发光装置及其制造方法、以及投影仪制造方法及图纸

提供发光装置及其制造方法、以及投影仪，能够减少在发光层中产生的光向基体侧的相反侧的泄漏量。该发光装置具有：基体；以及层叠体，其设置在所述基体上，所述层叠体具有：第1柱状部；以及第2柱状部，其具有比所述第1柱状部小的直径，所述第1柱状部设置在所述基体与所述第2柱状部之间，所述第1柱状部具有：第1半导体层；第2半导体层，其导电类型与所述第1半导体层不同；以及发光层，其设置在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间，能够产生光，所述第1半导体层设置在所述基体与所述发光层之间，所述第2柱状部具有导电类型与所述第1半导体层不同的第3半导体层。

Luminescent devices and their manufacturing methods, as well as projectors

【技术实现步骤摘要】
发光装置及其制造方法、以及投影仪
本专利技术涉及发光装置及其制造方法、以及投影仪。
技术介绍
半导体激光器作为高亮度的下一代光源备受期待。其中，应用了纳米结构体(纳米柱)的半导体激光器也被期待能够利用纳米结构体来实现光子晶体的效果，从而实现窄放射角且高输出的发光。这样的半导体激光器例如被应用为投影仪的光源。例如，在专利文献1中记载有如下的化合物半导体元件：该化合物半导体元件包含GaN纳米柱(柱状部)，该GaN纳米柱(柱状部)具有Si衬底(基体)、设置在Si衬底的上方的n型层(第1半导体层)、设置在n型层上的有源层(发光层)和设置在有源层上的p型层(第2半导体层)。专利文献1：日本特开2008-166567号公报但是，在如上所述的发光装置中，构成柱状部的各层材料的选择项是有限的，因此，存在发光层与第2半导体层之间难以取得折射率的差异、且在发光层中产生的光向基体侧的相反侧泄漏的情况。
技术实现思路
本专利技术的发光装置的一个方式具有：基体；以及层叠体，其设置在所述基体上，所述层叠体具有：第1柱状部；以及第2柱状部，其具有比所述第1柱状部小的直径，所述第1柱状部设置在所述基体与所述第2柱状部之间，所述第1柱状部具有：第1半导体层；第2半导体层，其导电类型与所述第1半导体层不同；以及发光层，其设置在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间，能够产生光，所述第1半导体层设置在所述基体与所述发光层之间，所述第2柱状部具有导电类型与所述第1半导体层不同的第3半导体层。在所述发光装置的一个方式中，也可以是，在相邻的所述第1柱状部之间以及相邻的所述第2柱状部之间设置有光传播层。在所述发光装置的一个方式中，也可以是，所述光传播层具有：第1层，其设置在相邻的所述第1柱状部的所述第1半导体层之间；以及第2层，其设置在相邻的所述第1柱状部的所述发光层之间，所述第2层的折射率高于所述第1层的折射率。在所述发光装置的一个方式中，也可以是，所述第2层与所述基体之间的距离小于所述发光层与所述基体之间的距离。在所述发光装置的一个方式中，也可以是，所述光传播层具有第3层，所述第3层设置在相邻的所述第2柱状部的所述第3半导体层之间，所述第3层的折射率低于所述第2层的折射率。在所述发光装置的一个方式中，也可以是，所述发光层产生波长λ的光，所述第2柱状部以间距P排列，当设N为整数时，所述波长λ和所述间距P满足以下关系：P＝N×(λ/2)。本专利技术的发光装置的制造方法的一个方式包含以下工序：在基体上依次形成第1半导体层、能够产生光的发光层和导电类型与所述第1半导体层不同的第2半导体层，形成多个第1柱状结构体；在相邻的所述第1柱状结构体之间和所述第1柱状结构体的端面形成光传播层；对所述光传播层进行回蚀，使所述端面的一部分露出；以及以所回蚀的所述光传播层为掩模，在所露出的所述端面的一部分形成导电类型与所述第1半导体层不同的第3半导体层，形成第2柱状结构体，在形成所述第1柱状结构体的工序中，以使所述端面成为小平面的方式形成所述第1柱状结构体，在形成所述第2柱状结构体的工序中，以使所述第2柱状结构体的直径小于所述第1柱状结构体的直径的方式形成所述第2柱状结构体。本专利技术的投影仪的一个方式具有所述发光装置的一个方式。附图说明图1是示意性地示出本实施方式的发光装置的剖视图。图2是示意性地示出本实施方式的发光装置的柱状部的剖视图。图3是用于说明有效折射率的图。图4是用于说明有效折射率的图。图5是用于说明本实施方式的发光装置的制造方法的流程图。图6是示意性地示出本实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。图7是示意性地示出本实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。图8是示意性地示出本实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。图9是示意性地示出本实施方式的发光装置的制造工序的剖视图。图10是示意性示出本实施方式的变形例的发光装置的剖视图。图11是基于SEM的观察像。图12是基于SEM的观察像。图13是示意性示出本实施方式的投影仪的图。标号说明3a：第1柱状结构体；3b：第2柱状结构体；10：基体；10a：上表面；20：层叠体；22：缓冲层；30：柱状部；30a：第1柱状部；30b：第2柱状部；32：第1半导体层；34：发光层；36：第2半导体层；36a：上表面；37：第1部分；38：第2部分；39：第3半导体层；40：光传播层；42：第1层；44：第2层；46：第3层；50：第1电极；52：第2电极；60：掩模层；100：发光装置；100R、100G、100B：光源；136：第1区域；200：发光装置；210：导电层；236：第2区域；900：投影仪；902R、902G、902B：透镜阵列；904R、904G、904B：液晶光阀；906：十字分色棱镜；908：投影透镜；910：屏幕；1030b：第2柱状部；1046：第3层。具体实施方式下面，使用附图对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。另外，以下说明的实施方式并不对权利要求书中记载的本专利技术的内容进行不恰当的限定。此外，以下说明的所有结构不一定都是本专利技术必需的结构要件。1.发光装置首先，参照附图说明本实施方式的发光装置。图1是示意性示出本实施方式的发光装置100的剖视图。如图1所示，发光装置100具有基体10、层叠体20、第1电极50和第2电极52。基体10例如具有板状的形状。基体10例如是Si衬底、GaN衬底、蓝宝石衬底等。基体10具有上表面10a。上表面10a例如是平坦的面。层叠体20设置于基体10(基体10上)。层叠体20具有缓冲层22、柱状部30和光传播层40。另外，在本专利技术中，“上”表示在层叠体20的层叠方向(以下，也简称作“层叠方向”)上，从柱状部30的发光层34观察时远离基体10的方向，“下”表示在层叠方向上，在从发光层34观察时接近基体10的方向。此外，在本专利技术中，“层叠体20的层叠方向”表示柱状部30的第1半导体层32与发光层34的层叠方向(在图示的例子中，为上下方向)。缓冲层22设置在基体10上。缓冲层22例如是n型的GaN层(具体而言，掺杂有Si的n型的GaN层)等。另外，在图示的例子中，在缓冲层22上设置有用于形成柱状部30的掩模层60。掩模层例如是二氧化硅层、氮氧化硅层、氧化铝层、氧化铪层、钛、氧化钛层、氧化锆层、氮化硅层、它们的层叠膜等。柱状部30设置在缓冲层22上。柱状部30的平面形状(从层叠方向观察时的形状)例如是六边形等多边形、圆等。柱状部30的直径例如为nm级，具体而言，为10nm以上500nm以下。柱状部30例如也称作纳米柱(nanocolumn)、纳米线、纳米棒或纳米柱状物(nanopillar)。柱状部30的层叠方向的大小例如为0.1μm以上5μm以下。另外，在本专利技术中，在柱状部30的平面形状为圆的情况下，“径”是直径，在柱状部30的平面形状为多边形的情况下，“径”是将该多边形包含在内部的最小的圆(最小包含圆)的直径。柱状部30设置有多个。多个柱状部30相互隔开。相邻的柱状部30的间隔例如为1nm以上500nm以下。在平面观察时(从层叠方向观察时)，多个柱状部30在规定方向上以规定间距排列。多个柱状部30例如配置为俯视观察时的三角格子状、方格状等。多个柱状部30能够表现出光子晶体的效果。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发光装置，其具有：基体；以及层叠体，其设置在所述基体上，所述层叠体具有：第1柱状部；以及第2柱状部，其具有比所述第1柱状部小的直径，所述第1柱状部设置在所述基体与所述第2柱状部之间，所述第1柱状部具有：第1半导体层；第2半导体层，其导电类型与所述第1半导体层不同；以及发光层，其设置在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间，能够产生光，所述第1半导体层设置在所述基体与所述发光层之间，所述第2柱状部具有导电类型与所述第1半导体层不同的第3半导体层。

【技术特征摘要】
2018.02.28 JP 2018-0344501.一种发光装置，其具有：基体；以及层叠体，其设置在所述基体上，所述层叠体具有：第1柱状部；以及第2柱状部，其具有比所述第1柱状部小的直径，所述第1柱状部设置在所述基体与所述第2柱状部之间，所述第1柱状部具有：第1半导体层；第2半导体层，其导电类型与所述第1半导体层不同；以及发光层，其设置在所述第1半导体层与所述第2半导体层之间，能够产生光，所述第1半导体层设置在所述基体与所述发光层之间，所述第2柱状部具有导电类型与所述第1半导体层不同的第3半导体层。2.根据权利要求1所述的发光装置，其中，在相邻的所述第1柱状部之间以及相邻的所述第2柱状部之间设置有光传播层。3.根据权利要求2所述的发光装置，其中，所述光传播层具有：第1层，其设置在相邻的所述第1柱状部的所述第1半导体层之间；以及第2层，其设置在相邻的所述第1柱状部的所述发光层之间，所述第2层的折射率高于所述第1层的折射率。4.根据权利要求3所述的发光装置，其中，所述第2层与所述基体之间的距离小于所述发光层与所述基体之间的距离。5.根据权利要求3或者4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：野田贵史，岸野克巳，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，学校法人上智学院，
类型：发明
国别省市：日本,JP