JP2014127511A - 面発光レーザ素子及びその製造方法、面発光レーザアレイ、光走査装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘電体膜を介してコンタクト層と接続される電極の寄生容量のばらつきを低減する面発光レーザ素子を提供する。
【解決手段】基板１０１上に下部反射鏡１０３、活性層１０５、上部反射鏡１０７、及びコンタクト層１０９を含むメサ１１０を有し、コンタクト層１０９上に透明誘電体膜１１１が積層され、メサ１１０の誘電体膜側に光出射領域Ａを有する面発光レーザ素子であって、誘電体膜１１１は、光出射領域Ａにおいてコンタクト層１０９を覆う第１領域と、第１領域の外側でコンタクト層１０９の一部を露出する開口部１１１ｘと、開口部１１１ｘ外側のコンタクト層１０９を覆い、メサ外形を規定する第２領域Ｃとを備え、第１領域は高反射率領域Ｅと低反射率領域Ｄとを含み、高反射率領域Ｅと低反射率領域Ｄのうち、誘電体膜が厚い領域の誘電体膜１１１の厚さと、第２領域の誘電体膜１１１の厚さは同一であり、第２領域の誘電体膜１１１は一様な厚さである。
【選択図】図１

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。

面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting LASER）において、レーザ素子から発振するレーザ光の発振横モードを制御することは応用上重要な課題である。例えば、特許文献１及び２では、電流狭窄構造に加えて出射面表面に光学的に透明な膜を形成し、発光領域中心部と周辺部に反射率の差をつけることで横モードを制御する手法が開示されている。

この手法では、出射表面の膜によって高次横モードの反射率を低下させることによって、電流通過領域の幅が大きくても単一基本横モードでの発振を可能とし、モード制御と動作電圧の低減を実現している。つまり、出射面表面に光学的に透明な膜を形成し、発光領域中心部と周辺部に反射率の差をつけることで横モードを制御する構造である。

しかしながら、発明者らが高次横モードの制御に着眼し鋭意検討を行った結果、特許文献１及び２に示される構造では、従来のフォトリソグラフィーの位置合わせ精度では画像形成装置において高精度な画像を形成する書き込み光源を実現できないことが解った。

すなわち、画像形成装置において高精度な画像を得るためには被走査面上の所望の位置に円形で微小な光スポットを形成することが重要である。そして、これを実現するためには、面発光レーザ素子の光出射角の大きさの絶対値を全ての方向において０．２ｄｅｇ以下にする必要がある。そのためには、発光中心と透明膜のパターンの位置合わせ精度を０．１μｍ以下にする必要があるが、このような面発光レーザ素子を従来技術で安価に生産することは困難である。

この問題を解決するために、例えば、特許文献３では、メサの外形を規定するレジスト膜と光出射領域の反射率を調整するレジスト膜を同時に形成するセルフアライメントの製造方法が開示されている。この手法では、従来のフォトリソグラフィー技術で面発光レーザ素子を安価に生産することを可能としている。

しかしながら、特許文献３で開示されている技術では、メサの外形を規定するパターンと、光出射領域の高反射率領域となる部分及び低反射率領域となる部分の何れか一方を規定するパターンとが分離している。そのため、誘電体膜を形成しコンタクトを開口した後のメサ上部において、メサの外形を規定する周辺部分の誘電体膜の厚さを、出射領域における誘電体が２層で構成されている部分の厚さと同じにすることはできない。又、メサの外形を規定する周辺部分の全てにおいて、誘電体膜を一様な厚さとすることはできない。その結果、誘電体膜を介してコンタクト層と接続される上部電極の寄生容量のばらつきが大きくなるという問題が生じる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、誘電体膜を介してコンタクト層と接続される電極の寄生容量のばらつきを低減可能な面発光レーザ素子等を提供することを課題とする。

本面発光レーザ素子は、基板上に積層された下部反射鏡、活性層を含む共振器領域、上部反射鏡、及びコンタクト層を含むメサを有し、前記コンタクト層上には透明な誘電体膜が積層され、前記メサの前記誘電体膜側に光出射領域を有する面発光レーザ素子であって、平面視において、前記誘電体膜は、前記光出射領域において前記コンタクト層を被覆する第１領域と、前記第１領域の外側に設けられた、前記コンタクト層の一部を露出する開口部と、前記開口部を介して前記第１領域とは分離され、前記開口部の外側の前記コンタクト層を被覆し、前記メサの外形を規定する第２領域と、を備え、前記第１領域は、相対的に反射率が高い高反射率領域と、相対的に反射率が低い低反射率領域と、を含み、前記高反射率領域と前記低反射率領域のうち、前記誘電体膜が厚く形成されている領域における前記誘電体膜の厚さと、前記第２領域における前記誘電体膜の厚さは同一であり、前記第２領域における前記誘電体膜は一様な厚さであることを要件とする。

開示の技術によれば、誘電体膜を介してコンタクト層と接続される電極の寄生容量のばらつきを低減可能な面発光レーザ素子等を提供できる。

第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子を例示する断面図である。 第１の実施の形態に係る第１レジストパターンをメサ上面から見た平面図である。 比較例１に係るレジストパターンをメサ上面から見た平面図である。 第１の実施の形態に係るメサ上部の断面図である。 比較例１に係るメサ上部の断面図である。 メサ断面の一例をＴＥＭにより２０００倍で観察した写真である。 メサ外形規定領域の一例をＴＥＭにより１００００倍で観察した写真である。 第１の実施の形態の変形例１に係る第１レジストパターンをメサ上面から見た平面図である。 比較例２に係るレジストパターンをメサ上面から見た平面図である。 第１の実施の形態の変形例２に係る第１レジストパターンをメサ上面から見た平面図である。 比較例３に係るレジストパターンをメサ上面から見た平面図である。 第２の実施の形態に係るレーザプリンタを例示する図である。 第２の実施の形態に係る光走査装置を例示する図である。 面発光レーザアレイを説明するための図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

〈第１の実施の形態〉
［面発光レーザ素子の構造］
まず、面発光レーザ素子の構造について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子を例示する断面図である。第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子１００は、例えば、ＧａＩｎＡｓＰ／ＧａＩｎＰ多重量子井戸構造を活性層とする発振波長が７８０ｎｍ帯のレーザ素子である。

図１を参照するに、面発光レーザ素子１００において、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ＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）１０７が順次積層形成されている。なお、下部半導体ＤＢＲ及び上部半導体ＤＢＲを、下部ＤＢＲ及び上部ＤＢＲ、又は、下部反射鏡及び上部反射鏡と称する場合がある。

又、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、及び活性層１０５の一部を除去することにより、メサ１１０（メサ構造体）が形成されている。

なお、電流狭窄層１０８は、上部半導体ＤＢＲ１０７の内部に形成されており、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通過領域１０８ｂが形成されている。選択酸化領域１０８ａは、例えば、上部半導体ＤＢＲ１０７の内部において活性層から３番目となる定在波の節の位置に設けることができる。選択酸化領域１０８ａは、例えば、膜厚３０ｎｍ程度のｐ−ＡｌＡｓから形成することができる。

更に、メサ１１０の上面の一部（コンタクト層１０９上の一部の領域）、メサ１１０の側面、及びメサ１１０周辺の底面１１０ａを覆うように、第１誘電体膜１１１ａと第２誘電体膜１１１ｂとが積層された透明な誘電体膜１１１が形成されている。第１誘電体膜１１１ａの光学的厚さは、例えば、λ／４であり、第２誘電体膜１１１ｂの光学的厚さは、例えば、２λ／４である。第１誘電体膜１１１ａ及び第２誘電体膜１１１ｂとしては、例えば、シリコン窒化膜（Ｐ−ＳｉＮｘ）等を用いることができる。

上部電極１１３は、誘電体膜１１１の上に形成されており、メサ１１０最上層であるコンタクト層１０９と接触している。下部電極１１４は、半導体基板１０１の裏面に形成されている。

図１において、Ａは光が出射される光出射領域を、Ｂはコンタクト層１０９と上部電極１１３とが接触するコンタクト領域を、Ｃはメサ１１０の外形を規定するメサ外形規定領域を示している。又、Ｄは反射率の相対的に低い低反射率領域を、Ｅは反射率の相対的に高い高反射率領域を示している。

メサ１１０の誘電体膜１１１側の光出射領域Ａにおいて、第１誘電体膜１１１ａ（例えば光学的厚さλ／４）と第２誘電体膜１１１ｂ（例えば光学的厚さ２λ／４）が積層された領域（例えば光学的厚さ３λ／４）が、反射率の相対的に低い低反射率領域Ｄである。又、低反射率領域Ｄの内側の第２誘電体膜１１１ｂ（例えば光学的厚さ２λ／４）のみからなる領域が、反射率の相対的に高い高反射率領域Ｅである。

平面視において、誘電体膜１１１は、光出射領域Ａにおいてコンタクト層１０９を被覆する領域（第１領域と称する）と、第１領域の外側に設けられた、コンタクト層１０９の一部を露出する開口部１１１ｘとを備えている。つまり、誘電体膜１１１において、開口部１１１ｘの内側の部分が第１領域である。なお、平面視とは、半導体基板１０１の表面に対して垂直な方向から視ることをいう。

又、平面視において、誘電体膜１１１は、開口部１１１ｘを介して第１領域とは分離され、開口部１１１ｘの外側のコンタクト層１０９を被覆し、メサ１１０の外形を規定する第２領域（メサ外形規定領域Ｃ）を備えている。

又、第１領域は、誘電体膜１１１の厚さが相対的に薄い高反射率領域Ｅと、誘電体膜１１１の厚さが相対的に厚い低反射率領域Ｄとを含んでいる。なお、高反射率領域Ｅにおいて、コンタクト層１０９は第２誘電体膜１１１ｂのみに被覆されている。又、低反射率領域Ｄにおいて、コンタクト層１０９は第１誘電体膜１１１ａと第２誘電体膜１１１ｂの積層膜に被覆されている。

そして、低反射率領域Ｄの誘電体膜１１１の厚さと、第２領域（メサ外形規定領域Ｃ）の誘電体膜１１１の厚さは同一であり、第２領域（メサ外形規定領域Ｃ）の誘電体膜１１１は一様な厚さである。なお、本願において、一様な厚さとは、膜厚のばらつきが1ｎｍ以下であることを指す。

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。又、下部半導体ＤＢＲ１０３は、ｎ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ／Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓの対を１周期としたものを３７．５周期形成したものである。

下部スペーサ層１０４は、（Ａｌ_０．６Ｇａ_０．４Ａｓ）により形成されている。活性層１０５は、Ａｌ_０．１２Ｇａ_０．８８Ａｓ／Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ３重量子井戸活性層により形成されている。上部スペーサ層１０６は、（Ａｌ_０．６Ｇａ_０．４Ａｓ）により形成されている。なお、面発光レーザ素子１００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。

上部半導体ＤＢＲ１０７は、ｐ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ／Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓの対を１周期としたものを２４周期形成したものである。なお、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。

コンタクト層１０９は、高濃度ドープのｐ−ＧａＡｓにより形成されている。コンタクト層１０９は、ｐ側電極である上部電極１１３とオーミック接触を形成するために必要な層である。上部電極１１３としては、例えば、Ａｕ／ＡｕＺｎ／Ｃｒの積層膜を用いることができる。この場合、Ａｕ／ＡｕＺｎ／Ｃｒ／ｐ−ＧａＡｓという層構成となるように成膜後、約４００℃で加熱してＡｕＺｎとｐ−ＧａＡｓを合金化させてオーミック接触とすることができる。

このとき、コンタクト抵抗を半導体レーザの抵抗と比して充分小さくする必要がある。従来は、コンタクト抵抗を数Ωとするためには、コンタクト層１０９の厚さを１５ｎｍ〜２５ｎｍ程度とする必要があると考えられていた。コンタクト層１０９の厚さが１５ｎｍよりも薄いと、コンタクト開口時に誘電体膜１１１を除去する際に酸可溶であるコンタクト層１０９の一部も除去されてコンタクト層１０９が膜減りし、安定してオーミック接触を形成できないと考えられていたためである。

一方、コンタクト層１０９は必ずしも厚いことが好ましいとはいえない。例えば、コンタクト層１０９が１５ｎｍ程度の場合でも安定してオーミック接触を形成するためには、上部半導体ＤＢＲ１０７の最上層を高濃度ドープ層とすればよいが、コンタクト層１０９が光を吸収するため、面発光レーザ素子１００の光出力の低下を招く。

又、コンタクト層１０９を更に薄くして上部半導体ＤＢＲ１０７の最上層を高濃度ドープ層とする場合においても、高濃度ドープ層が光を吸収するため、やはり、面発光レーザ素子１００の光出力の低下を招く。つまり、従来は、コンタクト層１０９の厚さを１５ｎｍ〜２５ｎｍ程度としていたが、面発光レーザ素子１００の光出力の低下を抑制する観点からすると、コンタクト層１０９はオーミック接触を形成するために必要な最小限の膜厚とすることが望ましい。

本実施の形態では、コンタクト層１０９の厚さを従来好適とされていた１５ｎｍ〜２５ｎｍ程度の範囲内ではなく、１０ｎｍ以下としている。これは、面発光レーザ素子１００の光出力の低下を抑制する観点からすると、コンタクト層１０９の厚さは１０ｎｍ以下であることが望ましく、約７ｎｍであることが更に望ましいからである。

本実施の形態では、開口部１１１ｘに対応する部分のコンタクト層１０９の厚さは、開口部１１１ｘを除く部分のコンタクト層１０９の厚さに等しい。つまり、開口部１１１ｘ内に露出するコンタクト層１０９は膜減りしていない。

なお、本実施の形態において、コンタクト層１０９の厚さを１０ｎｍ以下にできる理由については、以下の面発光レーザ素子の製造方法の説明の中で述べる。

［面発光レーザ素子の製造方法］
次に、図１、図２、及び図４を参照しながら、面発光レーザ素子１００の製造方法について説明する。又、図３及び図５を用いて、比較例１について説明する。

まず、ｎ−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。このように半導体基板１０１上に複数の層が積層されたものを、以下では、便宜上「積層体」と称する場合がある。なお、積層体の形成は、例えば、有機金属気相成長（ＭＯＣＶＤ：Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法で行うことができる。又、分子線エピタキシャル成長（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）法等を用いて行ってもよい。

なお、電流狭窄層１０８は、上部半導体ＤＢＲ１０７内に形成される。各層の厚さや層数等については前述のとおりである。特に、コンタクト層１０９の厚さは、１０ｎｍ以下としている。

次に、コンタクト層１０９上に、例えば、プラズマＣＶＤ法により、透明な誘電体膜である第１誘電体膜１１１ａ（例えば、ｐ−ＳｉＮｘ膜）を成膜する。第１誘電体膜１１１ａは、例えば、光学的厚さがλ／４となるように成膜することができる。例えば、発振波長λが７８０ｎｍである場合には、屈折率ｎ＝１．８９の第１誘電体膜１１１ａを実際の膜厚（λ／４ｎ）が１０３ｎｍとなるように形成すればよい。

この後、メサ１１０の上面（コンタクト層１０９の上面）に開口部を有する第１レジストパターンを形成する。そして、メサ１１０の上面において、第１レジストパターンが形成されていない領域の第１誘電体膜１１１ａ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。この後、コンタクト層１０９が露出した部分を埋めるように、第１レジストパターン上に第２レジストパターン（図示せず）を形成する。

図２を参照しながら、第１誘電体膜１１１ａの一部を除去してコンタクト層１０９を露出させる工程等について、より具体的に説明する。図２は、メサの上面図であり、第１の実施の形態に係る第１レジストパターンを例示している。まず、図２に示すように、第１誘電体膜１１１ａ上にフォトレジストを塗布し、露光装置による露光及び現像を行うことにより、開口部２１０ｘを備えた第１レジストパターン２１０を形成する。第１レジストパターン２１０の外縁部は、メサ１１０の外形としたい部分の外縁部と一致させる。なお、図２において、Ｍは、上部電極１１３の開口部を示している。

第１レジストパターン２１０は、光出射領域Ａの高反射率領域Ｅとなる部分を露出し、高反射率領域Ｅとなる部分を除くメサ１１０の上面に対応する部分を被覆してメサ１１０の外形を規定するように、第１誘電体膜１１１ａ上に形成される。以下により詳しく説明する。

第１レジストパターン２１０は、光出射領域Ａの低反射率領域Ｄとなる部分、開口部１１１ｘが形成される部分（コンタクト領域Ｂに対応する部分）、及びメサ１１０の外形を規定する部分（メサ外形規定領域Ｃ）を分離せずに連続的にマスクするように形成される。又、発光領域中心Ｏの周囲の所定領域（高反射率領域Ｅとなる部分）は、開口部２１０ｘ内に露出している。

ここで、図３を参照しながら、比較例１として、第１レジストパターンに対応する従来のレジストパターンについて説明する。図３は、メサの上面図であり、比較例１に係るレジストパターンを例示している。図３に示すように、比較例１に係るレジストパターン４１０は、開口部４１０ｘ及び４１０ｙを有する。なお、図３において、Ｍは、上部電極１１３の開口部を示している。

レジストパターン４１０は、メサ外形規定領域Ｃと低反射率領域Ｄをマスクしているが、メサ外形規定領域Ｃをマスクする領域と低反射率領域Ｄをマスクする領域とは開口部４１０ｙにより分離されている。なお、開口部４１０ｙは、コンタクト領域Ｂに対応する領域を露出している。又、発光領域中心Ｏの周囲の所定領域（高反射率領域Ｅとなる部分）は、開口部４１０ｘ内に露出している。

図２及び図３からわかるように、第１の実施の形態に係る第１レジストパターン２１０は、光出射領域Ａの低反射率領域Ｄとなる部分、開口部１１１ｘが形成される部分、及びメサ１１０の外形を規定する部分を分離せずに連続的にマスクしている点が特徴である。なお、比較例１に係るレジストパターン４１０においてメサ外形規定領域Ｃをマスクする領域と低反射率領域Ｄをマスクする領域とが分離していることによる影響（弊害）については後述する。

図２に示す工程の後、第１レジストパターン２１０が形成された積層体を、例えば、１５０℃に温度設定されたホットプレート上で５分間加熱を行い、第１レジストパターン２１０を硬化させる。その後、第1レジストパターン２１０をエッチングマスクとして、第１誘電体膜１１１ａをエッチングし、開口部２１０ｘ内の（高反射率領域Ｅとなる部分の）第１誘電体膜１１１ａを除去する。例えば、濃度１％のバッファードフッ酸（ＢＨＦ）を用いて、開口部２１０ｘ内に露出する第１誘電体膜１１１ａを除去し、開口部２１０ｘ内にコンタクト層１０９を露出させる。

次に、開口部２１０ｘ内にコンタクト層１０９が露出した積層体上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光及び現像を行うことにより、第２レジストパターン（図示せず）を形成する。

第２レジストパターンは、第１誘電体膜１１１ａを除去した部分を被覆するように形成する。換言すれば、第２レジストパターンは、開口部２１０ｘ内に露出するコンタクト層１０９を少なくとも覆うように（開口部２１０ｘを少なくとも塞ぐように）形成する。第２レジストパターンは、例えば、第１レジストパターンを形成したフォトレジストと同じ種類のフォトレジストを用いて、第１レジストパターンと同じ条件で形成することができる。

但し、第２レジストパターンは、メサ１１０の外形を規定する第１レジストパターン２１０の平面形状よりも、少なくとも写真製版工程の位置合わせ精度よりも小さい平面形状となるように形成する。例えば、第２レジストパターンの平面形状を第１レジストパターン２１０の平面形状よりも、発光部側に２μｍ程度縮小した形状とすることができる。

例えば、第１レジストパターン２１０の平面形状を一辺が約２０μｍの矩形状とし、第２レジストパターンの平面形状を一辺が約１８μｍの矩形状とする。そして、平面視において、第２レジストパターンの外側に、第１レジストパターン２１０の外縁部が幅１μｍ程度周状に露出するようにすることができる。なお、この２μｍの差がアライメントずれに対するマージンとなる。

これにより、平面視（上面視）において、第２レジストパターンは、必ず第１レジストパターン２１０の内側に配置され、第２レジストパターンが第１レジストパターン２１０の外側にはみ出すことがなくなる。そのため、必ず第１レジストパターン２１０により、メサ１１０の外形（外縁部の位置）が決定されることになる。

なお、第１レジストパターン２１０は既に硬化処理されているので、第１レジストパターン２１０（硬化後の）は第２レジストパターンの現像時に寸法及び形状が変化することはない。

次に、例えば、Ｃｌ_２ガスを用いてＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）プラズマエッチング法により、第１レジストパターン２１０及び第２レジストパターンをエッチングマスクとして積層体をエッチングし、メサ１１０を形成する。なお、第１の実施の形態では、エッチングの底面が下部スペーサ層１０４の上面に位置するようにした。

これにより、第１レジストパターン２１０及び第２レジストパターンが形成されていない領域における第１誘電体膜１１１ａ、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の一部が除去される。その結果、少なくとも下部スペーサ層１０４の上面及び電流狭窄層１０８の側面が露出しているメサ１１０が形成される。

この場合、エッチングにより露出した下部スペーサ層１０４の上面がメサ１１０周辺の底面１１０ａとなる。なお、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方法を用いてもよい。例えば、ドライエッチング法やＲＩＥ等の方法を用いることが可能である。

ここで、メサ１１０の外形を決めるのは第１レジストパターン２１０であるため、メサ１１０の外形と低反射率領域Ｄ（図２参照）との位置関係にずれは生じない。次に、例えば、アセトン液に浸漬し、超音波洗浄によって、第１レジストパターン２１０及び第２レジストパターンを除去する。

次に、加熱水蒸気雰囲気中において、メサ１１０のエッチング側壁から電流狭窄層１０８の酸化を行う。これにより、電流狭窄層１０８中のＡｌ（アルミニウム）がメサ１１０の外周部から選択的に酸化されてＡｌの酸化物からなる選択酸化領域１０８ａが形成される。そして、メサ１１０の中央部には、平面視において選択酸化領域１０８ａに囲まれた、酸化されていない領域である電流通過領域１０８ｂが残留し、電流狭窄構造が形成される。

この電流狭窄構造により、選択酸化領域１０８ａに囲まれた電流通過領域１０８ｂに駆動電流を集中させることができる。つまり、駆動電流の経路をメサ１１０の中央部だけに制限することができる。なお、電流通過領域１０８ｂは、例えば、一辺の長さが４μｍ〜６μｍ程度の略正方形状とすることができる。

なお、本実施の形態では、電流狭窄層１０８の一部を酸化して選択酸化領域１０８ａを形成する工程において、コンタクト領域Ｂのコンタクト層１０９は第１誘電体膜１１１ａで被覆されている。そのため、コンタクト領域Ｂのコンタクト層１０９が酸化されて酸可溶となることはない。

次に、コンタクト層１０９の上面、メサ１１０の側面、及びメサ１１０周辺の底面１１０ａに、例えば、プラズマＣＶＤ法により、透明な誘電体膜である第２誘電体膜１１１ｂ（例えば、ｐ−ＳｉＮｘ膜）を成膜する。これにより、第１誘電体膜１１１ａ（例えば、ｐ−ＳｉＮｘ膜）と第２誘電体膜１１１ｂ（例えば、ｐ−ＳｉＮｘ膜）が積層された透明な誘電体膜１１１が形成される。

第２誘電体膜１１１ｂは、例えば、光学的厚さが２λ／４となるように成膜することができる。例えば、発振波長λが７８０ｎｍである場合には、屈折率ｎ＝１．８９の第２誘電体膜１１１ｂを実際の膜厚（２λ／４ｎ）が２０６ｎｍとなるように形成すればよい。

この工程により、メサ１１０の上面（コンタクト層１０９上）の光出射領域Ａの高反射率領域Ｅが第２誘電体膜１１１ｂで被覆される。又、メサ１１０の上面（コンタクト層１０９上）の高反射率領域Ｅを除く部分が第１誘電体膜１１１ａ及び第２誘電体膜１１１ｂの積層膜で被覆される。そして、メサ１１０の上面（コンタクト層１０９上）の高反射率領域Ｅを除く部分において、一様な厚さの誘電体膜１１１が形成される。

次に、図４の上側に示すように、誘電体膜１１１上の光出射領域Ａの外側に、コンタクト領域Ｂに対応する開口部５１０ｘを有するレジストパターン５１０を形成する。そして、図４の下側に示すように、例えば、濃度１％のバッファードフッ酸（ＢＨＦ）を用いて開口部５１０ｘ内に露出する誘電体膜１１１（第１誘電体膜１１１ａ及び第２誘電体膜１１１ｂ）を除去して、開口部５１０ｘ内にコンタクト層１０９を露出させる。その後、アセトン液に浸漬し、超音波洗浄によってレジストパターン５１０を除去する。

前述のように、コンタクト領域Ｂのコンタクト層１０９は酸可溶とはなっていないので、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）で誘電体膜１１１を除去する際に、コンタクト領域Ｂのコンタクト層１０９が膜減りを生じることはない。

なお、図４は、第１の実施の形態に係るメサ上部の断面図であり、図２のＨ−Ｈ断面に対応する断面を示している。図４の上側は、誘電体膜１１１上にレジストパターン５１０を形成後の状態を示している。又、図４の下側は、レジストパターン５１０をマスクとして誘電体膜１１１にコンタクト層１０９の一部（コンタクト領域Ｂ）を露出する開口部１１１ｘを形成後、レジストパターン５１０を除去した状態を示している。

第１の実施の形態においては、図４の上側に示すように、コンタクト領域Ｂにおいてもメサ外形規定領域Ｃにおいても誘電体膜１１１は一様な厚さである。そして、コンタクト領域Ｂ及びメサ外形規定領域Ｃにおける誘電体膜１１１の厚さは、光出射領域Ａにおいて第１誘電体膜１１１ａ（例えば光学的厚さλ／４）と第２誘電体膜１１１ｂ（例えば光学的厚さ２λ／４）とが積層している部分の厚さに等しい。

すなわち、例えば、第１誘電体膜１１１ａの光学的厚さがλ／４、第２誘電体膜１１１ｂの光学的厚さが２λ／４である場合には、誘電体膜１１１の光学的厚さは３λ／４となり、一様な厚さとなる。

誘電体膜１１１が一様な厚さであるため、開口部５１０ｘ内に露出する誘電体膜１１１を除去してコンタクト層１０９を露出させても（コンタクトを開口しても）、メサ外形規定領域Ｃにおける誘電体膜１１１の厚さは一様（例えば光学的厚さ３λ／４）となる。

ここで、図５を参照しながら、比較例１として、レジストパターン５１０に対応する従来のレジストパターン６１０について説明する。図５は、比較例１に係るメサ上部の断面図であり、図３のＩ−Ｉ断面に対応する断面を示している。なお、図５の上側は、誘電体膜６１１上にレジストパターン６１０を形成後の状態を示している。又、図５の下側は、レジストパターン６１０をマスクとして誘電体膜６１１にコンタクト層１０９の一部（コンタクト領域Ｂ）を露出する開口部６１１ｘを形成後、レジストパターン６１０を除去した状態を示している。

比較例１においては、前述のように、レジストパターン４１０においてメサ外形規定領域Ｃをマスクする領域と低反射率領域Ｄをマスクする領域とが開口部４１０ｙにより分離されている（図３参照）。そのため、第１誘電体膜６１１ａ（例えば光学的厚さλ／４）が図５に示すような形状となり、その上に第２誘電体膜６１１ｂ（例えば光学的厚さ２λ／４）が成膜される。

その結果、図５の上側に示すように、開口部６１０ｘ内に露出するコンタクト領域Ｂに対応する部分の誘電体膜６１１（第２誘電体膜６１１ｂ）の光学的厚さは２λ／４となる。又、メサ外形規定領域Ｃにおける誘電体膜６１１（第１誘電体膜６１１ａ及び第２誘電体膜６１１ｂ）の光学的厚さは３λ／４となる。

比較例１において、コンタクト抵抗を最小とするためには、レジストパターン６１０はマスクアライメントずれを見込んだ量だけ大きくする必要がある。図５において、ａはアライメントずれを見込んだ量、ｂは実際に生じたアライメントずれを示している。

コンタクト層１０９を露出する開口部６１１ｘを形成するためには、第２誘電体膜６１１ｂ（例えば光学的厚さ２λ／４）を除去すればよい。しかし、アライメントずれのため、第２誘電体膜６１１ｂ（例えば光学的厚さ２λ／４）を除去すると、図５の下側に示すように、メサ外形規定領域Ｃにおいて、誘電体膜６１１の光学的厚さは３λ／４〜λ／４の範囲で不均一となり、一様な厚さにはならない。

更に、比較例１においては、電流狭窄層１０８の一部を酸化して選択酸化領域１０８ａを形成する工程において、コンタクト領域Ｂのコンタクト層１０９は第１誘電体膜６１１ａで被覆されていない。そのため、コンタクト領域Ｂのコンタクト層１０９が酸化されて酸可溶となる。

その結果、開口部６１１ｘを形成する工程において暴露したコンタクト層１０９がバッファードフッ酸（ＢＨＦ）によりエッチングされ、８ｎｍ程度の膜減りが生じる。そのため、コンタクト層１０９を例えば１５ｎｍ〜２５ｎｍ程度の厚さで形成しておく必要が生じる。

なお、コンタクト領域Ｂにおいてコンタクト層１０９に膜減りが生じても、光出射領域Ａにおいてはコンタクト層１０９の膜厚は１５ｎｍ〜２５ｎｍ程度のままである。その結果、コンタクト層１０９が光を吸収するため、面発光レーザ素子１００の光出力の低下を招くことになる。

つまり、比較例１においては、開口部６１１ｘに対応する部分のコンタクト層１０９の厚さは、開口部６１１ｘを除く部分のコンタクト層１０９の厚さよりも薄くなり、本実施の形態のように均一な厚さのコンタクト層１０９は得られない。なお、図５の下側において、開口部６１１ｘに対応する部分のコンタクト層１０９の膜減りについては、図示されていない。

このように、比較例１では、メサ外形規定領域Ｃをマスクする領域と低反射率領域Ｄをマスクする領域とが開口部４１０ｙにより分離されているレジストパターン４１０を用いているため、メサ外形規定領域Ｃにおいて誘電体膜６１１が一様な厚さにはならない。又、開口部６１１ｘに対応する部分のコンタクト層１０９が膜減りする。

一方、第１の実施の形態に係る第１レジストパターン２１０は、光出射領域Ａの低反射率領域Ｄとなる部分、開口部１１１ｘが形成される部分、及びメサ１１０の外形を規定する部分を分離せずに連続的にマスクしている。そのため、比較例１で説明した問題は生じない。

第１の実施の形態の説明に戻る。次に、上部電極１１３となるｐ側電極を形成する。具体的には、図４の下側に示す開口部１１１ｘ内に露出するコンタクト層１０９上及び誘電体膜１１１上に、フォトレジストを塗布し、露光装置による露光及び現像を行うことにより、上部電極１１３が形成される領域を露出するレジストパターンを形成する。レジストパターンは、例えば、１辺の長さが１０μｍ程度の略正方形状とすることができる。

この後、抵抗加熱及び電子ビーム蒸着等により、コンタクト層１０９に接する側からＣｒ／ＡｕＺｎ／Ａｕが順次積層された金属多層膜を成膜する。そして、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の上面において開口部１１１ｘ内に露出しているコンタクト層１０９と接するように形成される。なお、上部電極１１３は、例えば、メサ１１０の上面において、１辺の長さが１０μｍ程度の略正方形状の開口を有する構造となる。

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が所定の厚さ（例えば、１００μｍ〜３００μｍ程度）になるまで、半導体基板１０１の裏面を研磨した後、半導体基板１０１の裏面に下部電極１１４を成膜する。

下部電極１１４は、抵抗加熱及び電子ビーム蒸着等により、半導体基板１０１の裏面に接する側からＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕが順次積層された金属多層膜を成膜することにより形成される。なお、下部電極１１４として、ＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる金属多層膜に代えて、Ｔｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる金属多層膜等を用いてもよい。

この後、アニールを行うことにより、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。アニールとしては、例えば、電気炉を使用して窒素ガス雰囲気中で約４００℃、約１０分間の加熱を行うことができる。

以上の工程により、第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子１００（図１参照）が作製される。なお、上記説明では、メサ１１０の平面形状が四角形状に形成された面発光レーザ素子１００について説明したが、第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子１００において、メサ１１０の平面形状は円形や楕円形等であってもよい。

図６は、上記方法で製造したメサの一例の断面ＴＥＭ写真である。図７は、図６の破線部（メサ外形規定領域）の拡大観察写真である。なお、図６において、７００はＴＥＭ観察用の保護膜を、７１０は共振器領域を示している。図６及び図７に示す写真のコントラストの差から、メサ外形規定領域Ｃの誘電体膜１１１と上部電極１１３と上部半導体ＤＢＲ１０７が区別でき、メサ外形規定領域Ｃにおいて誘電体膜１１１の厚さが一様であることが確認された。

このように、第１の実施の形態では、第１誘電体膜１１１ａの一部を除去するために、第１誘電体膜１１１ａ上に、メサ外形規定領域Ｃと低反射率領域Ｄとを分離せずに連続してマスクする第１レジストパターン２１０を形成する。つまり、メサ外形規定領域Ｃと低反射率領域Ｄとの間にあるコンタクト領域Ｂを、第１レジストパターン２１０でマスクしておく。

これにより、光出射領域Ａの高反射率領域Ｅの第１誘電体膜１１１ａを除去しても、光出射領域Ａの高反射率領域Ｅを除いて、第１誘電体膜１１１ａの厚さは一様となる。そのため、第１誘電体膜１１１ａ上に第２誘電体膜１１１ｂを成膜して誘電体膜１１１を形成しても、光出射領域Ａの高反射率領域Ｅを除いて、一様な厚さの誘電体膜１１１が形成される。

誘電体膜１１１が一様な厚さであるため、コンタクト領域Ｂにおいて誘電体膜１１１を除去してコンタクト層１０９を露出させても（コンタクトを開口しても）、メサ外形規定領域Ｃにおける誘電体膜１１１の厚さは一様（例えば光学的厚さ３λ／４）となる。

その結果、上部電極１１３による寄生容量ばらつきを生じる原因の１つを解消する構造が実現できる。つまり、上部電極１１３による寄生容量のばらつきを最小限にすることができる。

又、第１の実施の形態では、電流狭窄層１０８の一部を酸化して選択酸化領域１０８ａを形成する工程において、コンタクト領域Ｂのコンタクト層１０９は第１誘電体膜１１１ａで被覆されている。そのため、コンタクト領域Ｂのコンタクト層１０９が酸化されて酸可溶となることはない。

これにより、バッファードフッ酸（ＢＨＦ）で誘電体膜１１１を除去する際に、コンタクト領域Ｂのコンタクト層１０９が膜減りを生じることはない。その結果、コンタクト層１０９の厚さが１０ｎｍ以下であっても安定して上部電極１１３とのオーミック接触を形成できる。

なお、光出射領域Ａにおけるコンタクト層１０９の膜厚も１０ｎｍ以下であるため、コンタクト層１０９が光を吸収することによる、面発光レーザ素子１００の光出力の低下を抑制できる。つまり、高次横モードの発振を抑制しつつ、シングルモードパワーの低下を最小限とした面発光レーザ素子１００を実現できる。

なお、第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子１００をアレイ状に複数形成して面発光レーザアレイとすることができる。例えば、メサ１１０を数１０個程度有する面発光レーザアレイを実現できる。

〈第１の実施の形態の変形例１〉
第１の実施の形態の変形例１では、第１の実施の形態とは平面形状の異なる第１レジストパターンを形成する例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例１において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する。

図８は、メサの上面図であり、第１の実施の形態の変形例１に係る第１レジストパターンを例示している。図８に示すように、第１レジストパターン８１０において、光出射領域Ａ内の低反射率領域Ｄをマスクする領域の平面形状は、円形が分離した形状としてもよい。

つまり、第１レジストパターン８１０において、低反射率領域Ｄをマスクする領域の平面形状は、２つの半円形が所定の間隙を介して対向する形状でもよい。換言すれば、図８に示すように、開口部８１０ｘを、円形の外周の対向位置に２つの突起が形成された平面形状としてもよい。

図９は、メサの上面図であり、比較例２に係るレジストパターンを例示している。図９に示すように、比較例２に係るレジストパターン９１０は、開口部９１０ｘ及び９１０ｙを有する。

レジストパターン９１０は、メサ外形規定領域Ｃと低反射率領域Ｄをマスクしているが、図３の場合と同様に、メサ外形規定領域Ｃをマスクする領域と低反射率領域Ｄをマスクする領域とは開口部９１０ｙにより分離されている。なお、開口部９１０ｙは、コンタクト領域Ｂに対応する領域を露出している。又、発光領域中心Ｏの周囲の所定領域は、開口部９１０ｘ内に露出している。

このように、比較例２では、メサ外形規定領域Ｃをマスクする領域と低反射率領域Ｄをマスクする領域とが開口部９１０ｙにより分離されているレジストパターン９１０を用いている。そのため、比較例１と同様に、メサ外形規定領域Ｃにおいて誘電体膜が一様な厚さにならず、コンタクト領域のコンタクト層１０９が膜減りする。

一方、第１の実施の形態の変形例１に係る第１レジストパターン８１０は、光出射領域Ａの低反射率領域Ｄとなる部分、開口部１１１ｘが形成される部分、及びメサ１１０の外形を規定する部分を分離せずに連続的にマスクしている。そのため、比較例２で説明した問題は生じない。

そして、第１の実施の形態の変形例１に係る面発光レーザ素子は、第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子１００の奏する効果に加えて、更に以下の効果を奏する。すなわち、図８に示すように、第１レジストパターン８１０の低反射率領域Ｄをマスクする領域を２つの半円形が所定の間隙を介して対向する形状とすることにより、共振器構造に光学的異方性が導入されシングルモード制御に加えて偏光方向の制御も可能となる。なお、第１の実施の形態の変形例１の場合には０°方向に偏光が揃う。

〈第１の実施の形態の変形例２〉
第１の実施の形態の変形例２では、第１の実施の形態とは平面形状の異なる第１レジストパターンを形成する他の例を示す。なお、第１の実施の形態の変形例２において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する。

図１０は、メサの上面図であり、第１の実施の形態の変形例２に係る第１レジストパターンを例示している。第１の実施の形態では、第１レジストパターン２１０が光出射領域Ａの低反射率領域Ｄとなる部分、コンタクト領域Ｂに対応する部分、及びメサ外形規定領域Ｃに対応する部分を分離せずに連続的にマスクするように形成されていた（図２参照）。又、発光領域中心Ｏの周囲の所定領域（高反射率領域Ｅとなる部分）は、開口部２１０ｘ内に露出していた（図２参照）。

図１０に示すように、第１の実施の形態の変形例２では、第１レジストパターン８２０が光出射領域Ａの高反射率領域Ｅとなる部分、コンタクト領域Ｂに対応する部分、及びメサ外形規定領域Ｃに対応する部分を分離せずに連続的にマスクするように形成されている。又、発光領域中心Ｏの周囲の所定領域（低反射率領域Ｄとなる部分）は、開口部８２０ｘ内に露出している。

ここで、図１１を参照しながら、比較例３として、第１レジストパターンに対応する従来のレジストパターンについて説明する。図１１は、メサの上面図であり、比較例３に係るレジストパターンを例示している。図１１に示すように、比較例３に係るレジストパターン９２０は、開口部９２０ｘを有する。

レジストパターン９２０は、メサ外形規定領域Ｃと高反射率領域Ｅをマスクしているが、メサ外形規定領域Ｃをマスクする領域と高反射率領域Ｅをマスクする領域とは開口部９２０ｘにより分離されている。なお、開口部９２０ｘは、コンタクト領域Ｂに対応する領域を露出している。又、発光領域中心Ｏの周囲の所定領域（低反射率領域Ｄとなる部分）も、開口部９２０ｘ内に露出している。

このように、比較例３では、メサ外形規定領域Ｃをマスクする領域と高反射率領域Ｅをマスクする領域とが開口部９２０ｘにより分離されているレジストパターン９２０を用いている。そのため、比較例１と同様に、メサ外形規定領域Ｃにおいて誘電体膜が一様な厚さにならず、コンタクト領域のコンタクト層１０９が膜減りする。

一方、第１の実施の形態の変形例２に係る第１レジストパターン８２０は、光出射領域Ａの高反射率領域Ｅとなる部分、開口部１１１ｘが形成される部分、及びメサ１１０の外形を規定する部分を分離せずに連続的にマスクしている。そのため、比較例３で説明した問題は生じない。

このように、第１レジストパターンは、光出射領域の高反射率領域となる部分、コンタクト領域に対応する部分、及びメサ外形規定領域に対応する部分を分離せずに連続的にマスクするように形成してもよい。この場合にも、第１の実施の形態と同様の効果を奏する。

なお、この場合には、面発光レーザ素子において、光出射領域の高反射率領域を光学的厚さが例えばλ／４である第１誘電体膜と光学的厚さが例えばλ／４である第２誘電体膜との積層体により形成する。又、光出射領域の低反射率領域を光学的厚さが例えばλ／４である第２誘電体膜のみから形成する。又、メサ外形規定領域Ｃの誘電体膜は、光学的厚さが例えばλ／４である第１誘電体膜と光学的厚さが例えばλ／４である第２誘電体膜との積層体により形成される。

つまり、高反射率領域Ｅと低反射率領域Ｄのうち、誘電体膜が厚く形成されている領域である高反射率領域Ｅにおける誘電体膜の厚さと、メサ外形規定領域Ｃにおける誘電体膜の厚さは同一（この場合は、光学的厚さが共に２λ／４となる）である。又、メサ外形規定領域Ｃにおける誘電体膜は一様な厚さ（この場合は、光学的厚さが２λ／４となる）となる。

〈第２の実施の形態〉
第２の実施の形態では、第１の実施の形態における面発光レーザ素子を画像形成装置であるレーザプリンタ１０００に搭載する例を示す。なお、第２の実施の形態において、既に説明した実施の形態と同一構成部についての説明は省略する。

図１２は、第２の実施の形態に係るレーザプリンタを例示する図である。図１２を参照するに、第２の実施の形態に係るレーザプリンタ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、図示しない通信制御装置、及び図示しないプリンタ制御装置等を備えている。なお、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。

図示しない通信制御装置は、ネットワーク等を介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。図示しないプリンタ制御装置は、上記各部を統括的に制御する。

感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面に感光層が形成されている像担持体である。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。

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。

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。

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。

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。

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。

次に、図１３を参照しながら、光走査装置１０１０について説明する。図１３は、第２の実施の形態に係る光走査装置を例示する図である。光走査装置１０１０は、光源ユニット１１００、カップリングレンズ１１１１、アパーチャ１１１２、及び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図示しない制御装置を備えている。なお、光源ユニット１１００は、第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子１００、又は、面発光レーザ素子１００を複数形成した面発光レーザアレイＬＡを含むものにより形成されている。なお、後述の図１４では、面発光レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）を４０個形成した面発光レーザアレイＬＡを例示している。

カップリングレンズ１１１１は、光源ユニット１１００から出射された光を略平行光に整形する。アパーチャ１１１２は、カップリングレンズ１１１１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１１１３は、アパーチャ１１１２を通過した光ビームをミラー１１１７を介して光偏向部であるポリゴンミラー１１１４の偏向反射面近傍に集光する。

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、図示しない回転機構により、矢印Ｙに示す方向に一定の角速度で回転されている。

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。

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。

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。又、感光体ドラム１０３０の回転方向が「副走査方向」である。

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。

この場合に、面発光レーザアレイＬＡが、図１４に示されるように配置されているとする。そうすると、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とき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。そのため、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）の高密度書き込みができる。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。

又、第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子１００は低コストでありながら、出力を増大させた場合でも高次横モードが発振しにくい構造であるため、単一基本横モードで高い光出力を得ることができる。従って、微小な円形ビームスポットを精度良く形成することができ、更に出力が高いために感光体ドラム１０３０での線速の高速化が可能となり、レーザプリンタ１０００において高精細な画像を高速で形成できる。

又、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。

このように、第２の実施形態に係る光走査装置１０１０によれば、光源ユニット１１００が面発光レーザアレイＬＡを含んでいるため、感光体ドラム１０３０の表面上に高精彩な潜像を高速で走査形成することが可能な光走査装置を低価格で実現できる。

又、第２の実施形態に係るレーザプリンタ１０００によれば、面発光レーザアレイＬＡを含む光走査装置１０１０を備えているため、低価格で、高精細な画像を高速で形成するレーザプリンタを実現できる。

又、第２の実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００を例に説明したが、これに限定されるものではない。要するに、面発光レーザ素子１００或いは面発光レーザ素子１００を用いた面発光レーザアレイを有する画像形成装置であれば、高精細な画像を高速で形成する画像形成装置を低価格で実現できる。

又、画像形成装置において、画像情報は、多色のカラー情報であってもよい。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、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。

又、画像形成装置として、カラー画像に対応し、例えばブラック（Ｋ）用の感光体ドラム、シアン（Ｃ）用の感光体ドラム、マゼンダ（Ｍ）用の感光体ドラム、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラムのように複数の感光体ドラムを備えるタンデムカラー機であっても良い。

以上、好ましい実施の形態及びその変形例について詳説したが、上述した実施の形態及びその変形例に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施の形態及びその変形例に種々の変形及び置換を加えることができる。

１００ 面発光レーザ素子
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 電流通過領域
１０９ コンタクト層
１１０ メサ
１１０ａ メサ周囲の底面
１１１ 誘電体膜
１１１ａ 第１誘電体膜
１１１ｂ 第２誘電体膜
１１１ｘ、２１０ｘ、８１０ｘ、８２０ｘ 開口部
１１３ 上部電極
１１４ 下部電極
２１０、８１０、８２０ 第１レジストパターン
１０００ レーザプリンタ（画像形成装置）
１０１０ 光走査装置
Ａ 光出射領域
Ｂ コンタクト領域
Ｃ メサ外形規定領域
Ｄ 低反射率領域
Ｅ 高反射率領域
Ｍ 上部電極の開口部
Ｏ 発光領域中心

特開２００８−７８６１２号公報 特開平６−１５２０４６号公報 特開２００５−２０９７１７号公報

Claims (10)

1. 基板上に積層された下部反射鏡、活性層を含む共振器領域、上部反射鏡、及びコンタクト層を含むメサを有し、
   前記コンタクト層上には透明な誘電体膜が積層され、
   前記メサの前記誘電体膜側に光出射領域を有する面発光レーザ素子であって、
   平面視において、前記誘電体膜は、
   前記光出射領域において前記コンタクト層を被覆する第１領域と、
   前記第１領域の外側に設けられた、前記コンタクト層の一部を露出する開口部と、
   前記開口部を介して前記第１領域とは分離され、前記開口部の外側の前記コンタクト層を被覆し、前記メサの外形を規定する第２領域と、を備え、
   前記第１領域は、
   相対的に反射率が高い高反射率領域と、
   相対的に反射率が低い低反射率領域と、を含み、
   前記高反射率領域と前記低反射率領域のうち、前記誘電体膜が厚く形成されている領域における前記誘電体膜の厚さと、前記第２領域における前記誘電体膜の厚さは同一であり、
   前記第２領域における前記誘電体膜は一様な厚さであることを特徴とする面発光レーザ素子。
2. 前記開口部に対応する部分の前記コンタクト層の厚さは、前記開口部を除く部分の前記コンタクト層の厚さに等しいことを特徴とする請求項１記載の面発光レーザ素子。
3. 請求項１又は２記載の面発光レーザ素子がアレイ状に複数形成されていることを特徴とする面発光レーザアレイ。
4. 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１又は２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。
5. 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記載の面発光レーザアレイを有する光源と、
   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。
6. 像担持体と、
   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４又は５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。
7. 前記像担持体は複数であって、前記画像情報は、多色のカラー情報であることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 基板上に積層された下部反射鏡、活性層を含む共振器領域、上部反射鏡、及びコンタクト層を含むメサを有し、
   前記コンタクト層上には透明な誘電体膜が積層され、
   前記メサの前記誘電体膜側に光出射領域を有する面発光レーザ素子の製造方法であって、
   前記基板上に、前記コンタクト層を最上層とする前記メサを形成するための積層体を形成する工程と、
   前記コンタクト層上に前記誘電体膜を構成する第１誘電体膜を形成する工程と、
   前記第１誘電体膜上に前記光出射領域の高反射率領域となる部分及び低反射率領域となる部分の何れか一方の部分と、前記メサの外形を規定する部分と、を被覆する第１レジストパターンを形成する工程と、
   前記第1レジストパターンをエッチングマスクとして前記第１誘電体膜をエッチングする工程と、
   前記第１誘電体膜がエッチングにより除去された部分を被覆する第２レジストパターンを形成する工程と、
   前記第1レジストパターン及び前記第２レジストパターンをエッチングマスクとして前記積層体をエッチングし、前記メサを形成する工程と、を有し、
   前記第１レジストパターンを形成する工程では、前記何れか一方の部分と、前記メサの外形を規定する部分とを分離せずに連続的に被覆することを特徴とする面発光レーザ素子の製造方法。
9. 前記第1レジストパターン及び前記第２レジストパターンを除去する工程と、
   前記第１誘電体膜を被覆するように前記コンタクト層上に第２誘電体膜を積層して前記誘電体膜を形成する工程と、
   前記誘電体膜の前記光出射領域の外側に開口部を形成し、前記コンタクト層の一部を露出する工程と、を有し、
   前記誘電体膜を形成する工程では、前記高反射率領域と前記低反射率領域のうち、前記誘電体膜が厚く形成されている領域における前記誘電体膜の厚さと、前記メサの外形を規定する部分における前記誘電体膜の厚さは同一となり、前記メサの外形を規定する部分における前記誘電体膜は一様な厚さとなることを特徴とする請求項８記載の面発光レーザ素子の製造方法。
10. 前記第1レジストパターン及び前記第２レジストパターンを除去する工程と、前記誘電体膜を形成する工程と、の間に、
    前記メサの側壁から前記上部反射鏡に含まれる電流狭窄層を酸化し、電流通過領域の周囲に酸化物が形成された電流狭窄構造を形成する工程を有し、
    前記コンタクト層の一部を露出する工程において、前記開口部内に露出する前記コンタクト層が膜減りしないことを特徴とする請求項９記載の面発光レーザ素子の製造方法。