DE112020006452T5

DE112020006452T5 - Lichtemissionselement, verfahren zum herstellen desselben und lichtemissionselementarray

Info

Publication number: DE112020006452T5
Application number: DE112020006452.2T
Authority: DE
Inventors: Kentaro Hayashi; Tatsushi Hamaguchi; Masamichi Ito
Original assignee: Sony Group Corp
Current assignee: Sony Group Corp
Priority date: 2020-01-08
Filing date: 2020-12-10
Publication date: 2022-10-27
Also published as: JPWO2021140822A1; CN114946093A; WO2021140822A1; US20230044675A1

Abstract

Ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements der vorliegenden Offenbarung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements, das Folgendes umfasst: eine erste Verbindungshalbleiterschicht 21; eine geschichtete Struktur 20, in der eine aktive Schicht 23 und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 geschichtet sind; eine erste Lichtreflexionsschicht 41; und eine zweite Lichtreflexionsschicht 42, die eine flache Form aufweist. Eine Basisoberfläche 90 ist auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 positioniert und beinhaltet eine Ausbuchtung 91, die in einer Richtung von der aktiven Schicht 23 weg hervorsteht. Eine Querschnittsform der Ausbuchtung 91 ist durch eine sanfte Kurve gegeben. Das Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements umfasst Folgendes: Bilden einer ersten Opferschicht 81 auf einer Basisoberfläche, wo die Ausbuchtung 91 zu bilden ist; danach Bilden einer zweiten Opferschicht 82 auf der gesamten Oberfläche; und dann Verwenden der zweiten Opferschicht 82 und der ersten Opferschicht 81 als eine Ätzmaske zum Ätzen von der Basisoberfläche 91 zu einem Inneren davon.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Lichtemissionselement, ein Verfahren zum Herstellen desselben und ein Lichtemissionselementarray und insbesondere ein Lichtemissionselement einschließlich eines Oberflächenemissionslaserelements (Vertikalkavitätsoberflächenemissionslaser (VCSEL)), ein Verfahren zum Herstellen desselben und ein Lichtemissionselementarray.
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.
Um einen Beugungsverlust aufgrund einer Lichtfeldbegrenzung in einer lateralen Richtung zu unterdrücken, ist eine Struktur, bei der die erste Lichtreflexionsschicht auch als ein konkaver Spiegel fungiert, aus zum Beispiel WO 2018/083877 A1 wohlbekannt. 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
Um den konvexen Teil in der n-Typ-Verbindungshalbleiterschicht zu bilden, wird eine Fotolackmaterialschicht auf der n-Typ-Verbindungshalbleiterschicht gebildet, wird die Fotolackmaterialschicht auf einem Gebiet belassen, in dem der konvexe Teil zu bilden ist, und wird die Fotolackmaterialschicht dann einer Wärmebehandlung unterzogen, um zu bewirken, dass eine Querschnittsform der Fotolackmaterialschicht zum Beispiel ein Bogen ist. Aufgrund eines Einflusses von Benetzbarkeit, Oberflächenspannung, Schwerkraft oder dergleichen zwischen der n-Typ-Verbindungshalbleiterschicht und der Fotolackmaterialschicht oder aufgrund von Spezifikationen, die für die erste Lichtreflexionsschicht erforderlich sind, weist die Fotolackmaterialschicht jedoch nicht eine gewünschte Querschnittsform auf und infolgedessen wird die erste Lichtreflexionsschicht mit einer gewünschten Querschnittsform in manchen Fällen nicht erhalten.
Daher ist ein Ziel der vorliegenden Offenbarung das Bereitstellen eines Verfahrens zum Herstellen eines Lichtemissionselements, das zum Erhalten einer ersten Lichtreflexionsschicht mit einer gewünschten Querschnittsform in der Lage ist, eines Lichtemissionselements, das durch das Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements erhalten wird, und eines Lichtemissionselementarrays.
LÖSUNG DER PROBLEME
Ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements gemäß einem ersten oder zweiten Aspekt 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; und
eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist,
wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht, und
eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet.

Dann beinhaltet das Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements gemäß dem ersten 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 der Basisoberfläche, auf der die Ausbuchtung zu bilden ist;
Bilden einer zweiten Opferschicht auf der gesamten Oberfläche und dann Durchführen einer Rückätzung von der Basisoberfläche nach innen durch Verwenden der zweiten Opferschicht und der ersten Opferschicht als Ätzmasken, um die Ausbuchtung auf der Basisoberfläche zu bilden; und
Bilden der ersten Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung.

Des Weiteren beinhaltet das Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements 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 Schicht auf einem Teil der Basisoberfläche, auf der die Ausbuchtung zu bilden ist;
Bilden einer zweiten Schicht, die die erste Schicht bedeckt, um die Ausbuchtung, die durch die erste Schicht und die zweite Schicht, die die erste Schicht bedeckt, gegeben ist, auf der Basisoberfläche zu bilden; und
Bilden der ersten Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung.

Ein Lichtemissionselement gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt 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; und
eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist,
wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht,
eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet,
die erste Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung gebildet ist, und
ein Durchmesser der Ausbuchtung D₁ ist, eine Höhe der Ausbuchtung H₁ ist, ein Krümmungsradius eines oberen Teils der Ausbuchtung R₁ ist und eine Oberflächenrauigkeit der Ausbuchtung Ra_Pj ist.

Dann gilt bei dem Lichtemissionselement gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung Folgendes: $2 \times 10^{- 6} m \leq D_{1} \leq 2,5 \times 10^{- 5} m,$
bevorzugt 1 × 10^-5 m ≤ D₁ ≤ 2,4 × 10^-5 m, und
besonders bevorzugt 1,6 × 10^-5 m ≤ D₁ ≤ 2,0 × 10^-5 m, $1 \times 10^{- 8} m \leq H_{1} \leq 5 \times 10^{- 7} m,$
bevorzugt 1 × 10^-8 m ≤ H₁ ≤ 2 × 10^-7 m, und
besonders bevorzugt 1 × 10^-8 m ≤ H₁ ≤ 1 × 10^-7 m, $1 \times 10^{- 4} m \leq R_{1},$
bevorzugt 5 × 10^-4 m ≤ R₁, und
besonders bevorzugt 9 × 10^-4 m ≤ R₁, und ${Ra}_{Pj} \leq 1,0 nm,$
bevorzugt Ra_Pj ≤ 0,7 nm, und
besonders bevorzugt Ra_Pj ≤ 0,3 nm.
Des Weiteren gilt bei dem Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung Folgendes: $2 \times 10^{- 3} m \leq D_{1},$
bevorzugt 5 × 10^-3 m ≤ D₁, und
besonders bevorzugt 1 × 10^-2 m ≤ D₁, $1 \times 10^{- 3} m \leq R_{1},$
bevorzugt 5 × 10^-3 m ≤ R₁, und
besonders bevorzugt 1 × 10^-2 m ≤ R₁, und ${Ra}_{Pj} \leq 1,0 nm,$
bevorzugt Ra_Pj ≤ 0,7 nm, und
besonders bevorzugt Ra_Pj ≤ 0,3 nm.
Ein Lichtemissionselement gemäß einem dritten Aspekt 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; und
eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist,
wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht,
die Ausbuchtung durch eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die die erste Schicht bedeckt, gegeben ist,
eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet, und
die erste Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung gebildet ist.

Ein Lichtemissionselementarray der vorliegenden Offenbarung zum Erzielen des zuvor beschriebenen Ziels beinhaltet Folgendes:

mehrere Lichtemissionselemente,
wobei jedes der Lichtemissionselemente das Lichtemissionselement gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet, und
ein Bildungsrastermaß P₀ (eine Entfernung von einer axialen Linie der ersten Lichtreflexionsschicht, die in dem Lichtemissionselement enthalten ist, zu einer axialen Line einer ersten Lichtreflexionsschicht, die in einem angrenzenden Lichtemissionselement enthalten ist) der Lichtemissionselemente 3 × 10^-5 m oder weniger, bevorzugt 2 × 10^-6 m ≤ P₀ ≤ 2,8 × 10^-5 m und besonders bevorzugt 1 × 10^-5 m ≤ P₀ ≤ 2 × 10^-5 m beträgt.

Figurenliste

1 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1.
2 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselementarrays einschließlich mehrerer der Lichtemissionselemente aus Ausführungsform 1.
3 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1.
4 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-2 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1.
5 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung einer ersten Lichtreflexionsschicht und einer ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray einschließlich der mehreren Lichtemissionselemente aus Ausführungsform 1 veranschaulicht.
6 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray einschließlich der mehreren Lichtemissionselemente aus Ausführungsform 1 veranschaulicht.
7A und 7B sind schematische partielle Endansichten einer gestapelten Struktur und dergleichen zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1.
8 ist eine schematische partielle Endansicht der gestapelten Struktur und dergleichen zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1 im Anschluss an 7B.
9 ist eine schematische partielle Endansicht der gestapelten Struktur und dergleichen zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1 im Anschluss an 8.
10A, 10B und 10C sind schematische partielle Endansichten einer ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen zum Erklären des Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1 im Anschluss an 9.
11 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Fotolackmaterial, das eine zweite Opferschicht darstellt, einem Durchmesser D₁ einer Ausbuchtung und einem Krümmungsradius R₁ eines oberen Teils der Ausbuchtung zeigt.
12 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 3.
13A und 13B sind schematische partielle Endansichten einer gestapelten Struktur und dergleichen zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 3.
14 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 4.
15 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines modifizierten Beispiels des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 4.
16 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 5.
17 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselementarrays einschließlich mehrerer der Lichtemissionselemente aus Ausführungsform 5.
18 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 5.
19 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-2 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 5.
20 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-3 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 5.
21 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 6.
22 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 7.
23 ist eine schematische partielle Endansicht eines modifizierten Beispiels des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 7.
24A, 24B und 24C sind schematische partielle Endansichten einer gestapelten Struktur und dergleichen zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 8.
25 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 11.
26A und 26B sind schematische partielle Endansichten einer gestapelten Struktur und dergleichen zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 11.
(A), (B) und (C) aus 27 sind konzeptuelle Diagramme, die Lichtfeldintensitäten in einem herkömmlichen Lichtemissionselement, dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 11 bzw. einem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 16 veranschaulichen.
28 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 12.
29 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 13.
30A und 30B sind schematische partielle Endansichten eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 14 bzw. eine schematische partielle Querschnittsansicht, die durch einen Schnitt eines Hauptteils des Lichtemissionselements aus 14 erhalten wird.
31 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 15.
32 ist eine schematische partielle Endansicht des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 16.
33 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 17.
34 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 17 und eine Ansicht, in der zwei Longitudinalmoden, eine Longitudinalmode A und eine Longitudinalmode B, überlagert sind.
35 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 20.
36 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21.
37 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21.
38 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselementarrays einschließlich Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21.
39 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-2 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21.
40 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselementarrays einschließlich Modifiziertes-Beispiel-2 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21.
41 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-3 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21.
42 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-4 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21.
43 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-5 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21.
44 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung einer ersten Lichtreflexionsschicht und einer Unterteilungswand in einem Lichtemissionselementarray einschließlich des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21 veranschaulicht.
45 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung einer ersten Lichtreflexionsschicht und einer ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray einschließlich Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21 veranschaulicht, das in 44 veranschaulicht ist.
46 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der Unterteilungswand in dem Lichtemissionselementarray einschließlich des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21 veranschaulicht.
47 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray einschließlich Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21 veranschaulicht, das in 46 veranschaulicht ist.
48 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der Unterteilungswand in dem Lichtemissionselementarray einschließlich des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21 veranschaulicht.
49 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray einschließlich Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21 veranschaulicht, das in 48 veranschaulicht ist.
50 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der Unterteilungswand in dem Lichtemissionselementarray einschließlich des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21 veranschaulicht.
51 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray einschließlich Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 21 veranschaulicht, das in 50 veranschaulicht ist.
52 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 22.
53 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 22.
54 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 23.
55 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 23.
56 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung eines ersten Teils und eines zweiten Teils einer Basisoberfläche in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 23 veranschaulicht.
57 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung einer ersten Lichtreflexionsschicht 41 und einer ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 23 veranschaulicht.
58 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung des ersten Teils und des zweiten Teils der Basisoberfläche in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 23 veranschaulicht.
59 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht 41 und der ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 23 veranschaulicht.
60 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 24.
61 ist eine schematische partielle Endansicht des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 24.
62 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung eines ersten Teils und eines zweiten Teils einer Basisoberfläche in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 24 veranschaulicht.
63 ist ein konzeptuelles Diagramm, das einen Fabry-Perot-Resonator annimmt, der sandwichartig zwischen zwei konkaven Spiegelteilen mit dem gleichen Krümmungsradius eingeschlossen ist.
64 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Wert von ω₀, einem Wert einer Resonatorlänge L_OR und einem Wert eines Krümmungsradius R₁ (R_DBR) eines konkaven Spiegelteils einer ersten Lichtreflexionsschicht veranschaulicht.
65 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einem Wert von ω₀, einem Wert einer Resonatorlänge L_OR und einem Wert eines Krümmungsradius R₁ (R_DBR) des konkaven Spiegelteils der ersten Lichtreflexionsschicht veranschaulicht.
66A und 66B 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.
67A und 67B sind konzeptuelle Diagramme, die schematisch eine Longitudinalmode veranschaulichen, die in einem Verstärkungsspektrum existiert, das durch eine aktive Schicht bestimmt wird.
68 ist eine schematische partielle Endansicht eines herkömmlichen Lichtemissionselements.
69A und 69B sind Ansichten, die jeweils eine schematische Querschnittsform einer Fotolackmaterialschicht veranschaulichen, die in einer herkömmlichen Technologie erhalten 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 von Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements gemäß dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, eines Lichtemissionselements gemäß dem ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und eines Lichtemissionselementarrays der vorliegenden Offenbarung
2. Ausführungsform 1 (Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, Lichtemissionselement gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und Lichtemissionselementarray der vorliegenden Offenbarung)
3. Ausführungsform 2 (Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung)
4. Ausführungsform 3 (Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und Lichtemissionselement gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung)
5. Ausführungsform 4 (Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 3)
6. Ausführungsform 5 (Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 4)
7. Ausführungsform 6 (Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 5 und Lichtemissionselement der zweiten Konfiguration)
8. Ausführungsform 7 (Weitere Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 5 und Lichtemissionselement der dritten Konfiguration)
9. Ausführungsform 8 (Modifikation von Ausführungsform 7)
10. Ausführungsform 9 (Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 8)
11. Ausführungsform 10 (Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 9 und Lichtemissionselement der vierten Konfiguration)
12. Ausführungsform 11 (Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 10 und Lichtemissionselement der 5-A-ten Konfiguration)
13. Ausführungsform 12 (Modifikation von Ausführungsform 11 und Lichtemissionselement der 5-B-ten Konfiguration)
14. Ausführungsform 13 (Modifikation von Ausführungsformen 11 bis 12 und Lichtemissionselement der 5-C-ten Konfiguration)
15. Ausführungsform 14 (Modifikation von Ausführungsformen 11 bis 13 und Lichtemissionselement der 5-D-ten Konfiguration)
16. Ausführungsform 15 (Modifikation von Ausführungsformen 11 bis 14)
17. Ausführungsform 16 (Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 15, Lichtemissionselement der 6-A-ten Konfiguration, Lichtemissionselement der 6-B-ten Konfiguration, Lichtemissionselement der 6-C-ten Konfiguration und Lichtemissionselement der 6-D-ten Konfiguration)
18. Ausführungsform 17 (Modifikation von Ausführungsform 1 bis Ausführungsform 16 und Lichtemissionselement der siebten Konfiguration)
19. Ausführungsform 18 (Modifikation von Ausführungsform 17)
20. Ausführungsform 19 (Weitere Modifikation von Ausführungsform 17)
21. Ausführungsform 20 (Modifikation von Ausführungsformen 17 bis 19)
22. Ausführungsform 21 (Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 20)
23. Ausführungsform 22 (Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 4)
24. Ausführungsform 23 (Modifikation von Ausführungsform 22)
25. Ausführungsform 24 (Modifikation von Ausführungsformen 22 bis 24)
26. Anderes

<Allgemeine Beschreibung von Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements gemäß dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, eines Lichtemissionselements gemäß dem ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und eines Lichtemissionselementarrays der vorliegenden Offenbarung>
Bei dem Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann beim Bilden der zweiten Opferschicht auf der gesamten Oberfläche die Bildung der zweiten Opferschicht mehrmals durchgeführt werden. Alternativ dazu kann, nachdem die zweite Opferschicht auf der gesamten Oberfläche gebildet wurde und dann eine Rückätzung von der Basisoberfläche nach innen durch Verwenden der zweiten Opferschicht und der ersten Opferschicht als die Ätzmaske durchgeführt wurde, um die Ausbuchtung auf der Basisoberfläche zu bilden, die zweite Opferschicht auf der gesamten Oberfläche gebildet werden, und dann kann eine Rückätzung von der Basisoberfläche nach innen durch Verwenden der zweiten Opferschicht als die Ätzmaske durchgeführt werden, um die Ausbuchtung auf der Basisoberfläche zu bilden. Auf diese Weise kann die Bildung der zweiten Opferschicht mehrmals durchgeführt werden. Des Weiteren kann bei dem Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung beim Bilden der zweiten Schicht auf der gesamten Oberfläche die Bildung der zweiten Schicht mehrmals durchgeführt werden.
Bei dem Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung können die erste Opferschicht und die zweite Opferschicht unter Verwendung eines organischen Materials, wie etwa eines Fotolackmaterials, eines keramischen Materials, wie etwa eines SOG, eines Halbleiter-/Metallmaterials oder dergleichen gebildet werden.
Ferner können bei dem Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung Beispiele für ein Material der ersten Schicht ein organisches Material, wie etwa ein Fotolackmaterial, ein keramisches Material, wie etwa SOG, ein transparentes Harz, das Licht mit einer Oszillationswellenlänge nicht absorbiert (oder kaum absorbiert), wie etwa ein epoxidbasiertes Harz oder ein silikonbasiertes Harz, und ein synthetisches Harz, wie etwa ein acrylbasiertes Harz, ein ABS-Harz, ein PET-Harz oder ein Polystyrolharz, beinhalten. Beispiele für ein Material der zweiten Schicht können ein organisches Material, wie etwa ein Fotolackmaterial, und ein keramisches Material, wie etwa SOG, beinhalten. Beispiele für ein Verfahren zum Bilden der ersten Schicht können ein Verfahren beinhalten, bei dem eine erste Schicht/Bildungsschicht auf der Basisoberfläche durch ein Verfahren gebildet wird, das für das Material der ersten Schicht geeignet ist, und dann die erste Schicht/Bildungsschicht strukturiert wird, und die erste Schicht kann basierend auf einem Nanoprägeverfahren erhalten werden. Beispiele für eine Querschnittsform der ersten Schicht, falls die erste Schicht entlang einer virtuellen Ebene (XZ-Ebene) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, können ein Rechteck und ein gleichschenkliges Trapez beinhalten. In manchen Fällen kann die Querschnittsform der ersten Schicht ähnlich der Querschnittsform (später beschrieben) der Ausbuchtung sein, falls die Basisoberfläche entlang der virtuellen Ebene (XZ-Ebene) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird.
Bei den Lichtemissionselementen gemäß dem ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung kann eine Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht (Farbumwandlungsmaterialschicht) in einem Gebiet des Lichtemissionselements bereitgestellt werden, in dem 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_6zAl_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 MgAl_nO₁₉: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·Ge₂: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, MgAl₁₁O₁₉:Ce, Tb, Y₂SiO₅:Ce,Tb, MgAl₁₁O₁₉:CE,Tb,Mn und Si_6- _zAl_zO_zN_8-z: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 oder GaN, CdSe, CdSeS, CdS, CdTe, In₂Se₃, In₂S₃, Bi₂Se₃, Bi₂S₃, ZnSe, ZnTe, ZnS, HgTe, HgS, PbSe, PbS und TiO₂, beinhalten, sind aber nicht darauf beschränkt.
Bei den Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements gemäß dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, den Lichtemissionselementen gemäß dem ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung oder dem Lichtemissionselementarray der vorliegenden Offenbarung (die nachfolgend gemeinsam einfach als „die vorliegende Offenbarung“ bezeichnet werden können) 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.
Ferner beinhaltet bei der vorliegenden Offenbarung die Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang der virtuellen Ebene (XZ-Ebene) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve. Insbesondere kann eine Figur, die durch die Ausbuchtung gezeichnet wird, falls die Ausbuchtung entlang der 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“. Die Figur, die durch die Ausbuchtung gezeichnet wird, kann durch Messen der Form der Ausbuchtung mit einem Messinstrument und Analysieren der erhaltenen Daten basierend auf dem Verfahren der kleinsten Quadrate erhalten werden.
Falls eine planare Form der Ausbuchtung von einem Kreis verschieden ist, ist D₁ in S = n(D₁/2)² ein Durchmesser der Ausbuchtung, wobei eine Fläche der Ausbuchtung „S“ ist.
Bei einem Lichtemissionselement, das durch das Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Form erhalten wird, oder den Lichtemissionselementen gemäß dem ersten bis dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Form oder dem Lichtemissionselement, das in dem Lichtemissionselementarray der vorliegenden Offenbarung mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Form enthalten ist (nachfolgend können diese Lichtemissionselemente gemeinsam und einfach als das „Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen“ bezeichnet werden), wird es bevorzugt, dass 1 × 10^-5 m ≤ L_OR gilt, wobei eine Resonatorlänge L_OR ist. Ferner kann bei den Lichtemissionselementen gemäß dem ersten und zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Beziehung zwischen der Resonatorlänge L_OR und einem Krümmungsradius R₁ eines oberen Teils der Ausbuchtung als 1 ≤ R₁/L_OR ≤ 4 × 10² ausgedrückt werden.
Bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen ist die erste Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung gebildet, aber in manchen Fällen ist ein Erweiterungsteil der ersten Lichtreflexionsschicht auf einem Teil der Basisoberfläche außer der Ausbuchtung gebildet oder ist nur auf der Ausbuchtung gebildet.
Zudem kann bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Form 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 eine „erste 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 das „Lichtemissionselement der zweiten 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 dritten 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.
Bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen werden Materialien verschiedener Verbindungshalbleiterschichten (einschließlich des Verbindungshalbleitersubstrats), die zwischen der aktiven Schicht und der ersten Lichtreflexionsschicht positioniert sind, 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.
Des Weiteren kann bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen vorteilhaften Form eine Form vorliegen, 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).
Das Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen vorteilhaften Form 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 Lichtemissionselementarray kann ein zentraler Teil (oberer Teil) der ersten Lichtreflexionsschicht jedes Lichtemissionselements unter anderem an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert sein oder kann an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert sein.
Des Weiteren kann bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Form 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 kann insbesondere 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.
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.
Beim Bilden der GaN-basierten Verbindungshalbleiterschicht können 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, TMA1 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.
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 Metallorganische-chemische-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.
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.
Insbesondere können Beispiele für planare Formen der ersten Lichtreflexionsschicht, der Ausbuchtung 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. Außerdem sind die erste Lichtreflexionsschicht, die Ausbuchtung und die zweite Lichtreflexionsschicht wünschenswerterweise ähnlich oder angenähert.
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 SiN_X, 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 SiOx, TiOx, NbO_X, ZrO_X, TaO_X, ZnO_X, AlO_X, HfO_X, SiN_X, 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.
Bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen kann ein Kontakthügel auf einer zweiten Oberfläche des Lichtemissionselements (einer freigelegten Oberfläche des Lichtemissionselements auf einer zweiten Lichtreflexionsschichtseite) angeordnet werden. 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 der zweiten Padelektrode bereitgestellt, die auf der zweiten Elektrode bereitgestellt ist, oder ist auf einem Erweiterungsteil der zweiten Padelektrode bereitgestellt. Alternativ dazu kann ein Hartlötmaterial anstelle des Kontakthügels verwendet werden. Beispiele für das Hartlötmaterial können Folgendes beinhalten: Indium (In) (Schmelzpunkt: 157 °C); eine Indium-Gold-basierte Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt; 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)-basierts Hochtemperaturlot, wie etwa Zn₉₅Al₅ (Schmelzpunkt: 380 °C); ein Zinn-Blei-basierts Hochtemperaturlot, wie etwa Sn₅Pb₉₅ (Schmelzpunkt: 300 bis 314 °C) oder Sn₂Pb₉₈ (Schmelzpunkt: 316 bis 322 °C); und Au₈₈Ga₁₂ (Schmelzpunkt: 381 °C) (die obigen Subskripte repräsentieren alle Atom-%).
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 SiOx-basiertes Material einschließlich SiO₂, ein SiN_x-basiertes Material, ein SiO_YN_Z-basiertes Material, TaOx, ZrOx, AlN_X, AlO_X und GaOx 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 das Lichtemissionselement gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung, das Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und das Lichtemissionselementarray gemäß der vorliegenden Offenbarung. 1 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1, 2 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselementarrays einschließlich mehrerer Lichtemissionselemente aus Ausführungsform 1, 3 und 4 sind schematische partielle Querschnittsansichten von Modifizietes-Beispiel-1 und Modifiziertes-Beispiel-2 des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1, und 5 und 6 sind schematische Draufsichten, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray einschließlich der mehreren Lichtemissionselemente aus Ausführungsform 1 veranschaulichen. Es wird angemerkt, dass die schematischen partiellen Querschnittsansichten des Lichtemissionselements oder des Lichtemissionselementarrays schematische partielle Querschnittsansichten entlang eines Pfeils A-A in 5 und 6 sind, 5 einen Fall veranschaulicht, in dem das Lichtemissionselement an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters angeordnet ist, und 6 einen Fall veranschaulicht, in dem das Lichtemissionselement an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters angeordnet ist. In den Zeichnungen gibt eine Z-Achse eine axiale Linie einer ersten Lichtreflexionsschicht 41 an, die in dem Lichtemissionselement enthalten ist (eine senkrechte Linie mit Bezug auf eine gestapelte Struktur 20, die durch das Zentrum der ersten Lichtreflexionsschicht 41 hindurchgeht).
Es wird angemerkt, dass in 10A, 10B, 10C, 13A, 13B, 25, 26A, 26B, 28, 29, 30A und 30B eine Veranschaulichung der aktiven Schicht, der zweiten Verbindungshalbleiterschicht, der zweiten Lichtreflexionsschicht und dergleichen weggelassen ist.
Das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 1 oder Ausführungsformen 2 bis 24, wie später beschrieben, beinhaltet Folgendes:

die 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;
die erste Lichtreflexionsschicht 41; und eine zweite Lichtreflexionsschicht 42, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet ist und eine flache Form aufweist,
wobei eine Basisoberfläche 90, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 positioniert ist, eine Ausbuchtung 91 aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht 23 weg hervorsteht,
eine Querschnittsform der Ausbuchtung 91, falls die Basisoberfläche 90 entlang einer virtuellen Ebene (zum Beispiel einer XZ-Ebene bei dem veranschaulichten Beispiel) einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet, und
die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf wenigstens der Ausbuchtung 91 gebildet wird.

Dann gilt bei einem Lichtemissionselement 10A aus Ausführungsform 1 Folgendes: $2 \times 10^{- 6} m (2 μ m) \leq D_{1} \leq 2,5 \times 10^{- 5} m (25 μ m),$
bevorzugt 1 × 10^-5 m (10 µm) ≤ D₁ ≤ 2,4 × 10^-5 m (24 µm), und
besonders bevorzugt 1,6 × 10^-5 m (16 µm) ≤ D₁ ≤ 2,0 × 10^-5 m (20 µm), $1 \times 10^{- 8} m (10 nm) \leq H_{1} \leq 5 \times 10^{- 7} m (0,5 μ m),$
bevorzugt 1 × 10^-8 m (10 nm) ≤ H₁ ≤ 2 × 10-⁷ m (0,2 µm), und
besonders bevorzugt 1 × 10^-8 m (10 nm) ≤ H₁ ≤ 1 × 10^-7 m (0, 1 µm), $1 \times 10^{- 4} m (0,1 mm) \leq R_{1},$
bevorzugt 5 × 10^-4 m (0,5 mm) ≤ R₁, und
besonders bevorzugt 9 × 10^-4 m (0,9 mm) ≤ R₁, und ${Ra}_{Pj} \leq 1,0 nm,$
bevorzugt Ra_Pj ≤ 0,7 nm, und
besonders bevorzugt Ra_Pj ≤ 0,3 nm,
wobei ein Durchmesser der Ausbuchtung 91 D₁ ist,
eine Höhe der Ausbuchtung 91 H₁ ist, ein Krümmungsradius eines oberen Teils der Ausbuchtung 91 R₁ ist und eine Oberflächenrauigkeit der Ausbuchtung 91 Ra_Pj ist.
Des Weiteren beinhaltet das Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 1 mehrere Lichtemissionselemente,
wobei jedes der Lichtemissionselemente das Lichtemissionselement 10A aus Ausführungsform 1 beinhaltet, und
ein Bildungsrastermaß P₀ (eine Entfernung von einer axialen Linie der ersten Lichtreflexionsschicht 41, die in dem Lichtemissionselement enthalten ist, zu einer axialen Line einer ersten Lichtreflexionsschicht 41, die in einem angrenzenden Lichtemissionselement enthalten ist) der Lichtemissionselemente 3 × 10^-5 m (30 µm) oder weniger, 2 × 10^-6 m (2 µm) ≤ P₀ ≤ 2,8 × 10^-5 m (28 µm) und bevorzugt 1 × 10^-5 m (10 µm) ≤ P₀ ≤ 2 × 10^-5 m (20 µm) beträgt.
Bei dem Lichtemissionselement 10A aus Ausführungsform 1 stellt die erste Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 die Basisoberfläche 90 dar. Das heißt, das Lichtemissionselement 10A aus Ausführungsform 1 ist ein Lichtemissionselement der ersten Konfiguration.
Dann wird in dem Lichtemissionselement 10A aus Ausführungsform 1 die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf wenigstens der Ausbuchtung 91 gebildet. Insbesondere wird die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf der Ausbuchtung 91 gebildet. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt und ein Erweiterungsteil der ersten Lichtreflexionsschicht 41 kann in einem Gebiet der Basisoberfläche 90 außer der Ausbuchtung 91 gebildet werden. Es wird angemerkt, dass das Gebiet der Basisoberfläche 90 außer einem Gebiet, in dem die Ausbuchtung 91 gebildet wird, durch ein Bezugszeichen 92 bezeichnet wird und nachfolgend der Einfachheit halber als ein „zweites Gebiet“ bezeichnet wird.
Bei dem Lichtemissionselement 10A aus Ausführungsform 1, das in 1 veranschaulicht ist, ist eine Figur, die durch die Ausbuchtung 91 wird, falls die Ausbuchtung 91 entlang einer virtuellen Ebene (zum Beispiel der XZ-Ebene bei dem veranschaulichten Beispiel) einschließlich der Stapelungsrichtung (Z-Achse-Richtung) der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, zum Beispiel ein Teil eines Kreises.
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.
Insbesondere beinhaltet die erste Verbindungshalbleiterschicht 21 zum Beispiel eine n-GaN-Schicht, die mit etwa 2 × 10¹⁶ cm^-3 Si dotiert ist, weist die aktive Schicht 23 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 beinhaltet die zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 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 3 und 4). 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 der ersten Elektrode 31 (insbesondere einer Öffnung 31', die in der ersten Elektrode 31 bereitgestellt ist), der ersten Lichtreflexionsschicht 41, der zweiten Lichtreflexionsschicht 42, 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 SiOx, SiNx oder AlOx) 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 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 wird, wie in 3 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements 10A aus Ausführungsform 1 ist, die zweite Elektrode 32 einzeln in dem Lichtemissionselement 10A 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 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 wird, wie in 4 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-2 des Lichtemissionselements 10A aus Ausführungsform 1 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.
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).
Ein Element aus Ausführungsform 1 wird unter Bezugnahme auf 7A, 7B, 8, 9, 10A, 10B und 10C beschrieben, die schematische partielle Endansichten der ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen sind, und das Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements gemäß Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2, wie später beschrieben, ist ein Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements, das Folgendes beinhaltet:

die gestapelte Struktur 20, 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 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;
die erste Lichtreflexionsschicht 41; und
die zweite Lichtreflexionsschicht 42, die auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet ist und eine flache Form aufweist,
wobei die Basisoberfläche 90, die auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 positioniert ist, die Ausbuchtung 91 aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht 23 weg hervorsteht, und die Querschnittsform der Ausbuchtung 91, falls die Basisoberfläche 90 entlang der virtuellen Ebene (XZ-Ebene) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet.

Dann beinhaltet das Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1 Folgendes:

Bilden der zweiten Lichtreflexionsschicht 42 auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 nach dem Bilden der gestapelten Struktur 20;
Bilden einer ersten Opferschicht 81 auf der Basisoberfläche 90, auf der die Ausbuchtung 91 zu bilden ist;
Bilden einer zweiten Opferschicht 82 auf der gesamten Oberfläche und dann Durchführen einer Rückätzung von der Basisoberfläche 90 nach innen durch Verwenden der zweiten Opferschicht 82 und der ersten Opferschicht 81 als Ätzmasken, um die Ausbuchtung 91 auf der Basisoberfläche 90 zu bilden; und
Bilden der ersten Lichtreflexionsschicht 41 auf wenigstens der Ausbuchtung 91.

[Schritt-100]
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 7A) erhalten werden.
[Schritt-110]
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 7B). 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.
Um das Strombegrenzungsgebiet zu erhalten kann die Isolationsschicht (Strombegrenzungsschicht) 34, die unter Verwendung eines Isolationsmaterials (zum Beispiel SiOx, SiN_x oder AlOx) 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.
[Schritt-120]
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 8 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 oberen Teil (zentralen Teil) der Ausbuchtung 91 der Basisoberfläche 90 zugewandt ist. Insbesondere kann, wie in 4 veranschaulicht, der Kontakthügel 35 auf der zweiten Padelektrode 33, die auf der zweiten Elektrode 32 gebildet ist, gebildet werden, so 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-130]
Als Nächstes wird die zweite Lichtreflexionsschicht 42 über eine Bondschicht 48 an einem Stützsubstrat 49 befestigt (siehe 9). 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-140]
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-150]
Danach wird die erste Opferschicht 81 auf der Basisoberfläche 90 gebildet, auf der die Ausbuchtung 91 zu bilden ist. Insbesondere wird die erste Opferschicht 81 (insbesondere die erste Opferschicht 81 mit einer rechteckigen Querschnittsform in der XZ-Ebene) auf einem Gebiet gebildet, in dem die Ausbuchtung 91 der Basisoberfläche 90 (insbesondere die erste Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21), auf der die erste Lichtreflexionsschicht 41 zu bilden ist, zu bilden ist. Insbesondere wird eine erste Fotolackmaterialschicht auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet und wird die erste Fotolackmaterialschicht so strukturiert, dass die erste Fotolackmaterialschicht auf dem Gebiet belassen wird, in dem die Ausbuchtung 91 zu bilden ist, wodurch die erste Opferschicht 81 erhalten wird, die in 10A veranschaulicht ist. Es ist nicht notwendig, eine Wärmebehandlung zum Verformen der Querschnittsform auf die erste Opferschicht 81 anzuwenden. Auf diese Weise kann die erste Opferschicht 81 auf der Basisoberfläche 90 gebildet werden, auf der die Ausbuchtung 91 zu bilden ist. In manchen Fällen kann eine Oberfläche der ersten Opferschicht 81 einer Veraschungsbehandlung (Plasmabestrahlungsbehandlung) unterzogen werden, 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 die zweite Opferschicht 82 in dem nächsten Schritt gebildet wird. Des Weiteren kann in Abhängigkeit von einem Material der ersten Fotolackmaterialschicht die erste Fotolackmaterialschicht erwärmt oder mit Ultraviolettlicht bestrahlt werden, um die erste Fotolackmaterialschicht auszuhärten.
[Schritt-160]
Danach wird die zweite Opferschicht 82 auf der gesamten Oberfläche gebildet (siehe 10B) und dann wird das Rückätzen von der Basisoberfläche 90 nach innen (das heißt von der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zum Inneren der Verbindungshalbleiterschicht 21) durch Verwenden der zweiten Opferschicht 82 und der ersten Opferschicht 81 als die Ätzmasken durchgeführt, um die Ausbuchtung 91 auf der Basisoberfläche 90 zu bilden (siehe 10C). Ein Verbindungsteil zwischen der Ausbuchtung 91 und einem zweiten Gebiet 92 ist durch ein schwarzes Quadrat angegeben. 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. Falls die zweite Opferschicht 82 so gebildet wird, dass ein Wert einer Oberflächenrauigkeit Rq der zweiten Opferschicht 82 niedriger als ein Wert einer Oberflächenrauigkeit Rq der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 ist, kann ein Wert einer Oberflächenrauigkeit Rq der Ausbuchtung 91 nach dem Rückätzen niedriger als jener vor dem Rückätzen sein, so dass ein Streuungsverlust unterdrückt werden kann und eine Leistungsfähigkeit als der Resonator verbessert werden kann. Ferner ist es infolgedessen möglich, einen Schwellenstrom einer Laseroszillation des Lichtemissionselements zu reduzieren, einen Leistungsverbrauch zu reduzieren und eine Ausgabestruktur, Lichtemissionseffizienz und Zuverlässigkeit zu verbessern. Der Wert der Oberflächenrauigkeit Rq der zweiten Opferschicht 82 beträgt bevorzugt 0,3 nm oder weniger. Außerdem sind Geschwindigkeiten, mit denen die zweite Opferschicht 82, die erste Opferschicht 81 und die Basisoberfläche 90 geätzt werden, bevorzugt gleich. Es wird angemerkt, dass die Oberflächenrauigkeit Rq in JIS B-610:2001 spezifiziert ist und speziell auf Basis einer Beobachtung basierend auf AFM oder Querschnitt-TEM gemessen werden kann.
Insbesondere wird die zweite Opferschicht 82, die unter Verwendung zum Beispiel eines Fotolacks gebildet wird, auf der gesamten Oberfläche basierend auf einem Rotationsbeschichtungsverfahren gebildet. Eine Filmdicke der zweiten Opferschicht 82 muss kleiner als eine Filmdicke sein, bei der eine Oberfläche der zweiten Opferschicht 82 einschließlich eines oberen Teils der ersten Opferschicht 81 flach wird. Eine Rotationsgeschwindigkeit bei dem Rotationsbeschichtungsverfahren ist 10 rpm oder mehr und zum Beispiel ist 6000 rpm vorteilhaft. Infolgedessen wird die zweite Opferschicht 82 an einer Grenze zwischen der ersten Opferschicht 81 und der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 akkumuliert. Danach wird eine Brennbehandlung an der zweiten Opferschicht 82 durchgeführt. Eine Brenntemperatur beträgt 90 °C oder mehr und zum Beispiel wird 120 °C bevorzugt. Mit den Schritten bisher ist es möglich die zweite Opferschicht 82 mit einem konvexen Teil auf einer oberen Seite der ersten Opferschicht 81 und einem fächerförmigen Teil auf einer oberen Seite eines unteren Teils der ersten Opferschicht 81 zu erhalten. Danach kann das Rückätzen von der Basisoberfläche 90 nach innen (das heißt von der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zum Inneren der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21) durch Verwenden der zweiten Opferschicht 82 und der ersten Opferschicht 81 als die Ätzmasken basierend auf einem RIE-Verfahren unter Verwendung von SiCl₄-Gas und Cl₂-Gas als Ätzgase durchgeführt werden, um die Ausbuchtung 91 auf der Basisoberfläche 90 zu bilden.
In manchen Fällen kann, wenn die zweite Opferschicht 82 auf der gesamten Oberfläche gebildet wird, die zweite Opferschicht 82 mehrmals gebildet werden. Alternativ dazu kann, nachdem die Ausbuchtung 91 auf der Basisoberfläche 90 gebildet wurde, die zweite Opferschicht 82 auf der gesamten Oberfläche gebildet werden und kann dann das Rückätzen von der Basisoberfläche 90 nach innen (das heißt von der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zum Inneren der Verbindungshalbleiterschicht 21) durch Verwenden der zweiten Opferschicht 82 als die Ätzmaske durchgeführt, um die Ausbuchtung 91 auf der Basisoberfläche 90 zu bilden. Auf diese Weise kann die Bildung der zweiten Opferschicht 82 mehrmals durchgeführt werden.
Des Weiteren kann in manchen Fällen in [Schritt-150] die erste Opferschicht 81 basierend auf einem Nanoprägeverfahren gebildet werden.
Des Weiteren kann in manchen Fällen in [Schritt-150] das Rückätzen von der Basisoberfläche 90 nach innen (das heißt von der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zum Inneren der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21) durch Verwenden der ersten Opferschicht 81 als die Ätzmaske durchgeführt werden, und kann in [Schritt-160] die zweite Opferschicht 82 auf der gesamten Oberfläche gebildet werden und kann dann das Rückätzen von der Basisoberfläche 90 nach innen (das heißt von der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zum Inneren der Verbindungshalbleiterschicht 21) durch Verwenden der zweiten Opferschicht 82 als die Ätzmaske durchgeführt, um die Ausbuchtung 91 auf der Basisoberfläche 90 zu bilden.
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 keramisches Material, wie etwa SOG, 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 eine Dicke der ersten Opferschicht 81, eine Dicke der zweiten Opferschicht 82, ein Durchmesser der ersten Opferschicht 81 und dergleichen geeignet eingestellt und ausgewählt werden, ein Wert des Krümmungsradius R₁ der Ausbuchtung 91, eine konvexe Form der Basisoberfläche 90 (zum Beispiel der Durchmesser D₁ und die Höhe H₁) und die Querschnittsform der Ausbuchtung 91 auf einen gewünschten Wert und eine gewünschte Form eingestellt werden. Eine ähnliche Konfiguration trifft auf Ausführungsformen 2 bis 3 zu, die später beschrieben sind.
Es wird angemerkt, dass 11 einen Graphen veranschaulicht, in dem eine Beziehung zwischen dem Fotolackmaterial der zweiten Opferschicht 82, dem Durchmesser D₁ der Ausbuchtung 91 und dem Krümmungsradius R₁ des oberen Teils der Ausbuchtung 91 erhalten wird. Jedoch versteht es sich, dass die Ausbuchtung 91 mit einem großen Krümmungsradius R₁ mit Bezug auf den Durchmesser D₁ der Ausbuchtung 91 erhalten werden kann, wie in „A“, „B“ und „C“ in 11 veranschaulicht, indem das Fotolackmaterial der zweiten Opferschicht 82 geeignet ausgewählt wird.
[Schritt-170]
Als Nächstes wird die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf wenigstens dem oberen Teil der Ausbuchtung 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, die erste Lichtreflexionsschicht 41 strukturiert, um die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf der Ausbuchtung 91 der Basisoberfläche 90 zu erhalten. Danach wird die erste Elektrode 31, die den jeweiligen Lichtemissionselementen 10A gemein ist, auf dem zweiten Gebiet 92 der Basisoberfläche 90 gebildet. Wie zuvor beschrieben, kann das Lichtemissionselementarray oder das Lichtemissionselement 10A aus Ausführungsform 1 erhalten werden. Falls die erste Elektrode 31 weiter als die erste Lichtreflexionsschicht 41 hervorsteht, kann die erste Lichtreflexionsschicht 41 geschützt werden.
[Schritt-180]
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 1 durch Verkapseln oder Versiegeln abgeschlossen.
Unterdessen weist, wie zuvor beschrieben, aufgrund eines Einflusses von Benetzbarkeit, Oberflächenspannung, Schwerkraft oder dergleichen zwischen der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 und der Fotolackmaterialschicht oder aufgrund von Spezifikationen, die für die erste Lichtreflexionsschicht 41 erforderlich sind, die Fotolackmaterialschicht nicht eine gewünschte Querschnittsform auf und infolgedessen wird die erste Lichtreflexionsschicht mit einer gewünschten Querschnittsform in manchen Fällen nicht erhalten. Insbesondere erhebt sich, wie in 69A und 69B veranschaulicht, die schematische Querschnittsansichten sind, zum Beispiel ein Randteil der Fotolackmaterialschicht und ist ein zentraler Teil davon vertieft (vertiefte Form) oder ist eine obere Oberfläche der Fotolackmaterialschicht flach. Zum Beispiel kann in dem in 69B veranschaulichten Zustand ein Wert von K^-1 (Kapillarlänge) als K^-1 = {(γ/(Δρ·g)}^1/2 ausgedrückt werden. Hier ist γ eine Oberflächenspannung (N/m) an einer Grenzfläche, ist Δρ ein Dichteunterschied (kg/m³) zwischen einer Dichte des Fotolackmaterials und einer Dichte der ersten Verbindungshalbleiterschicht und ist g eine Gravitationsbeschleunigung (m/s²). Dann ist, falls r_Fotolack > K^-1 gilt, wobei ein Radius der Fotolackmaterialschicht r_Fotolack ist, die obere Oberfläche der Fotolackmaterialschicht flach.
Außerdem ist, falls die Fotolackmaterialschicht gedünnt wird, ein erhaltener Kontaktwinkel aufgrund eines Einflusses einer Oberflächenspannung zwischen der Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 und der Fotolackmaterialschicht beschränkt. Daher kann ein kleiner Kontaktwinkel nicht erhalten werden und wird eine Form der Fotolackmaterialschicht flach oder konkav. Um ein Lichtemissionselement mit hoher Ausgabe herzustellen, ist es erforderlich, die Lichtausgabe eines Lichtemissionselements zu erhöhen und ein Array mit hoher Dichte zu bilden. Beim Erhöhen der Lichtausgabe eines Lichtemissionselements reicht es aus, falls ein Lichtausgabegebiet verbreitert wird, und zu diesem Zweck reicht es aus, falls ein Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht erhöht wird. Außerdem reicht es aus, falls eine große Anzahl an Lichtemissionselementen dicht in einem kleinen Gebiet angeordnet sind, um ein Array mit hoher Dichte zu implementieren. Das heißt, es ist erforderlich, die Lichtemissionselement, die jeweils die erste Lichtreflexionsschicht mit einem kleinen Durchmesser und einem großen Krümmungsradius beinhalten, in einem kleinen Bildungsrastermaß anzuordnen. Jedoch gibt es bei der herkömmlichen Technologie, wie zuvor beschrieben, eine theoretische Grenze für eine Produktion der ersten Lichtreflexionsschicht. Falls zum Beispiel ein Versuch unternommen wird, eine Fotolackmaterialschicht mit einem Durchmesser von 20 µm und einem Krümmungsradius von 400 µm durch die herkömmliche Technologie zu bilden, ist eine Höhe der Fotolackmaterialschicht basierend auf der folgenden Formel unter der Annahme, dass Volumina der Fotolackmaterialschicht vor und nach der Wärmebehandlung gleich sind, 124 nm. Dann ist in diesem Fall der Kontaktwinkel zwischen der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 und der Fotolackmaterialschicht 0,7 Grad.
$(π / 4) \times D^{2} \times t = {(π \cdot s) / 24} (3 D^{2} + 4 s^{2})$
Hier gilt:

D: ein Durchmesser der Fotolackmaterialschicht vor der Wärmebehandlung (= ein Durchmesser der Fotolackmaterialschicht nach der Wärmebehandlung)
t: eine Dicke der Fotolackmaterialschicht vor der Wärmebehandlung, und
s: eine Dicke der Fotolackmaterialschicht nach der Wärmebehandlung.

Jedoch ist es extrem schwierig, ein Material zum Erhalten einer Fotolackmaterialschicht mit einer solchen Form zu erhalten. Dies kann theoretisch nur in einem begrenzten System in der Nähe einer Grenze zwischen einer Bedingung mit vollständiger Benetzbarkeit und einer Bedingung mit vollständiger Benetzbarkeit und unvollständiger Benetzbarkeit erzielt werden. Insbesondere muss in letzterem Fall zum Implementieren des Kontaktwinkels von 0,7 Grad gemäß dem Young-Dupre-Gesetzt eine Beziehung zwischen Spannungen in drei Richtungen basierend auf einer Beziehung zwischen der ersten Verbindungshalbleiterschicht, der Fotolackmaterialschicht und der Luft eine extrem begrenzte Bedingung erfüllen, die ausgedrückt wird als: $(γ_{s 0} - γ_{s 1}) / γ = cos (θ_{E}) = 0,9999.$
Hier gilt:

γ_so: eine Oberflächenspannung der ersten Verbindungshalbleiterschicht (eine Kraft zum Ausdehnen der Fotolackmaterialschicht),
γ_sl: eine Oberflächenspannung zwischen der ersten Verbindungshalbleiterschicht und der Fotolackmaterialschicht (eine Kraft zum Verhindern einer Zunahme einer Energie aufgrund einer Ausdehnung einer Grenzfläche zwischen der ersten Verbindungshalbleiterschicht und der Fotolackmaterialschicht),
γ: eine Oberflächenspannung der Fotolackmaterialschicht, und
θ_E: ein Kontaktwinkel.

Daher wird in vielen Materialsystemen eine Form nach einem Wiederverflüssigen keine sphärische Oberfläche, sondern eine flache oder vertiefte Form. Zum Beispiel beträgt der Kontaktwinkel zwischen der Fotolackmaterialschicht und der ersten Verbindungshalbleiterschicht, der zu verwenden ist, üblicherweise 15 Grad und es gibt eine große Abweichung von dem erforderlichen Kontaktwinkel von 0,7 Grad.
Es gibt ein Verfahren zum Erhöhen des Krümmungsradius der ersten Verbindungshalbleiterschicht nach dem Rückätzen durch Einstellen eines Wertes (Ätzselektivität) von (eine Geschwindigkeit, mit der die erste Verbindungshalbleiterschicht geätzt wird)/(eine Geschwindigkeit, mit der die Fotolackmaterialschicht geätzt wird) zur Zeit des Rückätzens auf kleiner als 1. Da jedoch die Fotolackmaterialschicht als die Ätzmaske früher geätzt wird, gibt es ein Problem, dass eine Zeit, für die die erste Verbindungshalbleiterschicht während des Rückätzens einem Ätzmittel ausgesetzt ist, zunimmt, und der Wert der Oberflächenrauigkeit der ersten Verbindungshalbleiterschicht nach dem Rückätzen nimmt zu. Falls der Wert der Oberflächenrauigkeit zunimmt, nimmt ein optischer Verlust zu und dementsprechend nimmt der Schwellenstrom des Lichtemissionselements zu, nimmt die Lichtemissionseffizienz ab, nimmt die Ausgabe ab und dergleichen, was nicht vorteilhaft ist. Ergebnisse einer Bestimmung der Ätzselektivität und des Wertes der Oberflächenrauigkeit Rq der ersten Verbindungshalbleiterschicht nach dem Rückätzen sind in Tabelle 1 unten gezeigt.
<Tabelle 1>

Ätzselektivität Rq

0,56 1,7 nm

0,91 0,47 nm
Falls die Lichtemissionselemente in dem Lichtemissionselementarray angeordnet sind, kann des Weiteren 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 der Opferschicht zu verringern. Ferner weist der Krümmungsradius R₁ der Ausbuchtung der Basisoberfläche eine positive Korrelation mit dem Grundflächendurchmesser auf. Das heißt, der Grundflächendurchmesser nimmt ab, wenn das Bildungsrastermaß abnimmt, und infolgedessen nimmt der Krümmungsradius R₁ ab. Zum Beispiel wird der Krümmungsradius R₁ 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 Krümmungsradius R₁ ab und wird ein Fernfeldmuster (FFP) erweitert. Der Abstrahlungswinkel kann einige Grad oder mehr bei dem Krümmungsradius R₁ 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 1 beträgt die Dicke der ersten Opferschicht 81 1,1 µm und beträgt der Durchmesser 20 µm. Außerdem sind Spezifikationen der erhaltenen Ausbuchtung 91, der Resonatorlänge L_OR, des Bildungsrastermaßes Po der Lichtemissionselemente in dem Lichtemissionselementarray und der Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀ des Lichtemissionselement so, wie in Tabelle 2 unten gezeigt. Es wird angemerkt, dass eine Figur, die durch die Ausbuchtung 91 gezeichnet wird, falls die Ausbuchtung 91 entlang der virtuellen Ebene (XZ-Ebene) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, Teil eines Kreises ist.
<Tabelle 2>

D₁ = 16 µm

H₁ = 66 nm

R₁ = 570 µm

Ra_Pj = = 0,3 nm

L_OR = 25 µm

P₀ = 20 µm

λ₀ = 450 µm
Des Weiteren wurde der Krümmungsradius R₁ des Lichtemissionselements untersucht, das erhalten wird, falls der Durchmesser D₁ 24 µm beträgt und die Höhe H₁ geändert wird. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 unten gezeigt und es versteht sich, dass ein größerer Krümmungsradius R₁ erhalten werden kann, wenn die Höhe H₁ abnimmt.
<Table 3>

Durchmesser D₁ = 24 µm

Höhe H₁ Krümmungsradius R₁

0,35 µm 200 µm

0,18 µm 400 µm

0,11 µm 650 µm
Bei Ausführungsform 1 oder Ausführungsform 2, die später beschrieben ist, ist es, da die Ausbuchtung auf der Basisoberfläche basierend auf der ersten Opferschicht und der zweiten Opferschicht gebildet wird und da die Ausbuchtung auf der Basisoberfläche basierend auf der ersten Schicht und der zweiten Schicht bei Ausführungsform 3 gebildet wird, wie später beschrieben, möglich, die Ausbuchtung mit einem kleinen Durchmesser D₁, einer kleinen Höhe H₁, einem großen Krümmungsradius R₁ und einer geringen Oberflächenrauigkeit Ra_Pj zu bilden. Infolgedessen ist es möglich, die erste Lichtreflexionsschicht mit einem kleinen Durchmesser, einer kleinen Höhe, einem großen Krümmungsradius ohne Verzerrung und einer geringen Oberflächenrauigkeit Ra zu erhalten. Da es im Grunde überflüssig ist, eine Erwärmungsbehandlung zum Verformen der Querschnittsform der ersten Opferschicht durchzuführen, können zudem eine thermische Verschlechterung anderer Bestandsteilmaterialien des Lichtemissionselements und eine Charakteristikverschlechterung des Lichtemissionselements unterdrückt werden.
Zudem ist es bei Ausführungsform 1, da die Ausbuchtung auf der Basisoberfläche basierend auf der ersten Opferschicht und der zweiten Opferschicht gebildet wird und da die Ausbuchtung auf der Basisoberfläche basierend auf der ersten Schicht und der zweiten Schicht bei Ausführungsform 3 gebildet wird, wie später beschrieben, möglich, die erste Lichtreflexionsschicht mit einem großen Krümmungsradius R₁ ohne Verzerrung selbst in dann zu erhalten, falls die Lichtemissionselemente in einem kleinen Bildungsrastermaß angeordnet sind. Daher ist es möglich, ein Lichtemissionselementarray zu erhalten, in dem Lichtemissionselemente mit einer hohen Dichte angeordnet sind. Außerdem 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, ein Lichtemissionselement mit einer hohen Orientierung und ein Lichtemissionselement mit einer hohen Strahlqualität bereitgestellt werden können. Da ein breites Lichtemissionsgebiet erhalten werden kann, ist es des Weiteren möglich, die Lichtausgabe des Lichtemissionselements zu erhöhen und die Lichtemissionseffizienz zu verbessern.
Da die Höhe (Dicke) der Ausbuchtung 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, kann eine Wärmeleitfähigkeit verbessert werden und wird eine Montage erleichtert.
Außerdem kann bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 1 oder Ausführungsformen 2 bis 3, wie später beschrieben,, 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 kann Streulicht unterdrückt werden und kann optisches Nebensprechen zwischen den Lichtemissionselementen unterdrückt werden. Wenn sich Licht, das von einem gewissen Lichtemissionselement emittiert wird, zu einem angrenzenden Lichtemissionselement bewegt und durch eine aktive Schicht des angrenzenden Lichtemissionselements absorbiert wird oder mit einer Resonanzmode gekoppelt wird, beeinflusst das Licht hier eine Lichtemissionsoperation des angrenzenden Lichtemissionselements und bewirkt eine Rauscherzeugung. Ein solches Phänomen wird als optisches Nebensprechen bezeichnet. Da der obere Teil der Ausbuchtung zum Beispiel eine sphärische Oberfläche ist, wird zudem ein Effekt einer lateralen Lichtbegrenzung zuverlässig aufgewiesen.
Außerdem wird mit Ausnahme von Ausführungsform 8, 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 2]
Ausführungsform 2 betrifft das Lichtemissionselement gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Bei einem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 2 gilt Folgendes: $2 \times 10^{- 3} m (2 mm) \leq D_{1},$
bevorzugt 5 × 10^-3 m (5 mm) ≤ D₁, und
besonders bevorzugt 1 × 10^-2 m (10 mm) ≤ D₁, $1 \times 10^{- 3} m (1 mm) \leq R_{1},$
bevorzugt 5 × 10^-3 m (5 mm) ≤ R₁, und
besonders bevorzugt 1 × 10^-2 m (10 mm) ≤ R₁, und ${Ra}_{Pj} \leq 1,0 nm,$
bevorzugt Ra_Pj ≤ 0,7 nm, und
besonders bevorzugt Ra_Pj ≤ 0,3 nm.
Das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 2 kann durch ein Verfahren im Wesentlichen ähnlich dem Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 1 hergestellt werden. Jedoch weist bei Ausführungsform 2 die erste Opferschicht 81 eine Dicke von 1 µm und einen Durchmesser von 2 mm auf. Außerdem sind Spezifikationen der erhaltenen Ausbuchtung 91, der Resonatorlänge L_OR und der Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀ des Lichtemissionselement so, wie in Tabelle 4 unten gezeigt. Es wird angemerkt, dass eine Figur, die durch die Ausbuchtung 91 gezeichnet wird, falls die Ausbuchtung 91 entlang der virtuellen Ebene (XZ-Ebene) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, Teil eines Kreises ist. Wie oben beschrieben können, wenn die Dicke der ersten Opferschicht 81, die Dicke der zweiten Opferschicht 82, der Durchmesser der ersten Opferschicht 81 und dergleichen geeignet eingestellt und ausgewählt werden, der Wert des Krümmungsradius der Ausbuchtung 91, die konvexe Form der Basisoberfläche 90 (zum Beispiel der Durchmesser D₁ und die Höhe H₁) und die Querschnittsform der Ausbuchtung 91 auf einen gewünschten Wert und eine gewünschte Form eingestellt werden.
<Tabelle 4>

D₁ = 2 mm

H₁ = 1 µm

R₁ = 0,5 m

Ra_Pj = 0,3 nm

L_OR = 25 µm

λ₀ = 450 µm
Alternativ dazu weist die erste Opferschicht 81 eine Dicke von 50 nm und einen Durchmesser von 20 µm auf. Außerdem sind Spezifikationen der erhaltenen Ausbuchtung 91, der Resonatorlänge L_OR, des Bildungsrastermaßes Po der Lichtemissionselemente in dem Lichtemissionselementarray und der Oszillationswellenlänge (Emissionswellenlänge) λ₀ des Lichtemissionselement so, wie in Tabelle 5 unten gezeigt. Es wird angemerkt, dass eine Figur, die durch die Ausbuchtung 91 gezeichnet wird, falls die Ausbuchtung 91 entlang der virtuellen Ebene (XZ-Ebene) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, Teil eines Kreises ist.
<Tabelle 5>

D₁ = 20 µm

H₁ = 50 nm

R₁ = 0,95 mm

Ra_Pj = 0,3 nm

L_OR = 25 µm

P₀ = 20 µm

λ₀ = 454 µm
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 2 mit den in Tabelle 5 gezeigten Spezifikationen kann, falls ein Brechungsindex no von GaN 2,45 beträgt, ein Wert von σ eines Nahfeldmusters (NFP: Near Field Pattern) durch die folgende Formel erhalten werden und es gilt σ = 1,5. Falls ein Durchmesser der Öffnung 34A (Strominjektionsgebiet 61A) 6 µm beträgt, kann eine Größe (Durchmesser) eines Elementgebiets durch 4σ repräsentiert werden und dementsprechend beträgt der Durchmesser des Elementgebiets 6 µm. Hier verweist „4σ“ auf ein Gebiet, in dem sich eine Lichtintensität von 1,00 bis (1/e²) basierend auf einer maximalen Lichtintensität (1,00) von Licht, das von der aktiven Schicht emittiert wird, ändert. Daher kann Laserlicht von 100 % der Öffnung 34A (Strominjektionsgebiet 61A) extrahiert werden und kann eine Lichtausgabe von 25 Milliwatt von einem Lichtemissionselement erhalten werden. Außerdem ist es, falls ein Lichtemissionselementarray angenommen wird, das 40 Lichtemissionselemente beinhaltet, möglich, eine Lichtausgabe einer Wattklasse zu erhalten.
$σ = (1 / 2) {[{(λ_{0} / (n_{0} \cdot π)} (L_{OL} \cdot R_{1} - L_{OL}^{2})]}^{1 / 2}$
Außerdem ist es bekannt, dass ein Lichtemissionselement, in dem eine Transversalmode eine Einzelmode ist, erhalten werden kann, wenn der Wert des Krümmungsradius R₁ zunimmt (siehe H. Nakajima et. al., „Single transverse mode operation of GaN-based verticalcavity surface emitting laser with monolithically incorporated curved mirror“, Applied Physics Express 12, 084003 (2019)). Dann ist, falls der Durchmesser der Öffnung 34A (Strominjektionsgebiet 61A) 8 µm beträgt, L_OR = 25 µm gilt und
λ₀ = 454 µm gilt, der Wert des Krümmungsradius R₁ 447 µm oder mehr und ist die Transversalmode eine Einzelmode. Ferner war es bei dem Lichtemissionselement mit den in Tabelle 5 gezeigten Spezifikationen möglich, zu bestätigen, dass die Transversalmode eine Einzelmode ist.
[Ausführungsform 3]
Ausführungsform 3 betrifft das Lichtemissionselement gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Offenbarung und das Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung. 12 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements 10B aus Ausführungsform 3.
Das Lichtemissionselement 10B aus Ausführungsform 3 beinhaltet 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 23, die der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zugewandt ist, und eine zweite Verbindungshalbleiterschicht 22 mit einer ersten Oberfläche 21a, die der aktiven Schicht 23 zugewandt ist, und einer zweiten Oberfläche 21b, die der ersten Oberfläche 21a gegenüberliegt, gestapelt sind;
die erste Lichtreflexionsschicht 41; und
eine zweite Lichtreflexionsschicht 42, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet ist und eine flache Form aufweist,
wobei eine Basisoberfläche 90, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 positioniert ist, eine Ausbuchtung 91 aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht 23 weg hervorsteht,
die Ausbuchtung 91 durch eine erste Schicht 71 und eine zweite Schicht 72, die die erste Schicht 71 bedeckt, gegeben ist,
eine Querschnittsform der Ausbuchtung 91, falls die Basisoberfläche 90 entlang einer virtuellen Ebene (zum Beispiel einer XZ-Ebene bei dem veranschaulichten Beispiel) einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet, und
die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf wenigstens der Ausbuchtung 91 gebildet wird.

Hier ist die erste Schicht 71 insbesondere unter Verwendung zum Beispiel eines acrylbasierten Harzes gebildet und ist die zweite Schicht 72 insbesondere unter Verwendung von zum Beispiel SOG gebildet.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 3 unter Bezugnahme auf 13A und 13B beschrieben, die schematische partielle Endansichten der ersten Verbindungshalbleiterschicht und dergleichen sind.
[Schritt-300]
Bei dem Verfahren zum Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 3 werden zuerst Schritte ähnlich [Schritt-100] bis [Schritt-140] aus Ausführungsform 1 durchgeführt.
[Schritt-310]
Dann wird die erste Schicht 71 auf einem Teil der Basisoberfläche 90 gebildet, auf der die Ausbuchtung 91 zu bilden ist. Insbesondere wird die erste Schicht/Bildungsschicht auf einem Teil eines Gebiets gebildet, in dem die Ausbuchtung 91 der Basisoberfläche 90 (insbesondere die erste Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21) zu bilden ist, auf der die erste Lichtreflexionsschicht 41 zu bilden ist, und die erste Schicht/Bildungsschicht wird so strukturiert, dass die erste Schicht/Bildungsschicht auf dem Teil des Gebiets belassen wird, wo die Ausbuchtung 91 zu bilden ist, wodurch die erste Schicht 71, die in 13A veranschaulicht ist, erhalten werden kann. Es ist nicht notwendig, eine Wärmebehandlung zum Verformen der Querschnittsform auf die erste Schicht 71 anzuwenden. In manchen Fällen kann die erste Schicht 71 basierend auf einem Nanoprägeverfahren gebildet werden.
[Schritt-320]
Danach wird die zweite Schicht 72, die die erste Schicht 71 bedeckt, so gebildet, dass die Ausbuchtung 91, die durch die erste Schicht 71 und die zweite Schicht 72, die die erste Schicht 71 bedeckt, gegeben ist, auf der Basisoberfläche 90 gebildet wird (siehe 13B). Insbesondere wird die zweite Schicht 72, die unter Verwendung zum Beispiel eines Fotolacks gebildet wird, auf der gesamten Oberfläche basierend auf einem Rotationsbeschichtungsverfahren gebildet. Eine Filmdicke der zweiten Schicht 72 muss kleiner als eine Filmdicke sein, bei der eine Oberfläche der zweiten Schicht 71 einschließlich eines oberen Teils der ersten Schicht 72 flach wird. Eine Rotationsgeschwindigkeit bei dem Rotationsbeschichtungsverfahren ist 10 rpm oder mehr und zum Beispiel ist 6000 rpm vorteilhaft. Infolgedessen wird die zweite Schicht 72 an einer Grenze zwischen der ersten Schicht 71 und der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 akkumuliert. Danach wird eine Brennbehandlung an der zweiten Opferschicht 82 durchgeführt. Eine Brenntemperatur beträgt 90 °C oder mehr und zum Beispiel wird 120 °C bevorzugt. Mit den Schritten bisher ist es möglich die zweite Schicht 72 mit einem konvexen Teil auf einer oberen Seite der ersten Schicht 71 und einem fächerförmigen Teil auf einer oberen Seite eines unteren Teils der ersten Schicht 71 zu erhalten.
[Schritt-330]
Als Nächstes wird die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf wenigstens der Ausbuchtung 91 gebildet. Insbesondere werden Schritte ähnlich zu [Schritt-170] bis [Schritt-180] aus Ausführungsform 1 durchgeführt. Auf diese Weise kann das Lichtemissionselement 10B aus Ausführungsform 3 erhalten werden.
Es wird angemerkt, dass in dem Schritt zum Bilden der zweiten Schicht 72 auf der gesamten Oberfläche die Bildung der zweiten Schicht 72 mehrmals durchgeführt werden kann.
[Ausführungsform 4]
Ausführungsform 4 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 3.
Wie in 14 und 15 veranschaulicht, die schematische partielle Querschnittsansichten eines Lichtemissionselements 10C aus Ausführungsform 4 sind, wird in dem Lichtemissionselement 10C aus Ausführungsform 4 eine Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht (Farbumwandlungsmaterialschicht) 73 in einem Gebiet des Lichtemissionselements 10C bereitgestellt, in dem Licht emittiert wird. Dann wird Weißlicht über die Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht (Farbumwandlungsmaterialschicht) 73 emittiert. Falls von der aktiven Schicht 23 emittiertes Licht über die erste Lichtreflexionsschicht 41 nach außen emittiert wird, reicht es insbesondere aus, falls die Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht (Farbumwandlungsmaterialschicht) 73 auf einer Lichtemissionsseite der ersten Lichtreflexionsschicht 41 gebildet wird (siehe 14), und, falls von der aktiven Schicht 23 emittiertes Licht über die zweite Lichtreflexionsschicht 42 nach außen emittiert wird, reicht es aus, falls die Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht (Farbumwandlungsmaterialschicht) 73 auf einer Lichtemissionsseite der zweiten Lichtreflexionsschicht 42 gebildet wird (siehe 15).
Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 4 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene der Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 1 bis 3 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
[Ausführungsform 5]
Ausführungsform 5 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 4.
Unterdessen erhebt sich bei der in dieser internationalen Publikation offenbarten Technologie, wie in 68 veranschaulicht, die eine schematische partielle Endansicht ist, ein konvexer Teil 21' von der flachen ersten Verbindungshalbleiterschicht 21. Ein Wert eines Supplementwinkels eines Anstiegswinkels θ_CA (wie später beschrieben) beträgt zum Beispiel 15 Grad oder mehr. Es wird angemerkt, dass ein ansteigender Teil des konvexen Teils in 68 durch einen Pfeil „A“ angegeben ist. Daher konzentriert sich, falls eine starke externe Kraft aus irgendeinem Grund auf das Lichtemissionselement ausgeübt wird, eine mechanische Spannung an dem ansteigenden Teil des konvexen Teils und ein Schaden kann in der ersten Verbindungshalbleiterschicht oder dergleichen auftreten. Falls ein solcher Schaden die Resonatorstruktur erreicht, tritt des Weiteren ein optischer Streuungsverlust auf, was zu einer Zunahme des Schwellenstroms führt.
Das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 5 weist eine Konfiguration und Struktur auf, die kaum beschädigt werden, selbst wenn eine starke externe Kraft ausgeübt wird.
Das heißt, dass, wie in 16, die eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselements 10D aus Ausführungsform 5 ist, und 17 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselementarrays einschließlich mehrerer Lichtemissionselemente 10D aus Ausführungsform 5 ist, bei dem Lichtemissionselement 10D aus Ausführungsform 5 die Basisoberfläche 90, die auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 positioniert ist, die Ausbuchtungen 91, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht, und das zweite Gebiet 92, das die Ausbuchtung 91 umgibt und eine flache Oberfläche aufweist, aufweist.
Ferner weist die Ausbuchtung 91 ein 1-A-tes Gebiet 91A einschließlich des oberen Teils der Ausbuchtung 91 und ein 1-B-tes Gebiet 91B, das das 1-A-te Gebiet 91A umgibt, auf, ist die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf wenigstens dem 1-A-ten Gebiet 91A gebildet, beinhaltet eine erste Kurve, die durch das 1-A-te-Gebiet 91A in einer Querschnittsform der Basisoberfläche 90 gebildet ist, 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, eine aufwärts konvexe glatte Kurve (das heißt eine glatte Kurve mit einer konvexen Form in einer Richtung von der aktiven Schicht 23 weg), weist ein Supplementwinkel θ_CA eines Winkels, der durch eine durch das 1-B-te Gebiet 91B gebildete zweite Kurve und eine durch das zweite Gebiet 92 gebildete gerade Linie in der Querschnittsform der Basisoberfläche 90 an einem Schnittpunkt der zweiten Kurve und der geraden Linie gebildet wird, einen Wert auf, der 0 Grad überschreitet (insbesondere einen Wert von 1 Grad oder mehr und 6 Grad oder weniger), und
die zweite Kurve beinhaltet wenigstens eine Art von Figur, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einer abwärts konvexen Kurve (einer Kurve mit einer konvexen Form in einer Richtung zu der aktiven Schicht 23 hin), einer Strecke und einer Kombination aus beliebigen Kurven besteht.
Alternativ dazu wird die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf wenigstens dem oberen Teil der Ausbuchtung 91 gebildet, und ein Supplementwinkel θ_CA eines Winkels, der durch eine durch die Ausbuchtung 91 gebildete Kurve und die durch das zweite Gebiet 92 gebildete gerade Linie in der Querschnittsform der Basisoberfläche 90, falls die Basisoberfläche 90 entlang der virtuellen Ebene (zum Beispiel der XZ-Ebene bei dem veranschaulichten Beispiel) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, an einem Schnittpunkt der Kurve und der geraden Linie gebildet wird, beträgt 1 Grad oder mehr und 6 Grad oder weniger.
Die erste Kurve kann eine Figur ähnlich der zuvor beschriebenen Figur sein, die durch die Ausbuchtung 91 gezeichnet wird, falls die Ausbuchtung entlang der virtuellen Ebene einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird.
Unterdessen beinhaltet die zweite Kurve wenigstens eine Art von Figur, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einer abwärts konvexen Kurve, einer Strecke und einer Kombination aus beliebigen Kurven besteht. Insbesondere kann die „abwärts konvexe Kurve“ eine Kurve ähnlich der zuvor beschriebenen ersten Kurve (ein Teil eines Kreises, ein Teil einer Parabel, ein Teil einer Sinuskurve, ein Teil einer Ellipse oder ein Teil einer Kettenkurve) sein. Des Weiteren beinhaltet die „Kombination beliebiger Kurven“ auch eine Strecke und eine aufwärts konvexe Kurve.
Ein Verbindungsteil zwischen der ersten Kurve und der zweiten Kurve oder ein Verbindungsteil zwischen mehreren Kurven oder dergleichen, falls die zweite Kurve die mehreren Kurven oder dergleichen beinhaltet, kann hinsichtlich der Analytik glatt sein (das heißt, der Verbindungsteil kann differenzierbar sein), kann hinsichtlich der Analytik diskontinuierlich sein oder muss nicht hinsichtlich der Analytik glatt sein (das heißt, der Verbindungsteil ist möglicherweise nicht differenzierbar).
Die folgenden Kombinationen können exemplarisch als eine Kombination der ersten Kurve und der zweiten Kurve genannt werden, wobei eine „abwärts konvexe Kurve“ durch [A] repräsentiert wird, eine Strecke durch [B] repräsentiert wird, eine Kombination beliebiger Kurven durch [C] repräsentiert wird und
„⇒“ „verbunden“ „Verbindungsteil“ bedeutet.

(1) Erste Kurve ⇒ [A]
(2) Zweite Kurve ⇒ [B]
(3) Erste Kurve ⇒ [C]
(4) Erste Kurve ⇒ eines von [A, B und C] ⇒ eines von [A, B und C]
(5) Erste Kurve ⇒ eines von [A, B und C] ⇒ eines von [A, B und C] ⇒ eines von [A, B und C]

Zum Beispiel bedeutet (4) oben, dass die erste Kurve mit einer beliebigen einer abwärts konvexen Kurve, einer Strecke und einer Kombination aus beliebigen Kurven verbunden ist, und eine beliebige der abwärts konvexen Kurve, der Strecke und der Kombination aus beliebigen Kurven ist ferner mit einer beliebigen einer abwärts konvexen Kurve, einer Strecke und einer Kombination aus beliebigen Kurven verbunden (jedoch sind die Kurven oder dergleichen nicht jeweils gleich).
Bei dem Lichtemissionselement 10D aus Ausführungsform 5 ist die erste Lichtreflexionsschicht 41 in wenigstens dem 1-A-ten Gebiet 91A der Basisoberfläche 90 gebildet. Insbesondere wird die erste Lichtreflexionsschicht 41 in dem 1-A-ten Gebiet 91A der Basisoberfläche 90 gebildet. Jedoch ist die vorliegende Offenbarung nicht darauf beschränkt, und der Erweiterungsteil der ersten Lichtreflexionsschicht 41 kann in dem 1-B-ten Gebiet 91B der Basisoberfläche 90 gebildet werden und ferner kann der Erweiterungsteil der ersten Lichtreflexionsschicht 41 in dem zweiten Gebiet 92 der Basisoberfläche 90 gebildet werden, der das Peripheriegebiet belegt.
Das Lichtemissionselement 10D aus Ausführungsform 5, das in 16 und 17 veranschaulicht ist, entspricht (1) oben und bei dem Lichtemissionselement 10D ist eine Figur (erste Kurve), die durch das 1-A-te Gebiet 91A gezeichnet wird, falls das 1-A-te Gebiet 91A entlang einer virtuellen Ebene (zum Beispiel der XZ-Ebene bei dem veranschaulichten Beispiel) einschließlich der Stapelungsrichtung (Z-Achse-Richtung) der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, zum Beispiel ein Teil eines Kreises. Außerdem ist die zweite Kurve, die durch das 1-B-te Gebiet 91B gebildet wird, eine abwärts konvexe Kurve, insbesondere ein Teil eines Kreises. Der Verbindungsteil zwischen der ersten Kurve und der zweiten Kurve (durch ein schwarzes Quadrat angegeben) ist kontinuierlich und glatt hinsichtlich der Analytik (das heißt, der Verbindungsteil ist differenzierbar). Ein Verbindungsteil zwischen der Ausbuchtung 91 (1-B-tes Gebiet 91B) und dem zweiten Gebiet 92 ist durch einen schwarzen Kreis angegeben.
18 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifizietes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements 10D aus Ausführungsform 5. Bei Modifiertes-Beispiel-1, das (2) oben entspricht, beinhaltet die zweite Kurve eine Strecke. Der Verbindungsteil zwischen der ersten Kurve und der zweiten Kurve (durch ein schwarzes Quadrat angegeben) ist kontinuierlich und glatt hinsichtlich der Analytik (das heißt, der Verbindungsteil ist differenzierbar). Alternativ dazu ist der Verbindungsteil zwischen der ersten Kurve und der zweiten Kurve nicht kontinuierlich oder glatt hinsichtlich der Analytik (das heißt, der Verbindungsteil ist nicht differenzierbar).
Alternativ dazu ist 19 eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifizietes-Beispiel-2 des Lichtemissionselements 10D aus Ausführungsform 5. Bei Modifiertes-Beispiel-2, das (4) oben entspricht, beinhaltet die zweite Kurve eine Kombination aus einer abwärts konvexen Kurve und einer Strecke. Der Verbindungsteil zwischen der ersten Kurve und der zweiten Kurve (durch ein schwarzes Quadrat angegeben) ist kontinuierlich und glatt hinsichtlich der Analytik (das heißt, der Verbindungsteil ist differenzierbar). Alternativ dazu ist der Verbindungsteil zwischen der ersten Kurve und der zweiten Kurve nicht kontinuierlich oder glatt hinsichtlich der Analytik (das heißt, der Verbindungsteil ist nicht differenzierbar). Des Weiteren ist ein Verbindungsteil (durch ein schwarzes Dreieck angegeben) zwischen der abwärts konvexen Kurve und der Strecke, die in der zweiten Kurve enthalten ist, kontinuierlich und glatt hinsichtlich der Analytik (das heißt, der Verbindungsteil ist differenzierbar). Alternativ dazu ist der Verbindungsteil zwischen der abwärts konvexen Kurve und der Strecke, die in der zweiten Kurve enthalten ist, nicht kontinuierlich oder glatt hinsichtlich der Analytik (das heißt, der Verbindungsteil ist nicht differenzierbar).
Alternativ dazu ist 20 eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifizietes-Beispiel-3 des Lichtemissionselements 10D aus Ausführungsform 5. Bei Modifiertes-Beispiel-3, das (4) oben entspricht, beinhaltet die zweite Kurve eine Kombination aus einer Strecke und einer abwärts konvexen Kurve. Der Verbindungsteil zwischen der ersten Kurve und der zweiten Kurve (durch ein schwarzes Quadrat angegeben) ist kontinuierlich und glatt hinsichtlich der Analytik (das heißt, der Verbindungsteil ist differenzierbar). Alternativ dazu ist der Verbindungsteil zwischen der ersten Kurve und der zweiten Kurve nicht kontinuierlich oder glatt hinsichtlich der Analytik (das heißt, der Verbindungsteil ist nicht differenzierbar). Des Weiteren ist ein Verbindungsteil (durch ein schwarzes Dreieck angegeben) zwischen der Strecke und der abwärts konvexen Kurve, die in der zweiten Kurve enthalten ist, kontinuierlich und glatt hinsichtlich der Analytik (das heißt, der Verbindungsteil ist differenzierbar). Alternativ dazu ist der Verbindungsteil zwischen der abwärts konvexen Kurve und der Strecke, die in der zweiten Kurve enthalten ist, nicht kontinuierlich oder glatt hinsichtlich der Analytik (das heißt, der Verbindungsteil ist nicht differenzierbar).
Die Konfigurationsbeispiele der zweiten Kurve, die in 18, 19 und 20 veranschaulicht sind, sind Beispiele und können geeignet geändert werden, so lange die zweite Kurve wenigstens eine Art von Figur beinhaltet, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer abwärts konvexen Kurve, einer Strecke und einer Kombination beliebiger Kurven besteht.
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 5 weist der Supplementwinkel θ_CA einen Wert auf, der 0 Grad überschreitet, und die zweite Kurve in der Basisoberfläche 90 beinhaltet wenigstens eine Art von Figur, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus einer abwärts konvexen Kurve, einer Strecke und einer Kombination beliebiger Kurven besteht. Alternativ dazu ist der Wert des Supplementwinkels θ_CA definiert. Selbst wenn eine starke externe Kraft aus irgendeinem Grund auf das Lichtemissionselement ausgeübt wird, ist es daher möglich, zuverlässig Probleme in der herkömmlichen Technologie zu vermeiden, wie etwa eine Konzentration mechanischer Spannung an dem ansteigenden Teil der Basisoberfläche, 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. Jedoch besteht bei dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 5, selbst wenn eine solche große Last angewandt wird, keine Möglichkeit, dass das Lichtemissionselementarray beschädigt wird.
[Ausführungsform 6]
Ausführungsform 6 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 5 und betrifft das Lichtemissionselement der zweiten Konfiguration. Bei einem Lichtemissionselement 10E aus Ausführungsform 6, von dem die schematische partielle Endansicht in 21 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.
Es wird angemerkt, dass 21, 22, 23, 24A, 24B, 24C, 31, 32, 33, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42 und 43 schematische partielle Querschnittsansichten von Lichtemissionselementen als Kombinationen mit Ausführungsform 5 sind, und es versteht sich, dass das Lichtemissionselement jeder Ausführungsform, wie später beschrieben, auf die Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 1 bis 4 angewandt werden kann.
Bei einem Lichtemissionselement 10E aus Ausführungsform 6 wird das Verbindungshalbleitersubstrat 11 in einem Schritt ähnlich zu [Schritt-140] aus Ausführungsform 1 gedünnt und wird hochglanzpoliert. Ein Wert einer Oberflächenrauigkeit Rq der ersten Oberfläche 11a des Verbindungshalbleitersubstrats 11 beträgt bevorzugt 10 nm oder weniger. Danach reicht es aus, falls Schritte ähnlich zu [Schritt-150] bis [Schritt-180] aus Ausführungsform 1 oder [Schritt-310] bis [Schritt-330] aus Ausführungsform 3 auf der ersten Oberfläche 11a des Verbindungshalbleitersubstrats 11 durchgeführt werden, und die Basisoberfläche 90 mit der Ausbuchtung 91 und dem zweiten Gebiet 92 wird in dem Verbindungshalbleitersubstrat 11 anstelle der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in Ausführungsform 1 bereitgestellt, um das Lichtemissionselement oder das Lichtemissionselementarray abzuschließen.
Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 6 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene der Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 1 bis 5 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
[Ausführungsform 7]
Ausführungsform 7 ist auch eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 5 und betrifft das Lichtemissionselement der dritten Konfiguration. Bei einem Lichtemissionselement 10F aus Ausführungsform 7, von dem die schematische partielle Endansicht in 22 veranschaulicht ist, ist ein Basismaterial 93 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 93 gegeben. Alternativ dazu sind bei einem modifizierten Beispiel des Lichtemissionselements 10F aus Ausführungsform 7, das in 23 veranschaulicht ist, die eine schematische partielle Endansicht ist, das Verbindungshalbleitersubstrat 11 und das Basismaterial 93 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 93 gegeben. Beispiele für ein Material des Basismaterials 93 können ein transparentes dielektrisches Material, wie etwa TiO₂, Ta₂O₅ oder SiO₂, ein silikonbasiertes Harz und ein epoxidbasiertes Harz beinhalten.
Bei dem Lichtemissionselement 10F aus Ausführungsform 7, das in 22 veranschaulicht ist, wird das Verbindungshalbleitersubstrat 11 in einem Schritt ähnlich [Schritt-140] aus Ausführungsform 1 entfernt und wird das Basismaterial 93 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. Dann reicht es aus, falls Schritte ähnlich zu [Schritt-150] bis [Schritt-180] aus Ausführungsform 1 oder [Schritt-310] bis [Schritt-330] aus Ausführungsform 3 auf der TiO₂-Schicht oder der Ta₂O₅-Schicht durchgeführt werden, und die Basisoberfläche 90 mit der Ausbuchtung 91 und dem zweiten Gebiet 92 wird in dem Basismaterial 93 (TiO₂-Schicht oder Ta₂O₅-Schicht) anstelle der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in Ausführungsform 1 bereitgestellt, um das Lichtemissionselement oder das Lichtemissionselementarray abzuschließen.
Alternativ dazu wird bei dem Lichtemissionselement 10F aus Ausführungsform 7, das in 23 veranschaulicht ist, das Basismaterial 93 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-140] aus Ausführungsform 1 gebildet. Insbesondere wird zum Beispiel eine TiO₂-Schicht oder eine Ta₂O₅-Schicht auf der freigelegten Oberfläche (ersten Oberfläche 11a) des Verbindungshalbleitersubstrats 11 gebildet. Dann reicht es aus, falls Schritte ähnlich zu [Schritt-150] bis [Schritt-180] aus Ausführungsform 1 oder [Schritt-310] bis [Schritt-330] aus Ausführungsform 3 auf der TiO₂-Schicht oder der Ta₂O₅-Schicht durchgeführt werden, und die Basisoberfläche 90 mit der Ausbuchtung 91 und dem zweiten Gebiet 92 wird in dem Basismaterial 93 (TiO₂-Schicht oder Ta₂O₅-Schicht) anstelle der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in Ausführungsform 1 bereitgestellt, um das Lichtemissionselement oder das Lichtemissionselementarray abzuschließen.
Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 7 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene der Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 1 bis 5 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
[Ausführungsform 8]
Ausführungsform 8 ist eine Modifikation von Ausführungsform 7. Eine schematische partielle Endansicht des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 8 ist im Wesentlichen 23 ähnlich und das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 8 kann eine im Wesentlichen ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 7 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
Bei Ausführungsform 8 wird zuerst ein unebener Teil 94 zum Bilden der Basisoberfläche 90 in einer zweiten Oberfläche 11b eines Lichtemissionselementherstellungssubstrats 11 gebildet (siehe 24A). 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 24B), ein Planarisierungsfilm 95 auf der ersten Lichtreflexionsschicht 41 und der zweiten Oberfläche 11b gebildet und wird der Planarisierungsfilm 95 einer Planarisierungsverabeitung unterzogen (siehe 24C).
Als Nächstes wird die gestapelte Struktur 20 auf dem Planarisierungsfilm 95 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-110] und [Schritt-120] aus Ausführungsform 1 durchgeführt. Dann wird das Lichtemissionselementherstellungssubstrat 11 entfernt und wird die erste Elektrode 31 auf dem freigelegten Planarisierungsfilm 95 gebildet. Alternativ dazu wird die erste Elektrode 31 auf einer ersten Oberfläche 11a des Lichtemissionselementherstellungssubstrats 11 ohne Entfernen des Lichtemissionselementherstellungssubstrats 11 gebildet.
[Ausführungsform 9]

Ausführungsform 9 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 8. Bei Ausführungsformen 1 bis 8 wird die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines GaN-basierten Verbindungshalbleiters gebildet. Andererseits wird bei Ausführungsform 9 die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines InP-basierten Verbindungshalbleiters oder eines GaAs-basierten Verbindungshalbleiters gebildet. Spezifikationen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 9 sind in Tabelle 6 unten gezeigt.
<Tabelle 6>

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

Spezifikationen des Lichtemissionselements in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 9 (jedoch ist die gestapelte Struktur 20 unter Verwendung eines GaAs-basierten Verbindungshalbleiters gebildet) sind in Tabelle 7 unten gezeigt.
<Tabelle 7>

Zweite Lichtreflexionsschicht 42	SiO₂/SiN (9 Paare)
Zweite Elektrode 32	ITO (Dicke: 22 nm)
Zweite Verbindungshalbleiterschicht 22	p-GaAs
Aktive Schicht 23	InGaAs (Mehrfachquantentopfstruktur), GalnNAs (Mehrfachquantentopfstruktur) oder InAs-Quantenpunkt
Erste Verbindungshalbleiterschhicht 21	n-GaAs
Erste Lichtreflexionsschicht 41	SiO₂/Ta₂O₅ (14 Paare)
Resonatorlänge L_OR	25 µm
Oszillationswellenlänge (Emis sionswellenlänge) λ₀	0,94 µm

Nachfolgend werden verschiedene modifizierte Beispiele der Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 1 bis 9 und des Lichtemissionselements der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Form und Konfiguration beschrieben, und dann werden Ausführungsformen 10 bis 24 beschrieben.
Bei dem Lichtemissionselement der vorliegenden Offenbarung und dergleichen mit der zuvor beschriebenen vorteilhaften Form und Konfiguration kann eine Konfiguration vorliegen, bei der 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 erfüllt die folgende Formel. Hier wird das Lichtemissionselement mit einer solchen Konfiguration der Einfachheit halber als ein „Lichtemissionselement einer vierten 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 oberen Teils der Ausbuchtung der Basisoberfläche (das heißt der Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht)

Hier weist bei dem Lichtemissionselement 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 63). Zu dieser Zeit ist eine Resonatorlänge eines virtuellen Fabry-Perot-Resonators zweimal die Resonatorlänge L_OR. 64 und 65 sind Graphen, die eine Beziehung zwischen einem Wert von ω₀, einem Wert der Resonatorlänge L_OR und einem Wert des Krümmungsradius R₁ der ersten Lichtreflexionsschicht veranschaulichen. Es wird angemerkt, dass in 64 und 65 der Krümmungsradius R₁ durch „R_DBR“ angegeben ist. Dass der Wert von ω₀ positiv ist, gibt an, dass sich Laserlicht schematisch in dem in 66A veranschaulichten Zustand befindet, und, dass der Wert von ω₀ „negativ“ ist, gibt an, dass sich das Laserlicht schematisch in dem in 66B veranschaulichten Zustand befindet. Der Zustand des Laserlichts kann der in 66A veranschaulichte Zustand oder der in 66B veranschaulichte Zustand sein. Jedoch wird in dem virtuellen Fabry-Perot-Resonator mit den zwei konkaven Spiegelteilen, wenn der Krümmungsradius R₁ kleiner als die Resonatorlänge L_OR wird, der Zustand des Laserlichts der in 66B veranschaulichte Zustand, so dass eine Begrenzung übermäßig wird und ein Beugungsverlust auftritt. Daher ist der in 66A veranschaulichte Zustand vorteilhaft, in dem der Krümmungsradius R₁ 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 vierten 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, 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.
Dann kann das Lichtemissionselement der vierten 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. Des Weiteren kann das Lichtemissionselement der vierten Konfiguration mit einer solchen bevorzugten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der D_CI ≥ ω₀ gilt.
Außerdem kann das Lichtemissionselement 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 fünften Konfiguration“ bezeichnet.
Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement 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 sechsten Konfiguration“ bezeichnet. Es wird angemerkt, dass eine Definition des Lichtemissionselements der sechsten Konfiguration auf das Lichtemissionselement der vierten Konfiguration angewandt werden kann.
Bei dem Lichtemissionselement der fünften Konfiguration oder dem Lichtemissionselement der sechsten 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 fünften Konfiguration kann eine Konfiguration aufweisen, bei der das Stromnichtinjektion/Außengebiet unterhalb des Modenverlustwirkungsgebiets positioniert ist.
Das Lichtemissionselement der fünften 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 sechsten 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 fünften Konfiguration oder dem Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration mit der zuvor 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 5-A-ten Konfiguration“ oder ein „Lichtemissionselement einer 6-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 fünften Konfiguration oder dem Lichtemissionselement der sechsten 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 5-B-ten Konfiguration“ oder ein „Lichtemissionselement einer 6-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 fünften Konfiguration oder das Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der die zweite Lichtreflexionsschicht ein Gebiet aufweist, das Licht von der ersten Lichtreflexionsschicht zu der Außenseite der 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 5-C-ten Konfiguration“ oder ein „Lichtemissionselement einer 6-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 fünften Konfiguration oder das Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration mit der zuvor beschriebenen bevorzugten 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 5-A-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 5-B-ten Konfiguration oder das Lichtemissionselement der 5-C-ten Konfiguration, die zuvor beschrieben sind, kann eine Konfiguration aufweisen, bei der OL₀ > 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 OL₀ ist. Ferner kann 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, eine Konfiguration aufweisen, bei der OL₀' > 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 OL₀' ist. Ferner kann das Lichtemissionselement der 5-A-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 6-A-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 5-B-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 6-B-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 5-C-ten Konfiguration oder das Lichtemissionselement der 6-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 5-A-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 6-A-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 5-B-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 6-B-ten Konfiguration, das Lichtemissionselement der 5-C-ten Konfiguration oder das Lichtemissionselement der 6-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 SiOx, SiN_x, AlN_x, AlO_x, TaOx und ZrOx 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 n₀) 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) ≤ t₀ ≤ (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 fünften 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 5-D-ten Konfiguration“ bezeichnet. Der konvexe Teil belegt das Strominjektionsgebiet und das Stromnichtinjektion/Innengebiet. Dann gilt in diesem Fall OL₀ < 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 OL₀ 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 sechsten 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 6-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 OL₀' 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 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 siebten Konfiguration“ bezeichnet.
Bei dem Lichtemissionselement der siebten Konfiguration wird es bevorzugt, dass wenigstens vier Lichtabsorptionsmaterialschichten gebildet werden.
Bei dem Lichtemissionselement der siebten Konfiguration mit der zuvor 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 × n₁)/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, ti 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_äq)} ≤ L_Abs ≤ 1,1 × {λ₀/(2 ·n_äq)}, und für die verbleibenden Lichtabsorptionsmaterialschichten erfüllt die Entfernung zwischen angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten 0,9 × { (2 λ₀) / (2 ·n_äq) } ≤ L_Abs ≤ 1, 1 × { (2 λ₀) / (2 ·n_äq) } . Allgemein erfüllt für manche Lichtabsorptionsmaterialschichten die Entfernung zwischen angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten 0,9 × {λ₀/(2 ·n_äq)} ≤ L_Abs ≤ 1,1 × {λ₀/(2 ·n_äq) }, und für die verbleibenden Lichtabsorptionsmaterialschichten erfüllt die Entfernung zwischen angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten 0,9 × { (m' ·λ₀) / (2 ·n_äq) } ≤ 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 siebten 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 siebten 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 siebten 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 siebten 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 siebten 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 SiOx, SiNx und TaOx). 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 10]
Ausführungsform 10 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 9 und betrifft das Lichtemissionselement der vierten 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 10 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 10 erfüllt ein Radius r₁ eines effektiven Lichtreflexionsgebiets der ersten Lichtreflexionsschicht 41 ω₀ ≤ r₁ ≤ 20· ω₀. Außerdem gilt D_CI ≥ ω₀. 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) der Ausbuchtung 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 der Ausbuchtung 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 die Ausbuchtung 91 durch Durchführen einer Ausrichtung von einer Seite des Verbindungshalbleitersubstrats 11 positioniert. Daher wird bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 10 die Öffnung 34A (Strominjektionsgebiet 61) so gebildet, dass sie größer als ein Gebiet ist, in dem Licht durch die Ausbuchtung 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) der Ausbuchtung 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 11]
Ausführungsform 11 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 10 und betrifft das Lichtemissionselement der fünften Konfiguration, insbesondere das Lichtemissionselement der 5-A-ten Konfiguration. 25 ist eine schematische partielle Endansicht des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 11.
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 1 bis 10 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 27). Es wird angemerkt, dass in 27 eine durchgezogene Linie eine Lichtfeldintensitätsverteilung der Grundmode angibt und eine gestrichelte Linie eine Lichtfeldintensitätsverteilung der Mode höherer Ordnung angibt. Außerdem ist in 27 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 11 oder die Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 12 bis 15, 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 Stromnichtinjektionsgebiet 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 (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 11 oder Ausführungsformen 12 bis 15, 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) ≤ t₀ ≤ (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 11 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 11 oder Ausführungsformen 12 bis 13 und Ausführungsform 15, wie später beschrieben, gilt OL₀ > 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 27), 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 27), 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 11 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 11 beschrieben.
[Schritt-1100]
Beim Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 11 wird zuerst ein Schritt ähnlich [Schritt-100] aus Ausführungsform 1 beschrieben.
[Schritt-1110]
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-1120]
Danach wird in einem Schritt ähnlich [Schritt-110] aus Ausführungsform 1 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 26A).
[Schritt-1130]
Danach kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 11 durch Durchführen von Schritten ähnlich den Schritten nach [Schritt-120] aus Ausführungsform 1 erhalten werden. Es wird angemerkt, dass 26B eine Struktur veranschaulicht, die in der Mitte eines Schrittes ähnlich zu [Schritt-120] erhalten wird.
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 11 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 27 veranschaulicht, möglich, zu bewirken, dass eine Zunahme oder Abnahme des Oszillationsmodenverlusts (insbesondere eine Zunahme bei Ausführungsform 11) 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 11 die Ausbuchtung 91 aufweist, kann zudem das Auftreten des Beugungsverlusts zuverlässiger unterdrückt werden.
[Ausführungsform 12]
Ausführungsform 12 ist eine Modifikation von Ausführungsform 11 und betrifft das Lichtemissionselement der 5-B-ten Konfiguration. Wie in 28 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht ist, werden bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 12 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.
Auch bei Ausführungsform 12 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 12 reicht es anstelle von [Schritt-1110] aus Ausführungsform 11 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 12 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 11 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
Selbst bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 12 oder Ausführungsform 13, 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 13]
Ausführungsform 13 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 11 und 12 und betrifft das Lichtemissionselement der 5-C-ten Konfiguration. Wie in 29 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht ist, weist bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 13 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 13 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 13 reicht es in einem Schritt ähnlich [Schritt-1120] aus Ausführungsform 11, 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 Fotolackmaterialschicht auf der Modenverlustwirkungsschicht gebildet, die auf der zweiten Oberfläche 22b der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 gebildet wird, und eine Öffnung wird in einem Teil der Fotolackmaterialschicht 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 13 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene der Lichtemissionselemente aus Ausführungsformen 11 und 12 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen.
[Ausführungsform 14]
Ausführungsform 14 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 11 bis 13 und betrifft das Lichtemissionselement der 5-D-ten Konfiguration. Wie in 30A, die eine schematische partielle Querschnittsansicht des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 14 ist, und in 30B 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 30A und 30B 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 11. In dem Gebiet 22B wird das Stromnichtinjektion/Außengebiet 53 bereitgestellt. Es gilt OL₀ < 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 OL_2/OL₀ = 1,5. Infolgedessen wird der Linseneffekt in dem Lichtemissionselement erzeugt.
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 14 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 Strominjektionsgebiet 51 und des Stromnichtinjektion/Innengebiets 52 aufgrund der Anwesenheit des Modenverlustwirkungsgebiets 55 zu, das bezüglich einer Zunahme oder Abnahme eines Oszillationsmodenverlusts wirkt.
Bei Ausführungsform 14 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: 30 µm).
Bei Ausführungsform 14 reicht es aus, falls der konvexe Teil 22A durch Entfernen eines Teils der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 von der zweiten Oberflächenseite zwischen [Schritt-1110] und [Schritt-1120] aus Ausführungsform 11 gebildet wird.
Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 14 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 11 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen. Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 14 ist es möglich, den Oszillationsmodenverlust, der durch das Modenverlustwirkungsgebiet verschiedenen Moden gegeben wird, zu unterdrücken, um nicht nur eine Mehrfachtransversalmodenoszillation durchzuführen, sondern auch die Schwelle der Laseroszillation zu reduzieren. Außerdem können, wie in dem konzeptuellen Diagramm von (C) aus 27 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 14) eines Oszillationsmodenverlusts wirkt.
[Ausführungsform 15]
Ausführungsform 15 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 11 bis 14. Insbesondere beinhaltet das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 15 oder Ausführungsform 16, 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 15, wie in 31 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 15 reicht es zum Beispiel aus, falls Schritte ähnlich zu [Schritt-1100] bis [Schritt-1130] aus Ausführungsform 11 durchgeführt werden, mit Ausnahme des Entfernens des Stützsubstrats 49, das heißt ohne Entfernen des Stützsubstrats 49.
Selbst bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 15 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 31 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-1100] bis [Schritt-1130] aus Ausführungsform 11 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 16]
Ausführungsform 16 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 15, betrifft jedoch das Lichtemissionselement der sechsten Konfiguration, insbesondere das Lichtemissionselement der 6-A-ten Konfiguration. Insbesondere beinhaltet das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 16 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 16, das in 32 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 16 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 11 ähnlich sein und die Konfigurationen der Bondschicht 48 und des Stützsubstrats 49 können jenen bei Ausführungsform 15 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 (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 16 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 16 gilt OL₀' > 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 OL₀' 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 27), 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 16 werden das Stromnichtinjektion/Innengebiet 62 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 63 durch Ionenimplantation in die gestapelte Struktur 20 gebildet, ähnlich zu Ausführungsform 11. 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 16 beschrieben.
[Schritt-1600]
Zuerst kann die gestapelte Struktur 20 durch Durchführen eines Schrittes ähnlich zu [Schritt-1100] aus Ausführungsform 11 erhalten werden. Als Nächstes können durch Durchführen eines Schrittes ähnlich zu [Schritt-1110] aus Ausführungsform 11 das Stromnichtinjektion/Innengebiet 62 und das Stromnichtinjektion/Außengebiet 63 in der gestapelten Struktur 20 gebildet werden.
[Schritt-1610]
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-1620]
Danach wird die zweite Lichtreflexionsschicht 42 über die Bondschicht 48 an dem Stützsubstrat 49 befestigt.
[Schritt-1630]
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 der Ausbuchtung 91 und dem zweiten Gebiet 92 in der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet.
[Schritt-1640]
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 Gebiet 92 der Basisoberfläche 90) basierend auf einem bekannten Verfahren gebildet.
[Schritt-1650]
Als Nächstes wird die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf der Ausbuchtung 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 16 mit der in 32 veranschaulichten Struktur erhalten werden.
Auch bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 16 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 27 veranschaulicht, möglich, zu bewirken, dass eine Zunahme oder Abnahme des Oszillationsmodenverlusts (insbesondere eine Zunahme bei Ausführungsform 16) 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 16 die Ausbuchtung 91 aufweist, kann zudem das Auftreten des Beugungsverlusts zuverlässiger unterdrückt werden.
Auch bei Ausführungsform 16 können, ähnlich zu Ausführungsform 12, 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 6-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 13, 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 6-C-ten Konfiguration).
Außerdem kann, ähnlich zu Ausführungsform 14, der Modenverlustwirkungsteil (Modenverlustwirkungsschicht) 64 gebildet werden (das Lichtemissionselement der 6-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 Strominjektionsgebiet 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 16 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 27 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 16) eines Oszillationsmodenverlusts wirkt.
[Ausführungsform 17]
Ausführungsform 17 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 16 und betrifft das Lichtemissionselement der siebten 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 neff 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 GaAsbasierte 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 67A). 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 67B), und es wird dementsprechend schwierig, die Oszillationswellenlänge des Laserlichts, das von dem Oberflächenemissionslaserelement emittiert werden kann, genau zu steuern.
Wie in 33 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht ist, werden bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 17 oder den Lichtemissionselementen aus Ausführungsformen 18 bis 20, wie später beschrieben, wenigstens zwei Lichtabsorptionsmaterialschichten 74, bevorzugt wenigstens vier Lichtabsorptionsmaterialschichten 74, und insbesondere 20 Lichtabsorptionsmaterialschichten 74 bei Ausführungsform 17 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 74 in der Zeichnung veranschaulicht sind.
Bei Ausführungsform 17 ist die Oszillationswellenlänge (eine gewünschte Oszillationswellenlänge, die von dem Lichtemissionselement emittiert wird) λ₀ 450 nm. Die 20 Lichtabsorptionsmaterialschichten 74 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 74 ist λ₀/(4 ·n_äq) oder weniger, insbesondere 3 nm. Des Weiteren ist ein Lichtabsorptionskoeffizient der Lichtabsorptionsmaterialschicht 74 zweimal oder mehr, insbesondere 1×10³-mal der Lichtabsorptionskoeffizient der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 einschließlich einer n-GaN-Schicht.
Außerdem ist die Lichtabsorptionsmaterialschicht 74 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 74 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 74 und eines Teils (insbesondere der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 bei Ausführungsform 17) der gestapelten Struktur, der zwischen den Lichtabsorptionsmaterialschichten 74 positioniert ist, n_äq ist und eine Entfernung zwischen den Lichtabsorptionsmaterialschichten 74 L_Abs ist. m ist hier 1 oder eine beliebige ganze Zahl von 2 oder mehr, einschließlich 1. Jedoch ist m bei Ausführungsform 17 1. Daher erfüllt die Entfernung zwischen angrenzenden Lichtabsorptionsmaterialschichten 74 0,9 × {λ₀/ (2 ·n_äq) } ≤ L_Abs ≤ 1,1 × {λ₀/ (2 ·n_äq) } für alle der mehreren Lichtabsorptionsmaterialschichten 74 (20 Lichtabsorptionsmaterialschichten 74). 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 74 eine beliebige ganze Zahl von 2 oder mehr sein kann.
Beim Herstellen des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 17 wird die gestapelte Struktur 20 in einem Schritt ähnlich zu [Schritt-100] aus Ausführungsform 1 gebildet und zu dieser Zeit werden die 20 Lichtabsorptionsmaterialschichten 74 auch innerhalb der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet. Mit Ausnahme dieses Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 17 basierend auf einem Verfahren ähnlich jenem für das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 1 hergestellt werden.
34 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 34 zwei Longitudinalmoden, eine Longitudinalmode A und eine Longitudinalmode B, veranschaulicht. Dann wird in diesem Fall angenommen, dass die Lichtabsorptionsmaterialschicht 74 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 34 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 74, 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 17, 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 17 die Ausbuchtung 91 aufweist, kann zudem das Auftreten des Beugungsverlusts zuverlässig unterdrückt werden.
[Ausführungsform 18]
Ausführungsform 18 ist eine Modifikation von Ausführungsform 17. Bei Ausführungsform 17 wird die Lichtabsorptionsmaterialschicht 74 unter Verwendung eines Verbindungshalbleitermaterials mit einer Bandlücke schmaler als jene des Verbindungshalbleiters, der die gestapelte Struktur 20 darstellt, gebildet. Andererseits werden bei Ausführungsform 18 10 Lichtabsorptionsmaterialschichten 74 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 18 die Oszillationswellenlänge λ₀ 515 nm. Es wird angemerkt, dass eine Zusammensetzung der aktiven Schicht 23 In_0,3Ga_0,7N ist. Bei Ausführungsform 18 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 74 angrenzend an die aktive Schicht 23 in der Dickenrichtung 53,5 nm und ist die Dicke der Lichtabsorptionsmaterialschicht 74 3 nm.
Mit Ausnahme des obigen Punktes kann das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 18 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 17 aufweisen und dementsprechend wird eine ausführliche Beschreibung davon weggelassen. Es wird angemerkt, dass m bei manchen der 10 Lichtabsorptionsmaterialschichten 74 eine beliebige ganze Zahl von 2 oder mehr sein kann.
[Ausführungsform 19]
Ausführungsform 19 ist auch eine Modifikation von Ausführungsform 17. Bei Ausführungsform 19 weisen fünf Lichtabsorptionsmaterialschichten (der Einfachheit halber als „erste Lichtabsorptionsmaterialschichten“ bezeichnet) eine Konfiguration ähnlich jener der Lichtabsorptionsmaterialschicht 74 aus Ausführungsform 17 auf, das heißt, die erste Lichtabsorptionsmaterialschicht wird unter Verwendung von n-In_0,3Ga_0,7N gebildet. Des Weiteren wird bei Ausführungsform 19 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 19 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_äq). 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 ·λ₀) / (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 19 eine ähnliche Konfiguration und Struktur wie jene des Lichtemissionselements aus Ausführungsform 17 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 17 die Anzahl an Lichtabsorptionsmaterialschichten 74 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 74 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 20]
Ausführungsform 20 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 17 bis 19. Insbesondere beinhaltet das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 20 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 20, wie in 35 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 20 kann basierend auf einem Verfahren ähnlich jenem für das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 1 hergestellt werden, mit der Ausnahme, dass 20 Lichtabsorptionsmaterialschichten 74 auch innerhalb der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 gebildet werden und das Stützsubstrat 49 nicht entfernt wird.
[Ausführungsform 21]
Ausführungsform 21 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 20. Bei dem Lichtemissionselement, bei dem die erste Lichtreflexionsschicht als eine Art konkaver Spiegel fungiert, besteht eine Möglichkeit, dass optisches Nebensprechen, bei dem in einem gewissen Lichtemissionselement erzeugtes Streulicht in ein angrenzendes Lichtemissionselement eintritt, in manchen Strukturen auftritt. Das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 21 weist eine Konfiguration und Struktur auf, die zum Verhindern des Auftretens von solchem optischen Nebensprechen in der Lage sind.
36, 37, 39, 41, 42 und 43 sind schematische partielle Querschnittsansichten eines Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21, 38 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselementarrays einschließlich Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21, und 40 ist eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselementarrays einschließlich Modifiziertes-Beispiel-2 des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21. Des Weiteren sind 44, 46, 48, 49, 50 und 51 schematische Draufsichten, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der Unterteilungswand in dem Lichtemissionselementarray einschließlich Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21 veranschaulichen, und 45 und 47 sind schematische Draufsichten, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht und der ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray einschließlich Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21 veranschaulichen. Es wird angemerkt, dass 44, 45, 48 und 50 einen Fall veranschaulichen, in dem das Lichtemissionselement an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert ist, und 46, 47, 49 und 51 einen Fall veranschauliche, in dem das Lichtemissionselement an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert ist. Des Weiteren ist in 38 und 40 ein Endteil einer zugewandten Oberfläche der ersten Lichtreflexionsschicht, die der ersten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht zugewandt ist, durch „A“ angegeben.
Insbesondere ist bei dem Lichtemissionselement 10G aus Ausführungsform 21, wie in 36 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht ist, eine Unterteilungswand 96, die sich in der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 erstreckt, so gebildet, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht 41 umgibt.
Insbesondere ist ein Orthogonalprojektionsbild des oberen Teils der Ausbuchtung 91 in einem Orthogonalprojektionsbild einer Seitenoberfläche der Unterteilungswand 96 enthalten, die der ersten Lichtreflexionsschicht 41 zugewandt ist (die nachfolgend einfach als eine „Seitenoberfläche 96' der Unterteilungswand 96‟ bezeichnet werden kann). Alternativ dazu kann das Orthogonalprojektionsbild der Seitenoberfläche 96' der Unterteilungswand 96 in einem Orthogonalprojektionsbild eines Teils der ersten Lichtreflexionsschicht 41 enthalten sein, der nicht zur Lichtreflexion beiträgt (ein nichteffektives Gebiet der ersten Lichtreflexionsschicht 41). Die Seitenoberfläche 96' der Unterteilungswand 96 kann eine kontinuierliche Oberfläche oder eine diskontinuierliche Oberfläche sein, die teilweise ausgeschnitten ist. Es wird angemerkt, dass in der vorliegenden Schrift das „Orthogonalprojektionsbild“ ein Orthogonalprojektionsbild bedeutet, das erhalten wird, falls eine Orthogonalprojektion an der gestapelten Struktur 20 durchgeführt wird.
Die Unterteilungswand 96 erstreckt sich von der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in der Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21. Das heißt, ein oberer Endteil 96b der Unterteilungswand 96 ist in der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in der Dickenrichtung positioniert. Ein unterer Endteil 96a der Unterteilungswand 96 ist auf einer ersten Oberfläche des Lichtemissionselements 10G freigelegt. Hier verweist die „erste Oberfläche des Lichtemissionselements“ auf eine freigelegte Oberfläche des Lichtemissionselements 10G auf einer Seite, wo die erste Lichtreflexionsschicht 41 bereitgestellt ist, und verweist eine „zweite Oberfläche des Lichtemissionselements“ auf eine freigelegte Oberfläche des Lichtemissionselements 10G auf einer Seite, wo eine zweite Lichtreflexionsschicht 42 bereitgestellt ist.
Alternativ dazu wird, wie in 37, die eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21 ist, und in 38 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselementarrays einschließlich mehrerer Modifizierte-Beispiele-1 des Lichtemissionselements 10G ist, die Unterteilungswand 96 nicht auf der ersten Oberfläche des Lichtemissionselements 10G freigelegt und wird der untere Endteil 96a der Unterteilungswand 96 durch die erste Elektrode 31 bedeckt.
Dann ist bei dem Lichtemissionselementarray einschließlich des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21 oder Modifiziertes-Beispiel-1 des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21 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 dem Endteil der 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 (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 erstreckt sich, wie in 39, die eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-2 des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21 ist, und in 40 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht eines Lichtemissionselementarrays einschließlich mehrerer Modifizierte-Beispiele-2 des Lichtemissionselements 10G ist, eine Unterteilungswand 97 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 97a der Unterteilungswand 97 kann in der Mitte der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 in der Dickenrichtung positioniert sein. Ein oberer Endteil 97b der Unterteilungswand 97 ist auf der zweiten Oberfläche des Lichtemissionselements 10G freigelegt.
Alternativ dazu ist, wie in 41 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-3 des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21 ist, der obere Endteil 97b der Unterteilungswand 97 nicht auf der zweiten Oberfläche des Lichtemissionselements 10G freigelegt. Insbesondere ist der obere Endteil 97b der Unterteilungswand 97 durch die Isolationsschicht (Strombegrenzungsschicht) 34 und die zweite Elektrode 32 bedeckt.
Alternativ dazu ist, wie in 42 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-4 des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21 ist, eine Seitenoberfläche 97' der Unterteilungswand 97 entlang einer Richtung von der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht 22 hin verschmälert. Das heißt, dass eine Form der Seitenoberfläche 97' der Unterteilungswand 97, falls das Lichtemissionselement 10G entlang einer virtuellen Ebene (XZ-Ebene) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, ein Trapez ist. Insbesondere ist die Form der Seitenoberfläche 97' der Unterteilungswand 97, falls das Lichtemissionselement 10G entlang der virtuellen Ebene (XZ-Ebene) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, ein gleichschenkliges Trapez, in dem eine zweite Verbindungshalbleiterschichtseite eine kürzere Seite ist und eine erste Seite der Verbindungshalbleiterschicht 21 eine längere Seite ist. Ferner kann entsprechend Streulicht effizienter zu dem Lichtemissionselement selbst zurückgesendet werden.
Alternativ dazu ist, wie in 43 veranschaulicht, die eine schematische partielle Querschnittsansicht von Modifiziertes-Beispiel-5 des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21 ist, die Unterteilungswand 97 unter Verwendung eines Lotmaterials gebildet und ist ein Teil der Unterteilungswand 97 auf einer Außenoberfläche des Lichtemissionselements 10G freigelegt. Eine Art von Kontakthügel kann durch den Teil der Unterteilungswand 97 gegeben sein, der an der Außenoberfläche des Lichtemissionselements 10G freigelegt ist. Spezielle Beispiele für das Material einer solchen Unterteilungswand 97 können ein Material des zuvor beschriebenen Kontakthügels beinhalten und speziellere Beispiele dafür können ein eutektisches Au-Sn-Lot beinhalten. Der Teil der Unterteilungswand 97 wird auf der Außenoberfläche des Lichtemissionselements 10G gebildet und eine Verbindung zu einem externen Schaltkreis oder dergleichen kann über den Teil der Unterteilungswand 97 hergestellt werden, der auf der zweiten Oberfläche des Lichtemissionselements 10G freigelegt ist.
Dann ist bei dem Lichtemissionselementarray einschließlich Modifiziertes-Beispiel-2, Modifiziertes-Beispiel-3, Modifiziertes-Beispiel-4 und Modifiziertes-Beispiel-5 des Lichtemissionselements 10G aus Ausführungsform 21 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.

Ein Beispiel für diese speziellen Werte ist in Tabellen 8 und 9 unten gezeigt.
<Tabelle 8>

P₀: 40 µm

L₀: 30 µm

L₁: 28 µm

L₃: 18 µm

<Tabelle 9>

P₀: 20 µm

L₀: 17 µm

L₂: 12 µm

L₃' : 9 µm
Eine Form jeder der Seitenoberflächen 96' und 97' der Unterteilungswände 96 und 97 ist, falls das Lichtemissionselement 10G entlang einer virtuellen Ebene (bei dem veranschaulichten Beispiel zum Beispiel der XZ-Ebene) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, eine Strecke. Außerdem ist die Form jeder der Seitenoberflächen 96' und 97' der Unterteilungswände 96 und 97, falls das Lichtemissionselement 10G entlang einer virtuellen Ebene (XY-Ebene) orthogonal zu der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, ein Kreis. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Falls die Lichtemissionselemente 10G in einem Array angeordnet sind, ist die Unterteilungswand 96 so bereitgestellt, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht 41, die in jedem Lichtemissionselement 10G enthalten ist, umgibt, aber ein Gebiet außerhalb der Seitenoberfläche 96' der Unterteilungswand 96 kann durch die Unterteilungswand 96 belegt werden. Das heißt, ein Raum zwischen den Lichtemissionselementen 10G kann durch das Material der Unterteilungswand 96 belegt werden. Wie in 44 und 46 veranschaulicht, wird die Unterteilungswand 96 so bereitgestellt, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht 41, die in jedem Lichtemissionselement 10G enthalten ist, umgibt, und das Gebiet außerhalb der Seitenoberfläche 96' der Unterteilungswand 96 wird durch die Unterteilungswand 96 belegt. Das heißt, der Raum zwischen den Lichtemissionselementen 10G wird durch das Material der Unterteilungswand 96 belegt.
Wie in 45 und 47 veranschaulicht, wird, falls die Unterteilungswand 96 unter Verwendung eines Materials ohne Leitfähigkeit gebildet wird, die erste Elektrode 31 auf der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 bereitgestellt. Des Weiteren kann, falls die Unterteilungswand 96 unter Verwendung eines Materials mit einer Leitfähigkeit gebildet wird oder falls die Unterteilungswand 96 unter Verwendung eines Materials ohne Leitfähigkeit gebildet wird, die erste Elektrode 31 auf einer freigelegten Oberfläche (untere Endoberfläche 96a) der Unterteilungswand 96 bereitgestellt werden. Insbesondere befindet sich der untere Endteil (ein Endteil, der der ersten Elektrode 31 zugewandt ist) 96a der Unterteilungswand 96 in Kontakt mit der ersten Elektrode 31, die auf der ersten Oberfläche (der ersten Oberfläche 21a der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21) des Lichtemissionselements 10G gebildet ist. Falls die Unterteilungswand 96 unter Verwendung eines Materials mit einer Leitfähigkeit gebildet wird, kann die Unterteilungswand 96 auch als die erste Elektrode 31 dienen. Falls die Unterteilungswand 96 unter Verwendung eines Materials mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit gebildet wird, kann in der gestapelten Struktur 20 erzeugte Wärme durch die Unterteilungswand 96 nach außen abgegeben (dissipiert) werden. Insbesondere kann die in der gestapelten Struktur 20 erzeugte Wärme durch die Unterteilungswand 96 und die erste Elektrode 31 oder die erste Padelektrode effektiv nach außen abgegeben (dissipiert) werden.
Alternativ dazu wird das Gebiet außerhalb der Seitenoberfläche 96' der Unterteilungswand 96 durch ein Material (zum Beispiel die gestapelte Struktur 20) außer dem Material der Unterteilungswand 96 belegt. In diesem Fall wird die Unterteilungswand 96 zum Beispiel in Form einer kontinuierlichen Kerbe oder in Form einer diskontinuierlichen Kerbe gebildet. Das heißt, der Raum zwischen den Lichtemissionselementen 10G kann durch ein Material (zum Beispiel die gestapelte Struktur 20) außer dem Material der Unterteilungswand 96 belegt werden. Dann kann zum Beispiel die Unterteilungswand 96 in einer Form einer kontinuierlichen Kerbe gebildet werden (siehe 48 und 49) oder kann in Form einer diskontinuierlichen Kerbe gebildet werden (siehe 50 und 51). Es wird angemerkt, dass in 48, 49, 50 und 51 ein Teil, der der der Unterteilungswand 96 entspricht, schraffiert ist, um die Unterteilungswand 96 klar zu zeigen.
Die Unterteilungswände 96 und 97 können unter Verwendung eines Materials gebildet werden, das in der aktiven Schicht erzeugtes Licht nicht transmittiert, und dementsprechend kann eine 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 können die Unterteilungswände 96 und 97 unter Verwendung eines Materials gebildet werden, 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 beinhalten die Unterteilungswände 96 und 97 jeweils 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 ist. Insbesondere wird ein konkaver Teil bei einem Teil der gestapelten Struktur 20 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 Unterteilungswände 96 und 97 entlang einer virtuellen Ebene (XY-Ebene) orthogonal zu der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten werden. 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 gilt 1 × 10^-1 ≤ TC₁/TC₀ ≤ 1 × 10², wobei eine Wärmeleitfähigkeit eines Materials der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 TC₁ ist und eine Wärmeleitfähigkeit des Materials der Unterteilungswände 96 und 97 TCo ist. Insbesondere können Beispiele für ein solches Material der Unterteilungswände 96 und 97 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. Wenn die Unterteilungswände 96 und 97 unter Verwendung eines Materials mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie zuvor beschrieben, gebildet werden, kann dann in der gestapelten Struktur 20 erzeugte Wärme durch die Unterteilungswände 96 und 97 nach außen abgegeben (dissipiert) werden. Es wird angemerkt, dass in diesem Fall ein Unterteilungswanderweiterungsteil auf der Außenoberfläche (der ersten Oberfläche oder der zweiten Oberfläche) des Lichtemissionselements 10G gebildet werden kann, so dass in der gestapelten Struktur 20 erzeugte Wärme über die Unterteilungswände 96 und 97 und den Unterteilungswanderweiterungsteil nach außen abgegeben (dissipiert) werden kann, oder die Unterteilungswände 96 und 97 können mit der ersten Elektrode 31, der zweiten Elektrode 32 oder der Padelektrode verbunden sein, so dass in der gestapelten Struktur 20 erzeugte Wärme über die Unterteilungswände 96 und 97 und die erste Elektrode 31, die zweite Elektrode 32 oder die Padelektrode nach außen abgegeben (dissipiert) werden kann.
Alternativ dazu gilt |CTE₀ - CTE₁| ≤ 1 × 10^-4/K, wobei ein lineares Ausdehnungsvermögen des Materials der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 CTE₁ ist und ein lineares Ausdehnungsvermögen des Materials der Unterteilungswände 96 und 97 CTE₀ ist. Insbesondere können Beispiele für ein solches Material der Unterteilungswände 96 und 97 ein polyimidbasiertes Harz, ein silikonbasiertes Harz, ein epoxidbasiertes Harz, ein kohlenstoffbasiertes Material, SOG, polykristallines GaN und monokristallines GaN beinhalten. Durch Definieren des linearen Ausdehnungsvermögens auf diese Weise kann ein Wärmeausdehnungskoeffizient (Linearwärmeausdehnungskoeffizient) des gesamten Lichtemissionselements optimiert werden und kann eine Wärmeausdehnung des Lichtemissionselements 10G gesteuert (unterdrückt) werden. Insbesondere kann zum Beispiel ein Nettowärmeausdehnungskoeffizient der gestapelten Struktur 20 erhöht werden und kann angepasst werden, um mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten eines Substratmaterials oder dergleichen übereinzustimmen, auf dem das Lichtemissionselement 10G montiert ist, so dass es möglich ist, einen Schaden an dem Lichtemissionselement 10G zu verhindern und eine Abnahme der Zuverlässigkeit des Lichtemissionselements 10G aufgrund einer Erzeugung von mechanischer Spannung zu unterdrücken. Die Unterteilungswände 96 und 97, die unter Verwendung eines polyimidbasierten Harzes gebildet werden, können basierend auf zum Beispiel einem Rotationsbeschichtungsverfahren und einem Aushärtungsverfahren gebildet werden.
Alternativ dazu kann, falls die Unterteilungswände 96 und 97 unter Verwendung eines Isolationsmaterials gebildet werden, das Auftreten von elektrischem Nebensprechen unterdrückt werden. Das heißt, es ist möglich, zu verhindern, dass ein unnötiger Strom zwischen angrenzenden Lichtemissionselementen 10G fließt.
Beispiele für die Form jeder der Seitenoberflächen 96' und 97' der Unterteilungswände 96 und 97 können, falls das Lichtemissionselement 10G entlang der virtuellen Ebene (XZ-Ebene) einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 geschnitten wird, eine Strecke, einen Bogen, einen Teil einer Parabel und einen Teil einer beliebigen Kurve beinhalten. Außerdem können Beispiele für eine Form jeder der Seitenoberflächen 96' und 97' der Unterteilungswände 96 und 97, falls das Lichtemissionselement 10G entlang der virtuellen Ebene (XY-Ebene) orthogonal zu der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur 20 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.
Dann werden insbesondere bei Ausführungsform 21 die Unterteilungswände 96 und 97 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 die Wärmeleitfähigkeit des Materials der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 TC₁ ist und die Wärmeleitfähigkeit des Materials der Unterteilungswände 96 und 97 TCo ist. Insbesondere beinhaltet das Material der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 GaN, und die Unterteilungswände 96 und 97 sind unter Verwendung von Kupfer (Cu) gebildet. Es wird angemerkt, dass Folgendes gilt: ${TC}_{0} : 50 Watt/ (m \cdot K) bis 100 Watt/ (m \cdot K),$
und ${TC}_{1} : 400 Watt/ (m \cdot K) .$
Falls zum Beispiel die Unterteilungswände 96 und 97, die jeweils eine Kupferschicht beinhalten, durch ein Plattierungsverfahren gebildet werden, 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 Unterteilungswände 96 und 97 unter Verwendung eines Materials mit einer hohen Wärmeleitfähigkeit, wie zuvor beschrieben, gebildet werden, kann in der gestapelten Struktur 20 erzeugte Wärme durch die Unterteilungswände 96 und 97 effektiv nach außen abgegeben (dissipiert) werden.
Alternativ dazu werden die Unterteilungswände 96 und 97 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 das lineare Ausdehnungsvermögen des Materials (GaN) der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 CTE₁ ist und das lineare Ausdehnungsvermögen des Materials (polyimidbasierten Harzes) der Unterteilungswände 96 und 97 CTE₀ 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 (Linearausdehnungskoeffizient) des Lichtemissionselements 10G erhöht werden und kann angepasst werden, um mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten eines Substratmaterials oder dergleichen übereinzustimmen, auf dem das Lichtemissionselement 10G montiert ist, so dass es möglich ist, einen Schaden an dem Lichtemissionselement 10G zu unterdrücken und eine Abnahme der Zuverlässigkeit des Lichtemissionselements 10G aufgrund einer Erzeugung von mechanischer Spannung zu unterdrücken.
[Ausführungsform 22]
Ausführungsform 22 ist eine Modifikation von Ausführungsformen 1 bis 4. 52 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements 10H aus Ausführungsform 22 und 53 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 22. Das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 22 betrifft ein Lichtemissionselement einer 8-A-ten Konfiguration, wie später beschrieben.
Bei dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 22 wird die erste Lichtreflexionsschicht 41 auf der Basisoberfläche 90 gebildet, die auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 positioniert ist, erstreckt sich die Basisoberfläche 90 in dem Peripheriegebiet oder erstreckt sich in dem Peripheriegebiet, das durch mehrere Lichtemissionselemente 10H umgeben ist, und ist die Basisoberfläche 90 uneben und differenzierbar ist.
Hier kann, falls die Basisoberfläche 90 durch z = f(x,y) repräsentiert wird, ein Differentialwert für die Basisoberfläche 90 durch Folgendes erhalten werden: $\partial z/ \partial x = {[\partial f (x, y) / \partial x]}_{y},$
und $\partial z/ \partial y = {[\partial f (x, y) / \partial x]}_{x} .$
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 22 wird, obwohl die erste Lichtreflexionsschicht 41 bei einem ersten Teil 91' der Basisoberfläche 90 gebildet ist, in manchen Fällen der Erweiterungsteil der ersten Lichtreflexionsschicht 41 bei einem zweiten Teil 92' der Basisoberfläche 90 gebildet, der das Peripheriegebiet belegt, oder wird der Erweiterungsteil der ersten Lichtreflexionsschicht 41 nicht bei dem zweiten Teil 92' gebildet.
Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 22 ist die Basisoberfläche 90 bevorzugt glatt. Außerdem kann der erste Teil 91' der Basisoberfläche 90, auf dem die erste Lichtreflexionsschicht 41 gebildet ist, eine aufwärts konvexe Form mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 aufweisen. Das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 22 mit einer solchen Konfiguration wird als ein „Lichtemissionselement einer achten Konfiguration“ bezeichnet.
Hier kann bei dem Lichtemissionselement der achten Konfiguration eine Grenze 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 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 erstreckt.

Das Lichtemissionselement der achten Konfiguration kann eine Konfiguration aufweisen, bei der der zweite Teil 92' der Basisoberfläche 90, der das Peripheriegebiet belegt, eine abwärts konvexe Form mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht aufweist. Das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 22 mit einer solchen Konfiguration wird als ein „Lichtemissionselement einer 8-A-ten Konfiguration“ bezeichnet. Dann kann bei dem Lichtemissionselement der 8-A-ten Konfiguration ein zentraler Teil des ersten Teils 91' der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert werden oder kann der zentrale Teil des ersten Teils 91' der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert werden. In dem ersteren Fall kann ein zentraler Teil des zweiten Teils 92' der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt des Quadratgitters positioniert werden und in dem letzten Fall kann der zentrale Teil des zweiten Teils 92' der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt des Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert werden.
Bei dem Lichtemissionselement der 8-A-ten Konfiguration beinhalten 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]. Es wird angemerkt, dass bei der Strecke die Basisoberfläche 90 an dem zentralen Teil des zweiten Teils 92' enden kann.

Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement der achten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der der zweite Teil 92' der Basisoberfläche 90, 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 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 aufweist. Das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 22 mit einer solchen Konfiguration wird als ein „Lichtemissionselement einer 8-B-ten Konfiguration“ bezeichnet. Ferner kann das Lichtemissionselement der 8-B-ten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der LL₂ > LL₁ gilt, wobei eine Entfernung von der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem zentralen Teil des ersten Teils 91' der Basisoberfläche 90 LL₁ ist, und eine Entfernung von der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem zentralen Teil des zweiten Teils 92' der Basisoberfläche 90 LL₂ ist, und R₁ > R₂ gilt, wobei ein Krümmungsradius des zentralen Teils des ersten Teils 91' der Basisoberfläche 90 (das heißt, der Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht 41) R₁ ist und ein Krümmungsradius des zentralen Teils 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.
Bei dem Lichtemissionselement der 8-B-Ten Konfiguration mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Konfiguration kann der zentrale Teil des ersten Teils 91' der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert sein und in diesem Fall kann der zentrale Teil des zweiten Teils 92' der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt des Quadratgitters positioniert sein. Alternativ dazu kann der zentrale Teil des ersten Teils 91' der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert sein und in diesem Fall kann der zentrale Teil des zweiten Teils 92' der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt des Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert sein.
Bei dem Lichtemissionselement der 8-B-ten Konfiguration 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].

Alternativ dazu kann das Lichtemissionselement der achten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der der zweite Teil 92' der Basisoberfläche 90, der das Peripheriegebiet belegt, eine ringförmige konvexe Form, die den ersten Teil 91' der Basisoberfläche 90 umgibt, und eine abwärts konvexe Form, die sich von der ringförmigen konvexen Form zu dem ersten Teil 91' der Basisoberfläche 90 hin erstreckt, mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 aufweist. Das Lichtemissionselement aus Ausführungsform 2 mit einer solchen Konfiguration wird als ein „Lichtemissionselement einer 8-C-ten Konfiguration“ bezeichnet.
Ferner kann das Lichtemissionselement der 8-C-ten Konfiguration eine Konfiguration aufweisen, bei der LL₂' > LL₁ gilt, wobei die Entfernung von der zweiten Oberfläche 21b der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu dem zentralen Teil des ersten Teils 91' der Basisoberfläche 90 LL₁ ist, und eine Entfernung von der zweiten Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht 21 zu einem oberen Teil der ringförmigen konvexen Form des zweiten Teils 92' der Basisoberfläche 90 ist LL₂', und R₁ > R₂ gilt, wobei der Krümmungsradius des zentralen Teils des ersten Teils 91' der Basisoberfläche 90 (das heißt der Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht 41) R₁ ist und ein Krümmungsradius des oberen Teils der ringförmigen konvexen Form 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 R_1/R₂' nicht beschränkt ist, 1 < R_1/R₂' ≤ 100 erfüllt werden kann.
Bei dem Lichtemissionselement der 8-C-ten Konfiguration 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]. Es wird angemerkt, dass bei der Strecke die Basisoberfläche 90 an dem zentralen Teil des zweiten Teils 92' enden kann.

Bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 22 mit der zuvor beschriebenen bevorzugten Form und Konfiguration kann eine Figur, die durch den ersten Teil 91' der Basisoberfläche 90 gezeichnet wird, falls die Basisoberfläche 90 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.
Insbesondere erstreckt sich bei dem Lichtemissionselement 10H aus Ausführungsform 22 die Basisoberfläche 90 in einem Peripheriegebiet 99 und bei den Lichtemissionselementen 10A, 10B und 10C, die in Ausführungsformen 1 bis 4 beschrieben sind, weist die Basisoberfläche 90 eine unebene Form auf und ist differenzierbar. Das heißt, bei dem Lichtemissionselement 10H aus Ausführungsform 22 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, 10B und 10C, die bei Ausführungsformen 1 bis 4 beschrieben sind.
Außerdem beinhaltet das Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 22 mehrere Lichtemissionselemente, die angeordnet sind, und jedes Lichtemissionselement ist durch das Lichtemissionselement 10H aus Ausführungsform 22 implementiert, das zuvor beschrieben wurde. Es wird angemerkt, dass sich die Basisoberfläche 90 in dem Peripheriegebiet 99 erstreckt.
Dann weist der erste 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 der zweite 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, oder der zentrale Teil 91_c des ersten Teils 91' der Basisoberfläche 90 ist an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert.
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 22 ist der Erweiterungsteil der ersten Lichtreflexionsschicht 41 nicht bei dem zweiten Teil 92' der Basisoberfläche 90 gebildet, der das Peripheriegebiet 99 belegt.
Hier kann bei dem Lichtemissionselement 10H aus Ausführungsform 22 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 10H aus Ausführungsform 22 speziell (1), was bei dem Lichtemissionselement für die 8-A-te Konfiguration beschrieben ist.

Des Weiteren entsprechen bei dem Lichtemissionselement 10H aus Ausführungsform 22 Formen [des ersten Teils 91'/zweiten Teils 92' von dem Peripherieteil zu dem zentralen Teil] speziell (A), was bei dem Lichtemissionselement der zuvor beschriebenen 8-A-ten Konfiguration beschrieben ist.
Bei dem Lichtemissionselement 10H aus Ausführungsform 22 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.
Wie zuvor beschrieben, ist es bei dem Lichtemissionselement aus Ausführungsform 22, da die Basisoberfläche 90 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 21 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 22 besteht, selbst wenn eine solche große Last angewandt wird, keine Möglichkeit, dass das Lichtemissionselementarray beschädigt wird. Da die Basisoberfläche 90 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.
Die Konfiguration und Struktur des in Ausführungsform 22 beschriebenen Lichtemissionselements können auch auf die Lichtemissionselemente angewandt werden, die in Ausführungsformen 6 bis 21 beschrieben sind.
[Ausführungsform 23]
Ausführungsform 23 ist eine Modifikation von Ausführungsform 22 und betrifft das Lichtemissionselement der 8-B-ten Konfiguration. 54 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselements 10J aus Ausführungsform 23 und 55 ist eine schematische partielle Endansicht eines Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 23. Des Weiteren sind 56 und 58 schematische Draufsichten, die eine Anordnung des ersten Teils 91' und des zweiten Teils 92' der Basisoberfläche 90 in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 23 veranschaulichen, und 57 und 59 sind schematische Draufsichten, die eine Anordnung der ersten Lichtreflexionsschicht 41 und der ersten Elektrode in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 23 veranschaulichen.
Bei dem Lichtemissionselement 10J aus Ausführungsform 23 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 einem 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 R_1/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 10J aus Ausführungsform 23 ist der zentrale Teil 91_c des ersten Teils 91' der Basisoberfläche 90 an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert (siehe 56) und in diesem Fall ist der zentrale Teil 92_c (in 56 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 58) und in diesem Fall ist der zentrale Teil 92_c (in 58 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 56 und 58 durch ein Bezugszeichen 92_b bezeichnet.
Bei dem Lichtemissionselement 10J aus Ausführungsform 23 entsprechen Formen [des ersten Teils 91'/zweiten Teils 92' von dem Peripherieteil zu dem zentralen Teil] speziell (A), was bei dem Lichtemissionselement der zuvor beschriebenen 8-B-ten Konfiguration beschrieben ist.
Bei dem Lichtemissionselement 10J aus Ausführungsform 23 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 54 veranschaulicht, ist die zweite Elektrode 32 den Lichtemissionselementen 10J gemein, die in dem Lichtemissionselementarray enthalten sind, oder ist einzeln gebildet, wie in 55 veranschaulicht, und ist über den Kontakthügel 35 mit einem externen Schaltkreis oder dergleichen verbunden. Die erste Elektrode 31 ist den Lichtemissionselementen 10J 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 dem konvexen Teil 92_c in dem zweiten Teil 92' der Basisoberfläche 90 zugewandt ist. Bei dem Lichtemissionselement 10J, das in 54, 55A und 55B 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 Krümmungsradius R₂ 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.
[Ausführungsform 24]
Ausführungsform 24 ist auch eine Modifikation von Ausführungsform 22 oder Ausführungsform 23 und betrifft das Lichtemissionselement der 8-C-ten Konfiguration. 60 und 61 sind schematische partielle Endansichten des Lichtemissionselementarrays aus Ausführungsform 24, und 62 ist eine schematische Draufsicht, die eine Anordnung des ersten Teils 91' und des zweiten Teils 92' der Basisoberfläche 90 in dem Lichtemissionselementarray aus Ausführungsform 24 veranschaulicht. Es wird angemerkt, dass bei dem in 60 veranschaulichten Beispiel die zweite Elektrode 32 einzeln in jedem Lichtemissionselement gebildet ist, und bei dem in 61 veranschaulichten Beispiel die zweite Elektrode 32 gemeinsam für die jeweiligen Lichtemissionselemente gebildet ist. Des Weiteren ist in 60 und 61 eine Veranschaulichung der ersten Elektrode weggelassen.
Bei einem Lichtemissionselement 10K aus Ausführungsform 24 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 10K aus Ausführungsform 24 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 R_1/R₂' nicht beschränkt ist, 1 < R_1/R₂' ≤ 100 und zum Beispiel R₁/R₂' = 50 erfüllt werden.
Bei dem Lichtemissionselement 10K aus Ausführungsform 24 entsprechen Formen [des ersten Teils 91'/zweiten Teils 92' von dem Peripherieteil zu dem zentralen Teil] speziell (A), was bei dem Lichtemissionselement der zuvor beschriebenen 8-C-ten Konfiguration beschrieben ist.
Des Weiteren ist bei dem Lichtemissionselement 10K aus Ausführungsform 24 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 dem konvexen Teil 92_c in dem zweiten Teil 92' der Basisoberfläche 90 zugewandt ist.
Wie in 60 veranschaulicht, wird die zweite Elektrode 32 einzeln in dem Lichtemissionselement 10K 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 10K 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 61 veranschaulicht, die zweite Elektrode 32 den Lichtemissionselementen 10K 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 10K 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 10K, das in 60 und 61 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.
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. In manchen Fällen kann 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 Gebiet 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 Gebiet der Basisoberfläche erstreckt, und die erste Elektrode, die mit der ersten Verbindungshalbleiterschicht verbunden ist, wird in dem Durchgangsloch gebildet.
Es wird angemerkt, dass die vorliegende Offenbarung auch die folgenden Konfiguration aufweisen kann.
[A01] <<Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements ... Erster Aspekt>>
Ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements, das 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, und eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist, beinhaltet, und wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht, und eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet,
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 der Basisoberfläche, auf der die Ausbuchtung zu bilden ist;
Bilden einer zweiten Opferschicht auf der gesamten Oberfläche und dann Durchführen einer Rückätzung von der Basisoberfläche nach innen durch Verwenden der zweiten Opferschicht und der ersten Opferschicht als Ätzmasken; und
Bilden der ersten Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung.

[A02] Das Verfahren nach [A01], wobei beim Bilden der zweiten Opferschicht auf der gesamten Oberfläche eine Bildung der zweiten Opferschicht mehrmals durchgeführt wird.
[A03] <<Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements ... Zweiter Aspekt>>
Ein Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements, das 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, und eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist, beinhaltet, und wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht, und eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet,
wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet:

[A04] Das Verfahren nach [A03], wobei beim Bilden der zweiten Schicht auf der gesamten Oberfläche eine Bildung der zweiten Schicht mehrmals durchgeführt wird.
[B01] <<Lichtemissionselement ... Erster Aspekt>>
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; und
eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist,
wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht,
eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet,
die erste Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung gebildet ist, und $2 \times 10^{- 6} m \leq D_{1} \leq 2,5 \times 10^{- 5} m,$
$1 \times 10^{- 8} m \leq H_{1} \leq 5 \times 10^{- 7} m,$
$1 \times 10^{- 4} m \leq R_{1},$
und
Ra_Pj ≤ 1,0 nm gilt, wobei ein Durchmesser der Ausbuchtung D₁ ist, eine Höhe der Ausbuchtung H₁ ist, ein Krümmungsradius eines oberen Teils der Ausbuchtung R₁ ist, eine Oberflächenrauigkeit der Ausbuchtung Ra_Pj ist und eine Resonatorlänge des Lichtemissionselements L_OR ist.

[B02] <<Lichtemissionselement ... Zweiter Aspekt>>
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; und
eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist,
wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht,
eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet,
die erste Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung gebildet ist, und $2 \times 10^{- 3} m \leq D_{1},$
$1 \times 10^{- 3} m \leq R_{1},$
und
Ra_Pj ≤ 1,0 nm gilt, wobei ein Durchmesser der Ausbuchtung D₁ ist, eine Höhe der Ausbuchtung H₁ ist, ein Krümmungsradius eines oberen Teils der Ausbuchtung R₁ ist, eine Oberflächenrauigkeit der Ausbuchtung Ra_Pj ist und eine Resonatorlänge des Lichtemissionselements L_OR ist.

[B03] <<Lichtemissionselement ... Dritter Aspekt>>
Ein Lichtemissionselement, das Folgendes beinhaltet:

[B04] Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [B03], wobei eine Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht in einem Gebiet des Lichtemissionselements bereitgestellt ist, in dem Licht emittiert wird.
[B05] Das Lichtemissionselement nach [B04], wobei Weißlicht über die Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht emittiert wird.
[B06] Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [B05], 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.
[B07] Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [B06], wobei ein Wert einer Wärmeleitfähigkeit der gestapelten Struktur höher als ein Wert einer Wärmeleitfähigkeit der ersten Lichtreflexionsschicht ist.
[C01] <<Erste Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [B07], wobei die erste Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht die Basisoberfläche darstellt.
[C02] <<Lichtemissionselement der zweiten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [B07], 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.
[C03] <<Lichtemissionselement der dritten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [B07], 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.
[C04] Das Lichtemissionselement nach [C03], 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.
[D01] <<Lichtemissionselementarray der vierten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [C04], 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: ein Krümmungsradius eines oberen Teils (zentralen Teils) eines ersten Gebiets der Basisoberfläche (das heißt der Krümmungsradius der ersten Lichtreflexionsschicht).

[D02] Das Lichtemissionselement 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
eine 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 Lichtemissionselement nach [D01] oder [D02], wobei ein Radius r₁ des ersten Gebiets ω₀ ≤ r₁ ≤ 20 ·ω₀ erfüllt.
[D04] Das Lichtemissionselement nach einem von [D01] bis [D03], wobei D_CI ≥ ω₀ gilt.
[E01] <<Lichtemissionselementarray der fünften Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [C04], 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
eine 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 Lichtemissionselement nach [E01], wobei das Stromnichtinjektion/Außengebiet unterhalb des Modenverlustwirkungsgebiets positioniert ist.
[E03] Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement nach einem von [E01] bis [E03], wobei das Stromnichtinjektion/Innengebiet und das Stromnichtinjektion/Außengebiet durch Ionenimplantation in die gestapelte Struktur gebildet sind.
[E05] Das Lichtemissionselement 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 5-B-ten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement 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 5-C-ten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement nach einem von [E01] bis [E07], wobei OL₀ > 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 OL₀ ist.
[E09] Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement nach einem von [E01] bis [E09], wobei der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung eines dielektrischen Materials, eines Metallmaterials oder eines Legierungsmaterials gebildet ist.
[E11] Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement 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 5-D-ten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement nach [E13], wobei OL₀ < 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 OL₀ ist.
[E15] Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement nach einem von [E13] bis [E15], wobei der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung eines dielektrischen Materials, eines Metallmaterials oder eines Legierungsmaterials gebildet ist.
[E17] Das Lichtemissionselement nach einem von [E01] bis [E16], wobei die zweite Elektrode unter Verwendung eines transparenten leitfähigen Materials gebildet ist.
[F01] <<Lichtemissionselementarray der sechsten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [C04], 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
eine 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 Lichtemissionselement 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 6-A-ten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement nach [F01] oder [F02], wobei das Stromnichtinjektion/Innengebiet und das Stromnichtinjektion/Außengebiet durch Ionenimplantation in die gestapelte Struktur gebildet sind.
[F04] Das Lichtemissionselement 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 6-B-ten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement 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 6-C-ten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement nach einem von [F01] bis [F06], wobei OL₀' > 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 OL₀' ist.
[F08] Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement nach einem von [F01] bis [F08], wobei der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung eines dielektrischen Materials, eines Metallmaterials oder eines Legierungsmaterials gebildet ist.
[F10] Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement 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 6-D-ten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement nach [F12], wobei OL₀' < 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 OL₀' ist.
[F14] Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement nach einem von [F12] bis [F15], wobei der Modenverlustwirkungsteil unter Verwendung eines dielektrischen Materials, eines Metallmaterials oder eines Legierungsmaterials gebildet ist.
[F17] Das Lichtemissionselement nach einem von [F01] bis [F16], wobei die zweite Elektrode unter Verwendung eines transparenten leitfähigen Materials gebildet ist.
[G01] <<Lichtemissionselementarray der siebten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] 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 Lichtemissionselement nach [G01], wobei wenigstens vier Lichtabsorptionsmaterialschichten gebildet sind.
[G03] Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement nach einem von [G01] bis [G03], wobei eine Dicke der Lichtabsorptionsmaterialschicht λ₀/(4·n_äq) oder weniger ist.
[G05] Das Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement 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 Lichtemissionselement 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] Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [G07], wobei eine Unterteilungswand, die sich in der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur erstreckt, so gebildet ist, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht umgibt.
[H02] Das Lichtemissionselement nach [H01], 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.
[H03] Das Lichtemissionselement nach [H01], 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 einer Dickenrichtung in der ersten Verbindungshalbleiterschicht erstreckt.
[H04] Das Lichtemissionselement nach einem von [H01] bis [H03], wobei die Unterteilungswand unter Verwendung eines Materials gebildet ist, welches in der aktiven Schicht erzeugtes Licht nicht transmittiert.
[H05] Das Lichtemissionselement nach einem von [H01] bis [H03], wobei die Unterteilungswand unter Verwendung eines Materials gebildet ist, das in der aktiven Schicht erzeugtes Licht reflektiert.
[H06] Das Lichtemissionselement nach einem von [H01] bis [H03], wobei 1 × 10^-1 ≤ TC₁/TC₀ ≤ 1 × 10² gilt, wobei eine Wärmeleitfähigkeit eines Materials der ersten Verbindungshalbleiterschicht TC₁ ist und eine Wärmeleitfähigkeit eines Materials der Unterteilungswand TCo ist.
[H07] Das Lichtemissionselement nach einem von [H01] bis [H03], wobei | CTE₀ - CTE₁₁ ≤ 1 × 10^-4/K gilt, wobei ein lineares Ausdehnungsvermögen eines Materials der ersten Verbindungshalbleiterschicht CTE₁ ist und ein lineares Ausdehnungsvermögen eines Materials der Unterteilungswand CTE₀ ist.
[H08] Das Lichtemissionselement nach einem von [H01] bis [H03], wobei die Unterteilungswand unter Verwendung eines Lotmaterials gebildet ist und ein Teil der Unterteilungswand an einer Außenoberfläche des Lichtemissionselements freigelegt ist.
[H09] Das Lichtemissionselement nach einem von [H01] bis [H08], 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.
[H10] Das Lichtemissionselement nach einem von [H01] bis [H09], 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.
[J01] Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [H10], wobei die Basisoberfläche, die auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, ein erstes Gebiet einschließlich der Ausbuchtung, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht, und ein zweites Gebiet, das das erste Gebiet umgibt und eine flache Oberfläche aufweist, aufweist,
das erste Gebiet ein 1-A-tes Gebiet einschließlich des oberen Teils der Ausbuchtung und ein 1-B-tes Gebiet, das das 1-A-te Gebiet umgibt, beinhaltet,
die erste Lichtreflexionsschicht auf wenigstens dem 1-A-ten Gebiet gebildet ist,
eine Kurve, die durch das 1-A-te Gebiet gebildet wird, in einer Querschnittsform der Basisoberfläche, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine aufwärts konvexe glatte Kurve beinhaltet,
ein Supplementwinkel θ_CA eines Winkels, der durch eine durch das 1-B-te Gebiet gebildete zweite Kurve und eine durch das zweite Gebiet gebildete gerade Linie in der Querschnittsform der Basisoberfläche an einem Schnittpunkt der zweiten Kurve und der geraden Linie gebildet wird, einen Wert aufweist, der 0 Grad überschreitet, und
die zweite Kurve wenigstens eine Art von Figur beinhaltet, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einer abwärts konvexen Kurve, einer Strecke und einer Kombination aus beliebigen Kurven besteht.
[J02] Das Lichtemissionselement nach [J01], wobei der Supplementwinkel θ_CA 1 Grad oder mehr und 6 Grad oder weniger beträgt.
[J03] Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [H10], wobei die Basisoberfläche, die auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, ein erstes Gebiet einschließlich der Ausbuchtung, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht, und ein zweites Gebiet, das das erste Gebiet umgibt und eine flache Oberfläche aufweist, aufweist,
die erste Lichtreflexionsschicht auf wenigstens einem oberen Teil des ersten Gebiets gebildet ist, und
ein Supplementwinkel θ_CA eines Winkels, der durch eine durch das erste Gebiet gebildete Kurve und eine durch das zweite Gebiet gebildete gerade Linie in einer Querschnittsform der Basisoberfläche, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, an einem Schnittpunkt der Kurve und der geraden Linie gebildet wird, 1 Grad oder mehr und 6 Grad oder weniger beträgt.
[K01] Das Lichtemissionselement nach einem von [B01] bis [H10], wobei die erste Lichtreflexionsschicht auf der Basisoberfläche gebildet ist, die auf der ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist,
sich die Basisoberfläche in dem Peripheriegebiet erstreckt, und
die Basisoberfläche uneben und differenzierbar ist.
[L01] <<Lichtemissionselementarray>>
Ein Lichtemissionselementarray einschließlich mehrerer Lichtemissionselemente,
wobei jedes Lichtemissionselement 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; und
eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist,
wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht,
eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet,
die erste Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung gebildet ist, $2 \times 10^{- 6} m \leq D_{1} \leq 2,5 \times 10^{- 5} m,$
$1 \times 10^{- 8} m \leq H_{1} \leq 5 \times 10^{- 7} m,$
$1 \times 10^{- 4} m \leq R_{1},$
und
Ra_Pj ≤ 1,0 nm gilt, wobei ein Durchmesser der Ausbuchtung D₁ ist, eine Höhe der Ausbuchtung H₁ ist, ein Krümmungsradius eines oberen Teils der Ausbuchtung R₁ ist, eine Oberflächenrauigkeit der Ausbuchtung Ra_Pj ist und eine Resonatorlänge des Lichtemissionselements L_OR ist, und
ein Bildungsrastermaß Po der Lichtemissionselemente 3 × 10^-5 m oder weniger ist.

[L02] Das Lichtemissionselementarray nach [L01], wobei in jedem Lichtemissionselement eine Unterteilungswand, die sich in der Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur erstreckt, so gebildet ist, dass sie die erste Lichtreflexionsschicht umgibt.
[L03] Das Lichtemissionselementarray nach [L02], 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.
[L04] Das Lichtemissionselementarray nach [B0X], wobei eine Beziehung zwischen L₀, 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).

[L05] Das Lichtemissionselementarray nach [L02], 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.
[L06] Das Lichtemissionselementarray nach [L05], wobei eine Beziehung zwischen L₀, 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).

[M01] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [L01] bis [L06], 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.
[M02] Das Lichtemissionselementarray nach [M01], wobei die Basisoberfläche glatt ist.
[M03] <<Lichtemissionselement der achten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselementarray nach [M01] oder [M02], 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.
[M04] <<Lichtemissionselement der 8-A-ten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselementarray nach [M03], wobei ein zweiter Teil der Basisoberfläche, der das Peripheriegebiet belegt, eine abwärts konvexe Form mit Bezug auf die zweite Oberfläche der ersten Verbindungshalbleiterschicht aufweist.
[M05] Das Lichtemissionselementarray nach [M04], wobei ein zentraler Teil des ersten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert ist.
[M06] Das Lichtemissionselementarray nach [M04], wobei ein zentraler Teil des ersten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert ist.
[M07] <<Lichtemissionselement der 8-B-ten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselementarray nach [M03], 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.
[M08] Das Lichtemissionselementarray nach [M07], 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.
[M09] Das Lichtemissionselementarray nach [M07] oder [M08], 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.
[M10] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [M07] bis [M09], wobei der zentrale Teil des ersten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Quadratgitters positioniert ist.
[M11] Das Lichtemissionselementarray nach [M10], wobei der zentrale Teil des zweiten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) des Quadratgitters positioniert ist.
[M12] Das Lichtemissionselementarray nach einem von [M07] bis [M09], wobei der zentrale Teil des ersten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) eines Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert ist.
[M13] Das Lichtemissionselementarray nach [M12], wobei der zentrale Teil des zweiten Teils der Basisoberfläche an einem Eckpunkt (Schnittteil) des Regelmäßiges-Dreieck-Gitters positioniert ist.
[M14] <<Lichtemissionselement der 8-C-ten Konfiguration>>
Das Lichtemissionselementarray nach [M03], 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.
[M15] Das Lichtemissionselementarray nach [M14], 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.
[M16] Das Lichtemissionselementarray nach [M14] oder [M15], 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.
Bezugszeichenliste

10A, 10B, 10C, 10D, 10E, 10F, 10G, 10H, 10J, 10K: 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)
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
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: Erste Schicht
72: Zweite Schicht
73: Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht (Farbumwandlungsmaterialschicht)
74: Lichtabsorptionsmaterialschicht
81: Erste Opferschicht
82: Zweite Opferschicht
90: Basisoberfläche
91: Ausbuchtung
91A: 1-A-tes Gebiet der Ausbuchtung
91B: 1-B-tes Gebiet der Ausbuchtung
92: Zweites Gebiet
91': Erster Teil
92': Zweiter Teil
91c: Zentraler Teil des ersten Teils der Basisoberfläche
90bd: Grenze zwischen dem ersten Teil und zweiten Teil
93: Basismaterial
94: Unebener Teil zum Bilden der Basisoberfläche
95: Planarisierungsfilm
96, 97: Unterteilungswand
96', 97': Seitenoberfläche der Unterteilungswand
96a, 97a: Unterer Endteil der Unterteilungswand
96b, 97b: Oberer Endteil der Unterteilungswand

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2018/083877 A1 [0003, 0004]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements, das 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 und eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist, beinhaltet, und wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht, und eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bilden der zweiten Lichtreflexionsschicht auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht nach dem Bilden der gestapelten Struktur; Bilden einer ersten Opferschicht auf der Basisoberfläche, auf der die Ausbuchtung zu bilden ist; Bilden einer zweiten Opferschicht auf der gesamten Oberfläche und dann Durchführen einer Rückätzung von der Basisoberfläche nach innen durch Verwenden der zweiten Opferschicht und der ersten Opferschicht als Ätzmasken; und Bilden der ersten Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei beim Bilden der zweiten Opferschicht auf der gesamten Oberfläche eine Bildung der zweiten Opferschicht mehrmals durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselements, das 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 und eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist, beinhaltet, und wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht, und eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bilden der zweiten Lichtreflexionsschicht auf der zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht nach dem Bilden der gestapelten Struktur; Bilden einer ersten Schicht auf einem Teil der Basisoberfläche, auf der die Ausbuchtung zu bilden ist; Bilden einer zweiten Schicht, die die erste Schicht bedeckt, um die Ausbuchtung, die durch die erste Schicht und die zweite Schicht, die die erste Schicht bedeckt, gegeben ist, auf der Basisoberfläche zu bilden; und Bilden der ersten Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung.
Verfahren zum Herstellen eines Lichtemissionselement nach Anspruch 3, wobei beim Bilden der zweiten Schicht auf der gesamten Oberfläche eine Bildung der zweiten Schicht mehrmals durchgeführt wird.
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; und eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist, wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht, eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet, die erste Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung gebildet ist, und $2 \times 10^{- 6} m \leq D_{1} \leq 2,5 \times 10^{- 5} m,$
$1 \times 10^{- 8} m \leq H_{1} \leq 5 \times 10^{- 7} m,$
$1 \times 10^{- 4} m \leq R_{1},$
und Ra_Pj ≤ 1,0 nm gilt, wobei ein Durchmesser der Ausbuchtung D₁ ist, eine Höhe der Ausbuchtung H₁ ist, ein Krümmungsradius eines oberen Teils der Ausbuchtung R₁ ist und eine Oberflächenrauigkeit der Ausbuchtung Ra_Pj ist und eine Resonatorlänge des Lichtemissionselements L_OR ist.
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; und eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist, wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht, eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet, die erste Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung gebildet ist, und $2 \times 10^{- 3} m \leq D_{1},$
$1 \times 10^{- 3} m \leq R_{1},$
und Ra_Pj ≤ 1,0 nm gilt, wobei ein Durchmesser der Ausbuchtung D₁ ist, eine Höhe der Ausbuchtung H₁ ist, ein Krümmungsradius eines oberen Teils der Ausbuchtung R₁ ist und eine Oberflächenrauigkeit der Ausbuchtung Ra_Pj ist und eine Resonatorlänge des Lichtemissionselements L_OR ist.
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; und eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist, wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht, die Ausbuchtung durch eine erste Schicht und eine zweite Schicht, die die erste Schicht bedeckt, gegeben ist, eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet, und die erste Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung gebildet ist.
Lichtemissionselement nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei eine Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht in einem Gebiet des Lichtemissionselements bereitgestellt ist, in dem Licht emittiert wird.
Lichtemissionselement nach Anspruch 8, wobei Weißlicht über die Wellenlängenumwandlungsmaterialschicht emittiert wird.
Lichtemissionselementarray, das Folgendes umfasst: mehrere Lichtemissionselemente, wobei jedes Lichtemissionselement 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; und eine zweite Lichtreflexionsschicht, die auf einer zweiten Oberflächenseite der zweiten Verbindungshalbleiterschicht gebildet ist und eine flache Form aufweist, wobei eine Basisoberfläche, die auf einer ersten Oberflächenseite der ersten Verbindungshalbleiterschicht positioniert ist, eine Ausbuchtung aufweist, die in einer Richtung von der aktiven Schicht weg hervorsteht, eine Querschnittsform der Ausbuchtung, falls die Basisoberfläche entlang einer virtuellen Ebene einschließlich einer Stapelungsrichtung der gestapelten Struktur geschnitten wird, eine glatte Kurve beinhaltet, die erste Lichtreflexionsschicht auf wenigstens der Ausbuchtung gebildet ist, und $2 \times 10^{- 6} m \leq D_{1} \leq 2,5 \times 10^{- 5} m,$
$1 \times 10^{- 8} m \leq H_{1} \leq 5 \times 10^{- 7} m,$
$1 \times 10^{- 4} m \leq R_{1},$
und Ra_Pj ≤ 1,0 nm gilt, wobei ein Durchmesser der Ausbuchtung D₁ ist, eine Höhe der Ausbuchtung H₁ ist, ein Krümmungsradius eines oberen Teils der Ausbuchtung R₁ ist, eine Oberflächenrauigkeit der Ausbuchtung Ra_Pj ist und eine Resonatorlänge des Lichtemissionselements L_OR ist, und ein Bildungsrastermaß Po der Lichtemissionselemente 3 × 10^-5 m oder weniger ist.