(57)【要約】【課題】容易な方法に基づき電流狭窄領域の形成時の電流狭窄領域の幅の精密な制御を可能とする発光素子の製造方法を提供する。【解決手段】発光素子の製造方法は、（Ａ）基板１０上に、第１導電型を有する第１化合物半導体層２０、活性層３０、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層４０を、順次、形成した後、（Ｂ）電流狭窄領域４４を形成すべき領域の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層４０の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部５０を形成し、次いで、（Ｃ）第２化合物半導体層４０の一部分に対して、孔部５０の側壁から絶縁化処理を施して、絶縁領域４３を形成し、以て、第２化合物半導体層４０において絶縁領域４３で囲まれた電流狭窄領域４４を得る工程を具備する。【選択図】  図３
2008177430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
（Ｂ）電流狭窄領域を形成すべき領域の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部を形成し、次いで、
（Ｃ）第２化合物半導体層の一部分に対して、孔部側壁から絶縁化処理を施して、絶縁領域を形成し、以て、第２化合物半導体層において絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得る、
工程を具備することを特徴とする発光素子の製造方法。
【請求項２】
前記工程（Ｃ）において、第２化合物半導体層の一部分に対して孔部側壁から絶縁化処理を施すとき、１つの孔部の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域の形成が進行し、且つ、該１つの孔部に隣接した孔部の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域の形成が進行するときに、該２つの絶縁領域が繋がる以前にあっては、絶縁化処理によって形成が進行する絶縁領域の境界の曲率の値は、孔部を基準として、正の値を取ることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項３】
前記工程（Ｃ）において、第２化合物半導体層の一部分に対して孔部側壁から絶縁化処理を施すとき、１つの孔部の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域の形成が進行し、且つ、該１つの孔部に隣接した孔部の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域の形成が進行するときに、該２つの絶縁領域が繋がる以前にあっては、絶縁化処理によって形成が進行する絶縁領域の境界の長さは、絶縁化処理の経過と共に増加することを特徴とする請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項４】
複数の点状の孔部の頂部は、電流狭窄領域を形成すべき領域の外側に位置する仮想の閉曲線上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項５】
仮想の閉曲線は、円であることを特徴とする請求項４に記載の発光素子の製造方法。
【請求項６】
孔部の数をＭとしたとき、Ｍの値は３以上であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項７】
絶縁化処理は、第２化合物半導体層の一部分に対する酸化処理であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項８】
酸化処理においては高温の水蒸気を用いることを特徴とする請求項７に記載の発光素子の製造方法。
【請求項９】
第２化合物半導体層は、活性層側から、下層、中層及び上層の３層構造を有し、
少なくとも中層は、ＩＩＩ族原子としてアルミニウムを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体から構成されており、
絶縁領域及び電流狭窄領域は、中層に形成され、
中層における化合物半導体組成中のアルミニウムの原子百分率の値は、下層及び上層における化合物半導体組成中のアルミニウムの原子百分率の値よりも高いことを特徴とする請求項８に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（Ｃ）の後、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、且つ、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層が残されたメサ構造を得ることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１１】
メサ構造を得た後、第１化合物半導体層に接続された第１電極を形成し、併せて、第２化合物半導体層の頂面の一部に第２電極を形成することを特徴とする請求項１０に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１２】
発光素子は、第２化合物半導体層から光を出射する面発光レーザ素子から成ることを特徴とする請求項１に記載の発光素子の製造方法。
【請求項１３】
（Ａ）基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
（Ｂ）各発光素子集合体形成領域において、大きさが異なる離間したＫ0個の電流狭窄領域（但し、Ｋ0は２以上の整数）を形成すべきそれぞれの領域の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部を形成し、次いで、
（Ｃ）第２化合物半導体層の一部分に対して、孔部側壁から絶縁化処理を施して、絶縁領域を形成し、以て、第２化合物半導体層の一部分において、Ｋ0個の絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得た後、
（Ｄ）少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、且つ、各発光素子集合体形成領域において、Ｋ1個の発光素子を形成すべく、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層が残されたＫ1個のメサ構造（但し、Ｋ1は１以上の整数であり、且つ、Ｋ1＜Ｋ0）を得た後、
（Ｅ）各発光素子集合体形成領域において、第１化合物半導体層に接続された第１電極を形成し、併せて、Ｋ1個のメサ構造のそれぞれにおける第２化合物半導体層の頂面の一部に第２電極を形成した後、
（Ｆ）各発光素子集合体形成領域を分離する、
ことを特徴とする発光素子集合体の製造方法。
【請求項１４】
Ｋ1の値は１であることを特徴とする請求項１３に記載の発光素子集合体の製造方法。
【請求項１５】
Ｋ1の値は、２以上の整数であることを特徴とする請求項１３に記載の発光素子集合体の製造方法。
【請求項１６】
（Ａ）基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
（Ｂ）電流狭窄領域を形成すべき領域の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部を形成し、次いで、
（Ｃ）第２化合物半導体層の一部分に対して、孔部側壁から絶縁化処理を施して、絶縁領域を形成し、以て、第２化合物半導体層において絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得た後、
（Ｄ）少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、且つ、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層が残されたメサ構造を得た後、
（Ｅ）第１化合物半導体層に接続された第１電極を形成し、併せて、第２化合物半導体層の頂面の一部に第２電極を形成する、
ことによって得られたことを特徴とする発光素子。
【請求項１７】
（Ａ）基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
（Ｂ）各発光素子集合体形成領域において、大きさが異なる離間したＫ0個の電流狭窄領域（但し、Ｋ0は２以上の整数）を形成すべきそれぞれの領域の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部を形成し、次いで、
（Ｃ）第２化合物半導体層の一部分に対して、孔部側壁から絶縁化処理を施して、絶縁領域を形成し、以て、第２化合物半導体層の一部分において、Ｋ0個の絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得た後、
（Ｄ）少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、且つ、各発光素子集合体形成領域において、Ｋ1個の発光素子を形成すべく、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層が残されたＫ1個のメサ構造（但し、Ｋ1は１以上の整数であり、且つ、Ｋ1＜Ｋ0）を得た後、
（Ｅ）各発光素子集合体形成領域において、第１化合物半導体層に接続された第１電極を形成し、併せて、Ｋ1個のメサ構造のそれぞれにおける第２化合物半導体層の頂面の一部に第２電極を形成した後、
（Ｆ）各発光素子集合体形成領域を分離する、
ことによって得られたことを特徴とする発光素子集合体。
【請求項１８】
Ｋ1の値は１であることを特徴とする請求項１７に記載の発光素子集合体。
【請求項１９】
Ｋ1の値は、２以上の整数であることを特徴とする請求項１７に記載の発光素子集合体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及びその製造方法、並びに、発光素子集合体及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザ素子においては、基板上に上下方向に設けられた２つのミラー層によって挟まれたキャビティ内に、例えば、多重量子井戸構造を有する活性層を設け、電流注入によって活性層で発光した光を閉じ込めて、レーザ発振を得る。ここで、面発光レーザ素子にあっては、通常、例えば、特開２００１−２１０９０８に開示されているように、円柱形のメサ構造が採用されている。具体的には、例えば、ドライエッチング法等に基づき、直径３０μｍ程度の円柱形のメサ構造を得る。このメサ構造は、例えば、ｎ型化合物半導体層、活性層、ｐ型化合物半導体層の積層構造から構成されている。そして、ｐ型化合物半導体層の一部分をメサ構造の側面から酸化することで、ｐ型化合物半導体層の中央部分に電流狭窄領域を設ける。そして、その後、メサ構造を絶縁層で被覆し、ｐ型化合物半導体層の頂面の一部を除去し、ｐ型化合物半導体層の頂面の外周部にリング状のｐ側電極を形成する。併せて、基板の裏面にｎ側電極を形成する。このような電流狭窄領域を設けることで活性層への電流の高効率注入を図ることができ、このような構造を有する面発光レーザ素子は、活性層に電流が効率良く注入され、高効率のレーザ発振が可能となる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２１０９０８
【特許文献２】特開２００５−０２６６２５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電流狭窄領域の形成工程では、通常、例えば、直径数μｍ程度の電流狭窄領域が形成される。そして、電流狭窄領域の形成においては、屡々、高温の水蒸気雰囲気にてｐ型化合物半導体層の酸化処理が行われる。ここで、酸化処理は、ｐ型化合物半導体層が高温の水蒸気雰囲気に暴露される時間に基づき制御される。ｐ型化合物半導体層の一部分においては、電流狭窄領域が酸化領域によって囲まれている。電流狭窄領域の幅、あるいは又、酸化領域の幅（メサ構造の側面から、メサ構造の中心部に向かって形成された酸化領域の幅）は、面発光レーザ素子の特性を決定する重要な要素であり、電流狭窄領域の形成工程において、電流狭窄領域の幅、あるいは又、酸化領域の幅は、±０．５μｍ程度の精度が求められる。しかしながら、高温水蒸気の供給量、雰囲気温度、基板温度、化合物半導体層の厚さ、化合物半導体層の不純物濃度等に依存して、ｐ型化合物半導体層の酸化の進行状態にバラツキが生じる場合がある。そして、このような場合、酸化領域の幅の精密な制御が困難となり、面発光レーザ素子の生産性（歩留り）を低下させる原因となる。
【０００５】
また、従来の面発光レーザ素子の製造方法における電流狭窄領域の形成工程では、酸化が進むにつれ、酸化反応速度が増加していく。即ち、メサ構造の側面から酸化を行うので、酸化処理によって、ｐ型化合物半導体層における酸化領域の形成がメサ構造の中心部に向かって進行するとき、酸化が進行しているｐ型化合物半導体層の境界（便宜上、酸化フロントと呼ぶ場合がある）の面積が減少し、酸化フロントの単位面積当たりの酸化種（水分子や酸素分子等）の量が増加する。以上の結果として、酸化が進むにつれて、酸化反応速度が増加していく。従って、電流狭窄構造が小さいほど、酸化領域の幅の精密な制御が難しくなる。
【０００６】
このような問題に対処するための方法、即ち、酸化領域の形成における制御性を向上させる方法が、例えば、特開２００５−０２６６２５に開示されている。即ち、この特開２００５−０２６６２５に開示された技術においては、酸化させたい部分にレーザ光を照射して温度上昇させ、照射部分の反応速度を上げて制御する。しかしながら、この方法では、各々のメサ構造にレーザを照射しなければならず、レーザ出力の大きさや均一性が問題となる。また、メサ構造中に数μｍの分解能で有効な温度コントラストを得ることは、即ち、狭い領域において精密に温度差を生じさせることは、困難である。
【０００７】
従って、本発明の目的は、容易な方法に基づき電流狭窄領域の形成時の電流狭窄領域の幅（大きさ）の精密な制御を可能とする発光素子あるいは発光素子集合体の製造方法、及び、係る発光素子あるいは発光素子集合体の製造方法によって得られた発光素子あるいは発光素子集合体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明の発光素子の製造方法は、
（Ａ）基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
（Ｂ）電流狭窄領域を形成すべき領域の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部を形成し、次いで、
（Ｃ）第２化合物半導体層の一部分に対して、孔部側壁から絶縁化処理を施して、絶縁領域を形成し、以て、第２化合物半導体層において絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得る、
工程を具備することを特徴とする。
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の発光素子集合体の製造方法は、
（Ａ）基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
（Ｂ）各発光素子集合体形成領域において、大きさが異なる離間したＫ0個の電流狭窄領域（但し、Ｋ0は２以上の整数）を形成すべきそれぞれの領域の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部を形成し、次いで、
（Ｃ）第２化合物半導体層の一部分に対して、孔部側壁から絶縁化処理を施して、絶縁領域を形成し、以て、第２化合物半導体層の一部分において、Ｋ0個の絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得た後、
（Ｄ）少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、且つ、各発光素子集合体形成領域において、Ｋ1個の発光素子を形成すべく、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層が残されたＫ1個のメサ構造（但し、Ｋ1は１以上の整数であり、且つ、Ｋ1＜Ｋ0）を得た後、
（Ｅ）各発光素子集合体形成領域において、第１化合物半導体層に接続された第１電極を形成し、併せて、Ｋ1個のメサ構造のそれぞれにおける第２化合物半導体層の頂面の一部に第２電極を形成した後、
（Ｆ）各発光素子集合体形成領域を分離する、
ことを特徴とする。
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の発光素子は、
（Ａ）基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
（Ｂ）電流狭窄領域を形成すべき領域の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部を形成し、次いで、
（Ｃ）第２化合物半導体層の一部分に対して、孔部側壁から絶縁化処理を施して、絶縁領域を形成し、以て、第２化合物半導体層において絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得た後、
（Ｄ）少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、且つ、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層が残されたメサ構造を得た後、
（Ｅ）第１化合物半導体層に接続された第１電極を形成し、併せて、第２化合物半導体層の頂面の一部に第２電極を形成する、
ことによって得られたことを特徴とする。
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明の発光素子集合体は、
（Ａ）基板上に、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
（Ｂ）各発光素子集合体形成領域において、大きさが異なる離間したＫ0個の電流狭窄領域（但し、Ｋ0は２以上の整数）を形成すべきそれぞれの領域の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部を形成し、次いで、
（Ｃ）第２化合物半導体層の一部分に対して、孔部側壁から絶縁化処理を施して、絶縁領域を形成し、以て、第２化合物半導体層の一部分において、Ｋ0個の絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得た後、
（Ｄ）少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、且つ、各発光素子集合体形成領域において、Ｋ1個の発光素子を形成すべく、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層が残されたＫ1個のメサ構造（但し、Ｋ1は１以上の整数であり、且つ、Ｋ1＜Ｋ0）を得た後、
（Ｅ）各発光素子集合体形成領域において、第１化合物半導体層に接続された第１電極を形成し、併せて、Ｋ1個のメサ構造のそれぞれにおける第２化合物半導体層の頂面の一部に第２電極を形成した後、
（Ｆ）各発光素子集合体形成領域を分離する、
ことによって得られたことを特徴とする。
【００１２】
本発明の発光素子集合体あるいはその製造方法にあっては、Ｋ1の値を１とすることができ、あるいは又、Ｋ1の値を２以上の整数とすることができる。
【００１３】
本発明の発光素子若しくはその製造方法、又は、本発明の発光素子集合体若しくはその製造方法（以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）にあっては、前記工程（Ｃ）において、第２化合物半導体層の一部分に対して孔部側壁から絶縁化処理を施すとき、１つの孔部の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域の形成が進行し、且つ、この１つの孔部に隣接した孔部の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域の形成が進行するときに、これらの２つの絶縁領域が繋がる以前にあっては、絶縁化処理によって形成が進行する絶縁領域の境界（便宜上、絶縁領域フロントと呼ぶ場合がある）の曲率の値は、孔部を基準として（即ち、それぞれの孔部の中心を原点としたとき）、正の値を取ることが好ましく、あるいは又、これらの２つの絶縁領域が繋がる以前にあっては、絶縁化処理によって形成が進行する絶縁領域の境界（絶縁領域フロント）の長さは、絶縁化処理の経過と共に増加することが好ましい。
【００１４】
以上に説明した好ましい形態を含む本発明にあっては、複数の点状の孔部の頂部は、電流狭窄領域を形成すべき領域の外側に位置する仮想の閉曲線上に配置されていることが望ましい。そして、この場合、仮想の閉曲線として、円や楕円、長円（２つの半円と２本の線分とが組み合わされた図形）、正方形や長方形、菱形、平行四辺形を含む四角形、多角形、丸みを帯びた四角形や多角形を例示することができる。あるいは又、仮想の閉曲線を円と想定したときのこの想定された円の直径をＲ0、孔部の断面形状を円と想定したときのこの想定された円の直径をＲ1、孔部の数をＭとしたとき、
０＜（Ｍ×Ｒ12）／Ｒ02≦１
好ましくは、
０＜（Ｍ×Ｒ12）／Ｒ02≦０．２
を満足することが好ましい。ここで、直径Ｒ0とは、仮想の閉曲線によって囲まれた領域の面積を求め、係る面積と同じ面積を有する円を想定したときの円の直径である。また、直径Ｒ1とは、孔部の断面形状（孔部の軸線方向に対して垂直な面で孔部を切断したときの断面形状）の面積を求め、係る面積と同じ面積を有する円を想定したときの円の直径である。尚、Ｒ1の値は、例えば、１μｍ≦Ｒ1≦５μｍを満足することが好ましい。
【００１５】
更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明にあっては、孔部の数をＭとしたとき、Ｍの値は、３以上、好ましくは８以上であることが望ましい。Ｍの値の上限は、適宜、決定すればよい。
【００１６】
また、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、絶縁化処理は、第２化合物半導体層の一部分に対する酸化処理とすることができるが、このような処理に限定するものではなく、窒化処理でもよいし、第２化合物半導体層の一部分を無秩序化する処理であってもよいし、孔部の側壁の一部にイオン注入を行った後、熱処理を施すことで、不純物を第２化合物半導体層の一部分に拡散させる処理であってもよい。更には、絶縁化処理を酸化処理とする場合、酸化処理は高温の水蒸気を用いた処理（例えば、５０゜Ｃ乃至１００゜Ｃの水蒸気を１容積％乃至５０容積％含む大気雰囲気）とすることができ、更には、この場合、第２化合物半導体層は、活性層側から、下層、中層（電流狭窄層）及び上層の３層構造を有し、少なくとも中層は、ＩＩＩ族原子としてアルミニウム（Ａｌ）を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体から構成されており、絶縁領域及び電流狭窄領域は中層に形成され、中層における化合物半導体組成中のアルミニウム（Ａｌ）の原子百分率（Atomic %）の値は、下層及び上層における化合物半導体組成中のアルミニウム（Ａｌ）の原子百分率（Atomic %）の値よりも高い構成とすることができる。尚、ＩＩＩ族原子として、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）を挙げることができるし、Ｖ族原子として、ヒ素（Ａｓ）、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）を挙げることができる。より具体的には、（中層／下層及び上層）を構成する化合物半導体の組成の組合せとして、（ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＡｓＰ）、（ＡｌＡｓ／ＧａＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＧａＩｎＡｓＰ）、（ＡｌＰ／ＧａＰ）、（ＡｌＰ／ＩｎＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＧａＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＩｎＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＡｓＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＧａＩｎＰ）、（ＡｌＳｂ／ＡｌＩｎＳｂ）、（ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ）、（ＡｌＩｎＡｓ／ＡｌＩｎＧａＡｓ）、（ＡｌＩｎＡｓ／ＡｌＧａＡｓ）、（ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＰ）、（ＡｌＩｎＡｓＰ／ＡｌＧａＡｓＰ）、（ＡｌＮ／ＡｌＧａＮ）を例示することができる。また、第１化合物半導体層を構成する化合物半導体として、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＡｌＡｓＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＡｌＧａＡｓＳｂ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮを挙げることができるし、活性層を構成する化合物半導体として、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＰ、ＧａＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＧａＩｎＮを挙げることができる。尚、これらの層の形成方法（成膜方法）として、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ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を挙げることができる。
【００１７】
更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の発光素子の製造方法においては、前記工程（Ｃ）の後、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、且つ、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層が残されたメサ構造を得ることが好ましく、この場合、更には、メサ構造を得た後、第１化合物半導体層に接続された第１電極を形成し、併せて、第２化合物半導体層の頂面の一部に第２電極を形成することが更に好ましい。尚、本発明にあっては、第１電極を形成した後、第２電極を形成してもよいし、第２電極を形成した後、第１電極を形成してもよい。
【００１８】
また、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、発光素子として、第２化合物半導体層から光を出射する面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）を例示することができる。尚、場合によっては、発光素子を、端面から光を出射する端面発光レーザ素子から成る形態とすることもできる。
【００１９】
本発明にあっては、電流狭窄領域を形成すべき領域（あるいは、離間したＫ0個の電流狭窄領域を形成すべきそれぞれの領域）の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部を形成するが、ここで、複数の点状の孔部は、第２化合物半導体層を貫通し、活性層まで延びていてもよいし、更には、活性層を貫通し、第１化合物半導体層の途中まで延びていてもよい。
【００２０】
また、本発明において、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、且つ、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層が残された柱状（例えば、円筒状や円柱状）のメサ構造を形成するが、第２化合物半導体層及び活性層が選択的に除去されるだけでなく、第１化合物半導体層も、厚さ方向に一部、選択的に除去された状態とされてもよい。即ち、メサ構造は、少なくとも第２化合物半導体層及び活性層が、例えば、一種、島状に残された構造を有するが、第２化合物半導体層、活性層、及び、第１化合物半導体層の一部が、例えば、一種、島状に残された構造を有していてもよい。
【００２１】
本発明にあっては、点状の孔部の形成は、周知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術との組合せに基づき行うことができるし、メサ構造の形成は、例えば、周知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術あるいはウェットエッチング技術との組合せに基づき行うことができる。
【００２２】
本発明において、基板として、サファイア基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、アルミナ基板、ＺｎＳ基板、ＺｎＯ基板、ＡｌＮ基板、ＬｉＭｇＯ基板、ＬｉＧａＯ2基板、ＭｇＡｌ2Ｏ4基板、ＩｎＰ基板、Ｓｉ基板、これらの基板の表面（主面）に下地層やバッファ層が形成されたものを挙げることができる。
【００２３】
本発明において、第１導電型としてｎ型を、第２導電型としてｐ型を挙げることができる。
【００２４】
本発明において、基板側から、第２化合物半導体層の下層（活性層に近い層）を、例えば、第２クラッド層とすることができるし、第２化合物半導体層の上層（活性層から遠い層）を、例えば、第２ＤＢＲ層とすることができる。また、第１化合物半導体層は、例えば、活性層から遠くに位置する第１ＤＢＲ層と、活性層の近くに位置する第１クラッド層の積層構造とすることができる。一般に、ＤＢＲ層を構成する層の光学的厚さは、λ／４（λは発振波長）である。また、化合物半導体層に添加されるｎ型不純物として、例えば、ケイ素（Ｓｉ）やセレン（Ｓｅ）を挙げることができ、ｐ型不純物として、亜鉛（Ｚｎ）や、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）を挙ることができる。
【００２５】
第１電極及び第２電極を構成する材料は、第１電極及び第２電極を形成するための下地層の導電型によって決定すればよく、あるいは又、光の出射方向によって決定すればよく、例えば、下地層の導電型がｐ型である場合、銀（Ｉｎ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｐｔを含有する銀合金を包含する）、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ等から構成することができるし、下地層の導電型がｎ型である場合、チタン（Ｔｉ）、ＴｉＷやＴｉＭｏといったチタン合金から成る電極（例えば、ＴｉＷ層、Ｔｉ層／Ｎｉ層／Ａｕ層等）、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金、ＡｕＧｅ、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ等から構成することができる。第１電極は、使用する基板の構成材料に依存して、基板の裏面に形成してもよいし、メサ構造形成時に露出した第１化合物半導体層の部分に形成してもよい。また、電極を透明にする必要がある場合には、電極をＩＴＯから構成すればよい。尚、電極が積層構造を有する場合、「／」の前の材料が基板側に位置する。また、電極に対して、必要に応じて、例えば、Ｔｉ層／Ｐｔ層／Ａｕ層等といった［接着層（Ｔｉ層やＣｒ層等）］／［バリアメタル層（Ｐｔ層、Ｎｉ層、ＴｉＷ層やＭｏ層等）］／［実装に対して融和性の良い金属層（例えばＡｕ層）］のような積層構成とした多層メタル層から成るコンタクト部（パッド部）を設けてもよい。電極、コンタクト部（パッド部）は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法といった各種のＰＶＤ法、各種のＣＶＤ法、メッキ法によって形成することができる。
【００２６】
電流狭窄領域の平面形状は、複数の点状の孔部の頂部が位置する仮想の閉曲線の形状、点状の孔部の数、第２化合物半導体層における絶縁化処理の結晶面方位に依存した絶縁化の速度等に基づき決定されるので、所望の平面形状が得られるように、仮想の閉曲線の形状や点状の孔部の数を決定すればよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にあっては、電流狭窄領域を形成すべき領域（あるいは、離間したＫ0個の電流狭窄領域を形成すべきそれぞれの領域）の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層の領域に厚さ方向に複数の点状の孔部を形成し、次いで、第２化合物半導体層の一部分に対して、孔部側壁から絶縁化処理を施して、絶縁領域を形成する。ここで、絶縁領域の形成は、孔部側壁から開始され、孔部を中心として外側に拡がっていく。従って、絶縁領域フロントの単位面積当たりの酸化種等、絶縁化処理に供される種の量は、絶縁化処理が進むにつれて減少するので、絶縁化処理の速度は低下していく。従って、たとえ、電流狭窄構造が小さくとも、電流狭窄領域の幅、あるいは又、絶縁領域の幅の精密な制御を容易に行うことができる。しかも、複数の点状の孔部を形成すればよいだけなので、電流狭窄領域の形成それ自体も容易である。
【００２８】
また、本発明の発光素子集合体及びその製造方法にあっては、各発光素子集合体形成領域内において、ひとまず、Ｋ0個の発光素子を形成可能とするように、工程（Ｂ）及び工程（Ｃ）を経ることで、Ｋ0個の電流狭窄領域を得る。そして、工程（Ｄ）において、Ｋ1個の発光素子を形成すべく、Ｋ1個のメサ構造を得る。従って、工程（Ｂ）及び（Ｃ）において、例えば、Ｋ0個の電流狭窄領域のそれぞれにおける面積を変えておき、どの電流狭窄領域を残すかを予め決定しておけば、メサ構造を形成する工程よりも前の工程を標準化することができ、工程の簡素化、合理化を図ることができる。
【００２９】
更には、メサ構造を形成するために、第２化合物半導体層、活性層のエッチングを行う際、孔部の底部においても、例えば第１化合物半導体層のエッチングが進行する。しかしながら、孔部は微細なので、孔部の底部における第１化合物半導体層のエッチングの進行は僅かである。それ故、第１化合物半導体層に孔部の痕跡が残される場合があるが、これらの残された孔部の痕跡は余り深くなることはない。従って、メサ構造の形成後に露出した第１化合物半導体層の面は比較的平坦であり、露出した第１化合物半導体層上における第２電極の延在部やパッド部の形成が容易となり、あるいは又、延在部やパッド部の形成位置（引き廻し）の自由度が高まり、結果的に、発光素子の製造歩留りの向上を図ることができる。特に、パッド部の面積が無視できない面発光レーザ素子では有効であり、発光素子集合体の製造時には一層効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【実施例１】
【００３１】
実施例１は、本発明の発光素子及びその製造方法に関する。実施例１の発光素子の模式的な一部断面図を図１の（Ａ）に示し、模式的な一部平面図を図１の（Ｂ）に示す。尚、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例３において、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型とする。また、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例３にあっては、発光素子は、第２化合物半導体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。
【００３２】
実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例３の発光素子は、ｎ型のＧａＡｓ基板から成る基板１０上に形成された第１化合物半導体層２０、活性層３０、及び、第２化合物半導体層４０から構成されている。ここで、第１化合物半導体層２０は、基板側から、以下の組成を有する第１ＤＢＲ層２１及び第１クラッド層２２の積層構造から構成されている。また、活性層３０は、以下の組成を有する多重量子井戸構造を有する。更には、第２化合物半導体層４０は、基板側から、以下の組成を有する下層（第２クラッド層）４１、中層（電流狭窄層）４２、及び、上層（第２ＤＢＲ層）４５の積層構造から構成されている。中層（電流狭窄層）４２は、メサ構造７０の側面７１からメサ構造７０の中心部に向かって形成された絶縁領域４３、及び、絶縁領域４３によって囲まれた電流狭窄領域４４から構成されている。電流狭窄領域４４の平面形状は、概ね、辺が凹んだ概ね正八角形の形状を有し、係る平面形状の面積と等しい円形を想定したとき、この円形の直径Ｒ2（図７参照）は１０μｍである。また、メサ構造７０は円柱形であり、その直径Ｒ3（図４の（Ａ）参照）は３０μｍである。尚、電流狭窄領域４４の平面形状は、例えば、ＦＦＰ（Far Field Pattern）や横モード、縦モードに影響を与える。
【００３３】
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【００３４】
実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例３の発光素子にあっては、メサ構造７０の側面７１、及び、露出した第１化合物半導体層２０（より具体的には、露出した第１ＤＢＲ層２１）の上には、絶縁層７２が形成されている。また、メサ構造７０の頂面に相当する第２化合物半導体層４０の頂面の外周部にはリング状の第２電極（ｐ側電極６１）が形成されており、このｐ側電極６１から延びる延在部６２は、メサ構造７０の側面７１上の絶縁層７２の上から、露出した第１化合物半導体層２０の上に形成された絶縁層７２の上を延びている。そして、露出した第１化合物半導体層２０の上方の延在部６２の部分の上には、パッド部６３が形成されている。一方、基板１０の裏面には、第１電極（ｎ側電極６４）が形成されている。ｎ側電極６４は、ＡｕＧｅ合金層から構成されており、基板１０を介して第１化合物半導体層２０に接続されている。また、ｐ側電極６１及び延在部６２はＴｉ層／Ａｕ層の積層構造から構成されており、パッド部６３はＴｉ層／Ｐｔ層／Ａｕ層の積層構成を有する。絶縁層７２は、例えば、ＳｉＯ2から構成されている。尚、絶縁層を構成する材料として、その他、ＳｉＯX系材料、ＳｉＮY系材料、ＳｉＯXＮY系材料、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、ＡｌＮ、Ａｌ2Ｏ3を例示することができる。絶縁層の形成方法として、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。
【００３５】
以下、基板等の模式的な一部端面図である図２の（Ａ）、（Ｂ）、図３の（Ａ）、（Ｂ）、図４の（Ａ）、（Ｂ）、並びに、上方から第２化合物半導体層を眺めた模式図である図５の（Ａ）、中層４２を基板１０の主面と平行な仮想平面で切断したときの模式図である図５の（Ｂ）、図６の（Ａ）、（Ｂ）、図７を参照して、実施例１の発光素子の製造方法の概要を説明する。尚、各層は、例えば、ＭＯＣＶＤ法により形成することができる。この際、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体の原料としては、例えば、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アルシン（ＡｓＨ3）を用い、ドナー不純物の原料としては、例えば、Ｈ2Ｓｅを用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えば、ジメチルジンク（ＤＭＺ）を用いる。また、例えば、塩素系ガスによるドライエッチング技術によって各層のエッチングを行うことができる。
【００３６】
［工程−１００］
先ず、ｎ−ＧａＡｓから成る基板１０の主面上に、周知のＭＯＣＶＤ技術を用いて、第１導電型（具体的には、ｎ型）を有する第１化合物半導体層２０（第１ＤＢＲ層２１及び第１クラッド層２２）、活性層３０、及び、第２導電型（具体的には、ｐ型）を有する第２化合物半導体層４０（下層（第２クラッド層）４１、中層（電流狭窄層）４２、及び、上層（第２ＤＢＲ層）４５）を、順次、成膜する（図２の（Ａ）参照）。
【００３７】
［工程−１１０］
その後、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、電流狭窄領域を形成すべき領域の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層４０の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部（微小孔）５０を形成する。この状態の模式的な一部断面図を図２の（Ｂ）に示し、上方から第２化合物半導体層４０を眺めた模式図を図５の（Ａ）に示し、中層４２を基板１０の主面と平行な仮想平面で切断したときの模式図を図５の（Ｂ）に示す。実施例１にあっては、具体的には、孔部５０は、第２化合物半導体層４０及び活性層３０を貫通し、第１化合物半導体層２０の厚さ方向、途中まで延びている。ここで、孔部５０の数Ｍを８とし、断面形状が円形の孔部５０の直径Ｒ1（図５の（Ａ）参照）を４μｍとした。複数の点状の孔部５０の頂部は、電流狭窄領域を形成すべき領域の外側に位置する仮想の閉曲線（具体的には、図５の（Ａ）に点線で示す直径Ｒ0＝４０μｍの円）上に配置されている。従って、（Ｍ×Ｒ12）／Ｒ02＝０．０８である。
【００３８】
［工程−１２０］
次いで、第２化合物半導体層４０の一部分（具体的には、中層４２）に対して、孔部５０の側壁から絶縁化処理（具体的には、酸化処理）を施して、絶縁領域４３を形成し、以て、第２化合物半導体層４０において絶縁領域４３で囲まれた電流狭窄領域４４を得る。具体的には、基板１０を、例えば、１００゜Ｃの水蒸気を１容積％含む大気雰囲気に暴露する。すると、水蒸気によって、ＡｌＡｓから構成された中層４２が、孔部５０の側壁から酸化され始める。尚、他の化合物半導体層にあっても、係る化合物半導体層における孔部５０の側壁は水蒸気に晒されるが、ＡｌＡｓから構成された中層４２よりも酸化の速度は非常に遅い。そして、例えば、１０分間、係る雰囲気に暴露し続けることで、第２化合物半導体層４０の中層４２において絶縁領域４３で囲まれた電流狭窄領域４４を得ることができる。絶縁領域４３の形成の途中の状態を、図３の（Ａ）の模式的な一部断面図に示し、絶縁領域４３の形成が完了した時点の状態を、図３の（Ｂ）の模式的な一部断面図に示す。また、中層４２を基板１０の主面と平行な仮想平面で切断したときの模式図を、図６の（Ａ）、（Ｂ）及び図７に示す。尚、図６の（Ａ）は、酸化処理の開始直後の状態を示し、図６の（Ｂ）は、図３の（Ａ）に示す状態に対応しており、図７は、図３の（Ｂ）に示す状態に対応している。ここで、１つの孔部５０の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域４３の形成が進行し、且つ、この１つの孔部５０に隣接した孔部５０の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域４３の形成が進行するが、図６の（Ｂ）は、これらの２つの絶縁領域４３が繋がる直前の状態を示している。また、図６の（Ａ）、（Ｂ）、図７、後述する図８の（Ａ）、図１０において、絶縁領域４３を明示するために、絶縁領域４３に斜線を付した。
【００３９】
従来の技術にあっては、図１３の（Ａ）及び（Ｂ）に模式的な一部断面図を示し、図１４の（Ａ）及び（Ｂ）に、中層４２を基板１０の主面と平行な仮想平面で切断したときの模式図を示すように、基板１０上に形成された第１化合物半導体層２０、活性層３０、第２化合物半導体層４０（これらの組成は、実施例１と同じである）をエッチングすることで、メサ構造７０を得る。そして、第２化合物半導体層４０の一部分（中層４２）を、メサ構造７０の側面７１から酸化することで、第２化合物半導体層４０の中層４２に、絶縁領域４３によって囲まれた電流狭窄領域４４を設ける。尚、図１３及び図１４における参照番号が示す構成要素は、実施例１の発光素子における同じ参照番号が示す構成要素と同じである。
【００４０】
ところで、このような従来の方法にあっては、酸化が進むにつれ、酸化反応速度が増加していく。即ち、メサ構造７０の側面７１から酸化を行うので、酸化処理によって第２化合物半導体層４０の中層４２における絶縁領域４３の形成がメサ構造７０の中心部に向かって進行するとき、酸化が進行している第２化合物半導体層４０の境界（絶縁領域フロント４３Ａ）の面積が減少し、絶縁領域フロント４３Ａの単位面積当たりの酸化種（水分子や酸素分子等）の量が増加する。その結果、酸化が進むにつれて、酸化反応速度が増加していくので、絶縁領域４３の幅の精密な制御が難しくなる。
【００４１】
一方、実施例１にあっては、第２化合物半導体層４０の一部分（具体的には、中層４２）に対して孔部５０の側壁から絶縁化処理（具体的には、酸化処理）を施すとき、１つの孔部５０の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域４３の形成が進行し、且つ、この１つの孔部５０に隣接した孔部５０の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域４３の形成が進行するときに（図３の（Ａ）、図６の（Ａ）、（Ｂ）参照）、これらの２つの絶縁領域４３が繋がる以前にあっては、絶縁化処理によって形成が進行する絶縁領域４３の境界（絶縁領域フロント４３Ａ）の曲率の値は、孔部５０を基準として、正の値を取る。あるいは又、これらの２つの絶縁領域４３が繋がる以前にあっては、絶縁化処理によって形成が進行する絶縁領域４３の境界（絶縁領域フロント４３Ａ）の長さは、絶縁化処理の経過と共に増加する。従って、酸化処理によって第２化合物半導体層４０の中層４２における絶縁領域４３の形成がメサ構造７０の中心部に向かって進行するとき、酸化が進行している第２化合物半導体層４０の境界（絶縁領域フロント４３Ａ）の面積が増加し、絶縁領域フロント４３Ａの単位面積当たりの酸化種（水分子や酸素分子等）の量が減少する。その結果、酸化が進むにつれて、酸化反応速度が低下していくので、酸化時間の制御に基づく絶縁領域４３の幅の精密な制御を容易に行うことができる。
【００４２】
［工程−１３０］
その後、例えば、リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、第２化合物半導体層４０、活性層３０、第１化合物半導体層２０の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層２０の一部を露出させ、且つ、少なくとも、第２化合物半導体層４０及び活性層３０が、一種、島状に残された柱状（例えば、円筒状や円柱状）のメサ構造７０を得ることができる（図４の（Ａ）参照）。メサ構造７０は、より具体的には、下から、第１化合物半導体層２０の一部、活性層３０、及び、第２の化合物半導体層４０から構成されている。そして、メサ構造７０は、露出した第１化合物半導体層２０によって取り囲まれている。場合によっては、図５の（Ａ）に示すように、孔部５０の痕跡５０Ａが残される。
【００４３】
［工程−１４０］
次に、例えば、ＣＶＤ法及びエッチング技術に基づき、メサ構造７０の側面７１、及び、露出した第１化合物半導体層２０の上に、例えばＳｉＯ2から成る絶縁層７２を形成する。
【００４４】
［工程−１５０］
次いで、例えば、所謂リフトオフ法及び真空蒸着法に基づき、露出した第２化合物半導体層４０の頂面の外周部にリング状の第２電極（ｐ側電極６１）を形成し、その後、ｐ側電極６１から絶縁層７２上を延びる延在部６２を形成する（図４の（Ｂ）参照）。次に、第１化合物半導体層２０の上方に位置する延在部６２の部分の上にパッド部６３を形成する。次いで、基板１０の裏面に第１電極（ｎ側電極６４）を形成する。第１電極（ｎ側電極６４）は、基板１０を介して第１化合物半導体層２０に接続されている。次いで、合金化処理を行った後、例えば、ダイシング法にて、発光素子を個別化（分離）することで、図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示した実施例１の発光素子を得ることができる。
【００４５】
尚、［工程−１３０］、あるいは、後述する［工程−２３０］や［工程−３１０］において、メサ構造７０を形成するために、第２化合物半導体層４０、活性層３０のエッチングを行う際、孔部５０の底部においても第１化合物半導体層２０のエッチングが進行する。しかしながら、孔部５０は微細なので、孔部５０の底部における第１化合物半導体層２０のエッチングの進行は僅かである。それ故、第１化合物半導体層２０に孔部５０の痕跡５０Ａが残されるが、これらの残された孔部５０の痕跡５０Ａは余り深くなることはない。従って、露出した第１化合物半導体層２０の面は比較的平坦であり、延在部６２やパッド部６３の形成が容易となり、あるいは又、延在部６２やパッド部６３の形成位置の自由度が高まり、結果的に、発光素子の製造歩留りの向上を図ることができる。
【実施例２】
【００４６】
実施例２は、本発明の発光素子集合体の製造方法及びその製造方法に関する。図９に、実施例２の発光素子集合体の模式的な一部平面図を示す。実施例２における個々の発光素子の構成、構造は、実施例１において説明した発光素子と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【００４７】
実施例２にあっては、各発光素子集合体形成領域８０内において、Ｋ1個の発光素子（Ｋ1個のメサ構造７０）が設けられている。具体的には、実施例２にあっては、Ｋ0＝４，Ｋ1＝１とした。発光素子の構成に供されなかった（Ｋ0−Ｋ1）個の電流狭窄領域を、参照番号７０Ａの点線の円で示す。尚、Ｋ0個の電流狭窄領域の面積を相違させているが、図面では、便宜上、同じ大きさで表示した。実施例３においても同様である。
【００４８】
以下、実施例２の発光素子集合体の製造方法を説明する。
【００４９】
［工程−２００］
先ず、基板１０上に、第１導電型（具体的には、ｎ型）を有する第１化合物半導体層２０、活性層３０、及び、第２導電型（具体的には、ｐ型）を有する第２化合物半導体層４０を、順次、形成する。具体的には、実施例１の［工程−１００］と同様の工程を実行する。
【００５０】
［工程−２１０］
次に、各発光素子集合体形成領域８０において、離間したＫ0個の電流狭窄領域（但し、Ｋ0は２以上の整数であり、実施例２にあっては４）を形成すべきそれぞれの領域の外側に位置する、少なくとも第２化合物半導体層４０の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部５０を形成する。具体的には、実質的に、実施例１の［工程−１１０］と同様の工程を実行すればよい。
【００５１】
［工程−２２０］
その後、第２化合物半導体層４０の一部分（具体的には、中層４２）に対して、孔部５０の側壁から絶縁化処理を施して、絶縁領域４３を形成し、以て、第２化合物半導体層４０の一部分（中層４２）において、Ｋ0個の絶縁領域４３で囲まれた電流狭窄領域４４を得る。具体的には、実施例１の［工程−１２０］と同様の工程を実行すればよい。中層４２を基板１０の主面と平行な仮想平面で切断したときの状態を、図８の（Ａ）に模式的な一部平面図で示すが、発光素子集合体形成領域８０の境界を点線で表し、絶縁領域４３に斜線を付した。
【００５２】
［工程−２３０］
次いで、少なくとも、第２化合物半導体層４０及び活性層３０の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層２０の一部を露出させ、且つ、各発光素子集合体形成領域８０において、Ｋ1個（実施例２にあっては、Ｋ1＝１）の発光素子を形成すべく、少なくとも、第２化合物半導体層４０及び活性層３０が、一種、島状に残されたＫ1個のメサ構造７０を得る。具体的には、１つの発光素子集合体形成領域８０内において、４個の電流狭窄領域４４の内から、所望の１つの電流狭窄領域４４が残るように、係る電流狭窄領域４４を含むメサ構造７０を、リソグラフィ技術及びエッチング技術によって残す（図８の（Ｂ）の模式的な一部平面図を参照）。
【００５３】
［工程−２４０］
次に、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、例えば、ＣＶＤ法及びエッチング技術に基づき、メサ構造７０の側面７１、及び、露出した第１化合物半導体層２０の上に、例えばＳｉＯ2から成る絶縁層７２を形成する。
【００５４】
［工程−２５０］
次いで、例えば、所謂リフトオフ法及び真空蒸着法に基づき、露出した第２化合物半導体層４０の頂面の外周部にリング状の第２電極（ｐ側電極６１）を形成し、その後、ｐ側電極６１から絶縁層７２上を延びる延在部６２を形成する。次に、第１化合物半導体層２０の上方に位置する延在部６２の部分の上にパッド部６３を形成する（図９の模式的な一部平面図を参照）。次いで、基板１０の裏面に第１電極（ｎ側電極６４）を形成する。第１電極（ｎ側電極６４）は、基板１０を介して第１化合物半導体層２０に接続されている。次いで、合金化処理を行った後、例えば、ダイシング法にて、発光素子集合体形成領域８０の境界を切断して発光素子集合体を分離することで、実施例２の発光素子集合体を得ることができる。
【００５５】
実施例２、あるいは、後述する実施例３にあっては、各発光素子集合体形成領域８０内において、発光素子の基本構造であるメサ構造７０がＫ1個、形成される。従って、例えば、Ｋ0個の電流狭窄領域４４の面積を変えておき、どの電流狭窄領域４４を残すかを予め決定しておけば、メサ構造７０を形成する工程よりも前の工程を標準化することができ、工程の簡素化、合理化を図ることができる。
【実施例３】
【００５６】
実施例３は、実施例２の変形である。実施例２にあっては、Ｋ0＝４，Ｋ1＝１とした。一方、実施例３にあっては、Ｋ0＝３２，Ｋ1＝８とする。尚、１つの発光素子集合体形成領域８０内においては、先ず、３２個の電流狭窄領域４４を形成し、その後、８つのメサ構造７０を残すが、８つのメサ構造７０における電流狭窄領域４４の面積はほぼ等しい。一般的に、レーザアレイは、同じ特性を有するレーザ素子から構成される。つまり、最終的に形成される８つのメサ構造７０における電流狭窄領域４４の面積は等しいことが理想である。メサ構造を形成すべき領域における直径Ｒ0が同じ値であれば、形成される電流狭窄領域４４の面積もほぼ等しくなるはずであるが、実際には、電流狭窄領域４４の面積を狙い通りとすることは難しい場合がある。実施例３はこのような課題の解決法であり、３２個のメサ構造を形成すべき領域は、８個ずつ、４水準の直径Ｒ0を有している。そして、絶縁化処理（具体的には、酸化処理）を行えば、３２個の電流狭窄領域４４は、８個ずつ、４水準の面積を有することになり、所望の電流狭窄領域４４の面積が得られた水準の８個のメサ構造を最終的に残せばよい。このように、４水準から選べることで、レーザ素子の製造歩留りが向上する。但し、用途によっては、レーザアレイが異なる特性を有するレーザ素子から構成される場合もあり、このような場合には、電流狭窄領域４４の面積が異なるように設計すればよい。
【００５７】
以下、実施例３の発光素子集合体の製造方法を説明する。
【００５８】
［工程−３００］
先ず、実施例２の［工程−２００］〜［工程−２２０］と同様の工程を実行する。この状態を、図１０に模式的な一部平面図で示す。尚、発光素子集合体形成領域８０の境界を点線で表し、電流狭窄領域４４を点線の円形で示した。
【００５９】
［工程−３１０］
その後、１つの発光素子集合体形成領域８０内において、３２個の電流狭窄領域４４の内から、所望の８つの電流狭窄領域４４をリソグラフィ技術及びエッチング技術によって残し、８つのメサ構造７０を得る（図１１の模式的な一部平面図を参照）。
【００６０】
［工程−３２０］
次に、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、例えば、ＣＶＤ法及びエッチング技術に基づき、メサ構造７０の側面７１、及び、露出した第１化合物半導体層２０の上に、例えばＳｉＯ2から成る絶縁層７２を形成する。
【００６１】
［工程−３３０］
次いで、例えば、所謂リフトオフ法及び真空蒸着法に基づき、露出した第２化合物半導体層４０の頂面の外周部にリング状の第２電極（ｐ側電極６１）を形成し、その後、ｐ側電極６１から絶縁層７２上を延びる延在部６２を形成する。次に、第１化合物半導体層２０の上方に位置する延在部６２の部分の上にパッド部６３を形成する（図１２の模式的な一部平面図を参照）。次いで、基板１０の裏面に第１電極（ｎ側電極６４）を形成する。第１電極（ｎ側電極６４）は、基板１０を介して第１化合物半導体層２０に接続されている。次いで、合金化処理を行った後、例えば、ダイシング法にて、発光素子集合体形成領域８０の境界を切断して発光素子集合体を分離することで、実施例３の発光素子集合体を得ることができる。
【００６２】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した発光素子や発光素子集合体の構成、構造、発光素子を構成する材料や組成等は例示であり適宜変更することができる。基板側から、第２化合物半導体層、活性層、第１化合物半導体層の積層構造とすることもできる。即ち、適切な基板上に、実施例１〜実施例３において説明した発光素子の積層構造の天地を逆にした積層構造（第２化合物半導体層４０の第２ＤＢＲ層４５を最下層とし、第１化合物半導体層２０の第１ＤＢＲ層２１を最上層とする積層構造）を形成してもよい。更には、基板１０として、絶縁性の基板を用いることもできる。実施例１において説明した発光素子の構造を、端面から光を出射する端面発光レーザ素子に適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の発光素子の模式的な一部断面図、及び、模式的な一部平面図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）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３の（Ａ）及び（Ｂ）は、図２の（Ｂ）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の（Ａ）及び（Ｂ）は、図３の（Ｂ）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の（Ａ）は、実施例１の発光素子の製造工程の途中において、上方から第２化合物半導体層を眺めた模式図であり、図５の（Ｂ）は、中層を基板の主面と平行な仮想平面で切断したときの中層における絶縁化処理の進行状態を示す模式図である。
【図６】図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、図５の（Ｂ）に引き続き、実施例１の発光素子の製造工程の途中において、中層を基板の主面と平行な仮想平面で切断したときの中層における絶縁化処理の進行状態を示す模式図である。
【図７】図７は、図６の（Ｂ）に引き続き、中層を基板の主面と平行な仮想平面で切断したときの、絶縁領域の形成状態を示す模式図である。
【図８】図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２の発光素子集合体の製造工程の途中において、中層を基板の主面と平行な仮想平面で切断したときの中層の模式的な一部平面図、及び、上方からメサ構造を眺めた模式的な一部平面図である。
【図９】図９は、図８の（Ｂ）に引き続き、実施例２の発光素子集合体の製造工程の途中において、上方からメサ構造を眺めた模式的な一部平面図である。
【図１０】図１０は、実施例３の発光素子集合体の製造工程の途中において、中層を基板の主面と平行な仮想平面で切断したときの中層の模式的な一部平面図である。
【図１１】図１１は、図１０に引き続き、実施例３の発光素子集合体の製造工程の途中において、上方からメサ構造を眺めた模式的な一部平面図である。
【図１２】図１２は、図１１に引き続き、実施例３の発光素子集合体の製造工程の途中において、上方からメサ構造を眺めた模式的な一部平面図である。
【図１３】図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の発光素子の模式的な一部断面図である。
【図１４】図１４の（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の発光素子において、中層を基板の主面と平行な仮想平面で切断したときの模式図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０・・・基板、２０・・・第１化合物半導体層、２１・・・第１ＤＢＲ層、２２・・・第１クラッド層、３０・・・活性層、４０・・・第２化合物半導体層、４１・・・下層（第２クラッド層）、４２・・・中層（電流狭窄層）、４３・・・絶縁領域、４３Ａ・・・絶縁領域フロント、４４・・・電流狭窄領域、４５・・・上層（第２ＤＢＲ層）、５０・・・孔部、５０Ａ・・・孔部の痕跡、６１・・・ｐ側電極、６２・・・延在部、６３・・・パッド部、６４・・・ｎ側電極、７０・・・メサ構造、７０Ａ・・・発光素子の構成に供されなかった電流狭窄領域、メサ構造の痕、７１・・・メサ構造の側面、７２・・・絶縁層、８０・・・発光素子集合体形成領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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