JP2008300470A - 半導体レーザ製造方法、面発光型半導体レーザ素子、光走査装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高コスト化を招くことなく、信頼性の高い面発光型半導体レーザ素子を製造する。
【解決手段】アルミニウムの組成が互いに異なるＡｌＧａＡｓからなる高屈折率層７ｂと低屈折率層７ａを組として複数の組からなる上部反射鏡７を含む複数の半導体層が積層された半導体積層体が表面からエッチングされ、メサ形状の構造体が形成される。そして、この構造体は酸化され、電流狭窄層１０が形成される。さらに、構造体の側壁の酸化膜がエッチングされた後、構造体の側壁で突出している高屈折率層７ｂがエッチングされる。これにより、各屈折率層の酸化膜を除去するとともに構造体の側壁を略平坦とすることができる。
【選択図】図６

Description

本発明は、半導体レーザ製造方法、面発光型半導体レーザ素子、光走査装置及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、電流狭窄層を有する面発光型半導体レーザ素子を製造する半導体レーザ製造方法、電流狭窄層を有する面発光型半導体レーザ素子、該面発光型半導体レーザ素子を有する光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。

面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）は、活性層と該活性層を挟む２つのスペーサ層とからなる共振器を有し、その共振器が一対の反射鏡によって挟まれて基板上に積層され、基板と垂直な方向に発振光を射出する。

この面発光型半導体レーザには、（１）活性層体積が小さいため、低しきい値電流、低消費電力で駆動することができる、（２）共振器のモード体積が小さいため、数十ＧＨｚの変調が可能であり、高速伝送に適している、（３）出射光の広がり角が小さいので、並列化および２次元高密度アレイ化が容易である、という利点がある。

そこで、面発光型半導体レーザは、ＬＡＮなどの光伝送用光源への適用にとどまらず、ボード間の光通信用光源、ボード内の光通信用光源、ＬＳＩにおけるチップ間の光通信用光源、チップ内の光通信用光源、及び画像形成用光源としても期待されている。

一般的な面発光型半導体レーザは、ＡｌＡｓ層などの被選択酸化層を選択的に酸化（水蒸気酸化）し、それによって生成される酸化物によって電流供給領域が囲まれている電流狭窄層を有している。電流狭窄層を形成する際には、被選択酸化層のみが酸化されることが望まれるが、反射鏡を構成するアルミニウムの組成が互いに異なるＡｌＧａＡｓからなる高屈折率層と低屈折率層も同時に酸化され、酸化膜が生成される。各屈折率層の酸化膜は、面発光型半導体レーザの特性を劣化させる要因の１つである。

そこで、特許文献１及び特許文献２には、各屈折率層の酸化膜を除去する方法が開示されている。

米国特許出願公開第２００４／００８１２１５Ａ１号明細書 米国特許出願公開第２００５／０２０１４３６Ａ１号明細書

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されている方法では、製品間に特性のばらつきがあり、所望の信頼性を確保することが困難であった。

本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、高コスト化を招くことなく、信頼性の高い面発光型半導体レーザ素子を製造することができる半導体レーザ製造方法を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、安価で信頼性の高い面発光型半導体レーザ素子を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、安定した光走査を行うことができる光走査装置を提供することにある。

また、本発明の第４の目的は、高品質の画像を安定して形成することができる画像形成装置を提供することにある。

本発明は、第１の観点からすると、電流供給領域が酸化物によって囲まれている電流狭窄層を有する面発光型半導体レーザ素子を製造する半導体レーザ製造方法であって、アルミニウムの組成が互いに異なるＡｌＧａＡｓからなる高屈折率層と低屈折率層を組として複数の組からなる半導体多層膜反射鏡を含む複数の半導体層が積層された積層体を該積層体の表面からエッチングし、メサ形状の構造体を形成する工程と；前記構造体を酸化し、前記電流狭窄層を形成する工程と；前記構造体の側壁の酸化膜をエッチングする工程と；前記構造体の側壁で突出している前記高屈折率層をエッチングする工程と；を含む半導体レーザ製造方法である。

これによれば、アルミニウムの組成が互いに異なるＡｌＧａＡｓからなる高屈折率層と低屈折率層を組として複数の組からなる半導体多層膜反射鏡を含む複数の半導体層が積層された積層体が表面からエッチングされ、メサ形状の構造体が形成される。そして、この構造体は酸化され、電流狭窄層が形成される。さらに、構造体の側壁の酸化膜がエッチングされた後、構造体の側壁で突出している高屈折率層がエッチングされる。この場合には、各屈折率層の酸化膜を除去するとともに構造体の側壁を略平坦とすることができる。従って、高コスト化を招くことなく、信頼性を向上させることが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、電流供給領域が酸化物によって囲まれている電流狭窄層、及びアルミニウムの組成が互いに異なるＡｌＧａＡｓからなる高屈折率層と低屈折率層を組として複数の組からなる半導体多層膜反射鏡を含む複数の半導体層が積層されたメサ形状の発光部を有する面発光型半導体レーザ素子において、前記電流狭窄層の外周部は、積層方向に平行な断面形状が、内側に向かって凸形状であることを特徴とする面発光型半導体レーザ素子である。

これによれば、電流狭窄層形成による特性劣化を抑制することができ、その結果として、安価で信頼性の高い面発光型半導体レーザ素子を実現することが可能となる。

本発明は、第３の観点からすると、光によって被走査面を走査する光走査装置であって、本発明の面発光型半導体レーザ素子を有する光源ユニットと；前記光源ユニットからの光を偏向する偏向器と；前記偏向器で偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置である。

これによれば、本発明の面発光型半導体レーザ素子を有しているため、結果として、安定した光走査を行うことが可能となる。

本発明は、第４の観点からすると、少なくとも１つの像担持体と；前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる光を走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。

これによれば、本発明の光走査装置を有しているため、結果として、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。

《半導体レーザ製造方法》
以下、本発明の半導体レーザ製造方法の一実施形態として、７８０ｎｍ帯の面発光型半導体レーザ素子の製造方法について図１（Ａ）〜図１１を用いて説明する。

（１）有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いた結晶成長によって、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、下部反射鏡２、下部スペーサ層３、活性層４、上部スペーサ層５、被選択酸化層６、上部反射鏡７などの半導体層を、順次積層する（図１（Ａ）参照）。なお、以下では、これら複数の半導体層が積層されているものを「半導体積層体」ともいう。

下部反射鏡２は、ｎ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓからなる低屈折率層とｎ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる高屈折率層のペアを４０．５ペア有している。各屈折率層の光学厚さは、発振波長をλとすると、λ／４である。なお、低屈折率層と高屈折率層との間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成に向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層（図示省略）が設けられている。

下部スペーサ層３は、Ａｌ_０．６Ｇａ_０．４Ａｓからなる層である。

活性層４は、Ａｌ_０．１２Ｇａ_０．８８Ａｓからなる量子井戸層とＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる障壁層とを有している。

上部スペーサ層５は、Ａｌ_０．６Ｇａ_０．４Ａｓからなる層である。

下部スペーサ層３と活性層４と上部スペーサ層５とよって共振器領域が形成されている。この共振器領域の光学厚さはλである。

上部反射鏡７は、ｐ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓからなる低屈折率層（７ａとする）とｐ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる高屈折率層（７ｂとする）のペアを２４ペア有している。なお、低屈折率層と高屈折率層との間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成に向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層（図示省略）が設けられている。

被選択酸化層６は、ＡｌＡｓからなる層であり、上部反射鏡６中であって、共振器領域からλ／４離れた位置に設けられている。

ここでは、III族の原料には、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）を用い、Ｖ族の原料にはアルシン（ＡｓＨ_３）ガスを用いている。また、ｐ型ドーパントの原料には四臭化炭素（ＣＢｒ_４）を用い、ｎ型ドーパントの原料にはセレン化水素（Ｈ_２Ｓｅ）を用いている。

（２）半導体積層体の表面（基板１と反対側の面）である積層体表面に、発光部及び切断部（ダイシングライン）に対応してフォトマスク８を設ける（図１（Ｂ）参照）。ここでは、一例として、２次元配列された９個（３×３）の発光部が１つのチップに含まれるものとする。

（３）フォトマスク８をエッチングマスクとして、ドライエッチング法によりメサ形状を形成する（図１（Ｃ）参照）。ところで、エッチング底面は少なくとも被選択酸化層６を超えたところにあれば良い。そこで、ここでは、エッチング底面は下部スペーサ層３中に達するように設定されている。これにより、被選択酸化層６がメサの側壁に現れることとなる。なお、以下では、便宜上、メサ形状の部分を「メサ」と略述する。

（４）フォトマスク８を除去する（図２（Ａ）参照）。

（５）水蒸気中で熱処理して、エッチングにより側面が露出した被選択酸化層６の一部を酸化させて絶縁物に変え、素子駆動用の電流の経路を被選択酸化層６の中心部の酸化されていない領域９だけに制限する電流狭窄層１０を形成する（図２（Ｂ）参照）。この時、上部反射鏡７の低屈折率層７ａ及び高屈折率層７ｂも酸化が進行する、特に、低屈折率層７ａの酸化速度は、高屈折率層７ｂの酸化速度よりも大きいため、低屈折率層７ａにおける酸化層の深さは、高屈折率層７ｂにおける酸化層の深さよりも深い（図３参照）。

（６）フッ酸系のエッチャントを用いて酸化物のウェットエッチングを行う。このとき、低屈折率層７ａと高屈折率層７ｂでは酸化層の深さが異なっているため、低屈折率層７ａと高屈折率層７ｂとの間で凹凸が生じる（図４参照）。また、電流狭窄層１０の外周部の積層方向に平行な断面形状が、内側に向かって凸形状となる（図５参照）。

（７）硫酸系、クエン酸系、りん酸系、及び塩酸系のいずれかのエッチャントを用いて高屈折率層７ｂのウェットエッチングを行う。この時、低屈折率層７ａも同時にエッチングされるが、高屈折率層７ｂが突出部の端面及び上下からエッチングが進行するのに対して、低屈折率層７ａは端面のみからエッチングされるため、低屈折率層７ａのエッチング量は高屈折率層７ｂのエッチング量に比べてに極僅かである（図６参照）。ところで、一例として図７に示されるように、メサの側壁では、高屈折率層７ｂと低屈折率層７ａの段差ｔが残っているが、この段差ｔは、高屈折率層７ｂの膜厚ｔ（４０ｎｍ程度）よりも小さい。従って、メサの側壁は、略平坦であるといえる。

（８）パッシベーション膜として、ＳｉＯ_２からなる絶縁膜１１を形成する（図８（Ａ）参照）。

（９）メサ上部のＰ側電極コンタクトの窓開けを行う（図８（Ｂ）参照）。ここでは、フォトレジストによるマスクを施した後、メサ上部の開口部を露光してその部分のフォトレジストを除去した後、ＢＨＦにて絶縁膜１１をエッチングして開口した。

（１０）リフトオフ法によりメサ上部にｐ側電極１２を形成する。具体的には、予め電極以外の部分をフォトレジストによりマスクしておき、電極材料を蒸着後アセトン等のフォトレジストが溶解する溶液中で超音波洗浄する。ｐ側電極１２の材料としてはＣｒ／ＡｕＺｎ／Ａｕからなる多層膜、もしくはＡｕＺｎ／Ｔｉ／Ａｕからなる多層膜が用いられる。なお、ｐ側電極１２はその中央に窓１３が開けられており、この部分からレーザ光が射出される（図８（Ｃ）参照）。

（１１）複数の電極パッド、及び該複数の電極パッドと対応するメサのｐ側電極１２との間を電気的に接続する配線を形成する。

（１２）基板１の裏側を１００μｍ程度まで研磨してからｎ側電極１４を形成する（図９参照）。なお、ｎ側電極１４はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる多層膜とすることでオーミックコンタクトを得ている。これにより、各メサは発光部となる。

（１３）チップ間に設けられているダイシングラインに沿って切断し、チップ毎に分離する。

このようにして製造された面発光型半導体レーザ素子１００が図１０に示されている。また、各発光部を拡大したものが図１１に示されている。

以上説明したように、本実施形態に係る半導体レーザ製造方法によると、アルミニウムの組成が互いに異なるＡｌＧａＡｓからなる高屈折率層７ｂと低屈折率層７ａを組として複数の組からなる上部反射鏡７を含む複数の半導体層が積層された半導体積層体が表面からエッチングされ、メサ形状の構造体が形成される。そして、この構造体は酸化され、電流狭窄層１０が形成される。さらに、構造体の側壁の酸化膜がエッチングされた後、構造体の側壁で突出している高屈折率層７ｂがエッチングされる。これにより、各屈折率層の酸化膜を除去するとともに構造体の側壁を略平坦とすることができる。従って、高コスト化を招くことなく、信頼性を向上させることが可能となる。すなわち、安価で信頼性の高い面発光型半導体レーザ素子を実現することが可能となる。

なお、上記実施形態では、１つのチップ内に含まれる発光部の数が９個の場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、１つのチップ内に４０（４×１０）個の発光部を有する面発光型半導体レーザ素子も、同様にして製造することができる。

また、上記実施形態では、活性層４がＡｌ_０．１２Ｇａ_０．８８Ａｓからなる量子井戸層とＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる障壁層とを有する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば圧縮歪組成であってバンドギャップ波長が７８０ｎｍとなる３層のＧａＩｎＰＡｓ量子井戸層と、該ＧａＩｎＰＡｓ量子井戸層と格子整合する４層の引張り歪みを有するＧａ_０．６Ｉｎ_０．４Ｐ障壁層とを有する活性層を用いても良い。このときに、電子を閉じ込めるためのクラッド層（上記実施形態ではスペーサ層）として、ワイドバンドギャップである（Ａｌ_０．７Ｇａ_０．３）_０．５Ｉｎ_０．５Ｐを用いても良く、クラッド層をＡｌＧａＡｓ系で形成した場合に比べて、クラッド層と量子井戸層とのバンドギャップ差を極めて大きく取ることができる。

また、上記実施形態では、７８０ｎｍ帯の面発光型半導体レーザアレイを製造する場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、結晶成長方法としてＭＯＣＶＤ法を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）等のその他の結晶成長法を用いることもできる。

《画像形成装置》
次に、本発明の画像形成装置の一実施形態を図１２に基づいて説明する。図１２には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。

このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングブレード１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、及び排紙トレイ１０４３などを備えている。

感光体ドラム１０３０の表面には、感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。ここでは、感光体ドラム１０３０は、図１２における矢印方向に回転するようになっている。

帯電チャージャ１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングブレード１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に関して、帯電チャージャ１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングブレード１０３５の順に配置されている。

帯電チャージャ１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。

光走査装置１０１０は、帯電チャージャ１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面に、上位装置（例えばパソコン）からの画像情報に基づいて変調された光を照射する。これにより、感光体ドラム１０３０の表面では、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム１０３０の表面に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。

トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。

現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。

給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚づつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。

転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面上のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。

この定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次スタックされる。

除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。

クリーニングブレード１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電チャージャ１０３１の位置に戻る。

次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。

この光走査装置１０１０は、図１３に示されるように、光源２４、カップリングレンズ２５、開口板２６、シリンドリカルレンズ２７、ポリゴンミラー２３、偏向器側走査レンズ２１ａ、像面側走査レンズ２１ｂ、及び不図示の走査制御装置などを備えている。なお、本明細書では、感光体ドラム１０３０の長手方向をＹ軸方向、このＹ軸方向に垂直な平面内で互いに直交する２つの方向をＺ軸方向及びＸ軸方向として説明する。

光源２４は、図１４に示されるように、本発明の半導体レーザアレイ製造方法と同様にして製造された４０（＝４×１０）個の発光部を有する面発光型半導体レーザ素子１００を備えている。

カップリングレンズ２５は、光源２４から射出された光を略平行光とする。

開口板２６は、開口部を有し、カップリングレンズ２５を介した光のビーム径を規定する。

シリンドリカルレンズ２７は、開口板２６の開口部を通過した光をポリゴンミラー２３の偏向反射面近傍に副走査方向に関して結像する。

光源２４とポリゴンミラー２３との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ２５と開口板２６とシリンドリカルレンズ２７とから構成されている。

ポリゴンミラー２３は、４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。このポリゴンミラー２３は、Ｚ軸方向に平行な軸の周りに等速回転し、シリンドリカルレンズ２７からの光を偏向する。

偏向器側走査レンズ２１ａは、ポリゴンミラー２３で偏向された光の光路上に配置されている。

像面側走査レンズ２１ｂは、偏向器側走査レンズ２１ａを介した光の光路上に配置されている。そして、この像面側走査レンズ２１ｂを介した光が感光体ドラム１０３０の表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー２３の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０３０上を走査する。このときの光スポットの移動方向が主走査方向である。

面発光型半導体レーザ素子１００では、各発光部の中心から副走査方向に対応する方向に垂線を下ろしたときの副走査方向に対応する方向における各発光部の位置関係が等間隔（間隔ｄ２とする）となるので、点灯のタイミングを調整することで感光体ドラム１０３０上では副走査方向に等間隔で光源が並んでいる場合と同様な構成と捉えることができる。例えば、副走査方向に対応した方向に関する発光部のピッチｄ１が２６．５μｍであれば、前記間隔ｄ２は２．６５μｍとなる。そして、光学系の倍率を２倍とすれば、感光体ドラム１０３０上では副走査方向に５．３μｍ間隔で書き込みドットを形成することができる。これは、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）に対応している。すなわち、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。もちろん、主走査方向に対応する方向の発光部の数を増加したり、前記ピッチｄ１を狭くして間隔ｄ２を更に小さくするアレイ配置としたり、光学系の倍率を下げる等を行えばより高密度化でき、より高品質の印刷が可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、発光部の点灯のタイミングで容易に制御できる。

また、この場合に、レーザプリンタ１０００では、書きこみドット密度が上昇しても印刷速度を落とすことなく印刷することができる。また、同じ書きこみドット密度の場合には印刷速度を更に速くすることができる。

面発光型半導体レーザ素子１００は、メサ側壁に生じた酸化膜が除去され、かつメサ側壁が略平坦化されているので、従来よりも特性の劣化が少なく、長寿命である。そこで、ピッチｄ１＝２６．５μｍ、間隔ｄ２＝２．６５μｍのようにピッチ間隔が狭くても、各発光部から高出力で光をそれぞれ射出することができ、発光部の数を更に増加させることが可能である。

従って、本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、安価で信頼性の高い面発光型半導体レーザ素子１００を有しているため、安定した光走査を行うことが可能となる。

また、本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、安定した光走査を行うことができる光走査装置１０１０を備えているため、結果として、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。

なお、上記実施形態では、光源２４が４０個の発光部を有する面発光型半導体レーザ素子１００を備える場合について説明したが、これに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、各発光部から射出されるレーザ光の波長が７８０ｎｍ帯の場合について説明したが、これに限らず、感光体ドラム１０３０の感度特性に応じた波長であれば良い。なお、この場合には、各発光部を構成する材料の少なくとも一部、あるいは各発光部の構成の少なくとも一部が、発振波長に応じて変更される。

ところで、例えば、いわゆる書込み光学ユニットに面発光型半導体レーザ素子を用いる場合に、発光部の寿命が短いときには、書込み光学ユニットは使い捨てになる。しかしながら、上記面発光型半導体レーザ素子１００と同様にして製造された面発光型半導体レーザ素子は長寿命であるため、面発光型半導体レーザ素子１００と同様にして製造された面発光型半導体レーザ素子を用いた書込み光学ユニットは、再利用が可能となる。従って、資源保護の促進及び環境負荷の低減を図ることができる。なお、このことは、面発光型半導体レーザ素子を用いている他の装置にも同様である。

また、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。要するに、光走査装置１０１０を備えた画像形成装置であれば、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。

例えば、前記光走査装置１０１０を備え、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。

また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。このような画像形成装置は光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施できる。

また、多色のカラー画像を形成する画像形成装置であっても、カラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、高品質の画像を安定して形成することが可能となる。

例えば、図１５に示されるように、カラー画像に対応し、複数の感光体ドラムを備えるタンデムカラー機１５００であっても良い。このタンデムカラー機１５００は、ブラック（Ｋ）用の感光体ドラムＫ１、帯電器Ｋ２、現像器Ｋ４、クリーニング手段Ｋ５、及び転写用帯電手段Ｋ６と、シアン（Ｃ）用の感光体ドラムＣ１、帯電器Ｃ２、現像器Ｃ４、クリーニング手段Ｃ５、及び転写用帯電手段Ｃ６と、マゼンタ（Ｍ）用の感光体ドラムＭ１、帯電器Ｍ２、現像器Ｍ４、クリーニング手段Ｍ５、及び転写用帯電手段Ｍ６と、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラムＹ１、帯電器Ｙ２、現像器Ｙ４、クリーニング手段Ｙ５、及び転写用帯電手段Ｙ６と、光走査装置１０１０Ａと、転写ベルト８０と、定着手段３０などを備えている。

光走査装置１０１０Ａは、ブラック用の面発光型半導体レーザ素子、シアン用の面発光型半導体レーザ素子、マゼンタ用の面発光型半導体レーザ素子、イエロー用の面発光型半導体レーザ素子を有している。各面発光型半導体レーザ素子の複数の面発光レーザは、前記面発光型半導体レーザ素子１００と同様にして製造されている。そして、ブラック用の面発光型半導体レーザ素子からの光はブラック用の走査光学系を介して感光体ドラムＫ１に照射され、シアン用の面発光型半導体レーザ素子からの光はシアン用の走査光学系を介して感光体ドラムＣ１に照射され、マゼンタ用の面発光型半導体レーザ素子からの光はマゼンタ用の走査光学系を介して感光体ドラムＭ１に照射され、イエロー用の面発光型半導体レーザ素子からの光はイエロー用の走査光学系を介して感光体ドラムＹ１に照射されるようになっている。

各感光体ドラムは、図１５中の矢印の方向に回転し、回転順にそれぞれ帯電器、現像器、転写用帯電手段、クリーニング手段が配置されている。各帯電器は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電器によって帯電された感光体ドラム表面に光走査装置１０１０Ａにより光が照射され、感光体ドラムに静電潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像器により感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写用帯電手段により、記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着手段３０により記録紙に画像が定着される。

タンデムカラー機では、機械精度等で各色の色ずれが発生する場合があるが、点灯させる発光部を選択することで各色の色ずれの補正精度を高めることができる。

なお、このタンデムカラー機１５００において、光走査装置１０１０Ａに代えて、ブラック用の光走査装置とシアン用の光走査装置とマゼンタ用の光走査装置とイエロー用の光走査装置を用いても良い。要するに、各面発光型半導体レーザ素子が、前記面発光型半導体レーザ素子１００と同様にして製造されていれば良い。

また、面発光型半導体レーザ素子１００と同様にして製造された面発光型半導体レーザ素子を備えた画像形成装置であれば、光走査装置を備えていない画像形成装置であっても良い。

以上説明したように、本発明の半導体レーザ製造方法によれば、高コスト化を招くことなく、信頼性の高い面発光型半導体レーザ素子を製造するのに適している。また、本発明の面発光型半導体レーザ素子によれば、安価で信頼性を高めるのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、安定した光走査を行うのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高品質の画像を安定して形成するのに適している。

図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明するための図（その１）である。 図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明するための図（その２）である。 上部反射鏡の低屈折率層及び高屈折率層の酸化を説明するための図である。 酸化物のエッチング後の上部反射鏡の凹凸を説明するための図である。 電流狭窄層の外周部のレーザ発振方向を含む断面形状を説明するための図である。 高屈折率層のエッチング後の上部反射鏡を説明するための図である。 図６の一部を拡大した図である。 図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明するための図（その３）である。 本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法を説明するための図（その４）である。 本発明の一実施形態に係る半導体レーザ素子の製造方法によって製造された面発光型半導体レーザ素子を説明するための図である。 図１０の発光部を拡大した図である。 本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。 図１２における光走査装置を示す概略図である。 図１２における光源に含まれる面発光型半導体レーザ素子を説明するための図である。 タンデムカラー機の概略構成を説明するための図である。

符号の説明

７ａ…低屈折率層、７ｂ…高屈折率層、１０…電流狭窄層、２１ａ…走査レンズ（走査光学系の一部）、２１ｂ…走査レンズ（走査光学系の一部）、２３…ポリゴンミラー（偏向器）、２４…光源（光源ユニットの一部）、１００…面発光レーザ素子（面発光型半導体レーザ素子）、１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、１０１０…光走査装置、１０１０Ａ…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、１５００…タンデムカラー機（画像形成装置）、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。

Claims (9)

1. 電流供給領域が酸化物によって囲まれている電流狭窄層を有する面発光型半導体レーザ素子を製造する半導体レーザ製造方法であって、
   アルミニウムの組成が互いに異なるＡｌＧａＡｓからなる高屈折率層と低屈折率層を組として複数の組からなる半導体多層膜反射鏡を含む複数の半導体層が積層された積層体を該積層体の表面からエッチングし、メサ形状の構造体を形成する工程と；
   前記構造体を酸化し、前記電流狭窄層を形成する工程と；
   前記構造体の側壁の酸化膜をエッチングする工程と；
   前記構造体の側壁で突出している前記高屈折率層をエッチングする工程と；を含む半導体レーザ製造方法。
2. 前記メサ形状の構造体を形成する工程では、複数の構造体を形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ製造方法。
3. 電流供給領域が酸化物によって囲まれている電流狭窄層、及びアルミニウムの組成が互いに異なるＡｌＧａＡｓからなる高屈折率層と低屈折率層を組として複数の組からなる半導体多層膜反射鏡を含む複数の半導体層が積層されたメサ形状の発光部を有する面発光型半導体レーザ素子において、
   前記電流狭窄層の外周部は、積層方向に平行な断面形状が、内側に向かって凸形状であることを特徴とする面発光型半導体レーザ素子。
4. 前記半導体多層膜反射鏡の外周部は酸化されていないことを特徴とする請求項３に記載の面発光型半導体レーザ素子。
5. 前記メサ形状の側壁における前記高屈折率層と前記低屈折率層の段差が、前記高屈折率層の膜厚よりも小さいことを特徴とする請求項３又は４に記載の面発光型半導体レーザ素子。
6. 前記発光部を複数有することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の面発光型半導体レーザ素子。
7. 光によって被走査面を走査する光走査装置であって、
   請求項３〜６のいずれか一項に記載の面発光型半導体レーザ素子を有する光源ユニットと；
   前記光源ユニットからの光を偏向する偏向器と；
   前記偏向器で偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と；を備える光走査装置。
8. 少なくとも１つの像担持体と；
   前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる光を走査する少なくとも１つの請求項７に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
9. 前記画像情報は、カラー画像情報であることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。