CN114069386B - 发光装置及投影仪 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可减少第一半导体层与第二半导体层之间的电流泄漏的发光装置。一种发光装置，包括具有多个柱状部的层叠体，所述柱状部包括第一半导体层、导电型与所述第一半导体层不同的第二半导体层、以及设置于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间的第三半导体层，其中，所述第三半导体层具有发光层，所述第二半导体层包括：第一部分；以及第二部分，从所述第一半导体层及所述发光层的层叠方向俯视时，包围所述第一部分，且杂质浓度比所述第一部分低。

Description

发光装置及投影仪
技术领域
本发明涉及一种发光装置及投影仪。
背景技术
半导体激光器被期待作为高亮度的下一代光源。特别是，期待具有被称为纳米柱(nanocolumn)、纳米线、纳米棒、纳米柱状物(nanopillar)等的纳米结构的半导体激光器可实现如下发光装置，所述发光装置可利用光子晶体(photonic crystal)的效应来获得窄辐射角且高输出的发光。
例如在专利文献1中，记载了一种包括纳米柱的半导体光元件阵列，所述纳米柱包括包含朝向掩模图案的上方生长的n型包覆层的微细柱状晶体、活性层及p型半导体层。
在包括所述那样的纳米柱的半导体光元件阵列中，在纳米柱的侧面容易产生晶体缺陷。晶体缺陷有时会成为n型半导体层与p型半导体层之间的电流泄漏路径。
专利文献1：日本特开2013-239718号公报
发明内容
本发明所涉及的发光装置的一形态包括具有多个柱状部的层叠体，
所述柱状部包括：
第一半导体层；
第二半导体层，其导电型与所述第一半导体层不同；以及
第三半导体层，设置于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间，其中，
所述第三半导体层具有发光层，
所述第二半导体层包括：
第一部分；以及
第二部分，从所述第一半导体层及所述发光层的层叠方向俯视时，包围所述第一部分，且杂质浓度比所述第一部分低。
本发明的投影仪的一形态具有所述发光装置的一形态。
附图说明
图1是示意性地表示本实施方式的发光装置的剖视图。
图2是示意性地表示本实施方式的发光装置的柱状部的剖视图。
图3是示意性地表示本实施方式的发光装置的柱状部的俯视图。
图4是示意性地表示本实施方式的变形例的发光装置的柱状部的剖视图。
图5是示意性地表示本实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。
图6是示意性地表示本实施方式的投影仪的图。
[符号的说明]
6：外缘
10：基板
20：层叠体
22：缓冲层
30：柱状部
40：第一半导体层
42：高浓度部
44：低浓度部
50：第一光限制层
52：空穴阻挡层
52a：c面
52b：小平面
60：发光层
60a：c面
60b：小平面
62：阱层
64：阻挡层
70：第二光限制层
70a：c面
70b：小平面
72：电子阻挡层
72a：c面
72b：小平面
80：第二半导体层
82：高浓度部
82a：第一面
82b：第二面
84：低浓度部
86：接触部分
86a：重复部分
86b：外缘
90：光传播层
100：发光装置
102：第三半导体层
110：第一电极
112：第二电极
200：发光装置
900：投影仪
902R：第一光学元件
902G：第二光学元件
902B：第三光学元件
904R：第一光调制装置
904G：第二光调制装置
904B：第三光调制装置
906：十字分色棱镜
908：投射装置
910：屏幕
具体实施方式
以下，使用附图对本发明的优选的实施方式进行详细说明。此外，以下说明的实施方式并不对权利要求书中记载的本发明的内容进行不当限定。另外，以下说明的结构并非全部为本发明的必要构成要件。
1.发光装置
首先，参照附图对本实施方式的发光装置进行说明。图1是示意性地表示本实施方式的发光装置100的剖视图。图2是示意性地表示本实施方式的发光装置100的柱状部30的剖视图。此外，为了方便起见，在图1中将柱状部30简化而图示。
如图1所示，发光装置100例如包括基板10、层叠体20、第一电极110及第二电极112。
基板10例如为Si基板、GaN基板、蓝宝石基板等。
层叠体20设置于基板10。层叠体20包括缓冲层22、柱状部30及光传播层90。
缓冲层22设置于基板10上。缓冲层22例如为掺杂有Si的n型的GaN层。
本说明书中，在第一半导体层40及发光层60的层叠方向(以下，也简称为“层叠方向”)上，在以发光层60为基准的情况下，将从发光层60朝向第二半导体层80的方向设为“上”，将从发光层60朝向第一半导体层40的方向设为“下”来进行说明。另外，将与层叠方向正交的方向也称为“面内方向”。
缓冲层22设置于基板10上。缓冲层22例如为掺杂有Si的n型的GaN层。此外，虽未图示，但也可在缓冲层上设置用于使柱状部30生长的掩模层。掩模层例如为氧化硅层、钛层、氧化钛层、氧化铝层等。
柱状部30设置于缓冲层22上。柱状部30具有从缓冲层22向上方突出的柱状的形状。柱状部30例如也被称为纳米柱、纳米线、纳米棒、纳米柱状物。柱状部30的平面形状例如为正六边形等多边形、或圆。
柱状部30的径例如为50nm以上且500nm以下。通过将柱状部30的径设为500nm以下，可获得高品质的晶体的发光层60，且可减少发光层60中固有的应变。由此，可高效率地扩大发光层60中产生的光。多个柱状部30的径例如彼此相等。
此外，所谓“柱状部的径”，在柱状部30的平面形状为圆的情况下为直径，在柱状部30的平面形状并非圆的形状的情况下为最小包含圆的直径。例如，柱状部30的径在柱状部30的平面形状为多边形的情况下为在内部包含所述多边形的最小的圆的直径，在柱状部30的平面形状为椭圆的情况下为在内部包含所述椭圆的最小的圆的直径。
柱状部30设置有多个。相邻的柱状部30的间隔例如为1nm以上且500nm以下。从层叠方向俯视时(以下，也简称为“俯视时”)，多个柱状部30在规定的方向上以规定的间距排列。多个柱状部30例如配置成三角格子状。此外，多个柱状部30的配置并无特别限定，也可配置成正方格子状。多个柱状部30可显现出光子晶体的效应。
此外，所谓“柱状部的间距”，是指沿着规定方向相邻的柱状部30的中心间的距离。所谓“柱状部的中心”，在柱状部30的平面形状为圆的情况下为所述圆的中心，在柱状部30的平面形状并非圆的形状的情况下为最小包含圆的中心。例如，柱状部30的中心在柱状部30的平面形状为多边形的情况下为在内部包含所述多边形的最小的圆的中心，在柱状部30的平面形状为椭圆的情况下为在内部包含所述椭圆的最小的圆的中心。
如图2所示，柱状部30例如包括第一半导体层40、第二半导体层80及第三半导体层102。第三半导体层102包括多个半导体层。第三半导体层102包括第一光限制层(光限制层(Optical Confinement Layer，OCL))50、空穴阻挡层(Hole Blocking Layer，HBL)52、发光层60、第二光限制层70及电子阻挡层(Electron Blocking Layer，EBL)72。
第一半导体层40设置于缓冲层22上。第一半导体层40设置于基板10与发光层60之间。第一半导体层40为n型的半导体层。第一半导体层40例如为掺杂有Si的n型的GaN层。第一半导体层40例如包括高浓度部42及低浓度部44。
第一半导体层40的高浓度部42的杂质浓度比低浓度部44的杂质浓度高。高浓度部42的发光层60侧的径D2例如比高浓度部42的与发光层60为相反侧的径D1小。径D1为高浓度部42的最靠基板10侧的部分处的径。径D1例如为高浓度部42与缓冲层22的接触部分处的径。径D2为高浓度部42的最靠发光层60侧的部分处的径。在图示的例子中，径D2为高浓度部42与第一光限制层50的接触部分处的径。高浓度部42的形状例如为径从基板10侧朝向发光层60侧逐渐变小的锥状。此外，虽未图示，但径D2也可为与径D1相同。
第一半导体层40的低浓度部44的杂质浓度比高浓度部42的杂质浓度低。低浓度部44在俯视时包围高浓度部42。低浓度部44的杂质浓度比高浓度部42的杂质浓度低例如可通过原子探针(atom probe)分析法来确认。
第一光限制层50设置于第一半导体层40上。第一光限制层50设置于第一半导体层40与发光层60之间。第一光限制层50例如为掺杂有Si的n型的InGaN层。在第一光限制层50及阱层62为InGaN层的情况下，第一光限制层50的In的原子浓度(at％)比阱层62的In的原子浓度低。第一光限制层50并不限于InGaN层，也可为例如AlGaN层、InAlGaN层。第一光限制层50可减少从发光层60泄漏至第一半导体层40侧的光。
空穴阻挡层52设置于第一光限制层50上。空穴阻挡层52设置于第一半导体层40与发光层60之间。空穴阻挡层52例如具有c面52a及小平面(facet)52b。在图示的例子中，c面52a为空穴阻挡层52的上表面。小平面52b为空穴阻挡层52的侧面。
空穴阻挡层52例如为掺杂有Si的n型的InGaN层。在空穴阻挡层52及发光层60的阱层62为InGaN层的情况下，空穴阻挡层52的In的原子浓度比阱层62的In的原子浓度低。空穴阻挡层52可减少从发光层60泄漏至第一半导体层40侧的空穴。
此外，在图示的例子中，空穴阻挡层52设置于第一光限制层50上，但并不限于此，空穴阻挡层52可设置于第一半导体层40上，且第一光限制层50可设置于空穴阻挡层52上。
发光层60设置于空穴阻挡层52上。发光层60设置于空穴阻挡层52的c面52a。发光层60设置于第一半导体层40与第二半导体层80之间。发光层60通过注入电流而产生光。
发光层60包括阱层62及阻挡层64。阱层62例如为未掺杂杂质的i型的InGaN层。阱层62设置有多个。阻挡层64例如为i型的GaN层。阻挡层64设置有多个。发光层60具有重叠有包含阱层62及阻挡层64的量子阱结构的多重量子阱结构。在图示的例子中，相邻的阻挡层64在发光层60的周边部连续。阱层62在俯视时被阻挡层64包围。
发光层60具有c面60a及小平面60b。在图示的例子中，c面60a为发光层60的上表面。小平面60b为发光层60的侧面。在图示的例子中，c面60a及小平面60b由阻挡层64构成。
发光层60的高浓度部42侧的径D3比高浓度部42的发光层60侧的径D2大。径D3为发光层60的最靠高浓度部42侧的部分处的径。在图示的例子中，径D3为发光层60与空穴阻挡层52的接触部分处的径。
第二光限制层70设置于发光层60上。第二光限制层70设置于发光层60与第二半导体层80之间。第二光限制层70设置于发光层60的c面60a。第二光限制层70具有c面70a及小平面70b。在图示的例子中，c面70a为第二光限制层70的上表面。小平面70b为第二光限制层70的侧面。
第二光限制层70例如为掺杂有Mg的p型的InGaN层。在第二光限制层70及阱层62为InGaN层的情况下，第二光限制层70的In的原子浓度比阱层62的In的原子浓度低。第二光限制层70可减少从发光层60泄漏至第二半导体层80侧的光。在图示的例子中，第二光限制层70、发光层60及空穴阻挡层52的形状为径从第一半导体层40侧朝向第二半导体层80的高浓度部82侧逐渐变小的锥状。
电子阻挡层72设置于第二光限制层70上。电子阻挡层72设置于发光层60与第二半导体层80之间。在图示的例子中，电子阻挡层72设置于第二光限制层70的c面70a及小平面70b、发光层60的小平面60b及空穴阻挡层52的小平面52b。电子阻挡层72具有c面72a及小平面72b。在图示的例子中，c面72a为电子阻挡层72的上表面。小平面72b为电子阻挡层72的侧面。c面52a、c面60a、c面70a、c面72a例如与基板10的上表面平行。小平面52b、小平面60b、小平面70b、小平面72b相对于基板10的上表面倾斜。
电子阻挡层72例如为掺杂有Mg的p型的AlGaN层。电子阻挡层72可减少从发光层60泄漏至第二半导体层80侧的电子。
第二半导体层80设置于电子阻挡层72上。第二半导体层80设置于发光层60与第二电极112之间。第二半导体层80为导电型与第一半导体层40不同的半导体层。第二半导体层80为p型的半导体层。第二半导体层80例如为掺杂有Mg的p型的GaN层。第一半导体层40及第二半导体层80为具有将光限制于发光层60的功能的包覆层。第二半导体层80包括高浓度部82及低浓度部84。
第二半导体层80的高浓度部82的杂质浓度比低浓度部84的杂质浓度高。高浓度部82经由第二光限制层70及电子阻挡层72而设置于发光层60的c面60a。高浓度部82并未设置于发光层60的小平面60b。在图示的例子中，高浓度部82设置于电子阻挡层72的c面72a。高浓度部82并未设置于电子阻挡层72的小平面72b。发光层60的高浓度部82侧的径D4比高浓度部82的发光层60侧的径D5大。径D4为发光层60的最靠高浓度部82侧的部分处的径。在图示的例子中，径D4为发光层60与第二光限制层70的接触部分处的径。径D5为高浓度部82的最靠发光层60侧的部分处的径。在图示的例子中，径D5为高浓度部82与电子阻挡层72的接触部分处的径。
第二半导体层80的高浓度部82具有发光层60侧的第一面82a及与发光层60为相反侧的第二面82b。在图示的例子中，第一面82a为高浓度部82与电子阻挡层72的接触面。第二面82b例如为高浓度部82与第二电极112的接触面。第二面82b的面积比第一面82a的面积大。例如，在柱状部30的平面形状为多边形的情况下，俯视时，第二面82b的最小包含圆的径D6比第一面82a的最小包含圆的径D5大。
第二半导体层80的低浓度部84的杂质浓度比高浓度部82的杂质浓度低。低浓度部84在俯视时包围高浓度部82。低浓度部84经由电子阻挡层72而设置于发光层60的小平面60b。低浓度部84并未设置于发光层60的c面60a。在图示的例子中，低浓度部84设置于电子阻挡层72的小平面72b。低浓度部84并未设置于电子阻挡层72的c面72a。低浓度部84的杂质浓度比高浓度部82的杂质浓度低例如可通过原子探针分析法来确认。
第二半导体层80具有与第三半导体层102相接的接触部分86。在图示的例子中，第二半导体层80的接触部分86与第三半导体层102的电子阻挡层72相接。此处，图3是示意性地表示柱状部30的俯视图。如图3所示，俯视时，例如，接触部分86中的与发光层60的c面60a的外缘6重合的重复部分86a的杂质浓度比接触部分86的中心C处的杂质浓度低。例如，接触部分86的外缘86b的杂质浓度比接触部分86的中心C处的杂质浓度低。发光层60的c面60a为发光层60的第二半导体层80侧的端部。在图示的例子中，c面60a为发光层60的高浓度部82侧的端部。
在发光装置100中，例如由p型的第二半导体层80、p型的电子阻挡层72、p型的第二光限制层70、i型的发光层60、n型的空穴阻挡层52、n型的第一光限制层50及n型的第一半导体层40构成pin二极管。在发光装置100中，当在第一电极110与第二电极112之间施加pin二极管的正向偏置电压时，向发光层60注入电流，在发光层60中发生电子与空穴的复合。由于所述复合而产生发光。在发光层60中产生的光沿面内方向传播，利用由多个柱状部30产生的光子晶体的效应形成驻波，在发光层60中接收增益而进行激光振荡。然后，发光装置100将+1级衍射光及-1级衍射光作为激光光向层叠方向射出。
如图1所示，光传播层90设置于相邻的柱状部30之间。光传播层90在俯视时设置于柱状部30的周围。光传播层90例如为氧化硅层、氧化铝层、氧化钛层等。在发光层60中产生的光可通过光传播层90沿面内方向传播。此外，虽未图示，但也可为不设置光传播层90，而在相邻的柱状部30之间为空隙。
第一电极110设置于缓冲层22上。缓冲层22可与第一电极110欧姆接触(Ohmiccontact)。第一电极110与第一半导体层40电连接。在图示的例子中，第一电极110经由缓冲层22而与第一半导体层40电连接。第一电极110为用于向发光层60注入电流的其中一个电极。作为第一电极110，例如使用从缓冲层22侧起按照Cr层、Ni层、Au层的顺序层叠的电极等。
第二电极112设置于第二半导体层80上。第二电极112与第二半导体层80电连接。第二电极112为用于向发光层60注入电流的另一个电极。作为第二电极112，例如使用氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)等。此外，虽未图示，但也可在第二半导体层80与第二电极112之间设置接触层。接触层例如为p型的GaN层。
此外，虽在上文中对InGaN系的发光层60进行了说明，但作为发光层60，可使用通过根据所射出的光的波长注入电流而能够发光的各种材料系。例如，可使用AlGaN系、AlGaAs系、InGaAs系、InGaAsP系、InP系、GaP系、AlGaP系等半导体材料。
发光装置100例如可发挥以下的作用效果。
在发光装置100中，第二半导体层80包括高浓度部(第一部分)82、及俯视时包围高浓度部82且杂质浓度比高浓度部82低的低浓度部(第二部分)84。因此，可减少容易产生晶体缺陷的柱状部30的侧面的电流。由此，可减少第一半导体层40与第二半导体层80之间的电流泄漏。其结果，在发光装置100中，可效率良好地向发光层60注入电流。
在发光装置100中，在第二半导体层80中与第三半导体层102相接的接触部分86中的、俯视时与发光层60的c面60a的外缘6重合的重复部分86a的杂质浓度比接触部分86的中心C处的杂质浓度低，接触部分86的外缘86b处的杂质浓度比接触部分86的中心C处的杂质浓度低。因此，在发光装置100中，可减少注入至发光层60的包括小平面60b的侧面的电流。由此，可减少第一半导体层40与第二半导体层80之间的电流泄漏。发光层60的小平面60b与发光层60的c面60a相比，容易产生晶体缺陷。
在发光装置100中，发光层60的高浓度部82侧的径D4比高浓度部82的发光层60侧的径D5大。因此，在发光装置100中，可防止电阻低且电流容易流动的高浓度部82与发光层60的包括小平面60b的侧面的接触。由此，在发光装置100中，例如如图4所示，与发光层60的高浓度部82侧的径D4为高浓度部82的发光层60侧的径D5以下的情况相比，可减少注入至发光层60的小平面60b的电流。由此，可减少第一半导体层40与第二半导体层80之间的电流泄漏。此外，图4是示意性地表示本实施方式的变形例的发光装置200的柱状部30的剖视图。
在发光装置100中，第一半导体层40包括高浓度部(第三部分)42、及俯视时包围高浓度部42且杂质浓度比高浓度部42低的低浓度部(第四部分)44。因此，在发光装置100中，和第四部分的杂质浓度与第三部分的杂质浓度相同的情况相比，可减少第一半导体层40与第二半导体层80之间的电流泄漏。
在发光装置100中，发光层60的高浓度部42侧的径D3比高浓度部42的发光层60侧的径D2大。因此，在发光装置100中，与径D3为径D2以下的情况相比，可减少第一半导体层40与第二半导体层80之间的电流泄漏。
在发光装置100中，包括设置于层叠体20的第二电极112，高浓度部82具有发光层60侧的第一面82a及第二电极112侧的第二面82b，第二面82b的面积比第一面82a的面积大。因此，在发光装置100中，与第二面的面积为第一面的面积以下的情况相比，例如可降低柱状部30与第二电极112的接触电阻。
在发光装置100中，包括设置于第一半导体层40与发光层60之间的空穴阻挡层52，第一半导体层40为n型的半导体层，第二半导体层80为p型的半导体层。因此，在发光装置100中，可减少从发光层60泄露至第一半导体层40侧的空穴。
在发光装置100中，发光层60具有c面60a及小平面60b，高浓度部82设置于c面60a，低浓度部84设置于小平面60b。因此，在发光装置100中，与高浓度部设置于小平面的情况相比，可减少第一半导体层40与第二半导体层80之间的电流泄漏。
2.发光装置的制造方法
接下来，参照附图对本实施方式的发光装置100的制造方法进行说明。图5是示意性地表示本实施方式的发光装置100的制造工序的剖视图。
如图5所示，在基板10上使缓冲层22外延生长。作为外延生长的方法，例如可列举金属有机气相沉积(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，MOCVD)法、分子束外延(Molecular Beam Epitaxy，MBE)法等。
接着，在缓冲层22上形成未图示的掩模层。掩模层例如通过溅射法形成。在通过MOCVD法使柱状部30生长的情况下，掩模层例如为氧化硅层。在通过MBE法使柱状部30生长的情况下，掩模层例如为钛层。接着，在掩模层形成开口部。开口部例如通过利用光刻及蚀刻的图案化来形成。
接着，将掩模层作为掩模，在缓冲层22上使柱状部30外延生长。具体而言，如图2所示，使第一半导体层40、第一光限制层50、空穴阻挡层52、发光层60、第二光限制层70、电子阻挡层72及第二半导体层80外延生长。作为外延生长的方法，例如可列举MOCVD法、MBE法等。
第一半导体层40的生长是以俯视时低浓度部44包围高浓度部42的方式调整例如成膜温度及成膜速度等而进行。第一半导体层40的杂质浓度在中心部比在周边部更容易变高。进而，第一半导体层40的生长是以径D2小于径D1的方式调整例如成膜温度及成膜速度等而进行。
空穴阻挡层52的生长是以空穴阻挡层52具有c面52a及小平面52b的方式调整例如成膜温度及成膜速度等而进行。
发光层60的生长是以俯视时阻挡层64包围阱层62的方式调整例如成膜温度及成膜速度等而进行。进而，发光层60的生长是以发光层60具有c面60a及小平面60b，径D4比径D3大的方式调整例如成膜温度及成膜速度等而进行。
第二光限制层70的生长是以第二光限制层70具有c面70a及小平面70b的方式调整例如成膜温度及成膜速度等而进行。
电子阻挡层72的生长是以电子阻挡层72具有c面72a及小平面72b的方式调整例如成膜温度及成膜速度等而进行。
第二半导体层80的生长是以俯视时低浓度部84包围高浓度部82的方式调整例如成膜温度及成膜速度等而进行。第二半导体层80的杂质浓度在中心部比在周边部更容易变高。进而，第二半导体层80的生长是以径D6比径D5大的方式调整例如成膜温度及成膜速度等而进行。
如图1所示，在相邻的柱状部30之间形成光传播层90。光传播层90例如通过旋涂法、化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition，CVD)法等而形成。
接着，在第二半导体层80上形成第二电极112。接着，在缓冲层22上形成第一电极110。第一电极110及第二电极112例如通过真空蒸镀法而形成。此外，第一电极110与第二电极112的形成顺序并无特别限定。
通过以上工序，可制造发光装置100。
此外，虽未图示，但也可在基板10上形成具有柱状部30的部分后，去除基板10，将具有柱状部30的部分安装于其他基板。具有柱状部30的部分可包括柱状部30、光传播层90、及第二电极112，进而可包括缓冲层22、第一电极110。
3.投影仪
接下来，参照附图对本实施方式的投影仪进行说明。图6是示意性地表示本实施方式的投影仪900的图。
投影仪900例如具有发光装置100作为光源。
投影仪900包括未图示的框体、及配备于框体内的分别射出红色光、绿色光、蓝色光的红色光源100R、绿色光源100G、蓝色光源100B。此外，为了方便起见，在图6中，简化了红色光源100R、绿色光源100G、及蓝色光源100B。
投影仪900还包括配备于框体内的第一光学元件902R、第二光学元件902G、第三光学元件902B、第一光调制装置904R、第二光调制装置904G、第三光调制装置904B及投射装置908。第一光调制装置904R、第二光调制装置904G及第三光调制装置904B例如为透射型的液晶光阀。投射装置908例如为投射透镜。
从红色光源100R射出的光入射至第一光学元件902R。从红色光源100R射出的光由第一光学元件902R聚集。此外，第一光学元件902R可具有除聚光以外的功能。对于后述的第二光学元件902G及第三光学元件902B也同样如此。
由第一光学元件902R聚集的光入射至第一光调制装置904R。第一光调制装置904R根据图像信息对所入射的光进行调制。然后，投射装置908将由第一光调制装置904R形成的像放大并投射至屏幕910。
从绿色光源100G射出的光入射至第二光学元件902G。从绿色光源100G射出的光由第二光学元件902G聚集。
由第二光学元件902G聚集的光入射至第二光调制装置904G。第二光调制装置904G根据图像信息对所入射的光进行调制。然后，投射装置908将由第二光调制装置904G形成的像放大并投射至屏幕910。
从蓝色光源100B射出的光入射至第三光学元件902B。从蓝色光源100B射出的光由第三光学元件902B聚集。
由第三光学元件902B聚集的光入射至第三光调制装置904B。第三光调制装置904B根据图像信息对所入射的光进行调制。然后，投射装置908将由第三光调制装置904B形成的像放大并投射至屏幕910。
另外，投影仪900可包括将从第一光调制装置904R、第二光调制装置904G及第三光调制装置904B射出的光合成并导向投射装置908的十字分色棱镜(cross dichroic prism)906。
经第一光调制装置904R、第二光调制装置904G及第三光调制装置904B调制的三种颜色的光入射至十字分色棱镜906。十字分色棱镜906为将四个直角棱镜贴合而形成，在其内表面配置有反射红色光的多层介质膜及反射蓝色光的多层介质膜。由这些多层介质膜合成三种颜色的光，从而形成显示彩色图像的光。然后，经合成的光被投射装置908投射至屏幕910上，而显示出经放大的图像。
此外，红色光源100R、绿色光源100G及蓝色光源100B也可通过根据作为影像的像素的图像信息来控制发光装置100，而不使用第一光调制装置904R、第二光调制装置904G及第三光调制装置904B来直接形成影像。而且，投射装置908也可将由红色光源100R、绿色光源100G及蓝色光源100B形成的影像放大并投射至屏幕910。
另外，在所述例子中，使用透射型的液晶光阀作为光调制装置，但也可使用液晶以外的光阀，还可使用反射型的光阀。作为此种光阀，例如可列举反射型的液晶光阀或数字微镜器件(Digital Micro Mirror Device)。另外，投射装置的结构根据所使用的光阀的种类而适宜变更。
另外，也可将光源适用于具有扫描部件那样的扫描型的图像显示装置的光源装置，所述扫描部件是通过使来自光源的光在屏幕上扫描而在显示面显示出所期望的大小的图像的图像形成装置。
所述实施方式的发光装置也能够用于投影仪以外。在投影仪以外的用途中，例如有室内外的照明、显示器的背光灯、激光打印机、扫描仪、车载用灯、使用光的传感设备、通信设备等的光源。
本发明包含与在实施方式中说明的结构实质上相同的结构，例如功能、方法及结果相同的结构，或者目的及效果相同的结构。另外，本发明包含将在实施方式中说明的结构的非本质部分进行置换后的结构。另外，本发明包含可发挥与在实施方式中说明的结构相同的作用效果的结构、或者可实现相同目的的结构。另外，本发明包含在实施方式中说明的结构附加有公知技术而成的结构。
从上文所述的实施方式及变形例中导出以下内容。
发光装置的一形态包括具有多个柱状部的层叠体，
所述柱状部包括：
第一半导体层；
第二半导体层，其导电型与所述第一半导体层不同；以及
第三半导体层，设置于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间，其中，
所述第三半导体层具有发光层，
所述第二半导体层包括：
第一部分；以及
第二部分，从所述第一半导体层及所述发光层的层叠方向俯视时，包围所述第一部分，且杂质浓度比所述第一部分低。
根据所述发光装置，可减少容易产生晶体缺陷的柱状部的侧面的电流。由此，可减少第一半导体层与第二半导体层之间的电流泄漏。其结果，可效率良好地向发光层注入电流。
在发光装置的一形态中，也可为
从所述层叠方向俯视时，在所述第二半导体层中与所述第三半导体层相接的接触部分中的、所述发光层与所述第二半导体层侧的端部外缘重合的部分处的杂质浓度比所述接触部分的中心处的杂质浓度低，
所述接触部分的外缘处的杂质浓度比所述接触部分的中心处的杂质浓度低。
根据所述发光装置，可减少注入至发光层的包括小平面的侧面的电流。由此，可减少第一半导体层与第二半导体层之间的电流泄漏。发光层的小平面与发光层的c面相比，容易产生晶体缺陷。
在发光装置的一形态中，也可为
所述发光层的所述第一部分侧的径比所述第一部分的所述发光层侧的径大。
根据所述发光装置，可防止电阻低且电流容易流动的第一部分与发光层的侧面的接触。因此，可减少注入至发光层的侧面的电流。由此，可减少第一半导体层与第二半导体层之间的电流泄漏。
在发光装置的一形态中，也可为
所述第一半导体层包括：
第三部分；以及
第四部分，从所述层叠方向俯视时，包围所述第三部分，且杂质浓度比所述第三部分低。
根据所述发光装置，和第四部分的杂质浓度与第三部分的杂质浓度相同的情况相比，可减少第一半导体层与第二半导体层之间的电流泄漏。
在发光装置的一形态中，也可为
所述第三部分的所述发光层侧的径比所述第三部分的与所述发光层为相反侧的径小。
根据所述发光装置，与第三部分的径固定(在层叠方向上与发光层为相反侧的径固定)的情况相比，可增大第一半导体层的面内方向的平均折射率与活性层的面内方向的平均折射率之差。由此，可将光进一步限制在活性层中。
在发光装置的一形态中，也可为
所述发光层的所述第三部分侧的径比所述第三部分的所述发光层侧的径大。
根据所述发光装置，与发光层的第三部分侧的径为第三部分的发光层侧的径以下的情况相比，可减少第一半导体层与第二半导体层之间的电流泄漏。
在发光装置的一形态中，也可为
包括设置于所述层叠体的电极，
且所述第二半导体层设置于所述发光层与所述电极之间。
在发光装置的一形态中，也可为
所述第一部分具有所述发光层侧的第一面及所述电极侧的第二面，
且所述第二面的面积比所述第一面的面积大。
根据所述发光装置，与第二面的面积为第一面的面积以下的情况相比，例如可降低柱状部与第二电极的接触电阻。
在发光装置的一形态中，也可为
包括设置于所述第一半导体层与所述发光层之间的空穴阻挡层，其中
所述第一半导体层为n型的半导体层，
所述第二半导体层为p型的半导体层。
根据所述发光装置，可减少从发光层泄漏至第一半导体层侧的空穴。
在发光装置的一形态中，也可为
所述发光层具有c面及小平面，
所述第一部分设置于所述c面，
所述第二部分设置于所述小平面。
根据所述发光装置，与第一部分设置于小平面的情况相比，可减少第一半导体层与第二半导体层之间的电流泄漏。
投影仪的一形态包括所述发光装置的一形态。

Claims (11)

1.一种发光装置，包括基板以及具有多个柱状部的层叠体，
所述柱状部包括：
第一半导体层；
第二半导体层，其导电型与所述第一半导体层不同；以及
第三半导体层，设置于所述第一半导体层与所述第二半导体层之间，其中，
所述第三半导体层具有发光层，
所述第一半导体层、所述发光层及所述第二半导体层依序在所述基板上层叠，
所述第二半导体层包括：
第一部分；以及
第二部分，从所述第一半导体层及所述发光层的层叠方向俯视时，包围所述第一部分，且杂质浓度比所述第一部分低。
2.根据权利要求1所述的发光装置，其中
从所述层叠方向俯视时，在所述第二半导体层中与所述第三半导体层相接的接触部分中的、所述发光层与所述第二半导体层侧的端部外缘重合的部分处的杂质浓度比所述接触部分的中心处的杂质浓度低，
所述接触部分的外缘处的杂质浓度比所述接触部分的中心处的杂质浓度低。
3.根据权利要求1或2所述的发光装置，其中
所述发光层的所述第一部分侧的径比所述第一部分的所述发光层侧的径大。
4.根据权利要求3所述的发光装置，其中
所述第一半导体层包括：
第三部分；以及
第四部分，从所述层叠方向俯视时，包围所述第三部分，且杂质浓度比所述第三部分低。
5.根据权利要求4所述的发光装置，其中
所述第三部分的所述发光层侧的径比所述第三部分的与所述发光层为相反侧的径小。
6.根据权利要求4所述的发光装置，其中
所述发光层的所述第三部分侧的径比所述第三部分的所述发光层侧的径大。
7.根据权利要求1所述的发光装置，
包括设置于所述层叠体的电极，
且所述第二半导体层设置于所述发光层与所述电极之间。
8.根据权利要求7所述的发光装置，其中
所述第一部分具有所述发光层侧的第一面及所述电极侧的第二面，
且所述第二面的面积比所述第一面的面积大。
9.根据权利要求1所述的发光装置，
包括设置于所述第一半导体层与所述发光层之间的空穴阻挡层，其中
所述第一半导体层为n型的半导体层，
所述第二半导体层为p型的半导体层。
10.根据权利要求1所述的发光装置，其中
所述发光层具有c面及小平面，
所述第一部分设置于所述c面，
所述第二部分设置于所述小平面。
11.一种投影仪，包括根据权利要求1至10中任一项所述的发光装置。
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