WO2023032307A1 - 発光素子アレイおよび発光素子アレイの製造方法 - Google Patents

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WO2023032307A1
WO2023032307A1 PCT/JP2022/012391 JP2022012391W WO2023032307A1 WO 2023032307 A1 WO2023032307 A1 WO 2023032307A1 JP 2022012391 W JP2022012391 W JP 2022012391W WO 2023032307 A1 WO2023032307 A1 WO 2023032307A1
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light
light emitting
emitting element
layer
element array
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PCT/JP2022/012391
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English (en)
French (fr)
Inventor
重吾 御友
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
    • H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
    • H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/42—Arrays of surface emitting lasers

Definitions

  • the present disclosure relates to, for example, a light-emitting element array having a plurality of light-emitting elements randomly arranged in a plane and a manufacturing method thereof.
  • Patent Literature 1 a surface-emitting laser device in which a separation groove reaching the substrate surface is provided at a position away from the mesa structure, the surface of the lower semiconductor BDR exposed by the separation groove is passivated, and a dielectric film is further coated. is disclosed.
  • a light-emitting element array is arranged on a substrate having a first surface and a second surface facing each other in a two-dimensional array on the first surface at intervals different from each other.
  • a plurality of light emitting elements having a shape, and recesses provided around the plurality of light emitting elements to form a mesa shape and having different depths depending on the distance between the adjacent light emitting elements.
  • a method for manufacturing a light-emitting element array sequentially stacks a plurality of compound semiconductor layers constituting light-emitting elements on a substrate, and forms a resist layer having a pattern with a different density on the compound semiconductor layer. Then, using the resist layer as a mask, reactive ion etching is performed at a temperature of 80° C. or lower to form recesses having different depths in the compound semiconductor layer according to the pattern density of the resist layer.
  • a plurality of compound semiconductor layers constituting light-emitting elements are sequentially stacked on a substrate, and then a density is formed on the compound semiconductor layer. are formed, and reactive ion etching is performed at 80° C. or lower using the resist layer as a mask.
  • a plurality of mesa-shaped light emitting elements are formed in a two-dimensional array on the first surface at intervals different from each other, and a plurality of adjacent light emitting elements are spaced between the adjacent light emitting elements according to the intervals between the adjacent plurality of light emitting elements. recesses with different depths are formed to cancel out differences in electric resistance caused by the arrangement density of a plurality of light emitting elements.
  • FIG. 1 is a cross-sectional schematic diagram showing an example of a configuration of a light-emitting element array according to a first embodiment of the present disclosure
  • FIG. FIG. 2 is a schematic plan view showing an example of the overall configuration of the light emitting element array shown in FIG. 1
  • 2 is a flow chart explaining an example of a method for manufacturing the light-emitting element array shown in FIG. 1
  • 4A and 4B are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the light-emitting element array shown in FIG. 3
  • 4B is a schematic cross-sectional view showing the configuration following FIG. 4A
  • FIG. FIG. 4B is a schematic cross-sectional view showing the configuration following FIG. 4B;
  • FIG. 4C is a schematic cross-sectional view showing the configuration following FIG. 4C;
  • FIG. 4D is a schematic cross-sectional view showing the configuration following FIG. 4D;
  • FIG. 4E is a schematic cross-sectional view showing the configuration following FIG. 4E;
  • It is a cross-sectional schematic diagram showing the structure following FIG. 4F.
  • It is a cross-sectional schematic diagram showing the structure following FIG. 4G.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating spread of current in a general light-emitting element array;
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a configuration of a light-emitting element array according to a second embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating spread of current in a general light-emitting element array;
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of a configuration of a light-emitting element array according to a second embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing an example of the overall configuration of the light emitting element array shown in FIG. 6; 7 is a flow chart explaining an example of a method for manufacturing the light emitting element array shown in FIG. 6; 9A and 9B are schematic cross-sectional views illustrating a method for manufacturing the light-emitting element array shown in FIG. 8; It is a cross-sectional schematic diagram showing the structure following FIG. 9A.
  • FIG. 9B is a schematic cross-sectional view showing the configuration following FIG. 9B;
  • FIG. 7 is a schematic diagram for explaining spread of current in the light emitting element array shown in FIG. 6; FIG.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an example of a configuration of a light-emitting element array according to a modified example of the present disclosure
  • FIG. 10 is a cross-sectional schematic diagram showing another example of the configuration of the light-emitting element array according to the modified example of the present disclosure
  • 2 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a distance measuring device using an illumination device having the light emitting element array shown in FIG. 1 and the like
  • FIG. 1 is a block diagram showing an example of a schematic configuration of a vehicle control system
  • FIG. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of installation positions of an outside information detection unit and an imaging unit;
  • FIG. 1 schematically illustrates an example of a cross-sectional configuration of a light-emitting element array 1 according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 schematically shows an example of the planar configuration of the entire light emitting element array 1 shown in FIG.
  • FIG. 1 shows a cross section corresponding to the II' line shown in FIG.
  • the light emitting element array 1 is, for example, a two-dimensional array of back emission type VCSELs (Vertical Cavity Surface Emitting LASER).
  • the light emitting element array 1 for example, a plurality of light emitting elements 10 are arranged on the front surface 11S1 of a substrate having a first surface (front surface 11S1) and a second surface (back surface 11S2) facing each other.
  • the light-emitting element array 1 has a light-emitting region R1 in which a plurality of light-emitting elements 10 are arranged in a two-dimensional array, and a peripheral region R2 provided around the periphery.
  • This light emitting region R1 corresponds to a specific example of the "array section" of the present disclosure.
  • Each of the plurality of light emitting elements 10 has a mesa shape.
  • the diameter (mesa diameter) of each light emitting element 10 is slightly smaller than the minimum beam pitch of the laser light emitted from each light emitting element 10 .
  • the mesa diameter should be about 14 ⁇ m.
  • the plurality of light-emitting elements 10 are arranged, for example, at different intervals in the light-emitting region R1.
  • the light emitting region R1 includes a first region R1-1 in which the plurality of light emitting elements 10 are arranged at a first pitch l1, and a first region R1-1 in which the plurality of light emitting elements 10 are arranged at a second pitch l1.
  • the second regions R1-2 arranged at 12 are alternately arranged in the matrix direction.
  • the plurality of light emitting elements 10 may be randomly arranged such that the intervals between adjacent light emitting elements 10 in the light emitting region R1 are different without regularity.
  • the light-emitting element array 1 has recesses H in which the plurality of light-emitting elements 10 are each shaped like a mesa.
  • the recesses H have different depths depending on the intervals between the plurality of adjacent light emitting elements 10 .
  • the depth h1 of the concave portion H1 provided between the adjacent light emitting elements 10 in the first region R1-1 and the depth h1 provided between the adjacent light emitting elements 10 in the second region R1-2 The depth h2 of the concave portion H2 has a relationship of h1 ⁇ h2. That is, the light-emitting element array 1 of the present embodiment has a plurality of adjacent light-emitting elements 10 arranged at different intervals. The wider the interval between the elements 10 is, the deeper the concave portion H is formed.
  • the first pitch l1 and the second pitch l2 are the distances between the centers of adjacent light emitting elements 10 in the first region R1-1 and the second region R1-2, respectively.
  • the plurality of light emitting elements 10 are VCSELs that emit laser light in the stacking direction.
  • the plurality of light emitting elements 10 includes, for example, a first DBR (Distributed Bragg Reflector) layer 13 including a current confinement layer 19 in the layer, a first spacer layer 14, an active layer 15, a second spacer layer 16, and a second DBR. Layer 17 is laminated in this order.
  • a first contact layer 12 is provided between the plurality of light emitting elements 10 and the substrate 11 .
  • a second contact layer 18 is provided on each of the upper surfaces 10S1 of the plurality of light emitting elements 10 .
  • a first electrode 21 is provided on the bottom surface of the recesses H (recesses H1 and H2) provided between the plurality of adjacent light emitting elements 10, in other words, around the plurality of light emitting elements 10.
  • a second electrode 22 is provided on each of the second contact layers 18 provided on the upper surfaces 10S1 of the plurality of light emitting elements 10 .
  • the upper surface of the first contact layer 12, the side surfaces of the plurality of light emitting elements 10, and the side surfaces and upper surface of the second contact layer 18 are covered with an insulating film 23, excluding the forming regions of the first electrode 21 and the second electrode 22.
  • the rear surface 11S2 of the substrate 11 is covered with an antireflection film 24. As shown in FIG.
  • the substrate 11 is a supporting substrate on which a plurality of light emitting elements 10 are integrated.
  • the substrate 11 is composed of a semi-insulating substrate that transmits light emitted from the plurality of light emitting elements 10 .
  • semi-insulating substrates include substrates made of, for example, GaAs-based semiconductors that do not contain impurities.
  • the substrate 11 is not necessarily limited to a general semi-insulating substrate as long as it has a low carrier concentration and reduces the absorption of laser light.
  • a substrate having an n-type carrier concentration of 5 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 or less can be used as the substrate 11, as the substrate 11, a substrate having an n-type carrier concentration of 5 ⁇ 10 17 cm ⁇ 3 or less can be used.
  • the first contact layer 12 is for bringing the first electrode 21 into ohmic contact with the first DBR layer 13 of each light emitting element 10 .
  • the first contact layer 12 is formed continuously on the surface 11S1 of the substrate 11 as a common layer for the plurality of light emitting elements 10, for example.
  • the first contact layer 12 is made of, for example, n-type Alx1Ga1 -x1As (0 ⁇ X1 ⁇ 1).
  • the first DBR layer 13 is made of, for example, an n-type semiconductor material.
  • the first DBR layer 13 faces the second DBR layer 17 with the active layer 15 interposed therebetween, and is used to resonate the light of wavelength ⁇ generated in the active layer 15 with the second DBR layer 17 for laser oscillation. constitutes a resonator.
  • the first DBR layer 13 has a structure in which low refractive index layers (not shown) and high refractive index layers (not shown) are alternately laminated.
  • the low refractive index layer is made of n-type Al x2 Ga 1-x2 As (0 ⁇ X2 ⁇ 1) with an optical thickness of ⁇ 1/4n, for example, and the high refractive index layer is made of, for example, an optical thickness of ⁇ 1/4n. It consists of 1/4n n-type Alx3Ga1 -x3As (0 ⁇ X3 ⁇ X2).
  • ⁇ is the oscillation wavelength of the laser light emitted from the active layer 15, and n is the refractive index
  • the current confinement layer 19 provides a current constriction effect, and is provided within the first DBR layer 13 .
  • the current confinement layer 19 has a current injection region 19A and a current confinement region 19B.
  • the current injection region 10A is provided in the center of the current confinement layer 19, and the current confinement region 19B is provided around the current injection region 19A.
  • the current injection region 19A is made of a conductive material, and the current confinement region 19B is made of an insulating material.
  • the current confinement region 19B can be formed by oxidizing the material forming the current confinement layer 19 from the side surface of the light emitting element 10 .
  • the current injection region 19A is made of, for example, n-type Alx4Ga1 -x4As (0 ⁇ X4 ⁇ 1), and the current confinement region 19B is made of, for example, its oxide.
  • the provision of the current constriction layer 19 confines the current injected from the first electrode 21 to the active layer 15, thereby enhancing the current injection efficiency.
  • the first spacer layer 14 adjusts the distance between the first DBR layer 13 and the second DBR layer 17 to be ⁇ .
  • the first spacer layer 14 is made of, for example, n-type Alx5Ga1 -x5As (0 ⁇ X5 ⁇ 1).
  • the active layer 15 emits and amplifies spontaneous emission light, and emits and recombines holes and electrons injected from the first electrode 21 and the second electrode 22 to generate stimulated emission light. ing.
  • the active layer 15 has, for example, a multiple quantum well (MQW) structure in which quantum well layers (not shown) and barrier layers (not shown) are alternately laminated.
  • the quantum well layer is made of, for example, Inx6Ga1 -x6As (0 ⁇ X6 ⁇ 1)
  • the barrier layer is made of, for example, Inx7Ga1 - x7As (0 ⁇ X7 ⁇ X6).
  • the second spacer layer 16 together with the first spacer layer 14, adjusts the distance between the first DBR layer 13 and the second DBR layer 17 to be ⁇ .
  • the second spacer layer 16 is made of, for example, p-type Alx8Ga1 -x8As (0 ⁇ X8 ⁇ 1).
  • the second DBR layer 17 is made of, for example, a p-type semiconductor material.
  • the second DBR layer 17 faces the first DBR layer 13 with the active layer 15 interposed therebetween, and is used to resonate the light of wavelength ⁇ generated in the active layer 15 with the first DBR layer 13 for laser oscillation. constitutes a resonator.
  • the second DBR layer 17 has a structure in which low refractive index layers (not shown) and high refractive index layers (not shown) are alternately laminated.
  • the low refractive index layer is made of p-type Al x9 Ga 1-x9 As (0 ⁇ X9 ⁇ 1) with an optical thickness of ⁇ 1/4p
  • the high refractive index layer is made of, for example, an optical thickness of ⁇ 1/4p. It consists of 1/4p p-type Al x10 Ga 1-x10 As (0 ⁇ X10 ⁇ X9).
  • the second contact layer 18 is for bringing the second electrode 22 into ohmic contact with the second DBR layer 17 of each light emitting element 10 .
  • the second contact layer 18 is made of a GaAs-based semiconductor.
  • the second contact layer 18 is made of, for example, n-type Al x11 Ga 1-x11 As (0 ⁇ X11 ⁇ 1).
  • the first electrode 21 is provided on the surface 11S1 side of the substrate 11, for example, between the plurality of light emitting elements 10. In other words, the first electrode 21 is provided on the bottom surface of the recess H provided around the plurality of light emitting elements 10 as a common electrode for the plurality of light emitting elements 10 arranged in an array in the light emitting region R1. .
  • the first electrode 21 is formed of, for example, a multilayer film of titanium (Ti)/platinum (Pt)/gold (Au).
  • the second electrodes 22 are provided above the plurality of light emitting elements 10, specifically, on the second contact layers 18 respectively.
  • the second electrode 22 is formed of, for example, a multilayer film of gold-germanium (Au—Ge)/nickel (Ni)/gold (Au).
  • the insulating film 23 is formed, for example, continuously on the upper surface of the second contact layer 18 , the second contact layer 18 , the side surface of the light emitting element 10 and the upper surface of the first contact layer 12 .
  • the insulating film 23 is composed of a single layer film or a laminated film such as silicon nitride (SiN) or silicon oxide (SiO 2 ). Openings H3 and H4 (see, for example, FIG. 4G) are provided at predetermined positions on the upper surface of the second contact layer 18 and the first contact layer 12 of the insulating film 23, respectively. , respectively, in which a first electrode 21 or a second electrode 22 is embedded.
  • the antireflection film 24 is formed on, for example, the entire surface of the back surface 11S2 of the substrate 11. As shown in FIG.
  • the antireflection film 24 is composed of a single layer film or a laminated film such as silicon nitride (SiN) or silicon oxide (SiO 2 ).
  • the light-emitting element array 1 is mounted on, for example, a laser driver with the top surfaces 10S1 of the light-emitting elements 10 facing each other.
  • the laser driver has, for example, a driver for controlling the voltage applied to the light emitting element array 1 on its substrate. This driver is electrically connected to the light-emitting element array, for example, via wiring, and generates drive pulses for causing the plurality of light-emitting elements 10 provided in the light-emitting element array 1 to emit and extinguish light.
  • a voltage is applied to each of the plurality of light-emitting elements 10 arranged in a two-dimensional array by applying a predetermined voltage to the first electrode 21 and the second electrode 22 from the laser driver.
  • holes are injected from the first electrode 21 and electrons are injected from the second electrode 22 into the active layer 15, and light is generated by recombination of the electrons and holes.
  • Light generated in the active layer 15 resonates between the first DBR layer 13 and the second DBR layer 17 and is amplified, and laser light L is emitted from the rear surface 11S2 of the substrate 11.
  • a first contact layer 12, a first DBR layer 13 including a current confinement layer 19, a first spacer layer 14, an active layer 15, and a second spacer layer are formed on a substrate 11 made of, for example, GaAs. 16.
  • a compound semiconductor layer (semiconductor laminate) in which the second DBR layer 17 and the second contact layer 18 are laminated in this order is grown by an epitaxial crystal growth method such as a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method. are collectively formed by (step S101).
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • methyl-based organometallic compounds such as trimethylaluminum (TMAl), trimethylgallium (TMGa), and trimethylindium (TMIn) and arsine (AsH 3 ) gas are used, and as raw materials for donor impurities, disilane (Si 2 H 6 ), for example, and carbon tetrabromide (CBr 4 ), for example, is used as the source of the acceptor impurity.
  • a resist layer 31 having patterns with different densities is formed on the second contact layer 18 .
  • the compound semiconductor layer is etched to form a mesa structure (light emitting element 10) (step S102).
  • RIE reactive ion etching
  • Cl-based gas for example, under conditions that enhance the microloading effect.
  • the microloading effect is a phenomenon in which the ion incidence is blocked by the mask in areas where the mask pattern is dense, and the etching rate is lower than in areas where the mask pattern is sparse.
  • RIE is preferably performed at, for example, 80° C. or lower, more preferably at room temperature (eg, 25° C.).
  • the current confinement layer 19 is formed by, for example, high temperature treatment in a water vapor atmosphere (step S103). Note that a wet oxidation method may be used for this oxidation. As a result, the outer peripheral region of the current confinement layer 19 is oxidized to form a current confinement region 19B.
  • an insulating film 23 continuous from the upper surface of the second contact layer 18 to the side surfaces and bottom surfaces of the recesses H1 and H2 is formed by chemical vapor deposition (CVD) or atomic layer deposition (ALD), for example. ) method (step S104).
  • CVD chemical vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • FIG. 4F a resist layer 32 having a predetermined pattern is formed on the insulating film 23, and then, as shown in FIG. to form openings H3 and H4 (step S105).
  • the first electrode 21 and the second electrode 22 are respectively formed using, for example, a lift-off method using a resist pattern (step S106).
  • the substrate 11 is thinned to a predetermined thickness by, for example, back grinding and chemical polishing (CMP) (step S107).
  • CMP back grinding and chemical polishing
  • the antireflection film 24 is formed on the rear surface 11S2 of the substrate 11 using, for example, the CVD method or the ALD method (step S108).
  • the light-emitting element array 1 shown in FIG. 1 is completed.
  • a plurality of rear-emission type light-emitting elements 10 arranged in a two-dimensional array at different intervals in the light-emitting region R1 are surrounded by a plurality of adjacent light-emitting elements 10 with an interval between them.
  • the recesses H (for example, recesses H1 and H2) having different depths are formed according to the thickness. This will be explained below.
  • a light emitting element array 1000 having a common electrode 1021 on the back surface As shown in FIG. formed.
  • the light emitting elements 1010A at the center of the array section R1000 are adjacent to each other as indicated by the arrows in FIG. Due to the influence of , current flows vertically toward the common electrode 1021.
  • the current spreads and the electrical resistance of the light emitting elements tends to decrease. .
  • This problem also occurs in arrays in which the arrangement pitch of a plurality of light emitting elements is different. For example, in a high-density region where a plurality of light-emitting elements are arranged at a narrow pitch, a current flows vertically toward the common electrode on the back surface. As in the case of the light emitting element 1010B, the current spreads and the electric resistance of the light emitting element decreases. As a result, the current concentrates in the light emitting elements in the low density region, making it impossible to obtain uniform light emission within the array.
  • This problem also occurs in, for example, a back emission type light emitting element array that does not have a common electrode on the back surface.
  • the common electrode is formed on the bottom surface of the mesa.
  • the area of the common electrode formed on the bottom surface of the mesa is small, so the electrical resistance of the light-emitting elements increases.
  • the area of the common electrode is large, so the electrical resistance of the light-emitting element is lowered.
  • the current concentrates in the light emitting elements in the low density region, making it impossible to obtain uniform light emission within the array.
  • the recesses H are provided in the light-emitting element array 1 in which the plurality of light-emitting elements 10 are arranged at different intervals.
  • the recesses H For example, concave portions H1 and H2 are provided.
  • the adjacent light emitting elements 10 Since the area of the first electrode 21 formed on the bottom surface of the recess H1 between them is small, the electrical resistance of the light emitting element 10 is increased.
  • the electric resistance of the current flowing horizontally through the first contact layer 12 from the electrode 21 toward the light emitting element 10 is lowered.
  • a low-density region where the plurality of light emitting elements 10 are arranged at a wide pitch for example, a second region R1-2 where the plurality of light emitting elements 10 are arranged at a second pitch l2
  • the adjacent light emitting elements 10 Since the area of the first electrode 21 formed on the bottom surface of the recess H1 between them is increased, the electrical resistance of the light-emitting element 10 is lower than that of the light-emitting element 10 provided in the first region R1-1.
  • the recess H2 formed around the light emitting element 10 is deep, the electrical resistance of the current flowing horizontally through the first contact layer 12 from the first electrode 21 toward the light emitting element increases. As a result, current concentration in the light emitting elements 10 arranged at a low density is suppressed. That is, the electrical resistance difference caused by the arrangement density of the plurality of light emitting elements is canceled out.
  • the light-emitting element array 1 of the present embodiment it is possible to obtain substantially uniform light emission in the light-emitting region R1.
  • the recesses H2 forming the mesa shape of the light-emitting elements 10 penetrates through the first contact layer 12 .
  • the contact area between the first electrode 21 and the first contact layer 12 is reduced, and the current concentration in the light emitting elements 10 arranged at a low density can be further suppressed. Therefore, it is possible to obtain more substantially uniform light emission in the light emitting region R1.
  • FIG. 6 schematically illustrates an example of a cross-sectional configuration of the light emitting element array 2 according to the second embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 schematically shows an example of the planar configuration of the entire light emitting element array 2 shown in FIG.
  • FIG. 6 shows a cross section corresponding to the II-II' line shown in FIG.
  • the light emitting element array 2 is, for example, a two-dimensional array of vertical cavity surface emitting lasers (VCSELs).
  • VCSELs vertical cavity surface emitting lasers
  • the light emitting element array 2 for example, a plurality of light emitting elements 40 are arranged on the front surface 41S1 of a substrate having a first surface (front surface 41S1) and a second surface (back surface 41S2) facing each other. Similar to the light emitting element array 1 of the first embodiment, the light emitting element array 2 includes a light emitting area R1 in which a plurality of light emitting elements 40 are arranged in a two-dimensional array and a peripheral area provided on the outer circumference of the light emitting area R1. R2.
  • the plurality of light emitting elements 40 each have a mesa shape.
  • the diameter (mesa diameter) of each light emitting element 40 is slightly smaller than the minimum beam pitch of the laser light emitted from each light emitting element 40 .
  • the mesa diameter should be about 14 ⁇ m.
  • the plurality of light-emitting elements 40 are arranged, for example, at different intervals in the light-emitting region R1, as in the light-emitting element array 1 of the first embodiment.
  • the light emitting region R1 includes a first region R1-1 in which the plurality of light emitting elements 40 are arranged at a first pitch l3, and a first region R1-1 in which the plurality of light emitting elements 40 are arranged at a second pitch l3.
  • the second regions R1-2 arranged at 14 are alternately arranged in the matrix direction.
  • the plurality of light emitting elements 40 may be randomly arranged such that the intervals between adjacent light emitting elements 40 are different without regularity in the light emitting region R1.
  • the light-emitting element array 2 has recesses H in which the plurality of light-emitting elements 40 are each shaped like a mesa.
  • the recesses H have different depths depending on the intervals between the plurality of adjacent light emitting elements 40 .
  • the depth h3 of the concave portion H5 provided between the adjacent light emitting elements 40 in the first region R1-1 and the depth h3 provided between the adjacent light emitting elements 40 in the second region R1-2 The depth h4 of the recess H6 has a relationship of h3 ⁇ h4. That is, the light-emitting element array 2 of the present embodiment has a plurality of adjacent light-emitting elements 40 arranged at different intervals. The deeper recesses H are formed as the distance between the elements 40 increases.
  • first pitch l3 and the second pitch l4 are the distances between the centers of the adjacent light emitting elements 40 in the first region R1-1 and the second region R1-2, respectively.
  • the plurality of light emitting elements 40 are VCSELs that emit laser light in the stacking direction.
  • the plurality of light emitting elements 40 includes, for example, a first DBR layer 43 including a current confinement layer 49 therein, a first spacer layer 44, an active layer 45, a second spacer layer 46, and a second DBR layer 47. They are stacked in order.
  • a first contact layer 42 is provided between the plurality of light emitting elements 40 and the substrate 41 .
  • a second contact layer 48 is provided on each of the upper surfaces 40S1 of the plurality of light emitting elements 40 .
  • the first electrode 51 is provided as a common electrode for the plurality of light emitting elements 40 on the back surface 41S2 of the substrate 41, for example, on the entire surface.
  • the upper surface of the first contact layer 42 or the first DBR layer 43, the side surfaces of the plurality of light emitting elements 40, and the upper surface of the second contact layer 48 are covered with the insulating film 53 and the second electrode 52 in this order.
  • the insulating film 53 has an opening on the upper surface of the second contact layer 48, and the second electrode 52 is electrically connected to the second contact layer 48 through the opening (opening H7, see FIG. 9B). .
  • steps S201 to S204 are performed, and as shown in FIG.
  • the film 53 is formed using, for example, CVD or ALD.
  • an opening H7 is formed at a predetermined position in the insulating film 23 formed on the second contact layer 48 (step S205). .
  • the second electrode 52 is formed using, for example, a lift-off method using a resist pattern (step S206). Subsequently, the substrate 41 is thinned to a predetermined thickness by, for example, CMP (step S207). After that, the first electrode 51 is formed on the rear surface 11S2 of the substrate 41 using, for example, the CVD method or the ALD method (step S208). As described above, the light emitting element array 2 shown in FIG. 6 is completed.
  • a plurality of surface emitting light emitting elements 40 arranged in a two-dimensional array at different intervals in the light emitting region R1 are surrounded by a plurality of adjacent light emitting elements 40.
  • the recesses H (for example, the recesses H5 and H6) having different depths are formed according to the distance.
  • each light emitting element 40 Since the area of the corresponding first electrode 51 is reduced, the electrical resistance of the light emitting element 40 is increased. Due to this formation, the electric resistance of the current flowing horizontally from the first electrode 51 toward the light emitting element 40 is lowered. At this time, since the current path in the light emitting element 40 is short, the electrical resistance of the current flowing through the light emitting element 40 also decreases.
  • each light emitting element 40 Since the area of the first electrode 51 is large, the electrical resistance of the light emitting element 40 is lower than that of the light emitting element 40 provided in the first region R1-1. Since the concave portion H6 is deep and is formed so as to have a bottom surface within the first contact layer 42, for example, the electric resistance of the current flowing horizontally from the first electrode 51 toward the light emitting element 40 increases.
  • the electrical resistance of the current flowing through the light emitting element 40 also increases. Therefore, for example, as indicated by the arrows in FIG. 10, the electrical resistance difference caused by the arrangement density of the plurality of light emitting elements is canceled out.
  • the light-emitting element array 2 of the present embodiment it is possible to obtain substantially uniform light emission in the light-emitting region R1, like the light-emitting element array 2 of the first embodiment.
  • FIG. 11 schematically shows an example of a cross-sectional configuration of a light-emitting element array 3 as a modified example of the first embodiment.
  • FIG. 12 schematically shows an example of a cross-sectional configuration of a light-emitting element array 4 as a modified example of the second embodiment.
  • the light-emitting element arrays 3 and 4 of this modified example are provided with the current diffusion adjusting layer 25 between the substrate 11 and the first contact layer 12 and between the substrate 41 and the first contact layer 42, respectively. It differs from the first and second embodiments.
  • the current diffusion adjusting layer 25 is for adjusting the amount of change in the electric resistance of the current flowing horizontally from the first electrode 21 or the first electrode 51 to the light emitting element, which changes according to the depth of the recess H. be.
  • the current diffusion adjustment layer 25 has a lower carrier concentration than the first contact layers 12 and 42 .
  • the current diffusion adjustment layer 25 may modulate the carrier concentration in the stacking direction (for example, the Z-axis direction). For example, the carrier concentration may be gradually increased from the substrate 11 side toward the first contact layer 12 .
  • the current diffusion adjusting layer 25 is provided between the substrate 11 and the first contact layer 12 and between the substrate 41 and the first contact layer 42, respectively. made it This makes it possible to control the adjustment width of the current resistance, thereby further canceling out the electrical resistance difference caused by the arrangement density of the plurality of light emitting elements 10 and 40 . Therefore, it is possible to obtain more substantially uniform light emission in the light emitting region R1.
  • the present invention is not limited to this.
  • the current diffusion adjustment layer 25 may be provided, for example, between the first contact layer 42 and the first DBR layer 43 . Even in that case, similar effects can be obtained.
  • This technology can be applied to various electronic devices including semiconductor lasers.
  • it can be applied to light sources provided in mobile electronic devices such as smartphones, and light sources for various sensing devices that detect shapes, motions, and the like.
  • FIG. 13 is a block diagram showing a schematic configuration of a distance measuring device (distance measuring device 100) using the illumination device 110 having the above-described light emitting element array (for example, the light emitting element array 1).
  • the distance measuring device 100 measures distance by the ToF method.
  • the distance measuring device 100 has, for example, an illumination device 110, a light receiving section 120, a control section 130, and a distance measuring section 140.
  • the illumination device 110 includes, for example, the light emitting element array 1 shown in FIG. 1 etc. as a light source.
  • the illumination device 110 generates illumination light in synchronization with, for example, a square-wave emission control signal CLKp.
  • the emission control signal CLKp is not limited to a rectangular wave as long as it is a periodic signal.
  • the emission control signal CLKp may be a sine wave.
  • the light receiving unit 120 receives reflected light reflected from the object 200 to be irradiated, and detects the amount of received light within each cycle of the vertical synchronization signal VSYNC.
  • a periodic signal of 60 hertz (Hz) is used as the vertical synchronization signal VSYNC.
  • a plurality of pixel circuits are arranged in a two-dimensional lattice.
  • the light receiving unit 120 supplies image data (frames) corresponding to the amount of light received by these pixel circuits to the distance measuring unit 140 .
  • the frequency of the vertical synchronization signal VSYNC is not limited to 60 hertz (Hz), and may be 30 hertz (Hz) or 120 hertz (Hz).
  • the control unit 130 controls the lighting device 110 .
  • Control unit 130 generates light emission control signal CLKp and supplies it to illumination device 110 and light receiving unit 120 .
  • the frequency of the light emission control signal CLKp is, for example, 20 megahertz (MHz). Note that the frequency of the light emission control signal CLKp is not limited to 20 megahertz (MHz), and may be, for example, 5 megahertz (MHz).
  • the distance measurement unit 140 measures the distance to the irradiation object 200 by the ToF method based on the image data.
  • This distance measuring unit 140 measures the distance for each pixel circuit and generates a depth map that indicates the distance to an object for each pixel using a gradation value.
  • This depth map is used, for example, in image processing that performs blurring processing to a degree that depends on the distance, autofocus (AF) processing that determines the in-focus point of the focus lens according to the distance, and the like.
  • the technology (the present technology) according to the present disclosure can be applied to various products.
  • the technology according to the present disclosure can be realized as a device mounted on any type of moving body such as automobiles, electric vehicles, hybrid electric vehicles, motorcycles, bicycles, personal mobility, airplanes, drones, ships, and robots. may
  • FIG. 14 is a block diagram showing a schematic configuration example of a vehicle control system, which is an example of a mobile control system to which the technology according to the present disclosure can be applied.
  • a vehicle control system 12000 includes a plurality of electronic control units connected via a communication network 12001.
  • the vehicle control system 12000 includes a drive system control unit 12010, a body system control unit 12020, an exterior information detection unit 12030, an interior information detection unit 12040, and an integrated control unit 12050.
  • a microcomputer 12051, an audio/image output unit 12052, and an in-vehicle network I/F (interface) 12053 are illustrated.
  • the drive system control unit 12010 controls the operation of devices related to the drive system of the vehicle according to various programs.
  • the driving system control unit 12010 includes a driving force generator for generating driving force of the vehicle such as an internal combustion engine or a driving motor, a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force to the wheels, and a steering angle of the vehicle. It functions as a control device such as a steering mechanism to adjust and a brake device to generate braking force of the vehicle.
  • the body system control unit 12020 controls the operation of various devices equipped on the vehicle body according to various programs.
  • the body system control unit 12020 functions as a keyless entry system, a smart key system, a power window device, or a control device for various lamps such as headlamps, back lamps, brake lamps, winkers or fog lamps.
  • the body system control unit 12020 can receive radio waves transmitted from a portable device that substitutes for a key or signals from various switches.
  • the body system control unit 12020 receives the input of these radio waves or signals and controls the door lock device, power window device, lamps, etc. of the vehicle.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 detects information outside the vehicle in which the vehicle control system 12000 is installed.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 is connected with an imaging section 12031 .
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 causes the imaging unit 12031 to capture an image of the exterior of the vehicle, and receives the captured image.
  • the vehicle exterior information detection unit 12030 may perform object detection processing or distance detection processing such as people, vehicles, obstacles, signs, or characters on the road surface based on the received image.
  • the imaging unit 12031 is an optical sensor that receives light and outputs an electrical signal according to the amount of received light.
  • the imaging unit 12031 can output the electric signal as an image, and can also output it as distance measurement information.
  • the light received by the imaging unit 12031 may be visible light or non-visible light such as infrared rays.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 detects in-vehicle information.
  • the in-vehicle information detection unit 12040 is connected to, for example, a driver state detection section 12041 that detects the state of the driver.
  • the driver state detection unit 12041 includes, for example, a camera that captures an image of the driver, and the in-vehicle information detection unit 12040 detects the degree of fatigue or concentration of the driver based on the detection information input from the driver state detection unit 12041. It may be calculated, or it may be determined whether the driver is dozing off.
  • the microcomputer 12051 calculates control target values for the driving force generator, the steering mechanism, or the braking device based on the information inside and outside the vehicle acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, and controls the drive system control unit.
  • a control command can be output to 12010 .
  • the microcomputer 12051 realizes the functions of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle lane deviation warning. Cooperative control can be performed for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle lane deviation warning. Cooperative control can be performed for the purpose of ADAS (Advanced Driver Assistance System) including collision avoidance or shock mitigation, follow-up driving based on inter-vehicle distance, vehicle speed maintenance driving, vehicle collision warning, or vehicle
  • the microcomputer 12051 controls the driving force generator, the steering mechanism, the braking device, etc. based on the information about the vehicle surroundings acquired by the vehicle exterior information detection unit 12030 or the vehicle interior information detection unit 12040, so that the driver's Cooperative control can be performed for the purpose of autonomous driving, etc., in which vehicles autonomously travel without depending on operation.
  • the microcomputer 12051 can output a control command to the body system control unit 12020 based on the information outside the vehicle acquired by the information detection unit 12030 outside the vehicle.
  • the microcomputer 12051 controls the headlamps according to the position of the preceding vehicle or the oncoming vehicle detected by the vehicle exterior information detection unit 12030, and performs cooperative control aimed at anti-glare such as switching from high beam to low beam. It can be carried out.
  • the audio/image output unit 12052 transmits at least one of audio and/or image output signals to an output device capable of visually or audibly notifying the passengers of the vehicle or the outside of the vehicle.
  • an audio speaker 12061, a display unit 12062 and an instrument panel 12063 are illustrated as output devices.
  • the display unit 12062 may include at least one of an on-board display and a head-up display, for example.
  • FIG. 15 is a diagram showing an example of the installation position of the imaging unit 12031.
  • the vehicle 12100 has imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 as the imaging unit 12031.
  • the imaging units 12101, 12102, 12103, 12104, and 12105 are provided at positions such as the front nose of the vehicle 12100, the side mirrors, the rear bumper, the back door, and the upper part of the windshield in the vehicle interior, for example.
  • An image pickup unit 12101 provided in the front nose and an image pickup unit 12105 provided above the windshield in the passenger compartment mainly acquire images in front of the vehicle 12100 .
  • Imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors mainly acquire side images of the vehicle 12100 .
  • An imaging unit 12104 provided in the rear bumper or back door mainly acquires an image behind the vehicle 12100 .
  • Forward images acquired by the imaging units 12101 and 12105 are mainly used for detecting preceding vehicles, pedestrians, obstacles, traffic lights, traffic signs, lanes, and the like.
  • FIG. 15 shows an example of the imaging range of the imaging units 12101 to 12104.
  • the imaging range 12111 indicates the imaging range of the imaging unit 12101 provided in the front nose
  • the imaging ranges 12112 and 12113 indicate the imaging ranges of the imaging units 12102 and 12103 provided in the side mirrors, respectively
  • the imaging range 12114 The imaging range of an imaging unit 12104 provided on the rear bumper or back door is shown. For example, by superimposing the image data captured by the imaging units 12101 to 12104, a bird's-eye view image of the vehicle 12100 viewed from above can be obtained.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may have a function of acquiring distance information.
  • at least one of the imaging units 12101 to 12104 may be a stereo camera composed of a plurality of imaging elements, or may be an imaging element having pixels for phase difference detection.
  • the microcomputer 12051 determines the distance to each three-dimensional object within the imaging ranges 12111 to 12114 and changes in this distance over time (relative velocity with respect to the vehicle 12100). , it is possible to extract, as the preceding vehicle, the closest three-dimensional object on the course of the vehicle 12100, which runs at a predetermined speed (for example, 0 km/h or more) in substantially the same direction as the vehicle 12100. can. Furthermore, the microcomputer 12051 can set the inter-vehicle distance to be secured in advance in front of the preceding vehicle, and perform automatic brake control (including following stop control) and automatic acceleration control (including following start control). In this way, cooperative control can be performed for the purpose of automatic driving in which the vehicle runs autonomously without relying on the operation of the driver.
  • automatic brake control including following stop control
  • automatic acceleration control including following start control
  • the microcomputer 12051 converts three-dimensional object data related to three-dimensional objects to other three-dimensional objects such as motorcycles, ordinary vehicles, large vehicles, pedestrians, and utility poles. It can be classified and extracted and used for automatic avoidance of obstacles. For example, the microcomputer 12051 distinguishes obstacles around the vehicle 12100 into those that are visible to the driver of the vehicle 12100 and those that are difficult to see. Then, the microcomputer 12051 judges the collision risk indicating the degree of danger of collision with each obstacle, and when the collision risk is equal to or higher than the set value and there is a possibility of collision, an audio speaker 12061 and a display unit 12062 are displayed. By outputting an alarm to the driver via the drive system control unit 12010 and performing forced deceleration and avoidance steering via the drive system control unit 12010, driving support for collision avoidance can be performed.
  • At least one of the imaging units 12101 to 12104 may be an infrared camera that detects infrared rays.
  • the microcomputer 12051 can recognize a pedestrian by determining whether or not the pedestrian exists in the captured images of the imaging units 12101 to 12104 .
  • recognition of a pedestrian is performed by, for example, a procedure for extracting feature points in images captured by the imaging units 12101 to 12104 as infrared cameras, and performing pattern matching processing on a series of feature points indicating the outline of an object to determine whether or not the pedestrian is a pedestrian.
  • the audio image output unit 12052 outputs a rectangular outline for emphasis to the recognized pedestrian. is superimposed on the display unit 12062 . Also, the audio/image output unit 12052 may control the display unit 12062 to display an icon or the like indicating a pedestrian at a desired position.
  • the technology according to the present disclosure can be applied to the imaging unit 12031 among the configurations described above.
  • the light emitting element array 1 can be applied to the imaging unit 12031 .
  • highly accurate control using captured images can be performed in the moving body control system.
  • the present technology has been described above with reference to the first and second embodiments, modifications, application examples, and application examples, the present technology is not limited to the above-described embodiments and the like, and various modifications are possible.
  • the layer structure of the light-emitting element 10 described in the above embodiment is an example, and may further include other layers.
  • the material of each layer is also an example, and is not limited to the above.
  • the present technology can be configured as follows. According to the present technology having the following configuration, a plurality of compound semiconductor layers constituting a light emitting element are sequentially stacked on a substrate, and then a resist layer having patterns with different densities is formed on the compound semiconductor layer. is used as a mask, reactive ion etching is performed at a temperature of 80° C. or lower. As a result, a plurality of mesa-shaped light emitting elements are formed in a two-dimensional array on the first surface at intervals different from each other. A concave portion having a different depth is formed according to . Therefore, the electrical resistance difference caused by the arrangement density of the plurality of light emitting elements is canceled, and substantially uniform light emission can be obtained in the plane.
  • a substrate having opposing first and second surfaces; a plurality of light emitting elements arranged in a two-dimensional array on the first surface at intervals different from each other and having a mesa shape; A light emitting element array provided around the plurality of light emitting elements, forming the mesa shape and having a different depth depending on the distance between the adjacent light emitting elements.
  • the substrate further has an array section in which the plurality of light emitting elements are provided in a two-dimensional array, The light-emitting element array according to (1) or (2), wherein the array section has a plurality of regions, and the plurality of light-emitting elements are arranged at different intervals for each region.
  • the substrate further has an array section in which the plurality of light emitting elements are arranged in a two-dimensional array, The light-emitting element array according to (1) or (2), wherein the plurality of light-emitting elements are randomly arranged in the array section.
  • the light emitting element has a first light reflecting layer, an active layer and a second light reflecting layer which are stacked in order from the first surface side of the substrate,
  • the (1) further comprises a first contact layer provided between the first light reflecting layer and the substrate, and a second contact layer on the side of the second light reflecting layer opposite to the active layer.
  • (6) The light emitting element array according to (5) above, wherein the light emitting element further includes a first electrode provided on the bottom of the recess and a second electrode provided on the second contact layer.
  • the recesses include a first recess provided between the plurality of light emitting elements adjacent to each other with a first spacing, and an adjacent recess provided with a second spacing wider than the first spacing. and a second recess provided between the plurality of matching light emitting elements, Any one of (5) to (7) above, wherein the first recess has a bottom surface within the first contact layer, and the second recess penetrates the first contact layer.
  • the light-emitting element array according to . (9) The light-emitting element array according to (8) above, further comprising a current diffusion adjustment layer having a carrier concentration lower than that of the first contact layer, between the substrate and the first contact layer.
  • the first electrode is a common electrode for the plurality of light-emitting elements.
  • the recesses include a first recess provided between the plurality of adjacent light emitting elements arranged at a first interval, and an adjacent light emitting element arranged at a second interval wider than the first interval. and a second recess provided between the plurality of matching light emitting elements, (5) or (11) to (13), wherein the first recess has a bottom surface within the first light reflecting layer, and the second recess penetrates the first light reflecting layer;
  • the light-emitting element array according to any one of the above.

Abstract

本開示の一実施の形態の発光素子アレイは、対向する第１の面および第２の面を有する基板と、互いに異なる間隔で第１の面に２次元アレイ状に配設されると共に、メサ形状を有する複数の発光素子と、複数の発光素子の周囲に設けられ、メサ形状を形成すると共に、隣り合う複数の発光素子の間隔に応じて深さが異なる凹部とを備える。

Description

発光素子アレイおよび発光素子アレイの製造方法
　本開示は、例えば、面内にランダムに配置された複数の発光素子を有する発光素子アレイおよびその製造方法に関する。
　例えば、特許文献１では、メサ構造体から離れた位置に基板表面に達する分離溝を設け、分離溝によって露出した下部半導体ＢＤＲの表面を不動態化し、さらに誘電体膜を被覆した面発光レーザ素子が開示されている。
特開２０１４－１３２６９２号公報
　ところで、例えば測距装置の光源として発光素子アレイを用いる場合には、面内において均一な発光が望まれる。
　面内において略均一な発光を有する発光素子アレイおよび発光素子アレイの製造方法を提供することが望ましい。
　本開示の一実施の形態の発光素子アレイは、対向する第１の面および第２の面を有する基板と、互いに異なる間隔で第１の面に２次元アレイ状に配設されると共に、メサ形状を有する複数の発光素子と、複数の発光素子の周囲に設けられ、メサ形状を形成すると共に、隣り合う複数の発光素子の間隔に応じて深さが異なる凹部とを備えたものである。
　本開示の一実施の形態の発光素子アレイの製造方法は、基板上に発光素子を構成する複数の化合物半導体層を順に積層形成し、化合物半導体層上に密度の異なるパターンを有するレジスト層を形成し、レジスト層をマスクとし、反応性イオンエッチングを８０℃以下の条件で行うことにより、レジスト層のパターン密度に応じて深さの異なる凹部を化合物半導体層に形成する。
　本開示の一実施の形態の発光素子アレイおよび一実施形態の発光素子アレイの製造方法では、基板上に発光素子を構成する複数の化合物半導体層を順に積層形成した後、化合物半導体層上に密度の異なるパターンを有するレジスト層を形成し、そのレジスト層をマスクとして反応性イオンエッチングを８０℃以下の条件で行う。これにより、メサ形状を有する複数の発光素子を互いに異なる間隔で第１の面に２次元アレイ状に形成する共に、隣り合う複数の発光素子の間に、隣り合う複数の発光素子の間隔に応じて深さが異なる凹部を形成し、複数の発光素子の配設密度によって生じる電気抵抗差を相殺する。
本開示の第１の実施の形態に係る発光素子アレイの構成の一例を表す断面模式図である。 図１に示した発光素子アレイの全体構成の一例を表す平面模式図である。 図１に示した発光素子アレイの製造方法の一例を説明する流れ図である。 図３に示した発光素子アレイの製造方法を説明する断面模式図である。 図４Ａに続く構成を表す断面模式図である。 図４Ｂに続く構成を表す断面模式図である。 図４Ｃに続く構成を表す断面模式図である。 図４Ｄに続く構成を表す断面模式図である。 図４Ｅに続く構成を表す断面模式図である。 図４Ｆに続く構成を表す断面模式図である。 図４Ｇに続く構成を表す断面模式図である。 一般的な発光素子アレイにおける電流の広がりを説明する模式図である。 本開示の第２の実施の形態に係る発光素子アレイの構成の一例を表す断面模式図である。 図６に示した発光素子アレイの全体構成の一例を表す平面模式図である。 図６に示した発光素子アレイの製造方法の一例を説明する流れ図である。 図８に示した発光素子アレイの製造方法を説明する断面模式図である。 図９Ａに続く構成を表す断面模式図である。 図９Ｂに続く構成を表す断面模式図である。 図６に示した発光素子アレイにおける電流の広がりを説明する模式図である。 本開示の変形例に係る発光素子アレイの構成の一例を表す断面模式図である。 本開示の変形例に係る発光素子アレイの構成の他の例を表す断面模式図である。 図１等に示した発光素子アレイを備えた照明装置を用いた測距装置の概略構成の一例を表すブロック図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
　以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。以下の説明は本開示の一具体例であって、本開示は以下の態様に限定されるものではない。また、本開示は、各図に示す各構成要素の配置や寸法、寸法比等についても、それらに限定されるものではない。なお、説明する順序は、下記の通りである。
　１．第１の実施の形態（隣り合う発光素子の間隔に応じて深さが異なる凹部を有する裏面出射型の発光素子アレイの例）
　２．第２の実施の形態（隣り合う発光素子の間隔に応じて深さが異なる凹部を有する表面出射型の発光素子アレイの例）
　３．変形例（電流拡散層をさらに設けた例）
　４．適用例（測距装置の例）
　５．応用例
＜１．第１の実施の形態＞
　図１は、本開示の第１の実施の形態に係る発光素子アレイ１の断面構成の一例を模式的に表したものである。図２は、図１に示した発光素子アレイ１全体の平面構成の一例を模式的に表したものである。図１では、図２に示したＩ－Ｉ’線に対応する断面を表している。この発光素子アレイ１は、例えば、裏面出射型のＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）が２次元アレイ状に集積されたものである。
［発光素子アレイの構成］
　発光素子アレイ１は、例えば、対向する第１面（表面１１Ｓ１）および第２面（裏面１１Ｓ２）を有する基板の表面１１Ｓ１に複数の発光素子１０が配設されている。発光素子アレイ１は、複数の発光素子１０が２次元アレイ状に配設された発光領域Ｒ１と、その外周に設けられた周辺領域Ｒ２とを有している。この発光領域Ｒ１が、本開示の「アレイ部」の一具体例に相当する。
　複数の発光素子１０は、それぞれメサ形状を有している。各発光素子１０の直径（メサ径）は、各発光素子１０から出射されるレーザ光の最小ビームピッチよりも若干小さな大きさとなっている。例えば、最小ビームピッチを１８μｍ程度にしようとした場合、メサ径は１４μｍ程度とする。
　本実施の形態の発光素子アレイ１では、複数の発光素子１０は、発光領域Ｒ１において、例えば互いに異なる間隔で配設されている。例えば、発光領域Ｒ１には、図２に示したように、複数の発光素子１０が第１のピッチｌ１で配設された第１領域Ｒ１－１と、複数の発光素子１０が第２のピッチｌ２で配設された第２領域Ｒ１－２とが行列方向に交互に配置されている。その他に、複数の発光素子１０は、発光領域Ｒ１内において隣り合う発光素子１０の間隔が規則性なく異なるようにランダムに配設されていてもよい。
　更に、発光素子アレイ１は、複数の発光素子１０をそれぞれメサ形状とする凹部Ｈを有している。この凹部Ｈは、隣り合う複数の発光素子１０の間隔に応じて異なる深さを有している。例えば、図２に示した第１領域Ｒ１－１および第２領域Ｒ１－２それぞれに配設された複数の発光素子１０の配設ピッチ（第１のピッチｌ１および第２のピッチｌ２）がｌ１＜ｌ２の関係を有するとき、第１領域Ｒ１－１において隣り合う発光素子１０の間に設けられる凹部Ｈ１の深さｈ１と、第２領域Ｒ１－２において隣り合う発光素子１０の間に設けられる凹部Ｈ２の深さｈ２とは、ｈ１＜ｈ２の関係を有している。即ち、本実施の形態の発光素子アレイ１は、互いに異なる間隔で配設されている複数の発光素子１０の周囲に、隣り合う複数の発光素子１０の間隔が狭いほど浅く、隣り合う複数の発光素子１０の間隔が広いほど深い凹部Ｈが形成されている。
　なお、第１のピッチｌ１および第２のピッチｌ２とは、それぞれ、第１領域Ｒ１－１および第２領域Ｒ１－２において隣り合う発光素子１０の中心間の距離とする。
［発光素子の構成］
　複数の発光素子１０は、積層方向にレーザ光を出射するＶＣＳＥＬである。複数の発光素子１０は、例えば、層内に電流狭窄層１９を含む第１ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）層１３と、第１スペーサ層１４と、活性層１５と、第２スペーサ層１６と、第２ＤＢＲ層１７とがこの順に積層されている。複数の発光素子１０と基板１１との間には、第１コンタクト層１２が設けられている。複数の発光素子１０の上面１０Ｓ１には、それぞれ、第２コンタクト層１８が設けられている。隣り合う複数の発光素子１０の間、換言すると、複数の発光素子１０の周囲に設けられた凹部Ｈ（凹部Ｈ１，Ｈ２）の底面には、第１電極２１が設けられている。複数の発光素子１０の上面１０Ｓ１に設けれた第２コンタクト層１８上には、それぞれ、第２電極２２が設けられている。更に、第１電極２１および第２電極２２の形成領域を除く第１コンタクト層１２の上面および複数の発光素子１０の側面ならびに第２コンタクト層１８の側面および上面は絶縁膜２３によって覆われており、基板１１の裏面１１Ｓ２は反射防止膜２４によって覆われている。
　以下に、発光素子アレイ１の各部の構成や材料等について詳細に説明する。
　基板１１は、複数の発光素子１０を集積する支持基板である。基板１１は、複数の発光素子１０から発せられる光を透過する半絶縁性基板によって構成されている。半絶縁性基板としては、例えば不純物を含まない、例えばＧａＡｓ系半導体からなる基板が挙げられる。また、基板１１は、キャリア濃度が低く、レーザ光の吸収が低減されるものであればよく、必ずしも、一般的な半絶縁性基板に限定されるものではない。例えば、基板１１としては、ｎ型のキャリア濃度が５×１０17ｃｍ-3以下のキャリア濃度を有する基板を用いることができる。
　第１コンタクト層１２は、各発光素子１０の第１ＤＢＲ層１３に第１電極２１をオーミック接触させるためのものである。第１コンタクト層１２は、例えば複数の発光素子１０に対する共通層として基板１１の表面１１Ｓ１に連続して形成されている。第１コンタクト層１２は、例えば、ｎ型のＡｌX1Ｇａ1-X1Ａｓ（０≦Ｘ１＜１）からなる。
　第１ＤＢＲ層１３は、例えば、ｎ型の半導体材料からなる。第１ＤＢＲ層１３は、活性層１５を間にして第２ＤＢＲ層１７と対向しており、活性層１５で発生した波長λの光を第２ＤＢＲ層１７との間で共振させてレーザ発振させるための共振器を構成している。第１ＤＢＲ層１３は、低屈折率層（図示せず）と高屈折率層（図示せず）とが交互に積層された構成を有している。低屈折率層は、例えば光学膜厚がλ×１／４ｎのｎ型のＡｌX2Ｇａ1-X2Ａｓ（０＜Ｘ２≦１）からなり、高屈折率層は、例えば光学膜厚がλ×１／４ｎのｎ型のＡｌX3Ｇａ1-X3Ａｓ（０≦Ｘ３＜Ｘ２）からなる。λは活性層１５から発せられるレーザ光の発振波長であり、ｎは屈折率である。
　電流狭窄層１９は、電流に狭窄作用を付与するものであり、第１ＤＢＲ層１３の層内に設けられている。電流狭窄層１９は、電流注入領域１９Ａと電流狭窄領域１９Ｂとを有している。電流注入領域１０Ａは電流狭窄層１９の中央に設けられており、電流狭窄領域１９Ｂは電流注入領域１９Ａの周囲に設けられている。電流注入領域１９Ａは導電性材料からなり、電流狭窄領域１９Ｂは絶縁性材料からなる。電流狭窄領域１９Ｂは、電流狭窄層１９を構成する材料を有する発光素子１０の側面から酸化することにより形成することができる。電流注入領域１９Ａは、例えば、ｎ型のＡｌX4Ｇａ1-X4Ａｓ（０＜Ｘ４≦１）からなり、電流狭窄領域１９Ｂは、例えば、その酸化物からなる。発光素子アレイ１では、この電流狭窄層１９を設けることにより、第１電極２１から活性層１５に注入させる電流の狭窄がなされ、電流注入効率が高められる。
　第１スペーサ層１４は、第１ＤＢＲ層１３と第２ＤＢＲ層１７との間隔がλとなるように調整するものである。第１スペーサ層１４は、例えば、ｎ型のＡｌX5Ｇａ1-X5Ａｓ（０≦Ｘ５＜１）からなる。
　活性層１５は、自然放出光の放出および増幅を行うものであり、第１電極２１および第２電極２２から注入された正孔および電子が発光再結合して誘導放出光を発生するようになっている。活性層１５は、例えば、量子井戸層（図示せず）と障壁層（図示せず）とが交互に複数積層された多重量子井戸（ＭＱＷ）構造を有していている。量子井戸層は、例えばＩｎX6Ｇａ1-X6Ａｓ（０＜Ｘ６＜１）からなり、障壁層は、例えばＩｎX7Ｇａ1-X7Ａｓ（０＜Ｘ７＜Ｘ６）からなる。
　第２スペーサ層１６は、第１スペーサ層１４と共に、第１ＤＢＲ層１３と第２ＤＢＲ層１７との間隔がλとなるように調整するものである。第２スペーサ層１６は、例えば、ｐ型のＡｌX8Ｇａ1-X8Ａｓ（０≦Ｘ８＜１）からなる。
　第２ＤＢＲ層１７は、例えば、ｐ型の半導体材料からなる。第２ＤＢＲ層１７は、活性層１５を間にして第１ＤＢＲ層１３と対向しており、活性層１５で発生した波長λの光を第１ＤＢＲ層１３との間で共振させてレーザ発振させるための共振器を構成している。第２ＤＢＲ層１７は、第１ＤＢＲ層１３と同様に、低屈折率層（図示せず）と高屈折率層（図示せず）とが交互に積層された構成を有している。低屈折率層は、例えば光学膜厚がλ×１／４ｐのｐ型のＡｌX9Ｇａ1-X9Ａｓ（０＜Ｘ９≦１）からなり、高屈折率層は、例えば光学膜厚がλ×１／４ｐのｐ型のＡｌX10Ｇａ1-X10Ａｓ（０≦Ｘ１０＜Ｘ９）からなる。
　第２コンタクト層１８は、各発光素子１０の第２ＤＢＲ層１７に第２電極２２をオーミック接触させるためのものである。第２コンタクト層１８は、ＧａＡｓ系半導体によって構成されている。第２コンタクト層１８は、例えば、ｎ型のＡｌX11Ｇａ1-X11Ａｓ（０≦Ｘ１１＜１）からなる。
　第１電極２１は、基板１１の表面１１Ｓ１側の、例えば複数の発光素子１０の間に設けられている。換言すると、第１電極２１は、発光領域Ｒ１にアレイ状に配設された複数の発光素子１０の共通電極として、複数の発光素子１０の周囲に設けられた凹部Ｈの底面に設けられている。第１電極２１は、例えば、チタン（Ｔｉ）／白金（Ｐｔ）／金（Ａｕ）の多層膜によって形成されている。
　第２電極２２は、複数の発光素子１０の上方、具体的には、第２コンタクト層１８上にそれぞれ設けられている。第２電極２２は、例えば金－ゲルマニウム（Ａｕ－Ｇｅ）／ニッケル（Ｎｉ）／金（Ａｕ）の多層膜によって形成されている。
　絶縁膜２３は、第２コンタクト層１８の上面および第２コンタクト層１８、発光素子１０の側面ならびに第１コンタクト層１２の上面に、例えば連続して形成されている。絶縁膜２３は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）あるいは酸化シリコン（ＳｉＯ2）等の単層膜または積層膜により構成されている。絶縁膜２３の第２コンタクト層１８の上面および第１コンタクト層１２の所定の位置には、それぞれ、開口Ｈ３，Ｈ４（例えば、図４Ｇ参照）が設けられており、各開口Ｈ３，Ｈ４には、それぞれ、第１電極２１または第２電極２２が埋め込まれている。
　反射防止膜２４は、基板１１の裏面１１Ｓ２の、例えば全面に形成されている。反射防止膜２４は、例えば窒化シリコン（ＳｉＮ）あるいは酸化シリコン（ＳｉＯ2）等の単層膜または積層膜により構成されている。
［発光素子アレイの動作］
　発光素子アレイ１は、例えばレーザドライバに、発光素子１０の上面１０Ｓ１を対向して搭載される。レーザドライバは、例えば、発光素子アレイ１に印加する電圧を制御するドライバを基板に有している。このドライバは、例えば配線を介して発光素子アレイと電気的に接続され、発光素子アレイ１に設けられた複数の発光素子１０の発光および消光を行う駆動パルスを生成する。
　発光素子アレイ１では、レーザドライバから第１電極２１および第２電極２２に所定の電圧を印加することにより、２次元アレイ状に配設された複数の発光素子１０それぞれに電圧が印加される。これにより、第１電極２１からホールが、第２電極２２から電子が、それぞれ活性層１５に注入され、電子およびホールの再結合により光が発生する。活性層１５において発生した光は第１ＤＢＲ層１３と第２ＤＢＲ層１７との間で共振して増幅され、基板１１の裏面１１Ｓ２からレーザ光Ｌが出射される。
［発光素子アレイの製造方法］
　次に、図３および図４Ａ～図４Ｈを参照して、発光素子アレイ１の製造方法について説明する。
　まず、図４Ａに示したように、例えばＧａＡｓからなる基板１１上に、第１コンタクト層１２、電流狭窄層１９を含む第１ＤＢＲ層１３、第１スペーサ層１４、活性層１５、第２スペーサ層１６、第２ＤＢＲ層１７および第２コンタクト層１８がこの順に積層された化合物半導体層（半導体積層体）を、例えば有機金属気相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition ：ＭＯＣＶＤ）法等のエピタキシャル結晶成長法により一括形成する（ステップＳ１０１）。その際、化合物半導体の原料としては、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡｌ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧａ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩｎ）等のメチル系有機金属化合物と、アルシン(ＡｓＨ3)ガスを用い、ドナー不純物の原料としては、例えばジシラン（Ｓｉ2Ｈ6）を用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えば四臭化炭素（ＣＢｒ4）を用いる。
　続いて、図４Ｂに示したように、第２コンタクト層１８上に、密度の異なるパターンを有するレジスト層３１を形成する。次に、図４Ｃに示したように、このレジスト層３１をマスクとして化合物半導体層をエッチングしてメサ構造（発光素子１０）を形成する（ステップＳ１０２）。このとき、例えばＣｌ系ガスによる反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を、マイクロローディング効果を高めた条件で行うことが好ましい。マイクロローディング効果とは、マスクパターンが密な部分ではマスクによってイオンの入射が遮られ、マスクパターンが疎な部分よりもエッチングレートが低下する現象である。
　このマイクロローディング効果を高めた条件でＲＩＥを行うことにより、相対的に複数の発光素子１０が密に配設された領域（例えば、第１領域Ｒ１－１）と、相対的に複数の発光素子１０が疎に配設された領域（例えば、第２領域Ｒ１－２）との間でエッチングレートに差異が生じる。例えば、上述したように、第１のピッチｌ１で配設された隣り合う発光素子１０の間には、第１コンタクト層１２の層内に底面を有する凹部Ｈ１が形成され、第２のピッチｌ２で配設された隣り合う発光素子１０の間には、例えば第１コンタクト層１２を貫通するに凹部Ｈ２が形成される。なお、マイクロローディング効果を高めるためには、例えば８０℃以下の条件下においてＲＩＥを行うことが好ましく、より好ましくは、室温（例えば２５℃）である。
　続いて、レジスト層３１を除去した後、図４Ｄに示したように、例えば水蒸気雰囲気下で高温処理を施すことで電流狭窄層１９を形成する（ステップＳ１０３）。なお、この酸化は、ウェット酸化法を用いてもよい。これにより、電流狭窄層１９の外周領域が酸化され、電流狭窄領域１９Ｂが形成される。
　次に、図４Ｅ示したように、第２コンタクト層１８の上面から凹部Ｈ１，Ｈ２の側面および底面に連続する絶縁膜２３を、例えば、化学気相成長（ＣＶＤ）法または原子層堆積（ＡＬＤ）法を用いて形成する（ステップＳ１０４）。続いて、図４Ｆに示したように、絶縁膜２３上に所定のパターンのレジスト層３２を形成した後、図４Ｇに示したように、絶縁膜２３の所定の位置に、例えばＲＩＥ等を用いて開口Ｈ３，Ｈ４を形成する（ステップＳ１０５）。
　次に、図４Ｈに示したように、例えばレジストパターンを用いたリフトオフ法を用いて、それぞれ、第１電極２１および第２電極２２を形成する（ステップＳ１０６）。続いて、例えば裏面研削および化学的研磨（ＣＭＰ）により基板１１を所定の厚みまで薄膜化する（ステップＳ１０７）。その後、例えば、ＣＶＤ法またはＡＬＤ法を用いて基板１１の裏面１１Ｓ２に反射防止膜２４を形成する（ステップＳ１０８）。以上により、図１に示した発光素子アレイ１が完成する。
［作用・効果］
　本実施の形態の発光素子アレイ１は、発光領域Ｒ１において互いに異なる間隔で２次元アレイ状に配設された裏面出射型の複数の発光素子１０の周囲に、隣り合う複数の発光素子１０の間隔に応じて深さが異なる凹部Ｈ（例えば、凹部Ｈ１，Ｈ２）を形成するようにした。以下、これについて説明する。
　一般に、例えば図５に示したように、裏面に共通電極１０２１を有する発光素子アレイ１０００では、アレイ部Ｒ１０００内に配設された複数の発光素子１０１０を構成するメサの底面は均一な高さで形成されている。このような構成は、メサピッチが広いアレイであれば大きな問題とならないが、メサピッチが狭いアレイでは、図５に示した矢印ように、アレイ部Ｒ１０００の中心部の発光素子１０１０Ａは隣り合う発光素子１０１０の影響により、共通電極１０２１に向かって垂直に電流が流れるが、アレイの外周Ｒ２０００近傍の発光素子１０１０Ｂは、隣接する発光素子数が減るため電流が広がり、発光素子の電気抵抗が下がる傾向がある。これにより、外周Ｒ２０００近傍の発光素子１０１０Ｂに電流が集中し、アレイ内で均一な発光が得られないという問題が生じる。
　この問題は、複数の発光素子の配設ピッチが異なるアレイにおいても生じる。例えば、複数の発光素子の配設ピッチが狭い高密度領域では、裏面の共通電極に向かって垂直に電流が流れるが、複数の発光素子の配設ピッチが広い低密度領域では、上記外周Ｒ２０００近傍の発光素子１０１０Ｂと同様に電流が広がり、発光素子の電気抵抗が低下する。これにより、低密度領域の発光素子に電流が集中し、アレイ内で均一な発光が得られなくなる。
　また、この問題は、裏面に共通電極を持たない、例えば裏面出射型の発光素子アレイにおいても生じる。裏面出射型の発光素子アレイでは、共通電極はメサの底面に形成される。複数の発光素子の配設ピッチが狭い高密度領域では、メサの底面に形成される共通電極の面積は小さくなるため、発光素子の電気抵抗が高くなるのに対し、複数の発光素子の配設ピッチが広い低密度領域では、共通電極の面積は大きくなるため、発光素子の電気抵抗が低下する。これにより、低密度領域の発光素子に電流が集中し、アレイ内で均一な発光が得られなくなる。
　これに対して本実施の形態では、複数の発光素子１０が互いに異なる間隔で配設されている発光素子アレイ１において、隣り合う複数の発光素子１０の間隔に応じて深さの異なる凹部Ｈ（例えば、凹部Ｈ１，Ｈ２）を設けるようにした。これにより、複数の発光素子１０の配設ピッチが狭い高密度領域（例えば、第１のピッチｌ１で複数の発光素子１０が配設された第１領域Ｒ１－１）では、隣り合う発光素子１０の間の凹部Ｈ１の底面に形成される第１電極２１の面積が小さくなるため、発光素子１０の電気抵抗が高くなるものの、発光素子１０の周囲に形成される凹部Ｈ１は浅いため、第１電極２１から発光素子１０に向かって第１コンタクト層１２を水平方向に流れる電流の電気抵抗が低下するようになる。一方、複数の発光素子１０の配設ピッチが広い低密度領域（例えば、第２のピッチｌ２で複数の発光素子１０が配設された第２領域Ｒ１－２）では、隣り合う発光素子１０の間の凹部Ｈ１の底面に形成される第１電極２１の面積が大きくなるため、第１領域Ｒ１－１に配設された発光素子１０と比較して発光素子１０の電気抵抗が低下するものの、発光素子１０の周囲に形成される凹部Ｈ２は深く形成されているため、第１電極２１から発光素子に向かって第１コンタクト層１２を水平方向に流れる電流の電気抵抗が上昇する。これにより、低密度に配設された発光素子１０への電流の集中が抑制されるようになる。即ち、複数の発光素子の配設密度によって生じる電気抵抗差が相殺されるようになる。
　以上により、本実施の形態の発光素子アレイ１では、発光領域Ｒ１において略均一な発光を得ることが可能となる。
　また、本実施の形態の発光素子アレイ１では、複数の発光素子１０の配設ピッチが広い低密度領域（例えば、第２領域Ｒ１－２）では、発光素子１０のメサ形状を形成する凹部Ｈ２が第１コンタクト層１２を貫通するようにした。これにより、第１電極２１と第１コンタクト層１２との接触面積が小さくなり、低密度に配設された発光素子１０への電流の集中をさらに抑制することができる。よって、発光領域Ｒ１においてより略均一な発光を得ることが可能となる。
　次に、本開示の第２の実施の形態および変形例ならびに適用例および応用例について説明する。以下では、上記第１の実施の形態と同様の構成要素については同一の符号を付し、適宜その説明を省略する。
＜２．第２の実施の形態＞
　図６は、本開示の第２の実施の形態に係る発光素子アレイ２の断面構成の一例を模式的に表したものである。図７は、図６に示した発光素子アレイ２全体の平面構成の一例を模式的に表したものである。図６では、図７に示したＩＩ－ＩＩ’線に対応する断面を表している。この発光素子アレイ２は、例えば、表面出射型のＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）が２次元アレイ状に集積されたものである。
［発光素子アレイの構成］
　発光素子アレイ２は、例えば、対向する第１面（表面４１Ｓ１）および第２面（裏面４１Ｓ２）を有する基板の表面４１Ｓ１に複数の発光素子４０が配設されている。発光素子アレイ２は、上記第１の実施の形態の発光素子アレイ１と同様に、複数の発光素子４０が２次元アレイ状に配設された発光領域Ｒ１と、その外周に設けられた周辺領域Ｒ２とを有している。
　複数の発光素子４０は、それぞれメサ形状を有している。各発光素子４０の直径（メサ径）は、各発光素子４０から出射されるレーザ光の最小ビームピッチよりも若干小さな大きさとなっている。例えば、最小ビームピッチを１８μｍ程度にしようとした場合、メサ径は１４μｍ程度とする。
　発光素子アレイ２では、複数の発光素子４０は、上記第１の実施の形態の発光素子アレイ１と同様に、発光領域Ｒ１において、例えば互いに異なる間隔で配設されている。例えば、発光領域Ｒ１には、図７に示したように、複数の発光素子４０が第１のピッチｌ３で配設された第１領域Ｒ１－１と、複数の発光素子４０が第２のピッチｌ４で配設された第２領域Ｒ１－２とが行列方向に交互に配置されている。その他に、複数の発光素子４０は、発光領域Ｒ１内において隣り合う発光素子４０の間隔が規則性なく異なるようにランダムに配設されていてもよい。
　更に、発光素子アレイ２は、複数の発光素子４０をそれぞれメサ形状とする凹部Ｈを有している。この凹部Ｈは、隣り合う複数の発光素子４０の間隔に応じて異なる深さを有している。例えば、図７に示した第１領域Ｒ１－１および第２領域Ｒ１－２それぞれに配設された複数の発光素子４０の配設ピッチ（第１のピッチｌ３および第２のピッチｌ４）がｌ３＜ｌ４の関係を有するとき、第１領域Ｒ１－１において隣り合う発光素子４０の間に設けられる凹部Ｈ５の深さｈ３と、第２領域Ｒ１－２において隣り合う発光素子４０の間に設けられる凹部Ｈ６の深さｈ４とは、ｈ３＜ｈ４の関係を有している。即ち、本実施の形態の発光素子アレイ２は、互いに異なる間隔で配設されている複数の発光素子４０の周囲に、隣り合う複数の発光素子４０の間隔が狭いほど浅く、隣り合う複数の発光素子４０の間隔が広いほど深い凹部Ｈが形成されている。
　なお、第１のピッチｌ３および第２のピッチｌ４は、それぞれ、第１領域Ｒ１－１および第２領域Ｒ１－２において隣り合う発光素子４０の中心間の距離とする。
［発光素子の構成］
　複数の発光素子４０は、積層方向にレーザ光を出射するＶＣＳＥＬである。複数の発光素子４０は、例えば、層内に電流狭窄層４９を含む第１ＤＢＲ層４３と、第１スペーサ層４４と、活性層４５と、第２スペーサ層４６と、第２ＤＢＲ層４７とがこの順に積層されている。複数の発光素子４０と基板４１との間には、第１コンタクト層４２が設けられている。複数の発光素子４０の上面４０Ｓ１には、それぞれ、第２コンタクト層４８が設けられている。
　本実施の形態では、基板４１の裏面４１Ｓ２の、例えば全面に、複数の発光素子４０に対する共通電極として第１電極５１が設けられている。例えば、第１コンタクト層４２または第１ＤＢＲ層４３の上面および複数の発光素子４０の側面ならびに第２コンタクト層４８の上面は、絶縁膜５３および第２電極５２によってこの順に覆われている。絶縁膜５３は、第２コンタクト層４８の上面において開口しており、第２電極５２は、その開口（開口Ｈ７、図９Ｂ参照）を介して第２コンタクト層４８と電気的に接続されている。これらの点が、上記第１の実施の形態の発光素子１０とは異なっており、それ以外の構成については、発光素子１０と同様の構成を有する。
［発光素子アレイの動作］
　発光素子アレイ２では、レーザドライバから第１電極５１および第２電極５２に所定の電圧を印加することにより、第１電極５１および第２電極５２からそれぞれの発光素子４０に電圧が印加される。これにより、第１電極５１からホールが、第２電極５２から電子が、それぞれ活性層４５に注入され、電子およびホールの再結合により光が発生する。活性層４５において発生した光は第１ＤＢＲ層４３と第２ＤＢＲ層４７との間で共振して増幅され、発光素子４０の上面４０Ｓ１からレーザ光Ｌが出射される。
［発光素子アレイの製造方法］
　次に、図８および図９Ａ～図９Ｃを参照して、発光素子アレイ２の製造方法について説明する。
　まず、上記第１の実施の形態と同様にして、ステップＳ２０１～ステップＳ２０４まで進め、図９Ａに示したように、第２コンタクト層４８の上面から凹部Ｈ５，Ｈ６の側面および底面に連続する絶縁膜５３を、例えば、ＣＶＤ法またはＡＬＤ法を用いて形成する。続いて、図９Ｂに示したように、上記第１の実施の形態と同様にして、第２コンタクト層４８上に形成された絶縁膜２３の所定の位置に開口Ｈ７を形成する（ステップＳ２０５）。
　次に、図９Ｃに示したように、例えばレジストパターンを用いたリフトオフ法を用いて、第２電極５２を形成する（ステップＳ２０６）。続いて、例えばＣＭＰにより基板４１を所定の厚みまで薄膜化する（ステップＳ２０７）。その後、例えば、ＣＶＤ法またはＡＬＤ法を用いて基板４１の裏面１１Ｓ２に第１電極５１を形成する（ステップＳ２０８）。以上により、図６に示した発光素子アレイ２が完成する。
［作用・効果］
　本実施の形態の発光素子アレイ２は、発光領域Ｒ１において互いに異なる間隔で２次元アレイ状に配設された、表面出射型の複数の発光素子４０の周囲に、隣り合う複数の発光素子４０の間隔に応じて深さが異なる凹部Ｈ（例えば、凹部Ｈ５，Ｈ６）を形成するようにした。
　これにより、複数の発光素子４０の配設ピッチが狭い高密度領域（例えば、第１のピッチｌ１で複数の発光素子４０が配設された第１領域Ｒ１－１）では、各発光素子４０に対応する第１電極５１の面積が小さくなるため、発光素子４０の電気抵抗が高くなるものの、発光素子４０の周囲に形成される凹部Ｈ５は浅く、例えば第１ＤＢＲ層４３内に底面を有するように形成されているため、第１電極５１から発光素子４０に向かって水平方向に流れる電流の電気抵抗が低下する。その際、発光素子４０内の電流経路が短いため、発光素子４０を流れる電流の電気抵抗も低下するようになる。一方、複数の発光素子４０の配設ピッチが広い低密度領域（例えば、第２のピッチｌ２で複数の発光素子４０が配設された第２領域Ｒ１－２）では、各発光素子４０に対応する第１電極５１の面積が大きくなるため、第１領域Ｒ１－１に配設された発光素子４０と比較して発光素子４０の電気抵抗が低下するものの、発光素子４０の周囲に形成される凹部Ｈ６は深く、例えば第１コンタクト層４２内に底面を有するように形成されているため、第１電極５１から発光素子４０に向かって水平方向に流れる電流の電気抵抗が上昇する。その際、発光素子４０内の電流経路が長いため、発光素子４０を流れる電流の電気抵抗も上昇するようになる。よって、例えば図１０に示した矢印ように、複数の発光素子の配設密度によって生じる電気抵抗差が相殺されるようになる。
　以上により、本実施の形態の発光素子アレイ２では、上記第１の実施の形態の発光素子アレイ２と同様に、発光領域Ｒ１において略均一な発光を得ることが可能となる。
＜３．変形例＞
　図１１は、第１の実施の形態の変形例としての発光素子アレイ３の断面構成の一例を模式的に表したものである。図１２は、第２の実施の形態の変形例としての発光素子アレイ４の断面構成の一例を模式的に表したものである。本変形例の発光素子アレイ３，４は、それぞれ、基板１１と第１コンタクト層１２との間および基板４１と第１コンタクト層４２との間に電流拡散調整層２５を設けた点が、上記第１、第２の実施形態とは異なる。
　電流拡散調整層２５は、凹部Ｈの深さに応じて変化する第１電極２１または第１電極５１から発光素子に向かって水平方向に流れる電流の電気抵抗の変化量を調整するためのものである。電流拡散調整層２５は、第１コンタクト層１２，４２よりもキャリア濃度の低い構成となっている。また、電流拡散調整層２５は、積層方向（例えばＺ軸方向）にキャリア濃度を変調させるようにしてもよい。例えば、キャリア濃度を基板１１側から第１コンタクト層１２に向けて徐々に高くするようにしてもよい。
　以上のように本変形例の発光素子アレイ３，４では、それぞれ、基板１１と第１コンタクト層１２との間および基板４１と第１コンタクト層４２との間に電流拡散調整層２５を設けるようにした。これにより、電流抵抗の調整幅を制御できるようになり、複数の発光素子１０，４０の配設密度によって生じる電気抵抗差をさらに相殺できるようになる。よって、発光領域Ｒ１においてより略均一な発光を得ることが可能となる。
　更に、電流拡散調整層２５に含まれるキャリアの濃度を、例えば上記のように変調させることにより、電流抵抗の調整幅を自在に制御することが可能となる。
　なお、図１２に示した発光素子アレイ４では、電流拡散調整層２５を基板４１と第１コンタクト層４２との間に設けた例を示したがこれに限らない。電流拡散調整層２５は、例えば、第１コンタクト層４２と第１ＤＢＲ層４３との間に設けるようにしてもよい。その場合も、同様の効果を得ることができる。
＜４．適用例＞
　本技術は、半導体レーザを含む種々の電子機器に適用できる。例えば、スマートフォン等の携帯電子機器に備えられる光源や、形状や動作等を検知する各種センシング機器の光源等に適用できる。
　図１３は、上述した発光素子アレイ（例えば、発光素子アレイ１）を備えた照明装置１１０を用いた測距装置（測距装置１００）の概略構成を表したブロック図である。測距装置１００は、ＴｏＦ方式により距離を測定するものである。測距装置１００は、例えば、照明装置１１０と、受光部１２０と、制御部１３０と、測距部１４０とを有する。
　照明装置１１０は、例えば、図１等に示した発光素子アレイ１を光源として備えたものである。照明装置１１０では、例えば、矩形波の発光制御信号ＣＬＫｐに同期して照明光を発生する。また、発光制御信号ＣＬＫｐは、周期信号であれば、矩形波に限定されない。例えば、発光制御信号ＣＬＫｐは、サイン波であってもよい。
　受光部１２０は、照射対象物２００から反射された反射光を受光して、垂直同期信号ＶＳＹＮＣの周期が経過するたびに、その周期内の受光量を検出するものである。例えば、６０ヘルツ（Ｈｚ）の周期信号が垂直同期信号ＶＳＹＮＣとして用いられる。また、受光部１２０には、複数の画素回路が二次元格子状に配置されている。受光部１２０は、これらの画素回路の受光量に応じた画像データ（フレーム）を測距部１４０に供給する。なお、垂直同期信号ＶＳＹＮＣの周波数は、６０ヘルツ（Ｈｚ）に限定されず、３０ヘルツ（Ｈｚ）や１２０ヘルツ（Ｈｚ）としてもよい。
　制御部１３０は、照明装置１１０を制御するものである。制御部１３０は、発光制御信号ＣＬＫｐを生成して照明装置１１０および受光部１２０に供給する。発光制御信号ＣＬＫｐの周波数は、例えば２０メガヘルツ（ＭＨｚ）である。なお、発光制御信号ＣＬＫｐの周波数は、２０メガヘルツ（ＭＨｚ）に限定されず、例えば５メガヘルツ（ＭＨｚ）としてもよい。
　測距部１４０は、画像データに基づいて、照射対象物２００までの距離をＴｏＦ方式で測定するものである。この測距部１４０は、画素回路毎に距離を測定して画素毎に物体までの距離を諧調値で示すデプスマップを生成する。このデプスマップは、例えば、距離に応じた度合いのぼかし処理を行う画像処理や、距離に応じてフォーカスレンズの合焦点を求めるオートフォーカス（ＡＦ）処理等に用いられる。
　＜５．応用例＞
（移動体への応用例）
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
　図１４は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
　車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１４に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
　駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
　ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
　車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
　撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
　車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
　マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ　Ｄｒｉｖｅｒ　Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
　音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図５７の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
　図１５は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
　図１５では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
　撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
　なお、図１５には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
　撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
　以上、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、撮像部１２０３１に適用され得る。具体的には、発光素子アレイ１は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、移動体制御システムにおいて撮影画像を利用した高精度な制御を行うことができる。
　以上、第１、第２実施の形態および変形例ならびに適用例および応用例を挙げて本技術を説明したが、本技術は上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態において説明した発光素子１０の層構成は一例であり、更に他の層を備えていてもよい。また、各層の材料も一例であって、上述のものに限定されるものではない。
　なお、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なく、また他の効果があってよい。
　なお、本技術は以下のような構成とすることができる。以下の構成の本技術によれば、基板上に発光素子を構成する複数の化合物半導体層を順に積層形成した後、化合物半導体層上に密度の異なるパターンを有するレジスト層を形成し、そのレジスト層をマスクとして反応性イオンエッチングを８０℃以下の条件で行う。これにより、メサ形状を有する複数の発光素子が、互いに異なる間隔で第１の面に２次元アレイ状に形成されると共に、隣り合う複数の発光素子の間に、隣り合う複数の発光素子の間隔に応じて深さが異なる凹部が形成される。よって、複数の発光素子の配設密度によって生じる電気抵抗差が相殺され、面内において略均一な発光が得られるようになる。
（１）
　対向する第１の面および第２の面を有する基板と、
　互いに異なる間隔で前記第１の面に２次元アレイ状に配設されると共に、メサ形状を有する複数の発光素子と、
　前記複数の発光素子の周囲に設けられ、前記メサ形状を形成すると共に、隣り合う前記複数の発光素子の間隔に応じて深さが異なる凹部と
　を備えた発光素子アレイ。
（２）
　前記凹部の深さは、隣り合う前記複数の発光素子の間隔が狭いほど浅く、隣り合う前記複数の発光素子の間隔が広いほど深い、前記（１）に記載の発光素子アレイ。
（３）
　前記基板は、前記複数の発光素子が２次元アレイ状に設けられたアレイ部をさらに有し、
　前記アレイ部は複数の領域を有し、前記複数の発光素子は前記領域毎に異なる間隔で配設されている、前記（１）または（２）に記載の発光素子アレイ。
（４）
　前記基板は、前記複数の発光素子が２次元アレイ状に設けられたアレイ部をさらに有し、
　前記複数の発光素子は前記アレイ部にランダムに配設されている、前記（１）または（２）に記載の発光素子アレイ。
（５）
　前記発光素子は、前記基板の前記第１の面側から順に積層された第１光反射層、活性層および第２光反射層を有し、
　前記第１光反射層と前記基板との間に設けられた第１コンタクト層と、前記第２光反射層の前記活性層とは反対の面側に第２コンタクト層をさらに有する、前記（１）乃至（４）のうちのいずれか１つに記載の発光素子アレイ。
（６）
　前記発光素子は、前記凹部の底部に設けられた第１電極と、前記第２コンタクト層上に設けられた第２電極とをさらに有する、前記（５）に記載の発光素子アレイ。
（７）
　前記発光素子は、前記第２の面からレーザ光を出射する裏面出射型の面発光レーザである、前記（５）または（６）に記載の発光素子アレイ。
（８）
　前記凹部は、隣り合う第１の間隔で配設された前記複数の発光素子の間に設けられた第１の凹部と、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔で配設された隣り合う前記複数の発光素子の間に設けられた第２の凹部とを有し、
　前記第１の凹部は前記第１コンタクト層内に底面を有し、前記第２の凹部は前記第１コンタクト層を貫通している、前記（５）乃至（７）のうちのいずれか１つに記載の発光素子アレイ。
（９）
　前記基板と前記第１コンタクト層との間に、前記第１コンタクト層よりもキャリア濃度の低い電流拡散調整層をさらに有する、前記（８）に記載の発光素子アレイ。
（１０）
　前記電流拡散調整層は、前記基板から前記第１コンタクト層に向かってキャリア濃度が変化する、前記（９）に記載の発光素子アレイ。
（１１）
　前記発光素子は、前記基板の前記第２の面側に設けられた第１電極と、前記第２コンタクト層上に設けられた第２電極とをさらに有する、前記（５）に記載の発光素子アレイ。
（１２）
　前記第１電極は前記複数の発光素子に対する共通電極である、前記（１１）に記載の発光素子アレイ。
（１３）
　前記第２コンタクト層側からレーザ光を出射する表面出射型の面発光レーザである、前記（５）、（１１）または（１２）に記載の発光素子アレイ。
（１４）
　前記凹部は、第１の間隔で配設された隣り合う前記複数の発光素子の間に設けられた第１の凹部と、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔で配設された隣り合う前記複数の発光素子の間に設けられた第２の凹部とを有し、
　前記第１の凹部は前記第１光反射層内に底面を有し、前記第２の凹部は前記第１光反射層を貫通している、前記（５）または（１１）乃至（１３）のうちのいずれか１つに記載の発光素子アレイ。
（１５）
　前記基板と前記第１コンタクト層との間、または、前記第１コンタクト層と前記第１光反射層との間に電流拡散調整層をさらに有する、前記（１３）または（１４）に記載の発光素子アレイ。
（１６）
　前記電流拡散調整層は、前記基板から前記第１光反射層に向かってキャリア濃度が変化する、前記（１５）に記載の発光素子アレイ。
（１７）
　基板上に発光素子を構成する複数の化合物半導体層を順に積層形成し、
　前記化合物半導体層上に密度の異なるパターンを有するレジスト層を形成し、
　前記レジスト層をマスクとし、反応性イオンエッチングを８０℃以下の条件で行うことにより、前記レジスト層のパターン密度に応じて深さの異なる凹部を前記化合物半導体層に形成する
　発光素子アレイの製造方法。
　本出願は、日本国特許庁において２０２１年８月３０日に出願された日本特許出願番号２０２１－１４０４１４号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願の全ての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (17)

  1. 　対向する第１の面および第２の面を有する基板と、
    　互いに異なる間隔で前記第１の面に２次元アレイ状に配設されると共に、メサ形状を有する複数の発光素子と、
    　前記複数の発光素子の周囲に設けられ、前記メサ形状を形成すると共に、隣り合う前記複数の発光素子の間隔に応じて深さが異なる凹部と
    　を備えた発光素子アレイ。
  2. 　前記凹部の深さは、隣り合う前記複数の発光素子の間隔が狭いほど浅く、隣り合う前記複数の発光素子の間隔が広いほど深い、請求項１に記載の発光素子アレイ。
  3. 　前記基板は、前記複数の発光素子が２次元アレイ状に設けられたアレイ部をさらに有し、
    　前記アレイ部は複数の領域を有し、前記複数の発光素子は前記領域毎に異なる間隔で配設されている、請求項１に記載の発光素子アレイ。
  4. 　前記基板は、前記複数の発光素子が２次元アレイ状に設けられたアレイ部をさらに有し、
    　前記複数の発光素子は前記アレイ部にランダムに配設されている、請求項１に記載の発光素子アレイ。
  5. 　前記発光素子は、前記基板の前記第１の面側から順に積層された第１光反射層、活性層および第２光反射層を有し、
    　前記第１光反射層と前記基板との間に設けられた第１コンタクト層と、前記第２光反射層の前記活性層とは反対の面側に第２コンタクト層をさらに有する、請求項１に記載の発光素子アレイ。
  6. 　前記発光素子は、前記凹部の底部に設けられた第１電極と、前記第２コンタクト層上に設けられた第２電極とをさらに有する、請求項５に記載の発光素子アレイ。
  7. 　前記発光素子は、前記第２の面からレーザ光を出射する裏面出射型の面発光レーザである、請求項５に記載の発光素子アレイ。
  8. 　前記凹部は、隣り合う第１の間隔で配設された前記複数の発光素子の間に設けられた第１の凹部と、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔で配設された隣り合う前記複数の発光素子の間に設けられた第２の凹部とを有し、
    　前記第１の凹部は前記第１コンタクト層内に底面を有し、前記第２の凹部は前記第１コンタクト層を貫通している、請求項５に記載の発光素子アレイ。
  9. 　前記基板と前記第１コンタクト層との間に、前記第１コンタクト層よりもキャリア濃度の低い電流拡散調整層をさらに有する、請求項８に記載の発光素子アレイ。
  10. 　前記電流拡散調整層は、前記基板から前記第１コンタクト層に向かってキャリア濃度が変化する、請求項９に記載の発光素子アレイ。
  11. 　前記発光素子は、前記基板の前記第２の面側に設けられた第１電極と、前記第２コンタクト層上に設けられた第２電極とをさらに有する、請求項５に記載の発光素子アレイ。
  12. 　前記第１電極は前記複数の発光素子に対する共通電極である、請求項１１に記載の発光素子アレイ。
  13. 　前記第２コンタクト層側からレーザ光を出射する表面出射型の面発光レーザである、請求項５に記載の発光素子アレイ。
  14. 　前記凹部は、第１の間隔で配設された隣り合う前記複数の発光素子の間に設けられた第１の凹部と、前記第１の間隔よりも広い第２の間隔で配設された隣り合う前記複数の発光素子の間に設けられた第２の凹部とを有し、
    　前記第１の凹部は前記第１光反射層内に底面を有し、前記第２の凹部は前記第１光反射層を貫通している、請求項５に記載の発光素子アレイ。
  15. 　前記基板と前記第１コンタクト層との間、または、前記第１コンタクト層と前記第１光反射層との間に電流拡散調整層をさらに有する、請求項１３に記載の発光素子アレイ。
  16. 　前記電流拡散調整層は、前記基板から前記第１光反射層に向かってキャリア濃度が変化する、請求項１５に記載の発光素子アレイ。
  17. 　基板上に発光素子を構成する複数の化合物半導体層を順に積層形成し、
    　前記化合物半導体層上に密度の異なるパターンを有するレジスト層を形成し、
    　前記レジスト層をマスクとし、反応性イオンエッチングを８０℃以下の条件で行うことにより、前記レジスト層のパターン密度に応じて深さの異なる凹部を前記化合物半導体層に形成する
    　発光素子アレイの製造方法。
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