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JP7039857B2 - 発光装置およびプロジェクター - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置およびプロジェクターに関する。
半導体レーザーは、高輝度の次世代光源として期待されており、例えば、プロジェクターの光源として適用される。
例えば特許文献１には、フォトニック結晶を形成するｎ型ポストと、ｎ型ポストの上に配置された平坦なｎ型領域（ｎ型半導体層）、発光領域（発光層）、およびｐ型領域（ｐ型半導体層）と、を含む半導体発光装置が記載されている。
特開２０１３－９００２号公報
しかしながら、特許文献１に記載の発光装置では、例えば、ｎ型半導体層に電気的に接続された第１電極と、ｐ型半導体層に電気的に接続された第２電極と、によって発光層に電流を注入しようとすると、ｎ型ポストとｎ型半導体層の導電型が同じなので、ｎ型ポストにリーク電流が流れる場合がある。
本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、リーク電流を抑制することができる発光装置を提供することにある。また、本発明のいくつかの態様に係る目的の１つは、上記発光装置を含むプロジェクターを提供することにある。
本発明に係る発光装置は、
基体と、
第１導電型を有する第１半導体層と、
前記第１導電型と異なる第２導電型を有する第２半導体層と、
前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられ、電流が注入されることで光を発することが可能な発光層と、
前記基体と前記第１半導体層との間に設けられ、前記第２導電型を有する第３半導体層と、
を含み、
前記第１半導体層は、前記第３半導体層と前記発光層との間に設けられ、
前記第３半導体層は、凹凸構造を有する。
このような発光装置では、第１半導体層と第３半導体層との間でＰＮ接合を形成することができ、電流が第３半導体層にリークすることを抑制することができる。したがって、このような発光装置では、リーク電流を抑制することができる。
本発明に係る発光装置において、
前記第１半導体層、前記第２半導体層、および前記第３半導体層に電位を印加する電位印加部を含んでもよい。
このような発光装置では、第１半導体層、第２半導体層、および第３半導体層に電位を印加することができる。
本発明に係る発光装置において、
前記第１導電型は、ｐ型であり、
前記第２導電型は、ｎ型であり、
前記電位印加部は、前記第１半導体層の電位が前記第３半導体層の電位よりも低いか等しくなるように電位を印加してもよい。
このような発光装置では、電位印加部は、第１半導体層と第３半導体層との間に逆方向バイアスを印加することができ、第３半導体層へのリーク電流を、より確実に抑制することができる。
本発明に係る発光装置において、
前記第１導電型は、ｎ型であり、
前記第２導電型は、ｐ型であり、
前記電位印加部は、前記第１半導体層の電位が前記第３半導体層の電位よりも高いか等しくなるように電位を印加してもよい。
このような発光装置では、電位印加部は、第１半導体層と第３半導体層との間に逆方向バイアスを印加することができ、第３半導体層へのリーク電流を、より確実に抑制することができる。
本発明に係る発光装置において、
前記第３半導体層と前記第１半導体層との間に設けられた第４半導体層を含んでもよい。
このような発光装置では、第４半導体層に発生する転位を少なくすることができるので、第１半導体層、発光層、および第２半導体層に発生する転位を少なくすることができる。
本発明に係る発光装置において、
前記凹凸構造は、複数の凸部を含んで構成され、
前記凸部は、前記第１半導体層に接続されていてもよい。
このような発光装置では、第１半導体層、発光層、および第２半導体層に発生する転位を少なくすることができる。
本発明に係るプロジェクターは、
本発明に係る発光装置を含む。
このようなプロジェクターは、本発明に係る発光装置を含むことができる。
第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図。 第１実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態に係る発光装置の製造工程を模式的に示す断面図。 第１実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す図。 第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す斜視図。 第２実施形態に係る発光装置を模式的に示す断面図。 第２実施形態の変形例に係る発光装置を模式的に示す断面図。 第３実施形態に係るプロジェクターを模式的に示す図。
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
１． 第１実施形態
１．１． 発光装置
まず、第１実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す断面図である。図２は、第１実施形態に係る発光装置１００を模式的に示す斜視図である。なお、図１および図２では、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
発光装置１００は、図１および図２に示すように、例えば、基体１０と、第１半導体層２０と、第２半導体層３０と、第３半導体層４０と、第４半導体層５０と、発光層６０と、第１電極７０と、第２電極７２と、第３電極７４と、を含む。なお、便宜上、図２では、半導体層２０，３０，５０、発光層６０、および電極７０，７２，７４の図示を省略している。
基体１０は、例えば、板状の形状を有している。基体１０は、例えば、Ｓｉ基板、サファイア基板などである。
第３半導体層４０は、基体１０上に設けられている。第３半導体層４０は、基体１０と第１半導体層２０との間に設けられている。図示の例では、第３半導体層４０は、第１半導体層２０と離間している。第３半導体層４０は、例えば、第１導電型と異なる第２導電型（例えばｐ型）のＧａＮ層（具体的にはＭｇがドープされたＧａＮ層）である。
第３半導体層４０は、凹凸構造４２を有している。凹凸構造４２は、第３半導体層４０の上面４０ａに設けられている。凹凸構造４２は、複数の凸部４４を含んで構成されている。図示の例では、凹凸構造４２を構成する凸部４４は、直方体の形状を有している。凸部４４は、Ｙ軸方向の大きさがＸ軸方向の大きさよりも大きい形状を有し、複数の凸部４４は、Ｘ軸方向に周期的に配列されている。凸部４４のＸ軸方向の大きさは、例えば、５ｎｍ以上５μｍ以下である。複数の凸部４４は、平面視において（第１半導体層２０と発光層６０との積層方向からみて）、例えば、ストライプ状に設けられている。
なお、本発明において、「上」とは、積層方向において、発光層６０からみて基体１０から遠ざかる方向のことであり、「下」とは、積層方向において、発光層６０からみて基体１０に近づく方向のことである。
第４半導体層５０は、第３半導体層４０上に設けられている。第４半導体層５０は、第３半導体層４０と第１半導体層２０との間に設けられている。第４半導体層５０は、凹凸構造４２の凹部を充填するように設けられている。第３半導体層４０は、例えば、第２導電型（例えばｐ型）のＧａＮ層（具体的にはＭｇがドープされたＧａＮ層）である。第４半導体層５０は、例えば、第３半導体層４０と電気的に接続されている。
第１半導体層２０は、第４半導体層５０上に設けられている。第１半導体層２０は、第３半導体層４０と発光層６０との間に設けられている。第１半導体層２０は、例えば、第１導電型（例えばｎ型）を有している。第１半導体層２０は、例えば、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）ミラー層である。第１半導体層２０の高屈折率層および低屈折率層は、例えば、Ｓｉがドープされたｎ型のＩｎＧａＮ層である。例えば、高屈折率層のＩｎの組成比は、低屈折率層のＩｎの組成比よりも高い。これにより、高屈折率層の屈折率を低屈折率層の屈折率よりも高くすることができる。
発光層６０は、第１半導体層２０上に設けられている。発光層６０は、第１半導体層２０と第２半導体層３０との間に設けられている。発光層６０は、電流が注入されることで光を発することが可能な層である。発光層６０は、例えば、ＧａＮ層とＩｎＧａＮ層とから構成された量子井戸構造を有している。
第２半導体層３０は、発光層６０上に設けられている。第２半導体層３０は、例えば、第２導電型（例えばｐ型）を有している。第２半導体層３０は、例えば、高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層した分布ブラッグ反射型（ＤＢＲ）ミラー層である。第２半導体層３０の高屈折率層および低屈折率層は、例えば、Ｍｇがドープされたｐ型のＩｎＧａＮ層である。
発光装置１００では、ｐ型の第１半導体層２０、不純物がドーピングされていない発光層６０、およびｎ型の第２半導体層３０により、垂直共振器型のｐｉｎダイオードが構成される。発光装置１００では、第１電極７０と第２電極７２との間に、ｐｉｎダイオードの順バイアス電圧を印加すると（電流を注入すると）、発光層６０において電子と正孔との再結合が起こり、発光が生じる。発光層６０で発生した光は、第１半導体層２０と第２半導体層３０との間を往復し（多重反射し）、その際に誘導放出が起こって、強度が増幅される。そして、光利得が光損失を上回ると、レーザー発振が起こり、第２半導体層３０の上面から、垂直方向に（第１半導体層２０と発光層６０との積層方向に）レーザー光が出射する。発光装置１００は、例えば、面発光レーザー（ＶＣＳＥＬ）である。
第１電極７０は、第１半導体層２０上に設けられている。第１電極７０は、第１半導体層２０と電気的に接続されている。第１電極７０は、発光層６０に電流を注入するための一方の電極である。第１電極７０は、例えば、第１半導体層２０に電位を印加するための電極である。第１電極７０としては、例えば、第１半導体層２０側から、Ｎｉ層、Ａｕ層の順序で積層したものなどを用いる。
なお、図示はしないが、第１電極７０と第１半導体層２０との間には、第１コンタクト層が設けられていてもよい。第１コンタクト層は、第１電極７０とオーミックコンタクトしていてもよい。第１コンタクト層は、ｐ型のＧａＮ層であってもよい。
第２電極７２は、第２半導体層３０上に設けられている。第２電極７２は、第２半導体層３０と電気的に接続されている。第２電極７２は、発光層６０に電流を注入するための他方の電極である。第２電極７２は、例えば、第２半導体層３０に電位を印加するための電極である。第２電極７２としては、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）などの透明電極を用いる。これにより、発光層６０において発光した光は、第２電極７２を透過して出射されることができる。
なお、図示はしないが、第２電極７２と第２半導体層３０との間には、第２コンタクト層が設けられていてもよい。第２コンタクト層は、第２電極７２とオーミックコンタクトしていてもよい。第２コンタクト層は、ｎ型のＧａＮ層であってもよい。
第３電極７４は、第３半導体層４０上に設けられている。第３電極７４は、第３半導体層４０と電気的に接続されている。第３電極７４は、例えば、第３半導体層４０に電位を印加するための電極である。第３電極７４の材質は、例えば、第１電極７０の材質と同じである。
なお、図示はしないが、第３電極７４と第３半導体層４０との間には、第３コンタクト層が設けられていてもよい。第３コンタクト層は、第３電極７４とオーミックコンタクトしていてもよい。第３コンタクト層は、ｎ型のＧａＮ層であってもよい。
発光装置１００は、例えば、以下の特徴を有する。
発光装置１００では、第１導電型を有する第１半導体層２０と、基体１０と第１半導体層２０との間に設けられ、第２導電型を有する第３半導体層４０と、を含む。そのため、発光装置１００では、第１半導体層２０と第３半導体層４０との間で（図示の例では第１半導体層２０および第４半導体層５０によって）ＰＮ接合を形成することができる。これにより、発光装置１００では、第１電極７０と第２電極７２との間を流れる電流が第３半導体層４０にリークすることを抑制することができる。したがって、発光装置１００では、リーク電流を抑制することができる。その結果、発光装置１００では、発光層６０に安定して電流を注入することができ、安定してレーザー発振させることできる。さらに、発光装置１００では、第３半導体層４０へのリーク電流を抑制することができるので、基体１０にノイズが発生することを抑制することができる。
さらに、発光装置１００では、第３半導体層４０は、凹凸構造４２を有する。そのため、例えば基体１０の格子定数と第３半導体層４０の格子定数とが異なることに起因して、格子歪に伴う転位が発生したとしても、該転位を凸部４４の角部近傍に集中させることができるため、第３半導体層４０が凹凸構造４２を有していない場合に比べて、第４半導体層５０に発生する転位を少なくすることができる。その結果、発光装置１００では、発光層６０および半導体層２０，３０に発生する転位を少なくすることができ、発光層６０および半導体層２０，３０は、高い品質を有することができるので、例えば高い効率特性を有することができる。
発光装置１００では、第３半導体層４０と第１半導体層２０との間に設けられた第４半導体層５０を含む。上記のように、発光装置１００では、第４半導体層５０に発生する転位を少なくすることができるので、発光層６０および半導体層２０，３０に発生する転位を少なくすることができる。
発光装置１００では、第３半導体層４０と電気的に接続された第３電極７４を含む。そのため、発光装置１００では、第３半導体層４０と電気的に接続された第４半導体層５０の電位を、例えば第１半導体層２０の電位よりも低くすることができ、より確実に、第３半導体層４０へのリーク電流を抑制することができる。
なお、上記の例では、凸部４４のＸＺ平面と平行な面の断面形状は、四角形であるが、特に限定されず、例えば図３に示すように三角形であってもよい。また、上記の例では、複数の凸部４４は、平面視において、ストライプ状に設けられていたが、複数の凸部４４は、平面視において、格子状に設けられていてもよく、ドット状に設けられていてもよく。複数の凸部４４が平面視においてドット状に設けられている場合、凸部４４の形状は、平面視において、円形であってもよく、多角形であってもよい。
また、発光装置１００を垂直方向にレーザー光が出射する面発光レーザーとして説明したが、本発明に係る発光装置は、例えば垂直方向と直交する水平方向にレーザー光を出射する端面発光レーザーであってもよい。この場合、第１半導体層２０および第２半導体層３０は、ＤＢＲミラー層ではなく、例えばＧａＮ層であり、発光層６０に光を閉じ込める（発光層６０から光が漏れることを抑制する）機能を有する。
１．２． 発光装置の製造方法
次に、第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図４および図５は、第１実施形態に係る発光装置１００の製造工程を模式的に示す断面図である。
図４に示すように、基体１０上に、エピタキシャル成長およびパターニングによって第３半導体層４０を形成する。エピタキシャル成長させる方法としては、例えば、ＭＯＣＶＤ（Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｂｅａｍ Ｅｐｉｔａｘｙ）法などが挙げられる。パターニングは、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって行われる。これにより、凹凸構造４２を有する第３半導体層４０を形成することができる。
なお、第３半導体層４０の凹凸構造４２は、フォトリソグラフィーおよびエッチングではなく、上面４０ａに図示せぬマスク層を形成した状態でエピタキシャル成長させることにより、形成してもよい。
図５に示すように、第３半導体層４０上に第４半導体層５０を形成する。第４半導体層５０は、例えば、ＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法などによるＥＬＯ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ Ｌａｔｅｒａｌ Ｏｖｅｒｇｒｏｗｔｈ）法による成膜、およびパターニング（フォトリソグラフィーおよびエッチングによるパターニング）よって形成される。
図１に示すように、ＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法などにより、第４半導体層５０上に、第１半導体層２０、発光層６０、第２半導体層３０を、この順でエピタキシャル成長させる。発光層６０および第２半導体層３０は、例えば、フォトリソグラフィーおよびエッチングによって、第１半導体層２０上の所定の領域に形成される。次に、第１半導体層２０上に第１電極７０を形成し、第２半導体層３０上に第２電極７２を形成し、第３半導体層４０上に第３電極７４を形成する。電極７０，７２，７４は、例えば、真空蒸着法などにより形成される。なお、第１電極７０、第２電極７２、および第３電極７４の形成順序は、特に限定されない。
以上の工程により、発光装置１００を製造することができる。
１．３． 発光装置の変形例
次に、第１実施形態の変形例に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図６は、本実施形態の変形例に係る発光装置１１０を模式的に示す図である。
以下、第１実施形態の変形例に係る発光装置１１０において、上述した第１実施形態に係る発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
発光装置１１０では、図６に示すように、電位印加部８０を有している点において、上述した発光装置１００と異なる。電位印加部８０は、例えば、発光装置１１０を駆動させるための駆動回路によって実現される。
電位印加部８０は、第１半導体層２０、第２半導体層３０、および第３半導体層４０に電位を印加する。第１半導体層２０、第２半導体層３０、および第３半導体層４０に電位が印加されることで、発光層６０に電流が注入される。電位印加部８０は、第１半導体層２０の電位が第２半導体層３０の電位よりも高くなるように、半導体層２０，３０に電位を印加する。これにより、電流は、第１電極７０から第２電極７２に向けて流れる。さらに、電位印加部８０は、第１半導体層２０の電位が第３半導体層４０の電位よりも低いか等しくなるように、半導体層２０，４０に電位を印加する。好ましくは、電位印加部８０は、第１半導体層２０の電位が第３半導体層４０の電位よりも低くなるように、半導体層２０，４０に電位を印加する。発光装置１１０では、第１半導体層２０は、第１導電型（ｐ型）の導電型を有し、半導体層３０，４０，５０は、第２導電型（ｎ型）の導電型を有している。
発光装置１１０では、発光装置１００と同様の効果を得ることができる。
さらに、発光装置１１０では、第１半導体層２０は、ｐ型の導電型を有し、第３半導体層４０は、ｎ型の導電型を有し、電位印加部８０は、第１半導体層２０の電位が第３半導体層４０の電位よりも低いか等しくなるように電位を印加する。これにより、電位印加部８０は、第１半導体層２０と半導体層４０，５０との間に逆方向バイアスを印加することができ、発光装置１１０では、第１半導体層２０から半導体層４０，５０に向かうリーク電流を、より確実に抑制することができる。
なお、上記では、第１導電型がｐ型であり、第２導電型がｎ型である例について説明したが、第１導電型がｎ型であり、第２導電型がｐ型であってもよい。すなわち、第１半導体層２０は、ｎ型の導電型を有し、半導体層３０，４０，５０は、ｐ型の導電型を有していてもよい。この場合、電位印加部８０は、第１半導体層２０の電位が第２半導体層３０の電位よりも低くなるように、半導体層２０，３０に電位を印加する。これにより、電流は、第２電極７２から第１電極７０に向けて流れる。さらに、電位印加部８０は、第１半導体層２０の電位が第３半導体層４０の電位よりも高いか等しくなるように、半導体層２０，４０に電位を印加する。好ましくは、電位印加部８０は、第１半導体層２０の電位が第３半導体層４０の電位よりも高くなるように、半導体層２０，４０に電位を印加する。これにより、電位印加部８０は、第１半導体層２０と半導体層４０，５０との間に逆方向バイアスを印加するができ、発光装置１１０では、第１半導体層２０から半導体層４０，５０に向かうリーク電流を、より確実に抑制することができる。
また、本実施形態の変形例に係る発光装置１１０では、１つの駆動回路により、第１半導体層２０、第２半導体層３０、および第３半導体層４０に電位を印加しているが、本発明はこれに限定されず、電位印加部が複数の駆動回路により構成されていてもよい。例えば、第１半導体層２０、第２半導体層３０、および第３半導体層４０の、それぞれに別々の駆動回路により電位が印加されてもよく、２つだけが同じ駆動回路により電位を印加され、残り１つが別の駆動回路により電位を印加されてもよい。この場合、各駆動回路が同じ基準電位を共有していることが望ましい。また、各駆動回路が同期して動作することが望ましい。また、電位印加部による電位の印加は、接地することを含んでもよい。すなわち、第１半導体層２０、第２半導体層３０、および第３半導体層４０のうち１つが接地され、残りの２つの半導体層に、駆動回路から電位を印加されていてもよい。
２． 第２実施形態
２．１． 発光装置
次に、第２実施形態に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図７は、第２実施形態に係る発光装置２００を模式的に示す断面図である。図８は、第２実施形態に係る発光装置２００を模式的に示す斜視図である。なお、便宜上、図８では、半導体層２０，３０、発光層６０、および電極７０，７２，７４の図示を省略している。また、図７および図８では、互いに直交する３軸として、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を図示している。
以下、第２実施形態に係る発光装置２００において、上述した第１実施形態に係る発光装置１００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
上述した発光装置１００では、図１に示すように、第３半導体層４０は、第１半導体層２０と離間していた。さらに、発光装置１００は、第４半導体層５０を含んでいた。これに対し、発光装置２００では、図７に示すように、第３半導体層４０の凸部４４は、第１半導体層２０に接続されている。さらに、発光装置２００は、図７および図８に示すように、第４半導体層５０を含んでいない。
第３半導体層４０は、複数の凸部４４を含んで構成されている。凸部４４は、例えばＸ軸方向の大きさよりもＺ軸方向の大きさが大きい柱状部である。隣り合う凸部４４の間には、空間２が設けられている。
発光装置２００では、発光装置１００と同様の効果を得ることができる。
さらに、発光装置２００では、凹凸構造４２は、複数の凸部４４を含んで構成され、凸部４４は、第１半導体層２０に接続されている。そのため、発光装置２００では、発光層６０および半導体層２０，３０に発生する転位を少なくすることができ、高い品質を有することができるので、例えば高い効率特性を有することができる。
例えば、基体１０の格子定数と第３半導体層４０の格子定数は異なり、そのため、格子歪に伴う転位や点欠陥が存在し、複数の凸部４４が設けられていない場合は、発光層６０および半導体層２０，３０にも転位が存在する場合がある。しかし、複数の凸部４４を設けることにより、図９に示すように、転位Ｔを凸部４４の外側に向かって逃がすことができ、一定の高さ以上の領域において、転位Ｔを少なくすることができる（例えば、転位Ｔをほぼ存在しないようにすることができる）。したがって、発光装置１００では、発光層６０および半導体層２０，３０に発生する転位を少なくすることができる。
発光装置２００では、第１半導体層２０と電気的に接続された第１電極７０と、第２半導体層３０と電気的に接続された第２電極７２と、によって、発光層６０に電流を注入する。そのため、発光装置１００では、例えば、第１半導体層２０と第３半導体層４０との導電型が同じであり、かつ、第２半導体層３０と電気的に接続された電極と、第３半導体層４０と電気的に接続された電極と、によって発光層６０に電流を注入する場合に比べて、電流が凸部４４を流れないので、抵抗を小さくすることができる。
２．２． 発光装置の製造方法
次に、第２実施形態に係る発光装置２００の製造方法について、説明する。第２実施形態に係る発光装置２００の製造方法は、第１実施形態に係る発光装置１００の製造方法と基本的に同じである。したがって、その詳細な説明を省略する。
２．３． 発光装置の変形例
次に、第２実施形態の変形例に係る発光装置について、図面を参照しながら説明する。図１０は、第２実施形態の変形例に係る発光装置２１０を模式的に示す断面図である。
以下、第２実施形態の変形例に係る発光装置２１０において、上述した第１実施形態に係る発光装置１００、第２実施形態に係る発光装置２００の構成部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
上述した発光装置２００では、図７に示すように、隣り合う第３半導体層４０の間には、空間２が設けられていた。これに対し、発光装置２１０では、図１０に示すように、隣り合う第３半導体層４０の間には、凸部４４よりも熱伝導率の高い高熱伝導率部材９０が設けられている。高熱伝導率部材９０は、凸部４４の側方に設けられている。例えば、高熱伝導率部材９０の材質が、ＳｉがドープされたＧａＮである場合、高熱伝導率部材９０のドープされている不純物濃度を、凸部４４のドープされている不純物濃度よりも高くすることにより、高熱伝導率部材９０の熱伝導率を凸部４４の熱伝導率よりも高くすることができる。高熱伝導率部材９０の屈折率は、凸部４４の屈折率より低くてもよい。
高熱伝導率部材９０は、例えば、ＭＯＣＶＤ法やＭＢＥ法などによるＥＬＯ（Ｅｐｉｔａｘｉａｌ Ｌａｔｅｒａｌ Ｏｖｅｒｇｒｏｗｔｈ）法によって形成される。
発光装置２１０では、発光装置１００と同様の効果を得ることができる。
さらに、発光装置２００では、隣り合う第３半導体層４０の間には、凸部４４よりも熱伝導率の高い高熱伝導率部材９０が設けられている。そのため、発光装置２００では、発光層６０において生じた熱を、効率的に基体１０側へ放熱することができ、例えば、パルス発振のみならず大出力の連続発振（ＣＷ）が可能となる。
なお、第２実施形態に係る発光装置２００において、第１実施形態に係る発光装置１００と同様の構成部分について適用される変形例は、発光装置２００においても適用される。例えば、発光装置２００，２１０は、発光装置１１０のように、電位印加部８０を含んでいてもよい。
３． 第３実施形態
次に、第３実施形態に係るプロジェクターについて、図面を参照しながら説明する。図１１は、本実施形態に係るプロジェクター９００を模式的に示す図である。
本発明に係るプロジェクターは、本発明に係る発光装置を含む。以下では、本発明に係る発光装置として発光装置１００を含むプロジェクター９００について説明する。
プロジェクター９００は、図１１に示すように、赤色光、緑色光、青色光を出射する赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、青色光源１００Ｂを含む。赤色光源１００Ｒ、緑色光源１００Ｇ、および青色光源１００Ｂの各々は、例えば、複数の発光装置１００を積層方向（第１半導体層２０と発光層６０との積層方向）と直交する平面にアレイ状に配置させ、複数の発光装置１００において基体１０を共通基板としたものである。光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂの各々を構成する発光装置１００の数は、特に限定されない。なお、便宜上、図１１では、プロジェクター９００を構成する筐体を省略し、さらに光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを簡略化している。
プロジェクター９００は、さらに、レンズアレイ９０２Ｒ，９０２Ｇ，９０２Ｂと、透過型の液晶ライトバルブ（光変調装置）９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂと、投射レンズ（投射装置）９０８と、を含む。
光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから出射された光は、各レンズアレイ９０２Ｒ，９０２Ｇ，９０２Ｂに入射する。光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂから出射された光は、レンズアレイ９０２Ｒ，９０２Ｇ，９０２Ｂによって、集光され、例えば重畳（一部重畳）されることができる。これにより、均一性よく液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂを照射することができる。
各レンズアレイ９０２Ｒ，９０２Ｇ，９０２Ｂによって集光された光は、各液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂに入射する。各液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂは、入射した光をそれぞれ画像情報に応じて変調する。そして、投射レンズ９０８は、液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂによって形成された像（画像）を拡大してスクリーン（表示面）９１０に投射する。
また、プロジェクター９００は、液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂから出射された光を合成して投射レンズ９０８に導くクロスダイクロイックプリズム（色光合成手段）９０６を、含むことができる。
各液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂによって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム９０６に入射する。このプリズムは、４つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成される。そして、合成された光は、投射光学系である投射レンズ９０８によりスクリーン９１０上に投射され、拡大された画像が表示される。
なお、光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂは、光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを構成する発光装置１００を映像の画素として画像情報に応じて制御する（変調する）ことで、液晶ライトバルブ９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂを用いずに、直接的に映像を形成してもよい。そして、投射レンズ９０８は、光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂによって形成された映像を、拡大してスクリーン９１０に投射してもよい。
また、上記の例では、光変調装置として透過型の液晶ライトバルブを用いたが、液晶以外のライトバルブを用いてもよいし、反射型のライトバルブを用いてもよい。このようなライトバルブとしては、例えば、反射型の液晶ライトバルブや、デジタルマイクロミラーデバイス（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）が挙げられる。また、投射光学系の構成は、使用されるライトバルブの種類によって適宜変更される。
また、光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂを、光源１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂからの光をスクリーン上で走査させることにより、表示面に所望の大きさの画像を表示させる画像形成装置である走査手段を有するような走査型の画像表示装置（プロジェクター）の光源装置にも適用することが可能である。
本発明は、本願に記載の特徴や効果を有する範囲で一部の構成を省略したり、各実施形態や変形例を組み合わせたりしてもよい。
本発明は、実施の形態で説明した構成と実質的に同一の構成（例えば、機能、方法及び結果が同一の構成、あるいは目的及び効果が同一の構成）を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成の本質的でない部分を置き換えた構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成を含む。また、本発明は、実施の形態で説明した構成に公知技術を付加した構成を含む。
２…空間、１０…基体、２０…第１半導体層、３０…第２半導体層、４０…第３半導体層、４０ａ…上面、４２…凹凸構造、４４…凸部、５０…第４半導体層、６０…発光層、７０…第１電極、７２…第２電極、７４…第３電極、８０…電位印加部、９０…高熱伝導率部材、１００…発光装置、１００Ｒ，１００Ｇ，１００Ｂ…光源、１１０，２００，２１０…発光装置、９００…プロジェクター、９０２Ｒ，９０２Ｇ，９０２Ｂ…レンズアレイ、９０４Ｒ，９０４Ｇ，９０４Ｂ…液晶ライトバルブ、９０６…クロスダイクロイックプリズム、９０８…投射レンズ、９１０…スクリーン

Claims (9)

  1. 基体と、
    第１導電型を有する第１半導体層と、
    前記第１導電型と異なる第２導電型を有する第２半導体層と、
    前記第１半導体層と前記第２半導体層との間に設けられ、電流が注入されることで光を発することが可能な発光層と、
    前記基体と前記第１半導体層との間に設けられ、前記第２導電型を有する第３半導体層と、を含み、
    前記第１半導体層は、前記第３半導体層と前記発光層との間に設けられ、
    前記第３半導体層は、凹凸構造を有し、
    前記凹凸構造は、複数の凸部を含んで構成され、
    前記凸部は、前記第１半導体層に接続されている、
    発光装置。
  2. 請求項１において、
    前記第１半導体層、前記第２半導体層、および前記第３半導体層に電位を印加する電位印加部を含む、発光装置。
  3. 請求項２において、
    前記第１導電型は、ｐ型であり、
    前記第２導電型は、ｎ型であり、
    前記電位印加部は、前記第１半導体層の電位が前記第３半導体層の電位よりも低いか等しくなるように電位を印加する、発光装置。
  4. 請求項２において、
    前記第１導電型は、ｎ型であり、
    前記第２導電型は、ｐ型であり、
    前記電位印加部は、前記第１半導体層の電位が前記第３半導体層の電位よりも高いか等しくなるように電位を印加する、発光装置。
  5. 請求項１ないし４のいずれか１項において、
    前記第３半導体層と前記第１半導体層との間に設けられた第４半導体層を含む、発光装置。
  6. 請求項１ないし５のいずれか１項において、
    前記凸部と、前記第１半導体層との間において、PN接合が形成されている、
  7. 請求項１ないし６のいずれか１項において、
    隣り合う前記凸部の間に、前記凸部の熱伝導率よりも高い熱伝導率を有する高熱伝導部材が設けられている、発光装置。
  8. 請求項７において、
    前記高熱伝導部材の屈折率は、前記凸部の屈折率よりも低い、発光装置。
  9. 請求項１ないし８のいずれか１項に記載の発光装置を含む、プロジェクター。
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