(57)【要約】【課題】隣り合う柱状部が接触することを抑制することができる発光装置を提供する。【解決手段】基板と、前記基板に設けられた積層体と、を有し、前記積層体は、複数の柱状部を有し、前記柱状部は、ウルツ鉱型の結晶構造を有する物質を含み、前記積層体の積層方向からみた平面視で、複数の前記柱状部は、正方格子または長方格子で配置され、隣り合う前記柱状部の中心を通る直線は、隣り合う前記柱状部の中心の間に位置する、前記柱状部のｍ面に対して傾斜し、隣り合う前記柱状部の頂点は、前記直線上に配置されていない、発光装置。【選択図】図２
2020170746.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に設けられた積層体と、
を有し、
前記積層体は、複数の柱状部を有し、
前記柱状部は、ウルツ鉱型の結晶構造を有する物質を含み、
前記積層体の積層方向からみた平面視で、
複数の前記柱状部は、正方格子または長方格子で配置され、
隣り合う前記柱状部の中心を通る直線は、隣り合う前記柱状部の中心の間に位置する、前記柱状部のｍ面に対して傾斜し、
隣り合う前記柱状部の頂点は、前記直線上に配置されていない、発光装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記積層方向からみた平面視で、
前記直線は、前記ｍ面の垂線に対して、８度以上２２度以下で傾斜している、発光装置。
【請求項３】
基板と、
前記基板に設けられた積層体と、
を有し、
前記積層体は、複数の柱状部を有し、
前記柱状部は、ウルツ鉱型の結晶構造を有する物質を含み、
前記積層体の積層方向からみた平面視で、
複数の前記柱状部は、正三角格子で配置され、
隣り合う前記柱状部の中心を通る直線は、隣り合う前記柱状部の中心の間に位置する、前記柱状部のｍ面に対して傾斜し、
隣り合う前記柱状部の頂点は、前記直線上に配置しない、発光装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記積層方向からみた平面視で、
前記直線は、前記ｍ面の垂線に対して、８度以上２２度以下で傾斜している、発光装置。
【請求項５】
請求項３において、
前記積層方向からみた平面視で、
前記直線は、前記ｍ面と時計回りの方向において接続されたｍ面の垂線に対して、３８度以上５２度以下で傾斜している、発光装置。
【請求項６】
基板に、複数の柱状部を有する積層体を形成する工程を有し、
前記柱状部は、ウルツ鉱型の結晶構造を有する物質を含み、
前記積層体を形成する工程では、
前記積層体の積層方向からみた平面視で、
複数の前記柱状部を、正方格子または長方格子で配置し、
隣り合う前記柱状部の中心を通る直線を、隣り合う前記柱状部の中心の間に位置する、前記柱状部のｍ面に対して傾斜させ、
隣り合う前記柱状部の頂点を、前記直線上に配置させない、発光装置の製造方法。
【請求項７】
請求項６において、
前記積層体を形成する工程では、
前記積層方向からみた平面視で、
前記直線を、前記ｍ面の垂線に対して、８度以上２２度以下で傾斜させる、発光装置の製造方法。
【請求項８】
基板に、複数の柱状部を有する積層体を形成する工程を有し、
前記柱状部は、ウルツ鉱型の結晶構造を有する物質を含み、
前記積層体を形成する工程では、
前記積層体の積層方向からみた平面視で、
複数の前記柱状部を、正三角格子で配置し、
隣り合う前記柱状部の中心を通る直線を、隣り合う前記柱状部の中心の間に位置する、前記柱状部のｍ面に対して傾斜させ、
隣り合う前記柱状部の頂点を、前記直線上に配置させない、発光装置の製造方法。
【請求項９】
請求項８において、
前記積層体を形成する工程では、
前記積層方向からみた平面視で、
前記直線を、前記ｍ面の垂線に対して、８度以上２２度以下で傾斜させる、発光装置の製造方法。
【請求項１０】
請求項８において、
前記積層体を形成する工程では、
前記積層方向からみた平面視で、
前記直線を、前記ｍ面と時計回りの方向において接続されたｍ面の垂線に対して、３８度以上５２度以下で傾斜させる、発光装置の製造方法。
【請求項１１】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光装置、発光装置の製造方法、およびプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複数のナノコラムを光源として備えた小型のプロジェクターの開発が進んでいる。このような小型のプロジェクターは、従来のＬＥＤ（Light Emitting Diode）光源に比べて、高効率・高輝度かつ長寿命な光源を備えることができ、環境にやさしい省エネルギーのプロジェクターとして注目されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法やＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法などにより、半導体基板から複数の開口部を介してマスクパターンの上方に向けてナノコラムを成長させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２３９７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、柱状部の成長中に、柱状部が横方向に成長し、隣り合う柱状部が接触する場合があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る発光装置の一態様は、
基板と、
前記基板に設けられた積層体と、
を有し、
前記積層体は、複数の柱状部を有し、
前記柱状部は、ウルツ鉱型の結晶構造を有する物質を含み、
前記積層体の積層方向からみた平面視で、
複数の前記柱状部は、正方格子または長方格子で配置され、
隣り合う前記柱状部の中心を通る直線は、隣り合う前記柱状部の中心の間に位置する、前記柱状部のｍ面に対して傾斜し、
隣り合う前記柱状部の頂点は、前記直線上に配置されていない。
【０００７】
前記発光装置の一態様において、
前記積層方向からみた平面視で、
前記直線は、前記ｍ面の垂線に対して、８度以上２２度以下で傾斜していてもよい。
【０００８】
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た積層体と、
を有し、
前記積層体は、複数の柱状部を有し、
前記柱状部は、ウルツ鉱型の結晶構造を有する物質を含み、
前記積層体の積層方向からみた平面視で、
複数の前記柱状部は、正三角格子で配置され、
隣り合う前記柱状部の中心を通る直線は、隣り合う前記柱状部の中心の間に位置する、前記柱状部のｍ面に対して傾斜し、
隣り合う前記柱状部の頂点は、前記直線上に配置しない。
【０００９】
前記発光装置の一態様において、
前記積層方向からみた平面視で、
前記直線は、前記ｍ面の垂線に対して、８度以上２２度以下で傾斜していてもよい。
【００１０】
前記発光装置の一態様において、
前記積層方向からみた平面視で、
前記直線は、前記ｍ面と時計回りの方向において接続されたｍ面の垂線に対して、３８度以上５２度以下で傾斜していてもよい。
【００１１】
本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、複数の柱状部を有する積層体を形成する工程を有し、
前記柱状部は、ウルツ鉱型の結晶構造を有する物質を含み、
前記積層体を形成する工程では、
前記積層体の積層方向からみた平面視で、
複数の前記柱状部を、正方格子または長方格子で配置し、
隣り合う前記柱状部の中心を通る直線を、隣り合う前記柱状部の中心の間に位置する、前記柱状部のｍ面に対して傾斜させ、
隣り合う前記柱状部の頂点を、前記直線上に配置させない。
【００１２】
前記発光装置の製造方法の一態様において、
前記積層体を形成する工程では、
前記積層方向からみた平面視で、
前記直線を、前記ｍ面の垂線に対して、８度以上２２度以下で傾斜させてもよい。
【００１３】
本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、複数の柱状部を有する積層体を形成する工程を有し、
前記柱状部は、ウルツ鉱型の結晶構造を有する物質を含み、
前記積層体を形成する工程では、
前記積層体の積層方向からみた平面視で、
複数の前記柱状部を、正三角格子で配置し、
隣り合う前記柱状部の中心を通る直線を、隣り合う前記柱状部の中心の間に位置する、前記柱状部のｍ面に対して傾斜させ、
隣り合う前記柱状部の頂点を、前記直線上に配置させない。
【００１４】
前記発光装置の一態様において、
前記積層体を形成する工程では、
前記積層方向からみた平面視で、
前記直線を、前記ｍ面の垂線に対して、８度以上２２度以下で傾斜させてもよい。
【００１５】
前記発光装置の一態様において、
前記積層体を形成する工程では、
前記積層方向からみた平面視で、
前記直線を、前記ｍ面と時計回りの方向において接続されたｍ面の垂線に対して、３８度以上５２度以下で傾斜させてもよい。
【００１６】
本発明に係るプロジェクターの一態様は、
前記発光装置の一態様を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。
【図２】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図３】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図４】正方格子で配置された柱状部を模式的に示す平面図。
【図５】正方格子で配置された柱状部を模式的に示す平面図。
【図６】第１実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するためのフローチャート。
【図７】第１実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。
【図８】第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図９】第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１０】第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１１】正三角格子で配置された柱状部を模式的に示す平面図。
【図１２】正三角格子で配置された柱状部を模式的に示す平面図。
【図１３】第２実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１４】第２実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す平面図。
【図１５】第３実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。
【図１６】実施例１のＳＥＭ像。
【図１７】実施例２のＳＥＭ像。
【図１８】実施例３のＳＥＭ像。
【図１９】比較例１のＳＥＭ像。
【図２０】比較例２のＳＥＭ像。
【図２１】比較例３のＳＥＭ像。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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。
【００１９】
１．  第１実施形態
１．１．  発光装置
１．１．１．  構成
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１は、図２のＩ−Ｉ線断面図である。
【００２０】
発光装置１００は、図１に示すように、例えば、基板１０と、基板１０に設けられた積層体１２と、第１電極５０と、第２電極５２と、を有している。積層体１２は、バッファー層２０と、マスク層２２と、柱状部３０と、光伝搬層４０と、を有している。なお、便宜上、図２では、柱状部３０以外の部材の図示を省略している。
【００２１】
基板１０は、例えば、サファイア基板、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板などである。
【００２２】
バッファー層２０は、基板１０上に設けられている。バッファー層２０は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層などである。
【００２３】
なお、「上」とは、積層体１２の積層方向（以下、単に「積層方向」ともいう）におい
て、発光層３６からみて基板１０から遠ざかる方向のことであり、「下」とは、積層方向において、発光層３６からみて基板１０に近づく方向のことである。積層体１２の積層方向は、柱状部３０の第１半導体層３４と発光層３６との積層方向である。また、以下では、積層方向と直交する方向を、「基板１０の面内方向」ともいう。
【００２４】
マスク層２２は、バッファー層２０上に設けられている。マスク層２２には、複数の開口部２３が設けられている。積層方向からみて、開口部２３の形状は、例えば、円形である。開口部２３には、柱状部３０が設けられている。マスク層２２は、柱状部３０を成長させる際にマスクとして機能する層である。マスク層２２の材質は、例えば、ＳｉＯ２層、Ｓｉ層、ＳｉＣ層、ＴｉＯ２層、ＨｆＯ２層などである。
【００２５】
柱状部３０は、バッファー層２０上に設けられている。柱状部３０は、ガリウム（Ｇａ）および窒素（Ｎ）を含むＧａＮ系の材料から構成されている。ＧａＮ系の材料は、ウルツ鉱型の結晶構造を有するため、柱状部３０は、平面形状が正六角形となるように成長される傾向がある。図２に示す例では、柱状部３０の平面形状は、正六角形である。柱状部３０の径は、例えば、ｎｍオーダーであり、具体的には５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。柱状部３０の積層方向の大きさは、例えば、０．５μｍ以上３μｍ以下である。ウルツ鉱型の結晶構造を有する物質としては、ＧａＮ系材料以外にも、例えば、ＡｌＮ系、ＺｎＯ系、ＺｎＳ系、ＩｎＮ系の材料が挙げられる。
【００２６】
なお、「径」とは、多角形の平面形状を有する柱状部３０を内部に含む最小の円、すなわち最小包含円の直径である。また、「平面形状」とは、積層方向からみた形状のことである。なお、柱状部３０の中心とは、当該最小包含円の中心である。
【００２７】
柱状部３０は、複数設けられている。柱状部３０は、所定の方向に所定のピッチで周期的に配置されている。柱状部３０のピッチは、例えば、２００ｎｍ以上１μｍ以下である。ここで、「ピッチ」とは、柱状部３０が周期的に配置されている場合の、１周期分の距離をいう。この場合、ピッチは、例えば、隣り合う柱状部３０の中心間の距離である。
【００２８】
柱状部３０は、第１半導体層３４と、発光層３６と、第２半導体層３８と、を有している。
【００２９】
第１半導体層３４は、バッファー層２０上に設けられている。第１半導体層３４は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層である。
【００３０】
発光層３６は、第１半導体層３４上に設けられている。発光層３６は、第１半導体層３４と第２半導体層３８との間に設けられている。発光層３６は、例えば、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とから構成された量子井戸構造を有している。発光層３６は、電流が注入されることで光を発することが可能な層である。
【００３１】
第２半導体層３８は、発光層３６上に設けられている。第２半導体層３８は、第１半導体層３４と導電型の異なる層である。第２半導体層３８は、例えば、Ｍｇがドープされたｐ型のＧａＮ層である。半導体層３４，３８は、発光層３６に光を閉じ込める機能を有するクラッド層である。
【００３２】
発光装置１００では、ｐ型の第２半導体層３８、不純物がドーピングされていない発光層３６、およびｎ型の第１半導体層３４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して電流を注入すると、発光層３６において電子と正孔との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。発光層３６において発生した光は、半導体層３４，３８に
より基板１０の面内方向に光伝搬層４０を通って伝搬して、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、基板１０の面内方向に閉じ込められる。閉じ込められた光は、発光層３６において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出射する。
【００３３】
なお、図示はしないが、基板１０とバッファー層２０との間、または基板１０の下に反射層が設けられていてもよい。該反射層は、例えば、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）層である。該反射層によって、発光層３６において発生した光を反射させることができ、発光装置１００は、第２電極５２側からのみ光を出射することができる。
【００３４】
光伝搬層４０は、隣り合う柱状部３０の間に設けられている。図示の例では、光伝搬層４０は、マスク層２２上に設けられている。光伝搬層４０の屈折率は、例えば、発光層３６の屈折率よりも低い。光伝搬層４０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３６で発生した光は、光伝搬層４０を伝搬することが可能である。ここで、「隣り合う柱状部３０」とは、複数の柱状部３０のうちの第１柱状部３０と、複数の柱状部３０のうちの第１柱状部３０と中心間の距離が最も小さい第２柱状部３０と、のことである。
【００３５】
第１電極５０は、バッファー層２０上に設けられている。バッファー層２０は、第１電極５０とオーミックコンタクトしていてもよい。図示の例では、第１電極５０は、バッファー層２０を介して、第１半導体層３４と電気的に接続されている。第１電極５０は、発光層３６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２０側から、Ｔｉ層、Ａｌ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いる。
【００３６】
第２電極５２は、第２半導体層３８上に設けられている。第２半導体層３８は、第２電極５２とオーミックコンタクトしていてもよい。第２電極５２は、第２半導体層３８と電気的に接続されている。第２電極５２は、発光層３６に電流を注入するための他方の電極である。第２電極５２の材質は、例えば、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などである。
【００３７】
１．１．２．  柱状部の配置
複数の柱状部３０は、図２に示すように、積層方向からみた平面視で、正方格子に配置されている。すなわち、複数の柱状部３０のうち、柱状部３０ａの中心Ｃａと柱状部３０ｂの中心Ｃｂとを結ぶ直線、柱状部３０ａの中心Ｃａと柱状部３０ｃの中心Ｃｃとを結ぶ直線、柱状部３０ｂの中心Ｃｂと柱状部３０ｄの中心Ｃｄとを結ぶ直線、および柱状部３０ｃの中心Ｃｃと柱状部３０ｄの中心Ｃｄとを結ぶ直線がなす図形Ｆは、正方形である。積層方向からみた平面視で、柱状部３０の中心の位置は、マスク層２２に設けられた開口部２３の中心の位置と一致するものとする。
【００３８】
図示の例では、柱状部３０ｂは、柱状部３０ａと隣り合い、柱状部３０ｃは、柱状部３０ａと隣り合っている。図示の例では、２０個の柱状部３０が設けられているが、柱状部３０の数は、特に限定されない。
【００３９】
ここで、図３は、柱状部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄを模式的に示す平面図である。図２および図３に示すように、積層方向からみた平面視で、直線Ｌ１は、柱状部３０ａの中心Ｃａと、柱状部３０ｂの中心Ｃｂと、を通る仮想直線である。直線Ｌ１は、第１方向に延出している。
【００４０】
直線Ｌ１は、中心Ｃａ，Ｃｂ間に位置するｍ面３１ａ，３１ｂに対して傾斜している。ｍ面３１ａは、柱状部３０ａの面である。ｍ面３１ｂは、柱状部３０ｂの面である。ｍ面３１ａとｍ面３１ｂとは、例えば、平行である。柱状部３０は、６つのｍ面を有している
。ｍ面は、柱状部３０の側面である。図２に示す例では、直線Ｌ１は、全ての柱状部３０のｍ面と直交せず、かつ、全ての柱状部３０のｍ面に平行でない。
【００４１】
直線Ｌ１は、図３に示すように、ｍ面３１ａの垂線Ｐａ、およびｍ面３１ｂの垂線Ｐｂに対して、例えば、８度以上２２度以下で傾斜している。垂線Ｐａに対する直線Ｌ１の角度θと、垂線Ｐｂに対する直線Ｌ１の角度θとは、同じ角度であり、角度θは、８度以上２２度以下である。
【００４２】
積層方向からみた平面視で、柱状部３０ａ，３０ｂの頂点は、直線Ｌ１上に配置されていない。すなわち、直線Ｌ１は、柱状部３０ａ，３０ｂの頂点を通らない。図２に示す例では、直線Ｌ１は、全ての柱状部３０の頂点を通らない。柱状部３０の頂点は、ｍ面の接続点である。
【００４３】
図２および図３に示すように、積層方向からみた平面視で、直線Ｌ２は、柱状部３０ａの中心Ｃａと、柱状部３０ｃの中心Ｃｃと、を通る仮想直線である。直線Ｌ２は、第１方向と直交する第２方向に延出しており、直線Ｌ１と直交している。
【００４４】
直線Ｌ２は、中心Ｃａ，Ｃｃ間に位置するｍ面３２ａ，３２ｃに対して傾斜している。ｍ面３２ａは、柱状部３０ａの面である。ｍ面３２ａは、ｍ面３１ａに接続されていない。ｍ面３２ａは、ｍ面３１ａに対して、例えば、６０度で傾斜している。ｍ面３２ｃは、柱状部３０ｃの面である。ｍ面３２ａとｍ面３２ｃとは、例えば、平行である。図２に示す例では、直線Ｌ２は、全ての柱状部３０のｍ面と直交せず、かつ、全ての柱状部３０のｍ面に平行でない。
【００４５】
直線Ｌ２は、図３に示すように、ｍ面３２ａの垂線Ｑａ、およびｍ面３２ｃの垂線Ｑｃに対して、例えば、８度以上２２度以下で傾斜している。垂線Ｑａに対する直線Ｌ２の角度θと、垂線Ｑｃに対する直線Ｌ２の角度θとは、同じ角度であり、角度θは、８度以上２２度以下である。
【００４６】
積層方向からみた平面視で、柱状部３０ａ，３０ｃの頂点は、直線Ｌ２上に配置されていない。すなわち、直線Ｌ２は、柱状部３０ａ，３０ｃの頂点を通らない。図２に示す例では、直線Ｌ２は、全ての柱状部３０の頂点を通らない。
【００４７】
１．１．３．  特徴
発光装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
【００４８】
発光装置１００では、積層体１２は、複数の柱状部３０を有し、柱状部３０は、ウルツ鉱型の結晶構造を有する物質を含み、積層方向からみた平面視で、複数の柱状部３０は、正方格子で配置され、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂの中心Ｃａ，Ｃｂを通る直線Ｌ１は、隣り合う３０ａ，３０ｂの中心Ｃａ，Ｃｂの間に位置する、柱状部３０ａ，３０ｂのｍ面３１ａ，３１ｂに対して傾斜し、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂの頂点は、直線Ｌ１上に配置されていない。そのため、発光装置１００では、柱状部３０の成長中に、柱状部３０が横方向、すなわち基板１０の面内方向に成長したとしても、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂが接触することを抑制することができる。隣り合う柱状部が接触すると、発光時の電力効率、最大光出力の大幅な低下を招くことがある。さらに、所望の波長が発光しないことがある。
【００４９】
ここで、柱状部３０のｍ面は、安定した面であり、柱状部３０の成長時にｍ面が形成されると、柱状部３０は、ｍ面から横方向に成長し難い。そのため、柱状部３０が横方向に成長する場合、図３に示す矢印のように、柱状部３０は、ｍ面とｍ面との接続点である頂
点から、柱状部の中心と該頂点とを結ぶ方向に成長する。
【００５０】
上記のように、発光装置１００では、直線Ｌ１は、ｍ面３１ａ，３１ｂに対して傾斜し、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂの頂点は、直線Ｌ１上に配置されていなため、中心Ｃａとｍ面３１ａの端の頂点とを通る矢印Ａ１と、中心Ｃｂとｍ面３１ｂの端の頂点とを通る矢印Ａ２と、を接触させないようにすることができる。そのため、発光装置１００では、図４に示すように、直線Ｌ１がｍ面３１ａ，３１ｂに対して直交している場合に比べて、柱状部３０の成長中に、柱状部３０が横方向に成長したとしても、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂが接触することを抑制することができる。または、仮に、矢印Ａ１と矢印Ａ２とが接触するとしても、例えば、中心Ｃａと、矢印Ａ１と矢印Ａ２との接触点と、の間の距離を大きくすることができる。したがって、図４に示す例に比べて、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂが接触することを抑制することができる。
【００５１】
なお、図４に示す中心Ｃａ，Ｃｂ間の距離は、図３に示す中心Ｃａ，Ｃｂ間の距離と同じである。また、図４に示す中心Ｃａ，Ｃｃ間の距離は、図３に示す中心Ｃａ，Ｃｃ間の距離と同じである。
【００５２】
同様に、発光装置１００では、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｃの中心Ｃａ，Ｃｃを通る直線Ｌ２は、隣り合う３０ａ，３０ｃの中心Ｃａ，Ｃｃの間に位置する、柱状部３０ａ，３０ｃのｍ面３２ａ，３２ｃに対して傾斜し、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｃの頂点は、直線Ｌ２上に配置されていないため、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｃが接触することを抑制することができる。
【００５３】
発光装置１００では、積層方向からみた平面視で、直線Ｌ１は、ｍ面３１ａ，３１ｂの垂線Ｐａ，Ｐｂに対して、８度以上２２度以下で傾斜している。そのため、発光装置１００では、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂが接触することを、より確実に抑制することができる。
【００５４】
ここで、後述する「４．  実施例および比較例」に示すように、θが８度の場合に隣り合う柱状部の接触防止の効果が確認された。一方、θが３０度の場合は、図５に示すように、直線Ｌ１は、柱状部３０ａ，３０ｂの頂点を通り、実質的に図４に示した例と同じとなる。したがって、３０度から８度を引いた８°≦θ≦２２°の範囲であれば、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂが接触することを、より確実に抑制することができる。
【００５５】
なお、上記では、ＩｎＧａＮ系の発光層３６について説明したが、発光層３６は、ＡｌＧａＮ系であってもよい。
【００５６】
また、上記では、発光装置１００がレーザーである場合について説明したが、発光装置１００は、ＬＥＤであってもよい。
【００５７】
また、上記では、柱状部３０は、発光層３６を有している場合について説明したが、柱状部３０は、発光層３６を有してなくてもよい。例えば、複数の柱状部３０と、第２電極５２との間に、構造体を有し、該構造体は、第１半導体層３４と、第２半導体層３８と、第１半導体層３４と第２半導体層３８との間に設けられた発光層３６と、を有していてもよい。この場合、柱状部３０は、ｎ型の半導体層によって構成されていてもよい。
【００５８】
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６は、第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法を説明するためのフローチャートである。図７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。
【００５９】
図７に示すように、基板１０を準備する（ステップＳ１）。
【００６０】
次に、基板１０上に、複数の柱状部３０を有する積層体１２を形成する（ステップＳ２）。
【００６１】
具体的には、バッファー層２０をエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法などが挙げられる。
【００６２】
次に、マスク層２２を形成する。マスク層２２は、例えば、スパッタ法により形成される。次に、マスク層２２をパターニングして、開口部２３を形成する。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって行われる。
【００６３】
図１に示すように、マスク層２２をマスクとして、複数の開口部２３から、バッファー層２０上に、第１半導体層３４、発光層３６、および第２半導体層３８をこの順で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。
【００６４】
本工程では、積層方向からみた平面視で、複数の柱状部３０を、正方格子で配置させる。さらに、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂの中心を通る直線Ｌ１を、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂの中心Ｃａ，Ｃｂの間に位置する、柱状部３０ａ，３０ｂのｍ面３１ａ，３１ｂに対して傾斜させる。さらに、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂの頂点を、直線Ｌ１上に配置させない。さらに、直線Ｌ１を、ｍ面３１ａ，３１ｂの垂線Ｐａ，Ｐｂに対して、例えば、８度以上２２度以下で傾斜させる。例えば、ウェハー状の基板１０において、オリフラを所定の位置に合わせた後、ウェハーを回転させ、該回転されたウェハーの開口部２３から柱状部３０を成長させることにより、角度θを８度以上２２度以下としてもよい。または、開口部２３を形成するためのマスクを調整することにより、角度θを８度以上２２度以下としてもよい。
【００６５】
次に、隣り合う柱状部３０の間に光伝搬層４０を形成する。光伝搬層４０は、例えば、スピンコート法などによって形成される。
【００６６】
以上の工程により、積層体１２を形成することができる。
【００６７】
次に、バッファー層２０上に第１電極５０を形成し、第２半導体層３８上に第２電極５２を形成する（ステップＳ３）。第１電極５０および第２電極５２は、例えば、真空蒸着法などにより形成される。
【００６８】
以上の工程により、発光装置１００を製造することができる。
【００６９】
発光装置１００の製造方法は、「１．１．３．特徴」で説明したように、柱状部３０の成長中に、柱状部３０が横方向に成長したとしても、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂが接触することを抑制することができる。
【００７０】
なお、上記では、複数の柱状部３０は、正方格子で配置されていたが、これに限らず、複数の柱状部３０は、図８に示すように、長方格子で配置されていてもよい。すなわち、複数の柱状部３０のうち、柱状部３０ａの中心Ｃａと柱状部３０ｂの中心Ｃｂとを結ぶ直線、柱状部３０ａの中心Ｃａと柱状部３０ｃの中心Ｃｃとを結ぶ直線、柱状部３０ｂの中心Ｃｂと柱状部３０ｄの中心Ｃｄとを結ぶ直線、および柱状部３０ｃの中心Ｃｃと柱状部
３０ｄの中心Ｃｄとを結ぶ直線がなす図形Ｆは、長方形であってもよい。図示の例では、柱状部３０ａの中心Ｃａと柱状部３０ｂの中心Ｃｂとの間の距離は、柱状部３０ａの中心Ｃａと柱状部３０ｃの中心Ｃｃとの間の距離よりも小さい。このような場合であっても、柱状部３０の成長中に、柱状部３０が横方向に成長したとしても、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂが接触することを抑制することができる。
【００７１】
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９は、第２実施形態に係る発光装置２００を模式的に示す平面図である。なお、便宜上、図９では、柱状部３０以外の部材の図示を省略している。
【００７２】
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の例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。
【００７３】
上述した発光装置１００では、図２に示すように、積層方向からの平面視で、複数の柱状部３０は、正方格子で配置されていた。
【００７４】
これに対し、発光装置２００では、図９に示すように、積層方向からの平面視で、複数の柱状部３０は、正三角格子で配置されている。すなわち、複数の柱状部３０のうち、柱状部３０ａの中心Ｃａと柱状部３０ｂの中心Ｃｂとを結ぶ直線、柱状部３０ｂの中心Ｃｂと柱状部３０ｃの中心Ｃｃとを結ぶ直線、および柱状部３０ａの中心Ｃａと柱状部３０ｃの中心Ｃｃとを結ぶ直線がなす図形Ｆは、正三角形である。
【００７５】
ここで、図１０は、柱状部３０ａ，３０ｂ，３０ｃを模式的に示す平面図である。図９および図１０に示すように、積層方向からみた平面視で、直線Ｌ１と直線Ｌ２とは、６０度で交差している。柱状部３０ａのｍ面３１ａ，３２ａは、互いに接続されている。
【００７６】
発光装置２００では、積層方向からみた平面視で、複数の柱状部３０は、正三角子で配置され、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂの中心Ｃａ，Ｃｂを通る直線Ｌ１は、隣り合う３０ａ，３０ｂの中心Ｃａ，Ｃｂの間に位置する、柱状部３０ａ，３０ｂのｍ面３１ａ，３１ｂに対して傾斜し、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂの頂点は、直線Ｌ１上に配置されていない。そのため、発光装置２００では、図１１に示すように、直線Ｌ１がｍ面３１ａ，３１ｂに対して直交している場合や、図１２に示すように、直線Ｌ１が頂点を通る場合に比べて、発光装置１００と同様に、柱状部３０の成長中に、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｃが接触することを抑制することができる。
【００７７】
なお、図１０に示す中心Ｃａ，Ｃｂ間の距離は、図１１および図１２に示す中心Ｃａ，Ｃｂ間の距離と同じである。また、図１０に示す中心Ｃａ，Ｃｃ間の距離は、図１１および図１２に示す中心Ｃａ，Ｃｃ間の距離と同じである。
【００７８】
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説明する。第２実施形態に係る発光装置２００の製造方法は、複数の柱状部３０を、正三角格子で配置させること以外は、上述した第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と、基本的に同じである。したがって、その詳細な説明を省略する。
【００７９】
２．３．  発光装置の変形例
次に、第２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１３および図１４は、第２実施形態の変形例に係る発光装置２１０を模式的に示す平面
図である。なお、便宜上、図１３では、柱状部３０以外の部材の図示を省略している。また、図１４では、柱状部３０ａ，３０ｂ，３０ｃ以外の部材の図示を省略している。
【００８０】
以下、第２実施形態の変形例に係る発光装置２１０において、上述した第２実施形態に係る発光装置２００の例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。
【００８１】
発光装置２１０では、図１３および図１４に示すように、積層方向からの平面視で、柱状部３０ａのｍ面３３ａの垂線Ｒａに対して、３８度以上５２度以下で傾斜している点において、上述した発光装置２００と異なる。すなわち、垂線Ｒａに対する直線Ｌ１の角度φは、３８度以上５２度以下である。積層方向からの平面視で、ｍ面３３ａは、ｍ面３１ａと時計回りの方向において接続されたｍ面である。
【００８２】
発光装置２１０の製造方法は、直線Ｌ１を、ｍ面３３ａの垂線Ｒａに対して、３８度以上５２度以下で傾斜させること以外は、上述した発光装置２００の製造方法と、基本的に同じである。
【００８３】
発光装置２１０では、積層方向からみた平面視で、直線Ｌ１は、ｍ面３１ａと時計回りの方向において接続されたｍ面３３ａの垂線Ｒａに対して、３８度以上５２度以下で傾斜している。そのため、発光装置２１０では、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂが接触することを、より確実に抑制することができる。
【００８４】
ここで、後述する「４．  実施例および比較例」に示すように、φが３８度の場合に隣り合う柱状部の接触防止の効果が確認された。一方、φが６０度の場合は、直線Ｌ１がｍ面と直交し、実質的に図１１に示した例と同じとなる。したがって、６０度から８度を引いた３８°≦θ≦５２°の範囲であれば、隣り合う柱状部３０ａ，３０ｂが接触することを、より確実に抑制することができる。
【００８５】
３．  第３実施形態
次に、第３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１５は、第３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。
【００８６】
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。
【００８７】
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１５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。
【００８８】
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レンズアレイ９０２Ｒと、第２レンズアレイ９０２Ｇと、第３レンズアレイ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。
【００８９】
赤色光源１００Ｒから出射された光は、第１レンズアレイ９０２Ｒに入射する。赤色光源１００Ｒから出射された光は、第１レンズアレイ９０２Ｒによって、集光され、例えば重畳されることができる。
【００９０】
第１レンズアレイ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。
【００９１】
緑色光源１００Ｇから出射された光は、第２レンズアレイ９０２Ｇに入射する。緑色光源１００Ｇから出射された光は、第２レンズアレイ９０２Ｇによって、集光され、例えば重畳されることができる。
【００９２】
第２レンズアレイ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。
【００９３】
青色光源１００Ｂから出射された光は、第３レンズアレイ９０２Ｂに入射する。青色光源１００Ｂから出射された光は、第３レンズアレイ９０２Ｂによって、集光され、例えば重畳されることができる。
【００９４】
第３レンズアレイ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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
本発明に係る発光装置の用途は、上述した実施形態に限定されず、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。
【０１０１】
４．  実施例および比較例
以下に実施例および比較例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例および比較例によって何ら限定されるものではない。
【０１０２】
サファイア基板上に、ＭＯＣＶＤ法により、ｎ型のＧａＮをバッファー層として、成長させた。次に、スパッタ法により、バッファー層上にマスク層を形成し、パターニングによりマスク層に平面形状が円形の開口部を形成した。次に、マスク層をマスクとして、ｎ型のＧａＮ層を形成し、複数の柱状部を形成した。上記のような試料において、柱状部の配置を変更した。
【０１０３】
実施例１は、図２および図３に示した発光装置に対応し、複数の柱状部を正方格子に配置させ、θを８度としたものである。
【０１０４】
実施例２は、図９および図１０に示した発光装置に対応し、複数の柱状部を正三角格子に配置させ、θを８度としたものである。
【０１０５】
実施例３は、図１３および図１４に示した発光装置に対応し、複数の柱状部を正三角格子に配置させ、φを３８度としたものである。
【０１０６】
比較例１は、図４に示した発光装置に対応し、複数の柱状部を正方格子に配置させ、直線Ｌ１がｍ面に直交するものである。
【０１０７】
比較例２は、図１１に示した発光装置に対応し、複数の柱状部を正三角格子に配置させ、直線Ｌ１がｍ面に直交するものである。
【０１０８】
比較例３は、図１２に示した発光装置に対応し、複数の柱状部を正三角格子に配置させ、直線Ｌ１が頂点を通るものである。
【０１０９】
実施例１〜３および比較例１〜３のＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）観察を行った。図１６は、実施例１のＳＥＭ像である。図１７は、実施例２のＳＥＭ像である。図１８は、実施例３のＳＥＭ像である。図１９は、比較例１のＳＥＭ像である。図２０は、比較例２のＳＥＭ像である。図２１は、比較例３のＳＥＭ像である。
【０１１０】
比較例１〜３では、図１９〜図２１に示すように、隣り合う柱状部が接触し、接触した箇所からＧａＮが成長している部分Ｅが確認させた。一方、実施例１〜３では、図１６〜図１９に示すように、隣り合う柱状部が接触することは、確認されなかった。したがって、実施例１〜３では、隣り合う柱状部が接触することを抑制できることがわかった。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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、および結果が同一の構成、あるいは目的およ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または同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【符号の説明】
【０１１３】
１０…基板、１２…積層体、２０…バッファー層、２２…マスク層、２３…開口部、３０，３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…柱状部、３１ａ，３１ｂ，３２ａ，３２ｃ，３３ａ…ｍ面、３４…第１半導体層、３６…発光層、３８…第２半導体層、４０…光伝搬層、５０…第１電極、５２…第２電極、１００…発光装置、１００Ｒ…赤色光源、１００Ｇ…緑色光源、１００Ｂ…青色光源、２００，２１０…発光装置、９００…プロジェクター、９０２Ｒ…第１レンズアレイ、９０２Ｇ…第２レンズアレイ、９０２Ｂ…第３レンズアレイ、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
【図１】
2020170746.tif 000003
【図２】
2020170746.tif 000004
【図３】
2020170746.tif 000005
【図４】
2020170746.tif 000006
【図５】
2020170746.tif 000007
【図６】
2020170746.tif 000008
【図７】
2020170746.tif 000009
【図８】
2020170746.tif 000010
【図９】
2020170746.tif 000011
【図１０】
2020170746.tif 000012
【図１１】
2020170746.tif 000013
【図１２】
2020170746.tif 000014
【図１３】
2020170746.tif 000015
【図１４】
2020170746.tif 000016
【図１５】
2020170746.tif 000017
【図１６】
2020170746.tif 000018
【図１７】
2020170746.tif 000019
【図１８】
2020170746.tif 000020
【図１９】
2020170746.tif 000021
【図２０】
2020170746.tif 000022
【図２１】
2020170746.tif 000023