JP5515767B2 - 面発光レーザ素子の製造方法、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 - Google Patents

Description

本発明は、面発光レーザ素子の製造方法、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係り、更に詳しくは、基板に垂直な方向にレーザ光を出射する面発光レーザ素子の製造方法、基板に垂直な方向にレーザ光を出射する面発光レーザ素子及び面発光レーザアレイ、前記面発光レーザ素子又は面発光レーザアレイを有する光走査装置、並びに該光走査装置を備える画像形成装置に関する。

垂直共振器型の面発光レーザ素子（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）は、基板に垂直な方向に光を出射するものであり、基板に平行な方向に光を出射する端面発光型の半導体レーザ素子よりも低価格、低消費電力、小型、２次元デバイスに好適、かつ、高性能であることから、近年、注目されている。

面発光レーザ素子は、電流流入効率を高めるために狭窄構造体を有している。この狭窄構造体としては、Ａｌ（アルミニウム）Ａｓ（ヒ素）層の選択酸化による狭窄構造体（以下では、便宜上「酸化狭窄構造体」ともいう。例えば、特許文献１参照）が良く用いられている。この酸化狭窄構造体は、ｐ−ＡｌＡｓからなる被選択酸化層が側面に露出している所定の大きさのメサを形成した後、高温の水蒸気雰囲気中に置いて、Ａｌをメサ側面から選択的に酸化させ、メサの中心付近に、被選択酸化層における酸化されていない領域を残留させたものである。この酸化されていない領域が、面発光レーザ素子の駆動電流の通過領域（電流通過領域）となる。このように、容易に電流狭窄が可能となる。酸化狭窄構造体におけるＡｌの酸化（Ａｌ_ｘＯ_ｙ）した層（以下では、「酸化層」と略述する）の屈折率は、１．６程度であり、半導体層に比べて低い。これにより、共振器構造体内に横方向の屈折率差が生じ、光がメサ中央に閉じ込められるので、発光効率を向上させることができる。その結果、低閾値電流、高効率等の優れた特性を実現することが可能となる。

面発光レーザ素子の応用分野としては、プリンタにおける光書き込み系の光源（発振波長：７８０ｎｍ帯）、光ディスク装置における書き込み用光源（発振波長：７８０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯）、光ファイバを用いるＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）などの光伝送システムの光源（発振波長：１．３μｍ帯、１．５μｍ帯）が挙げられる。さらには、ボード間、ボード内、集積回路（ＬＳＩ：Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）のチップ間、及び集積回路のチップ内の光伝送用の光源としても期待されている。

これらの応用分野においては、面発光レーザ素子から出射される光（以下では、「出射光」ともいう）は、断面形状が円形であることが必要とされる場合が多い。出射光の断面形状を円形とするには、高次横モードの発振を抑制することが必要である。

例えば、特許文献２には、出射面上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発振横モードを制御する手法が開示されている。

ところで、発明者等が、一例として図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）に示されるように、レーザ光の出射面上に光学的に透明な膜（以下では、便宜上「光学フィルタ」ともいう）を形成し、詳細な検討を行ったところ、電流通過領域と光学フィルタの相対的な位置関係が光出射角に影響するという新しい知見を得た。ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、基板表面に垂直な方向をＺ軸方向としている。そして、光学フィルタは、Ｙ軸方向を長手方向とし、Ｘ軸方向に関して対向している２つの長方形状の光学フィルタである。

また、「光出射角」とは、基板表面に垂直な方向（ここでは、Ｚ軸方向）に対する放射光強度が最大となる方向の傾斜角をいい、基板表面に垂直な方向に対して時計回りに傾斜した方向を＋、反時計回りに傾斜した方向を−とする。

そして、基板表面に垂直な方向からみたときの、電流通過領域の中心に対する２つの光学フィルタの重心の位置ずれ量（以下では、「ずれ量」と略述する）と光出射角との関係が図２４及び図２５に示されている。

図２４は、２つの光学フィルタの重心を電流通過領域の中心に対してＹ軸方向に沿ってずらした場合の実験結果であり、ずれの方向が＋Ｙ方向のときを＋、−Ｙ方向のときを−としている。これによると、Ｘ軸方向に関する光出射角は、ずれ量が変化してもほぼ一定であり、その値もほぼ０ｄｅｇであった。一方、Ｙ軸方向に関する光出射角は、ずれ量の大きさ（絶対値）が増加するにつれて、その大きさ（絶対値）が大きくなる傾向を示した。

図２５は、２つの光学フィルタの重心を電流通過領域の中心に対してＸ軸方向に沿ってずらした場合の実験結果であり、ずれの方向が＋Ｘ方向のときを＋、−Ｘ方向のときを−としている。これによると、Ｙ軸方向に関する光出射角は、ずれ量が変化してもほぼ一定であり、その値もほぼ０ｄｅｇであった。一方、Ｘ軸方向に関する光出射角は、ずれ量の大きさ（絶対値）が増加するにつれて、その大きさ（絶対値）が大きくなる傾向を示した。

なお、画像形成装置において高精細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、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には、種々の実験及び理論計算から、面発光レーザ素子の光出射角の大きさ（絶対値）を、全ての方向に関して、０．２ｄｅｇ以下とする必要がある。

そこで、図２４及び図２５などを参照すると、面発光レーザ素子における上記ずれ量の大きさ（絶対値）を、０．１μｍ以下に抑える必要がある。

しかしながら、特許文献２に開示されている手法では、ずれ量の大きさ（絶対値）が０．１μｍ以下の面発光レーザ素子を安定的に量産するのは困難であった。

本発明は、上述した発明者等の得た新規知見に基づいてなされたものであり、以下の構成を有するものである。

本発明は、第１の観点からすると、相対的に反射率が高い部分と低い部分とを含む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、基板上に下部反射鏡、活性層を含む共振器構造体、及び被選択酸化層を含む上部反射鏡が積層された積層体に少なくとも前記被選択酸化層が側面に露出しているメサ構造体を形成する工程と；前記メサ構造体の前記被選択酸化層を酸化し、酸化物が電流通過領域を取り囲んでいる狭窄構造体を形成する工程と；前記メサ構造体を形成する工程に先立って、前記積層体の上面に、透明な誘電体層を積層する工程と；前記誘電体層の上面に、前記メサ構造体の外形を規定するパターン、及び前記出射領域における反射率が高い部分及び低い部分の一方に対応する領域を保護するパターンを含む第１のレジストパターンを形成する工程と；前記第１のレジストパターンをエッチングマスクとして前記誘電体層をエッチングする工程と；前記出射領域の全体に対応する領域を保護する第２のレジストパターンを形成する工程と；を含む面発光レーザ素子の製造方法である。

これによれば、発振横モードを制御しつつ、ずれ量の大きさ（絶対値）が０．１μｍ以下の面発光レーザ素子を安定的に量産することが可能となる。

本発明は、第２の観点からすると、基板上に下部反射鏡、活性層を含む共振器構造体、及び酸化物が電流通過領域を取り囲んでいる狭窄構造体を含む上部反射鏡が積層されているメサ構造の発光部を有し、該発光部における出射領域及び前記メサ構造の上面における辺縁部は透明な誘電体で被覆され、前記出射領域は相対的に反射率が高い部分と低い部分とを有する面発光レーザ素子において、前記出射領域における反射率が低い部分の誘電体及び前記辺縁部を被覆する誘電体は、いずれも２層で構成され、前記出射領域における反射率が低い部分の誘電体の下層及び前記辺縁部を被覆する誘電体の下層は、前記メサ構造の上面に積層された透明な誘電体層が該誘電体層の上面に同時に形成されたレジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングされて生成されていることを特徴とする面発光レーザ素子である。

これによれば、高コスト化を招くことなく、発振横モードを制御しつつ、光出射角の大きさ（絶対値）を０．２ｄｅｇ以下とすることが可能である。

本発明は、第３の観点からすると、本発明の面発光レーザ素子が集積された面発光レーザアレイである。

これによれば、本発明の面発光レーザ素子が集積されているため、高コスト化を招くことなく、各発光部では、発振横モードを制御しつつ、光出射角の大きさ（絶対値）を０．２ｄｅｇ以下とすることが可能である。

本発明は、第４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、光源が本発明の面発光レーザ素子を有しているため、高コスト化を招くことなく、高い精度の光走査を行うことが可能となる。

本発明は、第５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、光源が本発明の面発光レーザアレイを有しているため、高コスト化を招くことなく、高い精度の光走査を行うことが可能となる。

本発明は、第６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備えているため、結果として、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成することが可能となる。

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１における光走査装置を示す概略図である。 図２における光源に含まれる面発光レーザ素子を説明するための図である。 図４（Ａ）及び図４（Ｂ）は、それぞれ面発光レーザ素子の基板を説明するための図である。 活性層近傍を拡大した図である。 図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、それぞれ面発光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。 レジストパターン１２０ａ及びレジストパターン１２０ｂを説明するための図である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、それぞれ面発光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。 第２のレジストパターンを説明するための図である。 図９のＡ−Ａ断面図である。 図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は、それぞれ面発光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。 図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は、それぞれ面発光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。 図１２（Ｄ）におけるメサ上面を取り出して拡大した図（その１）である。 図１２（Ｄ）におけるメサ上面を取り出して拡大した図（その２）である。 面発光レーザ素子の製造方法の変形例を説明するための図である。 図１５に対応する面発光レーザ素子の縦断面図である。 図１７（Ａ）〜図１７（Ｇ）は、それぞれ高反射率部分１２２と低反射率部分１２１の変形例を説明するための図（その１）である。 図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）は、それぞれ高反射率部分１２２と低反射率部分１２１の変形例を説明するための図（その２）である。 レジストパターン１２０ａのベーキングによる断面形状の変形を説明するための図である。 面発光レーザアレイを説明するための図である。 図２０のＡ−Ａ断面図である。 カラープリンタの概略構成を説明するための図である。 図２３（Ａ）及び図２３（Ｂ）は、それぞれ光学フィルタ及び光出射角を説明するための図である。 Ｙ軸方向に関する光学フィルタのずれ量と光出射角との関係を説明するための図である。 Ｘ軸方向に関する光学フィルタのずれ量と光出射角との関係を説明するための図である。

以下、本発明の一実施形態を図１〜図１４に基づいて説明する。図１には、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などを備えている。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。

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。

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、図１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、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、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、一例として図２に示されるように、偏向器側走査レンズ１１ａ、像面側走査レンズ１１ｂ、ポリゴンミラー１３、光源１４、カップリングレンズ１５、開口板１６、シリンドリカルレンズ１７、反射ミラー１８、及び走査制御装置（図示省略）などを備えている。そして、これらは、ハウジング３０の中の所定位置に組み付けられている。

なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。

カップリングレンズ１５は、光源１４から出力された光束を略平行光とする。

開口板１６は、開口部を有し、カップリングレンズ１５を介した光束のビーム径を規定する。

シリンドリカルレンズ１７は、開口板１６の開口部を通過した光束を、反射ミラー１８を介してポリゴンミラー１３の偏向反射面近傍に副走査対応方向に関して結像する。

光源１４とポリゴンミラー１３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１５と開口板１６とシリンドリカルレンズ１７と反射ミラー１８とから構成されている。

ポリゴンミラー１３は、一例として内接円の半径が１８ｍｍの６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１３は、副走査対応方向に平行な軸の周りを等速回転しながら、反射ミラー１８からの光束を偏向する。

偏向器側走査レンズ１１ａは、ポリゴンミラー１３で偏向された光束の光路上に配置されている。

像面側走査レンズ１１ｂは、偏向器側走査レンズ１１ａを介した光束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１１ｂ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１３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。

ポリゴンミラー１３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。本実施形態では、走査光学系は、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂとから構成されている。なお、偏向器側走査レンズ１１ａと像面側走査レンズ１１ｂの間の光路上、及び像面側走査レンズ１１ｂ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良い。

光源１４は、一例として図３に示されるような面発光レーザ素子１００を有している。本明細書では、レーザ発振方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な面内における互いに直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として説明する。なお、図３は面発光レーザ素子１００をＸＺ面に平行に切断したときの切断面を示す図である。

この面発光レーザ素子１００は、発振波長が７８０ｎｍ帯の面発光レーザ素子であり、基板１０１、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などを有している。

基板１０１は、表面が鏡面研磨面であり、図４（Ａ）に示されるように、鏡面研磨面（主面）の法線方向が、結晶方位［１ ０ ０］方向に対して、結晶方位［１ １ １］Ａ方向に向かって１５度（θ＝１５度）傾斜したｎ−ＧａＡｓ単結晶基板である。すなわち、基板１０１はいわゆる傾斜基板である。ここでは、図４（Ｂ）に示されるように、結晶方位［０ −１ １］方向が＋Ｘ方向、結晶方位［０ １ −１］方向が−Ｘ方向となるように配置されている。

図３に戻り、下部半導体ＤＢＲ１０３は、基板１０１の＋Ｚ側の面上にバッファ層（図示省略）を介して積層され、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３７．５ペア有している。各屈折率層の間には、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の組成傾斜層が設けられている。そして、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、発振波長をλとするとλ／４の光学的厚さとなるように設定されている。なお、光学的厚さがλ／４のとき、その層の実際の厚さＤは、Ｄ＝λ／４ｎ（但し、ｎはその層の媒質の屈折率）である。

下部スペーサ層１０４は、下部半導体ＤＢＲ１０３の＋Ｚ側に積層され、ノンドープのＡｌ_０．６Ｇａ_０．４Ａｓからなる層である。

活性層１０５は、下部スペーサ層１０４の＋Ｚ側に積層され、一例として図５に示されるように、３層の量子井戸層１０５ａと４層の障壁層１０５ｂとを有する３重量子井戸構造の活性層である。各量子井戸層１０５ａは、Ａｌ_０．１２Ｇａ_０．８８Ａｓからなり、各障壁層１０５ｂは、Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓからなる。

上部スペーサ層１０６は、活性層１０５の＋Ｚ側に積層され、ノンドープのＡｌ_０．６Ｇａ_０．４Ａｓ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、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、その厚さが１波長の光学的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、電界の定在波分布における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。

図３に戻り、上部半導体ＤＢＲ１０７は、上部スペーサ層１０６の＋Ｚ側に積層され、ｐ−Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓ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のペアを２４ペア有している。

上部半導体ＤＢＲ１０７における各屈折率層の間には、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組成傾斜層が設けられている。そして、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、λ／４の光学的厚さとなるように設定されている。

上部半導体ＤＢＲ１０７における共振器構造体から光学的にλ／４離れた位置に、ｐ−ＡｌＡｓからなる被選択酸化層１０８が設けられている。なお、図３では、便宜上、選択酸化層１０８は、上部半導体ＤＢＲ１０７と共振器構造体との間に図示されている。

また、上部半導体ＤＢＲ１０７の＋Ｚ側には、ｐ−ＧａＡｓからなるコンタクト層（図示省略）が設けられている。

なお、このように基板１０１上に複数の半導体層が積層されたものを、以下では、便宜上「積層体」ともいう。

次に、面発光レーザ素子１００の製造方法について説明する。

（１）上記積層体を有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）あるいは分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ法）による結晶成長によって作成する（図６（Ａ）参照）。

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、フォスフィン（ＰＨ_３）、アルシン（ＡｓＨ_３）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）、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（Ｈ_２Ｓｅ）を用いている。

（２）Ｐ−ＣＶＤ法（プラズマＣＶＤ法）を用いて、Ｐ−ＳｉＮ（ＳｉＮ_ｘ）からなる光学的に透明な誘電体層１１１ａを形成する（図６（Ｂ）参照）。ここでは、誘電体層１１１ａの光学的厚さがλ／４となるようにした。具体的には、ＳｉＮの屈折率ｎが１．８９、発振波長λが７８０ｎｍであるため、実際の膜厚（＝λ／４ｎ）は１０３ｎｍに設定した。

（３）誘電体層１１１ａの表面に、第１のレジストを塗布し、メサ構造体の外形を規定するためのレジストパターン１２０ａ、出射領域における反射率が小さい部分に対応する領域をマスクするためのレジストパターン１２０ｂ、及び電極パッドが形成される領域をマスクするためのレジストパターン１２０ｃを形成する（図６（Ｃ）参照）。

ここでは、レジストパターン１２０ａとレジストパターン１２０ｂは同時に作り込まれるため、レジストパターン１２０ａとレジストパターン１２０ｂの位置関係にずれは発生しない。

レジストパターン１２０ａは、図７に示されるように、外形が一辺の長さＬ４の正方形状で、幅Ｌ５の閉じたパターンである。レジストパターン１２０ｂは、図７に示されるように、Ｘ軸方向の長さＬ２、Ｙ軸方向の長さＬ３の長方形状の２つのパターンであり、Ｘ軸方向に関して間隔Ｌ１となるように配置されている。ここでは、一例として、Ｌ１＝５μｍ、Ｌ２＝２μｍ、Ｌ３＝８μｍ、Ｌ４＝２０μｍ、Ｌ５＝２μｍである。

また、２つのレジストパターン１２０ｂの重心は、レジストパターン１２０ａの中心より＋Ｙ側にＬ１０だけずれている。本実施形態では、基板１０１が傾斜基板（図４（Ａ）及び図４（Ｂ）参照）であるため、メサ構造体の４つの側壁に垂直な結晶方位がそれぞれ異なる（図７参照）。結晶方位が違うと酸化の際に酸化速度に差ができやすくなり、その結果、酸化物が電流通過領域を取り囲んでいる狭窄構造体の中心がメサ構造体の中心からずれることとなる。

本実施形態での酸化速度は、［０ １ １］方向から［１ １ １］Ａ方向に１５度傾斜した方向＞［０ １ −１］方向＝［０ −１ １］方向＞［０ −１ −１］方向から［１ １ １］Ａ方向に１５度傾斜した方向、となる。

そのため、狭窄構造体の中心はメサ構造体の中心に対して、［０ −１ −１］方向から［１ １ １］Ａ方向に１５度傾斜した方向に０．６μｍ程度ずれることとなる。

従って、２つのレジストパターン１２０ｂの重心を、予めＬ１０（ここでは、０．６μｍ）ずらすことで、狭窄構造体の中心と２つのレジストパターン１２０ｂの重心とを相対的にほぼ一致させている。

なお、酸化速度の面方位依存性は酸化条件に依存するため、ここで示したずれ量やずれ方向は一例であり、これに限られるものではない。

以下では、ここで形成された各レジストパターンを総称して、「第１のレジストパターン」ともいう。

ところで、第１のレジストは、一般的なポジレジストであり、ここでは、東京応化社製のＯＦＰＲ８００−６４ｃｐを使用している。第１のレジストの塗布には、膜厚が約１．６μｍとなるように回転数が調整されたスピンコーターを用いている。そして、露光、現像、ポストベーク（例えば、１２０℃で２分加熱）を経て第１のレジストパターンを形成している。

（４）第１のレジストパターンが形成された積層体を、１５０℃に温度設定されたホットプレートにのせて５分間の加熱を行う。これにより、第１のレジストパターンが硬化する。なお、以下では、ここでの処理を「硬化処理」ともいう。

（５）Ｃｌ_２ガスを用いるＥＣＲエッチング法で、誘電体層１１１ａをエッチングする。これにより、第１のレジストパターンでマスクされていない部分の誘電体層１１１ａが除去される（図８（Ａ）参照）。

（６）第２のレジストを塗布し、レジストパターン１２０ａによって囲まれた領域を覆う第２のレジストパターン１２３を形成する（図８（Ｂ）参照）。第２のレジストパターン１２３は、図９に示されるように、一辺の長さＬ６の正方形状のパターンである。ここでは、一例として、Ｌ６＝１８μｍである。また、Ｌ７＝１μｍである。

第２のレジストは、第１のレジストと同じ種類のレジストであり、同じ条件で形成することができる。

ところで、第２のレジストを塗布する前に第１のレジストパターンが硬化処理されているため、第２のレジストを塗布したときに、第１のレジストパターンが第２のレジストの溶剤によって溶けることはなく、２層のレジスト構造を作り込むことができる。なお、第１のレジストパターンの硬化処理における加熱温度は１５０℃以上であることが望ましい。実験によると、加熱温度が１４０℃のときには、第２のレジストを塗布しただけで第１のレジストが溶け出し、第１のレジストパターンの形状が崩れる結果となった。

また、第２のレジストを露光する際に、第２のレジストパターン１２３からはみ出ている第１のレジストパターンも感光することとなる。しかしながら、第１のレジストパターンは硬化処理されているため、その後の現像処理で現像されることはなく、第１のレジストパターンに寸法変化は発生しない。

第２のレジストパターン１２３は、一例として図９のＡ−Ａ断面図である図１０に示されるように、メサ表面のコンタクト領域と出射領域を保護するためのものである。ここでは、Ｌ６を１８μｍとしており、レジストパターン１２０ａの外形より２μｍ小さい。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。

（７）Ｃｌ_２ガスを用いるＥＣＲエッチング法で、第１のレジストパターン及び第２のレジストパターン１２３をエッチングマスクとして積層体をエッチングし、少なくとも被選択酸化層１０８が側面に露出しているメサ構造体（以下では、「メサ」と略述する）を形成する。ここでは、エッチングの底面は下部スペーサ層１０４の上面に位置するようにした（図１１（Ａ）参照）。

メサの外形を決めるのはレジストパターン１２０ａの外形であるため、メサの外形と出射領域における反射率が小さい部分に対応する領域との位置関係にずれはない。

（８）アセトン液に浸漬し、超音波洗浄によってエッチングマスクを除去する（図１１（Ｂ）参照）。

（９）積層体を水蒸気中で熱処理する。これにより、被選択酸化層１０８中のＡｌ（アルミニウム）がメサの外周部から選択的に酸化され、メサの中央部に、Ａｌの酸化物１０８ａによって囲まれた酸化されていない領域１０８ｂが残留する（図１１（Ｃ）参照）。すなわち、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、いわゆる酸化狭窄構造体が形成される。上記酸化されていない領域１０８ｂが電流通過領域（電流注入領域）である。このようにして、例えば幅４．５μｍの正方形状の電流通過領域が形成される。

（１０）Ｐ−ＣＶＤ法を用いて、Ｐ−ＳｉＮ（ＳｉＮ_ｘ）からなる光学的に透明な誘電体層１１１ｂを形成する（図１２（Ａ）参照）。ここでは、誘電体層１１１ｂの光学的厚さが２λ／４となるようにした。具体的には、ＳｉＮの屈折率ｎが１．８９、発振波長λが７８０ｎｍであるため、実際の膜厚（＝２λ／４ｎ）は２０６ｎｍに設定した。

（１１）メサの上面にコンタクト領域の窓開けを行うためのエッチングマスクを形成する。

（１２）ＢＨＦにて誘電体層１１１ｂをエッチングし、コンタクト領域の窓開けを行う。

（１３）アセトン液に浸漬し、超音波洗浄によってエッチングマスクを除去する（図１２（Ｂ）参照）。

（１４）メサ上部の光出射部となる領域に一辺１０μｍの正方形状の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。

（１５）メサ上部の光出射部となる領域に蒸着された電極材料をリフトオフし、ｐ側の電極１１３を形成する（図１２（Ｃ）参照）。ｐ側の電極１１３で囲まれた領域が出射領域である。

（１６）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１２（Ｄ）参照）。ｎ側の電極材料としてはＡｕＧｅ／Ｎｉ／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。

（１７）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とる。これにより、メサは発光部となる。

（１８）チップ毎に切断する。

ところで、図１２（Ｄ）におけるメサ部分のみを取り出して拡大した図が図１３及び図１４に示されている。出射領域１２５の形状は、一辺の長さが１０μｍの正方形である。本実施形態では、出射領域１２５は、Ｐ−ＳｉＮからなる透明な誘電体膜で覆われている。この誘電体膜は、光学的厚さが２λ／４であり反射率が相対的に高い高反射率部分１２２と、光学的厚さが３λ／４であり反射率が相対的に低い２つの低反射率部分１２１とからなっている。

２つの低反射率部分１２１は、Ｘ軸方向に関して、出射領域１２５の端部にそれぞれ位置し、Ｚ軸方向からみたときに、２つの低反射率部分１２１の重心と、電流通過領域１０８ｂの中心とのずれ量は、０．１μｍ以下であった。

このようにして製造された複数の面発光レーザ素子１００について光出射角を計測すると、いずれも、Ｘ軸方向に関する光出射角及びＹ軸方向に関する光出射角は、±０．２ｄｅｇ以内であった。

以上の説明から明らかなように、上記面発光レーザ素子１００の製造方法において、本発明の面発光レーザ素子の製造方法が用いられている。

以上説明したように、本実施形態に係る面発光レーザ素子１００によると、基板１０１上に、下部半導体ＤＢＲ１０３、活性層１０５を含む共振器構造体、被選択酸化層１０８を有する上部半導体ＤＢＲ１０７などが積層されている。

そして、出射領域１２５は、全面がＰ−ＳｉＮからなる光学的に透明な誘電体で被覆され、相対的に反射率が高い高反射率部分１２２と相対的に反射率が低い２つの低反射率部分１２１とを有している。

面発光レーザ素子１００を製造する際に、レジストパターン１２０ａとレジストパターン１２０ｂとが同時に作り込まれているため、メサの外形と２つの低反射率部分１２１との位置関係を高い精度で安定的に所望の位置関係とすることができる。そこで、面発光レーザ素子１００を量産しても、Ｚ軸方向からみたときに、２つの低反射率部分１２１の重心と電流通過領域１０８ｂの中心とのずれ量の大きさ（絶対値）を安定的に０．１μｍ以下とすることができ、光出射角の大きさ（絶対値）を、全ての方向に関して安定的に０．２ｄｅｇ以下とすることが可能である。

この場合、面発光レーザ素子１００において、ｐ側の電極１１３を除去して基板表面に垂直な方向からみたとき、メサの上面における辺縁部はＰ−ＳｉＮからなる光学的に透明な誘電体で被覆され、該誘電体の厚さは、誘電体が２層で構成されている部分（低反射率部分１２１）と同じ厚さである。

また、出射領域では、周辺部の反射率が中心部の反射率に比べて相対的に低いため、基本横モードの光出力を低下させることなく、高次横モードの発振を抑制することができる。すなわち、発振横モードを制御することが可能である。

また、出射領域の中心部における反射率が相対的に高い領域を、互いに直交する２つの方向に関して異方性を有する形状とし、レーザ光に対する横方向の閉じ込め作用について意図的に異方性を生じさせているため、偏光方向の安定性を向上させることができる。

また，電流通過領域１０８ｂの面積を小さくすることなく、高次横モードの抑制や偏光方向の安定化が可能である。これにより、面発光レーザ素子の電気抵抗が上昇することはなく、また、電流狭窄領域での電流密度を上昇させることもないので、素子寿命を低下させることはない。

また、出射領域の全部が誘電体に被覆されているため、出射領域の酸化や汚染を抑制することができる。

また、メサの側面が、誘電体層１１１ｂで被覆されているため、水分の吸湿によって生じる素子の破壊などが抑制され、長期信頼性を向上させることができる。

また、第１のレジスト及び第２のレジストが同じ種類のレジストであるため、従来の製造方法に対して大きなプロセス変更は不要である。

本実施形態に係る光走査装置１０１０によると、光源１４が面発光レーザ素子１００，１００’を有している。この場合、出射角の大きさ（絶対値）が０．２ｄｅｇ以下で、単一基本横モードのレーザ光が得られるために、感光体ドラム１０３０表面の所望に位置に円形で微小な光スポットを容易に形成することができる。また、偏光方向が安定しているため、光スポットの歪みや光量変動などの影響を受けにくい。従って、簡単な光学系で、円形で且つ光密度の高い微小な光スポットを感光体ドラム１０３０上の所望の位置に結像させることができる。そこで、高い精度の光走査を行うことが可能である。

本実施形態に係るレーザプリンタ１０００によると、光走査装置１０１０を備えているため、高品質の画像を形成することが可能である。

なお、上記実施形態において、上記工程（３）では、前記レジストパターン１２０ｂに代えて、一例として図１５に示されるように、出射領域の中央部の反射率が高い部分に対応する領域をマスクするためのレジストパターン１２０ｄを形成しても良い。この場合、上記工程（１０）では、前記誘電体層１１１ｂは、光学的厚さがλ／４もしくは（λ／４）＋（λ／４の偶数倍）となるように形成される。このようにして製造された面発光レーザ素子（便宜上、「面発光レーザ素子１００’」という）の縦断面図が一例として図１６に示されている。なお、図１６では、誘電体層１１１ａにＳｉＯ_２を用い、誘電体層１１１ｂにＳｉＮを用いている。ここでは、出射領域の中央部の誘電体の膜厚は２λ／４となり、その周辺の誘電体の膜厚はλ／４となる。そして、出射領域の中央部は高反射率部分１２２となり、その周囲は低反射率部分１２１となる。この面発光レーザ素子１００’は、上記面発光レーザ素子１００よりも高反射率部分と低反射率部分の反射率差が大きくなるので、基本横モード出力を更に高くすることができる。

また、上記実施形態では、誘電体層がＰ−ＳｉＮの場合について説明したが、これに限らず、例えば、ＳｉＯ_ｘ、ＴｉＯ_ｘ及びＳｉＯＮのいずれかであっても良い。それぞれの材料の屈折率に合わせて膜厚を設計することで同様の効果を得ることができる。

また、上記実施形態では、各低反射率部分１２１の形状が長方形であ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。例えば、図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）に示されるように、各低反射率部分１２１の形状が湾曲した形状であっても良い。

また、上記実施形態では、低反射率部分が２つに分離されて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、図１７（Ｄ）〜図１７（Ｇ）に示されるように、低反射率部分が分離していない形状であっても良い。

また、図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）に示されるように、出射領域の中心の反射率を低く、周辺の反射率を高くして、高次モードを選択的に動作させる構造であっても良い。

また、上記実施形態では、第１のレジスト及び第２のレジストがいずれもポジレジストであ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。例えば、第１のレジストがネガレジスト（例えば、東京応化社製のＯＭＲ８５−４５ｃｐ）、第２のレジストがポジレジスト（例えば、東京応化社製のＯＦＰＲ８００−６４ｃｐ）であっても良い。この場合であっても、面発光レーザ素子１００を製造する際に、メサの外形と２つの低反射率部分１２１との位置関係を高い精度で安定的に所望の位置関係とすることができる。

この場合には、各レジストの溶剤が異なっているため、第１のレジストパターンを形成した後、その上に第２のレジストを塗布しても第１のレジストパターンが溶解することはない。そこで、上記第１のレジストパターンの硬化処理を行わなくても良い。

また、この場合には、第１のレジストパターンにおける第２のレジストパターンからはみ出した部分が露光されても、第１のレジストは光が当たった部分が硬化するように組成変化するので、第１のレジストパターンにおける寸法変化はない。勿論、現像液自体が異なるため、第２のレジストパターンが現像される際に、第１のレジストパターンは現像されないので、第１のレジストパターンの寸法が変化することはない。

さらに、この場合には、アライメントずれや間違いなどで第２のレジストパターンをリワークする必要が発生しても、レジストの種類が異なるため、第１のレジストパターンにおける寸法変化を引き起こすことはない。例えば、第２のレジストパターンをリワークする際に、全面露光を行って第２のレジストを感光させ、第２のレジストの現像液で現像処理することで第２のレジストを取り除いても、第１のレジストパターンは第２のレジストの現像液に対して耐性をもつため寸法変化を引き起こすことはない。

ところで、第１のレジストパターンの硬化処理を行うと、第１のレジストパターンの断面形状が凸レンズ状に丸く変形する場合がある（図１９参照）。ドライエッチングでは、レジストと被エッチング材とのエッチング選択比によりエッチングされた側壁角度が決まる。これは、被エッチング材だけではなくレジスト自体もエッチングされることでレジストパターンが後退し、後退した分だけ被エッチング材の側壁が傾斜するからである。この傾斜はレジストパターンの断面形状を反映し、該断面形状が丸くなると被エッチング材の側壁角度がばらつき、この段差を乗り越える電極配線の段切れが懸念される。

この場合には、第１のレジストパターンの硬化処理に先だって、積層体を加熱しながら第１のレジストパターンにＵＶ光（紫外光）を照射すると良い。これにより、第１のレジストパターンの表面が硬化し、硬化処理によって断面形状が凸レンズ状に変形するのを抑えることができる。

具体的には、ＵＶ光の照射は、サムコ社製のＵＶドライクリーナー（ＵＶ−１）を用いて行うことができる。この装置は、ＵＶ光とオゾンにより基板表面の有機物を除去するための装置であるが、酸素の代わりに窒素を導入することでＵＶ光だけの効果が得られる。ＵＶ光の波長は２５３．７ｎｍ及び１８４．９ｎｍ、パワーは１１０Ｗ（ランプはφ２００ｍｍであるため０．３５Ｗ／ｃｍ^２）である。積層体を１３０℃に加熱し、ＵＶ光を５分間照射することで、その後の硬化処理（１５０℃で５分加熱）に耐えることができた。

また、上記実施形態では、誘電体層１１１ａの光学的厚さがλ／４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、光学的厚さがλ／４の奇数倍であれば良い。

また、上記実施形態では、誘電体層１１１ｂの光学的厚さが２λ／４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、光学的厚さがλ／４の偶数倍であれば良い。

また、上記実施形態において、光源１４は、前記面発光レーザ素子１００に代えて、一例として図２０に示される面発光レーザアレイ２００を有しても良い。

この面発光レーザアレイ２００は、２次元的に配列された複数（ここでは２１個）の発光部が同一基板上に形成されている。ここでは、図２０におけるＸ軸方向は主走査対応方向であり、Ｙ軸方向は副走査対応方向である。複数の発光部は、すべての発光部をＹ軸方向に伸びる仮想線上に正射影したときに発光部間隔が等間隔ｄ２となるように配置されている。なお、本明細書では、発光部間隔とは２つの発光部の中心間距離をいう。また、発光部の数は２１個に限定されるものではない。

各発光部は、図２０のＡ−Ａ断面図である図２１に示されるように、前述した面発光レーザ素子１００と同様な構造を有している。そして、この面発光レーザアレイ２００は、前述した面発光レーザ素子１００と同様な方法で製造することができる。そこで、各発光部では、Ｚ軸方向からみたときに、２つの低反射率部分１２１の重心と電流通過領域１０８ｂの中心とのずれ量の大きさ（絶対値）をいずれも０．１μｍ以下とすることができ、光出射角を、全ての方向に関していずれも０．２ｄｅｇ以下とすることが可能である。また、各発光部間で均一な偏光方向を持つ単一基本横モードの複数のレーザ光を得ることができる。従って、円形で且つ光密度の高い微小な光スポットを２１個同時に感光体ドラム１０３０上の所望の位置に形成することが可能である。

また、面発光レーザアレイ２００では、各発光部を副走査対応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発光部が並んでいる場合と同様な構成と捉えることができる。

そして、例えば、上記間隔ｄ２を２．６５μｍ、光走査装置１０１０の光学系の倍率を２倍とすれば、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。もちろん、主走査対応方向の発光部数を増加したり、副走査対応方向のピッチ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。

ところで、２つの発光部の間の溝は、各発光部の電気的及び空間的分離のために、５μｍ以上とすることが好ましい。あまり狭いと製造時のエッチングの制御が難しくなるからである。また、メサの大きさ（１辺の長さ）は１０μｍ以上とすることが好ましい。あまり小さいと動作時に熱がこもり、特性が低下するおそれがあるからである。

また、上記実施形態において、前記面発光レーザ素子１００に代えて、面発光レーザ素子１００と同様にして製造され、面発光レーザ素子１００と同様の発光部が１次元配列された面発光レーザアレイを用いても良い。

また、上記実施形態では、基板の主面の法線方向が、結晶方位［１ ０ ０］方向に対して、結晶方位［１ １ １］Ａ方向に向かって１５度傾斜して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い。基板として傾斜基板を用いるときには、基板の主面の法線方向が、結晶方位＜１ ０ ０＞の一の方向に対して、結晶方位＜１ １ １＞の一の方向に向かって傾斜していれば良い。

また、上記実施形態では、基板が傾斜基板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、発光部の発振波長が７８０ｎｍ帯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。感光体の特性に応じて、発光部の発振波長を変更しても良い。

また、上記面発光レーザ素子１００及び面発光レーザアレイ２００は、画像形成装置以外の用途にも用いることができる。その場合には、発振波長は、その用途に応じて、６５０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯、９８０ｎｍ帯、１．３μｍ帯、１．５μｍ帯等の波長帯であっても良い。この場合に、活性層を構成する半導体材料は、発振波長に応じた混晶半導体材料を用いることができる。例えば、６５０ｎｍ帯ではＡｌＧａＩｎＰ系混晶半導体材料、９８０ｎｍ帯ではＩｎＧａＡｓ系混晶半導体材料、１．３μｍ帯及び１．５μｍ帯ではＧａＩｎＮＡｓ（Ｓｂ）系混晶半導体材料を用いることができる。

また、各反射鏡の材料及び構成を発振波長に応じて選択することにより、任意の発振波長に対応した発光部を形成することができる。例えば、ＡｌＧａＩｎＰ混晶などのＡｌＧａＡｓ混晶以外のものを用いることができる。なお、低屈折率層及び高屈折率層は、発振波長に対して透明で、かつ可能な限り互いの屈折率差が大きく取れる組み合わせが好ましい。

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。

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、一例として図２２に示されるように、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００であっても良い。

このカラープリンタ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、ブラック用のステーション（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、シアン用のステーション（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、マゼンタ用のステーション（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、イエロー用のステーション（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。

各感光体ドラムは、図２２中の矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転方向に沿って、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。

光走査装置２０１０は、前記面発光レーザ素子１００と同様にして製造された面発光レーザ素子及び面発光レーザアレイのいずれかを含む光源を、色毎に有している。そこで、上記光走査装置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、上記レーザプリンタ１０００と同様の効果を得ることができる。

ところで、カラープリンタ２０００では、各部品の製造誤差や位置誤差等によって色ずれが発生する場合がある。このような場合であっても、光走査装置２０１０の各光源が前記面発光レーザアレイ２００と同様な面発光レーザアレイを有していると、点灯させる発光部を選択することで色ずれを低減することができる。

以上説明したように、本発明の面発光レーザ素子の製造方法によれば、発振横モードを制御しつつ、ずれ量の大きさ（絶対値）が０．１μｍ以下の面発光レーザ素子を安定的に量産するのに適している。また、本発明の面発光レーザ素子及び面発光レーザアレイによれば、高コスト化を招くことなく、発振横モードを制御しつつ、光出射角の大きさ（絶対値）を０．２ｄｅｇ以下とするのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、高コスト化を招くことなく、高い精度の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、高コスト化を招くことなく、高品質の画像を形成するのに適している。

１１ａ…偏向器側走査レンズ（走査光学系の一部）、１１ｂ…像面側走査レンズ（走査光学系の一部）、１３…ポリゴンミラー（偏向器）、１４…光源、１００…面発光レーザ素子、１０１…基板、１０３…下部半導体ＤＢＲ（下部反射鏡）、１０４…下部スペーサ層（共振器構造体の一部）、１０５…活性層、１０６…上部スペーサ層（共振器構造体の一部）、１０７…上部半導体ＤＢＲ（上部反射鏡）、１０８…被選択酸化層、１０８ａ…酸化物、１０８ｂ…電流通過領域、１１１ａ…誘電体層、１１１ｂ…誘電体層、１２０ａ…レジストパターン（第１のレジストパターンの一部）、１２０ｂ…レジストパターン（第１のレジストパターンの一部）、１２０ｃ…レジストパターン（第１のレジストパターンの一部）、１２３…第２のレジストパターン、１２５…出射領域、２００…面発光レーザアレイ、１０００…レーザプリンタ（画像形成装置）、１０１０…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。

米国特許第５４９３５７７号明細書 特許第３５６６９０２号公報

Claims (13)

1. 相対的に反射率が高い部分と低い部分とを含む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、
   基板上に下部反射鏡、活性層を含む共振器構造体、及び被選択酸化層を含む上部反射鏡が積層された積層体に少なくとも前記被選択酸化層が側面に露出しているメサ構造体を形成する工程と；
   前記メサ構造体の前記被選択酸化層を酸化し、酸化物が電流通過領域を取り囲んでいる狭窄構造体を形成する工程と；
   前記メサ構造体を形成する工程に先立って、
   前記積層体の上面に、透明な誘電体層を積層する工程と；
   前記誘電体層の上面に、前記メサ構造体の外形を規定するパターン、及び前記出射領域における反射率が高い部分及び低い部分の一方に対応する領域を保護するパターンを含む第１のレジストパターンを形成する工程と；
   前記第１のレジストパターンをエッチングマスクとして前記誘電体層をエッチングする工程と；
   前記出射領域の全体に対応する領域を保護する第２のレジストパターンを形成する工程と；を含む面発光レーザ素子の製造方法。
2. 前記透明な誘電体層を積層する工程では、その光学的厚さが発振波長／４の奇数倍の透明な誘電体層が積層され、
   前記狭窄構造体を形成する工程の後に、前記積層体の上面に、その光学的厚さが発振波長／４の偶数倍の透明な誘電体層、あるいはその光学的厚さが（発振波長／４）＋（発振波長／４の偶数倍）の透明な誘電体層を積層する工程を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
3. 前記基板は傾斜基板であり、
   前記第１のレジストパターンを形成する工程では、前記出射領域における反射率が高い部分及び低い部分の一方に対応する領域を保護するパターンは、その重心が、前記電流通過領域の位置ずれに対応して、前記メサ構造体の外形を規定するパターンの中心からずれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
4. 前記第１のレジストパターン及び前記第２のレジストパターンは、感光特性が同じレジストを用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
5. 前記誘電体層をエッチングする工程に先だって、前記第１のレジストパターンを硬化させる工程を更に含むことを特徴とする請求項４に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
6. 前記第１のレジストパターンを硬化させる工程に先だって、前記基板を加熱しながら、前記第１のレジストパターンにＵＶ光を照射する工程を更に含むことを特徴とする請求項５に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
7. 前記第１のレジストパターン及び前記第２のレジストパターンは、感光特性が異なるレジストを用いて形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
8. 基板上に下部反射鏡、活性層を含む共振器構造体、及び酸化物が電流通過領域を取り囲んでいる狭窄構造体を含む上部反射鏡が積層されているメサ構造の発光部を有し、該発光部における出射領域及び前記メサ構造の上面における辺縁部は透明な誘電体で被覆され、前記出射領域は相対的に反射率が高い部分と低い部分とを有する面発光レーザ素子において、
   前記出射領域における反射率が低い部分の誘電体及び前記辺縁部を被覆する誘電体は、いずれも２層で構成され、
   前記出射領域における反射率が低い部分の誘電体の下層及び前記辺縁部を被覆する誘電体の下層は、前記メサ構造の上面に積層された透明な誘電体層が該誘電体層の上面に同時に形成されたレジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングされて生成されていることを特徴とする面発光レーザ素子。
9. 請求項８に記載の面発光レーザ素子が集積された面発光レーザアレイ。
10. 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８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。
11. 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９に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。
12. 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に応じて変調された光を走査する少なくとも１つの請求項１０又は１１に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
13. 前記画像情報は、多色のカラー画像情報であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。

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