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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】2024-07-16
(45)【発行日】2024-07-24
(54)【発明の名称】発光素子及びその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01S 5/183 20060101AFI20240717BHJP
H01S 5/343 20060101ALI20240717BHJP
H01L 33/46 20100101ALI20240717BHJP
H01L 33/32 20100101ALI20240717BHJP
H01L 33/30 20100101ALI20240717BHJP
【ＦＩ】
H01S5/183
H01S5/343
H01L33/46
H01L33/32
H01L33/30
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2021504890
(86)(22)【出願日】2020-02-21
(86)【国際出願番号】 JP2020007033
(87)【国際公開番号】W WO2020184148
(87)【国際公開日】2020-09-17
【審査請求日】2023-02-09
(31)【優先権主張番号】P 2019044724
(32)【優先日】2019-03-12
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000002185
【氏名又は名称】ソニーグループ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 雅之
(72)【発明者】
【氏名】濱口 達史
(72)【発明者】
【氏名】幸田 倫太郎
【審査官】百瀬 正之
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１８／１１６５９６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１６／１０３８３５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】米国特許出願公開第２００７／０２８０３２０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１９／０１７０４４（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｓ ５／００－５／５０
Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体、第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
第２化合物半導体層の第２面上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側には突出部が形成されており、
少なくとも突出部の上には平滑化層が形成されており、
突出部及び平滑化層は、凹面鏡部を構成し、
突出部の頂部における平滑化層の平均厚さは、突出部の縁部における平滑化層の平均厚さよりも薄く、
少なくとも平滑化層の一部の上には、第１光反射層が形成されており、
第２光反射層は、平坦な形状を有し、
平滑化層と第１光反射層との界面における平滑化層の表面粗さＲａ１の値は、突出部と平滑化層との界面における突出部の表面粗さＲａ２の値よりも小さく、
表面粗さＲａ１の値は１．０ｎｍ以下であり、
第２化合物半導体層には、電流注入領域及び電流注入領域を取り囲む電流非注入領域が設けられており、
電流注入領域の面積重心点から、電流注入領域と電流非注入領域の境界までの最短距離ＤCIは、以下の式を満足する発光素子。
ＤCI≧ω0／２
但し、
ω02≡（λ0／π）｛ＬOR（ＲDBR－ＬOR）｝1/2
ＲDBR＞ＬOR
ここで、
λ0 ：発光素子から主に出射される光の波長
ＬOR ：共振器長
ＲDBR：第１光反射層の内面の曲率半径
である。
【請求項2】
平滑化層の曲率半径は、１×１０－５ｍ乃至１×１０－３ｍである請求項１に記載の発光素子。
【請求項3】
平滑化層を構成する材料は、誘電体材料、スピン・オン・グラス系材料、低融点ガラス材料、半導体材料及び樹脂から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である請求項１に記載の発光素子。
【請求項4】
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体を形成し、次いで、第２化合物半導体層の第２面上に第２電極及び第２光反射層を形成し、その後、
第１化合物半導体層の第１面側に突出部を形成し、次いで、
少なくとも突出部の上に平滑化層を形成した後、平滑化層の表面を平滑化し、その後、
少なくとも平滑化層の一部の上に第１光反射層を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極を形成する、
各工程から成り、
突出部及び平滑化層は、凹面鏡部を構成し、
突出部の頂部における平滑化層の平均厚さを、突出部の縁部における平滑化層の平均厚さよりも薄くし、
第２光反射層は、平坦な形状を有し、
平滑化層と第１光反射層との界面における平滑化層の表面粗さＲａ１の値は、突出部と平滑化層との界面における突出部の表面粗さＲａ２の値よりも小さく、
表面粗さＲａ１の値は１．０ｎｍ以下であり、
第２化合物半導体層には、電流注入領域及び電流注入領域を取り囲む電流非注入領域が設けられており、
電流注入領域の面積重心点から、電流注入領域と電流非注入領域の境界までの最短距離ＤCIは、以下の式を満足する発光素子の製造方法。
ＤCI≧ω0／２
但し、
ω02≡（λ0／π）｛ＬOR（ＲDBR－ＬOR）｝1/2
ＲDBR＞ＬOR
ここで、
λ0 ：発光素子から主に出射される光の波長
ＬOR ：共振器長
ＲDBR：第１光反射層の内面の曲率半径
である。
【請求項5】
平滑化層表面の平滑化処理は、湿式エッチング法に基づく請求項４に記載の発光素子の製造方法。
【請求項6】
平滑化層表面の平滑化処理は、乾式エッチング法に基づく請求項４に記載の発光素子の製造方法。
【請求項7】
突出部の頂部における平滑化層の平均厚さは、突出部の縁部における平滑化層の平均厚さよりも薄い請求項４に記載の発光素子の製造方法。
【請求項8】
平滑化層の曲率半径は、１×１０－５ｍ乃至１×１０－３ｍである請求項４に記載の発光素子の製造方法。
【請求項9】
平滑化層を構成する材料は、誘電体材料、スピン・オン・グラス系材料、低融点ガラス材料、半導体材料及び樹脂から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である請求項４に記載の発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、発光素子及びその製造方法に関し、より詳細には、面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）から成る発光素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）から成る発光素子においては、一般に、２つの光反射層（Distributed Bragg Reflector 層、ＤＢＲ層）の間でレーザ光を共振させることによってレーザ発振が生じる。そして、ｎ型化合物半導体層、化合物半導体から成る活性層（発光層）及びｐ型化合物半導体層が積層された積層構造体を有する面発光レーザ素子においては、一般に、ｐ型化合物半導体層上に透明導電性材料から成る第２電極を形成し、第２電極の上に絶縁材料等の積層構造から成る第２光反射層を形成する。また、ｎ型化合物半導体層側に絶縁材料等の積層構造から成る第１光反射層を形成する。尚、便宜上、２つの光反射層によって形成される共振器の中心を通る軸線をＺ軸とし、Ｚ軸と直交する仮想平面をＸＹ平面と呼ぶ。
【0003】
ところで、積層構造体をＧａＡｓ系化合物半導体から構成する場合、共振器長ＬORは１μｍ程度である。一方、積層構造体をＧａＮ系化合物半導体から構成する場合、共振器長ＬORは、通常、面発光レーザ素子から出射されるレーザ光の波長の数倍以上長い。即ち、共振器長ＬORは１μｍよりもかなり長い。
【0004】
そして、このように共振器長ＬORが長くなると、回折損失が増加するためにレーザ発振が難しくなる。つまり、面発光レーザ素子として機能するのではなく、ＬＥＤとして機能することになってしまう虞がある。ここで、「回折損失」とは、一般に、光は回折効果に起因して広がろうとするため、共振器を往復するレーザ光が、次第に、共振器外へと散逸してしまう現象を指す。このような問題を解決するために、光反射層に凹面鏡としての機能を付与する技術として、例えば、特開２００６－１１４７５３号公報や特開２０００－０２２２７７号公報、国際公開ＷＯ２０１８／０８３８７７Ａ１号公報がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２００６－１１４７５３号公報
【文献】特開２０００－０２２２７７号公報
【文献】国際公開ＷＯ２０１８／０８３８７７Ａ１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ところで、凹面鏡として機能する第１光反射層を設けるためには、下地に凹面部を形成する必要がある。然るに、下地に凹面部を形成すると、屡々、凹面部に凹凸が生成する。そして、その結果、下地上に形成された第１光反射層にも凹凸が発生し、光が散乱し、発光素子の閾値の低下を図ることができないし、発光効率の低下を招くといった問題が生じる。従って、第１光反射層を形成するための下地の表面が平滑であることは極めて重要である。しかしながら、上記の特許公開公報には、凹面鏡として機能する第１光反射層を形成するための下地の表面の平滑化に関して、何ら言及されていない。
【0007】
従って、本開示の目的は、平滑な第１光反射層を形成し得る構成、構造の発光素子、及び、その製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記の目的を達成するための本開示の発光素子は、
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
第２化合物半導体層の第２面上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側には突出部が形成されており、
少なくとも突出部の上には平滑化層が形成されており、
突出部及び平滑化層は、凹面鏡部を構成し、
少なくとも平滑化層の一部の上には、第１光反射層が形成されており、
第２光反射層は、平坦な形状を有する。
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
第２化合物半導体層の第２面上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側には突出部が形成されており、
少なくとも突出部の上には平滑化層が形成されており、
突出部及び平滑化層は、凹面鏡部を構成し、
少なくとも平滑化層の一部の上には、第１光反射層が形成されており、
第２光反射層は、平坦な形状を有する。
【0009】
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法は、
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体を形成し、次いで、
第２化合物半導体層の第２面上に第２電極及び第２光反射層を形成し、その後、
第１化合物半導体層の第１面側に突出部を形成し、次いで、
少なくとも突出部の上に平滑化層を形成した後、平滑化層の表面を平滑化し、その後、
少なくとも平滑化層の一部の上に第１光反射層を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極を形成する、
各工程から成り、
突出部及び平滑化層は、凹面鏡部を構成し、
第２光反射層は、平坦な形状を有する。
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体を形成し、次いで、
第２化合物半導体層の第２面上に第２電極及び第２光反射層を形成し、その後、
第１化合物半導体層の第１面側に突出部を形成し、次いで、
少なくとも突出部の上に平滑化層を形成した後、平滑化層の表面を平滑化し、その後、
少なくとも平滑化層の一部の上に第１光反射層を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極を形成する、
各工程から成り、
突出部及び平滑化層は、凹面鏡部を構成し、
第２光反射層は、平坦な形状を有する。
【0010】
上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る発光素子の製造方法は、
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体を形成し、次いで、
第２化合物半導体層の第２面上に第２電極及び第２光反射層を形成し、その後、
第１化合物半導体層の第１面側に突出部を形成した後、突出部の表面を平滑化し、次いで、
少なくとも突出部の一部の上に第１光反射層を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極を形成する、
各工程から成り、
突出部は、凹面鏡部を構成し、
第２光反射層は、平坦な形状を有する。
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体を形成し、次いで、
第２化合物半導体層の第２面上に第２電極及び第２光反射層を形成し、その後、
第１化合物半導体層の第１面側に突出部を形成した後、突出部の表面を平滑化し、次いで、
少なくとも突出部の一部の上に第１光反射層を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極を形成する、
各工程から成り、
突出部は、凹面鏡部を構成し、
第２光反射層は、平坦な形状を有する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の発光素子、並びに、本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子の製造方法、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の発光素子、及び、本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の別の変形）
５．実施例４（本開示の第２の態様に係る発光素子の製造方法）
６．実施例５（実施例１～実施例４の変形、第１構成の発光素子）
７．実施例６（実施例１～実施例５の変形、第２－Ａ構成の発光素子）
８．実施例７（実施例６の変形、第２－Ｂ構成の発光素子）
９．実施例８（実施例６～実施例７の変形、第２－Ｃ構成の発光素子）
１０．実施例９（実施例６～実施例８の変形、第２－Ｄ構成の発光素子）
１１．実施例１０（実施例１～実施例９の変形、第３構成の発光素子）
１２．実施例１１（実施例１０の変形）
１３．実施例１２（実施例１０の別の変形）
１４．その他
１．本開示の発光素子、並びに、本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子の製造方法、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の発光素子、及び、本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の別の変形）
５．実施例４（本開示の第２の態様に係る発光素子の製造方法）
６．実施例５（実施例１～実施例４の変形、第１構成の発光素子）
７．実施例６（実施例１～実施例５の変形、第２－Ａ構成の発光素子）
８．実施例７（実施例６の変形、第２－Ｂ構成の発光素子）
９．実施例８（実施例６～実施例７の変形、第２－Ｃ構成の発光素子）
１０．実施例９（実施例６～実施例８の変形、第２－Ｄ構成の発光素子）
１１．実施例１０（実施例１～実施例９の変形、第３構成の発光素子）
１２．実施例１１（実施例１０の変形）
１３．実施例１２（実施例１０の別の変形）
１４．その他
【0013】
〈本開示の発光素子、並びに、本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子の製造方法、全般に関する説明〉
本開示の発光素子及び本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法において、「平滑化層の表面」とは、平滑化層と第１光反射層との界面を構成する平滑化層の面を指す。また、本開示の第２の態様に係る発光素子の製造方法において、「突出部の表面」とは、突出部と第１光反射層との界面を構成する突出部の面を指す。
本開示の発光素子及び本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法において、「平滑化層の表面」とは、平滑化層と第１光反射層との界面を構成する平滑化層の面を指す。また、本開示の第２の態様に係る発光素子の製造方法において、「突出部の表面」とは、突出部と第１光反射層との界面を構成する突出部の面を指す。
【0014】
本開示の発光素子、及び、本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法によって得られた発光素子（以下、これらの発光素子を総称して、単に、『本開示の第１の態様に係る発光素子等』と呼ぶ場合がある）において、平滑化層と第１光反射層との界面における平滑化層の表面粗さＲａ1の値は、突出部と平滑化層との界面における突出部の表面粗さＲａ2の値よりも小さいことが好ましい。そして、この場合、表面粗さＲａ1の値は１．０ｎｍ以下であることが望ましい。また、本開示の第２の態様に係る発光素子の製造方法によって得られた発光素子（以下、この発光素子を、『本開示の第２の態様に係る発光素子等』と呼ぶ場合がある）において、突出部と第１光反射層との界面における突出部の表面粗さＲａ2の値は１．０ｎｍ以下であることが望ましい。尚、表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ－６１０：２００１に規定されている。表面粗さＲａは、具体的には、ＡＦＭや断面ＴＥＭに基づく観察により測定することができる。
【0015】
上記の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係る発光素子等において、突出部の頂部における平滑化層の平均厚さＴCは、突出部の縁部における平滑化層ＴPの平均厚さよりも薄い形態とすることができる。ＴP／ＴCの値として、限定するものではないが、
０．０１≦ＴP／ＴC≦０．５
を例示することができる。また、ＴCの値として、１×１０-8ｍ乃至２×１０-6ｍを例示することができる。
０．０１≦ＴP／ＴC≦０．５
を例示することができる。また、ＴCの値として、１×１０-8ｍ乃至２×１０-6ｍを例示することができる。
【0016】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係る発光素子等において、平滑化層の曲率半径は１×１０-5ｍ乃至１×１０-3ｍである形態とすることができる。また、本開示の第２の態様に係る発光素子等において、突出部の曲率半径は１×１０-5ｍ乃至１×１０-3ｍである形態とすることができる。
【0017】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係る発光素子等において、平滑化層を構成する材料は、誘電体材料、スピン・オン・グラス系材料、低融点ガラス材料、半導体材料及び樹脂から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である形態とすることができる。
【0018】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法において、平滑化層表面の平滑化処理は湿式エッチング法に基づく形態とすることができるし、あるいは又、平滑化層表面の平滑化処理は乾式エッチング法に基づく形態とすることができる。また、本開示の第２の態様に係る発光素子の製造方法において、突出部表面の平滑化処理は湿式エッチング法に基づく形態とすることができるし、あるいは又、突出部表面の平滑化処理は乾式エッチング法に基づく形態とすることができる。
【0019】
本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子の製造方法において、平滑化層表面の平滑化処理を湿式エッチング法によって行う場合、湿式エッチング法として機械的化学的研磨法（ＣＭＰ法）や浸漬法を挙げることができる。そして、この場合、平滑化層あるいは突出部を構成する材料にも依るが、研磨液やエッチング液として、コロイダルシリカ、炭酸水素ナトリウム、ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウム・ヒドロキシド）、フッ化水素水、純水、精製水（脱イオン水）を挙げることができる。平滑化層表面の平滑化処理を乾式エッチング法によって行う場合、乾式エッチング法としてＲＩＥ法（反応性イオンエッチング法）を挙げることができる。具体的には、平滑化層が例えばＴａ2Ｏ5から構成されている場合、コロイダルシリカを用いた研磨法を採用することができるし、ＨＦを用いた浸漬法を採用することができるし、フッ素系ガスを用いたＲＩＥ法を採用することができる。
【0020】
本開示の第１の態様に係る発光素子等にあっては、平滑化層を構成する誘電体材料として、Ｔａ2Ｏ5、Ｎｂ2Ｏ5、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、ＨｆＯ2、ＴｉＯ2、Ｂｉ2Ｏ3を挙げることができる。スピン・オン・グラス系材料として、シリケート系材料、シロキサン系材料、メチルシロキサン系材料、シラザン系材料を挙げることができる。低融点ガラス材料として、ビスマス（Ｂｉ）の酸化物を含むガラス材料、バリウム（Ｂａ）の酸化物を含むガラス材料、スズ（Ｓｎ）の酸化物を含むガラス材料、リン（Ｐ）の酸化物を含むガラス材料、鉛（Ｐｂ）の酸化物を含むガラス材料を挙げることができる。半導体材料として、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＰを挙げることができる。尚、平滑化層及び突出部を半導体材料から構成する場合、平滑化層と突出部との間の格子整合は要求されないので、平滑化層を構成する半導体材料に含まれる不純物の種類やドープ量、結晶方位が突出部と異なっていてもよく、また、エピタキシャル成長法だけでなく、スパッタリング法等のＰＶＤ法に基づき形成することができる。平滑化層を構成する樹脂として、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂、ポリイミド系樹脂、ノボラック系樹脂を挙げることができる。平滑化層は、これらの材料から成る層が積層された構造とすることもできる。
【0021】
本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子等にあっては、第１化合物半導体層の第１面側に突出部が形成されているが、突出部は、基板に形成されていてもよいし、第１化合物半導体層に形成されていてもよい。あるいは又、基板あるいは第１化合物半導体層の露出面に、基板あるいは第１化合物半導体層とは別の材料に基づき形成された突出部から構成されていてもよく、この場合、突出部を構成する材料として、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＯ2等の透明な誘電体材料、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂等を挙げることができ、突出部は、基板の第１面（後述する）あるいは第１化合物半導体層の露出面に形成される。
【0022】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子等によって、第１光反射層を介してレーザ光を出射する面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）を構成することができるし、あるいは又、第２光反射層を介してレーザ光を出射する面発光レーザ素子を構成することもできる。
【0023】
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子等において、積層構造体の積層方向を含む仮想平面（Ｚ軸を含む仮想平面）で第１光反射層を切断したときの平滑化層あるいは突出部と接する第１光反射層の面（以下、便宜上、『第１光反射層の内面』と呼ぶ）が描く図形は、円の一部又は放物線の一部である形態とすることができる。図形は、厳密には円の一部ではない場合もあるし、厳密には放物線の一部ではない場合もある。即ち、概ね円の一部である場合、概ね放物線の一部である場合も、「図形は、円の一部又は放物線の一部である」ことに包含される。このような円の一部又は放物線の一部である第１光反射層の部分（領域）を、『第１光反射層の有効領域』と呼ぶ場合がある。第１光反射層の内面が描く図形は、界面（平滑化層と第１光反射層との界面あるいは突出部と第１光反射層との界面）の形状を計測器で計測し、得られたデータを最小自乗法に基づき解析することで求めることができる。
【0024】
本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子等において、積層構造体は、具体的には、ＧａＮ系化合物半導体から成る構成とすることができる。ＧａＮ系化合物半導体として、より具体的には、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮを挙げることができる。更には、これらの化合物半導体に、所望に応じて、ホウ素（Ｂ）原子やタリウム（Ｔｌ）原子、ヒ素（Ａｓ）原子、リン（Ｐ）原子、アンチモン（Ｓｂ）原子が含まれていてもよい。活性層は、量子井戸構造を有することが望ましい。具体的には、単一量子井戸構造（ＳＱＷ構造）を有していてもよいし、多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）を有していてもよい。量子井戸構造を有する活性層は、井戸層及び障壁層が、少なくとも１層、積層された構造を有するが、（井戸層を構成する化合物半導体，障壁層を構成する化合物半導体）の組合せとして、（ＩｎyＧａ(1-y)Ｎ，ＧａＮ）、（ＩｎyＧａ(1-y)Ｎ，ＩｎzＧａ(1-z)Ｎ）［但し、ｙ＞ｚ］、（ＩｎyＧａ(1-y)Ｎ，ＡｌＧａＮ）を例示することができる。
【0025】
あるいは又、本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子等において、積層構造体は、具体的には、ＧａＡｓ系化合物半導体から成る構成とすることもできるし、ＩｎＰ系化合物半導体から成る構成とすることもできる。
【0026】
第１化合物半導体層を第１導電型（例えば、ｎ型）の化合物半導体から構成し、第２化合物半導体層を第１導電型とは異なる第２導電型（例えば、ｐ型）の化合物半導体から構成することができる。第１化合物半導体層、第２化合物半導体層は、第１クラッド層、第２クラッド層とも呼ばれる。第２電極と第２化合物半導体層との間には、電流狭窄構造が形成されていることが好ましい。第１化合物半導体層、第２化合物半導体層は、単一構造の層であってもよいし、多層構造の層であってもよいし、超格子構造の層であってもよい。更には、組成傾斜層、濃度傾斜層を備えた層とすることもできる。
【0027】
また、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子等において、活性層と第１光反射層との間に位置する各種の化合物半導体層を構成する材料にあっては、１０％以上の屈折率の変調が無いこと（積層構造体の平均屈折率を基準として、１０％以上の屈折率差が無いこと）が好ましく、これによって、共振器内の光場の乱れ発生を抑制することができる。
【0028】
電流狭窄構造を得るためには、第２電極と第２化合物半導体層との間に絶縁材料（例えば、ＳｉＯXやＳｉＮX、ＡｌＯX）から成る電流狭窄層を形成してもよいし、あるいは又、第２化合物半導体層をＲＩＥ法等によりエッチングしてメサ構造を形成してもよいし、あるいは又、積層された第２化合物半導体層の一部の層を横方向から部分的に酸化して電流狭窄領域を形成してもよいし、第２化合物半導体層に不純物をイオン注入して導電性が低下した領域を形成してもよいし、あるいは、これらを、適宜、組み合わせてもよい。但し、第２電極は、電流狭窄により電流が流れる第２化合物半導体層の部分と電気的に接続されている必要がある。
【0029】
基板に突出部が形成されている形態において、積層構造体は、基板の第２面上に形成される。ここで、基板の第２面は化合物半導体層の第１面と対向している。そして、基板の第２面と対向する基板の第１面に突出部が形成される。基板として、導電性基板、半導体基板、絶縁性基板、具体的には、ＧａＮ基板、サファイア基板、ＧａＡｓ基板、ＳｉＣ基板、アルミナ基板、ＺｎＳ基板、ＺｎＯ基板、ＡｌＮ基板、ＬｉＭｇＯ基板、ＬｉＧａＯ2基板、ＭｇＡｌ2Ｏ4基板、ＩｎＰ基板、Ｓｉ基板、これらの基板の表面（主面）に下地層やバッファ層が形成されたものを挙げることができる。積層構造体をＧａＮ系化合物半導体から構成する場合、基板としてＧａＮ基板を使用することが、ＧａＮ基板は結晶欠陥密度の少ないことから好ましい。ＧａＮ基板は、成長面によって極性／無極性／半極性と特性が変わることが知られているが、ＧａＮ基板のいずれの主面（第２面）も化合物半導体層の形成に使用することができる。また、ＧａＮ基板の主面に関して、結晶構造（例えば、立方晶型や六方晶型等）によっては、所謂Ａ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｒ面、Ｍ面、Ｎ面、Ｓ面等の名称で呼ばれる結晶方位面、あるいは、これらを特定方向にオフさせた面等を用いることもできる。あるいは又、基板を、主面として半極性面である｛２０－２１｝面を有するＧａＮ基板（ｃ面をｍ軸方向に約７５度傾けた面を主面とするＧａＮ基板）から成る構成とすることもできる。
【0030】
発光素子を構成する各種の化合物半導体層の形成方法として、例えば、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法，Metal Organic-Chemical Vapor Deposition 法、ＭＯＶＰＥ法，Metal Organic-Vapor Phase Epitaxy 法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）、ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）、原子層堆積法（ＡＬＤ法， Atomic Layer Deposition 法）、マイグレーション・エンハンスト・エピタキシー法（ＭＥＥ法， Migration-Enhanced Epitaxy 法）、プラズマアシステッド物理的気相成長法（ＰＰＤ法）等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。ここで、積層構造体をＧａＮ系化合物半導体から構成する場合、ＭＯＣＶＤ法における有機ガリウム源ガスとして、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）ガスやトリエチルガリウム（ＴＥＧ）ガスを挙げることができるし、窒素源ガスとして、アンモニアガスやヒドラジンガスを挙げることができる。ｎ型の導電型を有するＧａＮ系化合物半導体層の形成においては、例えば、ｎ型不純物（ｎ型ドーパント）としてケイ素（Ｓｉ）を添加すればよいし、ｐ型の導電型を有するＧａＮ系化合物半導体層の形成においては、例えば、ｐ型不純物（ｐ型ドーパント）としてマグネシウム（Ｍｇ）を添加すればよい。ＧａＮ系化合物半導体層の構成原子としてアルミニウム（Ａｌ）あるいはインジウム（Ｉｎ）が含まれる場合、Ａｌ源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）ガスを用いればよいし、Ｉｎ源としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）ガスを用いればよい。更には、Ｓｉ源としてモノシランガス（ＳｉＨ4ガス）を用いればよいし、Ｍｇ源としてビスシクロペンタジエニルマグネシウムガスやメチルシクロペンタジエニルマグネシウム、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）を用いればよい。尚、ｎ型不純物（ｎ型ドーパント）として、Ｓｉ以外に、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ｃ、Ｔｅ、Ｓ、Ｏ、Ｐｄ、Ｐｏを挙げることができるし、ｐ型不純物（ｐ型ドーパント）として、Ｍｇ以外に、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｂａ、Ｃ、Ｈｇ、Ｓｒを挙げることができる。
【0031】
水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液、アンモニア溶液＋過酸化水素水、硫酸溶液＋過酸化水素水、塩酸溶液＋過酸化水素水、リン酸溶液＋過酸化水素水等を用いたウェットエッチング法や、ケミカル・メカニカル・ポリッシング法（ＣＭＰ法）、機械研磨法、ドライエッチング法、レーザを用いたリフトオフ法等によって、あるいは、これらの組合せによって、基板の厚さを薄くしてもよいし、基板を除去して第１化合物半導体層の第１面を露出させてもよい。
【0032】
上述したとおり、積層構造体は、ＧａＮ基板の極性面に形成されている構成とすることができる。あるいは又、積層構造体は、ＧａＮ基板の半極性面又は無極性面（非極性面）から成る主面上に形成されている構成とすることができ、この場合、主面の面方位とｃ軸との成す角度は、４５度以上、８０度以下である構成とすることができ、更には、ＧａＮ基板の主面は｛２０－２１｝面から成る構成とすることができる。六方晶系における例えば以下に例示する結晶面の表記、
を、便宜上、本明細書においては、｛ｈｋ－ｉｌ｝面、｛ｈ－ｋｉｌ｝面と表記する。
【0033】
窒化物半導体結晶における極性面、非極性面及び半極性面について、以下、図２７の（ａ）～（ｅ）を参照して説明する。図２７の（ａ）は、六方晶系窒化物半導体の結晶構造を示す模式図である。図２７の（ｂ）は、非極性面であるｍ面、｛１－１００｝面を示す模式図であり、灰色の平面で示すｍ面は、ｍ軸方向に垂直な面である。図２７の（ｃ）は、非極性面であるａ面、｛１１－２０｝面を示す模式図であり、灰色の平面で示すａ面は、ａ軸方向に垂直な面である。図２７の（ｄ）は、半極性面である｛２０－２１｝面を示す模式図である。灰色の平面で示す｛２０－２１｝面に垂直な［２０－２１］方向は、ｃ軸からｍ軸方向に７５度、傾斜している。図２７の（ｅ）は、半極性面である｛１１－２２｝面を示す模式図である。灰色の平面で示す｛１１－２２｝面に垂直な［１１－２２］方向は、ｃ軸からａ軸方向に５９度、傾斜している。各種結晶面の面方位とｃ軸との成す角度を、以下の表１に示す。｛１１－２１｝面や｛１１－２２｝面、｛１１－２４｝面といった｛１１－２ｎ｝面で表される面、｛１－１０１｝面、｛１－１０２｝面、｛１－１０３｝面は半極性面である。
【0034】
〈表１〉
【0035】
第２光反射層を支持基板によって支持し、第１光反射層を介してレーザ光を出射する面発光レーザ素子を構成することもできる。支持基板は、例えば、上記の基板として例示した各種の基板から構成すればよいし、あるいは又、ＡｌＮ等から成る絶縁性基板、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｇｅ等から成る半導体基板、金属製基板や合金製基板から構成することもできるが、導電性を有する基板を用いることが好ましく、あるいは又、機械的特性、弾性変形、塑性変形性、放熱性等の観点から金属製基板や合金製基板を用いることが好ましい。支持基板の厚さとして、例えば、０．０５ｍｍ乃至１ｍｍを例示することができる。第２光反射層の支持基板への固定方法として、半田接合法、常温接合法、粘着テープを用いた接合法、ワックス接合を用いた接合法、接着剤を用いた方法等、既知の方法を用いることができるが、導電性の確保という観点からは半田接合法あるいは常温接合法を採用することが望ましい。例えば導電性基板であるシリコン半導体基板を支持基板として使用する場合、熱膨張係数の違いによる反りを抑制するために、４００゜Ｃ以下の低温で接合可能な方法を採用することが望ましい。支持基板としてＧａＮ基板を使用する場合、接合温度が４００゜Ｃ以上であってもよい。
【0036】
第１化合物半導体層は第１電極に電気的に接続されている。即ち、第１電極は、基板を介して第１化合物半導体層と電気的に接続されており、あるいは又、第１電極は第１化合物半導体層上に形成されている。また、第２化合物半導体層は第２電極に電気的に接続されており、第２光反射層は第２電極上に形成されている。第１電極は金属又は合金から成る形態とすることができるし、第２電極は透明導電性材料から成る形態とすることができる。第２電極を透明導電性材料から構成することで、電流を横方向（第２化合物半導体層の面内方向）に広げることができ、効率良く、素子領域に電流を供給することができる。第２電極は第２化合物半導体層の第２面上に形成されている。ここで、「素子領域」とは、狭窄された電流が注入される領域、あるいは又、屈折率差等により光が閉じ込められる領域、あるいは又、第１光反射層と第２光反射層で挟まれた領域の内、レーザ発振が生じる領域、あるいは又、第１光反射層と第２光反射層で挟まれた領域の内、実際にレーザ発振に寄与する領域を指す。
【0037】
第１電極は、基板の第２面と対向する基板の第１面上に形成すればよい。第１電極は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ｔｉ（チタン）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、錫（Ｓｎ）及びインジウム（Ｉｎ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属（合金を含む）を含む、単層構成又は多層構成を有することが望ましく、具体的には、例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｐｄ／Ｐｔ、Ａｇ／Ｐｄを例示することができる。尚、多層構成における「／」の前の層ほど、より活性層側に位置する。以下の説明においても同様である。第１電極は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法等のＰＶＤ法にて成膜することができる。
【0038】
第２電極は透明導電性材料から成る構成とすることができる。第２電極を構成する透明導電性材料として、インジウム系透明導電性材料［具体的には、例えば、インジウム－錫酸化物（ＩＴＯ，Indium Tin Oxide，ＳｎドープのＩｎ2Ｏ3、結晶性ＩＴＯ及びアモルファスＩＴＯを含む）、インジウム－亜鉛酸化物（ＩＺＯ，Indium Zinc Oxide）、インジウム－ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、インジウム・ドープのガリウム－亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ－ＧａＺｎＯ4）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、ＩＴｉＯ（ＴｉドープのＩｎ2Ｏ3）、ＩｎＳｎ、ＩｎＳｎＺｎＯ］、錫系透明導電性材料［具体的には、例えば、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）］、亜鉛系透明導電性材料［具体的には、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ、ＡｌドープのＺｎＯ（ＡＺＯ）やＢドープのＺｎＯを含む）、ガリウム・ドープの酸化亜鉛（ＧＺＯ）、ＡｌＭｇＺｎＯ（酸化アルミニウム及び酸化マグネシウム・ドープの酸化亜鉛）］、ＮｉＯを例示することができる。あるいは又、第２電極として、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物、アンチモン酸化物、ニッケル酸化物等を母層とする透明導電膜を挙げることができるし、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ2Ｏ4構造を有する酸化物といった透明導電性材料を挙げることもできる。但し、第２電極を構成する材料として、第２光反射層と第２電極との配置状態に依存するが、透明導電性材料に限定するものではなく、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ロジウム（Ｒｈ）等の金属を用いることもできる。第２電極は、これらの材料の少なくとも１種類から構成すればよい。第２電極は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法等のＰＶＤ法にて成膜することができる。あるいは又、透明電極層として低抵抗な半導体層を用いることもでき、この場合、具体的には、ｎ型のＧａＮ系化合物半導体層を用いることもできる。更には、ｎ型ＧａＮ系化合物半導体層と隣接する層がｐ型である場合、両者をトンネルジャンクションを介して接合することで、界面の電気抵抗を下げることもできる。第２電極を透明導電性材料から構成することで、電流を横方向（第２化合物半導体層の面内方向）に広げることができ、効率良く、電流注入領域（後述する）に電流を供給することができる。
【0039】
第１電極や第２電極上に、外部の電極あるいは回路と電気的に接続するために、パッド電極を設けてもよい。パッド電極は、Ｔｉ（チタン）、アルミニウム（Ａｌ）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｄ（パラジウム）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属を含む、単層構成又は多層構成を有することが望ましい。あるいは又、パッド電極を、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｃｒ／Ａｕの多層構成に例示される多層構成とすることもできる。第１電極をＡｇ層あるいはＡｇ／Ｐｄ層から構成する場合、第１電極の表面に、例えば、Ｎｉ／ＴｉＷ／Ｐｄ／ＴｉＷ／Ｎｉから成るカバーメタル層を形成し、カバーメタル層の上に、例えば、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層構成あるいはＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｃｒ／Ａｕの多層構成から成るパッド電極を形成することが好ましい。
【0040】
第１光反射層及び第２光反射層を構成する光反射層（分布ブラッグ反射鏡層、Distributed Bragg Reflector 層、ＤＢＲ層）は、例えば、半導体多層膜（例えば、ＡｌＩｎＧａＮ膜）や誘電体多層膜から構成される。誘電体材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ等の酸化物、窒化物（例えば、ＳｉＮX、ＡｌＮX、ＡｌＧａＮX、ＧａＮX、ＢＮX等）、又は、フッ化物等を挙げることができる。具体的には、ＳｉＯX、ＴｉＯX、ＮｂＯX、ＺｒＯX、ＴａＯX、ＺｎＯX、ＡｌＯX、ＨｆＯX、ＳｉＮX、ＡｌＮX等を例示することができる。そして、これらの誘電体材料の内、屈折率が異なる誘電体材料から成る２種類以上の誘電体膜を交互に積層することにより、光反射層を得ることができる。例えば、ＳｉＯX／ＳｉＮY、ＳｉＯX／ＴａＯX、ＳｉＯX／ＮｂＯY、ＳｉＯX／ＺｒＯY、ＳｉＯX／ＡｌＮY等の誘電体多層膜が好ましい。所望の光反射率を得るために、各誘電体膜を構成する材料、膜厚、積層数等を、適宜、選択すればよい。各誘電体膜の厚さは、用いる材料等により、適宜、調整することができ、発振波長（発光波長）λ0、用いる材料の発振波長λ0での屈折率ｎ’によって決定される。具体的には、λ0／（４ｎ’）の奇数倍、あるいは、奇数倍の前後の値とすることが好ましい。例えば、発振波長λ0が４１０ｎｍの発光素子において、光反射層をＳｉＯX／ＮｂＯYから構成する場合、４０ｎｍ乃至７０ｎｍ程度を例示することができる。積層数は、２以上、好ましくは５乃至２０程度を例示することができる。光反射層全体の厚さとして、例えば、０．６μｍ乃至１．７μｍ程度を例示することができる。また、光反射層の光反射率は９５％以上であることが望ましい。
【0041】
光反射層は、周知の方法に基づき形成することができ、具体的には、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＥＣＲプラズマスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法等のＰＶＤ法；各種ＣＶＤ法；スプレー法、スピンコート法、ディップ法等の塗布法；これらの方法の２種類以上を組み合わせる方法；これらの方法と、全体又は部分的な前処理、不活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ等）又はプラズマの照射、酸素ガスやオゾンガス、プラズマの照射、酸化処理（熱処理）、露光処理のいずれか１種類以上とを組み合わせる方法等を挙げることができる。
【0042】
光反射層は、電流注入領域あるいは素子領域を覆う限り、大きさ及び形状は特に限定されない。素子領域、第１光反射層、第２光反射層、電流注入領域と電流非注入・内側領域との境界の形状、電流非注入・内側領域と電流非注入・外側領域との境界の形状、素子領域や電流狭窄領域に設けられた開口部の平面形状として、具体的には、円形、楕円形、矩形、多角形（三角形、四角形、六角形等）を挙げることができる。また、第１電極の平面形状として環状を挙げることができる。素子領域、第１光反射層、第２光反射層、電流狭窄層に設けられた開口部の平面形状、環状の第１電極の内側環部の平面形状、電流注入領域と電流非注入・内側領域との境界の形状、及び、電流非注入・内側領域と電流非注入・外側領域との境界の形状は、相似形であることが望ましい。電流注入領域と電流非注入・内側領域との境界の形状が円形の場合、直径５μｍ乃至１００μｍ程度であることが好ましい。電流注入領域、電流非注入・内側領域、電流非注入・外側領域に関しては、後述する。
【0043】
積層構造体の側面や露出面を被覆層（絶縁膜）で被覆してもよい。被覆層（絶縁膜）の形成は、周知の方法に基づき行うことができる。被覆層（絶縁膜）を構成する材料の屈折率は、積層構造体を構成する材料の屈折率よりも小さいことが好ましい。被覆層（絶縁膜）を構成する絶縁材料として、ＳｉＯ2を含むＳｉＯX系材料、ＳｉＮX系材料、ＳｉＯYＮZ系材料、ＴａＯX、ＺｒＯX、ＡｌＮX、ＡｌＯX、ＧａＯXを例示することができるし、あるいは又、ポリイミド系樹脂等の有機材料を挙げることもできる。被覆層（絶縁膜）の形成方法として、例えば真空蒸着法やスパッタリング法といったＰＶＤ法、あるいは、ＣＶＤ法を挙げることができるし、塗布法に基づき形成することもできる。
【0044】
以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子等において、共振器長をＬORとしたとき、ＬOR≧１×１０-6ｍを満足することが好ましい。
【実施例1】
【0045】
実施例１は、本開示の発光素子及び本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法に関する。実施例１あるいは後述する実施例２～実施例１２の発光素子は、より具体的には、第２化合物半導体層の頂面から第２光反射層を介してレーザ光を出射する面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）から成る。実施例１の発光素子の模式的な一部端面図を図１に示す。
【0046】
実施例１の発光素子あるいは後述する実施例２～実施例１２の発光素子は、
第１面２１ａ、及び、第１面２１ａと対向する第２面２１ｂを有する第１化合物半導体層２１、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと面する活性層（発光層）２３、並びに、活性層２３と面する第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有する第２化合物半導体層２２が積層された積層構造体２０、
第１化合物半導体層２１に電気的に接続された第１電極３１、並びに、
第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に形成された第２電極３２及び第２光反射層４２、
を備えている。
第１面２１ａ、及び、第１面２１ａと対向する第２面２１ｂを有する第１化合物半導体層２１、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと面する活性層（発光層）２３、並びに、活性層２３と面する第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有する第２化合物半導体層２２が積層された積層構造体２０、
第１化合物半導体層２１に電気的に接続された第１電極３１、並びに、
第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に形成された第２電極３２及び第２光反射層４２、
を備えている。
【0047】
そして、実施例１の発光素子において、
第１化合物半導体層２１の第１面側には突出部４３が形成されており、
少なくとも突出部４３の上には平滑化層４４が形成されており、
突出部４３及び平滑化層４４は、凹面鏡部を構成し、
少なくとも平滑化層４４の一部の上には、第１光反射層４１が形成されており、
第２光反射層４２は、平坦な形状を有する。
第１化合物半導体層２１の第１面側には突出部４３が形成されており、
少なくとも突出部４３の上には平滑化層４４が形成されており、
突出部４３及び平滑化層４４は、凹面鏡部を構成し、
少なくとも平滑化層４４の一部の上には、第１光反射層４１が形成されており、
第２光反射層４２は、平坦な形状を有する。
【0048】
具体的には、突出部４３は、基板１１の第１面１１ａに形成されている。基板１１の第２面１１ｂの上に積層構造体２０が設けられている。平滑化層４４は、突出部４３の上を含む基板の第１面１１ａの上に形成されている。第１光反射層４１は、平滑化層４４の上に形成されている。ここで、実施例１において、基板１１は、化合物半導体基板、具体的には、極性面であるＣ面、｛０００１｝面を主面とするＧａＮ基板から構成されている。積層構造体２０はＧａＮ系化合物半導体から成る。第１化合物半導体層２１は第１導電型（具体的には、ｎ型）を有し、第２化合物半導体層２２は、第１導電型とは異なる第２導電型（具体的には、ｐ型）を有する。第１光反射層４１の内面４１ａから或る深さまでの第１光反射層４１の領域、平滑化層４４、突出部４３を含む基板１１、積層構造体２０（第１化合物半導体層２１、活性層２３及び第２化合物半導体層２２）、第２電極３２、並びに、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂから或る深さまでの第２光反射層４２の領域によって、共振器が構成される。ここで、共振器長をＬORとしたとき、ＬOR≧１×１０-6ｍ（１μｍ）を満足する。
【0049】
平滑化層４４と第１光反射層４１との界面４４Ａにおける平滑化層４４の表面粗さＲａ1の値は、突出部４３と平滑化層４４との界面４３Ａにおける突出部４３の表面粗さＲａ2の値よりも小さい。表面粗さＲａ1の値は１．０ｎｍ以下である。更には、突出部４３の頂部における平滑化層４４の平均厚さＴCは、突出部４３の縁部における平滑化層４４ＴPの平均厚さよりも薄い。具体的には、ＴP／ＴCの値は、
０．０１≦ＴP／ＴC≦０．５
を満足し、ＴCの値は、１×１０-8ｍ乃至２×１０-6ｍを満足し、より具体的には、
ＴC ＝０．２μｍ
ＴP／ＴC＝０．０５
である。平滑化層４４の曲率半径は、１×１０-5ｍ乃至１×１０-3ｍ、具体的には、１００μｍである。
０．０１≦ＴP／ＴC≦０．５
を満足し、ＴCの値は、１×１０-8ｍ乃至２×１０-6ｍを満足し、より具体的には、
ＴC ＝０．２μｍ
ＴP／ＴC＝０．０５
である。平滑化層４４の曲率半径は、１×１０-5ｍ乃至１×１０-3ｍ、具体的には、１００μｍである。
【0050】
平滑化層４４を構成する材料は、誘電体材料、スピン・オン・グラス系材料、低融点ガラス材料、半導体材料及び樹脂から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である。実施例１において、具体的には、平滑化層４４を構成する材料として、例えば、誘電体材料、より具体的には、Ｔａ2Ｏ5を用いた。
【0051】
そして、実施例１の発光素子において、積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（Ｚ軸を含む仮想平面）で第１光反射層４１を切断したときの第１光反射層４１の内面４１ａ（第１光反射層４１の有効領域４１ｂ）が描く図形は、円の一部又は放物線の一部である。但し、有効領域４１ｂの外側に位置する第１光反射層４１の形状（断面形状の図形）は、円の一部や放物線の一部でなくともよい。第１光反射層４１は基板１１の第１面１１ａの一部の上方を延びており、この部分の形状（断面形状の図形）は平坦である。第１光反射層４１及び第２光反射層４２は多層光反射膜から構成されている。突出部４３の外縁部の平面形状を円形とした。
【0052】
更には、第１光反射層４１の有効領域４１ｂの半径をｒ’DBR、曲率半径をＲDBRとしたとき、
ＲDBR≦１×１０-3ｍ
を満足する。具体的には、限定するものではないが、
ＬOR ＝５０μｍ
ＲDBR ＝７０μｍ
ｒ’DBR＝２５μｍ
を例示することができる。また、活性層２３から出射される主たる光の有する発振波長λ0として、
λ0 ＝４４５ｎｍ
を例示することができる。
ＲDBR≦１×１０-3ｍ
を満足する。具体的には、限定するものではないが、
ＬOR ＝５０μｍ
ＲDBR ＝７０μｍ
ｒ’DBR＝２５μｍ
を例示することができる。また、活性層２３から出射される主たる光の有する発振波長λ0として、
λ0 ＝４４５ｎｍ
を例示することができる。
【0053】
ここで、活性層２３の面積重心点から第１光反射層４１の内面４１ａまでの距離をＴ0とすると、理想的な放物線の関数ｘ＝ｆ（ｚ）は、第１光反射層４１の内面４１ａと第１化合物半導体層２１の第１面２１ａとによって構成された共振器の部分の長さをＬDBRとしたとき、
ｘ ＝ｚ2／t0
ＬDBR＝ｒ’DBR 2／２Ｔ0
で表すことができるが、内面４１ａが描く図形を放物線の一部としたとき、このような理想的な放物線から逸脱した放物線であってもよいことは云うまでもない。
ｘ ＝ｚ2／t0
ＬDBR＝ｒ’DBR 2／２Ｔ0
で表すことができるが、内面４１ａが描く図形を放物線の一部としたとき、このような理想的な放物線から逸脱した放物線であってもよいことは云うまでもない。
【0054】
積層構造体２０の熱伝導率の値は、第１光反射層４１の熱伝導率の値よりも高い。第１光反射層４１を構成する誘電体材料の熱伝導率の値は、一般に、１０ワット／（ｍ・Ｋ）程度あるいはそれ以下である。一方、積層構造体２０を構成するＧａＮ系化合物半導体の熱伝導率の値は、５０ワット／（ｍ・Ｋ）程度乃至１００ワット／（ｍ・Ｋ）程度である。
【0055】
第１化合物半導体層２１はｎ－ＧａＮ層から成り、活性層２３はＩｎ0.04Ｇａ0.96Ｎ層（障壁層）とＩｎ0.16Ｇａ0.84Ｎ層（井戸層）とが積層された５重の多重量子井戸構造から成り、第２化合物半導体層２２はｐ－ＧａＮ層から成る。第１電極３１は、基板１１の第１面１１ａの上に形成されており、基板１１を介して第１化合物半導体層２１と電気的に接続されている。一方、第２電極３２は第２化合物半導体層２２の上に形成されており、第２光反射層４２は第２電極３２上に形成されている。第２電極３２の上の第２光反射層４２は平坦な形状を有する。第１電極３１はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから成り、第２電極３２は、透明導電性材料、具体的には、ＩＴＯから成る。第１電極３１の縁部の上には、外部の電極あるいは回路と電気的に接続するための、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ又はＶ／Ｐｔ／Ａｕから成るパッド電極（図示せず）が形成あるいは接続されている。第２電極３２の縁部の上には、外部の電極あるいは回路と電気的に接続するための、例えば、Ｐｄ／Ｔｉ／Ｐｔ／ＡｕやＴｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕから成るパッド電極３３が形成あるいは接続されている。第１光反射層４１及び第２光反射層４２は、Ｔａ2Ｏ5層とＳｉＯ2層の積層構造（誘電体膜の積層総数：２０層）から成る。第１光反射層４１及び第２光反射層４２はこのように多層構造を有するが、図面の簡素化のため、１層で表している。第１電極３１、第１光反射層４１、第２光反射層４２、絶縁層（電流狭窄層）３４に設けられた開口部３４Ａのそれぞれの平面形状は円形である。後述するように、開口部３４Ａを有する絶縁層３４によって、電流狭窄領域（電流注入領域６１Ａ及び電流非注入領域６１Ｂ）が規定され、開口部３４Ａによって電流注入領域６１Ａが規定される。
【0056】
【0057】
［工程－１００］
先ず、基板１１の表面（第２面１１ｂ）の上に、第１面２１ａ、及び、第１面２１ａと対向する第２面２１ｂを有する第１化合物半導体層２１、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと面する活性層２３、並びに、活性層２３と面する第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有する第２化合物半導体層２２が積層された積層構造体２０を形成する。具体的には、ＭＯＣＶＤ法に基づき、露出した基板１１の第２面１１ｂの上に、ｎ－ＧａＮから成る第１化合物半導体層２１、活性層２３及び第２化合物半導体層２２を形成することで、積層構造体２０を得ることができる（図２参照）。
先ず、基板１１の表面（第２面１１ｂ）の上に、第１面２１ａ、及び、第１面２１ａと対向する第２面２１ｂを有する第１化合物半導体層２１、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと面する活性層２３、並びに、活性層２３と面する第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有する第２化合物半導体層２２が積層された積層構造体２０を形成する。具体的には、ＭＯＣＶＤ法に基づき、露出した基板１１の第２面１１ｂの上に、ｎ－ＧａＮから成る第１化合物半導体層２１、活性層２３及び第２化合物半導体層２２を形成することで、積層構造体２０を得ることができる（図２参照）。
【0058】
［工程－１１０］
次いで、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に、ＣＶＤ法やスパッタリング法、真空蒸着法といった成膜法とウェットエッチング法やドライエッチング法との組合せに基づき、開口部３４Ａを有し、ＳｉＯ2から成る絶縁層（電流狭窄層）３４を形成する。開口部３４Ａを有する絶縁層３４によって、電流狭窄領域（電流注入領域６１Ａ及び電流非注入領域６１Ｂ）が規定される。即ち、開口部３４Ａによって電流注入領域６１Ａが規定される。
次いで、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に、ＣＶＤ法やスパッタリング法、真空蒸着法といった成膜法とウェットエッチング法やドライエッチング法との組合せに基づき、開口部３４Ａを有し、ＳｉＯ2から成る絶縁層（電流狭窄層）３４を形成する。開口部３４Ａを有する絶縁層３４によって、電流狭窄領域（電流注入領域６１Ａ及び電流非注入領域６１Ｂ）が規定される。即ち、開口部３４Ａによって電流注入領域６１Ａが規定される。
【0059】
電流狭窄領域を得るためには、第２電極３２と第２化合物半導体層２２との間に絶縁材料（例えば、ＳｉＯXやＳｉＮX、ＡｌＯX）から成る絶縁層（電流狭窄層）を形成してもよいし、あるいは又、第２化合物半導体層２２をＲＩＥ法等によりエッチングしてメサ構造を形成してもよいし、あるいは又、積層された第２化合物半導体層２２の一部の層を横方向から部分的に酸化して電流狭窄領域を形成してもよいし、第２化合物半導体層２２に不純物をイオン注入して導電性が低下した領域を形成してもよいし、あるいは、これらを、適宜、組み合わせてもよい。但し、第２電極３２は、電流狭窄により電流が流れる第２化合物半導体層２２の部分と電気的に接続されている必要がある。
【0060】
［工程－１２０］
その後、第２化合物半導体層２２の第２面上に第２電極３２及び第２光反射層４２を形成する。具体的には、開口部３４Ａ（電流注入領域６１Ａ）の底面に露出した第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂから絶縁層３４の上に亙り、例えば、リフトオフ法に基づき第２電極３２を形成し、更に、スパッタリング法や真空蒸着法といった成膜法とウェットエッチング法やドライエッチング法といったパターニング法との組合せに基づきパッド電極３３を形成する。次いで、第２電極３２の上からパッド電極３３の上に亙り、スパッタリング法や真空蒸着法といった成膜法とウェットエッチング法やドライエッチング法といったパターニング法との組合せに基づき第２光反射層４２を形成する（図３参照）。第２電極３２の上の第２光反射層４２は平坦な形状を有する。
その後、第２化合物半導体層２２の第２面上に第２電極３２及び第２光反射層４２を形成する。具体的には、開口部３４Ａ（電流注入領域６１Ａ）の底面に露出した第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂから絶縁層３４の上に亙り、例えば、リフトオフ法に基づき第２電極３２を形成し、更に、スパッタリング法や真空蒸着法といった成膜法とウェットエッチング法やドライエッチング法といったパターニング法との組合せに基づきパッド電極３３を形成する。次いで、第２電極３２の上からパッド電極３３の上に亙り、スパッタリング法や真空蒸着法といった成膜法とウェットエッチング法やドライエッチング法といったパターニング法との組合せに基づき第２光反射層４２を形成する（図３参照）。第２電極３２の上の第２光反射層４２は平坦な形状を有する。
【0061】
［工程－１３０］
次いで、第１化合物半導体層２１の第１面側に突出部４３を形成する。具体的には、先ず、基板１１を、第１面１１ａの側から所望の厚さまで薄くする。そして、基板１１の第１面１１ａの上にレジスト層を形成し、レジスト層をパターニングして、突出部４３を形成すべき基板１１の上のレジスト層を残す。そして、レジスト層に加熱処理を施すことで、レジスト層に突出部を形成する。次いで、レジスト層及び基板１１をＲＩＥ法に基づきエッチバックする。こうして、図４に示すように、基板１１の第１面１１ａに突出部４３を形成することができる。突出部４３の外形形状を円形とした。
次いで、第１化合物半導体層２１の第１面側に突出部４３を形成する。具体的には、先ず、基板１１を、第１面１１ａの側から所望の厚さまで薄くする。そして、基板１１の第１面１１ａの上にレジスト層を形成し、レジスト層をパターニングして、突出部４３を形成すべき基板１１の上のレジスト層を残す。そして、レジスト層に加熱処理を施すことで、レジスト層に突出部を形成する。次いで、レジスト層及び基板１１をＲＩＥ法に基づきエッチバックする。こうして、図４に示すように、基板１１の第１面１１ａに突出部４３を形成することができる。突出部４３の外形形状を円形とした。
【0062】
［工程－１４０］
その後、少なくとも突出部４３の上に平滑化層４４を形成する（図５参照）。具体的には、突出部４３を含む基板１１の第１面１１ａの全面に、スパッタリング法に基づき平滑化層４４を形成する。
その後、少なくとも突出部４３の上に平滑化層４４を形成する（図５参照）。具体的には、突出部４３を含む基板１１の第１面１１ａの全面に、スパッタリング法に基づき平滑化層４４を形成する。
【0063】
［工程－１５０］
次いで、平滑化層４４の表面を平滑化する（図６参照）。具体的には、湿式エッチング法に基づき、平滑化層４４の表面の平滑化処理を行う。より具体的には、研磨液としてコロイダルシリカを用いたＣＭＰ法に基づき、平滑化層４４の表面の平滑化処理を行う。平滑化層４４の表面の表面粗さは、平滑化処理前後で、以下のとおりであった。
平滑化処理前：Ｒａ ＝０．３６ｎｍ
平滑化処理後：Ｒａ1＝０．１４ｎｍ
次いで、平滑化層４４の表面を平滑化する（図６参照）。具体的には、湿式エッチング法に基づき、平滑化層４４の表面の平滑化処理を行う。より具体的には、研磨液としてコロイダルシリカを用いたＣＭＰ法に基づき、平滑化層４４の表面の平滑化処理を行う。平滑化層４４の表面の表面粗さは、平滑化処理前後で、以下のとおりであった。
平滑化処理前：Ｒａ ＝０．３６ｎｍ
平滑化処理後：Ｒａ1＝０．１４ｎｍ
【0064】
［工程－１６０］
その後、少なくとも平滑化層４４の一部の上に第１光反射層４１を形成し、第１化合物半導体層２１に電気的に接続された第１電極３１を形成する。具体的には、平滑化層４４の上に、スパッタリング法や真空蒸着法といった成膜法とウェットエッチング法やドライエッチング法といったパターニング法との組合せに基づき誘電体多層膜から成る第１光反射層４１を形成する。基板１１の第１面１１ａ上に残された第１光反射層４１の外縁部の平面形状を円形とした。その後、基板１１の第１面１１ａの上に、スパッタリング法や真空蒸着法といった成膜法とウェットエッチング法やドライエッチング法といったパターニング法との組合せに基づき第１電極３１を形成する。こうして、図１に示す構造を得ることができる。そして、更に、所謂素子分離を行うことで発光素子を分離し、積層構造体２０の側面や露出面を、例えば、ＳｉＯ2等の絶縁材料から成る被覆層（図示せず）で被覆する。そして、パッケージや封止することで、実施例１の発光素子を完成させることができる。
その後、少なくとも平滑化層４４の一部の上に第１光反射層４１を形成し、第１化合物半導体層２１に電気的に接続された第１電極３１を形成する。具体的には、平滑化層４４の上に、スパッタリング法や真空蒸着法といった成膜法とウェットエッチング法やドライエッチング法といったパターニング法との組合せに基づき誘電体多層膜から成る第１光反射層４１を形成する。基板１１の第１面１１ａ上に残された第１光反射層４１の外縁部の平面形状を円形とした。その後、基板１１の第１面１１ａの上に、スパッタリング法や真空蒸着法といった成膜法とウェットエッチング法やドライエッチング法といったパターニング法との組合せに基づき第１電極３１を形成する。こうして、図１に示す構造を得ることができる。そして、更に、所謂素子分離を行うことで発光素子を分離し、積層構造体２０の側面や露出面を、例えば、ＳｉＯ2等の絶縁材料から成る被覆層（図示せず）で被覆する。そして、パッケージや封止することで、実施例１の発光素子を完成させることができる。
【0065】
実施例１の発光素子あるいは実施例１の発光素子の製造方法によって得られた発光素子にあっては、第１光反射層の下地である平滑化層の表面が平滑とされているので、平滑化層の上に形成された第１光反射層も平滑である。それ故、第１光反射層によって光が散乱することを抑制することができる結果、発光素子の閾値の低下を図ることができるし、発光効率の向上を図ることができる。
【0066】
しかも、実施例１の発光素子においては、第１光反射層が突出部の上方に形成されているので、活性層を起点に回折して広がり、そして、第１光反射層に入射した光を活性層に向かって確実に反射し、活性層に集光することができる。従って、回折損失が増加することを回避することができ、確実にレーザ発振を行うことができる。また、長い共振器とすることができることから熱飽和の問題を回避することが可能となる。ここで、「熱飽和」とは、面発光レーザ素子の駆動時、自己発熱によって光出力が飽和する現象である。光反射層に用いられる材料（例えば、ＳｉＯ2やＴａ2Ｏ5といった材料）は、ＧａＮ系化合物半導体よりも熱伝導率の値が低い。よって、ＧａＮ系化合物半導体層の厚さを厚くすることは、熱飽和を抑制することに繋がる。しかしながら、ＧａＮ系化合物半導体層の厚さを厚くすると、共振器長ＬORの長さが長くなるので、縦モードが多モード化し易いが、実施例１の発光素子にあっては、共振器長が長くなっても、単一縦モードを得ることができる。また、共振器長ＬORを長くすることができるが故に、発光素子の製造プロセスの許容度が高くなる結果、歩留りの向上を図ることができる。以下に述べる各種実施例の発光素子においても同様である。
【0067】
ＣＭＰ法の代わりに、浸漬法に基づき、平滑化層４４の表面を平滑にしてもよい。この場合、例えば、平滑化層４４をＴａ2Ｏ5から構成したので、浸漬法においてエッチング液としてＨＦを使用すればよい。また、平滑化層４４をスピン・オン・グラス系材料あるいは低融点ガラス材料から構成することもでき、この場合、研磨剤としてコロイダルシリカを用いたＣＭＰ法に基づき平滑化層４４の平滑化処理を行うことができるし、エッチング液としてＨＦを用いた浸漬法に基づき平滑化層４４の平滑化処理を行うことができる。また、平滑化層４４を構成する材料を、半導体材料、具体的にはＧａＮから構成することもできる。この場合、研磨剤としてコロイダルシリカを用いたＣＭＰ法に基づき平滑化層４４の平滑化処理を行うことができるし、エッチング液としてＴＭＡＨを用いた浸漬法に基づき平滑化層４４の平滑化処理を行うことができる。また、平滑化層４４を構成する材料を、樹脂、具体的にはエポキシ系樹脂から構成し、ＣＭＰ法に基づき平滑化層４４の平滑化処理を行うことができるし、エッチング液としてハロゲン化炭化水素を用いた浸漬法に基づき平滑化層４４の平滑化処理を行うことができる。但し、使用する樹脂に依っては、平滑化処理が不要の場合がある。
【0068】
また、平滑化層４４を構成する材料を、例えば、Ｔａ2Ｏ5から構成し、平滑化層４４の表面の平滑化処理を、乾式エッチング法、具体的には、ＲＩＥ法（反応性イオンエッチング法）に基づき行うことができる。
【0069】
また、積層構造体２０を、ＧａＮ系化合物半導体から構成する代わりに、ＧａＡｓ系化合物半導体から成る構成とすることができ、この場合、基板１１としてＧａＡｓ基板を用いればよい。そして、この場合、研磨剤としてコロイダルシリカを用いたＣＭＰ法に基づき平滑化層４４の平滑化処理を行うことができるし、エッチング液としてリン酸／過酸化水素水を用いた浸漬法に基づき平滑化層４４の平滑化処理を行うことができる。あるいは又、積層構造体２０を、ＩｎＰ系化合物半導体から成る構成とすることもでき、この場合、基板１１としてＩｎＰ基板を用いればよい。そして、この場合、研磨剤としてコロイダルシリカを用いたＣＭＰ法に基づき平滑化層４４の平滑化処理を行うことができるし、エッチング液として塩酸を用いた浸漬法に基づき平滑化層４４の平滑化処理を行うことができる。
【実施例2】
【0070】
実施例２は実施例１の変形である。実施例２の発光素子の模式的な一部端面図を図７に示す。実施例１においては、突出部４３を基板１１の第１面１１ａに形成した。一方、実施例２にあっては、突出部４５を第１化合物半導体層２１に形成する。
【0071】
このような実施例２の発光素子は、実施例１の発光素子の製造方法における［工程－１３０］と同様の工程において、基板１１を第１面１１ａの側から除去し、第１化合物半導体層２１を露出させ、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上にレジスト層を形成し、レジスト層をパターニングして、突出部４５を形成すべき第１化合物半導体層２１の上のレジスト層を残す。そして、レジスト層に加熱処理を施すことで、レジスト層に突出部を形成する。次いで、レジスト層及び第１化合物半導体層２１をＲＩＥ法に基づきエッチバックする。こうして、最終的に、図７に示す実施例２の発光素子を得ることができる。
【0072】
以上の点を除き、実施例２の発光素子の構成、構造は、実施例１の発光素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例3】
【0073】
実施例３も実施例１の変形である。実施例３の発光素子の模式的な一部端面図を図８及び図９に示す。実施例３において、突出部４６は、基板１１の第１面１１ａに、基板１１とは別の材料に基づき形成されている（図８参照）。あるいは又、突出部４６は、第１化合物半導体層２１の露出面（第１面２１ａ）に、第１化合物半導体層２１とは別の材料に基づき形成されている（図９参照）。ここで、突出部４６を構成する材料として、ＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＳｉＯ2等の透明な誘電体材料、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂等を挙げることができる。
【0074】
実施例３の発光素子は、実施例１の［工程－１３０］と同様の工程において、基板１１を薄くし、鏡面仕上げを施した後、基板１１の露出面（第１面１１ａ）の上に突出部４６を形成する。あるいは又、基板１１を除去し、露出した第１化合物半導体層２１の第１面２１ａに鏡面仕上げを施した後、第１化合物半導体層２１の露出面（第１面２１ａ）の上に突出部４６を形成する。具体的には、例えば、基板１１の露出面（第１面１１ａ）の上に、例えば、ＴｉＯ2層又はＴａ2Ｏ5層を形成し、次いで、突出部４６を形成すべきＴｉＯ2層又はＴａ2Ｏ5層の上にパターニングされたレジスト層を形成し、レジスト層を加熱することでレジスト層をリフローさせて、レジストパターンを得る。レジストパターンには突出部４６の形状と同じ形状（あるいは類似した形状）が付与される。そして、レジストパターン及びＴｉＯ2層又はＴａ2Ｏ5層をエッチバックすることによって、基板１１の露出面（第１面１１ａ）の上に突出部４６を形成することができる。こうして、最終的に、図８に示す実施例３の発光素子を得ることができる。
【0075】
以上の点を除き、実施例３の発光素子の構成、構造は、実施例１の発光素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例4】
【0076】
実施例４は、本開示の第２の態様に係る発光素子の製造方法に関する。実施例４の発光素子の模式的な一部端面図を図１０Ａ及び図１０Ｂに示す。実施例４の発光素子において、
第１化合物半導体層２１の第１面側には突出部４７が形成されており、
突出部４７は、凹面鏡部を構成し、
少なくとも突出部４７の上には、第１光反射層４１が形成されており、
第２光反射層４２は、平坦な形状を有する。
第１化合物半導体層２１の第１面側には突出部４７が形成されており、
突出部４７は、凹面鏡部を構成し、
少なくとも突出部４７の上には、第１光反射層４１が形成されており、
第２光反射層４２は、平坦な形状を有する。
【0077】
ここで、突出部４７と第１光反射層４１との界面における突出部４７の表面粗さＲａ2の値は、１．０ｎｍ以下、具体的には、０．５ｎｍである。また。突出部４７の曲率半径は、１×１０-5ｍ乃至１×１０-3ｍ、具体的には、７０μｍである。突出部４７の構造は、実施例１、実施例２あるいは実施例３の突出部４３，４５，４６と同様とすることができる。
【0078】
以上の点を除き、実施例４の発光素子の構成、構造は、実施例１あるいは実施例２、実施例３の発光素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【0079】
実施例４の発光素子の製造方法にあっては、先ず、実施例１の［工程－１００］と同様にして、第１面２１ａ、及び、第１面２１ａと対向する第２面２１ｂを有する第１化合物半導体層２１、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと面する活性層（発光層）２３、並びに、活性層２３と面する第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有する第２化合物半導体層２２が積層された積層構造体２０を形成し、次いで、［工程－１１０］～［工程－１２０］と同様にして、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂの上に第２電極３２及び第２光反射層４２を形成する。
【0080】
その後、実施例１の［工程－１３０］と同様の工程において、第１化合物半導体層２１の第１面側に突出部４７を形成する。
【0081】
そして、突出部４７の表面を平滑化する。具体的には、突出部４７は、例えば、ＧａＮ基板あるいは第１化合物半導体層から構成されているので、研磨剤としてコロイダルシリカを用いたＣＭＰ法に基づき突出部４７の平滑化処理を行うことができるし、エッチング液としてＴＭＡＨを用いた浸漬法に基づき突出部４７の平滑化処理を行うことができる。
【0082】
あるいは又、突出部４７の表面の平滑化処理を、乾式エッチング法、具体的には、ＲＩＥ法（反応性イオンエッチング法）に基づき行うことができる。ここで、突出部４７の形成もＲＩＥ法に基づき行うが、ＲＩＥ装置にも依るが、このときのＲＩＥ条件よりも突出部４７の表面の平滑化処理におけるＲＩＥ条件を、等方的な条件、即ち、バイアス電圧を下げ、エッチング時の圧力を増やせばよい。
【0083】
その後、実施例１の［工程－１６０］と同様にして、少なくとも突出部４７の一部の上に第１光反射層４１を形成し、第１化合物半導体層２１に電気的に接続された第１電極３１を形成する。こうして、図１０Ａあるいは図１０Ｂに示した構造の実施例４の発光素子を得ることができる。
【0084】
以下、実施例５～実施例１２を説明する前に、本開示の発光素子、本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法によって得られた発光素子、本開示の第２の態様に係る発光素子の製造方法によって得られた発光素子（以下、これらの発光素子を、総称して、便宜上、『本開示の発光素子等』と呼ぶ）の各種変形例についての説明を行う。
【0085】
前述したとおり、開口部３４Ａを有する絶縁層３４によって、電流狭窄領域（電流注入領域６１Ａ及び電流非注入領域６１Ｂ）が規定される。即ち、開口部３４Ａによって電流注入領域６１Ａが規定される。第２化合物半導体層２２には、電流注入領域６１Ａ及び電流注入領域６１Ａを取り囲む電流非注入領域６１Ｂが設けられており、電流注入領域６１Ａの面積重心点から、電流注入領域６１Ａと電流非注入領域６１Ｂの境界６１Ｃまでの最短距離ＤCIは、以下の式を満足する。ここで、このような構成の発光素子を、便宜上、『第１構成の発光素子』と呼ぶ。尚、以下の式の導出は、例えば，H. Kogelnik and T. Li, "Laser Beams and Resonators", Applied Optics/Vol. 5, No. 10/ October 1966 を参照のこと。また、ω0はビームウェスト半径とも呼ばれる。
【0086】
ＤCI≧ω0／２ （Ａ）
但し、
ω0 2≡（λ0／π）｛ＬOR（ＲDBR－ＬOR）｝1/2 （Ｂ）
但し、
ω0 2≡（λ0／π）｛ＬOR（ＲDBR－ＬOR）｝1/2 （Ｂ）
【0087】
ここで、第１構成の発光素子は、凹面鏡として機能する第１光反射層を有するが、第２光反射層の平板な鏡に対する対称性を考えれば、共振器は、同一の曲率半径を有する２つの凹面鏡で挟まれたファブリペロー型共振器へと拡張することができる（図２２の模式図を参照）。このとき、仮想的なファブリペロー型共振器の共振器長は、共振器長ＬORの２倍となる。ω0の値と共振器長ＬORの値と第１光反射層の内面の曲率半径ＲDBRの値の関係を示すグラフを、図２３及び図２４に示す。尚、ω0の値が「正」であるとは、レーザ光が模式的に図２５Ａの状態にあることを示し、ω0の値が「負」であるとは、レーザ光が模式的に図２５Ｂの状態にあることを示す。レーザ光の状態は、図２５Ａに示す状態であってもよいし、図２５Ｂに示す状態であってもよい。但し、２つの凹面鏡を有する仮想的なファブリペロー型共振器は、曲率半径ＲDBRが共振器長ＬORよりも小さくなると、図２５Ｂに示す状態となり、閉じ込めが過剰になり回折損失を生じる。それ故、曲率半径ＲDBRが共振器長ＬORよりも大きい、図２５Ａに示す状態であることが好ましい。尚、活性層を、２つの光反射層のうち、平坦な光反射層、具体的には、第２光反射層に近づけて配置すると、光場は活性層においてより集光される。即ち、活性層における光場閉じ込めを強め、レーザ発振を容易ならしめる。活性層の位置、即ち、第２化合物半導体層に面する第２光反射層の面から活性層までの距離として、限定するものではないが、λ0／２乃至１０λ0を例示することができる。
【0088】
ところで、第１光反射層によって反射される光が集光される領域が、電流注入によって活性層が利得を持つ領域に対応する電流注入領域に含まれない場合、キャリアから光の誘導放出が阻害され、ひいては、レーザ発振が阻害される虞がある。上式（Ａ）及び（Ｂ）を満足することで、第１光反射層によって反射される光が集光される領域が電流注入領域に含まれることを保証することができ、レーザ発振を確実に達成することができる。
【0089】
そして、第１構成の発光素子は、
第２化合物半導体層の第２面上に設けられ、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域を構成するモードロス作用部位、及び、
第２化合物半導体層の第２面上からモードロス作用部位上に亙り形成された第２電極、
を更に備えており、
積層構造体には、電流注入領域、電流注入領域を取り囲む電流非注入・内側領域、及び、電流非注入・内側領域を取り囲む電流非注入・外側領域が形成されており、
モードロス作用領域の正射影像と電流非注入・外側領域の正射影像とは重なり合っている構成とすることができる。
第２化合物半導体層の第２面上に設けられ、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域を構成するモードロス作用部位、及び、
第２化合物半導体層の第２面上からモードロス作用部位上に亙り形成された第２電極、
を更に備えており、
積層構造体には、電流注入領域、電流注入領域を取り囲む電流非注入・内側領域、及び、電流非注入・内側領域を取り囲む電流非注入・外側領域が形成されており、
モードロス作用領域の正射影像と電流非注入・外側領域の正射影像とは重なり合っている構成とすることができる。
【0090】
そして、このような好ましい構成を含む第１構成の発光素子において、第１光反射層の有効領域の半径ｒ’DBRは、ω0≦ｒ’DBR≦２０・ω0、好ましくは、ω0≦ｒ’DBR≦１０・ω0を満足する構成とすることができる。あるいは又、ｒ’DBRの値として、ｒ’DBR≦１×１０-4ｍ、好ましくは、ｒ’DBR≦５×１０-5ｍを例示することができる。更には、このような好ましい構成を含む第１構成の発光素子において、ＤCI≧ω0を満足する構成とすることができる。更には、このような好ましい構成を含む第１構成の発光素子において、ＲDBR≦１×１０-3ｍ、好ましくは、１×１０-5ｍ≦ＲDBR≦１×１０-3ｍ、より好ましくは、１×１０-5ｍ≦ＲDBR≦５×１０-4ｍを満足する構成とすることができる。
【0091】
また、本開示の発光素子等は、
第２化合物半導体層の第２面上に設けられ、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域を構成するモードロス作用部位、及び、
第２化合物半導体層の第２面上からモードロス作用部位上に亙り形成された第２電極、
を更に備えており、
積層構造体には、電流注入領域、電流注入領域を取り囲む電流非注入・内側領域、及び、電流非注入・内側領域を取り囲む電流非注入・外側領域が形成されており、
モードロス作用領域の正射影像と電流非注入・外側領域の正射影像とは重なり合っている構成とすることができる。ここで、このような構成の発光素子を、便宜上、『第２構成の発光素子』と呼ぶ。
第２化合物半導体層の第２面上に設けられ、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域を構成するモードロス作用部位、及び、
第２化合物半導体層の第２面上からモードロス作用部位上に亙り形成された第２電極、
を更に備えており、
積層構造体には、電流注入領域、電流注入領域を取り囲む電流非注入・内側領域、及び、電流非注入・内側領域を取り囲む電流非注入・外側領域が形成されており、
モードロス作用領域の正射影像と電流非注入・外側領域の正射影像とは重なり合っている構成とすることができる。ここで、このような構成の発光素子を、便宜上、『第２構成の発光素子』と呼ぶ。
【0092】
第２構成の発光素子において、積層構造体には電流非注入領域（電流非注入・内側領域及び電流非注入・外側領域の総称）が形成されているが、電流非注入領域は、具体的には、厚さ方向、第２化合物半導体層の第２電極側の領域に形成されていてもよいし、第２化合物半導体層全体に形成されていてもよいし、第２化合物半導体層及び活性層に形成されていてもよいし、第２化合物半導体層から第１化合物半導体層の一部に亙り形成されていてもよい。モードロス作用領域の正射影像と電流非注入・外側領域の正射影像とは重なり合っているが、電流注入領域から充分に離れた領域においては、モードロス作用領域の正射影像と電流非注入・外側領域の正射影像とは重なり合っていなくともよい。
【0093】
第２構成の発光素子において、電流非注入・外側領域はモードロス作用領域の下方に位置している構成とすることができる。
【0094】
上記の好ましい構成を含む第２構成の発光素子において、電流注入領域の正射影像の面積をＳ1、電流非注入・内側領域の正射影像の面積をＳ2としたとき、
０．０１≦Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）≦０．７
を満足する構成とすることができる。
０．０１≦Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）≦０．７
を満足する構成とすることができる。
【0095】
上記の好ましい構成を含む第２構成の発光素子において、電流非注入・内側領域及び電流非注入・外側領域は、積層構造体へのイオン注入によって形成される構成とすることができる。このような構成の発光素子を、便宜上、『第２－Ａ構成の発光素子』と呼ぶ。そして、この場合、イオン種は、ボロン、プロトン、リン、ヒ素、炭素、窒素、フッ素、酸素、ゲルマニウム及びシリコンから成る群から選択された少なくとも１種類のイオン（即ち、１種類のイオン又は２種類以上のイオン）である構成とすることができる。
【0096】
あるいは又、上記の好ましい構成を含む第２構成の発光素子において、電流非注入・内側領域及び電流非注入・外側領域は、第２化合物半導体層の第２面へのプラズマ照射、又は、第２化合物半導体層の第２面へのアッシング処理、又は、第２化合物半導体層の第２面への反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理によって形成される構成とすることができる。このような構成の発光素子を、便宜上、『第２－Ｂ構成の発光素子』と呼ぶ。これらの処理にあっては、電流非注入・内側領域及び電流非注入・外側領域はプラズマ粒子に晒されるので、第２化合物半導体層の導電性に劣化が生じ、電流非注入・内側領域及び電流非注入・外側領域は高抵抗状態となる。即ち、電流非注入・内側領域及び電流非注入・外側領域は、第２化合物半導体層の第２面のプラズマ粒子への暴露によって形成される構成とすることができる。プラズマ粒子として、具体的には、アルゴン、酸素、窒素等を挙げることができる。
【0097】
あるいは又、上記の好ましい構成を含む第２構成の発光素子において、第２光反射層は、第１光反射層からの光を、第１光反射層と第２光反射層とによって構成される共振器構造の外側に向かって反射あるいは散乱する領域を有する構成とすることができる。このような構成の発光素子を、便宜上、『第２－Ｃ構成の発光素子』と呼ぶ。具体的には、モードロス作用部位の側壁（モードロス作用部位に設けられた開口部の側壁）の上方に位置する第２光反射層の領域は、順テーパー状の傾斜を有する。また、モードロス作用部位の頂面と、モードロス作用部位に設けられた開口部の側壁との境界（側壁エッジ部）において光を散乱させることで、第１光反射層と第２光反射層とによって構成される共振器構造の外側に向かって光を散乱させる構成とすることもできる。
【0098】
以上に説明した第２－Ａ構成の発光素子、第２－Ｂ構成の発光素子あるいは第２－Ｃ構成の発光素子において、電流注入領域における活性層から第２化合物半導体層の第２面までの光学的距離をＬ2、モードロス作用領域における活性層からモードロス作用部位の頂面までの光学的距離をＬ0としたとき、
Ｌ0＞Ｌ2
を満足する構成とすることができる。更には、このような構成を含む、以上に説明した第２－Ａ構成の発光素子、第２－Ｂ構成の発光素子あるいは第２－Ｃ構成の発光素子において、生成した高次モードを有する光は、モードロス作用領域により、第１光反射層と第２光反射層とによって構成される共振器構造の外側に向かって散逸させられ、以て、発振モードロスが増加する構成とすることができる。即ち、生じる基本モード及び高次モードの光場強度が、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域の存在によって、モードロス作用領域の正射影像内において、Ｚ軸から離れるほど、減少するが、基本モードの光場強度の減少よりも高次モードのモードロスの方が多く、基本モードを一層安定化させることができるし、電流注入内側領域が存在しない場合に比べるとモードロスを抑制することができるので、閾値電流の低下を図ることができる。
Ｌ0＞Ｌ2
を満足する構成とすることができる。更には、このような構成を含む、以上に説明した第２－Ａ構成の発光素子、第２－Ｂ構成の発光素子あるいは第２－Ｃ構成の発光素子において、生成した高次モードを有する光は、モードロス作用領域により、第１光反射層と第２光反射層とによって構成される共振器構造の外側に向かって散逸させられ、以て、発振モードロスが増加する構成とすることができる。即ち、生じる基本モード及び高次モードの光場強度が、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域の存在によって、モードロス作用領域の正射影像内において、Ｚ軸から離れるほど、減少するが、基本モードの光場強度の減少よりも高次モードのモードロスの方が多く、基本モードを一層安定化させることができるし、電流注入内側領域が存在しない場合に比べるとモードロスを抑制することができるので、閾値電流の低下を図ることができる。
【0099】
また、以上に説明した第２－Ａ構成の発光素子、第２－Ｂ構成の発光素子あるいは第２－Ｃ構成の発光素子において、モードロス作用部位は、誘電体材料、金属材料又は合金材料から成る構成とすることができる。誘電体材料として、ＳｉＯX、ＳｉＮX、ＡｌＮX、ＡｌＯX、ＴａＯX、ＺｒＯXを例示することができるし、金属材料あるいは合金材料として、チタン、金、白金あるいはこれらの合金を例示することができるが、これらの材料に限定するものではない。これらの材料から構成されたモードロス作用部位により光を吸収させ、モードロスを増加させることができる。あるいは直接的に光を吸収しなくても、位相を乱すことでモードロスを制御することができる。この場合、モードロス作用部位は誘電体材料から成り、モードロス作用部位の光学的厚さｔ0は、発振波長λ0の１／４の整数倍から外れる値である構成とすることができる。即ち、共振器内を周回し定在波を形成する光の位相を、モードロス作用部位においては位相を乱すことで定在波を破壊し、それに相応するモードロスを与えることができる。あるいは又、モードロス作用部位は誘電体材料から成り、モードロス作用部位（屈折率をｎm-lossとする）の光学的厚さｔ0は、発振波長λ0の１／４の整数倍である構成とすることができる。即ち、モードロス作用部位の光学的厚さｔ0は、発光素子において生成した光の位相を乱さず定在波を破壊しないような厚さである構成とすることができる。但し、厳密に１／４の整数倍である必要はなく、
（λ0／４ｎm-loss）×ｍ－（λ0／８ｎm-loss）≦ｔ0≦（λ0／４ｎm-loss）×２ｍ＋（λ0／８ｎm-loss）
を満足すればよい。あるいは又、モードロス作用部位を、誘電体材料、金属材料又は合金材料から成る構成とすることで、モードロス作用部位を通過する光がモードロス作用部位によって、位相を乱されたり、吸収させることができる。そして、これらの構成を採用することで、発振モードロスの制御を一層高い自由度をもって行うことができるし、発光素子の設計自由度を一層高くすることができる。
（λ0／４ｎm-loss）×ｍ－（λ0／８ｎm-loss）≦ｔ0≦（λ0／４ｎm-loss）×２ｍ＋（λ0／８ｎm-loss）
を満足すればよい。あるいは又、モードロス作用部位を、誘電体材料、金属材料又は合金材料から成る構成とすることで、モードロス作用部位を通過する光がモードロス作用部位によって、位相を乱されたり、吸収させることができる。そして、これらの構成を採用することで、発振モードロスの制御を一層高い自由度をもって行うことができるし、発光素子の設計自由度を一層高くすることができる。
【0100】
あるいは又、上記の好ましい構成を含む第２構成の発光素子において、
第２化合物半導体層の第２面側には凸部が形成されており、
モードロス作用部位は、凸部を囲む第２化合物半導体層の第２面の領域上に形成されている構成とすることができる。このような構成の発光素子を、便宜上、『第２－Ｄ構成の発光素子』と呼ぶ。凸部は、電流注入領域及び電流非注入・内側領域を占めている。そして、この場合、電流注入領域における活性層から第２化合物半導体層の第２面までの光学的距離をＬ2、モードロス作用領域における活性層からモードロス作用部位の頂面までの光学的距離をＬ0としたとき、
Ｌ0＜Ｌ2
を満足する構成とすることができ、更には、これらの場合、生成した高次モードを有する光は、モードロス作用領域により、電流注入領域及び電流非注入・内側領域に閉じ込められ、以て、発振モードロスが減少する構成とすることができる。即ち、生じる基本モード及び高次モードの光場強度が、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域の存在によって、電流注入領域及び電流非注入・内側領域の正射影像内において増加する。更には、これらの場合、モードロス作用部位は、誘電体材料、金属材料又は合金材料から成る構成とすることができる。ここで、誘電体材料、金属材料又は合金材料として、上述した各種の材料を挙げることができる。
第２化合物半導体層の第２面側には凸部が形成されており、
モードロス作用部位は、凸部を囲む第２化合物半導体層の第２面の領域上に形成されている構成とすることができる。このような構成の発光素子を、便宜上、『第２－Ｄ構成の発光素子』と呼ぶ。凸部は、電流注入領域及び電流非注入・内側領域を占めている。そして、この場合、電流注入領域における活性層から第２化合物半導体層の第２面までの光学的距離をＬ2、モードロス作用領域における活性層からモードロス作用部位の頂面までの光学的距離をＬ0としたとき、
Ｌ0＜Ｌ2
を満足する構成とすることができ、更には、これらの場合、生成した高次モードを有する光は、モードロス作用領域により、電流注入領域及び電流非注入・内側領域に閉じ込められ、以て、発振モードロスが減少する構成とすることができる。即ち、生じる基本モード及び高次モードの光場強度が、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域の存在によって、電流注入領域及び電流非注入・内側領域の正射影像内において増加する。更には、これらの場合、モードロス作用部位は、誘電体材料、金属材料又は合金材料から成る構成とすることができる。ここで、誘電体材料、金属材料又は合金材料として、上述した各種の材料を挙げることができる。
【0101】
更には、以上に説明した好ましい形態、構成（第１構成の発光素子～第２構成の発光素子を含む）を含む本開示の発光素子等において、第２電極を含む積層構造体には、活性層が占める仮想平面と平行に、少なくとも２層の光吸収材料層が形成されている構成とすることができる。ここで、このような構成の発光素子を、便宜上、『第３構成の発光素子』と呼ぶ。第３構成の発光素子にあっては、少なくとも４層の光吸収材料層が形成されていることが好ましい。
【0102】
上記の好ましい構成を含む第３構成の発光素子において、発振波長（発光素子から主に出射される光の波長であり、所望の発振波長である）をλ0、２層の光吸収材料層、及び、光吸収材料層と光吸収材料層との間に位置する積層構造体の部分の全体の等価屈折率をｎeq、光吸収材料層と光吸収材料層との間の距離をＬAbsとしたとき、
０．９×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝
を満足することが好ましい。ここで、ｍは、１、又は、１を含む２以上の任意の整数である。等価屈折率ｎeqとは、２層の光吸収材料層、及び、光吸収材料層と光吸収材料層との間に位置する積層構造体の部分を構成する各層のそれぞれの厚さをｔi、それぞれの屈折率をｎiとしたとき、
ｎeq＝Σ（ｔi×ｎi）／Σ（ｔi）
で表される。但し、ｉ＝１，２，３・・・，Ｉであり、「Ｉ」は、２層の光吸収材料層、及び、光吸収材料層と光吸収材料層との間に位置する積層構造体の部分を構成する層の総数であり、「Σ」はｉ＝１からｉ＝Ｉまでの総和を取ることを意味する。等価屈折率ｎeqは、発光素子断面の電子顕微鏡観察等から構成材料を観察し、それぞれの構成材料に対して既知の屈折率及び観察により得た厚さを基に算出すればよい。ｍが１の場合、隣接する光吸収材料層の間の距離は、全ての複数の光吸収材料層において、
０．９×｛λ0／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛λ0／（２・ｎeq）｝
を満足する。また、ｍが１を含む２以上の任意の整数であるとき、一例として、ｍ＝１，２とすれば、一部の光吸収材料層において、隣接する光吸収材料層の間の距離は、
０．９×｛λ0／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛λ0／（２・ｎeq）｝
を満足し、残りの光吸収材料層において、隣接する光吸収材料層の間の距離は、
０．９×｛（２・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（２・λ0）／（２・ｎeq）｝
を満足する。広くは、一部の光吸収材料層において、隣接する光吸収材料層の間の距離は、
０．９×｛λ0／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛λ0／（２・ｎeq）｝
を満足し、残りの種々の光吸収材料層において、隣接する光吸収材料層の間の距離は、
０．９×｛（ｍ’・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（ｍ’・λ0）／（２・ｎeq）｝
を満足する。ここで、ｍ’は、２以上の任意の整数である。また、隣接する光吸収材料層の間の距離とは、隣接する光吸収材料層の重心と重心との間の距離である。即ち、実際には、活性層の厚さ方向に沿った仮想平面で切断したときの、各光吸収材料層の中心と中心との間の距離である。
０．９×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝
を満足することが好ましい。ここで、ｍは、１、又は、１を含む２以上の任意の整数である。等価屈折率ｎeqとは、２層の光吸収材料層、及び、光吸収材料層と光吸収材料層との間に位置する積層構造体の部分を構成する各層のそれぞれの厚さをｔi、それぞれの屈折率をｎiとしたとき、
ｎeq＝Σ（ｔi×ｎi）／Σ（ｔi）
で表される。但し、ｉ＝１，２，３・・・，Ｉであり、「Ｉ」は、２層の光吸収材料層、及び、光吸収材料層と光吸収材料層との間に位置する積層構造体の部分を構成する層の総数であり、「Σ」はｉ＝１からｉ＝Ｉまでの総和を取ることを意味する。等価屈折率ｎeqは、発光素子断面の電子顕微鏡観察等から構成材料を観察し、それぞれの構成材料に対して既知の屈折率及び観察により得た厚さを基に算出すればよい。ｍが１の場合、隣接する光吸収材料層の間の距離は、全ての複数の光吸収材料層において、
０．９×｛λ0／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛λ0／（２・ｎeq）｝
を満足する。また、ｍが１を含む２以上の任意の整数であるとき、一例として、ｍ＝１，２とすれば、一部の光吸収材料層において、隣接する光吸収材料層の間の距離は、
０．９×｛λ0／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛λ0／（２・ｎeq）｝
を満足し、残りの光吸収材料層において、隣接する光吸収材料層の間の距離は、
０．９×｛（２・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（２・λ0）／（２・ｎeq）｝
を満足する。広くは、一部の光吸収材料層において、隣接する光吸収材料層の間の距離は、
０．９×｛λ0／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛λ0／（２・ｎeq）｝
を満足し、残りの種々の光吸収材料層において、隣接する光吸収材料層の間の距離は、
０．９×｛（ｍ’・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（ｍ’・λ0）／（２・ｎeq）｝
を満足する。ここで、ｍ’は、２以上の任意の整数である。また、隣接する光吸収材料層の間の距離とは、隣接する光吸収材料層の重心と重心との間の距離である。即ち、実際には、活性層の厚さ方向に沿った仮想平面で切断したときの、各光吸収材料層の中心と中心との間の距離である。
【0103】
更には、上記の各種の好ましい構成を含む第３構成の発光素子において、光吸収材料層の厚さは、λ0／（４・ｎeq）以下であることが好ましい。光吸収材料層の厚さの下限値として１ｎｍを例示することができる。
【0104】
更には、上記の各種の好ましい構成を含む第３構成の発光素子にあっては、積層構造体の内部において形成される光の定在波に生じる最小振幅部分に光吸収材料層が位置する構成とすることができる。
【0105】
更には、上記の各種の好ましい構成を含む第３構成の発光素子において、積層構造体の内部において形成される光の定在波に生じる最大振幅部分に活性層が位置する構成とすることができる。
【0106】
更には、上記の各種の好ましい構成を含む第３構成の発光素子において、光吸収材料層は、積層構造体を構成する化合物半導体の光吸収係数の２倍以上の光吸収係数を有する構成とすることができる。ここで、光吸収材料層の光吸収係数や積層構造体を構成する化合物半導体の光吸収係数は、発光素子断面の電子顕微鏡観察等から構成材料を観察し、それぞれの構成材料に対して観察された既知の評価結果より類推することで求めることができる。
【0107】
更には、上記の各種の好ましい構成を含む第３構成の発光素子において、光吸収材料層は、積層構造体を構成する化合物半導体よりもバンドギャップの狭い化合物半導体材料、不純物をドープした化合物半導体材料、透明導電性材料、及び、光吸収特性を有する光反射層構成材料から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から構成されている構成とすることができる。ここで、積層構造体を構成する化合物半導体よりもバンドギャップの狭い化合物半導体材料として、例えば、積層構造体を構成する化合物半導体をＧａＮとする場合、ＩｎＧａＮを挙げることができるし、不純物をドープした化合物半導体材料として、Ｓｉをドープしたｎ－ＧａＮ、Ｂをドープしたｎ－ＧａＮを挙げることができるし、透明導電性材料として、電極を構成する透明導電性材料を挙げることができるし、光吸収特性を有する光反射層構成材料として、光反射層を構成する材料（例えば、ＳｉＯX、ＳｉＮX、ＴａＯX等）を挙げることができる。光吸収材料層の全てがこれらの材料の内の１種類の材料から構成されていてもよい。あるいは又、光吸収材料層のそれぞれがこれらの材料の内から選択された種々の材料から構成されていてもよいが、１層の光吸収材料層は１種類の材料から構成されていることが、光吸収材料層の形成の簡素化といった観点から好ましい。光吸収材料層は、第１化合物半導体層内に形成されていてもよいし、第２化合物半導体層内に形成されていてもよいし、第２光反射層内に形成されていてもよいし、これらの任意の組み合わせとすることもできる。あるいは又、光吸収材料層を、透明導電性材料から成る電極と兼用することもできる。
【0108】
以下、実施例５～実施例１２の説明を行う。
【実施例5】
【0109】
実施例５は、実施例１～実施例４の変形であり、第１構成の発光素子に関する。前述したとおり、開口部３４Ａを有する絶縁層３４によって、電流狭窄領域（電流注入領域６１Ａ及び電流非注入領域６１Ｂ）が規定される。即ち、開口部３４Ａによって電流注入領域６１Ａが規定される。即ち、実施例５の発光素子にあっては、第２化合物半導体層２２には、電流注入領域６１Ａ及び電流注入領域６１Ａを取り囲む電流非注入領域６１Ｂが設けられており、電流注入領域６１Ａの面積重心点から、電流注入領域６１Ａと電流非注入領域６１Ｂの境界６１Ｃまでの最短距離ＤCIは、前述した式（Ａ）及び式（Ｂ）を満足する。
【0110】
実施例５の発光素子にあっては、第１光反射層４１の有効領域４１ｂの半径ｒ’DBRは、
ω0≦ｒ’DBR≦２０・ω0
を満足する。また、ＤCI≧ω0を満足する。更には、ＲDBR≦１×１０-3ｍを満足する。具体的には、
ＤCI ＝４μｍ
ω0 ＝１．５μｍ
ＬOR ＝３０μｍ
ＲDBR＝６０μｍ
λ0 ＝５２５ｎｍ
を例示することができる。また、開口部３４Ａの直径として８μｍを例示することができる。ＧａＮ基板として、ｃ面をｍ軸方向に約７５度傾けた面を主面とする基板を用いる。即ち、ＧａＮ基板は、主面として、半極性面である｛２０－２１｝面を有する。尚、このようなＧａＮ基板を、他の実施例において用いることもできる。
ω0≦ｒ’DBR≦２０・ω0
を満足する。また、ＤCI≧ω0を満足する。更には、ＲDBR≦１×１０-3ｍを満足する。具体的には、
ＤCI ＝４μｍ
ω0 ＝１．５μｍ
ＬOR ＝３０μｍ
ＲDBR＝６０μｍ
λ0 ＝５２５ｎｍ
を例示することができる。また、開口部３４Ａの直径として８μｍを例示することができる。ＧａＮ基板として、ｃ面をｍ軸方向に約７５度傾けた面を主面とする基板を用いる。即ち、ＧａＮ基板は、主面として、半極性面である｛２０－２１｝面を有する。尚、このようなＧａＮ基板を、他の実施例において用いることもできる。
【0111】
突出部の中心軸（Ｚ軸）と、ＸＹ平面方向における電流注入領域６１Ａとの間のズレは、発光素子の特性を悪化させる原因となる。突出部の形成のためのパターニング、開口部３４Ａの形成のためのパターニングのいずれも、リソグラフィ技術を用いることが多いが、この場合、両者の位置関係は、露光機の性能に応じてＸＹ平面内で屡々ずれる。特に、開口部３４Ａ（電流注入領域６１Ａ）は、第２化合物半導体層２２の側からアライメントを行って位置決めされる。一方、突出部は、化合物半導体基板１１の側からアライメントを行って位置決めされる。そこで、実施例５の発光素子では、開口部３４Ａ（電流注入領域６１）を、突出部によって光が絞られる領域よりも大きく形成することで、突出部の中心軸（Ｚ軸）と、ＸＹ平面方向における電流注入領域６１Ａとの間にズレが生じても、発振特性に影響が生じない構造を実現している。
【0112】
即ち、第１光反射層によって反射される光が集光される領域が、電流注入によって活性層が利得を持つ領域に対応する電流注入領域に含まれない場合、キャリアから光の誘導放出が阻害され、ひいては、レーザ発振が阻害される虞がある。然るに、上式（Ａ）及び（Ｂ）を満足することで、第１光反射層によって反射される光が集光される領域が電流注入領域に含まれることを保証することができ、レーザ発振を確実に達成することができる。
【実施例6】
【0113】
実施例６は、実施例１～実施例５の変形であり、且つ、第２構成の発光素子、具体的には、第２－Ａ構成の発光素子に関する。実施例６の発光素子の模式的な一部端面図を図１１に示す。
【0114】
ところで、第１電極と第２電極との間を流れる電流の流路（電流注入領域）を制御するために、電流注入領域を取り囲むように電流非注入領域を形成する。ＧａＡｓ系面発光レーザ素子（ＧａＡｓ系化合物半導体から構成された面発光レーザ素子）においては、活性層をＸＹ平面に沿って外側から酸化することで電流注入領域を取り囲む電流非注入領域を形成することができる。酸化された活性層の領域（電流非注入領域）は、酸化されない領域（電流注入領域）に比べて屈折率が低下する。その結果、共振器の光路長（屈折率と物理的な距離の積で表される）は、電流注入領域よりも電流非注入領域の方が短くなる。そして、これによって、一種の「レンズ効果」が生じ、面発光レーザ素子の中心部にレーザ光を閉じ込める作用をもたらす。一般に、光は回折効果に起因して広がろうとするため、共振器を往復するレーザ光は、次第に、共振器外へと散逸してしまい（回折損失）、閾値電流の増加等の悪影響が生じる。しかしながら、レンズ効果は、この回折損失を補償するので、閾値電流の増加等を抑制することができる。
【0115】
然るに、ＧａＮ系化合物半導体から構成された発光素子においては、材料の特性上、活性層をＸＹ平面に沿って外部から（横方向から）酸化することが難しい。それ故、実施例１～実施例５において説明したとおり、第２化合物半導体層２２上に開口部３４Ａを有するＳｉＯ2から成る絶縁層３４を形成し、開口部３４Ａの底部に露出した第２化合物半導体層２２から絶縁層３４上に亙り透明導電性材料から成る第２電極３２を形成し、第２電極３２上に、絶縁材料の積層構造から成る第２光反射層４２を形成する。このように、絶縁層３４を形成することで電流非注入領域６１Ｂが形成される。そして、絶縁層３４に設けられた開口部３４Ａ内に位置する第２化合物半導体層２２の部分が電流注入領域６１Ａとなる。
【0116】
第２化合物半導体層２２上に絶縁層３４を形成した場合、絶縁層３４が形成された領域（電流非注入領域６１Ｂ）における共振器長は、絶縁層３４が形成されていない領域（電流注入領域６１Ａ）における共振器長よりも、絶縁層３４の光学的厚さ分だけ長くなる。それ故、面発光レーザ素子（発光素子）の２つの光反射層４１，４２によって形成される共振器を往復するレーザ光が共振器外へと発散・散逸する作用が生じてしまう。このような作用を、便宜上、『逆レンズ効果』と呼ぶ。そして、その結果、レーザ光に発振モードロスが生じ、閾値電流が増加したり、スロープ効率が悪化する虞が生じる。ここで、『発振モードロス』とは、発振するレーザ光における基本モード及び高次モードの光場強度に増減を与える物理量であり、個々のモードに対して異なる発振モードロスが定義される。尚、『光場強度』は、ＸＹ平面におけるＺ軸からの距離Ｌを関数とした光場強度であり、一般に、基本モードにおいては距離Ｌが増加するに従い単調に減少するが、高次モードにおいては距離Ｌが増加するに従い増減を一度若しくは複数繰り返しながら減少に至る（図１３の（Ａ）の概念図を参照）。尚、図１３において、実線は基本モードの光場強度分布、破線は高次モードの光場強度分布を示す。また、図１３において、第１光反射層４１を、便宜上、平坦状態で表示しているが、実際には突出部の上に形成されている。
【0117】
実施例６の発光素子あるいは後述する実施例７～実施例９の発光素子は、
（Ａ）第１面２１ａ、及び、第１面２１ａと対向する第２面２１ｂを有する第１化合物半導体層２１、
第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと面する活性層（発光層）２３、及び、
活性層２３と面する第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有する第２化合物半導体層２２、
が積層された、ＧａＮ系化合物半導体から成る積層構造体２０、
（Ｂ）第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に設けられ、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域５５を構成するモードロス作用部位（モードロス作用層）５４、
（Ｃ）第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂの上からモードロス作用部位５４の上に亙り形成された第２電極３２、
（Ｄ）第２電極３２の上に形成された第２光反射層４２、
（Ｅ）第１光反射層４１、
（Ｆ）第１電極３１、並びに、
（Ｇ）突出部４５，４６，４７、又は、突出部４３及び平滑化層４４、
を備えている。
（Ａ）第１面２１ａ、及び、第１面２１ａと対向する第２面２１ｂを有する第１化合物半導体層２１、
第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと面する活性層（発光層）２３、及び、
活性層２３と面する第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有する第２化合物半導体層２２、
が積層された、ＧａＮ系化合物半導体から成る積層構造体２０、
（Ｂ）第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に設けられ、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域５５を構成するモードロス作用部位（モードロス作用層）５４、
（Ｃ）第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂの上からモードロス作用部位５４の上に亙り形成された第２電極３２、
（Ｄ）第２電極３２の上に形成された第２光反射層４２、
（Ｅ）第１光反射層４１、
（Ｆ）第１電極３１、並びに、
（Ｇ）突出部４５，４６，４７、又は、突出部４３及び平滑化層４４、
を備えている。
【0118】
そして、積層構造体２０には、電流注入領域５１、電流注入領域５１を取り囲む電流非注入・内側領域５２、及び、電流非注入・内側領域５２を取り囲む電流非注入・外側領域５３が形成されており、モードロス作用領域５５の正射影像と電流非注入・外側領域５３の正射影像とは重なり合っている。即ち、電流非注入・外側領域５３はモードロス作用領域５５の下方に位置している。尚、電流が注入される電流注入領域５１から充分に離れた領域においては、モードロス作用領域５５の正射影像と電流非注入・外側領域５３の正射影像とは重なり合っていなくともよい。ここで、積層構造体２０には、電流が注入されない電流非注入領域５２，５３が形成されているが、図示した例では、厚さ方向、第２化合物半導体層２２から第１化合物半導体層２１の一部に亙り形成されている。但し、電流非注入領域５２，５３は、厚さ方向、第２化合物半導体層２２の第２電極側の領域に形成されていてもよいし、第２化合物半導体層２２全体に形成されていてもよいし、第２化合物半導体層２２及び活性層２３に形成されていてもよい。
【0119】
モードロス作用部位（モードロス作用層）５４は、ＳｉＯ2といった誘電体材料から成り、実施例６あるいは後述する実施例７～実施例９の発光素子においては、第２電極３２と第２化合物半導体層２２との間に形成されている。モードロス作用部位５４の光学的厚さは、発振波長λ0の１／４の整数倍から外れる値とすることができる。あるいは又、モードロス作用部位５４の光学的厚さｔ0は、発振波長λ0の１／４の整数倍とすることもできる。即ち、モードロス作用部位５４の光学的厚さｔ0は、発光素子において生成した光の位相を乱さず、定在波を破壊しないような厚さとすることができる。但し、厳密に１／４の整数倍である必要はなく、
（λ0／４ｎm-loss）×ｍ－（λ0／８ｎm-loss）≦ｔ0≦（λ0／４ｎm-loss）×２ｍ＋（λ0／８ｎm-loss）
を満足すればよい。具体的には、モードロス作用部位５４の光学的厚さｔ0は、発光素子において生成した光の波長の１／４の値を「１００」としたとき、２５乃至２５０程度とすることが好ましい。そして、これらの構成を採用することで、モードロス作用部位５４を通過するレーザ光と、電流注入領域５１を通過するレーザ光との間の位相差を変える（位相差を制御する）ことができ、発振モードロスの制御を一層高い自由度をもって行うことができるし、発光素子の設計自由度を一層高くすることができる。
（λ0／４ｎm-loss）×ｍ－（λ0／８ｎm-loss）≦ｔ0≦（λ0／４ｎm-loss）×２ｍ＋（λ0／８ｎm-loss）
を満足すればよい。具体的には、モードロス作用部位５４の光学的厚さｔ0は、発光素子において生成した光の波長の１／４の値を「１００」としたとき、２５乃至２５０程度とすることが好ましい。そして、これらの構成を採用することで、モードロス作用部位５４を通過するレーザ光と、電流注入領域５１を通過するレーザ光との間の位相差を変える（位相差を制御する）ことができ、発振モードロスの制御を一層高い自由度をもって行うことができるし、発光素子の設計自由度を一層高くすることができる。
【0120】
実施例６において、電流注入領域５１と電流非注入・内側領域５２との境界の形状を円形（直径：８μｍ）とし、電流非注入・内側領域５２と電流非注入・外側領域５３との境界の形状を円形（直径：１２μｍ）とした。即ち、電流注入領域５１の正射影像の面積をＳ1、電流非注入・内側領域５２の正射影像の面積をＳ2としたとき、
０．０１≦Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）≦０．７
を満足する。具体的には、
Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）＝８2／１２2＝０．４４
である。
０．０１≦Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）≦０．７
を満足する。具体的には、
Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）＝８2／１２2＝０．４４
である。
【0121】
実施例６あるいは後述する実施例７～実施例８の発光素子において、電流注入領域５１における活性層２３から第２化合物半導体層２２の第２面までの光学的距離をＬ2、モードロス作用領域５５における活性層２３からモードロス作用部位５４の頂面（第２電極３２と対向する面）までの光学的距離をＬ0としたとき、
Ｌ0＞Ｌ2
を満足する。具体的には、
Ｌ0／Ｌ2＝１．５
とした。そして、生成した高次モードを有するレーザ光は、モードロス作用領域５５により、第１光反射層４１と第２光反射層４２とによって構成される共振器構造の外側に向かって散逸させられ、以て、発振モードロスが増加する。即ち、生じる基本モード及び高次モードの光場強度が、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域５５の存在によって、モードロス作用領域５５の正射影像内において、Ｚ軸から離れるほど、減少するが（図１３の（Ｂ）の概念図を参照）、基本モードの光場強度の減少よりも高次モードの光場強度の減少の方が多く、基本モードを一層安定化させることができるし、閾値電流の低下を図ることができるし、基本モードの相対的な光場強度を増加させることができる。しかも、高次モードの光場強度の裾の部分は、電流注入領域から、従来の発光素子（図１３の（Ａ）参照）よりも一層遠くに位置するので、逆レンズ効果の影響の低減を図ることができる。尚、そもそも、ＳｉＯ2から成るモードロス作用部位５４を設けない場合、発振モード混在が発生してしまう。
Ｌ0＞Ｌ2
を満足する。具体的には、
Ｌ0／Ｌ2＝１．５
とした。そして、生成した高次モードを有するレーザ光は、モードロス作用領域５５により、第１光反射層４１と第２光反射層４２とによって構成される共振器構造の外側に向かって散逸させられ、以て、発振モードロスが増加する。即ち、生じる基本モード及び高次モードの光場強度が、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域５５の存在によって、モードロス作用領域５５の正射影像内において、Ｚ軸から離れるほど、減少するが（図１３の（Ｂ）の概念図を参照）、基本モードの光場強度の減少よりも高次モードの光場強度の減少の方が多く、基本モードを一層安定化させることができるし、閾値電流の低下を図ることができるし、基本モードの相対的な光場強度を増加させることができる。しかも、高次モードの光場強度の裾の部分は、電流注入領域から、従来の発光素子（図１３の（Ａ）参照）よりも一層遠くに位置するので、逆レンズ効果の影響の低減を図ることができる。尚、そもそも、ＳｉＯ2から成るモードロス作用部位５４を設けない場合、発振モード混在が発生してしまう。
【0122】
第１化合物半導体層２１はｎ－ＧａＮ層から成り、活性層２３はＩｎ0.04Ｇａ0.96Ｎ層（障壁層）とＩｎ0.16Ｇａ0.84Ｎ層（井戸層）とが積層された５重の多重量子井戸構造から成り、第２化合物半導体層２２はｐ－ＧａＮ層から成る。また、第１電極３１はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから成り、第２電極３２は、透明導電性材料、具体的には、ＩＴＯから成る。モードロス作用部位５４には円形の開口部５４Ａが形成されており、この開口部５４Ａの底部に第２化合物半導体層２２が露出している。第１電極３１の縁部の上には、外部の電極あるいは回路と電気的に接続するための、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ又はＶ／Ｐｔ／Ａｕから成るパッド電極（図示せず）が形成あるいは接続されている。第２電極３２の縁部の上には、外部の電極あるいは回路と電気的に接続するための、例えばＴｉ／Ｐｄ／Ａｕ又はＴｉ／Ｎｉ／Ａｕから成るパッド電極３３が形成あるいは接続されている。第１光反射層４１及び第２光反射層４２は、ＳｉＮ層とＳｉＯ2層の積層構造（誘電体膜の積層総数：２０層）から成る。
【0123】
実施例６の発光素子において、電流非注入・内側領域５２及び電流非注入・外側領域５３は、積層構造体２０へのイオン注入によって形成される。イオン種として、例えば、ボロンを選択したが、ボロンイオンに限定するものではない。
【0124】
以下、実施例６の発光素子の製造方法の概要を説明する。
【0125】
［工程－６００］ 実施例６の発光素子の製造にあっては、先ず、実施例１の［工程－１００］と同様の工程を実行する。
【0126】
［工程－６１０］
次いで、ボロンイオンを用いたイオン注入法に基づき、電流非注入・内側領域５２及び電流非注入・外側領域５３を積層構造体２０に形成する。
次いで、ボロンイオンを用いたイオン注入法に基づき、電流非注入・内側領域５２及び電流非注入・外側領域５３を積層構造体２０に形成する。
【0127】
［工程－６２０］
その後、実施例１の［工程－１１０］と同様の工程において、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に、周知の方法に基づき、開口部５４Ａを有し、ＳｉＯ2から成るモードロス作用部位（モードロス作用層）５４を形成する（図１２Ａ及び図１２Ｂ参照）。
その後、実施例１の［工程－１１０］と同様の工程において、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に、周知の方法に基づき、開口部５４Ａを有し、ＳｉＯ2から成るモードロス作用部位（モードロス作用層）５４を形成する（図１２Ａ及び図１２Ｂ参照）。
【0128】
［工程－６３０］
その後、実施例１の［工程－１２０］～［工程－１６０］と同様の工程を実行することで、実施例６の発光素子を得ることができる。
その後、実施例１の［工程－１２０］～［工程－１６０］と同様の工程を実行することで、実施例６の発光素子を得ることができる。
【0129】
実施例６の発光素子において、積層構造体には、電流注入領域、電流注入領域を取り囲む電流非注入・内側領域、及び、電流非注入・内側領域を取り囲む電流非注入・外側領域が形成されており、モードロス作用領域の正射影像と電流非注入・外側領域の正射影像とは重なり合っている。即ち、電流注入領域とモードロス作用領域とは、電流非注入・内側領域によって隔てられている（切り離されている）。それ故、概念図を図１３の（Ｂ）に示すように、発振モードロスの増減（具体的には、実施例６にあっては増加）を所望の状態とすることが可能となる。あるいは又、電流注入領域とモードロス作用領域との位置関係、モードロス作用領域を構成するモードロス作用部位の厚さ等を、適宜、決定することで、発振モードロスの増減を所望の状態とすることが可能となる。そして、その結果、例えば、閾値電流が増加したり、スロープ効率が悪化するといった従来の発光素子における問題を解決することができる。例えば、基本モードにおける発振モードロスを減少させることによって、閾値電流の低下を図ることができる。しかも、発振モードロスが与えられる領域と電流が注入され発光に寄与する領域とを独立して制御することができるので、即ち、発振モードロスの制御と発光素子の発光状態の制御とを独立して行うことができるので、制御の自由度、発光素子の設計自由度を高くすることができる。具体的には、電流注入領域、電流非注入領域及びモードロス作用領域を上記の所定の配置関係とすることで、基本モード及びより高次のモードに対してモードロス作用領域が与える発振モードロスの大小関係を制御することができ、高次モードに与える発振モードロスを基本モードに与える発振モードロスに対して相対的に大きくすることで、基本モードを一層安定化させることができる。しかも、実施例６の発光素子にあっても、突出部を有するので、回折損失の発生を一層確実に抑制することができる。
【実施例7】
【0130】
実施例７は、実施例６の変形であり、第２－Ｂ構成の発光素子に関する。模式的な一部端面図を図１４に示すように、実施例７の発光素子において、電流非注入・内側領域５２及び電流非注入・外側領域５３は、第２化合物半導体層２２の第２面へのプラズマ照射、又は、第２化合物半導体層２２の第２面へのアッシング処理、又は、第２化合物半導体層２２の第２面への反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理によって形成される。そして、このように電流非注入・内側領域５２及び電流非注入・外側領域５３はプラズマ粒子（具体的には、アルゴン、酸素、窒素等）に晒されるので、第２化合物半導体層２２の導電性に劣化が生じ、電流非注入・内側領域５２及び電流非注入・外側領域５３は高抵抗状態となる。即ち、電流非注入・内側領域５２及び電流非注入・外側領域５３は、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂのプラズマ粒子への暴露によって形成される。尚、図１４、図１５、図１６、図１７においては、第１電極３１や突出部４３，４５，４６，４７、平滑化層４４の図示を省略した。
【0131】
実施例７においても、電流注入領域５１と電流非注入・内側領域５２との境界の形状を円形（直径：１０μｍ）とし、電流非注入・内側領域５２と電流非注入・外側領域５３との境界の形状を円形（直径：１５μｍ）とした。即ち、電流注入領域５１の正射影像の面積をＳ1、電流非注入・内側領域５２の正射影像の面積をＳ2としたとき、
０．０１≦Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）≦０．７
を満足する。具体的には、
Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）＝１０2／１５2＝０．４４
である。
０．０１≦Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）≦０．７
を満足する。具体的には、
Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）＝１０2／１５2＝０．４４
である。
【0132】
実施例７にあっては、実施例６の［工程－６１０］の代わりに、第２化合物半導体層２２の第２面へのプラズマ照射、又は、第２化合物半導体層２２の第２面へのアッシング処理、又は、第２化合物半導体層２２の第２面への反応性イオンエッチング処理に基づき、電流非注入・内側領域５２及び電流非注入・外側領域５３を積層構造体２０に形成すればよい。
【0133】
以上の点を除き、実施例７の発光素子の構成、構造は、実施例６の発光素子と構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【0134】
実施例７あるいは後述する実施例８の発光素子にあっても、電流注入領域、電流非注入領域及びモードロス作用領域を前述した所定の配置関係とすることで、基本モード及びより高次のモードに対してモードロス作用領域が与える発振モードロスの大小関係を制御することができ、高次モードに与える発振モードロスを基本モードに与える発振モードロスに対して相対的に大きくすることで、基本モードを一層安定化させることができる。
【実施例8】
【0135】
実施例８は、実施例６～実施例７の変形であり、第２－Ｃ構成の発光素子に関する。模式的な一部端面図を図１５に示すように、実施例８の発光素子において、第２光反射層４２は、第１光反射層４１からの光を、第１光反射層４１と第２光反射層４２とによって構成される共振器構造の外側に向かって（即ち、モードロス作用領域５５に向かって）反射あるいは散乱する領域を有する。具体的には、モードロス作用部位（モードロス作用層）５４の側壁（開口部５４Ｂの側壁）の上方に位置する第２光反射層４２の部分は、順テーパー状の傾斜部４２Ａを有し、あるいは又、第１光反射層４１に向かって凸状に湾曲した領域を有する。
【0136】
実施例８において、電流注入領域５１と電流非注入・内側領域５２との境界の形状を円形（直径：８μｍ）とし、電流非注入・内側領域５２と電流非注入・外側領域５３との境界の形状を円形（直径：１０μｍ乃至２０μｍ）とした。
【0137】
実施例８にあっては、実施例６の［工程－６２０］と同様の工程において、開口部５４Ｂを有し、ＳｉＯ2から成るモードロス作用部位（モードロス作用層）５４を形成するとき、順テーパー状の側壁を有する開口部５４Ｂを形成すればよい。具体的には、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に形成されたモードロス作用層の上にレジスト層を形成し、開口部５４Ｂを形成すべきレジスト層の部分に、フォトリソグラフィ技術に基づき開口を設ける。周知の方法に基づき、この開口の側壁を順テーパー状とする。そして、エッチバックを行うことで、モードロス作用部位（モードロス作用層）５４に順テーパー状の側壁を有する開口部５４Ｂを形成することができる。更には、このようなモードロス作用部位（モードロス作用層）５４の上に、第２電極３２、第２光反射層４２を形成することで、第２光反射層４２に順テーパー状の傾斜部４２Ａを付与することができる。
【0138】
以上の点を除き、実施例８の発光素子の構成、構造は、実施例６～実施例７の発光素子と構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例9】
【0139】
実施例９は、実施例６～実施例８の変形であり、第２－Ｄ構成の発光素子に関する。実施例９の発光素子の模式的な一部端面図を図１６に示し、要部を切り出した模式的な一部端面図を図１７に示すように、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ側には凸部２２Ａが形成されている。そして、図１６及び図１７に示すように、モードロス作用部位（モードロス作用層）５４は、凸部２２Ａを囲む第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂの領域２２Ｂの上に形成されている。凸部２２Ａは、電流注入領域５１、電流注入領域５１及び電流非注入・内側領域５２を占めている。モードロス作用部位（モードロス作用層）５４は、実施例６と同様に、例えば、ＳｉＯ2といった誘電体材料から成る。領域２２Ｂには、電流非注入・外側領域５３が設けられている。電流注入領域５１における活性層２３から第２化合物半導体層２２の第２面までの光学的距離をＬ2、モードロス作用領域５５における活性層２３からモードロス作用部位５４の頂面（第２電極３２と対向する面）までの光学的距離をＬ0としたとき、
Ｌ0＜Ｌ2
を満足する。具体的には、
Ｌ2／Ｌ0＝１．５
とした。これによって、発光素子にはレンズ効果が生じる。
Ｌ0＜Ｌ2
を満足する。具体的には、
Ｌ2／Ｌ0＝１．５
とした。これによって、発光素子にはレンズ効果が生じる。
【0140】
実施例９の発光素子にあっては、生成した高次モードを有するレーザ光は、モードロス作用領域５５により、電流注入領域５１及び電流非注入・内側領域５２に閉じ込められ、以て、発振モードロスが減少する。即ち、生じる基本モード及び高次モードの光場強度が、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域５５の存在によって、電流注入領域５１及び電流非注入・内側領域５２の正射影像内において増加する。
【0141】
実施例９において、電流注入領域５１と電流非注入・内側領域５２との境界の形状を円形（直径：８μｍ）とし、電流非注入・内側領域５２と電流非注入・外側領域５３との境界の形状を円形（直径：３０μｍ）とした。
【0142】
実施例９にあっては、実施例６の［工程－６１０］と［工程－６２０］との間において、第２化合物半導体層２２の一部を第２面２２ｂ側から除去することで、凸部２２Ａを形成すればよい。
【0143】
以上の点を除き、実施例９の発光素子の構成、構造は、実施例６の発光素子と構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。実施例９の発光素子にあっては、種々のモードに対してモードロス作用領域が与える発振モードロスを抑制し、横モードを多モード発振させるのみならず、レーザ発振の閾値を低減することができる。また、概念図を図１３の（Ｃ）に示すように、生じる基本モード及び高次モードの光場強度を、発振モードロスの増減（具体的には、実施例９にあっては、減少）に作用するモードロス作用領域の存在によって、電流注入領域及び電流非注入・内側領域の正射影像内において増加させることができる。
【実施例10】
【0144】
実施例１０は、実施例１～実施例９の変形であり、第３構成の発光素子に関する。
【0145】
ところで、２つのＤＢＲ層及びその間に形成された積層構造体によって構成された積層構造体における共振器長ＬORは、積層構造体全体の等価屈折率をｎeq、面発光レーザ素子（発光素子）から出射すべきレーザ光の波長をλ0としたとき、
Ｌ＝（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）
で表される。ここで、ｍは、正の整数である。そして、面発光レーザ素子（発光素子）において、発振可能な波長は共振器長ＬORによって決まる。発振可能な個々の発振モードは縦モードと呼ばれる。そして、縦モードの内、活性層によって決まるゲインスペクトルと合致するものが、レーザ発振し得る。縦モードの間隔Δλは、実効屈折率をｎeffとしたとき、
λ0 2／（２ｎeff・Ｌ）
で表される。即ち、共振器長ＬORが長いほど、縦モードの間隔Δλは狭くなる。よって、共振器長ＬORが長い場合、複数の縦モードがゲインスペクトル内に存在し得るため、複数の縦モードが発振し得る。尚、等価屈折率ｎeqと実効屈折率ｎeffとの間には、発振波長をλ0としたとき、以下の関係がある。
Ｌ＝（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）
で表される。ここで、ｍは、正の整数である。そして、面発光レーザ素子（発光素子）において、発振可能な波長は共振器長ＬORによって決まる。発振可能な個々の発振モードは縦モードと呼ばれる。そして、縦モードの内、活性層によって決まるゲインスペクトルと合致するものが、レーザ発振し得る。縦モードの間隔Δλは、実効屈折率をｎeffとしたとき、
λ0 2／（２ｎeff・Ｌ）
で表される。即ち、共振器長ＬORが長いほど、縦モードの間隔Δλは狭くなる。よって、共振器長ＬORが長い場合、複数の縦モードがゲインスペクトル内に存在し得るため、複数の縦モードが発振し得る。尚、等価屈折率ｎeqと実効屈折率ｎeffとの間には、発振波長をλ0としたとき、以下の関係がある。
【0146】
ｎeff＝ｎeq－λ0・（ｄｎeq／ｄλ0）
【0147】
ここで、積層構造体をＧａＡｓ系化合物半導体層から構成する場合、共振器長ＬORは、通常、１μｍ以下と短く、面発光レーザ素子から出射される縦モードのレーザ光は、１種類（１波長）である（図２６Ａの概念図を参照）。従って、面発光レーザ素子から出射される縦モードのレーザ光の発振波長を正確に制御することが可能である。一方、積層構造体をＧａＮ系化合物半導体層から構成する場合、共振器長ＬORは、通常、面発光レーザ素子から出射されるレーザ光の波長の数倍と長い。従って、面発光レーザ素子から出射され得る縦モードのレーザ光が複数種類となってしまう（図２６Ｂの概念図を参照）。
【0148】
模式的な一部端面図を図１８に示すように、実施例１０の発光素子、あるいは又、後述する実施例１１～実施例１２の発光素子において、第２電極３２を含む積層構造体２０には、活性層２３が占める仮想平面と平行に、少なくとも２層の光吸収材料層７１が、好ましくは、少なくとも４層の光吸収材料層７１が、具体的には、実施例１０にあっては２０層の光吸収材料層７１が、形成されている。尚、図面を簡素化するため、図面では２層の光吸収材料層７１のみを示した。
【0149】
実施例１０において、発振波長（発光素子から出射される所望の発振波長）λ0は４５０ｎｍである。２０層の光吸収材料層７１は、積層構造体２０を構成する化合物半導体よりもバンドギャップの狭い化合物半導体材料、具体的には、ｎ－Ｉｎ0.2Ｇａ0.8Ｎから成り、第１化合物半導体層２１の内部に形成されている。光吸収材料層７１の厚さはλ0／（４・ｎeq）以下、具体的には、３ｎｍである。また、光吸収材料層７１の光吸収係数は、ｎ－ＧａＮ層から成る第１化合物半導体層２１の光吸収係数の２倍以上、具体的には、１×１０3倍である。
【0150】
また、積層構造体の内部において形成される光の定在波に生じる最小振幅部分に光吸収材料層７１が位置するし、積層構造体の内部において形成される光の定在波に生じる最大振幅部分に活性層２３が位置する。活性層２３の厚さ方向中心と、活性層２３に隣接した光吸収材料層７１の厚さ方向中心との間の距離は、４６．５ｎｍである。更には、２層の光吸収材料層７１、及び、光吸収材料層７１と光吸収材料層７１との間に位置する積層構造体の部分（具体的には、実施例１０にあっては、第１化合物半導体層２１）の全体の等価屈折率をｎeq、光吸収材料層７１と光吸収材料層７１との間の距離をＬAbsとしたとき、
０．９×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝
を満足する。ここで、ｍは、１、又は、１を含む２以上の任意の整数である。但し、実施例１０においては、ｍ＝１とした。従って、隣接する光吸収材料層７１の間の距離は、全ての複数の光吸収材料層７１（２０層の光吸収材料層７１）において、
０．９×｛λ0／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛λ0／（２・ｎeq）｝
を満足する。等価屈折率ｎeqの値は、具体的には、２．４２であり、ｍ＝１としたとき、具体的には、
ＬAbs＝１×４５０／（２×２．４２）
＝９３．０ｎｍ
である。尚、２０層の光吸収材料層７１の内、一部の光吸収材料層７１にあっては、ｍを、２以上の任意の整数とすることもできる。
０．９×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝
を満足する。ここで、ｍは、１、又は、１を含む２以上の任意の整数である。但し、実施例１０においては、ｍ＝１とした。従って、隣接する光吸収材料層７１の間の距離は、全ての複数の光吸収材料層７１（２０層の光吸収材料層７１）において、
０．９×｛λ0／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛λ0／（２・ｎeq）｝
を満足する。等価屈折率ｎeqの値は、具体的には、２．４２であり、ｍ＝１としたとき、具体的には、
ＬAbs＝１×４５０／（２×２．４２）
＝９３．０ｎｍ
である。尚、２０層の光吸収材料層７１の内、一部の光吸収材料層７１にあっては、ｍを、２以上の任意の整数とすることもできる。
【0151】
実施例１０の発光素子の製造にあっては、実施例１の［工程－１００］と同様の工程において、積層構造体２０を形成するが、このとき、第１化合物半導体層２１の内部に２０層の光吸収材料層７１を併せて形成する。この点を除き、実施例１０の発光素子は、実施例１の発光素子と同様の方法に基づき製造することができる。
【0152】
活性層２３によって決まるゲインスペクトル内に複数の縦モードが発生する場合、これを模式的に表すと図１９のようになる。尚、図１９においては、縦モードＡと縦モードＢの２つの縦モードを図示する。そして、この場合、光吸収材料層７１が、縦モードＡの最小振幅部分に位置し、且つ、縦モードＢの最小振幅部分には位置しないとする。とすると、縦モードＡのモードロスは最小化されるが、縦モードＢのモードロスは大きい。図１９において、縦モードＢのモードロス分を模式的に実線で示す。従って、縦モードＡの方が、縦モードＢよりも発振し易くなる。それ故、このような構造を用いることで、即ち、光吸収材料層７１の位置や周期を制御することで、特定の縦モードを安定化させることができ、発振し易くすることができる。その一方で、望ましくないそれ以外の縦モードに対するモードロスを増加させることができるので、望ましくないそれ以外の縦モードの発振を抑制することが可能となる。
【0153】
以上のとおり、実施例１０の発光素子にあっては、少なくとも２層の光吸収材料層が積層構造体の内部に形成されているので、面発光レーザ素子から出射され得る複数種類の縦モードのレーザ光の内、不所望の縦モードのレーザ光の発振を一層効果的に抑制することができる。その結果、出射されるレーザ光の発振波長を一層正確に制御することが可能となる。しかも、尚、実施例１０の発光素子にあっても、突出部を有するので、回折損失の発生を確実に抑制することができる。
【実施例11】
【0154】
実施例１１は、実施例１０の変形である。実施例１０においては、光吸収材料層７１を、積層構造体２０を構成する化合物半導体よりもバンドギャップの狭い化合物半導体材料から構成した。一方、実施例１１においては、１０層の光吸収材料層７１を、不純物をドープした化合物半導体材料、具体的には、１×１０19／ｃｍ3の不純物濃度（不純物：Ｓｉ）を有する化合物半導体材料（具体的には、ｎ－ＧａＮ：Ｓｉ）から構成した。また、実施例１１にあっては、発振波長λ0を５１５ｎｍとした。尚、活性層２３の組成は、Ｉｎ0.3Ｇａ0.7Ｎである。実施例１１にあっては、ｍ＝１とし、ＬAbsの値は１０７ｎｍであり、活性層２３の厚さ方向中心と、活性層２３に隣接した光吸収材料層７１の厚さ方向中心との間の距離は５３．５ｎｍであり、光吸収材料層７１の厚さは３ｎｍである。以上の点を除き、実施例１１の発光素子の構成、構造は、実施例１０の発光素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、１０層の光吸収材料層７１の内、一部の光吸収材料層７１にあっては、ｍを、２以上の任意の整数とすることもできる。
【実施例12】
【0155】
実施例１２も、実施例１０の変形である。実施例１２においては、５層の光吸収材料層（便宜上、『第１の光吸収材料層』と呼ぶ）を、実施例１０の光吸収材料層７１と同様の構成、即ち、ｎ－Ｉｎ0.3Ｇａ0.7Ｎから構成した。更には、実施例１２にあっては、１層の光吸収材料層（便宜上、『第２の光吸収材料層』と呼ぶ）を透明導電性材料から構成した。具体的には、第２の光吸収材料層を、ＩＴＯから成る第２電極３２と兼用した。実施例１２にあっては、発振波長λ0を４５０ｎｍとした。また、ｍ＝１及び２とした。ｍ＝１にあっては、ＬAbsの値は９３．０ｎｍであり、活性層２３の厚さ方向中心と、活性層２３に隣接した第１の光吸収材料層の厚さ方向中心との間の距離は４６．５ｎｍであり、５層の第１の光吸収材料層の厚さは３ｎｍである。即ち、５層の第１の光吸収材料層にあっては、
０．９×｛λ0／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛λ0／（２・ｎeq）｝
を満足する。また、活性層２３に隣接した第１の光吸収材料層と、第２の光吸収材料層とは、ｍ＝２とした。即ち、
０．９×｛（２・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（２・λ0）／（２・ｎeq）｝
を満足する。第２電極３２を兼用する１層の第２の光吸収材料層の光吸収係数は２０００ｃｍ-1、厚さは３０ｎｍであり、活性層２３から第２の光吸収材料層までの距離は１３９．５ｎｍである。以上の点を除き、実施例１２の発光素子の構成、構造は、実施例１０の発光素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、５層の第１の光吸収材料層の内、一部の第１の光吸収材料層にあっては、ｍを、２以上の任意の整数とすることもできる。尚、実施例１０と異なり、光吸収材料層７１の数を１とすることもできる。この場合にも、第２電極３２を兼ねた第２の光吸収材料層と光吸収材料層７１の位置関係は、以下の式を満たす必要がある。
０．９×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝
０．９×｛λ0／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛λ0／（２・ｎeq）｝
を満足する。また、活性層２３に隣接した第１の光吸収材料層と、第２の光吸収材料層とは、ｍ＝２とした。即ち、
０．９×｛（２・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（２・λ0）／（２・ｎeq）｝
を満足する。第２電極３２を兼用する１層の第２の光吸収材料層の光吸収係数は２０００ｃｍ-1、厚さは３０ｎｍであり、活性層２３から第２の光吸収材料層までの距離は１３９．５ｎｍである。以上の点を除き、実施例１２の発光素子の構成、構造は、実施例１０の発光素子の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、５層の第１の光吸収材料層の内、一部の第１の光吸収材料層にあっては、ｍを、２以上の任意の整数とすることもできる。尚、実施例１０と異なり、光吸収材料層７１の数を１とすることもできる。この場合にも、第２電極３２を兼ねた第２の光吸収材料層と光吸収材料層７１の位置関係は、以下の式を満たす必要がある。
０．９×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝
【0156】
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した発光素子の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができるし、発光素子の製造方法も、適宜、変更することができる。場合によっては、第１化合物半導体層から第１光反射層を介して光を出射する面発光レーザ素子とすることもできるし、この場合、接合層４８を介して支持基板４９によって第２光反射層を支持してもよい（実施例１の発光素子の変形例である図２０、及び、実施例２の発光素子の変形例である図２１を参照）。更には、接合層や支持基板を適切に選択することで、第２化合物半導体層の頂面から第２光反射層を介して光を出射する面発光レーザ素子とすることもできる。
【0157】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《発光素子》
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
第２化合物半導体層の第２面上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側には突出部が形成されており、
少なくとも突出部の上には平滑化層が形成されており、
突出部及び平滑化層は、凹面鏡部を構成し、
少なくとも平滑化層の一部の上には、第１光反射層が形成されており、
第２光反射層は、平坦な形状を有する発光素子。
［Ａ０２］平滑化層と第１光反射層との界面における平滑化層の表面粗さＲａ1の値は、突出部と平滑化層との界面における突出部の表面粗さＲａ2の値よりも小さい［Ａ０１］に記載の発光素子。
［Ａ０３］表面粗さＲａ1の値は１．０ｎｍ以下である［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０４］突出部の頂部における平滑化層の平均厚さは、突出部の縁部における平滑化層の平均厚さよりも薄い［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０５］平滑化層の曲率半径は、１×１０-5ｍ乃至１×１０-3ｍである［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０６］平滑化層を構成する材料は、誘電体材料、スピン・オン・グラス系材料、低融点ガラス材料、半導体材料及び樹脂から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｂ０１］《発光素子の製造方法：第１の態様》
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体を形成し、次いで、
第２化合物半導体層の第２面上に第２電極及び第２光反射層を形成し、その後、
第１化合物半導体層の第１面側に突出部を形成し、次いで、
少なくとも突出部の上に平滑化層を形成した後、平滑化層の表面を平滑化し、その後、
少なくとも平滑化層の一部の上に第１光反射層を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極を形成する、
各工程から成り、
突出部及び平滑化層は、凹面鏡部を構成し、
第２光反射層は、平坦な形状を有する発光素子の製造方法。
［Ｂ０２］平滑化層表面の平滑化処理は、湿式エッチング法に基づく［Ｂ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０３］平滑化層表面の平滑化処理は、乾式エッチング法に基づく［Ｂ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０４］平滑化層と第１光反射層との界面における平滑化層の表面粗さＲａ1の値は、突出部と平滑化層との界面における突出部の表面粗さＲａ2の値よりも小さい［Ｂ０１］乃至［Ｂ０３］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０５］表面粗さＲａ1の値は１．０ｎｍ以下である［Ｂ０４］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０６］突出部の頂部における平滑化層の平均厚さは、突出部の縁部における平滑化層の平均厚さよりも薄い［Ｂ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０７］平滑化層の曲率半径は、１×１０-5ｍ乃至１×１０-3ｍである［Ｂ０１］乃至［Ｂ０６］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０８］平滑化層を構成する材料は、誘電体材料、スピン・オン・グラス系材料、低融点ガラス材料、半導体材料及び樹脂から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｂ０１］乃至［Ｂ０７］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｃ０１］《発光素子の製造方法：第２の態様》
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体を形成し、次いで、
第２化合物半導体層の第２面上に第２電極及び第２光反射層を形成し、その後、
第１化合物半導体層の第１面側に突出部を形成した後、突出部の表面を平滑化し、次いで、
少なくとも突出部の一部の上に第１光反射層を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極を形成する、
各工程から成り、
突出部は、凹面鏡部を構成し、
第２光反射層は、平坦な形状を有する発光素子の製造方法。
［Ｃ０２］突出部表面の平滑化処理は、湿式エッチング法に基づく［Ｃ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｃ０３］突出部表面の平滑化処理は、乾式エッチング法に基づく［Ｃ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｄ０１］《第１構成の発光素子》
第２化合物半導体層には、電流注入領域及び電流注入領域を取り囲む電流非注入領域が設けられており、
電流注入領域の面積重心点から、電流注入領域と電流非注入領域の境界までの最短距離ＤCIは、以下の式を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
ＤCI≧ω0／２
但し、
ω0 2≡（λ0／π）｛ＬOR（ＲDBR－ＬOR）｝1/2
ここで、
λ0 ：発光素子から主に出射される光の波長
ＬOR ：共振器長
ＲDBR：第１光反射層の内面の曲率半径
［Ｄ０２］第２化合物半導体層の第２面上に設けられ、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域を構成するモードロス作用部位、及び、
第２化合物半導体層の第２面上からモードロス作用部位上に亙り形成された第２電極、
を更に備えており、
積層構造体には、電流注入領域、電流注入領域を取り囲む電流非注入・内側領域、及び、電流非注入・内側領域を取り囲む電流非注入・外側領域が形成されており、
モードロス作用領域の正射影像と電流非注入・外側領域の正射影像とは重なり合っている［Ｄ０１］に記載の発光素子。
［Ｄ０３］第１光反射層の有効領域の半径ｒ’DBRは、
ω0≦ｒ’DBR≦２０・ω0
を満足する［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］に記載の発光素子。
［Ｄ０４］ＤCI≧ω0を満足する［Ｄ０１］乃至［Ｄ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｄ０５］ＲDBR≦１×１０-3ｍを満足する［Ｄ０１］乃至［Ｄ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０１］《第２構成の発光素子》
第２化合物半導体層の第２面上に設けられ、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域を構成するモードロス作用部位、及び、
第２化合物半導体層の第２面上からモードロス作用部位上に亙り形成された第２電極、
を更に備えており、
積層構造体には、電流注入領域、電流注入領域を取り囲む電流非注入・内側領域、及び、電流非注入・内側領域を取り囲む電流非注入・外側領域が形成されており、
モードロス作用領域の正射影像と電流非注入・外側領域の正射影像とは重なり合っている［Ａ０１］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０２］電流非注入・外側領域はモードロス作用領域の下方に位置している［Ｅ０１］に記載の発光素子。
［Ｅ０３］電流注入領域の射影像の面積をＳ1、電流非注入・内側領域の射影像の面積をＳ2としたとき、
０．０１≦Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）≦０．７
を満足する［Ｅ０１］又は［Ｅ０２］に記載の発光素子。
［Ｅ０４］《第２－Ａ構成の発光素子》
電流非注入・内側領域及び電流非注入・外側領域は、積層構造体へのイオン注入によって形成される［Ｅ０１］乃至［Ｅ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０５］イオン種は、ボロン、プロトン、リン、ヒ素、炭素、窒素、フッ素、酸素、ゲルマニウム及びシリコンから成る群から選択された少なくとも１種類のイオンである［Ｅ０４］に記載の発光素子。
［Ｅ０６］《第２－Ｂ構成の発光素子》
電流非注入・内側領域及び電流非注入・外側領域は、第２化合物半導体層の第２面へのプラズマ照射、又は、第２化合物半導体層の第２面へのアッシング処理、又は、第２化合物半導体層の第２面への反応性イオンエッチング処理によって形成される［Ｅ０１］乃至［Ｅ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０７］《第２－Ｃ構成の発光素子》
第２光反射層は、第１光反射層からの光を、第１光反射層と第２光反射層とによって構成される共振器構造の外側に向かって反射あるいは散乱する領域を有する［Ｅ０１］乃至［Ｅ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０８］電流注入領域における活性層から第２化合物半導体層の第２面までの光学的距離をＬ2、モードロス作用領域における活性層からモードロス作用部位の頂面までの光学的距離をＬ0としたとき、
Ｌ0＞Ｌ2
を満足する［Ｅ０４］乃至［Ｅ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０９］生成した高次モードを有する光は、モードロス作用領域により、第１光反射層と第２光反射層とによって構成される共振器構造の外側に向かって散逸させられ、以て、発振モードロスが増加する［Ｅ０４］乃至［Ｅ０８］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ１０］モードロス作用部位は、誘電体材料、金属材料又は合金材料から成る［Ｅ０４］乃至［Ｅ０９］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ１１］モードロス作用部位は誘電体材料から成り、
モードロス作用部位の光学的厚さは、発光素子において生成した光の波長の１／４の整数倍から外れる値である［Ｅ１０］に記載の発光素子。
［Ｅ１２］モードロス作用部位は誘電体材料から成り、
モードロス作用部位の光学的厚さは、発光素子において生成した光の波長の１／４の整数倍である［Ｅ１０］に記載の発光素子。
［Ｅ１３］《第２－Ｄ構成の発光素子》
第２化合物半導体層の第２面側には凸部が形成されており、
モードロス作用部位は、凸部を囲む第２化合物半導体層の第２面の領域上に形成されている［Ｅ０１］乃至［Ｅ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ１４］電流注入領域における活性層から第２化合物半導体層の第２面までの光学的距離をＬ2、モードロス作用領域における活性層からモードロス作用部位の頂面までの光学的距離をＬ0としたとき、
Ｌ0＜Ｌ2
を満足する［Ｅ１３］に記載の発光素子。
［Ｅ１５］生成した高次モードを有する光は、モードロス作用領域により、電流注入領域及び電流非注入・内側領域に閉じ込められ、以て、発振モードロスが減少する［Ｅ１３］又は［Ｅ１４］に記載の発光素子。
［Ｅ１６］モードロス作用部位は、誘電体材料、金属材料又は合金材料から成る［Ｅ１３］乃至［Ｅ１５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ１７］第２電極は、透明導電性材料から成る［Ｅ０１］乃至［Ｅ１６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０１］《第３構成の発光素子》
第２電極を含む積層構造体には、活性層が占める仮想平面と平行に、少なくとも２層の光吸収材料層が形成されている［Ａ０１］乃至［Ｅ１７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０２］少なくとも４層の光吸収材料層が形成されている［Ｆ０１］に記載の発光素子。
［Ｆ０３］発振波長をλ0、２層の光吸収材料層、及び、光吸収材料層と光吸収材料層との間に位置する積層構造体の部分の全体の等価屈折率をｎeq、光吸収材料層と光吸収材料層との間の距離をＬAbsとしたとき、
０．９×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝
を満足する［Ｆ０１］又は［Ｆ０２］に記載の発光素子。
但し、ｍは、１、又は、１を含む２以上の任意の整数である。
［Ｆ０４］光吸収材料層の厚さは、λ0／（４・ｎeq）以下である［Ｆ０１］乃至［Ｆ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０５］積層構造体の内部において形成される光の定在波に生じる最小振幅部分に光吸収材料層が位置する［Ｆ０１］乃至［Ｆ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０６］積層構造体の内部において形成される光の定在波に生じる最大振幅部分に活性層が位置する［Ｆ０１］乃至［Ｆ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０７］光吸収材料層は、積層構造体を構成する化合物半導体の光吸収係数の２倍以上の光吸収係数を有する［Ｆ０１］乃至［Ｆ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０８］光吸収材料層は、積層構造体を構成する化合物半導体よりもバンドギャップの狭い化合物半導体材料、不純物をドープした化合物半導体材料、透明導電性材料、及び、光吸収特性を有する光反射層構成材料から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から構成されている［Ｆ０１］乃至［Ｆ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０１］《発光素子》
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
第２化合物半導体層の第２面上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側には突出部が形成されており、
少なくとも突出部の上には平滑化層が形成されており、
突出部及び平滑化層は、凹面鏡部を構成し、
少なくとも平滑化層の一部の上には、第１光反射層が形成されており、
第２光反射層は、平坦な形状を有する発光素子。
［Ａ０２］平滑化層と第１光反射層との界面における平滑化層の表面粗さＲａ1の値は、突出部と平滑化層との界面における突出部の表面粗さＲａ2の値よりも小さい［Ａ０１］に記載の発光素子。
［Ａ０３］表面粗さＲａ1の値は１．０ｎｍ以下である［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０４］突出部の頂部における平滑化層の平均厚さは、突出部の縁部における平滑化層の平均厚さよりも薄い［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０５］平滑化層の曲率半径は、１×１０-5ｍ乃至１×１０-3ｍである［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０６］平滑化層を構成する材料は、誘電体材料、スピン・オン・グラス系材料、低融点ガラス材料、半導体材料及び樹脂から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｂ０１］《発光素子の製造方法：第１の態様》
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体を形成し、次いで、
第２化合物半導体層の第２面上に第２電極及び第２光反射層を形成し、その後、
第１化合物半導体層の第１面側に突出部を形成し、次いで、
少なくとも突出部の上に平滑化層を形成した後、平滑化層の表面を平滑化し、その後、
少なくとも平滑化層の一部の上に第１光反射層を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極を形成する、
各工程から成り、
突出部及び平滑化層は、凹面鏡部を構成し、
第２光反射層は、平坦な形状を有する発光素子の製造方法。
［Ｂ０２］平滑化層表面の平滑化処理は、湿式エッチング法に基づく［Ｂ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０３］平滑化層表面の平滑化処理は、乾式エッチング法に基づく［Ｂ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０４］平滑化層と第１光反射層との界面における平滑化層の表面粗さＲａ1の値は、突出部と平滑化層との界面における突出部の表面粗さＲａ2の値よりも小さい［Ｂ０１］乃至［Ｂ０３］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０５］表面粗さＲａ1の値は１．０ｎｍ以下である［Ｂ０４］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０６］突出部の頂部における平滑化層の平均厚さは、突出部の縁部における平滑化層の平均厚さよりも薄い［Ｂ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０７］平滑化層の曲率半径は、１×１０-5ｍ乃至１×１０-3ｍである［Ｂ０１］乃至［Ｂ０６］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０８］平滑化層を構成する材料は、誘電体材料、スピン・オン・グラス系材料、低融点ガラス材料、半導体材料及び樹脂から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ｂ０１］乃至［Ｂ０７］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｃ０１］《発光素子の製造方法：第２の態様》
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層が積層された積層構造体を形成し、次いで、
第２化合物半導体層の第２面上に第２電極及び第２光反射層を形成し、その後、
第１化合物半導体層の第１面側に突出部を形成した後、突出部の表面を平滑化し、次いで、
少なくとも突出部の一部の上に第１光反射層を形成し、第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極を形成する、
各工程から成り、
突出部は、凹面鏡部を構成し、
第２光反射層は、平坦な形状を有する発光素子の製造方法。
［Ｃ０２］突出部表面の平滑化処理は、湿式エッチング法に基づく［Ｃ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｃ０３］突出部表面の平滑化処理は、乾式エッチング法に基づく［Ｃ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｄ０１］《第１構成の発光素子》
第２化合物半導体層には、電流注入領域及び電流注入領域を取り囲む電流非注入領域が設けられており、
電流注入領域の面積重心点から、電流注入領域と電流非注入領域の境界までの最短距離ＤCIは、以下の式を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
ＤCI≧ω0／２
但し、
ω0 2≡（λ0／π）｛ＬOR（ＲDBR－ＬOR）｝1/2
ここで、
λ0 ：発光素子から主に出射される光の波長
ＬOR ：共振器長
ＲDBR：第１光反射層の内面の曲率半径
［Ｄ０２］第２化合物半導体層の第２面上に設けられ、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域を構成するモードロス作用部位、及び、
第２化合物半導体層の第２面上からモードロス作用部位上に亙り形成された第２電極、
を更に備えており、
積層構造体には、電流注入領域、電流注入領域を取り囲む電流非注入・内側領域、及び、電流非注入・内側領域を取り囲む電流非注入・外側領域が形成されており、
モードロス作用領域の正射影像と電流非注入・外側領域の正射影像とは重なり合っている［Ｄ０１］に記載の発光素子。
［Ｄ０３］第１光反射層の有効領域の半径ｒ’DBRは、
ω0≦ｒ’DBR≦２０・ω0
を満足する［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］に記載の発光素子。
［Ｄ０４］ＤCI≧ω0を満足する［Ｄ０１］乃至［Ｄ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｄ０５］ＲDBR≦１×１０-3ｍを満足する［Ｄ０１］乃至［Ｄ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０１］《第２構成の発光素子》
第２化合物半導体層の第２面上に設けられ、発振モードロスの増減に作用するモードロス作用領域を構成するモードロス作用部位、及び、
第２化合物半導体層の第２面上からモードロス作用部位上に亙り形成された第２電極、
を更に備えており、
積層構造体には、電流注入領域、電流注入領域を取り囲む電流非注入・内側領域、及び、電流非注入・内側領域を取り囲む電流非注入・外側領域が形成されており、
モードロス作用領域の正射影像と電流非注入・外側領域の正射影像とは重なり合っている［Ａ０１］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０２］電流非注入・外側領域はモードロス作用領域の下方に位置している［Ｅ０１］に記載の発光素子。
［Ｅ０３］電流注入領域の射影像の面積をＳ1、電流非注入・内側領域の射影像の面積をＳ2としたとき、
０．０１≦Ｓ1／（Ｓ1＋Ｓ2）≦０．７
を満足する［Ｅ０１］又は［Ｅ０２］に記載の発光素子。
［Ｅ０４］《第２－Ａ構成の発光素子》
電流非注入・内側領域及び電流非注入・外側領域は、積層構造体へのイオン注入によって形成される［Ｅ０１］乃至［Ｅ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０５］イオン種は、ボロン、プロトン、リン、ヒ素、炭素、窒素、フッ素、酸素、ゲルマニウム及びシリコンから成る群から選択された少なくとも１種類のイオンである［Ｅ０４］に記載の発光素子。
［Ｅ０６］《第２－Ｂ構成の発光素子》
電流非注入・内側領域及び電流非注入・外側領域は、第２化合物半導体層の第２面へのプラズマ照射、又は、第２化合物半導体層の第２面へのアッシング処理、又は、第２化合物半導体層の第２面への反応性イオンエッチング処理によって形成される［Ｅ０１］乃至［Ｅ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０７］《第２－Ｃ構成の発光素子》
第２光反射層は、第１光反射層からの光を、第１光反射層と第２光反射層とによって構成される共振器構造の外側に向かって反射あるいは散乱する領域を有する［Ｅ０１］乃至［Ｅ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０８］電流注入領域における活性層から第２化合物半導体層の第２面までの光学的距離をＬ2、モードロス作用領域における活性層からモードロス作用部位の頂面までの光学的距離をＬ0としたとき、
Ｌ0＞Ｌ2
を満足する［Ｅ０４］乃至［Ｅ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０９］生成した高次モードを有する光は、モードロス作用領域により、第１光反射層と第２光反射層とによって構成される共振器構造の外側に向かって散逸させられ、以て、発振モードロスが増加する［Ｅ０４］乃至［Ｅ０８］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ１０］モードロス作用部位は、誘電体材料、金属材料又は合金材料から成る［Ｅ０４］乃至［Ｅ０９］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ１１］モードロス作用部位は誘電体材料から成り、
モードロス作用部位の光学的厚さは、発光素子において生成した光の波長の１／４の整数倍から外れる値である［Ｅ１０］に記載の発光素子。
［Ｅ１２］モードロス作用部位は誘電体材料から成り、
モードロス作用部位の光学的厚さは、発光素子において生成した光の波長の１／４の整数倍である［Ｅ１０］に記載の発光素子。
［Ｅ１３］《第２－Ｄ構成の発光素子》
第２化合物半導体層の第２面側には凸部が形成されており、
モードロス作用部位は、凸部を囲む第２化合物半導体層の第２面の領域上に形成されている［Ｅ０１］乃至［Ｅ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ１４］電流注入領域における活性層から第２化合物半導体層の第２面までの光学的距離をＬ2、モードロス作用領域における活性層からモードロス作用部位の頂面までの光学的距離をＬ0としたとき、
Ｌ0＜Ｌ2
を満足する［Ｅ１３］に記載の発光素子。
［Ｅ１５］生成した高次モードを有する光は、モードロス作用領域により、電流注入領域及び電流非注入・内側領域に閉じ込められ、以て、発振モードロスが減少する［Ｅ１３］又は［Ｅ１４］に記載の発光素子。
［Ｅ１６］モードロス作用部位は、誘電体材料、金属材料又は合金材料から成る［Ｅ１３］乃至［Ｅ１５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ１７］第２電極は、透明導電性材料から成る［Ｅ０１］乃至［Ｅ１６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０１］《第３構成の発光素子》
第２電極を含む積層構造体には、活性層が占める仮想平面と平行に、少なくとも２層の光吸収材料層が形成されている［Ａ０１］乃至［Ｅ１７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０２］少なくとも４層の光吸収材料層が形成されている［Ｆ０１］に記載の発光素子。
［Ｆ０３］発振波長をλ0、２層の光吸収材料層、及び、光吸収材料層と光吸収材料層との間に位置する積層構造体の部分の全体の等価屈折率をｎeq、光吸収材料層と光吸収材料層との間の距離をＬAbsとしたとき、
０．９×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝≦ＬAbs≦１．１×｛（ｍ・λ0）／（２・ｎeq）｝
を満足する［Ｆ０１］又は［Ｆ０２］に記載の発光素子。
但し、ｍは、１、又は、１を含む２以上の任意の整数である。
［Ｆ０４］光吸収材料層の厚さは、λ0／（４・ｎeq）以下である［Ｆ０１］乃至［Ｆ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０５］積層構造体の内部において形成される光の定在波に生じる最小振幅部分に光吸収材料層が位置する［Ｆ０１］乃至［Ｆ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０６］積層構造体の内部において形成される光の定在波に生じる最大振幅部分に活性層が位置する［Ｆ０１］乃至［Ｆ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０７］光吸収材料層は、積層構造体を構成する化合物半導体の光吸収係数の２倍以上の光吸収係数を有する［Ｆ０１］乃至［Ｆ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０８］光吸収材料層は、積層構造体を構成する化合物半導体よりもバンドギャップの狭い化合物半導体材料、不純物をドープした化合物半導体材料、透明導電性材料、及び、光吸収特性を有する光反射層構成材料から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から構成されている［Ｆ０１］乃至［Ｆ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
【符号の説明】
【0158】
１１・・・基板、１１ａ・・・基板の第１面、１１ｂ・・・基板の第２面、２０・・・積層構造体、２１・・・第１化合物半導体層、２１ａ・・・第１化合物半導体層の第１面、２１ｂ・・・第１化合物半導体層の第２面、２２・・・第２化合物半導体層、２２ａ・・・第２化合物半導体層の第１面、２２ｂ・・・第２化合物半導体層の第２面、２３・・・活性層（発光層）、３１・・・第１電極、３２・・・第２電極、３３・・・パッド電極、３４・・・絶縁層（電流狭窄層）、３４Ａ・・・絶縁層（電流狭窄層）に設けられた開口部、４１・・・第１光反射層、４１ａ・・・第１光反射層の内面、４１ｂ・・・第１光反射層の有効領域、４２・・・第２光反射層、４３，４５，４６，４７・・・突出部、４４・・・平滑化層、４８・・・接合層、４９・・・支持基板、５１・・・電流注入領域、５２・・・電流非注入・内側領域、５３・・・電流非注入・外側領域、５４・・・モードロス作用部位（モードロス作用層）、５４Ａ，５４Ｂ・・・モードロス作用部位に形成された開口部、５５・・・モードロス作用領域、６１Ａ・・・電流注入領域、６１Ｂ・・・電流非注入領域、６１Ｃ・・・電流注入領域と電流非注入領域の境界、７１・・・光吸収材料層、８１・・・レジスト層、８２・・・レジスト層の突出部
【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】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
