JP2013175613A - Surface light emission laser element, surface light emission laser array, optical scanner, and image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、面発光レーザ素子、面発光レーザアレイ、光走査装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to a surface emitting laser element, a surface emitting laser array, an optical scanning device, and an image forming apparatus.
昨今、多色画像形成装置においては、より高精細な画像品質が求められている。このため、高速化が年々進み、オンデマンドプリンティングシステムとして簡易印刷に用いられるようになりつつある。具体的には、面発光レーザ(VCSEL:Vertical Cavity Surface Emitting LASER)を2次元的に配列した構成の2次元アレイ素子を用いることにより、感光体上での副走査間隔を記録密度の1/nにすることができ、単位画素をn×mの複数ドットのマトリクス構成を形成することができる。このような面発光レーザは、半導体基板に対し垂直方向にレーザ共振器を構成し、半導体基板に対し垂直方向に光を出射する構造を有している。 In recent years, higher-definition image quality is required in multicolor image forming apparatuses. For this reason, the speed is increasing year by year and it is being used for simple printing as an on-demand printing system. Specifically, by using a two-dimensional array element having a configuration in which surface emitting lasers (VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting LASER) are two-dimensionally arranged, the sub-scanning interval on the photosensitive member is set to 1 / n of the recording density. It is possible to form a matrix configuration of n × m plural dots as unit pixels. Such a surface emitting laser has a structure in which a laser resonator is formed in a direction perpendicular to a semiconductor substrate and light is emitted in a direction perpendicular to the semiconductor substrate.
ところで、このようなVCSELとしては、酸化狭窄型(電流狭窄型)のVCSELがあり、酸化狭窄型のVCSELを製造する際には、酸化狭窄領域を形成するためエッチングによりメサを形成することにより、上部DBR等に形成されている電流狭窄層となるAlAs層の側面を露出させている。 By the way, as such a VCSEL, there is an oxide constriction type (current confinement type) VCSEL. When an oxide constriction type VCSEL is manufactured, a mesa is formed by etching to form an oxide confinement region. The side surface of the AlAs layer that is the current confinement layer formed in the upper DBR or the like is exposed.
特許文献1においては、共振器領域におけるいずれかの層にInを含む層を形成することにより、エッチングレートを低下させ、エッチングの終端が活性層とスペーサ層からなる共振器構造内となるように形成した構造のものが開示されている。尚、この構造のものは、共振器構造の下に形成される下部DBRまではエッチングはされてはいない。 In Patent Document 1, an etching rate is lowered by forming a layer containing In as one of the layers in the resonator region so that the etching termination is in the resonator structure including the active layer and the spacer layer. A formed structure is disclosed. This structure is not etched up to the lower DBR formed under the resonator structure.
しかしながら、RIE等のドライエッチングによって、エッチングの終端が共振器構造内となるようにメサを形成した場合、エッチングの終端となるメサ周辺の底部より外部へ光が漏れ出してしまう。これは、活性層において発生した光が、半導体基板の基板面と略平行に、スペーサ層の内部を伝搬するため、伝搬した光がメサ周辺の底部より外部に出射されるからである。ここで、VCSELがレーザ発振している状態では、スペーサ層内を伝搬しメサ周辺の底部より外部に出射される光量は、VCSELの出射面より出射される光量よりも十分小さいため、メサ周辺の底部より外部に出射する光の光漏れによる影響は小さい。しかしながら、VCSELがレーザ発振していない自然放出の状態においては、スペーサ層内を伝搬しメサ周辺の底部より外部に出射される光の光量は、VCSELの出射面より出射される光の光量と同等であるため、光漏れによる影響は大きい。 However, when the mesa is formed by dry etching such as RIE so that the end of the etching is within the resonator structure, light leaks out from the bottom around the mesa that is the end of the etching. This is because the light generated in the active layer propagates inside the spacer layer substantially parallel to the substrate surface of the semiconductor substrate, so that the propagated light is emitted from the bottom around the mesa. Here, in a state where the VCSEL is oscillating, the amount of light that propagates in the spacer layer and is emitted to the outside from the bottom portion around the mesa is sufficiently smaller than the amount of light emitted from the emission surface of the VCSEL. The influence of light leakage of light emitted outside from the bottom is small. However, in a spontaneous emission state in which the VCSEL is not laser-oscillated, the amount of light propagating through the spacer layer and emitted outside from the bottom around the mesa is equal to the amount of light emitted from the emission surface of the VCSEL. Therefore, the influence of light leakage is great.
ところで、一般的に、レーザ等の光デバイスにおいては、パルス応答時間を短縮させるために、動作電流よりも低い電流値のDCバイアスを印加する場合がある。例えば、画像形成装置においては、パルス応答時間を短縮させた場合において、感光体に光が照射され感光してしまうことを防ぐため、発振閾値電流以下の電流値のDCバイアスを印加することが行なわれている。しかしながら、DCバイアスが発振閾値電流以下の電流値であっても、活性層において光は自然放出される。この際、外部に出射される自然放出光の光量が多いと、感光させようとする領域以外の領域においても感光体が感光されるため、画像形成装置により形成される画像の画質の低下を招くといった問題点が生じる。 Incidentally, in general, in an optical device such as a laser, in order to shorten the pulse response time, a DC bias having a current value lower than the operating current may be applied. For example, in the image forming apparatus, when the pulse response time is shortened, a DC bias having a current value equal to or lower than the oscillation threshold current is applied to prevent the photosensitive member from being irradiated with light and exposed to light. It is. However, even if the DC bias is a current value equal to or less than the oscillation threshold current, light is spontaneously emitted in the active layer. At this time, if the amount of spontaneously emitted light emitted to the outside is large, the photosensitive member is also exposed in a region other than the region to be exposed, so that the image quality of the image formed by the image forming apparatus is deteriorated. This causes problems.
よって、メサを形成する際に行なわれるエッチングの終端を活性層よりも下にする方法がとられている。この方法では、下部スペーサ層の一部が除去され、エッチングの終端が共振器構造の下部スペーサ層となるように形成されているため、下部スペーサ層の薄くなった部分の有効屈折率が、エッチングがなされていないメサが形成されている領域に対し小さくなる。よって、スペーサ層内を伝搬する光は、横方向に閉じ込められ、自然放出光がスペーサ層を伝播してメサの側面等から漏れることを防ぐことができる。 Therefore, a method is adopted in which the end of etching performed when forming the mesa is below the active layer. In this method, a part of the lower spacer layer is removed, and the etching termination is formed to be the lower spacer layer of the resonator structure. Therefore, the effective refractive index of the thinned portion of the lower spacer layer is reduced by etching. It becomes smaller with respect to the region where the mesa not formed is formed. Therefore, light propagating in the spacer layer is confined in the lateral direction, and spontaneous emission light can be prevented from propagating through the spacer layer and leaking from the side surface of the mesa.
しかしながら、メサを形成する際、半導体基板上に形成されるすべてのメサについて、エッチングの終端が同じ位置、即ち、メサ周囲の底面が下部スペーサ層となるように、制御してドライエッチングを行なうことは極めて困難である。具体的には、通常のRIE等のドライエッチングにおいては、半導体基板の中央部と周辺部では、エッチングレートが異なっている。例えば、半導体基板の周辺部におけるエッチングレートが、中央部におけるエッチングレートに比べて遅い場合において、中央部においてエッチングの終端が活性層の下の下部スペーサ層となるようにエッチングを行なうと、周辺部においてはエッチングの終端が上部スペーサ層となる場合がある。また、周辺部においてエッチングの終端が活性層の下の下部スペーサ層となるようにエッチングを行なうと、中央部においては、エッチングの終端が下部スペーサ層の下の下部DBRまで達してしまう場合がある。この場合、下部DBRにAlAs層が含まれていると、このAlAs層の側面が露出し、水分等により腐食し、VCSELの信頼性を低下させてしまう。即ち、AlAsは耐湿性が低く腐食しやすい材料であるため、AlAs層の側面が露出していると、AlAs層の側面から水分等が入り込み、VCSELの信頼性を低下させてしまう。尚、下部DBRにおいては、VCSELをレーザ発振させた際の放熱効果を高めるために、AlGaAsよりも熱抵抗の低いAlAsが用いられる場合がある。 However, when forming a mesa, all the mesas formed on the semiconductor substrate are controlled to be dry etched so that the end of etching is the same position, that is, the bottom surface around the mesa is the lower spacer layer. Is extremely difficult. Specifically, in normal dry etching such as RIE, the etching rate is different between the central portion and the peripheral portion of the semiconductor substrate. For example, when the etching rate in the peripheral part of the semiconductor substrate is slower than the etching rate in the central part, if the etching is performed so that the end of etching is the lower spacer layer below the active layer in the central part, the peripheral part In this case, the etching termination may be the upper spacer layer. Further, if etching is performed so that the end of etching becomes the lower spacer layer below the active layer in the peripheral portion, the end of etching may reach the lower DBR below the lower spacer layer in the central portion. . In this case, if the lower DBR includes an AlAs layer, the side surface of the AlAs layer is exposed and corroded by moisture or the like, thereby reducing the reliability of the VCSEL. That is, since AlAs is a material that has low moisture resistance and is easily corroded, if the side surface of the AlAs layer is exposed, moisture or the like enters from the side surface of the AlAs layer, thereby reducing the reliability of the VCSEL. In the lower DBR, there is a case where AlAs having a lower thermal resistance than AlGaAs is used in order to enhance the heat dissipation effect when the VCSEL is laser-oscillated.
一方、複数のVCSELを高集積化させた面発光レーザアレイにおいては、RIE等のドライエッチングにおけるマイクロローディング効果の影響により、エッチングレートが不均一になりやすい。これは、複数のVCSELを高集積化させた際、メサの間隔が狭い領域と広い領域とが形成されるが、メサの間隔が狭い領域では、マイクロローディング効果によりエッチングレートが低下するため、メサの間隔が広い領域に比べて、エッチングの終端が浅くなり、メサ周辺の底部が浅い位置に形成されるからである。 On the other hand, in a surface emitting laser array in which a plurality of VCSELs are highly integrated, the etching rate tends to be non-uniform due to the influence of the microloading effect in dry etching such as RIE. This is because when a plurality of VCSELs are highly integrated, a region having a narrow mesa interval and a wide region are formed. However, in a region having a small mesa interval, the etching rate decreases due to the microloading effect. This is because the end of etching is shallower than that of a region having a wide interval, and the bottom around the mesa is formed at a shallow position.
また、特許文献2では、このような自然放出光の外部漏れ対策として、メサの側面及び上面の一部を金属等の光反射膜で覆い、自然放出光を光反射膜で反射させて、活性層に戻す方法が開示されている。この方法では、光反射膜で反射された自然放出光が活性層に戻るため、閾値電流を低減させることができる。 Further, in Patent Document 2, as a measure against such external leakage of spontaneously emitted light, a part of the side surface and upper surface of the mesa is covered with a light reflecting film such as metal, and the spontaneously emitted light is reflected by the light reflecting film to activate the mesa. A method of returning to a layer is disclosed. In this method, since the spontaneous emission light reflected by the light reflecting film returns to the active layer, the threshold current can be reduced.
また、特許文献3では、自然放出光の抑制という目的ではないが、VCSELの放熱性を向上させることを目的として、VCSELに電流を注入するための電極や配線とは接続のされていない金属膜をメサの側面等に形成した構造のものが開示されている。この場合、この構造のVCSELでは、金属膜は電極や配線とは接続されていないため、高速動作が妨げられることはない。 Further, in Patent Document 3, although not intended to suppress spontaneous emission light, a metal film that is not connected to an electrode or wiring for injecting current into the VCSEL for the purpose of improving the heat dissipation of the VCSEL. A structure having a structure formed on the side surface of the mesa is disclosed. In this case, in the VCSEL having this structure, the metal film is not connected to the electrode or the wiring, so that high-speed operation is not hindered.
しかしながら、特許文献2に記載された方法では、光反射膜によりメサの上面の一部を覆うような構造の場合、形成される光反射膜は必然的にVCSELに電流を注入するための配線の一部となる。よって、この場合には、配線の面積が大きくなるため、寄生容量が増大し、VCSELの高速動作の妨げとなるといった問題点が生じてしまう。 However, in the method described in Patent Document 2, in the case where the light reflecting film covers a part of the upper surface of the mesa, the formed light reflecting film inevitably has a wiring for injecting current into the VCSEL. Become part. Therefore, in this case, since the area of the wiring is increased, the parasitic capacitance is increased, which causes a problem that the high speed operation of the VCSEL is hindered.
また、特許文献3に記載された構造のものでは、メサの側面に金属膜を形成することにより、金属膜による応力が活性層に加わり、出射される光の偏光方向が、所望の偏光方向とは異なる偏光方向となってしまう場合があり、特性等が変化してしまう。従って、所望の偏光方向等を得るためには、メサにはできるだけ応力がかからないようにすることが好ましく、メサの側面には配線等以外の金属膜が形成されていない構造が好ましい。 Further, in the structure described in Patent Document 3, by forming a metal film on the side surface of the mesa, stress due to the metal film is applied to the active layer, and the polarization direction of the emitted light is changed to the desired polarization direction. May have different polarization directions, and the characteristics and the like will change. Therefore, in order to obtain a desired polarization direction or the like, it is preferable that the mesa is not stressed as much as possible, and a structure in which a metal film other than wiring or the like is not formed on the side surface of the mesa is preferable.
よって、本発明は、上記に鑑みなされたものであり、素子の特性に影響を与えることなく、メサ周辺の底面より自然放出光が出射されることを防ぐことができ、均一性の高い面発光レーザ素子及び面発光レーザアレイを提供することを目的とするものである。また、低コストで、信頼性の高い光走査装置及び画像形成装置を提供することを目的とするものである。 Therefore, the present invention has been made in view of the above, and it is possible to prevent spontaneous emission from being emitted from the bottom surface around the mesa without affecting the characteristics of the element. An object of the present invention is to provide a laser element and a surface emitting laser array. It is another object of the present invention to provide an optical scanning device and an image forming apparatus that are low in cost and high in reliability.
本発明は、基板の上に形成された下部DBRと、前記下部DBRの上に形成された下部スペーサ層と、前記下部スペーサ層の上に形成された活性層と、前記活性層の上に形成された上部スペーサ層と、前記上部スペーサ層の上に形成された上部DBRと、を有し、前記下部スペーサ層、前記活性層及び前記上部スペーサ層により共振器領域が形成されており、前記上部DBR及び前記共振器領域の一部を除去することによりメサが形成されており、前記メサ周囲の底面となる前記共振器領域の上には、金属材料により光反射膜が形成されていることを特徴とする。 The present invention provides a lower DBR formed on a substrate, a lower spacer layer formed on the lower DBR, an active layer formed on the lower spacer layer, and formed on the active layer. An upper spacer layer formed on the upper spacer layer, and a resonator region is formed by the lower spacer layer, the active layer, and the upper spacer layer; A mesa is formed by removing a part of the DBR and the resonator region, and a light reflecting film is formed of a metal material on the resonator region which is a bottom surface around the mesa. Features.
本発明によれば、素子の特性に影響を与えることなく、メサ周辺の底面より自然放出光が出射されることを防ぐことができ、均一性の高い面発光レーザ素子及び面発光レーザアレイを提供することができる。また、低コストで、信頼性の高い光走査装置及び画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to prevent the spontaneous emission light from being emitted from the bottom surface around the mesa without affecting the characteristics of the element, and to provide a highly uniform surface emitting laser element and surface emitting laser array can do. In addition, a highly reliable optical scanning device and image forming apparatus can be provided at low cost.
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。 The form for implementing this invention is demonstrated below. In addition, about the same member etc., the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.
〔第1の実施の形態〕
(面発光レーザ素子)
第1の実施の形態について説明する。図1及び図2は、本実施の形態における面発光レーザ素子の構造を示すものである。本実施の形態における面発光レーザ素子は、GaInAsP/GaInP多重量子井戸構造を活性層とするものであり、発振波長が780nm帯の面発光レーザ素子である。尚、図1(a)は、本実施の形態における面発光レーザ素子を上面側より見た図であり、上部電極113及び光反射膜120を示すものである。図1(b)は、本実施の形態における面発光レーザ素子の断面図である。また、図2は、図1(b)における一点鎖線1Aにおいて囲まれた領域の拡大図である。
[First Embodiment]
(Surface emitting laser element)
A first embodiment will be described. 1 and 2 show the structure of the surface emitting laser element according to the present embodiment. The surface emitting laser element in the present embodiment is a surface emitting laser element having a GaInAsP / GaInP multiple quantum well structure as an active layer and an oscillation wavelength of 780 nm band. FIG. 1A is a view of the surface emitting laser element according to the present embodiment as viewed from the upper surface side, and shows the
図1及び図2に示されるように、本実施の形態における面発光レーザ素子は、面方位が傾斜しているいわゆる傾斜基板と称される半導体基板101上に、バッファ層102、下部半導体DBR(Distributed Bragg Reflector)103、下部スペーサ層104、活性層105、上部スペーサ層106、上部半導体DBR107が積層形成されている。また、上部半導体DBR107の上にはコンタクト層109が形成されており、コンタクト層109、上部半導体DBR107、上部スペーサ層106の一部を除去することにより、メサ110が形成されている。尚、電流狭窄層108は、上部DBR107の内部に形成されており、形成されたメサ110の側面より、電流狭窄層108を酸化することにより、選択酸化領域108aが形成され、酸化されていない領域により電流狭窄領域108bが形成されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the surface emitting laser element according to the present embodiment has a
更に、メサ110の側面及びメサ周辺の底面110aを覆うように保護膜111が形成されている。上部電極113は、保護膜111の上に形成されており、メサ110の上面において露出しているコンタクト層109と接触しており、半導体基板101の裏面には下部電極114が形成されている。また、本実施の形態においては、光反射膜120は、メサ周辺における保護膜111の上に形成されている。
Further, a
半導体基板101は、面方位が(100)面から[111]A方向に15°傾斜したn−GaAs基板が用いられており、バッファ層102は、n−GaAsにより形成されている。
The
また、下部半導体DBR103は、n−AlAs/n−Al0.3Ga0.7Asを1周期としたものを40.5周期形成したものである。
The
また、下部スペーサ層104は、(Al0.1Ga0.9)0.5In0.5Pにより形成されており、活性層105は、GaInAsP/GaInP3重量子井戸活性層により形成されており、上部スペーサ層106は、(Al0.1Ga0.9)0.5In0.5Pにより形成されている。尚、本実施の形態における面発光レーザ素子では、下部スペーサ層104、活性層105、上部スペーサ層106により共振器領域が形成されている。
The
また、上部半導体DBR107は、p−Al0.9Ga0.1As/p−Al0.3Ga0.7Asを1周期としたものを25周期形成したものである。尚、上述したように上部半導体DBR107には、電流狭窄層108となるAlAs層が形成されている。電流狭窄層108は、活性層105から3番目となる定在波の節となる位置に、厚さが約30nmとなるように形成されている。また、コンタクト層109は、p−GaAsにより形成されている。
The
保護膜111は、例えばSiN等により形成されており、メサ周辺の底面110aの上には、保護膜111を介しAl、Au、Ag等を含む材料により光反射膜120が形成されている。尚、上部電極113と光反射膜120とは接触しておらず、電気的には接続されていない。
The
次に、本実施の形態における面発光レーザ素子の動作について説明する。最初に、本実施の形態における面発光レーザ素子に、発振閾値以下の微小電流を注入した場合における自然放出光について説明する。本実施の形態における面発光レーザ素子では、発振閾値以下の微小電流を注入することにより、活性層105において、自然放出光が発生するが、この自然放出光は、半導体基板101の基板面に対し垂直方向及び水平方向を含む全方向に放出される。このうち、基板面に対し垂直方向に伝搬する光は、上部半導体DBR107及び下部半導体DBR103により、活性層105が設けられている側に反射され、活性層105において吸収されるため、面発光レーザ素子の外部に出射されることは殆どない。一方、基板面に対し水平方向に伝搬する光は、上部スペーサ層106または下部スペーサ層104等の内部を伝搬する。
Next, the operation of the surface emitting laser element in the present embodiment will be described. First, spontaneous emission light when a minute current equal to or lower than the oscillation threshold is injected into the surface emitting laser element according to the present embodiment will be described. In the surface emitting laser element according to the present embodiment, spontaneous emission light is generated in the
ここで、本実施の形態における面発光レーザ素子では、半導体基板101の基板内におけるエッチングのバラツキ等により、エッチングの終点、即ち、メサ周辺の底面110aが、上部スペーサ層106となる場合と、活性層105となる場合と、下部スペーサ層104となる場合がある。図3に基づき、これらの各々の場合について説明する。
Here, in the surface emitting laser element according to the present embodiment, the etching end point, that is, the
図3(a)は、メサ周辺の底面110aが上部スペーサ層106となる場合である。この場合には、活性層105において発生した自然放出光は、上部スペーサ層106等を基板面に略平行に伝搬するが、保護膜111を介しメサ周囲の底面110aとなる上部スペーサ層106の上に形成された光反射膜120において反射されるため、活性層105に戻る。よって、メサ周囲の底面110aより自然放出光が出射されることはない。
FIG. 3A shows a case where the
また、図3(b)は、メサ周辺の底面110aが活性層105となる場合である。この場合には、活性層105において発生した自然放出光のうち、上部スペーサ層106を伝搬する光は、メサ110の側面において、上部スペーサ層106の側面に保護膜111が形成されている部分で反射されるため、外部に漏れ出ることはない。また、下部スペーサ層104等を基板面に略平行に伝搬する光は、保護膜111を介しメサ周囲の底面110aとなる活性層105の上に形成された光反射膜120において反射されるため、活性層105に戻る。よって、メサ周囲の底面110aより自然放出光が出射されることはない。
FIG. 3B shows a case where the
また、図3(c)は、メサ周辺の底面110aが下部スペーサ層104となる場合である。この場合には、活性層105において発生した自然放出光のうち、上部スペーサ層106を伝搬する光は、メサ110の側面において、上部スペーサ層106の側面に保護膜111が形成されている部分で反射されるため、外部に漏れ出ることはない。また、下部スペーサ層104等を基板面に略平行に伝搬する光は殆どないが、仮にあったとしても、保護膜111を介しメサ周囲の底面110aとなる下部スペーサ層104の上に形成された光反射膜120において反射される。よって、メサ周囲の底面110aより自然放出光が出射されることはない。
FIG. 3C shows the case where the
以上により、本実施の形態における面発光レーザ素子は、発振閾値以下の微小な電流が注入された場合に生じる自然放出光が、メサ周囲の底面110aより出射されるものではないため、画像形成装置等に用いた場合、高画質な画像を形成することができる。また、メサ110を形成する際、エッチングによるバラツキ等により、メサの周囲の底面110aが上部スペーサ層106、活性層105、下部スペーサ層104となる場合があるが、いずれの場合においても、活性層105において発生した自然放出光は、メサ周辺の底部より出射されることはない。このため、メサ110を形成する際の製造マージンを広くすることができ、面発光レーザ素子の均一を向上させ、歩留りも向上させることができる。尚、本実施の形態では、下部DBR103の一部がAlAsにより形成されているため、放熱性が高い。また、上部電極113と光反射膜120とは電気的に接続されていないため、寄生容量が増えることもなく、高速動作が妨げられることはない。更に、メサ110の側面には光反射膜120等の金属膜は形成されていないため、金属膜による応力により面発光レーザ素子における特性等が変化することはない。
As described above, the surface-emitting laser element according to the present embodiment does not emit spontaneously emitted light generated when a minute current equal to or lower than the oscillation threshold is injected from the
(面発光レーザ素子の製造方法)
次に、図1及び図2等に基づき、本実施の形態における面発光レーザ素子の製造方法について説明する。
(Method for manufacturing surface-emitting laser element)
Next, a method for manufacturing the surface emitting laser element according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
最初に、GaAsからなる半導体基板101上に、バッファ層102、下部半導体DBR103、下部スペーサ層104、活性層105、上部スペーサ層106、上部半導体DBR107、コンタクト層109を積層形成する。尚、電流狭窄層108は、上部半導体DBR107内に形成される。形成方法としては、有機金属気相成長(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition)法、分子線エピタキシャル成長法(MBE:Molecular Beam Epitaxy)法が挙げられる。例えば、MOCVD法により形成する場合には、III族の原料としては、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族の原料としては、フォスフィン(PH3)、アルシン(AsH3)を用い、また、p型ドーパントの原料には四臭化炭素(CBr4)、ジメチルジンク(DMZn)を用い、n型ドーパントの原料にはセレン化水素(H2Se)を用いて上述した各層を成膜する。尚、各膜の膜厚や層数などについては上述したとおりである。
First, a
次に、メサ110を形成する。具体的には、コンタクト層109の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、メサ110が形成される領域にレジストパターンを形成する。この後、Cl2ガスを用いてECR(Electron Cyclotron Resonance)プラズマエッチング法により、レジストパターンが形成されていない領域におけるコンタクト層109、上部半導体DBR107、上部スペーサ層106、活性層105、下部スペーサ層104の一部を除去することにより、下部スペーサ層104の表面を露出させる。これによりメサ110が形成され、例えば、エッチングにより露出した下部スペーサ層104の面がメサ周辺の底面110aとなるものが形成される。このようにして形成されるメサ110は、例えば、直径が約25μmの円形状のメサである。尚、本実施の形態では、エッチングの終端が下部スペーサ層104となるような条件で形成した場合においては、エッチングレートが相対的に低い領域では、メサ周辺の底部が活性層105となる場合や、上部スペーサ層106となる場合がある。また、メサ110を形成する際は、上述したECRプラズマエッチング法以外のドライエッチング、例えば、RIE等により形成することも可能である。
Next, the
次に、水蒸気中で熱処理を行なう。具体的には、メサ110を形成することにより、電流狭窄層108の側面が露出し、側面が露出している電流狭窄層108をメサ110の側面周囲より酸化することにより選択酸化領域108aを形成する。尚、電流狭窄層108において、メサ110の中央部分の選択酸化されていない領域、即ち、電流狭窄層108において選択酸化領域108aにより囲まれた領域は電流狭窄領域108bとなり、この電流狭窄領域108bに電流を集中させることができる。尚、この電流狭窄領域108bは、直径が4μm〜6μm程度のものである。
Next, heat treatment is performed in steam. Specifically, the side surface of the
次に、メサ110の側面及びメサ周辺の底面110aに保護膜111を形成する。具体的には、メサ110が形成されている面に、保護膜111として、例えば、SiN膜をCVD法により成膜する。この後、メサ110の上面に開口部を有するレジストパターンを形成し、メサ110の上面において、レジストパターンが形成されていない領域の保護膜111をRIE等のドライエッチングにより除去し、コンタクト層109を露出させる。尚、この後、レジストパターンは、有機溶剤等により除去する。
Next, the
次に、上部電極113となるp側電極と、光反射膜120を形成する。具体的には、コンタクト層109及び保護膜111の上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行なうことにより、上部電極113及び光反射膜120が形成される領域に開口部を有するレジストパターンを形成する。この後、真空蒸着によりCr/AuZn/Auからなる金属多層膜を成膜し、有機溶剤等に浸漬させることにより、レジストパターンの形成されている領域上の金属多層膜をレジストパターンとともにリフトオフにより除去し、残存した金属多層膜により上部電極113及び光反射膜120を形成する。これにより、上部電極113は、メサ110の上面において露出しているコンタクト層109と接するように形成することができ、光反射膜120は、メサ周辺の底面110aにおける保護膜111の上に形成することができる。尚、上部電極113は、メサ110の上面において、約10μmの直径の開口を有する構造ものである。また、上部電極113と光反射膜120とは接触しておらず、電気的には接続されてはいない。
Next, the p-side electrode to be the
次に、下部電極114となるn側電極を形成する。具体的には、半導体基板101の裏面を所定の厚さ、例えば、100μm〜300μm程度になるまで研磨し、下部電極114を成膜する。下部電極114は、AuGe/Ni/Auからなる金属多層膜、または、Ti/Pt/Auからなる金属多層膜を真空蒸着により成膜することにより形成される。この後、アニールを行なうことにより、上部電極113及び下部電極114においてオーミックコンタクトをとることができる。
Next, an n-side electrode to be the
以上の工程により、本実施の形態における面発光レーザ素子が作製される。本実施の形態における面発光レーザ素子は、メサ110を形成する際、ドライエッチングにおけるエッチング速度のバラツキにより、メサ周辺の底面110aが、上部スペーサ層106となる場合や、活性層105となる場合や、下部スペーサ層104となる場合があるが、これらの場合のすべてにおいて、メサ周囲の底面110aより光が出射されることを防ぐことができる。よって、面発光レーザ素子における均一性を高めることができ、更には、歩留りを向上させることができる。
Through the above steps, the surface emitting laser element according to the present embodiment is manufactured. In the surface emitting laser element according to the present embodiment, when the
尚、上記における本実施の形態における説明では、メサが円形状に形成された面発光レーザ素子について説明したが、本実施の形態における面発光レーザ素子は、メサ110の形状が、楕円形や四角形等の形状であってもよい。
In the above description of the present embodiment, the surface emitting laser element in which the mesa is formed in a circular shape has been described. However, in the surface emitting laser element in the present embodiment, the shape of the
〔第2の実施の形態〕
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態における面発光レーザ素子は、形成されるメサの形状が四角形状のものである。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment will be described. In the surface emitting laser element according to the present embodiment, the mesa formed has a quadrangular shape.
図4に基づき、本実施の形態における面発光レーザ素子について説明する。本実施の形態における面発光レーザ素子は、一辺の長さLが約25μmの正方形状のメサ210が形成されており、メサ210の上面には、ロの字状に上部電極213が形成されており、上部電極213の内側の開口領域214より、レーザ発振した光が出射される構造ものである。また、メサ周辺の底部には、光反射膜220が形成されている。光反射膜220は、メサ210と光反射膜220との間隔Dが約3μmであって、幅Wが10μmとなるように形成されている。
Based on FIG. 4, the surface emitting laser element in the present embodiment will be described. In the surface emitting laser element according to the present embodiment, a
次に、本実施の形態における面発光レーザ素子と従来の構造の面発光レーザ素子とにおいて、発振閾値以下の電流を流した場合の外部に出射される光の光量を調べた結果について説明する。尚、従来の構造の面発光レーザ素子は、図5に示すように、一辺の長さLsが約25μmの正方形状のメサ910が形成されており、メサ910の上面には、ロの字状に上部電極913が形成されており、上部電極913の内側の開口領域914より、レーザ発振した光が出射される構造ものである。
Next, a description will be given of the results of examining the amount of light emitted to the outside when a current equal to or less than the oscillation threshold is passed between the surface-emitting laser element in the present embodiment and the surface-emitting laser element having the conventional structure. As shown in FIG. 5, the surface emitting laser element having a conventional structure has a
上述した図4及び図5に示す構造の面発光レーザ素子を作製し、0.2mAの電流を各々の面発光レーザ素子に注入し、メサの上面側において出射される光量を測定した。尚、図4及び図5に示す構造の面発光レーザ素子における発振閾値電流は、約0.5mAであるため、0.2mAの電流は、この発振閾値以下の電流である。この結果、図4に示される本実施の形態における面発光レーザ素子は、図5に示される面発光レーザ素子よりも、検出される光量が約6%低下していた。このことは、図4に示される本実施の形態における面発光レーザ素子は、図5に示される面発光レーザ素子よりも、自然放出される光が約6%低下していることを意味する。即ち、図4及び図5における面発光レーザ素子には、発振閾値以下の電流が注入されているため、レーザ発振はしておらず、自然放出された光が出射される。メサの上面より出射される光の光量は双方とも略同じであるが、本実施の形態における面発光レーザ素子においては、メサ周囲の底部より出射される光が減るため、自然放出される光が約6%低下するものと考えられる。 The surface emitting laser elements having the structure shown in FIG. 4 and FIG. 5 described above were manufactured, a current of 0.2 mA was injected into each surface emitting laser element, and the amount of light emitted from the upper surface side of the mesa was measured. Since the oscillation threshold current in the surface emitting laser element having the structure shown in FIGS. 4 and 5 is about 0.5 mA, the current of 0.2 mA is a current below this oscillation threshold. As a result, the amount of light detected by the surface emitting laser element in the present embodiment shown in FIG. 4 was reduced by about 6% compared to the surface emitting laser element shown in FIG. This means that the surface emitting laser element in the present embodiment shown in FIG. 4 has about 6% lower spontaneously emitted light than the surface emitting laser element shown in FIG. That is, since the current equal to or lower than the oscillation threshold is injected into the surface emitting laser element in FIGS. 4 and 5, laser oscillation is not performed, and spontaneously emitted light is emitted. The amount of light emitted from the top surface of the mesa is substantially the same, but in the surface emitting laser element according to the present embodiment, the light emitted from the bottom around the mesa is reduced, so that the spontaneously emitted light is It is thought that it will decrease by about 6%.
尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態と同様である。即ち、メサ210及び上部電極213の形状及び光反射膜220の形状等を除き、第1の実施の形態と同様である。
The contents other than the above are the same as in the first embodiment. That is, except for the shape of the
〔第3の実施の形態〕
次に、第3の実施の形態について説明する。本実施の形態における面発光レーザアレイは、第1の実施の形態または第2の実施の形態における面発光レーザが複数形成されているものである。図6に基づき本実施の形態における面発光レーザアレイについて説明する。本実施の形態における面発光レーザアレイは、第2の実施の形態の面発光レーザ素子において形成されたメサ210と同様のメサ310が40個形成されているものであり、1つのメサ310には1つの面発光レーザが形成されている。即ち、図6に示される面発光レーザアレイには、40個の面発光レーザが形成されている。尚、図6に示す面発光レーザアレイにおいては、メサ310間におけるメサ周囲の底部には、金属材料により形成された光反射膜320及び、各々のメサ310に接続されている配線321が形成されている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment will be described. The surface emitting laser array according to the present embodiment is formed by forming a plurality of surface emitting lasers according to the first embodiment or the second embodiment. The surface emitting laser array in the present embodiment will be described based on FIG. The surface emitting laser array in the present embodiment is formed by forming 40
また、図6に示す面発光レーザアレイでは、メサ310の間隔は、X軸方向がY軸方向よりも狭くなるように形成されている。このように、メサ310の間隔が異なると、メサ310を形成する際のドライエッチングにおけるマイクロローディング効果により、メサ310の間隔が狭い領域では、エッチングが浅くなり、メサ310の間隔の広い領域では、エッチングが深くなる。即ち、ドライエッチングにおけるエッチング深さにバラツキが生じやすくなる。しかしながら、本実施の形態における面発光レーザアレイは、第1の実施の形態における面発光レーザ素子の場合と同様に、メサ周囲における底面の位置が所望の位置よりも多少ずれたとしても、メサを形成する際のエッチングマージンが広いため、各々の面発光レーザにおける特性等は均一なものとなる。よって、面発光レーザアレイにおける面発光レーザの特性を向上させるとともに、均一性を高めることができる。
In the surface emitting laser array shown in FIG. 6, the interval between the
尚、上記以外の内容については、第1の実施の形態または第2の実施の形態と同様である。 The contents other than those described above are the same as those in the first embodiment or the second embodiment.
〔第4の実施の形態〕
次に、第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1または第2の実施の形態における面発光レーザ素子、または、第3の実施の形態における面発光レーザアレイを用いた画像形成装置であるレーザプリンタ1000である。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment will be described. This embodiment is a
図7に基づき、本実施の形態におけるレーザプリンタ1000について説明する。本実施の形態におけるレーザプリンタ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、クリーニングユニット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、排紙トレイ1043、通信制御装置1050、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置1060等を備えている。尚、これらは、プリンタ筐体1044の中の所定位置に収容されている。
Based on FIG. 7, the
通信制御装置1050は、ネットワークなどを介した上位装置(例えばパソコン)との双方向の通信を制御する。
The
感光体ドラム1030は、円柱状の部材であり、そ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。そして、感光体ドラム1030は、矢印Xで示す方向に回転するようになっている。
The
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及びクリーニングユニット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の回転方向に沿って、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→クリーニングユニット1035の順に配置されている。
The charging
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。
The charging
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の表面を、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光束により走査し、感光体ドラム1030の表面に画像情報に対応した潜像を形成する。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。
The
トナーカートリッジ1036にはトナーが格納されており、この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。
The developing
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、この給紙コロ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。このレジストローラ対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、この記録紙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。
A voltage having a polarity opposite to that of the toner is applied to the
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。
In the fixing
除電ユニット1034は、感光体ドラム1030の表面を除電する。
The
クリーニングユニット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。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に対向する位置に戻る。
The
次に、図8に基づき光走査装置1010について説明する。光走査装置1010は、光源ユニット1100、不図示のカップリングレンズ及び開口板、シリンドリカルレンズ1113、ポリゴンミラー1114、fθレンズ1115、トロイダルレンズ1116、2つのミラー(1117、1118)、及び上記各部を統括的に制御する不図示の制御装置を備えている。尚、光源ユニット1100には、第1または第2の実施の形態における面発光レーザ素子、または、第3の実施の形態における面発光レーザアレイを含むものにより形成されている。
Next, the
シリンドリカルレンズ1113は、光源ユニット1100から出力された光を、ミラー1117を介してポリゴンミラー1114の偏向反射面近傍に集光する。
The
ポリゴンミラー1114は、高さの低い正六角柱状部材からなり、側面には6面の偏向反射面が形成されている。 そして、不図示の回転機構により、矢印Yに示す方向に一定の角速度で回転されている。
The
従って、光源ユニット1100から出射され、シリンドリカルレンズ1113によってポリゴンミラー1114の偏向反射面近傍に集光された光は、ポリゴンミラー1114の回転により一定の角速度で偏向される。
Accordingly, the light emitted from the
fθレンズ1115は、ポリゴンミラー1114からの光の入射角に比例した像高をもち、ポリゴンミラー1114により一定の角速度で偏向される光の像面を、主走査方向に関して等速移動させる。 トロイダルレンズ1116は、fθレンズ1115からの光をミラー1118を介して、感光体ドラム1030の表面に結像する。
The
トロイダルレンズ1116は、fθレンズ1115を介した光束の光路上に配置されている。そして、このトロイダルレンズ1116を介した光束が、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1114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。また、感光体ドラム1030の回転方向が「副走査方向」である。
The
ポリゴンミラー1114と感光体ドラム1030との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施の形態では、走査光学系は、fθレンズ1115とトロイダルレンズ1116とから構成されている。なお、fθレンズ1115とトロイダルレンズ1116の間の光路上、及びトロイダルレンズ1116と感光体ドラム1030の間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも1つの折り返しミラーが配置されてもよい。
The optical system arranged on the optical path between the
この場合に、面発光レーザアレイLAが、図9に示されるように配置されていると、面発光レーザアレイLAでは、各面発光レーザ素子(VCSEL)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時の副走査方向に対応する方向における各面発光レーザ素子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面発光レーザ素子のピッチ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面発光レーザ数を増加したり、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、光源の点灯のタイミングで容易に制御できる。
In this case, if the surface emitting laser array LA is arranged as shown in FIG. 9, in the surface emitting laser array LA, the center of each surface emitting laser element (VCSEL) extends in the direction corresponding to the sub-scanning direction. Since the positional relationship of the surface emitting laser elements in the direction corresponding to the sub-scanning direction when the vertical line is lowered is equal (interval d2), the lighting timing is adjusted to adjust the sub-scanning on the
また、この場合には、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面発光レーザ素子は高い単一基本横モード出力を発生させる事ができるので、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。
Further, in this case, in the
また、この場合には、各発光部からの光束の偏光方向が安定して揃っているため、レーザプリンタ1000では、高品質の画像を安定して形成することができる。
In this case, since the polarization directions of the light beams from the respective light emitting units are stably aligned, the
尚、本実施の形態における説明では、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。
In the description of the present embodiment, the case of the
例えば、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よい。 For example, an image forming apparatus that directly irradiates laser light onto a medium (for example, paper) that develops color with laser light may be used.
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。 Further, an image forming apparatus using a silver salt film as the image carrier may be used. In this case, a latent image is formed on the silver salt film by optical scanning, and this latent image can be visualized by a process equivalent to a developing process in a normal silver salt photographic process. Then, it can be transferred to photographic paper by a process equivalent to a printing process in a normal silver salt photographic process. Such an image forming apparatus can be implemented as an optical plate making apparatus or an optical drawing apparatus that draws a CT scan image or the like.
本実施の形態では、第1または第2の実施の形態における面発光レーザ素子、又は、第3の実施の形態における面発光レーザアレイを用いているため、発振閾値以下の電流を注入した場合において、外部に出射される自然放出光を抑制することができる。このため動作電流よりも低い発振閾値以下の電流をDCバイアスとして印加した場合においても、自然放出光により感光体が感光されることを抑制することができるため、高品質な画像を得ることができる。また、第1または第2の実施の形態における面発光レーザ素子、または、第3の実施の形態における面発光レーザアレイは、高速動作も可能であるため画像形成を高速で行なうことができる。 In this embodiment, since the surface-emitting laser element in the first or second embodiment or the surface-emitting laser array in the third embodiment is used, when a current equal to or lower than the oscillation threshold is injected. Spontaneously emitted light emitted to the outside can be suppressed. For this reason, even when a current equal to or lower than the oscillation threshold lower than the operating current is applied as a DC bias, it is possible to suppress the photosensitive member from being exposed to spontaneously emitted light, so that a high-quality image can be obtained. . Further, since the surface emitting laser element in the first or second embodiment or the surface emitting laser array in the third embodiment can operate at high speed, image formation can be performed at high speed.
〔第5の実施の形態〕
次に、第5の実施の形態について説明する。第5の実施の形態は、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ2000である。
[Fifth Embodiment]
Next, a fifth embodiment will be described. The fifth embodiment is a
図10に基づき、本実施の形態におけるカラープリンタ2000について説明する。本実施の形態におけるカラープリンタ2000は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、ブラック用の「感光体ドラムK1、帯電装置K2、現像装置K4、クリーニングユニットK5、及び転写装置K6」と、シアン用の「感光体ドラムC1、帯電装置C2、現像装置C4、クリーニングユニットC5、及び転写装置C6」と、マゼンタ用の「感光体ドラムM1、帯電装置M2、現像装置M4、クリーニングユニットM5、及び転写装置M6」と、イエロー用の「感光体ドラムY1、帯電装置Y2、現像装置Y4、クリーニングユニットY5、及び転写装置Y6」と、光走査装置2010と、転写ベルト2080と、定着ユニット2030などを備えている。
Based on FIG. 10, the
各感光体ドラムは、図10において示される矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転順にそれぞれ帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットが配置されている。各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置2010により光が照射され、各感光体ドラムに潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、転写ベルト2080上の記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着ユニット2030により記録紙に画像が定着される。
Each photosensitive drum rotates in the direction of the arrow shown in FIG. 10, and a charging device, a developing device, a transfer device, and a cleaning unit are arranged around each photosensitive drum in the order of rotation. Each charging device uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of each photoconductive drum charged by the charging device is irradiated with light by the
光走査装置2010は、第1または第2の実施の形態における面発光レーザ素子、または、第3の実施の形態における面発光レーザアレイを含む光源ユニットを、各々の色毎に有しており、第4の実施の形態において説明した光走査装置1010と同様の効果を得ることができる。また、カラープリンタ2000は、この光走査装置2010を備えているため、第4の実施の形態におけるレーザプリンタ1000と同様の効果を得ることができる。
The
よって、本実施の形態におけるカラープリンタ2000では、第1または第2の実施の形態における面発光レーザ素子、または、第3の実施の形態における面発光レーザアレイを用いているため、高品質の画像を高速で形成することができる。
Therefore, since the
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。 As mentioned above, although the form which concerns on implementation of this invention was demonstrated, the said content does not limit the content of invention.
101 半導体基板
102 バッファ層
103 下部半導体DBR
104 下部スペーサ層
105 活性層
106 上部スペーサ層
107 上部半導体DBR
108 電流狭窄層
108a 選択酸化領域
108b 電流狭窄領域
109 コンタクト層
110 メサ
110a メサ周囲の底面
111 保護膜
113 上部電極
114 下部電極
120 光反射膜
1000 レーザプリンタ(画像形成装置)
1010 光走査装置
2000 カラープリンタ(画像形成装置)
101
104
108
1010
Claims (11)
前記下部DBRの上に形成された下部スペーサ層と、
前記下部スペーサ層の上に形成された活性層と、
前記活性層の上に形成された上部スペーサ層と、
前記上部スペーサ層の上に形成された上部DBRと、
を有し、
前記下部スペーサ層、前記活性層及び前記上部スペーサ層により共振器領域が形成されており、
前記上部DBR及び前記共振器領域の一部を除去することによりメサが形成されており、
前記メサ周囲の底面となる前記共振器領域の上には、金属材料により光反射膜が形成されていることを特徴とする面発光レーザ素子。 A lower DBR formed on the substrate;
A lower spacer layer formed on the lower DBR;
An active layer formed on the lower spacer layer;
An upper spacer layer formed on the active layer;
An upper DBR formed on the upper spacer layer;
Have
A resonator region is formed by the lower spacer layer, the active layer, and the upper spacer layer,
A mesa is formed by removing a part of the upper DBR and the resonator region,
A surface-emitting laser element, wherein a light reflecting film is formed of a metal material on the resonator region that is a bottom surface around the mesa.
前記光反射膜は前記保護膜を介した前記メサ周囲の底面となる前記共振器領域の上に形成されていることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の面発光レーザ素子。 A protective film is formed on the side surface of the mesa and the bottom surface around the mesa,
6. The surface emitting laser element according to claim 1, wherein the light reflecting film is formed on the resonator region which is a bottom surface around the mesa through the protective film.
前記光反射膜は、前記上部電極と同じ材料により形成されているものであることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の面発光レーザ素子。 An upper electrode is formed on the upper DBR,
7. The surface emitting laser element according to claim 1, wherein the light reflecting film is made of the same material as the upper electrode.
請求項1から8のいずれかに記載の面発光レーザ素子を有する光源と、
前記光源からの光を偏向する光偏向部と、
前記光偏向部により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、
を有することを特徴とする光走査装置。 An optical scanning device that scans a surface to be scanned with light,
A light source comprising the surface emitting laser element according to claim 1;
A light deflector for deflecting light from the light source;
A scanning optical system for condensing the light deflected by the light deflection unit on the surface to be scanned;
An optical scanning device comprising:
前記像担持体に対して画像情報に応じて変調された光を走査する請求項9に記載の光走査装置と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
The optical scanning device according to claim 9, which scans the image carrier with light modulated according to image information;
An image forming apparatus comprising:
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