DE19718413A1 - Laserstrahldrucker und Halbleiterlaser-Bauteil, das als Lichtquelle für einen solchen geeignet ist - Google Patents
Laserstrahldrucker und Halbleiterlaser-Bauteil, das als Lichtquelle für einen solchen geeignet istInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Laserstrahldrucker zum Drucken
mehrerer Farben sowie ein Halbleiterlaser-Bauteil, das als
Lichtquelle desselben geeignet ist.
Bei einem Laserstrahldrucker zum Drucken mehrerer Farben be
steht ein Problem dahingehend, daß dann, wenn der Druckvor
gang unter Verwendung optischer Systeme ausgeführt wird, die
für jede Farbe voneinander unabhängig sind, die jeweiligen
Farben hinsichtlich der Druckposition voneinander verschoben
sind, wodurch eine Verringerung der Bildqualität verursacht
wird. Als Druckverfahren bei einem Farbdrucker, das frei vom
Auftreten eines solchen Problems betreffend Verschiebungen
der Farbdruckpositionen ist, ist ein solches bekannt, das
als Dreipegel-Druck bezeichnet wird und z. B. im US-Patent
Nr. 4,078,929 offenbart ist. Es handelt sich um ein Verfah
ren zum Drucken von Toner mit verschiedenen Farben mittels
desselben optischen Systems unter Verwendung der Möglich
keit, die Ladungspolarität auszuwählen, wie sie in Form
zweier Toner, die farbigen Teilchen entsprechen, von positi
vem und negativem Typ repräsentiert ist. Das Druckprinzip
ist das folgende.
Die Oberfläche eines Photoleiters wird zunächst durch eine
Ladeeinrichtung geladen. Wenn der durch die Ladeeinrichtung
mit Elektrizität aufgeladene Photoleiter mittels eines in
tensitätsmodulierten Laserstrahls belichtet wird, wird die
elektrische Ladung entsprechend der Intensität des Laser
strahls entfernt, und es entsteht eine Verteilung elektri
scher Potentiale, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, an der
Oberfläche des Photoleiters. Wenn eine derartige Verteilung
des Oberflächenpotentials am Photoleiter auftritt, kann ein
erster, negativ geladener Toner 119 in einem Bereich 116 mit
hohem Potential anhaften, der einem Abschnitt entspricht,
der nicht oder nur schwach belichtet wurde. Weder dieser ne
gativ geladene Toner 119 noch ein positiv geladener Toner
120 haften an einem Bereich 117 mit mittlerem Potential an,
der durch mittlere Belichtung von Licht erzeugt wird. Ande
rerseits haftet der positiv geladene Toner 120 aufgrund sei
ner eigenen statischen Elektrizität an einem Bereich 118 mit
niedrigem Potential an, der stark belichtet wurde. Wenn der
Bereich mit mittlerem Potential und der Bereich mit niedri
gem Potential in Punktform auf dem Photoleiter aufgezeichnet
werden und Toner unter Verwendung des genannten Effekts an
ihnen anhaftet, ist Zweifarbendruck möglich. So können meh
rere Farben mittels eines einzelnen optischen Systems ge
druckt werden. Da diese Farben gleichzeitig gezeichnet wer
den, ist es selbstverständlich, daß keine Verschiebung in
der Farbdruckposition entsteht.
Als für einen derartigen Laserstrahldrucker geeignete Licht
quelle ist ein Halbleiterlaser-Bauteil mit den Eigenschaften
kleiner Größe und geringen Gewichts bevorzugt. Z. B. ist ein
Halbleiterlaser-Bauteil mit hoher Ausgangsleistung, wie es
im Dokument JP-A-63-239891 offenbart ist, als ein Beispiel
einer derartigen Lichtquelle bekannt. Bei diesem Typ von
Halbleiterlaser-Bauteil ist eine linsenförmige Struktur in
nerhalb eines Wellenleiterpfads vorhanden, um Selbstfila
mentbildung zu verhindern. Es ist ein Halbleiterlaser-Bau
teil mit hoher Ausgangsleistung realisiert, das sowohl eine
Einstellung hinsichtlich einer höheren Lateralmode als auch
eine Astigmatismuskompensation ausführt und in einer Grund
mode schwingt.
Jedoch besteht bei einem Laserstrahldrucker unter Verwendung
der obengenannten Dreipegel-Drucktechnik die Tendenz, daß
dem Bereich 118 mit niedrigem Potential entsprechende Punk
te, wie sie durch einen Laserstrahl mit großer Ausgangsleis
tung aufgetragen werden, hinsichtlich ihrer Größe im Ver
gleich zu Punkten vergrößert sind, die dem Bereich 116 mit
hohem Potential und dem Bereich 117 mit mittlerem Potential
entsprechen, da ein Bild abhängig von einer starken oder
schwachen Modulation des vom Halbleiterlaser-Bauteil ausge
gebenen Lichts aufgetragen wird. Es entsteht ein Problem da
hingehend, daß an der Grenze zwischen einem Bereich 118 mit
niedrigem Potential und einem Bereich 116 mit hohem Poten
tial ein unbeabsichtigter Bereich mit mittlerem Potential
erzeugt wird.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen Laserstrahldrucker
zu schaffen, der ein Bild ohne Verschiebung der Farbdruck
positionen auftragen kann und bei dem jeweilige Farbpunkte
gleichmäßige Größe aufweisen, wobei eine Dreipegel-Druck
technik verwendet wird.
Eine andere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen La
serstrahldrucker zu schaffen, der eine Dreipegel-Drucktech
nik verwendet, mit der Mehrfarbendruck mit einem einzelnen
optischen System ausgeführt werden kann, und der die Funkti
on hat, daß er eine Größenabweichung zwischen Punkten kom
pensieren kann, wie sie auf einem Photoleiter durch ein in
tensitätsmoduliertes Ausgangssignal eines Halbleiterlaser-
Bauteils aufgezeichnet und aufgetragen werden, und der diese
Abweichung auf einem vorbestimmten Wert halten kann.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen La
serstrahldrucker zu schaffen, der verhindern kann, daß an
der Grenze zwischen einem Bereich mit niedrigem Potential
und einem Bereich mit hohem Potential in einer Verteilung
von Potentialen an der Oberfläche eines Photoleiters ein un
gewollter Bereich mit mittlerem Potential ausgebildet wird.
Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Halblei
terlaser-Bauteil mit Fleckdurchmesser-Einstellfunktion zu
schaffen, das die Form eines Belichtungsstrahls abhängig von
der Intensität eines Laserstrahls einstellen kann.
Das vorliegende Halbleiterlaser-Bauteil ist als Lichtquelle
für einen Laserstrahldrucker mit der obengenannten Kompensa
tionsfunktion geeignet.
Gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung ist zum Lösen der
obengenannten bekannten Probleme ein Mehrfarben-Laserstrahl
drucker gemäß der Erfindung geschaffen, der folgende Funk
tionen umfaßt: Belichten eines Photoleiters mit einem von
einer Laserlichtquelle emittierten Laserstrahl zum Ändern
des Potentials an der Oberfläche des Photoleiters in solcher
Weise, daß sich der Anhaftungszustand farbiger Teilchen än
dert; Übertragen der farbigen Teilchen auf ein zu bedrucken
des Medium, um dadurch einen Druckvorgang auszuführen, wobei
diese farbigen Teilchen hinsichtlich der Farbe und der La
dungspolarität von mindestens zwei Typen sind; und Einstel
len mehrerer Ladungsmengen abhängig von der Intensität des
Belichtungslaserstrahls, um dadurch Teilchen, die anhaften
sollen, auszuwählen, mit Fleckdurchmesser-Einstellfunktion,
die die Formen von Flecken eines Ausgangsstrahls und eines
Belichtungsstrahls abhängig von der Intensität des Laser
strahls so einstellen kann, daß dann, wenn die Ausgangs
leistung der Laserlichtquelle niedrig ist, der Fleckdurch
messer vergrößert ist, und dann, wenn die Ausgangsleistung
hoch ist, der Fleckdurchmesser verkleinert ist, wobei die
Fleckdurchmesser-Einstellfunktion im Wellenleiterpfad einer
Kompensationsfunktion zum Kompensieren einer Größenabwei
chung zwischen Punkten entspricht, wie sie auf einem Photo
leiter entsprechend einem intensitätsmodulierten Ausgangs
signal eines Halbleiterlaser-Bauteils aufgezeichnet und auf
getragen werden, und wobei (diese Abweichung auf einem vorbe
stimmten Wert gehalten wird.
In diesem Fall ist die Fleckdurchmesser-Einstellfunktion be
vorzugt, wenn die Änderung der Fleckform automatisch ent
sprechend der Intensität des Laserstrahls ausgeführt oder
erzielt wird. Ferner kann die Fleckdurchmesser-Einstellfunk
tion so beschaffen sein, daß sie von der Laserlichtquelle
selbst erzielt wird.
Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ist ein
Halbleiterlaser-Bauteil geschaffen, das als Lichtquelle für
einen Laserstrahldrucker verwendbar ist und zumindest eine
aktive Schicht oder eine aktive Schicht wie eine solche mit
Mehrfach-Quantentrog, bestehend aus mindestens zwei Halblei
terschichten mit verschiedener Leitfähigkeit, und eine Halb
leiterschicht umfaßt, die zwischen die zwei Halbleiter
schichten eingebettet ist und eine Breite des verbotenen
Bands aufweist, die kleiner als die zwei Halbleiterschichten
ist; und mit Deckschichten, die vertikal zwischen die aktive
Schicht eingefügt sind und voneinander verschiedene Leit
fähigkeit aufweisen, wobei das Halbleiterlaser-Bauteil auch
über eine Wellenleiterstruktur zum Führen von Licht in einer
Richtung parallel zur aktiven Schicht aufweist, mit einer
Fleckdurchmesser-Einstellfunktion zum Ändern der Form des
Flecks auf einer Laserendfläche auf einen kleinen Wert bei
hoher Ausgangsleistung und auf einen großen Wert bei niedri
ger Ausgangsleistung abhängig von der Form der Wellenleiter
struktur oder einer innerhalb derselben ausgebildeten Bre
chungsindexverteilung.
Das erfindungsgemäße Halbleiterlaser-Bauteil verfügt über
dieselbe Konfiguration, um über eine solche Fleckdurchmes
ser-Einstellfunktion zu verfügen. Ein Resonator des erfin
dungsgemäßen Halbleiterlaser-Bauteils verfügt über minde
stens einen Modulatorbereich und einen geraden Bereich. Ge
nauer gesagt, verfügt der Resonator des Halbleiterlaser-Bau
teils ferner über mindestens einen trichterförmigen Bereich,
einen Modulatorbereich und einen geraden Bereich.
Der in einem Abschnitt des Resonators vorhandene Modulator
bereich führt dazu, wirkungsvoll die Fleckdurchmesser-Ein
stellfunktion zum Ändern der Form eines Flecks an einer La
serendfläche auf einen kleinen Wert bei hoher Ausgangsleis
tung und auf einen großen Wert bei niedriger Ausgangsleis
tung abhängig von der Form einer Laserstrahlquelle oder von
einer innerhalb eines Wellenleiterpfads ausgebildeten Bre
chungsindexverteilung auszuführen.
Der Modulatorbereich kann vorzugsweise auf eine Länge einge
stellt werden, die kleiner als ein Viertel oder gleich einem
Viertel der Resonatorlänge entlang der Richtung der opti
schen Achse des Resonators ist. Daher werden fundamentale
Laserschwingungen in natürlicher Weise innerhalb einem ande
ren Bereich als dem Modulatorbereich aufrechterhalten. Übri
gens werden ein anderer Resonatorbereich als der Modulator
bereich und der trichterförmige Bereich, wie in der Nähe
einer Kristallendfläche vorhanden, gelegentlich als "gerader
Bereich" bezeichnet.
Der trichterförmige Bereich ist normalerweise in der Nähe
der Kristallendfläche an der Seite des Lichtemissionsab
schnitts vorhanden. Der trichterförmige Bereich ist ein Be
reich, der durch Verbreitern eines Lichtwellenleiterpfads
mit einer Zunahme des Fleckdurchmessers eines Laserstrahls
ausgebildet ist. Der trichterförmige Bereich dient dazu,
keine Lichtabsorption des vergrößerten Laserstrahls hervor
zurufen. Obwohl der trichterförmige Bereich vom Durchmesser
wert des Laserstrahls abhängt, verwendet er normalerweise
Längen im Bereich von ungefähr 40 µm bis 60 µm in Richtung
der optischen Achse des Lichtresonators.
Die Länge des Resonators des Halbleiterlaser-Bauteils, wie
insoweit verwendet, reicht normalerweise für die gesamte
Länge das Lichtresonators aus. Die Länge des Lichtresonators
liegt im allgemeinen zwischen ungefähr 300 µm und ungefähr
600 µm. Abhängig vom Verwendungszweck können verschiedene
Resonatorlängen gewählt werden. Eine lange Resonatorlänge
ist beispielsweise 1 mm.
Andererseits wird die Resonatorlänge auch im Fall der Breite
des Resonators abhängig von verschiedenen Verwendungszwecken
ausgewählt. In den meisten Fällen werden Resonatorlängen im
Bereich von ungefähr 4 µm bis 7 µm verwendet.
Als optische Rückkopplungseinrichtung kann eine solche ver
wendet werden, wie sie bisher in Halbleiterlaser-Bauteilen
verwendet wird. D. h., daß ein Fabry-Perot-Resonator, eine
Struktur mit verteilter Rückkopplung (DFB), ein verteilter
Bragg-Reflektor usw. verwendet werden können.
Ferner können verschiedene Einrichtungen verwendet werden,
wie sie bei anderen Halbleiterlaser-Bauteilen verwendet wer
den, wie ein Schutzfilm zum Schützen der Kristallendfläche,
eine Pufferschicht für zufriedenstellendes Kristallwachstum
usw., d. h., es können wahlweise normale Maßnahmen ergriffen
werden.
Nachfolgend wird ein spezieller Aufbau des Modulatorbereichs
beschrieben.
Sein typischer Aufbau ist so beschaffen, daß Ströme über
mehrere Streifen wie zwei parallele Streifen in mindestens
einem Abschnitt der streifenförmigen Wellenleiterstruktur,
die das Halbleiterlaser-Bauteil bildet, injiziert werden.
Die Anzahl der Streifen kann im Prinzip mehr als zwei betra
gen, jedoch sind tatsächlich zwei Streifen angesichts der
Herstellung und der Einstellung der Eigenschaften am nütz
lichsten. Die folgende Beschreibung erfolgt für zwei Strei
fen.
Die Fleckdurchmesser-Einstellfunktion kann dadurch bewerk
stelligt werden, daß für eine solche Verteilung gesorgt
wird, daß die Dichte des in einen Streifen mit den zwei
parallelen, streifenförmigen Wellenleiterstrukturen zu inji
zierenden Stroms und die Dichte eines in eine andere strei
fenförmige Wellenleiterstruktur als die zwei parallelen,
streifenförmigen Wellenleiterstrukturen zu injizierenden
Stroms jeweils verschiedene Werte bei derselben angelegten
Spannung einnehmen.
Um die Verteilung der Dichte des injizierten Stroms auszu
bilden, sind innerhalb der zwei parallelen, streifenförmigen
Wellenleiterstrukturen vorzugsweise Bereiche ohne und mit
Stromsperrung, deren Größe 10 µm nicht überschreitet, in ge
mischter Form vorhanden. Wie es in den Fig. 6 und 7 bei
spielhaft dargestellt ist, sind punktförmige Muster 202 vor
handen, und ein Bereich 134 ohne Stromsperrung kann mit
einem Bereich mit Stromsperrung gemischt sein. Alternativ
kann eine Anzahl extrem dünner Linienmuster anstelle der
punktförmigen Muster 202 verwendet werden. Kurz gesagt, kön
nen die innerhalb des Modulatorbereichs vorhandenen Muster
solche von einem Typ sein, bei dem ein Abschnitt des Resona
tors mit den Bereichen ohne und mit Stromsperrung gemischt
ist, wodurch eine Verteilung der Dichte des zu injizierenden
Stroms ausgebildet wird. Die Verteilung der Dichte des zu
injizierenden Stroms ermöglicht die Ausbildung einer Vertei
lung des Brechungsindex in einem Abschnitt des Resonators.
Um die Verteilung der Stromdichte zu erzeugen, können vor
zugsweise Zusatzwiderstände, d. h. z. B. eine p-GaAs-Schicht
mit niedriger Dotierungsdichte, deren Ladungsträgerdichte
10¹⁷ cm-3 nicht überschreitet, oder eine elektrische Sperre,
d. h. eine in Fig. 10 dargestellte Spannungsabfallschicht
301, vorhanden sein.
Als bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Laserstrahldruckers ist ein Drucker geschaffen, der über
eine Kompensationsfunktion zum Ändern der Form eines von
einer Belichtungsvorrichtung emittierten Belichtungsstrahls
verfügt, wobei ein Laserstrahldrucker unter Verwendung einer
Dreipegel-Drucktechnik geschaffen ist, der Mehrfarbendruck
mit einem einzelnen optischen System abhängig von der Inten
sität eines Laserstrahls ausführen kann, wobei der Fleck
durchmesser bei niedriger Ausgangsleistung auf einen großen
Wert und bei hoher Ausgangsleistung auf einen niedrigen Wert
eingestellt wird und wobei die Größenabweichung oder -diffe
renz des Durchmessers zwischen Punkten, wie sie auf einem
Photoleiter aufgezeichnet und aufgetragen werden, auf einem
vorgegebenen Wert gehalten wird. Eine derartige Änderung des
Fleckdurchmessers kann entsprechend nur einer einzigen Ver
arbeitung innerhalb des Laserstrahldruckers dadurch reali
siert werden, daß die Funktion zum automatischen Ändern der
Fleckform abhängig von der Intensität des Laserstrahls zur
Belichtungsvorrichtung hinzugefügt wird. Die Realisierung
einer derartigen Änderung der Fleckform oder des Fleckdurch
messers unter Verwendung der Funktion des als Lichtquelle
verwendeten Halbleiterlaser-Bauteils selbst ermöglicht die
Konfiguration eines Laserstrahldruckers mit vereinfachtem
System.
Als bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen
Halbleiterlaser-Bauteils, wie es als Lichtquelle für einen
Laserstrahldrucker verwendet wird, ist ein Halbleiterlaser-
Bauteil mit Fleckdurchmesser-Einstellfunktion geschaffen, um
die Form eines Flecks an einer Laserendfläche bei hoher Aus
gangsleistung auf einen großen Wert und bei niedriger Aus
gangsleistung auf einen Wert abhängig von der Form einer
Welle oder einer Brechungsindexverteilung in einem Wellen
leiterpfad einzustellen. Beim obengenannten Halbleiterlaser-
Bauteil kann die Fleckdurchmesser-Einstellfunktion dadurch
realisiert oder erzielt werden, daß Ströme über zwei paral
lele Streifen in mindestens einem Abschnitt eines streifen
förmigen Wellenleiterpfads injiziert werden. Um eine Ände
rung der Ausgangsleistung und eine Änderung des Strahldurch
messers auf einer gewünschten Korrelationsgrundlage auszu
führen, werden die Dichte des in einen Streifen mit den zwei
parallelen Streifen zu injizierenden Stroms und die Dichte
des in einen anderen Streifen als den Streifen zu injizie
renden Stroms so geändert, daß gewünschte Eigenschaften er
zielt werden. Da eine innerhalb des Wellenleiterpfads vor
handene Linse keine Funktion einer externen Einstellung ih
res Brechungsindex aufweist, kann das mit der obengenannten
herkömmlichen linsenförmigen Struktur versehene Halbleiter
laser-Bauteil nicht als änderbare Lichtquelle im obenbe
schriebenen Laserstrahldrucker verwendet werden, das zur
Kompensation des Fleckdurchmessers geeignet wäre.
Es wurden verschiedene typische Ausführungsformen der vor
liegenden Erfindung kurz angegeben. Jedoch gehen die ver
schiedenen Ausführungsformen und spezielle Konfigurationen
aus der folgenden Beschreibung hervor.
Laserdrucker und Halbleiterlaser-Bauteile, wie sie als
Lichtquellen für solche geeignet sind und wie sie der Erfin
dung entsprechen, werden nachfolgend anhand spezieller Aus
führungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 ist eine Konfigurationsansicht einer Belichtungsvor
richtung, die ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemä
ßen Laserstrahldruckers ist;
Fig. 2 ist eine Ansicht zur Verteilung von Oberflächenpoten
tialen und Tonerteilchen zum Erläutern des Prinzips eines
Mehrfarbendrucks;
Fig. 3a und 3b sind Ansichten, die typische Lichtintensi
tätsverteilungen beim Belichten durch ein herkömmliches bzw.
ein erfindungsgemäßes Halbleiterlaser-Bauteil zeigen;
Fig. 4 ist eine Draufsicht, die ein erstes Ausführungsbei
spiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterlaser-Bauteils
zeigt;
Fig. 5a ist eine Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts ent
lang der Linie I-I des in Fig. 4 dargestellten Halbleiter
laser-Bauteils;
Fig. 5b ist eine Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts ent
lang der Linie II-II des in Fig. 4 dargestellten Halbleiter
laser-Bauteils;
Fig. 5c ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der
in Fig. 5a durch einen kreisförmigen Bereich A1 gekennzeich
net ist;
Fig. 6a ist eine Draufsicht, die ein zweites Ausführungsbei
spiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterlaser-Bauteils ver
anschaulicht;
Fig. 6b ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der
in Fig. 6a durch einen kreisförmigen Bereich B1 gekennzeich
net ist;
Fig. 7a ist eine Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts ent
lang der Linie I-I des in Fig. 6 dargestellten Halbleiter
laser-Bauteils;
Fig. 7b ist eine Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts ent
lang der Linie II-II des in Fig. 6 dargestellten Halbleiter
laser-Bauteils;
Fig. 7c ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der
in Fig. 7a durch einen kreisförmigen Bereich A1 gekennzeich
net ist;
Fig. 8 ist eine Draufsicht, die ein drittes Ausführungsbei
spiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterlaser-Bauteils ver
anschaulicht;
Fig. 9a und 9b sind Schnittansichten zum Veranschaulichen
eines Herstellprozesses für das in Fig. 8 dargestellte Halb
leiterlaser-Bauteil;
Fig. 10a ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des
Schnittaufbaus eines Abschnitts entlang der Linie I-I des in
Fig. 8 dargestellten Halbleiterlaser-Bauteils;
Fig. 10b ist eine Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts
entlang der Linie II-II des in Fig. 8 dargestellten Halblei
terlaser-Bauteils;
Fig. 11 ist eine Draufsicht, die ein viertes Ausführungsbei
spiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterlaser-Bauteils
zeigt;
Fig. 12a ist eine Schnittansicht zum Veranschaulichen des
Schnittaufbaus eines Abschnitts entlang der Linie I-I des in
Fig. 11 dargestellten Halbleiterlaser-Bauteils;
Fig. 12b ist eine Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts
entlang der Linie II-II des in Fig. 11 dargestellten Halb
leiterlaser-Bauteils;
Fig. 13 ist eine Draufsicht, die ein fünftes Ausführungsbei
spiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterlaser-Bauteils
zeigt;
Fig. 14 ist eine Draufsicht, die einen einen Spaltvorgang
einleitenden Graben in typischer Weise veranschaulicht, wie
er in einem Abschnitt eines Halbleiterwafers ausgebildet
ist, und die durch eine Ritzeinrichtung erzeugte Risse ver
anschaulicht;
Fig. 15a ist eine Aufbau-Schnittansicht zum Veranschaulichen
des Schnittaufbaus eines Abschnitts entlang der Linie I-I
des in Fig. 13 dargestellten Halbleiterlaser-Bauteils;
Fig. 15b ist eine Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts
entlang der Linie II-II des in Fig. 13 dargestellten Halb
leiterlaser-Bauteils;
Fig. 15c ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der
in Fig. 15a durch einen kreisförmigen Bereich A2 gekenn
zeichnet ist; zeigt;
Fig. 16 ist eine Draufsicht, die ein sechstes Ausführungs
beispiel eines erfindungsgemäßen Halbleiterlaser-Bauteils
zeigt;
Fig. 17a ist eine Schnittansicht die einen Schnittaufbau
eines Abschnitts entlang der Linie I-I des in Fig. 16 darge
stellten Halbleiterlaser-Bauteils zeigt;
Fig. 17b ist eine Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts
entlang der Linie II-II des in Fig. 16 dargestellten Halb
leiterlaser-Bauteils;
Fig. 17 ist eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der
in Fig. 17a durch einen Kreisbereich A3 gekennzeichnet ist;
zeigt;
Fig. 18 ist eine Konfigurationsansicht einer Belichtungsvor
richtung, die ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfin
dungsgemäßen Laserstrahldruckers zeigt;
Fig. 19 ist eine Draufsicht, die eine Konfiguration der Dio
de eines Lichtdetektors veranschaulicht;
Fig. 20 ist ein Blockdiagramm eines Steuersystems eines Be
lichtungsvorrichtungsabschnitts, wie im in Fig. 18 darge
stellten Laserstrahldrucker verwendet; und
Fig. 21 ist ein Diagramm zum Beschreiben von Betätigungssi
gnalen zweier Dioden eines Lichtdetektors.
Nun wird ein erfindungsgemäßer Laserdrucker in Form eines
ersten Ausführungsbeispiels eines Halbleiterlaser-Bauteils,
wie es als Lichtquelle geeignet ist, beschrieben. Fig. 1 ist
eine Ansicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer im erfin
dungsgemäßen Laserdrucker verwendeten Belichtungsvorrichtung
zeigt. In Fig. 1 kennzeichnet die Bezugszahl 101 ein Halb
leiterlaser-Bauteil. Ein von diesem Halbleiterlaser-Bauteil
101 emittierter Laserstrahl 102 durchläuft eine Kollimator
linse 103, ein Lichtmengen-Einstellfilter 104, einen Strahl
teiler 105 und eine Zylinderlinse 106, um in einen Polygon
spiegel 107 eines Lichtablenkers einzutreten. Als nächstes
wird der Laserstrahl 102 durch Drehung des Polygonspiegels
107 reflektiert und abgelenkt. Die Zylinderlinse 106 dient
dazu, daß der Laserstrahl 102 auf eine Linie rechtwinklig
zur Drehachse des Polygonspiegels 107 auf dessen Oberfläche
konvergiert werden kann, um Abrasterpositionsverschiebungen
zu kompensieren, wie sie aufgrund von Parallelitätsfehlern
des Polygonspiegels 107 erzeugt werden. Ferner wird der La
serstrahl 102 durch ein Abrasterlinsensystem 108 auf eine
Abrasteroberfläche konvergiert, die mit einem Photoleiterma
terial (nachfolgend einfach als "Photoleiter" bezeichnet)
109 beschichtet ist, um wiederholt eine Abrasterposition 110
mit konstanter Geschwindigkeit abzurastern. Übrigens läuft
die Abrasterfläche mit konstanter Geschwindigkeit in der
Richtung rechtwinklig zur Strahlabrasterrichtung. Ein Licht
detektor 111 erfaßt eine Startposition des Abrasterstrahls
und liefert ein Erfassungssignal als Synchronisiersignal 112
an eine Steuerung 113.
Eine typische Verteilung des Oberflächenpotentials ist in
Fig. 2 dargestellt, wobei Bereiche mit Potentialen von drei
Typen vorliegen. Ein erster Bereich 116, ein zweiter Bereich
117 und ein dritter Bereich 118, entsprechend der Intensität
des Laserstrahls 102, sind an der Oberfläche des durch die
sen Laserstrahl 102 belichteten Photoleiters 109 ausgebil
det. Es wird dafür gesorgt, daß ein erstes farbiges
Teilchen 119 und ein zweites farbiges Teilchen 120 mit verschie
denen Farben aufeinanderfolgend am Photoleiter 109 anhaften,
wobei Anziehung durch derartige Oberflächenpotentiale des
selben erfolgt, daß sie nur an denjenigen Positionen der
Oberflächenpotentiale anhaften, die ihren Teilchenladungs
eigenschaften entsprechen. D. h., daß das negativ geladene
erste Teilchen 119 am ersten Bereich 116 anhaftet, dessen
Oberflächenpotential hoch ist, während das positiv geladene
zweite Teilchen 120 am dritten Bereich 118 anhaftet, dessen
Oberflächenpotential niedrig ist. Am zweiten Bereich 117,
der ein mittleres Potential einhält, haften keinerlei Teil
chen an.
Wenn der obenbeschriebene Druckvorgang unter Verwendung
einer Lichtquelle ausgeführt wird, wie sie einem normalen
Halbleiterlaser-Bauteil entspricht, sind Punkte im dritten
Bereich 118, die durch Licht starker Intensität gezeichnet
werden, größer als Punkte µm zweiten Bereich 117. Dies, da
die Intensität des Belichtungslichts normalerweise im zen
tralen Abschnitt eine starke Verteilung aufweist, wie in
Fig. 3(a) dargestellt, und es ist erforderlich, die Lichtin
tensität in einem Bereich einzustellen, in dem der mittlere
Abschnitt die Belichtungsintensität 140 nicht erreicht, die
dazu erforderlich ist, das Potential des dritten Bereichs
118 zu erzeugen, wenn der zweite Bereich 117 gezeichnet
wird, wohingegen beim Zeichnen des dritten Bereichs 118
stärkere Belichtung eingestellt werden muß, mit einem mög
lichst kleinen Bereich, der der Belichtungsintensität 141
entspricht, die dazu erforderlich ist, das Potential des
zweiten Bereichs 117 zu erzeugen, wie um den dritten Bereich
118 herum ausgebildet.
So ist das als Lichtquelle für den erfindungsgemäßen Laser
strahldrucker verwendete Halbleiterlaser-Bauteil so aufge
baut, daß es den Fleckdurchmesser des Laserstrahls bei
niedriger Ausgangsleistung auf größeren Durchmesser und bei
hoher Ausgangsleistung auf kleineren Durchmesser einstellen
kann, wie es in Fig. 3(b) dargestellt ist. Ein Halbleiterla
ser-Bauteil mit einer derartigen Strahldurchmesser-Einstell
funktion ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Fig. 4 ist
eine Draufsicht, die das Halbleiterlaser-Bauteil gemäß dem
vorliegenden Ausführungsbeispiel zeigt, Fig. 5(a) ist eine
Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts entlang der Linie I-I
in Fig. 4, Fig. 5(b) ist eine Aufbau-Schnittansicht eines
Abschnitts entlang der Linie II-II in Fig. 4 und Fig. 5(c)
ist eine vergrößerte Ansicht eines kreisförmigen Bereichs,
der in Fig. 5(a) mit A1 gekennzeichnet ist. Ein Halbleiter
laser-Bauteil mit einem derartigen Aufbau wird auf die fol
gende Weise hergestellt.
Als erstes werden eine n-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,SP-Mantelschicht
122, eine aktive Schicht 123 mit Mehrfach-Quantentrog, eine
p-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Mantelschicht 124 und eine p-GaAs-
Kontaktschicht 125 aufeinanderfolgend durch organometalli
sche Niederschlagung aus der Dampfphase kristallmäßig auf
ein n-GaAs-Substrat 121 aufgewachsen. Wie es in Fig. 5(c)
dargestellt ist, wird die aktive Schicht 123 mit Mehrfach-
Quantentrog dadurch hergestellt, daß drei Ga0,5In0,5P-Trog
schichten 126 und vier (Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Sperrschichten
127 abwechselnd aufeinandergestapelt werden.
Es wird darauf hingewiesen, daß die Schreibweise
(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P dazu verwendet wird, eigentlich die
Verbindung (Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P anzugeben.
Als nächstes wird eine aus einem streifenförmigen Photore
sist 128 und einer SiO₂-Schicht 129 bestehende komplexe Mas
ke mit der in Fig. 4 dargestellten Form unter Verwendung
eines thermischen CVD-Prozesses und einer Photolithographie
technik hergestellt. In einem Maskenmuster des Photoresists 128
erstreckt sich ein Streifen 130, der die meisten Elemen
te aufnimmt und eine normale Breite (ungefähr 4 µm) auf
weist, über einen zweistufigen Bereich: einen Bereich 131
mit mittlerer Breite sowie einen Bereich 132, der in der
Nähe einer seiner Endflächen trichterförmig aufgeweitet ist.
Der Bereich 132 ist so verbreitert, daß selbst Laseraus
gangslicht mit einem Strahldurchmesser, der dadurch auf das
Maximum ausgedehnt ist, daß die Ausgangsbreite eines Wel
lenleiterpfads verbreitert ist, mit weniger Verlusten ge
führt werden kann. Nachdem Abschnitte der p-GaAs-Kontakt
schicht 125 und der p-(Al0,Ga0,5)0,5In0,5P-Mantelschicht 124
mit dem Photoresist 128 als Maske geätzt wurden, wird der
Photoresist 128 entfernt. Danach wird eine n-GaAs-Sperr
schicht 135 erneut durch organometallische Abscheidung aus
der Dampfphase selektiv aufgewachsen, wobei das verbliebene
SiO₂ 129 als Maske dient. Im Ergebnis wird der zentrale Ab
schnitt des Bereichs 131 mittlerer Breite als Stromsperrbe
reich 133 ausgebildet, und der Umfangsabschnitt desselben
wird als den Strom nicht sperrender Bereich 134 ausgebildet.
Um die Reihenwiderstände der Elemente zu verringern, wird
nach dem Entfernen des SiO₂-Films 129 eine p-GaAs-Deck
schicht 136 ausgebildet. Zwischen dem Bereich 131 mittlerer
Breite und den anderen Bereichen wird ein in Fig. 4 darge
stellter Graben 137, aus dem die p-GaAs-Deckschicht 136 ent
fernt ist, gebildet, so daß die Menge des dem Bereich 131
mittlerer Breite zugeführten Stroms unabhängig vom Streifen
130 normaler Breite eingestellt werden kann.
Als nächstes wird auf der Oberfläche eines Halbleiterwafers,
entsprechend den jeweiligen Bereichen, eine im wesentlichen
aus Au bestehende Oberflächenelektrode 138 hergestellt, und
die Rückseite des GaAs-Substrats 121 wird durch mechanisches
Schleifen und chemisches Atzen so abgearbeitet, daß die
Restdicke auf ungefähr 100 µm eingestellt ist. Danach wird
auf der Seite des GaAs-Substrats 121 ebenfalls eine eben
falls im wesentlichen aus Au bestehende Rückseitenelektrode
139 hergestellt. Der einem derartigen Herstellprozeß unter
zogene Halbleiterwafer wird mit Intervallen von ungefähr
600 µm in Längsrichtung des Streifens zu Stabform gespalten.
Es wird darauf hingewiesen, daß anstelle der organometalli
schen Abscheidung aus der Dampfphase und dergleichen zu Zwe
cken des obenbeschriebenen Kristallwachstums auch Molekular
strahlepitaxie oder dergleichen verwendet werden kann.
Beim so hergestellten Halbleiterlaser-Bauteil des vorliegen
den Ausführungsbeispiels hat der Bereich 130 normaler Breite
einen ähnlichen Querschnittsaufbau wie ein herkömmliches
Halbleiterlaser-Bauteil mit Brechungsindex-Wellenleiter, wie
in Fig. 5(a) dargestellt. Andererseits ist, da die als ty
pisch veranschaulichten Strompfade 150 im Bereich 131 mitt
lerer Breite ausgebildet sind, d. h., da darin eine Vertei
lung der Menge des zu injizierenden Stroms darin ausgebildet
ist, wie sie in Fig. 5(b) dargestellt ist, eine Brechungs
indexverteilung ausgebildet, bei der der Brechungsindex im
zentralen Abschnitt des Streifens groß ist. Im Ergebnis kann
ein Linseneffekt, d. h. ein solcher Effekt erzielt werden,
der es ermöglicht, den Laserstrahl durch räumliche Modula
tion der Phase desselben zu konvergieren. Da die Einstellung
des Stroms, wie er dem Bereich 131 mittlerer Breite zuzufüh
ren ist, eine Steuerung des Linseneffekts ermöglicht, kann
eine gewünschte Änderung des Fleckdurchmessers durch Ein
stellen eines Hauptstroms 114 und eines Stroms 115 für den
Bereich mittlerer Breite, wie in Fig. 1 dargestellt, erzielt
werden, was dazu genutzt wird, den Fleckdurchmesser zu erhö
hen, wenn die Laserausgangsleistung niedrig ist, und den
Fleckdurchmesser zu verringern, wenn die Laserausgangsleis
tung hoch ist.
Fig. 5d ist eine Schnittansicht des Halbleiterlaser-Bauteils
entlang der Linie A-A in Fig. 4. Fig. 5e ist eine Schnittan
sicht entlang der Linie B-B in Fig. 4. Dieselben Elemente
des Aufbaus, wie sie oben angegeben sind, sind mit denselben
Bezugszahlen gekennzeichnet.
So kann der Laserstrahldrucker des vorliegenden Ausführungs
beispiels unter Verwendung der Dreipegel-Drucktechnik, mit
der Mehrfarbendruck mit einem einzelnen optischen System er
zielt werden kann, leicht mit der Funktion versehen werden,
gemäß der, unter Verwendung des Halbleiterlaser-Bauteils mit
der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Struktur, mit der die
zwei Ströme 114 und 115 gesteuert werden, die Durchmesser
differenz von Punkten kompensiert werden kann, wie sie auf
dem Photoleiter gezeichnet und aufgezeichnet werden, um die
Differenz auf einer vorgegebenen Größe zu halten. Da die
Differenz konstant gehalten werden kann, kann ein Laser
strahldrucker realisiert werden, der verhindern kann, daß
ein ungewollter mittlerer Bereich an der Grenze zwischen
einem Bereich mit niedrigem Potential und einem Bereich mit
hohem Potential ausgebildet wird.
Nun wird ein anderes Ausführungsbeispiel eines erfindungsge
mäßen Laserstrahlsdruckers beschrieben. Fig. 18 ist eine An
sicht, die ein Konfigurationsbeispiel einer bei einem ande
ren erfindungsgemäßen Laserstrahldrucker verwendeten Belich
tungsvorrichtung zeigt. Die in Fig. 18 enthaltene Bezugszahl
114 kennzeichnet ein Halbleiterlaser-Bauteil. Ein von diesem
Halbleiterlaser-Bauteil 114 emittierter Lichtstrahl 115
durchläuft eine Kollimatorlinse 116, ein Lichtmengen-Ein
stellfilter 117, einen Strahlteiler 118 und eine Zylinder
linse 119, um in einen Polygonspiegel 120 eines Lichtablen
kers einzutreten. Als nächstes wird der Laserstrahl 115 bei
Drehung des Polygonspiegels 120 reflektiert und abgelenkt.
Die Zylinderlinse 119 dient dazu, daß der Laserstrahl 115
auf eine Linie rechtwinklig zur Drehachse des Polygonspiegels 120
auf der Oberfläche desselben konvergiert werden
kann, um Abrasterpositionsverschiebungen zu kompensieren,
wie sie aufgrund von Parallelitätsfehlern des Polyonspie
gels 120 erzeugt werden. Ferner sorgt ein Abrasterlinsensys
tem 121 dafür, daß der Laserstrahl 115 auf eine mit einem
Photoleitermaterial (nachfolgend einfach mit "Photoleiter"
abgekürzt) 122 beschichtete Abrasteroberfläche konvergiert,
um eine Abrasterposition 123 wiederholt mit konstanter Ge
schwindigkeit abzurastern. Übrigens läuft die Abrasterfläche
mit konstanter Geschwindigkeit in der Richtung rechtwinklig
zur Strahlabrasterrichtung. Ein Lichtdetektor 124 erfaßt
die Startposition des Abrasterstrahls, und er liefert das
Erfassungssignal als Signale 155, 155 an eine Steuerung 126.
Fig. 20 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerschaltungsein
heit der beim in Fig. 18 dargestellten Laserstrahldrucker
verwendeten Belichtungsvorrichtung zeigt.
Fig. 19 ist eine Draufsicht, die eine Konfiguration einer
Diode im in Fig. 18 dargestellten Lichtdetektor 124 zeigt.
Der Lichtdetektor 124 ist in eine das Abrasterstartsignal
erfassende Photodiode PD2 zum Erfassen eines Strahlabraster-
Startzeitpunkts und eine die Strahlgröße erfassende Photo
diode PD1 unterteilt, die über eine Seite verfugt, die unter
einem Winkel von ungefähr 2° zu einer Abrasterlinie ver
läuft, und um die Strahlgröße aus der Zeit zu erfassen, die
dazu erforderlich ist, daß ein beim Durchlaufen eines Ab
rastersignals durch die Seite erfaßtes Signal ansteigt.
Eine schräge Linie in Fig. 19 kennzeichnet einen Photodio
den-Unterteilungsbereich.
Fig. 21 ist ein Diagramm zum Beschreiben von Betätigungssi
gnalen des Lichtdetektors 124. Wenn ein Laserstrahl mit dem
Abrastern beginnt, erzeugt die das Abrasterstartsignal er
fassende Photodiode PD2 als erstes ein Signal 151. Wenn sich
ein Laserfleck 150 der nächsten Photodiode PD1 zum Erfassen
der Strahlgröße nähert, erzeugt diese ihrerseits ein Aus
gangssignal 152. Wenn der Laserfleck 150 vollständig auf die
Photodiode PD1 zum Erfassen der Strahlgröße fällt, ist ihr
Ausgangssignal konstant. Die Fleckgröße des Laserstrahls
kann aus der Zeit t erfaßt werden, die zwischen dem Start
des Ausgangssignals und dessen festem Wert vergeht.
Ein von außerhalb eingegebenes Drucksignal 133 wird durch
einen Signalsteuerungsprozessor 134 in ein Punktgrößensignal
136 zum Bestimmen der Punktgröße sowie ein Punkt-EIN/AUS-
Signal 135 zum Steuern des Ein- und Ausschaltens eines
Punkts umgesetzt. Die so umgesetzten Signale werden in einen
Speicher 138 eingespeichert. Der Signalsteuerungsprozessor
134 und der Speicher 138 werden synchron entsprechend Takt
signalen 144 und 145 aktiviert, wie sie von einem Taktsi
gnalgenerator 167 erzeugt werden. Ein Punktinformationspro
zessor 139 verarbeitet die im Speicher 138 abgespeicherten
Signale elektrisch auf ein Strahlabraster-Startsignal hin,
um Modulationssignale für eine Strahlgrößen-Regelungsschal
tung 132 und eine Laserausgangsleistungs-Regelungsschaltung
157 zu erzeugen. Die Laserausgangsleistungs-Regelungsschal
tung 157 liefert auf das vom Punktinformationsprozessor 139
ausgegebene Signal hin einen Strom an eine Laserintensitäts-
Einstellelektrode 142 des Halbleiterlaser-Bauteils 114. Auf
ähnliche Weise liefert die Strahlgrößen-Regelungsschaltung
132 auf das vom Punktinformationsprozessor 139 ausgegebene
Signal hin einen Strom an eine Strahldurchmesser-Einstell
elektrode 143 des Halbleiterlaser-Bauteils 114. Die Strahl
größen-Regelungsschaltung 132 bestimmt die Stromstärke auf
Grundlage eines Strahlgrößensignals, zusätzlich zum vom
Punktinformationsprozessor 139 gelieferten Signal, wie auch
unter Bezugnahme auf ein Strahlgrößen-Rückkopplungssignal
146, wie es von einer Strahlgrößenerfassungs-/Bezugswertsta
bilisier-Schaltung 146 erzeugt wird.
Mit dem Ausführungsbeispiel der bisher beschriebenen Belich
tungsvorrichtung konnte unter Verwendung eines ähnlichen
Halbleiterlaser-Bauteils ein vorbestimmter Effekt erzielt
werden.
Als nächstes wird ein Beispiel beschrieben, bei dem als
Halbleiterlaser-Bauteil ein solches vom Typ mit verteilter
Rückkopplung verwendet ist. Dieses Bauteil ist hinsichtlich
der Konfiguration des grundsätzlichen Modulationsbereichs
ähnlich dem Halbleiterlaser-Bauteil unter Verwendung des
obengenannten, normalerweise verwendeten Fabry-Perot-Resona
tors. So ist die Draufsicht der von Fig. 4 ähnlich. Fig. 5f
ist eine Schnittansicht dieses Bauteils entlang der Linie
A-A in Fig. 4. Auf ähnliche Weise ist Fig. 5g eine Schnitt
ansicht entlang der Linie B-B in Fig. 4. In den Zeichnungen
sind dieselben Strukturelemente wie die obigen durch diesel
ben Bezugszahlen gekennzeichnet. In den Fig. 5f und 5g ist
ein Beugungsgitter innerhalb eines Wellenform-Begrenzungs
bereichs zwischen einer Schicht 122 aus (Al0,5Ga0,5)0,5-
In0,5P, einer Schicht C3 aus (Al0,3Ga0,7)0,5In0,5P ausgebil
det.
Selbst im Fall dieses Halbleiterlaser-Bauteils vom Typ mit
verteilter Rückkopplung kann der Fleckdurchmesser einge
stellt werden.
Nun werden unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 ein erfin
dungsgemäßer Laserstrahldrucker und ein zweites Ausführungs
beispiel eines als Lichtquelle des Laserstrahldruckers ver
wendeten Halbleiterlaser-Bauteils beschrieben. Die Konfigu
ration der beim Laserstrahldrucker des vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiels verwendeten Belichtungsvorrichtung ist dahin
gehend von der Konfiguration beim ersten Ausführungsbeispiel
verschieden, daß die Stromregelung zum Ansteuern des Halb
leiterlaser-Bauteils beim ersten Ausführungsbeispiel auf
Zweisystembasis ausgeführt wird, wohingegen sie beim zweiten
Ausführungsbeispiel auf einer einfacheren Einsystembasis
ausgeführt wird. Demgemäß wird der Strom 115, wie er im in
Fig. 1 dargestellten Bereich 131 mit mittlerer Breite
fließt, überflüssig. Die Struktur des als Lichtquelle des
Laserstrahldruckers verwendeten Halbleiterlaser-Bauteils ist
die folgende: Fig. 6(a) ist eine Draufsicht, die das Halb
leiterlaser-Bauteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels
zeigt; Fig. 6(b) ist eine vergrößerte Ansicht eines in Fig.
6(a) mit B1 gekennzeichneten kreisförmigen Bereichs; Fig.
7(a) ist eine Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts entlang
der Linie I-I in Fig. 6(a); Fig. 7(b) ist eine Aufbau-
Schnittansicht eines Abschnitts entlang der Linie II-II in
Fig. 6(a), und Fig. 7(c) ist eine vergrößerte Ansicht eines
in Fig. 7(a) mit A1 gekennzeichneten kreisförmigen Bereichs.
Das Halbleiterlaser-Bauteil des vorliegenden Ausführungsbei
spiels ist im grundsätzlichen Aufbau dem ersten Ausführungs
beispiel im wesentlichen ähnlich, wobei ein Unterschied nur
hinsichtlich der Teilstruktur des Bereichs 131 mit mittlerer
Breite besteht. D. h., daß sich das vorliegende Ausfüh
rungsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel dahingehend un
terscheidet, daß nicht der Graben 137 innerhalb des Be
reichs 131 mit mittlerer Breite vorhanden ist, wobei die
p-GaAs-Deckschicht 136 beim ersten Ausführungsbeispiel aus
dem Graben 137 entfernt ist, sondern daß innerhalb eines
den Strom nicht sperrenden Bereichs 134 des Bereichs 131 mit
mittlerer Breite punktartige Muster 202 mit jeweils einem
Durchmesser von ungefähr 2 µm vorhanden sind, ohne daß beim
vorliegenden Ausführungsbeispiel der Graben 137 vorhanden
ist, wie es in den Fig. 6(a) und 6(b) dargestellt ist. Wie
es in den Fig. 6(a) und 7(b) dargestellt ist, dient der
mittlere Abschnitt des Bereichs 131 mit mittlerer Breite als
Stromsperrbereich 131, und der Umgebungsabschnitt desselben
dient als Bereich 131 ohne Stromsperrung. Ferner existiert
innerhalb des Bereichs 134 ohne Stromsperrung in vermischtem
Zustand ein aus den punktartigen Mustern 202 gebildeter
Stromsperrbereich. Die punktartigen Muster 202 sind als Ab
schnitt eines Musters aus SiO₂ 129 in einer aus einem Photo
resist 128 und SiO₂ 129 bestehenden komplexen Maske ausge
bildet. Daher kann nur eine Strominjektionskonfiguration mit
Punktform ausgebildet werden, ohne daß die Konfiguration
eines Wellenleiterpfads beeinflußt wird. Die Fläche des
Bereichs 134 ohne Stromsperrung für die punktähnlichen Mus
ter 202 kann hinsichtlich der Gesamtfläche des Wellenleiter
pfads, wie durch den Photoresist 128 spezifiziert, wahlfrei
abhängig vom Maskendesign bei der Photolithographie einge
stellt werden. Demgemäß umfaßt ein Verfahren zum Herstellen
des Halbleiterlaser-Bauteils gemäß dem vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiel nicht nur den Prozeß zum Herstellen des Gra
bens 137, wie beim beim ersten Ausführungsbeispiel verwende
ten Herstellverfahren genutzt. Beim vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiel wird die Dichte der Fläche jedes punktartigen
Musters 202 auf ungefähr 50% eingestellt. Die Größe jedes
punktartigen Musters 202 kann vorzugsweise 10 µm oder weni
ger betragen, da die Größe desselben für einen großen Punkt
über 10 µm eingestellt wird, und dann erstreckt sich ein Be
reich ohne Stromsperrung, wie durch die punktförmigen Muster
gebildet, so, daß ein Bereich zum Absorbieren von Licht in
einer aktiven Schicht ausgebildet ist, wodurch der Betriebs
strom vergrößert ist, so daß die Eigenschaften beeinträch
tigt sind. Die Minimaigröße jedes punktartigen Musters 202
hängt von der Photolithographietechnik ab, kann jedoch unge
fähr 0,1 µm betragen.
Beim Halbleiterlaser-Bauteil gemäß dem vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiel ist der Bereich 130 mit normaler Breite hin
sichtlich der Struktur dem herkömmlichen Halbleiterlaser-
Bauteil mit Brechungsindex-Wellenleitung, wie in Fig. 7(a)
dargestellt, ähnlich. Andererseits ist, da die als typisch
veranschaulichten Strompfade 150 im Bereich 131 mit mittle
rer Breite ausgebildet sind, d. h., da dort die Verteilung
der injizierten Strommenge so ausgebildet ist, wie es in
Fig. 7(b) dargestellt ist, die jeweilige Brechungsindexver
teilung, in der der Brechungsindex im zentralen Abschnitt
eines Streifens groß ist, so ausgebildet, daß ein Linsen
effekt erzielbar ist. Da der Strompfad im Bereich 131 mit
mittlerer Breite teilweise unterbrochen ist, ist die Dichte
des in diesen Bereich 131 mit mittlerer Breite zu injizie
renden Stroms im Vergleich zu der im Bereich 130 mit norma
ler Breite verringert. Demgemäß wird, wenn die Laseraus
gangsleistung niedrig ist, der Linseneffekt schwach, und es
wird ein großer Fleck erzielt. Andererseits wird, wenn die
Laserausgangsleistung hoch ist, der Linseneffekt stark, und
es wird ein kleiner Fleck erzielt. Die Beziehung zwischen
den auf diese Weise erzielten Fleckdurchmessern und der
Lichtausgangsleistung kann abhängig von den Eigenschaften
des Laserstrahldruckers durch Ändern der Dichte des im Be
reich 131 mit mittlerer Breite fließenden Stroms konzipiert
werden. Das Halbleiterlaser-Bauteil des vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiels kann dadurch eine Änderung des Fleckdurchmes
sers ähnlich wie beim ersten Ausführungsbeispiel erzielen,
daß eine Oberflächenelektrode 138 lediglich als Einzelelek
trode ausgebildet wird.
So kann der Laserstrahldrucker des vorliegenden Ausführungs
beispiels unter Verwendung der Dreipegel-Drucktechnik, der
für Mehrfarbendruck mit einem einzelnen optischen System
sorgen kann, mit der Funktion versehen werden, daß er die
Durchmesserdifferenz zwischen Punkten kompensiert, wie sie
auf einem Photoleiter gezeichnet und aufgetragen werden, und
er die Differenz, auf ähnliche Weise wie beim ersten Ausfüh
rungsbeispiel, dadurch auf einen vorbestimmten Wert hält,
daß einfach der in Fig. 1 dargestellte Hauptstrom 114 ein
gestellt wird, wobei das Halbleiterlaser-Bauteil mit der in
den Fig. 6 und 7 dargestellten Struktur als Lichtquelle für
den Laserstrahldrucker verwendet wird. Da die Differenz kon
stant gehalten werden kann, kann ein Laserstrahldrucker rea
lisiert werden, der verhindern kann, daß ein nicht vorgese
hener Zwischenbereich an der Grenze zwischen einem Bereich
mit niedrigem Potential und einem Bereich mit hohem Poten
tial ausgebildet wird.
Nun werden unter Bezugnahme auf die Fig. 8 bis 10 ein erfin
dungsgemäßer Laserstrahldrucker und ein als Laserquelle in
demselben verwendetes Halbleiterlaser-Bauteil beschrieben.
Die Konfiguration einer im Laserstrahldrucker des vorliegen
den Ausführungsbeispiels verwendeten Belichtungsvorrichtung
ist die folgende: Die Stromregelung zum Ansteuern des Halb
leiterlaser-Bauteils wird auf ähnliche Weise wie beim zwei
ten Ausführungsbeispiel auf Einsystembasis ausgeführt, und
der Ansteuerstrom 115 ist aus der in Fig. 1 dargestellten
Konfiguration weggelassen. Das vorliegende Ausführungsbei
spiel unterscheidet sich vom zweiten Ausführungsbeispiel da
hingehend, daß das Halbleiterlaser-Bauteil mit Strahldurch
messer-Regelungsfunktion, das als Lichtquelle verwendet
wird, bei niedrigeren Strömen als das zweite Ausführungsbei
spiel arbeitet. Fig. 8 ist eine Draufsicht, die das erfin
dungsgemäße Halbleiterlaser-Bauteil zeigt, Fig. 10(a) ist
eine Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts entlang der Li
nie I-I in Fig. 8, und Fig. 10(b) ist eine Aufbau-Schnittan
sicht eines Abschnitts entlang der Linie II-II in Fig. 8.
Das Halbleiterlaser-Bauteil mit diesem Aufbau wird wie folgt
hergestellt.
Als erstes werden eine n-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Mantelschicht
122, eine aktive Schicht 123 mit Mehrfach-Quantentrog, eine
p-(Al0,5Ga0,5)In0,5P-Mantelschicht 124, eine p-GaAs-Kontakt
schicht 125 und eine p-Ga0,7In0,3As0,4P0,6-Spannungsabfall
schicht 310 durch organometallische Abscheidung aus der
Dampfphase aufeinanderfolgend kristallmäßig auf ein n-GaAs-
Substrat 121 aufgewachsen. Die aktive Schicht 123 mit Mehr
fach-Quantentrog hat ähnlichen Aufbau wie diejenige, die in
Fig. 7(c) zum zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt ist,
und sie wird dadurch hergestellt, daß drei Ga0,5In0,5P-
Trogschichten 126 und vier (Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Sperr
schichten 127 abwechselnd aufeinandergestapelt werden.
Als nächstes wird eine aus einem streifenförmigen Photore
sist 128 und SiO₂ 129 bestehende komplexe Maske unter Ver
wendung eines thermischen CVD-Prozesses und einer Photoli
thographietechnik mit der in Fig. 8 dargestellten Form her
gestellt. Im Maskenmuster des Photoresists 128 erstreckt
sich ein Streifen 130, der die meisten Elemente aufnimmt und
eine normale Breite (ungefähr 2 µm) aufweist, in einen zwei
stufigen Bereich: einen Bereich 131 mit mittlerer Breite und
einen Bereich 132, der mit Trichterform erweitert ist, in
der Nähe eines Endabschnitts desselben. Nachdem Abschnitte
der p-Ga0,7In0,3As0,4P0,6-Spannungsabfallschicht 301, der
p-GaAs-Kontaktschicht 125 und der p-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-
Mantelschicht 124 mit dem Photoresist 128 als Maske abgeätzt
wurden, wird der Photoresist 128 entfernt. Danach wird das
so bearbeitete Erzeugnis mit dem verbliebenen SiO₂ 129 als
Maske erneut um ungefähr 0,5 µm abgeätzt. Nach dem Entfernen
der SiO₂-Maske wird die p-Ga0,7In0,3As0,4P0,6-Spannungsab
fallschicht 301, mit Ausnahme des Bereichs 131 mittlerer
Breite, entfernt, und durch organometallische Abscheidung
aus der Dampfphase wird eine n-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Sperr
schicht 302 aufgewachsen.
Da die aufgewachsene n-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Sperrschicht
302 an einer Schulter 303 des Streifens dünn ist, wie in
Fig. 9(a) dargestellt, kann sie leicht mit Chlorwasserstoff
säure-Ätzmittel an einer durch eine gestrichelte Linie ge
kennzeichneten Position so geätzt werden, daß die p-GaAs-
Kontaktschicht 125 an der Schulter 303 freigelegt werden
kann. Hierbei wird die Kontaktschicht 125 mit einem Photore
sist 304 mit ungefähr 1 µm beschichtet, wie in Fig. 9(b)
dargestellt, und sie wird mit Sauerstoffplasma zurückgeätzt.
Im Ergebnis wird die Oberfläche der auf den Streifen aufge
wachsenen n-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Sperrschicht 302 freige
legt. Das Ätzen dieser n-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Sperrschicht
302 mit dem Chlorwasserstoffsäure-Ätzmittel kann nur das
Vorderende des Streifens freilegen, ohne Erstreckung zur
Außenseite des Streifens, da die n-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-
Sperrschicht 302 an der Streifenschulter 303 abbricht.
Um die Reihenwiderstände von Elementen zu verringern, wird
nach dem Entfernen des Photoresists 304 eine p-GaAs-Deck
schicht 136 hergestellt. Eine hauptsächlich aus Au bestehen
de Oberflächenelektrode 138 wird an der Oberfläche des Halb
leiterwafers hergestellt, und die Rückseite des GaAs-Sub
strats 121 wird durch mechanisches Schleifen und chemisches
Ätzen so abgearbeitet, daß ihre Restdicke auf ungefähr
100 µm eingestellt ist. Danach wird eine hauptsächlich aus
Au bestehende Rückseitenelektrode 139 auch an der Rückseite
des GaAs-Substrats 121 hergestellt. Der einem solchen Her
stellprozeß unterzogene Halbleiterwafer wird mit Interval
len von ungefähr 600 µm in der Längsrichtung des Streifens
zu Stäben gespalten.
Beim so hergestellten Halbleiterlaser-Bauteil des vorliegen
den Ausführungsbeispiels hat der Bereich 130 normaler Breite
ähnlichen Schnittaufbau wie das herkömmliche Halbleiterla
ser-Bauteil mit Brechungsindex-Wellenführung, wie in Fig.
10(a) dargestellt. Andererseits ist, da die als typisch ver
anschaulichten Strompfade 150 im Bereich 131 mittlerer Brei
te ausgebildet sind, d. h., da darin eine Verteilung der in
jizierten Strommenge so ausgebildet ist, wie es in Fig.
10(b) dargestellt ist, eine Brechungsindexverteilung, bei
der der Brechungsindex im zentralen Abschnitt des Wellenlei
terpfad-Streifens groß ist, so ausgebildet, daß ein Linsen
effekt erzielt wird. Beim Aufbau des vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiels entsteht aufgrund des Spannungsabfalls wegen
einer Heterobarriere zwischen der p-Ga0,7In0,3As0,4P0,6-
Spannungsabfallschicht 301 und der GaAs-Deckschicht 136 ein
Spannungsabfall von ungefähr 0,2 V, so daß die Dichte des
in den Bereich 131 mit mittlerer Breite zu injizierenden
Stroms im Vergleich mit der im Bereich 130 mit normaler
Dichte verringert ist. So wird der Linseneffekt bei niedri
ger Ausgangsleistung schwach, und es wird ein großer Fleck
durchmesser erhalten. Bei hoher Ausgangsleistung wird ande
rerseits der Linseneffekt stark, und es wird ein kleiner
Fleckdurchmesser erhalten. Die Beziehung zwischen dem oben
genannten Kleckdurchmesser und der Lichtausgangsleistung
kann abhängig von den Eigenschaften des Laserstrahlsdruckers
dadurch konzipiert werden, daß die Zusammensetzung der
p-Ga0,7In0,3As0,4P0,6-Spannungsabfallschicht 301 geändert
wird. Das Halbleiterlaser-Bauteil des vorliegenden Ausfüh
rungsbeispiels kann eine gewünschte Änderung des Fleckdurch
messers ähnlich wie das zweite Ausführungsbeispiel dadurch
erzielen, daß die Oberflächenelektrode 138 lediglich als
Einzelelektrode ausgebildet wird.
Da beim vorliegenden Ausführungsbeispiel die für einen La
serstrahl durchlässige n-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Sperrschicht
302 als Stromsperrschicht verwendet ist, können die Resona
torverluste des Halbleiterlaser-Bauteils verringert werden,
und dadurch kann der Streifen 130 mit dem Bereich normaler
Breite auf eine Breite von 2 µm verschmälert werden. So ist
es möglich, den Betriebsstrom auf die Hälfte im Vergleich zu
dem bei den Halbleiterlaser-Bauteilen des ersten und zweiten
Ausführungsbeispiels zu verringern.
Demgemäß kann der Laserstrahldrucker des vorliegenden Aus
führungsbeispiels unter Verwendung der Dreipegel-Drucktech
nik, mit der Mehrfarbendruck mit einem einzelnen optischen
System erzielt werden kann, mit der Funktion versehen wer
den, daß die Durchmesserdifferenz zwischen Punkten kompen
siert wird, wie sie auf einem Photoleiter gezeichnet und
aufgetragen werden, und die Differenz auf ähnliche Weise wie
beim zweiten Ausführungsbeispiel dadurch konstant gehalten
wird, daß einfach der in Fig. 1 dargestellte Hauptstrom 114
eingestellt wird, wobei als Lichtquelle für den Laserstrahl
drucker das Halbleiterlaser-Bauteil mit der in den Fig. 8
und 10 dargestellten Struktur verwendet wird. Ferner kann
der Laserstrahldrucker auch den Stromverbrauch verringern.
Da die Punktdurchmesser-Differenz konstant gehalten werden
kann, kann ein Laserstrahldrucker realisiert werden, bei dem
verhindert werden kann, daß an der Grenze zwischen einem
Bereich mit niedrigem Potential und einem Bereich mit hohem
Potential ein ungewollter Zwischenbereich erzeugt wird.
Nun werden unter Bezugnahme auf die Fig. 11 und 12 ein er
findungsgemäßer Laserstrahldrucker und ein viertes Ausfüh
rungsbeispiel eines als Lichtquelle des Laserstrahldruckers
verwendeten Halbleiterlaser-Bauteils beschrieben. Die im er
findungsgemäßen Laserstrahldrucker verwendete Belichtungs
vorrichtung hat ähnlichen Aufbau wie beim dritten Ausfüh
rungsbeispiel. Jedoch ist eine Gruppe von Elementen in
Arraystruktur, bei der eine Vielzahl von Halbleiterlaser-
Bauteilen auf demselben Chip ausgebildet ist, für Hochge
schwindigkeitsdruck unter Verwendung eines billigeren Halb
leiterlaser-Bauteils verwendet. Die individuelle Stromrege
lung zum Ansteuern der jeweiligen Halbleiterlaser-Bauteile
in der Arraystruktur wird auf Einsystembasis ausgeführt.
Fig. 11 ist eine Draufsicht, die das Halbleiterlaser-Bauteil
gemäß der Erfindung mit Arraystruktur zeigt; Fig. 12(a) ist
eine Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts entlang der Li
nie I-I in Fig. 11; und Fig. 12(b) ist eine Aufbau-Schnitt
ansicht eines Abschnitts entlang der Linie II-II in Fig. 11.
Das Halbleiterlaser-Bauteil mit solcher Arraystruktur wird
wie folgt hergestellt.
Als erstes werden eine n-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Mantelschicht
122, eine aktive Schicht 123 mit Mehrfach-Quantentrog,
eine p-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Mantelschicht 124, eine
p-(Al0,5Ga0,5)0,3In0,7P-Schicht 401 zum Abbauen mechanischer
Spannungen, eine zweite p-(Al0,5Ga0,5)0,3In0,7-P Mantel
schicht 402, eine p-GaAs-Kontaktschicht 125 und eine
p-Ga0,7In0,3As0,4P0,6-Spannungsabfallschicht 301 durch orga
nometallische Niederschlagung aus der Dampfphase aufeinan
derfolgend kristallmäßig auf ein n-GaAs-Substrat 121 aufge
wachsen. Die aktive Schicht 123 mit Mehrfach-Quantentrog hat
ähnlichen Aufbau wie die in Fig. 7(c) dargestellte des zwei
ten Ausführungsbeispiels, und sie wird durch abwechselndes
Aufeinanderstapeln von drei Ga0,5In0,5P-Trogschichten 126
und vier (Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Sperrschichten 127 herge
stellt.
Als nächstes wird eine aus einem streifenförmigen Photore
sist 128 und einer SiO₂-Schicht 129 bestehende komplexe Mas
ke mit der in Fig. 11 dargestellten Form unter Verwendung
eines thermischen CVD-Prozesses und einer Photolithographietechnik
hergestellt. In einem Maskenmuster jedes Photore
sists 128 erstreckt sich ein Streifen 130, der das meiste
der Elemente umfaßt und eine normale Breite (ungefähr 2 µm)
aufweist, in einen zweistufigen Bereich hinein: einen Be
reich 131 mit mittlerer Breite und einen Bereich 132, der
trichterförmig aufgeweitet ist und in der Nähe der Endfläche
desselben liegt. Nachdem Abschnitte der p-Ga0,7In0,3As0,4-
P0,6-Spannungsabfallschicht 301, der p-GaAs-Schicht 125 und
der p-(Al0,5Ga0,5)0,5In0,5P-Mantelschicht 124 jeweils mit
dem Photoresist 128 als Maske geätzt wurde, werden die Pho
toresiststreifen 128 entfernt. Danach wird das so bearbeite
te Erzeugnis mit jedem verbliebenen SiO₂ 129 als Maske er
neut um ungefähr 0,5 µm abgeätzt.
Nach dem Entfernen der SiO₂-Maske wird als nächstes eine
SiN-Schicht 403 (deren Dicke 1,2 µm beträgt) durch einen
Plasma-CVD-Prozess auf dem Streifen abgeschieden. Da die ab
geschiedene SiN-Schicht 403 an einer Schulter des Streifens
auf ähnliche Weise wie bei der in Fig. 9 dargestellten
Struktur dünn gemacht ist, kann die p-Ga0,7In0,3As0,4P0,6-
Spannungsabfallschicht 301 an jeder Schulter dadurch freige
legt werden, daß die SiN-Schicht 403 mit einem Fluorwasser
stoffsäure-Ätzmittel leicht geätzt wird. Als nächstes wird
ein Photoresist mit ungefähr 1 µm auf die entsprechende
Schicht aufgetragen und durch Sauerstoffplasma rückgeätzt.
Im Ergebnis wird die Oberfläche der auf dem Streifen abge
schiedenen SiN-Schicht 403 freigelegt. Das Ätzen der SiN-
Schicht 403 durch ein CF₄-Plasma kann nur das vordere Ende
des Streifens frei legen, ohne Erstreckung in einen anderen
Bereich als dem des Streifens, da die SiN-Schicht 403 an je
der Streifenschulter unterbrochen ist.
Eine im wesentlichen aus Au bestehende Oberflächenelektrode
138 wird an der Oberfläche des Halbleiterwafers hergestellt,
und die Rückseite des GaAs-Substrats 121 wird durch mechani
sches Schleifen und chemisches Ätzen so abgearbeitet, daß
ihre Restdicke auf ungefähr 100 µm eingestellt ist. Danach
wird auch an der Rückseite des GaAs-Substrats 121 eine
hauptsächlich aus Au bestehende Rückseitenelektrode 139 her
gestellt. Der einem derartigen Herstellprozeß unterzogene
Halbleiterwafer wird mit Intervallen von 600 µm in der
Längsrichtung des Streifens zu Stabform gespalten.
Bei den so hergestellten einzelnen Halbleiterlaser-Bauteilen
mit Arraystruktur gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
hat der in Fig. 12(a) dargestellte Bereich 130 normaler
Breite ähnlichen Schnittaufbau wie das herkömmliche Halblei
terlaser-Bauteil mit Brechungsindex-Wellenführung. Anderer
seits ist, da als typisch veranschaulichte Strompfade 150 im
Bereich 131 mit mittlerer Breite ausgebildet sind, d. h., da
darin eine Verteilung der injizierten Strommenge ausgebildet
ist, wie es in Fig. 12(b) dargestellt ist, eine Brechungs
indexverteilung, bei der der Brechungsindex im zentralen Ab
schnitt des Wellenleiterpfad-Streifens groß ist, so ausge
bildet, daß ein Linseneffekt erzielt wird. Bei der Struktur
des vorliegenden Ausführungsbeispiels entsteht ein Span
nungsabfall von ungefähr 0,2 V aufgrund eines Spannungsab
falls wegen einer Heterobarriere zwischen der p-Ga0,7In0,3-
As0,4P0,6-Spannungsabfallschicht 301 und der GaAs-Kontakt
schicht 125, so daß die Dichte des in den Bereich 131 mit
mittlerer Breite injizierten Stroms im Vergleich zu der beim
Bereich 130 mit normaler Breite verringert ist. So wird der
Linseneffekt bei niedriger Ausgangsleistung schwach, und es
wird ein großer Fleck erzielt. Bei hoher Ausgangsleistung
ist dagegen der Linseneffekt stark, und es wird ein kleiner
Fleck erzielt. Da die Beziehung zwischen dem Durchmesser
eines derartigen Flecks und der Lichtausgangsleistung durch
Ändern der Zusammensetzung der p-Ga0,7In0,3As0,4P0,6-Span
nungsabfallschicht 301 auf einen gewünschten Wert einge
stellt werden kann, können der Fleckdurchmesser und die
Lichtausgangsleistung entsprechend den Eigenschaften des
Laserstrahldruckers konzipiert werden. Im Ergebnis des Ein
bettens der SiN-Schicht 403 in den Kristall tritt im Kris
tall eine Verzerrung durch mechanische Spannungen auf. Da
jedoch die Verzerrung durch mechanische Spannungen durch die
p-(Al0,5Ga0,5)0,3In0,7P-Schicht 401 zum Abbauen mechanischer
Spannungen absorbiert wird, kann die Stromsperrschicht, die
bisher durch Kristallwachstum hergestellt wurde, durch einen
einfachen Plasma-CVD-Prozeß hergestellt werden, ohne daß
die Charakteristik und die Zuverlässigkeit jedes Elements
durch die durch mechanische Spannungen bedingte Verzerrung
beeinflußt werden. Daher kann ein Vorteil hinsichtlich Her
stellkosten erzielt werden. Jedes Halbleiterlaser-Bauteil
des vorliegenden Ausführungsbeispiels kann auf ähnliche Wei
se wie beim zweiten Ausführungsbeispiel selbst dann eine ge
wünschte Änderung des Fleckdurchmessers erzielen, wenn die
Oberflächenelektrode 138 eine Einzelelektrode ist.
So kann der Laserstrahldrucker des vorliegenden Ausführungs
beispiels unter Verwendung der Dreipegel-Drucktechnik, mit
der Mehrfarbendruck mit einem einzelnen optischen System
ausgeführt werden kann, mit der Funktion einer Kompensation
einer Durchmesserdifferenz zwischen Punkten versehen werden,
wie sie auf einem Photoleiter aufgezeichnet und aufgetragen
werden, und es kann die Differenz auf ähnliche Weise wie
beim zweiten Ausführungsbeispiel durch einfaches Einstellen
des in Fig. 1 dargestellten Hauptstroms 114 für jedes Halb
leiterlaser-Bauteil konstant gehalten werden, wobei jedes
Halbleiterlaser-Bauteil in der in den Fig. 11 und 12 darge
stellten Arraystruktur als Lichtquelle für den Laserstrahl
drucker verwendet wird. Ferner kann der Laserstrahldrucker
Hochgeschwindigkeitsdruck ausführen, da durch die mehreren
in Arrayform ausgebildeten Halbleiterlaser-Bauteile gleich
zeitig mehrere Abrasterzeilen gezeichnet werden können. Da
für jedes Halbleiterlaser-Bauteil die Differenz des Fleck
durchmessers konstant gehalten werden kann, kann ein Laser
strahldrucker realisiert werden, der verhindern kann, daß
zwischen einem Bereich mit niedrigem Potential und einem Be
reich mit hohem Potential ein ungewollter Zwischenbereich
ausgebildet wird.
Nun werden unter Bezugnahme auf die Fig. 13 bis 15 ein er
findungsgemäßer Laserstrahldrucker und ein fünftes Ausfüh
rungsbeispiel eines als Lichtquelle des Laserstrahldruckers
verwendeten Halbleiterlaser-Bauteils beschrieben. Die im er
findungsgemäßen Laserstrahldrucker verwendete Belichtungs
vorrichtung ist hinsichtlich der Konfiguration der beim
vierten Ausführungsbeispiel ähnlich. Jedoch ist das Halblei
terlaser-Bauteil nicht mit Arraystruktur ausgebildet. Das zu
verwendende Halbleiterlaser-Bauteil kann dieselben Elemente
verwenden, wie sie beim zweiten Ausführungsbeispiel verwen
det sind. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel ist jedoch
ein Halbleiterlaser-Bauteil mit einer Struktur verwendet,
die bei kürzerer Wellenlänge für niedrige Kosten sorgen
kann. Fig. 13 ist eine Draufsicht, die das Halbleiterlaser-
Bauteil des vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt; Fig.
15(a) ist eine Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts ent
lang der Linie I-I in Fig. 13; Fig. 15(b) ist eine Aufbau-
Schnittansicht eines Abschnitts entlang der Linie II-II in
Fig. 13; und Fig. 15(c) ist eine vergrößerte Ansicht eines
in Fig. 15(a) mit A2 gekennzeichneten kreisförmigen Be
reichs. Das Halbleiterlaser-Bauteil mit diesem Aufbau wird
wie folgt hergestellt.
Als erstes werden eine n-Zn0,86Mg0,14S0,1Se0,9-Mantelschicht
501, eine aktive Schicht 502 mit Mehrfach-Quantentrog, eine
p-Zn0,86Mg0,14S0,15S0,9-Mantelschicht 503, eine
p-Zn0,86Mg0,14Se-Schicht 504 zum Abbauen von Verzerrungen,
eine p-Zn0,86Mg0,14S0,1Se0,9-Mantelschicht 505, eine p-ZnSe-
Deckschicht 506, eine ZnSe/TnTe-Übergitterschicht 507 und
eine ZnTe-Kontaktschicht 508 durch organometallische Ab
scheidung aus der Dampfphase aufeinanderfolgend kristallmä
ßig auf ein n-GaAs-Stubstrat 121 aufgewachsen. Die aktive
Schicht 502 mit Mehrfach-Quantentrog wird dadurch herge
stellt, daß abwechselnd sechs ZnCdSe-Trogschichten 509 und
sieben ZnSSe-Sperrschichten 510 aufeinandergestapelt werden,
wie es in Fig. 15(c) dargestellt ist. Ferner verfügt das
n-GaAs-Substrat 121 über einen ein Fenster bildenden Graben
511 mit einer Länge von 20 µm in der Richtung rechtwinklig
zu einem Streifen, einer Länge von 5 µm in der Richtung par
allel zum Streifen und einer Dicke von ungefähr 0,5 µm, wo
bei dieser Graben innerhalb eines einer Laserendfläche ent
sprechenden Bereichs vorhanden ist.
Als nächstes wird eine aus einem streifenförmigen Photore
sist 128 und SiO₂ 129 bestehende komplexe Maske unter Ver
wendung eines thermischen CVD-Prozesses und einer Photoli
thographietechnik mit der in Fig. 13 dargestellten Form aus
gebildet. In einem Maskenmuster des Photoresists 128 er
streckt sich ein Streifen 130, der die meisten der Elemente
aufnimmt und eine normale Breite (ungefähr 2 µm) aufweist,
in einen zweistufigen Bereich: einen Bereich 131 mit mittle
rer Breite sowie einen Bereich 132, der trichterförmig auf
geweitet ist, in der Nähe der zugehörigen Endfläche. Nachdem
Abschnitte von der ZnTe-Kontaktschicht 508 bis zum Mittel
punkt der p-Zn0,86Mg0,14S0,1Se0,9-Mantelschicht 504 so ge
ätzt wurden, daß die Mantelschicht mit ungefähr 0,5 µm zu
rückblieb, wozu der Photoresist 128 als Maske verwendet wur
de, wird dieser Photoresist 128 entfernt. Danach wird die
p-ZnSe-Deckschicht 506 mit dem verbliebenen SiO₂ als Maske
weiter geätzt.
Nach dem Entfernen der SiO₂-Maske wird als nächstes eine
SiN-Schicht 403 (deren Dicke 1,2 µm beträgt) durch einen
Plasma-CVD-Prozess auf: dem Streifen abgeschieden. Da die ab
geschiedene SiN-Schicht 403 an einer Schulter des Streifens
dünn gemacht ist, kann die ZnTe-Kontaktschicht 508 an der
Schulter des Streifens dadurch freigelegt werden, daß die
SiN-Schicht 403 auf ähnliche Weise wie beim vierten Ausfüh
rungsbeispiel mit einem Fluorwasserstoffsäure-Ätzmittel
leicht geätzt wird. Als nächstes wird ein Photoresist mit
ungefähr 1 µm auf die entsprechende Schicht aufgetragen und
mit Sauerstoffplasma rückgeätzt. Im Ergebnis wird die Ober
fläche der auf dem Streifen abgeschiedenen SiN-Schicht 403
freigelegt. Das Ätzen der SiN-Schicht 403 mit CF₄-Plasma
kann nur das Vorderende des Streifens freilegen.
Eine hauptsächlich aus Au bestehende Oberflächenelektrode
138 ist auf der Oberfläche eines Halbleiterwafers herge
stellt, und die Rückseite des GaAs-Substrats 121 wird durch
mechanisches Schleifen und chemisches Ätzen so abgearbeitet,
daß die Restdicke auf ungefähr 100 µm eingestellt ist. Da
nach wird eine hauptsächlich aus Au bestehende Rückseiten
elektrode 139 auch auf der Rückseite des CaAs-Substrats 121
hergestellt. In einem Abschnitt des Halbleiterwafers, der
einem derartigen Herstellprozeß unterzogen wurde, wird ein
Spaltvorgangs-Führungsgraben 512 mit einer Tiefe von unge
fähr 10 µm, einer Breite von ungefähr 20 µm und einer Länge
von 100 µm so ausgebildet, daß eine Seite desselben mit dem
Zentrum 514 des das Fenster bildenden Grabens übereinstimmt,
wie in Fig. 14 dargestellt. Der Kristall wird mit einem Riß
515 durch Verschieben einer Diamant-Ritzeinrichtung unter
vorbestimmtem Winkel, der nicht null ist, in bezug auf den
Spaltvorgangs-Führungsgraben 512 versehen. Unter Verwendung
desselben wird der Halbleiterwafer mit Intervallen von unge
fähr 600 µm in Längsrichtung des Streifens zu Stabform ge
spalten. Da der durch die Diamant-Ritzeinrichtung erzeugte
Riß 515 so geführt wird, daß er mit einer Seite 513 des
Spaltvorgangs-Führungsgrabens 512 übereinstimmt, fällt die
Spaltposition in einen Bereich mit einer Abweichung von un
gefähr 1 µm. Fig. 14 ist eine typische Draufsicht, die nur
den im genannten Abschnitt des Halbleiterwafers gebildeten
Spaltvorgangs-Führungsgraben 512, die eine Seite 513, das
Zentrum 514 und den Riß 515 zeigt. Andere Abschnitte sind
aus Fig. 14 weggelassen.
Beim so ausgebildeten Halbleiterlaser-Bauteil des vorliegen
den Ausführungsbeispiels hat der Bereich 130 normaler Breite
ähnlichen Schnittaufbau wie das herkömmliche Halbleiterla
ser-Bauteil mit Brechungsindex-Wellenführung, wie in Fig.
15(a) dargestellt. Andererseits ist, da im Bereich 131 mit
mittlerer Breite als typisch veranschaulichte Strompfade 150
ausgebildet sind, d. h., da darin eine Verteilung der Menge
injizierten Stroms ausgebildet ist, wie sie in Fig. 15(b)
dargestellt ist, eine Brechungsindexverteilung, in der der
Brechungsindex im zentralen Abschnitt des Wellenleiterpfad-
Streifens groß ist, ausgebildet, so daß ein Linseneffekt
erzielt ist. Da der Strompfad im Bereich 131 mit mittlerer
Breite teilweise unterbrochen ist, ist die Dichte des in
diesen Bereich 131 mit mittlerer Breite zu injizierenden
Stroms im Vergleich zu der im Bereich 130 normaler Dichte
verringert. Demgemäß wird, wenn die Laserausgangsleistung
niedrig ist, der Linseneffekt schwach, und es wird ein gro
ßer Fleckdurchmesser erzielt. Andererseits wird, wenn die
Laserausgangsleistung hoch ist, der Linseneffekt stark, und
es wird ein kleiner Fleckdurchmesser erzielt. Da die Bezie
hung zwischen dem auf diese Weise erhaltenen Fleckdurchmes
ser und der Lichtausgangsleitung durch Ändern der Strom
dichte im Bereich 131 mit mittlerer Breite auf einen ge
wünschten Wert eingestellt werden kann, können der Fleck
durchmesser und die Lichtausgangsleistung entsprechend den
Eigenschaften des Laserstrahldruckers konzipiert werden. Das
Halbleiterlaser-Bauteil des vorliegenden Ausführungsbei
spiels kann ähnlich wie das zweite Ausführungsbeispiel
selbst dann eine gewünschte Änderung des Fleckdurchmessers
erfahren, wenn die Oberflächenelektrode 138 eine Einzelelek
trode ist. Ferner besteht beim Halbleiterlaser-Bauteil des
vorliegenden Ausführungsbeispiels der Vorteil, daß die Wel
lenlänge unter Verwendung von II-VI-Materialien verkürzt
werden kann, und es kann durch Verwenden der SiN-Schicht,
ähnlich der beim vierten Ausführungsbeispiel verwendeten,
ein Preisvorteil erzielt werden.
So kann der Laserstrahldrucker des vorliegenden Ausführungs
beispiels unter Verwendung der Dreipegel-Drucktechnik, mit
der Mehrfarbendruck mit einem einzelnen optischen System
ausgeführt werden kann, mit der Funktion einer Kompensation
der Durchmesserdifferenz zwischen Punkten versehen werden,
wie sie auf einem Photoleiter aufgezeichnet und aufgetragen
werden, und er kann die Differenz auf ähnliche Weise wie
beim zweiten Ausführungsbeispiel durch einfaches Einstellen
des in Fig. 1 dargestellten Hauptstroms 114 konstant halten,
wobei das Halbleiterlaser-Bauteil mit der in den Fig. 13 und
15 dargestellten Struktur als Lichtquelle für den Laser
strahldrucker verwendet wird. Ferner kann der Laserstrahl
drucker dank des Verkürzens der Wellenlänge Druckvorgänge
mit hoher Auflösung ausführen. Da das Halbleiterlaser-Bau
teil die Differenz des Fleckdurchmessers konstant halten
kann, kann ein Laserstrahldrucker realisiert werden, der
verhindern kann, daß an der Grenze zwischen einem Bereich
mit niedrigem Potential und einem Bereich mit hohem Poten
tial ein ungewollter Zwischenbereich ausgebildet wird.
Nun werden unter Bezugnahme auf die Fig. 16 und 17 ein er
findungsgemäßer Laserstrahldrucker und ein sechstes Ausfüh
rungsbeispiel eines als Lichtquelle des Laserstrahldruckers
verwendeten Halbleiterlaser-Bauteils beschrieben. Eine beim
Laserstrahldrucker des vorliegenden Ausführungsbeispiels
verwendete Belichtungsvorrichtung ist hinsichtlich der Kon
figuration ähnlich der des zweiten Ausführungsbeispiels. Die
Stromregelung zum Ansteuern des Halbleiterlaser-Bauteils
wird auf Einsystembasis ausgeführt. Demgemäß wird der in
Fig. 1 dargestellte Strom 115 überflüssig. Beim vorliegenden
Ausführungsbeispiel wird ein Halbleiterlaser-Bauteil unter
Verwendung eines Halbieiters aus dem GaN-System, dessen Wel
lenlänge kürzer ist, als Lichtquelle für den Laserstrahl
drucker verwendet. Der Aufbau des vorliegenden Halbleiterla
ser-Bauteils ist in den Fig. 16 und 17 dargestellt. Fig. 16
ist eine Draufsicht, die das Halbleiterlaser-Bauteil des
vorliegenden Ausführungsbeispiels zeigt; Fig. 17(a) ist eine
Aufbau-Schnittansicht eines Abschnitts entlang der Linie I-I
in Fig. 16; Fig. 17(b) ist eine Aufbau-Schnittansicht eines
Abschnitts entlang der Linie II-II in Fig. 16; und Fig.
17(c) ist eine vergrößerte Ansicht eines in Fig. 17(a) mit
A3 gekennzeichneten kreisförmigen Bereichs. Das Halbleiter
laser-Bauteil mit diesem Aufbau wird wie folgt hergestellt.
Als erstes werden eine n-Al0,2Ga0,8N-Mantelschicht 602, eine
aktive Schicht 603 mit Mehrfach-Quantentrog, eine p-Al0,2-
Ga0,8N-Mantelschicht 604, eine p-GaN-Deckschicht 605 und
eine GaN/GaNAs-Übergitterkontaktschicht 606 durch organome
tallische Abscheidung aus der Dampfphase aufeinanderfolgend
kristallmäßig auf ein n-SiC-Substrat 601 aufgewachsen. Die
aktive Schicht 603 mit Mehrfach-Quantentrog wird dadurch
hergestellt, daß sechs Ga0,7In0,3N-Trogschichten 607 und
sieben Al0,1Ga0,9N-Sperrschichten 608 abwechselnd aufeinan
dergestapelt werden, wie es in Fig. 17(c) dargestellt ist.
Als nächstes wird unter Verwendung eines thermischen
CVD-Prozesses und einer Photolithographietechnik eine aus einem
streifenförmigen Photoresist 128 und SiO₂ 129 bestehende
komplexe Maske hergestellt. Im Maskenmuster des Photoresists
128 erstreckt sich ein Streifen 130, der das meiste der Ele
mente einnimmt und normale Breite (ungefähr 2 µm) aufweist,
in einen zweistufigen Bereich hinein: einen Bereich 131 mit
mittlerer Breite und einen Bereich 132, der sich trichter
förmig erstreckt, in der Nähe einer zugehörigen Endfläche.
Nachdem Abschnitte der GaN/GaNAs-Übergitterkontaktschicht
606 bis zum Mittelpunkt der p-Al0,2Ga0,8N-Mantelschicht 604
unter Verwendung des Photoresists 128 als Maske so abgeätzt
wurden, daß die Mantelschicht mit ungefähr 0,5 µm zurück
blieb, wird der Photoresist 128 entfernt. Danach wird die
p-GaN-Deckschicht 605 mit dem verbliebenen SiO₂ 129 als Mas
ke weiter geätzt.
Als nächstes wird eine n-Al0,3Ga0,7N-Schicht 609 mit dem
SiO₂ 129 als Maske selektiv aufgewachsen. Eine Oberflächen
elektrode 138, die hauptsächlich aus Au besteht, wird auf
der Oberfläche eines Halbleiterwafers hergestellt, und die
Rückseite des SiC-Substrats 601 wird durch mechanisches
Schleifen und chemisches Ätzen so abgearbeitet, daß ihre
Restdicke auf ungefähr 100 µm eingestellt ist. Danach wird
eine hauptsächlich aus Au bestehende Rückseitenelektrode 139
auch an der Rückseite des SiC-Substrats 601 hergestellt. Der
einem derartigen Herstellprozess unterzogene Halbleiterwafer
wird mit Intervallen von ungefähr 600 µm in der Längsrich
tung des Streifens 130 zu Stabform gespalten.
Beim so hergestellten Halbleiterlaser-Bauteil des vorliegen
den Ausführungsbeispiels hat der Bereich 130 mit normaler
Breite ähnliche Struktur wie das herkömmliche Halbleiterla
ser-Bauteil mit Brechungsindex-Wellenführung, wie in Fig.
17(a) dargestellt. Andererseits ist, da als typisch veran
schaulichte Strompfade im Bereich 131 mit mittlerer Dicke
ausgebildet sind, d. h., da dort eine Verteilung der Menge
injizierten Stroms so ausgebildet ist, wie es in Fig. 17(b)
dargestellt ist, eine Brechungsindexverteilung, bei der der
Brechungsindex im zentralen Abschnitt des Wellenleiterpfad-
Streifens groß ist, ausgebildet, so daß ein Linseneffekt
erzielt ist. Da der Strompfad im Bereich 131 mit mittlerer
Dicke teilweise unterbrochen ist, ist die Dichte des in den
Bereich 131 mit mittlerer Breite zu injizierenden Stroms
kleiner als im Bereich 130 mit normaler Breite. So wird,
wenn die Laserausgangsleistung niedrig ist, der Linseneffekt
schwach, und es wird ein großer Fleckdurchmesser erzielt.
Andererseits wird, wenn die Laserausgangsleistung hoch ist,
der Linseneffekt stark, und es wird ein kleiner Fleckdurch
messer erzielt. Da die Beziehung zwischen dem auf diese Wei
se erzielten Fleckdurchmesser und der Lichtausgangsleistung
durch Ändern der Dichte des Stroms im Bereich 131 mit mitt
lerer Breite auf einen gewünschten Wert eingestellt werden
kann, können der Fleckdurchmesser und die Lichtausgangsleis
tung entsprechend den Eigenschaften des Laserstrahldruckers
konzipiert werden. Das Halbleiterlaser-Bauteil des vorlie
genden Ausführungsbeispiels kann ähnlich wie dasjenige des
zweiten Ausführungsbeispiels eine gewünschte Änderung des
Fleckdurchmessers selbst dann erzielen, wenn die Oberflä
chenelektrode 138 eine Einzelelektrode ist. Ferner besteht
beim Halbleiterlaser-Bauteil des vorliegenden Ausführungs
beispiels der Vorteil, daß die Wellenlänge unter Verwendung
von GaN-Materialien weiter verkürzt werden kann und daß ein
Preisvorteil unter Verwendung einer SiN-Schicht erzielt
wird, die ähnlich der beim fünften Ausführungsbeispiel ver
wendeten ist.
So kann der Laserstrahldrucker des vorliegenden Ausführungs
beispiels unter Verwendung der Dreipegel-Drucktechnik, mit
der Mehrfarbendruck mit einem einzelnen optischen System
erzielt werden kann, mit der Funktion einer Kompensation der
Durchmesserdifferenz zwischen Punkten versehen werden, die
auf einem Photoleiter aufgezeichnet und aufgetragen werden,
und es kann die Differenz auf ähnliche Weise wie beim zwei
ten Ausführungsbeispiel dadurch konstant gehalten werden,
daß einfach der in Fig. 1 dargestellte Hauptstrom 114 unter
Verwendung des Halbleiterlaser-Bauteils mit der in den Fig.
16 und 17 dargestellten Struktur als Lichtquelle des Laser
strahldruckers verwendet wird. Ferner kann der Laserstrahl
drucker dank der weiteren Verkürzung der Wellenlänge Druck
vorgänge mit höherer Auflösung ausführen. Da das Halbleiter-
Bauteil die Differenz des Fleckdurchmesser konstant halten
kann, kann ein Laserstrahldrucker realisiert werden, der
verhindern kann, daß zwischen einem Bereich mit niedrigem
Potential und einem Bereich mit hohem Potential ein unge
wollter Zwischenbereich ausgebildet wird.
Obwohl vorstehend bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfin
dung beschrieben wurden, ist die Erfindung nicht auf oder
durch diese Ausführungsbeispiele beschränkt. Der Fachmann
erkennt, daß am Design verschiedene Änderungen vorgenommen
werden können, ohne vom Grundgedanken oder Schutzumfang der
hier dargelegten Erfindung abzuweichen. Obwohl beschrieben
wurde, daß das Kristallwachstum unter Verwendung organome
tallischer Abscheidung aus der Dampfphase erfolgt, kann
z. B. auch Molekularstrahlepitaxie verwendet werden. Das er
findungsgemäße Halbleiterlaser-Bauteil mit Einstellfunktion
für den Fleckdurchmesser kann auch als andere Lichtquelle
als solche für einen Laserstrahldrucker verwendet werden.
Gemäß der Erfindung ist es aus den obengenannten Ausfüh
rungsbeispielen ersichtlich, daß bei einem Farblaserstrahl
drucker vom Typ, bei dem mehrere Farben mit einem einzelnen
optischen System durch Modulieren der Intensität des Belich
tungslichts gedruckt werden, die Durchmesser aller Punkte,
wie sie für alle Farben aufgezeichnet werden, gleichmäßig
eingestellt werden können und daß verhindert werden kann,
daß an der Grenze zwischen einem Bereich mit niedrigem Po
tential und einem Bereich mit hohem Potential ein ungewoll
ter Zwischenpotentialbereich, der Weiß entspricht, ausgebil
det wird.
Da das erfindungsgemäße Halbleiterlaser-Bauteil Einstell
funktion aufweist, mit der die Beziehung zwischen dem Fleck
durchmesser und der Lichtausgangsleistung durch Einstellen
des Treiberstroms einfach auf einen gewünschten Wert einge
stellt werden kann, kann es in geeigneter Weise für einen
Farblaserstrahldrucker unter Verwendung der Dreipegeldruck
technik verwendet werden.
Claims (8)
1. Mehrfarben-Laserstrahldrucker mit der Funktion, daß
ein Photoleiter (109, 122) mit einem von einer Laserlicht
quelle (101, 114) emittierten Laserstrahl belichtet wird, um
dadurch das Potential an der Oberfläche des Photoleiters so
zu ändern, daß sich der Anhaftungszustand gefärbter Teil
chen ändert, der Funktion des Übertragens der gefärbten
Teilchen auf ein zu bedruckendes Medium, um einen Druckvor
gang auszuführen, wobei die farbigen Teilchen hinsichtlich
der Farbe und der Ladungspolarität von mindestens zwei Typen
sind, und der Funktion des Einstellens mehrerer Ladungsmen
gen abhängig von der Intensität des Belichtungslaserstrahls,
um dadurch anzuhaftende Teilchen auszuwählen, gekennzeichnet
durch eine Fleckdurchmesser-Einstellfunktion, mit der die
Formen von Flecken eines Austrittsstrahls und eines Belich
tungsstrahls abhängig von der Intensität des Laserstrahls so
eingestellt werden können, daß dann, wenn die Ausgangsleis
tung der Laserlichtquelle niedrig ist, der Fleckdurchmesser
auf einen großen Wert eingestellt wird, und er dann, wenn
die Ausgangsleistung derselben hoch ist, auf einen niedrigen
Wert eingestellt wird.
2. Laserstrahldrucker nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Fleckdurchmesser-Einstellfunktion so aus
gebildet ist, daß die Änderung des Fleckdurchmessers auto
matisch abhängig von der Intensität des Laserstrahls erzielt
wird.
3. Laserstrahldrucker nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Laserlichtquelle (101, 114) selbst die
Fleckdurchmesser-Einstellfunktion aufweist.
4. Halbleiterlaser-Bauteil (101, 114) mit einer aktiven
Schicht aus mindestens zwei Halbleiterschichten mit vonein
ander verschiedenen Leitfähigkeiten und mit einer zwischen
diese zwei Halbleiterschichten eingefügten Halbleiterschicht
mit einer Breite des verbotenen Bands, die kleiner als die
für die zwei Halbleiterschichten ist, und mit einer Wellen
leiterstruktur zum Führen von Licht in einer Richtung paral
lel zur aktiven Schicht, gekennzeichnet durch eine Fleck
durchmesser-Einstellfunktion zum Ändern der Form des Flecks
an einer Laserendfläche auf einen kleinen Wert bei hoher
Ausgangsleistung und auf einen großen Wert bei niedriger
Ausgangsleistung abhängig von der Form der Wellenleiter
struktur oder einer innerhalb dieser Wellenleiterstruktur
ausgebildeten Brechungsindexverteilung.
5. Halbleiterlaser-Bauteil nach Anspruch 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Fleckdurchmesser-Einstellfunktion so
beschaffen ist, daß Ströme über zwei parallele Streifen
(134) in mindestens einen Abschnitt der streifenförmigen
Wellenleiterstruktur injiziert werden.
6. Halbleiterlaser-Bauteil nach Anspruch 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Fleckdurchmesser-Einstellfunktion da
durch ausgeführt wird, daß für eine solche Verteilung ge
sorgt wird, daß die Dichte des in einen Streifen mit den
zwei parallelen, streifenförmigen Wellenleiterstrukturen zu
injizierenden Stroms und die Dichte eines in eine andere
streifenförmige Wellenleiterstruktur als die zwei parallelen,
streifenförmigen Wellenleiterstrukturen zu injizieren
den Stroms jeweils voneinander verschiedene Werte bei der
selben angelegten Spannung einnehmen.
7. Halbleiterlaser-Bauteil nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß Bereiche ohne und mit Stromsperrung
(202), deren Größen 10 µm nicht überschreiten, jeweils in
Mischform innerhalb der zwei parallelen, streifenförmigen
Wellenleiterstrukturen vorhanden sind, um eine Verteilung
der Dichte des injizierten Stroms zu erzeugen.
8. Halbleiterlaser-Bauteil nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die zu erzeugende Stromdichteverteilung
dadurch erzielt wird, daß Zusatzwiderstände oder elektri
sche Sperren in einem Strompfad angeordnet werden.
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