(57)【要約】【課題】  面発光型ウエハ及びその製造方法、並びに面発光型ウエハのバーンイン方法において、バーンイン工程の簡略化及びコストダウンを図ることにある。【解決手段】  面発光型ウエハは、基板１０と、基板１０の上方に形成された複数の面発光型素子１と、を含む。それぞれの面発光型素子１は、発光素子部２０と、発光素子部２０を駆動する第１及び第２の電極３０，３２と、整流素子部４０と、を含む。整流素子部４０は、第１及び第２の電極３０，３２の間に並列接続され、発光素子部２０とは逆方向の整流作用を有する。複数の面発光型素子１は、それぞれの発光素子部２０の順方向が一致する向きに直列接続されている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の上方に形成された複数の面発光型素子と、を含む面発光型ウエハであって、
それぞれの前記面発光型素子は、発光素子部と、前記発光素子部を駆動する第１及び第２の電極と、整流素子部と、を含み、
前記整流素子部は、前記第１及び第２の電極の間に並列接続され、前記発光素子部とは逆方向の整流作用を有し、
複数の前記面発光型素子は、それぞれの前記発光素子部の順方向が一致する向きに直列接続されている、面発光型ウエハ。
【請求項２】
請求項１記載の面発光型ウエハにおいて、
前記発光素子部は、前記基板の上方に、前記基板側から配置された、第１の導電型からなる第１の半導体部と、活性層として機能する第２の半導体部と、第２の導電型からなる第２の半導体部と、を含み、
前記整流素子部は、前記基板の上方に、前記基板側から配置された、前記第１の半導体部と同一組成からなる第１の支持部と、前記第２の半導体部と同一組成からなる第２の支持部と、第４の半導体部と、第５の半導体部と、を含む、面発光型ウエハ。
【請求項３】
請求項２記載の面発光型ウエハにおいて、
前記第４の半導体部は、第２の導電型からなり、
前記第５の半導体部は、第１の導電型からなる、面発光型ウエハ。
【請求項４】
請求項３記載の面発光型ウエハにおいて、
前記第４の半導体部は、前記第３の半導体部と同一組成から形成されている、面発光型ウエハ。
【請求項５】
請求項２から請求項４のいずれかに記載の面発光型ウエハにおいて、
前記第４及び第５の半導体部の間に、容量低減部が設けられている、面発光型ウエハ。
【請求項６】
請求項５記載の面発光型ウエハにおいて、
前記容量低減部は、真性半導体からなる、面発光型ウエハ。
【請求項７】
請求項５記載の面発光型ウエハにおいて、
前記容量低減部は、前記第４又は第５の半導体部よりも低濃度不純物の半導体からなる、面発光型ウエハ。
【請求項８】
請求項５から請求項７のいずれかに記載の面発光型ウエハにおいて、
前記第４の半導体部は、ＧａＡｓ層を最上面に含み、
前記容量低減部は、ＡｌＧａＡｓ層を含む、面発光型ウエハ。
【請求項９】
請求項２記載の面発光型ウエハにおいて、
前記第４及び第５の半導体部は、いずれかにショットキー接合が形成されている、面発光型ウエハ。
【請求項１０】
請求項９記載の面発光型ウエハにおいて、
前記第３の半導体部は、組成の異なる少なくとも２層を含み、
前記第４の半導体部は、前記組成の異なる少なくとも２層のいずれか１層と同一組成を含み、
前記第５の半導体部は、前記組成の異なる少なくとも２層の他の１層と同一組成を含む、面発光型ウエハ。
【請求項１１】
請求項２から請求項１０のいずれかに記載の面発光型ウエハにおいて、
前記発光素子部は、面発光型半導体レーザとして機能し、
前記第１の半導体部は、第１のミラーとして機能し、
前記第３の半導体部は、第２のミラーとして機能する、面発光型ウエハ。
【請求項１２】
請求項１０を引用する請求項１１記載の面発光型ウエハにおいて、
前記第３の半導体部は、Ａｌ組成の異なる少なくとも２層のＡｌＧａＡｓ層を含み、
前記第５の半導体部は、前記第４の半導体部よりもＡｌ組成の高いＡｌＧａＡｓ層を含み、
前記第５の半導体部にショットキー接合が形成されている、面発光型ウエハ。
【請求項１３】
請求項１から請求項１２のいずれかに記載の面発光型ウエハを使用したバーンイン方法であって、
直列接続された複数の前記面発光型素子に、前記発光素子部の順方向に所定電流値の電流を流すことを含み、
前記所定電流値は、前記整流素子部のブレークダウン電圧に対応する電流値よりも大きい、面発光型ウエハのバーンイン方法。
【請求項１４】
基板の上方に、発光素子部と、前記発光素子部を駆動する第１及び第２の電極と、整流素子部と、をそれぞれが含む複数の面発光型素子を形成することを含み、
それぞれの前記面発光型素子の形成工程で、前記整流素子を、前記第１及び第２の電極の間において、前記発光素子部とは逆方向の整流作用を有する向きに並列接続し、
それぞれの前記面発光型素子の形成工程後に、複数の前記面発光型素子を、それぞれの前記発光素子部の順方向が一致する向きに直列接続する、面発光型ウエハの製造方法。
【請求項１５】
請求項１４記載の面発光型ウエハの製造方法において、
それぞれの前記面発光型素子の形成工程は、
（ａ）前記基板の上方に、第１の導電型からなる第１の半導体層と、活性層として機能する第２の半導体層と、第２の導電型からなる第３の半導体層と、第１の導電型からなる第４の半導体層と、を形成すること、
（ｂ）少なくとも前記第３及び第４の半導体層をエッチングすることによって、前記基板の上方に前記基板側から配置された、第１の導電型からなる第１の半導体部、活性層として機能する第２の半導体部、及び第２の導電型からなる第３の半導体部、を含む前記発光素子部と、前記基板の上方に前記基板側から配置された、前記第１の半導体部と同一組成からなる第１の支持部、前記第２の半導体部と同一組成からなる第２の支持部、第２の導電型からなる第４の半導体部、及び第１の導電型からなる第５の半導体部、を含む前記整流素子部と、を形成すること、
（ｃ）前記第１及び第２の電極を形成すること、
（ｄ）前記第４及び第５の半導体部を、前記第１及び第２の電極の間において、前記発光素子部とは逆方向の整流作用を有する向きに並列接続すること、
を含む、面発光型ウエハの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の面発光型ウエハの製造方法において、
前記（ａ）工程で、前記第３及び第４の半導体層の間に、容量低減層を形成することをさらに含み、
前記（ｂ）工程で、前記容量低減層をパターニングすることによって、前記第４及び第５の半導体部の間に、容量低減部を形成することをさらに含む、面発光型ウエハの製造方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の面発光型ウエハの製造方法において、
前記第３の半導体層は、ＧａＡｓ層を最上面に含み、
前記容量低減層は、ＡｌＧａＡｓ層を含み、
前記（ｂ）工程で、前記容量低減層をウエットエッチングによってパターニングする、面発光型ウエハの製造方法。
【請求項１８】
請求項１４記載の面発光型ウエハの製造方法において、
それぞれの前記面発光型素子の形成工程は、
（ａ）前記基板の上方に、第１の導電型からなる第１の半導体層と、活性層として機能する第２の半導体層と、第２の導電型からなる第３の半導体層と、を形成すること、
（ｂ）少なくとも前記第３の半導体層をエッチングすることによって、前記基板の上方に前記基板側から配置された、第１の導電型からなる第１の半導体部、前記活性層として機能する第２の半導体部、及び第２の導電型からなる第３の半導体部、を含む前記発光素子部と、前記基板の上方に前記基板側から配置された、前記第１の半導体部と同一組成からなる第１の支持部、前記第２の半導体部と同一組成からなる第２の支持部、第２の導電型からなる第４の半導体部、及び第２の導電型からなる第５の半導体部、を含む前記整流素子部と、を形成すること、
（ｃ）前記第１及び第２の電極を形成すること、
（ｄ）前記第４及び第５の半導体部のいずれか一方にショットキー接合を形成すること、
（ｅ）前記第４及び第５の半導体部を、前記第１及び第２の電極の間において、前記発光素子部とは逆方向の整流作用を有する向きに並列接続すること、
を含む、面発光型ウエハの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光型ウエハ及びその製造方法、並びに面発光型ウエハのバーンイン方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザなどの面発光型素子では、完成後に電流を流すと初期特性が変化する場合があるので、製造プロセスにおいて高温状態で電流を一定時間流して特性を安定させる、いわゆるバーンイン工程が行われる（非特許文献１参照）。また、面発光型素子は、基板面に垂直に光を出射するので、ウエハ状態でバーンイン工程を行うことができる。
【０００３】
しかし、１０００〜１００００個の素子を有するウエハ状態では、１つの素子あたりの駆動電流を１０ｍＡとしても、すべての素子のバーンイン工程を行うには、１０Ａ〜１００Ａの電流源が必要となる。さらに、各素子に直列に電流を流すために、プローブ数も少なくとも素子数以上必要となる。したがって、バーンインプロセスが手間であるばかりか、コストアップとなる課題がある。
【非特許文献１】北川賢司著、「寿命試験技術」、コロナ社、１９８６年、ｐ．１７６−１８３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、面発光型ウエハ及びその製造方法、並びに面発光型ウエハのバーンイン方法において、バーンイン工程の簡略化及びコストダウンを図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）本発明に係る面発光型ウエハは、
基板と、前記基板の上方に形成された複数の面発光型素子と、を含む面発光型ウエハであって、
それぞれの前記面発光型素子は、発光素子部と、前記発光素子部を駆動する第１及び第２の電極と、整流素子部と、を含み、
前記整流素子部は、前記第１及び第２の電極の間に並列接続され、前記発光素子部とは逆方向の整流作用を有し、
複数の前記面発光型素子は、それぞれの前記発光素子部の順方向が一致する向きに直列接続されていてもよい。
【０００６】
本発明によれば、複数の面発光型素子に所定電流を流して駆動させるバーンイン工程を行う場合、仮にいずれかの発光素子部が劣化等によって電気的に断線した状態になっても、当該発光素子部に並列接続された整流素子部を介して電流が流れるので、直列接続された他の発光素子部は常に電流が流れて駆動した状態になる。すなわち、複数の発光素子部のいずれかに故障が発生した場合であっても、電気的に接続された一群の面発光型素子に一括して所定電流を流し続けることができる。また、電源のプローブも、電気的接続された一群の面発光型素子ごとに対して用意すればよく、バーンイン工程の簡略化及び大幅なコストダウンを図ることができる。
【０００７】
なお、本発明において、特定のＡ層の上方にＢ層が設けられているとは、Ａ層上に直接Ｂ層が設けられている場合と、Ａ層上に他の層を介してＢ層が設けられている場合と、を含むものとする。このことは、以下の発明においても同様である。
【０００８】
（２）この面発光型ウエハにおいて、
前記発光素子部は、前記基板の上方に、前記基板側から配置された、第１の導電型からなる第１の半導体部と、活性層として機能する第２の半導体部と、第２の導電型からなる第２の半導体部と、を含み、
前記整流素子部は、前記基板の上方に、前記基板側から配置された、前記第１の半導体部と同一組成からなる第１の支持部と、前記第２の半導体部と同一組成からなる第２の支持部と、第４の半導体部と、第５の半導体部と、を含んでもよい。
【０００９】
（３）この面発光型ウエハにおいて、
前記第４の半導体部は、第２の導電型からなり、
前記第５の半導体部は、第１の導電型からなるものであってもよい。
【００１０】
（４）この面発光型ウエハにおいて、
前記第４の半導体部は、前記第３の半導体部と同一組成から形成されていてもよい。
【００１１】
（５）この面発光型ウエハにおいて、
前記第４及び第５の半導体部の間に、容量低減部が設けられていてもよい。
【００１２】
（６）この面発光型ウエハにおいて、
前記容量低減部は、真性半導体からなるものであってもよい。
【００１３】
（７）この面発光型ウエハにおいて、
前記容量低減部は、前記第４又は第５の半導体部よりも低濃度不純物の半導体からなる、面発光型ウエハ。
【００１４】
（８）この面発光型ウエハにおいて、
前記第４の半導体部は、ＧａＡｓ層を最上面に含み、
前記容量低減部は、ＡｌＧａＡｓ層を含んでいてもよい。
【００１５】
（９）この面発光型ウエハにおいて、
前記第４及び第５の半導体部は、いずれかにショットキー接合が形成されていてもよい。
【００１６】
（１０）この面発光型ウエハにおいて、
前記第３の半導体部は、組成の異なる少なくとも２層を含み、
前記第４の半導体部は、前記組成の異なる少なくとも２層のいずれか１層と同一組成を含み、
前記第５の半導体部は、前記組成の異なる少なくとも２層の他の１層と同一組成を含んでもよい。
【００１７】
（１１）この面発光型ウエハにおいて、
前記発光素子部は、面発光型半導体レーザとして機能し、
前記第１の半導体部は、第１のミラーとして機能し、
前記第３の半導体部は、第２のミラーとして機能してもよい。
【００１８】
（１２）この面発光型ウエハにおいて、
前記第３の半導体部は、Ａｌ組成の異なる少なくとも２層のＡｌＧａＡｓ層を含み、
前記第５の半導体部は、前記第４の半導体部よりもＡｌ組成の高いＡｌＧａＡｓ層を含み、
前記第５の半導体部にショットキー接合が形成されていてもよい。
【００１９】
（１３）本発明に係る面発光型ウエハのバーンイン方法は、
上記面発光型ウエハを使用したバーンイン方法であって、
直列接続された複数の前記面発光型素子に、前記発光素子部の順方向に所定電流値の電流を流すことを含み、
前記所定電流値は、前記整流素子部のブレークダウン電圧に対応する電流値よりも大きい。
【００２０】
本発明によれば、仮にいずれかの発光素子部が劣化等によって電気的に断線した状態になっても、当該発光素子部に並列接続された整流素子部を介して電流が流れるので、直列接続された他の発光素子部は常に電流が流れて駆動した状態になる。すなわち、複数の発光素子部のいずれかに故障が発生した場合であっても、電気的に接続された一群の面発光型素子に一括して所定電流を流し続けることができる。また、電源のプローブも、電気的接続された一群の面発光型素子ごとに対して用意すればよく、バーンイン工程の簡略化及び大幅なコストダウンを図ることができる。
【００２１】
（１４）本発明に係る面発光型ウエハの製造方法は、
基板の上方に、発光素子部と、前記発光素子部を駆動する第１及び第２の電極と、整流素子部と、をそれぞれが含む複数の面発光型素子を形成することを含み、
それぞれの前記面発光型素子の形成工程で、前記整流素子を、前記第１及び第２の電極の間において、前記発光素子部とは逆方向の整流作用を有する向きに並列接続し、
それぞれの前記面発光型素子の形成工程後に、複数の前記面発光型素子を、それぞれの前記発光素子部の順方向が一致する向きに直列接続する。
【００２２】
本発明によって製造された面発光型ウエハによれば、複数の面発光型素子に所定電流を流して駆動させるバーンイン工程を行う場合、仮にいずれかの発光素子部が劣化等によって電気的に断線した状態になっても、当該発光素子部に並列接続された整流素子部を介して電流が流れるので、直列接続された他の発光素子部は常に電流が流れて駆動した状態になる。すなわち、複数の発光素子部のいずれかに故障が発生した場合であっても、電気的に接続された一群の面発光型素子に一括して所定電流を流し続けることができる。また、電源のプローブも、電気的接続された一群の面発光型素子ごとに対して用意すればよく、バーンイン工程の簡略化及び大幅なコストダウンを図ることができる。
【００２３】
（１５）この面発光型ウエハの製造方法において、
それぞれの前記面発光型素子の形成工程は、
（ａ）前記基板の上方に、第１の導電型からなる第１の半導体層と、活性層として機能する第２の半導体層と、第２の導電型からなる第３の半導体層と、第１の導電型からなる第４の半導体層と、を形成すること、
（ｂ）少なくとも前記第３及び第４の半導体層をエッチングすることによって、前記基板の上方に前記基板側から配置された、第１の導電型からなる第１の半導体部、活性層として機能する第２の半導体部、及び第２の導電型からなる第３の半導体部、を含む前記発光素子部と、前記基板の上方に前記基板側から配置された、前記第１の半導体部と同一組成からなる第１の支持部、前記第２の半導体部と同一組成からなる第２の支持部、第２の導電型からなる第４の半導体部、及び第１の導電型からなる第５の半導体部、を含む前記整流素子部と、を形成すること、
（ｃ）前記第１及び第２の電極を形成すること、
（ｄ）前記第４及び第５の半導体部を、前記第１及び第２の電極の間において、前記発光素子部とは逆方向の整流作用を有する向きに並列接続すること、
を含んでもよい。
【００２４】
（１６）この面発光型ウエハの製造方法において、
前記（ａ）工程で、前記第３及び第４の半導体層の間に、容量低減層を形成することをさらに含み、
前記（ｂ）工程で、前記容量低減層をパターニングすることによって、前記第４及び第５の半導体部の間に、容量低減部を形成することをさらに含んでもよい。
【００２５】
（１７）この面発光型ウエハの製造方法において、
前記第３の半導体層は、ＧａＡｓ層を最上面に含み、
前記容量低減層は、ＡｌＧａＡｓ層を含み、
前記（ｂ）工程で、前記容量低減層をウエットエッチングによってパターニングしてもよい。
【００２６】
（１８）この面発光型ウエハの製造方法において、
それぞれの前記面発光型素子の形成工程は、
（ａ）前記基板の上方に、第１の導電型からなる第１の半導体層と、活性層として機能する第２の半導体層と、第２の導電型からなる第３の半導体層と、を形成すること、
（ｂ）少なくとも前記第３の半導体層をエッチングすることによって、前記基板の上方に前記基板側から配置された、第１の導電型からなる第１の半導体部、前記活性層として機能する第２の半導体部、及び第２の導電型からなる第３の半導体部、を含む前記発光素子部と、前記基板の上方に前記基板側から配置された、前記第１の半導体部と同一組成からなる第１の支持部、前記第２の半導体部と同一組成からなる第２の支持部、第２の導電型からなる第４の半導体部、及び第２の導電型からなる第５の半導体部、を含む前記整流素子部と、を形成すること、
（ｃ）前記第１及び第２の電極を形成すること、
（ｄ）前記第４及び第５の半導体部のいずれか一方にショットキー接合を形成すること、
（ｅ）前記第４及び第５の半導体部を、前記第１及び第２の電極の間において、前記発光素子部とは逆方向の整流作用を有する向きに並列接続すること、
を含んでもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２８】
１−１．面発光型ウエハ
図１（Ａ）は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る面発光型ウエハの部分拡大図であり、図１（Ｂ）は、本実施の形態に係る面発光型ウエハの全体平面図である。図２は、図１（Ａ）のII−II線断面図である。図３は、本実施の形態に係る面発光型ウエハの回路図である。
【００２９】
面発光型ウエハ１０００は、基板１０と、複数の面発光型素子１と、を含む。複数の面発光型素子１は、基板１０上に形成されている。基板１０は、半導体基板（例えばｎ型ＧａＡｓ基板）であり、複数の面発光型素子１を支持している。面発光型素子１は、後述のバーンイン工程終了後、個片切断されることにより面発光型チップとなる。
【００３０】
まず、それぞれの面発光型素子１について説明する。本実施の形態では、面発光型素子１が面発光型半導体レーザである場合を例として説明する。
【００３１】
面発光型素子１は、発光素子部２０と、整流素子部４０と、を含む。発光素子部２０及び整流素子部４０は、１つの面発光型チップに組み込まれ、モノリシック構造をなしている。
【００３２】
発光素子部２０の上面は、光の出射面２９となっている。発光素子部２０の平面形状は、円形状であってもよいがこれに限定されるものではない。面発光型半導体レーザの場合、発光素子部２０は垂直共振器と呼ばれる。
【００３３】
発光素子部２０は、基板１０側から配置された、第１の導電型（例えばｎ型）からなる第１の半導体部２２と、活性層として機能する第２の半導体部２４と、第２の導電型（例えばｐ型）からなる第３の半導体部２６，２８と、を含む。
【００３４】
第１の半導体部２２は、例えば、ｎ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの分布反射型多層膜ミラー（第１のミラー）である。第２の半導体部２４は、例えば、ＧａＡｓウエル層とＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３層で構成される量子井戸構造を含む。第３の半導体部２６は、例えば、ｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラー（第２のミラー）である。また、最上面の第３の半導体部２８は、例えばｐ型ＧａＡｓ層からなるコンタクト部であってもよい。なお、第１の半導体部２２、第２の半導体部２４、及び第３の半導体部２６，２８の各組成及び層数は限定されるものではない。
【００３５】
第３の半導体部２６，２８は、Ｃ，Ｚｎ，Ｍｇなどがドーピングされることによりｐ型に形成され、第１の半導体部２２は、Ｓｉ，Ｓｅなどがドーピングされることによりｎ型に形成されている。したがって、第３の半導体部２６，２８、不純物がドーピングされていない第２の半導体部２４、及び第１の半導体部２２によって、ｐｉｎダイオードが形成される。
【００３６】
第３の半導体部２６を構成する層のうち、活性層として機能する第２の半導体部２４に近い領域に、絶縁層２５が形成されている。絶縁層２５は、電流狭窄層として機能する。絶縁層２５は、例えば、発光素子部２０の平面形状の周縁に沿ってリング形状に形成されている。絶縁部２５は、酸化アルミニウムを主成分として形成することができる。
【００３７】
発光素子部２０には、駆動用の第１及び第２の電極３０，３２が形成されている。
【００３８】
第１の電極３０は、第１の半導体部２２に電気的に接続され、例えば、第１の半導体部２２から連続する部分上（図２に示す第１の半導体層８０上）に形成されていてもよい。図１に示すように、第１の電極３０は、第３の半導体部２８の外側に形成され、例えば第３の半導体部２８の外周半分を囲むように延出されている。第１の電極３０は、例えばＡｕ及びＧｅの合金とＡｕとの積層膜から形成することができる。
【００３９】
一方、第２の電極３２は、第３の半導体部２６，２８に電気的に接続され、例えばコンタクト部である第３の半導体部２８上に形成されていてもよい。図１に示すように、第２の電極３２は、第３の半導体部２８の上面の端部に沿ってリング形状に形成されていてもよい。その場合、第３の半導体部２８の上面の中央部が出射面２９となる。第２の電極３２は、例えばＡｕ及びＺｎの合金とＡｕとの積層膜から形成することができる。
【００４０】
第１及び第２の電極３０，３２によって、活性層として機能する第２の半導体部２４に電流を流すことができる。なお、第１及び第２の電極３０，３２の材料は、上述に限定されず、例えばＴｉ，Ｎｉ，Ａｕ又はＰｔなどの金属やこれらの合金などが利用可能である。
【００４１】
整流素子部４０は、面発光型素子１における発光素子部２０とは異なる領域上に形成されている。整流素子部４０の少なくとも一部は、整流作用を有する。本実施の形態に係る整流素子部４０は、接合ダイオード５２を含む。
【００４２】
整流素子部４０は、基板１０側から配置された、第１の半導体部２２と同一組成からなる第１の支持部４２と、第２の半導体部２４と同一組成からなる第２の支持部４４と、第４の半導体部４６，４８と、第５の半導体部５０と、を含む。
【００４３】
第１の支持部４２は、第１の半導体部２２と連続して形成されていてもよい。言い換えれば、基板１０上に第１の半導体層８０が形成され、第１の半導体層８０の一部が第１の半導体部２２であり、他の一部が第１の支持部４２となっていてもよい。また、第２の支持部４４も、第２の半導体部２４と連続して形成されていてもよい。言い換えれば、第１の半導体層８０上に第２の半導体層８２が形成され、第２の半導体層８２の一部が第２の半導体部２４であり、他の一部が第２の支持部４４となっていてもよい。あるいは、第２の支持部４４は、第２の半導体部２４とは離間していても構わない。
【００４４】
第４の半導体部４６，４８は、第２の導電型（例えばｐ型）からなり、第５の半導体部５０は、第１の導電型（例えばｎ型）からなる。これによって、第４及び第５の半導体部４８，５０の界面にｐｎ接合ダイオードを形成することができる。なお、第４の半導体部４８だけでなく、第４の半導体部４６も、ｐｎ接合ダイオードの動作に寄与してもよい。
【００４５】
第４の半導体部４６，４８は、第３の半導体部２６，２８と同一組成から形成されていてもよい。図２に示す例では、第４の半導体部４６は、ミラーである第３の半導体部２６と同一組成で形成され、第４の半導体部４８は、コンタクト部である第３の半導体部２８と同一組成で形成されている。なお、第４の半導体部４６を構成する層のうち、第２の支持部４４に近い領域に、絶縁層４５が形成されていてもよい。絶縁層４５は、電流狭窄層として機能する絶縁層２５と同一プロセスで形成されたものであってもよい。
【００４６】
第５の半導体部５０は、例えばｎ型ＧａＡｓ層から形成してもよい。本実施の形態において第５の半導体部５０は、第４の半導体部４６，４８と異なる導電型であれば、その材料は限定されない。例えば、第５の半導体部５０は、第４の半導体部４６，４８とは異なる導電型であって、第４の半導体部４６，４８の少なくとも一部（例えば第４の半導体部４８）と同一組成から形成されていてもよい。
【００４７】
整流素子部４０には、駆動用の第３及び第４の電極３４，３６が形成されている。
【００４８】
第３の電極３４は、第４の半導体部４６，４８に電気的に接続されている。例えば、第５の半導体部５０が第４の半導体部４８の一部上に形成され、第４の半導体部４８の露出領域に第３の電極３４が形成されていてもよい。第３の電極３４は、同一導電型（第２の導電型（例えばｐ型））に対応する第２の電極３２と、同一組成から形成してもよい。
【００４９】
一方、第４の電極３６は、第５の半導体部５０に電気的に接続され、例えば第５の半導体部５０の上面に形成されていてもよい。第５の半導体部５０の上面からは光は出射されないので、第５の半導体部５０の上面の全部が第４の電極３６によって覆われていてもよい。第４の電極３６は、同一導電型（第１の導電型（例えばｎ型））に対応する第１の電極３０と、同一組成から形成してもよい。
【００５０】
整流素子部４０は、第１及び第２の電極３０，３２の間に並列接続され、発光素子部２０とは逆方向の整流作用を有する。本実施の形態では、整流素子部４０の第４及び第５の半導体部４８，５０が接合ダイオード５２を構成し、当該接合ダイオード５２が第１及び第２の電極３０，３２の間に並列接続されている。詳しくは、第４の半導体部４８上の第３の電極３４及び第１の電極３０が配線７０によって電気的に接続され、第５の半導体部５０上の第４の電極３６及び第２の電極３２が配線７２によって電気的に接続されている。
【００５１】
発光素子部２０を駆動させる場合、発光素子部２０に順バイアスの電圧を印加するが、その場合、発光素子部２０のみに電流を流すために、接合ダイオード５２のブレークダウン電圧は、発光素子部２０の駆動電圧よりも大きいことが好ましい。こうすることで、発光素子部２０の駆動時に順バイアスの電圧を印加しても、第４及び第５の半導体部４８，５０（接合ダイオード５２）には逆電流が流れない（又はほとんど流れない）ので、発光素子部２０によって正常に発光動作が行われる。あるいは、後述のバーンイン工程において、正常な発光素子部２０に一定電流を流すことができる。
【００５２】
ここで、接合ダイオード５２のブレークダウン電圧値は、第４及び第５の半導体部４８，５０の組成又は不純物濃度などを調整することで適宜制御可能である。例えば、第４及び第５の半導体部４８，５０の不純物濃度を小さくすれば、接合ダイオード５２のブレークダウン電圧を大きくすることができる。本実施の形態の場合、第４及び第５の半導体部４８，５０は、いずれも発光素子部２０の発光動作に寄与する半導体部とは別個に形成される。特に、第５の半導体部５０は、発光素子部２０の構成に依存することなく形成できるので、その組成又は不純物濃度などを自由に調整することができる。
【００５３】
あるいは、発光素子部２０の第１及び第３の半導体部２２，２６，２８の組成又は不純物濃度などを調整することで、発光素子部２０の駆動電圧値を接合ダイオード５２のブレークダウン電圧値よりも小さくしてもよい。
【００５４】
図１に示すように、第１の電極３０は、第２の電極３２の外周を囲むようにＵ形状に形成され、第３の電極３４は、第１の電極３０のそれぞれの端部に対向する位置にそれぞれ形成されている。そして、第１の電極３０の一方の端部及び一方の第３の電極３４が配線７０によって電気的に接続され、第１の電極３０の他方の端部及び他方の第３の電極３４が配線７４によって電気的に接続されている。また、第２及び第４の電極３２，３６は、第１及び第３の電極３０，３４並びに配線７０，７４で囲まれた領域内において、配線７２によって電気的に接続されている。なお、配線７０，７２，７４は、樹脂層（例えばポリイミド樹脂層）６０上に形成されている（図２参照）。
【００５５】
図１及び図３に示すように、複数の面発光型素子１は、それぞれの発光素子部２０の順方向が一致する向きに直列接続されている。１つの面発光型ウエハ１０００に形成される複数の面発光型素子１の全部を電気的に接続してもよいし、その一部を電気的に接続してもよい。図１に示す例では、隣同士の面発光型素子１において、一方の面発光型素子１の第１の電極３０と、他方の面発光型素子１の第４の電極３６と、が配線７６によって電気的に接続されている。なお、配線７６は、バーンイン工程終了後の個片切断のときに、電気的に切断される。
【００５６】
個片切断後の面発光型素子の駆動について説明すると、発光素子部２０では、第１及び第２の電極３０，３２において、ｐｉｎダイオードの順方向の電圧を印加すると、第２の半導体部２４が活性層として機能し、電子と正孔との再結合が起こり、かかる再結合による発光が生じる。そこで生じた光が第１の半導体部２２と第３の半導体部２６との間を往復する際に誘導放出が起こり、光の強度が増幅される。光利得が光損失を上まわると、レーザ発振が起こり、出射面２９から、基板１０に対して垂直方向にレーザ光が出射する。
【００５７】
本実施の形態によれば、複数の面発光型素子１に所定電流を流して駆動させるバーンイン工程を行う場合、仮にいずれかの発光素子部２０が劣化等によって電気的に断線した状態になっても、当該発光素子部２０に並列接続された整流素子部４０（詳しくは接合ダイオード５２）を介して電流が流れるので、直列接続された他の発光素子部２０は常に電流が流れて駆動した状態になる（図３参照）。すなわち、複数の発光素子部２０のいずれかに故障が発生した場合であっても、電気的に接続された一群の面発光型素子１に一括して所定電流を流し続けることができる。また、電源のプローブも、電気的接続された一群の面発光型素子ごとに対して用意すればよく、バーンイン工程の簡略化及び大幅なコストダウンを図ることができる。
【００５８】
なお、本発明は、面発光型半導体レーザに限定されず、その他の面発光型素子（例えば半導体発光ダイオードや有機ＬＥＤ）に適用することができる。また、上述の各半導体において、ｐ型とｎ型を入れ替えてもよい。また、上述の例では、ＡｌＧａＡｓ系のものについて説明したが、発振波長に応じてその他の材料系、例えば、ＧａＩｎＰ系、ＺｎＳＳｅ系、ＩｎＧａＮ系、ＡｌＧａＮ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＧａＩｎＮＡｓ系、ＧａＡｓＳｂ系の半導体材料を用いることも可能である。
【００５９】
また、整流素子部４０は、整流作用を少なくとも一部に有していれば、その構成は上述に限定されない。例えば、ツェナーダイオードを適用してもよいし、ショットキーダイオード（詳細は第２の実施の形態参照）を適用してもよいし、電圧の印加によってオン又はオフすることが可能なスイッチング素子（例えばサイリスタ）を適用してもよい。
【００６０】
１−２．面発光型ウエハのバーンイン方法
本実施の形態に係る面発光型ウエハのバーンイン方法では、図３に示すように、電気的に接続された一群の面発光型素子１に、発光素子部２０の順方向に所定電流値の電流を流すことを含む。
【００６１】
詳しくは、プローブ（図示しない）を使用して、電源（電流源）の電流を、電気的に接続された一群の面発光型素子１に供給する。いずれかの面発光型素子１の電気的接続部（図１では電気的接続部７６）に第１のプローブを接触させ、他の面発光型素子１の電気的接続部（図１では第４の電極３６を兼ねている電気的接続部７８）に第２のプローブを接触させる。これによれば、電源のプローブは、電気的接続された一群の面発光型素子１ごとに対して用意すればよいので、従来の面発光型素子１つに対して２つ用意した場合に比べて、プローブ数を大幅に減らすことができ、バーンイン工程の簡略化及び大幅なコストダウンを図ることができる。
【００６２】
バーンイン工程の条件（温度環境、電流値及び時間）は、必要に応じて設定すればよい。例えば、温度環境１００℃〜１５０℃において、１０ｍＡ〜２０ｍＡ程度の電流を１０時間〜２０時間程度供給し続けることによって、それぞれの面発光型素子１を駆動させてもよい。これによれば、従来に比べて、電流値が小さく電圧値が大きい電源を用意することができる。
【００６３】
ここで、バーンイン工程の所定電流値は、整流素子部４０（本実施の形態では接合ダイオード５２）のブレークダウン電圧に対応する電流値よりも大きい。その場合、バーンイン工程時の所定電流値を大きくなるように調整してもよいし、面発光型ウエハの製造において接合ダイオード５２のブレークダウン電圧に対する電流値を小さくなるように調整してもよい。こうすることで、仮にいずれかの発光素子部２０が劣化等によって電気的に断線した状態になっても、当該発光素子部２０に並列接続された整流素子部４０（詳しくは接合ダイオード５２）を介して電流が流れるので、直列接続された他の発光素子部２０は常に電流が流れて駆動した状態になる。すなわち、複数の発光素子部２０のいずれかに故障が発生した場合であっても、電気的に接続された一群の面発光型素子１に一括して所定電流を流し続けることができる。
【００６４】
なお、バーンイン工程の所定電流値の範囲は、実際に使用される面発光型素子１の使用時の駆動電流値の範囲を含んでいてもよい。
【００６５】
１−３．面発光型ウエハの製造方法
図４〜図８は、本発明を適用した第１の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。面発光型ウエハの製造方法は、基板１０上に、上述した複数の面発光型素子１を製造することを含む。
【００６６】
図１に示すように、基板１０上に、組成を変調させながらエピタキシャル成長させることにより、第１の導電型（例えばｎ型）からなる第１の半導体層８０と、活性層として機能する第２の半導体層８１と、第２の導電型（例えばｐ型）からなる第３の半導体層８４，８６と、第１の導電型（例えばｎ型）からなる第４の半導体層８８と、を形成する。第１から第３の半導体層８０，８１，８４，８６の各組成は、上述した第１から第３の半導体部２２，２４，２６，２８の内容にそれぞれ対応し、第４の半導体層８８の組成は上述した第５の半導体部５０の内容に対応する。
【００６７】
なお、第３の半導体層８４を成長させるときに、活性層として機能する第２の半導体層８１近傍の少なくとも１層を、ＡｌＡｓ層又はＡｌ組成が０．９５以上のＡｌＧａＡｓ層に形成する。この層は後に酸化され、電流狭窄層として機能する絶縁層２５となる（図８参照）。また、最上面の第３の半導体層８６を、コンタクト部としての機能を有するように形成することによって、第２の電極３２及び第３の電極３４とのオーミック接合を形成しやすくすることができる。
【００６８】
エピタキシャル成長を行う際の温度は、成長方法や原料、基板１０の種類、あるいは形成するそれぞれの半導体層の種類、厚さ、及びキャリア密度によって適宜決定されるが、一般に、４５０℃〜８００℃であるのが好ましい。また、エピタキシャル成長を行う際の所要時間も、温度と同様に適宜決定される。また、エピタキシャル成長させる方法としては、有機金属気相成長（MOVPE：Metal-Organic Vapor Phase Epitaxy）法や、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法、あるいはＬＰＥ（Liquid Phase Epitaxy）法などを用いることができる。
【００６９】
次に、図５〜図７に示すように、少なくとも第３及び第４の半導体層８４，８６，８８をパターニングして、発光素子部２０及び整流素子部４０を形成する。
【００７０】
最初に、図５に示すように、最上層の第４の半導体層８８をパターニングしてもよい。詳しくは、第４の半導体層８８上にレジストを塗布し、当該レジストをパターニングすることによって、所定パターンのレジスト層Ｒ１０を形成する。その後、レジスト層Ｒ１０をマスクとして、エッチング（例えばドライエッチング又はウエットエッチング）して、第５の半導体部５０を形成する。
【００７１】
次に、図６に示すように、第３の半導体層８４，８６をパターニングする。詳しくは、上述と同様にしてレジスト層Ｒ２０を形成し、レジスト層Ｒ２０をマスクとしてエッチングする。第３の半導体層８４をパターニングすることによって、ミラーとして機能する第３の半導体部２６と、第４の半導体部４６とを形成することができ、第３の半導体層８６をパターニングすることによって、コンタクト部として機能する第３の半導体部２８と、第４の半導体部４８とを形成することができる。
【００７２】
図７に示すように、第２の半導体層８１もパターニングしてもよい。詳しくは、上述と同様にしてレジスト層Ｒ３０を形成し、レジスト層Ｒ３０をマスクとしてエッチングして、第２の半導体層８２を形成するとともに、第１の半導体層８０の少なくとも一部を露出させる。これによれば、第１の半導体層８０の露出領域に第１の電極３０を形成することが可能になる。
【００７３】
なお、上述のパターニング方法の順番に限定されず、例えば、基板１０に近い側から、第２の半導体層８１、第３の半導体層８４，８６、及び第４の半導体層８８の順番にパターニングしてもよい。
【００７４】
次に、図８に示すように、例えば４００℃程度の水蒸気雰囲気中に、発光素子部２０及び整流素子部４０が支持された基板１０を配置し、上述した第３及び第４の半導体部２６，４６中のＡｌ組成が高い層（Ａｌ組成が０．９５以上の層）を側面から酸化して、絶縁層２５，４５を形成する。酸化レートは、炉の温度、水蒸気の供給量、酸化すべき層のＡｌ組成及び膜厚に依存する。発光素子部２０に絶縁層２５を有する面発光型半導体レーザでは、駆動する際に、絶縁層２５が形成されていない部分（酸化されていない部分）のみに電流が流れる。したがって、酸化によって絶縁層２５を形成する工程において、絶縁層２５の形成領域を制御することにより、電流密度の制御が可能となる。
【００７５】
そして、基板１０の所定領域上に樹脂層６０をパターニングして形成する。樹脂層６０は、ディッピング法、スプレーコート法、液滴吐出法（例えばインクジェット法）、エッチング法などの公知技術を適用して形成することができる。樹脂層６０は、後述の第１から第４の電極３０，３２，３４，３６の形成領域を避けて形成される。樹脂層６０は、例えば、ポリイミド樹脂、フッ素系樹脂、アクリル樹脂、又はエポキシ樹脂などから形成することができ、特に、加工の容易性や絶縁性の観点から、ポリイミド樹脂又はフッ素系樹脂から形成することが好ましい。
【００７６】
その後、第１から第４の電極３０，３２，３４，３６を形成し、所定の電極同士を電気的に接続する配線７０，７２，７４を形成する（図１及び図２参照）。電極及び配線の形成位置や、それらの接続関係の詳細は、上述の面発光型ウエハの説明を適用することができる。電極形成工程前に、必要に応じて、プラズマ処理等を用いて、それぞれの電極形成位置を洗浄してもよい。また、電極の形成方法は、例えば、真空蒸着法によって少なくとも１層の導電層を形成し、その後、リフトオフ法によって導電層の一部を除去してもよい。なお、リフトオフ法のかわりに、ドライエッチング法を適用してもよい。配線の形成方法は、電極の形成方法と同様であってもよい。
【００７７】
こうして、第４及び第５の半導体部４８，５０によって接合ダイオード５２を形成し、当該接合ダイオード５２を、第１及び第２の電極３０，３２の間において、発光素子部２０とは逆方向の整流作用を有する向きに並列接続する。上述のプロセスによれば、基板１０に複数の半導体層の成長工程終了後に、半導体層をパターニングするので、例えば半導体層成長工程とパターニング工程とを交互に繰り返し行う場合に比べて製造プロセスの簡略化が図れる。
【００７８】
その後、複数の面発光型素子１を、それぞれの発光素子部２０の順方向が一致する向きに直列接続することによって、面発光型ウエハ１０００を製造することができる。１つの面発光型ウエハ１０００に形成される複数の面発光型素子１の全部を電気的に接続してもよいし、その一部を電気的に接続してもよい。図１に示す例では、隣同士の面発光型素子１において、一方の面発光型素子１の第１の電極３０と、他方の面発光型素子１の第４の電極３６と、が配線７６によって電気的に接続する。
【００７９】
本実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法の効果は、面発光型ウエハで説明した通りである。なお、本実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法は、上述の面発光型ウエハの説明から導き出せる内容を含む。
【００８０】
（第２の実施の形態）
図９〜図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る面発光型ウエハ及びその製造方法を示す図である。本実施の形態では、面発光型素子１００における整流素子部１４０の構成及びその製造方法が上述と異なっている。なお、面発光型ウエハのバーンイン方法は、上述の第１の実施の形態で説明した内容を適用することができる。
【００８１】
２−１．面発光型ウエハ
図９は、本実施の形態に係る面発光型ウエハ（面発光型素子１００を含む）の断面図である。
【００８２】
本実施の形態に係る整流素子部１４０は、ショットキーダイオード１６０を含む。詳しくは、整流素子部１４０は、基板１０側から配置された、第１の半導体部２２と同一組成からなる第１の支持部４２と、第２の半導体部２４と同一組成からなる第２の支持部４４と、第４の半導体部１５２，１５４と、第５の半導体部１５６と、を含む。第４の半導体部１５２，１５４と第５の半導体部１５６のいずれかに、ショットキー接合が形成され、ショットキーダイオードが構成されている。
【００８３】
第４の半導体部１５２，１５４は、第３の半導体部２６，２８の一部と同一組成から形成されていてもよい。図９に示す例では、第４の半導体部１５２，１５４は、ミラーである第３の半導体部２６の一部と同一組成からなる。さらに詳しくは、第３の半導体部２６が組成の異なる少なくとも２層（例えばＡｌ組成の異なる少なくも２層のＡｌＧａＡｓ層）を含む場合、最上面の第４の半導体部１５４は、第３の半導体部２６のいずれか１層（例えばＡｌ組成の低い層）から形成されている。
【００８４】
第５の半導体部１５６も、第３の半導体部２６，２８の一部と同一組成から形成されていてもよい。図９に示す例では、第５の半導体部１５６は、ミラーである第３の半導体部２６の一部と同一組成からなる。さらに詳しくは、第３の半導体部２６が組成の異なる少なくとも２層（例えばＡｌ組成の異なる少なくも２層のＡｌＧａＡｓ層）を含む場合、第５の半導体部１５６は他の１層（例えばＡｌ組成の高い層）から形成されている。
【００８５】
具体的には、ミラーである第３の半導体部２６が、例えばｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した所定数ペアからなる場合、最上面の第４の半導体部１５４をｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層から形成し、第５の半導体部１５６をｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層から形成する。これによれば、第５の半導体部１５６の仕事関数が、第４の半導体部１５４の仕事関数よりも高いので、第５の半導体部１５６にショットキー接合を形成することができる。なお、第４の半導体部１５２は、例えばｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した所定数ペアの残りの部分であってもよい。また、Ａｌ組成の比率は上述に限定されるものではない。
【００８６】
また、第４及び第５の半導体部１５２，１５４，１５６をともに第３の半導体部２６，２８の一部と同一組成から形成すれば、部材点数が少なくなり、構成の簡略化及び装置コストの低減を図ることができる。
【００８７】
整流素子部１４０には、駆動用の第３及び第４の電極３４，１３６が形成されている。
【００８８】
第３の電極３４は、第４の半導体部１５２，１５４に電気的に接続されている。例えば、第５の半導体部１５６が第４の半導体部１５４の一部上に形成され、第４の半導体部１５４の露出領域に第３の電極３４が形成されていてもよい。図９に示す例では、第３の電極３４は、第４の半導体部１５４とオーミック接合によって電気的に接続されている。第３の電極３４は、例えば、第４の半導体部１５４側から配置された、Ｃｒ層、ＡｕＺｎ層及びＡｕ層の積層膜から形成されていてもよいし、Ｐｔ層、Ｔｉ層、Ｐｔ層及びＡｕ層の積層膜から形成されていてもよい。
【００８９】
一方、第４の電極１３６は、第５の半導体部１５６に電気的に接続され、例えば第５の半導体部１５６の上面に形成されていてもよい。図９に示す例では、第４の電極１３６は、第５の半導体部１５６とショットキー接合によって電気的に接続されている。第４の電極１３６は、例えば、第５の半導体部１５６側から配置された、Ｔｉ層、Ｐｔ層及びＡｕ層の積層膜から形成されていてもよいし、Ｔｉ層及びＡｕ層の積層膜から形成されていてもよいし、Ａｕ層から形成されていてもよいし、ＡｌＡｕ層から形成されていてもよいし、アモルファスＳｉ及びＰから形成されていてもよい。なお、第４の電極１３６のその他の内容は、第１の実施の形態で説明した第４の電極３６の内容を適用することができる。
【００９０】
第４及び第５の半導体部１５４，１５６（ショットキーダイオード１６０）は、第１及び第２の電極３０，３２の間に並列接続され、発光素子部２０とは逆方向の整流作用を有する。本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、ショットキーダイオード１６０のブレークダウン電圧値は、発光素子部２０の駆動電圧よりも大きいことが好ましい。また、それぞれの電極間の電気的接続は、第１の実施の形態で説明した通りである。
【００９１】
なお、本実施の形態に係る面発光型ウエハのその他の内容は、第１の実施の形態に係る面発光型ウエハの説明から導き出せる内容を含む。
【００９２】
２−２．面発光型ウエハの製造方法
図１０〜図１４は、本実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。
【００９３】
図１０に示すように、基板１０上に、組成を変調させながらエピタキシャル成長させることにより、第１の導電型（例えばｎ型）からなる第１の半導体層８０と、活性層として機能する第２の半導体層８１と、第２の導電型（例えばｐ型）からなる第３の半導体層８４，８６と、を形成する。それらの組成などの詳細は、第１の実施の形態を参照することができる。
【００９４】
次に、図１１〜図１４に示すように、少なくとも第３の半導体層８４，８６をパターニングして、発光素子部２０及び整流素子部１４０を形成する。
【００９５】
まず、図１１〜図１３に示すように、第３の半導体層８４，８６をパターニングする。
【００９６】
図１１に示すように、第３の半導体層８４，８６上にレジスト層Ｒ１１０を形成する。レジスト層Ｒ１１０は、発光素子部２０及び整流素子部１４０の各領域に形成する。その後、レジスト層Ｒ１１０をマスクとして、第３の半導体層８４，８６をエッチング（例えばドライエッチング又はウエットエッチング）する。こうして、発光素子部２０の領域には第３の半導体部２６，２８を形成し、整流素子部１４０の領域には第３の半導体層１７０，１８０を形成する。第３の半導体層１７０は、ミラーである第３の半導体部２６と同一組成からなり、第３の半導体層１８０は、コンタクト部である第３の半導体部２８と同一組成からなる。
【００９７】
次に、図１２に示すように、第３の半導体層１７０，１８０上を避ける領域に、レジスト層Ｒ１２０を形成し、その後、エッチングによって第３の半導体層１８０の全部を除去する。第３の半導体層１７０は、組成が異なる少なくとも２つの層１７４，１７６を含み、第３の半導体層１７０の一部をさらにエッチングによって除去して、いずれかの層（図１２では層１７６）を露出させる。第３の半導体部２６がミラーである場合、第３の半導体層１７０は、例えばＡｌ組成の異なる少なくとも２層のＡｌＧａＡｓ層（例えばｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した所定数ペアからなる層））から形成され、露出させる層１７６は、例えばＡｌ組成の高い層（具体的にはｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層）であってもよい。本実施の形態で説明する例では、層１７６は第５の半導体部１５６となり、層１７４は第４の半導体部１５４となる（図１３参照）。
【００９８】
そして、図１３に示すように、エッチング領域以外にＲ１３０を形成し、レジスト層Ｒ１３０をマスクとして、層１７６の一部をエッチングして除去し、層１７４（例えばＡｌ組成の低い層（具体的にはｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層））を露出させる。こうすることで、第４の半導体部１５４（層１７４）上に第３の電極３４を形成することが可能になる。
【００９９】
その後、第１の実施の形態でも説明したように、図１４に示すように第２の半導体層８１もパターニングしてもよい。詳しくは、Ｒ１４０を形成し、レジスト層Ｒ１４０をマスクとしてエッチングして、第２の半導体層８２を形成するとともに、第１の半導体層８０の少なくとも一部を露出させる。
【０１００】
なお、上述のパターニング方法の順番に限定されず、例えば、基板１０に近い側から、第２の半導体層８１をパターニングした後、第３の半導体層８４，８６をパターニングしてもよい。
【０１０１】
その後、第１の実施の形態でも説明したように、絶縁層２５，４５を形成し、樹脂層６０を形成する。また、発光素子部２０を駆動する第１及び第２の電極３０，３２を形成し、整流素子部１４０を駆動する第３及び第４の電極３４，１３６を形成し、所定の電極同士を電気的に接続する配線７０，７２を形成する（図９参照）。それらの詳細は第１の実施の形態で説明した通りである。ただし、本実施の形態では、電極形成工程において、第４の半導体部１５２，１５４と第５の半導体部１５６のいずれかに、ショットキー接合を形成する。第５の半導体部１５６にショットキー接合が形成されるように第４の電極１３６を形成し、第４の半導体部１５４にオーミック接合が形成されるように第３の電極３４を形成してもよい。
【０１０２】
こうして、第４及び第５の半導体部１５４，１５６によってショットキーダイオード１６０を形成し、当該ショットキーダイオード１６０を、第１及び第２の電極３０，３２の間において、発光素子部２０とは逆方向の整流作用を有する向きに並列接続する。上述のプロセスによれば、第１の実施の形態に比べて、基板１０に成長させる半導体層数が少なく、また、発光素子部２０上の半導体層の除去工程が不要であるので、製造プロセスの容易化を図ることができる。
【０１０３】
なお、本実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法のその他の内容は、第１の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法の説明から導き出せる内容を含む。
【０１０４】
（第３の実施の形態）
図１５は、本発明を適用した第３の実施の形態に係る光伝達装置を示す図である。光伝達装置２００は、コンピュータ、ディスプレイ、記憶装置、プリンタ等の電子機器２０２を相互に接続するものである。電子機器２０２は、情報通信機器であってもよい。光伝達装置２００は、ケーブル２０４の両端にプラグ２０６が設けられたものであってもよい。ケーブル２０４は、光ファイバを含む。プラグ２０６は、光素子（上述の面発光型ウエハから個片切断された面発光型素子を含む）を内蔵する。プラグ２０６は、半導体チップをさらに内蔵してもよい。
【０１０５】
光ファイバの一方の端部に接続される光素子は、発光素子（上述の面発光型素子）であり、光ファイバの他方の端部に接続される光素子は、受光素子である。一方の電子機器２０２から出力された電気信号は、発光素子によって光信号に変換される。光信号は光ファイバを伝わり、受光素子に入力される。受光素子は、入力された光信号を電気信号に変換する。そして、電気信号は、他方の電子機器２０２に入力される。こうして、本実施の形態に係る光伝達装置２００によれば、光信号によって、電子機器２０２の情報伝達を行うことができる。
【０１０６】
（第４の実施の形態）
図１６は、本発明を適用した第４の実施の形態に係る光伝達装置の使用形態を示す図である。光伝達装置２１２は、電子機器２１０間を接続する。電子機器２１０として、液晶表示モニター又はディジタル対応のＣＲＴ（金融、通信販売、医療、教育の分野で使用されることがある。）、液晶プロジェクタ、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、ディジタルＴＶ、小売店のレジ（ＰＯＳ（Point of Sale Scanning）用）、ビデオ、チューナー、ゲーム装置、プリンタ等が挙げられる。
【０１０７】
（第５の実施の形態）
図１７〜図２１は、本発明の第５の実施の形態に係る面発光型ウエハ及びその製造方法を示す図である。本実施の形態では、面発光型素子２２０における整流素子部２４０の構成及びその製造方法が第１の実施の形態と異なっている。なお、面発光型ウエハのバーンイン方法は、上述の第１の実施の形態で説明した内容を適用することができる。
【０１０８】
５−１．面発光型装置
図１７は、本実施の形態に係る面発光型ウエハ（面発光型素子２２０を含む）の断面図である。面発光型素子２２０は、発光素子部２０と、整流素子部２４０と、を含む。発光素子部２０の内容は、第１の実施の形態で説明した通りである。
【０１０９】
整流素子部２４０は、接合ダイオード２５２を含む。詳しくは、整流素子部２４０は、基板１０側から配置された、第１の半導体部２２と同一組成からなる第１の支持部４２と、第２の半導体部２４と同一組成からなる第２の支持部４４と、第４の半導体部２４６，２４８と、容量低減部２６０と、第５の半導体部２５０と、を含む。第１及び第２の支持部４２，４４は、第１の実施の形態で説明した通りである。
【０１１０】
第４の半導体部２４６，２４８は、第２の導電型（例えばｐ型）からなり、第５の半導体部２５０は、第１の導電型（例えばｎ型）からなる。これによって、第４及び第５の半導体部２４８，２５０と、それらの間に設けられている容量低減部２６０とにより、ｐｎ接合ダイオードを形成することができる。なお、第４の半導体部２４８だけでなく、第４の半導体部２４６も、ｐｎ接合ダイオードの動作に寄与してもよい。
【０１１１】
第４の半導体部２４６，２４８は、第３の半導体部２６，２８と同一組成から形成されていてもよい。図１７に示す例では、第４の半導体部２４６は、ミラーである第３の半導体部２６と同一組成で形成され、第４の半導体部２４８は、コンタクト部である第３の半導体部２８と同一組成で形成されている。最上面の第４の半導体部２４８は、（例えばｐ型）ＧａＡｓ層から形成してもよい。
【０１１２】
本実施の形態において、第５の半導体部２５０は、第４の半導体部２４６，２４８と異なる導電型であれば、その材料は限定されない。例えば、第５の半導体部２５０は、第４の半導体部２４６，２４８とは異なる導電型であって、第４の半導体部２４６，２４８の少なくとも一部（例えば第４の半導体部２４８）と同一組成（（例えばｎ型）ＧａＡｓ層）から形成されていてもよい。
【０１１３】
本実施の形態では、第４及び第５の半導体部２４８，２５０の間に、容量低減部２６０が設けられている。これによれば、個片切断後の面発光型素子２２０の動作において、接合ダイオード２５２の容量低減が図れるので、接合ダイオード２５２が発光素子部２０の高速駆動を妨げるのを防止することができる。特に、本実施の形態では、整流素子部２４０を発光素子部２０に対して並列接続するため、発光素子部２０及び整流素子部２４０の容量はそれぞれが加算された値として影響する。そのため、接合ダイオード２５２の容量低減を図ることは、面発光型素子２２０の高速駆動化に対して非常に効果的である。
【０１１４】
容量低減部２６０は、電気的接続領域を確保するために、第４の半導体部２４８の一部の領域上に設けられていてもよい。容量低減部２６０の材料、厚さ及び面積は、接合ダイオード２５２の容量値に基づいて決めることができる。接合ダイオード２５２の容量の低減を図るためには、容量低減部２６０として、比誘電率が低い材料を用いることが好ましい。
【０１１５】
容量低減部２６０は、半導体部（第６の半導体部）であってもよい。容量低減部２６０が真性半導体から形成される場合、接合ダイオード２５２は、ｐｉｎダイオードと呼ぶこともできる。なお、真性半導体とは、電気伝導に関与するキャリアのほとんどが、価電子帯から伝導体に熱励起された自由電子、あるいは価電子帯に生じた同数の正孔であり、不純物や格子欠陥の存在によるキャリア濃度の変化が無視できる半導体をいう。
【０１１６】
あるいは、容量低減部２６０は、第４の半導体部２４８と同一導電型（例えばｐ型）であって、第４の半導体部２４８よりもドーピングされる不純物濃度が低い（例えば１桁以上不純物濃度が低い）半導体部であってもよい。あるいは、容量低減部２６０は、第５の半導体部２５０と同一導電型（例えばｎ型）であって、第５の半導体部２５０よりもドーピングされる不純物濃度が低い（例えば１桁以上不純物濃度が低い）半導体部であってもよい。
【０１１７】
なお、接合ダイオード２５２の容量の低減を図るためには、容量低減部２６０の厚さを大きくし、その面積を小さくすることが好ましい。例えば、容量低減部２６０は、第４の半導体部２４８（又は第５の半導体部２５０）よりも厚さが大きくてもよいし、第４の半導体部２４８よりも面積が小さくてもよい。
【０１１８】
容量低減部２６０は、例えば、ＡｌＧａＡｓ層、ＧａＡｓ層などから形成することができる。容量低減部２６０が下地となる第４の半導体部２４８と異なる材料から形成されていれば、エッチングの選択比が得られるので、容量低減部２６０を選択的にエッチングすることが容易である。例えば、第４の半導体部２４８がＧａＡｓ層からなる場合、容量低減部２６０は、ＡｌＧａＡｓ層から形成してもよい。
【０１１９】
容量低減部２６０をＡｌＧａＡｓ層から形成する場合、各組成の比率は特に限定されるものではないが、Ａｌ組成比が高いほうが容量低減部２６０の比誘電率を低くすることができるので好ましい。容量低減部２６０のＡｌＧａＡｓ層の各組成の比率は、例えばＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ｘ≧０．５）であってもよい。これによれば、Ａｌ組成比が高いために接合ダイオード２５２のさらなる容量低減を図ることができるだけでなく、上述した下地となる第４の半導体部２４８に対して、十分なエッチングの選択比を得ることができる。
【０１２０】
なお、本実施の形態に係る面発光型装置のその他の内容は、第１の実施の形態に係る面発光型装置の説明から導き出せる内容を含む。
【０１２１】
５−２．面発光型装置の製造方法
図１８〜図２１は、本発明を適用した第５の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。面発光型ウエハの製造方法は、基板１０上に、上述した複数の面発光型素子２２０を製造することを含む。
【０１２２】
図１８に示すように、基板１０上に、組成を変調させながらエピタキシャル成長させることにより、第１の導電型（例えばｎ型）からなる第１の半導体層８０と、活性層として機能する第２の半導体層８１と、第２の導電型（例えばｐ型）からなる第３の半導体層８４，８６と、容量低減層２８０と、第１の導電型（例えばｎ型）からなる第４の半導体層８８と、を形成する。容量低減層２８０の組成は、上述の容量低減部２６０の内容が該当する。その他の層の詳細は、すでに説明した内容が該当する。
【０１２３】
次に、図１９〜図２１に示すように、少なくとも、第３の半導体層８４，８６、容量低減層２８０及び第４の半導体層８８をパターニングして、発光素子部２０及び整流素子部２４０を形成する。
【０１２４】
最初に、図１９に示すように、最上層の第４の半導体層８８と、その下の層の容量低減層２８０と、をパターニングしてもよい。詳しくは、第４の半導体層８８上にレジストを塗布し、当該レジストをパターニングすることによって、所定パターンのレジスト層Ｒ１０を形成する。その後、レジスト層Ｒ２１０をマスクとして、エッチング（例えばドライエッチング又はウエットエッチング）する。ウエットエッチングによれば、エッチング後に新しく露出する面（光の出射面２９を含む第３の半導体層８６）を滑らかな面にすることができる。また、容量低減層２８０と、その下地となる第３の半導体層８６（最上面を含む層）とが異なる材料であれば、エッチングの選択比が得られるので、容量低減層２８０を選択的にエッチングすることが容易である。例えば、第３の半導体層８６がＧａＡｓ層からなる場合、容量低減層２８０は、ＡｌＧａＡｓ層から形成してもよい。容量低減層２８０のＡｌＧａＡｓ層の各組成の比率は、例えばＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（ｘ≧０．５）であってもよく、これによって、上述した下地となる第３の半導体層８６に対して、十分なエッチングの選択比を得ることができる。したがって、さらに良好なパターニングを行うことができる。
【０１２５】
こうして、第５の半導体部２５０及び容量低減部２６０を形成した後、図２０に示すように、第３の半導体層８４，８６をパターニングする。詳しくは、上述と同様にしてレジスト層Ｒ２２０を形成し、レジスト層Ｒ２２０をマスクとしてエッチングする。第３の半導体層８４をパターニングすることによって、ミラーとして機能する第３の半導体部２６と、第４の半導体部２４６とを形成することができ、第３の半導体層８６をパターニングすることによって、コンタクト部として機能する第３の半導体部２８と、第４の半導体部２４８とを形成することができる。
【０１２６】
図２１に示すように、第２の半導体層８１もパターニングしてもよい。詳しくは、上述と同様にしてレジスト層Ｒ２３０を形成し、レジスト層Ｒ２３０をマスクとしてエッチングして、第２の半導体層８２を形成するとともに、第１の半導体層８０の少なくとも一部を露出させる。これによれば、第１の半導体層８０の露出領域に第１の電極３０を形成することが可能になる。
【０１２７】
なお、上述のパターニング方法の順番に限定されず、例えば、基板１０に近い側から、第２の半導体層８１、第３の半導体層８４，８６、容量低減層２８０及び第４の半導体層８８の順番にパターニングしてもよい。
【０１２８】
その後、第１の実施の形態でも説明したように、絶縁層２５，４５を形成し、樹脂層６０を形成する。また、発光素子部２０を駆動する第１及び第２の電極３０，３２を形成し、整流素子部２４０を駆動する第３及び第４の電極３４，３６を形成し、所定の電極同士を電気的に接続する配線７０，７２を形成する（図１７参照）。
【０１２９】
なお、本実施の形態に係る面発光型装置の製造方法のその他の内容は、第１の実施の形態に係る面発光型装置の製造方法の説明から導き出せる内容を含む。
【０１３０】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び結果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の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、実施の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、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光型ウエハの部分拡大図であり、図１（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光型ウエハの全体平面図である。
【図２】図２は、図１（Ａ）のII−II線断面図である。
【図３】図３は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光型ウエハの回路図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。
【図６】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。
【図７】図７は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。
【図９】図９は、本発明の第２の実施の形態に係る面発光型ウエハの断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第２の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。
【図１１】図１１は、本発明の第２の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の第２の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。
【図１３】図１３は、本発明の第２の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の第２の実施の形態に係る面発光型ウエハの製造方法を示す図である。
【図１５】図１５は、本発明の第３の実施の形態の光伝達装置を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の第４の実施の形態の光伝達装置の使用形態を示す図である。
【図１７】図１７は、本発明の第５の実施の形態に係る面発光型ウエハの断面図である。
【図１８】図１８は、本発明の第５の実施の形態に係る面発光型装置の製造方法を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の第５の実施の形態に係る面発光型装置の製造方法を示す図である。
【図２０】図２０は、本発明の第５の実施の形態に係る面発光型装置の製造方法を示す図である。
【図２１】図２１は、本発明の第５の実施の形態に係る面発光型装置の製造方法を示す図である。
【符号の説明】
【０１３２】
１…面発光型素子  １０…基板  ２０…発光素子部  ２２…第１の半導体部
２４…第２の半導体部  ２５…絶縁層  ２６，２８…第３の半導体部  ２９…出射面
３０…第１の電極  ３２…第２の電極  ３４…第３の電極  ３６…第４の電極
４０…整流素子部  ４２…第１の支持部  ４４…第２の支持部  ４５…絶縁層
４６，４８…第４の半導体部  ５０…第５の半導体部  ５２…接合ダイオード
６０…樹脂層  ７０，７２，７４，７６…配線  ８０…第１の半導体層
８１…第２の半導体層  ８４，８６…第３の半導体層  ８８…第４の半導体層
１３６…第４の電極  １５２，１５４…第４の半導体部  １５６…第５の半導体部
１６０…ショットキーダイオード  １７０，１８０…第３の半導体層
２４６，２４８…第４の半導体部  ２５０…第５の半導体部  ２５２…接合ダイオード
２６０…容量低減部  ２８０…容量低減層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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