半導体層側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第２の半導体層が発光層として機能する、発光装置。
［６］前記基板上に前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子と並んで配置され、前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子と異なる色の光で独立して発光する第３の発光素子をさらに備え、前記ｎ型半導体層、前記第１の半導体層、前記第１の中間層、及び前記第２の半導体層が、単一の連続した膜として前記第３の発光素子にも共通で用いられ、前記第２の半導体層上に、前記第２の発光素子と前記第３の発光素子に共通に用いられ、前記第２の発光素子に前記第２のキャップ膜として用いられる、単一の連続した第２の中間層が設けられ、前記第２の中間層上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３の半導体層が設けられ、前記第３の半導体層上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のキャップ膜が設けられ、前記ｐ型半導体膜が、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子に共通に用いられる、前記第１のキャップ膜、前記第２のキャップ膜、及び第３のキャップ膜上の単一の連続した膜であり、前記コンタクト電極膜が、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子に共通に用いられる、前記ｐ型半導体膜上の単一の連続した膜であり、前記コンタクト電極膜上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のｐ側接合電極が設けられ、前記第１の中間層のバンドギャップが、前記第１の半導体層、前記第２の半導体層、及び前記第３の半導体層のバンドギャップよりも大きく、前記第２の中間層のバンドギャップが前記第２の半導体層及び前記第３の半導体層のバンドギャップよりも大きく、前記第３の半導体層のバンドギャップが、前記第２の半導体層のバンドギャップよりも小さく、前記第３の発光素子において、前記ｐ型半導体層側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第３の半導体層が発光層として機能する、上記［５］に記載の発光装置。
［２］前記コンタクト電極膜において、前記複数のｐ側接合電極の直下の第１の領域のシート抵抗よりも、前記第１の領域以外の第２の領域のシート抵抗の方が大きい、上記［１］に記載の発光装置。
［３］前記コンタクト電極膜がＩＴＯ又はＩＺＯからなり、前記第２の領域の酸素濃度が、前記第１の領域の酸素濃度よりも高い、上記［２］に記載の発光装置。
［４］前記複数のｐ側接合電極の間隔が０．１μｍ以上、３μｍ以下である、上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の発光装置。
［５］１枚の基板上に並んで配置された、異なる色の光で独立して発光する第１の発光素子と第２の発光素子を備えた発光装置であって、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記基板上の単一の連続したｎ型半導体層と、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記ｎ型半導体層上の単一の連続した第１の半導体層と、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられ、前記第１の発光素子に第１のキャップ膜として用いられる、前記第１の半導体層上の単一の連続した第１の中間層と、前記第２の発光素子に用いられる、前記第１の中間層上の第２の半導体層と、前記第２の発光素子に用いられる、前記第２の半導体層上の第２のキャップ層と、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記第１のキャップ膜と前記第２のキャップ膜上の単一の連続したｐ型半導体膜と、前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記ｐ型半導体膜上の単一の連続したコンタクト電極膜と、前記第１の発光素子に用いられる、前記コンタクト電極膜上の第１のｐ側接合電極と、前記第２の発光素子に用いられる、前記コンタクト電極膜上の第２のｐ側接合電極と、を備え、前記第１の中間層のバンドギャップが、前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層のバンドギャップよりも大きく、前記第２の半導体層のバンドギャップが、前記第１の半導体層のバンドギャップよりも小さく、前記ｐ型半導体膜及び前記コンタクト電極膜が、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成され、前記第１の発光素子において、前記ｐ型半導体層側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第１の半導体層が発光層として機能し、前記第２の発光素子において、前記ｐ型半導体層側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第２の半導体層が発光層として機能する、発光装置。
［６］前記基板上に前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子と並んで配置され、前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子と異なる色の光で独立して発光する第３の発光素子をさらに備え、前記ｎ型半導体層、前記第１の半導体層、前記第１の中間層、及び前記第２の半導体層が、単一の連続した膜として前記第３の発光素子にも共通で用いられ、前記第２の半導体層上に、前記第２の発光素子と前記第３の発光素子に共通に用いられ、前記第２の発光素子に前記第２のキャップ膜として用いられる、単一の連続した第２の中間層が設けられ、前記第２の中間層上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３の半導体層が設けられ、前記第３の半導体層上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のキャップ膜が設けられ、前記ｐ型半導体膜が、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子に共通に用いられる、前記第１のキャップ膜、前記第２のキャップ膜、及び第３のキャップ膜上の単一の連続した膜であり、前記コンタクト電極膜が、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子に共通に用いられる、前記ｐ型半導体膜上の単一の連続した膜であり、前記コンタクト電極膜上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のｐ側接合電極が設けられ、前記第１の中間層のバンドギャップが、前記第１の半導体層、前記第２の半導体層、及び前記第３の半導体層のバンドギャップよりも大きく、前記第２の中間層のバンドギャップが前記第２の半導体層及び前記第３の半導体層のバンドギャップよりも大きく、前記第３の半導体層のバンドギャップが、前記第２の半導体層のバンドギャップよりも小さく、前記第３の発光素子において、前記ｐ型半導体層側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第３の半導体層が発光層として機能する、上記［５］に記載の発光装置。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、高解像度のディスプレイの光源に適用可能な、微小なピッチで並べられた複数の発光領域を有する発光装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
〔第１の実施の形態〕
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１の垂直断面図である。発光装置１は、サファイア基板などの基板１１と、基板１１上に並んで配置された、各々が独立して発光する複数の発光素子１０（１０ａ～１０ｆ）を備える。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１の垂直断面図である。発光装置１は、サファイア基板などの基板１１と、基板１１上に並んで配置された、各々が独立して発光する複数の発光素子１０（１０ａ～１０ｆ）を備える。
【0013】
また、発光装置１は、発光素子１０ａ～１０ｆに共通に用いられる、基板１１上の単一の連続したｎ型半導体層１２と、発光素子１０ａ～１０ｆに共通に用いられる、ｎ型半導体層１２上の単一の連続した発光層１３と、発光素子１０ａ～１０ｆに共通に用いられる、発光層１３上の単一の連続したｐ型半導体層１４と、発光素子１０ａ～１０ｆに共通に用いられる、ｐ型半導体層１４上の単一の連続したコンタクト電極膜１５と、発光素子１０ａ～１０ｆの各々に用いられる、コンタクト電極膜１５上の複数のｐ側接合電極１６ａ～１６ｆとを備える。
【0014】
発光素子１０ａ～１０ｆは、それぞれ、ｎ型半導体層１２、発光層１３、ｐ型半導体層１４、コンタクト電極膜１５、ｐ側接合電極１６（１６ａ～１６ｆ）が積層された構造を有する。
【0015】
また、発光装置１においては、発光素子１０ａ～１０ｆに共通に用いられるｎ型半導体層１２に１つのｎ側接合電極１７が接続されている。このため、発光素子１０ａ～１０ｆの各々にｎ側接合電極を接続する場合と比較して、発光装置１の占有面積を小さくすることができる。
【0016】
コンタクト電極膜１５は、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成されている。そのため、コンタクト電極膜１５のｐ側接合電極１６ａ～１６ｆの直下の部分では、大部分の電流がコンタクト電極膜１５の厚さ方向に流れる。
【0017】
また、同様に、ｐ型半導体層１４も、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成されている。そのため、ｐ型半導体層１４のｐ側接合電極１６ａ～１６ｆの直下の部分では、大部分の電流がｐ型半導体層１４の厚さ方向に流れる。
【0018】
それによって、ｐ側接合電極１６ａ～１６ｆとｎ側接合電極１７との間に電圧を印加したときに、発光層１３のｐ側接合電極１６ａ～１６ｆの直下の部分であって、発光素子１０ａ～１０ｆの発光部である発光部１３ａ～１３ｆがそれぞれ独立して発光する。すなわち、発光層１３の発光部１３ａ～１３ｆ以外の部分は、ほとんど発光しない、又は発光部１３ａ～１３ｆの発光強度と比較して十分に小さい程度の強度でしか発光しない。
【0019】
コンタクト電極膜１５及びｐ型半導体層１４は、その厚さを調整することにより面内方向の電流拡散が抑制される程度の面内方向の電気抵抗を有する。面内方向の電気抵抗は、コンタクト電極膜１５、ｐ型半導体層１４の材料の抵抗率や、コンタクト電極膜１５、ｐ型半導体層１４の厚さにより決定される。
【0020】
発光装置１においては、ｎ型半導体層１２、発光層１３、ｐ型半導体層１４、及びコンタクト電極膜１５が発光素子１０ａ～１０ｆに共通に用いられるため、個々の発光素子に対してｎ型半導体層、発光層、ｐ型半導体層、及びコンタクト電極が個別に設けられる場合と比較して、発光領域のピッチを狭くすることができる。
【0021】
ｐ側接合電極１６ａ～１６ｆは、１枚の連続した金属膜上にフォトリソグラフィによりエッチングマスクを形成し、ドライエッチングによりエッチングマスクに覆われていない部分を除去することにより形成される。このドライエッチングを用いる方法によれば、リフトオフなどの他の方法と比較して微細なパターンを形成することができるため、ｐ側接合電極１６ａ～１６ｆの間隔Ｄ１を小さく（例えば０．１μｍ以上、３μｍ以下）することができる。
【0022】
さらに、ｐ側接合電極１６ａ～１６ｆの間隔を小さくことにより、発光装置１の複数の独立した発光領域である発光部１３ａ～１３ｆのピッチＰをより小さく（例えば１μｍ以上、６μｍ以下）することができる。
【0023】
上記のドライエッチングを行う際には、連続膜であるコンタクト電極膜１５がエッチングストッパーとして機能し、オーバーエッチングによりコンタクト電極膜１５の下のｐ型半導体層１４が削られることを防ぐ。例えば、ｐ側接合電極１６ａ～１６ｆがＴｉ／Ａｕからなり、コンタクト電極膜１５がＩＴＯ（Indium Tin Oxide）又はＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）からなる場合は、ｐ側接合電極１６ａ～１６ｆのパターニングのためのドライエッチングのガスとしてＣＦ４＋Ｏ２混合ガスが用いられ、ＩＴＯやＩＺＯがＣＦ４＋Ｏ２混合ガスに対して十分な耐性を有するため、コンタクト電極膜１５がエッチングストッパーとして機能する。
【0024】
ｎ型半導体層１２、発光層１３、ｐ型半導体層１４は、典型的には、窒化物半導体（V族元素として窒素を用いたIII－V族半導体）からなる。例えば、ｎ型半導体層１２、ｐ型半導体層１４はＡｌｘＩｎｙＧａｚＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ｚ＞０）からなり、発光層１３はＩｎｖＧａｗＮ（ｖ＋ｗ＝１）層、ＧａＮ層をそれぞれウェル、バリアとする多重量子井戸構造を有する。
【0025】
ｐ型半導体層１４のシート抵抗は、面内方向の電流拡散を抑えるために、１０００Ω／□（ohms per square）以上であることが好ましい。なお、ｐ型半導体層１４がコンタクト電極膜１５とオーミックコンタクトする厚さや導電率を有するのであれば、ｐ型半導体層１４のシート抵抗は、面内方向の電流拡散を抑えられる範囲内で自由に設定することができ、例えば、発光領域のピッチなどに応じて１００００Ω／□以上、１０００００Ω／□以上の値もとり得る。
【0026】
コンタクト電極膜１５は、例えば、ＩＴＯ又はＩＺＯからなる。コンタクト電極膜１５のシート抵抗は、面内方向の電流拡散を抑えるために、１０００Ω／□以上であることが好ましい。なお、コンタクト電極膜１５がｐ側接合電極１６ａ～１６ｆ及びｐ型半導体層１４とオーミックコンタクトする厚さや導電率を有するのであれば、コンタクト電極膜１５のシート抵抗は、面内方向の電流拡散を抑えられる範囲内で自由に設定することができ、例えば、発光領域のピッチなどに応じて１００００Ω／□以上、１０００００Ω／□以上の値もとり得る。ｐ側接合電極１６ａ～１６ｆは、例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔａ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａu、Ｎｉ／Ａuなどからなる。ｎ側接合電極１７は、例えば、Ｔｉ／Ａｕからなる。
【0027】
ｎ型半導体層１２の厚さは、例えば、１～１０μｍである。発光層１３の厚さは、例えば、１０～１００ｎｍである。ｐ型半導体層１４の厚さは、例えば、１０～１００ｎｍである。コンタクト電極膜１５の厚さは、例えば、５～１００ｎｍである。
【0028】
なお、図１には複数の発光素子１０として発光素子１０ａ～１０ｆが図示されているが、発光装置１に含まれる複数の発光素子１０の個数は特に限定されない。
【0029】
（変形例）
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１の変形例である発光装置２の垂直断面図である。発光装置２は、コンタクト電極膜の構成において発光装置１と異なる。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１の変形例である発光装置２の垂直断面図である。発光装置２は、コンタクト電極膜の構成において発光装置１と異なる。
【0030】
発光装置２は、発光装置１のコンタクト電極膜１５の代わりに、コンタクト電極膜２５を備える。コンタクト電極膜２５においては、ｐ側接合電極１６ａ～１６ｆの直下の領域２５１のシート抵抗よりも、領域２５１以外の領域２５２のシート抵抗の方が大きい。
【0031】
領域２５１のシート抵抗は、例えば、１０００Ω／□以下であり、領域２５２のシート抵抗は、例えば、１００００Ω／□以上である。なお、領域２５２によって領域２５１からの面内方向の電流拡散が抑えられるため、領域２５１のシート抵抗は小さくても問題はないが、例えば、コンタクト電極膜２５がＩＴＯ又はＩＺＯからなる場合はおよそ１００Ω／□以上に設定される。また、領域２５２のシート抵抗は、例えば、後述する酸素プラズマ処理による方法で領域２５２を形成する場合は、１０００００Ω／□以上も可能となる。
【0032】
このため、ｐ側接合電極１６ａ～１６ｆの直下の領域２５１からその他の領域２５２への面内方向への電流拡散がより効果的に抑制され、発光層１３の発光部１３ａ～１３ｆ以外の部分の発光強度に対する発光部１３ａ～１３ｆの発光強度の比をより高めることができる。
【0033】
コンタクト電極膜２５は、例えば、発光装置１において、ｐ側接合電極１６ａ～１６ｆをマスクとして用いてＩＴＯ又はＩＺＯからなるコンタクト電極膜１５に酸素プラズマ処理や酸素雰囲気でのアニール処理を施すことにより形成することができる。この場合、領域２５２は酸素プラズマ処理や酸素雰囲気でのアニール処理により過剰な酸素を含んでおり、自由電子が過剰酸素にトラップされてキャリア濃度が低減し、酸素プラズマ処理を施されていない領域２５１よりも電気抵抗が大きくなっている。すなわち、ＩＴＯ又はＩＺＯからなるコンタクト電極膜１５において、領域２５２の酸素濃度が、領域２５１の酸素濃度よりも高いために、領域２５２の電気抵抗が領域２５１の電気抵抗よりも大きくなっている。
【0034】
（第１の実施の形態の効果）
上記の本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１、２によれば、ｎ型半導体層１２、発光層１３、ｐ型半導体層１４、及びコンタクト電極膜１５が発光素子１０ａ～１０ｆに共通に用いられるため、発光領域のピッチＰを狭くすることができる。このため、発光装置１、２を高解像度のディスプレイの光源などに適用することができる。
上記の本発明の第１の実施の形態に係る発光装置１、２によれば、ｎ型半導体層１２、発光層１３、ｐ型半導体層１４、及びコンタクト電極膜１５が発光素子１０ａ～１０ｆに共通に用いられるため、発光領域のピッチＰを狭くすることができる。このため、発光装置１、２を高解像度のディスプレイの光源などに適用することができる。
【0035】
〔第２の実施の形態〕
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置３の垂直断面図である。発光素子３は、サファイア基板などの基板３１と、基板３１上に並んで配置された、それぞれ異なる色の光で独立して発光する複数の発光素子３０（３０ａ～３０ｃ）を備える。
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置３の垂直断面図である。発光素子３は、サファイア基板などの基板３１と、基板３１上に並んで配置された、それぞれ異なる色の光で独立して発光する複数の発光素子３０（３０ａ～３０ｃ）を備える。
【0036】
また、発光装置３は、発光素子３０ａ～３０ｃに共通に用いられる、基板１０上の単一の連続したｎ型半導体層３２と、発光素子３０ａ～３０ｃに共通に用いられる、ｎ型半導体層３２上の単一の連続した第１の半導体層３３と、発光素子３０ａ～３０ｃに共通に用いられ、発光素子３０ａに第１のキャップ膜として用いられる、第１の半導体層３３上の単一の連続した第１の中間層３４と、発光素子３０ｂ、３０ｃに共通に用いられる、第１の中間層３４上の単一の連続した第２の半導体層３５と、発光素子３０ｂ、３０ｃに共通に用いられ、発光素子３０ｂに第２のキャップ膜として用いられる、第２の半導体層３５上の単一の連続した第２の中間層３６と、発光素子３０ｃに用いられる、第２の中間層３６上の第３の半導体層３７と、発光素子３０ｃに用いられる、第３の半導体層３７上の第３のキャップ膜３８と、発光素子３０ａ～３０ｃに共通に用いられる、第１のキャップ膜、第２のキャップ膜、及び第３のキャップ膜３８上の単一の連続したｐ型半導体膜３９と、発光素子３０ａに用いられる、ｐ型半導体膜３９上のコンタクト電極膜４０ａと、発光素子３０ｂに用いられる、ｐ型半導体膜３９上のコンタクト電極膜４０ｂと、発光素子３０ｃに用いられる、ｐ型半導体膜３９上のコンタクト電極膜４０ｃと、発光素子３０ａに用いられる、コンタクト電極膜４０ａ上のｐ側接合電極４１ａと、発光素子３０ｂに用いられる、コンタクト電極膜４０ｂ上のｐ側接合電極４１ｂと、発光素子３０ｃに用いられる、コンタクト電極膜４０ｃ上のｐ側接合電極４１ｃとを備える。
【0037】
発光素子３０ａは、ｎ型半導体層３２、第１の半導体層３３、第１の中間層３４、ｐ型半導体膜３９、コンタクト電極膜４０ａ、ｐ側接合電極４１ａが積層された構造を有する。
【0038】
発光素子３０ｂは、ｎ型半導体層３２、第１の半導体層３３、第１の中間層３４、第２の半導体層３５、第２の中間層３６、ｐ型半導体膜３９、コンタクト電極膜４０ｂ、ｐ側接合電極４１ｂが積層された構造を有する。
【0039】
発光素子３０ｃは、ｎ型半導体層３２、第１の半導体層３３、第１の中間層３４、第２の半導体層３５、第２の中間層３６、第３の半導体層３７、キャップ膜３８、ｐ型半導体膜３９、コンタクト電極膜４０ｃ、ｐ側接合電極４１ｃが積層された構造を有する。
【0040】
発光素子３０ａ～３０ｃで共通して用いられる単一の連続したｎ型半導体層３２上には、ｎ側接合電極４２接続される。
【0041】
第１の中間層３４のバンドギャップは、第１の半導体層３３、第２の半導体層３５、及び第３の半導体層３７のバンドギャップよりも大きい。第２の中間層３６のバンドギャップは、第２の半導体層３５及び第３の半導体層３７のバンドギャップよりも大きい。また、キャップ膜３８のバンドギャップは、第３の半導体層３７のバンドギャップよりも大きい。
【0042】
第１の半導体層３３、第２の半導体層３５、及び第３の半導体層３７が多重量子井戸（MQW：Multi Quantum Well）構造を有してもよい。その場合は、多重量子井戸を構成するウェル（井戸）のバンドギャップを第１の半導体層３３、第２の半導体層３５、及び第３の半導体層３７のバンドギャップとする。
【0043】
一般的には、多重量子井戸構造の方が単一の量子井戸構造よりも効率が高いため、第１の半導体層３３、第２の半導体層３５、及び第３の半導体層３７は多重量子井戸構造を有することが好ましい。一方で、単一の量子井戸構造の方が、応答速度（電圧印加してから発光するまでの時間）が大きいため、用途に応じて多重量子井戸構造と単一の量子井戸構造のいずれかを採用することができる。
【0044】
第２の半導体層３５のバンドギャップは、第１の半導体層３３のバンドギャップよりも小さく、第３の半導体層３７のバンドギャップは、第２の半導体層３５のバンドギャップよりも小さい。
【0045】
ｐ型半導体膜３９は、発光装置１のｐ型半導体層１４と同様に、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成されている。そのため、ｐ型半導体膜３９のコンタクト電極膜４０ａ～４０ｃの直下の部分では、大部分の電流がｐ型半導体膜３９の厚さ方向に流れる。
【0046】
発光素子３０ａにおいて、ｐ型半導体膜３９側が陽極、ｎ型半導体層３２側が陰極となるように、ｎ側接合電極４２とｐ側接合電極４１ａの間に電圧を印加することにより、第１の半導体層３３のコンタクト電極膜４０ａの直下の部分３３ａが発光層として機能し、発光する。
【0047】
発光素子３０ｂにおいて、ｐ型半導体膜３９側が陽極、ｎ型半導体層３２側が陰極となるように、ｎ側接合電極４２とｐ側接合電極４１ｂの間に電圧を印加することにより、第２の半導体層３５のコンタクト電極膜４０ｂの直下の部分３５ｂが発光層として機能し、発光する。
【0048】
発光素子３０ｃにおいて、ｐ型半導体膜３９側が陽極、ｎ型半導体層３２側が陰極となるように、ｎ側接合電極４２とｐ側接合電極４１ｃの間に電圧を印加することにより、第３の半導体層３７のコンタクト電極膜４０ｃの直下の部分３７ｃが発光層として機能し、発光する。
【0049】
発光装置３においては、上述のように、それぞれ単一の連続した膜であるｎ型半導体層３２、第１の半導体層３３、第１の中間層３４、及びｐ型半導体膜３９は、発光素子３０ａ～３０ｃに共通に用いられる。また、それぞれ単一の連続した膜である第２の半導体層３５及び第２の中間層３６は、発光素子３０ｂ、３０ｃに共通に用いられる。このため、個々の発光素子が分離して設けられる場合と比較して、発光領域のピッチを狭くすることができる。
【0050】
コンタクト電極膜４０ａとコンタクト電極膜４０ｂとの水平方向の間隔及びコンタクト電極膜４０ｂとコンタクト電極膜４０ｃとの水平方向の間隔、すなわち発光素子３０ａの発光層である第１の半導体層３３の部分３３ａと発光素子３０ｂの発光層である第２の半導体層３５の部分３５ｂとの水平方向の間隔及び発光素子３０ｂの発光層である第２の半導体層３５の部分３５ｂと発光素子３０ｃの発光層である第３の半導体層３７の部分３７ｃとの水平方向の間隔である間隔Ｄ２は、例えば、１μｍ以上、３μｍ以下である。
【0051】
また、発光装置３の製造工程においては、発光素子３０ａと発光素子３０ｂが設けられる領域のキャップ膜３８と第３の半導体層３７がエッチングにより除去され、発光素子３０ａが設けられる領域の第２の中間層３６と第２の半導体層３５がエッチングにより除去される。そのため、図３に示されるように、発光素子３０ａ、発光素子３０ｂ、発光素子３０ｃは階段状に高さが異なる。
【0052】
この発光素子間の段差の大きさＳ（発光素子３０ａと発光素子３０ｂ、又は発光素子３０ｂと発光素子３０ｃにおけるｐ型半導体膜３９の表面の高さの差）は、例えば、０．０１～１μｍである。なお、この発光素子間の段差の大きさＳは、当然ながら、各々の発光素子が分離して設けられる場合の発光素子間の溝の深さよりも小さい。
【0053】
第１の中間層３４は、発光素子３０ａが設けられる領域の第２の半導体層３５を反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）などのエッチングにより除去する際のエッチングストッパーとして機能する。また、第２の中間層３６は、発光素子３０ｂが設けられる領域の第３の半導体層３７をＲＩＥなどのエッチングにより除去する際のエッチングストッパーとして機能する。第１の中間層３４と第２の中間層３６のエッチングストッパーとしての機能をより確実に発揮するためには、第１の中間層３４の厚さが、第２の半導体層３５の厚さの１／３以上であり、第２の中間層３６の厚さが、第３の半導体層３７の厚さの１／３以上であることが好ましい。
【0054】
ｎ型半導体層３２は、ドナーを含むｎ型の半導体からなる。ｐ型半導体膜３９は、アクセプターを含むｐ型の半導体からなる。
【0055】
第１の半導体層３３、第１の中間層３４、第２の半導体層３５、第２の中間層３６、第３の半導体層３７、キャップ膜３８は、アンドープ（意図的に添加されたドーパントを含まない）又はｎ型の半導体からなるが、ドーパントの拡散による発光特性への影響を抑えるため、アンドープの半導体からなることが好ましい。
【0056】
典型的には、ｎ型半導体層３２、第１の半導体層３３、第１の中間層３４、第２の半導体層３５、第２の中間層３６、第３の半導体層３７、キャップ膜３８、ｐ型半導体膜３９は窒化物半導体（V族元素として窒素を用いたIII－V族半導体）からなる。
【0057】
例えば、ｎ型半導体層３２、第１の中間層３４、第２の中間層３６、キャップ膜３８、及びｐ型半導体膜３９はＡｌｘＩｎｙＧａｚＮ（ｘ＋ｙ＋ｚ＝１、ｚ＞０）からなり、第１の半導体層３３、第２の半導体層３５、及び第３の半導体層３７は、ＩｎｖＧａｗＮ（ｖ＋ｗ＝１）層、ＧａＮ層をそれぞれウェル、バリアとする多重量子井戸構造を有する。第２の半導体層３５のＩｎ組成ｖは、第１の半導体層３３のＩｎ組成ｖよりも大きく、第３の半導体層３７のＩｎ組成ｖは、第２の半導体層３５のＩｎ組成ｖよりも大きい。
【0058】
典型的には、発光素子３０ａ、発光素子３０ｂ、発光素子３０ｃの発光色は、それぞれ青、緑、赤である。本実施の形態においては、波長が４３０～４８０ｎｍである光の色を青、波長が５００～５５０ｎｍである光の色を緑、波長が６００～６８０ｎｍである光の色を赤とする。
【0059】
発光素子３０ａにおいて青の光を発するための第１の半導体層３３は、例えば、ＩｎｖＧａｗＮ（ｖ＋ｗ＝１、０．１４≦ｖ≦０．２２）層、ＧａＮ層をそれぞれウェル、バリアとする多重量子井戸構造を有する。発光素子３０ｂにおいて緑の光を発するための第２の半導体層３５は、例えば、ＩｎｖＧａｗＮ（ｖ＋ｗ＝１、０．２６≦ｖ≦０．３３）層、ＧａＮ層をそれぞれウェル、バリアとする多重量子井戸構造を有する。発光素子３０ｃにおいて赤の光を発するための第３の半導体層３７は、例えば、ＩｎｖＧａｗＮ（ｖ＋ｗ＝１、０．３９≦ｖ≦０．４８）層、ＧａＮ層をそれぞれウェル、バリアとする多重量子井戸構造を有する。
【0060】
各々の発光部におけるｎ型半導体層３２の厚さは、例えば、１～５μｍである。第１の半導体層３３、第２の半導体層３５、第３の半導体層３７の厚さは、例えば、６～１００ｎｍである。第１の中間層３４、第２の中間層３６の厚さは、例えば、２～１００ｎｍである。キャップ膜３８の厚さは、例えば、５～１０ｎｍである。ｐ型半導体膜３９の厚さは、例えば、１０～２００ｎｍである。
【0061】
ｐ型半導体膜３９のシート抵抗は、面内方向の電流拡散を抑えるために、１０００Ω／□以上であることが好ましい。なお、ｐ型半導体膜３９がコンタクト電極膜４０ａ～４０ｃとオーミックコンタクトする厚さや導電率を有するのであれば、ｐ型半導体膜３９のシート抵抗は、面内方向の電流拡散を抑えられる範囲内で自由に設定することができ、例えば、発光領域のピッチなどに応じて１００００Ω／□以上、１０００００Ω／□以上の値もとり得る。
【0062】
コンタクト電極膜４０ａ～４０ｃは、例えば、ＩＴＯ又はＩＺＯからなる。ｐ側接合電極４１ａ～４１ｃは、例えば、Ｔｉ／Ａｕからなる。ｎ側接合電極４２は、例えば、Ｔｉ／Ａｌの積層体からなる。
【0063】
図４は、発光素子３０ｃのバンド構造の模式図である。この模式図を用いて、推測される発光素子３０ｃの発光の仕組みについて説明する。第１の半導体層３３、第２の半導体層３５、及び第３の半導体層３７は、典型的には多重量子井戸構造を有するが、図４においては、それぞれ均一のバンドギャップを持つものとして図示する。
【0064】
発光素子３０ｃにおいて、ｐ型半導体膜３９側が陽極、ｎ型半導体層３２側が陰極となるように、ｎ側接合電極４２とｐ側接合電極４１ｃの間に電圧を印加することにより、ｎ側接合電極４２からは電子が、ｐ側接合電極４１ｃからは正孔が積層構造体に注入される。
【0065】
ｐ側接合電極４１ｃから注入され、第３の半導体層３７中に進入した正孔は、そのほとんどが第３の半導体層３７中に留まる。これは、第３の半導体層３７から見た第２の中間層３６の障壁の高さが高く、この障壁を越えることが困難であるからである。
【0066】
一方、ｎ側接合電極４２から注入され、第１の半導体層３３中に進入した電子は、比較的容易に第３の半導体層３７まで移動することができる。これは、第１の半導体層３３から見た第１の中間層３４の障壁の高さや第２の半導体層３５から見た第２の中間層３６の障壁の高さが、第３の半導体層３７から見た第２の中間層３６の障壁の高さよりも低いことや、電子の移動度が正孔の移動度よりも高いことによる。
【0067】
以上の理由により、第１の半導体層３３、第２の半導体層３５、第３の半導体層３７のうち、ｐ側接合電極４１ｃに最も近い第３の半導体層３７において電子と正孔が再結合し、発光が生じる。
【0068】
また、発光素子３０ｂにおいては、発光素子３０ｃと同様の理由により、第１の半導体層３３、第２の半導体層３５のうち、ｐ側接合電極４１ｂに最も近い第２の半導体層３５において電子と正孔が再結合し、発光が生じる。
【0069】
第２の中間層３６のバンドギャップは、第１の中間層３４のバンドギャップよりも小さいことが好ましい。これにより、電子を第３の半導体層３７に注入する効率が上がる。一方で、第２の中間層３６のバンドギャップが第１の中間層３４のバンドギャップより小さくても、第１の半導体層３３よりも大きい程度であれば、第３の半導体層３７中の正孔が第２の中間層３６の障壁を越えて第２の半導体層３５へ移動することはほとんどないと考えられる。
【0070】
（変形例１）
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置３の変形例である発光装置４の垂直断面図である。発光装置４は、各発光素子のコンタクト電極膜が一枚の連続した膜である点において発光装置３と異なる。
図５は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置３の変形例である発光装置４の垂直断面図である。発光装置４は、各発光素子のコンタクト電極膜が一枚の連続した膜である点において発光装置３と異なる。
【0071】
発光装置４の発光素子３０ａのコンタクト電極膜４０ａ、発光素子３０ｂのコンタクト電極膜４０ｂ、発光素子３０ｃのコンタクト電極膜４０ｃは、単一の連続した電極膜４０である。
【0072】
電極膜４０は、発光装置１のコンタクト電極膜１５と同様に、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成されている。そのため、電極膜４０のコンタクト電極膜４０ａ～４０ｃの直下の部分では、大部分の電流が電極膜４０の厚さ方向に流れる。
【0073】
電極膜４０は、ドライエッチングを用いてｐ側接合電極４１ａ～４１ｃをパターニングする際のエッチングストッパーとして機能し、オーバーエッチングにより電極膜４０の下のｐ型半導体膜３９が削られることを防ぐ。例えば、ｐ側接合電極４１ａ～４１ｃがＴｉ／Ａｕからなり、電極膜４０（コンタクト電極膜４０ａ～４０ｃ）がＩＴＯ又はＩＺＯからなる場合は、ｐ側接合電極４１ａ～４１ｃのパターニングのためのドライエッチングのガスとしてＣＦ４＋Ｏ２混合ガスが用いられ、ＩＴＯやＩＺＯがＣＦ４＋Ｏ２混合ガスに対して十分な耐性を有するため、電極膜４０がエッチングストッパーとして機能する。
【0074】
このため、電極膜４０を有する発光装置４においては、ｐ側接合電極４１ａ～４１ｃをＲＩＥなどのドライエッチングによってパターニングすることができ、ｐ側接合電極４１ａ～４１ｃの間隔を小さくすることができる。
【0075】
電極膜４０のシート抵抗は、面内方向の電流拡散を抑えるために、１０００Ω／□以上であることが好ましい。なお、電極膜４０がｐ側接合電極４１ａ～４１ｃ及びｐ型半導体膜３９とオーミックコンタクトする厚さや導電率を有するのであれば、電極膜４０のシート抵抗は、面内方向の電流拡散を抑えられる範囲内で自由に設定することができ、例えば、発光領域のピッチなどに応じて１００００Ω／□以上、１０００００Ω／□以上の値もとり得る。
【0076】
（変形例２）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置３の他の変形例である発光装置５の垂直断面図である。発光装置５は、２つの発光素子３０ａ、３０ｂを備える点において発光装置３と異なる。
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る発光装置３の他の変形例である発光装置５の垂直断面図である。発光装置５は、２つの発光素子３０ａ、３０ｂを備える点において発光装置３と異なる。
【0077】
発光装置５は、基板３１と、基板３１上に並んで配置された、それぞれ異なる色の光で独立して発光する発光素子３０ａ及び発光素子３０ｂを備える。例えば、発光素子３０ａの発光色は、青もしくは青から緑までの波長を有する色であり、発光素子３０ｂの発光色は、赤もしくは赤から緑（例えば黄色）の波長を有する色である。
【0078】
また、発光装置３は、発光素子３０ａ、３０ｂに共通に用いられる、基板１０上の単一の連続したｎ型半導体層３２と、発光素子３０ａ、３０ｂに共通に用いられる、ｎ型半導体層３２上の単一の連続した第１の半導体層３３と、発光素子３０ａ、３０ｂに共通に用いられ、発光素子３０ａに第１のキャップ膜として用いられる、第１の半導体層３３上の単一の連続した第１の中間層３４と、発光素子３０ｂに用いられる、第１の中間層３４上の第２の半導体層３５と、発光素子３０ｂに第２のキャップ膜として用いられる、第２の半導体層３５上の第２の中間層３６と、発光素子３０ａ、３０ｂに共通に用いられる、第１のキャップ膜と第２のキャップ膜上の単一の連続したｐ型半導体膜３９と、発光素子３０ａに用いられる、ｐ型半導体膜３９上のコンタクト電極膜４０ａと、発光素子３０ｂに用いられる、ｐ型半導体膜３９上のコンタクト電極膜４０ｂと、発光素子３０ａに用いられる、コンタクト電極膜４０ａ上のｐ側接合電極４１ａと、発光素子３０ｂに用いられる、コンタクト電極膜４０ｂ上のｐ側接合電極４１ｂとを備える。
【0079】
発光素子３０ａは、ｎ型半導体層３２、第１の半導体層３３、第１の中間層３４、ｐ型半導体膜３９、コンタクト電極膜４０ａ、ｐ側接合電極４１ａが積層された構造を有する。
【0080】
発光素子３０ｂは、ｎ型半導体層３２、第１の半導体層３３、第１の中間層３４、第２の半導体層３５、第２の中間層３６、ｐ型半導体膜３９、コンタクト電極膜４０ｂ、ｐ側接合電極４１ｂが積層された構造を有する。
【0081】
第１の中間層３４のバンドギャップは、第１の半導体層３３及び第２の半導体層３５のバンドギャップよりも大きい。また、キャップ膜３８のバンドギャップは、第２の半導体層３５のバンドギャップよりも大きい。なお、第１の半導体層３３及び第２の半導体層３５が多重量子井戸構造を有する場合は、ウェルのバンドギャップを第１の半導体層３３及び第２の半導体層３５のバンドギャップとする。
【0082】
第２の半導体層３５のバンドギャップは、第１の半導体層３３のバンドギャップよりも小さい。
【0083】
発光素子３０ａにおいて、ｐ型半導体膜３９側が陽極、ｎ型半導体層３２側が陰極となるように、ｎ側接合電極４２とｐ電極１９の間に電圧を印加することにより、第１の半導体層３３のコンタクト電極膜４０ａの直下の部分３３ａが発光層として機能し、発光する。
【0084】
発光素子３０ｂにおいてｐ型半導体膜３９側が陽極、ｎ型半導体層３２側が陰極となるように、ｎ側接合電極４２とｐ電極１９の間に電圧を印加することにより、第２の半導体層３５のコンタクト電極膜４０ｂの直下の部分３５ｂが発光層として機能し、発光する。
【0085】
発光装置５においては、上述のように、それぞれ単一の連続した膜であるｎ型半導体層３２、第１の半導体層３３、第１の中間層３４、及びｐ型半導体膜３９は、発光素子３０ａ、３０ｂに共通に用いられる。このため、個々の発光素子が分離して設けられる場合と比較して、発光領域のピッチを狭くすることができる。
【0086】
また、発光装置４の電極膜４０と同様に、発光装置５の発光素子３０ａのコンタクト電極膜４０ａ、発光素子３０ｂのコンタクト電極膜４０ｂは、単一の連続した電極膜であってもよい。この場合の効果も、発光装置４の電極膜４０と同様である。
【0087】
（第２の実施の形態の効果）
上記の本発明の第２の実施の形態に係る発光装置３～５によれば、ｎ型半導体層３２、第１の半導体層３３、第１の中間層３４、及びｐ型半導体膜３９が発光素子３０ａ～３０ｃ又は発光素子３０ａ、３０ｂに共通に用いられるため、発光領域のピッチを狭くすることができる。このため、発光装置３～５を高解像度のディスプレイの光源などに適用することができる。
上記の本発明の第２の実施の形態に係る発光装置３～５によれば、ｎ型半導体層３２、第１の半導体層３３、第１の中間層３４、及びｐ型半導体膜３９が発光素子３０ａ～３０ｃ又は発光素子３０ａ、３０ｂに共通に用いられるため、発光領域のピッチを狭くすることができる。このため、発光装置３～５を高解像度のディスプレイの光源などに適用することができる。
【0088】
また、上記第２の実施の形態によれば、下記［１］～［４］の発光装置を提供することができる。
【0089】
［１］１枚の基板上に並んで配置された、異なる色の光で独立して発光する第１の発光素子と第２の発光素子を備えた発光装置であって、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記基板上の単一の連続したｎ型半導体層と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記ｎ型半導体層上の単一の連続した第１の半導体層と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられ、前記第１の発光素子に第１のキャップ膜として用いられる、前記第１の半導体層上の単一の連続した第１の中間層と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記第１の中間層上の第２の半導体層と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記第２の半導体層上の第２のキャップ層と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記第１のキャップ膜と前記第２のキャップ膜上の単一の連続したｐ型半導体膜と、
前記第１の発光素子に用いられる、前記ｐ型半導体膜上の第１のコンタクト電極膜と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記ｐ型半導体膜上の第２のコンタクト電極膜と、
前記第１の発光素子に用いられる、前記第１のコンタクト電極膜上の第１のｐ側接合電極と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記第２のコンタクト電極膜上の第２のｐ側接合電極と、
を備え、
前記第１の中間層のバンドギャップが、前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層のバンドギャップよりも大きく、
前記第２の半導体層のバンドギャップが、前記第１の半導体層のバンドギャップよりも小さく、
前記ｐ型半導体膜が、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成され、
前記第１の発光素子において、前記ｐ型半導体層側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第１の半導体層が発光層として機能し、
前記第２の発光素子において、前記ｐ型半導体層側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第２の半導体層が発光層として機能する、
発光装置。
［２］前記第１のコンタクト電極膜と前記第２のコンタクト電極膜が単一の連続した膜であり、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成された、
上記［１］に記載の発光装置。
［３］前記基板上に前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子と並んで配置され、前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子と異なる色の光で独立して発光する第３の発光素子をさらに備え、
前記ｎ型半導体層、前記第１の半導体層、前記第１の中間層、及び前記第２の半導体層が、単一の連続した膜として前記第３の発光素子にも共通で用いられ、
前記第２の半導体層上に、前記第２の発光素子と前記第３の発光素子に共通に用いられ、前記第２の発光素子に前記第２のキャップ膜として用いられる、単一の連続した第２の中間層が設けられ、
前記第２の中間層上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３の半導体層が設けられ、
前記第３の半導体層上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のキャップ膜が設けられ、
前記ｐ型半導体膜が、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子に共通に用いられる、前記第１のキャップ膜、前記第２のキャップ膜、及び第３のキャップ膜上の単一の連続した膜であり、
前記ｐ型半導体膜上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のコンタクト電極膜が設けられ、
前記第３のコンタクト電極膜上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のｐ側接合電極が設けられ、
前記第１の中間層のバンドギャップが、前記第１の半導体層、前記第２の半導体層、及び前記第３の半導体層のバンドギャップよりも大きく、
前記第２の中間層のバンドギャップが前記第２の半導体層及び前記第３の半導体層のバンドギャップよりも大きく、
前記第３の半導体層のバンドギャップが、前記第２の半導体層のバンドギャップよりも小さく、
前記第３の発光素子において、前記ｐ型半導体層側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第３の半導体層が発光層として機能する、
上記［１］に記載の発光装置。
［４］前記第１のコンタクト電極膜、前記第２のコンタクト電極膜、及び前記第３のコンタクト電極膜が単一の連続した膜であり、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成された、
上記［３］に記載の発光装置。
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記基板上の単一の連続したｎ型半導体層と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記ｎ型半導体層上の単一の連続した第１の半導体層と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられ、前記第１の発光素子に第１のキャップ膜として用いられる、前記第１の半導体層上の単一の連続した第１の中間層と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記第１の中間層上の第２の半導体層と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記第２の半導体層上の第２のキャップ層と、
前記第１の発光素子と前記第２の発光素子に共通に用いられる、前記第１のキャップ膜と前記第２のキャップ膜上の単一の連続したｐ型半導体膜と、
前記第１の発光素子に用いられる、前記ｐ型半導体膜上の第１のコンタクト電極膜と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記ｐ型半導体膜上の第２のコンタクト電極膜と、
前記第１の発光素子に用いられる、前記第１のコンタクト電極膜上の第１のｐ側接合電極と、
前記第２の発光素子に用いられる、前記第２のコンタクト電極膜上の第２のｐ側接合電極と、
を備え、
前記第１の中間層のバンドギャップが、前記第１の半導体層及び前記第２の半導体層のバンドギャップよりも大きく、
前記第２の半導体層のバンドギャップが、前記第１の半導体層のバンドギャップよりも小さく、
前記ｐ型半導体膜が、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成され、
前記第１の発光素子において、前記ｐ型半導体層側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第１の半導体層が発光層として機能し、
前記第２の発光素子において、前記ｐ型半導体層側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第２の半導体層が発光層として機能する、
発光装置。
［２］前記第１のコンタクト電極膜と前記第２のコンタクト電極膜が単一の連続した膜であり、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成された、
上記［１］に記載の発光装置。
［３］前記基板上に前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子と並んで配置され、前記第１の発光素子及び前記第２の発光素子と異なる色の光で独立して発光する第３の発光素子をさらに備え、
前記ｎ型半導体層、前記第１の半導体層、前記第１の中間層、及び前記第２の半導体層が、単一の連続した膜として前記第３の発光素子にも共通で用いられ、
前記第２の半導体層上に、前記第２の発光素子と前記第３の発光素子に共通に用いられ、前記第２の発光素子に前記第２のキャップ膜として用いられる、単一の連続した第２の中間層が設けられ、
前記第２の中間層上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３の半導体層が設けられ、
前記第３の半導体層上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のキャップ膜が設けられ、
前記ｐ型半導体膜が、前記第１の発光素子、前記第２の発光素子、及び前記第３の発光素子に共通に用いられる、前記第１のキャップ膜、前記第２のキャップ膜、及び第３のキャップ膜上の単一の連続した膜であり、
前記ｐ型半導体膜上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のコンタクト電極膜が設けられ、
前記第３のコンタクト電極膜上に、前記第３の発光素子に用いられる、第３のｐ側接合電極が設けられ、
前記第１の中間層のバンドギャップが、前記第１の半導体層、前記第２の半導体層、及び前記第３の半導体層のバンドギャップよりも大きく、
前記第２の中間層のバンドギャップが前記第２の半導体層及び前記第３の半導体層のバンドギャップよりも大きく、
前記第３の半導体層のバンドギャップが、前記第２の半導体層のバンドギャップよりも小さく、
前記第３の発光素子において、前記ｐ型半導体層側が陽極、前記ｎ型半導体層側が陰極となるように電圧を印加することにより、前記第３の半導体層が発光層として機能する、
上記［１］に記載の発光装置。
［４］前記第１のコンタクト電極膜、前記第２のコンタクト電極膜、及び前記第３のコンタクト電極膜が単一の連続した膜であり、その面内方向への電流拡散が抑制されるように構成された、
上記［３］に記載の発光装置。
【0090】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施が可能である。また、発明の主旨を逸脱しない範囲内において上記実施の形態の構成要素を任意に組み合わせることができる。
【0091】
また、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。
【符号の説明】
【0092】
１、２ 発光装置
１０ａ～１０ｆ 発光素子
１１ 基板
１２ ｎ型半導体層
１３ 発光層
１４ ｐ型半導体層
１５、２５ コンタクト電極膜
１６ａ～１６ｆ ｐ側接合電極
２５１、２５２ 領域
３、４、５ 発光装置
３０ａ～３０ｃ 発光素子
３１ 基板
３２ ｎ型半導体層
３３ 第１の半導体層
３４ 第１の中間層
３５ 第２の半導体層
３６ 第２の中間層
３７ 第３の半導体層
３８ キャップ膜
３９ ｐ型半導体膜
４０ 電極膜
４０ａ～４０ｃ コンタクト電極膜
４１ａ～４１ｃ ｐ側接合電極
１０ａ～１０ｆ 発光素子
１１ 基板
１２ ｎ型半導体層
１３ 発光層
１４ ｐ型半導体層
１５、２５ コンタクト電極膜
１６ａ～１６ｆ ｐ側接合電極
２５１、２５２ 領域
３、４、５ 発光装置
３０ａ～３０ｃ 発光素子
３１ 基板
３２ ｎ型半導体層
３３ 第１の半導体層
３４ 第１の中間層
３５ 第２の半導体層
３６ 第２の中間層
３７ 第３の半導体層
３８ キャップ膜
３９ ｐ型半導体膜
４０ 電極膜
４０ａ～４０ｃ コンタクト電極膜
４１ａ～４１ｃ ｐ側接合電極
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】