JP2008053353A - 面発光レーザアレイ、それに用いられる面発光レーザ素子および面発光レーザアレイの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ダミー素子を用いずに基板の面内方向におけるエッチング深さの差を低減可能な面発光レーザアレイを提供する。
【解決手段】面発光レーザアレイは、各々が面発光レーザ素子１の構造からなる複数の面発光レーザ素子を備える。面発光レーザ素子１において、反射層１０２は、４０．５周期の［ｎ−ＡｌＡｓ／ｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ］からなり、共振器スペーサー層１０３，１０５の各々は、（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる。活性層１０４は、ＧａＩｎＰＡｓからなる井戸層と、Ｇａ_０．６Ｉｎ_０．４Ｐからなる障壁層とを含む量子井戸構造からなる。さらに、反射層１０６は、２４周期の［ｐ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ／Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ］からなる。そして、メサ構造体の底面は、反射層１０６におけるエッチング深さの差を吸収する共振器スペーサー層１０３の途中に位置している。
【選択図】図３

Description

この発明は、複数の面発光レーザ素子を備える面発光レーザアレイ、それに用いられる面発光レーザ素子および面発光レーザアレイの製造方法に関するものである。

面発光レーザ素子を密集させて集積化した面発光レーザアレイでの動作時に、周りの面発光レーザ素子から発生する熱が伝わることによる温度上昇のため、面発光レーザ素子の出力が低下したり、面発光レーザアレイの寿命が短くなる不具合があった。このため、放熱特性を改善する必要があり、一例としては、主たる放熱側の半導体ブラッグ反射器に熱伝導率の高い材料を用いることである。ＧａＡｓ基板上の面発光レーザ素子の半導体ブラッグ反射器に用いることが可能な材料では、ＡｌＡｓが最も熱伝導率が高く、好ましい。

しかし、電気的または空間的に周囲と分離するためにメサ形状等のエッチングを行なう場合がある。この場合、機能上、基板側に設けられた半導体ブラッグ反射器（下部半導体ブラッグ反射器）に至るまでエッチングしなくても良いにも拘わらず、エッチングの制御性の問題からエッチング底面が下部半導体ブラッグ反射器に至ることを想定して設計する場合がある。

たとえば、酸化狭窄型の面発光レーザ素子では、選択酸化を行なうために被選択酸化層よりも深くエッチングする必要がある。被選択酸化層は、電流の広がりを抑える目的から、ｐ側の半導体ブラッグ反射器（活性層よりも上側に設けられた半導体ブラッグ反射器）の活性層に近い場所、すなわち、活性層から１〜５番目の節（レーザ光の電界強度分布における節）の位置に設けられるのが一般的である。

しかし、エッチング深さの制御性の問題から、エッチング底面を被選択酸化層よりも深く、かつ、下部半導体ブラッグ反射器には、至らないように制御することは、困難である。特に、ウェハ面内の全体でエッチング深さを制御するためには、エッチング時間の制御の他に、ウェハ面内でのエッチングの均一性、更には、結晶成長層の厚さ分布を均一化する必要があり、被選択酸化層を超えて下部半導体ブラッグ反射器に入らないようにメサエッチングすることは、生産上、極めて困難である。

このため、下部半導体ブラッグ反射器を２段にする提案（特許文献１）がある。この提案においては、下部半導体ブラッグ反射器の基板側であって、大部分の低屈折率層にＡｌＧａＡｓよりも熱伝導率が格段に良いＡｌＡｓが用いられている。そして、下部半導体ブラッグ反射器の活性層側の低屈折率層には、従来のＡｌＧａＡｓが用いられている。

しかし、面発光レーザアレイの場合、ウェハ面内において均一なメサエッチングを行なうことは、別の理由も加わり、更に困難となることがわかった。高密度にアレイ配置するために、面発光レーザ素子の素子間隙を狭くすると、素子間隙のエッチング深さと、面発光レーザアレイ周辺の平坦部のエッチング深さとの差Δｄが存在する。更に、エッチング形状にすそ引きが生じる。酸化狭窄寸法を厳密に制御するためには、被選択酸化層は、すそ引きの部分にかからない方が好ましい。このため、被選択酸化層がすそ引きの部分にかからないようにエッチングを行なうと、面発光レーザアレイ周辺の平坦部におけるエッチング底面は、下部半導体ブラッグ反射器に入ってしまう。下部半導体ブラッグ反射器の低屈折率層は、通常、選択酸化層よりも厚いので、同じ組成であれば、酸化速度が選択酸化層よりも速い。下部半導体ブラッグ反射器の低屈折率層の酸化速度が選択酸化層よりも速いと、低屈折率層の全体が酸化されて電流注入できなくなる等の不具合が生じる。このため、少なくとも、下部半導体ブラッグ反射器の活性層に近い領域の低屈折率層にＡｌＡｓを用いることができなかった。したがって、従来、半導体ブラッグ反射器の酸化速度を遅くするため、Ｇａを添加したＡｌＧａＡｓ（例えば、Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ）を用いざるを得なかった（非特許文献１，２）。

また、ＧａＩｎＰクラッド層（共振器領域）で上部半導体ブラッグ反射器のエッチングを停止させることも提案されている（特許文献２）。

さらに、特許文献３においては、アレイ周辺部にあるポスト（メサ）と中心部にあるポストとでは環境が異なり、ポストの形状が異なってしまうことが指摘されている。そして、特許文献３においては、二重のダミー素子をアレイ周辺部に設けることにより均一な特性を有する面発光レーザアレイを提供できることが提案されている。
特開２００２−１６４６２１号公報 特開平９−１８０９３号公報 特開２０００−１１４６５６号公報 ２００４年電子情報通信学会エレクトロニクスソサエティ大会，ＣＳ−３−４ ＩＥＥＥ ＰＨＯＴＯＮＩＣＳ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＬＥＴＴＥＲＳ， ＶＯＬ． １１，Ｎｏ． １２，１９９９， ｐｐ１５３９−１５４１．

特許文献３に開示された面発光レーザアレイに基づけば、面発光レーザアレイを作製する過程において、ウェハ全体にダミー素子を形成することによって、レーザ光を出射する複数の面発光レーザ素子が配置された素子配置部におけるエッチング深さと、素子配置部の周辺部におけるエッチング深さとの差を小さくすることが考えられる。

しかし、ウェハ全体にダミー素子を形成すると、でこぼこした領域上に配線を形成する必要があり、配線の断切れの確率が高くなってしまう。また、実装用のワイヤーボンディングパッドを形成する必要があるが、ボンディングパッドの下にでこぼこがあると、ワイヤーボンディング時にメサ部を壊してしまい、不良となってしまう。

そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ダミー素子を用いずに基板の面内方向におけるエッチング深さの差を低減可能な面発光レーザアレイを提供することである。

また、この発明の別の目的は、ダミー素子を用いずに基板の面内方向におけるエッチング深さの差を低減可能な面発光レーザアレイに用いられる面発光レーザ素子を提供することである。

さらに、この発明の別の目的は、ダミー素子を用いずに基板の面内方向におけるエッチング深さの差を低減可能な面発光レーザアレイの製造方法を提供することである。

この発明によれば、面発光レーザアレイは、素子配置部と、平坦部とを備える。素子配置部は、基板上に設けられ、複数の面発光レーザ素子が配置される。平坦部は、基板上に設けられ、基板の面内方向において素子配置部の周囲に設けられる。複数の面発光レーザ素子の各々は、レーザ光を出射するメサ構造体を含む。平坦部および素子配置部は、メサ構造体を形成するときの面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する吸収層を含む。メサ構造体の底面は、基板に垂直な方向において吸収層中に位置している。

好ましくは、複数の面発光レーザ素子の各々は、第１および第２の反射層と、共振器とを含む。第１の反射層は、半導体ブラッグ反射器からなり、基板上に形成される。共振器は、第１の反射層に接して形成され、活性層を含む。第２の反射層は、半導体ブラッグ反射器からなり、共振器に接して形成される。吸収層は、共振器の厚さ方向において共振器の少なくとも一部に設けられる。

好ましくは、吸収層は、共振器の厚さ方向において共振器の全領域に設けられる。

好ましくは、吸収層は、共振器の厚さ方向の全領域および第２の反射層の厚さ方向の一部に設けられる。

好ましくは、吸収層は、少なくともＩｎを含む。

好ましくは、平坦部は、複数の面発光レーザ素子に接続された複数のパッドを含む。

また、この発明によれば、面発光レーザ素子は、レーザ光を出射するメサ構造体を有する面発光レーザ素子であって、基板と、第１の反射層と、共振器と、第２の反射層と、吸収層とを備える。第１の反射層は、半導体ブラッグ反射器からなり、基板上に形成される。共振器は、第１の反射層に接して形成され、活性層を含む。第２の反射層は、半導体ブラッグ反射器からなり、共振器に接して形成される。吸収層は、メサ構造体を形成するときの基板の面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する。そして、メサ構造体の底面は、基板に垂直な方向において吸収層中に位置し、吸収層は、共振器の厚さ方向において共振器の少なくとも一部に設けられる。

好ましくは、吸収層は、共振器の厚さ方向において共振器の全領域に設けられる。

好ましくは、吸収層は、共振器の厚さ方向の全領域および第２の反射層の厚さ方向の一部に設けられる。

好ましくは、吸収層は、少なくともＩｎを含む。

さらに、この発明によれば、面発光レーザアレイは、基板上に設けられ、複数の面発光レーザ素子が配置された素子配置部と、基板上に設けられ、基板の面内方向において素子配置部の周囲に設けられた平坦部とを備え、複数の面発光レーザ素子の各々は、レーザ光を出射するメサ構造体を含み、平坦部および素子配置部は、メサ構造体を形成するときの前記面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する吸収層を含む。そして、面発光レーザアレイの製造方法は、基板上に半導体多層膜を形成する工程と、メサ構造体の底面が吸収層中に位置するように半導体多層膜をエッチングして素子配置部および平坦部を形成する工程とを備える。

この発明による面発光レーザアレイにおいては、素子配置部に配置された複数の面発光レーザ素子のメサ構造体の底面は、メサ構造体を形成するときの面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する吸収層中に位置している。その結果、素子配置部におけるエッチング深さと平坦部におけるエッチング深さとの差が小さくなる。

したがって、この発明によれば、ダミー素子を用いずに基板の面内方向におけるエッチング深さの差を低減できる。

また、複数の面発光レーザ素子を複数のパッドに接続するワイヤは、エッチング深さの差が小さい素子配置部および平坦部に配置されるので、配線の断切れの確率を低くできる。

さらに、複数のパッドは、平坦部に配置されるので、ワイヤーボンディングによってメサ構造体が壊れるのを防止できる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

図１は、この発明の実施の形態による面発光レーザアレイの平面図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による面発光レーザアレイ１００は、素子配置部１２０と、平坦部１３０とからなり、面発光レーザ素子１〜３２と、パッド５１〜８２と、ワイヤＷ１〜Ｗ３２とを備える。

複数の面発光レーザ素子１〜３２は、素子配置部１２０に４行×８列の２次元に配置される。面発光レーザ素子１〜３２の各々は、一辺が１６μｍである矩形形状を有する。そして、４個の面発光レーザ素子１，９，１７，２５／２，１０，１８，２６／３，１１，１９，２７／４，１２，２０，２８／５，１３，２１，２９／６，１４，２２，３０／７，１５，２３，３１／８，１６，２４，３２は、副走査方向に配置され、８個の面発光レーザ素子１〜８／９〜１６／１７〜２４／２５〜３２は、主走査方向に配置される。

主走査方向に配置された８個の面発光レーザ素子１〜８／９〜１６／１７〜２４／２５〜３２は、副走査方向に階段的にずらされて配置される。その結果、３２個の面発光レーザ素子１〜３２から放射された３２個のレーザ光は、相互に重なることがない。

主走査方向に配置された８個の面発光レーザ素子１〜８／９〜１６／１７〜２４／２５〜３２において、隣接する２つの面発光レーザ素子間の間隔は、間隔Ｘに設定される。

また、副走査方向に配置された４個の面発光レーザ素子１，９，１７，２５／２，１０，１８，２６／３，１１，１９，２７／４，１２，２０，２８／５，１３，２１，２９／６，１４，２２，３０／７，１５，２３，３１／８，１６，２４，３２において、隣接する２つの面発光レーザ素子間の間隔は、間隔ｄに設定される。そして、間隔ｄは、間隔Ｘよりも狭い。たとえば、間隔ｄは、２４μｍに設定され、間隔Ｘは、３０μｍに設定される。

主走査方向に配置された８個の面発光レーザ素子１〜８の８個の中心から副走査方向に配置された直線に下ろした８個の垂線の副走査方向における間隔ｃ１は、等間隔であり、ｃ１＝ｄ／８によって決定される。間隔ｄが２４μｍに設定された場合、間隔ｃ１は、２４／８＝３μｍである。

主走査方向に配置された８個の面発光レーザ素子９〜１６／１７〜２４／２５〜３２の８個の中心から副走査方向に配置された直線に下ろした８個の垂線の副走査方向における間隔も、等間隔であり、間隔ｃ１と同じである。

パッド５１〜８２は、二次元に配列された面発光レーザ素子１〜３２の周囲に存在する平坦部１３０に配置される。ワイヤＷ１〜Ｗ３２は、それぞれ、面発光レーザ素子１〜３２をパッド５１〜８２に接続し、素子配置部１２０および平坦部１３０に配置される。そして、ワイヤＷ１〜Ｗ３２の各々は、例えば、８μｍの線幅を有する。

二次元に配列された面発光レーザ素子１〜３２のうち、最外周に配置された面発光レーザ素子１〜８，９，１６，１７，２４〜３２をそれぞれパッド５１〜５９，６６，６７，７４，７５〜８２に接続するワイヤＷ１〜Ｗ９，Ｓ１６，Ｗ１７，Ｗ２４〜Ｗ３２は、隣接する２つの面発光レーザ素子間を通らずに配置される。

また、二次元に配列された面発光レーザ素子１〜３２のうち、内周部に配置された面発光レーザ素子１０〜１５，１８〜２３をそれぞれパッド６０〜６５，６８〜７３に接続するワイヤＷ１０〜Ｗ１５，Ｗ１８〜Ｗ２３は、主走査方向において隣接する２つの面発光レーザ素子間を通るように配置される。上述したように、主走査方向に配置された８個の面発光レーザ素子１〜８／９〜１６／１７〜２４／２５〜３２において、隣接する２つの面発光レーザ素子間の間隔は、間隔Ｘ（＝３０μｍ）に設定され、面発光レーザ素子１〜３２の各々は、一辺が１６μｍである矩形形状を有するので、主走査方向において隣接する２つの面発光レーザ素子間は、３０−１６＝１４μｍであり、線幅が８μｍであるワイヤＷ１０〜Ｗ１５，Ｗ１８〜Ｗ２３を主走査方向において隣接する２つの面発光レーザ素子間に配置することができる。

図２は、図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間の断面図である。図２を参照して、素子配置部１２０および平坦部１３０は、基板１０１上に設けられる。そして、面発光レーザ素子１，９，１７，２５は、素子配置部１２０に配置される。面発光レーザ素子１は、メサ構造体１２１と、下地層１２５とからなり、面発光レーザ素子９は、メサ構造体１２２と下地層１２５とからなり、面発光レーザ素子１７は、メサ構造体１２３と下地層１２５とからなり、面発光レーザ素子２５は、メサ構造体１２４と下地層１２５とからなる。下地層１２５は、基板１０１上に形成され、後述する結晶層からなる。メサ構造体１２１〜１２４は、下地層１２５上に間隔ｄで形成され、後述する結晶層からなる。そして、メサ構造体１２１〜１２４の底面１２６は、平坦部１３０の上面１３１に略一致している。

副走査方向に配置された４個の面発光レーザ素子２，１０，１８，２６／３，１１，１９，２７／４，１２，２０，２８／５，１３，２１，２９／６，１４，２２，３０／７，１５，２３，３１／８，１６，２４，３２が配置された領域の断面構造も図２に示す断面構造と同じである。

図１に示す複数の面発光レーザ素子１〜３２の各々は、各種の断面構造からなるので、以下、複数の面発光レーザ素子１〜３２の各種の断面構造について説明する。

［実施の形態１］
図３は、図１に示す面発光レーザ素子１の実施の形態１における概略断面図である。図３を参照して、面発光レーザ素子１は、基板１０１と、反射層１０２，１０６と、共振器スペーサー層１０３，１０５と、活性層１０４と、選択酸化層１０７と、コンタクト層１０８と、ＳｉＯ_２層１０９と、絶縁性樹脂１１０と、ｐ側電極１１１と、ｎ側電極１１２とを備える。面発光レーザ素子１は、７８０ｎｍ帯のレーザ光を出射する面発光レーザである。そして、反射層１０２および共振器スペーサー層１０３の一部は、図２に示す下地層１２５を構成し、共振器スペーサー層１０３の一部、活性層１０４、共振器スペーサー層１０５、反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８は、図２に示すメサ構造体１２１を構成する。

基板１０１は、ｎ型ガリウム砒素（ｎ−ＧａＡｓ）からなる。反射層１０２は、ｎ−ＡｌＡｓ／ｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓの対を一周期とした場合、４０．５周期の［ｎ−ＡｌＡｓ／ｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ］からなり、基板１０１の一主面に形成される。そして、ｎ−ＡｌＡｓおよびｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓの各々の膜厚は、面発光レーザ素子１の発振波長をλとした場合、λ／４ｎ（ｎは各半導体層の屈折率）である。

共振器スペーサー層１０３は、ノンドープの（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなり、反射層１０２上に形成される。活性層１０４は、ＧａＩｎＰＡｓからなる井戸層と、Ｇａ_０．６Ｉｎ_０．４Ｐからなる障壁層とを含む量子井戸構造を有し、共振器スペーサー層１０３上に形成される。

共振器スペーサー層１０５は、ノンドープの（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなり、活性層１０４上に形成される。反射層１０６は、ｐ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ／Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓの対を一周期とした場合、２４周期の［ｐ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ／Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ］からなり、共振器スペーサー層１０５上に形成される。そして、ｐ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１ＡｓおよびＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓの各々の膜厚は、λ／４ｎ（ｎは各半導体層の屈折率）である。

選択酸化層１０７は、ｐ−ＡｌＡｓからなり、反射層１０６中に設けられる。より具体的には、選択酸化層１０７は、共振器スペーサー層１０５から７λ／４の位置に設けられる。そして、選択酸化層１０７は、非酸化領域１０７ａと酸化領域１０７ｂとからなり、２０ｎｍの膜厚を有する。

コンタクト層１０８は、ｐ−ＧａＡｓからなり、反射層１０６上に形成される。ＳｉＯ_２層１０９は、共振器スペーサー層１０３の一部の一主面と、活性層１０４、共振器スペーサー層１０５、反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８の端面とを覆うように形成される。

絶縁性樹脂１１０は、ＳｉＯ_２層１０９に接して形成される。ｐ側電極１１１は、コンタクト層１０８の一部および絶縁性樹脂１１０上に形成される。ｎ側電極１１２は、基板１０１の裏面に形成される。

反射層１０２，１０６の各々は、活性層１０４で発振した発振光をブラッグの多重反射により反射して活性層１０４に閉じ込める半導体分布ブラッグ反射器を構成する。

また、酸化領域１０７ｂは、非酸化領域１０７ａよりも小さい屈折率を有する。そして、酸化領域１０７ｂは、ｐ側電極１１１から注入された電流が活性層１０４へ流れる経路を非酸化領域１０７ａに制限する電流狭窄部を構成するとともに、活性層１０４で発振した発振光を非酸化領域１０７ａに閉じ込める。これによって、面発光レーザ素子１は、低閾値電流での発振が可能となる。

図４は、図３に示す面発光レーザ素子１の活性層１０４の近傍を示す断面図である。図４を参照して、反射層１０２は、低屈折率層１０２１と、高屈折率層１０２２と、組成傾斜層１０２３とを含む。低屈折率層１０２１は、ｎ−ＡｌＡｓからなり、高屈折率層１０２２は、ｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる。組成傾斜層１０２３は、低屈折率層１０２１および高屈折率層１０２２のいずれか一方から他方へ向かってＡｌ組成が徐々に変化するｎ−ＡｌＧａＡｓからなる。そして、低屈折率層１０２１が共振器スペーサー層１０３に接する。

反射層１０６は、低屈折率層１０６１と、高屈折率層１０６２と、組成傾斜層１０６３とを含む。低屈折率層１０６１は、ｐ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓからなり、高屈折率層１０６２は、ｐ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる。組成傾斜層１０６３は、低屈折率層１０６１および高屈折率層１０６２のいずれか一方から他方へ向かってＡｌ組成が徐々に変化するｐ−ＡｌＧａＡｓからなる。そして、低屈折率層１０６１が共振器スペーサー層１０５に接する。

活性層１０４は、各々がＧａＩｎＰＡｓからなる３層の井戸層１０４１と、各々がＧａ_０．６Ｉｎ_０．４Ｐからなる４層の障壁層１０４２とが交互に積層された量子井戸構造からなる。そして、障壁層１０４２が共振器スペーサー層１０３，１０５に接する。井戸層１０４１を構成するＧａＩｎＰＡｓは、圧縮歪組成を有し、障壁層１０４２を構成するＧａ_０．６Ｉｎ_０．４Ｐは、引っ張り歪を有する。

面発光レーザ素子１においては、共振器スペーサー層１０３，１０５および活性層１０４は、共振器を構成し、基板１０１に垂直な方向における共振器の厚さは、面発光レーザ素子１の１波長（＝λ）に設定される。すなわち、共振器スペーサー層１０３，１０５および活性層１０４は、１波長共振器を構成する。

なお、図１に示す面発光レーザ素子２〜３２の各々は、図３および図４に示す面発光レーザ素子１の構成と同じ構成からなる。

図５、図６および図７は、それぞれ、図１に示す面発光レーザアレイ１００の製造方法を示す第１から第３の工程図である。なお、図５〜図７の説明においては、図１に示す３２個の面発光レーザ素子１〜３２のうち、４個の面発光レーザ素子１，９，１７，２５が作製される工程を参照して面発光レーザアレイ１００の製造方法を説明する。

図５を参照して、一連の動作が開始されると、有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、反射層１０２、共振器スペーサー層１０３、活性層１０４、共振器スペーサー層１０５、反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８を基板１０１上に順次積層する。すなわち、ＭＯＣＶＤ法を用いて、反射層１０２、共振器スペーサー層１０３、活性層１０４、共振器スペーサー層１０５、反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８からなる半導体多層膜を基板１０１上に形成する（図５の工程（ａ）参照）。

この場合、反射層１０２のｎ−ＡｌＡｓおよびｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓをトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アルシン（ＡｓＨ_３）およびセレン化水素（Ｈ_２Ｓｅ）を原料として形成し、共振器スペーサー層１０３の（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐをトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）およびフォスフィン（ＰＨ_３）を原料として形成する。

また、活性層１０４のＧａＩｎＰＡｓをトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、フォスフィン（ＰＨ_３）およびアルシン（ＡｓＨ_３）を原料として形成し、活性層１０４のＧａ_０．６Ｉｎ_０．４Ｐをトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）およびフォスフィン（ＰＨ_３）を原料として形成する。

さらに、共振器スペーサー層１０５の（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐをトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）およびフォスフィン（ＰＨ_３）を原料として形成する。

さらに、反射層１０６のｐ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ／ｐ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓをトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アルシン（ＡｓＨ_３）および四臭化炭素（ＣＢｒ_４）を原料として形成する。なお、四臭化炭素（ＣＢｒ_４）に代えて、ジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）を用いてもよい。

さらに、選択酸化層１０７のｐ−ＡｌＡｓをトリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、アルシン（ＡｓＨ_３）および四臭化炭素（ＣＢｒ_４）を原料として形成し、コンタクト層１０８のｐ−ＧａＡｓをトリメチルガリウム（ＴＭＧ）、アルシン（ＡｓＨ_３）および四臭化炭素（ＣＢｒ_４）を原料として形成する。この場合も、四臭化炭素（ＣＢｒ_４）に代えて、ジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）を用いてもよい。

その後、コンタクト層１０８の上にレジストを塗布し、写真製版技術を用いて、コンタクト層１０８上にレジストパターン１４０を形成する（図５の工程（ｂ）参照）。

レジストパターン１４０を形成すると、その形成したレジストパターン１４０をマスクとして用いて、共振器スペーサー層１０３の一部、活性層１０４、共振器スペーサー層１０５、反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８をドライエッチングし、さらに、レジストパターン１４０を除去する。

この場合、共振器スペーサー層１０３の一部、活性層１０４、共振器スペーサー層１０５、反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８は、Ｃｌ_２，ＢＣｌ_３，ＳｉＣｌ_４，ＣＣｌ_４、ＣＦ_４等のハロゲン系のガスを導入し、反応性イオンビームエッチング法（ＲＩＢＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ Ｅｔｃｈｉｎｇ）、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ：Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ）エッチング法および反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ）等のプラズマを用いたドライエッチング法によりエッチングされる。そして、共振器スペーサー層１０３の一部、活性層１０４、共振器スペーサー層１０５、反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８のエッチング中、エッチング装置の覗き窓からプラズマ発光分光を行ない、Ｉｎの４５１ｎｍの発光強度の時間変化をモニタする。共振器の領域をエッチングしているときだけ、Ｉｎの発光を検出できるので、ＡｌＧａＩｎＰＡｓ系材料からなる共振器領域中でエッチングを容易に停止させることができる。

その結果、面発光レーザ素子１，９，１７，２５におけるメサ構造体１２１〜１２４が形成される。すなわち、素子配置部１２０および平坦部１３０が形成される（図５の工程（ｃ）参照）。

なお、共振器スペーサー層１０３の一部、活性層１０４、共振器スペーサー層１０５、反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８は、ウェットエッチングによりエッチングされてもよい。ＡｌＧａＡｓ系材料からなる反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８をウェットエッチングにより選択的にエッチングする場合、硫酸系エッチャントを用いることができる。

次に、図６を参照して、図５に示す工程（ｃ）の後、８５℃に加熱した水を窒素ガスでバブリングした雰囲気中において、試料を３５０℃に加熱して、選択酸化層１０７の周囲を外周部から中央部に向けて酸化し、選択酸化層１０７中に非酸化領域１０７ａと酸化領域１０７ｂとを形成する（図６の工程（ｄ）参照）。

その後、気相化学堆積法（ＣＶＤ：Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を用いて、試料の全面にＳｉＯ_２層１０９を形成し、写真製版技術を用いて光出射部となる領域およびその周辺領域のＳｉＯ_２層１０９を除去する（図６の工程（ｅ）参照）。

次に、試料の全体に絶縁性樹脂１１０をスピンコートにより塗布し、光出射部となる領域上の絶縁性樹脂１１０を除去する（図６の工程（ｆ）参照）。

図７を参照して、絶縁性樹脂１１０を形成した後、光出射部となる領域上に所定のサイズを有するレジストパターンを形成し、試料の全面にｐ側電極材料を蒸着により形成し、レジストパターン上のｐ側電極材料をリフトオフにより除去してｐ側電極１１１を形成する（図７の工程（ｇ）参照）。そして、基板１０１の裏面を研磨し、基板１０１の裏面にｎ側電極１１２を形成し、さらに、アニールしてｐ側電極１１１およびｎ側電極１１２のオーミック導通を取る（図７の工程（ｈ）参照）。これによって、面発光レーザアレイ１００が完成する。

なお、図５に示す工程（ｂ），（ｃ）においては、４個の面発光レーザ素子を形成するためのドライエッチングが図示されているが、実際には、工程（ｂ），（ｃ）においては、図１に示す３２個の面発光レーザ素子１〜３２を同時に形成するためのドライエッチング行なわれる。この場合、３２個の面発光レーザ素子１〜３２を同時に形成するためのレジストパターンは、図１に示す３２個の面発光レーザ素子１〜３２の配置に適合したフォトマスクを用いて形成される。すなわち、３２個の面発光レーザ素子１〜３２を同時に形成するためのレジストパターンは、間隔Ｘ，ｄがｄ＜Ｘを満たすように設定され、かつ、主走査方向に配置された８個の面発光レーザ素子１〜８／９〜１６／１７〜２４／２５〜３２の８個の中心から副走査方向に配置された直線に下ろした８個の垂線が等間隔ｃ１になるように設計されたフォトマスクを用いて形成される。

面発光レーザアレイ１００においては、副走査方向に配置した面発光レーザ素子の間隔ｄを主走査方向に配置した面発光レーザ素子の間隔Ｘよりも小さく設定する。これにより、間隔ｄを間隔Ｘよりも大きくした場合よりも、間隔ｃ１（＝ｄ／８）を小さくでき、高密度記録に有利となる。

副走査方向に配置した面発光レーザ素子の間隔、および主走査方向に配置した面発光レーザ素子の間隔の両方を狭くすることも可能であるが、各素子間の熱干渉の影響の低減、各素子の配線を通すために必要なスペースを確保するためには、少なくとも一方の間隔を広げる必要があるので、高密度書き込みを行なうためには、主走査方向を広げることが好ましい。

図８は、図５の（ｂ）におけるエッチングを詳細に説明するための図である。なお、図８は、共振器スペーサー層１０３、活性層１０４、共振器スペーサー層１０５、反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８からなる結晶層をレジストパターン１４０を用いずにエッチングした場合の基板１０１の面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの分布を示す。

図８を参照して、コンタクト層１０８、選択酸化層１０７および反射層１０６（「領域ＲＥＧ１」と言う。）をエッチングするときの基板１０１の面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの分布は、曲線ｋ１によって表される。また、共振器スペーサー層１０５、活性層１０４および共振器スペーサー層１０３（「領域ＲＥＧ２」と言う。）をエッチングするときの基板１０１の面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの分布は、曲線ｋ２によって表される。

反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８は、上述したように、ＡｌＧａＡｓ系の材料からなるので、エッチング速度が相対的に速く、領域ＲＥＧ１におけるエッチング深さの面内方向ＤＲ１の分布は、相対的に大きくなる（曲線ｋ１参照）。

一方、共振器スペーサー層１０３，１０５および活性層１０４は、Ｉｎを含み、Ｉｎの反応物の蒸気圧が低いので、共振器スペーサー層１０３，１０５および活性層１０４のエッチング速度は、反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８のエッチング速度よりも遅くなり、領域ＲＥＧ２におけるエッチング深さの面内方向ＤＲ１の分布は、領域ＲＥＧ１におけるエッチング深さの面内方向ＤＲ１の分布よりも小さくなる（曲線ｋ２参照）。即ち、領域ＲＥＧ１において生じた面内方向ＤＲ１のエッチング深さの差は、領域ＲＥＧ２においてエッチング速度が遅くなることによって吸収される。その結果、領域ＲＥＧ２におけるエッチング深さの面内方向ＤＲ１の分布は、領域ＲＥＧ１におけるエッチング深さの面内方向ＤＲ１の分布よりも小さくなる。

Ｉｎを含む領域ＲＥＧ２におけるエッチング速度がＡｌＧａＡｓ系材料からなる領域ＲＥＧ１におけるエッチング速度よりも遅くなることを示す実験結果について説明する。図９および図１０は、それぞれ、図１に示す面発光レーザアレイ１００を作製するときのエッチング時のプラズマ発光の第１および第２のタイミングチャートである。

図９および図１０において、縦軸は、プラズマ発光の強度を表し、横軸は、時間を表す。また、図９は、共振器領域の途中までエッチングした場合を示し、図１０は、共振器領域から反射層１０２の３ペア目程度までエッチングした場合を示す。さらに、図９において、曲線ｋ３は、ガリウム（Ｇａ）の発光強度を示し、曲線ｋ４は、インジウム（Ｉｎ）の発光強度を示し、曲線ｋ５は、アルミニウム（Ａｌ）の発光強度を示す。さらに、図１０において、曲線ｋ６は、Ｇａの発光強度を示し、曲線ｋ７は、Ｉｎの発光強度を示し、曲線ｋ８は、Ａｌの発光強度を示す。さらに、実験においては、表面から反射層１０６と共振器領域との界面までの厚さが３．１８μｍであり、Ｉｎを含む共振器領域の厚さが０．２３μｍである試料を用いた。

表面から反射層１０６と共振器領域との界面までの領域におけるエッチング速度は、３．１８μｍ／８７１ｓｅｃ＝３．６５×１０^−３μｍ／ｓｅｃである。一方、共振器領域におけるエッチング速度は、０．２３μｍ／３７２ｓｅｃ＝６．１８×１０^−４μｍ／ｓｅｃである。

このように、Ｉｎを含む共振器領域においては、エッチング速度が低下し、共振器領域の膜厚（＝０．２３μｍ）が共振器領域よりも上側の領域の膜厚（＝３．１８μｍ）に比べて薄いにも拘わらず、共振器領域の全体をエッチングするために長い時間を要する。

Ｉｎの発光強度は、共振器領域において増加する（曲線ｋ４，ｋ７参照）。したがって、Ｉｎの発光強度が増加したことを検知することによって、エッチングを共振器領域で容易に停止させることができる。

Ｇａの発光強度およびＡｌの発光強度は、エッチング時間の経過とともに周期的に変化し、発光強度の振幅は、エッチング時間の経過とともに徐々に小さくなる（曲線ｋ３，ｋ５，ｋ６，ｋ８参照）。

ウェハの面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの分布が均一であれば、Ｇａの発光強度およびＡｌの発光強度は、ほぼ一定の振幅で周期的に変化する。一方、ウェハの面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの分布が不均一であれば、Ａｌの発光とＧａの発光とを同時に観測することになり、Ｇａの発光強度の振幅およびＡｌの発光強度の振幅は、相対的に小さくなる。

したがって、Ｇａの発光強度の振幅およびＡｌの発光強度の振幅がエッチング時間の経過とともに徐々に小さくなっていることは、エッチング時間の経過とともにウェハの面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さに差が生じていることを意味する。

そして、エッチングが共振器領域を突き抜けた後においては、Ｇａの発光強度の振幅およびＡｌの発光強度の振幅は、さらに小さくなっているので、エッチング底面が反射層１０２に到達した段階では、面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さにさらに大きな差が生じている（曲線ｋ６，ｋ８参照）。

図１１は、共振器領域でエッチングを停止させた場合の平坦部におけるエッチング深さおよび面発光レーザ素子の素子間隙部におけるエッチング深さと平坦部におけるエッチング深さとの差をメサ間隔に対して示す図である。また、図１２は、基板１０１側に配置された反射層１０２でエッチングを停止させた場合の平坦部におけるエッチング深さおよび面発光レーザ素子の素子間隙部におけるエッチング深さと平坦部におけるエッチング深さとの差をメサ間隔に対して示す図である。

図１１および図１２において、縦軸は、平坦部のエッチング深さおよび素子配置部１２０におけるエッチング深さと平坦部１３０におけるエッチング深さとの差Δｄを表し、横軸は、メサ間隔を表す。また、図１１および図１２において、◆は、平坦部エッチング深さを示し、■は、差Δｄを示す。

エッチングを共振器領域の途中で停止させた場合、メサ間隔が１０μｍ以下であっても、素子配置部１２０におけるエッチング深さと平坦部１３０におけるエッチング深さとの差Δｄは、１００ｎｍ以下である（図１１参照）。

一方、エッチングを基板１０１側に設けられた反射層１０２で停止させた場合、メサ間隔が約２３μｍのとき、差Δｄは、１００ｎｍになり、メサ間隔が２０μｍ以下になると、差Δｄは、１００ｎｍよりも大きくなる。そして、メサ間隔が１０μｍ以下では、差Δｄは、２５０ｎｍ程度まで大きくなる（図１２参照）。

このように、Ｉｎを含む共振器領域でエッチングを停止させることによって、共振器領域に至るまでに素子配置部１２０と平坦部１３０との間でエッチング深さに大きな差が生じていても、そのエッチング深さの大きな差は、エッチング速度が遅い共振器領域で吸収され、メサ間隔が小さくなっても素子配置部１２０におけるエッチング深さと平坦部１３０におけるエッチング深さとの差Δｄを小さくすることができる。つまり、Ｉｎを含む共振器領域でエッチングを停止させることによって、複数の面発光レーザ素子１〜３２が密集した素子配置部１２０と面発光レーザ素子が形成されていない平坦部１３０とが存在するウェハの面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さを均一化できる。

図１３は、図１に示す面発光レーザアレイ１００の平面図および断面図である。図１３を参照して、面発光レーザ素子１〜３２が配置された領域は、非エッチング領域であり、面発光レーザ素子１〜３２の周囲は、エッチング領域である。Ａ−Ａ’間の断面図は、面発光レーザ素子２５〜２７および面発光レーザ素子２５周辺の平坦部の断面図である。面発光レーザ素子２５，２６間および面発光レーザ素子２６，２７間におけるエッチング深さは、Ｄ１であり、面発光レーザ素子２５周辺の平坦部におけるエッチング深さは、Ｄ２である。そして、エッチング深さＤ１は、エッチング深さＤ２よりも浅い。その結果、エッチング深さＤ１とエッチング深さＤ２との差は、Δｄとなる。

コンタクト層１０８、選択酸化層１０７、反射層１０６、共振器スペーサー層１０５、活性層１０４および共振器スペーサー層１０３をエッチングすることによって、すそ引き１４１〜１４５が形成されるが、共振器スペーサー層１０３，１０５および活性層１０４は、上述したように、Ｉｎを含み、エッチング速度が相対的に遅いため、共振器スペーサー層１０３，１０５および活性層１０４のエッチング時に面発光レーザアレイ１００の面内方向ＤＲ１におけるエッチングも進行する。その結果、すそ引き１４１〜１４５の大きさは、従来の面発光レーザアレイよりも小さくなる。

エッチング形状のすそ引き部分は、メサ構造体の上部の側面の傾斜と傾斜率が異なり、エッチング形状のすそ引き部分に酸化狭窄層が含まれると、被選択酸化層の幅がメサ構造体の上部の幅よりも広くなり、被選択酸化層の幅を正確に見積もることが困難となる。その結果、酸化領域１０７ｂの幅の見積もりが不正確になり、酸化狭窄径を正確に制御することが困難となる。したがって、エッチング底面は、アレイチップ全体を通して共振器領域に入っていることが好ましい。

共振器領域の厚さがλ（１波長共振器厚さ）である場合、共振器領域の厚さ方向の中心がエッチング底面（平坦部）になるように狙ってエッチングを行なうことがウェハ面内におけるエッチング深さの均一性を考慮すると好ましく、この場合、Δｄは、媒体内の実効的な長さとしてλ／２以下であればよい。面発光レーザ素子１〜３２の発振波長は、７８０ｎｍであるので、１波長共振器の厚さは、２３０ｎｍ程度である。その結果、Δｄは、１１５ｎｍ以下であると好ましい。

従来の面発光レーザアレイにおいては、差Δｄが１１５ｎｍである場合、メサ間隔は、約２０μｍであり（図１２参照）、この発明による面発光レーザアレイ１００においては、メサ間隔が２０μｍ以下であっても、差Δｄは、１００ｎｍよりも小さい。したがって、この発明は、メサ間隔が２０μｍ以下である場合に特に効果がある。なお、波長が７８０ｎｍよりも短くなると、１波長共振器の厚さは、薄くなるので、メサ間隔がより広い領域でΔｄがλ／２を超えるようになる。

上述したように、面発光レーザアレイ１００においては、メサ構造体を形成するためのメサエッチングは、Ｉｎを含む共振器領域の途中（＝共振器スペーサー層１０３の途中）で停止されるので、メサ間隔が小さくなっても素子配置部１２０におけるエッチング深さと平坦部１３０におけるエッチング深さとの差Δｄが小さくなり、平坦部１３０において反射層１０２の低屈折率層１０２１（＝ＡｌＡｓ）が露出することがない。その結果、選択酸化層１０７を選択酸化しても、反射層１０２の低屈折率層１０２１（＝ＡｌＡｓ）は、酸化されない。

したがって、この発明によれば、活性層１０４で発生した熱を反射層１０２のＡｌＡｓ（低屈折率層）を介して基板１へ逃がすことができる。

なお、素子配置部１２０において隣接する２つの面発光レーザ素子の間隔とは、メサ構造体の上面位置における面発光レーザ素子間の間隔およびメサ構造体の底面位置における面発光レーザ素子間の間隔のうち、狭い方の間隔を言う。メサ構造体を形成するためのエッチングの方法によっては、メサ構造体の上面位置における面発光レーザ素子間の間隔の方が広くなったり、メサ構造体の底面位置における面発光レーザ素子間の間隔の方が広くなったりするからである。

上述したように、共振器スペーサー層１０３、活性層１０４および共振器スペーサー層１０５からなる共振器は、Ｉｎを含み、メサ構造体を形成するときの反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８のエッチングによって生じた面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの差を吸収する。したがって、共振器スペーサー層１０３、活性層１０４および共振器スペーサー層１０５からなる共振器は、メサ構造体を構成するときの面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの差を吸収する「吸収層」を構成する。

そして、面発光レーザアレイ１００の作製時には、メサ構造体を形成するためのエッチングを共振器の途中（＝共振器スペーサー層１０３の途中）で停止するので、素子配置部１２０におけるエッチング深さと平坦部１３０におけるエッチング深さとの差Δｄが小さくなる。

したがって、この発明によれば、ダミー素子を用いずに基板１０１の面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの差を低減できる。

また、ワイヤＷ１〜Ｗ３２は、エッチング深さの差Δｄが小さい素子配置部１２０および平坦部１３０に配置されるので、配線の断切れの確率を低くできる。

さらに、パッド５１〜８２は、平坦部１３０に配置されるので、ワイヤーボンディングによってメサ構造体が壊れるのを防止できる。

なお、上記においては、メサ構造体の底面は、共振器スペーサー層１０３の途中に位置すると説明したが、この発明においては、これに限らず、メサ構造体の底面は、Ｉｎを含む共振器（＝共振器スペーサー層１０３，１０５および活性層１０４）の厚さ方向の任意の位置にあればよい。

［実施の形態２］
図１４は、図１に示す面発光レーザ素子１〜３２の実施の形態２における概略断面図である。実施の形態２においては、図１に示す面発光レーザ素子１〜３２の各々は、図１４に示す面発光レーザ素子１Ａからなる。

図１４を参照して、面発光レーザ素子１Ａは、図３に示す面発光レーザ素子１の共振器スペーサー層１０３，１０５および反射層１０６をそれぞれ共振器スペーサー層１０３Ａ，１０５Ａおよび反射層１０６Ａに代えたものであり、その他は、面発光レーザ素子１と同じである。

共振器スペーサー層１０３Ａは、ノンドープの（Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなり、反射層１０２上に形成される。共振器スペーサー層１０５Ａは、ノンドープの（Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなり、活性層１０４上に形成される。

反射層１０６Ａは、図３に示す反射層１０６のうち、活性層１０４に最も近い低屈折率層をｐ−（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐにより構成したものであり、共振器スペーサー層１０５Ａ上に形成される。そして、反射層１０６Ａは、活性層１０４で発振した発振光をブラッグの多重反射により反射して活性層１０４に閉じ込める半導体分布ブラッグ反射器を構成する。

図１５は、図１４に示す面発光レーザ素子１Ａの活性層１０４の近傍を示す断面図である。図１５を参照して、反射層１０２の低屈折率層１０２１が共振器スペーサー層１０３Ａに接する。共振器スペーサー層１０３Ａは、反射層１０２の低屈折率層１０２１および活性層１０４の障壁層１０４２に接する。反射層１０６Ａは、図４に示す反射層１０６のうち、活性層１０４に最も近い低屈折率層１０６１を低屈折率層１０６１Ａに代えたものであり、その他は、反射層１０６と同じである。そして、低屈折率層１０６１Ａは、ｐ−（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなり、共振器スペーサー層１０５Ａに接する。共振器スペーサー層１０５Ａは、活性層１０４の障壁層１０４２および反射層１０６Ａの低屈折率層１０６１Ａに接する。

面発光レーザ素子１Ａにおいては、共振器スペーサー層１０３Ａ，１０５Ａおよび活性層１０４は、共振器を構成し、基板１０１に垂直な方向における共振器の厚さは、面発光レーザ素子１Ａの１波長（＝λ）に設定される。すなわち、共振器スペーサー層１０３Ａ，１０５Ａおよび活性層１０４は、１波長共振器を構成する。

面発光レーザ素子１Ａを備えた面発光レーザアレイ１００は、図５、図６および図７に示す工程（ａ）〜（ｈ）に従って作製される。この場合、図５の工程（ａ）において、共振器スペーサー層１０３Ａ，１０５Ａの（Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐは、ＭＯＣＶＤ法を用いて、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）およびフォスフィン（ＰＨ_３）を原料として形成され、反射層１０６Ａの低屈折率層１０６１Ａを構成するｐ−（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐは、ＭＯＣＶＤ法を用いて、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）、フォスフィン（ＰＨ_３）およびジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）を原料として形成される。なお、ジメチル亜鉛（ＤＭＺｎ）に代えて四臭化炭素（ＣＢｒ_４）を用いてもよい。

共振器（＝共振器スペーサー層１０３Ａ，１０５Ａおよび活性層１０４）および反射層１０６Ａの一部（低屈折率層１０６１Ａ）は、Ｉｎを含むので、メサ構造体を形成するときの面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する「吸収層」を構成する。

そして、面発光レーザ素子１Ａを用いた面発光レーザアレイ１００の作製時には、メサ構造体を形成するためのエッチングを共振器の途中（＝共振器スペーサー層１０３Ａの途中）で停止するので、素子配置部１２０におけるエッチング深さと平坦部１３０におけるエッチング深さとの差Δｄが小さくなる。

したがって、この発明によれば、ダミー素子を用いずに基板１０１の面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの差を低減できる。

また、ワイヤＷ１〜Ｗ３２は、エッチング深さの差Δｄが小さい素子配置部１２０および平坦部１３０に配置されるので、配線の断切れの確率を低くできる。

さらに、パッド５１〜８２は、平坦部１３０に配置されるので、ワイヤーボンディングによってメサ構造体が壊れるのを防止できる。

さらに、面発光レーザ素子１Ａは、Ｉｎを含む領域（＝共振器および反射層１０６の一部）の膜厚が面発光レーザ素子１よりも厚いので、面発光レーザ素子１Ａを用いて面発光レーザアレイ１００を作製した方がエッチングの制御がさらに容易になる。

さらに、ワイドバンドギャップであるｐ−（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐは、ＺｎまたはＭｇをドーピングして使う場合が多いが、これらのドーパントは、拡散し易く、活性層１０４へ拡散した場合、活性層１０４にダメージを与え、発光効率の低下および信頼性の低下を招く。

面発光レーザ素子１Ａにおいては、ｐ−（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐを共振器スペーサー層１０５Ａよりも活性層１０４から遠い反射層１０６Ａ中に配置し、共振器スペーサー層１０３Ａ，１０５Ａをアンドープの（Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐから構成したので、不純物の悪影響を抑えることができる。

なお、上記においては、メサ構造体の底面は、共振器スペーサー層１０３Ａの途中に位置すると説明したが、この発明においては、これに限らず、メサ構造体の底面は、Ｉｎを含む共振器（＝共振器スペーサー層１０３Ａ，１０５Ａおよび活性層１０４）および反射層１０６Ａの低屈折率層１０６１Ａの厚さ方向の任意の位置にあればよい。

［実施の形態３］
図１６は、図１に示す面発光レーザ素子１〜３２の実施の形態３における概略断面図である。実施の形態３においては、図１に示す面発光レーザ素子１〜３２の各々は、図１６に示す面発光レーザ素子１Ｂからなる。

図１６を参照して、面発光レーザ素子１Ｂは、図３に示す面発光レーザ素子１の共振器スペーサー層１０３を共振器スペーサー層１０３Ｂに代えたものであり、その他は、面発光レーザ素子１と同じである。

共振器スペーサー層１０３Ｂは、ノンドープのＧａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなり、反射層１０２上に形成される。そして、Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐは、共振器スペーサー層１０３を構成する（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐよりも熱伝導率が大きい。

図１７は、図１６に示す面発光レーザ素子１Ｂの活性層１０４の近傍を示す断面図である。図１７を参照して、反射層１０２の低屈折率層１０２１が共振器スペーサー層１０３Ｂに接する。共振器スペーサー層１０３Ｂは、反射層１０２の低屈折率層１０２１および活性層１０４の障壁層１０４２に接する。

面発光レーザ素子１Ｂにおいては、共振器スペーサー層１０３Ｂ，１０５および活性層１０４は、共振器を構成し、基板１０１に垂直な方向における共振器の厚さは、面発光レーザ素子１Ｂの１波長（＝λ）に設定される。すなわち、共振器スペーサー層１０３Ｂ，１０５および活性層１０４は、１波長共振器を構成する。

面発光レーザ素子１Ｂを備えた面発光レーザアレイ１００は、図５、図６および図７に示す工程（ａ）〜（ｈ）に従って作製される。この場合、図５の工程（ａ）において、共振器スペーサー層１０３ＢのＧａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐは、ＭＯＣＶＤ法を用いて、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）およびフォスフィン（ＰＨ_３）を原料として形成される。

共振器（＝共振器スペーサー層１０３Ｂ，１０５および活性層１０４）は、Ｉｎを含むので、メサ構造体を形成するときの面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する「吸収層」を構成する。

そして、面発光レーザ素子１Ｂを用いた面発光レーザアレイ１００の作製時には、メサ構造体を形成するためのエッチングを共振器の途中（＝共振器スペーサー層１０３Ｂの途中）で停止するので、素子配置部１２０におけるエッチング深さと平坦部１３０におけるエッチング深さとの差Δｄが小さくなる。

したがって、この発明によれば、ダミー素子を用いずに基板１０１の面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの差を低減できる。

また、ワイヤＷ１〜Ｗ３２は、エッチング深さの差Δｄが小さい素子配置部１２０および平坦部１３０に配置されるので、配線の断切れの確率を低くできる。

さらに、パッド５１〜８２は、平坦部１３０に配置されるので、ワイヤーボンディングによってメサ構造体が壊れるのを防止できる。

さらに、面発光レーザ素子１Ｂは、共振器スペーサー層１０３Ｂが（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐよりも熱伝導率の高いＧａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなるので、活性層１０４で発生した熱を面発光レーザ素子１に比べより多く基板１０１側へ放熱できる。

なお、上記においては、メサ構造体の底面は、共振器スペーサー層１０３Ｂの途中に位置すると説明したが、この発明においては、これに限らず、メサ構造体の底面は、Ｉｎを含む共振器（＝共振器スペーサー層１０３Ｂ，１０５および活性層１０４）の厚さ方向の任意の位置にあればよい。

［実施の形態４］
図１８は、図１に示す面発光レーザ素子１〜３２の実施の形態４における概略断面図である。実施の形態４においては、図１に示す面発光レーザ素子１〜３２の各々は、図１８に示す面発光レーザ素子１Ｃからなる。

図１８を参照して、面発光レーザ素子１Ｃは、図３に示す面発光レーザ素子１の共振器スペーサー層１０３を共振器スペーサー層１０３Ｃに代えたものであり、その他は、面発光レーザ素子１と同じである。

共振器スペーサー層１０３Ｃは、ノンドープの（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ／Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなり、反射層１０２上に形成される。

図１９は、図１８に示す面発光レーザ素子１Ｃの活性層１０４の近傍を示す断面図である。図１９を参照して、共振器スペーサー層１０３Ｃは、スペーサー層１０３１，１０３２からなる。スペーサー層１０３１は、反射層１０２の低屈折率層１０２１に接して形成され、スペーサー層１０３２は、活性層１０４の障壁層１０４２に接して形成される。

そして、スペーサー層１０３１は、格子整合するＧａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなり、スペーサー層１０３２は、（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる。

面発光レーザ素子１Ｃにおいては、共振器スペーサー層１０３Ｃ，１０５および活性層１０４は、共振器を構成し、基板１０１に垂直な方向における共振器の厚さは、面発光レーザ素子１Ｃの１波長（＝λ）に設定される。すなわち、共振器スペーサー層１０３Ｃ，１０５および活性層１０４は、１波長共振器を構成する。

面発光レーザ素子１Ｃを備えた面発光レーザアレイ１００は、図５、図６および図７に示す工程（ａ）〜（ｈ）に従って作製される。この場合、図５の工程（ａ）において、共振器スペーサー層１０３Ｃの（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ／Ｇａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐは、ＭＯＣＶＤ法を用いて、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）およびフォスフィン（ＰＨ_３）を原料として形成される。

共振器（＝共振器スペーサー層１０３Ｃ，１０５および活性層１０４）は、Ｉｎを含むので、メサ構造体を形成するときの面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する「吸収層」を構成する。

そして、面発光レーザ素子１Ｃを用いた面発光レーザアレイ１００の作製時には、メサ構造体を形成するためのエッチングを共振器の途中（＝共振器スペーサー層１０３Ｃの途中）で停止するので、素子配置部１２０におけるエッチング深さと平坦部１３０におけるエッチング深さとの差Δｄが小さくなる。

したがって、この発明によれば、ダミー素子を用いずに基板１０１の面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの差を低減できる。

また、ワイヤＷ１〜Ｗ３２は、エッチング深さの差Δｄが小さい素子配置部１２０および平坦部１３０に配置されるので、配線の断切れの確率を低くできる。

さらに、パッド５１〜８２は、平坦部１３０に配置されるので、ワイヤーボンディングによってメサ構造体が壊れるのを防止できる。

さらに、面発光レーザ素子１Ｃにおいては、共振器スペーサー層１０３Ｃのうち、活性層１０４に接するスペーサー層１０３２がワイドバンドギャップ材料である（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなり、反射層１０２の低屈折率層１０２１（＝ＡｌＡｓ）に接するスペーサー層１０３１がＧａ_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなるので、面発光レーザ素子１におけるキャリア閉じ込めの度合と同じキャリア閉じ込めを実現し、かつ、活性層１０４で発生した熱を面発光レーザ素子１に比べより多く基板１０１側へ放熱できる。

なお、上記においては、メサ構造体の底面は、共振器スペーサー層１０３Ｃの途中に位置すると説明したが、この発明においては、これに限らず、メサ構造体の底面は、Ｉｎを含む共振器（＝共振器スペーサー層１０３Ｃ，１０５および活性層１０４）の厚さ方向の任意の位置にあればよい。

［実施の形態５］
図２０は、図１に示す面発光レーザ素子１〜３２の実施の形態５における概略断面図である。実施の形態５においては、図１に示す面発光レーザ素子１〜３２の各々は、図２０に示す面発光レーザ素子１Ｄからなる。

図２０を参照して、面発光レーザ素子１Ｄは、図３に示す面発光レーザ素子１の共振器スペーサー層１０３を共振器スペーサー層１０３Ｄに代えたものであり、その他は、面発光レーザ素子１と同じである。

共振器スペーサー層１０３Ｄは、ノンドープの（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐ／ＡｌＧａＡｓからなり、反射層１０２上に形成される。

図２１は、図２０に示す面発光レーザ素子１Ｄの活性層１０４の近傍を示す断面図である。図２１を参照して、共振器スペーサー層１０３Ｄは、スペーサー層１０３１Ａ，１０３２Ａからなる。スペーサー層１０３１Ａは、反射層１０２の低屈折率層１０２１に接して形成され、スペーサー層１０３２Ａは、活性層１０４の障壁層１０４２に接して形成される。

そして、スペーサー層１０３１Ａは、（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐよりも熱伝導率が大きいＡｌＧａＡｓからなり、スペーサー層１０３２Ａは、（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなる。

面発光レーザ素子１Ｄにおいては、共振器スペーサー層１０３Ｄ，１０５および活性層１０４は、共振器を構成し、基板１０１に垂直な方向における共振器の厚さは、面発光レーザ素子１Ｄの１波長（＝λ）に設定される。すなわち、共振器スペーサー層１０３Ｄ，１０５および活性層１０４は、１波長共振器を構成する。

面発光レーザ素子１Ｄを備えた面発光レーザアレイ１００は、図５、図６および図７に示す工程（ａ）〜（ｈ）に従って作製される。この場合、図５の工程（ａ）において、共振器スペーサー層１０３Ｄの（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐは、ＭＯＣＶＤ法を用いて、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）およびフォスフィン（ＰＨ_３）を原料として形成され、共振器スペーサー層１０３ＤのＡｌＧａＡｓは、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）およびアルシン（ＡｓＨ_３）を原料として形成される。

共振器スペーサー層１０３Ｄのスペーサー層１０３２Ａ、活性層１０４および共振器スペーサー層１０５は、Ｉｎを含むので、メサ構造体を形成するときの面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する「吸収層」を構成する。

そして、面発光レーザ素子１Ｄを用いた面発光レーザアレイ１００の作製時には、メサ構造体を形成するためのエッチングを共振器スペーサー層１０３Ｄのスペーサー層１０３２Ａの途中で停止するので、素子配置部１２０におけるエッチング深さと平坦部１３０におけるエッチング深さとの差Δｄが小さくなる。

したがって、この発明によれば、ダミー素子を用いずに基板１０１の面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの差を低減できる。

また、ワイヤＷ１〜Ｗ３２は、エッチング深さの差Δｄが小さい素子配置部１２０および平坦部１３０に配置されるので、配線の断切れの確率を低くできる。

さらに、パッド５１〜８２は、平坦部１３０に配置されるので、ワイヤーボンディングによってメサ構造体が壊れるのを防止できる。

さらに、面発光レーザ素子１Ｄにおいては、共振器スペーサー層１０３Ｄのうち、活性層１０４に接するスペーサー層１０３２Ａがワイドバンドギャップ材料である（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐからなり、反射層１０２の低屈折率層１０２１（＝ＡｌＡｓ）に接するスペーサー層１０３１ＡがＡｌＧａＡｓからなるので、面発光レーザ素子１におけるキャリア閉じ込めの度合と同じキャリア閉じ込めを実現し、かつ、活性層１０４で発生した熱を面発光レーザ素子１に比べより多く基板１０１側へ放熱できる。

なお、上記においては、メサ構造体の底面は、スペーサー層１０３２Ａの途中に位置すると説明したが、この発明においては、これに限らず、メサ構造体の底面は、Ｉｎを含むスペーサー層１０３２Ａ、活性層１０４および共振器スペーサー層１０５の厚さ方向の任意の位置にあればよい。

［実施の形態６］
図２２は、図１に示す面発光レーザ素子１〜３２の実施の形態６における概略断面図である。実施の形態６においては、図１に示す面発光レーザ素子１〜３２の各々は、図２２に示す面発光レーザ素子１Ｅからなる。

図２２を参照して、面発光レーザ素子１Ｅは、図３に示す面発光レーザ素子１の共振器スペーサー層１０３および活性層１０４をそれぞれ共振器スペーサー層１０３Ｅおよび活性層１０４Ａに代えたものであり、その他は、面発光レーザ素子１と同じである。

共振器スペーサー層１０３Ｅは、ノンドープのＡｌＧａＡｓからなり、反射層１０２上に形成される。活性層１０４Ａは、ＡｌＧａＡｓ系材料からなり、７８０ｎｍのレーザ光を発振する。

なお、面発光レーザ素子１Ｅにおいては、メサ構造体の底面は、共振器スペーサー層１０５の途中に位置する。

図２３は、図２２に示す面発光レーザ素子１Ｅの活性層１０４Ａの近傍を示す断面図である。図２３を参照して、共振器スペーサー層１０３Ｅは、反射層１０２の低屈折率層１０２１および活性層１０４Ａに接して形成される。そして、共振器スペーサー層１０３Ｅは、Ａｌ_０．６Ｇａ_０．４Ａｓからなる。

活性層１０４Ａは、３層の井戸層１０４１Ａと、４層の障壁層１０４２Ａとが構造に積層された量子井戸構造からなる。井戸層１０４１Ａは、Ａｌ_０．１２Ｇａ_０．８８Ａｓからなり、障壁層１０４２Ａは、Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる。

面発光レーザ素子１Ｅにおいては、共振器スペーサー層１０３Ｅ，１０５および活性層１０４Ａは、共振器を構成し、基板１０１に垂直な方向における共振器の厚さは、面発光レーザ素子１Ｅの１波長（＝λ）に設定される。すなわち、共振器スペーサー層１０３Ｅ，１０５および活性層１０４Ａは、１波長共振器を構成する。

面発光レーザ素子１Ｅを備えた面発光レーザアレイ１００は、図５、図６および図７に示す工程（ａ）〜（ｈ）に従って作製される。この場合、図５の工程（ａ）において、共振器スペーサー層１０３ＥのＡｌ_０．６Ｇａ_０．４Ａｓ、井戸層１０４１ＡのＡｌ_０．１２Ｇａ_０．８８Ａｓおよび障壁層１０４２ＡのＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓは、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）およびアルシン（ＡｓＨ_３）を原料として形成される。

共振器スペーサー層１０５は、Ｉｎを含むので、メサ構造体を形成するときの面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する「吸収層」を構成する。

そして、面発光レーザ素子１Ｅを用いた面発光レーザアレイ１００の作製時には、メサ構造体を形成するためのエッチングを共振器スペーサー層１０５の途中で停止するので、素子配置部１２０におけるエッチング深さと平坦部１３０におけるエッチング深さとの差Δｄが小さくなる。

したがって、この発明によれば、ダミー素子を用いずに基板１０１の面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの差を低減できる。

また、ワイヤＷ１〜Ｗ３２は、エッチング深さの差Δｄが小さい素子配置部１２０および平坦部１３０に配置されるので、配線の断切れの確率を低くできる。

さらに、パッド５１〜８２は、平坦部１３０に配置されるので、ワイヤーボンディングによってメサ構造体が壊れるのを防止できる。

なお、上記においては、面発光レーザ素子１Ｅを構成する反射層１０２、共振器スペーサー層１０３Ｅ、活性層１０４Ａ、共振器スペーサー層１０５、反射層１０６、選択酸化層１０７およびコンタクト層１０８のうち、共振器スペーサー層１０５のみがＩｎを含むとして説明したが、実施の形態６においては、これに限らず、共振器スペーサー層１０３ＥのみがＩｎを含むようにしてもよく、活性層１０４ＡのみがＩｎを含むようにしてもよい。

そして、共振器スペーサー層１０３ＥのみがＩｎを含む場合、共振器スペーサー層１０３Ｅは、メサ構造体を形成するときの面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する「吸収層」を構成し、メサ構造体の底面は、共振器スペーサー層１０３Ｅの途中に位置する。

また、活性層１０４ＡのみがＩｎを含む場合、活性層１０４Ａは、メサ構造体を形成するときの面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する「吸収層」を構成し、メサ構造体の底面は、活性層１０４Ａの途中に位置する。

次に、メサ構造体を形成するためのエッチングをＩｎを含む層で停止させて作製した面発光レーザアレイの出力特性について説明する。図２４は、実験に用いた面発光レーザ素子の断面図である。また、図２５は、実験に用いた比較用の面発光レーザ素子の断面図である。

図２４に示す断面図は、図１４および図１５に示す面発光レーザ素子１Ａの反射層１０２のうち、活性層１０４に近い３周期分の低屈折率層（＝ＡｌＡｓ）の膜厚を３λ／４に設定したものであり、その他は、面発光レーザ素子１Ａと同じである。

また、図２５に示す断面図は、面発光レーザ素子１Ａの反射層１０２を、３０．５周期の［ｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ／ｎ−ＡｌＡｓ］と１０周期の［ｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ／ｎ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ］とからなる反射層に代えたものである。そして、ｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ、ｎ−ＡｌＡｓおよびｎ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓの各々は、λ／４の膜厚を有する。

図２６は、実験結果を示す光出力と電流との関係図である。図２６において、縦軸は、光出力を表し、横軸は、電流を表す。また、曲線ｋ９は、この発明による面発光レーザ素子の光出力と電流との関係を示し、曲線ｋ１０は、比較用の面発光レーザ素子の光出力と電流との関係を示す。なお、実験は、光出射部の面積が１６μｍ^２である面発光レーザ素子を用い、２０℃における連続光（ＣＷ）を観測することにより行なわれた。

図２６に示す実験結果から明らかなように、この発明による面発光レーザ素子の光出力の飽和値が比較用の面発光レーザ素子の光出力の飽和値よりも高電流値側へシフトし、高出力が得られている。これは、この発明による面発光レーザアレイにおいては、複数の面発光レーザ素子１〜３２のメサ構造体を形成するためのエッチングをＩｎを含む層で停止し、素子配置部１２０におけるエッチング深さと平坦部１３０におけるエッチング深さとの差を小さくしたことによって、反射層１０２の低屈折率層１０２１を構成するＡｌＡｓの露出を防止し、反射層１０２のＡｌＡｓが酸化されるのを防止した結果、活性層１０４で発生した熱の基板１０１側への放熱が良好になり、素子動作時の素子の温度上昇が抑制されたためである。

このように、メサ構造体を形成するときの基板１０１の面内方向ＤＲ１におけるエッチング深さの差を吸収する吸収層中にメサ構造体の底面を位置させる構成を採用することによって、面発光レーザ素子の出力特性、引いては、面発光レーザアレイの出力特性を向上できることが実験的に実証された。

なお、上述した実施の形態１から実施の形態６においては、反射層１０２の低屈折率層１０２１は、ＡｌＡｓからなると説明したが、この発明においては、これに限らず、低屈折率層１０２１は、一般的には、ＡｌｘＧａ１−ｘＡｓ（０．９≦ｘ≦１）から構成されていればよい。

また、この発明による面発光レーザアレイは、４行×８列以外の２次元に配置された複数の面発光レーザ素子を備えるものであってもよい。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、ダミー素子を用いずに基板の面内方向におけるエッチング深さの差を低減可能な面発光レーザアレイに適用される。また、この発明は、ダミー素子を用いずに基板の面内方向におけるエッチング深さの差を低減可能な面発光レーザアレイに用いられる面発光レーザ素子に適用される。さらに、この発明は、ダミー素子を用いずに基板の面内方向におけるエッチング深さの差を低減可能な面発光レーザアレイの製造方法に適用される。

この発明の実施の形態による面発光レーザアレイの平面図である。 図１に示す線ＩＩ−ＩＩ間の断面図である。 図１に示す面発光レーザ素子の実施の形態１における概略断面図である。 図３に示す面発光レーザ素子の活性層の近傍を示す断面図である。 図１に示す面発光レーザアレイの製造方法を示す第１の工程図である。 図１に示す面発光レーザアレイの製造方法を示す第２の工程図である。 図１に示す面発光レーザアレイの製造方法を示す第３の工程図である。 図５の（ｂ）におけるエッチングを詳細に説明するための図である。 図１に示す面発光レーザアレイを作製するときのエッチング時のプラズマ発光の第１のタイミングチャートである。 図１に示す面発光レーザアレイを作製するときのエッチング時のプラズマ発光の第２のタイミングチャートである。 共振器領域でエッチングを停止させた場合の平坦部におけるエッチング深さおよび面発光レーザ素子の素子間隙部におけるエッチング深さと平坦部におけるエッチング深さとの差をメサ間隔に対して示す図である。 基板側に配置された反射層でエッチングを停止させた場合の平坦部におけるエッチング深さおよび面発光レーザ素子の素子間隙部におけるエッチング深さと平坦部におけるエッチング深さとの差をメサ間隔に対して示す図である。 図１に示す面発光レーザアレイの平面図および断面図である。 図１に示す面発光レーザ素子の実施の形態２における概略断面図である。 図１４に示す面発光レーザ素子の活性層の近傍を示す断面図である。 図１に示す面発光レーザ素子の実施の形態３における概略断面図である。 図１６に示す面発光レーザ素子の活性層の近傍を示す断面図である。 図１に示す面発光レーザ素子の実施の形態４における概略断面図である。 図１８に示す面発光レーザ素子の活性層の近傍を示す断面図である。 図１に示す面発光レーザ素子の実施の形態５における概略断面図である。 図２０に示す面発光レーザ素子の活性層の近傍を示す断面図である。 図１に示す面発光レーザ素子の実施の形態６における概略断面図である。 図２２に示す面発光レーザ素子の活性層の近傍を示す断面図である。 実験に用いた面発光レーザ素子の断面図である。 実験に用いた比較用の面発光レーザ素子の断面図である。 実験結果を示す光出力と電流との関係図である。

符号の説明

１〜４０，１Ａ〜１Ｅ 面発光レーザ素子、５１〜９０ パッド、１００ 面発光レーザアレイ、１０１ 基板、１０２，１０６，１０６Ａ 反射層、１０３，１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃ，１０３Ｄ，１０３Ｅ，１０５，１０５Ａ 共振器スペーサー層、１０４，１０４Ａ 活性層、１０７ 選択酸化層、１０７ａ 非酸化領域、１０７ｂ 酸化領域、１０８ コンタクト層、１０９ ＳｉＯ_２層、１１０ 絶縁性樹脂、１１１ ｐ側電極、１１２ ｎ側電極、１２０ 素子配置部、１２１〜１２４ メサ構造体、１３０ 平坦部、１４０レジストパターン、１４１〜１４５ すそ引き、１０２１，１０６１，１０６１Ａ 低屈折率層、１０２２，１０６２ 高屈折率層、１０２３，１０６３ 組成傾斜層、１０４１，１０４１Ａ 井戸層、１０４２，１０４２Ａ 障壁層、Ｗ１〜Ｗ３２ ワイヤ。

Claims (11)

1. 基板上に設けられ、複数の面発光レーザ素子が配置された素子配置部と、
   前記基板上に設けられ、前記基板の面内方向において前記素子配置部の周囲に設けられた平坦部とを備え、
   前記複数の面発光レーザ素子の各々は、レーザ光を出射するメサ構造体を含み、
   前記平坦部および前記素子配置部は、前記メサ構造体を形成するときの前記面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する吸収層を含み、
   前記メサ構造体の底面は、前記基板に垂直な方向において前記吸収層中に位置している、面発光レーザアレイ。
2. 前記複数の面発光レーザ素子の各々は、
   半導体ブラッグ反射器からなり、前記基板上に形成された第１の反射層と、
   前記第１の反射層に接して形成され、活性層を含む共振器と、
   前記半導体ブラッグ反射器からなり、前記共振器に接して形成された第２の反射層とを含み、
   前記吸収層は、前記共振器の厚さ方向において前記共振器の少なくとも一部に設けられる、請求項１に記載の面発光レーザアレイ。
3. 前記吸収層は、前記共振器の厚さ方向において前記共振器の全領域に設けられる、請求項２に記載の面発光レーザアレイ。
4. 前記吸収層は、前記共振器の厚さ方向の全領域および前記第２の反射層の厚さ方向の一部に設けられる、請求項１に記載の面発光レーザアレイ。
5. 前記吸収層は、少なくともＩｎを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の面発光レーザアレイ。
6. 前記平坦部は、前記複数の面発光レーザ素子に接続された複数のパッドを含む、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の面発光レーザアレイ。
7. レーザ光を出射するメサ構造体を有する面発光レーザ素子であって、
   基板と、
   半導体ブラッグ反射器からなり、前記基板上に形成された第１の反射層と、
   前記第１の反射層に接して形成され、活性層を含む共振器と、
   前記半導体ブラッグ反射器からなり、前記共振器に接して形成された第２の反射層と、
   前記メサ構造体を形成するときの前記基板の面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する吸収層とを備え、
   前記メサ構造体の底面は、前記基板に垂直な方向において前記吸収層中に位置し、
   前記吸収層は、前記共振器の厚さ方向において前記共振器の少なくとも一部に設けられる、面発光レーザ素子。
8. 前記吸収層は、前記共振器の厚さ方向において前記共振器の全領域に設けられる、請求項７に記載の面発光レーザ素子。
9. 前記吸収層は、前記共振器の厚さ方向の全領域および前記第２の反射層の厚さ方向の一部に設けられる、請求項７に記載の面発光レーザ素子。
10. 前記吸収層は、少なくともＩｎを含む、請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の面発光レーザ素子。
11. 面発光レーザアレイの製造方法であって、
    前記面発光レーザアレイは、
    基板上に設けられ、複数の面発光レーザ素子が配置された素子配置部と、
    前記基板上に設けられ、前記基板の面内方向において前記素子配置部の周囲に設けられた平坦部とを備え、
    前記複数の面発光レーザ素子の各々は、レーザ光を出射するメサ構造体を含み、
    前記平坦部および前記素子配置部は、前記メサ構造体を形成するときの前記面内方向におけるエッチング深さの差を吸収する吸収層を含み、
    前記製造方法は、
    前記基板上に半導体多層膜を形成する工程と、
    前記メサ構造体の底面が前記吸収層中に位置するように前記半導体多層膜をエッチングして前記素子配置部および前記平坦部を形成する工程とを備える、面発光レーザアレイの製造方法。