KR101347963B1 - 면발광 레이저의 제조 방법, 면발광 레이저, 면발광 레이저 어레이, 광주사 장치, 및 화상 형성 장치 - Google Patents

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Abstract

개시하는 면발광 레이저의 제조 방법은, 적층체의 상면에 투명 유전체층을 적층하는 단계와, 메사 구조체의 외주를 규정하는 패턴과, 출사 영역에 포함된 상대적으로 반사율이 높은 부분과 상대적으로 반사율이 낮은 부분 중 한쪽에 대응하는 영역을 보호하는 패턴을 포함하는 제1 레지스트 패턴을 유전체층의 상면에 형성하는 단계와, 그 제1 레지스트 패턴을 에칭 마스크로서 이용하여 유전체층을 에칭하는 단계와, 출사 영역의 전체에 대응하는 영역을 보호하는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 이들 단계는 메사 구조체가 형성되기 전에 수행된다.

Description

면발광 레이저의 제조 방법, 면발광 레이저, 면발광 레이저 어레이, 광주사 장치, 및 화상 형성 장치{METHOD OF MANUFACTURING SURFACE EMITTING LASER, AND SURFACE EMITTING LASER, SURFACE EMITTING LASER ARRAY, OPTICAL SCANNING DEVICE, AND IMAGE FORMING APPARATUS}
본 발명은 면발광 레이저, 면발광 레이저 어레이, 광주사 장치, 화상 형성 장치, 및 면발광 레이저의 제조 방법에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명은 기판에 수직인 방향으로 광을 출사하는 것이 가능한 면발광 레이저의 제조 방법, 기판에 수직인 방향으로 광을 출사하는 것이 가능한 면발광 레이저와 면발광 레이저 어레이, 그 면발광 레이저 또는 면발광 레이저 어레이를 구비하는 광주사 장치, 및 그 광주사 장치를 구비하는 화상 형성 장치에 관한 것이다.
수직 공진형 면발광 레이저[이하, "VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)"라고도 함]는 기판에 수직인 방향으로 광을 출사할 수 있는 반도체 레이저이다. 기판에 평행한 방향으로 광을 출사할 수 있는 엣지 발광형 반도체 레이저와 비교해서, VCSEL은 저가, 저소비 전력, 소형, 그리고 2차원 집적 소자에 적합하다는 것 등의 여러 장점을 갖고 있다. 최근에는, 이러한 장점 때문에 VCSEL를 주목하고 있다.
면발광 레이저는 전류 유입 효율을 높이기 위해 전류 제한 구조(current confined structure)를 갖고 있다. 이 전류 제한 구조를 형성하기 위해서, 대개 AlAs(Al: 알루미늄, As: 비소)층 상에서 선택 산화 공정을 수행한다. 이하에서는, 편의상 전류 제한 구조를 "산화 제한 구조"라고도 한다(예컨대, 특허문헌 1 참조). 이 산화 제한 구조는 피선택 산화층이 노출되어 있는 측면을 갖는 미리 정해진 크기의 메사 구조체를 형성함으로써 형성될 수 있다. 그런 다음, 형성된 메사 구조체는 피선택 산화층 내의 알루미늄(Al)이 메사 구조체의 측면에서 선택적으로 산화되도록 수증기 분위기 속에서 처리된다. 이렇게 함으로써, 메사 구조체의 중심부에는 산화되지 않은 영역이 남게 된다. 산화되지 않은 영역(이하, 설명상 "제한 영역"이라고도 함)은 면발광 레이저의 구동 전류가 통과하는 통과 영역(또는 "전류 통과 영역")이 된다. 전술한 바와 같이, 전류가 쉽게 억제될 수 있다. 산화 제한 구조에서의 알루미늄 산화층(AlxOy)(이하에서는, 간단하게 "산화층"이라고 기재함)의 굴절률은 약 1.6이며 이것은 반도체층과 비교해서 낮다. 이 특징에 의해, 면발광 레이저의 공진기 구조체에서 가로 방향으로 굴절률차가 생기고, 빛이 메사 구조체의 중심에서 차광됨으로써, 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 그 결과, 저임계 전류, 고효율 등의 우수한 특성을 실현하는 것이 가능해질 수 있다.
면발광 레이저는 일반적으로, 프린터의 광기록계의 광원(발진 파장: 780 ㎚대), 광디스크 장치의 광기록계의 광원(발진 파장: 780 ㎚대, 850 ㎚ 대), 광파이버를 이용하는 LAN(Local Area Network) 등의 광전송 시스템의 광원(발진 파장: 1.3 ㎛대, 1.5 ㎛대)에 적용될 수 있다. 또한, 면발광 레이저는 기판 간, 기판 내, 칩 간, 고밀도 집적 회로(LSI)의 칩 내에서 광전송용 광원으로서도 이용될 것으로 기대되고 있다.
이들 적용 분야에서는, 일반적으로 면발광 레이저로부터 출사되는 광(이하, "출사광"이라고도 함)의 단면 형상이 원형이어야 한다. 원형의 단면 형상을 달성하기 위해서는 고차 횡모드의 발진을 제어하는 것이 필요하다.
이에 대해, 예컨대 특허문헌 2에는, 출사면 위에 광학적으로 투명한 막을 형성하고, 출사 영역의 중심부와 그 주변부 간의 반사율을 다르게 함으로써 횡모드의 발진을 제어하는 방법이 개시되어 있다.
미국 특허 제5493577호 일본 특허 제3566902호
본 발명의 발명자들은 이 기술 분야에 대해 광범위한 연구를 수행하여, [일례로서 도 23의 (A)와 도 23의 (B)에 도시하는 바와 같이]레이저 광의 출사면 위에 광학적으로 투명한 막(이하, 간단하게 "광학 필터"라고 함)을 형성할 경우, 전류 통과 영역과 광학 필터 사이의 상대 위치 관계가 광 출사각[도 23의 (A)에 도시]에 영향을 준다는 새로운 지견을 얻었다. 이들 도면에서, XYZ 3차원 직교 좌표계를 채택하여, 기판 표면에 수직인 방향을 Z축 방향이라고 한다. 또, 서로 대향하며 x 방향으로 떨어져 있는 2개의 광학 필터가 있다.
또한, "광 출사각"이란, 기판 표면에 수직인 방향(이 경우, Z축 방향)과 출사광의 강도가 최대가 되는 방향 사이의 경사각을 의미한다. 본 명세서에서는, 기판 표면에 수직인 방향에 대해 시계 방향으로 경사진 방향을 플러스 부호(+)로 나타내고, 한편 기판 표면에 수직인 방향에 대해 반시계 방향으로 경사진 방향을 마이너스 부호(-)로 나타낸다.
추가로, 도 24와 도 25는 기판 표면에 수직인 방향에서 볼 경우에, 전류 통과 영역의 중심에 대한 2개의 광학 필터의 무게 중심의 위치 변위량(이하에서는, 간단하게 "변위량"이라고 함)과 광 출사각과의 관계를 나타내고 있다.
더욱 구체적으로, 도 24는 전류 통과 영역의 중심에 대해 2개의 광학 필터의 무게 중심을 Y축 방향으로 변이시키면서 광 출사각을 측정하도록 한 실험의 결과를 나타내고 있다. 이 경우에, 변위량의 방향이 +Y 방향일 경우, 변위량은 플러스 부호(+)로 표시되고, 한편 변위량의 방향이 -Y 방향일 경우에는, 변위량이 마이너스 부호(-)로 표시된다. 실험의 결과로서, X축 방향에서의 광 출사각은 변위량이 Y축 방향으로 변할 경우에도 실질적으로 일정하며, 실질적으로 0도와 같다. 한편, Y축 방향에서의 광 출사각의 크기(절대치)는 Y축 방향에서의 변위량의 크기(절대치)가 증가함에 따라서 커지는 경향이 있다.
한편, 도 25는 전류 통과 영역의 중심에 대해 2개의 광학 필터의 무게 중심을 X축 방향으로 변이시키면서 광 출사각을 측정하도록 한 실험의 결과를 나타내고 있다. 이 경우, 변위량의 방향이 +X 방향일 경우에 변위량은 플러스 부호(+)로 표시되고, 한편 변위량의 방향이 -X 방향일 경우에는 변위량이 마이너스 부호(-)로 표시된다. 실험의 결과로서, Y축 방향에서의 광 출사각은 변위량이 X축 방향으로 변할 경우에도 실질적으로 일정하며 실질적으로 0도와 같다. 한편, X축 방향에서의 광 출사각의 크기(절대치)는 X축 방향에서의 변위량의 크기(절대치)가 증가함에 따라서 커지는 경향이 있다.
화상 형성 장치에서 고해상도의 화상을 얻기 위해서는, 피주사면 상의 원하는 위치에 원형의 미소한 광 스폿을 형성하는 것이 중요할 수 있다. 또, 피주사면 상의 원하는 위치에 원형의 미소한 광 스폿을 형성하기 위해서는, 다양한 실험의 결과 및 이론적 계산에 따라, 모든 방향에서 광 출사각의 크기(절대치)를 0.2도 이하로 제어하는 것이 필요할 수 있다.
이를 위해, 도 24와 도 25 등에 도시한 관계에 따르면, 면발광 레이저에서의 변위량의 크기(절대치)를 0.1 ㎛ 이하로 제어(낮출)할 필요가 있다.
그러나, 특허문헌 1에 개시된 방법을 채택할 경우, 변위량의 크기(절대치)가 0.1 ㎛ 이하인 면발광 레이저를 안정적으로 양산하기는 어렵다.
본 발명은 전술한 본 발명의 발명자들이 얻은 신규한 지견에 기초하여 이루어진 것이며, 이하의 구성을 갖는다.
본 발명의 제1 관점에 따르면, 면발광 레이저를 제조하는 방법이 제공된다. 이 면발광 레이저는, 기판 위에, 하부 반사 미러와, 활성층을 포함하는 공진기 구조체와, 피선택 산화층을 포함하는 상부 반사 미러가 적층되어 있는 적층체와, 그 적층체에 형성되며 발광부로서 기능할 수 있는 메사 구조체를 포함하고, 상기 발광부는 전류 제한 구조와 출사 영역을 포함하며, 상기 전류 제한 구조는 전류 통과 영역을 둘러싸는 산화물을 포함하며, 상기 출사 영역은 상대적으로 반사율이 높은 부분과 상대적으로 반사율이 낮은 부분을 포함한다. 본 발명의 이 관점에 따른 면발광 레이저의 제조 방법은, 상기 적층체의 상면에, 투명한 유전체층을 적층하는 제1 유전체층 적층 단계와, 상기 유전체층의 상면에, 상기 메사 구조체의 외주를 규정하는 패턴과, 상기 출사 영역에 포함된 상대적으로 반사율이 높은 부분과 낮은 부분 중 한쪽에 대응하는 영역을 보호하는 패턴을 포함하는 제1 레지스트 패턴을 형성하는 제1 레지스트 패턴 형성 단계와, 상기 제1 레지스트 패턴을 에칭 마스크로서 이용하여 상기 유전체층을 에칭하는 유전체층 에칭 단계와, 출사 영역의 전체에 대응하는 영역을 보호하는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 제2 레지스트 패턴 형성 단계를 포함한다. 또, 이 경우에, 제1 유전체층 적층 단계와, 제1 레지스트 패턴 형성 단계와, 유전체층 에칭 단계, 및 제2 레지스트 패턴 형성 단계는 메사 구조체가 형성되기 전에 수행된다.
이 구성을 구비함으로써, 횡모드의 발진을 더욱 좋게 제어하면서, 변위량의 크기(절대치)가 0.1 ㎛ 이하인 면발광 레이저를 안정적으로 양산하는 것이 가능해질 수 있다.
본 발명의 제2 관점에 따르면, 기판 위에, 하부 반사 미러, 활성층을 포함하는 공진기 구조체, 및 전류 통과 영역을 둘러싸는 산화물을 포함하는 전류 제한 구조를 포함하는 상부 반사 미러가 적층되어 있는 메사 구조체를 갖는 발광부를 포함하는 면발광 레이저를 제공하고, 상기 발광부는 출사 영역을 포함하며, 상기 출사 영역의 전면(全面)은 투명한 유전체로 피복되며, 상기 출사 영역은 상대적으로 반사율이 높은 부분과 상대적으로 반사율이 낮은 부분을 포함한다. 또한, 면발광 레이저에 있어서, 상기 출사 영역을 둘러싸는 전극을 제거한 후에 상기 기판에 수직인 방향에서 볼 경우, 상기 메사 구조체의 외주는 유전체로 형성되어 있고, 이 유전체의 두께는 상기 출사 영역에 있는 2층으로 된 유전체를 구비한 부분의 두께와 같다.
이 구성을 구비함으로써, 고비용화를 초래하는 일없이, 횡모드의 발진을 더욱 좋게 제어하면서, 광 출사각의 크기(절대치)를 0.2도 이하로 제어하는 것이 가능해질 수 있다.
본 발명의 제3 관점에 따르면, 본 발명의 제2 관점에 따른 면발광 레이저가 집적된 면발광 레이저 어레이가 제공된다.
이 면발광 레이저 어레이에는, 본 발명의 제2 관점에 따른 면발광 레이저가 집적되어 있다. 따라서, 각각의 발광부에서, 횡모드의 발진을 더욱 좋게 제어하면서, 광 출사각의 크기(절대치)를 0.2도 이하로 제어(감소)하는 것이 가능해질 수 있다.
본 발명의 제4 관점에 따르면, 광으로 피주사면을 주사할 수 있는 광주사 장치가 제공된다. 이 광주사 장치는 본 발명의 제2 관점에 따른 면발광 레이저를 구비하는 광원과, 상기 광원으로부터의 광을 편향시키는 편향기와, 상기 편향기에 의해 편향된 광을 상기 피주사면에 집광시키는 주사 광학계를 포함한다.
이 광주사 장치에는, 본 발명의 제2 관점에 따른 면발광 레이저를 포함하는 광원이 집적되어 있다. 따라서, 각각의 발광부에서, 고비용화를 초래하는 일없이, 고정밀도로 광주사를 수행하는 것이 가능해질 수 있다.
본 발명의 제5 관점에 따르면, 광으로 피주사면을 주사할 수 있는 광주사 장치가 제공된다. 이 광주사 장치는 본 발명의 제3 관점에 따른 면발광 레이저 어레이를 구비하는 광원과, 상기 광원으로부터의 광을 편향시키는 편향기와, 상기 편향기에 의해 편향된 광을 상기 피주사면에 집광시키는 주사 광학계를 포함한다.
이 광주사 장치에는 본 발명의 제3 관점에 따른 면발광 레이저 어레이를 포함하는 광원이 집적되어 있다. 따라서, 각각의 발광부에서, 고비용화를 초래하는 일없이, 높은 정밀도로 광주사를 수행하는 것이 가능해질 수 있다.
본 발명의 제6 관점에 따르면, 화상 캐리어와, 그 화상 캐리어 위에, 화상 정보에 기초하여 변조되는 광을 주사하는 본 발명의 제4 또는 제5 관점에 따른 광주사 장치를 포함하는 화상 형성 장치가 제공된다.
이 구성을 구비함으로써, 화상 형성 장치는 본 발명의 제4 또는 제5 관점에 따른 광주사 장치를 포함한다. 그 결과, 고비용화를 초래하는 일없이, 고품질의 화상을 형성하는 것이 가능해질 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 레이저 프린터의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 도 1에 도시한 광주사 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 3은 도 2의 광원에 포함되는 면발광 레이저의 구성을 도시하는 도면이다.
도 4의 (A)와 (B)는 면발광 레이저의 기판을 도시하는 도면이다.
도 5는 활성층을 도시하는 확대도이다.
도 6의 (A)∼(C)는 본 발명의 실시형태에 따른 면발광 레이저의 제조 방법을 나타내는 도면(1)이다.
도 7은 레지스트 패턴(120a, 120b)을 도시하는 도면이다.
도 8의 (A)와 (B)는 본 발명의 실시형태에 따른 면발광 레이저의 제조 방법을 나타내는 도면(2)이다.
도 9는 제2 레지스트 패턴을 도시하는 도면이다.
도 10은 도 9의 A-A'선을 따른 단면도이다.
도 11의 (A)∼(C)는 본 발명의 실시형태에 따른 면발광 레이저의 제조 방법을 나타내는 도면(3)이다.
도 12의 (A)∼(D)는 본 발명의 실시형태에 따른 면발광 레이저의 제조 방법을 나타내는 도면(4)이다.
도 13은 도 12의 (D)에 도시한 메사 구조체를 나타내는 부분적 확대도(1)이다.
도 14는 도 12의 (D)에 도시한 메사 구조체를 나타내는 부분적 확대도(2)이다.
도 15는 본 발명의 실시형태에 따른 면발광 레이저의 변형 제조 방법을 나타내는 도면이다.
도 16은 도 15의 면발광 레이저의 수직 단면도이다.
도 17의 (A)∼(G)는 고반사율 영역(122)과 저반사율 영역(121)의 변형된 구성을 나타내는 도면(1)이다.
도 18의 (A)∼(C)는 고반사율 영역(122)과 저반사율 영역(121)의 변형된 구성을 나타내는 도면(2)이다.
도 19는 베이킹의 결과로서 레지스트 패턴(120a)의 단면 형상의 변화를 나타내는 도면이다.
도 20은 면발광 레이저 어레이를 도시하는 도면이다.
도 21은 도 20의 A-A'선을 따른 단면도이다.
도 22는 컬러 프린트의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 23의 (A)는 광 출사각과 광학 필터를 설명하기 위한 도면이다.
도 23의 (B)는 광학 필터를 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 Y축 방향에 있어서 광학 필터의 변위량과 광 출사각과의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
도 25는 X축 방향에 있어서 광학 필터의 변위량과 광 출사각과의 관계를 설명하기 위한 그래프이다.
이하, 본 발명의 실시형태를 도 1∼도 14를 참조하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태에 따른 화상 형성 장치인 레이저 프린터(1000)의 구성을 개략적으로 도시하고 있다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 레이저 프린터(1000)는 광주사 장치(1010), 감광체 드럼(1030), 대전기(1031), 현상 롤러(1032), 전사 대전기(1033), 제전 유닛(1034), 클리닝 유닛(1035), 토너 카트리지(1036), 급지 롤러(1037), 급지 트레이(1038), 레지스트 롤러 쌍(1039), 정착 롤러(1041), 배지 롤러(1042), 배지 트레이(1043), 통신 제어 장치(1050), 및 이들 부분을 통괄적으로 제어하는 프린터 제어 장치(1060)를 포함한다. 이들 요소는 프린터 섀시(1044) 내의 미리 정해진 위치에 수용된다.
통신 제어 장치(1050)는 네트워크를 통해 상위 장치(예컨대, PC)와의 양방향 통신을 제어한다.
감광체 드럼(1030)은 표면에 감광층이 형성되어 있는 원기둥형 부재이다. 즉, 감광체 드럼(1030)의 표면이 피주사면이다. 그리고, 감광체 드럼(1030)은 도 1에 표시한 화살표 방향으로 회전한다.
대전기(1031), 현상 롤러(1032), 전사 대전기(1033), 제전 유닛(1034), 및 클리닝 유닛(1035)은 감광체 드럼(1030)의 표면 근방에 배치된다. 그리고, 감광체 드럼(1030)의 회전 방향을 따라, 이들 요소는 "대전기(1031)→현상 롤러(1032)→전사 대전기(1033)→제전 유닛(1034)→클리닝 유닛(1035)"의 순으로 배치된다.
대전기(1031)는 감광체 드럼(1030)의 표면을 균일하게 대전시킨다.
광주사 장치(1010)는 대전기(1031)로 대전된 감광체 드럼(1030)의 표면 위에, 상위 장치로부터의 화상 정보에 기초하여 변조된 광속을 주사하여, 감광체 드럼(1030)의 표면에 화상 정보에 대응하는 잠상을 형성한다. 잠상은 감광체 드럼(1030)의 회전에 따라 현상 롤러(1032) 쪽으로 이동한다. 이 광주사 장치(1010)의 구성에 대해서는 후술한다.
토너 카트리지(1036)에는 현상 롤러(1032)에 공급될 토너가 저장되어 있다.
현상 롤러(1032)는 감광체 드럼(1030)의 표면에 형성된 잠상에 토너 카트리지로부터의 토너를 부착하여 화상 정보를 가시화한다. 토너가 부착된 잠상[편의상, 이하에서는 "토너상(傷)"이라고 함]은 감광체 드럼(1030)의 회전에 따라 전사 대전기(1033) 쪽으로 이동한다.
급지 트레이(1038)에는 기록 시트(1040)가 저장되어 있다. 이 급지 트레이(1038)의 근방에는 급지 롤러(1037)가 배치된다. 급지 롤러(1037)는 급지 트레이(1038)로부터 기록 시트(1040)를 1매씩 추출하여, 그 기록 시트(1040)를 레지스트 롤러 쌍(1039)에 공급한다. 레지스트 롤러 쌍(1039)은 급지 롤러(1037)에 의해서 추출된 기록 시트(1040)를 임시로 유지하고, 그 기록 시트(1040)를 감광체 드럼(1030)의 회전과 동기하여 감광체 드럼(1030)과 전사 대전기(1033)와의 간극 쪽으로 송출한다.
이 경우, 전사 대전기(1033)에는, 감광체 드럼(1030)의 표면 위의 토너를 전기적으로 기록 시트(1040)에 끌어 당기기 위해서, 토너와는 역극성의 전압이 인가된다. 이 전압 때문에, 감광체 드럼(1030)의 표면 위의 토너상이 기록 시트(1040)에 전사된다. 그런 다음, 전사된 기록 시트(1040)는 정착 롤러(1041)에 보내어진다.
정착 롤러(1041)는 열과 압력 모두를 기록 시트(1040)에 가하여 토너를 기록 시트(1040) 위에 정착시킨다. 정착된 기록 시트(1040)는 배지 롤러(1042)에 의해 배지 트레이(1043)에 보내어져 배지 트레이(1043)에 순차로 쌓이게 된다.
제전 유닛(1034)은 감광체 드럼(1030)의 표면에서 전하를 제거한다.
클리닝 유닛(1035)은 감광체 드럼(1030)의 표면에 남은 토너(잔류 토너)를 제거한다. 잔류 토너가 제거된 감광체 드럼(1030)의 표면은 대전기(1031)에 대향하는 위치에 다시 되돌아간다.
다음에, 광주사 장치(1010)의 구성에 대해서 설명한다.
도 2에 예시적으로 도시하는 바와 같이, 광주사 장치(1010)는 편향기측 주사 렌즈(11a), 상면(像面)측 주사 렌즈(11b), 폴리곤 미러(13), 광원(14), 커플링 렌즈(15), 개구판(16), 원통형 렌즈(17), 반사 미러(18), 및 주사 제어 장치(도시 생략) 등을 포함할 수 있다. 그리고, 이들 요소는 하우징(30) 내의 미리 정해진 위치에 고정된다.
이하에서는, 편의상, 메인 주사 방향에 대응하는 방향을 간단하게 "메인 주사 대응 방향"이라고 기재하고, 서브 주사 방향에 대응하는 방향을 간단하게 "서브 주사 대응 방향"이라고 기재한다.
커플링 렌즈(15)는 광원(14)으로부터 출사된 광속에 대해 실질적으로 평행 광속을 형성하도록 한다.
개구판(16)은 커플링 렌즈(15)를 통과한 광속의 빔 직경을 규정하는 개구부를 갖는다.
원통형 렌즈(17)는 개구판(16)의 개구부를 통과한 광속을, 반사 미러(18)를 통해 서브 주사 대응 방향에 대해 폴리곤 미러(13)의 편향 반사면 근방에 결상한다.
광원(14)과 폴리곤 미러(13) 사이의 광로에 배치되는 광학계는 편향기전 광학계라고도 불릴 수 있다. 본 실시형태에 있어서, 편향기전 광학계는 커플링 렌즈(15), 개구판(16), 원통형 렌즈(17), 및 반사 미러(18)를 포함한다.
폴리곤 미러(13)는 예컨대 내접원의 반경이 18 ㎜인 6면 미러를 구비할 수 있는데, 각 미러는 편향 반사면으로서 기능한다. 이 폴리곤 미러(13)는 서브 주사 대응 방향에 평행한 축에 대해 등속 회전하면서 반사 미러(18)로부터의 광속을 편향시킨다.
편향기측 주사 렌즈(11a)는 폴리곤 미러(13)에 의해 편향된 광로에 배치된다.
상면측 주사 렌즈(11b)는 편향기측 주사 렌즈(11a)를 통과한 광로에 배치된다. 그리고, 이 상면측 주사 렌즈(11b)를 통과한 광속이 감광체 드럼(1030)의 표면에 조사되어 광 스폿이 그 표면에 형성된다. 이 광 스폿은 폴리곤 미러(13)의 회전에 따라 감광체 드럼(1030)의 길이 방향으로 이동한다. 즉, 광 스폿은 감광체 드럼(1030)을 주사한다. 이 경우에, 광 스폿의 이동 방향이 "메인 주사 방향"이고, 감광체 드럼(1030)의 회전 방향이 "서브 주사 방향"이다.
한편, 폴리곤 미러(13)와 감광체 드럼(1030) 사이의 광로에 배치되는 광학계는 주사 광학계라고도 불릴 수 있다. 본 실시형태에서는, 주사 광학계가 편향기측 주사 렌즈(11a)와 상면측 주사 렌즈(11b)를 포함한다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 제한되지 않는다. 예컨대, 편향기측 주사 렌즈(11a)와 상면측 주사 렌즈(11b) 사이의 광로에, 또는 상면측 주사 렌즈(11b)와 감광체 드럼(1030) 사이의 광로에, 하나 이상의 폴딩 미러가 배치될 수도 있다.
예컨대, 광원(14)은 도 3에 도시하는 바와 같은 면발광 레이저(100)를 포함한다. 본 명세서에서는, 레이저 발진 방향을 Z축 방향이라고 하고, Z축 방향에 수직인 면내에서 서로 직교하는 2개의 방향을 X축 방향과 Y축 방향이라고 한다. 또, 도 3은 XZ 면에 평행한 면을 따른 면발광 레이저(100)의 단면도이다.
면발광 레이저의 발진 파장은 780 ㎚대이다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 면발광 레이저(100)는 기판(101), 하부 반도체 DBR(103), 하부 스페이서층(104), 활성층(105), 상부 스페이서층(106), 상부 반도체 DBR(107) 등을 포함한다.
기판(101)은 경면 연마된 표면을 갖는 n-GaAs 단결정 기판이다. 또한, 도 4의 (A)에 도시하는 바와 같이, 경면 연마면(주요면)의 법선 방향이 결정 방위 [1 0 0]의 방향에 대해, 결정 방위 [1 1 1]의 A 방향 쪽으로 15도(θ=15도) 경사져 있다. 즉, 기판(101)은 소위 경사 기판이다. 도 4의 (B)에 도시하는 바와 같이, 기판(101)은 결정 방위 [0 -1 1]의 방향이 +X 방향이고 결정 방위 [0 1 -1]의 방향이 -X 방향이 되도록 배치된다.
도 3에 되돌아가면, 하부 반도체 DBR(103)는 기판(101)의 +Z측 표면 위에 버퍼층(도시 생략)을 사이에 두고 적층된다. 또한, 하부 반도체 DBR(103)는 n-Al0.9Ga0.1As로 이루어지는 저굴절률층과, n-Al0.3Ga0.7As로 이루어지는 고굴절률층의 쌍을 37.5쌍 포함한다. 또, 인접해 있는 굴절률층 사이에는, 전기 저항을 줄이기 위해, 한쪽의 조성에서 다른쪽의 조성으로 조성이 서서히 변하는 두께 20 ㎚의 조성 경사층이 형성된다. 또한, 하나의 굴절률층과, 2개의 인접해 있는 조성 경사층의 1/2(절반)과의 광학적 두께가 λ/4(여기서 부호 λ는 발진 파장을 나타내는 것임)와 같도록 굴절률층이 형성된다. 광학적 두께가 λ/4와 같은 경우, 그 층의 실제 두께(D)는 D=λ/4n로서 주어지고, 여기서 부호 n은 그 층의 매질의 굴절률이다.
하부 스페이서층(104)은 하부 반도체 DBR(103)의 +Z측 위에 적층되고, 무도핑 Al0.6Ga0.4As로 이루어지는 층이다.
활성층(105)은 하부 스페이서층(104)의 +Z측에 적층되며, 예컨대 도 5에 도시하는 바와 같이, 3층의 양자 우물층(105a)과 4층의 장벽층(105b)을 갖는 삼중 양자 우물 구조를 구비할 수 있다. 양자 우물층(105a)은 Al0.12Ga0.88As로 이루어지고, 장벽층(105b)은 Al0.3Ga0.7As로 이루어진다.
상부 스페이서층(106)은 활성층(105)의 +Z측에 적층되고, 무도핑 Al0.6Ga0.4As로 이루어진다.
하부 스페이서층(104), 활성층(105), 및 상부 스페이서층(106)을 포함하는 부분은 공진기 구조체라고도 불릴 수 있고, 그 공진기 구조체와, 2개의 인접해 있는 조성 경사층의 1/2(절반)과의 광학적 두께가 1 파장과 같도록 형성된다. 또, 활성층(105)은 높은 유도 방출 확률을 달성하기 위하여, 전계 정재파의 루프가 형성되는 위치인 공진기 구조체의 중앙에 배치된다.
도 3에 되돌아가면, 상부 반도체 DBR(107)은 상부 스페이서층(106)의 +Z측에 적층되고, p-Al0.9Ga0.1As로 이루어지는 저굴절률층과 p-Al0.3Ga0.7As로 이루어지는 고굴절률층의 쌍을 24쌍 포함한다.
상부 반도체 DBR(107)에서 인접해 있는 굴절률층의 사이에는, 전기 저항을 줄이기 위하여, 한쪽의 조성에서 다른쪽의 조성으로 조성이 서서히 변하는 조성 경사층이 형성된다. 그리고, 굴절률층은 하나의 굴절률층과 2개의 인접해 있는 조성 경사층의 1/2(절반)과의 광학적 두께가 λ/4와 같도록 형성된다.
또한, 상부 반도체 DBR(107)에 있어서, p-AlAs로 이루어지는 피선택 산화층(108)은 공진기 구조체로부터 λ/4의 광학적 길이로 떨어져 있도록 마련(형성)된다. 그러나, 도 3에서는 편의상, 피선택 산화층(108)이 상부 반도체 DBR(107)와 공진기 구조체 사이에 마련(도시)되어 있다.
그리고, 상부 반도체 DBR(107)의 +Z측에는, p-GaAs로 이루어지는 컨택트층(도시 생략)이 형성된다.
이하에서는, 편의상 기판(101) 상에 복수의 반도체층이 적층되어 있는 구조를 "적층체"라고 부를 수도 있다.
다음에, 면발광 레이저(100)의 제조 방법을 설명한다.
(1): 전술한 적층체를 MOCVD(유기 금속 화학적 기상 성장)법 또는 MBE(분자선 에피택셜 성장)법에 따른 결정 성장으로 형성한다[도 6의 (A) 참조].
이 경우, III족의 재료로서는 트리메틸 알루미늄(TMA), 트리메틸 갈륨(TMG), 트리메틸 인듐(TMI)을 이용하고, V족의 재료로서는 포스핀(PH3), 아르신(AsH3)을 이용한다. 또한, p형 도펀트의 재료로서는 사브롬화 탄소(CBr4), 디메틸아연(DMZn)을 이용하고, n형 도펀트의 재료로서는 셀레늄화 수소(H2Se)를 이용한다.
(2): P-CVD법(플라즈마 CVD법)을 이용하여, P-SiN(SiNx)로 이루어진 광학적으로 투명한 유전체층(111a)을 형성한다[도 6의 (B) 참조]. 이 경우, 유전체층(111a)의 광학적 두께가 λ/4와 같도록 설정된다. 더 구체적으로, SiN의 굴절률(n)이 1.83, 발진 파장(λ)이 780 ㎚이기 때문에, 유전체층(111a)의 실제 막 두께(=λ/4n)는 103 ㎚로 설정된다.
(3): 유전체층(111a)의 표면에, 제1 레지스트를 도포하여, 레지스트 패턴(120a, 120b, 120c)을 형성한다. 레지스트 패턴(120a)은 메사 구조체의 외주를 규정하기 위해 형성되고, 레지스트 패턴(120b)은 출사 영역에 있어서 반사율이 낮은 영역을 마스크하기 위해 형성되며, 레지스트 패턴(120c)은 전극 패드가 형성되는 영역을 마스크하기 위해 형성된다[도 6의 (C) 참조].
이 경우, 레지스트 패턴(120a, 120b)은 동시에 형성된다. 이 특징에 의해, 레지스트 패턴(120a)과 레지스트 패턴(120b) 사이에는 상대 위치 관계의 변위가 발생하지 않는다.
도 7에 도시하는 바와 같이, 레지스트 패턴(120a)은 한 변의 길이가 L4인 정사각형 형상의 외주를 갖고 폭이 L5인 폐쇄된 패턴이다. 또, 도 7에 도시하는 바와 같이, 레지스트 패턴(120b) 각각은 X축 방향의 폭이 L2, Y축 방향의 길이가 L3인 직사각형 형상이다. 이들 레지스트 패턴(120b)은 X축 방향으로 간격 L1만큼 서로 떨어져 있다. 이 경우에는, L1=5 ㎛, L2=2 ㎛, L3=8 ㎛, L4=20 ㎛, L5=2 ㎛라고 한다.
또한, 2개의 레지스트 패턴(120b)의 무게 중심은 레지스트 패턴(120a)의 중심으로부터 +Y측으로 거리 L10만큼 변위된다. 본 실시형태에서는, 기판(101)이 경사 기판이다[도 4의 (A)와 (B) 참조]. 이 특징 때문에, 메사 구조체의 4개의 측벽 각각에 수직인 결정 방위가 서로 다르게 된다[도 7 참조]. 결정 방위가 다르기 때문에, 산화 공정에서 측벽들 간에 산화 속도가 다를 가능성이 더욱 높아질 수 있다. 이러한 특징의 결과, 산화물이 전류 통과 영역을 둘러싸는 전류 제한 구조의 중심이 메사 구조체의 중심에서 변위될 수 있다.
본 실시형태에서는 산화 속도가, [0 1 1] 방향에서 [1 1 1] A 방향으로 15도 경사진 방향 ＞ [0 1 -1] 방향=[0 -1 1] 방향 ＞ [0 -1 -1] 방향에서 [1 1 1] A 방향으로 15도 경사진 방향의 정도로 다르다.
산화 속도가 다르기 때문에, 전류 제한 구조의 중심은 메사 구조체의 중심으로부터, [0 -1 -1] 방향에서 [1 1 1] A 방향으로 15도 경사진 방향으로 대략 0.6 ㎛로 변위된다.
이 변위를 보상하기 위해, 미리 2개의 레지스트 패턴(120b)의 무게 중심을 +Y측으로 거리 L10(이 경우에는 0.6 ㎛)만큼 변이시킴으로써, 산화 공정 후의 전류 제한 구조의 중심이 2개의 레지스트 패턴(120b)의 무게 중심의 위치에 실질적으로 대응하는 것이 가능해질 수 있다.
또, 산화 속도의 면 방위 의존성이 산화 조건에 의존할 수 있기 때문에, 본 명세서에서 설명한 변위량과 변위 방향은 일례일 뿐임을 주지해야 한다. 즉, 변위량과 변위 방향은 본 명세서에서 설명한 예에 한정되지 않는다.
이하에서는, 전술한 바와 같이 형성된 레지스트 패턴을 "제1 레지스트 패턴"으로 총칭할 수도 있다.
제1 레지스트로서, 일반적인 포지티브 레지스트가 이용될 수 있다. 이 실시형태에서는, OFPR800-64cp(TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD)의 레지스트가 사용된다. 또, 제1 레지스트가 도포될 경우, 스핀 코터를 이용하여 그 스핀 코터의 회전 속도를 조정함으로써 제1 레지스트의 막 두께가 약 1.6 ㎛와 같게 할 수 있다. 그리고, 노광, 현상, 포스트 베이크(예컨대, 120℃에서 2분) 공정을 순차 실시하여 제1 레지스트 패턴을 형성한다.
(4): 제1 레지스트 패턴이 형성된 적층체를 150℃로 가열된 핫 플레이트에 5분간 둔다. 이런 식으로 가열함으로써, 제1 레지스트 패턴이 경화된다. 이하에서는, 이 공정을 "경화 공정"이라고도 할 수 있다.
(5): Cl2 가스를 이용하는 ECR(Electron Cyclotron Resonance) 에칭법으로 유전체층(111a)을 에칭한다. 이렇게 에칭함으로써, 제1 레지스트 패턴으로 마스크되지 않는 유전체층(111a)의 부분이 제거된다[도 8의 (A) 참조].
(6): 제2 레지스트를 도포하여, 레지스트 패턴(120a)이 둘러싸는 영역을 덮는 제2 레지스트 패턴(123)을 형성한다[도 8의 (B) 참조]. 도 9에 도시하는 바와 같이, 제2 레지스트 패턴(123)은 한 변의 길이가 L6인 정사각형 형상의 패턴이다. 이 경우에는 예컨대 L6=18 ㎛, 폭 L7=1 ㎛라고 한다.
제2 레지스트로서는 제1 레지스트와 동일한 레지스트를 사용한다. 따라서, 제1 레지스트와 동일한 조건 하에서 제2 레지스트가 형성될 수 있다.
또, 전술한 바와 같이, 제2 레지스트를 도포하기 전에 제1 레지스트 패턴이 경화된다. 이러한 특징 때문에, 제2 레지스트가 도포될 경우, 제1 레지스트 패턴이 제2 레지스트의 용제에 의해 용해되지 않는다. 그 결과, 2층의 레지스트 구조가 형성된다. 이 경우에는 제1 레지스트 패턴을 경화하기 위한 가열 온도가 150℃ 이상인 것이 바람직하다. 실험에 따르면, 가열 온도가 140℃인 경우에는 단지 제2 레지스트를 도포함으로써 제1 레지스트가 용해되기 시작하고, 제1 레지스트 패턴의 형상이 변형되었다.
또한, 제2 레지스트를 노광할 때에, 제2 레지스트 패턴(123)이 덮지 않은 제1 레지스트 패턴의 일부도 노광된다. 그러나, 제1 레지스트 패턴이 경화되었기 때문에, 이어지는 현상 공정에서 제1 레지스트 패턴의 부분이 현상되지 않는다. 그 결과, 제1 레지스트 패턴의 치수가 변하는 일은 없다.
예컨대, 도 9에 나타낸 A-A'선을 따른 단면도인 도 10에 도시하는 바와 같이, 제2 레지스트 패턴(123)은 메사 구조체의 표면에 있는 컨택트 영역과 출사 영역을 보호하기 위해 형성될 수 있다. 이 경우에는, 길이 L6=18 ㎛로 레지스트 패턴(120a)의 외주의 한 변보다 2㎛ 작은 것으로 한다. 이 2㎛의 차이가 얼라인먼트 변위에 대한 마진으로서 간주될 수 있다.
(7): Cl2 가스를 이용하는 ECR 에칭법으로, 제1 레지스트 패턴 및 제2 레지스트 패턴(123)을 에칭 마스크로서 이용해서 적층체를 에칭함으로써, 피선택 산화층(108)이 노출되어 있는 측벽을 갖는 메사 구조체(이하에서는, 간단하게 "메사"라고 기재함)를 형성한다. 이 경우에는 이 에칭이 하부 스페이서층(104)의 상면에서 이루어지도록 설정된다[도 11의 (A) 참조].
레지스트 패턴(120a)의 외주는 메사의 외주를 규정한다. 이 특징 때문에, 메사의 외주와, 출사 영역에 있어서 반사율이 낮은 영역과의 상대 위치 관계가 변하는 일은 없다.
(8): 에칭 마스크를 아세톤액에 침지한 다음에 초음파 세정으로 에칭 마스크를 제거한다[도 11의 (B) 참조].
(9): 적층체를 수증기 속에서 가열한다. 이렇게 함으로써, 피선택 산화층(108) 내의 Al(알루미늄)이 메사의 외주부에서 선택적으로 산화되어, 메사의 중심부에는 Al 산화물(산화층)(108a)이 둘러싸는 비산화 영역(108b)이 잔류한다[도 11의 (C) 참조]. 즉, 발광부의 구동 전류의 통과를 메사의 중심부로만 제한할 수 있는, 소위 산화 제한 구조가 형성된다. 이 비산화 영역(108b)을 전류 통과 영역(전류 주입 영역)이라고 부를 수도 있다. 이렇게 함으로써, 예컨대 길이 4.5 ㎛의 정사각형 형상의 전류 통과 영역이 형성될 수 있다.
(10): P-CVD법을 이용하여, P-SiN(SiNx)로 이루어진 광학적으로 투명한 유전체층(111b)을 형성한다[도 12의 (A) 참조]. 이 경우에는, 유전체층(111b)의 광학적 두께가 2λ/4와 같도록 설정된다. 더욱 구체적으로, SiN의 굴절률(n)이 1.89, 발진 파장(λ)이 780 ㎚이기 때문에, 유전체층(111b)의 실제 막 두께(2λ/4n)는 206 ㎚로 설정된다.
(11): 각각의 컨택트 영역에 윈도우를 개방하기 위해 메사의 상면에 에칭 마스크를 형성한다.
(12): BHF로 유전체층(111b)을 에칭하여, 컨택트 영역에 윈도우를 개방한다.
(13): 에칭 마스크를 아세톤액에 침지한 다음에, 초음파 세정으로 에칭 마스크를 제거한다[도 12의 (B) 참조].
(14) 메사의 상측에서 발광부로서 형성될 영역에, 한 변의 길이가 10㎛인 정사각형 형상의 레지스트 패턴을 형성하고, p측의 전극 재료를 증착한다. p측의 전극 재료로서는 Cr/AuZn/Au로 이루어진 다층막 또는 Ti/Pt/Au로 이루어진 다층막을 이용한다.
(15): 메사의 상측에서 발광부로서 형성될 영역에 증착된 전극 재료를 리프트오프하여, p측의 전극(113)을 형성한다[도 12의 (C) 참조]. p측의 전극(113)이 둘러싸는 영역이 출사 영역이다.
(16): 기판(101)의 두께가 미리 정해진 두께(예컨대, 약 100 ㎛)와 같도록 기판(101)의 이면을 연마한 후에, n측의 전극(114)을 형성한다[도 12의 (D) 참조]. 이 경우에, n측의 전극 재료로서는 AuGe/Ni/Au로 이루어진 다층막 또는 Ti/Pt/Au로 이루어진 다층막을 이용한다.
(17): p측의 전극(113)과 n측의 전극(114)의 오믹 도통을 형성하도록 어닐링 공정을 수행한다. 이렇게 함으로써, 메사가 발광부가 된다.
(18): 적층체를 칩으로 절단한다.
도 13과 도 14는 도 12의 (D)에 도시한 메사를 나타내는 부분 확대도이다. 출사 영역(125)의 형상은 한 변의 길이가 10 ㎛인 정사각형이다. 본 실시형태에서는 출사 영역(125)이 P-SiN으로 이루어진 투명한 유전체로 피복된다. 이 유전체는 광학적 두께가 2λ/4인 상대적으로 반사율이 높은 고반사율 영역(122)과, 광학적 두께가 3λ/4인 상대적으로 반사율이 낮은 저반사율 영역(121)을 포함한다.
2개의 저반사율 영역(121)은 X축 방향을 따라 출사 영역(125)의 각각의 엣지부에 위치한다. 또, Z축 방향에서 볼 때에, 2개의 저반사율 영역(121)의 무게 중심과, 전류 통과 영역(108b)의 중심 간의 변위량은 0.1 ㎛ 이하였다.
전술한 바와 같이 제조된 복수의 면발광 레이저(100)의 광 출사각을 계측하면, X축 방향에서 그리고 Y축 방향에서 모두 광 출사각이 ±0.2도 이하였다.
이상의 설명에서 분명한 바와 같이, 면발광 레이저의 제조 방법으로서, 본 발명의 실시형태에 따른 면발광 레이저(100)의 제조 방법을 이용한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 면발광 레이저(100)에 있어서, 기판(101) 상에, 하부 반도체 DBR(103), 활성층(105)을 포함하는 공진기 구조체, 피선택 산화층(108)을 포함하는 상부 반도체 DBR(107) 등이 적층된다.
또, 출사 영역(125)의 전체는 P-SiN으로 이루어진 광학적으로 투명한 유전체로 피복되고, 출사 영역(125)은 상대적으로 반사율이 높은 고반사율 영역(122)과 상대적으로 반사율이 낮은 저반사율 영역(121)을 포함한다.
또한, 면발광 레이저(100)를 제조할 때에, 레지스트 패턴(120a)과 레지스트 패턴(120b)은 동시에 형성된다. 이 특징 때문에, 메사의 외주와, 2개의 저반사율 영역(121)과의 상대 위치 관계를 높은 정밀도로 원하는 상대 위치 관계에 기초하여 안정적으로 결정할 수 있다. 따라서, 면발광 레이저(100)를 양산하더라도, 2개의 저반사율 영역(121)의 무게 중심과 전류 통과 영역(108b)의 중심 간의 변위량의 크기(절대치)를 0.1 ㎛ 이하가 되도록 안정적으로 줄이는 것이 가능해질 수 있고, 광 출사각의 크기(절대치)를 모든 방향에서 0.2도 이하가 되도록 안정적으로 줄이는 것이 가능해질 수 있다.
이 경우에는, 면발광 레이저(100)에 있어서, p측의 전극(113)을 제거한 후에 기판 표면에 수직인 방향에서 볼 때에, 메사의 상면에 있는 외주부는 P-SiN으로 이루어진 광학적으로 투명한 유전체로 피복되고, 그 유전체의 두께는 2층의 유전체가 형성되어 있는 부분[저반사율 영역(121)]의 두께와 같다.
또한, 출사 영역(125)에서는, 그 외주부의 반사율이 중심부의 반사율보다 상대적으로 낮다. 이러한 특징 때문에, 기본 횡모드의 출력광을 저하시키는 일없이, 고차 횡모드의 발진을 더욱 좋게 제어할 수 있다. 즉, 발진 횡모드를 더욱 좋게 제어할 수 있다.
또, 출사 영역의 중심부에 있어서 상대적으로 반사율이 높은 영역은 서로 직교하는 2개의 방향에 대해 이방성을 갖는 형상이라서, 레이저 광의 가로 방향에서의 차광 기능에 대해 의도적으로 이방성을 도입하기 때문에, 편광 방향의 안정성을 향상시키는 것이 가능해질 수 있다.
또, 전류 통과 영역(108b)의 면적을 줄이지 않고서, 고차 횡모드의 제어와 편광 방향의 안정화가 가능해질 수 있다. 이러한 특징 때문에, 면발광 레이저의 전기 저항이 상승하는 일이 없고 전류 제한 영역에서의 전류 밀도가 상승하는 일이 없다. 그 결과, 소자의 서비스 수명이 저하되는 일은 없다.
또한, 출사 영역 전체가 유전체로 피복된다. 이러한 특징 때문에, 출사 영역의 산화 및 오염이 제어될 수 있다.
또, 메사의 측면이 유전체층(111b)으로 피복된다. 이러한 특징 때문에, 수분 흡수로 인한 소자의 파괴를 방지할 수 있어, 장기간 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 레지스트 및 제2 레지스트로서 같은 레지스트가 이용된다. 그렇기 때문에, 종래의 제조 방법에서 실질적으로 공정을 변경할 필요가 없다.
본 발명의 실시형태에 따른 광주사 장치(1010)에 있어서, 광원(14)은 면발광 레이저(100, 100')를 포함한다. 이 경우에, 광 출사각의 크기(절대치)가 0.2도 이하이고, 단일 기본 횡모드의 레이저 광이 얻어진다. 따라서, 감광체 드럼(1030)의 표면 위의 원하는 위치에 원형의 미소한 광 스폿을 용이하게 형성할 수 있다. 또한, 편광 방향이 안정적이다. 그렇기 때문에, 광 스폿의 형상, 광량 등의 영향을 받기 어렵다. 그 결과, 간단한 광학계를 이용하여 광밀도가 높은 원형의 미소한 광 스폿을 감광체 드럼(1030)의 표면 위의 원하는 위치에 결상시킬 수 있기 때문에, 높은 정밀도의 광주사가 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따른 레이저 프린터(1000)는 광주사 장치(1010)를 포함한다. 그렇기 때문에, 고품질의 화상을 형성할 수 있다.
또, 상기 실시형태에 있어서, 상기 단계 (3)에서는, 레지스트 패턴(120b) 대신에, 도 15에 도시하는 바와 같이, 출사 영역의 중심부에 있어서 반사율이 높은 부분에 대응하는 영역을 마스크하기 위한 레지스트 패턴(120d)을 형성할 수도 있다. 이 경우에, 상기 단계 (10)에서, 유전체층(111b)은 그 유전체층(111b)의 광학적 두께가 λ/4 또는 (λ/4)+(λ/4의 짝수배) 중 어느 하나와 같도록 형성된다. 도 16은 이런 식으로 제조된 면발광 레이저[편의상, "면발광 레이저(100')"]의 예시적인 수직 단면도이다. 도 16에 도시한 이 구성에서는, 유전체층(111a)이 SiO2로 형성되고, 유전체층(111b)은 SiN로 형성된다. 또한, 출사 영역의 중심부에서의 유전체의 막 두께가 2λ/4와 같게 설정되고, 그 출사 영역의 외주부에 있는 유전체의 막 두께는 λ/4와 같게 설정된다. 그리고, 출사 영역의 중심부에는 고반사율 영역(122)이 형성되고, 그 출사 영역의 외주부에는 저반사율 영역(121)이 형성된다. 이 면발광 레이저(100')에서는 고반사율 영역(122)과 저반사율 영역(121) 간의 반사율차가 면발광 레이저(100)에서보다 크다. 따라서, 기본 횡모드 출력을 더욱 높게 할 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는 유전체층이 P-SiN로 형성되는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 예컨대, 유전체층은 SiOx, TiOx 및 SiON 중 어느 것으로도 형성될 수 있다. 어느 경우에서도 각각의 굴절률 값에 기초하여 막 두께를 적절하게 결정함으로써 같은 효과를 얻을 수 있다.
또, 전술한 실시형태에서는, 저반사율 영역(121)의 형상이 직사각형인 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 17의 (A)∼(C)에 도시하는 바와 같이, 저반사율 영역(121)의 형상은 만곡되거나 각진 형상일 수도 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는 저반사율 부분이 2개로 분리되어 있는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 예컨대, 도 17의 (D)∼(G)에 도시하는 바와 같이, 단일의 저반사율 부분이 형성될 수도 있다.
또, 도 18의 (A)∼(C)에 도시하는 바와 같이, 출사 영역의 중심부에 저반사율 영역(121)이 형성될 수도 있고, 출사 영역의 외주부에 고반사율 영역(122)이 형성될 수 있기 때문에, 고차 모드를 선택적으로 동작시킬 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는 제1 레지스트 및 제2 레지스트로서 포지티브 레지스트가 사용되는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 예컨대, 제1 레지스트로서 OMR85-45cp(TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD) 등의 네거티브 레지스트를 사용할 수도 있고, 제2 레지스트로서 OFPR800-64cp(TOKYO OHKA KOGYO CO., LTD) 등의 포지티브 레지스트를 사용할 수도 있다. 이 경우에서도, 원하는 상대 위치 관계에 따라, 메사의 외주와 2개의 저반사율 영역(121)와의 상대 위치 관계를 높은 정밀도로 안정적으로 결정할 수 있다.
이 경우에는, 레지스트에 따라 용제가 다르다. 그렇기 때문에, 제1 레지스트 패턴이 형성된 후에는, 제2 레지스트가 도포되더라도 제1 레지스트 패턴이 용해되는 일은 없다. 따라서, 제1 레지스트 패턴에 대해 경화 공정이 반드시 수행될 필요는 없다.
또한, 이 경우에는, 제2 레지스트 패턴(123)이 덮지 않은 제1 레지스트 패턴의 일부가 노광되더라도, 제1 레지스트 패턴의 일부의 조성이 경화되도록 변할 수 있다. 그렇기 때문에, 제1 레지스트 패턴의 치수가 변하는 일은 없다. 물론, 레지스트 패턴에 따라 다른 현상액을 사용한다. 그러므로, 제2 레지스트 패턴이 현상되고 있을 때에, 제1 레지스트 패턴이 현상될 수 없기 때문에, 제1 레지스트 패턴의 치수가 변하는 일은 없다.
또한, 이 경우에는, 얼라인먼트 변위 또는 에러로 인한 리워크 공정에서 제2 레지스트 패턴을 다시 형성할 필요가 있더라도, 상이한 레지스트가 사용되기 때문에, 제1 레지스트 패턴의 치수가 변할 일은 없다. 예컨대, 제2 레지스트 패턴이 리워크 공정으로 다시 형성되는 공정에서, 제2 레지스트를 노광하기 위해 전체 면이 노광된 후에, 제2 레지스트용 현상액을 이용하여 현상함으로써 제2 레지스트를 제거한다. 이 경우에서도 제1 레지스트 패턴은 제2 레지스트용 현상액에 내성을 가질 수 있기 때문에, 제2 레지스트 패턴의 치수가 변하는 일은 없다.
한편, 제1 레지스트 패턴에 대해 경화 공정이 수행될 경우에, 제1 레지스트 패턴의 수직 단면 형상이 라운드 형상으로 변형될 수 있다[도 19 참조]. 건식 에칭 공정에서는, 레지스트와 피에칭 재료 간의 에칭 선택비에 따라, 에칭된 측벽의 경사 각도가 결정된다. 이 변화의 이유는 피에칭재뿐만 아니라 레지스트도 에칭될 수 있기 때문이다. 그 결과, 제1 레지스트 패턴이 슬림화되고 그 슬림화된 패턴의 결과에 따라 피에칭재의 측벽이 경사진다. 이 경사가 수직 단면 형상을 결정한다. 수직 단면 형상이 라운드 형상으로 변할 경우, 에칭된 측벽의 각도가 변할 수 있어 전극 배선의 단차 결선을 야기할 수 있다.
이 문제를 해결하기 위해, 제1 레지스트 패턴에 대해 경화 공정이 수행되기 전에, 적층체를 가열하면서 적층체에 UV광(자외광)을 조사할 수 있다. 이렇게 함으로써, 제1 레지스트 패턴의 표면이 경화될 수 있고, 그 결과, 경화 공정 시에 수직 단면 형상이 라운드 형상으로 변형되는 것을 억제할 수 있다.
구체적으로, 예컨대 UV광의 조사는 UV 드라이 클리너(UV-1)(Samco, Inc.)를 이용해서 이루어질 수 있다. 기본적으로 이 장치는 UV광과 오존을 사용해서 기판 표면에서 유기물을 제거하는데 이용된다. 그러나, 산소 대신에 질소를 도입함으로써, UV광의 효과만 얻을 수도 있다. 이 경우, UV광의 파장은 253.7 ㎚ 및 184.9 ㎚이고, 파워는 110 W(램프의 φ가 200 ㎜이기 때문에 0.35 W/㎠)이다. 적층체를 130℃로 가열하고, UV광을 5분간 조사한다. 이렇게 함으로써, 경화 공정(150℃에서 5분)에 있어서, 그 경화 공정에서 수직 단면 형상이 라운드 형상으로 변형되는 것을 억제할 수 있다.
전술한 실시형태에서는, 유전체층(111a)의 광학적 두께가 λ/4인 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 본 발명은 유전체층(111a)의 광학적 두께가 λ/4의 홀수배이기만 하다면 적용될 수 있다.
전술한 실시형태에서는 유전체층(111b)의 광학적 두께가 2λ/4인 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 본 발명은 유전체층(111b)의 광학적 두께가 λ/4의 짝수배이기만 하다면 적용될 수 있다.
또, 전술한 실시형태에 있어서, 광원(14)은 면발광 레이저(100)를 이용하는 대신에, 예컨대 도 20에 도시하는 면발광 레이저 어레이(200)를 포함할 수도 있다.
면발광 레이저 어레이(200)에 있어서, 동일 기판 위에 2차원적으로 배열된 복수(이 경우에는 21개)의 발광부가 제공된다. 도 20의 이 구성에 있어서, X축 방향은 메인 주사 방향에 대응하고, Y축 방향은 서브 주사 방향에 대응한다. 복수의 발광부는 전체 발광부를 Y축 방향으로 연장되는 가상선 상에 수직으로 사영할 경우에, 인접해 있는 발광부 간의 간격이 등간격 d2가 되도록 배치된다. 본 명세서에서는 인접해 있는 발광부들 간의 간격이 인접해 있는 발광부의 중심 간의 거리를 의미한다. 또, 발광부의 수는 21개에 한정되지 않는다.
도 20의 A-A'선을 따른 단면도인 도 21에 도시하는 바와 같이, 각각의 발광부는 면발광 레이저(100)와 같은 구성을 갖는다. 또한, 면발광 레이저 어레이(200)는 전술한 면발광 레이저(100)의 제조 방법과 마찬가지로 제조될 수 있다. 그래서, 각 발광부에서는, Z축 방향에서 볼 경우, 2개의 저반사율 영역(121)의 무게 중심과 전류 통과 영역(108b)의 중심 간의 변위량의 크기(절대치)가 0.1 ㎛ 이하로 저하될 수 있고, 모든 방향에서 광 출사각의 크기(절대치)가 0.2도 이하로 감소할 수 있다. 또한, 발광부들 사이에서, 동일한 편광 방향을 갖는 복수의 단일 기본 횡모드의 레이저 광을 얻는 것이 가능해질 수 있다. 따라서, 광밀도가 높은 원형의 미소한 광 스폿 21개를 동시에 감광체 드럼(1030)의 표면 상의 각각의 원하는 위치에 형성할 수 있다.
또, 면발광 레이저 어레이(200)에 있어서, 전체 발광부를 Y축 방향으로 연장되는 수직선 상에 수직 사영할 경우에, 인접해 있는 발광부들 간의 간격은 등간격 d2이다. 이 구성에 의해, 발광부의 점등 타이밍을 제어함으로써, 면발광 레이저 어레이(200)의 구성을, 감광체 드럼(1030)에서 서브 주사 방향으로 발광부를 등간격으로 배열하는 구성으로서 간주할 수 있다.
그리고, 예컨대, 상기 거리 d2를 2.65 ㎛로 결정하고, 광학계의 배율을 2배로 결정할 경우, 4800 dpi(dots per inch)의 고밀도 기록을 달성할 수 있다. 물론, 메인 주사 대응 방향으로 발광부의 개수를 증가시키거나, 서브 주사 대응 방향으로 피치 d1을 줄여, 거리 d2를 더욱 줄임으로써 어레이 레이아웃을 변경하거나, 광학계의 배율을 줄임으로써, 밀도를 더욱 향상시킬 수 있어, 고품질의 인쇄를 달성할 수 있다. 또, 메인 주사 방향의 기록 간격은 발광부의 점등 타이밍을 제어함으로써 용이하게 제어될 수 있다.
또한, 이 경우에는, 기록 도트 밀도를 상승시킬 필요가 있더라도, 레이저 프린터(1000)는 인쇄 속도를 감소시키는 일 없이 인쇄할 수 있다. 또한, 기록 도트 밀도를 유지한다고 할 경우, 인쇄 속도를 더욱 상승시킬 수 있다.
또, 인접해 있는 발광부의 사이에 형성되는 홈의 폭은, 발광부들 간의 전기적 그리고 공간적 분리를 확보하기 위해 5 ㎛ 이상인 것이 바람직하다. 그 폭이 너무 좁으면, 제조 시 에칭을 제어하기가 곤란해질 수 있다. 또한, 메사의 크기(변 길이)는 10㎛ 이상인 것이 바람직하다. 크기가 너무 작으면, 열이 쉽게 방출될 수 없어 성능이 저하될 수도 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는 면발광 레이저(100)를 이용하는 대신에, 면발광 레이저(100)의 제조 방법과 마찬가지로 제조된 것으로서, 1차원 얼라이먼트로 배열된 발광부를 포함하는 면발광 레이저 어레이(200)를 이용할 수도 있다.
그리고, 전술한 실시형태에서는, 기판의 주요면의 법선 방향이 결정 방위 [1 0 0] 방향에 대해 결정 방위 [1 1 1] A 방향 쪽으로 15도 경사져 있는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이 경우에 한정되지 않는다. 기판으로서 경사 기판을 이용할 경우에, 본 발명은 기판의 주요면의 법선 방향이 결정 방위 <1 0 0>의 한 방향에 대해 결정 방위 <1 1 1>의 한 방향 쪽으로 경사져 있기만 하면 적용될 수 있다.
또한, 전술한 실시형태에서는 기판이 경사 기판인 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다.
또, 전술한 실시형태에서는 발광부의 발진 파장이 780 ㎚대인 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다. 감광체의 특성에 따라 발진 파장을 변경할 수도 있다.
그리고, 면발광 레이저(100)와 면발광 레이저 어레이(200)는 화상 형성 장치 이외의 용도에도 이용될 수 있다. 그 경우에, 발진 파장은 예컨대 650 ㎚대, 850 ㎚대, 980 ㎚대, 1.3 ㎛대, 1.5 ㎛대 등일 수 있다. 또, 이 경우에, 활성층에 이용되는 반도체 재료로서, 발진 파장에 따른 혼정 반도체 재료를 사용할 수도 있다. 예컨대, 650 ㎚대에서는 AlGaInP계 혼정 반도체 재료를 사용할 수 있고, 980 ㎚대에서는 InGaAs계 혼정 반도체 재료를 사용할 수 있으며, 1.3 ㎛대 및 1.5 ㎛대에서는 GaInNAs(Sb)계 혼정 반도체 재료를 사용할 수 있다.
또한, 사용되는 발진 파장에 따라 반사 미러의 재료 및 구성을 적절하게 선택함으로써, 임의의 발진 파장에 따른 발광부를 형성하는 것이 가능해질 수 있다. 예컨대, AlGaAs 혼정 이외의 혼정으로서, AlGaInP 혼정 등을 사용할 수도 있다. 또, 저굴절률 영역(층) 및 고굴절률 영역(층)은 발진 파장에 대하여 투명하고 굴절률차가 가능한 한 서로 많이 차이나는 재료를 이용하여 형성되는 것이 바람직하다.
전술한 실시형태에서는, 화상 형성 장치로서 레이저 프린터(1000)를 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이 구성에 한정되지 않는다.
예컨대, 본 발명은 레이저 광에 의해 발색이 가능한 매체(예컨대, 시트)에 레이저 광을 조사할 수 있는 화상 형성 장치에도 적용될 수 있다.
또한, 예컨대 본 발명은 화상 캐리어로서 은염 필름을 사용하는 화상 형성 장치에도 적용될 수 있다. 이 경우에, 광주사로 은염 필름 위에 잠상이 형성되고, 이 잠상은 통상의 은염 사진 공정에서 이루어지는 현상 공정과 같은 공정에 의해 가시화될 수 있다. 그리고, 통상의 은염 사진 공정에서의 인쇄 공정과 같은 공정을 수행함으로써 화상이 인화지에 전사될 수 있다. 이러한 화상 형성 장치는 광학 사진제판 장치, 및 CT 스캔 화상 등을 묘화하는 광학 묘화 장치를 포함할 수 있다.
그러한 화상 형성 장치는 도 22에 도시하는 바와 같이, 복수의 감광체 드럼을 구비하는 컬러 프린터(2000)를 더 포함할 수 있다.
컬러 프린터(2000)는 4색(블랙, 시안, 마젠타, 옐로우)을 조합하여 풀컬러 화상을 형성하는 탠덤 방식의 다색 컬러 프린트이다. 컬러 프린터(2000)는 블랙용의 스테이션(K)[감광체 드럼(K1), 대전기(K2), 현상 장치(K4), 클리닝 유닛(K5), 및 전사 장치(K6)를 구비]과, 시안용의 스테이션(C)[감광체 드럼(C1), 대전기(C2), 현상 장치(C4), 클리닝 유닛(C5), 및 전사 장치(C6)를 구비]과, 마젠타용의 스테이션(M)[감광체 드럼(M1), 대전기(M2), 현상 장치(M4), 클리닝 유닛(M5), 및 전사 장치(M6)를 구비]과, 옐로우용의 스테이션(Y)[감광체 드럼(Y1), 대전기(Y2), 현상 장치(Y4), 클리닝 유닛(Y5), 및 전사 장치(Y6)를 구비]과, 광주사 장치(2010)와, 전사 벨트(2080)와, 정착 유닛(2030) 등을 포함한다.
감광체 드럼은 도 22에 도시하는 각각의 화살표 방향으로 회전한다. 각 감광체 드럼의 주위에는, 회전 방향을 따라서, 대전기, 현상 장치, 전사 장치, 및 클리닝 유닛이 이 순서로 배치된다. 대전기는 각각의 감광체 드럼의 표면을 균일하게 대전한다. 광주사 장치(2010)는 각각의 대전기에 의해 대전된 감광체 드럼의 표면에 광을 주사하여 각각의 감광체 드럼에 잠상을 형성한다. 그리고, 각각의 현상 장치에 의해 감광체 드럼의 표면에는 컬러 토너상이 형성된다. 또, 각각의 전사 장치에 의해, 전사 벨트(2080) 상의 기록지에는 컬러 토너상이 중첩된다. 최종적으로 그 중첩된 컬러 화상은 정착 유닛(2030)에 의해 기록지에 정착된다.
광주사 장치(2010)는 면발광 레이저(100)의 제조 방법과 마찬가지로 제조된 면발광 레이저 또는 면발광 레이저 어레이 중 어느 하나를 구비하는 광원을 포함한다. 이러한 특징으로 인해, 광주사 장치(2010)는 광주사 장치(1010)에 의해 달성되는 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또한, 컬러 프린터(2000)가 광주사 장치(2010)를 포함하기 때문에, 컬러 프린터(2000)는 레이저 프린터(1000)에 의해 달성된 것과 동일한 효과를 실현할 수 있다.
또, 컬러 프린터(2000)에는, 사용된 부품의 제조 오차나 위치 오차 등에 의해 색상 변위가 발생할 수도 있다. 이러한 경우에도, 광주사 장치(2010)의 광원이 면발광 레이저 어레이(200)와 같은 면발광 레이저 어레이를 구비할 경우, 점등될 발광부를 선택함으로써 색상 변위를 더욱 좋게 제어할 수 있다.
산업상의 이용가능성
전술한 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 면발광 레이저의 제조 방법은 횡모드 발진을 더욱 좋게 제어하면서, 변위량의 크기(절대치)가 0.1㎛ 이하인 면발광 레이저를 안정적으로 양산하는데 적합할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시형태에 따른 면발광 레이저 및 면발광 레이저 어레이에서는, 고비용화를 초래하는 일없이, 횡모드 발진을 더욱 좋게 제어하면서, 광 출사각의 크기(절대치)를 0.2도 이하로 줄이는데 적합할 수 있다. 또, 본 발명의 실시형태에 따른 화상 형성 장치는 고비용화를 초래하는 일없이, 고품질의 화상을 형성하는데 적합할 수 있다.
본 출원은 2009년 5월 28일에 출원한 일본 특허 출원 제2009-128434호와 2010년 1월 20일에 출원한 일본 특허 출원 제2010-009820호에 기초하고, 이들에 대해 우선권의 혜택을 주장하며, 이들 특허 출원의 전체 내용은 인용에 의해 본 명세서에 원용된다.
11a: 편향기측 주사 렌즈(주사 광학계의 일부)
11b: 상면(像面)측 주사 렌즈(주사 광학계의 일부)
13: 폴리곤 미러(편향기) 14: 광원
100: 면발광 레이저 101: 기판
103: 하부 반도체 DBR(하부 반사 미러)
104: 하부 스페이서층(공진기 구조체의 일부) 105: 활성층
106: 상부 스페이서층(공진기 구조체의 일부)
107: 상부 반도체 DBR(상부 반사 미러) 108: 피선택 산화층
108a: 산화물 108b: 전류 통과 영역
111a: 유전체층 111b: 유전체층
120a: 레지스트 패턴(제1 레지스트 패턴의 일부)
120b: 레지스트 패턴(제1 레지스트 패턴의 일부)
120c: 레지스트 패턴(제1 레지스트 패턴의 일부)
123: 제2 레지스트 패턴 125: 출사 영역
200: 면발광 레이저 어레이
1000: 레이저 프린터(화상 형성 장치) 1010: 광주사 장치
1030: 감광체 드럼(화상 캐리어)
2000: 컬러 프린터(화상 형성 장치) 2010: 광주사 장치
K1, C1, M1, Y1: 감광체 드럼(화상 캐리어)

Claims (13)

  1. 면발광 레이저를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 면발광 레이저는,
    기판 위에, 하부 반사 미러, 활성층을 포함하는 공진기 구조체, 및 피선택 산화층을 포함하는 상부 반사 미러가 적층되어 있는 적층체와,
    상기 적층체에 형성되며, 전류 통과 영역을 둘러싸는 산화물을 포함하는 전류 제한 구조체와, 상대적으로 반사율이 높은 부분과 상대적으로 반사율이 낮은 부분을 포함하는 출사 영역을 포함하는 발광부를 제공하는 메사 구조체
    를 포함하고,
    상기 적층체의 상면(上面)에 제1 투명 유전체층을 적층하는 제1 유전체층 적층 단계와,
    상기 제1 투명 유전체층의 상면에, 상기 메사 구조체의 외주를 규정하도록 구성되는 패턴과, 상기 출사 영역에 포함된 상대적으로 반사율이 높은 부분과 상대적으로 반사율이 낮은 부분 중 한쪽에 대응하는 영역을 보호하도록 구성되는 패턴을 포함하는 제1 레지스트 패턴을 형성하는 제1 레지스트 패턴 형성 단계와,
    상기 제1 레지스트 패턴을 에칭 마스크로서 이용하여 상기 제1 투명 유전체층을 에칭하는 유전체층 에칭 단계와,
    상기 출사 영역의 전체에 대응하는 영역을 보호하도록 구성되는 제2 레지스트 패턴을 형성하는 제2 레지스트 패턴 형성 단계
    를 포함하며,
    상기 제1 유전체층 적층 단계와, 상기 제1 레지스트 패턴 형성 단계와, 상기 유전체층 에칭 단계와, 상기 제2 레지스트 패턴 형성 단계는 상기 메사 구조체가 형성되기 전에 수행되는 것인 면발광 레이저의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전류 제한 구조체가 형성된 후에, 상기 적층체의 상면에 제2 투명 유전체층을 적층하는 제2 유전체층 적층 단계를 더 포함하며,
    상기 제2 투명 유전체층은 광학적 두께가 (발진 파장/4)의 짝수배 또는 (발진 파장/4)+((발진 파장/4)의 짝수배) 중 하나이고,
    상기 제1 유전체층 적층 단계에서는, 광학적 두께가 (발진 파장/4)의 홀수배인 제1 투명 유전체층이 적층되는 것인 면발광 레이저의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 기판은 경사 기판이며,
    상기 제1 레지스트 패턴 형성 단계에서, 상기 출사 영역에 포함된 상대적으로 반사율이 높은 부분과 상대적으로 반사율이 낮은 부분 중 한쪽에 대응하는 영역을 보호하도록 구성되는 패턴의 무게 중심은 상기 전류 통과 영역의 위치 변위에 대응하여 상기 메사 구조체의 외주를 규정하도록 구성되는 패턴의 중심에서 변위되는 것인 면발광 레이저의 제조 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 레지스트 패턴과 상기 제2 레지스트 패턴은 감광 특성이 동일한 각각의 레지스트를 이용하여 형성되는 것인 면발광 레이저의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 유전체층 에칭 단계를 수행하기 전에, 상기 제1 레지스트 패턴을 경화시키는 제1 레지스트 패턴 경화 단계를 더 포함하는 면발광 레이저의 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 레지스트 패턴 경화 단계를 수행하기 전에, 상기 기판을 가열하면서, 상기 제1 레지스트 패턴에 UV광을 조사하는 조사 단계를 더 포함하는 면발광 레이저의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 레지스트 패턴을 형성하는데 이용된 레지스트의 감광 특성은 상기 제2 레지스트 패턴을 형성하는데 이용된 레지스터의 감광 특성과 다른 것인 면발광 레이저의 제조 방법.
  8. 면발광 레이저에 있어서,
    기판 위에, 하부 반사 미러, 활성층을 포함하는 공진기 구조체, 및 전류 통과 영역을 둘러싸는 산화물을 포함하는 전류 제한 구조체를 포함하는 상부 반사 미러가 적층되어 있는 메사 구조체를 갖는 발광부를 포함하고, 상기 발광부는 출사 영역을 포함하며, 상기 출사 영역의 전면(全面)이, 하나의 유전체층이 형성되어 있는 제1 표면부와, 2개의 유전체층이 형성되어 있는 제2 표면부를 포함하여, 상기 출사 영역은 상대적으로 반사율이 높은 부분과 상대적으로 반사율이 낮은 부분을 포함하고,
    상기 출사 영역을 둘러싸는 전극을 제거한 후에 상기 기판에 수직인 방향에서 볼 때에, 상기 메사 구조체의 외주의 상면은 유전체로 피복되고, 상기 메사 구조체의 외주의 상면을 덮는 유전체의 두께는 상기 출사 영역에 있어서 2개의 유전체층이 형성되어 있는 상기 제2 표면부의 두께와 같은 것인 면발광 레이저.
  9. 제8항에 기재된 면발광 레이저가 복수개 집적된 면발광 레이저 어레이.
  10. 광으로 피주사면을 주사할 수 있는 광주사 장치에 있어서,
    제8항에 기재된 면발광 레이저를 구비하는 광원과,
    상기 광원으로부터의 광을 편향시키도록 구성되는 편향기와,
    상기 편향기에 의해 편향된 광을 상기 피주사면에 집광시키도록 구성되는 주사 광학계
    를 포함하는 광주사 장치.
  11. 광으로 피주사면을 주사할 수 있는 광주사 장치에 있어서,
    제9항에 기재된 면발광 레이저 어레이를 구비하는 광원과,
    상기 광원으로부터의 광을 편향시키도록 구성되는 편향기와,
    상기 편향기에 의해 편향된 광을 상기 피주사면에 집광시키도록 구성되는 주사 광학계
    를 포함하는 광주사 장치.
  12. 화상 캐리어와,
    상기 화상 캐리어에 대해, 화상 정보에 기초하여 변조된 광을 주사하도록 구성되는 제10항 또는 제11항에 기재된 광주사 장치
    를 포함하는 화상 형성 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 화상 정보는 다색 컬러 화상 정보인 것인 화상 형성 장치.
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