[发明专利]半导体发光元件阵列和其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体发光元件阵列和其制造方法。

背景技术

在现有技术中，利用来自半导体棒(rod)的发光的发光元件(参照专利文献1)得以开发。例如在专利文献1中，提出了在半导体基片上形成包括pn结的半导体棒，在基片侧和棒上分别设置电极，且使半导体棒间的间隔为等间隔的发光元件。在该发光元件中，向与基片表面垂直或平行的方向发光。

进而，已知有包括利用来自半导体棒的发光的发光元件、以多色发光的半导体发光元件阵列(参照专利文献2和3)。

例如在专利文献2中，提出了具有使阱层和阻挡层的组合反复层叠(例如3次反复)的多重量子阱结构，通过改变各阱层的厚度而以多色发光的发光元件。进而，提出了通过使产生的多色光通过所期望的单色波长透射(透过)膜(波长选择滤光镜)，来进行波长选择。

此外在专利文献3中，记载有形成2层以上的活性层，设置与各活性层分别对应的电极对的发光元件。在该发光元件中，通过对各电极对施加规定的电压，从各活性层引起发光，以多色进行发光。

另一方面，作为形成纳米柱状的半导体棒的重要技术，已知有MOVPE选择生长法(Selective-area metal organic vapor phase epitaxy，金属有机气相外延选择生长法)(参照非专利文献1和2)。MOVPE选择生长法，指的是仅使半导体结晶基片的特定区域露出，用MOVPE在露出部分选择性地使半导体结晶生长的方法。在非专利文献1和2中，报告了通过调整半导体结晶基片的露出部分，能够控制生长的半导体结晶的粗细、高低的情况。例如，生长的棒(纳米柱)的高度，表现为在减小露出部分的径长时上升，在缩小露出部分之间的间隔宽度(间距)时上升。当然，生长的棒的粗细，在增大露出部分的面积时上升。

另一方面，报告了制造多波长的面发光元件的技术(参照非专利文献2和3)。这些都涉及使面发光元件用的GaInAs/GaAs量子阱结构的薄膜生长的技术。在该技术中，首先在GaAs(001)面基片上，相互平行地形成多个直线状的凸型阶差(台面)。之后，通过MOCVD在基片上堆叠多层薄膜。在该工序中，在台面的上表面较厚地堆叠薄膜，另一方面，在相邻的台面之间的谷面上，堆叠比台面上表面的薄膜更薄的薄膜。

通过台面的宽度、阶差(高度)、相邻台面彼此之间的间隔等(也称为控制参数)，能够控制台面彼此之间的谷面上堆叠的薄膜的厚度。即，这些控制参数，决定MOCVD(金属有机物化学气相淀积)薄膜生长的膜厚分布，控制来自所制造的发光元件的发光波长。因此，为了适当控制薄膜的厚度(发光元件的发光波长)，必须精密地设计、制造台面。

专利文献1：日本特开平4-212489号公报

专利文献2：日本特开2003-347585号公报

专利文献3：日本特开平7-183576号公报

非专利文献1：Noborisaka，J.et al.，“Catalyst-free growth of GaAsnanowires by selective-area metalorganicvapor-phase epitaxy”，Applied Physics Letters，vol.86，pp.213102-1-213102-3，(2005).

非专利文献2：Yang，L.et al.，“Size-dependent photoluminescence of hexagonal nanopillars with single InGaAs/GaAsquantum wells fabricated by selective-area metal organic vapor phase epitaxy”，Applied Physics Letters，vol.89，pp.203110-1-203110-3，(2006).

非专利文献2：M.Arai，et al.，“Multiple-wavelength GaInAs-GaAsvertical cavity surface emitting laser array with extended wavelength span”，IEEE journal of selected topics in quantum electronics，vol.9，No.5，(2003)pp.1367-1373.