(57)【要約】【課題】光取り出し効率を向上させる。【解決手段】フォトニクス結晶８０１、フォトニクス結晶の上に設けられた第１導電型のコンタクト層８０２、このコンタクト層の一部の領域上に設けられた電極８０７、このコンタクト層の他の部分の領域上に設けられた第１導電型のクラッド層８０３、このクラッド層の上に設けられた活性層８０４、この活性層の上に設けられた第２導電型のクラッド層８０５、このクラッド層の上に設けられた第２導電型のコンタクト層８０９、このコンタクト層の上に設けられた電極８０６を備え、活性層から発光した光がフォトニクス結晶を通して外部に取り出されることを特徴とする。【選択図】図８
2008034888.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトニクス結晶と、
前記フォトニクス結晶の上に設けられた第１導電型の第１のコンタクト層と、
前記第１のコンタクト層の一部の領域上に設けられた第１の電極と、
前記第１のコンタクト層の他の部分の領域上に設けられた第１導電型の第１のクラッド層と、
前記第１のクラッド層の上に設けられた活性層と、
前記活性層の上に設けられた第２導電型の第２のクラッド層と、
前記第２のクラッド層の上に設けられた第２導電型の第２のコンタクト層と、
前記第２のコンタクト層の上に設けられた第２の電極と、
を備え、
前記活性層から発光した光が、前記フォトニクス結晶を通して外部に取り出されることを特徴とする半導体発光素子。
【請求項２】
前記フォトニクス結晶と前記第１のコンタクト層との間に設けられた透明性を有する基板をさらに備え、
前記活性層から発光した光が、前記基板、前記フォトニクス結晶を通して外部に取り出されることを特徴とする請求項１記載の半導体発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体発光素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体発光素子は、ｐｎ接合領域に注入された電子とホールの発光再結合を利用したデバイスである。そして、発光層の半導体材料を変えることで、赤外から紫外までの発光を実現することができる。
【０００３】
ところが、半導体発光素子には、半導体結晶と大気の屈折率差による臨界角や結晶成長可能な基板での光吸収が存在する。このため、外部に取り出せる光は内部で発光した光のわずか数％にしか過ぎない。
【０００４】
従来の半導体発光素子の構成を、図１６に示す。
【０００５】
ｐ型半導体基板１０００上に、多層反射膜１００１、ｐ型コンタクト層１００２、ｐ型クラッド層１００３、発光層として作用する活性層１００４、ｎ型クラッド層１００５、ｎ型コンタクト層１００６を形成し、さらにコンタクト層１００２上にｎ型電極１００７、コンタクト層１００６上にｐ型電極１００８を形成している。
【０００６】
活性層１００４で発光した光のうち、ｎ型クラッド層１００５側に出射された光は、クラッド層１００５を通して外部に取り出される。
【０００７】
一方、ｐ型クラッド層１００３側に出射された光は、多層反射膜１００１で反射されてｎ型クラッド層１００５を通して外部に取り出される。
【０００８】
この構造によれば、基板１０００側に出射された光を反射膜１００１で反射することにより、外部へ取り出すことができる。
【０００９】
しかし、反射膜１００１に対して垂直に入射しない光の反射率が低いこと、光取り出し面に光を遮蔽する電極１００７、１００８が存在すること、反射膜１００１上に活性層１００４を形成することにより結晶性が悪く寿命が短い等の問題があった。
【００１０】
また、従来の他の半導体発光素子を図１７に示す。ｎ型ＧａＰ基板１１０１上に、ｎ型ＩｎＧａＰバッファ層１１０２、ｎ型ＩｎＡｌＰクラッド層１１０３、発光層として作用するＩｎＧａＡｌＰ活性層１１０４、ｐ型ＩｎＡｌＰクラッド層１１０５、ｐ型ＧａＡｓコンタクト層１１０６、さらにコンタクト層１１０６上にｐ型電極１１０７、基板１１０１上にｎ型電極１１００を形成している。
【００１１】
活性層１１０４で発光した光は、ｎ電極１１００及ぴｐ電極１１０７に反射され、ｐ電極１１０７で遮蔽されていないコンタクト層１１０６から外部に取り出される。
【００１２】
しかしながら、この構造では電極１１０７直下に集中した光を電極１１０７が遮っているため、外部に出すことができないという問題があった。
【００１３】
また、図１７に示された従来の素子では、活性層１１０４で発光した光は、結晶と空気との屈折率差が原因となって、発光した光のうち数％しか外部に取り出すことができなかった。
【００１４】
ところで、半導体発光素子には、赤色から緑色を発光するために、ＧａＡｓ系半導体材料を用いた化合物半導体発光素子、紫外光領域から青色、緑色領域に至る発光を行うために、ＡｌｘＧａｙｌｎ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ、ｙ≦１、ｘ＋ｙ≦１）を用いた窒化ガリウム系化合物半導体発光素子が実用化されている。
【００１５】
ところが、このような発光素子は、一般に屈折率（ＧａＮ＝２．６７、ＧａＡｓ＝３．６２）が高いため、臨界角（ＧａＮ＝２１．９度、ＧａＡｓ＝１６．０度）が小さく、光取り出し効率が低いという問題点があった。
【００１６】
また、ＧａＡｓ系においては、基板における光吸収が大きく、発光した光が基板に吸収されてしまい光取り出し効率が低かった。
【００１７】
従来のガリウム砒素系化合物半導体発光素子の一例を図１９に示す。
【００１８】
ｎ−ＧａＡｓ基板１３００に、ｎ−ＧａＡｓバッファ層１３０１、ｎ−１ｎＧａＡｌＰクラッド層１３０２、ｌｎＧａＡｌＰ活性層１３０３、ｐ−ｌｎＧａＡ１Ｐクラッド層１３０４、ｐ−ＡｌＧａＡｓ電流拡散層１３０５を順次結晶成長する。さらに、ｐ−ＡｌＧａＡｓ電流拡散層１３０５上にはｐ側電極パッド１３０７、ｎ−ＧａＮ基板１３００上にｎ側電極１３０６を形成する。
【００１９】
このような構造では、ｐ側電極１３０７から流れた電流は、ｐ−ＡｌＧａＡｓ電流拡散層１３０５で広げられ、ｐ−ｌｎＧａＡｌＰクラッド層１３０４からｌｎＧａＡｌＰ活性層１３０３に電流が注入されて発光し、その光はｐ−ＡｌＧａＡｓ電流拡散層１３０５を通して素子外部に取り出される。
【００２０】
このような構造のＧａＡｓ系化合物半導体発光素子においては、活性層１３０３で発光した光のうち、基板１３００側に出射した光は基板１３００により吸収されてしまい、素子外部へ光を取り出すことができないという問題があった。具体的には、発光した光のうち５０％は取り出すことができず、高輝度化のためには致命的であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２１】
上述のように、従来は光取り出し効率が低いという問題があった。
【００２２】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、光取り出し効率を向上させ、高輝度化を実現することが可能な半導体発光素子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】
【００２３】
本発明の半導体発光素子は、フォトニクス結晶と、前記フォトニクス結晶の上に設けられた第１導電型の第１のコンタクト層と、前記第１のコンタクト層の一部の領域上に設けられた第１の電極と、前記第１のコンタクト層の他の部分の領域上に設けられた第１導電型の第１のクラッド層と、前記第１のクラッド層の上に設けられた活性層と、前記活性層の上に設けられた第２導電型の第２のクラッド層と、前記第２のクラッド層の上に設けられた第２導電型の第２のコンタクト層と、前記第２のコンタクト層の上に設けられた第２の電極とを備え、前記活性層から発光した光が、前記フォトニクス結晶を通して外部に取り出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、本発明によれば、透光性を有する基板から光を取り出すことにより、光取り出し効率の向上及び高輝度化が実現され、また基板に格子整合したバッファ層を有するため、結晶性が良く長寿命を達成することができる。
【００２５】
さらに、第１、第２電極が同一面側に形成されることから、このうちの一つの電極を放熱板上に直接形成することで、大電流まで光出力が飽和することなく高輝度化が実現される。
【００２６】
透光性を有する基板上に形成されたコンタクト層に凹状の領域を設けることで、発光層からの光を側面等に反射して素子外部へ有効に取り出せることができるので、光取り出し効率が向上する。
【００２７】
素子形状が多角柱、あるいは円柱であることから、四角柱である場合と比較して端面での全反射が減少し、素子内部の光を端面から外部へ有効に取り出すことが可能であり、光取り出し効率が向上する。
【００２８】
あるいはまた、発光層の一方の面にフォトニクス結晶層、あるいは半導体層内部において屈折率分布を有する領域が設けられていることにより、発光層において発光した光が効率よく素子の外部へ取り出されるので、取り出し効率が向上し高輝度化が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。
【００３０】
（１）  第１の実施の形態
図１に、本発明の第１の実施の形態による半導体発送素子の構成を示す。
【００３１】
ＺｎＳｅから成る透光性を有する半導体基板１００上に、Ｉｎ（ｘ１）Ｇａ（ｙ１）Ａ１（１−ｘ１−ｙ１）Ｐからなるバッファ層１０１、Ｉｎ（ｘ２）Ｇａ（ｙ２）Ａｌ（１−ｘ２−ｙ２）Ｐからなるｎ型コンタクト層１０２、Ｉｎ（ｘ３）Ｇａ（ｙ３）Ａｌ（１−ｘ３−ｙ３）Ｐからなるｎ型クラッド層１０３、Ｉｎ（ｘ４）Ｇａ（ｙ４）Ａｌ（１−ｘ４−ｙ４）Ｐからなる活性層１０４、Ｉｎ（ｘ５）Ｇａ（ｙ５）Ａｌ（１−ｘ５−ｙ５）Ｐからなるｐ型クラッド層１０５、Ｉｎ（ｘ６）Ｇａ（ｙ６）Ａｌ（１−ｘ６−ｙ６）Ｐからなるｐ型コンタクト層１０６を順次形成していく。
【００３２】
また、一部エッチング除去したｎ型コンタクト層１０２上に、ＡｕＧｅからなるｎ型電極１０７、Ｐ型コンタクト層１０６上にＡｕＺｎから成るｐ型電極１０８を形成する。ここで０＝＜ｘ１、…、ｘ６、ｙ１、…、ｙ６、ｘ１＋ｙ１、…ｘ６＋ｙ６＜＝１とする。
【００３３】
ここで、電極材には、コンタクト層とオーミックコンタクトをとることが可能なものであること、また光反射率が高いことが望ましい。
【００３４】
活性層１０４で発光した光は、半導体基板１００を通過して外部に取出され、さらにｐ型電極１０８側に出射した光は電極１０８で反射され、同じく基板１００を透過して外部に取出される。光取り出し面に傷害物がないため、有効に素子内部の光を取り出すことができるので、光取り出し効率が向上する。
【００３５】
また、基板１００に用いたＺｎＳｅは、格子定数が５．６６７オングストロームである。しかし、基板１００上に形成したＩｎ（ｘ）Ｇａ（ｙ）Ａｌ（１−ｘ−ｙ）Ｐ層の組成ｘ、ｙを変えることで、５．４５１オングストロームから５．８６８オングストロームまで格子定数を制御することができる。このため、ＺｎＳｅ基板１００に格子整合した発光層１０４、あるいは格子整合はしないが臨界膜厚以内となる発光層１０４を結晶性良く形成することができる。
【００３６】
クラッド層１０３とコンタクト層１０６の組成は、活性層１０４のバンドギャップより大きくなるように調整することで、内部吸収がない構造も実現することができる。
【００３７】
また、活性層１０４の組成を変えることで、赤色から緑色まで実現可能である。さらに、厚さ数１０オングストロームからなる量子井戸層を用いた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることで、発光効率の向上と長寿命を実現することができる。
【００３８】
ｎ型電極１０７は、ｐ型コンタクト層１０６にｎ型不純物をイオン注入し、あるいは拡散することによって形成する。これにより、ｐ型電極１０８とｎ型電極１０７とが同一面上に形成される。これにより、ｐ型電極１０８を放熱板に直接接着することが可能である。従って、放熱性が向上するので、数Ａの高電流まで、光出力が飽和することなく動作することが可能である。
【００３９】
（２）  第２の実施の形態
図２に、本発明の第２の実施の形態による半導体発光素子の構成を示す。
【００４０】
ＧａＡｓからなる半導体基板２００上に、Ｉｎ（ｘ１）Ｇａ（ｙ１）Ａｌ（１−ｘ１−ｙ１）Ｐからなるバッファ層２０１、Ｉｎ（ｘ２）Ｇａ（ｙ２）Ａｌ（１−ｘ２−ｙ２）Ｐからなるｎ型コンタクト層２０２、Ｉｎ（ｘ３）Ｇａ（ｙ３）Ａｌ（１−ｘ３−ｙ３）Ｐからなるｎ型クラッド層２０３、Ｉｎ（ｘ４）Ｇａ（ｙ４）Ａｌ（１−ｘ４−ｙ４）Ｐからなる活性層２０４、Ｉｎ（ｘ５）Ｇａ（ｙ５）Ａｌ（１−ｘ５−ｙ５）Ｐからなるｐ型クラッド層２０５、Ｉｎ（ｘ６）Ｇａ（ｙ６）Ａｌ（１−ｘ６−ｙ６）Ｐからなるｐ型コンタクト層２０６を順次形成する。
【００４１】
さらに、一部エッチング除去したｎ型コンタクト層２０２上にＡｕＧｅからなるｎ型電極２０７、Ｐ型コンタクト層２０６上にＡｕＺｎからなるｐ型電極２０８を形成する。
【００４２】
そして、活性層２０４を挟んでｐ型電極２０８と対向した位置に光を取り出すことができるように、基板２００に対して光取り出し窓２０９を形成している。
ここで、０＝＜ｘ１、…、ｘ６、ｙ１、…、ｙ６、ｘ１＋ｙ１、…、ｘ６＋ｙ６＜＝１とする。
【００４３】
活性層２０４で発光した光は、光取り出し窓２０９を通して外部に取り出される。さらに、ｐ型電極２０８側に出射した光は、電極２０８で反射されて同じく窓２０９を透過して外部に取り出される。
【００４４】
また、電極２０８の大きさであるが、電極２０８が光取り出し窓２０９より大きいと、光の一部が基板２００に吸収されて十分に取り出すことができなくなる。そこで、電極２０８は光取り出し窓２０９より小さいことが望ましい。このようにすることで、活性層２０４から発光した光を有効に取り出すことができるので、素子の光出力が増加する。
【００４５】
本実施の形態によれば、光取り出し面に障害物が存在しないので、有効に内部の光を取り出すことができる。また、クラッド層２０３、２０５とコンタクト層２０２、２０６の組成は、活性層２０４のバンドギャップより大きくなるように調整することで、内部吸収がない構造を実現することができる。
【００４６】
また、活性層２０４の組成を変えることで、赤色から緑色までの発光が実現可能となる。
【００４７】
さらに、活性層２０４の構造を、厚さ数１０オングストロームからなる量子井戸層を用いた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることで、発光効率の向上と長寿命とが実現される。
【００４８】
ｎ型電極２０７は、ｐ型コンタクト層２０６からｎ型不純物をイオン注入し拡散した領域を形成することで、ｐ型電極２０８とｎ型電極２０７とが同一面上に形成される。これにより、ｐ型電極２０８を放熱板に直接接着することができるため、数オングストロームの高電流まで、光出力が飽和することなく動作が可能である。
【００４９】
（３）  第３の実施の形態
本発明の第３の実施の形態による素子の構成を図３に示す。
【００５０】
ｎ型ＧａＰからなる基板３００上に、Ｉｎ（ｘ１）Ｇａ（ｙ１）Ａｌ（１−ｘｌ−ｙ１）Ｐから成るｎ型バッファ層３０１、Ｉｎ（ｘ２）Ｇａ（ｙ２）Ａｌ（１−ｘ２−ｙ２）Ｐからなるｎ型クラッド層３０２、Ｉｎ（ｘ３）Ｇａ（ｙ３）Ａｌ（１−ｘ３−ｙ３）Ｐからなる活性層３０３、Ｉｎ（ｘ４）Ｇａ（ｙ４）Ａ１（１−ｘ４−ｙ４）Ｐからなるｐ型クラッド層３０４、Ｉｎ（ｘ５）Ｇａ（ｘ５）Ａｌ（１−ｘ５−ｙ５）Ｐからなるｐ型コンタクト層３０５を順次形成する。  ｎ型ＧａＰ基板３００上に、ＡｕＧｅＮｉからなるｎ型電極３０６を形成する。ｎ型電極３０６には、光取り出し窓３０８が形成されている。さらに、表面を凹状にエッチング除去したｐ型コンタクト層３０５上に、ＡｕＺｎからなるｐ型電極３０７を形成する。
【００５１】
ここで、ｘａ＋ｙａ＜＝１で、０＜＝ｘａ、ｙａ＜＝１、ａは１〜５である。
【００５２】
活性層３０３で発光した光は、矢印Ａのように直進してｐ型電極３０６側の光取り出し窓３０８から素子の外部へ取り出される。また、矢印Ｂで示された光は、コンタクト層３０５の凹面上に形成されたｐ型電極３０７下で反射され、側面から外部に取り出される。
【００５３】
図１７に示された従来の素子では、ｐ型電極１１０７で反射された光は、ｎ型電極１１００でさらに反射され、結晶内部の不純物等に吸収されて熱に変換され、外部に取り出すことができなかった。このような光を、本実施の形態によれば有効に外部に取り出すことができるので、光取り出し効率が向上する。
【００５４】
ここで、クラッド層３０２及び３０４と、コンタクト層３０５の組成は、活性層３０３のバンドギャップより大きくなるように調整することで、内部吸収がない構造を実現することができる。
【００５５】
また、活性層３０３の組成を変えることで、赤色から緑色まで発光が可能となる。
【００５６】
さらに、活性層３０３の構造を、厚さ数１０オングストロームからなる量子井戸層を用いた単一量子井戸構造や、多重量子井戸構造とすることで、発光効率の向上と長寿命とを実現することができる。
【００５７】
（４）  第４の実施の形態
次に、本発明の第４の実施の形態について、図４を用いて説明する。本実施の形態は、半導体基板としてＺｎＳｅを用いた場合に相当する。
【００５８】
ｎ型ＺｎＳｅから成る基板４００上に、基板４００に格子整合したＩｎ（ｘ１）Ｇａ（ｙ１）Ａｌ（１−ｘ１−ｙ１）Ｐから成るｎ型バッファ層４０１、Ｉｎ（ｘ２）Ｇａ（ｙ２）Ａｌ（１−ｘ２−ｙ２）Ｐから成るｎ型クラッド層４０２、Ｉｎ（ｘ３）Ｇａ（ｙ３）Ａｌ（１−ｘ３−ｙ３）Ｐから成る活性層４０３、Ｉｎ（ｘ４）Ｇａ（ｙ４）Ａｌ（１−ｘ４−ｙ４）Ｐから成るｐ型クラッド層４０４、Ｉｎ（ｘ５）Ｇａ（ｙ５）Ａｌ（１−ｘ５−ｙ５）Ｐから成るｐ型コンタクト層４０５を順次形成する。
【００５９】
さらに、ｎ型ＺｎＳｅ基板４００上に、ＡｕＧｅＮｉから成るｎ電極４０６を形成し、一部エッチング除去したｐ型コンタクト層４０５上にＡｕＺｎから成るｐ型電極４０７を形成する。
【００６０】
ここで、各層４０１〜４０５における組成比ｘ１〜ｘ５、ｙ１〜ｙ５は、ｎ型ＺｎＳｅ基板４００に対して格子整合が可能な範囲で調整する必要がある。また、ｐ型クラッド層４０４及びｎ型クラッド層４０２のバンドギャップは、活性層４０３のバンドギャップよりも大きく設定することで、ダブルヘテロ効果をより有効に得ることができる。
【００６１】
上記構成によれば、上記第３の実施の形態と同様に、ｐ型コンタクト層４０５の表面を凹状にエッチング除去している。このため、活性層４０３で発光した光が、ｐ型電極４０７下で反射されて端面から取り出すことができるので、取り出し効率が向上する。
【００６２】
また、素子の寸法に関し、従来の素子では一般に縦３００μｍ×横３００μｍであった。本実施の形態では、縦１００μｍ×横１００μｍとすることで、素子内部における光の吸収を減少させて、光取り出し効率を向上させることができる。具体的には、素子全体として光出力が約２倍に向上する。
【００６３】
活性層４０３の組成比ｘ３、ｙ３を変えることにより、赤色から緑色までの発光を実現することができる。また、素子の厚さが約数１０オングストロームの量子井戸構造とすることで、ＺｎＳｅ基板による応力の影響を少なくして長寿命化を達成することができる。
【００６４】
（５）  第５の実施の形態
図５に、本発明の第５の実施の形態の構成を示す。
【００６５】
ｎ型ＧａＰからなる半導体基板５００上に、Ｉｎ（ｘｌ）Ｇａ（ｙｌ）Ａｌ（１−ｘ１−ｙ１）Ｐからなるｎ型バッファ層５０１、Ｉｎ（ｘ２）Ｇａ（ｙ２）Ａｌ（１−ｘ２−ｙ２）Ｐからなるｎ型クラッド層５０２、Ｉｎ（ｘ３）Ｇａ（ｙ３〉Ａｌ（１−ｘ３−ｙ３）Ｐからなる活性層５０３、Ｉｎ（ｘ４）Ｇａ（ｙ４）Ａｌ（１−ｘ４−ｙ４）ＰからなるＰ型クラッド層５０４，Ｉｎ（ｘ５）Ｇａ（ｙ５）Ａｌ（１−ｘ５−ｙ５）ＰからなるＰ型コンタクト層５０５を順次形成する。
【００６６】
ｎ型ＧａＰ基板５００上に、ＡｕＧｅＮｉからなるｎ型電極５０６、Ｐ型コンタクト層５０５上にＡｕＺｎからなるＰ型電極５０７を形成する。
【００６７】
ここで、ｘａ＋ｙａ＜１で、０＜＝ｘａ、ｙａ＜＝１、ａは１〜５である。
【００６８】
そして、素子形状として、図５に示されたように表面が八角形である八角柱に加工されている。これにより、従来の素子のような表面が四角である四角柱の場合において四隅に放射された光も、この四隅の部分が切断された形状となっていることから、全反射されることなく外部へ取り出すことができる。
【００６９】
ここで、素子形状は八角形に限らず、５角形以上であればよい。角数が多いほど光の取り出し効率は向上する。さらに、素子形状が、表面が円形である円柱になると、さらに光の取り出し効率が向上する。
【００７０】
クラッド層５０２及び５０４と、コンタクト層５０５の組成は、活性層５０３のバンドギャップより大きくなるように調整することで、内部吸収がない構造が実現される。また、活性層５０３の組成を変えることで赤色から緑色まで発光が実現可能である。
【００７１】
さらに、厚さ数１０オングストロームからなる量子井戸層を用いた単一量子井戸構造、多重量子井戸構造とすることで、発光効率の向上と長寿命とを実現することができる。
【００７２】
（６）  第６の実施の形態
図６に、本発明の第６の実施の形態を示す。
【００７３】
ｎ型ＧａＮからなる基板６００上に、Ｉｎ（ｘｌ）Ｇａ（ｙ１）Ａｌ（１−ｘトｙｌ）Ｎからなるｎ型バッファ層６０１、Ｉｎ（ｘ２）Ｇａ（ｙ２）Ａ１（１−ｘ２−ｙ２）Ｎからなるｎ型クラッド層６０２、Ｉｎ（ｘ３）Ｇａ（ｙ３）Ａ１（１−ｘ３−ｙ３）Ｎからなる活性層６０３、Ｉｎ（ｘ４）Ｇａ（ｙ４）Ａ１（１−ｘ４−ｙ４）ＮからなるＰ型クラッド層６０４、Ｉｎ（ｘ５）Ｇａ（ｙ５）Ａ１（１−ｘ５−ｙ５）ＮからなるＰ型コンタクト層６０５を順次形成する。
【００７４】
ｎ型ＧａＮ基板６００上に、ＴｉＡｕからなるｎ型電極６０６、Ｐ型コンタクト層６０５上にＮｉＡｕからなるＰ型電極６０７を形成する。
【００７５】
ここで、ｘａ＋ｙａ＜＝１で、０＜＝ｘａ、ｙａ＜＝１、ａは１〜５である。
【００７６】
そして、図６に示されたように、素子形状を、表面が八角形である八角柱に加工したことにより、光取り出し効率が向上する。素子形状は八角形に限らず、５角形以上の多角形であればよく、さらに円柱にすることで光取り出し効率が向上する。
【００７７】
クラッド層６０２及ぴ６０４とコンタクト層６０５の組成は、活性層６０３のバンドギャップより大きくなるように調整することで、内部吸収がない構造が実現できる。
【００７８】
また、活性層６０３の組成を変えることで紫外から赤色まで発光が実現可能となる。
【００７９】
さらに、厚さ数１０Ａからなる量子井戸層を用いた単一量子井戸構造や多重量子井戸構造とすることで、発光効率の向上と長寿命が実現できる。
【００８０】
（７）  第７の実施の形態
ところで、近年いわゆるフォトニクス結晶が実用化されつつある。フォトニクス結晶とは、媒質に周期的な屈折率分布を設けたものであって、２次元・３次元となるにつれてその効果が増大し、特徴的な光学特性を示す。
【００８１】
フォトニクス結晶の特徴は、バンドギャップの存在に起因する。バンドギャップ中では光の状態が存在しないため、バンドギャップに相当する光子エネルギを持つ光は、この結晶中に存在することができない。そこで、外から結晶に入射した光は反射されることになる。また、結晶中に欠陥を線状に導入すると、そこには光子の存在が許される。このため、光閉じ込め効果や導波路が実現される。
【００８２】
フォトニクス結晶の一例としては、ウェーハ接着技術を用いたものとしてが野田等の以下の文献に開示されている。
【００８３】
電子情報通信学会誌、１９９９年３月、第２３２〜２４１頁
図１８に、その製造方法を工程別に示す。図１８（ａ）に示されたように、ＧａＡｓ基板１２００上に、ＡｌＧａＡｓ層１２０１、ＧａＡｓ層１２０２を形成する。
【００８４】
図１８（ｂ）に示されたように、ＧａＡｓ層１２０２をパターニングし、格子状に加工する。
【００８５】
このような加工を施した基板と、同じ構成を有するＧａＡｓ基板１２１０、ＡｌＧａＡｓ層１２１１、ＧａＡｓ層１２１２から成る基板とを用意し、図１８（ｃ）に示されたように格子状のＧａＡｓ層１２０２とＧａＡｓ層１２１２とが直交するように位置あわせしながら融着する。
【００８６】
そして、図１８（ｄ）に示されたように、一方の基板１２１０及びＡｌＧａＡｓ層１２１１を選択エッチャントで除去する。
【００８７】
以上の図１８（ａ）〜図１８（ｄ）の工程をさらに繰り返すことで、図１８（ｅ）に示されたように、ＧａＡｓ系半導体材料と空気とから成る回析格子を有するフォトニクス結晶を作製する。ここで、互いに平行する一つおきの回折格子は、発光する光の半周期分位相がずれている必要がある。
【００８８】
このようなフォトニクス結晶を用いた本発明の第７の実施の形態を、図７を用いて説明する。
【００８９】
図７（ａ）に示されたように、ｐ−ＧａＡｓ基板７００上に、ＭＯＣＶＤ法によりｎ−ＧａＡｓバッファ層７０１、ｐ−ＧａＮコンタクト層７１２、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層７０２、ＩｎＧａＡｌＰ活性層７０３、ｎ−ｌｎＧａＡｌＰクラッド層７０４を順次結晶成長させる。
【００９０】
これとは別に、上述した工程を経てフォトニクス結晶７０５を作製し、ｎ−ｌｎＧａＡｌＰクラッド層７０４上に融着させる。フォトニクス結晶７０５上に、ｎ−ＧａＡｓ層７０６を形成する。
【００９１】
ｐ−ＧａＡｓ基板７００及びｎ−ＧａＡｓバッファ層７０１を除去する。さらに、図７（ｂ）のように、ｎ−ＧａＡｓ層７０６上にｎ電極７０８を形成し、ｐ−ｌｎＧａＡｌＰ層７０３上にｐ型透明電極７０９を形成する。さらに、ｐ型透明電極７０９の一部を除去して、ブロック層７１１を形成し、ｐ型透明電極７０９からブロック層７１１にかけてｐ−電極パッド７１０を形成する。
【００９２】
この構成により、ｐ−電極パッド７１０から注入された電流がｐ型透明電極７０９で拡げられ、活性層７０３に注入されて発光した光がフォトニクス結晶７０５で反射され、ｐ型透明電極７０９を通して光が取り出される。
【００９３】
フォトニクス結晶７０９では９０％以上の光が反射される。これにより、電流値が２０ｍＡのときに光出力として８ｍＷ、発光波長として６３０ｎｍが得られる。この値は、図１７に示された従来の素子の約２倍の値であり、光取り出し効率が大幅に向上している。
【００９４】
（８）  第８の実施の形態
本発明の第８の実施の形態による素子の構成を、図８を用いて説明する。
【００９５】
本実施の形態は、貫通転位を有するフォトニクス結晶を、光取り出し面に形成したＧａＮ系化合物半導体発光素子に相当する。
【００９６】
サファイア基板８０１上に、ＧａＮバッファ層（図示せず）、ｎ型ＧａＮ層８０２、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層８０３、ｌｎＧａＮ活性層８０４、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層８０５、ｐ−ＧａＮコンタクト層８０９を順次結晶成長させている。
【００９７】
さらに、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層８０５、ｌｎＧａＮ活性層８０４及びｎ型ＡｌＧａＮ層８０３の一部をエッチングにより除去し、ｎ型ＧａＮ層８０２の表面を露出させる。ｐ−ＧａＮコンタクト層８０９上にはｐ側電極及びボンディング電極（透明である必要はない）８０６を形成し、さらにｎ型ＧａＮ層８０２上にｎ側電極８０７を形成する。
【００９８】
これとは別に、サファイア基板上に、例えばＧａＮ等からなるフォトニクス結晶を作製しておく。ここで、サファイア基板上のＧａＮには、多くの貫通転位が存在する。このようなフォトニクス結晶８０８とサファイア基板８０１とを融着させる。この場合、サファイア基板８０１が透明であるので発光した光は基板８０１に吸収されない。
【００９９】
このような構造によれば、ｐ側電極８０６から流された電流は、ｐ型ＧａＮコンタクト層８０９からｌｎＧａＮ発光層８０４に電流が注入されて発光し、その光はフォトニクス結晶８０８を通して素子の外部に取り出される。
【０１００】
フォトニクス結晶８０８は、上述したように多くの貫通転位を有する。このため、上記第７の実施の形態におけるフォトニクス結晶７０６のように光を反射するのではなく、貫通転位に沿って光が進み、チップ外に光が効率良く取り出される。このフォトニクス結晶８０８はフィルタとしても機能し、より波長半値幅の狭い単色性の高い発光が得られる。
【０１０１】
（９）  第９の実施の形態
第９の実施の形態について、図９を用いて説明する。これはフォトニクス結晶を導入しない場合の一例に相当する。
【０１０２】
本実施の形態は、ＧａＮ系化合物半導体発光素子であって、ｎ−ＧａＮ基板９０１上にＧａＮバッファ層（図示せず）、ｎ型ＧａＮコンタクト層９０２、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層９０３、ＩｎＧａＮ活性層９０４、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層９０５、ｐ−ＧａＮコンタクト層９１１を順次結晶成長し、ｐ−ＧａＮコンタクト層９１１、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層９０５、ｌｎＧａＮ活性層９０４及びｎ型ＡｌＧａＮクラッド層９０３、ｎ型ＧａＮコンタクト層９０２の一部をエッチング除去してｎ型ＧａＮ層９０２の表面を露出している。
【０１０３】
ｐ型ＡｌＧａＮ層９０５上に、ｐ側透明電極９０６を形成し、このｐ側透明電極９０６に隣接して電流阻止用の絶縁膜から成る電流ブロック層９０７を形成し、電流ブロック層９０７上に、ｐ側透明電極９０６と接続されたｐ側ボンディング電極９０８を形成する。さらに、ｎ型ＧａＮコンタクト層９０２上にＮ側電極９１０を形成する。
【０１０４】
ここで、ｎ−ＧａＮ層９０２の界面に凹凸を形成した後、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層９０３を成長させて、屈折率に分布を持たせている。ｎ−ＧａＮ層１４の界面に凹凸を形成する方法として、例えば図１０（ａ）〜図１０（ｄ）、あるいは図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示された方法等を用いてもよい。
【０１０５】
図１０に示された方法は、先ず図１０（ａ）に示されたように、サファイア基板２０００上に、ＧａＮバッファ層２００１、ｎ型ＧａＮコンタクト層２００２を順次形成する。
【０１０６】
図１０（ｂ）のように、レジストを塗布して写真蝕刻法を用いてパターニングを行い、レジスト膜２００３を形成する。
【０１０７】
図１０（ｃ）のように、レジスト膜２００３をマスクとしてｎ型ＧａＮコンタクト層２００２の表面に凹凸を形成する。
【０１０８】
この後、図１０（ｄ）のように、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層２００３を形成して表面を平坦化する。
【０１０９】
あるいは、図１１に示された方法は、先ず図１１（ａ）に示されたように、サファイア基板２１００上に、ＧａＮバッファ層２１０１、ｎ型ＧａＮコンタクト層２１０２を順次形成する。
【０１１０】
図１１（ｂ）のように、例えば反応性イオンエッチングの際のエッチングガスの流量比をＢＣｌ3：Ｃｌ2＝１：１にすることにより、Ｃｌ2ガスの比を高くすると、ｎ型ＧａＮコンタクト層２１０２の表面に荒れが発生する。
【０１１１】
この後、図１１（ｃ）のように、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層２１０３を形成して表面を平坦化する。
【０１１２】
本実施の形態によれば、ｎ−ＧａＮ層９０２の界面の凹凸が形成され、ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層９０３との屈折率に分布が存在することにより、その界面において光が反射、散乱されるので、素子外部へ取り出される光が増加する。
【０１１３】
（１０）  第１０の実施の形態
第１０の実施の形態に係わる素子を、図１２を用いて説明する。図１２（ａ）に示されるように、基板２２００上に図示されていないバッファ層、クラッド層２２０１、活性層２２０２、クラッド層２２０３を順次形成し、基板２２００の素子形成面と反対側の面上にレジスト膜２２０４を形成する。
【０１１４】
図１２（ｂ）に示されるように、レジスト膜２２０４を加熱すると、エッジ部分にだれが生じる。
【０１１５】
図１２（ｃ）に示されるように、レジスト膜２２０４をマスクとしてイオンミリング法によりエッチングすると、レジスト膜２２０４のだれに応じた形状に半導体基板２２００のエッジ部分が加工される。
【０１１６】
図１２（ｄ）のように、基板２２００に反射率の高いフォトニクス結晶層２２０４を溶着する。
【０１１７】
本実施の形態によれば、図１２（ｄ）において矢印により図示されたように、活性層２２０２から発光した光が、基板２２００のエッチングされた部分において様々な角度に反射されるので、光の取り出し効率が向上し、発光強度が高くなる。
【０１１８】
（１１）  第１１の実施の形態
フォトニクス結晶上に、サファイア基板上に形成した発光素子と同様であって発光波長の異なる発光素子を３つ形成することで、３波長で発光する発光素子が実現される。
【０１１９】
図１３に示されたように、フォトニクス結晶層２３００の一方の面上に青色発光素子２３０２、緑色発光素子２３０３を形成し、他方の面上に赤色発光素子２３０１を形成する。
【０１２０】
青色発光素子２３０２及び緑色発光素子２３０３からの短波長の光が、フォトニクス結晶層２３００を通過して赤色発光素子２３０１の活性層を光励起して発光させてしまわないように、短波長領域の光に対して反射率の高いフォトニクス結晶層２３００を設け、その裏面側に長波長の光を発光する赤色発光素子２３０１を融着させている。これにより、青色、緑色及び赤色の光が混色し、白色が得られる。
【０１２１】
ここで、複数の発光素子の色の組合せは必要に応じて様々に変えることが可能であり、これに応じて混色された色も変化する。
【０１２２】
（１２）  第１２の実施の形態
本発明の第１２の実施の形態について、図１４を用いて説明する。本実施の形態は、ＧａＮ系のＲＣ−ＬＥＤ（Resonance Cavity LED）である。ＧａＮ系の透明な半導体基板２４００上に、ｎ−ＧａＮバッファ層２４０１、ＡｌＧａＮ／ＧａＮから成る中程度の反射率を有するＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）層２４０２を形成し、さらにＩｎＧａＮ−多重量子井戸構造（ＭＱＷ）活性層２４０３、ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層２４０４、ｐ−ＩｎＧａＮ接着層２４０５を形成する。
【０１２３】
さらに、別途準備した、高い反射率を有するフォトニクス結晶層２４０６を接着層２４０５を介してクラッド層２４０４に接着する。そして、フォトニクス結晶層２４０６の上面にｐ電極２４０７、半導体基板２４００の上面にｎ電極２４０８を形成する。
【０１２４】
ＧａＮ系半導体材料を用いたのでは、高反射率を有するＤＢＲ層を得ることが困難である。そこで、フォトニクス結晶層２４０６を導入することで、高い光取り出し効率を実現することができる。
【０１２５】
ここで、各層の材料は上記材料に限定されず、ＧａＮ系の他の半導体材料であってもよく、あるいはＧａＡｓ系の半導体材料等を用いてもよい。但し、ＧａＡｓ系材料を用いた場合は、ＧａＡｓが発光した光を吸収してしまうため、基板を除去して発光層をＧａＰ基板等に融着させる必要がある。
【０１２６】
本実施の形態による素子は、ＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting Laser）に適用することもできる。
【０１２７】
次に、ＧａＮ系フォトニクス結晶の形成方法を図１５を用いて説明する。
【０１２８】
図１５（ａ）に示されたように、ＧａＮ基板２５００上に、バッファ層２５０１、ＩｎｘＡｌｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ、ｙ≦１）層２５０２を形成する。
【０１２９】
図１５（ｂ）に示されたように、ＩｎｘＡｌｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ層２５０２をパターニングし、格子状に加工する。
【０１３０】
このような加工を施した基板と、同じ構成を有するＧａＮ基板２６００、バッファ層２６０１、ＩｎｘＡｌｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ層２６０２から成る基板とを用意し、図１５（ｃ）に示されたように格子状の層２５０２と層２６０２とが直交するように位置あわせしながら融着する。
【０１３１】
そして、図１５（ｄ）に示されたように、一方の基板２６００をレーザ光照射によって剥離する。
【０１３２】
さらに、図１５（ｅ）のように、反応性イオンエッチングによりバッファ層２６０１を除去する。
【０１３３】
以上の図１５（ａ）〜図１５（ｅ）の工程をさらに繰り返すことで、回析格子を有するフォトニクス結晶を作製する。ここで、互いに平行する一つおきの回折格子は、発光する光の半周期分位相がずれている必要がある。
【０１３４】
上述した第７〜第１２の実施の形態によれば、化合物半導体発光素子の発光層の少なくとも一方の面に、フォトニクス結晶領域、あるいは所定の屈折率分布を有する領域を備えている。
【０１３５】
特に、フォトニクス結晶は、バンドギャップに対応した光が存在できないため、高反射膜として作用する。また垂直入射以外の成分に対しても、大きい反射率を有するため、反射層として導入することで光取り出し効率を向上させることができる。
【０１３６】
あるいは、ＧａＮ系化合物半導体発光素子では、ＧａＮ層に多くの貫通転位が存在する。このような結晶を用いてフォトニクス結晶を作製すると、基板に融着したフォトニクス結晶には多くの貫通転位が存在する。このため、この転位に沿って光が進み、素子外部に光が効率良く取り出される。この場合のフォトニクス結晶は、フィルタとしても作用するので、波長半値幅の狭い単色性の高い発光が得られる。
【０１３７】
また、フォトニクス結晶上にサファイア基板上に形成した発光素子と発光波長の異なる発光素子を形成しておくことにより、２波長で発光する発光素子を得ることができる。
【０１３８】
あるいは、半導体層の界面に凹凸を形成しておくことで、半導体層内部に屈折率分布が存在し、この界面において光が反射し散乱することにより、より効果的に素子外部に光を取り出すことができる。
【０１３９】
このような半導体層内部において屈折率に分布を持たせるには、屈折率の異なる半導体層を組み合わせることで実現してもよい。
【０１４０】
このように、屈折率分布を持たせた領域において、活性層から発光した光をチップ内でより多く反射させて光取り出し面側で光を取り出すことにより、光取り出し効率を大幅に向上させることが可能となり、高輝度化が実現される。
【０１４１】
また、高輝度化により、注入電流をより小さくすることができるため、素子の信頼性の向上にも寄与する。
【図面の簡単な説明】
【０１４２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図２】本発明の第２の実施の形態による半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図３】本発明の第３の実施の形態による半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図４】本発明の第４の実施の形態による半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図５】本発明の第５の実施の形態による半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図６】本発明の第６の実施の形態による半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図７】本発明の第７の実施の形態による半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図８】本発明の第８の実施の形態による半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図９】本発明の第９の実施の形態による半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図１０】同第９の実施の形態による半導体発光素子におけるＧａＮ層の表面に凹凸を形成する方法を示した縦断面図。
【図１１】同第９の実施の形態による半導体発光素子におけるＧａＮ層の表面に凹凸を形成する他の方法を示した縦断面図。
【図１２】本発明の第１０の実施の形態による半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図１３】本発明の第１１の実施の形態による半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図１４】本発明の第１２の実施の形態による半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図１５】ＧａＮを用いたフォトニクス結晶の作製方法の手順を示す縦断面図。
【図１６】従来の半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図１７】従来の他の半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【図１８】ＧａＮを用いたフォトニクス結晶の作製方法の手順を示す縦断面図。
【図１９】従来のさらに他の半導体発光素子の断面構造を示した縦断面図。
【符号の説明】
【０１４３】
１００  ＺｎＳｅ基板
１０１  Ｉｎ（ｘ１）Ｇａ（ｙ１）Ａｌ（１−ｘ１−ｙ１）Ｐからなるバッファ層
１０２  Ｉｎ（ｘ２）Ｇａ（ｙ２）Ａｌ（１−ｘ２−ｙ２）Ｐからなるｎ型コンタクト層
１０３  Ｉｎ（ｘ３）Ｇａ（ｙ３）Ａｌ（１−ｘ３−ｙ３）Ｐからなるｎ型クラッド層
１０４  Ｉｎ（ｘ４）Ｇａ（ｙ４）Ａｌ（１−ｘ４−ｙ４）Ｐからなる活性層
１０５  Ｉｎ（ｘ５）Ｇａ（ｙ５）Ａｌ（１−ｘ５−ｙ５）ＰからなるＰ型クラッド層
１０６  Ｉｎ（ｘ６）Ｇａ（ｙ６）Ａｌ（１−ｘ６−ｙ６）ＰからなるＰ型コンタクト層
１０７  ｎ型電極
１０８  ｐ型電極
２００  ＧａＡｓ半導体基板
２０１  Ｉｎ（ｘ１）Ｇａ（ｙ１）Ａｌ（１−ｘ１−ｙ１）Ｐからなるバッファ層
２０２  Ｉｎ（ｘ２）Ｇａ（ｙ２）Ａｌ（１−ｘ２−ｙ２）Ｐからなるｎ型コンタクト層
２０３  Ｉｎ（ｘ３）Ｇａ（ｙ３）Ａｌ（１−ｘ３−ｙ３）Ｐからなるｎ型クラッド層
２０４  Ｉｎ（ｘ４）Ｇａ（ｙ４）Ａｌ（１−ｘ４−ｙ４）Ｐからなる活性層
２０５  Ｉｎ（ｘ５）Ｇａ（ｙ５）Ａｌ（１−ｘ５−ｙ５）Ｐからなるｐ型クラッド層
２０６  Ｉｎ（ｘ６）Ｇａ（ｙ６）ＡＩ（１−ｘ６−ｙ６）Ｐからなるｐ型コンタクト層
２０７  ｎ型電極
２０８  ｐ型電極
３００  ｎ型ＧａＰ基板
３０１  Ｉｎ（ｘ１）Ｇａ（ｙ１）Ａｌ（１−ｘ１−ｙ１）Ｐからなるバッファ層
３０２  Ｉｎ（ｘ３）Ｇａ（ｙ３）Ａｌ（１−ｘ２−ｙ２）Ｐからなるｎ型クラッド層
３０３  Ｉｎ（ｘ４）Ｇａ（ｙ４）Ａｌ（１−ｘ３−ｙ３）Ｐからなる活性層
３０４  Ｉｎ（ｘ５）Ｇａ（ｙ５）Ａｌ（１−ｘ５−ｙ５）Ｐからなるｐ型クラッド層
３０５  Ｉｎ（ｘ６）Ｇａ（ｙ６）ＡＩ（１−ｘ６−ｙ６）Ｐからなるｐ型コンタクト層
３０６  ｎ型電極
３０７  ｐ型電極
３０８  光取り出し窓
４００  ＺｎＳｅ基板
４０１  ｎ−ＩｎＧａＡｌＰバッファ層
４０２  ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層
４０３  ＩｎＧａＡｌＰ活性層
４０４  ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層
４０５  Ｐ−ＩｎＧａＡｌＰコンタクト層
４０６  ｎ型電極
４０７  ｐ型電極
５００  ｎ型ＧａＰからなる基板
５０１  Ｉｎ（ｘ１）Ｇａ（ｙ１）Ａｌ（１−ｘ１−ｙ１）Ｐからなるｎ型バッファ層
５０２  Ｉｎ（ｘ２）Ｇａ（ｙ２）Ａｌ（１−ｘ２−ｙ２）Ｐからなるｎ型クラッド層
５０３  Ｉｎ（ｘ３）Ｇａ（ｙ３）Ａｌ（１−ｘ３−ｙ３）Ｐからなる活性層
５０４  Ｉｎ（ｘ４）Ｇａ（ｙ４）Ａｌ（１−ｘ４−ｙ４）Ｐからなるｐ型クラッド層
５０５  Ｉｎ（ｘ５）Ｇａ（ｙ５）Ａｌ（１−ｘ５−ｙ５）Ｐからなるｐ型コンタクト層
５０６  ＡｕＧｅＮｉからなるｎ型電極
５０７  ＡｕＺｎからなるｐ型電極
６００  ｎ型ＧａＮからなる基板
６０１  Ｉｎ（ｘｌ）Ｇａ（ｙｌ）Ａｌ（１−ｘｌ−ｙ１）Ｎからなるｎ型バッファ層
６０２  Ｉｎ（ｘ２）Ｇａ（ｙ２）Ａ１（１−ｘ２−ｙ２）Ｎからなるｎ型クラッド層
６０３  Ｉｎ（ｘ３）Ｇａ（ｙ３）Ａ１（１−ｘ３−ｙ３）Ｎからなる活性層
６０４  Ｉｎ（ｘ４）Ｇａ（ｙ４）Ａ１（１−ｘ４−ｙ４）Ｎからなるｐ型クラッド層
６０５  Ｉｎ（ｘ５）Ｇａ（ｙ５）Ａ１（１−ｘ５−ｙ５〉Ｎからなるｐ型コンタクト層
６０６  ＴｉＡｕからなるｎ型電極
６０７  ＮｉＡｕからなるｐ型電極
７００  ｐ−ＧａＡｓ基板
７０１  ｐ−ＧａＮバッファ層
７０２  ｐ−ｌｎＧａＡｌＰクラッド層
７０３  ＩｎＡｌＧａＰ活性層
７０４  ｎ−ＩｎＧａＡ１Ｐクラッド層
７０５  フォトニクス結晶層
７０６  ｎ−ＧａＡｓ層
７０８  Ｎ電極
７０９  ｐ透明電極
７１０  ｐ電極パッド
７１１  ブロック層
７１２  ｐ−ＧａＮコンタクト層
８０１  サファイア基板
８０２  ｎ−ＧａＮコンタクト層
８０３  ｎ−ＡｌＧａＮ層
８０４  ＩｎＧａＮ活性層
８０５  ｐ−Ａ１ＧａＮクラッド層
８０６  ｐ電極パッド
８０７  Ｎ電極
８０８  フォトニクス結晶層
８０９  ｐ−ＧａＮコンタクト層
９０１  ｎ−ＧａＮ基板
９０２  ｎ−ＧａＮコンタクト層
９０３  ｎ−ＡｌＧａＮクラッド層
９０４  ＩｎＧａＮ活性層
９０５  ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層
９０６  ｐ透明電極
９０８  ｐボンディング電極パッド
９０９  凹凸が形成された屈折率分布層
９１０  ｎ電極
９１１  ｐ−ＧａＮコンタクト層
２０００  サファイア基板
２００１  ＧａＮバッファ層２００１
２００２  ｎ型ＧａＮコンタクト層
２００３  レジスト膜
２１００  サファイア基板
２１０１  ＧａＮバッファ層
２１０２  ｎ型ＧａＮコンタクト層
２１０３  ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層
２２００  基板
２２０１  クラッド層
２２０２  活性層
２２０３  クラッド層
２２０４  レジスト膜
２３００  フォトニクス結晶層
２３０１  赤色発光素子
２３０２  青色発光素子
２３０３  緑色発光素子
２４００  半導体基板
２４０１  ｎ−ＧａＮバッファ層
２４０２  ＤＢＲ層
２４０３  ＩｎＧａＮ−多重量子井戸構造（ＭＱＷ）活性層
２４０４  ｐ−ＡｌＧａＮクラッド層２４０４
２４０５  ｐ−ＩｎＧａＮ接着層
２４０６  フォトニクス結晶層
２４０７  ｐ電極
２４０８  ｎ電極
２５００  ＧａＮ基板
２５０１  バッファ層
２５０２  ＩｎｘＡｌｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ（０≦ｘ、ｙ、ｚ≦１）層
２６００  ＧａＮ基板
２６０１  バッファ層
２６０２  ＩｎｘＡｌｙＧａ（１−ｘ−ｙ）Ｎ層
【図１】
2008034888.tif 000003
【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】
2008034888.tif 000017
【図１６】
2008034888.tif 000018
【図１７】
2008034888.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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