JP6780505B2 - 発光素子及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本開示は、発光素子（具体的には、垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬとも呼ばれる面発光レーザ素子）及びその製造方法に関する。
面発光レーザ素子は、通常、
第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、並びに、
第１電極、
を備えており、
第２光反射層は第１光反射層と対向している。
面発光レーザ素子においては、一般に、２つの光反射層（Distributed Bragg Reflector 層、ＤＢＲ層）の間で光を共振させることによりレーザ発振が生じる。従って、ＤＢＲ層を形成するための半導体表面をサブ・ナノメートルオーダーで平滑にする必要がある。適切な平滑度が得られないと各ＤＢＲ層の光反射率が低下し、特性（発振閾値等）のバラツキが大きくなり、ひいては、レーザ発振を得ることすら困難となる。
選択成長法を用いた窒化物面発光レーザを製造する方法が特開平１０−３０８５５８から周知である。即ち、この特許公開公報に開示された窒化物半導体レーザ素子の製造方法は、
基板表面に誘電体から成る誘電体多層膜を選択的に形成する工程と、
誘電体多層膜上部に下層・窒化物半導体層を成長させる工程と、
下層・窒化物半導体層上部に活性層を含む上層・窒化物半導体層を成長させる工程と、
誘電体多層膜を活性層の発光の少なくとも一方の反射鏡とする工程、
とを含む。
そして、誘電体多層膜上部に下層・窒化物半導体層を成長させるために、誘電体多層膜と誘電体多層膜との間に位置する基板の部分の表面に種結晶層を形成し、この種結晶層から横方向エピタキシャル成長に基づき下層・窒化物半導体層を成長させる方法が、屡々、採用されている。
特開平１０−３０８５５８ 特開２０００−１７４３２８
IEEE, Journal of Selected Topics in Quantum Electronics Vol.15 No.5 (2011) p.1390
ところで、種結晶層から横方向エピタキシャル成長に基づき下層・窒化物半導体層を成長させて誘電体多層膜を埋め込むためには、厚い下層・窒化物半導体層を形成する必要がある。しかしながら、厚い下層・窒化物半導体層は、その層自体が光を吸収することや、導波路を伝搬する光を回折させることから、発光素子の特性に悪影響を与えてしまう。このような問題を解決するために、下層・窒化物半導体層を成長させて誘電体多層膜を埋め込んだ後、ドライエッチング法に基づき下層・窒化物半導体層を薄くする方法が周知である。しかしながら、このような方法では、エッチングによるダメージ発生や下層・窒化物半導体層表面の平坦性の悪化等、発光素子に悪影響を与える新たな問題が生じ得る。また、研磨法に基づき下層・窒化物半導体層を薄くする方法も周知である。しかしながら、研磨厚さの高い制御性を得ること、即ち、ナノメートルオーダーの制御を行うことは極めて困難である。しかも、発光素子を製造するための基板の面内において下層・窒化物半導体層を均一な厚さに研磨することも困難である。また、積層構造体に対する第１電極の射影像と第１光反射層の射影像とは重なっていないが故に、場合によっては、第２電極から第１電極へと流れる電流の積層構造体内での拡散が十分ではない虞がある。
従って、本開示の第１の目的は、横方向エピタキシャル成長に基づき化合物半導体層を成長させて光反射層を埋め込んだ後、化合物半導体層の一部を研磨法によって除去するとき、化合物半導体層の厚さの均一性を確実に確保し得る構成、構造を有する発光素子、及び、係る発光素子を製造する方法を提供することにある。また、本開示の第２の目的は、積層構造体内を流れる電流の拡散状態が良好となる構成、構造を有する発光素子を提供することにある。
上記の第１の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る発光素子は、
選択成長用マスク層、
選択成長用マスク層よりも厚さの薄い第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を備えており、
第２光反射層は第１光反射層と対向している。
上記の第１の目的を達成するための本開示の発光素子の製造方法は、
（Ａ）基板上に、選択成長用マスク層、及び、選択成長用マスク層よりも厚さの薄い第１光反射層を形成し、次いで、
（Ｂ）全面に第１化合物半導体層を形成した後、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層を研磨して、選択成長用マスク層上の第１化合物半導体層を除去し、第１光反射層上の第１化合物半導体層を残し、その後、
（Ｃ）全面に活性層及び第２化合物半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）第２化合物半導体層上に、第１光反射層と対向した第２電極及び第２光反射層を形成する、
各工程から成る。
上記の第２の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る発光素子は、
第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、並びに、
第１電極、
を備えており、
第２光反射層は第１光反射層と対向しており、
積層構造体には不純物含有化合物半導体層が形成されている。
本開示の第１の態様に係る発光素子にあっては、選択成長用マスク層、及び、選択成長用マスク層よりも厚さの薄い第１光反射層が形成されている。それ故、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として、第１光反射層の上に形成された第１化合物半導体層の厚さを研磨法に基づき薄くすればよいので、高い精度で第１化合物半導体層の薄層化を図ることができる。本開示の発光素子の製造方法にあっては、選択成長用マスク層、及び、選択成長用マスク層よりも厚さの薄い第１光反射層を形成した後、第１化合物半導体層を形成し、次いで、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層を研磨して、選択成長用マスク層上の第１化合物半導体層を除去し、第１光反射層上の第１化合物半導体層を残すので、高い精度で第１化合物半導体層の薄層化を図ることができる。本開示の第２の態様に係る発光素子にあっては、積層構造体に不純物含有化合物半導体層が形成されているので、積層構造体内を流れる電流の拡散状態を良好なものとすることができる。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の発光素子及びその変形例の模式的な一部断面図である。 図２Ａは、実施例１の発光素子の別の変形例の模式的な一部断面図であり、図２Ｂは、実施例１の発光素子の更に別の変形例（あるいは、本開示の第２の態様に係る発光素子）の模式的な一部断面図である。 図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ及び図３Ｄは、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは、図３Ｄに引き続き、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、実施例２の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、実施例３及び実施例４の発光素子の模式的な一部断面図である。 図７は、実施例５の発光素子の模式的な一部断面図である。 図８Ａ及び図８Ｂは、それぞれ、実施例６の発光素子及びその変形例の模式的な一部断面図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、実施例６の発光素子の製造方法を説明するための積層構造体等の模式的な一部端面図である。 図１０は、実施例７の発光素子の模式的な一部断面図である。 図１１Ａ及び図１１Ｂは、それぞれ、実施例８の発光素子の模式的な一部断面図、及び、実施例８の発光素子における基板の表面領域等を拡大した模式的な一部端面図である。 図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、実施例８の発光素子の製造方法を説明するための積層構造体等の模式的な一部端面図である。 図１３Ａ及び図１３Ｂは、図１２Ｃに引き続き、実施例８の発光素子の製造方法を説明するための積層構造体等の模式的な一部端面図である。 図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ、実施例９の発光素子の模式的な一部断面図、及び、実施例２の発光素子における基板の表面領域等を拡大した模式的な一部端面図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ、実施例１０の発光素子の模式的な一部断面図、及び、実施例３の発光素子における基板の表面領域等を拡大した模式的な一部端面図である。 図１６Ａ及び図１６Ｂは、それぞれ、実施例１１の発光素子の模式的な一部断面図、及び、実施例４の発光素子における基板の表面領域等を拡大した模式的な一部端面図である。 図１７Ａ及び図１７Ｂは、それぞれ、実施例１２の発光素子の模式的な一部端面図、及び、実施例１３の発光素子の模式的な一部断面図である。 図１８は、実施例１４の発光素子の活性層における多重量子井戸構造の構造概略図である。 図１９Ａ及び図１９Ｂは、実施例１の発光素子の変形例の模式的な一部断面図である。 図２０Ａ及び図２０Ｂは、実施例１の発光素子の別の変形例の模式的な一部端面図である。 図２１Ａ及び図２１Ｂは、実施例１の発光素子の更に別の変形例の模式的な一部断面図である。 図２２は、第１光反射層及び選択成長用マスク層の模式的な平面図である。 図２３は、本開示の第２の態様に係る発光素子の模式的な一部断面図である。 図２４は、従来の技術における問題点を説明するための発光素子の模式的な一部端面図である。 図２５は、発光再結合時間と井戸層からのキャリアエスケープ時間との関係を示すグラフである。
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．本開示の第１の態様〜第２の態様に係る発光素子及びその製造方法、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様に係る発光素子及びその製造方法、第１の構成の発光素子、第２光反射層出射タイプの発光素子、本開示の第２の態様に係る発光素子）
３．実施例２（実施例１の発光素子の製造方法の変形）
４．実施例３（実施例１の変形、第２の構成の発光素子）
５．実施例４（実施例１の変形、第３の構成の発光素子）
６．実施例５（実施例１の変形、第４の構成の発光素子）
７．実施例６（実施例１〜実施例５の変形、第１光反射層出射タイプの発光素子）
８．実施例７（実施例１〜実施例６の変形、第５の構成の発光素子／第６の構成の発光素子）
９．実施例８（実施例１〜実施例７の変形、第７−Ａの構成の発光素子）
１０．実施例９（実施例８の変形、第７−Ｂの構成の発光素子）
１１．実施例１０（実施例８の変形、第７−Ｃの構成の発光素子）
１２．実施例１１（実施例８の変形、第７−Ｄの構成の発光素子）
１３．実施例１２（実施例６の変形）
１４．実施例１３（実施例６の別の変形）
１５．実施例１４（実施例１〜実施例１３の変形）
１６．実施例１５（実施例１４の変形）
１７．実施例１６（実施例１４の別の変形）
１８．その他
〈本開示の第１の態様〜第２の態様に係る発光素子及びその製造方法、全般に関する説明〉
本開示の第１の態様に係る発光素子あるいは本開示の発光素子の製造方法における発光素子にあっては、１つの発光素子が、１つの第１光反射層及び１つの選択成長用マスク層から構成されていてもよいし、１つの第１光反射層及び複数の選択成長用マスク層から構成されていてもよいし、複数の第１光反射層及び１つの選択成長用マスク層から構成されていてもよいし、複数の第１光反射層及び複数の選択成長用マスク層から構成されていてもよい。１つの発光素子が複数の第１光反射層から構成されている場合、即ち、複数の第１光反射層のそれぞれによって発光素子ユニットが構成されており、１つの発光素子が複数の発光素子ユニットから構成されている場合、各発光素子ユニットは、同じ駆動条件に基づき駆動されてもよいし、異なる駆動条件に基づき駆動されてもよいし、一部が同じ駆動条件に基づき駆動され、残りは、それとは異なる駆動条件に基づき駆動されてもよい。また、選択成長用マスク層は、隣接する発光素子の間で共有されていてもよい。
本開示の第１の態様に係る発光素子あるいは本開示の発光素子の製造方法における発光素子にあっては、選択成長用マスク層あるいは第１光反射層と同じ構成する層（但し、厚さは選択成長用マスク層よりも薄い）が形成されていてもよい。選択成長用マスク層の頂面が最も活性層に近くに位置する。基板が存在する場合、第１光反射層の厚さとは、第１光反射層と基板の界面を基準とした第１光反射層の頂面までの距離であり、選択成長用マスク層の厚さとは、第１光反射層と基板の界面を基準とした選択成長用マスク層の頂面までの距離である。後述する第１化合物半導体層の第２面とは活性層と接する面を指し、第１化合物半導体層の第１面とは第２面と対向する面を指し、第２化合物半導体層の第１面とは活性層と接する面を指し、第１化合物半導体層の第２面とは第１面と対向する面を指す。
本開示の発光素子の製造方法にあっては、
前記工程（Ｂ）において、全面に第１化合物半導体層の下層を形成した後、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層の下層を研磨して、選択成長用マスク層上の第１化合物半導体層の下層を除去し、第１光反射層上の第１化合物半導体層の下層を残し、
前記工程（Ｃ）において、全面に第１化合物半導体層の上層、活性層及び第２化合物半導体層を形成す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素子の製造方法にあっては、工程（Ｂ）と工程（Ｃ）の間において、選択成長用マスク層を除去する形態とすることができる。
本開示の第１の態様に係る発光素子、あるいは又、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の発光素子の製造方法によって得られた発光素子（以下、これらの発光素子を総称して、『本開示の第１の態様に係る発光素子等』と呼ぶ場合がある）において、選択成長用マスク層の厚さと第１光反射層の厚さとの差（例えば、選択成長用マスク層の頂面から第１光反射層の頂面までの距離）は５×１０-8ｍ以上である形態とすることができる。厚さの差の上限として、限定するものではないが、５×１０-6ｍを例示することができる。
上記の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係る発光素子等において、
第１光反射層は誘電体多層膜から構成されており、
選択成長用マスク層は、活性層側から、第１光反射層を構成する誘電体多層膜と同じ構成の誘電体多層膜、及び、基部層から成る構成とすることができる。このような構成を、便宜上、『第１の構成の発光素子』と呼ぶ。
あるいは又、上記の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係る発光素子等において、
第１光反射層は誘電体多層膜から成り、
選択成長用マスク層は、活性層側から、研磨停止層、及び、第１光反射層を構成する誘電体多層膜と同じ構成の誘電体多層膜から成る構成とすることができる。このような構成を、便宜上、『第２の構成の発光素子』と呼ぶ。
あるいは又、上記の好ましい形態を含む本開示の第１の態様に係る発光素子等にあっては、
選択成長用マスク層及び第１光反射層は基板上に形成されており、
基板は凹部及び凸部を有し、
選択成長用マスク層は、基板の凸部に形成されており、
第１光反射層は、基板の凹部に形成されている構成とすることができる。このような構成を、便宜上、『第３の構成の発光素子』と呼ぶ。第３の構成の発光素子において、選択成長用マスク層は、第１光反射層を構成する誘電体多層膜と同じ構成の誘電体多層膜から構成されている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第１の態様に係る発光素子等において、選択成長用マスク層は、第１光反射層を構成する誘電体多層膜と異なる厚さを有する誘電体多層膜から構成されている構成とすることができる。このような構成を、便宜上、『第４の構成の発光素子』と呼ぶ。具体的には、例えば、選択成長用マスク層を構成する誘電体多層膜の層数と、第１光反射層を構成する誘電体多層膜の層数とを異ならせればよい。
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第１の態様に係る発光素子等にあっては、積層構造体には不純物含有化合物半導体層が形成されている形態とすることができる。不純物含有化合物半導体層は、具体的には、積層構造体を構成する第１化合物半導体層内（例えば、第１化合物半導体層の下層と上層の間）、あるいは、第２化合物半導体層内に形成されている。本開示の第２の態様に係る発光素子においても同様とすることができる。そして、係る形態の本開示の第１の態様に係る発光素子等において、また、本開示の第２の態様に係る発光素子において、不純物含有化合物半導体層の不純物濃度は、不純物含有化合物半導体層に隣接する化合物半導体層における不純物濃度の１０倍以上である形態とすることができ、また、不純物含有化合物半導体層の不純物濃度は１×１０17／ｃｍ3以上である形態とすることができ、更には、不純物含有化合物半導体層に含まれる不純物は、ホウ素（Ｂ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、硫黄（Ｓ）、ハロゲン（塩素（Ｃｌ）やフッ素（Ｆ））及び重金属（クロム（Ｃｒ）等）から成る群から選択された少なくとも１種類の元素を含む形態とすることができる。不純物含有化合物半導体層を、積層構造体の形成の過程において、例えば、イオン注入を行うことで、あるいは又、不純物拡散処理を行うことで形成することができるし、また、場合によっては、積層構造体の一部を化学的／機械的研磨法（ＣＭＰ法）に基づき研磨するとき用いるスラリーからの不純物によって形成され得る。不純物含有化合物半導体層の電気抵抗値は、不純物含有化合物半導体層に隣接する化合物半導体層における電気抵抗値よりも高くてもよいし、低くてもよい。
更には、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第１の態様に係る発光素子等、あるいは、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る発光素子（以下、これらの発光素子を総称して、『本開示の発光素子等』と呼ぶ場合がある）において、
基板はＧａＮ基板から成り、
ＧａＮ基板表面の面方位のオフ角は０．４度以内、好ましくは０．４０度以内であり、
ＧａＮ基板の面積をＳ0としたとき、選択成長用マスク層及び第１光反射層の面積合計は０．８Ｓ0以下であり、
第１光反射層の最下層として熱膨張緩和膜がＧａＮ基板上に形成されており（このような構成の本開示の発光素子等を、便宜上、『第５の構成の発光素子』と呼ぶ）、あるいは又、ＧａＮ基板と接する第１光反射層の最下層の線熱膨張係数ＣＴＥは、
１×１０-6／Ｋ≦ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
好ましくは、
１×１０-6／Ｋ＜ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
を満足することが好ましい（このような構成の本開示の発光素子等を、便宜上、『第６の構成の発光素子』と呼ぶ）。また、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素子の製造方法にあっては、
ＧａＮ基板表面の面方位のオフ角は０．４度以内、好ましくは０．４０度以内であり、
ＧａＮ基板の面積をＳ0としたとき、選択成長用マスク層及び第１光反射層の面積合計は０．８Ｓ0以下であり、
第１光反射層の最下層として、ＧａＮ基板上に熱膨張緩和膜を形成し、あるいは又、ＧａＮ基板と接する第１光反射層の最下層の線熱膨張係数ＣＴＥは、
１×１０-6／Ｋ≦ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
好ましくは、
１×１０-6／Ｋ＜ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
を満足することが好ましい。
このように、ＧａＮ基板表面の結晶面の面方位のオフ角、並びに、選択成長用マスク層及び第１光反射層の面積合計の割合を規定することで、第２化合物半導体層の表面粗さを小さくすることができる。即ち、優れた表面モホロジーを有する第２化合物半導体層を形成することができる。それ故、平滑性に優れた第２光反射層を得ることができ、即ち、所望の光反射率を得ることができ、特性バラツキが生じ難い。しかも、熱膨張緩和膜を形成し、あるいは又、ＣＴＥの値を規定することで、ＧａＮ基板の線熱膨張係数と第１光反射層の線熱膨張係数の差に起因してＧａＮ基板から第１光反射層が剥がれるといった問題の発生を回避することができ、高い信頼性を有する発光素子を提供することができる。更には、ＧａＮ基板を用いれば、化合物半導体層に転位が発生し難いし、発光素子の熱抵抗が大きくなるといった問題を回避することができ、高い信頼性を発光素子に付与することができるし、ＧａＮ基板を基準として第２電極（ｐ側電極）と異なる側（裏面側）に第１電極（ｎ側電極）を設けることができる。
ＧａＮ基板表面の面方位のオフ角とは、ＧａＮ基板表面の結晶面の面方位と、巨視的に見たＧａＮ基板表面の法線との成す角度を指す。また、第５の構成の発光素子、第６の構成の発光素子において、ＧａＮ基板の面積をＳ0としたとき、選択成長用マスク層及び第１光反射層の面積合計は０．８Ｓ0以下であると規定されているが、「ＧａＮ基板の面積Ｓ0」とは、最終的に発光素子が得られたときに残されたＧａＮ基板の面積を指す。第５の構成の発光素子、第６の構成の発光素子において、第１光反射層の最下層は、光反射層としての機能は有していない。
第５の構成の発光素子において、熱膨張緩和膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮX）、酸化アルミニウム（ＡｌＯX）、酸化ニオブ（ＮｂＯX）、酸化タンタル（ＴａＯX）、酸化チタン（ＴｉＯX）、酸化マグネシウム（ＭｇＯX）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯX）及び窒化アルミニウム（ＡｌＮX）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る形態とすることができる。尚、各物質の化学式に付した添え字「Ｘ」あるいは後述する添え字「Ｙ」、添え字「Ｚ」の値は、各物質における化学量論に基づく値だけでなく、化学量論に基づく値から外れた値も包含する。以下においても同様である。そして、このような好ましい構成を含む第５の構成の発光素子において、熱膨張緩和膜の厚さをｔ1、発光素子の発光波長をλ0、熱膨張緩和膜の屈折率をｎ1としたとき、
ｔ1＝λ0／（４ｎ1）
好ましくは、
ｔ1＝λ0／（２ｎ1）
を満足することが望ましい。但し、熱膨張緩和膜の厚さｔ1の値は本質的に任意とすることができ、例えば、１×１０-7ｍ以下とすることができる。
第６の構成の発光素子において、第１光反射層の最下層は、窒化ケイ素（ＳｉＮX）、酸化アルミニウム（ＡｌＯX）、酸化ニオブ（ＮｂＯX）、酸化タンタル（ＴａＯX）、酸化チタン（ＴｉＯX）、酸化マグネシウム（ＭｇＯX）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯX）及び窒化アルミニウム（ＡｌＮX）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る形態とすることができる。そして、このような好ましい構成を含む第６の構成の発光素子において、第１光反射層の最下層の厚さをｔ1、発光素子の発光波長をλ0、第１光反射層の最下層の屈折率をｎ1としたとき、
ｔ1＝λ0／（４ｎ1）
好ましくは、
ｔ1＝λ0／（２ｎ1）
を満足することが望ましい。但し、第１光反射層の最下層の厚さｔ1の値は本質的に任意とすることができ、例えば、１×１０-7ｍ以下とすることができる。
第１化合物半導体層を構成する化合物半導体と同じ化合物半導体から構成された種結晶層を基板上に形成し、種結晶層から第１化合物半導体層の成長を開始させてもよい。種結晶層の形成条件と第１化合物半導体層の形成条件を変えることで、同じ化合物半導体材料から成る種結晶層及び第１化合物半導体層を形成することができる。
ところで、種結晶層が厚い場合、この種結晶層から横方向エピタキシャル成長に基づき化合物半導体層を成長させたとき、種結晶層からの転位が第１光反射層の上の第１化合物半導体層の水平方向の深部まで延びる結果（図２４参照）、発光素子の特性に悪影響を与える虞がある。
それ故、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素子等において、
第１光反射層に隣接する基板の部分の表面には、種結晶層成長領域が設けられており、
種結晶層成長領域上には、種結晶層が形成されており、
第１化合物半導体層は、種結晶層から横方向エピタキシャル成長に基づき形成されており、
種結晶層の厚さは、第１光反射層の厚さよりも薄い構成とすることができる。このような構成の本開示の発光素子等を、便宜上、『第７の構成の発光素子』と呼ぶ。尚、種結晶層の厚さとは、第１光反射層と基板との界面を基準として、この界面から種結晶層の頂面（あるいは頂点）までの距離を指す。
また、第７の構成の発光素子を製造する方法にあっては、第１光反射層に隣接する基板の部分の表面に種結晶層成長領域を形成した後、種結晶層成長領域上に、第１光反射層の厚さよりも薄い種結晶層を形成し、次いで、種結晶層から横方向エピタキシャル成長に基づき第１化合物半導体層を形成する。
このように、種結晶層成長領域を設け、種結晶層成長領域上に種結晶層を形成し、種結晶層の厚さを第１光反射層の厚さよりも薄くすることで、種結晶層からの転位が第１光反射層の上の第１化合物半導体層の水平方向の深部まで延びることを確実に抑制することができる。
第７の構成の発光素子において、種結晶層の厚さをＴseed、第１光反射層の厚さをＴ1としたとき、
０．１≦Ｔseed／Ｔ1＜１
を満足することが好ましい。
上記の好ましい構成を含む第７の構成の発光素子において、
第１光反射層に隣接する基板の部分の表面には凹凸部が形成されており、
凸部によって種結晶層成長領域が構成されている構成とすることができる。このような構成を、便宜上、『第７−Ａの構成の発光素子』と呼ぶ。第７−Ａの構成の発光素子においては、
第１光反射層の中心点を通過する法線を含む仮想垂直面で第１光反射層に隣接する基板の部分を切断したときの断面形状は、凹部、凸部及び凹部がこの順に並んだ形状であり、
凸部頂面によって種結晶層成長領域が構成されている構成とすることができ、更には、この場合、仮想垂直面内における、凸部の長さをＬcv、凹部の合計長さをＬccとしたとき、
０．２≦Ｌcv／（Ｌcv＋Ｌcc）≦０．９
を満足する構成とすることができる。凸部の数は２以上であってもよい。仮想垂直面で凹部を切断したときの凹部の断面形状として、矩形、三角形、台形（上辺が凹部の底面となる）、これらの形状においてコーナー部が丸みを帯びた形状、細かい凹凸形状を挙げることができる。凹部の深さとして、０．１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以上を例示することができる。
あるいは又、上記の好ましい構成を含む第７の構成の発光素子にあっては、
第１光反射層に隣接する基板の部分の表面には凹凸部が形成されており、
凹部によって種結晶層成長領域が構成されている構成とすることができる。このような構成の第７の構成の発光素子を、便宜上、『第７−Ｂの構成の発光素子』と呼ぶ。第７−Ｂの構成の発光素子においては、
第１光反射層の中心点を通過する法線を含む仮想垂直面で第１光反射層に隣接する基板の部分を切断したときの断面形状は、凸部、凹部及び凸部がこの順に並んだ形状であり、
凹部底面によって種結晶層成長領域が構成されている構成とすることができ、更には、この場合、仮想垂直面内における、凹部の長さをＬcc、凸部の合計長さをＬcvとしたとき、
０．２≦Ｌcc／（Ｌcv＋Ｌcc）≦０．９
を満足する構成とすることができる。凹部の数は２以上であってもよい。仮想垂直面で凸部を切断したときの凸部の頂面の形状として、平坦、上に向かって湾曲した形状、下に向かって湾曲した形状、細かい凹凸形状を挙げることができる。凹部の深さとして、０．１μｍ以上、好ましくは０．５μｍ以上を例示することができる。
あるいは又、上記の好ましい構成を含む第７の構成の発光素子にあっては、
第１光反射層に隣接する基板の部分は、非結晶成長部、平坦部及び非結晶成長部がこの順に並んだ構造を有し、
平坦部によって種結晶層成長領域が構成されている構成とすることができる。このような構成の第７の構成の発光素子を、便宜上、『第７−Ｃの構成の発光素子』と呼ぶ。第７−Ｃの構成の発光素子においては、第１光反射層の中心点を通過する法線を含む仮想垂直面内における、平坦部の長さをＬflat、非結晶成長部の合計長さをＬnovとしたとき、
０．２≦Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌ nov ）≦０．９
を満足する構成とすることができる。平坦部の数は２以上であってもよい。
あるいは又、上記の好ましい構成を含む第７の構成の発光素子にあっては、
第１光反射層に隣接する基板の部分は、凹凸部、平坦部及び凹凸部がこの順に並んだ構造を有し、
平坦部によって種結晶層成長領域が構成されている構成とすることができる。このような構成の第７の構成の発光素子を、便宜上、『第７−Ｄの構成の発光素子』と呼ぶ。第７−Ｄの構成の発光素子においては、第１光反射層の中心点を通過する法線を含む仮想垂直面内における、平坦部の長さをＬflat、凹凸部の合計長さをＬcc-cvとしたとき、
０．２≦Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌcc-cv）≦０．９
を満足する構成とすることができる。平坦部の数は２以上であってもよい。
更には、以上に説明した各種の好ましい構成、第７−Ａの構成の発光素子〜第７−Ｄの構成の発光素子を含む第７の構成の発光素子において、種結晶層の断面形状（具体的には、上記の仮想垂直面内における種結晶層の断面形状）は、二等辺三角形、等脚台形又は矩形である形態とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい構成、第７−Ａの構成の発光素子〜第７−Ｄの構成の発光素子を含む第７の構成の発光素子において、
第１光反射層及びこれに隣接する選択成長用マスク層の中心点のそれぞれを通過する法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの、第１光反射層とこれに隣接する選択成長用マスク層との間に位置する基板の領域の長さをＬ0、
該仮想垂直面内において、該基板の領域の上方に位置する第１化合物半導体層の領域における転位密度をＤ0、
該仮想垂直面内において、第１光反射層の縁から距離Ｌ0までの第１光反射層の領域上に位置する第１化合物半導体層の領域における転位密度をＤ1、
としたとき、
Ｄ1／Ｄ0≦０．２
を満足する形態とすることができる。尚、
Ｌ0＝Ｌcv＋Ｌcc
であるし、
Ｌ0＝Ｌflat＋Ｌcc-cv
である。
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素子等において、選択成長用マスク層や第１光反射層の平面形状は、正六角形を含む各種の多角形、円形、楕円形、格子状（矩形）、島状形状又はストライプ状である形態とすることができる。選択成長用マスク層や第１光反射層の断面形状は、矩形とすることもできるが、台形であることが、即ち、選択成長用マスク層や第１光反射層の側面は順テーパー状であることが、より好ましい。選択成長用マスク層や第１光反射層の形成方法として、スパッタリング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）や化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、塗布法と、リソグラフィ技術やエッチング技術との組合せを挙げることができる。
基板として、具体的には、ＧａＮ基板やサファイヤ基板、ＧａＡｓ基板、シリコン半導体基板を挙げることができるし、第１化合物半導体層、活性層、第２化合物半導体層を構成する材料として、具体的には、ＧａＮ系化合物半導体、より具体的には、ＡｌＩｎＧａＮ系化合物半導体を挙げることができる。
ところで、上記の特許公開公報（特開平１０−３０８５５８）に開示された窒化物半導体レーザ素子の製造方法にあっては、窒化物半導体と異なる基板を用いる。しかしながら、このような基板を用いると、具体的には、例えばサファイア基板を用いると、ＧａＮ系化合物半導体層とサファイア基板の格子不整合に起因する転位が多数発生し、発光素子の信頼性に大きな悪影響を及ぼす。また、サファイア基板は通常の半導体基板に比べ熱伝導性が悪く、発光素子の熱抵抗が非常に大きくなってしまい、発振閾値電流の増加、光出力の低下、素子寿命の悪化等の要因となる。加えて、サファイア基板は電気伝導性を有していないため、第１電極（ｎ側電極）を基板裏面に設けることができず、第２電極（ｐ側電極）と同じ側に第１電極を設ける必要があるため、素子面積が増大し、生産性に乏しいといった問題もある。更には、基板の線熱膨張係数と第１光反射層の線熱膨張係数の差に起因した基板からの第１光反射層の剥がれといった問題、活性層を含む窒化物半導体層を成長させたときの窒化物半導体層の表面の粗さに起因した特性バラツキ（例えば、光反射率のバラツキ）といった問題は、上記の特許公開公報には、何ら言及されていない。基板としてＧａＮ基板を用い、第１化合物半導体層、活性層、第２化合物半導体層を構成する材料としてＧａＮ系化合物半導体を用いることで、このような問題の発生を確実に回避することができる。
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素子等、あるいは、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素子の製造方法においては、基板を残したままとしてもよいし、第１化合物半導体層上に活性層、第２化合物半導体層、第２電極、第２光反射層を順次形成し、次いで、第２光反射層を支持基板に固定した後、選択成長用マスク層や第１光反射層を研磨ストッパ層として基板を除去して、第１化合物半導体層（第１化合物半導体層の第１面）及び選択成長用マスク層、第１光反射層を露出させてもよい。そして、第１化合物半導体層（第１化合物半導体層の第１面）の上に第１電極を形成すればよい。
基板をＧａＮ基板から構成する場合、ＧａＮ基板の除去は、化学的／機械的研磨法（ＣＭＰ法）に基づき行う形態とすることができる。尚、先ず、水酸化ナトリウム水溶液や水酸化カリウム水溶液等のアルカリ水溶液、アンモニア溶液＋過酸化水素水、硫酸溶液＋過酸化水素水、塩酸溶液＋過酸化水素水、リン酸溶液＋過酸化水素水等を用いたウェットエッチング法や、ドライエッチング法、レーザを用いたリフトオフ法、機械研磨法等によって、あるいは、これらの組合せによって、ＧａＮ基板の一部の除去を行い、あるいは、ＧａＮ基板の厚さを薄くし、次いで、化学的／機械的研磨法を実行することで、第１化合物半導体層（第１化合物半導体層の第１面）及び選択成長用マスク層、第１光反射層を露出させればよい。
更には、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素子等において、第２化合物半導体層（第２化合物半導体層の第２面）の表面粗さＲａは、１．０ｎｍ以下であることが好ましい。表面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ−６１０：２００１に規定されており、具体的には、ＡＦＭや断面ＴＥＭに基づく観察に基づき測定することができる。
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素子等において、第１光反射層から第２光反射層まで距離は、０．１５μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましい。
更には、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素子等にあっては、第１光反射層の面積重心点を通る第１光反射層に対する法線上に、第２光反射層の面積重心点は存在しない形態とすることが好ましい。
更には、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素子等にあっては、第１光反射層の面積重心点を通る第１光反射層に対する法線上に、活性層の面積重心点（具体的には、素子領域を構成する活性層の面積重心点。以下においても同様）は存在しない形態とすることが好ましい。
第１光反射層が形成された基板上に、第１化合物半導体層を、ＥＬＯ（Epitaxial Lateral Overgrowth）法等の横方向にエピタキシャル成長させる方法を用いて横方向成長に基づき形成させたとき、第１光反射層の縁部から第１光反射層の中心部に向かってエピタキシャル成長する第１化合物半導体層が会合すると、会合部分に結晶欠陥が多く発生する場合がある。この結晶欠陥が多く存在する会合部分が素子領域（後述する）の中心部に位置すると、発光素子の特性に悪影響が生じる虞がある。上記のとおり、第１光反射層の面積重心点を通る第１光反射層に対する法線上に第２光反射層の面積重心点が存在しない形態、第１光反射層の面積重心点を通る第１光反射層に対する法線上に活性層の面積重心点が存在しない形態とすることで、発光素子の特性への悪影響の発生を確実に抑制することができる。
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素子等において、活性層において生成した光は、第２光反射層を介して外部に出射される形態（以下、便宜上、『第２光反射層出射タイプの発光素子』と呼ぶ）とすることができるし、第１光反射層を介して外部に出射される形態（以下、便宜上、『第１光反射層出射タイプの発光素子』と呼ぶ）とすることもできる。尚、第１光反射層出射タイプの発光素子にあっては、場合によっては、前述したとおり、基板を除去してもよい。
そして、第１化合物半導体層の第１面と接する第１光反射層の部分（第２光反射層と対向する第１光反射層の部分）の面積をＳ1、第２化合物半導体層の第２面に対向する第２光反射層の部分（第１光反射層と対向する第２光反射層の部分）の面積をＳ2としたとき、第１光反射層出射タイプの発光素子の場合、
Ｓ1＞Ｓ2
を満足することが望ましいし、第２光反射層出射タイプの発光素子の場合、
Ｓ1＜Ｓ2
を満足することが望ましいが、これに限定するものではない。
また、第１光反射層の面積重心点を通る第１光反射層に対する法線上に第２光反射層の面積重心点が存在しない形態、第１光反射層の面積重心点を通る第１光反射層に対する法線上に活性層の面積重心点が存在しない形態において、第１化合物半導体層の第１面と接する第１光反射層の部分（第２光反射層と対向する第１光反射層の部分）であって、素子領域（後述する）を構成する部分の面積をＳ3、第２化合物半導体層の第２面に対向する第２光反射層の部分（第１光反射層と対向する第２光反射層の部分）であって、素子領域を構成する部分の面積をＳ4としたとき、第１光反射層出射タイプの発光素子の場合、
Ｓ3＞Ｓ4
を満足することが望ましいし、第２光反射層出射タイプの発光素子の場合、
Ｓ3＜Ｓ4
を満足することが望ましいが、これに限定するものではない。
第１光反射層出射タイプの発光素子において、基板を除去する場合、前述したとおり、第２光反射層は支持基板に固定されている形態とすることができる。第１光反射層出射タイプの発光素子において、基板を除去しない場合、基板の露出面に第１電極を形成すればよい。また、基板を除去する場合、第１化合物半導体層の第１面における第１光反射層及び第１電極の配置状態として、第１光反射層と第１電極とが接している状態を挙げることができるし、あるいは又、第１光反射層と第１電極とが離間している状態を挙げることができるし、場合によっては、第１光反射層の縁部の上にまで第１電極が形成されている状態を挙げることもできる。あるいは又、第１光反射層と第１電極とは離間しており、即ち、オフセットを有しており、離間距離は１ｍｍ以内である構成とすることができる。
更には、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素子等において、第１電極は金属又は合金又は透明導電性材料から成る形態とすることができるし、第２電極は透明導電性材料から成る形態とすることができる。第２電極を透明導電性材料から構成することで、電流を横方向（第２化合物半導体層の面内方向）に広げることができ、効率良く素子領域（次に述べる）に電流を供給することができる。
「素子領域」とは、狭窄された電流が注入される領域（電流狭窄領域）、あるいは又、屈折率差等により光が閉じ込められる領域、あるいは又、第１光反射層と第２光反射層で挟まれた領域の内、レーザ発振が生じる領域、あるいは又、第１光反射層と第２光反射層で挟まれた領域の内、実際にレーザ発振に寄与する領域を指す。
発光素子は、上述したとおり、第１化合物半導体層の頂面から第１光反射層を介して光を出射する面発光レーザ素子から成る構成とすることができるし、あるいは又、第２化合物半導体層の頂面から第２光反射層を介して光を出射する面発光レーザ素子から成る構成とすることもできる。
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素子等において、第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体は、具体的には、前述したとおり、ＧａＮ系化合物半導体から成る構成とすることができる。ここで、ＧａＮ系化合物半導体として、より具体的には、ＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＩｎＧａＮを挙げることができる。更には、これらの化合物半導体に、所望に応じて、ホウ素（Ｂ）原子やタリウム（Ｔｌ）原子、ヒ素（Ａｓ）原子、リン（Ｐ）原子、アンチモン（Ｓｂ）原子が含まれていてもよい。活性層は、量子井戸構造を有することが望ましい。具体的には、単一量子井戸構造（ＳＱＷ構造）を有していてもよいし、多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）を有していてもよい。量子井戸構造を有する活性層は、井戸層及び障壁層が、少なくとも１層、積層された構造を有するが、（井戸層を構成する化合物半導体，障壁層を構成する化合物半導体）の組合せとして、（ＩｎyＧａ(1-y)Ｎ，ＧａＮ）、（ＩｎyＧａ(1-y)Ｎ，ＩｎzＧａ(1-z)Ｎ）［但し、ｙ＞ｚ］、（ＩｎyＧａ(1-y)Ｎ，ＡｌＧａＮ）を例示することができる。第１化合物半導体層を第１導電型（例えば、ｎ型）の化合物半導体から構成し、第２化合物半導体層を第１導電型とは異なる第２導電型（例えば、ｐ型）の化合物半導体から構成することができる。第１化合物半導体層、第２化合物半導体層は、第１クラッド層、第２クラッド層とも呼ばれる。第２電極と第２化合物半導体層との間に、電流狭窄構造が形成されていることが好ましい。第１化合物半導体層、第２化合物半導体層は、単一構造の層であってもよいし、多層構造の層であってもよいし、超格子構造の層であってもよい。更には、組成傾斜層、濃度傾斜層を備えた層とすることもできる。
電流狭窄構造を得るためには、第２電極と第２化合物半導体層との間に絶縁材料（例えば、ＳｉＯXやＳｉＮX、ＡｌＯX）から成る電流狭窄層を形成してもよいし、あるいは又、第２化合物半導体層をＲＩＥ法等によりエッチングしてメサ構造を形成してもよいし、あるいは又、積層された第２化合物半導体層の一部の層を横方向から部分的に酸化して電流狭窄領域を形成してもよいし、第２化合物半導体層に不純物をイオン注入して導電性が低下した領域を形成してもよいし、あるいは、これらを、適宜、組み合わせてもよい。但し、第２電極は、電流狭窄により電流が流れる第２化合物半導体層の部分と電気的に接続されている必要がある。
ＧａＮ基板は成長面によって、極性／無極性／半極性と特性が変わることが知られているが、ＧａＮ基板のいずれの主面も化合物半導体層の形成に使用することができる。また、ＧａＮ基板の主面に関して、結晶構造（例えば、立方晶型や六方晶型等）によっては、所謂Ａ面、Ｂ面、Ｃ面、Ｒ面、Ｍ面、Ｎ面、Ｓ面等の名称で呼ばれる結晶面の面方位を特定方向にオフさせた面（オフ角が０度の場合を含む）を用いる。発光素子を構成する各種の化合物半導体層の形成方法として、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法，ＭＯＶＰＥ法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ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等を挙げることができる。
ここで、ＭＯＣＶＤ法における有機ガリウム源として、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）やトリエチルガリウム（ＴＥＧ）を挙げることができるし、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。ｎ型の導電型を有するＧａＮ系化合物半導体層の形成においては、例えば、ｎ型不純物（ｎ型ドーパント）としてケイ素（Ｓｉ）を添加すればよいし、ｐ型の導電型を有するＧａＮ系化合物半導体層の形成においては、例えば、ｐ型不純物（ｐ型ドーパント）としてマグネシウム（Ｍｇ）を添加すればよい。ＧａＮ系化合物半導体層の構成原子としてアルミニウム（Ａｌ）あるいはインジウム（Ｉｎ）が含まれる場合、Ａｌ源としてトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）を用いればよいし、Ｉｎ源としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）を用いればよい。更には、Ｓｉ源としてモノシランガス（ＳｉＨ4ガス）を用いればよいし、Ｍｇ源としてビス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。尚、ｎ型不純物（ｎ型ドーパント）として、Ｓｉ以外に、Ｇｅ、Ｓｅ、Ｓｎ、Ｃ、Ｔｅ、Ｓ、Ｏ、Ｐｄ、Ｐｏ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以外に、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｂｅ、Ｃａ、Ｂａ、Ｃ、Ｈｇ、Ｓｒを挙げることができる。
支持基板は、例えば、ＧａＮ基板、サファイア基板、ＧａＡｓ基板、ＳｉＣ基板、アルミナ基板、ＺｎＳ基板、ＺｎＯ基板、ＬｉＭｇＯ基板、ＬｉＧａＯ2基板、ＭｇＡｌ2Ｏ4基板、ＩｎＰ基板といった各種の基板から構成すればよいし、あるいは又、ＡｌＮ等から成る絶縁性基板、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｇｅ等から成る半導体基板、金属製基板や合金製基板から構成することもできるが、導電性を有する基板を用いることが好ましく、あるいは又、機械的特性、弾性変形、塑性変形性、放熱性等の観点から金属製基板や合金製基板を用いることが好ましい。支持基板の厚さとして、例えば、０．０５ｍｍ乃至０．５ｍｍを例示することができる。第２光反射層の支持基板への固定方法として、半田接合法、常温接合法、粘着テープを用いた接合法、ワックス接合を用いた接合法等、既知の方法を用いることができるが、導電性の確保という観点からは半田接合法あるいは常温接合法を採用することが望ましい。例えば導電性基板であるシリコン半導体基板を支持基板として使用する場合、熱膨張係数の違いによる反りを抑制するために、４００゜Ｃ以下の低温で接合可能な方法を採用することが望ましい。支持基板としてＧａＮ基板を使用する場合、接合温度が４００゜Ｃ以上であってもよい。
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）、Ｔｉ（チタン）、バナジウム（Ｖ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、Ａｌ（アルミニウム）、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、具体的には、例えば、Ｔｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、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、より活性層側に位置する。以下の説明においても同様である。第１電極は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法等のＰＶＤ法にて成膜することができる。
第１電極あるいは第２電極を構成する透明導電性材料として、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を含む）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。但し、第２電極を構成する材料として、第２光反射層と第２電極との配置状態に依存するが、透明導電性材料に限定するものではなく、パラジウム（Ｐｄ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、コバルト（Ｃｏ）、ロジウム（Ｒｈ）等の金属を用いることもできる。第２電極は、これらの材料の少なくとも１種類から構成すればよい。第２電極は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法等のＰＶＤ法にて成膜することができる。
第１電極や第２電極上に、外部の電極あるいは回路と電気的に接続するために、パッド電極を設けてもよい。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を有することが望ましい。あるいは又、パッド電極を、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕの多層構成、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の多層構成に例示される多層構成とすることもできる。第１電極をＡｇ層あるいはＡｇ／Ｐｄ層から構成する場合、第１電極の表面に、例えば、Ｎｉ／ＴｉＷ／Ｐｄ／ＴｉＷ／Ｎｉから成るカバーメタル層を形成し、カバーメタル層の上に、例えば、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの多層構成あるいはＴｉ／Ｎｉ／Ａｕ／Ｃｒ／Ａｕの多層構成から成るパッド電極を形成することが好ましい。
光反射層（分布ブラッグ反射鏡層、Distributed Bragg Reflector 層、ＤＢＲ層）や選択成長用マスク層は、例えば、半導体多層膜や誘電体多層膜から構成される。誘電体材料としては、例えば、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ等の酸化物、窒化物（例えば、ＳｉＮX、ＡｌＮX、ＡｌＧａＮ、ＧａＮX、ＢＮX等）又はフッ化物等を挙げることができる。具体的には、ＳｉＯX、ＴｉＯX、ＮｂＯX、ＺｒＯX、ＴａＯX、ＺｎＯX、ＡｌＯX、ＨｆＯX、ＳｉＮX、ＡｌＮX等を例示することができる。そして、これらの誘電体材料の内、屈折率が異なる誘電体材料から成る２種類以上の誘電体膜を交互に積層することにより、光反射層や選択成長用マスク層を得ることができる。例えば、ＳｉＯX／ＳｉＮY、ＳｉＯX／ＮｂＯY、ＳｉＯX／ＺｒＯY、ＳｉＯX／ＡｌＮY等の誘電体多層膜が好ましい。所望の光反射率を得るために、各誘電体膜を構成する材料、膜厚、積層数等を、適宜、選択すればよい。各誘電体膜の厚さは、用いる材料等により、適宜、調整することができ、発光波長λ0、用いる材料の発光波長λ0での屈折率ｎによって決定される。具体的には、λ0／（４ｎ）の奇数倍とすることが好ましい。例えば、発光波長λ0が４１０ｎｍの発光素子において、光反射層や選択成長用マスク層をＳｉＯX／ＮｂＯYから構成する場合、４０ｎｍ乃至７０ｎｍ程度を例示することができる。積層数は、２以上、好ましくは５乃至２０程度を例示することができる。光反射層や選択成長用マスク層の全体の厚さとして、例えば、０．６μｍ乃至１．７μｍ程度を例示することができる。
あるいは又、第１光反射層は、少なくともＮ（窒素）原子を含んだ誘電体膜を備えていることが望ましく、更には、このＮ原子を含んだ誘電体膜は、誘電体多層膜の最上層であることが一層望ましい。あるいは又、第１光反射層は、少なくともＮ（窒素）原子を含んだ誘電体材料層によって被覆されていることが望ましい。あるいは又、第１光反射層の表面に対して窒化処理を施すことで、第１光反射層の表面を、少なくともＮ（窒素）原子を含んだ層（以下、便宜上、『表面層』と呼ぶ）とすることが望ましい。少なくともＮ原子を含んだ誘電体膜あるいは誘電体材料層、表面層の厚さは、λ0／（４ｎ）の奇数倍とすることが好ましい。少なくともＮ原子を含んだ誘電体膜あるいは誘電体材料層を構成する材料として、具体的には、ＳｉＮX、ＳｉＯXＮZを挙げることができる。このように、少なくともＮ原子を含んだ誘電体膜あるいは誘電体材料層、表面層を形成することで、第１光反射層を覆う化合物半導体層を形成したとき、第１光反射層を覆う化合物半導体層の結晶軸とＧａＮ基板の結晶軸のずれを改善することが可能となり、共振器となる積層構造体の品質を高めることが可能となる。
光反射層や選択成長用マスク層は、周知の方法に基づき形成することができ、具体的には、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、ＥＣＲプラズマスパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法、レーザアブレーション法等のＰＶＤ法；各種ＣＶＤ法；スプレー法、スピンコート法、ディップ法等の塗布法；これらの方法の２種以上を組み合わせる方法；これらの方法と、全体又は部分的な前処理、不活性ガス（Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ等）又はプラズマの照射、酸素ガスやオゾンガス、プラズマの照射、酸化処理（熱処理）、露光処理のいずれか１種以上とを組み合わせる方法等を挙げることができる。
基部層を構成する材料として、例えば、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ等の酸化物、窒化物（例えば、ＳｉＮX、ＡｌＮX、ＡｌＧａＮ、ＧａＮX、ＢＮX等）又はフッ化物を例示することができる。具体的には、例えば、ＳｉＯX、ＴｉＯX、ＮｂＯX、ＺｒＯX、ＴａＯX、ＺｎＯX、ＡｌＯX、ＨｆＯX、ＳｉＮX、ＡｌＮXを挙げることができる。また、研磨停止層を構成する材料として、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ等の酸化物、窒化物（例えば、ＳｉＮX、ＡｌＮX、ＡｌＧａＮ、ＧａＮX、ＢＮX等）又はフッ化物等を挙げることができる。具体的には、例えば、ＳｉＯX、ＴｉＯX、ＮｂＯX、ＺｒＯX、ＴａＯX、ＺｎＯX、ＡｌＯX、ＨｆＯX、ＳｉＮX、ＡｌＮXを挙げることができる。第１化合物半導体層の研磨法として、化学的／機械的研磨法（ＣＭＰ法）を挙げることができる。凹部及び凸部を有する基板にあっては、凹部及び凸部を、例えば、基板の表面をエッチングすることで設けることができる。
積層構造体の側面や露出面を絶縁膜で被覆してもよい。絶縁膜の形成は周知の方法に基づき行うことができる。絶縁膜を構成する材料の屈折率は、積層構造体を構成する材料の屈折率よりも小さいことが好ましい。絶縁膜を構成する材料として、ＳｉＯ2を含むＳｉＯX系材料、ＳｉＮX系材料、ＳｉＯXＮZ系材料、ＴａＯX、ＺｒＯX、ＡｌＮX、ＡｌＯX、ＧａＯXを例示することができるし、あるいは又、ポリイミド樹脂等の有機材料を挙げることもできる。絶縁膜の形成方法として、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し、塗布法に基づき形成することもできる。
実施例１は、本開示の第１の態様に係る発光素子、具体的には、第１の構成の発光素子、及び、本開示の発光素子の製造方法に関する。実施例１の発光素子の模式的な一部断面図を図１Ａに示す。
実施例１の発光素子は、具体的には、面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）であり、
選択成長用マスク層４４、
選択成長用マスク層４４よりも厚さの薄い第１光反射層４１、
第１光反射層４１上に形成された第１化合物半導体層２１Ａ，２１Ｂ、活性層２３及び第２化合物半導体層２２から成る積層構造体、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及び第２光反射層４２、
を備えている。そして、第２光反射層４２は第１光反射層４１と対向している。
ここで、実施例１の発光素子において、選択成長用マスク層４４の厚さと第１光反射層４１の厚さとの差（例えば、選択成長用マスク層４４の頂面から第１光反射層４１の頂面までの距離）は、５×１０-8ｍ以上、具体的には、１００ｎｍである。選択成長用マスク層４４の頂面は、第１光反射層４１の頂面よりも活性層２３の近くに位置する。
また、実施例１の発光素子において、
第１光反射層４１は、誘電体多層膜４３Ｂから構成されており、
選択成長用マスク層４４は、活性層２３の側から、第１光反射層４１を構成する誘電体多層膜と同じ構成の誘電体多層膜４３Ｂ、及び、基部層４３Ａから成る。即ち、第１光反射層４１を構成する誘電体多層膜４３Ｂの層組成、層数と、選択成長用マスク層４４を構成する誘電体多層膜４３Ｂの層組成、層数とは同じである。
実施例１の発光素子において、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４は、基板（具体的には、ＧａＮ基板）１１の上に形成されている。第１光反射層４１と選択成長用マスク層４４との間には、基板１１の表面が露出している。尚、ＧａＮ基板の表面１１ａの結晶面の面方位を［０００１］とした。即ち、ＧａＮ基板の（０００１）面（Ｃ面）上に、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４を形成する。図２２に模式的な平面図を示すように、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４の形状は正六角形である。尚、図２２において、第１光反射層４１選択成長用マスク層４４を明確に表示するために、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４に異なる斜線を付した。正六角形は、化合物半導体層が［１１−２０］方向若しくはこれと結晶学的に等価な方向に横方向にエピタキシャル成長するように、配置あるいは配列されている。但し、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４の形状はこれに限定するものではなく、例えば、円形、格子状又はストライプ状とすることもできる。
尚、積層構造体は、第１化合物半導体層２１Ａ，２１Ｂ、活性層２３及び第２化合物半導体層２２はＧａＮ系化合物半導体から成るが、より具体的には、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１面２１ａ、及び、第１面２１ａと対向する第２面２１ｂを有する第１化合物半導体層２１（２１Ａ，２１Ｂ）、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと接する活性層（発光層）２３、及び、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有し、第１面２２ａが活性層２３と接する第２化合物半導体層２２、
が積層されて成る。尚、第１化合物半導体層は、第１化合物半導体層の下層２１Ａ及び第１化合物半導体層の上層２１Ｂ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面２２ｂ上には、第２電極３２及び誘電体多層膜から成る第２光反射層４２が形成されており、積層構造体が形成された基板１１の表面１１ａと対向する基板１１の他方の面１１ｂに第１電極３１が形成されている。誘電体多層膜から成る第１光反射層４１は、基板１１の表面１１ａに形成されているし、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａと接して形成されている。場合によっては、第１化合物半導体層の上層２１Ｂの形成は不要である。
ここで、実施例１の発光素子は、第２化合物半導体層２２の頂面から第２光反射層４２を介して光を出射する面発光レーザ素子から成る。具体的には、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂから第２光反射層４２を介して光が出射される、第２光反射層出射タイプの発光素子である。基板１１は残されたままである。
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１６の発光素子においては、第２電極３２と第２化合物半導体層２２との間に、ＳｉＯX、ＳｉＮX、ＡｌＯXといった絶縁材料から成る電流狭窄層２４が形成されている。電流狭窄層２４には開口２４Ａが形成されており、この開口２４Ａの底部に第２化合物半導体層２２が露出している。第２電極３２は、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上から電流狭窄層２４上に亙り形成されており、第２光反射層４２は第２電極３２上に形成されている。更には、第２電極３２の縁部の上には、外部の電極あるいは回路と電気的に接続するためのパッド電極３３が接続されている。実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１６の発光素子において、第１光反射層４１の平面形状は正六角形であり、第２光反射層４２、電流狭窄層２４に設けられた開口２４Ａの平面形状は円形である。第１光反射層４１及び第２光反射層４２は多層構造を有するが、図面の簡素化のため、１層で表している。電流狭窄層２４の形成は、必須ではない。
そして、実施例１の発光素子において、第１光反射層４１から第２光反射層４２まで距離は、０．１５μｍ以上、５０μｍ以下であり、具体的には、例えば、４μｍである。尚、第１光反射層４１の面積重心点を通る第１光反射層４１に対する法線をＬＮ1で示し、第２光反射層４２の面積重心点を通る第２光反射層４２に対する法線をＬＮ2で示すが、図１Ａに図示した例では、ＬＮ1とＬＮ2とは一致している。
第１化合物半導体層２１は厚さ４μｍのｎ型ＧａＮ層から成り、総厚さ１８０ｎｍの活性層２３はＩｎ0.04Ｇａ0.96Ｎ層（障壁層）とＩｎ0.16Ｇａ0.84Ｎ層（井戸層）とが積層された５重の多重量子井戸構造から成り、第２化合物半導体層２２はｐ型ＡｌＧａＮ電子障壁層（厚さ１０ｎｍ）及びｐ型ＧａＮ層の２層構成を有する。尚、電子障壁層が活性層側に位置する。第１電極３１はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから成り、第２電極３２は透明導電性材料、具体的には、ＩＴＯから成り、パッド電極３３はＴｉ／Ｐｄ／Ａｕ又はＴｉ／Ｐｔ／Ａｕから成り、第１光反射層４１及び第２光反射層４２は、ＳｉＮX層とＳｉＯY層の積層構造（誘電体多層膜の積層総数：２０層）から成り、各層の厚さはλ0／（４ｎ）である。基部層４３Ａは、具体的には、ＳｉＯX、ＴｉＯX、ＮｂＯX、ＺｒＯX、ＴａＯX、ＺｎＯX、ＡｌＯX、ＨｆＯX、ＳｉＮX、ＡｌＮX等から成り、厚さは１００ｎｍである。基部層４３Ａの厚さは、選択成長用マスク層４４の厚さと第１光反射層４１の厚さとの差に等しい。
実施例１の発光素子にあっては、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａと接する第１光反射層４１の部分（第２光反射層４２と対向する第１光反射層４１の部分）の面積をＳ1、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂに対向する第２光反射層４２の部分（第１光反射層４１と対向する第２光反射層４２の部分）の面積をＳ2としたとき、Ｓ1＜Ｓ2を満足する。
以下、基板等の模式的な一部端面図である図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ、図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃに基づき、実施例１の発光素子の製造方法を説明する。
［工程−１００］
基板（具体的には、ＧａＮ基板）１１の上に、選択成長用マスク層４４及び第１光反射層４１を形成する。具体的には、先ず、スパッタリング法に基づき全面に基部層４３Ａを形成した後、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき基部層４３Ａをパターニングすることで、選択成長用マスク層４４を形成すべき基板１１の領域に基部層４３Ａを残す（図３Ａ参照）。
その後、スパッタリング法に基づき全面に誘電体多層膜４３Ｂをコンフォーマルに形成し（図３Ｂ参照）、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき誘電体多層膜４３Ｂをパターニングすることで、選択成長用マスク層４４を形成すべき基板１１の領域と第１光反射層４１を形成すべき基板１１の領域との間に位置する誘電体多層膜４３Ｂの部分を除去し、基板１１を露出させる（図３Ｃ参照）。
［工程−１１０］
次に、全面に第１化合物半導体層を形成した後、選択成長用マスク層４４を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層を研磨して、選択成長用マスク層４４上の第１化合物半導体層を除去し、第１光反射層４１上の第１化合物半導体層を残す。具体的には、ＥＬＯ法といった横方向にエピタキシャル成長させるＭＯＣＶＤ法（ＴＭＧガス及びＳｉＨ4ガスを用いる）に基づき、全面にｎ型ＧａＮから成る第１化合物半導体層の下層２１Ａを形成する（図３Ｄ参照）。その後、選択成長用マスク層４４を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層の下層２１Ａを化学的／機械的研磨法（ＣＭＰ法）に基づき研磨して、選択成長用マスク層４４上の第１化合物半導体層の下層２１Ａを除去し、第１光反射層４１上の第１化合物半導体層の下層２１Ａを残す（図４Ａ参照）。
［工程−１２０］
次いで、全面に活性層２３及び第２化合物半導体層２２を形成する。具体的には、実施例１にあっては、ＭＯＣＶＤ法に基づき、全面に第１化合物半導体層の上層２１Ｂ、活性層２３及び第２化合物半導体層２２を形成する。より具体的には、エピタキシャル成長法に基づき、ｎ型ＧａＮから成る第１化合物半導体層の上層２１Ｂを形成し、更に、第１化合物半導体層の上層２１Ｂの上に、ＴＭＧガス及びＴＭＩガスを用いて活性層２３を形成した後、ＴＭＧガス、ＴＭＡガス、Ｃｐ2Ｍｇガスを用いて電子障壁層を形成し、ＴＭＧガス、Ｃｐ2Ｍｇガスを用いてｐ型ＧａＮ層を形成することで、第２化合物半導体層２２を得る。以上の工程によって積層構造体を得ることができる。即ち、第１光反射層４１を含む基板（具体的には、ＧａＮ基板）１１上に、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１面２１ａ、及び、第１面２１ａと対向する第２面２１ｂを有する第１化合物半導体層２１（２１Ａ，２１Ｂ）、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと接する活性層２３、及び、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有し、第１面２２ａが活性層２３と接する第２化合物半導体層２２、
が積層されて成る積層構造体をエピタキシャル成長させる。また、選択成長用マスク層４４の上に、
ＧａＮ系化合物半導体から成る第１化合物半導体層の上層２１Ｂ、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１化合物半導体層の上層２１Ｂと接する活性層２３、及び、
ＧａＮ系化合物半導体から成り、第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有し、第１面２２ａが活性層２３と接する第２化合物半導体層２２、
が積層されて成る積層構造体をエピタキシャル成長させる。こうして、図４Ｂに示す構造を得ることができる。
［工程−１３０］
次いで、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に、周知の方法に基づき、厚さ０．２μｍの絶縁材料から成り、開口２４Ａを有する電流狭窄層２４を形成する。
［工程−１４０］
その後、第２化合物半導体層２２上に、第１光反射層４１と対向した第２電極及び第２光反射層を形成する。具体的には、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ上に第２電極３２及び誘電体多層膜から成る第２光反射層４２を形成する。より具体的には、例えば、リフトオフ法に基づき、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂの上から電流狭窄層２４の上に亙り、厚さ５０ｎｍのＩＴＯから成る第２電極３２を形成し、更に、第２電極３２の上から電流狭窄層２４の上に亙り、周知の方法に基づきパッド電極３３を形成する。こうして、図４Ｃに示す構造を得ることができる。その後、第２電極３２の上からパッド電極３３の上に亙り、周知の方法に基づき第２光反射層４２を形成する。一方、基板１１の他方の面１１ｂに、周知の方法に基づき第１電極３１を形成する。こうして、図１Ａに示した構造を有する実施例１の発光素子を得ることができる。尚、選択成長用マスク層４４の上方には、第２光反射層４２が形成されていてもよいし、形成されていなくともよい。
［工程−１５０］
その後、所謂素子分離を行うことで発光素子を分離し、積層構造体の側面や露出面を、例えば、ＳｉＯXから成る絶縁膜で被覆する。そして、第１電極３１やパッド電極３３を外部の回路等に接続するために端子等を周知の方法に基づき形成し、パッケージや封止することで、実施例１の発光素子を完成させる。
実施例１の発光素子にあっては、選択成長用マスク層、及び、選択成長用マスク層よりも薄い第１光反射層が設けられている。即ち、選択成長用マスク層を有する領域は発光素子の発光領域を構成しておらず、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として、第１光反射層の上に形成された第１化合物半導体層の厚さを研磨法に基づき薄くすればよいので、高い精度で第１化合物半導体層の薄層化を図ることができる。また、実施例１の発光素子の製造方法にあっては、選択成長用マスク層及び第１光反射層を形成した後、第１化合物半導体層を形成し、次いで、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層を研磨して、選択成長用マスク層上の第１化合物半導体層を除去し、第１光反射層上の第１化合物半導体層を残すので、高い精度で第１化合物半導体層の薄層化を図ることができる。
前述したとおり、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４が形成された基板１１の上に、第１化合物半導体層２１を、ＥＬＯ法等の横方向にエピタキシャル成長させる方法に基づき横方向成長により形成したとき、第１光反射層４１の縁部から第１光反射層４１の中心部に向かってエピタキシャル成長する第１化合物半導体層２１が会合すると、会合部分に結晶欠陥が多く発生する場合がある。
実施例１の変形例の発光素子にあっては、図１Ｂに示すように、第１光反射層４１の面積重心点を通る第１光反射層４１に対する法線ＬＮ1上に、第２光反射層４２の面積重心点は存在しない。第２光反射層４２の面積重心点を通る第２光反射層４２に対する法線ＬＮ2と、活性層２３の面積重心点（具体的には、素子領域を構成する活性層２３の面積重心点）を通る活性層２３に対する法線とは一致している。あるいは又、第１光反射層４１の面積重心点を通る第１光反射層４１に対する法線ＬＮ1上に、活性層２３の面積重心点は存在しない。これによって、結晶欠陥が多く存在する会合部分（具体的には、法線ＬＮ1上あるいはその近傍に位置する）が素子領域の中心部に位置することが無くなり、発光素子の特性に悪影響が生じることが無くなり、あるいは又、発光素子の特性への悪影響が少なくなる。尚、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａと接する第１光反射層４１の部分（第２光反射層４２と対向する第１光反射層４１の部分）であって、素子領域を構成する部分の面積をＳ3、第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂに対向する第２光反射層４２の部分（第１光反射層４１と対向する第２光反射層４２の部分）であって、素子領域を構成する部分の面積をＳ4としたとき、Ｓ3＜Ｓ4を満足する。
また、面発光レーザ素子においては、共振器の中心における光場強度が最も強くなるモード、即ち、基本モードが最も安定である場合が多い。法線ＬＮ1と法線ＬＮ2とを一致させないことで、あるいは又、法線ＬＮ1上に活性層２３の面積重心点を存在させないことで、云い換えれば、素子領域（電流注入領域）と第１化合物半導体層２１における中心軸を意図的にずらすことで、共振器の中心軸における光場強度を下げ、基本モードの安定性を削ぐことができる。これにより、ハイパワー動作時の基本モードの安定性を下げ、キンクを引き起こすことが可能になり、面発光レーザ素子の光出力の上限を低下させることができる。従って、例えば生体へのレーザ光の照射等、出力の上限を制限することが望ましい応用等に用いる場合、このような構成を採用することが好ましい。法線ＬＮ1と法線ＬＮ2のズレ量として、素子領域の平面形状を円形と想定した場合の直径をＲ0としたとき、０．０１Ｒ0乃至０．２５Ｒ0を例示することができる。
また、図２Ａに示すように、基部層４３Ａの一部４３Ａ’と第１光反射層４１の一部とが接触した構造を有していてもよい。
［工程−１１０］においては、選択成長用マスク層４４を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層の下層２１Ａを化学的／機械的研磨法（ＣＭＰ法）に基づき研磨して、選択成長用マスク層４４上の第１化合物半導体層の下層２１Ａを除去し、第１光反射層４１上の第１化合物半導体層の下層２１Ａを残すが、ＣＭＰ法に基づき研磨を行う際に使用するスラリーの種類によっては、第１化合物半導体層の下層２１Ａの頂面に不純物含有化合物半導体層２９が形成される。即ち、このような発光素子を、本開示の第２の態様に係る発光素子に則って表現すると、図２Ｂに模式的な一部断面図を示すように、
第１光反射層４１、
第１光反射層４１上に形成された第１化合物半導体層２１、活性層２３及び第２化合物半導体層２２から成る積層構造体、
第２化合物半導体層２２上に形成された第２電極３２及び第２光反射層４２、並びに、
第１電極３１、
を備えており、
第２光反射層４２は第１光反射層４１と対向しており、
積層構造体には不純物含有化合物半導体層２９が形成されている。ここで、不純物含有化合物半導体層２９の不純物濃度は、不純物含有化合物半導体層２９に隣接する化合物半導体層（具体的には、第１化合物半導体層の下層２１Ａ及び上層２１Ｂ）における不純物濃度の１０倍以上、具体的には、約１５倍である。また、不純物含有化合物半導体層２９の不純物濃度は、１×１０17／ｃｍ3以上、具体的には、１．５×１０18／ｃｍ3である。更には、不純物含有化合物半導体層２９に含まれる不純物は、ホウ素（Ｂ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、硫黄（Ｓ）、ハロゲン（塩素（Ｃｌ）やフッ素（Ｆ））及び重金属（クロム（Ｃｒ）等）から成る群から選択された少なくとも１種類の元素を含む。具体的には、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ，Secondary Ion Mass Spectrometry）に基づき不純物含有化合物半導体層２９の分析を行ったところ、アルミニウム（Ａｌ）、酸素（Ｏ）、塩素（Ｃｌ）及び硫黄（Ｓ）が含まれていることが判明した。尚、このような不純物含有化合物半導体層２９は、以下に説明する種々の実施例における発光素子においても形成され得る。即ち、本開示の第２の態様に係る発光素子は、以下に説明する種々の実施例における発光素子に対しても適用される。
実施例２は、実施例１の発光素子の製造方法の変形である。実施例２の発光素子の製造方法にあっては、実施例１の発光素子の製造方法における［工程−１１０］の終了後（図５Ａ参照）、［工程−１２０］を実行する前に、選択成長用マスク層４４を除去する（図５Ｂ参照）。選択成長用マスク層４４の除去は、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき行うことができる。
以上の点を除き、実施例２の発光素子の製造方法は、実施例１において説明した発光素子の製造方法と実質的に同じとすることができるので、詳細な説明を省略する。得られた発光素子も、選択成長用マスク層４４が存在しない点を除き、実施例１において説明した発光素子の構成と実質的に同じとすることができるので、詳細な説明を省略する。尚、図５Ｂの領域「Ａ」（第１化合物半導体層の下層２１Ａが形成された領域）と、領域「Ｂ」（選択成長用マスク層４４が除去された領域）とでは、その上に形成された化合物半導体層の貫通転位密度に関して、領域Ａの方が領域Ｂに比べて密度が高いといった差異がある。
実施例３は、実施例１の発光素子の変形であるが、第２の構成の発光素子に関する。模式的な一部断面図を図６Ａに示すように、実施例３の発光素子において、
第１光反射層４１は誘電体多層膜４３Ｂから成り、
選択成長用マスク層４４は、活性層２３の側から、研磨停止層４５、及び、第１光反射層４１を構成する誘電体多層膜４３Ｂと同じ構成の誘電体多層膜４３Ｂから成る。即ち、第１光反射層４１を構成する誘電体多層膜４３Ｂの層組成、層数と、選択成長用マスク層４４を構成する誘電体多層膜４３Ｂの層組成、層数とは同じである。厚さ１００ｎｍの研磨停止層４５は、ＳｉＯX、ＴｉＯX、ＮｂＯX、ＺｒＯX、ＴａＯX、ＺｎＯX、ＡｌＯX、ＨｆＯX、ＳｉＮX、ＡｌＮX等から成る。
実施例３の発光素子の製造方法にあっては、実施例１の発光素子の製造方法における［工程−１００］と同様の工程において、先ず、スパッタリング法に基づき、基板（ＧａＮ基板）１１上に誘電体多層膜４３Ｂを形成する。次いで、スパッタリング法に基づき全面に研磨停止層４５を形成した後、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき研磨停止層４５をパターニングすることで、選択成長用マスク層４４を形成すべき誘電体多層膜４３Ｂの領域に研磨停止層４５を残し、更には、選択成長用マスク層４４を形成すべき基板１１の領域と第１光反射層４１を形成すべき基板１１の領域との間に位置する誘電体多層膜４３Ｂの部分を除去すればよい。以上の点を除き、実施例３の発光素子の製造方法は、実施例１において説明した発光素子の製造方法と実質的に同じとすることができるので、詳細な説明を省略する。得られた発光素子も、以上の点を除き、実施例１において説明した発光素子の構成と実質的に同じとすることができるので、詳細な説明を省略する。
実施例４も、実施例１の発光素子の変形であるが、第３の構成の発光素子に関する。模式的な一部断面図を図６Ｂに示すように、実施例４の発光素子において、
選択成長用マスク層４４及び第１光反射層４１は基板１１上に形成されており、
基板１１は凹部１１Ａ及び凸部１１Ｂを有し、
選択成長用マスク層４４は、基板１１の凸部１１Ｂに形成されており、
第１光反射層４１は、基板１１の凹部１１Ａに形成されている。ここで、選択成長用マスク層４４は、第１光反射層４１を構成する誘電体多層膜４３Ｂと同じ構成の誘電体多層膜４３Ｂから構成されている。即ち、第１光反射層４１を構成する誘電体多層膜４３Ｂの層組成、層数と、選択成長用マスク層４４を構成する誘電体多層膜４３Ｂの層組成、層数とは同じである。基板１１における凹部１１Ａ及び凸部１１Ｂを、例えば、基板１１の表面をエッチングすることで設けることができる。
実施例４の発光素子の製造方法にあっては、実施例１の発光素子の製造方法における［工程−１００］と同様の工程において、先ず、基板１１の表面をエッチングすることで、基板１１に凹部１１Ａ及び凸部１１Ｂを設ける。次いで、スパッタリング法に基づき全面に誘電体多層膜４３Ｂをコンフォーマルに形成する。そして、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき誘電体多層膜４３Ｂをパターニングすることで、選択成長用マスク層４４を形成すべき領域及び第１光反射層４１を形成すべき領域に誘電体多層膜４３Ｂを残せばよい。以上の点を除き、実施例４の発光素子の製造方法は、実施例１において説明した発光素子の製造方法と実質的に同じとすることができるので、詳細な説明を省略する。得られた発光素子も、以上の点を除き、実施例１において説明した発光素子の構成と実質的に同じとすることができるので、詳細な説明を省略する。
実施例５も、実施例１の発光素子の変形であるが、第４の構成の発光素子に関する。模式的な一部断面図を図７に示すように、実施例５の発光素子において、選択成長用マスク層４４は、第１光反射層４１を構成する誘電体多層膜４３Ｃと異なる厚さを有する誘電体多層膜４３Ｃ，４３Ｄから構成されている。具体的には、選択成長用マスク層４４を構成する誘電体多層膜４３Ｃ，４３Ｄの層数と、第１光反射層４１を構成する誘電体多層膜４３Ｃの層数とは異なっている。
実施例５の発光素子の製造方法にあっては、実施例１の発光素子の製造方法における［工程−１００］と同様の工程において、先ず、第１光反射層４１を形成するための誘電体多層膜４３Ｃをスパッタリング法に基づき基板１１の全面に形成する。次いで、第１光反射層４１を形成するための誘電体多層膜４３Ｃの部分を被覆して、全面に誘電体多層膜４３Ｄをスパッタリング法に基づき形成し、選択成長用マスク層４４を構成する誘電体多層膜４３Ｃ，４３Ｄを得る。その後、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき誘電体多層膜４３Ｄ及び誘電体多層膜４３Ｃを順次パターニングすることで、選択成長用マスク層４４を形成すべき領域に誘電体多層膜４３Ｃ，４３Ｄを残し、また、第１光反射層４１を形成すべき領域に誘電体多層膜４３Ｃを残せばよい。以上の点を除き、実施例５の発光素子の製造方法は、実施例１において説明した発光素子の製造方法と実質的に同じとすることができるので、詳細な説明を省略する。得られた発光素子も、以上の点を除き、実施例１において説明した発光素子の構成と実質的に同じとすることができるので、詳細な説明を省略する。
実施例６は、実施例１〜実施例５の変形である。模式的な一部断面図を図８Ａに示すように、実施例６の発光素子において、活性層２３において生成した光は、第１化合物半導体層２１の頂面から第１光反射層４１を介して外部に出射される。即ち、実施例６の発光素子は、第１光反射層出射タイプの面発光レーザ素子である。そして、実施例６の発光素子において、第２光反射層４２は、金（Ａｕ）層あるいは錫（Ｓｎ）を含む半田層から成る接合層２５を介して、シリコン半導体基板から構成された支持基板２６に半田接合法に基づき固定されている。尚、図８Ａに示した実施例６の発光素子は、実施例１の発光素子の変形例である。
実施例６にあっては、第１化合物半導体層２１上に活性層２３、第２化合物半導体層２２、第２電極３２、第２光反射層４２を順次形成し、次いで、第２光反射層４２を支持基板２６に固定した後、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４を研磨ストッパ層として基板１１を除去して、第１化合物半導体層２１（第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ）、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４を露出させる。そして、第１化合物半導体層２１（第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ）の上に第１電極３１を形成する。
第１光反射層４１から第２光反射層４２まで距離は、０．１５μｍ以上、５０μｍ以下であり、具体的には、例えば、４μｍである。実施例６の発光素子にあっては、第１光反射層４１と第１電極３１とは離間しており、即ち、オフセットを有しており、離間距離は１ｍｍ以内、具体的には、例えば、平均０．０５ｍｍである。
以下、積層構造体等の模式的な一部端面図である図９Ａ及び図９Ｂを参照して、実施例６の発光素子の製造方法を説明する。
［工程−６００］
先ず、実施例１の［工程−１００］〜［工程−１４０］と同様の工程を実行することで、図１Ａに示した構造を得る。但し、第１電極３１は形成しない。
［工程−６１０］
その後、第２光反射層４２を、接合層２５を介して支持基板２６に固定する。こうして、図９Ａに示す構造を得ることができる。
［工程−６２０］
次いで、基板（ＧａＮ基板）１１を除去して、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４を露出させる。具体的には、先ず、機械研磨法に基づき基板１１の厚さを薄くし、次いで、ＣＭＰ法に基づき基板１１の残部を除去する。こうして、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４を露出させ、図９Ｂに示す構造を得ることができる。
［工程−６３０］
その後、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ上に、周知の方法に基づき第１電極３１を形成する。こうして、図８Ａに示す構造を有する実施例６の発光素子を得ることができる。
［工程−６４０］
その後、所謂素子分離を行うことで発光素子を分離し、積層構造体の側面や露出面を、例えば、ＳｉＯXから成る絶縁膜で被覆する。そして、第１電極３１やパッド電極３３を外部の回路等に接続するために端子等を周知の方法に基づき形成し、パッケージや封止することで、実施例６の発光素子を完成させる。
実施例６の発光素子の製造方法にあっては、第１光反射層及び選択成長用マスク層が形成されている状態で基板を除去する。それ故、第１光反射層及び選択成長用マスク層を、基板の除去時に研磨ストッパ層として機能させる結果、基板面内における基板の除去バラツキ、更には、第１化合物半導体層の厚さバラツキの発生を抑制することができ、共振器の長さの均一化を図ることができる結果、得られる発光素子の特性の安定化を達成することができる。しかも、第１光反射層と第１化合物半導体層との界面における第１化合物半導体層の面（平坦面）は平坦であるが故に、平坦面での光の散乱を最小限に抑えることができる。
図８Ａに示した発光素子の例では、第１電極３１の端部は第１光反射層４１から離間している。一方、図８Ｂに示す発光素子の例では、第１電極３１の端部は第１光反射層４１の外縁まで延在している。あるいは又、第１電極の端部が第１光反射層と接するように、第１電極を形成してもよい。
実施例７は、実施例１〜実施例６の変形であるが、第５の構成及び第６の構成に係る発光素子等に関する。実施例７の発光素子の模式的な一部断面図を図１０に示す。実施例７の発光素子において、ＧａＮ基板１１の表面１１ａの結晶面の面方位のオフ角は０．４度以内、好ましくは０．４０度以内であり、ＧａＮ基板１１の面積をＳ0としたとき、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４の面積合計は０．８Ｓ0以下である。限定するものではないが、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４の面積合計の下限値として０．００４×Ｓ0を例示することができる。そして、第１光反射層４１の最下層として熱膨張緩和膜４６がＧａＮ基板１１の上に形成されているし（第５の構成の発光素子）、ＧａＮ基板１１と接する第１光反射層４１の最下層（熱膨張緩和膜４６が該当する）の線熱膨張係数ＣＴＥは、
１×１０-6／Ｋ≦ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
好ましくは、
１×１０-6／Ｋ＜ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
を満足する（第６の構成の発光素子）。
具体的には、熱膨張緩和膜４６（第１光反射層４１の最下層）は、例えば、
ｔ1＝λ0／（２ｎ1）
を満足する窒化ケイ素（ＳｉＮX）から成る。尚、このような膜厚を有する熱膨張緩和膜４６（第１光反射層４１の最下層）は、波長λ0の光に対して透明であり、光反射層としての機能は有していない。窒化ケイ素（ＳｉＮX）及びＧａＮ基板１１のＣＴＥの値は以下の表１のとおりである。ＣＴＥの値は２５゜Ｃにおける値である。
［表１］
ＧａＮ基板 ：５．５９×１０-6／Ｋ
窒化ケイ素（ＳｉＮX）：２．６〜３．５×１０-6／Ｋ
実施例７の発光素子の製造にあっては、先ず、実施例１の［工程−１００］と同様にして基部層４３Ａを形成し、選択成長用マスク層４４を形成すべき基板１１の領域に基部層４３Ａを残した後、第１光反射層４１の最下層を構成する熱膨張緩和膜４６を形成し、更に、熱膨張緩和膜４６上に、誘電体多層膜から成る第１光反射層４１の残部を形成する。そして、パターニングを行うことで、第１光反射層４１を得る。以降、実施例１の［工程−１１０］〜［工程−１５０］と同様の工程を実行すればよい。
実施例７において、オフ角と第２化合物半導体層２２の表面粗さＲａとの関係を調べた。その結果を、以下の表２に示す。表２から、オフ角が０．４度を超えると、第２化合物半導体層２２の表面粗さＲａの値が大きくなることが判る。即ち、オフ角を０．４度以下、好ましくは０．４０度以内とすることで、化合物半導体層の成長中のステップバンチングを抑制することができ、第２化合物半導体層２２の表面粗さＲａの値を小さくすることができる結果、平滑性に優れた第２光反射層４２を得ることができ、光反射率等の特性バラツキが生じ難い。
［表２］
オフ角（度） 表面粗さＲａ（ｎｍ）
０．３５ ０．８７
０．３８ ０．９５
０．４３ １．３２
０．４５ １．５５
０．５０ ２．３０
また、ＧａＮ基板１１の面積Ｓ0と、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４の面積合計と、第２化合物半導体層２２の表面粗さＲａとの関係を調べた。その結果を、以下の表３に示す。表３から、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４の面積合計を０．８Ｓ0以下にすることで、第２化合物半導体層２２の表面粗さＲａの値を小さくすることができることが判った。
［表３］
面積合計 表面粗さＲａ（ｎｍ）
０．８８Ｓ0 １．１２
０．８３Ｓ0 １．０５
０．７５Ｓ0 ０．９７
０．６９Ｓ0 ０．９１
０．６３Ｓ0 ０．８５
以上の結果から、第２化合物半導体層２２（第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂ）の表面粗さＲａは、１．０ｎｍ以下であることが好ましいことが判る。
更には、熱膨張緩和膜４６を形成せずに、第１光反射層４１の最下層をＳｉＯX（ＣＴＥ：０．５１〜０．５８×１０-6／Ｋ）から構成し、その他は、実施例７と同様の構成、構造を有する発光素子を製造したところ、製造条件に依るが、積層構造体の成膜中に第１光反射層４１がＧａＮ基板１１から剥離してしまう場合があった。一方、実施例７にあっては、積層構造体の成膜中に第１光反射層４１がＧａＮ基板１１から剥離することがなかった。
以上のとおり、実施例７の発光素子及びその製造方法にあっては、ＧａＮ基板表面の結晶面の面方位のオフ角、並びに、第１光反射層及び選択成長用マスク層の面積合計の割合が規定されているので、第２化合物半導体層の表面粗さを小さくすることができる。即ち、優れた表面モホロジーを有する第２化合物半導体層を形成することができる。その結果、平滑性に優れた第２光反射層を得ることができるので、所望の光反射率を得ることができ、発光素子の特性にバラツキが生じ難い。しかも、熱膨張緩和膜が形成され、あるいは又、ＣＴＥの値が規定されているので、ＧａＮ基板の線熱膨張係数と第１光反射層の線熱膨張係数の差に起因してＧａＮ基板から第１光反射層が剥がれるといった問題の発生を回避することができ、高い信頼性を有する発光素子を提供することができる。更には、ＧａＮ基板を用いるので、化合物半導体層に転位が発生し難いし、発光素子の熱抵抗が大きくなるといった問題を回避することができるので、高い信頼性を発光素子に付与することができるし、ＧａＮ基板を基準として第２電極（ｐ側電極）と異なる側（裏面側）に第１電極（ｎ側電極）を設けることができる。
実施例８は、実施例１〜実施例７の変形であるが、第７の構成の発光素子に関し、より具体的には、第７−Ａの構成の発光素子に関する。実施例８の発光素子の模式的な一部断面図を図１１Ａに示し、第１光反射層に隣接する基板（ＧａＮ基板）の部分の表面等を拡大した模式的な一部端面図を図１１Ｂに示す。
実施例８あるいは後述する実施例９〜実施例１１の発光素子において、
第１光反射層４１に隣接する基板（ＧａＮ基板）１１の部分の表面（以下、『表面領域５１』と呼ぶ場合がある）には、種結晶層成長領域５２が設けられており、
種結晶層成長領域５２上には、種結晶層６１が形成されており、
第１化合物半導体層（具体的には第１化合物半導体層の下層２１Ａ）は、種結晶層６１から横方向エピタキシャル成長に基づき形成されており、
種結晶層６１の厚さは、第１光反射層４１の厚さよりも薄い。
ここで、種結晶層６１の厚さをＴseed、第１光反射層４１の厚さをＴ1としたとき、
０．１≦Ｔseed／Ｔ1＜１
を満足している。具体的には、
Ｔseed／Ｔ1＝０．６７
としたが、この値に限定するものではない。
実施例８の発光素子において、第１光反射層４１に隣接する基板１１の部分の表面（表面領域５１）には凹凸部５３が形成されており、凸部５３Ａによって種結晶層成長領域５２が構成されている。即ち、この凸部５３Ａは、基板１１の露出表面の一部に該当する。そして、第１光反射層４１の中心点を通過する法線を含む仮想垂直面（以下、単に、『仮想垂直面』と呼ぶ場合がある）で第１光反射層４１に隣接する基板１１の部分を切断したときの断面形状は、凹部５３Ｂ、凸部５３Ａ及び凹部５３Ｂがこの順に並んだ形状である。更には、凸部５３Ａの頂面によって種結晶層成長領域５２が構成されており、仮想垂直面内における、凸部５３Ａの長さをＬcv、凹部５３Ｂの合計長さをＬccとしたとき、
０．２≦Ｌcv／（Ｌcv＋Ｌcc）≦０．９
を満足する。具体的には、
Ｌcv／（Ｌcv＋Ｌcc）＝０．７
とした。
また、実施例８あるいは後述する実施例９〜実施例１１の発光素子において、種結晶層６１の断面形状（具体的には、仮想垂直面内における種結晶層６１の断面形状）は、等脚台形［脚部（傾斜面）の傾斜角：５８度］である。尚、等脚台形の脚部（傾斜面）の結晶面は｛１１−２２｝面である。更には、実施例８あるいは後述する実施例９〜実施例１１の発光素子において、
第１光反射層４１及びこれに隣接する選択成長用マスク層４４の中心点のそれぞれを通過する法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの、第１光反射層４１とこれに隣接する選択成長用マスク層４４との間に位置する基板の領域の長さをＬ0、
この仮想垂直面内において、この基板の領域の上方に位置する第１化合物半導体層２１の領域における転位密度をＤ0、
この仮想垂直面内において、第１光反射層４１の縁から距離Ｌ0までの第１光反射層４１の領域上に位置する第１化合物半導体層２１の領域における転位密度をＤ1、
としたとき、
Ｄ1／Ｄ0≦０．２
を満足する。
以下、積層構造体２０等の模式的な一部端面図である図１２Ａ、図１２Ｂ、図１２Ｃ、図１３Ａ、図１３Ｂを参照して、実施例８の発光素子の製造方法を説明する。
［工程−８００］
先ず、実施例１の［工程−１００］と同様の工程を実行することで、基板（具体的には、ＧａＮ基板）１１の上に、第１光反射層４１及び選択成長用マスク層４４を形成する（図１２Ａ参照）。
［工程−８１０］
次いで、第１光反射層４１に隣接する基板１１の部分の表面（表面領域５１）に種結晶層成長領域５２を形成する。具体的には、周知の方法に基づき、表面領域５１にエッチング用マスクを形成し、表面領域５１における凸部５３Ａを形成すべき部分をエッチング用マスクで覆う。凹部５３Ｂを形成すべき基板１１の部分は露出した状態にある。そして、周知の方法に基づき、凹部５３Ｂを形成すべき基板１１の部分をエッチングした後、エッチング用マスクを除去する。こうして、図１２Ｂに示す状態を得ることができる。即ち、表面領域５１には凹凸部５３が形成され、凸部５３Ａによって種結晶層成長領域５２が構成される。
［工程−８２０］
次に、種結晶層成長領域５２上に、第１光反射層４１の厚さよりも薄い種結晶層６１を形成する。具体的には、ＭＯＣＶＤ装置を用いて、ＴＭＧガス及びＳｉＨ4ガスを用いたＭＯＣＶＤ法に基づき、種結晶層成長領域５２上に種結晶層６１を形成する。ＭＯＣＶＤ法における成膜条件にも依るが、仮想垂直面内における種結晶層６１の断面形状は、等脚台形［脚部（傾斜面）の傾斜角：５８度］となる。こうして、図１２Ｃに示す状態を得ることができる。尚、凹部５３Ｂの底面にも、断面形状が等脚台形の種結晶６２が生成する。また、［工程−８１０］において、基板１１の部分をエッチングして凹部５３Ｂを形成した後、凹部５３Ｂの底面を更に荒らすことによって凹部５３Ｂの底面に細かい凹凸部を形成すれば、このような凹部５３Ｂの底面には種結晶は生成し難くなる。
［工程−８３０］
引き続き、ＭＯＣＶＤ法における成膜条件を変更して、種結晶層６１から横方向エピタキシャル成長に基づき第１化合物半導体層の下層２１Ａを形成するといった、実施例１の［工程−１１０］以降の工程と同様の工程を実行する。こうして、最終的に、図１１Ａに示す構造を得ることができる。尚、第１化合物半導体層の下層２１Ａの成膜途中の状態を図１３Ａに示し、第１化合物半導体層の下層２１Ａの成膜完了後の状態を図１３Ｂに示す。図１３Ａにおいて、第１化合物半導体層の下層２１Ａに斜線を付すことは省略した。参照番号６３で示される点線は、種結晶層６１から略水平方向に延びる転位を示す。種結晶層６１の厚さが第１光反射層４１の厚さよりも薄いが故に、転位６３は、概ね、第１光反射層４１の側壁まで延び、そこで止まり、第１光反射層４１の上に形成される第１化合物半導体層の下層２１Ａの部分にまでは延びない。
以上のとおり、実施例８の発光素子及びその製造方法にあっては、種結晶層成長領域が設けられており、種結晶層成長領域上には種結晶層が形成されており、種結晶層の厚さは第１光反射層の厚さよりも薄い。それ故、種結晶層から横方向エピタキシャル成長に基づき化合物半導体層を成長させたとき、種結晶層からの転位が第１光反射層の上の第１化合物半導体層の深部にまで延びることが無く、発光素子の特性に悪影響を与えることが無い。また、第１光反射層に隣接する基板の部分の表面に位置する種結晶層成長領域において確実に種結晶層を形成することができる。更には、第１光反射層の面積が広い場合であっても、種結晶層の大きさを小さくすることができるので、薄い第１化合物半導体層で第１光反射層を確実に覆うことができる。
実施例９は実施例８の変形であり、第７−Ｂの構成の発光素子に関する。模式的な一部断面図を図１４Ａに示し、基板の表面領域等を拡大した模式的な一部端面図を図１４Ｂに示すように、実施例９の発光素子において、第１光反射層４１に隣接する基板（ＧａＮ基板）１１の部分の表面（表面領域５１）には凹凸部５４が形成されており、凹部５４Ｂによって種結晶層成長領域５２が構成されている。即ち、この凹部５４Ｂが、基板１１の露出表面の一部に該当する。そして、仮想垂直面で第１光反射層４１に隣接する基板１１の部分を切断したときの断面形状は、凸部５４Ａ、凹部５４Ｂ及び凸部５４Ａがこの順に並んだ形状である。更には、凹部５４Ｂの底面によって種結晶層成長領域５２が構成されており、仮想垂直面内における、凹部５４Ｂの長さをＬcc、凸部５４Ａの合計長さをＬcvとしたとき、
０．２≦Ｌcc／（Ｌcv＋Ｌcc）≦０．９
を満足する。具体的には、
Ｌcc／（Ｌcv＋Ｌcc）＝０．７
とした。
以上の点を除き、実施例９の発光素子の構成、構造は、実施例８の発光素子の構成、構造と同様とすることができるし、実施例９の発光素子の製造方法も、実質的に、実施例８の発光素子の製造方法と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
尚、実施例８の［工程−８００］と同様の工程において、選択成長用マスク層４４を形成し、基板１１を露出させた後、露出した基板１１の表面に細かい凹凸部を形成し、その後、実施例８の［工程−８１０］と同様にして、凹部５４Ｂを形成すれば、凹凸部が形成された凸部５４Ａの頂面には種結晶は生成し難くなる。
実施例１０も実施例８の変形であるが、第７−Ｃの構成の発光素子に関する。模式的な一部断面図を図１５Ａに示し、基板の表面領域等を拡大した模式的な一部端面図を図１５Ｂに示すように、実施例１０の発光素子にあっては、第１光反射層４１に隣接する基板（ＧａＮ基板）１１の部分は、非結晶成長部５５Ｂ、平坦部５５Ａ及び非結晶成長部５５Ｂがこの順に並んだ構造を有し、平坦部５５Ａによって種結晶層成長領域５２が構成されている。即ち、この平坦部５５Ａが、基板の露出表面の一部に該当する。そして、仮想垂直面内における、平坦部５５Ａの長さをＬflat、非結晶成長部５５Ｂの合計長さをＬnovとしたとき、
０．２≦Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌ nov ）≦０．９
を満足する。具体的には、
Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌ nov ）＝０．７
とした。また、非結晶成長部５５Ｂを窒化ケイ素（ＳｉＮX）から構成した。尚、非結晶成長部５５Ｂを、第１光反射層４１の最上層（第１化合物半導体層の下層２１Ａと接する層）にも形成する場合、非結晶成長部５５Ｂ（第１光反射層４１の最上層）の厚さをｔ2、非結晶成長部５５Ｂの屈折率をｎ2としたとき、
ｔ2＝λ0／（４ｎ2）
を満足することが好ましく、更には、
ｔ2＝λ0／（２ｎ2）
を満足すれば、第１光反射層４１の最上層は、波長λ0の光に対して不在層となる。
具体的には、実施例１０にあっては、実施例８の［工程−８１０］と同様の工程において、周知の方法に基づき、表面領域５１にリフトオフ用マスクを形成し、基板１１の表面領域５１における平坦部５５Ａを形成すべき部分をリフトオフ用マスクで覆う。非結晶成長部５５Ｂを形成すべき基板１１の部分は露出した状態にある。そして、周知の方法に基づき、全面に非結晶成長部５５Ｂを形成した後、リフトオフ用マスク及びその上に形成された非結晶成長部５５Ｂの部分を除去する。
以上の点を除き、実施例１０の発光素子の構成、構造は、実施例８の発光素子の構成、構造と同様とすることができるし、実施例１０の発光素子の製造方法も、実質的に、実施例８の発光素子の製造方法と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
尚、実施例８の［工程−８００］と同様の工程において、第１光反射層の最下層あるいは下層を基板１１の上に形成し、パターニングを行うことで、第１光反射層の最下層あるいは下層から延在した非結晶成長部５５Ｂ及び平坦部５５Ａを形成してもよい。そして、その後、第１光反射層の最下層あるいは下層の上に、第１光反射層の残部を形成すればよい。あるいは又、前述した実施例７において、第１光反射層の最下層を構成する熱膨張緩和膜４６を基板１１の上に形成し、パターニングを行うことで、熱膨張緩和膜４６の延在部から成る非結晶成長部５５Ｂ、及び、平坦部５５Ａを形成してもよい。そして、その後、熱膨張緩和膜４６の上に、第１光反射層の残部を形成すればよい。
実施例１１も実施例８の変形であるが、第７−Ｄの構成の発光素子に関する。模式的な一部断面図を図１６Ａに示し、基板の表面領域等を拡大した模式的な一部端面図を図１６Ｂに示すように、実施例１１の発光素子において、第１光反射層４１に隣接する基板（ＧａＮ基板）１１の部分は、凹凸部５６Ｂ、平坦部５６Ａ及び凹凸部５６Ｂがこの順に並んだ構造を有し、平坦部５６Ａによって種結晶層成長領域５２が構成されている。即ち、この平坦部５６Ａが、基板１１の露出表面の一部に該当する。凹凸部５６Ｂには種結晶は生成し難い。そして、仮想垂直面内における、平坦部５６Ａの長さをＬflat、凹凸部５６Ｂの合計長さをＬcc-cvとしたとき、
０．２≦Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌcc-cv）≦０．９
を満足する。具体的には、
Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌcc-cv）＝０．７
とした。
具体的には、実施例１１にあっては、実施例８の［工程−８１０］と同様の工程において、周知の方法に基づき基板１１の表面領域５１にエッチング用マスクを形成し、基板１１の表面領域５１における平坦部５６Ａをエッチング用マスクで覆う。凹凸部５６Ｂを形成すべき基板１１の部分は露出した状態にある。そして、周知の方法に基づき、凹凸部５６Ｂを形成すべき基板１１の部分をエッチングした後、エッチング用マスクを除去する。
以上の点を除き、実施例１１の発光素子の構成、構造は、実施例８の発光素子の構成、構造と同様とすることができるし、実施例１１の発光素子の製造方法も、実質的に、実施例８の発光素子の製造方法と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
実施例１２は、実施例６の変形である。
ところで、第１化合物半導体層２１の厚さが厚い場合、第１光反射層４１と第２光反射層４２との間を光が帰還する際に光が共振器外へ散逸して損失となり、面発光レーザ素子の閾値上昇や微分効率の悪化、ひいては、動作電圧の上昇や信頼性の低下といった問題を引き起こす虞がある。
模式的な一部端面図を図１７Ａに示すように、実施例１２の面発光レーザ素子にあっては、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａには突出部２１ｃが形成され、第１光反射層４１はこの突出部２１ｃ上に形成されており、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａに形成された突出部２１ｃ周辺の凹み部２１ｅに第１電極３１が形成されている。即ち、実施例１２において、第１化合物半導体層２１は所謂メサ形状を有する。突出部２１ｃの平面形状は正六角形である。このように、第１化合物半導体層２１の形状をメサ形状とすることで、第１光反射層４１と第２光反射層４２との間を光が帰還する際に光が共振器外へ散逸することを確実に抑制することができ、動作電圧の上昇や信頼性の低下といった問題を引き起こす虞が無くなる。
第１電極３１の平面形状は環状である。素子領域の平面形状は円形であり、第１光反射層４１、第２光反射層４２、電流狭窄層２４に設けられた開口２４Ａの平面形状も円形である。
突出部２１ｃの高さは第１化合物半導体層２１の厚さ未満であるし、突出部２１ｃの高さとして、１×１０-8ｍ以上、１×１０-5ｍ以下、具体的には、例えば、２×１０-6ｍを例示することができる。突出部２１ｃの大きさは、第１光反射層４１よりも大きく、素子領域よりも大きい。
突出部２１ｃの側面（側壁）２１ｄには、ＳｉＯ2や、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5等から成る誘電体層２７が形成されており、これによって、一層確実に、第１光反射層４１と第２光反射層４２との間を光が帰還する際に光が共振器外へ散逸することを抑制することができる。尚、誘電体層２７を構成する材料の屈折率の値は、第１化合物半導体層２１を構成する材料の平均屈折率の値よりも小さいことが好ましい。
以上の点を除き、実施例１２の面発光レーザ素子の構成、構造は、実施例６の面発光レーザ素子の構成、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。
実施例１２の面発光レーザ素子は、実施例６の面発光レーザ素子の［工程−６２０］と［工程−６３０］の間において、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａに突出部２１ｃ、凹み部２１ｅを形成し、突出部２１ｃの側面（側壁）２１ｄに誘電体層２７を形成すればよい。
実施例１３も、実施例６の変形である。模式的な一部断面図を図１７Ｂに示すように、実施例１３の発光素子にあっては、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ上に形成された第１光反射層４１を取り囲むように環状の溝部２１ｆが形成されており、溝部２１ｆは絶縁材料で充填されている。即ち、溝部２１ｆ内には、ＳｉＯ2や、ＳｉＮ、ＡｌＮ、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5等から成る絶縁材料層２８が形成されている。このように、第１化合物半導体層２１の形状を一種のメサ形状とすることで、即ち、環状の溝部２１ｆを絶縁材料で充填することで、第１光反射層４１と第２光反射層４２との間を光が帰還する際に光が共振器外へ散逸することを抑制することができ、動作電圧の上昇や信頼性の低下といった問題を引き起こす虞が無くなる。
溝部２１ｆの深さは第１化合物半導体層２１の厚さ未満であるし、溝部２１ｆの深さとして、１×１０-8ｍ以上、１×１０-5ｍ以下、具体的には、例えば、２×１０-6ｍを例示することができる。溝部２１ｆの内径は第１光反射層４１よりも大きく、素子領域よりも大きい。
以上の点を除き、実施例１３の面発光レーザ素子の構成、構造は、実施例６の面発光レーザ素子の構成、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。
実施例１３の面発光レーザ素子は、実施例１２の面発光レーザ素子の製造工程において、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａに突出部２１ｃ、凹み部２１ｅを形成する代わりに、溝部２１ｆを形成し、溝部２１ｆ内に絶縁材料層２８を形成すればよい。
実施例１４は、実施例１〜実施例１３の変形である。
ところで、青色あるいは緑色を発光する窒化物化合物半導体発光素子においては、発光波長が長くなるに従い電流注入量が増加し、結果として、発光効率が低下し、また、閾値電流が増加する虞がある。これらの原因の１つとして、活性層（発光層）内でのキャリアの不均一性を挙げることができる。即ち、発光波長が長くなるに従い、多重量子井戸構造を構成する障壁層と井戸層のエネルギーギャップ差が大きくなり、また、ＧａＮ基板のｃ面上に活性層を形成するとピエゾ電界の影響が井戸層や障壁層に生じるため、一旦、井戸層に入ったキャリア（電子やホール）が井戸層の外に出にくくなることに起因した、活性層（発光層）内でのキャリアの不均一性を挙げることができる。
これらの現象を数値計算で示した例が、非特許文献１、IEEE, Journal of Selected Topics in Quantum Electronics Vol.15 No.5 (2011) p.1390 に示されている。この非特許文献１に依れば、ＧａＮ基板のｃ面上に活性層を形成した場合、発光波長が４００ｎｍ以上になると、また、ＧａＮ基板の非極性面上に活性層を形成した場合、発光波長が４５０ｎｍ以上になると、井戸層内のキャリアが井戸層の外に出にくくなる様子が、発光再結合時間と井戸層からのキャリアエスケープ時間との関係で示されている(図２５参照）。尚、図２５において、「Ａ」はＧａＮ基板のｃ面上に活性層を形成した場合のホールの挙動を示し、「Ｂ」はＧａＮ基板のｃ面上に活性層を形成した場合の電子の挙動を示し、「ａ」はＧａＮ基板の非極性面上に活性層を形成した場合のホールの挙動を示し、「ｂ」はＧａＮ基板の非極性面上に活性層を形成した場合の電子の挙動を示す。通常、２つ以上の井戸層を有する多重量子井戸構造における井戸層間のキャリア移動は、１００フェムト秒程度以下の非常に短い時間で行われるが、上記の理由により、井戸層からのキャリアエスケープ時間が長くなり、電子やホールが井戸層間を自由に行き来できなくなる。その結果、各井戸層における電子濃度及びホール濃度が異なるようになり、余ったキャリアは発光に寄与しないので、発光効率が低下する。また、井戸層間のキャリア濃度が大きく変わるため、発光波長のズレや利得ピーク（波長）のズレにつながり、これも、発光効率の低下や閾値電流の増加の要因となる。
このような各井戸層の電子濃度とホール濃度の違いを緩和するために、トンネルバリア層を形成する技術が、例えば、特開２０００−１７４３２８に開示されている。具体的には、この特許公開公報に開示された技術にあっては、トンネルバリア層におけるトンネル確率を変えるために、トンネルバリア層の厚さを制御する。しかしながら、電子とホールの有効質量差が大きい場合、このようなトンネルバリア層を設けてもキャリア不均一の解消は十分とは云えない。トンネルバリア層を形成せず、障壁層のみを薄膜化することも考えられるが、障壁層を薄くすると、隣接する井戸層の発光効率が低下するといった問題が生じる。例えば、５２０ｎｍの発光波長を有する発光素子において、障壁層の厚さを１０ｎｍとした場合と２．５ｎｍとした場合とでは、後者の発光効率は、前者の約１／４になることが知られている。
実施例１４あるいは後述する実施例１５〜実施例１６において、活性層２３は、トンネルバリア層を有する多重量子井戸構造を備えている。そして、実施例１４にあっては、第２化合物半導体層に隣接した井戸層の組成揺らぎは、他の井戸層の組成揺らぎよりも大きい。
実施例１４あるいは後述する実施例１５〜実施例１６において、トンネルバリア層は、井戸層と障壁層との間に形成されている形態とすることができる。一例として、活性層が２層の井戸層と１層の障壁層から構成されている場合、第１化合物半導体層側から、第１の井戸層、第１のトンネルバリア層、障壁層、第２のトンネルバリア層、第２の井戸層といった構造となる。但し、活性層を構成する井戸層の数は、これに限定するものではなく、３層以上であってもよいことは云うまでもない。また、トンネルバリア層の厚さは４ｎｍ以下であることが好ましい。トンネルバリア層の厚さの下限値は、トンネルバリア層が形成される限りにおいて、特段、制限は無い。トンネルバリア層の厚さは、一定であってもよいし、異なっていてもよい。
井戸層の組成揺らぎや組成は、例えば、３次元アトムプローブ（３ＤＡＰ）に基づき測定することができる。活性層がＡｌＩｎＧａＮ系化合物半導体から成る場合、Ｉｎの組成揺らぎや組成を３次元アトムプローブに基づき測定すればよい。３次元アトムプローブに関しては、例えば、http://www.nanoanalysis.co.jp/business/case_example_49.html を参照のこと。尚、３次元アトムプローブにおいて、Ｉｎ組成及びその組成の数をカウントすることが可能であり、横軸にＩｎ組成、縦軸にＩｎ組成のカウント数をヒストグラム等を用いて表記したとき、第２化合物半導体層に隣接した井戸層のヒストグラムの半値幅や分散、標準偏差等が他の井戸層のヒストグラムのこれらの値に比べて大きい場合、第２化合物半導体層に隣接した井戸層の組成揺らぎは、他の井戸層の組成揺らぎよりも大きいと云える。発光素子におけるバンドギャップエネルギーの値は、例えば、上記３次元アトムプローブで測定されたＩｎ組成の平均値で確認することができるし、井戸層の厚さは、例えば、高分解能の電子顕微鏡等によって求めることができる。第２化合物半導体層に隣接した井戸層のバンドギャップエネルギーから他の井戸層のバンドギャップエネルギーの内の最大値を減じた値として、限定するものではないが、１×１０-4ｅＶ乃至２×１０-1ｅＶを例示することができる。また、第２化合物半導体層に隣接した井戸層の厚さから他の井戸層の厚さの最大値を減じた値として、限定するものではないが、０．０５ｎｍ乃至２ｎｍを例示することができる。
実施例１４の発光素子において、活性層２３における多重量子井戸構造の構造概略図を図１８に示す。実施例１４あるいは後述する実施例１５〜実施例１６にあっては、活性層２３が、２層の井戸層７１1，７１2と１層の障壁層７２から構成されている。より具体的には、活性層２３は、第１化合物半導体層２１側から、第１の井戸層７１1、第１のトンネルバリア層７３1、障壁層７２、第２のトンネルバリア層７３2、及び、第２の井戸層７１2を有する多重量子井戸構造を備えている。トンネルバリア層７３1，７３2の厚さは４ｎｍ以下である。
ここで、実施例１４の発光素子における活性層２３の構成を表４のとおりとした。尚、２層のトンネルバリア層７３1，７３2におけるＩｎ組成の値を、障壁層７２におけるＩｎ組成の値よりも小さな値とすればよい。
［表４］
活性層
第２の井戸層 Ｉｎ0.30Ｇａ0.70Ｎ（厚さ：２．５ｎｍ）
第２のトンネルバリア層 ＧａＮ（厚さ：２．０ｎｍ）
障壁層 Ｉｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ（厚さ：４．０ｎｍ）
第１のトンネルバリア層 ＧａＮ（厚さ：２．０ｎｍ）
第１の井戸層 Ｉｎ0.30Ｇａ0.70Ｎ（厚さ：２．５ｎｍ）
ここで、実施例１４の発光素子にあっては、第２化合物半導体層に隣接した井戸層の組成揺らぎは、他の井戸層の組成揺らぎよりも大きい。具体的には、積層構造体２０をＭＯＣＶＤ法に基づき成膜するとき、第１の井戸層７１1の成長速度や成膜温度及び／又は成膜圧力と、第２の井戸層７１2の成長速度や成膜温度及び／又は成膜圧力とを異ならせることで、井戸層７１1，７１2におけるＩｎ組成の揺らぎを大きくする。Ｉｎ組成の揺らぎや組成は、前述したとおり、３次元アトムプローブ（３ＤＡＰ）に基づき測定することができ、具体的には、３次元アトムプローブによる測定によって、横軸にＩｎ組成、縦軸にＩｎ組成のカウント数をヒストグラム等を用いて表記したとき、第２化合物半導体層に隣接した井戸層のヒストグラムの半値幅が他の井戸層のヒストグラムの値に比べて大きいといった結果が得られた。
実施例１４あるいは後述する実施例１５〜実施例１６の発光素子にあっては、トンネルバリア層を導入することによって電子の分布が第２化合物半導体層側に多く偏る結果、第２化合物半導体層に隣接した井戸層の発光ピーク波長や光学利得ピーク波長が、他の井戸層の発光ピーク波長や光学利得ピーク波長と異なる。具体的には、第２化合物半導体層に隣接した井戸層にあっては、これらの波長が短くなる。実施例１４の発光素子にあっては、第２化合物半導体層に隣接した井戸層の組成揺らぎを他の井戸層の組成揺らぎよりも大きくするので、また、後述する実施例１５の発光素子にあっては、第２化合物半導体層に隣接した井戸層のバンドギャップエネルギーを他の井戸層のバンドギャップエネルギーよりも小さくするので、また、後述する実施例１６の発光素子にあっては、第２化合物半導体層に隣接した井戸層の厚さを他の井戸層の厚さよりも厚くするので、発光ピーク波長や光学利得ピーク波長を、井戸層間で揃えることができるし、あるいは又、乖離を抑制することができる。そして、以上の結果として、発光効率の向上、閾値電流の低減を図ることが可能となる。
実施例１５は、実施例１４の変形である。実施例１５にあっては、第２化合物半導体層に隣接した井戸層（具体的には、第２の井戸層７１2）のバンドギャップエネルギーは、他の井戸層（具体的には、第１の井戸層７１1）のバンドギャップエネルギーよりも小さい（表６参照）。実施例１５の発光素子における活性層２３の構成を表５のとおりとした。積層構造体２０をＭＯＣＶＤ法に基づき成膜するとき、第２の井戸層７１2の成膜時のＩｎ源としてのトリメチルインジウム（ＴＭＩ）ガスの供給量を第１の井戸層７１1の成膜時のＩｎ源としてのトリメチルインジウムガスの供給量よりも多くしたり、成長速度を増加させることで、第２化合物半導体層に隣接した井戸層（第２の井戸層７１2）のバンドギャップエネルギーを、他の井戸層（具体的には、第１の井戸層７１1）のバンドギャップエネルギーよりも小さくすることができる。
［表５］
活性層
第２の井戸層 Ｉｎ0.19Ｇａ0.81Ｎ（厚さ：２．５ｎｍ）
第２のトンネルバリア層 ＧａＮ（厚さ：２．０ｎｍ）
障壁層 Ｉｎ0.04Ｇａ0.96Ｎ（厚さ：４．０ｎｍ）
第１のトンネルバリア層 ＧａＮ（厚さ：２．０ｎｍ）
第１の井戸層 Ｉｎ0.18Ｇａ0.82Ｎ（厚さ：２．５ｎｍ）
［表６］
第２の井戸層７１2のバンドギャップエネルギー ２．６９５ｅＶ
第１の井戸層７１1のバンドギャップエネルギー ２．６５４ｅＶ
実施例１６も、実施例１４の変形である。実施例１６にあっては、第２化合物半導体層に隣接した井戸層（具体的には、第２の井戸層７１2）の厚さは、他の井戸層（具体的には、第１の井戸層７１1）の厚さよりも厚い。実施例１６の発光素子における活性層２３の構成を表７のとおりとした。積層構造体２０をＭＯＣＶＤ法に基づき成膜するとき、第２の井戸層７１2の成膜時間を第１の井戸層７１1の成膜時間よりも長くしたり、成長速度を増加させることで、第２化合物半導体層に隣接した井戸層（第２の井戸層７１2）の厚さを、他の井戸層（具体的には、第１の井戸層７１1）の厚さよりも厚くすることができる。
［表７］
活性層
第２の井戸層 Ｉｎ0.18Ｇａ0.82Ｎ（厚さ：２．８ｎｍ）
第２のトンネルバリア層 ＧａＮ（厚さ：２．０ｎｍ）
障壁層 Ｉｎ0.05Ｇａ0.95Ｎ（厚さ：４．０ｎｍ）
第１のトンネルバリア層 ＧａＮ（厚さ：２．０ｎｍ）
第１の井戸層 Ｉｎ0.18Ｇａ0.82Ｎ（厚さ：２．５ｎｍ）
尚、実施例１４と実施例１５とを組み合わせることができるし、実施例１４と実施例１６とを組み合わせることができるし、実施例１５と実施例１６とを組み合わせることができるし、実施例１４と実施例１５と実施例１６を組み合わせることができる。
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素子の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができるし、実施例の発光素子の製造方法も、適宜、変更することができる。
各実施例においては、第１光反射層の断面形状を矩形としたが、これに限定するものではなく、図１９Ａに示すように、台形とすることもできる。また、図１９Ｂに示すように、第１光反射層４１の最上層（第１化合物半導体層２１と接する層）４７を窒化ケイ素膜から構成してもよい。そして、この場合、第１光反射層４１の最上層４７の厚さをｔ2、第１光反射層４１の最上層４７の屈折率をｎ2としたとき、
ｔ2＝λ0／（２ｎ2）
を満足することが好ましく、これによって、第１光反射層４１の最上層４７は、波長λ0の光に対して透明となる。更には、図１１Ａに示した例では、第１光反射層４１を第１化合物半導体層２１で完全に覆ったが、第１光反射層４１の一部が露出した状態としてもよいし（図２０Ａ参照）、第１光反射層４１上の第１化合物半導体層２１が完全に平坦になっていない状態としてもよい（図２０Ｂ参照）。尚、図２０Ａ及び図２０Ｂにおいては、電流狭窄層２４、第２電極３２、パッド電極３３、第２光反射層４２、第１電極３１の図示を省略している。発光素子を、第１光反射層４１の露出した領域や、第１化合物半導体層２１が完全に平坦になっていない領域を外して作製すればよい。
仮想垂直面内における種結晶層６１の断面形状は、等脚台形に限定されるものではなく、模式的な一部端面図を図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、二等辺三角形とすることもできるし、矩形とすることもできる。種結晶層６１の断面形状を二等辺三角形とする場合、種結晶層６１の結晶成長を断面形状が等脚台形となるよりも更に進めればよい。種結晶層６１の断面形状を矩形とする場合、種結晶層６１の形成条件を、種結晶層６１の断面形状を等脚台形を形成するための形成条件と異ならせればよい。
本開示の第２の態様に係る発光素子にあっては、選択成長用マスク層の存在は必須ではない。図２３に模式的な一部断面図を示すように、選択成長用マスク層が設けられていない発光素子に不純物含有化合物半導体層を形成してもよい。図２３に示した発光素子にあっては、第１化合物半導体層内（具体的には、 第１化合物半導体層２１の下層２１Ａと上層２１Ｂ）の間に不純物含有化合物半導体層２９が形成されている。このような不純物含有化合物半導体層２９の形成は、例えば、ＭＯＣＶＤ法に基づき第１化合物半導体層２１の下層２１Ａを形成した後、第１化合物半導体層２１の下層２１Ａの頂面にイオン注入を行うことで、あるいは又、不純物拡散処理を行うことで形成することができる。そして、その後、第１化合物半導体層２１の上層２１Ｂ、活性層２３、第２化合物半導体層２２の形成等を行えばよい。
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《発光素子：本開示の第１の態様》
選択成長用マスク層、
選択成長用マスク層よりも厚さの薄い第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
を備えており、
第２光反射層は第１光反射層と対向している発光素子。
［Ａ０２］選択成長用マスク層の厚さと第１光反射層の厚さとの差は５×１０-8ｍ以上である［Ａ０１］に記載の発光素子。
［Ａ０３］第１光反射層は誘電体多層膜から構成されており、
選択成長用マスク層は、活性層側から、第１光反射層を構成する誘電体多層膜と同じ構成の誘電体多層膜、及び、基部層から成る［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０４］第１光反射層は誘電体多層膜から成り、
選択成長用マスク層は、活性層側から、研磨停止層、及び、第１光反射層を構成する誘電体多層膜と同じ構成の誘電体多層膜から成る［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０５］選択成長用マスク層及び第１光反射層は基板上に形成されており、
基板は凹部及び凸部を有し、
選択成長用マスク層は、基板の凸部に形成されており、
第１光反射層は、基板の凹部に形成されている［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０６］選択成長用マスク層は、第１光反射層を構成する誘電体多層膜と同じ構成の誘電体多層膜から構成されている［Ａ０５］に記載の発光素子。
［Ａ０７］選択成長用マスク層は、第１光反射層を構成する誘電体多層膜と異なる厚さを有する誘電体多層膜から構成されている［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０８］積層構造体には不純物含有化合物半導体層が形成されている［Ａ０１］乃至［Ａ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０９］不純物含有化合物半導体層の不純物濃度は、不純物含有化合物半導体層に隣接する化合物半導体層における不純物濃度の１０倍以上である［Ａ０８］に記載の発光素子。
［Ａ１０］不純物含有化合物半導体層の不純物濃度は、１×１０17／ｃｍ3以上である［Ａ０８］又は［Ａ０９］に記載の発光素子。
［Ａ１１］不純物含有化合物半導体層に含まれる不純物は、ホウ素（Ｂ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、ナトリウム（Ｎａ）、ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、酸素（Ｏ）、炭素（Ｃ）、硫黄（Ｓ）、ハロゲン（塩素（Ｃｌ）やフッ素（Ｆ））及び重金属（クロム（Ｃｒ）等）から成る群から選択された少なくとも１種類の元素を含む［Ａ０８］乃至［Ａ１０］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｂ０１］《発光素子：本開示の第２の態様》
第１光反射層、
第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、
第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、並びに、
第１電極、
を備えており、
第２光反射層は第１光反射層と対向しており、
積層構造体には不純物含有化合物半導体層が形成されている発光素子。
［Ｂ０２］不純物含有化合物半導体層の不純物濃度は、不純物含有化合物半導体層に隣接する化合物半導体層における不純物濃度の１０倍以上である［Ｂ０１］に記載の発光素子。
［Ｂ０３］不純物含有化合物半導体層の不純物濃度は、１×１０17／ｃｍ3以上である［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の発光素子。
［Ｂ０４］不純物含有化合物半導体層に含まれる不純物は、ホウ素、カリウム、カルシウム、ナトリウム、ケイ素、アルミニウム、酸素、炭素、硫黄、塩素、フッ素及びクロムから成る群から選択された少なくとも１種類の元素を含む［Ｂ０１］乃至［Ｂ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｃ０１］第１光反射層に隣接する基板の部分の表面には、種結晶層成長領域が設けられており、
種結晶層成長領域上には、種結晶層が形成されており、
第１化合物半導体層は、種結晶層から横方向エピタキシャル成長に基づき形成されており、
種結晶層の厚さは、第１光反射層の厚さよりも薄い［Ａ０１］乃至［Ｂ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｃ０２］種結晶層の厚さをＴseed、第１光反射層の厚さをＴ1としたとき、
０．１≦Ｔseed／Ｔ1＜１
を満足する［Ｃ０１］に記載の発光素子。
［Ｃ０３］第１光反射層に隣接する基板の部分の表面には凹凸部が形成されており、
凸部によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｃ０１］又は［Ｃ０２］に記載の発光素子。
［Ｃ０４］第１光反射層の中心点を通過する法線を含む仮想垂直面で第１光反射層に隣接する基板の部分を切断したときの断面形状は、凹部、凸部及び凹部がこの順に並んだ形状であり、
凸部頂面によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｃ０３］に記載の発光素子。
［Ｃ０５］仮想垂直面内における、凸部の長さをＬcv、凹部の合計長さをＬccとしたとき、
０．２≦Ｌcv／（Ｌcv＋Ｌcc）≦０．９
を満足する［Ｃ０４］に記載の発光素子。
［Ｃ０６］第１光反射層に隣接する基板の部分の表面には凹凸部が形成されており、
凹部によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｃ０１］又は［Ｃ０２］に記載の発光素子。
［Ｃ０７］第１光反射層の中心点を通過する法線を含む仮想垂直面で第１光反射層に隣接する基板の部分を切断したときの断面形状は、凸部、凹部及び凸部がこの順に並んだ形状であり、
凹部底面によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｃ０６］に記載の発光素子。
［Ｃ０８］仮想垂直面内における、凹部の長さをＬcc、凸部の合計長さをＬcvとしたとき、
０．２≦Ｌcc／（Ｌcv＋Ｌcc）≦０．９
を満足する［Ｃ０７］に記載の発光素子。
［Ｃ０９］第１光反射層に隣接する基板の部分は、非結晶成長部、平坦部及び非結晶成長部がこの順に並んだ構造を有し、
平坦部によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｃ０１］又は［Ｃ０２］に記載の発光素子。
［Ｃ１０］第１光反射層の中心点を通過する法線を含む仮想垂直面内における、平坦部の長さをＬflat、非結晶成長部の合計長さをＬnovとしたとき、
０．２≦Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌ nov ）≦０．９
を満足する［Ｃ０９］に記載の発光素子。
［Ｃ１１］第１光反射層に隣接する基板の部分は、凹凸部、平坦部及び凹凸部がこの順に並んだ構造を有し、
平坦部によって種結晶層成長領域が構成されている［Ｃ０１］又は［Ｃ０２］に記載の発光素子。
［Ｃ１２］第１光反射層の中心点を通過する法線を含む仮想垂直面内における、平坦部の長さをＬflat、凹凸部の合計長さをＬcc-cvとしたとき、
０．２≦Ｌflat／（Ｌflat＋Ｌcc-cv）≦０．９
を満足する［Ｃ１１］に記載の発光素子。
［Ｃ１３］種結晶層の断面形状は、二等辺三角形、等脚台形又は矩形である［Ｃ０１］乃至［Ｃ１２］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｃ１４］第１光反射層及びこれに隣接する選択成長用マスク層の中心点のそれぞれを通過する法線を含む仮想垂直面で発光素子を切断したときの、第１光反射層とこれに隣接する選択成長用マスク層との間に位置する基板の領域の長さをＬ0、
該仮想垂直面内において、該基板の領域の上方に位置する第１化合物半導体層の領域における転位密度をＤ0、
該仮想垂直面内において、第１光反射層の縁から距離Ｌ0までの第１光反射層の領域上に位置する第１化合物半導体層の領域における転位密度をＤ1、
としたとき、
Ｄ1／Ｄ0≦０．２
を満足する［Ｃ０１］乃至［Ｃ１３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｄ０１］基板はＧａＮ基板から成り、
ＧａＮ基板表面の面方位のオフ角は０．４度以内、好ましくは０．４０度以内であり、
ＧａＮ基板の面積をＳ0としたとき、選択成長用マスク層及び第１光反射層の面積合計は０．８Ｓ0以下であり、
第１光反射層の最下層として熱膨張緩和膜がＧａＮ基板上に形成されている［Ａ０１］乃至［Ｃ１４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｄ０２］熱膨張緩和膜は、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム及び窒化アルミニウムから成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る［Ｄ０１］に記載の発光素子。
［Ｄ０３］熱膨張緩和膜の厚さをｔ1、発光素子の発光波長をλ0、熱膨張緩和膜の屈折率をｎ1としたとき、
ｔ1＝λ0／（２ｎ1）
を満足する［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］に記載の発光素子。
［Ｄ０４］基板はＧａＮ基板から成り、
ＧａＮ基板表面の面方位のオフ角は０．４度以内、好ましくは０．４０度以内であり、
ＧａＮ基板の面積をＳ0としたとき、選択成長用マスク層及び第１光反射層の面積合計は０．８Ｓ0以下であり、
ＧａＮ基板と接する第１光反射層の最下層の線熱膨張係数ＣＴＥは、
１×１０-6／Ｋ≦ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
好ましくは、
１×１０-6／Ｋ＜ＣＴＥ≦１×１０-5／Ｋ
を満足する［Ａ０１］乃至［Ｃ１４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｄ０５］第１光反射層の最下層は、窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化チタン、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム及び窒化アルミニウムから成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る［Ｄ０４］に記載の発光素子。
［Ｄ０６］第１光反射層の最下層の厚さをｔ1、発光素子の発光波長をλ0、第１光反射層の最下層の屈折率をｎ1としたとき、
ｔ1＝λ0／（２ｎ1）
を満足する［Ｄ０４］又は［Ｄ０５］に記載の発光素子。
［Ｄ０７］第２化合物半導体層の表面粗さＲａは、１．０ｎｍ以下である［Ｄ０１］乃至［Ｄ０６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０１］活性層と対向する第１化合物半導体層の第１面には突出部が形成され、第１光反射層は突出部上に形成されており、第１化合物半導体層の第１面に形成された突出部周辺の凹み部に第１電極が形成されている［Ａ０１］乃至［Ｄ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｅ０２］突出部の側面には誘電体層が形成されている［Ｅ０１］に記載の発光素子。
［Ｅ０３］誘電体層を構成する材料の屈折率の値は、第１化合物半導体層を構成する材料の平均屈折率の値よりも小さい［Ｅ０２］に記載の発光素子。
［Ｅ０４］活性層と対向する第１化合物半導体層の第１面上には第１光反射層が形成されており、
第１光反射層を取り囲むように第１化合物半導体層の第１面には溝部が形成されており、
溝部は絶縁材料で充填されている［Ａ０１］乃至［Ｄ０７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０１］活性層は、トンネルバリア層を有する多重量子井戸構造を備えており、
第２化合物半導体層に隣接した井戸層の組成揺らぎは、他の井戸層の組成揺らぎよりも大きい［Ａ０１］乃至［Ｅ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｆ０２］第２化合物半導体層に隣接した井戸層のバンドギャップエネルギーは、他の井戸層のバンドギャップエネルギーよりも小さい［Ｆ０１］に記載の発光素子。
［Ｆ０３］第２化合物半導体層に隣接した井戸層の厚さは、他の井戸層の厚さよりも厚い［Ｆ０１］に記載の発光素子。
［Ｆ０４］第２化合物半導体層に隣接した井戸層のバンドギャップエネルギーは、他の井戸層のバンドギャップエネルギーよりも小さい［Ｆ０３］に記載の発光素子。
［Ｆ０５］トンネルバリア層は、井戸層と障壁層との間に形成されている［Ｆ０１］乃至［Ｆ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｇ０１］活性層は、トンネルバリア層を有する多重量子井戸構造を備えており、
第２化合物半導体層に隣接した井戸層のバンドギャップエネルギーは、他の井戸層のバンドギャップエネルギーよりも小さい［Ａ０１］乃至［Ｅ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｇ０２］第２化合物半導体層に隣接した井戸層の厚さは、他の井戸層の厚さよりも厚い［Ｇ０１］に記載の発光素子。
［Ｇ０３］トンネルバリア層は、井戸層と障壁層との間に形成されている［Ｇ０１］又は［Ｇ０２］に記載の発光素子。
［Ｈ０１］活性層は、トンネルバリア層を有する多重量子井戸構造を備えており、
第２化合物半導体層に隣接した井戸層の厚さは、他の井戸層の厚さよりも厚い［Ａ０１］乃至［Ｅ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｈ０２］トンネルバリア層は、井戸層と障壁層との間に形成されている［Ｈ０１］に記載の発光素子。
［Ｊ０１］トンネルバリア層の厚さは４ｎｍ以下である［Ｆ０１］乃至［Ｈ０２］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｋ０１］《発光素子の製造方法》
（Ａ）基板上に、選択成長用マスク層、及び、選択成長用マスク層よりも厚さの薄い第１光反射層を形成し、次いで、
（Ｂ）全面に第１化合物半導体層を形成した後、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層を研磨して、選択成長用マスク層上の第１化合物半導体層を除去し、第１光反射層上の第１化合物半導体層を残し、その後、
（Ｃ）全面に活性層及び第２化合物半導体層を形成し、次いで、
（Ｄ）第２化合物半導体層上に、第１光反射層と対向した第２電極及び第２光反射層を形成する、
各工程から成る発光素子の製造方法。
［Ｋ０２］前記工程（Ｂ）において、全面に第１化合物半導体層の下層を形成した後、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層の下層を研磨して、選択成長用マスク層上の第１化合物半導体層の下層を除去し、第１光反射層上の第１化合物半導体層の下層を残し、
前記工程（Ｃ）において、全面に第１化合物半導体層の上層、活性層及び第２化合物半導体層を形成する［Ｋ０１］に記載の発光素子の製造方法。
［Ｋ０３］工程（Ｂ）と工程（Ｃ）の間において、選択成長用マスク層を除去する［Ｋ０１］に記載の発光素子の製造方法。
１１・・・基板（ＧａＮ基板）、１１Ａ・・・基板の凹部、１１Ｂ・・・基板の凸部、２０・・・積層構造体、２１・・・第１化合物半導体層、２１ａ・・・第１化合物半導体層の第１面、２１ｂ・・・第１化合物半導体層の第２面、２１ｃ・・・第１化合物半導体層に設けられた突出部、２１ｄ・・・凸部の側面（側壁）、２１ｅ・・・凸部の周辺の凹み部、２２・・・第２化合物半導体層、２２ａ・・・第２化合物半導体層の第１面、２２ｂ・・・第２化合物半導体層の第２面、２３・・・活性層（発光層）、２４・・・電流狭窄層、２４Ａ・・・電流狭窄層に設けられた開口、２５・・・接合層、２６・・・支持基板、２７・・・誘電体層、２８・・・絶縁材料層、２９・・・不純物含有化合物半導体層、３１・・・第１電極、３２・・・第２電極、３３・・・パッド電極、４１・・・第１光反射層、４２・・・第２光反射層、４３Ａ・・・基部層、４３Ａ’・・・基部層の一部、４３Ｂ，４３Ｃ，４３Ｄ・・・誘電体多層膜、４４・・・選択成長用マスク層、４５・・・研磨停止層、４６・・・熱膨張緩和膜、４７・・・第１光反射層（選択成長用マスク層）の最上層、５１・・・基板の表面領域（第１光反射層に隣接する基板の部分の表面）、５２・・・種結晶層成長領域、５３，５４・・・凹凸部、５３Ａ，５４Ａ・・・凸部、５３Ｂ，５４Ｂ・・・凹部、５５Ａ・・・平坦部、５５Ｂ・・・非結晶成長部、５６Ａ・・・平坦部、５６Ｂ・・・凹凸部、６１・・・種結晶層、６２・・・種結晶、６３・・・転位、７１1，７１2・・・井戸層、７２・・・障壁層、７３1，７３2・・・トンネルバリア層

Claims (11)

  1. 選択成長用マスク層、
    第１光反射層、
    第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
    第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
    を備えており、
    第２光反射層は第１光反射層と対向しており、
    第１光反射層は誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    第２光反射層は誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    選択成長用マスク層は、活性層側から、多層膜及び基部層から成り、
    第１光反射層を構成する多層膜の層組成及び層数と、選択成長用マスク層を構成する多層膜の層組成及び層数とは同じである発光素子。
  2. 選択成長用マスク層、
    第１光反射層、
    第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
    第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
    を備えており、
    第２光反射層は第１光反射層と対向しており、
    第１光反射層は誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    第２光反射層は誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    選択成長用マスク層は、活性層側から、研磨停止層及び多層膜から成り、
    第１光反射層を構成する多層膜の層組成及び層数と、選択成長用マスク層を構成する多層膜の層組成及び層数とは同じである発光素子。
  3. 第１の多層膜及び第２の多層膜が積層されて成る選択成長用マスク層、
    第１の多層膜から成る第１光反射層、
    第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
    第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
    を備えており、
    第２光反射層は第１光反射層と対向しており、
    第１光反射層及び選択成長用マスク層を構成する多層膜は、誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    第２光反射層は誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されている発光素子。
  4. 選択成長用マスク層、
    第１光反射層、
    第１光反射層上に形成された第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層から成る積層構造体、並びに、
    第２化合物半導体層上に形成された第２電極及び第２光反射層、
    を備えており、
    第２光反射層は第１光反射層と対向しており、
    第１光反射層は誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    第２光反射層は誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    選択成長用マスク層及び第１光反射層は基板上に形成されており、
    基板は凹部及び凸部を有し、
    選択成長用マスク層は、基板の凸部に形成されており、
    第１光反射層は、基板の凹部に形成されており、
    第１光反射層を構成する多層膜の層組成及び層数と、選択成長用マスク層を構成する多層膜の層組成及び層数とは同じである発光素子。
  5. 選択成長用マスク層の頂面と第１光反射層の頂面との高さの差は５×１０-8ｍ以上である請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の発光素子。
  6. （Ａ）選択成長用マスク層を形成すべき基板の領域に基部層を形成した後、全面に多層膜を形成し、多層膜をパターニングすることで、基部層及び多層膜から成る選択成長用マスク層、並びに、多層膜から成る第１光反射層を得た後、
    （Ｂ）全面に第１化合物半導体層を形成した後、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層を研磨して、選択成長用マスク層上の第１化合物半導体層を除去し、第１光反射層上の第１化合物半導体層を残し、その後、
    （Ｃ）全面に活性層及び第２化合物半導体層を形成し、次いで、
    （Ｄ）第２化合物半導体層上に、第１光反射層と対向した第２電極及び第２光反射層を形成する、
    各工程から成り、
    第１光反射層及び選択成長用マスク層を構成する多層膜は、誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    第２光反射層は誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    第１光反射層を構成する多層膜の層組成及び層数と、選択成長用マスク層を構成する多層膜の層組成及び層数とは同じである発光素子の製造方法。
  7. 前記工程（Ｂ）において、全面に第１化合物半導体層の下層を形成した後、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層の下層を研磨して、選択成長用マスク層上の第１化合物半導体層の下層を除去し、第１光反射層上の第１化合物半導体層の下層を残し、
    前記工程（Ｃ）において、全面に第１化合物半導体層の上層、活性層及び第２化合物半導体層を形成する請求項６に記載の発光素子の製造方法。
  8. 工程（Ｂ）と工程（Ｃ）の間において、選択成長用マスク層を除去する請求項６に記載の発光素子の製造方法。
  9. （Ａ）基板上に、多層膜及び研磨停止層を、順次、形成した後、研磨停止層をパターニングすることで、基板上に、多層膜及び研磨停止層から成る選択成長用マスク層、並びに、多層膜から成る第１光反射層を得た後、
    （Ｂ）全面に第１化合物半導体層を形成した後、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層を研磨して、選択成長用マスク層上の第１化合物半導体層を除去し、第１光反射層上の第１化合物半導体層を残し、その後、
    （Ｃ）全面に活性層及び第２化合物半導体層を形成し、次いで、
    （Ｄ）第２化合物半導体層上に、第１光反射層と対向した第２電極及び第２光反射層を形成する、
    各工程から成り、
    第１光反射層及び選択成長用マスク層を構成する多層膜は、誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    第２光反射層は誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    第１光反射層を構成する多層膜の層組成及び層数と、選択成長用マスク層を構成する多層膜の層組成及び層数とは同じである発光素子の製造方法。
  10. （Ａ）第１光反射層を形成するための第１の多層膜を基板の全面に形成した後、第１光反射層を形成するための第１の多層膜の部分を被覆して、全面に第２の多層膜を形成し、第２の多層膜及び第１の多層膜をパターニングすることで、第１の多層膜及び第２の多層膜から成る選択成長用マスク層、並びに、第１の多層膜から成る第１光反射層を得た後、
    （Ｂ）全面に第１化合物半導体層を形成した後、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層を研磨して、選択成長用マスク層上の第１化合物半導体層を除去し、第１光反射層上の第１化合物半導体層を残し、その後、
    （Ｃ）全面に活性層及び第２化合物半導体層を形成し、次いで、
    （Ｄ）第２化合物半導体層上に、第１光反射層と対向した第２電極及び第２光反射層を形成する、
    各工程から成り、
    第１光反射層を構成する第１の多層膜と選択成長用マスク層とを構成する第１の多層膜及び第２の多層膜は、誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    第２光反射層は誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されている発光素子の製造方法。
  11. （Ａ）基板に凹部及び凸部を設け、次いで、全面に多層膜を形成した後、多層膜をパターニングすることで、基板の凸部に多層膜から成る選択成長用マスク層を得、併せて、基板の凹部に多層膜から成る第１光反射層を得た後、
    （Ｂ）全面に第１化合物半導体層を形成した後、選択成長用マスク層を研磨ストッパ層として第１化合物半導体層を研磨して、選択成長用マスク層上の第１化合物半導体層を除去し、第１光反射層上の第１化合物半導体層を残し、その後、
    （Ｃ）全面に活性層及び第２化合物半導体層を形成し、次いで、
    （Ｄ）第２化合物半導体層上に、第１光反射層と対向した第２電極及び第２光反射層を形成する、
    各工程から成り、
    第１光反射層及び選択成長用マスク層を構成する多層膜は、誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    第２光反射層は誘電体多層膜又は半導体多層膜から構成されており、
    第１光反射層を構成する多層膜の層組成及び層数と、選択成長用マスク層を構成する多層膜の層組成及び層数とは同じである発光素子の製造方法。
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