WO2021192772A1 - 発光素子、発光素子ユニット、電子機器、発光装置、センシング装置及び通信装置 - Google Patents

Abstract

本開示の発光素子は、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が積層された積層構造体２０、第１化合物半導体層２１の第１面側に形成された第１光反射層４１、第２化合物半導体層２２の第２面側に形成された第２光反射層４２、第１化合物半導体層２１に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に電気的に接続された第２電極３２を備えており、活性層２３への電流の流入を制御する電流狭窄領域５２が設けられており、電流狭窄領域５２によって囲まれた電流注入領域５１の中心を通る積層構造体２０の厚さ方向の軸線をＺ軸、Ｚ軸と直交する方向をＸ方向、Ｘ方向及びＺ軸と直交する方向をＹ方向としたとき、電流注入領域５１は、長手方向がＹ方向に延びる細長い平面形状を有する。

Description

発光素子、発光素子ユニット、電子機器、発光装置、センシング装置及び通信装置

　本開示は、発光素子、より具体的には、面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）から成る発光素子、係る発光素子を備えた発光素子ユニット、電子機器、発光装置、センシング装置及び通信装置に関する。

　例えば、ＷＯ２０１８／０８３８７７Ａ１に開示された面発光レーザ素子から成る発光素子においては、２つの光反射層（Distributed Bragg Reflector 層、ＤＢＲ層）の間でレーザ光を共振させることによってレーザ発振が生じる。そして、ｎ型化合物半導体層（第１化合物半導体層）、化合物半導体から成る活性層（発光層）及びｐ型化合物半導体層（第２化合物半導体層）が積層された積層構造体を有する面発光レーザ素子において、ｐ型化合物半導体層上に透明導電材料から成る第２電極を形成し、第２電極の上に第２光反射層を形成する。また、ｎ型化合物半導体層上に（導電性の基板上にｎ型化合物半導体層が形成されている場合には基板の露出面上に）、第１光反射層及び第１電極を形成する。尚、本明細書において、「上」という概念は、活性層を基準として、活性層から離れる方向を指す場合があるし、「下」という概念は、活性層を基準として、活性層に近づく方向を指す場合があるし、「凸」、「凹」という概念は、活性層を基準としている場合がある。また、正射影像は、積層構造体（後述する）への正射影像である。

　発光素子においては、出射されるレーザ光に、屡々、高い直進性、云い換えれば、狭い出射角（放射角）が要求される。出射角が狭い方が、レーザ光を他の光学システムへと結合する際に外部に漏出するレーザ光の割合が減り、結合効率が高くなる。また、用いられる光学系も、小さく、簡素化することができるし、レンズ等の外部光学系無しで遠方を照射することも容易になる。更には、射出されたレーザ光を集光する際に、焦点深度が深いため、諸部品の位置精度等への要求も緩和することが可能である。

ＷＯ２０１８／０８３８７７Ａ１

　しかしながら、直進性の高い発光素子を得ることを考えた場合、光学的及び電気的に閉込め領域を効果的に拡大させる必要がある。上記のＷＯ２０１８／０８３８７７Ａ１に開示された技術において、第１光反射層は凹面鏡構造を有しており、これによって、横方向への拡がりを少なくさせた光場を素子領域（後述する）内に位置させることでレーザ発振を得る。そして、より狭い領域に光を閉じ込めることで低消費電力を実現している。しかしながら、光の閉込め領域が広い。それ故、出射角が大きく、ＦＦＰ（Far Field Pattern）は、例えば数度になり、狭い出射角といった要求を満足することができない場合がある。また、発光素子から出射される光、それ自体が或る種の形状（図形、模様等）を有するのであれば、このような発光素子を備えた電子機器等の構成、構造の簡素化を図ることができる。

　従って、本開示の第１の目的は、出射角（放射角）の狭い発光素子、及び、係る発光素子を備えた発光素子ユニットを提供することにある。また、本開示の第２の目的は、出射される光、それ自体が或る種の形状を有するような発光素子を提供することにある。更には、電子機器、発光装置、センシング装置、通信装置を提供することを目的とする。

　上記の第１の目的あるいは第２の目的を達成するための本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る発光素子は、
　第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、
　第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、
　活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層、
が積層された積層構造体、
　第１化合物半導体層の第１面側に形成された第１光反射層、
　第２化合物半導体層の第２面側に形成された第２光反射層、
　第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
　第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
を備えており、
　活性層への電流の流入を制御する電流狭窄領域が設けられている。

　そして、本開示の第１の態様に係る発光素子にあっては、電流狭窄領域によって囲まれた電流注入領域の中心を通る積層構造体の厚さ方向の軸線をＺ軸、Ｚ軸と直交する方向をＸ方向、Ｘ方向及びＺ軸と直交する方向をＹ方向としたとき、電流注入領域は、長手方向がＹ方向に延びる細長い平面形状を有する。

　また、本開示の第２の態様に係る発光素子にあっては、電流狭窄領域によって囲まれた電流注入領域の平面形状は、環状、一部が切り欠かれた環状、曲線によって囲まれた形状、複数の線分によって囲まれた形状、並びに、曲線及び線分によって囲まれた形状から成る群から選択された少なくとも１種類の形状から構成されている。

　上記の第１の目的を達成するための本開示の発光素子ユニットは、複数の発光素子から成る発光素子ユニットであって、
　各発光素子は、本開示の第１の態様に係る発光素子から構成されており、
　複数の発光素子はＸ方向に離間して配列されている。

　本開示の電子機器あるいは発光装置は、本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子、あるいは又、本開示の発光素子ユニットを備えている。

　本開示のセンシング装置は、
　本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子、あるいは又、本開示の発光素子ユニットを備えている光出射装置、及び、
　光出射装置から出射された光を受光する受光装置、
を有する。

　本開示の通信装置は、
　本開示の第２の態様に係る発光素子を、複数種、備えている光出射装置、及び、
　光出射装置から出射された光を受光する受光装置、
を有する。

図１は、実施例１の発光素子の模式的な一部端面図である。 図２の（Ａ）は、実施例１の発光素子を構成する電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に示す図であり、図２の（Ｂ）及び（Ｃ）は、図２の（Ａ）の矢印Ｂ－Ｂ及び矢印Ｃ－Ｃに沿った実施例１の発光素子の模式的な一部端面図である。 図３の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、実質的に図２の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）と同じ図であるが、各種パラメータを記入した図である。 図４は、実施例１の発光素子の変形例－１の模式的な一部端面図である。 図５は、実施例１の発光素子の変形例－２の模式的な一部端面図である。 図６は、実施例１の発光素子の変形例－３の模式的な一部端面図である。 図７は、実施例１の発光素子の変形例－４の模式的な一部端面図である。 図８は、実施例２の発光素子を構成する電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に示す図である。 図９は、実施例２の発光素子を構成する電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に示す図である。 図１０の（Ａ）は、実施例２の発光素子の変形例－１を構成する電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に示す図であり、図１０の（Ｂ）及び（Ｃ）は、図１０の（Ａ）の矢印Ｂ－Ｂ及び矢印Ｃ－Ｃに沿った実施例２の発光素子の変形例－１の模式的な一部端面図である。 図１１の（Ａ）は、実施例２の発光素子の変形例－２を構成する電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に示す図であり、図１１の（Ｂ）は、図１１の（Ａ）の矢印Ｂ－Ｂに沿った実施例２の発光素子の変形例－２の模式的な一部端面図である。 図１２は、実施例３の発光素子の模式的な一部端面図である。 図１３Ａ及び図１３Ｂは、実施例４の発光素子ユニットを構成する発光素子における電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に示す図である。 図１４は、実施例４の発光素子ユニットの模式的な一部端面図である。 図１５は、実施例４の発光素子ユニットの変形例－１の模式的な一部端面図である。 図１６は、実施例５の発光素子の模式的な一部端面図である。 図１７の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は、実施例５の発光素子を構成する電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に示す図である。 図１８の（Ａ）は、実施例５の発光素子を構成する電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に示す図であり、図１８の（Ｂ）は、実施例５の発光素子を構成する電流注入領域及び電流狭窄領域の配置状態を模式的に示す図である。 図１９の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）は、実施例５の発光素子を構成する電流注入領域の平面形状を模式的に示す図である。 図２０は、実施例７の発光素子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２２は、図２１Ｂ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積層構造体等の模式的な一部端面図である。 図２３は、図２２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積層構造体等の模式的な一部端面図である。 図２４Ａ、図２４Ｂ及び図２４Ｃは、図２３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第１化合物半導体層等の模式的な一部端面図である。 図２５Ａ、図２５Ｂ及び図２５Ｃは、実施例３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２６Ａ、図２６Ｂ及び図２６Ｃは、実施例３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２７Ａ及び図２７Ｂは、図２５Ｃに引き続き、実施例３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２８は、実施例７の発光素子の模式的な一部断面図と、縦モードＡと縦モードＢの２つの縦モードを重ね合わせた図である。 図２９Ａ及び図２９Ｂは、活性層によって決まるゲインスペクトル内に存在する縦モードを模式的に示す概念図である。

　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．本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子、本開示の発光素子ユニット等、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）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１～実施例２の変形）
５．実施例４（本開示の発光素子ユニット）
６．実施例５（本開示の第２の態様に係る発光素子）
７．実施例６（実施例１～実施例５の変形）
８．実施例７（実施例１～実施例６の変形）
９．実施例８（実施例７の変形）
１０．実施例９（実施例７の別の変形）
１１．実施例１０（本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子、本開示の発光素子ユニットの応用）
１２．実施例１１（本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子、本開示の発光素子ユニットの応用）
１３．実施例１２（本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子、本開示の発光素子ユニットの応用）
１４．その他

〈本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子、本開示の発光素子ユニット等、全般に関する説明〉
　本開示の第１の態様に係る発光素子において、電流注入領域のＹ方向に沿った幅をＬ_max-Y、Ｘ方向に沿った幅をＬ_min-Xとしたとき、
Ｌ_max-Y／Ｌ_min-X≧３
好ましくは、
Ｌ_max-Y／Ｌ_min-X≧２０
を満足する形態とすることができる。尚、電流注入領域のＹ方向に沿った幅Ｌ_max-Y、Ｘ方向に沿った幅Ｌ_min-Xにバラツキ、変動、変化がある場合には、あるいは又、幅Ｌ_min-Xを変化させる場合には、幅の平均をＬ_max-Y，Ｌ_min-Xとすればよい。以下の説明においても同様である。

　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において、第１光反射層は、活性層から離れる方向に向かって凸状の形状を有し、第２光反射層は、平坦な形状を有する形態とすることができる。そして、この場合、Ｚ軸に沿った共振器長Ｌ_ORとして、限定するものではないが、
１×１０^-5ｍ≦Ｌ_OR≦５×１０^-5ｍ
を挙げることができる。

　ここで、第１化合物半導体層の第２面を基準としたとき、第１光反射層が形成された基部面（後述する）の第１の部分は上に凸の形状を有する。基部面の第１の部分よりも外側の部分を第２の部分と呼ぶが、第２の部分は、第１化合物半導体層の第２面を基準としたとき、平坦であるか、あるいは又、第２面に向かって凹んでいる。基部面の第２の部分を周辺領域と呼ぶ場合もある。基部面の第２の部分に第１光反射層の延在部が形成されている場合もあるし、第２の部分に第１光反射層が形成されていない場合もある。

　基部面の第１の部分あるいは第２の部分をＸＺ仮想平面で切断したときの基部面の第１の部分あるいは第２の部分が描く形状（図形）は、円の一部、放物線の一部、サイン曲線の一部、楕円の一部、カテナリー曲線の一部である構成とすることができる。形状（図形）は、厳密には円の一部ではない場合もあるし、厳密には放物線の一部ではない場合もあるし、厳密にはサイン曲線の一部ではない場合もあるし、厳密には楕円の一部ではない場合もあるし、厳密にはカテナリー曲線の一部ではない場合もある。即ち、概ね円の一部である場合、概ね放物線の一部である場合、概ねサイン曲線の一部である場合、概ね楕円の一部である場合、概ねカテナリー曲線の一部である場合も、「形状は、円の一部、放物線の一部、サイン曲線の一部、概ね楕円の一部である、概ねカテナリー曲線の一部である」ことに包含される。これらの曲線の一部が線分で置き変えられていてもよい。基部面が描く形状（図形）は、基部面の形状を計測器で計測し、得られたデータを最小自乗法に基づき解析することで求めることができる。

　また、基部面の第１の部分をＹＺ仮想平面で切断したときの頂部が描く形状（図形）は、線分、及び、線分の一端及び他端から延びる円の一部、放物線の一部、サイン曲線の一部、楕円の一部、カテナリー曲線の一部である構成とすることができる。基部面の平坦な第２の部分をＹＺ仮想平面で切断したときの線分と、基部面の第１の部分をＹＺ仮想平面で切断したときの頂部が描く形状（図形）の線分の部分とは、平行である形態とすることができる。

　基部面の第１の部分をＸＺ仮想平面で切断したときの凸状の部分が描く形状の中心部の曲率半径Ｒ₁は、
１．５×１０^-5ｍ≦Ｒ₁≦１×１０^-3ｍ
好ましくは、
３×１０^-5ｍ≦Ｒ₁≦１．５×１０^-4ｍ
を満足することが望ましい。

　基部面の第２の部分は平坦であってもよいし、第１化合物半導体層の第２面に向かって凹んでいてもよい。後者の場合、ＸＺ仮想平面で切断したときの基部面の第２の部分の中心部の曲率半径Ｒ₂は、１×１０^-6ｍ以上、好ましくは３×１０^-6ｍ以上、より好ましくは５×１０^-6ｍ以上であることが望ましい。

　ここで、第１の部分から第２の部分に亙り微分可能であることが望ましい。即ち、基部面をｚ＝ｆ（ｘ，ｙ）で表すとき、基部面における微分値は、
∂ｚ／∂ｘ＝［∂ｆ（ｘ，ｙ）／∂ｘ］_y
∂ｚ／∂ｙ＝［∂ｆ（ｘ，ｙ）／∂ｙ］_x
で得ることができる。「滑らかである」とは、解析学上の用語である。例えば、実変数関数ｆ（ｘ）がａ＜ｘ＜ｂにおいて微分可能で、且つ、ｆ’（ｘ）が連続ならば、標語的に連続的微分可能であると云えるし、滑らかであるとも表現される。そして、第１の部分から第２の部分に亙る基部面において変曲点が存在する部分が、第１の部分と第２の部分の境界である。

　［第１の部分／第２の部分の周辺部から中心部まで］の形状は、
（Ａ）［上に凸の形状／下に凸の形状］
（Ｂ）［上に凸の形状／下に凸の形状から線分へと続く］
（Ｃ）［上に凸の形状／上に凸の形状から下に凸の形状へと続く］
（Ｄ）［上に凸の形状／上に凸の形状から下に凸の形状、線分へと続く］
（Ｅ）［上に凸の形状／線分から下に凸の形状へと続く］
（Ｆ）［上に凸の形状／線分から下に凸の形状、線分へと続く］
といったケースがある。尚、発光素子においては、第２の部分の中心部で基部面が終端している場合もある。

　更には、以上に説明した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において、第１光反射層の平面形状は、電流注入領域の平面形状に近似した形状（近似形の形状）である形態とすることができる。

　更には、以上に説明した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において、ＹＺ仮想平面における光の出射角θ_Yは２度以下である形態とすることができる。ＸＺ仮想平面における光の出射角をθ_Xで表す。発光素子のＦＦＰを求め、発光素子をＹＺ仮想平面で切断したと想定したときのＹＺ仮想平面上におけるＦＦＰから、周知の方法で出射角θ_Yを求めればよいし、発光素子をＸＺ仮想平面で切断したと想定したときのＸＺ仮想平面上におけるＦＦＰから、周知の方法で出射角θ_Xを求めればよい。出射角とは、ＦＦＰの光ビーム分布における最大光強度の半値全幅になる光強度が得られるときの出射角である。

　更には、以上に説明した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において、電流注入領域の平面形状は長円形である構成とすることができる。ここで、長円形とは、２本の平行な線分、２本の線分の一方の端部を結ぶ半円、及び、２本の線分の他方の端部を結ぶ半円から構成された形状である。２本の線分を２本の曲線で置き換えることもできる。

　あるいは又、以上に説明した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において、電流注入領域の平面形状は長方形である構成とすることができる。そして、このような構成にあっては、電流注入領域のＸ方向に平行な辺を含む側面は、電流狭窄領域に接していてもよいし、電流注入領域のＸ方向に平行な辺を含む端面は、例えば大気と接していてもよいし、電流注入領域のＸ方向に平行な辺を含む端面は、第１の誘電体層と第２の誘電体層とがＹ方向に交互に配列された層（積層膜）に接していてもよい。この積層膜の外面は、電流狭窄領域に接していてもよいし、例えば大気と接していてもよい。更には、これらの構成において、電流注入領域のＹ方向に平行な辺は、線分又は曲線から成る構成とすることができる。

　本開示の第２の態様に係る発光素子において、電流注入領域の平面形状は、文字あるいは図形によって構成される形態とすることができる。

　本開示の発光素子ユニットにあっては、各発光素子における電流注入領域のＹ方向に沿った幅をＬ_max-Y、Ｘ方向に沿った幅をＬ_min-Xとしたとき、
Ｌ_max-Y／Ｌ_min-X≧３
好ましくは、
Ｌ_max-Y／Ｌ_min-X≧２０
を満足し、
　Ｘ方向に沿った複数の発光素子の配列ピッチをＰ_Xとしたとき、
Ｐ_X／Ｌ_min-X≧１．５
好ましくは、
Ｐ_X／Ｌ_min-X≧５
を満足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ユニットにあっては、
　発光素子ユニット全体において、
　ＹＺ仮想平面における光の出射角θ_Y’は２度以下であり、
　ＸＺ仮想平面における光の出射角θ_X’は０．１度以下である形態とすることができる。

　更には、以上に説明した好ましい形態を含む本開示の発光素子ユニットにおいて、
　第１電極は、複数の発光素子において共通であり、
　第２電極は、各発光素子において個別に設けられている形態とすることができるし、あるいは又、
　第１電極は、複数の発光素子において共通であり、
　第２電極は、複数の発光素子において共通である形態とすることができる。

　更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の発光素子において、発光素子から出射される光の偏光状態の制御のために、第２電極には、一方向（例えば、第１の方向）に延びる複数の溝部が形成されている形態とすることができる。具体的には、第１の方向に延びる複数の溝部は、第２電極の厚さ方向と直交する仮想平面内（ＸＹ仮想平面内）に含まれる。溝部の形成ピッチＰ₀が入射する光の波長λ₀よりも有意に小さい場合、溝部の延在方向（第１の方向）に平行な平面で振動する光は、選択的に溝部において反射・吸収される。ここで、溝部のライン部とライン部との間の距離（第２の方向に沿ったスペース部の距離）を、溝部の形成ピッチＰ₀とする。すると、溝部に到達する光（電磁波）には縦偏光成分と横偏光成分が含まれるが、溝部を通過した電磁波は縦偏光成分が支配的な直線偏光となる。ここで、可視光波長帯に着目して考えた場合、溝部の形成ピッチＰ₀が溝部へ入射する光（電磁波）の実効波長λ_effよりも有意に小さい場合、第１の方向に平行な面に偏った偏光成分は溝部の表面で反射若しくは吸収される。一方、第２の方向に平行な面に偏った偏光成分を有する光が溝部に入射すると、溝部の表面を伝播した電場（光）は、溝部の裏面からの入射波長と同じ波長、同じ偏光方位のまま透過（出射）する。ここで、スペース部に存在する物質に基づき求められた平均屈折率をｎ_aveとしたとき、実効波長λ_effは、（λ₀／ｎ_ave）で表される。平均屈折率ｎ_aveとは、スペース部において存在する物質の屈折率と体積の積を加算して、スペース部の体積で除した値である。波長λ₀の値を一定とした場合、ｎ_aveの値が小さいほど、実効波長λ_effの値は大きくなり、従って、形成ピッチＰ₀の値を大きくすることができる。また、ｎ_aveの値が大きくなるほど、溝部における光透過率の低下、消光比の低下を招く。

　以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様～第２の態様に係る発光素子（以下、『本開示に発光素子等』と呼ぶ）において、積層構造体は、ＧａＮ系化合物半導体、ＩｎＰ系化合物半導体及びＧａＡｓ系化合物半導体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構成とすることができる。具体的には、積層構造体は、
（ａ）ＧａＮ系化合物半導体から成る構成
（ｂ）ＩｎＰ系化合物半導体から成る構成
（ｃ）ＧａＡｓ系化合物半導体から成る構成
（ｄ）ＧａＮ系化合物半導体及びＩｎＰ系化合物半導体から成る構成
（ｅ）ＧａＮ系化合物半導体及びＧａＡｓ系化合物半導体から成る構成
（ｆ）ＩｎＰ系化合物半導体及びＧａＡｓ系化合物半導体から成る構成
（ｇ）ＧａＮ系化合物半導体、ＩｎＰ系化合物半導体及びＧａＡｓ系化合物半導体から成る構成
を挙げることができる。

　本開示の発光素子等において、積層構造体の熱伝導率の値は、第１光反射層の熱伝導率の値よりも高い構成とすることができる。第１光反射層を構成する誘電体材料の熱伝導率の値は、一般に、１０ワット／（ｍ・Ｋ）程度あるいはそれ以下である。一方、積層構造体を構成するＧａＮ系化合物半導体の熱伝導率の値は、５０ワット／（ｍ・Ｋ）程度乃至１００ワット／（ｍ・Ｋ）程度である。

　本開示の発光素子等において、活性層と第１光反射層との間に各種の化合物半導体層（化合物半導体基板を含む）が存在する場合、この各種の化合物半導体層（化合物半導体基板を含む）を構成する材料にあっては、１０％以上の屈折率の変調が無いこと（積層構造体の平均屈折率を基準として、１０％以上の屈折率差が無いこと）が好ましく、これによって、共振器内の光場の乱れ発生を抑制することができる。

　本開示の発光素子等によって、第１光反射層を介してレーザ光を出射する面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）を構成することができるし、あるいは又、第２光反射層を介してレーザ光を出射する面発光レーザ素子を構成することもできる。場合によっては、発光素子製造用基板（後述する）を除去してもよい。

　本開示の発光素子等において、積層構造体は、具体的には、前述したとおり、例えば、ＡｌＩｎＧａＮ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、ＡｌＩｎＧａＮ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、（Ｉｎ_yＧａ_(1-y)Ｎ，ＧａＮ）、（Ｉｎ_yＧａ_(1-y)Ｎ，Ｉｎ_zＧａ_(1-z)Ｎ）［但し、ｙ＞ｚ］、（Ｉｎ_yＧａ_(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。

　あるいは又、積層構造体を構成するＩＩＩ族原子として、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、アルミニウム（Ａｌ）を挙げることができるし、積層構造体を構成するＶ族原子として、ヒ素（Ａｓ）、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）、窒素（Ｎ）を挙げることができる。具体的には、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＡｌＡｓＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＡｌＧａＡｓＳｂ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓを挙げることができるし、活性層を構成する化合物半導体として、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＰ、ＧａＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＧａＩｎＮ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓＳｂを挙げることができる。

　量子井戸構造として、２次元量子井戸構造、１次元量子井戸構造（量子細線）、０次元量子井戸構造（量子ドット）を挙げることができる。量子井戸を構成する材料として、例えば、Ｓｉ；Ｓｅ；カルコパイライト系化合物であるＣＩＧＳ（ＣｕＩｎＧａＳｅ）、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ₂）、ＣｕＩｎＳ₂、ＣｕＡｌＳ₂、ＣｕＡｌＳｅ₂、ＣｕＧａＳ₂、ＣｕＧａＳｅ₂、ＡｇＡｌＳ₂、ＡｇＡｌＳｅ₂、ＡｇＩｎＳ₂、ＡｇＩｎＳｅ₂；ペロブスカイト系材料；ＩＩＩ－Ｖ族化合物であるＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＮ、ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＧａＳｂ、ＧａＡｓＳｂ；ＣｄＳｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｉｎ₂Ｓｅ₃、Ｉｎ₂Ｓ₃、Ｂｉ₂Ｓｅ₃、Ｂｉ₂Ｓ₃、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳ、ＨｇＴｅ、ＨｇＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ、ＴｉＯ₂等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。

　積層構造体は、発光素子製造用基板の第２面上に形成され、あるいは又、化合物半導体基板の第２面上に形成される。尚、発光素子製造用基板あるいは化合物半導体基板の第２面は第１化合物半導体層の第１面と対向しており、発光素子製造用基板あるいは化合物半導体基板の第１面は発光素子製造用基板あるいは化合物半導体基板の第２面と対向している。発光素子製造用基板として、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、ＡｌＮ基板、ＬｉＭｇＯ基板、ＬｉＧａＯ₂基板、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄基板、ＩｎＰ基板、Ｓｉ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が、ＧａＮ基板の使用が欠陥密度の少ないことから好ましい。また、化合物半導体基板として、ＧａＮ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＡｓ基板を挙げることができる。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（第２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方位、あるいは、これらを特定方向にオフさせた面等を用いることもできる。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、例えば、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法，Metal Organic-Chemical Vapor Deposition 法、ＭＯＶＰＥ法，Metal Organic-Vapor Phase Epitaxy 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（ＨＶＰＥ法）、原子層堆積法（ＡＬＤ法， Atomic Layer Deposition 法）、マイグレーション・エンハンスト・エピタキシー法（ＭＥＥ法， Migration-Enhanced Epitaxy 法）、プラズマアシステッド物理的気相成長法（ＰＰＤ法）等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。

　ＧａＡｓ、ＩｎＰ材料は同じく閃亜鉛鉱構造である。これらの材料から構成された化合物半導体基板の主面として、（１００）、（１１１）ＡＢ、（２１１）ＡＢ、（３１１）ＡＢ等の面に加え、特定方向にオフさせた面を挙げることができる。尚、「ＡＢ」は９０°オフ方向が異なることを意味しており、このオフ方向により面の主材料がＩＩＩ族になるかＶ族になるかが決まる。これらの結晶面方位及び成膜条件を制御することにより、組成ムラやドット形状を制御することが可能となる。成膜方法として、ＧａＮ系と同じく、ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ法、ＭＥＥ法、ＡＬＤ法等の成膜方法が一般に用いられるが、これらの方法に限定するものではない。

　ここで、ＧａＮ系化合物半導体層の形成にあっては、ＭＯＣＶＤ法における有機ガリウム源ガスとして、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）ガスやトリエチルガリウム（ＴＥＧ）ガス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ガス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）ガスを用いればよいし、Ｉｎ源としてトリメチルインジウム（ＴＭＩ）ガスを用いればよい。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ガス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。

　積層構造体をＩｎＰ系化合物半導体あるいはＧａＡｓ系化合物半導体から構成する場合、ＩＩＩ族原料に関しては、有機金属原料であるＴＭＧａ、ＴＥＧａ、ＴＭＩｎ、ＴＭＡｌ等が一般的に用いられる。また、Ｖ族原料に関しては、アルシンガス（ＡｓＨ₃ガス）、ホスフィンガス（ＰＨ₃ガス）、アンモニア（ＮＨ₃）等が用いられる。尚、Ｖ族原料に関しては有機金属原料が用いられる場合もあり、例えば、ターシャリーブチルアルシン（ＴＢＡｓ）、ターシャリーブチルホスフィン（ＴＢＰ）、ジメチルヒドラジン（ＤＭＨｙ）、トリメチルアンチモン（ＴＭＳｂ）等を挙げることができる。これらの材料は低温で分解するため、低温成長において有効である。ｎ型ドーパントとして、Ｓｉ源としてモノシラン（ＳｉＨ₄）、Ｓｅ源としてセレン化水素（Ｈ₂Ｓｅ）等が用いられる。また、ｐ型ドーパントとして、ジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）、ビスシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｃｐ₂Ｍｇ）等が用いられる。ドーパント材料としては、ＧａＮ系と同様の材料が候補となる。

　第１化合物半導体層の第１面が基部面を構成する形態とすることができる。あるいは又、第１化合物半導体層の第１面と第１光反射層との間には化合物半導体基板（あるいは発光素子製造用基板）が配されており、基部面は化合物半導体基板（あるいは発光素子製造用基板）の表面から構成されている構成とすることができ、この場合、例えば、化合物半導体基板はＧａＮ基板から成る構成とすることができる。ＧａＮ基板として、極性基板、半極性基板、無極性基板のいずれを用いてもよい。化合物半導体基板の厚さとして、５×１０^-5ｍ乃至１×１０^-4ｍを例示することができるが、このような値に限定するものではない。あるいは又、第１化合物半導体層の第１面と第１光反射層との間には基材が配されており、あるいは又、第１化合物半導体層の第１面と第１光反射層との間には化合物半導体基板及び基材が配されており、基部面は基材の表面から構成されている構成とすることができる。基材を構成する材料として、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＯ₂等の透明な誘電体材料、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂を例示することができる。

　本開示の発光素子等の製造においては、発光素子製造用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、形成した後、発光素子製造用基板を除去してもよい。具体的には、発光素子製造用基板の上に形成された第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、発光素子製造用基板を除去して、第１化合物半導体層（第１化合物半導体層の第１面）を露出させればよい。発光素子製造用基板の除去は、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、ケミカル・メカニカル・ポリッシング法（ＣＭＰ法）、機械研磨法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法等のドライエッチング法、レーザを用いたリフトオフ法等によって、あるいは、これらの組合せによって、発光素子製造用基板の除去を行うことができる。

　第２光反射層を固定する支持基板は、例えば、発光素子製造用基板として例示し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１ｍｍ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、ハンダ接合法、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、接着剤を用いた方法等、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ハンダ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、発光素子製造用基板が残されている場合、発光素子製造用基板の第２面と対向する第１面上に形成すればよいし、あるいは又、化合物半導体基板の第２面と対向する第１面上に形成すればよい。また、発光素子製造用基板が残されていない場合、積層構造体を構成する第１化合物半導体層の第１面上に形成すればよい。この場合、第１化合物半導体層の第１面には第１光反射層が形成されるので、例えば、第１光反射層を取り囲むように第１電極を形成すればよい。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光反射層を取り囲むように第１電極を形成する場合、第１光反射層と第１電極とは接している構成とすることができる。あるいは又、第１光反射層と第１電極とは離間している構成とすることができる。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、第１電極の縁部の上にまで第１光反射層が形成されている状態を挙げることもできる。

　第２電極は、透明導電材料から成る構成とすることができる。透明導電材料として、インジウム系透明導電材料［具体的には、例えば、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）、ＩＴｉＯ（ＴｉドープのＩｎ₂Ｏ₃）、ＩｎＳｎ、ＩｎＳｎＺｎＯ］、錫系透明導電材料［具体的には、例えば、酸化錫（ＳｎＯ_X）、ＡＴＯ（ＳｂドープのＳｎＯ₂）、ＦＴＯ（ＦドープのＳｎＯ₂）］、亜鉛系透明導電材料［具体的には、例えば、酸化亜鉛（ＺｎＯ、ＡｌドープのＺｎＯ（ＡＺＯ）やＢドープのＺｎＯを含む）、ガリウム・ドープの酸化亜鉛（ＧＺＯ）、ＡｌＭｇＺｎＯ（酸化アルミニウム及び酸化マグネシウム・ドープの酸化亜鉛）］、ＮｉＯ、ＴｉＯ_Xを例示することができる。あるいは又、第２電極を構成する材料として、ガリウム酸化物、チタン酸化物、ニオブ酸化物、アンチモン酸化物、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し、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ₂Ｏ₄構造を有する酸化物といった透明導電材料を挙げることもできる。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。あるいは又、第２電極として低抵抗な半導体層を用いることもでき、この場合、具体的には、ｎ型のＧａＮ系化合物半導体層を用いることもできる。更には、ｎ型ＧａＮ系化合物半導体層と隣接する層がｐ型である場合、両者をトンネルジャンクションを介して接合することで、界面の電気抵抗を下げることもできる。

　第１電極及び第２電極上に、外部の電極あるいは回路（以下、『外部の回路等』と呼ぶ場合がある）と電気的に接続するために、第１パッド電極及び第２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。

　第１光反射層及び第２光反射層を構成する光反射層（分布ブラッグ反射鏡層、Distributed Bragg Reflector 層、ＤＢＲ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、ＳｉＮ_X、ＡｌＮ_X、ＡｌＧａＮ_X、ＧａＮ_X、ＢＮ_X等）、又は、フッ化物等を挙げることができる。具体的には、ＳｉＯ_X、ＴｉＯ_X、ＮｂＯ_X、ＺｒＯ_X、ＴａＯ_X、ＺｎＯ_X、ＡｌＯ_X、ＨｆＯ_X、ＳｉＮ_X、ＡｌＮ_X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、光反射層を得ることができる。例えば、ＳｉＯ_X／ＳｉＮ_Y、ＳｉＯ_X／ＴａＯ_X、ＳｉＯ_X／ＮｂＯ_Y、ＳｉＯ_X／ＺｒＯ_Y、ＳｉＯ_X／ＡｌＮ_Y等の多層膜が好ましい。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、発振波長（発光波長）λ₀、用いる材料の発振波長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、発振波長λ₀が４１０ｎｍの発光素子において、光反射層をＳｉＯ_X／ＮｂＯ_Y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。また、光反射層の光反射率は９５％以上であることが望ましい。光反射層の大きさ及び形状は、電流注入領域あるいは素子領域（これらに関しては後述する）を覆う限り、特に限定されない。

　光反射層は、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種類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種類以上とを組み合わせる方法等を挙げることができる。

　活性層への電流注入を規制するために、前述したとおり、電流注入領域が設けられている。電流注入領域と電流狭窄領域（電流非注入領域）との境界の形状、素子領域や電流狭窄領域に設けられた開口部の平面形状は、前述したとおりである。ここで、「素子領域」とは、狭窄された電流が注入される領域、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。

　積層構造体の側面や露出面を被覆層（絶縁膜）で被覆してもよい。被覆層（絶縁膜）の形成は、周知の方法に基づき行うことができる。被覆層（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。被覆層（絶縁膜）を構成する材料として、ＳｉＯ₂を含むＳｉＯ_X系材料、ＳｉＮ_X系材料、ＳｉＯ_YＮ_Z系材料、ＴａＯ_X、ＺｒＯ_X、ＡｌＮ_X、ＡｌＯ_X、ＧａＯ_Xを例示することができるし、あるいは又、ポリイミド系樹脂等の有機材料を挙げることもできる。被覆層（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に関する。実施例の発光素子は、レーザ光を出射する面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）から成る。実施例１の発光素子の模式的な一部端面図を図１に示し、実施例１の発光素子を構成する電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に図２の（Ａ）に示し、図２の（Ａ）の矢印Ｂ－Ｂ及び矢印Ｃ－Ｃに沿った実施例１の発光素子の模式的な一部端面図を図２の（Ｂ）及び（Ｃ）に示し、実質的に図２の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）と同じ図であるが、各種パラメータを記入した図を図３の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。

　尚、以下の説明で使用する各種記号（図３参照）の説明を、以下の表１に纏めた。参照番号に関しては、後述する。

〈表１〉
［発光素子］
　　λ₀ 　　：発振波長
　　Ｌ_OR　　：共振器長
　　θ_Y 　　：ＹＺ仮想平面における光の出射角
　　θ_X 　　：ＸＺ仮想平面における光の出射角
［第２電極３２］
　　Ｌ_32AB　：ＹＺ仮想平面における第２電極３２の長さ
　　Ｗ_32AB　：ＸＺ仮想平面における第２電極３２の長さ
　　ｒ_32CD　：ＸＹ仮想平面における第２電極３２の半円部分の半径
［電流注入領域５１］
　　Ｌ_max-Y ：電流注入領域５１のＹ方向に沿った幅（ＹＺ仮想平面における電流注入領域５１の長さ）
　　Ｌ_min-X ：電流注入領域５１のＸ方向に沿った幅（ＸＺ仮想平面における電流注入領域５１の長さ）
　　Ｌ_51AB　：長円形を構成する２本の平行な線分５１Ａ，５１Ｂの長さ
　　ｒ_51CD　：２本の線分５１Ａ，５１Ｂの一方の端部及び他端を結ぶ半円５１Ｃ，５１Ｄの半径
［基部面９０の第１の部分９１］
　　Ｒ₁ 　　：基部面９０の第１の部分９１をＸＺ仮想平面で切断したときの凸状の部分が描く形状の中心部９１_cの曲率半径
　　Ｒ_91BC　：ＹＺ仮想平面で切断したときの基部面９０の第１の部分９１の端部の曲率半径
　　Ｒ₂ 　　：ＸＺ仮想平面で切断したときの基部面９０の第２の部分９２の中心部９２_cの曲率半径
［発光素子ユニット］
　　Ｐ_X 　　：複数の発光素子の配列ピッチ
　　θ_Y’ 　：ＹＺ仮想平面における光の出射角
　　θ_X’ 　：ＸＺ仮想平面における光の出射角

　実施例１の発光素子１０Ａあるいは後述する実施例２～実施例１２における発光素子は、
　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、
　第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと面する活性層（発光層）２３、並びに、
　活性層２３と面する第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有する第２化合物半導体層２２、
が積層された積層構造体２０、
　第１化合物半導体層２１の第１面側に形成された第１光反射層４１、
　第２化合物半導体層２２の第２面側に形成された第２光反射層４２、
　第１化合物半導体層２１に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に電気的に接続された第２電極３２、
を備えており、
　活性層２３への電流の流入を制御する電流狭窄領域５２が設けられている。

　そして、実施例１の発光素子１０Ａにあっては、電流狭窄領域５２によって囲まれた電流注入領域５１の中心を通る積層構造体２０の厚さ方向の軸線をＺ軸、Ｚ軸と直交する方向をＸ方向、Ｘ方向及びＺ軸と直交する方向をＹ方向としたとき、電流注入領域５１は、長手方向がＹ方向に延びる細長い平面形状を有する。

　ここで、実施例１の発光素子１０Ａにおいて、電流注入領域５１のＹ方向に沿った幅をＬ_max-Y、Ｘ方向に沿った幅をＬ_min-Xとしたとき、
Ｌ_max-Y／Ｌ_min-X≧３
好ましくは、
Ｌ_max-Y／Ｌ_min-X≧２０
を満足する。

　また、実施例１の発光素子１０Ａにおいて、第１光反射層４１は活性層２３から離れる方向に向かって凸状の形状を有し、第２光反射層４２は平坦な形状を有する。そして、この場合、Ｚ軸に沿った共振器長Ｌ_ORとして、限定するものではないが、
１×１０^-5ｍ（１０μｍ）≦Ｌ_OR≦５×１０^-5ｍ（５０μｍ）
を挙げることができる。

　更には、実施例１の発光素子１０Ａにおいて、第１光反射層４１及び第２電極３２の平面形状は、電流注入領域５１の平面形状に近似した形状（近似形の形状）である。そして、電流注入領域５１の平面形状は長円形である。尚、長円形を構成する２本の平行な線分５１Ａ，５１Ｂの長さＬ_51AB、２本の線分５１Ａ，５１Ｂの一方の端部及び他端を結ぶ半円５１Ｃ，５１Ｄの半径ｒ_51CDについては後述する。また、ＹＺ仮想平面における第２電極３２の長さ（第２電極３２をＹＺ仮想平面で切断したときの第２電極３２における線分３２Ａ，３２Ｂの長さ）Ｌ_32AB、ＸＺ仮想平面における第２電極３２の長さ（第２電極３２をＸＺ仮想平面で切断したときの第２電極３２の長さ）Ｗ_32AB、ＸＹ仮想平面における第２電極３２の半円部分の半径ｒ_32CDについても後述する。第２電極３２の正射影像内に電流注入領域５１の正射影像が含まれる。また、電流狭窄領域５２の正射影像内に第２電極３２の正射影像が含まれる。

　ここで、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａが基部面９０を構成する。第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂを基準としたとき、第１光反射層４１が形成された基部面９０の第１の部分９１は上に凸の形状を有する。即ち、基部面９０は、活性層２３から離れる方向に向かって凸状の形状を有する。基部面９０の第１の部分９１よりも外側の部分である第２の部分９２は、実施例１にあっては、平坦であり、第１の部分９１を囲んでいる。第１光反射層４１は、基部面９０の第１の部分９１に形成されており、基部面９０の第２の部分９２には形成されていない。

　基部面９０の第１の部分９１をＹＺ仮想平面で切断したときの形状（図形）は、線分９１Ａ、及び、線分９１Ａの一端及び他端から延びる円の一部９１Ｂ，９１Ｃである（図３の（Ｂ）参照）。基部面９０の第２の部分９２をＹＺ仮想平面で切断したときの線分９２Ａと線分９１Ａとは平行である。また、基部面９０の第１の部分９１をＸＺ仮想平面で切断したときの凸状の部分が描く形状９１Ｄは、例えば、円の一部である（図３の（Ｃ）参照）。ＹＺ仮想平面で切断したときの基部面９０の第１の部分９１の端部９１Ｂ，９１Ｃの曲率半径Ｒ_91BCについては後述する。

　そして、図３の（Ｃ）に示すように、基部面９０の第１の部分９１をＸＺ仮想平面で切断したときの凸状の部分が描く形状９１Ｄ（第１の部分９１の描く曲線）の中心部９１_cの曲率半径Ｒ₁は、
１．５×１０^-5ｍ（１５μｍ）≦Ｒ₁≦１×１０^-3ｍ（１ｍｍ）
好ましくは、
３×１０^-5ｍ（３０μｍ）≦Ｒ₁≦１．５×１０^-4ｍ（１５０μｍ）
を満足することが望ましい。

　積層構造体２０は、ＧａＮ系化合物半導体、ＩｎＰ系化合物半導体及びＧａＡｓ系化合物半導体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構成とすることができる。

　以下、実施例１の発光素子１０Ａの構成の一例を説明する。

　第１化合物半導体層２１は、例えば、Ｓｉが２×１０¹⁶ｃｍ^-3程度ドーピングされたｎ－ＧａＮ層から成り、活性層２３はＩｎ_0.04Ｇａ_0.96Ｎ層（障壁層）とＩｎ_0.16Ｇａ_0.84Ｎ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、例えば、マグネシウムが１×１０¹⁹ｃｍ^-3程度ドーピングされたｐ－ＧａＮ層から成る。第１化合物半導体層２１の面方位は｛０００１｝面に限定されず、例えば、半極性面である｛２０－２１｝面等とすることもできる。Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕから成る第１電極３１は、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ又はＶ／Ｐｔ／Ａｕから成る第１パッド電極（図示せず）を介して外部の回路等と電気的に接続されている。一方、第２電極３２は、第２化合物半導体層２２の上に形成されており、第２光反射層４２は第２電極３２上に形成されている。第２電極３２の上の第２光反射層４２は平坦な形状を有する。第２電極３２の縁部の上には、外部の回路等と電気的に接続するための、例えば、Ｔｉ／Ｐｔ／ＡｕやＮｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｐｄ／Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｄ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｕから成る第２パッド電極（図示せず）が形成あるいは接続されていてもよい。第１光反射層４１及び第２光反射層４２は、Ｔａ₂Ｏ₅層とＳｉＯ₂層との積層構造や、ＳｉＮ層とＳｉＯ₂層との積層構造から成る。第１光反射層４１及び第２光反射層４２はこのように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。電流注入領域５１は、前述したとおりである。第１電極３１に設けられた開口部３１’、第１光反射層４１、絶縁層（電流狭窄層）３４に設けられた開口部３４Ａ、第２光反射層４２のそれぞれの平面形状は、限定するものではないが、電流注入領域５１の平面形状に近似した形状（近似形の形状）である。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導電型とは異なる第２導電型（具体的には、ｐ型）を有する。

　積層構造体２０には、電流注入領域５１、及び、電流注入領域５１を取り囲む電流狭窄領域（電流非注入領域）５２が形成されている。ここで、電流狭窄領域５２は、図１に示した例では、厚さ方向、第２化合物半導体層２２から第１化合物半導体層２１の一部に亙り形成されている。但し、電流狭窄領域５２は、厚さ方向、第２化合物半導体層２２の第２電極側の領域に形成されていてもよいし、第２化合物半導体層２２全体に形成されていてもよいし、第２化合物半導体層２２及び活性層２３に形成されていてもよい。電流狭窄領域５２は、例えば、不純物［例えば、ボロン、プロトン、リン、ヒ素、炭素、窒素、フッ素、酸素、ゲルマニウム、亜鉛及びシリコンから成る群から選択された少なくとも１種類のイオン（即ち、１種類のイオン又は２種類以上のイオン）］をイオン注入するイオン注入法に基づき形成することができ、導電性が低下した領域から成る電流狭窄領域５２を得ることができる。

　あるいは又、実施例１の発光素子の変形例－１の模式的な一部端面図を図４に示すように、電流狭窄領域５２を得るために、第２電極３２と第２化合物半導体層２２との間に絶縁材料（例えば、ＳｉＯ_XやＳｉＮ_X、ＡｌＯ_X）から成る絶縁層（電流狭窄層）３４を形成してもよく、絶縁層（電流狭窄層）３４には、第２化合物半導体層２２に電流を注入するための開口部３４Ａが設けられている。即ち、第２化合物半導体層２２は、第１領域２２Ａ、及び、第１領域２２Ａを囲む第２領域２２Ｂに区画され、第２化合物半導体層２２の第１領域２２Ａの上には第２電極３２が設けられており、第２化合物半導体層２２の第２領域２２Ｂは、絶縁層３４を介して第２電極３２と対向している。

　あるいは又、電流狭窄領域を得るために、第２化合物半導体層２２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、少なくとも積層された第２化合物半導体層２２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。あるいは又、第２化合物半導体層の第２面へのプラズマ照射（具体的には、アルゴン、酸素、窒素等）、又は、第２化合物半導体層の第２面へのアッシング処理、又は、第２化合物半導体層の第２面への反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理によって、電流狭窄領域を形成してもよい。第２化合物半導体層の第２面へのプラズマ照射を行うことで、第２化合物半導体層の導電性に劣化が生じ、電流狭窄領域は高抵抗状態となる。

　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３２は、電流狭窄により電流が流れる第２化合物半導体層２２の部分（電流注入領域５１）と電気的に接続されている必要がある。

　第２電極３２は第２パッド電極（図示せず）を介して外部の回路等に接続される。第１電極３１も、第１パッド電極（図示せず）を介して外部の回路等に接続される。第１光反射層４１を介して光が外部に出射されてもよいし、第２光反射層４２を介して光が外部に出射されてもよい。

　実施例１の発光素子１０Ａの積層構造体等の仕様を以下の表２及び表３に示す。尚、表２に仕様を示す実施例１の発光素子において、第２パッド電極は、発光素子からの光の出射を妨げない位置に設けられており、第１光反射層４１を介しての光の出射、第２光反射層４２を介しての光の出射のどちらも可能な構造である。一方、表３に仕様を示す実施例１の発光素子にあっては、第２パッド電極は第２光反射層４２及び第２電極３２を覆うように形成されており、第１光反射層４１を介して光が出射される構造である。このような第２パッド電極を設けることで、活性層２３で生成した光が第１光反射層４１に向かって反射され、発光効率の向上を図ることができる。

〈表２〉
第２パッド電極　　　　　　Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ
第２光反射層４２　　　　　ＳｉＯ₂／Ｔａ₂Ｏ₅（１１．５ペア）
第２電極３２　　　　　　　ＩＴＯ（厚さ：３０ｎｍ）
第２化合物半導体層２２　　ｐ－ＧａＮ（厚さ：１１０ｎｍ）
活性層２３　　　　　　　　多重量子井戸構造（総厚：１５ｎｍ）
　　井戸層　　　　　　　　ＩｎＧａＮ
　　バリア層　　　　　　　ＧａＮ
第１化合物半導体層２１　　ｎ－ＧａＮ（Ｓｉドープ：１×１０¹⁸ｃｍ^-3）
第１光反射層４１　　　　　ＳｉＯ₂／ＳｉＮ（１４ペア）
第１パッド電極　　　　　　Ｖ／Ｐｔ／Ａｕ

λ₀ 　　　　　　　　　　　４４５ｎｍ
Ｌ_OR　　　　　　　　　　　　２５μｍ
θ_Y 　　　　　　　　　　　　　１度以下
θ_X 　　　　　　　　　　　　　９度
Ｌ_32AB　　　　　　　　　　　４６μｍ
Ｗ_32AB　　　　　　　　　　　３０μｍ
ｒ_32CD　　　　　　　　　　　１５μｍ
Ｌ_max-Y 　　　　　　　　　　５０μｍ
Ｌ_min-X 　　　　　　　　　　　４μｍ
Ｌ_51AB　　　　　　　　　　　４６μｍ
ｒ_51CD　　　　　　　　　　　　２μｍ
Ｒ₁ 　　　　　　　　　　　　３５μｍ
Ｒ_91BC　　　　　　　　　　　３５μｍ

〈表３〉
第２パッド電極　　　　　　Ｎｉ／Ｐｔ／Ａｕ
第２光反射層４２　　　　　ＳｉＯ₂／Ｔａ₂Ｏ₅（１４ペア）
第２電極３２　　　　　　　ＩＴＯ（厚さ：４０ｎｍ）
第２化合物半導体層２２　　ｐ－ＧａＮ（厚さ：１００ｎｍ）
活性層２３　　　　　　　　多重量子井戸構造（総厚：２０ｎｍ）
　　井戸層　　　　　　　　ＩｎＧａＮ
　　バリア層　　　　　　　ＧａＮ
第１化合物半導体層２１　　ｎ－ＧａＮ（Ｇｅドープ：５×１０¹⁸ｃｍ^-3）
第１光反射層４１　　　　　ＳｉＯ₂／ＳｉＮ（８ペア）
第１パッド電極　　　　　　Ｖ／Ｐｔ／Ａｕ

λ₀ 　　　　　　　　　　　４５５ｎｍ
Ｌ_OR　　　　　　　　　　　　２０μｍ
θ_Y 　　　　　　　　　　　　　１度以下
θ_X 　　　　　　　　　　　　　７度
Ｌ_32AB　　　　　　　　　　　４６μｍ
Ｗ_32AB　　　　　　　　　　　４０μｍ
ｒ_32CD　　　　　　　　　　　２０μｍ
Ｌ_max-Y 　　　　　　　　　　５０μｍ
Ｌ_min-X 　　　　　　　　　　　４μｍ
Ｌ_51AB　　　　　　　　　　　４６μｍ
ｒ_51CD　　　　　　　　　　　　２μｍ
Ｒ₁ 　　　　　　　　　　　　２５μｍ
Ｒ_91BC　　　　　　　　　　　６０μｍ

　表２及び表３から、ＹＺ仮想平面における光の出射角θ_Yを２度以下にすることができることが判る。

　以下、実施例１の発光素子１０Ａの製造方法の概要を説明する。

　先ず、積層構造体２０を形成した後、第２化合物半導体層２２の第２面側に第２光反射層４２を形成する。

　　［工程－１００］
　具体的には、厚さ０．４ｍｍ程度の化合物半導体基板１１の第２面１１ｂ上に、
　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、
　第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂと面する活性層（発光層）２３、並びに、
　活性層２３と面する第１面２２ａ、及び、第１面２２ａと対向する第２面２２ｂを有する第２化合物半導体層２２、
が積層された、ＧａＮ系化合物半導体から成る積層構造体２０を形成する。より具体的には、周知のＭＯＣＶＤ法によるエピタキシャル成長法に基づき、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を、化合物半導体基板１１の第２面１１ｂ上に、順次、形成することで、積層構造体２０を得ることができる（図２１Ａ参照）。

　　［工程－１１０］
　次いで、ボロンイオンを用いた周知のイオン注入法に基づき、電流狭窄領域５２を積層構造体２０に形成する（図２１Ｂ参照）。

　　［工程－１２０］
　その後、第２化合物半導体層２２上に、スパッタリング法に基づき第２電極３２を形成する。

　　［工程－１３０］
　次いで、第２電極３２の上に第２光反射層４２を形成する。具体的には、第２電極３２の上から第２パッド電極の上に亙り、スパッタリング法や真空蒸着法といった成膜法とウェットエッチング法やドライエッチング法といったパターニング法との組合せに基づき第２光反射層４２を形成する。第２電極３２の上の第２光反射層４２は平坦な形状を有する。こうして、図２２に示す構造を得ることができる。

　　［工程－１４０］
　次いで、第２光反射層４２を、接合層４８を介して支持基板４９に固定する（図２３参照）。具体的には、第２光反射層４２を、接着剤から成る接合層４８を用いて、サファイア基板から構成された支持基板４９に固定する。

　　［工程－１５０］
　次いで、化合物半導体基板１１を、機械研磨法やＣＭＰ法に基づき薄くし、更に、エッチングを行うことで、化合物半導体基板１１を除去する。

　　［工程－１６０］
　その後、第１光反射層４１を形成すべき基部面９０（具体的には、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ）の第１の部分９１を形成すべき領域の上に犠牲層８１を形成した後、犠牲層８１の表面を凸状とする。具体的には、レジスト材料層を第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上に形成し、基部面９０の第１の部分９１を形成すべき領域の上にレジスト材料層を残すようにレジスト材料層をパターニングした後（図２４Ａ参照）、残されたレジスト材料層に加熱処理を施すことで、表面が凸状の犠牲層８１’を得ることができる（図２４Ｂ参照）。次いで、犠牲層８１’をエッチバックし、更に、基部面９０から内部（即ち、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａから第１化合物半導体層２１の内部）に向けてエッチバックすることで、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂを基準としたとき、基部面９０の第１の部分９１に凸部を形成することができる（図２４Ｃ参照）。基部面９０の第１の部分９１と第１の部分９１の間の領域に相当する第２の部分９２は平坦である。エッチバックは、ＲＩＥ法等のドライエッチング法に基づき行うこともできるし、塩酸、硝酸、フッ酸、リン酸やこれらの混合物等を用いてウェットエッチング法に基づき行うこともできる。尚、図２４Ａ、図２４Ｂ及び図２４Ｃ、並びに、後述する図２５Ａ、図２５Ｂ、図２５Ｃ、図２６Ａ、図２６Ｂ、図２６Ｃ、図２７Ａ及び図２７Ｂにあっては、活性層や第２化合物半導体層、第２光反射層等の図示を省略している。

　　［工程－１７０］
　次に、基部面９０の凸部９１の上に第１光反射層４１を形成する。具体的には、基部面９０の全面に、スパッタリング法や真空蒸着法といった成膜法に基づき第１光反射層４１を成膜した後、第１光反射層４１をパターニングすることで、基部面９０の凸部９１の上に第１光反射層４１を得ることができる。その後、基部面９０の第１光反射層４１が形成されていない領域の上に、第１電極３１を形成する。以上によって、図１に示した実施例１の発光素子１０Ａを得ることができる。第１電極３１を第１光反射層４１よりも突出させれば、第１光反射層４１を保護することができる。そして、外部の電極あるいは回路（発光素子を駆動する回路）と電気的に接続すればよい。具体的には、第１電極３１及び図示しない第１パッド電極を介して第１化合物半導体層２１を外部の回路等に接続し、また、第２電極３２、第２パッド電極を介して第２化合物半導体層２２を外部の回路等に接続すればよい。次いで、パッケージや封止することで、実施例１の発光素子１０Ａを完成させる。

　ところで、半導体レーザの物理学上の背景として、３つの著名な発見が挙げられる。

　その１は、アインシュタインによって予言された誘導放出である。これは、或る状態から別の状態へと遷移する際に、ある特定のモードが増強される現象である。遷移元の状態が反転分布していること、そして遷移先の状態がボソンである場合に、このような現象が生じる。半導体レーザの場合、反転分布状態になった電子－ホールを光に遷移（誘導放出）させることで特定のモードを有するレーザ光が発生する。このとき、電子－ホールを反転分布状態に導くために、局所的に電流を注入すること、即ち、狭い領域に電子と光を閉じ込めることが求められる。

　その２は、シュレディンガーによって予言された状態の不確定性に関する考察である。光をはじめとする量子は複数の状態を同時に取ることができ、観測することによってその状態が確定することが予言された。これは、「シュレディンガーの猫」と呼ばれる思考実験として有名である。このように或る量子が複数の状態を同時に取る場合、それらの状態が互いに「重なり合っている」「結合（カップリング）している」「位相が一致している（コヒーレントである）」などと表現されることが多い。

　その３は、ハイゼンベルクが提言した不確定性原理である。これは、量子が有する各物理量の不確定性の度合いには、互いに因果関係があるとするものである。特に、位置と運動量の不確定性には互いに反比例の関係があることが予言された。これは、半導体レーザにおいては、光ビームの最小幅（あるいは進行方向と垂直な平面内における光ビームの位置の不確定性）と出射角（放射角）の関係に他ならない。光ビームの最小幅を拡大することで、出射角が抑制され、直進性の高い光が得られることは、量子力学以前から回折現象としても知られている。

　ハイゼンベルクの不確定性原理によると、光ビームの最小幅（あるいは進行方向と垂直な平面内における位置の不確定性）を広くすることが、云い換えれば、光ビームの幅を拡げることが、出射角の縮小に有効である。この目的を達するためには、光閉込め領域を拡大させることが重要である。例えば、今日広く用いられているリッジ導波路型端面レーザの場合にはリッジ幅の拡大、酸化狭窄型の面発光レーザ素子の場合には非酸化狭窄領域の拡大、即ち、電流注入領域の拡大といったアプローチが考えられる。しかしながら、電流注入領域の拡大を図る場合、レーザ光が面発光レーザ素子内に広く分布せず、複数のモードが種々の領域において局所的に非同軸的な空間配置をもって個別に発生する場合がある。この場合、空間的な不確定性が低下するために、設計した光閉込め領域の大きさに見合った出射角が得られず、寧ろ、増大してしまう。例えば、面発光レーザ素子の場合、光反射層のうねりや、化合物半導体結晶に存在する欠陥、導電性の不均一といった現象に起因して、面発光レーザ素子の或る領域と別の領域とで、別個のモードが支配的になる虞がある。このような場合、光閉込め領域の大きさほどにはレーザ光の量子状態は広がらないため、光ビームの出射角は、光が光閉込め領域全体に広がった場合に比べると、大きくなってしまう。つまり、広い光閉込めを実現するには、ただ単純に光学的な閉込め領域を拡大するだけでは不十分である。

　また、半導体レーザ素子においては、光が閉じ込められる領域と電流が閉じ込められる領域とは互いに重なり合っている。よって、多くの場合、電流注入領域を拡大させることも必要である。但し、大きな領域に電流を注入する場合、反転分布を得るためにより大きな電流が必要になるため、消費電力の増大、発熱の増大、信頼性の悪化という問題が付随する。

　実施例１の発光素子にあっては、広い光閉込め領域を実現するために、光学的な閉込め領域を拡大するだけでなく、電流注入領域も拡大する必要があるが、そのために、電流注入領域は、長手方向がＹ方向に延びる細長い平面形状を有するといった形状的な特異性を有する。その結果、発光素子から出射される光ビームのＹ方向に沿った幅が拡大し、光ビームのＹ方向に沿った出射角の縮小が可能となる。即ち、ＹＺ仮想平面における光の出射角θ_Yを、ＸＺ仮想平面における光の出射角θ_Xよりも小さくすることができる。そして、これによって、従来の発光素子には無い、光ビームのＹＺ仮想平面における直進性の高い光ビームを有する発光素子を得ることができる。

　また、Ｙ方向における光場狭窄領域の端部領域の形状を平面的に円形（立体的に球形）とすれば、端部領域から発光素子の外部に逃げようとする光を発光素子内部に閉じ込めることが可能となり、光のロスが減り、発光素子の発光効率の向上を図ることができる。

　また、実施例１の発光素子における出射光の断面形状（出射光の進行方向に垂直な仮想平面で出射光を切断したと想定したときの出射光の形状）は、Ｙ方向に延びる「棒状」あるいは「Ｉ字状」の形状である。そして、例えば、Ｘ方向の一層広い範囲を照射したい場合、レンズ等の外部光学系無しで、あるいは又、簡素な外部光学系を用いて、このような要求を満足しつつ、遠方を容易に照射することが可能になるし、Ｙ方向に放射の少ない直進性の高い光ビーム、Ｘ方向に高い品質のガウシアンプロファイルを有する光ビームを得ることができる。また、従来の発光素子に比べて、活性層（発光層）のより多く体積を発光に寄与させることができるので、発光素子の出力の増加（例えば、１００ミリワット以上）を達成することが可能となる。しかも、第２電極から電流注入領域の各領域に至るまでの距離を短くすることができるので、大きな面積の活性層に均一に電流を流すことができ、従来の発光素子と比較して、高効率の発光素子駆動を行うことができる。

　模式的な一部端面図を図５に示す実施例１の発光素子の変形例－２において、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａと第１光反射層４１との間には化合物半導体基板１１が配されており（残されており）、基部面９０は化合物半導体基板１１の表面（第１面１１ａ）から構成されている。尚、図５においては、実施例１の変形例－１の発光素子に基づく発光素子を図示しているが、これに限定するものではない。

　実施例１の発光素子の変形例－２は、実施例１の［工程－１５０］と同様の工程において、化合物半導体基板１１を薄くし、鏡面仕上げを施す。化合物半導体基板１１の第１面１１ａの表面粗さＲａの値は１０ｎｍ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。その後、化合物半導体基板１１の露出面（第１面１１ａ）の上に、実施例１の［工程－１６０］における犠牲層を形成し、以下、実施例１の［工程－１６０］以降の工程と同様の工程を実行し、実施例１における第１化合物半導体層２１の代わりに化合物半導体基板１１に第１の部分９１及び第２の部分９２から成る基部面９０を設け、発光素子を完成させればよい。また、第１電極３１は化合物半導体基板１１の上に形成すればよい。

　代替的に、第１光反射層４１を、発光素子製造用基板としてのサファイア基板の上に形成してもよい。この場合、第１電極３１を、図示しない領域において、第１化合物半導体層２１に接続すればよい。

　あるいは又、模式的な一部端面図を図６に示す実施例１の発光素子の変形例－３において、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａと第１光反射層４１との間には基材９５が配されており、基部面９０は基材９５の表面から構成されている。あるいは又、模式的な一部端面図を図７に示す実施例１の発光素子の変形例－４において、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａと第１光反射層４１との間には化合物半導体基板１１及び基材９５が配されており、基部面９０は基材９５の表面から構成されている。基材９５を構成する材料として、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＯ₂等の透明な誘電体材料、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂等を挙げることができる。尚、図６、図７においても、実施例１の変形例－１の発光素子に基づく発光素子を図示しているが、これに限定するものではない。

　図６に示す実施例１の発光素子の変形例－３は、実施例１の［工程－１５０］と同様の工程において、化合物半導体基板１１を除去し、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上に基部面９０を有する基材９５を形成する。具体的には、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上に、例えば、ＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層を形成し、次いで、第１の部分９１を形成すべきＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層の上にパターニングされたレジスト層を形成し、レジスト層を加熱することでレジスト層をリフローさせて、レジストパターンを得る。レジストパターンには第１の部分の形状と同じ形状（あるいは類似した形状）が付与される。そして、レジストパターン及びＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層をエッチバックすることによって、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上に、第１の部分９１及び第２の部分９２が設けられた基材９５（ＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層から成る）を得ることができる。次いで、基材９５の所望の領域の上に周知の方法に基づき第１光反射層４１を形成すればよい。

　あるいは又、図７に示す実施例１の発光素子の変形例－４は、実施例１の［工程－１５０］と同様の工程において、化合物半導体基板１１を薄くし、鏡面仕上げを施した後、化合物半導体基板１１の露出面（第１面１１ａ）の上に基部面９０を有する基材９５を形成する。具体的には、化合物半導体基板１１の露出面（第１面１１ａ）の上に、例えば、ＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層を形成し、次いで、第１の部分９１を形成すべきＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層の上にパターニングされたレジスト層を形成し、レジスト層を加熱することでレジスト層をリフローさせて、レジストパターンを得る。レジストパターンには第１の部分の形状と同じ形状（あるいは類似した形状）が付与される。そして、レジストパターン及びＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層をエッチバックすることによって、化合物半導体基板１１の露出面（第１面１１ａ）の上に、第１の部分９１及び第２の部分９２が設けられた基材９５（ＴｉＯ₂層又はＴａ₂Ｏ₅層から成る）を得ることができる。次いで、基材９５の所望の領域の上に周知の方法に基づき第１光反射層４１を形成すればよい。

　実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の発光素子を構成する電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に図８あるいは図９に示すが、実施例２の発光素子において、電流注入領域５１の平面形状は長方形である。一方、第２電極３２の平面形状は、長円形であり（図８）、あるいは又、四隅が丸みを帯びた長方形である（図９参照）。電流狭窄領域５２は電流注入領域５１を囲んでいる。実施例１と同様に、第２電極３２の正射影像内に電流注入領域５１の正射影像が含まれる。また、電流狭窄領域５２の正射影像内に第２電極３２の正射影像が含まれる。

　実施例２の発光素子の積層構造体等の仕様を以下の表４に示す。表４に示す仕様を有する発光素子において、第２パッド電極は第２光反射層４２及び第２電極３２を覆うように形成されており、第１光反射層４１を介して光が出射される構造である。電流注入領域５１のＹ方向に平行な辺は、線分又は曲線から成る構成とすることができる。図８、図９の矢印Ｂ－Ｂに沿った模式的な一部端面図及び図８、図９の矢印Ｃ－Ｃに沿った模式的な一部端面図は、実質的に、図２の（Ｂ）及び（Ｃ）に示した模式的な一部端面図と同じである。

〈表４〉
第２パッド電極　　　　　　Ｔｉ／Ａｕ
第２光反射層４２　　　　　ＳｉＯ₂／Ｔａ₂Ｏ₅（１４ペア）
第２電極３２　　　　　　　ＩＴＯ（厚さ：２０ｎｍ）
第２化合物半導体層２２　　ｐ－ＧａＮ（厚さ：１００ｎｍ）
活性層２３　　　　　　　　多重量子井戸構造（総厚：２５ｎｍ）
　　井戸層　　　　　　　　ＩｎＧａＮ（Ｓｉドープ：２×１０¹⁸ｃｍ^-3）
　　バリア層　　　　　　　ＧａＮ
第１化合物半導体層２１　　ｎ－ＧａＮ
第１光反射層４１　　　　　ＳｉＯ₂／ＳｉＮ（９ペア）
第１パッド電極　　　　　　Ｖ／Ｐｔ／Ａｕ

λ₀ 　　　　　　　　　　　４０５ｎｍ
Ｌ_OR　　　　　　　　　　　　３５μｍ
θ_Y 　　　　　　　　　　　　　１度以下
θ_X 　　　　　　　　　　　　１５度
Ｌ_32AB　　　　　　　　　　５００μｍ
Ｗ_32AB　　　　　　　　　　　２５μｍ
ｒ_32CD　　　　　　　　　　　２５μｍ
Ｌ_max-Y 　　　　　　　　　　２５μｍ
Ｌ_min-X 　　　　　　　　　　　６μｍ
Ｌ_51AB　　　　　　　　　　　２５μｍ
ｒ_51CD　　　　　　　　　　　－－
Ｒ₁ 　　　　　　　　　　　　４５μｍ
Ｒ₁ 　　　　　　　　　　　　２０μｍ
Ｒ_91BC　　　　　　　　　　　２０μｍ

　実施例２の発光素子は、表２に示した実施例１の発光素子よりもＬ_max-Yの値が小さく、Ｌ_min-Xの値が大きい。それ故、θ_Yの値、θ_Xの値も、表２に示した実施例１の発光素子よりも大きくなる。この結果から、Ｌ_max-Yの値、Ｌ_min-Xの値を適切に設計することで、発光素子からの光ビームの出射角を所望の値とすることができること、即ち、出射角を制御することができることが判った。また、Ｙ方向における光場狭窄領域の端部領域の形状を平面的に円形（立体的に球形）とすれば、端部領域から発光素子の外部に逃げようとする光を発光素子内部に閉じ込めることが可能であり、光のロスが減り、発光素子の発光効率の向上を図ることができる。しかも、電流注入領域の平面形状は長方形であるが故に、電流注入領域のＹ方向における端部領域に電流が過度に流れ込むことを防止することができ、端部領域における発光状態の局所化を抑制することができる結果、素子領域全域における発光状態をコヒーレンスに保つことができる。また、発光素子の製造歩留りの向上を図ることができる。

　実施例２の発光素子の２つを、Ｙ方向に沿って、それぞれのＹＺ仮想平面が重なるように配列した。Ｙ方向に沿った、２つの発光素子における第２電極３２と第２電極３２との間の距離を５μｍとした。その結果、Ｙ方向の光の位置の不確定性を１つの発光素子の場合と比べて増大させることができ、θ_Yの値は０．０１度以下となった。また、Ｙ方向の電流注入領域５１の合計長さは５０μｍと同じであっても、１つの発光素子（実施例１参照）よりも２つの発光素子（実施例２参照）を配列させるといった構造とすることで、θ_Yの値がより小さな値となった。

　実施例２の発光素子の変形例－１を構成する電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に図１０の（Ａ）に示し、図１０の（Ａ）の矢印Ｂ－Ｂ及び矢印Ｃ－Ｃに沿った実施例２の発光素子の変形例－１の模式的な一部端面図を図１０の（Ｂ）及び（Ｃ）に示す。この変形例－１において、電流注入領域５１及び第２電極３２の平面形状は長方形である。そして、Ｘ方向に平行な第２電極３２の辺の正射影像と、Ｘ方向に平行な電流注入領域５１の辺の正射影像は、一致している（図１０の（Ａ）、（Ｂ）参照）。あるいは又、Ｘ方向に平行な電流注入領域５１の辺の正射影像とＸ方向に平行な第２電極３２の辺の正射影像との間の距離は５μｍ以内である。即ち、Ｘ方向に平行な電流注入領域５１の辺の正射影像を基準として、Ｘ方向に平行な第２電極３２の辺の正射影像はＹ方向、外側に、５μｍ以内、離れて位置してもよいし、あるいは又、内側に、５μｍ以内、離れて位置してもよい。このような構成とすることで、平面形状が長方形の電流注入領域５１のＹ方向における端部領域に電流が過度に流れ込むことを防止することができ、端部領域における発光状態の局所化を抑制することができる結果、素子領域全域における発光状態をコヒーレンスに保つことができる。また、発光素子の製造歩留りの向上を図ることもできる。実施例２の発光素子の変形例－１の積層構造体等の仕様を以下の表５に示す。電流注入領域５１のＸ方向に平行な辺を含む側面は、電流狭窄領域５２に接していてもよいし、電流注入領域５１のＸ方向に平行な辺を含む端面は、積層構造体２０の切断面から構成されていてもよい。即ち、電流注入領域５１のＸ方向に平行な辺を含む端面は、例えば大気と接していてもよい。更には、電流注入領域５１のＹ方向に平行な辺は、線分又は曲線から成る構成とすることができる。

〈表５〉
第２パッド電極　　　　　　Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ
第２光反射層４２　　　　　ＳｉＯ₂／Ｔａ₂Ｏ₅（１１．５ペア）
第２電極３２　　　　　　　ＩＴＯ（厚さ：３０ｎｍ）
第２化合物半導体層２２　　ｐ－ＧａＮ（厚さ：１４０ｎｍ）
活性層２３　　　　　　　　多重量子井戸構造（総厚：１５ｎｍ）
　　井戸層　　　　　　　　ＩｎＧａＮ（Ｓｉドープ：１×１０¹⁸ｃｍ^-3）
　　バリア層　　　　　　　ＧａＮ
第１化合物半導体層２１　　ｎ－ＧａＮ
第１光反射層４１　　　　　ＳｉＯ₂／ＳｉＮ（１４ペア）
第１パッド電極　　　　　　Ｖ／Ｐｔ／Ａｕ

λ₀ 　　　　　　　　　　　５１５ｎｍ
Ｌ_OR　　　　　　　　　　　　１５μｍ
θ_Y 　　　　　　　　　　　　　２度以下
θ_X 　　　　　　　　　　　　１５度
Ｌ_32AB　　　　　　　　　　　５０μｍ
Ｗ_32AB　　　　　　　　　　　２５μｍ
ｒ_32CD　　　　　　　　　　　－－
Ｌ_max-Y 　　　　　　　　　　５０μｍ
Ｌ_min-X 　　　　　　　　　　　４μｍ
Ｌ_51AB　　　　　　　　　　　５０μｍ
ｒ_51CD　　　　　　　　　　　－－
Ｒ₁ 　　　　　　　　　　　　２５μｍ

　実施例２の発光素子の変形例－２を構成する電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に図１１の（Ａ）に示し、矢印Ｂ－Ｂに沿った模式的な一部端面図を図１１の（Ｂ）に示す。この変形例－２は変形例－１の変形であり、電流注入領域５１のＸ方向に平行な辺を含む端面は、第１の誘電体層と第２の誘電体層とがＹ方向に交互に配列された層（積層膜）６０に接している。この積層膜６０の外面は、電流狭窄領域５２に接していてもよいし、例えば大気と接していてもよい。積層膜６０の外面が電流狭窄領域５２に接している形態にあっては、積層膜６０は、例えば、光反射層と積層方向（交互の配列方向）が異なるものの、同様の構成、構造を有する。具体的には、積層構造体の一部に凹部（溝部）を形成し、例えば、スパッタリング法に基づき、この凹部（溝部）内を光反射層と同様の材料で、順次、埋め込むことで、積層構造体の積層方向と直交する仮想平面で積層膜を切断したとき、誘電体層が交互に配列された積層膜を得ることができる。また、積層膜６０の外面が大気と接している形態にあっては、電流注入領域５１のＸ方向に平行な辺を含む端面を、積層構造体のエッチング等によって、あるいは又、積層構造体を切断することで、露出させた後、例えば、スパッタリング法に基づき、この端面上に光反射層と同様の材料から成る層を、順次、形成することで、積層膜６０を得ることができる。更には、電流注入領域５１のＹ方向に平行な辺は、線分又は曲線から成る構成とすることができる。

　そして、このような構造とすることで、Ｙ方向へ光が散逸することを抑制することができ、発光素子の発光効率を高効率化することができる。また、電流注入領域の端部領域まで素子領域として活用することができるので、同じ素子領域の面積としたとき、他の実施例と比べるとより少ないチップ面積の発光素子を得ることができる。例えば、Ｌ_max-Yが１００μｍであり、光場狭窄構造（凹面鏡を有する第１光反射層）の曲率半径Ｒ₁が２５μｍである場合に、変形例－２を適用すると、同じ特性を得るために、Ｌ_max-Yは、半分の５０μｍでよい。その結果、発光素子の製造に必要とされる基板面積が半分になる分、製造コストの削減が可能となる。

　ところで、実施例１～実施例２において説明した発光素子にあっては、例えば、平坦な基部面９０の第１の部分９１の立上り部分に何らかの原因で強い外力が加わった場合、第１の部分９１の立上り部分に応力が集中し、第１化合物半導体層等に損傷が発生する虞がある。

　実施例３は、実施例１～実施例２の変形である。実施例３の発光素子１０Ｂの模式的な一部端面図を図１２に示す。実施例１～実施例２にあっては基部面９０の第２の部分９２を平坦としたが、実施例３にあっては、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂを基準としたとき、基部面９０の第２の部分９２は第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂに向かって凹んでいる。ここで、第１の部分９１から第２の部分９２に亙り微分可能である。そして、第１の部分９１から第２の部分９２に亙る基部面９０において変曲点が存在する部分が、第１の部分９１と第２の部分９２の境界である。［第１の部分／第２の部分の周辺部から中心部まで］の形状は、具体的には、前述した（Ａ）のケースに該当する。

　第１光反射層４１は基部面９０の第１の部分９１に形成されているが、周辺領域９９を占める基部面９０の第２の部分９２に第１光反射層４１の延在部が形成されている場合もあるし、第２の部分９２に第１光反射層４１が形成されていない場合もある。実施例３においては、周辺領域９９を占める基部面９０の第２の部分９２に第１光反射層４１は形成されていない。

　実施例３の発光素子１０Ｂにおいて、第１の部分９１と第２の部分９２との境界９０_bdは、
（１）周辺領域９９に第１光反射層４１が延在していない場合、第１光反射層４１の外周部
（２）周辺領域９９に第１光反射層４１が延在している場合、第１の部分９１から第２の部分９２に亙る基部面９０における変曲点が存在する部分
であると規定することができる。ここで、実施例３の発光素子１０Ｂは、具体的には、（１）のケースに該当する。

　実施例３の発光素子１０Ｂにおいては、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａが基部面９０を構成する。積層構造体２０の積層方向を含む仮想平面（図示した例では、例えば、ＸＺ仮想平面）で基部面９０を切断したときの基部面９０の第１の部分９１が描く形状は、微分可能であり、より具体的には、円の一部、放物線の一部、サイン曲線、楕円の一部、又は、カテナリー曲線の一部、あるいはこれらの曲線の組合せとすることができるし、これらの曲線の一部が線分で置き換えられていてもよい。第２の部分９２が描く形状（図形）も、微分可能であり、より具体的には、円の一部、放物線の一部、サイン曲線の一部、楕円の一部、又は、カテナリー曲線の一部、あるいはこれらの曲線の組合せとすることができるし、これらの曲線の一部が線分で置き換えられていてもよい。更には、基部面９０の第１の部分９１と第２の部分９２との境界も微分可能である。

　実施例３の発光素子において、基部面は、凹凸状であり、且つ、微分可能であるが故に、何らかの原因で発光素子に強い外力が加わった場合、凸部の立ち上がり部分に応力が集中するといった問題を確実に回避することができ、第１化合物半導体層等に損傷が発生する虞がない。特に、後述する発光素子ユニットにあっては、バンプを用いて外部の回路等と接続・接合するが、接合時、発光素子ユニットに大きな荷重（例えば、５０ＭＰａ程度）を加える必要がある。実施例３の発光素子にあっては、このような大きな加重が加わっても、発光素子に損傷が生じる虞がない。また、基部面が凹凸状であるが故に、迷光の発生が一層抑制され、発光素子間における光クロストークの発生を一層確実に防止することができる。

　以下、実施例３の発光素子の製造方法を説明する。

　先ず、実施例１の［工程－１００］～［工程－１５０］と同様の工程を実行する。その後、第１光反射層４１を形成すべき基部面９０（具体的には、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａ）の第１の部分９１の上に第１犠牲層８１を形成した後、第１犠牲層の表面を凸状とする。具体的には、第１のレジスト材料層を第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上に形成し、第１の部分９１の上に第１のレジスト材料層を残すように第１のレジスト材料層をパターニングすることで、図２４Ａに示す第１犠牲層８１を得た後、第１犠牲層８１に加熱処理を施すことで、図２４Ｂに示す構造を得ることができる。次いで、第１犠牲層８１’の表面にアッシング処理を施し（プラズ照射処理を施し）、第１犠牲層８１’の表面を変質させ、次の工程で第２犠牲層８２を形成したとき、第１犠牲層８１’に損傷や変形等が発生することを防止する。

　次いで、第１犠牲層８１’と第１犠牲層８１’との間に露出した基部面９０の第２の部分９２の上及び第１犠牲層８１’の上に第２犠牲層８２を形成して第２犠牲層８２の表面を凹凸状とする（図２５Ａ参照）。具体的には、全面に適切な厚さを有する第２のレジスト材料層から成る第２犠牲層８２を成膜する。尚、配置状態を図１２に示した例では、第２犠牲層８２の平均膜厚は２μｍであり、第２犠牲層８２の平均膜厚は５μｍである。

　あるいは又、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａの上に第１犠牲層８１を形成した後、第１犠牲層８１の表面を凸状とし（図２４Ａ及び図２４Ｂ参照）、その後、第１犠牲層８１’をエッチバックし、更に、第１化合物半導体層２１を第１面２１ａから内部に向けてエッチバックすることで、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂを基準としたとき、凸部９１’を形成する。こうして、図２６Ａに示す構造を得ることができる。その後、全面に第２犠牲層８２を形成する（図２６Ｂ参照）。

　第１犠牲層８１、第２犠牲層８２を構成する材料は、レジスト材料に限定されず、酸化物材料（例えば、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、ＴｉＯ₂等）、半導体材料（例えば、Ｓｉ、ＧａＮ、ＩｎＰ、ＧａＡｓ等）、金属材料（例えば、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｉｎ、Ａｌ等）等、第１化合物半導体層２１に対して適切な材料を選択すればよい。また、第１犠牲層８１、第２犠牲層８２を構成するレジスト材料として適切な粘度を有するレジスト材料を用いることで、また、第１犠牲層８１の厚さ、第２犠牲層８２の厚さ、第１犠牲層８１’の直径等を適切に設定、選択することで、基部面９０の曲率半径の値や基部面９０の凹凸の形状（例えば、直径や高さ）を、所望の値、形状とすることができる。

　その後、第２犠牲層８２及び第１犠牲層８１’をエッチバックし、更に、基部面９０から内部（即ち、第１化合物半導体層２１の第１面２１ａから第１化合物半導体層２１の内部）に向けてエッチバックすることで、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂを基準としたとき、基部面９０の第１の部分９１に凸部９１ａを形成し、基部面９０の第２の部分９２に少なくとも凹部（実施例３にあっては、凹部９２ａ）を形成する。こうして、図２５Ｂあるいは図２６Ｃに示す構造を得ることができる。基部面９０の第１の部分９１の曲率半径Ｒ₁を一層大きくする必要がある場合、この工程を繰り返せばよい。エッチバックは、ＲＩＥ法等のドライエッチング法に基づき行うこともできるし、塩酸、硝酸、フッ酸、リン酸やこれらの混合物等を用いてウェットエッチング法に基づき行うこともできる。

　次に、基部面９０の第１の部分９１の上に第１光反射層４１を形成する。具体的には、基部面９０の全面に、スパッタリング法や真空蒸着法といった成膜法に基づき第１光反射層４１を成膜した後（図２５Ｃ参照）、第１光反射層４１をパターニングすることで、基部面９０の第１の部分９１の上に第１光反射層４１を得ることができる（図２７Ａ参照）。その後、基部面９０の第２の部分９２の上に、各発光素子に共通な第１電極３１を形成する（図２７Ｂ参照）。以上によって、実施例３の発光素子ユニットあるいは発光素子１０Ｂを得ることができる。第１電極３１を第１光反射層４１よりも突出させれば、第１光反射層４１を保護することができる。そして、外部の電極あるいは回路（発光素子を駆動する回路）と電気的に接続すればよい。具体的には、第１電極３１及び図示しない第１パッド電極を介して第１化合物半導体層２１を外部の回路等に接続し、また、第２電極３２、第２パッド電極を介して第２化合物半導体層２２を外部の回路等に接続すればよい。次いで、パッケージや封止することで、実施例３の発光素子を完成させる。

　実施例４は、本開示の発光素子ユニットに関する。実施例４の発光素子ユニットを構成する発光素子における電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に図１３Ａ及び図１３Ｂに示す。また、Ｘ方向に沿った発光素子ユニットの一部端面図を図１４に示す。

　実施例４の発光素子ユニットは、複数の発光素子から成る発光素子ユニットであって、各発光素子は、各種の変形例を含む実施例１～実施例３の発光素子から構成されている。そして、複数の発光素子はＸ方向に離間して配列されている。尚、図示した例では、４つの発光素子によって１つの発光素子ユニットが構成されているが、発光素子ユニットを構成する発光素子の数は、これに限定されるものではない。

　実施例４の発光素子ユニットにあっては、各発光素子における電流注入領域５１のＹ方向に沿った幅をＬ_max-Y、Ｘ方向に沿った幅をＬ_min-Xとしたとき、
Ｌ_max-Y／Ｌ_min-X≧３
好ましくは、
Ｌ_max-Y／Ｌ_min-X≧２０
を満足し、
　Ｘ方向に沿った複数の発光素子の配列ピッチをＰ_Xとしたとき、
Ｐ_X／Ｌ_min-X≧１．５
好ましくは、
Ｐ_X／Ｌ_min-X≧５
を満足する。

　また、実施例４の発光素子ユニットにあっては、発光素子ユニット全体において、
　ＹＺ仮想平面における光の出射角θ_Y’は２度以下であり、
　ＸＺ仮想平面における光の出射角θ_X’は０．１度以下である。

　そして、図１３Ａに示す例では、第１電極３１は、複数の発光素子において共通であり、第２電極３２は、各発光素子において個別に設けられている。各第２電極３２は、図示しない第２パッド電極を介して外部の回路等に接続されている。第２パッド電極は、発光素子からの光の出射を妨げない位置に設けられており、第１光反射層４１を介しての光の出射、第２光反射層４２を介しての光の出射のどちらも可能な構造である。場合によっては、第２パッド電極は、４つの発光素子（具体的には、第２光反射層４２及び第２電極３２）を覆うように形成されており、第１光反射層４１を介して光が出射される構造とすることもできる。

　あるいは又、図１３Ｂに示す例では、第１電極３１は、複数（図示した例では４つ）の発光素子において共通であり、第２電極３２は、複数（図示した例では４つ）の発光素子において共通である。即ち、４つの発光素子に共通の第２電極３２は、４つの発光素子における第２化合物半導体層２２の第２面２２ｂを覆うように形成されており、第２電極３２は、図示しない第２パッド電極を介して外部の回路等に接続されている。第２パッド電極は、発光素子からの光の出射を妨げない位置に設けられており、第１光反射層４１を介しての光の出射、第２光反射層４２を介しての光の出射のどちらも可能な構造である。場合によっては、第２パッド電極は、４つの発光素子（具体的には、第２光反射層４２及び第２電極３２）を覆うように形成されており、第１光反射層４１を介して光が出射される構造とすることができる。あるいは又、場合によっては、第２パッド電極の代わりに、例えば、ＩＴＯから成る透明導電材料層が、４つの発光素子（具体的には、第２光反射層４２及び第２電極３２）を覆うように形成されており、透明導電材料層に第２パッド電極が接続されている構成とすることもできる。この場合には、第１光反射層４１を介しての光の出射、第２光反射層４２を介しての光の出射のどちらも可能な構造とすることもできる。

　発光素子ユニットを構成する各発光素子の仕様を、以下の表６に示す。

〈表６〉
第２パッド電極　　　　　　Ｔｉ／Ａｕ
第２光反射層４２　　　　　ＳｉＯ₂／Ｔａ₂Ｏ₅（１４ペア）
第２電極３２　　　　　　　ＩＴＯ（厚さ：２０ｎｍ）
第２化合物半導体層２２　　ｐ－ＧａＮ（厚さ：１３０ｎｍ）
活性層２３　　　　　　　　多重量子井戸構造（総厚：２０ｎｍ）
　　井戸層　　　　　　　　ＩｎＧａＮ（Ｓｉドープ：２×１０¹⁸ｃｍ^-3）
　　バリア層　　　　　　　ＧａＮ
第１化合物半導体層２１　　ｎ－ＧａＮ
第１光反射層４１　　　　　ＳｉＯ₂／ＳｉＮ（９ペア）
第１パッド電極　　　　　　Ｖ／Ｐｔ／Ａｕ

λ₀ 　　　　　　　　　　　４４５ｎｍ
Ｌ_OR　　　　　　　　　　　　２５μｍ
θ_Y 　　　　　　　　　　　　　３度以下
θ_X 　　　　　　　　　　　　　８度
Ｌ_32AB　　　　　　　　　　　５０μｍ
Ｗ_32AB　　　　　　　　　　　２０μｍ
ｒ_32CD　　　　　　　　　　　１０μｍ
Ｌ_max-Y 　　　　　　　　　　２５μｍ
Ｌ_min-X 　　　　　　　　　　　６μｍ
Ｌ_51AB　　　　　　　　　　　２５μｍ
ｒ_51CD　　　　　　　　　　　－－
Ｒ₁ 　　　　　　　　　　　　３５μｍ
Ｒ_91BC　　　　　　　　　　　３５μｍ
Ｐ_X 　　　　　　　　　　　　２０μｍ
θ_Y’ 　　　　　　　　　　　　１度以下
θ_X’ 　　　　　　　　　　　　１度以下

　実施例１～実施例２の発光素子において、Ｘ方向の出射角の値は大きい。一方、実施例４の発光素子ユニットにあっては、Ｘ方向に複数の発光素子を短い配列ピッチＰ_Xで配列することで、発光素子相互にコヒーレンスを持たせることができるし、発光素子相互のカップリングが生じる。その結果、発光素子ユニットを構成する複数の発光素子が恰も１つの発光素子であるように振る舞い、Ｘ方向の「光が存在する位置の不確定性」が増大し、Ｘ方向の出射角θ_X’を、単一の発光素子の場合に比べて増大させることができる。１つの発光素子の場合、Ｘ方向の出射角θ_Xが８度であったところ、同じ発光素子を、例えば４つの発光素子を並べることで、Ｘ方向の出射角θ_X’を０．１度以下に抑えることが可能である。

　また、例えば４つの発光素子を並べるとＸ方向の発光素子ユニットの幅は６０μｍにもなる。このような発光素子ユニットと同等の幅６０μｍの１つの発光素子を想定した場合、単一の大きな電流注入領域を形成する必要がある。しかしながら、電流密度が不均一となったり、発光素子の共振器構造が不均一となり、全域のコヒーレンスを保つことができない。一方、実施例４の発光素子ユニットにあっては、それぞれの発光素子において第２電極から電流注入領域の各部位に至る距離が短いため、それぞれの発光素子内部に均一に電流を注入することができる。従って、６０μｍ幅の巨大な素子領域を有する発光素子では不可能な、大きな領域に跨がる光場を有する発光素子、狭い出射角を有する発光素子を提供することができる。また、発光素子ユニットを構成する発光素子を個別に駆動することで、選択的に所望の場所・部分を照射することができる。

　尚、図１４に模式的な一部端面図を示した実施例４の発光素子ユニットにあっては、Ｘ方向及びＹ方向に沿って、基部面９０の第２の部分９２を平坦にした。一方、Ｘ方向に沿った図１５に模式的な一部端面図を示す実施例４の発光素子ユニットの変形例－１にあっては、Ｘ方向及びＹ方向に沿って、実施例３と同様に、第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂを基準としたとき、基部面９０の第２の部分９２は第１化合物半導体層２１の第２面２１ｂに向かって凹んでいる。

　実施例５は、本開示の第２の態様に係る発光素子に関する。実施例５の発光素子の模式的な一部端面図を図１６に示し、実施例５の発光素子を構成する電流注入領域、電流狭窄領域及び第２電極の配置状態を模式的に図１７の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）、並びに、図１８の（Ａ）に示し、電流注入領域及び電流狭窄領域の配置状態を模式的に図１８の（Ｂ）に示す。図１８の（Ｂ）においては、第２電極の図示を省略している。

　実施例５の発光素子にあっては、電流狭窄領域５２によって囲まれた電流注入領域５１の平面形状は、環状、一部が切り欠かれた環状、曲線によって囲まれた形状、複数の線分によって囲まれた形状、並びに、曲線及び線分によって囲まれた形状から成る群から選択された少なくとも１種類の形状（云い換えれば、円形以外の図形）から構成されている。ここで、電流注入領域５１の平面形状は、文字あるいは図形によって構成される形態とすることができる。尚、実施例１～実施例３における発光素子と異なり、第１光反射層４１は、平坦な基部面９０の上に形成されている。

　図１７の（Ａ）に示す例において、電流注入領域５１の平面形状は環状（リング状）であり、環状の内側の部分は、電流狭窄領域５２Ａによって占められているし、環状の外側の部分は、電流狭窄領域５２Ｂによって占められている。第２電極３２の正射影像内に電流注入領域５１及び電流狭窄領域５２Ａの正射影像が含まれる。また、電流狭窄領域５２Ｂの正射影像内に第２電極３２の正射影像が含まれる。出射角として、例えば５度を挙げることができる。環状の形状の外径、内径、幅は、１２μｍ、４μｍ、４μｍである。尚、以下に説明する一部が切り欠かれた環状の形状の外径、内径、幅も、１２μｍ、４μｍ、４μｍであるし、線分の幅も４μｍである。

　図１７の（Ｂ）に示す例において、電流注入領域５１の平面形状は一部が切り欠かれた環状（「Ｃ」字状）である。電流注入領域５１は電流狭窄領域５２に囲まれている。第２電極３２の正射影像内に電流注入領域５１の正射影像が含まれる。また、電流狭窄領域５２の正射影像内に第２電極３２の正射影像が含まれる。

　図１７の（Ｃ）、（Ｄ）及び図１８の（Ａ）に示す例において、電流注入領域５１の平面形状は曲線及び線分によって囲まれた形状である。具体的には、図１７の（Ｃ）及び（Ｄ）に示す例では、環状と線分とが組み合わされた形状である。そして、電流注入領域５１の環状の内側の部分は、電流狭窄領域５２Ａによって占められているし、環状の外側の部分は、電流狭窄領域５２Ｂによって占められている。第２電極３２の正射影像内に電流注入領域５１、電流狭窄領域５２Ａ及び線分の部分の正射影像が含まれる。また、電流狭窄領域５２Ｂの正射影像内に第２電極３２の正射影像が含まれる。一方、図１８の（Ａ）に示す例では、一部が切り欠かれた環状と線分が組み合わされた形状である。電流注入領域５１は電流狭窄領域５２に囲まれている。第２電極３２の正射影像内に電流注入領域５１の正射影像が含まれる。また、電流狭窄領域５２の正射影像内に第２電極３２の正射影像が含まれる。

　図１８の（Ｂ）に示す例にあっては、電流注入領域５１の平面形状は、複数の環状が組み合わされたものである。環状の内側の部分は、電流狭窄領域５２Ａによって占められているし、環状の外側の部分は、電流狭窄領域５２Ｂによって占められている。第２電極（図示せず）の正射影像内に電流注入領域５１及び電流狭窄領域５２Ａの正射影像が含まれる。また、電流狭窄領域５２Ｂの正射影像内に第２電極の正射影像が含まれる。

　また、実施例５の発光素子を構成する電流注入領域５１の平面形状を模式的に図１９の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）及び（Ｅ）に示すが、電流注入領域５１の平面形状は、文字「Ａ」（図１９の（Ａ）参照）、「Ｅ」（図１９の（Ｂ）参照）、「Ｔ」（図１９の（Ｃ）参照）、あるいは、図形［例えば、正方形（図１９の（Ｄ）参照）、六角形（図１９の（Ｅ）参照）］である。これらの図面においては、第２電極及び電流狭窄領域の図示を省略している。

　実施例５における発光素子の構成、構造は、第１光反射層４１の構造が異なる点を除き、実施例１～実施例２において説明した発光素子の構成、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。尚、実施例５における発光素子の構成、構造を、実施例１～実施例３において説明した第１光反射層４１を有する発光素子の構成、構造と同様とすることもできる。

　実施例５の発光素子にあっては、電流狭窄領域によって囲まれた電流注入領域の平面形状は、環状等であり、適切な光学系を介することで、具体的には、例えば、断面が凹面であるレンズ状の構造を有する鏡（凹面鏡）を形成し、凹面鏡の主軸上に発光素子を配置することで、発光素子から出射された光を図形や文字として投影、視認することが可能となるし、複雑な形状の光ビームの出射、投影が可能となる。また、複数の発光素子を組み合わせることで、文字列や複数の図形、文字と図形の組合せの表示、出射等が可能となる。また、例えば、電流注入領域の平面形状を環状とすれば、電流注入領域の平面形状が円形の場合と比べて、より少ない電流量、電力で、同程度の狭い出射角のビームを得ることができ、ひいては、発熱を抑制することが可能であり、信頼性も向上する。

　実施例６は、実施例１～実施例５の変形である。実施例１～実施例５にあっては、積層構造体２０をＧａＮ系化合物半導体から構成した。一方、実施例６にあっては、積層構造体２０を、ＩｎＰ系化合物半導体あるいはＧａＡｓ系化合物半導体から構成する。一例として、図９に示した実施例２の構成の発光素子における発光素子（但し、積層構造体２０をＩｎＰ系化合物半導体から構成した）における発光素子の仕様を、以下の表７に示す。また、図９に示した実施例２の構成の発光素子における発光素子（但し、積層構造体２０をＧａＡｓ系化合物半導体から構成した）における発光素子の仕様を、以下の表８に示す。

〈表７〉
第２光反射層４２　　　　　ＳｉＯ₂／Ｔａ₂Ｏ₅（８ペア）
　　　　　　　　　　　　　あるいは、
　　　　　　　　　　　　　ＡｌＩｎＧａＡｓＰ層やＡｌＩｎＧａＡｓＳｂ層
第２電極３２　　　　　　　Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ
第２化合物半導体層２２　　ｐ－ＩｎＰ
活性層２３
　　井戸層　　　　　　　　ＡｌＧａＩｎＡｓ（多重量子井戸構造）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（λ₀：１．０μｍ～１．６μｍ）
　　　　　　　　　　　　　あるいは、
　　　　　　　　　　　　　ＩｎＧａＡｓＰ（多重量子井戸構造）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（λ₀：１．０μｍ～１．６μｍ）
　　　　　　　　　　　　　あるいは、
　　　　　　　　　　　　　ＩｎＡｓ量子ドット（λ₀：１．２μｍ～１．８μｍ）
　　バリア層　　　　　　　ＧａＩｎＡｓＰ
　　　　　　　　　　　　　あるいは、
　　　　　　　　　　　　　ＡｌＧａＩｎＡｓ
第１化合物半導体層２１　　ｎ－ＩｎＰ
第１光反射層４１　　　　　ＳｉＯ₂／ＳｉＮ（１０ペア）
基板　　　　　　　　　　　アンドープＩｎＰ基板、
　　　　　　　　　　　　　あるいは、
　　　　　　　　　　　　　ドーピング量１×１０¹⁸ｃｍ^-3以下のＩｎＰ基板

λ₀ 　　　　　　　　　　　１．４μｍ
Ｌ_OR　　　　　　　　　　　１０μｍ
θ_Y 　　　　　　　　　　　１０度以下
θ_X 　　　　　　　　　　　３０度
Ｌ_32AB　　　　　　　　　　５０μｍ
Ｗ_32AB　　　　　　　　　　２０μｍ
ｒ_32CD　　　　　　　　　　１０μｍ
Ｌ_max-Y 　　　　　　　　　２５μｍ
Ｌ_min-X 　　　　　　　　　　６μｍ
Ｌ_51AB　　　　　　　　　　２５μｍ
ｒ_51CD　　　　　　　　　　　５μｍ
Ｒ₁ 　　　　　　　　　　　１５μｍ
Ｒ_91BC　　　　　　　　　　１５μｍ
Ｐ_X 　　　　　　　　　　　２０μｍ
θ_Y’ 　　　　　　　　　　１度以下
θ_X’ 　　　　　　　　　　１度以下

〈表８〉
第２光反射層４２　　　　　ｐ－ＡｌＧａＡｓ（２８ペア）
　　　　　　　　　　　　　あるいは、
　　　　　　　　　　　　　ＳｉＯ₂／Ｔａ₂Ｏ₅（１１．５ペア）
第２電極３２　　　　　　　Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ
第２化合物半導体層２２　　ｐ－ＧａＡｓ
活性層２３　　　　　　　　ＧａＩｎＡｓ（多重量子井戸構造）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（λ₀：０．８５μｍ～１．２μｍ）
　　　　　　　　　　　　　あるいは、
　　　　　　　　　　　　　ＧａＩｎＮＡｓ（多重量子井戸構造）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（λ₀：１．２μｍ～１．５μｍ）
　　　　　　　　　　　　　あるいは、
　　　　　　　　　　　　　ＩｎＡｓ量子ドット
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（λ₀：１．２μｍ～１．５μｍ）
　　バリア層　　　　　　　ＧａＡｓ
第１化合物半導体層２１　　ｎ－ＧａＡｓ
第１光反射層４１　　　　　ＳｉＯ₂／ＳｉＮ（１０ペア）

λ₀ 　　　　　　　　　　　１．４μｍ
Ｌ_OR　　　　　　　　　　　１０μｍ
θ_Y 　　　　　　　　　　　１０度以下
θ_X 　　　　　　　　　　　３１度
Ｌ_32AB　　　　　　　　　　５０μｍ
Ｗ_32AB　　　　　　　　　　２０μｍ
ｒ_32CD　　　　　　　　　　１０μｍ
Ｌ_max-Y 　　　　　　　　　２５μｍ
Ｌ_min-X 　　　　　　　　　　６μｍ
Ｌ_51AB　　　　　　　　　　２５μｍ
ｒ_51CD　　　　　　　　　　　５μｍ
Ｒ₁ 　　　　　　　　　　　１５μｍ
Ｒ_91BC　　　　　　　　　　１５μｍ
Ｐ_X 　　　　　　　　　　　２０μｍ
θ_Y’ 　　　　　　　　　　１度以下
θ_X’ 　　　　　　　　　　１度以下

　実施例６の発光素子は積層構造体の構成が異なることを除き、実施例１～実施例３、実施例５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６の発光素子を用いた発光素子ユニットは実施例４の発光素子ユニットの構成、構造と同様とすることができる。

　実施例７は、実施例１～実施例６の変形である。

　ところで、２つのＤＢＲ層及びその間に形成された積層構造体によって構成された積層構造体における共振器長Ｌ_ORは、積層構造体全体の等価屈折率をｎ_eq、面発光レーザ素子（発光素子）から出射すべきレーザ光の波長をλ₀としたとき、
Ｌ＝（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）
で表される。ここで、ｍは、正の整数である。そして、面発光レーザ素子（発光素子）において、発振可能な波長は共振器長Ｌ_ORによって決まる。発振可能な個々の発振モードは縦モードと呼ばれる。そして、縦モードの内、活性層によって決まるゲインスペクトルと合致するものが、レーザ発振し得る。縦モードの間隔Δλは、実効屈折率をｎ_effとしたとき、
λ₀ ²／（２ｎ_eff・Ｌ）
で表される。即ち、共振器長Ｌ_ORが長いほど、縦モードの間隔Δλは狭くなる。よって、共振器長Ｌ_ORが長い場合、複数の縦モードがゲインスペクトル内に存在し得るため、複数の縦モードが発振し得る。尚、等価屈折率ｎ_eqと実効屈折率ｎ_effとの間には、発振波長をλ₀としたとき、以下の関係がある。

ｎ_eff＝ｎ_eq－λ₀・（ｄｎ_eq／ｄλ₀）

　ここで、積層構造体をＧａＡｓ系化合物半導体層から構成する場合、共振器長Ｌ_ORは、通常、１μｍ以下と短く、面発光レーザ素子から出射される縦モードのレーザ光は、１種類（１波長）である（図２９Ａの概念図を参照）。従って、面発光レーザ素子から出射される縦モードのレーザ光の発振波長を正確に制御することが可能である。一方、積層構造体をＧａＮ系化合物半導体層から構成する場合、共振器長Ｌ_ORは、通常、面発光レーザ素子から出射されるレーザ光の波長の数倍と長い。従って、面発光レーザ素子から出射され得る縦モードのレーザ光が複数種類となってしまい（図２９Ｂの概念図を参照）、面発光レーザ素子から出射され得るレーザ光の発振波長を正確に制御することが困難となる。

　模式的な一部断面図を図２０に示すように、実施例７の発光素子１０Ｃ、あるいは又、後述する実施例８～実施例９の発光素子において、第２電極３２を含む積層構造体２０には、活性層２３が占める仮想平面（ＸＹ仮想平面）と平行に、少なくとも２層の光吸収材料層２６が、好ましくは、少なくとも４層の光吸収材料層２６が、具体的には、実施例７にあっては２０層の光吸収材料層２６が、形成されている。尚、図面を簡素化するため、図面では１層の光吸収材料層２６のみを示した。

　実施例７において、発振波長（発光素子から出射される所望の発振波長）λ₀は４５０ｎｍである。２０層の光吸収材料層２６は、積層構造体２０を構成する化合物半導体よりもバンドギャップの狭い化合物半導体材料、具体的には、ｎ－Ｉｎ_0.2Ｇａ_0.8Ｎから成り、第１化合物半導体層２１の内部に形成されている。光吸収材料層２６の厚さはλ₀／（４・ｎ_eq）以下、具体的には、３ｎｍである。また、光吸収材料層２６の光吸収係数は、ｎ－ＧａＮ層から成る第１化合物半導体層２１の光吸収係数の２倍以上、具体的には、１×１０³倍である。

　また、積層構造体の内部において形成される光の定在波に生じる最小振幅部分に光吸収材料層２６が位置するし、積層構造体の内部において形成される光の定在波に生じる最大振幅部分に活性層２３が位置する。活性層２３の厚さ方向中心と、活性層２３に隣接した光吸収材料層２６の厚さ方向中心との間の距離は、４６．５ｎｍである。更には、２層の光吸収材料層２６、及び、光吸収材料層２６と光吸収材料層２６との間に位置する積層構造体の部分（具体的には、実施例７にあっては、第１化合物半導体層２１）の全体の等価屈折率をｎ_eq、光吸収材料層２６と光吸収材料層２６との間の距離をＬ_Absとしたとき、
０．９×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝
を満足する。ここで、ｍは、１、又は、１を含む２以上の任意の整数である。但し、実施例７においては、ｍ＝１とした。従って、隣接する光吸収材料層２６の間の距離は、全ての複数の光吸収材料層２６（２０層の光吸収材料層２６）において、
０．９×｛λ₀／（２・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛λ₀／（２・ｎ_eq）｝
を満足する。等価屈折率ｎ_eqの値は、具体的には、２．４２であり、ｍ＝１としたとき、具体的には、
Ｌ_Abs＝１×４５０／（２×２．４２）
　　 ＝９３．０ｎｍ
である。尚、２０層の光吸収材料層２６の内、一部の光吸収材料層２６にあっては、ｍを、２以上の任意の整数とすることもできる。

　実施例７の発光素子の製造にあっては、実施例１の［工程－１００］と同様の工程において、積層構造体２０を形成するが、このとき、第１化合物半導体層２１の内部に２０層の光吸収材料層２６を併せて形成する。この点を除き、実施例７の発光素子は、実施例５の発光素子と同様の方法に基づき製造することができる。

　活性層２３によって決まるゲインスペクトル内に複数の縦モードが発生する場合、これを模式的に表すと図２８のようになる。尚、図２８においては、縦モードＡと縦モードＢの２つの縦モードを図示する。そして、この場合、光吸収材料層２６が、縦モードＡの最小振幅部分に位置し、且つ、縦モードＢの最小振幅部分には位置しないとする。とすると、縦モードＡのモードロスは最小化されるが、縦モードＢのモードロスは大きい。図２８において、縦モードＢのモードロス分を模式的に実線で示す。従って、縦モードＡの方が、縦モードＢよりも発振し易くなる。それ故、このような構造を用いることで、即ち、光吸収材料層２６の位置や周期を制御することで、特定の縦モードを安定化させることができ、発振し易くすることができる。その一方で、望ましくないそれ以外の縦モードに対するモードロスを増加させることができるので、望ましくないそれ以外の縦モードの発振を抑制することが可能となる。

　以上のとおり、実施例７の発光素子にあっては、少なくとも２層の光吸収材料層が積層構造体の内部に形成されているので、面発光レーザ素子から出射され得る複数種類の縦モードのレーザ光の内、不所望の縦モードのレーザ光の発振を抑制することができる。その結果、出射されるレーザ光の発振波長を正確に制御することが可能となる。しかも、尚、実施例７の発光素子にあっては第１の部分を有するので、回折損失の発生を確実に抑制することができる。

　実施例８は、実施例７の変形である。実施例７においては、光吸収材料層２６を、積層構造体２０を構成する化合物半導体よりもバンドギャップの狭い化合物半導体材料から構成した。一方、実施例８においては、１０層の光吸収材料層２６を、不純物をドープした化合物半導体材料、具体的には、１×１０¹⁹／ｃｍ³の不純物濃度（不純物：Ｓｉ）を有する化合物半導体材料（具体的には、ｎ－ＧａＮ：Ｓｉ）から構成した。また、実施例８にあっては、発振波長λ₀を５１５ｎｍとした。尚、活性層２３の組成は、Ｉｎ_0.3Ｇａ_0.7Ｎである。実施例８にあっては、ｍ＝１とし、Ｌ_Absの値は１０７ｎｍであり、活性層２３の厚さ方向中心と、活性層２３に隣接した光吸収材料層２６の厚さ方向中心との間の距離は５３．５ｎｍであり、光吸収材料層２６の厚さは３ｎｍである。以上の点を除き、実施例８の発光素子の構成、構造は、実施例７の発光素子の構成、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。尚、１０層の光吸収材料層２６の内、一部の光吸収材料層２６にあっては、ｍを、２以上の任意の整数とすることもできる。

　実施例９も、実施例７の変形である。実施例９においては、５層の光吸収材料層（便宜上、『第１の光吸収材料層』と呼ぶ）を、実施例７の光吸収材料層２６と同様の構成、即ち、ｎ－Ｉｎ_0.3Ｇａ_0.7Ｎから構成した。更には、実施例９にあっては、１層の光吸収材料層（便宜上、『第２の光吸収材料層』と呼ぶ）を透明導電材料から構成した。具体的には、第２の光吸収材料層を、ＩＴＯから成る第２電極３２と兼用した。実施例９にあっては、発振波長λ₀を４５０ｎｍとした。また、ｍ＝１及び２とした。ｍ＝１にあっては、Ｌ_Absの値は９３．０ｎｍであり、活性層２３の厚さ方向中心と、活性層２３に隣接した第１の光吸収材料層の厚さ方向中心との間の距離は４６．５ｎｍであり、５層の第１の光吸収材料層の厚さは３ｎｍである。即ち、５層の第１の光吸収材料層にあっては、
０．９×｛λ₀／（２・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛λ₀／（２・ｎ_eq）｝
を満足する。また、活性層２３に隣接した第１の光吸収材料層と、第２の光吸収材料層とは、ｍ＝２とした。即ち、
０．９×｛（２・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛（２・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝
を満足する。第２電極３２を兼用する１層の第２の光吸収材料層の光吸収係数は２０００ｃｍ^-1、厚さは３０ｎｍであり、活性層２３から第２の光吸収材料層までの距離は１３９．５ｎｍである。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７の発光素子の構成、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。尚、５層の第１の光吸収材料層の内、一部の第１の光吸収材料層にあっては、ｍを、２以上の任意の整数とすることもできる。尚、実施例７と異なり、光吸収材料層２６の数を１とすることもできる。この場合にも、第２電極３２を兼ねた第２の光吸収材料層と光吸収材料層２６の位置関係は、以下の式を満たす必要がある。
０．９×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝

　実施例１０は、電子機器あるいは発光装置に関する。実施例１０の電子機器あるいは発光装置は、実施例１～実施例３、実施例５の発光素子、あるいは又、実施例４の発光素子ユニットを備えている。そして、具体的には、これらの実施例１～実施例３、実施例５の発光素子、実施例４の発光素子ユニットを、例えば、プロジェクタ、テレビジョン受像機やモニタ等の各種表示装置、表示装置を構成する画素、屋内や屋外の照明、レーザポインタ、レーザを用いた水準器や距離測定機器といった電子機器に組み込むことができる。電子機器、それ自体は、周知の構成、構造とすればよい。

　あるいは又、以上に説明した実施例１～実施例３、実施例５の発光素子、実施例４の発光素子ユニットから発光装置（あるいは照明装置）を構成することもできる。例えば、図１７の（Ａ）に示したように、電流注入領域５１の平面形状を環状（リング状）とした発光装置（具体的には、例えば、ヘッドライト等）を自動車を含む車両、オートバイ、自転車といった各種移動体に搭載することができる。例えば、環状の形状の外径、内径、幅として、２４μｍ、１２μｍ、６μｍを例示することができる。発光素子から出射された直後の出射光の断面形状は環状であるが、発光素子から十分遠方では円形等となり、高い品質の光ビームを得ることができる。

　あるいは又、ラインセンサの光源部、マルチ化による２次元ラインセンサの光源部、より高速で、且つ、広い領域に対応できるＬｉ－Ｈｉ用光源部、より広い領域を加工できるレーザ加工光源部といった装置における発光装置（あるいは照明装置）として用いることができる。更には、各種表示装置に組み込むことができる。発光装置、照明装置、表示装置、それ自体は、周知の構成、構造とすればよい。

　発光素子の発振波長（発光波長）λ₀は、例えば、４００ｎｍ乃至５００ｎｍとすればよく、あるいは又、後述する波長変換材料層（色変換材料層）が設けられていれば、所望の色の光を出射することができる。

　実施例１０の発光装置（あるいは照明装置）にあっては、通常用いられる端面出射レーザ素子（あるいは面発光レーザ素子）に比べて出射角が小さい（狭い）。そして、発光装置（あるいは照明装置）の周辺に広がる狭い出射角を有する光ビームを、外部光学系（外部光学部品）無しで（あるいは簡便な光学部品のみで）、得ることができるので、装置全体の軽量化、低コスト化、高信頼性を得ることができる。

　また、発光装置（あるいは照明装置）を光源として用いて、例えば、光ファイバを用いて所望の物体、部位、場所等を照射してもよく、この場合、発光素子から出射された光を効率良く光ファイバに結合させることができるため、消費電力の低下、長寿命を実現することができる。

　尚、実施例１０の電子機器あるいは発光装置、後述する実施例１１のセンシング装置にあっては、実施例５の発光素子が、複数種、備えられていてもよい。即ち、実施例５において説明した電流注入領域の平面形状が、環状、一部が切り欠かれた環状、曲線によって囲まれた形状、複数の線分によって囲まれた形状、並びに、曲線及び線分によって囲まれた形状から成る群から選択された少なくとも１種類の形状から構成されている発光素子を取り混ぜて構成された電子機器あるいは発光装置、センシング装置としてもよい。そして、それぞれの発光素子を、個別に、適宜、駆動することで、照射パターンを変化させる。

　実施例１１はセンシング装置に関する。実施例１１のセンシング装置は、
　実施例１～実施例３、実施例５の発光素子、あるいは又、実施例４の発光素子ユニットを備えている光出射装置、及び、
　光出射装置から出射された光を受光する受光装置、
を有する。センシング装置、それ自体は、周知の構成、構造とすればよい。

　センシング装置として、具体的には、例えば、ライダー（LIDAR：Light Detection and Ranging）を例示ことができる。あるいは又、被写体までの距離を計測したり、被写体の３次元形状を非接触で計測する方法である３次元センシング装置におけるストラクチャード・ライト（Structured Light）を出射する光出射装置として用いることができ、例えば赤外線に基づくストラクチャード・ライトを出射し、被写体に照射すればよい。ストラクチャード・ライトとして、例えば、ライン・アンド・スペース状パターン、格子状パターン、ドット状パターンを挙げることができ、これらのパターンを、実施例１～実施例３、実施例５の発光素子、あるいは又、実施例４の発光素子ユニットを備えている光出射装置から出射すればよい。あるいは又、出射光の断面形状が、実施例１において説明したＹ方向に延びる「棒状」あるいは「Ｉ字状」の形状である発光素子をセンシング装置の光出射装置として用い、Ｙ方向を垂直方向として光出射装置をセンシングすべき場所や、自動車を含む車両、オートバイ、自転車といった各種移動体に取り付ければ、水平方向を広く照射することが可能となり、水平方向の広い領域をセンシングすることが可能となる。あるいは又、センシング装置として、携帯画像表示器、通信機器、スマートフォンを例示することができる。

　実施例１２は通信装置に関する。実施例１２の通信装置は、
　実施例５の発光素子を、複数種、備えている光出射装置、及び、
　光出射装置から出射された光を受光する受光装置、
を有する。

　ここで、実施例５の発光素子を、複数種、備えている光出射装置とは、実施例５において説明した電流注入領域の平面形状が、環状、一部が切り欠かれた環状、曲線によって囲まれた形状、複数の線分によって囲まれた形状、並びに、曲線及び線分によって囲まれた形状から成る群から選択された少なくとも１種類の形状から構成されている発光素子を取り混ぜて構成された光出射装置を指す。即ち、複数の異型光源（出射光の断面形状が異なる発光素子の複数）を搭載した光出射装置を指す。

　そして、光出射装置と受光装置との間には、ＤＯＥ（回折光学素子、Diffractive Optical Element）が配置されている。更には、レンズ等の光学素子を配置してもよい。それぞれの発光素子を、個別に、適宜、駆動することで、照射パターンを変化させる。ＤＯＥ等の外部光学系（外部光学部品）の構成や形式、形状、性能、光出射装置との相対位置、光出射装置を構成する複数種の発光素子の光出射パターン、光出射装置から出射される光の断面形状、光出射装置や発光素子の駆動条件、光出射装置にある複数の発光素子の内、どの発光素子の明滅（点滅）を信号として取得するか等（以下、これらを総称して『パラメータ』と呼ぶ）により、受光装置に到達する光が変化する。光出射装置から出射された光が受光装置に到達するとき、パラメータが不明の場合、光出射装置から出射された光がどのように変化するかを知ることはできない。従って、実施例１２の通信装置によって、これらのパラメータの全てあるいは一部を複合鍵として用いた一種の暗号通信システムを構成することができる。

　即ち、通常の空間通信（あるいは可視光通信）では、光源の点滅に情報を与え（符号化し）、遠方に情報を伝達する。但し、この場合、光が照射される領域に受光素子を配置すれば、その情報を取得することが可能である。即ち、容易に盗聴され得る。一方、実施例１２の通信装置にあっては、上記のパラメータを知らない第三者は、発光素子の明滅に含まれる情報を知ることができない。よって、これらのパラメータを複合鍵とした暗号送信、通信システムとして利用することができ、実施例１２の通信装置を用いれば、単一の発光素子を単に明滅させた場合に比べて、より強固に情報を遠方へ送信することが可能となる。即ち、特定パターンの明滅を、暗号化して、空間送信に利用できるし、可視光空間通信等を用いて公の空間で私的な通信を行うことができる。更には、複数のパターンを遠方に伝送する際に、光通信におけるＰＡＭ４に類似して、それぞれのパターンに固有の情報をのせた通信に適用することができる。

　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、発光素子の製造方法も、適宜、変更することができる。場合によっては、接合層や支持基板を適切に選択することで、第２化合物半導体層の第２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とすることができる。また、場合によっては、発光に影響を与えない第２化合物半導体層及び活性層の領域に第１化合物半導体層に至る貫通孔を形成し、この貫通孔内に第２化合物半導体層及び活性層と絶縁された第１電極を形成することもできる。第１光反射層は、基部面の第２の部分に延在していてもよい。即ち、基部面上における第１光反射層は、所謂ベタ膜から構成してもよい。そして、この場合、基部面の第２の部分に延在した第１光反射層に貫通孔を形成し、この貫通孔内に第１化合物半導体層に接続された第１電極を形成すればよい。また、ナノインプリント法に基づき犠牲層を設けることで、基部面を形成することもできる。実施例５を除き、第１光反射層を基部面の凸部の上に形成したが、各実施例において、平坦な基部面の上に形成してもよい。

　発光素子から出射される光の偏光状態の制御のために、第２電極には、一方向（Ｘ方向あるいはＹ方向）に延びる複数の溝部が形成されていてもよい。

　発光素子の光を出射する領域に波長変換材料層（色変換材料層）が設けられている形態とすることができる。そして、この場合、波長変換材料層（色変換材料層）を介して白色光を出射する形態とすることができる。具体的には、活性層で発光した光が第１光反射層を介して外部に出射される場合、第１光反射層の光出射側の上に波長変換材料層（色変換材料層）を形成すればよいし、活性層で発光した光が第２光反射層を介して外部に出射される場合、第２光反射層の光出射側の上に波長変換材料層（色変換材料層）を形成すればよい。

　発光層から青色光が出射される場合、以下の形態を採用することで、波長変換材料層を介して白色光を出射する形態とすることができる。
［Ａ］発光層から出射された青色光を黄色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色及び黄色が混ざった白色光を得る。
［Ｂ］発光層から出射された青色光を橙色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色及び橙色が混ざった白色光を得る。
［Ｃ］発光層から出射された青色光を緑色光に変換する波長変換材料層及び赤色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色、緑色及び赤色が混ざった白色光を得る。

　あるいは又、発光層から紫外線が出射される場合、以下の形態を採用することで、波長変換材料層を介して白色光を出射する形態とすることができる。
［Ｄ］発光層から出射された紫外線の光を青色光に変換する波長変換材料層及び黄色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色及び黄色が混ざった白色光を得る。
［Ｅ］発光層から出射された紫外線の光を青色光に変換する波長変換材料層及び橙色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色及び橙色が混ざった白色光を得る。
［Ｆ］発光層から出射された紫外線の光を青色光に変換する波長変換材料層、緑色光に変換する波長変換材料層及び赤色光に変換する波長変換材料層を用いることで、波長変換材料層から出射される光として、青色、緑色及び赤色が混ざった白色光を得る。

　ここで、青色光によって励起され、赤色光を出射する波長変換材料として、具体的には、赤色発光蛍光体粒子、より具体的には、（ＭＥ：Ｅｕ）Ｓ［但し、「ＭＥ」は、Ｃａ、Ｓｒ及びＢａから成る群から選択された少なくとも１種類の原子を意味し、以下においても同様である］、（Ｍ：Ｓｍ）_x（Ｓｉ，Ａｌ）₁₂（Ｏ，Ｎ）₁₆［但し、「Ｍ」は、Ｌｉ、Ｍｇ及びＣａから成る群から選択された少なくとも１種類の原子を意味し、以下においても同様である］、ＭＥ₂Ｓｉ₅Ｎ₈：Ｅｕ、（Ｃａ：Ｅｕ）ＳｉＮ₂、（Ｃａ：Ｅｕ）ＡｌＳｉＮ₃を挙げることができる。また、青色光によって励起され、緑色光を出射する波長変換材料として、具体的には、緑色発光蛍光体粒子、より具体的には、（ＭＥ：Ｅｕ）Ｇａ₂Ｓ₄、（Ｍ：ＲＥ）_x（Ｓｉ，Ａｌ）₁₂（Ｏ，Ｎ）₁₆［但し、「ＲＥ」は、Ｔｂ及びＹｂを意味する］、（Ｍ：Ｔｂ）_x（Ｓｉ，Ａｌ）₁₂（Ｏ，Ｎ）₁₆、（Ｍ：Ｙｂ）_x（Ｓｉ，Ａｌ）₁₂（Ｏ，Ｎ）₁₆、Ｓｉ_6-ZＡｌ_ZＯ_ZＮ_8-Z：Ｅｕを挙げることができる。更には、青色光によって励起され、黄色光を出射する波長変換材料として、具体的には、黄色発光蛍光体粒子、より具体的には、ＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）系蛍光体粒子を挙げることができる。尚、波長変換材料は、１種類であってもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。更には、波長変換材料を２種類以上を混合して用いることで、黄色、緑色、赤色以外の色の出射光が波長変換材料混合品から出射される構成とすることもできる。具体的には、例えば、シアン色を発光する構成としてもよく、この場合には、緑色発光蛍光体粒子（例えば、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、ＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：ＣＥ，Ｔｂ，Ｍｎ）と青色発光蛍光体粒子（例えば、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ、Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｅｕ、Ｓｒ₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ、ＣａＷＯ₄、ＣａＷＯ₄：Ｐｂ）とを混合したものを用いればよい。

　また、紫外線によって励起され、赤色光を出射する波長変換材料として、具体的には、赤色発光蛍光体粒子、より具体的には、Ｙ₂Ｏ₃：Ｅｕ、ＹＶＯ₄：Ｅｕ、Ｙ（Ｐ，Ｖ）Ｏ₄：Ｅｕ、３．５ＭｇＯ・０．５ＭｇＦ₂・Ｇｅ₂：Ｍｎ、ＣａＳｉＯ₃：Ｐｂ，Ｍｎ、Ｍｇ₆ＡｓＯ₁₁：Ｍｎ、（Ｓｒ，Ｍｇ）₃（ＰＯ₄）₃：Ｓｎ、Ｌａ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕ、Ｙ₂Ｏ₂Ｓ：Ｅｕを挙げることができる。また、紫外線によって励起され、緑色光を出射する波長変換材料として、具体的には、緑色発光蛍光体粒子、より具体的には、ＬａＰＯ₄：Ｃｅ，Ｔｂ、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ，Ｍｎ、Ｚｎ₂ＳｉＯ₄：Ｍｎ、ＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：Ｃｅ，Ｔｂ、Ｙ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ，Ｔｂ、ＭｇＡｌ₁₁Ｏ₁₉：ＣＥ，Ｔｂ，Ｍｎ、Ｓｉ_6-ZＡｌ_ZＯ_ZＮ_8-Z：Ｅｕを挙げることができる。更には、紫外線によって励起され、青色光を出射する波長変換材料として、具体的には、青色発光蛍光体粒子、より具体的には、ＢａＭｇＡｌ₁₀Ｏ₁₇：Ｅｕ、ＢａＭｇ₂Ａｌ₁₆Ｏ₂₇：Ｅｕ、Ｓｒ₂Ｐ₂Ｏ₇：Ｅｕ、Ｓｒ₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ、（Ｓｒ，Ｃａ，Ｂａ，Ｍｇ）₅（ＰＯ₄）₃Ｃｌ：Ｅｕ、ＣａＷＯ₄、ＣａＷＯ₄：Ｐｂを挙げることができる。更には、紫外線によって励起され、黄色光を出射する波長変換材料として、具体的には、黄色発光蛍光体粒子、より具体的には、ＹＡＧ系蛍光体粒子を挙げることができる。尚、波長変換材料は、１種類であってもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。更には、波長変換材料を２種類以上を混合して用いることで、黄色、緑色、赤色以外の色の出射光が波長変換材料混合品から出射される構成とすることもできる。具体的には、シアン色を発光する構成としてもよく、この場合には、上記の緑色発光蛍光体粒子と青色発光蛍光体粒子を混合したものを用いればよい。

　但し、波長変換材料（色変換材料）は、蛍光体粒子に限定されず、例えば、間接遷移型のシリコン系材料において、直接遷移型のように、キャリアを効率良く光へ変換させるために、キャリアの波動関数を局所化し、量子効果を用いた、２次元量子井戸構造、１次元量子井戸構造（量子細線）、０次元量子井戸構造（量子ドット）等の量子井戸構造を適用した発光粒子を挙げることもできるし、半導体材料に添加された希土類原子は殻内遷移により鋭く発光することが知られており、このような技術を適用した発光粒子を挙げることもできる。

　波長変換材料（色変換材料）として、上記のとおり、量子ドットを挙げることができる。量子ドットの大きさ（直径）が小さくなるに従い、バンドギャップエネルギーが大きくなり、量子ドットから出射される光の波長は短くなる。即ち、量子ドットの大きさが小さいほど短い波長を有する光（青色光側の光）を発光し、大きさが大きいほど長い波長を有する光（赤色光側の光）を発光する。それ故、量子ドットを構成する材料を同じとし、量子ドットの大きさを調整することで、所望の波長を有する光を出射する（所望の色に色変換する）量子ドットを得ることができる。具体的には、量子ドットは、コア－シェル構造を有することが好ましい。量子ドットを構成する材料として、例えば、Ｓｉ；Ｓｅ；カルコパイライト系化合物であるＣＩＧＳ（ＣｕＩｎＧａＳｅ）、ＣＩＳ（ＣｕＩｎＳｅ₂）、ＣｕＩｎＳ₂、ＣｕＡｌＳ₂、ＣｕＡｌＳｅ₂、ＣｕＧａＳ₂、ＣｕＧａＳｅ₂、ＡｇＡｌＳ₂、ＡｇＡｌＳｅ₂、ＡｇＩｎＳ₂、ＡｇＩｎＳｅ₂；ペロブスカイト系材料；ＩＩＩ－Ｖ族化合物であるＧａＡｓ、ＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＧａＮ；ＣｄＳｅ、ＣｄＳｅＳ、ＣｄＳ、ＣｄＴｅ、Ｉｎ₂Ｓｅ₃、Ｉｎ₂Ｓ₃、Ｂｉ₂Ｓｅ₃、Ｂｉ₂Ｓ₃、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＺｎＳ、ＨｇＴｅ、ＨｇＳ、ＰｂＳｅ、ＰｂＳ、ＴｉＯ₂等を挙げることができるが、これらに限定するものではない。

　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：第１の態様》
　第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、
　第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、
　活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層、
が積層された積層構造体、
　第１化合物半導体層の第１面側に形成された第１光反射層、
　第２化合物半導体層の第２面側に形成された第２光反射層、
　第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
　第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
を備えており、
　活性層への電流の流入を制御する電流狭窄領域が設けられており、
　電流狭窄領域によって囲まれた電流注入領域の中心を通る積層構造体の厚さ方向の軸線をＺ軸、Ｚ軸と直交する方向をＸ方向、Ｘ方向及びＺ軸と直交する方向をＹ方向としたとき、電流注入領域は、長手方向がＹ方向に延びる細長い平面形状を有する発光素子。
［Ａ０２］電流注入領域のＹ方向に沿った幅をＬ_max-Y、Ｘ方向に沿った幅をＬ_min-Xとしたとき、
Ｌ_max-Y／Ｌ_min-X≧３
を満足する［Ａ０１］に記載の発光素子。
［Ａ０３］第１光反射層は、活性層から離れる方向に向かって凸状の形状を有し、
　第２光反射層は、平坦な形状を有する［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の発光素子。
［Ａ０４］第１光反射層の平面形状は、電流注入領域の平面形状に近似した形状である［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０５］ＹＺ仮想平面における光の出射角は２度以下である［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０６］電流注入領域の平面形状は長円形である［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０７］電流注入領域の平面形状は長方形である［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ０８］電流注入領域のＸ方向に平行な辺を含む端面は、第１の誘電体層と第２の誘電体層とがＹ方向に交互に配列された層に接している［Ａ０７］に記載の発光素子。
［Ａ０９］電流注入領域のＹ方向に平行な辺は、線分又は曲線から成る［Ａ０６］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ１０］《発光素子：第２の態様》
　第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、
　第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、
　活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層、
が積層された積層構造体、
　第１化合物半導体層の第１面側に形成された第１光反射層、
　第２化合物半導体層の第２面側に形成された第２光反射層、
　第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
　第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
を備えており、
　活性層への電流の流入を制御する電流狭窄領域が設けられており、
　電流狭窄領域によって囲まれた電流注入領域の平面形状は、環状、一部が切り欠かれた環状、曲線によって囲まれた形状、複数の線分によって囲まれた形状、並びに、曲線及び線分によって囲まれた形状から成る群から選択された少なくとも１種類の形状から構成されている発光素子。
［Ａ１１］電流注入領域の平面形状は、文字あるいは図形によって構成される［Ａ１０］に記載の発光素子。
［Ａ１２］積層構造体は、ＧａＮ系化合物半導体、ＩｎＰ系化合物半導体及びＧａＡｓ系化合物半導体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［Ａ０１］乃至［Ｃ１１］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ１３］第１化合物半導体層の第１面と第１光反射層との間には化合物半導体基板が配されており、基部面は化合物半導体基板の表面から構成されている［Ａ０１］乃至［Ａ１２］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ１４］第１化合物半導体層の第１面と第１光反射層との間には基材が配されており、あるいは又、第１化合物半導体層の第１面と第１光反射層との間には化合物半導体基板及び基材が配されており、基部面は基材の表面から構成されている［Ａ０１］乃至［Ａ１２］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ１５］基材を構成する材料は、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＯ₂等の透明な誘電体材料、シリコーン系樹脂及びエポキシ系樹脂から成る群から選択された少なくとも１種類の材料である［Ａ１４］に記載の発光素子。
［Ａ１６］第１光反射層は、第１化合物半導体層の第１面側に位置する基部面の上に形成されており、
　基部面は、凹凸状であり、且つ、微分可能である［Ａ０１］乃至［Ａ１５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ１７］基部面は滑らかである［Ａ１６］に記載の発光素子。
［Ａ１８］第１化合物半導体層の第２面を基準としたとき、第１光反射層が形成された基部面の第１の部分は上に凸の形状を有する［Ａ１６］又は［Ａ１７］に記載の発光素子。
［Ａ１９］第１化合物半導体層の第２面を基準としたとき、周辺領域を占める基部面の第２の部分は下に凸の形状を有する［Ａ１８］に記載の発光素子。
［Ａ２０］積層構造体の積層方向を含む仮想平面で基部面を切断したときの基部面の第１の部分が描く形状（図形）は、円の一部又は放物線の一部である［Ａ１６］乃至［Ａ１９］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２１］第１化合物半導体層の第１面が基部面を構成する［Ａ１６］乃至［Ａ２０］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２２］基部面上に第１光反射層が形成されている［Ａ１６］乃至［Ａ２１］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２３］第２電極を含む積層構造体には、活性層が占める仮想平面と平行に、少なくとも２層の光吸収材料層が形成されている［Ａ０１］乃至［Ａ２２］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２４］少なくとも４層の光吸収材料層が形成されている［Ａ２３］に記載の発光素子。
［Ａ２５］発振波長をλ₀、２層の光吸収材料層、及び、光吸収材料層と光吸収材料層との間に位置する積層構造体の部分の全体の等価屈折率をｎ_eq、光吸収材料層と光吸収材料層との間の距離をＬ_Absとしたとき、
０．９×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝≦Ｌ_Abs≦１．１×｛（ｍ・λ₀）／（２・ｎ_eq）｝
を満足する［Ａ２３］又は［Ａ２４］に記載の発光素子。
但し、ｍは、１、又は、１を含む２以上の任意の整数である。
［Ａ２６］光吸収材料層の厚さは、λ₀／（４・ｎ_eq）以下である［Ａ２３］乃至［Ａ２５］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２７］積層構造体の内部において形成される光の定在波に生じる最小振幅部分に光吸収材料層が位置する［Ａ２３］乃至［Ａ２６］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２８］積層構造体の内部において形成される光の定在波に生じる最大振幅部分に活性層が位置する［Ａ２３］乃至［Ａ２７］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ２９］光吸収材料層は、積層構造体を構成する化合物半導体の光吸収係数の２倍以上の光吸収係数を有する［Ａ２３］乃至［Ａ２８］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ａ３０］光吸収材料層は、積層構造体を構成する化合物半導体よりもバンドギャップの狭い化合物半導体材料、不純物をドープした化合物半導体材料、透明導電材料、及び、光吸収特性を有する光反射層構成材料から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から構成されている［Ａ２３］乃至［Ａ２９］のいずれか１項に記載の発光素子。
［Ｂ０１］《発光素子ユニット》
　複数の発光素子から成る発光素子ユニットであって、
　各発光素子は、
　第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、
　第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、
　活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層、
が積層された積層構造体、
　第１化合物半導体層の第１面側に形成された第１光反射層、
　第２化合物半導体層の第２面側に形成された第２光反射層、
　第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
　第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
を備えており、
　活性層への電流の流入を制御する電流狭窄領域が設けられており、
　電流狭窄領域によって囲まれた電流注入領域の中心を通る積層構造体の厚さ方向の軸線をＺ軸、Ｚ軸と直交する方向をＸ方向、Ｘ方向及びＺ軸と直交する方向をＹ方向としたとき、電流注入領域は、長手方向がＹ方向に延びる細長い平面形状を有し、
　複数の発光素子はＸ方向に離間して配列されている発光素子ユニット。
［Ｂ０２］各発光素子における電流注入領域のＹ方向に沿った幅をＬ_max-Y、Ｘ方向に沿った幅をＬ_min-Xとしたとき、
Ｌ_max-Y／Ｌ_min-X≧３
を満足し、
　Ｘ方向に沿った複数の発光素子の配列ピッチをＰ_Xとしたとき、
Ｐ_X／Ｌ_min-X≧１．５
を満足する［Ｂ０１］に記載の発光素子ユニット。
［Ｂ０３］発光素子ユニット全体において、
　ＹＺ仮想平面における光の出射角は２度以下であり、
　ＸＺ仮想平面における光の出射角は０．１度以下である［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の発光素子ユニット。
［Ｂ０４］第１電極は、複数の発光素子において共通であり、
　第２電極は、各発光素子において個別に設けられている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０３］のいずれか１項に記載の発光素子ユニット。
［Ｂ０５］第１電極は、複数の発光素子において共通であり、
　第２電極は、複数の発光素子において共通である［Ｂ０１］乃至［Ｂ０３］のいずれか１項に記載の発光素子ユニット。
［Ｃ０１］《電子機器》
　［Ａ０１］乃至［Ａ３０］のいずれか１項に記載の発光素子、又は、［Ｂ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載の発光素子ユニットを備えている電子機器。
［Ｃ０２］《発光装置》
　［Ａ０１］乃至［Ａ３０］のいずれか１項に記載の発光素子、又は、［Ｂ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載の発光素子ユニットを備えている発光装置。
［Ｃ０３］《センシング装置》
　［Ａ０１］乃至［Ａ３０］のいずれか１項に記載の発光素子、又は、［Ｂ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載の発光素子ユニットを備えている光出射装置、及び、
　光出射装置から出射された光を受光する受光装置、
を有するセンシング装置。
［Ｃ０４］《通信装置》
　［Ａ１０］又は［Ａ１１］に記載の発光素子を、複数種、備えている光出射装置、及び、
　光出射装置から出射された光を受光する受光装置、
を有する通信装置。

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ・・・発光素子（面発光素子、面発光レーザ素子）、１１・・・化合物半導体基板（発光素子ユニット製造用基板）、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、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）、２６・・・光吸収材料層、３１・・・第１電極、３１’・・・第１電極に設けられた開口部、３２・・・第２電極、３３・・・第２パッド電極、３４・・・絶縁層（電流狭窄層）、３４Ａ・・・絶縁層（電流狭窄層）に設けられた開口部、４１・・・第１光反射層、４２・・・第２光反射層、４８・・・接合層、４９・・・支持基板、５１・・・電流注入領域、５２，５２Ａ，５２Ｂ・・・電流狭窄領域、８１，８１’・・・第１犠牲層、８２・・・第２犠牲層、９０・・・基部面、９０_bd・・・第１の部分と第２の部分との境界、９１・・・基部面の第１の部分、９１’・・・基部面の第１の部分に形成された凸部、９１ａ・・・基部面の第１の部分に形成された凸部、９１_c・・・基部面の第１の部分の中心部、９２・・・基部面の第２の部分、９２ａ・・・基部面の第２の部分に形成された凹部、９２_c・・・基部面の第２の部分の中心部、９５・・・基材、９９・・・周辺領域

Claims (20)

1. 　第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、
   　第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、
   　活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層、
   が積層された積層構造体、
   　第１化合物半導体層の第１面側に形成された第１光反射層、
   　第２化合物半導体層の第２面側に形成された第２光反射層、
   　第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
   　第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
   を備えており、
   　活性層への電流の流入を制御する電流狭窄領域が設けられており、
   　電流狭窄領域によって囲まれた電流注入領域の中心を通る積層構造体の厚さ方向の軸線をＺ軸、Ｚ軸と直交する方向をＸ方向、Ｘ方向及びＺ軸と直交する方向をＹ方向としたとき、電流注入領域は、長手方向がＹ方向に延びる細長い平面形状を有する発光素子。
2. 　電流注入領域のＹ方向に沿った幅をＬ_max-Y、Ｘ方向に沿った幅をＬ_min-Xとしたとき、
   Ｌ_max-Y／Ｌ_min-X≧３
   を満足する請求項１に記載の発光素子。
3. 　第１光反射層は、活性層から離れる方向に向かって凸状の形状を有し、
   　第２光反射層は、平坦な形状を有する請求項１に記載の発光素子。
4. 　第１光反射層の平面形状は、電流注入領域の平面形状に近似した形状である請求項１に記載の発光素子。
5. 　ＹＺ仮想平面における光の出射角は２度以下である請求項１に記載の発光素子。
6. 　電流注入領域の平面形状は長円形である請求項１に記載の発光素子。
7. 　電流注入領域の平面形状は長方形である請求項１に記載の発光素子。
8. 　電流注入領域のＸ方向に平行な辺を含む端面は、第１の誘電体層と第２の誘電体層とがＹ方向に交互に配列された層に接している請求項７に記載の発光素子。
9. 　電流注入領域のＹ方向に平行な辺は、線分又は曲線から成る請求項６に記載の発光素子。
10. 　第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、
    　第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、
    　活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層、
    が積層された積層構造体、
    　第１化合物半導体層の第１面側に形成された第１光反射層、
    　第２化合物半導体層の第２面側に形成された第２光反射層、
    　第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
    　第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
    を備えており、
    　活性層への電流の流入を制御する電流狭窄領域が設けられており、
    　電流狭窄領域によって囲まれた電流注入領域の平面形状は、環状、一部が切り欠かれた環状、曲線によって囲まれた形状、複数の線分によって囲まれた形状、並びに、曲線及び線分によって囲まれた形状から成る群から選択された少なくとも１種類の形状から構成されている発光素子。
11. 　電流注入領域の平面形状は、文字あるいは図形によって構成される請求項１０に記載の発光素子。
12. 　複数の発光素子から成る発光素子ユニットであって、
    　各発光素子は、
    　第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第１化合物半導体層、
    　第１化合物半導体層の第２面と面する活性層、並びに、
    　活性層と面する第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する第２化合物半導体層、
    が積層された積層構造体、
    　第１化合物半導体層の第１面側に形成された第１光反射層、
    　第２化合物半導体層の第２面側に形成された第２光反射層、
    　第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極、並びに、
    　第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
    を備えており、
    　活性層への電流の流入を制御する電流狭窄領域が設けられており、
    　電流狭窄領域によって囲まれた電流注入領域の中心を通る積層構造体の厚さ方向の軸線をＺ軸、Ｚ軸と直交する方向をＸ方向、Ｘ方向及びＺ軸と直交する方向をＹ方向としたとき、電流注入領域は、長手方向がＹ方向に延びる細長い平面形状を有し、
    　複数の発光素子はＸ方向に離間して配列されている発光素子ユニット。
13. 　各発光素子における電流注入領域のＹ方向に沿った幅をＬ_max-Y、Ｘ方向に沿った幅をＬ_min-Xとしたとき、
    Ｌ_max-Y／Ｌ_min-X≧３
    を満足し、
    　Ｘ方向に沿った複数の発光素子の配列ピッチをＰ_Xとしたとき、
    Ｐ_X／Ｌ_min-X≧１．５
    を満足する請求項１２に記載の発光素子ユニット。
14. 　発光素子ユニット全体において、
    　ＹＺ仮想平面における光の出射角は２度以下であり、
    　ＸＺ仮想平面における光の出射角は０．１度以下である請求項１２に記載の発光素子ユニット。
15. 　第１電極は、複数の発光素子において共通であり、
    　第２電極は、各発光素子において個別に設けられている請求項１２に記載の発光素子ユニット。
16. 　第１電極は、複数の発光素子において共通であり、
    　第２電極は、複数の発光素子において共通である請求項１２に記載の発光素子ユニット。
17. 　請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の発光素子、又は、請求項１２乃至請求項１６のいずれか１項に記載の発光素子ユニットを備えている電子機器。
18. 　請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の発光素子、又は、請求項１２乃至請求項１６のいずれか１項に記載の発光素子ユニットを備えている発光装置。
19. 　請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載の発光素子、又は、請求項１２乃至請求項１６のいずれか１項に記載の発光素子ユニットを備えている光出射装置、及び、
    　光出射装置から出射された光を受光する受光装置、
    を有するセンシング装置。
20. 　請求項１０又は請求項１１に記載の発光素子を、複数種、備えている光出射装置、及び、
    　光出射装置から出射された光を受光する受光装置、
    を有する通信装置。

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