(57)【要約】【課題】出射光の偏光比が高い半導体発光素子及びそれを用いた偏光表示装置を提供する。【解決手段】半導体発光素子２００は、基板２０１上に形成され、少なくとも２種類以上の偏光を有する光を発生する光ガイド領域を含む積層構造体２０２と、積層構造体２０２の主面に設けられ、光を光ガイド領域内において所定の方向に導波させるストライプ形状の導波路とを備え、積層構造体２０２は、光の導波方向と垂直な積層構造体２０２の端面の一部において、少なくとも光ガイド領域の一部を含んで凹形状に形成されたスリット部２１７を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成され、少なくとも２種類以上の偏光を有する光を発生する光ガイド領域を含む積層構造体と、
前記積層構造体の主面に設けられ、前記光を前記光ガイド領域内において所定の方向に導波させるストライプ形状の導波路とを備え、
前記積層構造体は、
前記光の導波方向と垂直な前記積層構造体の端面の一部において、少なくとも前記光ガイド領域の一部を含んで凹形状に形成されたスリット部を備える
半導体発光素子。
【請求項２】
前記半導体発光素子は、前記積層構造体の端面に凹凸形状を有する
請求項１に記載の半導体発光素子。
【請求項３】
前記半導体発光素子は、前記スリット部以外の前記積層構造体の端面に光反射膜を有する
請求項１または２に記載の半導体発光素子。
【請求項４】
前記スリット部は、前記積層構造体の端面からの深さが３０μｍ以上である
請求項１〜３のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項５】
前記基板は、ｃ面またはｍ面を主面とする六方晶ＧａＮ系半導体基板である
請求項１〜４のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項６】
前記半導体発光素子は、半導体スーパールミネッセントダイオード素子である
請求項１〜５のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項７】
前記半導体発光素子は、III族窒化物半導体である
請求項１〜５のいずれかに記載の半導体発光素子。
【請求項８】
前記半導体発光素子は、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＡｓzＰ1-zである
請求項７に記載の半導体発光素子。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の半導体発光素子と、
前記半導体発光素子から出射された光を偏光する偏光子と、
前記半導体発光素子と前記偏光子との間に設けられた液晶パネルとを備える
偏光表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、端面出射形の半導体発光素子及びそれを用いた偏光表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
小型、安価、高出力などの優れた特徴をもつことから、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）や半導体レーザなどの半導体発光素子が、通信、光ディスクなどのＩＴ技術のほか、医療、一部照明など、幅広い技術分野で用いられている。近年では、特に、液晶プロジェクタや液晶ディスプレイなどの偏光表示装置の小型、薄型、低消費電力化を実現するために、光源として半導体発光素子を用いた偏光表示装置の開発が活発に行われている。このような偏光表示装置用途の光源としては、波長４２０ｎｍから波長６６０ｎｍ程度の範囲にある赤色光、緑色光、青色光、いわゆるＲＧＢの光を発光する光源が必要となる。このため、従来の偏光表示装置においては、青色ＬＥＤと蛍光体を組み合わせた白色ＬＥＤを用いるタイプのものや、各色の光を発する３種類のＬＥＤ（赤色／緑色／青色ＬＥＤ）を組み合わせたものなどが開発されている。また、液晶プロジェクタのような投影型の偏光表示装置の場合、光源の光をより効率良く画像として投影するために、光源からの出射光は指向性が高いことが好まれる。このような高指向性の半導体発光素子を実現するため、可視の波長の光を出射する半導体レーザなどの開発も進められている。
【０００３】
このような半導体発光素子において、波長４２０〜５５０ｎｍの青色光から緑色光を発光する発光素子については、主に窒化ガリウム（ＧａＮ）系半導体素子が用いられている。また、波長５５０ｎｍから６６０ｎｍの赤色を発光する発光素子としては、主にガリウム砒素（ＧａＡｓ）系半導体発光素子が用いられている。また、ＧａＮ系半導体素子を用いた緑色〜赤色発光素子の研究開発が進められている。
【０００４】
偏光表示装置では、光源からの光を効率よく利用するために、出射光の偏光比（ＴＥ／ＴＭ偏光比）と指向性が高いことが望まれている。このため、半導体発光素子として、出射光の偏光比が比較的高く、指向性の高い半導体レーザを用いる方法も提案されている。しかしながら、半導体発光素子として半導体レーザを用いた場合、出射光の可干渉性により投影像のちらつき、つまりスペックルノイズが重要な問題となる。
【０００５】
そこで、可干渉性の低く、指向性の高い半導体発光素子として、誘導自然放出光を出射するスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）を液晶プロジェクタの光源として用いることが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。また、偏光表示装置の光源としてＳＬＤ素子を用いた場合、出射光の拡がり角が６０°（半値全幅）と指向性が高く、また、偏光性を有しているため、偏光表示装置の半導体発光素子からの光を効率よく利用することができる（例えば、非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｅ．  Ｆｅｌｔｉｎ，  ｅｔ  ａｌ．，“Ｂｒｏａｄｂａｎｄ  ｂｌｕｅ  ｓｕｐｅｒｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｌｉｇｈｔ−ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ＧａＮ”，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，９５，０８１１０７（２００９）．
【非特許文献２】Ａｌｐｈｏｎｓｅ，  Ｇ．Ａ，ｅｔ  ａｌ．，  “Ｈｉｇｈ−ｐｏｗｅｒ  ｓｕｐｅｒｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ  ｄｉｏｄｅｓ”，Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，  ＩＥＥＥ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ  Ｖｏｌｕｍｅ  ２４  Ｉｓｓｕｅ  １２  ｐｐ．２４５４（１９８８）．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、ＴＥ／ＴＭ偏光比が高い（例えば、偏光比１５）のＳＬＤ素子を利用しても、およそ７％の光は液晶パネルの前段にある偏光子に吸収され熱に変換される。この熱は偏光子の温度を上昇させ、その結果、偏光子の偏光比を低下させる。この結果、偏光表示装置の投影像のコントラストの低下、つまり、画質の低下という課題が発生する。
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明は、出射光の偏光比が高い半導体発光素子及びそれを用いた偏光表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明の一形態に係る半導体発光素子は、基板上に形成され、少なくとも２種類以上の偏光を有する光を発生する光ガイド領域を含む積層構造体と、前記積層構造体の主面に設けられ、前記光を前記光ガイド領域内において所定の方向に導波させるストライプ形状の導波路とを備え、前記積層構造体は、前記光の導波方向と垂直な前記積層構造体の端面の一部において、少なくとも前記光ガイド領域の一部を含んで凹形状に形成されたスリット部を備える。
【００１０】
この構成によれば、光導波路に導波されて光ガイド領域を伝搬するＴＭ光に選択的に損失を与え、ＴＥ／ＴＭ偏光比を増加することが可能となる。従って、出射光の偏光比が高い半導体発光素子を提供することができる。なお、本発明における光ガイド領域とは、積層構造体における活性層を含む領域であって、光が導波する領域を意味する。
【００１１】
ここで、前記半導体発光素子は、前記積層構造体の端面に凹凸形状を有することが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、半導体発光素子の出射光の偏光比を向上するだけでなく、端面の反射率を低減することが可能となる。
【００１３】
ここで、前記半導体発光素子は、前記スリット部以外の前記積層構造体の端面に光反射膜を有することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、積層構造体において、ｎ側光ガイド層、ｐ側光ガイド層及び活性層を導波するＳＬＤ光のみがＳＬＤ素子の外部へ出射し、ｎ及びｐ側光ガイド層を導波する光は反射され、ＳＬＤ素子の内部へとフィードバックされる。従って、効率よく出射光の偏光比を向上することができる。
【００１５】
ここで、前記スリット部は、前記積層構造体の端面からの深さが３０μｍ以上であることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、ＴＥ光とＴＭ光の強度比をおよそ１０倍程度に増加することが可能となる。従って、出射光の偏光比がより高い半導体発光素子を提供することができる。
【００１７】
ここで、前記基板は、ｃ面またはｍ面を主面とする六方晶ＧａＮ系半導体基板であることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、ｃ面ＧａＮまたはｍ面ＧａＮ上に積層構造体を形成することで、劈開が容易なｍ面またはｃ面を光出射面とし、偏光比の高い発光素子を形成することができる。
【００１９】
ここで、前記半導体発光素子は、半導体スーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）素子であることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、半導体発光素子として、レーザダイオードの高輝度（高出力）とＬＥＤの低コヒーレンス性を併せ持つＳＬＤ素子を用いることにより、半導体発光素子の偏光比を増加することが可能となる。
【００２１】
ここで、前記半導体発光素子は、III族窒化物半導体であることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、III族窒化物半導体を用いることで、紫外〜赤外の幅広い波長域で動作する、高偏光比の半導体発光素子を形成することができる。
【００２３】
ここで、前記半導体発光素子は、ＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＡｓzＰ1-zであることが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、ｘ、ｙ、ｚの組成比を調整して赤色発光させた半導体発光素子において、赤色半導体発光素子の偏光比を増加することが可能となる。
【００２５】
また、本発明の一形態に係る偏光表示装置は、上記した半導体発光素子と、前記半導体発光素子から出射された光を偏光する偏光子と、前記半導体発光素子と前記偏光子との間に設けられた液晶パネルとを備える。
【００２６】
この構成によれば、光源の偏光比が増加するために、偏光子によって吸収される光が減少し、偏光子の発熱を低減することができるほか、偏光表示装置の消費電力を低減することが可能となる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、出射光の偏光比が高い半導体発光素子及びそれを用いた偏光表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施形態に係る偏光表示装置の概略図である。
【図２】第１の実施形態に係るＳＬＤ素子の概略図であり、（ａ）は、ＳＬＤ素子の平面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＳＬＤ素子のＡ−Ａ’線における断面図、（ｃ）は、（ａ）におけるＳＬＤ素子のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図３】第１の実施形態に係るＳＬＤ素子の製造方法を示す図である。
【図４】第１の実施形態に係るＳＬＤ素子の製造方法を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係るＳＬＤ素子の製造方法を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係るＳＬＤ素子の製造方法を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係るＳＬＤ素子の製造方法を示す図である。
【図８】第１の実施形態に係るＳＬＤ素子の製造方法を示す図である。
【図９】第１の実施形態に係るＳＬＤ素子のシミュレーション結果を示す図であり、（ａ）は、スリット部近傍における光の伝搬シミュレーション結果を示す図、（ｂ）は、シミュレーション結果から得られたＴＥ／ＴＭ偏光比の凹部のエッチング深さ依存性を示す図である。
【図１０】第１の実施形態に係るＳＬＤ素子と、従来例のＳＬＤ素子の光出力の偏光角度依存性を示すグラフである。
【図１１】第２の実施形態に係るＳＬＤ素子の概略図であり、（ａ）は、ＳＬＤ素子の平面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＳＬＤ素子のＡ−Ａ’線における断面図、（ｃ）は、（ａ）におけるＳＬＤ素子のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図１２】第３の実施形態に係るＳＬＤ素子の概略図であり、（ａ）は、ＳＬＤ素子の平面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＳＬＤ素子のＡ−Ａ’線における断面図、（ｃ）は、（ａ）におけるＳＬＤ素子のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図１３】第４の実施形態に係るＳＬＤ素子の概略図であり、（ａ）は、ＳＬＤ素子の平面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＳＬＤ素子のＡ−Ａ’線における断面図、（ｃ）は、（ａ）におけるＳＬＤ素子のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【図１４】第５の実施形態に係る偏光表示装置を示す図である。
【図１５】第６の実施形態に係る偏光表示装置を示す図である。
【図１６】第７の実施形態に係る偏光表示装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、本発明について、以下の実施形態及び添付の図面を用いて説明を行うが、これは例示を目的としており、本発明がこれらに限定されることを意図しない。
【００３０】
（第１の実施形態）
本実施形態に係る半導体発光素子は、基板上に形成され、少なくとも２種類以上の偏光を有する光を発生する光ガイド領域を含む積層構造体と、積層構造体の主面に設けられ、光を前記光ガイド領域内において所定の方向に導波させるストライプ形状の導波路とを備え、積層構造体は、光の導波方向と垂直な積層構造体の端面の一部において、少なくとも光ガイド領域の一部を含んで凹形状に形成されたスリット部を備える。このような構成により、出射光の偏光比が高い半導体発光素子及びそれを用いた偏光表示装置を提供することができる。
【００３１】
以下、本実施形態に係る半導体発光素子及び偏光表示装置について、六方晶系に属するＧａＮ系半導体を用いる青色（波長４５０ｎｍ）ＳＬＤ素子を例に、図を参照しながら説明する。
【００３２】
まず、図１を用いて、本実施形態における偏光表示装置の一例である液晶プロジェクタについて説明する。図１に示すように、液晶プロジェクタ１００は、光源として青色ＬＥＤ１０１、緑色ＬＥＤ１０２、赤色ＬＥＤ１０３の３種類のＬＥＤを備え、コリメートレンズ１０４、１０５、１０６と、ミラー１０７、１０８、１０９とにより構成される。各色ＬＥＤ（青色ＬＥＤ１０１、緑色ＬＥＤ１０２、赤色ＬＥＤ１０３）から出射された光は、コリメートレンズ１０４、１０５、１０６により平行光となり、ミラー１０７、１０８、１０９で反射、合波され、偏光子１１０に入射する。偏光子１１０を透過した光は、特定の方向の偏光成分を持った偏光光となり、液晶パネル１１１に入射する。このとき、液晶パネル１１１では、画素ごとに電圧を変化させることで、透過する光の偏光方向を変調させる。この変調させた光は、偏光子１１２を透過する際に画素ごとの光強度変化に変換され、投影レンズ１１３により投影像として見ることができるようになる。
【００３３】
このような液晶プロジェクタ１００において、半導体発光素子である青色ＬＥＤ１０１、緑色ＬＥＤ１０２、赤色ＬＥＤ１０３の光を効率よく利用するためには、偏光子１１０での変換ロスを減らすことと、コリメートレンズ１０４、１０５、１０６での光取り込み効率を向上させる必要がある。
【００３４】
ここで、液晶プロジェクタ１００において使用される光源は、青色ＬＥＤ１０１、緑色ＬＥＤ１０２、赤色ＬＥＤ１０３に限らずスーパールミネッセントダイオード（ＳＬＤ）でもよい。以下、本実施形態では、光源としてＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＡｓzＰ1-zからなるＳＬＤ素子を用いた液晶プロジェクタを例として説明する。
【００３５】
図２（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る青色のＳＬＤ素子２００の概略図である。図２（ａ）は、ＳＬＤ素子２００を上面方向から見た平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＳＬＤ素子２００のＡ−Ａ’線における断面図である。図２（ｃ）は、図２（ａ）におけるＳＬＤ素子２００のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【００３６】
ここで、図２（ａ）〜（ｃ）において、六方晶系に属するＧａＮ系結晶の面方位を、図中ｃ、ａ、ｍで示す。ｃは（０００１）面の法線ベクトル、即ちｃ軸を、ａは（１１−２０）面とその等価面の法線ベクトル、即ちａ軸を、ｍは（１−１００）面とその等価面の法線ベクトル、即ちｍ軸を意味する。ここで、面方位におけるミラー指数に付した負符号”−”は、該負符号に続く一の指数の反転を便宜的に表している。また、本発明における光ガイド領域とは、積層構造体における活性層を含む領域であって、光が導波する領域を意味する。
【００３７】
以下、ＳＬＤ素子２００の構造を説明する。
【００３８】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＳＬＤ素子２００は、ｍ軸方向に長尺な形状であり、基板２０１上に積層構造体２０２を備えている。詳細には、図２（ｂ）及び同図（ｃ）に示すように、積層構造体２０２として、ｎ型クラッド層２０３と、ｎ側光ガイド層２０４と、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層２０６と、ｐ側光ガイド層２０７と、キャリアオーバフロー抑制層（ＯＦＳ層）２０８と、ｐ型クラッド層２０９とを備えている。なお、ｎ側光ガイド層２０４と、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層２０６と、ｐ側光ガイド層２０７が本発明における光ガイド領域に相当する。
【００３９】
ｐ型クラッド層２０９には、ｍ軸に平行なリッジストライプ型の光導波路（リッジストライプ部）が形成されている。光導波路は、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層２０６で発生した光を導波する。ここで、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層２０６で発生した光は、ＴＥ光、ＴＭ光の２種類の偏光を有する光である。
【００４０】
また、ｍ面とほぼ平行な面である端面には、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、凹形状のスリット部２１７が形成されている。スリット部２１７は、ｎ側光ガイド層２０４と、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層２０６と、ｐ側光ガイド層２０７の一部を含む位置に形成されている。
【００４１】
さらに、積層構造体２０２上には、絶縁膜（パッシベーション膜）２１２と、ｐ型コンタクト層２１０と、ｐ側電極２１３と、配線電極２１４と、パッド電極２１５と、ｎ側電極２１６とが形成されている。
【００４２】
以下、ＳＬＤ素子２００の製造方法を説明する。
【００４３】
まず、六方晶系に属し主面が（０００１）面（ｃ面）であるｎ型ＧａＮからなる基板２０１上に、例えば有機金属気相成長法（Ｍｅｔａｌｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＭＯＣＶＤ法）により、厚さが２μｍのＡｌ0.03Ｇａ0.97Ｎからなるｎ型クラッド層２０３を成長する。その上に、厚さが０．１μｍのｎ−ＧａＮからなるｎ側光ガイド層２０４を成長する。さらに、Ｉｎ0.02Ｇａ0.98Ｎバリア層とＩｎ0.16Ｇａ0.84Ｎ量子井戸層３周期からなる多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層２０６を成長する。次に、ＭＱＷ活性層２０６の上に、厚さが０．１μｍのｐ型ＧａＮからなるｐ側光ガイド層２０７を成長する。続いて、ｐ側光ガイド層２０７の上に、厚さが１０ｎｍのＡｌ0.20Ｇａ0.80Ｎからなるキャリアオーバフロー抑制層（ＯＦＳ層）２０８を成長する。さらに、ＯＦＳ層２０８の上に、厚さがそれぞれ１．５ｎｍのｐ型Ａｌ0.16Ｇａ0.84Ｎ層とＧａＮ層とを１６０周期分繰り返してなる厚さ０．４８μｍの歪超格子からなるｐ型クラッド層２０９を成長する。さらに、厚さが０．０５μｍのｐ型ＧａＮからなるｐ型コンタクト層２１０を成長する。
【００４４】
積層構造体２０２を形成する際の結晶成長法には、ＭＯＣＶＤ法の他に、分子ビーム成長（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）法または化学ビーム成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＣＢＥ）法等の、ＧａＮ系青紫色半導体レーザ構造が成長可能な成長方法を用いてもよい。ＭＯＣＶＤ法を用いた場合の原料としては、例えばＧａ原料としてトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、Ｉｎ原料としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）及びＡｌ原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を用い、Ｎ原料としてアンモニア（ＮＨ3）を用いればよい。さらに、ｎ型不純物であるＳｉ原料にはシラン（ＳｉＨ4）ガスを用い、ｐ型不純物であるＭｇ原料にはビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）を用いればよい。
【００４５】
次に、例えば熱ＣＶＤ法により、ｐ型コンタクト層２１０の上に、膜厚が０．３μｍのＳｉＯ2からなる第２のマスク膜（図示せず）を成膜する。リソグラフィ法及びエッチング法により、第２のマスク膜を幅が１．５μｍのリッジストライプ形状で、且つ、図２（ａ）に示すように、ｍ軸方向と０〜２５°程度の角度を持つようにパターニングする。
【００４６】
次に、誘導結合型（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｐｌａｓｍａ：ＩＣＰ）エッチング法により、第２のマスク膜を用いて積層構造体２０２の上部を０．３５μｍの深さにエッチングして、ｐ型コンタクト層２１０及びｐ型クラッド層２０９の上部に、光導波路（リッジストライプ部）を形成する。その後、フッ化水素酸を用いて第２のマスク膜を除去する。
【００４７】
次に、再度、熱ＣＶＤ法により、露出したｐ型クラッド層２０９の上にリッジストライプ部を含む全面にわたって、膜厚が２００ｎｍのＳｉＯ2からなる絶縁膜２１２を形成する。
【００４８】
次に、リソグラフィ法により、絶縁膜２１２におけるリッジストライプ部の上面に、該リッジストライプ部に沿って幅が１．３μｍの開口部を有するレジストパターン（図示せず）を形成する。続いて、例えば三フッ化メタン（ＣＨＦ3）ガスを用いた反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ）により、レジストパターンをマスクとして絶縁膜２１２をエッチングすることにより、リッジストライプ部の上面からｐ型コンタクト層２１０を露出する。
【００４９】
次に、例えば電子ビーム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ：ＥＢ）蒸着法により、少なくともリッジストライプ部の上面から露出したｐ型コンタクト層２１０の上に、厚さが４０ｎｍのパラジウム（Ｐｄ）と厚さが３５ｎｍの白金（Ｐｔ）とからなる金属積層膜を形成する。その後、レジストパターンを除去するリフトオフ法により、金属積層膜のリッジストライプ部を除く領域を除去して、ｐ側電極２１３を形成する。
【００５０】
次に、図２（ｂ）に示すように、リソグラフィ法及びリフトオフ法により、絶縁膜２１２の上にリッジストライプ部の上部のｐ側電極２１３を覆うように、例えばリッジストライプ部に平行な方向の平面寸法が５００μｍで、且つ、リッジストライプ部に垂直な方向の平面寸法が１５０μｍの配線電極２１４を選択的に形成する。ここで、配線電極２１４は、それぞれ厚さが５０ｎｍ、２００ｎｍ及び１００ｎｍのチタン（Ｔｉ）／白金（Ｐｔ）／金（Ａｕ）の金属積層膜により形成する。
【００５１】
なお、一般に、基板２０１はウェハ状態であって、複数のＳＬＤ素子２００は基板２０１の主面上に行列状に形成される。従って、ウェハ状態にある基板２０１に形成されたＳＬＤ素子２００を個々のＳＬＤ素子２００に分割する際に、配線電極２１４を切断すると、該配線電極２１４に密着したｐ側電極２１３がｐ型コンタクト層２１０から剥がれるおそれがある。そこで、図２（ａ）に示すように、配線電極２１４は、互いに隣接する素子同士で繋がっていないことが望ましい。
【００５２】
さらに、電解めっき法により、配線電極２１４の上層のＡｕ層の厚さを１０μｍ程度にまで増やして、パッド電極２１５を形成する。このようにすると、ワイヤボンディングによるレーザチップの実装が可能となると共に、ＭＱＷ活性層２０６における発熱を効果的に放熱させることができるため、ＳＬＤ素子２００の信頼性を向上することができる。
【００５３】
次に、パッド電極２１５まで形成されたウェハ状態の基板２０１の裏面を、ダイヤモンドスラリを用いて機械研磨して、基板２０１の厚さが１００μｍ程度になるまで薄膜化する。その後、例えばＥＢ蒸着法により、基板２０１の裏面に、厚さが５ｎｍのＴｉ、厚さが１０ｎｍの白金及び厚さが１０００ｎｍのＡｕからなる金属積層膜によりｎ側電極２１６を形成する。なお、基板研磨手法としては、スラリによる機械研磨のほか、例えばＫＯＨ溶液を補助的に用いる化学／機械研磨を用いても良い。
【００５４】
図３〜図８は、上記の方法によって複数のＳＬＤ素子２００が形成されたウェハの分割プロセスの概略を示したものである。
【００５５】
図３は、上記した複数のＳＬＤ素子２００が形成されたウェハ状態の基板３０１を示す。
【００５６】
次に、ウェハ状態の基板３０１を、ｍ軸方向の長さが６００μｍとなるように、ｍ面に沿って１次劈開し、複数のＳＬＤバー３０２に分割する（図４（ａ））。さらに、Ｓｉ等のスペーサを用いてＳＬＤバー３０２を挟持し、劈開したＳＬＤバー３０２の端面を露出する（図４（ｂ））。次に、例えばＥＣＲスパッタ法により、一方の端面に高反射率コート３０４ａを施す（図５）。コート後ＳＬＤバー３０２を裏返し、未コート面を露出させる。ＥＣＲスパッタ法により他方の端面にＳｉＯ2マスク３０４ｂを形成する（図６（ａ））。次に、マスクアライメントを用いて光導波路（リッジストライプ部）３０３及びその下の光ガイド領域を含む領域に、例えばｃ軸方向の長さが０．５μｍ、ａ軸方向の長さが５０μｍの矩形の開口３０５を形成する（図６（ｂ））。
【００５７】
次に、例えばＩＣＰエッチング法を用いて、開口３０５の位置に、図２（ｂ）、（ｃ）に示したスリット部３０６を形成する（図７）。ｃ軸方向の長さが０．５μｍ、ａ軸方向の長さが５０μｍ、ｍ軸方向の深さが３５μｍになるようにエッチングして、スリット部３０６を形成する。
【００５８】
このとき、ｃ軸方向の長さが短いと偏光比が十分にとれず、長すぎると光損失が増大してしまう。発明者らの検討によれば、光損失を十分に小さくしつつ偏光比を大きくすることができるｃ軸方向の長さとして、０．０５〜０．７μｍが好適であり、０．０５〜０．２μｍの範囲がより好ましい。
【００５９】
また、ａ軸方向の長さとしては、光導波路（リッジストライプ部）の傾斜を考慮して十分に長く取ることが望ましい。傾斜角をθ、スリットのｍ軸方向の深さをＬとすると、ａ軸方向の長さとして、少なくともＬ・ｓｉｎ（θ）以上であることが望ましい。
【００６０】
また、スリット部３０６の深さが深いほど、ＳＬＤ素子２００の偏光比が大きくなる。例えば、スリット深さは、３５μｍより大きいことが望ましい。スリット部３０６の深さを３５μｍ以上とすることで、ＳＬＤ素子２００の偏光比＞１００を実現することが可能となる。
【００６１】
さらに好ましくは、ＴＥ光の広がりを考慮して、Ｌ・ｓｉｎ（θ）＋３．５μｍ以上あると良い。なお、上記例において、ＩＣＰエッチング法を用いてスリット部を形成したが、エッチング可能な方法であれば他の手法でも構わない。例えば、反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ）や、収束イオンビーム（Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ：ＦＩＢ）を用いることも可能である。また、エッチングに伴い、導体結晶表面に光吸収や電流リークの起源となる損傷層が形成されることがある。このような場合には、Ａｒ等のイオンミリングによるダメージ層除去を行ってもよい。また、塩酸、燐酸、ＫＯＨ等を用いたウェットエッチングを用いてダメージ層除去を行ってもよい。
【００６２】
その後、図８のように、１次劈開されたＳＬＤバー３０２を、ａ軸方向の長さが２００μｍとなるようにａ面に沿って２次劈開する。
【００６３】
図９（ａ）は、本実施形態のスリット部近傍における光の伝搬の様子を有限差分時間領域法（Ｆｉｎｉｔｅ−ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ  ｔｉｍｅ−ｄｏｍａｉｎ  ｍｅｔｈｏｄ；ＦＤＴＤ  ｍｅｔｈｏｄ）を用いて計算した一例である。図９（ａ）は、凹形状のスリット部４２４が形成された積層構造体の端面におけるＦＤＴＤの計算結果を示しており、ｎ型クラッド層４０１及びｐ型クラッド層４０３の間に形成されたＭＱＷ活性層４０２の近傍にスリット部４２４が形成された場合のＦＤＴＤの計算結果である。また、同図において、ｘはＧａＮ基板のａ軸方向、ｙはｍ軸方向、ｚはｃ軸方向を示している。図９（ａ）に示すように、スリット部４２４によって伝搬光が散乱／回折を受ける様子がわかる。
【００６４】
また、スリット部４２４の深さをパラメータとして、図９（ａ）の右側から出射する光のＴＥ／ＴＭ光の強度比（偏光比）を計算した結果を図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）に示すように、スリット部４２４の光照射端面からの深さを深くするにつれ、半導体発光素子の偏光比が増加し、スリット深さを約３０μｍ以上とすることで、１００を超える偏光比を得ることができる。
【００６５】
図１０は、図１に示した本実施形態に係る偏光表示装置（液晶プロジェクタ１００）におけるＳＬＤ素子（青色ＬＥＤ１０１、緑色ＬＥＤ１０２、赤色ＬＥＤ１０３）のＳＬＤ発光の偏光角度依存性の実験結果である。実験では、ＳＬＤ素子と受光素子の間に偏光角度を制御可能な偏光子を設置し、偏光子の偏光角を順次変えながら、ＳＬＤ素子の光強度を測定した。また、図１０に実線で示す光強度５０１は、従来の偏光表示装置に係るＳＬＤ素子の光強度、同図に破線で示す光強度５０２は、液晶プロジェクタ１００におけるＳＬＤ素子の光強度を、各出力の最大値を１００％として相対的に示している。
【００６６】
図１０に示すように、光強度５０１及び光強度５０２は、共に、偏光子の偏光角度を９０°としたときに光出力が最低となっている。偏光角度９０°のとき、偏光子はＴＥ光を遮光しＴＭ光を透過する条件となっている。ＳＬＤ素子では、ＴＥ／ＴＭ偏光比＞１のため、ＴＥ光を遮光することにより光出力が低下することとなる。つまり、偏光角度９０°のときには、ＴＥ光が遮断されＳＬＤ素子の出力光にはＴＭ光のみが含まれる。また、偏光角度０°または１８０°のときには、ＴＭ光が遮断されＳＬＤ素子の出力光にはＴＥ光のみが含まれる。従って、ＴＭ光が遮断される０°または１８０°における光強度（ＴＥ光による光強度）と、ＴＥ光が遮断される９０°における光強度（ＴＭ光による光強度）の比から、ＳＬＤの偏光比を算出することが可能である。
【００６７】
ここで、従来の偏光表示装置におけるＳＬＤ素子では、偏光比がおよそ１５であるのに対し、本実施形態の偏光表示装置におけるＳＬＤ素子では、一例として偏光比は１１４と、一桁高い偏光比を実現しており、理論的に予測された偏光比の向上が、実験結果においても確かめられている。つまり、上記したように、ＳＬＤ素子の端面にスリット部を設けることにより、ＳＬＤ素子の出射光の偏光比を高くすることが可能となる。
【００６８】
なお、本実施形態において、ＳｉＯ2マスクにより開口を設けたのちエッチングして凹形状のスリット部を設けたが、スリット部を設ける手法は、マスキングとエッチングに限らない。例えば、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いてスリット部を設けても良い。
【００６９】
また、本実施形態においては、積層構造体の成長用基板に、六方晶系に属するＧａＮ系基板（ＧａＮ基板、ＡｌＧａＮ基板等）を用いたが、ＧａＮ系材料を成長可能な他の基板、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ)、シリコン（Ｓｉ）、サファイア（単結晶Ａｌ2Ｏ3）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いることができる。
【００７０】
また、本実施形態において、ＴＥ光とＴＭ光が導波する場合について記載したが、ＴＥ光及びＴＭ光により構成された円偏光や楕円偏光、直線偏光が導波する場合においても、各偏光成分に含まれるＴＥ光やＴＭ光の偏光比を大きくすることができる。
【００７１】
また、本実施形態においては、光導波路について、リッジストライプ型の形状に形成された光導波路について説明したが、リッジストライプ型の導波路以外に、埋め込みストライプ型の光導波路を用いてもよい。この場合の効果は、リッジストライプ型の光導波路と変わらない。ただし、製造方法としてはリッジストライプ型の方がより簡便である。リッジストライプ型が１回の結晶成長で済むのに対して、埋め込みストライプ型の光導波路を用いる場合には２回以上の結晶成長を必要とするからである。
【００７２】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係るＳＬＤ素子について図面を参照しながら説明する。
【００７３】
図１１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る青色ＳＬＤ素子６００の概略図である。図１１（ａ）は、ＳＬＤ素子６００を上面方向から見た平面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）におけるＳＬＤ素子６００のＡ−Ａ’線における断面図である。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）におけるＳＬＤ素子６００のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【００７４】
本実施形態に係るＳＬＤ素子６００が第１の実施形態に係るＳＬＤ素子２００と異なる点は、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＳＬＤ素子６００の端面にスリット部を設けることで偏光比を向上すると共に、端面の全面に凹凸形状を設けることで反射率を低減し、動作可能な最大光出力を増加した点である。
【００７５】
以下、ＳＬＤ素子６００の構造を説明する。
【００７６】
図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＳＬＤ素子６００は、ｍ軸方向に長尺な形状であり、基板６０１上に積層構造体６０２を備えている。詳細には、図１１（ｂ）及び同図（ｃ）に示すように、積層構造体６０２として、ｎ型クラッド層６０３と、ｎ側光ガイド層６０４と、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層６０６と、ｐ側光ガイド層６０７と、キャリアオーバフロー抑制層（ＯＦＳ層）６０８と、ｐ型クラッド層６０９とを備えている。なお、ｎ側光ガイド層６０４と、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層６０６と、ｐ側光ガイド層６０７が本発明における光ガイド領域に相当する。
【００７７】
ｐ型クラッド層６０９には、ｍ軸に平行なリッジストライプ型の光導波路が形成されている。また、ｍ面とほぼ平行な面である端面には、図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、凹形状のスリット部６１７が形成されている。スリット部６１７は、ｎ側光ガイド層６０４と、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層６０６と、ｐ側光ガイド層６０７の一部を含む位置に形成されている。さらに、端面には、凹凸形状が形成されている。
【００７８】
さらに、積層構造体６０２上には、絶縁膜（パッシベーション膜）６１２と、ｐ型コンタクト層６１０と、ｐ側電極６１３と、配線電極６１４と、パッド電極６１５と、ｎ側電極６１６とが形成されている。
【００７９】
以下、ＳＬＤ素子６００の製造方法を説明する。
【００８０】
半導体基板上に積層構造体６０２を成長し、適時加工を施し、１次劈開によりＳＬＤ素子バーを得る工程までは、第１の実施形態と同様であるから省略する。
【００８１】
その後、得られたＳＬＤ素子バーを、例えばＫＯＨ溶液中で紫外光を当てて光電気化学（Ｐｈｏｔｏ−ｅｎｈａｎｃｅｄ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｗｅｔ  ｅｔｃｈｉｎｇ：ＰＥＣ）エッチングを行う。ＰＥＣエッチングによって、六方晶系に属するＧａＮのｍ面が露出した劈開面のエッチングが行われ、凹凸面が露出する。
【００８２】
また、Ｉｎを含むＭＱＷ活性層６０６及びｎ側光ガイド層６０７が選択的に深くエッチングされ、スリット部６１７を形成する。スリット部６１７は、第１の実施形態で示したＳＬＤバー３０２と同様に、ＳＬＤ素子バー全面にわたり連続的に繋がって形成される。ＰＥＣエッチングの条件としては、例えば、１ｍｏｌ／ｌ濃度のＫＯＨ中にＳＬＤ素子バーを入れ、光強度１０ｍＷ／ｃｍ2の重水素ランプにて１０分間エッチングを行えば良い。上記により、およそ４０μｍの深さのスリットの形成が可能となる。ＰＥＣエッチングによりスリット部６１７の形成が行われる他、図１１（ａ）〜（ｃ）に示すように、端面に微小な凹凸面が形成される。これにより、端面の反射率が低下する効果もある。
【００８３】
ＳＬＤ素子では、通常、端面の反射率を１×１０-6以下にまで低下してレーザ発振を生じ難くする。本実施形態では、光導波路（リッジストライプ部）を端面に対して傾斜することで、反射率を低減している。しかしながら、光出力を増加するために注入電流を増して行くと、ごく僅かな端面からの光反射により誘導放出が生じてレーザ発振することがある。本実施形態により反射率をさらに低減することで、ＳＬＤ素子が動作する電流領域をさらに大きくし、高出力のＳＬＤ光を得ることが可能となる。
【００８４】
その後、２次劈開以降の工程は第１の実施形態と同様であるから省略する。なお、本実施形態において、Ｉｎを含むＭＱＷ活性層６０６及び一部の光ガイド層６０４、６０７をＳＬＤ素子バーにわたりエッチングしてスリット部６１７を形成したが、スリット部６１７の深さによっては２次劈開によってスリット部６１７近傍においてＳＬＤ素子６００が折れてしまうことがある。これは、スリット部６１７がバー全体に連続しているために、機械的な強度に対して弱いためである。これを防ぐためには、光導波路下とその近傍以外の領域を、フォトリソグラフィを用い、例えばＳｉＯ2を用いたマスクで被覆してからエッチングを行えば良い。
【００８５】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係るＳＬＤ素子について図面を参照しながら説明する。
【００８６】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る赤色ＳＬＤ素子７００の概略図である。図１２（ａ）は、ＳＬＤ素子７００を上面方向から見た平面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）におけるＳＬＤ素子７００のＡ−Ａ’線における断面図である。図１２（ｃ）は、図１２（ａ）におけるＳＬＤ素子７００のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【００８７】
本実施形態に係るＳＬＤ素子７００が第１の実施形態に係るＳＬＤ素子２００と異なる点は、図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＳＬＤ素子７００の端面にスリット部を設けることで偏光比を向上した、ＧａＡｓ基板上に形成した赤色ＳＬＤ素子である点である。
【００８８】
以下、ＳＬＤ素子７００の構造を説明する。
【００８９】
図１２（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＳＬＤ素子７００は、ｍ軸方向に長尺な形状であり、基板７０１上に積層構造体７０２を備えている。詳細には、図１２（ｂ）及び同図（ｃ）に示すように、積層構造体７０２として、ｎ型クラッド層７０３と、ｎ側光ガイド層７０４と、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層７０６と、ｐ側光ガイド層７０７と、ｐ型クラッド層７０９とを備えている。なお、ｎ側光ガイド層７０４と、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層７０６と、ｐ側光ガイド層７０７が本発明における光ガイド領域に相当する。
【００９０】
ｐ型クラッド層７０９には、ｍ軸に平行なリッジストライプ型の光導波路が形成されている。また、ｍ面とほぼ平行な面である端面には、図１２（ｂ）、（ｃ）に示すように、凹形状のスリット部７１７が形成されている。スリット部７１７は、ｎ側光ガイド層７０４と、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層７０６と、ｐ側光ガイド層７０７の一部を含む位置に形成されている。
【００９１】
さらに、積層構造体７０２上には、絶縁膜（パッシベーション膜）７１２と、ｐ型コンタクト層７１０と、ｐ側電極７１３と、配線電極７１４と、パッド電極７１５と、ｎ側電極７１６とが形成されている。
【００９２】
以下、ＳＬＤ素子７００の製造方法を説明する。
【００９３】
まず、立方晶系に属し主面が（００１）面であるｎ型ＧａＡｓからなる基板７０１上に、例えばＭＯＣＶＤ法により、ｎ型ＡｌＧａＩｎからなるｎ型クラッド層７０３を成長する。その上に、ＡｌＧａＩｎＰからなるｎ側光ガイド層７０４を成長する。さらに、ＡｌＧａＩｎＰバリア層に挟持されたＧａＩｎＰ量子井戸層２周期からなるＭＱＷ活性層７０６を成長する。次に、ＭＱＷ活性層７０６の上に、ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ側光ガイド層７０７、ｐ−ＡｌＧａＩｎＰからなるｐ型クラッド層７０９を成長する。さらに、厚さが０．０５μｍのｐ型ＧａＡｓからなるｐ型コンタクト層７１０を成長する。
【００９４】
積層構造体７０２を形成する際の結晶成長法には、ＭＯＣＶＤ法の他に、分子ビーム成長（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）法または化学ビーム成長（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ：ＣＢＥ）法等の、ＧａＮ系青紫色半導体レーザ構造が成長可能な成長方法を用いてもよい。ＭＯＣＶＤ法を用いた場合の原料としては、例えばＧａ原料としてトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、Ｉｎ原料としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）及びＡｌ原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を用い、Ａｓ原料としてアルシン（ＡｓＨ3）を用いればよい。さらに、ｎ型不純物であるＳｉ原料にはシラン（ＳｉＨ4）ガスを用い、ｐ型不純物であるＺｎ原料にはトリエチルジンク（ＴＥＺｎ）を用いればよい。
【００９５】
次に、例えば熱ＣＶＤ法により、ｐ型コンタクト層７１０の上に、膜厚が０．３μｍのＳｉＯ2からなる第２のマスク膜（図示せず）を成膜する。リソグラフィ法及びエッチング法により、第２のマスク膜を幅が２．３μｍのストライプ状で、且つ、図１２（ａ）に示すように、ｍ軸方向と０〜２５°程度の角度を持つようにパターニングする。
【００９６】
次に、ＩＣＰエッチング法により、第２のマスク膜を用いて積層構造体７０２の上部を０．７μｍの深さにエッチングして、ｐ型コンタクト層７１０及びｐ型クラッド層７０９の上部に、光導波路（リッジストライプ部）を形成する。その後、フッ化水素酸を用いて第２のマスク膜を除去する。
【００９７】
次に、再度、熱ＣＶＤ法により、露出したｐ型クラッド層７０９の上にリッジストライプ部を含む全面にわたって、膜厚が２００ｎｍのＳｉＯ2からなる絶縁膜７１２を形成する。
【００９８】
次に、リソグラフィ法により、絶縁膜７１２におけるリッジストライプ部の上面に、該リッジストライプ部に沿って幅が２．０μｍの開口部を有するレジストパターン（図示せず）を形成する。続いて、例えば三フッ化メタン（ＣＨＦ3）ガスを用いた反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ）により、レジストパターンをマスクとして絶縁膜７１２をエッチングすることにより、リッジストライプ部の上面からｐ型コンタクト層７１０を露出する。
【００９９】
次に、例えば電子ビーム（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂｅａｍ：ＥＢ）蒸着法により、少なくともリッジストライプ部の上面から露出したｐ型コンタクト層７１０の上に、厚さが１０ｎｍの金（Ａｕ）と、と厚さが５０ｎｍの亜鉛（Ｚｎ）と、厚さが１００ｎｍのＡｕとからなる金属積層膜を形成する。その後、レジストパターンを除去するリフトオフ法により、金属積層膜のリッジストライプ部を除く領域を除去して、ｐ側電極７１３を形成する。
【０１００】
次に、図１２（ｂ）に示すように、リソグラフィ法及びリフトオフ法により、絶縁膜７１２の上にリッジストライプ部の上部のｐ側電極７１３を覆うように、例えばリッジストライプ部に平行な方向の平面寸法が５００μｍで、且つリッジストライプ部に垂直な方向の平面寸法が１５０μｍの配線電極７１４を選択的に形成する。ここで、配線電極７１４は、それぞれ厚さが５０ｎｍ、１００ｎｍのチタン（Ｔｉ）／金（Ａｕ）の金属積層膜により形成する。
【０１０１】
なお、一般に、基板７０１はウェハ状態であって、複数のＳＬＤ素子７００は基板７０１の主面上に行列状に形成される。従って、ウェハ状態にある基板７０１に形成されたＳＬＤ素子７００を個々のＳＬＤ素子７００に分割する際に、配線電極７１４を切断すると、該配線電極７１４に密着したｐ側電極７１３がｐ型コンタクト層７１０から剥がれるおそれがある。そこで、図１（ａ）に示すように、配線電極７１４は、互いに隣接する素子同士で繋がっていないことが望ましい。
【０１０２】
さらに、電解めっき法により、配線電極７１４の上層のＡｕ層の厚さを１０μｍ程度にまで増やして、パッド電極７１５を形成する。このようにすると、ワイヤボンディングによるレーザチップの実装が可能となると共に、ＭＱＷ活性層７０６における発熱を効果的に放熱させることができるため、ＳＬＤ素子７００の信頼性を向上することができる。
【０１０３】
次に、パッド電極７１５まで形成されたウェハ状態の基板７０１の裏面を、ダイヤモンドスラリを用いて機械研磨して、基板７０１の厚さが１００μｍ程度になるまで薄膜化する。その後、例えばＥＢ蒸着法により、基板７０１の裏面に、厚さが１００ｎｍの金ゲルマニウム合金（ＡｕＧｅ）、厚さが２００ｎｍのＡｕからなる金属積層膜によりｎ側電極７１６を形成する。なお、基板研磨手法としては、スラリによる機械研磨のほか、例えばＫＯＨ溶液を補助的に用いる化学／機械研磨を用いても良い。
【０１０４】
その後、第１の実施形態と同様に、複数のＳＬＤ素子７００が形成されたウェハの分割を行いＳＬＤ素子７００が完成する。
【０１０５】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係るＳＬＤ素子８００について図面を参照しながら説明する。
【０１０６】
図１３（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係るＳＬＤ素子８００の概略図である。図１３（ａ）は、ＳＬＤ素子８００を上面方向から見た平面図である。図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるＳＬＤ素子８００のＡ−Ａ’線における断面図である。図１３（ｃ）は、図１３（ａ）におけるＳＬＤ素子８００のＢ−Ｂ’線における断面図である。
【０１０７】
本実施形態に係るＳＬＤ素子８００が第１の実施形態に係るＳＬＤ素子２００と異なる点は、図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＳＬＤ素子８００の端面にスリット部を設けることで偏光比を向上すると共に、端面の全面に端面コートを設けることでｎ及びｐ型クラッド層を伝搬する光を端面コートで反射し、光の利用効率を向上した点である。
【０１０８】
以下、ＳＬＤ素子８００の構造を説明する。
【０１０９】
図１３（ａ）〜（ｃ）に示すように、ＳＬＤ素子８００は、ｍ軸方向に長尺な形状であり、基板８０１上に積層構造体８０２を備えている。詳細には、図１３（ｂ）及び同図（ｃ）に示すように、積層構造体８０２として、ｎ型クラッド層８０３と、ｎ側光ガイド層８０４と、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層８０６と、ｐ側光ガイド層８０７と、ｐ型クラッド層８０９とを備えている。なお、ｎ側光ガイド層８０４と、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層８０６と、ｐ側光ガイド層８０７が本発明における光ガイド領域に相当する。
【０１１０】
ｐ型クラッド層８０９には、ｍ軸に平行なリッジストライプ型の光導波路が形成されている。また、ｍ面とほぼ平行な面である端面には、図１３（ｂ）、（ｃ）に示すように、凹形状のスリット部８１７が形成されている。スリット部８１７は、ｎ側光ガイド層８０４と、多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層８０６と、ｐ側光ガイド層８０７の一部を含む位置に形成されている。
【０１１１】
さらに、積層構造体８０２上には、絶縁膜（パッシベーション膜）８１２と、ｐ型コンタクト層８１０と、ｐ側電極８１３と、配線電極８１４と、パッド電極８１５と、ｎ側電極８１６とが形成されている。
【０１１２】
以下、ＳＬＤ素子８００の製造方法を説明する。
【０１１３】
半導体基板上に積層構造体８０２を形成し、加工を施した後に１次劈開し、端面にスリット部８１７を設ける工程までは第１の実施形態と同様であるから省略する。
【０１１４】
次に、端面が上面を向くようにスペーサを用いて挟持した状態とし、端面に例えばＥＣＲスパッタ装置を用いて高反射率の光反射コート膜８１８を施す。このとき、端面がスパッタ源と、例えば３０°の角度を有するように対向させ、スリット部８１７の底部にはコーティング材料が付着しないようにする。このことにより、ｎ側光ガイド層８０４、ｐ側光ガイド層８０７及びＭＱＷ活性層８０６を導波するＳＬＤ光がＳＬＤ素子８００の外部へ出射し、ｎ及びｐ側光ガイド層８０４、８０７を導波する光は反射され、ＳＬＤ素子８００の内部へとフィードバックされる。ｎ及びｐ側光ガイド層８０４、８０７を導波する光は、出射光の放射パターンのうち主ピークから離れた低角及び広角側に位置するため、利用効率が低い。この光を選択的に素子内部へとフィードバックすることで、素子の発光効率をさらに高めることが可能である。
【０１１５】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態に係る偏光表示装置について、図面を参照しながら説明する。
【０１１６】
図１４は、本実施形態に係る偏光表示装置の一例としての液晶プロジェクタ９００の概略図である。同図に示すように、液晶プロジェクタ９００は、第１の半導体発光素子９０１と、第２の半導体発光素子９０２と、第３の半導体発光素子９０３と、プリズム９０４、９０５と、コリメートレンズ９０６と、２枚の偏光子９０８に挟持された液晶パネル９０７と、投影レンズ９０９とが、筐体９１０内に配置された偏光表示装置（液晶プロジェクタ）である。
【０１１７】
第１、第２、第３の半導体発光素子９０１、９０２、９０３には、例えば第１〜第４の実施形態に示した高偏光比のＳＬＤ素子２００、６００、７００、８００のいずれかを用いる。また、例えばIII族窒化物半導体からなる半導体発光素子であってもよい。
【０１１８】
図１に示すＬＥＤ光源を用いた液晶プロジェクタ１００では、ＬＥＤ光源（青色ＬＥＤ１０１、緑色ＬＥＤ１０２、赤色ＬＥＤ１０３）の指向性が低いため、各光源から出た光は空間を伝播するに従い幅広く広がってしまう。そのために、コリメートレンズ１０４、１０５、１０６を個別に設けて並行光としたのちにミラー１０７、１０８、１０９を用いて合波して液晶パネル１１１に入射している。
【０１１９】
一方、図１４に示すように、光源に指向性が高いＳＬＤ素子を使用した第１の半導体発光素子９０１、第２の半導体発光素子９０２、第３の半導体発光素子９０３を利用すると、伝搬に伴う光の広がりが小さいために、プリズム９０４、９０５を用いて合波した後に、各光源からの出射光をまとめてコリメートすることが可能である。そのために、コリメートレンズを省略してコストを低減することができる。また、部品点数が減ることで光学部品サイズを低減することが可能である。
【０１２０】
高指向性のＳＬＤ素子を用いても同様の構成が可能であるが、光源のコヒーレンスが高いためにスペックルが生じて映像を見辛いという欠点がある。上記したＳＬＤ素子は、コヒーレンスが低く指向性が高いという利点があり、高品質な映像を低コストで提供することが可能である。
【０１２１】
さらに、本実施形態に係る液晶プロジェクタ９００では、偏光比を向上したＳＬＤ素子を用いていることから、偏光子９０８により吸収される偏光成分が小さいという特徴がある。そのために、偏光子９０８の発熱が低減され、偏光子９０８の劣化を低減することができる。また、熱による偏光遮断特性の低下を低減して、コントラスト比の高い画像を表示することが可能である。
【０１２２】
（第６の実施形態）
以下、本発明の第６の実施形態に係る偏光表示装置について、図面を参照しながら説明する。
【０１２３】
図１５は、本実施形態に係る偏光表示装置の一例としての液晶プロジェクタ１０００の概略図である。同図に示すように、液晶プロジェクタ１０００は、第１の半導体発光素子１００１と、第２の半導体発光素子１００２と、第３の半導体発光素子１００３と、プリズム１００４、１００５と、コリメートレンズ１００６と、液晶パネル１００７と、偏光子１００８と、投影レンズ１００９とが、筐体１０１０内に配置された偏光表示装置（液晶プロジェクタ）である。
【０１２４】
第１、第２、第３の半導体発光素子１００１、１００２、１００３には、例えば第１〜第４の実施形態に示した高偏光比ＳＬＤ素子２００、６００、７００、８００のいずれかを用いたことを特徴としている。
【０１２５】
本実施形態は、例えば、第５の実施形態において図１４に示した光源と液晶パネルの間に位置する偏光子９０８を除去した構成となっている。高偏光比のＳＬＤ素子２００、６００、７００、８００のいずれかを用いることで、液晶パネル１００７に入射する光の偏光を揃える目的の偏光子を除去することが可能である。
【０１２６】
ＳＬＤ素子の偏光比としては、１０００以上であることが望ましい。そのために、例えば、図２（ｂ）に示したように、スリット部２１７の深さを７０μｍ以上とすることが望ましい。本実施形態の構成により、偏光子１００８のコストを低減して安価な偏光表示装置を提供することが可能となる。
【０１２７】
（第７の実施形態）
以下、本発明の第６の実施形態に係る偏光表示装置について、図面を参照しながら説明する。
【０１２８】
図１６は、本実施形態に係る偏光表示装置の一例としての液晶プロジェクタ１１００の概略図である。同図に示すように、液晶プロジェクタ１１００は、第１の半導体発光素子１１０１と、第２の半導体発光素子１１０２と、第３の半導体発光素子１１０３と、プリズム１１０４、１１０５と、コリメートレンズ１１０６と、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）パネル１１０７と、偏光ビームスプリッタ１１０８と、投影レンズ１１０９とが筐体１１１０内に配置されたＬＣＯＳ型の偏光表示装置（液晶プロジェクタ）である。第１、第２、第３の半導体発光素子１１０１、１１０２、１１０３には、例えば第１〜第４の実施形態に示した高偏光比のＳＬＤ素子２００、６００、７００、８００のいずれかを用いたことを特徴としている。
【０１２９】
第１、第２、第３の半導体発光素子１１０１、１１０２、１１０３からの光は、プリズム１１０４、１１０５により合波されたのち、コリメートレンズ１１０６でまとめて集光され、ＬＣＯＳパネル１１０７に入射される。本実施形態の構成とすることで、ＬＥＤを用いた従来構成に比べて、コリメートレンズを省略して低コスト化を図ることが可能となる。
【０１３０】
なお、本実施形態においては、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形を行ってもよい。
【０１３１】
例えば、本実施形態において、ＳｉＯ2マスクにより開口を設けたのちエッチングして凹形状のスリット部を設けたが、スリット部を設ける手法は、マスキングとエッチングに限らない。例えば、集束イオンビーム（ＦＩＢ）を用いてスリット部を設けても良い。
【０１３２】
また、本実施形態においては、光導波路について、リッジストライプ型の形状に形成された光導波路について説明したが、リッジストライプ型の導波路以外に、埋め込みストライプ型の光導波路を用いてもよい。
【０１３３】
また、本実施形態においては、積層構造体の成長用基板に、六方晶系に属するＧａＮ系基板（ＧａＮ基板、ＡｌＧａＮ基板等）を用いたが、ＧａＮ系材料を成長可能な他の基板、例えば炭化シリコン（ＳｉＣ)、シリコン（Ｓｉ）、サファイア（単結晶Ａｌ2Ｏ3）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を用いることができる。
【０１３４】
また、本実施形態において、ＴＥ光とＴＭ光が導波する場合について記載したが、ＴＥ光及びＴＭ光により構成された円偏光や楕円偏光、直線偏光が導波する場合においても、各偏光成分に含まれるＴＥ光やＴＭ光の偏光比を大きくすることができる。
【０１３５】
また、上記した半導体発光素子は、ＳＬＤに限らず、III族窒化物半導体レーザやＬＥＤであってもよい。
【０１３６】
また、半導体発光素子の基板の材料は、上記したＡｌxＧａyＩｎ1-x-yＡｓzＰ1-zにおいてｘ、ｙ、ｚの値を変更したものや、その他の半導体材料であってもよい。
【０１３７】
また、光導波路の長さ、幅、高さ、端面に対する角度等は、上記したものに限らず適宜変更してもよい。
【０１３８】
また、エッチングガスやエッチング溶液は、上記したものに限らず適宜変更してもよい。
【０１３９】
また、本発明に係る半導体発光素子には、上記実施形態における任意の構成要素を組み合わせて実現される別の実施形態や、実施形態に対して本発明の主旨を逸脱しない範囲で当業者が思いつく各種変形を施して得られる変形例や、本発明に係る半導体発光素子を備えた各種デバイスなども本発明に含まれる。例えば、本発明に係る半導体発光素子を備えた液晶プロジェクタも本発明に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１４０】
本発明に係る半導体発光素子は、高輝度、低消費電力の液晶プロジェクタやバックライトに用いることができる。
【符号の説明】
【０１４１】
１００、９００、１０００、１１００  液晶プロジェクタ（偏光表示装置）
１０１  青色ＬＥＤ（半導体発光素子）
１０２  緑色ＬＥＤ（半導体発光素子）
１０３  赤色ＬＥＤ（半導体発光素子）
１１０、１１２、９０８、１００８、１１０８  偏光子
１１１、９０７、１００７、１１０７  液晶パネル
２００、６００、７００、８００  ＳＬＤ素子（半導体発光素子）
２０１、３０１、６０１、７０１、８０１  基板
２０２、６０２、７０２、８０２  積層構造体
２０３、４０１、６０３、７０３、８０３  ｎ型クラッド層（積層構造体）
２０４、６０４、７０４、８０４  ｎ側光ガイド層（積層構造体）
２０６、４０２、６０６、７０６、８０６  多重量子井戸（ＭＱＷ）活性層（積層構造体）
２０７、６０７、７０７、８０７  ｐ側光ガイド層（積層構造体）
２０８、６０８  キャリアオーバフロー抑制層（ＯＦＳ層）（積層構造体）
２０９、４０３、６０９、７０９、８０９  ｐ型クラッド層（積層構造体）
２１０、６１０、７１０、８１０  ｐ型コンタクト層（積層構造体）
２１２、６１２、７１２、８１２  絶縁膜（積層構造体）
２１７、４２４、６１７、７１７、８１７  スリット部
８１８  光反射コート膜（光反射膜）
９０１、１００１、１１０１  第１の半導体発光素子（半導体発光素子）
９０２、１００２、１１０２  第２の半導体発光素子（半導体発光素子）
９０３、１００３、１１０３  第３の半導体発光素子（半導体発光素子）
【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９】
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