TWI403052B - 製造面射型雷射元件的方法、面射型雷射元件、面射型雷射陣列、光學掃描裝置、以及影像形成裝置 - Google Patents

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Description

製造面射型雷射元件的方法、面射型雷射元件、面射型雷射陣列、光學掃描裝置、以及影像形成裝置
本發明涉及面射型雷射元件、面射型雷射陣列、光學掃描裝置、影像形成裝置、以及製造面射型雷射元件的方法。尤其，本發明涉及製造能夠以正交方向將光發射至其基板上的面射型雷射元件的方法；能夠以正交方向將光發射至其等基板上的面射型雷射元件和面射型雷射陣列；具有該面射型雷射元件或該面射型雷射陣列的光學掃描裝置；以及具有該光學掃描裝置的影像形成裝置。
垂直腔面射型雷射元件(以下稱作“VCSEL”)為能夠以正交方向將光發射至其基板上的半導體雷射元件。當與能夠以平行方向將光發射至其基板上的邊緣射型半導體雷射元件相比時，VCSEL可具有一些優點，如低成本、低能耗、小尺寸以及可適於應用在二維集成裝置。當前，由於那些優點，VCSEL被廣泛關注。
面射型雷射元件具有電流約束結構，用於增強電流湧入效率。為了形成電流約束結構，通常在AlAs(Al：鋁，As：砷)層上執行選擇氧化製程。隨後為了方便，電流約束結構還可以稱作“氧化約束結構”(參見，例如，專利文件1)。氧化約束結構可以通過形成具有預定尺寸和具有曝光選擇性氧化層的側面的台面結構而形成。然後，形成的台面結構在水蒸氣大氣環境下處理，以選擇性氧化層內的鋁(Al)自台面結構的側面選擇氧化。通過這個處理，非氧化區域存留在台面結構的中心部分內。非氧化區域(以下為了解釋目的稱作“約束區域”)變為通過區域(或“電流通路區域”)，該區域面射型雷射元件的驅動電流可以通過。如上所述，電流可以簡單地限制。在氧化約束結構中的氧化鋁層(AlxOy)(以下簡稱為“氧化層”)折射率大約為1.6，其小於半導體層的折射率。由於這個特點，在面射型雷射元件的共振結構中的橫向方向上產生折射率差，並且光約束在台面結構的中心內，藉以提高面射型雷射元件的發射率。結果，可以獲得傑出的特性，如低閾值電流和高效能。
面射型雷射元件通常可以應用於印表機內的光學寫入系統(振盪波長：780nm帶寬)的光源、光學磁碟片裝置中的光學寫入系統(振盪波長：780nm帶寬和850nm帶寬)的光源、以及使用光纖(振盪波長：1.3μm帶寬和1.5μm帶寬)例如LAN(區域網路)的光學傳輸系統的光源。再者，面射型雷射元件還預期用作在板之間、板之內以及大型積體電路(LSI)中晶片之間以及晶片之內的光學傳輸的光源。
在該等應用領域中，通常需要自面射型雷射元件(以下稱作“發光”)發出的光的剖面形狀為圓形。為了獲得圓形剖面形狀，需要控制高階橫向模式振盪。
結果，例如，專利文件2揭露了一種通過在發射面上形成光學透明膜並區分發射區域的中心部及其周邊部之間的反射率而控制橫向模式振盪的方法。
《解決問題之技術裝置》
本發明的發明人針對這個技術領域進行了深入的研究並獲得了新的突破，當光學透明膜(以下簡稱為“光濾波器”)形成在雷射光(例如第23圖(A)和第23圖(B)中所示)的發射面上的時候，光發射角(如第23圖(A)中所示)受到電流通路區域和光濾波器之間的相對位置關係的影響。在圖式中，應用了XYZ三維正交坐標系統，假設Z軸方向為與基板表面正交的方向。再者，存在有兩個互相面對並以X方向分離的光濾波器。
再者，“光發射角”指與基板表面正交的方向(在這個情況下，Z軸方向)和最大強度光所沿發射的方向之間的傾斜角。這裡，關於與基板表面正交的方向的順時針傾斜方向由加號(+)代表，另一方面，關於與基板表面正交的方向的逆時針傾斜的方向由減號(-)代表。
再者，第24圖和第25圖說明當從與基板的表面的正交方向(以下簡稱“位移量”)和光發射角觀察的時候，兩個光濾波器的質心的位置位移量相對於電流通路區域的中心之間的關係。
更具體地，第24圖顯示了測量光發射角而改變Y軸方向內的電流通路區域的中心的兩個光濾波器的質心的實驗結果。在這個情況下，假設當位移量的方向在+Y方向內的時候，位移量通過加號(+)代表；另一方面，當位移量的方向在-Y方向內的時候，位移量由減號(-)代表。實驗的結果，當位移量在Y軸方向內改變的時候，X軸方向內的光發射角基本上恒定並基本上同於0度。另一方面，Y軸方向上的光發射角的幅度(絕對值)有可能隨著Y方向上的位移量的幅度(絕對值)增加而增加。
另一方面，第25圖顯示了測量光發射角而改變X軸方向上的電流通路區域的中心的兩個光濾波器的質心的實驗結果。在這個情況下，假設當位移量的方向在+X方向上的時候，位移量通過加號(+)代表；另一方面，當位移量的方向在-X方向內的時候，位移量由減號(-)代表。實驗的結果，當位移量在X軸方向上改變的時候，Y軸方向內的光發射角基本上恒定並基本上同於0度。另一方面，X軸方向上的光發射角的幅度(絕對值)有可能隨著X方向內的位移量的幅度(絕對值)增加而增加。
為了在影像形成裝置中獲得高清晰度影像，可能重要的是在預掃描面上的預期位置處形成微小圓形光斑。另外，為了在預掃描面上的預期位置處形成微小圓形光斑，根據各種實驗和理論計算的結果，有必要控制所有方向內的光發射角的幅度(絕對值)等於或小於0.2度。
因此，根據第24圖和第25圖等圖式中的關係，有必要控制(減少)面射型雷射元件中的位移量的幅度(絕對值)等於或小於0.1μm。
然而，當應用專利文件1揭露的方法的時候，很難穩定地製造具有位移量的幅度(絕對值)等於或小於0.1μm的面射型雷射元件。
本發明基於本發明的發明人獲得的上述新知識實施，並具有下面的結構。
根據本發明的第一方面，提供一種製造面射型雷射元件的方法。該面射型雷射元件包括：一疊層體，其中一下部反射鏡、一共振結構以及一上部反射鏡係疊層在一基板上，該共振結構包括一主動層，該上部反射鏡包括一選擇性氧化層，以及一台面結構，形成在該疊層體中並提供一發射部分，該發射部分包括一電流約束結構和一發射區域，該電流約束結構包括一氧化物，圍繞一電流通路區域，該發射區域包括一相對高反射率部分和一相對低反射率部分。根據本發明的這個方面，該製造面射型雷射元件的方法包括：一第一介電層疊層步驟，在該疊層體的一上表面上疊層一第一透明介電層；一第一光阻圖案形成步驟，在該第一透明介電層的一上表面上形成一第一光阻圖案，該第一光阻圖案包括一圖案，用以界定該台面結構之一外周，並包括一圖案，用以保護對應於包括在該發射區域中的該相對高反射率部分和該相對低反射率部分的其中之一之一區域；一介電層蝕刻步驟，藉由使用該第一光阻圖案作為一蝕刻遮罩，來蝕刻該第一透明介電層；以及一第二光阻圖案形成步驟，形成一第二光阻圖案，用以保護對應於該發射區域整體的一區域。另外，在此情況下，該第一介電層疊層步驟、該第一光阻圖案形成步驟、該介電層蝕刻步驟以及該第二光阻圖案形成步驟係在形成該台面結構之前執行。
通過這個結構，可以穩定地製造具有位移量的幅度(絕對值)等於或小於0.1μm而更好地控制橫向模態振盪的面射型雷射元件。
根據本發明的第二方面，提供一種面射型雷射元件，包括：一發射部分，具有一台面結構，其中一下反射鏡、一共振結構以及一上反射鏡係疊層在一基板上，該共振結構包括一主動層，該上反射鏡包括一電流約束結構，該電流約束結構包括一圍繞一電流通路區域的氧化物，該發射部分包括一發射區域，該發射區域之整體表面覆蓋有透明介電層，該發射區域包括一相對高反射率部分和一相對低反射率部分。再者，在該面射型雷射元件中，當移除圍繞該發射區域的電極後，從正交於該基板的方向觀看時，該台面結構之外周形成有介電層，並且該介電層的厚度與在該發射區域中具有二個介電層之部分的厚度相同。
通過這個結構，可以控制光發射角的幅度(絕對值)等於或小於0.2度，更好地控制橫向模態振盪的面射型雷射元件而不需要產生高成本。
根據本發明的第三方面，提供一種面射型雷射陣列，包括整合了複數個根據本發明第二方面所述的面射型雷射元件。
在面射型雷射陣列中，整合了根據本發明第二方面的面射型雷射元件。因此，在每個發射部中，可以控制光發射角的幅度(絕對值)等於或小於0.2度，而更好地控制橫向模態振盪的面射型雷射元件。
根據本發明的第四方面，提供一種光學掃描裝置，能夠以一光線掃描一要被掃描的表面。該光學掃描裝置包括一光源，具有依據本發明第二方面的一面射型雷射元件；一偏轉器，用以偏轉從該光源所發出的一光線；以及一掃描光學系統，用以對焦由該偏轉器所偏轉的該光線到該要被掃描的表面之上。
在這個光學掃描裝置中，整合了包括本發明第二方面的面射型雷射元件的光源。因此，在每個發射部中，可以執行高精確光學掃描而不會產生高成本。
根據本發明第五方面，提供一種光學掃描裝置，能夠以一光線掃描一要被掃描的表面。該光學掃描裝置包括：一光源，具有依據本發明第三方面所述的一面射型雷射陣列；一偏轉器，用以偏轉從該光源所發出的一光線；以及一掃描光學系統，用以對焦由該偏轉器所偏轉的該光線到該要被掃描的表面之上。
在這個光學掃描裝置中，整合了包括本發明第三方面的面射型雷射元件的光源。因此，在每個發射部中，可以執行高精確光學掃描而不會產生高成本。
根據本發明的第六方面，提供一種影像形成裝置，包括：一影像載體；以及一依據本發明第四方面或第五方面的光學掃描裝置，用以掃描一光線到該影像載體之上，該光線根據影像資訊而調變。
通過具有這個結構，影像形成裝置包括本發明第四或第五方面的光學掃描裝置。因此，可以形成高品質影響而不產生高成本。
專利文件1：美國專利第5493577號
專利文件2：日本專利第3566902號
接下來，本發明的實施例參考第1圖至第14圖進行描述。第1圖示意地顯示了本發明實施例中作為影像形成裝置的雷射印表機1000的配置。
如第1圖所示，雷射印表機1000包括光學掃描裝置1010、光導鼓1030、充電器1031、顯影輥1032、傳送充電器1033、中和單元1034、清潔單元1035、墨水匣1036、進紙輥1037、進紙托盤1038、光阻輥對1039、固定輥1041、放電輥1042、放電托盤1043、通信控制裝置1050和選擇控制上述部件的印表機控制裝置1060。該等元件在印刷底盤1044中的預定位置設置。
通信控制裝置1050通過網路控制與高級設備(如PC)的雙向通信。
光導鼓1030為圓柱形元件，在其表面上具有光導層。即，光導鼓1030的表面為預掃描表面。另外，光導鼓1030在如第1圖所示的箭頭方向上旋轉。
充電器1031、顯影輥1032、傳送充電器1033、中和單元1034和清潔單元1035靠近光導鼓1030的表面設置。另外，沿光導鼓1030的旋轉方向，該等元件按照“充電器1031→顯影輥1032→傳送充電器1033→中和單元1034→清潔單元1035”的順序設置。
充電器1031均勻地對光導鼓1030的表面充電。
光學掃描裝置1010將基於來自高級裝置的影像資訊而調製的光通量掃描至光導鼓1030的表面、已經充電器1031充電的表面上，以對應影像資訊的潛像形成在光導鼓1030的表面上。潛像藉由光導鼓1030的轉動而移動至顯影輥1032。光學掃描裝置1010的配置在下面描述。
墨水匣1036儲存將要提供至顯影輥1032的油墨。
顯影輥1032從墨水匣吸引油墨至形成在光導鼓1030表面上的潛像，以實現影像資訊。帶有油墨的潛像(為了方便，下面稱為“油墨影像”)利用光導鼓1030的轉動而移動至傳送充電器1033。
進紙托盤1038儲存複印紙1040。進紙輥1037靠近進紙托盤1038設置。進紙輥1037從進紙托盤1038一頁一頁地分開複印紙1040，並將複印紙1040引入光阻輥對1039。光阻輥對1039暫時保持由進紙輥1037分開的複印紙1040，並將該複印紙1040以與光導鼓1030同步旋轉朝向光導鼓1030和傳送充電器1033之間的間隙送入。
在這個情況中，與油墨極性相反的電壓施加於傳送充電器1033，以電性地將光導鼓1030表面上的油墨吸引至複印紙1040。由於這個電壓，光導鼓1030表面上的油墨影像轉移到複印紙1040上。然後，傳送的複印紙1040送入固定輥1041。
固定輥1041對複印紙1040施加熱量和壓力，以在複印紙1040上固定油墨。固定油墨後的複印紙1040利用放電輥1042送進放電托盤1043，依次排列在放電托盤1043上。
中和單元1034從光導鼓1030的表面去除電荷。
清潔單元1035去除存留在光導鼓1030的表面上的油墨(殘留油墨)。從表面去除殘留油墨的光導鼓1030的表面再次返回到面向充電器1031的位置。
其次，描述光學掃描裝置1010的配置。
如第2圖所示，光學掃描裝置1010可以包括導向側掃描鏡頭11a、影像表面側掃描鏡頭11b、多邊形鏡13、光源14、耦合鏡頭15、孔徑板16、圓柱鏡頭17、反射鏡18、掃描控制裝置(圖中未示)等等。該等元件在外殼30中固定於預定位置。
下面，為了方便，對應主掃描方向的方法簡稱為“主掃描對應方向”，以及對應子掃描方向的方向簡稱為“子掃描對應方向”。
耦合鏡頭15使光源14發出的光成為平行光，以形成大致上平行的光通量。
孔徑板16具有定義穿過耦合鏡頭15的光通量的光束直徑的孔徑部。
圓柱鏡頭17於相對子掃描對應方向上接近多邊形鏡13的導向反射面，經由反射鏡18形成光通量的影像，光通量穿過孔徑板16的孔徑部。
設置在光源14和多邊形鏡13之間的光通路內的光學系統還可以稱作預導向光學系統。在這個實施例中，預導向光學系統包括耦合鏡頭15、孔徑板16、圓柱鏡頭17和反射鏡18。
多邊形鏡13可以具有，例如，具有半徑18mm的內切圓的六角鏡，並且每個鏡用作導向反射面。多邊形鏡13導向來自反射鏡18的光通量，並於平行於子掃描對應方向的軸上以恒定速度轉動。
導向側掃描鏡頭11a設置在由多邊形鏡13導向的光通路中。
影像表面側掃描鏡頭11b設置在穿過導向側掃描鏡頭11a的光通路上。穿過影像表面側掃描鏡頭11b的光通量輻射在光導鼓1030的表面上，以光點形成在表面上。光點由於多邊形鏡13的轉動而在光導鼓1030的縱向方向上移動。即，光點掃描光導鼓1030。在這個情況中，光點的移動方向為“主掃描方向”；並且光導鼓1030的旋轉方向為“子掃描方向”。
另一方面，設置在多邊形鏡13和光導鼓1030之間的光通路內的光學系統還可以稱作掃描光學系統。在這個實施例中，掃描光學系統包括導向側掃描鏡頭11a和影像表面側掃描鏡頭11b。然而，本發明並不侷限於這個配置。例如，一個或多個折疊鏡可以設置在導向側掃描鏡頭11a和影像表面側掃描鏡頭11b之間的光學通路中或設置在影像表面側掃描鏡頭11b和光導鼓1030之間的光學通路中。
例如，光源14包括如第3圖所示的面射型雷射元件100。在本說明中，假設雷射振盪方向為z軸方向，並且在與z軸正交的平面上彼此正交的兩個方向為X軸和Y軸。另外，第3圖為沿平行於XZ平面的表面的面射型雷射元件100的剖面圖。
面射型雷射元件的振盪波長為780nm帶寬。另外，如第3圖所示，面射型雷射元件100包括基板101、下半導體DBR 103、下間隔層104、主動層105、上間隔層106、上半導體DBR 107等等。
基板101為具有鏡面拋光表面的n-GaAs單晶基板。另外，如第4圖(A)所示，鏡面拋光表面(主表面)的正交線方向向晶體取向[1 1 1]的A方向，相對於晶體取向[1 0 0]的方向傾斜15°(θ=15°)。即，基板101為所謂的傾斜基板。如第4圖(B)所示，基板101設置的方式為晶體取向[0 -1 1]的方向為+X方向並且晶體取向[0 1 -1]的方向為-X方向。
回頭參考第3圖，下半導體DBR 103經由緩衝層(圖中未示)疊層在基板101的+Z側表面上。另外，下半導體DBR 103包括37.5對由n-Al0.9 Ga0.1 As形成的低折射率層和由n-Al0.3 Ga0.7 As形成的高折射率層。另外，在相鄰折射率層之間，為了減少電阻，提供厚度20nm的組成分級層，在該層中組成從一個組成逐漸改變至另一個組成。另外，折射率層形成的方式為一個折射率層的光學厚度和兩個鄰接組成分級層的1/2(一半)等於λ/4，這裡符號λ代表振盪波長。當光學厚度等於λ/4的時候，層的實際厚度(D)給出為D=λ/4n，這裡符號n代表層中間的折射率。
下間隔層104疊層在下半導體DBR 103的+Z側上，並由非摻雜Al0.6 Ga0.4 As形成。
主動層105疊層在下間隔層104的+Z側上，並可能具有，例如，具三量子井層105a和四遮罩層105b的三量子井結構，如第5圖所示。量子井層105a由Al0.12 Ga0.88 As形成，並且遮罩層105b由Al0.3 Ga0.7 As形成。
上間隔層106疊層在主動層105的+Z側上，並由非摻雜Al0.6 Ga0.4 As形成。
一包括下間隔層104、主動層105和上間隔層106的部分還可以稱作共振腔結構，並形成的方式為共振腔結構的光學厚度和兩個鄰接組成分級層的1/2(一半)等於一個波長。另外，主動層105設置在共振腔結構的中間，這裡將形成電場駐波迴圈，以獲得更高的誘發發射機率。
回頭參考第3圖，上半導體DBR 107疊層在上間隔層106的+Z側上，並包括24對由p-Al0.4 Ga0.1 As形成的低折射率層和由p-Al0.3 Ga0.7 As形成的高折射率層。
另外，在上半導體DBR 107內的相鄰折射率層之間，為了降低電阻，提供組成分級層，其中，組成從一個組成逐漸改變到另一個組成。另外，折射率層形成的方式為一個折射率層的光學厚度和兩個連接組成分級層的1/2(一半)等於λ/4。
另外，在上半導體DBR 107內，提供(形成)由p-AlAs形成的選擇性氧化層108之方式為選擇性氧化層108自共振結構分開λ/4光學長度。然而，在第3圖中，為了方便，選擇性氧化層108提供(描述)在上半導體DBR 107和共振結構之間。
另外，在上半導體DBR 107的+Z側上，提供(形成)由p-GaAs形成的接觸層(圖中未示)。
在下文中，為了方便，複數半導體層疊層在基板101上的結構還可以稱作“疊層體”。
接下來，描述面射型雷射元件100的製造方法。
(1)：上述疊層體利用MOCVD(金屬有機化學氣相沉積)方法或MBE(分子束外延)方法生長出晶體而形成(參見第6圖(A))。
在這個情況中，三甲基鋁(TMA)、三甲基鎵(TMG)和三甲基銦(TMI)用做為族III材料，並且膦(PH3 )和胂(AsH3 )用做為族V材料。另外，四溴化碳(CBr4 )和二甲基鋅(DMZn)用作為p-型摻雜材料，並且硒化氫(H2 Se)用作為n-型摻雜材料。
(2)：P-SiN(SiNx )的光學透明介電層111a使用P-CVD方法(電漿CVD方法)形成(參見第6圖(B))。在這個情況中，介電層111a的光學厚度設定等於λ/4。更具體地，SiNx 的折射率n為1.83並且振盪波長λ為780nm；因此，介電層111a的實際膜厚度(λ/4n)設定為103nm。
(3)：第一光阻塗敷於介電層111a的表面上，以形成光阻圖案120a、120b和120c。形成光阻圖案120a以界定台面結構的外周邊；形成光阻圖案120b以遮蔽發射區域中反射率低的區域；並且形成光阻圖案120c以遮蔽電極墊形成的區域(參見第6圖(C))。
在這個情況中，光阻圖案120a和120b同時形成。由於這個特點，光阻圖案120a和光阻圖案120b之間的相互位置關係的位移不會發生。
如第7圖所示，光阻圖案120a具有長度L4的一側的正方形外周邊，並具有寬度L5的封閉圖案。另外，如第7圖所示，每一個光阻圖案120b都具有在X軸方向的寬L2和Y軸方向的長L3的矩形。該等光阻圖案120b在X軸方向上以距離L1彼此分開。在這個情況中，假設L1=5μm，L2=2μm，L3=8μm，L4=20μm，和L5=2μm。
另外，兩個光阻圖案120b的質心從光阻圖案120a的中心位移至+Y側距離L10。在這個實施例中，基板101為傾斜基板(參見第4圖(A)和第4圖(B))。由於這個特點，與台面結構的四個獨立側壁正交的晶體取向彼此不同(參見第7圖)。由於晶體取向的不同，氧化率在氧化過程中的側壁中更有可能不同。這個特點的結果，氧化物圍繞電流通路區域的電流約束結構的中心可能從台面的結構的中心位移。
在這個實施例中，氧化率以下面的順序不同：從[0 1 1]方向至[1 1 1]A方向之方向傾斜15°>[0 1 -1]方向=[0 -1 1]方向>從[0 1 -1]方向至[1 1 1]A方向之方向傾斜15°。
由於氧化率有不同，電流約束結構的中心從台面結構的中心在從[0 -1 -1]方向至[1 1 1]A方向傾斜15°的方向中位移大約0.6μm。
為了補償位移，通過預先從光阻圖案120a的中心至+Y側位移兩個光阻圖案120b的質心L10的距離(0.6μm在這個情況中)，其有可能在氧化過程之後電流約束結構的中心基本上對應兩個光阻圖案120b的質心位置。
另外，氧化率的表面方向依賴性可能取決於氧化條件；因此，可以意識到的是本文所述的位移量和位移方向僅僅出於解釋的目的。即，位移量和位移方向並不侷限於在此描述地例子。
在下文中，上述形成的光阻圖案還可以總體稱作“第一光阻圖案”。
對於第一光阻，可以使用普通正光阻。在這個實施例中，使用OFPR800-64cp(TOKYO OHKA KOGYO有限公司)的光阻。另外，當塗敷第一光阻的時候，可以使用旋轉塗佈機，以第一光阻的膜厚度通過調節旋轉塗布機的旋轉速度可以等於大約1.6μm。然後，曝光，顯影，並後加熱(如，120℃加熱2分鐘)過程依次執行以形成第一光阻圖案。
(4)：形成有第一光阻圖案的疊層體置於熱板上以150℃加熱5分鐘。通過這種方式加熱，硬化第一光阻圖案。下文中，這個過程還可以稱作“硬化過程”。
(5)：介電層111a使用了利用Cl2 氣體之ECR(電子迴旋共振)蝕刻方法蝕刻。通過這個蝕刻，去除了沒有被第一光阻圖案遮蔽的一部分介電層111a(參見第8圖(A))。
(6)：塗敷第二光阻以形成第二光阻圖案123，以覆蓋由光阻圖案120a圍繞的區域(參見第8圖(B))。如第9圖所示，光阻圖案123為具有L6的側長的正方形圖案。在這個情況中，例如，假設L6=18μm並且寬度L7=1μm。
與第一光阻圖案相同的光阻當作第二光阻。因此，第二光阻可以在與第一光阻相同的條件下形成。
另外，如上所述，第一光阻圖案在塗敷第二光阻之前硬化。由於這個特點，當塗敷第二光阻的時候，第一光阻圖案並沒有在第二光阻的溶劑中分解。結果，形成兩層光阻結構。在這個情況中，較佳地，用於硬化第一光阻圖案的加熱溫度等於或高於150℃。根據實驗，當加熱溫度為140℃的時候，藉由正塗敷第二光阻時，第一光阻會開始分解，並且第一光阻圖案的形狀會變形。
另外，當曝光第二光阻的時候，沒有被第二光阻圖案123覆蓋的一部分第一光阻圖案也曝光。然而，由於第一光阻圖案已硬化，該部分第一光阻圖案不會在隨後的顯影過程中顯影。結果，第一光阻圖案的尺寸可能不被改變。
例如，如第10圖所示，其為沿第9圖中的A-A線的剖面圖，第二光阻圖案123可以形成以保護接觸區域和台面結構表面上的發射區域。在這個情況中，假設長度L6=18μm，其比光阻圖案120a的外周邊的一側縮短2μm。此2μm的區別可以做為校準位移的幅度。
(7)：通過使用Cl2 氣體的ECR蝕刻方法，使用第一光阻圖案和第二光阻圖案123做為蝕刻遮罩蝕刻疊層體，以形成台面結構(以下簡稱為“台面”)，其具有暴露選擇性氧化層108的側面。在這個情況中，這個蝕刻設定為暴露下間隔層104的上表面(參見第11圖(A))。
光阻圖案120a的外周邊定義了台面的外周邊。由於這個特點，台面的外周邊和低反射率所在的區域之間的相對位置關係可能不被改變。
(8)：蝕刻遮罩通過將蝕刻遮罩浸入丙酮液體而去除，在之後進行超聲波清潔(參見第11圖(B))。
(9)：疊層體在水蒸氣中加熱。通過這個過程，選擇性氧化層108中的鋁(Al)從台面的外周邊部分選擇氧化，以經Al氧化物(氧化層)108a環繞地非氧化區域108b殘留在台面的中心部分(參見第11圖(C))。即，所謂的氧化約束結構形成，能夠限制發射部分的驅動電流僅僅通過台面的中心部分。這個非氧化區域108b也可以稱作電流通路區域(電流注入區域)。通過這個過程，具有正方形長度的電流通路區域，例如，可以形成4.5μm。
(10)：P-SiN(SiNx )光學透明介電層111b使用P-CVD方法形成(參見第12圖(A))。在這個情況中，介電層111a的光學厚度設定等於2λ/4。更具體地，SiN的折射率為1.83而振盪波長λ為780nm；因此，介電層111b的實際膜厚度(2λ/4n)設定為206nm。
(11)：蝕刻遮罩形成在台面的上表面上，以對各個接觸區域開啟窗口。
(12)：介電層111b利用BHF蝕刻，以對各個接觸區域開啟窗口。
(13)：蝕刻遮罩通過將蝕刻遮罩浸入丙酮液體而去除，在之後進行超聲波清潔(參見第12圖(B))。
(14)：具有10μm的側長的正方形的光阻圖案形成在將形成為台面的上側上的發光部分的區域內，並且p-側電極材料為蒸汽沉積。對於p-側電極材料，使用由Cr/AuZn/Au製成的多層膜或由Ti/Pt/Au製成的多層膜。
(15)：去除蒸汽沉積在將於台面上側上形成為發光部的區域處的電極材料，以形成p-側電極113(參見第12圖(C))。由p-側電極113環繞的區域為發射區域。
(16)：拋光基板101的後側之後，基板101的厚度等於預定厚度(如，大約100μm)，形成n-側電極114。在這個情況中，對於n-側電極材料，使用由AuGe/Ni/Au製成的多層膜或由Ti/Pt/Au製成的多層膜。
(17)：執行回火過程，以產生p-側電極113和n-側電極114的歐姆電導性。通過這個過程，台面成為發光部。
(18)：將疊層體切成晶片。
第13圖和第14圖為顯示第12圖(D)中的台面的局部放大圖。發射區域125為具有10μm側長的正方形。在這個實施例中，發射區域125由p-SiN形成的透明介電覆蓋。這個介電包括具有等於2λ/4光學厚度的相對高反射率區122和具有等於3λ/4光學厚度的相對低反射率區121。
兩個低反射率區121設置在X軸方向中的發射區域125的各個邊緣部分。另外，當從Z軸方向觀察的時候，兩個低反射率區121的質心和電流通路區域108b的中心之間的位移等於或小於0.1μm。
當測量具有上述構造的複數個面射型雷射元件100的發光角度的時候，X軸方向中和Y軸方向中的所有發光角度等於或小於正負0.2°。
從上面的描述中而明確地是，對於面射型雷射元件的製造方法，使用依據本發明實施例中的面射型雷射元件100的製造方法。
如上所述，在依據本發明實施例中的面射型雷射元件100中，在基板101上，疊層包括有下半導體DBR 103和主動層105的共振結構、包括有選擇性氧化層108的上半導體DBR107等。
另外，整體發射區域125經由p-SiN形成的光學透明介電所覆蓋；並且發射區域125包括相對高反射率區122和相對低反射率區121。
另外，當製造面射型雷射元件100的時候，同時形成光阻圖案120a和光阻圖案120b。由於這個特點，台面的外周邊和兩個低反射率區121之間的相對位置關係基於所需相對位置關係可以相當精確和穩定地測定。因此，儘管當面射型雷射元件100大規模製造的時候，也可以穩定地減少兩個低反射率區121的質心和電流通路區域108b的中心之間的位移量的幅度(絕對值)等於或小於0.1μm；並且可以穩定地減少所有方向中的發光角的幅度(絕對值)等於或小於0.2°。
在這個情況中，在面射型雷射元件100中，當去除p-側電極113之後，從正交於基板的表面的方向觀察，台面的上表面上的外周邊部分經由p-SiN形成的光學透明介電所覆蓋，並且介電的厚度等於形成兩層介電部分(低反射率區域121)的厚度。
另外，在發射區域125中，外周邊部分中的反射率相對低於中心部分。由於這個特點，高階橫向模態振盪可以更好地控制而不需要減少輸出光的基礎橫向模態。即，振盪的橫向模態可以更好的控制。
另外，發射區域中心部分中相對高反射率的區域具有相對於彼此正交之兩方向而各向異性的形狀，以將各向異性刻意地引進，相對於雷射光的橫向上的限定函數；因此，可以提高極化方向的穩定性。
另外，可以控制更高階橫向模態並穩定極化方向而不減少電流通路區域108b的面積。由於這個特點，面射型雷射元件的電阻不會增加，而電流約束區域中的電流密度不會增加，因此，裝置的使用壽命不會降低。
另外，整個發射區域由介電覆蓋。由於這個特點，發射區域的氧化和污染得以控制。
另外，台面的側表面經介電層111b覆蓋。由於這個特點，由吸濕引發的裝置損毀得以防止，並可以提高長時間穩定性。
另外，相同的光阻被用做為第一光阻和第二光阻。因此，不必要明顯地改變傳統製造方法的過程。
在依據本發明實施例中的光學掃描裝置1010中，光源14包括面射型雷射元件100和100’。在這個情況中，發光角的幅度(絕對值)等於或小於0.2°，並且獲得單基礎橫向模態雷射光。因此，小圓光點可容易地形成在光導鼓1030表面上的預定位置。另外，極化方向為穩定的。因此，光點的形狀、光量等不太可能會受到影響。結果，具有高光強度的小圓光點通過使用簡單的光學系統可能影像化(形成)在光導鼓1030表面上的預定位置上；因此，可以執行高精度光學掃描。
依據本發明實施例，雷射印表機1000包括光學掃描裝置1010。因此，可以形成高品質影像。
另外，在上述實施例中，在上述步驟(3)中，除了形成光阻圖案120b，可形成光阻圖案120d，以遮蔽對應發射區域中心部分處之反射率高的部分，如第15圖所示。在這個情況中，在上述步驟(10)中，形成介電層111b，從而介電層111b的光學厚度等於λ/4或(λ/4)+(λ/4的偶數倍)。第16圖為以這個方式製造的面射型雷射元件(為了方便，稱作“面射型雷射元件100’’’)的示例性垂直剖面圖。在第16圖所示的配置中，介電層111a由SiO2形成，並且介電層111b由SiN形成。另外，發射區域中心部分中的介電的膜厚度設定等於2λ/4，並且發射區域外周邊部分中的膜厚度設定等於λ/4。另外，高反射率區122形成在發射區域的中心部分中，低反射率區121形成在發射區域的外周邊部分中。在面射型雷射元件100’中，高反射率區122和低反射率區121之間的反射率差大於面射型雷射元件100中的反射率。因此，基礎橫向模態輸出可進一步提高。
另外，在上述實施例中，描述由P-SiN形成介電層的情況。然而，本發明並不侷限於這個配置。例如，介電層可以由SiOx ，TiOx 和SiON中任何一種形成。在任何情況中，通過基於各個折射率值而恰當地測定膜厚度得以獲得相似的效果。
另外，在上述實施例中，描述低反射率區121的形狀為矩形的情況。然而，本發明並不侷限於這個配置。例如，低反射率區121的形狀可以為彎曲或成角度，如第17圖(A)至第17圖(C)所示。
另外，在上述實施例中，描述低反射率部分被分成兩個部分的情況。然而，本發明並不侷限於這個配置。例如，單一低反射率部分可以形成如第17圖(D)至第17圖(G)所示。
另外，如第18圖(A)至第18圖(C)所示，低反射率區121可以形成在發射區域中心部分中，高反射率區122可以形成在發射區域外周邊部分中，以高階模態可以選擇運作。
另外，在上述實施例中，描述正光阻用做為第一光阻也用做為第二光阻的情況。然而，本發明並不侷限於這個配置。例如，負光阻如OMR85-45cp(TOKYO OHKA KOGYO有限公司)可以用做為第一光阻，並且正光阻如OFPR800-64cp(TOKYO OHKA KOGYO有限公司)可以用作為第二光阻。儘管在這個情況中，台面外周邊和兩個低反射率區121之間之相對位置關係，可高精確和穩定地被測定，符合所需相對位置關係。
在這個情況中，溶劑基於光阻而不同。因此，在形成第一光阻圖案之後，儘管當塗敷第二光阻的時候，第一光阻圖案可能不會分解。因此，硬化過程沒有必要在第一光阻圖案上執行。
另外，在這個情況中，儘管當不被第二光阻圖案123覆蓋之第一光阻圖案的一部分曝光的時候，第一光阻圖案的該部分組成可以變為硬化。因此，第一光阻圖案的尺寸可能不會改變。必然的，根據光阻圖案使用不同的顯影液體。因此，當第二光阻圖案顯影後，第一光阻圖案不會顯影；因此，第一光阻圖案的尺寸不會改變。
另外，在這個情況中，儘管當由於校對位移或誤差的原因而需要通過再工作過程而再次形成第二光阻圖案的時候，因為使用不同的光阻，第一圖案的尺寸不會改變。例如，在通過再工作過程再一次形成第二光阻圖案的過程中，當整個表面曝光以暴露出第二光阻之後，使用第二光阻專用的顯影液體去除第二光阻。縱使這個情況中，第一光阻圖案可以具有對第二光阻的顯影液體的抵抗力，以第一光阻圖案的尺寸不會改變。
另一方面，當在第一光阻圖案上執行硬化過程的時候，第一光阻圖案的垂直剖面可以變為圓弧形(參見第19圖)。在乾燥蝕刻過程中，已習知的是蝕刻側壁的傾斜角根據光阻和欲蝕刻材料之間的蝕刻選擇比決定。這個原因不僅僅改變欲蝕刻材料，還有可能蝕刻的光阻。因此，光阻圖案變瘦，欲蝕刻材料的側壁依照變瘦圖案的結果而傾斜。這個傾斜確定了垂直剖面形狀。當垂直剖面形狀變為圓弧形的時候，蝕刻側壁的傾斜角可變，其可能導致電極佈線的階段式斷連。
為了解決這個問題，在第一光阻圖案上執行硬化過程之前，紫外光(UV光)可以輻射到疊層體上，而加熱疊層體。通過這個過程，第一光阻圖案的表面可能硬化，並且結果，可以防止硬化過程中垂直剖面形狀變形為圓弧形。
實際上，例如，通過使用UV乾燥清潔器(UV-1)(Samco公司)可以執行UV光的輻射。這個裝置基本上用作為使用UV光和臭氧去除基板表面上的有機物質。然而，通過氮氣替代氧氣，可以僅僅獲得UV光的效應。在這個情況中，UV光的波長為253.7nm和184.9nm，並且功率為110w(0.35W/cm2 因為燈管的φ為200mm)。疊層體在130℃加熱並且UV光輻射5分鐘。通過這個過程，在硬化過程中(150℃ 5分鐘)，可以防止硬化過程中垂直剖面形狀變為圓弧形。
在上述實施例中，描述介電層111a的光學厚度為λ/4的情況。然而，本發明並不侷限於這個配置。只要介電層111a的光學厚度等於λ/4的奇數倍，就可以應用本發明。
在上述實施例中，描述介電層111b的光學厚度為2λ/4的情況。然而，本發明並不侷限於這個配置。只要這個介電層111b的光學厚度等於2λ/4的偶數倍，就可以應用本發明。
另外，在上述實施例中，光源14可以包括，例如，替代使用面射型雷射元件100的如第20圖所示的面射型雷射陣列200。
在面射型雷射陣列200中，在相同的基板上形成二維排列的複數個(在這個情況中21)發射部分。在第20圖中的配置中，X軸方向對應主掃描方向，而Y軸方向對應子掃描方向。複數個發射部分排列的方式是當所有的發射部分在Y軸方向上延伸的虛線上投射的時候，相鄰發射部之間的距離等於恆定距離d2。在這個描述中，相鄰發射部之間的距離意指相鄰發射部的中心之間的距離。另外，發射部的數量並不侷限於21。
如第21圖所示，其為沿第20圖的A-A線的剖面圖，每一個發射部具有與面射型雷射元件100相似的配置。另外，面射型雷射陣列200可以按照製造面射型雷射元件100相似的方式製造。因此，在每一個發射部分中，當從Z軸觀察的時候，兩個低反射率區121的質心和電流通路區域108b的中心之間的位移量的幅度(絕對值)可以減少至等於或小於0.1μm；並且所有方向中的發光角的幅度(絕對值)可以減少至等於或小於0.2°。另外，在發射部中，可以獲得具有相同極化方向的複數個單基礎橫向模態雷射光。因此，具有高光密度的二十一個小圓光點可以同時形成在光導鼓1030表面上之各個所需的位置。
另外，在面射型雷射陣列200中，當所有的發射部在Y軸方向上延伸的虛線上投影的時候，相鄰發射部之間的距離等於恒定距離d2。由於這個配置，通過控制發射部的開啟時間，面射型雷射陣列200的配置可以當作為發射部在光導鼓1030上的子掃描方向中按照規律間距排列的配置。
另外，例如，當距離d2確定為2.65μm並且光學系統的幅度確定為2倍的時候，可以達到4800dpi的高密度寫入(每英尺點)。顯然地，例如，通過增加主掃描對應方向中的發射部數量；通過改變陣列佈局，藉由減少子掃描對應方向中的間距d1進而減少距離d2；或者通過減少光學系統的幅度，可以進一步提高密度，藉以獲得更高品質的列印。另外，主掃描方向中的寫入的距離可以通過控制發射部的開啟時間而簡單控制。
另外，在這個情況中，儘管當寫點密度需要增加的時候，雷射印表機1000可以執行列印而不需要減少列印速度。另外，當假設寫點密度保持的時候，列印速度可進一步提高。
另外，優選地，相鄰發射部之間形成的凹槽寬度等於或大於5μm，以確保發射部之間電性上以及空間上的分離。當寬度太窄的時候，很難控制製造過程中的蝕刻。另外，優選地，台面的尺寸(側長)等於或大於10μm。當尺寸太小的時候，熱量可能會輕易釋放，其可能降低性能。
另外，在上述實施例中，除了使用面射型雷射元件100，可以使用面射型雷射陣列200，其製造的方式與面射型雷射元件100的製造方式相同，並包括在一維校直中配置的發射部。
另外，在上述實施例中，描述基板的主表面的中線相對於晶體取向[1 0 0]朝向晶體取向[1 1 1]的A方向傾斜15°的情況。然而，本發明並不侷限於這個情況。當傾斜基板用作基板的時候，只要基板主表面的中線方向關於晶體取向<1 0 0>朝向晶體取向<1 1 1>的一個方向傾斜，就可以應用本發明。
另外，在上述實施例中，描述基板為傾斜基板的情況。然而，本發明並不侷限於這個配置。
另外，在上述實施例中，描述發射部的振盪波長為780nm帶寬的情況。然而，本發明並不侷限於這個配置。振盪波長可以根據光導體的特性改變。
另外，面射型雷射元件100和面射型雷射陣列200除了影像形成裝置還可以用在一些應用中。在這種情況中，振盪波長可以是，例如，650nm帶寬，850nm帶寬，980nm帶寬，1.3μm帶寬，1.5μm帶寬等。另外，在這個情況中，當半導體材料用作主動層，可以根據振盪波長使用合適的混合晶體半導體材料。例如，基於AlGaInP的混合晶體半導體材料可以使用在650nm帶寬中；基於InGaAs的混合晶體半導體材料可以用在980nm帶寬中；以及基於GaInAs(Sb)的混合晶體半導體材料可以用在1.3μm帶寬和1.5μm帶寬中。
另外，根據所用振盪波長適當地選擇材料和反射鏡的配置，可以根據任意振盪波長形成發射部。例如，如除了AlGaAs混合晶體之外的混合晶體，可以使用AlGaInP等的混合晶體。另外，優選地，可利用對於振盪波長透明，並且盡可能地彼此具有不同反射率的材料來形成低反射率區(層)和高反射率區(層)。
在上述實施例中，雷射印表機1000描述為影像形成裝置。然而，本發明並不侷限於這個配置。
例如，本發明可以應用於能夠將雷射光輻射到媒介(如，片)上的影像形成裝置，該媒介能夠利用雷射光形成彩色。
另外，例如，本發明還可以應用於使用銀鹽膜作為影像載體的影像形成裝置。在這個情況中，潛像通過光學掃描形成在銀鹽膜上，並且潛像可以利用相似於典型銀鹽成像過程中執行的顯影過程視覺化。然後，影像可以通過執行相似於典型銀鹽成像過程中印刷過程之過程，轉移到複印紙上。這種影像形成裝置可以包括光學照相製版裝置和能夠繪製CT掃描影像等的光學繪製裝置。
這種影像形成裝置可以進一步包括具有複數個光導鼓的彩色印表機2000，如第22圖所示。
彩色印表機2000為通過組合4個顏色(黑色、青色、品紅和黃色)形成全彩色影像的串聯型多彩印表機。彩色印表機2000包括黑色(K)盒(具有光導鼓K1、充電器K2、顯影裝置K4、清潔單元K5和傳送裝置K6)、青色(C)盒(具有光導鼓C1、充電器C2、顯影裝置C4、清潔單元C5和傳送裝置C6)、品紅(M)盒(具有光導鼓M1、充電器M2、顯影裝置M4、清潔單元M5和傳送裝置M6)、黃色(Y)盒(具有光導鼓Y1、充電器Y2、顯影裝置Y4、清潔單元Y5和傳送裝置Y6)、以及光學掃描裝置2010、傳送帶2080、固定單元2030等。
光導鼓在第22圖中所示的各個箭頭方向中旋轉。在每個光導鼓的附近，沿旋轉方向，設置的順序是：充電器、顯影裝置、傳送裝置和清潔單元。充電器均勻地對各個光導鼓的表面充電。光學掃描裝置2010將光輻射到光導鼓的表面，以在各個光導鼓上形成潛像，該表面已經由各個充電器充電。然後，彩色油墨影像通過各個顯影裝置形成在光導鼓的表面上。另外，彩色油墨影像利用各個傳送裝置疊加在傳送帶2080上的複印紙上。最終地，疊加的彩色影像通過固定單元2030固定在複印紙上。
光學掃描裝置2010包括具有通過相似於面射型雷射元件100的製造方法製造的面射型雷射元件或面射型雷射陣列的光源。由於這個特點，光學掃描裝置2010可以獲得的效果與光學掃描裝置1010所獲得的相同。另外，彩色印表機2000包括光學掃描裝置2010；因此，彩色印表機可以獲得的效果與雷射印表機1000獲得的相同。
另外，在彩色印表機2000中，由於製造誤差或使用零件等的位置誤差導致可能出現彩色位移。儘管在這種情況中，當光學掃描裝置2010的光源具有與面射型陣列200相似的面射型雷射陣列的時候，通過選擇開啟發射部可更好地控制彩色位移。
 工業應用性
如上所述，根據本發明實施例，製造面射型雷射元件的方法可以適於穩定地製造具有位移量的幅度(絕對值)等於或小於0.1μm的面射型元件，而更好的控制橫向模態振盪。另外，根據本發明實施例，在面射型雷射元件和面射型雷射陣列中，可足以減少發光角的幅度(絕對值)等於或小於0.2°而更好地控制橫向模態振盪，而不會產生高成本。另外，根據本發明實施例，影像形成裝置可適於形成高品質影像而不會產生高成本。
本專利申請基於並享有2009年5月28日申請的日本專利申請第2009-128434號以及2010年1月20日申請的日本專利申請第2010-009820號的優先權，在此包括的所有內容均作為參考。
11a．．．導向側掃描鏡頭(掃描光學系統部分)
11b．．．影像表面側掃描鏡頭(掃描光學系統部分)
13．．．多邊形鏡子(偏轉器)
14．．．光源
15．．．耦合鏡頭
16．．．孔徑板
17．．．圓柱鏡頭
18．．．反射鏡
30．．．外殼
100．．．面發射雷射元件
101．．．基板
103．．．下半導體DBR(下部偏轉鏡)
104．．．下間隔層(共振結構部分)
105．．．主動層
105a．．．量子井層
105b．．．遮罩層
106．．．上間隔層(共振結構部分)
107．．．上半導體DBR(上部偏轉鏡)
108．．．選擇性氧化層
108a．．．氧化物(層)
108b．．．非氧化區域/電流通路區域
111a、111b．．．介電層
113、114．．．電極
120a．．．光阻圖案(第一光阻圖案部分)
120b．．．光阻圖案(第一光阻圖案部分)
120c．．．光阻圖案(第一光阻圖案部分)
121．．．相對低反射率區
122．．．相對高反射率區
123．．．第二光阻圖案
125．．．發射區域
200．．．面射型雷射陣列
1000．．．雷射印表機(影像形成裝置)
1010．．．光學掃描裝置
1030．．．光導鼓(影像載體)
1031．．．充電器
1032．．．顯影輥
1033．．．傳送充電器
1034．．．中和單元
1035．．．清潔單元
1036．．．墨水匣
1037．．．進紙輥
1038．．．進紙托盤
1039．．．光阻輥對
1040．．．複印紙
1041．．．固定輥
1042．．．放電輥
1043．．．放電托盤
1044．．．印刷底盤
1050．．．通信控制裝置
1060．．．印表機控制裝置
2000．．．彩色印表機(影像形成裝置)
2010．．．光學掃描裝置
2030．．．固定單元
2080．．．傳送帶
K1、C1、M1、Y1．．．光導鼓(影像載體)
K2、C2、M2、Y2．．．充電器
K4、C4、M4、Y4．．．顯影裝置
K5、C5、M5、Y5．．．清潔單元
K6、C6、M6、Y6．．．傳送裝置
圖式中：
第1圖為顯示本發明實施例中雷射印表機的結構的示意圖；
第2圖為顯示第1圖中光學掃描裝置的結構的示意圖；
第3圖為顯示包括在第2圖的光源中的面射型雷射元件的結構的圖式；
第4圖(A)和第4圖(B)為顯示面射型雷射元件的基板的圖式；
第5圖為顯示主動層的放大圖；
第6圖(A)至第6圖(C)為顯示本發明實施例中製造面射型雷射元件的方法的圖式(1)；
第7圖為顯示光阻圖案120a和120b的圖式；
第8圖(A)和第8圖(B)為顯示本發明實施例中製造面射型雷射元件的方法的圖式(2)；
第9圖為顯示第二光阻圖案的圖式；
第10圖為沿第9圖的線A-A’的剖面圖；
第11圖(A)至第11圖(C)為顯示本發明實施例中製造面射型雷射元件的方法的圖式(3)；
第12圖(A)至第12圖(D)為顯示本發明實施例中製造面射型雷射元件的方法的圖式(4)；
第13圖為顯示第12圖(D)中台面結構的局部放大圖(1)；
第14圖為顯示第12圖(D)中台面結構的局部放大圖(2)；
第15圖為顯示本發明實施例中製造面射型雷射元件的優化方法的圖式；
第16圖為第15圖面射型雷射元件的垂直剖面圖；
第17圖(A)至第17圖(G)為顯示高反射率區122和低反射率區121的優化結構的圖式(1)；
第18圖(A)至第18圖(C)為顯示高反射率區122和低反射率區121的優化結構的圖式(2)；
第19圖為顯示根據烘烤結果光阻圖案120a的剖面形狀的變化的圖式；
第20圖為顯示面射型雷射陣列的圖式；
第21圖為沿第20圖A-A’線的剖面圖；
第22圖為顯示彩色印表機的結構的示意圖；
第23圖(A)為說明光發射角和光濾波器的圖式；
第23圖(B)為說明光濾波器的圖式；
第24圖為說明Y軸方向內的光濾波器的位移量和光發射角之間的關係圖；以及
第25圖為說明X軸方向內的光濾波器的位移量和光發射角之間的關係圖。
108a．．．氧化物(層)
108b．．．非氧化區域/電流通路區域
111a、111b．．．介電層
113．．．電極
121．．．相對低反射率區
122．．．相對高反射率區
125．．．發射區域

Claims (13)

  1. 一種製造面射型雷射元件的方法，該面射型雷射元件包括：一疊層體，其中一下部反射鏡、一共振結構以及一上部反射鏡係疊層在一基板上，該共振結構包括一主動層，該上部反射鏡包括一選擇性氧化層，以及一台面結構，形成在該疊層體中並提供一發射部分，該發射部分包括一電流約束結構和一發射區域，該電流約束結構包括一氧化物，圍繞一電流通路區域，該發射區域包括一相對高反射率部分和一相對低反射率部分，所述方法包括：一第一介電層疊層步驟，在該疊層體的一上表面上疊層一第一透明介電層；一第一光阻圖案形成步驟，在該第一透明介電層的一上表面上形成一第一光阻圖案，該第一光阻圖案包括一圖案，用以界定該台面結構之一外周，並包括一圖案，用以保護對應於包括在該發射區域中的該相對高反射率部分和該相對低反射率部分的其中之一之一區域；一介電層蝕刻步驟，藉由使用該第一光阻圖案作為一蝕刻遮罩，來蝕刻該第一透明介電層；以及一第二光阻圖案形成步驟，形成一第二光阻圖案，用以保護對應於該發射區域整體的一區域，其中該第一介電層疊層步驟、該第一光阻圖案形成步驟、該介電層蝕刻步驟以及該第二光阻圖案形成步驟係在形成該台面結構之前執行。
  2. 依據申請專利範圍第1項所述之製造面射型雷射元件的方法，進一步包括：一第二介電層疊層步驟，係在形成該電流約束結構之後，在該疊層體的一上表面上疊層一第二透明介電層，該第二透明介電層具有一光學厚度，係為一(振盪波長/4)之偶倍數和(振盪波長/4)+(一(振盪波長/4)之偶倍數)的其中之一，其中在該第一介電層疊層步驟中，係疊層該第一透明介電層，該第一透明介電層具有一(振盪波長/4)之奇倍數的一光學厚度。
  3. 依據申請專利範圍第1項所述之製造面射型雷射元件的方法，其中該基板係一傾斜的基板，在該第一光阻圖案形成步驟中，該圖案的一質心，用以保護對應於包括在該發射區域中的該相對高反射率部分和該相對低反射率部分的其中之一的該區域，係從用以界定該台面結構的該外周之該圖案的一中心位移，以響應該電流通路區域的一位置位移。
  4. 依據申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之製造面射型雷射元件的方法，其中該第一光阻圖案和該第二光阻圖案係藉由使用具有一相同感光特性之各自的光阻劑所形成。
  5. 依據申請專利範圍第4項所述之製造面射型雷射元件的方法，進一步包括：一第一光阻圖案硬化步驟，係在執行該介電層蝕刻步驟之前，用以硬化該第一光阻圖案。
  6. 依據申請專利範圍第5項所述之製造面射型雷射元件的方法，進一步包括：一輻射步驟，係在執行該第一光阻圖案硬化步驟之前，用以在加熱該基板的同時輻射一紫外光到該第一光阻圖案之上。
  7. 依據申請專利範圍第1項至第3項中任一項所述之製造面射型雷射元件的方法，其中用以形成該第一光阻圖案之一光阻劑的感光特性，係不同於用以形成該第二光阻圖案之一光阻劑的感光特性。
  8. 一種面射型雷射元件，包括：一發射部分，具有一台面結構，其中一下反射鏡、一共振結構以及一上反射鏡係疊層在一基板上，該共振結構包括一主動層，該上反射鏡包括一電流約束結構，包括一氧化物，圍繞一電流通路區域，該發射部分包括一發射區域，該發射區域具有一整體表面，包括一第一表面部分，其上形成有一介電層、以及一第二表面部分，其上形成有二介電層，從而該發射區域包括一相對高反射率部分和一相對低反射率部分，其中當移除圍繞該發射區域的一電極，從一正交於該基板的方向觀看時，該台面結構之一外周的一上表面係覆蓋了介電層，並且覆蓋該台面結構之該外周的該上表面之該介電層的一厚度，係與在該發射區域中其上形成有二介電層之該第二表面部分的一厚度相同。
  9. 一種面射型雷射陣列，包括：整合了複數個依據申請專利範圍第8項所述的該面射型雷射元件。
  10. 一種光學掃描裝置，能夠以一光線掃描一要被掃描的表面，該光學掃描裝置包括：一光源，具有依據申請專利範圍第8項所述的一面射型雷射元件；一偏轉器，用以偏轉從該光源所發出的一光線；以及一掃描光學系統，用以對焦由該偏轉器所偏轉的該光線到該要被掃描的表面之上。
  11. 一種光學掃描裝置，能夠以一光線掃描一要被掃描的表面，該光學掃描裝置包括：一光源，具有依據申請專利範圍第9項所述的一面射型雷射陣列；一偏轉器，用以偏轉從該光源所發出的一光線；以及一掃描光學系統，用以對焦由該偏轉器所偏轉的該光線到該要被掃描的表面之上。
  12. 一種影像形成裝置，包括：一影像載體；以及一依據申請專利範圍第10項或第11項所述的光學掃描裝置，用以掃描一光線到該影像載體之上，該光線根據一影像資訊而調變。
  13. 依據申請專利範圍第12項所述之影像形成裝置，其中該影像資訊係多種色彩的。
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