特許 7547960 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】2024-09-02

(45)【発行日】2024-09-10

(54)【発明の名称】発光装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 33/38 20100101AFI20240903BHJP

   H01L 33/32 20100101ALI20240903BHJP

   H01L 33/08 20100101ALI20240903BHJP

【ＦＩ】

H01L33/38

H01L33/32

H01L33/08

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020198137

(22)【出願日】2020-11-30

(65)【公開番号】P2022086232

(43)【公開日】2022-06-09

【審査請求日】2023-11-17

(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

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】宮田 崇

【審査官】大西 孝宣

(56)【参考文献】

【文献】特表２０２０－５０６５３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０２９５１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５２７７１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１０２３８０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】PRABASWARA, A. et al，Direct Growth of III-Nitride Nanowire-Based Yellow Light-Emitting Diode on Amorphous Quartz Using Thin Ti Interlayer，Nanoscale Research Letters，2018年02月06日，Vol. 13, No. 41，p. 1-9，https://doi.org/10.1186/s11671-018-2453-1

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ３３／００ － ３３／６４

Ｈ０１Ｓ ５／００ － ５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基体上に、発光層を含む複数の柱状部からなる柱状部群を有する発光部をエッチングに
よって島状にパターニングするとともに、島状の前記発光部が形成された領域以外の領域
に当該発光部のエッチング残差からなる突起形状部を形成する工程と、
前記発光部を覆うように前記基体上に第１絶縁層を形成する工程と、
前記第１絶縁層から突出し、前記発光部の構成物質と同じ物質を含む前記突起形状部の
先端部をエッチングする工程と、
前記第１絶縁層上に第２絶縁層を形成する工程と、
前記第２絶縁層上に、前記発光部と電気的に接続される電極を形成する工程と、を備え
る
発光装置の製造方法。

【請求項2】

前記第１絶縁層および前記第２絶縁層を同じ材料を用いて形成する
請求項１に記載の発光装置の製造方法。

【請求項3】

前記第１絶縁層および前記第２絶縁層を異なる材料を用いて形成する
請求項１に記載の発光装置の製造方法。

【請求項4】

前記第２絶縁層の形成材料の誘電率は前記第１絶縁層の形成材料の誘電率よりも低い
請求項３に記載の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、発光装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

下記特許文献１には、基板上に設けられた複数のナノコラムを有する半導体発光素子が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１０－１３５８５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記半導体発光素子では、基板上に複数のナノコラムを形成した後、発光エリア以外に余分に形成されたナノコラムをパターニングによって除去しているが、例えば、エッチング時の残渣によって基板上に凹凸が生じてしまう。このような凹凸上に絶縁層が形成されると、絶縁層上に形成される配線に短絡が生じることで電気的な接続信頼性が低下してしまう。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記の課題を解決するために、本発明の１つの態様によれば、基体上に、発光層を含む
複数の柱状部からなる柱状部群を有する発光部をエッチングによって島状にパターニング
するとともに、島状の前記発光部が形成された領域以外の領域に当該発光部のエッチング
残差からなる突起形状部を形成する工程と、前記発光部を覆うように前記基体上に第１絶
縁層を形成する工程と、前記第１絶縁層から突出し、前記発光部の構成物質と同じ物質を
含む前記突起形状部の先端部をエッチングする工程と、前記第１絶縁層上に第２絶縁層を
形成する工程と、前記第２絶縁層上に、前記発光部と電気的に接続される電極を形成する
工程と、を備える発光装置の製造方法が提供される。

【0006】

本発明の１つの態様によれば、基体と、前記基体上に設けられ、発光層を含む複数の柱状部からなる柱状部群を有する発光部と、前記発光部を覆って前記基体上に設けられる第１絶縁層と、前記第１絶縁層上に設けられる第２絶縁層と、前記発光部の構成物質と同じ物質を含む突起形状部と、を備え、前記突起形状部は、前記基体側から前記第１絶縁層側に突出し、かつ前記第１絶縁層の上面から前記第２絶縁層側には突出しない発光装置が提供される。

【0007】

本発明の１つの態様によれば、上記態様の発光装置を備えるプロジェクターが提供される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】プロジェクターの概略構成図である。

【図2】発光装置の構成を模式的に示した平面図である。

【図3】図２のＩＩ－ＩＩ線矢視による発光装置の断面図である。

【図4A】発光装置の製造工程の要部を示す図である。

【図4B】発光装置の製造工程の要部を示す図である。

【図4C】発光装置の製造工程の要部を示す図である。

【図4D】発光装置の製造工程の要部を示す図である。

【図4E】発光装置の製造工程の要部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態のプロジェクターの概略構成図である。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

【0010】

図１に示すように、本実施形態のプロジェクター１００は、スクリーンＳＣＲに画像を投射する投射型画像表示装置である。プロジェクター１００は、発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂと、クロスダイクロイックプリズム３と、投射光学装置４と、を備えている。発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの構成については後述する。

【0011】

発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、それぞれ、赤色光、緑色光、青色光を射出する。発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、各々の発光部を映像の画素として画像情報に応じて変調することで、例えば液晶ライトバルブなどの光変調装置を用いることなく、直接的に映像を形成することができる。

【0012】

発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから射出された光は、クロスダイクロイックプリズム３に入射する。クロスダイクロイックプリズム３は、発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから射出された光を合成して投射光学装置４に導く。投射光学装置４は、発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂによって形成された映像を拡大してスクリーンＳＣＲに投射する。投射光学装置４は、一つまたは複数の投射レンズで構成されている。

【0013】

具体的にクロスダイクロイックプリズム３は、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は、投射光学系である投射光学装置４によりスクリーンＳＣＲ上に投射され、拡大された画像が表示される。

【0014】

発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂは、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧまたは青色光ＬＢをそれぞれ射出する。なお、発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂの構成は、射出する光の波長帯が異なる以外、同様の基本構成を有している。以下では、発光装置１Ｂを例に挙げて、その構成について詳しく説明する。

【0015】

図２は、発光装置１Ｂの構成を模式的に示した平面図である。
以下、ＸＹＺ直交座標系を用いて各部の構成を説明する。発光装置１Ｂを光軸方向から見た平面形状が矩形状の発光領域の一方の辺に平行な軸をＸ軸とし、発光領域の他方の辺に平行な軸をＹ軸とし、Ｘ軸とＹ軸とに垂直な軸をＺ軸とする。Ｚ軸と発光装置１Ｂの光軸とは平行である。

【0016】

図２に示すように、発光装置１Ｂは、アレイ状に設けられた複数の発光部３０を有している。本実施形態において、発光部３０はＸ軸またはＹ軸に沿ってマトリックス状に設けられている。これにより、発光装置１Ｂでは、各発光部３０を画素として映像を形成することができる自発光イメージャーを構成することができる。

【0017】

図３は、発光装置１Ｂの要部構成を示す断面図である。なお、図３は図２のＩＩ－ＩＩ線矢視による断面を示す図であり、発光装置１Ｂの断面を示している。
図３に示すように、発光装置１Ｂは、基体１０と、半導体層２０と、発光部３０と、突起形状部４０と、第１絶縁層５１と、第２絶縁層５２と、第１電極６０と、第２電極７０と、配線８０と、ヒートシンク９０と、を有する。ヒートシンク９０は、発光部３０で生じる熱を放出するため、基体１０の下面１０ｂに設けられている。ヒートシンク９０は必要に応じて省略してもよい。

【0018】

本実施形態において、Ｚ軸方向において、基体１０から発光部３０を構成する積層体が積層される方向を「上」とし、基体１０から発光部３０と反対側に向かう方向を「下」として説明する。

【0019】

基体１０は、例えば、基板１１と、反射層１２と、を含む。基板１１は、例えば、シリコン（Ｓｉ）基板、窒化ガリウム（ＧａＮ）基板、サファイア基板などで構成されている。反射層１２は基板１１上に設けられている。反射層１２は、例えばＡｌＧａＮ層とＧａＮ層とを交互に積層させた積層体、ＡｌＩｎＮ層とＧａＮ層とを交互に積層させた積層体等で構成されている。反射層１２は後述するナノコラムの発光層で発生した光を基板１１と反対側に向けて反射させる。

【0020】

半導体層２０は、基体１０上に設けられている。半導体層２０は、例えば、ｎ型のＧａＮ層、具体的はＳｉがドープされたＧａＮ層で構成されている。

【0021】

発光装置１Ｂは複数の発光部３０を有している。複数の発光部３０は半導体層２０を介して基体１０上に島状に形成されることで基体１０上に発光部群（柱状部群）を形成している。隣り合う発光部３０は、半導体層２０の周囲に設けられた素子分離層（図示略）によって電気的に分離されている。素子分離層は、例えば、ｉ型のＧａＮ層、酸化シリコン層、窒化シリコン層などで構成されている。発光部３０はエッチングによるパターニングによって島状に形成されている。

【0022】

発光部３０は、複数のナノコラム（柱状部）３１と、光伝搬層３６と、を有している。ナノコラム３１は半導体層２０上に突出して延びる柱状結晶構造体である。ナノコラム３１の平面形状は、多角形、円、楕円などである。本実施形態では、図２に示すように、ナノコラム３１の平面形状は、四角形である。ナノコラム３１の径は、ｎｍオーダーであり、具体的には、例えば１０ｎｍ以上、５００ｎｍ以下である。ナノコラム３１の積層方向の寸法、いわゆるナノコラム３１の高さは、例えば０．１μｍ以上、５μｍ以下である。

【0023】

なお、「ナノコラム３１の径」は、ナノコラム３１の平面形状が円の場合には、円の直径であり、ナノコラム３１の平面形状が円ではない場合には、最小包含円の直径である。例えばナノコラム３１の平面形状が多角形の場合、ナノコラム３１の径は、多角形を内部に含む最小の円の直径であり、ナノコラム３１の平面形状が楕円の場合、ナノコラム３１の径は、楕円を内部に含む最小の円の直径である。

【0024】

「ナノコラム３１の中心」は、ナノコラム３１の平面形状が円の場合には、円の中心であり、ナノコラム３１の平面形状が円ではない形状の場合には、最小包含円の中心である。例えばナノコラム３１の平面形状が多角形の場合には、ナノコラム３１の中心は、多角形を内部に含む最小の円の中心であり、ナノコラム３１の平面形状が楕円の場合には、ナノコラム３１の中心は、楕円を内部に含む最小の円の中心である。

【0025】

複数のナノコラム３１は、平面視において、所定の方向に所定のピッチで配列されている。ナノコラム３１は、フォトニック結晶の効果を発現でき、発光層３３が発する光を、基体１０の面内方向に閉じ込め、積層方向に射出させる。「基体１０の面内方向」とは、積層方向と直交する面に沿う方向である。

【0026】

図３に示すように、ナノコラム３１は、第１半導体層３２と、発光層３３と、第２半導体層３４と、を有している。ナノコラム３１を構成する各層は後述のようにエピタキシャル成長によって形成される。

【0027】

第１半導体層３２は、半導体層２０上に設けられている。第１半導体層３２は、基体１０と発光層３３との間に設けられている。第１半導体層３２は、例えばＳｉがドープされたｎ型のＧａＮ層で構成されている。本実施形態において、第１半導体層３２は、半導体層２０と同じ材料で構成されている。

【0028】

発光層３３は、第１半導体層３２上に設けられている。発光層３３は、第１半導体層３２と第２半導体層３４との間に設けられている。発光層３３は、例えばＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とから構成された量子井戸構造を有している。発光層３３は、第１半導体層３２および第２半導体層３４を介して電流が注入されることによって光を発する。なお、発光層３３を構成するＧａＮ層およびＩｎＧａＮ層の数は、特に限定されない。
本実施形態の場合、発光層３３は、例えば、４３０ｎｍ～４７０ｎｍの青色波長帯の青色光を射出する。

【0029】

第２半導体層３４は、発光層３３上に設けられている。第２半導体層３４は、第１半導体層３２とは導電型が異なる層である。第２半導体層３４は、例えばＭｇがドープされたｐ型のＧａＮ層で構成されている。第１半導体層３２および第２半導体層３４は、発光層３３内に光を閉じ込める機能を有するクラッド層として機能する。

【0030】

光伝搬層３６は、平面視において、ナノコラム３１を囲んで設けられている。光伝搬層３６の屈折率は、発光層３３の屈折率よりも低い。光伝搬層３６は、例えば、ＧａＮ層、酸化チタン（ＴｉＯ_２）層である。光伝搬層３６であるＧａＮ層は、ｉ型でもよいし、ｎ型でもよいし、ｐ型でもよい。光伝搬層３６は、発光層３３において生じた光を、平面方向に伝搬させることができる。

【0031】

発光部３０においては、ｐ型の第２半導体層３４、不純物がドーピングされていない発光層３３、およびｎ型の第１半導体層３２の積層体により、ｐｉｎダイオードが構成される。第１半導体層３２および第２半導体層３４のバンドギャップは、発光層３３のバンドギャップよりも大きい。発光部３０において、第１電極６０と第２電極７０との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加して電流を注入すると、発光層３３において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。

【0032】

発光層３３において発生した光は、第１半導体層３２および第２半導体層３４により基体１０の面内方向に光伝搬層３６を通って伝搬する。このとき、光は、ナノコラム３１によるフォトニック結晶の効果により定在波を形成し、基体１０の面内方向に閉じ込められる。閉じ込められた光は、発光層３３において利得を受けてレーザー発振する。すなわち、発光層３３において発生した光は、ナノコラム３１により基体１０の面内方向に共振し、レーザー発振する。具体的には、発光層３３において発生した光は、複数のナノコラム３１で構成された共振部において基体１０の面内方向に共振し、レーザー発振する。その後、共振により生じる＋１次回折光および－１次回折光は、レーザー光として積層方向（Ｚ軸方向）に進行する。

【0033】

発光装置１Ｂでは、平面方向に伝搬している光の強度が、Ｚ軸方向において、発光層３３で最も大きくなるように、第１半導体層３２、第２半導体層３４および発光層３３の屈折率および厚さが設計されている。

【0034】

本実施形態において、積層方向に進行したレーザー光のうち、基体１０側に向かって進んだレーザー光は、反射層１２によって反射され、第２電極７０側に向かって進む。これにより、発光部３０は、第２電極７０側から光を射出することができる。

【0035】

図３に示すように、半導体層２０上には、絶縁層３５が設けられている。絶縁層３５は、光伝搬層３６と半導体層２０との間に設けられている。絶縁層３５は、発光部３０の製造工程において、ナノコラム３１を構成する膜を成長させるためのマスクとして機能する。絶縁層３５は、例えば酸化シリコン層、窒化シリコン層などで構成されている。

【0036】

第１絶縁層５１は、発光部３０を覆って基体１０（半導体層２０）上に設けられている。第１絶縁層５１は、例えば、酸化シリコン層である。第１絶縁層５１は基体１０の上面を平坦化するとともに発光部３０を衝撃などから保護する機能を有している。第１絶縁層５１には、発光部３０の上側を露出させる開口５１ａが設けられている。

【0037】

突起形状部４０は、半導体層２０上に設けられている。詳細については後述するが、発光部３０はエッチングによるパターニングによって島状に形成されている。突起形状部４０は、発光部３０をエッチングした際の残渣成分である。そのため、エッチング残渣としての突起形状部４０は、発光部３０の構成物質と同じ物質で構成されている。なお、発光部３０の構成物質とは、例えば、第１半導体層３２、発光層３３および第２半導体層３４の少なくともいずれかの構成材料を含んだ物質である。

【0038】

第１絶縁層５１は、発光部３０を覆う部分における上面１５１の高さと発光部３０以外を覆う部分における上面１５１の高さとが異なっている。詳細については後述するが、第１絶縁層５１から上方に突出した突起形状部４０における一部の先端部は後述のエッチング工程によって除去されている。

【0039】

そのため、第１絶縁層５１の上面１５１のうち最も基体１０側に位置する第１上面１５１ａの高さは、発光部３０の上面１３０よりも低くなっている。このようにして形成された突起形状部４０は基体１０から第１絶縁層５１内のみに突出し、第１絶縁層５１の上面１５１から突出しない状態に形成されている。そのため、第１絶縁層５１は突起形状部４０の形状による影響を受け難いため、上面１５１として平坦性の高い面を有している。

【0040】

第２絶縁層５２は、第１絶縁層５１上に形成されている。本実施形態の発光装置１Ｂにおいて、突起形状部４０は基体１０から第１絶縁層５１側に突出し、かつ第２絶縁層５２内には突出しない状態で設けられる。第２絶縁層５２は、突起形状部４０の影響を受けず平坦性の高い第１絶縁層５１の上面１５１に形成されるため、第２絶縁層５２自体も平坦性が高い層となる。

【0041】

本実施形態において、第２絶縁層５２は第１絶縁層５１と同じ材料である酸化シリコン層で形成されている。このように第２絶縁層５２および第１絶縁層５１を同じ材料で形成することで発光装置１Ｂの製造コストを低減できる。

【0042】

第２絶縁層５２は、第１絶縁層５１をさらに覆うことで絶縁層の膜厚を稼ぐことで、上述の平坦化機能および衝撃保護機能を向上させることができる。第２絶縁層５２には、発光部３０の上側を露出させる開口５２ａが設けられている。第２絶縁層５２の開口５２ａは、第１絶縁層５１の開口５１ａに連通することでコンタクトホール５３を構成している。

【0043】

第２絶縁層５２は、発光部３０を覆う部分における上面１５２の高さと発光部３０以外を覆う部分における上面１５２の高さとが異なっている。具体的に、第２絶縁層５２の上面１５２のうち最も基体１０側に位置する第２上面１５２ａの高さは発光部３０の上面１３０よりも高い。この構成によれば、第２絶縁層５２の膜厚を薄く抑えつつ基体１０上に平坦性の高い面を形成することができる。なお、これに限らず、第２絶縁層５２の上面１５２のうち最も基体１０側に位置する第２上面１５２ａの高さは、発光部３０の上面１３０より低くてもよい。

【0044】

なお、第２絶縁層５２は第１絶縁層５１と異なる材料で構成されていてもよい。第１絶縁層５１および第２絶縁層５２の材料を異ならせることで、第２絶縁層５２の誘電率を第１絶縁層５１の誘電率よりも低くする構成を実現できる。これにより、第１絶縁層５１の外側をより絶縁性に優れた第２絶縁層５２で覆うことができる。よって、発光部３０の絶縁性を高めることで発光装置１Ｂの信頼性を向上させることができる。

【0045】

第１電極６０は、発光部３０の側方において、絶縁層３５を介して半導体層２０上に設けられている。第１電極６０は発光部３０に対応して設けられ、発光部３０と電気的に接続される。第１電極６０は、例えば、発光部３０に対応して設けられるトランジスターＴＲの一部、例えばゲート電極を構成し、ナノコラム３１に注入される電流量を制御可能である。

【0046】

第１電極６０は、半導体層２０とオーミックコンタクトしていてもよい。図３の例では、第１電極６０は、半導体層２０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６０は、発光層３３に電流を注入するための一方側の電極である。第１電極６０としては、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＰｔあるいはＡｕなどの金属層、あるいはこれらを積層した積層金属膜などが用いられる。

【0047】

第２電極７０は、発光部３０上に設けられている。第２電極７０は、発光層３３に電流を注入するための他方の電極である。
第２電極７０は、発光部３０の数に応じて、複数設けられている。第２電極７０は、コンタクト層７１と、透明導電層７２と、を含む。コンタクト層７１は、ナノコラム３１および光伝搬層３６の一部に接触するように設けられている。コンタクト層７１は第１絶縁層５１および第２絶縁層５２に設けられたコンタクトホール５３内に露出している。

【0048】

コンタクト層７１としては、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＰｔあるいはＡｕなどの金属層、あるいはこれらを積層した積層金属膜などが用いられる。コンタクト層７１は、第２電極７０と発光部３０との導通性を向上させるための層である。なお、コンタクト層７１は数１０ｎｍ程度の薄膜であるため、光透過性を有している。

【0049】

透明導電層７２はコンタクトホール５３内に設けられたコンタクト層７１に接続される。透明導電層７２は、コンタクトホール５３を経由して第２絶縁層５２上に引き回されている。
透明導電層７２は、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）層やＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）層である。発光層３３において生じた光は、コンタクト層７１および透明導電層７２を透過して射出される。

【0050】

配線８０は、透明導電層７２に積層されている。配線８０は、第２電極７０を介して発光部３０におけるナノコラム３１の第２半導体層３４と電気的に接続されている。配線８０としては、例えば、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｃｒ、ＰｔあるいはＡｕなどの金属層、あるいはこれらを積層した積層金属膜などが用いられる。

【0051】

配線８０は、基体１０上における不図示の領域に設けられた駆動回路に、例えばワイヤーを介して接続されている。上述の第１電極６０は基体１０上における不図示の領域に設けられた駆動回路に、例えばワイヤーを介して接続されている。このような構成に基づき、発光素子１２Ｂは、駆動回路を駆動させることで第１電極６０および第２電極７０を介して発光層３３に電流を注入することができる。

【0052】

本実施形態の発光装置１Ｂでは、突起形状部４０の影響を受け難くすることで第２絶縁層５２の上面１５２を平坦面で構成することができる。これにより、第２絶縁層５２上に形成される第２電極７０や配線８０の短絡が生じ難くなるので、電気的な接続信頼性を向上できる。

【0053】

また、本実施形態の発光装置１Ｂでは、同一基板上に（１つの基体１０上に）トランジスターＴＲ（第１電極６０）および発光部３０を形成することができる。これにより、発光装置１Ｂは、トランジスターＴＲおよび発光部３０を別々の基板に設ける場合に比べて、小型化を図ることができる。

【0054】

続いて、本実施形態の発光装置１Ｂの製造方法を説明する。
図４Ａ～図４Ｅは発光装置１Ｂの製造工程の要部を示す図である。
まず、図４Ａに示すように、基体１０上に発光層３３を含む発光部３０を島状に形成する工程を行う。
発光部３０の形成工程では、はじめに、基体１０上における所定領域に半導体層２０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。

【0055】

続いて、半導体層２０上の全面にわたって複数のナノコラム３１を形成する。続けて、ナノコラム３１の周囲に光伝搬層３６を形成する。続いて、ナノコラム３１上に第２電極７０の一部であるコンタクト層７１を形成する。

【0056】

複数のナノコラム３１および光伝搬層３６を半導体層２０上に形成した後、発光部３０の形成領域以外に形成された不要なナノコラム３１および光伝搬層３６を、例えばＣｌ系のエッチングガスを用いたドライエッチングプロセスによって除去する。これにより、発光部３０を半導体層２０上に島状に形成する。

【0057】

具体的にナノコラム３１を形成する場合、半導体層２０上に絶縁層３５を形成する。絶縁層３５は、例えば、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法やスパッタ法による成膜、およびフォトリソグラフィーおよびエッチングによるパターニング（以下、単に「パターニング」ともいう）によって形成される。

【0058】

開口を形成した絶縁層３５をマスクとして、例えば、ＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法などにより、半導体層２０上に、第１半導体層３２、発光層３３、第２半導体層３４をこの順でエピタキシャル成長させることでナノコラム３１を形成することができる。

【0059】

ナノコラム３１の形成後、ナノコラム３１の周囲に光伝搬層３６を形成し、ナノコラム３１および光伝搬層３６上にコンタクト層７１を形成する。光伝搬層３６は、例えば、ＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法などによるＥＬＯ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ Ｌａｔｅｒａｌ Ｏｖｅｒｇｒｏｗｔｈ）法によって形成される。コンタクト層７１は、例えば、スパッタ法や真空蒸着法による成膜、およびパターニングによって形成される。

【0060】

ここで、上記発光部３０のエッチングプロセスによって、半導体層２０上には発光部３０のエッチング残渣からなる突起形状部４０が形成されている。突起形状部４０は、発光部３０の構成物質と同じ物質、例えば、第１半導体層３２、発光層３３および第２半導体層３４の少なくともいずれかを含んでいる。

【0061】

突起形状部４０はナノコラム３１および光伝搬層３６のような柱状構造体の残渣であるため、基体１０側から上側に向かって延びる形状を有する。突起形状部４０のうち最も上側に突出する部分は、ナノコラム３１あるいは光伝搬層３６の上端部と同じ高さを有する。

【0062】

発光部３０を半導体層２０上に島状に形成した後、図４Ｂに示すように、発光部３０を覆うように基体１０上に第１絶縁層５１を形成する。第１絶縁層５１は、例えば、スピンコートによる成膜によって形成される。
第１絶縁層５１のうち発光部３０と異なる領域に設けられた部分の上面の高さは、発光部３０の上面よりも低い。そのため、突起形状部４０における比較的に高さのある先端部分、具体的に突起４１の先端部４１ａは第１絶縁層５１から突出した状態となる。

【0063】

続いて、図４Ｃに示すように、第１絶縁層５１の上面全体をエッチングする。これにより、第１絶縁層５１から突出する突起形状部４０の突起４１の先端部４１ａがエッチングによって除去される。

【0064】

なお、図４Ａを用いた説明では、半導体層２０上に発光部３０を島状に形成する工程として、半導体層２０上に形成したナノコラム３１および光伝搬層３６の一部をパターニングによって除去する場合を例に挙げたが、発光部３０を島状に形成する方法としては下記の別工程を採用することもできる。

【0065】

例えば、発光部３０の形成領域に対応する絶縁層３５のみに開口３５ａを形成しておき、発光部３０の非形成領域に対応する絶縁層３５には開口３５ａを形成しないことで、複数のナノコラム３１および光伝搬層３６を開口３５ａの形成領域に形成することで発光部３０を島状に形成してもよい。

【0066】

このとき、発光部３０の非形成領域である絶縁層３５上に突起形状部が形成されてしまうことがある。発光部３０の非形成領域に形成された突起形状部は第１絶縁層５１から突出するおそれがある。
この突起形状部はナノコラム３１および光伝搬層３６がエピタキシャル成長して形成されたものであるため、上述した突起形状部４０と同様、図４Ｃに示したようなエッチング工程によって第１絶縁層５１から突出する部分を除去できる。すなわち、本実施形態において、発光部３０の形成領域に対応する絶縁層３５のみに開口３５ａを形成することで、島状に発光部３０を形成するようにしてもよい。

【0067】

続いて、図４Ｄに示すように、エッチング後の第１絶縁層５１上に第２絶縁層５２を形成する。第２絶縁層５２は、例えば、スピンコートによる成膜によって形成される。本実施形態において、第２絶縁層５２は第１絶縁層５１と同じ材料で形成する。この場合、第２絶縁層５２および第１絶縁層５１の塗布装置を共通化できるので製造コストを低減できる。

【0068】

なお、第２絶縁層５２は第１絶縁層５１と異なる材料を用いて形成することもできる。この場合、第２絶縁層５２の形成材料の誘電率は第２絶縁層５２の形成材料の誘電率よりも低くするのが望ましい。このようにすれば、第２絶縁層５２の誘電率を第１絶縁層５１の誘電率よりも低くした構成を実現することができる。これにより、第１絶縁層５１の外側をより絶縁性に優れた第２絶縁層５２で覆うことで発光部３０の絶縁性を高めた構成を実現することができる。

【0069】

続いて、図４Ｅに示すように、第２絶縁層５２上に発光部３０と電気的に接続される電極を形成する。具体的に、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を一括して所定形状にパターニングする。このとき、第１絶縁層５１の開口５１ａおよび第２絶縁層５２の開口５２ａを形成することで発光部３０の上側を露出させるコンタクトホール５３を形成する。

【0070】

そして、コンタクトホール５３内に露出するコンタクト層７１上に透明導電層７２を形成する。透明導電層７２は、例えば、スパッタ法や真空蒸着法による成膜およびパターニングによって形成される。これにより、発光部３０に電気的に接続される第２電極７０が形成される。続いて、第２電極７０上に配線８０を形成する。配線８０は、例えば、スパッタ法や真空蒸着法による成膜およびパターニングによって形成される。

【0071】

続いて、発光部３０の形成領域と異なる領域に、第１電極６０を形成する。第１電極６０は、例えば、スパッタ法や真空蒸着法による成膜、およびパターニングによって形成される。なお、第２電極７０および配線８０を形成する工程と第１電極６０を形成する工程と、の順番は、特に限定されない。

【0072】

最後に、例えば、接合部材（図示せず）を用いて基板１１上に駆動回路を搭載し、駆動回路と各発光部３０の第１電極６０および第２電極７０とをワイヤー等によって電気的に接続する。そして、基体１０の下面１０ｂにヒートシンク９０を取り付けることで、本実施形態の発光装置１Ｂが製造される。

【0073】

（本実施形態の効果）
以上のように本実施形態の発光装置１Ｂの製造方法は、基体１０上に、発光層３３を含む複数のナノコラム３１を有する発光部３０を島状に形成する工程と、発光部３０を覆うように基体１０上に第１絶縁層５１を形成する工程と、発光部３０の構成物質と同じ物質を含み、第１絶縁層５１から突出する突起形状部４０（突起４１）の先端部４１ａをエッチングする工程と、第１絶縁層５１上に第２絶縁層５２を形成する工程と、第２絶縁層５２上に、発光部３０と電気的に接続される第２電極７０を形成する工程と、を備える。

【0074】

本実施形態の発光装置１Ｂの製造方法によれば、第１絶縁層５１から突出する突起形状部４０の突起４１の先端部４１ａをエッチングすることで、第２絶縁層５２内には突出しない状態で突起形状部４０を形成することができる。これにより、第２絶縁層５２の上面１５２が突起形状部４０の影響を受け難くなって平坦面で構成されるようになる。よって、第２絶縁層５２上に形成される第２電極７０や配線８０の短絡が生じ難くなるので、電気的な接続信頼性を向上させた発光装置１Ｂを製造することができる。

【0075】

本実施形態の発光装置１Ｂの製造方法において、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を同じ材料を用いて形成してもよい。
これにより、発光装置１Ｂの製造コストを低減できる。

【0076】

本実施形態の発光装置１Ｂの製造方法において、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２を異なる材料を用いて形成してもよい。この場合において、第２絶縁層５２の形成材料の誘電率は第１絶縁層５１の形成材料の誘電率よりも低くするのが望ましい。
これにより、第１絶縁層５１の外側をより絶縁性に優れた第２絶縁層５２で覆うことで発光部３０の絶縁性を高めることで発光装置１Ｂの信頼性をより向上させることができる。

【0077】

本実施形態の発光装置１Ｂの製造方法において、発光部３０の形成工程において、突起形状部４０は、発光部３０をエッチングによって島状にパターニングした際のエッチング残渣として形成される。
これにより、発光部３０のエッチング残渣に起因した電気的な接続信頼性の低下を抑制することができる。

【0078】

本実施形態の発光装置１Ｂは、基体１０と、基体１０上に島状に設けられ、発光層３３を含む複数のナノコラム３１を有する発光部３０と、発光部３０を覆って基体１０上に設けられる第１絶縁層５１と、第１絶縁層５１上に形成される第２絶縁層５２と、基体１０から第１絶縁層５１側に突出し、かつ第２絶縁層５２内には突出しない状態で設けられ、発光部３０の構成物質と同じ物質を含む突起形状部４０と、を備える。

【0079】

本実施形態の発光装置１Ｂによれば、第２絶縁層５２内には突出しない状態で突起形状部４０が形成されるので、第２絶縁層５２の上面１５２を平坦面で構成することができる。よって、第２絶縁層５２上に形成される第２電極７０や配線８０の短絡が生じ難くなるので、電気的な接続信頼性を向上させた発光装置１Ｂを提供できる。

【0080】

本実施形態の発光装置１Ｂにおいて、第１絶縁層５１の上面１５１のうち最も基体１０側に位置する第１上面１５１ａの高さは、発光部３０の上面１３０よりも低い構成としてもよい。
この構成は、第１絶縁層５１から飛び出した突起形状部４０の突起４１の先端部４１ａをエッチングで除去することで得られる。つまり、上記構成により、第１絶縁層５１の上面１５１から突起形状部４０を突出させない構造を実現することができる。

【0081】

本実施形態の発光装置１Ｂにおいて、第２絶縁層５２の上面１５２のうち最も基体１０側に位置する第２上面１５２ａの高さは、発光部３０の上面１３０よりも高い構成としてもよい。
これにより、第２絶縁層５２の膜厚を薄く抑えつつ基体１０上に平坦性の高い面を形成することができる。

【0082】

本実施形態の発光装置１Ｂにおいて、第１絶縁層５１および第２絶縁層５２は同じ材料で形成されている構成としてもよい。
これにより、発光装置１Ｂの製造コストを低減できる。

【0083】

本実施形態の発光装置１Ｂにおいて、第１絶縁層および第２絶縁層は異なる材料で形成されている構成としてもよい。この場合において、第２絶縁層５２の誘電率は、第１絶縁層５１の誘電率よりも低い構成とすることが望ましい。
これにより、第１絶縁層５１の外側をより絶縁性に優れた第２絶縁層５２で覆うことで発光部３０の絶縁性を高めることで発光装置１Ｂの信頼性をより向上させることができる。

【0084】

本実施形態の発光装置１Ｂにおいて、突起形状部４０は、発光部３０をエッチングにより形成した際のエッチング残渣の一部である構成としてもよい。
これにより、発光部３０のエッチング残渣に起因した電気的な接続信頼性の低下を抑制した発光装置１Ｂを製造することができる。

【0085】

なお、上記説明では、発光装置１Ｂを例に挙げたが、発光装置１Ｂと同様の構成を有する発光装置１Ｒ，１Ｇについても同様の効果を奏することができる。すなわち、本実施形態の発光装置１Ｒ，１Ｇにおいても電気的な接続信頼性に優れたものとなる。

【0086】

本実施形態のプロジェクター１００は、発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを備える。

【0087】

本実施形態のプロジェクター１００によれば、上記の効果を奏する発光装置１Ｒ，１Ｇ，１Ｂを備えているため、電気的な接続信頼性に優れることで、信頼性に優れ、明るい映像を表示することができる。

【0088】

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

【0089】

例えば、赤色光ＬＲを射出する発光部と、緑色光ＬＧを射出する発光部と、青色光ＬＢを射出する発光部と、が同一の基体１０に設けられた発光装置を用いる場合は、発光装置から射出された光は、クロスダイクロイックプリズムに入射せず、直接、投射光学装置４に入射する。この場合、１つの発光装置で、フルカラーの像表示が可能となり、装置構成の小型化を図ることができる。

【0090】

また、上記実施形態では、ＩｎＧａＮ系材料からなる発光層について説明したが、発光層として、射出される光の波長に応じて、種々の半導体材料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。また、射出される光の波長に応じて、フォトニック結晶構造体の径または配列のピッチを適宜変更してもよい。

【0091】

その他、発光装置、およびプロジェクターの各構成要素の形状、数、配置、材料等の具体的な記載については、上記実施形態に限らず、適宜変更が可能である。
上記実施形態では、本発明による発光装置をプロジェクターに搭載した例を示したが、これに限られない。例えば、本発明による発光装置を、マイクロ－ＬＥＤディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ或いはスマートウォッチの表示装置に適用することができる。また、本発明による発光装置は、照明器具や自動車のヘッドライト等にも適用することができる。

【0092】

本発明の態様の発光装置の製造方法は、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様の発光装置の製造方法は、基体上に、発光層を含む複数の柱状部からなる柱状部群を有する発光部を形成する工程と、発光部を覆うように基体上に第１絶縁層を形成する工程と、第１絶縁層から突出し、発光部の構成物質と同じ物質を含む突起形状部、の先端部をエッチングする工程と、第１絶縁層上に第２絶縁層を形成する工程と、第２絶縁層上に、発光部と電気的に接続される電極を形成する工程と、を備える。

【0093】

本発明の一つの態様の発光装置の製造方法において、第１絶縁層および第２絶縁層を同じ材料を用いて形成する製造方法としてもよい。

【0094】

本発明の一つの態様の発光装置の製造方法において、第１絶縁層および第２絶縁層を異なる材料を用いて形成する製造方法としてもよい。

【0095】

本発明の一つの態様の発光装置の製造方法において、第２絶縁層の形成材料の誘電率は第１絶縁層の形成材料の誘電率よりも低い製造方法としてもよい。

【0096】

本発明の一つの態様の発光装置の製造方法において、発光部の形成工程において、突起形状部は、発光部をエッチングによって島状にパターニングした際のエッチング残渣として形成される製造方法としてもよい。

【0097】

本発明の態様の発光装置は、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様の発光装置は、基体と、基体上に設けられ、発光層を含む複数の柱状部からなる柱状部群を有する発光部と、発光部を覆って基体上に設けられる第１絶縁層と、第１絶縁層上に設けられる第２絶縁層と、発光部の構成物質と同じ物質を含む突起形状部と、を備え、突起形状部は、基体側から第１絶縁層側に突出し、かつ第１絶縁層の上面から第２絶縁層側には突出しない。

【0098】

本発明の一つの態様の発光装置において、第１絶縁層の上面のうち最も基体側に位置する第１上面の高さは、発光部の上面よりも低い構成としてもよい。

【0099】

本発明の一つの態様の発光装置において、第２絶縁層の上面のうち最も基体側に位置する第２上面の高さは、発光部の上面よりも高い構成としてもよい。

【0100】

本発明の一つの態様の発光装置において、第１絶縁層および第２絶縁層は同じ材料で形成されている構成としてもよい。

【0101】

本発明の一つの態様の発光装置において、第１絶縁層および第２絶縁層は異なる材料で形成されている構成としてもよい。

【0102】

本発明の一つの態様の発光装置において、第２絶縁層の誘電率は、第１絶縁層の誘電率よりも低い構成としてもよい。

【0103】

本発明の一つの態様の発光装置において、突起形状部は、発光部をエッチングにより形成した際のエッチング残渣の一部である構成としてもよい。

【0104】

本発明の一つの態様のプロジェクターは、以下の構成を有していてもよい。
本発明の一つの態様のプロジェクターは、本発明の上記態様の発光装置を備える。

【符号の説明】

【0105】

１Ｒ，１Ｇ，１Ｂ…発光装置、１０…基体、３０…発光部、３１…ナノコラム（柱状部）、３３…発光層、４０…突起形状部、４１…突起、４１ａ…先端部、５１…第１絶縁層、５２…第２絶縁層、６０…第１電極、７０…第２電極（電極）、１００…プロジェクター、１３０…上面（発光部の上面）、１５１ａ…第１上面、１５２ａ…第２上面。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】

【図4C】

【図4D】

【図4E】