JP2021072302A

JP2021072302A - 発光装置、および、プロジェクター

Info

Publication number: JP2021072302A
Application number: JP2019195970A
Authority: JP
Inventors: 中島　嘉樹; Yoshiki Nakajima; 嘉樹中島
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2021-05-06

Abstract

【課題】安定した電気的接続を確保した発光装置を提供すること。【解決手段】基体と、基体に設けられ、複数の柱状部を有する積層体と、を含み、積層体は、積層体の積層方向からみた平面視において、発光領域と、コンタクト領域とを有し、柱状部は、第１半導体層と、第１半導体層と導電型の異なる第２半導体層と、第１半導体層と第２半導体層との間に設けられた発光層と、を有し、第１半導体層は、基体と発光層との間に設けられ、積層体には、基体と反対側に透光性の第１導電層が設けられ、発光領域５において、ｐ電極層１９は柱状部２０の第２半導体層１７と接続され、ｐ電極層１９の上には、絶縁層２２が積層されている。さらに、コンタクト領域７において、ｐ電極層１９には、ｐ電極層１９よりも厚い引出し電極２８が接続されている。【選択図】図２

Description

本発明は、発光装置、および、当該発光装置を備えたプロジェクターに関する。

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。特に、ナノコラム、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノピラーなどと呼ばれるナノ構造を有する半導体レーザーは、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得られる発光装置が実現できると期待されている。

特許文献１には、複数のナノコラムを有する半導体発光素子が開示されている。当該文献（図３）では、ナノコラム頂部のｐ型ＧａＮと電気的な接続を取るために、複数のナノコラムの上面に渡って、ＮｉとＡｕとからなる透光性のｐ側電極を形成するとしている。当該ｐ側電極は、複数のナノコラムの上面に渡って、面状に形成されている。

特開２０１０−１３５８５８号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、複数のナノコラムとの間で、安定した電気的接続を取ることは困難であるという課題があった。詳しくは、隣り合うナノコラムの間には隙間があるため、その上に、蒸着法により電極膜を形成した場合、隙間の部分におけるｐ側電極の厚さが薄くなってしまい、電極膜の均質化が困難であった。また、透光性が必要なため、安易にｐ側電極を厚くすることもできなかった。
また、ｐ側電極から、引出し配線を設ける際には、ｐ側電極の全面に絶縁層を形成した後、エッチングによりパターニングするが、当該エッチング工程において、不均一な膜厚のｐ側電極が、さらに削られて、部分的に断線してしまう恐れもあった。
つまり、安定した電気的接続を確保した発光装置、および、信頼性の高いプロジェクターを提供することを課題とする。

本願に係る発光装置は、基体と、基体に設けられ、複数の柱状部を有する積層体と、を含み、積層体は、積層体の積層方向からみた平面視において、発光領域と、コンタクト領域とを有し、柱状部は、第１半導体層と、第１半導体層と導電型の異なる第２半導体層と、第１半導体層と第２半導体層との間に設けられた発光層と、を有し、第１半導体層は、基体と発光層との間に設けられ、積層体には、基体と反対側に透光性の第１導電層が設けられ、発光領域において、第１導電層は第２半導体層と接続され、第１導電層の上には、第１絶縁層が積層されており、コンタクト領域において、第１導電層には、第１導電層よりも厚い第２導電層が接続されている。

また、平面的に、発光領域は、円形状をなしており、コンタクト領域は、発光領域の周囲を環状に囲うように設けられていることが好ましい。

また、コンタクト領域において、第１導電層と、柱状部の第２半導体層との間には、第２絶縁層が設けられていることが好ましい。

また、コンタクト領域において、第１絶縁層には、トレンチが設けられ、トレンチの側面は、開口側が広く、底面側が狭くなるように積層方向に対して傾いており、トレンチの側面、および、底面に沿って、第２導電層が形成されていることが好ましい。

また、第１導電層は、複数層から形成されており、トレンチは、第１絶縁層を貫通し、トレンチの底面は、第１導電層における複数層のうち、最下層に達しており、底面において、第２導電層は、最下層の一部と電気的に接続することが好ましい。

また、コンタクト領域において、柱状部の径は、発光領域における柱状部の径よりも小さいことが好ましい。

また、コンタクト領域において隣り合う柱状部の間隔は、発光領域において隣り合う前記柱状部の間隔よりも小さいことが好ましい。

また、トレンチの底面における幅は、コンタクト領域における柱状部の径よりも小さいことが好ましい。

また、コンタクト領域において、柱状部は、発光層を有さなくても良い。

本願に係るプロジェクターは、上記記載の発光装置を備えている。

実施形態１に係る発光装置の平面図。発光装置の断面図。図２におけるｇ部の拡大図。発光装置の製造方法を示すフローチャート図。製造工程における製品態様を示す過程図。製造工程における製品態様を示す過程図。製造工程における製品態様を示す過程図。製造工程における製品態様を示す過程図。実施形態２に係る発光装置の平面図。実施形態３に係る発光装置の断面図。実施形態４に係るプロジェクターの概略構成図。

実施形態１
＊＊＊発光装置の概要＊＊＊
図１は、本実施形態に係る発光装置の平面図である。図２は、図１のｆ−ｆ断面における発光装置の断面図である。まず、図１、および図２を用いて、本実施形態の発光装置１００の概要について説明する。発光装置１００は、半導体内で電子と正孔とを結合させて発光させる微細な柱状結晶構造体であるナノコラムを複数備えた半導体レーザー光源である。なお、実際に光源として用いる際には、複数の発光装置１００を規則的に配列させた集合体の面光源として用いることが多い。
また、図１において、発光領域５を中心として、ｐ電極端子３９の方向を＋Ｘ方向、ｎ電極端子２４の方向を＋Ｙ方向として説明する。＋Ｘ方向のことを右方向、−Ｘ方向のことを左方向ともいう。図２において、基体１０の上の積層方向を＋Ｚ方向とする。＋Ｚ方向のことを上ともいう。

図２に示すように、発光装置１００は、基体１０上に、複数の柱状部２０を含む積層体３０を備えた構成となっている。
基体１０は、基板であり、好適例としてＳｉ基板を用いている。なお、Ｓｉ基板に限定するものではなく、ＧａＮ基板、サファイア基板、ガラス基板などを用いても良い。
基体１０の表面には、バッファー層１１が形成されている。バッファー層１１は、好適例としてＳｉがドープされたｎ型のＧａＮ層である。なお、バッファー層１１は基体１０の一部であるため、バッファー層１１を含めて基体１０と見做してもよい。
また、基体１０とバッファー層１１との間、または基体１０の底面に反射層を設けても良い。当該反射層は、ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）層となる。当該反射層によって、発光層１６の発光のうち、基体１０側に向かう光を反射させることができるため、光の利用効率を高めることができる。

柱状部２０は、バッファー層１１上に形成されたナノコラムであり、第１半導体層１５、発光層１６、第２半導体層１７から構成されている。詳しくは、柱状部２０は、バッファー層１１上に、第１半導体層１５、発光層１６、第２半導体層１７の順に積層された柱状の構造体である。好適例において、柱状部２０の高さは、約１０００ｎｍとしている。なお、柱状部２０は、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノピラーとも呼ばれる。

第１半導体層１５は、ｎ型の半導体層である。好適例において、第１半導体層１５は、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層としている。
発光層１６は、好適例において、不純物がドープされていないｉ型のＧａＮ層と、ｉ型のＩｎＧａＮ層とからなる量子井戸構造を重ねた多重量子井戸構造としている。発光層１６は、後述するｐ電極層１９から電流が注入されることで発光する。
第２半導体層１７は、ｐ型の半導体層である。好適例において、第２半導体層１７は、Ｍｇがドープされたｐ型のＧａＮ層としている。なお、第１半導体層１５、および第２半導体層１７は、発光層１６に光を閉じ込めるクラッド層としての機能も有する。また、第２半導体層１７からなる柱状部２０の上部（端面）は、頂部が鈍角の角錐状となっている。

また、柱状部２０は、基体１０側から、第１半導体層１５、発光層１６、第２半導体層１７の順に積層される構成に限定するものではなく、反対の積層順であっても良い。例えば、基体１０上に、第２半導体層１７、発光層１６、第１半導体層１５の順に積層される構成であっても良い。この場合、基体１０側から電流が注入される構成となる。

＊＊＊発光領域と、コンタクト領域＊＊＊
図１に示すように、発光装置１００は、複数の柱状部２０からの光が出射される発光領域５を備えている。発光領域５は、平面的に略円形状をなしており、当該円形状内には、複数の柱状部２０が規則的に配置されている。
１つの柱状部２０は、平面的に略正六角形をなしている。当該六角形に外接する円の直径は、ｎｍオーダーであり、例えば、１０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。なお、本実施形態では、この外接円の直径のことを柱状部２０の径と見做して説明する。また、平面形状は、六角形に限定するものではなく、他の多角形や、円であっても良い。

発光領域５において、複数の柱状部２０は、円の中心Ｏを基準として亀甲模様状に一定のピッチで配置されている。隣り合う柱状部２０の間隔は、例えば、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。なお、配置態様は亀甲模様に限定するものではなく、規則的であれば良い。例えば、格子状、三角格子状、四角格子状などであっても良い。
発光領域５に配置された複数の柱状部２０の外側には、連続して複数の柱状体２１が配置されている。柱状体２１は、複数の柱状部２０が隙間なく連続して接続した棒状の柱状部である。図１では、３つの柱状部２０ａ，２０ｂ，２０ｃが直線状に接続して棒状の柱状体２１を形成している。複数の柱状体２１は、発光領域５の外側において、中心Ｏからの放射線状に長手方向を合せて配置されている。

柱状部２０ａ，２０ｂ，２０ｃは、発光領域５の柱状部２０と同じ構成のナノコラムであるが、本実施形態では発光させずに、コンタクト用として用いている。円形の発光領域５の周囲には、環状のコンタクト領域７が設けられており、当該コンタクト領域７は、複数の柱状体２１における柱状部２０ａと重なるように形成されている。コンタクト領域７において、隣り合う柱状部２０ａは、隙間なく略密着している。
コンタクト領域７には、第２導電層としての引出し電極２８が形成されており、発光領域５の柱状部２０との間における電気的な接続を取る構成となっている。なお、具体的な接続構成は、後述する。
また、コンタクト領域７を含み、当該領域の外側の柱状体２１が形成されている領域までを広域コンタクト領域ともいう。

また、発光領域５の複数の柱状部２０と、放射状に配置された複数の柱状体２１とを合わせて積層体３０という。
積層体３０の＋Ｙ方向には、ｎ電極端子２４が設けられている。ｎ電極端子２４は、発光領域５における複数の柱状部２０の第１半導体層１５と、不図示の配線により電気的に接続している。ｎ電極端子２４は、バッファー層１１上に形成された金属配線から構成されている。
積層体３０の＋Ｘ方向には、ｐ電極端子３９が設けられている。ｐ電極端子３９は、発光領域５における複数の柱状部２０の第２半導体層１７と、引出し電極２８、引出し配線３８などにより電気的に接続している。ｎ電極端子２４、および、ｐ電極端子３９は、電力入力端子であり、例えば、ボンディングワイヤーが接続されて、発光駆動用の駆動信号が入力される。

図２に戻る。
発光領域５、および広域コンタクト領域において、隣り合う柱状部２０の間には、光伝搬層１８が設けられている。光伝搬層１８は、発光層１６の屈折率よりも低い材料から構成された光伝搬層であり、発光層１６で発生した光を伝搬する。好適例において光伝搬層１８は、酸化シリコン層としている。なお、酸化アルミニウム層や、酸化チタン層であっても良い。
発光領域５において、光伝搬層１８は、隣り合う柱状部２０の間に設けられているが、柱状部２０の頂部には設けられていない。
広域コンタクト領域において、光伝搬層１８は、隣り合う柱状部２０、および、柱状体２１の間に設けられている。さらに、柱状体２１の頂部にも設けられている。柱状体２１の頂部を絶縁性の光伝搬層１８で覆っているため、柱状体２１には電力が供給されず、柱状部２０は発光しない。

発光領域５における複数の柱状部２０の頂部、および、広域コンタクト領域における複数の柱状体２１を覆う光伝搬層１８の上には、第１導電層としてのｐ電極層１９が形成されている。ここで、広域コンタクト領域において複数の柱状体２１を覆う光伝搬層１８が、第２絶縁層に相当する。
ｐ電極層１９は、発光領域５における複数の柱状部２０の第２半導体層１７に電気的に接続するｐ側の電極層であり、透光性を有している。好適例において、ｐ電極層１９は、複数の材料を積層させた構成としている。なお、ｐ電極層１９の詳細は後述する。

積層体３０、および、ｐ電極層１９を覆って、第１絶縁層としての絶縁層２２が設けられている。好適例において絶縁層２２は、酸化シリコンで形成されている。なお、絶縁性、および、透光性を有する材料であれば良く、例えば、窒化シリコンを用いても良い。絶縁層２２は、発光領域５におけるｐ電極層１９の上にも形成されており、当該電極層の保護層としても機能している。

コンタクト領域７における絶縁層２２の上面には、すり鉢状のトレンチ９が形成されており、トレンチ９には引出し電極２８が形成されている。詳細は後述するが、引出し電極２８は、ｐ電極層１９と電気的に接続している。積層体３０の右方向では、引出し電極２８から引出し配線３８が、基体１０の表面まで形成されており、当該配線の末端がｐ電極端子３９となっている。

＊＊＊ｐ電極層からの引出し配線態様＊＊＊
図３は、図２におけるｇ部の拡大図であり、コンタクト領域７の拡大図である。
前述したように、柱状体２１の上には光伝搬層１８が積層されており、光伝搬層１８の上に、ｐ電極層１９が形成されている。好適例において、ｐ電極層１９は、Ｎｉ層１９ａと、Ｐｔ層１９ｂと、Ａｕ層１９ｃとの３層構成としている。なお、複数層構成で、透光性があれば良く、Ｐｄや、ＩＴＯ（indium tin oxide）を用いても良い。また、積層順も変えても良い。好適例において、ｐ電極層１９の厚さは、透光性を確保するために、複数層による総厚で約１５ｎｍと薄膜としている。

トレンチ９は、絶縁層２２に形成された断面がすり鉢状の溝であり、平面的には発光領域５（図１）を囲うリング状となっている。
トレンチ９の側面９ａ，９ｃは、開口側が広く、底面９ｂ側が狭くなるように積層方向に対して傾いている。引出し電極２８は、トレンチ９の側面９ａ，９ｃ、および、底面９ｂに沿って形成されている。
ここで、トレンチ９は、ｐ電極層１９を構成する３層のうち、最下層のＮｉ層１９ａが露出するまで掘り込まれている。これにより、引出し電極２８は、底面９ｂにおいて最下層のＮｉ層１９ａと接続し、さらに、トレンチ９の側面９ａ，９ｃにおいても、Ｐｔ層１９ｂ、および、Ａｕ層１９ｃの各断面に接続される。
また、トレンチ９の底面９ｂにおける幅は、コンタクト領域７における柱状部２０ａの径よりも小さく設定されている。

なお、トレンチ９の側面にテーパーがなく略垂直となっていた場合、トレンチを形成する際にｐ電極層１９も一緒にエッチングされるが、ｐ電極層１９を構成する３層の材質が異なるため、トレンチ９の側面において上層の電極層が庇状に張り出してしまうことがあった。これは、材質ごとにエッチングレートが異なるためであり、上層の電極層が下層の電極層よりも突出していると、引出し電極２８が下層の電極層に接続することは困難となってしまう。
このため、図３に示すように、トレンチ９の側面にテーパーを設けることにより、下層の電極層の露出量を多くしている。これにより、側面９ａ，９ｃにおいて、引出し電極２８と、最上層のＡｕ層１９ｃの断面、および下層のＰｔ層１９ｂの断面との接続を実現している。なお、トレンチ９の側面の角度θは、Ｚ軸方向を基準として１５°以上で７０°以下が好ましい。３５°以上で６０°以下がより好ましい。

引出し電極２８は、Ｃｒ層と、Ｎｉ層と、Ａｕ層との３層構成としている。引出し電極２８には、透光性は必要ないため、電気的な接続性能を優先して、ｐ電極層１９よりも厚くしている。好適例として３層の層厚は、約４００ｎｍとしている。３層構造とすることで、電気的、および機械的接続性を高めている。

図２に戻る。
このような構成の発光装置１００では、発光領域５における柱状部２０のｐ型の第２半導体層１７、発光層１６、およびｎ型の第１半導体層１５により、ｐｉｎダイオードが構成される。ｐ電極端子３９（図１）とｎ電極端子２４との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると、発光層１６に電流が注入されて発光層１６で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。
発光層１６で発生した光は、第１半導体層１５、および第２半導体層１７による積層方向と直交する方向に光伝搬層１８を通って伝搬し、複数の柱状部２０によるフォトニック結晶の効果により定在波を形成し、発光層１６で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、発光領域５から出射する。

＊＊＊発光装置の製造方法＊＊＊
図４は、発光装置の製造方法を示すフローチャート図である。図５Ａ〜図５Ｄは、製造工程における製品態様を示す過程図である。ここでは、図４を主体に、適宜、図５Ａ〜図５Ｄを交えて、発光装置の製造方法について説明する。
発光装置１００は、基本的に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、フォトリソグラフィ法（パターニング）、スパッタリング法、エッチング法、およびＣＭＰ（Chemical Mechanical Planarization）法など、公知の半導体プロセスで用いられる方法や、これらを組み合せることにより製造することが可能である。以下、好適な製造方法を主体に説明するが、同等な構造を形成可能で、かつ、当該構造における機能、特性を満たせれば、他の製造方法を用いても良い。

ステップＳ１では、ナノコラムの形成に先立ち、基体１０を準備する。詳しくは、図５Ａに示すように、基体１０の上に、バッファー層１１をエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長の方法は、例えば、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法、ＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法などを用いる。
次いで、バッファー層１１の上に、柱状部２０の形成領域を区画するためのハードマスクである選択マスク１２を形成する。選択マスク１２は、好適例においてＴｉを用いている。図５Ａでは、柱状部２０、および、柱状体２１の形成領域全体を選択マスク１２の開口としているが、実際は、柱状部２０ごと、柱状体２１ごとに対応した開口が形成されている。なお、柱状体２１の開口は、トラック状の長穴とする。選択マスク１２は、例えば、スパッタリング法で成膜した後、パターニングを行うことで形成する。

ステップＳ２では、柱状部２０を形成する。詳しくは、選択マスク１２の開口部におけるバッファー層１１上に、第１半導体層１５、発光層１６、第２半導体層１７を、この順番でエピタキシャル成長させる。エピタキシャル成長の方法は、ＭＯＣＶＤ法、ＭＢＥ法などを用いる。これにより、図５Ｂに示すように、複数の柱状部２０を形成することができる。なお、柱状部２０の太さや、頂部の形状は、成長条件を調整することにより、変更可能である。

ステップＳ３では、隣り合う柱状部２０、柱状体２１の間、および、上面に光伝搬層１８を形成する。光伝搬層１８は、ＡＬＤ（Atomic layer deposition）法、ＭＯＣＶＤ法、またはスピンコート法などを用いて成膜する。次に、発光領域５が開口部となるレジストマスクを形成し、ドライエッチングを含むパターニングを行う。これにより、図５Ｂに示すように、複数の柱状部２０が林立した発光領域５の上面における光伝搬層１８が選択的に除去された状態となる。

ステップＳ４では、図５Ｃに示すように、積層体３０の上面にｐ電極層１９を形成する。詳しくは、ｐ電極層１９は、発光領域５では林立する柱状部２０の頂部を直接覆い、コンタクト領域７では柱状体２１上に設けられた光伝搬層１８を覆って、連続して形成される。ｐ電極層１９は、ＣＶＤ法、または、スパッタリング法で成膜した後、ドライエッチングを含むパターニングを行うことで形成する。

ステップＳ５では、ｐ電極層１９を含む積層体３０の全体に絶縁層２２を形成する。詳しくは、全面に酸化シリコン層を成膜した後、ドライエッチングを含むパターニングを行うことで、絶縁層２２を形成する。
続いて、絶縁層２２の上面にトレンチ９を形成する。まず、絶縁層２２上に、トレンチ９となる部分が開口したレジストマスクを形成する。なお、当該マスクでは、ｎ電極端子２４（図１）となる部分も開口されている。次に、ドライエッチングを含むパターニングを行うことで、トレンチ９を形成する。エッチング条件を調整して、図５Ｄに示すように、すり鉢状のトレンチ９を形成する。なお、トレンチ９の底面は、絶縁層２２を貫通して、ｐ電極層１９に達している。詳しくは、図３で説明した通り、トレンチ９は、ｐ電極層１９の最下層が露出するまで掘り込まれている。また、ｎ電極端子２４が形成される部分では、絶縁層２２、および、光伝搬層１８が除去されて、バッファー層１１が露出した状態となっている。

ステップＳ６では、図２に示すように、引出し電極２８、引出し配線３８、および、ｐ電極端子３９を形成する。引出し電極２８、引出し配線３８、および、ｐ電極端子３９は、ＣＶＤ法、または、スパッタリング法で成膜した後、ドライエッチングを含むパターニングを行うことで形成する。また、同一工程にて、ｎ電極端子２４も形成される。これにより、図１、図２に示す発光装置１００が形成される。

本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
図２を用いて説明する。従来の発光装置では、ｐ電極層１９から引出し用の配線を設ける際に、発光領域５におけるｐ電極層１９上の絶縁層２２をエッチング除去して、ｐ電極層１９を露出させ、露出したｐ電極層１９上に、引出し配線を形成していたが、当該エッチング工程により、ｐ電極層１９が削られてしまうという課題があった。間隙を持って配置された複数の柱状部２０上に形成されたｐ電極層１９は、隙間部分の厚さが薄いため、さらなる浸食は避けたかった。

これに対して、本実施形態の発光装置１００によれば、発光領域５において、ｐ電極層１９は柱状部２０の第２半導体層１７と接続され、ｐ電極層１９の上には、絶縁層２２が積層されている。さらに、コンタクト領域７において、ｐ電極層１９には、ｐ電極層１９よりも厚い引出し電極２８が接続されている。
これにより、引出し用の配線を設ける際に、発光領域５の上に絶縁層２２を残すことで、エッチングによるパターニングを行わないため、ｐ電極層１９が削られることを防止できる。また、絶縁層２２は、ｐ電極層１９の保護層としても機能する。
さらに、コンタクト領域７では、ｐ電極層１９よりも厚く、十分な導電性を有する引出し電極２８により、ｐ電極層１９との安定した電気的接続を確保できる。
従って、安定した電気的接続を確保した発光装置１００を提供することができる。

また、平面的に、発光領域５は略円形状をなしており、コンタクト領域７は、発光領域５の周囲を環状に囲うように設けられている。さらに、コンタクト領域７において、隣り合う柱状部２０ａは隙間なく略密着しているため、当該領域におけるｐ電極層１９の膜厚は発光領域５における膜厚よりも均一化されている。
よって、発光領域５の全周において、引出し電極２８による安定した電気的接続を確保できる。

また、コンタクト領域７において、ｐ電極層１９と、柱状部２０の第２半導体層１７との間には、光伝搬層１８が設けられている。
コンタクト領域７の柱状部２０は、発光に寄与しないため、光伝搬層１８が介在して電気的に接続していなくても支障ない。柱状部２０の頂部にはテーパーがあるため、光伝搬層１８が設けられることにより凹凸が吸収されて、光伝搬層１８の上に形成されるｐ電極層１９の膜厚が均一化される。
よって、コンタクト領域７において、ｐ電極層１９と引出し電極２８との間における電気的接続を安定させることができる。

また、コンタクト領域７において、絶縁層２２には、トレンチ９が設けられ、トレンチ９の側面は、開口側が広く、底面側が狭くなるように積層方向に対して傾いており、トレンチ９の側面、および、底面に沿って、引出し電極２８が形成されている。
これによれば、トレンチ９に沿って、引出し電極２８を形成できるため、安定した電気的接続を確保できる。

また、ｐ電極層１９は、複数層から形成されており、トレンチ９は、複数層のうち、最下層が露出するまで掘り込まれ、底面において、引出し電極２８は、最下層の一部と電気的に接続する。
これによれば、引出し電極２８は、底面９ｂにおいて最下層のＮｉ層１９ａと接続し、さらに、トレンチ９の側面９ａ，９ｃにおいても、Ｐｔ層１９ｂ、および、Ａｕ層１９ｃの各断面に接続される。
よって、ｐ電極層１９と引出し電極２８との間における電気的接続を確実に取ることができる。

また、トレンチ９の底面９ｂにおける幅は、コンタクト領域７における柱状部２０ａの径よりも小さい。
これによれば、１つの柱状部２０ａの頂部においてトレンチ９を形成できるため、膜厚が薄くなる柱状部の間隙にトレンチを設けないで良い。
よって、コンタクト領域７において、ｐ電極層１９と引出し電極２８との間における電気的接続を安定させることができる。

実施形態２
＊＊＊実施形態２における発光装置の概要＊＊＊
図６は、本実施形態における発光装置の平面図であり、図１に対応している。
本実施形態の発光装置１０１の構成は、実施形態１の発光装置１００と基本的に同じであるが、広域コンタクト領域における柱状体４１のサイズ、および、配置ピッチが、実施形態１の柱状体２１よりも小さくなっている点が異なる。柱状体４１のサイズが小さくなることに伴い、平面的なサイズも小さくなっているが、基本構成は、実施形態１の発光装置１００と同じである。
以下、本実施形態の発光装置１０１について、実施形態１の発光装置１００との相違点を中心に説明する。同一の部位には、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。

発光装置１０１において、発光領域５内の構成は、実施形態１の発光装置１００と同じである。広域コンタクト領域に形成される柱状体４１のサイズが、実施形態１の柱状体２１よりも小さくなっている。詳しくは、柱状体４１を構成する３つの柱状部４０ａ、柱状部４０ｂ、柱状部４０ｃの径が、実施形態１の柱状部４０ａ、柱状部４０ｂ、柱状部４０ｃよりも小さくなっている。なお、柱状部４０の高さは、実施形態１の柱状部２０の高さと同じとしている。

柱状体４１のサイズが小さくなるのに伴い、柱状体４１の配置ピッチも小さくなっている。同様に、個別の柱状部４０の配置ピッチも小さくなっている。換言すれば、コンタクト領域において隣り合う柱状部４０の間隔は、発光領域５において隣り合う柱状部２０の間隔よりも小さくなっている。
このため、コンタクト領域７の幅も、柱状部４０ａの径に合せて狭くなっている。また、コンタクト領域７において、隣り合う柱状部４０ａは隙間なく略密着して配置されている。トレンチ９の底面９ｂにおける幅は、コンタクト領域７における柱状部４０ａの径よりも小さく設定されている。その他の構成は、実施形態１の発光装置１００と同じである。

本実施形態の発光装置１０１によれば、実施形態１における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
コンタクト領域７における柱状部４０の径は、発光領域５における柱状部２０の径よりも小さくなっている。コンタクト領域７の柱状部４０は発光に寄与しないため、発光領域５の柱状部２０の径よりも小さくても支障はない。よって、コンタクト領域７の柱状部４０、および、柱状体４１を小さくすることで、発光装置１０１を小型化することができる。

また、コンタクト領域７における隣り合う柱状部４０の間隔は、発光領域５における隣り合う柱状部２０の間隔よりも小さくなっている。
つまり、コンタクト領域７における柱状部４０ａが密に配置されているため、上層に形成されるｐ電極層１９が均一化されて、引出し電極２８との電気的接続が安定する。さらに、コンタクト領域７の柱状部４０の配置ピッチを小さくすることで、発光装置１０１を小型化することができる。

実施形態３
＊＊＊実施形態３における発光装置の概要＊＊＊
図７は、本実施形態における発光装置の断面図であり、図２に対応している。
本実施形態の発光装置１０２の構成は、実施形態１の発光装置１００と基本的に同じであるが、広域コンタクト領域における柱状部４５に発光層が設けられていない点が、実施形態１と異なる。その他の構成は、実施形態１の発光装置１００と同じである。
以下、本実施形態の発光装置１０２について、実施形態１の発光装置１００との相違点を中心に説明する。同一の部位には、同一の番号を附し、重複する説明は省略する。

発光装置１０２の広域コンタクト領域における柱状部４５には、発光層が設けられていない。図７に示すように、柱状部４５は、第１半導体層１５の上に、第２半導体層１７を積層した構成となっている。よって、柱状体４６を構成する柱状部４５ａ、柱状部４５ｂ、柱状部４５ｃにも、発光層が設けられていない。
これは、広域コンタクト領域の柱状部４５は発光に寄与しないため、広域コンタクト領域の柱状部４５の製造工程において、発光層の形成を省略したからである。これにより、発光層の材料の使用量を削減することができる。

図７に示すように、発光層が設けられていない分、柱状体４６の高さが、発光領域５の柱状部２０よりも若干低くなっているが、ｐ電極層１９と引出し電極２８との接続性には支障なく、実施形態１の発光装置１００と同様な接続性能を有している。

本実施形態の発光装置１０２によれば、実施形態１における効果に加えて、以下の効果を得ることができる。
発光装置１０２の広域コンタクト領域における柱状部４５には、発光層が設けられていない。これにより、発光層の材料の使用量を削減することができる。

実施形態４
＊＊＊プロジェクターの概要＊＊＊
図８は、本実施形態に係るプロジェクターの概略構成図である。
ここでは、本実施形態のプロジェクター２００について、図８を用いて説明する。

プロジェクター２００は、図示しない筐体と、筐体内に備えられている赤色光、緑色光、青色光をそれぞれ出射する赤色光源１１０Ｒ、緑色光源１１０Ｇ、青色光源１１０Ｂと、を備えている。
赤色光源１１０Ｒ、緑色光源１１０Ｇ、青色光源１１０Ｂは、光源として、実施形態１の発光装置１００、または実施形態２，３の発光装置１０１，１０２を備えている。

プロジェクター２００は、さらに、筐体内に備えられている、第１光学素子５０Ｒと、第２光学素子５０Ｇと、第３光学素子５０Ｂと、第１光変調装置５５Ｒと、第２光変調装置５５Ｇと、第３光変調装置５５Ｂと、投射装置７０と、を有している。
第１光変調装置５５Ｒ、第２光変調装置５５Ｇ、および第３光変調装置５５Ｂは、例えば、透過型の液晶ライトバルブである。投射装置７０は、例えば、投射レンズである。

赤色光源１１０Ｒから出射された光は、第１光学素子５０Ｒに入射する。赤色光源１１０Ｒから出射された光は、第１光学素子５０Ｒによって集光される。なお、第１光学素子５０Ｒは、集光以外の機能を有していてもよい。後述する第２光学素子５０Ｇおよび第３光学素子５０Ｂについても同様である。

第１光学素子５０Ｒによって集光された光は、第１光変調装置５５Ｒに入射する。第１光変調装置５５Ｒは、入射した光を画像情報に応じて変調させる。そして、投射装置７０は、第１光変調装置５５Ｒによって形成された像を拡大してスクリーン３に投射する。

緑色光源１１０Ｇから出射された光は、第２光学素子５０Ｇに入射する。緑色光源１１０Ｇから出射された光は、第２光学素子５０Ｇによって集光される。

第２光学素子５０Ｇによって集光された光は、第２光変調装置５５Ｇに入射する。第２光変調装置５５Ｇは、入射した光を画像情報に応じて変調させる。そして、投射装置７０は、第２光変調装置５５Ｇによって形成された像を拡大してスクリーン３に投射する。

青色光源１１０Ｂから出射された光は、第３光学素子５０Ｂに入射する。青色光源１１０Ｂから出射された光は、第３光学素子５０Ｂによって集光される。第３光学素子５０Ｂによって集光された光は、第３光変調装置５５Ｂに入射する。第３光変調装置５５Ｂは、入射した光を画像情報に応じて変調させる。そして、投射装置７０は、第３光変調装置５５Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン３に投射する。

また、プロジェクター２００は、第１光変調装置５５Ｒ、第２光変調装置５５Ｇ、および第３光変調装置５５Ｂから出射された光を合成して投射装置７０に導くクロスダイクロイックプリズム６０を備えている。

第１光変調装置５５Ｒ、第２光変調装置５５Ｇ、および第３光変調装置５５Ｂ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６０に入射する。クロスダイクロイックプリズム６０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、投射装置７０によりスクリーン３上に投射され、拡大された画像が表示される。

なお、赤色光源１１０Ｒ、緑色光源１１０Ｇ、および青色光源１１０Ｂは、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ことで、第１光変調装置５５Ｒ、第２光変調装置５５Ｇ、および第３光変調装置５５Ｂを用いずに、直接的に映像を形成してもよい。そして、投射装置７０は、赤色光源１１０Ｒ、緑色光源１１０Ｇ、および青色光源１１０Ｂによって形成された映像を、拡大してスクリーン３に投射してもよい。

以上、述べた通り、プロジェクター２００は、安定した電気的接続を確保した発光装置１１０を備えている。従って、信頼性の高いプロジェクターを提供することができる。

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 Micro Mirror Device）が挙げられる。また、投射装置の構成は、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。

また、光源を、光源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の光源装置にも適用することが可能である。

上述した実施形態に係る発光装置は、プロジェクター以外にも用いることが可能である。プロジェクター以外の用途には、例えば、屋内外の照明、ディスプレイのバックライト、レーザープリンター、スキャナー、車載用ライト、光を用いるセンシング機器、通信機器等の光源がある。

変形例１
上述の実施形態１では、発光装置１００が柱状部２０を用いた半導体レーザーである場合について説明したが、発光装置１００は、柱状部２０を用いたスーパールミネッセントダイオードや、柱状部２０を用いた発光ダイオードであってもよい。実施形態２、実施形態３に係る発光装置についても同様である。

変形例２
上述の実施形態１に係る発光装置１００では、ＩｎＧａＮ系の発光層１６について説明したが、発光層１６としては、射出される光の波長に応じて、電流が注入されることで発光可能な様々な材料系を用いることができる。例えば、ＡｌＧａＮ系、ＡｌＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓ系、ＩｎＧａＡｓＰ系、ＩｎＰ系、ＧａＰ系、ＡｌＧａＰ系などの半導体材料を用いることができる。実施形態２、実施形態３に係る発光装置についても同様である。

以下に、実施形態から導き出される内容を記載する。

これによれば、発光領域において第１導電層の上には、第１絶縁層が積層されている。つまり、引出し配線を設ける際に、発光領域の上に第１絶縁層を残すことで、エッチングによるパターニングを行わないため、第１導電層が削られることを防止できる。また、第１絶縁層は、第１導電層の保護層としても機能する。
さらに、コンタクト領域における第１導電層には、第１導電層よりも厚い第２導電層が接続されている。コンタクト領域では透光性は求められないため、第１導電層よりも厚く、十分な導電性を有する第２導電層により、第１導電層との安定した電気的接続を確保できる。従って、安定した電気的接続を確保した発光装置を提供することができる。

平面的に、発光領域は、円形状をなしており、コンタクト領域は、発光領域の周囲を環状に囲うように設けられている。

これによれば、コンタクト領域は、発光領域の周囲をリング状に囲うように設けられているため、発光領域の全周において、第２導電層による安定した電気的接続を確保することができる。

コンタクト領域において、第１導電層と、柱状部の第２半導体層との間には、第２絶縁層が設けられている。

コンタクト領域の柱状部は、発光に寄与しないため、第２絶縁層が介在して電気的に接続していなくても支障ない。柱状部の頂部にはテーパーがあるため、第２絶縁層が設けられることにより凹凸が吸収されて、第２絶縁層の上に形成される第１導電層が均質化される。よって、電気的接続が安定する。

コンタクト領域において、第１絶縁層には、トレンチが設けられ、トレンチの側面は、開口側が広く、底面側が狭くなるように積層方向に対して傾いており、トレンチの側面、および、底面に沿って、第２導電層が形成されている。

これによれば、トレンチに沿って、第２導電層を形成できるため、安定した電気的接続を確保できる。

第１導電層は、複数層から形成されており、トレンチは、第１絶縁層を貫通し、トレンチの底面は第１導電層における複数層のうち、最下層に達しており、底面において、第２導電層は、最下層の一部と電気的に接続する。

これによれば、第２導電層は、底面において、第１導電層の最下層と接続し、さらに、トレンチのテーパー部分では、上層の各断面に接続されるため、電気的に確実に接続することができる。

コンタクト領域において、柱状部の径は、発光領域における柱状部の径よりも小さい。

コンタクト領域の柱状部は発光に寄与しないため、発光領域の柱状部の径よりも小さくても支障ない。コンタクト領域の柱状部を小さくすることで、発光装置を小型化することができる。

コンタクト領域において隣り合う柱状部の間隔は、発光領域において隣り合う前記柱状部の間隔よりも小さい。

コンタクト領域において柱状部が密に配置されているため、上層に形成される第１導電層が均一化され、第２導電層との電気的接続が安定する。さらに、コンタクト領域の柱状部の配置ピッチを小さくすることで、発光装置を小型化することができる。

トレンチの底面における幅は、コンタクト領域における柱状部の径よりも小さい。

これによれば、１つの柱状部の頂部においてトレンチを形成できるため、膜厚が薄い柱状部の間隙にトレンチを設けないで良い。よって、電気的接続が安定する。

コンタクト領域において、柱状部は、発光層を有さない。

これによれば、発光層の材料の使用量を削減することができる。

プロジェクターは、上記記載の発光装置を備えている。

プロジェクターは、安定した電気的接続を確保した発光装置を備えている。従って、信頼性の高いプロジェクターを提供することができる。

５…発光領域、７…コンタクト領域、９…トレンチ、９ａ，９ｃ…側面、９ｂ…底面、１０…基体、１１…バッファー層、１５…第１半導体層、１６…発光層、１７…第２半導体層、１８…光伝搬層、１９…ｐ電極層、１９ａ…Ｎｉ層、１９ｂ…Ｐｔ層、１９ｃ…Ａｕ層、２０…柱状部、２１…柱状体、２２…絶縁層、２８…引出し電極、３０…積層体、３８…引出し配線、３９…ｐ電極端子、４０…柱状部、４０ａ，４０ｂ，４０ｃ…柱状部、４１…柱状体、４５…柱状部、４５ａ，４５ｂ，４５ｃ…柱状部、４６…柱状体、１００，１０１，１０２…発光装置、１１０…発光装置、２００…プロジェクター。

Claims

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、
前記積層体は、前記積層体の積層方向からみた平面視において、発光領域と、コンタクト領域とを有し、
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発光層と、を有し、
前記第１半導体層は、前記基体と前記発光層との間に設けられ、
前記積層体には、前記基体と反対側に透光性の第１導電層が設けられ、
前記発光領域において、前記第１導電層は前記第２半導体層と接続され、前記第１導電層の上には、第１絶縁層が積層されており、
前記コンタクト領域において、前記第１導電層には、前記第１導電層よりも厚い第２導電層が接続されている、発光装置。
平面的に、前記発光領域は、円形状をなしており、
前記コンタクト領域は、前記発光領域の周囲を環状に囲うように設けられている、
請求項１に記載の発光装置。
前記コンタクト領域において、
前記第１導電層と、前記柱状部の前記第２半導体層との間には、第２絶縁層が設けられている、請求項１または２に記載の発光装置。
前記コンタクト領域において、
前記第１絶縁層には、トレンチが設けられ、
前記トレンチの側面は、開口側が広く、底面側が狭くなるように積層方向に対して傾いており、
前記トレンチの前記側面、および、前記底面に沿って、前記第２導電層が形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発光装置。
前記第１導電層は、複数層から形成されており、
前記トレンチは、前記第１絶縁層を貫通し、
前記トレンチの底面は、前記第１導電層における前記複数層のうち、最下層に達しており、
前記底面において、前記第２導電層は、前記最下層の一部と電気的に接続する、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の発光装置。
前記コンタクト領域において、
前記柱状部の径は、前記発光領域における前記柱状部の径よりも小さい、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の発光装置。
前記コンタクト領域において隣り合う前記柱状部の間隔は、
前記発光領域において隣り合う前記柱状部の間隔よりも小さい、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の発光装置。
前記トレンチの前記底面における幅は、前記コンタクト領域における前記柱状部の径よりも小さい、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の発光装置。
前記コンタクト領域において、
前記柱状部は、前記発光層を有さない、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の発光装置。
請求項１〜９のいずれかに記載の発光装置を備えたプロジェクター。