(57)【要約】発光素子は、基板１１の表面上に形成された第１光反射層４１、第１光反射層４１上に形成された第１化合物半導体層２１、活性層２３及び第２化合物半導体層２２から成る積層構造体２０、並びに、第２化合物半導体層２２上に形成された第２電極３２及び第２光反射層４２を少なくとも備えており、積層構造体２０は、複数の積層構造体ユニット２０Ａから構成されており、各積層構造体ユニット２０Ａによって、発光素子ユニット１０Ａが構成されており、発光素子ユニット１０Ａにおける共振器長は、発光素子ユニット毎に異なっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面上に形成された第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を少なくとも備えた発光素子であって、
積層構造体は、複数の積層構造体ユニットから構成されており、
各積層構造体ユニットによって、発光素子ユニットが構成されており、
発光素子ユニットにおける共振器長は、発光素子ユニット毎に異なっている発光素子。
【請求項２】
基板の表面は階段状であり、
１つの積層構造体ユニットは、１つの踏み面に相当する基板の部分の上方に形成されている請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
蹴上げに相当する基板の部分の合計値は、４０ｎｍ以下である請求項２に記載の発光素子。
【請求項４】
第１化合物半導体層の頂面は階段状であり、
１つの積層構造体ユニットは、１つの踏み面に相当する第１化合物半導体層の頂面を含む積層構造体の部分から構成されている請求項１に記載の発光素子。
【請求項５】
蹴上げに相当する第１化合物半導体層の部分の合計値は、４０ｎｍ以下である請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
第２電極及び第２光反射層は、発光素子ユニットにおいて共通である請求項１に記載の発光素子。
【請求項７】
第２電極及び第２光反射層は、各発光素子ユニットにおいて独立して設けられている請求項１に記載の発光素子。
【請求項８】
複数種の所望の波長を出射する発光素子ユニットが発光させられる請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
基板の表面上に形成された第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を少なくとも備えた発光素子であって、
発光素子内で共振器長は滑らかに変化している発光素子。
【請求項１０】
共振器長の最大値と最小値との差は、４０ｎｍ以下である請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
活性層及び第２化合物半導体層の厚さは一定である請求項１又は請求項９に記載の発光素子。
【請求項１２】
第１光反射層は、選択成長用マスク層として機能する請求項１又は請求項９に記載の発光素子。
【請求項１３】
第１光反射層の頂面は、全体として、基板の表面に倣った形状を有する請求項１又は請求項９に記載の発光素子。
【請求項１４】
積層構造体は、ＧａＮ系化合物半導体から成る請求項１又は請求項９に記載の発光素子。
【請求項１５】
発光光の波長は、３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下である請求項１又は請求項９に記載の発光素子。
【請求項１６】
変調動作させられることで、出射光のスペクトル幅が一層広げられる請求項１又は請求項９に記載の発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、発光素子（具体的には、垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬとも呼ばれる面発光レーザ素子）に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザ素子においては、一般に、２つの光反射層（Distributed Bragg Reflector 層、ＤＢＲ層）の間で光を共振させることによりレーザ発振が生じる。そして、従来、面発光レーザ素子は、ＩｎＧａＡｓＰ系化合物半導体材料から構成されており、出射光は赤色乃至赤外光であり、光通信やレーザプリンタの光源として用いられている。然るに、近年、窒化物系化合物半導体を用いた面発光レーザ素子が発表されており（例えば、Applied Phys Express 2008 121102 参照）、例えば、面発光レーザ素子を用いた画像表示装置の検討が鋭意進められている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Applied Phys Express 2008 121102
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、面発光レーザ素子にあっては、短い共振器長と小さな活性層体積で正味の利得を得るために、屡々、反射鏡の反射率を、９９％程度、あるいは、それ以上にまで高くしている。その結果、レーザディスプレイの光源として用いられる端面発光型半導体レーザ素子に比べて、レーザ光のスペクトル幅が狭くなり易い。そして、このようなスペクトル幅の狭いレーザ光においては、光の可干渉性（コヒーレンス）が高くなり、画像表示装置の光源として用いる場合、スクリーンの凹凸に起因した干渉模様（スペックルノイズ）が発生するといった問題がある。【０００５】
従って、本開示の目的は、スペックルノイズが発生し難い構成、構造を有する発光素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る発光素子は、
基板の表面上に形成された第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を少なくとも備えた発光素子である。【０００７】
そして、本開示の第１の態様に係る発光素子にあっては、
積層構造体は、複数の積層構造体ユニットから構成されており、
各積層構造体ユニットによって、発光素子ユニットが構成されており、
発光素子ユニットにおける共振器長は、発光素子ユニット毎に異なっている（即ち、積層構造体ユニットの厚さは、発光素子ユニット毎に異なっている）。【０００８】
また、本開示の第２の態様に係る発光素子にあっては、発光素子内で共振器長は滑らかに変化している（即ち、積層構造体の厚さは滑らかに変化している）。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る発光素子において、発光素子は複数の共振器長を有しているので、複数の縦モードの共振が生じる結果、見掛け上、幅の広がった１つの縦モードを得ることができ、即ち、出射される光のスペクトル幅を広げることができ、スペックルノイズの発生を抑制することが可能となる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施例１の発光素子の模式的な一部断面図である。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図３】図３Ａ及び図３Ｂは、図２Ｂに引き続き、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図４】図４は、図３Ｂに引き続き、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図５】図５は、図４に引き続き、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図６】図６は、実施例１の発光素子の変形例の模式的な一部断面図である。
【図７】図７は、実施例２の発光素子の模式的な一部断面図である。
【図８】図８は、実施例２の発光素子の変形例の模式的な一部断面図である。
【図９】図９は、実施例３の発光素子の模式的な一部断面図である。
【図１０】図１０は、実施例４の発光素子の模式的な一部断面図である。
【図１１】図１１は、実施例５の発光素子の模式的な一部断面図である。
【図１２】図１２は、実施例６の発光素子の模式的な一部断面図である。
【図１３】図１３は、実施例６の発光素子の変形例の模式的な一部断面図である。
【図１４】図１４は、実施例７の発光素子の模式的な一部断面図である。
【図１５】図１５は、実施例８の発光素子の模式的な一部断面図である。
【図１６】図１６は、実施例８の発光素子における選択成長用マスク層開口領域等を拡大した模式的な一部端面図である。
【図１７】図１７Ａ、図１７Ｂ及び図１７Ｃは、実施例８の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図１８】図１８Ａ及び図１８Ｂは、図１７Ｃに引き続き、実施例８の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。
【図１９】図１９は、実施例８の発光素子の変形例の模式的な一部断面図である。
【図２０】図２０は、実施例８の発光素子の別の変形例の模式的な一部断面図である。
【図２１】図２１は、実施例９の発光素子の模式的な一部断面図である。
【図２２】図２２は、実施例９の発光素子における選択成長用マスク層開口領域等を拡大した模式的な一部端面図である。
【図２３】図２３は、実施例１０の発光素子の模式的な一部断面図である。
【図２４】図２４は、実施例１０の発光素子における選択成長用マスク層開口領域等を拡大した模式的な一部端面図である。
【図２５】図２５は、実施例１１の発光素子の模式的な一部断面図である。
【図２６】図２６は、実施例１１の発光素子における選択成長用マスク層開口領域等を拡大した模式的な一部端面図である。
【図２７】図２７は、実施例１の発光素子の変形例の模式的な一部断面図である。
【図２８】図２８は、選択成長用マスク層の模式的な平面図である。
【図２９】図２９は、従来の技術における問題点を説明するための発光素子の模式的な一部端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様〜第２の態様に係る発光素子、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様に係る発光素子であり、本開示の第１の構成及び第３の構成の組合せに係る発光素子）
３．実施例２（実施例１の変形であり、本開示の第１の構成及び第４の構成の組合せに係る発光素子）
４．実施例３（実施例１の変形であり、本開示の第２の構成及び第３の構成の組合せに係る発光素子）
５．実施例４（実施例１の変形であり、本開示の第２の構成及び第４の構成の組合せに係る発光素子）
６．実施例５（本開示の第２の態様に係る発光素子）
７．実施例６（実施例１〜実施例５の発光素子の変形）
８．実施例７（実施例１〜実施例６の発光素子の変形であり、本開示の第５の構成／第６の構成に係る発光素子）
９．実施例８（実施例１〜実施例７の発光素子の変形）
１０．実施例９（実施例８の発光素子の変形）
１１．実施例１０（実施例８の発光素子の別の変形）
１２．実施例１１（実施例８の発光素子の更に別の変形）
１３．その他
【００１２】
［本開示の第１の態様〜第２の態様に係る発光素子、全般に関する説明］
本開示の第１の態様〜第２の態様に係る発光素子において、活性層と対向する第１化合物半導体層の面を第１化合物半導体層の第２面と呼び、第１化合物半導体層の第２面と対向する第１化合物半導体層の面を第１化合物半導体層の第１面と呼ぶ場合がある。活性層と対向する第２化合物半導体層の面を第２化合物半導体層の第１面と呼び、第２化合物半導体層の第１面と対向する第２化合物半導体層の面を第２化合物半導体層の第２面と呼ぶ場合がある。
【００１３】
上記の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係る発光素子において、基板の表面は階段状であり、１つの積層構造体ユニットは、１つの踏み面に相当する基板の部分（「テラス」とも呼ばれる）の上方に形成されている構成とすることができる。尚、このような構成の本開示の第１の態様に係る発光素子を、便宜上、『本開示の第１の構成に係る発光素子』と呼ぶ。そして、本開示の第１の構成に係る発光素子において、蹴上げに相当する基板の部分（「ステップ」とも呼ばれる）の合計値は、４０ｎｍ以下、好ましくは、０．２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることが望ましい。１つの積層構造体ユニットにおいて、蹴上げに相当する基板の部分（ステップ）の値は、０．２ｎｍ以上、１ｎｍ以下であることが望ましい。各積層構造体ユニットにおいて、蹴上げに相当する基板の部分（ステップ）の値は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。基板の表面を階段状とするためには、基板の表面をドライエッチングし、あるいは、ウェットエッチングすればよい。あるいは又、場合によっては、基板の製造時、基板の表面を加工する際に、基板の表面が階段状とされる。複数の踏み面に相当する基板の部分（テラス）は、実質的に同一方向に形成されていることが好ましい。以下においても同様である。表面が階段状の基板の上に第１化合物半導体層を形成した後、第１化合物半導体層の頂面（第２面）に化学的／機械的研磨処理（ＣＭＰ処理）を施すことで、第１化合物半導体層の頂面（第２面）を平坦化してもよい。
【００１４】
あるいは又、上記の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係る発光素子において、第１化合物半導体層の頂面は階段状であり、１つの積層構造体ユニットは、１つの踏み面に相当する第１化合物半導体層の頂面を含む積層構造体の部分から構成されている構成とすることができる。尚、このような構成の本開示の第１の態様に係る発光素子を、便宜上、『本開示の第２の構成に係る発光素子』と呼ぶ。そして、本開示の第２の構成に係る発光素子において、蹴上げに相当する第１化合物半導体層の部分の合計値は、４０ｎｍ以下、好ましくは、０．２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることが望ましい。１つの積層構造体ユニットにおいて、蹴上げに相当する第１化合物半導体層の部分の値は、０．２ｎｍ以上、１ｎｍ以下であることが望ましい。各積層構造体ユニットにおいて、蹴上げに相当する基板の部分（ステップ）の値は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。第１化合物半導体層の頂面を階段状とするためには、第１化合物半導体層を形成した後、第１化合物半導体層をドライエッチングし、あるいは、ウェットエッチングすることで、第１化合物半導体層の厚さを階段状に変化させ、係る第１化合物半導体層上に、活性層、第２化合物半導体層を形成すればよい。
【００１５】
上記の各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係る発光素子において、第２電極及び第２光反射層は、発光素子ユニットにおいて共通である構成とすることができる。尚、このような構成の本開示の第１の態様に係る発光素子を、便宜上、『本開示の第３の構成に係る発光素子』と呼ぶ。本開示の第３の構成に係る発光素子にあっては、第１光反射層は、発光素子ユニットにおいて共通である。即ち、本開示の第３の構成に係る発光素子にあっては、第２電極及び第２光反射層は、発光素子ユニット間において、相互に分離されていない。あるいは又、第２電極及び第２光反射層は、各発光素子ユニットにおいて独立して設けられている構成とすることができる。尚、このような構成の本開示の第１の態様に係る発光素子を、便宜上、『本開示の第４の構成に係る発光素子』と呼ぶ。本開示の第４の構成に係る発光素子にあっては、第１光反射層は、発光素子ユニットにおいて共通とすることもできるし、各発光素子ユニットにおいて独立して設けられていてもよい。即ち、本開示の第４の構成に係る発光素子にあっては、第２電極及び第２光反射層は、発光素子ユニット間において、相互に分離されている。一方、第１光反射層は、発光素子ユニット間において、相互に分離されていてもよいし、分離されていなくともよい。本開示の第４の構成に係る発光素子にあっては、複数種の所望の波長を出射する（あるいは、所望の特性を有する）発光素子ユニットが発光させられる構成とすることができる。ここで、複数種の所望の波長を出射する（あるいは、所望の特性を有する）発光素子ユニットが発光させられる構成とする場合、発光素子ユニットが発光させるための駆動回路から延びる幹配線、及び、幹配線から各発光素子ユニットの第２電極（あるいは、後述する第２電極に接続されたパッド電極）へと延びる枝配線を形成し、所望の波長を出射する（あるいは、所望の特性を有する）発光素子ユニット以外の発光素子ユニットへと延びる枝配線を切断等によって除去すればよい。あるいは又、発光素子ユニットが発光させるための駆動回路から延びる幹配線を形成し、所望の波長を出射する（あるいは、所望の特性を有する）発光素子ユニットの第２電極（あるいは、後述する第２電極に接続されたパッド電極）と幹配線とをワイヤボンディング等によって電気的に接続すればよい。
【００１６】
本開示の第２の態様に係る発光素子において、共振器長の最大値と最小値との差は、４０ｎｍ以下、好ましくは、０．２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であることが望ましい。本開示の第２の態様に係る発光素子において、発光素子内で共振器長を滑らかに変化させるためには（即ち、積層構造体の厚さを滑らかに変化させるためには）、基板の表面をドライエッチングし、あるいは、ウェットエッチングし、あるいは、化学的／機械的研磨処理（ＣＭＰ処理）を施すことで、基板の結晶面に対してオフ角を有する滑らかな表面を形成し、この表面上に第１光反射層、積層構造体等を形成すればよい。あるいは又、基板の表面上に形成された第１光反射層に第１化合物半導体層を形成した後、第１化合物半導体層をドライエッチングし、あるいは、ウェットエッチングし、あるいは、化学的／機械的研磨処理（ＣＭＰ処理）を施すことで、第１化合物半導体層の厚さを滑らかに変化させ、係る第１化合物半導体層上に、活性層、第２化合物半導体層を形成すればよい。本開示の第１の態様に係る発光素子において、１つの積層構造体ユニットにおいて、蹴上げに相当する基板の部分（ステップ）の値が０．２ｎｍ未満である場合には、係る本開示の第１の態様に係る発光素子は、本開示の第２の態様に係る発光素子に包含され、この場合、第１化合物半導体層をエッチングしなくとも、発光素子内において共振器長が滑らかに変化している状態（即ち、積層構造体の厚さは滑らかに変化している状態）を得ることができる。
【００１７】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る発光素子において、活性層及び第２化合物半導体層の厚さは一定である形態とすることができる。
【００１８】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る発光素子において、第１光反射層は、選択成長用マスク層として機能する形態とすることができる。
【００１９】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る発光素子において、第１光反射層の頂面は、全体として、基板の表面に倣った形状を有する形態とすることができる。
【００２０】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る発光素子において、積層構造体は、ＧａＮ系化合物半導体から成る形態とすることができる。
【００２１】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る発光素子において、発光光の波長は、３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下である形態とすることができる。
【００２２】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る発光素子において、変調動作させられることで、出射光のスペクトル幅が一層広げられる形態とすることができる。
【００２３】
本開示の第１の構成と第３の構成の組合せに係る発光素子にあっては、基板表面の結晶面の面方位のオフ角は、限定するものではないが、０．０１度を超えることが好ましい。また、本開示の第１の構成と第４の構成の組合せに係る発光素子、本開示の第２の構成と第３の構成の組合せに係る発光素子、本開示の第２の構成と第４の構成の組合せに係る発光素子、あるいは、本開示の第２の態様に係る発光素子にあっては、基板表面の結晶面の面方位のオフ角は、限定するものではないが、０．０１度以下であることが好ましい。基板表面の結晶面の面方位のオフ角とは、基板表面の結晶面の面方位と、巨視的に見た基板の表面の法線との成す角度を指す。
【００２４】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る発光素子（以下、これらを総称して、単に『本開示の発光素子等』と呼ぶ）にあっては、共振器長（積層構造体と対向する第１光反射層の面と、積層構造体と対向する第２光反射層の面との間の距離）として、発光素子が出射する光の波長の１倍乃至３０倍を例示することができる。
【００２５】
本開示の発光素子等にあっては、第１光反射層（選択成長用マスク層）の最下層として熱膨張緩和膜が基板上に形成されている形態とすることができ（このような形態の本開示の発光素子等を、便宜上、『本開示の第５の構成に係る発光素子』と呼ぶ）、あるいは又、基板と接する第１光反射層（選択成長用マスク層）の最下層の線熱膨張係数ＣＴＥは、
１×１０-6／Ｋ≦ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
好ましくは、
１×１０-6／Ｋ＜ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
を満足する形態とすることができる（このような形態の本開示の発光素子等を、便宜上、『本開示の第６の構成に係る発光素子』と呼ぶ）。本開示の第５の構成あるいは第６の構成に係る発光素子にあっては、基板の線熱膨張係数と第１光反射層（選択成長用マスク層）の線熱膨張係数の差に起因して基板から第１光反射層（選択成長用マスク層）が剥がれるといった問題の発生を回避することができ、高い信頼性を有する発光素子を提供することができる。第１光反射層（選択成長用マスク層）の最下層は、光反射層としての機能は有していない。
【００２６】
本開示の第５の構成に係る発光素子において、熱膨張緩和膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮX）、酸化アルミニウム（ＡｌＯX）、酸化ニオブ（ＮｂＯX）、酸化タンタル（ＴａＯX）、酸化チタン（ＴｉＯX）、酸化マグネシウム（ＭｇＯX）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯX）及び窒化アルミニウム（ＡｌＮX）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る形態とすることができる。尚、各物質の化学式に付した添え字「Ｘ」あるいは後述する添え字「Ｙ」、添え字「Ｚ」の値は、各物質における化学量論に基づく値だけでなく、化学量論に基づく値から外れた値も包含する。以下においても同様である。そして、このような好ましい形態を含む本開示の第５の構成に係る発光素子において、熱膨張緩和膜の厚さをｔ1、発光素子のピーク発光波長をλ0、熱膨張緩和膜の屈折率をｎ1としたとき、
ｔ1＝λ0／（４ｎ1）
好ましくは、
ｔ1＝λ0／（２ｎ1）
を満足することが望ましい。但し、熱膨張緩和膜の厚さｔ1の値は本質的に任意とすることができ、例えば、１×１０-7ｍ以下とすることができる。
【００２７】
本開示の第６の構成に係る発光素子において、第１光反射層（選択成長用マスク層）の最下層は、窒化ケイ素（ＳｉＮX）、酸化アルミニウム（ＡｌＯX）、酸化ニオブ（ＮｂＯX）、酸化タンタル（ＴａＯX）、酸化チタン（ＴｉＯX）、酸化マグネシウム（ＭｇＯX）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯX）及び窒化アルミニウム（ＡｌＮX）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る形態とすることができる。そして、このような好ましい形態を含む本開示の第６の構成に係る発光素子において、第１光反射層（選択成長用マスク層）の最下層の厚さをｔ1、発光素子のピーク発光波長をλ0、第１光反射層（選択成長用マスク層）の最下層の屈折率をｎ1としたとき、
ｔ1＝λ0／（４ｎ1）
好ましくは、
ｔ1＝λ0／（２ｎ1）
を満足することが望ましい。但し、第１光反射層（選択成長用マスク層）の最下層の厚さｔ1の値は本質的に任意とすることができ、例えば、１×１０-7ｍ以下とすることができる。
【００２８】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子を製造する方法においては、基板を残したままとしてもよいし、第１化合物半導体層上に活性層、第２化合物半導体層、第２電極、第２光反射層を順次形成した後、第１光反射層（選択成長用マスク層）をエッチングストッパ層あるいは研磨ストッパ層として用いて基板を除去してもよい。具体的には、第１化合物半導体層上に活性層、第２化合物半導体層、第２電極、第２光反射層を順次形成し、次いで、第２光反射層を支持基板に固定した後、第１光反射層（選択成長用マスク層）をエッチングストッパ層あるいは研磨ストッパ層として用いて基板を除去して、第１化合物半導体層（第１化合物半導体層の第１面）及び第１光反射層（選択成長用マスク層）を露出させればよい。更には、第１化合物半導体層（第１化合物半導体層の第１面）の上に第１電極を形成すればよい。
【００２９】
基板の除去は、化学的／機械的研磨法（ＣＭＰ法）に基づき行う形態とすることができる。尚、先ず、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液、アンモニア溶液＋過酸化水素水、硫酸溶液＋過酸化水素水、塩酸溶液＋過酸化水素水、リン酸溶液＋過酸化水素水等を用いたウェットエッチング法や、ドライエッチング法、レーザを用いたリフトオフ法、機械研磨法等によって、あるいは、これらの組合せによって、基板の一部の除去を行い、あるいは、基板の厚さを薄くし、次いで、化学的／機械的研磨法を実行することで、第１化合物半導体層（第１化合物半導体層の第１面）及び第１光反射層（選択成長用マスク層）を露出させればよい。
【００３０】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、第１光反射層（選択成長用マスク層）の平面形状は、正六角形を含む各種の多角形、円形、楕円形、格子状（矩形）、島状形状又はストライプ状である形態とすることができる。第１光反射層以外に更に選択成長用マスク層を設けてもよい。
【００３１】
第１光反射層の最上層（第１化合物半導体層と接する層）の厚さをｔ2、第１光反射層の最上層の屈折率をｎ2としたとき、
ｔ2＝λ0／（４ｎ2）
を満足することが好ましく、更には、
ｔ2＝λ0／（２ｎ2）
を満足することで、第１光反射層の最上層は、波長λ0の光に対して不在層となる。第１光反射層の最上層（第１化合物半導体層と接する層）を窒化シリコン膜から構成する形態とすることができる。
【００３２】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等にあっては、活性層において生成した光は、第２光反射層を介して外部に出射される形態（以下、便宜上、『第２光反射層出射タイプの発光素子』と呼ぶ）とすることができるし、第１光反射層を介して外部に出射される形態（以下、便宜上、『第１光反射層出射タイプの発光素子』と呼ぶ）とすることもできる。第１光反射層出射タイプの発光素子にあっては、場合によっては、前述したとおり、基板を除去してもよい。
【００３３】
そして、第１化合物半導体層の第１面と接する第１光反射層の部分（第２光反射層と対向する第１光反射層の部分）の面積をＳ1、第２化合物半導体層の第２面に対向する第２光反射層の部分（第１光反射層と対向する第２光反射層の部分）の面積をＳ2としたとき、第１光反射層出射タイプの発光素子の場合、
Ｓ1＞Ｓ2
を満足することが望ましいし、第２光反射層出射タイプの発光素子の場合、
Ｓ1＜Ｓ2
を満足することが望ましいが、これに限定するものではない。
【００３４】
第１光反射層出射タイプの発光素子において、基板を除去する場合、第２光反射層は支持基板に固定されている形態とすることができる。第１光反射層出射タイプの発光素子において、基板を除去する場合、第１化合物半導体層の第１面における第１光反射層と第１電極の配置状態として、第１光反射層と第１電極とが接している状態を挙げることができるし、あるいは又、第１光反射層と第１電極とが離間している状態を挙げることができるし、場合によっては、第１光反射層の縁部の上にまで第１電極が形成されている状態、第１電極の縁部の上にまで第１光反射層が形成されている状態を挙げることもできる。ここで、第１電極の縁部の上にまで第１光反射層が形成されている状態とする場合、第１電極は、レーザ発振の基本モード光を出来る限り吸収しないように、或る程度の大きさの開口部を有する必要がある。開口部の大きさは、基本モードの波長や横方向（第１化合物半導体層の面内方向）の光閉じ込め構造によって変化するので、限定するものではないが、おおよそピーク発光波長（ピーク発振波長）λ0の数倍のオーダーであることが好ましい。あるいは又、第１光反射層と第１電極とは離間しており、即ち、オフセットを有しており、離間距離は１ｍｍ以内である構成とすることができる。
【００３５】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、第１電極は金属又は合金から成る形態とすることができるし、第２電極は透明導電性材料から成る形態とすることができる。第２電極を透明導電性材料から構成することで、電流を横方向（第２化合物半導体層の面内方向）に広げることができ、効率良く、素子領域（次に述べる）に電流を供給することができる。
【００３６】
「素子領域」とは、狭窄された電流が注入される領域、あるいは又、屈折率差等により光が閉じ込められる領域、あるいは又、第１光反射層と第２光反射層で挟まれた領域の内、レーザ発振が生じる領域、あるいは又、第１光反射層と第２光反射層で挟まれた領域の内、実際にレーザ発振に寄与する領域を指す。
【００３７】
発光素子は、上述したとおり、第１化合物半導体層の頂面から第１光反射層を介して光を出射する面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）から成る構成とすることができるし、あるいは又、第２化合物半導体層の頂面から第２光反射層を介して光を出射する面発光レーザ素子から成る構成とすることもできる。
【００３８】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子等において、第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体は、具体的には、前述したとおり、ＧａＮ系化合物半導体から成る構成とすることができる。ここで、ＧａＮ系化合物半導体として、より具体的には、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮを挙げることができる。更には、これらの化合物半導体に、所望に応じて、ホウ素（Ｂ）原子やタリウム（Ｔｌ）原子、ヒ素（Ａｓ）原子、リン（Ｐ）原子、アンチモン（Ｓｂ）原子が含まれていてもよい。活性層は、量子井戸構造を有することが望ましい。具体的には、単一量子井戸構造（ＱＷ構造）を有していてもよいし、多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）を有していてもよい。量子井戸構造を有する活性層は、井戸層及び障壁層が、少なくとも１層、積層された構造を有するが、（井戸層を構成する化合物半導体，障壁層を構成する化合物半導体）の組合せとして、（ＩｎyＧａ(1-y)Ｎ，ＧａＮ）、（ＩｎyＧａ(1-y)Ｎ，ＩｎzＧａ(1-z)Ｎ）［但し、ｙ＞ｚ］、（ＩｎyＧａ(1-y)Ｎ，ＡｌＧａＮ）を例示することができる。第１化合物半導体層を第１導電型（例えば、ｎ型）の化合物半導体から構成し、第２化合物半導体層を第１導電型とは異なる第２導電型（例えば、ｐ型）の化合物半導体から構成することができる。第１化合物半導体層、第２化合物半導体層は、第１クラッド層、第２クラッド層とも呼ばれる。第２電極と第２化合物半導体層との間に、電流狭窄構造が形成されていることが好ましい。第１化合物半導体層、第２化合物半導体層は、単一構造の層であってもよいし、多層構造の層であってもよいし、超格子構造の層であってもよい。更には、組成傾斜層、濃度傾斜層を備えた層とすることもできる。
【００３９】
電流狭窄構造を得るためには、第２電極と第２化合物半導体層との間に絶縁材料（例えば、ＳｉＯXやＳｉＮX、ＡｌＯX）から成る電流狭窄層を形成してもよいし、あるいは又、第２化合物半導体層をＲＩＥ法等によりエッチングしてメサ構造を形成してもよいし、あるいは又、積層された第２化合物半導体層の一部の層を横方向から部分的に酸化して電流狭窄領域を形成してもよいし、第２化合物半導体層に不純物をイオン注入して導電性が低下した領域を形成してもよいし、あるいは、これらを、適宜、組み合わせてもよい。但し、第２電極は、電流狭窄により電流が流れる第２化合物半導体層の部分と電気的に接続されている必要がある。
【００４０】
基板は成長面によって、極性／無極性／半極性と特性が変わることが知られているが、基板のいずれの主面も化合物半導体層の形成に使用することができる。また、基板の主面に関して、結晶構造（例えば、立方晶型や六方晶型等）によっては、所謂Ａ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｒ面、Ｍ面、Ｎ面、Ｓ面等の名称で呼ばれる結晶面の面方位を特定方向にオフさせた面（オフ角が０度の場合を含む）を用いる。発光素子を構成する各種の化合物半導体層の形成方法として、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法，ＭＯＶＰＥ法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）、ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法等を挙げることができる。尚、第１光反射層（選択成長用マスク層）が形成された基板上から、ＥＬＯ（Epitaxial Lateral Overgrowth）法等の横方向にエピタキシャル成長させる方法に基づき第１化合物半導体層を横方向に成長させることで、第１化合物半導体層を第１光反射層（選択成長用マスク層）上に形成することができる。基板として、具体的には、ＧａＮ基板やサファイア基板を用いることができる。
【００４１】
ここで、ＭＯＣＶＤ法における有機ガリウム源として、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）やトリエチルガリウム（ＴＥＧ）を挙げることができるし、窒素源ガスとして、アンモニアガスやヒドラジンを挙げることができる。ｎ型の導電型を有するＧａＮ系化合物半導体層の形成においては、例えば、ｎ型不純物（ｎ型ドーパント）としてケイ素（Ｓｉ）を添加すればよいし、ｐ型の導電型を有するＧａＮ系化合物半導体層の形成においては、例えば、ｐ型不純物（ｐ型ドーパント）としてマグネシウム（Ｍｇ）を添加すればよい。ＧａＮ系化合物半導体層の構成原子としてアルミニウム（Ａｌ）あるいはインジウム（Ｉｎ）が含まれる場合、Ａｌ源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を用いればよいし、Ｉｎ源としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）を用いればよい。更には、Ｓｉ源としてモノシランガス（ＳｉＨ4ガス）を用いればよいし、Ｍｇ源としてビスシクロペンタジエニルマグネシウムやメチルシクロペンタジエニルマグネシウム、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ2Ｍｇ）を用いればよい。尚、ｎ型不純物（ｎ型ドーパント）として、Ｓｉ以外に、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ｃ、Ｔｅ、Ｓ、Ｏ、Ｐｄ、Ｐｏを挙げることができるし、ｐ型不純物（ｐ型ドーパント）として、Ｍｇ以外に、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｂａ、Ｃ、Ｈｇ、Ｓｒを挙げることができる。
【００４２】
支持基板は、例えば、ＧａＮ基板、サファイア基板、ＧａＡｓ基板、ＳｉＣ基板、アルミナ基板、ＺｎＳ基板、ＺｎＯ基板、ＬｉＭｇＯ基板、ＬｉＧａＯ2基板、ＭｇＡｌ2Ｏ4基板、ＩｎＰ基板といった各種の基板から構成すればよいし、あるいは又、ＡｌＮ等から成る絶縁性基板、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｇｅ等から成る半導体基板、金属製基板や合金製基板から構成することもできるが、導電性を有する基板を用いることが好ましく、あるいは又、機械的特性、弾性変形、塑性変形性、放熱性等の観点から金属製基板や合金製基板を用いることが好ましい。支持基板の厚さとして、例えば、０．０５ｍｍ乃至０．５ｍｍを例示することができる。第２光反射層の支持基板への固定方法として、半田接合法、常温接合法、粘着テープを用いた接合法、ワックス接合を用いた接合法等、既知の方法を用いることができるが、導電性の確保という観点からは半田接合法あるいは常温接合法を採用することが望ましい。例えば導電性基板であるシリコン半導体基板を支持基板として使用する場合、熱膨張係数の違いによる反りを抑制するために、４００゜Ｃ以下の低温で接合可能な方法を採用することが望ましい。支持基板としてＧａＮ基板を使用する場合、接合温度が４００゜Ｃ以上であってもよい。
【００４３】
第１電極は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ｔｉ（チタン）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、錫（Ｓｎ）及びインジウム（Ｉｎ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属（合金を含む）を含む、単層構成又は多層構成を有することが望ましく、具体的には、例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｐｄ／Ｐｔ、Ａｇ／Ｐｄを例示することができる。尚、多層構成における「／」の前の層ほど、より活性層側に位置する。以下の説明においても同様である。第１電極は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法等のＰＶＤ法にて成膜することができる。
【００４４】
第２電極を構成する透明導電性材料として、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ，Indium Tin Oxide，ＳｎドープのＩｎ2Ｏ3、結晶性ＩＴＯ及びアモルファスＩＴＯを含む）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ，Indium Zinc Oxide）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ2Ｏ3）、酸化錫（ＳｎＯ2）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ2）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、ＡｌドープのＺｎＯやＢドープのＺｎＯを含む）を例示することができる。あるいは又、第２電極として、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物、ニッケル酸化物等を母層とする透明導電膜を挙げることができる。但し、第２電極を構成する材料として、第２光反射層と第２電極との配置状態に依存するが、透明導電性材料に限定するものではなく、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ロジウム（Ｒｈ）等の金属を用いることもできる。第２電極は、これらの材料の少なくとも１種類から構成すればよい。第２電極は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法等のＰＶＤ法にて成膜することができる。
【００４５】
第１電極や第２電極上に、外部の電極あるいは回路と電気的に接続するために、パッド電極を設けてもよい。パッド電極は、Ｔｉ（チタン）、アルミニウム（Ａｌ）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｄ（パラジウム）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属を含む、単層構成又は多層構成を有することが望ましい。あるいは又、パッド電極を、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｃｒ／Ａｕの多層構成に例示される多層構成とすることもできる。第１電極をＡｇ層あるいはＡｇ／Ｐｄ層から構成する場合、第１電極の表面に、例えば、Ｎｉ／ＴｉＷ／Ｐｄ／ＴｉＷ／Ｎｉから成るカバーメタル層を形成し、カバーメタル層の上に、例えば、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層構成あるいはＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｃｒ／Ａｕの多層構成から成るパッド電極を形成することが好ましい。
【００４６】
光反射層（分布ブラッグ反射鏡層、Distributed Bragg Reflector 層、ＤＢＲ層）は、例えば、半導体多層膜や誘電体多層膜から構成される。誘電体材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ等の酸化物、窒化物（例えば、ＳｉＮX、ＡｌＮX、ＡｌＧａＮ、ＧａＮX、ＢＮX等）、又は、フッ化物等を挙げることができる。具体的には、ＳｉＯX、ＴｉＯX、ＮｂＯX、ＺｒＯX、ＴａＯX、ＺｎＯX、ＡｌＯX、ＨｆＯX、ＳｉＮX、ＡｌＮX等を例示することができる。そして、これらの誘電体材料の内、屈折率が異なる誘電体材料から成る２種類以上の誘電体膜を交互に積層することにより、光反射層を得ることができる。例えば、ＳｉＯX／ＳｉＮY、ＳｉＯX／ＮｂＯY、ＳｉＯX／ＺｒＯY、ＳｉＯX／ＡｌＮY等の多層膜が好ましい。所望の光反射率を得るために、各誘電体膜を構成する材料、膜厚、積層数等を、適宜、選択すればよい。各誘電体膜の厚さは、用いる材料等により、適宜、調整することができ、ピーク発光波長λ0、用いる材料の発光波長λ0での屈折率ｎによって決定される。具体的には、λ0／（４ｎ）の奇数倍とすることが好ましい。例えば、ピーク発光波長λ0が４１０ｎｍの発光素子において、光反射層をＳｉＯX／ＮｂＯYから構成する場合、４０ｎｍ乃至７０ｎｍ程度を例示することができる。積層数は、２以上、好ましくは５乃至２０程度を例示することができる。光反射層の全体の厚さとして、例えば、０．６μｍ乃至１．７μｍ程度を例示することができる。
【００４７】
あるいは又、第１光反射層は、少なくともＮ（窒素）原子を含んだ誘電体膜を備えていることが望ましく、更には、このＮ原子を含んだ誘電体膜は、誘電体多層膜の最上層であることが一層望ましい。あるいは又、第１光反射層は、少なくともＮ（窒素）原子を含んだ誘電体材料層によって被覆されていることが望ましい。あるいは又、第１光反射層の表面に対して窒化処理を施すことで、第１光反射層の表面を、少なくともＮ（窒素）原子を含んだ層（以下、便宜上、『表面層』と呼ぶ）とすることが望ましい。少なくともＮ原子を含んだ誘電体膜あるいは誘電体材料層、表面層の厚さは、λ0／（４ｎ）の奇数倍とすることが好ましい。少なくともＮ原子を含んだ誘電体膜あるいは誘電体材料層を構成する材料として、具体的には、ＳｉＮX、ＳｉＯXＮZを挙げることができる。このように、少なくともＮ原子を含んだ誘電体膜あるいは誘電体材料層、表面層を形成することで、第１光反射層を覆う化合物半導体層を形成したとき、第１光反射層を覆う化合物半導体層の結晶軸と基板の結晶軸のずれを改善することが可能となり、共振器となる積層構造体の品質を高めることが可能となる。
【００４８】
光反射層は、周知の方法に基づき形成することができ、具体的には、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＥＣＲプラズマスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法等のＰＶＤ法；各種ＣＶＤ法；スプレー法、スピンコート法、ディップ法等の塗布法；これらの方法の２種以上を組み合わせる方法；これらの方法と、全体又は部分的な前処理、不活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ等）又はプラズマの照射、酸素ガスやオゾンガス、プラズマの照射、酸化処理（熱処理）、露光処理のいずれか１種以上とを組み合わせる方法等を挙げることができる。
【００４９】
また、積層構造体の側面や露出面を絶縁膜で被覆してもよい。絶縁膜の形成は、周知の方法に基づき行うことができる。絶縁膜を構成する材料の屈折率は、積層構造体を構成する材料の屈折率よりも小さいことが好ましい。絶縁膜を構成する材料として、ＳｉＯ2を含むＳｉＯX系材料、ＳｉＮX系材料、ＳｉＯXＮZ系材料、ＴａＯX、ＺｒＯX、ＡｌＮX、ＡｌＯX、ＧａＯXを例示することができるし、あるいは又、ポリイミド樹脂等の有機材料を挙げることもできる。絶縁膜の形成方法として、例えば真空蒸着法やスパッタリング法といったＰＶＤ法、あるいは、ＣＶＤ法を挙げることができるし、塗布法に基づき形成することもできる。
【００５０】
本開示の発光素子から、例えば、画像表示装置、プロジェクター装置、バックライト装置、照明装置を構成することができる。画像表示装置やプロジェクター装置において、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子として、本開示の発光素子を用いることができるし、赤色発光素子として、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体を用いた発光素子を用いることもできる。
【実施例１】
【００５１】
実施例１は、本開示の第１の態様に係る発光素子に関し、具体的には、本開示の第１の構成及び第３の構成の組合せに係る発光素子に関する。実施例１の発光素子の模式的な一部断面図を図１に示す。【００５２】
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１１の発光素子は、具体的には、面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）であり、
基板の表面１２の上に形成された第１光反射層４１、
第１光反射層４１の上に形成された第１化合物半導体層２１、活性層２３及び第２化合物半導体層２２から成る積層構造体２０、並びに、
第２化合物半導体層２２上に形成された第２電極３２及び第２光反射層４２、
を少なくとも備えた発光素子である。【００５３】
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１１の発光素子において、活性層２３及び第２化合物半導体層２２の厚さは一定である。第１光反射層４１は選択成長用マスク層４３として機能する。第１光反射層４１の頂面は、全体として、基板の表面、具体的には、ＧａＮ基板１１の表面１２に倣った形状を有するし、積層構造体２０はＧａＮ系化合物半導体から成るし、発光光の波長は、３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下である。ＧａＮ基板１１の表面１２の結晶面の面方位を［０００１］とした。即ち、ＧａＮ基板１１の（０００１）面（Ｃ面）上に、第１光反射層４１や積層構造体２０を形成する。選択成長用マスク層４３の平面形状は正六角形である。正六角形は、化合物半導体層が［１１−２０］方向若しくはこれと結晶学的に等価な方向に横方向にエピタキシャル成長するように、配置あるいは配列されている。【００５４】
実施例１の発光素子にあっては、ＧａＮ基板１１の表面１２の結晶面の面方位のオフ角は０．０１度を超えている。即ち、ＧａＮ基板表面の結晶面の面方位［０００１］と、巨視的に見たＧａＮ基板１１の表面１２の法線との成す角度であるオフ角は、０．０１度を超えている。【００５５】
積層構造体２０は、第１化合物半導体層２１、活性層２３及び第２化合物半導体層２２から成るが、より具体的には、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１面２１ａ、及び、第１面２１ａと対向する第２面２１ｂを有する第１化合物半導体層２１、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと接する活性層（発光層）２３、及び、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有し、第１面２２ａが活性層２３と接する第２化合物半導体層２２、
が積層されて成る。そして、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上には、第２電極３２及び多層膜から成る第２光反射層４２が形成されており、積層構造体２０が形成されたＧａＮ基板１１の表面１２と対向するＧａＮ基板１１の他方の面（裏面１３）に第１電極３１が形成されている。多層膜から成る第１光反射層４１は、ＧａＮ基板１１の表面１２に形成されているし、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａと接して形成されている。【００５６】
具体的には、第１化合物半導体層２１はｎ型ＧａＮ層から成り、活性層２３はＩｎ0.04Ｇａ0.96Ｎ層（障壁層）とＩｎ0.16Ｇａ0.84Ｎ層（井戸層）とが積層された５重の多重量子井戸構造から成り、第２化合物半導体層２２は、ｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層及びｐ型ＧａＮ層の２層構成を有する。尚、電子障壁層が活性層側に位置する。第１電極３１はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから成り、第２電極３２は、透明導電性材料、具体的には、ＩＴＯから成り、パッド電極３３はＴｉ／Ｐｄ／Ａｕ又はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから成り、第１光反射層４１及び第２光反射層４２は、ＳｉＮX層とＳｉＯY層の積層構造（誘電体膜の積層総数：２０層）から成る。各層の厚さは、λ0／（４ｎ）である。【００５７】
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１１の発光素子においては、第２電極３２と第２化合物半導体層２２との間に、ＳｉＯX、ＳｉＮX、ＡｌＯXといった絶縁材料から成る電流狭窄層２４が形成されている。電流狭窄層２４には開口２４Ａが形成されており、この開口２４Ａの底部に第２化合物半導体層２２が露出している。第２電極３２は、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上から電流狭窄層２４上に亙り形成されており、第２光反射層４２は第２電極３２上に形成されている。更には、第２電極３２の縁部の上には、外部の電極あるいは回路と電気的に接続するためのパッド電極３３が接続されている。実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１１の発光素子において、素子領域の平面形状は正六角形であり、第１光反射層４１、第２光反射層４２、電流狭窄層２４に設けられた開口２４Ａの平面形状は円形である。第１光反射層４１及び第２光反射層４２は多層構造を有するが、図面の簡素化のため、１層で表している。電流狭窄層２４の形成は、必須ではない。【００５８】
ここで、実施例１にあっては、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂから第２光反射層４２を介して光を出射する、第２光反射層出射タイプの発光素子である。ＧａＮ基板１１は残されたままである。【００５９】
そして、実施例１の発光素子にあっては、
積層構造体２０は、複数の積層構造体ユニット２０Ａから構成されており、
各積層構造体ユニット２０Ａによって、発光素子ユニット１０Ａが構成されており、
発光素子ユニット１０Ａにおける共振器長は、発光素子ユニット１０Ａ毎に異なっている。即ち、積層構造体ユニット２０Ａの厚さは、発光素子ユニット１０Ａ毎に異なっている。【００６０】
ここで、実施例１の発光素子において、ＧａＮ基板１１の表面１２は階段状であり、１つの積層構造体ユニット２０Ａは、１つの踏み面に相当するＧａＮ基板１１の部分（テラス１２Ｔ）の上方に形成されている。更には、実施例１の発光素子において、蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の合計値は、４０ｎｍ以下、好ましくは、０．２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である。１つの積層構造体ユニット２０Ａにおいて、蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の値は、０．２ｎｍ以上、１ｎｍ以下である。具体的には、１つの踏み面に相当するＧａＮ基板１１の部分（テラス１２Ｔ）の長さの平均値は７０ｎｍであり、１つの蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の高さの平均値は０．５ｎｍである。各種実施例において、蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の数を「１」として図示するが、また、後述するように、蹴上げに相当する第１化合物半導体層２１の部分２１Ｓの数を「１」として図示するが、これらに限定するものではない。【００６１】
また、実施例１の発光素子において、第２電極３２及び第２光反射層４２は発光素子ユニット１０Ａにおいて共通であるし、第１光反射層４１も発光素子ユニット１０Ａにおいて共通である。即ち、発光素子ユニット間において、第１光反射層４１、第２電極及び第２光反射層は、相互に分離されていない。【００６２】
以下、基板等の模式的な一部端面図である図２Ａ、図２Ｂ、図３Ａ、図３Ｂ、図４、図５を参照して、実施例１の発光素子の製造方法を説明する。【００６３】
［工程−１００］
先ず、基板（具体的には、ＧａＮ基板１１）の表面１２が階段状となったＧａＮ基板１１を準備する（図２Ａ参照）。ＧａＮ基板１１の表面１２を階段状とするためには、ＧａＮ基板１１の表面１２をドライエッチングし、あるいは、ウェットエッチングすればよい。あるいは又、場合によっては、ＧａＮ基板１１の製造時、ＧａＮ基板１１の表面１２を加工する際に、ＧａＮ基板１１の表面１２が階段状とされる。【００６４】
［工程−１１０］
次に、ＧａＮ基板１１上に、多層膜から成る第１光反射層４１（選択成長用マスク層４３としても機能する）を、周知の方法に基づき形成する（図２Ｂ参照）。図２８に模式的な平面図を示すように、選択成長用マスク層４３の形状は正六角形である。但し、選択成長用マスク層４３の形状はこれに限定するものではなく、例えば、円形、格子状又はストライプ状とすることもできる。図２８において、選択成長用マスク層４３を明確に表示するために、選択成長用マスク層４３に斜線を付した。選択成長用マスク層４３と選択成長用マスク層４３との間には、ＧａＮ基板１１が露出しており、このＧａＮ基板１１が露出した領域（結晶成長開始領域１４）から種結晶層６０が成長する。【００６５】
［工程−１２０］
その後、ＭＯＣＶＤ装置を用いて、ＴＭＧガス及びＳｉＨ4ガスを用いたＭＯＣＶＤ法に基づき、結晶成長開始領域１４上に種結晶層６０を形成する。ＭＯＣＶＤ法における成膜条件にも依るが、隣接する２つの選択成長用マスク層４３の中心点を通過する２本の法線を含む仮想垂直面（以下、単に、『仮想垂直面』と呼ぶ）内における種結晶層６０の断面形状は、二等辺三角形（底角：５８度）となる。こうして、図３Ａに示す状態を得ることができる。【００６６】
［工程−１３０］
引き続き、ＭＯＣＶＤ法における成膜条件を変更して、種結晶層６０から横方向エピタキシャル成長に基づき第１化合物半導体層２１を形成する。第１光反射層４１の頂面は、全体として、ＧａＮ基板１１の表面１２に倣った形状を有するので、横方向エピタキシャル成長の初期段階において、第１化合物半導体層２１は、選択成長用マスク層４３（第１光反射層４１）の表面に倣った状態で、選択成長用マスク層４３（第１光反射層４１）の表面に堆積していく。それ故、第１化合物半導体層２１の頂面には段差が生じる。然るに、第１化合物半導体層２１が或る程度の厚さになると、段差が緩和され、第１化合物半導体層２１の表面は概ね平坦な状態となる。そして、最終的に、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂは平坦な状態となり、第１化合物半導体層２１の平坦な第２面２１ｂは、ＧａＮ基板１１の表面１２（Ｃ面）と平行な状態となる。【００６７】
［工程−１４０］
引き続き、ＭＯＣＶＤ法における成膜条件を変更して、第１化合物半導体層２１上に活性層２３、第２化合物半導体層２２を形成し、更に、第２電極３２、第２光反射層４２を順次形成する。具体的には、エピタキシャル成長法に基づき、第１化合物半導体層２１の上に、ＴＭＧガス及びＴＭＩガスを用いて活性層２３を形成した後、ＴＭＧガス、ＴＭＡガス、Ｃｐ2Ｍｇガスを用いて電子障壁層を形成し、ＴＭＧガス、Ｃｐ2Ｍｇガスを用いてｐ型ＧａＮ層を形成することで、第２化合物半導体層２２を得る。以上の工程によって積層構造体２０を得ることができる。即ち、選択成長用マスク層４３を含むＧａＮ基板１１上に、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１面２１ａ、及び、第１面２１ａと対向する第２面２１ｂを有する第１化合物半導体層２１、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと接する活性層２３、及び、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有し、第１面２２ａが活性層２３と接する第２化合物半導体層２２、
が積層されて成る積層構造体２０をエピタキシャル成長させる。こうして、図３Ｂに示す構造を得ることができる。次いで、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に、周知の方法に基づき、厚さ０．２μｍの絶縁材料から成り、開口２４Ａを有する電流狭窄層２４を形成する。こうして、図４に示す構造を得ることができる。第２化合物半導体層２２の平坦な第２面２２ｂも、ＧａＮ基板１１の表面１２（Ｃ面）と平行な状態となる。【００６８】
その後、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に第２電極３２及び多層膜から成る第２光反射層４２を形成する。具体的には、例えば、リフトオフ法に基づき、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂの上から電流狭窄層２４の上に亙り、厚さ５０ｎｍのＩＴＯから成る第２電極３２を形成し、更に、第２電極３２の上から電流狭窄層２４の上に亙り、周知の方法に基づきパッド電極３３を形成する。こうして、図５に示す構造を得ることができる。その後、第２電極３２の上からパッド電極３３の上に亙り、周知の方法に基づき第２光反射層４２を形成する。一方、ＧａＮ基板１１の他方の面（裏面１３）に、周知の方法に基づき第１電極３１を形成する。こうして、図１に示す構造を得ることができる。【００６９】
［工程−１５０］
その後、所謂素子分離を行うことで発光素子を分離し、積層構造体の側面や露出面を、例えば、ＳｉＯXから成る絶縁膜で被覆する。そして、第１電極３１やパッド電極３３を外部の回路等に接続するために端子等を周知の方法に基づき形成し、パッケージや封止することで、実施例１の発光素子を完成させる。【００７０】
尚、以上に説明した実施例１の発光素子及びその製造方法にあっては、ＧａＮ基板１１の表面１２が階段状となったＧａＮ基板１１を準備するが、このＧａＮ基板１１の表面１２の結晶面の面方位は、巨視的に見たＧａＮ基板の表面の法線との間に対してオフ角を有している。しかしながら、このような形態に限定されるものでなく、図６に模式的な一部断面図を示すように、ＧａＮ基板１１の表面１２をドライエッチングし、あるいは、ウェットエッチングすることで、ＧａＮ基板１１の表面１２に階段状の段差を形成してもよい。図６に示す例では、オフ角は０度である。【００７１】
ところで、１つの発光素子内に、共振器長Ｌを有する発光素子ユニットと、共振器長（Ｌ＋ΔＬ）を有する発光素子ユニットとが存在するとき、（２・ｎ・ΔＬ／ｍ）だけ発光波長がずれた、２つの縦モードの共振が発生する。ここで、「ｎ」は積層構造体全体の屈折率であり、「ｍ」は正の整数である。この縦モード間のズレ量が各々の縦モードにおけるスペクトル幅よりも大きい場合、独立した２つの縦モードが発生することになる。一方、この縦モード間のズレ量が各々の縦モードにおけるスペクトル幅よりも小さい場合、２つの縦モードは結合し、見掛け上、（２・ｎ・ΔＬ／ｍ）だけ幅が広がった１つの縦モードが得られる。その結果、見掛けのスペクトル幅が増大し、それに伴い、光の可干渉性が低下し、スペックルノイズを減少させることができる。よって、ΔＬを適切に選択することで可干渉性を制御することが可能となる。【００７２】
ここで、ΔＬは、蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の合計値、及び、１つの積層構造体ユニット２０Ａにおいて、蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の値によって、規定される。従って、これらの値を上述のとおりに決定することで、スペックルノイズを減少させることができる。【００７３】
実施例１の発光素子において、蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の数を２個、１つの踏み面に相当するＧａＮ基板１１の部分（テラス１２Ｔ）の長さの平均値を３μｍ、蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の合計値を１．５７ｎｍ、１つの積層構造体ユニット２０Ａにおいて、蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の値（平均値）を０．７８ｎｍとしたときの、発光素子から出射されるレーザ光のスペクトル幅の広がりを示す半値全幅（ＦＷＨＭ，Full Width Half Maximum）の増大量は、シミュレーションの結果、０．１９ｎｍとなった。また、以下の式で表されるフィネスＦの値から計算された半値全幅（ＦＷＨＭ）の値は０．２０ｎｍとなった。よって、この発光素子の正味の半値全幅（ＦＷＨＭ）は０．３９ｎｍとなる。尚、Ｒ1，Ｒ2は、それぞれ、第１光反射層の光反射率（光反射率の値として、０．９０を想定）、第２光反射層の光反射率（光反射率の値として、０．９５を想定）であり、また、
Ｌ＝３．７５μｍ
ｎ＝２．４
λ＝４５０ｎｍ
ｍ＝４０
であり、縦モード間隔（ＦＳＲ）として８．２ｎｍを用いた。フィネスＦの値を求めるために、以下においても同じ値を用いた。【００７４】
Ｆ＝π（Ｒ1×Ｒ2）1/4／｛１−（Ｒ1×Ｒ2）1/2｝
＝ＦＳＲ／ＦＷＨＭ【００７５】
一方、蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の合計値を０ｎｍ、１つの積層構造体ユニット２０Ａにおいて、蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の値を０ｎｍとしたときの、比較例１の発光素子から出射されるレーザ光のスペクトル幅の広がりを示す半値全幅（ＦＷＨＭ）の増大量は、シミュレーションの結果、０ｎｍとなった。また、フィネスＦの値から計算された半値全幅（ＦＷＨＭ）の値は０．２０ｎｍとなった。以上のとおり、実施例１の発光素子にあっては、発光素子から出射されるレーザ光のスペクトル幅が広がっていることが判る。【００７６】
このように、実施例１の発光素子は複数の共振器長を有しているので、複数の縦モードの共振が生じる結果、出射される光のスペクトル幅を広げることができ、スペックルノイズの発生を抑制することが可能となる。また、ＧａＮ基板を用いるので、化合物半導体層に転位が発生し難いし、発光素子の熱抵抗が大きくなるといった問題を回避することができ、高い信頼性を発光素子に付与することができるし、ＧａＮ基板を基準としてｐ側電極と異なる側にｎ側電極を設けることができる。【００７７】
尚、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１１の発光素子において、変調動作させられることで、出射光のスペクトル幅が一層広げられる形態とすることができる。即ち、変調動作させられることで、発光素子にチャープが生じ、出射光の波長に広がりが生じる結果、出射光のスペクトル幅が一層広げられる。
【実施例２】
【００７８】
実施例２は、実施例１の変形であり、本開示の第１の構成及び第４の構成の組合せに係る発光素子に関する。模式的な一部断面図を図７に示すように、実施例２の発光素子にあっては、第２電極３２及び第２光反射層４２は、各発光素子ユニット１０Ｂにおいて独立して設けられている。第１光反射層４１は、発光素子ユニット１０Ｂにおいて共通とすることもできるし、各発光素子ユニット１０Ｂにおいて独立して設けられていてもよい。図示した例では、各発光素子ユニット１０Ｂにおいて、第１光反射層４１は独立して設けられている。参照番号２０Ｂは、積層構造体ユニットを示す。また、図７、図８及び図１０において、図面の簡素化のために、電流狭窄層２４及びパッド電極３３の図示を省略した。【００７９】
ＧａＮ基板１１の表面１２の結晶面の面方位のオフ角は０．０１度以下である。ここでは、オフ角として０．００２５度である場合を考える。１つの踏み面に相当するＧａＮ基板１１の部分（テラス１２Ｔ）の長さの平均値は６μｍであり、１つの蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の高さの平均値は０．２６ｎｍである。このようなテラスが発光素子内に６つ、即ち、蹴上げが６つ有る場合、共振器の最大値と最長値の差は１．５７ｎｍとなる。このような条件において行ったシミュレーションの結果、実施例２の発光素子から出射されるレーザ光の半値全幅（ＦＷＨＭ）の増大量は０．１９ｎｍとなった。また、フィネスＦの値から計算された半値全幅（ＦＷＨＭ）の値は０．２０ｎｍとなった。よって、この発光素子の正味の半値全幅（ＦＷＨＭ）は０．３９ｎｍである。一方、１つの蹴上げに相当するＧａＮ基板１１の部分（ステップ１２Ｓ）の高さを０ｎｍとした比較例２の発光素子において行ったシミュレーションの結果、比較例２の発光素子から出射されるレーザ光の半値全幅（ＦＷＨＭ）の増大量は０ｎｍとなった。また、フィネスＦの値から計算された半値全幅（ＦＷＨＭ）の値は０．２０ｎｍとなった。以上のとおり、実施例２の発光素子にあっては、発光素子から出射されるレーザ光のスペクトル幅が広がっていることが判る。【００８０】
実施例２あるいは後述する実施例４の発光素子の製造にあっては、実施例１の［工程−１１０］と同様の工程において、１つの踏み面に相当するＧａＮ基板１１の部分（テラス１２Ｔ）の上に、１つの第１光反射層４１（選択成長用マスク層４３としても機能する）を、周知の方法に基づき形成する。第１光反射層４１（選択成長用マスク層４３）と第１光反射層４１（選択成長用マスク層４３）との間にはＧａＮ基板１１が露出しており、このＧａＮ基板１１が露出した領域（結晶成長開始領域１４）から第１化合物半導体層２１が成長する。【００８１】
以上の点を除き、実施例２の発光素子の構成、構造は、実施例１の発光素子の構成、構造と同様とすることができるし、実施例２の発光素子は、実施例１の発光素子と同様の製造方法に基づき製造することができるので、詳細な説明は省略する。【００８２】
尚、実施例２あるいは後述する実施例４の発光素子にあっては、複数種の所望の波長を出射する（あるいは、所望の特性を有する）発光素子ユニット１０Ｂ，１０Ｄが発光させられる構成とすることができる。具体的には、実施例２あるいは後述する実施例４の発光素子にあっては、発光素子ユニット１０Ｂ，１０Ｄが発光させるための駆動回路（図示せず）から延びる幹配線（図示せず）、及び、幹配線から各発光素子ユニット１０Ｂ，１０Ｄのパッド電極３３へと延びる枝配線（図示せず）が形成されている。そして、各発光素子ユニット１０Ｂ，１０Ｄを発光させ、出射される光の波長を測定し、あるいは又、特性評価を行い、所望の波長を出射する（あるいは、所望の特性を有する）発光素子ユニット１０Ｂ，１０Ｄ以外の発光素子ユニット１０Ｂ，１０Ｄへと延びる枝配線を切断等によって除去すればよい。あるいは又、発光素子ユニット１０Ｂ，１０Ｄが発光させるための駆動回路から延びる幹配線を形成し、所望の波長を出射する（あるいは、所望の特性を有する）発光素子ユニット１０Ｂ，１０Ｄのパッド電極３３と幹配線とをワイヤボンディング等によって電気的に接続すればよい。【００８３】
あるいは又、実施例２あるいは後述する実施例４の発光素子にあっては、発光素子ユニット１０Ｂ，１０Ｄを、適宜、選択することで、単一の所望の波長を出射する（あるいは、所望の特性を有する）発光素子ユニット１０Ｂ，１０Ｄが発光させられる構成とすることができ、あるいは又、発光素子において独立した２つ以上の縦モードが発生する構成、即ち、発光素子が明確に異なる波長を出射する発光素子ユニットを有する構成とすることができる。この場合には、スペックルノイズの低減を図ることはできないが、複数の発光素子ユニットから構成されていない発光素子よりも、所望の波長を出射する（あるいは、所望の特性を有する）発光素子の製造歩留りの向上、発光素子から出射される光の波長の選択性の向上を図ることができる。【００８４】
以上に説明した実施例２の発光素子及びその製造方法にあっては、ＧａＮ基板１１の表面１２が階段状となったＧａＮ基板１１を準備するが、このＧａＮ基板１１の表面１２の結晶面の面方位は、巨視的に見たＧａＮ基板の表面の法線との間に対してオフ角を有している。しかしながら、このような形態に限定されるものでなく、図８に模式的な一部断面図を示すように、ＧａＮ基板１１の表面１２をドライエッチングし、あるいは、ウェットエッチングすることで、ＧａＮ基板１１の表面１２に階段状の段差を形成してもよい。図８に示す例では、オフ角は０度である。
【実施例３】
【００８５】
実施例３も、実施例１の変形であり、本開示の第２の構成及び第３の構成の組合せに係る発光素子に関する。模式的な一部断面図を図９に示すように、実施例３の発光素子において、第１化合物半導体層２１の頂面（第２面２１ｂ）は階段状であり、１つの発光素子ユニット１０Ｃを構成する１つの積層構造体ユニット２０Ｃは、１つの踏み面に相当する第１化合物半導体層２１の頂面（第２面２１ｂ）を含む積層構造体２０の部分から構成されている。【００８６】
ＧａＮ基板１１の表面１２の結晶面の面方位のオフ角は０．０１度以下である。そして、蹴上げに相当する第１化合物半導体層２１の部分２１Ｓの合計値は、４０ｎｍ以下、好ましくは、０．２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下であり、１つの積層構造体ユニット２０Ｃにおいて、蹴上げに相当する第１化合物半導体層２１の部分２１Ｓの値は、０．２ｎｍ以上、１ｎｍ以下である。【００８７】
実施例３の発光素子にあっては、１つの発光素子を形成すべきＧａＮ基板１１の領域内において、ＧａＮ基板１１の表面１２は概ね平坦である。そして、実施例１の［工程−１３０］と同様の工程において、種結晶層６０から横方向エピタキシャル成長に基づき第１化合物半導体層２１を形成した後、第１化合物半導体層２１をドライエッチングし、あるいは、ウェットエッチングすることで、第１化合物半導体層２１の厚さを階段状に変化させる。【００８８】
以上の点を除き、実施例３の発光素子の構成、構造は、実施例１の発光素子の構成、構造と同様とすることができるし、実施例３の発光素子は、実施例１の発光素子と同様の製造方法に基づき製造することができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例４】
【００８９】
実施例４は、実施例２及び実施例３の変形であり、本開示の第２の構成及び第４の構成の組合せに係る発光素子に関する。模式的な一部断面図を図１０に示すように、実施例４の発光素子にあっては、第２電極３２及び第２光反射層４２は、各発光素子ユニット１０Ｄにおいて独立して設けられている。第１光反射層４１は、発光素子ユニット１０Ｄにおいて共通とすることもできるし、各発光素子ユニット１０Ｄにおいて独立して設けられていてもよい。図示した例では、各発光素子ユニット１０Ｄにおいて、第１光反射層４１は独立して設けられている。ＧａＮ基板１１の表面１２の結晶面の面方位のオフ角は、実施例３と同様に、０．０１度以下である。参照番号２０Ｄは、積層構造体ユニットを示す。【００９０】
以上の点を除き、実施例４の発光素子の構成、構造は、実施例３の発光素子の構成、構造と同様とすることができるし、実施例４の発光素子は、実施例３の発光素子と同様の製造方法に基づき製造することができるので、詳細な説明は省略する。
【実施例５】
【００９１】
実施例５は、本開示の第２の態様に係る発光素子に関する。模式的な一部断面図を図１１に示すように実施例５の発光素子にあっては、発光素子内で共振器長は滑らかに変化している。即ち、積層構造体２０の厚さは滑らかに変化している。【００９２】
そして、実施例５の発光素子において、共振器長の最大値と最小値との差は、４０ｎｍ以下、好ましくは、０．２ｎｍ以上、１０ｎｍ以下である。実施例５にあっては、発光素子内で共振器長を滑らかに変化させるために（即ち、積層構造体２０の厚さを滑らかに変化させるために）、ＧａＮ基板１１の表面をドライエッチングし、あるいは、ウェットエッチングすることで、ＧａＮ基板１１の結晶面に対してオフ角を有する滑らかな表面１２’を形成し、この表面１２’上に第１光反射層４１、積層構造体２０を形成する。実施例５の発光素子にあっては、ＧａＮ基板１１の表面１２’の結晶面の面方位のオフ角は０．０１度以下である。そして、実施例１の［工程−１１０］〜［工程−］１５０と同様の工程を実行することで、実施例５の発光素子を得ることができる。尚、１つの積層構造体ユニットにおいて、蹴上げに相当するＧａＮ基板の部分（ステップ）の値が０．２ｎｍ未満である場合には、第１化合物半導体層２１をエッチングしなくとも、積層構造体を形成することで、発光素子内において共振器長を滑らかに変化させる（即ち、積層構造体の厚さを滑らかに変化させる）ことができる。【００９３】
以上の点を除き、実施例５の発光素子の構成、構造は、実施例１の発光素子の構成、構造と同様とすることができるし、実施例５の発光素子は、実施例１の発光素子と同様の製造方法に基づき製造することができるので、詳細な説明は省略する。尚、図示は省略するが、ＧａＮ基板１１の結晶面に対してオフ角を有する滑らかな表面１２’を形成し、この表面１２’上に第１光反射層４１を形成した後、第１化合物半導体層２１を形成し、第１化合物半導体層２１の頂面（第２面２１ｂ）を、ドライエッチングし、あるいは、ウェットエッチングし、あるいは、化学的／機械的研磨処理（ＣＭＰ処理）を施すことで、発光素子内で共振器長を滑らかに変化させることもできる。【００９４】
ところで、図１１に示したように、第１光反射層４１と第２光反射層４２とが、若干、平行でない場合であっても、第１光反射層４１及び第２光反射層４２において反射され、第１光反射層４１と第２光反射層４２との間を往復する光子にあっては、第１光反射層４１との衝突点、第２光反射層４２との衝突点に、少しずつではあるが、移動が生じる。ところで、第１光反射層４１と第２光反射層４２との間の距離は、発光素子から出射される光の波長程度、あるいは、それ以上である。そして、一往復毎の衝突位置のズレが、第１光反射層４１と第２光反射層４２との間の距離よりも充分に小さい場合、光子は、実質的に、光反射層４１，４２の同じ位置に衝突するとみなすことができ、レーザ発振に寄与することができる。また、もしも、仮に、一往復毎の衝突位置のズレが、第１光反射層４１と第２光反射層４２との間の距離よりも充分には小さくない場合でも、光子は少しづつ衝突位置を変えながらも活性層２３（即ち、ゲイン領域）を何度も通過するので、レーザ発振に寄与することができる。即ち、第１光反射層４１と第２光反射層４２とが、若干、平行でない場合、第１光反射層４１と第２光反射層４２との間を往復する光子は、光反射層４１，４２との衝突のたびに少しづつ衝突位置を移動することになるが、その移動量は光場の大きさに比べれば極僅かであり、十分、同一の領域を通過するといってよく、レーザ発振に必要な光場を形成することができる。あるいは又、発光部位はキャリア密度が高いため屈折率が高くなり、光の閉じ込め傾向が生じるが、これは、光子の衝突位置のズレを抑制する効果がある。尚、意図的に光閉じ込めを行い、光子の衝突位置のズレを抑制してもよい。
【実施例６】
【００９５】
実施例６は、実施例１〜実施例５の変形である。模式的な一部断面図を図１２に示すように、実施例１の発光素子の変形例である実施例６の発光素子において、具体的には、活性層２３において生成した光は、第１化合物半導体層２１の頂面から第１光反射層４１を介して外部に出射される。即ち、面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）から成る実施例６の発光素子は、第１光反射層出射タイプの発光素子である。そして、実施例６の発光素子において、第２光反射層４２は、金（Ａｕ）層あるいは錫（Ｓｎ）を含む半田層から成る接合層２５を介して、シリコン半導体基板から構成された支持基板２６に半田接合法に基づき固定されている。【００９６】
実施例６にあっては、第１化合物半導体層２１上に活性層２３、第２化合物半導体層２２、第２電極３２、第２光反射層４２を順次形成した後、第１光反射層４１をストッパ層として、ＧａＮ基板１１を除去する。具体的には、第１化合物半導体層２１上に活性層２３、第２化合物半導体層２２、第２電極３２、第２光反射層４２を順次形成し、次いで、第２光反射層４２を支持基板２６に固定した後、第１光反射層４１をストッパ層としてＧａＮ基板１１を除去して、第１化合物半導体層２１の第１面及び第１光反射層４１を露出させる。そして、第１化合物半導体層２１の第１面側に、第１電極３１を形成する。【００９７】
実施例６の発光素子にあっては、第１光反射層４１と第１電極３１とは離間しており、即ち、オフセットを有しており、離間距離は１ｍｍ以内、具体的には、例えば、平均０．０５ｍｍである。【００９８】
以下、実施例６の発光素子の製造方法を説明する。【００９９】
［工程−６００］
先ず、実施例１の［工程−１００］〜［工程−１４０］と同様の工程を実行することで、図１に示した構造を得る。但し、第１電極３１は形成しない。【０１００】
［工程−６１０］
その後、第２光反射層４２を、接合層２５を介して支持基板２６に固定する。【０１０１】
［工程−６２０］
次いで、ＧａＮ基板１１を除去して、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ及び第１光反射層４１を露出させる。具体的には、先ず、機械研磨法に基づき、ＧａＮ基板１１の厚さを薄くし、次いで、ＣＭＰ法に基づき、ＧａＮ基板１１の残部を除去する。こうして、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ並びに第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４３を露出させる。尚、図１２及び図１３において、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａが露出した状態は図示していない。【０１０２】
［工程−６３０］
その後、第１化合物半導体層２１の第１面側に、周知の方法に基づき第１電極３１を形成する。こうして、図１２に示す構造を有する実施例６の発光素子を得ることができる。【０１０３】
［工程−６４０］
その後、所謂素子分離を行うことで発光素子を分離し、積層構造体の側面や露出面を、例えば、ＳｉＯXから成る絶縁膜で被覆する。そして、第１電極３１やパッド電極３３を外部の回路等に接続するために端子等を周知の方法に基づき形成し、パッケージや封止することで、実施例６の発光素子を完成させる。【０１０４】
実施例６の発光素子の製造方法にあっては、第１光反射層及び選択成長用マスク層が形成されている状態でＧａＮ基板を除去する。それ故、第１光反射層及び選択成長用マスク層が、ＧａＮ基板の除去時に一種のストッパーとして機能する結果、ＧａＮ基板の除去バラツキの発生を抑制することができる結果、得られる発光素子の特性の安定化を達成することができる。【０１０５】
図１２に示した発光素子の例では、第１電極３１の端部は第１光反射層４１から離間している。一方、図１３に示す発光素子の例では、第１電極３１の端部は第１光反射層４１の外縁まで延在している。あるいは又、第１電極の端部が第１光反射層と接するように、第１電極を形成してもよい。【０１０６】
以上に説明した実施例６の発光素子の構成、構造を、実施例２〜実施例５において説明した発光素子に適用することができることは云うまでもない。
【実施例７】
【０１０７】
実施例７は、実施例１〜実施例６の変形であるが、本開示の第５の構成及び第６の構成に係る発光素子に関する。模式的な一部断面図を図１４に示すように、実施例１の発光素子の変形例として示す実施例７の発光素子にあっては、選択成長用マスク層４３の最下層として熱膨張緩和膜４４がＧａＮ基板１１の上に形成されているし（本開示の第５の構成に係る発光素子）、ＧａＮ基板１１と接する第１光反射層４１の最下層（熱膨張緩和膜４４が該当する）の線熱膨張係数ＣＴＥは、
１×１０-6／Ｋ≦ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
好ましくは、
１×１０-6／Ｋ＜ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
を満足する（本開示の第６の構成に係る発光素子）。【０１０８】
具体的には、熱膨張緩和膜４４（第１光反射層４１あるいは選択成長用マスク層４３の最下層）は、例えば、
ｔ1＝λ0／（２ｎ1）
を満足する窒化ケイ素（ＳｉＮX）から成る。尚、このような膜厚を有する熱膨張緩和膜４４（第１光反射層４１あるいは選択成長用マスク層４３の最下層）は、波長λ0の光に対して透明であり、光反射層としての機能は有していない。窒化ケイ素（ＳｉＮX）及びＧａＮ基板１１のＣＴＥの値は以下の表１のとおりである。ＣＴＥの値は２５゜Ｃにおける値である。【０１０９】
［表１］
ＧａＮ基板           ：５．５９×１０-6／Ｋ
窒化ケイ素（ＳｉＮX）：２．６〜３．５×１０-6／Ｋ【０１１０】
実施例７の発光素子の製造にあっては、実施例１の［工程−１１０］と同様の工程において、ＧａＮ基板１１上に選択成長用マスク層４３を形成する。具体的には、ＧａＮ基板１１上に、選択成長用マスク層４３の最下層を構成する熱膨張緩和膜４４を形成し、更に、熱膨張緩和膜４４上に、多層膜から成る選択成長用マスク層４３の残部（第１光反射層４１として機能するものもある）を形成する。そして、選択成長用マスク層４３をパターニングする。【０１１１】
以上の点を除き、実施例７の発光素子の構成、構造は、実施例１〜実施例６の発光素子の構成、構造と同様とすることができるし、実施例７の発光素子は、実施例１〜実施例６の発光素子と同様の製造方法に基づき製造することができるので、詳細な説明は省略する。【０１１２】
熱膨張緩和膜４４を形成せずに、選択成長用マスク層４３の最下層をＳｉＯX（ＣＴＥ：０．５１〜０．５８×１０-6／Ｋ）から構成し、その他は、実施例７と同様の構成、構造を有する発光素子を製造したところ、製造条件に依るが、積層構造体の成膜中に選択成長用マスク層４３がＧａＮ基板１１から剥離してしまう場合があった。一方、実施例７にあっては、積層構造体の成膜中に選択成長用マスク層４３がＧａＮ基板１１から剥離することがなかった。【０１１３】
以上のとおり、実施例７の発光素子及びその製造方法にあっては、熱膨張緩和膜が形成され、あるいは又、ＣＴＥの値が規定されているので、ＧａＮ基板の線熱膨張係数と選択成長用マスク層の線熱膨張係数の差に起因してＧａＮ基板から選択成長用マスク層が剥がれるといった問題の発生を回避することができ、高い信頼性を有する発光素子を提供することができる。
【実施例８】
【０１１４】
種結晶層が厚い場合、この種結晶層から横方向エピタキシャル成長に基づき化合物半導体層を成長させたとき、成長条件にも依るが、種結晶層からの転位が選択成長用マスク層の上の化合物半導体層の水平方向の深部まで延びる結果（図２９参照）、発光素子の特性に悪影響が生じる場合がある。選択成長用マスク層と選択成長用マスク層との間に位置する基板の部分を狭くすることで種結晶層を薄くすることも考えられるが、この場合、選択成長用マスク層と選択成長用マスク層との間に位置する基板の部分が狭い選択成長用マスク層の形成は困難であるし、種結晶層の形成も困難となる。【０１１５】
実施例８は、実施例１〜実施例７の変形である。実施例３の発光素子の変形例として示す実施例８の発光素子の模式的な一部断面図を図１５に示し、実施例８の発光素子における選択成長用マスク層開口領域等を拡大した模式的な一部端面図を図１６に示す。実施例８の発光素子にあっては、
選択成長用マスク層４３と選択成長用マスク層４３との間に位置する選択成長用マスク層開口領域５１の底部には、ＧａＮ基板１１の露出表面の一部から構成された種結晶層成長領域５２が設けられており、
種結晶層成長領域５２の上には、種結晶層６１が形成されており、
第１化合物半導体層２１は、種結晶層６１から横方向エピタキシャル成長に基づき形成されており、
種結晶層６１の厚さは、選択成長用マスク層４３の厚さよりも薄い。尚、種結晶層６１の厚さとは、選択成長用マスク層４３とＧａＮ基板１１との界面を基準として、この界面から種結晶層６１の頂面（あるいは頂点）までの距離を指す。また、選択成長用マスク層４３の厚さとは、この界面から選択成長用マスク層４３の頂面までの距離を指す。以下の説明においても同様である。【０１１６】
実施例８の発光素子を製造する方法は、
ＧａＮ基板１１の上にそれぞれが離間して設けられ、その内の１つが第１光反射層４１として機能する複数の選択成長用マスク層４３を形成し、併せて、選択成長用マスク層４３と選択成長用マスク層４３との間に位置する選択成長用マスク層開口領域５１の底部に露出したＧａＮ基板１１の部分の一部の表面に種結晶層成長領域５２を形成した後、
種結晶層成長領域５２の上に、選択成長用マスク層４３の厚さよりも薄い種結晶層６１を形成し、次いで、
種結晶層６１から横方向エピタキシャル成長に基づき第１化合物半導体層２１を形成し、更に、
第１化合物半導体層２１の上に活性層２３、第２化合物半導体層２２、第２電極３１、第２光反射層４２を順次形成する、
各工程を少なくとも有する。【０１１７】
仮想垂直面で種結晶層６１を切断したときの種結晶層６１の断面形状は、二等辺三角形、等脚台形又は矩形とすることができるが、図示した例では、等脚台形である。【０１１８】
実施例８の発光素子及びその製造方法にあっては、種結晶層成長領域５２が設けられており、種結晶層成長領域５２の上には種結晶層６１が形成されており、種結晶層６１の厚さは選択成長用マスク層４３の厚さよりも薄い。従って、種結晶層６１から横方向エピタキシャル成長に基づき第１化合物半導体層２１を成長させたとき、種結晶層６１からの転位が選択成長用マスク層４３の上の第１化合物半導体層２１にまで延びることを確実に抑制することができ、発光素子の特性に悪影響を与えることが無い。また、選択成長用マスク層４３と選択成長用マスク層４３との間に位置する基板の部分である種結晶層成長領域５２において確実に種結晶層６１を形成することができる。【０１１９】
尚、種結晶層６１の厚さをＴseed、選択成長用マスク層４３の厚さをＴ1としたとき、
０．１≦Ｔseed／Ｔ1＜１
を満足している。具体的には、
Ｔseed／Ｔ1＝０．６７
としたが、この値に限定するものではない。【０１２０】
実施例８の発光素子にあっては、選択成長用マスク層４３と選択成長用マスク層４３との間に位置する選択成長用マスク層開口領域５１の底部に位置するＧａＮ基板１１の露出表面には凹凸部５３が形成されており、凸部５３Ａによって種結晶層成長領域５２が構成されている。即ち、この凸部５３Ａが、ＧａＮ基板１１の露出表面の一部に該当する。そして、仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域５１の底部に位置するＧａＮ基板１１の露出表面の断面形状は、凹部５３Ｂ、凸部５３Ａ及び凹部５３Ｂがこの順に並んだ形状である。更には、凸部５３Ａの頂面によって種結晶層成長領域５２が構成されており、仮想垂直面内における、凸部５３Ａの長さをＬcv、凹部５３Ｂの合計長さをＬccとしたとき、
０．２≦Ｌcv／（Ｌcv＋Ｌcc）≦０．９
を満足する。具体的には、
Ｌcv／（Ｌcv＋Ｌcc）＝０．７
とした。選択成長用マスク層開口領域５１の底部に位置するＧａＮ基板の露出表面部分に形成された凸部５３Ａの数は、２以上であってもよい。仮想垂直面で凹部５３Ｂを切断したときの凹部５３Ｂの断面形状として、矩形、三角形、台形（上辺が凹部の底面となる）、これらの形状においてコーナー部が丸みを帯びた形状、細かい凹凸形状を挙げることができる。凹部５３Ｂの深さとして、０．１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以上を例示することができる。【０１２１】
また、実施例８の発光素子において、種結晶層６１の断面形状（具体的には、仮想垂直面内における種結晶層６１の断面形状）は、等脚台形［脚部（傾斜面）の傾斜角：５８度］である。尚、等脚台形の脚部（傾斜面）の結晶面は｛１１−２２｝面である。更には、実施例８の発光素子において、
仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域５１の長さをＬ0、
該仮想垂直面内において、選択成長用マスク層開口領域５１の上方に位置する第１化合物半導体層２１の領域における転位密度をＤ0、
該仮想垂直面内において、選択成長用マスク層４３の縁から距離Ｌ0までの第１化合物半導体層２１の領域における転位密度をＤ1、
としたとき、
Ｄ1／Ｄ0≦０．２
を満足する。【０１２２】
以下、基板等の模式的な一部端面図である図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃ、図１８Ａ及び図１８Ｂを参照して、実施例８の発光素子の製造方法を説明する。【０１２３】
［工程−８００］
先ず、実施例１の［工程−１００］、［工程−１１０］と同様の工程を実行することで、ＧａＮ基板１１上にそれぞれが離間して設けられ、その内の１つが第１光反射層４１として機能する複数の選択成長用マスク層４３を形成し、併せて、選択成長用マスク層４３と選択成長用マスク層４３との間に位置する選択成長用マスク層開口領域５１の底部に露出したＧａＮ基板１１の部分の一部の表面に種結晶層成長領域５２を形成する（図１７Ａ参照）。【０１２４】
［工程−８１０］
その後、周知の方法に基づき、選択成長用マスク層開口領域５１にエッチング用マスクを形成し、選択成長用マスク層開口領域５１における凸部５３Ａを形成すべき部分をエッチング用マスクで覆う。凹部５３Ｂを形成すべきＧａＮ基板１１の部分は露出した状態にある。そして、周知の方法に基づき、凹部５３Ｂを形成すべきＧａＮ基板１１の部分をエッチングした後、エッチング用マスクを除去する。こうして、図１７Ｂに示す状態を得ることができる。即ち、選択成長用マスク層開口領域５１の底部に位置するＧａＮ基板１１の露出表面には凹凸部５３が形成され、凸部５３Ａによって種結晶層成長領域５２が構成される。凹凸部５３を形成した後、選択成長用マスク層４３を形成してもよい。【０１２５】
［工程−８２０］
次に、種結晶層成長領域５２上に、選択成長用マスク層４３の厚さよりも薄い種結晶層６１を形成する。具体的には、ＭＯＣＶＤ装置を用いて、ＴＭＧガス及びＳｉＨ4ガスを用いたＭＯＣＶＤ法に基づき、種結晶層成長領域５２上に種結晶層６１を形成する。ＭＯＣＶＤ法における成膜条件にも依るが、仮想垂直面内における種結晶層６１の断面形状は、等脚台形［脚部（傾斜面）の傾斜角：５８度］となる。こうして、図１７Ｃに示す状態を得ることができる。尚、凹部５３Ｂの底面にも、断面形状が等脚台形の種結晶６２が生成する。また、［工程−８１０］において、ＧａＮ基板１１の部分をエッチングして凹部５３Ｂを形成した後、凹部５３Ｂの底面を更に荒らすことによって凹部５３Ｂの底面に細かい凹凸部を形成すれば、このような凹部５３Ｂの底面には種結晶は生成し難くなる。【０１２６】
［工程−８３０］
引き続き、ＭＯＣＶＤ法における成膜条件を変更して、種結晶層６１から横方向エピタキシャル成長に基づき第１化合物半導体層２１を形成する。第１化合物半導体層２１の成膜途中の状態を図１８Ａに示し、第１化合物半導体層２１の成膜完了後の状態を図１８Ｂに示す。図１８Ａにおいて、第１化合物半導体層２１に斜線を付すことは省略した。参照番号６３は、種結晶層６１から略水平方向に延びる転位を示す。種結晶層６１の厚さが選択成長用マスク層４３の厚さよりも薄いが故に、転位６３は、概ね、選択成長用マスク層４３の側壁まで延び、そこで止まり、選択成長用マスク層４３の上に形成される第１化合物半導体層２１の部分にまでは延びない。【０１２７】
［工程−８４０］
その後、実施例１の［工程−１４０］〜［工程−１５０］と同様の工程を実行することで、実施例８の発光素子を得ることができる。【０１２８】
種結晶層６１の断面形状は、等脚台形に限定されるものではなく、模式的な一部端面図を図１９及び図２０に示すように、二等辺三角形とすることもできるし、矩形とすることもできる。種結晶層６１の断面形状を二等辺三角形とする場合、種結晶層６１の結晶成長を断面形状が等脚台形となるよりも更に進めればよい。種結晶層６１の断面形状を矩形とする場合、種結晶層６１の形成条件を、種結晶層６１の断面形状を等脚台形を形成するための形成条件と異ならせればよい。
【実施例９】
【０１２９】
実施例９は実施例８の変形である。模式的な一部断面図を図２１に示し、選択成長用マスク層開口領域等を拡大した模式的な一部端面図を図２２に示すように、実施例９の発光素子にあっては、選択成長用マスク層４３と選択成長用マスク層４３との間に位置する選択成長用マスク層開口領域５１の底部に位置するＧａＮ基板１１の露出表面には凹凸部５４が形成されており、凹部５４Ｂによって種結晶層成長領域５２が構成されている。即ち、この凹部５４Ｂが、ＧａＮ基板１１の露出表面の一部に該当する。そして、仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域５１の底部に位置するＧａＮ基板１１の露出表面の断面形状は、凸部５４Ａ、凹部５４Ｂ及び凸部５４Ａがこの順に並んだ形状である。更には、凹部５４Ｂの底面によって種結晶層成長領域５２が構成されており、仮想垂直面内における、凹部５４Ｂの長さをＬcc、凸部５４Ａの合計長さをＬcvとしたとき、
０．２≦Ｌcc／（Ｌcv＋Ｌcc）≦０．９
を満足する。具体的には、
Ｌcc／（Ｌcv＋Ｌcc）＝０．７
とした。選択成長用マスク層開口領域５１の底部に位置するＧａＮ基板の露出表面部分に形成された凹部５４Ｂの数は、２以上であってもよい。仮想垂直面で凸部５４Ａを切断したときの凸部５４Ａの頂面の形状として、平坦、上に向かって湾曲した形状、下に向かって湾曲した形状、細かい凹凸形状を挙げることができる。凹部５４Ｂの深さとして、０．１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以上を例示することができる。【０１３０】
以上の点を除き、実施例９の発光素子の構成、構造は、実施例８の発光素子の構成、構造と同様とすることができるし、実施例９の発光素子の製造方法も、実質的に、実施例８の発光素子の製造方法と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。【０１３１】
尚、選択成長用マスク層４３をパターニングして、ＧａＮ基板１１を露出させた後、露出したＧａＮ基板１１の表面に細かい凹凸部を形成し、その後、凹部５４Ｂを形成すれば、凹凸部が形成された凸部５４Ａの頂面には種結晶は生成し難くなる。
【実施例１０】
【０１３２】
実施例１０も実施例８の変形である。模式的な一部断面図を図２３に示し、選択成長用マスク層開口領域等を拡大した模式的な一部端面図を図２４に示すように、実施例１０の発光素子にあっては、仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域５１の底部に位置するＧａＮ基板１１の露出表面の断面形状は、非結晶成長層５５Ｂ、平坦部５５Ａ及び非結晶成長層５５Ｂがこの順に並んだ形状であり、平坦部５５Ａによって種結晶層成長領域５２が構成されている。即ち、この平坦部５５Ａが、ＧａＮ基板の露出表面の一部に該当する。そして、仮想垂直面内における、平坦部５５Ａの長さをＬflat、非結晶成長層５５Ｂの合計長さをＬnovとしたとき、
０．２≦Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌno）≦０．９
を満足する。具体的には、
Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌno）＝０．７
とした。また、非結晶成長層５５Ｂを窒化シリコン（ＳｉＮX）から構成した。選択成長用マスク層開口領域５１の底部に位置するＧａＮ基板の露出表面部分における平坦部５５Ａの数は、２以上であってもよい。非結晶成長層５５Ｂを、選択成長用マスク層４３の最上層（第１化合物半導体層２１と接する層）にも形成する場合、非結晶成長層５５Ｂ（選択成長用マスク層４３の最上層）の厚さをｔ2、非結晶成長層５５Ｂの屈折率をｎ2としたとき、
ｔ2＝λ0／（４ｎ2）
を満足することが好ましく、更には、
ｔ2＝λ0／（２ｎ2）
を満足することが望ましい。【０１３３】
具体的には、実施例１０にあっては、周知の方法に基づき、選択成長用マスク層開口領域５１にリフトオフ用マスクを形成し、選択成長用マスク層開口領域５１における平坦部５５Ａを形成すべき部分をリフトオフ用マスクで覆う。非結晶成長層５５Ｂを形成すべきＧａＮ基板１１の部分は露出した状態にある。そして、周知の方法に基づき、全面に非結晶成長層５５Ｂを形成した後、リフトオフ用マスク及びその上に形成された非結晶成長層５５Ｂの部分を除去する。【０１３４】
以上の点を除き、実施例１０の発光素子の構成、構造は、実施例８の発光素子の構成、構造と同様とすることができるし、実施例１０の発光素子の製造方法も、実質的に、実施例８の発光素子の製造方法と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。【０１３５】
尚、選択成長用マスク層の最下層あるいは下層をＧａＮ基板１１の上に形成し、パターニングを行うことで、選択成長用マスク層の最下層あるいは下層から延在した非結晶成長層５５Ｂ及び平坦部５５Ａを形成してもよい。そして、その後、選択成長用マスク層の最下層あるいは下層の上に、選択成長用マスク層の残部を形成すればよい。あるいは又、前述した実施例７において、選択成長用マスク層４３の最下層を構成する熱膨張緩和膜４４をＧａＮ基板１１の上に形成し、パターニングを行うことで、熱膨張緩和膜４４の延在部から成る非結晶成長層５５Ｂ、及び、平坦部５５Ａを形成してもよい。そして、その後、熱膨張緩和膜４４の上に、選択成長用マスク層の残部を形成すればよい。
【実施例１１】
【０１３６】
実施例１１も実施例８の変形である。模式的な一部断面図を図２５に示し、選択成長用マスク層開口領域等を拡大した模式的な一部端面図を図２６に示すように、実施例１１の発光素子にあっては、仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域５１の底部に位置するＧａＮ基板１１の露出表面の断面形状は、凹凸部５６Ｂ、平坦部５６Ａ及び凹凸部５６Ｂがこの順に並んだ形状であり、平坦部５６Ａによって種結晶層成長領域５２が構成されている。即ち、この平坦部５６Ａが、ＧａＮ基板１１の露出表面の一部に該当する。凹凸部５６Ｂには種結晶は生成し難い。そして、仮想垂直面内における、平坦部５６Ａの長さをＬflat、凹凸部５６Ｂの合計長さをＬcc-cvとしたとき、
０．２≦Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌcc-cv）≦０．９
を満足する。具体的には、
Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌcc-cv）＝０．７
とした。選択成長用マスク層開口領域５１の底部に位置するＧａＮ基板の露出表面部分における平坦部５６Ａの数は、２以上であってもよい。【０１３７】
具体的には、実施例１１にあっては、周知の方法に基づき、選択成長用マスク層開口領域５１にエッチング用マスクを形成し、選択成長用マスク層開口領域５１における平坦部５６Ａをエッチング用マスクで覆う。凹凸部５６Ｂを形成すべきＧａＮ基板１１の部分は露出した状態にある。そして、周知の方法に基づき、凹凸部５６Ｂを形成すべきＧａＮ基板１１の部分をエッチングした後、エッチング用マスクを除去する。【０１３８】
以上の点を除き、実施例１１の発光素子の構成、構造は、実施例８の発光素子の構成、構造と同様とすることができるし、実施例１１の発光素子の製造方法も、実質的に、実施例８の発光素子の製造方法と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。【０１３９】
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した発光素子の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができるし、実施例の発光素子の製造方法も、適宜、変更することができる。場合によっては、ＧａＮ基板以外の基板（例えば、サファイア基板）を用いることができるし、ＧａＮ系化合物半導体以外の化合物半導体を用いることもできる。発光素子ユニットにおける共振器長を発光素子ユニット毎に異ならせるために、共振器長の構成を各発光素子ユニットによって変えてもよい。【０１４０】
実施例１や実施例２、実施例５と、実施例３や実施例４とを組み合わせることができる。具体的には、実施例１や実施例２、実施例５において、第１化合物半導体層を形成した後、第１化合物半導体層をドライエッチングし、あるいは、ウェットエッチングすることによって、第１化合物半導体層の厚さを階段状に変化させることで、表面が階段状となった基板と、頂面に段差を有する第１化合物半導体層との組合せに基づき、発光素子ユニットにおける共振器長を発光素子ユニット毎に異ならせることができるし、あるいは又、発光素子内で共振器長を滑らかに変化させることができる。尚、このような形態の発光素子を他の実施例に適用することもできる。【０１４１】
各実施例においては、選択成長用マスク層４３の断面形状を矩形としたが、これに限定するものではなく、台形とすることもできる。また、実施例１の発光素子の変形例として図２７に示すように、第１光反射層４１（選択成長用マスク層４３）の最上層（第１化合物半導体層２１と接する層）４５を窒化シリコン膜から構成してもよい。そして、この場合、第１光反射層４１の最上層４５の厚さをｔ2、第１光反射層４１の最上層４５の屈折率をｎ2としたとき、
ｔ2＝λ0／（４ｎ2）
を満足することが好ましく、更には、
ｔ2＝λ0／（２ｎ2）
を満足すれば、第１光反射層４１の最上層４５は、波長λ0の光に対して不在層となる。【０１４２】
選択成長用マスク層が形成されたＧａＮ基板上に、第１化合物半導体層を、ＥＬＯ（Epitaxial Lateral Overgrowth）法等の横方向にエピタキシャル成長させる方法を用いて、横方向成長により形成したとき、選択成長用マスク層の縁部から選択成長用マスク層の中心部に向かってエピタキシャル成長する第１化合物半導体層が会合すると、会合部分に結晶欠陥が多く発生する場合がある。この結晶欠陥が多く存在する会合部分が素子領域（後述する）の中心部に位置すると、発光素子の特性に悪影響が生じる虞がある。第１光反射層の面積重心点を通る第１光反射層に対する法線上に第２光反射層の面積重心点が存在しない形態、第１光反射層の面積重心点を通る第１光反射層に対する法線上に活性層の面積重心点が存在しない形態とすることで、発光素子の特性への悪影響の発生を確実に抑制することができる。【０１４３】
また、実施例においては、選択成長用マスク層４３（あるいは第１光反射層４１）を第１化合物半導体層２１で完全に覆ったが、第１化合物半導体層２１が会合するであろう領域において、選択成長用マスク層４３（あるいは第１光反射層４１）の一部が露出した状態としてもよいし、第１化合物半導体層２１が会合するであろう領域において、選択成長用マスク層４３（あるいは第１光反射層４１）上の第１化合物半導体層２１が完全に平坦になっていない状態としてもよい。発光素子ユニットを、選択成長用マスク層４３（あるいは第１光反射層４１）の露出した領域や、第１化合物半導体層２１が完全に平坦になっていない領域を外して作製すればよい。【０１４４】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《発光素子：第１の態様》
基板の表面上に形成された第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を少なくとも備えた発光素子であって、
積層構造体は、複数の積層構造体ユニットから構成されており、
各積層構造体ユニットによって、発光素子ユニットが構成されており、
発光素子ユニットにおける共振器長は、発光素子ユニット毎に異なっている発光素子。
［Ａ０２］《第１の構成に係る発光素子》
基板の表面は階段状であり、
１つの積層構造体ユニットは、１つの踏み面に相当する基板の部分の上方に形成されている［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０３］蹴上げに相当する基板の部分の合計値は、４０ｎｍ以下である［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０４］《第２の構成に係る発光素子》
第１化合物半導体層の頂面は階段状であり、
１つの積層構造体ユニットは、１つの踏み面に相当する第１化合物半導体層の頂面を含む積層構造体の部分から構成されている［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０５］蹴上げに相当する第１化合物半導体層の部分の合計値は、４０ｎｍ以下である［Ａ０４］に記載の発光素子。
［Ａ０６］《第３の構成に係る発光素子》
第２電極及び第２光反射層は、発光素子ユニットにおいて共通である［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０７］《第４の構成に係る発光素子》
第２電極及び第２光反射層は、各発光素子ユニットにおいて独立して設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０８］複数種の所望の波長を出射する発光素子ユニット、又は、所望の特性を有する発光素子ユニットが発光させられる［Ａ０７］に記載の発光素子。
［Ｂ０１］《発光素子：第２の態様》
基板の表面上に形成された第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を少なくとも備えた発光素子であって、
発光素子内で共振器長は滑らかに変化している発光素子。
［Ｂ０２］共振器長の最大値と最小値との差は、４０ｎｍ以下である［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の発光素子。
［Ｃ０１］活性層及び第２化合物半導体層の厚さは一定である［Ａ０１］乃至［Ｂ０２］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｃ０２］第１光反射層は、選択成長用マスク層として機能する［Ａ０１］乃至［Ｃ０１］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｃ０３］第１光反射層の頂面は、全体として、基板の表面に倣った形状を有する［Ａ０１］乃至［Ｃ０２］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｃ０４］積層構造体は、ＧａＮ系化合物半導体から成る［Ａ０１］乃至［Ｃ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｃ０５］発光光の波長は、３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下である［Ａ０１］乃至［Ｃ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｃ０６］変調動作させられることで、出射光のスペクトル幅が一層広げられる［Ａ０１］乃至［Ｃ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
「Ｃ０７］第１光反射層の平面形状は、正六角形、円形、格子状又はストライプ状である［Ａ０１］乃至［Ｃ０６］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｄ０１］《第５の構成に係る発光素子》
第１化合物半導体層の最下層として熱膨張緩和膜が基板上に形成されている［Ａ０１］乃至「Ｃ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｄ０２］熱膨張緩和膜は、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム及び窒化アルミニウムから成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る［Ｄ０１］に記載の発光素子。
［Ｄ０３］熱膨張緩和膜の厚さをｔ1、発光素子のピーク発光波長をλ0、熱膨張緩和膜の屈折率をｎ1としたとき、
ｔ1＝λ0／（２ｎ1）
を満足する［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］に記載の発光素子。
［Ｄ０４］基板と接する第１化合物半導体層の最下層の線熱膨張係数ＣＴＥは、
１×１０-6／Ｋ≦ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
好ましくは、
１×１０-6／Ｋ＜ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
を満足する［Ａ０１］乃至「Ｃ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｄ０５］第１光反射層の最下層は、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム及び窒化アルミニウムから成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る［Ｄ０４］に記載の発光素子。
［Ｄ０６］第１光反射層の最下層の厚さをｔ1、発光素子のピーク発光波長をλ0、第１光反射層の最下層の屈折率をｎ1としたとき、
ｔ1＝λ0／（２ｎ1）
を満足する［Ｄ０４］又は［Ｄ０５］に記載の発光素子。
［Ｅ０１］《第６の構成に係る発光素子》
複数の選択成長用マスク層を備えており、
第１光反射層は、複数の選択成長用マスク層の内の１つから成り、
選択成長用マスク層と選択成長用マスク層との間に位置する選択成長用マスク層開口領域の底部には、基板の露出表面の一部から構成された種結晶層成長領域が設けられており、
種結晶層成長領域上には、種結晶層が形成されており、
第１化合物半導体層は、種結晶層から横方向エピタキシャル成長に基づき形成されており、
種結晶層の厚さは、選択成長用マスク層の厚さよりも薄い［Ａ０１］乃至［Ｄ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０２］種結晶層の厚さをＴseed、選択成長用マスク層の厚さをＴ1としたとき、
０．１≦Ｔseed／Ｔ1＜１
を満足する［Ｅ０１］に記載の発光素子。
［Ｅ０３］選択成長用マスク層と選択成長用マスク層との間に位置する選択成長用マスク層開口領域の底部に位置する基板の露出表面には凹凸部が形成されており、
凸部によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｅ０１］又は［Ｅ０２］に記載の発光素子。
［Ｅ０４］隣接する２つの選択成長用マスク層の中心点を通過する２本の法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域の底部に位置する基板の露出表面の断面形状は、凹部、凸部及び凹部がこの順に並んだ形状であり、
凸部頂面によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｅ０３］に記載の発光素子。
［Ｅ０５］仮想垂直面内における、凸部の長さをＬcv、凹部の合計長さをＬccとしたとき、
０．２≦Ｌcv／（Ｌcv＋Ｌcc）≦０．９
を満足する［Ｅ０４］に記載の発光素子。
［Ｅ０６］選択成長用マスク層と選択成長用マスク層との間に位置する選択成長用マスク層開口領域の底部に位置する基板の露出表面には凹凸部が形成されており、
凹部によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｅ０１］又は［Ｅ０２］に記載の発光素子。
［Ｅ０７］隣接する２つの選択成長用マスク層の中心点を通過する２本の法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域の底部に位置する基板の露出表面の断面形状は、凸部、凹部及び凸部がこの順に並んだ形状であり、
凹部底面によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｅ０６］に記載の発光素子。
［Ｅ０８］仮想垂直面内における、凹部の長さをＬcc、凸部の合計長さをＬcvとしたとき、
０．２≦Ｌcc／（Ｌcv＋Ｌcc）≦０．９
を満足する［Ｅ０７］に記載の発光素子。
［Ｅ０９］隣接する２つの選択成長用マスク層の中心点を通過する２本の法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域の底部に位置する基板の露出表面の断面形状は、非結晶成長層、平坦部及び非結晶成長層がこの順に並んだ形状であり、
平坦部によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｅ０１］又は［Ｅ０２］に記載の発光素子。
［Ｅ１０］仮想垂直面内における、平坦部の長さをＬflat、非結晶成長層の合計長さをＬnovとしたとき、
０．２≦Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌno）≦０．９
を満足する［Ｅ０９］に記載の発光素子。
［Ｅ１１］隣接する２つの選択成長用マスク層の中心点を通過する２本の法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域の底部に位置する基板の露出表面の断面形状は、凹凸部、平坦部及び凹凸部がこの順に並んだ形状であり、
平坦部によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｅ０１］又は［Ｅ０２］に記載の発光素子。
［Ｅ１２］仮想垂直面内における、平坦部の長さをＬflat、凹凸部の合計長さをＬcc-cvとしたとき、
０．２≦Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌcc-cv）≦０．９
を満足する［Ｅ１１］に記載の発光素子。
［Ｅ１３］種結晶層の断面形状は、二等辺三角形、等脚台形又は矩形である［Ｅ０１］乃至［Ｅ１２］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ１４］隣接する２つの選択成長用マスク層の中心点を通過する２本の法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域の長さをＬ0、
該仮想垂直面内において、選択成長用マスク層開口領域の上方に位置する第１化合物半導体層の領域における転位密度をＤ0、
該仮想垂直面内において、選択成長用マスク層の縁から距離Ｌ0までの第１化合物半導体層の領域における転位密度をＤ1、
としたとき、
Ｄ1／Ｄ0≦０．２
を満足する［Ｅ０１］乃至［Ｅ１３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０１］《半導体装置の製造方法：第１の態様》
基板上に、多層膜から成り、選択成長用マスク層として機能する第１光反射層を形成した後、
第１光反射層で覆われていない基板表面から、第１化合物半導体層を選択成長させて、基板及び第１光反射層を第１化合物半導体層で被覆し、次いで、
第１化合物半導体層上に活性層、第２化合物半導体層、第２電極、第２光反射層を順次形成する、
各工程を少なくとも有する発光素子の製造方法であって、
第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体は、複数の積層構造体ユニットから構成されており、
各積層構造体ユニットによって、発光素子ユニットが構成されており、
発光素子ユニットにおける共振器長は、発光素子ユニット毎に異なっており、
基板の表面は階段状であり、
１つの積層構造体ユニットは、１つの踏み面に相当する基板の部分の上方に形成されている発光素子の製造方法。
［Ｆ０２］蹴上げに相当する基板の部分の合計値は、４０ｎｍ以下である［Ｆ０１］に又は［Ｆ０２］記載の発光素子の製造方法。
［Ｇ０１］《半導体装置の製造方法：第２の態様》
基板上に、多層膜から成り、選択成長用マスク層として機能する第１光反射層を形成した後、
第１光反射層で覆われていない基板表面から、第１化合物半導体層を選択成長させて、基板及び第１光反射層を第１化合物半導体層で被覆し、次いで、
第１化合物半導体層上に活性層、第２化合物半導体層、第２電極、第２光反射層を順次形成する、
各工程を少なくとも有する発光素子の製造方法であって、
第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体は、複数の積層構造体ユニットから構成されており、
各積層構造体ユニットによって、発光素子ユニットが構成されており、
発光素子ユニットにおける共振器長は、発光素子ユニット毎に異なっており、
第１化合物半導体層の頂面は階段状であり、
１つの積層構造体ユニットは、１つの踏み面に相当する第１化合物半導体層の頂面を含む積層構造体の部分から構成されている発光素子の製造方法。
［Ｇ０２］蹴上げに相当する第１化合物半導体層の部分の合計値は、４０ｎｍ以下である［Ｇ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｈ０１］第２電極及び第２光反射層は、発光素子ユニットにおいて共通である［Ｆ０１］乃至［Ｇ０２］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｈ０２］第２電極及び第２光反射層は、各発光素子ユニットにおいて独立して設けられている［Ｆ０１］乃至［Ｇ０２］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｈ０３］複数種の所望の波長を出射する発光素子ユニット、又は、所望の特性を有する発光素子ユニットが発光させられる［Ｈ０２］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｊ０１］《発光素子の製造方法：第３の態様》
基板上に、多層膜から成り、選択成長用マスク層として機能する第１光反射層を形成した後、
第１光反射層で覆われていない基板表面から、第１化合物半導体層を選択成長させて、基板及び第１光反射層を第１化合物半導体層で被覆し、次いで、
第１化合物半導体層上に活性層、第２化合物半導体層、第２電極、第２光反射層を順次形成する、
各工程を少なくとも有する発光素子の製造方法であって、
基板の表面をエッチングすることで、又は、第１化合物半導体層の頂面をエッチングすることで、第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体の厚さを滑らかに変化させる発光素子の製造方法。
［Ｊ０２］積層構造体の厚さの最大値と最小値との差は、４０ｎｍ以下である［Ｊ０１］又は［Ｊ０２］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｋ０１］活性層及び第２化合物半導体層の厚さは一定である［Ｆ０１］乃至［Ｊ０２］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｋ０２］第１光反射層の頂面は、全体として、基板の表面に倣った形状を有する［Ｆ０１］乃至［Ｋ０１］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｋ０３］積層構造体は、ＧａＮ系化合物半導体から成る［Ｆ０１］乃至［Ｋ０２］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｋ０４］発光光の波長は、３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下である［Ｆ０１］乃至［Ｋ０３］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｋ０５］変調動作させられることで、出射光のスペクトル幅が一層広げられる［Ｆ０１］乃至［Ｋ０４］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
「Ｋ０６］第１光反射層の平面形状は、正六角形、円形、格子状又はストライプ状である［Ｆ０１］乃至［Ｋ０５］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｌ０１］第１光反射層の最下層として、基板上に熱膨張緩和膜を形成する［Ｆ０１］乃至［Ｋ０６］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｌ０２］熱膨張緩和膜は、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム及び窒化アルミニウムから成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る［Ｌ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｌ０３］熱膨張緩和膜の厚さをｔ1、発光素子のピーク発光波長をλ0、熱膨張緩和膜の屈折率をｎ1としたとき、
ｔ1＝λ0／（２ｎ1）
を満足する［Ｌ０１］又は［Ｌ０２］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｌ０４］基板と接する第１光反射層の最下層の線熱膨張係数ＣＴＥは、
１×１０-6／Ｋ≦ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
好ましくは、
１×１０-6／Ｋ＜ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
を満足する［Ｆ０１］乃至［Ｋ０６］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｌ０５］第１光反射層の最下層は、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム及び窒化アルミニウムから成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る［Ｌ０４］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｌ０６］第１光反射層の最下層の厚さをｔ1、発光素子のピーク発光波長をλ0、選択成長用マスク層の最下層の屈折率をｎ1としたとき、
ｔ1＝λ0／（２ｎ1）
を満足する［Ｌ０４］又は［Ｌ０５］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｌ０７］第１化合物半導体層上に活性層、第２化合物半導体層、第２電極、第２光反射層を順次形成した後、第１光反射層をストッパ層として、基板を除去する［Ｆ０１］乃至［Ｌ０６］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ０１］基板上にそれぞれが離間して設けられ、その内の１つが第１光反射層として機能する複数の選択成長用マスク層を形成し、併せて、選択成長用マスク層と選択成長用マスク層との間に位置する選択成長用マスク層開口領域の底部に露出した基板の部分の一部の表面に種結晶層成長領域を形成した後、
種結晶層成長領域上に、選択成長用マスク層の厚さよりも薄い種結晶層を形成し、次いで、
種結晶層から横方向エピタキシャル成長に基づき第１化合物半導体層を選択成長させて、基板及び第１光反射層を第１化合物半導体層で被覆する［Ｆ０１］乃至［Ｌ０７］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ０２］種結晶層の厚さをＴseed、選択成長用マスク層の厚さをＴ1としたとき、
０．１≦Ｔseed／Ｔ1＜１
を満足する［Ｍ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ０３］選択成長用マスク層と選択成長用マスク層との間に位置する選択成長用マスク層開口領域の底部に位置する基板の露出表面に凹凸部を形成し、
凸部によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｍ０１］又は［Ｍ０２］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ０４］隣接する２つの選択成長用マスク層の中心点を通過する２本の法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域の底部に位置する基板の露出表面の断面形状は、凹部、凸部及び凹部がこの順に並んだ形状であり、
凸部頂面によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｍ０３］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ０５］仮想垂直面内における、凸部の長さをＬcv、凹部の合計長さをＬccとしたとき、
０．２≦Ｌcv／（Ｌcv＋Ｌcc）≦０．９
を満足する［Ｍ０４］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ０６］選択成長用マスク層と選択成長用マスク層との間に位置する選択成長用マスク層開口領域の底部に位置する基板の露出表面に凹凸部を形成し、
凹部によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｍ０１］又は［Ｍ０２］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ０７］隣接する２つの選択成長用マスク層の中心点を通過する２本の法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域の底部に位置する基板の露出表面の断面形状は、凸部、凹部及び凸部がこの順に並んだ形状であり、
凹部底面によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｍ０６］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ０８］仮想垂直面内における、凹部の長さをＬcc、凸部の合計長さをＬcvとしたとき、
０．２≦Ｌcc／（Ｌcv＋Ｌcc）≦０．９
を満足する［Ｍ０７］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ０９］隣接する２つの選択成長用マスク層の中心点を通過する２本の法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域の底部に位置する基板の露出表面の断面形状は、非結晶成長層、平坦部及び非結晶成長層がこの順に並んだ形状であり、
平坦部によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｍ０１］又は［Ｍ０２］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ１０］仮想垂直面内における、平坦部の長さをＬflat、非結晶成長層の合計長さをＬnovとしたとき、
０．２≦Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌno）≦０．９
を満足する［Ｍ０９］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ１１］隣接する２つの選択成長用マスク層の中心点を通過する２本の法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域の底部に位置する基板の露出表面の断面形状は、凹凸部、平坦部及び凹凸部がこの順に並んだ形状であり、
平坦部によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｍ０１］又は［Ｍ０２］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ１２］仮想垂直面内における、平坦部の長さをＬflat、凹凸部の合計長さをＬcc-cvとしたとき、
０．２≦Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌcc-cv）≦０．９
を満足する［Ｍ１１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ１３］種結晶層の断面形状は、二等辺三角形、等脚台形又は矩形である［Ｍ０１］乃至［Ｍ１２］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
［Ｍ１４］隣接する２つの選択成長用マスク層の中心点を通過する２本の法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの選択成長用マスク層開口領域の長さをＬ0、
該仮想垂直面内において、選択成長用マスク層開口領域の上方に位置する第１化合物半導体層の領域における転位密度をＤ0、
該仮想垂直面内において、選択成長用マスク層の縁から距離Ｌ0までの第１化合物半導体層の領域における転位密度をＤ1、
としたとき、
Ｄ1／Ｄ0≦０．２
を満足する［Ｍ０１］乃至［Ｍ１３］のいずれか１項に記載の発光素子の製造方法。
【符号の説明】
【０１４５】
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ・・・発光素子ユニット、１１・・・ＧａＮ基板、１２・・・ＧａＮ基板の表面、１２Ｔ・・・踏み面に相当するＧａＮ基板の部分（テラス）、１２Ｓ・・・蹴上げに相当するＧａＮ基板の部分（ステップ）、１３・・・ＧａＮ基板の表面と対向する裏面、１４・・・結晶成長開始領域、２０・・・積層構造体、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ・・・積層構造体ユニット、２１・・・第１化合物半導体層、２１Ｓ・・・蹴上げに相当する第１化合物半導体層の部分、２１ａ・・・第１化合物半導体層の第１面、２１ｂ・・・第１化合物半導体層の第２面、２２・・・第２化合物半導体層、２２ａ・・・第２化合物半導体層の第１面、２２ｂ・・・第２化合物半導体層の第２面、２３・・・活性層（発光層）、２４・・・電流狭窄層、２４Ａ・・・電流狭窄層に設けられた開口、２５・・・接合層、２６・・・支持基板、３１・・・第１電極、３２・・・第２電極、３３・・・パッド電極、４１・・・第１光反射層、４２・・・第２光反射層、４３・・・選択成長用マスク層、４４・・・熱膨張緩和膜、４５・・・第１光反射層（選択成長用マスク層）の最上層、５１・・・選択成長用マスク層開口領域、５２・・・種結晶層成長領域、５３，５４・・・凹凸部、５３Ａ，５４Ａ・・・凸部、５３Ｂ，５４Ｂ・・・凹部、５５Ａ・・・平坦部、５５Ｂ・・・非結晶成長層、５６Ａ・・・平坦部、５６Ｂ・・・凹凸部、６０，６１・・・種結晶層、６２・・・種結晶、６３・・・転位
【図１】
2015194246.tif 000003
【図２】
2015194246.tif 000004
【図３】
2015194246.tif 000005
【図４】
2015194246.tif 000006
【図５】
2015194246.tif 000007
【図６】
2015194246.tif 000008
【図７】
2015194246.tif 000009
【図８】
2015194246.tif 000010
【図９】
2015194246.tif 000011
【図１０】
2015194246.tif 000012
【図１１】
2015194246.tif 000013
【図１２】
2015194246.tif 000014
【図１３】
2015194246.tif 000015
【図１４】
2015194246.tif 000016
【図１５】
2015194246.tif 000017
【図１６】
2015194246.tif 000018
【図１７】
2015194246.tif 000019
【図１８】
2015194246.tif 000020
【図１９】
2015194246.tif 000021
【図２０】
2015194246.tif 000022
【図２１】
2015194246.tif 000023
【図２２】
2015194246.tif 000024
【図２３】
2015194246.tif 000025
【図２４】
2015194246.tif 000026
【図２５】
2015194246.tif 000027
【図２６】
2015194246.tif 000028
【図２７】
2015194246.tif 000029
【図２８】
2015194246.tif 000030
【図２９】
2015194246.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月14日(2015.9.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面上に形成された第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を少なくとも備えた発光素子であって、
積層構造体は、複数の積層構造体ユニットから構成されており、
各積層構造体ユニットによって、発光素子ユニットが構成されており、
基板の表面は階段状であり、
１つの積層構造体ユニットは、１つの踏み面に相当する基板の部分の上方に形成されており、
発光素子ユニットにおける共振器長は、発光素子ユニット毎に異なっている発光素子。
【請求項２】
（削除）
【請求項３】
蹴上げに相当する基板の部分の合計値は、４０ｎｍ以下である請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
基板の表面上に形成された第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を少なくとも備えた発光素子であって、
積層構造体は、複数の積層構造体ユニットから構成されており、
各積層構造体ユニットによって、発光素子ユニットが構成されており、
第１化合物半導体層の頂面は階段状であり、
１つの積層構造体ユニットは、１つの踏み面に相当する第１化合物半導体層の頂面を含む積層構造体の部分から構成されており、
発光素子ユニットにおける共振器長は、発光素子ユニット毎に異なっている発光素子。
【請求項５】
蹴上げに相当する第１化合物半導体層の部分の合計値は、４０ｎｍ以下である請求項４に記載の発光素子。
【請求項６】
第２電極及び第２光反射層は、発光素子ユニットにおいて共通である請求項１又は請求項４に記載の発光素子。
【請求項７】
第２電極及び第２光反射層は、各発光素子ユニットにおいて独立して設けられている請求項１又は請求項４に記載の発光素子。
【請求項８】
複数種の所望の波長を出射する発光素子ユニットが発光させられる請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
基板の結晶面に対してオフ角を有する滑らかな基板の表面上に形成された第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を少なくとも備えた発光素子であって、
発光素子内で第１化合物半導体層の厚さは滑らかに変化している発光素子。
【請求項１０】
積層構造体の厚さの最大値と最小値との差は、４０ｎｍ以下である請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
活性層及び第２化合物半導体層の厚さは一定である請求項１、請求項４又は請求項９に記載の発光素子。
【請求項１２】
（削除）
【請求項１３】
第１光反射層の頂面は、全体として、基板の表面に倣った形状を有する請求項１又は請求項９に記載の発光素子。
【請求項１４】
積層構造体は、ＧａＮ系化合物半導体から成る請求項１、請求項４又は請求項９に記載の発光素子。
【請求項１５】
発光光の波長は、３６０ｎｍ以上、６００ｎｍ以下である請求項１、請求項４又は請求項９に記載の発光素子。
【請求項１６】
変調動作させられることで、出射光のスペクトル幅が一層広げられる請求項１、請求項４又は請求項９に記載の発光素子。
【国際調査報告】
2015194246.tif 000032
2015194246.tif 000033
2015194246.tif 000034
2015194246.tif 000035