(57)【要約】【課題】導電性基板上にナノコラムが形成され、その間には該ナノコラム間およびｐ型層とｎ型層との絶縁を確保し、発光層を保護する絶縁物が埋込まれて成る化合物半導体発光素子において、素子の信頼性を向上する。【解決手段】絶縁物４の材料として、シリコンなどの帯電可能で、かつ熱酸化により絶縁性となる材料から成る微粒子４１を用い、ナノコラムが植立された基板２に電源１３からプラスの電圧を印加し、微粒子４１は電子と衝突させてマイナス電荷を持たせ、基板２に静電吸着させる（ａ）〜（ｃ）。その後、酸素雰囲気下で熱処理することで、微粒子４１は絶縁性に変化し、かつ溶融・固化して、ナノコラム３間に酸化層として固定化される（ｄ）。したがって、スピンコートのようにナノコラム３を破壊してしまうことなく、簡単かつ均一に絶縁物４を埋込むことができ、素子の信頼性を向上することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基板上にナノスケールの柱状結晶構造体を有し、前記柱状結晶構造体間には絶縁物が埋込まれて成る化合物半導体発光素子において、
前記絶縁物は、静電吸着によって埋込まれた微粒子が熱酸化されることで絶縁性となった酸化層から成ることを特徴とする化合物半導体発光素子。
【請求項２】
前記酸化層は、
前記柱状結晶構造体における発光層よりも基板側に形成される第１の絶縁体層と、
前記第１の絶縁体層上で、かつ前記発光層よりも基板側に形成される反射層と、
前記反射層上に形成され、前記発光層の発光波長に対して透光性を有する第２の絶縁体層とを備えて構成されることを特徴とする請求項１記載の化合物半導体発光素子。
【請求項３】
前記第２の絶縁体層内に、蛍光体層をさらに備えることを特徴とする請求項２記載の化合物半導体発光素子。
【請求項４】
前記基板は、透光性を有する材料から成り、該基板における前記柱状結晶構造体が形成される側とは反対側には、反射膜が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の化合物半導体発光素子。
【請求項５】
前記請求項１〜４のいずれか１項に記載の化合物半導体発光素子を用いることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
導電性基板上にナノスケールの柱状結晶構造体を有し、前記柱状結晶構造体間には絶縁物が埋込まれて成る化合物半導体発光素子の製造方法において、
前記柱状結晶構造体を成長させた基板に一方の極性の電圧を加えるとともに、帯電可能で、かつ熱酸化により絶縁性となる材料から成る微粒子に、他方の極性を帯電させて前記基板に付着させる工程と、
酸素雰囲気下で熱処理を行うことで、前記微粒子を絶縁性の酸化層として前記柱状結晶構造体間に埋込む工程とを含むことを特徴とする化合物半導体発光素子の製造方法。
【請求項７】
前記微粒子を基板に付着させる工程と、前記熱処理の工程とを少なくとも３回繰返し、
１回目の繰返し工程では、前記柱状結晶構造体における発光層よりも基板側に第１の絶縁体層を形成し、
２回目の繰返し工程では、前記第１の絶縁体層上で、かつ前記発光層よりも基板側に反射層を形成し、
３回目の繰返し工程では、前記反射層上に、前記発光層の発光波長に対して透光性を有する第２の絶縁体層を形成することを特徴とする請求項６記載の化合物半導体発光素子の製造方法。
【請求項８】
前記微粒子を前記基板に付着させる工程において、前記基板を振動させていることを特徴とする請求項６または７記載の化合物半導体発光素子の製造方法。
【請求項９】
前記微粒子を前記基板に付着させる工程において、前記微粒子に与える前記他方の極性の電圧が、前記柱状結晶構造体のバンドギャップエネルギー以下であることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載の化合物半導体発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、III−Ｖ族化合物半導体などの化合物半導体発光素子およびそれを用いる照明装置ならびに化合物半導体発光素子の製造方法に関し、特に半導体素子としては、基板上にナノコラムやナノロッドなどと称される柱径がナノメータサイズの柱状結晶構造体が形成されて成るものに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、窒化物半導体もしくは酸化物半導体で構成された発光層を有する化合物半導体発光素子が注目されている。この発光素子の構造は、一例として、サファイア基板を成長基板に用い、発光層の下部にシリコン（Ｓｉ）がドーピングされたｎ＋−ＧａＮ層から成るｎ−クラッド層およびコンタクト層、発光層の上部にマグネシウム（Ｍｇ）がドーピングされたｐ−ＡｌｘＧａ１−ｘＮから成る電子ブロック層、電子ブロック層の上部にｐ−ＧａＮのコンタクト層がそれぞれ形成されて構成されている。これらのいわゆるバルク結晶を用いる発光素子は、基板のサファイアと、窒化物や酸化物の半導体層との格子定数が大きく異なり、かつ基板上に薄膜として形成されるので、結晶内に非常に多くの貫通転位を含んでおり、発光素子の効率を増加させるのは困難であった。
【０００３】
そこで、このような問題を解決する手法の従来例として、特許文献１が知られている。この従来例では、サファイア基板上に、ｎ型電極となるｎ型ＧａＮバッファ層を形成した後、アレイ状に配列された多数の前記柱状結晶構造体（ナノコラム）を形成しており、そのＧａＮナノコラム間に、ＳＯＧ（Spin-on-Glass）、ＳｉＯ２またはエポキシ樹脂といった透明絶縁物層を埋め込み、ｐ型電極となる透明電極および電極パッドが成膜されて発光素子が構成されている。特にＧａＮナノコラムは、ｎ型ＧａＮナノコラム、発光層となるＩｎＧａＮ量子井戸、ｐ型ＧａＮナノコラムから構成されている。このナノコラムを用いれば、前述のバルク結晶が有する貫通転位をほとんど無くすまでに低減することができ、前記貫通転位による非発光再結合が減少して、発光効率を向上することができる。
【０００４】
一方、特許文献２は、同様にナノコラムを用いた発光素子であるが、ナノコラムの外周にドーピング物質を吸着させて、電子や正孔を吸い出してｐ，ｎそれぞれの極性にするという珍しい構造の発光素子が提案されている。詳しくは、先ず基板上に電極となる金属層を形成した後、ＺｎＯなどのナノコラムを形成する。続いて、ドーピングで下側のドーピング物質を吸着させ、スピンコートでコラム間に絶縁性ポリマーを充填した後、上側半分位をウエットエッチングで剥がし、薄いフォトレジストをスピンコートしてその部分のナノコラムを真正（発光）層とする。さらにドーピングで上側のドーピング物質を吸着させ、スピンコートで絶縁性ポリマーを充填した後、もう１つの電極を形成するというものである。
【特許文献１】特開２００５−２２８９３６号公報
【特許文献２】特開２００５−３０３３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のような従来技術では、隣接するナノコラムを保護したり、隣接するナノコラム同士の絶縁性を確保するために、コラム間に前記透明絶縁物を埋め込むにあたって、ウエハ上にＳＯＧなどの塗布を行って、ウエハを回転させてスピンコートを行うことが一般的であり、スピンコート時に加わる力に耐え切れず、ナノコラムが倒れて破壊することがあったり、ナノコラム間の隙間、特に基板側の奥底深くまでに透明絶縁物を充填させることが難しいという問題がある。前記透明絶縁物が確実かつ均一に充填されていなければ、間隙内に他の不純物元素が混入してショートが発生したり、発光層が保護されず、ナノコラム表面のリーク電流の原因になるなど、信頼性に課題を有する。
【０００６】
本発明の目的は、絶縁物を柱状結晶構造体による極微細間隙へ確実かつ均一に充填することで素子の信頼性を向上することができる化合物半導体発光素子およびそれを用いる照明装置ならびに半導体発光素子の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の化合物半導体発光素子は、導電性基板上にナノスケールの柱状結晶構造体を有し、前記柱状結晶構造体間には絶縁物が埋込まれて成る化合物半導体発光素子において、前記絶縁物は、静電吸着によって埋込まれた微粒子が熱酸化されることで絶縁性となった酸化層から成ることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の化合物半導体発光素子の製造方法は、導電性基板上にナノスケールの柱状結晶構造体を有し、前記柱状結晶構造体間には絶縁物が埋込まれて成る化合物半導体発光素子の製造方法において、前記柱状結晶構造体を成長させた基板に一方の極性の電圧を加えるとともに、帯電可能で、かつ熱酸化により絶縁性となる材料から成る微粒子に、他方の極性を帯電させて前記基板に付着させる工程と、酸素雰囲気下で熱処理を行うことで、前記微粒子を絶縁性の酸化層として前記柱状結晶構造体間に埋込む工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記の構成によれば、導電性および好ましくは発光波長に対して透光性を有する基板、たとえばＳｉＣやＺｎＯ上に、ナノコラムやナノロッドなどと称されるナノスケールの柱状結晶構造体が形成され、さらに前記柱状結晶構造体間には該柱状結晶構造体間および該柱状結晶構造体のｐ型層とｎ型層との絶縁を確保し、発光層を保護するための絶縁物が埋込まれて成る化合物半導体発光素子およびその製造方法において、前記絶縁物には、帯電可能で、かつ熱酸化により絶縁性となる材料から成る微粒子、たとえばアルミ、チタン、ニッケル、特に好ましくはシリコンの粉末を用い、前記柱状結晶構造体を成長させた基板に一方の極性の電圧を加え、前記微粒子に他方の極性を帯電させて前記基板に前記微粒子を静電吸着させることで、前記柱状結晶構造体間の基板側の奥底深くまで絶縁物を埋込めるようにする。そして、埋込んだ絶縁物は、酸素雰囲気下で熱処理を行うことで、前記のように絶縁性に変化し、かつ溶融・固化して前記柱状結晶構造体間に酸化層として固定化される。
【００１０】
したがって、前記柱状結晶構造体による極微細間隙に絶縁物を埋込むにあたって、スピンコートなどのように柱状結晶構造体を破壊してしまうことなく、簡単かつ均一に前記奥底深くまで絶縁物を埋込むことができ、素子の信頼性を向上することができる。
【００１１】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子では、前記酸化層は、前記柱状結晶構造体における発光層よりも基板側に形成される第１の絶縁体層と、前記第１の絶縁体層上で、かつ前記発光層よりも基板側に形成される反射層と、前記反射層上に形成され、前記発光層の発光波長に対して透光性を有する第２の絶縁体層とを備えて構成されることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の化合物半導体発光素子の製造方法は、前記微粒子を基板に付着させる工程と、前記熱処理の工程とを少なくとも３回繰返し、１回目の繰返し工程では、前記柱状結晶構造体における発光層よりも基板側に第１の絶縁体層を形成し、２回目の繰返し工程では、前記第１の絶縁体層上で、かつ前記発光層よりも基板側に反射層を形成し、３回目の繰返し工程では、前記反射層上に、前記発光層の発光波長に対して透光性を有する第２の絶縁体層を形成することを特徴とする。
【００１３】
上記の構成によれば、前記酸化層を、基板側から順に、第１の絶縁体層と、反射層と、第２の絶縁体層との３層構造とし、ｐ型層、発光層、ｎ型層の順で、或いはその逆に積層されて成る前記柱状結晶構造体における発光層よりも基板側に、前記第１の絶縁体層および反射層を形成するとともに、前記第２の絶縁体層が発光層の発光波長に対して透光性を有することで、前記反射層によって前記ｐ型層とｎ型層との間を短絡してしまうことなく、かつ発光層で発生して柱状結晶構造体の外周面から放射された光を前記反射層で基板とは反対側に反射させて効率良く取出すことができる。
【００１４】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子は、前記第２の絶縁体層内に、蛍光体層をさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
上記の構成によれば、前記蛍光体層によって、白色化等、前記発光層による発光波長を、容易に任意の波長に変換することができる。
【００１６】
また、本発明の化合物半導体発光素子では、前記基板は、透光性を有する材料から成り、該基板における前記柱状結晶構造体が形成される側とは反対側には、反射膜が形成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記の構成によれば、前記発光層から柱状結晶構造体内を基板側へ放射された光を、基板の裏面に設けた反射膜で、光取出し方向である柱状結晶構造体側の面に向けて反射するので、光取出し効率を向上することができる。
【００１８】
さらにまた、本発明の照明装置は、前記の化合物半導体発光素子を用いることを特徴とする。
【００１９】
上記の構成によれば、発光素子の信頼性を向上することができる照明装置を実現することができる。
【００２０】
また、本発明の化合物半導体発光素子の製造方法は、前記微粒子を前記基板に付着させる工程において、前記基板を振動させていることを特徴とする。
【００２１】
上記の構成によれば、振動させていることで、前記微粒子を柱状結晶構造体間の前記奥底深くまで均一に埋込むことができる。
【００２２】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子の製造方法は、前記微粒子を前記基板に付着させる工程において、前記微粒子に与える前記他方の極性の電圧が、前記柱状結晶構造体のバンドギャップエネルギー以下であることを特徴とする。
【００２３】
上記の構成によれば、微粒子が前記柱状結晶構造体の先端側に付着してしまうことを防止し、前記奥底深くまで均一に埋込むことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の化合物半導体発光素子およびその製造方法は、以上のように、導電性および好ましくは発光波長に対して透光性を有する基板上に、ナノコラムやナノロッドなどと称されるナノスケールの柱状結晶構造体が形成され、さらに前記柱状結晶構造体間には該柱状結晶構造体間および該柱状結晶構造体のｐ型層とｎ型層との絶縁を確保し、発光層を保護するための絶縁物が埋込まれて成る化合物半導体発光素子およびその製造方法において、前記絶縁物には、帯電可能で、かつ熱酸化により絶縁性となる材料から成る微粒子を用い、前記柱状結晶構造体を成長させた基板に一方の極性の電圧を加え、前記微粒子に他方の極性を帯電させて前記基板に前記微粒子を静電吸着させた後、酸素雰囲気下で熱処理を行うことで、前記微粒子を絶縁性に変化させ、かつ溶融・固化させて前記柱状結晶構造体間に酸化層として固定化する。
【００２５】
それゆえ、前記柱状結晶構造体による極微細間隙に絶縁物を埋込むにあたって、スピンコートなどのように柱状結晶構造体を破壊してしまうことなく、簡単かつ均一に前記奥底深くまで絶縁物を埋込むことができ、素子の信頼性を向上することができる。
【００２６】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子およびその製造方法は、以上のように、前記酸化層を、基板側から順に、第１の絶縁体層と、反射層と、第２の絶縁体層との３層構造とし、ｐ型層、発光層、ｎ型層の順で、或いはその逆に積層されて成る前記柱状結晶構造体における発光層よりも基板側に、前記第１の絶縁体層および反射層を形成するとともに、前記第２の絶縁体層が発光層の発光波長に対して透光性を有する。
【００２７】
それゆえ、前記反射層によって前記ｐ型層とｎ型層との間を短絡してしまうことなく、かつ発光層で発生して柱状結晶構造体の外周面から放射された光を前記反射層で基板とは反対側に反射させて効率良く取出すことができる。
【００２８】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子は、以上のように、前記第２の絶縁体層内に、蛍光体層をさらに備える。
【００２９】
それゆえ、白色化等、前記発光層による発光波長を、容易に任意の波長に変換することができる。
【００３０】
また、本発明の化合物半導体発光素子は、以上のように、前記基板を透光性とするとともに、該基板における前記柱状結晶構造体が形成される側とは反対側に反射膜を形成する。
【００３１】
それゆえ、前記発光層から柱状結晶構造体内を基板側へ放射された光を、前記反射膜で光取出し方向である柱状結晶構造体側の面に向けて反射し、光取出し効率を向上することができる。
【００３２】
さらにまた、本発明の照明装置は、以上のように、前記の化合物半導体発光素子を用いる。
【００３３】
それゆえ、発光素子の信頼性を向上することができる照明装置を実現することができる。
【００３４】
また、本発明の化合物半導体発光素子の製造方法は、以上のように、前記微粒子を前記基板に付着させる工程において、前記基板を振動させる。
【００３５】
それゆえ、前記微粒子を柱状結晶構造体間の前記奥底深くまで均一に埋込むことができる。
【００３６】
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子の製造方法は、以上のように、前記微粒子を前記基板に付着させる工程において、前記微粒子に与える前記他方の極性の電圧を、前記柱状結晶構造体のバンドギャップエネルギー以下とする。
【００３７】
それゆえ、前記微粒子が前記柱状結晶構造体の先端側に付着してしまうことを防止し、前記奥底深くまで均一に埋込むことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の第１の形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオード１の構造を模式的に示す断面図である。この発光ダイオード１は、透光性および導電性を有するＳｉＣやＺｎＯなどの基板２上に、多数のナノコラム３が植立され、さらにそれらの間に絶縁物４が埋込まれた後、前記ナノコラム３上には透明電極５からボンディング用電極６が積層され、前記基板２のナノコラム３とは反対側の表面には反射電極７が積層されて構成されている。
【００３９】
前記ナノコラム３は、ｎ型窒化物半導体層３ａ、発光層３ｂおよびｐ型窒化物半導体層３ｃが、基板２側から順次積層されて構成されている。前記発光層３ｂをｎ型ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮもしくはＡｌＧａＮで形成する場合、ＩｎとＡｌとの組成比を適宜調整したり、或いはＳｉ、Ｇｅ、Ｓ等のｎ型不純物やＺｎ、Ｍｇ等のｐ型不純物を適宜ドープしたりすることによって、発光色を、紫外〜青色の範囲で所望の色に調節可能である。このようなナノコラム３の作成方法については、前記特許文献１や、本件出願人による特開２００７−４９０６２号公報などを一例として用いることができる。ナノコラム３の成長には、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）を始めとして、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）やハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）法等を用いることができる。
【００４０】
注目すべきは、この発光ダイオード１では、前記絶縁物４が、静電吸着によって埋込まれた微粒子が熱酸化されることで絶縁性となった酸化層から成ることである。具体的には、図２は前記発光ダイオード１における前記絶縁物４の作成方法を模式的に示す断面図であり、図３はその絶縁物４の埋込みに使用される装置１１の構造を模式的に示す図である。ナノコラム３の成長された基板２は、装置１１のステージ１２上に載置され、電源１３から所定のプラスの電圧が印加されている。一方、前記絶縁物４となる微粒子４１は、帯電可能で、かつ熱酸化により絶縁性となり、しかも前記発光層３ｂの発光波長に対して透光性となる材料、たとえばアルミ、チタン、ニッケル、特に好ましくはシリコンの、粒径が数ｎｍ〜数μｍの微粉末から成り、前記ステージ１２上に配置される格納容器１４に予め収められており、そこから散布される。このとき、微粒子４１は、エレクトロン発生装置１５で発生された電子１６との衝突によって、所定のマイナス電荷を持つように帯電されている。
【００４１】
これによって、図２（ａ）で示すように基板２上に散布された微粒子４１は、基板２に静電吸着される。ここで、前記電源１３から印加される電圧を、ナノコラム３のバンドギャップエネルギー、たとえばＧａＮで３．４ｅＶ以下とすると、主に帯電する領域はｎ型窒化物半導体層３ａになるので、基板２と反対の極性に帯電させた酸化性金属の微粒子４１は、ナノコラム３の先端側に付着して後に到達する微粒子がナノコラム３間の底部側に入ってゆくことを阻止するようなことはなく、図２（ｂ）で示すように、前記ｎ型窒化物半導体層３ａの側面から基板２の表面上に、すなわちナノコラム３間の基板２側の奥底側から堆積してゆく。またこのとき、ステージ１２を振動させておくことで、前記微粒子４１を、前記奥底深くまで、より均一に堆積させることができる。
【００４２】
こうして、図２（ｃ）で示すように、前記微粒子４１がナノコラム３の高さまで、少なくとも発光層３ｂを超えてｐ型窒化物半導体層３ｃの部分を覆うように堆積されると、該微粒子４１の散布が終了され、その後、酸素雰囲気下で熱処理が行われることで、前記微粒子４１は絶縁性に変化し、かつ溶融・固化して、図２（ｄ）で示すように、前記ナノコラム３間に酸化層として固定化される。
【００４３】
その後、前記絶縁物４から露出したナノコラム３のｐ型窒化物半導体層３ｃ上に、前記透明電極５およびボンディング用電極６が積層され、前記基板２のナノコラム３とは反対側の表面に反射電極７が積層されることで、図１で示すような発光ダイオード１が完成する。そして前記ボンディング用電極６にプラス電圧を、反射電極７にマイナス電圧を加えると、前記発光層３ｂ内で電子とホールとが結合して、青色もしくは紫外の光が発生し、図１において矢符Ｆ１で示すように前記発光層３ｂから直接、或いは矢符Ｆ２で示すように、透光性の基板２を通過して適宜反射電極７で反射され、再度透光性の基板２を通過して、光取出し側の透明電極５から外部へ放射される。
【００４４】
このように構成することで、ナノコラム３間に該ナノコラム３間およびｎ型窒化物半導体層３ａとｐ型窒化物半導体層３ｃとの絶縁を確保し、発光層３ｂを保護するための絶縁物４を埋込むにあたって、スピンコートなどのようにナノコラム３を破壊してしまうことなく、簡単かつ均一にナノコラム３間の奥底深くまで絶縁物４を埋込むことができ、素子の信頼性を向上することができる。また、ナノコラム３間に均一に絶縁物４を埋込むことができ、前記透明電極５の形成を容易にでき、歩留まりを向上することができる。さらにまた、このように発光素子の信頼性を向上することができる該発光ダイオード１は、照明装置に極めて好適である。
【００４５】
［実施の形態２］
図４は、本発明の実施の第２の形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオード２１の構造を模式的に示す断面図である。この発光ダイオード２１は、前述の発光ダイオード１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この発光ダイオード２１では、絶縁物４’が、前記発光層３ｂよりも基板２側に形成される第１の絶縁体層４ａと、前記第１の絶縁体層４ａ上で、かつ前記発光層３ｂよりも基板２側に形成される反射層４ｂと、前記反射層４ｂ上に形成され、前記発光層３ｂの発光波長に対して透光性を有する第２の絶縁体層４ｃとを備えて構成されることである。
【００４６】
図５は、その発光ダイオード１における絶縁物４’の作成方法の一部を模式的に示す断面図である。先ず、前述の図２（ａ）から図２（ｂ）で示すように、前記ｎ型窒化物半導体層３ａの側面から基板２の表面上に微粒子４１を堆積させてゆくことは同様である。この工程で、前記微粒子４１が発光層３ｂよりも低い所定の高さまで堆積された後、一旦前記熱処理が行われることで、図５（ａ）で示すように、前記第１の絶縁体層４ａが積層される。
【００４７】
続いて、図５（ｂ）で示すように、前記電源１３から基板２に加えられる電圧を前記バンドギャップエネルギー以上とする一方、該基板２と同じのプラスの極性に帯電させた反射金属の微粒子４２を、発光層３ｂよりも低い所定の高さまで付着させると、発光層３ｂやｐ型窒化物半導体層３ｃの側面には付着せず、既に形成してある透明の第１の絶縁体層４ａ上にしか堆積されない。その後、再び熱処理が行われることで、図５（ｃ）で示すように、ｎ型窒化物半導体層３ａとｐ型窒化物半導体層３ｃとを短絡してしまうことなく、前記第１の絶縁体層４ａ上のみに反射層４ｂが形成される。
【００４８】
さらに、前記図２（ａ）と同様に、基板２と反対の極性に帯電させた酸化性金属の微粒子４１を積層させて、酸素雰囲気下で熱処理を行うことで、図５（ｄ）で示すように、前記ナノコラム３間に均一に、第１の絶縁体層４ａ、反射層４ｂおよび第２の絶縁体層４ｃの３層から成る絶縁物４’を埋込むことができる。
【００４９】
このように微粒子４１，４２を基板２に付着させる工程と熱処理の工程とを３回繰返し、絶縁物４’を前記の３層から構成することで、図４において矢符Ｆ３で示すように、発光層３ｂで発生してナノコラム３の外周面から放射された光は、前記反射層４ｂで基板２とは反対側に反射され、隣接するナノコラム３に吸収される割合を小さくして、効率良く取出すことができる。
【００５０】
［実施の形態３］
図６は、本発明の実施の第３の形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオード３１の構造を模式的に示す断面図である。この発光ダイオード３１は、前述の発光ダイオード２１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この発光ダイオード３１では、絶縁物４”が、前記絶縁物４’に加えて、第２の絶縁体層４ｃ中に、蛍光体層４ｄをさらに備えることである。
【００５１】
このように構成することで、前記蛍光体層４ｄによって、白色化等、前記発光層３ｂによる発光波長を、容易に任意の波長に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の第１の形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオードの構造を模式的に示す断面図である。
【図２】図１で示す発光ダイオードにおける絶縁物の作成方法を模式的に示す断面図である。
【図３】図２で示す絶縁物の埋込みに使用される装置の構造を模式的に示す図である。
【図４】本発明の実施の第２の形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオードの構造を模式的に示す断面図である。
【図５】図４で示す発光ダイオードにおける絶縁物の作成方法の一部を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の実施の第３の形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオードの構造を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１，２１，３１    発光ダイオード
２    基板
３    ナノコラム
３ａ    ｎ型窒化物半導体層
３ｂ    発光層
３ｃ    ｐ型窒化物半導体層
４，４’，４”    絶縁物
４ａ    第１の絶縁体層
４ｂ    反射層
４ｃ    第２の絶縁体層
４ｄ    蛍光体層
５    透明電極
６    ボンディング用電極
７    反射電極
１１    装置
１２    ステージ
１３    電源
１４    格納容器
１５    エレクトロン発生装置
１６    電子
４１，４２    微粒子
【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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