JP4960776B2 - 有機金属気相成長法、有機金属気相成長装置、プログラム、記録媒体及び半導体レーザ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機金属気相成長法、有機金属気相成長装置、プログラム、記録媒体及び半導体レーザ製造方法に係り、さらに詳しくは、組成が均一な均一層と、該均一層上に積層され、その厚さ方向に関して組成が徐々に変化している不均一層とを含む複数の層を積層する有機金属気相成長法、該有機金属気相成長法の実施に好適な有機金属気相成長装置、前記有機金属気相成長装置に用いられるプログラム、該プログラムが記録された記録媒体及び前記有機金属気相成長法を用いる半導体レーザ製造方法に関する。

近年、光ＬＡＮや光インターコネクション用の光源、及びコピー機用の光源として、垂直共振器型面発光半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ：Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）が使用されるようになってきている。ＶＣＳＥＬは、従来の端面発光型半導体レーザに比べて低消費電力である。また、ＶＣＳＥＬは、製造時において劈開の工程が不要であり、かつウエハ状態での検査が可能であるため、低コスト化に優れた特徴を有している。

ＶＣＳＥＬは、半導体基板上に複数の半導体層をエピタキシャル成長によって積層して製造されている。従来は通常、本番のエピタキシャル成長に先立って、テスト用の半導体層を半導体基板上に成長させ、これをいったん装置から取り出して反射スペクトルを測定し、半導体層の光学厚さを計測している。そして、その計測結果に基づいて半導体層の成長速度を求め、その成長速度を用いて本番のエピタキシャル成長を行っている。

しかしながら、この方法では、ロット毎に結晶の成長速度にばらつきがあると、複数の半導体層の膜厚にロット間変動が生じることとなる。特にＶＣＳＥＬでは、上部反射鏡、共振器構造体、下部反射鏡などの各部の膜厚がいずれも所望の膜厚となることで、初めて設計どおりの光出力特性を得ることができるため、各半導体層が、正確に設計値どおりに成長することは非常に重要である。

例えば、特許文献１には、第１導電型の化合物半導体からなる基板上に、少なくとも、第１導電型の分布反射型多層膜ミラー、第１導電型の第１クラッド層、活性層、第２導電型の第２クラッド層および第２導電型のコンタクト層を含む半導体層をエピタキシャル成長によって形成する工程を含み、分布反射型多層膜ミラーは、成膜時に、所定波長の第１のモニタ光を基板に向けて照射してその反射強度を測定し、この反射強度の極値で屈折率の異なる一方の半導体層の堆積から他方の半導体層の堆積に切り替えることによって、低屈折率の半導体層と高屈折率の半導体層とを交互に積層して形成され、かつ所定の波長帯域において９８％以上の反射率を有し、第１クラッド層は、分布反射型多層膜ミラーにおける所定の波長帯域と異なる波長を有する第２のモニタ光を基板に向けて照射し、その反射強度の極値をモニタすることによって光学的膜厚を制御しながら形成され、第２のモニタ光は、所定の波長帯域より小さい波長を有する半導体レーザ装置の製造方法が開示されている。すなわち、この半導体レーザ装置の製造方法では、互いに波長が異なる２つのモニタ光を使い、各波長における反射光をモニタしている。

また、特許文献２では、特定波長におけるファブリペロ振動（Ｆａｂｒｙ−Ｐｅｒｏｔ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｓ）を計測することで成長時の膜厚をモニタしている。

特許第３６２４４７６号公報 米国特許出願公開第２００２／０１１３９７１Ａ１号明細書

ところで、有機金属気相成長法（以下では、「ＭＯＣＶＤ法」ともいう）を用いて、高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層した反射鏡（ＤＢＲ）を形成する際に、抵抗を小さくするため、高屈折率層と低屈折率層の間に、組成が徐々に変化する中間層（例えば、組成傾斜層（ｇｒａｄｉｎｇ）やステップ状に組成が変化する組成変化層）を設けることが一般的に行われている。

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示されているモニタ方法では、反射鏡が中間層を含む場合に、必ずしも所望の特性の反射鏡とならないことがあった。

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、組成が均一な均一層上に、その厚さ方向に関して組成が徐々に変化している不均一層を精度良く積層することができる有機金属気相成長法及び有機金属気相成長装置を提供することにある。

また、本発明の第２の目的は、有機金属気相成長装置の制御用コンピュータにて実行され、組成が均一な均一層上に、その厚さ方向に関して組成が徐々に変化している不均一層を精度良く積層することができるプログラム、及びそのプログラムが記録された記録媒体を提供することにある。

また、本発明の第３の目的は、所望の光出力特性を有する半導体レーザ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。

本発明は、第１の観点からすると、組成が均一な均一層と、該均一層上に積層され、厚さ方向に関して組成が徐々に変化する不均一層とを含む複数の層を積層する有機金属気相成長法であって、前記不均一層における計算上の組成プロファイルを修正しつつ前記不均一層の積層時間を算出する工程と；前記均一層を形成する工程と；前記均一層上に、前記算出された積層時間に基づいて、前記不均一層を積層する工程と；を含む有機金属気相成長法である。

これによれば、不均一層における計算上の組成プロファイルを修正しつつ不均一層の積層時間が算出され、該算出された積層時間に基づいて、均一層上に不均一層が積層される。従って、均一層上に不均一層を精度良く積層することが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、組成が均一な均一層と、該均一層上に積層され、厚さ方向に関して組成が徐々に変化する不均一層とを含む複数の層を基板上に積層する有機金属気相成長装置であって、所定波長の光を照射し、反射光の強度変化を計測する光モニタ装置と；前記基板が収容される反応室と；前記反応室への複数の原料の供給を調整する複数の調整器と；前記複数の調整器を個別に制御して前記基板上に前記複数の層を積層する制御装置と；を備え、前記制御装置は、前記不均一層における計算上の組成プロファイルを修正しつつ、前記複数の層を積層する際の、前記所定波長の光の反射光の強度変化及び前記不均一層の積層時間をそれぞれ算出し、前記均一層の積層中に、前記光モニタ装置の計測結果と前記算出された反射光の強度変化に基づいて、前記均一層の積層終了タイミングを求めるとともに、前記積層終了タイミングに応じて前記均一層の積層を終了すると、前記算出された積層時間に基づいて、前記不均一層を積層することを特徴とする有機金属気相成長装置である。

これによれば、制御装置により、不均一層における計算上の組成プロファイルを修正しつつ、複数の層を積層する際の、所定波長の光の反射光の強度変化及び不均一層の積層時間がそれぞれ算出される。そして、制御装置により、均一層の積層中に、光モニタ装置の計測結果と算出された強度変化に基づいて、均一層の積層終了タイミングが求められ、該積層終了タイミングに応じて均一層の積層が終了されると、算出された積層時間に基づいて、不均一層が積層される。従って、均一層を精度良く積層するとともに、均一層上に不均一層を精度良く積層することが可能となる。

本発明は、第３の観点からすると、所定波長の光を照射し、反射光の強度変化を計測する光モニタ装置を備え、組成が均一な均一層と、該均一層上に積層され、厚さ方向に関して組成が徐々に変化する不均一層とを含む複数の層を基板上に積層する有機金属気相成長装置に用いられるプログラムであって、前記不均一層における計算上の組成プロファイルを修正しつつ、前記複数の層を積層する際の、前記所定波長の光の反射光の強度変化及び前記不均一層の積層時間をそれぞれ算出する手順と；前記均一層の積層中に、前記光モニタ装置の計測結果と前記算出された反射光の強度変化に基づいて、前記均一層の積層終了タイミングを求める手順と；前記積層終了タイミングに応じて前記均一層の積層を終了すると、前記算出された積層時間に基づいて、前記不均一層を積層する手順と；を前記有機金属気相成長装置の制御用コンピュータに実行させるプログラムである。

これによれば、本発明のプログラムが所定のメモリにロードされ、その先頭アドレスがプログラムカウンタにセットされると、有機金属気相成長装置の制御用コンピュータは、不均一層における計算上の組成プロファイルを修正しつつ、複数の層を積層する際の、所定波長の光の反射光の強度変化及び不均一層の積層時間をそれぞれ算出する。そして、均一層の積層中に、光モニタ装置の計測結果と算出された反射光の強度変化に基づいて、均一層の積層終了タイミングを求め、積層終了タイミングに応じて均一層の積層を終了すると、算出された積層時間に基づいて、不均一層を積層する。従って、均一層を精度良く積層するとともに、均一層上に不均一層を精度良く積層することが可能となる。

本発明は、第４の観点からすると、本発明のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

これによれば、本発明のプログラムが記録されているために、コンピュータに実行させることにより、均一層を精度良く積層するとともに、均一層上に不均一層を精度良く積層することが可能となる。

本発明は、第５の観点からすると、面発光レーザを製造する半導体レーザ製造方法であって、本発明の有機金属気相成長法によって、基板上に複数の半導体層が積層された積層体を作成する工程と；前記積層体における発光部となる領域の周囲を、前記基板と反対側の面である積層体表面から前記複数の半導体層の途中まで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、本発明の有機金属気相成長法によって、積層体が作成されているため、結果として、所望の光出力特性を有する半導体レーザを製造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の製造方法について図１〜図１３（Ｂ）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１０１上に、下部反射鏡１０３、下部スペーサ層１０４、活性層１０５、上部スペーサ層１０６、被選択酸化層１０７、上部反射鏡１０８などの半導体層を、順次積層する（図１参照）。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１０３は、ｎ−ＡｌＡｓ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とをペアとして、４０．５ペア有している。そして、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へ向かって組成を徐々に変化させた厚さ２０ｎｍの組成傾斜層（ｇｒａｄｉｎｇ）が設けられている。なお、各屈折率層はいずれも、組成傾斜層の１／２を含んで、発振波長をλとするとλ／４の光学厚さとなるように設定されている。

下部スペーサ層１０４は、ノンドープＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる層である。

活性層１０５は、ＡｌＧａＡｓ／Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓ多重量子井戸活性層である。

上部スペーサ層１０６は、ノンドープＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる層である。

下部スペーサ層１０４と活性層１０５と上部スペーサ層１０６とからなる部分は、共振器構造体とも呼ばれており、その厚さが１波長光学厚さとなるように設定されている。なお、活性層１０５は、高い誘導放出確率が得られるように、電界の定在波分布の腹に対応する位置である共振器構造体の中央に設けられている。

上部反射鏡１０８は、ｐ−ＡｌＡｓからなる低屈折率層とｐ−Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる高屈折率層とをペアとして、２４ペア有している。そして、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へ向かって組成を徐々に変化させた厚さ２０ｎｍの組成傾斜層（ｇｒａｄｉｎｇ）が設けられている。なお、各屈折率層はいずれも、組成傾斜層の１／２を含んで、発振波長をλとするとλ／４の光学厚さとなるように設定されている。

上部反射鏡１０８における共振器構造体からλ／４離れた位置には、ｐ−ＡｌＡｓからなる被選択酸化層１０７が設けられている。

図２には、上記半導体積層体を作成するためのＭＯＣＶＤ装置２００が示されている。このＭＯＣＶＤ装置２００は、反応室２０１、複数の原料ガス源２０２、各原料ガスの流量を個別に調節するための複数のマスフローコントローラ（ＭＦＣ）２０３、光モニタ装置２０４、入力装置２０５、表示装置２０６、排気ポンプ２０７、排ガス処理装置２０８、及び主制御装置２０９などを備えている。

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。

表示装置２０６は、例えばＣＲＴ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）及びプラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤＰ）などを用いた表示部（図示省略）を備え、主制御装置２０９から指示された各種情報を表示する。

入力装置２０５は、例えばキーボード、マウス、タブレット、ライトペン及びタッチパネルなどのうち少なくとも１つの入力媒体（図示省略）を備え、作業者から入力された各種情報を主制御装置２０９に通知する。なお、入力媒体からの情報はワイヤレス方式で入力されても良い。また、表示装置２０６と入力装置２０５とが一体化されたものとして、例えばタッチパネル付きＬＣＤなどがある。

反応室２０１内には、基板１０１が載置されるサセプタ２０１ａが設けられている。また、反応室２０１の天井の一部には、光学窓２０１ｂが設けられている。さらに、反応室２０１の壁面の一部には、原料ガスの供給口２０１ｃ、及び原料ガスの排気口２０１ｄが設けられている。

光モニタ装置２０４は、光源２０４ａ、ハーフミラー２０４ｂ、光検出器２０４ｃ、モニタ制御装置２０４ｄなどを備えている。光源２０４ａは、モニタ制御装置２０４ｄの指示に基づいて所定の波長（例えば、６００ｎｍ）の光を射出する。なお、反射スペクトルを計測するときには、射出される光の波長が所定範囲内で変化するようになっている。光源２０４ａから射出された光は、ハーフミラー２０４ｂ及び光学窓２０１ｂを介して、基板１０１に積層された半導体層に照射される。基板１０１に積層された半導体層で反射され、光学窓２０１ｂを介してハーフミラー２０４ｂに入射した光の一部は、ハーフミラー２０４ｂで反射され、光検出器２０４ｃに入射する。光検出器２０４ｃは、入射光量に応じた信号（光電変換信号）をモニタ制御装置２０４ｄに出力する。

複数のマスフローコントローラ２０３及び排気ポンプ２０７は、それぞれ主制御装置２０９によって制御される。

モニタ制御装置２０４ｄは、主制御装置２０９の指示に応じて、光源２０４ａを駆動するとともに、光検出器２０４ｃの出力信号に基づいて、反射光強度、及び反射スペクトルを求める。

主制御装置２０９は、不図示のＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述された各種プログラムが格納されているフラッシュメモリ、及び作業用メモリなどを有している。

主制御装置２０９とモニタ制御装置２０４ｄは、互いに双方向の通信が可能である。

ここで、ＭＯＣＶＤ装置２００における前記半導体積層体の作成処理について図３〜図８を用いて説明する。図３、図７及び図８のフローチャートは、主制御装置２０９のＣＰＵによって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。入力装置２０５から半導体積層体の作成要求を受信すると、主制御装置２０９のフラッシュメモリに格納されている図３、図７及び図８のフローチャートに対応するプログラム（以下、「積層体作成プログラム」という）の先頭アドレスがＣＰＵのプログラムカウンタにセットされ、半導体積層体の作成処理がスタートする。

なお、サセプタ２０１ａには、作業者によって、すでに事前計測用の基板が載置されているものとする。

最初のステップＳ４０１では、各層の目標組成、目標膜厚、成長温度などの成膜条件の入力要求画面を表示装置２０６の表示部に表示する。これにより、作業者は、入力装置２０５を介して成膜条件を入力する。

次のステップＳ４０３では、成膜条件の入力が完了しているか否かを判断する。成膜条件の入力が完了していなければ、ここでの判断は否定され、一定時間経過後に再度判断する。成膜条件の入力が完了していれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ４０５に移行する。

このステップＳ４０５では、入力された成膜条件に基づいて、下部反射鏡１０３の組成傾斜層における計算上の組成プロファイル（以下では、便宜上、「組成プロファイルＡ」ともいう）を仮定する。なお、ここでは、一例として図４に示されるように、組成プロファイルＡとして、直線状の組成プロファイル（ｐｒｏｆｉｌｅ１）が仮定されたものとする。

次のステップＳ４０７では、入力された成膜条件に基づいて、上部反射鏡１０８の組成傾斜層における計算上の組成プロファイル（以下では、便宜上、「組成プロファイルＢ」ともいう）を仮定する。

次のステップＳ４０９では、入力された成膜条件、仮定した組成プロファイルＡ、及び仮定した組成プロファイルＢに基づいて、前記複数の半導体層を成膜する際の各層の積層時間及び波長６００ｎｍの光の反射光の強度変化をそれぞれ計算する（図５参照）。

次のステップＳ４１３では、反射光強度の計測開始をモニタ制御装置２０４ｄに指示する。これにより、モニタ制御装置２０４ｄは、光源２０４ａを駆動し、所定のタイミング毎に反射光強度の計測結果を主制御装置２０９に通知する。

次のステップＳ４１５では、下部反射鏡１０３の事前成膜を開始する。

次のステップＳ４１７では、算出された下部反射鏡１０３の各層の積層時間に従って複数のマスフローコントローラ２０３を制御する。

次のステップＳ４１９では、下部反射鏡１０３の事前成膜が完了したか否かを判断する。低屈折率層と組成傾斜層と高屈折率層の３層をペアとし、予め設定されたペア数が積層されていなければ、ここでの判断は否定され、上記ステップＳ４１７に戻る。一方、予め設定されたペア数が積層されていれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ４２１に移行する。

次のステップＳ４２１では、反射光強度の計測停止をモニタ制御装置２０４ｄに指示する。

次のステップＳ４２３では、反射光強度の計測結果から反射光の強度変化を求める（図５参照）。

次のステップＳ４２５では、反射光の強度変化の計算結果と計測結果とのずれが小さくなるように、前記仮定した組成プロファイルＡを修正する。ここでは、一例として図６に示されるように、組成プロファイルＡは、非線形形状の組成プロファイルに修正される。

次のステップＳ４２７では、入力された成膜条件、修正された組成プロファイルＡ、及び仮定した組成プロファイルＢに基づいて、前記複数の半導体層を成膜する際の各層の積層時間及び波長６００ｎｍの光の反射光の強度変化をそれぞれ計算する。

次のステップＳ４３１では、反射光強度の計測開始をモニタ制御装置２０４ｄに指示する。

次のステップＳ４３３では、上部反射鏡１０８の事前成膜を開始する。なお、上部反射鏡１０８の事前成膜は、事前計測用の基板上の新たな場所で行われる。

次のステップＳ４３５では、算出された上部反射鏡１０８の各層の積層時間に従って複数のマスフローコントローラ２０３を制御する。

次のステップＳ４３７では、上部反射鏡１０８の事前成膜が完了したか否かを判断する。低屈折率層と組成傾斜層と高屈折率層の３層をペアとし、予め設定されたペア数が積層されていなければ、ここでの判断は否定され、上記ステップＳ４３５に戻る。一方、予め設定されたペア数が積層されていれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ４３９に移行する。

次のステップＳ４３９では、反射光強度の計測停止をモニタ制御装置２０４ｄに指示する。

次のステップＳ４４１では、反射光の光強度の計測結果から反射光の強度変化を求める。

次のステップＳ４４３では、反射光の強度変化の計算結果（ステップＳ４２７での計算結果）と計測結果（ステップＳ４４１での計測結果）とのずれが小さくなるように、前記仮定した組成プロファイルＢを修正する。

次のステップＳ４４５では、入力された成膜条件、修正された組成プロファイルＡ、及び修正された組成プロファイルＢに基づいて、前記複数の半導体層を成膜する際の各層の積層時間及び波長６００ｎｍの光の反射光の強度変化をそれぞれ計算する。

次のステップＳ４４７では、事前計測の終了を表示装置２０６の表示部に表示する。

次のステップＳ４４９では、本番用の基板のセット要求を表示装置２０６の表示部に表示する。

次のステップＳ４５１では、本番用の基板がセットされているか否かを判断する。基板が交換されていなければ、ここでの判断は否定され、一定時間経過後に再度判断する。基板が交換されていれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ４６１に移行する。

このステップＳ４６１では、反射光強度の計測開始をモニタ制御装置２０４ｄに指示する。

次のステップＳ４６３では、下部反射鏡１０３を成膜する。ここでは、各屈折率層の積層中には、所定のタイミング毎に反射光の強度変化の計測結果と計算結果（ステップＳ４４５での計算結果）とに基づいて終了タイミングを予測し、最も確からしい終了タイミングで積層が終了するようにマスフローコントローラ２０３を制御する。また、組成傾斜層を積層するときには、積層開始からの経過時間が計算された積層時間（ステップＳ４４５で計算された積層時間）と一致するタイミングで積層が終了するようにマスフローコントローラ２０３を制御する。

次のステップＳ４６５では、共振器構造体を成膜する。ここでは、各層の積層中に、所定のタイミング毎に反射光の強度変化の計測結果と計算結果（ステップＳ４４５での計算結果）とに基づいて終了タイミングを予測し、最も確からしい終了タイミングで積層が終了するようにマスフローコントローラ２０３を制御する。

次のステップＳ４６７では、上部反射鏡１０８を成膜する。ここでは、各屈折率層の積層中には、所定のタイミング毎に反射光の強度変化の計測結果と計算結果（ステップＳ４４５での計算結果）とに基づいて終了タイミングを予測し、最も確からしい終了タイミングで積層が終了するようにマスフローコントローラ２０３を制御する。また、組成傾斜層を積層するときには、積層開始からの経過時間が計算された積層時間（ステップＳ４４５で計算された積層時間）と一致するタイミングで積層が終了するようにマスフローコントローラ２０３を制御する。なお、所定の位置に被選択酸化層１０７が積層される。

次のステップＳ４６９では、複数の半導体層の成膜の終了を表示装置２０６の表示部に表示する。そして、半導体積層体の作成処理を終了する。

（２）半導体積層体における表面（基板１と反対側の面）である積層体表面に、フォトリソグラフィー法により発光部に対応するフォトマスク１０９を含むフォトマスクをパターニングする（図９参照）。ここでは、一例として、図１０に示されるように、面発光型半導体レーザは、４０個の発光部を有するものとする。すなわち、いわゆる面発光レーザアレイである。

（３）フォトマスク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１１（Ａ）参照）。なお、以下では、便宜上、メサ形状の部分（構造体）を「メサ」と略述する。ここでは、エッチングは、エッチング底面が下部反射鏡１０３に達するまで行われる。

（４）フォトマスクを除去する（図１１（Ｂ）参照）。

（５）半導体積層体を水蒸気中で熱処理し、メサにおける被選択酸化層１０８を選択的に酸化する。そして、メサの中央部に、被選択酸化層１０８における酸化されていない領域を残留させる。これにより、発光部の駆動電流の経路をメサの中央部だけに制限する、いわゆる電流狭窄構造が形成される（図１１（Ｃ）参照）。

（６）気相化学堆積法（ＣＶＤ法）を用いて、パッシベーション膜として、ＳｉＯ_２からなる絶縁膜１１１を形成する（図１２（Ａ）参照）。

（７）ポリイミド１１２で平坦化する（図１２（Ｂ）参照）。

（８）メサ上部にＰ側電極コンタクトの窓開けを行う（図１２（Ｃ）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にてポリイミド１１２及び絶縁膜１１１をエッチングして開口する。

（９）メサ上部の光出射部となる領域にレジストパターンを形成し、ｐ側の電極材料の蒸着を行なう。ｐ側の電極材料としてはＣｒ／ＡｕＺｎ／Ａｕからなる多層膜、もしくはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる多層膜が用いられる。

（１０）光出射部の電極材料をリフトオフし、ｐ側の電極１１３を形成する（図１３（Ａ）参照）。

（１１）基板１０１の裏側を所定の厚さ（例えば１００μｍ程度）まで研磨した後、ｎ側の電極１１４を形成する（図１３（Ｂ）参照）。ここでは、ｎ側の電極１１４はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる多層膜である。

（１２）アニールによって、ｐ側の電極１１３とｎ側の電極１１４のオーミック導通を取る。これにより、各メサは、それぞれ発光部となる。

（１３）半導体積層体をチップ毎に切断する。

以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るＭＯＣＶＤ装置２００では、主制御装置２０９のＣＰＵ及び該ＣＰＵによって実行されるプログラムとによって、制御装置が構成されている。なお、ＣＰＵによるプログラムに従う処理の少なくとも一部をハードウェアによって構成することとしても良いし、あるいは全てをハードウェアによって構成することとしても良い。

そして、本実施形態では、上記半導体積層体の作成処理にて、本発明に係る有機金属気相成長法が実施されている。

また、本実施形態では、記録媒体としてのフラッシュメモリに記録されているプログラムのうち、図３、図７及び図８に対応するプログラムによって、本発明に係るプログラムが実行されている。

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、有機金属気相成長法を用いた結晶成長によって、半導体積層体を作成する際に、成膜条件に基づいて、組成プロファイルＡ及び組成プロファイルＢを仮定し、複数の半導体層を成膜する際の各層の積層時間及び波長６００ｎｍの光の反射光の強度変化をそれぞれ計算している。そして、波長６００ｎｍの光の反射光強度を計測しながら下部反射鏡１０３及び上部反射鏡１０８を事前成膜し、反射光の強度変化の計測結果と計算結果の差が小さくなるように組成プロファイルＡ及び組成プロファイルＢをそれぞれ修正し、複数の半導体層を成膜する際の各層の積層時間及び波長６００ｎｍの光の反射光の強度変化をそれぞれ再計算する。そして、本番では、組成が均一な層の積層中には、所定のタイミング毎に反射光の強度変化の計測結果と再計算結果とに基づいて終了タイミングを予測し、該終了タイミングで積層が終了するようにマスフローコントローラ２０３を制御している。また、各組成傾斜層を積層するときには、積層開始からの経過時間が再計算された積層時間と一致するタイミングで積層が終了するようにマスフローコントローラ２０３を制御している。従って、複数の半導体層を精度良く積層することが可能となる。そして、その結果、所望の光出力特性を有する面発光レーザを製造することが可能となる。

なお、上記実施形態において、一例として図１４及び図１５に示されるように、低屈折率層と高屈折率層との間に前記組成傾斜層に代えて、ステップ状に組成が変化する組成変化層が設けられても良い。なお、図１４は、仮定した計算上の組成プロファイルであり、図１５は、修正された計算上の組成プロファイルである。

また、上記実施形態では、半導体積層体の作成処理において、複数の半導体層を成膜する際の各層の積層時間及び波長６００ｎｍの光の反射光の強度変化を、事前にそれぞれ計算しておく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、複数の半導体層の一部を積層する際に計測された反射光強度に基づいて、複数の半導体層の残りの成膜する際の各層の積層時間及び波長６００ｎｍの光の反射光の強度変化を、それぞれ計算しても良い。これにより、作成時間を短縮することができる。この場合について、図１６〜図１８のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ５０１〜Ｓ５１７では、上記ステップＳ４０１〜Ｓ４１７と同様な処理を行う。

次のステップＳ５１９では、予め設定されている中断ポイント（例えば、下部反射鏡１０３の３ペア目）に達したか否かを判断する。まだ中断ポイントに達していなければ、ここでの判断は否定され、上記ステップＳ５１７に戻る。中断ポイントに達していれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ５２１に移行する。

このステップＳ５２１では、成膜を中断する。

次のステップＳ５２３及びＳ５２５では、上記ステップＳ４２１及びＳ４２３と同様な処理を行う。

次のステップＳ５３３では、上記ステップＳ４２５と同様な処理を行う。

次のステップＳ５３５では、下部反射鏡１０３の残りの３７．５ペアと共振器構造体を成膜する際の各層の積層時間及び波長６００ｎｍの光の反射光の強度変化をそれぞれ計算する。

次のステップＳ５３７では、上記ステップＳ４３１と同様な処理を行う。

次のステップＳ５３９では、下部反射鏡１０３の成膜を再開する。ここでは、残りの３７．５ペアに対して、上記ステップＳ４６３と同様に、各屈折率層の積層中には、所定のタイミング毎に反射光の強度変化の計測結果と計算結果（ステップＳ５３５での計算結果）とに基づいて終了タイミングを予測し、最も確からしい終了タイミングで積層が終了するようにマスフローコントローラ２０３を制御する。また、組成傾斜層を積層するときには、積層開始からの経過時間が計算された積層時間（ステップＳ５３５で計算された積層時間）と一致するタイミングで積層が終了するようにマスフローコントローラ２０３を制御する。

次のステップＳ５４１では、上記ステップＳ４６５と同様な処理を行う。

次のステップＳ５４３では、上部反射鏡１０８の成膜を開始する。

次のステップＳ５４５では、算出された積層時間（ステップＳ５０９で計算された積層時間）に従って複数のマスフローコントローラ２０３を制御する。

次のステップＳ５４７では、予め設定されている中断ポイント（例えば、上部反射鏡１０８の５ペア目）に達したか否かを判断する。まだ中断ポイントに達していなければ、ここでの判断は否定され、上記ステップＳ５４５に戻る。中断ポイントに達していれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ５４９に移行する。

このステップＳ５４９では、成膜を中断する。

次のステップＳ５５１では、反射光強度の計測停止をモニタ制御装置２０４ｄに指示する。

次のステップＳ５６１〜Ｓ５６３では、上記ステップＳ４４１〜Ｓ４４３と同様な処理を行う。

次のステップＳ５６５では、上部反射鏡１０８の残りの１９ペアを成膜する際の各層の積層時間及び波長６００ｎｍの光の反射光の強度変化をそれぞれ計算する。

次のステップＳ５６７では、反射光強度の計測再開をモニタ制御装置２０４ｄに指示する。

次のステップＳ５６９では、上部反射鏡１０８の成膜を再開する。ここでは、残りの１９ペアに対して、上記ステップＳ４６７と同様に、各屈折率層の積層中には、所定のタイミング毎に反射光の強度変化の計測結果と計算結果（ステップＳ５６５での計算結果）とに基づいて終了タイミングを予測し、最も確からしい終了タイミングで積層が終了するようにマスフローコントローラ２０３を制御する。また、組成傾斜層を積層するときには、積層開始からの経過時間が計算された積層時間（ステップＳ５６５で計算された積層時間）と一致するタイミングで積層が終了するようにマスフローコントローラ２０３を制御する。

次のステップＳ５７１では、複数の半導体層の成膜の終了を表示装置２０６の表示部に表示する。そして、半導体積層体の作成処理を終了する。

なお、この場合に、組成傾斜層の計算上の組成プロファイルを修正する際に反射スペクトルも考慮しても良い。これにより、さらに精度を向上させることができる。この場合について、図１９及び図２０のフローチャート（ステップＳ５３１、Ｓ５３４＿１〜Ｓ５３４＿３、Ｓ５６２、Ｓ５６４＿１〜Ｓ５６４＿３）を用いて説明する。

ステップＳ５３１では、反射スペクトルの計測をモニタ制御装置２０４ｄに指示する。

ステップＳ５３４＿１では、上記ステップＳ５３３で修正された組成プロファイルＡを用いて反射スペクトルを計算する（図２１参照）。

ステップＳ５３４＿２では、反射スペクトルの計算結果と計測結果（図２２参照）の差が小さくなるように組成プロファイルＡを再修正する。

ステップＳ５３４＿３では、反射スペクトルの計算結果と計測結果の差が予め設定されているレベル（Δｐ）よりも小さいか否かを判断する。差がΔｐよりも小さくなければ、ここでの判断は否定され、上記ステップＳ５３３に戻る。ここでは、一例として、反射スペクトルの計算値と計測値の差の積算値を用いるが、これに限定されるものではない。例えば、反射スペクトルの計算値と計測値の差の最大値を用いても良い。

この場合には、ステップＳ５３３では、再修正された組成プロファイルＡを考慮して、反射光の強度変化を計算し、反射光の強度変化の計算結果と測定結果の差がさらに小さくなるように組成プロファイルＡをさらに修正する。一方、差がΔｐよりも小さければ、ここでの判断は肯定され、上記ステップＳ５３５に移行する。

ステップＳ５６２では、反射スペクトルの計測をモニタ制御装置２０４ｄに指示する。

ステップＳ５６４＿１では、上記ステップＳ５６３で修正された組成プロファイルＢを用いて反射スペクトルを計算する。

ステップＳ５６４＿２では、反射スペクトルの計算結果と計測結果の差が小さくなるように組成プロファイルＢを再修正する。

ステップＳ５６４＿３では、反射スペクトルの計算結果と計測結果の差が予め設定されているレベル（Δｐ）よりも小さいか否かを判断する。差がΔｐよりも小さくなければ、ここでの判断は否定され、上記ステップＳ５６３に戻る。この場合には、ステップＳ５６３では、再修正された組成プロファイルＢを考慮して、反射光の強度変化を計算し、反射光の強度変化の計算結果と測定結果の差がさらに小さくなるように組成プロファイルＢをさらに修正する。一方、差がΔｐよりも小さければ、ここでの判断は肯定され、上記ステップＳ５６５に移行する。

また、上記実施形態では、１つのチップに含まれる発光部の数が４０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。

また、上記実施形態では、各メサの形状が円形状の場合について説明したが、これに限らず、例えば正方形状、楕円形状、長方形状など任意の形状であっても良い。

また、上記実施形態において、主制御装置２０９での処理の一部をモニタ制御装置２０４ｄが行っても良い。

また、上記実施形態では、積層体作成プログラムは、主制御装置２０９のフラッシュメモリに記録されているが、他の記録媒体（ＣＤ、光磁気ディスク、ＤＶＤ、メモリカード、ＵＳＢメモリ、フレキシブルディスク等）に記録されていても良い。この場合には、各記録媒体に対応する再生装置（又は専用インターフェース）を介して積層体作成プログラムをフラッシュメモリにロードすることとなる。また、ネットワーク（ＬＡＮ、イントラネット、インターネットなど）を介して積層体作成プログラムをフラッシュメモリに転送しても良い。要するに、積層体作成プログラムがフラッシュメモリにロードされれば良い。

《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説明する。図２３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２３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。

《光走査装置》
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２４に示されるように、光源ユニット１０、カップリングレンズ１１、開口板１２、シリンドリカルレンズ１３、ポリゴンミラー１４、ｆθレンズ１５、トロイダルレンズ１６、２つのミラー（１７、１８）、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。

光源ユニット１０は、一例として図２５に示されるように、４０個の発光部が２次元配列されている面発光レーザアレイ１０Ａを有している。この面発光レーザアレイ１０Ａは、前記半導体レーザ製造方法と同様にして製造されている。なお、図２５におけるＭ方向は、主走査方向に対応する方向を示し、Ｓ方向は、副走査方向に対応する方向を示している。

面発光レーザアレイ１０Ａでは、Ｍ方向に対して角度θだけ傾斜した方向（以下、便宜上「Ｔ方向」という）に沿って一列に等間隔で配列された１０個の発光部からなる発光部列が、Ｓ方向に等間隔ｄ１で４列配置されている。また、４０個の発光部をＳ方向に延びる仮想線上に正射影したときの発光部間隔は等間隔ｄ２である。

図２４に戻り、カップリングレンズ１１は、光源ユニット１０から射出された光を略平行光に整形する。

開口板１２は、開口部を有し、カップリングレンズ１１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１３は、開口板１２の開口部を通過した光をミラー１７を介してポリゴンミラー１４の偏向反射面近傍に集光する。

ポリゴンミラー１４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、図２４に示される矢印の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１０から射出され、シリンドリカルレンズ１３によってポリゴンミラー１４の偏向反射面近傍に集光された光は、ポリゴンミラー１４の回転により一定の角速度で偏向される。

ｆθレンズ１５は、ポリゴンミラー１４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１４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１６は、ｆθレンズ１５からの光をミラー１８を介して、感光体ドラム１０３０の表面に結像する。

この場合に、面発光レーザアレイ１０Ａでは、各発光部をＳ軸方向に延びる仮想線上に正射影したときの発光部間隔が等間隔ｄ２であるので、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、前記間隔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、Ｔ方向の発光部数を増加したり、前記間隔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。

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。

以上説明したように、本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、光源ユニット１０が、前記半導体レーザ製造方法と同様にして製造された面発光レーザアレイ１０Ａを有している。従って、高パワーのレーザ光を出力することができ、結果として光走査を高速で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、光走査を高速で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、画像を高速で形成することが可能となる。

なお、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、画像を高速で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、高精細な画像を高速で形成することが可能となる。

例えば、図２６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レーザアレイ、シアン用の面発光レーザアレイ、マゼンタ用の面発光レーザアレイ、イエロー用の面発光レーザアレイを有している。各面発光レーザアレイは、前記半導体レーザ製造方法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レーザアレイ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、シアン用の面発光レーザアレイ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レーザアレイ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レーザアレイ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２６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修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、各面発光レーザアレイが、前記半導体レーザ製造方法と同様にして製造されていれば良い。

《光伝送システム》
図２７には、本発明の一実施形態に係る光伝送システム２０００の概略構成が示されている。この光伝送システム２０００は、光送信モジュール２００１と光受信モジュール２００５が光ファイバケーブル２００４で接続されており、光送信モジュール２００１から光受信モジュール２００５への一方向の光通信が可能となっている。

光送信モジュール２００１は、前記半導体レーザ製造方法と同様にして製造された面発光レーザアレイを含む光源２００２と、外部から入力された電気信号に応じて、光源２００２から出力されるレーザ光の光強度を変調する駆動回路２００３とを有している。

光源２００２から出力された光信号は、光ファイバケーブル２００４に結合し、該光ファイバケーブル２００４を導波して光受信モジュール２００５に入力される。

光受信モジュール２００５は、光信号を電気信号に変換する受光素子２００６と、受光素子２００６から出力された電気信号に対して信号増幅、及び波形整形等を行う受信回路２００７とを有している。

本実施形態に係る光送信モジュール２００１によると、光源２００２が前記半導体レーザ製造方法と同様にして製造された面発光レーザアレイを有しているため、結果として高品質の光信号を安定して生成することが可能となる。

また、本実施形態に係る光伝送システム２０００によると、高品質の光信号を安定して生成することができる光送信モジュール２００１を備えているため、結果として低消費電力で、高品質の光伝送を安定して行うことが可能となる。

なお、本実施形態では、単チャンネルの一方向通信の構成例を示しているが、双方向通信、並列伝送方式、波長分割多重伝送方式等の構成をとることもできる。要するに、光源２００２が前記半導体レーザ製造方法と同様にして製造された面発光レーザアレイを有していれば良い。

以上説明したように、本発明の有機金属気相成長法及び有機金属気相成長装置によれば、組成が均一な均一層上に、その厚さ方向に関して組成が徐々に変化している不均一層を精度良く積層するのに適している。また、本発明のプログラム及び記録媒体によれば、有機金属気相成長装置の制御用コンピュータに、組成が均一な均一層上に、その厚さ方向に関して組成が徐々に変化している不均一層を精度良く積層させるのに適している。また、本発明の半導体レーザ製造方法によれば、所望の光出力特性を有する半導体レーザを製造するのに適している。

面発光レーザの製造方法を説明するための図（その１）である。 ＭＯＣＶＤ装置の概略構成を説明するための図である。 ＭＯＣＶＤ装置の動作を説明するためのフローチャート（その１）である。 組成傾斜層における計算上の組成プロファイルの一例を示す図である。 反射光の強度変化を説明するための図である。 図４の組成プロファイルの修正例を示す図である。 ＭＯＣＶＤ装置の動作を説明するためのフローチャート（その２）である。 ＭＯＣＶＤ装置の動作を説明するためのフローチャート（その３）である。 面発光レーザの製造方法を説明するための図（その２）である。 面発光レーザにおける発光部を説明するための図である。 図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、それぞれ面発光レーザの製造方法を説明するための図（その３）である。 図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は、それぞれ面発光レーザの製造方法を説明するための図（その４）である。 図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、それぞれ面発光レーザの製造方法を説明するための図（その５）である。 組成変化層における計算上の組成プロファイルの一例を示す図である。 図１４の組成プロファイルの修正例を示す図である。 ＭＯＣＶＤ装置の動作の変形例を説明するためのフローチャート（その１）である。 ＭＯＣＶＤ装置の動作の変形例を説明するためのフローチャート（その２）である。 ＭＯＣＶＤ装置の動作の変形例を説明するためのフローチャート（その３）である。 反射スペクトルを利用する場合のフローチャート（その１）である。 反射スペクトルを利用する場合のフローチャート（その２）である。 反射スペクトルを説明するための図（その１）である。 反射スペクトルを説明するための図（その２）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２３における光走査装置を示す概略図である。 図２４における光源ユニットに含まれる面発光レーザ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。 本発明の一実施形態に係る光伝送モジュール及び光伝送システムの概略構成を説明するための図である。

符号の説明

１０…光源ユニット、１０Ａ…面発光レーザ、１４…ポリゴンミラー（偏向器）、１５…ｆθレンズ（走査光学系の一部）、１６…トロイダルレンズ（走査光学系の一部）、２００…ＭＯＣＶＤ装置（有機金属気相成長装置）、２０１…反応室、２０３…マスフローコントローラ（調整器）、２０４…光モニタ装置、２０９…主制御装置（制御装置）、１５００…タンデムカラー機（画像形成装置）、２０００…光伝送システム、２００１…光送信モジュール（光伝送モジュール）、２００３…駆動回路（駆動装置）、２００４…光ファイバケーブル（光伝達媒体）、２００６…受光素子（変換器の一部）、２００７…受信回路（変換器の一部）、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。

Claims (12)

1. 組成が均一な均一層と、該均一層上に積層され、厚さ方向に関して組成が徐々に変化する不均一層とを含む複数の層を積層する有機金属気相成長法であって、
   前記不均一層における計算上の組成プロファイルを修正しつつ前記不均一層の積層時間を算出する工程と；
   前記均一層を形成する工程と；
   前記均一層上に、前記算出された積層時間に基づいて、前記不均一層を積層する工程と；を含む有機金属気相成長法。
2. 前記算出する工程では、前記不均一層における計算上の組成プロファイルを修正しつつ前記複数の層を積層する際の所定波長の光の反射光の強度変化を更に算出し、
   前記均一層を形成する工程では、形成中に、前記所定波長の光を照射して、その反射光の強度変化を測定し、該測定結果と前記算出された反射光の強度変化に基づいて、前記均一層の形成終了タイミングを求めることを特徴とする請求項１に記載の有機金属気相成長法。
3. 前記算出する工程は、
   前記不均一層における計算上の組成プロファイルを仮定し、目標膜厚及び目標組成に応じて、前記均一層と前記不均一層を積層する際の各積層時間及び前記所定波長の光の反射光の強度変化をそれぞれ算出する予備計算工程と；
   前記所定波長の光を照射して反射光強度を計測しつつ、前記算出された各積層時間に応じて、前記均一層及び前記不均一層を評価用に積層する評価積層工程と；
   前記反射光強度の計測結果から得られる反射光の強度変化と前記算出された反射光の強度変化とのずれが小さくなるように、前記仮定した計算上の組成プロファイルを修正する修正工程と；
   前記修正された計算上の組成プロファイルを用いて、前記複数の層を積層する際の前記所定波長の光の反射光の強度変化、及び前記不均一層の積層時間をそれぞれ計算する実計算工程と；を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機金属気相成長法。
4. 前記複数の層は、前記均一層と前記不均一層の組を複数組含み、
   前記算出する工程は、
   前記不均一層における計算上の組成プロファイルを仮定し、目標膜厚及び目標組成に応じて、前記複数組のうちの少なくとも１組を含む前記複数の層の一部を積層する際の各積層時間及び前記所定波長の光の反射光の強度変化をそれぞれ算出する予備計算工程と；
   前記所定波長の光を照射して反射光強度を計測しつつ、前記算出された各積層時間に応じて、前記複数の層の一部を積層する部分積層工程と；
   前記反射光強度の計測結果から得られる反射光の強度変化と前記算出された反射光の強度変化とのずれが小さくなるように、前記仮定した計算上の組成プロファイルを修正する修正工程と；
   前記修正された組成プロファイルを用いて、前記複数の層の残りを積層する際の前記所定波長の光の反射光の強度変化、及び前記不均一層の積層時間をそれぞれ算出する実計算工程と；を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機金属気相成長法。
5. 前記複数の層は、前記均一層と前記不均一層の組を複数組含み、
   前記算出する工程は、
   前記不均一層における計算上の組成プロファイルを仮定し、目標膜厚及び目標組成に応じて、前記複数組のうちの少なくとも１組を含む前記複数の層の一部を積層する際の各積層時間及び前記所定波長の光の反射光の強度変化をそれぞれ算出する予備計算工程と；
   前記所定波長の光を照射して反射光強度を計測しつつ、前記算出された各積層時間に応じて、前記複数の層の一部を積層する部分積層工程と；
   前記反射光強度の計測結果から得られる反射光の強度変化と前記算出された反射光の強度変化とのずれが小さくなるように、前記仮定した計算上の組成プロファイルを修正する第１修正工程と；
   前記部分積層工程で積層された前記複数の層の一部の反射スペクトルを計測する工程と；
   前記修正された計算上の組成プロファイルを用いて、前記複数の層の一部の反射スペクトルを算出する工程と；
   前記計測された反射スペクトルと前記算出された反射スペクトルとのずれが小さくなるように、前記修正された計算上の組成プロファイルを再度修正する第２修正工程と；
   前記再度修正された計算上の組成プロファイルを用いて、前記複数の層の残りを積層する際の前記所定波長の光の反射光の強度変化、及び前記不均一層の積層時間をそれぞれ算出する実計算工程と；を含むことを特徴とする請求項２に記載の有機金属気相成長法。
6. 組成が均一な均一層と、該均一層上に積層され、厚さ方向に関して組成が徐々に変化する不均一層とを含む複数の層を基板上に積層する有機金属気相成長装置であって、
   所定波長の光を照射し、反射光の強度変化を計測する光モニタ装置と；
   前記基板が収容される反応室と；
   前記反応室への複数の原料の供給を調整する複数の調整器と；
   前記複数の調整器を個別に制御して前記基板上に前記複数の層を積層する制御装置と；を備え、
   前記制御装置は、前記不均一層における計算上の組成プロファイルを修正しつつ、前記複数の層を積層する際の、前記所定波長の光の反射光の強度変化及び前記不均一層の積層時間をそれぞれ算出し、前記均一層の積層中に、前記光モニタ装置の計測結果と前記算出された反射光の強度変化に基づいて、前記均一層の積層終了タイミングを求めるとともに、前記積層終了タイミングに応じて前記均一層の積層を終了すると、前記算出された積層時間に基づいて、前記不均一層を積層することを特徴とする有機金属気相成長装置。
7. 前記制御装置は、
   前記不均一層における計算上の組成プロファイルを仮定し、目標膜厚及び目標組成に応じて、前記均一層と前記不均一層を積層する際の各積層時間及び前記所定波長の光の反射光の強度変化をそれぞれ算出し、
   前記光モニタ装置を介して反射光の強度変化を計測しつつ、前記算出された各積層時間に応じて、前記均一層及び前記不均一層を評価用に積層し、
   前記計測された反射光の強度変化と前記算出された反射光の強度変化とのずれが小さくなるように、前記仮定した計算上の組成プロファイルを修正し、
   前記修正された計算上の組成プロファイルを用いて、前記複数の層を積層する際の前記所定波長の光の反射光の強度変化、及び前記不均一層の積層時間をそれぞれ計算することを特徴とする請求項６に記載の有機金属気相成長装置。
8. 前記複数の層は、前記均一層と前記不均一層の組を複数組含み、
   前記制御装置は、
   前記不均一層における計算上の組成プロファイルを仮定し、目標膜厚及び目標組成に応じて、前記複数組のうちの少なくとも１組を含む前記複数の層の一部を積層する際の各積層時間及び前記所定波長の光の反射光の強度変化をそれぞれ算出し、
   前記光モニタ装置を介して反射光の強度変化を計測しつつ、前記算出された各積層時間に応じて、前記複数の層の一部を積層し、
   前記計測された反射光の強度変化と前記算出された反射光の強度変化とのずれが小さくなるように、前記仮定した計算上の組成プロファイルを修正し、
   前記修正された組成プロファイルを用いて、前記複数の層の残りを積層する際の前記所定波長の光の反射光の強度変化、及び前記不均一層の積層時間をそれぞれ算出することを特徴とする請求項６に記載の有機金属気相成長装置。
9. 前記複数の層は、前記均一層と前記不均一層の組を複数組含み、
   前記制御装置は、
   前記不均一層における計算上の組成プロファイルを仮定し、目標膜厚及び目標組成に応じて、前記複数組のうちの少なくとも１組を含む前記複数の層の一部を積層する際の各積層時間及び前記所定波長の光の反射光の強度変化をそれぞれ算出し、
   前記光モニタ装置を介して反射光の強度変化を計測しつつ、前記算出された各積層時間に応じて、前記複数の層の一部を積層し、
   前記計測された反射光の強度変化と前記算出された反射光の強度変化とのずれが小さくなるように、前記仮定した計算上の組成プロファイルを修正し、
   前記積層された前記複数の層の一部の反射スペクトルを前記光モニタ装置を介して計測し、
   前記修正された計算上の組成プロファイルを用いて、前記複数の層の一部の反射スペクトルを算出し、
   前記計測された反射スペクトルと前記算出された反射スペクトルとのずれが小さくなるように、前記修正された計算上の組成プロファイルを再度修正し、
   前記再度修正された計算上の組成プロファイルを用いて、前記複数の層の残りを積層する際の前記所定波長の光の反射光の強度変化、及び前記不均一層の積層時間をそれぞれ算出することを特徴とする請求項６に記載の有機金属気相成長装置。
10. 所定波長の光を照射し、反射光の強度変化を計測する光モニタ装置を備え、組成が均一な均一層と、該均一層上に積層され、厚さ方向に関して組成が徐々に変化する不均一層とを含む複数の層を基板上に積層する有機金属気相成長装置に用いられるプログラムであって、
    前記不均一層における計算上の組成プロファイルを修正しつつ、前記複数の層を積層する際の、前記所定波長の光の反射光の強度変化及び前記不均一層の積層時間をそれぞれ算出する手順と；
    前記均一層の積層中に、前記光モニタ装置の計測結果と前記算出された反射光の強度変化に基づいて、前記均一層の積層終了タイミングを求める手順と；
    前記積層終了タイミングに応じて前記均一層の積層を終了すると、前記算出された積層時間に基づいて、前記不均一層を積層する手順と；を前記有機金属気相成長装置の制御用コンピュータに実行させるプログラム。
11. 請求項１０に記載のプログラムが記録されたコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
12. 面発光レーザを製造する半導体レーザ製造方法であって、
    請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機金属気相成長法によって、基板上に複数の半導体層が積層された積層体を作成する工程と；
    前記積層体における発光部となる領域の周囲を、前記基板と反対側の面である積層体表面から前記複数の半導体層の途中までエッチングする工程と；を含む半導体レーザ製造方法。

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