JP2022154022A - 発光装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁層をエッチングする工程において、隣り合う第２柱状部の間の絶縁層がエッチングされる可能性を小さくすることができる発光装置の製造方法を提供する。【解決手段】基板に、発光層を有する複数の第１柱状部を形成する工程と、前記複数の第１柱状部の各々を覆う親水性層を形成し、前記複数の第１柱状部の各々と前記親水性層とを有する複数の第２柱状部を形成する工程と、前記親水性層を覆い、前記複数の第２柱状部のうちの隣り合う第２柱状部の間を充填する絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層を親油性のエッチング液でウェットエッチングして、前記複数の第２柱状部の各々の先端を露出する工程と、露出された前記親水性層を除去して、前記複数の第１柱状部の各々の先端を露出する工程と、を有する、発光装置の製造方法。【選択図】図３

Description

本発明は、発光装置の製造方法に関する。

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、ナノコラムを適用した半導体レーザーは、ナノコラム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。

例えば特許文献１には、ＳｉＣ基板上にナノコラムを形成し、回転塗布によってＳＯＧを塗布した後、ナノコラムのｐ型ＧａＮ層のみが露出するようにＳＯＧを全面エッチングし、ナノコラムの先端のｐ型ＧａＮ層に透明電極を形成することが記載されている。特許文献１では、バッファードフッ酸を用いて、ＳＯＧをエッチングしている。

特開２０１０－１３５８５８号公報

しかしながら、ナノコラムの先端を露出させる工程において、隣り合うナノコラムの間の絶縁層がエッチングされ、空隙が形成される場合がある。空隙が形成されると、後の工程でウェットエッチングを行う場合に、当該工程のエッチング液が空隙に侵入する場合がある。

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、発光層を有する複数の第１柱状部を形成する工程と、
前記複数の第１柱状部の各々を覆う親水性層を形成し、前記複数の第１柱状部の各々と前記親水性層とを有する複数の第２柱状部を形成する工程と、
前記親水性層を覆い、前記複数の第２柱状部のうちの隣り合う第２柱状部の間を充填する絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層を親油性のエッチング液でウェットエッチングして、前記複数の第２柱状部の各々の先端を露出する工程と、
露出された前記親水性層を除去して、前記複数の第１柱状部の各々の先端を露出する工程と、
を有する。

本発明に係る発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、発光層を有する複数の第１柱状部を形成する工程と、
前記複数の第１柱状部の各々を覆う疎水性層を形成し、前記複数の第１柱状部の各々と前記疎水性層とを有する複数の第２柱状部を形成する工程と、
前記疎水性層を覆い、前記複数の第２柱状部のうちの隣り合う第２柱状部の間を充填する絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層を親水性のエッチング液でウェットエッチングして、前記複数の第２柱状部の各々の先端を露出する工程と、
露出された前記疎水性層を除去して、前記複数の第１柱状部の各々の先端を露出する工程と、
を有する。

第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するためのフローチャート。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 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。 第３実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。 第４実施形態に係るディスプレイを模式的に示す平面図。 第４実施形態に係るディスプレイを模式的に示す断面図。

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。

１． 第１実施形態
１．１． 発光装置
１．１．１． 全体の構成
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。

発光装置１００は、図１に示すように、例えば、基板１０と、柱状部２０と、絶縁層３０と、第１電極４０と、第２電極４２と、を有している。発光装置１００は、例えば、半導体レーザーである。

基板１０は、例えば、支持基板１２と、バッファー層１４と、を有している。

支持基板１２は、例えば、Ｓｉ基板、ＧａＮ基板、サファイア基板、ＳｉＣ基板などである。

バッファー層１４は、支持基板１２に設けられている。図示の例ではバッファー層１４は、支持基板１２上に設けられている。バッファー層１４は、第１導電型の半導体層である。バッファー層１４は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層である。

本明細書では、柱状部２０の第１半導体層２２と発光層２４との積層方向（以下、単に「積層方向」ともいう）において、発光層２４を基準とした場合、発光層２４から第２半導体層２６に向かう方向を「上」とし、発光層２４から第１半導体層２２に向かう方向を「下」として説明する。また、積層方向と直交する方向を「面内方向」ともいう。また、「平面視において」とは、積層方向からみた場合のことである。

柱状部２０は、バッファー層１４上に設けられている。柱状部２０は、バッファー層１４から上方に突出した柱状の形状を有している。言い換えれば、柱状部２０は、バッファー層１４を介して基板１０から上方に突出している。柱状部２０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２０の平面形状は、例えば、多角形、円である。

柱状部２０の径は、例えば、５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下である。柱状部２０の径を５００ｎｍ以下とすることによって、高品質な結晶の発光層２４を得ることができ、かつ、発光層２４に内在する歪を低減することができる。これにより、発光層２４で発生する光を高い効率で増幅することができる。

なお、「柱状部の径」とは、柱状部２０の平面形状が円の場合は、直径であり、柱状部２０の平面形状が円ではない形状の場合は、最小包含円の直径である。例えば、柱状部２０の径は、柱状部２０の平面形状が多角形の場合、該多角形を内部に含む最小の円の直径であり、柱状部２０の平面形状が楕円の場合、該楕円を内部に含む最小の円の直径である。

柱状部２０は、複数設けられている。隣り合う柱状部２０の間隔は、例えば、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下、好ましくは５ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。複数の柱状部２０は、平面視において、所定の方向に所定のピッチで配列されている。複数の柱状部２０は、例えば、三角格子状、正方格子状に配置されている。複数の柱状部２０は、フォトニック結晶の効果を発現することができる。

なお、「柱状部のピッチ」とは、所定の方向に沿って隣り合う柱状部２０の中心間の距離である。「柱状部の中心」とは、柱状部２０の平面形状が円の場合は、該円の中心であり、柱状部２０の平面形状が円ではない形状の場合は、最小包含円の中心である。例えば、柱状部２０の中心は、柱状部２０の平面形状が多角形の場合、該多角形を内部に含む最小の円の中心であり、柱状部２０の平面形状が楕円の場合、該楕円を内部に含む最小の円の中心である。

柱状部２０は、例えば、第１半導体層２２と、発光層２４と、第２半導体層２６と、を有している。

第１半導体層２２は、バッファー層１４上に設けられている。第１半導体層２２は、基板１０と発光層２４との間に設けられている。第１半導体層２２は、第１導電型の半導体層である。第１半導体層２２は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＧａＮ層である。

発光層２４は、第１半導体層２２上に設けられている。発光層２４は、第１半導体層２２と第２半導体層２６との間に設けられている。発光層２４は、電流が注入されることで光を発生させる。発光層２４は、例えば、ウェル層と、バリア層と、を有している。ウェル層およびバリア層は、不純物が意図的にドープされていないｉ型の半導体層である。ウェル層は、例えば、ＩｎＧａＮ層である。バリア層は、例えば、ＧａＮ層である。発光層２４は、ウェル層とバリア層とから構成されたＭＱＷ（Multiple Quantum Well）構造を有している。

なお、発光層２４を構成するウェル層およびバリア層の数は、特に限定されない。例えば、ウェル層は、１層だけ設けられていてもよく、この場合、発光層２４は、ＳＱＷ（Single Quantum Well）構造を有している。

第２半導体層２６は、発光層２４上に設けられている。第２半導体層２６は、第１導電型と異なる第２導電型の半導体層である。第２半導体層２６は、例えば、Ｍｇがドープされたｐ型のＧａＮ層である。第１半導体層２２および第２半導体層２６は、発光層２４に光を閉じ込める機能を有するクラッド層である。

なお、図示はしないが、第１半導体層２２と発光層２４との間、および発光層２４と第２半導体層２６との間の少なくとも一方に、ｉ型のＩｎＧａＮ層およびＧａＮ層からなるＯＣＬ（Optical Confinement Layer）が設けられていてもよい。また、第２半導体層２６は、ｐ型のＡｌＧａＮ層からなるＥＢＬ（Electron Blocking Layer）を有してもよい。

発光装置１００では、ｐ型の第２半導体層２６、ｉ型の発光層２４、およびｎ型の第１半導体層２２により、ｐｉｎダイオードが構成される。発光装置１００では、第１電極４０と第２電極４２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２４に電流が注入されて発光層２４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。発光層２４で発生した光は、面内方向に伝搬し、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て、発光層２４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、積層方向に出射する。

なお、図示はしないが、基板１０とバッファー層１４との間、または基板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、発光層２４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４２側からのみ光を出射することができる。

絶縁層３０は、柱状部２０を覆っている。絶縁層３０は、隣り合う柱状部２０の間に設けられている。発光層２４で発生した光は、絶縁層３０を面内方向に伝搬することができる。絶縁層３０を設けることにより、第２電極４２と接続される図示しない配線層が断線する可能性を小さくすることができる。絶縁層３０の詳細については、後述する。

第１電極４０は、バッファー層１４上に設けられている。バッファー層１４は、第１電極４０とオーミックコンタクトしていてもよい。第１電極４０は、第１半導体層２２と電気的に接続されている。図示の例では、第１電極４０は、バッファー層１４を介して、第１半導体層２２と電気的に接続されている。第１電極４０は、発光層２４に電流を注入するための一方の電極である。第１電極４０としては、例えば、バッファー層１４側から、Ｃｒ層、Ｎｉ層の順序で積層したものなどを用いる。

第２電極４２は、第２半導体層２６上に設けられている。第２半導体層２６は、第２電極４２とオーミックコンタクトしていてもよい。第２電極４２は、発光層２４に電流を注入するための他方の電極である。第２電極４２としては、例えば、ＩＴＯ（indium tin oxide）などを用いる。なお、第２電極４２は、ＩＴＯからなる第１導電層と、第２半導体層２６と第１導電層との間に設けられた第２導電層と、を有していてもよい。第２導電層としては、例えば、第２半導体層２６側から、Ｐｄ層、Ｐｔ層、Ａｕ層の順序で積層体したものなどを用いる。

なお、上記では、ＩｎＧａＮ系の発光層２４について説明したが、発光層２４としては、出射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。

また、発光装置１００は、レーザーに限らず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）であってもよい。

１．１．２． 機能性層および絶縁層等
図２は、発光装置１００の柱状部２０近傍を模式的に示す断面図である。発光装置１００は、図２に示すように、機能性層５０を有している。なお、便宜上、図１では、機能性層５０の図示を省略している。

機能性層５０は、図２に示すように、柱状部２０を覆っている。機能性層５０は、隣り合う柱状部２０の間に設けられている。図示の例では、機能性層５０は、柱状部２０の側面およびマスク層１６の上面に設けられている。機能性層５０は、柱状部２０の上面には設けられていない。図示の例では、柱状部２０の上面と、隣り合う柱状部２０の間の絶縁層３０の上面とは、同一の仮想平面に位置している。

機能性層５０の厚さは、例えば、３ｎｍ以上１０ｎｍ以下である。機能性層５０の厚さが３ｎｍ以上であれば、後述する柱状部２０の第１先端２０ａを露出する工程において、隣り合う柱状部２０の間の絶縁層３０がエッチングされる可能性を小さくすることができる。機能性層５０の厚さが１０ｎｍ以下であれば、後述する第２電極４２を形成する工程におけるプラズマの照射によって、柱状部２０の第１先端２０ａを露出することができる。機能性層５０の厚さは、例えば、ＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）を用いて測定することができる。また、機能性層５０の厚さは、例えば、柱状部２０の上部から下部に向かって漸減していてもよい。機能性層５０は、柱状部２０全体を覆っていてもよいし、機能性層５０が柱状部２０の上部を覆い、柱状部２０の根本が機能性層５０に覆われていなくてもよい。

機能性層５０は、親水性層である。言い換えると、絶縁層３０は、疎油性層である。ここで、親水性層とは、親水性層の表面に対する水との接触角が４０°未満であることをいう。具体的には、機能性層５０は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）層、酸化チタン（ＴｉＯ_２）層、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）層、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）層、窒化チタン（ＴｉＮ）層、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）層などである。

絶縁層３０は、疎水性層である。言い換えると、絶縁層３０は、親油性層である。ここで、疎水性層とは、疎水性層の表面に対する水との接触角が４０°以上であることをいう。具体的には、絶縁層３０は、例えば、ＳＯＧ（Spin-on Glass）層、ポリイミド層、アクリル樹脂層などである。図１に示す例では、絶縁層３０は、第２電極４２が設けられていない柱状部２０上に設けられていない。

なお、図示はしないが、絶縁層３０は、第２電極４２が設けられていない柱状部２０上に設けられていてもよい。また、第２電極４２が設けられていない柱状部２０上に、絶縁層３０と材質が異なる他の絶縁層が設けられていてもよい。

マスク層１６は、図２に示すように、バッファー層１４上に設けられている。マスク層１６は、隣り合う柱状部２０の間に設けられている。マスク層１６は、柱状部２０を形成するためのマスク層である。マスク層１６は、例えば、酸化シリコン層、チタン層、酸化チタン層、酸化アルミニウム層などである。なお、便宜上、図１では、マスク層１６の図示を省略している。

基板１０は、図１に示すように、例えば、複数の柱状部２０が形成されている柱状部形成領域１０ａと、平面視において柱状部形成領域１０ａを囲む周辺領域１０ｂと、を有している。周辺領域１０ｂには、柱状部２０は設けられていてない。絶縁層３０の柱状部形成領域１０ａに設けられた部分の厚さは、絶縁層３０の周辺領域１０ｂに設けられた部分の厚さよりも大きい。

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３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４～図１１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。なお、図５，６，８，１０，１１は、柱状部２０近傍を模式的に示す断面図である。

図３～図５に示すように、基板１０に、複数の柱状部２０（以下、「第１柱状部２０」ともいう）を形成する（ステップＳ１）。

具体的には、支持基板１２上に、バッファー層１４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。これにより、基板１０を形成することができる。

次に、バッファー層１４上に、マスク層１６を形成する。マスク層１６は、例えば、電子ビーム蒸着法、スパッタ法によって形成させる。

次に、マスク層１６をマスクとしてバッファー層１４上に、第１半導体層２２、発光層２４、および第２半導体層２６を、この順で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法、ＭＢＥ法などが挙げられる。これにより、複数の第１柱状部２０を形成することができる。第１柱状部２０は、第１先端２０ａを有している。第１先端２０ａは、第１柱状部２０の基板１０とは反対側の端である。図示の例では、第１先端２０ａは、第１柱状部２０の上端である。

次に、バッファー層１４上に第１電極４０を形成する（ステップＳ２）。

具体的には、第１電極４０は、スパッタ法、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法、真空蒸着法などによる成膜、およびパターニングによって行われる。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を用いて行われる。

図６に示すように、複数の第１柱状部２０の各々を覆う機能性層５０を形成し、複数の第１柱状部２０の各々と機能性層５０とを有する第２柱状部６０を形成する（ステップＳ３）。

具体的には、第１柱状部２０の上面および側面と、マスク層１６の上面と、に機能性層５０を形成する。機能性層５０は、例えば、ＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法によって形成される。第２柱状部６０は、第１柱状部２０および機能性層５０によって構成されている。複数の第２柱状部６０において、機能性層５０は、一体的に形成されている。隣り合う第２柱状部６０において、一方の第２柱状部６０の機能性層５０と、他方の第２柱状部６０の機能性層５０とは、マスク層１６上に形成された機能性層５０によって接続されている。第２柱状部６０は、第２先端６０aを有している。第２先端６０aは、第２柱状部６０の基板１０とは反対側の端である。図示の例では、第２先端６０aは、第２柱状部６０の上端である。

図７および図８に示すように、機能性層５０を覆い、複数の第２柱状部６０のうちの第２柱状部６０の間を充填する絶縁層３０を形成する（ステップＳ４）。

具体的には、本工程では、第２柱状部６０を覆う絶縁層３０を形成する。本工程では、機能性層５０を介して、複数の第２柱状部６０が形成される柱状部形成領域１０ａ、および周辺領域１０ｂに、絶縁層３０を形成する。隣り合う第２柱状部６０の間の空間は、絶縁層３０によって埋まっている。絶縁層３０は、例えば、スピンコート法によって形成される。図７に示すように、絶縁層３０の第１部分３０ａの厚さＴ１は、例えば、絶縁層３０の第２部分３０ｂの厚さＴ２よりも大きい。第１部分３０ａは、絶縁層３０の複数の第２柱状部６０上に形成された部分である。第２部分３０ｂは、絶縁層３０の周辺領域１０ｂに形成された部分である。スピンコート法で絶縁層３０を形成することにより、厚さＴ１を厚さＴ２よりも大きくすることができる。図示の例では、第２部分３０ｂは、機能性層５０を介して、周辺領域１０ｂに形成されている。

図９および図１０に示すように、絶縁層３０を親油性のエッチング液でウェットエッチングして、複数の第２柱状部６０の各々の第２先端６０aを露出する（ステップＳ５）。

本工程では、親油性のエッチング液で絶縁層３０をエッチバックする。ここで、親油性のエッチング液とは、溶媒として有機溶剤を用いたエッチング液のことである。親油性のエッチング液としては、例えば、プロピレン・グリコール・モノ・メチル・エーテルとプロピレン・グリコール・モノ・メチル・エーテル・アセテートの混合液等のグリコール系溶剤やＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）が挙げられる。絶縁層３０は疎水性層であるため、親油性のエッチング液によってエッチングされるが、機能性層５０が露出すると、機能性層５０は親水性層であるため、親油性のエッチング液は弾かれて、隣り合う第２柱状部６０の間の絶縁層３０は、エッチングされない。特に、隣り合う第２柱状部６０の間隔は小さいため、隣り合う第２柱状部６０の間にエッチング液は侵入しない。

本工程では、絶縁層３０の第１部分３０ａの厚さＴ１よりも、絶縁層３０の第２部分３０ｂのエッチング量を大きくする。絶縁層３０の第２部分３０ｂのエッチング量とは、絶縁層３０をエッチングする前の状態の第２部分３０ｂの厚さＴ２と、絶縁層３０をエッチングした後の状態の第２部分３０ｂの厚さＴ３と、の差（Ｔ２－Ｔ３）のことである。本工程では、例えば、絶縁層３０をオーバーエッチングする。なお、図９に示す例では、絶縁層３０をパターニングして、第１電極４０を露出している。

図１１に示すように、露出された機能性層５０を除去して、複数の第１柱状部２０の各々の第１先端２０ａを露出する（ステップＳ６）。

具体的には、第２柱状部６０の第２先端６０ａを構成する機能性層５０を除去する。本工程は、例えば、第２電極４２を形成する際のプラズマの照射によって行われる。第２電極４２をスパッタ法で形成する場合、真空中でプラズマを発生させ、プラズマの陽イオンをターゲットに衝突させることによって第２電極４２を形成する。機能性層５０は、厚さ１０ｎｍ以下と薄いため、発生されたプラズマが照射されることによって除去される。本工程によって、例えば、隣り合う第１柱状部２０のうちの、一方の第１柱状部２０の上面に設けられた機能性層５０と、他方の第１柱状部２０の上面に設けられた機能性層５０と、の間に位置する絶縁層３０も除去される。

次に、図１および図２に示すように、露出された複数の第１柱状部２０の各々の第１先端２０ａに、第２電極４２を形成する（ステップＳ７）。

具体的には、第２電極４２は、プラズマをターゲットに衝突させるスパッタ法を用いた成膜、およびパターニングによって形成される。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびウェットエッチングを用いて行われる。

以上の工程により、発光装置１００を製造することができる。

なお、第１電極４０を形成する工程と、絶縁層３０を形成する工程と、の順序は、特に限定されない。また、第１電極４０を形成する工程と、第２電極４２を形成する工程と、の順序は、特に限定されない。

１．３． 作用効果
発光装置１００の製造方法では、複数の第１柱状部２０の各々を覆う機能性層５０を形成し、複数の第１柱状部２０の各々と機能性層５０とを有する複数の第２柱状部６０を形成する工程と、機能性層５０を覆い、複数の第２柱状部６０のうちの隣り合う第２柱状部６０の間を充填する絶縁層３０を形成する工程と、絶縁層３０を親油性のエッチング液でウェットエッチングして、複数の第２柱状部６０の各々の第２先端６０ａを露出する工程と、を有する。

そのため、発光装置１００の製造方法では、第２先端６０ａを露出する工程において、機能性層５０が露出すると、機能性層５０は親水性層であるため、親油性のエッチング液は弾かれる。これにより、絶縁層３０をエッチングする工程において、隣り合う第２柱状部６０の間の絶縁層３０がエッチングされる可能性を小さくすることができる。したがって、隣り合う第２柱状部６０の間の絶縁層３０がエッチングされて空隙が生じることを抑制することができる。その結果、後の工程でウェットエッチングを行っても、当該工程のエッチング液が空隙に侵入しない。さらに、空隙が生じないため、第２電極４２の平坦性を高めることができる。さらに、ドライエッチングによって第２先端６０ａを露出する場合に比べて、第１柱状部２０に加えられるダメージを低下することができる。

発光装置１００の製造方法では、絶縁層３０は、疎水性層である。そのため、発光装置１００の製造方法では、親油性のエッチング液によって、絶縁層３０を効率よくエッチングすることができる。

発光装置１００の製造方法では、複数の第２柱状部６０を形成する工程において、機能性層５０をＡＬＤ法で形成する。そのため、発光装置１００の製造方法では、機能性層５０の厚さを、１０ｎｍ以下にすることができる。

発光装置１００の製造方法では、基板１０は、複数の第２柱状部６０が形成される柱状部形成領域１０ａと、平面視において柱状部形成領域１０ａを囲む周辺領域１０ｂと、を有し、絶縁層３０を形成する工程では、柱状部形成領域１０ａおよび周辺領域１０ｂに絶縁層３０を形成する。第２先端６０ａを露出する工程では、絶縁層３０の複数の第２柱状部６０に形成された第１部分３０ａの厚さＴ１よりも、絶縁層３０の周辺領域１０ｂに形成された第２部分３０ｂのエッチング量を大きくする。そのため、発光装置１００の製造方法では、第２部分のエッチング量を厚さＴ１と同じにする場合に比べて、第１部分３０ａをより確実に除去することができる。

発光装置１００の製造方法では、第２電極４２を形成する工程は、プラズマをターゲットに衝突させるスパッタ法によって行われ、第１先端２０ａを露出する工程は、プラズマの照射によって行われる。そのため、発光装置１００の製造方法では、別途、第１先端２０ａを露出するために機能性層５０を除去する工程を設ける必要がなく、工程の簡略化を図ることができる。

なお、別途、機能性層５０を除去する工程を設けてもよい。この場合、機能性層５０は薄いので厚さの面内分布がよいため、機能性層５０をエッチングする際にオーバーエッチングを行わなくてよい。そのため、隣り合う第１柱状部２０の間の絶縁層３０がエッチングされることを抑制することができる。

発光装置１００の製造方法では、第２電極４２を形成する工程は、ウェットエッチングを用いて行われる。発光装置１００の製造方法では、絶縁層３０をエッチングする工程において、隣り合う第２柱状部６０の間の絶縁層３０がエッチングされる可能性を小さくすることができるので、ウェットエッチングを用いて第２電極４２を形成しても、当該ウェットエッチングのエッチング液が隣り合う第２柱状部の間に形成された空隙に侵入することを抑制することができる。

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説明する。以下、第２実施形態に係る発光装置において、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する。

上述した第１実施形態に係る発光装置１００では、絶縁層３０は疎水性層であり、機能性層５０は親水性層であった。

これに対し、第２実施形態に係る発光装置では、絶縁層３０は親水性層であり、機能性層５０は疎水性層である。

第２実施形態に係る発光装置では、絶縁層３０は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）層、酸化窒化シリコン（ＳｉＯＮ）層、窒化シリコン（ＳｉＮ）層である。機能性層５０は、例えば、ポリイミド層、アクリル樹脂層である。

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の製造方法について説明する。以下、第２実施形態に係る発光装置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の製造方法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する。

上述した第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法では、絶縁層３０をスピンコート法で形成した。さらに、親油性のエッチング液で絶縁層３０をウェットエッチングした。

これに対し、第２実施形態に係る発光装置の製造方法では、絶縁層３０をＣＶＤ法で形成する。さらに、親水性のエッチング液で絶縁層３０をウェットエッチングする。ここで、親水性のエッチング液とは、溶媒として水を用いたエッチング液のことである。親水性のエッチング液としては、例えば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液、フッ化水素（ＨＦ）水溶液が挙げられる。絶縁層３０は親水性層であるため、親水性のエッチング液によってエッチングされるが、機能性層５０が露出すると、機能性層５０は疎水性層であるため、親水性のエッチング液は弾かれて、隣り合う第２柱状部６０の間の絶縁層３０は、エッチングされない。機能性層５０は、例えば、ウェット法で形成される。

２．３． 作用効果
第２実施形態に係る発光装置の製造方法では、絶縁層３０を親水性のエッチング液でウェットエッチングして、複数の第２柱状部６０の各々の第２先端６０ａを露出する工程を有する。そのため、第２実施形態に係る発光装置の製造方法では、第２先端６０ａを露出する工程において、機能性層５０が露出すると、機能性層５０は疎水性層であるため、親水性のエッチング液は弾かれる。これにより、絶縁層３０をエッチングする工程において、隣り合う第２柱状部６０の間の絶縁層３０がエッチングされる可能性を小さくすることができる。

第２実施形態に係る発光装置の製造方法では、絶縁層３０は、親水性層である。そのため、発光装置１００の製造方法では、親水性のエッチング液によって、絶縁層３０を効率よくエッチングすることができる。

３． 第３実施形態
次に、第３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１２は、第３実施形態に係るプロジェクター８００を模式的に示す図である。

プロジェクター８００は、例えば、光源として、発光装置１００を有している。

プロジェクター８００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１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、青色光源１００Ｂと、を有している。なお、便宜上、図１２では、赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、および青色光源１００Ｂを簡略化している。

プロジェクター８００は、さらに、筐体内に備えられている、第１光学素子８０２Ｒと、第２光学素子８０２Ｇと、第３光学素子８０２Ｂと、第１光変調装置８０４Ｒと、第２光変調装置８０４Ｇと、第３光変調装置８０４Ｂと、投射装置８０８と、を有している。第１光変調装置８０４Ｒ、第２光変調装置８０４Ｇ、および第３光変調装置８０４Ｂは、例えば、透過型の液晶ライトバルブである。投射装置８０８は、例えば、投射レンズである。

赤色光源１００Ｒから出射された光は、第１光学素子８０２Ｒに入射する。赤色光源１００Ｒから出射された光は、第１光学素子８０２Ｒによって集光される。なお、第１光学素子８０２Ｒ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８０２Ｇおよび第３光学素子８０２Ｂについても同様である。

第１光学素子８０２Ｒによって集光された光は、第１光変調装置８０４Ｒに入射する。第１光変調装置８０４Ｒ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８０８は、第１光変調装置８０４Ｒによって形成された像を拡大してスクリーン８１０に投射する。

緑色光源１００Ｇから出射された光は、第２光学素子８０２Ｇに入射する。緑色光源１００Ｇから出射された光は、第２光学素子８０２Ｇによって集光される。

第２光学素子８０２Ｇによって集光された光は、第２光変調装置８０４Ｇに入射する。第２光変調装置８０４Ｇ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８０８は、第２光変調装置８０４Ｇによって形成された像を拡大してスクリーン８１０に投射する。

青色光源１００Ｂから出射された光は、第３光学素子８０２Ｂに入射する。青色光源１００Ｂから出射された光は、第３光学素子８０２Ｂによって集光される。

第３光学素子８０２Ｂによって集光された光は、第３光変調装置８０４Ｂに入射する。第３光変調装置８０４Ｂ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８０８は、第３光変調装置８０４Ｂによって形成された像を拡大してスクリーン８１０に投射する。

また、プロジェクター８００は、第１光変調装置８０４Ｒ、第２光変調装置８０４Ｇ、および第３光変調装置８０４Ｂから出射された光を合成して投射装置８０８に導くクロスダイクロイックプリズム８０６を有することができる。

第１光変調装置８０４Ｒ、第２光変調装置８０４Ｇ、および第３光変調装置８０４Ｂ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８０６に入射する。クロスダイクロイックプリズム８０６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８０８によりスクリーン８１０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１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、および青色光源１００Ｂ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８０４Ｒ、第２光変調装置８０４Ｇ、および第３光変調装置８０４Ｂ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８０８は、赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、および青色光源１００Ｂによって形成された映像を、拡大してスクリーン８１０に投射してもよい。

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。

４． 第４実施形態
次に、第４実施形態に係るディスプレイについて、図面を参照しながら説明する。図１３は、第４実施形態に係るディスプレイ９００を模式的に示す平面図である。図１４は、本実施形態に係るディスプレイ９００を模式的に示す断面図である。なお、図１３には、便宜上、互いに直交する２つの軸として、Ｘ軸およびＹ軸を図示している。

ディスプレイ９００は、例えば、光源として、発光装置１００を有している。

ディスプレイ９００は、画像を表示する表示装置である。画像には、文字情報のみを表示するものが含まれる。ディスプレイ９００は、自発光型のディスプレイである。ディスプレイ９００は、図１３および図１４に示すように、回路基板９１０と、レンズアレイ９２０と、ヒートシンク９３０と、を有している。

回路基板９１０には、発光装置１００を駆動させるための駆動回路が搭載されている。駆動回路は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などを含む回路である。駆動回路は、例えば、入力された画像情報に基づいて、発光装置１００を駆動させる。図示はしないが、回路基板９１０上には、回路基板９１０を保護するための透光性の基板が配置されている。

回路基板９１０は、表示領域９１２と、データ線駆動回路９１４と、走査線駆動回路９１６と、制御回路９１８と、を有している。

表示領域９１２は、複数の画素Ｐで構成されている。画素Ｐは、図示の例では、Ｘ軸およびＹ軸に沿って配列されている。

図示はしないが、回路基板９１０には、複数の走査線と複数のデータ線が設けられている。例えば、走査線はＸ軸に沿って延び、データ線はＹ軸に沿って延びている。走査線は、走査線駆動回路９１６に接続されている。データ線は、データ線駆動回路９１４に接続されている。走査線とデータ線の交点に対応して画素Ｐが設けられている。

１つの画素Ｐは、例えば、１つの発光装置１００と、１つのレンズ９２２と、図示しない画素回路と、を有している。画素回路は、画素Ｐのスイッチとして機能するスイッチング用トランジスターを含み、スイッチング用トランジスターのゲートが走査線に接続され、ソースまたはドレインの一方がデータ線に接続されている。

データ線駆動回路９１４および走査線駆動回路９１６は、画素Ｐを構成する発光装置１００の駆動を制御する回路である。制御回路９１８は、画像の表示を制御する。

制御回路９１８には、上位回路から画像データが供給される。制御回路９１８は、当該画像データに基づく各種信号をデータ線駆動回路９１４および走査線駆動回路９１６に供給する。

走査線駆動回路９１６が走査信号をアクティブにすることで走査線が選択されると、選択された画素Ｐのスイッチング用トランジスターがオンになる。このとき、データ線駆動回路９１４が、選択された画素Ｐにデータ線からデータ信号を供給することで、選択された画素Ｐの発光装置１００がデータ信号に応じて発光する。

レンズアレイ９２０は、複数のレンズ９２２を有している。レンズ９２２は、例えば、１つの発光装置１００に対して、１つ設けられている。発光装置１００から出射された光は、１つのレンズ９２２に入射する。

ヒートシンク９３０は、回路基板９１０に接触している。ヒートシンク９３０の材質は、例えば、銅、アルミニウムなどの金属である。ヒートシンク９３０は、発光装置１００で発生した熱を、放熱する。

上述した実施形態に係る発光装置は、プロジェクターやディスプレイ以外にも用いることが可能である。プロジェクターやディスプレイ以外の用途には、例えば、屋内外の照明、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。また、上述した実施形態に係る発光装置は、ヘッドマウントディスプレイの表示装置として用いることができる。

上述した実施形態および変形例は一例であって、これらに限定されるわけではない。例えば、各実施形態および各変形例を適宜組み合わせることも可能である。

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。

上述した実施形態および変形例から以下の内容が導き出される。

発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、発光層を有する複数の第１柱状部を形成する工程と、
前記複数の第１柱状部の各々を覆う親水性層を形成し、前記複数の第１柱状部の各々と前記親水性層とを有する複数の第２柱状部を形成する工程と、
前記親水性層を覆い、前記複数の第２柱状部のうちの隣り合う第２柱状部の間を充填する絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層を親油性のエッチング液でウェットエッチングして、前記複数の第２柱状部の各々の先端を露出する工程と、
露出された前記親水性層を除去して、前記複数の第１柱状部の各々の先端を露出する工程と、
を有する。

この発光装置の製造方法によれば、絶縁層をエッチングする工程において、隣り合う第２柱状部の間の絶縁層がエッチングされる可能性を小さくすることができる。

発光装置の製造方法の一態様において、
前記絶縁層は、親油性層であってもよい。

この発光装置の製造方法によれば、絶縁層を効率よくエッチングすることができる。

発光装置の製造方法の一態様において、
前記複数の第２柱状部を形成する工程では、前記親水性層をＡＬＤ法で形成してもよい。

この発光装置の製造方法によれば、親水性層の厚さを、１０ｎｍ以下にすることができる。

発光装置の製造方法の一態様は、
基板に、発光層を有する複数の第１柱状部を形成する工程と、
前記複数の第１柱状部の各々を覆う疎水性層を形成し、前記複数の第１柱状部の各々と前記疎水性層とを有する複数の第２柱状部を形成する工程と、
前記疎水性層を覆い、前記複数の第２柱状部のうちの隣り合う第２柱状部の間を充填する絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層を親水性のエッチング液でウェットエッチングして、前記複数の第２柱状部の各々の先端を露出する工程と、
露出された前記疎水性層を除去して、前記複数の第１柱状部の各々の先端を露出する工程と、
を有する。

この発光装置の製造方法によれば、絶縁層をエッチングする工程において、隣り合う第２柱状部の間の絶縁層がエッチングされる可能性を小さくすることができる。

発光装置の製造方法の一態様において、
前記絶縁層は、親水性層であってもよい。

この発光装置の製造方法によれば、絶縁層を効率よくエッチングすることができる。

発光装置の製造方法の一態様において、
前記基板は、
前記複数の第２柱状部が形成される柱状部形成領域と、
平面視において前記柱状部形成領域を囲む周辺領域と、
を有し、
前記絶縁層を形成する工程では、前記柱状部形成領域および前記周辺領域に前記絶縁層を形成し、
前記複数の第２柱状部の各々の先端を露出する工程では、前記絶縁層の前記複数の第２柱状部に形成された部分の厚さよりも、前記絶縁層の前記周辺領域に形成された部分のエッチング量を大きくしてもよい。

この発光装置の製造方法によれば、絶縁層の複数の第２柱状部に形成された部分を、より確実に除去することができる。

発光装置の製造方法の一態様において、
露出された前記複数の第１柱状部の各々の先端に、電極を形成する工程を有してもよい。

発光装置の製造方法の一態様において、
前記電極を形成する工程は、プラズマをターゲットに衝突させるスパッタ法によって行われ、
前記複数の第１柱状部の各々の先端を露出する工程は、前記プラズマの照射によって行われてもよい。

この発光装置の製造方法によれば、工程の簡略化を図ることができる。

発光装置の製造方法の一態様において、
前記電極を形成する工程は、ウェットエッチングを用いて行われてもよい。

この発光装置の製造方法によれば、ウェットエッチングを用いて電極を形成しても、当該ウェットエッチングのエッチング液が隣り合う第２柱状部の間に形成された空隙に侵入することを抑制することができる。

１０…基板、１０ａ…柱状部形成領域、１０ｂ…周辺領域、１２…支持基板、１４…バッファー層、１６…マスク層、２０…第１柱状部、２０ａ…第１先端、２２…第１半導体層、２４…発光層、２６…第２半導体層、３０…絶縁層、３０ａ…第１部分、３０ｂ…第２部分、４０…第１電極、４２…第２電極、５０…機能性層、６０…第２柱状部、６０ａ…第２先端、１００…発光装置、１００Ｒ…赤色光源、１００Ｇ…緑色光源、１００Ｂ…青色光源、８００…プロジェクター、８０２Ｒ…第１光学素子、８０２Ｇ…第２光学素子、８０２Ｂ…第３光学素子、８０４Ｒ…第１光変調装置、８０４Ｇ…第２光変調装置、８０４Ｂ…第３光変調装置、８０６…クロスダイクロイックプリズム、８０８…投射装置、８１０…スクリーン、９００…ディスプレイ、９１０…回路基板、９１２…表示領域、９１４…データ線駆動回路、９１６…走査線駆動回路、９１８…制御回路、９２０…レンズアレイ、９２２…レンズ、９３０…ヒートシンク

Claims (9)

1. 基板に、発光層を有する複数の第１柱状部を形成する工程と、
   前記複数の第１柱状部の各々を覆う親水性層を形成し、前記複数の第１柱状部の各々と前記親水性層とを有する複数の第２柱状部を形成する工程と、
   前記親水性層を覆い、前記複数の第２柱状部のうちの隣り合う第２柱状部の間を充填する絶縁層を形成する工程と、
   前記絶縁層を親油性のエッチング液でウェットエッチングして、前記複数の第２柱状部の各々の先端を露出する工程と、
   露出された前記親水性層を除去して、前記複数の第１柱状部の各々の先端を露出する工程と、
   を有する、発光装置の製造方法。
2. 請求項１において、
   前記絶縁層は、親油性層である、発光装置の製造方法。
3. 請求項１または２において、
   前記複数の第２柱状部を形成する工程では、前記親水性層をＡＬＤ法で形成する、発光装置の製造方法。
4. 基板に、発光層を有する複数の第１柱状部を形成する工程と、
   前記複数の第１柱状部の各々を覆う疎水性層を形成し、前記複数の第１柱状部の各々と前記疎水性層とを有する複数の第２柱状部を形成する工程と、
   前記疎水性層を覆い、前記複数の第２柱状部のうちの隣り合う第２柱状部の間を充填する絶縁層を形成する工程と、
   前記絶縁層を親水性のエッチング液でウェットエッチングして、前記複数の第２柱状部の各々の先端を露出する工程と、
   露出された前記疎水性層を除去して、前記複数の第１柱状部の各々の先端を露出する工程と、
   を有する、発光装置の製造方法。
5. 請求項４において、
   前記絶縁層は、親水性層である、発光装置の製造方法。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
   前記基板は、
   前記複数の第２柱状部が形成される柱状部形成領域と、
   平面視において前記柱状部形成領域を囲む周辺領域と、
   を有し、
   前記絶縁層を形成する工程では、前記柱状部形成領域および前記周辺領域に前記絶縁層を形成し、
   前記複数の第２柱状部の各々の先端を露出する工程では、前記絶縁層の前記複数の第２柱状部に形成された部分の厚さよりも、前記絶縁層の前記周辺領域に形成された部分のエッチング量を大きくする、発光装置の製造方法。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、
   露出された前記複数の第１柱状部の各々の先端に、電極を形成する工程を有する、発光装置の製造方法。
8. 請求項７において、
   前記電極を形成する工程は、プラズマをターゲットに衝突させるスパッタ法によって行われ、
   前記複数の第１柱状部の各々の先端を露出する工程は、前記プラズマの照射によって行われる、発光装置の製造方法。
9. 請求項７または８において、
   前記電極を形成する工程は、ウェットエッチングを用いて行われる、発光装置の製造方法。

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