JP2008270432A - 発光素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】活性層からの光が第２電極によって遮蔽されてしまうといった現象が生じることを確実に防止し得る構成、構造を有する発光素子を提供する。
【解決手段】発光素子は、（Ａ）メサ構造５０、（Ｂ）メサ構造５０と同等の層構造を有し、メサ構造５０を包囲するように設けられた壁構造体６０、及び、（Ｃ）メサ構造５０と同等の層構造を有し、メサ構造５０と壁構造体６０とを結ぶ橋状構造体６２から構成されており、第２電極７２が、壁構造体６０の頂面に設けられている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光素子及びその製造方法に関する。

面発光レーザ素子においては、基板上に上下方向に設けられた２つのミラー層によって挟まれたキャビティ内に、例えば、多重量子井戸構造を有する活性層を設け、電流注入によって活性層で発光した光を閉じ込めて、レーザ発振を得る。ここで、面発光レーザ素子にあっては、通常、例えば、特開２００５−０２６６２５に開示されているように、円柱形のメサ構造が採用されている。具体的には、例えば、ドライエッチング法等に基づき、直径３０μｍ程度の円柱形のメサ構造を得る。あるいは又、特開平１１−１５０３４０や特開２００４−３１９５５３に開示されているように、突出部によって囲まれたメサ構造を形成する。これらのメサ構造は、例えば、ｎ型化合物半導体層、活性層、ｐ型化合物半導体層の積層構造から構成されている。そして、ｐ型化合物半導体層の一部分をメサ構造の側壁部から酸化することで、ｐ型化合物半導体層の中央部分に電流狭窄領域を設ける。そして、その後、メサ構造を絶縁層で被覆し、ｐ型化合物半導体層の頂面における絶縁層の一部を除去し、ｐ型化合物半導体層の頂面の外周部にリング状のｐ側電極を形成する。併せて、基板の裏面にｎ側電極を形成する。このような電流狭窄領域を設けることで活性層への電流の高効率注入を図ることができ、このような構造を有する面発光レーザ素子は、活性層に電流が効率良く注入され、高効率のレーザ発振が可能となる。

メサ構造は、通常、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき形成される。また、電流狭窄領域の形成においては、屡々、高温の水蒸気雰囲気にてｐ型化合物半導体層の酸化処理が行われる。ここで、酸化処理は、ｐ型化合物半導体層が高温の水蒸気雰囲気に暴露される時間に基づき制御される。更には、ｐ側電極の形成は、通常、フォトリソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき行われ、あるいは又、所謂リフトオフ法に基づき行われる。

特開２００５−０２６６２５ 特開平１１−１５０３４０ 特開２００４−３１９５５３

従って、
（１）メサ構造の形成時におけるフォトマスクの位置合わせずれ
（２）高温水蒸気の供給量、雰囲気温度、基板温度、化合物半導体層の厚さ、化合物半導体層の不純物濃度等に依存して、ｐ型化合物半導体層の酸化の進行状態がばらつく結果生じる、電流狭窄領域の幅、あるいは又、酸化領域の幅の変動、あるいは、電流狭窄領域の相対的な位置ずれ
（３）ｐ側電極の形成時におけるフォトマスクの位置合わせずれ
が重なり合って、電流狭窄領域と、第２化合物半導体層の頂面に設けられたｐ側電極との間に、相対的に大きな位置ずれが生じ得る。その結果、活性層からの光の一部がｐ側電極によって遮蔽されてしまう。そして、このような現象が生じると、光出力の損失が生じるだけでなく、出射された光をレンズで集光する場合や光ファイバーへ導く場合に重要なパラメータであるファー・フィールド・パターン（ＦＦＰ）に欠けが生じてしまうといった問題が生じる。

電流狭窄領域と第２化合物半導体層の頂面に設けられたｐ側電極との間に大きな位置ずれが生じても、活性層からの光がｐ側電極によって遮蔽されないように、電流狭窄領域の上方の空間から十分に離れた第２化合物半導体層の頂面の部分にｐ側電極を設けることも考えられるが、メサ構造の微小化、電流狭窄領域の微小化といった要請を満足させることが困難であるが故に、あるいは又、微小な電流狭窄領域を形成することが困難な場合があるが故に、このような対処法は望ましいものではない。

従って、本発明の目的は、活性層からの光がｐ側電極によって遮蔽されてしまうといった現象が生じることを確実に防止し得る構成、構造を有する発光素子、及び、係る発光素子の製造方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る発光素子は、
第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層が順次積層されたメサ構造を有し、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において、メサ構造の側壁部から内部に向かって延びる絶縁領域によって囲まれた電流狭窄領域が設けられた発光素子であって、
メサ構造のうち絶縁領域が設けられた部分と同等の層構造を有する壁構造体が、メサ構造を包囲するように設けられており、
メサ構造と壁構造体とは、メサ構造のうち絶縁領域が設けられた部分と同等の層構造を有する少なくとも１つの橋状構造体で結ばれており、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極と、
壁構造体の頂面に設けられ、橋状構造体を介してメサ構造における第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
とを備えていることを特徴とする。

ここで、メサ構造のうち絶縁領域が設けられた部分と同等の層構造を有する壁構造体及び橋状構造体とは、壁構造体及び橋状構造体が、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層が順次積層され、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において、絶縁領域が形成された構造を有することを意味する。このように、壁構造体及び橋状構造体には絶縁領域が形成されているが、具体的には、係る絶縁領域は、例えば、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方の厚さ方向の一部に形成されている。第２化合物半導体層と活性層との界面で壁構造体及び橋状構造体に形成された絶縁領域を切断したときの仮想の切断面は、全て、絶縁領域で占められている。以下の説明においても同様である。

上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る発光素子の製造方法は、
（Ａ）第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
（Ｂ）少なくとも第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、以て、
第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層が順次積層されたメサ構造、
メサ構造と同等の層構造を有し、メサ構造を包囲するように設けられた壁構造体、並びに、
メサ構造と同等の層構造を有し、メサ構造と壁構造体とを結ぶ少なくとも１つの橋状構造体、
を得た後、
（Ｃ）メサ構造を構成する第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方の一部分に対して、メサ構造の側壁部から絶縁化処理を施して、外縁がメサ構造の側壁部まで延びる絶縁領域を形成し、以て、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得、同時に、壁構造体及び橋状構造体のそれぞれを構成する第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方に対して、壁構造体及び橋状構造体の側面部から絶縁化処理を施して、絶縁領域を得た後、
（Ｄ）露出した第１化合物半導体層の一部に電気的に接続された第１電極を設け、併せて、壁構造体の頂面に第２電極を設ける、
工程を具備することを特徴とする。

本発明の第１の態様に係る発光素子あるいは本発明の第１の態様に係る発光素子の製造方法（以下、これらを総称して、単に、本発明の第１の態様と呼ぶ場合がある）において、第２電極は壁構造体の頂面に設けられているが、第２電極は、壁構造体の頂面の全部に設けられていてもよいし、一部に設けられていてもよい。また、第２電極は、壁構造体の頂面に、連続的に設けられていてもよいし、不連続に設けられていてもよい。

本発明の第１の態様にあっては、壁構造体の外側側面部上に設けられた絶縁層の上を介して第２電極から壁構造体の下端まで延在する第２電極延在部を更に備えている構成とすることができる。

本発明の第１の態様にあっては、第２化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面で壁構造体を切断したときの壁構造体における絶縁領域の幅をＷ_W、第２化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面でメサ構造を切断したときのメサ構造における絶縁領域の幅をＷ_Iとしたとき、Ｗ_W／Ｗ_I≦２、好ましくは、Ｗ_W／Ｗ_I≦１を満足することが望ましい。また、第２化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面で橋状構造体を切断したときの橋状構造体における絶縁領域の幅をＷ_Bとしたとき、Ｗ_B／Ｗ_I≦２、好ましくは、Ｗ_B／Ｗ_I≦１を満足することが望ましい。更には、第２化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面でメサ構造及び壁構造体における絶縁領域を切断したときのメサ構造及び壁構造体との間の最短距離の最小値は、２．５×１０^-6（ｍ）、好ましくは、１．０×１０^-6（ｍ）を満足することが望ましい。尚、第２化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面は、第１化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面と等価である。

上記の好ましい形態を含む本発明の第１の態様にあっては、限定するものではないが、第２化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面で壁構造体を切断したときの壁構造体の断面形状は環状であり、第２化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面でメサ構造を切断したときのメサ構造の断面形状は円形である構成とすることができる。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様において、橋状構造体の数は、１以上であればよく、具体的には、１、２（仮想の直線上に配列された形態）、３（仮想の正三角形の頂点上に配列された形態）、４（仮想の正方形の頂点上に配列された形態）、５（仮想の正五角形の頂点上に配列された形態）、６（仮想の正六角形の頂点上に配列された形態）、８（仮想の正八角形の頂点上に配列された形態）を例示することができる。尚、橋状構造体の数は、第２化合物半導体層に電流を流すための給電点の数に相当する。また、第２電極から壁構造体の外側側面部上に設けられた絶縁層の部分の上に延びる第２電極延在部の数は、最低１つであればよい。尚、第２電極から壁構造体の外側側面部上に設けられた絶縁層の部分の上に延びる第２電極延在部の数が複数である場合には、第１化合物半導体層上に設けられた絶縁層の部分の上まで延びている第２電極延在部を、最終的に１つに纏めればよい。

上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る発光素子は、
第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層が順次積層されたメサ構造を有し、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において、メサ構造の側壁部から内部に向かって延びる絶縁領域によって囲まれた電流狭窄領域が設けられた発光素子であって、
メサ構造のうち絶縁領域が設けられた部分と同等の層構造を有すると共に、メサ構造の側壁部から突出する突起部が、少なくとも１つ、メサ構造には設けられており、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極と、
突起部の頂面に設けられ、第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
とを備えていることを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る発光素子の製造方法は、
（Ａ）第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
（Ｂ）少なくとも第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、以て、第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層が順次積層されたメサ構造、並びに、メサ構造の側壁部の上端から下端まで延びる少なくとも１つの突起部を得た後、
（Ｃ）メサ構造を構成する第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方の一部分、並びに、突起部を構成する第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方に対して、メサ構造の側壁部及び突起部の側面部から絶縁化処理を施して、外縁がメサ構造の側壁部及び突起部の側面部まで延びる絶縁領域を形成し、以て、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得た後、
（Ｄ）第１化合物半導体層の露出した一部に第１電極を設け、併せて、突起部の頂面に第２電極を設ける、
工程を具備することを特徴とする。

本発明の第２の態様に係る発光素子あるいは本発明の第２の態様に係る発光素子の製造方法（以下、これらを総称して、単に、本発明の第２の態様と呼ぶ場合がある）において、突起部の側面部上に設けられた絶縁層の上を介して第２電極から突起部の下端まで延在する第２電極延在部を更に備えている構成とすることができる。

本発明の第２の態様において、第２電極は突起部の頂面に設けられているが、具体的には、第２電極は、突起部の頂面に設けられ、あるいは又、場合によっては、突起部の頂面からメサ構造を構成する第２化合物半導体層の頂面の縁部を延在して設けられている。尚、従来の技術のように、第２化合物半導体層の頂面の外周部に連続してリング状に第２電極を設ける必要はない。第２化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面で突起部を切断したときの突起部の形状として、三角形、正方形や長方形、菱形、平行四辺形を含む四角形、多角形、丸みを帯びた四角形や多角形、円や楕円、長円（２つの半円と２本の線分とが組み合わされた図形）、扇形だけでなく、「Ｔ」字状（「Ｔ」字の垂直に延びる棒の部分の下端がメサ構造の側壁部から延び、「Ｔ」字の水平に延びる棒の部分が線分状あるいは弧状である形状）を例示することができる。更には、突起部の数は、１以上であればよく、具体的には、１、２（仮想の直線上に配列された形態）、３（仮想の正三角形の頂点上に配列された形態）、４（仮想の正方形の頂点上に配列された形態）、５（仮想の正五角形の頂点上に配列された形態）、６（仮想の正六角形の頂点上に配列された形態）、８（仮想の正八角形の頂点上に配列された形態）を例示することができる。尚、突起部の数は、第２化合物半導体層に電流を流すための給電点の数に相当する。また、突起部の数が複数の場合、メサ構造の側壁部に設けられた突起部の側面部上の絶縁層の部分の上を介して第１化合物半導体層上に設けられた絶縁層の部分の上まで延びている第２電極延在部を、最終的に１つに纏めればよい。

上記の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る発光素子は、
第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層が順次積層されたメサ構造を有し、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において、メサ構造の側壁部から内部に向かって延びる絶縁領域によって囲まれた電流狭窄領域が設けられた発光素子であって、
少なくとも絶縁領域まで達する複数の点状の孔部が、積層方向に沿って形成されており、
第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極と、
メサ構造の頂面のうち、複数の点状の孔部が形成された領域よりもメサ構造の側壁部側に設けられ、第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
とを備えていることを特徴とする。

上記の目的を達成するための本発明の第３の態様に係る発光素子の製造方法は、
（Ａ）第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
（Ｂ）少なくとも電流狭窄領域を形成すべき第２化合物半導体層の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部を形成し、次いで、
（Ｃ）第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方の一部分に対して、孔部側壁から絶縁化処理を施して絶縁領域を形成し、以て、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得た後、
（Ｄ）孔部が形成された部分よりも外側に位置する少なくとも第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、以て、第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層が順次積層され、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域が形成され、絶縁領域の外縁が側壁部まで延びるメサ構造を形成し、次いで、
（Ｅ）第１化合物半導体層の露出した一部に第１電極を設け、併せて、第２化合物半導体層の頂面の縁部に第２電極を設ける、
工程を具備することを特徴とする。

本発明の第３の態様に係る発光素子あるいは本発明の第３の態様に係る発光素子の製造方法（以下、これらを総称して、単に、本発明の第３の態様と呼ぶ場合がある）において、メサ構造の側壁部上に設けられた絶縁層の上を介して第２電極からメサ構造の下端まで延在する第２電極延在部を更に備えている構成とすることができる。

本発明の第３の態様において、第２電極は、第２化合物半導体層の頂面の縁部に設けられているが、具体的には、第２電極は、第２化合物半導体層の頂面の縁部の一部に設けられていてもよいし、第２化合物半導体層の頂面の縁部に、連続してあるいは不連続状にて、リング状に設けられていてもよい。また、第２電極からメサ構造の側壁部上に設けられた絶縁層の部分の上に延びる第２電極延在部の数は、最低１つであればよい。尚、第２電極からメサ構造の側壁部上に設けられた絶縁層の部分の上に延びる第２電極延在部の数が複数である場合には、第１化合物半導体層上に設けられた絶縁層の部分の上まで延びている第２電極延在部を、最終的に１つに纏めればよい。

本発明の第２の態様あるいは本発明の第３の態様にあっては、電流狭窄領域の面積をＳ_Conf、メサ構造を構成する第２化合物半導体層の頂面の面積をＳ_E2としたとき、あるいは又、電流狭窄領域の面積をＳ_Conf、第２化合物半導体層の頂面の第２電極が設けられていない部分の面積をＳ_E2としたとき、０＜Ｓ_Conf／Ｓ_E2＜１、好ましくは、０＜Ｓ_Conf／Ｓ_E2≦１／２を満足することが望ましい。そして、この場合、電流狭窄領域の外縁の射影像は、メサ構造を構成する第２化合物半導体層の頂面の外縁の射影像内に含まれ、あるいは又、電流狭窄領域の外縁の射影像は、第２化合物半導体層の頂面の第２電極が設けられていない部分の外縁の射影像内に含まれることが望ましく、更には、電流狭窄領域の外縁の射影像と、メサ構造を構成する第２化合物半導体層の頂面の外縁の射影像との間の最短距離の最小値、あるいは又、電流狭窄領域の外縁の射影像と、第２化合物半導体層の頂面の第２電極が設けられていない部分の外縁の射影像との間の最短距離の最小値は、２．５×１０^-6（ｍ）、好ましくは、１．０×１０^-6（ｍ）を満足することが望ましい。

また、本発明の第３の態様において、複数の点状の孔部の頂部は仮想の閉曲線上に配置されていることが望ましい。そして、この場合、仮想の閉曲線として、円や楕円、長円、正方形や長方形、菱形、平行四辺形を含む四角形、多角形、丸みを帯びた四角形や多角形を例示することができる。あるいは又、仮想の閉曲線を円と想定したときのこの想定された円の直径をＲ₀、孔部の断面形状を円と想定したときのこの想定された円の直径をＲ₁、孔部の数をＭとしたとき、
０＜（Ｍ×Ｒ₁ ²）／Ｒ₀ ²≦１
好ましくは、
０＜（Ｍ×Ｒ₁ ²）／Ｒ₀ ²≦０．２
を満足することが好ましい。ここで、直径Ｒ₀とは、仮想の閉曲線によって囲まれた領域の面積を求め、係る面積と同じ面積を有する円を想定したときの円の直径である。また、直径Ｒ₁とは、孔部の断面形状（孔部の軸線方向に対して垂直な面で孔部を切断したときの断面形状）の面積を求め、係る面積と同じ面積を有する円を想定したときの円の直径である。尚、Ｒ₁の値は、例えば、１μｍ≦Ｒ₁≦５μｍを満足することが好ましい。また、孔部の数をＭとしたとき、Ｍの値は、３以上、好ましくは８以上であることが望ましい。Ｍの値の上限は、適宜、決定すればよい。

本発明の第３の態様に係る発光素子の製造方法にあっては、前記工程（Ｃ）において、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方の一部分に対して孔部側壁から絶縁化処理を施すとき、１つの孔部の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域の形成が進行し、且つ、この１つの孔部に隣接した孔部の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域の形成が進行するときに、これらの２つの絶縁領域が繋がる以前にあっては、絶縁化処理によって形成が進行する絶縁領域の境界（便宜上、絶縁領域フロントと呼ぶ場合がある）の曲率の値は、孔部を基準として（即ち、それぞれの孔部の中心を原点としたとき）、正の値を取ることが好ましく、あるいは又、これらの２つの絶縁領域が繋がる以前にあっては、絶縁化処理によって形成が進行する絶縁領域の境界（絶縁領域フロント）の長さは、絶縁化処理の経過と共に増加することが好ましい。

また、本発明の第３の態様にあっては、少なくとも絶縁領域まで達する（一例として、少なくとも絶縁領域を形成すべき第２化合物半導体層の部分及びその上の第２化合物半導体層の部分を貫通する）複数の点状の孔部を形成するが、ここで、複数の点状の孔部は、第２化合物半導体層を貫通し、活性層まで延びていてもよいし、更には、活性層を貫通し、第１化合物半導体層の途中まで延びていてもよい。また、本発明の第３の態様にあっては、電流狭窄領域の平面形状は、複数の点状の孔部の頂部が位置する仮想の閉曲線の形状、点状の孔部の数、第２化合物半導体層における絶縁化処理の結晶面方位に依存した絶縁化の速度等に基づき決定されるので、所望の平面形状が得られるように、仮想の閉曲線の形状や点状の孔部の数を決定すればよい。

以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様、第２の態様あるいは第３の態様（以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）において、
絶縁領域及び電流狭窄領域は、第２化合物半導体層に設けられており、
第２化合物半導体層は、活性層側から、下層、中層（電流狭窄層）及び上層の３層構造を有し、
少なくとも中層は、ＩＩＩ族原子としてアルミニウム（Ａｌ）を含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体から構成されており、
絶縁領域及び電流狭窄領域は、中層に形成され、
中層における化合物半導体組成中のアルミニウム（Ａｌ）の原子百分率（Atomic %）の値は、下層及び上層における化合物半導体組成中のアルミニウム（Ａｌ）の原子百分率（Atomic %）の値よりも高い構成とすることができる。

尚、ＩＩＩ族原子として、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）を挙げることができるし、Ｖ族原子として、ヒ素（Ａｓ）、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）を挙げることができる。より具体的には、（中層／下層及び上層）を構成する化合物半導体の組成の組合せとして、（ＡｌＡｓ／ＧａＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＡｓＰ）、（ＡｌＡｓ／ＧａＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＡｌＧａＩｎＡｓ）、（ＡｌＡｓ／ＧａＩｎＡｓＰ）、（ＡｌＰ／ＧａＰ）、（ＡｌＰ／ＩｎＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＧａＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＩｎＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＡｓＰ）、（ＡｌＰ／ＡｌＧａＩｎＰ）、（ＡｌＳｂ／ＡｌＩｎＳｂ）、（ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ）、（ＡｌＩｎＡｓ／ＡｌＩｎＧａＡｓ）、（ＡｌＩｎＡｓ／ＡｌＧａＡｓ）、（ＡｌＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓＰ）、（ＡｌＩｎＡｓＰ／ＡｌＧａＡｓＰ）、（ＡｌＮ／ＡｌＧａＮ）を例示することができる。また、第１化合物半導体層を構成する化合物半導体として、ＡｌＡｓ、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＰ、ＧａＰ、ＧａＩｎＰ、ＡｌＩｎＰ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＡｓＰ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＡｌＡｓＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＡｌＧａＡｓＳｂ、ＡｌＮ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＧａＮを挙げることができるし、活性層を構成する化合物半導体として、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＩｎＡｓ、ＧａＩｎＡｓＰ、ＧａＩｎＰ、ＧａＳｂ、ＧａＡｓＳｂ、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＧａＩｎＮを挙げることができる。そして、これらの層の形成方法（成膜方法）として、有機金属化学的気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）や分子線エピタキシー法（ＭＢＥ法）、ハロゲンが輸送あるいは反応に寄与するハイドライド気相成長法を挙げることができる。

また、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、発光素子として、メサ構造を構成する第２化合物半導体層から光を出射する面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）を例示することができる。

尚、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の第１の態様、第２の態様、あるいは、第３の態様に係る発光素子の製造方法（以下、これらを総称して、単に、本発明の製造方法と呼ぶ場合がある）において、絶縁化処理は、第２化合物半導体層の一部分に対する酸化処理とすることができるが、このような処理に限定するものではなく、窒化処理でもよいし、第２化合物半導体層の一部分を無秩序化する処理であってもよいし、メサ構造の側壁部あるいは孔部の側壁の一部にイオン注入を行った後、熱処理を施すことで、不純物を第２化合物半導体層の一部分に拡散させる処理であってもよい。更には、絶縁化処理を酸化処理とする場合、酸化処理は高温の水蒸気を用いた処理（例えば、５０゜Ｃ乃至１００゜Ｃの水蒸気を１容積％乃至５０容積％含む大気雰囲気）とすることができる。

また、本発明の製造方法にあっては、第１電極を形成した後、第２電極を形成してもよいし、第２電極を形成した後、第１電極を形成してもよい。絶縁層の形成は第２電極の形成前であってもよいし、第２電極の後であってもよい。第２電極と第２電極延在部とは、個別に形成してもよいし、一体的に形成してもよい。

本発明において、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、且つ、少なくとも、第２化合物半導体層及び活性層が残された柱状（例えば、円筒状や円柱状）のメサ構造を形成するが、第２化合物半導体層及び活性層が選択的に除去されるだけでなく、第１化合物半導体層も、厚さ方向に一部、選択的に除去された状態とされてもよい。即ち、メサ構造は、少なくとも第２化合物半導体層及び活性層が、例えば、一種、島状に残された構造を有するが、第２化合物半導体層、活性層、及び、第１化合物半導体層の一部が、例えば、一種、島状に残された構造を有していてもよい。

本発明にあっては、メサ構造等の形成は、例えば、周知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術あるいはウェットエッチング技術との組合せに基づき行うことができるし、点状の孔部の形成は、周知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術との組合せに基づき行うことができる。

本発明において、メサ構造等をその上に形成するための基板として、サファイア基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＮ基板、ＳｉＣ基板、アルミナ基板、ＺｎＳ基板、ＺｎＯ基板、ＡｌＮ基板、ＬｉＭｇＯ基板、ＬｉＧａＯ₂基板、ＭｇＡｌ₂Ｏ₄基板、ＩｎＰ基板、Ｓｉ基板、これらの基板の表面（主面）に下地層やバッファ層が形成されたものを挙げることができる。また、絶縁層を構成する材料として、ＳｉＯ₂といったＳｉＯ_X系材料、ＳｉＮ_Y系材料、ＳｉＯ_XＮ_Y系材料、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、ＡｌＮ、Ａｌ₂Ｏ₃を例示することができる。絶縁層の形成方法として、例えば真空蒸着法やスパッタリング法といったＰＶＤ法、あるいは、ＣＶＤ法を挙げることができる。

本発明において、第１導電型としてｎ型を、第２導電型としてｐ型を挙げることができる。

本発明において、第２化合物半導体層の下層（活性層に近い層）を、例えば、第２クラッド層とすることができるし、第２化合物半導体層の上層（活性層から遠い層）を、例えば、第２ＤＢＲ層とすることができる。また、第１化合物半導体層は、例えば、活性層から遠くに位置する第１ＤＢＲ層と、活性層の近くに位置する第１クラッド層の積層構造とすることができる。一般に、ＤＢＲ層を構成する層の光学的厚さは、λ／４（λは発振波長）である。また、化合物半導体層に添加されるｎ型不純物として、例えば、ケイ素（Ｓｉ）やセレン（Ｓｅ）を挙げることができ、ｐ型不純物として、亜鉛（Ｚｎ）や、マグネシウム（Ｍｇ）、ベリリウム（Ｂｅ）を挙ることができる。

第１電極及び第２電極を構成する材料は、第１電極及び第２電極を形成するための下地層の導電型によって決定すればよく、あるいは又、光の出射方向によって決定すればよく、例えば、下地層の導電型がｐ型である場合、銀（Ｉｎ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｒｈ、Ｐｔを含有する銀合金を包含する）、Ｔｉ／Ａｕ、Ｃｒ／Ａｕ等から構成することができるし、下地層の導電型がｎ型である場合、チタン（Ｔｉ）、ＴｉＷやＴｉＭｏといったチタン合金から成る電極（例えば、ＴｉＷ層、Ｔｉ層／Ｎｉ層／Ａｕ層等）、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金、ＡｕＧｅ、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕ等から構成することができる。第１電極は、使用する基板の構成材料に依存して、基板の裏面に形成してもよいし、メサ構造形成時に露出した第１化合物半導体層の部分に形成してもよい。また、電極を透明にする必要がある場合には、電極をＩＴＯから構成すればよい。尚、電極が積層構造を有する場合、「／」の前の材料が基板側に位置する。また、電極に対して、必要に応じて、例えば、Ｔｉ層／Ｐｔ層／Ａｕ層等といった［接着層（Ｔｉ層やＣｒ層等）］／［バリアメタル層（Ｐｔ層、Ｎｉ層、ＴｉＷ層やＭｏ層等）］／［実装に対して融和性の良い金属層（例えばＡｕ層）］のような積層構成とした多層メタル層から成るコンタクト部（パッド部）を設けてもよい。電極、コンタクト部（パッド部）は、例えば、真空蒸着法やスパッタリング法といった各種のＰＶＤ法、各種のＣＶＤ法、メッキ法によって形成することができる。

本発明の第１の態様において、メサ構造の外側に、メサ構造を包囲するように壁構造体が設けられており、この壁構造体の頂面に第２電極が設けられている。そして、壁構造体における第２化合物半導体層は、橋状構造体における第２化合物半導体層を介してメサ構造における第２化合物半導体層と繋がっている。メサ構造における第２化合物半導体層の上には、第２電極は形成されていない。従って、メサ構造に形成された電流狭窄領域と第２電極との間に大きな位置ずれが生じても、活性層からの光が壁構造体の頂面に設けられた第２電極によって遮蔽されることは無い。

また、本発明の第２の態様において、第２電極は、メサ構造を構成する第２化合物半導体層の頂面の縁部よりも外側に位置する突起部の頂面に設けられている。従って、従来の発光素子のように、メサ構造における第２化合物半導体層の頂面の外周部の全体に必ずしもリング状の第２電極を形成する必要が無い。それ故、メサ構造に形成された電流狭窄領域と第２電極との間に大きな位置ずれが生じても、メサ構造における第２化合物半導体層に第２電極から確実に電流を供給でき、しかも、活性層からの光が、第２化合物半導体層の頂面の縁部の外側に設けられた第２電極によって遮蔽される可能性は少ない。尚、本発明の第２の態様は、広くは、本発明の第１の態様を包含する。即ち、本発明の第２の態様における突起部の形状に依っては、係る突起部は、本発明の第１の態様における壁構造及び橋状構造体と同じ形状、構成、構造となり得る。

更には、本発明の第３の態様にあっては、少なくとも絶縁領域まで達する複数の点状の孔部が積層方向に沿って形成されている。ここで、絶縁領域の形成は、孔部側壁から開始され、孔部を中心として外側に拡がっていく。従って、絶縁領域フロントの単位面積当たりの酸化種等、絶縁化処理に供される種の量は、絶縁化処理が進むにつれて減少するので、絶縁化処理の速度は低下していく。それ故、たとえ、電流狭窄構造が小さくとも、電流狭窄領域の幅、あるいは又、絶縁領域の幅の精密な制御を容易に行うことができる。しかも、複数の点状の孔部を形成すればよいだけなので、電流狭窄領域の形成それ自体も容易である。従って、メサ構造の微小化、電流狭窄領域の微小化といった要請を満足しつつ、電流狭窄領域と第２化合物半導体層の頂面に設けられた第２電極との間に大きな位置ずれが生じても、活性層からの光が第２電極によって遮蔽されないように、電流狭窄領域の上方の空間から十分に離れた第２化合物半導体層の頂面の部分に第２電極を設けることが可能となる。

更には、本発明にあっては、第２化合物半導体層の頂面に設けるべき第２電極の面積を小さくすることができる結果、第２電極と絶縁領域と第１電極によって構成される容量、即ち、寄生容量の減少を図ることができる。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。

実施例１は、第１の態様に係る発光素子、及び、本発明の第１の態様に係る発光素子の製造方法に関する。実施例１の発光素子の模式的な一部断面図を図１の（Ａ）に示し、模式的な一部平面図を図１の（Ｂ）に示す。尚、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例３において、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型とする。また、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例３において、発光素子は、第２化合物半導体層を介して光を出射する面発光レーザ素子（垂直共振器レーザ、ＶＣＳＥＬ）から成る。

実施例１の発光素子は、第１導電型（ｎ型）を有する第１化合物半導体層２０、活性層３０、及び、第２導電型（ｐ型）を有する第２化合物半導体層４０が順次積層された（具体的には、順次、基板１０上に積層された）メサ構造５０を有し、第１化合物半導体層２０及び第２化合物半導体層４０の少なくとも一方において（具体的には、実施例１にあっては第２化合物半導体層４０において）、メサ構造５０の側壁部５１から内部に向かって延びる絶縁領域４３によって囲まれた電流狭窄領域４４が設けられている。そして、第２電極（ｐ側電極）７２、第２電極延在部７２Ａ、及び、第１化合物半導体層２０に電気的に接続された第１電極（ｎ側電極）７１を備えている。

ここで、実施例１の発光素子にあっては、メサ構造５０のうち絶縁領域４３が設けられた部分と同等の層構造を有する壁構造体６０が、メサ構造５０を包囲するように設けられている。即ち、実施例１の発光素子にあっては、絶縁領域４３が設けられたメサ構造５０の部分と同じ構成を有する壁構造体６０が、メサ構造５０の外側に、メサ構造５０と離間して設けられている。尚、壁構造体６０とメサ構造５０との間に設けられた隙間（溝部）を参照番号４６で表す。そして、メサ構造５０と壁構造体６０とは、メサ構造５０のうち絶縁領域４３が設けられた部分と同等の層構造を有する少なくとも１つの橋状構造体６２で結ばれている。即ち、メサ構造５０と壁構造体６０とは、絶縁領域４３が設けられたメサ構造５０の部分と同じ構成を有する少なくとも１つの橋状構造体６２で結ばれている。また、少なくとも壁構造体６０の外側側面部６１及び露出した第１化合物半導体層２０（より具体的には、露出した第１ＤＢＲ層２１）の部分には、絶縁層７３が形成されており、第２電極７２は、壁構造体６０の頂面に設けられており（より具体的には、壁構造体６０の頂面の一部に連続して設けられており）、第２電極延在部７２Ａは、第２電極７２から、壁構造体６０の外側側面部６１上に設けられた絶縁層７３の部分の上を介して、壁構造体６０の下端、更には、第１化合物半導体層２０上に設けられた絶縁層７３の部分の上まで延びている。

より具体的には、実施例１、あるいは、後述する実施例２〜実施例３の発光素子におけるメサ構造５０は、ｎ型のＧａＡｓ基板から成る基板１０上に形成された第１化合物半導体層２０、活性層３０、及び、第２化合物半導体層４０から構成されている。ここで、第１化合物半導体層２０は、基板側から、以下の表１に示す組成を有する第１ＤＢＲ層２１及び第１クラッド層２２の積層構造から構成されている。また、メサ構造５０における活性層３０は、以下の表１に示す組成を有する多重量子井戸構造を有する。更には、メサ構造５０における第２化合物半導体層４０は、基板側から、以下の表１に示す組成を有する下層（第２クラッド層）４１、中層（電流狭窄層）４２、及び、上層（第２ＤＢＲ層）４５の積層構造から構成されている。中層（電流狭窄層）４２は、メサ構造５０の側壁部５１からメサ構造５０の中心部に向かって形成された絶縁領域４３、及び、絶縁領域４３によって囲まれた電流狭窄領域４４から構成されている。尚、電流狭窄領域４４の平面形状は、例えば、ＦＦＰ（Far Field Pattern）や横モード、縦モードに影響を与える。

上述したとおり、壁構造体６０は、メサ構造５０のうち絶縁領域４３が設けられた部分と同等の層構造を有する。即ち、壁構造体６０は、基板側から、第１化合物半導体層、活性層、及び、第２化合物半導体層から構成されている。尚、壁構造体６０を構成する第１化合物半導体層２０及び活性層３０Ｗは、メサ構造５０を構成する第１化合物半導体層２０及び活性層３０と同じ構成、構造を有する。一方、壁構造体６０を構成する第２化合物半導体層は、基板側から、下層（第２クラッド層）４１Ｗ、中層４２Ｗ、及び、上層（第２ＤＢＲ層）４５Ｗの積層構造から構成されている。中層（電流狭窄層）４２Ｗは、絶縁領域４３Ｗから構成されている。壁構造体６０を構成する下層（第２クラッド層）４１Ｗ及び上層（第２ＤＢＲ層）４５Ｗは、メサ構造５０を構成する下層（第２クラッド層）４１及び上層（第２ＤＢＲ層）４５と同じ構成、構造を有する。

上述したとおり、橋状構造体６２も、メサ構造５０のうち絶縁領域４３が設けられた部分と同等の層構造を有する。即ち、橋状構造体６２は、第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層が順次積層され（具体的には、順次、基板１０上に積層され）、第２化合物半導体層の一部には絶縁領域４３Ｂが形成された構造を有する。具体的には、橋状構造体６２は壁構造体６０と同じ構成、構造を有する。

露出した第１化合物半導体層２０の上方の第２電極延在部７２Ａの部分の上には、パッド部（図示せず）が形成されている。一方、基板１０の裏面には、第１電極（ｎ側電極）７１が形成されている。第１電極７１は、ＡｕＧｅ合金層から構成されており、基板１０を介して第１化合物半導体層２０に接続されている。また、第２電極７２及び第２電極延在部７２ＡはＴｉ層／Ａｕ層の積層構造から構成されており、パッド部はＴｉ層／Ｐｔ層／Ａｕ層の積層構成を有する。絶縁層７３は、例えば、ＳｉＯ₂から構成されている。後述する実施例２〜実施例３の発光素子においても同様である。

ここで、第２化合物半導体層４０と活性層３０との界面（第１化合物半導体層２０と活性層３０との界面と等価であり、また、基板表面と等価であり、以下、基板表面と呼ぶ）に平行な仮想平面で壁構造体６０を切断したときの壁構造体６０の断面形状は環状であり、基板表面に平行な仮想平面でメサ構造５０を切断したときのメサ構造５０の断面形状は円形である。より具体的には、基板表面に平行な仮想平面で壁構造体６０を切断したときの壁構造体６０における絶縁領域４３Ｗの幅をＷ_W、基板表面に平行な仮想平面でメサ構造５０を切断したときのメサ構造５０における絶縁領域４３の幅をＷ_Iとしたとき、Ｗ_Wの値を５μｍ、Ｗ_Iの値を５μｍ（メサ構造５０全体としては、その２倍の１０μｍ）とした。従って、Ｗ_W／Ｗ_I＝１である。また、基板表面に平行な仮想平面で橋状構造体６２を切断したときの橋状構造体６２における絶縁領域４３Ｂの幅をＷ_Bとしたとき、Ｗ_Bを１０μｍとした。従って、Ｗ_B／Ｗ_I＝２である。更には、基板表面に平行な仮想平面でメサ構造５０及び壁構造体６０における絶縁領域４３，４３Ｗを切断したときのメサ構造５０及び壁構造体６０との間の最短距離の最小値（隙間４６の幅の最小値Ｄ_MW）は、メサ構造５０及び壁構造体６０との間の距離にバラツキが生じ得るので、２．５μｍである。即ち、基板表面に平行な仮想平面で壁構造体６０を切断したときの壁構造体６０の断面形状は環状（外径４０μｍ、内径３０μｍ）であり、基板表面に平行な仮想平面でメサ構造５０を切断したときのメサ構造５０の断面形状は円形（直径２０μｍ）である。また、実施例１にあっては、橋状構造体６２の数は４であり、橋状構造体６２は仮想の正方形の頂点上に配列された形態である。

以下、基板等の模式的な一部端面図である図２の（Ａ）、（Ｂ）、図３の（Ａ）、（Ｂ）、図４の（Ａ）、（Ｂ）、上方から第２化合物半導体層を眺めた模式図である図５及び図７、並びに、中層４２を基板１０の主面に平行な仮想平面で切断したときの模式図である図６を参照して、実施例１の発光素子の製造方法の概要を説明する。尚、各層は、例えば、ＭＯＣＶＤ法により形成することができる。この際、ＩＩＩ−Ｖ族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（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アルシン（ＡｓＨ₃）を用い、ドナー不純物の原料としては、例えば、Ｈ₂Ｓｅを用い、アクセプタ不純物の原料としては、例えば、ジメチルジンク（ＤＭＺ）を用いる。また、例えば、塩素系ガスによるドライエッチング技術によって各層のエッチングを行うことができる。後述する実施例２〜実施例３の発光素子においても同様である。

［工程−１００］
先ず、ｎ−ＧａＡｓから成る基板１０の主面上に、周知のＭＯＣＶＤ技術を用いて、第１導電型（具体的には、ｎ型）を有する第１化合物半導体層２０（第１ＤＢＲ層２１及び第１クラッド層２２）、活性層３０、及び、第２導電型（具体的には、ｐ型）を有する第２化合物半導体層４０（下層（第２クラッド層）４１、中層（電流狭窄層）４２、及び、上層（第２ＤＢＲ層）４５）を、順次、形成（成膜）する（図２の（Ａ）参照）。

［工程−１１０］
その後、少なくとも第２化合物半導体層４０及び活性層３０の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層２０の一部を露出させる。尚、この状態の模式的な一部断面図を図２の（Ｂ）に示し、模式的な部分的平面図を図５に示す。具体的には、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、メサ構造５０を形成すべき部分、並びに、壁構造体６０及び橋状構造体６２を形成すべき部分を除き、第２化合物半導体層４０及び活性層３０の一部、更には、第１化合物半導体層２０の一部を厚さ方向に選択的に除去することで、第１化合物半導体層２０の一部を露出させる。こうして、
（１）第１化合物半導体層２０、活性層３０及び第２化合物半導体層４０が順次積層され（具体的には、順次、基板１０上に積層され）、一種、島状に残された柱状（例えば、円筒状や円柱状）のメサ構造５０、
（２）メサ構造５０と同等の層構造を有し、メサ構造５０を包囲するように設けられた壁構造体６０（即ち、メサ構造５０の外側に、メサ構造５０と離間して位置し、メサ構造５０と同じ構成を有する壁構造体６０）、並びに、
（３）メサ構造５０と同等の層構造を有し、メサ構造５０と壁構造体６０とを結ぶ少なくとも１つの橋状構造体６２（即ち、メサ構造５０と同じ構成を有し、メサ構造５０と壁構造体６０とを結ぶ少なくとも１つの橋状構造体６２）、
を得ることができる。メサ構造５０、壁構造体６０及び橋状構造体６２は、この時点では、より具体的には、下から、第１化合物半導体層２０の一部、活性層３０、及び、第２の化合物半導体層４０から構成されている。

［工程−１２０］
次いで、メサ構造５０を構成する第１化合物半導体層２０及び第２化合物半導体層４０の少なくとも一方の一部分に対して、具体的には、メサ構造５０を構成する第２化合物半導体層４０の一部分に対して、メサ構造５０の側壁部５１から絶縁化処理を施して、外縁がメサ構造５０の側壁部５１まで延びる絶縁領域４３を形成する。具体的には、基板１０を、例えば、１００゜Ｃの水蒸気を１容積％含む大気雰囲気に暴露する。すると、水蒸気によって、ＡｌＡｓから構成された中層４２が、メサ構造５０の側壁部５１から酸化され始める。尚、他の化合物半導体層にあっても、係る化合物半導体層におけるメサ構造５０の側壁部５１は水蒸気に晒されるが、ＡｌＡｓから構成された中層４２よりも酸化の速度は非常に遅い。そして、例えば、１０分間、係る雰囲気に暴露し続けることで、第２化合物半導体層４０の中層４２において絶縁領域４３で囲まれた電流狭窄領域４４を得ることができる。また、同時に、壁構造体６０及び橋状構造体６２のそれぞれを構成する第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方に対して（具体的には、第２化合物半導体層４０）に対して、壁構造体６０及び橋状構造体６２の側面部から絶縁化処理を施して、絶縁領域４３Ｗ，４３Ｂを形成する。絶縁領域４３，４３Ｗ，４３Ｂの形成が完了した時点の状態を、図３の（Ａ）の模式的な一部断面図に示す。また、中層４２を基板１０の主面に平行な仮想平面で切断したときの模式図を図６に示す。尚、図６において、絶縁領域４３，４３Ｗ，４３Ｂを明示するために、絶縁領域４３，４３Ｗ，４３Ｂに斜線を付した。

［工程−１３０］
次いで、例えば、所謂リフトオフ法及び真空蒸着法に基づき、壁構造体６０を構成する第２化合物半導体層の頂面の部分にリング状の第２電極（ｐ側電極）７２を形成する。具体的には、第２電極（ｐ側電極）７２を形成すべき壁構造体６０を構成する第２化合物半導体層の頂面の部分（上層４５Ｗの一部分）が露出したレジスト層４７を形成した後（図３の（Ｂ）参照）、真空蒸着法に基づきＴｉ層／Ａｕ層の積層構造を成膜し、次いで、レジスト層４７を除去する。こうして得られた状態の模式的な一部断面図を図４の（Ａ）に示し、模式的な部分的平面図を図７に示す。尚、図面においては、第２電極７２の形成時におけるフォトマスクの位置合わせずれが生じた状態を示した。

［工程−１４０］
その後、少なくとも壁構造体６０の外側側面部６１及び露出した第１化合物半導体層２０（より具体的には、露出した第１ＤＢＲ層２１）の部分に、絶縁層７３を形成する。具体的には、実施例１にあっては、例えば、ＣＶＤ法及びエッチング技術に基づき、メサ構造５０、壁構造体６０、橋状構造体６２、露出した第１化合物半導体層２０、及び、第２電極（ｐ側電極）７２の上に、例えばＳｉＯ₂から成る絶縁層７３を形成し、次いで、第２電極（ｐ側電極）７２の一部分の上方の絶縁層７３を除去して開口部７３Ａを設ける（図４の（Ｂ）参照）。

［工程−１５０］
その後、例えば、所謂リフトオフ法及び真空蒸着法に基づき、第２電極７２から、壁構造体６０の外側側面部６１上に設けられた絶縁層７３の部分の上を介して、第１化合物半導体層２０上に設けられた絶縁層７３の部分の上まで延びる第２電極延在部７２Ａを設ける。次に、第１化合物半導体層２０の上方に位置する第２電極延在部７２Ａの部分の上にパッド部（図示せず）を形成する。その後、基板１０の裏面に第１電極（ｎ側電極７１）を形成する。第１電極（ｎ側電極７１）は、基板１０を介して第１化合物半導体層２０に接続されている。次いで、合金化処理を行った後、例えば、ダイシング法にて、発光素子を個別化（分離）することで、図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示した実施例１の発光素子を得ることができる。

実施例１にあっては、メサ構造５０のうち絶縁領域４３が設けられた部分と同等の層構造を有する壁構造体６０が、メサ構造５０を包囲するように設けられており、メサ構造５０と壁構造体６０とは、メサ構造５０のうち絶縁領域が設けられた部分と同等の層構造を有する少なくとも１つの橋状構造体６２で結ばれている。即ち、メサ構造５０の外側に、メサ構造５０と離間して壁構造体６０が設けられており、この壁構造体６０の頂面に第２電極７２が設けられている。そして、壁構造体６０における第２化合物半導体層は、橋状構造体６２における第２化合物半導体層を介してメサ構造５０における第２化合物半導体層と繋がっている。メサ構造５０における第２化合物半導体層４０の上には、第２電極は形成されていない。従って、メサ構造５０に形成された電流狭窄領域４４と第２電極７２との間に大きな位置ずれが生じても、活性層３０からの光が壁構造体６０の頂面に設けられた第２電極７２によって遮蔽されることは無い。また、第２化合物半導体層の頂面に設けるべき第２電極７２の面積を小さくすることができる結果、第２電極７２と絶縁領域４３Ｗと第１電極７１によって構成される容量、即ち、寄生容量の減少を図ることができる。

実施例２は、第２の態様に係る発光素子、及び、本発明の第２の態様に係る発光素子の製造方法に関する。実施例２の発光素子の模式的な一部断面図を図８の（Ａ）に示し、模式的な一部平面図を図８の（Ｂ）に示す。

実施例２の発光素子は、実施例１と同様に、第１導電型（ｎ型）を有する第１化合物半導体層２０、活性層３０、及び、第２導電型（ｐ型）を有する第２化合物半導体層４０が順次積層されたメサ構造を有し、第１化合物半導体層２０及び第２化合物半導体層４０の少なくとも一方において、メサ構造５０の側壁部５１から内部に向かって延びる絶縁領域４３によって囲まれた電流狭窄領域４４が設けられている。具体的には、実施例２の発光素子は、実施例１と同様に、第１導電型（ｎ型）を有する第１化合物半導体層２０、活性層３０、及び、第２導電型（ｐ型）を有する第２化合物半導体層４０が、順次、基板１０上に積層され、第２化合物半導体層４０の一部には絶縁領域４３で囲まれた電流狭窄領域４４が層状に形成されたメサ構造５０を有し、絶縁領域４３の外縁がメサ構造５０の側壁部５１まで延びており、第１化合物半導体層２０の一部が露出した発光素子である。そして、第２電極（ｐ側電極）７２、第２電極延在部７２Ａ、及び、第１化合物半導体層２０に電気的に接続された第１電極（ｎ側電極）７１を備えている。

実施例２の発光素子にあっては、少なくともメサ構造５０の側壁部５１及び露出した第１化合物半導体層２０（より具体的には、露出した第１ＤＢＲ層２１）の部分には、絶縁層７３が形成されている。そして、メサ構造５０のうち絶縁領域４３が設けられた部分と同等の層構造を有すると共に、メサ構造５０の側壁部５１から突出する突起部８０が、少なくとも１つ、メサ構造５０には設けられている。第２電極（ｐ側電極）７２は、突起部８０の頂面に設けられ、第２化合物半導体層４０に電気的に接続されている。具体的には、メサ構造５０の側壁部５１には、メサ構造５０の側壁部５１の上端から下端まで延びる突起部８０が少なくとも１つ設けられている。更には、第２電極延在部７２Ａは、第２電極７２から、メサ構造５０の側壁部５１に設けられた突起部８０の側面部上の絶縁層７３の部分の上を介して、第１化合物半導体層２０上に設けられた絶縁層７３の部分の上まで延びている。

ここで、実施例２の発光素子にあっては、具体的には、第２電極７２は、突起部８０の頂面に相当する第２化合物半導体層４０の頂面の縁部の部分に設けられている。また、基板表面に平行な仮想平面で突起部８０を切断したときの突起部８０の形状は、扇形である。更には、突起部８０の数は、実施例２にあっては、１である。また、電流狭窄領域４４の面積をＳ_Conf、メサ構造５０を構成する第２化合物半導体層４０の頂面の面積をＳ_E2としたとき、Ｓ_Conf／Ｓ_E2＜１である。そして、電流狭窄領域４４の外縁の射影像は、メサ構造５０を構成する第２化合物半導体層４０の頂面の外縁の射影像内に含まれており、更には、電流狭窄領域４４の外縁の射影像と、メサ構造５０を構成する第２化合物半導体層４０の頂面の外縁の射影像との間の最短距離の最小値は、１×１０^-6（ｍ）である。尚、電流狭窄領域４４の外縁の射影像と、メサ構造５０を構成する第２化合物半導体層４０の頂面の外縁の射影像との関係を、図１２の（Ｂ）に模式的に示すが、電流狭窄領域４４の外縁の射影像を右上から左下に延びる斜線で示し、第２化合物半導体層４０の頂面の第２電極７２が設けられていない部分の外縁の射影像を左上から右下に延びる斜線で示した。

以下、基板等の模式的な一部端面図である図９の（Ａ）、（Ｂ）、図１０の（Ａ）、（Ｂ）、上方から第２化合物半導体層を眺めた模式図である図１１の（Ａ）、図１２の（Ａ）、並びに、中層４２を基板１０の主面に平行な仮想平面で切断したときの模式図である図１１の（Ｂ）を参照して、実施例２の発光素子の製造方法の概要を説明する。

［工程−２００］
先ず、実施例１の［工程−１００］と同様にして、ｎ−ＧａＡｓから成る基板１０の主面上に、周知のＭＯＣＶＤ技術を用いて、第１導電型（具体的には、ｎ型）を有する第１化合物半導体層２０（第１ＤＢＲ層２１及び第１クラッド層２２）、活性層３０、及び、第２導電型（具体的には、ｐ型）を有する第２化合物半導体層４０（下層（第２クラッド層）４１、中層（電流狭窄層）４２、及び、上層（第２ＤＢＲ層）４５）を、順次、形成（成膜）する（図２の（Ａ）参照）。

［工程−２１０］
その後、実施例１の［工程−１１０］と同様にして、少なくとも第２化合物半導体層４０及び活性層３０の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層２０の一部を露出させる。尚、この状態の模式的な一部断面図を図９の（Ａ）に示し、模式的な部分的平面図を図１１の（Ａ）に示す。具体的には、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、メサ構造５０及び突起部８０を形成すべき部分を除き、第２化合物半導体層４０及び活性層３０の一部、更には、第１化合物半導体層２０の一部を厚さ方向に選択的に除去することで、第１化合物半導体層２０の一部を露出させる。こうして、第１化合物半導体層２０、活性層３０及び第２化合物半導体層４０が順次積層されたメサ構造５０、並びに、メサ構造５０の側壁部５１の上端から下端まで側壁部５１から突出して延び、メサ構造５０と同等の層構造を有する少なくとも１つの突起部８０を得ることができる。メサ構造５０及び突出部８０は、より具体的には、下から、第１化合物半導体層２０の一部、活性層３０、及び、第２の化合物半導体層４０から構成されている。そして、メサ構造５０は、露出した第１化合物半導体層２０によって取り囲まれている。

［工程−２２０］
次いで、メサ構造５０を構成する第１化合物半導体層２０及び第２化合物半導体層４０の少なくとも一方の一部分、並びに、突起部８０を構成する第１化合物半導体層２０及び第２化合物半導体層４０の少なくとも一方に対して、メサ構造５０の側壁部５１及び突起部８０の側面部から絶縁化処理を施す。具体的には、実施例１の［工程−１２０］と同様にして、メサ構造５０を構成する第２化合物半導体層４０の一部分に対して、メサ構造５０の側壁部５１から絶縁化処理を施して、外縁がメサ構造５０の側壁部５１まで延びる絶縁領域４３を形成する。同時に、突起部８０を構成する第２化合物半導体層４０に対して、突起部８０の側面部から絶縁化処理を施して、外縁が突起部８０の側面部まで延びる絶縁領域４３Ｐを形成する。こうして、第２化合物半導体層４０において絶縁領域４３で囲まれた電流狭窄領域４４を得ることができる。絶縁領域４３の形成が完了した時点の状態を、図９の（Ｂ）の模式的な一部断面図に示す。また、中層４２を基板１０の主面に平行な仮想平面で切断したときの模式図を図１１の（Ｂ）に示す。尚、図１１の（Ｂ）において、絶縁領域４３，４３Ｐを明示するために、絶縁領域４３，４３Ｐに斜線を付した。ここで、絶縁領域４３Ｐは、突起部８０に形成された絶縁領域を指す。

［工程−２３０］
次いで、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、例えば、所謂リフトオフ法及び真空蒸着法に基づき、突起部８０に相当する第２化合物半導体層４０の頂面の縁部の一部に第２電極（ｐ側電極）７２を形成する。具体的には、第２電極（ｐ側電極）７２を形成すべき第２化合物半導体層４０の頂面の部分（上層４５の一部分であり、突起部８０の頂面が相当する）が露出したレジスト層を形成した後、真空蒸着法に基づきＴｉ層／Ａｕ層の積層構造を成膜し、次いで、レジスト層を除去する。こうして得られた状態の模式的な一部断面図を図１０の（Ａ）に示し、模式的な部分的平面図を図１２の（Ａ）に示す。

［工程−２４０］
その後、実施例１の［工程−１４０］と同様にして、少なくとも、メサ構造５０の側壁部５１及び露出した第１化合物半導体層２０（より具体的には、露出した第１ＤＢＲ層２１）の部分に、絶縁層７３を形成する。具体的には、実施例２にあっては、例えば、ＣＶＤ法及びエッチング技術に基づき、メサ構造５０、露出した第１化合物半導体層２０、及び、第２電極（ｐ側電極）７２の上に、例えばＳｉＯ₂から成る絶縁層７３を形成し、次いで、第２電極（ｐ側電極）７２の一部分の上方の絶縁層７３を除去して開口部７３Ａを設ける（図１０の（Ｂ）参照）。

［工程−２５０］
その後、実施例１の［工程−１５０］と同様にして、例えば、所謂リフトオフ法及び真空蒸着法に基づき、第２電極７２から、メサ構造５０の側壁部５１に設けられた突起部８０の側面部上の絶縁層７３の部分の上を介して、第１化合物半導体層２０上に設けられた絶縁層７３の部分の上まで延びる第２電極延在部７２Ａを設ける。次に、第１化合物半導体層２０の上方に位置する第２電極延在部７２Ａの部分の上にパッド部（図示せず）を形成する。その後、基板１０の裏面に第１電極（ｎ側電極７１）を形成する。第１電極（ｎ側電極７１）は、基板１０を介して第１化合物半導体層２０に接続されている。次いで、合金化処理を行った後、例えば、ダイシング法にて、発光素子を個別化（分離）することで、図８の（Ａ）及び（Ｂ）に示した実施例２の発光素子を得ることができる。

実施例２にあっては、第２電極７２が第２化合物半導体層４０の頂面の縁部の一部に相当する突起部８０に設けられている。従って、従来の発光素子のように、メサ構造における第２化合物半導体層の頂面の外周部の全体に必ずしもリング状の第２電極を形成する必要が無い。それ故、メサ構造５０に形成された電流狭窄領域４４と第２電極７２との間に大きな位置ずれが生じても、メサ構造５０における第２化合物半導体層４０に第２電極７２から確実に電流を供給でき、しかも、活性層３０からの光が、突起部８０の頂面に設けられた第２電極７２によって遮蔽される可能性は少ない。また、第２化合物半導体層の頂面に設けるべき第２電極７２の面積を小さくすることができる結果、第２電極７２と絶縁領域４３Ｐと第１電極７１によって構成される容量、即ち、寄生容量の減少を図ることができる。尚、上述したとおり、本発明の第２の態様は、広くは、本発明の第１の態様を包含する。

実施例３は、第３の態様に係る発光素子、及び、本発明の第３の態様に係る発光素子の製造方法に関する。実施例３の発光素子の模式的な一部断面図を図１３の（Ａ）に示し、模式的な一部平面図を図１３の（Ｂ）に示す。

実施例３の発光素子は、実施例１と同様に、第１導電型（ｎ型）を有する第１化合物半導体層２０、活性層３０、及び、第２導電型（ｐ型）を有する第２化合物半導体層４０が順次積層された（具体的には、順次、基板１０上に積層された）メサ構造を有し、第１化合物半導体層２０及び第２化合物半導体層４０の少なくとも一方において、メサ構造５０の側壁部５１から内部に向かって延びる絶縁領域４３によって囲まれた電流狭窄領域４４が設けられている。即ち、実施例３の発光素子は、第２化合物半導体層４０の一部には絶縁領域４３で囲まれた電流狭窄領域４４が層状に形成されたメサ構造５０を有し、絶縁領域４３の外縁がメサ構造５０の側壁部５１まで延びており、第１化合物半導体層２０の一部が露出した発光素子である。そして、第２電極（ｐ側電極）７２、第２電極延在部７２Ａ、及び、第１化合物半導体層２０に電気的に接続された第１電極（ｎ側電極）７１を備えている。

実施例３の発光素子にあっては、少なくともメサ構造５０の側壁部５１及び露出した第１化合物半導体層２０（より具体的には、露出した第１ＤＢＲ層２１）の部分には、絶縁層７３が形成されている。そして、第２電極（ｐ側電極）７２は、メサ構造５０の頂面（第２化合物半導体層４０の頂面）のうち、複数の点状の孔部９０が形成された領域よりもメサ構造５０の側壁部５１側に設けられ、第２化合物半導体層４０に電気的に接続されている。更には、第２電極延在部７２Ａは、第２電極７２から、メサ構造５０の側壁部５１上に設けられた絶縁層７３の部分の上を介して、メサ構造５０の下端部、更には、第１化合物半導体層２０上に設けられた絶縁層７３の部分の上まで延びている。そして、少なくとも絶縁領域４３及びその上の第２化合物半導体層４０の部分には、厚さ方向に複数の点状の孔部９０が形成されている。

ここで、実施例３の発光素子にあっては、具体的には、第２電極７２は、第２化合物半導体層４０の頂面の縁部に、連続して、リング状に設けられている（図１９の（Ｂ）参照）。電流狭窄領域４４の平面形状は、概ね、辺が凹んだ概ね正八角形の形状を有し、係る平面形状の面積と等しい円形を想定したとき、この円形の直径Ｒ₂（図１８の（Ｂ）参照）は１０μｍである。また、メサ構造５０は円柱形であり、その直径Ｒ₃（図１９の（Ａ）参照）は３０μｍである。尚、電流狭窄領域４４の面積をＳ_Conf、第２化合物半導体層４０の頂面の第２電極７２が設けられていない部分の面積をＳ_E2としたとき、Ｓ_Conf／Ｓ_E2＜１である。そして、電流狭窄領域４４の外縁の射影像は、第２化合物半導体層４０の頂面の第２電極７２が設けられていない部分の外縁の射影像内に含まれており、更には、電流狭窄領域４４の外縁の射影像と、第２化合物半導体層４０の頂面の第２電極７２が設けられていない部分の外縁の射影像との間の最短距離の最小値は、１×１０^-6（ｍ）である。尚、電流狭窄領域４４の外縁の射影像と、第２化合物半導体層４０の頂面の第２電極７２が設けられていない部分の外縁の射影像との関係を、図２０に模式的に示すが、電流狭窄領域４４の外縁の射影像を右上から左下に延びる斜線で示し、第２化合物半導体層４０の頂面の第２電極７２が設けられていない部分の外縁の射影像を左上から右下に延びる斜線で示した。

以下、基板等の模式的な一部端面図である図１４の（Ａ）、（Ｂ）、図１５の（Ａ）、（Ｂ）、図１６の（Ａ）、（Ｂ）、上方から第２化合物半導体層を眺めた模式図である図１７の（Ａ）、図１９の（Ｂ）、並びに、中層４２を基板１０の主面に平行な仮想平面で切断したときの模式図である図１７の（Ｂ）、図１８の（Ａ）、（Ｂ）、図１９の（Ａ）を参照して、実施例３の発光素子の製造方法の概要を説明する。

［工程−３００］
先ず、実施例１の［工程−１００］と同様にして、ｎ−ＧａＡｓから成る基板１０の主面上に、周知のＭＯＣＶＤ技術を用いて、第１導電型（具体的には、ｎ型）を有する第１化合物半導体層２０（第１ＤＢＲ層２１及び第１クラッド層２２）、活性層３０、及び、第２導電型（具体的には、ｐ型）を有する第２化合物半導体層４０（下層（第２クラッド層）４１、中層（電流狭窄層）４２、及び、上層（第２ＤＢＲ層）４５）を、順次、形成（成膜）する（図２の（Ａ）参照）。

［工程−３１０］
その後、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、少なくとも電流狭窄領域４４を形成すべき第２化合物半導体層４０の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部（微小孔）９０を形成する。この状態の模式的な一部断面図を図１４の（Ａ）に示し、上方から第２化合物半導体層４０を眺めた模式図を図１７の（Ａ）に示し、中層４２を基板１０の主面に平行な仮想平面で切断したときの模式図を図１７の（Ｂ）に示す。実施例３にあっては、具体的には、孔部９０は、第２化合物半導体層４０及び活性層３０を貫通し、第１化合物半導体層２０の厚さ方向、途中まで延びている。ここで、孔部９０の数Ｍを８とし、断面形状が円形の孔部９０の直径Ｒ₁（図１７の（Ａ）参照）を４μｍとした。複数の点状の孔部９０の頂部は、電流狭窄領域を形成すべき領域に位置する仮想の閉曲線（具体的には、図１７の（Ａ）及び（Ｂ）に点線で示す直径Ｒ₀＝３０μｍの円）上に配置されている。従って、
（Ｍ×Ｒ₁ ²）／Ｒ₀ ²＝８×４²／３０²
である。

［工程−３２０］
次いで、第１化合物半導体層２０及び第２化合物半導体層４０の少なくとも一方の一部分に対して、孔部９０の側壁から絶縁化処理を施して、絶縁領域４３を形成する。具体的には、第２化合物半導体層４０の一部分（具体的には、中層４２）に対して、孔部９０の側壁から絶縁化処理（具体的には、酸化処理）を施して、絶縁領域４３を形成する。こうして、第２化合物半導体層４０において絶縁領域４３で囲まれた電流狭窄領域４４を得ることができる。より具体的には、基板１０を、例えば、１００゜Ｃの水蒸気を１容積％含む大気雰囲気に暴露する。すると、水蒸気によって、ＡｌＡｓから構成された中層４２が、孔部９０の側壁から酸化され始める。尚、他の化合物半導体層にあっても、係る化合物半導体層における孔部９０の側壁は水蒸気に晒されるが、ＡｌＡｓから構成された中層４２よりも酸化の速度は非常に遅い。そして、例えば、１０分間、係る雰囲気に暴露し続けることで、第２化合物半導体層４０の中層４２において絶縁領域４３で囲まれた電流狭窄領域４４を得ることができる。絶縁領域４３の形成の途中の状態を、図１４の（Ｂ）の模式的な一部断面図に示し、絶縁領域４３の形成が完了した時点の状態を、図１５の（Ａ）の模式的な一部断面図に示す。また、中層４２を基板１０の主面に平行な仮想平面で切断したときの模式図を、図１８の（Ａ）、（Ｂ）に示す。尚、図１８の（Ａ）は、酸化処理の開始直後の状態を示し、図１８の（Ｂ）は、酸化処理が完了した時点の状態を示す。ここで、１つの孔部９０の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域４３の形成が進行し、且つ、この１つの孔部９０に隣接した孔部９０の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域４３の形成が進行する。図１８の（Ａ）、（Ｂ）、後述する図１９の（Ａ）において、絶縁領域４３を明示するために、絶縁領域４３に斜線を付した。

ところで、例えば、実施例２の［工程−２２０］にあっては、酸化が進むにつれ、酸化反応速度が増加していく。即ち、メサ構造５０の側壁部５１から酸化を行うので、酸化処理によって第２化合物半導体層４０の中層４２における絶縁領域４３の形成がメサ構造５０の中心部に向かって進行するとき、酸化が進行している第２化合物半導体層４０の境界（絶縁領域フロント４３Ｆ）の面積が減少し、絶縁領域フロント４３Ｆの単位面積当たりの酸化種（水分子や酸素分子等）の量が増加する。その結果、酸化が進むにつれて、酸化反応速度が増加していくので、絶縁領域４３の幅の精密な制御が難しくなる場合がある。

一方、実施例３にあっては、第２化合物半導体層４０の一部分（具体的には、中層４２）に対して孔部９０の側壁から絶縁化処理（具体的には、酸化処理）を施すとき、１つの孔部９０の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域４３の形成が進行し、且つ、この１つの孔部９０に隣接した孔部９０の側壁からの絶縁化処理によって絶縁領域４３の形成が進行するときに（図１８の（Ａ）、（Ｂ）参照）、これらの２つの絶縁領域４３が繋がる以前にあっては、絶縁化処理によって形成が進行する絶縁領域４３の境界（絶縁領域フロント４３Ｆ）の曲率の値は、孔部９０を基準として、正の値を取る。あるいは又、これらの２つの絶縁領域４３が繋がる以前にあっては、絶縁化処理によって形成が進行する絶縁領域４３の境界（絶縁領域フロント４３Ｆ）の長さは、絶縁化処理の経過と共に増加する。従って、酸化処理によって第２化合物半導体層４０の中層４２における絶縁領域４３の形成がメサ構造５０の中心部に向かって進行するとき、酸化が進行している第２化合物半導体層４０の境界（絶縁領域フロント４３Ｆ）の面積が増加し、絶縁領域フロント４３Ｆの単位面積当たりの酸化種（水分子や酸素分子等）の量が減少する。その結果、酸化が進むにつれて、酸化反応速度が低下していくので、酸化時間の制御に基づく絶縁領域４３の幅の精密な制御を容易に行うことができる。

［工程−３３０］
その後、例えば、リソグラフィ技術及びエッチング技術に基づき、孔部９０が形成された部分よりも外側に位置する第２化合物半導体層４０、活性層３０、更には、第１化合物半導体層２０の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層２０の一部を露出させる。こうして、第１化合物半導体層２０、活性層３０及び第２化合物半導体層４０が、順次、基板１０上に積層され、第２化合物半導体層４０の一部に絶縁領域４３で囲まれた層状の電流狭窄領域４４が形成され、絶縁領域４３の外縁が側壁部５１まで延び、少なくとも第２化合物半導体層４０及び活性層３０が、一種、島状に残された柱状（例えば、円筒状や円柱状）のメサ構造５０を得ることができる（図１５の（Ｂ）及び図１９の（Ａ）参照）。メサ構造５０は、より具体的には、下から、第１化合物半導体層２０の一部、活性層３０、及び、第２の化合物半導体層４０から構成されている。そして、メサ構造５０は、露出した第１化合物半導体層２０によって取り囲まれている。孔部９０は残されている。メサ構造５０の直径は、例えば、４０μｍである。

［工程−３４０］
次いで、実施例１の［工程−１３０］と同様にして、例えば、所謂リフトオフ法及び真空蒸着法に基づき、メサ構造５０を構成する第２化合物半導体層４０の頂面の縁部に第２電極（ｐ側電極）７２を形成する。具体的には、第２電極（ｐ側電極）７２を形成すべき第２化合物半導体層４０の頂面の縁部（上層４５の縁部）が露出したレジスト層４７を形成した後（図１６の（Ａ）参照）、真空蒸着法に基づきＴｉ層／Ａｕ層の積層構造を成膜し、次いで、レジスト層を除去する。こうして得られた状態の模式的な一部断面図を図１６の（Ｂ）に示し、模式的な部分的平面図を図１９の（Ｂ）に示す。

［工程−３５０］
その後、実施例２の［工程−２４０］と同様にして、メサ構造５０の側壁部５１及び露出した第１化合物半導体層２０（より具体的には、露出した第１ＤＢＲ層２１）の部分に、絶縁層７３を形成する。具体的には、実施例３にあっても、例えば、ＣＶＤ法及びエッチング技術に基づき、メサ構造５０、露出した第１化合物半導体層２０、及び、第２電極（ｐ側電極）７２の上に、例えばＳｉＯ₂から成る絶縁層７３を形成し、次いで、第２電極（ｐ側電極）７２の一部分の上方の絶縁層７３を除去して開口部を設ける。

［工程−３６０］
その後、実施例１の［工程−１５０］と同様にして、例えば、所謂リフトオフ法及び真空蒸着法に基づき、第２電極７２から、メサ構造５０の側壁部５１上に設けられた絶縁層７３の部分の上を介して、第１化合物半導体層２０上に設けられた絶縁層７３の部分の上まで延びる第２電極延在部７２Ａを設ける。次に、第１化合物半導体層２０の上方に位置する第２電極延在部７２Ａの部分の上にパッド部（図示せず）を形成する。その後、基板１０の裏面に第１電極（ｎ側電極７１）を形成する。第１電極（ｎ側電極７１）は、基板１０を介して第１化合物半導体層２０に接続されている。次いで、合金化処理を行った後、例えば、ダイシング法にて、発光素子を個別化（分離）することで、図１３の（Ａ）及び（Ｂ）に示した実施例３の発光素子を得ることができる。

実施例３にあっては、少なくとも絶縁領域４３まで達する複数の点状の孔部９０が積層方向に沿って形成されている。即ち、少なくとも絶縁領域４３及びその上の第２化合物半導体層４０の部分には、厚さ方向に複数の点状の孔部９０が形成されている。絶縁領域４３の形成は、孔部９０の側壁から開始され、孔部９０を中心として外側に拡がっていく。従って、絶縁領域フロント４３Ｆの単位面積当たりの酸化種等、絶縁化処理に供される種の量は、絶縁化処理が進むにつれて減少するので、絶縁化処理の速度は低下していく。それ故、たとえ、電流狭窄構造が小さくとも、電流狭窄領域４４の幅、あるいは又、絶縁領域４３の幅の精密な制御を容易に行うことができる。しかも、複数の点状の孔部９０を形成すればよいだけなので、電流狭窄領域４４の形成それ自体も容易である。従って、メサ構造５０の微小化、電流狭窄領域４４の微小化といった要請を満足しつつ、電流狭窄領域４４と第２化合物半導体層４０の頂面に設けられた第２電極７２との間に大きな位置ずれが生じても、活性層３０からの光が第２電極７２によって遮蔽されないように、電流狭窄領域４４の上方の空間から十分に離れた第２化合物半導体層４０の頂面の部分に第２電極７２を設けることが可能となる。また、第２化合物半導体層４０の頂面に設けるべき第２電極７２の面積を小さくすることができる結果、第２電極７２と絶縁領域４３と第１電極７１によって構成される容量、即ち、寄生容量の減少を図ることができる。

以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した発光素子の構成、構造、発光素子を構成する材料や組成等は例示であり適宜変更することができる。基板側から、第２化合物半導体層、活性層、第１化合物半導体層の積層構造とすることもできる。即ち、適切な基板上に、実施例１〜実施例３において説明した発光素子の積層構造の天地を逆にした積層構造（第２化合物半導体層４０の第２ＤＢＲ層４５を最下層とし、第１化合物半導体層２０の第１ＤＢＲ層２１を最上層とする積層構造）を形成してもよい。更には、基板１０として、絶縁性の基板を用いることもできる。

図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の発光素子の模式的な一部断面図、及び、模式的な一部平面図である。 図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、図２の（Ｂ）に引き続き、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、図３の（Ｂ）に引き続き、実施例１の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図５は、実施例１の発光素子の製造工程の途中において、上方から第２化合物半導体層を眺めた模式図である。 図６は、図５に引き続き、実施例１の発光素子の製造工程の途中において、中層を基板の主面に平行な仮想平面で切断したときの中層における絶縁化処理後の状態を示す模式図である。 図７は、図６に引き続き、実施例１の発光素子の製造工程の途中において、上方から第２化合物半導体層を眺めた模式図である。 図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２の発光素子の模式的な一部断面図、及び、模式的な一部平面図である。 図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例２の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図１０の（Ａ）及び（Ｂ）は、図９の（Ｂ）に引き続き、実施例２の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図１１の（Ａ）は、実施例２の発光素子の製造工程の途中において、上方から第２化合物半導体層を眺めた模式図であり、図１１の（Ｂ）は、中層を基板の主面に平行な仮想平面で切断したときの中層における絶縁化処理後の行状態を示す模式図である。 図１２の（Ａ）は、図１１の（Ｂ）に引き続き、実施例２の発光素子の製造工程の途中において、上方から第２化合物半導体層を眺めた模式図であり、図１２の（Ｂ）は、実施例２において、電流狭窄領域の外縁の射影像と、第２化合物半導体層の頂面の第２電極が設けられていない部分の外縁の射影像との関係を模式的に示す図である。 図１３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例３の発光素子の模式的な一部断面図、及び、模式的な一部平面図である。 図１４の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例３の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図１５の（Ａ）及び（Ｂ）は、図１４の（Ｂ）に引き続き、実施例３の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図１６の（Ａ）及び（Ｂ）は、図１５の（Ｂ）に引き続き、実施例３の発光素子の製造方法を説明するための基板等の模式的な一部端面図である。 図１７の（Ａ）は、実施例３の発光素子の製造工程の途中において、上方から第２化合物半導体層を眺めた模式図であり、図１７の（Ｂ）は、中層を基板の主面に平行な仮想平面で切断したときの中層を眺めた模式図である。 図１８の（Ａ）及び（Ｂ）は、図１７の（Ｂ）に引き続き、実施例３の発光素子の製造工程の途中において、中層を基板の主面に平行な仮想平面で切断したときの中層における絶縁化処理の進行状態を示す模式図である。 図１９の（Ａ）は、図１８の（Ｂ）に引き続き、実施例３の発光素子の製造工程の途中において、中層を基板の主面に平行な仮想平面で切断したときの、絶縁領域を示す模式図であり、図１９の（Ｂ）は、図１９の（Ａ）に引き続き、上方から第２化合物半導体層を眺めた模式図である。 図２０は、実施例３において、電流狭窄領域の外縁の射影像と、第２化合物半導体層の頂面の第２電極が設けられていない部分の外縁の射影像との関係を模式的に示す図である。

符号の説明

１０・・・基板、２０・・・第１化合物半導体層、２１・・・第１ＤＢＲ層、２２，２２Ｗ・・・第１クラッド層、３０，３０Ｗ・・・活性層、４０・・・第２化合物半導体層、４１，４１Ｗ・・・下層（第２クラッド層）、４２，４２Ｗ・・・中層（電流狭窄層）、４３，４３Ｗ，４３Ｂ，４３Ｐ・・・絶縁領域、４３Ｆ・・・絶縁領域フロント、４４・・・電流狭窄領域、４５，４５Ｗ・・・上層（第２ＤＢＲ層）、４６・・・隙間（溝部）、４７・・・レジスト層、５０・・・メサ構造、５１・・・側壁部、６０・・・壁構造体、６１・・・外側側面部、６２・・・橋状構造体、７１・・・第１電極（ｎ側電極）、７２・・・第２電極（ｐ側電極）、７２Ａ・・・第２電極延在部、７３・・・絶縁層、７３Ａ・・・開口部、８０・・・突起部、９０・・・孔部

Claims (26)

1. 第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層が順次積層されたメサ構造を有し、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において、メサ構造の側壁部から内部に向かって延びる絶縁領域によって囲まれた電流狭窄領域が設けられた発光素子であって、
   メサ構造のうち絶縁領域が設けられた部分と同等の層構造を有する壁構造体が、メサ構造を包囲するように設けられており、
   メサ構造と壁構造体とは、メサ構造のうち絶縁領域が設けられた部分と同等の層構造を有する少なくとも１つの橋状構造体で結ばれており、
   第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極と、
   壁構造体の頂面に設けられ、橋状構造体を介してメサ構造における第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
   とを備えていることを特徴とする発光素子。
2. 壁構造体の外側側面部上に設けられた絶縁層の上を介して第２電極から壁構造体の下端まで延在する第２電極延在部を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
3. 第２化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面で壁構造体を切断したときの壁構造体における絶縁領域の幅をＷ_W、第２化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面でメサ構造を切断したときのメサ構造における絶縁領域の幅をＷ_Iとしたとき、Ｗ_W／Ｗ_I≦２を満足することを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
4. 第２化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面で壁構造体を切断したときの壁構造体の断面形状は環状であり、第２化合物半導体層と活性層との界面に平行な仮想平面でメサ構造を切断したときのメサ構造の断面形状は円形であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
5. 絶縁領域及び電流狭窄領域は、第２化合物半導体層に設けられており、
   第２化合物半導体層は、活性層側から、下層、中層及び上層の３層構造を有し、
   少なくとも中層は、ＩＩＩ族原子としてアルミニウムを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体から構成されており、
   絶縁領域及び電流狭窄領域は、中層に形成され、
   中層における化合物半導体組成中のアルミニウムの原子百分率の値は、下層及び上層における化合物半導体組成中のアルミニウムの原子百分率の値よりも高いことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
6. 発光素子は、メサ構造を構成する第２化合物半導体層から光を出射する面発光レーザ素子から成ることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
7. 第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層が順次積層されたメサ構造を有し、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において、メサ構造の側壁部から内部に向かって延びる絶縁領域によって囲まれた電流狭窄領域が設けられた発光素子であって、
   メサ構造のうち絶縁領域が設けられた部分と同等の層構造を有すると共に、メサ構造の側壁部から突出する突起部が、少なくとも１つ、メサ構造には設けられており、
   第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極と、
   突起部の頂面に設けられ、第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
   とを備えていることを特徴とする発光素子。
8. 突起部の側面部上に設けられた絶縁層の上を介して第２電極から突起部の下端まで延在する第２電極延在部を更に備えていることを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
9. 電流狭窄領域の面積をＳ_Conf、メサ構造を構成する第２化合物半導体層の頂面の面積をＳ_E2としたとき、０＜Ｓ_Conf／Ｓ_E2＜１を満足することを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
10. 電流狭窄領域の外縁の射影像は、メサ構造を構成する第２化合物半導体層の頂面の外縁の射影像内に含まれることを特徴とする請求項９に記載の発光素子。
11. 電流狭窄領域の外縁の射影像と、メサ構造を構成する第２化合物半導体層の頂面の外縁の射影像との間の最短距離の最小値は、２．５×１０^-6（ｍ）であることを特徴とする請求項１０に記載の発光素子。
12. 絶縁領域及び電流狭窄領域は、第２化合物半導体層に設けられており、
    第２化合物半導体層は、活性層側から、下層、中層及び上層の３層構造を有し、
    少なくとも中層は、ＩＩＩ族原子としてアルミニウムを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体から構成されており、
    絶縁領域及び電流狭窄領域は、中層に形成され、
    中層における化合物半導体組成中のアルミニウムの原子百分率の値は、下層及び上層における化合物半導体組成中のアルミニウムの原子百分率の値よりも高いことを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
13. 発光素子は、メサ構造を構成する第２化合物半導体層から光を出射する面発光レーザ素子から成ることを特徴とする請求項７に記載の発光素子。
14. 第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層が順次積層されたメサ構造を有し、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において、メサ構造の側壁部から内部に向かって延びる絶縁領域によって囲まれた電流狭窄領域が設けられた発光素子であって、
    少なくとも絶縁領域まで達する複数の点状の孔部が、積層方向に沿って形成されており、
    第１化合物半導体層に電気的に接続された第１電極と、
    メサ構造の頂面のうち、複数の点状の孔部が形成された領域よりもメサ構造の側壁部側に設けられ、第２化合物半導体層に電気的に接続された第２電極、
    とを備えていることを特徴とする発光素子。
15. メサ構造の側壁部上に設けられた絶縁層の上を介して第２電極からメサ構造の下端まで延在する第２電極延在部を更に備えていることを特徴とする請求項１４に記載の発光素子。
16. 電流狭窄領域の面積をＳ_Conf、第２化合物半導体層の頂面の第２電極が設けられていない部分の面積をＳ_E2としたとき、０＜Ｓ_Conf／Ｓ_E2＜１を満足することを特徴とする請求項１４に記載の発光素子。
17. 電流狭窄領域の外縁の射影像は、第２化合物半導体層の頂面の第２電極が設けられていない部分の外縁の射影像内に含まれることを特徴とする請求項１６に記載の発光素子。
18. 電流狭窄領域の外縁の射影像と、第２化合物半導体層の頂面の第２電極が設けられていない部分の外縁の射影像との間の最短距離の最小値は、２．５×１０^-6（ｍ）であることを特徴とする請求項１７に記載の発光素子。
19. 複数の点状の孔部の頂部は、仮想の閉曲線上に配置されていることを特徴とする請求項１４に記載の発光素子。
20. 仮想の閉曲線は、円であることを特徴とする請求項１９に記載の発光素子。
21. 孔部の数をＭとしたとき、Ｍの値は３以上であることを特徴とする請求項１４に記載の発光素子。
22. 絶縁領域及び電流狭窄領域は、第２化合物半導体層に設けられており、
    第２化合物半導体層は、活性層側から、下層、中層及び上層の３層構造を有し、
    少なくとも中層は、ＩＩＩ族原子としてアルミニウムを含むＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体から構成されており、
    絶縁領域及び電流狭窄領域は、中層に形成され、
    中層における化合物半導体組成中のアルミニウムの原子百分率の値は、下層及び上層における化合物半導体組成中のアルミニウムの原子百分率の値よりも高いことを特徴とする請求項１４に記載の発光素子。
23. 発光素子は、メサ構造を構成する第２化合物半導体層から光を出射する面発光レーザ素子から成ることを特徴とする請求項１４に記載の発光素子。
24. （Ａ）第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
    （Ｂ）少なくとも第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、以て、
    第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層が順次積層されたメサ構造、
    メサ構造と同等の層構造を有し、メサ構造を包囲するように設けられた壁構造体、並びに、
    メサ構造と同等の層構造を有し、メサ構造と壁構造体とを結ぶ少なくとも１つの橋状構造体、
    を得た後、
    （Ｃ）メサ構造を構成する第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方の一部分に対して、メサ構造の側壁部から絶縁化処理を施して、外縁がメサ構造の側壁部まで延びる絶縁領域を形成し、以て、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得、同時に、壁構造体及び橋状構造体のそれぞれを構成する第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方に対して、壁構造体及び橋状構造体の側面部から絶縁化処理を施して、絶縁領域を得た後、
    （Ｄ）露出した第１化合物半導体層の一部に電気的に接続された第１電極を設け、併せて、壁構造体の頂面に第２電極を設ける、
    工程を具備することを特徴とする発光素子の製造方法。
25. （Ａ）第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
    （Ｂ）少なくとも第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、以て、第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層が順次積層されたメサ構造、並びに、メサ構造の側壁部の上端から下端まで延びる少なくとも１つの突起部を得た後、
    （Ｃ）メサ構造を構成する第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方の一部分、並びに、突起部を構成する第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方に対して、メサ構造の側壁部及び突起部の側面部から絶縁化処理を施して、外縁がメサ構造の側壁部及び突起部の側面部まで延びる絶縁領域を形成し、以て、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得た後、
    （Ｄ）第１化合物半導体層の露出した一部に第１電極を設け、併せて、突起部の頂面に第２電極を設ける、
    工程を具備することを特徴とする発光素子の製造方法。
26. （Ａ）第１導電型を有する第１化合物半導体層、活性層、及び、第２導電型を有する第２化合物半導体層を、順次、形成した後、
    （Ｂ）少なくとも電流狭窄領域を形成すべき第２化合物半導体層の領域に、厚さ方向に複数の点状の孔部を形成し、次いで、
    （Ｃ）第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方の一部分に対して、孔部側壁から絶縁化処理を施して絶縁領域を形成し、以て、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域を得た後、
    （Ｄ）孔部が形成された部分よりも外側に位置する少なくとも第２化合物半導体層及び活性層の一部を選択的に除去することで、第１化合物半導体層の一部を露出させ、以て、第１化合物半導体層、活性層及び第２化合物半導体層が順次積層され、第１化合物半導体層及び第２化合物半導体層の少なくとも一方において絶縁領域で囲まれた電流狭窄領域が形成され、絶縁領域の外縁が側壁部まで延びるメサ構造を形成し、次いで、
    （Ｅ）第１化合物半導体層の露出した一部に第１電極を設け、併せて、第２化合物半導体層の頂面の縁部に第２電極を設ける、
    工程を具備することを特徴とする発光素子の製造方法。

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