WO2007063806A1

WO2007063806A1 - 面発光レーザ素子、それを備えた面発光レーザアレイ、電子写真システムおよび光通信システム

Info

Publication number: WO2007063806A1
Application number: PCT/JP2006/323603
Authority: WO
Inventors: Naoto Jikutani; Shunichi Sato
Original assignee: Ricoh Company, Ltd.
Priority date: 2005-11-30
Filing date: 2006-11-27
Publication date: 2007-06-07
Also published as: US20130077647A1; CN101794967B; KR20090068387A; US20100158065A1; US8824517B2; EP1955855A1; KR20070093000A; US20090022199A1; US8340148B2; EP1955855A4; JP2007318064A; KR100972805B1; JP5194432B2; CN101111385A; KR100950240B1; US7720125B2; CN101794967A; CN101111385B; EP1955855B1

Abstract

　単一基本横モードの出力を容易に向上可能な面発光レーザ素子は、反射層と、共振器スペーサー層と、活性層と、選択酸化層と、を備える。前記選択酸化層は、発振光の電界の定在波分布の４周期目の節に対応する反射層中の位置と、活性層側と反対方向において、４周期目の節に隣接する定在波分布の腹に対応する反射層中の位置との間に設けられる。

Description

面発光レーザ素子、それを備えた面発光レーザアレイ、電子写真システムおよび光通信システム

技術分野

[0001] 本発明は、面発光レーザ素子、それを備えた面発光レーザアレイ、面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた電子写真システムおよび面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えた光通信システムに関するものである。

背景技術

[0002] 近年、基板と垂直方向にレーザ発振を生じる面発光レーザ素子 (面発光型半導体レーザ素子）が、精力的に研究されている。面発光レーザ素子では、端面発光型レ一ザ素子に比べて発振閾値電流が低ぐ円形の出射ビーム形状を得る事が可能である。

[0003] また、面発光レーザ素子は、基板に垂直な方向にレーザ出力が取り出せる事から、高密度 2次元アレイ集積が容易であり、並列光インターコネクション用光源、高速高精彩電子写真システム等への応用が検討されて、る。

[0004] 面発光レーザ素子の電流狭窄構造として、選択酸化を用いた構造が広く知られている（非特許文献 1, 2)。非特許文献 1, 2では、 InGaAsを活性層とした 0. 98 m 帯の面発光レーザ素子が示されている。これらの非特許文献 1, 2における面発光レ一ザ素子では、活性層の上部に設けた P—Al Ga AsZGaAsからなる上部分布

0. 9 0. 1

ブラッグ反射器中に Al Ga Asからなる被選択酸ィ匕層が設けられている。

0. 98 0. 02

[0005] この面発光レーザ素子は、結晶成長の後、被選択酸化層の側面が露出するように、上部分布ブラッグ反射器をメサ形状にエッチングカ卩ェし、 85°Cに加熱した水を窒素ガスでパブリングした雰囲気中にぉ、て 425°Cに加熱して、エッチング側面からメサの中央に向かって Al Ga Asからなる被選択酸化層を選択酸化することによ

0. 98 0. 02

つて作製される。

[0006] 選択酸ィ匕によってメサの周辺には、 AIOからなる絶縁領域が形成されており、メサの中央には、非酸化領域による導通領域が形成される。 AIOは、非常に良好な絶縁体であり、正孔の注入領域をメサの中央部に限定する事が可能であり、 1mA以下の発振閾値電流を得ることができる。

[0007] また、選択酸化型面発光レーザ素子では、 AIOの屈折率が 1. 6程度と他の半導体層に比べて小さいため、酸ィ匕層による横方向の光閉じ込めが生じて光の回折損失が低減し、効率の高い素子を得ることができる。

[0008] 更に、素子の効率を向上させる為には、低屈折率を有する酸化層による光の散乱損失を低減することが有効であり、酸ィ匕層の位置を電界における定在波分布の節の位置に設ける構成がとられている (非特許文献 3)。

[0009] 非特許文献 3では、選択酸化層の位置を定在波分布の節の位置とした場合と、腹の位置とした場合の閾値電流等について比較がなされており、節の位置に設けた場合の方が、光の散乱損失が低く抑えられ、低閾値電流を得られることが示されている

[0010] また、面発光レーザ素子の多くの用途では、低閾値特性以外にも、高出力での単峰性のビーム形状が強く要求されている。しかし、選択酸化型面発光レーザ素子では、選択酸ィ匕層による横方向の屈折率差が大きい為に、高次横モードまでもが容易に閉じ込められ、発振するという問題があり、単一横モード制御は非常に重要な課題として挙げられる。高次モードの横方向における光閉じ込めを低減するには、横方向の有効屈折率差を小さくするか、又は、非酸ィ匕領域の面積を小さく設定する方法などが有効である。

[0011] 非特許文献 3の様に選択酸化層の位置を電界の定在波分布の節に設けると、酸化層による電界分布への影響が小さくなり、有効屈折率差を低減できる。また、非酸ィ匕領域の面積を小さくすると、モード分布が広い高次横モードは、次第に非酸化領域から漏れだし、閉じ込め作用を低下させることが可能である。波長帯にもよるが、従来の素子では酸ィ匕狭窄径を発振波長の 3〜4倍程度に設定することによって、単一基本モード発振を得る事ができる。

[0012] し力しながら、上記の方法で単一基本横モード制御が可能なのは、比較的低注入レベルでの動作時のみであって、注入レベルを高くした場合には、発熱によるサーマルレンズ効果や、キャリアの空間的ホールバーユングにより高次横モードが発振してしまうという問題がある。また、非酸ィ匕領域の面積を小さく設定する方法では、発振領域の面積が小さくなるので高出力を得る事が難しぐまた素子の抵抗も大きくなるという問題がある。

[0013] そこで、以上の単一基本横モード発振における高出力化という課題に対し、面発光レーザ素子に選択酸ィ匕層以外の、他のモード制御機構を装荷する方法力 ^、くつか提案されている。例えば、特許文献 1では、電極による高次横モードのフィルタリング作用を利用して、高次横モードの発振を抑制する方法が開示されている。この従来技術では酸化狭窄径に対して電極開口径の大きさを最適に選ぶ事により、単一基本横モード出力の向上を実現している。

[0014] また、特許文献 2では、素子上部の半導体多層膜反射鏡表面における高次横モード分布に対応した領域にリリーフ状の加工を施す事により、高次横モードに対する多層膜反射鏡の反射率を低下させて発振を抑制し、単一基本横モード出力の向上を実現している。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0015] しかし、例えば、特許文献 1に開示された方法では、横モード特性および出力等は、電極開口の面積や、電極開口と選択酸化構造との位置ずれ等に対し非常に敏感であるという問題がある。この為、高い位置あわせ精度、加工形状の制御性が必要であり、ウェハ面内に渡って、均一性良く素子を製造することが難しい。また、電極開口を形成する工程において、開口寸法、位置ずれに対して厳しい工程管理が必要であり、製造コストを増カロさせる原因となる。

[0016] また、特許文献 2の誘電体層による反射率の変化を用いる方法においても、誘電体膜を形成する工程と、これを部分的に除去する工程が必要となり、製造コストが増えてしまうという問題がある。また、同様に、素子特性は誘電体膜と電流注入領域との位置あわせ精度に対して敏感であり、ウェハ面内に渡って、均一性良く素子を製造することが難しい。

[0017] そこで、本発明は、力かる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、単一基本横モードの出力を容易に向上可能な面発光レーザ素子を提供することである。

[0018] また、本発明の別の目的は、単一基本横モードの出力を容易に向上可能な面発光レーザ素子を備える面発光レーザアレイを提供することである。

[0019] さらに、本発明の別の目的は、単一基本横モードの出力を容易に向上可能な面発光レーザ素子、またはその面発光レーザ素子を用いた面発光レーザアレイを備える電子写真システムを提供することである。

[0020] さらに、本発明の別の目的は、単一基本横モードの出力を容易に向上可能な面発光レーザ素子、またはその面発光レーザ素子を用いた面発光レーザアレイを備える光通信システムを提供することである。

非特許文献 1 : Applied Physics Letters vol. 66, No. 25, pp.3413— 3415, 1995.

非特許文献 2 : Electronics Letters No.24, Vol. 30, pp.2043- 2044, 1994.

非特許文献 3 : IEEE Journal of selected topics in quantum electronics, vol.5, No. 3, p.p. 574-581, 1999.

特許文献 1：特開 2002— 208755号公報

特許文献 2：特開 2003 - 115634号公報

課題を解決するための手段

[0021] 本発明によれば、面発光レーザ素子は、活性層と、共振器スぺーサ一層と、反射層と、選択酸ィ匕層とを備える。共振器スぺーサ一層は、活性層の両側に設けられる。反射層は、共振器スぺーサ一層の両側に設けられ、活性層において発振した発振光を反射する。選択酸化層は、発振光の電界の定在波分布の節に対応する反射層中の第 1の位置と、活性層側と反対方向において、定在波分布の節に対応した第 1 の位置に隣接し、定在波分布の腹に対応する反射層中の第 2の位置との間に設けられる。

[0022] 好ましくは、選択酸化層は、第 1の位置と、第 1および第 2の位置間の中点との間に設けられる。

[0023] 好ましくは、選択酸化層は、第 1の位置と第 2の位置との略中点に設けられる。

[0024] 好ましくは、反射層は、第 1の屈折率を有する第 1の層と、第 1の屈折率よりも大きい第 2の屈折率を有する第 2の層とを交互に積層した構造力もなる。そして、選択酸ィ匕層は、第 1の層中に設けられる。

[0025] また、本発明によれば、面発光レーザ素子は、活性層と、共振器スぺーサ一層と、反射層と、電流狭窄層と、抑制層とを備える。共振器スぺーサ一層は、活性層の両側に設けられる。反射層は、共振器スぺーサ一層の両側に設けられ、活性層において発振した発振光を反射する。電流狭窄層は、活性層へ電流を注入するときの反射層の領域を制限する。抑制層は、活性層において発振した高次モード成分を抑制する。

[0026] 好ましくは、電流狭窄層および抑制層は、反射層中に設けられる。そして、活性層と抑制層との距離は、活性層と電流狭窄層との距離に等しい。

[0027] 好ましくは、抑制層は、発振光の電界の定在波分布の節に対応する反射層中の第 1の位置と、活性層側と反対方向において、定在波分布の節に対応した第 1の位置に隣接し、定在波分布の腹に対応する反射層中の第 2の位置との間に設けられた第 1の選択酸化層からなる。電流狭窄層は、第 1の選択酸化層と異なる第 2の選択酸化層からなる。そして、活性層と第 1の選択酸ィ匕層との距離は、活性層と第 2の選択酸化層との距離よりも大きい。

[0028] 好ましくは、第 2の選択酸化層は、発振光の電界の定在波分布の節に対応する位置に設けられる。

[0029] 好ましくは、反射層は、第 1および第 2の反射層を含む。第 1の反射層は、活性層の一方側に配置され、 n型の半導体からなる。第 2の反射層は、活性層に対して第 1の反射層と反対側に配置され、 p型の半導体からなる。そして、第 1の選択酸ィ匕層は、第 1の反射層中に配置され、第 2の選択酸化層は、第 2の反射層中に配置される。

[0030] 好ましくは、面発光レーザ素子は、抑制層と電流狭窄層との間に設けられ、活性層に電流を注入するための半導体層をさらに備える。抑制層は、発振光の電界の定在波分布の節に対応する反射層中の第 1の位置と、活性層側と反対方向において、定在波分布の節に対応した第 1の位置に隣接し、定在波分布の腹に対応する反射層中の第 2の位置との間に設けられた第 1の選択酸ィ匕層からなる。電流狭窄層は、第 1 の選択酸ィ匕層と異なる第 2の選択酸ィ匕層からなる。第 1および第 2の選択酸ィ匕層は、活性層に対して基板と反対側に設けられる。第 2の選択酸化層は、半導体層からの電流を制限して活性層に注入する。活性層と第 1の選択酸ィ匕層との距離は、活性層と第 2の選択酸ィ匕層との距離よりも大きい。

[0031] 好ましくは、第 2の選択酸ィ匕層の非酸ィ匕領域の面積は、第 1の選択酸化層の非酸化領域の面積よりも大きい。

[0032] 好ましくは、抑制層は、発振光の電界の定在波分布の節に対応する反射層中の第 1の位置と、活性層側と反対方向において、定在波分布の節に対応した第 1の位置に隣接し、定在波分布の腹に対応する反射層中の第 2の位置との間に設けられた選択酸化層からなる。電流狭窄層は、イオン注入され、活性層へ注入される電流が通過する領域よりも高い抵抗を有する高抵抗領域カゝらなる。活性層と抑制層との距離は、活性層と電流狭窄層との距離よりも大きい。

[0033] 好ましくは、反射層は、第 1および第 2の反射層を含む。第 1の反射層は、活性層に対して基板と反対側に設けられ、半導体からなる。第 2の反射層は、第 1の反射層上に設けられ、誘電体からなる。電流狭窄層は、第 1の反射層中に設けられる。抑制層は、発振光の電界の定在波分布の節に対応する第 2の反射層中の第 1の位置と、活性層側と反対方向において、定在波分布の節に対応した第 1の位置に隣接し、定在波分布の腹に対応する第 2の反射層中の第 2の位置との間に設けられるとともに、第 2の反射層の積層方向において隣接する誘電体と異なる屈折率を有する誘電体層からなる。

[0034] 好ましくは、面発光レーザ素子は、正極電極をさらに備える。電流狭窄層は、非酸化領域と基板の面内方向において非酸化領域の周囲に設けられる。そして、正極電極は、第 1の反射層の上部に設けられたコンタクト層の表面において酸ィ匕領域に対応する位置に設けられる。

[0035] さらに、本発明によれば、面発光レーザ素子は、単一基本モードで動作する面発光レーザ素子であって、活性層と、共振器スぺーサ一層と、反射層と、選択酸化層とを備える。共振器スぺーサ一層は、活性層の両側に設けられる。反射層は、共振器スぺーサ一層の両側に設けられ、活性層において発振した発振光を反射する。選択酸化層は、反射層中に設けられ、酸化領域と非酸化領域とからなる。そして、非酸化領域の面積は、 4〜20 μ m²の範囲である。 [0036] 好ましくは、非酸化領域の面積は、 4〜18. 5 m²の範囲である。

[0037] さらに、本発明によれば、面発光レーザアレイは上記いずれかの面発光レーザ素子を備える。

[0038] さらに、本発明によれば、電子写真システムは、上記いずれかの面発光レーザ素子

、または上記面発光レーザアレイを備える。

[0039] さらに、本発明によれば、光通信システムは、上記いずれかの面発光レーザ素子、または上記面発光レーザアレイを備える。

発明の効果

[0040] 本発明による面発光レーザ素子においては、選択酸化層が発振光の電界の定在波分布の節に対応する反射層中の第 1の位置と、活性層側と反対方向において、定在波分布の節に隣接する定在波分布の腹に対応する反射層中の第 2の位置との間に設けられる。その結果、活性層において発振した高次横モード成分が抑制され、単一基本横モード成分からなる発振光が出射される。

[0041] したがって、本発明によれば、単一基本横モードの出力を容易に向上できる。

[0042] また、本発明による面発光レーザ素子においては、選択酸化層における非酸化領域の面積が従来の面発光レーザ素子よりも大きい面積に設定される。

[0043] したがって、本発明によれば、単一基本横モードの出力を容易に向上できる。

[0044] さらに、本発明による面発光レーザアレイは、本発明による面発光レーザ素子を備えるので、高次横モード成分を抑制し、単一基本横モード成分力なる発振光を出射する。

[0045] したがって、本発明によれば、面発光レーザアレイにおいても、単一基本横モードの出力を容易に向上できる。

[0046] さらに、本発明による電子写真システムは、本発明による面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えるので、単一基本横モードで発振したレーザ光を用いて感光ドラム上に潜像を形成する。

[0047] したがって、本発明によれば、電子写真システムにお、て高速書き込みが可能である。

[0048] さらに、本発明による光通信システムは、本発明による面発光レーザ素子または面発光レーザアレイを備えるので、単一基本横モードで発振したレーザ光を用いて信号を送信する。

[0049] したがって、本発明によれば、伝送誤りを少なくして信号を送信できる。

図面の簡単な説明

[0050] [図 1]本発明の実施の形態 1による面発光レーザ素子の概略断面図である。

[図 2]図 1に示す反射層の一部の断面図である。

[図 3]図 1に示す面発光レーザ素子の共振領域の近傍を示す図である。

[図 4]図 1に示す面発光レーザ素子の共振領域の近傍を示す他の図である。

[図 5]図 1に示す面発光レーザ素子の作製方法を示す第 1の工程図である。

[図 6]図 1に示す面発光レーザ素子の作製方法を示す第 2の工程図である。

[図 7]図 1に示す面発光レーザ素子の作製方法を示す第 3の工程図である。

[図 8]選択酸化層を反射層中の高屈折率層中に配置した場合における有効屈折率差 Δ neff)および発振閾値利得と選択酸化層の位置との関係を示す図である。

[図 9]高屈折率層中における選択酸ィ匕層の位置を説明するための図である。

[図 10]選択酸化層を反射層中の低屈折率層中に配置した場合における有効屈折率差（ Δ neff)および発振閾値利得と選択酸化層の位置との関係を示す図である。

[図 11]低屈折率層中における選択酸ィ匕層の位置を説明するための図である。

[図 12]図 1に示す面発光レーザ素子の電流一光出力特性を示す図である。

[図 13]従来の面発光レーザ素子の電流-光出力特性を示す図である。

[図 14]図 1に示す面発光レーザ素子における基本横モード出力とピーク出力との比を非酸ィ匕領域の面積に対してプロットした図である。

[図 15]従来の面発光レーザ素子における基本横モード出力とピーク出力との比を非酸ィ匕領域の面積に対してプロットした図である。

[図 16]図 1に示す面発光レーザ素子の共振領域の近傍を示すさらに他の図である。

[図 17]図 1に示す面発光レーザ素子を用いた面発光レーザアレイの平面図である。

[図 18]図 1に示す面発光レーザ素子または図 16に示す面発光レーザアレイを用いた電子写真システムの概略図である。

[図 19]図 1に示す面発光レーザ素子を用、た光通信システムの概略図である。圆 20]実施の形態 2による面発光レーザ素子の概略断面図である。

圆 21]図 20に示す面発光レーザ素子の共振領域の近傍を示す図である。

[図 22]図 20に示す面発光レーザ素子を用いた面発光レーザアレイの平面図である。

[図 23]図 20に示す面発光レーザ素子または図 22に示す面発光レーザアレイを用いた電子写真システムの概略図である。

[図 24]図 20に示す面発光レーザ素子を用いた光通信システムの概略図である。圆 25]実施の形態 3による面発光レーザ素子の概略断面図である。

圆 26]図 25に示す面発光レーザ素子の共振領域の近傍を示す図である。

圆 27]抑制層として機能する選択酸ィ匕層を低屈折率層中に配置した場合における選択酸化層の位置と、利得比および有効屈折率差との関係を示す図である。

圆 28]抑制層として機能する選択酸ィ匕層を低屈折率層中に配置した場合における選択酸化層の位置と、発振閾値利得との関係を示す図である。

[図 29]実施の形態 4による面発光レーザ素子の概略断面図である。

圆 30]図 29に示す面発光レーザ素子の共振領域（=共振器スぺーサ一層および活性層からなる）の近傍を示す図である。

圆 31]図 29に示す面発光レーザ素子の作製方法を示す第 1の工程図である。

圆 32]図 29に示す面発光レーザ素子の作製方法を示す第 2の工程図である。

圆 33]図 29に示す面発光レーザ素子の作製方法を示す第 3の工程図である。

圆 34]図 29に示す面発光レーザ素子の作製方法を示す第 4の工程図である。

圆 35]実施の形態 5による面発光レーザ素子の概略断面図である。

圆 36]図 35に示す面発光レーザ素子の共振領域の近傍を示す図である。

圆 37]図 35に示す面発光レーザ素子の作製方法を説明する第 1の工程図である。圆 38]図 35に示す面発光レーザ素子の作製方法を説明する第 2の工程図である。圆 39]図 35に示す面発光レーザ素子の作製方法を説明する第 3の工程図である。圆 40]図 35に示す面発光レーザ素子の作製方法を説明する第 4の工程図である。

[図 41]実施の形態 6による面発光レーザ素子の概略断面図である。

圆 42]図 41に示す面発光レーザ素子の共振領域の近傍を示す図である。

圆 43]図 41に示す面発光レーザ素子の作製方法を示す第 1の工程図である。 [図 44]図 41に示す面発光レーザ素子の作製方法を示す第 2の工程図である。

[図 45]図 41に示す面発光レーザ素子の作製方法を示す第 3の工程図である。

[図 46]実施の形態 7による面発光レーザ素子の概略断面図である。

[図 47]図 46に示す面発光レーザ素子の共振領域の近傍を示す図である。

[図 48]図 46に示す面発光レーザ素子の作製方法を説明する第 1の工程図である。

[図 49]図 46に示す面発光レーザ素子の作製方法を説明する第 2の工程図である。

[図 50]図 46に示す面発光レーザ素子の作製方法を説明する第 3の工程図である。

[図 51]図 46に示す面発光レーザ素子の作製方法を説明する第 4の工程図である。

[図 52]図 46に示す面発光レーザ素子の共振領域の近傍を示す他の図である。発明を実施するための最良の形態

[0051] 本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

[0052] [実施の形態 1]

図 1は、本発明の実施の形態 1による面発光レーザ素子の概略断面図である。図 1 を参照して、本発明による実施の形態 1による面発光レーザ素子 100は、基板 101と、ノッファ層 102と、反射層 103, 107と、共振器スぺーサ一層 104, 106と、活'性層 105と、選択酸ィ匕層 108と、 =3ンタク卜層 109と、 SiO層 110と、絶縁' 14樹月旨 111と、 p

2

側電極 112と、 n側電極 113とを備える。なお、面発光レーザ素子 100は、 780nm帯の面発光レーザ素子である。

[0053] 基板 101は、 n型ガリウム砒素（n— GaAs)力もなる。ノッファ層 102は、 n— GaAs 力なり、基板 101の一主面に形成される。反射層 103は、 n—Al Ga As/Al

0. 9 0. 1 0.

Ga Asの対を一周期とした場合、 40. 5周期の [n—Al Ga As/Al Ga A

3 0. 7 0. 9 0. 1 0. 3 0. 7 s]からなり、ノッファ層 102上に形成される。

[0054] 共振器スぺーサ一層 104は、ノンドープ Al Ga Asからなり、反射層 103上に形

0. 6 0. 4

成される。活性層 105は、 AlGaAsZAl Ga Asの対を一周期とした場合、 3周期

0. 6 0. 4

の [AlGaAsZAl Ga As]からなる多重量子井戸構造を有し、共振器スぺーサ

0. 6 0. 4

一層 104上に形成される。そして、 AlGaAsは、 5. 6nmの膜厚を有し、 Al Ga A

0. 6 0. 4 sは、 7. 8nmの膜厚を有する。 [0055] 共振器スぺーサ一層 106は、ノンドープ Al Ga Asからなり、活性層 105上に形

0. 6 0. 4

成される。反射層 107は、 p— Al Ga As/Al Ga Asの対を一周期とした場

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

合、 26周期の [p—Al Ga As/Al Ga As]からなり、共振器スぺーサ一層 1

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

06上に形成される。

[0056] 選択酸ィ匕層 108は、 p— AlAsからなり、反射層 107中に設けられる。そして、選択酸ィ匕層 108は、非酸ィ匕領域 108aと酸ィ匕領域 108bとからなり、 20nmの膜厚を有する。

[0057] コンタクト層 109は、 p— GaAsからなり、反射層 107上に形成される。 SiO層 110

2 は、反射層 103の一部の一主面と、共振器スぺーサ一層 104、活性層 105、共振器スぺーサ一層 106、反射層 107、選択酸化層 108およびコンタクト層 109の端面とを覆うように形成される。

[0058] 絶縁性榭脂 111は、 SiO層 110に接して形成される。 p側電極 112は、コンタクト層

2

109の一部および絶縁性榭脂 111上に形成される。 n側電極 113は、基板 101の裏面に形成される。

[0059] そして、反射層 103, 107の各々は、活性層 105で発振した発振光をブラッグの多重反射により反射して活性層 105に閉じ込める半導体分布ブラッグ反射器を構成する。

[0060] 図 2は、図 1に示す反射層 103の一部の断面図である。図 2を参照して、反射層 10 3は、高屈折率層 1031と、低屈折率層 1032と、組成傾斜層 1033とを含む。高屈折率層 1031は、 Al Ga Asからなり、低屈折率層 1032は、 Al Ga Asからなり、

0. 3 0. 7 0. 9 0. 1

組成傾斜層 1033は、低屈折率層 1031および高屈折率層 1032の一方の組成から他方の組成へ向力つて組成を変化させた AlGaAsからなる。

[0061] 組成傾斜層 1033が設けられるのは、低屈折率層 1031と高屈折率層 1032との間の電気抵抗を低減するためである。

[0062] 高屈折率層 1031は、 dlの膜厚を有し、低屈折率層 1032は、 d2の膜厚を有し、組成傾斜層 1033は、 d3の膜厚を有する。

[0063] 組成傾斜層 1033を含まな、急峻な界面を備えた反射層の場合には、反射層を構成する低屈折率層と高屈折率層の膜厚は、ブラッグの多重反射の位相条件を満たす様に、レーザ発振波長（ λ = 780nm)に対して λ Ζ4η(ηは各半導体層の屈折率 )に設定される。

[0064] この λ Ζ4ηの膜厚は、各半導体層中における発振光の位相変化量が π Ζ2となる膜厚である。実施の形態 1のように、組成傾斜層 1033を含む場合では、各半導体層と組成傾斜層 1033を含めた厚さが、ブラッグの多重反射の条件を満たすように設定される。

[0065] そして、膜厚 d3は、たとえば、 20nmに設定され、 dl + d3および d2 + d3力ブラッグの多重反射の条件を満たすように、膜厚 dl, d2の各々が設定される。すなわち、反射層 103中における発振光の位相変化量が π Z2となるように、 dl + d3および d2 + d3の各々が設定される。

[0066] なお、反射層 107は、反射層 103と同じ構造力もなる。

[0067] 図 3は、図 1に示す面発光レーザ素子 100の共振領域の近傍を示す図である。なお、図 3においては、面発光レーザ素子 100の発振状態における発振光の電界の強度分布も模式的に示してヽる。

[0068] 図 3を参照して、面発光レーザ素子 100の共振領域は、共振器スぺーサ一層 104 , 106と、活性層 105とから構成される領域と定義される。振器スぺーサ一層 104, 1 06と、活性層 105とからなる共振領域は、これらの半導体層中における発振光の位相変化量が 2 πとなるように設定されており、一波長共振器構造を形成する。

[0069] また、誘導放出確率を高めるために、活性層 105は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)内における中央部に位置し、かつ、発振光の定在波分布における腹に対応する位置に設けられる。

[0070] 反射層 103, 107は、低屈折率層 1032側がそれぞれ共振器スぺーサ一層 104, 1 06に接するように構成されており、低屈折率層 1032と共振器スぺーサ一層 104, 1 06との界面（実施の形態 1においては組成傾斜層 1033)が発振光の電界の定在波分布における腹となっている。

[0071] また、上述したように、 dl + d3または d2 + d3は、発振光の位相変化量が π Ζ2になるように設定されるので、高屈折率層 1031と低屈折率層 1032との間の組成傾斜膜 1033が配置された位置では、腹と節とが交互に現れる。 [0072] 選択酸ィ匕層 108は、反射層 107において、共振領域（=共振器スぺーサ一層 104 , 106および活性層 105)力も 4周期目の低屈折率層 1032中に設けられる。より具体的には、選択酸ィ匕層 108は、発振波の電界の定在波分布における節の位置から活性層 105と反対側に発振光の位相変化量が π Ζ4となる距離 (すなわち、低屈折率層 1032の屈折率を ηとして λ Ζ8ηとなる距離)だけずらせた位置に設けられる。

[0073] そして、選択酸化層 108を設けた低屈折率層 1032の膜厚は、組成傾斜層 1033 の一部を含めた発振波長に対する位相変化量が 3 π Ζ2となる膜厚に設定される。このように、反射層 107の構成層における発振光の位相変化量が π Ζ2の奇数倍になる場合、多重反射の位相条件を満たすことができる。

[0074] 図 4は、図 1に示す面発光レーザ素子 100の共振領域の近傍を示す他の図である。なお、図 4においても、面発光レーザ素子 100の発振状態における発振光の電界の強度分布も模式的に示している。

[0075] 図 4を参照して、選択酸ィ匕層 108は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 104, 106 および活性層 105)から 4周期目の高屈折率層 1031中に設けられる。より具体的には、選択酸化層 108は、発振波の電界の定在波分布における 4周期目の節と、活性層 105から遠ざ力る方向において 4周期目の節に隣接する腹との間に設けられる。その他は、図 3における説明と同じである。

[0076] このように、本発明よる面発光レーザ素子 100においては、選択酸化層 108は、共振領域（ =共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)から 4周期目の高屈折率層 1031中、または共振領域（=共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 1 05)から 4周期目の低屈折率層 1032中に設けられる。

[0077] 図 5、図 6および図 7は、それぞれ、図 1に示す面発光レーザ素子 100の作製方法を示す第 1から第 3の工程図である。図 5を参照して、一連の動作が開始されると、有機金属気相成長法（MOCVD : Metal Organic Chemical Vapor Deposition )を用いて、ノッファ層 102、反射層 103、共振器スぺーサ一層 104、活性層 105、共振器スぺーサ一層 106、反射層 107、選択酸化層 108、およびコンタクト層 109を基板 101上に順次積層する（図 5の工程 (a)参照)。

[0078] この場合、バッファ層 102の n— GaAsをトリメチルガリウム（TMG)、アルシン（AsH )およびセレン化水素（H Se)を原料として形成し、反射層 103の n—Al Ga As

3 2 0. 9 0. 1 および n— Al Ga Asをトリメチルアルミニウム（TMA)、トリメチルガリウム（TMG)

0. 3 0. 7

、アルシン (AsH )およびセレン化水素（H Se)を原料として形成する。

3 2

[0079] また、共振器スぺーサ一層 104のノンドープ Al Ga Asをトリメチルアルミニウム

0. 6 0. 4

(TMA)、トリメチルガリウム (TMG)およびアルシン (AsH )を原料として形成し、活

3

性層 105の AlGaAsZAl Ga Asをトリメチルアルミニウム（TMA)、トリメチルガリ

0. 6 0. 4

ゥム (TMG)およびアルシン (AsH )を原料として形成する。

3

[0080] さらに、共振器スぺーサ一層 106のノンドープ Al Ga Asをトリメチルアルミニゥ

0. 6 0. 4

ム（TMA)、トリメチルガリウム (TMG)およびアルシン (AsH )を原料として形成し、

3

反射層 107の p— Al Ga As/Al Ga Asをトリメチルアルミニウム（TMA)、ト

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

リメチルガリウム (TMG)、アルシン (AsH )および四臭化炭素（CBr )を原料として

3 4

形成する。

[0081] さらに、選択酸化層 108の p— AlAsをトリメチルアルミニウム（TMA)、アルシン (As H )および四臭化炭素（CBr )を原料として形成し、コンタクト層 109の p— GaAsをト

3 4

形成する。

[0082] その後、コンタクト層 109の上にレジストを塗布し、写真製版技術を用いて、コンタクト層 109上にレジストパターン 120を形成する（図 5の工程 (b)参照）。この場合、レジストパターン 120は、 1辺が 20 μ mである正方形の形状を有する。

[0083] レジストパターン 120を形成すると、その形成したレジストパターン 120をマスクとして用いて、共振器スぺーサ一層 104、活性層 105、共振器スぺーサ一層 106、反射層 107、選択酸化層 108およびコンタクト層 109の周辺部をドライエッチングにより除去し、さらに、レジストパターン 120を除去する（図 5の工程 (c)参照)。

[0084] 次に、図 6を参照して、図 5に示す工程 (c)の後、 85°Cに加熱した水を窒素ガスでパブリングした雰囲気中において、試料を 425°Cに加熱して、選択酸化層 108の周囲を外周部から中央部に向けて酸ィ匕し、選択酸化層 108中に非酸化領域 108aと酸化領域 108bとを形成する（図 6の工程 (d)参照)。この場合、非酸ィ匕領域 108aは、 1 辺が 4 μ mである正方形力なる。 [0085] その後、気相化学堆積法（CVD : Chemical Vapour Deposition)を用いて、試料の全面に SiO層 110を形成し、写真製版技術を用いて光出射部となる領域およ

2

びその周辺領域の SiO層 110を除去する（図 6の工程 (e)参照)。

2

[0086] 次に、試料の全体に絶縁性榭脂 111をスピンコートにより塗布し、光出射部となる領域上の絶縁性榭脂 111を除去する（図 6の工程 (f)参照)。

[0087] 図 7を参照して、絶縁性榭脂 111を形成した後、光出射部となる領域上に 1辺が 8

IX mであるレジストパターンを形成し、試料の全面に p側電極材料を蒸着により形成し、レジストパターン上の p側電極材料をリフトオフにより除去して p側電極 112を形成する（図 7の工程 (g)参照)。そして、基板 101の裏面を研磨し、基板 101の裏面に n 側電極 113を形成し、さらに、ァニールして p側電極 112および n側電極 113のォーミック導通を取る（図 7の工程 (h)参照)。これによつて、面発光レーザ素子 100が作製される。

[0088] 図 8は、選択酸化層 108を反射層 107中の高屈折率層 1031中に配置した場合における有効屈折率差（ Δ neff)および発振閾値利得と選択酸化層 108の位置との関係を示す図である。

[0089] 図 8において、縦軸は、非酸化領域 108aと酸化領域 108bとの有効屈折率差（ Δ η eff)を非酸ィ匕領域 108aにおける有効屈折率 neffで規格ィ匕した値および発振閾値利得を表し、横軸は、選択酸化層 108の位置を表す。

[0090] また、曲線 klは、 A neffZneffと選択酸ィ匕層 108の位置との関係を示し、曲線 k2 は、非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得を示し、曲線 k3は、酸化領域 108b〖こおける発振閾値利得を示す。

[0091] なお、発振閾値利得は、共振器損失 (ミラーの反射損失)に相当するものであり、発振閾値利得が大きい程、共振器損失 (ミラーの反射損失)が大きいことを意味する。

[0092] 図 9は、高屈折率層 1031中における選択酸ィ匕層 108の位置を説明するための図である。図 9を参照して、選択酸ィ匕層 108は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 104 , 106および活性層 105)力も 4周期目の高屈折率層 1031中に設けられる。そして、選択酸ィ匕層 108の位置力 S"0"である場合、選択酸ィ匕層 108は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)力も 4周期目の低屈折率層 1032と高屈折率層 1031との界面（=発振光の電界の定在波分布において共振領域力も 4周期目の節）に配置される。

[0093] また、選択酸化層 108の位置が" 0. 25"である場合、選択酸化層 108は、共振領域（ =共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)から 4周期目の高屈折率層 1031と 5周期目の低屈折率層 1032との界面（=発振光の電界の定在波分布において共振領域力 5周期目の腹）に配置される。

[0094] さらに、選択酸ィ匕層 108の位置が" 0. 5"である場合、選択酸ィ匕層 108は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)から 5周期目の低屈折率層 1032と 5周期目の高屈折率層 1031との界面（=発振光の電界の定在波分布において共振領域力 5周期目の節）に配置される。

[0095] さらに、選択酸ィ匕層 108の位置力 V— 25"である場合、選択酸ィ匕層 108は、共振領域（ =共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)から 3周期目の高屈折率層 1031と 4周期目の低屈折率層 1032との界面（=発振光の電界の定在波分布において共振領域から 4周期目の腹）に配置される。

[0096] したがって、選択酸ィ匕層 108の位置が正であることは、共振領域（=共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)力も 4周期目の高屈折率層 1031と低屈折率層 1032との界面からさらに活性層 105の方向と反対方向へ行くことを意味し、選択酸化層 108の位置が負であることは、共振領域（=共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)から 4周期目の高屈折率層 1031と低屈折率層 1032との界面力ゝら活性層 105へ近づくことを意味する。

[0097] また、 0. 25"の位置および" 0. 25"の位置は、発振光の電界の定在波分布の腹に相当する位置である。

[0098] 再び、図 8を参照して、 A neffZneffは、選択酸化層 108の位置が "0 "から正の方向へ移動するに伴って大きくなり、選択酸化層 108の位置が約 0. 25の位置で、極大になる。そして、 A neffZneffは、選択酸化層 108の位置が 0. 25力 0. 5の方向へ移動するに伴って減少する（曲線 kl参照)。

[0099] また、非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得は、選択酸ィ匕層 108の位置が" 0 力も正の方向へ移動すると、若干、大きくなり、選択酸ィ匕層 108の位置が" 0. 125 "になると極大になる。そして、非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得は、選択酸化層 108の位置が" 0. 125"から" 0. 25"へ移動するに伴って小さくなる（曲線 k2参照）。

[0100] 一方、酸ィ匕領域 108bにおける発振閾値利得は、選択酸ィ匕層 108の位置が "0 "から正の方向へ移動すると、急激に大きくなり、選択酸ィ匕層 108の位置が" 0. 125"付近になると、極大になる。そして、酸ィ匕領域 108bにおける発振閾値利得は、選択酸化層 108の位置が〃 0. 125"から" 0. 25"へ移動するに伴って小さくなる（曲線 k3参照)。

[0101] したがって、非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得と酸ィ匕領域 108bにおける発振閾値利得との差は、選択酸ィ匕層 108の位置が" 0〃および" 0. 25"である場合、最小になり、選択酸ィ匕層 108の位置が" 0"から〃 0. 125"へ移動するに伴って大きくなる。そして、非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得と酸ィ匕領域 108bにおける発振閾値利得との差は、選択酸ィ匕層 108の位置力 S"0. 125"から" 0. 25"へ移動するに伴つて小さくなる（曲線 k2, k3参照)。

[0102] そして、上述したように、発振閾値利得が大き!/、程、共振器損失 (ミラーの反射損失 )が大きいことを意味するので、選択酸ィ匕層 108が "0 "ど' 0. 125"との間に存在する場合、酸ィ匕領域 108bは、共振領域（=共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)における損失を非酸ィ匕領域 108aよりも大きくする。

[0103] ここで、高次横モードは、基本横モードに比べて、横方向のモード分布が広ぐ酸化領域 108bとの空間的な重なりが大きいので、酸ィ匕領域 108bにおける発振閾値利得は、高次横モードの発振閾値利得に対応し、非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得は、基本横モードの発振閾値利得に対応して!/ヽる。

[0104] そうすると、選択酸ィ匕層 108が "0 "ど' 0. 125"との間に存在する場合、酸化領域 10 8bの発振閾値利得が非酸ィ匕領域 108aの発振閾値利得よりも大きいことは、高次横モードの損失を基本横モードの損失よりも大きくする、すなわち、高次横モードを抑制することを意味する。

[0105] したがって、選択酸ィ匕層 108を" 0〃ど' 0. 125"との間に配置することによって、選択酸ィ匕層 108の酸ィ匕領域 108bは、高次横モードを抑制する抑制層および活性層 105 へ電流を注入するときの電流狭窄層として機能する。 [0106] 図 10は、選択酸化層 108を反射層 107中の低屈折率層 1032中に配置した場合における有効屈折率差（ Δ neff)および発振閾値利得と選択酸化層 108の位置との関係を示す図である。

[0107] 図 10において、縦軸は、非酸化領域 108aと酸化領域 108bとの有効屈折率差（Δ neff)を非酸ィ匕領域 108aにおける有効屈折率 neffで規格ィ匕した値および発振閾値利得を表し、横軸は、選択酸化層 108の位置を表す。

[0108] また、曲線 k4は、 A neffZneffと選択酸ィ匕層 108の位置との関係を示し、曲線 k5 は、非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得を示し、曲線 k6は、酸化領域 108b〖こおける発振閾値利得を示す。

[0109] なお、図 10における曲線 kl, k2, k3は、図 8に示す曲線 kl, k2, k3と同じである。

[0110] 図 11は、低屈折率層 1032中における選択酸ィ匕層 108の位置を説明するための図である。図 11を参照して、共振領域（=共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)力も 4周期目の低屈折率層 1032の膜厚は、この領域における共振光の位相変化量が 3 π Ζ2となる膜厚 (すなわち、 3 λ Ζ4になる膜厚： λは共振波長、 ηは低屈折率層 1032の屈折率）に設定している。そして、選択酸化層 108を高屈折率層 1031ではなく、低屈折率層 1032中に設けて、る。

[0111] この場合、共振領域（=共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)から 3 周期目の高屈折率層 1031と 4周期目の低屈折率層 1032との界面が選択酸ィ匕層 1 08の位置" 0〃になり、その位置 "0 "から活性層 105と反対方向が正の方向であり、その位置 "0 "から活性層 105に近づく方向が負の方向である。

[0112] 再び、図 10を参照して、 A neffZneffは、選択酸化層 108の位置が "0 "から正の方向へ移動するに伴って大きくなり、選択酸化層 108の位置が約 0. 25の位置で最大になる。そして、 A neffZneffは、選択酸化層 108の位置が 0. 25力 0. 5の方向へ移動するに伴って減少する（曲線 k4参照)。

[0113] また、非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得は、選択酸ィ匕層 108の位置が" 0〃力正の方向および負の方向へ移動しても、殆ど変化しない（曲線 k5参照)。

[0114] 一方、酸ィ匕領域 108bにおける発振閾値利得は、選択酸化層 108の位置が "0 "から正の方向へ移動すると、急激に大きくなり、選択酸ィ匕層 108の位置が" 0. 125"付近になると、極大になる。そして、酸ィ匕領域 108bにおける発振閾値利得は、選択酸化層 108の位置が〃 0. 125"から" 0. 25"へ移動するに伴って小さくなる（曲線 k6参照)。

[0115] したがって、非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得と酸ィ匕領域 108bにおける発振閾値利得との差は、選択酸ィ匕層 108の位置が" 0〃および" 0. 25"である場合、最小になり、選択酸ィ匕層 108の位置が" 0"から〃 0. 125"へ移動するに伴って大きくなる。そして、非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得と酸ィ匕領域 108bにおける発振閾値利得との差は、選択酸ィ匕層 108の位置力 S"0. 125"から" 0. 25"へ移動するに伴つて小さくなる（曲線 k5, k6参照)。

[0116] その結果、図 8において説明したように、共振領域（=共振器スぺーサ一層 104, 1 06および活性層 105)から 4周期目の低屈折率層 1032中に配置された選択酸化層 108は、高次横モードを抑制する。なお、選択酸化層 108は、共振領域から 4周期目以外の低屈折率層 1032中に配置された場合も高次横モードを抑制する。

[0117] そして、選択酸ィ匕層 108を共振領域（=共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)から 4周期目の低屈折率層 1032中に配置した場合における非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得と酸ィ匕領域 108bにおける発振閾値利得との差は、選択酸化層 108を共振領域 ( =共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105)から 4周期目の高屈折率層 1031中に配置した場合における非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得と酸ィ匕領域 108bにおける発振閾値利得との差よりも大きいので（曲線 k2, k3, k5, k6参照）、低屈折率層 1032中に配置された選択酸ィ匕層 108は、高屈折率層 1031中に配置された選択酸化層 108よりも効果的に高次横モードを抑制する。

[0118] なお、選択酸ィ匕層 108の位置力 S"0. 125"である場合、非酸ィ匕領域 108aにおける発振閾値利得と酸ィ匕領域 108bにおける発振閾値利得との差が最大になるので、好ましくは、選択酸ィ匕層 108は、位置 "0 "と位置" 0. 25"との中間点、すなわち、発振光の電界の定在波分布の節に相当する位置と、活性層 105と反対方向において、その節に隣接する腹に相当する位置との中間点に配置される。また、低屈折率層 1032 中に設けた場合の方が、選択酸ィ匕層 108とのバンド不連続量も小さくできるので、電気抵抗を小さくできる。

[0119] 図 12は、図 1に示す面発光レーザ素子 100の電流-光出力特性を示す図である。

また、図 13は、従来の面発光レーザ素子の電流-光出力特性を示す図である。なお、従来の面発光レーザ素子においては、選択酸化層は、発振光の電界の定在波分布における節の位置に形成された。また、面発光レーザ素子 100および従来の面発光レーザ素子においては、非酸ィ匕領域の一辺の長さを 4 mに設定した。

[0120] 図 12および図 13において、縦軸は、光出力を表し、横軸は、電流を表す。従来の面発光レーザ素子においては、 4mA程度の注入電流において、高次横モードの発振が開始されており、電流—光出力特性にキンクが現れている（図 13参照)。

[0121] 一方、面発光レーザ素子 100においては、高次横モードが効果的に抑制され、ほぼピーク出力まで、単一基本横モード発振が得られている（図 12参照)。

[0122] したがって、選択酸ィ匕層 108の位置を発振光の電界の定在波分布における節と腹との間に設けることによって、ほぼピーク出力まで高次横モード発振を抑制しながら単一基本モード発振を実現できる。

[0123] 図 14は、図 1に示す面発光レーザ素子 100における基本横モード出力とピーク出力との比を非酸ィ匕領域 108aの面積に対してプロットした図である。また、図 15は、従来の面発光レーザ素子における基本横モード出力とピーク出力との比を非酸ィ匕領域の面積に対してプロットした図である。

[0124] 図 14および図 15において、縦軸は、基本横モード出力 Zピーク出力を表し、横軸は、非酸化領域の面積を表す。なお、図 14および図 15における基本横モード出力とは、高次横モード抑圧比（SMSR)が 20dBとなる時の出力と定義している。すなわち、ピーク出力において、単一基本横モード発振（SMSR〉20dB)である場合、縦軸の基本横モード出力 Zピーク出力は" 1"となる。

[0125] 従来の面発光レーザ素子においては、非選択領域の面積が大きくなるに従って、基本横モード出力 Zピーク出力は、急激に低下する。そして、ピーク出力まで単一基本横モード発振が可能な非酸ィ匕領域の面積は 4 m²程度までであった（図 15参照）

[0126] 一方、面発光レーザ素子 100においては、基本横モード出力 Zピーク出力は、非酸化領域 108aの面積力〜18. 5 m²の範囲では〃 1 "であり、非酸化領域 108aの面積が 4〜20 μ m²の範囲において単一基本横モード発振（SMSR〉20dB)が可能である（図 14参照)。

[0127] このように、より大きな非酸ィ匕領域 108aの面積においても、単一基本横モード発振を得ることができ、従来の面発光レーザ素子における非酸ィ匕領域の面積を飛躍的に大きくできた。その結果、面発光レーザ素子 100の発光強度を強くできる。

[0128] 図 16は、図 1に示す面発光レーザ素子 100の共振領域の近傍を示すさらに他の図である。図 16を参照して、選択酸ィ匕層 108は、反射層 107中において、共振領域（ =共振器スぺーサ一層 104, 106および活性層 105からなる）力も 2周期目の低屈折率層 1032中に設けられてもよい。すなわち、選択酸ィ匕層 108は、発振光の電界の定在波分布における活性層 105から 2周期目の節に相当する位置から、活性層 1 05と反対方向において、発振光の位相変化量が π Ζ8 (= λ Ζΐ6η)となる距離だけ移動した位置に配置されてもよ!、。

[0129] 選択酸ィ匕層 108が図 16に示す配置位置に配置された面発光レーザ素子 100も、選択酸ィ匕層 108が図 3に示す配置位置に配置された面発光レーザ素子 100と同様に、非酸ィ匕領域 108aの面積を大きくできるとともに、単一基本横モード発振を得ることができる。また、選択酸化層 108の位置の調整は、制御性に優れた MOCVD成長によって、非常に容易に行うことができる。

[0130] 図 17は、図 1に示す面発光レーザ素子 100を用いた面発光レーザアレイの平面図である。図 17を参照して、面発光レーザアレイ 300は、 24個の面発光レーザ素子 10 0を所定の間隔で略菱形に配列した構造力なる。

[0131] 上述したように、面発光レーザ素子 100は、高次横モード発振を抑制して単一基本横モード発振をほぼピーク出力まで得ることができるので、面発光レーザアレイ 300 も、ほぼピーク出力まで単一基本横モード発振による発振光を出射できる。

[0132] また、面発光レーザ素子 100は、非酸ィ匕領域 108aの面積を約 20 μ m²まで大きくできるので、面発光レーザアレイ 300は、より高出力の発振光を出射できる。

[0133] 図 18は、図 1に示す面発光レーザ素子 100または図 17に示す面発光レーザアレイ 300を用いた電子写真システムの概略図である。図 18を参照して、電子写真システム 400は、感光ドラム 401と、光学走査系 402と、書き込み光源 403と、同期帘1』御回路 404とを備える。

[0134] 感光ドラム 401は、同期制御回路 404からの制御に従って、光学走査系 402からの成形ビームによって潜像を形成する。光学走査系 402は、ポリゴンミラーおよびレンズ収束系からなり、同期制御回路 404からの制御に従って、書き込み光源 403からのレーザ光を感光ドラム 401上に集光する。

[0135] 書き込み光源 403は、面発光レーザ素子 100または面発光レーザアレイ 300からなり、同期制御回路 404からの制御に従って単一基本横モードのレーザ光を発振し、その発振したレーザ光を光学走査系 402へ出射する。同期制御回路 404は、感光ドラム 401、光学走査系 402および書き込み光源 403を制御する。

[0136] 上述したように、面発光レーザ素子 100および面発光レーザアレイ 300は、単一基本横モードのレーザ光を高出力で発振可能であるので、電子写真システム 400においては、高速書き込みが可能であり、さらに、高精細な画像を得ることができる。

[0137] 図 19は、図 1に示す面発光レーザ素子 100を用いた光通信システムの概略図である。図 19を参照して、光通信システム 500は、機器 510, 520と、光ファイバアレイ 53 0とを備える。

[0138] 機器 510は、駆動回路 511と、レーザアレイモジュール 512とを含む。駆動回路 51 1は、レーザアレイモジュール 512を駆動する。レーザアレイモジュール 512は、面発光レーザ素子 100を 1次元に配列したアレイモジュール力もなる。そして、 1次元に配列された複数の面発光レーザ素子 100は、光ファイバアレイ 530の各光ファイバに連結されている。

[0139] レーザアレイモジュール 512は、駆動回路 511によって駆動されると、単一基本横モード成分力なるレーザ光を発振し、送信信号を光信号に変換して光ファイバァレィ 530を介して機器 520へ送信する。なお、光通信システム 500においては、 1次元に配列された複数の面発光レーザ素子 100は、「面発光レーザアレイ」を構成する。

[0140] 機器 520は、フォトダイオードアレイモジュール 521と、信号検出回路 522とを含む。フォトダイオードアレイモジュール 521は、 1次元に配列された複数のフォトダイォードカもなる。そして、複数のフォトダイオードは、光ファイバアレイ 530の各ファイバに連結されている。したがって、フォトダイオードアレイモジュール 521の各フォトダイォードは、各光ファイバを介してレーザアレイモジュール 512の各面発光レーザ素子 1 00に接続されている。

[0141] フォトダイオードアレイモジュール 521は、光ファイバアレイ 530から光信号を受信し、その受信した光信号を電気信号に変換する。そして、フォトダイオードアレイモジュール 521は、その変換した電気信号を受信信号として信号検出回路 522へ出力する。信号検出回路 522は、フォトダイオードアレイモジュール 521から受信信号を受け、その受けた受信信号を検出する。

[0142] 光ファイバアレイ 530は、機器 510のレーザアレイモジュール 512を機器 520のフォトダイオードアレイモジュール 521に連結する。

[0143] 上述したように、面発光レーザ素子 100は、単一基本横モードで高出力なレーザ光を出射できるので、機器 510は、伝送誤りを少なくして信号を機器 520へ送信できるその結果、光通信システム 500の信頼性を向上できる。

[0144] なお、光通信システム 500においては、並列光インターコネクションシステムを例に説明したが、本発明による光通信システムは、これに限られず、単一の面発光レーザ素子 100を用いたシリアル伝送システムであってもよ!/、。

[0145] また、機器間の他にも、ボード間、チップ間およびチップ内インターコネクション等に応用してちょい。

[0146] なお、選択酸ィ匕層 108の酸ィ匕領域 108bは、「電流狭窄層」および「抑制層」を構成する。

[実施の形態 2]

図 20は、実施の形態 2による面発光レーザ素子の概略断面図である。図 20を参照して、実施の形態 2による面発光レーザ素子 200は、基板 201と、バッファ層 202と、反射層 203, 207と、共振器スぺーサ一層 204, 206と、活性層 205と、選択酸化層 208と、 =3ンタク卜層 209と、 SiO層 210と、絶縁' 14樹月旨 211と、 pftlj電極 212と、 ι ^則

2

電極 213とを備える。なお、面発光レーザ素子 200は、 980nm帯の面発光レーザ素子である。 [0147] 基板 201は、 n— GaAsからなる。バッファ層 202は、 n— GaAsからなり、基板 201 の一主面に形成される。反射層 203は、 n— Al Ga AsZGaAsの対を一周期と

0. 9 0. 1

した場合、 35. 5周期の [n— Al Ga AsZGaAs]力もなり、バッファ層 202上に

0. 9 0. 1

形成される。

[0148] 共振器スぺーサ一層 204は、ノンドープ GaAsからなり、反射層 203上に形成される。活性層 205は、 InGaAsZGaAsを一対とした多重量子井戸構造を有し、共振器スぺーサ一層 204上に形成される。

[0149] 共振器スぺーサ一層 206は、ノンドープ GaAsからなり、活性層 205上に形成される。反射層 207は、 p— Al Ga AsZGaAsの対を一周期とした場合、 24周期の [

0. 9 0. 1

p-Al Ga AsZGaAs]からなり、共振器スぺーサ一層 206上に形成される。

0. 9 0. 1

[0150] 選択酸ィ匕層 208は、 p— AlAsからなり、反射層 207中に設けられる。そして、選択酸ィ匕層 208は、非酸ィ匕領域 208aと酸ィ匕領域 208bとからなる。

[0151] コンタクト層 209は、 p— GaAsからなり、反射層 207上に形成される。 SiO層 210

2 は、反射層 203の一部の一主面と、共振器スぺーサ一層 204、活性層 205、共振器スぺーサ一層 206、反射層 207、選択酸化層 208およびコンタクト層 209の端面とを覆うように形成される。

[0152] 絶縁性榭脂 211は、 SiO層 210に接して形成される。 p側電極 212は、コンタクト層

2

209の一部および絶縁性榭脂 211上に形成される。 n側電極 213は、基板 201の裏面に形成される。

[0153] そして、反射層 203, 207の各々は、活性層 205で発振した発振光をブラッグの多重反射により反射して活性層 205に閉じ込める半導体分布ブラッグ反射器を構成する。

[0154] 面発光レーザ素子 200においても、反射層 203, 207の各々は、反射層 203, 207 中における低屈折率層 (Al Ga As)および高屈折率層 (GaAs)の一方の組成か

0. 9 0. 1

ら他方の組成へ向カゝつて組成が変化した AlGaAsからなる組成傾斜層を含む。そして、組成傾斜層は、 20nmの膜厚を有し、この膜厚は、低屈折率層 (Al Ga As)

0. 9 0. 1 および高屈折率層（GaAs)のそれぞれと、組成傾斜層の一部とを合わせた領域における発振光の位相変化量が π Ζ2となる膜厚に設定されており、発振光に対するブラッグの多重反射の位相条件を満たして、る。

[0155] 図 21は、図 20に示す面発光レーザ素子 200の共振領域の近傍を示す図である。

なお、図 21においては、面発光レーザ素子 200の発振状態における発振光の電界の強度分布も模式的に示している。

[0156] 図 21を参照して、面発光レーザ素子 200の共振領域は、共振器スぺーサ一層 20 4, 206と、活性層 205とから構成される領域と定義される。振器スぺーサ一層 204, 206と、活性層 205とからなる共振領域は、これらの半導体層中における発振光の位相変化量が 2 πとなるように設定されており、一波長共振器構造を形成する。

[0157] また、誘導放出確率を高めるために、活性層 205は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 204, 206および活性層 205)内における中央部に位置し、かつ、発振光の定在波分布における腹に対応する位置に設けられる。

[0158] 反射層 203, 207は、低屈折率層 2032側がそれぞれ共振器スぺーサ一層 204, 2 06に接するように構成されており、低屈折率層 2032と共振器スぺーサ一層 204, 2 06との界面（実施の形態 2においては組成傾斜層 2033)が発振光の電界の定在波分布における腹となっている。

[0159] また、実施の形態 1と同じように、高屈折率層 2031と低屈折率層 2032との間の組成傾斜膜 2033が配置された位置では、腹と節とが交互に現れる。

[0160] 選択酸ィ匕層 208は、反射層 207において、共振領域（=共振器スぺーサ一層 204 , 206および活性層 205)から 1周期目の高屈折率層 2032中に設けられる。より具体的には、選択酸ィ匕層 208は、発振波の電界の定在波分布における節の位置から活性層 205と反対側に発振光の位相変化量が 3 π ZlOとなる距離 (すなわち、高屈折率層 2032の屈折率を nとして 3 λ Ζ20ηとなる距離)だけずらせた位置に設けられる。この選択酸ィ匕層 208の位置は、高屈折率層 2031の中央 (節力もの発振光の位相変化量が π Ζ4となる位置)よりも定在波分布の腹側に変位させた位置である。

[0161] 図 20に示す面発光レーザ素子 100は、図 5、図 6および図 7に示す工程（a)〜工程

(h)に従って作製される。この場合、基板 101、バッファ層 102、反射層 103, 107、共振器スぺーサ一層 104, 106、活性層 105、選択酸化層 108、コンタクト層 109、 S iO層 110、絶縁性榭脂 111、 p側電極 112、および n側電極 113をそれぞれ基板 20 1、ノッファ層 202、反射層 203, 207、共振器スぺーサ一層 204, 206、活性層 205 、選択酸化層 208、コンタクト層 209、 SiO層 210、絶縁性榭脂 211、 p側電極 212、

2

および n側電極 213に読み替えればよい。

[0162] また、図 5に示す工程（a)においては、バッファ層 202の n—GaAsをトリメチルガリウム（TMG)、アルシン (AsH )およびセレン化水素（H Se)を原料として形成し、反射

3 2

層 203の n— Al Ga Asをトリメチルアルミニウム（TMA)、トリメチルガリウム（TM

0. 9 0. 1

G)、アルシン (AsH )およびセレン化水素（H Se)を原料として形成し、反射層 203

3 2

の n— GaAsをトリメチルガリウム（TMG)、アルシン（AsH )およびセレン化水素（H

3 2

Se)を原料として形成する。

[0163] また、共振器スぺーサ一層 204のノンドープ GaAsをトリメチルガリウム（TMG)およびアルシン (AsH )を原料として形成し、活性層 205の InGaAsをトリメチルインジゥ

3

ム（TMI)、トリメチルガリウム (TMG)およびアルシン (AsH )を原料として形成し、活

3

3 ' 成する。

[0164] さらに、共振器スぺーサ一層 206のノンドープ GaAsをトリメチルガリウム（TMG)およびアルシン (AsH )を原料として形成し、反射層 107の p—Al Ga Asをトリメチ

3 0. 9 0. 1

ルアルミニウム（TMA)、トリメチルガリウム（TMG)、アルシン（AsH )および四臭化

3

炭素（CBr )を原料として形成し、反射層 108の p— GaAsをトリメチルガリウム (TMG

4

)、アルシン (AsH )および四臭化炭素 (CBr )を原料として形成する。

3 4

[0165] さらに、選択酸化層 208の p— AlAsをトリメチルアルミニウム（TMA)、アルシン (As H )および四臭化炭素（CBr )を原料として形成し、コンタクト層 209の p— GaAsをト

3 4

形成する。

[0166] さらに、面発光レーザ素子 200の作製においては、光出射部に相当する領域は、一辺が 25 /z mの正方形の形状からなり、選択酸ィ匕層 208の非酸ィ匕領域 208aは、一辺の長さが 5 μ mに設定された。

[0167] その他は、図 5、図 6および図 7に示す作製方法において説明したとおりである。

[0168] 面発光レーザ素子 200は、面発光レーザ素子 100と同じように、ピーク出力まで単一基本横モードで発振でき、従来の面発光レーザ素子の単一基本横モードの出力に比べて高い出力を得ることができる。

[0169] 図 22は、図 20に示す面発光レーザ素子 200を用いた面発光レーザアレイの平面図である。図 22を参照して、面発光レーザアレイ 300Aは、 24個の面発光レーザ素子 200を所定の間隔で略菱形に配列した構造力もなる。

[0170] 上述したように、面発光レーザ素子 200は、高次横モード発振を抑制して単一基本横モード発振をほぼピーク出力まで得ることができるので、面発光レーザアレイ 300 Aも、ほぼピーク出力まで単一基本横モード発振による発振光を出射できる。

[0171] また、面発光レーザ素子 200は、非酸ィ匕領域 208aの面積を面発光レーザ素子 10 0の非酸ィ匕領域 108aと同じように大きくできるので、面発光レーザアレイ 300Aは、より高出力の発振光を出射できる。

[0172] 図 23は、図 20に示す面発光レーザ素子 200または図 22に示す面発光レーザァレィ 300Aを用いた電子写真システムの概略図である。図 23を参照して、電子写真システム 400Aは、図 18に示す電子写真システム 400の書き込み光源 403を書き込み光源 403Aに代えたものであり、その他は、電子写真システム 400と同じである。

[0173] 書き込み光源 403Aは、面発光レーザ素子 200または面発光レーザアレイ 300A からなり、同期制御回路 404からの制御に従って単一基本横モードのレーザ光を発振し、その発振したレーザ光を光学走査系 402へ出射する。

[0174] 上述したように、面発光レーザ素子 200および面発光レーザアレイ 300Aは、単一基本横モードのレーザ光を高出力で発振可能であるので、電子写真システム 400A においては、高速書き込みが可能であり、さらに、高精細な画像を得ることができる。

[0175] その他は、電子写真システム 400と同じである。

[0176] 図 24は、図 20に示す面発光レーザ素子 200を用いた光通信システムの概略図である。図 24を参照して、光通信システム 500Aは、図 19に示す光通信システム 500 のレーザアレイモジュール 512をレーザアレイモジュール 512Aに代えたものであり、その他は、光通信システム 500と同じである。

[0177] レーザアレイモジュール 512Aは、面発光レーザ素子 200を 1次元に配列したァレィモジュール力もなる。そして、 1次元に配列された複数の面発光レーザ素子 200は、光ファイバアレイ 530の各光ファイバに連結されている。

[0178] レーザアレイモジュール 512Aは、駆動回路 511によって駆動されると、単一基本横モード成分力なるレーザ光を発振し、送信信号を光信号に変換して光ファイバァレイ 530を介して機器 520へ送信する。なお、光通信システム 500Aにおいては、 1 次元に配列された複数の面発光レーザ素子 200は、「面発光レーザアレイ」を構成する。

[0179] 上述したように、面発光レーザ素子 200は、単一基本横モードで高出力なレーザ光を出射できるので、機器 510は、伝送誤りを少なくして信号を機器 520へ送信できる。その結果、光通信システム 500Aの信頼性を向上できる。

[0180] なお、選択酸ィ匕層 208の酸ィ匕領域 208bは、「電流狭窄層」および「抑制層」を構成する。

[0181] その他は、光通信システム 500と同じである。

[実施の形態 3]

図 25は、実施の形態 3による面発光レーザ素子の概略断面図である。図 25を参照して、実施の形態 3による面発光レーザ素子 600は、基板 601と、バッファ層 602と、反射層 603, 607と、共振器スぺーサ一層 604, 606と、活' 14層 605と、選択酸ィ匕層 608, 609と、 =3ンタク卜層 610と、 SiO層 611と、絶縁' 14樹月旨 612と、 pftlj電極 613と

2

、 n側電極 614とを備える。なお、面発光レーザ素子 600は、 780nm帯の面発光レ一ザ素子である。

[0182] 基板 601は、 n— GaAsからなる。バッファ層 602は、 n— GaAsからなり、基板 601 の一主面に形成される。反射層 603は、 n— Al Ga As/Al Ga Asの対を一

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7 周期とした場合、 41. 5周期の [n—Al Ga As/Al Ga As]からなり、バッフ

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

ァ層 602上に形成される。

[0183] 共振器スぺーサ一層 604は、ノンドープ Al Ga Asからなり、反射層 603上に形

0. 6 0. 4

成される。活性層 605は、 AlGaAs/Al Ga Asの対を一周期とした場合、 3周期

0. 6 0. 4

一層 604上に形成される。

[0184] 共振器スぺーサ一層 606は、ノンドープ Al Ga Asからなり、活性層 605上に形成される。反射層 607は、 p— Al Ga As/Al Ga Asの対を一周期とした場

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

合、 24周期の [p—Al Ga As/Al Ga As]からなり、共振器スぺーサ一層 6

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

06上に形成される。

[0185] 選択酸ィ匕層 608は、 p— AlAsからなり、反射層 607中に設けられる。そして、選択酸ィ匕層 608は、非酸ィ匕領域 608aと酸ィ匕領域 608bと力もなり、 20nmの膜厚を有する。選択酸化層 609は、 p— AlAsからなり、反射層 607中に設けられる。そして、選択酸化層 609は、非酸ィ匕領域 609aと酸ィ匕領域 609bとカゝらなり、 20nmの膜厚を有する。非酸化領域 608a, 609aの各々は、一辺が 4 μ mである略正方形からなる。そして、選択酸ィ匕層 609は、選択酸ィ匕層 608よりも活性層 605から遠い位置に配置される。

[0186] コンタクト層 610は、 p— GaAsからなり、反射層 607上に形成される。 SiO層 611

2 は、反射層 603の一部の一主面と、共振器スぺーサ一層 604、活性層 605、共振器スぺーサ一層 606、反射層 607、選択酸化層 608, 609およびコンタクト層 610の端面とを覆うように形成される。この場合、 SiO層 611が形成されていない開口部は、

2

一辺が 8 μ mである略正方形からなる。

[0187] 絶縁性榭脂 612は、 SiO層 611に接して形成される。 p側電極 613は、コンタクト層

2

610の一部および絶縁性榭脂 612上に形成される。 n側電極 614は、基板 601の裏面に形成される。

[0188] そして、反射層 603, 607の各々は、活性層 605で発振した発振光をブラッグの多重反射により反射して活性層 605に閉じ込める半導体分布ブラッグ反射器を構成する。

[0189] 図 26は、図 25に示す面発光レーザ素子 600の共振領域の近傍を示す図である。

なお、図 26においては、面発光レーザ素子 600の発振状態における発振光の電界の強度分布も模式的に示している。また、図 26における黒丸は、反射層 607を構成する多層膜の周期的繰り返しを表すものであり、以下の図においても、同様の意味を有する。

[0190] 図 26を参照して、反射層 603, 607の各々は、高屈折率層 6031と、低屈折率層 6 032と、組成傾斜層 6033とを含む。反射層 603において、高屈折率層 6031は、 n -Al Ga Asからなり、低屈折率層 6032は、 n—Al Ga Asからなり、組成傾

0. 3 0. 7 0. 9 0. 1

斜層 6033は、低屈折率層 6031および高屈折率層 6032の一方の組成力も他方の組成へ向かって組成を変化させた n— AlGaAsからなる。

[0191] また、反射層 607において、高屈折率層 6031は、 p—Al Ga Asからなり、低屈

0. 3 0. 7

折率層 6032ίま、 p— Al Ga As力らなり、糸且成傾斜層 6033ίま、低屈折率層 603

0. 9 0. 1

1および高屈折率層 6032の一方の組成力他方の組成へ向かって組成を変化させた ρ— AlGaAsからなる。

[0192] 面発光レーザ素子 600の共振領域は、共振器スぺーサ一層 604, 606と、活性層

605とから構成される領域と定義される。共振器スぺーサ一層 604, 606と、活性層 6

05とからなる共振領域は、これらの半導体層中における発振光の位相変化量が 2 π となるように設けられており、一波長共振器構造を形成する。

[0193] また、誘導放出確率を高めるために、活性層 605は、共振領域 (共振器スぺーサー層 604, 606および活性層 605)内における中央部に位置し、かつ、発振光の定在波分布における腹に対応する位置に設けられる。

[0194] 反射層 603, 607は、低屈折率層 6032側がそれぞれ共振器スぺーサ一層 604, 6

06に接するように構成されており、低屈折率層 6032と共振器スぺーサ一層 604, 6

06との界面（実施の形態 3においては組成傾斜層 6033)が発振光の定在波分布における腹となっている。

[0195] また、実施の形態 1と同じように、高屈折率層 6031と低屈折率層 6032との間の組成傾斜膜 6033が配置された位置では、腹と節とが交互に現れる。

[0196] 選択酸ィ匕層 608は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 604, 606および活性層 60 5)から 2周期目の低屈折率層 6032中に設けられる。より具体的には、選択酸化層 6 08は、発振光の電界の定在波分布における 2周期目の節に対応する位置に設けられる。選択酸ィ匕層 608が設けられた低屈折率層 6032の厚さは、低屈折率層 6032 の一方側に接する組成傾斜層 6033の中央部力も低屈折率層 6032の他方側に接する組成傾斜層 6033の中央部までの領域（図 2に示す膜厚 d2の領域）における発振光の位相変化量が 3 π Ζ2になるように設定される。そして、選択酸化層 608は、活性層 605へ注入する電流を制限する電流狭窄層として機能する。 [0197] 選択酸ィ匕層 609は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 604, 606および活性層 60 5)から 15周期目の低屈折率層 6032中に設けられる。より具体的には、選択酸化層 609は、発振光の電界の定在波分布における 15周期目の節に対応する位置から、活性層 605と反対側となる方向に発振光の位相変化量が π Ζ4となる距離 (低屈折率層 6032の屈折率を ηとして λ Ζ8ηとなる距離)だけずらせた位置に設けられる。選択酸ィ匕層 609が設けられた低屈折率層 6032の厚さは、選択酸ィ匕層 608が設けられた低屈折率層 6032の厚さと同じ厚さに設定される。そして、選択酸化層 609は、実施の形態 1における選択酸ィ匕層 108と同じように、発振光の高次横モードを抑制する抑制層として機能する。

[0198] このように、面発光レーザ素子 600においては、 2つの選択酸化層 608, 609力設けられ、高次横モードを抑制する抑制層として機能する選択酸ィ匕層 609は、電流狭窄層として機能する選択酸ィ匕層 608よりも活性層 605から遠い位置に設けられる。

[0199] 図 27は、抑制層として機能する選択酸化層 609を低屈折率層 6032中に配置した場合における選択酸化層 609の位置と、利得比および有効屈折率差との関係を示す図である。また、図 28は、抑制層として機能する選択酸化層 609を低屈折率層 60 32中に配置した場合における選択酸ィ匕層 609の位置と、発振閾値利得との関係を示す図である。

[0200] 図 27において、縦軸は、選択酸ィ匕層 609における非酸ィ匕領域 609aの発振閾値利得 Gnonoxに対する酸ィ匕領域 609bの発振閾値利得 Goxの利得比と、有効屈折率差とを表し、横軸は、抑制層（=選択酸ィ匕層 609)の反射層 607中の位置 (周期）を表し、周期数が大きい程、抑制層（=選択酸ィ匕層 609)が活性層 605から離れた位置に配置されることを表す。また、曲線 k7は、選択酸化層 609の位置と利得比との関係を示し、曲線 k8は、選択酸化層 609の位置と有効屈折率差との関係を示す。

[0201] 図 28において、縦軸は、発振閾値利得を表し、横軸は、抑制層（=選択酸化層 60 9)の反射層 607中の位置 (周期）を表す。また、曲線 k9は、選択酸化層 609の非酸化領域 609aにおける発振閾値利得を示し、曲線 klOは、選択酸化層 609の酸化領域 609bにおける発振閾値利得を示す。

[0202] 図 27を参照して、有効屈折率差は、抑制層（=選択酸ィ匕層 609)が配置される反射層 607の周期数が大きくなるに従って大きく低下する（曲線 k8参照)。そして、有効屈折率差が小さくなると、抑制層（=選択酸化層 609)による回折損失が小さくなる。

[0203] 一方、利得比は、抑制層（=選択酸ィ匕層 609)の位置が変化しても殆ど変化せず、約 1. 37倍程度の利得比が得られる（曲線 k7参照)。また、図 28に示すように、非酸化領域 609aおよび酸ィ匕領域 609bの発振閾値利得の絶対値自体も殆ど変化しな!、 (曲線 k9, klO参照)。

[0204] 図 27に示す利得比（曲線 k7)が約 1. 37倍になるのは、図 28に示すように酸化領域 609bの発振閾値利得（曲線 klO)が非酸ィ匕領域 609aの発振閾値利得（曲線 k9) よりも大きいためである。そして、発振閾値利得が大きい程、回折損失が大きくなる。また、高次横モードは、基本横モードに比べて横方向のモード分布が広ぐ酸ィ匕領域 609bとの空間的な重なりが大きいので、酸ィ匕領域 609bにおける発振閾値利得は、高次横モードの発振閾値利得に対応し、非酸ィ匕領域 609aにおける発振閾値利得は、基本横モードの発振閾値利得に対応している。

[0205] そうすると、抑制層（=選択酸ィ匕層 609)を活性層 605から相対的に遠い位置に配置することにより、高次横モードの抑圧比を高く保持したまま、抑制層（=選択酸化層 609)による回折損失を大幅に小さくできる。

[0206] 上述したように、高次横モードを抑制する抑制層として機能する選択酸ィ匕層 609は、電流狭窄層として機能する選択酸化層 608よりも活性層 605から遠い位置に設けられる力これにより、面発光レーザ素子 600における閾値電流を低くできる。

[0207] 抑制層と電流狭窄層とを 1つの選択酸化層で兼用した場合、抑制層（=電流狭窄層）を活性層 605から遠ざけることにより、抑制層（=電流狭窄層）を通過した後のキャリアの再拡散等の影響によって、閾値電流が増加する。これを防止するためには、電流狭窄層を活性層 605の近くに配置する必要がある。

[0208] したがって、実施の形態 3においては、電流狭窄層および抑制層を異なる選択酸化層 608, 609で形成し、電流狭窄層として機能する選択酸化層 608を活性層 605 力も近い位置 (共振領域力も 2周期目の低屈折率層 6032中）に配置し、抑制層として機能する選択酸ィ匕層 609を活性層 605から遠い位置 (共振領域力も 15周期目の低屈折率層 6032中）に配置することにしたものである。 [0209] このように、面発光レーザ素子 600においては、抑制層（=選択酸化層 609)と活性層 605との距離は、電流狭窄層（=選択酸化層 608)と活性層 605との距離よりも大きいことを特徴とする。

[0210] そして、この特徴により、面発光レーザ素子 600において、低閾値電流を保ち、力つ、回折損失が小さく（=スロープ効率が高く）、高出力な単一基本モード発振を実現できる。

[0211] また、面発光レーザ素子 600においては、選択酸化層 608は、発振光の電界の定在波分布の節に対応する位置に設けられることを特徴とする。

[0212] この特徴により、選択酸ィ匕層 608による発振光の回折損失を低く抑えることができる

。その結果、面発光レーザ素子 600における出力を高くできる。

[0213] 面発光レーザ素子 600は、図 5、図 6および図 7に示す工程（a)〜工程（h)に従つて作製される。この場合、基板 101、ノッファ層 102、反射層 103, 107、共振器スぺーサ一層 104, 106、活性層 105、選択酸化層 108、コンタクト層 109、 SiO層 110

2

、絶縁性榭脂 111、 p側電極 112、および n側電極 113をそれぞれ基板 601、ノッファ層 602、反射層 603, 607、共振器スぺーサ一層 604, 606、活性層 605、選択酸ィ匕層 608, 609、コンタクト層 610、 SiO層 611、絶縁性榭脂 612、 p側電極 613、お

2

よび n側電極 614に読み替えればよヽ。

[0214] 上記においては、選択酸ィ匕層 608の非酸ィ匕領域 608aの面積は、選択酸化領域 6 09の非酸ィ匕領域 609aの面積と同じであると説明した力本発明においては、これに限らず、選択酸化層 608の非酸化領域 608aの面積が選択酸化領域 609の非酸ィ匕領域 609aの面積と異なるようにしてもょ、。

[0215] 高次横モードの抑制効果は、抑制層（=選択酸ィ匕層 609)の非酸化領域 609aの面積によって略決定される。したがって、電流狭窄層（=選択酸化層 608)の非酸ィ匕領域 608aの面積を抑制層（=選択酸ィ匕層 609)の非酸ィ匕領域 609aの面積よりも大きく設定すると、活性層 605への電流注入領域 (発振領域)の面積が大きくなるので、高次横モードを抑制したまま、更に高出力な発振光を得ることができる。

[0216] この場合、選択酸化層 608, 609は、 A1組成の大きな Al Ga _ As (0. 9≤x≤l) によって形成することができる。 AlGaAsおよび AlAsからなる選択酸ィ匕層は、膜厚が厚い程、または A1組成が大きい程、大きな酸化速度を有するので、 A1組成または膜厚を調整することにより、一度の酸化によって非酸化領域の面積が異なる 2つの選択酸化層 608, 609を形成することができる。

[0217] 面発光レーザ素子 600は、図 17に示す面発光レーザアレイ 300に用いられる。また、面発光レーザ素子 600および面発光レーザ素子 600を用いた面発光レーザァレィ 300は、図 18に示す電子写真システム 400および図 19に示す光通信システム 50 0に用いられる。

[実施の形態 4]

面発光レーザ素子 700は、図 25に示す面発光レーザ素子 600の選択酸化層 608 を高抵抗領域 708a, 708bに代えたものであり、基板 701、ノッファ層 702、反射層 7 03, 707、共振器スぺーサ一層 704, 706、活性層 705、選択酸化層 709、コンタクト層 710、 SiO層 711、絶縁性榭脂 712、 p側電極 713および n側電極 714は、それ

2

ぞれ、基板 601、ノッファ層 602、反射層 603, 607、共振器スぺーサ一層 604, 60 6と、活'性層 605、選択酸ィ匕層 609、コンタクト層 610、 SiO層 611、絶縁'性樹月旨 612

2

、 p側電極 613および n側電極 614と同じである。

[0218] したがって、反射層 703, 707の各々は、活性層 705で発振した発振光をブラッグの多重反射により反射して活性層 705に閉じ込める半導体分布ブラッグ反射器を構成する。また、選択酸化層 709は、発振光の高次横モードを抑制する抑制層として機能する。

[0219] また、高抵抗領域 708a, 708bは、高抵抗領域 708a, 708b間の半導体層（=反射層 703, 707、共振器スぺーサ一層 704, 706および活性層 705)の抵抗よりも高い抵抗を有する。

[0220] 図 30は、図 29に示す面発光レーザ素子 700の共振領域（=共振器スぺーサ一層 704, 706および活性層 705からなる）の近傍を示す図である。なお、図 30においては、面発光レーザ素子 700の発振状態における発振光の電界の強度分布も模式的に示している。

[0221] 図 30を参照して、反射層 703, 707の各々は、高屈折率層 7031と、低屈折率層 7 032と、組成傾斜層 7033とを含む。反射層 703において、高屈折率層 7031は、 n -Al Ga Asからなり、低屈折率層 7032は、 n—Al Ga Asからなり、組成傾

0. 3 0. 7 0. 9 0. 1

斜層 7033は、低屈折率層 7031および高屈折率層 7032の一方の組成力も他方の組成へ向かって組成を変化させた n— AlGaAsからなる。

[0222] また、反射層 707において、高屈折率層 7031は、 p—Al Ga Asからなり、低屈

0. 3 0. 7

折率層 7032は、 p— Al Ga Asからなり、組成傾斜層 7033は、低屈折率層 703

0. 9 0. 1

1および高屈折率層 7032の一方の組成力他方の組成へ向かって組成を変化させた ρ— AlGaAsからなる。

[0223] 面発光レーザ素子 700の共振領域は、共振器スぺーサ一層 704, 706と、活性層

705とから構成される領域と定義される。共振器スぺーサ一層 704, 706と、活性層 7

[0224] また、誘導放出確率を高めるために、活性層 705は、共振領域 (共振器スぺーサー層 704, 706および活性層 705)内における中央部に位置し、かつ、発振光の定在波分布における腹に対応する位置に設けられる。

[0225] 反射層 703, 707は、低屈折率層 7032側がそれぞれ共振器スぺーサ一層 704, 7

06に接するように構成されており、低屈折率層 7032と共振器スぺーサ一層 704, 7

06との界面（実施の形態 4においては組成傾斜層 7033)が発振光の定在波分布における腹となっている。

[0226] また、実施の形態 1と同じように、高屈折率層 7031と低屈折率層 7032との間の組成傾斜膜 7033が配置された位置では、腹と節とが交互に現れる。

[0227] 選択酸ィ匕層 709は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 704, 706および活性層 70 5)から 15周期目の低屈折率層 7032中に設けられる。より具体的には、選択酸化層 709は、発振光の電界の定在波分布における 15周期目の節に対応する位置から、活性層 705と反対側となる方向に発振光の位相変化量が π Ζ5となる距離 (低屈折率層 7032の屈折率を ηとして λ ZlOnとなる距離)だけずらせた位置に設けられる。

[0228] 選択酸化層 709が設けられた低屈折率層 7032の厚さは、低屈折率層 7032の一方側に接する組成傾斜層 7033の中央部から低屈折率層 7032の他方側に接する組成傾斜層 7033の中央部までの領域（図 2に示す膜厚 d2の領域）における発振光の位相変化量が 3 π Ζ2になるように設定される。そして、選択酸化層 709は、発振光の高次横モードを抑制する抑制層として機能する。

[0229] 面発光レーザ素子 700においては、高抵抗領域 708a, 708bによって活性層 705 へ注入する電流を制限する。すなわち、高抵抗領域 708a, 708bは、電流狭窄層として機能する。そして、高抵抗領域 708a, 708bは、水素イオンを反射層 703, 707 、共振器スぺーサ一層 704, 706および活性層 705の一部に注入することによって形成される。

[0230] 水素イオンの注入によって形成された高抵抗領域 708a, 708bは、水素イオンが注入されていない領域に対して屈折率差を殆ど生じないので、電流狭窄層（=高抵抗領域 708a, 708b)による回折損失等の影響を除去できる。

[0231] また、面発光レーザ素子 700においては、高抵抗領域 708a, 708bは、反射層 70 3, 707、共振器スぺーサ一層 704, 706および活性層 705の一部に水素イオンを注入することによって形成されるので、抑制層（=選択酸ィ匕層 709)は、電流狭窄層（= 高抵抗領域 708a, 708b)よりも活性層 705から遠い位置に設けられる。

[0232] その結果、面発光レーザ素子 700において、低閾値電流を保ち、かつ、回折損失が小さく (スロープ効率が高く）、高出力な単一基本モード発振を実現できる。

[0233] なお、面発光レーザ素子 700においては、反射層 707、選択酸化層 709およびコンタクト層 710の周辺部をエッチングしてメサ構造体を形成するので、高抵抗領域 70 8a, 708bは、活性層 705を面発光レーザ素子 700に隣接する面発光レーザ素子の活性層と分離する機能も果たす。

[0234] 面発光レーザ素子 700を用いた面発光レーザアレイを形成する場合、複数の面発光レーザ素子 700を同時に基板 701に形成する。このため、高抵抗領域 708a, 708 bが存在しない場合、複数の面発光レーザ素子 700の活性層 705は、相互に繋がつた状態となるが、高抵抗領域 708a, 708bを形成することにより、複数の面発光レーザ素子 700の活性層 705を相互に分離できる。

[0235] 図 31、図 32、図 33および図 34は、それぞれ、図 29に示す面発光レーザ素子 700 の作製方法を示す第 1から第 4の工程図である。図 31を参照して、一連の動作が開始されると、 MOCVD法を用いて、ノッファ層 702、反射層 703、共振器スぺーサー層 704、活性層 705、共振器スぺーサ一層 706、反射層 707、選択酸化層 709、およびコンタクト層 710を基板 701上に順次積層する（図 31の工程 (al)参照)。

[0236] この場合、バッファ層 702の n—GaAsをトリメチルガリウム（TMG)、アルシン（AsH

)およびセレン化水素（H Se)を原料として形成し、反射層 703の n—Al Ga As

0. 3 0. 7

3 2

[0237] また、共振器スぺーサ一層 704のノンドープ Al Ga Asをトリメチルアルミニウム

0. 6 0. 4

3

性層 705の AlGaAsZAl Ga Asをトリメチルアルミニウム（TMA)、トリメチルガリ

0. 6 0. 4

ゥム (TMG)およびアルシン (AsH )を原料として形成する。

3

[0238] さらに、共振器スぺーサ一層 706のノンドープ Al Ga Asをトリメチルアルミニゥ

0. 6 0. 4

3

反射層 707の p— Al Ga As/Al Ga Asをトリメチルアルミニウム（TMA)、ト

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

3 4

形成する。

[0239] さらに、選択酸化層 709の p— AlAsをトリメチルアルミニウム（TMA)、アルシン (As H )および四臭化炭素（CBr )を原料として形成し、コンタクト層 710の p— GaAsをト

3 4

形成する。

[0240] その後、コンタクト層 710の上にレジストを塗布し、写真製版技術を用いて、コンタクト層 710上にレジストパターン 130を形成する（図 31の工程 (bl)参照）。この場合、レジストパターン 130は、 1辺が 4 μ mである正方形の形状を有する。

[0241] レジストパターン 130を形成すると、その形成したレジストパターン 130をマスクとして水素イオン (H+)を反射層 703, 707、共振器スぺーサ一層 704, 706および活性層 705の一部にイオン注入し、高抵抗領域 708a, 708bを形成する。そして、レジストパターン 130を除去する（図 31の（cl)参照）。

[0242] 引き続いて、図 32を参照して、高抵抗領域 708a, 708bを形成すると、コンタクト層

710の上にレジストを塗布し、写真製版技術を用いて、コンタクト層 710上にレジストパターン 120を形成する（図 32の工程（dl)参照）。この場合、レジストパターン 120 は、 1辺が 20 mである正方形の形状を有する。

[0243] レジストパターン 120を形成すると、その形成したレジストパターン 120をマスクとして用いて、反射層 707、選択酸ィ匕層 709およびコンタクト層 710の周辺部をドライエツチングにより除去し、さらに、レジストパターン 120を除去する（図 32の工程 (el)参照)。

[0244] その後、 85°Cに加熱した水を窒素ガスでパブリングした雰囲気中において、試料を 425°Cに加熱して、選択酸ィ匕層 709の周囲を外周部から中央部に向けて酸ィ匕し、選択酸ィ匕層 709中に非酸ィ匕領域 709aと酸ィ匕領域 709bとを形成する（図 32の工程 (fl )参照)。この場合、非酸ィ匕領域 709aは、 1辺が 4 /z mである正方形力もなる。

[0245] 図 33を参照して、非酸化領域 709aと酸化領域 709bとを形成した後、 CVD法を用いて、試料の全面に SiO層 711を形成し、写真製版技術を用いて光出射部となる領

2

域およびその周辺領域の SiO層 711を除去する（図 33の工程 (gl)参照)。

2

[0246] 次に、試料の全体に絶縁性榭脂 712をスピンコートにより塗布し、光出射部となる領域上の絶縁性榭脂 712を除去する（図 33の工程 (hi)参照)。

[0247] 図 34を参照して、絶縁性榭脂 712を形成した後、光出射部となる領域上に 1辺が 8 μ mであるレジストパターンを形成し、試料の全面に p側電極材料を蒸着により形成し、レジストパターン上の p側電極材料をリフトオフにより除去して p側電極 713を形成する（図 34の工程 (il)参照)。そして、基板 701の裏面を研磨し、基板 701の裏面に n側電極 714を形成し、さらに、ァニールして p側電極 713および n側電極 714のォーミック導通を取る（図 34の工程 (j l)参照)。これによつて、面発光レーザ素子 700が作製される。

[0248] 面発光レーザ素子 700は、図 17に示す面発光レーザアレイ 300に用いられる。また、面発光レーザ素子 700および面発光レーザ素子 700を用いた面発光レーザァレィ 300は、図 18に示す電子写真システム 400および図 19に示す光通信システム 50 0に用いられる。

[実施の形態 5]

図 35は、実施の形態 5による面発光レーザ素子の概略断面図である。図 35を参照して、実施の形態 5による面発光レーザ素子 800は、基板 801と、バッファ層 802と、反射層 803, 807と、共振器スぺーサ一層 804, 806と、活性層 805と、選択酸化層 808, 814と、 =3ンタクト層 809と、エッチングストップ層 810と、 SiO層 811と、絶縁' 14

2

榭脂 812と、 p側電極 813と、 n側電極 815とを備える。なお、面発光レーザ素子 800 は、 980nm帯の面発光レーザ素子である。

[0249] 基板 801は、 n— GaAsからなる。バッファ層 802は、 n— GaAsからなり、基板 801 の一主面に形成される。反射層 803は、 n— Al Ga AsZGaAsの対を一周期と

0. 9 0. 1

した場合、 35. 5周期の [n— Al Ga AsZGaAs]力もなり、バッファ層 802上に

0. 9 0. 1

形成される。

[0250] 共振器スぺーサ一層 804は、ノンドープ Al Ga Asからなり、反射層 803上に形

0. 2 0. 8

成される。活性層 805は、 InGaAsZGaAsを一対とした多重量子井戸構造を有し、共振器スぺーサ一層 804上に形成される。

[0251] 共振器スぺーサ一層 806は、ノンドープ Al Ga Asからなり、活性層 805上に形

0. 2 0. 8

成される。反射層 807は、 p— Al Ga AsZGaAsの対を一周期とした場合、 24周

0. 9 0. 1

期の [p— Al Ga As/GaAs]からなり、共振器スぺーサ一層 806上に形成され

0. 9 0. 1

る。この場合、反射層 807は、サイズが異なる 2つの反射層 807A, 807B力なる。そして、反射層 807Aは、反射層 807Bよりもサイズが大きぐ共振器スぺーサ一層 8 06に接して形成され、反射層 807Bは、コンタクト層 809およびエッチングストップ層 810を介して反射層 807A上に形成される。

[0252] 選択酸化層 808は、膜厚 20nmの p— AlAsからなり、反射層 807 (807A)中に設けられる。そして、選択酸ィ匕層 808は、非酸ィ匕領域 808aと酸ィ匕領域 808bとからなる。この場合、非酸ィ匕領域 808aは、一辺が 6 /z mである正方形力もなる。

[0253] 選択酸化層 814は、膜厚 20nmの p— AlGaAsからなり、反射層 807 (807B)中に設けられる。そして、選択酸ィ匕層 814は、非酸ィ匕領域 814aと酸ィ匕領域 814bとからなる。この場合、非酸ィ匕領域 814aは、一辺が 5 mである正方形力もなる。

[0254] このように、選択酸化層 808の非酸化領域 808aは、選択酸化層 814の非酸化領域 814aよりも大きい面積を有する。

[0255] コンタクト層 809は、 20nmの膜厚を有する p— GaAsからなり、反射層 807 (807A) 上に形成される。そして、 p— GaAsにおけるカーボン（C)のドーピング量は、 1 X 10¹ ⁹cm_³程度である。エッチングストップ層 810は、 20nmの膜厚を有する p— GalnPからなり、コンタクト層 809の一部の上に形成される。そして、エッチングストップ層 810 は、反射層 807 (807B)および選択酸ィ匕層 814からなるメサ構造体をエッチングによつて形成するときのエッチングを停止する機能を果たす。

[0256] SiO層 811は、反射層 803の一部の一主面と、共振器スぺーサ一層 804、活性層

2

805、共振器スぺーサ一層 806、反射層 807 (807A)および選択酸ィ匕層 808の端面と、コンタクト層 809の一部とを覆うように形成される。

[0257] 絶縁性榭脂 812は、 SiO層 811に接して形成される。 p側電極 813は、コンタクト層

2

809の一部および絶縁性榭脂 812上に形成される。 n側電極 815は、基板 801の裏面に形成される。

[0258] そして、反射層 803, 807の各々は、活性層 805で発振した発振光をブラッグの多重反射により反射して活性層 805に閉じ込める半導体分布ブラッグ反射器を構成する。

[0259] 図 36は、図 35に示す面発光レーザ素子 800の共振領域の近傍を示す図である。

なお、図 36においては、面発光レーザ素子 800の発振状態における発振光の電界の強度分布も模式的に示している。

[0260] 図 36を参照して、反射層 803, 807の各々は、高屈折率層 8031と、低屈折率層 8 032と、組成傾斜層 8033とを含む。反射層 803において、高屈折率層 8031は、 n — GaAsからなり、低屈折率層 8032は、 n—Al Ga Asからなり、組成傾斜層 803

0. 9 0. 1

3は、低屈折率層 8031および高屈折率層 8032の一方の組成力他方の組成へ向力つて組成を変化させた n— AlGaAsからなる。

[0261] また、反射層 807において、高屈折率層 8031は、 p— GaAsからなり、低屈折率層 8032ίま、 p— Al Ga As力らなり、糸且成傾斜層 8033ίま、低屈折率層 8031および

0. 9 0. 1

高屈折率層 8032の一方の組成力も他方の組成へ向かって組成を変化させた p—Al GaAsからなる。

[0262] 面発光レーザ素子 800の共振領域は、共振器スぺーサ一層 804, 806と、活性層 805とから構成される領域と定義される。共振器スぺーサ一層 804, 806と、活性層 8 05とからなる共振領域は、これらの半導体層中における発振光の位相変化量が 2 π となるように設けられており、一波長共振器構造を形成する。

[0263] また、誘導放出確率を高めるために、活性層 805は、共振領域 (共振器スぺーサー層 804, 806および活性層 805)内における中央部に位置し、かつ、発振光の定在波分布における腹に対応する位置に設けられる。

[0264] 反射層 803, 807は、低屈折率層 8032側がそれぞれ共振器スぺーサ一層 804, 8

06に接するように構成されており、低屈折率層 8032と共振器スぺーサ一層 804, 8

06との界面（実施の形態 5においては組成傾斜層 8033)が発振光の定在波分布における腹となっている。

[0265] また、実施の形態 1と同じように、高屈折率層 8031と低屈折率層 8032との間の組成傾斜膜 8033が配置された位置では、腹と節とが交互に現れる。

[0266] 選択酸ィ匕層 808は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 804, 806および活性層 80 5)から 3周期目の低屈折率層 8032中に設けられる。より具体的には、選択酸化層 8 08は、発振光の電界の定在波分布における 3周期目の節に対応する位置に設けられる。選択酸ィ匕層 808が設けられた低屈折率層 8032の厚さは、低屈折率層 8032 の一方側に接する組成傾斜層 8033の中央部力も低屈折率層 8032の他方側に接する組成傾斜層 8033の中央部までの領域（図 2に示す膜厚 d2の領域）における発振光の位相変化量が 3 π Ζ2になるように設定される。そして、選択酸化層 808は、活性層 805へ注入する電流を制限する電流狭窄層として機能する。

[0267] 選択酸ィ匕層 814は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 804, 806および活性層 80 5)から 18周期目の低屈折率層 8032中に設けられる。より具体的には、選択酸化層 814は、発振光の電界の定在波分布における 18周期目の節に対応する位置から、活性層 805と反対側となる方向に発振光の位相変化量が π Ζ5となる距離 (低屈折率層 8032の屈折率を ηとして λ ZlOnとなる距離)だけずらせた位置に設けられる。選択酸ィ匕層 814が設けられた低屈折率層 8032の厚さは、選択酸化層 808が設けられた低屈折率層 8032の厚さと同じ厚さに設定される。そして、選択酸化層 814は、実施の形態 1における選択酸ィ匕層 108と同じように、発振光の高次横モードを抑制する抑制層として機能する。 [0268] このように、面発光レーザ素子 800においては、 2つの選択酸化層 808, 814力設けられ、高次横モードを抑制する抑制層として機能する選択酸ィ匕層 814は、電流狭窄層として機能する選択酸ィ匕層 808よりも活性層 805から遠い位置に設けられる。

[0269] 面発光レーザ素子 800においては、コンタクト層 809は、反射層 807において、活性層 805から 4周期目の高屈折率層 8031中に設けられる。そして、コンタクト層 809 、エッチングストップ層 810および高屈折率層 8031からなる領域の発振光に対する位相変化量が 3 π Ζ2となるように、コンタクト層 809、エッチングストップ層 810および高屈折率層 8031が形成される。

[0270] 図 37から図 40は、それぞれ、図 35に示す面発光レーザ素子 800の作製方法を説明する第 1から第 4の工程図である。図 37を参照して、一連の動作が開始されると、 MOCVD法を用いて、ノッファ層 802、反射層 803、共振器スぺーサ一層 804、活性層 805、共振器スぺーサ一層 806、反射層 807、選択酸化層 808、コンタクト層 80 9、エッチングストップ層 810および選択酸ィ匕層 814を基板 801上に順次積層する（図 37の工程 (a2)参照）。

[0271] この場合、バッファ層 802の n— GaAsをトリメチルガリウム（TMG)、アルシン（AsH

)およびセレン化水素（H Se)を原料として形成し、反射層 803の n—Al Ga As

3 2 0. 9 0. 1 および n— GaAsをトリメチルアルミニウム（TMA)、トリメチルガリウム（TMG)、アルシン (AsH )およびセレンィ匕水素（H Se)を原料として形成する。

3 2

[0272] また、共振器スぺーサ一層 804のノンドープ Al Ga Asをトリメチルアルミニウム

0. 2 0. 8

3

性層 805の InGaAsZGaAsをトリメチルインジウム（TMI)、トリメチルガリウム（TMG )およびアルシン (AsH )を原料として形成する。

3

[0273] さらに、共振器スぺーサ一層 806のノンドープ Al Ga Asをトリメチルアルミニゥ

0. 2 0. 8

3

反射層 807の p— Al Ga AsZGaAsをトリメチルアルミニウム（TMA)、トリメチル

0. 9 0. 1

ガリウム (TMG)、アルシン (AsH )および四臭化炭素（CBr )を原料として形成する

3 4

[0274] さらに、選択酸化層 808の p—A!Asをトリメチルアルミニウム（TMA)、アルシン (As H )および四臭化炭素（CBr )を原料として形成し、コンタクト層 809の p— GaAsをト

3 4

形成する。

[0275] さらに、エッチングストップ層 810の p— GalnPをトリメチルガリウム（TMG)、トリメチルインジウム（TMI)、ホスフィン（PH )およびシクロジフエ-ルマグネシウム（CPMg

3 2

)を原料として形成する。

[0276] さらに、選択酸化層 814の p—AlGaAsをトリメチルアルミニウム（TMA)、トリメチルガリウム (TMG)、アルシン (AsH )および四臭化炭素（CBr )を原料として形成する

3 4

[0277] その後、反射層 807の上にレジストを塗布し、写真製版技術を用いて、反射層 807 上にレジストパターン 120を形成する（図 37の工程（b2)参照）。この場合、レジストパターン 120は、 1辺が 20 mである正方形の形状を有する。

[0278] レジストパターン 120を形成すると、その形成したレジストパターン 120をマスクとして用いて、反射層 807および選択酸ィ匕層 814の周辺部をドライエッチングによって除去する。この場合、エッチングは、エッチング深さがエッチングストップ層 810に達する前に停止される。そして、その後、硫酸系のエツチャント (H SO +H +H O)を用

2 4 2 2 いてエッチングストップ層 810までの各層をウエットエッチングにより除去する。エッチング後、レジストパターン 120を除去すると、選択酸化層 814の端面が露出した 1段目のメサ構造体が形成される（図 37の（c2)参照)。

[0279] 引き続いて、図 38を参照して、 1段目のメサ構造体が形成されると、その形成されたメサ構造体およびエッチングストップ層 810の上にレジストを塗布し、写真製版技術を用いて、メサ構造体およびエッチングストップ層 810上にレジストパターン 140を形成する（図 38の工程（d2)参照）。この場合、レジストパターン 140は、 1辺が 50 mである正方形の形状を有する。

[0280] レジストパターン 140を形成すると、その形成したレジストパターン 140をマスクとして用いて、エッチングストップ層 810、コンタクト層 809、反射層 807、選択酸化層 80 8、共振器スぺーサ一層 806、活性層 805および共振器スぺーサ一層 804の周辺部と、反射層 803の一部とをドライエッチングにより除去し、さらに、レジストパターン 140 を除去する（図 38の工程 (e2)参照)。これによつて、 2段目のメサ構造体が形成される。

[0281] その後、 85°Cに加熱した水を窒素ガスでパブリングした雰囲気中において、試料を 425°Cに加熱して、選択酸化層 808, 814の周囲を外周部から中央部に向けて酸ィ匕し、選択酸ィ匕層 808中に非酸ィ匕領域 808aと酸ィ匕領域 808bとを形成し、選択酸化層 814中に非酸ィ匕領域 814aと酸ィ匕領域 814bとを形成する（図 38の工程 (f2)参照)。この場合、選択酸ィ匕層 808を構成する p— AlAsと、選択酸化層 814を構成する p— AlGaAsとの A1組成を調整することにより、 1辺が 6 mである正方形力もなる非酸ィ匕領域 808aと、 1辺が 5 mである正方形力もなる非酸ィ匕領域 814aとを同時に形成できる。

[0282] 図 39を参照して、非酸化領域 808a, 814aと酸ィ匕領域 808b, 814bとを形成した後、 CVD法を用いて、試料の全面に SiO層 811を形成し、写真製版技術を用いて

2

光出射部となる領域およびその周辺領域の SiO層 811を除去する。その後、試料の

2

全体に絶縁性榭脂 812をスピンコートにより塗布し、光出射部となる領域上の絶縁性榭脂 812を除去する（図 39の工程 (g2)参照)。

[0283] 弓 Iき続、て、絶縁性榭脂 812をマスクとして 2段目のメサ構造体の最表面層となつているエッチングストップ層 810の一部を塩酸系のエツチャント（HC1+H O)によりェ

2 ツチングする（図 39の工程 (h2)参照)。

[0284] 図 40を参照して、エッチングストップ層 810の一部を除去した後、光出射部となる領域上にレジストパターンを形成し、試料の全面に p側電極材料を蒸着により形成し、レジストパターン上の p側電極材料をリフトオフにより除去して p側電極 813を形成する（図 40の工程 (i2)参照)。そして、基板 801の裏面を研磨し、基板 801の裏面に n側電極 815を形成し、さらに、ァニールして p側電極 813および n側電極 815のォーミック導通を取る（図 40の工程 (j2)参照)。これによつて、面発光レーザ素子 800が作製される。

[0285] 面発光レーザ素子 800においては、キャリアは、コンタクト 809力ら選択酸ィ匕層 808 の非酸ィ匕領域 808aを通って活性層 805へ注入され、選択酸化層 814の非酸化領域 814aを通って活性層 805へ注入されることはない。したがって、面発光レーザ素子 800においては、キャリアが 2つの選択酸化層の非酸化領域を通って活性層へ注入される場合よりも素子抵抗が低くなる。その結果、面発光レーザ素子 800における発熱が低く抑えられ、熱による出力の飽和点も向上でき、高出力な発振光を得ることができる。

[0286] また、面発光レーザ素子 800においては、電流狭窄層として機能する選択酸化層 8 08が共振領域（=共振器スぺーサ一層 804, 806および活性層 805)から 3周期目の低屈折率層 8032中に設けられるので、閾値電流が低く保たれ、回折損失が低スロープ効率が高く）、高出力な単一基本モード発振を得ることができる。

[0287] なお、上記においては、電流狭窄層は、選択酸ィ匕層 808からなると説明した力本発明においては、これに限らず、電流狭窄層は、実施の形態 4において説明した高抵抗領域 708a, 708bにより構成されていてもよい。

[0288] 面発光レーザ素子 800は、図 22に示す面発光レーザアレイ 300Aに用いられる。

また、面発光レーザ素子 800および面発光レーザ素子 800を用いた面発光レーザァレイ 300Aは、図 23に示す電子写真システム 400Aおよび図 24に示す光通信システム 500A【こ用!ヽられる。

[実施の形態 6]

図 41は、実施の形態 6による面発光レーザ素子の概略断面図である。図 41を参照して、実施の形態 6による面発光レーザ素子 900は、基板 901と、バッファ層 902と、反射層 903, 907と、共振器スぺーサ一層 904, 906と、活性層 905と、選択酸化層 908, 909と、 =3ンタク卜層 910と、 SiO層 911と、絶縁' 14樹月旨 912と、 ι ^則電極 913と

2

、 p側電極 914とを備える。なお、面発光レーザ素子 900は、 780nm帯の面発光レ一ザ素子である。

[0289] 基板 901は、 p— GaAsからなる。バッファ層 902は、 p— GaAsからなり、基板 901 の一主面に形成される。反射層 903は、 p— Al Ga As/Al Ga Asの対を一

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

周期とした場合、 41. 5周期の [p— Al Ga As/Al Ga As]からなり、バッフ

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

ァ層 902上に形成される。

[0290] 共振器スぺーサ一層 904は、ノンドープ Al Ga Asからなり、反射層 903上に形

0. 6 0. 4

成される。活性層 905は、 AlGaAsZAl Ga Asの対を一周期とした場合、 3周期の [AlGaAsZAl Ga As]からなる多重量子井戸構造を有し、共振器スぺーサ

0. 6 0. 4

一層 904上に形成される。

[0291] 共振器スぺーサ一層 906は、ノンドープ Al Ga Asからなり、活性層 905上に形

0. 4 0. 6

成される。反射層 907は、 n— Al Ga As/Al Ga Asの対を一周期とした場

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

合、 24周期の [n—Al Ga As/Al Ga As]からなり、共振器スぺーサ一層 9

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

06上に形成される。

[0292] 選択酸ィ匕層 908は、 p— AlGaAsからなり、反射層 903中に設けられる。そして、選択酸化層 908は、非酸ィ匕領域 908aと酸ィ匕領域 908bとカゝらなり、 20nmの膜厚を有する。選択酸化層 909は、 n—AlAsからなり、反射層 907中に設けられる。そして、選択酸ィ匕層 909は、非酸ィ匕領域 909aと酸ィ匕領域 909bと力もなり、 20nmの膜厚を有する。非酸ィ匕領域 908aは、一辺が 5 mである略正方形力もなり、非酸化領域 90 9aは、一辺が 4 mである略正方形からなる。そして、選択酸ィ匕層 909は、選択酸化層 908よりも活性層 905から遠、位置に配置される。

[0293] コンタクト層 910は、 n— GaAsからなり、反射層 907上に形成される。 SiO層 911

2 は、反射層 903の一部の一主面と、共振器スぺーサ一層 904、活性層 905、共振器スぺーサ一層 906、反射層 907、選択酸化層 908, 909およびコンタクト層 910の端面とを覆うように形成される。

[0294] 絶縁性榭脂 912は、 SiO層 911に接して形成される。 n側電極 913は、コンタクト層

2

910の一部および絶縁性榭脂 912上に形成される。この場合、 n側電極 913が形成されていない開口部は、一辺が 8 mである略正方形力もなる。 p側電極 914は、基板 901の裏面に形成される。

[0295] そして、反射層 903, 907の各々は、活性層 905で発振した発振光をブラッグの多重反射により反射して活性層 905に閉じ込める半導体分布ブラッグ反射器を構成する。

[0296] 図 42は、図 41に示す面発光レーザ素子 900の共振領域の近傍を示す図である。

なお、図 42においては、面発光レーザ素子 900の発振状態における発振光の電界の強度分布も模式的に示している。

[0297] 図 42を参照して、反射層 903, 907の各々は、高屈折率層 9031と、低屈折率層 9 032と、組成傾斜層 9033とを含む。反射層 903において、高屈折率層 9031は、 p— Al Ga As力らなり、低屈折率層 9032は、 p—Al Ga Asからなり、組成傾斜

0. 3 0. 7 0. 9 0. 1

層 9033は、高屈折率層 9031および低屈折率層 9032の一方の組成力他方の組成へ向かって組成を変化させた p— AlGaAsからなる。

[0298] また、反射層 907において、高屈折率層 9031は、 n— Al Ga Asからなり、低屈

0. 3 0. 7

折率層 9032は、 n-Al Ga Asからなり、組成傾斜層 9033は、低屈折率層 903

0. 9 0. 1

1および高屈折率層 9032の一方の組成力他方の組成へ向かって組成を変化させた n— AlGaAsからなる。

[0299] 面発光レーザ素子 900の共振領域は、共振器スぺーサ一層 904, 906と、活性層

905とから構成される領域と定義される。共振器スぺーサ一層 904, 906と、活性層 9

[0300] また、誘導放出確率を高めるために、活性層 905は、共振領域 (共振器スぺーサー層 904, 906および活性層 905)内における中央部に位置し、かつ、発振光の定在波分布における腹に対応する位置に設けられる。

[0301] 反射層 903, 907は、低屈折率層 9032側がそれぞれ共振器スぺーサ一層 904, 9

06に接するように構成されており、低屈折率層 9032と共振器スぺーサ一層 904, 9

06との界面（実施の形態 6においては組成傾斜層 9033)が発振光の定在波分布における腹となっている。

[0302] また、実施の形態 1と同じように、高屈折率層 9031と低屈折率層 9032との間の組成傾斜膜 9033が配置された位置では、腹と節とが交互に現れる。

[0303] 選択酸ィ匕層 908は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 904, 906および活性層 90 5)から 2周期目の低屈折率層 9032 (P—A1 Ga As)中に設けられる。より具体的

0. 9 0. 1

には、選択酸ィ匕層 908は、発振光の電界の定在波分布における 2周期目の節に対応する位置に設けられる。選択酸化層 908が設けられた低屈折率層 9032の厚さは、低屈折率層 9032の一方側に接する組成傾斜層 9033の中央部力も低屈折率層 9 032の他方側に接する組成傾斜層 9033の中央部までの領域（図 2に示す膜厚 d2の領域）における発振光の位相変化量が 3 π Ζ2になるように設定される。そして、選択酸ィ匕層 908は、活性層 905へ注入する電流を制限する電流狭窄層として機能する。

[0304] 選択酸ィ匕層 909は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 904, 906および活性層 90 5)から 20周期目の低屈折率層 9032中に設けられる。より具体的には、選択酸化層 909は、発振光の電界の定在波分布における 20周期目の節に対応する位置から、活性層 905と反対側となる方向に発振光の位相変化量が π Ζ4となる距離 (低屈折率層 9032の屈折率を ηとして λ Ζ8ηとなる距離)だけずらせた位置に設けられる。選択酸ィ匕層 909が設けられた低屈折率層 9032の厚さは、選択酸化層 908が設けられた低屈折率層 9032の厚さと同じ厚さに設定される。そして、選択酸化層 909は、実施の形態 1における選択酸ィ匕層 108と同じように、発振光の高次横モードを抑制する抑制層として機能する。

[0305] このように、面発光レーザ素子 900においては、 2つの選択酸化層 908, 909力設けられ、電流狭窄層として機能する選択酸化層 908は、活性層 905よりも基板 901側に設けられた反射層 903中に配置され、高次横モードを抑制する抑制層として機能する選択酸化層 909は、活性層 905に対して基板 901と反対側に設けられた反射層 907中に配置される。すなわち、選択酸化層 908, 909は、活性層 905に対して互いに反対側に配置される。

[0306] また、面発光レーザ素子 900においても、高次横モードを抑制する抑制層として機能する選択酸化層 909は、電流狭窄層として機能する選択酸化層 908よりも活性層 905から遠!、位置に設けられる。

[0307] 図 43、図 44および図 45は、それぞれ、図 41に示す面発光レーザ素子 900の作製方法を示す第 1から第 3の工程図である。図 43を参照して、一連の動作が開始されると、 MOCVD法を用いて、ノッファ層 902、反射層 903、選択酸化層 908、共振器スぺーサ一層 904、活性層 905、共振器スぺーサ一層 906、反射層 907、選択酸化層 909、およびコンタクト層 910を基板 901上に順次積層する（図 43の工程 (a3)参照）

[0308] この場合、バッファ層 902の p— GaAsをトリメチルガリウム（TMG)、アルシン（AsH

)および四臭化炭素（CBr )を原料として形成し、反射層 903の p— Al Ga Asお

3 4 0. 9 0. 1 よび p— Al Ga Asをトリメチルアルミニウム（TMA)、トリメチルガリウム（TMG)、アルシン (AsH )および四臭化炭素（CBr )を原料として形成する。

3 4

[0309] また、共振器スぺーサ一層 904のノンドープ Al Ga Asをトリメチルアルミニウム

0. 6 0. 4

3

0. 6 0. 4

ゥム (TMG)およびアルシン (AsH )を原料として形成する。

3

[0310] さらに、共振器スぺーサ一層 906のノンドープ Al Ga Asをトリメチルアルミニゥ

0. 6 0. 4

3

反射層 907の n— Al Ga As/Al Ga Asをトリメチルアルミニウム（TMA)、ト

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

リメチルガリウム (TMG)、アルシン (AsH )およびセレン化水素（H Se)を原料として

3 2

形成する。

[0311] さらに、選択酸化層 908の p—AlGaAsをトリメチルアルミニウム（TMA)、トリメチルガリウム (TMG)、アルシン (AsH )および四臭化炭素（CBr )を原料として形成し、

3 4

選択酸化層 909の n— Al Ga As/Al Ga Asの n— Al Ga Asおよび n

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7 0. 9 0. 1

-Al Ga Asをトリメチルアルミニウム（TMA)、トリメチルガリウム（TMG)、アルシ

0. 3 0. 7

ン (AsH )およびセレンィ匕水素（H Se)を原料として形成する。

3 2

[0312] コンタクト層 910の n—GaAsをトリメチルガリウム（TMG)、アルシン (AsH )および

3 セレンィ匕水素 (H Se)を原料として形成する。

2

[0313] その後、コンタクト層 910の上にレジストを塗布し、写真製版技術を用いて、コンタクト層 910上にレジストパターン 120を形成する（図 43の工程 (b3)参照）。この場合、レジストパターン 120は、 1辺が 20 μ mである正方形の形状を有する。

[0314] レジストパターン 120を形成すると、その形成したレジストパターン 120をマスクとして用いて、反射層 903の一部と、共振器スぺーサ一層 904、活性層 905、共振器スぺーサ一層 906、反射層 907、選択酸化層 908, 909およびコンタクト層 910の周辺部とをドライエッチングにより除去し、さらに、レジストパターン 120を除去する（図 43 の工程 (c3)参照)。

[0315] 次に、図 44を参照して、図 43に示す工程 (c3)の後、 85°Cに加熱した水を窒素ガスでパブリングした雰囲気中において、試料を 425°Cに加熱して、選択酸化層 908, 909の周囲を外周部から中央部に向けて酸ィ匕し、選択酸化層 908中に非酸化領域 908aと酸ィ匕領域 908bとを形成し、選択酸化層 909中に非酸化領域 909aと酸化領域 909bとを形成する（図 44の工程 (d3)参照)。

[0316] この場合、選択酸ィ匕層 908を構成する p— AlGaAsと、選択酸化層 909を構成する n— AlAsとの A1組成を調整することにより、 1辺が 5 mである正方形力もなる非酸ィ匕領域 908aと、 1辺が 4 mである正方形力もなる非酸ィ匕領域 909aとを同時に形成できる。

[0317] その後、 CVD法を用いて、試料の全面に SiO層 911を形成し、写真製版技術を

2

用いて光出射部となる領域およびその周辺領域の SiO層 911を除去する（図 44の

2

工程 (e3)参照)。

[0318] 次に、試料の全体に絶縁性榭脂 912をスピンコートにより塗布し、光出射部となる領域上の絶縁性榭脂 912を除去する（図 44の工程 (f3)参照)。

[0319] 図 45を参照して、絶縁性榭脂 912を形成した後、光出射部となる領域上に 1辺が 8 μ mであるレジストパターンを形成し、試料の全面に n側電極材料を蒸着により形成し、レジストパターン上の n側電極材料をリフトオフにより除去して n側電極 913を形成する（図 45の工程 (g3)参照)。そして、基板 901の裏面を研磨し、基板 901の裏面に P側電極 914を形成し、さらに、ァニールして n側電極 913および p側電極 914のォーミック導通を取る（図 45の工程 (h3)参照)。これによつて、面発光レーザ素子 900が作製される。

[0320] 面発光レーザ素子 900においては、高次横モードを抑制する抑制層（=選択酸ィ匕層 909を n型の半導体（n—Al Ga As/Al Ga As)力なる反射層 907中に

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

設け、活性層 905へ注入する電流を制限する電流狭窄層（=選択酸化層 908)を p 型の半導体 (p— Al Ga As/Al Ga As)力なる反射層 903中に設ける構

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

成が採用されている。

[0321] 移動度が低い正孔の方が電子よりも再拡散し難くなるため、電流狭窄層によるキヤリアの狭窄効率は高くなることが一般に知られている。したがって、電流狭窄層を p型の半導体力なる反射層中に設けることが好適である。しかし、移動度が低いことに起因して、正孔が多数キャリアとなる p型半導体は高抵抗になるという問題がある。また、高次横モードを抑制する抑制層は、発振光に対して作用を及ぼすものであり、活性層 905の両側に配置された反射層 903, 907のいずれに設けても同じ作用'効果を得ることができる。

[0322] そこで、実施の形態 6による面発光レーザ素子 900においては、 p型の半導体 (p— Al Ga As/Al Ga As)からなる反射層 903に電流狭窄層として機能する選

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

択酸化層 908を設け、高次横モードを抑制する抑制層として機能する選択酸ィ匕層 9 09を n型の半導体 (n— Al Ga As/Al Ga As)力もなる反射層 907に設け

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

ることにより、 2つの選択酸化層を 1つの反射層中に設けた場合の抵抗の増加を抑制すること〖こしたちのである。

[0323] このように、面発光レーザ素子 900においては、 p型の半導体（p— Al Ga As

0. 9 0. 1

/Al Ga As)力もなる反射層 903に、 1つの選択酸ィ匕層 908を設けたので、低い

0. 3 0. 7

素子抵抗を得ることができる。また、閾値電流が低く保たれ、回折損失が小さく（=スロープ効率が高く）、高出力な単一基本モード発振を実現できる。

[0324] 面発光レーザ素子 900は、図 17に示す面発光レーザアレイ 300に用いられる。また、面発光レーザ素子 900および面発光レーザ素子 900を用いた面発光レーザァレィ 300は、図 18に示す電子写真システム 400および図 19に示す光通信システム 50 0に用いられる。

[実施の形態 7]

図 46は、実施の形態 7による面発光レーザ素子の概略断面図である。図 46を参照して、実施の形態 7による面発光レーザ素子 1000は、基板 1001と、バッファ層 100 2と、反射層 1003, 1007, 1020と、共振器スぺーサ一層 1004, 1006と、活'性層 1 005と、選択酸ィ匕層 1008と、コンタクト層 1009と、 SiO層 1011と、絶縁' 14樹月旨 101

2

2と、 p側電極 1013と、抑制層 1017と、 n側電極 1018とを備える。なお、面発光レーザ素子 1000は、 780nm帯の面発光レーザ素子である。

[0325] 基板 1001は、 n— GaAsからなる。バッファ層 1002は、 n— GaAsからなり、基板 10 01の一主面に形成される。反射層 1003は、 n— Al Ga As/Al Ga Asの対

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7 を一周期とした場合、 40. 5周期の [n—Al Ga As/Al Ga As]からなり、バ

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

ッファ層 1002上に形

成される。 [0326] 共振器スぺーサ一層 1004は、ノンドープ Al Ga Asからなり、反射層 1003上

0. 6 0. 4

に形成される。活性層 1005は、 Al Ga As/Al Ga Asを一対とした多重

0. 15 0. 85 0. 6 0. 4

量子井戸構造を有し、共振器スぺーサ一層 1004上に形成される。

[0327] 共振器スぺーサ一層 1006は、ノンドープ Al Ga Asからなり、活性層 1005上

0. 6 0. 4

に形成される。反射層 1007は、 p—Al Ga As/Al Ga Asの対を一周期と

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

した場合、 26周期の [p— Al Ga As/Al Ga As]からなり、共振器スぺーサ

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

一層 1006上に形成される。

[0328] 選択酸化層 1008は、膜厚 20nmの p—AlAsからなり、反射層 1007中に設けられる。そして、選択酸ィ匕層 1008は、非酸ィ匕領域 1008aと酸ィ匕領域 1008bとからなる。この場合、非酸ィ匕領域 1008aは、一辺が 6 mである正方形力もなる。

[0329] コンタクト層 1009は、 20nmの膜厚を有する p— GaAsからなり、反射層 1007上に形成される。 SiO層 1011は、反射層 1003の一部の

2 一主面と、共振器スぺーサー層 1004、活性層 1005、共振器スぺーサ一層 1006、反射層 1007および選択酸化層 1008の端面と、コンタクト層 1009の一部とを覆うように形成される。

[0330] 絶縁性榭脂 1012は、 SiO層 1011に接して形成される。 p側電極 1013は、コンタ

2

タト層 1009の一部および絶縁性榭脂 1012上に形成される。

[0331] 反射層 1020は、低屈折率層 1014と、高屈折率層 1015とからなる。低屈折率層 1 014は、たとえば、 SiOからなり、高屈折率層 1015は、たとえば、 TiO力なる。そ

2

して、 SiOは、 1. 6の屈折率 nを有し、 TiOは、 3. 0の屈折率を有する。

2

[0332] 抑制層 1017は、反射層 1020の高屈折率層 1015中に設けられる。そして、抑制層 1017は、 20nmの SiOからなり、その中央部に開口部 1017aを有する。この開口

2

部 1017aは、一辺が 4 μ mである正方形からなる。

[0333] このように、選択酸化層 1008の非酸化領域 1008aは、抑制層 1017の開口部 101

7aよりも大きい面積を有する。 n側電極 1018は、基板 801の裏面に形成される。

[0334] そして、反射層 1003, 1007, 1020の各々は、活性層 1005で発振した発振光をブラッグの多重反射により反射して活性層 1005に閉じ込める半導体分布ブラッグ反射器を構成する。

[0335] 図 47は、図 46に示す面発光レーザ素子 1000の共振領域の近傍を示す図である。なお、図 47においては、面発光レーザ素子 1000の発振状態における発振光の電界の強度分布も模式的に示している。

[0336] 図 47を参照して、反射層 1003, 1007の各々は、高屈折率層 1031と、低屈折率層 1032と、組成傾斜層 1033とを含む。反射層 1003において、高屈折率層 1031 は、 n— Al Ga Asからなり、低屈折率層 1032は、 n—Al Ga Asからなり、組

0. 3 0. 7 0. 9 0. 1

成傾斜層 1033は、低屈折率層 1031および高屈折率層 1032の一方の組成力も他方の組成へ向かって組成を変化させた n— AlGaAsからなる。

[0337] また、反射層 1007において、高屈折率層 1031は、 p—Al Ga Asからなり、低

0. 3 0. 7

屈折率層 1032は、 p— Al Ga Asからなり、組成傾斜層 1033は、低屈折率層 10

0. 9 0. 1

31および高屈折率層 1032の一方の組成力も他方の組成へ向かって組成を変化させた p— AlGaAsからなる。

[0338] 面発光レーザ素子 1000の共振領域は、共振器スぺーサ一層 1004, 1006と、活性層 1005とから構成される領域と定義される。共振器スぺーサ一層 1004, 1006と、活性層 1005とからなる共振領域は、これらの半導体層中における発振光の位相変化量が 2 πとなるように設けられており、一波長共振器構造を形成する。

[0339] また、誘導放出確率を高めるために、活性層 1005は、共振領域 (共振器スぺーサ一層 1004, 1006および活性層 1005)内における中央部に位置し、かつ、発振光の定在波分布における腹に対応する位置に設けられる。

[0340] 反射層 1003, 1007は、低屈折率層 1032側がそれぞれ共振器スぺーサ一層 100 4, 1006に接するように構成されており、低屈折率層 1032と共振器スぺーサ一層 1 004, 1006との界面（実施の形態 7においては組成傾斜層 1033)が発振光の定在波分布における腹となっている。

[0341] また、実施の形態 1と同じように、高屈折率層 1031と低屈折率層 1032との間の組成傾斜膜 1033が配置された位置では、腹と節とが交互に現れる。

[0342] 選択酸ィ匕層 1008は、共振領域（=共振器スぺーサ一層 1004, 1006および活性層 1005)から 4周期目の低屈折率層 1032中に設けられる。選択酸化層 1008が設けられた低屈折率層 1032の厚さは、低屈折率層 1032の一方側に接する組成傾斜層 1033の中央部から低屈折率層 1032の他方側に接する組成傾斜層 1033の中央部までの領域（図 2に示す膜厚 d2の領域）における発振光の位相変化量が 3 π /2 になるように設定される。このように、反射層 1007中の構成層における位相変化量が π Ζ2の奇数倍となる場合には、多重反射の位相条件を同様に満たすことができる。そして、選択酸ィ匕層 1008は、活性層 1005へ注入する電流を制限する電流狭窄層として機能する。

[0343] 反射層 1020の低屈折率層 1014は、 λ /4η (ηは、 SiOの屈折率）の膜厚を有し

2

、高屈折率層 1015は、 3 λ Ζ8η(ηは、 TiOの屈折率)の膜厚を有する。なお、高屈折率層 1015は、 λ Ζ4の奇数倍の膜厚を有していればよい。

[0344] 抑制層 1017は、反射層 1020の高屈折率層 1015中に設けられる。より具体的には、抑制層 1017は、高屈折率層 1015中において、発振光の定在波分布の節の位置から発振光の位相に換算して π /4 (厚さにして λ /8η (ηは、 TiOの屈折率) )だけ変位させた位置に設けられる。このように抑制層 1017を配置することによって、抑制層 1017は、高次横モードを抑制することができる。

[0345] このように、面発光レーザ素子 1000にお!/、ては、 p型半導体からなる反射層 1007 および誘電体力もなる反射層 1020が活性層 1005に対して基板 1001と反対側に設けられ、選択酸化層 1008は、反射層 1007中に配置され、抑制層 1017は、反射層 1020中に配置される。そして、抑制層 1017は、反射層 1020の積層方向において接する誘電体（ =高屈折率層 1015)と異なる屈折率を有する。

[0346] 図 48力ら図 51は、それぞれ、図 46に示す面発光レーザ素子 1000の作製方法を説明する第 1から第 4の工程図である。図 48を参照して、一連の動作が開始されると、 MOCVD法を用いて、ノッファ層 1002、反射層 1003、共振器スぺーサ一層 100 4、活性層 1005、共振器スぺーサ一層 1006、反射層 1007、選択酸化層 1008およびコンタクト層 1009を基板 1001上に順次積層する（図 48の工程 (a4)参照)。

[0347] この場合、バッファ層 1002の n— GaAsをトリメチルガリウム（TMG)、アルシン（As H )およびセレン化水素（H Se)を原料として形成し、反射層 1003の n— Al Ga

3 2 0. 9 0. 1

Asおよび n—Al Ga Asをトリメチルアルミニウム（TMA)、トリメチルガリウム（TM

0. 3 0. 7

G)、アルシン (AsH )およびセレン化水素（H Se)を原料として形成する。

3 2

[0348] また、共振器スぺーサ一層 1004のノンドープ Al Ga Asをトリメチルアルミ-ゥム（TMA)、トリメチルガリウム (TMG)およびアルシン (AsH )を原料として形成し、

3

活性層 1005の Al Ga As/Al Ga Asをトリメチルアルミニウム（TMA)、ト

0. 15 0. 85 0. 6 0. 4

リメチルガリウム (TMG)およびアルシン (AsH )を原料として形成する。

3

[0349] さらに、共振器スぺーサ一層 1006のノンドープ Al Ga Asをトリメチルアルミ二

0. 6 0. 4

ゥム（TMA)、トリメチルガリウム (TMG)およびアルシン (AsH )を原料として形成し

3

、反射層 1007の p— Al Ga As/Al Ga Asをトリメチルアルミニウム（TMA)

0. 9 0. 1 0. 3 0. 7

、トリメチルガリウム (TMG)、アルシン (AsH )および四臭化炭素（CBr )を原料とし

3 4

て形成する。

[0350] さらに、選択酸化層 1008の p— AlAsをトリメチルアルミニウム（TMA)、アルシン（ AsH )および四臭化炭素（CBr )を原料として形成し、コンタクト層 1009の p— GaA

3 4

sをトリメチルガリウム (TMG)、アルシン (AsH )および四臭化炭素（CBr )を原料と

3 4 して形成する。

[0351] その後、コンタクト層 1009の上にレジストを塗布し、写真製版技術を用いて、コンタタト層 1009上にレジストパターン 120を形成する（図 48の工程 (b4)参照）。この場合、レジストパターン 120は、 1辺が 20 mである正方形の形状を有する。

[0352] レジストパターン 120を形成すると、その形成したレジストパターン 120をマスクとして用いて、コンタクト層 1009、選択酸化層 1008、反射層 1007、共振器スぺーサー層 1006、活性層 1005、共振器スぺーサ一層 1004、および反射層 1003の一部の周辺部をドライエッチングによって除去する。エッチング後、レジストパターン 120を除去すると、選択酸化層 1008の端面が露出したメサ構造体が形成される。

[0353] その後、 85°Cに加熱した水を窒素ガスでパブリングした雰囲気中において、試料を 425°Cに加熱して、選択酸化層 1008の周囲を外周部から中央部に向けて酸ィ匕し、選択酸ィ匕層 1008中に非酸ィ匕領域 1008aと酸ィ匕領域 1008bとを形成する（図 48の（ c4)参照)。

[0354] 図 49を参照して、非酸ィ匕領域 1008aと酸ィ匕領域 1008bとを形成した後、 CVD法を用いて、試料の全面に SiO層 1011を形成し、写真製版技術を用いて光出射部と

2

なる領域およびその周辺領域の SiO層 1011を除去する。その後、試料の全体に絶

2

縁性榭脂 1012をスピンコートにより塗布し、光出射部となる領域上の絶縁性榭脂 10 12を除去する（図 49の工程 (d4)参照)。

[0355] 引き続いて、光出射部となる領域上に 8 m角のレジストパターンを形成し、試料の全面に P側電極材料を蒸着により形成し、レジストパターン上の p側電極材料をリフトオフにより除去して p側電極 1013を形成する。そして、基板 1001の裏面を研磨し、基板 1001の裏面に n側電極 1018を形成し、さらに、ァニールして p側電極 1013および n側電極 1018のォーミック導通を取る（図 49の工程 (e4)参照）。

[0356] その後、電子ビーム蒸着によって、 SiO力もなる低屈折率層 1014および TiOから

2

なる高屈折率層 1015を、順次、試料の全面に形成する（図 49の（f4)参照)。

[0357] 図 50を参照して、低屈折率層 1014および高屈折率層 1015を形成した後、電子ビーム蒸着によって、 20nmの SiO層 1030を試料の全面に形成する（図 50の（g4)参

2

照）。その後、 4 m角の開口部を有するレジストパターンを SiO層 1030上に形成し

2

、開口部の領域の SiO層 1030をバッファード弗酸（BHF)によって除去する。 TiO

2

は、バッファード弗酸（BHF)によって侵食されないので、開口部の領域の SiO層 10

2

30のみを除去できる。これによつて、抑制層 1017が形成される（図 50の（h4)参照）

[0358] 図 51を参照して、抑制層 1017を形成した後、電子ビーム蒸着によって TiO力もなる高屈折率層 1015を抑制層 1017上に形成する。これによつて、面発光レーザ素子 1000が完成する（図 51の (i4)参照)。

[0359] 面発光レーザ素子 1000においては、 p型半導体からなる反射層 1007および誘電体 (SiOおよび TiO )からなる反射層 1020が活性層 1005に対して基板 1001と反

2

対側に設けられる。そして、活性層 1005へ注入する電流を制限する選択酸化層 10 08が反射層 1007中に設けられ、高次横モードを抑制する抑制層 1017が反射層 10 20中に設けられる。その結果、選択酸ィ匕層 1008は、横モード特性を考慮して設ける必要がない。したがって、活性層 1005へ電流を注入するときの電気抵抗および発振閾値を低減するように選択酸化層 1008を形成することができる。

[0360] 特に、従来の面発光レーザ素子においては、単一基本横モード発振を得るために、高抵抗になる問題があつたが、面発光レーザ素子 1000では、上述したように、導通領域の面積を広く設定でき、単一基本横モード発振を保ったまま、抵抗を容易に低減できる。

[0361] 図 52は、図 46に示す面発光レーザ素子 1000の共振領域の近傍を示す他の図である。面発光レーザ素子 1000は、反射層 1020に代えて反射層 1020Aを備えていてもよい。反射層 1020Aは、反射層 1020の高屈折率層 1015を高屈折率層 1015 Aに代えたものであり、その他は、反射層 1020と同じである。

[0362] 高屈折率層 1015Aは、 TiOからなり、 λ Ζ4η (ηは、 TiOの屈折率）の膜厚を有する。そして、抑制層 1017は、発振光の定在波分布の節の位置から、活性層 1005 と反対側に発振光の位相変化が π Ζ4となる距離だけずらせて配置される。

[0363] 抑制層 1017を高屈折率層 1015A中に配置する場合、低屈折率層 1014上に λ Zl0n(nは、 TiOの屈折率)の膜厚を有する TiOを電子ビーム蒸着によって形成し、その後、 20nmの SiO層を電子ビーム蒸着によって形成し、 20nmの SiO層のうち

2 2

、中央部の 4. 5 m角の大きさを有する領域をバッファード弗酸 (BHF)によって除去して開口部 1017aを作成する。そして、 3 λ Ζ20η (ηは、 TiOの屈折率）の膜厚を有する TiOを電子ビーム蒸着によって形成する。これによつて、 λ Ζ4η(ηは、 TiO の屈折率)の膜厚を有する高屈折率層 1015Aが形成される。

[0364] 上記においては、抑制層 1017の開口部 1017aの大きさは、選択酸化層 1008の非酸ィ匕領域 1008aの大きさよりも小さい 4 mであると説明したが、本発明においては、これに限らず、抑制層 1017の開口部 1017aの大きさは、選択酸化層 1008の非酸ィ匕領域 1008aの大きさより大きくしてもょ、。

[0365] また、面発光レーザ素子 1000においては、 p側電極 1013は、好ましくは、選択酸化層 1008の酸ィ匕領域 1008bの面積と同じ大きさを有する。すなわち、 p側電極 101 3は、酸ィ匕領域 1008bに対応する位置に設けられる。

[0366] さらに、抑制層 1017は、発振光の定在波分布の節の位置から、活性層 1005と反対側に発振光の位相変化が π Ζ4となる距離だけずらせて配置されたが、本発明においては、これに限らず、抑制層 1017は、発振光の定在波分布の節の位置と、活性層 1005と反対側に隣接する腹の位置との間であれば、任意の位置に設けられる。

[0367] さらに、上記においては、電流狭窄層は、選択酸ィ匕層 1008からなると説明したが、本発明においては、これに限らず、電流狭窄層は、実施の形態 4において説明した高抵抗領域 708a, 708bにより構成されて、てもよヽ。

[0368] さらに、上記においては、反射層 1020は、 SiOおよび TiO力もなると説明したが、

2

実施の形態 7においては、これに限らず、エッチング耐性が大きく異なる 2つの誘電体であれば、 SiOおよび TiO以外の誘電体からなっていてもよい。

2

[0369] 面発光レーザ素子 1000は、図 22に示す面発光レーザアレイ 300Aに用いられる。

また、面発光レーザ素子 1000および面発光レーザ素子 1000を用いた面発光レーザアレイ 300Aは、図 23に示す電子写真システム 400Aおよび図 24に示す光通信システム 500Aに用いられる。

[0370] 実施の形態 7においては、反射層 1007は、「第 1の反射層」を構成し、反射層 102 0は、「第 2の反射層」を構成する。

[0371] さらに、上記においては、面発光レーザ素子 100, 200, 600, 700, 800, 900, 1 000を構成する各半導体層の形成方法として MOCVD法を用いると説明したが、本発明においては、これに限らず、分子線結晶成長法（MBE : Molecular Beam E pitaxy)等のその他の結晶成長法を用いてもよ!、。

[0372] さらに、面発光レーザ素子 100, 200, 600, 700, 800, 900, 1000の発振波長は、 780nmおよび 980nm以外の波長であってもよい。たとえば、 AlGalnP系材料を活'性層 105, 205, 605, 705, 805, 905, 1005に用!ヽることによって、 680nm帯よりも短波長の発光を得ることができる。また、 AlGaAs系材料を活性層 105, 205, 605, 705, 805, 905, 1005に用!/、ることによって、 780nm帯の他に 850nm帯の発光を得ることができる。さらに、 GalnNAsSb系材料を活性層 105, 205, 605, 70 5, 805, 905, 1005に用!/、ることによって、 1. 1 m帯よりも長波長帯の発光を得ること力 Sできる。この場合、各波長帯に応じて、反射層 103, 107 ; 203, 207 ; 603, 60 7 ; 703, 707 ; 803, 807 ; 903, 907, 1007の材料および積層周期数を適切に選択することにより、高次横モード発振を抑制し、ほぼピーク出力まで単一基本横モード発振が可能な面発光レーザ素子を作製することができる。

[0373] 以上、本発明を好ましい実施例について説明したが、本発明はカゝかる特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内にお、て様々な変形 ·変更が可能である。 [0374] 本発明は優先権主張の基礎となる 2005年 11月 30日に出願の特願 2005— 3460 55、 2006年 4月 28曰【こ出願の特願 2006— 126072および 2006年 11月 2曰【こ出願の特願 2006— 299074の全内容を含むものである。

産業上の利用可能性

[0375] 本発明は、単一基本横モードの出力を容易に向上可能な面発光レーザ素子に適用される。また、本発明は、単一基本横モードの出力を容易に向上可能な面発光レ一ザ素子を備える面発光レーザアレイに適用される。さらに、本発明は、単一基本横モードの出力を容易に向上可能な面発光レーザ素子、またはその面発光レーザ素子を用いた面発光レーザアレイを備える電子写真システムに適用される。さらに、本発明は、単一基本横モードの出力を容易に向上可能な面発光レーザ素子、またはその面発光レーザ素子を用いた面発光レーザアレイを備える光通信システムに適用される。

Claims

請求の範囲

[1] 活性層と、

活性層の両側に設けられた共振器スぺーサ一層と、

共振器スぺーサ一層の両側に設けられ、前記活性層において発振した発振光を反射する反射層と、

前記発振光の電界の定在波分布の節に対応する前記反射層中の第 1の位置と、前記活性層側と反対方向において、前記定在波分布の節に対応した第 1の位置に隣接し、前記定在波分布の腹に対応する前記反射層中の第 2の位置との間に設けられた選択酸化層とを備える面発光レーザ素子。

[2] 前記選択酸化層は、前記第 1の位置と、前記第 1および第 2の位置間の中点との間に設けられる、請求項 1に記載の面発光レーザ素子。

[3] 前記選択酸化層は、前記第 1の位置と前記第 2の位置との略中点に設けられる、請求項 1に記載の面発光レーザ素子。

[4] 前記反射層は、第 1の屈折率を有する第 1の層と、前記第 1の屈折率よりも大きい第 2の屈折率を有する第 2の層とを交互に積層した構造力もなり、

前記選択酸化層は、前記第 1の層中に設けられる、請求項 1に記載の面発光レーザ素子。

[5] 活性層と、

活性層の両側に設けられた共振器スぺーサ一層と、

前記活性層へ電流を注入するときの前記反射層の領域を制限する電流狭窄層と、前記活性層において発振した高次モード成分を抑制する抑制層とを備える面発光レーザ素子。

[6] 前記電流狭窄層および前記抑制層は、前記反射層中に設けられ、

前記活性層と前記抑制層との距離は、前記活性層と前記電流狭窄層との距離に等しい、請求項 5に記載の面発光レーザ素子。

[7] 前記抑制層は、前記発振光の電界の定在波分布の節に対応する前記反射層中の第 1の位置と、前記活性層側と反対方向において、前記定在波分布の節に対応した第 1の位置に隣接し、前記定在波分布の腹に対応する前記反射層中の第 2の位置との間に設けられた第 1の選択酸ィ匕層からなり、

前記電流狭窄層は、前記第 1の選択酸化層と異なる第 2の選択酸化層からなり、前記活性層と前記第 1の選択酸化層との距離は、前記活性層と前記第 2の選択酸化層との距離よりも大きい、請求項 5に記載の面発光レーザ素子。

[8] 前記第 2の選択酸化層は、前記発振光の電界の定在波分布の節に対応する位置に設けられる、請求項 7に記載の面発光レーザ素子。

[9] 前記反射層は、

前記活性層の一方側に配置され、 n型の半導体力なる第 1の反射層と、前記活性層に対して前記第 1の反射層と反対側に配置され、 p型の半導体からなる第 2の反射層とを含み、

前記第 1の選択酸化層は、前記第 1の反射層中に配置され、

前記第 2の選択酸ィヒ層は、前記第 2の反射層中に配置される、請求項 7に記載の面発光レーザ素子。

[10] 前記抑制層と前記電流狭窄層との間に設けられ、前記活性層に前記電流を注入するための半導体層をさらに備え、

前記抑制層は、前記発振光の電界の定在波分布の節に対応する前記反射層中の第 1の位置と、前記活性層側と反対方向において、前記定在波分布の節に対応した第 1の位置に隣接し、前記定在波分布の腹に対応する前記反射層中の第 2の位置との間に設けられた第 1の選択酸ィ匕層からなり、

前記電流狭窄層は、前記第 1の選択酸化層と異なる第 2の選択酸化層からなり、前記第 1および第 2の選択酸ィ匕層は、前記活性層に対して基板と反対側に設けられ、

前記第 2の選択酸化層は、前記半導体層からの電流を制限して前記活性層に注入し、

前記活性層と前記第 1の選択酸化層との距離は、前記活性層と前記第 2の選択酸化層との距離よりも大きい、請求項 5に記載の面発光レーザ素子。

[11] 前記第 2の選択酸化層の非酸化領域の面積は、前記第 1の選択酸化層の非酸ィ匕領域の面積よりも大きい、請求項 9に記載の面発光レーザ素子。

[12] 前記抑制層は、前記発振光の電界の定在波分布の節に対応する前記反射層中の第 1の位置と、前記活性層側と反対方向において、前記定在波分布の節に対応した第 1の位置に隣接し、前記定在波分布の腹に対応する前記反射層中の第 2の位置との間に設けられた選択酸化層からなり、

前記電流狭窄層は、イオン注入され、前記活性層へ注入される電流が通過する領域よりも高い抵抗を有する高抵抗領域力なり、

前記活性層と前記抑制層との距離は、前記活性層と前記電流狭窄層との距離よりも大きい、請求項 5に記載の面発光レーザ素子。

[13] 前記反射層は、

前記活性層に対して基板と反対側に設けられ、半導体からなる第 1の反射層と、前記第 1の反射層上に設けられ、誘電体からなる第 2の反射層とを含み、前記電流狭窄層は、前記第 1の反射層中に設けられ、

前記抑制層は、前記発振光の電界の定在波分布の節に対応する前記第 2の反射層中の第 1の位置と、前記活性層側と反対方向において、前記定在波分布の節に対応した第 1の位置に隣接し、前記定在波分布の腹に対応する前記第 2の反射層中の第 2の位置との間に設けられるとともに、前記第 2の反射層の積層方向において隣接する誘電体と異なる屈折率を有する誘電体層からなる、請求項 5に記載の面発光レ一ザ素子。

[14] 正極電極をさらに備え、

前記電流狭窄層は、非酸化領域と前記基板の面内方向にお!ヽて前記非酸化領域の周囲に設けられた酸化領域とを含み、

前記正極電極は、前記第 1の反射層の上部に設けられたコンタクト層の表面において前記酸ィ匕領域に対応する位置に設けられる、請求項 13に記載の面発光レーザ素子。

[15] 単一基本モードで動作する面発光レーザ素子であって、

活性層と、活性層の両側に設けられた共振器スぺーサ一層と、

前記反射層中に設けられ、酸化領域と非酸化領域とからなる選択酸化層とを備え、前記非酸化領域の面積は、 4〜20 /ζ πι²の範囲である、面発光レーザ素子。

[16] 前記非酸化領域の面積は、 4-18. 5 μ m²の範囲である、請求項 15に記載の面発光レーザ素子。

[17] 基板と、

前記基板上に形成された複数の面発光レーザ素子よりなる面発光レーザアレイであって、

前記複数の面発光レーザ素子は、

活性層と、

活性層の両側に設けられた共振器スぺーサ一層と、

前記発振光の電界の定在波分布の節に対応する前記反射層中の第 1の位置と、前記活性層側と反対方向において、前記定在波分布の節に対応した第 1の位置に隣接し、前記定在波分布の腹に対応する前記反射層中の第 2の位置との間に設けられた選択酸ィ匕層とを備える面発光レーザアレイ。

[18] 感光ドラムと、

レーザ光を形成する書き込み光源と、

前記レーザ光から成形ビームを形成し、前記感光ドラム上に前記成形ビームにより電子潜像を形成する光学走査系と、

前記感光ドラムと前記書き込み光源と前記光学走査系とを制御する同期制御回路と、よりなる電子写真システムであって、

前記書き込み光源は、

活性層と、

活性層の両側に設けられた共振器スぺーサ一層と、共振器スぺーサ一層の両側に設けられ、前記活性層において発振した発振光を反射する反射層と、

前記発振光の電界の定在波分布の節に対応する前記反射層中の第 1の位置と、前記活性層側と反対方向において、前記定在波分布の節に対応した第 1の位置に隣接し、前記定在波分布の腹に対応する前記反射層中の第 2の位置との間に設けられた選択酸ィ匕層とを備える面発光レーザ素子よりなる電子写真システム。

駆動回路により駆動される複数のレーザ素子を含むレーザアレイモジュールと、前記レーザアレイモジュール中の各々のレーザ素子と光ファイバで結合されたフォトダイオードを含むフォトダイオードアレイモジュールと、

前記フォトダイオードアレイモジュール中のフォトダイオードの受信信号を検出する信号検出回路とよりなり、

前記複数のレジスト素子の各々は、

活性層と、

活性層の両側に設けられた共振器スぺーサ一層と、

前記発振光の電界の定在波分布の節に対応する前記反射層中の第 1の位置と、前記活性層側と反対方向において、前記定在波分布の節に対応した第 1の位置に隣接し、前記定在波分布の腹に対応する前記反射層中の第 2の位置との間に設けられた選択酸化層とを備える光通信システム。