JP2022044477A - 発光素子 - Google Patents

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Abstract

【課題】トレンチを介して電流狭窄層を形成する発光素子において、チップ外縁部と発光領域との間にパッドを設けた場合においても、リーク電流の発生を抑制することが可能な発光素子を提供すること。【解決手段】電流狭窄層を有する積層体によって構成された発光素子であって、半導体基板と、電流狭窄層に達する深さの複数の第１の凹部、および電流狭窄層に形成され、電流狭窄層が酸化された酸化領域と当該酸化領域によって囲まれた非酸化領域とを有する電流狭窄構造を備えた発光部と、発光部と半導体基板の外縁部との間に配置された電極パッドと、電極パッドと発光部との間に配置され、積層体の上面から電流狭窄層にかけて形成された段差部と、を含み、段差部により囲まれた領域の電流狭窄層は、非酸化領域を除いて酸化領域となっている。【選択図】図１

Description

本発明は、発光素子に関する。
特許文献１には、基板上に形成されたコンタクト層と、コンタクト層上に形成された、第１導電型の第１の半導体多層膜反射鏡、第１の半導体多層膜反射鏡上の活性領域、および活性領域上の第２導電型の第２の半導体多層膜反射鏡を含む複数のメサ構造と、メサ構造の周囲の前記コンタクト層を含む領域を覆って形成されると共に一部が第１導電型の電極パッドとされた第１の金属層と、第１の金属層上でかつメサ構造の上面を除く領域を覆って形成された絶縁膜と、絶縁膜上でかつメサ構造の上面の一部を含む領域を覆って形成されると共に一部が第２導電型の電極パッドとされた第２の金属層と、を含む面発光型半導体レーザアレイが開示されている。
特開２０１７－０５０４６３号公報
本発明は、トレンチを介して電流狭窄層を形成する発光素子において、チップ外縁部と発光領域との間にパッドを設けた場合においても、リーク電流の発生を抑制することが可能な発光素子を提供することを目的とする。
第１態様に係る発光素子は、電流狭窄層を有する積層体によって構成された発光素子であって、半導体基板と、前記電流狭窄層に達する深さの複数の第１の凹部、および前記電流狭窄層に形成され、前記電流狭窄層が酸化された酸化領域と当該酸化領域によって囲まれた非酸化領域とを有する電流狭窄構造を備えた発光部と、前記発光部と前記半導体基板の外縁部との間に配置された電極パッドと、前記電極パッドと発光部との間に配置され、前記積層体の上面から前記電流狭窄層にかけて形成された段差部と、を含み、前記段差部により囲まれた領域の電流狭窄層は、前記非酸化領域を除いて前記酸化領域となっているものである。
第２態様に係る発光素子は、第１態様に係る発光素子において、前記電極パッドと前記発光部との間に形成された第２の凹部をさらに含み、前記段差部は前記第２の凹部の前記発光部側の側壁によって形成されているものである。
第３態様に係る発光素子は、第２態様に係る発光素子において、前記第１の凹部の幅と前記第２の凹部の幅の関係が、第１の凹部の幅≦第２の凹部の幅となっているものである。
第４態様に係る発光素子は、第１態様から第３態様のいずれかの態様に係る発光素子において、前記段差部の平面視での形状が直線であるものである。
第５態様に係る発光素子は、第１態様から第３態様のいずれかの態様に係る発光素子において、前記段差部の平面視での形状が直線と曲線を含む形状であるものである。
第６態様に係る発光素子は、第１態様から第５態様のいずれかの態様に係る発光素子において、前記発光部における前記酸化領域の前記第１の凹部の端部からの距離ａと、前記段差部と前記第１の凹部との間の前記積層体の幅ｂとが、ｂ＜２×ａの関係を満たすものである。
第７態様に係る発光素子は、第１態様、第４態様から第６態様のいずれかの態様に係る発光素子において、前記発光部は、前記半導体基板上に形成された下部多層膜反射鏡、活性層、上部多層膜反射鏡を含む面発光型レーザとして構成され、前記電極パッドが絶縁膜を介して前記下部多層膜反射鏡の上部に形成されたものである。
第８態様に係る発光素子は、第１態様から第６態様のいずれかの態様に係る発光素子において、前記発光部は、前記半導体基板上に形成された下部多層膜反射鏡、活性層、上部多層膜反射鏡を含む面発光型レーザとして構成され、前記電極パッドが絶縁膜を介して前記上部多層膜反射鏡の上部に形成されたものである。
第９態様に係る発光素子は、第１態様から第８態様のいずれかの態様に係る発光素子において、複数の前記発光部を備えるものである。
第１態様によれば、トレンチを介して電流狭窄層を形成する発光素子において、チップ外縁部と発光領域との間にパッドを設けた場合においても、リーク電流の発生を抑制することが可能な発光素子を提供することができる、という効果を奏する。
第２態様によれば、第２の凹部を含まない場合と比較して、段差部がより容易に形成される、という効果を奏する。
第３態様によれば、第１の凹部の幅と第２の凹部の幅の関係が、第１の凹部の幅＞第２の凹部の幅となっている場合と比較して、酸化領域がより確実に形成される、という効果を奏する。
第４態様によれば、段差部の平面視での形状が曲線を含む場合と比較して、段差部の形成がより容易である、という効果を奏する。
第５態様によれば、段差部の平面視での形状が直線の場合と比較して、酸化領域の形成がより細かく制御される、という効果を奏する。
第６態様によれば、発光部における酸化領域の第１の凹部の端部からの距離ａと、段差部と第１の凹部との間の積層体の幅ｂとが、ｂ≧２×ａの関係を満たす場合と比較して、リーク電流の発生がより確実になる、という効果を奏する。
第７態様によれば、絶縁膜を介して上部多層膜反射鏡の上部に電極パッドを形成する場合と比較して、電極パッドがより形成しやすい、という効果を奏する。
第８態様によれば、絶縁膜を介して下部多層膜反射鏡の上部に電極パッドを形成する場合と比較して、発光素子の外部の基板等への実装がより容易である、という効果を奏する。
第９態様によれば、発光素子アレイにおいて、チップ外縁部と発光領域との間にパッドを設けた場合においても、リーク電流の発生を抑制することが可能になる、という効果を奏する。
第１の実施の形態に係る発光素子の構成の一例を示す平面図および断面図である。 第１の実施の形態に係る発光素子のトレンチを通らない直線に沿った断面図である。 従来技術に係る発光素子におけるリーク電流の経路について説明する図である。 第１の実施の形態に係る発光素子の段差部の形状が、（ａ）は直線である場合の平面図、（ｂ）は曲線を含む場合の平面図である。 実施の形態に係る発光素子の製造方法の一例を示す工程フロー図である。 第２の実施の形態に係る発光素子の構成の一例を示す平面図および断面図である。
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では本発明に係る発光素子を、複数の発光部を有する光素子アレイに適用した形態を例示して説明するが、単一の発光部を有する発光素子に適用した形態としてもよい。また、以下の説明では本発明に係る発光素子としてＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）を適用した形態を例示して説明するが、これに限られず、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等に適用した形態としてもよい。
［第１の実施の形態］
図１から図５を参照して、本実施の形態に係る発光素子１０について説明する。図１に示す＜１＞は発光素子１０の平面図を、＜４＞および＜５＞部分拡大図を、＜２＞は＜４＞に示すＡ－Ａ’線に沿った断面図を、＜３＞は＜５＞に示すＢ－Ｂ’線に沿った断面図を、各々示している。図１＜４＞＜５＞とも後述するトレンチ２２を通る直線、Ａ－Ａ’、Ｂ－Ｂ’に沿った断面図である。符号２４は、チップ状態の発光素子１０の外縁部を示している。
図１＜１＞に示すように、発光素子１０は、発光領域３０、アノードパッド１８、および凹部２３を含んでいる。発光領域３０は、複数の発光部３１が配置された領域である。本実施の形態では発光部３１を千鳥状に配置する形態を例示しているが、これに限られず、例えばアレイ状に配置してもよい。また、発光部３１の個数は、発光素子１０に要求される出力パワー等を勘案して適切な数としてよい。アノードパッド１８は、発光部３１のアノード電極２０から延伸された配線の一部に形成されたアノード側のパッドである。本実施の形態では、発光素子１０の両端に２個設ける形態を例示して説明するが、これに限られず、発光素子１０の実装等を勘案して適切な個数設けてよい。凹部２３は、発光領域３０とアノードパッド１８との間に設けられた溝である。なお、「アノードパッド１８」は本発明に係る「電極パッド」の一例であり、「凹部２３」は本発明に係る「第２の凹部」の一例である。
図１＜２＞、＜３＞に示すように、発光素子１０は、Ｎ型の基板１１、基板１１上に形成された下部ＤＢＲ１２、下部ＤＢＲ１２上に形成された活性層１５、活性層１５上に形成された上部ＤＢＲ１４、上部ＤＢＲ１４の一部に形成された電流狭窄層１６、上部ＤＢＲ１４上に形成されたアノード電極２０、下部ＤＢＲ１２および上部ＤＢＲ１４上に形成された層間絶縁膜１３、および層間絶縁膜１３上に形成されたアノード配線１７を含んでいる。基板１１の裏面にはカソード電極２１（裏面電極）が形成され、アノード配線の一部にアノードパッド１８が形成されている。発光部３１の上面のアノード配線１７には円形の出射開口１９が設けられており、出射開口１９を介して発光部３１からの出射光Ｐｏが出射される。アノード配線１７は発光部３１の上面でアノード電極２０と接続されている。なお、「カソード電極２１」は、本発明に係る「電極」の一例である。
下部ＤＢＲ１２は、発光素子１０の発振波長をλ、媒質（半導体層）の屈折率をｎとした場合に、膜厚がそれぞれ０．２５λ／ｎとされかつ屈折率の互いに異なる２つの半導体層を交互に繰り返し積層して構成される多層膜反射鏡である。本実施の形態では下部ＤＢＲ１２はＮ型とされている。
活性層１５は、発光部３１から出射される光を生成する部位であり、本実施の形態では、一例として、障壁層と量子井戸層が交互に配置されたＭＱＷ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｗｅｌｌ）構造とされている。
電流狭窄層１６は、非酸化領域１６ａおよび酸化領域１６ｂを含み電流狭窄構造を構成している。非酸化領域１６ａは電流を通過させ、酸化領域１６ｂは電流を阻止する。非酸化領域１６ａは酸化領域１６ｂによって囲まれ、アノード電極２０からカソード電極２１に向かって流れる電流を絞る機能を有する。本実施の形態に係る電流狭窄層１６はＰ型とされている。
上部ＤＢＲ１４は、膜厚がそれぞれ０．２５λ／ｎとされかつ屈折率の互いに異なる２つの半導体層を交互に繰り返し積層して構成される多層膜反射鏡である。上部ＤＢＲ１４と下部ＤＢＲ１２とによって、活性層１５で生成された光を共振、増幅させる共振器が構成されている。
層間絶縁膜１３は、アノード電極２０等の開口部を形成する必要のある領域を除いた発光素子１０の表面の全域にわたって形成され、発光素子１０を外気等から保護する機能を有する。
アノード配線１７はアノード電極２０に接続され、アノードパッド１８まで延伸されている。発光素子１０の表面におけるアノード配線１７の形成領域は特に制限されないが、本実施の形態では、出射開口１９を除く発光素子１０の表面の全域にわたって形成されている。図１＜４＞、＜５＞に示すように、出射開口１９は一部が途切れたリング状のアノード電極２０によって円形に形成されている。
アノードパッド１８に電源の正極を印可し、カソード電極２１に負極を接続することにより、アノード電極２０からカソード電極２１に向かって電流が流れる。当該電流は電流狭窄層１６によって絞られ、下部ＤＢＲ１２、活性層１５、および上部ＤＢＲ１４を含む共振器が発振して出射開口１９から出射光Ｐｏが出射される。出射開口１９内の上部ＤＢＲ１４上には、出射面保護膜（図示省略）が形成される。
図２を参照して、トレンチ２２を通らない直線で切断した発光素子１０の断面について説明する。図２＜２＞は、図２＜３＞に示すトレンチ２２を通らない直線Ｃ－Ｃ’で切断した発光素子１０の断面を示している。図２＜２＞に示すように、トレンチ２２を通らない直線で切断した場合、電流狭窄層１６（酸化領域１６ｂ）が凹部２３の側壁の一端（以下、「段差部Ｅ１」）まで延伸されていることがわかる。
ここで、トレンチ２２は、電流狭窄層１６の形成において、上部ＤＢＲ１４の一部を酸化する際に使用され、酸化アパチャーなどと呼ばれる場合もある。すなわち、電流狭窄層１６は、発光素子１０の製造工程における酸化処理を経ることによって形成されるが、従来は、発光部を、電流狭窄層を形成する領域まで半導体層が露出したメサ（ポスト、柱）状に形成して当該酸化処理を行っていた。これに対し本実施の形態では、発光部の周囲全体の半導体層を露出することなく、電流狭窄層を形成する領域まで露出した複数のトレンチ２２を発光部の周囲に部分的に形成し、酸化する方法を採用している。複数のトレンチを介して酸化する方式の場合、特にトレンチ以外の領域では、発光部を構成する半導体層が発光素子１０の周縁部まで連続することになるので、構成を工夫しないとリーク電流が発生するという問題がある。なお、「トレンチ２２」は、本発明に係る「第１の凹部」の一例である。
図３を参照して、上記リーク電流が発生する原因についてより詳細に説明する。図３は、段差部Ｅ１を備えていない比較例に係る発光素子１００の、トレンチを通らない直線に沿った断面図を示している。発光素子１００の基本的な構成は発光素子１０と同様であるが、発光素子１００では、アノードパッド１８側の電流狭窄層１６が、発光素子１００の端部まで到達していない。これは、発光素子１００では比較的大きなアノードパッド１８を有することに起因している。すなわち、酸化がトレンチ２２からのみ進行するため、発光素子１００の端部に到達するほど十分に酸化されないことに起因している。
通常発光素子１００を発光させるための電流ＩＶは、図３に示すように、電流狭窄層１６の非酸化領域１６ａを通過してカソード電極２１に至る経路で流れる。しかしながら、電流狭窄層１６に途切れた部分が存在すると、図３に示すようにリーク電流ＩＲが、上部ＤＢＲ１４、活性層１５、下部ＤＢＲ１２を通過してカソード電極２１に至る経路で流れる。リーク電流ＩＲは発光素子１００の発光に寄与しない無駄な電流であるので、リーク電流ＩＲは発生しないようにする必要がある。すなわち、発光素子１００において、非酸化領域１６ａを除く電流狭窄層１６の全体が酸化されている必要がある。
発光素子１００において、電流狭窄層１６の非酸化領域１６ａを除く全体を酸化させるためには、トレンチ２２、あるいは、付加的な開口を適切な位置に配置すればよい。しかしながら、発光素子１００において、トレンチ２２、あるいは付加的な開口を配置できない場合がある。その場合の一例として、一定の大きさを有するパッドを配置させる場合が挙げられる。パッドとは、発光素子１００を外部の基板等に接続するためのボンディングワイヤやはんだボールが接続される部位であるので、開口を設けることは好ましくない。図３は、当該パッドを、一例として発光素子１００の外縁部から一定の幅の領域に設けた場合の断面図を示している。このように、一定の大きさのパッドの領域を、発光素子１００の外縁部２４に沿った位置に確保するためには、電流狭窄層１６の形成について十分な配慮が必要となる。
そこで本実施の形態では、トレンチを介して電流狭窄層を形成する発光素子において、チップ外縁部と発光領域との間にパッドを設けた場合においても、リーク電流の発生を抑制することが可能となるように、段差部Ｅ１を設けることとした。この段差部Ｅ１によって発光領域３０をアノードパッド１８から切り離し、段差部Ｅ１から発光領域３０に向けて電流狭窄層の酸化を行うことができるので、アノードパッド１８とは無関係に酸化領域１６ｂを形成することが可能となる。このことによって、トレンチを介して電流狭窄層を形成する発光素子において、チップ外縁部と発光領域との間に必要な大きさのパッドが形成される。
図１、および図４を参照して、段差部Ｅ１の作用について説明する。図１に示すように、発光素子１０では凹部２３を設けることによって、段差部Ｅ１を形成している。従って、発光素子１０では、酸化工程においてトレンチ２２から酸化される他、段差部Ｅ１に露出した半導体層の側からも酸化される。
図４（ａ）は、発光素子１０において酸化が進行する様子を示している。トレンチ２２からの酸化は、図４（ａ）に方向Ｄ１で示すように周囲に等方的に広がり、その酸化フロント２５は円形となる。図１＜４＞、＜５＞に示すように、本実施の形態に係る発光素子１０では、発光部３１の周囲に、６個の略長方形のトレンチ２２を形成している。各トレンチ２２は、図１＜２＞、＜３＞に示すように、電流狭窄層１６の位置が露出するのに十分な位置までの深さで形成されている。各トレンチ２２を介して酸化処理を行うことによって、電流狭窄層１６に電流狭窄構造が形成される。非酸化領域１６ａの平面視での形状は、トレンチ２２が６個であることを反映して、略六角形となっている。なお、発光部３１の周囲に配置させるトレンチ２２の個数は６個に限られず、電流狭窄層１６の形状等を勘案して、適切な個数としてよい。
一方段差部Ｅ１からの酸化は、図４（ａ）に方向Ｄ２で示すように、凹部２３の一端からトレンチ２２の側に進行し、その酸化フロント２６は直線となる。トレンチ２２、および段差部Ｅ１からの酸化によって、本実施の形態に係る発光素子１０では、非酸化領域１６ａ以外の電流狭窄層１６の全体が酸化される、すなわち酸化領域１６ｂとなる。換言すれば、非酸化領域１６ａ以外の電流狭窄層１６の全体が酸化領域１６ｂとなるように、トレンチ２２の大きさや位置、段差部Ｅ１の位置や長さ等を決める。その結果、発光素子１０ではリーク電流ＩＲの発生が抑制される。なお、図１＜２＞において、アノードパッド１８が形成される積層領域の電流狭窄層１６は、凹部２３側からの酸化によるものを示しているが、製造工程は複数の発光素子１０が面付されたウェハの状態で行われるので、大部分の発光素子１０において外縁部２４側からの酸化はない。
ここで、発光部３１において非酸化領域１６ａをトレンチ２２と凹部２３との間に位置する積層領域３２に含まれる電流狭窄層１６の全体が酸化されるための条件に付いて検討する。電流狭窄層１６の酸化は、積層領域３２に含まれる電流狭窄層１６の全体を酸化させると同時に、発光部３１には非酸化領域１６ａを形成させる必要がある。いま。図１＜２＞に示すように、酸化領域１６ｂのトレンチ２２の側壁からの距離をａ、積層領域３２の全体における電流狭窄層１６の長さをｂとした場合、ａとｂとの間には以下の（式１）に示す関係が成立している必要がある。
ｂ＜２×ａ ・・・ （式１）
発光部３１における電流狭窄層１６の酸化は、両方のトレンチ２２側から進行する。積層領域３２における酸化は、トレンチ２２側、および凹部２３側から進行する。同じ時間酸化すれば酸化フロントは同じ距離だけ進むので、積層領域３２の幅ｂが２×ａより小さくないと積層領域３２内の電流狭窄層１６に酸化されない領域が発生する。これを回避するための条件が（式１）で示された条件となる。（式１）が成立していれば、発光部３１に非酸化領域１６ａが形成され、なおかつ積層領域３２に含まれる電流狭窄層１６の全体が酸化される（酸化領域１６ｂとなる）ことが保証される。なお、図１＜３＞ではａの代わりにａ’、ｂの代わりにb’が記載されているが、通常ａ＝ａ’、ｂ＝ｂ’なので、同様に（式１）が成立することが要件とされることは同じである。
＜第１の実施の形態の変形例＞
上記実施の形態では、段差部Ｅ１が直線である形態を例示して説明した。しかしながら、段差部は直線に限られず、電流狭窄層１６の酸化条件等を勘案して、適切な形状を採用してよい。例えば、図４（ｂ）は、円弧部３３を有する段差部Ｅ３を採用し、凹部２３Ａを有する発光素子１０Ａを示している。円弧部３３は、トレンチ２２－１、２２－２、２２－３、２２－４の近傍の酸化を補完するために設けられている。段差部E３からの酸化は方向Ｄ３の方向に進み、酸化フロント２７を形成する。本変形例に係る発光素子１０Ａによっても、段差部E３からの酸化と、トレンチ２２からの酸化とがあいまって発光素子１０Ａの非酸化領域１６ａ以外の電流狭窄層１６の全体が酸化され、リーク電流ＩＲの発生が抑制される。なお、本実施の形態では、段差部E３として図４（ｂ）に示す円弧部３３を有する形態を例示して説明したが、これに限られず、トレンチ２２の配置等を勘案して、適切な曲線としてよい。
次に、図５を参照して、本実施の形態に係る発光素子１０の製造方法の概略について説明する。なお、以下で説明する製造工程は、複数の発光素子１０を一括して形成するウェハの状態で行われるが、前工程としてエピタキシャル成長が完了している、すなわち上部ＤＢＲ１４までの各層の形成が完了しているものとする。
工程Ｐ１で、アノード電極２０を形成する。
工程Ｐ２で出射面保護膜を形成する。
工程Ｐ３で、トレンチ２２を、例えばエッチングによって形成する。本実施の形態では、各々の発光部３１の周囲に６個のトレンチを形成する。本実施の形態では、本エッチング工程によって、同時に凹部２３を形成する。
ここで、図１＜４＞に示すトレンチ２２の幅ｃと、凹部２３の幅は、以下の（式２）に示す関係を充足することが好ましい。
ｃ≦ｄ ・・・ （式２）
（式２）に示す条件は、凹部２３のエッチングが十分に進むことを保証するための条件である。発光部３１においては電流狭窄層１６が十分に露出するまでエッチングされるようエッチング条件が決められている。従って、凹部２３の幅がトレンチ２２幅より広くなるように設計されていれば、凹部２３においも電流狭窄層１６が露出するのに十分な深さまでエッチングされることになる。これは、開口部の幅が広いほど、例えばエッチングガスが開口部の底まで達しやすいため、より深くまでエッチングされることに基づく。つまり、トレンチ２２の幅よりも凹部２３の幅の方が広ければ、電流狭窄層に達する深さのトレンチ２２を形成した場合に、凹部２３も当然に電流狭窄層に達する深さになる。従って、凹部２３からも確実に酸化が進むことになる。
工程Ｐ４で、酸化処理を行う。本工程によって、電流狭窄層１６に電流狭窄構造（非酸化領域１６ａ、酸化領域１６ｂ）が形成される。つまり、上述したリーク電流の発生を阻止するために、発光素子１０に含まれる非酸化領域１６ａ以外の電流狭窄層１６の全体が酸化され、酸化領域１６ｂが形成される。
次に、工程Ｐ５で、出射開口１９を除くウェハ全面に層間絶縁膜１３を形成する。
工程Ｐ６で、層間絶縁膜１３のアノード電極２０の部分にコンタクトホール（図示省略）を形成する。
工程Ｐ７で、アノード電極２０からアノードパッド１８まで延伸するアノード配線を形成する。
工程Ｐ８で、基板の薄化を行う、すなわち、基板１１の裏面を研磨または研削して、基板１１の厚さを所定の厚さにする。
工程Ｐ９で、基板１１の裏面にカソード電極を形成する。
以上の構成によって、本実施の形態に係る発光素子１０が製造される。
［第２の実施の形態］
図６を参照して、本実施の形態に係る発光素子１０Ｂについて説明する。発光素子１０Ｂは、上記実施の形態に係る発光素子１０において凹部２３を除き、段差部Ｅ１を段差部Ｅ２に置き換えた形態である。従って、発光素子１０と同様の機能を有する構成には同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
図６＜１＞は発光素子１０Ｂの平面図を、＜２＞、＜３＞は断面図を、＜４＞、＜５＞は部分拡大図を、各々示している。図５＜２＞は、図５＜４＞に示すＤ－Ｄ’線に沿った断面図を、図５＜３＞は、図５＜５＞に示すＥ－Ｅ’線に沿った断面図を、各々示している。
図６＜２＞、＜３＞に示すように、発光素子１０Ｂは凹部２３を有さず、アノードパッド１８が層間絶縁膜１３を介して下部ＤＢＲ１２の上部に形成され、段差部Ｅ１の代わりに段差部Ｅ２を備えている。段差部Ｅ２の平面視での形状は、図４（ａ）に示すように直線であってもよいし、図４（ｂ）に示すように曲線を含む形状であってもよい。段差部Ｅ２の作用も段差部Ｅ１と同様で、酸化工程において段差部Ｅ２から酸化が進行し、トレンチ２２からの酸化と相まって、発光素子１０Ｂに含まれる非酸化領域１６ａ以外の電流狭窄層１６の全体が酸化され、酸化領域１６ｂが形成される。図６＜２＞＜３＞に示すように、段差部Ｅ２とトレンチ２２の間に位置する積層領域３２Ａに含まれる電流狭窄層１６も全体に亘って酸化領域１６ｂとなっている。従って、本実施の形態に係る発光素子１０Ｂによっても、トレンチを介して電流狭窄層を形成する発光素子において、チップ外縁部と発光領域との間にパッドを設けた場合においても、リーク電流の発生が抑制される。
なお、上記各実施の形態では、カソード電極２１を基板１１の裏面に設ける形態を例示して説明したが、これに限られず、カソード電極２１を基板１１の表面に設ける形態としてもよい。この場合は、下部ＤＢＲ１２の下部に位置する基板１１にＮ型不純物（コンタクト）領域を形成し、該Ｎ型不純物領域上にカソード電極を形成すればよい。
また、上記各実施の形態では、アノードパッド１８を基板１１の２辺に沿って２つ設ける形態を例示して説明したが、これに限られず、１つの辺に沿って設けてもよいし、３つ以上の辺に沿って設ける形態としてもよい。
なお、上記各実施の形態ではＮ型の基板を用いる形態を例示して説明したが、これに限られず、Ｐ型の基板を用いる形態としてもよい。この場合は、上記説明でＮ型をＰ型、Ｐ型をＮ型と読み替えればよい。
１０、１０Ａ、１０Ｂ 発光素子
１１ 基板
１２ 下部ＤＢＲ
１３ 層間絶縁膜
１４ 上部ＤＢＲ
１５ 活性層
１６ 電流狭窄層
１６ａ 非酸化領域
１６ｂ 酸化領域
１７ アノード配線
１８ アノードパッド
１９ 出射開口
２０ アノード電極
２１ カソード電極
２２、２２－１、２２－２、２２－３、２２－４ トレンチ
２３、２３Ａ 凹部
２４ 外縁部
２５、２６、２７ 酸化フロント
３０ 発光領域
３１ 発光部
３２、３２Ａ 積層領域
３３ 円弧部
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ 方向
Ｅ１、Ｅ２、Ｅ３ 段差部
ＩＶ 電流
ＩＲ リーク電流
Ｐｏ 出射光

Claims (9)

  1. 電流狭窄層を有する積層体によって構成された発光素子であって、
    半導体基板と、
    前記電流狭窄層に達する深さの複数の第１の凹部、および前記電流狭窄層に形成され、前記電流狭窄層が酸化された酸化領域と当該酸化領域によって囲まれた非酸化領域とを有する電流狭窄構造を備えた発光部と、
    前記発光部と前記半導体基板の外縁部との間に配置された電極パッドと、
    前記電極パッドと発光部との間に配置され、前記積層体の上面から前記電流狭窄層にかけて形成された段差部と、を含み、
    前記段差部により囲まれた領域の電流狭窄層は、前記非酸化領域を除いて前記酸化領域となっている
    発光素子。
  2. 前記電極パッドと前記発光部との間に形成された第２の凹部をさらに含み、
    前記段差部は前記第２の凹部の前記発光部側の側壁によって形成されている
    請求項１に記載の発光素子。
  3. 前記第１の凹部の幅と前記第２の凹部の幅の関係が、
    第１の凹部の幅≦第２の凹部の幅
    となっている
    請求項２に記載の発光素子。
  4. 前記段差部の平面視での形状が直線である
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発光素子。
  5. 前記段差部の平面視での形状が直線と曲線を含む形状である
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の発光素子。
  6. 前記発光部における前記酸化領域の前記第１の凹部の端部からの距離ａと、前記段差部と前記第１の凹部との間の前記積層体の幅ｂとが、
    ｂ＜２×ａ
    の関係を満たす
    請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の発光素子。
  7. 前記発光部は、前記半導体基板上に形成された下部多層膜反射鏡、活性層、上部多層膜反射鏡を含む面発光型レーザとして構成され、
    前記電極パッドが絶縁膜を介して前記下部多層膜反射鏡の上部に形成された
    請求項１、請求項４から請求項６のいずれか１項に記載の発光素子。
  8. 前記発光部は、前記半導体基板上に形成された下部多層膜反射鏡、活性層、上部多層膜反射鏡を含む面発光型レーザとして構成され、
    前記電極パッドが絶縁膜を介して前記上部多層膜反射鏡の上部に形成された
    請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の発光素子。
  9. 複数の前記発光部を備える
    請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の発光素子。
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