JP2018133516A - Light-emitting device, projector, and method for manufacturing light-emitting device - Google Patents

Light-emitting device, projector, and method for manufacturing light-emitting device Download PDF

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JP2018133516A JP2017027762A JP2017027762A JP2018133516A JP 2018133516 A JP2018133516 A JP 2018133516A JP 2017027762 A JP2017027762 A JP 2017027762A JP 2017027762 A JP2017027762 A JP 2017027762A JP 2018133516 A JP2018133516 A JP 2018133516A
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貴史 野田
Takashi Noda
貴史 野田
克巳 岸野
Katsumi Kishino
克巳 岸野
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a light-emitting device which can suppress light from being leaked on a substrate side.SOLUTION: A light-emitting device comprises: a substrate; and a laminate provided on the substrate and having a plurality of pillar parts. The plurality of pillar parts each have: a first semiconductor layer; a second semiconductor layer different, in conductivity type, from the first semiconductor layer; and an active layer provided between the first and second semiconductor layers. In the light-emitting device, a first layer and a second layer higher than the first layer in refraction index are provided between the pillar parts adjacent to each other. The first layer is provided between the substrate and the second layer. The distance between the substrate and a boundary of the first and second layers is smaller than the distance between the active layer and the substrate.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、発光装置、プロジェクター、および発光装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a light emitting device, a projector, and a method for manufacturing the light emitting device.

半導体レーザーは、高輝度の次世代光源として期待されている。中でも、ナノ構造体(ナノコラム)を適用した半導体レーザーは、ナノ構造体によるフォトニック結晶の効果によって、狭放射角で高出力の発光が実現できると期待されている。このような半導体レーザーは、例えば、プロジェクターの光源として適用される。   Semiconductor lasers are expected as next-generation light sources with high brightness. In particular, semiconductor lasers using nanostructures (nanocolumns) are expected to be able to achieve high-power light emission with a narrow emission angle due to the effect of the photonic crystals of the nanostructures. Such a semiconductor laser is applied as a light source of a projector, for example.

例えば特許文献1には、n型層(n型半導体層)、n型層上に設けられた活性層、および活性層上に設けられたp型層(p型半導体層)を有するGaNナノコラムと、GaNナノコラムの周囲に設けられたSiO膜と、を含む化合物半導体素子が記載されている。 For example, Patent Document 1 discloses an GaN nanocolumn having an n-type layer (n-type semiconductor layer), an active layer provided on the n-type layer, and a p-type layer (p-type semiconductor layer) provided on the active layer. And a compound semiconductor device including a SiO 2 film provided around a GaN nanocolumn.

特開2008−166567号公報JP 2008-166567 A

しかしながら、上記のようなGaNナノコラムでは、n型半導体層の側方および活性層の側方には、ともにSiO膜が設けられており、n型半導体層とSiO膜との平均屈折率(n型半導体層と活性層との積層方向と直交する方向における平均屈折率)を、活性層とSiO膜との平均屈折率よりも十分に小さくすることができない場合がある。そのため、上記のようなGaNナノコラムを含む発光装置では、活性層で発生した光が基体側に漏れてしまう場合がある。 However, in the GaN nanocolumn as described above, the SiO 2 film is provided on both sides of the n-type semiconductor layer and the active layer, and the average refractive index of the n-type semiconductor layer and the SiO 2 film ( In some cases, the average refractive index in the direction orthogonal to the stacking direction of the n-type semiconductor layer and the active layer cannot be made sufficiently smaller than the average refractive index of the active layer and the SiO 2 film. Therefore, in the light emitting device including the GaN nanocolumn as described above, light generated in the active layer may leak to the substrate side.

本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、光が基体側に漏れることを抑制することができる発光装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、上記発光装置を含むプロジェクターを提供することにある。本発明のいくつかの態様に係る目的の1つは、光が基体側に漏れることを抑制することができる発光装置の製造方法を提供することにある。   One of the objects according to some aspects of the present invention is to provide a light emitting device capable of suppressing light from leaking to the substrate side. Another object of some embodiments of the present invention is to provide a projector including the light-emitting device. One of the objects according to some embodiments of the present invention is to provide a method for manufacturing a light-emitting device capable of suppressing light from leaking to the substrate side.

本発明に係る発光装置は、
基体と、
前記基体に設けられ、複数の柱状部を有する積層体と、
を含み、
前記柱状部は、
第1半導体層と、
前記第1半導体層と導電型の異なる第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた活性層と、
を有し、
隣り合う前記柱状部の間に、第1層と、前記第1層の屈折率よりも高い屈折率を有する第2層と、が設けられ、
前記第1層は、前記基体と前記第2層との間に設けられ、
前記第1層と前記第2層との境界と、前記基体と、の間の距離は、前記活性層と前記基体との間の距離よりも小さい。
The light emitting device according to the present invention is
A substrate;
A laminated body provided on the substrate and having a plurality of columnar parts;
Including
The columnar part is
A first semiconductor layer;
A second semiconductor layer having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer;
An active layer provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
Have
A first layer and a second layer having a refractive index higher than the refractive index of the first layer are provided between the adjacent columnar portions,
The first layer is provided between the base and the second layer,
The distance between the boundary between the first layer and the second layer and the substrate is smaller than the distance between the active layer and the substrate.

このような発光装置では、例えば、前記第1層と前記第2層との境界と、前記基体と、の間の距離が、前記活性層と前記基体との間の距離よりも大きい場合や、第2層の屈折率が第1層の屈折率よりも低いまたは等しい場合に比べて、第1層と第1半導体層との平均屈折率を、第2層と活性層との平均屈折率よりも小さくすることができる。したがって、このような発光装置では、活性層に発生した光が、基体側に漏れることを抑制することができる。   In such a light emitting device, for example, when the distance between the boundary between the first layer and the second layer and the substrate is larger than the distance between the active layer and the substrate, Compared to the case where the refractive index of the second layer is lower than or equal to the refractive index of the first layer, the average refractive index of the first layer and the first semiconductor layer is larger than the average refractive index of the second layer and the active layer. Can also be reduced. Therefore, in such a light-emitting device, light generated in the active layer can be prevented from leaking to the substrate side.

本発明に係る発光装置において、
前記第1層には、空隙が設けられていてもよい。
In the light emitting device according to the present invention,
A void may be provided in the first layer.

このような発光装置では、空隙と第1半導体層との平均屈折率を、第2層と活性層との平均屈折率よりも小さくすることができる。したがって、このような発光装置では、活性層に発生した光が、基体側に漏れることを、より確実に抑制することができる。   In such a light emitting device, the average refractive index of the air gap and the first semiconductor layer can be made smaller than the average refractive index of the second layer and the active layer. Therefore, in such a light emitting device, it is possible to more reliably suppress light generated in the active layer from leaking to the substrate side.

本発明に係る発光装置において、
前記柱状部は、
前記第1半導体層を有する第1柱状部と、
前記第1半導体層、前記活性層、および前記第2半導体層を有する第2柱状部と、
を有し、
前記第1柱状部は、前記基体と前記第2柱状部との間に設けられていてもよい。
In the light emitting device according to the present invention,
The columnar part is
A first columnar section having the first semiconductor layer;
A second columnar section having the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer;
Have
The first columnar part may be provided between the base body and the second columnar part.

このような発光装置では、例えば第2柱状部が第1半導体層を有していない場合に比べて、活性層の結晶の品質を向上させることができる。   In such a light emitting device, for example, the crystal quality of the active layer can be improved as compared with the case where the second columnar portion does not have the first semiconductor layer.

本発明に係る発光装置において、
前記第1層は、酸化シリコン層であり、
前記第2層は、酸化チタン層であってもよい。
In the light emitting device according to the present invention,
The first layer is a silicon oxide layer;
The second layer may be a titanium oxide layer.

このような発光装置では、第2層の屈折率を、第1層の屈折率よりも高くすることができる。   In such a light emitting device, the refractive index of the second layer can be made higher than the refractive index of the first layer.

本発明に係る発光装置において、
隣り合う前記第2半導体層の間に、表面プラズモン共鳴を発生させるプラズモン発生層を含み、
前記第1層と前記プラズモン発生層との間に、前記第2層が設けられていてもよい。
In the light emitting device according to the present invention,
A plasmon generating layer that generates surface plasmon resonance between the adjacent second semiconductor layers;
The second layer may be provided between the first layer and the plasmon generating layer.

このような発光装置では、光を増強させることができる。   In such a light emitting device, light can be enhanced.

本発明に係る発光装置において、
隣り合う前記第1半導体層の間に、表面プラズモン共鳴を発生させるプラズモン発生層を含み、
前記基体と前記第1層との間に、前記プラズモン発生層が設けられていてもよい。
In the light emitting device according to the present invention,
A plasmon generating layer that generates surface plasmon resonance between the adjacent first semiconductor layers;
The plasmon generating layer may be provided between the base and the first layer.

このような発光装置では、光を増強させることができる。   In such a light emitting device, light can be enhanced.

本発明に係るプロジェクターは、
本発明に係る発光装置を含む。
The projector according to the present invention is
A light emitting device according to the present invention is included.

このようなプロジェクターでは、本発明に係る発光装置を含むことができる。   Such a projector can include the light emitting device according to the present invention.

本発明に係る発光装置の製造方法は、
基体に、第1半導体層、前記第1半導体層と導電型の異なる第2半導体層、および前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた活性層を備えた複数の柱状部を有する積層体を形成する工程と、
隣り合う前記柱状部の間に、第1層を形成する工程と、
前記第1層を形成する工程の後に、隣り合う前記柱状部の間に、前記第1層の屈折率よりも高い屈折率を有する第2層を形成する工程と、
を含み、
前記第1層を形成する工程では、
前記第1層と前記第2層との境界と、前記基体と、の間の距離が、前記活性層と前記基体との間の距離よりも小さくなるように前記第1層を形成する。
A method for manufacturing a light emitting device according to the present invention includes:
A plurality of columnar shapes including a first semiconductor layer, a second semiconductor layer having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer, and an active layer provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer on a base body Forming a laminate having a portion;
Forming a first layer between adjacent columnar parts;
After the step of forming the first layer, a step of forming a second layer having a refractive index higher than the refractive index of the first layer between the adjacent columnar portions;
Including
In the step of forming the first layer,
The first layer is formed such that a distance between the boundary between the first layer and the second layer and the base is smaller than a distance between the active layer and the base.

このような発光装置の製造方法では、光が基体側に漏れることを抑制することができる発光装置を製造することができる。   In such a method for manufacturing a light emitting device, it is possible to manufacture a light emitting device capable of suppressing light from leaking to the substrate side.

本発明に係る発光装置の製造方法は、
基体に、第1半導体層を備えた複数の第1柱状部を有する積層体を形成する工程と、
隣り合う前記第1柱状部の間に、第1層を形成する工程と、
前記第1層を形成する工程の後に、前記第1柱状部の端部に、前記第1半導体層と導電型の異なる第2半導体層、および前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた活性層を備えた第2柱状部を形成する工程と、
隣り合う前記第2柱状部の間に、前記第1層の屈折率よりも高い屈折率を有する第2層を形成する工程と、
を含み、
前記第1層を形成する工程では、
前記第1層と前記第2層との境界と、前記基体と、の間の距離が、前記活性層と前記基体との間の距離よりも小さくなるように前記第1層を形成する。
A method for manufacturing a light emitting device according to the present invention includes:
Forming a laminated body having a plurality of first columnar portions including a first semiconductor layer on a substrate;
Forming a first layer between the adjacent first columnar parts;
After the step of forming the first layer, an end portion of the first columnar portion includes a second semiconductor layer having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer, and the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. Forming a second columnar portion having an active layer provided therebetween;
Forming a second layer having a refractive index higher than the refractive index of the first layer between the adjacent second columnar parts;
Including
In the step of forming the first layer,
The first layer is formed such that a distance between the boundary between the first layer and the second layer and the base is smaller than a distance between the active layer and the base.

このような発光装置の製造方法では、第1層を形成する際の第1柱状部のアスペクト比を、小さくすることができる。これにより、このような発光装置の製造方法では、隣り合う柱状部の間に空隙が生じないように、第1層を形成することができる。   In such a method for manufacturing a light emitting device, the aspect ratio of the first columnar portion when forming the first layer can be reduced. Thus, in such a method for manufacturing a light emitting device, the first layer can be formed so that no gap is generated between adjacent columnar portions.

本発明に係る発光装置の製造方法において、
前記第2層を形成する工程は、
前記第1層を形成する工程の後であって、前記第2柱状部を形成する工程の前に、隣り合う前記第1柱状部の間に、前記第2層の第1部分を形成する工程と、
隣り合う前記第2柱状部の間に、前記第2層の第2部分を形成する工程と、
を有してもよい。
In the method for manufacturing a light emitting device according to the present invention,
The step of forming the second layer includes
The step of forming the first portion of the second layer between the adjacent first columnar portions after the step of forming the first layer and before the step of forming the second columnar portion. When,
Forming a second portion of the second layer between the adjacent second columnar portions;
You may have.

このような発光装置の製造方法では、第2層の第1部分をマスクとして、第2柱状部を形成することができる。   In such a method for manufacturing a light emitting device, the second columnar portion can be formed using the first portion of the second layer as a mask.

本発明に係る発光装置の製造方法は、
前記第1層は、酸化シリコン層であり、
前記第2層は、酸化チタン層であってもよい。
A method for manufacturing a light emitting device according to the present invention includes:
The first layer is a silicon oxide layer;
The second layer may be a titanium oxide layer.

このような発光装置の製造方法では、第2層の屈折率を第1層の屈折率よりも高くしつつ、第2柱状部を形成する際のマスクとして適した酸化チタン層をマスクとすることができる。   In such a method for manufacturing a light emitting device, the refractive index of the second layer is set higher than that of the first layer, and a titanium oxide layer suitable as a mask for forming the second columnar portion is used as a mask. Can do.

本発明に係る発光装置の製造方法は、
前記第1部分を形成する工程では、
前記第1柱状部の端部を覆うように前記第1部分を成膜した後、前記第1部分の一部をエッチングして隣り合う前記第1柱状部の間に前記第1部分を形成し、前記第1柱状部の端部を露出させてもよい。
A method for manufacturing a light emitting device according to the present invention includes:
In the step of forming the first portion,
After forming the first portion so as to cover the end portion of the first columnar portion, the first portion is formed between the adjacent first columnar portions by etching a part of the first portion. The end portion of the first columnar portion may be exposed.

このような発光装置の製造方法では、第1柱状部の端部が第1部分によって覆われても、第1柱状部の端部を露出させることができるので、第1柱状部の端部に第2柱状部を形成することができる。   In such a light emitting device manufacturing method, even if the end of the first columnar part is covered by the first part, the end of the first columnar part can be exposed, so that the end of the first columnar part is exposed to the end of the first columnar part. A second columnar part can be formed.

第1実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the light-emitting device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る発光装置の製造工程を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the manufacturing process of the light-emitting device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the light-emitting device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the light-emitting device which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the light-emitting device which concerns on the modification of 1st Embodiment. 第2実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the light-emitting device which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る発光装置の製造工程を説明するためのフローチャート。The flowchart for demonstrating the manufacturing process of the light-emitting device which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the light-emitting device which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the light-emitting device which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the light-emitting device which concerns on 2nd Embodiment. 第3実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the light-emitting device which concerns on 3rd Embodiment. 第3実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す断面図。Sectional drawing which shows typically the light-emitting device which concerns on the modification of 3rd Embodiment. 第4実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a projector according to a fourth embodiment.

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The embodiments described below do not unduly limit the contents of the present invention described in the claims. In addition, not all of the configurations described below are essential constituent requirements of the present invention.

1. 第1実施形態
1.1. 発光装置
まず、第1実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図1は、第1実施形態に係る発光装置100を模式的に示す断面図である。
1. 1. First embodiment 1.1. First, the light emitting device according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device 100 according to the first embodiment.

発光装置100は、図1に示すように、基体10と、積層体20と、第1層40と、第2層42と、第1電極50と、第2電極52と、を含む。   As illustrated in FIG. 1, the light emitting device 100 includes a base body 10, a stacked body 20, a first layer 40, a second layer 42, a first electrode 50, and a second electrode 52.

基体10は、例えば、板状の形状を有している。基体10は、例えば、Si基板、サファイア基板などである。   The base 10 has, for example, a plate shape. The base 10 is, for example, a Si substrate or a sapphire substrate.

積層体20は、基体10に(基体10上に)設けられている。積層体20は、バッファー層22と、柱状部30と、を有している。   The stacked body 20 is provided on the base 10 (on the base 10). The stacked body 20 includes a buffer layer 22 and a columnar portion 30.

バッファー層22は、基体10上に設けられている。バッファー層22は、例えば、第1導電型(例えばn型)のGaN層(具体的にはSiがドープされたGaN層)である。
図示の例では、バッファー層22上には、柱状部30を形成するためのマスク層60が設けられている。
The buffer layer 22 is provided on the substrate 10. The buffer layer 22 is, for example, a first conductivity type (for example, n-type) GaN layer (specifically, a GaN layer doped with Si).
In the illustrated example, a mask layer 60 for forming the columnar portion 30 is provided on the buffer layer 22.

柱状部30は、バッファー層22上に設けられている。柱状部30は、複数設けられている。柱状部30の断面形状(積層体20の積層方向と直交する方向における断面形状)は、例えば、円、多角形(例えば六角形)などである。柱状部30の径(多角形の場合は内接円の径)は、例えば、nmオーダーであり、具体的には10nm以上500nm以下である。柱状部30は、例えば、ナノコラム、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノピラーとも呼ばれる。柱状部30の積層体20の積層方向(以下、単に「積層方向」ともいう)の大きさは、例えば、0.1μm以上5μm以下である。複数の柱状部30は、互いに離間している。隣り合う柱状部30の間隔は、例えば、1nm以上500nm以下である。   The columnar part 30 is provided on the buffer layer 22. A plurality of columnar portions 30 are provided. The cross-sectional shape of the columnar part 30 (cross-sectional shape in a direction orthogonal to the stacking direction of the stacked body 20) is, for example, a circle, a polygon (for example, a hexagon), or the like. The diameter of the columnar part 30 (inscribed circle diameter in the case of a polygon) is, for example, on the order of nm, and specifically 10 nm or more and 500 nm or less. The columnar part 30 is also called, for example, a nanocolumn, nanowire, nanorod, or nanopillar. The size of the stacked body 20 of the columnar portion 30 in the stacking direction (hereinafter also simply referred to as “stacking direction”) is, for example, 0.1 μm or more and 5 μm or less. The plurality of columnar portions 30 are separated from each other. The interval between adjacent columnar portions 30 is, for example, not less than 1 nm and not more than 500 nm.

なお、本発明において、「上」とは、積層方向において、積層体20からみて基体10から遠ざかる方向のことであり、「下」とは、積層方向において、積層体20からみて基体10に近づく方向のことである。   In the present invention, “upper” means a direction away from the substrate 10 when viewed from the stacked body 20 in the stacking direction, and “lower” means closer to the substrate 10 when viewed from the stacked body 20 in the stacking direction. It is a direction.

複数の柱状部30は、平面視において(積層方向からみて)、所定の方向に所定のピッチで配列されている。このような周期構造においては、ピッチと各部位の径および各部位の屈折率により決定されるフォトニックバンド端波長λにおいて光閉じ込め効果を得ることができる。発光装置100では、柱状部30の活性層35において生じる光は、波長λを含むため、フォトニック結晶の効果を発現することができる。なお、平均屈折率は、積層方向のある位置において、誘電率εの柱状部30が充填率φで配置されているとすると、隣り合う柱状部30の間の層の誘電率をεとして、(ε×φ+ε(1−φ))の平方根として求めることができる。誘電率εは、柱状部30の第1半導体層32、活性層34、または第2半導体層36の誘電率である。誘電率εは、第1層40または第2層42の誘電率である。 The plurality of columnar portions 30 are arranged at a predetermined pitch in a predetermined direction in a plan view (as viewed from the stacking direction). In such a periodic structure, a light confinement effect can be obtained at the photonic band edge wavelength λ determined by the pitch, the diameter of each part, and the refractive index of each part. In the light emitting device 100, the light generated in the active layer 35 of the columnar portion 30 includes the wavelength λ, and thus can exhibit the effect of a photonic crystal. The average refractive index, at a certain position the stacking direction, when the columnar portion 30 of the dielectric constant epsilon 1 is arranged in a filling factor phi, as the dielectric constant of the layer between the columnar portion 30 adjacent epsilon 2 , (Ε 1 × φ + ε 2 (1−φ)). The dielectric constant ε 1 is a dielectric constant of the first semiconductor layer 32, the active layer 34, or the second semiconductor layer 36 of the columnar part 30. The dielectric constant ε 2 is the dielectric constant of the first layer 40 or the second layer 42.

柱状部30は、第1半導体層32と、活性層34と、第2半導体層36と、を有している。   The columnar part 30 includes a first semiconductor layer 32, an active layer 34, and a second semiconductor layer 36.

第1半導体層32は、バッファー層22上に設けられている。第1半導体層32は、バッファー層22は、例えば、第1導電型(例えばn型)のGaN層(具体的にはSiがドープされたGaN層)である。図示の例では、第1半導体層32の積層方向の大きさは、第2半導体層36の積層方向の大きさよりも大きい。   The first semiconductor layer 32 is provided on the buffer layer 22. The first semiconductor layer 32 and the buffer layer 22 are, for example, a first conductivity type (eg, n-type) GaN layer (specifically, a GaN layer doped with Si). In the illustrated example, the size of the first semiconductor layer 32 in the stacking direction is larger than the size of the second semiconductor layer 36 in the stacking direction.

活性層34は、第1半導体層32上に設けられている。活性層34は、第1半導体層32と第2半導体層36との間に設けられている。活性層34は、電流が注入されることで光を発することが可能な層である。活性層34は、例えば、GaN層とInGaN層とから構成された量子井戸構造を有している。活性層34を構成するGaN層およびInGaN層の数は、特に限定されない。   The active layer 34 is provided on the first semiconductor layer 32. The active layer 34 is provided between the first semiconductor layer 32 and the second semiconductor layer 36. The active layer 34 is a layer that can emit light when current is injected. The active layer 34 has, for example, a quantum well structure composed of a GaN layer and an InGaN layer. The number of GaN layers and InGaN layers constituting the active layer 34 is not particularly limited.

第2半導体層36は、活性層34上に設けられている。第2半導体層36は、第1半導体層32と導電型の異なる層である。第2半導体層36は、例えば、第2導電型(例えばp型)のGaN層(具体的にはMgがドープされたGaN層)である。半導体層32,36は、活性層34に光を閉じ込める(活性層34から光が漏れることを抑制する)機能を有するクラッド層である。   The second semiconductor layer 36 is provided on the active layer 34. The second semiconductor layer 36 is a layer having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer 32. The second semiconductor layer 36 is, for example, a second conductivity type (for example, p-type) GaN layer (specifically, a GaN layer doped with Mg). The semiconductor layers 32 and 36 are cladding layers having a function of confining light in the active layer 34 (suppressing light leakage from the active layer 34).

発光装置100では、p型の第2半導体層36、不純物がドーピングされていない活性層34、およびn型の第1半導体層32により、pinダイオードが構成される。第1半導体層32および第2半導体層36の各々は、活性層34よりもバンドギャップが大きい層である。発光装置100では、第1電極50と第2電極52との間に、pinダイオードの順バイアス電圧を印加すると(電流を注入すると)、活性層34において電子と正孔
との再結合が起こる。この再結合により発光が生じる。活性層34において発生した光は、半導体層32,36により積層方向と直交する方向に伝搬し、柱状部30によるフォトニック結晶の効果により、積層方向と直交する方向に定在波を形成し、活性層34において利得を受けてレーザー発振する。そして、発光装置100は、+1次回折光および−1次回折光をレーザー光として、積層方向に(第2電極52側および基体10側に)出射する。
In the light emitting device 100, the p-type second semiconductor layer 36, the active layer 34 not doped with impurities, and the n-type first semiconductor layer 32 constitute a pin diode. Each of the first semiconductor layer 32 and the second semiconductor layer 36 is a layer having a band gap larger than that of the active layer 34. In the light emitting device 100, when a forward bias voltage of a pin diode is applied between the first electrode 50 and the second electrode 52 (current is injected), recombination of electrons and holes occurs in the active layer 34. This recombination causes light emission. The light generated in the active layer 34 propagates in the direction orthogonal to the stacking direction by the semiconductor layers 32 and 36, and forms a standing wave in the direction orthogonal to the stacking direction by the effect of the photonic crystal by the columnar portion 30; The active layer 34 receives a gain and oscillates. The light emitting device 100 emits the + 1st order diffracted light and the −1st order diffracted light as laser light in the stacking direction (to the second electrode 52 side and the substrate 10 side).

なお、図示はしないが、基体10とバッファー層22との間もしくは基体10の下に反射層が設けられていてもよい。該反射層は、例えば、DBR(Distributed Bragg Reflector)層である。該反射層によって、活性層34において発生した光を反射させることができ、発光装置100は、第2電極52側からのみ光を出射することができる。   Although not shown, a reflective layer may be provided between the base 10 and the buffer layer 22 or below the base 10. The reflective layer is, for example, a DBR (Distributed Bragg Reflector) layer. The light generated in the active layer 34 can be reflected by the reflective layer, and the light emitting device 100 can emit light only from the second electrode 52 side.

第1層40は、マスク層60上に設けられている。もしくは、第1層40を形成する前にマスク層60は除去されており、第1層40は、バッファー層22上に設けられていてもよい。第1層40は、基体10と第2層42との間に設けられている。第1層40は、隣り合う柱状部30の間に設けられている。第1層40は、例えば、酸化シリコン層(例えばSiO層)、酸化窒化シリコン層(例えばSiON層)、酸化アルミニウム層(例えばAl層)、酸化ハフニウム層(例えばHfO層)などである。例えば、SiOの屈折率は1.46であり、Alの屈折率は1.77であり、HfOの屈折率は1.94である。第1層40は、例えば、隣り合う柱状部30の間に埋め込まれている第1埋め込み層である。 The first layer 40 is provided on the mask layer 60. Alternatively, the mask layer 60 may be removed before the first layer 40 is formed, and the first layer 40 may be provided on the buffer layer 22. The first layer 40 is provided between the base 10 and the second layer 42. The first layer 40 is provided between adjacent columnar portions 30. The first layer 40 is, for example, a silicon oxide layer (for example, SiO 2 layer), a silicon oxynitride layer (for example, SiON layer), an aluminum oxide layer (for example, Al 2 O 3 layer), a hafnium oxide layer (for example, HfO 2 layer), or the like. It is. For example, the refractive index of SiO 2 is 1.46, the refractive index of Al 2 O 3 is 1.77, and the refractive index of HfO 2 is 1.94. The first layer 40 is, for example, a first embedded layer embedded between adjacent columnar portions 30.

第2層42は、第1層40上に設けられている。第2層42は、隣り合う柱状部30の間に設けられている。第2層42は、第1層40の屈折率よりも高い屈折率を有している。第2層42は、例えば、酸化チタン層(例えばTiO層)、酸化ジルコニウム層(例えばZrO層)、窒化シリコン層(例えばSiN層)などである。例えば、TiO(アモルファス)の屈折率は2.5であり、TiO(ルチル)の屈折率は2.985であり、ZrOの屈折率は2.2であり、SiNの屈折率は2.036である。例えば、第1層40は、酸化シリコン層であり、第2層42は、酸化チタン層である。第2層42は、例えば、隣り合う柱状部30の間に埋め込まれている第2埋め込み層である。 The second layer 42 is provided on the first layer 40. The second layer 42 is provided between the adjacent columnar portions 30. The second layer 42 has a refractive index higher than that of the first layer 40. The second layer 42 is, for example, a titanium oxide layer (for example, TiO 2 layer), a zirconium oxide layer (for example, ZrO 2 layer), a silicon nitride layer (for example, SiN layer), or the like. For example, the refractive index of TiO 2 (amorphous) is 2.5, the refractive index of TiO 2 (rutile) is 2.985, the refractive index of ZrO 2 is 2.2, and the refractive index of SiN is 2 0.036. For example, the first layer 40 is a silicon oxide layer, and the second layer 42 is a titanium oxide layer. The second layer 42 is, for example, a second embedded layer embedded between adjacent columnar portions 30.

第2層42は、平面視において、活性層34の周囲に設けられている。図示の例では、活性層34および第2半導体層36は、第2層42と接している。第1半導体層32は、第1層40と接している部分と、第2層42と接している部分と、を有している。   The second layer 42 is provided around the active layer 34 in plan view. In the illustrated example, the active layer 34 and the second semiconductor layer 36 are in contact with the second layer 42. The first semiconductor layer 32 has a portion in contact with the first layer 40 and a portion in contact with the second layer 42.

第1層40と第2層42との境界と、基体10と、の間の距離D1は、活性層34と基体10との間の距離D2よりも小さい。距離D1は、第2層42と基体10との間の距離である。隣り合う柱状部30の間は、例えば、第1層40および第2層42によって、充填されている。図示の例では、第2層42の上面と第2半導体層36の上面とは、面一である。図示はしないが、第2層42の上面は、第2半導体層36の上面よりも下方に位置して(第2半導体層36の上面よりも凹んで)いてもよい。   A distance D1 between the boundary between the first layer 40 and the second layer 42 and the substrate 10 is smaller than a distance D2 between the active layer 34 and the substrate 10. The distance D1 is a distance between the second layer 42 and the substrate 10. The space between adjacent columnar portions 30 is filled with, for example, the first layer 40 and the second layer 42. In the illustrated example, the upper surface of the second layer 42 and the upper surface of the second semiconductor layer 36 are flush with each other. Although not shown, the upper surface of the second layer 42 may be positioned lower than the upper surface of the second semiconductor layer 36 (depressed from the upper surface of the second semiconductor layer 36).

なお、本実施形態において、第1層40と第2層42との境界と、基体10と、の間の距離D1は、第1層40と第2層42との境界と、基体10と、の間の積層方向における最小の距離のことであり、活性層34と基体10との間の距離D2は、活性層34と基体10との間の積層方向における最小の距離のことである。   In the present embodiment, the distance D1 between the boundary between the first layer 40 and the second layer 42 and the base 10 is equal to the boundary between the first layer 40 and the second layer 42, the base 10, The distance D2 between the active layer 34 and the substrate 10 is the minimum distance in the stacking direction between the active layer 34 and the substrate 10.

第1電極50は、基体10の下に設けられている。基体10は、第1電極50とオーミックコンタクトしていてもよい。第1電極50は、第1半導体層32と電気的に接続され
ている。図示の例では、第1電極50は、基体10およびバッファー層22を介して、第1半導体層32と電気的に接続されている。第1電極50は、活性層34に電流を注入するための一方の電極である。第1電極50としては、例えば、基体10側から、Ti層、Al層、Au層の順序で積層したものや、ITO(Indium Tin Oxide)等の透明電極などを用いる。
The first electrode 50 is provided under the base 10. The substrate 10 may be in ohmic contact with the first electrode 50. The first electrode 50 is electrically connected to the first semiconductor layer 32. In the illustrated example, the first electrode 50 is electrically connected to the first semiconductor layer 32 via the base 10 and the buffer layer 22. The first electrode 50 is one electrode for injecting a current into the active layer 34. As the first electrode 50, for example, a Ti layer, an Al layer, and an Au layer stacked in this order from the base 10 side, a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide), or the like is used.

なお、基体10が絶縁性の場合には、図示はしないが、第1電極50は、バッファー層22上に(バッファー層22の柱状部30が設けられていない領域に)設けられていてもよい。   In the case where the substrate 10 is insulative, the first electrode 50 may be provided on the buffer layer 22 (in a region where the columnar portion 30 of the buffer layer 22 is not provided) although not shown. .

第2電極52は、第2半導体層36上および第2層42上に設けられている。第2電極52は、第2半導体層36と電気的に接続されている。第2電極52は、活性層34に電流を注入するための他方の電極である。第2電極52としては、例えば、ITOなどの透明電極を用いる。これにより、活性層34において発光した光は、第2電極52を透過して出射されることができる。   The second electrode 52 is provided on the second semiconductor layer 36 and the second layer 42. The second electrode 52 is electrically connected to the second semiconductor layer 36. The second electrode 52 is the other electrode for injecting current into the active layer 34. As the second electrode 52, for example, a transparent electrode such as ITO is used. Thereby, the light emitted from the active layer 34 can be transmitted through the second electrode 52 and emitted.

なお、図示はしないが、第2電極52と第2半導体層36との間、および第2電極52と第2層42との間には、コンタクト層が設けられていてもよい。コンタクト層は、第2電極52とオーミックコンタクトしていてもよい。コンタクト層は、p型のGaN層であってもよい。   Although not shown, a contact layer may be provided between the second electrode 52 and the second semiconductor layer 36 and between the second electrode 52 and the second layer 42. The contact layer may be in ohmic contact with the second electrode 52. The contact layer may be a p-type GaN layer.

発光装置100は、例えば、以下の特徴を有する。   For example, the light emitting device 100 has the following characteristics.

発光装置100では、隣り合う柱状部30の間に、第1層40と、第1層40の屈折率よりも高い屈折率を有する第2層42と、が設けられ、第1層40は、基体10と第2層42との間に設けられ、第1層40と第2層42との境界と、基体10と、の間の距離D1は、活性層34と基体10との間の距離D2よりも小さい。そのため、発光装置100では、例えば、距離D1が距離D2よりも大きい場合や、第2層42の屈折率が第1層40の屈折率よりも低いまたは等しい場合に比べて、第1層40と第1半導体層32との平均屈折率を、第2層42と活性層34との平均屈折率よりも、十分に小さくすることができる。したがって、発光装置100では、活性層34に発生した光が、積層方向と直交する方向に伝搬する際に、基体10側に漏れることを抑制することができる。例えば、一般的に、基体の屈折率は、柱状部を含む平均屈折率(積層方向と直交する方向における平均屈折率)よりも高く、光が基体側に漏れ易い場合があるが、発光装置100では、光が基体10側に漏れることを抑制することができる。   In the light emitting device 100, the first layer 40 and the second layer 42 having a refractive index higher than the refractive index of the first layer 40 are provided between the adjacent columnar portions 30. The distance D1 provided between the base 10 and the second layer 42 and between the boundary between the first layer 40 and the second layer 42 and the base 10 is the distance between the active layer 34 and the base 10. It is smaller than D2. Therefore, in the light emitting device 100, for example, compared with the case where the distance D1 is larger than the distance D2, or when the refractive index of the second layer 42 is lower than or equal to the refractive index of the first layer 40, The average refractive index of the first semiconductor layer 32 can be made sufficiently smaller than the average refractive index of the second layer 42 and the active layer 34. Therefore, in the light emitting device 100, it is possible to suppress light generated in the active layer 34 from leaking to the base 10 side when propagating in a direction orthogonal to the stacking direction. For example, the refractive index of the substrate is generally higher than the average refractive index including columnar portions (average refractive index in the direction orthogonal to the stacking direction), and light may easily leak to the substrate side. Then, it can suppress that light leaks to the base | substrate 10 side.

さらに、発光装置100では、例えば、基体10とバッファー層22との格子定数が異なることに起因する格子歪に伴う転位を、活性層34に到達しないようにするために、第1半導体層32の積層方向の大きさを、第2半導体層36の積層方向の大きさよりも大きくしている。そのため、例えば、活性層34が柱状部30の中心よりも上方に位置することに起因して、仮に、積層方向における光強度のピーク(活性層34に発生した光が、積層方向と直交する方向に伝搬する際の光強度のピーク)が活性層34の位置からずれたとしても、発光装置100では、第1層40と柱状部30との平均屈折率を、第2層42と柱状部30との平均屈折率よりも小さくすることができため、積層方向における光強度のピークを活性層34の位置に合わせることができる。   Furthermore, in the light emitting device 100, for example, in order to prevent dislocations accompanying lattice distortion caused by the difference in lattice constant between the substrate 10 and the buffer layer 22 from reaching the active layer 34, The size in the stacking direction is made larger than the size in the stacking direction of the second semiconductor layer 36. Therefore, for example, due to the fact that the active layer 34 is positioned above the center of the columnar portion 30, it is assumed that the light intensity peak in the stacking direction (the direction in which the light generated in the active layer 34 is orthogonal to the stacking direction). In the light emitting device 100, the average refractive index between the first layer 40 and the columnar part 30 is set to be equal to the second layer 42 and the columnar part 30. Therefore, the peak of the light intensity in the stacking direction can be matched with the position of the active layer 34.

発光装置100では、第1層40は、酸化シリコン層であり、第2層42は、酸化チタン層である。そのため、発光装置100では、第2層42の屈折率を、第1層40の屈折率よりも高くすることができる。   In the light emitting device 100, the first layer 40 is a silicon oxide layer, and the second layer 42 is a titanium oxide layer. Therefore, in the light emitting device 100, the refractive index of the second layer 42 can be made higher than the refractive index of the first layer 40.

1.2. 発光装置の製造方法
次に、第1実施形態に係る発光装置100の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図2は、第1実施形態に係る発光装置100の製造方法を説明するためのフローチャートである。図3および図4は、第1実施形態に係る発光装置100の製造工程を模式的に示す断面図である。
1.2. Method for Manufacturing Light-Emitting Device Next, a method for manufacturing the light-emitting device 100 according to the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a flowchart for explaining a method of manufacturing the light emitting device 100 according to the first embodiment. 3 and 4 are cross-sectional views schematically showing the manufacturing process of the light emitting device 100 according to the first embodiment.

図3に示すように、基体10上に、積層体20を形成する(ステップS11)。具体的には、まず、基体10上に、バッファー層22をエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、MBE(Molecular Beam Epitaxy)法などが挙げられる。   As shown in FIG. 3, the laminated body 20 is formed on the base | substrate 10 (step S11). Specifically, first, the buffer layer 22 is epitaxially grown on the substrate 10. Examples of the epitaxial growth method include a MOCVD (Metal Organic Chemical Deposition) method and an MBE (Molecular Beam Epitaxy) method.

次に、バッファー層22上にマスク層60を形成する。マスク層60は、例えば、酸化シリコン層、酸化窒化シリコン層、酸化アルミニウム層、酸化ハフニウム層、チタン、酸化チタン層、酸化ジルコニウム層、窒化シリコン層や、これらの積層膜などである。マスク層60は、MOCVD法やMBE法などによる成膜、ならびにフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によるパターニングによって形成される。   Next, a mask layer 60 is formed on the buffer layer 22. The mask layer 60 is, for example, a silicon oxide layer, a silicon oxynitride layer, an aluminum oxide layer, a hafnium oxide layer, a titanium, a titanium oxide layer, a zirconium oxide layer, a silicon nitride layer, or a laminated film thereof. The mask layer 60 is formed by film formation by MOCVD method or MBE method, and patterning by photolithography technique and etching technique.

次に、マスク層60をマスクとして、MOCVD法やMBE法などにより、バッファー層22上に、第1半導体層32、活性層34、および第2半導体層36を、この順でエピタキシャル成長させる。これにより、柱状部30を形成することができる。以上の工程により、積層体20を形成することができる。   Next, using the mask layer 60 as a mask, the first semiconductor layer 32, the active layer 34, and the second semiconductor layer 36 are epitaxially grown in this order on the buffer layer 22 by MOCVD, MBE, or the like. Thereby, the columnar part 30 can be formed. The laminated body 20 can be formed by the above process.

図4に示すように、隣り合う柱状部30の間に、第1層40を形成する(ステップS12)。第1層40は、例えば、スピンコート法、ALD(Atomic Layer Deposition)法などによって形成される。本工程では、第1層40の厚さが第1半導体層32の厚さよりも小さくなるように、第1層40を形成する。すなわち、距離D1が距離D2よりも小さくなるように、第1層40を形成する。このように、発光装置100の製造方法では、第1層40の厚さを調整することによって、活性層34に対する、第1層40と第2層42との境界の高さを容易に調整するこができる。   As shown in FIG. 4, the 1st layer 40 is formed between the columnar parts 30 adjacent (step S12). The first layer 40 is formed by, for example, a spin coating method, an ALD (Atomic Layer Deposition) method, or the like. In this step, the first layer 40 is formed so that the thickness of the first layer 40 is smaller than the thickness of the first semiconductor layer 32. That is, the first layer 40 is formed so that the distance D1 is smaller than the distance D2. Thus, in the method for manufacturing the light emitting device 100, the height of the boundary between the first layer 40 and the second layer 42 with respect to the active layer 34 is easily adjusted by adjusting the thickness of the first layer 40. I can do this.

次に、隣り合う柱状部30の間に、第2層42を形成する(ステップS13)。第2層42は、例えば、スピンコート法、ALD法などによって形成される。なお、第2層42を形成した後に、例えばエッチングやCMP(Chemical Mechanical
Polishing)によって、第2半導体層36の上面と第2層42の上面とを面一にしてもよい。
Next, the second layer 42 is formed between the adjacent columnar portions 30 (step S13). The second layer 42 is formed by, for example, a spin coat method or an ALD method. Note that after the second layer 42 is formed, for example, etching or CMP (Chemical Mechanical) is performed.
The upper surface of the second semiconductor layer 36 and the upper surface of the second layer 42 may be flush with each other by polishing.

図1に示すように、第1層40および第2層42を所定の形状にパターニングする(ステップS14)。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって行われる。   As shown in FIG. 1, the first layer 40 and the second layer 42 are patterned into a predetermined shape (step S14). The patterning is performed by, for example, photolithography and etching.

次に、基体10の下に第1電極50を形成し、第2半導体層36上および第2層42上に第2電極52を形成する(ステップS15)。電極50,52は、例えば、真空蒸着法などにより形成される。なお、第1電極50および第2電極52の形成順序は、特に限定されない。   Next, the first electrode 50 is formed under the base 10, and the second electrode 52 is formed on the second semiconductor layer 36 and the second layer 42 (step S15). The electrodes 50 and 52 are formed by, for example, a vacuum evaporation method. The order of forming the first electrode 50 and the second electrode 52 is not particularly limited.

以上の工程により、発光装置100を製造することができる。   Through the above steps, the light emitting device 100 can be manufactured.

発光装置100の製造方法では、光が基体10側に漏れることを抑制することができる発光装置100を製造することができる。   In the method for manufacturing the light emitting device 100, the light emitting device 100 capable of suppressing light from leaking to the base 10 side can be manufactured.

1.3. 発光装置の変形例
次に、第1実施形態の変形例に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図5は、第1実施形態の変形例に係る発光装置110を模式的に示す断面図である。以下、第1実施形態の変形例に係る発光装置110において、上述した第1実施形態に係る発光装置100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
1.3. Modification of Light Emitting Device Next, a light emitting device according to a modification of the first embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device 110 according to a modification of the first embodiment. Hereinafter, in the light emitting device 110 according to the modified example of the first embodiment, members having the same functions as those of the constituent members of the light emitting device 100 according to the first embodiment described above will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be given. Is omitted.

発光装置110では、図5に示すように、第1層40には、空隙2が設けられている点において、上述した発光装置100と異なる。   As shown in FIG. 5, the light emitting device 110 is different from the above-described light emitting device 100 in that the first layer 40 is provided with the gap 2.

空隙2は、第1層40の基体10側の端部に設けられている。空隙2は、例えば、第1層40を成膜する際に、マスク層60上には成膜のための材料が侵入しないように柱状部30のアスペクト比を設定することにより、形成される。   The gap 2 is provided at the end of the first layer 40 on the base 10 side. For example, when the first layer 40 is formed, the gap 2 is formed by setting the aspect ratio of the columnar portion 30 on the mask layer 60 so that the material for film formation does not enter.

発光装置110では、発光装置100と同様の効果を得ることができる。   The light emitting device 110 can obtain the same effect as the light emitting device 100.

発光装置110では、第1層40には、空隙2が設けられて要る。そのため、発光装置110では、空隙2と第1半導体層32との平均屈折率を、第2層42と活性層34との平均屈折率よりも小さくすることができる。したがって、発光装置110では、活性層34に発生した光が、基体10側に漏れることを、より確実に抑制することができる。   In the light emitting device 110, the first layer 40 is provided with the gap 2. Therefore, in the light emitting device 110, the average refractive index between the gap 2 and the first semiconductor layer 32 can be made smaller than the average refractive index between the second layer 42 and the active layer 34. Therefore, in the light emitting device 110, the light generated in the active layer 34 can be more reliably suppressed from leaking to the base 10 side.

なお、第1層40を空気層としてもよい。この場合、活性層34と基体10とに挟まされて(接して)空隙が設けられる。   The first layer 40 may be an air layer. In this case, a gap is provided between (in contact with) the active layer 34 and the substrate 10.

2. 第2実施形態
2.1. 発光装置
次に、第2実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図6は、第2実施形態に係る発光装置200を模式的に示す断面図である。以下、第2実施形態に係る発光装置200において、上述した第1実施形態に係る発光装置100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
2. Second Embodiment 2.1. Next, a light emitting device according to a second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the light emitting device 200 according to the second embodiment. Hereinafter, in the light emitting device 200 according to the second embodiment, members having the same functions as those of the constituent members of the light emitting device 100 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. .

発光装置200では、図6に示すように、柱状部30は、第1柱状部30aと、第2柱状部30bと、を有する点において、上述した発光装置100と異なる。   As shown in FIG. 6, the light emitting device 200 is different from the light emitting device 100 described above in that the columnar portion 30 includes a first columnar portion 30 a and a second columnar portion 30 b.

第1柱状部30aは、バッファー層22上に設けられている。第1柱状部30aは、基体10と第2柱状部30bとの間に設けられている。第1柱状部30aは、第1半導体層32を有している。図示の例では、第1柱状部30aは、第1半導体層32によって構成されている。   The first columnar part 30 a is provided on the buffer layer 22. The first columnar part 30a is provided between the base 10 and the second columnar part 30b. The first columnar part 30 a has a first semiconductor layer 32. In the illustrated example, the first columnar portion 30 a is configured by the first semiconductor layer 32.

第2柱状部30bは、第1柱状部30a上に設けられている。第2柱状部30bは、活性層34および第2半導体層36を有している。図示の例では、第2柱状部30bは、第1半導体層32、活性層34、および第2半導体層36を有し、活性層34および半導体層32,36によって構成されている。第1層40と第2層42との境界と、基体10と、の間の距離D1は、第2柱状部30bと基体10との間の距離D3よりも小さい。   The second columnar part 30b is provided on the first columnar part 30a. The second columnar part 30 b has an active layer 34 and a second semiconductor layer 36. In the illustrated example, the second columnar portion 30 b includes a first semiconductor layer 32, an active layer 34, and a second semiconductor layer 36, and is constituted by the active layer 34 and the semiconductor layers 32 and 36. A distance D1 between the boundary between the first layer 40 and the second layer 42 and the base body 10 is smaller than a distance D3 between the second columnar portion 30b and the base body 10.

第2層42は、例えば、第1部分42aと、第2部分42bと、を有している。第1部分42aは、第2柱状部30bを形成する前に、形成される部分であり、第2部分42bは、第2柱状部30bを形成した後に、形成される部分である(詳細は、後述する「2.2. 発光装置の製造方法」参照)。   The second layer 42 has, for example, a first portion 42a and a second portion 42b. The first portion 42a is a portion that is formed before the second columnar portion 30b is formed, and the second portion 42b is a portion that is formed after the second columnar portion 30b is formed (for details, see FIG. Refer to “2.2. Manufacturing method of light emitting device” described later).

発光装置200では、発光装置100と同様の効果を得ることができる。   In the light emitting device 200, the same effect as that of the light emitting device 100 can be obtained.

発光装置200では、柱状部30は、第1半導体層32を有する第1柱状部30aと、第1半導体層32、活性層34、および第2半導体層36を有する第2柱状部30bと、を有し、第1柱状部30aは、基体10と第2柱状部30bとの間に設けられている。そのため、発光装置200では、例えば第2柱状部30bが第1半導体層32を有していない場合に比べて、活性層34の結晶の品質を向上させることができる(詳細は、後述する「2.2. 発光装置の製造方法」参照)。   In the light emitting device 200, the columnar portion 30 includes a first columnar portion 30 a having the first semiconductor layer 32, and a second columnar portion 30 b having the first semiconductor layer 32, the active layer 34, and the second semiconductor layer 36. The first columnar portion 30a is provided between the base 10 and the second columnar portion 30b. Therefore, in the light emitting device 200, the crystal quality of the active layer 34 can be improved as compared with, for example, the case where the second columnar portion 30b does not include the first semiconductor layer 32 (details will be described later in “2” Refer to “2. Manufacturing method of light-emitting device”).

2.2. 発光装置の製造方法
次に、第2実施形態に係る発光装置200の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図7は、第2実施形態に係る発光装置200の製造方法を説明するためのフローチャートである。図8〜図10は、第2実施形態に係る発光装置200の製造工程を模式的に示す断面図である。以下、第2実施形態に係る発光装置200の製造方法において、上述した第1実施形態に係る発光装置100の例と異なる点について説明し、同様の点については説明を省略ないし簡略する。
2.2. Method for Manufacturing Light Emitting Device Next, a method for manufacturing the light emitting device 200 according to the second embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a flowchart for explaining a method for manufacturing the light emitting device 200 according to the second embodiment. 8-10 is sectional drawing which shows typically the manufacturing process of the light-emitting device 200 which concerns on 2nd Embodiment. Hereinafter, in the method for manufacturing the light emitting device 200 according to the second embodiment, differences from the example of the light emitting device 100 according to the first embodiment described above will be described, and description of similar points will be omitted or simplified.

図8に示すように、基体10上に、第1柱状部30aおよびバッファー層22を含む積層体20aを形成する(ステップS21)。第1柱状部30aは、マスク層60をマスクとして、MOCVD法やMBE法などにより形成される。   As shown in FIG. 8, the laminated body 20a including the first columnar portion 30a and the buffer layer 22 is formed on the base 10 (step S21). The first columnar portion 30a is formed by the MOCVD method, the MBE method, or the like using the mask layer 60 as a mask.

次に、隣り合う第1柱状部30aの間に、第1層40を形成する(ステップS22)。   Next, the first layer 40 is formed between the adjacent first columnar portions 30a (step S22).

次に、隣り合う第1柱状部30aの間に、第2層42の第1部分42aを形成する(ステップS23)。具体的には、まず、図9に示すように、第1柱状部30aの上面31を覆うように第1部分42aを成膜する。第1部分42aは、例えば、スピンコート法、ALD法などによって形成される。次に、図10に示すように、第1部分42aの一部をエッチングして隣り合う第1柱状部30aの間に第1部分42aを形成し、第1柱状部30aの上面31を露出させる。以上の工程により、第2層42の第1部分42aを形成することができる。上面31は、第1柱状部30aの基体10側とは反対側の端部である。   Next, the first portion 42a of the second layer 42 is formed between the adjacent first columnar portions 30a (step S23). Specifically, first, as shown in FIG. 9, the first portion 42a is formed so as to cover the upper surface 31 of the first columnar portion 30a. The first portion 42a is formed by, for example, a spin coating method or an ALD method. Next, as shown in FIG. 10, a part of the first portion 42a is etched to form the first portion 42a between the adjacent first columnar portions 30a, and the upper surface 31 of the first columnar portion 30a is exposed. . Through the above steps, the first portion 42a of the second layer 42 can be formed. The upper surface 31 is an end of the first columnar portion 30a opposite to the base 10 side.

なお、図10に示す例では、第1柱状部30aの上面31は、第1部分42aの上面43よりも上方(基体10側とは反対側)に位置している。図示はしないが、上面31は、上面43と面一であってもよいし、上面43よりも下方(基体10側)に位置していてもよい。   In the example shown in FIG. 10, the upper surface 31 of the first columnar portion 30a is located above the upper surface 43 of the first portion 42a (the side opposite to the base 10 side). Although not shown, the upper surface 31 may be flush with the upper surface 43, or may be located below the upper surface 43 (base 10 side).

次に、図6に示すように、第1柱状部30aの上面31に、第2柱状部30bを形成する(ステップS24)。これにより、第1柱状部30aと第2柱状部30bとを有する柱状部30を形成することができる。第2柱状部30bは、第2層42の第1部分42aをマスクとして、MOCVD法やMBE法などにより形成される。   Next, as shown in FIG. 6, the second columnar portion 30b is formed on the upper surface 31 of the first columnar portion 30a (step S24). Thereby, the columnar part 30 which has the 1st columnar part 30a and the 2nd columnar part 30b can be formed. The second columnar portion 30b is formed by the MOCVD method, the MBE method, or the like using the first portion 42a of the second layer 42 as a mask.

次に、隣り合う第2柱状部30bの間に、第2層42の第2部分42bを形成する(ステップS25)。これにより、第1部分42aと第2部分42bとを有する第2層42を形成することができる。第2部分42bは、例えば、スピンコート法、ALD法などによって形成される。   Next, the second portion 42b of the second layer 42 is formed between the adjacent second columnar portions 30b (step S25). Thereby, the second layer 42 having the first portion 42a and the second portion 42b can be formed. The second portion 42b is formed by, for example, a spin coat method or an ALD method.

次に、第1層40および第2層42を所定の形状にパターニングする(ステップS26)。   Next, the first layer 40 and the second layer 42 are patterned into a predetermined shape (step S26).

次に、第1電極50および第2電極52を形成する(ステップS27)。   Next, the first electrode 50 and the second electrode 52 are formed (step S27).

以上の工程により、発光装置200を製造することができる。   The light emitting device 200 can be manufactured through the above steps.

発光装置200の製造方法では、光が基体10側に漏れることを抑制することができる発光装置200を製造することができる。   In the method for manufacturing the light emitting device 200, it is possible to manufacture the light emitting device 200 capable of suppressing light from leaking to the base 10 side.

発光装置200の製造方法では、第1柱状部30aを形成し、次に、第1層40を形成し、次に、第1柱状部30aの上面31に第2柱状部30bを形成する。そのため、発光装置200の製造方法では、第1層40を形成する際の第1柱状部30aのアスペクト比を、発光装置100の製造方法における第1層40を形成する際の柱状部30のアスペクト比よりも小さくすることができる。これにより、発光装置200の製造保法では、隣り合う柱状部30の間に空隙が生じないように、第1層40を形成することができる。   In the method for manufacturing the light emitting device 200, the first columnar portion 30a is formed, then the first layer 40 is formed, and then the second columnar portion 30b is formed on the upper surface 31 of the first columnar portion 30a. Therefore, in the manufacturing method of the light emitting device 200, the aspect ratio of the first columnar portion 30a when forming the first layer 40 is set to the aspect ratio of the columnar portion 30 when forming the first layer 40 in the manufacturing method of the light emitting device 100. The ratio can be made smaller. Thereby, in the manufacturing method of the light emitting device 200, the first layer 40 can be formed so that no gap is generated between the adjacent columnar portions 30.

発光装置200の製造方法では、第2柱状部30bを形成する前に、隣り合う第1柱状部30aの間に、第2層42の第1部分42aを形成する。そのため、発光装置200の製造方法では、第2層42の第1部分42aをマスクとして、第2柱状部30bを形成することができる。   In the method for manufacturing the light emitting device 200, the first portion 42a of the second layer 42 is formed between the adjacent first columnar portions 30a before forming the second columnar portions 30b. Therefore, in the method for manufacturing the light emitting device 200, the second columnar portion 30b can be formed using the first portion 42a of the second layer 42 as a mask.

発光装置200の製造方法では、第1層40は、酸化シリコン層であり、第2層42は、酸化チタン層である。そのため、発光装置200の製造方法では、第2層42の屈折率を第1層40の屈折率よりも高くしつつ、第2柱状部30bを形成する際のマスクとして適した酸化チタン層をマスクとすることができる。   In the method for manufacturing the light emitting device 200, the first layer 40 is a silicon oxide layer, and the second layer 42 is a titanium oxide layer. Therefore, in the method for manufacturing the light emitting device 200, a titanium oxide layer suitable as a mask for forming the second columnar portion 30b is masked while the refractive index of the second layer 42 is higher than the refractive index of the first layer 40. It can be.

発光装置200の製造方法では、第1柱状部30aの上面31を覆うように第2層42の第1部分42aを成膜した後、第1部分42aの一部をエッチングして隣り合う第1柱状部30aの間に第1部分42aを形成し、第1柱状部30aの上面31を露出させる。そのため、発光装置200の製造方法では、第1柱状部30aの上面31が第1部分42aによって覆われても、第1柱状部30aの上面31を露出させることができるので、第1柱状部30aの上面31に第2柱状部30bを形成することができる。   In the method for manufacturing the light emitting device 200, after forming the first portion 42a of the second layer 42 so as to cover the upper surface 31 of the first columnar portion 30a, a part of the first portion 42a is etched to be adjacent to the first portion 42a. A first portion 42a is formed between the columnar portions 30a, and the upper surface 31 of the first columnar portion 30a is exposed. Therefore, in the method for manufacturing the light emitting device 200, even if the upper surface 31 of the first columnar part 30a is covered by the first portion 42a, the upper surface 31 of the first columnar part 30a can be exposed, so the first columnar part 30a. A second columnar portion 30b can be formed on the upper surface 31 of the first electrode.

さらに、発光装置200では、第1柱状部30aは、第1半導体層32を有し、第2柱状部30bは、第1半導体層32、活性層34、および第2半導体層36を有する第2柱状部30bを有する。そのため、発光装置200では、第1柱状部30aの上面31を露出させる際に上面31がエッチングダメージを受けたとしても、上面31の上に、さらに第1半導体層32を形成するため、例えば第2柱状部30bが第1半導体層32を有していない場合に比べて、活性層34の結晶の品質を向上させることができる。   Further, in the light emitting device 200, the first columnar part 30 a includes the first semiconductor layer 32, and the second columnar part 30 b includes the first semiconductor layer 32, the active layer 34, and the second semiconductor layer 36. It has a columnar part 30b. Therefore, in the light emitting device 200, even if the upper surface 31 is subjected to etching damage when the upper surface 31 of the first columnar portion 30a is exposed, the first semiconductor layer 32 is further formed on the upper surface 31. Compared with the case where the two columnar portions 30 b do not have the first semiconductor layer 32, the crystal quality of the active layer 34 can be improved.

なお、図示はしないが、第2柱状部30bを形成する前に、第2層42の第1部分42aを形成せず、第2柱状部30bを形成した後に、第2層42を形成してもよい。   Although not shown, the first portion 42a of the second layer 42 is not formed before the second columnar portion 30b is formed, and the second layer 42 is formed after the second columnar portion 30b is formed. Also good.

3. 第3実施形態
3.1. 発光装置
次に、第3実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図11は、第3実施形態に係る発光装置300を模式的に示す断面図である。以下、第3実施形態に係る発光装置300において、上述した第1実施形態に係る発光装置100の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
3. Third Embodiment 3.1. Light Emitting Device Next, a light emitting device according to a third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device 300 according to the third embodiment. Hereinafter, in the light emitting device 300 according to the third embodiment, members having the same functions as those of the constituent members of the light emitting device 100 according to the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. .

発光装置300は、図11に示すように、プラズモン発生層70を含む点において、上述した発光装置100と異なる。   As shown in FIG. 11, the light emitting device 300 is different from the light emitting device 100 described above in that it includes a plasmon generating layer 70.

プラズモン発生層70は、第2層42上に設けられている。第2層42は、第1層40とプラズモン発生層70との間に設けられている。プラズモン発生層70は、隣り合う第2半導体層36の間に設けられている。柱状部30の側面には、絶縁層80が設けられている。第2半導体層36とプラズモン発生層70との間には、絶縁層80が設けられている。さらに、絶縁層80は、マスク層60上にも設けられている。図示の例では、第2電極52は、複数の柱状部30の各々の上面に設けれ、プラズモン発生層70は、第2電極52を覆っている。プラズモン発生層70は、隣り合う第1半導体層32の間、および隣り合う活性層34の間には設けられていない。   The plasmon generation layer 70 is provided on the second layer 42. The second layer 42 is provided between the first layer 40 and the plasmon generation layer 70. The plasmon generation layer 70 is provided between the adjacent second semiconductor layers 36. An insulating layer 80 is provided on the side surface of the columnar part 30. An insulating layer 80 is provided between the second semiconductor layer 36 and the plasmon generation layer 70. Furthermore, the insulating layer 80 is also provided on the mask layer 60. In the illustrated example, the second electrode 52 is provided on the upper surface of each of the plurality of columnar portions 30, and the plasmon generation layer 70 covers the second electrode 52. The plasmon generation layer 70 is not provided between the adjacent first semiconductor layers 32 and between the adjacent active layers 34.

プラズモン発生層70は、例えば、Al層、Ag層、Au層などである。活性層34に発生する光が紫外光の場合は、プラズモン発生層70はAl層が好ましい。活性層34に発生する光が青色光の場合は、プラズモン発生層70はAg層が好ましい。活性層34に発生する光が赤色光の場合は、プラズモン発生層70はAu層が好ましい。プラズモン発生層70は、例えば、Al、Ag、Auなどの金属微粒子を含む層であってもよい。絶縁層80は、例えば、酸化シリコン層である。   The plasmon generation layer 70 is, for example, an Al layer, an Ag layer, an Au layer, or the like. When the light generated in the active layer 34 is ultraviolet light, the plasmon generation layer 70 is preferably an Al layer. When the light generated in the active layer 34 is blue light, the plasmon generating layer 70 is preferably an Ag layer. When the light generated in the active layer 34 is red light, the plasmon generation layer 70 is preferably an Au layer. The plasmon generation layer 70 may be a layer containing fine metal particles such as Al, Ag, and Au. The insulating layer 80 is, for example, a silicon oxide layer.

プラズモン発生層70は、表面プラズモン共鳴を発生させる層である。活性層34に注入されたキャリアは、プラズモン発生層70で発生する表面プラズモンと結合して、高効率に光に変換される。また、複数の柱状部30とプラズモン発生層70は、所定の方向に周期的に配列されているため、積層方向へ狭い放射角を持つ光として取り出すことができる。それに加えて、複数の柱状部30と第1層40や第2層42は、所定の方向に周期的に配列されているため、フォトニック結晶効果を有しており、活性層34で発生した光はフォトニック結晶効果も受けることでより高効率・狭放射角の光を実現することができる。また、上記の効果を発現するためには、必ずしも第1層40と第2層42は必要でなく、第1層40および第2層40を備えていなくてもよく、どちらか一層のみを備えていても構わない。なお、活性層34に発生した光が赤色光の場合、柱状部30の周期は、200nm以上250nm以下であることが好ましい。   The plasmon generating layer 70 is a layer that generates surface plasmon resonance. Carriers injected into the active layer 34 are combined with surface plasmons generated in the plasmon generating layer 70 and converted into light with high efficiency. Further, since the plurality of columnar portions 30 and the plasmon generation layer 70 are periodically arranged in a predetermined direction, they can be extracted as light having a narrow emission angle in the stacking direction. In addition, since the plurality of columnar portions 30 and the first layer 40 and the second layer 42 are periodically arranged in a predetermined direction, they have a photonic crystal effect and are generated in the active layer 34. Light is also subjected to the photonic crystal effect, so that light with higher efficiency and narrow emission angle can be realized. Moreover, in order to express said effect, the 1st layer 40 and the 2nd layer 42 are not necessarily required, and it does not need to be provided with the 1st layer 40 and the 2nd layer 40, but is provided with only one layer. It does not matter. When the light generated in the active layer 34 is red light, the period of the columnar part 30 is preferably 200 nm or more and 250 nm or less.

発光装置300では、発光装置100と同様の効果を得ることができる。   In the light emitting device 300, the same effect as that of the light emitting device 100 can be obtained.

発光装置300では、隣り合う第2半導体層36の間に、表面プラズモン共鳴を発生させるプラズモン発生層70を含み、第1層40と前記プラズモン発生層70との間に、第2層42が設けられている。そのため、発光装置300では、積層方向に放射した光のうち、第2電極52側に向かう光を、プラズモン発生層70や第2電極52において反射させることができ、基体10側から光を出射させることができる。発光装置300では、プラズモン発生層70は、隣り合う第1半導体層32の間、および隣り合う活性層34の間には設けられていないため、隣り合う第1半導体層32の間や隣り合う活性層34の間にもプラズモン発生層70が設けられている場合に比べて、プラズモン発生層70による光の損失を低減させつつ、光を増強させることができる。したがって、発光装置300は、高い効率を有することができる。   The light emitting device 300 includes a plasmon generation layer 70 that generates surface plasmon resonance between adjacent second semiconductor layers 36, and a second layer 42 is provided between the first layer 40 and the plasmon generation layer 70. It has been. For this reason, in the light emitting device 300, the light directed toward the second electrode 52 among the light radiated in the stacking direction can be reflected by the plasmon generation layer 70 and the second electrode 52, and the light is emitted from the base 10 side. be able to. In the light emitting device 300, the plasmon generation layer 70 is not provided between the adjacent first semiconductor layers 32 and between the adjacent active layers 34. Compared with the case where the plasmon generation layer 70 is also provided between the layers 34, the light can be enhanced while reducing the light loss due to the plasmon generation layer 70. Therefore, the light emitting device 300 can have high efficiency.

発光装置300では、第2半導体層36とプラズモン発生層70との間には、絶縁層80が設けられている。そのため、発光装置300では、第2半導体層36に注入された電流がプラズモン発生層70にリークすることを抑制することができる。   In the light emitting device 300, an insulating layer 80 is provided between the second semiconductor layer 36 and the plasmon generation layer 70. Therefore, in the light emitting device 300, it is possible to prevent the current injected into the second semiconductor layer 36 from leaking to the plasmon generation layer 70.

なお、上述した発光装置100,110,200において、発光装置300のように、プラズモン発生層70を含んでいてもよい。   Note that the light emitting devices 100, 110, and 200 described above may include the plasmon generation layer 70 as in the light emitting device 300.

3.2. 発光装置の製造方法
次に、第3実施形態に係る発光装置300の製造方法について、説明する。
3.2. Method for Manufacturing Light-Emitting Device Next, a method for manufacturing the light-emitting device 300 according to the third embodiment will be described.

発光装置300の製造方法では、柱状部30の表面にスパッタ法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法などにより、絶縁層80を形成する。次に、エッチングやCMP法によって柱状部30の上面を露出させる。さらに、第2層42を形成した後に、スピンコート法、ALD法、CVD(Chemical Vapor Deposition)法、スパッタ法などによって、プラズモン発生層70を形成する。   In the method for manufacturing the light emitting device 300, the insulating layer 80 is formed on the surface of the columnar portion 30 by sputtering, CVD (Chemical Vapor Deposition), or the like. Next, the upper surface of the columnar portion 30 is exposed by etching or CMP. Further, after the second layer 42 is formed, the plasmon generation layer 70 is formed by spin coating, ALD, CVD (Chemical Vapor Deposition), sputtering, or the like.

上記のこと以外は、発光装置300の製造方法は、基本的に、上述した発光装置100の製造方法と同様である。したがって、その詳細な説明を省略する。   Except for the above, the method for manufacturing the light emitting device 300 is basically the same as the method for manufacturing the light emitting device 100 described above. Therefore, the detailed description is abbreviate | omitted.

3.3. 発光装置の変形例
次に、第3実施形態の変形例に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図12は、第3実施形態の変形例に係る発光装置310を模式的に示す断面図である。以下、第3実施形態に係る発光装置310において、上述した第1実施形態に係る発光装置100、第3実施形態に係る発光装置300の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
3.3. Modification of Light Emitting Device Next, a light emitting device according to a modification of the third embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a light emitting device 310 according to a modification of the third embodiment. Hereinafter, in the light emitting device 310 according to the third embodiment, members having the same functions as those of the light emitting device 100 according to the first embodiment and the light emitting device 300 according to the third embodiment are denoted by the same reference numerals. A detailed description thereof will be omitted.

発光装置300は、図11に示すように、プラズモン発生層70は、隣り合う第2半導体層36の間に設けられていた。   In the light emitting device 300, as shown in FIG. 11, the plasmon generation layer 70 is provided between the adjacent second semiconductor layers 36.

これに対し、発光装置310では、図12に示すように、プラズモン発生層70は、隣り合う第1半導体層32の間に設けられている。プラズモン発生層70は、基体10と第1層40との間に設けられている。プラズモン発生層70は、隣り合う活性層34の間、および隣り合う第2半導体層36の間には設けられていない。   On the other hand, in the light emitting device 310, as shown in FIG. 12, the plasmon generation layer 70 is provided between the adjacent first semiconductor layers 32. The plasmon generating layer 70 is provided between the base 10 and the first layer 40. The plasmon generation layer 70 is not provided between the adjacent active layers 34 and between the adjacent second semiconductor layers 36.

発光装置310は、第1層40を形成する前に、プラズモン発生層70を形成することにより、製造されることができる。   The light emitting device 310 can be manufactured by forming the plasmon generating layer 70 before forming the first layer 40.

発光装置310では、発光装置100と同様の効果を得ることができる。   The light emitting device 310 can obtain the same effect as the light emitting device 100.

発光装置310では、隣り合う第1半導体層32の間に、表面プラズモン共鳴を発生させるプラズモン発生層70を含み、基体10と第1層40との間に、プラズモン発生層70が設けられている。そのため、発光装置300では、積層方向に放射した光のうち、基体10側に向かう光を、プラズモン発生層70において反射させることができ、第2電極52側から光を出射させることができる。発光装置300では、プラズモン発生層70は、隣り合う活性層34の間、および隣り合う第2半導体層36の間には設けられていないため、隣り合う活性層34の間やおよび隣り合う第2半導体層36の間にもプラズモン発生層70が設けられている場合に比べて、プラズモン発生層70による光の損失を低減させつつ、光を増強させることができる。したがって、発光装置310は、高い効率を有することができる。   The light emitting device 310 includes a plasmon generation layer 70 that generates surface plasmon resonance between adjacent first semiconductor layers 32, and the plasmon generation layer 70 is provided between the base 10 and the first layer 40. . Therefore, in the light emitting device 300, the light traveling toward the substrate 10 among the light radiated in the stacking direction can be reflected by the plasmon generation layer 70, and the light can be emitted from the second electrode 52 side. In the light emitting device 300, the plasmon generation layer 70 is not provided between the adjacent active layers 34 and between the adjacent second semiconductor layers 36, and therefore, between the adjacent active layers 34 and the adjacent second layers. Compared with the case where the plasmon generation layer 70 is also provided between the semiconductor layers 36, it is possible to enhance light while reducing the light loss due to the plasmon generation layer 70. Accordingly, the light emitting device 310 can have high efficiency.

なお、図示はしないが、プラズモン発生層70は、隣り合う活性層34の間にのみ設けられていてもよい。   Although not shown, the plasmon generation layer 70 may be provided only between the adjacent active layers 34.

4. プロジェクター
次に、第4実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図13は、第4実施形態に係るプロジェクター900を模式的に示す図である。
4). Projector Next, a projector according to a fourth embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 13 is a diagram schematically illustrating a projector 900 according to the fourth embodiment.

本発明に係るプロジェクターは、本発明に係る発光装置を含む。以下では、本発明に係る発光装置として発光装置100を含むプロジェクター900について説明する。   The projector according to the present invention includes the light emitting device according to the present invention. Hereinafter, a projector 900 including the light emitting device 100 as the light emitting device according to the present invention will be described.

プロジェクター900は、図13に示すように、赤色光、緑色光、青色光を出射する赤色光源100R、緑色光源100G、青色光源100Bを含む。赤色光源100R、緑色光源100G、および青色光源100Bの各々は、例えば、複数の発光装置100を積層方向と直交する方向にアレイ状に配置させ、複数の発光装置100において基体10を共通基板としたものである。光源100R,100G,100Bの各々を構成する発光装置100の数は、特に限定されない。なお、便宜上、図13では、プロジェクター900を構成する筐体を省略し、さらに光源100R,100G,100Bを簡略化している。   As shown in FIG. 13, the projector 900 includes a red light source 100R that emits red light, green light, and blue light, a green light source 100G, and a blue light source 100B. Each of the red light source 100R, the green light source 100G, and the blue light source 100B includes, for example, a plurality of light emitting devices 100 arranged in an array in a direction orthogonal to the stacking direction, and the base 10 is used as a common substrate in the plurality of light emitting devices 100. Is. The number of the light emitting devices 100 constituting each of the light sources 100R, 100G, and 100B is not particularly limited. For the sake of convenience, in FIG. 13, the casing constituting the projector 900 is omitted, and the light sources 100R, 100G, and 100B are simplified.

プロジェクター900は、さらに、レンズアレイ902R,902G,902Bと、透過型の液晶ライトバルブ(光変調装置)904R,904G,904Bと、投射レンズ(投射装置)908と、を含む。   The projector 900 further includes lens arrays 902R, 902G, and 902B, transmissive liquid crystal light valves (light modulation devices) 904R, 904G, and 904B, and a projection lens (projection device) 908.

光源100R,100G,100Bから出射された光は、各レンズアレイ902R,902G,902Bに入射する。光源100R,100G,100Bから出射された光は、レンズアレイ902R,902G,902Bによって、集光され、例えば重畳(一部重畳)されることができる。これにより、均一性よく液晶ライトバルブ904R,904G,904Bを照射することができる。   Light emitted from the light sources 100R, 100G, and 100B is incident on the lens arrays 902R, 902G, and 902B. Light emitted from the light sources 100R, 100G, and 100B is collected by the lens arrays 902R, 902G, and 902B, and can be superimposed (partially superimposed), for example. Thereby, the liquid crystal light valves 904R, 904G, and 904B can be irradiated with good uniformity.

各レンズアレイ902R,902G,902Bによって集光された光は、各液晶ライトバルブ904R,904G,904Bに入射する。各液晶ライトバルブ904R,904G,904Bは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。そして、投射レンズ908は、液晶ライトバルブ904R,904G,904Bによって形成された像(画像)を拡大してスクリーン(表示面)910に投射する。   The light condensed by the lens arrays 902R, 902G, and 902B is incident on the liquid crystal light valves 904R, 904G, and 904B. Each of the liquid crystal light valves 904R, 904G, and 904B modulates incident light according to image information. The projection lens 908 enlarges and projects an image (image) formed by the liquid crystal light valves 904R, 904G, and 904B onto a screen (display surface) 910.

また、プロジェクター900は、液晶ライトバルブ904R,904G,904Bから出射された光を合成して投射レンズ908に導くクロスダイクロイックプリズム(色光合成手段)906を、含むことができる。   In addition, the projector 900 can include a cross dichroic prism (color light combining unit) 906 that combines light emitted from the liquid crystal light valves 904R, 904G, and 904B and guides the light to the projection lens 908.

各液晶ライトバルブ904R,904G,904Bによって変調された3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム906に入射する。このプリズムは、4つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は、投射光学系である投射レンズ908によりスクリーン910上に投射され、拡大された画像が表示される。   The three color lights modulated by the liquid crystal light valves 904R, 904G, and 904B are incident on the cross dichroic prism 906. This prism is formed by bonding four right-angle prisms, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are arranged in a cross shape on the inner surface thereof. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The synthesized light is projected onto the screen 910 by the projection lens 908 which is a projection optical system, and an enlarged image is displayed.

なお、光源100R,100G,100Bは、光源100R,100G,100Bを構成する発光装置100を映像の画素として画像情報に応じて制御する(変調する)ことで、液晶ライトバルブ904R,904G,904Bを用いずに、直接的に映像を形成してもよい。そして、投射レンズ908は、光源100R,100G,100Bによって形成された映像を、拡大してスクリーン910に投射してもよい。   The light sources 100R, 100G, and 100B control the liquid crystal light valves 904R, 904G, and 904B by controlling (modulating) the light emitting devices 100 constituting the light sources 100R, 100G, and 100B as image pixels according to image information. You may form an image | video directly, without using. The projection lens 908 may enlarge and project the image formed by the light sources 100R, 100G, and 100B onto the screen 910.

また、上記の例では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス(Digital Micromirror Device)が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。   In the above example, a transmissive liquid crystal light valve is used as the light modulation device. However, a light valve other than liquid crystal may be used, or a reflective light valve may be used. Examples of such a light valve include a reflection type liquid crystal light valve and a digital micromirror device (Digital Micromirror Device). Further, the configuration of the projection optical system is appropriately changed depending on the type of light valve used.

また、光源100R,100G,100Bを、光源100R,100G,100Bからの光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置である走査手段を有するような走査型の画像表示装置(プロジェクター)の光源装置にも適用することが可能である。   Further, the light source 100R, 100G, 100B has scanning means that is an image forming apparatus that displays an image of a desired size on the display surface by causing the light from the light source 100R, 100G, 100B to scan on the screen. The present invention can also be applied to a light source device of a simple scanning image display device (projector).

本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。   In the present invention, a part of the configuration may be omitted within a range having the characteristics and effects described in the present application, or each embodiment or modification may be combined.

本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成)を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。   The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). In addition, the invention includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the embodiment is replaced. In addition, the present invention includes a configuration that exhibits the same operational effects as the configuration described in the embodiment or a configuration that can achieve the same object. Further, the invention includes a configuration in which a known technique is added to the configuration described in the embodiment.

2…空隙、10…基体、20,20a…積層体、22…バッファー層、30…柱状部、30a…第1柱状部、30b…第2柱状部、32…第1半導体層、34…活性層、36…第2半導体層、40…第1層、42…第2層、42a…第1部分、42b…第2部分、50…第1電極、52…第2電極、60…マスク層、70…プラズモン発生層、80…絶縁層、100…発光装置、100R,100G,100B…光源、110,200,300,310…発光装置、900…プロジェクター、902R,902G,902B…レンズアレイ、904R,904G,904B…液晶ライトバルブ、906…クロスダイクロイックプリズム、908…投射レンズ、910…スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Space | gap, 10 ... Base | substrate, 20, 20a ... Laminated body, 22 ... Buffer layer, 30 ... Columnar part, 30a ... 1st columnar part, 30b ... 2nd columnar part, 32 ... 1st semiconductor layer, 34 ... Active layer , 36 ... second semiconductor layer, 40 ... first layer, 42 ... second layer, 42a ... first part, 42b ... second part, 50 ... first electrode, 52 ... second electrode, 60 ... mask layer, 70 Plasmon generating layer, 80 insulating layer, 100 light emitting device, 100R, 100G, 100B light source, 110, 200, 300, 310 light emitting device, 900 projector, 902R, 902G, 902B lens array, 904R, 904G 904B ... Liquid crystal light valve, 906 ... Cross dichroic prism, 908 ... Projection lens, 910 ... Screen

Claims (12)

基体と、
前記基体に設けられ、複数の柱状部を有する積層体と、
を含み、
前記柱状部は、
第1半導体層と、
前記第1半導体層と導電型の異なる第2半導体層と、
前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた活性層と、
を有し、
隣り合う前記柱状部の間に、第1層と、前記第1層の屈折率よりも高い屈折率を有する第2層と、が設けられ、
前記第1層は、前記基体と前記第2層との間に設けられ、
前記第1層と前記第2層との境界と、前記基体と、の間の距離は、前記活性層と前記基体との間の距離よりも小さい、発光装置。
A substrate;
A laminated body provided on the substrate and having a plurality of columnar parts;
Including
The columnar part is
A first semiconductor layer;
A second semiconductor layer having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer;
An active layer provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
Have
A first layer and a second layer having a refractive index higher than the refractive index of the first layer are provided between the adjacent columnar portions,
The first layer is provided between the base and the second layer,
The light emitting device, wherein a distance between the boundary between the first layer and the second layer and the substrate is smaller than a distance between the active layer and the substrate.
請求項1において、
前記第1層には、空隙が設けられている、発光装置。
In claim 1,
The light emitting device, wherein the first layer is provided with a gap.
請求項1または2において、
前記柱状部は、
前記第1半導体層を有する第1柱状部と、
前記第1半導体層、前記活性層、および前記第2半導体層を有する第2柱状部と、
を有し、
前記第1柱状部は、前記基体と前記第2柱状部との間に設けられている、発光装置。
In claim 1 or 2,
The columnar part is
A first columnar section having the first semiconductor layer;
A second columnar section having the first semiconductor layer, the active layer, and the second semiconductor layer;
Have
The first columnar part is a light emitting device provided between the base and the second columnar part.
請求項1ないし3のいずれか1項において、
前記第1層は、酸化シリコン層であり、
前記第2層は、酸化チタン層である、発光装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3,
The first layer is a silicon oxide layer;
The light emitting device, wherein the second layer is a titanium oxide layer.
請求項1ないし4のいずれか1項において、
隣り合う前記第2半導体層の間に、表面プラズモン共鳴を発生させるプラズモン発生層を含み、
前記第1層と前記プラズモン発生層との間に、前記第2層が設けられている、発光装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
A plasmon generating layer that generates surface plasmon resonance between the adjacent second semiconductor layers;
The light emitting device, wherein the second layer is provided between the first layer and the plasmon generating layer.
請求項1ないし4のいずれか1項において、
隣り合う前記第1半導体層の間に、表面プラズモン共鳴を発生させるプラズモン発生層を含み、
前記基体と前記第1層との間に、前記プラズモン発生層が設けられている、発光装置。
In any one of Claims 1 thru | or 4,
A plasmon generating layer that generates surface plasmon resonance between the adjacent first semiconductor layers;
The light emitting device, wherein the plasmon generating layer is provided between the base and the first layer.
請求項1ないし6のいずれか1項に記載の発光装置を含む、プロジェクター。   A projector comprising the light emitting device according to claim 1. 基体に、第1半導体層、前記第1半導体層と導電型の異なる第2半導体層、および前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた活性層を備えた複数の柱状部を有する積層体を形成する工程と、
隣り合う前記柱状部の間に、第1層を形成する工程と、
前記第1層を形成する工程の後に、隣り合う前記柱状部の間に、前記第1層の屈折率よりも高い屈折率を有する第2層を形成する工程と、
を含み、
前記第1層を形成する工程では、
前記第1層と前記第2層との境界と、前記基体と、の間の距離が、前記活性層と前記基体との間の距離よりも小さくなるように前記第1層を形成する、発光装置の製造方法。
A plurality of columnar shapes including a first semiconductor layer, a second semiconductor layer having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer, and an active layer provided between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer on a base body Forming a laminate having a portion;
Forming a first layer between adjacent columnar parts;
After the step of forming the first layer, a step of forming a second layer having a refractive index higher than the refractive index of the first layer between the adjacent columnar portions;
Including
In the step of forming the first layer,
Light emission in which the first layer is formed such that the distance between the boundary between the first layer and the second layer and the substrate is smaller than the distance between the active layer and the substrate. Device manufacturing method.
基体に、第1半導体層を備えた複数の第1柱状部を有する積層体を形成する工程と、
隣り合う前記第1柱状部の間に、第1層を形成する工程と、
前記第1層を形成する工程の後に、前記第1柱状部の端部に、前記第1半導体層と導電型の異なる第2半導体層、および前記第1半導体層と前記第2半導体層との間に設けられた活性層を備えた第2柱状部を形成する工程と、
隣り合う前記第2柱状部の間に、前記第1層の屈折率よりも高い屈折率を有する第2層を形成する工程と、
を含み、
前記第1層を形成する工程では、
前記第1層と前記第2層との境界と、前記基体と、の間の距離が、前記活性層と前記基体との間の距離よりも小さくなるように前記第1層を形成する、発光装置の製造方法。
Forming a laminated body having a plurality of first columnar portions including a first semiconductor layer on a substrate;
Forming a first layer between the adjacent first columnar parts;
After the step of forming the first layer, an end portion of the first columnar portion includes a second semiconductor layer having a conductivity type different from that of the first semiconductor layer, and the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. Forming a second columnar portion having an active layer provided therebetween;
Forming a second layer having a refractive index higher than the refractive index of the first layer between the adjacent second columnar parts;
Including
In the step of forming the first layer,
Light emission in which the first layer is formed such that the distance between the boundary between the first layer and the second layer and the substrate is smaller than the distance between the active layer and the substrate. Device manufacturing method.
請求項9において、
前記第2層を形成する工程は、
前記第1層を形成する工程の後であって、前記第2柱状部を形成する工程の前に、隣り合う前記第1柱状部の間に、前記第2層の第1部分を形成する工程と、
隣り合う前記第2柱状部の間に、前記第2層の第2部分を形成する工程と、
を有する、発光装置の製造方法。
In claim 9,
The step of forming the second layer includes
The step of forming the first portion of the second layer between the adjacent first columnar portions after the step of forming the first layer and before the step of forming the second columnar portion. When,
Forming a second portion of the second layer between the adjacent second columnar portions;
A method for manufacturing a light emitting device.
請求項10において、
前記第1層は、酸化シリコン層であり、
前記第2層は、酸化チタン層である、発光装置。
In claim 10,
The first layer is a silicon oxide layer;
The light emitting device, wherein the second layer is a titanium oxide layer.
請求項10または11において、
前記第1部分を形成する工程では、
前記第1柱状部の端部を覆うように前記第1部分を成膜した後、前記第1部分の一部をエッチングして隣り合う前記第1柱状部の間に前記第1部分を形成し、前記第1柱状部の端部を露出させる、発光装置の製造方法。
In claim 10 or 11,
In the step of forming the first portion,
After forming the first portion so as to cover the end portion of the first columnar portion, the first portion is formed between the adjacent first columnar portions by etching a part of the first portion. A method for manufacturing a light emitting device, wherein an end portion of the first columnar portion is exposed.
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