201203601 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種發光裝置及投影機。 【先前技術】 已知有一種發光裝置，其係於基板上形成包含m族氮化 物半導體之發光層，自外部注入電流而於發光層内使電子 與電洞結合而發光。於此種發光裝置中，存在發光層與基 板之間產生畸變之情形》尤其是，於使用InGa]S^為發光 層且使用與InGaN不同之材料（例如GaN)作為基板之情形 時’兩者之間會產生晶格不匹配’且因該晶格不匹配導致 畸變增大。若產生此種畸變，則發光層上施加有因壓電效 應產生之電場（壓電電場），電子與電洞之發光再結合概率 明顯下降。 作為解決上述問題之方法’例如，有如專利文獻1所揭 示般，將III族氮化物半導體設為微細柱狀結晶構造，緩和 發光層與基板之間所產生之畸變的方法。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]曰本專利特開2008-169060號公報 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 然而’於專利文獻1所揭示之技術中，由於微細柱狀結 sa構造之側面為露出’故存在產生側面附近之缺陷或雜質 所引起之非發光再結合，使得發光效率下降。 154748.doc 201203601 本發明之若干態樣之目的之一在於提供一種發光效率較 高之發光裝置《又，本發明之若干態樣之目的之一在於提 供一種包含上述發光裝置之投影機。 [解決問題之技術手段] 本發明之發光裝置包含： 第1層，其具有第1面； 第2層’其具有與上述第1面相對向之第2面；及 構造體，其係被上述第1面與上述第2面夾持；且 上述構造體包含第1微細壁狀構件、第2微細壁狀構件及 半導體構件， 上述第1微細壁狀構件及上述第2微細壁狀構件包含： 第3層，其鄰接於上述第1面； 第4層’其鄰接於上述第2面；及 第5層’其係由上述第3層與上述第4層夾持； 上述半導體構件係被上述第1微細壁狀構件與上述第2微 細壁狀構件夾持， 上述第1層及上述第2層之材質為GaN， 上述第3層、上述第4層' 上述第5層及上述半導體構件 之材質為 InxGai.xN(0<x<l)， 上述第5層之X之值大於上述第3層之χ之值、上述第*層 之X之值及上述半導體構件之χ之值， 曰 上述第5層係產生光且對光進行波導之層， 上述第3層及上述第4層係對上述第5層產生之光進行波 導之層， 丁 ' 154748.doc 201203601 上述第1層及上述第2層係抑制上述第5層產生之光之洩 漏之層， 上述第5層產生之光進行傳播之波導管係自上述第丨面之 垂線方向俯視時，與上述第〗微細壁狀構件及上述第2微細 壁狀構件交又， 上述第1微細壁狀構件及上述第2微細壁狀構件之於上述 波導管之延伸方向上的長度為λ/2ηι， 且上述半導體構件之於上述波導管之延伸方向上之長度 可為λ/2η2。 其中，λ係上述第5層產生之光之波長， η丨係上述第1微細壁狀構件及上述第2微細壁狀構件之有 效折射率， η2係上述半導體構件之有效折射率。 根據此種發光裝置，於第丨微細壁狀構件與第2微細壁狀 構件之間形成有半導體構件。因此，可抑制第丨微細壁狀 構件及第2微細壁狀構件之側面之非發光再結合。因此， 於此種發光裝置中，可緩和基板與構造體之間所產生之畸 變，且可獲得較咼之發光效率。相反，若不形成此種半導 體構件而使微細壁狀構件之側面露出，則存在產生該側面 附近之缺陷或雜質所引起之非發光再結合，使得發光效率 下降之情形。 進而，根據此種發光裝置，半導體構件之材質為 InGaN ’第1微細壁狀構件及第2微細壁狀構件之材質亦例 如為InGaN。因此，相較於第丨微細壁狀構件與第2微細壁 154748.doc 201203601 狀構件之間形成例如包含氧化矽或聚醯亞胺之絕緣構件之 情形’可使第1微細壁狀構件及第2微細壁狀構件與半導體 構件之熱膨脹係數相近。因此，於此種發光裝置中，例如 即便由於電流注入而發熱，亦可減小由於熱膨脹而對構造 體施加之應力’從而可抑制應力所引起之發光效率之下降 或壽命之下降。 進而，根據此種發光裝置，第i微細壁狀構件之於波導 管之延伸方向之長度為人/2111，第2微細壁狀構件之於波導 管之延伸方向之長度為λ/2ηι，半導體構件之於波導管之延 伸方向之長度為λ/2ιΐ2。因此，於沿波導管之延伸方向傳播 之光中，自微細壁狀構件入射至半導體構件時由界面反射 之光係藉由自半導體構件入射至微細壁狀構件時由界面反 射之光抵消。例如’於半導體構件之折射率大於微細壁狀 構件之折射率之情形時，自微細壁狀構件入射至半導體構 件時由界面反射之光之相位反轉丨80度（相位偏移半波長）。 此時，自半導體構件入射至微細壁狀構件時由界面反射之 光之相位不產生變化。於微細壁狀構件之於波導管之延伸 方向之長度為λ/2ηι且半導體構件之於波導管之延伸方向之 長度為λ/2ιΐ2之情形時，該2個界面間之距離往返為λ/η2， 故當由一方界面反射之光之相位僅反轉1 80度（相位偏移半 波長）時’ 2個反射光之相位相互成為逆相位而相互抵消。 於折射率之大小相反之情形時，亦同樣地僅與上述相反之 反射光之相位反轉，2個反射光之相位依舊成為逆相位而 相互抵消。又，於第1微細壁狀構件與第2微細壁狀構件之 154748.doc 201203601 折射率相等之情形時，自微細壁狀構件入射至半導體構件 時之反射率與自半導體構件入射至微細壁狀構件時之反射 率相等。因此，反射光完全被相互抵消，實際上未被完全 反射而沿波導管之延伸方向傳播。亦即，可使反射光不會 於第1微細壁狀構件與半導體構件之界面、和第2微細壁狀 構件與半導體構件之界面之間多重反射。其結果為，可抑 制元件内部之界面間之局部反射或回饋所引起之雷射振 盈。 本發明之發光裝置包含： 第1層，其具有第1面； 第2層，其具有與上述第1面相對向之第2面；及 構造體，其係被上述第1面與上述第2面夾持；且 上述構造體包含第1微細壁狀構件、第2微細壁狀構件及 半導體構件， 上述第1微細壁狀構件及上述第2微細壁狀構件具有： 第3層’其鄰接於上述第1面； 第4層，其鄰接於上述第2面；及 第5層’其係被上述第3層與上述第4層夾持；且 上述半導體構件係被上述第1微細壁狀構件與上述第2微 細壁狀構件夾持， 上述第1層及上述第2層之材質為AlGaN， 上述第3層及上述第4層之材質為GaN， 上述第5層及上述半導體構件之材質為inxGa^NCiXxU)， 上述第5層之X之值大於上述半導體構件之X之值， 154748.doc 201203601 上述第5層係產生光且對光進行波導之層， 上述第3層及上述第4層係對上述第5層產生之光進行波 導之層， 上述第1層及上述第2層係抑制上述第5層產生之光之洩 漏之層， 上述第5層產生之光進行傳播之波導管係自上述第1面之 垂線方向俯視時，與上述第1微細壁狀構件及上述第2微細 壁狀構件交又， 上述第1微細壁狀構件及上述第2微細壁狀構件之於上述 波導管之延伸方向之長度可為λ/2η丨， 上述半導體構件之於上述波導管之延伸方向之長度可為 λ/2η2 0 其中，λ係上述第5層產生之光之波長， 〜係上述第1微細壁狀構件及上述第2微細壁狀構件之有 效折射率， 〜係上述半導體構件之有效折射率。 同樣地可獲得較高之發光效率。 根據此種發光裝置，同相 於本發明之發光裝置令， 上述半導體構件it而亦1形成於上
壁狀構件之與上述第1微細壁狀構件 上述第1微細壁狀構件
發光效率。 之側 '及上述第2微細 側麁相反之側。 可進而抑制第1微細 非發光再結合，你 1微細壁狀構件及第2 從而可獲得更高之 154748.doc 201203601 本發明之發光裝置可為超冷光發光二極體。 根據此種發光裝置，可抑制雷射振盪，於用作投影機等 圖像投影裝置或圖像顯示裝置之光源之情形時，可減少散 斑雜訊（speckle noise)。 於本發明之發光裝置中，可更包含第6層，其係覆蓋上 述構造體之出射面而形成；且 上述第6層係抑制上述第5層產生之光之反射之層。 根據此種發光裝置，可減小出射面之反射率。 於本發明之發光裝置中，上述第5層之X之值可為〇.4以 上且0.6以下。 根據此種發光裝置，可出射綠色之光。 於本發明之發光裝置中， 上述第3層經摻雜而成第1導電型， 上述第4層經摻雜而成第2導電型， 且上述半導體構件未經摻雜。 根據此種發光裝置’可使注入載子（電子及電洞）避開半 導體構件而流入微細壁狀構件。 於本發明之發光裝置中，可更包含： 第1電極’其電性連接於上述第1層； 第2電極，其電性連接於上述第2層；及 第7層’其係形成於上述第2層與上述第2電極之間；且 上述第7層與上述第2電極進行歐姆接觸， 上述構造體具有與上述第1面及上述第2面連接之第3 面、及與上述第1面及上述第2面連接且與上述第3面相對 I54748.doc •10· 201203601 向之第4面， 上述第7層與上述第2電極之接觸面係自上述第3面延伸 至上述第4面為止， 上述接觸面係自上述第1面之垂線方向俯視時，與上述 第1微細壁狀構件及上述第2微細壁狀構件交又， 上述第1微細壁狀構件及上述第2微細壁狀構件之於上述 接觸面之延伸方向之長度為λ/2ηι， 上述半導體構件之於上述接觸面之延伸方向之長度為 λ/2η2 。 根據此種發光裝置，藉由第7層，可降低第2電極之接觸 電阻。 本發明之投影機包含： 本發明之發光裝置； 光調變裝置’其根據圖像資訊而調變上述發光裝置所出 射之光；及 投影裝置’其投影藉由上述光調變裝置所形成之圖像。 根據此種投影機’可獲得較高之發光效率。 【實施方式】 以下 面參照圖式一面對本發明之較佳之實施形態進 行說明。 1.發光裝置 首先’ 一面參照圖式一面對本實施形態之發光裝置進行 說明。圖1係換式性表示本實施形態之發光裝置1〇〇之立體 圖。圖2係模式性表示本實施形態之發光裝置100之平面 154748.doc 201203601 圖。圖3係模式性表示本實施形態之發光裝置100之圖2之 III-III線剖面圖。再者’於圖1中，方便起見省略第2電極 122及第6層130之圖示。又，於圖2中，方便起見省略第2 層106、絕緣部109及第2電極122之圖示。 以下’作為一例’對發光裝置1 〇〇為超冷光發光二極體 (Super Luminescent Diode ’以下亦稱作「SLD」）之情形進 行說明。與半導體雷射不同’ SLD可藉由抑制共振器之形 成而抑制雷射振盪。因此，於用作投影機等圖像投影裝置 或圖像顯示裝置之光源之情形時，可減少散斑雜訊。 如圖1〜圖3所示’發光裝置1〇〇包含第}層1〇4(以下亦稱 作「第1包覆層104」）、第2層1〇6(以下亦稱作「第2包覆層 106」）及構造體11〇。進而，發光裝置1〇〇可包含基板 102、第6層130(以下亦稱作「抗反射層13〇」）、第7層 1〇7(以下亦稱作「接觸層1〇7」）、絕緣構件109、第1電極 120及第2電極122。 作為基板102，例如可使用第i導電型（例如n型）之GaN基 板、或者藍寶石基板上形成有n型之GaN層之GaN模板 (template substrate)。 第1包覆層104形成於基板102上。作為第1包覆層1〇4, 例如可使用η型之GaN層。再者，雖未圖示，但亦可於基 板102與第1包覆層104之間形成緩衝層。作為緩衝層，例 如可使用η型之GaN層。緩衝層可提高形成於其上方之層 之結晶性》 構造體卿成於第i包覆層1〇4上。於構造體ιι〇上形成 154748.doc •12· 201203601 有第2包覆層106。因此’亦可以說構造體11 〇係被第1包覆 層104之第1面l〇4a(以下亦稱作「上表面i〇4a」）、及與上 表面104a相對向之第2包覆層1〇6之第2面106a(以下亦稱作 「下面106a」）夾持。 構造體110之形狀例如為長方體（包括立方體之情形）^構 造體110係如圖2所示，可包含相互對向之第3面（以下亦稱 作「第1側面11 Oa」）及第4面（以下亦稱作「第2側面 ll〇b」）、以及將第1側面ii〇a與第2側面ll〇b連接之第3側 面110c及第4側面11 〇d。如圖1所示，亦可以說第1側面 ll〇a係將上表面l〇4a與下面106a之面連接》同樣地，亦可 以說構造體110之側面110b、110c、110d係將第1包覆層 104之上表面l〇4a與第2包覆層106之下面106a連接的面。 再者，亦可以說構造體110之第1側面110a之垂線P與第1 包覆層104之上表面l〇4a之垂線（未圖示）交差（例如正交）。 同樣地，亦可以說構造體110之側面ll〇b、110c、110d之 各個垂線（未圖示）與第1包覆層104之上表面l〇4a之垂線交 差（例如正交）。 構造體110包含微細壁狀構件111及半導體構件118。微 細壁狀構件111形成於第1包覆層104上。微細壁狀構件111 可形成複數個，並不特別限定其數量。於圖1所示之例 中，微細壁狀構件111具有與第1包覆層104之上表面104a 垂直之壁狀形狀（板狀形狀）。 如圖2所示，微細壁狀構件111係自上表面104a之垂線方 向觀察（俯視）發光裝置100時，自第3側面110c設置至第4側 154748.doc -13- 201203601 面1 l〇d為止》於圖2所示之例中，微細壁狀構件111之平面 形狀為長方形’微細壁狀構件i丨〗係自第3側面1 l〇c以與第 3側面ll〇c之垂線Q平行地設置至第4側面11〇d為止。雖未 圖示，但微細壁狀構件111之平面形狀亦可為平行四邊 形’亦可自第3側面ll〇c以與垂線q傾斜地設置至第4側面 110d為止。於圖2所示之例中，複數個微細壁狀構件u丨之 平面形狀彼此相同》 k細壁狀構件111係若短邊方向之邊長度（例如垂線p方 向之邊長度）為數百nm以下，則長邊方向之邊長度（例如垂 線Q方向之邊長度）及高度（例如與垂線P及垂線Q正交之方 向之長度）並無特別限定。其中，短邊方向及長邊方向之 邊越短，緩和施加給構造體11〇之畸變之效果越大β尤其 是短邊方向之邊長度較理想的是2S0 nm以下。如此，因微 細壁狀構件111之短邊方向之邊長度為奈米單位，故亦可 將微細壁狀構件1U稱作「奈米壁（nan〇wall) lu」。於微細 壁狀構件111之結晶系為六方晶系之情形時，微細壁狀構 件111之長邊方向亦可為六方晶系之3軸方向。 如圖1及圖3所示，微細壁狀構件U1具有第3層114(以下 亦無作「第1導向層Π4」）、第4層116(以下亦稱作「第2導 向層116」）及包含第5層（以下亦稱作「井層」）之活性芦 115。 θ 第1導向層114形成於第1包覆層1〇4上。亦可以說第工導 向層U4鄰接於第！包覆層1〇4之上表面1〇4&。作為第i導向 層Π 4 ’例如可使用η型之inGaN層。 154748.doc 14 201203601 活性層115形成於第1導向層114上。亦可以說活性層U5 係由第1導向層U4與第2導向層116夾持。活性層U5具有 例如將由井層及障壁層構成之量子井構造疊合3個之多重 罝子井（MQW，Multi quantum Well)構造。井層之材質例 如為In〇_5Ga〇.5N，障壁層之材質例如為ln〇丨5Ga〇 S5n。井層 及障壁層之厚度例如為數nm至10 nm左右。 第2導向層116形成於活性層115上。亦可以說第2導向層 116與第2包覆層106之下面106a鄰接。作為第2導向層 116，例如可使用第2導電型（例如p型）之inGaN層。第1導 向層114及第2導向層116之厚度大於井層及障壁層之厚 度，例如為數十nm至數百nm左右》 半導體構件118形成於第1包覆層1〇4上。於圖2所示之例 中，半導體構件118之平面形狀係與微細壁狀構件丨丨丨之平 面形狀相同且為長方形，但並無特別限定，例如亦可為平 行四邊形。於圖2所示之例中，複數個半導體構件u 8之平 面形狀彼此相同。 微細壁狀構件111與半導體構件118係如圖2所示，自第} 側面110a朝向第2側面ll〇b交替地配置。亦即，於複數個 微細壁狀構件111中之相鄰之第1微細壁狀構件U2與第2微 細壁狀構件113之間形成有半導體構件ι18。進而，半導體 構件118亦形成於第1微細壁狀構件丨丨2之與第2微細壁狀構 件113相反之側（第1侧面11 〇a側）、以及第2微細壁狀構件 113之與第1微細壁狀構件112相反之側（第2側面11〇1?側）。 相鄰之微細壁狀構件111與半導體構件118例如相互接觸。 I54748.doc •15· 201203601 亦可以說半導體構件11 8係以埋入複數個微細壁狀構件u i 間之方式所形成。亦可以說構造體11 〇中之除微細壁狀構 件111以外之部分係半導體構件118。 半導體構件118之材質例如可為未經摻雜之inGa]s^半導 體構件118未經摻雜’構成微細壁狀構件111之第1導向層 114及第2導向層116如上述般被摻雜，藉此可使注入載子 (電子及電洞）避開半導體構件118而流入微細壁狀構件 11卜 活性層115之一部分及導向層114、116之一部分及半導 體構件11 8之一部分係如圖2及圖3所示，可構成波導管 119。活性層115(井層）可產生光，且該光可於波導管up内 傳播。波導管119係如圖2所示俯視時，自第1側面ii〇a沿 方向A延伸至第2側面11 〇b為止。所謂方向A，係指例如自 設置於第1側面110a之波導管119之第1端面119a之中心朝 向設置於第2側面110b之波導管119之第2端面119b之中心 之方向。 波導管119係與第1微細壁狀構件U2及第2微細壁狀構件 113交叉而設置》亦即，亦可以說將第1端面n9a之中心與 第2端面119b之中心連結之虛擬直線R係與第1微細壁狀構 件112及第2微細壁狀構件113交叉。 微細壁狀構件111之於波導管119之延伸方向A之長度（在 方向A之長度）為λ/21^。亦即，第1微細壁狀構件112之於方 向Α之長度Dm為λΟη!，第2微細壁狀構件113之於延伸方 向Α之長度為λ/2ηι。又，半導體構件118之於方向Α之 154748.doc -16- 201203601 長度D118為λ/2η2。其中，λ係活性層115產生之光之波長， η〗係第1微細壁狀構件112及第2微細壁狀構件113之有效折 射率（形成有微細壁狀構件112、113之部分之垂直剖面之 有效折射率），Μ係半導體構件118之有效折射率（形成有半 導體構件118之部分之垂直剖面之有效折射率）。 再者，若將Ε設為電場且將Ζ設為活性層115之厚度方向 (第1包覆層104之垂線方向），則有效折射率η可如下述式 (1)表示。 [數1] n = [^(Z)|E|2dZ ]/[J=|E|2dZ ]式⑴ 例如’於波導管119内沿A方向行進之光之一部分係可由 微細壁狀構件111與半導體構件118之界面反射，但藉由如 上述般設計Dm、Din及D11S，由第1微細壁狀構件112與半 導體構件118之界面反射之光、與由第2微細壁狀構件113 與半導體構件118之界面反射之光會相互抵消。 更具體而言’於半導體構件118之折射率大於微細壁狀 構件112、113之折射率之情形時，於波導管119内沿a方向 行進之光中’自第1微細壁狀構件112入射至半導體構件 118時由界面反射之光之相位反轉180度（相位偏移半波 長）。此時’自半導體構件11 8入射至第2微細壁狀構件113 時由界面反射之光之相位不產生變化。於微細壁狀構件 112、113之於波導管之延伸方向之長度為λ/2η丨且半導體構 154748.doc -17- 201203601 件118之於波導管之延伸方向之長度為1/2112之情形時，因 該2個界面間之距離往返為λ/η2，故若僅由一方界面反射之 光之相位反轉180度（相位偏移半波長），則2個反射光之相 位相互成為逆相位而相互抵消。於折射率之大小相反之情 形時（亦即，於半導體構件118之折射率小於微細壁狀構件 112、113之折射率之情形時），亦同樣地僅與上述相反之 反射光之相位反轉’ 2個反射光之相位依舊成為逆相位而 相互抵消。又，於第1微細壁狀構件112與第2微細壁狀構 件113之折射率相等之情形時，自第1微細壁狀構件112入 射至半導體構件118時之反射率與自半導體構件U8入射至 第2微細壁狀構件丨13時之反射率相等。因此，反射光完全 被相互抵消，實際上未被完全反射而沿波導管119之延伸 方向A傳播。亦即’可抑制光之回歸（回饋）。 因此，可使反射光不會於第1微細壁狀構件112與半導體 構件U 8之界面及第2微細壁狀構件113與半導體構件丨丨8之 界面之間多重反射。其結果為’可抑制微細壁狀構件 112、113與半導體構件118之界面間之雷射振盪。對於可 抑制雷射振盈之有效折射率差（ηι與h之差之絕對值）並無 特別限定，例如為0.04左右。 假設’若將0"2及Dlu設為λ/4ηι且將D118設為λ/4η2,則 由第1微細壁狀構件112與半導體構件118之界面反射之光 與由半導體構件U8與第2微細壁狀構件113之界面反射之 光相互增強’因此種反射光而產生雷射振盪（局部區域中 之法布立-培若（Fabry-Perot)振盈或 DFB(distributed 154748.doc 201203601 feedback，分散式回饋）振盪）。 如圖2所示’波導管119係例如自第丨側面丨心以與垂線p 傾斜地設置至第2側面110b為止。除此之外，藉由設計上 述D1U、Din及Dm，可使光不會於端面n9a與第2端面 119b之間多重反射。其結果為，可抑制第i端面U9a與第2 端面119b間之雷射振盪。 再者，雖未圖示，但波導管1丨9亦可設置複數個。波導 官119係可藉由如下方式形成’即’如下所述，根據柱狀 部108之平面形狀而沿平面方向（例如與活性層115之厚度 方向正父之方向）賦予有效折射率差。又，波導管119係亦 可藉由如下方式形成，即，如下所述，根據接觸層1〇7與 第2電極122之接觸面107a之平面形狀而決定電流路徑。 抗反射層130係覆蓋波導管119之第i端面u9a及第2端面 119b而形成。抗反射層130係亦可覆蓋構造體u〇之整個第 1側面110a及整個第2側面11 〇b而形成。抗反射層丨3〇可抑 制活性層11 5產生之光之反射《亦即，藉由抗反射層丨3 〇， 可使端面119a、119b之反射率為〇%，或者與此相近之值。 藉此，可自端面119a、119b(亦可稱作出射面119a、119b) 有效出射光。 於圖2所示之例中，抗反射層130覆蓋第1端面n9a及第2 端面119b之兩者’但亦可僅覆蓋第1端面119a，第2端面 119b亦可由反射層覆蓋。藉此，活性層115產生之光之一 部分係可由第2端面119b反射後’自第1端面1 i9a出射。作 為抗反射層130及反射層’例如可使用ai2〇3層、TiN層、 154748.doc -19· 201203601 Τι〇2層、SiON層、SiN層、Si〇2層' Ta2〇3層或該等之多層 膜等。 第2包覆層106形成於構造體11〇上。作為第2包覆層 106 ’例如可使用p型之GaN層。 例如’由P型之第2包覆層106、未摻雜有雜質之活性層 115及n型之第1包覆層104構成pin二極體（p — intrinsic-n Diode) 〇 如上所述’可使包覆層104、106之材質為GaN，且可使 活性層115、導向層114、116及半導體構件118之材質為
IllxGai-xN(〇<x<1)。藉此，可將包覆層104、106設為較活 性層115、導向層114、116及半導體構件118相比禁帶隙更 大且折射率更小之層。進而，可使構成活性層115之井層 之X之值（與Ga相對之h之值）大於導向層114、116之X之 值。藉此，可將導向層114、116設為較井層相比禁帶隙更 大且折射率更小之層。進而，半導體構件118之X之值較好 的是大於導向層114、116之乂之值且小於井層115之父之 值藉此，可抑制活性層11 5產生之光被半導體構件i i 8吸 收。 再者可使井層之材質為InxGabxNCiM ‘ xg 0.6)，由此 活性層115可產生綠色之光。因此，發光裝置100可出射綠 色之光。 又，右保持上述各層之折射率之大小關係，則亦可於以 上述材質為主成分之各層1〇4、1〇6、114、116中混入剔等 作為副成分。亦即，亦可使包覆層1〇4、ι〇6之材質為 154748.doc •20· 201203601
AlGaN，且使導向層114、116之材質為InA1GaN。又，若 保持上述各層之折射率之大小關係，則亦可使包覆層 104、106之材質為AlGaN，且使導向層114、116之材質為 GaN。又，例如亦可將包覆層1〇4、1〇6設為包含A1Gais^ 及GaN層之超晶格構造’且使導向層114、116之材質為 GaN或 InGaN。 藉由如上所述之各層之材質，活性層115(井層）具有可產 生光且放大光之功能。進而，活性層115具有對光進行波 導之功能。導向層114、116具有對活性層115產生之光進 行波導之功能。包覆層104、106具有封閉注入載子（電子 及電洞）及光而抑制洩漏之功能。半導體構件u 8具有對光 進行波導之功能，但避開半導體構件118而流動注入載子 之方面而言，功能與導向層114、116有所不同。 更具體而言，若發光裝置1〇〇對第1電極12〇與第2電極 122之間施加pin二極體之順向偏壓電壓，則電子及電洞避 開半導體構件118而自導向層114、116注入活性層115，於 活性層115中構成波導管119之部分處產生電子與電洞之再 結合。藉由該再結合產生發光。以所產生之光為起點，連 鎖性地引起受激發射’從而於波導管119之活性層U5内放 大光之強度。例如，波導管119之活性層115產生之光之一 部分係可交替地通過構成波導管119之微細壁狀構件丨丨i及 半導體構件118，而自端面119a、119b作為出射光出射。 再者，於圖1及圖2所示之例中，端面119a、119b係設置 於半導體構件118，但亦可設置於微細壁狀構件丨丨1。亦 154748.doc -21 · 201203601 即，側面110a、l10b係亦可由微細壁狀構件Ul形成。 如圖1及圖3所示，接觸層107係形成於第2包覆層1〇6 上。作為接觸層107，例如可使用p型之〇心層。接觸層 107與第2電極122可進行歐姆接觸。藉此，可降低第2電極 122之接觸電阻。 再者，雖未圖示，但亦可於第2包覆層1〇6與接觸層1〇7 之間形成蝕刻終止層或載子終止層。蝕刻終止層可提高形 成下述柱狀部108時之蝕刻深度之精度。載子終止層可減 小電子與電洞之遷移率之差所引起之影響。 接觸層107與第2包覆層106之一部分可構成柱狀部1〇8。 如下所述，可使形成有柱狀部1〇8之部分之有效折射率大 於未形成有柱狀部108之部分。藉此，藉由將光封閉在平 面方向，可構成波導管119 ^亦即，可根據柱狀部1〇8之平 面形狀而決定波導管119之平面形狀。 又藉由柱狀部1〇8，如下所述，可防止電流在平面方 白擴散（藉由將電流封閉在平面方向）’亦可決定電極12〇、 122間之電流路徑。再者，雖未圖示，但亦可使柱狀部i 〇8 之側面傾斜。 接觸層107與第2電極122之接觸面l〇7a之平面形狀，亦 可與柱狀部108之平面形狀、亦即波導管U9之平面形狀相 同°亦即’接觸面107a係與波導管119相同地，如圖2所 示’亦可自第1側面11 〇a沿A方向延伸至第2側面11 〇b為 止’進而亦可與第丨微細壁狀構件u 2及第2微細壁狀構件 113交又。亦即’圖2所示之Dm亦可為第1微細壁狀構件 154748.doc -22- 201203601 112在接觸面i〇7a之延伸方向A之長度。此情況對於D113及 D 11 8而言亦相同。 如圖1及圖3所示，絕緣構件109係設置於第2包覆層106 上且柱狀部108之側方。絕緣構件1〇9可與柱狀部108之側 面相接觸。絕緣構件109之上表面係如圖3所示，例如與接 觸層107之上表面連續。作為絕缘構件1〇9之材質，例如可 列舉SiN、Si〇2、聚醯亞胺等。於使用該等材料作為絕緣 構件109之情形時，電極120、122間之電流可避開絕緣構 件109而於絕緣構件1〇9所夾持之柱狀部ι〇8中流動β絕緣 構件109可具有較活性層115及導向層114、U6之折射率更 小之折射率。該情形時’形成有絕緣構件1〇9之部分之垂 直剖面之有效折射率小於未形成有絕緣構件1〇9之部分， 亦即形成有柱狀部108之部分之垂直剖面之有效折射率。 因此’平面方向上，可於波導管119内有效封閉光。再 者，雖未圖示，但亦可不設置絕緣構件1〇9。亦可將絕緣 構件109理解為空氣。 第1電極120形成於基板102之整個下面。第1電極12〇可 與和該第1電極120進行歐姆接觸之層（於圖示之例中，基 板1〇2)相接觸。第1電極120經由基板1〇2而與第i包覆層 104電性連接。第i電極12〇係用以驅動發光裝置1〇〇之一方 電極。作為第1電極120，例如可使用自基板1〇2側依序積 層Τι層、A1層、Au層而成者等。 再者，亦可於第1包覆層104與基板1〇2之間設置第2接觸 層（未圖不）’藉由乾式蝕刻等而使該第2接觸層露出，從而 154748.doc -23· 201203601 將第1電極120設置於第2接觸層上。藉此，可獲得單層電 極構造。該形態係於如在藍寶石基板上成長GaN層之GaN 模板般，基板102之一部分呈絕緣性之情形時特別有效。 第2電極122形成於接觸層107上。進而，如圖3所示，第 2電極122係亦可設置於絕緣構件109上。第2電極122經由 接觸層107而與第2包覆層106電性連接。第2電極122係用 以驅動發光裝置100之另一方電極。作為第2電極122，例 如可使用自接觸層107側依序積層Ni層、Pd層、Au層而成 者等。 如上所述之發光裝置1 00可應用於例如投影機、顯示 器、照明裝置、測量裝置等之光源。 本實施形態之發光裝置1 〇〇例如具有以下特徵。 根據發光裝置100 ’於第1微細壁狀構件112與第2微細壁 狀構件113之間形成有半導體構件118 ^因此，可抑制構成 波導管119之第1微細壁狀構件112及第2微細壁狀構件113 之側面之非發光再結合。因此’於發光裝置丨〇〇中，可緩 和基板102與構造體11 〇之間所產生之畴變，且可獲得較高 之發光效率。例如，若微細壁狀構件之側面露出，則存在 產生該側面附近之缺陷或雜質所引起之非發光再結合使 得發光效率下降之情形。 進而’於發光裝置1〇〇中’半導體構件118之材質為 InGaN，微細壁狀構件i j 2、j〗3之材質例如為InGaN。因 此，相較於微細壁狀構件112、113之間形成例如包含氧化 矽或聚醯亞胺之絕緣構件之情形，可使微細壁狀構件 154748.doc -24- 201203601 112、113與半導體構件U8之熱膨脹係數相近。因此，於 發光裝置100中，例如即便由於電流注入而發熱，亦可減 小由於熱膨脹而對構造體i丨〇施加之應力，從而可抑制應 力所引起之發光效率之下降或壽命之下降。該情況於活性 層115之材質為inGaN且導向層114、116之材質為GaN時亦 相同。 進而’於發光裝置100中，第1微細壁狀構件112之於方 向A之長度Dm為λ/21^，第2微細壁狀構件113之於方向A之 長度Dln為λ/2η丨。又，半導體構件U8之於方向A之長度 D1U為λ/2η2 »藉此，如上所述，於沿A方向傳播之光中， 由第1微細壁狀構件112與半導體構件11 8之界面反射之 光、與由半導體構件118與第2微細壁狀構件113之界面反 射之光相互抵消。因此’可使反射光不會於第1微細壁狀 構件112與半導體構件π8之界面及第2微細壁狀構件π3與 半導體構件118之界面之間多重反射。其結果為，可抑制 微細壁狀構件112、113與半導體構件118之界面間之雷射 振盪_。 根據發光裝置100 ’半導體構件118亦可形成於第1微細 壁狀構件112之與第2微細壁狀構件in相反之側（第1側面 110a側）、以及第2微細壁狀構件113之與第丨微細壁狀構件 Π 2相反之側（第2側面11 Ob側）。因此，可進而抑制微細壁 狀構件112、113之側面之非發光再結合。 根據發光裝置100，抗反射層130係可覆蓋波導管119之 第1端面119a及第2端面119b而形成。藉此，可減小成為出 154748.doc •25- 201203601 。因此，可使光不會於端 其結果為，可抑制端面 射面之端面119a、119b之反射率 面119a、119b之間多重反射。 119a、119b間之以元件整體為共振器之雷射㈣。進而， 如上所述，#光裝i 100亦可抑制元件内部之界面間之局 部反射或回饋所引起之雷射振璗。因&，發光裝置100可 為超冷光發光二極體。所以，發光裝置剛可抑制雷射振 盪，於用作投影機等圖像投影裝置或圖像顯示裝置之光源 之情形時，可減少散斑雜訊。 根據發光裝置100，構成活性層丨i 5之井層之材質可為 InxGa】-xN(0.4$ 0.6)。藉此’發光裝置1〇〇可出射綠色 之光。 根據發光裝置100，半導體構件118未經摻雜，構成微細 壁狀構件111之第1導向層114及第2導向層116被摻雜。因 此’可使注入載子避開半導體構件丨丨8而流入微細壁狀構 件 111。 2.發光裝置之製造方法 其次’ 一面參照圖式一面對本實施形態之發光裝置之製 造方法進行說明。圖4~圖8係模式性表示本實施形態之發 光裝置100之製造步驟之立體圖。 如圖4所示，於基板1〇2上依序磊晶成長第1包覆層104、 第1導向層114、活性層115及第2導向層116。作為磊晶成 長之方法’例如可使用MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition，有機金屬化學氣相沈積）法、MBE (Molecular Beam Epitaxy，分子束蠢晶）法。 154748.doc -26- 201203601 如圖5所示，對第2導向層116、活性層115及第1導向層 114進行圖案化而形成微細壁狀構件丨丨丨。圖案化係例如使 用光微影技術及钮刻技術而進行。於圖示之例中，圖案化 係以使第1包覆層104之上表面104a之一部分露出之方式進 行。 如圖6所示，於所露出之第1包覆層1〇4之上表面1〇牦上 且微細壁狀構件111之側方形成半導體構件118。藉此，可 形成構造體110。半導體構件118係例如以半導體構件118 之上表面與微細壁狀構件111之上表面連續之方式所形 成。半導體構件11 8係例如藉由利用MOCVD法之橫向成長 (Epitaxial Lateral Overgrowth ; ELO，磊晶側向成長法）而 形成。半導體構件118之材質即InGaN係橫向（例如與活性 層115之厚度方向正交之方向）之成長較積層方向（例如活性 層115之厚度方向）之成長更快速，可相對容易填埋微細壁 狀構件111之間。具體而言，即便相鄰之微細壁狀構件j【 間之距離為數十nm〜數百nm，亦可藉由橫向成長而形成半 導體構件 118,因此較CVD(ChemicalVap〇rDep〇siti〇n，化 學氣相沈積）法或濺鍍法等相比，可更容易且無縫隙地埋 入半導體構件118。進而，藉由橫向成長而形成半導體構 件118 ’藉此可提高半導體構件118之結晶性。 如圖7所示，於構造體110上依序磊晶成長第2包覆層1〇6 及接觸層107 »作為蠢晶成長之方法，例如可使用 法、MBE法。 如圖8所示，對至少接觸層1〇7及第2包覆層1〇6進行圖案 154748.doc -27· 201203601 化而形成柱狀部108。圖案化係例如使用光微影技術及蝕 刻技術而進行。於圖示之例中，圖案化係以不會使構造體 110之上表面露出之方式進行。 如圖1所示，以覆蓋柱狀部108之側面之方式形成絕緣構 件109。具體而言’首先，例如藉由CVD法、塗佈法等， 於第2包覆層1〇6之上方（包含接觸層1〇7上）成膜絕緣層（未 圖不）。其次，例如使用蝕刻技術等而使接觸層1 〇7之上表 面露出。藉由以上步驟’可形成絕緣構件丨〇9。 如圖3所示，於接觸層1〇7及絕緣構件1〇9上形成第2電極 122。第2電極122係例如藉由真空蒸鍍法而形成。 其次’於基板102之下面形成第！電極12〇。第1電極12〇 係例如藉由真空蒸鍍法而形成。再者，對於第j電極i2〇及 第2電極122之形成順序，並無特別限定。 如圖2所示’於構造體11〇之第1側面11〇a及第2側面11〇b 形成抗反射層130»抗反射層13〇係例如藉由cvD法、濺鍍 法、離子輔助蒸鍵（I〇n Assisted Deposition)法等而形成。 藉由以上步驟，可製造發光裝置丨〇〇。 根據發光裝置100之製造方法，可製造發光效率較高之 發光裝置100。 3 _發光裝置之變形例 其次’ 一面參照圖式一面對本實施形態之變形例之發光 裝置進行說明。圖9與圖3相對應，模式性表示本實施形態 之變形例之發光裝置2〇〇之剖面圖。以下，於本實施形態 之變形例之發光裝置2〇〇中，對於具有與本實施形態之發 154748.doc -28- 201203601 光裝置1GG之構成構件相同之功能之構件標註相同之符 號’省略其詳細說明。 ;發光裝置1 〇〇之例中，如圖3所示，對絕緣構件⑽、 形成有絕緣構件1〇9之區域亦即形成有柱狀部⑽之區域 設置折射率差而封閉光之折射率波導型進行了說明。與此 相對I光裝置200可為未形成有柱狀部i 〇8而沿平面方向 未設置折射率差之增益波導（gain guided)型。 亦即，如圖9所示，於發光裝置2〇〇tf7，接觸層1〇7及第2 匕覆層106未構成柱狀部，因此亦不會於柱狀部之側方形 成絕緣構件109。於發光裝置中，絕緣構件1〇9形成於 除成為波導管119之部分之上方以外的接觸層1〇7上。亦 即，絕緣構件109係於成為波導管丨19之部分之上方包含開 口 4，於該開口部露出接觸層1〇7之上表面。第2電極 形成於该露出之接觸層107上及絕緣構件1〇9上。 於圖示之例中’根據第2電極122與接觸層1〇7之接觸面 107a之平面形狀而決定電極12〇、122間之電流路徑，其結 果為，決定波導管119之平面形狀。因此，接觸面1〇、之 平面形狀成為與波導管119相同之平面形狀。再者，雖未 圖示，但第2電極122未形成於絕緣構件1〇9上，亦可僅形 成於波導管119之上方之接觸層1〇7上。 根據發光裝置200 ’與發光裝置1〇〇同樣地，可獲得較高 之發光效率。 4.投影機 其次，對本實施形態之投影機進行說明。圖〗0係模式性 154748.doc •29- 201203601 表示本實施形態之投影機700之圖。再者，於圖i〇中，方 便起見省略構成投影機700之框體。投影機700包含本發明 之發光裝置。以下，對使用發光裝置100作為本發明之發 光裝置之例進行說明。 投影機700係如圖10所示，可包含分別出射紅色光、綠 色光、藍色光之紅色光源（發光裝置）100R、綠色光源（發光 裝置）100G、藍色光源（發光裝置）100B。該等之中，至少 100G係上述發光裝置100。 投影機700包含：透過型之液晶光閥（光調變裝 置）704R、704G、704B，其分別根據圖像資訊而對光源 100R、100G、100B所出射之光進行調變；及投影透鏡（投 影裝置）708，其將藉由液晶光閥704R、704G、704B所形 成之圖像進行放大而投影至螢幕（顯示面）710。又，投影機 700可包含將液晶光閥704R、704G、704B所出射之光進行 合成並導入至投影透鏡708之合光梭鏡（Cross Dichroic Prism)(色光合成機構）706。 進而，投影機700係可使光源100R、100G、100B所出射 之光之照度分佈均勻化，故於較各光源l〇〇R、100G、 100B更靠光路下游側設置有均勻化光學系統702R、 702G、702B，並利用藉由該等而實現照度分佈之均勻化 之光而照明液晶光閥704R、704G、704B。均勻化光學系 統702R、702G、702B包含例如全像片（hologram)702a及場 透鏡（field lens)702b。 藉由各液晶光閥704R、704G、704B進行調變之3種色光 154748.doc • 30· 201203601 係入射至合光稜鏡706。該稜鏡係貼合4個直角稜鏡而形 成，於其内面以十字狀配置有反射紅色光之介電質多層膜 及反射藍色光之介電質多層膜。藉由該等介電質多層膜而 .合成3種色光’形成有表示彩色圖像之光。然後，經合成 之光藉由作為投影光學系統之投影透鏡7〇8而投影至營幕 710上’顯示經放大之圖像。 根據投影機700 ’可具有發光效率較高之綠色光源 100G。因此，投影機700整體亦可具有較高之發光效率。 再者，於上述例中，使用透過型之液晶光閥作為光調變 裝置’但既可使用液晶以外之光閥’亦可使用反射型之光 閥。作為此種光閥，例如可列舉反射型之液晶光閥或數位 微鏡裝置（Digital Micromirror Device)。又，投影光與系統 之構成係可根據所使用之光閥種類而適當變更。 又，光源100R、100G、100B亦可用作藉由榮幕上掃描 來自光源之光而於顯示面上顯示所需大小之圖像的圖像形 成裝置、即掃描型之圖像顯示裝置（投影機）之光源裝置。 再者，上述實施形態及變形例為一例，並不限定於該 等。例如，亦可適當組合各實施形態及各變形例。 如上所述，對本發明之實施形態進行了詳細說明，作本 領域技術人員當可容易理解實質上不脫離本發明之新規事 項及效果可進行多種變形。因此，此種變形例均包含於本 發明之範圍内。 、 【圖式簡單說明】 圖1係模式性表示本實施形態之發光裝置之立體圖。 154748.doc -31- 201203601 圖2係模式性表示本實施形態之發光裝置之平面圖。 圖3係模式性表示本實施形態之發光裝置之剖面圖。 圖4係模式性表示本實施形態之發光裝置之製造步驟之 立體圖。 圖5係模式性表示本實施形態之發光裝置之製造步驟之 立體圖。 圖6係模式性表示本實施形態之發光裝置之製造步驟之 立體圖。 圖7係模式性表示本實施形態之發光裝置之製造步驟之 立體圖》 圖8係模式性表示本實施形態之發光裝置之製造步驟之 立體圖。 圖9係模式性表示本實施形態之變形例之發光裝置之剖 面圖。 圖1 〇係模式性表示本實施形態之投影機之圖。 【主要元件符號說明】 100 100R、100G、100B 102 104 104a 106 106a 107 發光裝置 光源 基板 第1包覆層 第1包覆層之上表面 第2包覆層 第2包覆層之下面 接觸層 154748.doc ·32·
130 200 700 702 ' 702R、702G、702B 201203601 107a 108 109 110 110a J 110b 110c llOd 111 112 113 114 115 116 118 119 119a 119b 120 • 122 接觸面 柱狀部 絕緣構件 構造體 第1側面 第2側面 第3側面 第4側面 微細壁狀構件 第1微細壁狀構件 第2微細壁狀構件 第1導向層 活性層 第2導向層 半導體構件 波導管 第1端面 第2端面 第1電極 第2電極 抗反射層 發光裝置 投影機 均勻化光學系統 -33- 154748.doc 201203601 702a 全像片 702b 場透鏡 704、704R、704G ' 704B 液晶光閥 706 合光稜鏡 708 投影透鏡 710 螢幕 154748.doc -34-