WO2025258307A1

WO2025258307A1 - 発光素子

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Publication number: WO2025258307A1
Application number: PCT/JP2025/017491
Authority: WO
Inventors: 和彦高橋; 雄太吉田; 孝博荒木田
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2024-06-14
Filing date: 2025-05-14
Publication date: 2025-12-18
Anticipated expiration: 2026-12-14

Abstract

信頼性の低下を抑制することができる発光素子を提供すること。　本技術に係る発光素子は、基板と、前記基板上に配置された積層構造であって発光層を含む複数の層が積層された積層構造と、前記基板と前記積層構造との間に配置された、格子歪をもつ層を含む中間構造と、を備える。本技術に係る発光素子によれば、信頼性の低下を抑制することができる発光素子を提供することができる。

Description

発光素子

　本開示に係る技術（以下「本技術」とも呼ぶ）は、発光素子に関する。

　従来、例えば面発光レーザ、端面発光レーザ、発光ダイオード等の発光素子が知られている。

　従来の発光素子の中には、基板上に配置された積層構造であって発光層を含む複数の層が積層された積層構造を備えるものがある（例えば特許文献１、２参照）。

特開平５－２１１３４６号公報特開２０１１－３５１１５号公報

　しかしながら、従来の発光素子では、基板に内在する結晶欠陥（例えば転位）が積層構造まで伝播して、信頼性の低下を招くおそれがあった。

　そこで、本技術は、信頼性の低下を抑制することができる発光素子を提供することを主目的とする。

　本技術は、基板と、
　前記基板上に配置された積層構造であって発光層を含む複数の層が積層された積層構造と、
　前記基板と前記積層構造との間に配置された、格子歪をもつ層を含む中間構造と、
　を備える、発光素子を提供する。
　前記格子歪をもつ層は、前記基板からの転位を横方向に導いてもよい。
　前記格子歪をもつ層の格子定数と前記基板の格子定数とが異なっていてもよい。
　前記格子歪をもつ層の格子定数と前記基板の格子定数との差の絶対値は、０．４１Å以下であってもよい。
　前記格子歪をもつ層は、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含んでいてもよい。
　前記格子歪をもつ層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なくとも２つと、Ｐ、Ａｓの少なくとも一方とを含んでいてもよい。
　前記格子歪をもつ層は、ｎ型化合物半導体又はｐ型化合物半導体を含んでいてもよい。
　前記格子歪をもつ層は、ｎ型化合物半導体を含む場合は、ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅのいずれかを含み、ｐ型化合物半導体を含む場合は、ｐ型不純物として、Ｃ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂのいずれかを含んでいてもよい。
　前記基板は、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板、Ｇｅ基板、ＳＯＩ基板及びＧＯＩ基板のいずれかであってもよい。
　前記基板は、半絶縁性基板又は絶縁基板を含んでいてもよい。
　前記基板は、不純物を含み、前記基板の不純物濃度は、１×１０¹⁶／ｃｍ³以上１×１０¹⁹／ｃｍ³以下であってもよい。
　前記中間構造は、前記格子歪をもつ層を複数含んでいてもよい。
　前記中間構造は、前記格子歪をもつ層同士の間に配置されたバッファ層を含んでいてもよい。
　前記中間構造は、前記格子歪をもつ層と前記積層構造との間に配置されたバッファ層を含んでいてもよい。
　前記中間構造は、前記格子歪をもつ層と前記基板との間に配置されたバッファ層を含んでいてもよい。
　前記中間構造は、組成勾配及び／又はキャリア濃度勾配を有していてもよい。
　前記格子歪をもつ層の厚さは、臨界膜厚以下であってもよい。
　前記格子歪は、引張歪又は圧縮歪であってもよい。
　前記格子歪をもつ層のキャリア濃度は、８×１０¹⁷／ｃｍ³以上であってもよい。
　前記複数の層は、前記発光層の前記中間構造側とは反対側に配置された反射鏡を含み、前記基板の前記中間構造側とは反対側に光を出射してもよい。

本技術の一実施形態の実施例１に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１に係る発光素子の平面図である。図３Ａは、比較例の面発光レーザアレイの駆動時の平面図である。図３Ｂは、図３Ａの３Ｂ－３Ｂ線断面図である。比較例の面発光レーザアレイの模式断面図である。図１の発光素子の模式断面図である。図１の発光素子の製造方法の一例を説明するためのフローチャートである。図１の発光素子の製造方法の一例の工程毎の断面図である。図１の発光素子の製造方法の一例の工程毎の断面図である。図１の発光素子の製造方法の一例の工程毎の断面図である。図１の発光素子の製造方法の一例の工程毎の断面図である。図１の発光素子の製造方法の一例の工程毎の断面図である。図１の発光素子の製造方法の一例の工程毎の断面図である。図１の発光素子の製造方法の一例の工程毎の断面図である。図１の発光素子の製造方法の一例の工程毎の断面図である。図１の発光素子の製造方法の一例の工程毎の断面図である。図１の発光素子の製造方法の一例の工程毎の断面図である。本技術の一実施形態の実施例２に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例３に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例４に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例５に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例６に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例７に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例８に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例９に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１０に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１０に係る発光素子の平面図である。本技術の一実施形態の実施例１１に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１２に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１３に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１４に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１５に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１６に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１６に係る発光素子の平面図である。本技術の一実施形態の実施例１７に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１８に係る発光素子を含む受発光装置の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１の変形例１に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１の変形例２に係る発光素子の断面図である。本技術の一実施形態の実施例１の変形例３に係る発光素子の断面図である。本技術に係る発光素子の距離測定装置への適用例を示す図である。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。距離測定装置の設置位置の一例を示す説明図である。

　以下に添付図面を参照しながら、本技術の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。以下に説明する実施形態は、本技術の代表的な実施形態を示したものであり、これにより本技術の範囲が狭く解釈されることはない。本明細書において、本技術に係る発光素子が複数の効果を奏することが記載される場合でも、本技術に係る発光素子は、少なくとも１つの効果を奏すればよい。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もよい。

　また、以下の順序で説明を行う。
０．導入
１．本技術の一実施形態の実施例１に係る発光素子
２．本技術の一実施形態の実施例２に係る発光素子
３．本技術の一実施形態の実施例３に係る発光素子
４．本技術の一実施形態の実施例４に係る発光素子
５．本技術の一実施形態の実施例５に係る発光素子
６．本技術の一実施形態の実施例６に係る発光素子
７．本技術の一実施形態の実施例７に係る発光素子
８．本技術の一実施形態の実施例８に係る発光素子
９．本技術の一実施形態の実施例９に係る発光素子
１０．本技術の一実施形態の実施例１０に係る発光素子
１１．本技術の一実施形態の実施例１１に係る発光素子
１２．本技術の一実施形態の実施例１２に係る発光素子
１３．本技術の一実施形態の実施例１３に係る発光素子
１４．本技術の一実施形態の実施例１４に係る発光素子
１５．本技術の一実施形態の実施例１５に係る発光素子
１６．本技術の一実施形態の実施例１６に係る発光素子
１７．本技術の一実施形態の実施例１７に係る発光素子
１８．本技術の一実施形態の実施例１８に係る受発光装置
１９．本技術の変形例
２０．電子機器への応用例
２１．発光素子を距離測定装置に適用した例
２２．距離測定装置を移動体に搭載した例

＜０．導入＞
　従来の発光素子（例えば面発光レーザ、端面発光レーザ、発光ダイオード等）の中には、基板上に半導体層を含む層が複数積層された積層構造（素子部）を有する発光素子がある（例えば特許文献１、２参照）。

　従来の発光素子では、基板に内在する結晶欠陥、例えば転位が素子部である積層構造まで伝播することを抑制することが困難であり、信頼性の低下を招くおそれがあった。

　そこで、発明者らは、鋭意検討の末、格子歪を持つ層を基板と積層構造との間に配置することにより、基板に内在する結晶欠陥、例えば転位を横方向にそらし、該転位が積層構造まで伝播することを抑制することに成功した。これは、発明者らの新規知見である。

　そして、発明者らは、この新規知見を具現化した発光素子として、本技術に係る発光素子を開発した。本技術に係る発光素子によれば、信頼性の低下を抑制することが可能な発光素子を提供することができる。

　以下、本技術の一実施形態に係る発光素子について幾つかの実施例を挙げて詳細に説明する。以下では、便宜上、図１等の断面図における上方を上、下方を下として説明する。

＜１．本技術の一実施形態の実施例１に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例１に係る発光素子１０について説明する。
≪発光素子の構成≫
（全体構成）
　図１は、本技術の一実施形態の実施例１に係る発光素子１０の断面図である。図２は、本技術の一実施形態の実施例１に係る発光素子１０の平面図である。図１は、図２の１－１線断面図である。

　発光素子１０は、一例として、垂直共振器型面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｌａｓｅｒ）である。発光素子１０は、一例として、裏面出射型のＶＣＳＥＬである。発光素子１０の発振波長λは、一例として、４００ｎｍ～１５５０ｎｍ（例えばＧａＡｓ系の場合は９４０ｎｍ）である。発光素子１０は、一例として、ドライバ（駆動回路）により駆動される。該ドライバは、一例として、電源と、該電源から発光素子１０への通電のオンオフを制御するトランジスタ（例えばＭＯＳＦＥＴ：Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）とを含んで構成される。

　発光素子１０は、一例として、図１及び図２に示すように、基板１０１と、該基板１０１上に配置された積層構造ＬＳであって発光層１０７を含む複数の層（構成層）が積層された積層構造ＬＳと、基板１０１と積層構造ＬＳとの間に配置された中間構造ＩＳとを備える。以下では、積層構造ＬＳにおいて複数の層が積層された方向（上下方向）を「積層方向」とも呼ぶ。

　積層構造ＬＳは、一例として、段付きメサを有する。当該段付きメサは、下段に位置する大径の第１メサＭ１と、上段に位置する小径の第２メサＭ２とを有する。当該段付きメサは「発光メサ」とも呼ばれる。第１及び第２メサＭ１、Ｍ２の各々は、一例として、平面視円形である（図２参照）。すなわち、ここでは、第１及び第２メサＭ１、Ｍ２の各々は、円柱状である。第１メサＭ１の径（平均径）は、一例として、数μｍ～数十μｍ（例えば１０μｍ～３０μｍ）である。

　積層構造ＬＳは、一例として、第１コンタクト層１０４と、酸化狭窄層１０６が内部に配置された第１半導体多層膜反射鏡１０５（ｐ－ＤＢＲ）と、発光層１０７と、第２半導体多層膜反射鏡１０８（ｎ－ＤＢＲ）と、第２コンタクト層１０９と、誘電体多層膜反射鏡１１０と、金属反射鏡１１１とが基板１０１側（下側）からこの順に積層されている。ここでは、酸化狭窄層１０６が内部に配置された第１半導体多層膜反射鏡１０５と、発光層１０７と、第２半導体多層膜反射鏡１０８と、第２コンタクト層１０９とにより第１メサＭ１が構成され、誘電体多層膜反射鏡１１０と金属反射鏡１１１とにより第２メサＭ２が構成されている。すなわち、第１メサＭ１は第１コンタクト層１０４上に突設され、第２メサＭ２は第１メサＭ１上（詳しくは第２コンタクト層１０９上）に突設されている。積層構造ＬＳに含まれる半導体層は、一例として、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体（例えばＧａＡｓ系化合物半導体：ＧａＡｓに格子整合する化合物半導体）からなる。すなわち、発光素子１０は、例えばＧａＡｓ系ＶＣＳＥＬを構成しうる。

　第１メサＭ１の側面が絶縁膜１１４で覆われている。絶縁膜１１４の材料としては、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ等が挙げられる。

　一例として、第１コンタクト層１０４の上面に周回状（例えばリング状）のアノード電極１１２（ｐ側電極）が積層構造ＬＳを囲むように設けられている。アノード電極１１２と積層構造ＬＳとの間には、絶縁膜１１４が介在している。

　一例として、第１メサＭ１の上面（詳しくは第２コンタクト層１０９の上面）に周回状（例えばリング状）のカソード電極１１３（ｎ側電極）が誘電体多層膜反射鏡１１０を囲むように設けられている。

　発光素子１０では、発光層１０７が導電型の異なる第１及び第２半導体多層膜反射鏡１０５、１０８で積層方向に挟まれたダブルヘテロ構造を有し、発光層１０７で正孔と電子とを発光再結合（輻射再結合）させることができる。なお、第１及び第２半導体多層膜反射鏡１０５、１０８の間に導電型の異なる第１及び第２クラッド層を発光層１０７を挟むように設けてもよい。

　発光素子１０では、発光層１０７と、該発光層１０７を積層方向に挟む第１及び第２反射鏡を含んで、共振器が構成されている。第１反射鏡は、発光層１０７の中間構造ＩＳ側（下側）に配置され、第１半導体多層膜反射鏡１０５を含んで構成される。第１反射鏡は、下部反射鏡とも呼ばれる。第２反射鏡は、発光層１０７の中間構造ＩＳ側とは反対側（上側）に配置され、第２半導体多層膜反射鏡１０８、誘電体多層膜反射鏡１１０及び金属反射鏡１１１を含んで構成される。第２反射鏡は、上部反射鏡とも呼ばれる。発光素子１０は、基板１０１の中間構造ＩＳ側とは反対側（裏面側、下面側）へレーザ光を出射する。

（基板）
　基板１０１は、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板、Ｇｅ基板、ＳＯＩ基板及びＧＯＩ基板のいずれかであることが好ましい。

　ここでは、基板１０１は、一例として半絶縁性基板又は絶縁基板、例えばＳＩ（Ｓｅｍｉ－Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ）－ＧａＡｓ基板、ｉ‐ＧａＡｓ基板等からなる。半絶縁性基板は、例えば、比抵抗範囲が０．８×１０⁸Ω・ｃｍ以上６×１０⁸Ω・ｃｍ以下である。絶縁基板は、例えば、比抵抗範囲が６×１０⁸Ω・ｃｍ超である。
　発光素子１０は基板１０１の裏面側へレーザ光を出射する裏面出射型ＶＣＳＥＬであり、基板１０１に不純物濃度の低い（０も含む）基板を用いることにより、基板１０１での光吸収が抑制され、ひいては出射光の光量損失を低減することができる。

　基板１０１は、ｐ型又はｎ型の不純物（ドーパント）を含んでいてもよく、その場合の不純物濃度は、１×１０¹⁶／ｃｍ³以上１×１０¹⁹／ｃｍ³以下であることが好ましく、１×１０¹⁶／ｃｍ³以上３×１０¹⁸／ｃｍ³以下であることがより好ましく、１×１０¹⁶／ｃｍ³以上１×１０¹⁸／ｃｍ³以下であることがより好ましく、１×１０¹⁶／ｃｍ³以上１×１０¹⁷／ｃｍ³以下であることがより好ましい。基板１０１に含まれ得るｐ型不純物としては、例えばＺｎ、Ｍｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ等が挙げられる。基板１０１に含まれ得るｎ型不純物としては、例えばＳｉ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ等が挙げられる。特に、基板１０１にｎ型不純物としてＳｉが含まれる場合は、不純物濃度は１×１０¹⁶／ｃｍ³以上３×１０¹⁸／ｃｍ³以下であることが好ましい。

（中間構造ＩＳ）
　中間構造ＩＳは、一例として、バッファ層と欠陥伝播抑制層とが交互に積層された構造を有する。詳述すると、中間構造ＩＳでは、第１バッファ層１０２Ａ、第１欠陥伝播抑制層１０３Ａ、第２バッファ層１０２Ｂ、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂ及び第３バッファ層１０２Ｃが基板１０１側（下側）からこの順に積層されている。以下では、適宜、第１～第３バッファ層１０２Ａ～１０２Ｃをバッファ層１０２と総称し、第１及び第２欠陥伝播抑制層１０３Ａ、１０３Ｂを欠陥伝播抑制層１０３と総称する。中間構造ＩＳの詳細は、後述する。

（第１コンタクト層）
　第１コンタクト層１０４は、上述の如く、中間構造ＩＳを介して基板１０１上に配置されている。第１コンタクト層１０４は、一例として、ｐ型不純物が高濃度（例えば１×１０¹⁹／ｃｍ³以上）でドープされたｐ－ＧａＡｓ層からなる。当該ｐ型不純物としては、例えばＺｎ、Ｍｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ等が挙げられる。

（第１半導体多層膜反射鏡）
　第１半導体多層膜反射鏡１０５は、一例として、ｐ型不純物がドープされた半導体多層膜反射鏡であり、光吸収が少なく、高反射率と導電性とを有する。多層膜反射鏡は、分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｂｒａｇｇ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）とも呼ばれる。第１半導体多層膜反射鏡１０５は、屈折率が互いに異なる高屈折率層及び低屈折率層が発光層１０７の発光波長の１／４波長の光学厚さで交互に積層された構造を有する。該低屈折率層は、Ａｌを含む化合物半導体（例えばＡｌＧａＡｓ、ＡｌＡｓ等）からなる。該高屈折率層は、化合物半導体（例えばＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓ等）からなる。該低屈折率層は、該高屈折率層よりもＡｌ組成が高い高Ａｌ組成層である。高屈折率層及び低屈折率層の屈折率差（Ａｌ組成差）が大きいことが好ましい。少ないペア数で高反射率を得ることができるからである。該低屈折率層のＡｌ組成は、０．８以上であることが好ましく、０．８５以上であることがより好ましく、０．９以上であることがより一層好ましく、０．９５以上であることが更により一層好ましい。該高屈折率層のＡｌ組成は、０．２以下であることが好ましく、０．１５以下であることがより好ましく、０．１以下であることがより一層好ましく、０．０５以下であることが更により一層好ましい。第１半導体多層膜反射鏡１０５のｐ型不純物（ｐ型ドーパント）としては、例えばＺｎ、Ｍｇ、Ｂ、Ｂｅ、Ｃ等が挙げられる。

（酸化狭窄層）
　酸化狭窄層１０６は、一例として、非酸化領域１０６ａと、該非酸化領域１０６ａを囲む酸化領域１０６ｂとを有する。非酸化領域１０６ａの外形（平面視形状）は、酸化領域１０６ｂの内周形状により規定される。酸化領域１０６ｂの内周形状は、メサ構造ＭＳの外周形状により規定される。非酸化領域１０６ａの径（平均径）は、酸化領域１０６ｂの内径（平均内径）により規定される。酸化狭窄層１０６は、共振器内に生じる定在波の節の位置又はその近傍に配置されることが好ましい。酸化狭窄層において、非酸化領域は、ＯＡ（Ｏｘｉｄｅ　Ａｐｅｒｔｕｒｅ）とも呼ばれる（以下同様）。酸化狭窄層において、非酸化領域の径である酸化狭窄径は、ＯＡ径とも呼ばれる。

　非酸化領域１０６ａは、電流・光通過領域として機能する。非酸化領域１０６ａは、一例として、Ａｌを含有する化合物半導体（例えばＡｌＧａＡｓ、ＡｌＡｓ等）を含む。非酸化領域１０６ａは、Ａｌ組成が０．８以上であることが好ましく、０．８５以上であることがより好ましく、０．９以上であることがより一層好ましく、０．９５以上であることが更により一層好ましい。

　酸化領域１０６ｂは、一例として、非酸化領域１０６ａを囲む平面視周回状（例えばリング状）の領域である。酸化領域１０６ｂは、非酸化領域１０６ａよりも高抵抗且つ低屈折率な領域であり、電流・光狭窄領域として機能する。酸化領域１０６ｂは、一例として、Ａｌを含有する酸化物（例えばＡｌ_xＯ_y等）を含む。

（発光層）
　発光層１０７は、一例として、第１及び第２半導体多層膜反射鏡１０５、１０８よりもバンドギャップエネルギーが小さい化合物半導体からなる。発光層１０７は、一例として、ＧａＡｓ系化合物半導体（例えばＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＮ等）からなる。発光層１０７は、量子井戸構造、多重量子井戸構造、量子細線構造、量子ドット構造のいずれかを有していてもよい。発光層１０７の発光波長は、例えば４００ｎｍ～１５５０ｎｍに設定されている。発光層１０７は、共振器内に生じる定在波の腹の位置又はその近傍に配置されることが好ましい。

　発光層１０７は、発振波長λと用途に合わせて設計されるが、例えば、発振波長λが９００ｎｍ帯でのレーザ特性を得る場合には、ＩｎＧａＡｓ系活性層／ＡｌＧａＡｓ系ガイド・バリア層の組み合わせにて発光層１０７を設計することができる。

（第２半導体多層膜反射鏡）
　第２半導体多層膜反射鏡１０８は、一例として、ｎ型不純物がドープされた半導体多層膜反射鏡であり、光吸収が少なく、高反射率と導電性とを有する。多層膜反射鏡は、分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｂｒａｇｇ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）とも呼ばれる。第２半導体多層膜反射鏡１０８は、屈折率が互いに異なる高屈折率層及び低屈折率層が発光層１０７の発光波長の１／４波長の光学厚さで交互に積層された構造を有する。該低屈折率層は、Ａｌを含む化合物半導体（例えばＡｌＧａＡｓ、ＡｌＡｓ）からなる。該高屈折率層は、化合物半導体（例えばＡｌＧａＡｓ、ＧａＡｓ等）からなる。該低屈折率層は、該高屈折率層よりもＡｌ組成が高い高Ａｌ組成層である。高屈折率層及び低屈折率層の屈折率差（Ａｌ組成差）が極力大きいことが好ましい。少ないペア数で高反射率を得ることができるからである。該低屈折率層のＡｌ組成は、０．８以上であることが好ましく、０．８５以上であることがより好ましい。該高屈折率層のＡｌ組成は、０．２以下であることが好ましく、０．１５以下であることがより好ましく、０．１以下であることがより一層好ましく、０．０５以下であることが更により一層好ましい。第２半導体多層膜反射鏡１０８のｎ型不純物（ｎ型ドーパント）としては、例えばＳｉ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ等が挙げられる。ここでは、第２半導体多層膜反射鏡１０８の反射率は、第１半導体多層膜反射鏡１０５と同一に設定されている。

（第２コンタクト層）
　第２コンタクト層１０９は、上述の如く、第２半導体多層膜反射鏡１０８と誘電体多層膜反射鏡１１０との間に配置されている。第２コンタクト層１０９は、一例として、ｎ型不純物が高濃度（例えば１×１０¹⁹／ｃｍ³以上）でドープされたｎ－ＧａＡｓ層からなる。当該ｎ型不純物としては、例えばＳｉ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅ等が挙げられる。第２コンタクト層１０９は、例えばＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ－Ｚｉｎｃ－Ｏｘｉｄｅ）等からなる透明導電膜で構成されてもよい。

（誘電体多層膜反射鏡）
　誘電体多層膜反射鏡１１０は、光吸収が少なく、高反射率と絶縁性とを有する。多層膜反射鏡は、分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｂｒａｇｇ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）とも呼ばれる。誘電体多層膜反射鏡１１０は、屈折率が互いに異なる高屈折率層及び低屈折率層が発光層１０７の発光波長の１／４波長の光学厚さで交互に積層された構造を有する。誘電体多層膜反射鏡１１０は、例えばＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＮ、ａ－Ｓｉ、ＭｇＦ₂及びＣａＦ₂の少なくとも一種を含む材料からなることが好ましい。例えば、誘電体多層膜反射鏡１１０は、例えばＳｉＯ₂／ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅／ＳｉＯ₂、ａ－Ｓｉ／Ｔａ₂Ｏ₅で構成してもよい。なお、誘電体多層膜反射鏡１１０の代わりに、例えばＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＮ、ａ－Ｓｉ、ＭｇＦ₂及びＣａＦ₂のいずれかで構成される単層の誘電体層を用いてもよい。

（金属反射鏡）
　金属反射鏡１１１は、一例として、誘電体多層膜反射鏡１１０上にベタ状に設けられている。金属反射鏡１１１は、例えばＡｕ、Ａｇ、Ａｌ等の金属メッキからなる。金属反射鏡１１１は、誘電体多層膜反射鏡１１０と共にハイブリッドミラーを構成する。

（アノード電極）
　アノード電極１１２は、単層構造を有していてもよいし、積層構造を有していてもよい。アノード電極１１２は、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇｅ及びＩｎからな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）によって構成されている。アノード電極１１２が積層構造を有する場合は、例えばＴｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｐｄ／Ｐｔ、Ａｇ／Ｐｄ等の材料で構成される。アノード電極１１２は、ドライバの陽極側に電気的に接続される。

（カソード電極）
　カソード電極１１３は、単層構造を有していてもよいし、積層構造を有していてもよい。カソード電極１１３は、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｗ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｇｅ及びＩｎからな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）によって構成されている。カソード電極１１３が積層構造を有する場合は、例えばＴｉ／Ａｕ、Ｔｉ／Ａｌ、Ｔｉ／Ａｌ／Ａｕ、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ、Ｎｉ／Ａｕ／Ｐｔ、Ｎｉ／Ｐｔ、Ｐｄ／Ｐｔ、Ａｇ／Ｐｄ等の材料で構成される。カソード電極１１３は、ドライバの陰極側に電気的に接続される。

　ところで、例えば半導体基板、半絶縁性基板、絶縁基板等の基板には、結晶欠陥（格子欠陥）が少なからず内在しており、特に半絶縁性基板には、転位が比較的多く内在することが知られている。すなわち、特に半絶縁性基板は、EPD（Htch Pit Density）が高いことが知られている。ここで、図３Ａに示す比較例の面発光レーザアレイでは、例えば白色の楕円枠で囲まれた領域内に、発光するエミッタ（発光部）と発光しないデッドエミッタ（非発光部）とを有している。図３Ａにおいて、デッドエミッタが横方向に連続して複数個存在することが確認される。このようなデッドエミッタが存在するのは、図３Ａの３Ｂ－３Ｂ断面図である図３Ｂに示すように、発光層付近に横方向に延びる転位が発生していることが原因である。図３Ｂにおいて、第１構造は下部反射鏡を含み、第２構造は上部反射鏡を含む（図４、図５も同様）。比較例の面発光レーザアレイの模式断面図である図４から分かるように、半絶縁性基板に内在する転位の大半が、その上層である第１構造、発光層及び第２構造に伝播している。これらの転位の中には、発光層付近で横方向に伝播するものもある。このような転位が存在すると、デッドエミッタの発生やエミッタ出力の低下のおそれ、すなわち信頼性が低下するおそれがある。

　そこで、発光素子１０では、このような信頼性の低下を抑制するために、図１に示すように、基板１０１と積層構造ＬＳとの間に中間構造ＩＳが配置されている。

（中間構造ＩＳの詳細）
　欠陥伝播抑制層１０３は、格子歪をもつ層である。欠陥伝播抑制層１０３は、この格子歪により、基板１０１からの転位を横方向に導くことが可能である（図５参照）。格子歪をもつ層は、転位を横方向に伝播させる機能を有することが確認されている。欠陥伝播抑制層１０３により、上記比較例の面発光レーザアレイに比べて、半絶縁性基板に内在する転位が、その上層である第１構造、発光層及び第２構造に伝播することが十分に抑制される（図５参照）。

　欠陥伝播抑制層１０３の格子定数と基板１０１の格子定数とが異なることが好ましい。これにより、欠陥伝播抑制層１０３に格子歪を発生させることが可能である。第１及び第２欠陥伝播抑制層１０３Ａ、１０３Ｂの格子定数は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。なお、基板１０１の材料であるＧａＡｓの格子定数は、５．６５３Åである。

　当該格子歪は、引張歪又は圧縮歪である。詳述すると、当該格子歪は、欠陥伝播抑制層１０３の格子定数が基板１０１の格子定数よりも小さい場合は引張歪であり、欠陥伝播抑制層１０３の格子定数が基板１０１の格子定数よりも大きい場合は圧縮歪である。

　欠陥伝播抑制層１０３の格子定数と基板１０１の格子定数との差の絶対値（絶対差）は、０．４１Å以下であることが好ましく、０．２１Å以上０．４１Å以下であることがより好ましい。これにより、欠陥伝播抑制層１０３の格子歪を欠陥伝播抑制層１０３の厚さをある程度の厚さに設定しつつ、基板１０１からの転位を横方向に導くのに必要な大きさにすることができる。

　欠陥伝播抑制層１０３の厚さは、臨界膜厚以下であることが好ましい。中間構造ＩＳは、第２バッファ層１０２Ｂを介して互いに積層された第１及び第２欠陥伝播抑制層１０３Ａ、１０３Ｂを有することにより、各々の厚さを臨界膜厚以下に抑えつつ、二段階（二段構え）の欠陥伝播抑制効果（十分な欠陥伝播抑制効果）を得ることが可能となる。

　欠陥伝播抑制層１０３は、例えば化合物半導体、詳しくはＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含むことが好ましい。具体的には、欠陥伝播抑制層１０３は、各々がＩＩＩ族元素であるＡｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なくとも２つと、各々がＶ族元素であるＰ、Ａｓの少なくとも一方とを含むことが好ましい。欠陥伝播抑制層１０３は、例えばＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＩｎＧａＰ等のＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含んでいてもよい。第１及び第２欠陥伝播抑制層１０３Ａ、１０３Ｂは、同一の化合物半導体を含んでいてもよいし、異なる化合物半導体を含んでいてもよい。

　バッファ層１０２は、例えば化合物半導体、詳しくはＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含むことが好ましい。具体的には、バッファ層１０２は、例えばＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層、ＡｌＡｓ層である。第１～第３バッファ層１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの少なくとも２つは、同一の化合物半導体を含んでいてもよいし、異なる化合物半導体を含んでいてもよい。

　第１及び第３バッファ層１０２Ａ、１０３Ｃの各々の厚さは、第２バッファ層１０２Ｂの厚さよりも厚いことが好ましい。第１及び第３バッファ層１０２Ａ、１０３Ｃの各々の厚さは、第２バッファ層１０２Ｂの厚さの２倍以上６倍以下であることが好ましく、３倍以上５倍以下であることがより好ましい。第３バッファ層１０２Ｃの厚さは、第１バッファ層１０２Ａの厚さ以上であることが好ましい。

　欠陥伝播抑制層１０３のキャリア濃度（不純物濃度）は、１．０×１０¹⁷／ｃｍ³以上１．０×１０¹⁸／ｃｍ³未満であることが好ましく、８．０×１０¹⁷／ｃｍ³以上１．０×１０¹⁸／ｃｍ³未満であることがより好ましく、１．０×１０¹⁸／ｃｍ³以上１．０×１０¹⁹／ｃｍ³未満であることがより好ましく、１．０×１０¹⁹／ｃｍ³以上１．０×１０²⁰／ｃｍ³未満であることがより好ましい。なお、Ｓｉがドープされたｎ型基板は、内在する欠陥が少ないことが確認されており、その不純物濃度（キャリア濃度）の規格下限値は８．０×１０¹⁷／ｃｍ³である。

　バッファ層１０２のキャリア濃度（不純物濃度）は、１．０×１０¹⁷／ｃｍ³以上１．０×１０¹⁸／ｃｍ³未満であることが好ましく、８．０×１０¹⁷／ｃｍ³以上１．０×１０¹⁸／ｃｍ³未満であることがより好ましく、１．０×１０¹⁸／ｃｍ³以上１．０×１０¹⁹／ｃｍ³未満であることがより好ましく、１．０×１０¹⁹／ｃｍ³以上１．０×１０²⁰／ｃｍ³未満であることがより好ましい。

　欠陥伝播抑制層１０３は、ｎ型化合物半導体（詳しくはｎ型のＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体）又はｐ型化合物半導体（ｐ型のＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体）を含むことが好ましい。

　欠陥伝播抑制層１０３は、ｎ型化合物半導体を含む場合は、ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅのいずれかを含むことが好ましい。

　欠陥伝播抑制層１０３は、ｐ型化合物半導体を含む場合は、ｐ型不純物として、Ｃ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂ、Ｂｅのいずれかを含むことが好ましい。

　欠陥伝播抑制層１０３の厚さは、例えば数ｎｍ～数十ｎｍ（例えば１０ｎｍ）である。欠陥伝播抑制層１０３は、ｎ型又はｐ型の不純物（ドーパント）が、例えばドープ濃度３．０×１０¹⁸／ｃｍ³でドープされている。

　中間構造ＩＳは、上述のように、第１欠陥伝播抑制層１０３Ａと基板１０１との間に配置された第１バッファ層１０２Ａを含む。第１バッファ層１０２Ａは、第１欠陥伝播抑制層１０３Ａの格子定数と、基板１０１の格子定数との間の格子定数を有することが好ましい。この場合には、第１バッファ層１０２Ａは、第１欠陥伝播抑制層１０３Ａと基板１０１との間での格子不整合により第１欠陥伝播抑制層１０３Ａに導入される格子歪の大きさを適正な大きさに調整することが可能である。第１バッファ層１０２Ａは、例えばＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層、ＡｌＡｓ等である。第１バッファ層１０２Ａの厚さは、例えば数十ｎｍ（例えば８０ｎｍ）である。第１バッファ層１０２Ａは、ｎ型又はｐ型の不純物（ドーパント）が例えばドープ濃度３．０×１０¹⁸／ｃｍ³でドープされている。

　中間構造ＩＳは、上述のように、隣り合う２つの第１及び第２欠陥伝播抑制層１０３Ａ、１０３Ｂの間に配置された第２バッファ層１０２Ｂを含む。第２バッファ層１０２Ｂは、格子定数が、基板１０１の格子定数と同一又は第１及び第２欠陥伝播抑制層１０３Ａ、１０３Ｂの格子定数よりも基板１０１の格子定数に近いことが好ましい。この場合には、第２バッファ層１０２Ｂは、第１及び第２欠陥伝播抑制層１０３Ａ、１０３Ｂの間に介在するスペーサとして機能するとともに、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂと基板１０１との間での格子不整合により第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂに導入される格子歪の大きさを適正な大きさに調整することが可能である。第２バッファ層１０２Ｂは、例えばＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層、ＡｌＡｓからなる。第２バッファ層１０２Ｂの厚さは、例えば数十ｎｍ（例えば２０ｎｍ）である。第２バッファ層１０２Ｂは、ｎ型又はｐ型の不純物（ドーパント）が例えばドープ濃度３．０×１０¹⁸／ｃｍ³でドープされている。

　中間構造ＩＳは、上述のように、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂと積層構造ＬＳとの間に配置された第３バッファ層１０２Ｃを含む。第３バッファ層１０２Ｃは、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂの格子定数と、積層構造ＬＳの複数の層のうち第３バッファ層１０２Ｃと隣接する層である第１コンタクト層１０４の格子定数との間の格子定数を有することが好ましい。この場合には、第３バッファ層１０２Ｃは、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂと第１コンタクト層１０４との間での格子不整合を緩和することが可能であり、積層構造ＬＳ内での格子歪の発生を抑制できる。第３バッファ層１０２Ｃは、例えばＧａＡｓ層、ＡｌＧａＡｓ層、ＡｌＡｓ層等である。第３バッファ層１０２Ｃの厚さは、例えば数十ｎｍ（例えば８０ｎｍ）である。第３バッファ層１０２Ｃは、ｎ型又はｐ型の不純物（ドーパント）が例えばドープ濃度３．０×１０¹⁸／ｃｍ³でドープされている。

　中間構造ＩＳは、組成及び／又はキャリア濃度が異なる少なくとも２つの欠陥伝播抑制層１０３を含んでいてもよい。すなわち、第１及び第２欠陥伝播抑制層１０３Ａ、１０３Ｂは、同一の化合物半導体を含む場合に、組成及び／又はキャリア濃度が異なっていてもよい。

　中間構造ＩＳは、例えばＧａＡｓの格子定数を基準として－０．２１Åから＋０．４１Åまでの格子定数範囲の領域に例えばＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｐ、Ａｓ等の組成が変化する（徐々に大きくなる又は徐々に小さくなる）組成勾配を有していてもよい。この場合に、第１及び第２欠陥伝播抑制層１０３Ａ、１０３Ｂの間で当該組成勾配を有していてもよいし、第１～第３バッファ層１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの間で当該組成勾配を有していてもよいし、中間構造ＩＳ全体として当該組成勾配を有していてもよい。

　中間構造ＩＳは、例えばＧａＡｓの格子定数を基準として－０．２１Åから＋０．４１Åまでの格子定数範囲の領域にキャリア濃度が変化する（徐々に高くなる又は徐々に低くなる）キャリア濃度勾配を有していてもよい。この場合に、第１及び第２欠陥伝播抑制層１０３Ａ、１０３Ｂの間で当該キャリア濃度勾配を有していてもよいし、第１～第３バッファ層１０２Ａ、１０２Ｂ、１０２Ｃの間で当該キャリア濃度勾配を有していてもよいし、中間構造ＩＳ全体として当該キャリア濃度勾配を有していてもよい。当該キャリア濃度勾配は、特に、キャリア濃度が基板１０１側から積層構造ＬＳ側にかけて徐々に高くなることが好ましい。

　中間構造ＩＳは、組成及び／又はキャリア濃度が異なる少なくとも２つのバッファ層１０２を含んでいてもよい。すなわち、第１～第３バッファ層１０２Ａ～１０２Ｃの少なくとも２つは、同一の化合物半導体を含む場合に、組成及び／キャリア濃度が異なっていてもよい。

≪面発光レーザの動作≫
　発光素子１０では、ドライバの陽極側からアノード電極１１２へ流入された電流は、第１コンタクト層１０４及び第１半導体多層膜反射鏡１０５の下部をこの順に介し、酸化狭窄層１０６で狭窄され、第１半導体多層膜反射鏡１０５の上部を介して発光層１０７に注入される。このとき、発光層１０７が発光し、その光が第１及び第２反射鏡の間を発光層１０７で増幅され且つ酸化狭窄層１０６で狭窄されつつ往復し、発振条件を満たしたときに基板１０１の裏面側（下面側）へレーザ光として出射される。発光層１０７に注入された電流は、第２半導体多層膜反射鏡１０８、及び第２コンタクト層１０９及びカソード電極１１３をこの順に介してドライバの陰極側へ流出される。

　なお、発光素子１０は、基板１０１からの転位の、積層構造ＬＳへの伝播が抑制されていることでデッドエミッタとなることや出力低下を招くことが抑制されているため、上記動作を連続して行っても所望のレーザ光を安定的に得ることができる。

≪発光素子の製造方法の一例≫
　以下、発光素子１０の製造方法の一例について、図６のフローチャート等を参照して説明する。全体の流れとしては、先ず、半導体製造装置を用いた半導体製造方法により、基板１０１の基材である１枚のウェハ（以下では、便宜上「基板１０１」とも呼ぶ）上に複数の発光素子１０を同時に生成する。次いで、一連一体の複数の発光素子１０をダイシング（例えばステルスダイシング）により互いに分離して、チップ状の発光素子１０を得る。

　最初のステップＳ１では、積層体Ｌを生成する（図７参照）。具体的には、例えばＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ　Ｏｒｇａｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：有機金属気相成長）法などのエピタキシャル結晶成長法により、成長基板としての基板１０１上に第１バッファ層１０２Ａ、第１欠陥伝播抑制層１０３Ａ、第２バッファ層１０２Ｂ、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂ、第３バッファ層１０２Ｃ、第１コンタクト層１０４、第１半導体多層膜反射鏡１０５、酸化狭窄層１０６の材料となる被酸化層１０６Ｓ（例えばＡｌＧａＡｓ層、ＡｌＡｓ層等）、発光層１０７、第２半導体多層膜反射鏡１０８及び第２コンタクト層１０９をこの順に積層して積層体Ｌを生成する。この際、基板１０１上に第１バッファ層１０２Ａを介して第１欠陥伝播抑制層１０３Ａが積層されたときに、基板１０１と第１欠陥伝播抑制層１０３Ａとの間の格子不整合により第１欠陥伝播抑制層１０３Ａに格子歪が生じ、基板１０１からの一部の転位が横方向に導かれる。第２バッファ層１０２Ｂを介して第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂが積層されたときに、基板１０１と第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂとの間の格子不整合により第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂに格子歪が生じ、基板１０１からの他部の転位が横方向に導かれる。第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂを介して第３バッファ層１０２Ｃが積層されるときには、基板１０１からの転位は、第３バッファ層１０２Ｃにはほとんど伝播しない。第３バッファ層１０２Ｃ上に積層構造ＬＳの各構成層が積層されるときにも、基板１０１からの転位は該構成層にほとんど伝播しない。積層体Ｌの生成の際、化合物半導体の原料としては、例えば、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）などのメチル系有機金属ガスと、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。

　次のステップＳ２では、メサ構造ＭＳを形成する（図８参照）。具体的には、先ず、フォトリソグラフィにより、積層体上にメサ構造ＭＳを形成するためのレジストパターンを形成する。次いで、該レジストパターンをマスクとして積層体を例えばドライエッチングによりエッチングする。このエッチングは、少なくとも第１コンタクト層１０４が露出するまで行う。この結果、メサ構造ＭＳが形成される。その後、該レジストパターンを除去する。

　次のステップＳ３では、酸化狭窄層を形成する（図９参照）。具体的には、積層体に形成されたメサ構造ＭＳ（図８参照）を高温の水蒸気雰囲気に曝して被酸化層１０６Ｓをメサ構造ＭＳの側面から中心に向かって数μｍ程度酸化する。この結果、メサ構造ＭＳが第１メサＭ１となる。

　次のステップＳ４では、アノード電極１１２を形成する（図１０参照）。具体的には、例えばリフトオフ法により、アノード電極１１２を第１コンタクト層１０４上に第１メサＭ１を囲むように周回状（例えばリング状）に形成する。このとき、電極材料の成膜に例えば蒸着、スパッタ等を用いる。

　次のステップＳ５では、絶縁膜１１４を形成する。具体的には、先ず、絶縁膜１１４を全面に成膜する（図１１参照）。次いで、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、アノード電極１１２上の絶縁膜１１４及び第２コンタクト層１０９上の絶縁膜１１４を除去して、アノード電極１１２及び第２コンタクト層１０９を露出させる（図１２参照）。この結果、第１メサＭ１の側面のみに絶縁膜１１４が形成される。

　次のステップＳ６では、カソード電極１１３を形成する（図１３参照）。具体的には、例えばリフトオフにより、カソード電極１１３を、第２コンタクト層１０９上に平面視において非酸化領域１０６ａを囲むように周回状（例えばリング状）に形成する。このとき、電極材料の成膜に例えば蒸着、スパッタ等を用いる。

　次のステップＳ７では、誘電体多層膜反射鏡１１０を形成する。具体的には、先ず、誘電体多層膜反射鏡１１０の材料となる誘電体多層膜ＤＭＦを全面に成膜する（図１４参照）。次いで、フォトリソグラフィ及びエッチングにより、積層構造ＬＳの上面（詳しくは第２コンタクト層１０９の上面）の中央部を覆う誘電体多層膜ＤＭＦ以外の誘電体多層膜反射鏡ＤＭＦを除去する（図１５参照）。この結果、アノード電極１１２及びカソード電極１１３が露出するとともに、積層構造ＬＳの上面の中央部に誘電体多層膜反射鏡１１０が形成される。なお、誘電体多層膜反射鏡１１０は、例えばリフトオフにより形成することも可能である。

　最後のステップＳ８では、金属反射鏡１１１を形成する（図１６参照）。具体的には、例えばメッキ法により、金属反射鏡１１１を誘電体多層膜反射鏡１１０上に形成する。この結果、第２コンタクト層１０９上に第２メサＭ２が形成される。なお、メッキ法の実施に先立って、メッキされることとなる箇所に予めシード層を形成しておくことが好ましい。

≪発光素子の効果≫
　以下、発光素子１０の効果について説明する。

　発光素子１０は、基板１０１と、基板１０１上に配置された積層構造ＬＳであって発光層１０７を含む複数の層が積層された積層構造ＬＳと、基板１０１と積層構造ＬＳとの間に配置された、欠陥伝播抑制層１０３（格子歪をもつ層）を含む中間構造ＩＳとを備える。

　発光素子１０によれば、欠陥伝播抑制層１０３により、基板１０１から積層構造ＬＳへの転位の伝播を抑制することができ、ひいては信頼性の低下を抑制することができる。

＜２．本技術の一実施形態の実施例２に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例２に係る発光素子２０について説明する。図１７は、本技術の一実施形態の実施例２に係る発光素子２０の断面図である。

　発光素子２０は、図１７に示すように、中間構造ＩＳが第３バッファ層１０２Ｃを有していない点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と同様の構成を有する。

　発光素子２０によれば、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂと積層構造ＬＳとの間に第３バッファ層１０２Ｃが設けられていないので、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂと積層構造ＬＳとの間の格子不整合により積層構造ＬＳに格子欠陥が生じるおそれがあるものの、中間構造ＩＳの構成層の層数を削減しつつ実施例１に係る発光素子１０と概ね同様の効果が得られる。

＜３．本技術の一実施形態の実施例３に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例３に係る発光素子３０について説明する。図１８は、本技術の一実施形態の実施例３に係る発光素子３０の断面図である。

　発光素子３０は、図１８に示すように、中間構造ＩＳが第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂ及び第３バッファ層１０２Ｃを有していない点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と同様の構成を有する。

　発光素子３０によれば、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂ及び第３バッファ層１０２Ｃが設けられていないので、基板１０１から積層構造ＬＳへの転位の伝播を抑制する効果が実施例１に係る発光素子１０に劣るものの、中間構造ＩＳの構成層の層数をより一層削減することができる。

＜４．本技術の一実施形態の実施例４に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例４に係る発光素子４０について説明する。図１９は、本技術の一実施形態の実施例４に係る発光素子４０の断面図である。

　発光素子４０は、図１９に示すように、中間構造ＩＳが第１バッファ層１０２Ａ、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂ及び第３バッファ層１０２Ｃを有していない点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と同様の構成を有する。

　発光素子４０によれば、第１バッファ層１０２Ａ、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂ及び第３バッファ層１０２Ｃが設けられていないので、基板１０１から積層構造ＬＳへの転位の伝播を抑制する効果が実施例１に係る発光素子１０に劣り且つ第１欠陥伝播抑制層１０３Ａに導入される格子歪の大きさを調整できないものの、中間構造ＩＳの構成層の層数をより一層削減することができる。

＜５．本技術の一実施形態の実施例５に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例５に係る発光素子５０について説明する。図２０は、本技術の一実施形態の実施例５に係る発光素子５０の断面図である。

　発光素子５０は、図２０に示すように、中間構造ＩＳが第２バッファ層１０２Ｂ、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂ及び第３バッファ層１０２Ｃを有していない点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と同様の構成を有する。

　発光素子５０によれば、第２バッファ層１０２Ｂ、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂ及び第３バッファ層１０２Ｃが設けられていないので、基板１０１から積層構造ＬＳへの転位の伝播を抑制する効果が実施例１に係る発光素子１０に劣り且つ第１欠陥伝播抑制層１０３Ａと積層構造ＬＳとの間の格子不整合により積層構造ＬＳに格子欠陥が生じるおそれがあるものの、中間構造ＩＳの構成層の層数をさらにより一層削減することができる。

＜６．本技術の一実施形態の実施例６に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例６に係る発光素子６０について説明する。図２１は、本技術の一実施形態の実施例６に係る発光素子６０の断面図である。

　発光素子６０は、図２１に示すように、中間構造ＩＳが第１バッファ層１０２Ａ、第２バッファ層１０２Ｂ、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂ及び第３バッファ層１０２Ｃを有していない点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と同様の構成を有する。

　発光素子６０によれば、第１バッファ層１０２Ａ、第２バッファ層１０２Ｂ、第２欠陥伝播抑制層１０３Ｂ及び第３バッファ層１０２Ｃが設けられていないので、基板１０１から積層構造ＬＳへの転位の伝播を抑制する効果が実施例１に係る発光素子１０に劣り且つ第１欠陥伝播抑制層１０３Ａと積層構造ＬＳとの間の格子不整合により積層構造ＬＳに格子欠陥が生じるおそれがあり且つ第１欠陥伝播抑制層１０３Ａに導入される格子歪の大きさを調整できないものの、中間構造ＩＳの構成層の層数を最大限に削減することができる。

＜７．本技術の一実施形態の実施例７に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例７に係る発光素子７０について説明する。図２２は、本技術の一実施形態の実施例７に係る発光素子７０の断面図である。

　発光素子７０は、図２２に示すように、基板１０１がＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ　ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板又はＧＯＩ（ｇｅｒｍａｎｉｕｍ　ｏｎ　Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板である点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と同様の構成を有する。

　発光素子７０では、基板１０１が、第１及び第２半導体基板１０１ａ、１０１ｃと、第１及び第２半導体基板１０１ａ、１０１ｃの間に配置された酸化膜１０１ｂとを有する。

　基板１０１がＳＯＩ基板である場合は、第１及び第２半導体基板１０１ａ、１０１ｃはＳｉ基板であり、酸化膜１０１ｂはＳｉＯ₂からなる。

　基板１０１がＧＯＩ基板である場合は、第１及び第２半導体基板１０１ａ、１０１ｃはＧｅ基板であり、酸化膜１０１ｂはＧｅＯ₂からなる。

　発光素子７０によれば、実施例１に係る発光素子１０と同様の効果を得ることができる。

＜８．本技術の一実施形態の実施例８に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例８に係る発光素子８０について説明する。図２３は、本技術の一実施形態の実施例８に係る発光素子８０の断面図である。

　発光素子８０は、図２３に示すように、誘電体多層膜反射鏡１１０及び金属反射鏡１１１を有しておらず、且つ、カソード電極１１３が第２コンタクト層１０９上にベタ状に設けられている点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と同様の構成を有する。ここでは、カソード電極１１３が金属反射鏡としても機能しうる。

　発光素子８０によれば、実施例１に係る発光素子１０に比べて第２反射鏡（上部反射鏡）の反射率が劣るものの、製造プロセスを簡略化できる薄型の裏面出射型ＶＣＳＥＬを実現できる。

＜９．本技術の一実施形態の実施例９に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例９に係る発光素子９０について説明する。図２４は、本技術の一実施形態の実施例９に係る発光素子９０の断面図である。

　発光素子９０は、図２４に示すように、第２半導体多層膜反射鏡１０８を有していない点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と同様の構成を有する。

　発光素子９０によれば、実施例１に係る発光素子１０に比べて第２反射鏡（上部反射鏡）の反射率が劣るものの、製造プロセスを簡略化できる薄型の裏面出射型ＶＣＳＥＬを実現できる。

＜１０．本技術の一実施形態の実施例１０に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例１０に係る発光素子１００について説明する。図２５は、本技術の一実施形態の実施例１０に係る発光素子１００の断面図である。図２６は、本技術の一実施形態の実施例１０に係る発光素子１００の平面図である。図２５は、図２６の２５－２５線断面図である。

　発光素子１００は、図２４及び図２５に示すように、メサレス構造を有している点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と概ね同様の構成を有する。

　発光素子１００は、積層構造ＬＳに平面視において酸化狭窄層１０６を囲むように複数（例えば４つ）のトレンチＴ（溝）が設けられている。トレンチＴの底面は、第１コンタクト層１０４の上面である。トレンチＴの側面及び開口端周辺に絶縁膜１１４が設けられている。アノード電極１１２は、トレンチＴの底面上に設けられた第１電極１１２ａと、側面に絶縁膜１１４が設けられたトレンチＴ内において第１電極１１２ａに下端が接しトレンチＴの深さ方向に延在する第２電極１１２ｂとを有する。第２電極１１２ｂの上端は、トレンチＴの開口端から外部に露出している。

　トレンチＴは、発光素子１００の製造時の酸化工程において、被酸化層１０６Ｓの側面を露出させる機能も有する。

　発光素子１００によれば、実施例１に係る発光素子１０と同様の効果が得られる、メサレス構造を有する裏面出射型ＶＣＳＥＬを実現できる。

＜１１．本技術の一実施形態の実施例１１に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例１１に係る発光素子１１５について説明する。図２７は、本技術の一実施形態の実施例１１に係る発光素子１１５の断面図である。

　発光素子１１５は、図２７に示すように、トレンチＴに絶縁膜１１４が設けられる代わりに、積層構造ＬＳの、トレンチＴの周辺部に平面視周回状のイオン注入領域ＩＩＡが設けている点を除いて、実施例１０に係る発光素子１００と同様の構成を有する。

　イオン注入領域ＩＩＡのイオン種としては、例えばＢ＋、Ｈ＋等が挙げられる。

　発光素子１１５によれば、実施例１に係る発光素子１０と同様の効果が得られる、メサレス構造を有する裏面出射型ＶＣＳＥＬを実現できる。

＜１２．本技術の一実施形態の実施例１２に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例１２に係る発光素子１２０について説明する。図２８は、本技術の一実施形態の実施例１２に係る発光素子１２０の断面図である。

　発光素子１２０は、図２８に示すように、裏面出射型の面発光レーザアレイを構成する点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と同様の構成を有する。

　発光素子１２０では、基板１０１上に中間構造ＩＳを介して複数の積層構造ＬＳ（但し第１コンタクト層１０４を除く）が配置されている。すなわち、発光素子１２０では、複数の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）が基板１０１、中間構造ＩＳ及び第１コンタクト層１０４を共有している。

　発光素子１２０では、アノード共通且つカソード独立の電極レイアウトを有し、各面発光レーザを独立駆動可能である。

　発光素子１２０によれば、実施例１に係る発光素子１０と同様の効果が面発光レーザ毎に得られる、裏面出射型の面発光レーザアレイを実現できる。

＜１３．本技術の一実施形態の実施例１３に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例１３に係る発光素子１３０について説明する。図２９は、本技術の一実施形態の実施例１３に係る発光素子１３０の断面図である。

　発光素子１３０は、図２９に示すように、裏面出射型のＩｎＰ系ＶＣＳＥＬを構成する点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と同様の構成を有する。

　発光素子１３０では、基板１０１、中間構造ＩＳ、第１コンタクト層１０４、第１半導体多層膜反射鏡１０５、ＢＴＪ（埋め込みトンネルジャンクション）、誘電体多層膜反射鏡１１０及び金属反射鏡１１１がこの順に積層されている。発光素子１３０は、アノード電極１１２とカソード電極１１３との位置関係が実施例１に係る発光素子１０とは逆になっている。

（基板）
　基板１０１は、一例として半絶縁性基板又は絶縁基板、例えばＳＩ（Ｓｅｍｉ－Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ）－ＩｎＰ基板、ｉ‐ＩｎＰ基板等からなる。基板１０１は、ｎ－ＩｎＰ基板やｐ－ＩｎＰ基板であってもよい。

（第１コンタクト層）
　第１コンタクト層１０４は、例えばハイドープのｎ－ＩｎＰ層からなる。該ｎ－ＩｎＰ層のドーパントには例えばＳｉを用いることができる。

（第１半導体多層膜反射鏡）
　第１半導体多層膜反射鏡１０５は、一例として、ＩｎＰに格子整合する化合物半導体（ＩｎＰ系化合物半導体）からなる。第１半導体多層膜反射鏡１０５は、例えばｎ－ＩｎＰ／ｎ－ＡｌＧａＩｎＡｓ又はｎ－ＡｌＩｎＡｓ／ｎ－ＡｌＧａＩｎＡｓからなる。

（発光層）
　発光層１０７は、一例として、ＩｎＰ系化合物半導体からなる。詳述すると、発光層１０７は、一例として、ＡｌＧａＩｎＡｓ又はＧａＩｎＡｓＰからなる多重量子井戸構造（ＭＱＷ構造）を有する。ここでは、発光層１０７は、例えばＡｌＧａＩｎＡｓ／ＡｌＧａＩｎＡｓ多重量子井戸層からなる。該ＡｌＧａＩｎＡｓ／ＡｌＧａＩｎＡｓ多重量子井戸層は、発光波長が例えば１４５０ｎｍ（アイセーフ帯）となるように組成と膜厚が設計されるが、井戸層とバリア層に相反する歪を導入することが好ましい。この場合、例えば歪の大きさは０．５％程度、井戸数は６とすることができる。発光層１０７は、後述するトンネルジャンクション層１１６に対応する領域が発光領域となっている。

（ＢＴＪ）
　ＢＴＪは、トンネルジャンクション層１１６及び埋め込み層１１７を含む。ＢＴＪは、前述のとおり発光層１０７の基板１０１側とは反対側（上側）に配置されている。すなわち、ＢＴＪは、発光層１０７に対して、アノード電極１１２からカソード電極１１３へ至る電流経路の上流側に位置する。

　埋め込み層１１７は、例えばｎ－ＩｎＰ層からなる。該ｎ－ＩｎＰ層のドーパントとして例えばＳｉを用いることができる。

　トンネルジャンクション層１１６は、発光層１０７上にメサ状に設けられている。そこで、以下では、トンネルジャンクション層１１６を「ＴＪメサ」とも呼ぶ。埋め込み層１１７のＴＪメサの周辺の領域は、ＴＪメサよりも高抵抗であることにより、電流狭窄領域となる。埋め込み層１１７のＴＪメサの周辺の領域は、ＴＪメサよりも低屈折率であることにより、光狭窄領域となる。ＴＪメサの直径は、例えば数十μｍである。

　トンネルジャンクション層１１６は、互いに積層されたｐ型半導体領域１１６ａ及びｎ型半導体領域１１６ｂを含む。ここでは、ｎ型半導体領域１１６ｂの発光層１０７側（下側）にｐ型半導体領域１１６ａが配置されている。ｐ型半導体領域１１６ａは、例えばＣ（カーボン）が高濃度でドープされたｐ型のＡｌＩｎＡｓ（ｐ－ＡｌＩｎＡｓ）からなる。ｎ型半導体領域１１６ｂは、例えばＳｉ、Ｔｅ等が高濃度でドープされたｎ型のＩｎＰ（ｎ－ＩｎＰ）からなる。なお、ｐ型半導体領域１１６ａ及びｎ型半導体領域１１６ｂは、一方がＡｌＩｎＡｓからなり且つ他方がＩｎＰからなってもよいし、双方がＡｌＩｎＡｓ又はＩｎＰからなってもよい。

（誘電体多層膜反射鏡）
　誘電体多層膜反射鏡１１０は、光吸収が少なく、高反射率と絶縁性とを有する。多層膜反射鏡は、分布ブラッグ反射鏡（ＤＢＲ：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ　Ｂｒａｇｇ　Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）とも呼ばれる。誘電体多層膜反射鏡１１０は、屈折率が互いに異なる高屈折率層及び低屈折率層が発光層１０７の発光波長の１／４波長の光学厚さで交互に積層された構造を有する。誘電体多層膜反射鏡１１０は、例えばＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＳｉＮ、ａ－Ｓｉ、ＭｇＦ₂及びＣａＦ₂の少なくとも一種を含む材料からなることが好ましい。例えば、誘電体多層膜反射鏡１１０は、例えばＳｉＯ₂／ＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅／ＳｉＯ₂、ａ－Ｓｉ／Ｔａ₂Ｏ₅で構成してもよい。なお、誘電体多層膜反射鏡１１０の代わりに、単層の誘電体層を用いてもよい。

　発光素子１３０によれば、実施例１に係る発光素子１０と同様の効果得られる、裏面出射型のＩｎＰ系ＶＣＳＥＬを実現できる。
＜１４．本技術の一実施形態の実施例１４に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例１４に係る発光素子１４０について説明する。図３０は、本技術の一実施形態の実施例１４に係る発光素子１４０の断面図である。

　発光素子１４０は、図３０に示すように、表面出射型のＶＣＳＥＬを構成する点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と同様の構成を有する。

　発光素子１４０は、誘電体多層膜反射鏡１１０及び金属反射鏡１１１を有していない。

　発光素子１４０は、アノード電極１１２とカソード電極１１３との位置関係及び積層構造ＬＳの各半導体層の導電型が実施例１に係る発光素子１０とは逆になっている。酸化狭窄層１０６は、発光層１０７の基板１０１側とは反対側（上側）に配置されている。基板１０１は、半絶縁性基板、絶縁基板及び半導体基板のいずれであってもよい。

　発光素子１４０によれば、実施例１に係る発光素子１０と同様の効果得られる、表面出射型のＶＣＳＥＬを実現できる。
＜１５．本技術の一実施形態の実施例１５に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例１５に係る発光素子１５０について説明する。図３１は、本技術の一実施形態の実施例１５に係る発光素子１５０の断面図である。

　発光素子１５０は、図３１に示すように、裏面出射型の発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｄｉｏｄｅ）を構成する点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と同様の構成を有する。

　発光素子１５０は、第１半導体多層膜反射鏡１０５を有していない。発光素子１５０は、アノード電極１１２とカソード電極１１３との位置関係及び積層構造ＬＳの各半導体層の導電型が実施例１に係る発光素子１０とは逆になっている。発光素子１５０は、酸化狭窄層１０６が発光層１０７の基板１０１側とは反対側（上側）に配置されている。

　発光素子１５０では、発光層１０７から上方に出射され、誘電体多層膜反射鏡１１０及び金属反射鏡１１１から成るハイブリッドミラーで反射された光と、発光層１０７から下方に出射された光との合成光が基板１０１の裏面側へ出射される。

　発光素子１５０によれば、実施例１に係る発光素子１０と同様の効果得られる、裏面出射型のＬＥＤを実現できる。
＜１６．本技術の一実施形態の実施例１６に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例１６に係る発光素子１６０について説明する。図３２は、本技術の一実施形態の実施例１６に係る発光素子１６０の断面図である。図３３は、本技術の一実施形態の実施例１６に係る発光素子１６０の平面図である。図３２は、図３３の３２－３２線断面図である。

　発光素子１６０は、図３２及び図３３に示すように、端面出射型の半導体レーザ（端面発光レーザ）である点を除いて、実施例１に係る発光素子１０と概ね同様の構成を有する。

　発光素子１６０では、積層構造ＬＳは、平面視矩形状であり、第１コンタクト層１０４と、第１クラッド層１１８（ｐ型化合物半導体層）と、発光層１０７（化合物半導体層）と、第２クラッド層１１９（ｎ型化合物半導体層）と、第２コンタクト層１０９とがこの順に積層されている。第１クラッド層１１８、発光層１０７及び第２クラッド層１１９によりダブルヘテロ構造が構成されている。第２コンタクト層１０９上にカソード電極１１３（例えばストライプ電極）が設けられている。第１コンタクト層１０４の上面に一対のアノード電極１１２、１１２が絶縁膜１１４を介して積層構造ＬＳを挟むように設けられている。第１及び第２クラッド層１１８、１１９の屈折率は、発光層１０７の屈折率よりも低く、発光層１０７における光閉じ込め効果が得られる。第１及び第２クラッド層１１８、１１９のバンドギャップは、発光層１０７のバンドギャップよりも大きく、発光層１０７におけるキャリア閉じ込め効果が得られる。

　発光素子１６０は、ダブルヘテロ構造の一端面及び他端面が劈開面から成る、高反射率の反射面（「共振器端面」とも呼ばれる）となっている。これらの一対の反射面である第１及び第２反射面Ｒ１、Ｒ２（図３３参照）の反射率は、一例として、異なる値に設定されている。

　発光素子１６０では、ドライバの陽極側から供給された電流が、アノード電極１１２から第１コンタクト層１０４及び第１クラッド層１１８をこの順に介して発光層１０７に注入される。このとき、発光層１０７が発光し、その光が発光層１０７内に閉じ込められつつ第１及び第２反射面Ｒ１、Ｒ２の間を往復し、発振条件を満たしたときに、第１及び第２反射面Ｒ１、Ｒ２の各々からレーザ光として出射される。

　発光素子１６０によれば、実施例１に係る発光素子１０と同様の効果が得られる、端面発光レーザを実現することができる。
＜１７．本技術の一実施形態の実施例１７に係る発光素子＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例１７に係る発光素子１７０について説明する。図３４は、本技術の一実施形態の実施例１７に係る発光素子１７０の断面図である。

　発光素子１７０は、図３４に示すように、積層構造ＬＳに電流狭窄領域としてのイオン注入領域ＩＩＡが設けられている点を除いて、実施例１６に係る発光素子１６０と同様の構成を有する。

　発光素子１７０では、積層構造ＬＳの、カソード電極１１３（ストライプ電極）に対応する領域を挟む両側にイオン注入領域ＩＩＡが設けられている。これにより、発光層１０７への注入電流の電流密度を高くすることができる。

　発光素子１７０によれば、実施例１に係る発光素子１０と同様の効果が得られる、高効率の端面発光レーザを実現することができる。
＜１８．本技術の一実施形態の実施例１８に係る受発光装置＞

　以下、本技術の一実施形態の実施例１８に係る受発光装置１８０について説明する。図３５は、本技術の一実施形態の実施例１８に係る受発光装置１８０の断面図である。

　受発光装置１８０は、図３５に示すように、測距装置の少なくとも一部を構成しうる。受発光装置１８０は、実施例１に係る発光素子１０と、受光素子５００とを備える。

　受発光装置１８０では、発光素子１０の基板１０１が、積層構造ＬＳが設けられる第１領域Ａ１と、該第１領域Ａ１に隣接する、受光素子５００が設けられる第２領域Ａ２とを有している。

　受光素子５００は、基板１０１内に基板１０１の第２領域Ａ２の裏面に受光面が露出するように設けられている。受光素子５００として、ＰＤ（フォトダイオード）の他、ＳｉＧｅを材料とするＡＰＤ（アバランシェ・フォトダイオード）を用いることができる。

　ここでは、基板１０１にＧｅ基板又はＳｉ基板が用いられている。基板１０１にドライバ、読み出し回路、演算回路、配線の少なくとも１つが設けられてもよい。

　受発光装置１８０によれば、高信頼性の発光素子１０を備える、受発光装置を実現できる。

＜１９．本技術の変形例＞
　本技術は、上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。

　例えば、図３６に示す、実施例１の変形例１に係る発光素子１０－１のように、カソード電極１１３を誘電体多層膜反射鏡１１０の上面及び側面を覆うように設けることにより、カソード電極１１３に金属反射鏡としての機能も持たせてもよい。

　例えば、図３７に示す、実施例１の変形例２に係る発光素子１０－２のように、中間構造ＩＳが、第１及び第２欠陥伝播抑制層１０３Ａ、１０３Ｂと、第１及び第２欠陥伝播抑制層１０３Ａ、１０３Ｂとの間に配置された第２バッファ層１０２Ｂとで構成されてもよい。

　例えば、図３８に示す、実施例１の変形例３に係る発光素子１０－３のように、第２反射鏡（上部反射鏡）が第２半導体多層膜反射鏡１０８と誘電体多層膜反射鏡１１０とで構成されていてもよい。

　例えば、本技術に係る発光素子は、基板１０１（例えばサファイア基板、ＧａＮ基板等）上に中間構造ＩＳを介して、ＧａＮ系の化合物半導体層（ＧａＮに格子整合する化合物半導体）を含む積層構造ＬＳが配置されたＧａＮ系の発光素子（例えば面発光レーザ、端面発光レーザ、発光ダイオード等）であってもよい。

　例えば、基板１０１は、半絶縁性基板上にＳｉ薄膜、Ｇｅ薄膜等が積層された複合基板（例えばＱＳＴ（登録商標）基板）であってもよい。

　本技術に係る発光素子には、波長帯２００～２５００ｎｍに含まれるいずれの発光波長となる材料も用いることが可能である。

　上記各実施例及び各変形例に係る発光素子において、発光層１０７の上側に位置する半導体層と発光層１０７の下側に位置する半導体層の導電型（ｐ型及びｎ型）を逆にしてもよい。但し、この場合、アノード電極及びカソード電極の位置関係も逆にする必要がある。

　上記各実施例及び各変形例に係る発光素子及び受発光装置の構成の一部を相互に矛盾しない範囲内で組み合わせてもよい。

　上記各実施例及び各変形例において、発光素子及び受発光装置を構成する各層の配置、材料、導電型、厚さ、幅、数値、形状、大きさ等は、発光素子として機能する範囲内で適宜変更可能である。

＜２０．電子機器への応用例＞
　本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品（電子機器）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や、低消費電力機器（例えばスマートフォン、スマートウォッチ、タブレット、マウス、ノートパソコン等）や、有線又は無線の通信機器に搭載される装置として実現されてもよい。

　本技術に係る発光素子は、例えば、光により画像を形成又は表示する機器（例えばプリンタ、複写機、プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ等）の光源としても応用可能である。

＜２１．発光素子を距離測定装置に適用した例＞
　以下に、本技術の一実施形態の実施例１に係る発光素子１０の適用例について説明する。

　図３９は、本技術に係る電子機器の一例としての、発光素子１０を備えた距離測定装置１０００（測距装置）の概略構成の一例を表したものである。距離測定装置１０００は、ＴＯＦ（Time Of Flight）方式により被検体Ｓまでの距離を測定するものである。距離測定装置１０００は、発光素子１０を備えている。距離測定装置１０００は、例えば、発光素子１０、受光装置１２５、レンズ１２８、１３８、信号処理部１４５、制御部１５５、表示部１６５および記憶部１７５を備えている。

　受光装置１２５は、発光素子１０から出射され被検体Ｓ（物体）で反射された光を受光する。すなわち、受光装置１２５は、被検体Ｓで反射された光を検出する。レンズ１２８は、発光素子１０から出射された光を平行光化するためのレンズであり、例えばコリメートレンズである。レンズ１３８は、被検体Ｓで反射された光を集光し、受光装置１２５に導くためのレンズであり、例えば集光レンズである。

　信号処理部１４５は、受光装置１２５から入力された信号と、制御部１５５から入力された参照信号との差分に対応する信号を生成するための回路である。制御部１５５は、例えば、Time to Digital Converter (TDC)を含んで構成されている。参照信号は、制御部１５５から入力される信号であってもよいし、発光素子１０の出力を直接検出する検出部の出力信号であってもよい。制御部１５５は、例えば、発光素子１０、受光装置１２５、信号処理部１４５、表示部１６５および記憶部１７５を制御するプロセッサである。制御部１５５は、信号処理部１４５で生成された信号に基づいて、被検体Ｓまでの距離を計測する回路である。制御部１５５は、被検体Ｓまでの距離についての情報を表示するための映像信号を生成し、表示部１６５に出力する。表示部１６５は、制御部１５５から入力された映像信号に基づいて、被検体Ｓまでの距離についての情報を表示する。制御部１５５は、被検体Ｓまでの距離についての情報を記憶部１７５に格納する。

　本適用例において、発光素子１０に代えて、発光素子１０－１、１０－２、１０－３、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１５、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、受発光装置１８０のいずれかを距離測定装置１０００に適用することもできる。

＜２２．距離測定装置を移動体に搭載した例＞
　図４０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４０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、距離測定装置１２０３１が接続される。距離測定装置１２０３１には、上述の距離測定装置１０００が含まれる。車外情報検出ユニット１２０３０は、距離測定装置１２０３１に車外の物体（被検体Ｓ）との距離を計測させ、それにより得られた距離データを取得する。車外情報検出ユニット１２０３０は、取得した距離データに基づいて、人、車、障害物、標識等の物体検出処理を行ってもよい。

　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（ＡｄｖａｎｃｅｄＤｒｉｖｅｒＡｓｓｉｓｔａｎｃｅＳｙｓｔｅｍ）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４０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４１は、距離測定装置１２０３１の設置位置の例を示す図である。

　図４１では、車両１２１００は、距離測定装置１２０３１として、距離測定装置１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。

　距離測定装置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距離測定装置１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる距離測定装置１２１０５は、主として車両１２１００の前方のデータを取得する。サイドミラーに備えられる距離測定装置１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方のデータを取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる距離測定装置１２１０４は、主として車両１２１００の後方のデータを取得する。距離測定装置１２１０１及び１２１０５で取得される前方のデータは、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識等の検出に用いられる。

　なお、図４１には、距離測定装置１２１０１ないし１２１０４の検出範囲の一例が示されている。検出範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた距離測定装置１２１０１の検出範囲を示し、検出範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた距離測定装置１２１０２，１２１０３の検出範囲を示し、検出範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた距離測定装置１２１０４の検出範囲を示す。

　例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、距離測定装置１２１０１ないし１２１０４から得られた距離データを基に、検出範囲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、距離測定装置１２１０１ないし１２１０４から得られた距離データを元に、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。

　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、距離測定装置１２０３１に適用され得る。

　また、本技術は、以下のような構成をとることもできる。
（１）基板と、
　前記基板上に配置された積層構造であって発光層を含む複数の層が積層された積層構造と、
　前記基板と前記積層構造との間に配置された、格子歪をもつ層を含む中間構造と、
　を備える、発光素子。
（２）前記格子歪をもつ層は、前記基板からの転位を横方向に導く、請求項１に記載の発光素子。
（３）前記格子歪をもつ層の格子定数と前記基板の格子定数とが異なる、請求項１に記載の発光素子。
（４）前記格子歪をもつ層の格子定数と前記基板の格子定数との差の絶対値は、０．４１Å以下である、（１）～（３）のいずれか１つに記載の発光素子。
（５）前記格子歪をもつ層は、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含む、（１）～（４）のいずれか１つに記載の発光素子。
（６）前記格子歪をもつ層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なくとも２つと、Ｐ、Ａｓの少なくとも一方とを含む、（１）～（５）のいずれか１つに記載の発光素子。
（７）前記格子歪をもつ層は、ｎ型化合物半導体又はｐ型化合物半導体を含む、（１）～（６）のいずれか１つに記載の発光素子。
（８）前記格子歪をもつ層は、
　ｎ型化合物半導体を含む場合は、ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅのいずれかを含み、
　ｐ型化合物半導体を含む場合は、ｐ型不純物として、Ｃ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂ、Ｂｅのいずれかを含む、（７）に記載の発光素子。
（９）前記基板は、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板、Ｇｅ基板、ＳＯＩ基板及びＧＯＩ基板のいずれかである、（１）～（８）のいずれか１つに記載の発光素子。
（１０）前記基板は、半絶縁性基板又は絶縁基板を含む、（１）～（９）のいずれか１つに記載の発光素子。
（１１）前記基板は、不純物を含み、
　前記基板の不純物濃度は、１×１０¹⁶／ｃｍ³以上１×１０¹⁹／ｃｍ³以下である、（１）～（１０）のいずれか１つに記載の発光素子。
（１２）前記中間構造は、前記格子歪をもつ層を複数含む、（１）～（１１）に記載の発光素子。
（１３）前記中間構造は、前記格子歪をもつ層同士の間に配置されたバッファ層を含む、（１２）に記載の発光素子。
（１４）前記中間構造は、前記格子歪をもつ層と前記積層構造との間に配置されたバッファ層を含む、（１）～（１３）のいずれか１つに記載の発光素子。
（１５）前記中間構造は、前記格子歪をもつ層と前記基板との間に配置されたバッファ層を含む、（１）～（１４）のいずれか１つに記載の発光素子。
（１６）前記中間構造は、組成勾配及び／又はキャリア濃度勾配を有する、（１）～（１５）のいずれか１つに記載の発光素子。
（１７）前記格子歪をもつ層の厚さは、臨界膜厚以下である、（１）～（１６）のいずれか１つに記載の発光素子。
（１８）前記格子歪は、引張歪又は圧縮歪である、（１）～（１７）のいずれか１つに記載の発光素子。
（１９）前記格子歪をもつ層のキャリア濃度は、８×１０¹⁷／ｃｍ³以上である、（１）～（１８）のいずれか１つに記載の発光素子。
（２０）前記積層構造は、前記発光層の前記中間構造側とは反対側に配置された反射鏡を含み、
　前記基板の前記中間構造側とは反対側に光を出射する、（１）～（１９）のいずれか１つに記載の発光素子。
（２１）前記バッファ層は、格子定数が、前記基板の格子定数と同一又は該格子歪をもつ層の格子定数よりも前記基板の格子定数に近い、（１３）に記載の発光素子。
（２２）前記バッファ層は、前記格子歪をもつ層の格子定数と、前記複数の層のうち前記バッファ層と隣接する層の格子定数との間の格子定数を有する、（１４）に記載の発光素子。
（２３）前記バッファ層は、前記格子歪をもつ層の格子定数と、前記基板の格子定数との間の格子定数を有する、（１５）に記載の発光素子。
（２４）前記中間構造は、複数の、前記格子歪をもつ層及び少なくとも１つのバッファ層を含み、
　前記格子歪をもつ層と前記バッファ層とが交互に配置されている、（１）～（２３）のいずれか１つに記載の発光素子。
（２５）前記バッファ層の厚さは、前記格子歪をもつ層の厚さよりも厚い、（２４）に記載の発光素子。
（２６）前記少なくとも１つのバッファ層は、複数のバッファ層であり、
　前記格子歪をもつ層同士の間に配置されていない前記バッファ層は、前記格子歪をもつ層同士の間に配置されている前記バッファ層よりも厚い、（２４）又は（２５）に記載の発光素子。
（２７）（１）～（２６）のいずれか１つに記載の発光素子と、
　前記発光素子の基板に設けられた受光素子と、
　を備える受発光装置。
（２８）（１）～（２６）のいずれか１つに記載の発光素子を備える、電子機器。
（２９）（２７）に記載の受発光装置を備える、電子機器。

　１０、１０－１、１０－２、１０－３、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０：発光素子
　１０１：基板
　１０２：バッファ層
　１０２Ａ：第１バッファ層
　１０２Ｂ：第２バッファ層
　１０２Ｃ：第３バッファ層
　１０３：欠陥伝播抑制層（格子歪をもつ層）
　１０３Ａ：第１欠陥伝播抑制層（格子歪をもつ層）
　１０３Ｂ：第２欠陥伝播抑制層（格子歪をもつ層）
　１０３Ｃ：第３欠陥伝播抑制層（格子歪をもつ層）
　１０７：発光層
　１０８：第２半導体多層膜反射鏡（反射鏡の一部）
　１１０：誘電体多層膜反射鏡（反射鏡の一部）
　１１１：金属反射鏡（反射鏡の一部）
　ＬＳ：積層構造
　ＩＳ：中間構造

Claims

　基板と、
　前記基板上に配置された積層構造であって発光層を含む複数の層が積層された積層構造と、
　前記基板と前記積層構造との間に配置された、格子歪をもつ層を含む中間構造と、
　を備える、発光素子。
　前記格子歪をもつ層は、前記基板からの転位を横方向に導く、請求項１に記載の発光素子。
　前記格子歪をもつ層の格子定数と前記基板の格子定数とが異なる、請求項１に記載の発光素子。
　前記格子歪をもつ層の格子定数と前記基板の格子定数との差の絶対値は、０．４１Å以下である、請求項３に記載の発光素子。
　前記格子歪をもつ層は、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体を含む、請求項１に記載の発光素子。
　前記格子歪をもつ層は、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎの少なくとも２つと、Ｐ、Ａｓの少なくとも一方とを含む、請求項１に記載の発光素子。
　前記格子歪をもつ層は、ｎ型化合物半導体又はｐ型化合物半導体を含む、請求項１に記載の発光素子。
　前記格子歪をもつ層は、
　ｎ型化合物半導体を含む場合は、ｎ型不純物として、Ｓｉ、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｇｅのいずれかを含み、
　ｐ型化合物半導体を含む場合は、ｐ型不純物として、Ｃ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｂ、Ｂｅのいずれかを含む、請求項７に記載の発光素子。
　前記基板は、ＧａＡｓ基板、ＩｎＰ基板、ＧａＮ基板、Ｓｉ基板、Ｇｅ基板、ＳＯＩ基板及びＧＯＩ基板のいずれかである、請求項１に記載の発光素子。
　前記基板は、半絶縁性基板又は絶縁基板を含む、請求項１に記載の発光素子。
　前記基板は、不純物を含み、
　前記基板の不純物濃度は、１×１０¹⁶／ｃｍ³以上１×１０¹⁹／ｃｍ³以下である、請求項１に記載の発光素子。
　前記中間構造は、前記格子歪をもつ層を複数含む、請求項１に記載の発光素子。
　前記中間構造は、前記格子歪をもつ層同士の間に配置されたバッファ層を含む、請求項１２に記載の発光素子。
　前記中間構造は、前記格子歪をもつ層と前記積層構造との間に配置されたバッファ層を含む、請求項１に記載の発光素子。
　前記中間構造は、前記格子歪をもつ層と前記基板との間に配置されたバッファ層を含む、請求項１に記載の発光素子。
　前記中間構造は、組成勾配及び／又はキャリア濃度勾配を有する、請求項１に記載の発光素子。
　前記格子歪をもつ層の厚さは、臨界膜厚以下である、請求項１に記載の発光素子。
　前記格子歪は、引張歪又は圧縮歪である、請求項１に記載の発光素子。
　前記格子歪をもつ層のキャリア濃度は、８×１０¹⁷／ｃｍ³以上である、請求項１に記載の発光素子。
　前記積層構造は、前記発光層の前記中間構造側とは反対側に配置された反射鏡を含み、
　前記基板の前記中間構造側とは反対側に光を出射する、請求項１９に記載の発光素子。