特許 7462902 発光装置、プロジェクター、および発光装置の製造方法

(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】2024-03-29

(45)【発行日】2024-04-08

(54)【発明の名称】発光装置、プロジェクター、および発光装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/20 20060101AFI20240401BHJP

   H01S 5/12 20210101ALI20240401BHJP

   H01S 5/343 20060101ALI20240401BHJP

   H01L 21/205 20060101ALI20240401BHJP

   C30B 29/38 20060101ALI20240401BHJP

【ＦＩ】

H01S5/20 610

H01S5/12

H01S5/343 610

H01L21/205

C30B29/38 D

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020112626

(22)【出願日】2020-06-30

(65)【公開番号】P2022011467

(43)【公開日】2022-01-17

【審査請求日】2023-06-27

(73)【特許権者】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(73)【特許権者】

【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】中川 洋平

(72)【発明者】

【氏名】岸野 克巳

【審査官】佐藤 美紗子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－８３２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－４０９８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｓ ５／００ － ５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板に設けられ、複数の柱状部を有する積層体と、
を有し、
前記積層体は、
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半導体層との間に設けられた発光層と、
を有し、
前記第１半導体層と前記発光層は、前記柱状部を構成し、
前記第１半導体層は、前記基板と前記発光層との間に設けられ、
前記第２半導体層には、凹部が設けられ、
前記凹部には、前記第２半導体層よりも屈折率の低い低屈折率部が設けられ、
前記凹部と前記柱状部は、１対１に対応して設けられている、発光装置。

【請求項2】

請求項１において、
平面視において、前記凹部の中心と前記柱状部の中心は重なっている、発光装置。

【請求項3】

請求項１または２において、
前記第２半導体層は、複数の前記柱状部に跨がって設けられた１つの層である、発光装置。

【請求項4】

請求項１または２において、
前記第２半導体層は、前記柱状部を構成する、発光装置。

【請求項5】

請求項１ないし４のいずれか１項において、
前記低屈折率部は、空隙である、発光装置。

【請求項6】

請求項１ないし５のいずれか１項に記載の発光装置を有する、プロジェクター。

【請求項7】

基板に、第１半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にＡｌＧａＮをエピタキシャル成長させて、第１部分と、平面視において前記第１部分を囲み、前記第１部分よりもＡｌ組成比の高い第２部分と、を有し、前記第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層を形成する工程と、
前記第２半導体層の前記第１部分をエッチングして、前記第２半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する、発光装置の製造方法。

【請求項8】

基板に、第１半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にＧａＮをエピタキシャル成長させて、柱状のＧａＮ層を形成する工程と、
前記ＧａＮ層上にＡｌＧａＮをエピタキシャル成長させて、前記ＧａＮ層を覆うＡｌＧａＮ層を有し、前記第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層を形成する工程と、
前記ＡｌＧａＮ層をエッチングして前記ＧａＮ層を露出させ、露出した前記ＧａＮ層をエッチングして、前記第２半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する、発光装置の製造方法。

【請求項9】

基板に、第１半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にＧａＮをエピタキシャル成長させて、第１部分と、平面視において前記第１部分を囲み、前記第１部分よりも結晶性が良い第２部分と、を有し、前記第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層を形成する工程と、
前記第２半導体層の前記第１部分をエッチングして、前記第２半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する、発光装置の製造方法。

【請求項10】

基板に、第１半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にＧａＮをエピタキシャル成長させて、Ｎ極性の第１部分と、平面視において前記第１部分を囲み、Ｇａ極性の第２部分と、を有し、前記第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層を形成する工程と、
前記第２半導体層の前記第１部分をエッチングして、前記第２半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する、発光装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光装置、プロジェクター、および発光装置の製造方法に関する。

【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。

【0003】

例えば、特許文献１には、第１半導体層と、第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層と、第１半導体層と第２半導体層との間に設けられた活性層と、を含む柱状部を有し、第２半導体層に設けられた凹部に、第２半導体層より屈折率の低い低屈折率部が設けられた発光装置が開示されている。特許文献１の発光装置では、第２半導体層に凹部を設けることによって面内方向の平均屈折率を低くし、活性層で発生した光の電極側への漏れを低減している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－０８３２３２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の発光装置では、凹部がランダムに設けられているため、各柱状部に注入される電流量にばらつきが生じてしまう。例えば、凹部が密に設けられている柱状部に注入される電流量は、凹部が疎に設けられている柱状部の電流量よりも少ない。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る発光装置の一態様は、
基板と、
前記基板に設けられ、複数の柱状部を有する積層体と、
を有し、
前記積層体は、
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半導体層との間に設けられた発光層と、
を有し、
前記第１半導体層と前記発光層は、前記柱状部を構成し、
前記第１半導体層は、前記基板と前記発光層との間に設けられ、
前記第２半導体層には、凹部が設けられ、
前記凹部には、前記第２半導体層よりも屈折率の低い低屈折率部が設けられ、
前記凹部と前記柱状部は、１対１に対応して設けられている。

【0007】

前記発光装置の一態様において、
平面視において、前記凹部の中心と前記柱状部の中心は重なっていてもよい。

【0008】

前記発光装置の一態様において、
前記第２半導体層は、複数の前記柱状部に跨がって設けられた１つの層であってもよい。

【0009】

前記発光装置の一態様において、
前記第２半導体層は、前記柱状部を構成してもよい。

【0010】

前記発光装置の一態様において、
前記低屈折率部は、空隙であってもよい。

【0011】

本発明に係るプロジェクターの一態様は、
前記発光装置を有する。

【0012】

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、第１半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にＡｌＧａＮをエピタキシャル成長させて、第１部分と、平面視において前記第１部分を囲み、前記第１部分よりもＡｌ組成比の高い第２部分と、を有し、前記第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層を形成する工程と、
前記第２半導体層の前記第１部分をエッチングして、前記第２半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する。

【0013】

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、第１半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にＧａＮをエピタキシャル成長させて、柱状のＧａＮ層を形成する工程と、
前記ＧａＮ層上にＡｌＧａＮをエピタキシャル成長させて、前記ＧａＮ層を覆うＡｌＧａＮ層を有し、前記第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層を形成する工程と、
前記ＡｌＧａＮ層をエッチングして前記ＧａＮ層を露出させ、露出した前記ＧａＮ層をエッチングして、前記第２半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する。

【0014】

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、第１半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にＧａＮをエピタキシャル成長させて、第１部分と、平面視において前記第１部分を囲み、前記第１部分よりも結晶性が良い第２部分と、を有し、前記第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層を形成する工程と、
前記第２半導体層の前記第１部分をエッチングして、前記第２半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する。

【0015】

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、第１半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にＧａＮをエピタキシャル成長させて、Ｎ極性の第１部分と、平面視において前記第１部分を囲み、Ｇａ極性の第２部分と、を有し、前記第１半導体層とは導電型の異なる第２半導体層を形成する工程と、
前記第２半導体層の前記第１部分をエッチングして、前記第２半導体層に凹部を形成す
る工程と、
を有する。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【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を模式的に示す平面図。

【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の製造工程を模式的に示す断面図。

【図7】第１実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す断面図。

【図8】第１実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。

【図9】第１実施形態の変形例に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。

【図10】第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。

【図11】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14】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15】第３実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。

【図16】第３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17】第３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18】第３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19】第４実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。

【図20】第４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21】第４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22】第４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23】第５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】

【0017】

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。

【0018】

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。図２は、第１実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す平面図である。なお、図２では、便宜上、第２半導体層３６のみを図示している。また、図１は、図２のＩ－Ｉ線断面図である。

【0019】

発光装置１００は、図１に示すように、基板１０と、積層体２０と、第１電極５０と、第２電極５２と、を有している。

【0020】

基板１０は、例えば、Ｓｉ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板などである。

【0021】

積層体２０は、基板１０に設けられている。積層体２０は、バッファー層２２と、第１半導体層３２と、発光層３４と、第２半導体層３６と、を有している。

【0022】

バッファー層２２は、基板１０上に設けられている。バッファー層２２は、例えば、Ｓ
ｉがドープされたｎ型のＧａＮ層である。バッファー層２２上には、柱状部３０を形成するためのマスク層６０が設けられている。マスク層６０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。

【0023】

本明細書では、積層体２０の積層方向（以下、単に「積層方向」ともいう）において、発光層３４を基準とした場合、発光層３４から第２半導体層３６に向かう方向を「上」とし、発光層３４から第１半導体層３２に向かう方向を「下」として説明する。また、「積層体の積層方向」とは、第１半導体層３２と発光層３４との積層方向をいう。

【0024】

第１半導体層３２、発光層３４、および第２半導体層３６は、柱状部３０を構成している。積層体２０は、複数の柱状部３０を有している。柱状部３０は、バッファー層２２上に設けられている。柱状部３０は、バッファー層２２から上方に突出した柱状の形状を有している。柱状部３０は、例えば、ナノコラム、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノピラーとも呼ばれる。柱状部３０の平面形状は、例えば、多角形、円などである。図２に示す例では、柱状部３０の平面形状は、六角形である。

【0025】

柱状部３０の径は、例えば、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。柱状部３０の径を５００ｎｍ以下とすることによって、高品質な結晶の発光層３４を得ることができ、かつ、発光層３４に内在する歪みを低減することができる。これにより、発光層３４で発生する光を高い効率で増幅できる。複数の柱状部３０の径は、例えば、互いに等しい。

【0026】

なお、「柱状部の径」とは、柱状部３０の平面形状が円の場合は、直径であり、柱状部３０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３０の径は、柱状部３０の平面形状が多角形の場合、該多角形を内部に含む最小の円の直径であり、柱状部３０の平面形状が楕円の場合、該楕円を内部に含む最小の円の直径である。

【0027】

柱状部３０は、複数設けられている。隣り合う柱状部３０の間隔は、例えば、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。複数の柱状部３０は、積層方向から見た平面視において（以下、単に「平面視において」ともいう）、所定の方向に所定のピッチで配列されている。複数の柱状部３０は、三角格子状に配置されている。なお、複数の柱状部３０の配置は、特に限定されず、正方格子状に配置されていてもよい。複数の柱状部３０は、フォトニック結晶の効果を発現することができる。

【0028】

なお、「柱状部のピッチ」とは、所定の方向に沿って隣り合う柱状部３０の中心間の距離である。「柱状部の中心」とは、柱状部３０の平面形状が円の場合は、該円の中心であり、柱状部３０の平面形状が円ではない形状の場合は、最小包含円の中心である。例えば、柱状部３０の中心は、柱状部３０の平面形状が多角形の場合、該多角形を内部に含む最小の円の中心であり、柱状部３０の平面形状が楕円の場合、該楕円を内部に含む最小の円の中心である。

【0029】

柱状部３０は、第１半導体層３２と、発光層３４と、第２半導体層３６と、を有している。

【0030】

第１半導体層３２は、バッファー層２２上に設けられている。第１半導体層３２は、基板１０と発光層３４との間に設けられている。第１半導体層３２は、ｎ型の半導体層である。第１半導体層３２は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層である。

【0031】

発光層３４は、第１半導体層３２上に設けられている。発光層３４は、第１半導体層３２と第２半導体層３６との間に設けられている。発光層３４は、電流が注入されることで
光を発生させる。発光層３４は、例えば、不純物がドープされていないｉ型のＧａＮ層と、ｉ型のＩｎＧａＮ層と、からなる量子井戸構造を重ねた多重量子井戸構造を有している。

【0032】

第２半導体層３６は、発光層３４上に設けられている。第２半導体層３６は、第１半導体層３２と導電型の異なる層である。第２半導体層３６は、ｐ型の半導体層である。第２半導体層３６は、例えば、Ｍｇがドープされたｐ型のＡｌＧａＮ層である。第１半導体層３２および第２半導体層３６は、発光層３４に光を閉じ込める機能を有するクラッド層である。

【0033】

第２半導体層３６には、凹部４０が設けられている。凹部４０は、第２半導体層３６の面で規定された空間である。凹部４０は、第２半導体層３６の上面に開口を有している。第２半導体層３６の上面は、第２半導体層３６の基板１０側とは反対側の面である。図示の例では、第２半導体層３６の上面は、第２電極５２と接している。

【0034】

図１および図２に示すように、凹部４０と柱状部３０は、１対１に対応して設けられている。すなわち、１つの柱状部３０に対して、１つの凹部４０が設けられている。柱状部３０は所定の方向に所定のピッチで配列されており、凹部４０も柱状部３０と同様に、所定の方向に所定のピッチで配列されている。また、図示の例では、柱状部３０が三角格子状に配置されており、凹部４０も三角格子状に配置されている。

【0035】

図２に示すように、平面視において、凹部４０の中心と柱状部３０とは、重なっている。すなわち、平面視において、凹部４０の中心は、柱状部３０の外縁の内側に位置している。図２に示す例では、凹部４０の中心と柱状部３０の中心とが重なっている。すなわち、平面視において、凹部４０の中心の位置と柱状部３０の中心の位置とは、一致している。

【0036】

なお、「凹部の中心」とは、凹部４０の平面形状が円の場合は、該円の中心であり、凹部４０の平面形状が円ではない形状の場合は、最小包含円の中心である。例えば、凹部４０の中心は、凹部４０の平面形状が多角形の場合、該多角形を内部に含む最小の円の中心であり、凹部４０の平面形状が楕円の場合、該楕円を内部に含む最小の円の中心である。

【0037】

凹部４０の深さ、すなわち、凹部４０の積層方向の大きさは、第２半導体層３６の厚さよりも小さい。そのため、発光層３４の上面は、第２半導体層３６で覆われており、凹部４０によって露出しない。

【0038】

凹部４０の平面形状は、図２に示すように、円である。すなわち、凹部４０の開口の形状は、円である。なお、凹部４０の平面形状は、特に限定されず、多角形や楕円などであってもよい。凹部４０の平面形状とは、凹部４０を積層方向から見た形状である。凹部４０の開口の径は、柱状部３０の径よりも小さい。

【0039】

凹部４０には、第２半導体層３６よりも屈折率の低い低屈折率部４２が設けられている。低屈折率部４２は、例えば、空隙、すなわち空気である。なお、低屈折率部４２は、空隙に限定されず、第２半導体層３６よりも屈折率の低い低屈折材料からなる材料であればよい。低屈折率部４２の材質は、例えば、ＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＡｌＮ、酸化シリコン、窒化シリコン、ポリイミドなどである。

【0040】

発光装置１００では、凹部４０と柱状部３０とが１対１に設けられているため、低屈折率部４２と柱状部３０が１対１に設けられる。また、平面視において、凹部４０の中心と柱状部３０が重なっているため、低屈折率部４２の中心と柱状部３０が重なる。

【0041】

第２半導体層３６の低屈折率部４２が設けられている部分の面内方向の平均屈折率は、第２半導体層３６の低屈折率部４２が設けられていない部分の面内方向の平均屈折率よりも低い。低屈折率部４２は、第２半導体層３６の第２電極５２近傍に設けられているため、第２半導体層３６の第２電極５２近傍の面内方向の平均屈折率を低くできる。

【0042】

隣り合う柱状部３０の間は、例えば、空隙である。なお、隣り合う柱状部３０の間に光伝搬層が設けられていてもよい。光伝搬層は、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。発光層３４で発生した光は、空隙または光伝搬層を通って複数の柱状部３０を、積層方向と直交する方向に伝搬することができる。

【0043】

第１電極５０は、バッファー層２２上に設けられている。バッファー層２２は、第１電極５０とオーミックコンタクトしていてもよい。第１電極５０は、第１半導体層３２と電気的に接続されている。図示の例では、第１電極５０は、バッファー層２２を介して、第１半導体層３２と電気的に接続されている。第１電極５０は、発光層３４に電流を注入するための一方の電極である。第１電極５０としては、例えば、バッファー層２２側から、Ｃｒ層、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いる。

【0044】

第２電極５２は、積層体２０の基板１０側とは反対側に設けられている。図示の例では、第２電極５２は、第２半導体層３６上および凹部４０上に設けられている。第２電極５２は、凹部４０には設けられていない。第２電極５２は、凹部４０を規定する第２半導体層３６の面には設けられていない。

【0045】

第２電極５２は、第２半導体層３６と電気的に接続されている。第２電極５２は、発光層３４に電流を注入するための他方の電極である。第２電極５２としては、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）などを用いる。第２電極５２の膜厚は、例えば、１００ｎｍ以上３００ｎｍ以下である。

【0046】

なお、図示はしないが、第２半導体層３６と第２電極５２との間にコンタクト層が設けられていてもよい。コンタクト層は、例えば、ｐ型のＧａＮ層である。コンタクト層は、柱状部３０ごとに設けられて柱状部３０を構成していてもよいし、複数の柱状部３０に跨がって設けられた１つの層であってもよい。

【0047】

発光装置１００では、ｐ型の第２半導体層３６、発光層３４、およびｎ型の第１半導体層３２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５０と第２電極５２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３４に電流が注入されて発光層３４で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３４で発生した光は、第１半導体層３２および第２半導体層３６により積層方向と直交する方向に伝搬し、複数の柱状部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３４で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、積層方向に射出する。

【0048】

発光装置１００では、第２半導体層３６に低屈折率部４２を設けることによって、第２半導体層３６の第２電極５２近傍の面内方向の平均屈折率を低くできる。したがって、発光装置１００では、発光層３４付近に光を閉じ込める効果を高めることができ、発光層３４で発生した光の第２電極５２側への漏れを低減できる。よって、発光装置１００では、第２電極５２による光の吸収を低減でき、第２電極５２による光の損失を低減できる。

【0049】

なお、上記では、ＩｎＧａＮ系の発光層３４について説明したが、発光層３４としては、出射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様々な材料系を用い
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。

【0050】

発光装置１００は、例えば、以下の作用効果を奏することができる。

【0051】

発光装置１００では、凹部４０と柱状部３０は１対１に対応して設けられ、平面視において、凹部４０の中心と柱状部３０は重なっている。そのため、発光装置１００では、凹部４０がランダムに設けられている場合と比べて、各柱状部３０に注入される電流量のばらつきを低減できる。

【0052】

発光装置１００では、平面視において凹部４０の中心と柱状部３０の中心とは、重なっている。そのため、発光装置１００では、凹部４０の中心と柱状部３０の中心とがずれている場合と比べて、各柱状部３０に注入される電流量のばらつきを低減できる。

【0053】

発光装置１００では、凹部４０には低屈折率部４２が設けられ、低屈折率部４２は、空隙である。そのため、発光装置１００では、低屈折率部４２が空隙でない場合と比べて、第２半導体層３６の第２電極５２近傍の面内方向の平均屈折率を低減できる。したがって、第２電極５２による光の吸収をより低減できる。

【0054】

１．２． 発光装置の製造方法
次に、第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図３は、第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法の一例を示すフローチャートである。図４～図６は、第１実施形態に係る発光装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。

【0055】

１．２．１． 柱状結晶の形成（Ｓ１００）
図４に示すように、基板１０に、第１半導体層３２および発光層３４を柱状に形成して、複数の柱状結晶３を形成する。

【0056】

具体的には、まず、基板１０上に、バッファー層２２をエピタキシャル成長させる。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。

【0057】

次に、バッファー層２２上にマスク層６０を形成する。マスク層６０は、例えば、スパッタ法等でバッファー層２２上に成膜された膜に、周期的に開口部を形成することによって形成できる。

【0058】

次に、マスク層６０をマスクとして、バッファー層２２上に、第１半導体層３２、発光層３４をエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法などが挙げられる。これにより、第１半導体層３２および発光層３４が柱状に成長し、複数の柱状結晶３が形成される。

【0059】

１．２．２． 第２半導体層の形成（Ｓ１０２）
図５に示すように、発光層３４上に、ＡｌＧａＮをエピタキシャル成長させて、第１部分３６ａと、第２部分３６ｂと、を有する第２半導体層３６を形成する。第１部分３６ａは、平面視において柱状部３０の中央部に形成される。第２部分３６ｂは、平面視において第１部分３６ａを囲んでいる。第２部分３６ｂは、柱状部３０の側壁部を構成している。第２部分３６ｂのＡｌ組成比は、第１部分３６ａのＡｌの組成比よりも高い。例えば、第２部分３６ｂがＡｌＧａＮであり、第１部分３６ａがＧａＮであってもよい。

【0060】

本工程では、まず、発光層３４上に、ＡｌＧａＮをエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法などが挙げられる。ＡｌＧａＮをエピタキシャル成長させる際の条件を制御することによって、Ａｌが柱状部３０の側壁部に偏析し、柱状部３０の側壁部のＡｌ組成比が、柱状部３０の中央部のＡｌ組成比よりも高くなる。この結果、第１部分３６ａと第２部分３６ｂとを有する第２半導体層３６が形成される。

【0061】

本工程により、第１半導体層３２、発光層３４、および第２半導体層３６を有する柱状部３０が形成される。

【0062】

１．２．３． 凹部の形成（Ｓ１０４）
図６に示すように、第２半導体層３６の第１部分３６ａをエッチングして、第２半導体層３６に凹部４０を形成する。

【0063】

ここで、一般的にＡｌＧａＮは、Ａｌ組成比が高いほどエッチングレートが低い。そのため、第２部分３６ｂのエッチングレートは、第１部分３６ａのエッチングレートよりも低い。本工程では、この第１部分３６ａと第２部分３６ｂのエッチングレートの差を利用して第１部分３６ａを選択的にエッチングすることによって、凹部４０を形成する。

【0064】

第２半導体層３６のエッチングは、例えば、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）装置などを用いた、上方から異方性エッチングにより行われる。これにより、第１半導体層３２や発光層３４がエッチングされることを防ぎつつ、第１部分３６ａを選択的にエッチングできる。

【0065】

本工程において、第２半導体層３６の第１部分３６ａをエッチングして凹部４０を形成することによって、凹部４０と柱状部３０を１対１に対応させることができる。さらに、平面視において凹部４０の中心の位置と柱状部３０の中心の位置とを一致させることができる。

【0066】

１．２．４． 電極の形成（Ｓ１０６）
図１に示すように、バッファー層２２上に第１電極５０を形成し、第２半導体層３６上に第２電極５２を形成する。第１電極５０および第２電極５２は、例えば、真空蒸着法、スパッタ法などにより形成される。例えば、真空蒸着法により第２電極５２を形成する場合には、積層方向に対して斜め方向から蒸着する。これにより、凹部４０内に電極材料が入り込むことを防ぐことができる。また、例えば、スパッタ法により第２電極５２を形成する場合には、積層方向に対して斜め方向からスパッタ成膜を行うことで、凹部４０内に電極材料が入り込むことを防ぐことができる。

【0067】

以上の工程により、発光装置１００を製造することができる。

【0068】

なお、上記では、低屈折率部４２が空隙（空気）である場合について説明したが、低屈折率部４２の材質がＡｌＧａＮ、ＡｌＮ、ＩｎＡｌＮ、酸化シリコン、窒化シリコン、ポリイミドなどである場合、凹部４０を形成する工程Ｓ１０４の後に、凹部４０に低屈折率部４２を設ける。低屈折率部４２は、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法、ＣＶＤ法などで、凹部４０内に低屈折率部４２を構成する材料を埋め込むことで形成できる。凹部４０内に低屈折率部４２を形成した後に、第２電極５２を形成する。これにより、凹部４０内に電極材料が入り込むことを防ぐことができる。

【0069】

発光装置１００の製造方法は、例えば、以下の作用効果を奏することができる。

【0070】

発光装置１００の製造方法は、基板１０に第１半導体層３２および発光層３４を柱状に形成して、複数の柱状結晶３を形成する工程Ｓ１００と、発光層３４上にＡｌＧａＮをエピタキシャル成長させて、第１部分３６ａと、平面視において第１部分３６ａを囲み、第１部分３６ａよりもＡｌ組成比の高い第２部分３６ｂと、を有する第２半導体層３６を形成する工程Ｓ１０２と、第２半導体層３６の第１部分３６ａをエッチングして、第２半導体層３６に凹部４０を形成する工程と、を含む。

【0071】

このような発光装置１００の製造方法では、ＡｌＧａＮにおけるＡｌ組成比の違いによるエッチングレートの差を利用することによって、凹部４０と柱状部３０が１対１に対応する発光装置を容易に製造することができる。すなわち、各柱状部３０に注入される電流量のばらつきを低減できる発光装置を容易に製造できる。

【0072】

例えば、第１半導体層３２、発光層３４、および第２半導体層３６を柱状に形成した後に、電子ビームリソグラフィ、フォトリソグラフィなどのパターニング技術により第２半導体層３６に凹部４０を形成する場合、柱状部３０と凹部４０を１対１に対応させるためには、柱状部３０と凹部４０との位置関係を高い精度で合わせる必要がある。これに対して、発光装置１００の製造方法では、このような位置合わせを行う必要がなく、容易に精度よく凹部４０を形成できる。

【0073】

１．３． 変形例
１．３．１． 発光装置
次に、第１実施形態の変形例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１実施形態の変形例に係る発光装置１１０を模式的に示す断面図である。図８は、第１実施形態の変形例に係る発光装置１１０を模式的に示す平面図である。なお、図８では、便宜上、第２半導体層３６のみを図示している。また、図７は、図８のＶＩＩ－ＶＩＩ線断面図である。

【0074】

以下、第１実施形態の変形例に係る発光装置１１０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。

【0075】

上述した発光装置１００では、図１および図２に示すように、第２半導体層３６は柱状部３０を構成していた。これに対して、発光装置１１０では、図７および図８に示すように、第２半導体層３６は、複数の柱状部３０に跨がって設けられた１つの層である。

【0076】

図７に示す例では、第２半導体層３６の下部３６０は柱状部３０を構成し、第２半導体層３６の上部３６２は柱状部３０を構成していない。第２半導体層３６の上部３６２は、柱状ではなく、複数の柱状部３０に跨がって設けられた１つの層を構成している。

【0077】

第２半導体層３６の上部３６２は、第２半導体層３６のうちの第２電極５２側の部分であり、図示の例では、第２電極５２に接している。第２半導体層３６の下部３６０は、第２半導体層３６のうちの発光層３４側の部分であり、図示の例では、発光層３４に接している。

【0078】

発光装置１１０では、発光装置１００と同様に、凹部４０と柱状部３０は、１対１に対応して設けられている。すなわち、１つの柱状部３０に対して、１つの凹部４０が設けられている。また、発光装置１１０では、発光装置１００と同様に、平面視において、凹部４０の中心と柱状部３０とは、重なっている。図８に示す例では、凹部４０の中心と柱状部３０の中心とが、重なっている。

【0079】

なお、上記では、凹部４０が、第２半導体層３６の上部３６２および下部３６０に設けられていたが、凹部４０は、第２半導体層３６の上部３６２のみに設けられていてもよい。すなわち、凹部４０は、第２半導体層３６の複数の柱状部３０に跨がって設けられた部分に設けられており、柱状部３０に設けられていなくてもよい。この場合でも、凹部４０と柱状部３０は１対１に対応して設けられ、平面視において凹部４０の中心と柱状部３０とは重なっている。

【0080】

発光装置１１０では、上述した発光装置１００と同様の作用効果を奏することができる。また、発光装置１１０では、第２半導体層３６が複数の柱状部３０に跨がって設けられた１つの層であるため、第２半導体層３６が複数の柱状部３０に跨がっていない場合と比べて、第２電極５２と第２半導体層３６の接触面積を大きくすることができ、電気抵抗を低減できる。

【0081】

１．３．２． 発光装置の製造方法
発光装置１１０の製造方法は、上述した第２半導体層３６を形成する工程Ｓ１０２において、第２半導体層３６を複数の柱状部３０に跨がって設けられた１つの層として形成する点が、発光装置１００の製造方法と異なる。以下では、上述した発光装置１００の製造方法と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

【0082】

図９は、発光装置１１０の製造工程を模式的に示す断面図である。

【0083】

柱状結晶３を形成する工程Ｓ１００は、上述した発光装置１００の製造方法と同様に行われる。

【0084】

第２半導体層３６を形成する工程Ｓ１０２において、発光層３４上に、ＡｌＧａＮをエピタキシャル成長させて、第１部分３６ａと、第２部分３６ｂと、を有する第２半導体層３６を形成する。このとき、図９に示すように、ＡｌＧａＮを積層方向だけでなく面内方向にも成長する条件で、エピタキシャル成長させる。例えば、エピタキシャル成長させる際に、ガスの供給量、成長温度などを制御することによって、ＡｌＧａＮを面内方向に成長させることができる。これにより、ＡｌＧａＮが成長するに従って隣り合う柱状部３０間の距離が小さくなり、最終的に隣り合う柱状部３０が接続される。

【0085】

この結果、第２半導体層３６の上部３６２を複数の柱状部３０に跨がった１つの層として形成することができる。

【0086】

本工程では、第１部分３６ａと、第２部分３６ｂと、を有し、複数の柱状部３０に跨がった１つの層として形成された第２半導体層３６を形成できる。

【0087】

第２半導体層３６をエッチングする工程Ｓ１０４および第１電極５０および第２電極５２を形成する工程Ｓ１０６は、上述した発光装置１００の製造方法と同様に行われる。

【0088】

以上の工程により、発光装置１１０を製造することができる。

【0089】

発光装置１１０の製造方法では、発光層３４上にＡｌＧａＮをエピタキシャル成長させて、第１部分３６ａと、平面視において第１部分３６ａを囲み、第１部分３６ａよりもＡｌ組成比の高い第２部分３６ｂと、を有する第２半導体層３６を形成する工程Ｓ１０２と、第２半導体層３６の第１部分３６ａをエッチングして、第２半導体層３６に凹部４０を形成する工程と、を含む。また、第２半導体層３６を形成する工程Ｓ１０２では、第２半導体層３６を複数の柱状部３０に跨がった１つの層として形成する。

【0090】

このような発光装置１１０の製造方法では、第２半導体層３６が複数の柱状部３０に跨がった１つの層である場合でも、ＡｌＧａＮにおけるＡｌ組成比の違いによるエッチングレートの差を利用することによって、凹部４０と柱状部３０が１対１に対応する発光装置を容易に製造することができる。

【0091】

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１０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。

【0092】

発光装置２００は、図１０に示すように、発光装置１００と同様に、凹部４０と柱状部３０は１対１に対応して設けられており、平面視において凹部４０の中心と柱状部３０とは重なっている。

【0093】

発光装置２００では、柱状部３０を構成する第２半導体層３６の径は、例えば、柱状部３０を構成する第１半導体層３２の径よりも大きい。

【0094】

発光装置２００では、発光装置１００と同様の作用効果を奏することができる。

【0095】

２．２． 発光装置の製造方法
次に、第２実施形態に係る発光装置２００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１１は、第２実施形態に係る発光装置２００の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１２～図１４は、第２実施形態に係る発光装置２００の製造工程を模式的に示す断面図である。以下では、上述した発光装置１００の製造方法と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

【0096】

２．２．１． 柱状結晶の形成（Ｓ２００）
図４に示すように、基板１０に、第１半導体層３２および発光層３４を柱状に形成して、複数の柱状結晶３を形成する。柱状結晶３を形成する工程Ｓ２００は、上述した柱状結晶３を形成する工程Ｓ１００と同様に行われる。

【0097】

２．２．２． ＧａＮ層の形成（Ｓ２０２）
図１２に示すように、発光層３４上にＧａＮをエピタキシャル成長させて、柱状のＧａＮ層４ａを形成する。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法などが挙げられる。

【0098】

２．２．３． 第２半導体層の形成（Ｓ２０４）
図１３に示すように、ＧａＮ層４ａ上にＡｌＧａＮをエピタキシャル成長させて、ＧａＮ層４ａを覆うＡｌＧａＮ層４ｂを形成する。これにより、ＧａＮ層４ａと、ＡｌＧａＮ層４ｂと、を有する第２半導体層３６を形成できる。ＡｌＧａＮのエピタキシャル成長は、ＡｌＧａＮ層４ｂがＧａＮ層４ａを覆うように成長する条件で行う。例えば、ガスの供給量や、成長温度などを制御することによって、ＡｌＧａＮ層４ｂがＧａＮ層４ａを覆うようにエピタキシャル成長させることができる。

【0099】

本工程により、第１半導体層３２、発光層３４、および第２半導体層３６からなる柱状部３０が形成される。

【0100】

２．２．４． 凹部の形成（Ｓ２０６）
図１４に示すように、ＡｌＧａＮ層４ｂをエッチングしてＧａＮ層４ａを露出させ、露出したＧａＮ層４ａをエッチングして、第２半導体層３６に凹部４０を形成する。

【0101】

具体的には、まず、ＡｌＧａＮ層４ｂをエッチングしてＧａＮ層４ａを露出させる。ＡｌＧａＮ層４ｂのエッチングは、例えば、ＩＣＰ装置などを用いた、上方から異方性エッチングにより行われる。これにより、第１半導体層３２や発光層３４がエッチングされることを防ぎつつ、ＡｌＧａＮ層４ｂをエッチングできる。ここで、ＡｌＧａＮ層４ｂの中央部は、ＡｌＧａＮ層４ｂの側壁部よりもＡｌ組成比が低いため、ＡｌＧａＮ層４ｂの中央部は、ＡｌＧａＮ層４ｂの側壁部よりもエッチングレートが高い。そのため、ＡｌＧａＮ層４ｂのエッチングでは、ＡｌＧａＮ層４ｂの中央部が選択的にエッチングされる。

【0102】

ＡｌＧａＮ層４ｂのエッチングが進んでＧａＮ層４ａが露出すると、ＧａＮ層４ａが選択的にエッチングされる。これは、上述したように、Ａｌ組成比が高いほどエッチングレートが低いためである。この結果、図１４に示すように、第２半導体層３６に凹部４０が形成される。ＧａＮ層４ａのエッチングは、上述したＡｌＧａＮ層４ｂのエッチングと同様に、ＩＣＰ装置などを用いた、上方から異方性エッチングにより行われる。

【0103】

ＧａＮ層４ａのエッチングは、発光層３４を露出させないために、ＧａＮ層４ａの一部を残した状態で停止する。

【0104】

本工程において、ＧａＮ層４ａをエッチングして凹部４０を形成することによって、凹部４０と柱状部３０を１対１に対応させることができる。さらに、平面視において凹部４０の中心の位置と柱状部３０の中心の位置とを一致させることができる。

【0105】

２．２．５． 電極の形成（Ｓ２０８）
図１０に示すように、バッファー層２２上に第１電極５０を形成し、第２半導体層３６上に第２電極５２を形成する。第１電極５０および第２電極５２を形成する工程Ｓ２０８は、上述した第１電極５０および第２電極５２を形成する工程Ｓ１０６と同様に行われる。

【0106】

以上の工程により、発光装置２００を製造することができる。

【0107】

発光装置２００の製造方法は、上述した発光装置１００の製造方法と同様に、ＡｌＧａＮにおけるＡｌ組成比の違いによるエッチングレートの差を利用することによって、凹部４０と柱状部３０が１対１に対応する発光装置を容易に製造することができる。すなわち、各柱状部３０に注入される電流量のばらつきを低減できる発光装置を容易に製造できる。

【0108】

２．３． 変形例
発光装置２００においても、上述した図７に示す発光装置１１０と同様に、第２半導体層３６を複数の柱状部３０に跨がって設けられた１つの層としてもよい。この場合、ＧａＮ層４ａを覆うＡｌＧａＮ層４ｂを形成する工程Ｓ２０４において、ＡｌＧａＮ層４ｂを厚く形成すればよい。これにより、隣り合うＡｌＧａＮ層４ｂが接触して複数の柱状部３０に跨がった１つの層となる。

【0109】

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１５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。

【0110】

発光装置３００は、図１５に示すように、発光装置１００と同様に、凹部４０と柱状部３０は、１対１に対応して設けられており、平面視において、凹部４０の中心と柱状部３０とは、重なっている。

【0111】

発光装置３００では、第２半導体層３６は、例えば、ｐ型のＧａＮ層である。

【0112】

発光装置３００では、発光装置１００と同様の作用効果を奏することができる。

【0113】

３．２． 発光装置の製造方法
次に、第３実施形態に係る発光装置３００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１６は、第３実施形態に係る発光装置３００の製造方法の一例を示すフローチャートである。図１７～図１８は、第３実施形態に係る発光装置３００の製造工程を模式的に示す断面図である。以下では、上述した発光装置１００の製造方法と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

【0114】

３．２．１． 柱状結晶の形成（Ｓ３００）
図４に示すように、基板１０に、第１半導体層３２および発光層３４を柱状に形成して、複数の柱状結晶３を形成する。柱状結晶３を形成する工程Ｓ３００は、上述した柱状結晶３を形成する工程Ｓ１００と同様に行われる。

【0115】

３．２．２． 第２半導体層の形成（Ｓ３０２）
図１７に示すように、発光層３４上に、ＧａＮをエピタキシャル成長させて、第１部分６ａと、第２部分６ｂと、を有する第２半導体層３６を形成する。第１部分６ａは、平面視において柱状部３０の中央部に形成される。第２部分６ｂは平面視において第１部分６ａを囲んでいる。第２部分６ｂは、柱状部３０の側壁部を構成している。第２部分６ｂは、第１部分６ａよりも結晶性が良い。

【0116】

本工程では、発光層３４上に、ＧａＮをエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法などが挙げられる。ＧａＮをエピタキシャル成長させる際に、柱状部３０の中央部にＧａの割合が大きい部分を形成する。例えば、エピタキシャル成長させる際に、Ｇａを過剰に供給することによって、柱状部３０の中央部にＧａが凝集する。この結果、柱状部３０の中央部の結晶性が悪化し、結晶性が悪い第１部分６ａと、結晶性の良い第２部分６ｂと、が形成される。

【0117】

本工程により、第１半導体層３２、発光層３４、および第２半導体層３６からなる柱状部３０が形成される。

【0118】

３．２．３． 凹部の形成（Ｓ３０４）
図１８に示すように、第２半導体層３６の第１部分６ａをエッチングして、第２半導体層３６に凹部４０を形成する。

【0119】

ここで、一般的に、同一材料であっても、結晶性が悪いほどエッチングレートが高い。そのため、第１部分６ａのエッチングレートは、第２部分６ｂのエッチングレートよりも高い。したがって、本工程では、この第１部分６ａと第２部分６ｂのエッチングレートの差を利用して第１部分６ａを選択的にエッチングすることによって、凹部４０を形成する。

【0120】

第２半導体層３６のエッチングは、例えば、第１部分６ａと第２部分６ｂの選択比が高
くとれる手法であれば特に限定されず、異方性エッチングであってもよいし、等方性エッチングであってもよい。例えば、フッ化水素を用いたエッチングにより、第１部分６ａを選択的にエッチングできる。

【0121】

本工程において、第２半導体層３６の第１部分６ａをエッチングして凹部４０を形成することによって、凹部４０と柱状部３０を１対１に対応させることができる。さらに、平面視において凹部４０の中心の位置と柱状部３０の中心の位置とを一致させることができる。

【0122】

３．２．４． 電極の形成（Ｓ３０６）
図１５に示すように、バッファー層２２上に第１電極５０を形成し、第２半導体層３６上に第２電極５２を形成する。第１電極５０および第２電極５２を形成する工程Ｓ３０６は、上述した第１電極５０および第２電極５２を形成する工程Ｓ１０６と同様に行われる。

【0123】

以上の工程により、発光装置３００を製造することができる。

【0124】

発光装置３００の製造方法は、上述したように、結晶性の違いによるエッチングレートの差を利用することによって、凹部４０と柱状部３０が１対１に対応する発光装置を容易に製造することができる。すなわち、各柱状部３０に注入される電流量のばらつきを低減できる発光装置を容易に製造できる。

【0125】

３．３． 変形例
発光装置３００においても、上述した図７に示す発光装置１１０と同様に、第２半導体層３６を複数の柱状部３０に跨がって設けられた１つの層としてもよい。例えば、上述した第２半導体層３６を形成する工程Ｓ３０２において、ＧａＮを積層方向だけでなく面内方向にも成長する条件で、エピタキシャル成長させることで、第２半導体層３６を複数の柱状部３０に跨がって設けられた１つの層とすることができる。

【0126】

４． 第４実施形態
４．１． 発光装置
次に、第４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１９は、第４実施形態に係る発光装置４００を模式的に示す断面図である。以下、第４実施形態に係る発光装置４００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。

【0127】

発光装置４００は、図１９に示すように、発光装置１００と同様に、凹部４０と柱状部３０は１対１に対応して設けられており、平面視において凹部４０の中心と柱状部３０とは重なっている。

【0128】

発光装置４００では、第２半導体層３６は、例えば、ｐ型のＧａＮ層である。凹部４０は、凹部４０の開口の径が凹部４０の底の径よりも大きいテーパー形状である。凹部４０の形状は、例えば、円錐状である。

【0129】

発光装置４００では、発光装置１００と同様の作用効果を奏することができる。

【0130】

４．２． 発光装置の製造方法
次に、第４実施形態に係る発光装置４００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図２０は、第４実施形態に係る発光装置４００の製造方法の一例を示すフローチャートである。図２１および図２２は、第４実施形態に係る発光装置４００の製造工程を
模式的に示す断面図である。以下では、上述した発光装置１００の製造方法と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。

【0131】

４．２．１． 柱状結晶の形成（Ｓ４００）
図４に示すように、基板１０に、第１半導体層３２および発光層３４を柱状に形成して、複数の柱状結晶３を形成する。柱状結晶３を形成する工程Ｓ４００は、上述した柱状結晶３を形成する工程Ｓ１００と同様に行われる。

【0132】

４．２．２． 第２半導体層の形成（Ｓ４０２）
図２１に示すように、発光層３４上に、ＧａＮをエピタキシャル成長させて、第１部分８ａと、第２部分８ｂと、を有する第２半導体層３６を形成する。第１部分８ａは、平面視において柱状部３０の中央部に形成される部分を有する。図示の例では、第１部分８ａは、柱状部３０の上部に形成されている。第１部分８ａは、発光層３４に近いほど、径が小さいテーパー部９を有している。テーパー部９は、平面視において柱状部３０の中央部に形成されている。第１部分８ａは、Ｎ極性のＧａＮである。

【0133】

第２部分８ｂは、平面視において第１部分８ａを囲んでいる部分を有する。図示の例では、第２部分８ｂは、平面視においてテーパー部９を囲んでいる。第２部分８ｂは、積層方向において、第１部分８ａと発光層３４の間に設けられている。第２部分８ｂは、Ｇａ極性のＧａＮである。

【0134】

本工程では、発光層３４上に、ＧａＮをエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法などが挙げられる。ここで、例えば、エピタキシャル成長させる際に、Ｍｇを過剰に供給することによって、柱状部３０の中央部にＮ極性のＧａＮを形成することができる。これにより、Ｎ極性の第１部分８ａと、Ｇａ極性の第２部分８ｂと、を有する第２半導体層３６を形成できる。

【0135】

本工程により、第１半導体層３２、発光層３４、および第２半導体層３６からなる柱状部３０が形成される。

【0136】

４．２．３． 凹部の形成（Ｓ４０４）
図２２に示すように、第２半導体層３６の第１部分８ａをエッチングして、第２半導体層３６に凹部４０を形成する。

【0137】

第２半導体層３６のエッチングは、例えば、第１部分８ａと第２部分８ｂの選択比が高くとれる手法であれば特に限定されず、異方性エッチングであってもよいし、等方性エッチングであってもよい。

【0138】

ここで、水酸化カリウムに対して、Ｎ極性のＧａＮのエッチングレートは、Ｇａ極性のＧａＮのエッチングレートよりも高い。そのため、水酸化カリウムを用いて第２半導体層３６をエッチングすることによって、第１部分８ａを選択的にエッチングすることができる。

【0139】

このように、本工程では、第１部分８ａと第２部分８ｂのエッチングレートの差を利用して第１部分８ａを選択的にエッチングすることによって、凹部４０を形成する。

【0140】

本工程において、第２半導体層３６の第１部分８ａをエッチングして凹部４０を形成することによって、凹部４０と柱状部３０を１対１に対応させることができる。さらに、平面視において凹部４０の中心の位置と柱状部３０の中心の位置とを一致させることができる。

【0141】

４．２．４． 電極の形成（Ｓ４０６）
図１９に示すように、バッファー層２２上に第１電極５０を形成し、第２半導体層３６上に第２電極５２を形成する。第１電極５０および第２電極５２を形成する工程Ｓ３０６は、上述した第１電極５０および第２電極５２を形成する工程Ｓ１０６と同様に行われる。

【0142】

以上の工程により、発光装置４００を製造することができる。

【0143】

発光装置４００の製造方法は、上述したように、結晶の極性の違いによるエッチングレートの差を利用することによって、凹部４０と柱状部３０が１対１に対応する発光装置を容易に製造することができる。すなわち、各柱状部３０に注入される電流量のばらつきを低減できる発光装置を容易に製造できる。

【0144】

４．３． 変形例
発光装置４００においても、上述した図７に示す発光装置１１０と同様に、第２半導体層３６を複数の柱状部３０に跨がって設けられた１つの層としてもよい。例えば、上述した第２半導体層３６を形成する工程Ｓ４０２において、ＧａＮを積層方向だけでなく面内方向にも成長する条件で、エピタキシャル成長させることで、第２半導体層３６を複数の柱状部３０に跨がって設けられた１つの層とすることができる。

【0145】

５． 第５実施形態
次に、第５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２３は、第５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。

【0146】

プロジェクター９００は、例えば、光源として、発光装置１００を有している。

【0147】

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。なお、便宜上、図２３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。

【0148】

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光学素子９０２Ｒと、第２光学素子９０２Ｇと、第３光学素子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。

【0149】

赤色光源１００Ｒから出射された光は、第１光学素子９０２Ｒに入射する。赤色光源１００Ｒから出射された光は、第１光学素子９０２Ｒによって集光される。なお、第１光学素子９０２Ｒは、集光以外の機能を有していてもよい。後述する第２光学素子９０２Ｇおよび第３光学素子９０２Ｂについても同様である。

【0150】

第１光学素子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。

【0151】

緑色光源１００Ｇから出射された光は、第２光学素子９０２Ｇに入射する。緑色光源１
００Ｇから出射された光は、第２光学素子９０２Ｇによって集光される。

【0152】

第２光学素子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。

【0153】

青色光源１００Ｂから出射された光は、第３光学素子９０２Ｂに入射する。青色光源１００Ｂから出射された光は、第３光学素子９０２Ｂによって集光される。

【0154】

第３光学素子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。

【0155】

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。

【0156】

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。

【0157】

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。

【0158】

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。

【0159】

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。

【0160】

上述した実施形態に係る発光装置は、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。

【0161】

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
態や変形例を組み合わせたりしてもよい。

【0162】

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、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である。また、本発明は、実施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】

【0163】

３…柱状結晶、４ａ…ＧａＮ層、４ｂ…ＡｌＧａＮ層、６ａ…第１部分、６ｂ…第２部分、８ａ…第１部分、８ｂ…第２部分、９…テーパー部、１０…基板、２０…積層体、２２…バッファー層、３０…柱状部、３２…第１半導体層、３４…発光層、３６…第２半導体層、３６ａ…第１部分、３６ｂ…第２部分、４０…凹部、４２…低屈折率部、５０…第１電極、５２…第２電極、６０…マスク層、１００…発光装置、１００Ｒ…赤色光源、１００Ｇ…緑色光源、１００Ｂ…青色光源、１１０…発光装置、２００…発光装置、３００…発光装置、３６０…下部、３６２…上部、４００…発光装置、９００…プロジェクター、９０２Ｒ…第１光学素子、９０２Ｇ…第２光学素子、９０２Ｂ…第３光学素子、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】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】