DE112020006444T5

DE112020006444T5 - Lichtemissionselement

Info

Publication number: DE112020006444T5
Application number: DE112020006444.1T
Authority: DE
Inventors: Tatsushi Hamaguchi; Mikihiro Yokozeki; Rintaro Koda
Original assignee: Sony Group Corp
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 2020-01-07
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2022-10-20
Also published as: CN114982079A; WO2021140802A1; US20230139279A1; JPWO2021140802A1

Abstract

Dieses Lichtemissionselement (10A) ist mit Folgendem versehen: einer geschichteten Struktur (20), in der eine erste Verbindungshalbleiterschicht (21) mit einer ersten Oberfläche (21a) und einer zweiten Oberfläche (21b), eine aktive Schicht (23) und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht (22) mit einer ersten Oberfläche (22a) und einer zweiten Oberfläche (22b) geschichtet sind; einer ersten Lichtreflexionsschicht (41), die auf der Seite der ersten Oberfläche (21a) der ersten Verbindungshalbleiterschicht (21) gebildet ist und eine Form aufweist, die in der Richtung von der aktiven Schicht (23) weg hervorsteht; und einer zweiten Lichtreflexionsschicht (42), die auf der Seite der zweiten Oberfläche (22b) der zweiten Verbindungshalbleiterschicht (22) gebildet ist und eine flache Form aufweist. Eine Unterteilungswand (24), die sich in der Schichtungsrichtung der geschichteten Struktur erstreckt, ist so gebildet, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht (41) umgibt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Lichtemissionselement, insbesondere ein Lichtemissionselement, das ein Oberflächenemissionslaserelement (Vertikalkavitätsoberflächenemissionslaser (VCSEL: Vertical-Cavity Surface Emitting Laser)) beinhaltet.
HINTERGRUND
Bei einem Lichtemissionselement, das ein Oberflächenemissionslaserelement beinhaltet, tritt eine Laseroszillation allgemein auf, indem bewirkt wird, dass Laserlicht zwischen zwei Lichtreflexionsschichten (Bragg-Spiegel(DBR: Distributed Bragg Reflector)-Schichten) resoniert. Dann wird in einem Oberflächenemissionslaserelement mit einer gestapelten Struktur, in der eine n-Typ-Verbindungshalbleiterschicht (erste Verbindungshalbleiterschicht), eine aktive Schicht (Lichtemissionsschicht), die unter Verwendung eines Verbindungshalbleiters gebildet ist, und eine p-Typ-Verbindungshalbleiterschicht (zweite Verbindungshalbleiterschicht) gestapelt sind, allgemein eine zweite Elektrode, die unter Verwendung eines transparenten leitfähigen Materials gebildet wird, auf der p-Typ-Verbindungshalbleiterschicht gebildet und wird eine zweite Lichtreflexionsschicht auf der zweiten Elektrode gebildet. Außerdem werden eine erste Lichtreflexionsschicht und eine erste Elektrode auf der n-Typ-Verbindungshalbleiterschicht (auf einer freigelegten Oberfläche eines leitfähigen Substrats, falls die n-Typ-Verbindungshalbleiterschicht auf dem Substrat gebildet wird) gebildet. Es wird angemerkt, dass in der vorliegenden Schrift das Konzept „auf“ auf eine Richtung von der aktiven Schicht weg mit Bezug auf die aktive Schicht verweisen kann, das Konzept „unter“ auf eine Richtung zu der aktiven Schicht hin mit Bezug auf die aktive Schicht verweisen kann und die Konzepte „konvex“ und „konkav“ auf der aktiven Schicht basieren können.
Eine Struktur, bei der die erste Lichtreflexionsschicht auch als ein konkaver Spiegel fungiert, ist aus zum Beispiel WO 2018/083877 A1 bekannt. Hier ist bei der in dieser internationalen Publikation offenbarten Technologie zum Beispiel ein konvexer Teil in der n-Typ-Verbindungshalbleiterschicht mit Bezug auf die aktive Schicht gebildet und ist die erste Lichtreflexionsschicht auf dem konvexen Teil gebildet.
ZITATLISTE
PATENTDOKUMENT
Patentdokument 1: WO 2018/083877 A1
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Ein Vertikalkavitätsoberflächenemissionslaser (VCSEL), in dem die erste Lichtreflexionsschicht als eine Art konkaver Spiegel fungiert, weist ein Problem auf, dass Streulicht aufgrund eines Seitenteils (Endteils) des konkaven Spiegels wahrscheinlich in einen angrenzenden VCSEL eintritt. Solches Licht, das zu dem angrenzenden VCSEL geflossen ist, wird durch eine aktive Schicht des angrenzenden VCSEL absorbiert oder mit einer Resonanzmode gekoppelt und beeinflusst dadurch eine Lichtemissionsoperation des angrenzenden VCSEL und bewirkt eine Rauscherzeugung. Es wird angemerkt, dass ein solches Phänomen als optisches Nebensprechen bezeichnet werden kann, das durch einen konkaven Spiegel verursacht wird. Des Weiteren gibt es, falls die gestapelte Struktur unter Verwendung eines GaN-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird, ein Problem einer thermischen Sättigung. Hier ist „thermische Sättigung“ ein Phänomen, bei dem eine Lichtausgabe aufgrund von Eigenerwärmung zur Zeit einer Ansteuerung des Oberflächenemissionslaserelements gesättigt wird. Ein Material, das für die Lichtreflexionsschicht verwendet wird (zum Beispiel ein Material wie etwa SiO₂ oder Ta₂O₅), weist einen niedrigeren Wärmeleitfähigkeitswert als jener des GaN-basierten Verbindungshalbleiters auf. Daher führt das Erhöhen einer Dicke der GaN-basierten Verbindungshalbleiterschicht zu einer Unterdrückung einer thermischen Sättigung. Falls jedoch die Dicke der GaN-basierten Verbindungshalbleiterschicht erhöht wird, tritt das zuvor beschriebene Problem wahrscheinlich auf, da eine Länge einer Resonatorlänge L_OR erhöht wird.
Daher ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung das Bereitstellen eines Lichtemissionselements mit einer Konfiguration und Struktur, die zum Verhindern des Auftretens von optischen Nebensprechen in der Lage sind, oder eines Lichtemissionselements mit einer Konfiguration und einer Struktur, die zum Verhindern des Auftretens einer thermischen Sättigung in der Lage sind.
LÖSUNG DER PROBLEME
Ein Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung zum Erzielen des zuvor beschriebenen Ziels beinhaltet Folgendes:

eine gestapelte Struktur, in der eine erste Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, eine aktive Schicht, die der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche, die der aktiven Schicht zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, gestapelt sind;
eine erste Lichtreflexionsschicht, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine konvexe Form in einer Richtung von der aktiven Schicht weg aufweist; und
eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist,
wobei eine Unterteilungswand, die sich in einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur erstreckt, so gebildet ist, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht umgibt.

Ein Lichtemissionselementarray der vorliegenden Offenbarung zum Erzielen des zuvor beschriebenen Ziels ist ein Lichtemissionselementarray, in dem mehrere Lichtemissionselemente angeordnet sind, wobei die Lichtemissionselemente jeweils Folgendes beinhalten:

eine gestapelte Struktur, in der eine erste Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, eine aktive Schicht, die der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche, die der aktiven Schicht zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, gestapelt sind;
eine erste Lichtreflexionsschicht, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine konvexe Form in einer Richtung von der aktiven Schicht weg aufweist; und
eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist.

Figurenliste

1 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 1.
2 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements, das in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 enthalten ist, das in 1 veranschaulicht ist.
3 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung einer ersten Lichtreflexionsschicht und einer Unterteilungswand in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 veranschaulicht.
4 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und einer ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 veranschaulicht, die in 3 veranschaulicht sind.
5 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der Unterteilungswand in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 veranschaulicht.
6 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 veranschaulicht, die in 5 veranschaulicht sind.
7 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der Unterteilungswand in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 veranschaulicht.
8 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 veranschaulicht, die in 7 veranschaulicht sind.
9 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der Unterteilungswand in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 veranschaulicht.
10 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der Unterteilungswand in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 veranschaulicht.
11 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der Unterteilungswand in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 veranschaulicht.
12 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der Unterteilungswand in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 veranschaulicht.
13 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifizietes-Beispiel-1 des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 1.
14 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements von Modifizietes-Beispiel-1 des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 1, das in 13 veranschaulicht ist.
15 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifizietes-Beispiel-2 des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 1.
16 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements von Modifizietes-Beispiel-2 des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 1, das in 15 veranschaulicht ist.
17 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 2.
18 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements, das in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 2 enthalten ist, das in 17 veranschaulicht ist.
19 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifizietes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 2.
20 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifizietes-Beispiel-2 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 2.
21 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifizietes-Beispiel-3 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 2.
22 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 3.
23 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 5.
24 ist eine schematische partielle Endansicht eines modifizierten Beispiels (Modifizietes-Beispiel-1) des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 5.
25 ist eine schematische partielle Endansicht eines modifizierten Beispiels (Modifizietes-Beispiel-2) des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 5.
26 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 5.
27 ist eine schematische partielle Endansicht des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 5.
28 ist eine schematische partielle Endansicht des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 5.
29A und 29B sind schematische partielle Endansichten einer gestapelten Struktur und dergleichen zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 5.
30 ist eine schematische partielle Endansicht der gestapelten Struktur und dergleichen zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 5 im Anschluss an 29B.
31 ist eine schematische partielle Endansicht der gestapelten Struktur und dergleichen zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 5 im Anschluss an 30.
32A und 32B sind schematische partielle Endansichten einer ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 5 im Anschluss an 31.
33A, 33B und 33C sind schematische partielle Endansichten der ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 5 im Anschluss an 32B.
34A und 34B sind schematische partielle Endansichten der ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 5 im Anschluss an 33C.
35 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 6.
36 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 6.
37 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung eines ersten Teils und eines zweiten Teils einer Basisoberfläche in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 6 veranschaulicht.
38 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung einer ersten Lichtreflexionsschicht und einer ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 6 veranschaulicht.
39 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung des ersten Teils und des zweiten Teils der Basisoberfläche in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 6 veranschaulicht.
40 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 6 veranschaulicht.
41A und 41B sind schematische partielle Endansichten einer ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 6.
42A und 42B sind schematische partielle Endansichten der ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 6 im Anschluss an 41B.
43A und 43B sind schematische partielle Endansichten der ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 6 im Anschluss an 42B.
44 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 7.
45 ist eine schematische partielle Endansicht des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 7.
46 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung eines ersten Teils und eines zweiten Teils einer Basisoberfläche in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 7 veranschaulicht.
47A und 47B sind schematische Draufsichten, die eine Anordnung eines ersten Teils und eines zweiten Teils einer Basisoberfläche in einem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 8 veranschaulichen.
48 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 9.
49 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 10.
50 ist eine schematische partielle Endansicht eines modifizierten Beispiels des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 10.
51A, 51B und 51C sind schematische partielle Endansichten einer gestapelten Struktur und dergleichen zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 11.
52A, 52B und 52C sind schematische partielle Endansichten einer gestapelten Struktur und dergleichen zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 13.
53 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 15.
54A und 54B sind schematische partielle Endansichten einer gestapelten Struktur und dergleichen zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 15.
(A), (B) und (C) aus 55 sind konzeptuelle Diagramme, die Lichtfeldintensitäten in einem herkömmlichen Lichtemissionselement, dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 15 bzw. einem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 20 veranschaulichen.
56 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 16.
57 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 17.
58A und 58B sind schematische partielle Endansichten eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 18 bzw. eine schematische partielle Querschnittsansicht, die durch einen Schnitt eines Hauptteils des Lichtemissionselements aus 18 erhalten wird.
59 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 19.
60 ist eine schematische partielle Endansicht des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 20.
61 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21.
62 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21 und eine Ansicht, in der zwei Longitudinalmoden, eine Longitudinalmode A und eine Longitudinalmode B, überlagert sind.
63 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 24.
64 ist ein konzeptuelles Diagramm, das einen Fabry-Perot-Resonator annimmt, der sandwichartig zwischen zwei konkaven Spiegelteilen mit dem gleichen Krümmungsradius eingeschlossen ist.
65 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Wert von ω₀, einem Wert einer Resonatorlänge L_OR und einem Wert eines Radius R₁ einer Krümmung (R_DBR) des konkaven Spiegelteils der ersten Lichtreflexionsschicht veranschaulicht.
66 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen dem Wert von ω₀, dem Wert der Resonatorlänge L_OR und dem Wert des Radius R₁ einer Krümmung (R_DBR) des konkaven Spiegelteils der ersten Lichtreflexionsschicht veranschaulicht.
67A und 67B sind ein Diagramm, das schematisch einen Laserlichtsammlungszustand veranschaulicht, falls der Wert von ω₀ „positiv“ ist, bzw. ein Diagramm, das schematisch einen Laserlichtsammlungszustand veranschaulicht, falls der Wert von ω₀ „negativ“ ist.
68A und 68B sind konzeptuelle Diagramme, die schematisch eine Longitudinalmode veranschaulichen, die in einem Verstärkungsspektrum existiert, das durch eine aktive Schicht bestimmt wird.

WEISE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
Nachfolgend wird die vorliegende Offenbarung basierend auf Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, aber die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die Ausführungsformen beschränkt, und verschiedene numerische Werte und Materialien in den Ausführungsformen sind Beispiele. Es wird angemerkt, dass Beschreibungen in der folgenden Reihenfolge bereitgestellt werden.

1. Allgemeine Beschreibung des Lichtemissionselements der vorliegenden Offenbarung und des Lichtemissionselementarrays der vorliegenden Offenbarung
2. Ausführungsform 1 (Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und Lichtemissionselementarray der vorliegenden Offenbarung)
3. Ausführungsform 2 (Modifikation von Ausführungsform 1)
4. Ausführungsform 3 (Modifikation von Ausführungsformen 1 und 2)
5. Ausführungsform 4 (Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 3)
6. Ausführungsform 5 (Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, Lichtemissionselementarray gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, Lichtemissionselement der ersten Konfiguration, Lichtemissionselement der 1-A-ten Konfiguration und Lichtemissionselement der zweiten Konfiguration)
7. Ausführungsform 6 (Modifikation von Ausführungsform 5 und Lichtemissionselement der 1-B-ten Konfiguration)
8. Ausführungsform 7 (Weitere Modifikation von Ausführungsform 5 und Lichtemissionselement der 1-C-ten Konfiguration)
9. Ausführungsform 8 (Noch weitere Modifikation von Ausführungsform 5)
10. Ausführungsform 9 (Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 8 und Lichtemissionselement der dritten Konfiguration)
11. Ausführungsform 10 (Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 8 und Lichtemissionselement der vierten Konfiguration)
12. Ausführungsform 11 (Modifikation von Ausführungsform 10)
13. Ausführungsform 12 (Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 11)
14. Ausführungsform 13 (Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung)
15. Ausführungsform 14 (Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 13 und Lichtemissionselement der fünften Konfiguration)
16. Ausführungsform 15 (Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 14 und Lichtemissionselement der 6-A-ten Konfiguration)
17. Ausführungsform 16 (Modifikation von Ausführungsform 15 und Lichtemissionselement der 6-B-ten Konfiguration)
18. Ausführungsform 17 (Modifikation von Ausführungsformen 15 und 16 und Lichtemissionselement der 6-C-ten Konfiguration)
19. Ausführungsform 18 (Modifikation von Ausführungsformen 15 bis 17 und Lichtemissionselement der 6-D-ten Konfiguration)
20. Ausführungsform 19 (Modifikation von Ausführungsformen 15 bis 18)
21. Ausführungsform 20 (Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 19, Lichtemissionselement der 7-A-ten Konfiguration, Lichtemissionselement der 7-B-ten Konfiguration, Lichtemissionselement der 7-C-ten Konfiguration und Lichtemissionselement der 7-D-ten Konfiguration)
22. Ausführungsform 21 (Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 20 und Lichtemissionselement der achten Konfiguration)
23. Ausführungsform 22 (Modifikation von Ausführungsform 21)
24. Ausführungsform 23 (Weitere Modifikation von Ausführungsform 21)
25. Ausführungsform 24 (Modifikation von Ausführungsformen 21 bis 23)
26. Anderes

<Allgemeine Beschreibung des Lichtemissionselements der vorliegenden Offenbarung und des Lichtemissionselementarrays der vorliegenden Offenbarung>
Ein Lichtemissionselementarray der vorliegenden Offenbarung kann eine Form aufweisen, bei der eine Unterteilungswand, die sich in einer Stapelungsrichtung einer gestapelten Struktur erstreckt, so gebildet ist, dass sie eine erste Lichtreflexionsschicht in jedem Lichtemissionselement umgibt.
Bei der zuvor beschriebenen bevorzugten Form des Lichtemissionselements der vorliegenden Offenbarung oder des Lichtemissionselementarrays der vorliegenden Offenbarung ist die Unterteilungswand, die sich in der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur erstreckt, so gebildet, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht umgibt. Jedoch kann ein Orthogonalprojektionsbild der ersten Lichtreflexionsschicht in einem Orthogonalprojektionsbild einer Seitenoberfläche (die nachfolgend als die „Unterteilungswandseitenoberfläche“ bezeichnet werden kann) der Unterteilungswand enthalten sein, die der ersten Lichtreflexionsschicht zugewandt ist (was nachfolgend als ein „Orthogonalprojektionsbild der Unterteilungswandseitenoberfläche“ bezeichnet werden kann), oder kann das Orthogonalprojektionsbild der Unterteilungswandseitenoberfläche in einem Orthogonalprojektionsbild eines Teils enthalten sein, der nicht zu einer Lichtreflexion der ersten Lichtreflexionsschicht beiträgt (ein nichteffektives Gebiet der ersten Lichtreflexionsschicht). Alternativ dazu kann eine Basisoberfläche (wie nachfolgend beschrieben), auf der die erste Lichtreflexionsschicht gebildet ist, in dem Orthogonalprojektionsbild der Unterteilungswandseitenoberfläche enthalten sein. Außerdem kann die Unterteilungswandseitenoberfläche eine kontinuierliche Oberfläche oder eine diskontinuierliche Oberfläche, die teilweise ausgeschnitten ist, sein. Es wird angemerkt, dass in der vorliegenden Schrift das „Orthogonalprojektionsbild“ ein Orthogonalprojektionsbild bedeutet, das erhalten wird, falls eine Orthogonalprojektion an der gestapelten Struktur durchgeführt wird.
Das Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung oder das Lichtemissionselement, das in dem Lichtemissionselementarray der vorliegenden Offenbarung enthalten ist, mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Form (die nachfolgend gemeinsam als ein „Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen“ beschrieben werden können) kann eine Form aufweisen, bei der sich die Unterteilungswand von einer ersten Oberflächenseite einer ersten Verbindungshalbleiterschicht zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in einer Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt. Das heißt, ein oberer Endteil der Unterteilungswand kann in der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in der Dickenrichtung positioniert sein. Ein unterer Endteil der Unterteilungswand ist in manchen Fällen an einer ersten Oberfläche des Lichtemissionselements freigelegt oder ist in manchen Fällen nicht an der ersten Oberfläche des Lichtemissionselements freigelegt. Hier verweist die „erste Oberfläche des Lichtemissionselements“ auf eine freigelegte Oberfläche des Lichtemissionselements auf einer Seite, wo die erste Lichtreflexionsschicht bereitgestellt ist, und verweist eine „zweite Oberfläche des Lichtemissionselements“ auf eine freigelegte Oberfläche des Lichtemissionselements auf einer Seite, wo eine zweite Lichtreflexionsschicht bereitgestellt ist. Dann ist in einer solchen Form des Lichtemissionselementarrays der vorliegenden Offenbarung eine Beziehung zwischen Lo, L₁ und L₃ wie folgt.
Es ist wünschenswert, die folgende Formel (1), bevorzugt Formel (1') zu erfüllen, die folgende Formel (2), bevorzugt Formel (2') zu erfüllen, die folgenden Formeln (1) und (2) zu erfüllen oder die folgenden Formeln (1') und (2') zu erfüllen. $0,01 \times L_{0} \leq L_{0} - L_{1}$
$0,05 \times L_{0} \leq L_{0} - L_{1}$
$0,01 \times L_{3} \leq L_{1}$
$0,05 \times L_{3} \leq L_{1}$
wobei Folgendes gilt:

L₀: eine Entfernung von einem Endteil einer zugewandten Oberfläche der ersten Lichtreflexionsschicht, die einer ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, zu einer aktiven Schicht,
L₁: eine Entfernung von der aktiven Schicht zu einem Endteil (dem oberen Endteil der Unterteilungswand und einem Endteil, der der aktiven Schicht zugewandt ist) der Unterteilungswand, der sich zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in der Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt, und
L₃: eine Entfernung von einer axialen Linie der ersten Lichtreflexionsschicht, die in dem Lichtemissionselement enthalten ist, zu einem Orthogonalprojektionsbild der Unterteilungswand auf der gestapelten Struktur (insbesondere einem Orthogonalprojektionsbild des oberen Endteils der Unterteilungswand). Es wird angemerkt, dass ein oberer Grenzwert von (L₀- L₁) kleiner als L₀ ist, falls aber kein Kurzschluss zwischen der aktiven Schicht und einer ersten Elektrode aufgrund der Unterteilungswand auftritt, kann der obere Grenzwert von (Lo - L₁) gleich oder größer als L₀ sein.

Alternativ dazu kann sich bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen die Unterteilungswand von einer zweiten Oberflächenseite einer zweiten Verbindungshalbleiterschicht in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und der aktiven Schicht erstrecken und sich ferner zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in der Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstrecken. Das heißt, der untere Endteil der Unterteilungswand kann in der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in der Dickenrichtung positioniert sein. Der obere Endteil der Unterteilungswand ist in manchen Fällen an der zweiten Oberfläche des Lichtemissionselements freigelegt oder ist in manchen Fällen nicht an der zweiten Oberfläche des Lichtemissionselements freigelegt. Dann ist bei einer solchen Form des Lichtemissionselementarrays der vorliegenden Offenbarung eine Beziehung zwischen Lo, L₂ und L₃' wie folgt.
Es ist wünschenswert, die folgende Formel (3), bevorzugt Formel (3') zu erfüllen, die folgende Formel (4), bevorzugt Formel (4') zu erfüllen, die folgenden Formeln (3) und (4) zu erfüllen oder die folgenden Formeln (3') und (4') zu erfüllen. $0,01 \times L_{0} \leq L_{2}$
$0,05 \times L_{0} \leq L_{2}$
$0,01 \times L_{3}' \leq L_{2}$
$0,05 \times L_{3}' \leq L_{2}$
wobei Folgendes gilt:

L₀: die Entfernung von dem Endteil der zugewandten Oberfläche der ersten Lichtreflexionsschicht, die der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, zu der aktiven Schicht,
L₂: eine Entfernung von der aktiven Schicht zu einem Endteil (dem unteren Endteil der Unterteilungswand und einem Endteil, der der ersten Elektrode zugewandt ist) der Unterteilungswand, der sich zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in der Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt, und
L₃': eine Entfernung von der axialen Linie der ersten Lichtreflexionsschicht, die in dem Lichtemissionselement enthalten ist, zu einem Orthogonalprojektionsbild der Unterteilungswand auf der gestapelten Struktur (insbesondere einem Orthogonalprojektionsbild des unteren Endteils der Unterteilungswand). Es wird angemerkt, dass ein oberer Grenzwert von L₂ kleiner als L₀ ist, falls aber kein Kurzschluss zwischen der aktiven Schicht und der ersten Elektrode aufgrund der Unterteilungswand auftritt, kann der obere Grenzwert von L₂ gleich oder größer als L₀ sein.

Das Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit verschiedenen bevorzugten Formen, die zuvor beschrieben sind, können eine Form aufweisen, bei der die Unterteilungswand unter Verwendung eines Materials gebildet ist, das kein Licht transmittiert, das in der aktiven Schicht erzeugt wird, und dementsprechend können die Erzeugung von Streulicht und das Auftreten von optischem Nebensprechen verhindert werden. Insbesondere können Beispiele für ein solches Material ein Material beinhalten, das zum Blockieren von Licht in der Lage ist, wie etwa Titan (Ti), Chrom (Cr), Wolfram (W), Tantal (Ta), Aluminium (Al) oder MoSi₂, und zum Beispiel kann eine Bildung durch ein Gasphasenabscheidungsverfahren, einschließlich eines Elektronenstrahlgasphasenabscheidungsverfahrens, eines Hot-Filament-Gasphasenabscheidungsverfahren und eines Vakuumgasphasenabscheidungsverfahrens, ein Sputter-Verfahren, ein Chemische-Gasphasenabscheidung(CVD)-Verfahren, ein Ionenplattierungsverfahren oder dergleichen durchgeführt werden. Alternativ dazu kann ein schwarzer Harzfilm (insbesondere zum Beispiel ein schwarzer polyimidbasiertes Harz, ein epoxidbasiertes Harz oder ein silikonbasiertes Harz), der mit einem schwarzen Farbstoff vermischt ist und eine optische Dichte von 1 oder mehr aufweist, verwendet werden.
Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit verschiedenen zuvor beschriebenen bevorzugten Formen eine Formaufweisen, bei der die Unterteilungswand unter Verwendung eines Materials gebildet ist, das in der aktiven Schicht erzeugtes Licht reflektiert, und dementsprechend kann die Erzeugung von Streulicht und das Auftreten von optischem Nebensprechen verhindert werden und kann Streulicht effizient zu dem Lichtemissionselement selbst zurückgesendet werden, was zu einer Verbesserung einer Lichtemissionseffizienz des Lichtemissionselements beitragen kann. Insbesondere beinhaltet die Unterteilungswand ein Dünnfilmfilter, das Interferenz eines Dünnfilms verwendet. Das Dünnfilmfilter weist eine ähnliche Konfiguration und Struktur auf, obwohl eine Stapelungsrichtung (Wechselanordnungsrichtung) verschieden von jener von zum Beispiel der Lichtreflexionsschicht, wie später beschrieben, ist. Insbesondere wird ein konkaver Teil in einem Teil der gestapelten Struktur gebildet und der konkave Teil wird sequentiell mit einem ähnlichem Material zu jenem der Lichtreflexionsschicht basierend auf zum Beispiel einem Sputterverfahren gefüllt, so dass es möglich ist, das Dünnfilmfilter zu erhalten, in dem dielektrische Schichten abwechselnd angeordnet sind, falls die Unterteilungswand entlang einer virtuellen Ebene orthogonal zu der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird. Alternativ dazu kann als ein solches Material ein Metallmaterial, ein Legierungsmaterial oder ein Metalloxidmaterial exemplarisch genannt werden und kann insbesondere Kupfer (Cu) oder eine Legierung davon, Gold (Au) oder eine Legierung davon, Zinn (Sn) oder eine Legierung davon, Silber (Ag) oder eine Silberlegierung (zum Beispiel Ag-Pd-Cu oder Ag-Sm-Cu), Platin (Pt) oder eine Legierung davon, Palladium (Pd) oder eine Legierung davon, Titan (Ti) oder eine Legierung davon, Aluminium (Al) oder eine Aluminiumlegierung (zum Beispiel Al-Nd oder Al-Cu), eine gestapelte Al/Ti-Struktur, eine gestapelte Al-Cu/Ti-Struktur, Chrom (Cr) oder eine Legierung davon, Indiumzinnoxid (ITO) oder dergleichen exemplarisch genannt werden, und eine Bildung kann durch zum Beispiel ein Gasphasenabscheidungsverfahren einschließlich eines Elektronenstrahlgasphasenabscheidungsverfahrens, eines Hot-Filament-Gasphasenabscheidungsverfahrens und eines Vakuumgasphasenabscheidungsverfahrens, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren, ein Ionenplattierungsverfahren, ein Plattierungsverfahren (Elektroplattierungsverfahren oder stromloses Plattierungsverfahren), ein Lift-Off-Verfahren, ein Laserablationsverfahren, ein Sol-Gel-Verfahren, ein Plattierungsverfahren oder dergleichen durchgeführt werden.
Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit verschiedenen bevorzugten Formen, die zuvor beschrieben sind, eine Form aufweisen, bei der 1 × 10^-1 ≤ TC_1/TC₀ ≤ 1 × 10² gilt, wobei eine Wärmeleitfähigkeit eines Materials, das die erste Verbindungshalbleiterschicht bildet, TC₁ ist und eine Wärmeleitfähigkeit des Materials, das die Unterteilungswand bildet, TC₀ ist. Insbesondere können Beispiele für ein solches Material, das die Unterteilungswand bildet, ein Metall, wie etwa Silber (Ag), Kupfer (Cu), Gold (Au), Zinn (Sn), Aluminium (Al), Ruthenium (Ru), Rhodium (Rh) oder Platin (Pt), Legierungen davon oder Gemische dieser Metalle, ITO und dergleichen beinhalten, und eine Bildung kann zum Beispiel durch ein Gasphasenabscheidungsverfahren einschließlich eines Elektronenstrahlgasphasenabscheidungsverfahrens, eines Hot-Filament-Gasphasenabscheidungsverfahrens und eines Vakuumgasphasenabscheidungsverfahrens, ein Sputter-Verfahren, ein CVD-Verfahren, ein Ionenplattierungsverfahren, ein Plattierungsverfahren (Elektroplattierungsverfahren oder stromloses Plattierungsverfahren), ein Lift-Off-Verfahren, ein Laserablationsverfahren, ein Sol-Gel-Verfahren, ein Plattierungsverfahren oder dergleichen durchgeführt werden. Dann kann, wenn die Unterteilungswand unter Verwendung eines Materials mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie zuvor beschrieben, gebildet wird, in der gestapelten Struktur erzeugte Wärme durch die Unterteilungswand nach außen abgegeben (dissipiert) werden. Es wird angemerkt, dass in diesem Fall ein Unterteilungswanderweiterungsteil auf einer Außenoberfläche (der ersten Oberfläche oder der zweiten Oberfläche) des Lichtemissionselements gebildet werden kann, so dass in der gestapelten Struktur erzeugte Wärme über die Unterteilungswand und den Unterteilungswanderweiterungsteil nach außen abgegeben (dissipiert) werden kann, oder die Unterteilungswand kann mit der ersten Elektrode, einer zweiten Elektrode oder einer Padelektrode verbunden sein, so dass in der gestapelten Struktur erzeugte Wärme über die Unterteilungswand und die erste Elektrode, die zweite Elektrode oder die Padelektrode nach außen angegeben (dissipiert) werden kann (wie später beschrieben).
Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit verschiedenen bevorzugten Formen, die zuvor beschrieben sind, eine Form aufweisen, bei der |CTE₀- CTE₁| ≤ 1 × 10^-4/K gilt, wobei ein lineares Ausdehnungsvermögen des Materials, das die erste Verbindungshalbleiterschicht bildet, CTE₁ ist und ein lineares Ausdehnungsvermögen des Materials, das die Unterteilungswand bildet, CTEo ist. Insbesondere können Beispiele für ein solches Material, das die Unterteilungswand bildet, ein polyimidbasiertes Harz, ein silikonbasiertes Harz, ein epoxidbasiertes Harz, ein kohlenstoffbasiertes Material, SOG, polykristallines GaN und monokristallines GaN beinhalten. Durch Definieren de linearen Ausdehnungsvermögens auf diese Weise kann ein Wärmeleitfähigkeitskoeffizient des gesamten Lichtemissionselements optimiert werden und kann eine Wärmeausdehnung des Lichtemissionselements gesteuert (unterdrückt) werden. Insbesondere kann zum Beispiel ein Nettowärmeausdehnungskoeffizient der gestapelten Struktur erhöht werden und kann angepasst werden, um mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten eines Substratmaterials oder dergleichen übereinzustimmen, auf dem das Lichtemissionselement montiert ist, so dass es möglich ist, einen Schaden an dem Lichtemissionselement zu verhindern und eine Abnahme der Zuverlässigkeit des Lichtemissionselements aufgrund einer Erzeugung von mechanischer Spannung zu unterdrücken. Die Unterteilungswand, die unter Verwendung eines polyimidbasierten Harzes gebildet wird, kann basierend auf zum Beispiel einem Rotationsbeschichtungsverfahren und einem Aushärtungsverfahren gebildet werden.
Alternativ dazu kann bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit verschiedenen zuvor beschriebenen bevorzugten Formen das Auftreten von elektrischem Nebensprechen unterdrückt werden, falls die Unterteilungswand unter Verwendung eines Isolationsmaterials gebildet ist. Das heißt, es ist möglich, zu verhindern, dass ein unnötiger Strom zwischen angrenzenden Lichtemissionselementen fließt.
Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit verschiedenen zuvor beschriebenen bevorzugten Formen eine Form aufweisen, bei der die Unterteilungswand unter Verwendung eines Lotmaterials gebildet ist und ein Teil der Unterteilungswand an einer Außenoberfläche des Lichtemissionselements freigelegt ist. Eine Art von Kontakthügel kann durch den Teil der Unterteilungswand gegeben sein, der an der Außenoberfläche des Lichtemissionselements freigelegt ist. Insbesondere kann als ein solches Material, das die Unterteilungswand bildet, ein eutektisches Au-Sn-Lot, ein sogenanntes Niederschmelzpunkt-Metall(Legierung)-Material, ein Lotmaterial oder ein Hartlötmaterial verwendet werden. Zum Beispiel kann Folgendes verwendet werden: ein Hartlötmaterial, wie etwa Indium (In) (Schmelzpunkt: 157 °C); eine Indium-Gold-basierte Niederschmelzpunktlegierung; ein Zinn(Sn)-basiertes Hochtemperaturlot, wie etwa Sn₈₀Ag₂₀ (Schmelzpunkt: 220 bis 370 °C) oder Sn₉₅Cu₅ (Schmelzpunkt: 227 bis 370 °C); ein Blei(Pb)-basiertes Hochtemperaturlot, wie etwa Pb_97,5Ag_2,5 (Schmelzpunkt: 304 °C), Pb_94,5Ag_5,5 (Schmelzpunkt: 304 bis 365 °C) oder Pb_97,5Ag_1,5Sn_1,0 (Schmelzpunkt: 309 °C) ; ein Zink(Zn)-basiertes Hochtemperaturlot, wie etwa Zn₉₅Al₅ (Schmelzpunkt: 380 °C); ein Zinn-Blei-basiertes Standardlot, wie etwa Sn₅Pb₉₅ (Schmelzpunkt: 300 bis 314 °C) oder Sn₂Pb₉₈ (Schmelzpunkt: 316 bis 322 °C); oder Au₈₈Ga₁₂ (Schmelzpunkt: 381 °C) (die obigen Subskripte repräsentierten alle Atom-%) .
Des Weiteren kann das Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit verschiedenen zuvor beschriebenen bevorzugten Formen eine Form aufweisen, bei der eine Seitenoberfläche der Unterteilungswand in einer Richtung von der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht hin verschmälert ist. Das heißt, eine Form der Seitenoberfläche der Unterteilungswand kann, falls das Lichtemissionselement entlang einer virtuellen Ebene einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, ein Trapez (ein gleichschenkliges Trapez, in dem eine zweite Verbindungshalbleiterschichtseite eine kürzere Seite ist und eine erste Verbindungshalbleiterschichtseite eine längere Seite ist) sein. Ferner kann entsprechend Streulicht effizienter zu dem Lichtemissionselement selbst zurückgesendet werden.
Beispiele für die Form der Seitenoberfläche der Unterteilungswand können, falls das Lichtemissionselement entlang der virtuellen Ebene einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine Strecke, einen Bogen, einen Teil einer Parabel und einen Teil einer beliebigen Kurve beinhalten. Außerdem können Beispiele für eine Form der Seitenoberfläche der Unterteilungswand, falls das Lichtemissionselement entlang der virtuellen Ebene orthogonal zu der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, einen Kreis, eine Ellipse, ein Oval, ein Viereck einschließlich eines Quadrats oder eines Rechtecks und ein regelmäßiges Vieleck (einschließlich eines abgerundeten regelmäßigen Vielecks) beinhalten. Insbesondere können Beispiele für planare Formen der ersten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht einen Kreis, eine Ellipse, ein Oval, ein Viereck und ein regelmäßiges Vieleck (ein regelmäßiges Dreieck, ein Quadrat, ein regelmäßiges Sechseck oder dergleichen) beinhalten. Die planaren Formen der ersten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht und die Form der Seitenoberfläche der Unterteilungswand sind, falls das Lichtemissionselement entlang der virtuellen Ebene orthogonal zu der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, wünschenswerterweise ähnlich oder angenähert.
Falls die Lichtemissionselemente in einer Arrayform angeordnet sind, wird die Unterteilungswand so bereitgestellt, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht umgibt, die in jedem Lichtemissionselement enthalten ist, aber ein Gebiet außerhalb der Unterteilungswandseitenoberfläche kann durch die Unterteilungswand belegt werden (das heißt, ein Raum zwischen den Lichtemissionselementen kann durch das Material belegt werden, das die Unterteilungswand bildet) oder kann durch ein Material (zum Beispiel die gestapelte Struktur) außer dem Material, das die Unterteilungswand bildet, belegt werden. In dem letzteren Fall wird die Unterteilungswand zum Beispiel in Form einer kontinuierlichen Kerbe oder in Form einer diskontinuierlichen Kerbe gebildet.
Bei dem Lichtemissionselementarray der vorliegenden Offenbarung ist es wünschenswert, dass ein Bildungsrastermaß Po (eine Entfernung von der axialen Line der ersten Lichtreflexionsschicht, die in dem Lichtemissionselement enthalten ist, zu der axialen Linie der ersten Lichtreflexionsschicht, die in einem angrenzenden Lichtemissionselement enthalten ist) der Lichtemissionselemente 3 µm oder mehr und 50 µm oder weniger, bevorzugt 5 µm oder mehr und 30 µm oder weniger und besonders bevorzugt 8 µm oder mehr und 25 µm oder weniger beträgt.
Bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen kann die gestapelte Struktur unter Verwendung wenigstens eines Materials gebildet werden, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einem GaN-basierten Verbindungshalbleiter, einem InP-basierten Verbindungshalbleiter und einem GaAs-basierten Verbindungshalbleiter besteht. Insbesondere kann die gestapelte Struktur unter Verwendung von Folgendem gebildet werden:

(a) einem GaN-basierten Verbindungshalbleiter;
(b) einem InP-basierten Verbindungshalbleiter;
(c) einem GaAs-basierten Verbindungshalbleiter;
(d) einem GaN-basierten Verbindungshalbleiter und einem InP-basierten Verbindungshalbleiter;
(e) einem GaN-basierten Verbindungshalbleiter und einem GaAs-basierten Verbindungshalbleiter;
(f) einem InP-basierten Verbindungshalbleiter und einem GaAs-basierten Verbindungshalbleiter; oder
(g) einem GaN-basierten Verbindungshalbleiter, einem InP-basierten Verbindungshalbleiter und einem GaAs-basierten Verbindungshalbleiter.

Bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen wird es bevorzugt, dass 1 × 10^-5 m ≤ L_OR gilt, wobei eine Resonatorlänge L_OR ist.
Das Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen kann eine Konfiguration aufweisen, bei der ein Wert einer Wärmeleitfähigkeit der gestapelten Struktur höher als ein Wert einer Wärmeleitfähigkeit der ersten Lichtreflexionsschicht ist. Ein Wert einer Wärmeleitfähigkeit eines dielektrischen Materials der ersten Lichtreflexionsschicht beträgt allgemein etwa 10 Watt/(m·K) oder weniger. Andererseits beträgt ein Wert einer Wärmeleitfähigkeit des GaN-basierten Verbindungshalbleiters der gestapelten Struktur etwa 50 bis 100 Watt/(m·K).
Bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen werden, falls verschiedene Verbindungshalbleiterschichten (einschließlich eines Verbindungshalbleitersubstrats) zwischen der aktiven Schicht und der ersten Lichtreflexionsschicht vorhanden sind, Materialien der verschiedenen Verbindungshalbleiterschichten (einschließlich des Verbindungshalbleitersubstrats) bevorzugt nicht um mehr als 10 % oder mehr bezüglich des Brechungsindex moduliert (es gibt keinen Brechungsindexunterschied von 10 % oder mehr von einem durchschnittlichen Brechungsindex der gestapelten Struktur), und infolgedessen ist es möglich, das Auftreten einer Störung eines Lichtfeldes in einem Resonator zu unterdrücken.
Das Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen kann als ein Oberflächenemissionslaserelement (Vertikalkavitätsoberflächenemissionslaser (VCSEL)) implementiert werden, der Laserlicht über die erste Lichtreflexionsschicht emittiert, oder kann als ein Oberflächenemissionslaserelement implementiert werden, das Laserlicht über die zweite Lichtreflexionsschicht emittiert. In manchen Fällen kann ein Lichtemissionselementherstellungssubstrat (wie später beschrieben) entfernt werden.
Bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen kann insbesondere, wie zuvor beschrieben, die gestapelte Struktur unter Verwendung zum Beispiel eines AlInGaN-basierten Verbindungshalbleiters gebildet werden. Hier können insbesondere Beispiele für den AlInGaN-basierten Verbindungshalbeliter GaN, AlGaN, InGaN und AlInGaN beinhalten. Des Weiteren können diese Verbindungshalbleiter nach Bedarf ein Bor(B)-Atom, ein Thallium(Tl)-Atom, ein Arsen(As)-Atom, ein Phosphor(P)-Atom oder ein Antimon(Sb)-Atom enthalten. Es ist wünschenswert, dass die aktive Schicht eine Quantentopfstruktur aufwiest. Insbesondere kann die aktive Schicht eine Einzelquantentopfstruktur (SQW-Struktur) oder eine Mehrfachquantentopfstruktur (MQW-Struktur) aufweisen. Die aktive Schicht mit der Quantentopfstruktur weist eine Struktur auf, bei der wenigstens eine Wannenschicht und wenigstens eine Barriereschicht gestapelt sind, und Beispiele für eine Kombination von (einem Verbindungshalbleiter, der die Wannenschicht darstellt, und einem Verbindungshalbleiter, der die Barriereschicht darstellt) kann (In_yGa_(1-y)N und GaN), (In_yGa_(1-y)N und In_zGa_(1-z)N) [wobei y > z gilt] und (In_yGa_(1-y)N und AlGaN) beinhalten. Die erste Verbindungshalbleiterschicht kann unter Verwendung eines Verbindungshalbleiters eines ersten Leitfähigkeitstyps (zum Beispiel n-Typs) gebildet werden und die zweite Verbindungshalbleiterschicht kann unter Verwendung eines Verbindungshalbleiters eines zweiten Leitfähigkeitstyps (zum Beispiel p-Typs) gebildet werden, der von dem ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist. Die erste Verbindungshalbleiterschicht und die zweite Verbindungshalbleiterschicht werden auch als eine erste Mantelschicht und eine zweite Mantelschicht bezeichnet. Die erste Verbindungshalbleiterschicht und die zweite Verbindungshalbleiterschicht können jeweils eine Einzelstrukturschicht, eine Mehrschichtstrukturschicht oder eine Übergitterstrukturschicht sein. Des Weiteren können die erste Verbindungshalbleiterschicht und die zweite Verbindungshalbleiterschicht jeweils eine Schicht sein, die eine Zusammensetzungsgradientenschicht und eine Konzentrationsgradientenschicht beinhaltet.
Alternativ dazu können Beispiele für ein Gruppe-III-Atom, das die gestapelte Struktur darstellt, Gallium (Ga), Indium (In) und Aluminium (Al) beinhalten und können Beispiele für ein Gruppe-V-Atom, das die gestapelte Struktur darstellt, Arsen (As), Phosphor (P), Antimon (Sb) und Stickstoff (N) beinhalten. Insbesondere können AlAs, GaAs, AlGaAs, AlP, GaP, GaInP, AlInP, AlGaInP, AlAsP, GaAsP, AlGaAsP, AlInAsP, GaInAsP, AlInAs, GaInAs, AlGaInAs, AlAsSb, GaAsSb, AlGaAsSb, AlN, GaN, InN, AlGaN, GaNAs und GaInNAs verwendet werden und Beispiele für einen Verbindungshalbleiter, der die aktive Schicht darstellen, können GaAs, AlGaAs, GaInAs, GaInAsP, GaInP, GaSb, GaAsSb, GaN, InN, GaInN, GaInN, GaInNAs und GaInNAsSb beinhalten.
Beispiele für die Quantentopfstruktur können eine zweidimensionale Quantentopfstruktur, eine eindimensionale Quantentopfstruktur (Quantendraht) und eine nulldimensionale Quantentopfstruktur (Quantenpunkt) beinhalten. Beispiele für ein Material, das den Quantentopf darstellt, können Folgendes beinhalten: Si, Se, eine chalkopyritbasierte Verbindung, wie etwa CuInGaSe (CIGS), CuInSe₂ (CIS), CuInS₂, CuAlS₂, CuAlSe₂, CuGaS₂, CuGaSe₂, AgAlS₂, AgAlSe₂, AgInS₂ oder AgInSe₂, ein perowskitbasiertes Material, eine Gruppe-III-V-Verbindung, wie etwa GaAs, GaP, InP, AlGaAs, InGaP, AlGaInP, InGaAsP, GaN, InAs, InGaAs, GaInNAs, GaSb oder GaAsSb, CdSe, CdSeS, CdS, CdTe, In₂Se₃, In₂S₃, Bi₂Se₃, Bi₂S₃, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, HgS, PbSe, PbS und TiO₂, sind aber nicht darauf beschränkt.
Die gestapelte Struktur wird auf einer zweiten Oberfläche des Lichtemissionselementherstellungssubstrats gebildet oder auf einer zweiten Oberfläche des Verbindungshalbleitersubstrats gebildet. Die zweite Oberfläche des Lichtemissionselementherstellungssubstrats oder des Verbindungshalbleitersubstrats ist der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt und eine erste Oberfläche des Lichtemissionselementherstellungssubstrats oder des Verbindungshalbleitersubstrats liegt der zweiten Oberfläche des Lichtemissionselementherstellungssubstrats gegenüber. Beispiele für das Lichtemissionselementherstellungssubstrat können ein GaN-Substrat, ein Saphirsubstrat, ein GaAs-Substrat, ein SiC-Substrat, ein Aluminiumdioxidsubstrat, ein ZnS-Substrat, ein ZnO-Substrat, ein AlN-Substrat, ein LiMgO-Substrat, ein LiGaO₂-Substrat, ein MgAl₂O₄-Substrat, ein InP-Substrat, ein Si-Substrat und ein Substrat, das durch Bilden einer darunterliegenden Schicht oder einer Pufferschicht auf einer Oberfläche (Hauptoberfläche) jedes dieser Substrate erhalten wird, beinhalten und es wird aufgrund einer niedrigem Defektdichte bevorzugt, dass ein GaN-Substrat verwendet wird. Des Weiteren können Beispiele für das Verbindungshalbleitersubstrat ein GaN-Substrat, ein InP-Substrat und ein GaAs-Substrat beinhalten. Obwohl es bekannt ist, dass eine Charakteristik des GaN-Substrats in Abhängigkeit von einer Wachstumsoberfläche geändert wird, um polar/nichtpolar/semipolar zu sein, kann eine beliebige Hauptoberfläche (zweite Oberfläche) des GaN-Substrats zum Bilden der Verbindungshalbleiterschicht verwendet werden. Des Weiteren kann bezüglich der Hauptoberfläche des GaN-Substrats in Abhängigkeit von einer Kristallstruktur (zum Beispiel eines kubischen Kristalltyps oder eines hexagonalen Kristalltyps) eine Kristallebenenorientierung, die als eine sogenannte A-Ebene, B-Ebene, C-Ebene, R-Ebene, M-Ebene, N-Ebene, S-Ebene oder dergleichen bezeichnet wird, oder eine Ebene, die durch Versetzen von ihnen in einer speziellen Richtung erhalten wird, verwendet werden. Beispiele für ein Verfahren zum Bilden verschiedener Verbindungshalbleiterschichten, die in dem Lichtemissionselement enthalten sind, können unter anderem eine metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (ein Metallorganischechemische-Gasphasenabscheidung(MOCVD)-Verfahren oder ein Metallorganische-Gasphasenepitaxie(MOVPE)-Verfahren), ein Molekularstrahlepitaxie(MBE)-Verfahren, ein Hydridgasphasenepitaxie(HVPE)-Verfahren, bei dem ein Halogen zu Transport oder Reaktion beiträgt, ein Atomlagenabscheidung(ALD)-Verfahren, ein Migrationsverbesserte-Epitaxie(MEE)-Verfahren und ein Plasmaunterstützte-physikalische-Gasphasenabscheidung(PPD)-Verfahren beinhalten.
Sowohl das GaAs-Material als auch das InP-Material weisen eine Zinkblendestruktur auf. Beispiele für die Hauptoberfläche des Verbindungshalbleitersubstrats, das unter Verwendung dieser Materialien gebildet wird, können Ebenen, die durch Versetzen in einer speziellen Richtung erhalten werden, zusätzlich zu Ebenen, wie etwa (100), (111)AB, (211)AB und (311)AB, beinhalten. Es wird angemerkt, das „AB“ bedeutet, dass eine 90°-Versatzrichtung unterschiedlich ist, und es wird durch die Versatzrichtung bestimmt, ob ein Hauptmaterial der Ebene eine Gruppe III oder Gruppe V ist. Durch Steuern dieser Kristallebenenorientierung und Filmbildungsbedingungen können eine Zusammensetzungsungleichmäßigkeit und eine Punktform gesteuert werden. Als ein Filmbildungsverfahren wird allgemein ein Filmbildungsverfahren, wie etwa das MBE-Verfahren, das MOCVD-Verfahren, das MEE-Verfahren oder das ALD-Verfahren verwendet, wie bei dem GaN-basierten Verbindungshalbleiter, aber das Filmbildungsverfahren ist nicht auf diese Verfahren beschränkt.
Hier können beim Bilden der GaN-basierten Verbindungshalbleiterschicht Beispiele für ein organisches Galliumquellengas in dem MOCVD-Verfahren ein Trimethylgallium(TMG)-Gas und ein Triethylgallium(TEG)-Gas beinhalten und können Beispiele für ein Stickstoffquellengas ein Ammoniakgas und ein Hydrazingas beinhalten. Beim Bilden der GaN-basierten Verbindungshalbleiterschicht, deren Leitfähigkeitstyp zum Beispiel der n-Typ ist, ist es nur erforderlich, Silicium (Si) als einen n-Typ-Fremdstoff (n-Typ-Dotierungsstoff) hinzuzufügen, und bei einer Bildung der GaN-basierten Verbindungshalbleiterschicht, deren Leitfähigkeitstyp zum Beispiel der p-Typ ist, ist es nur erforderlich, Magnesium (Mg) als einen p-Typ-Fremdstoff (p-Typ-Dotierungsstoff) hinzuzufügen. Falls Aluminium (Al) oder Indium (In) als ein Bestandsteilatom der GaN-basierten Verbindungshalbleiterschicht enthalten ist, kann ein Trimethylaluminium(TMA)-Gas als eine Al-Quelle verwendet werden und kann ein Trimethylindium(TMI)-Gas als eine In-Quelle verwendet werden. Zudem kann ein Monosilangas (SiH₄-Gas) als eine Si-Quelle verwendet werden und kann ein Biscyclopentadienylmagnesiumgas, Methylcyclopentadienylmagnesium oder Biscyclopentadienylmagnesium (Cp₂Mg) als eine Mg-Quelle verwendet werden. Es wird angemerkt, dass Beispiele für den n-Typ-Fremdstoff (n-Typ-Dotierungsstoff Ge, Se, Sn, C, Te, S, O, Pd und Po zusätzlich zu Si beinhalten können und Beispiele für den p-Typ-Fremdstoff (p-Typ-Dotierungsstoff) Zn, Cd, Be, Ca, Ba, C, Hg und Sr zusätzlich zu Mg beinhalten können.
Falls die gestapelte Struktur unter Verwendung des InP-basierten Verbindungshalbleiters oder des GaAs-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird, werden TMGa, TEGa, TMIn, TMAl und dergleichen, die metallorganisches Rohmaterialien sind, allgemein als Gruppe-III-Rohmaterialien verwendet. Des Weiteren wird als ein Gruppe-V-Rohmaterial ein Arsingas (AsH₃-Gas), ein Phosphingas (PH₃-Gas), Ammoniak (NH₃) oder dergleichen verwendet. Es wird angemerkt, dass ein metallorganisches Rohmaterial in manchen Fällen als das Gruppe-V-Rohmaterial verwendet wird, und Beispiele für das metallorganische Rohmaterial können tertiäres Butylarsin (TBAs), tertiäres Butylphosphin (TBP), Dimethylhydrazin (DMHy) und Trimethylantimon (TMSb) beinhalten. Diese Materialien sind im Niedertemperaturwachstum effektiv, weil sie sich bei einer niedrigen Temperatur zersetzen. Als der n-Typ-Dotierungsstoff wird Monosilan (SiH₄) als eine Si-Quelle verwendet, wird Wasserstoffselenid (H₂Se) oder dergleichen als eine Se-Quelle verwendet. Des Weiteren wird Dimethylzink (DMZn), Biscyclopentadienylmagnesium (Cp₂Mg) oder dergleichen als der p-Typ-Dotierungsstoff verwendet. Ein Material ähnlich jenem des GaN-basierten Verbindungshalbleiters ist ein Kandidat für ein Dotierungsstoffmaterial.
Beim Herstellen des Lichtemissionselements der vorliegenden Offenbarung und dergleichen kann das Lichtemissionselementherstellungssubstrat belassen werden oder kann das Lichtemissionselementherstellungssubstrat nach dem sequentiellen Bilden der aktiven Schicht, der zweiten Verbindungshalbleiterschicht, der zweiten Elektrode und der zweiten Lichtreflexionsschicht auf der ersten Verbindungshalbleiterschicht entfernt werden. Insbesondere kann das Lichtemissionselementherstellungssubstrat nach dem sequentiellen Bilden der aktiven Schicht, der zweiten Verbindungshalbleiterschicht, der zweiten Elektrode und der zweiten Lichtreflexionsschicht auf der ersten Verbindungshalbleiterschicht und dann Befestigen der zweiten Lichtreflexionsschicht an einem Stützsubstrat entfernt werden, wodurch die erste Verbindungshalbleiterschicht (die erste Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht) freigelegt wird. Das Lichtemissionselementherstellungssubstrat kann durch ein Nassätzverfahren unter Verwendung einer alkalischen wässrigen Lösung, wie etwa einer wässrigen Natriumhydroxidlösung oder einer wässrigen Kaliumhydroxidlösung, einer Ammoniaklösung + einer Wasserstoffperoxidlösung, einer Schwefelsäurelösung + einer Wasserstoffperoxidlösung, einer Salzsäurelösung + einer Wasserstoffperoxidlösung oder einer Phosphorsäurelösung + einer Wasserstoffperoxidlösung, ein Trockenätzverfahren, wie etwa ein Chemisch-mechanisches-Polieren(CMP)-Verfahren, ein mechanisches Polierverfahren oder ein Reaktives-Ionenätzen(RIE)-Verfahren, ein Lift-Off-Verfahren unter Verwendung eines Lasers oder dergleichen oder eine Kombination daraus entfernt werden.
Das Stützsubstrat muss nur unter Verwendung von zum Beispiel verschiedenen Substraten gebildet werden, die exemplarisch als das Lichtemissionselementherstellungssubstrat gezeigt sind, oder kann unter Verwendung eines Isolationssubstrats, das unter Verwendung von AlN oder dergleichen gebildet wird, eines Halbleitersubstrats, das unter Verwendung von Si, SiC, Ge oder dergleichen gebildet wird, eines Metallsubstrats oder eines Legierungssubstrats gebildet werden, aber es wird bevorzugt, ein Substrat mit einer Leitfähigkeit zu verwenden, oder es wird von dem Standpunkt einer mechanischen Charakteristik, einer elastischen Verformung, einer plastischen Verformbarkeit, einer Wärmedissipation und dergleichen bevorzugt, ein Metallsubstrat oder ein Legierungssubstrat zu verwenden. Eine Dicke des Stützsubstrats kann zum Beispiel 0,05 mm bis 1 mm betragen. Als ein Verfahren zum Befestigen der zweiten Lichtreflexionsschicht an dem Stützsubstrat kann ein bekanntes Verfahren, wie etwa ein Lötbondverfahren, ein Raumtemperaturbondverfahren, ein Bondverfahren unter Verwendung eines Klebebandes, ein Bondverfahren unter Verwendung von Waxbonden oder ein Verfahren unter Verwendung eines Klebstoffs verwendet werden, aber es ist von dem Standpunkt des Sicherstellens einer Leitfähigkeit wünschenswert, das Lötbondverfahren oder das Raumtemperaturbondverfahren einzusetzen. Falls zum Beispiel ein Siliciumhalbleitersubstrat, das ein leitfähiges Substrat ist, als das Stützsubstrat verwendet wird, ist es wünschenswert, ein Verfahren einzusetzen, das zum Bonden bei einer niedrigen Temperatur von 400 °C oder weniger in der Lage ist, um eine Wölbung aufgrund eines Unterschieds des Wärmeleitfähigkeitskoeffizienten zu unterdrücken. Falls ein GaN-Substrat als das Stützsubstrat verwendet wird, kann eine Bondtemperatur 400 °C oder mehr betragen.
Die erste Elektrode, die elektrisch mit der ersten Verbindungshalbleiterschicht verbunden ist, kann mehreren Lichtemissionselementen gemein sein, und die zweite Elektrode, die elektrisch mit der zweiten Verbindungshalbleiterschicht verbunden ist, kann den mehreren Lichtemissionselementen gemein sein oder kann einzeln in den mehreren Lichtemissionselementen bereitgestellt sein.
Falls das Lichtemissionselementherstellungssubstrat beibehalten wird, muss nur die erste Elektrode auf der ersten Oberfläche gegenüber der zweiten Oberfläche des Lichtemissionselements oder auf der ersten Oberfläche gegenüber der zweiten Oberfläche des Verbindungshalbleitersubstrats gebildet werden. Des Weiteren muss, falls das Lichtemissionselementherstellungssubstrat nicht beibehalten wird, nur die erste Elektrode auf der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet werden, die in der gestapelten Struktur enthalten ist. Es wird angemerkt, dass in diesem Fall, da die erste Lichtreflexionsschicht auf der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist, zum Beispiel nur die erste Elektrode so gebildet werden muss, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht umgibt. Die erste Elektrode weist wünschenswerterweise eine Einzelschichtkonfiguration oder eine Mehrschichtkonfiguration auf, einschließlich zum Beispiel wenigstens eines Metalls (einschließlich einer Legierung), das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Gold (Au), Silber (Ag), Palladium (Pd), Platin (Pt), Nickel (Ni), Titan (Ti), Vanadium (V), Wolfram (W), Chrom (Cr), Aluminium (Al), Kupfer (Cu), Zink (Zn), Zinn (Sn) und Indium (In) besteht. Insbesondere können zum Beispiel Ti/Au, Ti/Al, Ti/Al/Au, Ti/Pt/Au, Ni/Au, Ni/Au/Pt, Ni/Pt, Pd/Pt und Ag/Pd exemplarisch genannt werden. Es wird angemerkt, dass eine Schicht vor „/“ in der Mehrschichtkonfiguration näher an der aktiven Schicht positioniert ist. Eine ähnliche Konfiguration gilt für die folgende Beschreibung. Die erste Elektrode kann durch zum Beispiel ein Physikalische-Gasphasenabscheidung(PVD)-Verfahren, wie etwa ein Vakuumgasphasenabscheidungsverfahren oder ein Sputterverfahren, gebildet werden.
Falls die erste Elektrode so gebildet wird, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht umgibt, können sich die erste Lichtreflexionsschicht und die erste Elektrode in Kontakt miteinander befinden. Alternativ dazu können die erste Lichtreflexionsschicht und die erste Elektrode voneinander separiert sein. In manchen Fällen kann die erste Elektrode bis zu einem Randteil der ersten Lichtreflexionsschicht gebildet sein oder kann die erste Lichtreflexionsschicht bis zu einem Randteil der ersten Elektrode gebildet sein.
Die zweite Elektrode kann unter Verwendung eines transparenten leitfähigen Materials gebildet werden. Beispiele für das transparente leitfähige Material der zweiten Elektrode können ein indiumbasiertes transparentes leitfähiges Material [insbesondere zum Beispiel Indiumzinnoxid (ITO) (einschließlich mit Sn dotierten In₂O₃, kristallinen ITO und amorphen ITO), Indiumzinkoxid (IZO), Indiumgalliumoxid (IGO), mit Indium dotiertes Galliumzinkoxid (IGZO) (In-GaZnO₄), IFO (mit F dotiertes In₂O₃), ITiO (mit Ti dotiertes In₂O₃), InSn oder InSnZnO], ein zinnbasiertes transparentes leitfähiges Material [insbesondere zum Beispiel Zinnoxid (SnO_x), ATO (mit Sb dotiertes SnO₂) oder FTO (mit F dotiertes SnO₂)], ein zinkbasiertes transparentes leitfähiges Material [insbesondere zum Beispiel Zinkoxid (ZnO) (mit Al dotiertes ZnO (AZO) oder mit B dotiertes ZnO), mit Gallium dotiertes Zinkoxid (GZO), AlMgZnO (mit Aluminiumoxid und Magnesiumoxid dotiertes Zinkoxid)], NiO, TiOx und Graphen beinhalten. Alternativ dazu können Beispiele für die zweite Elektrode einen transparenten leitfähigen Film mit Galliumoxid, Titanoxid, Nioboxid, Antimonoxid, Nickeloxid oder dergleichen als eine Basisschicht beinhalten und ein transparentes leitfähiges Material, wie etwa ein Oxid vom Spinelltyp oder ein Oxid mit einer YbFe₂O₄-Struktur, kann verwendet werden. Jedoch hängt das Material der zweiten Elektrode von einem Anordnungszustand der zweiten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Elektrode ab, ist aber nicht auf das transparente leitfähige Material beschränkt, und ein Metall, wie etwa Palladium (Pd), Platin (Pt), Nickel (Ni), Gold (Au), Kobalt (Co) oder Rhodium (Rh), kann ebenfalls verwendet werden. Die zweite Elektrode muss nur unter Verwendung wenigstens eines dieser Materialien gebildet werden. Die zweite Elektrode kann durch zum Beispiel ein PVD-Verfahren, wie etwa ein Vakuumgasphasenabscheidungsverfahren oder ein Sputterverfahren, gebildet werden. Alternativ dazu kann eine Halbleiterschicht mit niedrigem Widerstand als eine transparente Elektrodenschicht verwendet werden und in diesem Fall kann insbesondere auch eine n-Typ-GaN-basierte Verbindungshalbleiterschicht verwendet werden. Des Weiteren kann, falls eine Schicht angrenzend an die n-Typ-GaN-basierte Verbindungshalbleiterschicht vom p-Typ ist, ein elektrischer Widerstand einer Grenzfläche reduziert werden, indem die GaN-basierte n-Typ-Verbindungshalbleiterschicht und die p-Typ-Schicht über einen Tunnelübergang gebondet werden. Wenn die zweite Elektrode unter Verwendung des transparenten leitfähigen Materials gebildet wird, kann ein Strom in einer lateralen Richtung (einer ebeneninternen Richtung der zweiten Verbindungshalbleiterschicht) erweitert werden und kann effizient an ein Strominjektionsgebiet geliefert werden (wie später beschrieben ist).
Eine erste Padelektrode und eine zweite Padelektrode können auf der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode bereitgestellt werden, um elektrisch mit einer externen Elektrode oder einem externen Schaltkreis (der nachfolgend als ein „externer Schaltkreis oder dergleichen“ bezeichnet werden kann) verbunden zu werden. Die Padelektrode weist wünschenswerterweise eine Einzelschichtkonfiguration oder eine Mehrschichtkonfiguration einschließlich wenigstens eines Metalls auf, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Titan (Ti), Aluminium (Al), Platin (Pt), Gold (Au), Nickel (Ni) und Palladium (Pd) besteht. Alternativ dazu kann die Padelektrode eine Mehrschichtkonfiguration aufweisen, die durch eine Ti/Pt/Au-Mehrschichtkonfiguration, eine Ti/Au-Mehrschichtkonfiguration, eine Ti/Pd/Au-Mehrschichtkonfiguration, eine Ti/Pd/Au-Mehrschichtkonfiguration, eine Ti/Ni/Au-Mehrschichtkonfiguration und eine Ti/Ni/Au/Cr/Au-Mehrschichtkonfiguration exemplarisch gezeigt ist. Falls die erste Elektrode eine Ag-Schicht oder eine Ag/Pd-Schicht beinhaltet, wird es bevorzugt, dass eine Deckmetallschicht, die unter Verwendung von zum Beispiel Ni/TiW/Pd/TiW/Ni gebildet wird, auf einer Oberfläche der ersten Elektrode gebildet wird und die Pad-Elektrode mit zum Beispiel der Ti/Ni/Au-Mehrschichtkonfiguration oder der Ti/Ni/Au/Cr/Au-Mehrschichtkonfiguration auf der Deckmetallschicht gebildet wird.
Die Lichtreflexionsschichten (Bragg-Spiegel(DBR)-Schichten), die die erste Lichtreflexionsschicht und die zweite Lichtreflexionsschicht darstellen, werden jeweils unter Verwendung von zum Beispiel einem Halbleitermehrschichtfilm oder einem dielektrischen Mehrschichtfilm gebildet. Beispiele für das dielektrische Material können Oxide, Nitride (zum Beispiel SiNx, AlN_x, AlGaN_x, GaN_x, BN_x und dergleichen) und Fluoride von Si, Mg, Al, Hf, Nb, Zr, Sc, Ta, Ga, Zn, Y, B, Ti und dergleichen beinhalten. Insbesondere können SiO_x, TiO_x, NbO_x, ZrO_x, TaO_x, ZnO_x, AlO_x, HfOx, SiNx, AlN_x und dergleichen exemplarisch genannt werden. Dann kann die Lichtreflexionsschicht durch abwechselndes Stapeln von zwei oder mehr Arten dielektrischer Filme, die unter Verwendung dielektrischer Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindices unter diesen dielektrischen Materialien gebildet werden, erhalten werden. Zum Beispiel ist ein Mehrschichtfilm aus SiO_x/SiN_y, SiO_x/TaO_x, SiO_x/NbO_y, SiO_x/ZrO_y, SiO_x/AlN_y oder dergleichen vorteilhaft. Es reicht aus, falls ein Material jedes dielektrischen Films, eine Filmdicke, die Anzahl an gestapelten Schichten und dergleichen geeignet ausgewählt werden, um einen gewünschten Lichtreflexionsgrad zu erhalten. Die Dicke jedes dielektrischen Films kann geeignet gemäß dem zu verwendenden Material oder dergleichen angepasst werden und wird durch eine Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀ und einen Brechungsindex n bei der Oszillationswellenlänge λ₀ des zu verwendenden Materials bestimmt. Insbesondere wird ein ungeradzahliges Vielfaches von λ₀/(4n) bevorzugt. Zum Beispiel kann bei dem Lichtemissionselement mit der Oszillationswellenlänge λ₀ von 410 nm, falls die Lichtreflexionsschicht unter Verwendung von SiO_x/NbO_y gebildet ist, exemplarisch etwa 40 nm bis 70 nm genannt werden. Die Anzahl an gestapelten Schichten kann zwei oder mehr, bevorzugt etwa fünf bis zwanzig sein. Die Dicke der gesamten Lichtreflexionsschicht kann zum Beispiel etwa 0,6 µm bis 1,7 µm betragen. Außerdem beträgt der Lichtreflexionsgrad der Lichtreflexionsschicht wünschenswerterweise 95 % oder mehr. Eine Größe und Form der Lichtreflexionsschicht sind nicht speziell beschränkt, so lange die Lichtreflexionsschicht das Strominjektionsgebiet oder ein Elementgebiet (das später beschrieben wird) bedeckt.
Die Lichtreflexionsschicht kann basierend auf einem bekannten Verfahren gebildet werden und insbesondere können Beispiele für das bekannte Verfahren Folgendes beinhalten: ein PVD-Verfahren, wie etwa ein Vakuumgasphasenabscheidungsverfahren, ein Sputterverfahren, ein reaktives Sputter-Verfahren, ein ECR-Plasma-Sputter-Verfahren, ein Magnetron-Sputter-Verfahren, ein ionenstrahlunterstütztes Gasphasenabscheidungsverfahren, ein Ionenplattierungsverfahren oder ein Laserablationsverfahren; verschiedene CVD-Verfahren; ein Aufbringungsverfahren, wie etwa ein Sprühverfahren, ein Rotationsbeschichtungsverfahren oder ein Eintauchverfahren; ein Verfahren, bei dem zwei oder mehr dieser Verfahren kombiniert werden; und ein Verfahren, bei dem diese Verfahren mit einem oder mehreren einer vollständigen oder partiellen Vorbehandlung, Bestrahlung von Inertgas (Ar, He, Xe oder dergleichen) oder Plasma, Bestrahlung von Sauerstoffgas oder Ozongas und Plasma, Oxidationsbehandlung (Wärmebehandlung) und Expositionsbehandlung kombiniert werden.
Das Strominjektionsgebiet ist bereitgestellt, um eine Strominjektion in die aktive Schicht zu regeln. Insbesondere können Beispiele für eine Form einer Grenze zwischen dem Strominjektionsgebiet und einem Stromnichtinjektion/Innengebiet, eine Form einer Grenze zwischen dem Stromnichtinjektion/Innengebiet und einem Stromnichtinjektion/Außengebiet und eine planare Form einer Öffnung, die in dem Elementgebiet oder einem Strombegrenzungsgebiet bereitgestellt ist, einen Kreis, eine Ellipse, ein Oval, ein Viereck und ein regelmäßiges Vieleck (ein regelmäßiges Dreieck, ein Quadrat, ein regelmäßiges Sechseck oder dergleichen) beinhalten. Die Form der Grenze zwischen dem Strominjektionsgebiet und dem Stromnichtinjektion/Innengebiet und die Form der Grenze zwischen dem Stromnichtinjektion/Innengebiet und dem Stromnichtinjektion/Außengebiet sind wünschenswerterweise ähnlich oder angenähert. Hier verweist das „Elementgebiet“ auf ein Gebiet, in das ein begrenzter Strom injiziert wird, ein Gebiet, in dem Licht aufgrund eines Brechungsindexunterschieds oder dergleichen begrenzt wird, ein Gebiet, in dem eine Laseroszillation in einem Gebiet stattfindet, das sandwichartig zwischen der ersten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht eingeschlossen ist, oder ein Gebiet, das tatsächlich zur Laseroszillation in einem Gebiet beiträgt, das sandwichartig zwischen der ersten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht eingeschlossen ist.
Eine Seitenoberfläche oder eine freigelegte Oberfläche der gestapelten Struktur kann durch eine Deckschicht (Isolationsfilm) bedeckt werden. Die Beschichtungsschicht (Isolationsfilm) kann basierend auf einem bekannten Verfahren gebildet werden. Ein Brechungsindex eines Materials der Beschichtungsschicht (Isolationsfilm) ist bevorzugt kleiner als ein Brechungsindex des Materials der gestapelten Struktur. Beispiele für das Material der Beschichtungsschicht (Isolationsfilm) können ein SiO_x-basiertes Material einschließlich SiO₂, ein SiN_x-basiertes Material, ein SiO_yN_z-basiertes Material, TaO_x, ZrO_x, AlN_x, AlO_X und GaO_x beinhalten oder es kann ein organisches Material, wie etwa ein polyimidbasiertes Harz verwendet werden. Beispiele für ein Verfahren zum Bilden der Beschichtungsschicht (Isolationsfilm) können ein PVD-Verfahren, wie etwa ein Vakuumgasphasenabscheidungsverfahren oder ein Sputter-Verfahren, und ein CVD-Verfahren beinhalten und die Beschichtungsschicht (der Isolationsfilm) kann auch basierend auf einem Beschichtungsverfahren gebildet werden.
[Ausführungsform 1]
Ausführungsform 1 betrifft ein Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und ein Lichtemissionselementarray der vorliegenden Offenbarung. Das Lichtemissionselement der Ausführungsform beinhaltet ein Oberflächenemissionslaserelement (Vertikalkavitätsoberflächenemissionslaser (VCSEL)), das Laserlicht emittiert. 1 und 3 sind schematische Querschnittsansichten des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 1, 2 und 4 sind schematische partielle Querschnittsansichten des Lichtemissionselements und 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 und 12 sind schematische Draufsichten, die eine Anordnung einer ersten Lichtreflexionsschicht und einer Unterteilungswand in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 veranschaulichen. Hier veranschaulichen 1 und 2 ein Beispiel, bei dem die Unterteilungswand unter Verwendung eines Materials ohne Leitfähigkeit gebildet ist und 3 und 4 veranschaulichen ein Beispiel, bei dem die Unterteilungswand unter Verwendung eines Materials mit einer Leitfähigkeit gebildet ist, oder ein Beispiel, bei dem die Unterteilungswand unter Verwendung eines Materials ohne Leitfähigkeit gebildet ist. Außerdem veranschaulichen 5, 6, 9 und 11 einen Fall, in dem das Lichtemissionselement an einem Eckpunkt eines Quadratgitters positioniert ist, und 7, 8, 10 und 12 veranschaulichen einen Fall, in dem das Lichtemissionselement an einem Eckpunkt eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert ist. 1, 2, 3 und 4 sind schematische partielle Querschnittsansichten entlang eines Pfeils A-A in 5 oder 7. Des Weitereng gibt in den Zeichnungen eine Z-Achse eine axiale Linie der ersten Lichtreflexionsschicht an, die in dem Lichtemissionselement enthalten ist (eine senkrechte Linie mit Bezug auf eine gestapelte Struktur, die durch das Zentrum der ersten Lichtreflexionsschicht hindurchgeht).
Ein Lichtemissionselement 10A aus Ausführungsform 1 und Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 2 bis 24, wie später beschrieben, beinhalten jeweils Folgendes:

eine gestapelte Struktur 20, in der eine erste Verbindungshalbleiterschicht 21 mit einer ersten Oberfläche 21a und einer zweiten Oberfläche 21b, die der ersten Oberfläche 21a gegenüberliegt, eine aktive Schicht (Lichtemissionsschicht) 23, die der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zugewandt ist, und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 mit einer ersten Oberfläche 22a, die der aktiven Schicht 23 zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche 22b, die der ersten Oberfläche 22a gegenüberliegt, gestapelt sind;
eine erste Lichtreflexionsschicht 41, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet ist und eine konvexe Form in einer Richtung von der aktiven Schicht 23 weg aufweist; und
eine zweite Lichtreflexionsschicht 42, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet ist und eine flache Form aufweist,
wobei eine Unterteilungswand 24, die sich in einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 erstreckt, so gebildet ist, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht 41 umgibt.

Des Weiteren sind ein Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 oder Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsformen 2 bis 24, wie später beschrieben, jeweils ein Lichtemissionselementarray, in dem mehrere Lichtemissionselemente 10A angeordnet sind, wobei die Lichtemissionselemente 10A jeweils Folgendes beinhalten:

eine gestapelte Struktur 20, in der eine erste Verbindungshalbleiterschicht 21 mit einer ersten Oberfläche 21a und einer zweiten Oberfläche 21b, die der ersten Oberfläche 21a gegenüberliegt, eine aktive Schicht (Lichtemissionsschicht) 23, die der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zugewandt ist, und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 mit einer ersten Oberfläche 22a, die der aktiven Schicht 23 zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche 22b, die der ersten Oberfläche 22a gegenüberliegt, gestapelt sind;
eine erste Lichtreflexionsschicht 41, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet ist und eine konvexe Form in einer Richtung von der aktiven Schicht 23 weg aufweist; und
eine zweite Lichtreflexionsschicht 42, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet ist und eine flache Form aufweist. Dann wird eine Unterteilungswand 24, die sich in einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 erstreckt, so gebildet, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht 41 in jedem Lichtemissionselement 10A umgibt.

Wie veranschaulicht, kann ein Orthogonalprojektionsbild der ersten Lichtreflexionsschicht 41 in einem Orthogonalprojektionsbild einer Seitenoberfläche 24' der Unterteilungswand 24 enthalten sein, die der ersten Lichtreflexionsschicht 41 zugewandt ist, oder, obwohl dies nicht veranschaulicht ist, kann das Orthogonalprojektionsbild der Unterteilungswandseitenoberfläche 24' in einem Orthogonalprojektionsbild eines Teils enthalten sein, der nicht zu einer Lichtreflexion der ersten Lichtreflexionsschicht 41 beiträgt (ein nichteffektives Gebiet der ersten Lichtreflexionsschicht 41). Außerdem kann die Seitenoberfläche 24' der Unterteilungswand 24 eine kontinuierliche Oberfläche (siehe 9 und 10) oder eine diskontinuierliche Oberfläche sein, die teilweise ausgeschnitten ist (siehe 11 und 12). Eine ähnliche Konfiguration kann auf eine Unterteilungswand 25 aus Ausführungsform 2, wie später beschrieben, zutreffen.
Bei dem Lichtemissionselement 10A aus Ausführungsform 1 erstreckt sich die Unterteilungswand 24 von der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in einer Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21. Das heißt, ein oberer Endteil (ein Endteil, der der aktiven Schicht 23 zugewandt ist) 24b der Unterteilungswand 24 ist in der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in der Dickenrichtung positioniert. Dann erfüllt bei dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 eine Beziehung zwischen Lo, L₁ und L₃ die zuvor beschriebene Beziehung. Insbesondere ist sie wie in Tabelle D gezeigt, die später beschrieben ist.
Die Unterteilungswand 24 ist unter Verwendung eines Materials gebildet, das in der aktiven Schicht 23 erzeugtes Licht nicht transmittiert, oder es gilt 1 × 10^-1 ≤ TC₁/TC₀ ≤ 1 × 10², wobei eine Wärmeleitfähigkeit eines Materials, das die erste Verbindungshalbleiterschicht 21 bildet, TC₁ ist und eine Wärmeleitfähigkeit des Materials, das die Unterteilungswand 24 bildet, TC₀ ist. Insbesondere beinhaltet das Material, das die erste Verbindungshalbleiterschicht 21 bildet, GaN, und die Unterteilungswand 24 ist unter Verwendung von Kupfer (Cu) gebildet. Es wird angemerkt, dass Folgendes gilt:

TC₀: 50 Watt/(m·K) bis 100 Watt/(m·K), und
TC₁: 400 Watt/(m·K). Falls zum Beispiel die Unterteilungswand 24 einschließlich einer Kupferschicht durch ein Plattierungsverfahren gebildet wird, reicht es aus, falls eine zugrundeliegende Schicht einschließlich einer Au-Schicht oder dergleichen mit einer Dicke von etwa 0,1 µm im Voraus als eine Keimschicht durch ein Sputter-Verfahren oder dergleichen gebildet wird, und die Kupferschicht wird darauf durch ein Plattierungsverfahren gebildet. Wenn die Unterteilungswand 24 unter Verwendung eines Materials mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie zuvor beschrieben, gebildet wird, kann in der gestapelten Struktur 20 erzeugte Wärme durch die Unterteilungswand 24 effektiv nach außen abgegeben (dissipiert) werden.

Alternativ dazu wird die Unterteilungswand 24 unter Verwendung eines Materials, das in der aktiven Schicht 23 erzeugtes Licht reflektiert, zum Beispiel von Silber (Ag), gebildet.
Alternativ dazu gilt |CTE₀ - CTE₁| ≤ 1 × 10^-4/K, wobei ein lineares Ausdehnungsvermögen des Materials (GaN) der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 CTE₁ ist und ein lineares Ausdehnungsvermögen des Materials (polyimidbasierten Harzes) der Unterteilungswand 24 CTEo ist. Insbesondere gilt: ${CTE}_{0} : 5,5 \times 10^{- 6} / K,$
und ${CTE}_{1} : 25 \times 10^{- 6} / K .$
Dann kann, wenn diese Materialien kombiniert werden, ein Nettowärmeausdehnungskoeffizient des Lichtemissionselements 10A erhöht werden und kann angepasst werden, um mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten eines Substratmaterials oder dergleichen übereinzustimmen, auf dem das Lichtemissionselement 10A montiert ist, so dass es möglich ist, einen Schaden an dem Lichtemissionselement 10A zu unterdrücken und eine Abnahme der Zuverlässigkeit des Lichtemissionselements 10A aufgrund einer Erzeugung von mechanischer Spannung zu unterdrücken.
Eine Form der Seitenoberfläche 24' der Unterteilungswand 24 ist, falls das Lichtemissionselement 10A entlang einer virtuellen Ebene (bei dem veranschaulichten Beispiel zum Beispiel einer XZ-Ebene) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, eine Strecke. Außerdem ist eine Form der Seitenoberfläche 24' der Unterteilungswand 24 ist, falls das Lichtemissionselement 10A entlang einer virtuellen Ebene orthogonal zu der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, ein Kreis. Zudem wird, wie in 5 und 7 veranschaulicht, die Unterteilungswand 24 so bereitgestellt, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht 41, die in jedem Lichtemissionselement 10A enthalten ist, umgibt, und ein Gebiet außerhalb der Seitenoberfläche 24' der Unterteilungswand 24 wird durch die Unterteilungswand 24 belegt. Das heißt, ein Raum zwischen den Lichtemissionselementen 10A wird durch das Material belegt, das die Unterteilungswand 24 bildet.
Wie in 1 und 2 veranschaulicht, wird, falls die Unterteilungswand 24 unter Verwendung eines Materials ohne Leitfähigkeit gebildet wird, eine erste Elektrode 31 auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 bereitgestellt.
Des Weiteren kann, wie in 3 und 4 veranschaulicht, falls die Unterteilungswand 24 unter Verwendung eines Materials mit einer Leitfähigkeit gebildet wird oder falls die Unterteilungswand 24 unter Verwendung eines Materials ohne Leitfähigkeit gebildet wird, die erste Elektrode 31 auf einer freigelegten Oberfläche (untere Endoberfläche 24a) der Unterteilungswand 24 bereitgestellt werden (siehe auch 5, 6, 7 und 8). Insbesondere befindet sich ein unterer Endteil (ein Endteil, der der ersten Elektrode 31 zugewandt ist) 24a der Unterteilungswand 24 in Kontakt mit der ersten Elektrode 31, die auf einer ersten Oberfläche 10a (der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21) des Lichtemissionselements 10A gebildet ist. Es wird angemerkt, dass eine zweite Oberfläche 10b des Lichtemissionselements eine freigelegte Oberfläche des Lichtemissionselements ist. Falls die Unterteilungswand 24 unter Verwendung eines Materials mit einer Leitfähigkeit gebildet wird, kann die Unterteilungswand 24 auch als die erste Elektrode 31 dienen. Wenn die Unterteilungswand 24 unter Verwendung eines Materials mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie zuvor beschrieben, gebildet wird, kann in der gestapelten Struktur 20 erzeugte Wärme durch die Unterteilungswand 24 nach außen abgegeben (dissipiert) werden. Insbesondere kann die in der gestapelten Struktur 20 erzeugte Wärme durch die Unterteilungswand 24 und die erste Elektrode 31 oder eine erste Padelektrode effektiv nach außen abgegeben (dissipiert) werden.
Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt und der Raum zwischen den Lichtemissionselementen 10A kann durch ein Material (zum Beispiel die gestapelte Struktur 20) außer dem Material belegt werden, das die Unterteilungswand 24 bildet. Das heißt, dass zum Beispiel die Unterteilungswand 24 in einer Form einer kontinuierlichen Kerbe gebildet werden kann (siehe 9 und 10) oder in Form einer diskontinuierlichen Kerbe gebildet werden kann (siehe 11 und 12). Es wird angemerkt, dass in 9, 10, 11 und 12 ein Teil, der der der Unterteilungswand entspricht, schraffiert ist, um die Unterteilungswand klar zu zeigen.
Die erste Verbindungshalbleiterschicht 21 weist einen ersten Leitfähigkeitstyp (speziell n-Typ) auf und die zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 weist einen zweiten Leitfähigkeitstyp (speziell p-Typ) auf, der von dem ersten Leitfähigkeitstyp verschieden ist. Dann stellt bei dem Lichtemissionselement 10A aus Ausführungsform 1 die erste Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 eine Basisoberfläche 90 dar. Die erste Lichtreflexionsschicht 41 ist auf der Basisoberfläche 90 gebildet. Die Basisoberfläche 90 weist eine konvexe Form in einer Richtung von der aktiven Schicht 23 weg auf.
Bei dem Lichtemissionselementarray ist es wünschenswert, dass ein Bildungsrastermaß der Lichtemissionselemente 10A 3 µm oder mehr und 50 µm oder weniger, bevorzugt 5 µm oder mehr und 30 µm oder weniger und besonders bevorzugt 8 µm oder mehr und 25 µm oder weniger beträgt. Des Weiteren beträgt ein Radius R₁ einer Krümmung der Basisoberfläche 90 wünschenswerterweise 1 × 10^-5 m oder mehr. Eine Resonatorlänge L_OR erfüllt bevorzugt 1 × 10^-5 m ≤ L_OR.
Die gestapelte Struktur 20 kann unter Verwendung wenigstens eines Materials gebildet werden, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einem GaN-basierten Verbindungshalbleiter, einem InP-basierten Verbindungshalbleiter und einem GaAs-basierten Verbindungshalbleiter besteht. Bei Ausführungsform 1 wird insbesondere die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines GaN-basierten Verbindungshalbleiters gebildet.
Die erste Verbindungshalbleiterschicht 21 beinhaltet zum Beispiel eine n-GaN-Schicht, die mit etwa 2 × 10¹⁶ cm^-3 Si dotiert ist, die aktive Schicht 23 weist eine fünfschichtige Mehrfachquantentopfstruktur auf, in der eine In_0,04Ga_0,96N-Schicht (Barriereschicht) und eine In_0,16Ga_0,84N-Schicht (Wannenschicht) gestapelt sind, und die zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 beinhaltet zum Beispiel eine p-GaN-Schicht, die mit etwa 1 × 10¹⁹ cm^-3 Magnesium dotiert ist. Eine Ebenenorientierung der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 ist nicht auf eine {0001}-Ebene beschränkt und kann zum Beispiel eine {20-21}-Ebene sein, die eine semipolare Ebene ist. Die erste Elektrode 31, die unter Verwendung von Ti/Pt/Au gebildet ist, ist zum Beispiel über die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode, die unter Verwendung von Ti/Pt/Au oder V/Pt/Au gebildet ist, elektrisch mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Andererseits ist eine zweite Elektrode 32 auf der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet und ist die zweite Lichtreflexionsschicht 42 auf der zweiten Elektrode 32 gebildet. Die zweite Lichtreflexionsschicht 42 auf der zweiten Elektrode 32 weist eine flache Form auf. Die zweite Elektrode 32 ist unter Verwendung eines transparenten leitfähigen Materials, insbesondere von ITO mit einer Dicke von 30 nm, gebildet. Eine zweite Padelektrode 33, die unter Verwendung von zum Beispiel Pd/Ti/Pt/Au, Ti/Pd/Au oder Ti/Ni/Au gebildet ist, zur elektrischen Verbindung mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen kann auf einem Randteil der zweiten Elektrode 32 gebildet oder mit diesem verbunden sein (siehe 13, 14, 15 und 16). Die erste Lichtreflexionsschicht 41 und die zweite Lichtreflexionsschicht 42 weisen eine Struktur, bei der eine Ta₂O₅-Schicht und eine SiO₂-Schicht gestapelt sind, oder eine Struktur, bei der eine SiN-Schicht und eine SiO₂-Schicht gestapelt sind, auf. Die erste Lichtreflexionsschicht 41 und die zweite Lichtreflexionsschicht 42 weisen jeweils eine Mehrschichtstruktur auf, wie zuvor beschrieben, sind aber zur Vereinfachung der Zeichnung als eine Schicht aufweisend veranschaulicht. Eine planare Form jeder einer Öffnung 31', die in der ersten Elektrode 31, der ersten Lichtreflexionsschicht 41, der zweiten Lichtreflexionsschicht 42 bereitgestellt ist, und einer Öffnung 34A, die in einer Isolationsschicht (Strombegrenzungsschicht) 34 bereitgestellt ist, ist ein Kreis.
Um das Strombegrenzungsgebiet zu erhalten, wie zuvor beschrieben, kann die Isolationsschicht (Strombegrenzungsschicht) 34, die unter Verwendung eines Isolationsmaterials (zum Beispiel SiO_x, SiNx oder AlO_x) gebildet ist, zwischen der zweiten Elektrode 32 und der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet sein, und die Isolationsschicht (Strombegrenzungsschicht) 34 weist die Öffnung 34A zum Injizieren eines Stroms in die zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 auf. Alternativ dazu kann, um das Strombegrenzungsgebiet zu erhalten, die zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 durch ein RIE-Verfahren oder dergleichen geätzt werden, um eine Mesastruktur zu bilden. Alternativ dazu kann eine partielle Schicht der gestapelten zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 in der lateralen Richtung partiell oxidiert werden, um das Strombegrenzungsgebiet zu bilden. Alternativ dazu kann ein Fremdstoff (zum Beispiel Bor) in die zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 ionenimplantiert werden, um das Strombegrenzungsgebiet einschließlich eines Gebiets mit einer verringerten Leitfähigkeit zu bilden. Alternativ dazu können diese geeignet kombiniert werden. Jedoch muss die zweite Elektrode 32 elektrisch mit einem Teil (Strominjektionsgebiet) der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 verbunden sein, durch den ein Strom aufgrund der Strombegrenzung fließt.
Bei den in 1, 2, 3 und 4 veranschaulichten Beispielen ist die zweite Elektrode 32 den Lichtemissionselementen 10A gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, und ist die zweite Elektrode 32 über die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Die erste Elektrode 31 ist ebenfalls den Lichtemissionselementen 10A gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, und ist über die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Dann kann Licht über die erste Lichtreflexionsschicht 41 nach außen emittiert werden oder kann Licht über die zweite Lichtreflexionsschicht 42 nach außen emittiert werden.
Alternativ dazu ist, wie in 13, die eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 1 ist, und 14 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements ist, das in Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 1 ist, das in 13 veranschaulicht ist, die zweite Elektrode 32 einzeln in dem Lichtemissionselement 10A gebildet, das in dem Lichtemissionselementarray enthalten ist, und ist über die zweite Padelektrode 33 mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Die erste Elektrode 31 ist den Lichtemissionselementen 10A gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, und ist über die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Dann kann Licht über die erste Lichtreflexionsschicht 41 nach außen emittiert werden oder kann Licht über die zweite Lichtreflexionsschicht 42 nach außen emittiert werden.
Alternativ dazu ist, wie in 15, die eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-2 des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 1 ist, und 16 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements ist, das in Modifiziertes-Beispiel-2 des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 1 ist, das in 15 veranschaulicht ist, die zweite Elektrode 32 einzeln in dem Lichtemissionselement 10A gebildet, das in dem Lichtemissionselementarray enthalten ist. Des Weiteren ist ein Kontakthügel 35 auf der zweiten Padelektrode 33 gebildet, die auf der zweiten Elektrode 32 gebildet ist, und wird eine Verbindung zu einem externen Schaltkreis oder dergleichen über den Kontakthügel 35 hergestellt. Die erste Elektrode 31 ist den Lichtemissionselementen 10A gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, und ist über die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Der Kontakthügel 35 ist bei einem Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 angeordnet, die der Basisoberfläche 90 zugewandt ist, und bedeckt die zweite Lichtreflexionsschicht 42. Beispiele für den Kontakthügel 35 können einen Gold(Au)-Kontakthügel, einen Lotkontakthügel und einen Indium(In)-Kontakthügel beinhalten. Ein Verfahren zum Anordnen des Kontakthügels 35 kann ein bekanntes Verfahren sein. Dann wird Licht über die erste Lichtreflexionsschicht 41 nach außen emittiert. Es wird angemerkt, dass der Kontakthügel 35 in dem Lichtemissionselement 10A bereitgestellt sein kann, das in 1 veranschaulicht ist. Beispiele für eine Form des Kontakthügels 35 können eine zylindrische Form, eine ringförmige Form und eine halbkugelförmige Form beinhalten.
Es wird angemerkt, dass die modifizierten Beispiele für das Lichtemissionselementarray oder das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 1, die in 13, 14, 15 und 16 veranschaulicht sind, modifizierte Beispiele des Lichtemissionselementarrays oder des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1, die in 1 und 2 veranschaulicht sind, sind, aber auch modifizierte Beispiele des Lichtemissionselementarrays oder des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1 sein können, die in 3 und 4 veranschaulicht sind.
Bei dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1, das in 5 und 7 veranschaulicht ist, sind Parameter des Lichtemissionselements 10A wie in Tabelle A unten gezeigt. Es wird angemerkt, dass ein Durchmesser der ersten Lichtreflexionsschicht 41 durch D₁ angegeben ist und eine Höhe der Basisoberfläche 90 durch H₁ angegeben ist (siehe 1). Außerdem sind Spezifikationen des Lichtemissionselements 10A aus Ausführungsform 1, das in 5 und 7 veranschaulicht ist, in Tabellen B und C unten gezeigt. Es wird angemerkt, dass die „Anzahl an Lichtemissionselementen“ die Anzahl an Lichtemissionselementen ist, die in einem Lichtemissionselementarray enthalten sind. Des Weiteren sind Werte für P₀, L₀, L₁ und L₃ in Tabelle D gezeigt und sind Werte für Po, Lo, L₂ und L₃' bei Ausführungsform 2, wie später beschrieben, in Tabelle E gezeigt.
Ein Wert einer Wärmeleitfähigkeit der gestapelten Struktur 20 ist höher als ein Wert einer Wärmeleitfähigkeit der ersten Lichtreflexionsschicht 41. Ein Wert einer Wärmeleitfähigkeit eines dielektrischen Materials der ersten Lichtreflexionsschicht 41 beträgt etwa 10 Watt/(m·K) oder weniger. Andererseits beträgt ein Wert einer Wärmeleitfähigkeit des GaN-basierten Verbindungshalbleiters der gestapelten Struktur 20 etwa 50 bis 100 Watt/(m·K).
<Tabelle A>

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Bildungsrastermaß 25 µm 20 µm

Radius R₁ der Krümmung 100 µm 200 µm

Durchmesser D₁ 20 µm 15 µm

Höhe H₁ 2 µm 2 µm

<Tabelle B> Figur 5

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleitersschicht 22	p-GaN
Aktive Schicht 23	InGaN (Mehrfachquantentopfstruktur)
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaN
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	445 nm
Anzahl an Lichtemissionselementen	100 × 100

<Tabelle C> Figur 7

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO_2/SiN (9 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-GaN
Aktive Schicht 23	InGaN (Mehrfachquantentopfstruktur)
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaN
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	488 nm
Anzahl an Lichtemissionselementen	1000 × 1000

<Table D> Ausführungsform 1

P₀: 40 µm

L₀: 30 µm

L₁: 28 µm

L₃: 18 µm
<Table E> Ausführungsform 2

P₀: 20 µm

L₀: 17 µm

L₂: 12 µm

L₃': 9 µm
Ein Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements 10A oder des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 1 wird bei Ausführungsform 5 beschrieben.
Bei dem Lichtemissionselement oder dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 kann, da die Unterteilungswand, die sich in der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur erstreckt, so gebildet ist, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht umgibt, das Auftreten von optischem Nebensprechen verhindert werden oder kann das Auftreten von thermischer Sättigung verhindert werden. Infolgedessen ist es möglich, ein Lichtemissionselement und ein Lichtemissionselementarray mit einer hohen Lichtemissionseffizienz und hohen Zuverlässigkeit bereitzustellen.
[Ausführungsform 2]
Ausführungsform 2 ist eine Modifikation von Ausführungsform 1. 17 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 2 und 18 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht des Lichtemissionselements.
Bei einem Lichtemissionselement 10B aus Ausführungsform 2 erstreckt sich eine Unterteilungswand 25A von der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 und der aktiven Schicht 23 und erstreckt sich ferner zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in der Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21. Das heißt, ein unterer Endteil 25a der Unterteilungswand 25A kann in der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in der Dickenrichtung positioniert sein. Dann erfüllt bei dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 2 eine Beziehung zwischen Lo, L₂ und L₃' die zuvor beschriebene Beziehung und ist in Tabelle E zuvor gezeigt. Ein oberer Endteil 25b einer Unterteilungswand 25B ist an einer zweiten Oberfläche 10b des Lichtemissionselements 10B freigelegt.
Alternativ dazu muss, wie in 19 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements 10B aus Ausführungsform 2 ist, der obere Endteil 25b der Unterteilungswand 25B nicht an der zweiten Oberfläche 10b des Lichtemissionselements 10B freigelegt sein. Insbesondere ist der obere Endteil 25b der Unterteilungswand 25B durch die Isolationsschicht (Strombegrenzungsschicht) 34 und die zweite Elektrode 32 bedeckt.
Alternativ dazu ist, wie in 20 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-2 des Lichtemissionselements 10B aus Ausführungsform 2 ist, eine Seitenoberfläche 25' einer Unterteilungswand 25C entlang einer Richtung von der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 verschmälert. Das heißt, eine Form der Seitenoberfläche der Unterteilungswand 25C ist, falls das Lichtemissionselement 10B entlang einer virtuellen Ebene (zum Beispiel der XZ-Ebene bei dem veranschaulichten Beispiel) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, ein Trapez, insbesondere ein gleichschenkliges Trapez, in dem eine zweite Verbindungshalbleiterschichtseite eine kürzere Seite ist und eine ersten Verbindungshalbleiterschichtseite eine längere Seite ist.
Diese Unterteilungswände 25A, 25B und 25C können jeweils durch die in Ausführungsform 1 beschriebene Unterteilungswand implementiert werden.
Alternativ dazu wird, wie in 21 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-3 des Lichtemissionselements 10B aus Ausführungsform 2 ist, eine Unterteilungswand 25D unter Verwendung eines Lotmaterials, insbesondere zum Beispiel eines eutektischen Au-Sn-Lots, gebildet und wird ein Teil 25D' der Unterteilungswand 25D auf einer Außenoberfläche (zweite Oberfläche 10b) des Lichtemissionselements 10B gebildet. Insbesondere bildet der Teil 25D' der Unterteilungswand 25D, der an der zweiten Oberfläche 10b des Lichtemissionselements 10 freigelegt ist, eine Art von Kontakthügel und eine Verbindung zu einem externen Schaltkreis oder dergleichen kann über den Teil 25D' der Unterteilungswand 25D hergestellt werden.
[Ausführungsform 3]
Ausführungsform 3 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 und 2. Bei Ausführungsformen 1 und 2 wird die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet. Andererseits ist ein modifiziertes Beispiel des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1 in 22 als ein Lichtemissionselement 10A' aus Ausführungsform 3 veranschaulicht, wobei die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf einem Saphirsubstrat 40 als das Lichtemissionselementherstellungssubstrat gebildet ist. Mit Ausnahme dieses Punktes kann das Lichtemissionselement oder das Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 3 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene des Lichtemissionselements oder des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 1 oder 2 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen. Es wird angemerkt, dass die (nicht veranschaulichte) erste Elektrode 31 mit der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in einem (nicht veranschaulichten) Gebiet verbunden ist.
[Ausführungsform 4]
Ausführungsform 4 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 3. Bei Ausführungsformen 1 und 2 ist die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines GaN-basierten Verbindungshalbleiters gebildet. Andererseits ist bei Ausführungsform 4 die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines InP-basierten Verbindungshalbleiters gebildet. Insbesondere wird die erste Verbindungshalbleiterschicht unter Verwendung von n-InP gebildet, das mit 1 × 10¹⁸ cm^-3 Se dotiert ist, wird die aktive Schicht unter Verwendung von InAs- oder InGaAsP-Quantenpunkten gebildet und wird die zweite Verbindungshalbleiterschicht unter Verwendung von p-InP gebildet, das mit 1 × 10¹⁹ cm^-3 Zn dotiert ist. Außerdem wird das Strombegrenzungsgebiet so gebildet, dass es eine gestapelte Struktur von n-InP-Schicht/p-InP-Schicht/n-InP-Schicht aufweist, oder wird unter Verwendung einer Fe-dotierten InP-Schicht gebildet oder wird basierend auf einem Ionenimplantationsverfahren gebildet. Die zweite Elektrode 32 wird unter Verwendung von IZO oder ITO mit einer Dicke von 30 nm gebildet. Des Weiteren wird bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 4 als ein modifiziertes Beispiel von Ausführungsform 3 die erste Lichtreflexionsschicht auf einem halbisolierenden InP-Substrat (nichtdotiert oder mit Fe dotiert) als das Lichtemissionselementherstellungssubstrat gebildet. Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement oder das Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 4 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene der Lichtemissionselemente oder der Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsformen 1 bis 3 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
[Ausführungsform 5]
Dagegen erhebt sich zum Beispiel bei den Lichtemissionselementen 10A und 10B, die in Ausführungsformen 1 bis 4 beschrieben sind, die Basisoberfläche 90 von der ersten Oberfläche 21a der flachen ersten Verbindungshalbleiterschicht 21. Daher konzentriert sich, falls eine starke externe Kraft aus irgendeinem Grund auf die Lichtemissionselemente 10A und 10B ausgeübt wird, eine mechanische Spannung an einem ansteigenden Teil der Basisoberfläche 90 und ein Schaden kann in der ersten Verbindungshalbleiterschicht oder dergleichen auftreten.
Ausführungsform 5 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 4 und betrifft ein Lichtemissionselement gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wie später beschrieben, und ein Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und insbesondere ein Lichtemissionselement einer ersten Konfiguration, ein Lichtemissionselement einer 1-A-ten Konfiguration und ein Lichtemissionselement einer zweiten Konfiguration. 23, 24 (Modifizierts-Beispiel-1) und 25 (Modifiziertes-Beispiel-2) sind schematische partielle Endansichten des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 5, des Lichtemissionselements, das in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 5 enthalten ist, und des Lichtemissionselements, das durch ein Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 5 erhalten wird (nachfolgend werden diese Lichtemissionselemente gemeinsam als ein Lichtemissionselement 10C bezeichnet), und 26, 27 und 28 sind schematische partielle Endansichten des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 5. Des Weiteren sind 29A, 29B, 30, 31, 32A, 32B, 33A, 33B, 33C, 34A und 34B schematische partielle Endansichten der ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 5.
Es wird angemerkt, dass in 32A, 32B, 33A, 33B, 33C, 34A und 34B und 41A, 41B, 42A, 42B, 43A, 43B, 51A, 51B, 51C, 52A, 52B und 52C eine Veranschaulichung der aktiven Schicht, der zweiten Verbindungshalbleiterschicht, der zweiten Lichtreflexionsschicht und dergleichen weggelassen ist. Außerdem ist in 37, 39, 46, 47A und 47B ein erster Teil der Basisoberfläche der Klarheit halber durch einen durchgezogenen Kreis oder ein durchgezogenes Oval angegeben ist, ist ein zentraler Teil eines zweiten Teils der Basisoberfläche der Klarheit halber durch einen durchgezogenen Kreis angegeben und ist ein oberer Teil mit einer ringförmigen konvexen Form des zweiten Teils der Basisoberfläche der Klarheit halber durch einen durchgezogenen Ring angegeben.
Außerdem sind bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 5 oder bei den Lichtemissionselementen aus Ausführungsformen 6 bis 24, die später beschrieben sind, die Unterteilungswände 24, 25A, 25B, 25C und 25D nicht veranschaulicht.
Um das Auftreten des zuvor beschriebenen Problems, wie etwa das Auftreten eines Schadens, zu verhindern, wird es dann bevorzugt, dass in dem Lichtemissionselementarray die erste Lichtreflexionsschicht auf der Basisoberfläche gebildet wird, die auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, sich die Basisoberfläche in einem Peripheriegebiet erstreckt, das durch mehrere Lichtemissionselemente umgeben ist, und die Basisoberfläche uneben und differenzierbar ist. Es wird angemerkt, dass ein solches Lichtemissionselement der Einfachheit halber als das „Lichtemissionselementarray gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung“ bezeichnet wird.
Alternativ dazu wird es bevorzugt, dass bei dem Lichtemissionselement die erste Lichtreflexionsschicht auf der Basisoberfläche gebildet wird, die auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, sich die Basisoberfläche in dem Peripheriegebiet erstreckt und die Basisoberfläche uneben und differenzierbar ist. Es wird angemerkt, dass ein solches Lichtemissionselement der Einfachheit halber als das „Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung“ bezeichnet wird.
Hier kann, falls die Basisoberfläche durch z = f(x,y) repräsentiert wird, ein Differentialwert für die Basisoberfläche durch Folgendes erhalten werden: $\partial z / \partial x = {[\partial f (x, y) / \partial x]}_{y},$
und $\partial z / \partial x = {[\partial f (x, y) / \partial y]}_{x} .$
Des Weiteren beinhaltet das Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung Folgendes:

Bilden der zweiten Lichtreflexionsschicht auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht nach dem Bilden der gestapelten Struktur;
Bilden einer ersten Opferschicht auf dem ersten Teil der Basisoberfläche, auf dem die erste Lichtreflexionsschicht zu bilden ist, und dann Konvexmachen einer Oberfläche der ersten Opferschicht;
Bilden einer zweiten Opferschicht auf dem zweiten Teil der Basisoberfläche, der zwischen den ersten Opferschichten freigelegt ist, und auf der ersten Opferschicht und dann Unebenmachen einer Oberfläche der zweiten Opferschicht;
Zurückätzen der zweiten Opferschicht und der ersten Opferschicht und ferner Durchführen einer Rückätzung von der Basisoberfläche nach innen, um einen konvexen Teil in dem ersten Teil der Basisoberfläche zu bilden und wenigstens einen konkaven Teil in dem zweiten Teil der Basisoberfläche mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu bilden; und
Bilden der ersten Lichtreflexionsschicht auf dem ersten Teil der Basisoberfläche. Es wird angemerkt, dass ein solches Lichtemissionselement der Einfachheit halber als ein „Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung“ bezeichnet wird.

Alternativ dazu beinhaltet das Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung Folgendes:

Bilden der zweiten Lichtreflexionsschicht auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht nach dem Bilden der gestapelten Struktur;
Bilden der ersten Opferschicht auf dem ersten Teil der Basisoberfläche, auf dem die erste Lichtreflexionsschicht zu bilden ist, und dann Konvexmachen der Oberfläche der ersten Opferschicht;
Zurückätzen der ersten Opferschicht und ferner Durchführen einer Rückätzung von der Basisoberfläche nach innen, um einen konvexen Teil in dem ersten Teil der Basisoberfläche mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu bilden;
Bilden der zweiten Opferschicht auf der Basisoberfläche und dann Zurückätzen der zweiten Opferschicht und ferner Durchführen einer Rückätzung von der Basisoberfläche nach innen, um einen konvexen Teil in dem ersten Teil der Basisoberfläche zu bilden und wenigstens einen konkaven Teil in dem zweiten Teil der Basisoberfläche mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu bilden; und
Bilden der ersten Lichtreflexionsschicht auf dem ersten Teil der Basisoberfläche. Es wird angemerkt, dass ein solches Lichtemissionselement der Einfachheit halber als das „Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung“ bezeichnet wird.

Bei dem Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, dem Lichtemissionselement, das in dem Lichtemissionselementarray gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung enthalten ist, und den Lichtemissionselementen, die durch die Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays gemäß dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung erhalten werden (nachfolgend können diese Lichtemissionselemente gemeinsam als das „Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen“ bezeichnet werden), wird die erste Lichtreflexionsschicht an dem ersten Teil der Basisoberfläche gebildet, aber ein Erweiterungsteil der ersten Lichtreflexionsschicht wird in manchen Fällen bei dem zweiten Teil der Basisoberfläche gebildet, die das Peripheriegebiet belegt, oder der Erweiterungsteil der ersten Lichtreflexionsschicht wird in manchen Fällen nicht bei dem zweiten Teil gebildet.
Das Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen kann eine Form aufweisen, bei der die Basisoberfläche glatt ist. Hier ist der Ausdruck „glatt“ ein analytischer Ausdruck. Falls zum Beispiel eine reale Variablenfunktion f(x) für a < x < b differenzierbar ist und f'(x) kontinuierlich ist, kann in Worten ausgedrückt auch gesagt werden, dass sie kontinuierlich differenzierbar ist, und sie wird auch so ausgedrückt, dass sie glatt ist.
Das Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der oben beschriebenen bevorzugten Form kann eine Konfiguration aufweisen, bei der der erste Teil der Basisoberfläche, auf der die erste Lichtreflexionsschicht gebildet ist, eine aufwärts konvexe Form mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht aufweist. Das Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit einer solchen Konfiguration wird als das „Lichtemissionselement der ersten Konfiguration“ bezeichnet.
Bei dem Lichtemissionselement der ersten Konfiguration kann eine Grenze zwischen dem ersten Teil und dem zweiten Teil definiert werden als:

(1) ein Außenperipherieteil der ersten Lichtreflexionsschicht, falls sich die erste Lichtreflexionsschicht nicht in dem Peripheriegebiet erstreckt, und
(2) ein Teil, in dem ein Wendepunkt in der Basisoberfläche von dem ersten Teil zu dem zweiten Teil vorhanden ist, falls sich die erste Lichtreflexionsschicht in dem Peripheriegebiet erstreckt.

Das Lichtemissionselement der ersten Konfiguration kann eine Konfiguration aufweisen, bei der der zweite Teil der Basisoberfläche, der das Peripheriegebiet belegt, eine abwärts konvexe Form mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht aufweist. Das Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit einer solchen Konfiguration werden als das „Lichtemissionselement der 1-A-ten Konfiguration“ bezeichnet. Dann kann ein zentraler Teil des ersten Teils der Basisoberfläche des Lichtemissionselements der 1-A-ten Konfiguration an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert werden oder kann der zentrale Teil des ersten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert werden. In dem ersteren Fall kann der zentrale Teil des zweiten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt des Quadratgitters positioniert werden und in dem letzten Fall kann der zentrale Teil des zweiten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt des Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert werden.
In dem Lichtemissionselement der 1-A-ten Konfiguration beinhalten Formen von [dem ersten Teil/zweiten Teil von dem Peripherieteil zu dem zentralen Teil] Folgendes:

(A) [aufwärts konvexe Form/abwärts konvexe Form];
(B) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer abwärts konvexen Form zu einer Strecke];
(C) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer aufwärts konvexen Form zu einer abwärts konvexen Form];
(D) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer aufwärts konvexen Form zu einer abwärts konvexen Form und einer Strecke];
(E) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer Strecke zu einer abwärts konvexen Form]; und
(F) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer Strecke zu einer abwärts konvexen Form und einer Strecke]. Es wird angemerkt, dass bei der Strecke die Basisoberfläche an dem zentralen Teil des zweiten Teils enden kann.

Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement der ersten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der der zweite Teil der Basisoberfläche, der das Peripheriegebiet belegt, eine abwärts konvexe Form und eine aufwärts konvexe Form, die sich von der abwärts konvexen Form zu einem zentralen Teil des Peripheriegebiets erstreckt, mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht aufweist. Das Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit einer solchen Konfiguration werden als ein „Lichtemissionselement einer 1-B-ten Konfiguration“ bezeichnet. Ferner kann das Lichtemissionselement der 1-B-ten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der LL₂ > LL₁ gilt, wobei eine Entfernung von der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu dem zentralen Teil des ersten Teils der Basisoberfläche LL₁ ist, und eine Entfernung von der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu dem zentralen Teil des zweiten Teils der Basisoberfläche LL₂ ist, und R₁ > R₂ gilt, wobei ein Krümmungsradius des zentralen Teils des ersten Teils der Basisoberfläche (das heißt, der Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht) R₁ ist und ein Krümmungsradius des zentralen Teils des zweiten Teils der Basisoberfläche R₂ ist. Es wird angemerkt, dass, obwohl ein Wert von LL₂/LL₁ nicht beschränkt ist, 1 < LL₂/LL₁ ≤ 100 erfüllt werden kann, und, obwohl ein Wert von R₁/R₂ nicht beschränkt ist, 1 < R_1/R₂ ≤ 100 erfüllt werden kann.
Bei dem Lichtemissionselement der 1-B-Ten Konfiguration mit der oben beschriebenen bevorzugten Konfiguration kann der zentrale Teil des ersten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert sein und in diesem Fall kann der zentrale Teil des zweiten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt des Quadratgitters positioniert sein. Alternativ dazu kann der zentrale Teil des ersten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert sein und in diesem Fall kann der zentrale Teil des zweiten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt des Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert sein.
Bei dem Lichtemissionselement der 1-B-ten Konfiguration beinhalten Formen [des ersten Teils/zweiten Teils von dem Peripherieteil zu dem zentralen Teil] Folgendes:

(A) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer abwärts konvexen Form zu einer aufwärts konvexen Form];
(B) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer aufwärts konvexen Form zu einer abwärts konvexen Form und aufwärts konvexen Form]; und
(C) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer Strecke zu einer abwärts konvexen Form und aufwärts konvexen Form].

Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement der ersten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der der zweite Teil der Basisoberfläche, der das Peripheriegebiet belegt, eine ringförmige konvexe Form, die den ersten Teil der Basisoberfläche umgibt, und eine abwärts konvexe Form, die sich von der ringförmigen konvexen Form zu dem ersten Teil der Basisoberfläche erstreckt, mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht aufweist. Das Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit einer solchen Konfiguration werden als ein „Lichtemissionselement einer 1-C-ten Konfiguration“ bezeichnet.
Ferner kann das Lichtemissionselement der 1-C-ten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der LL₂' > LL₁ gilt, wobei die Entfernung von der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu dem zentralen Teil des ersten Teils der Basisoberfläche LL₁ ist, und eine Entfernung von der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu einem oberen Teil der ringförmigen konvexen Form des zweiten Teils der Basisoberfläche ist LL₂', und R₁ > R₂ gilt, wobei der Krümmungsradius des zentralen Teils des ersten Teils der Basisoberfläche (das heißt der Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht) R₁ ist und ein Krümmungsradius des oberen Teils der ringförmigen konvexen Form des zweiten Teils der Basisoberfläche R₂' ist. Es wird angemerkt, dass, obwohl ein Wert von LL₂'/LL₁ nicht beschränkt ist, 1 < LL₂'/LL₁ ≤ 100 erfüllt werden kann, und, obwohl ein Wert von R_1/R₂' nicht beschränkt ist, 1 < R_1/R₂' ≤ 100 erfüllt werden kann.
Bei dem Lichtemissionselement der 1-C-ten Konfiguration beinhalten Formen [des ersten Teils/zweiten Teils von dem Peripherieteil zu dem zentralen Teil] Folgendes:

(A) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer abwärts konvexen Form zu einer aufwärts konvexen Form und abwärts konvexen Form];
(B) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer abwärts konvexen Form zu einer aufwärts konvexen Form, abwärts konvexen Form und einer Strecke];
(C) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer aufwärts konvexen Form zu einer abwärts konvexen Form, aufwärts konvexen Form und abwärts konvexen Form];
(D) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer aufwärts konvexen Form zu einer abwärts konvexen Form, aufwärts konvexen Form und einer Strecke];
(E) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer Strecke zu einer abwärts konvexen Form, aufwärts konvexen Form und abwärts konvexen Form]; und
(F) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer Strecke zu einer abwärts konvexen Form, aufwärts konvexen Form, abwärts konvexen Form und einer Strecke]. Es wird angemerkt, dass bei der Strecke die Basisoberfläche an dem zentralen Teil des zweiten Teils enden kann.

Bei dem Lichtemissionselement der 1-B-ten Konfiguration oder dem Lichtemissionselement der 1-C-ten Konfiguration mit der oben beschriebenen bevorzugten Konfiguration kann ein Kontakthügel bei einem Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht angeordnet sein, die einem konvexen Teil in dem zweiten Teil der Basisoberfläche zugewandt ist. Alternativ dazu kann bei dem Lichtemissionselement der 1-A-ten Konfiguration mit der oben beschriebenen bevorzugten Konfiguration der Kontakthügel bei einem Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht angeordnet sein, die dem zentralen Teil des ersten Teils der Basisoberfläche zugewandt ist. Beispiele für den Kontakthügel können einen Gold(Au)-Kontakthügel, einen Lotkontakthügel und einen Indium(In)-Kontakthügel beinhalten und ein Verfahren zum Anordnen des Kontakthügels kann ein bekanntes Verfahren sein. Insbesondere ist der Kontakthügel auf einer zweiten Padelektrode (wie später beschrieben) bereitgestellt, die auf einer zweiten Elektrode bereitgestellt ist, oder ist auf einem Erweiterungsteil der zweiten Padelektrode bereitgestellt.
Des Weiteren ist es bei dem Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Form und Konfiguration wünschenswert, dass der Radius R₁ einer Krümmung des zentralen Teils des ersten Teils der Basisoberfläche 1 × 10^-5 m oder mehr, bevorzugt 3 × 10^-5 m oder mehr beträgt. Zudem kann der Radius R₁ einer Krümmung 3 × 10^-4 m oder mehr betragen. Jedoch ist ein Wert von R₁ in jedem Fall größer als ein Wert der Resonatorlänge L_OR.
Des Weiteren ist es wünschenswert, dass der Radius R₂ einer Krümmung des zentralen Teils des zweiten Teils der Basisoberfläche 1 × 10^-6 m oder mehr, bevorzugt 3 × 10^-6 m oder mehr und besonders bevorzugt 5 × 10^-6 m oder mehr beträgt, und es ist wünschenswert, dass der Radius R₂' einer Krümmung des oberen Teils der ringförmigen konvexen Form des zweiten Teils der Basisoberfläche 1 × 10^-6 m oder mehr, bevorzugt 3 × 10^-6 m oder mehr und besonders bevorzugt 5 × 10^-6 m oder mehr beträgt.
Bei dem Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Form und Konfiguration kann eine Figur, die durch den ersten Teil der Basisoberfläche gezeichnet wird, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, ein Teil eines Kreises, ein Teil einer Parabel, ein Teil einer Sinuskurve, ein Teil einer Ellipse oder ein Teil einer Kettenkurve sein. In manchen Fällen ist die Figur nicht strikt ein Teil eines Kreises, ist nicht strikt ein Teil einer Parabel, ist nicht strikt Teil einer Sinuskurve, ist nicht strikt ein Teil einer Ellipse oder ist nicht strikt ein Teil einer Kettenkurve. Das heißt, ein Fall, in dem die Figur im Wesentlichen ein Teil eines Kreises ist, ein Fall, in dem die Figur im Wesentlichen ein Teil einer Parabel ist, ein Fall, in dem die Figur im Wesentlichen ein Teil einer Sinuskurve ist, ein Fall, in dem die Figur im Wesentlichen ein Teil Ellipse ist, und ein Fall, in dem die Figur im Wesentlichen ein Teil einer Kettenkurve ist, sind auch in einem Fall enthalten, in dem „die Figur ein Teil eines Kreises ist, ein Teil einer Parabel ist, ein Teil einer Sinuskurve ist, im Wesentlichen ein Teil einer Ellipse ist oder im Wesentlichen ein Teil einer Kettenkurve ist“. Ein Teil dieser Kurven kann durch eine Strecke ersetzt werden. Die Figur, die durch die Basisoberfläche gezeichnet wird, kann durch Messen der Form der Basisoberfläche mit einem Messinstrument und Analysieren der erhaltenen Daten basierend auf dem Verfahren der kleinsten Quadrate erhalten werden.
Des Weiteren kann bei dem Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen vorteilhaften Form und Konfiguration eine Form vorliegen, bei der die erste Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht die Basisoberfläche darstellt. Das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration wird der Einfachheit halber als das „Lichtemissionselement der zweiten Konfiguration“ bezeichnet. Alternativ dazu ist eine Konfiguration möglich, bei der ein Verbindungshalbleitersubstrat zwischen der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht und der ersten Lichtreflexionsschicht angeordnet ist und die Basisoberfläche durch eine Oberfläche des Verbindungshalbleitersubstrats gegeben ist. Das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration wird der Einfachheit halber als ein „Lichtemissionselement einer dritten Konfiguration“ bezeichnet. In diesem Fall kann zum Beispiel das Verbindungshalbleitersubstrat unter Verwendung eines GaN-Substrats gebildet werden. Als das GaN-Substrat kann ein beliebiges eines polaren Substrats, eines semipolaren Substrats und eines nichtpolaren Substrats verwendet werden. Als eine Dicke des Verbindungshalbleitersubstrats kann exemplarisch 5 × 10^-5 m bis 1 × 10^-4 m genannt werden, aber die Dicke ist nicht auf einen solchen Wert beschränkt. Alternativ dazu ist eine Konfiguration möglich, bei der ein Basismaterial zwischen der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht und der ersten Lichtreflexionsschicht angeordnet ist oder das Verbindungshalbleitersubstrat und das Basismaterial zwischen der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht und der ersten Lichtreflexionsschicht angeordnet sind und die Basisoberfläche durch eine Oberfläche des Basismaterials gegeben ist. Das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration wird der Einfachheit halber als ein „Lichtemissionselement einer vierten Konfiguration“ bezeichnet. Beispiele für ein Material des Basismaterials können ein transparentes dielektrisches Material, wie etwa TiO₂, Ta₂O₅ oder SiO₂, ein silikonbasiertes Harz und ein epoxidbasiertes Harz beinhalten.
Nachfolgend wird das Lichtemissionselement 10C aus Ausführungsform 5 speziell beschrieben.
Bei dem Lichtemissionselement 10C aus Ausführungsform 5 erstreckt sich die Basisoberfläche 90 in einem Peripheriegebiet 99 und weist die Basisoberfläche 90 eine unebene Form auf und ist in den Lichtemissionselementen 10A und 10B differenzierbar, die in Ausführungsformen 1 bis 4 beschrieben sind. Das heißt, bei dem Lichtemissionselement 10C aus Ausführungsform 5 ist die Basisoberfläche 90 analytisch glatt. Es wird angemerkt, dass die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf der Basisoberfläche 90 gebildet ist, die auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 positioniert ist, und die zweite Lichtreflexionsschicht 42 auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet ist und eine flache Form aufweist, ähnlich den Lichtemissionselementen 10A und 10B, die bei Ausführungsformen 1 bis 4 beschrieben sind. Des Weiteren werden die Unterteilungswand 24, die bei Ausführungsform 1 beschrieben ist, oder die Unterteilungswände 25A, 25B, 25C und 25D, die bei Ausführungsform 2 beschrieben sind, gebildet. Jedoch ist eine Veranschaulichung der Unterteilungswände 24, 25A, 25B, 25C und 25D zur Vereinfach der Zeichnungen weggelassen.
Außerdem beinhaltet das Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 5 mehrere Lichtemissionselemente, die angeordnet sind, und jedes Lichtemissionselement ist durch das Lichtemissionselement 10C aus Ausführungsform 5 implementiert, das zuvor beschrieben wurde. Es wird angemerkt, dass sich die Basisoberfläche 90 in dem Peripheriegebiet 99 erstreckt.
Dann weist ein erster Teil 91 der Basisoberfläche 90, auf dem die erste Lichtreflexionsschicht 41 gebildet wird, eine aufwärts konvexe Form mit Bezug auf die zweite Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 auf und weist ein zweiter Teil 92 der Basisoberfläche 90, der das Peripheriegebiet 99 belegt, eine abwärts konvexe Form mit Bezug auf die zweite Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 auf. Ein zentraler Teil 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 ist an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert (siehe zum Beispiel 5, 6, 9 und 11 für einen Anordnungszustand), oder der zentrale Teil 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 ist an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert (siehe zum Beispiel 7, 8, 10 und 12 für einen Anordnungszustand).
Obwohl die erste Lichtreflexionsschicht 41 bei dem ersten Teil 91 der Basisoberfläche 90 gebildet ist, ist in manchen Fällen ein Erweiterungsteil der ersten Lichtreflexionsschicht 41 bei dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90 gebildet, der das Peripheriegebiet 99 belegt, oder ist der Erweiterungsteil der ersten Lichtreflexionsschicht 41 nicht bei dem zweiten Teil 92 gebildet. Bei Ausführungsform 5 ist der Erweiterungsteil der ersten Lichtreflexionsschicht 41 nicht bei dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90 gebildet, der das Peripheriegebiet 99 belegt.
Bei dem Lichtemissionselement 10C aus Ausführungsform 5 kann eine Grenze 90_bd zwischen dem ersten Teil 91 und dem zweiten Teil 92 definiert werden als:

(1) ein Außenperipherieteil der ersten Lichtreflexionsschicht 41, falls sich die erste Lichtreflexionsschicht 41 nicht in dem Peripheriegebiet 99 erstreckt, und
(2) ein Teil, in dem ein Wendepunkt in der Basisoberfläche 90 von dem ersten Teil 91 zu dem zweiten Teil 92 vorhanden ist, falls sich die erste Lichtreflexionsschicht 41 in dem Peripheriegebiet 99 erstreckt. Hier entspricht das Lichtemissionselement 10C aus Ausführungsform 5 speziell (1).

Des Weiteren beinhalten bei dem Lichtemissionselement 10C aus Ausführungsform 5 Formen [des ersten Teils 91/zweiten Teils 92 von dem Peripherieteil zu dem zentralen Teil] Folgendes:

(A) [aufwärts konvexe Form/abwärts konvexe Form];
(B) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer abwärts konvexen Form zu einer Strecke];
(C) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer aufwärts konvexen Form zu einer abwärts konvexen Form];
(D) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer aufwärts konvexen Form zu einer abwärts konvexen Form und einer Strecke];
(E) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer Strecke zu einer abwärts konvexen Form]; und
(F) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer Strecke zu einer abwärts konvexen Form und einer Strecke], und insbesondere entspricht das Lichtemissionselement 10C aus Ausführungsform 5 (A).

Bei dem Lichtemissionselement 10C aus Ausführungsform 5 stellt die erste Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 die Basisoberfläche 90 dar. Eine Figur, die durch den ersten Teil 91 der Basisoberfläche 90 gezeichnet wird, falls die Basisoberfläche 90 entlang einer virtuellen Ebene (zum Beispiel der XZ-Ebene bei dem veranschaulichten Beispiel) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, ist differenzierbar und kann insbesondere ein Teil eines Kreises, ein Teil einer Parabel, ein Teil einer Sinuskurve, ein Teil einer Ellipse oder ein Teil einer Kettenkurve oder eine Kombination dieser Kurven sein oder ein Teil dieser Kurven kann mit einer Strecke ersetzt werden. Eine Figur, die durch den zweiten Teil 92 gezeichnet wird, ist auch differenzierbar und kann insbesondere ein Teil eines Kreises, ein Teil einer Parabel, ein Teil einer Sinuskurve, ein Teil einer Ellipse oder ein Teil einer Kettenkurve oder eine Kombination dieser Kurven sein oder ein Teil dieser Kurven kann mit einer Strecke ersetzt werden. Des Weiteren ist die Grenze zwischen dem ersten Teil 91 und dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90 auch differenzierbar.
Bei dem Lichtemissionselementarray ist es wünschenswert, dass ein Bildungsrastermaß der Lichtemissionselemente 3 µm oder mehr und 50 µm oder weniger, bevorzugt 5 µm oder mehr und 30 µm oder weniger und besonders bevorzugt 8 µm oder mehr und 25 µm oder weniger beträgt. Des Weiteren beträgt ein Radius R₁ einer Krümmung des zentralen Teils 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 wünschenswerterweise 1 × 10^-5 m oder mehr. Eine Resonatorlänge L_OR erfüllt bevorzugt 1 × 10^-5 m ≤ L_OR. Bei dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 5, bei dem der Anordnungszustand ähnlich der in 5 und 7 veranschaulichten Anordnung ist, sind Parameter des Lichtemissionselements 10C ähnlich jenen in Tabelle 1 unten. Es wird angemerkt, dass ein Durchmesser der ersten Lichtreflexionsschicht 41 durch D₁ angegeben wird, eine Höhe des ersten Teils 91 durch H₁ angegeben wird und ein Krümmungsradius eines zentralen Teils 92_c des zweiten Teils 92 der Basisoberfläche 90 durch R₂ angegeben wird. Hier wird die Höhe H₁ des ersten Teils 91 als H₁ = LL₁ - LL₂ ausgedrückt, wobei eine Entfernung von der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem zentralen Teil 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 LL₁ ist und eine Entfernung von der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem zentralen Teil 92_c des zweiten Teils 92 der Basisoberfläche 90 LL₂ ist. Des Weiteren sind Spezifikationen des Lichtemissionselements 10C aus Ausführungsform 5, bei dem der Anordnungszustand ähnlich jenen in 5 und 7 veranschaulichten ist, in den folgenden Tabellen 2 und 3 gezeigt. Es wird angemerkt, dass die „Anzahl an Lichtemissionselementen“ die Anzahl an Lichtemissionselementen ist, die in einem Lichtemissionselementarray enthalten sind.
Wie in 23 und 26 veranschaulicht, ist die zweite Elektrode 32 den Lichtemissionselementen 10C gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, und ist die zweite Elektrode 32 über eine (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Die erste Elektrode 31 ist ebenfalls den Lichtemissionselementen 10C gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, und ist über die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Bei dem Lichtemissionselement 10C, das in 23 und 26 veranschaulicht ist, kann Licht über die erste Lichtreflexionsschicht 41 nach außen emittiert werden oder kann Licht über die zweite Lichtreflexionsschicht 42 nach außen emittiert werden.
Alternativ dazu wird, wie in 24 und 27 veranschaulicht, die zweite Elektrode 32 einzeln in dem Lichtemissionselement 10C gebildet, das in dem Lichtemissionselementarray enthalten ist, und wird über die zweite Padelektrode 33 mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Die erste Elektrode 31 ist den Lichtemissionselementen 10C gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, und ist über die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Bei dem Lichtemissionselement 10C, das in 24 und 27 veranschaulicht ist, kann Licht über die erste Lichtreflexionsschicht 41 nach außen emittiert werden oder kann Licht über die zweite Lichtreflexionsschicht 42 nach außen emittiert werden.
Alternativ dazu wird, wie in 25 und 28 veranschaulicht, die zweite Elektrode 32 einzeln in den Lichtemissionselement 10C gebildet, das in dem Lichtemissionselementarray enthalten ist, wird der Kontakthügel 35 auf der zweiten Padelektrode 33 gebildet, die auf der zweiten Elektrode 32 gebildet ist, und wird eine Verbindung zu einem externen Schaltkreis oder dergleichen über den Kontakthügel 35 hergestellt. Die erste Elektrode 31 ist den Lichtemissionselementen 10C gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, und ist über die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Der Kontakthügel 35 ist bei einem Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 angeordnet, der dem zentralen Teil 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 zugewandt ist, und bedeckt die zweite Lichtreflexionsschicht 42. Beispiele für den Kontakthügel 35 können einen Gold(Au)-Kontakthügel, einen Lotkontakthügel und einen Indium(In)-Kontakthügel beinhalten und ein Verfahren zum Anordnen des Kontakthügels 35 kann ein bekanntes Verfahren sein. Bei dem Lichtemissionselement 10C, das in 25 und 28 veranschaulicht ist, wird Licht über die erste Lichtreflexionsschicht 41 nach außen emittiert. Es wird angemerkt, dass der Kontakthügel 35 in dem Lichtemissionselement 10C bereitgestellt sein kann, das in 23 veranschaulicht ist. Beispiele für eine Form des Kontakthügels 35 können eine zylindrische Form, eine ringförmige Form und eine halbkugelförmige Form beinhalten.

	Anordnungszustand in 5	Anordnungszustand in 7
Bildungsrastermaß	25 µm	20 µm
Radius R₁ der Krümmung	100 µm	200 µm
Durchmesser D₁	20 µm	15 µm
Höhe H₁	2 µm	2 µm
Radius R₂ der Krümmung	2 µm	3 µm

<Tabelle 2> Anordnungszustand in Figur 5

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-GaN
Aktive Schicht 23	InGaN (Mehrfachquantentopfstruktur)
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaN
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	445 nm
Anzahl an Lichtemissionselementen	100 × 100

<Tabelle 3> Anordnungszustand in Figur 7

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/SiN (9 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-GaN
Aktive Schicht 23	InGaN (Mehrfachquantentopfstruktur)
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaN
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	488 nm
Anzahl an Lichtemissionselementen	1000 × 1000

Nachfolgend wird das Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 5 unter Bezugnahme auf 29A, 29B, 30, 31, 32A, 32B, 33A, 33B, 33C, 34A und 34B beschrieben, die schematische partielle Endansichten der ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen sind.
Zuerst wird, nachdem die gestapelte Struktur 20 gebildet wurde, die zweite Lichtreflexionsschicht 42 auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet.
[Schritt-500]
Insbesondere wird die gestapelte Struktur 20, die unter Verwendung eines GaN-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird und in der die erste Verbindungshalbleiterschicht 21 mit der ersten Oberfläche 21a und der zweiten Oberfläche 21b, die der ersten Oberfläche 21a gegenüberliegt, die aktive Schicht (Lichtemissionsschicht) 23, die der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zugewandt ist, und die zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 mit der ersten Oberfläche 22a, die der aktiven Schicht 23 zugewandt ist, und der zweiten Oberfläche 22b, die der ersten Oberfläche 22a gegenüberliegt, gestapelt sind, auf einer zweiten Oberfläche 11b eines Verbindungshalbleitersubstrats 11 mit einer Dicke von etwa 0,4 mm gebildet. Insbesondere kann die gestapelte Struktur 20 durch sequentielles Bilden der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21, der aktiven Schicht 23 und der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 auf der zweiten Oberfläche 11b des Verbindungshalbleitersubstrats 11 basierend auf einem epitaktischen Wachstumsverfahren durch ein bekanntes MOCVD-Verfahren erhalten werden (siehe 29A) erhalten werden.
[Schritt-510]
Als Nächstes wird die Isolationsschicht (Strombegrenzungsschicht) 34, die die Öffnung 34A aufweist und unter Verwendung von SiO₂ gebildet wird, auf der zweiten Oberfläche 22b der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 basierend auf einer Kombination aus einem Filmbildungsverfahren, wie etwa einem CVD-Verfahren, einem Sputter-Verfahren oder einem Vakuumgasphasenabscheidungsverfahren, und einem Nassätzverfahren oder einem Trockenätzverfahren gebildet (siehe 29B). Das Strombegrenzungsgebiet (ein Strominjektionsgebiet 61A und ein Stromnichtinjektionsgebiet 61B) wird durch die Isolationsschicht 34 mit der Öffnung 34A definiert. Das heißt, dass das Strominjektionsgebiet 61A durch die Öffnung 34A definiert wird.
[Schritt-520]
Danach werden die zweite Elektrode 32 und die zweite Lichtreflexionsschicht 42 auf der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet. Insbesondere wird die zweite Elektrode 32 zum Beispiel auf der zweiten Oberfläche 22b der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22, die auf einer unteren Oberfläche der Öffnung 34A (Strominjektionsgebiet 61A) freigelegt ist, und auf der Isolationsschicht 34 basierend auf einem Lift-Off-Verfahren gebildet und ferner wird gegebenenfalls die zweite Padelektrode 33 basierend auf einer Kombination aus einem Filmbildungsverfahren, wie etwa einem Sputterverfahren oder einem Vakuumgasphasenabscheidungsverfahren, und einem Strukturierungsverfahren, wie etwa einem Nassätzverfahren oder einem Trockenätzverfahren, gebildet. Als Nächstes wird die zweite Lichtreflexionsschicht 42 auf der zweiten Elektrode 32 und auf der zweiten Padelektrode 33 basierend auf einer Kombination aus einem Filmbildungsverfahren, wie etwa einem Sputter-Verfahren oder einem Vakuumgasphasenabscheidungsverfahren, und einem Strukturierungsverfahren, wie etwa einem Nassätzverfahren oder einem Trockenätzverfahren, gebildet. Die zweite Lichtreflexionsschicht 42 auf der zweiten Elektrode 32 weist eine flache Form auf. Auf diese Weise kann die in 30 veranschaulichte Struktur erhalten werden. Danach kann gegebenenfalls der Kontakthügel 35 bei einem Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 angeordnet werden, der dem zentralen Teil 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 zugewandt ist. Insbesondere kann der Kontakthügel 35 auf der zweiten Padelektrode 33 (siehe 25 und 26B), die auf der zweiten Elektrode 32 gebildet ist, so gebildet werden, dass er die zweite Lichtreflexionsschicht 42 bedeckt, und die zweite Elektrode 32 wird über den Kontakthügel 35 mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden.
[Schritt-530]
Als Nächstes wird die zweite Lichtreflexionsschicht 42 über eine Bondschicht 48 an einem Stützsubstrat 49 befestigt (siehe 31). Insbesondere wird die zweite Lichtreflexionsschicht 42 (oder der Kontakthügel 35) an dem Stützsubstrat 49 befestigt, das unter Verwendung eines Saphirsubstrats gebildet wird, indem die Bondschicht 48 verwendet wird, die unter Verwendung eines Klebstoffs gebildet wird.
[Schritt-540]
Als Nächstes wird das Verbindungshalbleitersubstrat 11 basierend auf einem mechanischen Polierverfahren oder einem CMP-Verfahren gedünnt und es wird ferner eine Ätzung durchgeführt, um das Verbindungshalbleitersubstrat 11 zu entfernen.
[Schritt-550]
Danach wird eine erste Opferschicht 81 auf dem ersten Teil 91 der Basisoberfläche 90 (insbesondere der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21) gebildet, auf dem die erste Lichtreflexionsschicht 41 zu bilden ist, und dann wird eine Oberfläche der ersten Opferschicht konvex gemacht. Insbesondere wird die erste Opferschicht 81, die in 32A veranschaulicht ist, durch Bilden einer ersten Fotolackmaterialschicht auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 und Strukturieren der ersten Fotolackmaterialschicht derart, dass die erste Fotolackmaterialschicht auf dem ersten Teil 91 belassen wird, gebildet, und dann kann die Struktur, die in 32B veranschaulicht ist, durch Durchführen einer Wärmebehandlung an der ersten Opferschicht 81 erhalten werden. Als Nächstes wird eine Oberfläche einer ersten Opferschicht 81' einer Veraschungsbehandlung (Plasmabestrahlungsbehandlung) unterzogen, um die Oberfläche der ersten Opferschicht 81' zu modifizieren, wodurch das Auftreten eines Schadens, einer Verformung oder dergleichen der ersten Opferschicht 81' verhindert wird, wenn eine zweite Opferschicht 82 in dem nächsten Schritt gebildet wird.
[Schritt-560]
Als Nächstes wird die zweite Opferschicht 82 auf dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90, der zwischen den ersten Opferschichten 81' freigelegt ist, und auf der zweiten Opferschicht 81' gebildet, um eine Oberfläche der zweiten Opferschicht 82 uneben zu machen (siehe 33A). Insbesondere wird die zweite Opferschicht 82, die unter Verwendung einer zweiten Fotolackmaterialschicht mit einer geeigneten Dicke gebildet wird, auf der gesamten Oberfläche gebildet. Es wird angemerkt, dass eine durchschnittliche Dicke der zweiten Opferschicht 82 bei dem Beispiel, dessen Anordnungszustand in 5 veranschaulicht ist, 2 µm beträgt, und die durchschnittliche Dicke der zweiten Opferschicht 82 beträgt bei dem Beispiel, dessen Anordnungszustand in 7 veranschaulicht ist, 5 µm.
Falls es erforderlich ist, den Radius R₁ einer Krümmung des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 weiter zu erhöhen, können [Schritt-550] und [Schritt-560] wiederholt werden.
Das Material der ersten Opferschicht 81 und der zweiten Opferschicht 82 ist nicht auf das Fotolackmaterial beschränkt und es reicht aus, falls ein geeignetes Material für die erste Verbindungshalbleiterschicht 21, wie etwa ein Oxidmaterial (zum Beispiel SiO₂, SiN oder TiO₂), ein Halbleitermaterial (zum Beispiel Si, GaN, InP oder GaAs) oder ein Metallmaterial (zum Beispiel Ni, Au, Pt, Sn, Ga, In oder Al) ausgewählt wird. Außerdem können, wenn ein Fotolackmaterial mit einer geeigneten Viskosität als das Fotolackmaterial der ersten Opferschicht 81 und der zweiten Opferschicht 82 verwendet wird und wenn die Dicke der ersten Opferschicht 81, die Dicke der zweiten Opferschicht 82, ein Durchmesser der ersten Opferschicht 81' und dergleichen geeignet eingestellt und ausgewählt werden, ein Wert des Krümmungsradius der Basisoberfläche 90 und eine Form der Unebenheit der Basisoberfläche 90 (zum Beispiel der Durchmesser D₁ und die Höhe H₁) auf einen gewünschten Wert und eine gewünschte Form eingestellt werden.
[Schritt-570]
Danach werden die zweite Opferschicht 82 und die erste Opferschicht 81' zurückgeätzt und das Rückätzen wird ferner von der Basisoberfläche 90 nach innen (das heißt von der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem Inneren der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21) durchgeführt, wodurch ein konvexer Teil 91A in dem ersten Teil 91 der Basisoberfläche 90 gebildet wird und wenigstens ein konkaver Teil (ein konkaver Teil 92A bei Ausführungsform 5) in dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90 mit Bezug auf die zweite Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet wird. Auf diese Weise kann die in 33B veranschaulichte Struktur erhalten werden. Das Rückätzen kann basierend auf einem Trockenätzverfahren, wie etwa einem RIE-Verfahren, durchgeführt werden oder kann basierend auf einem Nassätzverfahren unter Verwendung von zum Beispiel einer Salzsäure, einer Salpetersäure, einer Flusssäure oder einer Phosphorsäure oder eines Gemischs aus diesen durchgeführt werden.
[Schritt-580]
Als Nächstes wird die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf dem ersten Teil 91 der Basisoberfläche 90 gebildet. Insbesondere wird, nachdem die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf der gesamten Oberfläche der Basisoberfläche 90 basierend auf einem Filmbildungsverfahren, wie etwa einem Sputterverfahren oder einem Vakuumgasphasenabscheidungsverfahren gebildet wurde (siehe 33C), die erste Lichtreflexionsschicht 41 strukturiert, um die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf dem ersten Teil 91 der Basisoberfläche 90 zu erhalten (siehe 34A). Danach wird die erste Elektrode 31, die den jeweiligen Lichtemissionselementen gemein ist, auf dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90 gebildet (siehe 34B). Wie zuvor beschrieben, kann das Lichtemissionselementarray oder das Lichtemissionselement 10C aus Ausführungsform 5 erhalten werden. Falls die erste Elektrode 31 weiter als die erste Lichtreflexionsschicht 41 hervorsteht, kann die erste Lichtreflexionsschicht 41 geschützt werden.
[Schritt-590]
Danach wird das Stützsubstrat 49 abgelöst und wird das Lichtemissionselementarray einzeln separiert. Dann muss das Lichtemissionselementarray nur elektrisch mit einer externen Elektrode oder einem externen Schaltkreis (einem Schaltkreis zum Ansteuern des Lichtemissionselementarrays) verbunden werden. Insbesondere reicht es aus, falls die erste Verbindungshalbleiterschicht 21 über die erste Elektrode 31 und die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden wird und die zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 über die zweite Padelektrode 33 oder den Kontakthügel 35 mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden wird. Als Nächstes wird das Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 5 durch Verkapseln oder Versiegeln abgeschlossen.
Es wird angemerkt, dass es zum Beispiel ausreicht, falls die Unterteilungswände 25A, 25B, 25C und 25D zwischen [Schritt-510] und [Schritt-520] oder zwischen [Schritt-520] und [Schritt-530] gebildet werden, die Unterteilungswand 24 zwischen [Schritt-540] und [Schritt-550] gebildet wird, die Unterteilungswand 24 zwischen [Schritt-570] und [Schritt-580] gebildet wird oder die Unterteilungswand 24 zwischen [Schritt-580] und [Schritt-590] gebildet wird.
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 5 ist es, da die Basisoberfläche eine unebene Form aufweist und differenzierbar ist, möglich, falls eine starke externe Kraft aus irgendeinem Grund auf das Lichtemissionselement ausgeübt wird, zuverlässig ein Problem zu vermeiden, dass eine mechanische Spannung auf dem ansteigenden Teil des konvexen Teils konzentriert wird, und es besteht keine Möglichkeit, dass die erste Verbindungshalbleiterschicht oder dergleichen beschädigt wird. Insbesondere ist das Lichtemissionselementarray mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen unter Verwendung des Kontakthügels verbunden oder daran gebondet, und es ist zur Zeit des Bondens erforderlich, eine große Last (zum Beispiel etwa 50 MPa) auf das Lichtemissionselementarray anzuwenden. Bei dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 5 besteht, selbst wenn eine solche große Last angewandt wird, keine Möglichkeit, dass das Lichtemissionselementarray beschädigt wird. Da die Basisoberfläche eine unebene Form aufweist, wird außerdem eine Erzeugung von Streulicht weiter unterdrückt und kann das Auftreten von optischem Nebensprechen zwischen den Lichtemissionselementen zuverlässiger verhindert werden.
Falls die Lichtemissionselemente in dem Lichtemissionselementarray angeordnet sind, kann ein Grundflächendurchmesser der ersten Opferschicht das Bildungsrastermaß der Lichtemissionselemente nicht überschreiten. Um das Bildungsrastermaß in dem Lichtemissionselementarray zu verringern, ist es daher erforderlich, den Grundflächendurchmesser zu verringern. Ferner weist der Radius R₁ einer Krümmung des zentralen Teils des ersten Teils der Basisoberfläche eine positive Korrelation mit dem Grundflächendurchmesser auf. Das heißt, der Grundflächendurchmesser nimmt ab, wenn das Bildungsrastermaß abnimmt, und infolgedessen nimmt der Radius R₁ einer Krümmung ab. Zum Beispiel wird der Radius R₁ einer Krümmung von etwa 30 µm für den Grundflächendurchmesser von 24 µm berichtet. Außerdem weist ein Abstrahlungswinkel von Licht, das von dem Lichtemissionselement emittiert wird, eine negative Korrelation zu dem Grundflächendurchmesser auf. Das heißt, der Grundflächendurchmesser nimmt ab, wenn das Bildungsrastermaß abnimmt, und infolgedessen nimmt der Radius R₁ einer Krümmung ab und wird ein Fernfeldmuster (FFP) erweitert. Der Abstrahlungswinkel kann einige Grad oder mehr bei dem Radius R₁ einer Krümmung von weniger als 30 µm betragen. In Abhängigkeit von einem Anwendungsbereich des Lichtemissionselementarrays kann von dem Lichtemissionselement emittiertes Licht einen kleinen Abstrahlungswinkel von 2 bis 3 Grad oder weniger aufweisen müssen.
Bei Ausführungsform 5 kann, da der erste Teil in der Basisoberfläche basierend auf der ersten Opferschicht und der zweiten Opferschicht gebildet wird, ein großer Radius R₁ einer Krümmung selbst dann erzielt werden, wenn die Lichtemissionselemente in einem kleinen Bildungsrastermaß angeordnet sind. Daher kann der Abstrahlungswinkel des von dem Lichtemissionselement emittierten Lichts auf einen kleinen Abstrahlungswinkel von 2 bis 3 Grad oder weniger oder so klein wie möglich eingestellt werden, so dass ein Lichtemissionselement mit einem kleinen FFP bereitgestellt werden kann, und eine Zunahme einer Lichtausgabe des Lichtemissionselements und eine Effizienzverbesserung können erzielt werden.
Da die Höhe (Dicke) des ersten Teils verringert (gedünnt) werden kann, wird außerdem, wenn das Lichtemissionselementarray mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen unter Verwendung des Kontakthügels verbunden oder daran gebondet wird, ein Hohlraum (eine Lücke) mit geringerer Wahrscheinlichkeit in dem Kontakthügel erzeugt, und eine Wärmeleitfähigkeit kann verbessert werden.
Außerdem kann bei den Lichtemissionselementen aus Ausführungsformen 1 bis 24, da die erste Lichtreflexionsschicht auch als ein konkaver Spiegel fungiert, Licht, das von der aktiven Schicht gebeugt wird und sich von dort als ein Startpunkt ausbreitet und dann auf die erste Lichtreflexionsschicht auftrifft, zuverlässig zu der aktiven Schicht hin reflektiert und auf der aktiven Schicht gesammelt werden. Daher kann eine Zunahme eines Beugungsverlusts vermieden werden, kann eine Laseroszillation zuverlässig durchgeführt werden und kann ein Problem einer thermischen Sättigung vermieden werden, da ein langer Resonator bereitgestellt wird. Da die Resonatorlänge erhöht werden kann, wird außerdem eine Toleranz eines Prozesses zum Herstellen des Lichtemissionselements erhöht und infolgedessen kann eine Ausbeute verbessert werden. Es wird angemerkt, dass „Beugungsverlust“ auf ein Phänomen verweist, bei dem Laserlicht, das sich in dem Resonator hin und her bewegt, graduell zu der Außenseite des Resonators hin gestreut wird und verloren geht, weil Licht allgemein zu einer Ausbreitung aufgrund eines Beugungseffekts neigt.
Außerdem wird mit Ausnahme von Ausführungsform 7, die später beschrieben wird, ein GaN-Substrat in dem Prozess zum Herstellen des Lichtemissionselements verwendet, aber ein GaN-basierter Halbleiter wird nicht basierend auf einem Verfahren für epitaktisches Wachstum in der lateralen Richtung, wie etwa einem ELO-Verfahren, gebildet. Daher kann als das GaN-Substrat nicht nur ein polares GaN-Substrat, sondern auch ein semipolares GaN-Substrat oder ein nichtpolares GaN-Substrat verwendet werden. Falls ein polares GaN-Substrat verwendet wird, nimmt eine Lichtemissionseffizienz tendenziell aufgrund eines Effekts eines piezoelektrischen Feldes in der aktiven Schicht ab, aber in einem Fall, in dem ein nichtpolares GaN-Substrat oder ein semipolares GaN-Substrat verwendet wird, kann ein solches Problem gelöst oder abgeschwächt werden.
[Ausführungsform 6]
Ausführungsform 6 ist eine Modifikation von Ausführungsform 5 und betrifft das Lichtemissionselement der 1-B-ten Konfiguration. 35 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements 10D aus Ausführungsform 6 und 36 ist eine schematische partielle Endansicht des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 6. Des Weiteren sind 37 und 39 schematische Draufsichten, die eine Anordnung des ersten Teils und des zweiten Teils der Basisoberfläche in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 6 veranschaulichen, und 38 und 40 sind schematische Draufsichten, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 6 veranschaulichen. Des Weiteren sind 41A, 41B, 42A, 42B, 43A und 43B schematische partielle Endansichten der ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 6.
Bei dem Lichtemissionselement 10D aus Ausführungsform 6 weist der zweite Teil 92 der Basisoberfläche 90, der das Peripheriegebiet 99 belegt, eine abwärts konvexe Form und eine aufwärts konvexe Form, die sich von der abwärts konvexen Form zu einem zentralen Teil des Peripheriegebiets 99 hin erstreckt, mit Bezug auf die zweite Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 auf. Dann gilt LL₂ > LL₁, wobei eine Entfernung von der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem zentralen Teil 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 LL₁ ist und eine Entfernung von der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem zentralen Teil 92_c des zweiten Teils 92 der Basisoberfläche 90 LL₂ ist. Des Weiteren gilt R₁ > R₂, wobei ein Krümmungsradius (das heißt ein Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht 41) des zentralen Teils 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 R₁ ist und ein Krümmungsradius des zentralen Teils 92_c des zweiten Teils 92 der Basisoberfläche 90 R₂ ist. Es wird angemerkt, dass, obwohl ein Wert von LL₂/LL₁ nicht beschränkt ist, 1 < LL₂/LL₁ ≤ 100 erfüllt werden kann, und, obwohl ein Wert von R₁/R₂ nicht beschränkt ist, 1 < R₁/R₂ ≤ 100 erfüllt werden kann. Insbesondere gilt zum Beispiel LL₂/LL₁ = 1,05 und R₁/R₂ = 10.
Bei dem Lichtemissionselement 10D aus Ausführungsform 6 ist der zentrale Teil 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert (siehe 37) und in diesem Fall ist der zentrale Teil 92_c (in 37 als ein Kreis veranschaulicht) des zweiten Teils 92 der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt des Quadratgitters positioniert. Alternativ dazu ist der zentrale Teil 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert (siehe 39) und in diesem Fall ist der zentrale Teil 92_c (in 39 als ein Kreis veranschaulicht) des zweiten Teils 92 der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt des Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert. Ferner weist der zweite Teil 92 der Basisoberfläche 90, der das Peripheriegebiet 99 belegt, eine abwärts konvexe Form zu dem zentralen Teil des Peripheriegebiets 99 hin auf und dieses Gebiet wird in 37 und 39 durch ein Bezugszeichen 92_b bezeichnet.
Bei dem Lichtemissionselement 10D aus Ausführungsform 6 beinhalten Formen [des ersten Teils 91/zweiten Teils 92 von dem Peripherieteil zu dem zentralen Teil] Folgendes:

(A) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer abwärts konvexen Form zu einer aufwärts konvexen Form];
(B) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer aufwärts konvexen Form zu einer abwärts konvexen Form und aufwärts konvexen Form]; und
(C) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer Strecke zu einer abwärts konvexen Form und aufwärts konvexen Form], und insbesondere entspricht das Lichtemissionselement 10D aus Ausführungsform 6 (A).

Bei dem Lichtemissionselement 10D aus Ausführungsform 6 ist der Kontakthügel 35 bei einem Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 angeordnet, der einem konvexen Teil in dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90 zugewandt ist.
Wie in 35 veranschaulicht, ist die zweite Elektrode 32 den Lichtemissionselementen 10D gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, oder ist einzeln gebildet, wie in 36 veranschaulicht, und ist über den Kontakthügel 35 mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Die erste Elektrode 31 ist den Lichtemissionselementen 10D gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, und ist über die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Der Kontakthügel 35 ist bei einem Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet, der einem konvexen Teil 92_c in dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90 zugewandt ist. Bei dem Lichtemissionselement 10D, das in 35, 36A und 36B veranschaulicht ist, kann Licht über die erste Lichtreflexionsschicht 41 nach außen emittiert werden oder kann Licht über die zweite Lichtreflexionsschicht 42 nach außen emittiert werden. Beispiele für eine Form des Kontakthügels 35 können eine zylindrische Form, eine ringförmige Form und eine halbkugelförmige Form beinhalten.
Außerdem ist es wünschenswert, dass der Radius R₂ einer Krümmung des zentralen Teils 92_c des zweiten Teils 92 der Basisoberfläche 90 1 × 10^-6 m oder mehr, bevorzugt 3 × 10^-6 m oder mehr und besonders bevorzugt 5 × 10^-6 m oder mehr beträgt, und insbesondere gilt für den Krümmungsradius R₂ = 3 µm.
Bei dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 6, das in 37 und 38 und 39 und 40 veranschaulicht ist, sind Parameter des Lichtemissionselements 10D so, wie in Tabelle 4 unten gezeigt. Außerdem sind Spezifikationen des Lichtemissionselements 10D aus Ausführungsform 6, das in 37 und 38 und 39 und 40 veranschaulicht ist, in Tabellen 5 und 6 unten gezeigt. Hier wird eine Höhe H₁ des ersten Teils 91 als H₁ = LL₁ - LL₂" ausgedrückt und wird eine Höhe H₂ des zentralen Teils 92_c des zweiten Teils 92 als H₂ = LL₂ - LL₂" ausgedrückt, wobei eine Entfernung von der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem zentralen Teil 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 LL₁ ist und eine Entfernung von der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem tiefsten konkaven Teil 92_b des zweiten Teils 92 der Basisoberfläche 90 LL₂" ist.

	37 und 38	39 und 40
Bildungsrastermaß	25 µm	25 µm
Radius R₁ der Krümmung	150 µm	150 µm
Durchmesser D₁	20 µm	20 µm
Höhe H₁	2 µm	2 µm
Radius R₂ der Krümmung	2 µm	2 µm
Höhe H₂	2,5 µm	2,5 µm

<Tabelle 5> Figuren 37 und 38

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 30 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-GaN
Aktive Schicht 23	InGaN (Mehrfachquantentopfstruktur)
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaN
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	445 nm
Anzahl an Lichtemissionselementen	100 × 100

<Tabelle 6> Figuren 39 und 40

41A, 41B, 42A, 42B, 43A und 43B sind schematische partielle Endansichten der ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 6, aber das Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 6 kann im Wesentlichen dem Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 5 ähnlich sein und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen. Es wird angemerkt, dass ein Bezugszeichen 83 in 41A und ein Bezugszeichen 83' in 41B und 42A jeweils einen Teil der ersten Opferschicht zum Bilden des zentralen Teils 92_c des zweiten Teils 92 bezeichnen. Es wird angemerkt, dass, wenn eine Größe (ein Durchmesser) der ersten Opferschicht abnimmt, eine Höhe der ersten Opferschicht nach der Wärmebehandlung zunimmt.
Falls das Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 6 oder Ausführungsform 7, das später beschrieben wird, mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen unter Verwendung des Kontakthügels 35 verbunden oder daran gebondet wird, ist es zur Zeit des Bondens auch erforderlich, eine große Last (zum Beispiel etwa 50 MPa) auf das Lichtemissionselementarray anzuwenden. Bei dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 6 sind, selbst wenn eine solch große Last angewandt wird, der Kontakthügel 35 und der konvexe Teil 92_c in dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90 auf einer geraden Linie in einer vertikalen Richtung angeordnet, so dass es möglich ist, zuverlässig zu verhindern, dass das Lichtemissionselementarray beschädigt wird.
[Ausführungsform 7]
Ausführungsform 7 ist auch eine Modifikation von Ausführungsform 5 oder Ausführungsform 6 und betrifft das Lichtemissionselement der 1-C-ten Konfiguration. 44 und 45 sind schematische partielle Endansichten des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 7, und 46 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung des ersten Teils und des zweiten Teils der Basisoberfläche in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 7 veranschaulicht. Es wird angemerkt, dass bei dem in 44 veranschaulichten Beispiel die zweite Elektrode 32 einzeln in jedem Lichtemissionselement gebildet ist, und bei dem in 45 veranschaulichten Beispiel die zweite Elektrode 32 gemeinsam für die jeweiligen Lichtemissionselemente gebildet ist. Des Weiteren ist in 44 und 45 eine Veranschaulichung der ersten Elektrode weggelassen.
Bei einem Lichtemissionselement 10E aus Ausführungsform 7 weist der zweite Teil 92 der Basisoberfläche 90, der das Peripheriegebiet 99 belegt, eine ringförmige konvexe Form 93, die den ersten Teil 91 der Basisoberfläche 90 umgibt, und eine abwärts konvexe Form 94A, die sich von der ringförmigen konvexen Form 93 zu dem ersten Teil 91 der Basisoberfläche 90 erstreckt, mit Bezug auf die zweite Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 auf. Ein Gebiet, das durch die ringförmig konvexe Form 93 umgeben wird, in dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90, der das Peripheriegebiet 99 belegt, wird durch ein Bezugszeichen 94B bezeichnet.
Bei dem Lichtemissionselement 10E aus Ausführungsform 7 gilt LL₂' > LL₁, wobei eine Entfernung von der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem zentralen Teil 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 LL₁ ist und eine Entfernung von der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu einem oberen Teil der ringförmigen konvexen Form 93 des zweiten Teils 92 der Basisoberfläche 90 LL₂' ist. Des Weiteren gilt R₁ > R₂', wobei ein Krümmungsradius (das heißt ein Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht 41) des zentralen Teils 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 R₁ ist und ein Krümmungsradius des oberen Teils der ringförmigen konvexen Form 93 des zweiten Teils 92 der Basisoberfläche 90 R₂' ist. Es wird angemerkt, dass, obwohl ein Wert von LL₂'/LL₁ nicht beschränkt ist, 1 < LL₂'/LL₁ ≤ 100 und insbesondere zum Beispiel LL₂'/LL₁ = 1,1 erfüllt werden kann. Außerdem kann, obwohl ein Wert von R₁/R₂' nicht beschränkt ist, 1 < R₁/R₂' ≤ 100 und zum Beispiel R₁/R₂' = 50 erfüllt werden.
Bei dem Lichtemissionselement 10E aus Ausführungsform 7 beinhalten Formen [des ersten Teils 91/zweiten Teils 92 von dem Peripherieteil zu dem zentralen Teil] Folgendes:

(A) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer abwärts konvexen Form zu einer aufwärts konvexen Form und abwärts konvexen Form];
(B) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer abwärts konvexen Form zu einer aufwärts konvexen Form, abwärts konvexen Form und einer Strecke];
(C) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer aufwärts konvexen Form zu einer abwärts konvexen Form, aufwärts konvexen Form und abwärts konvexen Form];
(D) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer aufwärts konvexen Form zu einer abwärts konvexen Form, aufwärts konvexen Form und einer Strecke];
(E) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer Strecke zu einer abwärts konvexen Form, aufwärts konvexen Form und abwärts konvexen Form]; und
(F) [aufwärts konvexe Form/fortgesetzt von einer Strecke zu einer abwärts konvexen Form, aufwärts konvexen Form, abwärts konvexen Form und einer Strecke], und insbesondere entspricht das Lichtemissionselement 10E aus Ausführungsform 7 (A).

Des Weiteren ist bei dem Lichtemissionselement 10E aus Ausführungsform 7 der Kontakthügel 35 bei einem Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 angeordnet, die dem ringförmigen konvexen Teil 93 in dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90 zugewandt ist. Eine Form des Kontakthügels 35 ist bevorzugt eine ringförmige Form, die der ringförmigen konvexen Form 93 zugewandt ist. Eine zylindrische Form, eine ringförmige Form und eine halbkugelförmige Form können exemplarisch genannt werden. Der Kontakthügel 35 ist bei einem Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet, der einem konvexen Teil 92_c in dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90 zugewandt ist.
Wie in 44 veranschaulicht, wird die zweite Elektrode 32 einzeln in dem Lichtemissionselement 10E gebildet, das in dem Lichtemissionselementarray enthalten ist, und wird über den Kontakthügel 35 mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Die erste Elektrode 31 ist den Lichtemissionselementen 10E gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, und ist über die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Alternativ dazu ist, wie in 45 veranschaulicht, die zweite Elektrode 32 den Lichtemissionselementen 10E gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, und ist über den Kontakthügel 35 mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Die erste Elektrode 31 ist den Lichtemissionselementen 10E gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, und ist über die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Bei dem Lichtemissionselement 10E, das in 44 und 45 veranschaulicht ist, kann Licht über die erste Lichtreflexionsschicht 41 nach außen emittiert werden oder kann Licht über die zweite Lichtreflexionsschicht 42 nach außen emittiert werden.
Außerdem ist es wünschenswert, dass der Radius R₂' einer Krümmung des ringförmigen konvexen Teils 93 des zweiten Teils 92 der Basisoberfläche 90 1 × 10^-6 m oder mehr, bevorzugt 3 × 10^-6 m oder mehr und besonders bevorzugt 5 × 10^-6 m oder mehr beträgt, und insbesondere gilt für den Krümmungsradius R₂' = 5 µm.
Bei dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 7, das in 46 veranschaulicht ist, sind Parameter des Lichtemissionselements 10E so, wie in Tabelle 7 unten gezeigt. Außerdem sind Spezifikationen des Lichtemissionselements 10E aus Ausführungsform 7, das in 46 veranschaulicht ist, in Tabelle 8 unten gezeigt. Hier wird eine Höhe H₁ des ersten Teils 91 als H₁ = LL₁ - LL₂" ausgedrückt und wird eine Höhe H₂ des ringförmigen konvexen Teils 93 des zweiten Teils 92 als H₂ = LL₂ - LL₂" ausgedrückt, wobei eine Entfernung von der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem zentralen Teil 91_c des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 LL₁ ist und eine Entfernung von der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem tiefsten konkaven Teil 92_b des zweiten Teils 92 der Basisoberfläche 90 LL₂" ist. Des Weiteren gibt ein Durchmesser D₂ einen Durchmesser der ringförmigen konvexen Form 93 an.

	46
Bildungsrastermaß	25 µm
Radius R₁ der Krümmung	150 µm
Durchmesser D₁	15 µm
Höhe H₁	2 µm
Radius R₂ der Krümmung	3 µm
Durchmesser D₂	19 µm (Innendurchmesser 18 µm/Außendurchmesser 20 µm)
Höhe H₂	3 µm

<Tabelle 8> Figur 46.

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (7 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 25 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-GaN
Aktive Schicht 23	InGaN (Mehrfachquantentopfstruktur)
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaN
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	20 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	405 nm
Anzahl an Lichtemissionselementen	1000 × 1000

Da ein Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 7 im Wesentlichen dem Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 5 oder 6 ähnlich sein kann, wird eine ausführliche Beschreibung weggelassen.
[Ausführungsform 8]
Ausführungsform 8 ist eine Modifikation von Ausführungsform 5. 47A und 47B sind schematische Draufsichten, die eine Anordnung des ersten Teils und des zweiten Teils der Basisoberfläche in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 8 veranschaulichen. Bei dem in 47A veranschaulichten Beispiel sind bei dem Lichtemissionselementarray zum Beispiel die Lichtemissionselemente aus Ausführungsform 5 in einer Linie angeordnet. Eine schematische partielle Endansicht entlang eines Pfeils A-A in 47A ist jener in 23 veranschaulichten ähnlich. Bei dem in 47B veranschaulichten Beispiel sind bei dem Lichtemissionselementarray zum Beispiel Lichtemissionselemente mit einer planaren Form, die länger als jene des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 5 ist, in einer Linie angeordnet. Eine schematische partielle Endansicht entlang eines Pfeils A-A in 47B ist jener in 23 veranschaulichten ähnlich. Bei dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 8, das in 47A veranschaulicht ist, sind Parameter des Lichtemissionselements in Tabelle 9 unten gezeigt und Spezifikationen des Lichtemissionselements sind in Tabelle 10 unten gezeigt. Des Weiteren sind bei dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 8, das in 47B veranschaulicht ist, Parameter des Lichtemissionselements in Tabelle 11 unten gezeigt und Spezifikationen des Lichtemissionselements sind in Tabelle 12 unten gezeigt. Es wird angemerkt, dass eine Form der Basisoberfläche, die in 47B veranschaulicht ist, ein Teil einer zylindrischen Form oder ein Teil einer halbzylindrischen Form ist.
<Tabelle 9>

47A

Bildungsrastermaß 25 µm

Radius R₁ der Krümmung 100 µm

Durchmesser D₁ 20 µm

Höhe H₁ 2 µm

<Tabelle 10> Figur 47A

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-GaN
Aktive Schicht 23	InGaN (Mehrfachquantentopfstruktur)
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaN
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	445 nm
Anzahl an Lichtemissionselementen	1000 × 1

	47B
Bildungsrastermaß	25 µm (Bildungsrastermaß entlang Pfeil B in 47B)
Radius R₁ einer Krümmung	100 µm (Krümmungsradius in Richtung des Pfeils B in 47B)
Größe des ersten Teils	Länge von 400 µm × Breite von 20 µm
Höhe H₁	2 µm

<Tabelle 12> Figur 47B

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-GaN
Aktive Schicht 23	InGaN (Mehrfachquantentopfstruktur)
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaN
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	445 nm
Anzahl an Lichtemissionselementen	512 × 1

[Ausführungsform 9]
Ausführungsform 9 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 8 und betrifft das Lichtemissionselement der dritten Konfiguration. Bei einem Lichtemissionselement 10F aus Ausführungsform 9, von dem die schematische partielle Endansicht in 48 veranschaulicht ist, ist das Verbindungshalbleitersubstrat 11 (links) zwischen der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 und der ersten Lichtreflexionsschicht 41 angeordnet und ist die Basisoberfläche 90 durch eine Oberfläche (erste Oberfläche 11a) des Verbindungshalbleitersubstrats 11 gegeben.
Bei dem Lichtemissionselement 10F aus Ausführungsform 9 wird das Verbindungshalbleitersubstrat 11 in einem Schritt ähnlich zu [Schritt-540] aus Ausführungsform 5 gedünnt und wird hochglanzpoliert. Ein Wert einer Oberflächenrauigkeit Ra der ersten Oberfläche 11a des Verbindungshalbleitersubstrats 11 beträgt bevorzugt 10 nm oder weniger. Die Oberflächenrauigkeit Ra ist in JIS B-610:2001 spezifiziert und kann speziell auf Basis einer Beobachtung basierend auf AFM oder Querschnitt-TEM gemessen werden. Danach kann die erste Opferschicht 81 in [Schritt-550] aus Ausführungsform 5 auf einer freigelegten Oberfläche (erste Oberfläche 11a) des Verbindungshalbleitersubstrats 11 gebildet werden, dann kann ein Prozess ähnlich dem Prozess nach [Schritt-550] aus Ausführungsform 5 durchgeführt werden und kann die Basisoberfläche 90 mit dem ersten Teil 91 und dem zweiten Teil auf dem Verbindungshalbleitersubstrat 11 anstelle der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in Ausführungsform 5 bereitgestellt werden, wodurch das Lichtemissionselement oder das Lichtemissionselementarray abgeschlossen wird.
Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 9 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene der Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 5 bis 8 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
[Ausführungsform 10]
Ausführungsform 10 ist auch eine Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 8 und betrifft das Lichtemissionselement der vierten Konfiguration. Bei einem Lichtemissionselement 10G aus Ausführungsform 10, von dem die schematische partielle Endansicht in 49 veranschaulicht ist, ist ein Basismaterial 95 zwischen der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 und der ersten Lichtreflexionsschicht 41 angeordnet und ist die Basisoberfläche 90 durch eine Oberfläche des Basismaterials 95 gegeben. Alternativ dazu sind bei einem modifizierten Beispiel des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 10, das in 50 veranschaulicht ist, die eine schematische partielle Endansicht ist, das Verbindungshalbleitersubstrat 11 und das Basismaterial 95 zwischen der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 und der ersten Lichtreflexionsschicht 41 angeordnet und ist die Basisoberfläche 90 durch die Oberfläche des Basismaterials 95 gegeben. Beispiele für ein Material des Basismaterials 95 können ein transparentes dielektrisches Material, wie etwa TiO₂, Ta₂O₅ oder SiO₂, ein silikonbasiertes Harz und ein epoxidbasiertes Harz beinhalten.
Bei dem Lichtemissionselement 10G aus Ausführungsform 10, das in 49 veranschaulicht ist, wird das Verbindungshalbleitersubstrat 11 in einem Schritt ähnlich [Schritt-540] aus Ausführungsform 5 entfernt und wird das Basismaterial 95 mit der Basisoberfläche 90 auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet. Insbesondere wird zum Beispiel eine TiO₂-Schicht oder eine Ta₂O₅-Schicht auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet, wird dann eine strukturierte Fotolackschicht auf der TiO₂-Schicht oder der Ta₂O₅-Schicht gebildet, auf der der erste Teil 91 zu bilden ist, und wird die Fotolackschicht erwärmt, um die Fotolackschicht wiederaufzuschmelzen, wodurch eine Fotolackstruktur erhalten wird. Die Fotolackstruktur weist die gleiche Form (oder eine dieser ähnliche Form) wie eine Form des ersten Teils auf. Dann kann, wenn das Zurückätzen an der Fotolackstruktur und der TiO₂-Schicht oder der Ta₂O₅-Schicht durchgeführt wird, das Basismaterial 95 (einschließlich der TiO₂-Schicht oder der Ta₂O₅-Schicht), in dem der erste Teil 91 und der zweite Teil 92 bereitgestellt werden, auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 erhalten werden. Als Nächstes muss die erste Lichtreflexionsschicht 41 nur auf einem gewünschten Gebiet des Basismaterials 95 basierend auf einem bekannten Verfahren gebildet werden.
Alternativ dazu wird bei dem Lichtemissionselement 10G aus Ausführungsform 10, das in 50 veranschaulicht ist, das Basismaterial 95 mit der Basisoberfläche 90 auf einer freigelegten Oberfläche (ersten Oberfläche 11a) des Verbindungshalbleitersubstrats 11 nach dem Dünnen und Hochglanzpolieren des Verbindungshalbleitersubstrats 11 in einem Schritt ähnlich zu [Schritt-540] aus Ausführungsform 5 gebildet. Insbesondere wird zum Beispiel eine TiO₂-Schicht oder eine Ta₂O₅-Schicht auf der freigelegten Oberfläche (ersten Oberfläche 11a) der Verbindungshalbleiterschicht 11 gebildet, wird dann eine strukturierte Fotolackschicht auf der TiO₂-Schicht oder der Ta₂O₅-Schicht gebildet, auf der der erste Teil 91 zu bilden ist, und wird die Fotolackschicht erwärmt, um die Fotolackschicht wiederaufzuschmelzen, wodurch eine Fotolackstruktur erhalten wird. Die Fotolackstruktur weist die gleiche Form (oder eine dieser ähnliche Form) wie eine Form des ersten Teils auf. Dann kann, wenn das Zurückätzen an der Fotolackstruktur und der TiO₂-Schicht oder der Ta₂O₅-Schicht durchgeführt wird, das Basismaterial 95 (einschließlich der TiO₂-Schicht oder der Ta₂O₅-Schicht), in dem der erste Teil 91 und der zweite Teil 92 bereitgestellt werden, auf der freigelegten Oberfläche (ersten Oberfläche 11a) der Verbindungshalbleiterschicht 11 erhalten werden. Als Nächstes muss die erste Lichtreflexionsschicht 41 nur auf einem gewünschten Gebiet des Basismaterials 95 basierend auf einem bekannten Verfahren gebildet werden.
Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 10 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene der Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 5 bis 8 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
[Ausführungsform 11]
Ausführungsform 11 ist eine Modifikation von Ausführungsform 10. Eine schematische partielle Endansicht des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 11 ist im Wesentlichen 50 ähnlich und das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 11 kann eine im Wesentlichen ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 10 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
Bei Ausführungsform 11 wird zuerst ein unebener Teil 96 zum Bilden der Basisoberfläche 90 in einer zweiten Oberfläche 11b eines Lichtemissionselementherstellungssubstrats 11 gebildet (siehe 51A). Dann wird, nachdem die erste Lichtreflexionsschicht 41, die unter Verwendung eines Mehrschichtfilms gebildet wird, in der zweiten Oberfläche 11b des Lichtemissionselementherstellungssubstrats 11 gebildet wurde (siehe 51B), ein Planarisierungsfilm 97 auf der ersten Lichtreflexionsschicht 41 und der zweiten Oberfläche 11b gebildet und wird der Planarisierungsfilm 97 einer Planarisierungsverabeitung unterzogen (siehe 51C).
Als Nächstes wird die gestapelte Struktur 20 auf dem Planarisierungsfilm 97 des Lichtemissionselementherstellungssubstrats 11 einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht 41 basierend auf lateralem Wachstum durch Verwenden eines Verfahrens zum epitaktischen Wachstum in der lateralen Richtung, wie etwa eines ELO-Verfahrens, gebildet. Danach werden [Schritt-510] und [Schritt-520] aus Ausführungsform 5 durchgeführt. Dann wird das Lichtemissionselementherstellungssubstrat 11 entfernt und wird die erste Elektrode 31 auf dem freigelegten Planarisierungsfilm 97 gebildet. Alternativ dazu wird die erste Elektrode 31 auf einer ersten Oberfläche 11a des Lichtemissionselementherstellungssubstrats 11 ohne Entfernen des Lichtemissionselementherstellungssubstrats 11 gebildet.
[Ausführungsform 12]
Ausführungsform 12 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 11. Bei Ausführungsformen 5 bis 11 wird die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines GaN-basierten Verbindungshalbleiters gebildet. Andererseits wird bei Ausführungsform 12 die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines InP-basierten Verbindungshalbleiters oder eines GaAs-basierten Verbindungshalbleiters gebildet.
Parameter des Lichtemissionselements in dem Lichtemissionselementarray (bei dem die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines InP-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird) aus Ausführungsform 12, bei dem der Anordnungszustand der Konfiguration und Struktur ähnlich ist, die in 5 und 7 veranschaulicht sind, sind wie in Tabelle 13 unten gezeigt, und Spezifikationen des Lichtemissionselements sind in Tabellen 14 und 15 unten veranschaulicht.

	Anordnungszustand in 5	Anordnungszustand in 7
Bildungsrastermaß	25 µm	20 µm
Radius R₁ der Krümmung	100 µm	200 µm
Durchmesser D₁	20 µm	15 µm
Höhe H₁	2 µm	2 µm
Radius R₂ der Krümmung	4 µm	5 µm

<Tabelle 14> Anordnungszustand in Figur 5

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-InP
Aktive Schicht 23	InGaAs (Mehrfachquantentopfstruktur), AlInGaAsP (Mehrfachquantentopfstruktur) oder InAs-Quantenpunkt
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-InP
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	1,6 µm
Anzahl an Lichtemissionselementen	100 × 100

<Tabelle 15> Anordnungszustand in Figur 7

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/SiN (9 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-InP
Aktive Schicht 23	(Mehrfachquantentopfstruktur), AlInGaAsP (Mehrfachquantentopfstruktur) InGaAs oder InAs-Quantenpunkt
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-InP
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	1,6 µm
Anzahl an Lichtemissionselementen	1000 × 1000

Des Weiteren sind Parameter des Lichtemissionselements in dem Lichtemissionselementarray (bei dem die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines GaAs-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird) aus Ausführungsform 12, bei dem der Anordnungszustand der Konfiguration und Struktur ähnlich ist, die in 5 und 7 gezeigt sind, wie in Tabelle 16 unten gezeigt, und Spezifikationen des Lichtemissionselements sind in Tabellen 17 und 18 unten veranschaulicht.

	Anordnungszustand in 5	Anordnungszustand in 7
Bildungsrastermaß	25 µm	20 µm
Radius R₁ der Krümmung	100 µm	200 µm
Durchmesser D₁	20 µm	15 µm
Höhe H₁	2 µm	2 µm
Radius R₂ der Krümmung	5 µm	10 µm

<Tabelle 17> Anordnungszustand in Figur 5

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleitersschicht 22	p-GaAs
Aktive Schicht 23	InGaAs (Mehrfachquantentopfstruktur), GaInNAs (Mehrfachquantentopfstruktur) oder InAs-Quantenpunkt
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaAs
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	0,94 µm
Anzahl an Lichtemissionselementen	100 × 100

<Tabelle 18> Anordnungszustand in Figur 7

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/SiN (9 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterscchicht 22	p-GaAs
Aktive Schicht 23	InGaAs (Mehrfachquantentopfstruktur), GaInNAs (Mehrfachquantentopfstruktur) oder InAs-Quantenpunkt
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaAs
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	0,94 µm
Anzahl an Lichtemissionselementen	1000 × 1000

Parameter des Lichtemissionselements in dem Lichtemissionselementarray (bei dem die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines InP-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird) aus Ausführungsform 12 mit einer ähnlichen Konfiguration und Struktur zu jenen, die in 37 und 38 und 39 und 40 veranschaulicht sind, sind wie in Tabelle 19 unten gezeigt, und Spezifikationen des Lichtemissionselements sind in Tabellen 20 und 21 unten veranschaulicht.

	37 und 38	39 und 40
Bildungsrastermaß	25 µm	25 µm
Radius R₁ der Krümmung	150 µm	150 µm
Durchmesser D₁	20 µm	20 µm
Höhe H₁	2 µm	2 µm
Radius R₂ der Krümmung	2 µm	8 µm
Höhe H₂	2,5 µm	2,5 µm

<Tabelle 20> Figuren 37 und 38

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 30 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-InP
Aktive Schicht 23	InGaAs (Mehrfachquantentopfstruktur), AlInGaAsP (Mehrfachquantentopfstruktur) oder InAs-Quantenpunkt
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-InP
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	1,6 µm
Anzahl an Lichtemissionselementen	100 × 100

<Tabelle 21> Figuren 39 und 40

Parameter des Lichtemissionselements in dem Lichtemissionselementarray (bei dem die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines GaAs-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird) aus Ausführungsform 12 mit einer ähnlichen Konfiguration und Struktur zu jenen, die in 37 und 38 und 39 und 40 veranschaulicht sind, sind wie in Tabelle 22 unten gezeigt, und Spezifikationen des Lichtemissionselements sind in Tabellen 23 und 24 unten veranschaulicht.

	37 und 38	39 und 40
Bildungsrastermaß	25 µm	25 µm
Radius R₁ der Krümmung	150 µm	150 µm
Durchmesser D₁	20 µm	20 µm
Höhe H₁	2 µm	2 µm
Radius R₂ der Krümmung	6 µm	4 µm
Höhe H₂	2,5 µm	2,5 µm

<Tabelle 23> Figuren 37 und 38

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 30 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-GaAs
Aktive Schicht 23	InGaAs (Mehrfachquantentopfstruktur), GaInNAs (Mehrfachquantentopfstruktur) oder InAs-Quantenpunkt
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaAs
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	0,94 µm
Anzahl an Lichtemissionselementen	100 × 100

<Tabelle 24> Figuren 39 und 40

Parameter des Lichtemissionselements in dem Lichtemissionselementarray (bei dem die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines InP-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird) aus Ausführungsform 12 mit einer ähnlichen Konfiguration und Struktur zu jenen, die in 46 veranschaulicht sind, sind wie in Tabelle 25 unten gezeigt, und Spezifikationen des Lichtemissionselements sind in Tabelle 26 unten veranschaulicht.

<Tabelle 26> Figur 46

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (7 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 25 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-InP
Aktive Schicht 23	InGaAs (Mehrfachquantentopfstruktur), AlInGaAsP (Mehrfachquantentopfstruktur) oder InAs-Quantenpunkt
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-InP
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	20 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	1,6 µm
Anzahl an Lichtemissionselementen	1000 × 1000

Parameter des Lichtemissionselements in dem Lichtemissionselementarray (bei dem die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines GaAs-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird) aus Ausführungsform 12 mit einer ähnlichen Konfiguration und Struktur zu jenen, die in 46 veranschaulicht sind, sind wie in Tabelle 27 unten gezeigt, und Spezifikationen des Lichtemissionselements sind in Tabelle 28 unten veranschaulicht.

<Tabelle 28> Figur 46

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (7 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 25 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-GaAs
Aktive Schicht 23	InGaAs (Mehrfachquantentopfstruktur), GaInNAs (Mehrfachquantentopfsstruktur) oder InAs-Quantenpunkt
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaAs
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	20 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	0,94 µm
Anzahl an Lichtemissionselementen	1000 × 1000

Parameter des Lichtemissionselements in dem Lichtemissionselementarray (wobei die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines InP-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird) aus Ausführungsform 12 mit einer ähnlichen Konfiguration und Struktur zu jenen, die in 47A und 47B veranschaulicht sind, sind wie in Tabellen 29 und 31 unten gezeigt, und Spezifikationen des Lichtemissionselements sind in Tabellen 30 und 32 unten veranschaulicht.
<Tabelle 29>

47A

Bildungsrastermaß 25 µm

Radius R₁ der Krümmung 100 µm

Durchmesser D₁ 20 µm

Höhe H₁ 2 µm

<Tabelle 30> Figur 47A

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-InP
Aktive Schicht 23	InGaAs (Mehrfachquantentopfstruktur)
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-InP
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	1,6 µm
Anzahl an Lichtemissionselementen	1000 × 1

	47B
Bildungsrastermaß	25 µm (Bildungsrastermaß entlang Pfeil B in 47B)
Radius R₁ einer Krümmung	100 µm (Krümmungsradius in Richtung des Pfeils B in 47B)
Größe des ersten Teils	Länge von 400 µm × Breite von 20 µm
Höhe H₁	2 µm

<Tabelle 32> Figur 47B

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-InP
Aktive Schicht 23	InGaAs (Mehrfachquantentopfstruktur), AlInGaAsP (Mehrfachquantentopfstruktur) oder InAs-Quantenpunkt
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-InP
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	1,6 µm
Anzahl an Lichtemissionselementen	512 × 1

Parameter des Lichtemissionselements in dem Lichtemissionselementarray (wobei die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines GaAs-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird) aus Ausführungsform 12 mit einer ähnlichen Konfiguration und Struktur zu jenen, die in 47A und 47B veranschaulicht sind, sind wie in Tabellen 33 und 35 unten gezeigt, und Spezifikationen des Lichtemissionselements sind in Tabellen 34 und 36 unten veranschaulicht.
<Tabelle 33>

47A

Bildungsrastermaß 25 µm

Radius R₁ der Krümmung 100 µm

Durchmesser D₁ 20 µm

Höhe H₁ 2 µm

<Tabelle 34> Figur 47A

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-GaAs
Aktive Schicht 23	InGaAs (Mehrfachquantentopfstruktur), GaInNAs (Mehrfachquantentopfstruktur) oder InAs-Quantenpunkt
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaAs
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	0,94 µm
Anzahl an Lichtemissionselementen	1000 × 1

	47B
Bildungsrastermaß 47B)	25 µm (Bildungsrastermaß entlang Pfeil B in
Radius R₁ einer Krümmung	100 µm (Krümmungsradius in Richtung des Pfeils B in 47B)
Größe des ersten Teils	Länge von 400 µm × Breite von 20 µm
Höhe H₁	2 µm

<Tabelle 36> Figur 47B

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/Ta₂O₅ (11,5 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-GaAs
Aktive Schicht 23	InGaAs (Mehrfachquantentopfstruktur), GaInNAs (Mehrfachquantentopfstruktur) oder InAs-Quantenpunkt
Erste Verbindungshalbleiterschicht 21	n-GaAs
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀	0,94 µm
Anzahl an Lichtemissionselementen	512 × 1

[Ausführungsform 13]
Ausführungsform 13 ist eine Modifikation des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung.
[Schritt-1300]
Bei einem Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 13 wird, nachdem die gestapelte Struktur 20 gebildet wurde, die zweite Lichtreflexionsschicht 42 auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet. Insbesondere werden zuerst Schritte ähnlich zu [Schritt-500] bis [Schritt-540] aus Ausführungsform 5 durchgeführt.
[Schritt-1310]
Als Nächstes wird, nachdem die erste Opferschicht 81 auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet wurde, die Oberfläche der ersten Opferschicht 81 konvex gemacht (siehe 32A und 32B), wird dann die erste Opferschicht 81' zurückgeätzt und wird die erste Verbindungshalbleiterschicht 21 von der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 weiter nach innen zurückgeätzt, wodurch ein konvexer Teil 91' mit Bezug auf die zweite Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet wird. Auf diese Weise kann die in 52A veranschaulichte Struktur erhalten werden.
[Schritt-1320]
Danach wird, nachdem die zweite Opferschicht 82 auf der gesamten Oberfläche gebildet wurde (siehe 52B), die zweite Opferschicht 82 zurückgeätzt und wird die erste Verbindungshalbleiterschicht 21 weiter nach innen zurückgeätzt, so dass ein konvexer Teil in dem ersten Teil 91 der Basisoberfläche 90 gebildet wird und wenigstens ein konkaver Teil in dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90 mit Bezug auf die zweite Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet wird (siehe 52C).
Falls es erforderlich ist, einen Radius R₁ einer Krümmung des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 weiter zu erhöhen, kann [Schritt-1320] wiederholt werden.
[Schritt-1330]
Danach reicht es aus, falls Schritte ähnlich zu [Schritt-580] bis [Schritt-590] aus Ausführungsform 5 durchgeführt werden.
Nachfolgend werden verschiedene modifizierte Beispiele der Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 1 bis 13 und des Lichtemissionselements gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Form und Konfiguration beschrieben, und dann werden Ausführungsformen 14 bis 24 beschrieben.
Bei dem Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen vorteilhaften Form und Konfiguration kann eine Konfiguration vorliegen, bei der das Strominjektionsgebiet und das Stromnichtinjektionsgebiet, das das Strominjektionsgebiet umgibt, in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht bereitgestellt sind, und die kürzeste Entfernung D_CI von einem Bereichsmittelpunkt des Strominjektionsgebiets zu einer Grenze zwischen dem Strominjektionsgebiet und dem Stromnichtinjektionsgebiet erfüllt die folgende Formel. Hier wird das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration der Einfachheit halber als ein „Lichtemissionselement einer fünften Konfiguration“ bezeichnet. Es wird angemerkt, dass für eine Herleitung der folgenden Formel auf zum Beispiel H. Kogelnik und T. Li, „Laser Beams and Resonators“, Applied Optics/Bd. 5, Nr. 10/ Oktober 1966 verwiesen wird. Des Weiteren wird ω₀ auch als eine Strahltaillenradius bezeichnet wird.
$D_{CI} \geq ω_{0} / 2$
Unter der Voraussetzung, dass Folgendes gilt: $ω_{0}^{2} \equiv (λ_{0} / π) {L_{OR} (R_{1} - L_{OR})}^{1 / 2}$
wobei Folgendes gilt:

λ₀: eine gewünschte Wellenlänge von Licht, das hauptsächlich von dem Lichtemissionselement emittiert wird (Oszillationswellenlänge)
L_OR: eine Resonatorlänge
R₁: ein Krümmungsradius des zentralen Teils des ersten Teils der Basisoberfläche (das heißt der Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht)

Hier weist bei dem Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen nur die erste Lichtreflexionsschicht eine konkave Spiegelform auf, aber unter Berücksichtigung einer Symmetrie der zweiten Lichtreflexionsschicht mit Bezug auf einen flachen Spiegel kann der Resonator zu einem Fabry-Perot-Resonator erweitert werden, der sandwichartig zwischen zwei konkaven Spiegelteilen mit dem gleichen Krümmungsradius eingeschlossen ist (siehe das schematische Diagramm aus 64). Zu dieser Zeit ist eine Resonatorlänge eines virtuellen Fabry-Perot-Resonators zweimal die Resonatorlänge L_OR. 65 und 66 sind Graphen, die eine Beziehung zwischen einem Wert von ω₀, einem Wert der Resonatorlänge L_OR und einem Wert des Radius R₁ einer Krümmung der ersten Lichtreflexionsschicht veranschaulichen. Es wird angemerkt, dass in 65 und 66 der Radius R₁ einer Krümmung durch „R_DBR“ angegeben ist. Dass der Wert von ω₀ positiv ist, gibt an, dass sich Laserlicht schematisch in dem in 67A veranschaulichten Zustand befindet, und, dass der Wert von ω₀ „negativ“ ist, gibt an, dass sich das Laserlicht schematisch in dem in 67B veranschaulichten Zustand befindet. Der Zustand des Laserlichts kann der in 67A veranschaulichte Zustand oder der in 67B veranschaulichte Zustand sein. Jedoch wird in dem virtuellen Fabry-Perot-Resonator mit den zwei konkaven Spiegelteilen, wenn der Radius R₁ einer Krümmung kleiner als die Resonatorlänge L_OR wird, der Zustand des Laserlichts der in 67B veranschaulichte Zustand, so dass eine Begrenzung übermäßig wird und ein Beugungsverlust auftritt. Daher ist der in 67A veranschaulichte Zustand vorteilhaft, in dem der Radius R₁ einer Krümmung größer als die Resonatorlänge L_OR ist. Es wird angemerkt, dass, falls die aktive Schicht nahe einer flachen Lichtreflexionsschicht von zwei Lichtreflexionsschichten, insbesondere der zweiten Lichtreflexionsschicht, angeordnet ist, das Lichtfeld weiter in der aktiven Schicht gesammelt wird. Das heißt, eine Lichtfeldbegrenzung in der aktiven Schicht wird verbessert und eine Laseroszillation wird gefördert. Eine Position der aktiven Schicht, das heißt eine Entfernung von der Oberfläche der zweiten Lichtreflexionsschicht, die der zweiten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, zu der aktiven Schicht ist nicht beschränkt, aber λ₀/2 bis 10λ₀ kann exemplarisch genannt werden.
Falls ein Gebiet, in dem durch die erste Lichtreflexionsschicht reflektiertes Licht gesammelt wird, nicht in dem Strominjektionsgebiet enthalten ist, das einem Gebiet entspricht, in dem die aktive Schicht eine Verstärkung durch Strominjektion aufweist, besteht insbesondere die Möglichkeit, dass eine stimulierte Emission von Licht von einem Träger gehemmt wird, und schlussendlich wird eine Laseroszillation gehemmt. Falls die obigen Formeln (1-1) und (1-2) erfüllt werden, ist es möglich, sicherzustellen, dass das Gebiet, in dem das durch die erste Lichtreflexionsschicht reflektierte Licht gesammelt wird, in dem Strominjektionsgebiet enthalten ist, und eine Laseroszillation kann zuverlässig erzielt werden.
Ferner kann das Lichtemissionselement der fünften Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der ein Modenverlustwirkungsteil, der auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht bereitgestellt ist und ein Modenverlustwirkungsgebiet darstellt, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt, die zweite Elektrode, die auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und auf dem Modenverlustwirkungsteil gebildet ist, und die erste Elektrode, die elektrisch mit der ersten Verbindungshalbleiterschicht verbunden ist, ferner enthalten sind, die zweite Lichtreflexionsschicht auf der zweiten Elektrode gebildet ist, das Strominjektionsgebiet, das Stromnichtinjektion/Innengebiet, das das Strominjektionsgebiet umgibt, und das Stromnichtinjektion/Außengebiet, das das Stromnichtinjektion/Innengebiet umgibt, in der gestapelten Struktur gebildet sind und ein Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets und ein Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets einander überlappen.
Dann kann das Lichtemissionselement der fünften Konfiguration mit einer solchen vorteilhaften Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der ein Radius r₁ (= D₁/2) eines effektiven Lichtreflexionsgebiets der ersten Lichtreflexionsschicht ω₀ ≤ r₁ ≤ 20 ω₀, bevorzugt ω₀ ≤ r₁ ≤ 10 · ω₀ erfüllt. Alternativ dazu kann, als ein Wert von r₁, r₁ ≤ 1 × 10^-4 m, bevorzugt r₁ ≤ 5 × 10^-5 m exemplarisch genannt werden. Außerdem kann als eine Höhe (eine Dicke oder Höhe des ersten Teils der Basisoberfläche) h₁ der Basisoberfläche h₁ ≤ 5 × 10^-5 m exemplarisch genannt werden. Des Weiteren kann das Lichtemissionselement der fünften Konfiguration mit einer solchen bevorzugten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der D_CI ≥ ω₀ gilt. Des Weiteren kann das Lichtemissionselement der fünften Konfiguration mit einer solchen vorteilhaften Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der R₁ ≤ 1 × 10^-3 m, bevorzugt 1 × 10^-5 m ≤ R₁ ≤ 1 × 10^-3 m und besonders bevorzugt 1 × 10^-5 m ≤ R₁ ≤ 1 × 10^-4 m gilt.
Außerdem kann das Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der oben beschriebenen bevorzugten Form und Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der der Modenverlustwirkungsteil, der auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht bereitgestellt ist und das Modenverlustwirkungsgebiet darstellt, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt, die zweite Elektrode, die auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und auf dem Modenverlustwirkungsteil gebildet ist, und die erste Elektrode, die elektrisch mit der ersten Verbindungshalbleiterschicht verbunden ist, ferner enthalten sind, die zweite Lichtreflexionsschicht auf der zweiten Elektrode gebildet ist, das Strominjektionsgebiet, das Stromnichtinjektion/Innengebiet, das das Strominjektionsgebiet umgibt, und das Stromnichtinjektion/Außengebiet, das das Stromnichtinjektion/Innengebiet umgibt, in der gestapelten Struktur gebildet sind und das Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets und das Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets einander überlappen. Hier wird das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration der Einfachheit halber als ein „Lichtemissionselement einer sechsten Konfiguration“ bezeichnet.
Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen vorteilhaften Form und Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der die zweite Elektrode, die auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist, die zweite Lichtreflexionsschicht, die auf der zweiten Elektrode gebildet ist, der Modenverlustwirkungsteil, der auf der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht enthalten ist und das Modenverlustwirkungsgebiet darstellt, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlust wirkt, und die erste Elektrode, die elektrisch mit der ersten Verbindungshalbleiterschicht verbunden ist, ferner erhalten sind, die erste Lichtreflexionsschicht auf der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht und auf dem Modenverlustwirkungsteil gebildet ist, das Strominjektionsgebiet, das Stromnichtinjektion/Innengebiet, das das Strominjektionsgebiet umgibt, und das Stromnichtinjektion/Außengebiet, das das Stromnichtinjektion/Innengebiet umgibt, in der gestapelten Struktur gebildet sind und das Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets und das Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets einander überlappen. Hier wird das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration der Einfachheit halber als ein „Lichtemissionselement einer siebten Konfiguration“ bezeichnet. Es wird angemerkt, dass eine Definition des Lichtemissionselements der siebten Konfiguration auf das Lichtemissionselement der fünften Konfiguration angewandt werden kann.
Bei dem Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration oder dem Lichtemissionselement der siebten Konfiguration wird das Stromnichtinjektionsgebiet (ein allgemeiner Ausdruck des Stromnichtinjektion/Innengebiets und des Stromnichtinjektion/Außengebiets) in der gestapelten Struktur gebildet, aber insbesondere kann das Stromnichtinjektionsgebiet in einem Gebiet auf einer Seite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet werden, wo die zweite Elektrode in der Dickenrichtung vorhanden ist, kann in der gesamten zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet werden, kann in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und der aktiven Schicht gebildet werden oder kann in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und in einem Teil der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet werden. Obwohl das Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets und das Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets einander überlappen, müssen in einem Gebiet ausreichend von dem Strominjektionsgebiet entfernt das Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets und das Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets einander nicht überlappen.
Das Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration kann eine Konfiguration aufweisen, bei der das Stromnichtinjektion/Außengebiet unterhalb des Modenverlustwirkungsgebiets positioniert ist.
Das Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Konfiguration kann eine Konfiguration aufweisen, bei der 0,01 ≤ S₁/(S₁ +S₂) ≤ 0,7 gilt, wobei eine Fläche eines Orthogonalprojektionsbildes des Strominjektionsgebiets S₁ ist und eine Fläche eines Orthogonalprojektionsbildes des Stromnichtinjektion/Innengebiets S₂ ist. Ferner kann das Lichtemissionselement der siebten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der 0,01 ≤ S₁'/(S₁' +S₂') ≤ 0,7 gilt, wobei eine Fläche des Orthogonalprojektionsbildes des Strominjektionsgebiets S₁' ist und eine Fläche des Orthogonalprojektionsbildes des Stromnichtinjektion/Innengebiets S₂' ist. Jedoch sind ein Bereich von S₁/(S₁'+S₂) und ein Bereich von S₁'/(S₁'+S₂') nicht auf die zuvor beschriebenen Bereiche beschränkt oder begrenzt.
Bei dem Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration oder dem Lichtemissionselement der siebten Konfiguration mit der oben beschriebenen bevorzugten Konfiguration kann eine Konfiguration vorliegen, bei der das Stromnichtinjektion/Innengebiet und das Stromnichtinjektion/Außengebiet durch Ionenimplantation in die gestapelte Struktur gebildet werden. Das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration wird der Einfachheit halber als ein „Lichtemissionselement einer 6-A-ten Konfiguration“ oder ein „Lichtemissionselement einer 7-A-ten Konfiguration“ bezeichnet. Dann kann in diesem Fall ein Ionentyp wenigstens ein Typ von Ion (das heißt ein Typ von Ion oder zwei oder mehr Typen von Ionen) sein, der aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus Bor, Proton, Phosphor, Arsen, Kohlenstoff, Stickstoff, Fluor, Sauerstoff, Germanium, Zink und Silicium besteht.
Alternativ dazu kann bei dem Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration oder dem Lichtemissionselement der siebten Konfiguration mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Konfiguration eine Konfiguration vorliegen, bei der das Stromnichtinjektion/Innengebiet und das Stromnichtinjektion/Außengebiet durch eine Plasmabestrahlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht, eine Veraschungsbehandlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht oder eine Reaktives-Ionenätzen-Behandlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet werden. Das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration wird der Einfachheit halber als ein „Lichtemissionselement einer 6-B-ten Konfiguration“ oder ein „Lichtemissionselement einer 7-B-ten Konfiguration“ bezeichnet. Bei diesen Behandlungen wird, da das Stromnichtinjektion/Innengebiet und das Stromnichtinjektion/Außengebiet Plasmateilchen ausgesetzt werden, eine Leitfähigkeit der zweiten Verbindungshalbleiterschicht verschlechtert und das Stromnichtinjektion/Innengebiet und das Stromnichtinjektion/Außengebiet befinden sich in einem Hochwiderstandszustand. Das heißt, das Stromnichtinjektion/Innengebiet und das Stromnichtinjektion/Außengebiet können durch Exposition der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gegenüber Plasmateilchen gebildet werden. Insbesondere können Beispiele für die Plasmateilchen Argon, Sauerstoff und Stickstoff beinhalten.
Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration oder das Lichtemissionselement der siebten Konfiguration mit der zuvor beschriebenen vorteilhaften Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der die zweite Lichtreflexionsschicht ein Gebiet aufweist, das Licht von der ersten Lichtreflexionsschicht zu der Außenseite einer Resonatorstruktur einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht hin reflektiert oder streut. Das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration wird der Einfachheit halber als ein „Lichtemissionselement einer 6-C-ten Konfiguration“ oder ein „Lichtemissionselement einer 7-C-ten Konfiguration“ bezeichnet. Insbesondere weist ein Gebiet der zweiten Lichtreflexionsschicht, das oberhalb einer Seitenwand des Modenverlustwirkungsteils (einer Seitenwand einer Öffnung, die in dem Modenverlustwirkungsteil bereitgestellt ist) positioniert ist, eine sich vorwärts verjüngende Neigung auf oder weist ein Gebiet auf, das konvex zu der ersten Lichtreflexionsschicht hin gekrümmt ist. Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration oder das Lichtemissionselement der siebten Konfiguration mit der zuvor beschriebenen vorteilhaften Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der die erste Lichtreflexionsschicht ein Gebiet aufweist, das Licht von der zweiten Lichtreflexionsschicht zu der Außenseite der Resonatorstruktur einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht hin reflektiert oder streut. Insbesondere reicht es aus, falls eine sich vorwärts verjüngende Neigung in einem partiellen Gebiet der ersten Lichtreflexionsschicht gebildet wird oder ein konvex gekrümmter Teil zu der zweiten Lichtreflexionsschicht hin gebildet wird oder ein Gebiet der ersten Lichtreflexionsschicht, das oberhalb der Seitenwand des Modenverlustwirkungsteils (der Seitenwand der Öffnung, die in dem Modenverlustwirkungsteil bereitgestellt ist) positioniert ist, eine sich vorwärts verjüngende Neigung aufweist oder ein Gebiet aufweist, das konvex zu der zweiten Lichtreflexionsschicht hin gekrümmt ist. Außerdem kann durch Streuen von Licht an einer Grenze (Seitenwandrandteil) zwischen einer oberen Oberfläche des Modenverlustwirkungsteils und der Seitenwand der Öffnung, die in dem Modenverlustwirkungsteil bereitgestellt ist, Licht zu der Außenseite der Resonatorstruktur einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht hin gestreut werden.
Das Lichtemissionselement der 6-A-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 6-B-ten Konfiguration oder das Lichtemissionselement der 6-C-ten Konfiguration, die zuvor beschrieben sind, kann eine Konfiguration aufweisen, bei der OLo > OL₂ gilt, wobei eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht in dem Strominjektionsgebiet OL₂ ist und eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu der oberen Oberfläche des Modenverlustwirkungsteils in dem Modenverlustwirkungsgebiet OLo ist. Ferner kann das Lichtemissionselement der 7-A-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 7-B-ten Konfiguration oder das Lichtemissionselement der 7-C-ten Konfiguration, die zuvor beschrieben sind, eine Konfiguration aufweisen, bei der OLo' > OL₁' gilt, wobei eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht in dem Strominjektionsgebiet OL₁' ist und eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu der oberen Oberfläche des Modenverlustwirkungsteils in dem Modenverlustwirkungsgebiet OLo' ist. Ferner kann das Lichtemissionselement der 6-A-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 7-A-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 6-B-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 7-B-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 6-C-ten Konfiguration oder das Lichtemissionselement der 7-C-ten Konfiguration, die zuvor beschrieben sind, mit diesen Konfigurationen eine Konfiguration aufweisen, bei der erzeugtes Licht mit einer Mode höherer Ordnung zu der Außenseite der Resonatorstruktur einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht hin gestreut wird und durch das Modenverlustwirkungsgebiet verloren geht, und dementsprechend wird ein Oszillationsmodenverlust erhöht. Das heißt, Lichtfeldintensitäten einer Grundmode und der Mode höherer Ordnung, die erzeugt werden, nehmen ab, wenn die Entfernung von der Z-Achse in dem Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets aufgrund der Anwesenheit des Modenverlustwirkungsgebiets zunimmt, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt, aber ein Modenverlust der Mode höherer Ordnung ist größer als die Abnahme der Lichtfeldintensität der Grundmode, so dass die Grundmode dementsprechend weiter stabilisiert werden kann, und, da der Modenverlust im Vergleich zu einem Fall unterdrückt werden kann, in dem eine Strominjektionsinnengebiet nicht vorhanden ist, kann ein Schwellenstrom reduziert werden. Es wird angemerkt, dass der Einfachheit halber eine axiale Linie (die senkrechte Linie mit Bezug auf die gestapelte Struktur, die das Zentrum der ersten Lichtreflexionsschicht durchläuft), die das Zentrum des Resonators durchläuft, der durch zwei Lichtreflexionsschichten gebildet wird, die Z-Achse ist und eine virtuelle Ebene orthogonal zu der Z-Achse eine XY-Ebene ist.
Ferner kann das Lichtemissionselement der 6-A-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 7-A-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 6-B-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 7-B-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 6-C-ten Konfiguration oder das Lichtemissionselement der 7-C-ten Konfiguration, die zuvor beschrieben sind, eine Konfiguration aufweisen, bei der der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung eines dielektrischen Materials, eines Metallmaterials oder eines Legierungsmaterials gebildet wird. Beispiele für das dielektrische Material können SiO_x, SiN_x, AlN_X, AlO_X, TaO_x und ZrO_x beinhalten und Beispiele für das Metallmaterial oder das Legierungsmaterial können Titan, Gold, Platin und eine Legierung daraus beinhalten, sind aber nicht auf diese Materialien beschränkt. Licht kann durch den Modenverlustwirkungsteil absorbiert werden, der unter Verwendung dieser Materialien gebildet ist, wodurch der Modenverlust erhöht wird. Alternativ dazu kann der Modenverlust durch Stören einer Phase ohne direktes Absorbieren von Licht gesteuert werden. In diesem Fall kann der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung des dielektrischen Materials gebildet werden und eine optische Dicke to des Modenverlustwirkungsteils kann ein Wert sein, der von einem ganzzahligen Vielfachen von 1/4 der Wellenlänge λ₀ des Lichts abweicht, das in dem Lichtemissionselement erzeugt wird. Das heißt, es ist möglich, eine stehende Welle durch Stören einer Phase von Licht, das in dem Resonator zirkuliert, und Bilden der stehenden Welle bei dem Modenverlustwirkungsteil zu zerstören und einen entsprechenden Modenverlust zu geben. Alternativ dazu kann der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung des dielektrischen Materials gebildet werden und die optische Dicke to des Modenverlustwirkungsteils (ein Brechungsindex ist no) kann ein ganzzahliges Vielfaches von 1/4 der Wellenlänge λ₀ des Lichts sein, das in dem Lichtemissionselement erzeugt wird. Das heißt, die optische Dicke to des Modenverlustwirkungsteils kann eine Dicke sein, bei der die stehende Welle ohne Stören der Phase des Lichts nicht zerstört wird, das in dem Lichtemissionselement erzeugt wird. Jedoch ist es nicht notwendig, dass die optische Dicke to strikt ein ganzzahliges Vielfaches von 1/4 ist, und es reicht aus, falls (λ₀/4n₀) × m - (λ₀/8n₀) ≤ to ≤ (λ₀/4n₀) × 2m +(λ₀/8n₀) gilt. Alternativ dazu kann durch Bilden des Modenverlustwirkungsteils durch Verwenden des dielektrischen Materials, des Metallmaterials oder des Legierungsmaterials Licht, das den Modenverlustwirkungsteil durchläuft, in der Phase gestört oder durch den Modenverlustwirkungsteil absorbiert werden. Dann kann durch Einsetzen dieser Konfigurationen der Oszillationsmodenverlust mit einem höheren Freiheitsgrad gesteuert werden und kann der Freiheitsgrad beim Gestalten des Lichtemissionselements weiter erhöht werden.
Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration mit der oben beschriebenen bevorzugten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der der konvexe Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und der Modenverlustwirkungsteil auf einem Gebiet der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist, die den konvexen Teil umgibt. Das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration wird der Einfachheit halber als ein „Lichtemissionselement einer 6-D-ten Konfiguration“ bezeichnet. Der konvexe Teil belegt das Strominjektionsgebiet und das Stromnichtinjektion/Innengebiet. Dann gilt in diesem Fall OLo < OL₂, wobei die optische Entfernung von der aktiven Schicht zu der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht in dem Strominjektionsgebiet OL₂ ist und die optische Entfernung von der aktiven Schicht zu der oberen Oberfläche des Modenverlustwirkungsteils in dem Modenverlustwirkungsgebiet OLo ist. Des Weiteren wird in diesen Fällen das erzeugte Licht mit der Mode höherer Ordnung durch das Modenverlustwirkungsgebiet in dem Strominjektionsgebiet und dem Stromnichtinjektion/Innengebiet begrenzt und dementsprechend kann der Oszillationsmodenverlust reduziert werden. Das heißt, die Lichtfeldintensitäten der Grundmode und Mode höherer Ordnung, die erzeugt werden, nimmt in den Orthogonalprojektionsbildern des Strominjektionsgebiets und des Stromnichtinjektion/Innengebiets aufgrund der Anwesenheit des Modenverlustwirkungsgebiets zu, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt. Des Weiteren kann in diesen Fällen der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung eines dielektrischen Materials, eines Metallmaterials oder eines Legierungsmaterials gebildet werden. Hier können Beispiele für das dielektrische Material, das Metallmaterial oder das Legierungsmaterial die zuvor beschriebenen verschiedenen Materialien beinhalten.
Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement der siebten Konfiguration mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der der konvexe Teil auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und der Modenverlustwirkungsteil auf einem Gebiet der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist, die den konvexen Teil umgibt, oder der Modenverlustwirkungsteil ein Gebiet der ersten Verbindungshalbleiterschicht beinhaltet, die den konvexen Teil umgibt. Das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration wird der Einfachheit halber als ein „Lichtemissionselement einer 7-D-ten Konfiguration“ bezeichnet. Der konvexe Teil fällt mit den Orthogonalprojektionsbildern des Strominjektionsgebiets und des Stromnichtinjektion/Innengebiets zusammen. Dann gilt OL₀' < OL₁', wobei eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht in dem Strominjektionsgebiet OL₁' ist und eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu der oberen Oberfläche des Modenverlustwirkungsteils in dem Modenverlustwirkungsgebiet OLo' ist. Des Weiteren wird in diesen Fällen das erzeugte Licht mit der Mode höherer Ordnung durch das Modenverlustwirkungsgebiet in dem Strominjektionsgebiet und dem Stromnichtinjektionsgebiet begrenzt und dementsprechend kann der Oszillationsmodenverlust reduziert werden. Zudem kann in diesen Fällen der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung eines dielektrischen Materials, eines Metallmaterials oder eines Legierungsmaterials gebildet werden. Hier können Beispiele für das dielektrische Material, das Metallmaterial oder das Legierungsmaterial die zuvor beschriebenen verschiedenen Materialien beinhalten.
Des Weiteren kann das Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Form und Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der wenigstens zwei Lichtabsorptionsmaterialschichten in der gestapelten Struktur einschließlich der zweiten Elektrode parallel zu der virtuellen Ebene (XY-Ebene) gebildet sind, die durch die aktive Schicht belegt wird. Hier wird das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration der Einfachheit halber als ein „Lichtemissionselement einer achten Konfiguration“ bezeichnet.
Bei dem Lichtemissionselement der achten Konfiguration wird es bevorzugt, dass wenigstens vier Lichtabsorptionsmaterialschichten gebildet werden.
Bei dem Lichtemissionselement der achten Konfiguration mit der oben beschriebenen bevorzugten Konfiguration wird es bevorzugt, dass 0,9 × {(m ·λ₀)/(2·n_äq)} ≤ L_Abs ≤ 1,1 × {(m· λ₀) / (2 ·n_äq)} gilt, wobei die Oszillationswellenlänge (die eine Wellenlänge von Licht ist, das hauptsächlich von dem Lichtemissionselement emittiert wird, und eine erwünschte Oszillationswellenlänge ist) λ₀ ist, ein äquivalenter Brechungsindex der Gesamtheit der zwei Lichtabsorptionsmaterialschichten und eines Teils der gestapelten Struktur, der zwischen den Lichtabsorptionsmaterialschichten positioniert ist, n_äq ist und eine Entfernung zwischen den Lichtabsorptionsmaterialschichten L_Abs ist. m ist hier 1 oder eine beliebige ganze Zahl von 2 oder mehr, einschließlich 1. Der äquivalente Brechungsindex n_äq wird durch n_äq = Σ(t_i×n_i)/Σ(t_i) repräsentiert, wobei eine Dicke jeder der zwei Lichtabsorptionsmaterialschichten und jeder von Schichten, die den Teil der gestapelten Struktur darstellen, der zwischen den Lichtabsorptionsmaterialschichten positioniert ist, t_i ist und ein Brechungsindex davon ni ist. Jedoch gilt i = 1, 2, 3, ..., und I, und „I“ ist die Gesamtanzahl der zwei Lichtabsorptionsmaterialschichten und der Schichten, die den Teil der gestapelten Struktur darstellen, der zwischen den Lichtabsorptionsmaterialschichten positioniert ist, und „Σ“ bedeutet Aufsummieren von i = 1 bis i = I. Der äquivalente Brechungsindex n_äq muss nur basierend auf einem bekannten Brechungsindex jedes Bestandsteilmaterials und einer Dicke berechnet werden, die durch Beobachtung des Bestandsteilmaterials durch Elektronenmikroskopbeobachtung oder dergleichen eines Querschnitts des Lichtemissionselements erhalten wird. Falls m 1 ist, erfüllt die Entfernung zwischen angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten 0,9 × {λ₀/(2·n_äq)} ≤ L_Abs ≤ 1,1 × {λ₀/(2 ·n_äq) } für alle mehrerer Lichtabsorptionsmaterialschichten. Ferner erfüllt in einem Fall, in dem m beispielsweise eine beliebige ganze Zahl von 2 oder mehr einschließlich 1 ist, falls m = 1, 2 gilt, für manche Lichtabsorptionsmaterialschichten die Entfernung zwischen angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten 0,9 × {λ₀/(2·n_aq)} ≤ L_Abs ≤ 1,1 × {λ₀/(2·n_aq)}, und für die verbleibenden Lichtabsorptionsmaterialschichten erfüllt die Entfernung zwischen angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten 0,9 × {(2·λ₀) / (2 ·n_aq)} ≤ L_Abs ≤ 1,1 × { (2 λ₀)/(2·n_äq) } . Allgemein erfüllt für manche Lichtabsorptionsmaterialschichten die Entfernung zwischen angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten 0,9 × {λ₀/(2·n_aq)} ≤ L_Abs ≤ 1,1 × {λ₀/(2·n_aq)}, und für die verbleibenden Lichtabsorptionsmaterialschichten erfüllt die Entfernung zwischen angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten 0,9 × {(m'·λ₀)/(2·n_aq)} ≤ L_Abs ≤ 1,1 × {(m'·λ₀)/(2·n_äq) }. m' ist hier eine beliebige ganze Zahl von 2 oder mehr. Außerdem ist die Entfernung zwischen angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten eine Entfernung zwischen den Schwerpunkten der angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten. Das heißt, die Entfernung zwischen angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten ist tatsächlich eine Entfernung zwischen den Zentren der jeweiligen Lichtabsorptionsmaterialschichten bei einem Schnitt entlang der virtuellen Ebene (XZ-Ebene) in der Dickenrichtung der aktiven Schicht.
Des Weiteren ist bei dem Lichtemissionselement der achten Konfiguration mit den zuvor beschriebenen verschiedenen bevorzugten Konfigurationen eine Dicke der Lichtabsorptionsmaterialschicht bevorzugt λ₀/(4·n_äq) oder weniger. Ein unterer Grenzwert der Dicke der Lichtabsorptionsmaterialschicht kann zum Beispiel 1 nm sein.
Des Weiteren kann das Lichtemissionselement der achten Konfiguration mit den zuvor beschriebenen verschiedenen bevorzugten Konfigurationen eine Konfiguration aufweisen, bei der die Lichtabsorptionsmaterialschicht bei einem Minimalamplitudenteil positioniert ist, der in einer stehenden Welle von Licht erzeugt wird, die innerhalb der gestapelten Struktur gebildet wird.
Des Weiteren kann das Lichtemissionselement der achten Konfiguration mit den zuvor beschriebenen verschiedenen bevorzugten Konfigurationen eine Konfiguration aufweisen, bei der die aktive Schicht bei einem Maximalamplitudenteil positioniert ist, der in der stehenden Welle des Lichts erzeugt wird, die innerhalb der gestapelten Struktur gebildet wird.
Des Weiteren kann das Lichtemissionselement der achten Konfiguration mit den zuvor beschriebenen verschiedenen bevorzugten Konfigurationen eine Konfiguration aufweisen, bei der die Lichtabsorptionsmaterialschicht einen Lichtabsorptionskoeffizienten aufweist, der zweimal oder mehr der Lichtabsorptionskoeffizient des Verbindungshalbleiters ist, der die gestapelte Struktur darstellt. Hier können der Lichtabsorptionskoeffizient der Lichtabsorptionsmaterialschicht und der Lichtabsorptionskoeffizient des Verbindungshalbleiters, der die gestapelte Struktur darstellt, durch Beobachten des Bestandsteilmaterials durch Elektronenmikroskopbeobachtung oder dergleichen des Querschnitts des Lichtemissionselements und Durchführen einer Analogisierung basierend auf einem bekannten Auswertungsergebnis erhalten werden, das durch Beobachtung jedes Bestandsteilmaterials erhalten wird.
Des Weiteren kann das Lichtemissionselement der achten Konfiguration mit den zuvor beschriebenen verschiedenen bevorzugten Konfigurationen eine Konfiguration aufweisen, bei der die Lichtabsorptionsmaterialschicht unter Verwendung wenigstens eines Materials gebildet wird, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Verbindungshalbleitermaterial mit einer schmaleren Bandlücke als der Verbindungshalbleiter, der die gestapelte Gruppe darstellt, einem Verbindungshalbleitermaterial, das mit Fremdstoffen dotiert ist, einem transparenten leitfähigen Material und einer Lichtreflexionsschicht, die ein Material mit einer Lichtabsorptionscharakteristik darstellt, besteht. Hier können, falls zum Beispiel der Verbindungshalbleiter, der die gestapelte Struktur darstellt, GaN ist, Beispiele für das Verbindungshalbleitermaterial mit einer schmaleren Bandlücke als der Verbindungshalbleiter, der die gestapelte Struktur darstellt, InGaN beinhalten, können Beispiele für das Verbindungshalbleitermaterial, das mit Fremdstoffen dotiert ist, n-GaN dotiert mit Si und n-GaN dotiert mit B beinhalten, können Beispiele für das transparente leitfähige Material ein transparentes leitfähiges Material beinhalten, das die Elektrode, wie später beschrieben, darstellt, und können Beispiele für die Lichtreflexionsschicht, die ein Material mit der Lichtabsorptionscharakteristik darstellt, ein Material beinhalten, das die Lichtreflexionsschicht, wie später beschrieben, darstellt (zum Beispiel SiO_x, SiNx und TaO_x). Alle dieser Lichtabsorptionsmaterialschichten können unter Verwendung eines dieser Materialien gebildet werden. Alternativ dazu kann jede der Lichtabsorptionsmaterialschichten unter Verwendung verschiedener Materialien gebildet werden, die aus diesen Materialien ausgewählt werden, aber es ist von dem Standpunkt einer Vereinfachung der Bildung der Lichtabsorptionsmaterialschicht wünschenswert, dass eine Lichtabsorptionsmaterialschicht unter Verwendung einer Art von Material gebildet wird. Die Lichtabsorptionsmaterialschicht kann in der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet werden, kann in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet werden, kann in der ersten Lichtreflexionsschicht gebildet werden oder kann in der zweiten Lichtreflexionsschicht gebildet werden, oder eine beliebige Kombination davon ist möglich. Alternativ dazu kann die Lichtabsorptionsmaterialschicht auch als die Elektrode dienen, das unter Verwendung des transparenten leitfähigen Materials, wie später beschrieben, gebildet wird.
[Ausführungsform 14]
Ausführungsform 14 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 13 und betrifft das Lichtemissionselement der fünften Konfiguration. Wie zuvor beschrieben, wird das Strombegrenzungsgebiet (das Strominjektionsgebiet 61A und das Stromnichtinjektionsgebiet 61B) durch die Isolationsschicht 34 mit der Öffnung 34A definiert. Das heißt, dass das Strominjektionsgebiet 61A durch die Öffnung 34A definiert wird. Das heißt, bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 14 werden das Strominjektionsgebiet 61A und das Stromnichtinjektionsgebiet 61B, das das Strominjektionsgebiet 61A umgibt, in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 bereitgestellt, und die kürzeste Entfernung D_CI von einem Bereichsmittelpunkt des Strominjektionsgebiets 61A zu einer Grenze zwischen dem Strominjektionsgebiet 61A und dem Stromnichtinjektionsgebiet 61B erfüllt die obigen Formeln (1-1) und (1-2) .
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 14 erfüllt ein Radius r₁ eines effektiven Lichtreflexionsgebiets der ersten Lichtreflexionsschicht 41 ω₀ ≤ r₁ ≤ 20 ·ω₀. Außerdem gilt D_CI ≥ ω₀. Ferner gilt R₁ ≤ 1 × 10^-3 m. Insbesondere können $D_{CI} = 4 μ m,$
$ω_{0} = 1,5 μ m,$
$L_{OR} = 50 μ m,$
$R_{1} = 60 μ m,$
und $λ_{0} = 525 nm$
erfüllt werden. Ferner kann ein Durchmesser der Öffnung 34A zum Beispiel 8 µm betragen. Als das GaN-Substrat wird ein Substrat verwendet, dessen Hauptebene eine Ebene ist, die durch Neigen einer c-Ebene um etwa 75 Grad in einer m-Achse-Richtung erhalten wird. Das heißt, das GaN-Substrat weist eine {20-21}-Ebene, die eine semipolare Ebene ist, als die Hauptebene auf. Es wird angemerkt, dass ein GaN-Substrat auch bei anderen Ausführungsformen verwendet werden kann.
Eine Abweichung zwischen einer zentralen Achse (Z-Achse) des ersten Teils 91 der Basisoberfläche 90 und dem Strominjektionsgebiet 61A in einer XY-Ebene-Richtung bewirkt eine Verschlechterung der Charakteristiken des Lichtemissionselements. Sowohl das Strukturieren zum Bilden des ersten Teils 91 als auch das Strukturieren zum Bilden der Öffnung 34A verwenden oft eine Lithografietechnologie. In diesem Fall wird eine Positionsbeziehung dazwischen oft in der XY-Ebene gemäß einer Leistungsfähigkeit einer Belichtungsmaschine verschoben. Insbesondere wird die Öffnung 34A (Strominjektionsgebiet 61A) durch Durchführen einer Ausrichtung von einer Seite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 positioniert. Andererseits wird der erste Teil 91 durch Durchführen einer Ausrichtung von einer Seite des Verbindungshalbleitersubstrats 11 positioniert. Daher wird bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 14 die Öffnung 34A (Strominjektionsgebiet 61) so gebildet, dass sie größer als ein Gebiet ist, in dem Licht durch den ersten Teil 91 verschmälert wird, wodurch eine Struktur implementiert wird, bei der eine Oszillationscharakteristik nicht beeinflusst wird, selbst wenn die Abweichung zwischen der zentralen Achse (Z-Achse) des ersten Teils 91 und dem Strominjektionsgebiet 61A in der XY-Ebene auftritt.
Das heißt, dass, falls ein Gebiet, in dem durch die erste Lichtreflexionsschicht reflektiertes Licht gesammelt wird, nicht in dem Strominjektionsgebiet enthalten ist, das einem Gebiet entspricht, in dem die aktive Schicht eine Verstärkung durch Strominjektion aufweist, insbesondere die Möglichkeit besteht, dass eine stimulierte Emission von Licht von einem Träger gehemmt wird, und schlussendlich wird eine Laseroszillation gehemmt. Falls jedoch die obigen Formeln (1-1) und (1-2) erfüllt werden, ist es möglich, sicherzustellen, dass das Gebiet, in dem das durch die erste Lichtreflexionsschicht reflektierte Licht gesammelt wird, in dem Strominjektionsgebiet enthalten ist, und eine Laseroszillation kann zuverlässig erzielt werden.
[Ausführungsform 15]
Ausführungsform 15 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 14 und betrifft das Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration, insbesondere das Lichtemissionselement der 6-A-ten Konfiguration. 53 ist eine schematische partielle Endansicht des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 15.
Um einen Flusspfad (Strominjektionsgebiet) eines Stroms zu steuern, der zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode fließt, wird dagegen das Stromnichtinjektionsgebiet so gebildet, dass es das Strominjektionsgebiet umgibt. In einem GaAs-basierten Oberflächenemissionslaserelement (einem Oberflächenemissionslaserelement, das unter Verwendung eines GaAs-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird) kann das Stromnichtinjektionsgebiet, das das Strominjektionsgebiet umgibt, durch Oxidieren der aktiven Schicht von außerhalb entlang der XY-Ebene gebildet werden. Das oxidierte Gebiet der aktiven Schicht (Stromnichtinjektionsgebiet) weist einen Brechungsindex auf, der niedriger als jener des nichtoxidierten Gebiets (Strominjektionsgebiet) ist. Infolgedessen wird eine optische Weglänge (durch das Produkt aus einem Brechungsindex und einer physischen Entfernung repräsentiert) des Resonators in dem Stromnichtinjektionsgebiet kleiner als in dem Strominjektionsgebiet. Dann wird infolgedessen eine Art von „Linseneffekt“ erzeugt, was zu einer Handlung des Begrenzens von Laserlicht in einem zentralen Teil des Oberflächenemissionslaserelements führt. Im Allgemeinen wird, da Licht zu einer Ausbreitung aufgrund eines Beugungseffekts neigt, Laserlicht, das sich in dem Resonator hin und her bewegt, graduell zu der Außenseite des Resonators gestreut und geht verloren (Beugungsverlust), und nachteilige Effekte, wie etwa eine Zunahme eines Schwellenstroms, treten auf. Da jedoch der Linseneffekt diesen Beugungsverlust kompensiert, kann eine Zunahme des Schwellenstroms und dergleichen unterdrückt werden.
Jedoch ist es bei dem Lichtemissionselement, das unter Verwendung des GaN-basierten Verbindungshalbleiters gebildet wird, aufgrund der Charakteristiken des Material schwierig, die aktive Schicht von außerhalb entlang der XY-Ebene (in der lateralen Richtung) zu oxidieren. Daher wird, wie bei Ausführungsformen 5 bis 14 beschrieben, die Isolationsschicht 34, die unter Verwendung von SiO₂ gebildet wird und eine Öffnung aufweist, auf der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet, wird die zweite Elektrode 32, die unter Verwendung eines transparenten leitfähigen Materials gebildet wird, auf der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22, die auf der Unterseite der Öffnung 34A freigelegt ist, und auf der Isolationsschicht 34 gebildet und wird die zweite Lichtreflexionsschicht 42 mit einer gestapelten Struktur eines Isolationsmaterials auf der zweiten Elektrode 32 gebildet. Auf diese Weise wird, wenn die Isolationsschicht 34 gebildet wird, das Stromnichtinjektionsgebiet 61B gebildet. Dann wird ein Teil der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22, der in der Öffnung 34A positioniert ist, die in der Isolationsschicht 34 bereitgestellt ist, zu dem Strominjektionsgebiet 61A.
Falls die Isolationsschicht 34 auf der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet wird, ist die Resonatorlänge in dem Gebiet, in dem die Isolationsschicht 34 gebildet wird (Stromnichtinjektionsgebiet 61B), um eine optische Dicke der Isolationsschicht 34 länger als die Resonatorlänge in dem Gebiet, in dem die Isolationsschicht 34 nicht gebildet wird (Strominjektionsgebiet 61A). Daher wird Laserlicht, das sich in dem Resonator hin und her bewegt, der durch zwei Lichtreflexionsschichten 41 und 42 des Oberflächenemissionslaserelements (Lichtemissionselemente) gebildet wird, zur Außenseite des Resonators hin emittiert und gestreut und geht verloren. Eine solche Handlung wird der Einfachheit halber als ein „umgekehrter Linseneffekt“ bezeichnet. Dann tritt infolgedessen der Oszillationsmodenverlust in dem Laserlicht auf und es besteht eine Möglichkeit, dass der Schwellenstrom zunimmt oder sich eine Steigungseffizienz verschlechtert. Hier ist der „Oszillationsmodenverlust“ eine physikalische Quantität, die die Lichtfeldintensitäten der Grundmode und der Mode höherer Ordnung für oszillierendes Laserlicht erhöht oder verringert, und unterschiedliche Oszillationsmodenverluste werden für einzelne Moden definiert. Es wird angemerkt, dass die „Lichtfeldintensität“ eine Lichtfeldintensität als eine Funktion einer Entfernung L von der Z-Achse in der XY-Ebene ist. Im Allgemeinen nimmt in der Grundmode die „Lichtfeldintensität“ monoton ab, wenn der Abstand L zunimmt, aber in der Mode höherer Ordnung nimmt die „Lichtfeldintensität“ ab, während eine Zunahme und Abnahme einmal oder mehrmals auftritt, wenn der Abstand L zunimmt (siehe das konzeptuelle Diagramm von (A) aus 55). Es wird angemerkt, dass in 55 eine durchgezogene Linie eine Lichtfeldintensitätsverteilung der Grundmode angibt und eine gestrichelte Linie eine Lichtfeldintensitätsverteilung der Mode höherer Ordnung angibt. Außerdem ist in 55 die erste Lichtreflexionsschicht 41 der Einfachheit halber als flach veranschaulicht, aber die erste Lichtreflexionsschicht 41 weist bei einer tatsächlichen Implementierung eine konkave Spiegelform auf.
Das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 15 oder die Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 16 bis 19, wie später beschrieben, beinhalten Folgendes:

(A) die gestapelte Struktur 20, die unter Verwendung eines GaN-basierten Verbindungshalbleiters gebildet ist und in der die erste Verbindungshalbleiterschicht 21 mit der ersten Oberfläche 21a und der zweiten Oberfläche 21b, die der ersten Oberfläche 21a gegenüberliegt, die aktive Schicht (Lichtemissionsschicht) 23, die der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zugewandt ist, und die zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 mit der ersten Oberfläche 22a, die der aktiven Schicht 23 zugewandt ist, und der zweiten Oberfläche 22b, die der ersten Oberfläche 22a gegenüberliegt, gestapelt sind;
(B) einen Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht) 54, der auf der zweiten Oberfläche 22b der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 bereitgestellt ist und ein Modenverlustwirkungsgebiet 55 darstellt, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt;
(C) die zweite Elektrode 32, die auf der zweiten Oberfläche 22b der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 und auf dem Modenverlustwirkungsteil 54 gebildet ist;
(D) die zweite Lichtreflexionsschicht 42, die auf der zweiten Elektrode 32 gebildet ist;
(E) die erste Lichtreflexionsschicht 41, die auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 bereitgestellt ist; und
(F) die erste Elektrode 31, die elektrisch mit der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 verbunden ist.

Dann werden ein Strominjektionsgebiet 51, ein Stromnichtinjektion/Innengebiet 52, das das Strominjektionsgebiet 51 umgibt, und ein Stromnichtinjektion/Außengebiet 53, das das Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 umgibt, in der gestapelten Struktur 20 gebildet und ein Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets 55 und ein Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets 53 überlappen einander. Das heißt, das Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 ist unterhalb des Modenverlustwirkungsgebiets 55 positioniert. Es wird angemerkt, dass in einem Gebiet, das ausreichend von dem Strominjektionsgebiet 51 entfernt ist, in das der Strom injiziert wird, das Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets 55 und das Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets 53 einander nicht überlappen. Hier werden die Stromnichtinjektionsgebiete 52 und 53, in die kein Strom injiziert wird, in der gestapelten Struktur 20 gebildet, aber bei dem veranschaulichten Beispiel sind die Stromnichtinjektionsgebiete in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 und in einem Teil der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in der Dickenrichtung gebildet. Jedoch können die Stromnichtinjektionsgebiete 52 und 53 in einem Gebiet auf der Seite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet werden, wo die zweite Elektrode in der Dickenrichtung vorhanden ist, können in der gesamten zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet werden oder können in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 und der aktiven Schicht 23 gebildet werden.
Der Modenverlustwirkungsteil (die Modenverlustwirkungsschicht) 54 wird unter Verwendung eines dielektrischen Materials, wie etwa SiO₂, gebildet und wird zwischen der zweiten Elektrode 32 und der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 in dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 15 oder Ausführungsformen 16 bis 19, wie später beschrieben, gebildet. Eine optische Dicke des Modenverlustwirkungsteils 54 kann ein Wert sein, der von einem ganzzahligen Vielfachen von 1/4 der Wellenlänge λ₀ des Lichts abweicht, das in dem Lichtemissionselement erzeugt wird. Alternativ dazu kann die optische Dicke to des Modenverlustwirkungsteils 54 ein ganzzahliges Vielfaches von 1/4 der Wellenlänge λ₀ des Lichts sein, das in dem Lichtemissionselement erzeugt wird. Das heißt, die optische Dicke to des Modenverlustwirkungsteils 54 kann eine Dicke sein, bei der die stehende Welle ohne Stören der Phase des Lichts nicht zerstört wird, das in dem Lichtemissionselement erzeugt wird. Jedoch ist es nicht notwendig, dass die optische Dicke to strikt ein ganzzahliges Vielfaches von 1/4 ist, und es reicht aus, falls (λ₀/4n₀) × m - (λ₀/8n₀) ≤ to ≤ (λ₀/4n₀) × 2m +(λ₀/8n₀) gilt. Insbesondere ist die optische Dicke to des Modenverlustwirkungsteils 54 bevorzugt etwa 25 bis 250, falls ein Wert von 1/4 der Wellenlänge des Lichts, das in dem Lichtemissionselement erzeugt wird, auf „100“ gesetzt wird. Dann kann durch Einsetzen dieser Konfigurationen eine Phasendifferenz zwischen Laserlicht, das den Modenverlustwirkungsteil 54 durchläuft, und Laserlicht, das das Strominjektionsgebiet 51 durchläuft, geändert (gesteuert) werden, so dass der Oszillationsmodenverlust mit einem hohen Freiheitsgrad gesteuert werden kann, und der Freiheitsgrad beim Gestalten des Lichtemissionselements kann weiter erhöht werden.
Bei Ausführungsform 15 ist eine Form einer Grenze zwischen dem Strominjektionsgebiet 51 und dem Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 ein Kreis (Durchmesser: 8 µm) und ist eine Form einer Grenze zwischen dem Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 und dem Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 ein Kreis (Durchmesser: 12 µm). Das heißt, dass 0,01 ≤ S₁/(S₁ +S₂) ≤ 0,7 gilt, wobei eine Fläche eines Orthogonalprojektionsbildes des Strominjektionsgebiets 51 S₁ ist und eine Fläche eines Orthogonalprojektionsbildes des Stromnichtinjektion/Innengebiets 52 S₂ ist. Insbesondere gilt S₁/(S₁ +S₂) = 8²/12² = 0,44.
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 15 oder Ausführungsformen 16 bis 17 und Ausführungsform 19, wie später beschrieben, gilt OLo > OL₂, wobei eine optische Entfernung von der aktiven Schicht 23 zu der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 in dem Strominjektionsgebiet 51 OL₂ ist und eine optische Entfernung von der aktiven Schicht 23 zu einer oberen Oberfläche (einer Oberfläche, die der zweiten Elektrode 32 zugewandt ist) des Modenverlustwirkungsteils 54 in dem Modenverlustwirkungsgebiet 55 OLo ist. Insbesondere gilt OL₀/OL₂ = 1,5. Dann wird erzeugtes Laserlicht mit der Mode höherer Ordnung zu der Außenseite der Resonatorstruktur einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht 41 und der zweiten Lichtreflexionsschicht 42 hin gestreut und geht durch das Modenverlustwirkungsgebiet 55 verloren, so dass der Oszillationsmodenverlust zunimmt. Das heißt, die Lichtfeldintensitäten der Grundmode und der Mode höherer Ordnung, die erzeugt wird, nimmt ab, wenn die Entfernung von der Z-Achse in dem Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets 55 aufgrund der Anwesenheit des Modenverlustwirkungsgebiets 55 zunimmt, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt (siehe das konzeptuelle Diagramm von (B) aus 55), aber die Abnahme der Lichtfeldintensität der Mode höherer Ordnung ist größer als die Abnahme der Lichtfeldintensität der Grundmode, so dass die Grundmode dementsprechend weiter stabilisiert werden kann, der Schwellenstrom reduziert werden kann und eine relative Lichtfeldintensität der Grundmode erhöht werden kann. Da ein Randteil der Lichtfeldintensität der Mode höherer Ordnung weiter von dem Strominjektionsgebiet entfernt als jener des herkömmlichen Lichtemissionselements positioniert ist (siehe (A) aus 55), kann ein Einfluss des umgekehrten Linseneffekts reduziert werden. Es wird angemerkt, dass eine gemischte Oszillationsmode bewirkt wird, falls der Modenverlustwirkungsteil 54, der unter Verwendung von SiO₂ gebildet ist, nicht bereitgestellt wird.
Die erste Verbindungshalbleiterschicht 21 beinhaltet eine n-GaN-Schicht, die aktive Schicht 23 weist eine fünfschichtige Mehrfachquantentopfstruktur auf, in der eine In_0,04Ga_0,96N-Schicht (Barriereschicht) und eine In_0,16Ga_0,84N-Schicht (Wannenschicht) gestapelt sind, und die zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 beinhaltet eine p-GaN-Schicht. Des Weiteren wird die erste Elektrode 31 unter Verwendung von Ti/Pt/Au gebildet und wird die zweite Elektrode 32 unter Verwendung eines transparenten leitfähigen Materials, insbesondere von ITO, gebildet. Eine kreisförmige Öffnung 54A wird in dem Modenverlustwirkungsteil 54 gebildet und die zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 ist an einer Unterseite der Öffnung 54A freigelegt. Die (nicht veranschaulichte) erste Padelektrode, die unter Verwendung von zum Beispiel Ti/Pt/Au oder V/Pt/Au gebildet ist, zur elektrischen Verbindung mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen ist auf einem Randteil der ersten Elektrode 31 gebildet oder an diesem verbunden. Die zweite Padelektrode 33, die unter Verwendung von zum Beispiel Ti/Pd/Au oder Ti/Ni/Au gebildet ist, zur elektrischen Verbindung mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen ist auf einem Randteil der zweiten Elektrode 32 gebildet oder an diesem verbunden. Die erste Lichtreflexionsschicht 41 und die zweite Lichtreflexionsschicht 42 weisen eine Struktur auf, bei der eine SiN-Schicht und eine SiO₂-Schicht gestapelt sind (die Gesamtanzahl gestapelter dielektrischer Filme: 20).
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 15 werden das Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 durch Ionenimplantation in die gestapelte Struktur 20 gebildet. Zum Beispiel wird Bor als das Ion ausgewählt, aber das Ion ist nicht auf Bor beschränkt.
Nachfolgend wird eine Übersicht eines Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 15 beschrieben.
[Schritt-1500]
Beim Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 15 wird zuerst ein Schritt ähnlich [Schritt-500] aus Ausführungsform 5 beschrieben.
[Schritt-1510]
Als Nächstes werden das Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 in der gestapelten Struktur 20 basierend auf einem Ionenimplantationsverfahren unter Verwendung eines Borions gebildet.
[Schritt-1520]
Danach wird in einem Schritt ähnlich [Schritt-510] aus Ausführungsform 5 der Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht) 54, der die Öffnung 54A aufweist und unter Verwendung von SiO₂ gebildet wird, auf der zweiten Oberfläche 22b der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 basierend auf einem bekannten Verfahren gebildet (siehe 54A).
[Schritt-1530]
Danach kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 15 durch Durchführen von Schritten ähnlich den Schritten nach [Schritt-520] aus Ausführungsform 5 erhalten werden. Es wird angemerkt, dass 54B eine Struktur veranschaulicht, die in der Mitte eines Schrittes ähnlich zu [Schritt-520] erhalten wird.
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 15 werden das Stromnichtinjektionsgebiet, das Stromnichtinjektion/Innengebiet, das das Strominjektionsgebiet umgibt, und das Stromnichtinjektion/Außengebiet, das das Stromnichtinjektion/Innengebiet umgibt, in der gestapelten Struktur gebildet und das Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets und das Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets überlappen einander. Das heißt, das Strominjektionsgebiet und das Modenverlustwirkungsgebiet sind durch das Stromnichtinjektion/Innengebiet voneinander beabstandet (separiert). Daher ist es, wie in dem konzeptuellen Diagramm von (B) aus 55 veranschaulicht, möglich, zu bewirken, dass eine Zunahme oder Abnahme des Oszillationsmodenverlusts (insbesondere eine Zunahme bei Ausführungsform 15) in einem gewünschten Zustand ist. Alternativ dazu ist es durch geeignetes Bestimmen einer Positionsbeziehung zwischen dem Strominjektionsgebiet und dem Modenverlustwirkungsgebiet, der Dicke des Modenverlustwirkungsteils, der das Modenverlustwirkungsgebiet darstellt und dergleichen möglich, zu bewirken, dass eine Zunahme oder Abnahme des Oszillationsmodenverlusts in einem gewünschten Zustand ist. Dann ist es infolgedessen möglich, Probleme bei dem herkömmlichen Lichtemissionselement zu lösen, wie etwa eine Zunahme des Schwellenstroms und eine Verschlechterung der Steigungseffizienz. Zum Beispiel kann der Schwellenstrom reduziert werden, indem der Oszillationsmodenverlust in der Grundmode reduziert wird. Da ein Gebiet, dem der Oszillationsmodenverlust gegeben wird, und ein Gebiet, in das ein Strom injiziert wird und das zur Lichtemission beiträgt, unabhängig gesteuert werden können, das heißt, da der Oszillationsmodenverlust und ein Lichtemissionszustand des Lichtemissionselements unabhängig gesteuert werden können, können zudem der Freiheitsgrad beim Steuern und der Freiheitsgrad beim Gestalten des Lichtemissionselements erhöht werden. Insbesondere ist es durch Einstellen des Strominjektionsgebiets, des Stromnichtinjektionsgebiets und des Modenverlustwirkungsgebiets so, dass sie die zuvor beschriebene vorbestimmte Positionsbeziehung aufweisen, möglich, eine Betragsbeziehung des Oszillationsmodenverlusts zu steuern, der durch das Modenverlustwirkungsgebiet der Grundmade und der Mode höherer Ordnung gegeben wird, und ist es möglich, die Grundmode weiter zu stabilisieren, indem der Oszillationsmodenverlust, der der Mode höherer Ordnung gegeben wird, relativ größer als der Oszillationsmodenverlust gemacht wird, der der Grundmode gegeben wird. Da das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 15 den ersten Teil 91 aufweist, kann zudem das Auftreten des Beugungsverlusts zuverlässiger unterdrückt werden.
[Ausführungsform 16]
Ausführungsform 16 ist eine Modifikation von Ausführungsform 15 und betrifft das Lichtemissionselement der 6-B-ten Konfiguration. Wie in 56 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht ist, werden bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 16 das Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 durch eine Plasmabestrahlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22, eine Veraschungsbehandlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 oder eine Reaktives-Ionenätzen(RIE)-Behandlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet. Dann wird, da das Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 Plasmateilchen (insbesondere Argon, Sauerstoff, Stickstoff und dergleichen), wie zuvor beschrieben, ausgesetzt werden, die Leitfähigkeit der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 verschlechtert und befinden sich das Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 in einem Hochwiderstandszustand. Das heißt, das Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 werden durch Exposition der zweiten Oberfläche 22b der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gegenüber Plasmateilchen gebildet. Es wird angemerkt, dass eine Veranschaulichung der ersten Lichtreflexionsschicht 41 in 56, 57, 58A und 58B weggelassen wird.
Auch bei Ausführungsform 16 ist die Form der Grenze zwischen dem Strominjektionsgebiet 51 und dem Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 ein Kreis (Durchmesser: 10 µm) und ist die Form der Grenze zwischen dem Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 und dem Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 ein Kreis (Durchmesser: 15 µm). Das heißt, dass 0,01 ≤ S₁/(S₁ +S₂) ≤ 0,7 gilt, wobei eine Fläche eines Orthogonalprojektionsbildes des Strominjektionsgebiets 51 S₁ ist und eine Fläche eines Orthogonalprojektionsbildes des Stromnichtinjektion/Innengebiets 52 S₂ ist. Insbesondere gilt S₁/(S₁ +S₂) = 10²/15² = 0,44.
Bei Ausführungsform 16 reicht es anstelle von [Schritt-1510] aus Ausführungsform 15 aus, falls das Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 in der gestapelten Struktur 20 basierend einer auf Plasmabestrahlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22, einer Veraschungsbehandlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 oder einer Reaktives-Ionenätzen-Behandlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet werden.
Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 16 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 15 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
Selbst bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 16 oder Ausführungsform 17, wie später beschrieben, ist es durch Einstellen des Strominjektionsgebiets, des Stromnichtinjektionsgebiets und des Modenverlustwirkungsgebiets so, dass sie die zuvor beschriebene vorbestimmte Positionsbeziehung aufweisen, möglich, die Betragsbeziehung des Oszillationsmodenverlusts zu steuern, der durch das Modenverlustwirkungsgebiet der Grundmade und der Mode höherer Ordnung gegeben wird, und ist es möglich, die Grundmode weiter zu stabilisieren, indem der Oszillationsmodenverlust, der der Mode höherer Ordnung gegeben wird, relativ größer als der Oszillationsmodenverlust gemacht wird, der der Grundmode gegeben ist.
[Ausführungsform 17]
Ausführungsform 17 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 15 und 16 und betrifft das Lichtemissionselement der 6-C-ten Konfiguration. Wie in 57 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht ist, weist bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 17 die zweite Lichtreflexionsschicht 42 ein Gebiet auf, das Licht von der ersten Lichtreflexionsschicht 41 zu der Außenseite der Resonatorstruktur einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht 41 und der zweiten Lichtreflexionsschicht 42 (das heißt zu dem Modenverlustwirkungsgebiet 55 hin) hin reflektiert oder streut. Insbesondere weist ein Teil der zweiten Lichtreflexionsschicht 42, der oberhalb des Seitenwand (der Seitenwand der Öffnung 54B) des Modenverlustwirkungsteils (der Modenverlustwirkungsschicht) 54 positioniert ist, einen sich vorwärts verjüngenden Neigungsteil 42A auf oder weist ein Gebiet auf, das konvex zu der ersten Lichtreflexionsschicht 41 hin gekrümmt ist.
Bei Ausführungsform 17 ist die Form der Grenze zwischen dem Strominjektionsgebiet 51 und dem Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 ein Kreis (Durchmesser: 8 µm) und ist die Form der Grenze zwischen dem Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 und dem Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 ein Kreis (Durchmesser: 10 bis 20 µm).
Bei Ausführungsform 17 reicht es in einem Schritt ähnlich [Schritt-1520] aus Ausführungsform 15, falls der Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht) 54, der die Öffnung 54B aufweist und unter Verwendung von SiO₂ gebildet ist, gebildet wird, aus, falls die Öffnung 54B mit der sich vorwärts verjüngenden Seitenwand gebildet wird. Insbesondere wird eine Fotolackschicht auf der Modenverlustwirkungsschicht gebildet, die auf der zweiten Oberfläche 22b der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet wird, und eine Öffnung wird in einem Teil der Fotolackschicht bereitgestellt, in dem die Öffnung 54B basierend auf einer Fotolithografietechnologie zu bilden ist. Die Seitenwand der Öffnung wird in einer sich vorwärts verjüngenden Form basierend auf einem bekannten Verfahren gebildet. Dann kann durch Durchführen einer Rückätzung die Öffnung 54B mit der sich vorwärts verjüngenden Seitenwand in dem Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht) 54 gebildet werden. Des Weiteren kann durch Bilden der zweiten Elektrode 32 und der zweiten Lichtreflexionsschicht 42 auf einem solchen Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht) 54 der sich vorwärts verjüngende geneigte Teil 42A in der zweiten Lichtreflexionsschicht 42 bereitgestellt werden.
Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 17 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene der Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 15 und 16 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
[Ausführungsform 18]
Ausführungsform 18 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 15 bis 17 und betrifft das Lichtemissionselement der 6-D-ten Konfiguration. Wie in 58A, die eine schematische partielle Querschnittsansicht des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 18 ist, und in 58B veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht ist, die durch Ausschneiden eines Hauptteils erhalten wird, wird ein konvexer Teil 22A auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet. Dann wird, wie in 58A und 58B veranschaulicht, der Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht) 54 auf einem Gebiet 22B der zweiten Oberfläche 22b der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet, die den konvexen Teil 22A umgibt. Der konvexe Teil 22A belegt das Strominjektionsgebiet 51, das Strominjektionsgebiet 51 und das Stromnichtinjektion/Innengebiet 52. Der Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht) 54 wird unter Verwendung eines dielektrischen Materials, wie etwa von zum Beispiel SiO₂,gebildet, ähnlich zu Ausführungsform 15. In dem Gebiet 22B wird das Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 bereitgestellt. Es gilt OLo < OL₂, wobei die optische Entfernung von der aktiven Schicht 23 zu der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 in dem Strominjektionsgebiet 51 OL₂ ist und die optische Entfernung von der aktiven Schicht 23 zu der oberen Oberfläche (der Oberfläche, die der zweiten Elektrode 32 zugewandt ist) des Modenverlustwirkungsteils 54 in dem Modenverlustwirkungsgebiet 55 OLo ist. Insbesondere gilt OL₂/OL₀ = 1,5. Infolgedessen wird der Linseneffekt in dem Lichtemissionselement erzeugt.
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 18 wird das erzeugte Laserlicht mit der Mode höherer Ordnung in dem Strominjektionsgebiet 51 und dem Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 durch das Modenverlustwirkungsgebiet 55 begrenzt, so dass der Oszillationsmodenverlust abnimmt. Das heißt, die Lichtfeldintensitäten der Grundmode und Mode höherer Ordnung, die erzeugt werden, nimmt in den Orthogonalprojektionsbildern des Strominjektionsgebiets 51 und des Stromnichtinjektion/Innengebiets 52 aufgrund der Anwesenheit des Modenverlustwirkungsgebiets 55 zu, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt.
Bei Ausführungsform 18 ist die Form der Grenze zwischen dem Strominjektionsgebiet 51 und dem Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 ein Kreis (Durchmesser: 8 µm) und ist die Form der Grenze zwischen dem Stromnichtinjektion/Innengebiet 52 und dem Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 ein Kreis (Durchmesser: 30 µm).
Bei Ausführungsform 18 reicht es aus, falls der konvexe Teil 22A durch Entfernen eines Teils der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 von der zweiten Oberflächenseite zwischen [Schritt-1510] und [Schritt-1520] aus Ausführungsform 15 gebildet wird.
Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 18 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 15 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen. Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 18 ist es möglich, den Oszillationsmodenverlust, der durch das Modenverlustwirkungsgebiet verschiedenen Moden gegeben wird, zu unterdrücken, um nicht nur eine Mehrfachtransversalmodenoszillation durchzuführen, sondern auch den Schwellenstrom der Laseroszillation zu reduzieren. Außerdem können, wie in dem konzeptuellen Diagramm von (C) aus 55 veranschaulicht, die Lichtfeldintensitäten der Grundmode und Mode höherer Ordnung, die erzeugt werden, in den Orthogonalprojektionsbildern des Strominjektionsgebiets und des Stromnichtinjektion/Innengebiets aufgrund der Anwesenheit des Modenverlustwirkungsgebiets zunehmen, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme (insbesondere einer Abnahme bei Ausführungsform 18) eines Oszillationsmodenverlusts wirkt.
[Ausführungsform 19]
Ausführungsform 19 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 15 bis 18. Insbesondere beinhaltet das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 19 oder Ausführungsform 20, wie später beschrieben, ein Oberflächenemissionslaserelement (Lichtemissionselement) (VCSEL), das Laserlicht von der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 über die erste Lichtreflexionsschicht 41 emittiert.
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 19, wie in 59 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht ist, wird die zweite Lichtreflexionsschicht 42 an dem Stützsubstrat 49, das unter Verwendung eines Siliciumhalbleitersubstrats gebildet ist, über die Bondschicht 48, die unter Verwendung einer Gold(Au)-Schicht oder einer Lotschicht, die Zinn (Sn) enthält, gebildet wird, basierend auf einem Lötbondverfahren befestigt. Beim Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 19 reicht es zum Beispiel aus, falls Schritte ähnlich zu [Schritt-1500] bis [Schritt-1530] aus Ausführungsform 15 durchgeführt werden, mit Ausnahme des Entfernens des Stützsubstrats 49, das heißt ohne Entfernen des Stützsubstrats 49.
Selbst bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 19 ist es durch Einstellen des Strominjektionsgebiets, des Stromnichtinjektionsgebiets und des Modenverlustwirkungsgebiets so, dass sie die zuvor beschriebene vorbestimmte Positionsbeziehung aufweisen, möglich, die Betragsbeziehung des Oszillationsmodenverlusts zu steuern, der durch das Modenverlustwirkungsgebiet der Grundmade und der Mode höherer Ordnung gegeben wird, und ist es möglich, die Grundmode weiter zu stabilisieren, indem der Oszillationsmodenverlust, der der Mode höherer Ordnung gegeben wird, relativ größer als der Oszillationsmodenverlust gemacht wird, der der Grundmode gegeben ist.
Bei dem Beispiel für das Lichtemissionselement, das zuvor beschrieben wurde und in 59 veranschaulicht ist, wird ein Endteil der ersten Elektrode 31 von der ersten Lichtreflexionsschicht 41 separiert. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht auf eine solche Struktur beschränkt und der Endteil der ersten Elektrode 31 kann sich in Kontakt mit der ersten Lichtreflexionsschicht 41 befinden oder der Endteil der ersten Elektrode 31 kann auf einem Randteil der ersten Lichtreflexionsschicht 41 gebildet werden.
Außerdem kann, nachdem zum Beispiel die Schritte ähnlich [Schritt-1500] bis [Schritt-1530] aus Ausführungsform 15 durchgeführt wurden, das Lichtemissionselementherstellungssubstrat 11 entfernt werden, um die erste Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 freizulegen, und dann können die erste Lichtreflexionsschicht 41 und die erste Elektrode 31 auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet werden.
[Ausführungsform 20]
Ausführungsform 20 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 19 und betrifft das Lichtemissionselement der siebten Konfiguration, insbesondere das Lichtemissionselement der 7-A-ten Konfiguration. Insbesondere beinhaltet das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 20 ein Oberflächenemissionslaserelement (Lichtemissionselement) (VCSEL), das Laserlicht von der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 über die erste Lichtreflexionsschicht 41 emittiert.
Das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 20, das in 60 veranschaulicht ist, die eine schematische partielle Endansicht ist, beinhaltet Folgendes:

(a) die gestapelte Struktur 20, bei der die erste Verbindungshalbleiterschicht 21, die unter Verwendung eines GaN-basierten Halbleiters gebildet ist und die erste Oberfläche 21a und die zweite Oberfläche 21b gegenüber der ersten Oberfläche 21a aufweist, die aktive Schicht (Lichtemissionsschicht) 23, die unter Verwendung eines GaN-basierten Verbindungshalbleiters gebildet ist und sich in Kontakt mit der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 befindet, und die zweite Verbindungshalbleiterschicht 22, die unter Verwendung eines GaN-basierten Verbindungshalbleiters gebildet ist und die erste Oberfläche 22a und die zweite Oberfläche 22b gegenüber der ersten Oberfläche 22a aufweist, gestapelt sind, wobei sich die erste Oberfläche 22a in Kontakt mit der aktiven Schicht 23 befindet;
(b) die zweite Elektrode 32, die auf der zweiten Oberfläche 22b der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet ist;
(c) die zweite Lichtreflexionsschicht 42, die auf der zweiten Elektrode 32 gebildet ist;
(d) einen Modenverlustwirkungsteil 64, der auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 bereitgestellt ist und ein Modenverlustwirkungsgebiet 65 darstellt, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt;
(e) die erste Lichtreflexionsschicht 41, die auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 und auf dem Modenverlustwirkungsteil 64 gebildet ist; und
(f) die erste Elektrode 31, die elektrisch mit der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 verbunden ist. Es wird angemerkt, dass bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 20 die erste Elektrode 31 auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet ist.

Dann werden ein Stromnichtinjektionsgebiet 61, ein Stromnichtinjektion/Innengebiet 62, das das Strominjektionsgebiet 61 umgibt, und ein Stromnichtinjektion/Außengebiet 63, das das Stromnichtinjektion/Innengebiet 62 umgibt, in der gestapelten Struktur 20 gebildet und ein Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets 65 und ein Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets 63 überlappen einander. Hier werden die Stromnichtinjektionsgebiete 62 und 63 in der gestapelten Struktur 20 gebildet, aber bei dem veranschaulichten Beispiel sind die Stromnichtinjektionsgebiete in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 und in einem Teil der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in der Dickenrichtung gebildet. Jedoch können die Stromnichtinjektionsgebiete 62 und 63 in einem Gebiet auf der Seite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet werden, wo die zweite Elektrode in der Dickenrichtung vorhanden ist, können in der gesamten zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet werden oder können in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 und der aktiven Schicht 23 gebildet werden.
Die Konfigurationen der gestapelten Struktur 20, der zweiten Padelektrode 33, der ersten Lichtreflexionsschicht 41 und der zweiten Lichtreflexionsschicht 42 können jenen bei Ausführungsform 15 ähnlich sein und die Konfigurationen der Bondschicht 48 und des Stützsubstrats 49 können jenen bei Ausführungsform 19 ähnlich sein. Eine kreisförmige Öffnung 64A ist in dem Modenverlustwirkungsteil 64 gebildet und die erste Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 ist an einer Unterseite der Öffnung 64A freigelegt.
Der Modenverlustwirkungsteil (die Modenverlustwirkungsschicht) 64 wird unter Verwendung eines dielektrischen Materials, wie etwa von SiO₂, gebildet und wird auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet. Eine optische Dicke to des Modenverlustwirkungsteils 64 kann ein Wert sein, der von einem ganzzahligen Vielfachen von 1/4 der Wellenlänge λ₀ des Lichts abweicht, das in dem Lichtemissionselement erzeugt wird. Alternativ dazu kann die optische Dicke to des Modenverlustwirkungsteils 64 ein ganzzahliges Vielfaches von 1/4 der Wellenlänge λ₀ des Lichts sein, das in dem Lichtemissionselement erzeugt wird. Das heißt, die optische Dicke to des Modenverlustwirkungsteils 64 kann eine Dicke sein, bei der die stehende Welle ohne Stören der Phase des Lichts nicht zerstört wird, das in dem Lichtemissionselement erzeugt wird. Jedoch ist es nicht notwendig, dass die optische Dicke to strikt ein ganzzahliges Vielfaches von 1/4 ist, und es reicht aus, falls (λ₀/4n₀) × m - (λ₀/8n₀) ≤ t₀ ≤ (λ₀/4n₀) × 2m + (λ₀/8n₀) gilt. Insbesondere ist die optische Dicke to des Modenverlustwirkungsteils 64 bevorzugt etwa 25 bis 250, falls ein Wert von 1/4 der Wellenlänge λ₀ des Lichts, das in dem Lichtemissionselement erzeugt wird, auf „100“ gesetzt wird. Dann kann durch Einsetzen dieser Konfigurationen eine Phasendifferenz zwischen Laserlicht, das den Modenverlustwirkungsteil 64 durchläuft, und Laserlicht, das das Strominjektionsgebiet 61 durchläuft, geändert (gesteuert) werden, so dass der Oszillationsmodenverlust mit einem hohen Freiheitsgrad gesteuert werden kann, und der Freiheitsgrad beim Gestalten des Lichtemissionselements kann weiter erhöht werden.
Bei Ausführungsform 20 ist eine Form einer Grenze zwischen dem Strominjektionsgebiet 61 und dem Stromnichtinjektion/Innengebiet 62 ein Kreis (Durchmesser: 8 µm) und ist eine Form einer Grenze zwischen dem Stromnichtinjektion/Innengebiet 62 und dem Stromnichtinjektion/Außengebiet 63 ein Kreis (Durchmesser: 15 µm). Das heißt, dass 0,01 ≤ S₁'/(S₁' + S₂') ≤ 0,7 gilt, wobei eine Fläche eines Orthogonalprojektionsbildes des Strominjektionsgebiets 61 S₁' ist und eine Fläche eines Orthogonalprojektionsbildes des Stromnichtinjektion/Innengebiets 62 S₂' ist. Insbesondere gilt S₁'/(S₁' + S₂') = 8²/15² = 0,28.
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 20 gilt OLo' > OL₁', wobei eine optische Entfernung von der aktiven Schicht 23 zu der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in dem Strominjektionsgebiet 61 OL₁' ist und eine optische Entfernung von der aktiven Schicht 23 zu der oberen Oberfläche (der Oberfläche, die der ersten Elektrode 31 zugewandt ist) des Modenverlustwirkungsteils 64 in dem Modenverlustwirkungsgebiet 65 OLo' ist. Insbesondere gilt OL₀'/OL₁' = 1,01. Dann wird erzeugtes Laserlicht mit der Mode höherer Ordnung zu der Außenseite der Resonatorstruktur einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht 41 und der zweiten Lichtreflexionsschicht 42 hin gestreut und geht durch das Modenverlustwirkungsgebiet 65 verloren, so dass der Oszillationsmodenverlust zunimmt. Das heißt, die Lichtfeldintensitäten der Grundmode und der Mode höherer Ordnung, die erzeugt wird, nimmt ab, wenn die Entfernung von der Z-Achse in dem Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets 65 aufgrund der Anwesenheit des Modenverlustwirkungsgebiets 65 zunimmt, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt (siehe das konzeptuelle Diagramm von (B) aus 55), aber die Abnahme der Lichtfeldintensität der Mode höherer Ordnung ist größer als die Abnahme der Lichtfeldintensität der Grundmode, so dass die Grundmode dementsprechend weiter stabilisiert werden kann, der Schwellenstrom reduziert werden kann und eine relative Lichtfeldintensität der Grundmode erhöht werden kann.
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 20 werden das Stromnichtinjektion/Innengebiet 62 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 63 durch Ionenimplantation in die gestapelte Struktur 20 gebildet, ähnlich zu Ausführungsform 15. Zum Beispiel wird Bor als das Ion ausgewählt, aber das Ion ist nicht auf Bor beschränkt.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 20 beschrieben.
[Schritt-2000]
Zuerst kann die gestapelte Struktur 20 durch Durchführen eines Schrittes ähnlich zu [Schritt-1500] aus Ausführungsform 15 erhalten werden. Als Nächstes können durch Durchführen eines Schrittes ähnlich zu [Schritt-1510] aus Ausführungsform 15 das Stromnichtinjektion/Innengebiet 62 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 63 in der gestapelten Struktur 20 gebildet werden.
[Schritt-2010]
Als Nächstes wird die zweite Elektrode 32 auf der zweiten Oberfläche 22b der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 basierend auf zum Beispiel einem Lift-Off-Verfahren gebildet und wird außerdem die zweite Padelektrode 33 basierend auf einem bekannten Verfahren gebildet. Danach wird die zweite Lichtreflexionsschicht 42 auf der zweiten Elektrode 32 und auf der zweiten Padelektrode 33 basierend auf einem bekannten Verfahren gebildet.
[Schritt-2020]
Danach wird die zweite Lichtreflexionsschicht 42 über die Bondschicht 48 an dem Stützsubstrat 49 befestigt.
[Schritt-2030]
Als Nächstes wird das Lichtemissionselementherstellungssubstrat 11 entfernt, um die erste Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 freizulegen. Insbesondere wird zuerst das Lichtemissionselementherstellungssubstrat 11 basierend auf einem mechanischen Polierverfahren gedünnt und dann wird der verbleibende Teil des Lichtemissionselementherstellungssubstrats 11 basierend auf einem CMP-Verfahren entfernt. Auf diese Weise wird die erste Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 freigelegt und wird dann die Basisoberfläche 90 mit dem ersten Teil 91 und dem zweiten Teil 92 in der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet.
[Schritt-2040]
Danach wird der Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht) 64, der die Öffnung 64A aufweist und unter Verwendung von SiO₂ gebildet ist, auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 (insbesondere auf dem zweiten Teil 92 der Basisoberfläche 90) basierend auf einem bekannten Verfahren gebildet.
[Schritt-2050]
Als Nächstes wird die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf dem ersten Teil 91 der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet, der auf der Unterseite der Öffnung 64A des Modenverlustwirkungsteils 64 freigelegt ist, und zusätzlich wird die erste Elektrode 31 gebildet. Es wird angemerkt, dass ein Teil der ersten Elektrode 31 den Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht) 64 durchdringt und die erste Verbindungshalbleiterschicht 21 in einem (nicht veranschaulichten) Gebiet erreicht. Auf diese Weise kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 20 mit der in 60 veranschaulichten Struktur erhalten werden.
Auch bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 20 werden das Stromnichtinjektionsgebiet, das Stromnichtinjektion/Innengebiet, das das Strominjektionsgebiet umgibt, und das Stromnichtinjektion/Außengebiet, das das Stromnichtinjektion/Innengebiet umgibt, in der gestapelten Struktur gebildet und das Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets und das Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets überlappen einander. Daher ist es, wie in dem konzeptuellen Diagramm von (B) aus 55 veranschaulicht, möglich, zu bewirken, dass eine Zunahme oder Abnahme des Oszillationsmodenverlusts (insbesondere eine Zunahme bei Ausführungsform 20) in einem gewünschten Zustand ist. Da der Oszillationsmodenverlust und der Lichtemissionszustand des Lichtemissionselements unabhängig gesteuert werden können, können zudem der Freiheitsgrad beim Steuern und der Freiheitsgrad beim Gestalten des Lichtemissionselements erhöht werden. Insbesondere ist es durch Einstellen des Strominjektionsgebiets, des Stromnichtinjektionsgebiets und des Modenverlustwirkungsgebiets so, dass sie die zuvor beschriebene vorbestimmte Positionsbeziehung aufweisen, möglich, die Betragsbeziehung des Oszillationsmodenverlusts zu steuern, der durch das Modenverlustwirkungsgebiet der Grundmade und der Mode höherer Ordnung gegeben wird, und ist es möglich, die Grundmode weiter zu stabilisieren, indem der Oszillationsmodenverlust, der der Mode höherer Ordnung gegeben wird, relativ größer als der Oszillationsmodenverlust gemacht wird, der der Grundmode gegeben wird. Des Weiteren kann ein Einfluss des umgekehrten Linseneffekts reduziert werden. Da das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 20 den ersten Teil 91 aufweist, kann zudem das Auftreten des Beugungsverlusts zuverlässiger unterdrückt werden.
Auch bei Ausführungsform 20 können, ähnlich zu Ausführungsform 16, das Stromnichtinjektion/Innengebiet 62 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 63 durch eine Plasmabestrahlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22, eine Veraschungsbehandlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 oder eine Reaktives-Ionenätzen(RIE)-Behandlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet werden (das Lichtemissionselement der 7-B-ten Konfiguration). Da das Stromnichtinjektion/Innengebiet 62 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 63 Plasmateilchen, wie zuvor beschrieben, ausgesetzt werden, wird die Leitfähigkeit der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 verschlechtert und befinden sich das Stromnichtinjektion/Innengebiet 62 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 63 in einem Hochwiderstandszustand. Das heißt, das Stromnichtinjektion/Innengebiet 62 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 63 werden durch Exposition der zweiten Oberfläche 22b der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gegenüber Plasmateilchen gebildet.
Des Weiteren kann, ähnlich zu Ausführungsform 17, die zweite Lichtreflexionsschicht 42 ein Gebiet aufweisen, das Licht von der ersten Lichtreflexionsschicht 41 zu der Außenseite der Resonatorstruktur einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht 41 und der zweiten Lichtreflexionsschicht 42 (das heißt zu dem Modenverlustwirkungsgebiet 65) hin reflektiert oder streut (das Lichtemissionselement der 7-C-ten Konfiguration).
Außerdem kann, ähnlich zu Ausführungsform 18, der Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht) 64 gebildet werden (das Lichtemissionselement der 7-D-ten Konfiguration). Es reicht aus, falls der Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht) 64 auf einem Gebiet der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet wird, die einen konvexen Teil umgibt. Der konvexe Teil belegt das Strominjektionsgebiet 61, das Strominjektionsgebiet 61 und das Stromnichtinjektion/Innengebiet 62. Dann wird infolgedessen das erzeugte Laserlicht mit der Mode höherer Ordnung in dem Strominjektionsgebiet 61 und dem Stromnichtinjektion/Innengebiet 62 durch das Modenverlustwirkungsgebiet 65 begrenzt, so dass der Oszillationsmodenverlust abnimmt. Das heißt, die Lichtfeldintensitäten der Grundmode und Mode höherer Ordnung, die erzeugt werden, nimmt in den Orthogonalprojektionsbildern des Strominjektionsgebiets 61 und des Stromnichtinjektion/Innengebiets 62 aufgrund der Anwesenheit des Modenverlustwirkungsgebiets 65 zu, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt. Außerdem ist es bei einem modifizierten Beispiel des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 20 mit einer solchen Konfiguration möglich, den Oszillationsmodenverlust, der durch das Modenverlustwirkungsgebiet 65 verschiedenen Moden gegeben wird, zu unterdrücken, um nicht nur eine Mehrfachtransversalmodenoszillation durchzuführen, sondern auch den Schwellenstrom der Laseroszillation zu reduzieren. Außerdem können, wie in dem konzeptuellen Diagramm von (C) aus 55 veranschaulicht, die Lichtfeldintensitäten der Grundmode und Mode höherer Ordnung, die erzeugt werden, in den Orthogonalprojektionsbildern des Strominjektionsgebiets und des Stromnichtinjektion/Innengebiets aufgrund der Anwesenheit des Modenverlustwirkungsgebiets 65 zunehmen, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme (insbesondere einer Abnahme bei dem modifizierten Beispiel des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 20) eines Oszillationsmodenverlusts wirkt.
[Ausführungsform 21]
Ausführungsform 21 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 5 bis 20 und betrifft das Lichtemissionselement der achten Konfiguration.
Unterdessen wird die Resonatorlänge L_OR in der gestapelten Struktur einschließlich zwei DBR-Schichten und einer gestapelten Struktur, die dazwischen gebildet ist, durch L = (m·λ₀)/(2·n_̈äq) repräsentiert, wobei ein äquivalenter Brechungsindex der gesamten gestapelten Struktur n_äq ist und eine Wellenlänge von Laserlicht, das von einem Oberflächenemissionslaserelement (Lichtemissionselement) zu emittieren ist, λ₀ ist. m ist hier eine positive ganze Zahl. Dann wird bei dem Oberflächenemissionslaserelement (Lichtemissionselement) eine Wellenlänge, bei der eine Oszillation möglich ist, durch die Resonatorlänge L_OR bestimmt. Jede oszillierbare Oszillationsmode wird als eine Longitudinalmode bezeichnet. Dann kann unter den Longitudinalmoden eine Longitudinalmode, die einem durch die aktive Schicht bestimmten Verstärkungsspektrum entspricht, einer Laseroszillation unterzogen werden. Ein Intervall Δλ zwischen den Longitudinalmoden wird durch λ₀ ²/ (2n_eff·L) repräsentiert, wobei ein effektiver Brechungsindex neff ist. Das heißt, dass das Intervall Δλ zwischen den Longitudinalmoden umso kleiner ist, je größer die Resonatorlänge L_OR ist. Daher können, falls die Resonatorlänge L_OR groß ist, mehrere Longitudinalmoden in dem Verstärkungsspektrum existieren und dementsprechend können die mehreren Longitudinalmoden oszillieren. Es wird angemerkt, dass der äquivalente Brechungsindex n_äq und der effektive Brechungsindex n_eff die folgende Beziehung aufweisen, wobei die Oszillationswellenlänge λ₀ ist.
$n_{eff} = n_{\ddot{a} q} - λ_{0} \cdot ({dn}_{\ddot{a} q} / d λ_{0})$
Hier ist, falls die gestapelte Struktur eine GaAs-basierte Verbindungshalbleiterschicht beinhaltet, die Resonatorlänge L_OR üblicherweise 1 µm oder weniger, was klein ist, und eine Art (eine Wellenlänge) von Laserlicht in der Longitudinalmode wird von dem Oberflächenemissionslaserelement emittiert (siehe das konzeptuelle Diagramm aus 68A). Daher ist es möglich, die Oszillationswellenlänge des Laserlichts in der Longitudinalmode, das von dem Oberflächenemissionslaserelement emittiert wird, genau zu steuern. Andererseits ist, falls die gestapelte Struktur eine GaN-basierte Verbindungshalbleiterschicht beinhaltet, die Resonatorlänge L_OR üblicherweise ein Vielfaches der Wellenlänge des Laserlichts, das von dem Oberflächenemissionslaserelement emittiert wird, was groß ist. Daher werden mehrere Arten von Laserlicht in der Longitudinalmode von dem Oberflächenemissionslaserelement emittiert (siehe das konzeptuelle Diagramm aus 68B), und es wird dementsprechend schwierig, die Oszillationswellenlänge des Laserlichts, das von dem Oberflächenemissionslaserelement emittiert werden kann, genau zu steuern.
Wie in 61 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht ist, werden bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 21 oder den Lichtemissionselementen aus Ausführungsformen 22 bis 24, wie später beschrieben, wenigstens zwei Lichtabsorptionsmaterialschichten 71, bevorzugt wenigstens vier Lichtabsorptionsmaterialschichten 71, und insbesondere 20 Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 bei Ausführungsform 21 in der gestapelten Struktur 20 einschließlich der zweiten Elektrode 32 parallel zu der virtuellen Ebene (XY-Ebene) gebildet, die durch die aktive Schicht 23 belegt wird. Es wird angemerkt, dass zum Vereinfachen der Zeichnung nur zwei Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 in der Zeichnung veranschaulicht sind.
Bei Ausführungsform 21 ist die Oszillationswellenlänge (eine gewünschte Oszillationswellenlänge, die von dem Lichtemissionselement emittiert wird) λ₀ 450 nm. Die 20 Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 werden unter Verwendung eines Verbindungshalbleitermaterials mit einer Bandlücke schmaler als jene des Verbindungshalbleiters, der die gestapelte Struktur 20 bildet, insbesondere n-In_0,2Ga_0,8N, gebildet und werden innerhalb der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet. Eine Dicke der Lichtabsorptionsmaterialschicht 71 ist λ₀/(4·n_äq) oder weniger, insbesondere 3 nm. Des Weiteren ist ein Lichtabsorptionskoeffizient der Lichtabsorptionsmaterialschicht 71 zweimal oder mehr, insbesondere 1×10³-mal der Lichtabsorptionskoeffizient der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 einschließlich einer n-GaN-Schicht.
Außerdem ist die Lichtabsorptionsmaterialschicht 71 bei einem Minimalamplitudenteil positioniert, der in einer stehenden Welle von Licht erzeugt wird, die innerhalb der gestapelten Struktur gebildet wird, und die aktive Schicht 23 ist bei einem Maximalamplitudenteil positioniert, der in einer stehenden Welle von Licht erzeugt wird, die innerhalb der gestapelten Struktur gebildet wird. Eine Entfernung zwischen einem Zentrum der aktiven Schicht 23 in der Dickenrichtung und einem Zentrum der Lichtabsorptionsmaterialschicht 71 angrenzend an die aktive Schicht 23 in der Dickenrichtung beträgt 46,5 nm. Des Weiteren gilt 0,9 × {(m·λ₀)/(2·n_äq)}≤ L_Abs ≤ 1,1 × {(m·λ₀)/(2·n_äq)}, wobei ein äquivalenter Brechungsindex der Gesamtheit der zwei Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 und eines Teils (insbesondere der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 bei Ausführungsform 21) der gestapelten Struktur, der zwischen den Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 positioniert ist, n_äq ist und eine Entfernung zwischen den Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 L_Abs ist. m ist hier 1 oder eine beliebige ganze Zahl von 2 oder mehr, einschließlich 1. Jedoch ist m bei Ausführungsform 21 1. Daher erfüllt die Entfernung zwischen angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 0,9 × {λ₀/(2·n_äq) } ≤ L_Abs ≤ 1,1 × {λ₀/(2·n_äq)} für alle der mehreren Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 (20 Lichtabsorptionsmaterialschichten 71). Ein Wert des äquivalenten Brechungsindex n_äq ist insbesondere 2,42 und, falls m = 1 gilt, gilt insbesondere, L_Abs = 1 × 450/(2 × 2,42) = 93,0 nm. Es wird angemerkt, dass m bei manchen der 20 Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 eine beliebige ganze Zahl von 2 oder mehr sein kann.
Beim Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21 wird die gestapelte Struktur 20 in einem Schritt ähnlich zu [Schritt-500] aus Ausführungsform 5 gebildet und zu dieser Zeit werden die 20 Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 auch innerhalb der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet. Mit Ausnahme dieses Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 21 basierend auf einem Verfahren ähnlich jenem für das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 5 hergestellt werden.
62 veranschaulicht schematisch einen Fall, in dem mehrere Longitudinalmoden in dem Verstärkungsspektrum erzeugt werden, das durch die aktive Schicht 23 bestimmt wird. Es wird angemerkt, dass 62 zwei Longitudinalmoden, eine Longitudinalmode A und eine Longitudinalmode B, veranschaulicht. Dann wird in diesem Fall angenommen, dass die Lichtabsorptionsmaterialschicht 71 bei einem Minimalamplitudenteil der Longitudinalmode A positioniert ist und nicht bei einem Minimalamplitudenteil der Longitudinalmode B positioniert ist. Dann wird ein Modenverlust der Longitudinalmode A minimiert, aber ein Modenverlust der Longitudinalmode B ist groß. In 62 ist der Modenverlust der Longitudinalmode B schematisch durch eine durchgezogene Linie angegeben. Daher oszilliert die Longitudinalmode A einfacher als die Longitudinalmode B. Daher kann durch Verwenden einer solchen Struktur, das heißt durch Steuern der Position und Periode der Lichtabsorptionsmaterialschicht 71, eine spezielle Longitudinalmode stabilisiert werden und kann eine Oszillation gefördert werden. Da es möglich ist, Modenverluste anderer unerwünschter Longitudinalmoden zu erhöhen, ist es unterdessen möglich, eine Oszillation anderer unerwünschter Longitudinalmoden zu unterdrücken.
Wie zuvor beschrieben, ist es bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 21, da wenigstens zwei Lichtabsorptionsmaterialschichten innerhalb der gestapelten Struktur gebildet werden, möglich, eine Oszillation von Laserlicht einer unerwünschten Longitudinalmode unter Laserlicht mehrerer Longitudinalmoden, die von dem Oberflächenemissionslaserelement emittiert werden können, zu unterdrücken. Infolgedessen kann die Oszillationswellenlänge des emittierten Laserlichts genau gesteuert werden. Da das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 21 den ersten Teil 91 aufweist, kann zudem das Auftreten des Beugungsverlusts zuverlässig unterdrückt werden.
[Ausführungsform 22]
Ausführungsform 22 ist eine Modifikation von Ausführungsform 21. Bei Ausführungsform 21 wird die Lichtabsorptionsmaterialschicht 71 unter Verwendung eines Verbindungshalbleitermaterials mit einer Bandlücke schmaler als jene des Verbindungshalbleiters, der die gestapelte Struktur 20 darstellt, gebildet. Andererseits werden bei Ausführungsform 22 10 Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 unter Verwendung eines Verbindungshalbleitermaterials gebildet, das mit Fremdstoffen dotiert ist, insbesondere eines Verbindungshalbleitermaterials mit einer Fremdstoffkonzentration (Fremdstoff: Si) von 1 × 10¹⁹/cm³ (insbesondere n-GaN:Si). Des Weiteren ist bei Ausführungsform 22 die Oszillationswellenlänge λ₀ 515 nm. Es wird angemerkt, dass eine Zusammensetzung der aktiven Schicht 23 In_0,3Ga_0,7N ist. Bei Ausführungsform 22 gilt m = 1, ist ein Wert von L_Abs 107 nm, ist die Entfernung zwischen dem Zentrum der aktiven Schicht 23 in der Dickenrichtung und dem Zentrum der Lichtabsorptionsmaterialschicht 71 angrenzend an die aktive Schicht 23 in der Dickenrichtung 53,5 nm und ist die Dicke der Lichtabsorptionsmaterialschicht 71 3 nm. Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 22 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen. Es wird angemerkt, dass m bei manchen der 10 Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 eine beliebige ganze Zahl von 2 oder mehr sein kann.
[Ausführungsform 23]
Ausführungsform 23 ist auch eine Modifikation von Ausführungsform 21. Bei Ausführungsform 23 weisen fünf Lichtabsorptionsmaterialschichten (der Einfachheit halber als „erste Lichtabsorptionsmaterialschichten“ bezeichnet) eine Konfiguration ähnlich jener der Lichtabsorptionsmaterialschicht 71 aus Ausführungsform 21 auf, das heißt, die erste Lichtabsorptionsmaterialschicht wird unter Verwendung von n-I_n0,3Ga_0,7N gebildet. Des Weiteren wird bei Ausführungsform 23 eine Lichtabsorptionsmaterialschicht (der Einfachheit halber als eine „zweite Lichtabsorptionsmaterialschicht“ bezeichnet) unter Verwendung eines transparenten leitfähigen Materials gebildet. Insbesondere dient die zweite Lichtabsorptionsmaterialschicht auch als die zweite Elektrode 32, die unter Verwendung von ITO gebildet wird. Bei Ausführungsform 23 ist die Oszillationswellenlänge λ₀ 450 nm. Außerdem gilt m = 1 und 2. Falls m = 1 gilt, ist ein Wert von L_Abs 93,0 nm, ist eine Entfernung zwischen dem Zentrum der aktiven Schicht 23 in der Dickenrichtung und dem Zentrum der ersten Lichtabsorptionsmaterialschicht angrenzend an die aktive Schicht 23 in der Dickenrichtung 46,5 nm und ist eine Dicke der fünf ersten Lichtabsorptionsmaterialschichten 3 nm. Das heißt, für die fünf ersten Lichtabsorptionsmaterialschichten gilt 0,9 × {λ₀/(2 ·n_äq) } ≤ L_Abs ≤ 1,1 × {λ₀/(2·n_aq)} . Außerdem gilt m = 2 für die erste Lichtabsorptionsmaterialschicht angrenzend an die aktive Schicht 23 und die zweite Lichtabsorptionsmaterialschicht. Das heißt, es gilt 0,9 × { (2 ·λ₀)/(2·n_äq)· ≤ L_Abs ≤ 1,1 × { (2·A₀) / (2 ·n_äq) } . Eine zweite Lichtabsorptionsmaterialschicht, die auch als die zweite Elektrode 32 dient, weist einen Lichtabsorptionskoeffizienten von 2000 cm^-1 und eine Dicke von 30 nm auf und eine Entfernung von der aktiven Schicht 23 zu der zweiten Lichtabsorptionsmaterialschicht beträgt 139,5 nm. Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 23 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen. Es wird angemerkt, dass bei manchen der fünf ersten Lichtabsorptionsmaterialschichten m eine beliebige ganze Zahl von 2 oder mehr sein kann. Es wird angemerkt, dass im Gegensatz zu Ausführungsform 21 die Anzahl an Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 auch eine sein kann. Auch in diesem Fall muss eine Positionsbeziehung zwischen der zweiten Lichtabsorptionsmaterialschicht, die auch als die zweite Elektrode 32 dient, und der Lichtabsorptionsmaterialschicht 71 die folgende Formel erfüllen. $0,9 \times {(m \cdot λ_{0}) / (2 \cdot n_{\ddot{a} q})} \leq L_{Abs} \leq 1,1 \times {(m \cdot λ_{0}) / (2 \cdot n_{\ddot{a} q})}$
[Ausführungsform 24]
Ausführungsform 24 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 21 bis 23. Insbesondere beinhaltet das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 24 ein Oberflächenemissionslaserelement (VCSEL), das Laserlicht von der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 über die erste Lichtreflexionsschicht 41 emittiert.
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 24, wie in 63 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht ist, wird die zweite Lichtreflexionsschicht 42 an dem Stützsubstrat 49, das unter Verwendung eines Siliciumhalbleitersubstrats gebildet ist, über die Bondschicht 48, die unter Verwendung einer Gold(Au)-Schicht oder einer Lotschicht, die Zinn (Sn) enthält, gebildet wird, basierend auf einem Lötbondverfahren befestigt.
Das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 24 kann basierend auf einem Verfahren ähnlich jenem für das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 5 hergestellt werden, mit der Ausnahme, dass 20 Lichtabsorptionsmaterialschichten 71 auch innerhalb der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet werden und das Stützsubstrat 49 nicht entfernt wird.
Obwohl die vorliegende Offenbarung zuvor basierend auf bevorzugten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Die Konfigurationen und Strukturen der Lichtemissionselemente, die bei den Ausführungsformen beschrieben sind, sind Beispiele und können geeignet geändert werden und das Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements kann ebenfalls geeignet geändert werden. In manchen Fällen kann durch geeignetes Wählen der Bondschicht und des Stützsubstrats ein Oberflächenemissionslaserelement, das Licht von der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht über die zweite Lichtreflexionsschicht emittiert, erhalten werden. Des Weiteren kann in manchen Fällen ein Durchgangsloch, das die erste Verbindungshalbleiterschicht erreicht, in einem Gebiet der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und der aktiven Schicht gebildet werden, das eine Lichtemission nicht beeinflusst, und die erste Elektrode, die von der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und der aktiven Schicht isoliert ist, kann in dem Durchgangsloch gebildet werden. Die erste Lichtreflexionsschicht kann sich zu dem zweiten Teil der Basisoberfläche erstrecken. Das heißt, die erste Lichtreflexionsschicht auf der Basisoberfläche kann unter Verwendung eines sogenannten festen Films gebildet werden. Dann reicht es in diesem Fall aus, falls ein Durchgangsloch in der ersten Lichtreflexionsschicht gebildet wird, die sich zu dem zweiten Teil der Basisoberfläche erstreckt, und die erste Elektrode, die mit der ersten Verbindungshalbleiterschicht verbunden ist, wird in dem Durchgangsloch gebildet. Des Weiteren kann die Basisoberfläche 90 auch durch Bereitstellen einer Opferschicht basierend auf einem Nanoprägeverfahren gebildet werden.
Eine Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht (Farbumwandlungsmaterialschicht) kann in einem Gebiet des Lichtemissionselements bereitgestellt werden, wo Licht emittiert wird. Dann kann in diesem Fall Weißlicht über die Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht (Farbumwandlungsmaterialschicht) emittiert werden. Falls von der aktiven Schicht emittiertes Licht über die erste Lichtreflexionsschicht nach außen emittiert wird, reicht es insbesondere aus, falls die Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht (Farbumwandlungsmaterialschicht) auf einer Lichtemissionsseite der ersten Lichtreflexionsschicht gebildet wird, und, falls von der aktiven Schicht emittiertes Licht über die zweite Lichtreflexionsschicht nach außen emittiert wird, reicht es aus, falls die Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht (Farbumwandlungsmaterialschicht) auf einer Lichtemissionsseite der zweiten Lichtreflexionsschicht gebildet wird.
Falls Blaulicht von der Lichtemissionsschicht emittiert wird, kann Weißlicht über die Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht durch Einsetzen der folgenden Form emittiert werden.
[A] Durch Verwenden einer Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht, die Blaulicht, das von der Lichtemissionsschicht emittiert wird, in Gelblicht umwandelt, wird Weißlicht, in dem Blau und Gelb gemischt sind, als Licht erhalten, das von der Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht emittiert wird.
[B] Durch Verwenden einer Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht, die Blaulicht, das von der Lichtemissionsschicht emittiert wird, in Orangelicht umwandelt, wird Weißlicht, in dem Blau und Orange gemischt sind, als Licht erhalten, das von der Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht emittiert wird.
[C] Durch Verwenden einer Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht, die Blaulicht, das von der Lichtemissionsschicht emittiert wird, in Grünlicht umwandelt, und einer Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht, die Blaulicht in Rotlicht umwandelt, wird Weißlicht, in dem Blau, Grün und Rot gemischt sind, als Licht erhalten, das von der Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht emittiert wird.
Alternativ dazu kann, falls ein Ultraviolettstrahl von der Lichtemissionsschicht emittiert wird, Weißlicht über die Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht durch Einsetzen der folgenden Form emittiert werden.
[D] Durch Verwenden einer Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht, die Ultraviolettlicht, das von der Lichtemissionsschicht emittiert wird, in Blaulicht umwandelt, und einer Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht, die Ultraviolettlicht in Gelblicht umwandelt, wird Weißlicht, in dem Blau und Gelb gemischt sind, als Licht erhalten, das von der Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht emittiert wird.
[E] Durch Verwenden einer Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht, die Ultraviolettlicht, das von der Lichtemissionsschicht emittiert wird, in Blaulicht umwandelt, und einer Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht, die Ultraviolettlicht in Orangelicht umwandelt, wird Weißlicht, in dem Blau und Orange gemischt sind, als Licht erhalten, das von der Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht emittiert wird.
[F] Durch Verwenden einer Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht, die Ultraviolettlicht, das von der Lichtemissionsschicht emittiert wird, in Blaulicht umwandelt, einer Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht, die Ultraviolettlicht in Grünlicht umwandelt, und einer Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht, die Ultraviolettlicht in Rotlicht umwandelt, wird Weißlicht, in dem Blau, Grün und Rot gemischt sind, als Licht erhalten, das von der Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht emittiert wird.
Hier können Beispiele für ein Wellenlängenumwandlungsmaterial, das durch Blaulicht angeregt wird und Rotlicht emittiert, speziell rotlichtemittierende Leuchtstoffteilchen und insbesondere (ME:Eu)S [jedoch bedeutet „ME“ wenigstens ein Atom, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ca, Sr und Ba besteht, und eine ähnliche Konfiguration gilt für Folgendes], (M:Sm)_x(Si,Al)₁₂(O,N)₁₆ [jedoch bedeutet „M“ wenigstens ein Atom, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Li, Mg und Ca besteht, und eine ähnliche Konfiguration gilt für Folgendes], ME₂Si₅N₈:Eu, (Ca:Eu)SiN₂ und (Ca:Eu)AlSiN₃ beinhalten. Des Weiteren können Beispiele für ein Wellenlängenumwandlungsmaterial, das durch Blaulicht angeregt wird und Grünlicht emittiert, speziell grünlichtemittierende Leuchtstoffteilchen und insbesondere (ME:Eu)Ga₂S₄, (M:RE)_X(Si,Al)₁₂(O,N)₁₆ [jedoch bedeutet „RE“ Tb und Yb], (M:Tb)_x(Si,Al)₁₂(O,N)₁₆, (M:Yb)_x(Si,Al)₁₂(O,N)₁₆ und Si_6-ZAl_ZO_ZN_8-Z:Eu beinhalten. Des Weiteren können Beispiele für ein Wellenlängenumwandlungsmaterial, das durch Blaulicht angeregt wird und Gelblicht emittiert, speziell gelblichtemittierende Leuchtstoffteilchen und insbesondere Yttrium-Aluminium-Granat(YAG)-basierte Leuchtstoffteilchen beinhalten. Es wird angemerkt, dass das Wellenlängenumwandlungsmaterial allein oder in Kombination aus zwei oder mehr von diesen verwendet werden kann. Des Weiteren kann durch Verwenden einer Mischung aus zwei oder mehr Arten von Wellenlängenumwandlungsmaterialien Emissionslicht einer Farbe außer Gelb, Grün und Rot von der Wellenlängenumwandlungsmaterialmischung emittiert werden. Insbesondere kann zum Beispiel Cyanlicht emittiert werden und in diesem Fall reicht es aus, falls eine Mischung aus den grünlichtemittierenden Leuchtstoffteilchen (zum Beispiel LaPO₄:Ce,Tb, BaMgAl₁₀O₁₇:Eu,Mn, Zn₂SiO₄:Mn, MgAl₁₁O₁₉:Ce,Tb, Y₂SiO₅:Ce,Tb und MgAl₁₁O₁₉:CE,Tb,Mn) und den blaulichtemittierenden Leuchtstoffteilchen (zum Beispiel BaMgAl₁₀O₁₇:Eu, BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu, Sr₂P₂O₇:Eu, Sr₅(PO₄)₃Cl:Eu, (Sr,Ca,Ba,Mg)₅(PO₄)₃Cl:Eu, CaWO₄ und CaWO₄:Pb) verwendet wird.
Des Weiteren können Beispiele für ein Wellenlängenumwandlungsmaterial, das durch einen Ultraviolettstrahl angeregt wird und Rotlicht emittiert, speziell rotlichtemittierende Leuchtstoffteilchen und insbesondere Y₂O₃:Eu, YVO₄:Eu, Y(P,V)O₄:Eu, 3,5MgO·0,5MgF₂·Fe₂:Mn, CaSiO₃:Pb,Mn, Mg₆AsO₁₁:Mn, (Sr,Mg)₃(PO₄)₃:Sn, La₂O₂S:Eu und Y₂O₂S:Eu beinhalten. Des Weiteren können Beispiele für ein Wellenlängenumwandlungsmaterial, das durch einen Ultraviolettstrahl angeregt wird und Grünlicht emittiert, speziell grünlichtemittierende Leuchtstoffteilchen und insbesondere LaPO₄:Ce,Tb, BaMgAl₁₀O₁₇:Eu,Mn, Zn₂SiO₄:Mn, MgAlnO₁₉:Ce,Tb, Y₂SiO₅:Ce,Tb, MgAlnO₁₉:CE,Tb,Mn und Si_6-ZAl_ZO_ZN₈z:Eu beinhalten. Des Weiteren können Beispiele für ein Wellenlängenumwandlungsmaterial, das durch einen Ultraviolettstrahl angeregt wird und Blaulicht emittiert, speziell blaulichtemittierende Leuchtstoffteilchen und insbesondere BaMgAl₁₀O₁₇:Eu, BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu, Sr₂P₂O₇ :Eu, Sr₅(PO₄)₃Cl:Eu, (Sr,Ca,Ba,Mg)₅(PO₄)₃Cl:Eu, CaWO₄ und CaWO₄:Pb beinhalten. Des Weiteren können Beispiele für ein Wellenlängenumwandlungsmaterial, das durch einen Ultraviolettstrahl angeregt wird und Gelblicht emittiert, speziell gelblichtemittierende Leuchtstoffteilchen und insbesondere YAG-basierte Leuchtstoffteilchen beinhalten. Es wird angemerkt, dass das Wellenlängenumwandlungsmaterial allein oder in Kombination aus zwei oder mehr von diesen verwendet werden kann. Des Weiteren kann durch Verwenden einer Mischung aus zwei oder mehr Arten von Wellenlängenumwandlungsmaterialien Emissionslicht einer Farbe außer Gelb, Grün und Rot von der Wellenlängenumwandlungsmaterialmischung emittiert werden. Insbesondere kann Cyanlicht emittiert werden und in diesem Fall reicht es aus, falls eine Mischung aus den grünlichtemittierenden Leuchtstoffteilchen und den blaulichtemittierenden Leuchtstoffteilchen verwendet wird.
Jedoch ist das Wellenlängenumwandlungsmaterial (Farbumwandlungsmaterial) nicht auf Leuchtstoffteilchen beschränkt. Zum Beispiel können mit einem siliciumbasierten Material vom Indirektübergangstyp Lichtemissionsteilchen verwendet werden, auf die eine Quantentopfstruktur, die eine Trägerwellenfunktion lokalisiert und einen Quanteneffekt verwendet, um einen Träger effizient in Licht umzuwandeln, wie bei einem Direktübergangstyp, wie etwa eine zweidimensionale Quantentopfstruktur, eine eindimensionale Quantentopfstruktur (Quantendraht) oder eine nulldimensionale Quantentopfstruktur (Quantenpunkt), angewandt wird. Alternativ dazu ist es bekannt, dass ein Seltenerdatom, das zu einem Halbleitermaterial hinzugefügt wird, Licht stark durch einen inneren Übergang emittiert, und Lichtemissionsteilchen, auf die eine solche Technologie angewandt wird, können verwendet werden.
Beispiele für das Wellenlängenumwandlungsmaterial (Farbumwandlungsmaterial) können den Quantenpunkt, wie zuvor beschrieben, beinhalten. Wenn eine Größe (Durchmesser) des Quantenpunkts abnimmt, nimmt eine Bandlückenenergie zu und nimmt eine Wellenlänge von Licht, das von dem Quantenpunkt emittiert wird, ab. Das heißt, es wird, wenn die Größe des Quantenpunktes abnimmt, Licht mit einer kürzeren Wellenlänge (Licht auf einer Blaulichtseite) emittiert und wird, wenn die Größe des Quantenpunktes zunimmt, Licht mit einer längeren Wellenlänge (Licht auf einer Rotlichtseite) emittiert. Daher ist es möglich, einen Quantenpunkt zu erhalten, der Licht mit einer gewünschten Wellenlänge emittiert (eine Farbumwandlung zu einer gewünschten Farbe durchführt), indem das gleiche Material, das den Quantenpunkt darstellt, verwendet wird und die Größe des Quantenpunkts angepasst wird. Insbesondere weist der Quantenpunkt bevorzugt eine Kern-Hülle-Struktur auf. Beispiele für ein Material, das den Quantenpunkt darstellt, können Si, Se, eine chalkopyritbasierte Verbindung, wie etwa CuInGaSe (CIGS), CuInSe₂ (CIS), CuInS₂, CuAlS₂, CuAlSe₂, CuGaS₂, CuGaSe₂, AgAlS₂, AgAlSe₂, AgInS₂ oder AgInSe₂, ein perowskitbasiertes Material, eine Gruppe-III-V-Verbindung, wie etwa GaAs, GaP, InP, InAs, InGaAs, AlGaAs, InGaP, AlGaInP, InGaAsP, or GaN; CdSe, CdSeS, CdS, CdTe, In₂Se₃, In₂S₃, Bi₂Se₃, Bi₂S₃, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, HgS, PbSe, PbS und TiO₂, beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt.
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung auch die folgenden Konfiguration aufweisen kann.

[A01] <<Lichtemissionselement>> Ein Lichtemissionselement, das Folgendes beinhaltet:
- eine gestapelte Struktur, in der eine erste Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, eine aktive Schicht, die der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche, die der aktiven Schicht zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, gestapelt sind;
- eine erste Lichtreflexionsschicht, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine konvexe Form in einer Richtung von der aktiven Schicht weg aufweist; und
- eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist,
- wobei eine Unterteilungswand, die sich in einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur erstreckt, so gebildet ist, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht umgibt.
[A02] Das Lichtemissionselement nach [A01], wobei sich die Unterteilungswand von der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in einer Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt.
[A03] Das Lichtemissionselement nach [A01], wobei sich die Unterteilungswand von der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und der aktiven Schicht erstreckt und sich ferner zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in der Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt.
[A04] Das Lichtemissionselement nach einem von [A01] bis [A03], wobei die Unterteilungswand unter Verwendung eines Materials gebildet ist, welches in der aktiven Schicht erzeugtes Licht nicht transmittiert.
[A05] Das Lichtemissionselement nach einem von [A01] bis [A04], wobei die Unterteilungswand unter Verwendung eines Materials gebildet ist, das in der aktiven Schicht erzeugtes Licht reflektiert.
[A06] Das Lichtemissionselement nach einem von [A01] bis [A05], wobei 1 × 10^-1 ≤ TC₁/TC₀ ≤ 1 × 10² gilt, wobei eine Wärmeleitfähigkeit eines Materials, das die erste Verbindungshalbleiterschicht bildet, TC₁ ist und eine Wärmeleitfähigkeit des Materials, das die Unterteilungswand bildet, TC₀ ist.
[A07] Das Lichtemissionselement nach einem von [A01] bis [A06], wobei |CTE₀ - CTE₁| ≤ 1 × 10^-4/K gilt, wobei ein lineares Ausdehnungsvermögen des Materials, das die erste Verbindungshalbleiterschicht bildet, CTE₁ ist und ein lineares Ausdehnungsvermögen des Materials, das die Unterteilungswand bildet, CTE₀ ist.
[A08] Das Lichtemissionselement nach einem von [A01] bis [A07], wobei die Unterteilungswand unter Verwendung eines Lotmaterials gebildet ist und ein Teil der Unterteilungswand an einer Außenoberfläche des Lichtemissionselements freigelegt ist.
[A09] Das Lichtemissionselement nach einem von [A01] bis [A08], wobei eine Seitenoberfläche der Unterteilungswand in einer Richtung von der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht hin verschmälert ist.
[A10] Das Lichtemissionselement nach einem von [A01] bis [A09], wobei die erste Lichtreflexionsschicht auf der Basisoberfläche gebildet ist, die auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist,
- sich die Basisoberfläche in einem Peripheriegebiet erstreckt, und
- die Basisoberfläche uneben und differenzierbar ist.
[B01] <<Lichtemissionselementarray>> Ein Lichtemissionselementarray, in dem mehrere Lichtemissionselemente angeordnet sind, wobei die Lichtemissionselemente jeweils Folgendes beinhalten:
- eine gestapelte Struktur, in der eine erste Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, eine aktive Schicht, die der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche, die der aktiven Schicht zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, gestapelt sind;
- eine erste Lichtreflexionsschicht, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine konvexe Form in einer Richtung von der aktiven Schicht weg aufweist; und
- eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist.
[B02] Das Lichtemissionselementarray nach [B01], wobei in jedem Lichtemissionselement eine Unterteilungswand, die sich in einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur erstreckt, so gebildet ist, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht umgibt.
[B03] Das Lichtemissionselementarray nach [B02], wobei sich in jedem Lichtemissionselement die Unterteilungswand von der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in einer Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt.
[B04] Das Lichtemissionselementarray nach [B03], wobei eine Beziehung zwischen Lo, L₁ und L₃ die folgende Formel (1), bevorzugt Formel (1') erfüllt, die folgende Formel (2), bevorzugt Formel (2') erfüllt, die folgenden Formeln (1) und (2) erfüllt oder die folgenden Formeln (1') und (2') erfüllt: $0,01 \times L_{0} \leq L_{0} - L_{1}$
$0,05 \times L_{0} \leq L_{0} - L_{1}$
$0,01 \times L_{3} \leq L_{1}$
$0,05 \times L_{3} \leq L_{1}$
wobei Folgendes gilt:
- L₀: eine Entfernung von einem Endteil einer zugewandten Oberfläche der ersten Lichtreflexionsschicht, die der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, zu der aktiven Schicht,
- L₁: eine Entfernung von der aktiven Schicht zu einem Endteil (einem oberen Endteil der Unterteilungswand und einem Endteil, der der aktiven Schicht zugewandt ist) der Unterteilungswand, der sich zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in der Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt, und
- L₃: eine Entfernung von einer axialen Linie der ersten Lichtreflexionsschicht, die in dem Lichtemissionselement enthalten ist, zu einem Orthogonalprojektionsbild der Unterteilungswand auf der gestapelten Struktur (insbesondere einem Orthogonalprojektionsbild des oberen Endteils der Unterteilungswand).
[B05] Das Lichtemissionselementarray nach [B02], wobei sich in jedem Lichtemissionselement die Unterteilungswand von der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und der aktiven Schicht erstreckt und sich ferner zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in einer Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt.
[B06] Das Lichtemissionselementarray nach [B05], wobei eine Beziehung zwischen Lo, L₂ und L₃' die folgende Formel (3), bevorzugt Formel (3') erfüllt, die folgende Formel (4), bevorzugt Formel (4') erfüllt, die folgenden Formeln (3) und (4) erfüllt oder die folgenden Formeln (3') und (4') erfüllt: $0,01 \times L_{0} \leq L_{2}$
$0,05 \times L_{0} \leq L_{2}$
$0,01 \times L_{3}' \leq L_{2}$
$0,05 \times L_{3}' \leq L_{2}$
wobei Folgendes gilt:
- L₀: eine Entfernung von einem Endteil einer zugewandten Oberfläche der ersten Lichtreflexionsschicht, die der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, zu der aktiven Schicht,
- L₂: eine Entfernung von der aktiven Schicht zu einem Endteil (einem unteren Endteil der Unterteilungswand und einem Endteil, der einer ersten Elektrode zugewandt ist) der Unterteilungswand, der sich zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in der Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt, und
- L₃': eine Entfernung von der axialen Linie der ersten Lichtreflexionsschicht, die in dem Lichtemissionselement enthalten ist, zu einem Orthogonalprojektionsbild der Unterteilungswand auf der gestapelten Struktur (insbesondere einem Orthogonalprojektionsbild des unteren Endteils der Unterteilungswand).
[C01] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [B01] bis [B06], wobei die erste Lichtreflexionsschicht auf der Basisoberfläche gebildet ist, die auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist,
- sich die Basisoberfläche in einem Peripheriegebiet erstreckt, das durch die mehreren Lichtemissionselemente umgeben ist, und die Basisoberfläche uneben und differenzierbar ist.
[C02] Das Lichtemissionselementarray nach [C01], wobei die Basisoberfläche glatt ist.
[C03] <<Lichtemissionselement der ersten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach [C01] oder [C02], wobei ein erster Teil der Basisoberfläche, auf der die erste Lichtreflexionsschicht gebildet ist, eine aufwärts konvexe Form mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht aufweist.
[C04] <<Lichtemissionselement der 1-A-ten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach [C03], wobei ein zweiter Teil der Basisoberfläche, der das Peripheriegebiet belegt, eine abwärts konvexe Form mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht aufweist.
[C05] Das Lichtemissionselementarray nach [C04], wobei ein zentraler Teil des ersten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert ist.
[C06] Das Lichtemissionselementarray nach [C04], wobei ein zentraler Teil des ersten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert ist.
[C07] <<Lichtemissionselement der 1-B-ten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach [C03], wobei ein zweiter Teil der Basisoberfläche, der das Peripheriegebiet belegt, eine abwärts konvexe Form und eine aufwärts konvexe Form, die sich von der abwärts konvexen Form zu einem zentralen Teil des Peripheriegebiets erstreckt, mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht aufweist.
[C08] Das Lichtemissionselementarray nach [C07], wobei LL₂ > LL₁ gilt, wobei eine Entfernung von der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu einem zentralen Teil des ersten Teils der Basisoberfläche LL₁ ist und eine Entfernung von der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu einem zentralen Teil des zweiten Teils der Basisoberfläche LL₂ ist.
[C09] Das Lichtemissionselementarray nach [C07] oder [C08], wobei R₁ > R₂ gilt, wobei ein Krümmungsradius (das heißt ein Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht) des zentralen Teils des ersten Teils der Basisoberfläche R₁ ist und ein Krümmungsradius des zentralen Teils des zweiten Teils der Basisoberfläche R₂ ist.
[C10] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C07] bis [C09], wobei der zentrale Teil des ersten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert ist.
[C11] Das Lichtemissionselementarray nach [C10], wobei der zentrale Teil des zweiten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) des Quadratgitters positioniert ist.
[C12] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C07] bis [C09], wobei der zentrale Teil des ersten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert ist.
[C13] Das Lichtemissionselementarray nach [C12], wobei der zentrale Teil des zweiten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) des Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert ist.
[C14] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C07] bis [C13], wobei der Radius R₂ einer Krümmung des zentralen Teils des zweiten Teils der Basisoberfläche 1 × 10^-6 m oder mehr, bevorzugt 3 × 10^-6 m oder mehr und besonders bevorzugt 5 × 10^-6 m oder mehr beträgt.
[C15] <<Lichtemissionselement der 1-C-ten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach [C03], wobei ein zweiter Teil der Basisoberfläche, der das Peripheriegebiet belegt, eine ringförmige konvexe Form, die den ersten Teil der Basisoberfläche umgibt, und eine abwärts konvexe Form, die sich von der ringförmigen konvexen Form zu dem ersten Teil der Basisoberfläche erstreckt, mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht aufweist.
[C16] Das Lichtemissionselementarray nach [C15], wobei LL₂' > LL₁ gilt, wobei eine Entfernung von der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu einem zentralen Teil des ersten Teils der Basisoberfläche LL₁ ist und eine Entfernung von der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu einem oberen Teil der ringförmigen konvexen Form des zweiten Teils der Basisoberfläche LL₂' ist.
[C17] Das Lichtemissionselementarray nach [C15] oder [C16], wobei R₁ > R₂' gilt, wobei ein Krümmungsradius (das heißt ein Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht) des zentralen Teils des ersten Teils der Basisoberfläche R₁ ist und ein Krümmungsradius des oberen Teils der ringförmigen konvexen Form des zweiten Teils der Basisoberfläche R₂' ist.
[C18] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C15] bis [C17], wobei der Radius R₂' einer Krümmung des oberen Teils der ringförmigen konvexen Form des zweiten Teils der Basisoberfläche 1 × 10^-6 m oder mehr, bevorzugt 3 × 10^-6 m oder mehr und besonders bevorzugt 5 × 10^-6 m oder mehr beträgt.
[C19] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C07] bis [C18], wobei ein Kontakthügel bei einem Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht angeordnet ist, die einem konvexen Teil in dem zweiten Teil der Basisoberfläche zugewandt ist.
[C20] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C04] bis [C06], wobei ein Kontakthügel bei einem Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht angeordnet ist, die dem zentralen Teil des ersten Teils der Basisoberfläche zugewandt ist.
[C21] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C20], wobei ein Bildungsrastermaß der Lichtemissionselemente 3 µm oder mehr und 50 µm oder weniger, bevorzugt 5 µm oder mehr und 30 µm oder weniger und besonders bevorzugt 8 µm oder mehr und 25 µm oder weniger beträgt.
[C22] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C21], wobei der Radius R₁ einer Krümmung (das heißt der Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht) des zentralen Teils des ersten Teils der Basisoberfläche 1 × 10^-5 m oder mehr und bevorzugt 3 × 10^-5 m oder mehr beträgt.
[C23] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C22], wobei die gestapelte Struktur unter Verwendung wenigstens eines Materials gebildet ist, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einem GaN-basierten Verbindungshalbleiter, einem InP-basierten Verbindungshalbleiter und einem GaAs-basierten Verbindungshalbleiter besteht.
[C24] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C23], wobei 1 × 10^-1 m ≤ L_OR gilt, wobei eine Resonatorlänge L_OR ist.
[C25] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C24], wobei eine Figur, die durch den ersten Teil der Basisoberfläche gezeichnet wird, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, ein Teil eines Kreises oder ein Teil einer Parabel ist.
[C26] <<Lichtemissionselement der zweiten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C25], wobei die erste Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht die Basisoberfläche darstellt.
[C27] <<Lichtemissionselement der dritten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C25], wobei ein Verbindungshalbleitersubstrat zwischen der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht und der ersten Lichtreflexionsschicht angeordnet ist und die Basisoberfläche durch eine Oberfläche des Verbindungshalbleitersubstrats gegeben ist.
[C28] <<Lichtemissionselement der vierten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C25], wobei ein Basismaterial zwischen der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht und der ersten Lichtreflexionsschicht angeordnet ist, oder ein Verbindungshalbleitersubstrat und das Basismaterial zwischen der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht und der ersten Lichtreflexionsschicht angeordnet sind und die Basisoberfläche durch eine Oberfläche des Basismaterials gegeben ist.
[C29] Das Lichtemissionselementarray nach [C28], wobei ein Material des Basismaterials wenigstens eine Art von Material ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einem transparenten dielektrischen Material, wie etwa TiO₂, Ta₂O₅ oder SiO₂, einem silikonbasierten Harz und einem epoxidbasierten Harz besteht.
[C30] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C29], wobei die erste Lichtreflexionsschicht auf der Basisoberfläche gebildet ist.
[C31] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C30], wobei ein Wert einer Wärmeleitfähigkeit der gestapelten Struktur höher als ein Wert einer Wärmeleitfähigkeit der ersten Lichtreflexionsschicht ist.
[D01] <<Lichtemissionselementarray der fünften Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C31], wobei ein Strominjektionsgebiet und ein Stromnichtinjektionsgebiet, das das Strominjektionsgebiet umgibt, in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht bereitgestellt sind, und die kürzeste Entfernung D_CI von einem Bereichsmittelpunkt des Strominjektionsgebiets zu einer Grenze zwischen dem Strominjektionsgebiet und dem Stromnichtinjektionsgebiet die folgende Formel erfüllt: $D_{CI} \geq ω_{0} / 2$
unter der Voraussetzung, dass Folgendes gilt: $ω_{0}^{2} \equiv (λ_{0} / π) {L_{OR} (R_{1} - L_{OR})}^{1 / 2}$
wobei Folgendes gilt:
- λ₀: eine gewünschte Wellenlänge von Licht, das hauptsächlich von dem Lichtemissionselement emittiert wird (Oszillationswellenlänge)
- L_OR: die Resonatorlänge
- R₁: der Krümmungsradius des zentralen Teils des ersten Teils der Basisoberfläche (das heißt der Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht).
[D02] Das Lichtemissionselementarray nach [D01], das ferner Folgendes beinhaltet:
- einen Modenverlustwirkungsteil, der auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht bereitgestellt ist und ein Modenverlustwirkungsgebiet darstellt, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt;
- eine zweite Elektrode, die auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und auf dem Modenverlustwirkungsteil gebildet ist; und
- die erste Elektrode, die elektrisch mit der ersten Verbindungshalbleiterschicht verbunden ist,
- wobei die zweite Lichtreflexionsschicht auf der zweiten Elektrode gebildet ist,
- das Strominjektionsgebiet, ein Stromnichtinjektion/Innengebiet, das das Strominjektionsgebiet umgibt, und ein Stromnichtinjektion/Außengebiet, das das Stromnichtinjektion/Innengebiet umgibt, in der gestapelten Struktur gebildet sind, und
- ein Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets und ein Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets einander überlappen.
[D03] Das Lichtemissionselementarray nach [D01] oder [D02], wobei ein Radius r₁ eines effektiven Lichtreflexionsgebiets der ersten Lichtreflexionsschicht ω₀ ≤ r₁ ≤ 20· ω₀ erfüllt.
[D04] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [D01] bis [D03], wobei D_CI ≥ ω₀ gilt.
[D05] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [D01] bis [D04], wobei R₁ ≤ 1 × 10^-3 m gilt.
[E01] <<Lichtemissionselementarray der sechsten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C31], das ferner Folgendes beinhaltet:
- einen Modenverlustwirkungsteil, der auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht bereitgestellt ist und ein Modenverlustwirkungsgebiet darstellt, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt;
- eine zweite Elektrode, die auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und auf dem Modenverlustwirkungsteil gebildet ist; und
- die erste Elektrode, die elektrisch mit der ersten Verbindungshalbleiterschicht verbunden ist,
- wobei die zweite Lichtreflexionsschicht auf der zweiten Elektrode gebildet ist,
- ein Strominjektionsgebiet, ein Stromnichtinjektion/Innengebiet, das das Strominjektionsgebiet umgibt, und ein Stromnichtinjektion/Außengebiet, das das Stromnichtinjektion/Innengebiet umgibt, in der gestapelten Struktur gebildet sind, und
- ein Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets und ein Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets einander überlappen.
[E02] Das Lichtemissionselementarray nach [E01], wobei das Stromnichtinjektion/Außengebiet unterhalb des Modenverlustwirkungsgebiets positioniert ist.
[E03] Das Lichtemissionselementarray nach [E01] oder [E02], wobei 0,01 ≤ S₁/(S₁ + S₂) ≤ 0,7 gilt, wobei eine Fläche eines Orthogonalprojektionsbildes des Strominjektionsgebiets S₁ ist und eine Fläche eines Orthogonalprojektionsbildes des Stromnichtinjektion/Innengebiets S₂ ist.
[E04] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [E01] bis [E03], wobei das Stromnichtinjektion/Innengebiet und das Stromnichtinjektion/Außengebiet durch Ionenimplantation in die gestapelte Struktur gebildet sind.
[E05] Das Lichtemissionselementarray nach [E04], wobei eine Ionenart wenigstens eine Art von Ion ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Bor, Proton, Phosphor, Arsen, Kohlenstoff, Stickstoff, Fluor, Sauerstoff, Germanium und Silicium besteht.
[E06] <<Lichtemissionselementarray der 6-B-ten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach einem von [E01] bis [E05], wobei das Stromnichtinjektion/Innengebiet und das Stromnichtinjektion/Außengebiet durch eine Plasmabestrahlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht, eine Veraschungsbehandlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht oder eine Reaktives-Ionenätzen-Behandlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet sind.
[E07] <<Lichtemissionselementarray der 6-C-ten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach einem von [E01] bis [E06], wobei die zweite Lichtreflexionsschicht ein Gebiet aufweist, das Licht von der ersten Lichtreflexionsschicht zu der Außenseite einer Resonatorstruktur einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht hin reflektiert oder streut.
[E08] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [E01] bis [E07], wobei OLo > OL₂ gilt, wobei eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht in dem Strominjektionsgebiet OL₂ ist und eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu einer oberen Oberfläche des Modenverlustwirkungsteils in dem Modenverlustwirkungsgebiet OLo ist.
[E09] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [E01] bis [E08], wobei erzeugtes Laserlicht mit einer Mode höherer Ordnung zu der Außenseite der Resonatorstruktur einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht hin gestreut wird und durch das Modenverlustwirkungsgebiet verloren geht, so dass der Oszillationsmodenverlust zunimmt.
[E10] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [E01] bis [E09], wobei der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung eines dielektrischen Materials, eines Metallmaterials oder eines Legierungsmaterials gebildet ist.
[E11] Das Lichtemissionselementarray nach [E10], wobei der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung des dielektrischen Materials gebildet ist, und eine optische Dicke des Modenverlustwirkungsteils ein Wert ist, der von einem ganzzahligen Vielfachen von 1/4 einer Wellenlänge von Licht abweicht, das in dem Lichtemissionselementarray erzeugt wird.
[E12] Das Lichtemissionselementarray nach [E10], wobei der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung des dielektrischen Materials gebildet ist, und eine optische Dicke des Modenverlustwirkungsteils ein ganzzahliges Vielfaches von 1/4 einer Wellenlänge von Licht ist, das in dem Lichtemissionselementarray erzeugt wird.
[E13] <<Lichtemissionselementarray der 6-D-ten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach einem von [E01] bis [E03], wobei ein konvexer Teil auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist, und der Modenverlustwirkungsteil auf einem Gebiet der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist, die den konvexen Teil umgibt.
[E14] Das Lichtemissionselementarray nach [E13], wobei OLo < OL₂ gilt, wobei eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht in dem Strominjektionsgebiet OL₂ ist und eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu einer oberen Oberfläche des Modenverlustwirkungsteils in dem Modenverlustwirkungsgebiet OLo ist.
[E15] Das Lichtemissionselementarray nach [E13] oder [E14], wobei erzeugtes Licht mit einer Mode höherer Ordnung in dem Strominjektionsgebiet und dem Stromnichtinjektion/Innengebiet durch das Modenverlustwirkungsgebiet begrenzt wird, so dass der Oszillationsmodenverlust abnimmt.
[E16] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [E13] bis [E15], wobei der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung eines dielektrischen Materials, eines Metallmaterials oder eines Legierungsmaterials gebildet ist.
[E17] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [E01] bis [E16], wobei die zweite Elektrode unter Verwendung eines transparenten leitfähigen Materials gebildet ist.
[F01] <<Lichtemissionselementarray der siebten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [C31], das ferner Folgendes beinhaltet:
- eine zweite Elektrode, die auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist;
- die zweite Lichtreflexionsschicht, die auf der zweiten Elektrode gebildet ist;
- einen Modenverlustwirkungsteil, der auf der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht bereitgestellt ist und ein Modenverlustwirkungsgebiet darstellt, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt; und
- die erste Elektrode, die elektrisch mit der ersten Verbindungshalbleiterschicht verbunden ist,
- wobei die erste Lichtreflexionsschicht auf der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht und auf dem Modenverlustwirkungsteil gebildet ist,
- ein Strominjektionsgebiet, ein Stromnichtinjektion/Innengebiet, das das Strominjektionsgebiet umgibt, und ein Stromnichtinjektion/Außengebiet, das das Stromnichtinjektion/Innengebiet umgibt, in der gestapelten Struktur gebildet sind, und
- ein Orthogonalprojektionsbild des Modenverlustwirkungsgebiets und ein Orthogonalprojektionsbild des Stromnichtinjektion/Außengebiets einander überlappen.
[F02] Das Lichtemissionselementarray nach [F01], wobei 0,01 ≤ S₁'/(S₁' + S₂') ≤ 0,7 gilt, wobei eine Fläche eines Orthogonalprojektionsbildes des Strominjektionsgebiets S₁' ist und eine Fläche eines Orthogonalprojektionsbildes des Stromnichtinjektion/Innengebiets S₂' ist.
[F03] <<Lichtemissionselementarray der 7-A-ten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach [F01] oder [F02], wobei das Stromnichtinjektion/Innengebiet und das Stromnichtinjektion/Außengebiet durch Ionenimplantation in die gestapelte Struktur gebildet sind.
[F04] Das Lichtemissionselementarray nach [F03], wobei eine Ionenart wenigstens eine Art von Ion ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Bor, Proton, Phosphor, Arsen, Kohlenstoff, Stickstoff, Fluor, Sauerstoff, Germanium und Silicium besteht.
[F05] <<Lichtemissionselementarray der 7-B-ten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach einem von [F01] bis [F04], wobei das Stromnichtinjektion/Innengebiet und das Stromnichtinjektion/Außengebiet durch eine Plasmabestrahlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht, eine Veraschungsbehandlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht oder eine Reaktives-Ionenätzen-Behandlung auf der zweiten Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet sind.
[F06] <<Lichtemissionselementarray der 7-C-ten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach einem von [F01] bis [F05], wobei die zweite Lichtreflexionsschicht ein Gebiet aufweist, das Licht von der ersten Lichtreflexionsschicht zu der Außenseite einer Resonatorstruktur einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht hin reflektiert oder streut.
[F07] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [F01] bis [F06], wobei OLo' > OL₁' gilt, wobei eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht in dem Strominjektionsgebiet OL₁' ist und eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu einer oberen Oberfläche des Modenverlustwirkungsteils in dem Modenverlustwirkungsgebiet OLo' ist.
[F08] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [F01] bis [F07], wobei erzeugtes Laserlicht mit einer Mode höherer Ordnung zu der Außenseite der Resonatorstruktur einschließlich der ersten Lichtreflexionsschicht und der zweiten Lichtreflexionsschicht hin gestreut wird und durch das Modenverlustwirkungsgebiet verloren geht, so dass der Oszillationsmodenverlust zunimmt.
[F09] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [F01] bis [F08], wobei der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung eines dielektrischen Materials, eines Metallmaterials oder eines Legierungsmaterials gebildet ist.
[F10] Das Lichtemissionselementarray nach [F09], wobei der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung des dielektrischen Materials gebildet ist, und eine optische Dicke des Modenverlustwirkungsteils ein Wert ist, der von einem ganzzahligen Vielfachen von 1/4 einer Wellenlänge von Licht abweicht, das in dem Lichtemissionselementarray erzeugt wird.
[F11] Das Lichtemissionselementarray nach [F09], wobei der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung des dielektrischen Materials gebildet ist, und eine optische Dicke des Modenverlustwirkungsteils ein ganzzahliges Vielfaches von 1/4 einer Wellenlänge von Licht ist, das in dem Lichtemissionselementarray erzeugt wird.
[F12] <<Lichtemissionselementarray der 7-D-ten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach [F01] oder [F02], wobei ein konvexer Teil auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist, und der Modenverlustwirkungsteil auf einem Gebiet der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist, die den konvexen Teil umgibt.
[F13] Das Lichtemissionselementarray nach [F12], wobei OL_o' < OL₁' gilt, wobei eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht in dem Strominjektionsgebiet OL₁' ist und eine optische Entfernung von der aktiven Schicht zu einer oberen Oberfläche des Modenverlustwirkungsteils in dem Modenverlustwirkungsgebiet OL_o' ist.
[F14] Das Lichtemissionselementarray nach [F01] oder [F02], wobei ein konvexer Teil auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist, und der Modenverlustwirkungsteil auf einem Gebiet der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist, die den konvexen Teil umgibt.
[F15] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [F12] bis [F14], wobei erzeugtes Licht mit einer Mode höherer Ordnung in dem Strominjektionsgebiet und dem Stromnichtinjektion/Innengebiet durch das Modenverlustwirkungsgebiet begrenzt wird, so dass der Oszillationsmodenverlust abnimmt.
[F16] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [F12] bis [F15], wobei der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung eines dielektrischen Materials, eines Metallmaterials oder eines Legierungsmaterials gebildet ist.
[F17] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [F01] bis [F16], wobei die zweite Elektrode unter Verwendung eines transparenten leitfähigen Materials gebildet ist.
[G01] <<Lichtemissionselementarray der achten Konfiguration>> Das Lichtemissionselementarray nach einem von [C01] bis [F17], wobei wenigstens zwei Lichtabsorptionsmaterialschichten in der gestapelten Struktur einschließlich der zweiten Elektrode parallel zu einer virtuellen Ebene gebildet sind, die durch die aktive Schicht belegt wird.
[G02] Das Lichtemissionselementarray nach [G01], wobei wenigstens vier Lichtabsorptionsmaterialschichten gebildet sind.
[G03] Das Lichtemissionselementarray nach [G01] oder [G02], wobei 0,9 × { (m·λ₀) / (2 · n_äq)} ≤ L_Abs ≤ 1,1 × {(m·λ₀) / (2 ·n_äq)} gilt, wobei die Oszillationswellenlänge λ₀ ist, ein äquivalenter Brechungsindex der Gesamtheit der zwei Lichtabsorptionsmaterialschichten und eines Teils der gestapelten Struktur, der zwischen den Lichtabsorptionsmaterialschichten positioniert ist, n_äq ist und eine Entfernung zwischen den Lichtabsorptionsmaterialschichten L_Abs ist, wobei m 1 oder eine beliebige ganze Zahl von 2 oder mehr einschließlich 1 ist.
[G04] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [G01] bis [G03], wobei eine Dicke der Lichtabsorptionsmaterialschicht λ₀/(4·n_äq) oder weniger ist.
[G05] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [G01] bis [G04], wobei die Lichtabsorptionsmaterialschicht bei einem Minimalamplitudenteil positioniert ist, der in einer stehenden Welle von Licht erzeugt wird, die innerhalb der gestapelten Struktur gebildet wird.
[G06] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [G01] bis [G05], wobei die aktive Schicht bei einem Maximalamplitudenteil positioniert ist, der in einer stehenden Welle von Licht erzeugt wird, die innerhalb der gestapelten Struktur gebildet wird.
[G07] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [G01] bis [G06], wobei die Lichtabsorptionsmaterialschicht einen Lichtabsorptionskoeffizienten aufweist, der zweimal oder mehr der Lichtabsorptionskoeffizient eines Verbindungshalbleiters ist, der die gestapelte Struktur darstellt.
[G08] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [G01] bis [G07], bei der die Lichtabsorptionsmaterialschicht unter Verwendung wenigstens eines Materials gebildet wird, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Verbindungshalbleitermaterial mit einer schmaleren Bandlücke als der Verbindungshalbleiter, der die gestapelte Gruppe darstellt, einem Verbindungshalbleitermaterial, das mit Fremdstoffen dotiert ist, einem transparenten leitfähigen Material und einer Lichtreflexionsschicht, die ein Material mit einer Lichtabsorptionscharakteristik darstellt, besteht.
[H01] <<Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselementarrays: dritter Aspekt>> Ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselementarrays, das mehrere Lichtemissionselemente beinhaltet, die jeweils eine gestapelte Struktur, in der eine erste Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, eine aktive Schicht, die der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche, die der aktiven Schicht zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, gestapelt sind, eine erste Lichtreflexionsschicht, die auf einer Basisoberfläche gebildet ist, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, und eine zweite Lichtreflexionsschicht beinhalten, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist, wobei sich die Basisoberfläche in einem Peripheriegebiet erstreckt, das durch mehrere Lichtemissionselemente umgeben ist und uneben und differenzierbar ist, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet:
- Bilden der zweiten Lichtreflexionsschicht auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht nach dem Bilden der gestapelten Struktur;
- Bilden einer ersten Opferschicht auf einem ersten Teil der Basisoberfläche, auf dem die erste Lichtreflexionsschicht zu bilden ist, und dann Konvexmachen einer Oberfläche der ersten Opferschicht;
- Bilden einer zweiten Opferschicht auf einem zweiten Teil der Basisoberfläche, der zwischen den ersten Opferschichten freigelegt ist, und auf der ersten Opferschicht und dann Unebenmachen einer Oberfläche der zweiten Opferschicht;
- Zurückätzen der zweiten Opferschicht und der ersten Opferschicht und ferner Durchführen einer Rückätzung von der Basisoberfläche nach innen, um einen konvexen Teil in dem ersten Teil der Basisoberfläche zu bilden und wenigstens einen konkaven Teil in dem zweiten Teil der Basisoberfläche mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu bilden; und
- Bilden der ersten Lichtreflexionsschicht auf dem ersten Teil der Basisoberfläche.
[H02] <<Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselementarrays: vierter Aspekt>> Ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselementarrays, das mehrere Lichtemissionselemente beinhaltet, die jeweils eine gestapelte Struktur, in der eine erste Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, eine aktive Schicht, die der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche, die der aktiven Schicht zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, gestapelt sind, eine erste Lichtreflexionsschicht, die auf einer Basisoberfläche gebildet ist, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, und eine zweite Lichtreflexionsschicht beinhalten, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist, wobei sich die Basisoberfläche in einem Peripheriegebiet erstreckt, das durch mehrere Lichtemissionselemente umgeben ist und uneben und differenzierbar ist, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet:
- Bilden der zweiten Lichtreflexionsschicht auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht nach dem Bilden der gestapelten Struktur;
- Bilden einer ersten Opferschicht auf einem ersten Teil der Basisoberfläche, auf dem die erste Lichtreflexionsschicht zu bilden ist, und dann Konvexmachen einer Oberfläche der ersten Opferschicht;
- Zurückätzen der ersten Opferschicht und ferner Durchführen einer Rückätzung von der Basisoberfläche nach innen, um einen konvexen Teil in dem ersten Teil der Basisoberfläche mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu bilden;
- Bilden einer zweiten Opferschicht auf der Basisoberfläche und dann Zurückätzen der zweiten Opferschicht und ferner Durchführen einer Rückätzung von der Basisoberfläche nach innen, um einen konvexen Teil in dem ersten Teil der Basisoberfläche zu bilden und wenigstens einen konkaven Teil in dem zweiten Teil der Basisoberfläche mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu bilden; und
- Bilden der ersten Lichtreflexionsschicht auf dem ersten Teil der Basisoberfläche.
[H03] <<Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselementarrays: Prägeverfahren>> Ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselementarrays, das mehrere Lichtemissionselemente beinhaltet, die jeweils eine gestapelte Struktur, in der eine erste Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, eine aktive Schicht, die der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche, die der aktiven Schicht zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, gestapelt sind, eine erste Lichtreflexionsschicht, die auf einer Basisoberfläche gebildet ist, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, und eine zweite Lichtreflexionsschicht beinhalten, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist, wobei sich die Basisoberfläche in einem Peripheriegebiet erstreckt, das durch mehrere Lichtemissionselemente umgeben ist und uneben und differenzierbar ist, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet:
- Vorbereiten einer Gussform mit einer Oberfläche komplementär zu der Basisoberfläche;
- Bilden der zweiten Lichtreflexionsschicht auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht nach dem Bilden der gestapelten Struktur;
- Bilden einer Opferschicht auf der Basisoberfläche, auf der die erste Lichtreflexionsschicht zu bilden ist, und Transferieren einer Form der Oberfläche komplementär zu der Basisoberfläche der Gussform zu der Opferschicht, um einen unebenen Teil in der Opferschicht zu bilden;
- Zurückätzen der Opferschicht und ferner Durchführen einer Rückätzung von der Basisoberfläche nach innen, um einen konvexen Teil in dem ersten Teil der Basisoberfläche zu bilden und wenigstens einen konkaven Teil in dem zweiten Teil der Basisoberfläche mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu bilden; und
- Bilden der ersten Lichtreflexionsschicht auf dem ersten Teil der Basisoberfläche.

Bezugszeichenliste

10A, 10A', 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G: Lichtemissionselement (Oberflächenemissionselement und Oberflächenemissionslaserelement)
11: Verbindungshalbleitersubstrat (Lichtemissionselementarrayherstellungssubstrat)
11a: Erste Oberfläche des Verbindungshalbleitersubstrats (Lichtemissionselementarrayherstellungssubstrats), die der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist
11b: Zweite Oberfläche des Verbindungshalbleitersubstrats (Lichtemissionselementarrayherstellungssubstrats), die der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist
20: Gestapelte Struktur
21: Erste Verbindungshalbleiterschicht
21a: Erste Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht
21b: Zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht
22: Zweite Verbindungshalbleiterschicht
22a: Erste Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht
22b: Zweite Oberfläche der zweiten Verbindungshalbleiterschicht
23: Aktive Schicht (Lichtemissionsschicht)
24, 25A, 25B, 25C, 25D: Unterteilungswand
24', 25': Seitenoberfläche der Unterteilungswand
25D': Teil der Unterteilungswand
31: Erste Elektrode
31': Öffnung, die in der ersten Elektrode bereitgestellt ist
32: Zweite Elektrode
33: Zweite Padelektrode
34: Isolationsschicht (Strombegrenzungsschicht)
34A: Öffnung, die in der Isolationsschicht (Strombegrenzungsschicht) bereitgestellt ist
35: Kontakthügel
40: Lichtemissionselementherstellungssubstrat (Saphirsubstrat)
41: Erste Lichtreflexionsschicht
42: Zweite Lichtreflexionsschicht
42A: Sich vorwärts verjüngender geneigter Teil, der in der zweiten Lichtreflexionsschicht gebildet ist
48: Bondschicht
49: Stützsubstrat
51, 61: Strominjektionsgebiet
61A: Strominjektionsgebiet
61B: Stromnichtinjektionsgebiet
52, 62: Stromnichtinjektion/Innengebiet
53, 63: Stromnichtinjektion/Außengebiet
54, 64: Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht)
54A, 54B, 64A: Öffnung, die in dem Modenverlustwirkungsteil gebildet ist
55, 65: Modenverlustwirkungsgebiet
71: Lichtabsorptionsmaterialschicht
81, 81': Erste Opferschicht
82: Zweite Opferschicht
83, 83': Teil der ersten Opferschicht zum Bilden des zentralen Teils des zweiten Teils
90: Basisoberfläche
90bd: Grenze zwischen dem ersten Teil und zweiten Teil
91: Erster Teil der Basisoberfläche
91': Konvexer Teil, der in dem ersten Teil der Basisoberfläche gebildet ist
91A: Konvexer Teil, der in dem ersten Teil der Basisoberfläche gebildet ist
91c: Zentraler Teil des ersten Teils der Basisoberfläche
92: Zweiter Teil der Basisoberfläche
92A: Konkaver Teil, der in dem zweiten Teil der Basisoberfläche gebildet ist
92c: Zentraler Teil des zweiten Teils der Basisoberfläche
92b: Abwärts konvexer Teil des zweiten Teils der Basisoberfläche
93: Ringförmige konvexe Form, die den ersten Teil der Basisoberfläche umgibt
94A: Abwärts konvexe Form, die sich von der ringförmigen konvexen Form zu dem ersten Teil der Basisoberfläche hin erstreckt
94B: Gebiet, das durch die ringförmige konvexe Form umgeben ist, in dem zweiten Teil der Basisoberfläche
95: Basismaterial
96: Unebener Teil zum Bilden der Basisoberfläche
97: Planarisierungsfilm
99: Peripheriegebiet

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2018/083877 A1 [0003, 0004]

Claims

Lichtemissionselement, das Folgendes umfasst: eine gestapelte Struktur, in der eine erste Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, eine aktive Schicht, die der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche, die der aktiven Schicht zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, gestapelt sind; eine erste Lichtreflexionsschicht, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine konvexe Form in einer Richtung von der aktiven Schicht weg aufweist; und eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist, wobei eine Unterteilungswand, die sich in einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur erstreckt, so gebildet ist, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht umgibt.
Lichtemissionselement nach Anspruch 1, wobei sich die Unterteilungswand von der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu einer Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in einer Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt.
Lichtemissionselement nach Anspruch 1, wobei sich die Unterteilungswand von der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und der aktiven Schicht erstreckt und sich ferner zu einer Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in einer Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt.
Lichtemissionselement nach Anspruch 1, wobei die Unterteilungswand unter Verwendung eines Materials gebildet ist, welches in der aktiven Schicht erzeugtes Licht nicht transmittiert.
Lichtemissionselement nach Anspruch 1, wobei die Unterteilungswand unter Verwendung eines Materials gebildet ist, das in der aktiven Schicht erzeugtes Licht reflektiert.
Lichtemissionselement nach Anspruch 1, wobei 1 × 10^-1 ≤ TC₁/TC₀ ≤ 1 × 10² gilt, wobei eine Wärmeleitfähigkeit eines Materials, das die erste Verbindungshalbleiterschicht bildet, TC₁ ist und eine Wärmeleitfähigkeit eines Materials, das die Unterteilungswand bildet, TC₀ ist.
Lichtemissionselement nach Anspruch 1, wobei |CTE₀ - CTE₁| ≤ 1 × 10^-4/K gilt, wobei ein lineares Ausdehnungsvermögen eines Materials, das die erste Verbindungshalbleiterschicht bildet, CTE₁ ist und ein lineares Ausdehnungsvermögen eines Materials, das die Unterteilungswand bildet, CTE₀ ist.
Lichtemissionselement nach Anspruch 1, wobei die Unterteilungswand unter Verwendung eines Lotmaterials gebildet ist, und ein Teil der Unterteilungswand an einer Außenoberfläche des Lichtemissionselements freigelegt ist.
Lichtemissionselement nach Anspruch 1, wobei eine Seitenoberfläche der Unterteilungswand in einer Richtung von der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht hin verschmälert ist.
Lichtemissionselementarray, in dem mehrere Lichtemissionselemente angeordnet sind, wobei die Lichtemissionselemente jeweils Folgendes beinhalten: eine gestapelte Struktur, in der eine erste Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, eine aktive Schicht, die der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht mit einer ersten Oberfläche, die der aktiven Schicht zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt, gestapelt sind; eine erste Lichtreflexionsschicht, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine konvexe Form in einer Richtung von der aktiven Schicht weg aufweist; und eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist.
Lichtemissionselementarray nach Anspruch 10, wobei in jedem Lichtemissionselement eine Unterteilungswand, die sich in einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur erstreckt, so gebildet ist, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht umgibt.
Lichtemissionselementarray nach Anspruch 11, wobei sich in jedem Lichtemissionselement die Unterteilungswand von der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht zu einer Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in einer Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt.
Lichtemissionselementarray nach Anspruch 12, wobei eine Beziehung zwischen Lo, L₁ und L₃ eine folgende Formel (1) erfüllt, eine folgende Formel (2) erfüllt oder die folgenden Formeln (1) und (2) erfüllt: $0,01 \times L_{0} \leq L_{0} - L_{1}$
$0,01 \times L_{3} \leq L_{1}$
wobei Folgendes gilt: L₀: eine Entfernung von einem Endteil einer zugewandten Oberfläche der ersten Lichtreflexionsschicht, die der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, zu der aktiven Schicht, L₁: eine Entfernung von der aktiven Schicht zu einem Endteil der Unterteilungswand, der sich zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in der Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt, und L₃: eine Entfernung von einer axialen Linie der ersten Lichtreflexionsschicht, die in dem Lichtemissionselement enthalten ist, zu einem Orthogonalprojektionsbild der Unterteilungswand auf der gestapelten Struktur.
Lichtemissionselementarray nach Anspruch 11, wobei sich in jedem Lichtemissionselement die Unterteilungswand von der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht in der zweiten Verbindungshalbleiterschicht und der aktiven Schicht erstreckt und sich ferner zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in der Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt.
Lichtemissionselementarray nach Anspruch 14, wobei eine Beziehung zwischen Lo, L₂ und L₃' eine folgende Formel (3) erfüllt, eine folgende Formel (4) erfüllt oder die folgenden Formeln (3) und (4) erfüllt: $0,01 \times L_{0} \leq L_{2}$
$0,01 \times L_{3}' \leq L_{2}$
wobei Folgendes gilt: L₀: eine Entfernung von einem Endteil einer zugewandten Oberfläche der ersten Lichtreflexionsschicht, die der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, zu der aktiven Schicht, L₂: eine Entfernung von der aktiven Schicht zu einem Endteil der Unterteilungswand, der sich zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht in der Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt, und L₃': eine Entfernung von einer axialen Linie der ersten Lichtreflexionsschicht, die in dem Lichtemissionselement enthalten ist, zu einem Orthogonalprojektionsbild der Unterteilungswand auf der gestapelten Struktur.