JP6652069B2 - 発光ダイオード - Google Patents

Description

本開示は、発光ダイオード（ＬＥＤ）に関する。

発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）は、通常、模式的な断面図を図７に示すように、
第１化合物半導体層２１、化合物半導体から成る発光層２３、及び、第２化合物半導体層２２が積層された、柱状の積層構造体２０、
第１化合物半導体層２１と電気的に接続された第１電極３１、並びに、
第２化合物半導体層２２上に形成された第２電極３２、
を備えている。尚、参照番号１１は基板を示し、参照番号３３は絶縁層を示す。そして、近年、プリンタやディスプレイへの適用に向けた発光ダイオードの微小化が、鋭意、検討されている。このような分野における発光ダイオードの発光層の面積は、例えば、２５００μｍ²以下である。

ところで、発光ダイオードの微小化が進むにつれて、柱状の積層構造体２０における発光層２３の縁部近傍の領域４０での非発光再結合が、発光効率に与える影響が大きくなる。ここで、非発光再結合とは、正孔と電子とが結合してキャリアが発光せずに熱になってしまう現象であり、発光層２３の端面近傍の領域４０で生じ易い。非発光再結合は、発光層２３の端面が製造工程で損傷することにより、あるいは、発光層２３自体の有するダングリングボンドや発光層２３の端面に吸着された不純物等が原因となって生じる。発光ダイオードの微小化に伴い、このような発光層２３の端面近傍の領域４０での非発光再結合に起因した非発光部分の面積の割合が相対的に増加し、発光効率が低下するという問題が生じる。

このような問題を解決する手段が、特開２０１３−１１０３７４から公知である。この特許公開公報に開示された発光素子にあっては、少なくとも発光層の端面近傍に設けられ、発光層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造を備えている。

特開２０１３−１１０３７４

特開２０１３−１１０３７４に開示された技術は、発光効率の向上を図る上で効果的な手段である。しかしながら、第１化合物半導体層、化合物半導体から成る発光層、及び、第２化合物半導体層が積層された、柱状の積層構造体を形成した後、全面に結晶化膜を形成し、酸化する工程、結晶化膜をパターニングする工程を要するという問題がある。

従って、本開示の目的は、簡素な工程で製造することができるにも拘わらず、発光効率の向上を図り得る発光ダイオードを提供することにある。

上記の目的を達成するための本開示の発光ダイオードは、
第１化合物半導体層、化合物半導体から成る発光層、及び、第２化合物半導体層の第１の部分が積層された、柱状の積層構造体、並びに、
第１化合物半導体層と電気的に接続された第１電極、
を備えており、
第２化合物半導体層の第２の部分が、第２化合物半導体層の第１の部分の上に、第２化合物半導体層の第１の部分の縁部から離間して形成されており、
第２電極が、少なくとも第２化合物半導体層の第２の部分の頂面に形成されており、
少なくとも第２化合物半導体層の第２の部分の頂面及び側面から光が出射される。

本開示の発光ダイオードにあっては、第２化合物半導体層の第２の部分によって所謂メサ構造が構成され、第２電極が、少なくとも第２化合物半導体層の第２の部分の頂面に形成されている。従って、第２電極と第１電極との間に電流を流したとき、柱状の積層構造体の側壁の近傍に位置する積層構造体の領域には電流が流れず（あるいは、流れ難く）、柱状の積層構造体における発光層の縁部で非発光再結合が生じることが無く（あるいは、少なくなり）、簡素な工程で製造することができるにも拘わらず、発光効率の向上を図ることができる。しかも、本開示の発光ダイオードにあっては、少なくとも第２化合物半導体層の第２の部分の頂面及び側面から光が出射されるので、発光ダイオードから光が出射される面積が増加し、光出力が格段に改善された発光ダイオードを提供することができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。

図１Ａ及び図１Ｂは、実施例１の発光ダイオード及びその変形例の模式的な断面図である。 図２は、実施例２の発光ダイオードの模式的な断面図である。 図３は、実施例１の発光ダイオードの各種パラメータを説明するための模式的な断面図である。 図４Ａは、図３に示す距離Ｌ₁を規格化した値と発光ダイオードの輝度との関係を模式的に示すグラフであり、図４Ｂは、第２化合物半導体層の第１の部分の厚さＴ₁と発光ダイオードの輝度との関係を模式的に示すグラフである。 図５は、第２電極の大きさＷ₂と駆動電圧との関係を模式的に示すグラフである。 図６は、実施例３の発光ダイオード及びその変形例の模式的な断面図である。 図７は、従来の発光ダイオードにおける問題点を説明するための、従来の発光ダイオードの模式的な断面図である。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の発光ダイオード、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の発光ダイオード、第１の構成の発光ダイオード）
３．実施例２（実施例１の変形、第２の構成の発光ダイオード）
４．実施例３（実施例１〜実施例２の変形）
５．その他

〈本開示の発光ダイオード、全般に関する説明〉
本開示の発光ダイオードにおいて、光は、発光ダイオードの第２化合物半導体層側から外部に出射される形態とすることができる。また、このような好ましい形態を含む本開示の発光ダイオードにおいて、光は、発光ダイオードの第１化合物半導体層側から外部に出射される形態とすることができる。即ち、本開示の発光ダイオードにおいて、光は、発光ダイオードの第２化合物半導体層側から外部に出射される形態とすることができるし、第１化合物半導体層側から外部に出射される形態とすることができるし、第２化合物半導体層側及び第１化合物半導体層側から外部に出射される形態とすることができる。

上記の好ましい形態を含む本開示の発光ダイオードにおいて、第２電極は、第２化合物半導体層の第２の部分の頂面の縁部から離間して、第２化合物半導体層の第２の部分の頂面の上に設けられている構成とすることができる。尚、このような構成の発光ダイオードを、便宜上、『第１の構成の発光ダイオード』と呼ぶ。そして、第１の構成の発光ダイオードにあっては、第２電極と第１電極との間に電流を流したとき、積層構造体の少なくとも側壁近傍の領域は発光しない構成とすることができる。

あるいは又、上記の好ましい形態を含む本開示の発光ダイオードにおいて、
第２化合物半導体層の第１の部分の頂面には、絶縁層が形成されており、
第２電極は、透明導電材料から成り、第２化合物半導体層の第２の部分の頂面から側面及び絶縁層上に亙り形成されている構成とすることができる。尚、このような構成の発光ダイオードを、便宜上、『第２の構成の発光ダイオード』と呼ぶ。そして、第２の構成の発光ダイオードにおいて、第２化合物半導体層の第１の部分には、抵抗増大効果構造が設けられている構成とすることができる。抵抗増大効果構造とは、以下の（Ａ）〜（Ｄ）において説明する方法で形成される絶縁層（高抵抗層）を有する構造を指す。尚、第２の構成の発光ダイオードにあっても、第２電極と第１電極との間に電流を流したとき、積層構造体の少なくとも側壁近傍の領域は発光しない構成とすることができる。また、絶縁層上の第２電極の部分には、電流導入配線が接続されている構成とすることができる。

絶縁層を構成する材料として、ＳｉＯ_X系材料、ＳｉＮ_Y系材料、ＳｉＯ_XＮ_Y系材料、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、ＡｌＮ、Ａｌ₂Ｏ₃を例示することができる。絶縁層の形成方法として、例えば真空蒸着法やスパッタリング法といったＰＶＤ法、あるいは、ＣＶＤ法を挙げることができる。また、絶縁層（あるいは高抵抗層）は、第２化合物半導体層の第１の部分の表面や内部に形成することもでき、具体的には、例えば、以下の方法を採用すればよい。
（Ａ）第２化合物半導体層の形成時に絶縁層（高抵抗層）を形成する。
（Ｂ）第２化合物半導体層の形成時に、第２化合物半導体層に有する導電型とは逆の導電型を有する層（絶縁層、高抵抗層）を形成する。
（Ｃ）第２化合物半導体層へのイオン注入等による結晶破壊に基づく絶縁化（高抵抗化）を図ることで絶縁層（高抵抗層）を形成する。
（Ｄ）第２化合物半導体層に有する導電型とは逆の導電型を有する材料のイオン注入や拡散（気相拡散、固体拡散）を行うことで絶縁層（高抵抗層）を形成する。

更には、上記の好ましい形態、構成を含む本開示の発光ダイオードにおいて、第２化合物半導体層の第１の部分の頂面には、光取り出し向上効果構造が設けられている構成とすることができる。ここで、光取り出し向上効果構造とは、第２化合物半導体層の第１の部分に凹凸を設けることで第２化合物半導体層の第１の部分からの光取り出し効率を向上させる構造を指す。第１の部分の凹凸そのものは、光取り出し効率のみならず、第２化合物半導体層の電流経路を縮小し、第２化合物半導体層の第１の部分の抵抗を増大させる効果を併せ持つ。即ち、第１の部分の凹凸には、電流が流れず、若しくは、流れ難くなり、積層構造体の少なくとも側壁近傍の領域は発光しない構成とすることができる。

本開示の発光ダイオードにおいて、積層構造体の厚さ方向をＺ方向としたとき、ＸＹ仮想平面における第２化合物半導体層の第２の部分の断面形状は、如何なる形状とすることもでき、例えば、円形や正方形、長方形、多角形を例示することができる。ＸＹ仮想平面における柱状の積層構造体の断面形状は正方形あるいは長方形である形態とすることができる。ＸＹ仮想平面における柱状の積層構造体の断面積として、２．５×１０³μｍ²以下、具体的には、１×１０²μｍ²乃至２．５×１０³μｍ²を例示することができる。

尚、本開示の発光ダイオードを別の表現に基づき説明すると、
第１化合物半導体層、化合物半導体から成る発光層、及び、第２化合物半導体層が積層された、柱状の積層構造部、
第１化合物半導体層と電気的に接続された第１電極、並びに、
第２電極、
を備えており、
積層構造部はメサ構造を有しており、
メサ構造は、第２化合物半導体層が厚さ方向に一部分除去されて成り、又は、第２化合物半導体層が厚さ方向に選択的に形成されて成り、柱状の積層構造部の縁部から離間して位置しており、
少なくともメサ構造を構成する第２化合物半導体層の頂面及び側面から光が出射される。

以下の説明において、第２化合物半導体層の第２の部分の下方に位置する積層構造体の部分を、便宜上、『積層構造体の第２部分』と呼び、積層構造体の第２部分の外側に位置する積層構造体の部分を、便宜上、『積層構造体の第１部分』と呼ぶ。

以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の発光ダイオードにおいて、第２電極と第１電極との間に電流を流し、積層構造体の第２部分を流れる電流の電流密度をＪ₂、積層構造体の第１部分を流れる電流の電流密度をＪ₁としたとき、
０≦Ｊ₁／Ｊ₂≦０．５
を満足することが好ましい。尚、Ｊ₁／Ｊ₂の値は、例えば、
［Ａ］各化合物半導体層の電気抵抗率、キャリア濃度、キャリア移動度、第２化合物半導体層と発光層との間の比抵抗の差等
［Ｂ］第２化合物半導体層の第１の部分の厚さと第２の部分の厚さとの比（第２化合物半導体層の第１の部分及び第２の部分の厚さは図３のＴ₁，Ｔ₂を参照）
［Ｃ］第２化合物半導体層の第２の部分の縁部の第１の部分への射影像と、第１の部分の縁部との間の距離（図３のＬ₁参照）
［Ｄ］第２電極の縁部の第２化合物半導体層の第１の部分への射影像と、第１の部分の縁部との間の距離（図３のＬ₂参照）
［Ｅ］第２電極の大きさ（図３のＷ₂参照）
［Ｆ］第２化合物半導体層の第１の部分に光取り出し向上効果構造や抵抗増大効果構造を設けることでの電流経路の狭小化、即ち、第２化合物半導体層の第１の部分の高抵抗化
等の、電気特性を制御する各種パラメータによって制御される。尚、これらのパラメータのいずれか１つに基づきＪ₁／Ｊ₂の値の制御を達成することもできるし、複数の組合せ（全ての組合せを含む）によってＪ₁／Ｊ₂の値の制御を達成することもできる。

本開示の発光ダイオードにおける種々の化合物半導体層を構成する化合物半導体として、ＧａＮ系化合物半導体（ＡｌＧａＮ混晶あるいはＡｌＩｎＧａＮ混晶、ＩｎＧａＮ混晶を含む）、ＩｎＮ系化合物半導体、ＩｎＰ系化合物半導体、ＡｌＮ系化合物半導体、ＧａＡｓ系化合物半導体、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体、ＡｌＧａＩｎＡｓ系化合物半導体、ＡｌＡｓ系化合物半導体、ＧａＩｎＡｓ系化合物半導体、ＧａＩｎＡｓＰ系化合物半導体、ＧａＰ系化合物半導体、ＧａＩｎＰ系化合物半導体を例示することができる。化合物半導体層に添加されるｎ型不純物として、例えば、ケイ素（Ｓｉ）やセレン（Ｓｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、錫（Ｓｎ）、炭素（Ｃ）、チタン（Ｔｉ）を挙げることができるし、ｐ型不純物として、亜鉛（Ｚｎ）や、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）、カドミウム（Ｃｄ）、カルシウム（Ｃａ）、バリウム（Ｂａ）、酸素（Ｏ）を挙げることができる。これらの層の形成方法（成膜方法）として、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法、ＭＯＶＰＥ法）や、有機金属分子線エピタキシー法（ＭＯＭＢＥ法）、ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法（ＨＶＰＥ法）、プラズマアシステッド物理的気相成長法（ＰＰＤ法）、ＬＰＥ法（液相成長法）を挙げることができる。発光層は、単一の化合物半導体層から構成されていてもよいし、単一量子井戸構造（ＳＱＷ構造）あるいは多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）を有していてもよい。

化合物半導体層を形成するためのＭＯＣＶＤ法における原料として、周知の原料、例えば、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）やトリエチルガリウム（ＴＥＧ）、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、アルシン（ＡｓＨ₃）等を挙げることができるし、例えば、窒素源ガスとしてアンモニアガスやヒドラジンを挙げることができる。また、例えば、ｎ型不純物（ｎ型ドーパント）として、ケイ素（Ｓｉ）を添加する場合にはＳｉ源としてモノシラン（ＳｉＨ₄）ガスを用いればよいし、セレン（Ｓｅ）を添加する場合にはＳｅ源としてＨ₂Ｓｅを用いればよい。一方、ｐ型不純物（ｐ型ドーパント）として、マグネシウム（Ｍｇ）を添加する場合には、Ｍｇ源としてシクロペンタジエニルマグネシウムやメチルシクロペンタジエニルマグネシウム、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ₂Ｍｇ）を用いればよいし、亜鉛（Ｚｎ）を添加する場合には、Ｚｎ源としてジメチル亜鉛（ＤＭＺ）を用いればよい。尚、ｎ型不純物（ｎ型ドーパント）として、ＳｉやＳｅ以外に、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｃ、Ｔｉを挙げることができるし、ｐ型不純物（ｐ型ドーパント）として、ＭｇやＺｎ以外に、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｂａ、Ｏを挙げることができる。また、赤色発光ダイオードの製造にあっては、使用する原料として、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリエチルガリウム（ＴＥＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、トリエチルインジウム（ＴＥＩ）、ホスフィン（ＰＨ₃）、アルシン、ジメチル亜鉛（ＤＭＺ）、ジエチル亜鉛（ＤＥＺ）、Ｈ₂Ｓ、セレン化水素（Ｈ₂Ｓｅ）、ビスシクロペンタンジエチル亜鉛を例示することができる。

発光ダイオードを製造するための基板（製造用基板）として、ＧａＡｓ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、アルミナ基板、サファイア基板、ＺｎＳ基板、ＺｎＯ基板、ＡｌＮ基板、ＬｉＭｇＯ基板、ＬｉＧａＯ₂基板、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄基板、ＩｎＰ基板、Ｓｉ基板、Ｇｅ基板、ＧａＰ基板、ＡｌＰ基板、ＩｎＮ基板、ＡｌＧａＩｎＮ基板、ＡｌＧａＮ基板、ＡｌＩｎＮ基板、ＧａＩｎＮ基板、ＡｌＧａＩｎＰ基板、ＡｌＧａＰ基板、ＡｌＩｎＰ基板、ＧａＩｎＰ基板、これらの基板の表面（主面）に下地層やバッファ層が形成されたものを挙げることができる。発光ダイオードは、先ず、製造用基板上に設けられるが、発光ダイオードの最終形態として、製造用基板上に形成されている形態、及び、製造用基板が除去されている形態を挙げることができる。後者の場合、発光ダイオードを支持基板（導電性、絶縁性、半導体を問わない）に取り付け、固定し、あるいは、接合してもよい。

第１化合物半導体層は第１導電型を有し、第２化合物半導体層は、第１導電型と反対の導電型である第２導電型を有する。第１導電型がｎ型である場合には、第２導電型はｐ型であり、第１導電型がｐ型である場合には、第２導電型はｎ型である。本開示の発光ダイオードにおいて、具体的には、第１導電型としてｎ型を、第２導電型としてｐ型を挙げることができる。

第２化合物半導体層の第２の部分の形成（メサ構造の形成）は、第１化合物半導体層、化合物半導体から成る発光層、及び、第２化合物半導体層が積層された積層構造を形成した後、第２化合物半導体層を、厚さ方向に一部分、周知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術あるいはウェットエッチング技術との組合せに基づきエッチングすることで行うことができる。エッチング後に残された第２化合物半導体層の一部分が第２化合物半導体層の第１の部分となり、エッチングされなかった第２化合物半導体層の残部が第２化合物半導体層の第２の部分となる。但し、第２化合物半導体層の第２の部分の形成（メサ構造の形成）は、このような方法に限定するものではない。第２化合物半導体層の第２の部分の形成（メサ構造の形成）は、その他、例えば、第１化合物半導体層、化合物半導体から成る発光層、及び、第２化合物半導体層の第１の部分が積層された積層構造を形成した後、第２化合物半導体層の第２の部分を選択的に追加して形成することによっても形成できる。第２化合物半導体層の第２の部分を選択的に形成するためには、第２化合物半導体層の第１の部分の上にＳｉＯ₂層等の結晶成長抑制層を、周知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術、ウェットエッチング技術、リフトオフ技術との組み合わせによって形成し、第２化合物半導体層の第２の部分を形成すべき第１の部分を露出させればよい。そして、第２化合物半導体層の第２の部分を形成すべき露出した第１の部分の上に、周知の結晶成長方法によって選択的に第２化合物半導体層を成長させることで、第２に部分を得ることができる。

第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型とする場合、第２電極を構成する透明導電材料として、酸化インジウム、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ，Indium Tin Oxide，ＳｎドープのＩｎ₂Ｏ₃、結晶性ＩＴＯ及びアモルファスＩＴＯを含む）、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ，Indium Zinc Oxide）、インジウム−ガリウム酸化物（ＩＧＯ）、インジウム・ドープのガリウム−亜鉛酸化物（ＩＧＺＯ，Ｉｎ−ＧａＺｎＯ₄）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ₂Ｏ₃）、酸化錫（ＳｎＯ₂）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ₂）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ₂）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、ＡｌドープのＺｎＯやＢドープのＺｎＯ、ＧａドープのＺｎＯを含む）、酸化アンチモン、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ₂Ｏ₄構造を有する酸化物を例示することができる。あるいは又、第２電極として、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物、ニッケル酸化物等を母層とする透明導電膜を挙げることができる。第２電極を構成する不透明導電材料として、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、金（Ａｕ）及び銀（Ａｇ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属を挙げることができ、第２電極は、単層構成であってもよいし、多層構成（例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）であってもよい。第１電極は、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、Ａｌ（アルミニウム）、Ｔｉ（チタン）、タングステン（Ｗ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、Ｃｕ（銅）、Ｚｎ（亜鉛）、錫（Ｓｎ）及びインジウム（Ｉｎ）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属（合金を含む）を含む、単層構成又は多層構成を有することが望ましく、例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｐｄ／Ｐｔ、Ａｇ／Ｐｄを例示することができる。尚、多層構成における「／」の前の層ほど、より発光層側に位置する。以下の説明においても同様である。第１電極は第１化合物半導体層に電気的に接続されているが、第１電極を第１化合物半導体層上に形成してもよいし、製造用基板が導電性を有している場合、製造用基板上に第１電極を形成してもよい。第１電極や第２電極（これらの電極の延在部を含む）に対して、必要に応じて、例えば、Ｔｉ層／Ｐｔ層／Ａｕ層等といった［接着層（Ｔｉ層やＣｒ層等）］／［バリアメタル層（Ｐｔ層、Ｎｉ層、ＴｉＷ層やＭｏ層等）］／［実装に対して融和性の良い金属層（例えばＡｕ層）］のような積層構成とした多層メタル層から成る接続部やコンタクト部（パッド電極）を設けてもよい。あるいは又、コンタクト部（パッド電極）は、Ｔｉ（チタン）、アルミニウム（Ａｌ）、Ｐｔ（白金）、Ａｕ（金）、Ｎｉ（ニッケル）、Ｐｄ（パラジウム）から成る群から選択された少なくとも１種類の金属を含む、単層構成又は多層構成（例えば、Ｔｉ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層構成、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｃｒ／Ａｕ）の多層構成を有することが望ましい。第１電極や第２電極、接続部、コンタクト部（パッド電極）は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法といった各種のＰＶＤ法、各種のＣＶＤ法、メッキ法によって形成することができる。

本開示の発光ダイオードにあっては、更に、
［ａ］サーフェステクスチャー構造（具体的には、光出射面を粗面化することで、より具体的には、第２化合物半導体層の第１の部分の頂面に形成された絶縁層の表面に凹凸を設けることで、光出射面における光取り出し効率を向上させる構造）
［ｂ］光反射構造（具体的には、例えば、第１電極の上に更に反射電極層を形成する構造）
［ｃ］レゾナントキャビティ構造（具体的には、化合物半導体層の膜厚や光反射率を調整して、発光層を含む共振器構造を形成することにより、発光層における発光効率を向上させる構造）
［ｄ］無反射コート構造
等との組合せによって、一層、光出力の増加を図ってもよいし、
［ｅ］絶縁膜や樹脂等によるオーバーコート構造（具体的には、前述した絶縁層や、ポリイミド層、ポリアミド層、アクリル樹脂層といったオーバーコート層によって発光ダイオード全体を覆うことで、発光ダイオードの劣化を引き起こす水分や酸、アルカリ等の液体、蒸気と隔離する構造。オーバーコート層そのものに無反射コートの機能を持たせることもできる）
を採用することで、信頼性を一層向上させてもよい。尚、無反射コート構造とは、具体的には、光取り出し面の表面における発光ダイオード内部の屈折率ｎ₁と発光ダイオード外部の屈折率ｎ₂の違いによって発生する光の発光ダイオード内部への折り返しを抑制する構造である。具体的には、光干渉効果に基づく構造を付加する。即ち、絶縁層をＳｉＯ₂やＳｉＮ等から成る屈折率制御性の高い透明層とし、この絶縁層の厚さを制御することで、光出射面における光取出し効率を向上させる。絶縁層の厚さをｄ、絶縁層の屈折率をｎ₁、進行する光の光出射面の法線と成す角度をφ、自然数（０を含む）をｋ、出射される光の波長をλ₀としたとき、
２×ｎ₁×ｄ×ｃｏｓ（φ）＝（ｋ＋１／２）×λ₀
を絶縁層の厚さｄが満足するとき、伝播する光には干渉が生じ、光の光放射強度を増加させることができる。

第１電極及び第２電極のそれぞれが発光ダイオードの上下に配置されていてもよいし、第１化合物半導体層側若しくは第２化合物半導体層側のどちらか一方の側に、第１電極及び第２電極の両方が集約されて形成されていてもよい。このとき、集約された電極がある面から光が取り出される構造（フェイスアップ構造）であってもよいし、集約された電極が無い面（即ち、電極の反対側の面）から光が取り出される構造（フリップチップ構造、フェイスダウン構造）であってもよい。後者の場合、少なくとも第２化合物半導体層の第２の部分の頂面及び側面から、更には、第２電極を介して、光が出射されるが、係る光を反射する反射構造を設けることで反射させて第１化合物半導体層側から光を外部に出射する構造としてもよい。

本開示の発光ダイオードは、例えば、光信号の授受を行う装置、機器、部品に適用することができる。具体的には、フォトカプラ、ドラム感光型プリンタ用光源、スキャナ用光源、光ファイバ用光源、光ディスク用光源、光リモコン、光計測機器等において用いることができる。実装用基板に実装すべき発光ダイオードは１又は複数であり、発光ダイオードを備えた装置に要求される仕様や用途、機能等に応じて、発光ダイオードの数、種類、実装（配置）、間隔等を決めればよい。実装用基板に発光ダイオードを実装することで得られる装置として、上記の装置の他、例えば、画像表示装置、バックライト、照明装置を挙げることができる。赤色発光ダイオード、緑色発光ダイオード及び青色発光ダイオードとして、例えば、窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体を用いたものを用いることができ、赤色発光ダイオードとして、例えば、ＡｌＧａＩｎＰ系化合物半導体を用いたものを用いることもできる。更には、モーションセンサ等に用いられる非可視域の紫外線発光ダイオード（窒化物系ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体から構成されている）や赤外線発光ダイオード（ＡｌＧａＡｓ，ＧａＡｓ系化合物半導体から構成されている）を挙げることもできる。また、表示装置ユニットが、複数、配列されて成るタイリング形式の表示装置における表示装置ユニットも、実装用基板に発光ダイオードを実装することで得られる装置に包含される。

実装用基板として、半導体基板、リジッドプリント配線板及びフレキシブルプリント配線板を含むプリント基板、リードフレームを例示することができる。あるいは又、実装用基板として、ガラス基板上に配線が形成された基板、ＴＦＴ基板（薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成された基板）を挙げることもできる。そして、発光ダイオードの実装用基板への実装は、例えば、接着剤、導電性ペースト、半田、メッキ等のいずれかによって行えばよい。

実施例１は、本開示の発光ダイオードに関し、具体的には、第１の構成の発光ダイオードに関する。

模式的な断面図を図１Ａに示すように、実施例１の発光ダイオードは、
第１化合物半導体層２１、化合物半導体から成る発光層（活性層）２３、及び、第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａが積層された、柱状の積層構造体２０、並びに、
第１化合物半導体層２１と電気的に接続された第１電極３１、
を備えている。そして、
第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂが、第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａの上に、第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａの縁部２２ａ₃から離間して形成されており、
第２電極３２が、少なくとも第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁に形成されており、
少なくとも第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁及び側面２２ｂ₂から光が出射される。

あるいは又、実施例１の発光ダイオードを別の表現に基づき説明すると、
第１化合物半導体層２１、化合物半導体から成る発光層（活性層）２３、及び、第２化合物半導体層２２が積層された、柱状の積層構造部、
第１化合物半導体層２１と電気的に接続された第１電極３１、並びに、
第２電極３２、
を備えており、
積層構造部はメサ構造を有しており、
メサ構造は、第２化合物半導体層２２が厚さ方向に一部分除去されて成り、又は、第２化合物半導体層２２が厚さ方向に選択的に形成されて成り、柱状の積層構造部の縁部から離間して位置しており、
少なくともメサ構造を構成する第２化合物半導体層２２の頂面及び側面から光が出射される。

第１化合物半導体層２１は第１導電型（具体的にはｎ型）を有し、第２化合物半導体層２２は、第１導電型と反対の導電型である第２導電型（具体的にはｐ型）を有する。

実施例１の発光ダイオードにおいて、光は、発光ダイオードの第２化合物半導体層側から外部に出射される。第２電極３２は透明導電材料から成り、光は、更に、第２電極３２を介して出射される。第１電極３１及び第２電極３２のそれぞれは、発光ダイオードの上下に配置されている。

実施例１の発光ダイオードにおいて、積層構造体２０の厚さ方向をＺ方向としたとき、ＸＹ仮想平面における第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの断面形状は、例えば、円形である。また、ＸＹ仮想平面における柱状の積層構造体２０の断面形状は、一辺Ｌ₀（例えば、Ｌ₀＝５０μｍ）の正方形である。ＸＹ仮想平面における柱状の積層構造体２０の断面積として、５０μｍ×５０μｍ＝２５００μｍ²である。

そして、第２電極３２は、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁の縁部２２ｂ₃から離間して、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁の上に設けられている。第２電極３２と第１電極３１との間に電流を流したとき、積層構造体２０の少なくとも側壁２０ａの近傍に位置する領域２０ｂは発光しない。第２電極３２には電流導入配線が接続されているが、電流導入配線の図示は省略した。

第２電極３２と第１電極３１との間に電流を流したとき、積層構造体２０の第２部分２０Ｂ（第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの下方に位置する積層構造体２０の部分）に、主に電流が流れる。積層構造体２０の第１部分２０Ａ（積層構造体２０の第２部分２０Ｂの外側に位置する積層構造体２０の部分）には、電流が流れないか、流れても僅かである。積層構造体２０の第２部分２０Ｂを流れる電流の電流密度をＪ₂、積層構造体２０の第１部分２０Ａを流れる電流の電流密度をＪ₁としたとき、
０≦Ｊ₁／Ｊ₂≦０．５
を満足することが好ましい。図面において、積層構造体２０の第２部分２０Ｂに流れる電流を白抜きの矢印で示す。また、外部へ出射される光の出射方向を黒塗りの矢印で示す。

実施例１の発光ダイオードにあっては、ＧａＡｓ基板から成る基板１１の上に、ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体から成る積層構造体２０が形成されている。具体的には、積層構造体２０等は、以下の表１の構成を有する。

〈表１〉
第２電極 ＩＴＯ
第２化合物半導体層 ｐ−ＡｌＧａＡｓ
発光層 ｉ−ＡｌＧａＡｓ
第１化合物半導体層 ｎ−ＡｌＧａＡｓ
基板 ｎ−ＧａＡｓ
第１電極 ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ

また、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁の一部分、側面２２ｂ₂、第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａの頂面２２ａ₁、積層構造体２０の側壁２０ａの上には、厚さ２５０ｎｍのＳｉＮから成る絶縁層３３が形成されている。

実施例１の発光ダイオードにあっては、基板１１の上に、第１化合物半導体層２１、発光層２３、第２化合物半導体層２２を、周知のＭＯＣＶＤ法に基づき、順次、成膜する。次いで、第２化合物半導体層２２の上にレジスト層を形成し、レジスト層をエッチング用マスクとして用いて、第２化合物半導体層２２を、厚さ方向に一部分、周知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術あるいはウェットエッチング技術との組合せに基づきエッチングした後、レジスト層を除去する。こうして、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂ（メサ構造）を得ることができる。エッチング後に残された第２化合物半導体層２２の一部分が第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａとなり、エッチングされなかった第２化合物半導体層２２の残部が第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂとなる。

その後、積層構造体をエッチングすることによって柱状の形状とし、次いで、全面に絶縁層３３を形成した後、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの第２電極を形成すべき頂面の部分の絶縁層３３を除去し、周知の方法で第２電極３２を形成する。また、必要に応じて基板１１を薄くし、積層構造体２０が形成されていない基板１１の面側に第１電極３１を形成する。第１電極３１への第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの射影像の大きさ、及び、第１電極３１の大きさは、電流狭窄の効果が得られるように、それぞれ、選択される。第２化合物半導体層側から光を出射する場合、第１化合物半導体に向かう光を反射させるために、第１電極３１に、光を反射するための追加の金属（Ａｇ，Ａｌ，Ａｕ、Ｐｄ，Ｃｕ等）層やブラッグ反射構造（屈折率の異なる化合物半導体や透明材料の多層膜）を追加してもよい。

ところで、前述したとおり、第２電極３２と第１電極３１との間に電流を流したとき、電流密度Ｊ ₁ ／Ｊ ₂ の値は、例えば、前述した［Ａ］〜［Ｆ］等の、電気特性を制御する各種パラメータによって制御される。実施例１の発光ダイオードの各種パラメータを説明するための模式的な断面図を図３に示す。

図４Ａに、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの縁部２２ｂ₃の第１の部分２２Ａへの射影像と、第１の部分２２Ａの縁部２２ａ₃との間の距離Ｌ₁を、前述したＬ₀によって規格化した値（Ｌ₁／Ｌ₀）と、発光ダイオードの輝度との関係を模式的に示す。Ｌ₁／Ｌ₀＝０の場合、即ち、第２化合物半導体層２２全体が第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａのみで構成されている場合からＬ₁／Ｌ₀の値が増加すると輝度は増加するが、Ｌ₁／Ｌ₀の値が更に増加すると、即ち、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの大きさが小さくなると、輝度は低下する。輝度がピークとなるときのＬ₁／Ｌ₀の値は、実施例１にあっては、具体的には、０．１乃至０．４である。

積層構造体の第１部分２０Ａに注入される電流量は、積層構造体２０の第１部分２０Ａの電気抵抗値と積層構造体２０の第２部分２０Ｂの電気抵抗値とのバランスによって決定される。電気抵抗値のバランスは、第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａの厚さと第２の部分２２Ｂの厚さとの比、第２化合物半導体層２２のキャリア濃度及びキャリア移動度、第２化合物半導体層２２と発光層２３との比抵抗の差、イオン注入量等による比抵抗の増大等によって決定される。

図４Ｂに、この内、第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａの厚さＴ₁と、発光ダイオードの輝度との関係を模式的に示す。図４Ｂのグラフの右端は、図７の構造と同じ構造であることを示している。即ち、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂが存在しないことを意味している。第１の部分２２Ａの厚さＴ₁を薄くしていくと、第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａの抵抗が増加し、第１の部分２２Ａを流れる電流が低減し、非発光部への電流が減るため、輝度は向上する。発光ダイオードの輝度は、第１の部分２２Ａの厚さＴ₁が減少するに従い増加し、最大を示した後、Ｔ₁＝０に近づくにつれて急激に低下する。Ｔ₁＝０とは、発光層２３が表面に露出することを意味し、即ち、第２化合物半導体層２２の第１部分２２Ａの下に位置する発光層２３が露出し、端面近傍に新たに非発光部が形成されてしまうため、輝度が低下する。

図５に、第２電極３２の大きさＷ₂と駆動電圧との関係を模式的に示す。駆動電圧の変化は、第２電極３２と第２化合物半導体層２２の接触抵抗率と接触面積、及び、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの体積抵抗値によって決定される。第２電極３２を透明導電材料から構成する場合、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂのほぼ全体を覆うように第２電極３２を形成できるため、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの面積によって接触抵抗値が変化する。一般に、透明導電材料は接触抵抗率が高いため、図５に示すように、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの面積が小さくなると、第２電極３２の接触抵抗成分が無視できなくなり、急激に増大する。

発光ダイオードの設計にあっては、例えば、これらの図４Ａ、図４Ｂ、図５に示した結果に基づき、発光ダイオードの仕様に合わせて発光ダイオードの各種パラメータを、適宜、決定すればよい。

実施例１の発光ダイオードにあっては、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂによってメサ構造が構成され、第２電極３２は少なくとも第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁に形成されている。従って、第２電極３２と第１電極３１との間に電流を流したとき、柱状の積層構造体２０の側壁２０ａの近傍に位置する積層構造体２０の領域２０ｂには電流が流れず（あるいは、流れ難く）、柱状の積層構造体２０における発光層２３の縁部で非発光再結合が生じることが無く（あるいは、少なくなり）、簡素な工程で製造することができるにも拘わらず、発光効率の向上を図ることができる。しかも、少なくとも第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁及び側面２２ｂ₂から、更には、第２電極３２を介して、光が出射されるので、発光ダイオードから光が出射される面積が増加し、光出力が格段に改善された発光ダイオードを提供することができる。尚、場合によっては、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂに隣接した第１の部分２２Ａからも光が出射される。

場合によっては、例えば、第２電極３２をＴｉ／Ｐｔ／Ａｕといった不透明導電材料から構成してもよい。この場合、第２電極３２は、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁の縁部２２ｂ₃から離間して、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁の上に設けられているので、第２電極３２によって被覆されていない第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁の部分、及び、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの側面２２ｂ₂から光が外部に出射される。

あるいは又、積層構造体２０の第１部分２０Ａの一部分を除去し、第１化合物半導体層２１を露出させ、この第１化合物半導体層２１の露出部分に第１電極３１を形成してもよい（図１Ｂ参照）。即ち、第２化合物半導体層側に、第１電極３１及び第２電極３２の両方が集約されて形成されていてもよい。この場合の実施例１の発光ダイオードにあっても、集約された電極がある面（第２化合物半導体層側）から光が取り出される構造（フェイスアップ構造）である。

以上のとおり、本開示の発光ダイオードにあっては、端面発光型のリッジストライプ型半導体レーザ素子の構造を発光ダイオード（ＬＥＤ）に応用して、電流狭窄構造を実現し、発光ダイオードの積層構造体の側壁における非発光キャリアの消費を可能な限り抑制し、光出力向上を図っている。従来の発光ダイオードでは、図７に示すように、発光層内を均一に電流が拡がり、発光ダイオード全体が発光するが、本開示の発光ダイオードでは、図１Ａ、図１Ｂに示したように、第２化合物半導体層を２層構造とすることで（即ち、発光層近くまで光取り出し面側の化合物半導体層の一部の厚さを薄くすることで）、発光ダイオードの中心部のみ発光させることに成功した。そして、これによって、同一駆動電流であっても、実施例１の発光ダイオードでは、図７に示した従来の発光ダイオードと比較して、約２倍以上の光出力を得ることに成功した。

第２化合物半導体層の第２の部分を得るためには、第２化合物半導体層を厚さ方向にエッチングすればよいだけなので、発光ダイオードの材料に依らず、通常の発光ダイオードを製造する装置及びプロセスを用いることが可能である。即ち、良好な生産性を維持したまま、光出力が向上した発光ダイオードを製造することができる。

尚、以上に説明した種々の構成は、以下の実施例にも、適宜、適用することができる。

実施例２は、実施例１の変形であるが、第２の構成の発光ダイオードに関する。模式的な断面図を図２に示すように、実施例２の発光ダイオードにおいて、
第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａの頂面２２ａ₁には、絶縁層３３が形成されており、
第２電極３２は、透明導電材料から成り、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁から側面２２ｂ₂及び絶縁層３３上に亙り形成されている。そして、第２電極３２と第１電極３１との間に電流を流したとき、積層構造体２０の少なくとも側壁２０ａの近傍に位置する領域２０ｂは発光しない。絶縁層３３上の第２電極３２の部分には、電流導入配線３４が接続されている。第２電極３２のうち、主な光取り出し面となる第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁以外の部分に、コンタクト部（パッド電極）を設けてもよい。以上に説明した構造を、図１Ｂに示した実施例１の発光ダイオードの変形例に適用することもできる。

実施例３は、実施例１〜実施例２の変形である。但し、模式的な断面図を図６に示すように、実施例３の発光ダイオードにおいて、光は、発光ダイオードの第１化合物半導体層側から外部に出射される。

実施例３の発光ダイオードにあっても、第２化合物半導体層２２は、第１の部分２２Ａ及び第２の部分２２Ｂ（メサ構造）から構成されている。そして、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁の一部分、側面２２ｂ₂、第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａの頂面２２ａ₁、積層構造体２０の側壁２０ａの上には、厚さ２５０ｎｍのＳｉＮから成る絶縁層３３が形成されている。

実施例３の発光ダイオードにあっても、基板１１の上に、第１化合物半導体層２１、発光層２３、第２化合物半導体層２２を、周知のＭＯＣＶＤ法に基づき、順次、成膜する。基板１１は、発光層２３から出射される光に対して透明な材料を用いる。次いで、第２化合物半導体層２２の上にレジスト層を形成し、レジスト層をエッチング用マスクとして用いて、第２化合物半導体層２２を、厚さ方向に一部分、周知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術あるいはウェットエッチング技術との組合せに基づきエッチングした後、レジスト層を除去する。こうして、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂ（メサ構造）を得ることができる。エッチング後に残された第２化合物半導体層２２の一部分が第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａとなり、エッチングされなかった第２化合物半導体層２２の残部が第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂとなる。

そして、その後、積層構造体をエッチングすることによって柱状の形状とし、次いで、全面に絶縁層３３を形成した後、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの第２電極を形成すべき頂面の部分の絶縁層３３を除去し、周知の方法で第２電極３２を形成する。

また、積層構造体２０の第１部分２０Ａの一部分を除去し、第１化合物半導体層２１を露出させ、この第１化合物半導体層２１の露出部分に第１電極３１を形成する。即ち、第２化合物半導体層側に、第１電極３１及び第２電極３２の両方が集約されて形成されている。こうして、図６に示す構造を有する実施例３の発光ダイオードを得ることができる。

尚、少なくとも第２化合物半導体層の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁及び側面２２ｂ₂から光が出射されるが、係る光を反射する反射構造を設けることで反射させて第１化合物半導体層２１を介して外部に光を出射する構造とすればよい。即ち、第１電極３１及び第２電極３２が集約されていない側（第１化合物半導体層側）から光が取り出される構造（フリップチップ構造、フェイスダウン構造）となる。第２電極３２は、透明導電材料から構成してもよいし、不透明導電材料から構成してもよい。前者の場合、光は、更に、第２電極３２を介して出射される。

また、このような構造を設けない場合には、第１化合物半導体層２１を介して光が外部に出射されるだけでなく、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁及び側面２２ｂ₂から、更には、第２電極３２を透明導電材料から構成する場合には、第２電極３２を介して、光が外部に出射され、更には、場合によっては、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂに隣接した第１の部分２２Ａからも光が外部に出射される。即ち、発光層２３において生成した光は、第１化合物半導体層側からだけでなく、第２化合物半導体層側からも外部に出射される。

実施例３の発光ダイオードにあっても、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂによってメサ構造が構成され、第２電極３２は少なくとも第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁に形成されている。従って、第２電極３２と第１電極３１との間に電流を流したとき、柱状の積層構造体２０の側壁２０ａの近傍に位置する積層構造体２０の領域２０ｂには電流が流れず（あるいは、流れ難く）、柱状の積層構造体２０における発光層２３の縁部で非発光再結合が生じることが無く（あるいは、少なくなり）、簡素な工程で製造することができるにも拘わらず、発光効率の向上を図ることができる。しかも、少なくとも第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂの頂面２２ｂ₁及び側面２２ｂ₂から、更には、場合によっては、第２電極３２を介して、光が出射されるので、発光ダイオードから光が出射される面積が増加し、光出力が格段に改善された発光ダイオードを提供することができる。尚、場合によっては、第２化合物半導体層２２の第２の部分２２Ｂに隣接した第１の部分２２Ａからも光が出射される。

以上の点を除き、実施例３の発光ダイオードの構成、構造は、実施例１〜実施例２において説明した発光ダイオードの構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した発光ダイオードの構成、構造、発光ダイオードの製造方法は例示であり、適宜、変更することができる。

例えば、実施例２において説明した発光ダイオードにおいて、第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａの全面あるいは一部分に、絶縁層３３の代わりに、抵抗増大効果構造を設けてもよい。抵抗増大効果構造は、前述した（Ａ）〜（Ｄ）において説明した方法で形成された絶縁層（高抵抗層）を有する構造とすればよい。

あるいは又、実施例１〜実施例３において説明した発光ダイオードにおいて、第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａの頂面２２ａ₁の全面あるいは一部分に、光取り出し向上効果構造を設けてもよい。具体的には、第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａの頂面２２ａ₁から或る深さに亙り凹凸を設ければよいし、あるいは又、第２化合物半導体層２２の第１の部分２２Ａの頂面２２ａ₁の全面あるいは一部分に、第１の部分２２Ａの頂面２２ａ₁から或る深さに亙り多数の凹部（非貫通孔）を設ければよい。

尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《発光ダイオード》
第１化合物半導体層、化合物半導体から成る発光層、及び、第２化合物半導体層の第１の部分が積層された、柱状の積層構造体、並びに、
第１化合物半導体層と電気的に接続された第１電極、
を備えており、
第２化合物半導体層の第２の部分が、第２化合物半導体層の第１の部分の上に、第２化合物半導体層の第１の部分の縁部から離間して形成されており、
第２電極が、少なくとも第２化合物半導体層の第２の部分の頂面に形成されており、
少なくとも第２化合物半導体層の第２の部分の頂面及び側面から光が出射される発光ダイオード。
［Ａ０２］光は、発光ダイオードの第２化合物半導体層側から外部に出射される［Ａ０１］に記載の発光ダイオード。
［Ａ０３］光は、発光ダイオードの第１化合物半導体層側から外部に出射される［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の発光ダイオード。
［Ａ０４］第２電極は、第２化合物半導体層の第２の部分の頂面の縁部から離間して、第２化合物半導体層の第２の部分の頂面の上に設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
［Ａ０５］第２化合物半導体層の第１の部分の頂面には、絶縁層が形成されており、
第２電極は、透明導電材料から成り、第２化合物半導体層の第２の部分の頂面から側面及び絶縁層上に亙り形成されている［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
［Ａ０６］第２化合物半導体層の第１の部分には、抵抗増大効果構造が設けられている［Ａ０５］に記載の発光ダイオード。
［Ａ０７］絶縁層上の第２電極の部分には、電流導入配線が接続されている［Ａ０５］又は［Ａ０６］に記載の発光ダイオード。
［Ａ０８］第２化合物半導体層の第１の部分の頂面には、光取り出し向上効果構造が設けられている［Ａ０１］乃至［Ａ０７］のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
［Ａ０９］第２電極と第１電極との間に電流を流したとき、積層構造体の少なくとも側壁近傍の領域は発光しない［Ａ０１］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
［Ａ１０］積層構造体の厚さ方向をＺ方向としたとき、ＸＹ仮想平面における第２化合物半導体層の第２の部分の断面形状は円形、正方形又は長方形である［Ａ０１］乃至［Ａ０９］のいずれか１項に記載の発光ダイオード。

１１・・・基板、２０・・・積層構造体、２０ａ・・・積層構造体の側壁、２０ｂ・・・積層構造体の側壁の近傍に位置する積層構造体の領域、２０Ａ・・・積層構造体の第１部分、２０Ｂ・・・積層構造体の第２部分、２１・・・第１化合物半導体層、２２・・・第２化合物半導体層、２２Ａ・・・第２化合物半導体層の第１の部分、２２ａ₁・・・第２化合物半導体層の第１の部分の頂面、２２ａ₃・・・第２化合物半導体層の第１の部分の縁部、２２Ｂ・・・第２化合物半導体層の第２の部分、２２ｂ₁・・・第２化合物半導体層の第２の部分の頂面、２２ｂ₂・・・第２化合物半導体層の第２の部分の側面、２２ｂ₃・・・第２化合物半導体層の第２の部分の頂面の縁部、２３・・・発光層（活性層）、３１・・・第１電極、３２・・・第２電極、３３・・・絶縁層、３４・・・電流導入配線、４０・・・発光層の端面近傍の領域

Claims (5)

1. 第１化合物半導体層、化合物半導体から成る発光層、及び、第２化合物半導体層の第１の部分が積層された、柱状の積層構造体、並びに、
   第１化合物半導体層と電気的に接続された第１電極、
   を備えており、
   第２化合物半導体層の第２の部分が、第２化合物半導体層の第１の部分の上に、第２化合物半導体層の第１の部分の縁部から離間して形成されており、
   第２電極が、少なくとも第２化合物半導体層の第２の部分の頂面に形成されており、
   少なくとも第２化合物半導体層の第２の部分の頂面及び側面から光が出射され、
   第２化合物半導体層の第１の部分の頂面には、光取り出し向上効果構造が設けられており、
   第２電極は、第２化合物半導体層の第２の部分の頂面の縁部から離間して、第２化合物半導体層の第２の部分の頂面の上に設けられている発光ダイオード。
2. 光取り出し向上効果構造は、第２化合物半導体層の第１の部分の頂面に設けられた凹凸から成る請求項１に記載の発光ダイオード。
3. 第１化合物半導体層、化合物半導体から成る発光層、及び、第２化合物半導体層の第１の部分が積層された、柱状の積層構造体、並びに、
   第１化合物半導体層と電気的に接続された第１電極、
   を備えており、
   第２化合物半導体層の第２の部分が、第２化合物半導体層の第１の部分の上に、第２化合物半導体層の第１の部分の縁部から離間して形成されており、
   第２電極が、少なくとも第２化合物半導体層の第２の部分の頂面に形成されており、
   少なくとも第２化合物半導体層の第２の部分の頂面及び側面から光が出射され、
   第２化合物導体層の第１の部分の頂面には、絶縁層が形成されており、
   第２電極は、透明導電材料から成り、第２化合物半導体層の第２の部分の頂面から側面及び絶縁層上に亙り形成されており、
   第２化合物半導体層の第１の部分には、抵抗増大効果構造が設けられている発光ダイオード。
4. 光は、発光ダイオードの第２化合物半導体層側から外部に出射される請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の発光ダイオード。
5. 光は、発光ダイオードの第１化合物半導体層側から外部に出射される請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発光ダイオード。

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