発光素子およびその製造方法、並びに発光装置
【課題】活性層の端面での非発光再結合が抑制され、発光効率の向上した発光素子および発光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体と、少なくとも前記活性層の端面近傍に設けられ、前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造とを備えた発光素子。
【解決手段】第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体と、少なくとも前記活性層の端面近傍に設けられ、前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造とを備えた発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、例えば発光領域２５００μｍ2以下の微小なＬＥＤ（Light Emitting Diode）に好適な発光素子およびその製造方法、並びに発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやディスプレイへの適用に向けて、発光ダイオード（ＬＥＤ:Light Emitting Diode）などの発光素子の微小化が検討されている（例えば、非特許文献１，２）。このようなＬＥＤは、第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層の積層構造を有しており、活性層（発光領域）の面積は２５００μｍ2以下である。
【０００３】
プリンタでは、このような微小化された数多くのＬＥＤを配置して配列密度を高くすることで、高精細化を実現することができる。また、ＬＥＤの光量を増やすことにより印刷の高速化も可能となる。ディスプレイ用途においても、プリンタと同様にＬＥＤの微小化により表示画像の高精細化がなされる。更に、ＬＥＤのような自発光素子を用いたディスプレイは液晶ディスプレイと比較して応答速度が速く、かつ低消費電力化も可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】鷺森智彦他，ＯＫＩテクニカルレビュー第216号，Vol.77，No.1(2010)
【非特許文献２】株式会社沖データ他，PRESS RELEASE No.091102(2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発光素子の微小化が進むにつれ、活性層の端面での非発光再結合が発光効率に与える影響が大きくなる。非発光再結合とは、正孔と電子とが結合してキャリアが発光せずに熱になってしまう現象であり、活性層の端面で生じ易い。この非発光再結合は活性層の端面が製造工程で損傷することにより、あるいは、活性層自体の有するダングリングボンドや端面に吸着された不純物等が原因となって生じる。発光素子の微小化に伴い、このような端面での非発光再結合に起因した非発光部分の面積の割合が増加し、発光効率が低下するという問題が生じていた。
【０００６】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、活性層端面での非発光再結合が抑制され、発光効率の向上した発光素子およびその製造方法、並びに発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術の発光素子は、第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体と、少なくとも活性層の端面近傍に設けられ、活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造とを備えたものである。本技術の発光装置は、上記本技術の発光素子を備えたものである。
【０００８】
本技術の発光素子または発光装置では、活性層の端面近傍に再結合抑制構造が設けられているので、活性層の中央部と端面近傍とのバンドギャップの大きさの違いにより端面での電子と正孔との非発光再結合が抑えられる。なお、活性層の端面近傍とは、活性層の外側から端面に接する部分および活性層の内側の周縁部分を含むものである。
【０００９】
本技術の発光素子の製造方法は、上記発光素子を製造する方法であり、第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体を形成する工程と、少なくとも活性層の端面近傍に活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造を形成する工程とを含むものである。
【発明の効果】
【００１０】
本技術の発光素子およびその製造方法、並びに発光装置によれば、活性層の端面近傍に再結合抑制構造を設けるようにしたので、活性層の端面での非発光再結合を抑えることができる。よって、発光領域が大きくなり発光効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る発光素子の構成を表す図である。
【図２】図１に示した発光素子の製造方法を工程順に表す断面図である。
【図３】図２に続く工程を表す断面図である。
【図４】発光素子の大きさと発光強度との関係を表す図である。
【図５】比較例に係る発光素子の構成を表す図である。
【図６】図１に示した発光素子のＰＬ（Photo luminescence）像の強度ラインプロファイルを表す図である。
【図７】図５に示した発光素子のＰＬ像の強度ラインプロファイルを表す図である。
【図８】図１に示した発光素子のＣＬ（Cathode luminescence）像を表す図である。
【図９】図１に示した発光素子および図５に示した発光素子の発光効率を表す図である。
【図１０】図１に示した活性層および結晶化膜のエネルギーバンドを模式的に表す図である。
【図１１】変形例１に係る発光素子の構成を表す断面図である。
【図１２】変形例２に係る発光素子の構成を表す図である。
【図１３】図１２に示した発光素子の製造方法を工程順に表す断面図である。
【図１４】本開示の第２の実施の形態に係る発光素子の構成を表す図である。
【図１５】図１４に示した発光素子の製造方法の第１例を工程順に表す断面図である。
【図１６】図１５に示した発光素子の製造方法の一工程における他の例を表す断面図である。
【図１７】図１４に示した発光素子の製造方法の第２例を工程順に表す断面図である。
【図１８】図１４に示した発光素子の製造方法の第３例を工程順に表す断面図である。
【図１９】図１４に示した発光素子の製造方法の第４例を工程順に表す断面図である。
【図２０】変形例３に係る発光素子の構成を表す断面図である。
【図２１】図２０に示した発光素子の製造方法の一例を工程順に表す断面図である。
【図２２】本開示の第３の実施の形態に係る発光素子の構成を表す図である。
【図２３】変形例４に係る発光素子の構成を表す断面図である。
【図２４】図１等に示した発光素子を適用した発光装置の構成を表す図である。
【図２５】図２４に示した発光装置の適用例１の外観を表す斜視図である。
【図２６】適用例２の外観を表す斜視図である。
【図２７】適用例３の外観を表す斜視図である。
【図２８】適用例４の外観を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
結晶化膜により活性層の端面を覆った例
２．変形例１
結晶化膜が複数の膜により構成されている例
３．変形例２
積層体の周縁に絶縁部を有する例
４．第２の実施の形態
活性層の周縁に拡散部を設けた例
３．変形例３
積層体の周縁に絶縁部を有する例
５．第３の実施の形態
結晶化膜および拡散部を有する例
６．変形例４
積層体の周縁に絶縁部を有する例
７．適用例
【００１３】
〔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（発光素子１）の構成を表したものである。図１（Ａ）は発光素子１の上面（平面）、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面の構成をそれぞれ表している。発光素子１は例えば四角柱状の積層体１０を有し、この積層体１０は光取り出し面（積層体１０の表面）を除いて絶縁膜３１に囲まれている。この絶縁膜３１と積層体１０の端面１０Ｅ（側面）との間には結晶化膜２１が介在している。発光素子１では、この結晶化膜２１により再結合抑制構造が構成されている。
【００１４】
積層体１０はＬＥＤであり、ｎ側電極１１、バッファ層（図示せず）、ｎ型クラッド層１２（第１導電型半導体層）、活性層１３、ｐ型クラッド層１４（第２導電型半導体層）、コンタクト層（図示せず）およびｐ側電極１５をこの順に有している。発光素子１では、活性層１３からこのバンドギャップに相当する波長の光が出射され、ｐ型クラッド層１４の、活性層１３との対向面と反対側の面（図１（Ｂ）紙面上方向）からこの光が取り出されるようになっている。即ち、ｐ型クラッド層１４が光取り出し面を有しており、活性層１３の面と直交する方向（Ｚ軸方向）に出射光が取り出される。ｎ側電極１１は、ｐ側電極１５と共に半導体層（ｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４）に電流を注入するためのものであり、例えばｎ型クラッド層１２側から金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金(ＡｕＧｅ)、ニッケル（Ｎｉ）および金がこの順に積層されたものからなる（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ）。ｐ側電極１５は例えば、ｐ型クラッド層１４側からチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）および金の積層構造を有している（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）。ｎ型クラッド層１２は、例えば厚み１０００ｎｍ〜２０００ｎｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ3程度のｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる。活性層１３は厚み３ｎｍ〜１０ｎｍのＩｎＧａＰからなる井戸層と厚み１０ｎｍ〜１００ｎｍの（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる障壁層とを１０ＱＷ交互に積層してなる量子井戸構造を有している。ｐ型クラッド層１４は例えば厚み３００ｎｍ〜１０００ｎｍ、キャリア濃度１×１０17〜１×１０18ｃｍ3のｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる。積層体１０は例えば平面視で１辺が１５μｍの正方形であり、活性層１３（発光領域）の面積は２２５μｍ2である。
【００１５】
結晶化膜２１は積層体１０の端面１０Ｅ近傍に設けられている。詳細には、端面１０Ｅに接して外側からこれを覆っている。この結晶化膜２１により活性層１３の端面で生じる非発光再結合が抑制される。ここでは積層体１０全体の端面１０Ｅが結晶化膜２１により覆われているが、少なくとも活性層１３の端面が覆われていればよい。結晶化膜２１の構成材料は活性層１３の構成材料よりも大きなバンドギャップを有するものであり、活性層１３に含まれる元素のいずれかを少なくとも１つ含むことが好ましい。結晶化膜２１は例えばＡｌＩｎＰ，ＡｌＧａＩｎＰ，ＡｌＧａＡｓ，ＡｌＡｓ，Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮ等からなる。結晶化膜２１は、その一部または全部が酸化されていてもよい。例えば、Ａｌ2Ｏ3を含む結晶化膜２１は、Ａｌを含む膜、例えばＡｌＡｓ膜を端面１０Ｅに成膜した後、これを一部または全て酸化させることにより形成することも可能である。このようにＡｌ2Ｏ3を含む結晶化膜２１を形成する場合には、ダメージなくＡｌＡｓ膜を成膜でき、かつ、絶縁性のＡｌ2Ｏ3により結晶化膜２１でのリーク電流の発生を防ぐことができる。また、発光素子１がＡｌ2Ｏ3からなる結晶化膜２１を有する場合には、Ａｌ2Ｏ3の絶縁性により、絶縁膜３１を省略することも可能である。結晶化膜２１の結晶構造は活性層１３と同じであることが好ましく、例えば活性層１３がジンクブレンド（閃亜鉛鉱）構造であれば、結晶化膜２１の結晶構造もジンクブレンド構造であることが好ましい。
【００１６】
結晶化膜２１の厚みは例えば１００ｎｍ以下であり、高い抵抗を有することが好ましい。結晶化膜２１にリーク電流が流れ、発光素子１の発光強度が低下することを防ぐためである。結晶化膜２１がＡｌＮのような絶縁膜である場合には１００ｎｍよりも厚いものであってもよい。結晶化膜２１の厚みの下限値はなく、活性層１３の端面を完全に覆うことができればよい。
【００１７】
絶縁膜３１は積層体１０を保護するためのものであり、結晶化膜２１を間にして積層体１０の端面１０Ｅを覆うと共に積層体１０の下面（ｎ側電極１１側の面）を覆っている。絶縁膜３１は例えばＳｉＯ2，ＳｉＮまたはＡｌ2Ｏ3からなる。
【００１８】
この発光素子１は、例えば次のようにして製造することができる。
【００１９】
まず、例えばＧａＡｓからなる結晶成長基板４１上に、バッファ層（図示せず）、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｎ型クラッド層１２、ＩｎＧａＰと（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐとの積層構造を有する活性層１３、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ型クラッド層１４およびコンタクト層（図示せず）をこの順に成膜する（図２（Ａ））。活性層１３のＩｎＧａＰのＩｎ組成は出射光が所望の波長となるように調整しておく。次いで、ｐ型クラッド層１４上に例えばＳｉＯ2からなるマスク４２を設けて結晶成長基板４１までエッチングを行うことによりバッファ層、ｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４を例えば１辺が１５μｍの正方形に成形する（図２（Ｂ））。このエッチングされた面が積層体１０の端面１０Ｅとなる。エッチングは例えばドライエッチングにより行う。
【００２０】
続いて、マスク４２をフッ酸系エッチャントにより除去し、成形したバッファ層、ｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４をＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）炉においてＰＨ3（ホスフィン）ガス雰囲気下、例えば７００℃以上の温度で１時間アニールする。このアニールによりｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４に付着した不純物が除去され、かつ、エッチングにより損傷した端面１０Ｅの結晶欠陥が改善される。アニールは端面および表面に付着した酸化膜を除去できる温度以上、例えば７００℃以上の温度で行うことが好ましい。次に形成する結晶化膜２１の結晶性を高め、かつ上記の端面１０Ｅの回復を効果的に行うことができるためである。また、アニールは結晶化膜２１に含まれる元素を含有するガス雰囲気下で行うことが好ましい。このアニール工程によっても端面１０Ｅでの非発光再結合を抑えることができる。
【００２１】
アニール後、ＭＯＣＶＤ法により例えばＡｌＩｎＰからなる結晶化膜２１をｐ型クラッド層１４の表面および４つの端面１０Ｅを覆うように成膜する（図２（Ｃ））。このとき、結晶化膜２１は、端面１０Ｅでの厚みが例えば５０ｎｍ程度になるように成膜する。結晶化膜２１を形成した後のＳＥＭ（Scannimg Electron Microscope）像およびその断面のＳＴＥＭ（Scannimg Transmission Electron Microscope）像から、ｐ型クラッド層１４の表面および端面１０Ｅに結晶化膜２１が形成され、確実に活性層１３の端面が結晶化膜２１に覆われていることを確認している。また、ＳＴＥＭ像で観察された結晶化膜２１の結晶欠陥（転位）により、結晶化膜２１が結晶構造を有していることも確認している。結晶化膜２１は少なくとも活性層１３の端面に接する部分が結晶化していればよい。
【００２２】
結晶化膜２１は、ＭＯＣＶＤ法の他、例えばＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法，ＰＬＤ（Pulse Laser Deposition）法またはスパッタリング法により形成することができる。例えば、ＡｌＮからなる結晶化膜２１をスパッタリング法、具体的にはＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）スパッタリング法により形成することができる。ＭＯＣＶＤ法では結晶化膜２１の結晶性を高めて非発光再結合を効果的に抑えることができ、スパッタリング法では結晶化膜２１の形成を簡便に行うことができる。
【００２３】
結晶化膜２１を形成した後、絶縁膜３１を結晶化膜２１上に形成する（図３（Ａ））。次いで、ｐ型クラッド層１４の表面（上面）の結晶化膜２１および絶縁膜３１をエッチングにより除去した後（図３（Ｂ））、ｐ側電極１５を形成する（図３（Ｃ））。この結晶化膜２１および絶縁膜３１が除去されたｐ型クラッド層１４の上面が光取り出し面となる。
【００２４】
続いて結晶成長基板４１を除去し、ｎ側電極１１を形成する。以上の工程により図１に示した発光素子１が完成する。
【００２５】
この発光素子１では、ｐ側電極１５とｎ側電極１１との間に所定の電圧が印加されると、ｎ側電極１１側から電子が、ｐ側電極１５側から正孔が活性層１３にそれぞれ注入される。この活性層１３に注入された電子と正孔とが再結合することにより光子が発生し、出射光となってｐ型クラッド層１４の上面側から取り出される。ここでは端面１０Ｅが結晶化膜２１に覆われているので、この結晶化膜２１により活性層１３の端面での非発光再結合が抑えられる。以下、これについて詳細に説明する。
【００２６】
図４（Ａ）は、図４（Ｂ）に表した計算モデルの発光素子２００を用いて、発光素子の大きさ（活性層の面積）と発光強度との関係を計算した結果を表したものである。発光素子２００は直径Ｄμｍの円柱状の発光素子であり、キャリアの拡散長は２μｍである。この計算結果から、発光素子が小さくなると活性層の端面での非発光再結合が発光効率に与える影響が大きくなり、発光効率が低下することがわかる。例えば、活性層の面積が約２５００μｍ2（直径Ｄが約６０μｍ）のとき発光効率は約１０％低下し、活性層の面積が約１８０μｍ2（直径Ｄが約１５μｍ）のとき発光効率は約３０％低下する。
【００２７】
半導体レーザの分野では、活性層の端面の光学損傷を防ぐための方法がいくつか提案されている（例えば、IEEE J.Quantum Electron.,QE-15,775(1979)、特開平１１−２３３８９６および特開平１１−１６８２５９）。しかしながら、半導体レーザの活性層の端面は光出射面であり、またその大きさも微小化されたＬＥＤと大きく異なるため、この方法をそのまま適用させることは困難である。
【００２８】
発光素子の大きさに加えて、キャリアの拡散長の長さも発光効率に影響を及ぼす。例えば、活性層がＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓ系の材料（赤色を発光する材料）であるとき、キャリアの表面再結合速度は１×１０5（ｃｍ／ｓ）程度である。これは、他の材料、例えば、シリコン １×１０3（ｃｍ／ｓ）、ＧａＮ １×１０4（ｃｍ／ｓ）等と比べて速い。このため、Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓ系の材料ではバルクでの拡散長は約２μｍと長くなる。これは活性層の端面から約２μｍの所で発光強度が約６７％となり、発光領域のうち、幅２μｍの外周（端部）が非発光部分となることを意味する。一方、ＧａＮ等のＮ系材料（青色を発光する材料）の拡散長は数百ｎｍであり（Applied Physics Letters 86 052105(2005)）、上記のＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓ系の材料と比較して短い。即ち、Ｎ系材料では非発光部分の面積が小さく活性層の端面での非発光再結合が発光効率に与える影響も小さいのに対し、拡散長の長いＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓ系の材料ではその影響が大きくなる。よって、活性層１３がＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓのうちの少なくとも一つの元素を含む場合に結晶化膜２１の効果は大きくなる。
【００２９】
図５は比較例に係る発光素子（発光素子１００）の断面構成を表したものである。図５（Ａ）は発光素子１００の上面（平面）、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面の構成を表している。発光素子１００は発光素子１と同様に積層体１０を有しており、活性層の面積は２５００μｍ2以下である。しかしながら、積層体１０の端面１０Ｅには結晶化膜はなく、例えばＳｉＯ2またはＳｉＮからなる非晶質（アモルファス）の絶縁膜３１が端面１０Ｅを直接覆っている。このような発光素子１００では、活性層１３の端面での非発光再結合を抑えることができずに非発光部分１３Ｎが端面近傍に生じ、発光領域が狭くなって発光効率が低下する。この発光素子１００と本実施の形態の発光素子１とを比較することにより結晶化膜２１の効果を確認した。
【００３０】
まず、発光素子１および発光素子１００の発光特性をＰＬ法を用いて調べた。図６は発光素子１、図７は発光素子１００の結果をそれぞれ表している。図６（Ａ），図７（Ａ）の矢印方向のＰＬ発光強度を調べ、このＰＬ像の強度ラインプロファイルを図６（Ｂ），図７（Ｂ）にまとめている。図６（Ｂ），図７（Ｂ）の破線は、ｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４のエッチング後の状態（結晶化膜２１または絶縁膜３１の成膜前）を表し、図６（Ｂ）の実線はＡｌＩｎＰからなる結晶化膜２１の成膜後、図７（Ｂ）の実線はＳｉＯ2またはＳｉＮからなる絶縁膜３１の成膜後の状態をそれぞれ表している。この結果から、絶縁膜３１では成膜後も発光強度が変化しないのに対し、結晶化膜２１では成膜後に活性層１３の端面近傍（長さ２５０〜２９０Ａ．Ｕ．）の発光強度が向上することがわかる。なお、図６（Ｂ），図７（Ｂ）における端面１０ＥでのＰＬ発光強度の上昇は、発光素子１，発光素子１００の内部から出射された光ではなく、その側面から横方向に取り出された光に起因している。
【００３１】
次に、結晶化膜２１の成膜前および成膜後の発光素子１をへき開し、その断面の発光特性をＣＬ法を用いて調べた。結晶化膜２１の成膜前の非発光部分（非発光部分１３Ｎ）の長さは０．９８μｍであったのに対し、成膜後は０．１３μｍと小さくなった。このＣＬ法は、図８に示したように活性層を直接励起し、へき開した断面方向からＣＬ発光を見る方法であるため、ＰＬ法と比較して側面からの発光の影響を抑えて観察することができる。
【００３２】
図９は、発光素子１および発光素子１００の電流−光出力（Ｉ−Ｌ）特性を表したものであり、実線が発光素子１、破線が発光素子１００をそれぞれ表している。なお、図９は結晶成長基板４１を除去する前の状態で測定した結果である。例えば、駆動電流５８０μＡのとき、発光素子１は発光素子１００と比較して光出力が１０％程度向上する。よって、これらの結果より結晶化膜２１が活性層１３の端面での非発光再結合を抑えて発光領域が広がり、これによりデバイス特性を向上させることができることが確認できた。
【００３３】
このような結晶化膜２１による端面１０Ｅでの非発光再結合の抑制は、以下のような理由による。
【００３４】
図１０（Ａ）は結晶化膜２１の成膜前、図１０（Ｂ）は結晶化膜２１の成膜後のバンド構造を模式的に表したものである。ｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４のエッチングを行うとエッチングされた端面１０Ｅの近傍が損傷し、バンドシュリンク（バンドギャップの縮小化）が生じて非発光再結合が生じ易くなる。非発光再結合は、この他、活性層１３自体の有するダングリングボンドや端面に吸着された不純物等によるディープレベル（深い欠陥準位）の発生によっても生じる虞がある（図１０（Ａ））。この端面１０Ｅに活性層１３よりも大きなバンドギャップを有する結晶化膜２１を設けることにより、活性層１３の井戸層が露出されず（図１０（Ｂ））、非発光再結合を抑えることができる。
【００３５】
以上、本実施の形態では、積層体１０の端面１０Ｅを結晶化膜２１で覆うようにしたので、端面１０Ｅでの非発光再結合を抑えることができる。よって、活性層１３の発光領域を広げることにより発光素子１の発光効率を向上させることが可能となる。
【００３６】
また、結晶化膜２１の成膜前に７００℃以上の温度でアニールすることにより、エッチングにより損傷した積層体１０の端面１０Ｅの結晶構造を改善して、非発光再結合をより効果的に抑えることができる。
【００３７】
以下、上記実施の形態の変形例および他の実施の形態について説明するが、上記実施の形態と共通の構成要素については同一符号を付してその説明は省略する。
【００３８】
〔変形例１〕
図１１は、上記実施の形態の変形例１に係る発光素子（発光素子１Ａ）の断面構成を表したものである。この発光素子１Ａは、結晶化膜２１が複数の膜（結晶化膜２１Ａおよび結晶化膜２１Ｂ）により構成されている点で、上記実施の形態の発光素子１と異なるものである。その点を除き、発光素子１Ａは上記第１の実施の形態の発光素子１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００３９】
結晶化膜２１Ａおよび結晶化膜２１Ｂは積層体１０側からこの順に配置され、例えば互いに異なる大きさのバンドギャップを有している。即ち、結晶化膜２１Ｂは結晶化膜２１Ａよりも、より活性層１３から離れて配置されている。結晶化膜２１Ｂのバンドギャップは結晶化膜２１Ａのバンドギャップよりも大きいことが好ましい。例えば、結晶化膜２１ＡをＡｌＧａXＡｓ（Ｘ＞０）、結晶化膜２１ＢをＡｌＡｓにより構成すると、ヘテロ界面がなだらかになり、界面でのリーク電流を低減することが可能となる。また、ＡｌＡｓからなる結晶化膜２１Ｂを成膜後、その一部または全てを酸化することにより、絶縁性のＡｌ2Ｏ3を含む結晶化膜２１Ｂを形成することも可能であり、これにより、結晶化膜２１Ａ，２１Ｂを流れるリーク電流を減らすことができる。このとき、ＡｌＧａXＡｓ（Ｘ＞０）からなる結晶化膜２１ＡにはＧａが例えば数％存在しているため酸化速度が遅く、酸化膜厚制御を容易に行うことができる。更に、このような結晶化膜２１Ａ，２１Ｂでは活性層１３がＡｌ2Ｏ3と接していないため、結晶化膜２１Ａと活性層１３との界面には酸素（Ｏ）が存在せず、良好なヘテロ界面となる。加えて、Ａｌ2Ｏ3を含む結晶化膜２１Ｂにより絶縁膜３１が省略できるため、端面１０Ｅへのプラズマ照射を行うことなく発光素子１Ａを形成することが可能となる。
【００４０】
〔変形例２〕
上記実施の形態の変形例２に係る発光素子（発光素子１Ｂ）は、積層体１０の周縁に絶縁部（第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉ）を有するものである。その点を除き、発光素子１Ｂは上記第１の実施の形態の発光素子１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。図１２（Ａ）は発光素子１Ｂの上面（平面）構成、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面構成を表している。
【００４１】
第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉは、それぞれｎ型クラッド層１２，ｐ型クラッド層１４の周縁に例えば１０〜１００００ｎｍの幅（Ｙ軸方向）に渡り設けられている。この第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉの幅は、素子サイズやｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４の組成や厚みにより適宜調整される。第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉは、電流注入領域を形成するための所謂、電流狭窄部である。この第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉにはキャリアが注入されないため、端面１０Ｅでの非発光再結合を結晶化膜２１と共に、より効果的に抑えることができる。
【００４２】
このような発光素子１Ｂは、例えば、以下のようにして製造することができる。まず、発光素子１と同様にして結晶成長基板４１上に、ｎ型クラッド層１２、活性層１３、ｐ型クラッド層１４を成膜する（図２（Ａ））。次いで、図１３（Ａ）に表したように、ｎ型クラッド層１２およびｐ型クラッド層１４の所望の領域にＢ（ホウ素），Ｃ（炭素）あるいはＮ（窒素）等のイオンインプラ（イオン注入）を行い、第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉを形成する。第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉは、酸化工程により形成するようにしてもよい。例えばｎ型クラッド層１２およびｐ型クラッド層１４としてＭＯＣＶＤ法によりＡｌＡｓ膜等を成膜後、これを熱酸化させることにより第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉを形成することができる。第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉはそれぞれ、ｎ型クラッド層１２の下面側，ｐ型クラッド層１４の上面側に形成してもよく（図１３（Ａ））、活性層１３を介して第１絶縁部１２Ｉと第２絶縁部１４Ｉとがつながっていてもよい。あるいは、第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉのどちらか一方のみを形成するようにしてもよい。第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉを形成した後、これらが端面１０Ｅの内側に配置されるよう、マスク４２を用いて成形する（図１３（Ｂ））。以降の製造工程は発光素子１と同様である。
【００４３】
〔第２の実施の形態〕
図１４は、本技術の第２の実施の形態に係る発光素子（発光素子２）の構成を表すものであり、図１４（Ａ）は上面（平面）、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面の構成を表している。この発光素子２では、端面１０Ｅの近傍に結晶化膜（図１ 結晶化膜２１）に代え、拡散部１０Ｄが設けられている。即ち、発光素子２では、この拡散部１０Ｄにより再結合抑制構造が構成されている。この点を除き、発光素子２は上記第１の実施の形態の発光素子１と同様の構成を有している。
【００４４】
拡散部１０Ｄは端面１０Ｅで生じる非発光再結合を抑制するためのものであり、積層体１０の周縁、即ち端面１０Ｅの内側に設けられている。この拡散部１０Ｄは、少なくとも活性層１３の周縁に存在すればよいが、積層体１０全体の周縁に存在していてもよい（図１４）。拡散部１０Ｄは例えば、１０〜５０００ｎｍの幅（Ｙ軸方向）で設けられ、活性層１３のバンドギャップを拡張するための拡散物質dを含有している。拡散物質dは、例えば、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）等である。なお、拡散部１０Ｄの幅は素子サイズやｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４の組成や厚みにより適宜調整される。この活性層１３の周縁（拡散部１０Ｄ）と中央部とのバンドギャップの大きさの差により、バンドシュリンクおよびディープレベルの発生を抑え、端面１０Ｅでの非発光再結合を防止することができる。よって、発光素子２の発光領域を広げて発光効率を向上させることが可能となる。また、バンドギャップが拡大した拡散部１０Ｄでは、その透明度が増す。従って、半導体材料自体の光吸収による取り出し光の低下を抑えることが可能となる。
【００４５】
このような発光素子２は、例えば、以下のようにして製造することができる。
【００４６】
まず、拡散物質dを含んだ結晶化膜２１Ｃを、上記結晶化膜２１と同様にして形成した後（図２（Ｃ））、ｐ型クラッド層１４の表面の結晶化膜２１Ｃをドライエッチングまたはウェットエッチング等の方法により除去する（図１５（Ａ））。このとき、図１６に表したように、ｐ型クラッド層１４の表面の端部には結晶化膜２１が残っていてもよい。次いで、例えば、４００〜６００℃の熱処理により結晶化膜２１Ｃから端面１０Ｅを介して活性層１３の周縁に拡散物質dを拡散させ、拡散部１０Ｄを形成する（図１５（Ｂ））。結晶化膜２１Ｃに代えて、ＺｎＯ膜あるいはＳｉＮ，ＳｉＯ等の絶縁膜３１を介してＺｎを拡散させるようにしてもよい。
【００４７】
拡散部１０Ｄを形成した後、結晶化膜２１Ｃを例えばドライエッチングまたはウェットエッチング等の方法により除去する（図１５（Ｃ））。拡散物質dを含む結晶化膜２１Ｃを除去することにより、発光素子２の駆動時に拡散物質dが拡散してドリフトが発生することを防ぐことができる。以降、ｐ側電極１５およびｎ側電極１１等の形成工程は発光素子１と同様に行うことにより、図１４に示した発光素子２が完成する。結晶化膜２１Ｃを用いることにより、積層体１０の周縁に効率よく拡散部１０Ｄを形成することができる。
【００４８】
また、発光素子２は例えば、以下のような方法で製造することも可能である。まず、発光素子１と同様にして結晶成長基板４１上に、ｎ型クラッド層１２、活性層１３、ｐ型クラッド層１４を成膜する（図２（Ａ））。次いで、ｐ型クラッド層１４の表面にマスク４３、拡散源層２２をこの順に形成する（図１７（Ａ），図１７（Ｂ））。拡散源層２２は、活性層１３のバンドギャップを拡張するための拡散物質dを含むものであり、例えば蒸着法，スパッタ法あるいはＭＯＣＶＤ法等により形成する。続いて、例えば熱処理等によりマスク４３の開口からｐ型クラッド層１４を介して活性層１３に拡散物質dを拡散させ、拡散部１０Ｄを形成する（図１７（Ｃ））。
【００４９】
拡散部１０Ｄを形成した後、拡散源層２２およびマスク４３を除去する。続いて、発光素子１と同様にしてｐ側電極１５およびｎ側電極１１等を形成した後、拡散部１０Ｄが端面１０Ｅの内側になるよう積層体１０を成形することにより発光素子２が完成する。
【００５０】
また、図１８に表したように、マスク（マスク４３）を用いずに拡散部１０Ｄを形成するようにしてもよい。詳細には、まず、ｐ型クラッド層１４の表面に、拡散源層２２を形成し（図１８（Ａ））、これを例えば、フォトリソ工程およびＲＩＥ（Reactive Ion Etching）を行うことによりパターニングする（図１８（Ｂ））。拡散源層２２の不要部分の除去はＲＩＥに代えてウェットエッチングにより行うようにしてもよい。続いて、このパターニングした拡散源層２２により拡散部１０Ｄを形成する（図１８（Ｃ））。
【００５１】
更に、ｐ型クラッド層１４の第１絶縁部１４Ｉを用いて、拡散部１０Ｄを形成するようにしてもよい。まず、図１９（Ａ）に表したように、ｐ型クラッド層１４の所望の位置２箇所（内周と外周）に例えばインプラにより第１絶縁部１４Ｉを形成する。この２箇所の第１絶縁部１４Ｉの間の領域が拡散部１０Ｄ形成領域となる。次いで、ｐ型クラッド層１４の表面に、開口部分が拡散部１０Ｄ形成領域に対応するようマスク４３を形成した後、マスク４３上に拡散源層２２を形成する（図１９（Ｂ））。マスク４３を使用せずに上記のように（図１８）、パターニングした拡散源層２２を用いるようにしてもよい。拡散源層２２を形成した後、例えば熱処理等を行うことにより拡散部１０Ｄを形成する（図１９（Ｃ））。
【００５２】
〔変形例３〕
図２０は上記実施の形態の変形例３に係る発光素子（発光素子２Ａ）の断面構成を表すものである。この発光素子２Ａでは、ｎ型クラッド層１２、ｐ型クラッド層１４の周縁に第１絶縁部１２Ｉ、第２絶縁部１４Ｉがそれぞれ設けられている。その点を除き、発光素子２Ａは上記第２の実施の形態の発光素子２と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００５３】
発光素子１Ｂ（図１２）と同様に、第１絶縁部１２Ｉはｎ型クラッド層１２の下面側、第２絶縁部１４Ｉはｐ型クラッド層１４の上面側にそれぞれ設けられている。発光素子２Ａでは、後述のように、この第１絶縁部１２Ｉと第２絶縁部１４Ｉとの間に拡散部１０Ｄが形成される。即ち、第１絶縁部１２Ｉ、第２絶縁部１４Ｉは非発光再結合を抑制すると共に、拡散部１０Ｄの形成時に拡散ブロックとして機能するものである。
【００５４】
発光素子２Ａは、例えば、以下のようにして製造することができる。
【００５５】
まず、上記発光素子１Ｂと同様にして、ｎ型クラッド層１２、ｐ型クラッド層１４にそれぞれ第１絶縁部１２Ｉ、第２絶縁部１４Ｉを形成して所望の形状に成形する（図１３（Ｂ））。次いで、発光素子２と同様にして、拡散物質dを含んだ結晶化膜２１Ｃを成膜した後、ｐ型クラッド層１４の表面の結晶化膜２１Ｃを除去する（図２１（Ａ））。続いて、例えば熱処理等により、第１絶縁部１２Ｉと第２絶縁部１４Ｉとの間に端面１０Ｅから拡散物質dを拡散させて、拡散部１０Ｄを形成する（図２１（Ｂ））。拡散部１０Ｄは活性層１３の周縁を中心にしてできるだけ積層方向（Ｚ軸方向）の狭い領域に形成することが好ましい。ここでは、第１絶縁部１２Ｉおよび第２絶縁部１４Ｉを形成しておくことにより、ｎ型クラッド層１２の下面側およびｐ型クラッド層１４の上面側への拡散物質dの拡散が制限され（拡散ブロック）、活性層１３を中心に拡散部１０Ｄを形成することができる。
【００５６】
拡散部１０Ｄを形成した後、結晶化膜２１Ｃを除去し（図２１（Ｃ））、発光素子１と同様にして、ｐ側電極１５およびｎ側電極１１等を形成することにより、発光素子２Ａが完成する。
【００５７】
〔第３の実施の形態〕
図２２は、本技術の第３の実施の形態に係る発光素子（発光素子３）の構成を表すものであり、図２２（Ａ）は上面（平面）、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面の構成を表している。この発光素子３では、積層体１０の端面１０Ｅ近傍に結晶化膜２１（または結晶化膜２１Ｃ）および拡散部１０Ｄが設けられている。この点を除き、発光素子３は上記第１の実施の形態の発光素子１と同様の構成を有している。
【００５８】
結晶化膜２１は発光素子１と同様に、活性層１３の構成材料よりも大きなバンドギャップを有する材料からなり、積層体１０の端面１０Ｅに接してこれを外側から覆っている。一方、拡散部１０Ｄは発光素子２と同様に積層体１０の周縁（端面１０Ｅの内側）に設けられ、活性層１３のバンドギャップを拡張する拡散物質dを含むものである。このように発光素子３は、結晶化膜２１、拡散部１０Ｄを共に有しているため、結晶化膜２１、拡散部１０Ｄのどちらか一方のみである場合と比較して、端面１０Ｅの外側および内側から非発光再結合をより効果的に防ぐことができる。
【００５９】
結晶化膜２１は絶縁性であってもよい。絶縁性の結晶化膜２１により、ＥＳＤ（Electro-static discharge）等の電気的破壊に対する強度を向上させることができる。これは、拡散部１０Ｄを設けたことにより電気的破壊強度が低下し易い発光素子３では、特に有効である。また、絶縁性の結晶化膜２１を設けることにより、絶縁膜３１を省略することも可能である。
【００６０】
発光素子３は、例えば、発光素子２と同様に拡散物質dを含む結晶化膜２１Ｃを成膜して拡散部１０Ｄを形成した後（図１５（Ｂ））、結晶化膜２１Ｃを除去せずに残存させておくことにより形成することができる。あるいは、図１７〜１９に示したように、結晶化膜２１Ｃを用いずに拡散部１０Ｄを形成した後、別途、結晶化膜２１を形成するようにしてもよい。絶縁性の結晶化膜２１，２１Ｃは、例えば、拡散部１０Ｄを形成した後、結晶化膜２１，２１Ｃを酸化することにより形成することができる。結晶化膜２１Ｃを用いた場合には、このような絶縁化工程により、発光素子３の駆動時に拡散物質dが積層体１０へ拡散することを防ぐことができる。
【００６１】
〔変形例４〕
図２３は上記実施の形態の変形例４に係る発光素子（発光素子３Ａ）の断面構成を表すものである。この発光素子３Ａでは、ｎ型クラッド層１２、ｐ型クラッド層１４の周縁に第１絶縁部１２Ｉ、第２絶縁部１４Ｉがそれぞれ設けられている。その点を除き、発光素子３Ａは上記第３の実施の形態の発光素子３と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００６２】
この発光素子３Ａでは、発光素子２Ａと同様に第１絶縁部１２Ｉおよび第２絶縁部１４Ｉが拡散ブロック機能を有し、第１絶縁部１２Ｉと第２絶縁部１４Ｉとの間に拡散部１０Ｄが形成される。
【００６３】
〔発光装置〕
図２４に表したように、上記実施の形態および変形例で説明した発光素子１，１Ａ，１Ｂ，２，２Ａ，３，３Ａは、これを光源５０として用いた発光装置５に適用させることができる。図２４（Ａ）は、発光装置５の平面構成、図２４（Ｂ）は断面構成を表している。この発光装置５は、駆動部５１上に複数の光源５０が配置されたものである。この光源５０で発生した光は、光反射部５２により所望の配光特性に調整されて取り出される。発光装置５に配置する光源５０（発光素子）は一つであってもよい。
【００６４】
図２５は、上記発光装置５が適用される表示装置の外観を表したものである。この表示装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有しており、この映像表示画面部３００は、上記実施の形態に係る発光装置により構成されている。
【００６５】
図２６および図２７は、上記発光装置５が適用される照明装置の外観を表したものである。この照明装置は、例えば、基台４１０に設けられた支柱４２０に、照明部４３０を取り付けたものであり、この照明部４３０が上記発光装置５により構成されている。
【００６６】
図２８は、上記発光装置５が適用される室内用の照明装置の外観を表したものである。この照明装置は、例えば、上記発光装置５により構成された照明部４４０を有している。照明部４４０は、建造物の天井５００Ａに適宜の個数および間隔で配置されている。なお、照明部４４０は、用途に応じて、天井５００Ａに限らず、壁５００Ｂまたは床（図示せず）など任意の場所に設置することが可能である。この他、上記発光装置５をインジケーター等に適用させることも可能である。
【００６７】
以上、実施の形態および変形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、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、積層体１０が四角柱状である場合について説明したが、円柱状であってもよく、あるいは円錐台状等のテーパを有する形状であってもよい。また、ｐ型クラッド層１４の表面に凹凸のある絶縁膜を設けてもよい。
【００６８】
更に、上記実施の形態等では、活性層１３がＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓ系の材料からなる場合を例示したが、活性層をＮ系材料により構成するようにしてもよい。
【００６９】
また、更に、例えば、上記実施の形態等において説明した各部の材料および厚み、または形成方法および形成条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の形成方法および形成条件としてもよい。例えば、上記実施の形態等で説明した各部の形成順は任意に入れ換えて製造することも可能である。
【００７０】
加えて、上記実施の形態等では、ｐ型クラッド層１４の上面側（図１（Ｂ）紙面上方向）から光が取り出される場合を例示したが、ｎ型クラッド層１２（ｎ側電極１１）側から光を取り出すようにしてもよい。
【００７１】
なお、本技術は、以下のような構成も可能である。
（１）第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体と、少なくとも前記活性層の端面近傍に設けられ、前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造とを備えた発光素子。
（２）前記再結合抑制構造は、前記活性層の構成材料よりも大きなバンドギャップを有する構成材料からなると共に前記活性層の端面を外側から覆う結晶化膜により構成されている前記（１）記載の発光素子。
（３）前記結晶化膜は前記積層体全体の端面を覆う前記（２）記載の発光素子。
（４）前記活性層はＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓのうちの少なくとも一つの元素を含み、前記結晶化膜は、前記活性層に含有される元素を少なくとも一つ含む前記（２）または（３）記載の発光素子。
（５）前記結晶化膜は、Ａｌ2Ｏ3を含み、前記Ａｌ2Ｏ3は、Ａｌを含む膜を酸化したものである前記（２）乃至（４）のうちいずれか１つに記載の発光素子。
（６）前記Ａｌを含む膜は、ＡｌＡｓ膜である前記（５）記載の発光素子。
（７）前記結晶化膜の膜厚は１００ｎｍ以下である前記（２）乃至（６）のうちいずれか１つに記載の発光素子。
（８）前記結晶化膜が互いにバンドギャップの大きさの異なる複数の膜により構成されている前記（２）乃至（７）のうちいずれか１つに記載の発光素子。
（９）前記複数の膜のうち、前記活性層から最も離れた膜がＡｌ2Ｏ3を含み、前記Ａｌ2Ｏ3は、Ａｌを含む膜を成膜した後、酸化させることにより形成されている前記（８）に記載の発光素子。
（１０）前記活性層の周縁に、前記活性層のバンドギャップを拡張する物質を含む拡散部を有する前記（２）乃至（９）のうちいずれか１つに記載の発光素子。
（１１）前記物質は、亜鉛（Ｚｎ）である前記（１０）記載の発光素子。
（１２）前記積層体の周縁に絶縁部を有する前記（１）乃至（１１）のうちいずれか１つに記載の発光素子。
（１３）前記絶縁部は前記第１導電型半導体層の周縁の第１絶縁部と前記第２導電型半導体層の周縁の第２絶縁部とを含み、前記第１絶縁部と前記第２絶縁部との間に、前記活性層のバンドギャップを拡張する物質を含む拡散部を有する前記（１２）記載の発光素子。
（１４）前記活性層の面積は２５００μｍ2以下である前記（１）乃至（１３）のうちいずれか１つに記載の発光素子。
（１５）前記再結合抑制構造は、前記活性層のバンドギャップを拡張する物質を含むと共に前記活性層の周縁に設けられた拡散部により構成されている前記（１）記載の発光素子。
（１６）発光素子を備え、前記発光素子は、第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体と、少なくとも前記活性層の端面近傍に設けられ、前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造とを備えた発光装置。
（１７）第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体を形成する工程と、少なくとも前記活性層の端面近傍に前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造を形成する工程とを含む発光素子の製造方法。
（１８）前記再結合抑制構造は、前記活性層の構成材料よりも大きなバンドギャップを有する構成材料からなると共に前記活性層の端面を外側から覆う結晶化膜により構成され、前記結晶化膜は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法またはスパッタリング法のうちどちらか一方により形成する前記（１７）記載の発光素子の製造方法。
（１９）前記積層体を７００℃以上の温度でアニールした後、前記結晶化膜を成膜する前記（１８）記載の発光素子の製造方法。
（２０）前記第１導電型半導体層、活性層、第２導電型半導体層および前記結晶化膜をこの順に形成した後、前記第２導電型半導体層の上面の前記結晶化膜を除去して光取り出し面とする前記（１８）または（１９）記載の発光素子の製造方法。
【符号の説明】
【００７２】
１，１Ａ，１Ｂ，２，２Ａ，３，３Ａ・・・発光素子、５・・・発光装置、１０・・・積層体、１０Ｅ・・・端面、１０Ｄ・・・拡散部、１１・・・ｎ側電極、１２・・・ｎ型クラッド層、１３・・・活性層、１４・・・ｐ型クラッド層、１５・・・ｐ側電極、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ・・・結晶化膜、２２・・・拡散源層、３１・・・絶縁膜、４１・・・結晶成長基板、４２，４３・・・マスク。
【技術分野】
【０００１】
本技術は、例えば発光領域２５００μｍ2以下の微小なＬＥＤ（Light Emitting Diode）に好適な発光素子およびその製造方法、並びに発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタやディスプレイへの適用に向けて、発光ダイオード（ＬＥＤ:Light Emitting Diode）などの発光素子の微小化が検討されている（例えば、非特許文献１，２）。このようなＬＥＤは、第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層の積層構造を有しており、活性層（発光領域）の面積は２５００μｍ2以下である。
【０００３】
プリンタでは、このような微小化された数多くのＬＥＤを配置して配列密度を高くすることで、高精細化を実現することができる。また、ＬＥＤの光量を増やすことにより印刷の高速化も可能となる。ディスプレイ用途においても、プリンタと同様にＬＥＤの微小化により表示画像の高精細化がなされる。更に、ＬＥＤのような自発光素子を用いたディスプレイは液晶ディスプレイと比較して応答速度が速く、かつ低消費電力化も可能となる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】鷺森智彦他，ＯＫＩテクニカルレビュー第216号，Vol.77，No.1(2010)
【非特許文献２】株式会社沖データ他，PRESS RELEASE No.091102(2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、発光素子の微小化が進むにつれ、活性層の端面での非発光再結合が発光効率に与える影響が大きくなる。非発光再結合とは、正孔と電子とが結合してキャリアが発光せずに熱になってしまう現象であり、活性層の端面で生じ易い。この非発光再結合は活性層の端面が製造工程で損傷することにより、あるいは、活性層自体の有するダングリングボンドや端面に吸着された不純物等が原因となって生じる。発光素子の微小化に伴い、このような端面での非発光再結合に起因した非発光部分の面積の割合が増加し、発光効率が低下するという問題が生じていた。
【０００６】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、活性層端面での非発光再結合が抑制され、発光効率の向上した発光素子およびその製造方法、並びに発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本技術の発光素子は、第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体と、少なくとも活性層の端面近傍に設けられ、活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造とを備えたものである。本技術の発光装置は、上記本技術の発光素子を備えたものである。
【０００８】
本技術の発光素子または発光装置では、活性層の端面近傍に再結合抑制構造が設けられているので、活性層の中央部と端面近傍とのバンドギャップの大きさの違いにより端面での電子と正孔との非発光再結合が抑えられる。なお、活性層の端面近傍とは、活性層の外側から端面に接する部分および活性層の内側の周縁部分を含むものである。
【０００９】
本技術の発光素子の製造方法は、上記発光素子を製造する方法であり、第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体を形成する工程と、少なくとも活性層の端面近傍に活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造を形成する工程とを含むものである。
【発明の効果】
【００１０】
本技術の発光素子およびその製造方法、並びに発光装置によれば、活性層の端面近傍に再結合抑制構造を設けるようにしたので、活性層の端面での非発光再結合を抑えることができる。よって、発光領域が大きくなり発光効率が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の第１の実施の形態に係る発光素子の構成を表す図である。
【図２】図１に示した発光素子の製造方法を工程順に表す断面図である。
【図３】図２に続く工程を表す断面図である。
【図４】発光素子の大きさと発光強度との関係を表す図である。
【図５】比較例に係る発光素子の構成を表す図である。
【図６】図１に示した発光素子のＰＬ（Photo luminescence）像の強度ラインプロファイルを表す図である。
【図７】図５に示した発光素子のＰＬ像の強度ラインプロファイルを表す図である。
【図８】図１に示した発光素子のＣＬ（Cathode luminescence）像を表す図である。
【図９】図１に示した発光素子および図５に示した発光素子の発光効率を表す図である。
【図１０】図１に示した活性層および結晶化膜のエネルギーバンドを模式的に表す図である。
【図１１】変形例１に係る発光素子の構成を表す断面図である。
【図１２】変形例２に係る発光素子の構成を表す図である。
【図１３】図１２に示した発光素子の製造方法を工程順に表す断面図である。
【図１４】本開示の第２の実施の形態に係る発光素子の構成を表す図である。
【図１５】図１４に示した発光素子の製造方法の第１例を工程順に表す断面図である。
【図１６】図１５に示した発光素子の製造方法の一工程における他の例を表す断面図である。
【図１７】図１４に示した発光素子の製造方法の第２例を工程順に表す断面図である。
【図１８】図１４に示した発光素子の製造方法の第３例を工程順に表す断面図である。
【図１９】図１４に示した発光素子の製造方法の第４例を工程順に表す断面図である。
【図２０】変形例３に係る発光素子の構成を表す断面図である。
【図２１】図２０に示した発光素子の製造方法の一例を工程順に表す断面図である。
【図２２】本開示の第３の実施の形態に係る発光素子の構成を表す図である。
【図２３】変形例４に係る発光素子の構成を表す断面図である。
【図２４】図１等に示した発光素子を適用した発光装置の構成を表す図である。
【図２５】図２４に示した発光装置の適用例１の外観を表す斜視図である。
【図２６】適用例２の外観を表す斜視図である。
【図２７】適用例３の外観を表す斜視図である。
【図２８】適用例４の外観を表す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
結晶化膜により活性層の端面を覆った例
２．変形例１
結晶化膜が複数の膜により構成されている例
３．変形例２
積層体の周縁に絶縁部を有する例
４．第２の実施の形態
活性層の周縁に拡散部を設けた例
３．変形例３
積層体の周縁に絶縁部を有する例
５．第３の実施の形態
結晶化膜および拡散部を有する例
６．変形例４
積層体の周縁に絶縁部を有する例
７．適用例
【００１３】
〔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（発光素子１）の構成を表したものである。図１（Ａ）は発光素子１の上面（平面）、図１（Ｂ）は図１（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面の構成をそれぞれ表している。発光素子１は例えば四角柱状の積層体１０を有し、この積層体１０は光取り出し面（積層体１０の表面）を除いて絶縁膜３１に囲まれている。この絶縁膜３１と積層体１０の端面１０Ｅ（側面）との間には結晶化膜２１が介在している。発光素子１では、この結晶化膜２１により再結合抑制構造が構成されている。
【００１４】
積層体１０はＬＥＤであり、ｎ側電極１１、バッファ層（図示せず）、ｎ型クラッド層１２（第１導電型半導体層）、活性層１３、ｐ型クラッド層１４（第２導電型半導体層）、コンタクト層（図示せず）およびｐ側電極１５をこの順に有している。発光素子１では、活性層１３からこのバンドギャップに相当する波長の光が出射され、ｐ型クラッド層１４の、活性層１３との対向面と反対側の面（図１（Ｂ）紙面上方向）からこの光が取り出されるようになっている。即ち、ｐ型クラッド層１４が光取り出し面を有しており、活性層１３の面と直交する方向（Ｚ軸方向）に出射光が取り出される。ｎ側電極１１は、ｐ側電極１５と共に半導体層（ｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４）に電流を注入するためのものであり、例えばｎ型クラッド層１２側から金（Ａｕ）とゲルマニウム（Ｇｅ）との合金(ＡｕＧｅ)、ニッケル（Ｎｉ）および金がこの順に積層されたものからなる（ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ）。ｐ側電極１５は例えば、ｐ型クラッド層１４側からチタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）および金の積層構造を有している（Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕ）。ｎ型クラッド層１２は、例えば厚み１０００ｎｍ〜２０００ｎｍ、キャリア濃度１×１０18ｃｍ3程度のｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる。活性層１３は厚み３ｎｍ〜１０ｎｍのＩｎＧａＰからなる井戸層と厚み１０ｎｍ〜１００ｎｍの（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる障壁層とを１０ＱＷ交互に積層してなる量子井戸構造を有している。ｐ型クラッド層１４は例えば厚み３００ｎｍ〜１０００ｎｍ、キャリア濃度１×１０17〜１×１０18ｃｍ3のｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなる。積層体１０は例えば平面視で１辺が１５μｍの正方形であり、活性層１３（発光領域）の面積は２２５μｍ2である。
【００１５】
結晶化膜２１は積層体１０の端面１０Ｅ近傍に設けられている。詳細には、端面１０Ｅに接して外側からこれを覆っている。この結晶化膜２１により活性層１３の端面で生じる非発光再結合が抑制される。ここでは積層体１０全体の端面１０Ｅが結晶化膜２１により覆われているが、少なくとも活性層１３の端面が覆われていればよい。結晶化膜２１の構成材料は活性層１３の構成材料よりも大きなバンドギャップを有するものであり、活性層１３に含まれる元素のいずれかを少なくとも１つ含むことが好ましい。結晶化膜２１は例えばＡｌＩｎＰ，ＡｌＧａＩｎＰ，ＡｌＧａＡｓ，ＡｌＡｓ，Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮ等からなる。結晶化膜２１は、その一部または全部が酸化されていてもよい。例えば、Ａｌ2Ｏ3を含む結晶化膜２１は、Ａｌを含む膜、例えばＡｌＡｓ膜を端面１０Ｅに成膜した後、これを一部または全て酸化させることにより形成することも可能である。このようにＡｌ2Ｏ3を含む結晶化膜２１を形成する場合には、ダメージなくＡｌＡｓ膜を成膜でき、かつ、絶縁性のＡｌ2Ｏ3により結晶化膜２１でのリーク電流の発生を防ぐことができる。また、発光素子１がＡｌ2Ｏ3からなる結晶化膜２１を有する場合には、Ａｌ2Ｏ3の絶縁性により、絶縁膜３１を省略することも可能である。結晶化膜２１の結晶構造は活性層１３と同じであることが好ましく、例えば活性層１３がジンクブレンド（閃亜鉛鉱）構造であれば、結晶化膜２１の結晶構造もジンクブレンド構造であることが好ましい。
【００１６】
結晶化膜２１の厚みは例えば１００ｎｍ以下であり、高い抵抗を有することが好ましい。結晶化膜２１にリーク電流が流れ、発光素子１の発光強度が低下することを防ぐためである。結晶化膜２１がＡｌＮのような絶縁膜である場合には１００ｎｍよりも厚いものであってもよい。結晶化膜２１の厚みの下限値はなく、活性層１３の端面を完全に覆うことができればよい。
【００１７】
絶縁膜３１は積層体１０を保護するためのものであり、結晶化膜２１を間にして積層体１０の端面１０Ｅを覆うと共に積層体１０の下面（ｎ側電極１１側の面）を覆っている。絶縁膜３１は例えばＳｉＯ2，ＳｉＮまたはＡｌ2Ｏ3からなる。
【００１８】
この発光素子１は、例えば次のようにして製造することができる。
【００１９】
まず、例えばＧａＡｓからなる結晶成長基板４１上に、バッファ層（図示せず）、ｎ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｎ型クラッド層１２、ＩｎＧａＰと（Ａｌ0.6Ｇａ0.4）0.5Ｉｎ0.5Ｐとの積層構造を有する活性層１３、ｐ型（Ａｌ0.7Ｇａ0.3）0.5Ｉｎ0.5Ｐからなるｐ型クラッド層１４およびコンタクト層（図示せず）をこの順に成膜する（図２（Ａ））。活性層１３のＩｎＧａＰのＩｎ組成は出射光が所望の波長となるように調整しておく。次いで、ｐ型クラッド層１４上に例えばＳｉＯ2からなるマスク４２を設けて結晶成長基板４１までエッチングを行うことによりバッファ層、ｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４を例えば１辺が１５μｍの正方形に成形する（図２（Ｂ））。このエッチングされた面が積層体１０の端面１０Ｅとなる。エッチングは例えばドライエッチングにより行う。
【００２０】
続いて、マスク４２をフッ酸系エッチャントにより除去し、成形したバッファ層、ｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４をＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）炉においてＰＨ3（ホスフィン）ガス雰囲気下、例えば７００℃以上の温度で１時間アニールする。このアニールによりｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４に付着した不純物が除去され、かつ、エッチングにより損傷した端面１０Ｅの結晶欠陥が改善される。アニールは端面および表面に付着した酸化膜を除去できる温度以上、例えば７００℃以上の温度で行うことが好ましい。次に形成する結晶化膜２１の結晶性を高め、かつ上記の端面１０Ｅの回復を効果的に行うことができるためである。また、アニールは結晶化膜２１に含まれる元素を含有するガス雰囲気下で行うことが好ましい。このアニール工程によっても端面１０Ｅでの非発光再結合を抑えることができる。
【００２１】
アニール後、ＭＯＣＶＤ法により例えばＡｌＩｎＰからなる結晶化膜２１をｐ型クラッド層１４の表面および４つの端面１０Ｅを覆うように成膜する（図２（Ｃ））。このとき、結晶化膜２１は、端面１０Ｅでの厚みが例えば５０ｎｍ程度になるように成膜する。結晶化膜２１を形成した後のＳＥＭ（Scannimg Electron Microscope）像およびその断面のＳＴＥＭ（Scannimg Transmission Electron Microscope）像から、ｐ型クラッド層１４の表面および端面１０Ｅに結晶化膜２１が形成され、確実に活性層１３の端面が結晶化膜２１に覆われていることを確認している。また、ＳＴＥＭ像で観察された結晶化膜２１の結晶欠陥（転位）により、結晶化膜２１が結晶構造を有していることも確認している。結晶化膜２１は少なくとも活性層１３の端面に接する部分が結晶化していればよい。
【００２２】
結晶化膜２１は、ＭＯＣＶＤ法の他、例えばＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy）法，ＰＬＤ（Pulse Laser Deposition）法またはスパッタリング法により形成することができる。例えば、ＡｌＮからなる結晶化膜２１をスパッタリング法、具体的にはＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）スパッタリング法により形成することができる。ＭＯＣＶＤ法では結晶化膜２１の結晶性を高めて非発光再結合を効果的に抑えることができ、スパッタリング法では結晶化膜２１の形成を簡便に行うことができる。
【００２３】
結晶化膜２１を形成した後、絶縁膜３１を結晶化膜２１上に形成する（図３（Ａ））。次いで、ｐ型クラッド層１４の表面（上面）の結晶化膜２１および絶縁膜３１をエッチングにより除去した後（図３（Ｂ））、ｐ側電極１５を形成する（図３（Ｃ））。この結晶化膜２１および絶縁膜３１が除去されたｐ型クラッド層１４の上面が光取り出し面となる。
【００２４】
続いて結晶成長基板４１を除去し、ｎ側電極１１を形成する。以上の工程により図１に示した発光素子１が完成する。
【００２５】
この発光素子１では、ｐ側電極１５とｎ側電極１１との間に所定の電圧が印加されると、ｎ側電極１１側から電子が、ｐ側電極１５側から正孔が活性層１３にそれぞれ注入される。この活性層１３に注入された電子と正孔とが再結合することにより光子が発生し、出射光となってｐ型クラッド層１４の上面側から取り出される。ここでは端面１０Ｅが結晶化膜２１に覆われているので、この結晶化膜２１により活性層１３の端面での非発光再結合が抑えられる。以下、これについて詳細に説明する。
【００２６】
図４（Ａ）は、図４（Ｂ）に表した計算モデルの発光素子２００を用いて、発光素子の大きさ（活性層の面積）と発光強度との関係を計算した結果を表したものである。発光素子２００は直径Ｄμｍの円柱状の発光素子であり、キャリアの拡散長は２μｍである。この計算結果から、発光素子が小さくなると活性層の端面での非発光再結合が発光効率に与える影響が大きくなり、発光効率が低下することがわかる。例えば、活性層の面積が約２５００μｍ2（直径Ｄが約６０μｍ）のとき発光効率は約１０％低下し、活性層の面積が約１８０μｍ2（直径Ｄが約１５μｍ）のとき発光効率は約３０％低下する。
【００２７】
半導体レーザの分野では、活性層の端面の光学損傷を防ぐための方法がいくつか提案されている（例えば、IEEE J.Quantum Electron.,QE-15,775(1979)、特開平１１−２３３８９６および特開平１１−１６８２５９）。しかしながら、半導体レーザの活性層の端面は光出射面であり、またその大きさも微小化されたＬＥＤと大きく異なるため、この方法をそのまま適用させることは困難である。
【００２８】
発光素子の大きさに加えて、キャリアの拡散長の長さも発光効率に影響を及ぼす。例えば、活性層がＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓ系の材料（赤色を発光する材料）であるとき、キャリアの表面再結合速度は１×１０5（ｃｍ／ｓ）程度である。これは、他の材料、例えば、シリコン １×１０3（ｃｍ／ｓ）、ＧａＮ １×１０4（ｃｍ／ｓ）等と比べて速い。このため、Ａｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓ系の材料ではバルクでの拡散長は約２μｍと長くなる。これは活性層の端面から約２μｍの所で発光強度が約６７％となり、発光領域のうち、幅２μｍの外周（端部）が非発光部分となることを意味する。一方、ＧａＮ等のＮ系材料（青色を発光する材料）の拡散長は数百ｎｍであり（Applied Physics Letters 86 052105(2005)）、上記のＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓ系の材料と比較して短い。即ち、Ｎ系材料では非発光部分の面積が小さく活性層の端面での非発光再結合が発光効率に与える影響も小さいのに対し、拡散長の長いＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓ系の材料ではその影響が大きくなる。よって、活性層１３がＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓのうちの少なくとも一つの元素を含む場合に結晶化膜２１の効果は大きくなる。
【００２９】
図５は比較例に係る発光素子（発光素子１００）の断面構成を表したものである。図５（Ａ）は発光素子１００の上面（平面）、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面の構成を表している。発光素子１００は発光素子１と同様に積層体１０を有しており、活性層の面積は２５００μｍ2以下である。しかしながら、積層体１０の端面１０Ｅには結晶化膜はなく、例えばＳｉＯ2またはＳｉＮからなる非晶質（アモルファス）の絶縁膜３１が端面１０Ｅを直接覆っている。このような発光素子１００では、活性層１３の端面での非発光再結合を抑えることができずに非発光部分１３Ｎが端面近傍に生じ、発光領域が狭くなって発光効率が低下する。この発光素子１００と本実施の形態の発光素子１とを比較することにより結晶化膜２１の効果を確認した。
【００３０】
まず、発光素子１および発光素子１００の発光特性をＰＬ法を用いて調べた。図６は発光素子１、図７は発光素子１００の結果をそれぞれ表している。図６（Ａ），図７（Ａ）の矢印方向のＰＬ発光強度を調べ、このＰＬ像の強度ラインプロファイルを図６（Ｂ），図７（Ｂ）にまとめている。図６（Ｂ），図７（Ｂ）の破線は、ｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４のエッチング後の状態（結晶化膜２１または絶縁膜３１の成膜前）を表し、図６（Ｂ）の実線はＡｌＩｎＰからなる結晶化膜２１の成膜後、図７（Ｂ）の実線はＳｉＯ2またはＳｉＮからなる絶縁膜３１の成膜後の状態をそれぞれ表している。この結果から、絶縁膜３１では成膜後も発光強度が変化しないのに対し、結晶化膜２１では成膜後に活性層１３の端面近傍（長さ２５０〜２９０Ａ．Ｕ．）の発光強度が向上することがわかる。なお、図６（Ｂ），図７（Ｂ）における端面１０ＥでのＰＬ発光強度の上昇は、発光素子１，発光素子１００の内部から出射された光ではなく、その側面から横方向に取り出された光に起因している。
【００３１】
次に、結晶化膜２１の成膜前および成膜後の発光素子１をへき開し、その断面の発光特性をＣＬ法を用いて調べた。結晶化膜２１の成膜前の非発光部分（非発光部分１３Ｎ）の長さは０．９８μｍであったのに対し、成膜後は０．１３μｍと小さくなった。このＣＬ法は、図８に示したように活性層を直接励起し、へき開した断面方向からＣＬ発光を見る方法であるため、ＰＬ法と比較して側面からの発光の影響を抑えて観察することができる。
【００３２】
図９は、発光素子１および発光素子１００の電流−光出力（Ｉ−Ｌ）特性を表したものであり、実線が発光素子１、破線が発光素子１００をそれぞれ表している。なお、図９は結晶成長基板４１を除去する前の状態で測定した結果である。例えば、駆動電流５８０μＡのとき、発光素子１は発光素子１００と比較して光出力が１０％程度向上する。よって、これらの結果より結晶化膜２１が活性層１３の端面での非発光再結合を抑えて発光領域が広がり、これによりデバイス特性を向上させることができることが確認できた。
【００３３】
このような結晶化膜２１による端面１０Ｅでの非発光再結合の抑制は、以下のような理由による。
【００３４】
図１０（Ａ）は結晶化膜２１の成膜前、図１０（Ｂ）は結晶化膜２１の成膜後のバンド構造を模式的に表したものである。ｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４のエッチングを行うとエッチングされた端面１０Ｅの近傍が損傷し、バンドシュリンク（バンドギャップの縮小化）が生じて非発光再結合が生じ易くなる。非発光再結合は、この他、活性層１３自体の有するダングリングボンドや端面に吸着された不純物等によるディープレベル（深い欠陥準位）の発生によっても生じる虞がある（図１０（Ａ））。この端面１０Ｅに活性層１３よりも大きなバンドギャップを有する結晶化膜２１を設けることにより、活性層１３の井戸層が露出されず（図１０（Ｂ））、非発光再結合を抑えることができる。
【００３５】
以上、本実施の形態では、積層体１０の端面１０Ｅを結晶化膜２１で覆うようにしたので、端面１０Ｅでの非発光再結合を抑えることができる。よって、活性層１３の発光領域を広げることにより発光素子１の発光効率を向上させることが可能となる。
【００３６】
また、結晶化膜２１の成膜前に７００℃以上の温度でアニールすることにより、エッチングにより損傷した積層体１０の端面１０Ｅの結晶構造を改善して、非発光再結合をより効果的に抑えることができる。
【００３７】
以下、上記実施の形態の変形例および他の実施の形態について説明するが、上記実施の形態と共通の構成要素については同一符号を付してその説明は省略する。
【００３８】
〔変形例１〕
図１１は、上記実施の形態の変形例１に係る発光素子（発光素子１Ａ）の断面構成を表したものである。この発光素子１Ａは、結晶化膜２１が複数の膜（結晶化膜２１Ａおよび結晶化膜２１Ｂ）により構成されている点で、上記実施の形態の発光素子１と異なるものである。その点を除き、発光素子１Ａは上記第１の実施の形態の発光素子１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００３９】
結晶化膜２１Ａおよび結晶化膜２１Ｂは積層体１０側からこの順に配置され、例えば互いに異なる大きさのバンドギャップを有している。即ち、結晶化膜２１Ｂは結晶化膜２１Ａよりも、より活性層１３から離れて配置されている。結晶化膜２１Ｂのバンドギャップは結晶化膜２１Ａのバンドギャップよりも大きいことが好ましい。例えば、結晶化膜２１ＡをＡｌＧａXＡｓ（Ｘ＞０）、結晶化膜２１ＢをＡｌＡｓにより構成すると、ヘテロ界面がなだらかになり、界面でのリーク電流を低減することが可能となる。また、ＡｌＡｓからなる結晶化膜２１Ｂを成膜後、その一部または全てを酸化することにより、絶縁性のＡｌ2Ｏ3を含む結晶化膜２１Ｂを形成することも可能であり、これにより、結晶化膜２１Ａ，２１Ｂを流れるリーク電流を減らすことができる。このとき、ＡｌＧａXＡｓ（Ｘ＞０）からなる結晶化膜２１ＡにはＧａが例えば数％存在しているため酸化速度が遅く、酸化膜厚制御を容易に行うことができる。更に、このような結晶化膜２１Ａ，２１Ｂでは活性層１３がＡｌ2Ｏ3と接していないため、結晶化膜２１Ａと活性層１３との界面には酸素（Ｏ）が存在せず、良好なヘテロ界面となる。加えて、Ａｌ2Ｏ3を含む結晶化膜２１Ｂにより絶縁膜３１が省略できるため、端面１０Ｅへのプラズマ照射を行うことなく発光素子１Ａを形成することが可能となる。
【００４０】
〔変形例２〕
上記実施の形態の変形例２に係る発光素子（発光素子１Ｂ）は、積層体１０の周縁に絶縁部（第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉ）を有するものである。その点を除き、発光素子１Ｂは上記第１の実施の形態の発光素子１と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。図１２（Ａ）は発光素子１Ｂの上面（平面）構成、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面構成を表している。
【００４１】
第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉは、それぞれｎ型クラッド層１２，ｐ型クラッド層１４の周縁に例えば１０〜１００００ｎｍの幅（Ｙ軸方向）に渡り設けられている。この第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉの幅は、素子サイズやｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４の組成や厚みにより適宜調整される。第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉは、電流注入領域を形成するための所謂、電流狭窄部である。この第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉにはキャリアが注入されないため、端面１０Ｅでの非発光再結合を結晶化膜２１と共に、より効果的に抑えることができる。
【００４２】
このような発光素子１Ｂは、例えば、以下のようにして製造することができる。まず、発光素子１と同様にして結晶成長基板４１上に、ｎ型クラッド層１２、活性層１３、ｐ型クラッド層１４を成膜する（図２（Ａ））。次いで、図１３（Ａ）に表したように、ｎ型クラッド層１２およびｐ型クラッド層１４の所望の領域にＢ（ホウ素），Ｃ（炭素）あるいはＮ（窒素）等のイオンインプラ（イオン注入）を行い、第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉを形成する。第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉは、酸化工程により形成するようにしてもよい。例えばｎ型クラッド層１２およびｐ型クラッド層１４としてＭＯＣＶＤ法によりＡｌＡｓ膜等を成膜後、これを熱酸化させることにより第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉを形成することができる。第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉはそれぞれ、ｎ型クラッド層１２の下面側，ｐ型クラッド層１４の上面側に形成してもよく（図１３（Ａ））、活性層１３を介して第１絶縁部１２Ｉと第２絶縁部１４Ｉとがつながっていてもよい。あるいは、第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉのどちらか一方のみを形成するようにしてもよい。第１絶縁部１２Ｉ，第２絶縁部１４Ｉを形成した後、これらが端面１０Ｅの内側に配置されるよう、マスク４２を用いて成形する（図１３（Ｂ））。以降の製造工程は発光素子１と同様である。
【００４３】
〔第２の実施の形態〕
図１４は、本技術の第２の実施の形態に係る発光素子（発光素子２）の構成を表すものであり、図１４（Ａ）は上面（平面）、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面の構成を表している。この発光素子２では、端面１０Ｅの近傍に結晶化膜（図１ 結晶化膜２１）に代え、拡散部１０Ｄが設けられている。即ち、発光素子２では、この拡散部１０Ｄにより再結合抑制構造が構成されている。この点を除き、発光素子２は上記第１の実施の形態の発光素子１と同様の構成を有している。
【００４４】
拡散部１０Ｄは端面１０Ｅで生じる非発光再結合を抑制するためのものであり、積層体１０の周縁、即ち端面１０Ｅの内側に設けられている。この拡散部１０Ｄは、少なくとも活性層１３の周縁に存在すればよいが、積層体１０全体の周縁に存在していてもよい（図１４）。拡散部１０Ｄは例えば、１０〜５０００ｎｍの幅（Ｙ軸方向）で設けられ、活性層１３のバンドギャップを拡張するための拡散物質dを含有している。拡散物質dは、例えば、亜鉛（Ｚｎ）またはマグネシウム（Ｍｇ）等である。なお、拡散部１０Ｄの幅は素子サイズやｎ型クラッド層１２、活性層１３およびｐ型クラッド層１４の組成や厚みにより適宜調整される。この活性層１３の周縁（拡散部１０Ｄ）と中央部とのバンドギャップの大きさの差により、バンドシュリンクおよびディープレベルの発生を抑え、端面１０Ｅでの非発光再結合を防止することができる。よって、発光素子２の発光領域を広げて発光効率を向上させることが可能となる。また、バンドギャップが拡大した拡散部１０Ｄでは、その透明度が増す。従って、半導体材料自体の光吸収による取り出し光の低下を抑えることが可能となる。
【００４５】
このような発光素子２は、例えば、以下のようにして製造することができる。
【００４６】
まず、拡散物質dを含んだ結晶化膜２１Ｃを、上記結晶化膜２１と同様にして形成した後（図２（Ｃ））、ｐ型クラッド層１４の表面の結晶化膜２１Ｃをドライエッチングまたはウェットエッチング等の方法により除去する（図１５（Ａ））。このとき、図１６に表したように、ｐ型クラッド層１４の表面の端部には結晶化膜２１が残っていてもよい。次いで、例えば、４００〜６００℃の熱処理により結晶化膜２１Ｃから端面１０Ｅを介して活性層１３の周縁に拡散物質dを拡散させ、拡散部１０Ｄを形成する（図１５（Ｂ））。結晶化膜２１Ｃに代えて、ＺｎＯ膜あるいはＳｉＮ，ＳｉＯ等の絶縁膜３１を介してＺｎを拡散させるようにしてもよい。
【００４７】
拡散部１０Ｄを形成した後、結晶化膜２１Ｃを例えばドライエッチングまたはウェットエッチング等の方法により除去する（図１５（Ｃ））。拡散物質dを含む結晶化膜２１Ｃを除去することにより、発光素子２の駆動時に拡散物質dが拡散してドリフトが発生することを防ぐことができる。以降、ｐ側電極１５およびｎ側電極１１等の形成工程は発光素子１と同様に行うことにより、図１４に示した発光素子２が完成する。結晶化膜２１Ｃを用いることにより、積層体１０の周縁に効率よく拡散部１０Ｄを形成することができる。
【００４８】
また、発光素子２は例えば、以下のような方法で製造することも可能である。まず、発光素子１と同様にして結晶成長基板４１上に、ｎ型クラッド層１２、活性層１３、ｐ型クラッド層１４を成膜する（図２（Ａ））。次いで、ｐ型クラッド層１４の表面にマスク４３、拡散源層２２をこの順に形成する（図１７（Ａ），図１７（Ｂ））。拡散源層２２は、活性層１３のバンドギャップを拡張するための拡散物質dを含むものであり、例えば蒸着法，スパッタ法あるいはＭＯＣＶＤ法等により形成する。続いて、例えば熱処理等によりマスク４３の開口からｐ型クラッド層１４を介して活性層１３に拡散物質dを拡散させ、拡散部１０Ｄを形成する（図１７（Ｃ））。
【００４９】
拡散部１０Ｄを形成した後、拡散源層２２およびマスク４３を除去する。続いて、発光素子１と同様にしてｐ側電極１５およびｎ側電極１１等を形成した後、拡散部１０Ｄが端面１０Ｅの内側になるよう積層体１０を成形することにより発光素子２が完成する。
【００５０】
また、図１８に表したように、マスク（マスク４３）を用いずに拡散部１０Ｄを形成するようにしてもよい。詳細には、まず、ｐ型クラッド層１４の表面に、拡散源層２２を形成し（図１８（Ａ））、これを例えば、フォトリソ工程およびＲＩＥ（Reactive Ion Etching）を行うことによりパターニングする（図１８（Ｂ））。拡散源層２２の不要部分の除去はＲＩＥに代えてウェットエッチングにより行うようにしてもよい。続いて、このパターニングした拡散源層２２により拡散部１０Ｄを形成する（図１８（Ｃ））。
【００５１】
更に、ｐ型クラッド層１４の第１絶縁部１４Ｉを用いて、拡散部１０Ｄを形成するようにしてもよい。まず、図１９（Ａ）に表したように、ｐ型クラッド層１４の所望の位置２箇所（内周と外周）に例えばインプラにより第１絶縁部１４Ｉを形成する。この２箇所の第１絶縁部１４Ｉの間の領域が拡散部１０Ｄ形成領域となる。次いで、ｐ型クラッド層１４の表面に、開口部分が拡散部１０Ｄ形成領域に対応するようマスク４３を形成した後、マスク４３上に拡散源層２２を形成する（図１９（Ｂ））。マスク４３を使用せずに上記のように（図１８）、パターニングした拡散源層２２を用いるようにしてもよい。拡散源層２２を形成した後、例えば熱処理等を行うことにより拡散部１０Ｄを形成する（図１９（Ｃ））。
【００５２】
〔変形例３〕
図２０は上記実施の形態の変形例３に係る発光素子（発光素子２Ａ）の断面構成を表すものである。この発光素子２Ａでは、ｎ型クラッド層１２、ｐ型クラッド層１４の周縁に第１絶縁部１２Ｉ、第２絶縁部１４Ｉがそれぞれ設けられている。その点を除き、発光素子２Ａは上記第２の実施の形態の発光素子２と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００５３】
発光素子１Ｂ（図１２）と同様に、第１絶縁部１２Ｉはｎ型クラッド層１２の下面側、第２絶縁部１４Ｉはｐ型クラッド層１４の上面側にそれぞれ設けられている。発光素子２Ａでは、後述のように、この第１絶縁部１２Ｉと第２絶縁部１４Ｉとの間に拡散部１０Ｄが形成される。即ち、第１絶縁部１２Ｉ、第２絶縁部１４Ｉは非発光再結合を抑制すると共に、拡散部１０Ｄの形成時に拡散ブロックとして機能するものである。
【００５４】
発光素子２Ａは、例えば、以下のようにして製造することができる。
【００５５】
まず、上記発光素子１Ｂと同様にして、ｎ型クラッド層１２、ｐ型クラッド層１４にそれぞれ第１絶縁部１２Ｉ、第２絶縁部１４Ｉを形成して所望の形状に成形する（図１３（Ｂ））。次いで、発光素子２と同様にして、拡散物質dを含んだ結晶化膜２１Ｃを成膜した後、ｐ型クラッド層１４の表面の結晶化膜２１Ｃを除去する（図２１（Ａ））。続いて、例えば熱処理等により、第１絶縁部１２Ｉと第２絶縁部１４Ｉとの間に端面１０Ｅから拡散物質dを拡散させて、拡散部１０Ｄを形成する（図２１（Ｂ））。拡散部１０Ｄは活性層１３の周縁を中心にしてできるだけ積層方向（Ｚ軸方向）の狭い領域に形成することが好ましい。ここでは、第１絶縁部１２Ｉおよび第２絶縁部１４Ｉを形成しておくことにより、ｎ型クラッド層１２の下面側およびｐ型クラッド層１４の上面側への拡散物質dの拡散が制限され（拡散ブロック）、活性層１３を中心に拡散部１０Ｄを形成することができる。
【００５６】
拡散部１０Ｄを形成した後、結晶化膜２１Ｃを除去し（図２１（Ｃ））、発光素子１と同様にして、ｐ側電極１５およびｎ側電極１１等を形成することにより、発光素子２Ａが完成する。
【００５７】
〔第３の実施の形態〕
図２２は、本技術の第３の実施の形態に係る発光素子（発光素子３）の構成を表すものであり、図２２（Ａ）は上面（平面）、図２２（Ｂ）は図２２（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った断面の構成を表している。この発光素子３では、積層体１０の端面１０Ｅ近傍に結晶化膜２１（または結晶化膜２１Ｃ）および拡散部１０Ｄが設けられている。この点を除き、発光素子３は上記第１の実施の形態の発光素子１と同様の構成を有している。
【００５８】
結晶化膜２１は発光素子１と同様に、活性層１３の構成材料よりも大きなバンドギャップを有する材料からなり、積層体１０の端面１０Ｅに接してこれを外側から覆っている。一方、拡散部１０Ｄは発光素子２と同様に積層体１０の周縁（端面１０Ｅの内側）に設けられ、活性層１３のバンドギャップを拡張する拡散物質dを含むものである。このように発光素子３は、結晶化膜２１、拡散部１０Ｄを共に有しているため、結晶化膜２１、拡散部１０Ｄのどちらか一方のみである場合と比較して、端面１０Ｅの外側および内側から非発光再結合をより効果的に防ぐことができる。
【００５９】
結晶化膜２１は絶縁性であってもよい。絶縁性の結晶化膜２１により、ＥＳＤ（Electro-static discharge）等の電気的破壊に対する強度を向上させることができる。これは、拡散部１０Ｄを設けたことにより電気的破壊強度が低下し易い発光素子３では、特に有効である。また、絶縁性の結晶化膜２１を設けることにより、絶縁膜３１を省略することも可能である。
【００６０】
発光素子３は、例えば、発光素子２と同様に拡散物質dを含む結晶化膜２１Ｃを成膜して拡散部１０Ｄを形成した後（図１５（Ｂ））、結晶化膜２１Ｃを除去せずに残存させておくことにより形成することができる。あるいは、図１７〜１９に示したように、結晶化膜２１Ｃを用いずに拡散部１０Ｄを形成した後、別途、結晶化膜２１を形成するようにしてもよい。絶縁性の結晶化膜２１，２１Ｃは、例えば、拡散部１０Ｄを形成した後、結晶化膜２１，２１Ｃを酸化することにより形成することができる。結晶化膜２１Ｃを用いた場合には、このような絶縁化工程により、発光素子３の駆動時に拡散物質dが積層体１０へ拡散することを防ぐことができる。
【００６１】
〔変形例４〕
図２３は上記実施の形態の変形例４に係る発光素子（発光素子３Ａ）の断面構成を表すものである。この発光素子３Ａでは、ｎ型クラッド層１２、ｐ型クラッド層１４の周縁に第１絶縁部１２Ｉ、第２絶縁部１４Ｉがそれぞれ設けられている。その点を除き、発光素子３Ａは上記第３の実施の形態の発光素子３と同様の構成を有し、その作用および効果も同様である。
【００６２】
この発光素子３Ａでは、発光素子２Ａと同様に第１絶縁部１２Ｉおよび第２絶縁部１４Ｉが拡散ブロック機能を有し、第１絶縁部１２Ｉと第２絶縁部１４Ｉとの間に拡散部１０Ｄが形成される。
【００６３】
〔発光装置〕
図２４に表したように、上記実施の形態および変形例で説明した発光素子１，１Ａ，１Ｂ，２，２Ａ，３，３Ａは、これを光源５０として用いた発光装置５に適用させることができる。図２４（Ａ）は、発光装置５の平面構成、図２４（Ｂ）は断面構成を表している。この発光装置５は、駆動部５１上に複数の光源５０が配置されたものである。この光源５０で発生した光は、光反射部５２により所望の配光特性に調整されて取り出される。発光装置５に配置する光源５０（発光素子）は一つであってもよい。
【００６４】
図２５は、上記発光装置５が適用される表示装置の外観を表したものである。この表示装置は、例えば、フロントパネル３１０およびフィルターガラス３２０を含む映像表示画面部３００を有しており、この映像表示画面部３００は、上記実施の形態に係る発光装置により構成されている。
【００６５】
図２６および図２７は、上記発光装置５が適用される照明装置の外観を表したものである。この照明装置は、例えば、基台４１０に設けられた支柱４２０に、照明部４３０を取り付けたものであり、この照明部４３０が上記発光装置５により構成されている。
【００６６】
図２８は、上記発光装置５が適用される室内用の照明装置の外観を表したものである。この照明装置は、例えば、上記発光装置５により構成された照明部４４０を有している。照明部４４０は、建造物の天井５００Ａに適宜の個数および間隔で配置されている。なお、照明部４４０は、用途に応じて、天井５００Ａに限らず、壁５００Ｂまたは床（図示せず）など任意の場所に設置することが可能である。この他、上記発光装置５をインジケーター等に適用させることも可能である。
【００６７】
以上、実施の形態および変形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、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、積層体１０が四角柱状である場合について説明したが、円柱状であってもよく、あるいは円錐台状等のテーパを有する形状であってもよい。また、ｐ型クラッド層１４の表面に凹凸のある絶縁膜を設けてもよい。
【００６８】
更に、上記実施の形態等では、活性層１３がＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓ系の材料からなる場合を例示したが、活性層をＮ系材料により構成するようにしてもよい。
【００６９】
また、更に、例えば、上記実施の形態等において説明した各部の材料および厚み、または形成方法および形成条件などは限定されるものではなく、他の材料および厚みとしてもよく、または他の形成方法および形成条件としてもよい。例えば、上記実施の形態等で説明した各部の形成順は任意に入れ換えて製造することも可能である。
【００７０】
加えて、上記実施の形態等では、ｐ型クラッド層１４の上面側（図１（Ｂ）紙面上方向）から光が取り出される場合を例示したが、ｎ型クラッド層１２（ｎ側電極１１）側から光を取り出すようにしてもよい。
【００７１】
なお、本技術は、以下のような構成も可能である。
（１）第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体と、少なくとも前記活性層の端面近傍に設けられ、前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造とを備えた発光素子。
（２）前記再結合抑制構造は、前記活性層の構成材料よりも大きなバンドギャップを有する構成材料からなると共に前記活性層の端面を外側から覆う結晶化膜により構成されている前記（１）記載の発光素子。
（３）前記結晶化膜は前記積層体全体の端面を覆う前記（２）記載の発光素子。
（４）前記活性層はＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓのうちの少なくとも一つの元素を含み、前記結晶化膜は、前記活性層に含有される元素を少なくとも一つ含む前記（２）または（３）記載の発光素子。
（５）前記結晶化膜は、Ａｌ2Ｏ3を含み、前記Ａｌ2Ｏ3は、Ａｌを含む膜を酸化したものである前記（２）乃至（４）のうちいずれか１つに記載の発光素子。
（６）前記Ａｌを含む膜は、ＡｌＡｓ膜である前記（５）記載の発光素子。
（７）前記結晶化膜の膜厚は１００ｎｍ以下である前記（２）乃至（６）のうちいずれか１つに記載の発光素子。
（８）前記結晶化膜が互いにバンドギャップの大きさの異なる複数の膜により構成されている前記（２）乃至（７）のうちいずれか１つに記載の発光素子。
（９）前記複数の膜のうち、前記活性層から最も離れた膜がＡｌ2Ｏ3を含み、前記Ａｌ2Ｏ3は、Ａｌを含む膜を成膜した後、酸化させることにより形成されている前記（８）に記載の発光素子。
（１０）前記活性層の周縁に、前記活性層のバンドギャップを拡張する物質を含む拡散部を有する前記（２）乃至（９）のうちいずれか１つに記載の発光素子。
（１１）前記物質は、亜鉛（Ｚｎ）である前記（１０）記載の発光素子。
（１２）前記積層体の周縁に絶縁部を有する前記（１）乃至（１１）のうちいずれか１つに記載の発光素子。
（１３）前記絶縁部は前記第１導電型半導体層の周縁の第１絶縁部と前記第２導電型半導体層の周縁の第２絶縁部とを含み、前記第１絶縁部と前記第２絶縁部との間に、前記活性層のバンドギャップを拡張する物質を含む拡散部を有する前記（１２）記載の発光素子。
（１４）前記活性層の面積は２５００μｍ2以下である前記（１）乃至（１３）のうちいずれか１つに記載の発光素子。
（１５）前記再結合抑制構造は、前記活性層のバンドギャップを拡張する物質を含むと共に前記活性層の周縁に設けられた拡散部により構成されている前記（１）記載の発光素子。
（１６）発光素子を備え、前記発光素子は、第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体と、少なくとも前記活性層の端面近傍に設けられ、前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造とを備えた発光装置。
（１７）第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体を形成する工程と、少なくとも前記活性層の端面近傍に前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造を形成する工程とを含む発光素子の製造方法。
（１８）前記再結合抑制構造は、前記活性層の構成材料よりも大きなバンドギャップを有する構成材料からなると共に前記活性層の端面を外側から覆う結晶化膜により構成され、前記結晶化膜は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法またはスパッタリング法のうちどちらか一方により形成する前記（１７）記載の発光素子の製造方法。
（１９）前記積層体を７００℃以上の温度でアニールした後、前記結晶化膜を成膜する前記（１８）記載の発光素子の製造方法。
（２０）前記第１導電型半導体層、活性層、第２導電型半導体層および前記結晶化膜をこの順に形成した後、前記第２導電型半導体層の上面の前記結晶化膜を除去して光取り出し面とする前記（１８）または（１９）記載の発光素子の製造方法。
【符号の説明】
【００７２】
１，１Ａ，１Ｂ，２，２Ａ，３，３Ａ・・・発光素子、５・・・発光装置、１０・・・積層体、１０Ｅ・・・端面、１０Ｄ・・・拡散部、１１・・・ｎ側電極、１２・・・ｎ型クラッド層、１３・・・活性層、１４・・・ｐ型クラッド層、１５・・・ｐ側電極、２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ・・・結晶化膜、２２・・・拡散源層、３１・・・絶縁膜、４１・・・結晶成長基板、４２，４３・・・マスク。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体と、
少なくとも前記活性層の端面近傍に設けられ、前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造と
を備えた発光素子。
【請求項２】
前記再結合抑制構造は、前記活性層の構成材料よりも大きなバンドギャップを有する構成材料からなると共に前記活性層の端面を外側から覆う結晶化膜により構成されている
請求項１記載の発光素子。
【請求項３】
前記結晶化膜は前記積層体全体の端面を覆う
請求項２記載の発光素子。
【請求項４】
前記活性層はＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓのうちの少なくとも一つの元素を含み、
前記結晶化膜は、前記活性層に含有される元素を少なくとも一つ含む
請求項２記載の発光素子。
【請求項５】
前記結晶化膜は、Ａｌ2Ｏ3を含み、
前記Ａｌ2Ｏ3は、Ａｌを含む膜を酸化したものである
請求項２記載の発光素子。
【請求項６】
前記Ａｌを含む膜は、ＡｌＡｓ膜である
請求項５記載の発光素子。
【請求項７】
前記結晶化膜の膜厚は１００ｎｍ以下である
請求項２記載の発光素子。
【請求項８】
前記結晶化膜が互いにバンドギャップの大きさの異なる複数の膜により構成されている
請求項２記載の発光素子。
【請求項９】
前記複数の膜のうち、前記活性層から最も離れた膜がＡｌ2Ｏ3を含み、
前記Ａｌ2Ｏ3は、Ａｌを含む膜を成膜した後、酸化させることにより形成されている
請求項８記載の発光素子。
【請求項１０】
前記活性層の周縁に、前記活性層のバンドギャップを拡張する物質を含む拡散部を有する
請求項２記載の発光素子。
【請求項１１】
前記物質は、亜鉛（Ｚｎ）である
請求項１０記載の発光素子。
【請求項１２】
前記積層体の周縁に絶縁部を有する
請求項１記載の発光素子。
【請求項１３】
前記絶縁部は前記第１導電型半導体層の周縁の第１絶縁部と前記第２導電型半導体層の周縁の第２絶縁部とを含み、
前記第１絶縁部と前記第２絶縁部との間に、前記活性層のバンドギャップを拡張する物質を含む拡散部を有する
請求項１２記載の発光素子。
【請求項１４】
前記活性層の面積は２５００μｍ2以下である
請求項１記載の発光素子。
【請求項１５】
前記再結合抑制構造は、前記活性層のバンドギャップを拡張する物質を含むと共に前記活性層の周縁に設けられた拡散部により構成されている
請求項１記載の発光素子。
【請求項１６】
発光素子を備え、
前記発光素子は、
第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体と、
少なくとも前記活性層の端面近傍に設けられ、前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造と
を備えた発光装置。
【請求項１７】
第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体を形成する工程と、
少なくとも前記活性層の端面近傍に前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造を形成する工程と
を含む発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記再結合抑制構造は、前記活性層の構成材料よりも大きなバンドギャップを有する構成材料からなると共に前記活性層の端面を外側から覆う結晶化膜により構成され、
前記結晶化膜は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法またはスパッタリング法のうちどちらか一方により形成する
請求項１７記載の発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記積層体を７００℃以上の温度でアニールした後、前記結晶化膜を成膜する
請求項１８記載の発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記第１導電型半導体層、活性層、第２導電型半導体層および前記結晶化膜をこの順に形成した後、前記第２導電型半導体層の上面の前記結晶化膜を除去して光取り出し面とする
請求項１８記載の発光素子の製造方法。
【請求項１】
第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体と、
少なくとも前記活性層の端面近傍に設けられ、前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造と
を備えた発光素子。
【請求項２】
前記再結合抑制構造は、前記活性層の構成材料よりも大きなバンドギャップを有する構成材料からなると共に前記活性層の端面を外側から覆う結晶化膜により構成されている
請求項１記載の発光素子。
【請求項３】
前記結晶化膜は前記積層体全体の端面を覆う
請求項２記載の発光素子。
【請求項４】
前記活性層はＡｌ，Ｉｎ，Ｇａ，Ｐ，Ａｓのうちの少なくとも一つの元素を含み、
前記結晶化膜は、前記活性層に含有される元素を少なくとも一つ含む
請求項２記載の発光素子。
【請求項５】
前記結晶化膜は、Ａｌ2Ｏ3を含み、
前記Ａｌ2Ｏ3は、Ａｌを含む膜を酸化したものである
請求項２記載の発光素子。
【請求項６】
前記Ａｌを含む膜は、ＡｌＡｓ膜である
請求項５記載の発光素子。
【請求項７】
前記結晶化膜の膜厚は１００ｎｍ以下である
請求項２記載の発光素子。
【請求項８】
前記結晶化膜が互いにバンドギャップの大きさの異なる複数の膜により構成されている
請求項２記載の発光素子。
【請求項９】
前記複数の膜のうち、前記活性層から最も離れた膜がＡｌ2Ｏ3を含み、
前記Ａｌ2Ｏ3は、Ａｌを含む膜を成膜した後、酸化させることにより形成されている
請求項８記載の発光素子。
【請求項１０】
前記活性層の周縁に、前記活性層のバンドギャップを拡張する物質を含む拡散部を有する
請求項２記載の発光素子。
【請求項１１】
前記物質は、亜鉛（Ｚｎ）である
請求項１０記載の発光素子。
【請求項１２】
前記積層体の周縁に絶縁部を有する
請求項１記載の発光素子。
【請求項１３】
前記絶縁部は前記第１導電型半導体層の周縁の第１絶縁部と前記第２導電型半導体層の周縁の第２絶縁部とを含み、
前記第１絶縁部と前記第２絶縁部との間に、前記活性層のバンドギャップを拡張する物質を含む拡散部を有する
請求項１２記載の発光素子。
【請求項１４】
前記活性層の面積は２５００μｍ2以下である
請求項１記載の発光素子。
【請求項１５】
前記再結合抑制構造は、前記活性層のバンドギャップを拡張する物質を含むと共に前記活性層の周縁に設けられた拡散部により構成されている
請求項１記載の発光素子。
【請求項１６】
発光素子を備え、
前記発光素子は、
第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体と、
少なくとも前記活性層の端面近傍に設けられ、前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造と
を備えた発光装置。
【請求項１７】
第１導電型半導体層、活性層および第２導電型半導体層がこの順に設けられ、前記第２導電型半導体層に光取り出し面を有する積層体を形成する工程と、
少なくとも前記活性層の端面近傍に前記活性層よりも大きなバンドギャップを有する再結合抑制構造を形成する工程と
を含む発光素子の製造方法。
【請求項１８】
前記再結合抑制構造は、前記活性層の構成材料よりも大きなバンドギャップを有する構成材料からなると共に前記活性層の端面を外側から覆う結晶化膜により構成され、
前記結晶化膜は、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法またはスパッタリング法のうちどちらか一方により形成する
請求項１７記載の発光素子の製造方法。
【請求項１９】
前記積層体を７００℃以上の温度でアニールした後、前記結晶化膜を成膜する
請求項１８記載の発光素子の製造方法。
【請求項２０】
前記第１導電型半導体層、活性層、第２導電型半導体層および前記結晶化膜をこの順に形成した後、前記第２導電型半導体層の上面の前記結晶化膜を除去して光取り出し面とする
請求項１８記載の発光素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２０１３−１１０３７４（Ｐ２０１３−１１０３７４Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２８３５７０（Ｐ２０１１−２８３５７０）
【出願日】平成２３年１２月２６日（２０１１．１２．２６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１２月２６日（２０１１．１２．２６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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