特許 7593332 発光素子及びその製造方法、並びに、発光素子アレイ

(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】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】発光素子及びその製造方法、並びに、発光素子アレイ

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/183 20060101AFI20241126BHJP

   H01S 5/42 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

H01S5/183

H01S5/42

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021569781

(86)(22)【出願日】2020-12-10

(86)【国際出願番号】 JP2020045968

(87)【国際公開番号】W WO2021140822

(87)【国際公開日】2021-07-15

【審査請求日】2023-11-06

(31)【優先権主張番号】P 2020001292

(32)【優先日】2020-01-08

(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】林 賢太郎

(72)【発明者】

【氏名】濱口 達史

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 仁道

【審査官】高椋 健司

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１９／１７１８６４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００７／１３３７６６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１９００３０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平０５－０７５２０７（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】

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光反射層、並びに、
第２化合物半導体層の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部を備えており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの突出部の断面形状は滑らかな曲線から構成されている発光素子の製造方法であって、
積層構造体を形成した後、第２化合物半導体層の第２面側に第２光反射層を形成し、次いで、
突出部を形成すべき基部面の上に、第１犠牲層を形成し、その後、
全面に第２犠牲層を形成し、次いで、第２犠牲層及び第１犠牲層をエッチング用マスクとして用いて基部面からその内部に向けてエッチバックすることで、基部面に突出部を形成し、その後、
少なくとも突出部の上に第１光反射層を形成する、
各工程を備えている発光素子の製造方法。

【請求項2】

全面に第２犠牲層を形成する工程においては、第２犠牲層の形成を複数回行う請求項１に記載の発光素子の製造方法。

【請求項3】

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光反射層、並びに、
第２化合物半導体層の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部を備えており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの突出部の断面形状は滑らかな曲線から構成されている発光素子の製造方法であって、
積層構造体を形成した後、第２化合物半導体層の第２面側に第２光反射層を形成し、次いで、
突出部を形成すべき基部面の一部の上に、第１層を形成し、その後、
第１層を覆う第２層を形成し、以て、基部面に、第１層及び第１層を覆う第２層から構成された突出部を形成し、次いで、
少なくとも突出部の上に第１光反射層を形成する、
各工程を備えている発光素子の製造方法。

【請求項4】

全面に第２層を形成する工程においては、第２層の形成を複数回行う請求項３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、並びに、発光素子アレイに関し、具体的には、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、並びに、発光素子アレイに関する。

【背景技術】

【0002】

面発光レーザ素子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（第１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（第２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電極の上に第２光反射層を形成する。また、ｎ型化合物半導体層上に（導電性の基板上にｎ型化合物半導体層が形成されている場合には基板の露出面上に）、第１光反射層及び第１電極を形成する。尚、本明細書において、「上」という概念は、活性層を基準として、活性層から離れる方向を指す場合があるし、「下」という概念は、活性層を基準として、活性層に近づく方向を指す場合があるし、「凸」、「凹」という概念は、活性層を基準としている場合がある。

【0003】

横方向の光場閉じ込めによる回折損失を抑制するために、第１光反射層が凹面鏡としても機能する構造が、例えば、ＷＯ２０１８／０８３８７７Ａ１から周知である。ここで、この国際公開公報に開示された技術にあっては、活性層を基準として、例えば、ｎ型化合物半導体層に凸部が形成されており、凸部上に第１光反射層が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】ＷＯ２０１８／０８３８７７Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ｎ型化合物半導体層に凸部を形成するには、ｎ型化合物半導体層上にレジスト材料層を形成し、凸部を形成すべき領域の上にレジスト材料層を残した後、レジスト材料層に加熱処理を施し、レジスト材料層の断面形状を、例えば、弧とする。しかしながら、ｎ型化合物半導体層とレジスト材料層との間の濡れ性、表面張力、重力の影響等によって、あるいは又、第１光反射層に要求される仕様に依っては、レジスト材料層の断面形状が所望の形状にならず、その結果、所望の断面形状を有する第１光反射層が得られない場合がある。

【0006】

従って、本開示の目的は、所望の断面形状を有する第１光反射層を得ることを可能とする発光素子の製造方法、並びに、係る発光素子の製造方法によって得られる発光素子及び発光素子アレイを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記の目的を達成するための本開示の第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光反射層、並びに、
第２化合物半導体層の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部を備えており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの突出部の断面形状は滑らかな曲線から構成されている発光素子の製造方法である。

【0008】

そして、本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法にあっては、
積層構造体を形成した後、第２化合物半導体層の第２面側に第２光反射層を形成し、次いで、
突出部を形成すべき基部面の上に、第１犠牲層を形成し、その後、
全面に第２犠牲層を形成し、次いで、第２犠牲層及び第１犠牲層をエッチング用マスクとして用いて基部面からその内部に向けてエッチバックすることで、基部面に突出部を形成し、その後、
少なくとも突出部の上に第１光反射層を形成する、
各工程を備えている。

【0009】

また、本開示の第２の態様に係る発光素子の製造方法にあっては、
積層構造体を形成した後、第２化合物半導体層の第２面側に第２光反射層を形成し、次いで、
突出部を形成すべき基部面の一部の上に、第１層を形成し、その後、
第１層を覆う第２層を形成し、以て、基部面に、第１層及び第１層を覆う第２層から構成された突出部を形成し、次いで、
少なくとも突出部の上に第１光反射層を形成する、
各工程を備えている。

【0010】

上記の目的を達成するための本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子は、
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光反射層、並びに、
第２化合物半導体層の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部を備えており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの突出部の断面形状は滑らかな曲線から構成されており、
第１光反射層は、少なくとも突出部の上に形成されており、
突出部の直径をＤ₁、突出部の高さをＨ₁、突出部の頂部の曲率半径をＲ₁、突出部の表面粗さをＲａ_Pjとする。

【0011】

そして、本開示の第１の態様に係る発光素子にあっては、
２×１０^-6ｍ≦Ｄ₁≦２．５×１０^-5ｍ
好ましくは、
１×１０^-5ｍ≦Ｄ₁≦２．４×１０^-5ｍ
一層好ましくは、
１．６×１０^-5ｍ≦Ｄ₁≦２．０×１０^-5ｍ
を満足し、且つ、
１×１０^-8ｍ≦Ｈ₁≦５×１０^-7ｍ
好ましくは、
１×１０^-8ｍ≦Ｈ₁≦２×１０^-7ｍ
一層好ましくは、
１×１０^-8ｍ≦Ｈ₁≦１×１０^-7ｍ
を満足し、且つ、
１×１０^-4ｍ≦Ｒ₁
好ましくは、
５×１０^-4ｍ≦Ｒ₁
一層好ましくは、
９×１０^-4ｍ≦Ｒ₁
を満足し、且つ、
Ｒａ_Pj≦１．０ｎｍ
好ましくは、
Ｒａ_Pj≦０．７ｎｍ
一層好ましくは、
Ｒａ_Pj≦０．３ｎｍ
を満足する。

【0012】

また、本開示の第２の態様に係る発光素子にあっては、
２×１０^-3ｍ≦Ｄ₁
好ましくは、
５×１０^-3ｍ≦Ｄ₁
一層好ましくは、
１×１０^-2ｍ≦Ｄ₁
を満足し、且つ、
１×１０^-3ｍ≦Ｒ₁
好ましくは、
５×１０^-3ｍ≦Ｒ₁
一層好ましくは、
１×１０^-2ｍ≦Ｒ₁
を満足し、且つ、
Ｒａ_Pj≦１．０ｎｍ
好ましくは、
Ｒａ_Pj≦０．７ｎｍ
一層好ましくは、
Ｒａ_Pj≦０．３ｎｍ
を満足する。

【0013】

上記の目的を達成するための本開示の第３の態様に係る発光素子は、
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光反射層、並びに、
第２化合物半導体層の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部を備えており、
突出部は、第１層、及び、第１層を覆う第２層から構成されており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの突出部の断面形状は滑らかな曲線から構成されており、
第１光反射層は、少なくとも突出部の上に形成されている。

【0014】

上記の目的を達成するための本開示の発光素子アレイは、
複数の発光素子から構成されており、
各発光素子は、本開示の第１の態様に係る発光素子から構成されており、
発光素子の形成ピッチＰ₀（発光素子を構成する第１光反射層の軸線から、隣接する発光素子を構成する第１光反射層の軸線までの距離）は、３×１０^-5ｍ以下、
好ましくは、
２×１０^-6ｍ≦Ｐ₀≦２．８×１０^-5ｍ
一層好ましくは、
１×１０^-5ｍ≦Ｐ₀≦２×１０^-5ｍ
である。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】図１は、実施例１の発光素子の模式的な一部断面図である。

【図2】図２は、実施例１の発光素子の複数を有する発光素子アレイの模式的な一部断面図である。

【図3】図３は、実施例１の発光素子の変形例－１の模式的な一部断面図である。

【図4】図４は、実施例１の発光素子の変形例－２の模式的な一部断面図である。

【図5】図５は、実施例１の発光素子の複数から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び第１電極の配置を模式的な平面図である。

【図6】図６は、実施例１の発光素子の複数から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び第１電極の配置を模式的な平面図である。

【図7】図７Ａ及び図７Ｂは、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための積層構造体等の模式的な一部端面図である。

【図8】図８は、図７Ｂに引き続き、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための積層構造体等の模式的な一部端面図である。

【図9】図９は、図８に引き続き、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための積層構造体等の模式的な一部端面図である。

【図10】図１０Ａ、図１０Ｂ及び図１０Ｃは、図９に引き続き、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。

【図11】図１１は、第２犠牲層を構成するレジスト材料と、突出部の直径Ｄ₁と、突出部の頂部の曲率半径Ｒ₁との関係を求めたグラフである。

【図12】図１２は、実施例３の発光素子の模式的な一部断面図である。

【図13】図１３Ａ及び図１３Ｂは、実施例３の発光素子の製造方法を説明するための積層構造体等の模式的な一部端面図である。

【図14】図１４は、実施例４の発光素子の模式的な一部断面図である。

【図15】図１５は、実施例４の発光素子の変形例の模式的な一部断面図である。

【図16】図１６は、実施例５の発光素子の模式的な一部断面図である。

【図17】図１７は、実施例５の発光素子の複数から構成された発光素子アレイの模式的な一部断面図である。

【図18】図１８は、実施例５の発光素子の変形例－１の模式的な一部断面図である。

【図19】図１９は、実施例５の発光素子の変形例－２の模式的な一部断面図である。

【図20】図２０は、実施例５の発光素子の変形例－３の模式的な一部断面図である。

【図21】図２１は、実施例６の発光素子の模式的な一部端面図である。

【図22】図２２は、実施例７の発光素子の模式的な一部端面図である。

【図23】図２３は、実施例７の発光素子の変形例の模式的な一部端面図である。

【図24】図２４Ａ、図２４Ｂ及び図２４Ｃは、実施例８の発光素子の製造方法を説明するための積層構造体等の模式的な一部端面図である。

【図25】図２５は、実施例１１の発光素子の模式的な一部端面図である。

【図26】図２６Ａ及び図２６Ｂは、実施例１１の発光素子の製造方法を説明するための積層構造体等の模式的な一部端面図である。

【図27】図２７の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、従来の発光素子、実施例１１の発光素子及び実施例１６の発光素子における光場強度を示す概念図である。

【図28】図２８は、実施例１２の発光素子の模式的な一部端面図である。

【図29】図２９は、実施例１３の発光素子の模式的な一部端面図である。

【図30】図３０Ａ及び図３０Ｂは、それぞれ、実施例１４の発光素子の模式的な一部端面図、及び、実施例１４の発光素子の要部を切り出した模式的な一部断面図である。

【図31】図３１は、実施例１５の発光素子の模式的な一部端面図である。

【図32】図３２は、実施例１６の発光素子の模式的な一部端面図である。

【図33】図３３は、実施例１７の発光素子の模式的な一部断面図である。

【図34】図３４は、実施例１７の発光素子の模式的な一部断面図と、縦モードＡと縦モードＢの２つの縦モードを重ね合わせた図である。

【図35】図３５は、実施例２０の発光素子の模式的な一部断面図である。

【図36】図３６は、実施例２１の発光素子の模式的な一部断面図である。

【図37】図３７は、実施例２１の発光素子の変形例－１の模式的な一部断面図である。

【図38】図３８は、実施例２１の発光素子の変形例－１から構成された発光素子アレイの模式的な一部断面図である。

【図39】図３９は、実施例２１の発光素子の変形例－２の模式的な一部断面図である。

【図40】図４０は、実施例２１の発光素子の変形例－２から構成された発光素子アレイの模式的な一部断面図である。

【図41】図４１は、実施例２１の発光素子の変形例－３の模式的な一部断面図である。

【図42】図４２は、実施例２１の発光素子の変形例－４の模式的な一部断面図である。

【図43】図４３は、実施例２１の発光素子の変形例－５の模式的な一部断面図である。

【図44】図４４は、実施例２１の発光素子から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び隔壁の配置を示す模式的な平面図である。

【図45】図４５は、図４４に示した実施例２１の発光素子の変形例－１から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び第１電極の配置を示す模式的な平面図である。

【図46】図４６は、実施例２１の発光素子から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び隔壁の配置を示す模式的な平面図である。

【図47】図４７は、図４６に示した実施例２１の発光素子の変形例－１から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び第１電極の配置を示す模式的な平面図である。

【図48】図４８は、実施例２１の発光素子から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び隔壁の配置を示す模式的な平面図である。

【図49】図４９は、図４８に示した実施例２１の発光素子の変形例－１から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び第１電極の配置を示す模式的な平面図である。

【図50】図５０は、実施例２１の発光素子から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び隔壁の配置を示す模式的な平面図である。

【図51】図５１は、図５０に示した実施例２１の発光素子の変形例－１から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び第１電極の配置を示す模式的な平面図である。

【図52】図５２は、実施例２２の発光素子の模式的な一部端面図である。

【図53】図５３は、実施例２２の発光素子アレイの模式的な一部端面図である。

【図54】図５４は、実施例２３の発光素子の模式的な一部端面図である。

【図55】図５５は、実施例２３の発光素子アレイの模式的な一部端面図である。

【図56】図５６は、実施例２３の発光素子アレイにおける基部面の第１の部分及び第２の部分の配置を示す模式的な平面図である。

【図57】図５７は、実施例２３の発光素子アレイにおける第１光反射層４１及び第１電極の配置を示す模式的な平面図である。

【図58】図５８は、実施例２３の発光素子アレイにおける基部面の第１の部分及び第２の部分の配置を示す模式的な平面図である。

【図59】図５９は、実施例２３の発光素子アレイにおける第１光反射層４１及び第１電極の配置を示す模式的な平面図である。

【図60】図６０は、実施例２４の発光素子アレイの模式的な一部端面図である。

【図61】図６１は、実施例２４の発光素子アレイの模式的な一部端面図である。

【図62】図６２は、実施例２４の発光素子アレイにおける基部面の第１の部分及び第２の部分の配置を示す模式的な平面図である。

【図63】図６３は、同一の曲率半径を有する２つの凹面鏡部で挟まれたファブリペロー型共振器を想定したときの概念図である。

【図64】図６４は、ω₀の値と共振器長Ｌ_ORの値と第１光反射層の凹面鏡部の曲率半径Ｒ₁（Ｒ_DBR）の値の関係を示すグラフである。

【図65】図６５は、ω₀の値と共振器長Ｌ_ORの値と第１光反射層の凹面鏡部の曲率半径Ｒ₁（Ｒ_DBR）の値の関係を示すグラフである。

【図66】図６６Ａ及び図６６Ｂは、それぞれ、ω₀の値が「正」であるときのレーザ光の集光状態を模式的に示す図、及び、ω₀の値が「負」であるときのレーザ光の集光状態を模式的に示す図である。

【図67】図６７Ａ及び図６７Ｂは、活性層によって決まるゲインスペクトル内に存在する縦モードを模式的に示す概念図である。

【図68】図６８は、従来の発光素子の模式的な一部端面図である。

【図69】図６９Ａ及び図６９Ｂは、従来の技術において得られるレジスト材料層の模式的な断面形状を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

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．本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子の製造方法、本開示の第１の態様～第３の態様に係る発光素子、及び、本開示の発光素子アレイ、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法、本開示の第１の態様に係る発光素子、及び、本開示の発光素子アレイ）
３．実施例２（本開示の第２の態様に係る発光素子）
４．実施例３（本開示の第２の態様に係る発光素子の製造方法、及び、本開示の第３の態様に係る発光素子）
５．実施例４（実施例１～実施例３の変形）
６．実施例５（実施例１～実施例４の変形）
７．実施例６（実施例１～実施例５の変形、第２構成の発光素子）
８．実施例７（実施例１～実施例５の別の変形、第３構成の発光素子）
９．実施例８（実施例７の変形）
１０．実施例９（実施例１～実施例８の変形）
１１．実施例１０（実施例１～実施例９の変形、第４構成の発光素子）
１２．実施例１１（実施例１～実施例１０の変形、第５－Ａ構成の発光素子）
１３．実施例１２（実施例１１の変形、第５－Ｂ構成の発光素子）
１４．実施例１３（実施例１１～実施例１２の変形、第５－Ｃ構成の発光素子）
１５．実施例１４（実施例１１～実施例１３の変形、第５－Ｄ構成の発光素子）
１６．実施例１５（実施例１１～実施例１４の変形）
１７．実施例１６（実施例１～実施例１５の変形、第６－Ａ構成の発光素子、第６－Ｂ構成の発光素子、第６－Ｃ構成の発光素子及び第６－Ｄ構成の発光素子）
１８．実施例１７（実施例１～実施例１６の変形、第７構成の発光素子）
１９．実施例１８（実施例１７の変形）
２０．実施例１９（実施例１７の別の変形）
２１．実施例２０（実施例１７～実施例１９の変形）
２２．実施例２１（実施例１～実施例２０の変形）
２３．実施例２２（実施例１～実施例４の変形）
２４．実施例２３（実施例２２の変形）
２５．実施例２４（実施例２２～実施例２４の変形）
２６．その他

【0017】

〈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、本開示の第１の態様～第３の態様に係る発光素子、及び、本開示の発光素子アレイ、全般に関する説明〉
本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法にあっては、全面に第２犠牲層を形成する工程において、第２犠牲層の形成を複数回行う形態とすることができる。あるいは又、全面に第２犠牲層を形成し、次いで、第２犠牲層及び第１犠牲層をエッチング用マスクとして用いて基部面からその内部に向けてエッチバックすることで、基部面に突出部を形成した後、全面に第２犠牲層を形成し、次いで、第２犠牲層をエッチング用マスクとして用いて基部面からその内部に向けてエッチバックすることで、基部面に突出部を形成してもよい。この場合、第２犠牲層の形成を複数回行ってもよい。また、本開示の第２の態様に係る発光素子の製造方法にあっては、全面に第２層を形成する工程において、第２層の形成を複数回行う形態とすることができる。

【0018】

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、第１犠牲層、第２犠牲層は、レジスト材料といった有機材料、ＳＯＧといったセラミック材料、半導体・金属材料等から構成することができる。

【0019】

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、第１層を構成する材料として、レジスト材料といった有機材料やＳＯＧといったセラミック材料、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂といった発振波長の光を吸収しない（あるいは吸収し難い）透明樹脂、アクリル系樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＰＥＴ樹脂、ポリスチレン樹脂といった合成樹脂を挙げることができるし、第２層を構成する材料として、レジスト材料といった有機材料やＳＯＧといったセラミック材料を挙げることができる。第１層の形成方法として、第１層を構成する材料に適切な方法で第１層・形成層を基部面上に形成した後、第１層・形成層をパターニングする方法を挙げることができるし、ナノインプリント法に基づき第１層を得ることもできる。積層構造体の積層方向を含む仮想平面（ＸＺ平面）で第１層を切断したときの第１層の断面形状として、矩形、等脚台形を挙げることができるし、場合によっては、積層構造体の積層方向を含む仮想平面（ＸＺ平面）で基部面を切断したときの突出部の断面形状（後述する）と同様の形状とすることもできる。

【0020】

本開示の第１の態様～第３の態様に係る発光素子にあっては、発光素子の光を出射する領域に波長変換材料層（色変換材料層）が設けられている形態とすることができる。そして、この場合、波長変換材料層（色変換材料層）を介して白色光を出射する形態とすることができる。具体的には、活性層で発光した光が第１光反射層を介して外部に出射される場合、第１光反射層の光出射側の上に波長変換材料層（色変換材料層）を形成すればよいし、活性層で発光した光が第２光反射層を介して外部に出射される場合、第２光反射層の光出射側の上に波長変換材料層（色変換材料層）を形成すればよい。

【0021】

発光層から青色光が出射される場合、以下の形態を採用することで、波長変換材料層を介して白色光を出射する形態とすることができる。
［Ａ］発光層から出射された青色光を黄色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色及び黄色が混ざった白色光を得る。
［Ｂ］発光層から出射された青色光を橙色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色及び橙色が混ざった白色光を得る。
［Ｃ］発光層から出射された青色光を緑色光に変換する波長変換材料層及び赤色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色、緑色及び赤色が混ざった白色光を得る。

【0022】

あるいは又、発光層から紫外線が出射される場合、以下の形態を採用することで、波長変換材料層を介して白色光を出射する形態とすることができる。
［Ｄ］発光層から出射された紫外線の光を青色光に変換する波長変換材料層及び黄色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色及び黄色が混ざった白色光を得る。
［Ｅ］発光層から出射された紫外線の光を青色光に変換する波長変換材料層及び橙色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色及び橙色が混ざった白色光を得る。
［Ｆ］発光層から出射された紫外線の光を青色光に変換する波長変換材料層、緑色光に変換する波長変換材料層及び赤色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色、緑色及び赤色が混ざった白色光を得る。

【0023】

ここで、青色光によって励起され、赤色光を出射する波長変換材料として、具体的には、赤色発光蛍光体粒子、より具体的には、（ＭＥ：Ｅｕ）Ｓ［但し、「ＭＥ」は、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから成る群から選択された少なくとも１種類の原子を意味し、以下においても同様である］、（Ｍ：Ｓｍ）_x（Ｓｉ，Ａｌ）₁₂（Ｏ，Ｎ）₁₆［但し、「Ｍ」は、Ｌｉ、Ｍｇ及びＣａから成る群から選択された少なくとも１種類の原子を意味し、以下においても同様である］、ＭＥ₂Ｓｉ₅Ｎ₈：Ｅｕ、（Ｃａ：Ｅｕ）ＳｉＮ₂、（Ｃａ：Ｅｕ）ＡｌＳｉＮ₃を挙げることができる。また、青色光によって励起され、緑色光を出射する波長変換材料として、具体的には、緑色発光蛍光体粒子、より具体的には、（ＭＥ：Ｅｕ）Ｇａ₂Ｓ₄、（Ｍ：ＲＥ）_x（Ｓｉ，Ａｌ）₁₂（Ｏ，Ｎ）₁₆［但し、「ＲＥ」は、Ｔｂ及びＹｂを意味する］、（Ｍ：Ｔｂ）_x（Ｓｉ，Ａｌ）₁₂（Ｏ，Ｎ）₁₆、（Ｍ：Ｙｂ）_x（Ｓｉ，Ａｌ）₁₂（Ｏ，Ｎ）₁₆、Ｓｉ_6-ZＡｌ_ZＯ_ZＮ_8-Z：Ｅｕを挙げることができる。更には、青色光によって励起され、黄色光を出射する波長変換材料として、具体的には、黄色発光蛍光体粒子、より具体的には、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体粒子を挙げることができる。尚、波長変換材料は、１種類であってもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。更には、波長変換材料を２種類以上を混合して用いることで、黄色、緑色、赤色以外の色の出射光が波長変換材料混合品から出射される構成とすることもできる。具体的には、例えば、シアン色を発光する構成としてもよく、この場合には、緑色発光蛍光体粒子（例えば、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、ＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：ＣＥ，Ｔｂ，Ｍｎ）と青色発光蛍光体粒子（例えば、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ、Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｅｕ、Ｓｒ₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ、ＣａＷＯ₄、ＣａＷＯ₄：Ｐｂ）とを混合したものを用いればよい。

【0024】

また、紫外線によって励起され、赤色光を出射する波長変換材料として、具体的には、赤色発光蛍光体粒子、より具体的には、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ、ＹＶＯ₄：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ₄：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ₂・Ｇｅ₂：Ｍｎ、ＣａＳｉＯ₃：Ｐｂ，Ｍｎ、Ｍｇ₆ＡｓＯ₁₁：Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｍｇ）₃（ＰＯ₄）₃：Ｓｎ、Ｌａ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕを挙げることができる。また、紫外線によって励起され、緑色光を出射する波長変換材料として、具体的には、緑色発光蛍光体粒子、より具体的には、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、ＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：ＣＥ，Ｔｂ，Ｍｎ、Ｓｉ_6-ZＡｌ_ZＯ_ZＮ_8-Z：Ｅｕを挙げることができる。更には、紫外線によって励起され、青色光を出射する波長変換材料として、具体的には、青色発光蛍光体粒子、より具体的には、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ、Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｅｕ、Ｓｒ₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ、ＣａＷＯ₄、ＣａＷＯ₄：Ｐｂを挙げることができる。更には、紫外線によって励起され、黄色光を出射する波長変換材料として、具体的には、黄色発光蛍光体粒子、より具体的には、ＹＡＧ系蛍光体粒子を挙げることができる。尚、波長変換材料は、１種類であってもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。更には、波長変換材料を２種類以上を混合して用いることで、黄色、緑色、赤色以外の色の出射光が波長変換材料混合品から出射される構成とすることもできる。具体的には、シアン色を発光する構成としてもよく、この場合には、上記の緑色発光蛍光体粒子と青色発光蛍光体粒子を混合したものを用いればよい。

【0025】

但し、波長変換材料（色変換材料）は、蛍光体粒子に限定されず、例えば、間接遷移型のシリコン系材料において、直接遷移型のように、キャリアを効率良く光へ変換させるために、キャリアの波動関数を局所化し、量子効果を用いた、２次元量子井戸構造、１次元量子井戸構造（量子細線）、０次元量子井戸構造（量子ドット）等の量子井戸構造を適用した発光粒子を挙げることもできるし、半導体材料に添加された希土類原子は殻内遷移により鋭く発光することが知られており、このような技術を適用した発光粒子を挙げることもできる。

【0026】

波長変換材料（色変換材料）として、上記のとおり、量子ドットを挙げることができる。量子ドットの大きさ（直径）が小さくなるに従い、バンドギャップエネルギーが大きくなり、量子ドットから出射される光の波長は短くなる。即ち、量子ドットの大きさが小さいほど短い波長を有する光（青色光側の光）を発光し、大きさが大きいほど長い波長を有する光（赤色光側の光）を発光する。それ故、量子ドットを構成する材料を同じとし、量子ドットの大きさを調整することで、所望の波長を有する光を出射する（所望の色に色変換する）量子ドットを得ることができる。具体的には、量子ドットは、コア－シェル構造を有することが好ましい。量子ドットを構成する材料として、例えば、Ｓｉ；Ｓｅ；カルコパイライト系化合物であるＣＩＧＳ（ＣｕＩｎＧａＳｅ）、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ₂）、ＣｕＩｎＳ₂、ＣｕＡｌＳ₂、ＣｕＡｌＳｅ₂、ＣｕＧａＳ₂、ＣｕＧａＳｅ₂、ＡｇＡｌＳ₂、ＡｇＡｌＳｅ₂、ＡｇＩｎＳ₂、ＡｇＩｎＳｅ₂；ペロブスカイト系材料；ＩＩＩ－Ｖ族化合物であるＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＮ；ＣｄＳｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｉｎ₂Ｓｅ₃、Ｉｎ₂Ｓ₃、Ｂｉ₂Ｓｅ₃、Ｂｉ₂Ｓ₃、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳ、ＨｇＴｅ、ＨｇＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ、ＴｉＯ₂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。

【0027】

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、あるいは又、本開示の第１の態様～第３の態様に係る発光素子において、あるいは又、本開示の発光素子アレイ（以下、これらを総称して、単に、『本開示』と呼ぶ場合がある）において、「滑らかである」とは、解析学上の用語である。例えば、実変数関数ｆ（ｘ）がａ＜ｘ＜ｂにおいて微分可能で、且つ、ｆ’（ｘ）が連続ならば、標語的に連続的微分可能であると云えるし、滑らかであるとも表現される。

【0028】

そして、本開示にあっては、積層構造体の積層方向を含む仮想平面（ＸＺ平面）で基部面を切断したときの突出部の断面形状は滑らかな曲線から構成されているが、具体的には、積層構造体の積層方向を含む仮想平面で突出部を切断したときの突出部が描く図形は、円の一部、放物線の一部、サイン曲線の一部、楕円の一部、カテナリー曲線の一部である構成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し、厳密にはサイン曲線の一部ではない場合もあるし、厳密には楕円の一部ではない場合もあるし、厳密にはカテナリー曲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、概ねサイン曲線の一部である場合、概ね楕円の一部である場合、概ねカテナリー曲線の一部である場合も、「図形は、円の一部、放物線の一部、サイン曲線の一部、概ね楕円の一部である、概ねカテナリー曲線の一部である」ことに包含される。突出部が描く図形は、突出部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。

【0029】

突出部の平面形状が円形以外の場合、突出部の面積を「Ｓ」としたとき、
Ｓ＝π（Ｄ₁／２）²
で規定されるＤ₁を直径とする。

【0030】

以上に説明した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の製造方法によって得られる発光素子、あるいは又、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の第１の態様～第３の態様に係る発光素子において、あるいは又、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の発光素子アレイを構成する発光素子（以下、これらの発光素子を総称して、単に、『本開示の発光素子等』と呼ぶ場合がある）において、共振器長をＬ_ORとしたとき、１×１０^-5ｍ≦Ｌ_ORを満足することが好ましい。また、本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子において、共振器長Ｌ_ORと突出部の頂部の曲率半径Ｒ₁の関係として、
１≦Ｒ₁／Ｌ_OR≦４×１０²
を挙げることができる。

【0031】

本開示の発光素子等において、第１光反射層は少なくとも突出部上に形成されているが、第１光反射層の延在部が突出部以外の基部面上に形成されている場合もあるし、突出部以外には形成されていない場合もある。

【0032】

更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、第１化合物半導体層の第１面が基部面を構成する形態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１構成』と呼ぶ。あるいは又、第１化合物半導体層の第１面と第１光反射層との間には化合物半導体基板が配されており、基部面は化合物半導体基板の表面から構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構成の発光素子』と呼ぶ。この場合、例えば、化合物半導体基板はＧａＮ基板から成る構成とすることができる。ＧａＮ基板として、極性基板、半極性基板、無極性基板のいずれを用いてもよい。化合物半導体基板の厚さとして、５×１０^-5ｍ乃至１×１０^-4ｍを例示することができるが、このような値に限定するものではない。あるいは又、第１化合物半導体層の第１面と第１光反射層との間には基材が配されており、あるいは又、第１化合物半導体層の第１面と第１光反射層との間には化合物半導体基板及び基材が配されており、基部面は基材の表面から構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３構成の発光素子』と呼ぶ。基材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、エポキシ系樹脂を例示することができる。

【0033】

以上に説明した好ましい形態を含む本開示の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（化合物半導体基板を含む）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。

【0034】

更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、積層構造体の熱伝導率の値は、第１光反射層の熱伝導率の値よりも高い形態とすることができる。第１光反射層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。

【0035】

以上に説明した好ましい形態を含む本開示の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。場合によっては、発光素子製造用基板（後述する）を除去してもよい。

【0036】

発光素子アレイにあっては、各発光素子の第１光反射層の中心部（頂部）は、限定するものではないが、正方形の格子の頂点（交差部）上に位置する形態とすることができるし、あるいは又、正三角形の格子の頂点（交差部）上に位置する形態とすることができる。

【0037】

更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の発光素子等において、積層構造体は、ＧａＮ系化合物半導体、ＩｎＰ系化合物半導体及びＧａＡｓ系化合物半導体から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る構成とすることができる。具体的には、積層構造体は、
（ａ）ＧａＮ系化合物半導体から成る構成
（ｂ）ＩｎＰ系化合物半導体から成る構成
（ｃ）ＧａＡｓ系化合物半導体から成る構成
（ｄ）ＧａＮ系化合物半導体及びＩｎＰ系化合物半導体から成る構成
（ｅ）ＧａＮ系化合物半導体及びＧａＡｓ系化合物半導体から成る構成
（ｆ）ＩｎＰ系化合物半導体及びＧａＡｓ系化合物半導体から成る構成
（ｇ）ＧａＮ系化合物半導体、ＩｎＰ系化合物半導体及びＧａＡｓ系化合物半導体から成る構成
を挙げることができる。

【0038】

本開示の発光素子等において、積層構造体は、より具体的には、例えば、ＡｌＩｎＧａＮ系化合物半導体から成る構成とすることができる。ここで、ＡｌＩｎＧａＮ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、（Ｉｎ_yＧａ_(1-y)Ｎ，ＧａＮ）、（Ｉｎ_yＧａ_(1-y)Ｎ，Ｉｎ_zＧａ_(1-z)Ｎ）［但し、ｙ＞ｚ］、（Ｉｎ_yＧａ_(1-y)Ｎ，ＡｌＧａＮ）を例示することができる。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。

【0039】

あるいは又、積層構造体を構成するＩＩＩ族原子として、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）を挙げることができるし、積層構造体を構成するＶ族原子として、ヒ素（Ａｓ）、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）、窒素（Ｎ）を挙げることができる。具体的には、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＡｌＡｓＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＡｌＧａＡｓＳｂ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓを挙げることができるし、活性層を構成する化合物半導体として、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＰ、ＧａＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓＳｂを挙げることができる。

【0040】

量子井戸構造として、２次元量子井戸構造、１次元量子井戸構造（量子細線）、０次元量子井戸構造（量子ドット）を挙げることができる。量子井戸を構成する材料として、例えば、Ｓｉ；Ｓｅ；カルコパイライト系化合物であるＣＩＧＳ（ＣｕＩｎＧａＳｅ）、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ₂）、ＣｕＩｎＳ₂、ＣｕＡｌＳ₂、ＣｕＡｌＳｅ₂、ＣｕＧａＳ₂、ＣｕＧａＳｅ₂、ＡｇＡｌＳ₂、ＡｇＡｌＳｅ₂、ＡｇＩｎＳ₂、ＡｇＩｎＳｅ₂；ペロブスカイト系材料；ＩＩＩ－Ｖ族化合物であるＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＮ、ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＳｂ、ＧａＡｓＳｂ；ＣｄＳｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｉｎ₂Ｓｅ₃、Ｉｎ₂Ｓ₃、Ｂｉ₂Ｓｅ₃、Ｂｉ₂Ｓ₃、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳ、ＨｇＴｅ、ＨｇＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ、ＴｉＯ₂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。

【0041】

ＧａＡｓ、ＩｎＰ材料は同じく閃亜鉛鉱構造である。これらの材料から構成された化合物半導体基板の主面として、（１００）、（１１１）ＡＢ、（２１１）ＡＢ、（３１１）ＡＢ等の面に加え、特定方向にオフさせた面を挙げることができる。尚、「ＡＢ」は９０°オフ方向が異なることを意味しており、このオフ方向により面の主材料がＩＩＩ族になるかＶ族になるかが決まる。これらの結晶面方位及び成膜条件を制御することにより、組成ムラやドット形状を制御することが可能となる。成膜方法として、ＧａＮ系と同じく、ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ法、ＭＥＥ法、ＡＬＤ法等の成膜方法が一般に用いられるが、これらの方法に限定するものではない。

【0042】

ＧａＮ系化合物半導体層の形成にあっては、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。

【0043】

積層構造体をＩｎＰ系化合物半導体あるいはＧａＡｓ系化合物半導体から構成する場合、ＩＩＩ族原料に関しては、有機金属原料であるＴＭＧａ、ＴＥＧａ、ＴＭＩｎ、ＴＭＡｌ等が一般的に用いられる。また、Ｖ族原料に関しては、アルシンガス（ＡｓＨ₃ガス）、ホスフィンガス（ＰＨ₃ガス）、アンモニア（ＮＨ₃）等が用いられる。尚、Ｖ族原料に関しては有機金属原料が用いられる場合もあり、例えば、ターシャリーブチルアルシン（ＴＢＡｓ）、ターシャリーブチルホスフィン（ＴＢＰ）、ジメチルヒドラジン（ＤＭＨｙ）、トリメチルアンチモン（ＴＭＳｂ）等を挙げることができる。これらの材料は低温で分解するため、低温成長において有効である。ｎ型ドーパントとして、Ｓｉ源としてモノシラン（ＳｉＨ₄）、Ｓｅ源としてセレン化水素（Ｈ₂Ｓｅ）等が用いられる。また、ｐ型ドーパントとして、ジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ₂Ｍｇ）等が用いられる。ドーパント材料としては、ＧａＮ系と同様の材料が候補となる。

【0044】

積層構造体は、発光素子製造用基板の第２面上に形成され、あるいは又、化合物半導体基板の第２面上に形成される。尚、発光素子製造用基板あるいは化合物半導体基板の第２面は第１化合物半導体層の第１面と対向しており、発光素子製造用基板あるいは化合物半導体基板の第１面は発光素子製造用基板の第２面と対向している。発光素子製造用基板として、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が、ＧａＮ基板の使用が欠陥密度の少ないことから好ましい。また、化合物半導体基板として、ＧａＮ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＡｓ基板を挙げることができる。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面方位、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。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。

【0045】

本開示の発光素子等の製造においては、発光素子製造用基板を残したままとしてもよいし、第１化合物半導体層上に活性層、第２化合物半導体層、第２電極、第２光反射層を、順次、形成した後、発光素子製造用基板を除去してもよい。具体的には、第１化合物半導体層上に活性層、第２化合物半導体層、第２電極、第２光反射層を、順次、形成し、次いで、第２光反射層を支持基板に固定した後、発光素子製造用基板を除去して、第１化合物半導体層（第１化合物半導体層の第１面）を露出させればよい。発光素子製造用基板の除去は、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、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等の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、発光素子製造用基板の除去を行うことができる。

【0046】

支持基板は、例えば、発光素子製造用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、ハンダ接合法、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ハンダ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。

【0047】

第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極は、複数の発光素子において共通であり、第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極は、複数の発光素子において共通であり、あるいは又、複数の発光素子において個別に設けられている形態とすることができる。

【0048】

第１電極は、発光素子製造用基板が残されている場合、発光素子製造用基板の第２面と対向する第１面上に形成すればよいし、あるいは又、化合物半導体基板の第２面と対向する第１面上に形成すればよい。また、発光素子製造用基板が残されていない場合、積層構造体を構成する第１化合物半導体層の第１面上に形成すればよい。尚、この場合、第１化合物半導体層の第１面には第１光反射層が形成されるので、例えば、第１光反射層を取り囲むように第１電極を形成すればよい。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。

【0049】

第１光反射層を取り囲むように第１電極を形成する場合、第１光反射層と第１電極とは接している構成とすることができる。あるいは又、第１光反射層と第１電極とは離間している構成とすることができる。場合によっては、第１光反射層の縁部の上にまで第１電極が形成されている状態、第１電極の縁部の上にまで第１光反射層が形成されている状態を挙げることもできる。

【0050】

第１光反射層、突出部、第２光反射層の平面形状として、具体的には、円形、楕円形、長円形、矩形、正多角形（正三角形、正方形、正六角形等）を挙げることができる。また、第１光反射層、突出部、第２光反射層は、相似形あるいは近似形であることが望ましい。

【0051】

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（ＳｎＯ_X）、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、ＴｉＯ_X、グラフェン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。

【0052】

第１電極及び第２電極上に、外部の電極あるいは回路（以下、『外部の回路等』と呼ぶ場合がある）と電気的に接続するために、第１パッド電極及び第２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。

【0053】

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、ＳｉＮ_X、ＡｌＮ_X、ＡｌＧａＮ_X、ＧａＮ_X、ＢＮ_X等）、又は、フッ化物等を挙げることができる。具体的には、ＳｉＯ_X、ＴｉＯ_X、ＮｂＯ_X、ＺｒＯ_X、ＴａＯ_X、ＺｎＯ_X、ＡｌＯ_X、ＨｆＯ_X、ＳｉＮ_X、ＡｌＮ_X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、ＳｉＯ_X／ＳｉＮ_Y、ＳｉＯ_X／ＴａＯ_X、ＳｉＯ_X／ＮｂＯ_Y、ＳｉＯ_X／ＺｒＯ_Y、ＳｉＯ_X／ＡｌＮ_Y等の多層膜が好ましい。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ＳｉＯ_X／ＮｂＯ_Y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。光反射層の大きさ及び形状は、電流注入領域あるいは素子領域（これらに関しては後述する）を覆う限り、特に限定されない。

【0054】

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。

【0055】

活性層への電流注入を規制するために、電流注入領域が設けられている。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、長円形、矩形、正多角形（正三角形、正方形、正六角形等）を挙げることができる。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、相似形あるいは近似形であることが望ましい。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。

【0056】

本開示の発光素子等において、発光素子の第２面（第２光反射層側の発光素子の露出面）には、バンプが配設されている構成とすることができる。バンプとして、金（Ａｕ）バンプ、ハンダバンプ、インジウム（Ｉｎ）バンプを例示することができるし、バンプの配設方法は周知の方法とすることができる。バンプは、具体的には、第２電極上に設けられた第２パッド電極の上に設けられており、あるいは又、第２パッド電極の延在部上に設けられている。あるいは又、バンプの代わりにロウ材を用いることもできる。ロウ材として、例えば、Ｉｎ（インジウム：融点１５７゜Ｃ）；インジウム－金系の低融点合金；Ｓｎ₈₀Ａｇ₂₀（融点２２０～３７０゜Ｃ）、Ｓｎ₉₅Ｃｕ₅（融点２２７～３７０゜Ｃ）等の錫（Ｓｎ）系高温ハンダ；Ｐｂ_97.5Ａｇ_2.5（融点３０４゜Ｃ）、Ｐｂ_94.5Ａｇ_5.5（融点３０４～３６５゜Ｃ）、Ｐｂ_97.5Ａｇ_1.5Ｓｎ_1.0（融点３０９゜Ｃ）等の鉛（Ｐｂ）系高温ハンダ；Ｚｎ₉₅Ａｌ₅（融点３８０゜Ｃ）等の亜鉛（Ｚｎ）系高温ハンダ；Ｓｎ₅Ｐｂ₉₅（融点３００～３１４゜Ｃ）、Ｓｎ₂Ｐｂ₉₈（融点３１６～３２２゜Ｃ）等の錫－鉛系標準ハンダ；Ａｕ₈₈Ｇａ₁₂（融点３８１゜Ｃ）等のロウ材（以上の添字は全て原子％を表す）を例示することができる。

【0057】

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）を構成する材料として、ＳｉＯ₂を含むＳｉＯ_X系材料、ＳｉＮ_X系材料、ＳｉＯ_YＮ_Z系材料、ＴａＯ_X、ＺｒＯ_X、ＡｌＮ_X、ＡｌＯ_X、ＧａＯ_X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。

【実施例1】

【0058】

実施例１は、本開示の第１の態様に係る発光素子、本開示の第１の態様に係る発光素子の製造方法、及び、本開示の発光素子アレイに関する。実施例１の発光素子の模式的な一部断面図を図１に示し、実施例１の発光素子の複数を有する発光素子アレイの模式的な一部断面図を図２に示し、実施例１の発光素子の変形例－１及び変形例－２の模式的な一部断面図を図３及び図４に示し、実施例１の発光素子の複数から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び第１電極の配置を模式的な平面図を図５及び図６に示す。尚、発光素子あるいは発光素子アレイの模式的な一部断面図は、図５、図６の矢印Ａ－Ａに沿った模式的な一部断面図であるし、図５は発光素子が正方形の格子の頂点（交差部）上に位置する場合を示し、図６は発光素子が正三角形の格子の頂点（交差部）上に位置する場合を示す。図中、Ｚ軸は、発光素子を構成する第１光反射層４１の軸線（第１光反射層４１の中心を通る、積層構造体２０に対する垂線）を示す。

【0059】

尚、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１３Ａ、図１３Ｂ、図２５、図２６Ａ、図２６Ｂ、図２８、図２９、図３０Ａ、図３０Ｂにおいては活性層や第２化合物半導体層、第２光反射層等の図示を省略する。

【0060】

実施例１あるいは後述する実施例２～実施例２４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光反射層４１、並びに、
第２化合物半導体層２２の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層４２、
を備えており、
第１化合物半導体層２１の第１面側に位置する基部面９０は、活性層２３から離れる方向に突出した突出部９１を備えており、
積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（図示した例では、例えば、ＸＺ平面）で基部面９０を切断したときの突出部９１の断面形状は滑らかな曲線から構成されており、
第１光反射層４１は、少なくとも突出部９１の上に形成されている。

【0061】

そして、実施例１の発光素子１０Ａにあっては、突出部９１の直径をＤ₁、突出部９１の高さをＨ₁、突出部９１の頂部の曲率半径をＲ₁、突出部９１の表面粗さをＲａ_Pjとしたとき、
２×１０^-6ｍ（２μｍ）≦Ｄ₁≦２．５×１０^-5ｍ（２５μｍ）
好ましくは、
１×１０^-5ｍ（１０μｍ）≦Ｄ₁≦２．４×１０^-5ｍ（２４μｍ）
一層好ましくは、
１．６×１０^-5ｍ（１６μｍ）≦Ｄ₁≦２．０×１０^-5ｍ（２０μｍ）
を満足し、且つ、
１×１０^-8ｍ（１０ｎｍ）≦Ｈ₁≦５×１０^-7ｍ（０．５μｍ）
好ましくは、
１×１０^-8ｍ（１０ｎｍ）≦Ｈ₁≦２×１０^-7ｍ（０．２μｍ）
一層好ましくは、
１×１０^-8ｍ（１０ｎｍ）≦Ｈ₁≦１×１０^-7ｍ（０．１μｍ）
を満足し、且つ、
１×１０^-4ｍ（０．１ｍｍ）≦Ｒ₁
好ましくは、
５×１０^-4ｍ（０．５ｍｍ）≦Ｒ₁
一層好ましくは、
９×１０^-4ｍ（０．９ｍｍ）≦Ｒ₁
を満足し、且つ、
Ｒａ_Pj≦１．０ｎｍ
好ましくは、
Ｒａ_Pj≦０．７ｎｍ
一層好ましくは、
Ｒａ_Pj≦０．３ｎｍ
を満足する。

【0062】

また、実施例１の発光素子アレイは、
複数の発光素子から構成されており、
各発光素子は、実施例１の発光素子１０Ａから構成されており、
発光素子の形成ピッチＰ₀（発光素子を構成する第１光反射層４１の軸線から、隣接する発光素子を構成する第１光反射層４１の軸線までの距離）は、３×１０^-5ｍ（３０μｍ）以下、
好ましくは、
２×１０^-6ｍ（２μｍ）≦Ｐ₀≦２．８×１０^-5ｍ（２８μｍ）
一層好ましくは、
１×１０^-5ｍ（１０μｍ）≦Ｐ₀≦２×１０^-5ｍ（２０μｍ）
である。

【0063】

実施例１の発光素子１０Ａにおいては、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａが基部面９０を構成する。即ち、実施例１の発光素子１０Ａは第１構成の発光素子である。

【0064】

そして、実施例１の発光素子１０Ａにおいて、第１光反射層４１は少なくとも突出部９１に形成されているが、具体的には、第１光反射層４１は突出部９１に形成されている。但し、これに限定するものではなく、第１光反射層４１の延在部が基部面９０の突出部９１以外の領域に形成されていてもよい。尚、基部面９０の突出部９１が形成された領域以外の領域を参照番号９２で示し、以下、便宜上、『第２領域』と呼ぶ。

【0065】

図１に示した実施例１の発光素子１０Ａにおいて、積層構造体２０の積層方向（Ｚ軸方向）を含む仮想平面（図示した例では、例えば、ＸＺ平面）で突出部９１を切断したときの突出部９１が描く図形は、例えば、円の一部である。

【0066】

積層構造体２０は、ＧａＮ系化合物半導体、ＩｎＰ系化合物半導体及びＧａＡｓ系化合物半導体から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る構成とすることができる。実施例１において、具体的には、積層構造体２０はＧａＮ系化合物半導体から成る。

【0067】

具体的には、第１化合物半導体層２１は、例えば、Ｓｉが２×１０¹⁶ｃｍ^-3程度ドーピングされたｎ－ＧａＮ層から成り、活性層２３はＩｎ_0.04Ｇａ_0.96Ｎ層（障壁層）とＩｎ_0.16Ｇａ_0.84Ｎ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、例えば、マグネシウムが１×１０¹⁹ｃｍ^-3程度ドーピングされたｐ－ＧａＮ層から成る。第１化合物半導体層２１の面方位は｛０００１｝面に限定されず、例えば、半極性面である｛２０－２１｝面等とすることもできる。Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕから成る第１電極３１は、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ又はＶ／Ｐｔ／Ａｕから成る第１パッド電極（図示せず）を介して外部の回路等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２電極３２は、透明導電性材料、具体的には、厚さ３０ｎｍのＩＴＯから成る。第２電極３２の縁部の上には、外部の回路等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から成る第２パッド電極３３が形成あるいは接続されていてもよい（図３及び図４参照）。第１光反射層４１及び第２光反射層４２は、Ｔａ₂Ｏ₅層とＳｉＯ₂層との積層構造や、ＳｉＮ層とＳｉＯ₂層との積層構造から成る。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（具体的には、第１電極３１に設けられた開口部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。

【0068】

電流狭窄領域を得るためには、このように、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、ＳｉＯ_XやＳｉＮ_X、ＡｌＯ_X）から成る絶縁層（電流狭窄層）３４を形成してもよく、絶縁層（電流狭窄層）３４には、第２化合物半導体層２２に電流を注入するための開口部３４Ａが設けられている。あるいは又、電流狭窄領域を得るために、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。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。あるいは又、第２化合物半導体層２２に不純物（例えば、ボロン）をイオン注入して、導電性が低下した領域から成る電流狭窄領域を形成してもよい。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（電流注入領域）と電気的に接続されている必要がある。

【0069】

図１に示した例では、第２電極３２は、発光素子アレイを構成する発光素子１０Ａにおいて共通であり、第２電極３２は第１パッド電極（図示せず）を介して外部の回路等に接続される。第１電極３１も、発光素子アレイを構成する発光素子１０Ａにおいて共通であり、第１パッド電極（図示せず）を介して外部の回路等に接続される。そして、第１光反射層４１を介して光が外部に出射されてもよいし、第２光反射層４２を介して光が外部に出射されてもよい。

【0070】

あるいは又、実施例１の発光素子１０Ａの変形例－１の模式的な一部断面図を図３に示すように、第２電極３２は、発光素子アレイを構成する発光素子１０Ａにおいて個別に形成されており、第２パッド電極３３を介して外部の回路等に接続される。第１電極３１は、発光素子アレイを構成する発光素子１０Ａにおいて共通であり、第１パッド電極（図示せず）を介して外部の回路等に接続される。そして、第１光反射層４１を介して光が外部に出射されてもよいし、第２光反射層４２を介して光が外部に出射されてもよい。

【0071】

あるいは又、実施例１の発光素子１０Ａの変形例－２の模式的な一部断面図を図４に示すように、第２電極３２は、発光素子アレイを構成する発光素子１０Ａにおいて個別に形成されている。また、第２電極３２の上に形成された第２パッド電極３３の上にはバンプ３５が形成されており、バンプ３５を介して外部の回路等に接続される。第１電極３１は、発光素子アレイを構成する発光素子１０Ａにおいて共通であり、第１パッド電極（図示せず）を介して外部の回路等に接続される。バンプ３５は、基部面９０に対向した第２化合物半導体層２２の第２面側の部分に配設されており、第２光反射層４２を覆っている。バンプ３５として、金（Ａｕ）バンプ、ハンダバンプ、インジウム（Ｉｎ）バンプを例示することができる。バンプ３５の配設方法は周知の方法とすることができる。そして、第１光反射層４１を介して光が外部に出射される。尚、図１に示した発光素子１０Ａにおいてバンプ３５を設けてもよい。バンプ３５の形状として、円柱形、環状、半球形を例示することができる。

【0072】

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、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。

【0073】

以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図７Ａ、図７Ｂ、図８、図９、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃを参照して、実施例１の発光素子の製造方法を説明するが、実施例１あるいは後述する実施例２の発光素子の製造方法は、
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光反射層４１、並びに、
第２化合物半導体層２２の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層４２、
を備えており、
第１化合物半導体層２１の第１面側に位置する基部面９０は、活性層２３から離れる方向に突出した突出部９１を備えており、
積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（ＸＺ平面）で基部面９０を切断したときの突出部９１の断面形状は滑らかな曲線から構成されている発光素子の製造方法である。

【0074】

そして、実施例１の発光素子の製造方法にあっては、
積層構造体２０を形成した後、第２化合物半導体層２２の第２面側に第２光反射層４２を形成し、次いで、
突出部９１を形成すべき基部面９０の上に、第１犠牲層８１を形成し、その後、
全面に第２犠牲層８２を形成し、次いで、第２犠牲層８２及び第１犠牲層８１をエッチング用マスクとして用いて基部面９０からその内部に向けてエッチバックすることで、基部面９０に突出部９１を形成し、その後、
少なくとも突出部９１の上に第１光反射層４１を形成する、
各工程を備えている。

【0075】

［工程－１００］
具体的には、厚さ０．４ｍｍ程度の化合物半導体基板１１の第２面１１ｂ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（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、ＧａＮ系化合物半導体から成る積層構造体２０を形成する。より具体的には、周知のＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル成長法に基づき、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、化合物半導体基板１１の第２面１１ｂ上に、順次、形成することで、積層構造体２０を得ることができる（図７Ａ参照）。

【0076】

［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（図７Ｂ参照）。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。

【0077】

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、ＳｉＯ_XやＳｉＮ_X、ＡｌＯ_X）から成る絶縁層（電流狭窄層）３４を形成してもよく、絶縁層（電流狭窄層）３４には、第２化合物半導体層２２に電流を注入するための開口部３４Ａが設けられている。あるいは又、電流狭窄領域を得るために、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。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。あるいは又、第２化合物半導体層２２に不純物（例えば、ボロン）をイオン注入して、導電性が低下した領域から成る電流狭窄領域を形成してもよい。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（電流注入領域）と電気的に接続されている必要がある。

【0078】

［工程－１２０］
その後、第２化合物半導体層２２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、所望に応じて、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パッド電極３３を形成する。次いで、第２電極３２の上から第２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。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。こうして、図８に示す構造を得ることができる。その後、所望に応じて、基部面９０の突出部９１の頂部（中心部）に対向した第２化合物半導体層２２の第２面側の部分にバンプ３５を配設してもよい。具体的には、図４に示したように、第２電極３２の上に形成された第２パッド電極３３の上に、第２光反射層４２を覆うようにバンプ３５を形成してもよく、バンプ３５を介して第２電極３２は外部の回路等に接続される。

【0079】

［工程－１３０］
次いで、第２光反射層４２を、接合層４８を介して支持基板４９に固定する（図９参照）。具体的には、第２光反射層４２（あるいはバンプ３５）を、接着剤から成る接合層４８を用いて、サファイア基板から構成された支持基板４９に固定する。

【0080】

［工程－１４０］
次いで、化合物半導体基板１１を、機械研磨法やＣＭＰ法に基づき薄くし、更に、エッチングを行うことで、化合物半導体基板１１を除去する。

【0081】

［工程－１５０］
その後、突出部９１を形成すべき基部面９０の上に、第１犠牲層８１を形成する。具体的には、第１光反射層４１を形成すべき基部面９０（より具体的には、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ）の突出部９１を形成すべき領域の上に、第１犠牲層８１（具体的には、ＸＺ平面における断面形状が矩形の第１犠牲層８１）を形成する。より具体的には、第１のレジスト材料層を第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上に形成し、突出部９１を形成すべき領域の上に第１のレジスト材料層を残すように第１のレジスト材料層をパターニングすることで、図１０Ａに示す第１犠牲層８１を得る。第１犠牲層８１に、断面形状を変形させるための加熱処理を施すことは不要である。こうして、突出部９１を形成すべき基部面９０の上に、第１犠牲層８１を形成することができる。場合によっては、第１犠牲層８１の表面にアッシング処理を施し（プラズマ照射処理を施し）、第１犠牲層８１の表面を変質させ、次の工程で第２犠牲層８２を形成したとき、第１犠牲層８１に損傷や変形等が発生することを防止してもよい。また、第１のレジスト材料層を構成する材料に依存して、第１のレジスト材料層の硬化のために第１のレジスト材料層を加熱したり紫外線を照射してもよい。

【0082】

［工程－１６０］
その後、全面に第２犠牲層８２を形成し（図１０Ｂ参照）、次いで、第２犠牲層８２及び第１犠牲層８１をエッチング用マスクとして用いて基部面９０からその内部（即ち、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａから第１化合物半導体層２１の内部）に向けてエッチバックすることで、基部面９０に突出部９１を形成する（図１０Ｃ参照）。突出部９１と第２領域９２との接続部を黒四角で示す。エッチバックは、ＲＩＥ法等のドライエッチング法に基づき行うこともできるし、塩酸、硝酸、フッ酸、リン酸やこれらの混合物等を用いてウェットエッチング法に基づき行うこともできる。第２犠牲層８２の表面粗さＲｑの値が第１化合物半導体層２１の表面粗さＲｑの値よりも小さくなるように第２犠牲層８２を形成すれば、エッチバック後の突出部９１の表面粗さＲｑの値をエッチバック前に比べて小さくすることができ、散乱損失を抑制し、共振器としての性能を改善することができる。そして、ひいては、発光素子のレーザ発振の閾値電流の低減及び消費電力の低減、出力構造、発光効率の改善、信頼性の改善を達成することができる。第２犠牲層８２の表面粗さＲｑの値は０．３ｎｍあるいはそれ以下であることが好ましい。また、第２犠牲層８２と第１犠牲層８１と基部面９０のエッチング速度は同等であることが好ましい。尚、表面粗さＲｑは、ＪＩＳ Ｂ－６１０：２００１に規定されており、具体的には、ＡＦＭや断面ＴＥＭに基づく観察に基づき測定することができる。

【0083】

具体的には、全面に、例えばフォトレジストから成る第２犠牲層８２をスピンコート法に基づき成膜する。第２犠牲層８２の膜厚は、第１犠牲層８１の頂部を含めた第２犠牲層８２の表面が平坦になる膜厚より薄くする必要がある。スピンコート法における回転数は１０ｒｐｍ以上であり、例えば、６０００ｒｐｍが好ましい。これによって、第１犠牲層８１と第１化合物半導体層２１の境目に第２犠牲層８２が溜まる。その後、第２犠牲層８２にベーキング処理を施す。ベーキング温度は９０゜Ｃ以上であり、例えば、１２０゜Ｃが好ましい。ここまでの工程によって、第１犠牲層８１の上方の形状が凸形状となり、且つ、第１犠牲層８１の裾部の上方が末広がりとなる第２犠牲層８２を得ることができる。その後、エッチングガスとしてＳｉＣｌ₄ガス及びＣｌ₂ガスを用いたＲＩＥ法に基づき第２犠牲層８２及び第１犠牲層８１をエッチング用マスクとして用いて、基部面９０からその内部（即ち、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａから第１化合物半導体層２１の内部）に向けてエッチバックすることで、基部面９０に突出部９１を形成することができる。

【0084】

場合によっては、全面に第２犠牲層８２を形成するとき、複数回、第２犠牲層８２を形成してもよい。あるいは又、基部面９０に突出部９１を形成した後、全面に第２犠牲層８２を形成し、次いで、第２犠牲層８２をエッチング用マスクとして用いて基部面９０からその内部（即ち、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａから第１化合物半導体層２１の内部）に向けてエッチバックすることで、基部面９０に突出部９１を形成してもよい。この場合、第２犠牲層８２の形成を複数回行ってもよい。

【0085】

また、場合によっては、［工程－１５０］において、ナノインプリント法に基づき第１犠牲層８１を形成してもよい。

【0086】

また、場合によっては、［工程－１５０］において、第１犠牲層８１をエッチング用マスクとして用いて基部面９０からその内部（即ち、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａから第１化合物半導体層２１の内部）に向けてエッチバックし、［工程－１６０］において、全面に第２犠牲層８２を形成し、次いで、第２犠牲層８２をエッチング用マスクとして用いて基部面９０からその内部（即ち、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａから第１化合物半導体層２１の内部）に向けてエッチバックすることで、基部面９０に突出部９１を形成することもできる。

【0087】

第１犠牲層８１、第２犠牲層８２を構成する材料は、レジスト材料に限定されず、ＳＯＧといったセラミック材料、酸化物材料（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、ＴｉＯ₂等）、半導体材料（例えば、Ｓｉ、ＧａＮ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ等）、金属材料（例えば、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｌ等）等、第１化合物半導体層２１に対して適切な材料を選択すればよい。また、第１犠牲層８１、第２犠牲層８２を構成するレジスト材料として適切な粘度を有するレジスト材料を用いることで、また、第１犠牲層８１の厚さ、第２犠牲層８２の厚さ、第１犠牲層８１の直径等を適切に設定、選択することで、突出部９１の曲率半径Ｒ₁の値や基部面９０の凸の形状（例えば、直径Ｄ₁や高さＨ₁）、突出部９１の断面形状を、所望の値、形状とすることができる。後述する実施例２～実施例３においても同様である。

【0088】

尚、図１１に、第２犠牲層８２を構成するレジスト材料と、突出部９１の直径Ｄ₁と、突出部９１の頂部の曲率半径Ｒ₁との関係を求めたグラフを示すが、第２犠牲層８２を構成するレジスト材料を適切に選択することで、図１１の「Ａ」、「Ｂ」及び「Ｃ」に示すように、突出部９１の直径Ｄ₁に対して大きな曲率半径Ｒ₁を有する突出部９１を得ることができることが判る。

【0089】

［工程－１７０］
次に、基部面９０の少なくとも突出部９１の頂部の上に第１光反射層４１を形成する。具体的には、基部面９０の全面に、スパッタリング法や真空蒸着法といった成膜法に基づき第１光反射層４１を成膜した後、第１光反射層４１をパターニングすることで、基部面９０の突出部９１の上に第１光反射層４１を得ることができる。その後、基部面９０の第２領域９２の上に、各発光素子１０Ａに共通な第１電極３１を形成する。以上によって、実施例１の発光素子アレイあるいは発光素子１０Ａを得ることができる。第１電極３１を第１光反射層４１よりも突出させれば、第１光反射層４１を保護することができる。

【0090】

［工程－１８０］
その後、支持基板４９を剥離し、発光素子アレイを個別に分離する。そして、外部の電極あるいは回路（発光素子アレイを駆動する回路）と電気的に接続すればよい。具体的には、第１電極３１及び図示しない第１パッド電極を介して第１化合物半導体層２１を外部の回路等に接続し、また、第２パッド電極３３あるいはバンプ３５を介して第２化合物半導体層２２を外部の回路等に接続すればよい。次いで、パッケージや封止することで、実施例１の発光素子アレイを完成させる。

【0091】

ところで、前述したとおり、第１化合物半導体層２１とレジスト材料層との間の濡れ性、表面張力、重力の影響等によって、あるいは又、第１光反射層４１に要求される仕様に依っては、レジスト材料層の断面形状が所望の形状にならず、その結果、所望の断面形状を有する第１光反射層が得られない場合がある。具体的には、例えば、模式的な一部断面図を図６９Ａ、図６９Ｂ示すように、レジスト材料層の縁部が盛り上がり、中央部が凹んだ状態（凹形状）となったり、レジスト材料層の頂面が平坦になったりする。例えば、図６９Ｂに示す状態において、κ^-1（毛管長）の値は、
κ^-1＝｛（γ／（Δρ・ｇ）｝^1/2
で求めることができる。ここで、γは界面の表面張力（Ｎ／ｍ）であり、Δρはレジスト材料の密度と第１化合物半導体層の密度との密度差（ｋｇ／ｍ³）、ｇは重力加速度（ｍ／ｓ²）である。そして、レジスト材料層の半径をｒ_Resistとしたとき、
ｒ_Resist＞κ^-1
の場合、レジスト材料層の頂面は平坦となる。

【0092】

また、レジスト材料層を薄くした場合、第１化合物半導体層２１の表面とレジスト材料層の間の表面張力の影響から、得られる接触角に限界がある。そのため小さい接触角が得られず、レジスト材料層の形状が平坦若しくは凹形状になる。高出力の発光素子を製造するためには、１つの発光素子の高光出力化と高密度アレイ化が必要である。１つの発光素子の高光出力化には光出力領域を広げればよく、そのためには、第１光反射層の曲率半径を大きくすればよい。また、高密度アレイ化を達成するためには、小さな領域に多くの発光素子を密に配列すればよい。即ち、第１光反射層の直径の値が小さく、曲率半径の大きな第１光反射層を有する発光素子を狭い形成ピッチで配列することが求められる。しかしながら、従来技術では、上記のように、第１光反射層の作製には理論的な限界がある。例えば、従来技術によって、直径２０μｍ、曲率半径４００μｍの形状を有するレジスト材料層の形成を試みた場合、加熱処理前後のレジスト材料層の体積が等しいと仮定すると以下の式から、レジスト材料層の高さは１２４ｎｍとなる。そして、この場合、第１化合物半導体層２１とレジスト材料層との接触角は０．７度となる。

【0093】

（π／４）×Ｄ²×ｔ＝｛（π・ｓ）／２４｝（３Ｄ²＋４ｓ²）

【0094】

ここで、
Ｄ：加熱処理前のレジスト材料層の直径（＝加熱処理後のレジスト材料層の直径）
ｔ：加熱処理前のレジスト材料層の厚さ
ｓ：加熱処理後のレジスト材料層の厚さ

【0095】

然るに、このような形状を有するレジスト材料層を得るための材料の入手は極めて困難である。これは、理論的には、完全な濡れ性を有する条件、あるいは又、完全な濡れ性と不完全な濡れ性を有する条件の互いの境界近傍の限られた系でしか実現できない。特に後者の場合、ヤング－デュプレ（Young-Dupre）の法則より接触角０．７度を満たすためには第１化合物半導体層、レジスト材料層、空気の関係から成る３方向の張力の関係が、
（γ_so－γ_sl）／γ＝ｃｏｓ（θ_E）＝０．９９９９
という極めて限定的な条件を満たさなければならない。ここで、
γ_so：第１化合物半導体層の表面張力（レジスト材料層を拡げようとする力）
γ_sl：第１化合物半導体層とレジスト材料層との間の表面張力（第１化合物半導体層とレジスト材料層との間の界面が拡がってエネルギーが高くなることを阻止しようとする力）
γ ：レジスト材料層の表面張力
θ_E ：接触角

【0096】

そのため、多くの材料系ではリフロー後の形状が球面にならず、平坦若しくは凹形状になる。例えば、通常、使用されるレジスト材料層と第１化合物半導体層との間の接触角は１５度程度であり、要求される接触角０．７度とは大きな乖離がある。

【0097】

エッチバック時の（第１化合物半導体層のエッチング速度）／（レジスト材料層のエッチング速度）の値（エッチング選択比）を１未満として、エッチバック後の第１化合物半導体層の曲率半径を大きくする手法がある。しかしながら、エッチング用マスクであるレジスト材料層の方が早くエッチングされるため、エッチバック中の第１化合物半導体層のエッチャントに対する露出時間が増加し、エッチバック後の第１化合物半導体層の表面粗さの値が大きくなるといった問題がある。表面粗さの値が大きくなると、光損失が増加し、発光素子の閾値電流の増加、発光効率の低下、出力低下等が生じるため、好ましくない。エッチング選択比とエッチバック後の第１化合物半導体層の表面粗さＲｑの値を求めた結果を、以下の表１に示す。

【0098】

〈表１〉
エッチング選択比 Ｒｑ
０．５６ １．７ｎｍ
０．９１ ０．４７ｎｍ

【0099】

また、発光素子アレイにおいて発光素子を配設する場合、第１犠牲層のフットプリント径は発光素子の形成ピッチを超えることができない。従って、発光素子アレイの狭形成ピッチ化を図るためには、第１犠牲層のフットプリント径を縮小させる必要がある。ところで、基部面の突出部の曲率半径Ｒ₁は、フットプリント径とは正の相関がある。つまり、狭形成ピッチ化に伴いフットプリント径が小さくなると、その結果、曲率半径Ｒ₁が小さくなる傾向がある。例えば、フットプリント径２４μｍに対して、３０μｍ程度の曲率半径Ｒ₁が報告されている。また、発光素子から出射される光の放射角は、フットプリント径とは負の相関がある。つまり、狭形成ピッチ化に伴いフットプリント径が小さくなると、その結果、曲率半径Ｒ₁が小さくなり、ファー・フィールド・パターン（ＦＦＰ，Far Field Pattern）が拡大する傾向がある。３０μｍ未満の曲率半径Ｒ₁では、放射角は数度以上となる場合がある。発光素子アレイの応用分野によっては、発光素子から出射される光には２乃至３度以下の狭い放射角を求められることがある。

【0100】

実施例１にあっては、第１犠牲層８１の厚さを１．１μｍ、直径を２０μｍとした。また、得られた突出部９１の諸元、共振器長Ｌ_OR、発光素子アレイにおける発光素子の形成ピッチＰ₀、発光素子の発振波長（発光波長）λ₀は以下の表２のとおりであった。尚、積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（ＸＺ平面）で突出部９１を切断したときの突出部９１が描く図形を円の一部とした。

【0101】

〈表２〉
Ｄ₁ ＝１６μｍ
Ｈ₁ ＝６６ｎｍ
Ｒ₁ ＝５７０μｍ
Ｒａ_Pj＝０．３ｎｍ
Ｌ_OR ＝２５μｍ
Ｐ₀ ＝２０μｍ
λ₀ ＝４５０μｍ

【0102】

また、直径Ｄ₁＝２４μｍとして、高さＨ₁を変えたときに、どの程度の曲率半径Ｒ₁を有する発光素子が得られるかを調べた。その結果を以下の表３に示すが、高さＨ₁を低くするほど、大きな曲率半径Ｒ₁を得ることができることが判る。

【0103】

〈表３〉 直径Ｄ₁＝２４μｍ
高さＨ₁ 曲率半径Ｒ₁
０．３５μｍ ２００μｍ
０．１８μｍ ４００μｍ
０．１１μｍ ６５０μｍ

【0104】

実施例１あるいは後述する実施例２にあっては、第１犠牲層及び第２犠牲層に基づき基部面に突出部を形成するので、また、後述する実施例３にあっては、第１層及び第２層に基づき基部面に突出部を形成するので、小さな直径Ｄ₁、低い高さＨ₁、大きな曲率半径Ｒ₁、低い値の表面粗さＲａ_Pjを有する突出部を形成することができる結果、小さな直径、低い高さ、歪みの無い大きな曲率半径、低い値の表面粗さＲａを有する第１光反射層を得ることができる。しかも、基本的に、第１犠牲層の断面形状を変形させるための加熱処理を施すことは不要であるが故に、発光素子の他の構成材料の熱劣化、発光素子の特性劣化を抑制することができる。

【0105】

しかも、実施例１にあっては、第１犠牲層及び第２犠牲層に基づき基部面に突出部を形成するので、また、後述する実施例３にあっては、第１層及び第２層に基づき基部面に突出部を形成するので、発光素子を狭い形成ピッチで配設した場合であっても、歪みの無い、大きな曲率半径Ｒ₁の第１光反射層を得ることができる。それ故、発光素子を高密度に配置した発光素子アレイを得ることができる。また、発光素子から出射される光の放射角を２乃至３度以下の狭い放射角、あるいは、出来る限り狭い放射角とすることが可能となり、狭いＦＦＰを有する発光素子、高い配向性を有する発光素子、高ビーム品質を有する発光素子を提供することができる。更には、広い光出射領域を得ることができるので、発光素子の光出力の増加及び発光効率の改善を図ることができる。

【0106】

しかも、突出部の高さ（厚さ）を低く（薄く）することができるので、発光素子アレイにおいてバンプを用いて外部の回路等と接続・接合するとき、バンプに空洞（ボイド）が発生し難くなり、熱伝導性の向上を図ることができるし、実装が容易となる。

【0107】

また、実施例１の発光素子あるいは後述する実施例２～実施例３において、第１光反射層は凹面鏡としても機能するので、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し、長い共振器を有することから熱飽和の問題を回避することが可能となる。また、共振器長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。尚、「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は、次第に、共振器外へと散逸してしまう現象を指す。また、迷光を抑制することができるし、発光素子間の光クロストークを抑制することができる。ここで、或る発光素子において発光した光が、隣接する発光素子に飛来し、隣接発光素子の活性層に吸収され、あるいは又、共振モードにカップリングすると、隣接発光素子の発光動作に影響を与えるし、ノイズ発生の原因になる。このような現象を、光クロストークと呼ぶ。しかも、突出部の頂部は、例えば、球面であるので、横方向光閉じ込めの効果を確実に発揮する。

【0108】

また、後述する実施例８を除き、発光素子の製造プロセスにあっては、ＧａＮ基板を用いるが、ＥＬＯ法等の横方向にエピタキシャル成長させる方法に基づきＧａＮ系化合物半導体を形成してはいない。従って、ＧａＮ基板として、極性ＧａＮ基板だけでなく、半極性ＧａＮ基板や無極性ＧａＮ基板を用いることができる。極性ＧａＮ基板を使用すると、活性層におけるピエゾ電界の効果のために発光効率が低下する傾向があるが、無極性ＧａＮ基板や半極性ＧａＮ基板を用いれば、このような問題を解決したり、緩和することが可能である。

【実施例2】

【0109】

実施例２は、本開示の第２の態様に係る発光素子に関する。実施例２の発光素子にあっては、
２×１０^-3ｍ（２ｍｍ）≦Ｄ₁
好ましくは、
５×１０^-3ｍ（５ｍｍ）≦Ｄ₁
一層好ましくは、
１×１０^-2ｍ（１０ｍｍ）≦Ｄ₁
を満足し、且つ、
１×１０^-3ｍ（１ｍｍ）≦Ｒ₁
好ましくは、
５×１０^-3ｍ（５ｍｍ）≦Ｒ₁
一層好ましくは、
１×１０^-2ｍ（１０ｍｍ）≦Ｒ₁
を満足し、且つ、
Ｒａ_Pj≦１．０ｎｍ
好ましくは、
Ｒａ_Pj≦０．７ｎｍ
一層好ましくは、
Ｒａ_Pj≦０．３ｎｍ
を満足する。

【0110】

実施例２の発光素子は、実質的に、実施例１の発光素子の製造方法と同様の方法で製造することができる。但し、実施例２にあっては、第１犠牲層８１の厚さを１μｍ、直径を２ｍｍとした。また、得られた突出部９１の諸元、共振器長Ｌ_OR、発光素子の発振波長（発光波長）λ₀は以下の表４のとおりであった。尚、積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（ＸＺ平面）で突出部９１を切断したときの突出部９１が描く図形を円の一部とした。前述したとおり、第１犠牲層８１の厚さ、第２犠牲層８２の厚さ、第１犠牲層８１の直径等を適切に設定、選択することで、突出部９１の曲率半径の値や基部面９０の凸の形状（例えば、直径Ｄ₁や高さＨ₁）、突出部９１の断面形状を、所望の値、形状とすることができる。

【0111】

〈表４〉
Ｄ₁ ＝２ｍｍ
Ｈ₁ ＝１μｍ
Ｒ₁ ＝０．５ｍ
Ｒａ_Pj＝０．３ｎｍ
Ｌ_OR ＝２５μｍ
λ₀ ＝４５０μｍ

【0112】

あるいは又、第１犠牲層８１の厚さを５０ｎｍ、直径を２０μｍとした。また、得られた突出部９１の諸元、共振器長Ｌ_OR、発光素子アレイにおける発光素子の形成ピッチＰ₀、発光素子の発振波長（発光波長）λ₀は以下の表５のとおりであった。尚、積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（ＸＺ平面）で突出部９１を切断したときの突出部９１が描く図形を円の一部とした。

【0113】

〈表５〉
Ｄ₁ ＝２０μｍ
Ｈ₁ ＝５０ｎｍ
Ｒ₁ ＝０．９５ｍｍ
Ｒａ_Pj＝０．３ｎｍ
Ｌ_OR ＝２５μｍ
Ｐ₀ ＝２０μｍ
λ₀ ＝４５４μｍ

【0114】

表５に示した諸元を有する実施例２の発光素子にあっては、ＧａＮの屈折率ｎ₀を２．４５とすると、ニア・フィールド・パターン（Near Field Pattern，ＮＦＰ）のσの値は、以下の式で求めることができ、σ＝１．５であった。開口部３４Ａ（電流注入領域６１Ａ）を直径を６μｍとしたとき、素子領域の大きさ（直径）は４σで表すことができるので、素子領域の直径は６μｍとなる。ここで、「４σ」とは、活性層から出射される光の最大光強度を基準（１．００）として、光強度が１．００から（１／ｅ²）になるまでの領域を指す。従って、開口部３４Ａ（電流注入領域６１Ａ）の１００％からレーザ光を取り出すことができ、１発光素子から２５ミリワット級の光出力を得ることが可能である。また、４０個の発光素子が集まった発光素子アレイを想定した場合、ワット級の光出力を得ることが可能である。

【0115】

σ＝（１／２）［｛（λ₀／（ｎ₀・π）｝（Ｌ_OL・Ｒ₁－Ｌ_OL ²）］^1/2

【0116】

また、曲率半径Ｒ₁の値が大きいほど、横モードがシングルとなる発光素子を得られることが知られている（H. Nakajima et.al., "Single transverse mode operation of GaN-based vertical-cavity surfaceemitting laser with monolithically incorporated curved mirror",Applied Physics Express 12, 084003 (2019) 参照）。そして、開口部３４Ａ（電流注入領域６１Ａ）を直径を８μｍとしたときであって、
Ｌ_OR＝２５μｍ
λ₀ ＝４５４μｍ
である場合、曲率半径Ｒ₁の値が４４７μｍ以上で横モードがシングルとなるとされている。そして、表５に示した諸元を有する発光素子にあっては、横モードがシングルであることを確認することができた。

【実施例3】

【0117】

実施例３は、本開示の第３の態様に係る発光素子、及び、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３の発光素子１０Ｂの模式的な一部断面図を図１２に示す。

【0118】

実施例３の発光素子１０Ｂ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２３、並びに、
活性層２３と面する第１面２１ａ、及び、第１面２１ａと対向する第２面２１ｂを有する第２化合物半導体層２２、
が積層された積層構造体２０、
第１光反射層４１、並びに、
第２化合物半導体層２２の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層４２、
を備えており、
第１化合物半導体層２１の第１面側に位置する基部面９０は、活性層２３から離れる方向に突出した突出部９１を備えており、
突出部９１は、第１層７１、及び、第１層７１を覆う第２層７２から構成されており、
積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（図示した例では、例えば、ＸＺ平面）で基部面９０を切断したときの突出部９１の断面形状は滑らかな曲線から構成されており、
第１光反射層４１は、少なくとも突出部９１の上に形成されている。

【0119】

ここで、第１層７１は、具体的には、例えば、アクリル系樹脂から成り、第２層７２は、具体的には、例えば、ＳＯＧから成る。

【0120】

以下、第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して、実施例３の発光素子の製造方法を説明する。

【0121】

［工程－３００］
実施例３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］～［工程－１４０］と同様の工程を実行する。

【0122】

［工程－３１０］
そして、突出部９１を形成すべき基部面９０の一部の上に、第１層７１を形成する。具体的には、第１光反射層４１を形成すべき基部面９０（より具体的には、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ）の突出部９１を形成すべき領域の一部の上に、第１層・形成層を形成し、突出部９１を形成すべき領域の一部の上に第１層・形成層を残すように第１層・形成層をパターニングすることで、図１３Ａに示す第１層７１を得ることができる。第１層７１に、断面形状を変形させるための加熱処理を施すことは不要である。場合によっては、ナノインプリント法に基づき第１層７１を形成してもよい。

【0123】

［工程－３２０］
その後、第１層７１を覆う第２層７２を形成し、以て、基部面９０に、第１層７１及び第１層７１を覆う第２層７２から構成された突出部９１を形成する（図１３Ｂ参照）。具体的には、全面に、例えばフォトレジストから成る第２層７２をスピンコート法に基づき成膜する。第２層７２の膜厚は、第１層７１の頂部を含めた第２層７２の表面が平坦になる膜厚より薄くする必要がある。スピンコート法における回転数は１０ｒｐｍ以上であり、例えば、６０００ｒｐｍが好ましい。これによって、第１層７１と第１化合物半導体層２１の第１面２１ａとの境目に第２層７２が溜まる。その後、第２犠牲層８２にベーキング処理を施す。ベーキング温度は９０゜Ｃ以上であり、例えば、１２０゜Ｃが好ましい。ここまでの工程によって、第１層７１の上方の形状が凸形状となり、且つ、第１層７１の裾部の上方が末広がりとなる第２層７２を得ることができる。

【0124】

［工程－３３０］
次いで、少なくとも突出部９１の上に第１光反射層４１を形成する。具体的には、実施例１の［工程－１７０］～［工程－１８０］と同様の工程を実行する。こうして、実施例３の発光素子１０Ｂを得ることができる。

【0125】

尚、全面に第２層７２を形成する工程においては、第２層７２の形成を複数回行ってもよい。

【実施例4】

【0126】

実施例４は、実施例１～実施例３の変形である。

【0127】

実施例４の発光素子１０Ｃの模式的な一部断面図を図１４及び図１５に示すように、実施例４の発光素子１０Ｃにあっては、発光素子１０Ｃの光を出射する領域に波長変換材料層（色変換材料層）７３が設けられている。そして、波長変換材料層（色変換材料層）７３を介して白色光を出射する。具体的には、活性層２３で発光した光が第１光反射層４１を介して外部に出射される場合、第１光反射層４１の光出射側の上に波長変換材料層（色変換材料層）７３を形成すればよいし（図１４参照）、活性層２３で発光した光が第２光反射層４２を介して外部に出射される場合、第２光反射層４２の光出射側の上に波長変換材料層（色変換材料層）７３を形成すればよい（図１５参照）。

【0128】

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～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。

【実施例5】

【0129】

実施例５は、実施例１～実施例４の変形である。

【0130】

ところで、この国際公開公報に開示された技術にあっては、図６８に模式的な一部端面図を示すように、平坦な第１化合物半導体層２１から凸部２１’が立ち上がっている。立ち上がりの角度θ_CA（後述する）の補角の値は、例えば、１５度以上である。尚、凸部の立ち上がり部分を図６８においては、矢印「Ａ」で示す。従って、何らかの原因で発光素子に強い外力が加わった場合、凸部の立ち上がり部分に応力が集中し、第１化合物半導体層等に損傷が発生する虞がある。また、このような損傷が共振器構造にまで及ぶと、光学的な散乱ロスが発生し、結果として閾値電流の上昇を招く。

【0131】

実施例５の発光素子は、強い外力が加わっても損傷し難い構成、構造を有する。

【0132】

即ち、実施例５の発光素子１０Ｄの模式的な一部断面図を図１６に示し、実施例５の発光素子１０Ｄの複数から構成された発光素子アレイの模式的な一部断面図を図１７に示すように、実施例５の発光素子１０Ｄにおいて、第１化合物半導体層２１の第１面側に位置する基部面９０は、活性層から離れる方向に突出した突出部９１、及び、突出部９１を囲み、平坦面を有する第２領域９２を有している。

【0133】

そして、突出部９１は、突出部９１の頂部を含む第１－Ａ領域９１Ａ、及び、第１－Ａ領域９１Ａを囲む第１－Ｂ領域９１Ｂから構成されており、
第１光反射層４１は、少なくとも第１－Ａ領域９１Ａの上に形成されており、
積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（図示した例では、例えば、ＸＺ平面）で基部面９０を切断したときの基部面９０の断面形状における第１－Ａ領域９１Ａによって構成される第１曲線は、上に凸の滑らかな曲線（即ち、活性層２３から離れる方向に向かって凸状の形状を有する滑らかな曲線）から構成されており、
基部面９０のこの断面形状における第１－Ｂ領域９１Ｂによって構成される第２曲線と第２領域９２によって構成される直線との交点において、この第２曲線とこの直線との成す角度の補角θ_CAは０度を超える値を有しており（具体的には、１度以上、６度以下であり）、
第２曲線は、下に凸の曲線（活性層２３に近づく方向に向かって凸状の形状を有する曲線）、線分及び任意の曲線の組合せから成る群から選択された少なくとも１種類の図形から構成されている。

【0134】

あるいは又、第１光反射層４１は、少なくとも突出部９１の頂部の上に形成されており、
積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（図示した例では、例えば、ＸＺ平面）で基部面９０を切断したときの基部面９０の断面形状における突出部９１によって構成される曲線と第２領域９２によって構成される直線との交点において、この曲線とこの直線との成す角度の補角θ_CAは、１度以上、６度以下である。

【0135】

第１曲線は、前述した、積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面で突出部を切断したときの突出部９１が描く図形と同様の図形とすることができる。

【0136】

一方、第２曲線は、下に凸の曲線、線分及び任意の曲線の組合せから成る群から選択された少なくとも１種類の図形から構成されているが、具体的には、「下に凸の曲線」は、上記の第１曲線と同様の曲線（円の一部、放物線の一部、サイン曲線の一部、楕円の一部、カテナリー曲線の一部である構成）とすることができる。また、「任意の曲線の組合せ」には、線分、上に凸の曲線も含まれる。

【0137】

第１曲線と第２曲線との接続部は、あるいは又、第２曲線が複数の曲線等で構成されている場合の複数の曲線等の接続部は、解析学上、連続であってもよいし、滑らかであってもよいし（即ち、微分可能であってもよいし）、解析学上、不連続であってもよいし、接続部は滑らかでなくともよい（即ち、微分不可能であってもよい）。

【0138】

「下に凸の曲線」を［Ａ］、線分を［Ｂ］、任意の曲線の組合せを［Ｃ］で表し、「⇒」を『接続されている』こと（接続部）を意味するとしたとき、第１曲線と第２曲線の組合せとして、以下の組合せを例示することができる。
（１）第１曲線⇒［Ａ］
（２）第１曲線⇒［Ｂ］
（３）第１曲線⇒［Ｃ］
（４）第１曲線⇒［Ａ，Ｂ，Ｃ］のいずれか⇒［Ａ，Ｂ，Ｃ］のいずれか
（５）第１曲線⇒［Ａ，Ｂ，Ｃ］のいずれか⇒［Ａ，Ｂ，Ｃ］のいずれか⇒［Ａ，Ｂ，Ｃ］のいずれか

【0139】

例えば、上記（４）の場合、第１曲線は、下に凸の曲線、線分、任意の曲線の組合せのいずれかに接続されており、下に凸の曲線、線分、任意の曲線の組合せのいずれかは、更に、下に凸の曲線、線分、任意の曲線の組合せのいずれか（但し、同じ曲線等ではない）に接続されていることを意味する。

【0140】

実施例５の発光素子１０Ｄにおいて、第１光反射層４１は少なくとも基部面９０の第１－Ａ領域９１Ａに形成されているが、具体的には、第１光反射層４１は基部面９０の第１－Ａ領域９１Ａに形成されている。但し、これに限定するものではなく、第１光反射層４１の延在部が基部面９０の第１－Ｂ領域９１Ｂに形成されていてもよいし、更には、第１光反射層４１の延在部が、周辺領域を占める基部面９０の第２領域９２に形成されていてもよい。

【0141】

図１６及び図１７に示した実施例５の発光素子１０Ｄは、前述した（１）の場合に該当し、発光素子１０Ｄにおいて、積層構造体２０の積層方向（Ｚ軸方向）を含む仮想平面（図示した例では、例えば、ＸＺ平面）で第１－Ａ領域９１Ａを切断したときの第１－Ａ領域９１Ａが描く図形（第１曲線）は、例えば、円の一部である。また、第１－Ｂ領域９１Ｂによって構成される第２曲線は、下に凸の曲線、具体的には、例えば、円の一部である。第１曲線と第２曲線との接続部（黒四角で示す）は、解析学上、連続であるし、滑らかである（即ち、微分可能である）。突出部９１（第１－Ｂ領域９１Ｂ）と第２領域９２の接続部を黒丸で示す。

【0142】

実施例５の発光素子１０Ｄの変形例－１の模式的な一部断面図を図１８に示す。前述した（２）の場合に該当するこの変形例－１において、第２曲線は線分から構成されている。第１曲線と第２曲線との接続部（黒四角で示す）は、解析学上、連続であるし、滑らかである（即ち、微分可能である）。あるいは又、第１曲線と第２曲線との接続部は、解析学上、連続ではないし、滑らかではない（即ち、微分可能ではない）。

【0143】

あるいは又、実施例５の発光素子１０Ｄの変形例－２の模式的な一部断面図を図１９に示す。前述した（４）の場合に該当するこの変形例－２において、第２曲線は、下に凸の曲線と線分の組合せから構成されている。第１曲線と第２曲線との接続部（黒四角で示す）は、解析学上、連続であるし、滑らかである（即ち、微分可能である）。あるいは又、第１曲線と第２曲線との接続部は、解析学上、連続ではないし、滑らかではない（即ち、微分可能ではない）。また、第２曲線を構成する下に凸の曲線と線分との接続部（黒三角で示す）は、解析学上、連続であるし、滑らかである（即ち、微分可能である）。あるいは又、第２曲線を構成する下に凸の曲線と線分との接続部は、解析学上、連続ではないし、滑らかではない（即ち、微分可能ではない）。

【0144】

あるいは又、実施例５の発光素子１０Ｄの変形例－３の模式的な一部断面図を図２０に示す。前述した（４）の場合に該当するこの変形例－３において、第２曲線は、線分と下に凸の曲線の組合せから構成されている。第１曲線と第２曲線との接続部（黒四角で示す）は、解析学上、連続であるし、滑らかである（即ち、微分可能である）。あるいは又、第１曲線と第２曲線との接続部は、解析学上、連続ではないし、滑らかではない（即ち、微分可能ではない）。また、第２曲線を構成する線分と下に凸の曲線との接続部（黒三角で示す）は、解析学上、連続であるし、滑らかである（即ち、微分可能である）。あるいは又、第２曲線を構成する下に凸の曲線と線分との接続部は、解析学上、連続ではないし、滑らかではない（即ち、微分可能ではない）。

【0145】

図１８、図１９あるいは図２０に示した第２曲線の構成例は例示であり、下に凸の曲線、線分及び任意の曲線の組合せから成る群から選択された少なくとも１種類の図形から構成されている限り、適宜、変更することができる。

【0146】

実施例５の発光素子において、補角θ_CAは０度を超える値を有しており、且つ、基部面９０における第２曲線は、下に凸の曲線、線分及び任意の曲線の組合せから成る群から選択された少なくとも１種類の図形から構成されている。あるいは又、補角θ_CAの値が規定されている。それ故、何らかの原因で発光素子に強い外力が加わった場合であっても、基部面の立ち上がり部分に応力が集中するといった従来の技術における問題を確実に回避することができ、第１化合物半導体層等に損傷が発生する虞がない。特に、発光素子アレイにあっては、バンプを用いて外部の回路等と接続・接合するが、接合時、発光素子アレイに大きな荷重（例えば、５０ＭＰａ程度）を加える必要がある。然るに、実施例５の発光素子アレイにあっては、このような大きな加重が加わっても、発光素子アレイに損傷が生じる虞がない。

【実施例6】

【0147】

実施例６は、実施例１～実施例５の変形であり、第２構成の発光素子に関する。模式的な一部端面図を図２１に示す実施例６の発光素子１０Ｅにおいて、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａと第１光反射層４１との間には化合物半導体基板１１が配されており（残されており）、基部面９０は化合物半導体基板１１の表面（第１面１１ａ）から構成されている。

【0148】

尚、図２１、図２２、図２３、図２４Ａ、図２４Ｂ、図２４Ｃ、図３１、図３２、図３３、図３５、図３６、図３７、図３８、図３９、図４０、図４１、図４２及び図４３においては、実施例５との組み合わせとしての発光素子の模式的な一部断面図を図示したが、以下に説明する各実施例の発光素子は、実施例１～実施例４の発光素子に適用することができることは云うまでもない。

【0149】

実施例６の発光素子１０Ｅは、実施例１の［工程－１４０］と同様の工程において、化合物半導体基板１１を薄くし、鏡面仕上げを施す。化合物半導体基板１１の第１面１１ａの表面粗さＲｑの値は１０ｎｍ以下であることが好ましい。その後、化合物半導体基板１１の第１面１１ａに対して、実施例１の［工程－１５０］～［工程－１８０］あるいは実施例３の［工程－３１０］～［工程－３３０］と同様の工程を実行し、実施例１における第１化合物半導体層２１の代わりに化合物半導体基板１１に突出部９１及び第２領域９２から成る基部面９０を設け、発光素子あるいは発光素子アレイを完成させればよい。

【0150】

以上の点を除き、実施例６の発光素子の構成、構造は、実施例１～実施例５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7】

【0151】

実施例７も、実施例１～実施例５の変形であり、第３構成の発光素子に関する。模式的な一部端面図を図２２に示す実施例７の発光素子１０Ｆにおいて、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａと第１光反射層４１との間には基材９３が配されており、基部面９０は基材９３の表面から構成されている。あるいは又、模式的な一部端面図を図２３に示す実施例７の発光素子１０Ｆの変形例において、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａと第１光反射層４１との間には化合物半導体基板１１及び基材９３が配されており、基部面９０は基材９３の表面から構成されている。基材９３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。

【0152】

図２２に示す実施例７の発光素子１０Ｆは、実施例１の［工程－１４０］と同様の工程において、化合物半導体基板１１を除去し、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上に基部面９０を有する基材９３を形成する。具体的には、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上に、例えば、ＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層を形成する。そして、ＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層に対して、実施例１の［工程－１５０］～［工程－１８０］あるいは実施例３の［工程－３１０］～［工程－３３０］と同様の工程を実行し、実施例１における第１化合物半導体層２１の代わりに、基材９３（ＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層）に突出部９１及び第２領域９２から成る基部面９０を設け、発光素子あるいは発光素子アレイを完成させればよい。

【0153】

あるいは又、図２３に示す実施例７の発光素子１０Ｆは、実施例１の［工程－１４０］と同様の工程において、化合物半導体基板１１を薄くし、鏡面仕上げを施した後、化合物半導体基板１１の露出面（第１面１１ａ）の上に基部面９０を有する基材９３を形成する。具体的には、化合物半導体基板１１の露出面（第１面１１ａ）の上に、例えば、ＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層を形成する。そして、ＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層に対して、実施例１の［工程－１５０］～［工程－１８０］あるいは実施例３の［工程－３１０］～［工程－３３０］と同様の工程を実行し、実施例１における第１化合物半導体層２１の代わりに、基材９３（ＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層）に突出部９１及び第２領域９２から成る基部面９０を設け、発光素子あるいは発光素子アレイを完成させればよい。

【0154】

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１～実施例５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8】

【0155】

実施例８は、実施例７の変形である。実施例８の発光素子の模式的な一部端面図は、実質的に、図２３と同様であるし、実施例８の発光素子の構成、構造は、実質的に、実施例７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。

【0156】

実施例８にあっては、先ず、発光素子製造用基板１１の第２面１１ｂに、基部面９０を形成するための凸凹部９４を形成する（図２４Ａ参照）。そして、発光素子製造用基板１１の第２面１１ｂに、多層膜から成る第１光反射層４１を形成した後（図２４Ｂ参照）、第１光反射層４１及び第２面１１ｂの上に平坦化膜９５を形成し、平坦化膜９５に平坦化処理を施す（図２４Ｃ参照）。

【0157】

次に、第１光反射層４１を含む発光素子製造用基板１１の平坦化膜９５の上に、ＥＬＯ法等の横方向にエピタキシャル成長させる方法を用いて、横方向成長に基づき積層構造体２０を形成する。その後、実施例１の［工程－１１０］及び［工程－１２０］を実行する。そして、発光素子製造用基板１１を除去し、露出した平坦化膜９５に第１電極３１を形成する。あるいは又、発光素子製造用基板１１を除去すること無く、発光素子製造用基板１１の第１面１１ａに第１電極３１を形成する。

【実施例9】

【0158】

実施例９は、実施例１～実施例８の変形である。実施例１～実施例８にあっては、積層構造体２０をＧａＮ系化合物半導体から構成した。一方、実施例９にあっては、積層構造体２０を、ＩｎＰ系化合物半導体あるいはＧａＡｓ系化合物半導体から構成する。実施例９の発光素子の仕様を、以下の表６に示す。

【0159】

〈表６〉
第２光反射層４２ ＳｉＯ₂／Ｔａ₂Ｏ₅（１１．５ペア）
第２電極３２ ＩＴＯ（厚さ：２２ｎｍ）
第２化合物半導体層２２ ｐ－ＩｎＰ
活性層２３ ＩｎＧａＡｓ（多重量子井戸構造）、又は、
ＡｌＩｎＧａＡｓＰ（多重量子井戸構造）、又は、
ＩｎＡｓ量子ドット
第１化合物半導体層２１ ｎ－ＩｎＰ
第１光反射層４１ ＳｉＯ₂／Ｔａ₂Ｏ₅（１４ペア）

共振器長Ｌ_OR ２５μｍ
発振波長（発光波長）λ₀ １．６μｍ

【0160】

実施例９の発光素子アレイ（但し、積層構造体２０をＧａＡｓ系化合物半導体から構成した）における発光素子の仕様を、以下の表７に示す。

【0161】

〈表７〉
第２光反射層４２ ＳｉＯ₂／ＳｉＮ（９ペア）
第２電極３２ ＩＴＯ（厚さ：２２ｎｍ）
第２化合物半導体層２２ ｐ－ＧａＡｓ
活性層２３ ＩｎＧａＡｓ（多重量子井戸構造）、又は、
ＧａＩｎＮＡｓ（多重量子井戸構造）、又は、
ＩｎＡｓ量子ドット
第１化合物半導体層２１ ｎ－ＧａＡｓ
第１光反射層４１ ＳｉＯ₂／Ｔａ₂Ｏ₅（１４ペア）

共振器長Ｌ_OR ２５μｍ
発振波長（発光波長）λ₀ ０．９４μｍ

【0162】

以下、実施例１～実施例９の発光素子、前述した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等の各種変形例を説明し、次いで、実施例１０～実施例２４を説明する。

【0163】

以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、
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Ｄ_CIは、以下の式を満足す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４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。

【0164】

Ｄ_CI≧ω₀／２ （１－１）
但し、
ω₀ ²≡（λ₀／π）｛Ｌ_OR（Ｒ₁－Ｌ_OR）｝^1/2 （１－２）
ここで、
λ₀ ：発光素子から主に出射される所望の光の波長（発振波長）
Ｌ_OR：共振器長
Ｒ₁ ：基部面の突出部の頂部（中心部）の曲率半径（即ち、第１光反射層の曲率半径）

【0165】

ここで、本開示の発光素子等は、第１光反射層のみが凹面鏡形状を有するが、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つの凹面鏡部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６３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Ｌ_ORの２倍となる。ω₀の値と共振器長Ｌ_ORの値と第１光反射層の曲率半径Ｒ₁の値の関係を示すグラフを、図６４及び図６５に示す。尚、図６４及び図６５においては、曲率半径Ｒ₁を「Ｒ_DBR」で表示する。ω₀の値が「正」であるとは、レーザ光が模式的に図６６Ａ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６６Ｂの状態にあることを示す。レーザ光の状態は、図６６Ａに示す状態であってもよいし、図６６Ｂに示す状態であってもよい。但し、２つの凹面鏡部を有する仮想的なファブリペロー型共振器は、曲率半径Ｒ₁が共振器長Ｌ_ORよりも小さくなると、図６６Ｂ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Ｒ₁が共振器長Ｌ_ORよりも大きい、図６６Ａ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。

【0166】

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（１－１）及び（１－２）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。

【0167】

そして、第４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、
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、及び、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、
を更に備えており、
第２光反射層は第２電極上に形成されており、
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。

【0168】

そして、このような好ましい構成を含む第４構成の発光素子において、第１光反射層の光反射有効領域の半径ｒ₁（＝Ｄ₁’／２）は、ω₀≦ｒ₁≦２０・ω₀、好ましくは、ω₀≦ｒ₁≦１０・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４構成の発光素子において、Ｄ_CI≧ω₀を満足する構成とすることができる。

【0169】

また、上記の好ましい形態、構成を含む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、
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、及び、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、
を更に備えており、
第２光反射層は第２電極上に形成されており、
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５構成の発光素子』と呼ぶ。

【0170】

あるいは又、上記の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等は、
第２化合物半導体層の第２面上に形成された第２電極、
第２電極上に形成された第２光反射層、
第１化合物半導体層の第１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、並びに、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、
を更に備えており、
第１光反射層は、第１化合物半導体層の第１面上からモードロス作用部位上に亙り形成されており、
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６構成の発光素子』と呼ぶ。尚、第６構成の発光素子の規定を、第４構成の発光素子に適用することができる。

【0171】

第５構成の発光素子又は第６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。

【0172】

第５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。

【0173】

上記の好ましい構成を含む第５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。また、第６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。但し、Ｓ₁／（Ｓ₁’＋Ｓ₂）の範囲、Ｓ₁’／（Ｓ₁’＋Ｓ₂’）の範囲は、上記の範囲に限定あるいは制限されるものではない。

【0174】

上記の好ましい構成を含む第５構成の発光素子又は第６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５－Ａ構成の発光素子』、『第６－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、亜鉛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。

【0175】

あるいは又、上記の好ましい構成を含む第５構成の発光素子又は第６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５－Ｂ構成の発光素子』、『第６－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。

【0176】

あるいは又、上記の好ましい構成を含む第５構成の発光素子又は第６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５－Ｃ構成の発光素子』、『第６－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し、あるいは又、第１光反射層に向かって凸状に湾曲した領域を有する。あるいは又、上記の好ましい構成を含む第５構成の発光素子又は第６構成の発光素子において、第１光反射層は、第２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。具体的には、第１光反射層の一部の領域に、順テーパー状の傾斜を形成し、あるいは、第２光反射層に向かって凸状の湾曲部を形成すればよいし、あるいは又、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１光反射層の領域は、順テーパー状の傾斜を有し、あるいは又、第２光反射層に向かって凸状に湾曲した領域を有する構成とすればよい。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。

【0177】

以上に説明した第５－Ａ構成の発光素子、第５－Ｂ構成の発光素子あるいは第５－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ＯＬ₂、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ＯＬ₀としたとき、
ＯＬ₀＞ＯＬ₂
を満足する構成とすることができる。また、以上に説明した第６－Ａ構成の発光素子、第６－Ｂ構成の発光素子あるいは第６－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１化合物半導体層の第１面までの光学的距離をＯＬ₁’、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ＯＬ₀’としたとき、
ＯＬ₀’＞ＯＬ₁’
を満足する構成とすることができる。更には、これらの構成を含む、以上に説明した第５－Ａ構成の発光素子、第６－Ａ構成の発光素子、第５－Ｂ構成の発光素子、第６－Ｂ構成の発光素子、第５－Ｃ構成の発光素子あるいは第６－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。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（第１光反射層の中心を通る、積層構造体に対する垂線）はＺ軸であり、Ｚ軸と直交する仮想平面はＸＹ平面である。

【0178】

また、以上に説明した第５－Ａ構成の発光素子、第６－Ａ構成の発光素子、第５－Ｂ構成の発光素子、第６－Ｂ構成の発光素子、第５－Ｃ構成の発光素子あるいは第６－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、ＳｉＯ_X、ＳｉＮ_X、ＡｌＮ_X、ＡｌＯ_X、ＴａＯ_X、ＺｒＯ_X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、発光素子において生成した光の波長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ｎ₀とする）の光学的厚さｔ₀は、発光素子において生成した光の波長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、
（λ₀／４ｎ₀）×ｍ－（λ₀／８ｎ₀）≦ｔ₀≦（λ₀／４ｎ₀）×２ｍ＋（λ₀／８ｎ₀）
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。

【0179】

あるいは又、上記の好ましい構成を含む第５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５－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ＯＬ₂、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ＯＬ₀としたとき、
ＯＬ₀＜ＯＬ₂
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。

【0180】

あるいは又、上記の好ましい構成を含む第６構成の発光素子において、
第１化合物半導体層の第１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１化合物半導体層の第１面の領域上に形成されており、あるいは又、モードロス作用部位は、凸部を囲む第１化合物半導体層の領域から構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６－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・内側領域の正射影像と一致する。そして、この場合、電流注入領域における活性層から第１化合物半導体層の第１面までの光学的距離をＯＬ₁’、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ＯＬ₀’としたとき、
ＯＬ₀’＜ＯＬ₁’
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、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。

【0181】

更には、以上に説明した好ましい形態、構成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（ＸＹ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７構成の発光素子』と呼ぶ。

【0182】

第７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。

【0183】

上記の好ましい構成を含む第７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ｎ_eq、光吸収材料層と光吸収材料層との間の距離をＬ_Absとしたとき、
０．９×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝
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ｎ_eq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ｔ_i、それぞれの屈折率をｎ_iとしたとき、
ｎ_eq＝Σ（ｔ_i×ｎ_i）／Σ（ｔ_i）
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ｎ_eq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・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛λ₀／（２・ｎ_eq）｝
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・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛λ₀／（２・ｎ_eq）｝
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・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛（２・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝
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・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛λ₀／（２・ｎ_eq）｝
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・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛（ｍ’・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝
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（ＸＺ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。

【0184】

更には、上記の各種の好ましい構成を含む第７構成の発光素子において、光吸収材料層の厚さは、λ₀／（４・ｎ_eq）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。

【0185】

更には、上記の各種の好ましい構成を含む第７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。

【0186】

更には、上記の各種の好ましい構成を含む第７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。

【0187】

更には、上記の各種の好ましい構成を含む第７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。

【0188】

更には、上記の各種の好ましい構成を含む第７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、後述する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、後述する光反射層を構成する材料（例えば、ＳｉＯ_X、ＳｉＮ_X、ＴａＯ_X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１光反射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、後述する透明導電性材料から成る電極と兼用することもできる。

【実施例10】

【0189】

実施例１０は、実施例１～実施例９の変形であり、第４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１０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の境界までの最短距離Ｄ_CIは、前述した式（１－１）及び式（１－２）を満足する。

【0190】

実施例１０の発光素子にあっては、第１光反射層４１の光反射有効領域の半径ｒ₁は、
ω₀≦ｒ₁≦２０・ω₀
を満足する。また、Ｄ_CI≧ω₀を満足する。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。

【0191】

基部面９０の突出部９１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９１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９１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１０の発光素子では、開口部３４Ａ（電流注入領域６１）を、突出部９１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９１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、発振特性に影響が出ない構造を実現している。

【0192】

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（１－１）及び（１－２）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11】

【0193】

実施例１１は、実施例１～実施例１０の変形であり、且つ、第５構成の発光素子、具体的には、第５－Ａ構成の発光素子に関する。実施例１１の発光素子の模式的な一部端面図を図２５に示す。

【0194】

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。

【0195】

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１０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。

【0196】

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２７の（Ａ）の概念図を参照）。尚、図２７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２７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、実際には凹面鏡形状を有する。

【0197】

実施例１１の発光素子あるいは後述する実施例１２～実施例１５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化合物半導体層２１の第１面側に設けられた第１光反射層４１、並びに、
（Ｆ）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、
を備えている。

【0198】

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。

【0199】

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１１あるいは後述する実施例１２～実施例１５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、発光素子において生成した光の波長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、発光素子において生成した光の波長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、
（λ₀／４ｎ₀）×ｍ－（λ₀／８ｎ₀）≦ｔ₀≦（λ₀／４ｎ₀）×２ｍ＋（λ₀／８ｎ₀）
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。

【0200】

実施例１１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。

【0201】

実施例１１あるいは後述する実施例１２～実施例１３、実施例１５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ＯＬ₂、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ＯＬ₀としたとき、
ＯＬ₀＞ＯＬ₂
を満足する。具体的には、
ＯＬ₀／ＯＬ₂＝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２７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２７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。

【0202】

第１化合物半導体層２１はｎ－ＧａＮ層から成り、活性層２３はＩｎ_0.04Ｇａ_0.96Ｎ層（障壁層）とＩｎ_0.16Ｇａ_0.84Ｎ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、外部の回路等と電気的に接続するための、例えばＴｉ／Ｐｔ／Ａｕ又はＶ／Ｐｔ／Ａｕから成る第１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、外部の回路等と電気的に接続するための、例えばＴｉ／Ｐｄ／Ａｕ又はＴｉ／Ｎｉ／Ａｕから成る第２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。

【0203】

実施例１１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。

【0204】

以下、実施例１１の発光素子の製造方法の概要を説明する。

【0205】

［工程－１１００］
実施例１１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。

【0206】

［工程－１１１０］
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。

【0207】

［工程－１１２０］
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２６Ａ参照）。

【0208】

［工程－１１３０］
その後、実施例１の［工程－１２０］以降の工程と同様の工程を実行することで、実施例１１の発光素子を得ることができる。尚、［工程－１２０］と同様の工程の途中において得られた構造を図２６Ｂに示す。

【0209】

実施例１１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２７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１１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、基本モードと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、尚、実施例１１の発光素子にあっては突出部９１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12】

【0210】

実施例１２は、実施例１１の変形であり、第５－Ｂ構成の発光素子に関する。模式的な一部断面図を図２８に示すように、実施例１２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。

【0211】

実施例１２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。

【0212】

実施例１２にあっては、実施例１１の［工程－１１１０］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。

【0213】

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１１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。

【0214】

実施例１２あるいは後述する実施例１３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、基本モードと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13】

【0215】

実施例１３は、実施例１１～実施例１２の変形であり、第５－Ｃ構成の発光素子に関する。模式的な一部断面図を図２９に示すように、実施例１３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。

【0216】

実施例１３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。

【0217】

実施例１３にあっては、実施例１１の［工程－１１２０］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。

【0218】

以上の点を除き、実施例１３の発光素子の構成、構造は、実施例１１～実施例１２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14】

【0219】

実施例１４は、実施例１１～実施例１３の変形であり、第５－Ｄ構成の発光素子に関する。実施例１４の発光素子の模式的な一部断面図を図３０Ａに示し、要部を切り出した模式的な一部断面図を図３０Ｂに示すように、第２化合物半導体層２２の第２面側には凸部２２Ａが形成されている。そして、図３０Ａ及び図３０Ｂ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１１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ＯＬ₂、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ＯＬ₀としたとき、
ＯＬ₀＜ＯＬ₂
を満足する。具体的には、
ＯＬ₂／ＯＬ₀＝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。

【0220】

実施例１４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。

【0221】

実施例１４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。

【0222】

実施例１４にあっては、実施例１１の［工程－１１１０］と［工程－１１２０］との間において、第２化合物半導体層２２の一部を第２面側から除去することで、凸部２２Ａを形成すればよい。

【0223】

以上の点を除き、実施例１４の発光素子の構成、構造は、実施例１１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１４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２７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１４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15】

【0224】

実施例１５は、実施例１１～実施例１４の変形である。実施例１５あるいは後述する実施例１６の発光素子は、より具体的には、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａから第１光反射層４１を介してレーザ光を出射する面発光レーザ素子（発光素子）（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）から成る。

【0225】

実施例１５の発光素子にあっては、模式的な一部断面図を図３１に示すように、第２光反射層４２は、金（Ａｕ）層あるいは錫（Ｓｎ）を含むハンダ層から成る接合層４８を介して、シリコン半導体基板から構成された支持基板４９にハンダ接合法に基づき固定されている。実施例１５の発光素子の製造にあっては、支持基板４９の除去を除き、即ち、支持基板４９を除去すること無く、例えば、実施例１１の［工程－１１００］～［工程－１１３０］と同様の工程を実行すればよい。

【0226】

実施例１５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、基本モードと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。

【0227】

以上に説明し、図３１に示した発光素子の例では、第１電極３１の端部は第１光反射層４１から離間している。但し、このような構造に限定するものではなく、第１電極３１の端部が第１光反射層４１と接していてもよいし、第１電極３１の端部が第１光反射層４１の縁部の上に亙り形成されていてもよい。

【0228】

また、例えば、実施例１１の［工程－１１００］～［工程－１１３０］と同様の工程を実行した後、発光素子製造用基板１１を除去して第１化合物半導体層２１の第１面２１ａを露出させ、次いで、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ上に第１光反射層４１、第１電極３１を形成してもよい。

【実施例16】

【0229】

実施例１６は、実施例１～実施例１５の変形であるが、第６構成の発光素子、具体的には、第６－Ａ構成の発光素子に関する。実施例１６の発光素子は、より具体的には、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａから第１光反射層４１を介してレーザ光を出射する面発光レーザ素子（発光素子）（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）から成る。

【0230】

模式的な一部端面図を図３２に示す実施例１６の発光素子は、
（ａ）ＧａＮ系化合物半導体から成り、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、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと接する活性層（発光層）２３、及び、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有し、第１面２２ａが活性層２３と接する第２化合物半導体層２２、
が積層されて成る積層構造体２０、
（ｂ）第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に形成された第２電極３２、
（ｃ）第２電極３２上に形成された第２光反射層４２、
（ｄ）第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ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６５を構成するモードロス作用部位６４、
（ｅ）第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上からモードロス作用部位６４の上に亙り形成された第１光反射層４１、並びに、
（ｆ）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、
を備えている。尚、実施例１６の発光素子において、第１電極３１は、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上に形成されている。

【0231】

そして、積層構造体２０には、電流注入領域６１、電流注入領域６１を取り囲む電流非注入・内側領域６２、及び、電流非注入・内側領域６２を取り囲む電流非注入・外側領域６３が形成されており、モードロス作用領域６５の正射影像と電流非注入・外側領域６３の正射影像とは重なり合っている。ここで、積層構造体２０には電流非注入領域６２，６３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６２，６３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。

【0232】

積層構造体２０、第２パッド電極３３、第１光反射層４１及び第２光反射層４２の構成は、実施例１１と同様とすることができるし、接合層４８及び支持基板４９の構成は、実施例１５と同様とすることができる。モードロス作用部位６４には円形の開口部６４Ａが形成されており、この開口部６４Ａの底部に第１化合物半導体層２１の第１面２１ａが露出している。

【0233】

モードロス作用部位（モードロス作用層）６４は、ＳｉＯ₂といった誘電体材料から成り、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ上に形成されている。モードロス作用部位６４の光学的厚さｔ₀は、発光素子において生成した光の波長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６４の光学的厚さｔ₀は、発光素子において生成した光の波長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６４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、
（λ₀／４ｎ₀）×ｍ－（λ₀／８ｎ₀）≦ｔ₀≦（λ₀／４ｎ₀）×２ｍ＋（λ₀／８ｎ₀）
を満足すればよい。具体的には、モードロス作用部位６４の光学的厚さｔ₀は、発光素子において生成した光の波長λ₀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６４を通過するレーザ光と、電流注入領域６１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。

【0234】

実施例１６において、電流注入領域６１と電流非注入・内側領域６２との境界の形状を円形（直径：８μｍ）とし、電流非注入・内側領域６２と電流非注入・外側領域６３との境界の形状を円形（直径：１５μｍ）とした。即ち、電流注入領域６１の正射影像の面積をＳ₁’、電流非注入・内側領域６２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’）＝８²／１５²＝０．２８
である。

【0235】

実施例１６の発光素子において、電流注入領域６１における活性層２３から第１化合物半導体層２１の第１面までの光学的距離をＯＬ₁’、モードロス作用領域６５における活性層２３からモードロス作用部位６４の頂面（第１電極３１と対向する面）までの光学的距離をＯＬ₀’としたとき、
ＯＬ₀’＞ＯＬ₁’
を満足する。具体的には、
ＯＬ₀’／ＯＬ₁’＝１．０１
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６５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６５の存在によって、モードロス作用領域６５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２７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。

【0236】

実施例１６の発光素子において、電流非注入・内側領域６２及び電流非注入・外側領域６３は、実施例１１と同様に、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。

【0237】

以下、実施例１６の発光素子の製造方法を説明する。

【0238】

［工程－１６００］
先ず、実施例１１の［工程－１１００］と同様の工程を実行することで、積層構造体２０を得ることができる。次いで、実施例１１の［工程－１１１０］と同様の工程を実行することで、電流非注入・内側領域６２及び電流非注入・外側領域６３を積層構造体２０に形成することができる。

【0239】

［工程－１６１０］
次いで、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂの上に、例えば、リフトオフ法に基づき第２電極３２を形成し、更に、周知の方法に基づき第２パッド電極３３を形成する。その後、第２電極３２の上から第２パッド電極３３の上に亙り、周知の方法に基づき第２光反射層４２を形成する。

【0240】

［工程－１６２０］
その後、第２光反射層４２を、接合層４８を介して支持基板４９に固定する。

【0241】

［工程－１６３０］
次いで、発光素子製造用基板１１を除去して、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａを露出させる。具体的には、先ず、機械研磨法に基づき、発光素子製造用基板１１の厚さを薄くし、次いで、ＣＭＰ法に基づき、発光素子製造用基板１１の残部を除去する。こうして、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａを露出させ、次いで、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａに、突出部９１及び第２領域９２を有する基部面９０を形成する。

【0242】

［工程－１６４０］
その後、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ上に（具体的には、基部面９０の第２領域９２の上に）、周知の方法に基づき、開口部６４Ａ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）６４を形成する。

【0243】

［工程－１６５０］
次に、モードロス作用部位６４の開口部６４Ａの底部に露出した第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの突出部９１の上に第１光反射層４１を形成し、更に、第１電極３１を形成する。尚、第１電極３１の一部は、図示しない領域において、モードロス作用部位（モードロス作用層）６４を貫通し、第１化合物半導体層２１に達している。こうして、図３２に示した構造を有する実施例１６の発光素子を得ることができる。

【0244】

実施例１６の発光素子にあっても、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。それ故、概念図を図２７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１６にあっては増加）を所望の状態とすることが可能となる。しかも、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前述した所定の配置関係とすることで、基本モードと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。また、逆レンズ効果の影響の低減を図ることもできる。しかも、尚、実施例１６の発光素子にあっては突出部９１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。

【0245】

実施例１６にあっても、実施例１２と同様に、電流非注入・内側領域６２及び電流非注入・外側領域６３を、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）処理によって形成することができる（第６－Ｂ構成の発光素子）。このように電流非注入・内側領域６２及び電流非注入・外側領域６３をプラズマ粒子に暴露することで、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６２及び電流非注入・外側領域６３は高抵抗状態となる。即ち、電流非注入・内側領域６２及び電流非注入・外側領域６３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。

【0246】

また、実施例１３と同様に、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６５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もできる（第６－Ｃ構成の発光素子）。

【0247】

また、実施例１４と同様に、モードロス作用部位（モードロス作用層）６４を形成してもよい（第６－Ｄ構成の発光素子）。モードロス作用部位（モードロス作用層）６４は、凸部を囲む第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの領域の上に形成すればよい。凸部は、電流注入領域６１、電流注入領域６１及び電流非注入・内側領域６２を占める。そして、これによって、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６５により、電流注入領域６１及び電流非注入・内側領域６２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６５の存在によって、電流注入領域６１及び電流非注入・内側領域６２の正射影像内において増加する。このような構成の実施例１６の発光素子の変形例にあっても、種々のモードに対してモードロス作用領域６５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、レーザ発振の閾値電流を低減することができる。また、概念図を図２７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１６の発光素子の変形例にあっては、減少）に作用するモードロス作用領域６５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17】

【0248】

実施例１７は、実施例１～実施例１６の変形であり、第７構成の発光素子に関する。

【0249】

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Ｌ_ORは、積層構造体全体の等価屈折率をｎ_eq、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・ｎ_eq）
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Ｌ_OR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ｎ_effとしたとき、
λ₀ ²／（２ｎ_eff・Ｌ）
で表される。即ち、共振器長Ｌ_OR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Ｌ_OR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ｎ_eqと実効屈折率ｎ_effとの間には、発振波長をλ₀としたとき、以下の関係がある。

【0250】

ｎ_eff＝ｎ_eq－λ₀・（ｄｎ_eq／ｄλ₀）

【0251】

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Ｌ_OR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６７Ａ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Ｌ_OR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い（図６７Ｂの概念図を参照）、面発光レーザ素子から出射され得るレーザ光の発振波長を正確に制御することが困難となる。

【0252】

模式的な一部断面図を図３３に示すように、実施例１７の発光素子、あるいは又、後述する実施例１８～実施例２０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（ＸＹ平面）と平行に、少なくとも２層の光吸収材料層７４が、好ましくは、少なくとも４層の光吸収材料層７４が、具体的には、実施例１７にあっては２０層の光吸収材料層７４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７４のみを示した。

【0253】

実施例１７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７４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－Ｉｎ_0.2Ｇａ_0.8Ｎ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７４の厚さはλ₀／（４・ｎ_eq）以下、具体的には、３ｎｍである。また、光吸収材料層７４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。

【0254】

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７４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７４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７４、及び、光吸収材料層７４と光吸収材料層７４との間に位置する積層構造体の部分（具体的には、実施例１７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ｎ_eq、光吸収材料層７４と光吸収材料層７４との間の距離をＬ_Absとしたとき、
０．９×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝
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１７においては、ｍ＝１とした。従って、隣接する光吸収材料層７４の間の距離は、全ての複数の光吸収材料層７４（２０層の光吸収材料層７４）において、
０．９×｛λ₀／（２・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛λ₀／（２・ｎ_eq）｝
を満足する。等価屈折率ｎ_eq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、
Ｌ_Abs＝１×４５０／（２×２．４２）
＝９３．０ｎｍ
である。尚、２０層の光吸収材料層７４の内、一部の光吸収材料層７４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。

【0255】

実施例１７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７４を併せて形成する。この点を除き、実施例１７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。

【0256】

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３４のようになる。尚、図３４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７４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３４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７４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。

【0257】

以上のとおり、実施例１７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正確に制御することが可能となる。しかも、尚、実施例１７の発光素子にあっては突出部９１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18】

【0258】

実施例１８は、実施例１７の変形である。実施例１７においては、光吸収材料層７４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１８においては、１０層の光吸収材料層７４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１８にあっては、発振波長λ₀を５１５ｎｍとした。尚、活性層２３の組成は、Ｉｎ_0.3Ｇａ_0.7Ｎである。実施例１８にあっては、ｍ＝１とし、Ｌ_Abs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７４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７４の厚さは３ｎｍである。以上の点を除き、実施例１８の発光素子の構成、構造は、実施例１７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７４の内、一部の光吸収材料層７４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19】

【0259】

実施例１９も、実施例１７の変形である。実施例１９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１７の光吸収材料層７４と同様の構成、即ち、ｎ－Ｉｎ_0.3Ｇａ_0.7Ｎから構成した。更には、実施例１９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１９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、Ｌ_Abs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・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛λ₀／（２・ｎ_eq）｝
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・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛（２・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝
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１９の発光素子の構成、構造は、実施例１７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１７と異なり、光吸収材料層７４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７４の位置関係は、以下の式を満たす必要がある。
０．９×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝

【実施例20】

【0260】

実施例２０は、実施例１７～実施例１９の変形である。実施例２０の発光素子は、より具体的には、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａから第１光反射層４１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。

【0261】

実施例２０の発光素子にあっては、模式的な一部断面図を図３５に示すように、第２光反射層４２は、金（Ａｕ）層あるいは錫（Ｓｎ）を含むハンダ層から成る接合層４８を介して、シリコン半導体基板から構成された支持基板４９にハンダ接合法に基づき固定されている。

【0262】

実施例２０の発光素子は、第１化合物半導体層２１の内部に２０層の光吸収材料層７４を併せて形成する点を除き、また、支持基板４９の除去しない点を除き、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。

【実施例21】

【0263】

実施例２１は、実施例１～実施例２０の変形である。第１光反射層が一種の凹面鏡として機能する発光素子にあっては、構造にも依るが、或る発光素子において発生した迷光が隣接する発光素子に侵入するといった光クロストークが発生する虞がある場合がある。実施例２１の発光素子は、このような光クロストークの発生を防止し得る構成、構造を有する。

【0264】

実施例２１の発光素子１０Ｇの模式的な一部断面図を図３６、図３７、図３９、図４１、図４２、図４３に示し、実施例２１の発光素子１０Ｇの変形例－１から構成された発光素子アレイの模式的な一部断面図を図３８に示し、実施例２１の発光素子１０Ｇの変形例－２から構成された発光素子アレイの模式的な一部断面図を図４０に示す。また、実施例２１の発光素子１０Ｇの変形例－１から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び隔壁の配置を示す模式的な平面図を、図４４、図４６、図４８、図４９、図５０及び図５１に示し、実施例２１の発光素子１０Ｇの変形例－１から構成された発光素子アレイにおける第１光反射層及び第１電極の配置を示す模式的な平面図を、図４５及び図４７に示す。尚、図４４、図４５、図４８、図５０は発光素子が正方形の格子の頂点（交差部）上に位置する場合を示し、図４６、図４７、図４９、図５１は発光素子が正三角形の格子の頂点（交差部）上に位置する場合を示す。また、図３８、図４０において、第１化合物半導体層の第１面と対向する第１光反射層の対向面の端部を「Ａ」で示す。

【0265】

具体的には、実施例２１の発光素子１０Ｇは、模式的な一部断面図を図３６に示すように、第１光反射層４１を囲むように、積層構造体２０の積層方向に延びる隔壁９６が形成されている。

【0266】

具体的には、突出部９１の頂部の正射影像は、第１光反射層４１と対向する隔壁９６の側面（以下、単に、『隔壁９６の側面９６’』と呼ぶ場合がある）の正射影像に含まれている。あるいは又、隔壁９６の側面９６’の正射影像は、第１光反射層４１の光反射に寄与しない部分（第１光反射層４１の非有効領域）の正射影像に含まれていてもよい。隔壁９６の側面９６’は、連続面であってもよいし、一部が切り欠かれた非連続面であってもよい。尚、本明細書において、『正射影像』とは、積層構造体２０へ正射影したときに得られる正射影像を意味する。

【0267】

隔壁９６は、第１化合物半導体層２１の第１面側から、第１化合物半導体層２１内を、第１化合物半導体層２１の厚さ方向の途中まで延びている。即ち、隔壁９６の上端部９６ｂは、第１化合物半導体層２１の厚さ方向の途中に位置する。隔壁９６の下端部９６ａは、発光素子１０Ｇの第１面に露出している。ここで、『発光素子の第１面』とは、第１光反射層４１が設けられた側の発光素子１０Ｇの露出面を指し、『発光素子の第２面』とは、第２光反射層４２が設けられた側の発光素子１０Ｇの露出面を指す。

【0268】

あるいは又、実施例２１の発光素子１０Ｇの変形例－１の模式的な一部断面図を図３７に示し、発光素子１０Ｇの変形例－１の複数から構成された発光素子アレイの模式的な一部断面図を図３８に示すように、隔壁９６は、発光素子１０Ｇの第１面に露出しておらず、隔壁９６の下端部９６ａは第１電極３１によって覆われている。

【0269】

そして、実施例２１の発光素子１０Ｇあるいは実施例２１の発光素子１０Ｇの変形例－１から構成された発光素子アレイにおいて、Ｌ₀とＬ₁とＬ₃との間の関係は、
以下の式（１）、好ましくは、式（１’）を満足し、又は、
以下の式（２）、好ましくは、式（２’）を満足し、又は、
以下の式（１）及び式（２）を満足し、又は、
以下の式（１’）及び式（２’）を満足することが望ましい。
０．０１×Ｌ₀≦Ｌ₀－Ｌ₁ （１）
０．０５×Ｌ₀≦Ｌ₀－Ｌ₁ （１’）
０．０１×Ｌ₃≦Ｌ₁ （２）
０．０５×Ｌ₃≦Ｌ₁ （２’）
ここで、
Ｌ₀：第１化合物半導体層の第１面と対向する第１光反射層の対向面の端部から、活性層までの距離
Ｌ₁：活性層から、第１化合物半導体層内を第１化合物半導体層の厚さ方向の途中まで延びる隔壁の端部（隔壁の上端部であり、活性層の方を向いた端部）までの距離
Ｌ₃：発光素子を構成する第１光反射層の軸線から、積層構造体への隔壁の正射影像（より具体的には、隔壁の上端部の正射影像）までの距離
である。尚、（Ｌ₀－Ｌ₁）の上限値はＬ₀未満であるが、活性層と第１電極との間に隔壁によって短絡が発生しない場合には、（Ｌ₀－Ｌ₁）の上限値はＬ₀以上であってもよい。

【0270】

あるいは又、実施例２１の発光素子１０Ｇの変形例－２の模式的な一部断面図を図３９に示し、発光素子１０Ｇの変形例－２の複数から構成された発光素子アレイの模式的な一部断面図を図４０に示すように、隔壁９７は、第２化合物半導体層２２の第２面側から第２化合物半導体層２２内及び活性層２３内を延び、更に、第１化合物半導体層２１内を第１化合物半導体層２１の厚さ方向の途中まで延びている。即ち、隔壁９７の下端部９７ａは、第１化合物半導体層２１の厚さ方向の途中に位置する。隔壁９７の上端部９７ｂは、発光素子１０Ｇの第２面に露出している。

【0271】

あるいは又、実施例２１の発光素子１０Ｇの変形例－３の模式的な一部断面図を図４１に示すように、隔壁９７の上端部９７ｂは、発光素子１０Ｇの第２面に露出していない。具体的には、隔壁９７の上端部９７ｂは、絶縁層（電流狭窄層）３４及び第２電極３２によって覆われている。

【0272】

あるいは又、実施例２１の発光素子１０Ｇの変形例－４の模式的な一部断面図を図４２に示すように、第１化合物半導体層２１の第１面側から第２化合物半導体層２２の第２面側に向かう方向に沿って、隔壁９７の側面９７’は窄まっている。即ち、積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（ＸＺ平面）で発光素子１０Ｇを切断したときの隔壁９７の側面９７’の形状は台形である。具体的には、第２化合物半導体層側が短辺であり、第１化合物半導体層２１側が長辺である等脚台形である。そして、これによって、迷光を一層効率良く発光素子自身に戻すことができる。

【0273】

あるいは又、実施例２１の発光素子１０Ｇの変形例－５の模式的な一部断面図を図４３に示すように、隔壁９７はハンダ材料から構成されており、隔壁９７の一部は発光素子１０Ｇの外面に露出している。発光素子１０Ｇの外面に露出した隔壁９７の一部によって、一種のバンプを構成することができる。このような隔壁９７を構成する材料として、具体的には、前述したバンプを構成する材料、より具体的には、例えば、Ａｕ－Ｓｎ共晶ハンダを挙げることができる。隔壁９７の一部は、発光素子１０Ｇの外面上に形成されており、発光素子１０Ｇの第２面から露出した隔壁９７の一部を介して外部の回路等に接続することができる。

【0274】

そして、実施例２１の発光素子１０Ｇの変形例－２、変形例－３、変形例－４、変形例－５から構成された発光素子アレイにおいて、Ｌ₀とＬ₂とＬ₃’との間の関係は、
以下の式（３）、好ましくは、式（３’）を満足し、又は、
以下の式（４）、好ましくは、式（４’）を満足し、又は、
以下の式（３）及び式（４）を満足し、又は、
以下の式（３’）及び式（４’）を満足することが望ましい。
０．０１×Ｌ₀≦Ｌ₂ （３）
０．０５×Ｌ₀≦Ｌ₂ （３’）
０．０１×Ｌ₃’≦Ｌ₂ （４）
０．０５×Ｌ₃’≦Ｌ₂ （４’）
ここで、
Ｌ₀ ：第１化合物半導体層の第１面と対向する第１光反射層の対向面の端部から、活性層までの距離
Ｌ₂ ：活性層から、第１化合物半導体層内を第１化合物半導体層の厚さ方向の途中まで延びる隔壁の端部（隔壁の下端部であり、第１電極の方を向いた端部）までの距離
Ｌ₃’：発光素子を構成する第１光反射層の軸線から、積層構造体への隔壁の正射影像（より具体的には、隔壁の下端部の正射影像）までの距離
である。尚、Ｌ₂の上限値はＬ₀未満であるが、活性層と第１電極との間に隔壁によって短絡が発生しない場合には、Ｌ₂の上限値はＬ₀であってもよい。

【0275】

これらの具体的な値の一例を、以下の表８及び表９に示す。

【0276】

〈表８〉
Ｐ₀ ：４０μｍ
Ｌ₀ ：３０μｍ
Ｌ₁ ：２８μｍ
Ｌ₃ ：１８μｍ

【0277】

〈表９〉
Ｐ₀ ：２０μｍ
Ｌ₀ ：１７μｍ
Ｌ₂ ：１２μｍ
Ｌ₃’： ９μｍ

【0278】

積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（図示した例では、例えば、ＸＺ平面）で発光素子１０Ｇを切断したときの隔壁９６、９７の側面９６’，９７’の形状は線分である。また、積層構造体２０の積層方向と直交する仮想平面（ＸＹ平面）で発光素子１０Ｇを切断したときの隔壁９６，９７の側面９６’，９７’の形状は円形である。但し、これらに限定するものではない。

【0279】

発光素子１０Ｇがアレイ状に配列されている場合、隔壁９６は、各発光素子１０Ｇを構成する第１光反射層４１を取り囲むように設けられているが、隔壁９６の側面９６’よりも外側の領域は、隔壁９６によって占められていてもよい。即ち、発光素子１０Ｇと発光素子１０Ｇとの間は、隔壁９６を構成する材料で占められていてもよい。図４４及び図４６に示すように、隔壁９６は、各発光素子１０Ｇを構成する第１光反射層４１を取り囲むように設けられており、隔壁９６の側面９６’よりも外側の領域は、隔壁９６によって占められている。即ち、発光素子１０Ｇと発光素子１０Ｇとの間は、隔壁９６を構成する材料で占められている。

【0280】

図４５あるいは図４７に示すように、隔壁９６を導電性を有していない材料から構成する場合、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上に第１電極３１を設ける。また、隔壁９６を導電性を有している材料から構成する場合、あるいは又、隔壁９６を導電性を有していない材料から構成する場合、隔壁９６の露出面（下端面９６ａ）の上に第１電極３１を設けてもよい。具体的には、隔壁９６の下端部（第１電極３１の方を向いた端部）９６ａは、発光素子１０Ｇの第１面（第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ）に形成された第１電極３１に接している。隔壁９６を導電性を有している材料から構成する場合、隔壁９６が第１電極３１を兼ねていてもよい。隔壁９６を高い熱伝導率を有する材料から構成すれば、積層構造体２０において発生した熱を隔壁９６を介して外部に排熱（放熱）することができる。具体的には、積層構造体２０において発生した熱を隔壁９６及び第１電極３１あるいは第１パッド電極を介して外部に効果的に排熱（放熱）することができる。

【0281】

あるいは又、隔壁９６の側面９６’よりも外側の領域は、隔壁９６を構成する材料以外の材料（例えば、積層構造体２０）によって占められている。この場合、隔壁９６は、例えば、連続した溝状あるいは非連続の溝状に形成されている。即ち、発光素子１０Ｇと発光素子１０Ｇとの間は、隔壁９６を構成する材料以外の材料（例えば、積層構造体２０）によって占められていてもよい。そして、隔壁９６は、例えば、連続した溝状に形成されていてもよいし（図４８及び図４９参照）、あるいは又、非連続の溝状に形成されていてもよい（図５０及び図５１参照）。尚、図４８、図４９、図５０、図５１において、隔壁９６を明示するために隔壁９６の部分に斜線を付した。

【0282】

隔壁９６，９７は、活性層で生成した光を透過しない材料から構成されている形態とすることができ、これによって、迷光の発生、光クロストークの発生を防止することができる。具体的には、このような材料として、チタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、アルミニウム（Ａｌ）、ＭｏＳｉ₂等の光を遮光することができる材料を挙げることができ、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法やイオンプレーティング法等によって形成することができる。あるいは又、黒色の着色剤を混入した光学濃度が１以上の黒色の樹脂膜（具体的には、例えば、黒色のポリイミド系樹脂や、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂）を挙げることができる。

【0283】

あるいは又、隔壁９６，９７は、活性層で生成した光を反射する材料から構成されている形態とすることができ、これによって、迷光の発生、光クロストークの発生を防止することができるし、迷光を効率良く発光素子自身に戻すことができ、発光素子の発光効率の改善に寄与することができる。具体的には、隔壁９６，９７は、薄膜の干渉を利用した薄膜フィルタから構成されている。薄膜フィルタは、例えば、光反射層と積層方向（交互の配列方向）が異なるものの、同様の構成、構造を有する。具体的には、積層構造体２０の一部に凹部を形成し、例えば、スパッタリング法に基づき、この凹部内を光反射層と同様の材料で、順次、埋め込むことで、積層構造体２０の積層方向と直交する仮想平面（ＸＹ平面）で隔壁９６，９７を切断したとき、誘電体層が交互に配列された薄膜フィルタを得ることができる。あるいは又、このような材料として、金属材料や合金材料、金属酸化物材料を例示することができ、より具体的には、銅（Ｃｕ）やその合金、金（Ａｕ）やその合金、スズ（Ｓｎ）やその合金、銀（Ａｇ）や銀合金（例えば、Ａｇ－Ｐｄ－Ｃｕ、Ａｇ－Ｓｍ－Ｃｕ）、白金（Ｐｔ）やその合金、パラジウム（Ｐｄ）やその合金、チタン（Ｔｉ）やその合金、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金（例えば、Ａｌ－ＮｄやＡｌ－Ｃｕ）、Ａｌ／Ｔｉ積層構造、Ａｌ－Ｃｕ／Ｔｉ積層構造、クロム（Ｃｒ）やその合金、ＩＴＯ等を挙げることができ、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法やイオンプレーティング法；メッキ法（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法；レーザアブレーション法；ゾル・ゲル法；メッキ法等によって形成することができる。

【0284】

あるいは又、第１化合物半導体層２１を構成する材料の熱伝導率をＴＣ₁、隔壁９６，９７を構成する材料の熱伝導率をＴＣ₀としたとき、
１×１０^-1≦ＴＣ₁／ＴＣ₀≦１×１０²
を満足する形態とすることができる。このような隔壁９６，９７を構成する材料として、具体的には、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、金（Ａｕ）、スズ（Ｓｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ロジウム（Ｒｈ）、白金（Ｐｔ）等の金属あるいはその合金あるいはこれらの金属の混合物、ＩＴＯ等を挙げることができ、例えば、電子ビーム蒸着法や熱フィラメント蒸着法、真空蒸着法を含む蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法やイオンプレーティング法；メッキ法（電気メッキ法や無電解メッキ法）；リフトオフ法；レーザアブレーション法；ゾル・ゲル法；メッキ法等によって形成することができる。そして、このように、隔壁９６，９７を高い熱伝導率を有する材料から構成することで、積層構造体２０において発生した熱を隔壁９６，９７を介して外部に排熱（放熱）することができる。尚、この場合、積層構造体２０において発生した熱を隔壁９６，９７及び隔壁延在部を介して外部に排熱（放熱）することができるように、発光素子１０Ｇの外面（第１面あるいは第２面）に隔壁延在部を形成してもよく、あるいは又、積層構造体２０において発生した熱を隔壁９６，９７及び第１電極３１あるいは第２電極３２あるいはパッド電極を介して外部に排熱（放熱）することができるように、隔壁９６，９７を第１電極３１あるいは第２電極３２あるいはパッド電極に接続してもよい。

【0285】

あるいは又、第１化合物半導体層２１を構成する材料の線膨張率をＣＴＥ₁、隔壁９６，９７を構成する材料の線膨張率をＣＴＥ₀としたとき、
｜ＣＴＥ₀－ＣＴＥ₁｜≦１×１０^-4／Ｋ
を満足する形態とすることができる。このような隔壁９６，９７を構成する材料として、具体的には、ポリイミド系樹脂、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、カーボン系材料、ＳＯＧ、多結晶ＧａＮ、単結晶ＧａＮを挙げることができる。このように線膨張率を規定することで、発光素子全体の熱膨張係数（線膨張係数）の最適化を図ることができ、発光素子１０Ｇの熱膨張を制御（抑制）することができる。具体的には、例えば、積層構造体２０の正味の熱膨張係数を大きくすることができ、発光素子１０Ｇを実装する基板材料等の熱膨張係数に合わせることで、発光素子１０Ｇの破損防止や、応力の発生による発光素子１０Ｇの信頼性の低下を抑制することができる。ポリイミド系樹脂から成る隔壁９６，９７は、例えば、スピンコート法及びキュア法に基づき形成することができる。

【0286】

あるいは又、隔壁９６，９７を絶縁材料から構成すれば、電気的クロストークの発生を抑制することができる。即ち、隣接する発光素子１０Ｇの間に不要な電流が流れることを防止することができる。

【0287】

積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（ＸＺ平面）で発光素子１０Ｇを切断したときの隔壁９６，９７の側面９６’，９７’の形状として、線分、弧、放物線の一部、任意の曲線の一部等を挙げることができる。また、積層構造体２０の積層方向と直交する仮想平面（ＸＹ平面）で発光素子１０Ｇを切断したときの隔壁９６，９７の側面９６’，９７の形状として、円形、楕円形、長円形、正方形や長方形を含む矩形、正多角形（丸みを帯びた正多角形を含む）等を挙げることができる。

【0288】

そして、より具体的には、実施例２１にあっては、隔壁９６，９７は、活性層２３で生成した光を透過しない材料から構成されており、あるいは又、第１化合物半導体層２１を構成する材料の熱伝導率をＴＣ₁、隔壁９６，９７を構成する材料の熱伝導率をＴＣ₀としたとき、
１×１０^-1≦ＴＣ₁／ＴＣ₀≦１×１０²
を満足する。具体的には、第１化合物半導体層２１を構成する材料はＧａＮから構成されており、隔壁９６，９７は銅（Ｃｕ）から構成されている。尚、
ＴＣ₀：５０ワット／（ｍ・Ｋ）乃至１００ワット／（ｍ・Ｋ）
ＴＣ₁：４００ワット／（ｍ・Ｋ）
である。例えば、銅層から成る隔壁９６，９７をメッキ法にて形成する場合、シード層として０．１μｍ程度の厚さのＡｕ層等から成る下地層を予めスパッタリング法等で形成しておき、その上に銅層をメッキ法にて形成すればよい。このように、隔壁９６，９７を高い熱伝導率を有する材料から構成することで、積層構造体２０において発生した熱を隔壁９６，９７を介して外部に効果的に排熱（放熱）することができる。

【0289】

あるいは又、隔壁９６，９７は、活性層２３で生成した光を反射する材料、例えば、銀（Ａｇ）から構成されている。

【0290】

あるいは又、第１化合物半導体層２１を構成する材料（ＧａＮ）の線膨張率をＣＴＥ₁、隔壁９６，９７を構成する材料（ポリイミド系樹脂）の線膨張率をＣＴＥ₀としたとき、
｜ＣＴＥ₀－ＣＴＥ₁｜≦１×１０^-4／Ｋ
を満足する。具体的には、
ＣＴＥ₀：５．５×１０^-6／Ｋ
ＣＴＥ₁：２５×１０^-6／Ｋ
である。そして、これらの材料を組み合わせることで発光素子１０Ｇの正味の熱膨張係数（線膨張係数）を大きくすることができ、発光素子１０Ｇを実装する基板材料等の熱膨張係数と合わせることができるので、発光素子１０Ｇの破損や、発光素子１０Ｇにおける応力の発生による信頼性の低下を抑制することができる。

【実施例22】

【0291】

実施例２２は、実施例１～実施例４の変形である。実施例２２の発光素子１０Ｈの模式的な一部端面図を図５２に示し、実施例２２の発光素子アレイの模式的な一部端面図を図５３に示す。実施例２２の発光素子は、後述する第８－Ａ構成の発光素子に関する。

【0292】

実施例２２の発光素子アレイにおいて、
第１光反射層４１は、第１化合物半導体層２１の第１面側に位置する基部面９０の上に形成されており、
基部面９０は、周辺領域に延在しており、あるいは又、複数の発光素子１０Ｈによって囲まれた周辺領域に延在しており、
基部面９０は、凹凸状であり、且つ、微分可能である。

【0293】

ここで、基部面９０をｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）で表すとき、基部面９０における微分値は、
∂ｚ／∂ｘ＝［∂ｆ（ｘ，ｙ）／∂ｘ］_y
∂ｚ／∂ｙ＝［∂ｆ（ｘ，ｙ）／∂ｙ］_x
で得ることができる。

【0294】

実施例２２の発光素子において、第１光反射層４１は基部面９０の第１の部分９１’に形成されているが、周辺領域を占める基部面９０の第２の部分９２’に第１光反射層４１の延在部が形成されている場合もあるし、第２の部分９２’に第１光反射層４１の延在部が形成されていない場合もある。

【0295】

実施例２２の発光素子において、基部面９０は滑らかであることが好ましい。また、第１化合物半導体層２１の第２面を基準としたとき、第１光反射層４１が形成された基部面９０の第１の部分９１’は上に凸の形状を有する構成とすることができる。係る構成の実施例２２の発光素子を、『第８構成の発光素子』と呼ぶ。

【0296】

ここで、第８構成の発光素子において、第１の部分９１’と第２の部分９２’との境界は、
（１）周辺領域に第１光反射層４１が延在していない場合、第１光反射層４１の外周部
（２）周辺領域に第１光反射層４１が延在している場合、第１の部分９１’から第２の部分９２’に亙る基部面９０における変曲点が存在する部分
であると規定することができる。

【0297】

第８構成の発光素子において、第１化合物半導体層の第２面を基準としたとき、周辺領域を占める基部面９０の第２の部分９２’は下に凸の形状を有する構成とすることができる。係る構成の実施例２２の発光素子を、『第８－Ａ構成の発光素子』と呼ぶ。そして、第８－Ａ構成の発光素子において、基部面９０の第１の部分９１’の中心部は正方形の格子の頂点（交差部）上に位置する構成とすることができるし、あるいは又、基部面９０の第１の部分９１’の中心部は正三角形の格子の頂点（交差部）上に位置する構成とすることができる。前者の場合、基部面９０の第２の部分９２’の中心部は正方形の格子の頂点上に位置する構成とすることができ、後者の場合、基部面９０の第２の部分９２’の中心部は正三角形の格子の頂点上に位置する構成とすることができる。

【0298】

第８－Ａ構成の発光素子において、［第１の部分９１’／第２の部分９２’の周辺部から中心部まで］の形状は、
（Ａ）［上に凸の形状／下に凸の形状］
（Ｂ）［上に凸の形状／下に凸の形状から線分へと続く］
（Ｃ）［上に凸の形状／上に凸の形状から下に凸の形状へと続く］
（Ｄ）［上に凸の形状／上に凸の形状から下に凸の形状、線分へと続く］
（Ｅ）［上に凸の形状／線分から下に凸の形状へと続く］
（Ｆ）［上に凸の形状／線分から下に凸の形状、線分へと続く］
といったケースがある。尚、発光素子においては、第２の部分９２’の中心部で基部面９０が終端している場合もある。

【0299】

あるいは又、第８構成の発光素子において、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂを基準としたとき、周辺領域を占める基部面９０の第２の部分９２’は、周辺領域の中心部に向かって、下に凸の形状、及び、下に凸の形状から延びる上に凸の形状を有する構成とすることができる。係る構成の実施例２２の発光素子を、『第８－Ｂ構成の発光素子』と呼ぶ。そして、第８－Ｂ構成の発光素子において、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂから基部面９０の第１の部分９１’の中心部までの距離をＬＬ₁、第１化合物半導体層２１の第２面から基部面９０の第２の部分９２’の中心部までの距離をＬＬ₂としたとき、
ＬＬ₂＞ＬＬ₁
を満足する構成とすることができ、また、基部面９０の第１の部分９１’の中心部の曲率半径（即ち、第１光反射層４１の曲率半径）をＲ₁、基部面９０の第２の部分９２’の中心部の曲率半径をＲ₂としたとき、
Ｒ₁＞Ｒ₂
を満足する構成とすることができる。尚、ＬＬ₂／ＬＬ₁の値として、限定するものではないが、
１＜ＬＬ₂／ＬＬ₁≦１００
を挙げることができるし、Ｒ₁／Ｒ₂の値として、限定するものではないが、
１＜Ｒ₁／Ｒ₂≦１００
を挙げることができる。

【0300】

上記の好ましい構成を含む第８－Ｂ構成の発光素子において、基部面９０の第１の部分９１’の中心部は正方形の格子の頂点（交差部）上に位置する構成とすることができ、この場合、基部面９０の第２の部分９２’の中心部は正方形の格子の頂点上に位置する構成とすることができる。あるいは又、基部面９０の第１の部分９１’の中心部は正三角形の格子の頂点（交差部）上に位置する構成とすることができ、この場合、基部面９０の第２の部分９２’の中心部は正三角形の格子の頂点上に位置する構成とすることができる。

【0301】

第８－Ｂ構成の発光素子において、［第１の部分９１’／第２の部分９２’の周辺部から中心部まで］の形状は、
（Ａ）［上に凸の形状／下に凸の形状から上に凸の形状へと続く］
（Ｂ）［上に凸の形状／上に凸の形状から下に凸の形状、上に凸の形状へと続く］
（Ｃ）［上に凸の形状／線分から下に凸の形状、上に凸の形状へと続く］
といったケースがある。

【0302】

あるいは又、第８構成の発光素子において、第１化合物半導体層２１の第２面を基準としたとき、周辺領域を占める基部面９０の第２の部分９２’は、基部面９０の第１の部分９１’を取り囲む環状の凸の形状、及び、環状の凸の形状から基部面９０の第１の部分９１’に向かって延びる下に凸の形状を有する構成とすることができる。係る構成の実施例２の発光素子を、『第８－Ｃ構成の発光素子』と呼ぶ。

【0303】

第８－Ｃ構成の発光素子において、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂから基部面９０の第１の部分９１’の中心部までの距離をＬＬ₁、第１化合物半導体層２１の第２面から基部面９０の第２の部分９２’の環状の凸の形状の頂部までの距離をＬＬ₂’としたとき、
ＬＬ₂’＞ＬＬ₁
を満足する構成とすることができ、また、基部面９０の第１の部分９１’の中心部の曲率半径（即ち、第１光反射層４１の曲率半径）をＲ₁、基部面９０の第２の部分９２’の環状の凸の形状の頂部の曲率半径をＲ₂’としたとき、
Ｒ₁＞Ｒ₂’
を満足する構成とすることができる。尚、ＬＬ₂’／ＬＬ₁の値として、限定するものではないが、
１＜ＬＬ₂’／ＬＬ₁≦１００
を挙げることができるし、Ｒ₁／Ｒ₂’の値として、限定するものではないが、
１＜Ｒ₁／Ｒ₂’≦１００
を挙げることができる。

【0304】

第８－Ｃ構成の発光素子において、［第１の部分９１’／第２の部分９２’の周辺部から中心部まで］の形状は、
（Ａ）［上に凸の形状／下に凸の形状から上に凸の形状、下に凸の形状へと続く］
（Ｂ）［上に凸の形状／下に凸の形状から上に凸の形状、下に凸の形状、線分へと続く］
（Ｃ）［上に凸の形状／上に凸の形状から下に凸の形状、上に凸の形状、下に凸の形状へと続く］
（Ｄ）［上に凸の形状／上に凸の形状から下に凸の形状、上に凸の形状、下に凸の形状、線分へと続く］
（Ｅ）［上に凸の形状／線分から下に凸の形状、上に凸の形状、下に凸の形状へと続く］
（Ｆ）［上に凸の形状／線分から下に凸の形状、上に凸の形状、下に凸の形状、線分へと続く］
といったケースがある。尚、発光素子においては、第２の部分９２’の中心部で基部面９０が終端している場合もある。

【0305】

以上に説明した好ましい形態、構成を含む実施例２２の発光素子において、積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面９０を切断したときの基部面９０の第１の部分９１’が描く図形は、円の一部、放物線の一部、サイン曲線の一部、楕円の一部、カテナリー曲線の一部である構成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し、厳密にはサイン曲線の一部ではない場合もあるし、厳密には楕円の一部ではない場合もあるし、厳密にはカテナリー曲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、概ねサイン曲線の一部である場合、概ね楕円の一部である場合、概ねカテナリー曲線の一部である場合も、「図形は、円の一部、放物線の一部、サイン曲線の一部、概ね楕円の一部である、概ねカテナリー曲線の一部である」ことに包含される。これらの曲線の一部が線分で置き変えられていてもよい。

【0306】

より具体的には、実施例２２の発光素子１０Ｈにあっては、実施例１～実施例４において説明した発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃにおいて、基部面９０が周辺領域９９に延在しており、基部面９０は凹凸状であり、且つ、微分可能である。即ち、実施例２２の発光素子１０Ｈにおいて、基部面９０は解析学的に滑らかである。尚、第１光反射層４１は、実施例１～実施例４において説明した発光素子１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと同様に、第１化合物半導体層２１の第１面側に位置する基部面９０の上に形成されているし、第２光反射層４２は、第２化合物半導体層２２の第２面側に形成され、平坦な形状を有する。

【0307】

また、実施例２２の発光素子アレイは、発光素子が、複数、配列されて成り、各発光素子は、上記の実施例２２の発光素子１０Ｈから構成されている。尚、基部面９０は、周辺領域９９に延在している。

【0308】

そして、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂを基準としたとき、第１光反射層４１が形成された基部面９０の第１の部分９１’は上に凸の形状を有するし、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂを基準としたとき、周辺領域９９を占める基部面９０の第２の部分９２’は下に凸の形状を有する。基部面９０の第１の部分９１’の中心部９１_cは正方形の格子の頂点（交差部）上に位置しあるいは又、基部面９０の第１の部分９１’の中心部９１_cは正三角形の格子の頂点（交差部）上に位置する。

【0309】

第１光反射層４１は基部面９０の第１の部分９１’に形成されているが、周辺領域９９を占める基部面９０の第２の部分９２’に第１光反射層４１の延在部が形成されている場合もあるし、第２の部分９２’に第１光反射層４１の延在部が形成されていない場合もある。実施例２２においては、周辺領域９９を占める基部面９０の第２の部分９２’に第１光反射層４１の延在部は形成されていない。

【0310】

実施例２２の発光素子１０Ｈにおいて、第１の部分９１’と第２の部分９２’との境界９０_bdは、
（１）周辺領域９９に第１光反射層４１が延在していない場合、第１光反射層４１の外周部
（２）周辺領域９９に第１光反射層４１が延在している場合、第１の部分９１’から第２の部分９２’に亙る基部面９０における変曲点が存在する部分
であると規定することができる。ここで、実施例２２の発光素子１０Ｈは、具体的には、第８－Ａ構成の発光素子において説明した（１）のケースに該当する。

【0311】

また、実施例２２の発光素子１０Ｈにおいて、［第１の部分９１’／第２の部分９２’の周辺部から中心部まで］の形状は、具体的には前述した第８－Ａ構成の発光素子において説明した（Ａ）のケースに該当する。

【0312】

実施例２２の発光素子１０Ｈにおいては、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａが基部面９０を構成する。積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（図示した例では、例えば、ＸＺ平面）で基部面９０を切断したときの基部面９０の第１の部分９１’が描く図形は、微分可能であり、より具体的には、円の一部、放物線の一部、サイン曲線、楕円の一部、又は、カテナリー曲線の一部、あるいはこれらの曲線の組合せとすることができるし、これらの曲線の一部が線分で置き換えられていてもよい。第２の部分９２’が描く図形も、微分可能であり、より具体的には、円の一部、放物線の一部、サイン曲線の一部、楕円の一部、又は、カテナリー曲線の一部、あるいはこれらの曲線の組合せとすることができるし、これらの曲線の一部が線分で置き換えられていてもよい。更には、基部面９０の第１の部分９１’と第２の部分９２’との境界も微分可能である。

【0313】

このように、実施例２２の発光素子にあっては、基部面９０は、凹凸状であり、且つ、微分可能であるが故に、何らかの原因で発光素子に強い外力が加わった場合、凸部の立ち上がり部分に応力が集中するといった問題を確実に回避することができ、第１化合物半導体層２１等に損傷が発生する虞がない。特に、発光素子アレイにあっては、バンプを用いて外部の回路等と接続・接合するが、接合時、発光素子アレイに大きな荷重（例えば、５０ＭＰａ程度）を加える必要がある。実施例２２の発光素子アレイにあっては、このような大きな加重が加わっても、発光素子アレイに損傷が生じる虞がない。また、基部面９０が凹凸状であるが故に、迷光の発生が一層抑制され、発光素子間における光クロストークの発生を一層確実に防止することができる。

【0314】

実施例２２において説明した発光素子の構成、構造を、実施例６～実施例２１において説明した発光素子に適用することもできる。

【実施例23】

【0315】

実施例２３は、実施例２２の変形であり、第８－Ｂ構成の発光素子に関する。実施例２３の発光素子１０Ｊの模式的な一部端面図を図５４に示し、実施例２３の発光素子アレイの模式的な一部端面図を図５５に示す。また、実施例２３の発光素子アレイにおける基部面９０の第１の部分９１’及び第２の部分９２’の配置を模式的な平面図を図５６及び図５８に示し、実施例２３の発光素子アレイにおける第１光反射層４１及び第１電極の配置の模式的な平面図を図５７及び図５９に示す。

【0316】

実施例２３の発光素子１０Ｊにおいて、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂを基準としたとき、周辺領域９９を占める基部面９０の第２の部分９２’は、周辺領域９９の中心部に向かって、下に凸の形状、及び、下に凸の形状から延びる上に凸の形状を有する。そして、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂから基部面９０の第１の部分９１’の中心部９１_cまでの距離をＬＬ₁、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂから基部面９０の第２の部分９２’の中心部９２_cまでの距離をＬＬ₂としたとき、
ＬＬ₂＞ＬＬ₁
を満足する。また、基部面９０の第１の部分９１’の中心部９１_cの曲率半径（即ち、第１光反射層４１の曲率半径）をＲ₁、基部面９０の第２の部分９２’の中心部９２_cの曲率半径をＲ₂としたとき、
Ｒ₁＞Ｒ₂
を満足する。尚、ＬＬ₂／ＬＬ₁の値として、限定するものではないが、
１＜ＬＬ₂／ＬＬ₁≦１００
を挙げることができるし、Ｒ₁／Ｒ₂の値として、限定するものではないが、
１＜Ｒ₁／Ｒ₂≦１００
を挙げることができ、具体的には、例えば、
ＬＬ₂／ＬＬ₁＝１．０５
Ｒ₁／Ｒ₂＝１０
である。

【0317】

実施例２３の発光素子１０Ｊにおいて、基部面９０の第１の部分９１’の中心部９１_cは正方形の格子の頂点（交差部）上に位置し（図５６参照）、この場合、基部面９０の第２の部分９２’の中心部９２_c（図５６においては円形で示す）は正方形の格子の頂点上に位置する。あるいは又、基部面９０の第１の部分９１’の中心部９１_cは正三角形の格子の頂点（交差部）上に位置し（図５８参照）、この場合、基部面９０の第２の部分９２’の中心部９２_c（図５８においては円形で示す）は正三角形の格子の頂点上に位置する。また、周辺領域９９を占める基部面９０の第２の部分９２’は、周辺領域９９の中心部に向かって、下に凸の形状を有するが、この領域を図５６及び図５８においては、参照番号９２_bで示す。

【0318】

実施例２３の発光素子１０Ｊにおいて、［第１の部分９１’／第２の部分９２’の周辺部から中心部まで］の形状は、具体的には前述した第８－Ｂ構成の発光素子において説明した（Ａ）のケースに該当する。

【0319】

実施例２３の発光素子１０Ｊにおいて、基部面９０の第２の部分９２’における凸の形状の部分に対向した第２化合物半導体層２２の第２面側の部分に、バンプ３５が配設されている。

【0320】

図５４に示すように、第２電極３２は、発光素子アレイを構成する発光素子１０Ｊにおいて共通であり、あるいは又、図５５に示すように、個別に形成されており、バンプ３５を介して外部の回路等に接続される。第１電極３１は、発光素子アレイを構成する発光素子１０Ｊにおいて共通であり、第１パッド電極（図示せず）を介して外部の回路等に接続される。バンプ３５は、基部面９０の第２の部分９２’における凸の形状の部分９２_cに対向した第２化合物半導体層２２の第２面側の部分に形成されている。図５４、図５５Ａ、図５５Ｂに示す発光素子１０Ｊにあっては、第１光反射層４１を介して光が外部に出射されてもよいし、第２光反射層４２を介して光が外部に出射されてもよい。バンプ３５の形状として、円柱形、環状、半球形を例示することができる。

【0321】

また、基部面９０の第２の部分９２’の中心部９２_cの曲率半径Ｒ₂は、１×１０^-6ｍ以上、好ましくは３×１０^-6ｍ以上、より好ましくは５×１０^-6ｍ以上であることが望ましく、具体的には、
曲率半径Ｒ₂＝３μｍ
である。

【実施例24】

【0322】

実施例２４も、実施例２２あるいは実施例２３の変形であり、第８－Ｃ構成の発光素子に関する。実施例２４の発光素子アレイの模式的な一部端面図を図６０及び図６１に示し、また、実施例２４の発光素子アレイにおける基部面９０の第１の部分９１’及び第２の部分９２’の配置を模式的な平面図を図６２に示す。尚、図６０に示す例では、第２電極３２は各発光素子に個別に形成されており、図６１に示す例では、第２電極３２は各発光素子に共通に形成されている。また、図６０及び図６１においては、第１電極の図示を省略している。

【0323】

実施例２４の発光素子１０Ｋにおいて、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂを基準としたとき、周辺領域９９を占める基部面９０の第２の部分９２’は、基部面９０の第１の部分９１’を取り囲む環状の凸の形状９３、及び、環状の凸の形状９３から基部面９０の第１の部分９１’に向かって延びる下に凸の形状９４Ａを有する。周辺領域９９を占める基部面９０の第２の部分９２’において、環状の凸の形状９３によって囲まれた領域を参照番号９４Ｂで示す。

【0324】

実施例２４の発光素子１０Ｋにおいて、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂから基部面９０の第１の部分９１’の中心部９１_cまでの距離をＬＬ₁、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂから基部面９０の第２の部分９２’の環状の凸の形状９３の頂部までの距離をＬＬ₂’としたとき、
ＬＬ₂’＞ＬＬ₁
を満足する。また、基部面９０の第１の部分９１’の中心部９１_cの曲率半径（即ち、第１光反射層４１の曲率半径）をＲ₁、基部面９０の第２の部分９２’の環状の凸の形状９３の頂部の曲率半径をＲ₂’としたとき、
Ｒ₁＞Ｒ₂’
を満足する。尚、ＬＬ₂’／ＬＬ₁の値として、限定するものではないが、
１＜ＬＬ₂’／ＬＬ₁≦１００
を挙げることができ、具体的には、例えば、
ＬＬ₂’／ＬＬ₁＝１．１
である。また、Ｒ₁／Ｒ₂’の値として、限定するものではないが、
１＜Ｒ₁／Ｒ₂’≦１００
を挙げることができ、具体的には、例えば、
Ｒ₁／Ｒ₂’＝５０
である。

【0325】

実施例２４の発光素子１０Ｋにおいて、［第１の部分９１’／第２の部分９２’の周辺部から中心部まで］の形状は、具体的には前述した第８－Ｃ構成の発光素子において説明した（Ａ）のケースに該当する。

【0326】

また、実施例２４の発光素子１０Ｋにおいて、基部面９０の第２の部分９２’における環状の凸の形状９３の部分に対向した第２化合物半導体層２２の第２面側の部分には、バンプ３５が配設されている。バンプ３５の形状として、環状の凸の形状９３と対向した環状とすることが好ましい。円柱形、環状、半球形を例示することができる。バンプ３５は、基部面９０の第２の部分９２’における凸の形状の部分９２_cに対向した第２化合物半導体層２２の第２面側の部分に形成されている。

【0327】

図６０に示すように、第２電極３２は、発光素子アレイを構成する発光素子１０Ｋにおいて個別に形成されており、バンプ３５を介して外部の回路等に接続される。第１電極３１は、発光素子アレイを構成する発光素子１０Ｋにおいて共通であり、第１パッド電極（図示せず）を介して外部の回路等に接続される。あるいは又、図６１に示すように、第２電極３２は、発光素子アレイを構成する発光素子１０Ｋにおいて共通であり、バンプ３５を介して外部の回路等に接続される。第１電極３１は、発光素子アレイを構成する発光素子１０Ｋにおいて共通であり、第１パッド電極（図示せず）を介して外部の回路等に接続される。図６０、図６１に示す発光素子１０Ｋにあっては、第１光反射層４１を介して光が外部に出射されてもよいし、第２光反射層４２を介して光が外部に出射されてもよい。

【0328】

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、接合層や支持基板を適切に選択することで、第２化合物半導体層の第２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ができる。場合によっては、発光に影響を与えない第２化合物半導体層及び活性層の領域に第１化合物半導体層に至る貫通孔を形成し、この貫通孔内に第２化合物半導体層及び活性層と絶縁された第１電極を形成することもできる。第１光反射層は、基部面の第２領域に延在していてもよい。即ち、基部面上における第１光反射層は、所謂ベタ膜から構成してもよい。そして、この場合、基部面の第２領域に延在した第１光反射層に貫通孔を形成し、この貫通孔内に第１化合物半導体層に接続された第１電極を形成すればよい。

【0329】

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、
第１光反射層、並びに、
第２化合物半導体層の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部を備えており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの突出部の断面形状は滑らかな曲線から構成されている発光素子の製造方法であって、
積層構造体を形成した後、第２化合物半導体層の第２面側に第２光反射層を形成し、次いで、
突出部を形成すべき基部面の上に、第１犠牲層を形成し、その後、
全面に第２犠牲層を形成し、次いで、第２犠牲層及び第１犠牲層をエッチング用マスクとして用いて基部面からその内部に向けてエッチバックすることで、基部面に突出部を形成し、その後、
少なくとも突出部の上に第１光反射層を形成する、
各工程を備えている発光素子の製造方法。
［Ａ０２］全面に第２犠牲層を形成する工程においては、第２犠牲層の形成を複数回行う［Ａ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ａ０３］《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、
第１光反射層、並びに、
第２化合物半導体層の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部を備えており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの突出部の断面形状は滑らかな曲線から構成されている発光素子の製造方法であって、
積層構造体を形成した後、第２化合物半導体層の第２面側に第２光反射層を形成し、次いで、
突出部を形成すべき基部面の一部の上に、第１層を形成し、その後、
第１層を覆う第２層を形成し、以て、基部面に、第１層及び第１層を覆う第２層から構成された突出部を形成し、次いで、
少なくとも突出部の上に第１光反射層を形成する、
各工程を備えている発光素子の製造方法。
［Ａ０４］全面に第２層を形成する工程においては、第２層の形成を複数回行う［Ａ０３］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｂ０１］《発光素子・・・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、
第１光反射層、並びに、
第２化合物半導体層の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部を備えており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの突出部の断面形状は滑らかな曲線から構成されており、
第１光反射層は、少なくとも突出部の上に形成されており、
突出部の直径をＤ₁、突出部の高さをＨ₁、突出部の頂部の曲率半径をＲ₁、突出部の表面粗さをＲａ_Pjとしたとき、
発光素子の共振器長をＬ_ORとしとき、
２×１０^-6ｍ≦Ｄ₁≦２．５×１０^-5ｍ
１×１０^-8ｍ≦Ｈ₁≦５×１０^-7ｍ
１×１０^-4ｍ≦Ｒ₁
Ｒａ_Pj≦１．０ｎｍ
を満足する発光素子。
［Ｂ０２］《発光素子・・・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、
第１光反射層、並びに、
第２化合物半導体層の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部を備えており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの突出部の断面形状は滑らかな曲線から構成されており、
第１光反射層は、少なくとも突出部の上に形成されており、
突出部の直径をＤ₁、突出部の高さをＨ₁、突出部の頂部の曲率半径をＲ₁、突出部の表面粗さをＲａ_Pjとしたとき、
発光素子の共振器長をＬ_ORとしとき、
２×１０^-3ｍ≦Ｄ₁
１×１０^-3ｍ≦Ｒ₁
Ｒａ_Pj≦１．０ｎｍ
を満足する発光素子。
［Ｂ０３］《発光素子・・・第３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、
第１光反射層、並びに、
第２化合物半導体層の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部を備えており、
突出部は、第１層、及び、第１層を覆う第２層から構成されており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの突出部の断面形状は滑らかな曲線から構成されており、
第１光反射層は、少なくとも突出部の上に形成されている発光素子。
［Ｂ０４］発光素子の光を出射する領域には波長変換材料層が設けられている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｂ０５］波長変換材料層を介して白色光を出射する［Ｂ０４］に記載の発光素子。
［Ｂ０６］積層構造体は、ＧａＮ系化合物半導体、ＩｎＰ系化合物半導体及びＧａＡｓ系化合物半導体から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る［Ｂ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｂ０７］積層構造体の熱伝導率の値は、第１光反射層の熱伝導率の値よりも高い［Ｂ０１］乃至［Ｂ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｃ０１］《第１構成》
第１化合物半導体層の第１面が基部面を構成する［Ｂ０１］乃至［Ｂ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｃ０２］《第２構成の発光素子》
第１化合物半導体層の第１面と第１光反射層との間には化合物半導体基板が配されており、基部面は化合物半導体基板の表面から構成されている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｃ０３］《第３構成の発光素子》
第１化合物半導体層の第１面と第１光反射層との間には基材が配されており、あるいは又、第１化合物半導体層の第１面と第１光反射層との間には化合物半導体基板及び基材が配されており、基部面は基材の表面から構成されている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｃ０４］基材を構成する材料は、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＯ₂等の透明な誘電体材料、シリコーン系樹脂及びエポキシ系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［Ｃ０３］に記載の発光素子。
［Ｄ０１］《第４構成の発光素子アレイ》
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Ｄ_CIは、以下の式を満足する［Ｂ０１］乃至［Ｃ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
Ｄ_CI≧ω₀／２
但し、
ω₀ ²≡（λ₀／π）｛Ｌ_OR（Ｒ₁－Ｌ_OR）｝^1/2
ここで、
λ₀ ：発光素子から主に出射される所望の光の波長（発振波長）
Ｌ_OR：共振器長
Ｒ₁ ：基部面の第１領域の頂部（中心部）の曲率半径（即ち、第１光反射層の曲率半径）
［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、
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、及び、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、
を更に備えており、
第２光反射層は第２電極上に形成されており、
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領域の半径ｒ₁は、
ω₀≦ｒ₁≦２０・ω₀
を満足する［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］に記載の発光素子。
［Ｄ０４］Ｄ_CI≧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。
［Ｅ０１］《第５構成の発光素子アレイ》
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、
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、及び、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、
を更に備えており、
第２光反射層は第２電極上に形成されており、
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［Ｂ０１］乃至［Ｃ０４］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］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５－Ｂ構成の発光素子アレイ》
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５－Ｃ構成の発光素子アレイ》
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ＯＬ₂、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ＯＬ₀としたとき、
ＯＬ₀＞ＯＬ₂
を満足する［Ｅ０１］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［Ｅ０１］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［Ｅ０１］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、発光素子アレイ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、発光素子アレイ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５－Ｄ構成の発光素子アレイ》
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ＯＬ₂、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ＯＬ₀としたとき、
ＯＬ₀＜ＯＬ₂
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６構成の発光素子アレイ》
第２化合物半導体層の第２面上に形成された第２電極、
第２電極上に形成された第２光反射層、
第１化合物半導体層の第１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、並びに、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、
を更に備えており、
第１光反射層は、第１化合物半導体層の第１面上からモードロス作用部位上に亙り形成されており、
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［Ｂ０１］乃至［Ｃ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０２］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［Ｆ０１］に記載の発光素子。
［Ｆ０３］《第６－Ａ構成の発光素子アレイ》
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［Ｆ０１］又は［Ｆ０２］に記載の発光素子。
［Ｆ０４］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［Ｆ０３］に記載の発光素子。
［Ｆ０５］《第６－Ｂ構成の発光素子アレイ》
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［Ｆ０１］乃至［Ｆ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０６］《第６－Ｃ構成の発光素子アレイ》
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［Ｆ０１］乃至［Ｆ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０７］電流注入領域における活性層から第１化合物半導体層の第１面までの光学的距離をＯＬ₁’、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ＯＬ₀’としたとき、
ＯＬ₀’＞ＯＬ₁’
を満足する［Ｆ０１］乃至［Ｆ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０８］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［Ｆ０１］乃至［Ｆ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０９］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［Ｆ０１］乃至［Ｆ０８］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ１０］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、発光素子アレイ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［Ｆ０９］に記載の発光素子。
［Ｆ１１］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、発光素子アレイにおいて生成した光の波長の１／４の整数倍である［Ｆ０９］に記載の発光素子。
［Ｆ１２］《第６－Ｄ構成の発光素子アレイ》
第１化合物半導体層の第１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１化合物半導体層の第１面の領域上に形成されている［Ｆ０１］又は［Ｆ０２］に記載の発光素子。
［Ｆ１３］電流注入領域における活性層から第１化合物半導体層の第１面までの光学的距離をＯＬ₁’、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ＯＬ₀’としたとき、
ＯＬ₀’＜ＯＬ₁’
を満足する［Ｆ１２］に記載の発光素子。
［Ｆ１４］第１化合物半導体層の第１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１化合物半導体層の第１面の領域から構成されている［Ｆ０１］又は［Ｆ０２］に記載の発光素子。
［Ｆ１５］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［Ｆ１２］乃至［Ｆ１４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ１６］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［Ｆ１２］乃至［Ｆ１５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ１７］第２電極は、透明導電性材料から成る［Ｆ０１］乃至［Ｆ１６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｇ０１］《第７構成の発光素子アレイ》
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［Ｂ０１］乃至［Ｆ１７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｇ０２］少なくとも４層の光吸収材料層が形成されている［Ｇ０１］に記載の発光素子。
［Ｇ０３］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ｎ_eq、光吸収材料層と光吸収材料層との間の距離をＬ_Absとしたとき、
０．９×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝
を満足する［Ｇ０１］又は［Ｇ０２］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。
［Ｇ０４］光吸収材料層の厚さは、λ₀／（４・ｎ_eq）以下である［Ｇ０１］乃至［Ｇ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｇ０５］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［Ｇ０１］乃至［Ｇ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｇ０６］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［Ｇ０１］乃至［Ｇ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｇ０７］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［Ｇ０１］乃至［Ｇ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｇ０８］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［Ｇ０１］乃至［Ｇ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｈ０１］第１光反射層を囲むように、積層構造体の積層方向に延びる隔壁が形成されている［Ｂ０１］乃至［Ｇ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｈ０２］隔壁は、第１化合物半導体層の第１面側から、第１化合物半導体層内を、第１化合物半導体層の厚さ方向の途中まで延びている［Ｈ０１］に記載の発光素子。
［Ｈ０３］隔壁は、第２化合物半導体層の第２面側から第２化合物半導体層内及び活性層内を延び、更に、第１化合物半導体層内を第１化合物半導体層の厚さ方向の途中まで延びている［Ｈ０１］に記載の発光素子。
［Ｈ０４］隔壁は、活性層で生成した光を透過しない材料から構成されている［Ｈ０１］乃至［Ｈ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｈ０５］隔壁は、活性層で生成した光を反射する材料から構成されている［Ｈ０１］乃至［Ｈ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｈ０６］第１化合物半導体層を構成する材料の熱伝導率をＴＣ₁、隔壁を構成する材料の熱伝導率をＴＣ₀としたとき、
１×１０^-1≦ＴＣ₁／ＴＣ₀≦１×１０²
を満足する［Ｈ０１］乃至［Ｈ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｈ０７］第１化合物半導体層を構成する材料の線膨張率をＣＴＥ₁、隔壁を構成する材料の線膨張率をＣＴＥ₀としたとき、
｜ＣＴＥ₀－ＣＴＥ₁｜≦１×１０^-4／Ｋ
を満足する［Ｈ０１］乃至［Ｈ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｈ０８］隔壁は、ハンダ材料から構成されており、
隔壁の一部は、発光素子の外面に露出している［Ｈ０１］乃至［Ｈ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｈ０９］第１化合物半導体層の第１面側から第２化合物半導体層の第２面側に向かう方向に沿って、隔壁の側面は窄まっている［Ｈ０１］乃至［Ｈ０８］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｈ１０］第１光反射層は、第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面の上に形成されており、
基部面は、周辺領域に延在しており、
基部面は、凹凸状であり、且つ、微分可能である［Ｈ０１］乃至［Ｈ０９］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｊ０１］第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部から成る第１領域、及び、第１領域を囲み、平坦面を有する第２領域を有しており、
第１領域は、突出部の頂部を含む第１－Ａ領域、及び、第１－Ａ領域を囲む第１－Ｂ領域から構成されており、
第１光反射層は、少なくとも第１－Ａ領域の上に形成されており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの基部面の断面形状における第１－Ａ領域によって構成される第１曲線は、上に凸の滑らかな曲線から構成されており、
基部面の該断面形状における第１－Ｂ領域によって構成される第２曲線と第２領域によって構成される直線との交点において、該第２曲線と該直線との成す角度の補角θ_CAは０度を超える値を有しており、
第２曲線は、下に凸の曲線、線分及び任意の曲線の組合せから成る群から選択された少なくとも１種類の図形から構成されている［Ｂ０１］乃至［Ｈ１０］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｊ０２］補角θ_CAは、１度以上、６度以下である［Ｊ０１］に記載の発光素子。
［Ｊ０３］第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部から成る第１領域、及び、第１領域を囲み、平坦面を有する第２領域を有しており、
第１光反射層は、少なくとも第１領域の頂部の上に形成されており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの基部面の断面形状における第１領域によって構成される曲線と第２領域によって構成される直線との交点において、該曲線と該直線との成す角度の補角θ_CAは、１度以上、６度以下である［Ｂ０１］乃至［Ｈ１０］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｋ０１］第１光反射層は、第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面の上に形成されており、
基部面は、周辺領域に延在しており、
基部面は、凹凸状であり、且つ、微分可能である［Ｂ０１］乃至［Ｈ１０］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｌ０１］《発光素子アレイ》
複数の発光素子から構成されており、
各発光素子は、
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光反射層、並びに、
第２化合物半導体層の第２面側に形成され、平坦な形状を有する第２光反射層、
を備えており、
第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面は、活性層から離れる方向に突出した突出部を備えており、
積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの突出部の断面形状は滑らかな曲線から構成されており、
第１光反射層は、少なくとも突出部の上に形成されており、
突出部の直径をＤ₁、突出部の高さをＨ₁、突出部の頂部の曲率半径をＲ₁、突出部の表面粗さをＲａ_Pjとしたとき、
発光素子の共振器長をＬ_ORとしとき、
２×１０^-6ｍ≦Ｄ₁≦２．５×１０^-5ｍ
１×１０^-8ｍ≦Ｈ₁≦５×１０^-7ｍ
１×１０^-4ｍ≦Ｒ₁
Ｒａ_Pj≦１．０ｎｍ
を満足し、
発光素子の形成ピッチＰ₀は、３×１０^-5ｍ以下である発光素子アレイ。
［Ｌ０２］各発光素子において、第１光反射層を囲むように、積層構造体の積層方向に延びる隔壁が形成されている［Ｌ０１］に記載の発光素子アレイ。
［Ｌ０３］各発光素子において、隔壁は、第１化合物半導体層の第１面側から、第１化合物半導体層内を、第１化合物半導体層の厚さ方向の途中まで延びている［Ｌ０２］に記載の発光素子アレイ。
［Ｌ０４］Ｌ₀とＬ₁とＬ₃との間の関係は、
以下の式（１）、好ましくは、式（１’）を満足し、又は、
以下の式（２）、好ましくは、式（２’）を満足し、又は、
以下の式（１）及び式（２）を満足し、又は、
以下の式（１’）及び式（２’）を満足する［Ｂ０Ｘ］に記載の発光素子アレイ。
０．０１×Ｌ₀≦Ｌ₀－Ｌ₁ （１）
０．０５×Ｌ₀≦Ｌ₀－Ｌ₁ （１’）
０．０１×Ｌ₃≦Ｌ₁ （２）
０．０５×Ｌ₃≦Ｌ₁ （２’）
ここで、
Ｌ₀：第１化合物半導体層の第１面と対向する第１光反射層の対向面の端部から、活性層までの距離
Ｌ₁：活性層から、第１化合物半導体層内を第１化合物半導体層の厚さ方向の途中まで延びる隔壁の端部（隔壁の上端部であり、活性層の方を向いた端部）までの距離
Ｌ₃：発光素子を構成する第１光反射層の軸線から、積層構造体への隔壁の正射影像（より具体的には、隔壁の上端部の正射影像）までの距離
である。
［Ｌ０５］各発光素子において、隔壁は、第２化合物半導体層の第２面側から第２化合物半導体層内及び活性層内を延び、更に、第１化合物半導体層内を第１化合物半導体層の厚さ方向の途中まで延びている［Ｌ０２］に記載の発光素子アレイ。
［Ｌ０６］Ｌ₀とＬ₂とＬ₃’との間の関係は、
以下の式（３）、好ましくは、式（３’）を満足し、又は、
以下の式（４）、好ましくは、式（４’）を満足し、又は、
以下の式（３）及び式（４）を満足し、又は、
以下の式（３’）及び式（４’）を満足する［Ｌ０５］に記載の発光素子アレイ。
０．０１×Ｌ₀≦Ｌ₂ （３）
０．０５×Ｌ₀≦Ｌ₂ （３’）
０．０１×Ｌ₃’≦Ｌ₂ （４）
０．０５×Ｌ₃’≦Ｌ₂ （４’）
ここで、
Ｌ₀ ：第１化合物半導体層の第１面と対向する第１光反射層の対向面の端部から、活性層までの距離
Ｌ₂ ：活性層から、第１化合物半導体層内を第１化合物半導体層の厚さ方向の途中まで延びる隔壁の端部（隔壁の下端部であり、第１電極の方を向いた端部）までの距離
Ｌ₃’：発光素子を構成する第１光反射層の軸線から、積層構造体への隔壁の正射影像（より具体的には、隔壁の下端部の正射影像）までの距離
である。
「Ｍ０１］第１光反射層は、第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面の上に形成されており、
基部面は、複数の発光素子によって囲まれた周辺領域に延在しており、
基部面は、凹凸状であり、且つ、微分可能である［Ｌ０１］乃至［Ｌ０６］のいずれか１項に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ０２］基部面は滑らかである「Ｍ０１］に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ０３］《第８構成の発光素子》
第１化合物半導体層の第２面を基準としたとき、第１光反射層が形成された基部面の第１の部分は上に凸の形状を有する「Ｍ０１］又は「Ｍ０２］に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ０４］《第８－Ａ構成の発光素子》
第１化合物半導体層の第２面を基準としたとき、周辺領域を占める基部面の第２の部分は下に凸の形状を有する「Ｍ０３］に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ０５］基部面の第１の部分の中心部は正方形の格子の頂点（交差部）上に位置する「Ｍ０４］に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ０６］基部面の第１の部分の中心部は正三角形の格子の頂点（交差部）上に位置する「Ｍ０４］に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ０７］《第８－Ｂ構成の発光素子》
第１化合物半導体層の第２面を基準としたとき、周辺領域を占める基部面の第２の部分は、周辺領域の中心部に向かって、下に凸の形状、及び、下に凸の形状から延びる上に凸の形状を有する「Ｍ０３］に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ０８］第１化合物半導体層の第２面から基部面の第１の部分の中心部までの距離をＬＬ₁、第１化合物半導体層の第２面から基部面の第２の部分の中心部までの距離をＬＬ₂としたとき、
ＬＬ₂＞ＬＬ₁
を満足する「Ｍ０７］に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ０９］基部面の第１の部分の中心部の曲率半径（即ち、第１光反射層の曲率半径）をＲ₁、基部面の第２の部分の中心部の曲率半径をＲ₂としたとき、
Ｒ₁＞Ｒ₂
を満足する「Ｍ０７］又は「Ｍ０８］に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ１０］基部面の第１の部分の中心部は正方形の格子の頂点（交差部）上に位置する「Ｍ０７］乃至「Ｍ０９］のいずれか１項に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ１１］基部面の第２の部分の中心部は正方形の格子の頂点（交差部）上に位置する「Ｍ１０］に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ１２］基部面の第１の部分の中心部は正三角形の格子の頂点（交差部）上に位置する「Ｍ０７］乃至「Ｍ０９］のいずれか１項に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ１３］基部面の第２の部分の中心部は正三角形の格子の頂点（交差部）上に位置する「Ｍ１２］に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ１４］《第８－Ｃ構成の発光素子》
第１化合物半導体層の第２面を基準としたとき、周辺領域を占める基部面の第２の部分は、基部面の第１の部分を取り囲む環状の凸の形状、及び、環状の凸の形状から基部面の第１の部分に向かって延びる下に凸の形状を有する「Ｍ０３］に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ１５］第１化合物半導体層の第２面から基部面の第１の部分の中心部までの距離をＬＬ₁、第１化合物半導体層の第２面から基部面の第２の部分の環状の凸の形状の頂部までの距離をＬＬ₂’としたとき、
ＬＬ₂’＞ＬＬ₁
を満足する「Ｍ１４］に記載の発光素子アレイ。
「Ｍ１６］基部面の第１の部分の中心部の曲率半径（即ち、第１光反射層の曲率半径）をＲ₁、基部面の第２の部分の環状の凸の形状の頂部の曲率半径をＲ₂’としたとき、
Ｒ₁＞Ｒ₂’
を満足する「Ｍ１４］又は「Ｍ１５］に記載の発光素子アレイ。

【符号の説明】

【0330】

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ，１０Ｈ，１０Ｊ，１０Ｋ・・・発光素子（面発光素子、面発光レーザ素子）、１１・・・化合物半導体基板（発光素子アレイ製造用基板）、１１ａ・・・第１化合物半導体層と面する化合物半導体基板（発光素子アレイ製造用基板）の第１面、１１ｂ・・・第１化合物半導体層と面する化合物半導体基板（発光素子アレイ製造用基板）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、３１’・・・第１電極に設けられた開口部、３２・・・第２電極、３３・・・第２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、３５・・・バンプ、４１・・・第１光反射層、４２・・・第２光反射層、４２Ａ・・・第２光反射層に形成された順テーパー状の傾斜部、４８・・・接合層、４９・・・支持基板、５１，６１・・・電流注入領域、６１Ａ・・・電流注入領域、６１Ｂ・・・電流非注入領域、５２，６２・・・電流非注入・内側領域、５３，６３・・・電流非注入・外側領域、５４，６４・・・モードロス作用部位（モードロス作用層）、５４Ａ，５４Ｂ，６４Ａ・・・モードロス作用部位に形成された開口部、５５，６５・・・モードロス作用領域、７１・・・第１層、７２・・・第２層、７３・・・波長変換材料層（色変換材料層）、７４・・・光吸収材料層、８１・・・第１犠牲層、８２・・・第２犠牲層、９０・・・基部面、９１・・・突出部、９１Ａ・・・突出部の第１－Ａ領域、９１Ｂ・・・突出部の第１－Ｂ領域、９２・・・第２領域、９１’・・・第１の部分、９２’・・・第２の部分、９１_c・・・基部面の第１の部分の中心部、９０_bd・・・第１の部分と第２の部分との境界、９３・・・基材、９４・・・基部面を形成するための凸凹部、９５・・・平坦化膜、９６，９７・・・隔壁、９６’，９７’・・・隔壁の側面、９６ａ，９７ａ・・・隔壁の下端部、９６ｂ，９７ｂ・・・隔壁の上端部

【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】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】

【図49】

【図50】

【図51】

【図52】

【図53】

【図54】

【図55】

【図56】

【図57】

【図58】

【図59】

【図60】

【図61】

【図62】

【図63】

【図64】

【図65】

【図66】

【図67】

【図68】

【図69】