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JP7462902B2 - Light emitting device, projector, and method for manufacturing light emitting device - Google Patents

Light emitting device, projector, and method for manufacturing light emitting device Download PDF

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JP7462902B2 JP2020112626A JP2020112626A JP7462902B2 JP 7462902 B2 JP7462902 B2 JP 7462902B2 JP 2020112626 A JP2020112626 A JP 2020112626A JP 2020112626 A JP2020112626 A JP 2020112626A JP 7462902 B2 JP7462902 B2 JP 7462902B2
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semiconductor layer
layer
light emitting
columnar
emitting device
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洋平 中川
克巳 岸野
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Sophia School Corp
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Seiko Epson Corp
Sophia School Corp
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Description

本発明は、発光装置、プロジェクター、および発光装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a light-emitting device, a projector, and a method for manufacturing a light-emitting device.

半導体レーザーは、高輝度の次世代光源として期待されている。特に、ナノコラム、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノピラーなどと呼ばれるナノ構造を有する半導体レーザーは、フォトニック結晶の効果によって、狭放射角で高出力の発光が得られる発光装置が実現できると期待されている。 Semiconductor lasers are expected to be the next generation of high-brightness light sources. In particular, semiconductor lasers with nanostructures such as nanocolumns, nanowires, nanorods, and nanopillars are expected to realize light-emitting devices that can emit high-output light at a narrow radiation angle due to the effect of photonic crystals.

例えば、特許文献1には、第1半導体層と、第1半導体層とは導電型の異なる第2半導体層と、第1半導体層と第2半導体層との間に設けられた活性層と、を含む柱状部を有し、第2半導体層に設けられた凹部に、第2半導体層より屈折率の低い低屈折率部が設けられた発光装置が開示されている。特許文献1の発光装置では、第2半導体層に凹部を設けることによって面内方向の平均屈折率を低くし、活性層で発生した光の電極側への漏れを低減している。 For example, Patent Document 1 discloses a light emitting device having a columnar portion including a first semiconductor layer, a second semiconductor layer having a different conductivity type from the first semiconductor layer, and an active layer provided between the first and second semiconductor layers, and a low refractive index portion having a lower refractive index than the second semiconductor layer is provided in a recess provided in the second semiconductor layer. In the light emitting device of Patent Document 1, the average refractive index in the in-plane direction is lowered by providing a recess in the second semiconductor layer, thereby reducing leakage of light generated in the active layer to the electrode side.

特開2019-083232号公報JP 2019-083232 A

しかしながら、特許文献1の発光装置では、凹部がランダムに設けられているため、各柱状部に注入される電流量にばらつきが生じてしまう。例えば、凹部が密に設けられている柱状部に注入される電流量は、凹部が疎に設けられている柱状部の電流量よりも少ない。 However, in the light-emitting device of Patent Document 1, the recesses are arranged randomly, which causes variation in the amount of current injected into each columnar portion. For example, the amount of current injected into a columnar portion where the recesses are arranged densely is less than the amount of current injected into a columnar portion where the recesses are arranged sparsely.

本発明に係る発光装置の一態様は、
基板と、
前記基板に設けられ、複数の柱状部を有する積層体と、
を有し、
前記積層体は、
第1半導体層と、
前記第1半導体層と導電型の異なる第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた発光層と、
を有し、
前記第1半導体層と前記発光層は、前記柱状部を構成し、
前記第1半導体層は、前記基板と前記発光層との間に設けられ、
前記第2半導体層には、凹部が設けられ、
前記凹部には、前記第2半導体層よりも屈折率の低い低屈折率部が設けられ、
前記凹部と前記柱状部は、1対1に対応して設けられている。
One aspect of the light emitting device according to the present invention is
A substrate;
a laminate provided on the substrate and having a plurality of columnar portions;
having
The laminate comprises:
A first semiconductor layer;
A second semiconductor layer having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer;
a light emitting layer provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
having
the first semiconductor layer and the light emitting layer constitute the columnar portion,
the first semiconductor layer is provided between the substrate and the light emitting layer,
The second semiconductor layer is provided with a recess.
a low refractive index portion having a refractive index lower than that of the second semiconductor layer is provided in the recess;
The recesses and the columnar portions are provided in one-to-one correspondence.

前記発光装置の一態様において、
平面視において、前記凹部の中心と前記柱状部の中心は重なっていてもよい。
In one embodiment of the light emitting device,
In a plan view, a center of the recess and a center of the columnar portion may overlap.

前記発光装置の一態様において、
前記第2半導体層は、複数の前記柱状部に跨がって設けられた1つの層であってもよい。
In one embodiment of the light emitting device,
The second semiconductor layer may be a single layer provided across a plurality of the columnar portions.

前記発光装置の一態様において、
前記第2半導体層は、前記柱状部を構成してもよい。
In one embodiment of the light emitting device,
The second semiconductor layer may form the columnar portion.

前記発光装置の一態様において、
前記低屈折率部は、空隙であってもよい。
In one embodiment of the light emitting device,
The low refractive index portion may be a void.

本発明に係るプロジェクターの一態様は、
前記発光装置を有する。
One aspect of the projector according to the present invention is
The light emitting device includes the light emitting device.

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、第1半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にAlGaNをエピタキシャル成長させて、第1部分と、平面視において前記第1部分を囲み、前記第1部分よりもAl組成比の高い第2部分と、を有し、前記第1半導体層とは導電型の異なる第2半導体層を形成する工程と、
前記第2半導体層の前記第1部分をエッチングして、前記第2半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する。
One aspect of the method for producing a light emitting device according to the present invention includes:
forming a first semiconductor layer and a light emitting layer in a columnar shape on a substrate to form a plurality of columnar crystals;
epitaxially growing AlGaN on the light emitting layer to form a second semiconductor layer having a first portion and a second portion surrounding the first portion in a plan view and having a higher Al composition ratio than the first portion, the second semiconductor layer having a different conductivity type from the first semiconductor layer;
etching the first portion of the second semiconductor layer to form a recess in the second semiconductor layer;
has.

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、第1半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にGaNをエピタキシャル成長させて、柱状のGaN層を形成する工程と、
前記GaN層上にAlGaNをエピタキシャル成長させて、前記GaN層を覆うAlGaN層を有し、前記第1半導体層とは導電型の異なる第2半導体層を形成する工程と、
前記AlGaN層をエッチングして前記GaN層を露出させ、露出した前記GaN層をエッチングして、前記第2半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する。
One aspect of the method for producing a light emitting device according to the present invention includes:
forming a first semiconductor layer and a light emitting layer in a columnar shape on a substrate to form a plurality of columnar crystals;
epitaxially growing GaN on the light emitting layer to form a columnar GaN layer;
epitaxially growing AlGaN on the GaN layer to form a second semiconductor layer having an AlGaN layer covering the GaN layer and a conductivity type different from that of the first semiconductor layer;
etching the AlGaN layer to expose the GaN layer, and etching the exposed GaN layer to form a recess in the second semiconductor layer;
has.

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、第1半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にGaNをエピタキシャル成長させて、第1部分と、平面視において前記第1部分を囲み、前記第1部分よりも結晶性が良い第2部分と、を有し、前記第1半導体層とは導電型の異なる第2半導体層を形成する工程と、
前記第2半導体層の前記第1部分をエッチングして、前記第2半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する。
One aspect of the method for producing a light emitting device according to the present invention includes:
forming a first semiconductor layer and a light emitting layer in a columnar shape on a substrate to form a plurality of columnar crystals;
epitaxially growing GaN on the light emitting layer to form a second semiconductor layer having a first portion and a second portion surrounding the first portion in a plan view and having better crystallinity than the first portion, the second semiconductor layer having a different conductivity type from the first semiconductor layer;
etching the first portion of the second semiconductor layer to form a recess in the second semiconductor layer;
has.

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、第1半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にGaNをエピタキシャル成長させて、N極性の第1部分と、平面視において前記第1部分を囲み、Ga極性の第2部分と、を有し、前記第1半導体層とは導電型の異なる第2半導体層を形成する工程と、
前記第2半導体層の前記第1部分をエッチングして、前記第2半導体層に凹部を形成す
る工程と、
を有する。
One aspect of the method for producing a light emitting device according to the present invention includes:
forming a first semiconductor layer and a light emitting layer in a columnar shape on a substrate to form a plurality of columnar crystals;
epitaxially growing GaN on the light emitting layer to form a second semiconductor layer having a first portion with N polarity and a second portion with Ga polarity surrounding the first portion in a plan view, the second semiconductor layer having a different conductivity type from the first semiconductor layer;
etching the first portion of the second semiconductor layer to form a recess in the second semiconductor layer;
has.

第1実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a light emitting device according to a first embodiment. 第1実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。FIG. 1 is a plan view illustrating a light emitting device according to a first embodiment. 第1実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示すフローチャート。4 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing the light emitting device according to the first embodiment. 第1実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。3A to 3C are cross-sectional views each showing a schematic manufacturing process of the light emitting device according to the first embodiment. 第1実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。3A to 3C are cross-sectional views each showing a schematic manufacturing process of the light emitting device according to the first embodiment. 第1実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。3A to 3C are cross-sectional views each showing a schematic manufacturing process of the light emitting device according to the first embodiment. 第1実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a modified example of the first embodiment. 第1実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。FIG. 11 is a plan view illustrating a light emitting device according to a modified example of the first embodiment. 第1実施形態の変形例に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。7A to 7C are cross-sectional views each showing a schematic process for manufacturing a light emitting device according to a modified example of the first embodiment. 第2実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a second embodiment. 第2実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示すフローチャート。10 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a light emitting device according to a second embodiment. 第2実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。10A to 10C are cross-sectional views each showing a schematic manufacturing process of the light emitting device according to the second embodiment. 第2実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。10A to 10C are cross-sectional views each showing a schematic manufacturing process of the light emitting device according to the second embodiment. 第2実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。10A to 10C are cross-sectional views each showing a schematic manufacturing process of the light emitting device according to the second embodiment. 第3実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a third embodiment. 第3実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示すフローチャート。13 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a light emitting device according to the third embodiment. 第3実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。11A to 11C are cross-sectional views each showing a schematic manufacturing process of the light emitting device according to the third embodiment. 第3実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。11A to 11C are cross-sectional views each showing a schematic manufacturing process of the light emitting device according to the third embodiment. 第4実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a fourth embodiment. 第4実施形態に係る発光装置の製造方法の一例を示すフローチャート。13 is a flowchart showing an example of a method for manufacturing a light emitting device according to a fourth embodiment. 第4実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。10A to 10C are cross-sectional views each showing a schematic manufacturing process of a light emitting device according to a fourth embodiment. 第4実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。10A to 10C are cross-sectional views each showing a schematic manufacturing process of a light emitting device according to a fourth embodiment. 第5実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。FIG. 13 is a diagram illustrating a projector according to a fifth embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。 Below, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the embodiments described below do not unduly limit the content of the present invention described in the claims. Furthermore, not all of the configurations described below are necessarily essential components of the present invention.

1. 第1実施形態
1.1. 発光装置
まず、第1実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る発光装置100を模式的に示す断面図である。図2は、第1実施形態に係る発光装置100を模式的に示す平面図である。なお、図2では、便宜上、第2半導体層36のみを図示している。また、図1は、図2のI-I線断面図である。
1. First embodiment 1.1. Light emitting device First, the light emitting device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 1 is a cross-sectional view that shows a schematic of the light emitting device 100 according to the first embodiment. Fig. 2 is a plan view that shows a schematic of the light emitting device 100 according to the first embodiment. For convenience, Fig. 2 shows only the second semiconductor layer 36. Fig. 1 is a cross-sectional view taken along line II in Fig. 2.

発光装置100は、図1に示すように、基板10と、積層体20と、第1電極50と、第2電極52と、を有している。 As shown in FIG. 1, the light-emitting device 100 has a substrate 10, a laminate 20, a first electrode 50, and a second electrode 52.

基板10は、例えば、Si基板、GaN基板、サファイア基板などである。 The substrate 10 is, for example, a Si substrate, a GaN substrate, a sapphire substrate, etc.

積層体20は、基板10に設けられている。積層体20は、バッファー層22と、第1半導体層32と、発光層34と、第2半導体層36と、を有している。 The laminate 20 is provided on the substrate 10. The laminate 20 has a buffer layer 22, a first semiconductor layer 32, a light emitting layer 34, and a second semiconductor layer 36.

バッファー層22は、基板10上に設けられている。バッファー層22は、例えば、S
iがドープされたn型のGaN層である。バッファー層22上には、柱状部30を形成するためのマスク層60が設けられている。マスク層60は、例えば、チタン層、酸化チタン層、酸化シリコン層、酸化アルミニウム層などである。
The buffer layer 22 is provided on the substrate 10. The buffer layer 22 is, for example, S
The buffer layer 22 is an n-type GaN layer doped with i. A mask layer 60 for forming the columnar section 30 is provided on the buffer layer 22. The mask layer 60 is, for example, a titanium layer, a titanium oxide layer, a silicon oxide layer, an aluminum oxide layer, or the like.

本明細書では、積層体20の積層方向(以下、単に「積層方向」ともいう)において、発光層34を基準とした場合、発光層34から第2半導体層36に向かう方向を「上」とし、発光層34から第1半導体層32に向かう方向を「下」として説明する。また、「積層体の積層方向」とは、第1半導体層32と発光層34との積層方向をいう。 In this specification, in the stacking direction of the laminate 20 (hereinafter also simply referred to as the "stacking direction"), when the light emitting layer 34 is used as a reference, the direction from the light emitting layer 34 toward the second semiconductor layer 36 is described as "up" and the direction from the light emitting layer 34 toward the first semiconductor layer 32 is described as "down." In addition, the "stacking direction of the laminate" refers to the stacking direction of the first semiconductor layer 32 and the light emitting layer 34.

第1半導体層32、発光層34、および第2半導体層36は、柱状部30を構成している。積層体20は、複数の柱状部30を有している。柱状部30は、バッファー層22上に設けられている。柱状部30は、バッファー層22から上方に突出した柱状の形状を有している。柱状部30は、例えば、ナノコラム、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノピラーとも呼ばれる。柱状部30の平面形状は、例えば、多角形、円などである。図2に示す例では、柱状部30の平面形状は、六角形である。 The first semiconductor layer 32, the light emitting layer 34, and the second semiconductor layer 36 constitute a columnar section 30. The laminate 20 has a plurality of columnar sections 30. The columnar sections 30 are provided on the buffer layer 22. The columnar sections 30 have a columnar shape that protrudes upward from the buffer layer 22. The columnar sections 30 are also called, for example, nanocolumns, nanowires, nanorods, and nanopillars. The planar shape of the columnar sections 30 is, for example, a polygon, a circle, or the like. In the example shown in FIG. 2, the planar shape of the columnar sections 30 is a hexagon.

柱状部30の径は、例えば、50nm以上500nm以下である。柱状部30の径を500nm以下とすることによって、高品質な結晶の発光層34を得ることができ、かつ、発光層34に内在する歪みを低減することができる。これにより、発光層34で発生する光を高い効率で増幅できる。複数の柱状部30の径は、例えば、互いに等しい。 The diameter of the columnar section 30 is, for example, 50 nm or more and 500 nm or less. By making the diameter of the columnar section 30 500 nm or less, a light-emitting layer 34 of high quality crystals can be obtained, and the distortion inherent in the light-emitting layer 34 can be reduced. This allows the light generated in the light-emitting layer 34 to be amplified with high efficiency. The diameters of the multiple columnar sections 30 are, for example, equal to each other.

なお、「柱状部の径」とは、柱状部30の平面形状が円の場合は、直径であり、柱状部30の平面形状が円ではない形状の場合は、最小包含円の直径である。例えば、柱状部30の径は、柱状部30の平面形状が多角形の場合、該多角形を内部に含む最小の円の直径であり、柱状部30の平面形状が楕円の場合、該楕円を内部に含む最小の円の直径である。 The "diameter of the columnar portion" refers to the diameter when the planar shape of the columnar portion 30 is a circle, and refers to the diameter of the smallest inclusive circle when the planar shape of the columnar portion 30 is not a circle. For example, when the planar shape of the columnar portion 30 is a polygon, the diameter of the columnar portion 30 refers to the diameter of the smallest circle that contains the polygon, and when the planar shape of the columnar portion 30 is an ellipse, the diameter of the smallest circle that contains the ellipse.

柱状部30は、複数設けられている。隣り合う柱状部30の間隔は、例えば、1nm以上500nm以下である。複数の柱状部30は、積層方向から見た平面視において(以下、単に「平面視において」ともいう)、所定の方向に所定のピッチで配列されている。複数の柱状部30は、三角格子状に配置されている。なお、複数の柱状部30の配置は、特に限定されず、正方格子状に配置されていてもよい。複数の柱状部30は、フォトニック結晶の効果を発現することができる。 A plurality of columnar sections 30 are provided. The interval between adjacent columnar sections 30 is, for example, 1 nm or more and 500 nm or less. The plurality of columnar sections 30 are arranged at a predetermined pitch in a predetermined direction in a plan view seen from the stacking direction (hereinafter also simply referred to as "in a plan view"). The plurality of columnar sections 30 are arranged in a triangular lattice pattern. The arrangement of the plurality of columnar sections 30 is not particularly limited, and may be arranged in a square lattice pattern. The plurality of columnar sections 30 can exhibit the effect of a photonic crystal.

なお、「柱状部のピッチ」とは、所定の方向に沿って隣り合う柱状部30の中心間の距離である。「柱状部の中心」とは、柱状部30の平面形状が円の場合は、該円の中心であり、柱状部30の平面形状が円ではない形状の場合は、最小包含円の中心である。例えば、柱状部30の中心は、柱状部30の平面形状が多角形の場合、該多角形を内部に含む最小の円の中心であり、柱状部30の平面形状が楕円の場合、該楕円を内部に含む最小の円の中心である。 The "pitch of the columnar portion" is the distance between the centers of adjacent columnar portions 30 along a specified direction. The "center of the columnar portion" refers to the center of the circle when the planar shape of the columnar portion 30 is a circle, and to the center of the smallest inclusive circle when the planar shape of the columnar portion 30 is not a circle. For example, when the planar shape of the columnar portion 30 is a polygon, the center of the smallest circle that contains the polygon within itself, and when the planar shape of the columnar portion 30 is an ellipse, the center of the smallest circle that contains the ellipse within itself.

柱状部30は、第1半導体層32と、発光層34と、第2半導体層36と、を有している。 The columnar section 30 has a first semiconductor layer 32, a light emitting layer 34, and a second semiconductor layer 36.

第1半導体層32は、バッファー層22上に設けられている。第1半導体層32は、基板10と発光層34との間に設けられている。第1半導体層32は、n型の半導体層である。第1半導体層32は、例えば、Siがドープされたn型のGaN層である。 The first semiconductor layer 32 is provided on the buffer layer 22. The first semiconductor layer 32 is provided between the substrate 10 and the light emitting layer 34. The first semiconductor layer 32 is an n-type semiconductor layer. The first semiconductor layer 32 is, for example, an n-type GaN layer doped with Si.

発光層34は、第1半導体層32上に設けられている。発光層34は、第1半導体層32と第2半導体層36との間に設けられている。発光層34は、電流が注入されることで
光を発生させる。発光層34は、例えば、不純物がドープされていないi型のGaN層と、i型のInGaN層と、からなる量子井戸構造を重ねた多重量子井戸構造を有している。
The light emitting layer 34 is provided on the first semiconductor layer 32. The light emitting layer 34 is provided between the first semiconductor layer 32 and the second semiconductor layer 36. The light emitting layer 34 generates light when a current is injected into it. The light emitting layer 34 has a multiple quantum well structure in which a quantum well structure made of an i-type GaN layer not doped with impurities and an i-type InGaN layer are stacked, for example.

第2半導体層36は、発光層34上に設けられている。第2半導体層36は、第1半導体層32と導電型の異なる層である。第2半導体層36は、p型の半導体層である。第2半導体層36は、例えば、Mgがドープされたp型のAlGaN層である。第1半導体層32および第2半導体層36は、発光層34に光を閉じ込める機能を有するクラッド層である。 The second semiconductor layer 36 is provided on the light emitting layer 34. The second semiconductor layer 36 is a layer of a different conductivity type from the first semiconductor layer 32. The second semiconductor layer 36 is a p-type semiconductor layer. The second semiconductor layer 36 is, for example, a p-type AlGaN layer doped with Mg. The first semiconductor layer 32 and the second semiconductor layer 36 are cladding layers that have the function of confining light in the light emitting layer 34.

第2半導体層36には、凹部40が設けられている。凹部40は、第2半導体層36の面で規定された空間である。凹部40は、第2半導体層36の上面に開口を有している。第2半導体層36の上面は、第2半導体層36の基板10側とは反対側の面である。図示の例では、第2半導体層36の上面は、第2電極52と接している。 The second semiconductor layer 36 has a recess 40. The recess 40 is a space defined by the surface of the second semiconductor layer 36. The recess 40 has an opening in the upper surface of the second semiconductor layer 36. The upper surface of the second semiconductor layer 36 is the surface of the second semiconductor layer 36 opposite the substrate 10 side. In the illustrated example, the upper surface of the second semiconductor layer 36 is in contact with the second electrode 52.

図1および図2に示すように、凹部40と柱状部30は、1対1に対応して設けられている。すなわち、1つの柱状部30に対して、1つの凹部40が設けられている。柱状部30は所定の方向に所定のピッチで配列されており、凹部40も柱状部30と同様に、所定の方向に所定のピッチで配列されている。また、図示の例では、柱状部30が三角格子状に配置されており、凹部40も三角格子状に配置されている。 As shown in Figures 1 and 2, the recesses 40 and the columnar portions 30 are provided in a one-to-one correspondence. That is, one recess 40 is provided for one columnar portion 30. The columnar portions 30 are arranged at a predetermined pitch in a predetermined direction, and the recesses 40, like the columnar portions 30, are also arranged at a predetermined pitch in a predetermined direction. In the illustrated example, the columnar portions 30 are arranged in a triangular lattice pattern, and the recesses 40 are also arranged in a triangular lattice pattern.

図2に示すように、平面視において、凹部40の中心と柱状部30とは、重なっている。すなわち、平面視において、凹部40の中心は、柱状部30の外縁の内側に位置している。図2に示す例では、凹部40の中心と柱状部30の中心とが重なっている。すなわち、平面視において、凹部40の中心の位置と柱状部30の中心の位置とは、一致している。 As shown in FIG. 2, in a plan view, the center of the recess 40 and the columnar portion 30 overlap. That is, in a plan view, the center of the recess 40 is located inside the outer edge of the columnar portion 30. In the example shown in FIG. 2, the center of the recess 40 and the center of the columnar portion 30 overlap. That is, in a plan view, the position of the center of the recess 40 and the position of the center of the columnar portion 30 coincide with each other.

なお、「凹部の中心」とは、凹部40の平面形状が円の場合は、該円の中心であり、凹部40の平面形状が円ではない形状の場合は、最小包含円の中心である。例えば、凹部40の中心は、凹部40の平面形状が多角形の場合、該多角形を内部に含む最小の円の中心であり、凹部40の平面形状が楕円の場合、該楕円を内部に含む最小の円の中心である。 Note that the "center of the recess" refers to the center of a circle when the planar shape of the recess 40 is a circle, and refers to the center of the smallest inclusive circle when the planar shape of the recess 40 is not a circle. For example, when the planar shape of the recess 40 is a polygon, the center of the smallest circle that contains the polygon within itself, and when the planar shape of the recess 40 is an ellipse, the center of the smallest circle that contains the ellipse within itself.

凹部40の深さ、すなわち、凹部40の積層方向の大きさは、第2半導体層36の厚さよりも小さい。そのため、発光層34の上面は、第2半導体層36で覆われており、凹部40によって露出しない。 The depth of the recess 40, i.e., the size of the recess 40 in the stacking direction, is smaller than the thickness of the second semiconductor layer 36. Therefore, the upper surface of the light-emitting layer 34 is covered by the second semiconductor layer 36 and is not exposed by the recess 40.

凹部40の平面形状は、図2に示すように、円である。すなわち、凹部40の開口の形状は、円である。なお、凹部40の平面形状は、特に限定されず、多角形や楕円などであってもよい。凹部40の平面形状とは、凹部40を積層方向から見た形状である。凹部40の開口の径は、柱状部30の径よりも小さい。 The planar shape of the recess 40 is a circle, as shown in FIG. 2. That is, the shape of the opening of the recess 40 is a circle. The planar shape of the recess 40 is not particularly limited, and may be a polygon, an ellipse, or the like. The planar shape of the recess 40 is the shape of the recess 40 when viewed from the stacking direction. The diameter of the opening of the recess 40 is smaller than the diameter of the columnar portion 30.

凹部40には、第2半導体層36よりも屈折率の低い低屈折率部42が設けられている。低屈折率部42は、例えば、空隙、すなわち空気である。なお、低屈折率部42は、空隙に限定されず、第2半導体層36よりも屈折率の低い低屈折材料からなる材料であればよい。低屈折率部42の材質は、例えば、AlGaN、AlN、InAlN、酸化シリコン、窒化シリコン、ポリイミドなどである。 The recess 40 is provided with a low-refractive index portion 42 having a lower refractive index than the second semiconductor layer 36. The low-refractive index portion 42 is, for example, a void, i.e., air. The low-refractive index portion 42 is not limited to a void, and may be made of any low-refractive material having a lower refractive index than the second semiconductor layer 36. The material of the low-refractive index portion 42 is, for example, AlGaN, AlN, InAlN, silicon oxide, silicon nitride, polyimide, etc.

発光装置100では、凹部40と柱状部30とが1対1に設けられているため、低屈折率部42と柱状部30が1対1に設けられる。また、平面視において、凹部40の中心と柱状部30が重なっているため、低屈折率部42の中心と柱状部30が重なる。 In the light emitting device 100, the recesses 40 and the columnar portions 30 are provided in a one-to-one relationship, and therefore the low refractive index portions 42 and the columnar portions 30 are provided in a one-to-one relationship. In addition, in a plan view, the center of the recesses 40 and the columnar portions 30 overlap, and therefore the center of the low refractive index portions 42 and the columnar portions 30 overlap.

第2半導体層36の低屈折率部42が設けられている部分の面内方向の平均屈折率は、第2半導体層36の低屈折率部42が設けられていない部分の面内方向の平均屈折率よりも低い。低屈折率部42は、第2半導体層36の第2電極52近傍に設けられているため、第2半導体層36の第2電極52近傍の面内方向の平均屈折率を低くできる。 The average refractive index in the in-plane direction of the portion of the second semiconductor layer 36 where the low refractive index portion 42 is provided is lower than the average refractive index in the in-plane direction of the portion of the second semiconductor layer 36 where the low refractive index portion 42 is not provided. Since the low refractive index portion 42 is provided near the second electrode 52 of the second semiconductor layer 36, the average refractive index in the in-plane direction near the second electrode 52 of the second semiconductor layer 36 can be reduced.

隣り合う柱状部30の間は、例えば、空隙である。なお、隣り合う柱状部30の間に光伝搬層が設けられていてもよい。光伝搬層は、例えば、酸化シリコン層、酸化アルミニウム層、酸化チタン層などである。発光層34で発生した光は、空隙または光伝搬層を通って複数の柱状部30を、積層方向と直交する方向に伝搬することができる。 The space between adjacent columnar sections 30 is, for example, a gap. A light propagation layer may be provided between adjacent columnar sections 30. The light propagation layer is, for example, a silicon oxide layer, an aluminum oxide layer, a titanium oxide layer, or the like. The light generated in the light-emitting layer 34 can propagate through the multiple columnar sections 30 in a direction perpendicular to the stacking direction through the gap or the light propagation layer.

第1電極50は、バッファー層22上に設けられている。バッファー層22は、第1電極50とオーミックコンタクトしていてもよい。第1電極50は、第1半導体層32と電気的に接続されている。図示の例では、第1電極50は、バッファー層22を介して、第1半導体層32と電気的に接続されている。第1電極50は、発光層34に電流を注入するための一方の電極である。第1電極50としては、例えば、バッファー層22側から、Cr層、Ni層、Au層の順序で積層したものなどを用いる。 The first electrode 50 is provided on the buffer layer 22. The buffer layer 22 may be in ohmic contact with the first electrode 50. The first electrode 50 is electrically connected to the first semiconductor layer 32. In the illustrated example, the first electrode 50 is electrically connected to the first semiconductor layer 32 via the buffer layer 22. The first electrode 50 is one of the electrodes for injecting a current into the light-emitting layer 34. As the first electrode 50, for example, a layer formed by laminating a Cr layer, a Ni layer, and an Au layer in this order from the buffer layer 22 side is used.

第2電極52は、積層体20の基板10側とは反対側に設けられている。図示の例では、第2電極52は、第2半導体層36上および凹部40上に設けられている。第2電極52は、凹部40には設けられていない。第2電極52は、凹部40を規定する第2半導体層36の面には設けられていない。 The second electrode 52 is provided on the side of the laminate 20 opposite the substrate 10 side. In the illustrated example, the second electrode 52 is provided on the second semiconductor layer 36 and on the recess 40. The second electrode 52 is not provided in the recess 40. The second electrode 52 is not provided on the surface of the second semiconductor layer 36 that defines the recess 40.

第2電極52は、第2半導体層36と電気的に接続されている。第2電極52は、発光層34に電流を注入するための他方の電極である。第2電極52としては、例えば、ITO(indium tin oxide)などを用いる。第2電極52の膜厚は、例えば、100nm以上300nm以下である。 The second electrode 52 is electrically connected to the second semiconductor layer 36. The second electrode 52 is the other electrode for injecting a current into the light-emitting layer 34. For example, ITO (indium tin oxide) is used as the second electrode 52. The film thickness of the second electrode 52 is, for example, 100 nm or more and 300 nm or less.

なお、図示はしないが、第2半導体層36と第2電極52との間にコンタクト層が設けられていてもよい。コンタクト層は、例えば、p型のGaN層である。コンタクト層は、柱状部30ごとに設けられて柱状部30を構成していてもよいし、複数の柱状部30に跨がって設けられた1つの層であってもよい。 Although not shown, a contact layer may be provided between the second semiconductor layer 36 and the second electrode 52. The contact layer is, for example, a p-type GaN layer. The contact layer may be provided for each columnar section 30 to form the columnar section 30, or may be a single layer provided across multiple columnar sections 30.

発光装置100では、p型の第2半導体層36、発光層34、およびn型の第1半導体層32により、pinダイオードが構成される。発光装置100では、第1電極50と第2電極52との間に、pinダイオードの順バイアス電圧を印加すると、発光層34に電流が注入されて発光層34で電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。発光層34で発生した光は、第1半導体層32および第2半導体層36により積層方向と直交する方向に伝搬し、複数の柱状部30によるフォトニック結晶の効果により定在波を形成し、発光層34で利得を受けてレーザー発振する。そして、発光装置100は、+1次回折光および-1次回折光をレーザー光として、積層方向に射出する。 In the light-emitting device 100, a pin diode is formed by the p-type second semiconductor layer 36, the light-emitting layer 34, and the n-type first semiconductor layer 32. In the light-emitting device 100, when a forward bias voltage of the pin diode is applied between the first electrode 50 and the second electrode 52, a current is injected into the light-emitting layer 34, and electrons and holes recombine in the light-emitting layer 34. This recombination causes light emission. The light generated in the light-emitting layer 34 propagates in a direction perpendicular to the stacking direction by the first semiconductor layer 32 and the second semiconductor layer 36, forms a standing wave due to the effect of the photonic crystal of the multiple columnar parts 30, and receives gain in the light-emitting layer 34 to oscillate as a laser. Then, the light-emitting device 100 emits the +1st order diffracted light and the -1st order diffracted light as laser light in the stacking direction.

発光装置100では、第2半導体層36に低屈折率部42を設けることによって、第2半導体層36の第2電極52近傍の面内方向の平均屈折率を低くできる。したがって、発光装置100では、発光層34付近に光を閉じ込める効果を高めることができ、発光層34で発生した光の第2電極52側への漏れを低減できる。よって、発光装置100では、第2電極52による光の吸収を低減でき、第2電極52による光の損失を低減できる。 In the light emitting device 100, the low refractive index portion 42 is provided in the second semiconductor layer 36, thereby making it possible to lower the average refractive index in the in-plane direction of the second semiconductor layer 36 near the second electrode 52. Therefore, in the light emitting device 100, the effect of confining light near the light emitting layer 34 can be enhanced, and the leakage of light generated in the light emitting layer 34 to the second electrode 52 side can be reduced. Therefore, in the light emitting device 100, the absorption of light by the second electrode 52 can be reduced, and the loss of light by the second electrode 52 can be reduced.

なお、上記では、InGaN系の発光層34について説明したが、発光層34としては、出射される光の波長に応じて、電流が注入されることで発光可能な様々な材料系を用い
ることができる。例えば、AlGaN系、AlGaAs系、InGaAs系、InGaAsP系、InP系、GaP系、AlGaP系などの半導体材料を用いることができる。
Although the above describes an InGaN-based light emitting layer 34, various materials capable of emitting light when a current is injected depending on the wavelength of the emitted light can be used as the light emitting layer 34. For example, semiconductor materials such as AlGaN-based, AlGaAs-based, InGaAs-based, InGaAsP-based, InP-based, GaP-based, and AlGaP-based materials can be used.

発光装置100は、例えば、以下の作用効果を奏することができる。 The light emitting device 100 can achieve the following effects, for example:

発光装置100では、凹部40と柱状部30は1対1に対応して設けられ、平面視において、凹部40の中心と柱状部30は重なっている。そのため、発光装置100では、凹部40がランダムに設けられている場合と比べて、各柱状部30に注入される電流量のばらつきを低減できる。 In the light-emitting device 100, the recesses 40 and the columnar portions 30 are provided in one-to-one correspondence, and in a plan view, the center of the recesses 40 and the columnar portions 30 overlap. Therefore, in the light-emitting device 100, the variation in the amount of current injected into each columnar portion 30 can be reduced compared to when the recesses 40 are provided randomly.

発光装置100では、平面視において凹部40の中心と柱状部30の中心とは、重なっている。そのため、発光装置100では、凹部40の中心と柱状部30の中心とがずれている場合と比べて、各柱状部30に注入される電流量のばらつきを低減できる。 In the light-emitting device 100, the center of the recess 40 and the center of the columnar portion 30 overlap in a plan view. Therefore, in the light-emitting device 100, the variation in the amount of current injected into each columnar portion 30 can be reduced compared to when the center of the recess 40 and the center of the columnar portion 30 are misaligned.

発光装置100では、凹部40には低屈折率部42が設けられ、低屈折率部42は、空隙である。そのため、発光装置100では、低屈折率部42が空隙でない場合と比べて、第2半導体層36の第2電極52近傍の面内方向の平均屈折率を低減できる。したがって、第2電極52による光の吸収をより低減できる。 In the light emitting device 100, the recess 40 is provided with a low refractive index portion 42, which is a void. Therefore, in the light emitting device 100, the average refractive index in the in-plane direction near the second electrode 52 of the second semiconductor layer 36 can be reduced compared to when the low refractive index portion 42 is not a void. Therefore, the absorption of light by the second electrode 52 can be further reduced.

1.2. 発光装置の製造方法
次に、第1実施形態に係る発光装置100の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図3は、第1実施形態に係る発光装置100の製造方法の一例を示すフローチャートである。図4~図6は、第1実施形態に係る発光装置100の製造工程を模式的に示す断面図である。
1.2. Manufacturing Method of the Light-Emitting Device Next, a manufacturing method of the light-emitting device 100 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 3 is a flow chart showing an example of a manufacturing method of the light-emitting device 100 according to the first embodiment. Figs. 4 to 6 are cross-sectional views that typically show the manufacturing process of the light-emitting device 100 according to the first embodiment.

1.2.1. 柱状結晶の形成(S100)
図4に示すように、基板10に、第1半導体層32および発光層34を柱状に形成して、複数の柱状結晶3を形成する。
1.2.1. Formation of columnar crystals (S100)
As shown in FIG. 4, a first semiconductor layer 32 and a light emitting layer 34 are formed in a columnar shape on a substrate 10 to form a plurality of columnar crystals 3 .

具体的には、まず、基板10上に、バッファー層22をエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法などが挙げられる。 Specifically, first, the buffer layer 22 is epitaxially grown on the substrate 10. Examples of methods for epitaxial growth include MOCVD (Metal Organic Chemical Vapor Deposition) and MBE (Molecular Beam Epitaxy).

次に、バッファー層22上にマスク層60を形成する。マスク層60は、例えば、スパッタ法等でバッファー層22上に成膜された膜に、周期的に開口部を形成することによって形成できる。 Next, a mask layer 60 is formed on the buffer layer 22. The mask layer 60 can be formed, for example, by forming openings periodically in a film formed on the buffer layer 22 by a sputtering method or the like.

次に、マスク層60をマスクとして、バッファー層22上に、第1半導体層32、発光層34をエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、MOCVD法、MBE法などが挙げられる。これにより、第1半導体層32および発光層34が柱状に成長し、複数の柱状結晶3が形成される。 Next, the first semiconductor layer 32 and the light emitting layer 34 are epitaxially grown on the buffer layer 22 using the mask layer 60 as a mask. Examples of the epitaxial growth method include MOCVD and MBE. As a result, the first semiconductor layer 32 and the light emitting layer 34 grow in a columnar shape, and a plurality of columnar crystals 3 are formed.

1.2.2. 第2半導体層の形成(S102)
図5に示すように、発光層34上に、AlGaNをエピタキシャル成長させて、第1部分36aと、第2部分36bと、を有する第2半導体層36を形成する。第1部分36aは、平面視において柱状部30の中央部に形成される。第2部分36bは、平面視において第1部分36aを囲んでいる。第2部分36bは、柱状部30の側壁部を構成している。第2部分36bのAl組成比は、第1部分36aのAlの組成比よりも高い。例えば、第2部分36bがAlGaNであり、第1部分36aがGaNであってもよい。
1.2.2. Formation of second semiconductor layer (S102)
As shown in Fig. 5, AlGaN is epitaxially grown on the light emitting layer 34 to form a second semiconductor layer 36 having a first portion 36a and a second portion 36b. The first portion 36a is formed in the center of the columnar section 30 in a plan view. The second portion 36b surrounds the first portion 36a in a plan view. The second portion 36b constitutes a sidewall portion of the columnar section 30. The Al composition ratio of the second portion 36b is higher than the Al composition ratio of the first portion 36a. For example, the second portion 36b may be AlGaN, and the first portion 36a may be GaN.

本工程では、まず、発光層34上に、AlGaNをエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、MOCVD法、MBE法などが挙げられる。AlGaNをエピタキシャル成長させる際の条件を制御することによって、Alが柱状部30の側壁部に偏析し、柱状部30の側壁部のAl組成比が、柱状部30の中央部のAl組成比よりも高くなる。この結果、第1部分36aと第2部分36bとを有する第2半導体層36が形成される。 In this process, first, AlGaN is epitaxially grown on the light-emitting layer 34. Examples of methods for epitaxial growth include MOCVD and MBE. By controlling the conditions for epitaxially growing AlGaN, Al segregates to the sidewall of the columnar section 30, and the Al composition ratio of the sidewall of the columnar section 30 becomes higher than the Al composition ratio of the center of the columnar section 30. As a result, a second semiconductor layer 36 having a first portion 36a and a second portion 36b is formed.

本工程により、第1半導体層32、発光層34、および第2半導体層36を有する柱状部30が形成される。 This process forms a columnar section 30 having a first semiconductor layer 32, a light emitting layer 34, and a second semiconductor layer 36.

1.2.3. 凹部の形成(S104)
図6に示すように、第2半導体層36の第1部分36aをエッチングして、第2半導体層36に凹部40を形成する。
1.2.3. Formation of recesses (S104)
As shown in FIG. 6, the first portion 36a of the second semiconductor layer 36 is etched to form a recess 40 in the second semiconductor layer 36.

ここで、一般的にAlGaNは、Al組成比が高いほどエッチングレートが低い。そのため、第2部分36bのエッチングレートは、第1部分36aのエッチングレートよりも低い。本工程では、この第1部分36aと第2部分36bのエッチングレートの差を利用して第1部分36aを選択的にエッチングすることによって、凹部40を形成する。 Generally, the higher the Al composition ratio of AlGaN, the lower the etching rate. Therefore, the etching rate of the second portion 36b is lower than the etching rate of the first portion 36a. In this process, the recess 40 is formed by selectively etching the first portion 36a by utilizing the difference in etching rate between the first portion 36a and the second portion 36b.

第2半導体層36のエッチングは、例えば、ICP(Inductively Coupled Plasma)装置などを用いた、上方から異方性エッチングにより行われる。これにより、第1半導体層32や発光層34がエッチングされることを防ぎつつ、第1部分36aを選択的にエッチングできる。 The second semiconductor layer 36 is etched from above by anisotropic etching using, for example, an ICP (Inductively Coupled Plasma) device. This allows the first portion 36a to be selectively etched while preventing the first semiconductor layer 32 and the light-emitting layer 34 from being etched.

本工程において、第2半導体層36の第1部分36aをエッチングして凹部40を形成することによって、凹部40と柱状部30を1対1に対応させることができる。さらに、平面視において凹部40の中心の位置と柱状部30の中心の位置とを一致させることができる。 In this process, the recess 40 is formed by etching the first portion 36a of the second semiconductor layer 36, so that the recess 40 and the columnar portion 30 can be in one-to-one correspondence. Furthermore, the center position of the recess 40 can be made to coincide with the center position of the columnar portion 30 in a plan view.

1.2.4. 電極の形成(S106)
図1に示すように、バッファー層22上に第1電極50を形成し、第2半導体層36上に第2電極52を形成する。第1電極50および第2電極52は、例えば、真空蒸着法、スパッタ法などにより形成される。例えば、真空蒸着法により第2電極52を形成する場合には、積層方向に対して斜め方向から蒸着する。これにより、凹部40内に電極材料が入り込むことを防ぐことができる。また、例えば、スパッタ法により第2電極52を形成する場合には、積層方向に対して斜め方向からスパッタ成膜を行うことで、凹部40内に電極材料が入り込むことを防ぐことができる。
1.2.4. Formation of electrodes (S106)
As shown in FIG. 1, a first electrode 50 is formed on the buffer layer 22, and a second electrode 52 is formed on the second semiconductor layer 36. The first electrode 50 and the second electrode 52 are formed by, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, or the like. For example, when the second electrode 52 is formed by a vacuum deposition method, deposition is performed from an oblique direction with respect to the stacking direction. This can prevent the electrode material from entering the recess 40. Also, for example, when the second electrode 52 is formed by a sputtering method, sputtering deposition is performed from an oblique direction with respect to the stacking direction, so that the electrode material can be prevented from entering the recess 40.

以上の工程により、発光装置100を製造することができる。 The above steps allow the light emitting device 100 to be manufactured.

なお、上記では、低屈折率部42が空隙(空気)である場合について説明したが、低屈折率部42の材質がAlGaN、AlN、InAlN、酸化シリコン、窒化シリコン、ポリイミドなどである場合、凹部40を形成する工程S104の後に、凹部40に低屈折率部42を設ける。低屈折率部42は、例えば、MOCVD法、MBE法、CVD法などで、凹部40内に低屈折率部42を構成する材料を埋め込むことで形成できる。凹部40内に低屈折率部42を形成した後に、第2電極52を形成する。これにより、凹部40内に電極材料が入り込むことを防ぐことができる。 In the above, the case where the low refractive index portion 42 is a gap (air) has been described. However, if the material of the low refractive index portion 42 is AlGaN, AlN, InAlN, silicon oxide, silicon nitride, polyimide, or the like, the low refractive index portion 42 is provided in the recess 40 after step S104 of forming the recess 40. The low refractive index portion 42 can be formed by embedding the material constituting the low refractive index portion 42 in the recess 40 by, for example, the MOCVD method, the MBE method, the CVD method, or the like. After the low refractive index portion 42 is formed in the recess 40, the second electrode 52 is formed. This makes it possible to prevent the electrode material from entering the recess 40.

発光装置100の製造方法は、例えば、以下の作用効果を奏することができる。 The manufacturing method for the light emitting device 100 can achieve, for example, the following effects:

発光装置100の製造方法は、基板10に第1半導体層32および発光層34を柱状に形成して、複数の柱状結晶3を形成する工程S100と、発光層34上にAlGaNをエピタキシャル成長させて、第1部分36aと、平面視において第1部分36aを囲み、第1部分36aよりもAl組成比の高い第2部分36bと、を有する第2半導体層36を形成する工程S102と、第2半導体層36の第1部分36aをエッチングして、第2半導体層36に凹部40を形成する工程と、を含む。 The manufacturing method of the light emitting device 100 includes a step S100 of forming a first semiconductor layer 32 and a light emitting layer 34 in a columnar shape on the substrate 10 to form a plurality of columnar crystals 3; a step S102 of epitaxially growing AlGaN on the light emitting layer 34 to form a second semiconductor layer 36 having a first portion 36a and a second portion 36b that surrounds the first portion 36a in a plan view and has a higher Al composition ratio than the first portion 36a; and a step of etching the first portion 36a of the second semiconductor layer 36 to form a recess 40 in the second semiconductor layer 36.

このような発光装置100の製造方法では、AlGaNにおけるAl組成比の違いによるエッチングレートの差を利用することによって、凹部40と柱状部30が1対1に対応する発光装置を容易に製造することができる。すなわち、各柱状部30に注入される電流量のばらつきを低減できる発光装置を容易に製造できる。 In this manufacturing method for the light emitting device 100, by utilizing the difference in etching rate due to the difference in the Al composition ratio in AlGaN, it is possible to easily manufacture a light emitting device in which the recesses 40 and the columnar sections 30 correspond one-to-one. In other words, it is possible to easily manufacture a light emitting device that can reduce the variation in the amount of current injected into each columnar section 30.

例えば、第1半導体層32、発光層34、および第2半導体層36を柱状に形成した後に、電子ビームリソグラフィ、フォトリソグラフィなどのパターニング技術により第2半導体層36に凹部40を形成する場合、柱状部30と凹部40を1対1に対応させるためには、柱状部30と凹部40との位置関係を高い精度で合わせる必要がある。これに対して、発光装置100の製造方法では、このような位置合わせを行う必要がなく、容易に精度よく凹部40を形成できる。 For example, when forming the first semiconductor layer 32, the light-emitting layer 34, and the second semiconductor layer 36 into a columnar shape and then forming a recess 40 in the second semiconductor layer 36 by a patterning technique such as electron beam lithography or photolithography, in order to achieve a one-to-one correspondence between the columnar portion 30 and the recess 40, it is necessary to align the positional relationship between the columnar portion 30 and the recess 40 with high precision. In contrast, the manufacturing method for the light-emitting device 100 does not require such alignment, and the recess 40 can be easily formed with high precision.

1.3. 変形例
1.3.1. 発光装置
次に、第1実施形態の変形例に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図7は、第1実施形態の変形例に係る発光装置110を模式的に示す断面図である。図8は、第1実施形態の変形例に係る発光装置110を模式的に示す平面図である。なお、図8では、便宜上、第2半導体層36のみを図示している。また、図7は、図8のVII-VII線断面図である。
1.3. Modifications 1.3.1. Light-emitting device Next, a light-emitting device according to a modification of the first embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 7 is a cross-sectional view that shows a light-emitting device 110 according to a modification of the first embodiment. Fig. 8 is a plan view that shows a light-emitting device 110 according to a modification of the first embodiment. For convenience, Fig. 8 shows only the second semiconductor layer 36. Fig. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in Fig. 8.

以下、第1実施形態の変形例に係る発光装置110において、上述した第1実施形態に係る発光装置100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。 In the following description of the light-emitting device 110 according to a modified example of the first embodiment, components having the same functions as the components of the light-emitting device 100 according to the first embodiment described above are given the same reference numerals, and detailed descriptions thereof will be omitted.

上述した発光装置100では、図1および図2に示すように、第2半導体層36は柱状部30を構成していた。これに対して、発光装置110では、図7および図8に示すように、第2半導体層36は、複数の柱状部30に跨がって設けられた1つの層である。 In the light emitting device 100 described above, as shown in Figs. 1 and 2, the second semiconductor layer 36 constitutes the columnar section 30. In contrast, in the light emitting device 110, as shown in Figs. 7 and 8, the second semiconductor layer 36 is a single layer provided across multiple columnar sections 30.

図7に示す例では、第2半導体層36の下部360は柱状部30を構成し、第2半導体層36の上部362は柱状部30を構成していない。第2半導体層36の上部362は、柱状ではなく、複数の柱状部30に跨がって設けられた1つの層を構成している。 In the example shown in FIG. 7, the lower portion 360 of the second semiconductor layer 36 constitutes a columnar portion 30, and the upper portion 362 of the second semiconductor layer 36 does not constitute a columnar portion 30. The upper portion 362 of the second semiconductor layer 36 is not columnar, but constitutes a single layer that is provided across multiple columnar portions 30.

第2半導体層36の上部362は、第2半導体層36のうちの第2電極52側の部分であり、図示の例では、第2電極52に接している。第2半導体層36の下部360は、第2半導体層36のうちの発光層34側の部分であり、図示の例では、発光層34に接している。 The upper portion 362 of the second semiconductor layer 36 is the portion of the second semiconductor layer 36 on the second electrode 52 side, and in the illustrated example, is in contact with the second electrode 52. The lower portion 360 of the second semiconductor layer 36 is the portion of the second semiconductor layer 36 on the light emitting layer 34 side, and in the illustrated example, is in contact with the light emitting layer 34.

発光装置110では、発光装置100と同様に、凹部40と柱状部30は、1対1に対応して設けられている。すなわち、1つの柱状部30に対して、1つの凹部40が設けられている。また、発光装置110では、発光装置100と同様に、平面視において、凹部40の中心と柱状部30とは、重なっている。図8に示す例では、凹部40の中心と柱状部30の中心とが、重なっている。 In the light emitting device 110, like the light emitting device 100, the recesses 40 and the columnar portions 30 are provided in a one-to-one correspondence. That is, one recess 40 is provided for one columnar portion 30. Also, in the light emitting device 110, like the light emitting device 100, the center of the recess 40 and the columnar portion 30 overlap in a plan view. In the example shown in FIG. 8, the center of the recess 40 and the center of the columnar portion 30 overlap.

なお、上記では、凹部40が、第2半導体層36の上部362および下部360に設けられていたが、凹部40は、第2半導体層36の上部362のみに設けられていてもよい。すなわち、凹部40は、第2半導体層36の複数の柱状部30に跨がって設けられた部分に設けられており、柱状部30に設けられていなくてもよい。この場合でも、凹部40と柱状部30は1対1に対応して設けられ、平面視において凹部40の中心と柱状部30とは重なっている。 In the above, the recess 40 is provided in the upper portion 362 and the lower portion 360 of the second semiconductor layer 36, but the recess 40 may be provided only in the upper portion 362 of the second semiconductor layer 36. In other words, the recess 40 is provided in a portion of the second semiconductor layer 36 that spans multiple columnar portions 30, and does not have to be provided in the columnar portions 30. Even in this case, the recess 40 and the columnar portions 30 are provided in a one-to-one correspondence, and the center of the recess 40 overlaps with the columnar portion 30 in a planar view.

発光装置110では、上述した発光装置100と同様の作用効果を奏することができる。また、発光装置110では、第2半導体層36が複数の柱状部30に跨がって設けられた1つの層であるため、第2半導体層36が複数の柱状部30に跨がっていない場合と比べて、第2電極52と第2半導体層36の接触面積を大きくすることができ、電気抵抗を低減できる。 The light emitting device 110 can achieve the same effect as the light emitting device 100 described above. In addition, in the light emitting device 110, the second semiconductor layer 36 is a single layer provided across multiple columnar sections 30, so the contact area between the second electrode 52 and the second semiconductor layer 36 can be increased and the electrical resistance can be reduced compared to when the second semiconductor layer 36 does not span multiple columnar sections 30.

1.3.2. 発光装置の製造方法
発光装置110の製造方法は、上述した第2半導体層36を形成する工程S102において、第2半導体層36を複数の柱状部30に跨がって設けられた1つの層として形成する点が、発光装置100の製造方法と異なる。以下では、上述した発光装置100の製造方法と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
1.3.2 Manufacturing Method of Light-Emitting Device The manufacturing method of the light-emitting device 110 differs from the manufacturing method of the light-emitting device 100 in that in step S102 of forming the second semiconductor layer 36 described above, the second semiconductor layer 36 is formed as one layer provided across a plurality of columnar sections 30. Below, the points that differ from the manufacturing method of the light-emitting device 100 described above will be described, and a description of the similar points will be omitted.

図9は、発光装置110の製造工程を模式的に示す断面図である。 Figure 9 is a cross-sectional view that shows a schematic diagram of the manufacturing process of the light-emitting device 110.

柱状結晶3を形成する工程S100は、上述した発光装置100の製造方法と同様に行われる。 Step S100 for forming the columnar crystals 3 is performed in the same manner as in the manufacturing method of the light emitting device 100 described above.

第2半導体層36を形成する工程S102において、発光層34上に、AlGaNをエピタキシャル成長させて、第1部分36aと、第2部分36bと、を有する第2半導体層36を形成する。このとき、図9に示すように、AlGaNを積層方向だけでなく面内方向にも成長する条件で、エピタキシャル成長させる。例えば、エピタキシャル成長させる際に、ガスの供給量、成長温度などを制御することによって、AlGaNを面内方向に成長させることができる。これにより、AlGaNが成長するに従って隣り合う柱状部30間の距離が小さくなり、最終的に隣り合う柱状部30が接続される。 In step S102 of forming the second semiconductor layer 36, AlGaN is epitaxially grown on the light emitting layer 34 to form the second semiconductor layer 36 having a first portion 36a and a second portion 36b. At this time, as shown in FIG. 9, the epitaxial growth is performed under conditions in which the AlGaN grows not only in the stacking direction but also in the in-plane direction. For example, during epitaxial growth, the AlGaN can be grown in the in-plane direction by controlling the gas supply amount, growth temperature, etc. As a result, the distance between adjacent columnar portions 30 decreases as the AlGaN grows, and the adjacent columnar portions 30 are eventually connected.

この結果、第2半導体層36の上部362を複数の柱状部30に跨がった1つの層として形成することができる。 As a result, the upper portion 362 of the second semiconductor layer 36 can be formed as a single layer spanning multiple columnar sections 30.

本工程では、第1部分36aと、第2部分36bと、を有し、複数の柱状部30に跨がった1つの層として形成された第2半導体層36を形成できる。 In this process, a second semiconductor layer 36 can be formed that has a first portion 36a and a second portion 36b and is formed as a single layer spanning multiple columnar sections 30.

第2半導体層36をエッチングする工程S104および第1電極50および第2電極52を形成する工程S106は、上述した発光装置100の製造方法と同様に行われる。 The process S104 of etching the second semiconductor layer 36 and the process S106 of forming the first electrode 50 and the second electrode 52 are performed in the same manner as in the manufacturing method of the light emitting device 100 described above.

以上の工程により、発光装置110を製造することができる。 The above steps allow the light emitting device 110 to be manufactured.

発光装置110の製造方法では、発光層34上にAlGaNをエピタキシャル成長させて、第1部分36aと、平面視において第1部分36aを囲み、第1部分36aよりもAl組成比の高い第2部分36bと、を有する第2半導体層36を形成する工程S102と、第2半導体層36の第1部分36aをエッチングして、第2半導体層36に凹部40を形成する工程と、を含む。また、第2半導体層36を形成する工程S102では、第2半導体層36を複数の柱状部30に跨がった1つの層として形成する。 The manufacturing method of the light emitting device 110 includes a step S102 of epitaxially growing AlGaN on the light emitting layer 34 to form a second semiconductor layer 36 having a first portion 36a and a second portion 36b that surrounds the first portion 36a in a plan view and has a higher Al composition ratio than the first portion 36a, and a step of etching the first portion 36a of the second semiconductor layer 36 to form a recess 40 in the second semiconductor layer 36. In addition, in the step S102 of forming the second semiconductor layer 36, the second semiconductor layer 36 is formed as a single layer spanning multiple columnar portions 30.

このような発光装置110の製造方法では、第2半導体層36が複数の柱状部30に跨がった1つの層である場合でも、AlGaNにおけるAl組成比の違いによるエッチングレートの差を利用することによって、凹部40と柱状部30が1対1に対応する発光装置を容易に製造することができる。 In this manufacturing method for the light emitting device 110, even if the second semiconductor layer 36 is a single layer spanning multiple columnar sections 30, a light emitting device in which the recesses 40 and the columnar sections 30 correspond one-to-one can be easily manufactured by utilizing the difference in etching rate due to the difference in the Al composition ratio in AlGaN.

2. 第2実施形態
2.1. 発光装置
次に、第2実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図10は、第2実施形態に係る発光装置200を模式的に示す断面図である。以下、第2実施形態に係る発光装置200において、上述した第1実施形態に係る発光装置100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
2. Second embodiment 2.1. Light-emitting device Next, a light-emitting device according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 10 is a cross-sectional view showing a light-emitting device 200 according to the second embodiment. Hereinafter, in the light-emitting device 200 according to the second embodiment, components having the same functions as those of the light-emitting device 100 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

発光装置200は、図10に示すように、発光装置100と同様に、凹部40と柱状部30は1対1に対応して設けられており、平面視において凹部40の中心と柱状部30とは重なっている。 As shown in FIG. 10, in the light emitting device 200, like the light emitting device 100, the recesses 40 and the columnar portions 30 are provided in one-to-one correspondence, and the center of the recesses 40 and the columnar portions 30 overlap in a plan view.

発光装置200では、柱状部30を構成する第2半導体層36の径は、例えば、柱状部30を構成する第1半導体層32の径よりも大きい。 In the light emitting device 200, the diameter of the second semiconductor layer 36 constituting the columnar section 30 is, for example, larger than the diameter of the first semiconductor layer 32 constituting the columnar section 30.

発光装置200では、発光装置100と同様の作用効果を奏することができる。 The light emitting device 200 can achieve the same effects as the light emitting device 100.

2.2. 発光装置の製造方法
次に、第2実施形態に係る発光装置200の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図11は、第2実施形態に係る発光装置200の製造方法の一例を示すフローチャートである。図12~図14は、第2実施形態に係る発光装置200の製造工程を模式的に示す断面図である。以下では、上述した発光装置100の製造方法と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
2.2. Manufacturing Method of the Light-Emitting Device Next, a manufacturing method of the light-emitting device 200 according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 11 is a flow chart showing an example of a manufacturing method of the light-emitting device 200 according to the second embodiment. Figs. 12 to 14 are cross-sectional views that typically show the manufacturing process of the light-emitting device 200 according to the second embodiment. Below, differences from the manufacturing method of the light-emitting device 100 described above will be described, and similarities will not be described.

2.2.1. 柱状結晶の形成(S200)
図4に示すように、基板10に、第1半導体層32および発光層34を柱状に形成して、複数の柱状結晶3を形成する。柱状結晶3を形成する工程S200は、上述した柱状結晶3を形成する工程S100と同様に行われる。
2.2.1. Formation of columnar crystals (S200)
4, the first semiconductor layer 32 and the light emitting layer 34 are formed in a columnar shape on the substrate 10 to form a plurality of columnar crystals 3. Step S200 for forming the columnar crystals 3 is performed in the same manner as step S100 for forming the columnar crystals 3 described above.

2.2.2. GaN層の形成(S202)
図12に示すように、発光層34上にGaNをエピタキシャル成長させて、柱状のGaN層4aを形成する。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、MOCVD法、MBE法などが挙げられる。
2.2.2. Formation of GaN layer (S202)
12, a columnar GaN layer 4a is formed by epitaxially growing GaN on the light emitting layer 34. Examples of the method for epitaxial growth include MOCVD and MBE.

2.2.3. 第2半導体層の形成(S204)
図13に示すように、GaN層4a上にAlGaNをエピタキシャル成長させて、GaN層4aを覆うAlGaN層4bを形成する。これにより、GaN層4aと、AlGaN層4bと、を有する第2半導体層36を形成できる。AlGaNのエピタキシャル成長は、AlGaN層4bがGaN層4aを覆うように成長する条件で行う。例えば、ガスの供給量や、成長温度などを制御することによって、AlGaN層4bがGaN層4aを覆うようにエピタキシャル成長させることができる。
2.2.3. Formation of second semiconductor layer (S204)
13, AlGaN is epitaxially grown on the GaN layer 4a to form an AlGaN layer 4b covering the GaN layer 4a. This allows the second semiconductor layer 36 to be formed, which includes the GaN layer 4a and the AlGaN layer 4b. The epitaxial growth of AlGaN is performed under conditions that allow the AlGaN layer 4b to grow so as to cover the GaN layer 4a. For example, by controlling the amount of gas supplied, the growth temperature, and the like, the AlGaN layer 4b can be epitaxially grown so as to cover the GaN layer 4a.

本工程により、第1半導体層32、発光層34、および第2半導体層36からなる柱状部30が形成される。 This process forms a columnar section 30 consisting of a first semiconductor layer 32, a light emitting layer 34, and a second semiconductor layer 36.

2.2.4. 凹部の形成(S206)
図14に示すように、AlGaN層4bをエッチングしてGaN層4aを露出させ、露出したGaN層4aをエッチングして、第2半導体層36に凹部40を形成する。
2.2.4. Formation of recesses (S206)
As shown in FIG. 14, the AlGaN layer 4b is etched to expose the GaN layer 4a, and the exposed GaN layer 4a is then etched to form a recess 40 in the second semiconductor layer .

具体的には、まず、AlGaN層4bをエッチングしてGaN層4aを露出させる。AlGaN層4bのエッチングは、例えば、ICP装置などを用いた、上方から異方性エッチングにより行われる。これにより、第1半導体層32や発光層34がエッチングされることを防ぎつつ、AlGaN層4bをエッチングできる。ここで、AlGaN層4bの中央部は、AlGaN層4bの側壁部よりもAl組成比が低いため、AlGaN層4bの中央部は、AlGaN層4bの側壁部よりもエッチングレートが高い。そのため、AlGaN層4bのエッチングでは、AlGaN層4bの中央部が選択的にエッチングされる。 Specifically, first, the AlGaN layer 4b is etched to expose the GaN layer 4a. The AlGaN layer 4b is etched by anisotropic etching from above using, for example, an ICP device. This allows the AlGaN layer 4b to be etched while preventing the first semiconductor layer 32 and the light emitting layer 34 from being etched. Here, the central portion of the AlGaN layer 4b has a lower Al composition ratio than the sidewall portion of the AlGaN layer 4b, so the etching rate of the central portion of the AlGaN layer 4b is higher than that of the sidewall portion of the AlGaN layer 4b. Therefore, when the AlGaN layer 4b is etched, the central portion of the AlGaN layer 4b is selectively etched.

AlGaN層4bのエッチングが進んでGaN層4aが露出すると、GaN層4aが選択的にエッチングされる。これは、上述したように、Al組成比が高いほどエッチングレートが低いためである。この結果、図14に示すように、第2半導体層36に凹部40が形成される。GaN層4aのエッチングは、上述したAlGaN層4bのエッチングと同様に、ICP装置などを用いた、上方から異方性エッチングにより行われる。 When the etching of the AlGaN layer 4b progresses and the GaN layer 4a is exposed, the GaN layer 4a is selectively etched. This is because, as described above, the higher the Al composition ratio, the lower the etching rate. As a result, as shown in FIG. 14, a recess 40 is formed in the second semiconductor layer 36. The etching of the GaN layer 4a is performed by anisotropic etching from above using an ICP device or the like, similar to the etching of the AlGaN layer 4b described above.

GaN層4aのエッチングは、発光層34を露出させないために、GaN層4aの一部を残した状態で停止する。 The etching of the GaN layer 4a is stopped when part of the GaN layer 4a remains so as not to expose the light-emitting layer 34.

本工程において、GaN層4aをエッチングして凹部40を形成することによって、凹部40と柱状部30を1対1に対応させることができる。さらに、平面視において凹部40の中心の位置と柱状部30の中心の位置とを一致させることができる。 In this process, the GaN layer 4a is etched to form the recess 40, so that the recess 40 and the columnar section 30 can be placed in one-to-one correspondence. Furthermore, the center position of the recess 40 can be made to coincide with the center position of the columnar section 30 in a plan view.

2.2.5. 電極の形成(S208)
図10に示すように、バッファー層22上に第1電極50を形成し、第2半導体層36上に第2電極52を形成する。第1電極50および第2電極52を形成する工程S208は、上述した第1電極50および第2電極52を形成する工程S106と同様に行われる。
2.2.5. Formation of electrodes (S208)
10 , a first electrode 50 is formed on the buffer layer 22, and a second electrode 52 is formed on the second semiconductor layer 36. Step S208 of forming the first electrode 50 and the second electrode 52 is performed in the same manner as step S106 of forming the first electrode 50 and the second electrode 52 described above.

以上の工程により、発光装置200を製造することができる。 The above steps allow the light emitting device 200 to be manufactured.

発光装置200の製造方法は、上述した発光装置100の製造方法と同様に、AlGaNにおけるAl組成比の違いによるエッチングレートの差を利用することによって、凹部40と柱状部30が1対1に対応する発光装置を容易に製造することができる。すなわち、各柱状部30に注入される電流量のばらつきを低減できる発光装置を容易に製造できる。 The manufacturing method for the light emitting device 200, like the manufacturing method for the light emitting device 100 described above, utilizes the difference in etching rate due to differences in the Al composition ratio in AlGaN, making it possible to easily manufacture a light emitting device in which the recesses 40 and the columnar sections 30 correspond one-to-one. In other words, it is possible to easily manufacture a light emitting device that can reduce the variation in the amount of current injected into each columnar section 30.

2.3. 変形例
発光装置200においても、上述した図7に示す発光装置110と同様に、第2半導体層36を複数の柱状部30に跨がって設けられた1つの層としてもよい。この場合、GaN層4aを覆うAlGaN層4bを形成する工程S204において、AlGaN層4bを厚く形成すればよい。これにより、隣り合うAlGaN層4bが接触して複数の柱状部30に跨がった1つの層となる。
7 described above, the second semiconductor layer 36 may be a single layer provided across multiple columnar sections 30. In this case, in step S204 of forming the AlGaN layer 4b covering the GaN layer 4a, the AlGaN layer 4b may be formed thick. This allows adjacent AlGaN layers 4b to come into contact with each other and form a single layer across multiple columnar sections 30.

3. 第3実施形態
3.1. 発光装置
次に、第3実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図15は、第3実施形態に係る発光装置300を模式的に示す断面図である。以下、第3実施形態に係る発光装置300において、上述した第1実施形態に係る発光装置100の構成部材
と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
3. Third embodiment 3.1. Light-emitting device Next, a light-emitting device according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 15 is a cross-sectional view showing a light-emitting device 300 according to the third embodiment. Hereinafter, in the light-emitting device 300 according to the third embodiment, components having the same functions as those of the light-emitting device 100 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

発光装置300は、図15に示すように、発光装置100と同様に、凹部40と柱状部30は、1対1に対応して設けられており、平面視において、凹部40の中心と柱状部30とは、重なっている。 As shown in FIG. 15, in the light emitting device 300, like the light emitting device 100, the recesses 40 and the columnar portions 30 are provided in one-to-one correspondence, and in a plan view, the center of the recesses 40 and the columnar portions 30 overlap.

発光装置300では、第2半導体層36は、例えば、p型のGaN層である。 In the light emitting device 300, the second semiconductor layer 36 is, for example, a p-type GaN layer.

発光装置300では、発光装置100と同様の作用効果を奏することができる。 The light emitting device 300 can achieve the same effects as the light emitting device 100.

3.2. 発光装置の製造方法
次に、第3実施形態に係る発光装置300の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図16は、第3実施形態に係る発光装置300の製造方法の一例を示すフローチャートである。図17~図18は、第3実施形態に係る発光装置300の製造工程を模式的に示す断面図である。以下では、上述した発光装置100の製造方法と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
3.2. Manufacturing Method of the Light-Emitting Device Next, a manufacturing method of the light-emitting device 300 according to the third embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 16 is a flow chart showing an example of a manufacturing method of the light-emitting device 300 according to the third embodiment. Figs. 17 to 18 are cross-sectional views that typically show the manufacturing process of the light-emitting device 300 according to the third embodiment. Below, differences from the manufacturing method of the light-emitting device 100 described above will be described, and similarities will not be described.

3.2.1. 柱状結晶の形成(S300)
図4に示すように、基板10に、第1半導体層32および発光層34を柱状に形成して、複数の柱状結晶3を形成する。柱状結晶3を形成する工程S300は、上述した柱状結晶3を形成する工程S100と同様に行われる。
3.2.1. Formation of columnar crystals (S300)
4, a first semiconductor layer 32 and a light emitting layer 34 are formed in a columnar shape on the substrate 10 to form a plurality of columnar crystals 3. Step S300 for forming the columnar crystals 3 is performed in the same manner as step S100 for forming the columnar crystals 3 described above.

3.2.2. 第2半導体層の形成(S302)
図17に示すように、発光層34上に、GaNをエピタキシャル成長させて、第1部分6aと、第2部分6bと、を有する第2半導体層36を形成する。第1部分6aは、平面視において柱状部30の中央部に形成される。第2部分6bは平面視において第1部分6aを囲んでいる。第2部分6bは、柱状部30の側壁部を構成している。第2部分6bは、第1部分6aよりも結晶性が良い。
3.2.2. Formation of second semiconductor layer (S302)
17, GaN is epitaxially grown on the light emitting layer 34 to form a second semiconductor layer 36 having a first portion 6a and a second portion 6b. The first portion 6a is formed in the center of the columnar portion 30 in a plan view. The second portion 6b surrounds the first portion 6a in a plan view. The second portion 6b forms a sidewall portion of the columnar portion 30. The second portion 6b has better crystallinity than the first portion 6a.

本工程では、発光層34上に、GaNをエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、MOCVD法、MBE法などが挙げられる。GaNをエピタキシャル成長させる際に、柱状部30の中央部にGaの割合が大きい部分を形成する。例えば、エピタキシャル成長させる際に、Gaを過剰に供給することによって、柱状部30の中央部にGaが凝集する。この結果、柱状部30の中央部の結晶性が悪化し、結晶性が悪い第1部分6aと、結晶性の良い第2部分6bと、が形成される。 In this process, GaN is epitaxially grown on the light-emitting layer 34. Examples of methods for epitaxial growth include MOCVD and MBE. When GaN is epitaxially grown, a portion with a high proportion of Ga is formed in the center of the columnar section 30. For example, when epitaxial growth is performed, Ga is aggregated in the center of the columnar section 30 by supplying an excess of Ga. As a result, the crystallinity of the center of the columnar section 30 deteriorates, and a first portion 6a with poor crystallinity and a second portion 6b with good crystallinity are formed.

本工程により、第1半導体層32、発光層34、および第2半導体層36からなる柱状部30が形成される。 This process forms a columnar section 30 consisting of a first semiconductor layer 32, a light emitting layer 34, and a second semiconductor layer 36.

3.2.3. 凹部の形成(S304)
図18に示すように、第2半導体層36の第1部分6aをエッチングして、第2半導体層36に凹部40を形成する。
3.2.3. Formation of recesses (S304)
As shown in FIG. 18, the first portion 6 a of the second semiconductor layer 36 is etched to form a recess 40 in the second semiconductor layer 36 .

ここで、一般的に、同一材料であっても、結晶性が悪いほどエッチングレートが高い。そのため、第1部分6aのエッチングレートは、第2部分6bのエッチングレートよりも高い。したがって、本工程では、この第1部分6aと第2部分6bのエッチングレートの差を利用して第1部分6aを選択的にエッチングすることによって、凹部40を形成する。 Generally, even for the same material, the worse the crystallinity, the higher the etching rate. Therefore, the etching rate of the first portion 6a is higher than the etching rate of the second portion 6b. Therefore, in this process, the recess 40 is formed by selectively etching the first portion 6a by utilizing the difference in etching rate between the first portion 6a and the second portion 6b.

第2半導体層36のエッチングは、例えば、第1部分6aと第2部分6bの選択比が高
くとれる手法であれば特に限定されず、異方性エッチングであってもよいし、等方性エッチングであってもよい。例えば、フッ化水素を用いたエッチングにより、第1部分6aを選択的にエッチングできる。
The etching of the second semiconductor layer 36 is not particularly limited as long as it is a technique that can achieve a high selectivity between the first portion 6 a and the second portion 6 b, and may be anisotropic etching or isotropic etching. For example, the first portion 6 a can be selectively etched by etching using hydrogen fluoride.

本工程において、第2半導体層36の第1部分6aをエッチングして凹部40を形成することによって、凹部40と柱状部30を1対1に対応させることができる。さらに、平面視において凹部40の中心の位置と柱状部30の中心の位置とを一致させることができる。 In this process, the recess 40 is formed by etching the first portion 6a of the second semiconductor layer 36, so that the recess 40 and the columnar portion 30 can be placed in one-to-one correspondence. Furthermore, the center position of the recess 40 can be made to coincide with the center position of the columnar portion 30 in a plan view.

3.2.4. 電極の形成(S306)
図15に示すように、バッファー層22上に第1電極50を形成し、第2半導体層36上に第2電極52を形成する。第1電極50および第2電極52を形成する工程S306は、上述した第1電極50および第2電極52を形成する工程S106と同様に行われる。
3.2.4. Formation of electrodes (S306)
15 , a first electrode 50 is formed on the buffer layer 22, and a second electrode 52 is formed on the second semiconductor layer 36. Step S306 of forming the first electrode 50 and the second electrode 52 is performed in the same manner as step S106 of forming the first electrode 50 and the second electrode 52 described above.

以上の工程により、発光装置300を製造することができる。 The above steps allow the light emitting device 300 to be manufactured.

発光装置300の製造方法は、上述したように、結晶性の違いによるエッチングレートの差を利用することによって、凹部40と柱状部30が1対1に対応する発光装置を容易に製造することができる。すなわち、各柱状部30に注入される電流量のばらつきを低減できる発光装置を容易に製造できる。 As described above, the method for manufacturing the light-emitting device 300 makes it easy to manufacture a light-emitting device in which the recesses 40 and the columnar sections 30 correspond one-to-one by utilizing the difference in etching rate due to differences in crystallinity. In other words, it is easy to manufacture a light-emitting device that can reduce the variation in the amount of current injected into each columnar section 30.

3.3. 変形例
発光装置300においても、上述した図7に示す発光装置110と同様に、第2半導体層36を複数の柱状部30に跨がって設けられた1つの層としてもよい。例えば、上述した第2半導体層36を形成する工程S302において、GaNを積層方向だけでなく面内方向にも成長する条件で、エピタキシャル成長させることで、第2半導体層36を複数の柱状部30に跨がって設けられた1つの層とすることができる。
7 described above, the second semiconductor layer 36 may be a single layer provided across multiple columnar sections 30. For example, in step S302 of forming the second semiconductor layer 36 described above, the second semiconductor layer 36 can be formed as a single layer provided across multiple columnar sections 30 by epitaxially growing GaN under conditions in which GaN grows not only in the stacking direction but also in the in-plane direction.

4. 第4実施形態
4.1. 発光装置
次に、第4実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図19は、第4実施形態に係る発光装置400を模式的に示す断面図である。以下、第4実施形態に係る発光装置400において、上述した第1実施形態に係る発光装置100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
4. Fourth embodiment 4.1. Light-emitting device Next, a light-emitting device according to a fourth embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 19 is a cross-sectional view showing a light-emitting device 400 according to the fourth embodiment. Hereinafter, in the light-emitting device 400 according to the fourth embodiment, components having the same functions as those of the light-emitting device 100 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

発光装置400は、図19に示すように、発光装置100と同様に、凹部40と柱状部30は1対1に対応して設けられており、平面視において凹部40の中心と柱状部30とは重なっている。 As shown in FIG. 19, in the light emitting device 400, like the light emitting device 100, the recesses 40 and the columnar portions 30 are provided in one-to-one correspondence, and the center of the recesses 40 and the columnar portions 30 overlap in a plan view.

発光装置400では、第2半導体層36は、例えば、p型のGaN層である。凹部40は、凹部40の開口の径が凹部40の底の径よりも大きいテーパー形状である。凹部40の形状は、例えば、円錐状である。 In the light-emitting device 400, the second semiconductor layer 36 is, for example, a p-type GaN layer. The recess 40 has a tapered shape in which the diameter of the opening of the recess 40 is larger than the diameter of the bottom of the recess 40. The shape of the recess 40 is, for example, a cone shape.

発光装置400では、発光装置100と同様の作用効果を奏することができる。 The light emitting device 400 can achieve the same effects as the light emitting device 100.

4.2. 発光装置の製造方法
次に、第4実施形態に係る発光装置400の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図20は、第4実施形態に係る発光装置400の製造方法の一例を示すフローチャートである。図21および図22は、第4実施形態に係る発光装置400の製造工程を
模式的に示す断面図である。以下では、上述した発光装置100の製造方法と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略する。
4.2. Manufacturing Method of the Light-Emitting Device Next, a manufacturing method of the light-emitting device 400 according to the fourth embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 20 is a flow chart showing an example of a manufacturing method of the light-emitting device 400 according to the fourth embodiment. Figs. 21 and 22 are cross-sectional views showing a schematic diagram of a manufacturing process of the light-emitting device 400 according to the fourth embodiment. Below, differences from the manufacturing method of the light-emitting device 100 described above will be described, and similarities will not be described.

4.2.1. 柱状結晶の形成(S400)
図4に示すように、基板10に、第1半導体層32および発光層34を柱状に形成して、複数の柱状結晶3を形成する。柱状結晶3を形成する工程S400は、上述した柱状結晶3を形成する工程S100と同様に行われる。
4.2.1. Formation of columnar crystals (S400)
4, a first semiconductor layer 32 and a light emitting layer 34 are formed in a columnar shape on a substrate 10 to form a plurality of columnar crystals 3. Step S400 for forming the columnar crystals 3 is performed in the same manner as step S100 for forming the columnar crystals 3 described above.

4.2.2. 第2半導体層の形成(S402)
図21に示すように、発光層34上に、GaNをエピタキシャル成長させて、第1部分8aと、第2部分8bと、を有する第2半導体層36を形成する。第1部分8aは、平面視において柱状部30の中央部に形成される部分を有する。図示の例では、第1部分8aは、柱状部30の上部に形成されている。第1部分8aは、発光層34に近いほど、径が小さいテーパー部9を有している。テーパー部9は、平面視において柱状部30の中央部に形成されている。第1部分8aは、N極性のGaNである。
4.2.2. Formation of second semiconductor layer (S402)
21, GaN is epitaxially grown on the light emitting layer 34 to form a second semiconductor layer 36 having a first portion 8a and a second portion 8b. The first portion 8a has a portion formed in the center of the columnar portion 30 in a plan view. In the example shown, the first portion 8a is formed in the upper portion of the columnar portion 30. The first portion 8a has a tapered portion 9 whose diameter decreases as it approaches the light emitting layer 34. The tapered portion 9 is formed in the center of the columnar portion 30 in a plan view. The first portion 8a is N-polar GaN.

第2部分8bは、平面視において第1部分8aを囲んでいる部分を有する。図示の例では、第2部分8bは、平面視においてテーパー部9を囲んでいる。第2部分8bは、積層方向において、第1部分8aと発光層34の間に設けられている。第2部分8bは、Ga極性のGaNである。 The second portion 8b has a portion that surrounds the first portion 8a in a planar view. In the illustrated example, the second portion 8b surrounds the tapered portion 9 in a planar view. The second portion 8b is provided between the first portion 8a and the light-emitting layer 34 in the stacking direction. The second portion 8b is GaN with Ga polarity.

本工程では、発光層34上に、GaNをエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、MOCVD法、MBE法などが挙げられる。ここで、例えば、エピタキシャル成長させる際に、Mgを過剰に供給することによって、柱状部30の中央部にN極性のGaNを形成することができる。これにより、N極性の第1部分8aと、Ga極性の第2部分8bと、を有する第2半導体層36を形成できる。 In this process, GaN is epitaxially grown on the light-emitting layer 34. Examples of methods for epitaxial growth include MOCVD and MBE. Here, for example, by supplying an excess of Mg during epitaxial growth, N-polarity GaN can be formed in the center of the columnar section 30. This allows the formation of a second semiconductor layer 36 having an N-polarity first portion 8a and a Ga-polarity second portion 8b.

本工程により、第1半導体層32、発光層34、および第2半導体層36からなる柱状部30が形成される。 This process forms a columnar section 30 consisting of a first semiconductor layer 32, a light emitting layer 34, and a second semiconductor layer 36.

4.2.3. 凹部の形成(S404)
図22に示すように、第2半導体層36の第1部分8aをエッチングして、第2半導体層36に凹部40を形成する。
4.2.3. Formation of recesses (S404)
As shown in FIG. 22, the first portion 8 a of the second semiconductor layer 36 is etched to form a recess 40 in the second semiconductor layer 36 .

第2半導体層36のエッチングは、例えば、第1部分8aと第2部分8bの選択比が高くとれる手法であれば特に限定されず、異方性エッチングであってもよいし、等方性エッチングであってもよい。 The etching of the second semiconductor layer 36 is not particularly limited as long as it is a method that can achieve a high selectivity between the first portion 8a and the second portion 8b, and may be anisotropic etching or isotropic etching.

ここで、水酸化カリウムに対して、N極性のGaNのエッチングレートは、Ga極性のGaNのエッチングレートよりも高い。そのため、水酸化カリウムを用いて第2半導体層36をエッチングすることによって、第1部分8aを選択的にエッチングすることができる。 Here, the etching rate of N-polarity GaN with potassium hydroxide is higher than the etching rate of Ga-polarity GaN. Therefore, by etching the second semiconductor layer 36 with potassium hydroxide, the first portion 8a can be selectively etched.

このように、本工程では、第1部分8aと第2部分8bのエッチングレートの差を利用して第1部分8aを選択的にエッチングすることによって、凹部40を形成する。 In this manner, in this process, the recess 40 is formed by selectively etching the first portion 8a by utilizing the difference in etching rate between the first portion 8a and the second portion 8b.

本工程において、第2半導体層36の第1部分8aをエッチングして凹部40を形成することによって、凹部40と柱状部30を1対1に対応させることができる。さらに、平面視において凹部40の中心の位置と柱状部30の中心の位置とを一致させることができる。 In this process, the recess 40 is formed by etching the first portion 8a of the second semiconductor layer 36, so that the recess 40 and the columnar portion 30 can be in one-to-one correspondence. Furthermore, the position of the center of the recess 40 can be made to coincide with the position of the center of the columnar portion 30 in a plan view.

4.2.4. 電極の形成(S406)
図19に示すように、バッファー層22上に第1電極50を形成し、第2半導体層36上に第2電極52を形成する。第1電極50および第2電極52を形成する工程S306は、上述した第1電極50および第2電極52を形成する工程S106と同様に行われる。
4.2.4. Formation of electrodes (S406)
19 , a first electrode 50 is formed on the buffer layer 22, and a second electrode 52 is formed on the second semiconductor layer 36. Step S306 of forming the first electrode 50 and the second electrode 52 is performed in the same manner as step S106 of forming the first electrode 50 and the second electrode 52 described above.

以上の工程により、発光装置400を製造することができる。 The above steps allow the light emitting device 400 to be manufactured.

発光装置400の製造方法は、上述したように、結晶の極性の違いによるエッチングレートの差を利用することによって、凹部40と柱状部30が1対1に対応する発光装置を容易に製造することができる。すなわち、各柱状部30に注入される電流量のばらつきを低減できる発光装置を容易に製造できる。 As described above, the method for manufacturing the light-emitting device 400 makes it easy to manufacture a light-emitting device in which the recesses 40 and the columnar sections 30 correspond one-to-one by utilizing the difference in etching rate due to the difference in the polarity of the crystal. In other words, it is easy to manufacture a light-emitting device that can reduce the variation in the amount of current injected into each columnar section 30.

4.3. 変形例
発光装置400においても、上述した図7に示す発光装置110と同様に、第2半導体層36を複数の柱状部30に跨がって設けられた1つの層としてもよい。例えば、上述した第2半導体層36を形成する工程S402において、GaNを積層方向だけでなく面内方向にも成長する条件で、エピタキシャル成長させることで、第2半導体層36を複数の柱状部30に跨がって設けられた1つの層とすることができる。
7 described above, the second semiconductor layer 36 may be a single layer provided across multiple columnar sections 30. For example, in step S402 of forming the second semiconductor layer 36 described above, the second semiconductor layer 36 can be a single layer provided across multiple columnar sections 30 by epitaxially growing GaN under conditions in which GaN grows not only in the stacking direction but also in the in-plane direction.

5. 第5実施形態
次に、第5実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図23は、第5実施形態に係るプロジェクター900を模式的に示す図である。
5. Fifth embodiment Next, a projector according to a fifth embodiment will be described with reference to the drawings. Fig. 23 is a diagram illustrating a projector 900 according to the fifth embodiment.

プロジェクター900は、例えば、光源として、発光装置100を有している。 The projector 900 has, for example, a light-emitting device 100 as a light source.

プロジェクター900は、図示しない筐体と、筐体内に備えられている赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ出射する赤色光源100R、緑色光源100G、青色光源100Bと、を有している。なお、便宜上、図23では、赤色光源100R、緑色光源100G、および青色光源100Bを簡略化している。 Projector 900 has a housing (not shown) and red light source 100R, green light source 100G, and blue light source 100B that are provided in the housing and emit red light, green light, and blue light, respectively. For convenience, red light source 100R, green light source 100G, and blue light source 100B are simplified in FIG. 23.

プロジェクター900は、さらに、筐体内に備えられている、第1光学素子902Rと、第2光学素子902Gと、第3光学素子902Bと、第1光変調装置904Rと、第2光変調装置904Gと、第3光変調装置904Bと、投射装置908と、を有している。第1光変調装置904R、第2光変調装置904G、および第3光変調装置904Bは、例えば、透過型の液晶ライトバルブである。投射装置908は、例えば、投射レンズである。 The projector 900 further includes a first optical element 902R, a second optical element 902G, a third optical element 902B, a first light modulation device 904R, a second light modulation device 904G, a third light modulation device 904B, and a projection device 908, which are provided within the housing. The first light modulation device 904R, the second light modulation device 904G, and the third light modulation device 904B are, for example, transmissive liquid crystal light valves. The projection device 908 is, for example, a projection lens.

赤色光源100Rから出射された光は、第1光学素子902Rに入射する。赤色光源100Rから出射された光は、第1光学素子902Rによって集光される。なお、第1光学素子902Rは、集光以外の機能を有していてもよい。後述する第2光学素子902Gおよび第3光学素子902Bについても同様である。 Light emitted from red light source 100R is incident on first optical element 902R. The light emitted from red light source 100R is collected by first optical element 902R. Note that first optical element 902R may have a function other than collecting light. The same applies to second optical element 902G and third optical element 902B described below.

第1光学素子902Rによって集光された光は、第1光変調装置904Rに入射する。第1光変調装置904Rは、入射した光を画像情報に応じて変調させる。そして、投射装置908は、第1光変調装置904Rによって形成された像を拡大してスクリーン910に投射する。 The light collected by the first optical element 902R is incident on the first light modulation device 904R. The first light modulation device 904R modulates the incident light according to image information. The projection device 908 then enlarges the image formed by the first light modulation device 904R and projects it onto the screen 910.

緑色光源100Gから出射された光は、第2光学素子902Gに入射する。緑色光源1
00Gから出射された光は、第2光学素子902Gによって集光される。
The light emitted from the green light source 100G is incident on the second optical element 902G.
The light emitted from the second optical element 900G is collected by the second optical element 902G.

第2光学素子902Gによって集光された光は、第2光変調装置904Gに入射する。第2光変調装置904Gは、入射した光を画像情報に応じて変調させる。そして、投射装置908は、第2光変調装置904Gによって形成された像を拡大してスクリーン910に投射する。 The light collected by the second optical element 902G is incident on the second light modulation device 904G. The second light modulation device 904G modulates the incident light according to image information. The projection device 908 then enlarges the image formed by the second light modulation device 904G and projects it onto the screen 910.

青色光源100Bから出射された光は、第3光学素子902Bに入射する。青色光源100Bから出射された光は、第3光学素子902Bによって集光される。 The light emitted from the blue light source 100B is incident on the third optical element 902B. The light emitted from the blue light source 100B is collected by the third optical element 902B.

第3光学素子902Bによって集光された光は、第3光変調装置904Bに入射する。第3光変調装置904Bは、入射した光を画像情報に応じて変調させる。そして、投射装置908は、第3光変調装置904Bによって形成された像を拡大してスクリーン910に投射する。 The light collected by the third optical element 902B is incident on the third light modulation device 904B. The third light modulation device 904B modulates the incident light according to image information. The projection device 908 then enlarges the image formed by the third light modulation device 904B and projects it onto the screen 910.

また、プロジェクター900は、第1光変調装置904R、第2光変調装置904G、および第3光変調装置904Bから出射された光を合成して投射装置908に導くクロスダイクロイックプリズム906を有することができる。 The projector 900 may also have a cross dichroic prism 906 that combines the light emitted from the first light modulation device 904R, the second light modulation device 904G, and the third light modulation device 904B and directs the light to the projection device 908.

第1光変調装置904R、第2光変調装置904G、および第3光変調装置904Bによって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム906に入射する。クロスダイクロイックプリズム906は、4つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが配置されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は、投射装置908によりスクリーン910上に投射され、拡大された画像が表示される。 The three color lights modulated by the first light modulation device 904R, the second light modulation device 904G, and the third light modulation device 904B are incident on the cross dichroic prism 906. The cross dichroic prism 906 is formed by bonding together four right-angle prisms, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are arranged on its inner surface. The three color lights are combined by these dielectric multilayer films to form light that represents a color image. The combined light is then projected by the projection device 908 onto the screen 910, and an enlarged image is displayed.

なお、赤色光源100R、緑色光源100G、および青色光源100Bは、発光装置100を映像の画素として画像情報に応じて制御することで、第1光変調装置904R、第2光変調装置904G、および第3光変調装置904Bを用いずに、直接的に映像を形成してもよい。そして、投射装置908は、赤色光源100R、緑色光源100G、および青色光源100Bによって形成された映像を、拡大してスクリーン910に投射してもよい。 The red light source 100R, the green light source 100G, and the blue light source 100B may directly form an image without using the first light modulation device 904R, the second light modulation device 904G, and the third light modulation device 904B, by controlling the light emitting device 100 as a pixel of the image according to image information. The projection device 908 may then enlarge and project the image formed by the red light source 100R, the green light source 100G, and the blue light source 100B onto the screen 910.

また、上記の例では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micro Mirror Device)が挙げられる。また、投射装置の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。 In the above example, a transmissive liquid crystal light valve is used as the light modulation device, but a light valve other than liquid crystal may be used, or a reflective light valve may be used. Examples of such light valves include a reflective liquid crystal light valve and a digital micro mirror device. The configuration of the projection device may be changed as appropriate depending on the type of light valve used.

また、光源を、光源からの光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置である走査手段を有するような走査型の画像表示装置の光源装置にも適用することが可能である。 The light source can also be applied to a light source device of a scanning type image display device having a scanning means, which is an image forming device that displays an image of a desired size on a display surface by scanning light from the light source on a screen.

上述した実施形態に係る発光装置は、プロジェクター以外にも用いることが可能である。プロジェクター以外の用途には、例えば、屋内外の照明、ディスプレイのバックライト、レーザープリンター、スキャナー、車載用ライト、光を用いるセンシング機器、通信機器等の光源がある。 The light-emitting device according to the above-described embodiment can be used for purposes other than projectors. Examples of uses other than projectors include light sources for indoor and outdoor lighting, display backlights, laser printers, scanners, car lights, sensing devices that use light, communication devices, etc.

本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形
態や変形例を組み合わせたりしてもよい。
In the present invention, some configurations may be omitted or each embodiment or modified example may be combined within the scope of the features and effects described in this application.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さらに種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成を含む。実質的に同一の構成とは、例えば、機能、方法、及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成である。また、本発明は、実施形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. For example, the present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments. Substantially the same configurations are, for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same purpose and effect. The present invention also includes configurations in which non-essential parts of the configurations described in the embodiments are replaced. The present invention also includes configurations that have the same effects as the configurations described in the embodiments, or that can achieve the same purpose. The present invention also includes configurations in which publicly known technology is added to the configurations described in the embodiments.

3…柱状結晶、4a…GaN層、4b…AlGaN層、6a…第1部分、6b…第2部分、8a…第1部分、8b…第2部分、9…テーパー部、10…基板、20…積層体、22…バッファー層、30…柱状部、32…第1半導体層、34…発光層、36…第2半導体層、36a…第1部分、36b…第2部分、40…凹部、42…低屈折率部、50…第1電極、52…第2電極、60…マスク層、100…発光装置、100R…赤色光源、100G…緑色光源、100B…青色光源、110…発光装置、200…発光装置、300…発光装置、360…下部、362…上部、400…発光装置、900…プロジェクター、902R…第1光学素子、902G…第2光学素子、902B…第3光学素子、904R…第1光変調装置、904G…第2光変調装置、904B…第3光変調装置、906…クロスダイクロイックプリズム、908…投射装置、910…スクリーン 3...columnar crystal, 4a...GaN layer, 4b...AlGaN layer, 6a...first portion, 6b...second portion, 8a...first portion, 8b...second portion, 9...tapered portion, 10...substrate, 20...laminated body, 22...buffer layer, 30...columnar portion, 32...first semiconductor layer, 34...light-emitting layer, 36...second semiconductor layer, 36a...first portion, 36b...second portion, 40...recess, 42...low refractive index portion, 50...first electrode, 52...second electrode, 60...mask layer, 100...light-emitting device, 100R...red light source, 100G...green light source, 100B...blue light source, 110...light emitting device, 200...light emitting device, 300...light emitting device, 360...lower part, 362...upper part, 400...light emitting device, 900...projector, 902R...first optical element, 902G...second optical element, 902B...third optical element, 904R...first light modulation device, 904G...second light modulation device, 904B...third light modulation device, 906...cross dichroic prism, 908...projection device, 910...screen

Claims (10)

基板と、
前記基板に設けられ、複数の柱状部を有する積層体と、
を有し、
前記積層体は、
第1半導体層と、
前記第1半導体層と導電型の異なる第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた発光層と、
を有し、
前記第1半導体層と前記発光層は、前記柱状部を構成し、
前記第1半導体層は、前記基板と前記発光層との間に設けられ、
前記第2半導体層には、凹部が設けられ、
前記凹部には、前記第2半導体層よりも屈折率の低い低屈折率部が設けられ、
前記凹部と前記柱状部は、1対1に対応して設けられている、発光装置。
A substrate;
a laminate provided on the substrate and having a plurality of columnar portions;
having
The laminate comprises:
A first semiconductor layer;
A second semiconductor layer having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer;
a light emitting layer provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
having
the first semiconductor layer and the light emitting layer constitute the columnar portion,
the first semiconductor layer is provided between the substrate and the light emitting layer,
The second semiconductor layer is provided with a recess.
a low refractive index portion having a refractive index lower than that of the second semiconductor layer is provided in the recess;
The light emitting device, wherein the recesses and the columnar portions are provided in one-to-one correspondence.
請求項1において、
平面視において、前記凹部の中心と前記柱状部の中心は重なっている、発光装置。
In claim 1,
The light emitting device, wherein a center of the recess and a center of the columnar portion overlap in a plan view.
請求項1または2において、
前記第2半導体層は、複数の前記柱状部に跨がって設けられた1つの層である、発光装置。
In claim 1 or 2,
the second semiconductor layer is a single layer provided across a plurality of the columnar portions.
請求項1または2において、
前記第2半導体層は、前記柱状部を構成する、発光装置。
In claim 1 or 2,
The second semiconductor layer constitutes the columnar portion.
請求項1ないし4のいずれか1項において、
前記低屈折率部は、空隙である、発光装置。
In any one of claims 1 to 4,
The light emitting device, wherein the low refractive index portion is a gap.
請求項1ないし5のいずれか1項に記載の発光装置を有する、プロジェクター。 A projector having a light-emitting device according to any one of claims 1 to 5. 基板に、第1半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にAlGaNをエピタキシャル成長させて、第1部分と、平面視において前記第1部分を囲み、前記第1部分よりもAl組成比の高い第2部分と、を有し、前記第1半導体層とは導電型の異なる第2半導体層を形成する工程と、
前記第2半導体層の前記第1部分をエッチングして、前記第2半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する、発光装置の製造方法。
forming a first semiconductor layer and a light emitting layer in a columnar shape on a substrate to form a plurality of columnar crystals;
epitaxially growing AlGaN on the light emitting layer to form a second semiconductor layer having a first portion and a second portion surrounding the first portion in a plan view and having a higher Al composition ratio than the first portion, the second semiconductor layer having a different conductivity type from the first semiconductor layer;
etching the first portion of the second semiconductor layer to form a recess in the second semiconductor layer;
The method for manufacturing a light emitting device comprising the steps of:
基板に、第1半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にGaNをエピタキシャル成長させて、柱状のGaN層を形成する工程と、
前記GaN層上にAlGaNをエピタキシャル成長させて、前記GaN層を覆うAlGaN層を有し、前記第1半導体層とは導電型の異なる第2半導体層を形成する工程と、
前記AlGaN層をエッチングして前記GaN層を露出させ、露出した前記GaN層をエッチングして、前記第2半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する、発光装置の製造方法。
forming a first semiconductor layer and a light emitting layer in a columnar shape on a substrate to form a plurality of columnar crystals;
epitaxially growing GaN on the light emitting layer to form a columnar GaN layer;
epitaxially growing AlGaN on the GaN layer to form a second semiconductor layer having an AlGaN layer covering the GaN layer and a conductivity type different from that of the first semiconductor layer;
etching the AlGaN layer to expose the GaN layer, and etching the exposed GaN layer to form a recess in the second semiconductor layer;
The method for manufacturing a light emitting device comprising the steps of:
基板に、第1半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にGaNをエピタキシャル成長させて、第1部分と、平面視において前記第1部分を囲み、前記第1部分よりも結晶性が良い第2部分と、を有し、前記第1半導体層とは導電型の異なる第2半導体層を形成する工程と、
前記第2半導体層の前記第1部分をエッチングして、前記第2半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する、発光装置の製造方法。
forming a first semiconductor layer and a light emitting layer in a columnar shape on a substrate to form a plurality of columnar crystals;
epitaxially growing GaN on the light emitting layer to form a second semiconductor layer having a first portion and a second portion surrounding the first portion in a plan view and having better crystallinity than the first portion, the second semiconductor layer having a different conductivity type from the first semiconductor layer;
etching the first portion of the second semiconductor layer to form a recess in the second semiconductor layer;
The method for manufacturing a light emitting device comprising the steps of:
基板に、第1半導体層および発光層を柱状に形成して、複数の柱状結晶を形成する工程と、
前記発光層上にGaNをエピタキシャル成長させて、N極性の第1部分と、平面視において前記第1部分を囲み、Ga極性の第2部分と、を有し、前記第1半導体層とは導電型の異なる第2半導体層を形成する工程と、
前記第2半導体層の前記第1部分をエッチングして、前記第2半導体層に凹部を形成する工程と、
を有する、発光装置の製造方法。
forming a first semiconductor layer and a light emitting layer in a columnar shape on a substrate to form a plurality of columnar crystals;
epitaxially growing GaN on the light emitting layer to form a second semiconductor layer having a first portion with N polarity and a second portion with Ga polarity surrounding the first portion in a plan view, the second semiconductor layer having a different conductivity type from the first semiconductor layer;
etching the first portion of the second semiconductor layer to form a recess in the second semiconductor layer;
The method for manufacturing a light emitting device comprising the steps of:
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