JP2000067449A - 面発光型半導体レーザおよびその製造方法 - Google Patents
面発光型半導体レーザおよびその製造方法Info
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- H01S2301/17—Semiconductor lasers comprising special layers
- H01S2301/176—Specific passivation layers on surfaces other than the emission facet
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- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザ出力を増したとしても、レーザ光の放
射角を小さく設定することを可能とする面発光型半導体
レーザを提供する。 【解決手段】 本発明の面発光型半導体レーザ１００
は、半導体基板上に垂直方向の共振器を有し、共振器よ
り半導体基板に垂直な方向にレーザ光を出射する。共振
器を含む半導体堆積体（柱状部）１０１の表面に、凸レ
ンズ形状を有する出射部１１１が形成されている。この
面発光型半導体レーザ１００は、以下の工程を含む製造
方法によって製造される。 （ａ）半導体基板上に、前記柱状部１０１を形成する工
程、（ｂ）柱状部１０１の表面の所定領域が露出した状
態で、共振器に電流を注入するための電極（上部電極）
１０６を形成する工程、（ｃ）上部電極１０６の表面
に、撥液処理を施す工程、（ｄ）硬化させると出射部１
１１を構成し、かつ、撥液膜によってはじかれる液状物
を、露出した柱状部１０１の表面に位置させる工程、お
よび（ｅ）液状物を硬化させて、出射部１１１を形成す
る工程。
射角を小さく設定することを可能とする面発光型半導体
レーザを提供する。 【解決手段】 本発明の面発光型半導体レーザ１００
は、半導体基板上に垂直方向の共振器を有し、共振器よ
り半導体基板に垂直な方向にレーザ光を出射する。共振
器を含む半導体堆積体（柱状部）１０１の表面に、凸レ
ンズ形状を有する出射部１１１が形成されている。この
面発光型半導体レーザ１００は、以下の工程を含む製造
方法によって製造される。 （ａ）半導体基板上に、前記柱状部１０１を形成する工
程、（ｂ）柱状部１０１の表面の所定領域が露出した状
態で、共振器に電流を注入するための電極（上部電極）
１０６を形成する工程、（ｃ）上部電極１０６の表面
に、撥液処理を施す工程、（ｄ）硬化させると出射部１
１１を構成し、かつ、撥液膜によってはじかれる液状物
を、露出した柱状部１０１の表面に位置させる工程、お
よび（ｅ）液状物を硬化させて、出射部１１１を形成す
る工程。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板に対し
て垂直にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザおよ
びその製造方法に関する。
て垂直にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザおよ
びその製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】面発光型半導体レーザは、端面レーザに比
べてレーザ放射角が等方的で、かつ、小さいという特徴
を有している。面発光型半導体レーザを大コア径の光フ
ァイバー、たとえば、プラスチック光ファイバーに適用
した場合には、上記の特徴のため、レンズなどを介さ
ず、直接にレーザ光をファイバー内に効率よく入射する
ことができる。そのため、プラスチック光ファイバーと
面発光型半導体レーザを組み合わせることにより、きわ
めて簡単な構成の光通信モジュールを実現することがで
きる。
べてレーザ放射角が等方的で、かつ、小さいという特徴
を有している。面発光型半導体レーザを大コア径の光フ
ァイバー、たとえば、プラスチック光ファイバーに適用
した場合には、上記の特徴のため、レンズなどを介さ
ず、直接にレーザ光をファイバー内に効率よく入射する
ことができる。そのため、プラスチック光ファイバーと
面発光型半導体レーザを組み合わせることにより、きわ
めて簡単な構成の光通信モジュールを実現することがで
きる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラス
チック光ファイバーには、伝達損失が大きいという欠点
があるため、伝送距離を長くするには、大きな光出力の
光源が必要になる。面発光レーザのレーザ出力を増すに
は、レーザ出射口径を大きくすることが有効である。し
かし、レーザ出射口径を大きくすると放射角が大きくな
るという問題が生じる。光送信モジュールの構成の簡略
化のため、直接結合、すなわち、光ファイバーと光源と
の間にレンズを介さずに、直接にレーザ光を光ファイバ
ーに入射を行った場合において、放射角の増大は、結合
効率、すなわち、ファイバーコア内に入射するレーザ光
の光量の低下および取り付けマージンの減少などを招く
結果となる。そのため、伝送距離の長さを確保すること
と、直接結合による光送信モジュールの構成の簡略化の
両立が難しいという問題があった。
チック光ファイバーには、伝達損失が大きいという欠点
があるため、伝送距離を長くするには、大きな光出力の
光源が必要になる。面発光レーザのレーザ出力を増すに
は、レーザ出射口径を大きくすることが有効である。し
かし、レーザ出射口径を大きくすると放射角が大きくな
るという問題が生じる。光送信モジュールの構成の簡略
化のため、直接結合、すなわち、光ファイバーと光源と
の間にレンズを介さずに、直接にレーザ光を光ファイバ
ーに入射を行った場合において、放射角の増大は、結合
効率、すなわち、ファイバーコア内に入射するレーザ光
の光量の低下および取り付けマージンの減少などを招く
結果となる。そのため、伝送距離の長さを確保すること
と、直接結合による光送信モジュールの構成の簡略化の
両立が難しいという問題があった。
【０００４】本発明の目的は、上記の両立が図られるよ
うにするもので、具体的には、レーザ出力を増したとし
ても、レーザ光の放射角を小さく設定することを可能と
する面発光型半導体レーザおよびその製造方法を提供す
ることにある。
うにするもので、具体的には、レーザ出力を増したとし
ても、レーザ光の放射角を小さく設定することを可能と
する面発光型半導体レーザおよびその製造方法を提供す
ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の面発光型半導体
レーザは、半導体基板上に垂直方向の共振器を有し、前
記共振器より前記半導体基板に垂直な方向にレーザ光を
出射する面発光型半導体レーザであって、前記共振器を
含む半導体堆積体の表面に、凸レンズ形状を有する出射
部が形成されている。
レーザは、半導体基板上に垂直方向の共振器を有し、前
記共振器より前記半導体基板に垂直な方向にレーザ光を
出射する面発光型半導体レーザであって、前記共振器を
含む半導体堆積体の表面に、凸レンズ形状を有する出射
部が形成されている。
【０００６】この面発光型半導体レーザ（以下「面発光
レーザ」という）によれば、上述の共振器を含む半導体
堆積体の表面に、前記凸レンズ形状を有する出射部を形
成したことで、レーザ出射面において、レーザビームを
屈折させ、その放射角を狭めることができる。また、こ
の構成によれば、レーザ出射面において放射角を狭める
ことができるため、レーザ出力を増すためにレーザ出射
口径を大きくしたとしても放射角を小さく設定すること
も可能となる。
レーザ」という）によれば、上述の共振器を含む半導体
堆積体の表面に、前記凸レンズ形状を有する出射部を形
成したことで、レーザ出射面において、レーザビームを
屈折させ、その放射角を狭めることができる。また、こ
の構成によれば、レーザ出射面において放射角を狭める
ことができるため、レーザ出力を増すためにレーザ出射
口径を大きくしたとしても放射角を小さく設定すること
も可能となる。
【０００７】前記出射部の材質は、たとえば、高分子化
合物を挙げることができる。具体的には、ポリイミド樹
脂、紫外線硬化型アクリル樹脂および紫外線硬化型エポ
キシ樹脂の群から選択される少なくとも１種を挙げるこ
とができる。
合物を挙げることができる。具体的には、ポリイミド樹
脂、紫外線硬化型アクリル樹脂および紫外線硬化型エポ
キシ樹脂の群から選択される少なくとも１種を挙げるこ
とができる。
【０００８】前記半導体堆積体の表面には、前記共振器
に電流を注入するための電極が形成される。前記電極
は、前記出射部を被覆しないように、該出射部を囲むよ
うにして形成される。さらに、電極の表面には、撥液膜
を形成することが望ましい。
に電流を注入するための電極が形成される。前記電極
は、前記出射部を被覆しないように、該出射部を囲むよ
うにして形成される。さらに、電極の表面には、撥液膜
を形成することが望ましい。
【０００９】本発明にかかる面発光レーザは、以下の工
程（ａ）〜（ｅ）を含む製造方法により、形成すること
ができる。
程（ａ）〜（ｅ）を含む製造方法により、形成すること
ができる。
【００１０】（ａ）半導体基板上に、複数の半導体層を
堆積して共振器を含む半導体堆積体を形成する工程、
（ｂ）前記半導体堆積体の表面の所定領域が露出した状
態で、前記共振器に電流を注入するための電極を形成す
る工程、（ｃ）前記電極の表面に、撥液処理を施す工
程、（ｄ）硬化させると凸レンズ形状を有する出射部を
構成し、かつ、前記撥液膜によってはじかれる液状物
を、露出した半導体堆積体の表面に位置させる工程、お
よび（ｅ）前記液状物を硬化させて、前記出射部を形成
する工程。
堆積して共振器を含む半導体堆積体を形成する工程、
（ｂ）前記半導体堆積体の表面の所定領域が露出した状
態で、前記共振器に電流を注入するための電極を形成す
る工程、（ｃ）前記電極の表面に、撥液処理を施す工
程、（ｄ）硬化させると凸レンズ形状を有する出射部を
構成し、かつ、前記撥液膜によってはじかれる液状物
を、露出した半導体堆積体の表面に位置させる工程、お
よび（ｅ）前記液状物を硬化させて、前記出射部を形成
する工程。
【００１１】このように、電極の表面を撥液処理を施
し、液状物を、電極が開口してある出射部を設けようと
する位置に供給してやり、柱状部の上面のコンタクト層
上に残った液状物を硬化することのみで、マイクロレン
ズとして機能するレーザ出射部をセルフアラインで形成
することができる。つまり、電極の表面と露出した半導
体堆積体の表面との液状物に対するぬれの程度に差をも
たせることにより、液状物が手を加えなくとも放置して
おくだけで、自発的に出射部を設けようとする位置に凝
集していく。その結果、出射部をセルフアラインで形成
することができる。このようにレーザ出射部をセルフア
ラインで形成することができるため、光軸合わせが不要
で光軸ずれのないレーザ出射部をきわめて簡単な工程で
形成することができる。
し、液状物を、電極が開口してある出射部を設けようと
する位置に供給してやり、柱状部の上面のコンタクト層
上に残った液状物を硬化することのみで、マイクロレン
ズとして機能するレーザ出射部をセルフアラインで形成
することができる。つまり、電極の表面と露出した半導
体堆積体の表面との液状物に対するぬれの程度に差をも
たせることにより、液状物が手を加えなくとも放置して
おくだけで、自発的に出射部を設けようとする位置に凝
集していく。その結果、出射部をセルフアラインで形成
することができる。このようにレーザ出射部をセルフア
ラインで形成することができるため、光軸合わせが不要
で光軸ずれのないレーザ出射部をきわめて簡単な工程で
形成することができる。
【００１２】前記工程（ｃ）において、撥液処理として
は、たとえば、撥液膜を形成することによる撥液処理、
たとえば、ＣＦ4 などのフッ素系ガスのプラズマを用い
た表面のフッ素化などを挙げることができる。このう
ち、撥液膜を形成することによる撥液処理が好ましい。
は、たとえば、撥液膜を形成することによる撥液処理、
たとえば、ＣＦ4 などのフッ素系ガスのプラズマを用い
た表面のフッ素化などを挙げることができる。このう
ち、撥液膜を形成することによる撥液処理が好ましい。
【００１３】前記工程（ｄ）において、上述の露出した
半導体堆積体の表面に、液状物を供給する手段として
は、たとえば、以下の２つの方法を挙げることができ
る。
半導体堆積体の表面に、液状物を供給する手段として
は、たとえば、以下の２つの方法を挙げることができ
る。
【００１４】（１）第１に、ディスペンサノズル（以下
「ノズル」という）の先端に前記液状物の液滴を作り、
該液滴を少なくとも上述の露出した半導体堆積体の表面
に接触させ、該液状物を該表面に供給する方法である。
「ノズル」という）の先端に前記液状物の液滴を作り、
該液滴を少なくとも上述の露出した半導体堆積体の表面
に接触させ、該液状物を該表面に供給する方法である。
【００１５】このように、ノズルを用いることで、液状
物の粘度、ノズル径およびノズル先端の液滴量などを調
整したり、ノズル先端の表面処理などにより、出射部の
厚さを容易に制御することができる。また、ノズルによ
る液状物の供給方法は、液状物の粘度による影響を受け
難いため、使用可能な液状物の範囲が広い。さらに、必
要なところのみ液状物を確実に供給することができるた
め、無駄がなく、余計なところに液状物が付着すること
もない。
物の粘度、ノズル径およびノズル先端の液滴量などを調
整したり、ノズル先端の表面処理などにより、出射部の
厚さを容易に制御することができる。また、ノズルによ
る液状物の供給方法は、液状物の粘度による影響を受け
難いため、使用可能な液状物の範囲が広い。さらに、必
要なところのみ液状物を確実に供給することができるた
め、無駄がなく、余計なところに液状物が付着すること
もない。
【００１６】（２）第２に、インクジェットヘッドを用
いて前記液状物を上述の露出した半導体堆積体の表面に
射出し、該液状物を該表面に供給する方法である。
いて前記液状物を上述の露出した半導体堆積体の表面に
射出し、該液状物を該表面に供給する方法である。
【００１７】インクジェットヘッドを用いた方法は、短
時間で液状物を前記表面に供給することができ、生産性
が高いという利点がある。
時間で液状物を前記表面に供給することができ、生産性
が高いという利点がある。
【００１８】前記液状物は、高分子化合物または高分子
化合物の前駆体を含むことが望ましい。
化合物の前駆体を含むことが望ましい。
【００１９】前記撥液膜としては、前記液状物をはじく
性質を有する膜であれば、特に限定されないが、たとえ
ば、前記電極に吸着する化合物からなる単分子膜を挙げ
ることができる。
性質を有する膜であれば、特に限定されないが、たとえ
ば、前記電極に吸着する化合物からなる単分子膜を挙げ
ることができる。
【００２０】前記電極の表面が金層からなる場合には、
前記単分子膜は、一方の末端に前記液状物をはじく性質
を有する原子団（以下「機能基」という）を含むチオー
ルからなることが望ましい。以下に、この望ましい理由
を述べる。
前記単分子膜は、一方の末端に前記液状物をはじく性質
を有する原子団（以下「機能基」という）を含むチオー
ルからなることが望ましい。以下に、この望ましい理由
を述べる。
【００２１】チオールは、チオールのメルカプト基の硫
黄原子と金の表面の金原子とが共有結合的に化学結合す
ることにより、金に化学吸着する性質を有する。この性
質のため、金層からなる前記電極を機能基を有するチオ
ールを含む溶液に浸漬すると、機能基を末端に有するチ
オールは、メルカプト基を前記電極に向けた配向をとっ
て前記電極の表面上に化学吸着される。一方、露出した
半導体堆積体の表面には、機能基を末端に有するチオー
ルは、化学吸着しない。したがって、機能基を含むチオ
ールからなる単分子膜を撥液膜とすることで、簡便に、
かつ、選択的に前記電極の表面に撥液膜を形成すること
ができる。
黄原子と金の表面の金原子とが共有結合的に化学結合す
ることにより、金に化学吸着する性質を有する。この性
質のため、金層からなる前記電極を機能基を有するチオ
ールを含む溶液に浸漬すると、機能基を末端に有するチ
オールは、メルカプト基を前記電極に向けた配向をとっ
て前記電極の表面上に化学吸着される。一方、露出した
半導体堆積体の表面には、機能基を末端に有するチオー
ルは、化学吸着しない。したがって、機能基を含むチオ
ールからなる単分子膜を撥液膜とすることで、簡便に、
かつ、選択的に前記電極の表面に撥液膜を形成すること
ができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら説明する。
について、図面を参照しながら説明する。
【００２３】（第１の実施の形態） （デバイスの構造）図１は、本発明の第１の実施の形態
にかかる面発光レーザを模式的に示す断面図である。
にかかる面発光レーザを模式的に示す断面図である。
【００２４】図１に示す面発光レーザ１００は、ｎ型Ｇ
ａＡｓ基板１０９上に、Ａｌ0.15Ｇａ0.85ＡｓとＡｌＡ
ｓとを交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラ
ー（以下、「下部ＤＢＲミラー」という）１０４、厚さ
３ｎｍのＧａＡｓウエル層と厚さ３ｎｍのＡｌ0.3Ｇａ
0.7Ａｓバリア層から成り該ウエル層が３層で構成され
る量子井戸活性層１０５、Ａｌ0.15Ｇａ0.85ＡｓとＡｌ
0.9Ｇａ0.1Ａｓとを交互に積層した３０ペアの分布反射
型多層膜ミラー（以下、「上部ＤＢＲミラー」という）
１０３およびコンタクト層１０２が順次積層されて形成
されている。
ａＡｓ基板１０９上に、Ａｌ0.15Ｇａ0.85ＡｓとＡｌＡ
ｓとを交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラ
ー（以下、「下部ＤＢＲミラー」という）１０４、厚さ
３ｎｍのＧａＡｓウエル層と厚さ３ｎｍのＡｌ0.3Ｇａ
0.7Ａｓバリア層から成り該ウエル層が３層で構成され
る量子井戸活性層１０５、Ａｌ0.15Ｇａ0.85ＡｓとＡｌ
0.9Ｇａ0.1Ａｓとを交互に積層した３０ペアの分布反射
型多層膜ミラー（以下、「上部ＤＢＲミラー」という）
１０３およびコンタクト層１０２が順次積層されて形成
されている。
【００２５】上部ＤＢＲミラー１０３は、Ｚｎがドーピ
ングされることにより、ｐ型にされ、下部ＤＢＲミラー
１０４は、Ｓｅがドーピングされることにより、ｎ型と
されている。したがって、上部ＤＢＲミラー１０３、不
純物がドーピングされていない量子井戸活性層１０５お
よび下部ＤＢＲミラー１０４とで、ｐｉｎダイオードが
形成される。
ングされることにより、ｐ型にされ、下部ＤＢＲミラー
１０４は、Ｓｅがドーピングされることにより、ｎ型と
されている。したがって、上部ＤＢＲミラー１０３、不
純物がドーピングされていない量子井戸活性層１０５お
よび下部ＤＢＲミラー１０４とで、ｐｉｎダイオードが
形成される。
【００２６】コンタクト層１０２は、後述する液状物を
はじかない性質を有している。また、コンタクト層１０
２は、後に記載の上部電極１０６とオーミック接触可能
な材質であることが必要で、ＡｌＧａＡｓ系材料の場
合、たとえば、１０19ｃｍ-3以上の高濃度の不純物がド
ーピングされたＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓからなる。
はじかない性質を有している。また、コンタクト層１０
２は、後に記載の上部電極１０６とオーミック接触可能
な材質であることが必要で、ＡｌＧａＡｓ系材料の場
合、たとえば、１０19ｃｍ-3以上の高濃度の不純物がド
ーピングされたＡｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓからなる。
【００２７】コンタクト層１０２、上部ＤＢＲミラー１
０３、量子井戸活性層１０５および下部ＤＢＲミラー１
０４の途中まで、所定の領域を除き、メサ状にエッチン
グすることにより、柱状部１０１が形成されている。ま
た、柱状部１０１の上には、レーザ光の出射部１１１が
設けられている。
０３、量子井戸活性層１０５および下部ＤＢＲミラー１
０４の途中まで、所定の領域を除き、メサ状にエッチン
グすることにより、柱状部１０１が形成されている。ま
た、柱状部１０１の上には、レーザ光の出射部１１１が
設けられている。
【００２８】さらに、絶縁層１０８は、柱状部１０１の
側面の一部分および下部ＤＢＲミラー１０４の上面を覆
うようにして形成されている。
側面の一部分および下部ＤＢＲミラー１０４の上面を覆
うようにして形成されている。
【００２９】そして、上部電極１０６は、たとえば、チ
タン，白金，金を順次積層した金属層、あるいは、クロ
ム，金−亜鉛合金，金を順次積層した金属層などからな
り、柱状部１０１の上面において、コンタクト層１０２
とリング状に接触し、露出した柱状部１０１の側面、お
よび絶縁層１０８の表面の一部を覆うようにして形成さ
れている。上部電極１０６の上には、撥液膜１１０が形
成されている。撥液膜１１０については、後述する製造
プロセスのところで詳述する。
タン，白金，金を順次積層した金属層、あるいは、クロ
ム，金−亜鉛合金，金を順次積層した金属層などからな
り、柱状部１０１の上面において、コンタクト層１０２
とリング状に接触し、露出した柱状部１０１の側面、お
よび絶縁層１０８の表面の一部を覆うようにして形成さ
れている。上部電極１０６の上には、撥液膜１１０が形
成されている。撥液膜１１０については、後述する製造
プロセスのところで詳述する。
【００３０】また、ｎ型ＧａＡｓ基板１０９の下には、
たとえば、Ａｕ−Ｇｅ合金、Ｎｉ，Ａｕを順次積層した
下部電極１０７が形成されている。
たとえば、Ａｕ−Ｇｅ合金、Ｎｉ，Ａｕを順次積層した
下部電極１０７が形成されている。
【００３１】さらに、出射部１１１は、柱状部１０１の
上に、上部電極１０６で取り囲まれるようにして設けら
れている。出射部１１１の上面は、凸レンズ面を構成
し、レーザビームを屈折させる機能が付与されている。
出射部の材質は、特に限定されるものではないが、たと
えば、ポリイミド樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂、紫
外線硬化型エポキシ樹脂などが挙げられ、好ましくは、
ポリイミド樹脂を挙げることができる。
上に、上部電極１０６で取り囲まれるようにして設けら
れている。出射部１１１の上面は、凸レンズ面を構成
し、レーザビームを屈折させる機能が付与されている。
出射部の材質は、特に限定されるものではないが、たと
えば、ポリイミド樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂、紫
外線硬化型エポキシ樹脂などが挙げられ、好ましくは、
ポリイミド樹脂を挙げることができる。
【００３２】以下に、面発光レーザ１００の動作を説明
する。
する。
【００３３】上部電極１０６と下部電極１０７とで、ｐ
ｉｎダイオードに順方向の電圧を印加すると、量子井戸
活性層１０５において、電子と正孔との再結合が起こ
り、再結合発光が生じる。そこで生じた光が上部ＤＢＲ
ミラー１０３と下部ＤＢＲミラー１０４との間を往復す
る際、誘導放出が起こり、光の強度が増幅される。光利
得が光損失を上まわるとレーザ発振が起こり、出射部１
１１から基板に対して垂直方向にレーザ光が出射され
る。
ｉｎダイオードに順方向の電圧を印加すると、量子井戸
活性層１０５において、電子と正孔との再結合が起こ
り、再結合発光が生じる。そこで生じた光が上部ＤＢＲ
ミラー１０３と下部ＤＢＲミラー１０４との間を往復す
る際、誘導放出が起こり、光の強度が増幅される。光利
得が光損失を上まわるとレーザ発振が起こり、出射部１
１１から基板に対して垂直方向にレーザ光が出射され
る。
【００３４】本実施の形態において特徴的なことは、図
１に示すように、柱状部１０１の上に出射部１１１が設
けられ、さらに、出射部１１１の上面、すなわち、レー
ザ出射面が凸レンズ形状に形成されていることである。
レーザ出射面が凸レンズ形状に形成されていることによ
り、レーザ出射面において、レーザビームを屈折させ、
その放射角を狭めることができる。また、この構成によ
れば、レーザ出射面において放射角を制御できるため、
レーザ出射口径を大きくしたとしても放射角を小さく設
定することも可能となる。
１に示すように、柱状部１０１の上に出射部１１１が設
けられ、さらに、出射部１１１の上面、すなわち、レー
ザ出射面が凸レンズ形状に形成されていることである。
レーザ出射面が凸レンズ形状に形成されていることによ
り、レーザ出射面において、レーザビームを屈折させ、
その放射角を狭めることができる。また、この構成によ
れば、レーザ出射面において放射角を制御できるため、
レーザ出射口径を大きくしたとしても放射角を小さく設
定することも可能となる。
【００３５】（デバイスの製造プロセス）次に、図１に
示す面発光レーザ１００の製造プロセスについて説明す
る。図２〜図６は、面発光レーザ１００の製造工程を示
したものである。
示す面発光レーザ１００の製造プロセスについて説明す
る。図２〜図６は、面発光レーザ１００の製造工程を示
したものである。
【００３６】（１）まず、図２を参照しながら説明す
る。ｎ型ＧａＡｓ基板１０９上に、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａ
ｓとＡｌＡｓとを交互に積層し、Ｓｅをドーピングした
２５ペアの下部ＤＢＲミラー１０４を形成する。次に、
下部ＤＢＲミラー１０４上に、厚さ３ｎｍのＧａＡｓウ
エル層と、厚さ３ｎｍのＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層か
ら成り、該ウエル層が３層で構成される量子井戸活性層
１０５を形成する。さらに、量子井戸活性層１０５上
に、Ａｌ0.15Ｇａ0.85ＡｓとＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓとを交
互に積層し、Ｚｎをドーピングした３０ペアの上部ＤＢ
Ｒミラー１０３を形成する。その後、上部ＤＢＲミラー
１０３上に、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓからなるコンタクト
層１０２を積層する。
る。ｎ型ＧａＡｓ基板１０９上に、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａ
ｓとＡｌＡｓとを交互に積層し、Ｓｅをドーピングした
２５ペアの下部ＤＢＲミラー１０４を形成する。次に、
下部ＤＢＲミラー１０４上に、厚さ３ｎｍのＧａＡｓウ
エル層と、厚さ３ｎｍのＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層か
ら成り、該ウエル層が３層で構成される量子井戸活性層
１０５を形成する。さらに、量子井戸活性層１０５上
に、Ａｌ0.15Ｇａ0.85ＡｓとＡｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓとを交
互に積層し、Ｚｎをドーピングした３０ペアの上部ＤＢ
Ｒミラー１０３を形成する。その後、上部ＤＢＲミラー
１０３上に、Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓからなるコンタクト
層１０２を積層する。
【００３７】上記の各層は、有機金属気相成長（ＭＯＶ
ＰＥ：Ｍｅｔａｌ−ＯｒｇａｎｉｃＶａｐｏｒ Ｐｈａ
ｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法でエピタキシャル成長させる
ことができる。このとき、例えば、成長温度は、７５０
℃、成長圧力は、２×１０4Ｐａで、III族原料にＴＭＧ
ａ（トリメチルガリウム）、ＴＭＡｌ（トリメチルアル
ミニウム）の有機金属を用い、Ｖ族原料にＡｓＨ3 、ｎ
型ドーパントにＨ2Ｓｅ、ｐ型ドーパントにＤＥＺｎ
（ジメチル亜鉛）を用いることができる。
ＰＥ：Ｍｅｔａｌ−ＯｒｇａｎｉｃＶａｐｏｒ Ｐｈａ
ｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法でエピタキシャル成長させる
ことができる。このとき、例えば、成長温度は、７５０
℃、成長圧力は、２×１０4Ｐａで、III族原料にＴＭＧ
ａ（トリメチルガリウム）、ＴＭＡｌ（トリメチルアル
ミニウム）の有機金属を用い、Ｖ族原料にＡｓＨ3 、ｎ
型ドーパントにＨ2Ｓｅ、ｐ型ドーパントにＤＥＺｎ
（ジメチル亜鉛）を用いることができる。
【００３８】次に、コンタクト層１０２上に、フォトレ
ジストを塗布した後、フォトリソグラフィーにより、フ
ォトレジストをパターニングすることにより、図２に示
すように、所定のパターンの第１のレジスト層Ｒ１を形
成する。
ジストを塗布した後、フォトリソグラフィーにより、フ
ォトレジストをパターニングすることにより、図２に示
すように、所定のパターンの第１のレジスト層Ｒ１を形
成する。
【００３９】（２）次いで、図３に示すように、第１の
レジスト層Ｒ１をマスクとして、反応性イオンエッチン
グ法により、コンタクト層１０２、上部ＤＢＲミラー１
０３、量子井戸活性層１０５および下部ＤＢＲミラー１
０４の途中まで、メサ状にエッチングし、柱状部１０１
を形成する。このエッチングには、通常、エッチングガ
スとして塩素または塩素系ガス（塩化水素，ＢＣｌ3）
を用いた、反応性イオンビームエッチング法が使われ
る。
レジスト層Ｒ１をマスクとして、反応性イオンエッチン
グ法により、コンタクト層１０２、上部ＤＢＲミラー１
０３、量子井戸活性層１０５および下部ＤＢＲミラー１
０４の途中まで、メサ状にエッチングし、柱状部１０１
を形成する。このエッチングには、通常、エッチングガ
スとして塩素または塩素系ガス（塩化水素，ＢＣｌ3）
を用いた、反応性イオンビームエッチング法が使われ
る。
【００４０】（３）次いで、図４に示すように、ＳｉＨ
4（モノシラン）ガスとＯ2（酸素）ガスを用い、Ｎ
2（窒素）ガスをキャリアガスとする常圧熱ＣＶＤ法に
より、基板上に、例えば、膜厚１００〜３００ｎｍのシ
リコン酸化膜（ＳｉＯX膜）を形成する。その後、フォ
トリソグラフィとドライエッチングにより、図４に示す
ように、柱状部１０１の側面の一部および下部ＤＢＲミ
ラー１０４の一部を除き、シリコン酸化膜をエッチング
除去して、絶縁層１０８を形成する。
4（モノシラン）ガスとＯ2（酸素）ガスを用い、Ｎ
2（窒素）ガスをキャリアガスとする常圧熱ＣＶＤ法に
より、基板上に、例えば、膜厚１００〜３００ｎｍのシ
リコン酸化膜（ＳｉＯX膜）を形成する。その後、フォ
トリソグラフィとドライエッチングにより、図４に示す
ように、柱状部１０１の側面の一部および下部ＤＢＲミ
ラー１０４の一部を除き、シリコン酸化膜をエッチング
除去して、絶縁層１０８を形成する。
【００４１】次いで、基板１０９の下面に、真空蒸着法
により、Ａｕ−Ｇｅ合金、Ｎｉ，Ａｕを順次積層した下
部電極１０７を形成する。
により、Ａｕ−Ｇｅ合金、Ｎｉ，Ａｕを順次積層した下
部電極１０７を形成する。
【００４２】さらに、図４に示すように、柱状部１０１
の上面においてコンタクト層１０２とリング状に接触
し、かつ、柱状部１０１の側面および絶縁層１０８を覆
うように、上部電極１０６をリフトオフ法により形成す
る。ここでは、上部電極１０６には、チタン，白金，金
を順次積層した金属層を用いた。
の上面においてコンタクト層１０２とリング状に接触
し、かつ、柱状部１０１の側面および絶縁層１０８を覆
うように、上部電極１０６をリフトオフ法により形成す
る。ここでは、上部電極１０６には、チタン，白金，金
を順次積層した金属層を用いた。
【００４３】（４）次に、図４に示すように、上部電極
１０６上に撥液膜１１０を形成する。
１０６上に撥液膜１１０を形成する。
【００４４】撥液膜１１０は、後述する液状物をはじく
性質を有している。
性質を有している。
【００４５】ここで、上部電極１０６を構成する金属層
の表面が金層である場合には、撥液膜１１０としては、
たとえば、以下のようにして得られた単分子膜からな
る。
の表面が金層である場合には、撥液膜１１０としては、
たとえば、以下のようにして得られた単分子膜からな
る。
【００４６】機能基を末端に有するチオールを１〜１０
ｍＭのエタノール水溶液に溶解させる。その溶液に上部
電極１０６を浸漬すると、上部電極１０６上にのみ、機
能基を有するチオール１１２の単分子膜（以下「チオー
ル単分子膜」という）が形成される。
ｍＭのエタノール水溶液に溶解させる。その溶液に上部
電極１０６を浸漬すると、上部電極１０６上にのみ、機
能基を有するチオール１１２の単分子膜（以下「チオー
ル単分子膜」という）が形成される。
【００４７】ここで、機能基を末端に有するチオールと
しては、たとえば、ＣＦ3（ＣＦ2）n（ＣＨ2）mＳＨ
（ｍは、５〜６０の整数、ｎは、１〜２０の整数を示
す）で表されるフッ素系の機能基を末端に有するチオー
ルなどを挙げることができる。
しては、たとえば、ＣＦ3（ＣＦ2）n（ＣＨ2）mＳＨ
（ｍは、５〜６０の整数、ｎは、１〜２０の整数を示
す）で表されるフッ素系の機能基を末端に有するチオー
ルなどを挙げることができる。
【００４８】以下に、図５を参照して、上部電極１０６
上に、チオール単分子膜１１６が形成される理由を説明
する。
上に、チオール単分子膜１１６が形成される理由を説明
する。
【００４９】図５は、チオール単分子膜を形成した直後
の柱状部１０１の上面の一部分を模式的に示した拡大図
である。
の柱状部１０１の上面の一部分を模式的に示した拡大図
である。
【００５０】チオールは、チオールのメルカプト基の硫
黄原子と金原子とが共有結合的に化学結合することによ
り、金に化学吸着する性質を有する。この性質のため、
金層１１５からなる上部電極１０６を機能基を有するチ
オールを含む溶液に浸漬すると、図５に示すように、機
能基を末端に有するチオール１１２は、メルカプト基１
１３を上部電極１０６に向けた配向をとって上部電極１
０６の表面上に化学吸着される。一方、柱状部１０１の
上面のコンタクト層１０２が露出した表面には、機能基
を末端に有するチオールは、化学吸着しない。また、末
端に存在している機能基１１４は、チオール単分子膜１
１６の表面に現れる。その結果、上部電極１０６上に、
チオール単分子膜１１６を形成することができる。
黄原子と金原子とが共有結合的に化学結合することによ
り、金に化学吸着する性質を有する。この性質のため、
金層１１５からなる上部電極１０６を機能基を有するチ
オールを含む溶液に浸漬すると、図５に示すように、機
能基を末端に有するチオール１１２は、メルカプト基１
１３を上部電極１０６に向けた配向をとって上部電極１
０６の表面上に化学吸着される。一方、柱状部１０１の
上面のコンタクト層１０２が露出した表面には、機能基
を末端に有するチオールは、化学吸着しない。また、末
端に存在している機能基１１４は、チオール単分子膜１
１６の表面に現れる。その結果、上部電極１０６上に、
チオール単分子膜１１６を形成することができる。
【００５１】このチオール単分子膜は、以下のような理
由で、撥液膜１１０として作用する。
由で、撥液膜１１０として作用する。
【００５２】このチオール単分子膜１１６の表面には、
図５に示すように、後述する液状物をはじく性質が付与
された機能基が現れている。このため、チオール単分子
膜１１６は、後述する液状物をはじく性質を有し、撥液
膜１１０として作用することができる。
図５に示すように、後述する液状物をはじく性質が付与
された機能基が現れている。このため、チオール単分子
膜１１６は、後述する液状物をはじく性質を有し、撥液
膜１１０として作用することができる。
【００５３】このように化学吸着を利用して撥液膜１１
０を形成する利点は、上部電極１０６上に、選択的に、
かつ、簡便に撥液膜１１０を形成することができる点に
ある。
０を形成する利点は、上部電極１０６上に、選択的に、
かつ、簡便に撥液膜１１０を形成することができる点に
ある。
【００５４】（５）次に、ノズルにより液状物を柱状部
１０１上面に供給する。
１０１上面に供給する。
【００５５】この供給法を図６を参照しながら説明す
る。図６は、ノズルにより液状物を柱状部１０１上面に
供給する方法を経時的に表した模式図である。
る。図６は、ノズルにより液状物を柱状部１０１上面に
供給する方法を経時的に表した模式図である。
【００５６】レーザ出射部の構成材質となる樹脂または
その樹脂の前駆体の液状物をノズル１１７に注入する。
ノズル１１７の先端に、図６（ａ）に示すように、この
液状物の液滴を作る。次に、図６（ｂ）に示すように、
この液滴を柱状部１０１の上面に接触させる。そうして
液滴を柱状部１０１の上面、特にコンタクト層１０２の
露出面に移した後、図６（ｃ）に示すように、ノズル１
１７を離す。
その樹脂の前駆体の液状物をノズル１１７に注入する。
ノズル１１７の先端に、図６（ａ）に示すように、この
液状物の液滴を作る。次に、図６（ｂ）に示すように、
この液滴を柱状部１０１の上面に接触させる。そうして
液滴を柱状部１０１の上面、特にコンタクト層１０２の
露出面に移した後、図６（ｃ）に示すように、ノズル１
１７を離す。
【００５７】コンタクト層１０２は、液状物をはじかな
い材質からなる。そのため、露出したコンタクト層１０
２上に移された液状物は、安定して存在することができ
る。また、上部電極１０６上にはみだした液状物は、上
部電極１０６の上に形成された撥液膜１１０によりはじ
かれる。はじかれた液状物は、コンタクト１０２層の露
出面上の液状物に吸収される。その結果、液状物は、柱
状部１０１の上面のコンタクト層１０２が露出した部分
の上に残る。残った液状物は、表面張力により、レーザ
出射部１１１の原形となるレンズ形状を形作る。
い材質からなる。そのため、露出したコンタクト層１０
２上に移された液状物は、安定して存在することができ
る。また、上部電極１０６上にはみだした液状物は、上
部電極１０６の上に形成された撥液膜１１０によりはじ
かれる。はじかれた液状物は、コンタクト１０２層の露
出面上の液状物に吸収される。その結果、液状物は、柱
状部１０１の上面のコンタクト層１０２が露出した部分
の上に残る。残った液状物は、表面張力により、レーザ
出射部１１１の原形となるレンズ形状を形作る。
【００５８】ノズルにより液状物を柱状部１０１上面に
供給する方法によれば、液状物の粘度、ノズル径および
ノズル先端の液滴量などを調整したり、ノズル先端の表
面処理などにより、レーザ出射部１１１の厚さを容易に
制御することができる。また、ノズルによる液状物の供
給方法は、液状物の粘度による影響を受け難いため、使
用可能な液状物の範囲が広い。さらに、必要なところの
み液状物を確実に供給することができるため、無駄がな
く、余計なところに液状物が付着することもない。
供給する方法によれば、液状物の粘度、ノズル径および
ノズル先端の液滴量などを調整したり、ノズル先端の表
面処理などにより、レーザ出射部１１１の厚さを容易に
制御することができる。また、ノズルによる液状物の供
給方法は、液状物の粘度による影響を受け難いため、使
用可能な液状物の範囲が広い。さらに、必要なところの
み液状物を確実に供給することができるため、無駄がな
く、余計なところに液状物が付着することもない。
【００５９】樹脂の液状物としては、たとえば、紫外線
硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂を挙
げることができる。前駆体の液状物としては、ポリイミ
ド前駆体の液状物を挙げることができる。
硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂を挙
げることができる。前駆体の液状物としては、ポリイミ
ド前駆体の液状物を挙げることができる。
【００６０】紫外線硬化型樹脂は、紫外線照射のみで硬
化することができるため、素子への熱によるダメージ
や、熱硬化させた場合に生じる半導体層と樹脂との熱膨
張差によるレーザ出射部の剥離などの心配がない。
化することができるため、素子への熱によるダメージ
や、熱硬化させた場合に生じる半導体層と樹脂との熱膨
張差によるレーザ出射部の剥離などの心配がない。
【００６１】紫外線硬化型樹脂は、プレポリマー、オリ
ゴマーおよびモノマーのうち少なくとも１種と光重合開
始剤を含んだものからなる。
ゴマーおよびモノマーのうち少なくとも１種と光重合開
始剤を含んだものからなる。
【００６２】紫外線硬化型アクリル系樹脂の具体例とし
ては、プレポリマーまたはオリゴマーとしては、例え
ば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート
類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリ
レート類、スピロアセタール系アクリレート類等のアク
リレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメタ
クリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエ
ーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利用
できる。
ては、プレポリマーまたはオリゴマーとしては、例え
ば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート
類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリ
レート類、スピロアセタール系アクリレート類等のアク
リレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメタ
クリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエ
ーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利用
できる。
【００６３】モノマーとしては、例えば、２−エチルヘ
キシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアク
リレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタ
クリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ポ
リエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリ
トールジアクリレート等の二官能性モノマー、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロ
パントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリア
クリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレー
ト等の多官能性モノマーが挙げられる。
キシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレー
ト、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキ
シエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアク
リレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタ
クリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ポ
リエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリ
トールジアクリレート等の二官能性モノマー、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロ
パントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリア
クリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレー
ト等の多官能性モノマーが挙げられる。
【００６４】光重合開始剤としては、たとえば、２，２
−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンなどのアセ
トフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ
−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノンな
どのブチルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロ
アセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセ
トフェノン、α，α−ジクロル−４−フェノキシアセト
フェノンなどのハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフ
ェノン、Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベン
ゾフェノンなどのベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジ
ルジメチルケタールなどのベンジル類、ベンゾイン、ベ
ンゾインアルキルエーテルなどのベンゾイン類、１−フ
ェニル−１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシ
カルボニル）オキシムなどのオキシム類、２−メチルチ
オキサントン、２−クロロチオキサントンなどのキサン
トン類、ベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエ
ーテルなどのベンゾインエーテル類、ミヒラーケトン類
のラジカル発生化合物を挙げることができる。紫外線硬
化型アクリル系樹脂を硬化した後の樹脂は、透明度が高
いという利点を有している。
−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンなどのアセ
トフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ
−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノンな
どのブチルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロ
アセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセ
トフェノン、α，α−ジクロル−４−フェノキシアセト
フェノンなどのハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフ
ェノン、Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベン
ゾフェノンなどのベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジ
ルジメチルケタールなどのベンジル類、ベンゾイン、ベ
ンゾインアルキルエーテルなどのベンゾイン類、１−フ
ェニル−１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシ
カルボニル）オキシムなどのオキシム類、２−メチルチ
オキサントン、２−クロロチオキサントンなどのキサン
トン類、ベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエ
ーテルなどのベンゾインエーテル類、ミヒラーケトン類
のラジカル発生化合物を挙げることができる。紫外線硬
化型アクリル系樹脂を硬化した後の樹脂は、透明度が高
いという利点を有している。
【００６５】ポリイミド前駆体としては、ポリアミック
酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステルなどを挙げ
ることができる。ポリイミド前駆体を熱硬化させて得ら
れたポリイミド系樹脂は可視光領域において、８０％以
上の透過率を有し、屈折率が１．７〜１．９と高いた
め、大きなレンズ効果が得られる。
酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステルなどを挙げ
ることができる。ポリイミド前駆体を熱硬化させて得ら
れたポリイミド系樹脂は可視光領域において、８０％以
上の透過率を有し、屈折率が１．７〜１．９と高いた
め、大きなレンズ効果が得られる。
【００６６】（６）次いで、柱状部１０１の上面の液状
物を硬化させ、図１に示すような面発光レーザが完成す
る。液状物が前述の紫外線硬化型樹脂の場合には、紫外
線を照射することにより、硬化させることができる。
物を硬化させ、図１に示すような面発光レーザが完成す
る。液状物が前述の紫外線硬化型樹脂の場合には、紫外
線を照射することにより、硬化させることができる。
【００６７】また、液状物として、ポリイミド前駆体の
液状物を用いた場合には、ポリイミド前駆体の液状物を
加熱キュア処理してイミド化反応を起こしポリイミド樹
脂を生成させることにより、硬化させることができる。
キュア温度は、前駆体の種類によって異なるが、素子へ
の熱によるダメージ、基板とポリイミド樹脂との熱膨張
差および電極のアロイングの防止などの観点から、１５
０℃程度が適当である。加熱時間としては、電極を構成
する金属原子が半導体層の内部に異常拡散が生じない程
度に設定される。
液状物を用いた場合には、ポリイミド前駆体の液状物を
加熱キュア処理してイミド化反応を起こしポリイミド樹
脂を生成させることにより、硬化させることができる。
キュア温度は、前駆体の種類によって異なるが、素子へ
の熱によるダメージ、基板とポリイミド樹脂との熱膨張
差および電極のアロイングの防止などの観点から、１５
０℃程度が適当である。加熱時間としては、電極を構成
する金属原子が半導体層の内部に異常拡散が生じない程
度に設定される。
【００６８】このように、上部電極１０６上に撥液膜１
１０を形成し、液状物を、上部電極１０６が開口してあ
るレーザ出射部１１１を設けようとする位置に供給して
やり、柱状部１０１の上面のコンタクト層１０２上に残
った液状物を硬化することのみで、マイクロレンズとし
て機能するレーザ出射部１１１をセルフアラインで形成
することができる。このようにレーザ出射部１１１をセ
ルフアラインで形成することができるため、光軸合わせ
が不要で光軸ずれのないレーザ出射部１１１をきわめて
簡単な工程で形成することができる。
１０を形成し、液状物を、上部電極１０６が開口してあ
るレーザ出射部１１１を設けようとする位置に供給して
やり、柱状部１０１の上面のコンタクト層１０２上に残
った液状物を硬化することのみで、マイクロレンズとし
て機能するレーザ出射部１１１をセルフアラインで形成
することができる。このようにレーザ出射部１１１をセ
ルフアラインで形成することができるため、光軸合わせ
が不要で光軸ずれのないレーザ出射部１１１をきわめて
簡単な工程で形成することができる。
【００６９】前記工程（５）において、液状物を柱状部
１０１の上のコンタクト層１０２が露出した部分に供給
する方法として、ディスペンサノズル１１７による供給
方法を例示したが、図７に示すように、インクジェット
ヘッド１１８を用いて、液状物を柱状部の上面に射出し
て供給する方法なども適用することができる。インクジ
ェットヘッド１１８を用いた方法は、短時間で液状物を
柱状部１０１の上面に供給することができ、生産性が高
いという利点がある。液状物をインクジェットする際、
液状物の液粘度は、重要な要素であるが、希釈溶剤を液
状物に添加することにより、適当な液粘度に調整するこ
ともできる。
１０１の上のコンタクト層１０２が露出した部分に供給
する方法として、ディスペンサノズル１１７による供給
方法を例示したが、図７に示すように、インクジェット
ヘッド１１８を用いて、液状物を柱状部の上面に射出し
て供給する方法なども適用することができる。インクジ
ェットヘッド１１８を用いた方法は、短時間で液状物を
柱状部１０１の上面に供給することができ、生産性が高
いという利点がある。液状物をインクジェットする際、
液状物の液粘度は、重要な要素であるが、希釈溶剤を液
状物に添加することにより、適当な液粘度に調整するこ
ともできる。
【００７０】紫外線硬化型樹脂の液状物に適用可能な希
釈溶剤としては、特に限定されるものではないが、たと
えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、メ
トキシメチルプロピオネート、メトキシエチルプロピオ
ネート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテー
ト、エチルラクテート、エチルピルビネート、メチルア
ミルケトン、シクロヘキサノン、キシレン、トルエン、
ブチルアセテートなどを挙げることができ、単独で、ま
たは、２種以上を混合して使用することができる。
釈溶剤としては、特に限定されるものではないが、たと
えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、メ
トキシメチルプロピオネート、メトキシエチルプロピオ
ネート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテー
ト、エチルラクテート、エチルピルビネート、メチルア
ミルケトン、シクロヘキサノン、キシレン、トルエン、
ブチルアセテートなどを挙げることができ、単独で、ま
たは、２種以上を混合して使用することができる。
【００７１】ポリイミドの前駆体の液状物に適用可能な
希釈溶剤としては、たとえば、Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドンを挙げることができる。
希釈溶剤としては、たとえば、Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドンを挙げることができる。
【００７２】さらに、この他に、液状物を柱状部１０１
の上のコンタクト層１０２が露出した部分に供給する方
法としては、適宜、スピンコート法、ディッピング法、
スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法など
を利用することができる。
の上のコンタクト層１０２が露出した部分に供給する方
法としては、適宜、スピンコート法、ディッピング法、
スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法など
を利用することができる。
【００７３】上記実施の形態において、撥液膜１１０
は、機能基を有するチオールからなる単分子膜について
述べたが、この化合物に限らず、上部電極１０６に吸着
し、かつ、上記の液状物をはじく性質を有する単分子膜
であれば、本発明の撥液膜１１０として適用することが
できる。また、撥液膜１１０は、単分子膜に限られるも
のではなく、液状物をはじく性質を有する膜であれば、
特に限定されない。また、撥液膜１１０は、必要に応じ
て、適宜、剥離することができる。
は、機能基を有するチオールからなる単分子膜について
述べたが、この化合物に限らず、上部電極１０６に吸着
し、かつ、上記の液状物をはじく性質を有する単分子膜
であれば、本発明の撥液膜１１０として適用することが
できる。また、撥液膜１１０は、単分子膜に限られるも
のではなく、液状物をはじく性質を有する膜であれば、
特に限定されない。また、撥液膜１１０は、必要に応じ
て、適宜、剥離することができる。
【００７４】また、上記の製造プロセスでは、上部電極
１０６を構成する金属層の表面が金層である場合につい
て述べたが、撥液膜１１１と密着するものであれば、特
に限定されるものではない。
１０６を構成する金属層の表面が金層である場合につい
て述べたが、撥液膜１１１と密着するものであれば、特
に限定されるものではない。
【００７５】
【図１】実施の形態にかかる面発光型半導体レーザを模
式的に示す断面図である。
式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製
造方法の工程を模式的に示す断面図である。
造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図３】実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製
造方法の工程を模式的に示す断面図である。
造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図４】実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製
造方法の工程を模式的に示す断面図である。
造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図５】機能基を有するチオールからなる単分子膜を形
成した直後の柱状部の上面の一部分を模式的に示した模
式図である。
成した直後の柱状部の上面の一部分を模式的に示した模
式図である。
【図６】ノズルを用いて液状物を柱状部の上面の所定領
域に供給する方法を経時的に表した模式図である。
域に供給する方法を経時的に表した模式図である。
【図７】インクジェットヘッドを用いて液状物を柱状部
の上面の所定領域に供給する方法を経時的に表した模式
図である。
の上面の所定領域に供給する方法を経時的に表した模式
図である。
１００ 面発光レーザ １０１ 柱状部 １０２ コンタクト層 １０３ 上部ＤＢＲミラー １０４ 下部ＤＢＲミラー １０５ 量子井戸活性層 １０６ 上部電極 １０７ 下部電極 １０８ 絶縁層 １０９ 基板 １１０ 撥液膜 １１１ 出射部 １１２ 機能基を末端に有するチオール １１３ メルカプト基 １１４ 機能基 １１５ 金層 １１６ チオール単分子膜 １１７ ノズル １１８ インクジェットヘッド １１９ 液状樹脂 Ｒ１ レジスト層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金子 剛 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 5D119 AA43 FA05 FA18 FA21 FA30 NA04
Claims (12)
- 【請求項１】 半導体基板上に垂直方向の共振器を有
し、前記共振器より前記半導体基板に垂直な方向にレー
ザ光を出射する面発光型半導体レーザであって、 前記共振器を含む半導体堆積体の表面に、凸レンズ形状
を有する出射部が形成されている面発光型半導体レー
ザ。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記出射部を囲むように前記共振器に電流を注入するた
めの電極が前記半導体堆積体の表面に形成されている面
発光型半導体レーザ。 - 【請求項３】 請求項２において、 前記電極の表面に撥液膜が形成されている面発光型半導
体レーザ。 - 【請求項４】 請求項１ないし請求項３のいずれかにお
いて、 前記出射部の材質は、高分子化合物からなる面発光型半
導体レーザ。 - 【請求項５】 以下の工程（ａ）〜（ｅ）を含む面発光
型半導体レーザの製造方法。 （ａ）半導体基板上に、複数の半導体層を堆積して共振
器を含む半導体堆積体を形成する工程、（ｂ）前記半導
体堆積体の表面の所定領域が露出した状態で、前記共振
器に電流を注入するための電極を形成する工程、（ｃ）
前記電極の表面に、撥液処理を施す工程、（ｄ）硬化さ
せると凸レンズ形状を有する出射部を構成し、かつ、前
記撥液膜によってはじかれる液状物を、露出した半導体
堆積体の表面に位置させる工程、および（ｅ）前記液状
物を硬化させて、前記出射部を形成する工程。 - 【請求項６】 請求項５において、 前記工程（ｃ）は、前記電極の表面に、撥液膜を形成す
ることにより、撥液処理を施す工程である面発光型半導
体レーザの製造方法。 - 【請求項７】 請求項５において、 前記工程（ｄ）は、ディスペンサノズルの先端に前記液
状物の液滴を作り、該液滴を少なくとも前記露出した半
導体堆積体の表面に接触させ、該液状物を該表面に位置
させる工程である面発光型半導体レーザの製造方法。 - 【請求項８】 請求項５において、 前記工程（ｄ）は、インクジェットヘッドを用いて前記
液状物を前記露出した半導体堆積体の表面に射出し、該
液状物を該表面に位置させる工程である面発光型半導体
レーザの製造方法。 - 【請求項９】 請求項５ないし請求項８のいずれかにお
いて、 前記液状物は、樹脂または樹脂の前駆体を含む液状物で
ある面発光型半導体レーザの製造方法。 - 【請求項１０】 請求項５ないし請求項９のいずれかに
おいて、 前記撥液膜は、前記電極に吸着する化合物からなる単分
子膜である面発光型半導体レーザの製造方法。 - 【請求項１１】請求項５ないし請求項１０のいずれかに
おいて、 前記電極は、金層からなる面発光型半導体レーザの製造
方法。 - 【請求項１２】請求項１０において、 前記単分子膜は、一方の末端に前記液状物をはじく性質
を有する原子団を含むチオールからなる面発光型半導体
レーザの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10247829A JP2000067449A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 面発光型半導体レーザおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10247829A JP2000067449A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 面発光型半導体レーザおよびその製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005301346A Division JP3818390B2 (ja) | 2005-10-17 | 2005-10-17 | 面発光型半導体レーザおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000067449A true JP2000067449A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=17169299
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10247829A Withdrawn JP2000067449A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 面発光型半導体レーザおよびその製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000067449A (ja) |
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-
1998
- 1998-08-18 JP JP10247829A patent/JP2000067449A/ja not_active Withdrawn
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