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JP5145120B2 - 化合物半導体発光素子およびそれを用いる照明装置ならびに化合物半導体発光素子の製造方法 - Google Patents
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化合物半導体発光素子およびそれを用いる照明装置ならびに化合物半導体発光素子の製造方法 Download PDF

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本発明は、化合物半導体内で電子と正孔とを結合させて発光させる化合物半導体発光素子およびそれを用いる照明装置ならびに化合物半導体発光素子の製造方法に関し、特に前記化合物半導体発光素子としては、ナノコラムやナノロッドと称される柱状結晶構造体を複数有して成るものに関する。
近年、窒化物半導体（以下、ナイトライドと呼ぶ。）を用いて、その中に発光層を形成し、外部から電流を注入して、この発光層内で電子と正孔とを結合させて発光させる発光素子の発展が目覚しい。また、上記発光素子から放出される光の一部で蛍光体を励起し、蛍光体で生じた光と発光素子からの光との混合で得られる白色光を光源として、照明装置へ応用することが注目されている。しかしながら、未だ高効率の要求を満たすものは得られていない。その理由として、特に蛍光体を用いて白色光を得る過程に注目すると、効率を低下させる要因が主に２つ存在するためである。
先ず第１は、波長変換することでエネルギーの一部が失われる（ストークスロス）ことである。詳しくは、発光素子から放出され、蛍光体に吸収された励起光は、発光素子から生じた光が持つエネルギーより低いエネルギーの光に波長変換され、再び外部に放出される。その時、発光素子からの励起光と蛍光体からの放出光とのそれぞれが持つエネルギーの差分だけ損失が生じ、効率を低下させることとなるからである。
第２は、蛍光体での非発光再結合による効率低下（蛍光体の内部量子効率の低下）である。詳しくは、蛍光体内に存在する結晶欠陥は、非発光再結合中心として機能し、励起光によって蛍光体内に生成されたキャリアの一部が、発光に寄与せず、前記結晶欠陥で捕獲されてしまい、蛍光体の発光効率を低下させることとなるからである。
したがって、蛍光体を用いて上述のような２段階を経ることで白色光を得る場合、著しく効率が低下することになり、発光素子の高効率化を阻んでいる。以上の説明は、本願出願人が先に提案した特許文献１の引用である。それに加えて、前記蛍光体を用いると、硫化物系、ケイ酸塩系およびハロケイ酸塩系蛍光体は、湿度による加水分解（水和反応）が生じるとともに、紫外光などの励起光によって急速に劣化するので、信頼性が低く、寿命が短いという問題がある。また、蛍光体を用いると、演色性や色味に欠けるという問題もある。すなわち、高演色の白色発光を実現する場合、現状では赤色蛍光体の発光が弱く、演色性と発光効率とはトレードオフの関係にある。一方、紫外発光半導体で、ＲＧＢの３色の蛍光体を励起する方法では、現在高効率の蛍光体は得られていない。
したがって、現在の技術では、高演色かつ信頼性の高い白色ＬＥＤを実現するためには、ＲＧＢの３色のチップを用いる方法しかないが、色ばらつきが生じない光学系の設計が困難であるとか、コストの点で一般照明レベルまでこの技術を適用するのは困難であるという問題がある。
そこで、本願出願人は、上述のような技術的課題に対して、蛍光体を用いることなく、かつ前記柱状結晶構造体を用いることで、１チップで、白色などの多色発光を可能にした化合物半導体発光素子を提案している。具体的には、基板上に、前記柱状結晶構造体の通常の成長温度よりも低い温度で、結晶成長の核を成長させ、時間をかけて通常の成長温度まで上昇させることで前記核にばらつきを持たせる。その後、通常通り柱状結晶構造体を成長させることで、発光層の膜厚や組成もばらつかせ、各柱状結晶構造体を異なる波長で発光させている。なお、前記柱状結晶構造体の成長に関しては、特許文献２などに記載されている。
特開２００７−１２３３９８号公報 特開２００５−２２８９３６号公報
前記特許文献１の手法は、同一基板でかつ単一の成長工程で簡単に、したがって低コストに、多色発光を可能にした固体光源を実現する優れた手法である。しかしながら、成長のばらつきを用いて多色発光を可能にしているので、照明用途など、所望の色味に合わせ込む際の精度に問題がある。
本発明の目的は、低コストに所望の色味を実現することができるとともに、前記色味を細かく高精度に調整することができる化合物半導体発光素子およびそれを用いる照明装置ならびに化合物半導体発光素子の製造方法を提供することである。
本発明の化合物半導体発光素子は、一方の電極側となる基板上に、ｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とを順に積層して成るナノスケールの柱状結晶構造体を複数有し、前記柱状結晶構造体の頂部を他方の電極で接続して成る化合物半導体発光素子において、前記基板は段差を有し、前記基板上で、前記段差の凹所となる領域のみに多孔のマスク層を有し、或いは前記段差の凹所となる領域は凸部となる領域に比べて孔の少ないマスク層を有することを特徴とする。
また、本発明の化合物半導体発光素子の製造方法は、一方の電極側となる基板上に、ｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とを順に積層して成るナノスケールの柱状結晶構造体を複数有し、前記柱状結晶構造体の頂部を他方の電極で接続して成る化合物半導体発光素子の製造方法において、前記基板上の一部の領域に凹所を形成することで、該凹所の領域と残余の領域との間に段差を形成する工程と、前記凹所内のみに多孔のマスク層を形成、或いは前記段差の凹所となる領域は凸部となる領域に比べて孔の少ないマスク層を形成する工程と、前記柱状結晶構造体の各層を順に積層して、前記凹所の領域と凸部となる領域とで前記柱状結晶構造体を略同じ高さまで成長させる工程とを含むことを特徴とする。
上記の構成によれば、導電性基板或いは絶縁性の基板上に導電性のバッファ層を備えるなどして、一方の電極側となる基板上に、ｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とを順に積層して成り、ナノコラムやナノロッドなどと称されるナノスケールの柱状結晶構造体が複数形成され、前記柱状結晶構造体の頂部を他方の電極で接続して成る化合物半導体発光素子において、その柱状結晶構造体を成長させるにあたって、段差を有する基板を用いるとともに、多孔のマスク層を用い、前記段差の凹所となる領域のみに前記マスク層を形成して、凸部となる領域にはマスク層を形成せず、或いは共にマスク層を形成して、前記段差の凹所となる領域は凸部となる領域に比べて孔を少なく、すなわち厚いマスク層とする。
したがって、基板上に供給される柱状結晶構造体の材料は、マスク層の有る領域或いはより孔の少ないマスク層の方で、マスク層表面を拡散して結晶核に集まり、柱状結晶構造体の成長が速くなる。これによって、所定の時間成長させた柱状結晶構造体群は、前記凹所が存在しても、前記他方の電極の接続される頂部を略同じ高さとすることができる。こうして、高さの異なる、すなわちアスペクト比が異なり、放射する光のスペクトルの最大強度を示す波長が異なる柱状結晶構造体を少なくとも２種類以上形成することができる。これによって、同一基板でかつ単一の成長工程で簡単に、したがって低コストに、白色光などの所望の色味を実現する固体光源を実現することができる。また、蛍光体を用いずに所望の色味を実現できるので、高い信頼性および長寿命化を図ることができるとともに、前記凸部および凹所の面積を任意に調整できるので、ユーザーニーズに合わせて前記色味を細かく高精度に調整することができる。
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子では、前記マスク層は、Ｓｉ酸化膜であることを特徴とする。
上記の構成によれば、容易に作成でき、またＳｉ酸化膜は、ｎｍオーダーの貫通孔を有し、さらに該マスク層上には柱状結晶構造体が成長しないので、前記マスク層として好適である。
また、本発明の照明装置は、前記の化合物半導体発光素子を用いることを特徴とする。
上記の構成によれば、単一種類の化合物半導体発光素子を用いても、白色光などの所望の色味を高精度に実現する照明装置を得ることができる。
本発明の化合物半導体発光素子およびその製造方法は、以上のように、導電性基板或いは絶縁性の基板上に導電性のバッファ層を備えるなどして、一方の電極側となる基板上に、ｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とを順に積層して成り、ナノコラムやナノロッドなどと称されるナノスケールの柱状結晶構造体が複数形成され、前記柱状結晶構造体の頂部を他方の電極で接続して成る化合物半導体発光素子において、その柱状結晶構造体を成長させるにあたって、段差を有する基板を用いるとともに、多孔のマスク層を用い、前記段差の凹所となる領域のみに前記マスク層を形成して、凸部となる領域にはマスク層を形成せず、或いは共にマスク層を形成して、前記段差の凹所となる領域は凸部となる領域に比べて孔を少なく、すなわち厚いマスク層とする。
それゆえ、基板上に供給される柱状結晶構造体の材料は、マスク層の有る領域或いはより孔の少ないマスク層の方で結晶核に集まり、柱状結晶構造体の成長が速く、所定の時間成長させた柱状結晶構造体群は、前記凹所が存在しても、前記他方の電極の接続される頂部を略同じ高さとすることができる。こうして、高さの異なる、すなわちアスペクト比が異なり、放射する光のスペクトルの最大強度を示す波長が異なる柱状結晶構造体を少なくとも２種類以上形成することができる。これによって、同一基板でかつ単一の成長工程で簡単に、したがって低コストに、白色光などの所望の色味を実現する固体光源を実現することができる。また、蛍光体を用いずに所望の色味を実現できるので、高い信頼性および長寿命化を図ることができるとともに、前記凸部および凹所の面積を任意に調整できるので、ユーザーニーズに合わせて前記色味を細かく高精度に調整することができる。
さらにまた、本発明の化合物半導体発光素子は、以上のように、前記マスク層をＳｉ酸化膜とする。
それゆえ、容易に作成でき、またＳｉ酸化膜は、ｎｍオーダーの貫通孔を有し、さらに該マスク層上には柱状結晶構造体が成長しないので、前記マスク層として好適である。
また、本発明の照明装置は、以上のように、前記の化合物半導体発光素子を用いる。
それゆえ、単一種類の化合物半導体発光素子を用いても、白色光などの所望の色味を高精度に実現する照明装置を得ることができる。
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の一形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオード１の構造を模式的に示す断面図である。本実施の形態では、ナノコラム２の材料としてＧａＮを例にとるが、これに限定されるものではなく、酸化物、窒化物、酸窒化物などを含む化合物半導体総てを対象とすることができる。また、ナノコラム２の成長は、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）装置によって行うことを前提としているが、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ）装置やハイドライド気相成長（ＨＶＰＥ）装置等を用いても、ナノコラム２が作成可能であることは公知である。以下、特に断らない限り、ＭＢＥ装置を用いるものとする。
この発光ダイオード１は、一方の電極であるｎ型電極３側のＳｉ基板４上に、ｎ型半導体層５と発光層６とｐ型半導体層７とを順に積層して成る前記ナノコラム２を複数有し、前記ナノコラム２の頂部を他方の電極である透明電極８およびｐ型電極９で接続して成るＧａＮナノコラムＬＥＤにおいて、注目すべきは、本実施の形態では、前記Ｓｉ基板４上の一部の領域に、凹所であるトレンチ１１を形成し、さらにそのトレンチ１１内に、ナノコラム２の成長を制御（促進）するマスク層１２を形成することである。
図２は、上述のような発光ダイオード１の具体的な製造工程を説明するための図である。先ず、面方位（１１１）のｎ型の前記Ｓｉ基板４上に、ＲＩＥ装置によって、図２（ａ）で示すようにトレンチ１１を形成する。トレンチ１１の形状は、たとえば幅Ｗ１＝２０μｍ、壁１３の厚さ、すなわちトレンチ間距離Ｗ２＝４０μｍ、深さＨ＝３００ｎｍである。次に、前記トレンチ１１を形成したＳｉ基板４の表面に、常圧ＣＶＤ装置を用いてＳｉ酸化膜を堆積させた後、通常のリソグラフィ工程とＲＩＥ装置とを用いて、トレンチ１１外、すなわち壁１３上のＳｉ酸化膜を除去し、トレンチ１１内のみにＳｉ酸化膜を残し、図２（ｂ）で示すマスク層１２とする。
詳しくは、図３（ａ）のマスク層１２１で示すように、Ｓｉ酸化膜１２ａは熱酸化膜と比べて緻密性に劣るので、内部に貫通孔１２ｂを有する多孔質の膜になる。そして、前記貫通孔１２ｂはランダムに存在するので、このＳｉ酸化膜１２ａを厚くする程、図３（ｂ）のマスク層１２２で示すように、Ｓｉ基板４の表面まで連通する貫通孔１２ｂの個数は急激に減少する。図３（ａ）および図３（ｂ）を上面から見たものが、それぞれ図３（ｃ）および図３（ｄ）で示すようになる。Ｓｉ酸化膜１２ａの厚さは、たとえば図３（ａ）および図３（ｃ）で５ｎｍ、図３（ｂ）および図３（ｄ）で１０ｎｍである。
こうして多孔のマスク層１２を形成した後、前記ＭＢＥ装置によって図２（ｃ）で示すようにナノコラム２を成長させる。具体的には、真空度は２ｅ−５ｔｏｒｒ、基板温度は７５０℃、プラズマ出力は４５０Ｗで、キャリアガスとして水素ガス（Ｈ２）、Ｇａ原料にはトリメチルガリウム（Ｇａ（ＣＨ３）３）、窒素原料にはアンモニア（ＮＨ３）を供給する。さらに、ｎ型伝導性を有するＳｉを不純物として添加するために、シラン（ＳｉＨ４）を供給する。成長条件にも左右されるが、Ｇａフラックスを３．４ｎｍ／ｍｉｎの流量で供給し、前記Ｓｉ酸化膜１２ａの厚さが１０ｎｍの場合で、前記ｎ型半導体層５は、前記トレンチ１１内では壁１３上の５倍程度の速度で成長し、約２４分成長させることで、その高さが略同一となる。
これは、Ｓｉ酸化膜１２ａ上にはナノコラム２の成長のための核は成長しないので、たとえばＧａＮナノコラムの成長の場合、Ｓｉ酸化膜１２ａ上に吸着したＧａ原子やＮ原子はＳｉ酸化膜１２ａ上を拡散し、貫通孔１２ｂ内のＧａＮ結晶核に到着してＧａＮナノコラムの成長に寄与するためと考えられる。その結果、図３（ａ）で示す薄いマスク１２１に比べて、図３（ｂ）で示す厚いマスク１２２の方が、成長に寄与する原子がより多数供給され、ナノコラム２の成長速度はより速くなる。したがって、マスク１２の無い自然成長の壁１３上と、マスク１２を有し、結晶核の密度が低いトレンチ１１内とでは、トレンチ１１内の方が成長に寄与する原子がより多数供給され、上述のようにナノコラム２の成長速度はより速くなる。なお、基板４およびマスク層１２の材料を変えることで、各原子の吸着確率、拡散速度が変わるので、やはり成長速度を変えることができる。
続いて、基板温度を６５０℃に下げ、不純物ガスを前記シラン（ＳｉＨ４）からＩｎ原料となるトリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ３）３）に変更し、そのＩｎフラックスの流量を１０ｎｍ／ｍｉｎとして、ＩｎＧａＮ量子井戸から成る前記発光層６を成長させる。成長時間は１分間である。Ｇａフラックスの流量やプラズマ出力は、ｎ型半導体層５の成長時と同じである。ここで重要なのは、ＩｎフラックスのレートはＧａフラックスのそれよりはるかに大きく、かつＧａフラックスのレートはＮフラックスのレートより小さいことである。前記発光層６は、ＩｎＧａＮ／ＧａＮ多重量子井戸構造に形成されてもよい。また、前記ｎ型半導体層５内に、適宜反射膜が形成されてもよい。
さらに、基板温度を７５０℃に上げ、不純物ガスを前記トリメチルインジウム（Ｉｎ（ＣＨ３）３）からｐ型伝導性を有するＭｇを含有するシクロペンタジエニルマグネシウム（Ｍｇ（Ｃ５Ｈ５）２）に変更し、そのＭｇフラックスの流量を１ｎｍ／ｍｉｎ、前記Ｇａフラックスの流量は５ｎｍ／ｍｉｎとして、前記ｐ型半導体層７を成長させる。成長時間は４分間、プラズマ出力は、ナノコラム２の成長を通して、前記４５０Ｗで同じである。このｐ型半導体層７の成長時には、アンモニア（ＮＨ３）の流量、キャリアガスＨ２の流量、もしくは成長温度を徐々に変えてゆくことで、ナノコラム２の径を徐々に増加させて、プレーナータイプのｐ型層１４を形成する。
その後、ＥＢ蒸着装置での蒸着によって、図１で示すように、前記ｐ型層１４の表面に、Ｎｉ３ｎｍ／ＩＴＯ１０ｎｍの積層ｐ型コンタクト層を前記透明電極８として形成し、その上にＡｕ５００ｎｍから成るｐ型パッド電極を前記ｐ型電極９として形成する。また同様に、ＥＢ蒸着装置での蒸着によって、Ｓｉ基板４の裏面には、Ｔｉ３０ｎｍ／Ａｕ５００ｎｍの積層ｎ型コンタクト層およびｎ型パッド電極から成る前記ｎ型電極３が形成されて、該発光ダイオード１が完成する。
このようにＳｉ基板４の一部領域にトレンチ１１を形成し、そのトレンチ１１内にさらに前記ナノコラム２の成長を制御（促進）する多孔のマスク層１２を形成した後にナノコラム２を成長させることで、前記マスク層１２の有る領域は、それが無い壁１３上の領域に比べてナノコラム２の成長が速く、所定の時間成長させると、前記トレンチ１１と壁１３との段差を吸収して、ｐ型層１４の表面が略同じ高さとなる。こうして、高さの異なる、すなわちアスペクト比が異なり、放射する光のスペクトルの最大強度を示す波長が異なるナノコラム２を少なくとも２種類以上形成することができる。
ここで、図５に、本願発明者の実験結果を示す。この図５は、上記の組成で、３００ｎｍ径のナノコラム２を成長させた場合の高さとピーク波長との関係を示すグラフである。ナノコラム２の高さが高くなる程、すなわちアスペクト比が大きくなる程、ピーク波長が長くなっていることが理解される。前記のようにアスペクト比が大きくなる程、ピーク波長が長くなる理由は、以下の通りである。先ず、ＧａＮナノコラム成長のメカニズムに係わる原子の供給は、吸着離脱過程および表面拡散過程によって決定される。以下、ナノコラム成長のメカニズムを粗い近似を用いて述べる。Ｇａ原子は、ナノコラム成長の条件下においては、表面拡散過程が支配的であると考えられる。すなわちＧａ原子はナノコラムの根元から先端に向かって拡散しながら一定の確率で離脱する。この離脱する確率は拡散時間に比例すると仮定できる。一方、Ｉｎ原子は通常の結晶成長に従い、量子井戸層への吸着離脱過程が支配的となる。このため、ナノコラムの高さが高くなるにつれ、量子井戸層に到着するＧａ原子は減少し、一方、Ｉｎ原子はナノコラムの高さに関係なく一定の割合で量子井戸層に取り込まれる。結果として、量子井戸層のＩｎ／Ｇａ比率は高さに比例して増加し、上述のように発光波長は長波長側に変化することになる。また、同じ高さで径が異なる場合、量子井戸層に取り込まれるＩｎ原子数はナノコラムの径の二乗に比例する。一方、Ｇａ原子数はナノコラムの径に比例する。結果として、Ｉｎ／Ｇａ比率は径に比例して増加する。以上のことから、波長を決定するＩｎ／Ｇａ比率はナノコラムのアスペクト比（高さ／径）に依存し、アスペクト比が大きい程、長波長側に変化する。
このようなメカニズムを応用することによって、同一の成長条件で、１チップ上に、前記マスク層１２の有る領域と無い壁１３上の領域とで、異なる波長を有するＬＥＤチップを形成することができる。そして、ＣＩＥ色度図における白色領域を交差する直線の長波長側の光と短波長側の光とをそれぞれ放射するようにナノコラム２の長さを設定しておくことで、白色光を作成することができる。また、前記段差を３段にしておき、それぞれの領域のナノコラム２が放射する光のスペクトルの最大強度を示す波長が、前記ＣＩＥ色度図における白色領域を包囲する三角形の頂点にある波長の光を放射する長さに設定しておくことで、より忠実な白色光を作成することができる。
このようにして、同一のＳｉ基板４を用いて、かつ単一の成長工程で簡単に、したがって低コストに、白色光などの所望の色味を実現する固体光源を実現することができる。また、蛍光体を用いずに所望の色味を実現できるので、高い信頼性および長寿命化を図ることができるとともに、前記マスク層１２およびトレンチ１１の面積を任意に調整できるので、ユーザーニーズに合わせて前記色味を細かく高精度に調整することができる。
また、前記マスク層１２をＳｉ酸化膜１２ａとすることで、容易に作成でき、またＳｉ酸化膜１２ａは、ｎｍオーダーの貫通孔１２ｂを有し、さらに該マスク層１２上にはナノコラム２が成長しないので、前記マスク層１２として好適である。
［実施の形態２］
図６は本発明の実施の他の形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオード２１の構造を模式的に示す断面図であり、図７はその発光ダイオード２１の具体的な製造工程を説明するための図である。この発光ダイオード２１は、前述の発光ダイオード１に類似し、対応する部分には同一の参照符号を付して示し、その説明を省略する。注目すべきは、この発光ダイオード２１では、壁１３上にもマスク層２２が形成されていることである。このマスク層２２と前述のマスク層１２とが同じ材質で成る場合、このマスク層２２は薄く形成され、その厚さは、貫通孔２２ｂと貫通孔１２ｂとの個数が、所望の成長速度の差となるように選ばれればよい。また異なる材質で成る場合、前述のように吸着確率および拡散速度が変わるので、それらに所望の成長速度を勘案した厚さとなるように選ばれればよい。
マスク層１２，２２の形成方法は、先ず前記図２（ａ）で示すように、Ｓｉ基板４上にトレンチ１１を形成した後、前記常圧ＣＶＤ装置を用いて、全面にＳｉ酸化膜を５ｎｍ堆積させた後、通常のリソグラフィ工程とＲＩＥ装置とを用いて、図７（ａ）で示すように、トレンチ１１外、すなわち壁１３上のＳｉ酸化膜を除去し、トレンチ１１内のみに前記Ｓｉ酸化膜１２ａを残す。次に、再び前記常圧ＣＶＤ装置を用いて、全面にＳｉ酸化膜を５ｎｍ堆積させると、図７（ｂ）で示すように、トレンチ１１内には１０ｎｍの前記Ｓｉ酸化膜１２ａが、壁１３上には５ｎｍの前記Ｓｉ酸化膜２２ａがそれぞれ形成されることになる。
こうして、壁１３上には貫通孔２２ｂの多いマスク層２２が、トレンチ１１内には貫通孔１２ｂの少ないマスク層１２が形成され、前述のようにナノコラム２の成長速度に差を持たせることができる。
上述のように構成される発光ダイオード１，２１を照明装置に用いることで、単一種類の該発光ダイオード１，２１を用いても、白色光などの所望の色味を高精度に実現する照明装置を実現することができる。
本発明の実施の一形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオードの構造を模式的に示す断面図である。 図１で示す発光ダイオードの具体的な製造工程を説明するための図である。 ナノコラムの成長を制御するマスク層の構造を説明するための図である。 前記マスク層によるナノコラムの成長速度の違いを説明するための図である。 本願発明者の実験結果を示すナノコラムの高さの違いに対するピーク波長の違いを示すグラフである。 本発明の実施の他の形態に係る化合物半導体発光素子である発光ダイオードの構造を模式的に示す断面図である。 図６で示す発光ダイオードの具体的な製造工程を説明するための図である。
符号の説明
１，２１ 発光ダイオード
２ ナノコラム
３ ｎ型電極
４ Ｓｉ基板
５ ｎ型半導体層
６ 発光層
７ ｐ型半導体層
８ 透明電極
９ ｐ型電極
１１ トレンチ
１２，１２１，１２２；２２ マスク層
１２ａ，２２ａ Ｓｉ酸化膜
１２ｂ，２２ｂ 貫通孔
１３ 壁
１４ ｐ型層

Claims (4)

  1. 一方の電極側となる基板上に、ｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とを順に積層して成るナノスケールの柱状結晶構造体を複数有し、前記柱状結晶構造体の頂部を他方の電極で接続して成る化合物半導体発光素子において、
    前記基板は段差を有し、
    前記基板上で、前記段差の凹所となる領域のみに多孔のマスク層を有し、或いは前記段差の凹所となる領域は凸部となる領域に比べて孔の少ないマスク層を有することを特徴とする化合物半導体発光素子。
  2. 前記マスク層は、Ｓｉ酸化膜であることを特徴とする請求項１記載の化合物半導体発光素子。
  3. 前記請求項１または２記載の化合物半導体発光素子を用いることを特徴とする照明装置。
  4. 一方の電極側となる基板上に、ｎ型半導体層と発光層とｐ型半導体層とを順に積層して成るナノスケールの柱状結晶構造体を複数有し、前記柱状結晶構造体の頂部を他方の電極で接続して成る化合物半導体発光素子の製造方法において、
    前記基板上の一部の領域に凹所を形成することで、該凹所の領域と残余の領域との間に段差を形成する工程と、
    前記凹所内のみに多孔のマスク層を形成、或いは前記段差の凹所となる領域は凸部となる領域に比べて孔の少ないマスク層を形成する工程と、
    前記柱状結晶構造体の各層を順に積層して、前記凹所の領域と凸部となる領域とで前記柱状結晶構造体を略同じ高さまで成長させる工程とを含むことを特徴とする化合物半導体発光素子の製造方法。
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