JP2012195341A - 面発光型レーザ素子とその製造方法、面発光型レーザアレイ素子、光走査装置、ならびに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下部ＤＢＲ反射鏡等を構成するＡｌ組成の高いＡｌＧａＡｓ、ＡｌＡｓ等の層の側面からの酸化を防ぐ構造を有する面発光型レーザ技術の提供。
【解決手段】半導体基板の表面上に、下部反射鏡と活性層と電流狭窄層と上部反射鏡とをエピタキシャル成長により形成する半導体層形成工程（ステップＳ１０１）と、半導体層形成工程により形成された半導体膜の一部をエッチングすることによりメサ構造を形成するメサ構造形成工程（ステップＳ１０２）と、半導体層形成工程により形成された半導体膜を半導体基板の表面までエッチングすることにより素子分離溝を形成する素子分離溝形成工程（ステップＳ１０３）と、素子分離溝の壁面、メサ構造の上面および側面に半導体材料からなる再成長層を形成する再成長層形成工程（ステップＳ１０４）と、再成長層上に、絶縁体からなる保護膜を形成する保護膜形成工程（ステップＳ１０５）とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、面発光型レーザ素子技術に係り、特に酸化による劣化を防止した面発光型レーザ素子とその製造方法、面発光型レーザアレイ素子、光走査装置、ならびに画像形成装置に関する。

面発光型レーザ素子（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser：垂直共振器面発光型レーザ素子）は、形成される基板に対し垂直方向に光を出射する半導体レーザであり、端面発光型半導体レーザ素子に比べて低コストで、二次元アレイ化が比較的容易に行うことができ、また、高性能であるため、光インターコネクション等の光通信の光源、光ピックアップ用の光源、レーザプリンタ等の画像形成装置の光源等の用途に用いられている。

具体的には、面発光型レーザ素子は、基板の表面に、対向する一対の高反射率の多層膜からなるＤＢＲ（Distributed Bragg Reflector）反射鏡を有しており、この一対のＤＢＲ反射鏡の間に活性層が設けられている。また、活性層とＤＢＲ反射鏡との間には、各々スペーサ層が設けられている。

このような面発光型レーザ素子は、活性層の体積を小さくすることができることから、低い閾値電流、低い消費電力で駆動することができる。また、共振器におけるモード体積が小さいため、数十ＧＨｚの変調が可能であり、高速伝送に有利である。

また、出射光の広がり角が小さく、光ファイバへの結合が容易である。さらには、面発光型レーザ素子と異なりへき開を行うことなく面発光型レーザ素子を形成製造することができ、素子面積も小さく、高密度に並列化および二次元配列化を行うことができる等の利点を有している。

面発光型レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）は、上述したような利点を有しているため、ＬＡＮ（Local Area Network）等の光伝送用光源への適用に留まらず、ボード間、ボード内、ＬＳＩのチップ間、チップ内の光伝送用光源への適用が期待されている。

図１０は、従来の一般的な面発光型レーザ素子の断面構造を示す図である。ここで、面発光型レーザ素子とは、チップとして形成された一つ一つをいう。また、便宜上、本明細書では、面発光型レーザ素子や面発光型レーザアレイ素子の上に形成された発光点になるものを面発光型レーザという。

従来の一般的な面発光型レーザ素子は、同図に示すように、単結晶基板であるｎ型ＧａＡｓ基板３１１上に、エピタキシャル成長により形成された下部ＤＢＲ反射鏡３１２、下部スペーサ層３１３、ＭＱＷ（Multiple-Quantum Well；多重量子井戸）活性層３１４、上部スペーサ層３１５、周囲が酸化されて電流狭窄構造を有する電流狭窄層３１６、上部ＤＢＲ反射鏡３１７およびコンタクト層３１８を有している。

下部スペーサ層３１３、ＭＱＷ活性層３１４、上部スペーサ層３１５、電流狭窄層３１６、上部ＤＢＲ反射鏡３１７およびコンタクト層３１８はエッチングによりメサ構造が形成されており、メサ構造の側面には保護膜３１９が形成され、コンタクト層３１８はｐ側電極３２１に接続され、ｎ型ＧａＡｓ基板３１１の裏面には、ｎ側電極３２２が接続されている。

次に、図１０に示す従来の一般的な面発光型レーザ素子の製造方法について説明する。図１１は、従来の一般的な面発光型レーザ素子の製造方法の工程図である。

最初に、図１１（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板３１１上に、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属気相成長法）やＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy：分子線エピタキシー）により、下部ＤＢＲ反射鏡３１２、下部スペーサ層３１３、ＭＱＷ活性層３１４、上部スペーサ層３１５、電流狭窄層３１６、上部ＤＢＲ反射鏡３１７およびコンタクト層３１８を順次エピタキシャル成長させることにより形成する。

下部ＤＢＲ反射鏡３１２は、ｎ型ＡｌＧａＡｓの組成を変えることにより屈折率を変化させ、高屈折率層となるｎ型ＡｌＧａＡｓと低屈折率層となるｎ型ＡｌＧａＡｓとを交互に数十ペア積層形成することにより形成する。

また、下部スペーサ層３１３はＡｌＧａＡｓにより形成し、ＭＱＷ活性層３１４は組成の異なるＡｌＧａＡｓを交互に形成することにより多重量子井戸構造を形成し、上部スペーサ層３１５はＡｌＧａＡｓにより形成し、電流狭窄層３１６はＡｌＡｓにより形成する。

さらに、上部ＤＢＲ反射鏡３１７は高屈折率層となるｐ型ＡｌＧａＡｓと低屈折率層となるｐ型ＡｌＧａＡｓとを交互に数十ペア積層形成することにより形成し、コンタクト層３１８はｐ型ＧａＡｓにより形成する。

次に、同図（ｂ）に示すように、所定の領域における下部スペーサ層３１３、ＭＱＷ活性層３１４、上部スペーサ層３１５、電流狭窄層３１６、上部ＤＢＲ反射鏡３１７およびコンタクト層３１８をエッチングすることにより、メサ構造３３０を形成する。メサ構造３３０を形成することにより、効率よくレーザ発振させることができ、また、高速変調における寄生容量を低減させることができる。

メサ構造３３０の形成方法は、コンタクト層３１８上に、不図示のＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜を形成し、このＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜上にフォトレジストを塗布し、メサ構造３３０が形成される領域上にレジストパターンが形成されるように、露光装置により露光した後、現像する。

これにより形成されたレジストパターンをマスクとして、レジストパターンの形成されていない領域のＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜をＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）等により除去し、ＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜からなるメサマスクを形成する。

この後、別の異なるエッチングガスを導入しＲＩＥ等により、メサマスクの形成されていない領域における下部スペーサ層３１３、ＭＱＷ活性層３１４、上部スペーサ層３１５、電流狭窄層３１６、上部ＤＢＲ反射鏡３１７、コンタクト層３１８を除去する。

この後、ＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜からなるメサマスクを除去することにより、同図（ｂ）に示す如きメサ構造３３０が形成される。

ＲＩＥ等のドライエッチングは、ｎ型ＧａＡｓ基板３１１に対して垂直方向にエッチングすることが可能であるため一般的に用いられることが多いが、ウエットエッチングにより形成することも可能である。

次に、同図（ｃ）に示すように、電流狭窄層３１６を選択酸化する。
具体的には、メサ構造３３０を形成した後、水蒸気雰囲気中において熱処理を行うことにより、メサ構造３３０の側面に露出している電流狭窄層３１６（被選択酸化層ともいう）のエッチング面より酸化をさせる。

これにより、メサ構造３３０の周辺部分は酸化されて絶縁体であるＡｌｘＯｙとなり選択酸化領域３１６ａが形成される。この選択酸化領域３１６ａと中央部分における酸化されていない電流狭窄領域３１６ｂとにより電流狭窄層３１６が形成され、電流狭窄構造となる。

次に、同図（ｄ）に示すように、素子分離するための素子分離溝３３１を形成し、さらに、保護膜３１９を形成する。
具体的には、素子分離溝３３１が形成される領域以外の領域にレジストパターン等を形成し、ドライエッチングまたはウエットエッチングにより、ｎ型ＧａＡｓ基板３１１の表面が露出するまでエッチングを行う。

なお、素子分離溝３３１を形成することなくチップ分離をする際に、ダイシング加工等により分離する方法もあるが、この場合、エピタキシャル成長させた結晶層の側面が素子分離の際に露出してしまい好ましくない。

なお、端面保護のため、素子分離溝３３１を形成した後、メサ構造３３０の側面および素子分離溝３３１の壁面を含む全面に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）によってＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜を成膜することにより、保護膜３１９を形成することが好ましい。

この後、コンタクト層３１８上に形成された保護膜３１９をエッチングにより除去し、図１０に示すように、コンタクト層３１８に接続されるｐ側電極３２１を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板３１１の裏面にｎ側電極３２２を形成する。

この後、素子分離することにより、面発光型レーザ素子を作製することができる。つまり、複数の面発光型レーザ素子を基板上に形成して、各々に分離して面発光型レーザ素子となる。このような構造を有する面発光型半導体レーザ素子とその製造方法については、特開２００６−３０２９１９号公報（特許文献１）を参照されたい。

ところで、上述した従来の面発光型レーザ素子を製造する場合では、保護膜３１９は、絶縁性等の観点から、通常、ＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜により形成されている。

しかしながら、ＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜は、面発光型レーザ素子を構成する他のIII−Ｖ族化合物半導体とは異なる材料であり、また、このような保護膜３１９において、酸素や水蒸気等が通過することのない緻密な膜をメサ構造３３０の側面および素子分離溝３３１の壁面に形成することは困難である。

このため、メサ構造３３０の側面および素子分離溝３３１の壁面にＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜からなる保護膜３１９を形成した場合においても、酸素や水蒸気が保護膜３１９を通過して侵入し、Ａｌ組成の高いＡｌＧａＡｓ層やＡｌＡｓ層がメサ構造３３０の側面および素子分離溝３３１の壁面より徐々に酸化されてしまう。

特に、下部ＤＢＲ反射鏡３１２および上部ＤＢＲ反射鏡３１７は、Ａｌ組成の高い低屈折率層とＡｌ組成の低い高屈折率層とを交互に積層することにより形成されているが、ＤＢＲを構成する各層の厚さは、屈折率をｎとした場合、レーザ発振の波長λに対し、λ／（４×ｎ）の整数倍の厚さとなるように形成されているため、膜厚が厚く、さらに数十層形成されているため、特にＡｌ組成の高い低屈折率層は酸化による影響を多大に受けやすい。

また、一般に面発光型レーザ素子は、レーザ発振により生じた熱をｎ型ＧａＡｓ基板３１１側から放熱させる構成とする場合が多く、この場合、下部ＤＢＲ反射鏡３１２における低屈折率層には、熱伝導率の高いＡｌＡｓ層を用いると有利である。しかしながら、素子分離溝３３１を形成した場合、下部ＤＢＲ反射鏡３１２におけるＡｌＡｓ層の側面はエッチングにより露出しているため、保護膜３１９を通過して侵入した酸素や水蒸気によって酸化されやすい。

このように、面発光型レーザ素子を構成するＡｌＡｓ層、特に下部ＤＢＲ反射鏡３１２が酸化されると、酸化された層の体積が変化して応力が発生し、面発光型レーザ素子を構成する素子が破壊され、面発光型レーザ素子を構成する素子および面発光型レーザ素子を構成する素子を用いた装置の信頼性に悪影響を与える。

特開２００７−２３５０３０号公報（特許文献２）には、メサ構造側面を半導体再成長層で被覆し酸素や水蒸気等から保護する方法が提案されているが、酸素や水蒸気の影響を多大に受けやすい素子分離溝については言及されていない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、下部ＤＢＲ反射鏡等を構成するＡｌ組成の高いＡｌＧａＡｓ、ＡｌＡｓ等の層の側面からの酸化を防いだ構造の面発光型レーザを提供することを目的とするものであり、さらには、信頼性の高い面発光型レーザ素子とその製造方法、面発光型レーザアレイ素子、光走査装置、画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は次のような構成を有している。
本発明に係る面発光型レーザ素子の製造方法は、基板の上に、下部反射鏡と、活性層と、電流狭窄層と、上部反射鏡とを形成する半導体層形成工程と、該半導体層形成工程により形成された活性層，電流狭窄層，上部反射鏡の一部をメサ構造に形成するメサ構造形成工程と、前記半導体層形成工程により形成された下部反射鏡，活性層，電流狭窄層，上部反射鏡を除去し、素子分離溝を形成する素子分離溝形成工程と、前記素子分離溝の壁面、前記メサ構造の上面および側面に半導体材料からなる再成長層を形成する再成長層形成工程を有することを特徴としている。

本発明に係る面発光型レーザ素子は、基板の上に設けられた、下部反射鏡と、活性層と、電流狭窄構造が形成される電流狭窄層と、上部反射鏡とが形成され、前記活性層と前記電流狭窄層と前記上部反射鏡を形成する半導体層の一部により形成されたメサ構造と、前記基板上に設けられた素子分離のための素子分離溝と、該素子分離溝の壁面と前記メサ構造の上面および側面に設けられた半導体材料からなる再成長層とを有することを特徴とする。

また、前記再成長層は、ＧａＩｎＰであること、光学長が前記活性層より得られる発振光の波長の１／２の整数倍であることを特徴とする。

さらに、前記再成長層上に、絶縁体からなる保護膜を備えたことを特徴とする。

また、前記保護膜は、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、または、ＳｉＯ_２とＳｉＮを組み合わせたものであること、光学長が前記活性層より得られる発振光の波長の１／２の整数倍であることを特徴とする。

本発明に係る面発光型レーサアレイ素子は、上記の面発光型レーザ素子上に形成された発光点となる面発光型レーザを、同一半導体基板上に複数配列したものである。

本発明に係る光走査装置は、レーザ光によって被走査面上を走査する光走査装置であって、前記面発光型レーザ素子、あるいは、前記面発光型レーザアレイ素子を有する光源ユニットと、該光源ユニットからの１または複数のレーザ光を偏向する偏向手段と、該偏向手段により偏向された１または複数のレーザ光を被走査面上に集光する走査光学系と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、上記面発光型レーザ素子、または、上記面発光型レーザアレイ素子を書き込み光源として備えたものであり、少なくとも一つの像担持体（感光体ドラム）と、該少なくとも一つの像担持体に対して、画像情報によって変調された１または複数のレーザ光を走査する少なくとも一つの前記光走査装置とを備えたこと、さらに、前記画像情報がカラー画像情報であり、該カラー画像情報を構成する色要素毎に前記像担持体を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、下部ＤＢＲ反射鏡等を構成するＡｌ組成の高いＡｌＧａＡｓ、ＡｌＡｓ等の層の側面からの酸化による劣化を防ぐ構造を有しているため、長寿命で信頼性の高い面発光型レーザ素子とその製造方法を提供することができ、さらには、該面発光型レーザ素子に形成された面発光型レーザを用いたことにより信頼性の高い面発光型レーザアレイ素子、光走査装置、画像形成装置を実現することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る面発光型レーザ素子の断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る面発光型レーザ素子の製造工程の流れを示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る面発光型レーザ素子の製造工程図である。 本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の構成図である。 本発明の第２の実施の形態に係る光走査装置の概要図である。 本発明の第２の実施の形態に係る面発光型レーザ素子アレイの概要図である。 本発明の第２の実施の形態に係るカラー印刷が可能な画像形成装置の構成図である。 第３の実施の形態に係る光送信モジュールの概要を示す図である。 第４の実施の形態に係る光送受信モジュールの概要を示す図である。 従来の面発光型レーザ素子の断面図である。 従来の面発光型レーザ素子の製造方法の工程図である。

本発明の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する

〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態に係る面発光型レーザ素子について説明する。
本実施の形態の面発光型レーザ素子は、III−Ｖ族の化合物半導体により形成される面発光型半導体レーザ素子である。

＜面発光型レーザ素子＞
以下、本実施の形態における面発光型レーザ素子を図面を用いて説明する。
図１は、本実施の形態に係る面発光型レーザ素子の断面図である。

本実施の形態における面発光型レーザ素子は、同図に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、エピタキシャル成長により形成した下部ＤＢＲ反射鏡（下部半導体多層膜）３、下部スペーサ層４、ＭＱＷ活性層５、上部スペーサ層６、電流狭窄層７（選択酸化領域７ａ，電流狭窄領域７ｂ）、上部ＤＢＲ反射鏡（上部半導体多層膜）８およびコンタクト層（ｐ型ＧａＡｓコンタクト層）９を有している。

下部ＤＢＲ反射鏡３は、ｎ型Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓとｎ型ＡｌＡｓとを４０．５ペア交互に積層することにより形成したものであり、ドーパントとしてＳｅ（セレン）が、５×１０^１７ｃｍ^−３〜２×１０^１８ｃｍ^−３ドープされている。

なお、下部ＤＢＲ反射鏡３は、低屈折率層と高屈折率層とが積層されたものであるが、ｎ型ＡｌＡｓにより形成される層が低屈折率層となり、ｎ型Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓにより形成される層が高屈折率層となる。

ＭＱＷ活性層５は、Ａｌ_０．１Ｇａ_０．９ＡｓとＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓとを交互に積層した多重量子井戸構造により形成されている。

電流狭窄層７は、ｐ型ＡｌＡｓにより形成されており、後に選択酸化されることにより選択酸化領域７ａと電流狭窄領域７ｂからなる電流狭窄構造を形成する。

上部ＤＢＲ反射鏡８は、ｐ型Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓとｐ型Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓとを２１ペア交互に積層形成することにより形成したものである。上部ＤＢＲ反射鏡８には、ドーパントとしてＺｎが、５×１０^１７ｃｍ^−３〜６×１０^１８ｃｍ^−３ドープされている。

なお、上部ＤＢＲ反射鏡８は、低屈折率層と高屈折率層とが積層されたものであるが、ｐ型Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓにより形成される層が低屈折率層となり、ｐ型Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓにより形成される層が高屈折率層となる。

コンタクト層９は、ｐ型ＧａＡｓからなる膜により形成されている。
この後、所定の領域における、下部スペーサ層４、ＭＱＷ活性層５、上部スペーサ層６、電流狭窄層７、上部ＤＢＲ反射鏡８およびコンタクト層９をエッチングすることによりメサ構造１６を形成し、さらに、電流狭窄層７であるＡｌＡｓ層を側面から選択酸化して選択酸化領域７ａを形成し、酸化されない電流狭窄領域７ｂを中央部に残す。

また、本実施の形態における面発光型レーザ素子では、下部ＤＢＲ反射鏡３、下部スペーサ層４、ＭＱＷ活性層５、上部スペーサ層６、電流狭窄層７、上部ＤＢＲ反射鏡８およびコンタクト層９をエッチングすることにより、素子分離をするための素子分離溝１４を形成する。そして、該素子分離溝１４の壁面、前記メサ構造１６の上面および側面などを含む全面を、燐酸系などのエッチング液で酸化層の除去を行う。さらに再成長層を成長させる反応管内で、高温,V族ガス雰囲気下でサーマルクリーニングを行い、メサ構造１６および素子分離溝１４の周囲を覆うように、光学長が前記活性層５より得られる発振光の波長の１／２の整数倍であるＧａＩｎＰ再成長層１５を形成する。さらに光学長が前記ＭＱＷ活性層５より得られる発振光の波長の１／２の整数倍である保護膜１３を形成する。なお、本実施の形態における面発光型レーザ素子では、メサ構造１６を形成する際に、下部ＤＢＲ反射鏡３の一部を除去する場合がある。

ｐ側電極１１は、保護膜１３上にコンタクト層９と接して形成されており、コンタクト層９とオーミック接触するように形成されている。

ｎ側電極２は、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面に設けられており、ｎ型ＧａＡｓ基板１とオーミック接触するように形成されている。

なお、本実施の形態における面発光型レーザ素子では、下部ＤＢＲ反射鏡３および上部ＤＢＲ反射鏡８は、高屈折率層と低屈折率層とを積層した構成のものであるが、高屈折率層と低屈折率層との界面における電気抵抗を低減させるため、高屈折率層と低屈折率層との界面においては、ＡｌＧａＡｓの組成を変化させた厚さ２０ｎｍの組成傾斜層が形成されている。

＜面発光型レーザ素子の製造方法＞
次に、本実施の形態における面発光型レーザ素子の製造方法を説明する。
図２は、本実施の形態における面発光型レーザ素子の製造工程の流れを示す図である。

本発明に係る面発光型レーザ素子の製造方法は、同図に示すように、まず、半導体基板の表面上に、異なる屈折率の半導体膜を交互に積層することにより形成される下部反射鏡と、下部スペーサ層と、半導体膜からなる活性層と、上部スペーサ層と、半導体膜からなる電流狭窄層と、異なる屈折率の半導体膜を交互に積層することにより形成される上部反射鏡とをエピタキシャル成長により形成する半導体層を形成する工程（ステップＳ１０１）を行う。次に、前記半導体層を形成する工程により形成された半導体膜の一部をエッチングすることにより、メサ構造を形成するメサ構造形成工程（ステップＳ１０２）と、前記半導体層形成工程により形成された半導体膜を前記半導体基板の表面までエッチングすることにより素子分離溝を形成する素子分離溝形成工程（ステップＳ１０３）を行う。さらに、前記素子分離溝の壁面、前記メサ構造の上面および側面に半導体材料からなる再成長層を形成する再成長層形成工程（ステップＳ１０４）を行う。そして、前記再成長層上に、絶縁体からなる保護膜を形成する保護膜形成工程（ステップＳ１０５）を行う。これらの工程を行い面発光型レーザ素子が製造される。

図３は、本実施の形態における面発光型レーザ素子の製造方法の一具体例を示す図である。

最初に、図示しないが、図２のステップＳ１０１で示したように、ｎ型ＧａＡｓ基板１上に、ＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition：有機金属気相成長法）やＭＢＥ（Molecular Beam Epitaxy：分子線エピタキシー）により、下部ＤＢＲ反射鏡３、ＭＱＷ活性層５、電流狭窄層７、上部ＤＢＲ反射鏡８およびコンタクト層９を順次エピタキシャル成長により形成する。

下部ＤＢＲ反射鏡３は、高屈折率層となるｎ型Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓと低屈折率層となるｎ型ＡｌＡｓとを交互に４０．５ペア積層形成することにより形成する。

また、ＭＱＷ活性層５はＡｌ_０．１Ｇａ_０．９ＡｓとＡｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓとを交互に積層形成することにより多重量子井戸構造を形成し、電流狭窄層７はｐ型ＡｌＡｓにより形成する。

さらに、上部ＤＢＲ反射鏡８として高屈折率層となるｐ型Ａｌ_０．３Ｇａ_０．７Ａｓと低屈折率層となるｐ型Ａｌ_０．９Ｇａ_０．１Ａｓとを交互に２１ペア積層形成することにより形成し、コンタクト層９はｐ型ＧａＡｓにより形成する。

次に、図２のステップＳ１０２で説明したように、所定の領域におけるＭＱＷ活性層５、電流狭窄層７、上部ＤＢＲ反射鏡８およびコンタクト層９の一部をエッチングすることによりメサ構造１６を形成する。

メサ構造１６を形成することにより、ＭＱＷ活性層５において光と電流を閉じ込め、効率よくレーザ発振させることができ、また、高速変調における寄生容量を低減させることができる。

具体的に、本実施の形態における面発光型レーザ素子では、ＣＶＤ等によりコンタクト層９上に、ＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜を形成し、このＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜上にフォトレジストを塗布し、露光装置により露光し、現像することによりメサ構造１６が形成される領域上にレジストパターンを形成する。

次に、これにより形成されたレジストパターンをマスクとして、レジストパターンの形成されていない領域のＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜をＲＩＥ（Reactive Ion Etching：反応性イオンエッチング）等により除去し、ＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜からなるメサマスクとなる保護膜を形成する。

次に、ＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜からなるメサマスクとなる保護膜をマスクとして、Ｃｌ_２、ＢＣｌ_３、ＳｉＣｌ_４等のガスを導入しＲＩＥ等により、ＭＱＷ活性層５、電流狭窄層７、上部ＤＢＲ反射鏡８、コンタクト層９を除去する。

なお、メサマスクは一例としてＳｉＯ_２膜またはＳｉＮ膜で形成することを挙げているが、他の誘電体膜やレジストのみで形成することも可能である。

前記工程によりメサ構造１６が形成される。なお、メサ構造１６を形成するためのエッチング方法は、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）以外の誘導結合プラズマエッチング等のドライエッチング法、または、ウエットエッチング法、さらには、ドライエッチングとウエットエッチングを組み合わせたエッチング方法によって行うことも可能である。

次に、電流狭窄層７を選択酸化する。
具体的には、メサ構造１６を形成した後、水蒸気雰囲気中において熱処理を行うことにより、メサ構造１６により露出している電流狭窄層７の側面より酸化を進行させる。

これによりメサ構造１６の周辺部分は酸化され絶縁体であるＡｌｘＯｙが形成され選択酸化領域７ａが形成される。この選択酸化領域７ａと中央部分の酸化されていない電流狭窄領域７ｂとにより、電流狭窄層による電流狭窄構造が形成される。

次に、図２のステップＳ１０３を実施し、図３（ａ）に示すように、素子分離溝１４を形成する。
具体的には、フォトレジストの塗布、露光装置による露光、現像により、素子分離溝１４が形成されない領域上に不図示のレジストパターンを形成する。

この後、レジストパターンの形成されていない領域における下部ＤＢＲ反射鏡３、下部スペーサ層４、ＭＱＷ活性層５、上部スペーサ６、層電流狭窄層７、上部ＤＢＲ反射鏡８およびコンタクト層９をＲＩＥ等によりエッチングし除去することにより素子分離溝１４を形成する。

素子分離溝１４を形成するためのエッチング方法は、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）以外のドライエッチング法、または、ウエットエッチング法、さらには、ドライエッチングとウエットエッチングを組み合わせたエッチング方法によって行うことも可能である。
ここまでの工程は、従来通りである。

次に、図２のステップＳ１０４を実施し、図３（ｂ）に示すように、図３（ａ）に示した状態に対して再成長層１５を形成する。つまり、素子分離溝１４を形成した後に、再成長層１５を形成する。
具体的には、ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ等により化合物半導体をエピタキシャル成長させることにより形成する。再成長層１５を形成する材料は、Ａｌを含まずＶ族元素がＰのみであり耐湿性に優れ、ＡｌＧａＡｓ活性層よりバンドギャップが大きく、ＧａＡｓと格子整合するＧａＩｎＰであることが好ましい。Ａｌを含まない理由は、Ａｌを含むと酸化されやすいためである。

ＧａＩｎＰは先行技術のＧａＡｓのように選択成長が容易でないため、メサ構造上面にも成長させ、後に電極とのコンタクトを取る部分をエッチングし、電極はＧａＡｓとオーミック接続させる。この場合発光部にＧａＩｎＰが形成されるが、ＧａＩｎＰはＡｌＧａＡｓ活性層よりバンドギャップが大きく発振光の吸収は少ない。

また、再成長層１５は、メサ構造１６の上面および側面および素子分離溝１４の壁面に所望の膜厚の再成長層１５を形成することができる方法が好ましく、このためＭＯＣＶＤにより再成長層１５を形成することが好ましい。具体的にはコンタクト層９上に光学長が前記活性層より得られる発振光の波長の１／２の整数倍であるこのように形成することが好ましい。

形成された再成長膜１５はエピタキシャル成長により形成されたものであるため緻密な膜であり、素子分離溝１４の壁面からの酸素の侵入を防止することができる。即ち、形成された再成長膜１５により面発光型レーザ素子を構成する素子端部からの酸素の侵入を防ぐことができるため、応力等により破壊されることがなく信頼性を高めることができる。

次に、図２のステップＳ１０５を実施し、図３（ｃ）に示すように、保護膜１３を形成する。
具体的には、ＣＶＤ等により、本実施の形態における面発光型レーザ素子の発振波長λに対し、光学長がλ／２の整数倍となる膜厚のＳｉＯ_２膜、ＳｉＮ膜、または、ＳｉＯ_２膜とＳｉＮ膜を組み合わせた構成からなる保護膜１３を形成する。

次に、図３（ｄ）に示すように、ｐ側電極１１およびｎ側電極２を形成する。
具体的には、保護膜１３上にフォトレジストを塗布し、露光装置による露光、現像を行うことにより、ｐ側電極１１とコンタクト層９とが接続される領域に開口部を有する不図示のレジストパターンを形成する。

この後、レジストパターンの形成されていない領域における保護膜１３をバッファードフッ酸等によりウエットエッチングを行うことにより除去し、ＧａＩｎＰ再成長層１５を塩酸、硫酸などにより除去する。

この後、コンタクト層９に接続されるｐ側電極１１を形成し、ｎ型ＧａＡｓ基板１の裏面にｎ側電極２を形成する。この後、素子分離溝１４に沿って面発光型レーザ素子を分離し、本実施の形態における面発光型レーザ素子を作製することができる。この際に、素子分離溝１４でへき開などにより分離を行っても、素子の壁面が露出せず、さらに、再成長層１５、保護層１３により、酸素などの侵入を確実に防止することができる。

なお、コンタクト層９上では、ＧａＩｎＰ再成長層１５と保護膜１３とが積層された構造となるが、ともに本実施の形態における面発光型レーザ素子の発振波長λに対し、光学長がλ／２の整数倍となる膜厚により形成されているため、面発光型レーザ素子の特性に影響を与えることはない。即ち、面発光型レーザ素子の特性に影響を及ぼさないためには、ＧａＩｎＰ再成長層１５、保護膜１３の光学長を、λ／２の整数倍となる膜厚とする必要がある。

本実施の形態における面発光型レーザ素子は、メサ構造１６の上面、側面および素子分離溝１４の壁面がエピタキシャル成長により形成された緻密なＧａＩｎＰ再成長膜１５により覆われているため、外部からの酸素の侵入を防ぐことができるため、半導体層の酸化を防ぐことができる。

これにより、半導体層が酸化することにより体積が変化し応力が加わり、面発光型レーザ素子を構成する素子が破壊されるといったことを防ぐことができ、信頼性を高めることができる。特に、ＧａＡｓ層を用いた構成の下部ＤＢＲ反射鏡３における酸化を防ぐことができ、放熱効果の高い構造の面発光型レーザ素子において、素子分離溝１４を形成した場合においても、素子としての信頼性が高く酸化されにくい面発光型レーザ素子を得ることができる。

＜面発光型レーザアレイ素子＞
上述した信頼性の高い面発光型レーザ素子上に形成された面発光型レーザを一次元あるいは二次元に配列した面発光型レーザアレイ素子は、後述する実施の形態で述べるように、複数の光源を並列的に照射することが可能となり、高速処理を行う場合に有益である。

〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態は、光学電子機器である。
以下、本実施の形態に係る光学電子機器について説明する。

本実施の形態に係る光学電子機器は、第１の実施の形態に係る面発光型レーザ素子あるいは面発光型レーザ素子アレイを用いたあらゆる光学電子機器を含むものであり、酸化による劣化の少ない面発光型レーザ素子を用いることにより、安定した長寿命の光学電子機器を実現できる。以下では、光学電子機器の例として、画像形成装置（レーザプリンタ）と光ディスク装置について説明する。

＜＜画像形成装置（レーザプリンタ）＞＞
まず、本発明の第２の実施の形態に係る光学電子機器の例として画像形成装置（レーザプリンタ）について説明する。図４は、本実施の形態に係る画像形成装置（レーザプリンタ）の構成図である。

本実施の形態に係る画像形成装置であるレーザプリンタは、同図に示すように、光走査装置１００、感光体ドラム１０１、帯電チャージャ１０２、現像ローラ１０３、トナーカートリッジ１０４、クリーニングブレード１０５、給紙トレイ１０６、給紙コロ１０７、レジストローラ対１０８、定着ローラ１０９、排紙トレイ１１０、転写チャージャ１１１、排紙ローラ１１２および除電ユニット１１４等を備えている。

具体的には、感光体ドラム１０１の回転方向において、帯電チャージャ１０２、現像ローラ１０３、転写チャージャ１１１、除電ユニット１１４およびクリーニングブレード１０５の順に、感光体ドラム１０１の近傍に配置されている。

感光体ドラム１０１の表面には、感光層が形成されている。ここでは、感光体ドラム１０１は、図中に示すように、時計回りで回転するように構成されている。帯電チャージャ１０２は、感光体ドラム１０１の表面を均一に帯電させる機能を有するものである。

光走査装置１００は、帯電チャージャ１０２により帯電された感光体ドラム１０１の表面に、パソコン等の上位装置からの画像情報に基づいて変調された光を照射する。この光の照射により感光体ドラム１０１の表面には、画像情報に応じた潜像が形成される。

感光体ドラム１０１の表面において潜像の形成された領域は、感光体ドラム１０１が回転することにより、現像ローラ１０３の設けられている方向に移動する。なお、光走査装置１００の詳細については後述する。

トナーカートリッジ１０４には、トナーが格納されており、このトナーは現像ローラ１０３に供給される。現像ローラ１０３は、感光体ドラム１０１の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０４から供給されたトナーを付着させて、感光体ドラム１０１の表面において画像情報を顕像化させる。

この後、感光体ドラム１０１が回転することにより、感光体ドラム１０１の表面の潜像にトナーが付着している領域は、転写チャージャ１１１の設けられている方向に移動する。

給紙トレイ１０６には記録紙１１３が格納されている。この給紙トレイ１０６の近傍には、給紙コロ１０７が配置されており、この給紙コロ１０７は、記録紙１１３を給紙トレイ１０６から一枚ずつ取り出し、レジストローラ対１０８に搬送する。

このレジストローラ対１０８は、転写チャージャ１１１の近傍に配置されており、給紙コロ１０７によって取り出された記録紙１１３を一旦保持するとともに、この記録紙１１３を感光体ドラム１０１の回転に合わせて感光体ドラム１０１と転写チャージャ１１１との間隙に向けて送り出す。

転写チャージャ１１１には、感光体ドラム１０１の表面上のトナーを電気的に記録紙１１３に引きつけるため、感光体１０１の表面上のトナーとは逆極性の電荷が印加されている。この電荷により感光体ドラム１０１の表面上のトナーは、記録紙１１３に転写され、即ち、トナーにより形成される画像が記録紙１１３に転写される。この後、記録紙１１３は、定着ローラ１０９に送られる。

定着ローラ１０９では、熱と圧力とが記録紙１１３に加えられ、これによって、トナーが記録紙１１３に定着される。ここで画像が定着された記録紙１１３は、排紙ローラ１１２を介して排紙トレイ１１０に送られ、排紙トレイ１１０上に順次スタックされる。

なお、除電ユニット１１４は、感光体ドラム１０１の表面を除電する。クリーニングブレード１０５は、感光体ドラム１０１の表面に残存するトナー（残留トナー）を除去する。除去された残留トナーは、再利用可能な構成となっている。残留トナーが除去された感光体ドラム１０１の表面は、再び帯電チャージャ１０２の設けられている方向に移動する。

＜光走査装置＞
次に、本実施の形態に係る光走査装置について説明する。
図５は、本実施の形態に係る光走査装置１００の概要図である。

本実施の形態に係る光走査装置１００は、同図に示すように、光源ユニット１２１、カップリングレンズ１２２、開口板（アパーチャ）１２３、シリンドリカルレンズ１２４、ポリゴンミラー１２５、ｆθレンズ１２６、トロイダルレンズ１２７、２つのミラー１２８、１２９および上記各部を統括的に制御する不図示の主制御装置を有している。

光源ユニット１２１は、第１の実施の形態における面発光型半導体レーザ（面発光型レーザ素子上に形成された面発光型レーザ）が複数形成された面発光型レーザアレイ素子を備えている。

カップリングレンズ１２２は、光源ユニット１２１から出射されたレーザ光を略平行光にするためのものである。

開口板１２３は、開口部を有し、カップリングレンズ１２２からのレーザ光のビーム径を規定するためのものである。

シリンドリカルレンズ１２４は、開口板１２３を通過したレーザ光を、ミラー１２８を介してポリゴンミラー１２５の反射面に集光する。

ポリゴンミラー１２５は、正六角柱状に形成されており、６つの側面が反射面となるよう鏡面が形成されている。ポリゴンミラー１２５は、不図示のモータによって、矢印に示す方向に一定速度で回転しており、この回転に伴って、レーザ光は等角速度的に偏向される。

ｆθレンズ１２６は、ポリゴンミラー１２５からのレーザ光の入射角に比例した像高さを有しており、ポリゴンミラー１２５により一定の角速度で偏向されるレーザ光の像面を主走査方向に対して等速移動させる。

トロイダルレンズ１２７は、ｆθレンズ１２６からのレーザ光を、ミラー１２９を介して、感光体ドラム１０１の表面上に結像する。

次に、本実施の形態に係る光源ユニット１２１について説明する。
光源ユニット１２１は、面発光型レーザ素子（ＶＣＳＥＬ）の面発光型レーザがアレイ状に２次元的に配列された面発光型レーザアレイＬＡ（面発光型レーザアレイ）を含むものにより構成されている。

図６は、本実施の形態に係る光源ユニット１２１を構成する面発光型レーザアレイＬＡ（面発光型レーザアレイ）の概要図である。

同図に示すように、面発光型レーザアレイＬＡ（面発光型レーザアレイ）において、各々の面発光型レーザは、主走査方向には所定の十分な間隔をもって配列されており、面発光型レーザの主走査方向における配列は副走査方向において間隔ｄ２ずつずれながら配列されている。このように副走査方向において間隔ｄ２ずつずれながら主走査方向の配列されているものが、副走査方向におけるピッチｄ１ごとに形成されている。

このように配置することにより、各々の面発光型レーザの中心から副走査方向に垂直な垂線の間隔を等間隔（間隔ｄ２が等間隔）とすることができる。これにより、各々の面発光型レーザの点灯のタイミングを制御することにより、感光体ドラム１０１上において、副走査方向に狭い等間隔で光源が配列されている場合と同様の構成とすることができる。

例えば、副走査方向における各々の面発光型半導体レーザのピッチｄ１が２６．５μｍであって、面発光型半導体レーザを主走査方向に１０個ずつ配列させた場合、面発光型半導体レーザの間隔ｄ２は、２．６５μｍとなる。

そして、光学系における倍率を２倍に設定すれば、感光体ドラム１０１上において、５．３μｍ間隔で書き込みドットを形成することができる。これは、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）に相当するものであり、４８００ｄｐｉの高密度の書き込みを行うことができる。

また、主走査方向に配列される面発光型半導体レーザの個数を増やし、ピッチｄ１を狭め、間隔ｄ２をさらに狭めたアレイ状にすることにより、さらに高密度な書き込みを行うことが可能となる。なお、主走査方向の書き込みの間隔は、光源である面発光型半導体レーザの点灯のタイミングを制御することにより容易に制御が可能である。

本実施の形態における光走査装置、およびこれを用いた画像形成装置においては、光源として、信頼性の高い第１の実施の形態に係る面発光型半導体レーザを用いているため、低コストであって、低消費電力で、高速で高品質となる光走査装置、および画像形成装置を得ることが可能となる。

＜カラー画像を形成するための画像形成装置＞
次に、カラー画像を形成するための画像形成装置について説明する。この画像形成装置は、カラーレーザプリンタであり、カラー画像に対し複数の感光体ドラムを備えたダンデムカラー機である。

図７は、本実施の形態に係るカラー印刷が可能な画像形成装置（カラーレーザプリンタ）の構成図である。

本実施の形態に係るカラーレーザプリンタは、同図に示すように、ブラック（Ｋ）用の感光体ドラムＫ１、帯電器Ｋ２、現像器Ｋ４、クリーニング手段Ｋ５、および転写用帯電手段Ｋ６と、シアン（Ｃ）用の感光体ドラムＣ１、帯電器Ｃ２、現像器Ｃ４、クリーニング手段Ｃ５、および転写用帯電手段Ｃ６と、マゼンタ（Ｍ）用の感光体ドラムＭ１、帯電器Ｍ２、現像器Ｍ４、クリーニング手段Ｍ５、および転写用帯電手段Ｍ６と、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラムＹ１、帯電器Ｙ２、現像器Ｙ４、クリーニング手段Ｙ５、および転写用帯電手段Ｙ６と、光走査装置１００、転写ベルト２０１、および定着手段２０２等を備えている。

本カラーレーザプリンタでは、光走査装置１００内に、ブラック用の半導体レーザ、シアン用の半導体レーザ、マゼンタ用の半導体レーザ、イエロー用の半導体レーザを有しており、各々の半導体レーザは、本発明の第１の実施の形態に係る面発光型半導体レーザにより構成されている。

ブラック用の半導体レーザからのレーザ光はブラック用の感光体ドラムＫ１に照射され、シアン用の半導体レーザからのレーザ光はシアン用の感光体ドラムＣ１に照射され、マゼンタ用の半導体レーザからのレーザ光はマゼンタ用の感光体ドラムＭ１に照射され、イエロー用の半導体レーザからのレーザ光はイエロー用の感光体ドラムＹ１に照射される。

各々の感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１は、矢印の方向に回転し、回転方向の順に、各々の帯電器Ｋ２、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２、現像器Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、Ｙ４、転写用帯電手段Ｋ６、Ｃ６、Ｍ６、Ｙ６、クリーニング手段Ｋ５、Ｃ５、Ｍ５、Ｙ５が配置されている。

各々の帯電器Ｋ２、Ｃ２、Ｍ２、Ｙ２は、対応する感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面を均一に帯電する。帯電された感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面に、光走査装置１００からレーザ光が照射され、感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面に静電潜像が形成される構成となっている。

この後、各々の現像器Ｋ４、Ｃ４、Ｍ４、Ｙ４によって、感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面にトナー像が形成され、各々に対応する転写用帯電手段Ｋ６、Ｃ６、Ｍ６、Ｙ６により、記録紙に各々の色のトナー像が転写され、定着手段２０２により、記録紙に画像が定着される。

なお、クリーニング手段Ｋ５、Ｃ５、Ｍ５、Ｙ５は、各々に対応した感光体ドラムＫ１、Ｃ１、Ｍ１、Ｙ１の表面に残存する残留トナーを除去するものである。

なお、本実施の形態では、像担持体として感光体ドラムについて説明したが、像担持体としては、銀塩フィルムを用いた画像形成装置であってもよい。この場合には、光走査により銀塩フィルム上に潜像が形成され、この潜像は通常の銀塩写真プロセスにおける現像処理と同様の処理により可視化させることができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼き付け処理と同様の処理により印画紙に転写することが可能である。このような画像形成装置は、光製版装置や、ＣＴスキャン画像等を描画する光描画装置として実施することが可能である。

また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギーにより発色する発色媒体（ポジの印画紙）を用いた画像形成装置であってもよい。この場合においては、光走査により可視画像を直接像担持体に形成することが可能である。

以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではなく、従来のレーザプリンタ技術に基づいて当業者が任意に変更できる範囲の全ての構成を含むものとする。

＜＜光ディスク装置＞＞
次に、光学電子機器の例として光ディスク装置について説明する。

本例の光ディスク装置は、光ディスクへのデータの書き込みや、光ディスクに書き込まれたデータの再生に用いる光源として、本発明の第１の実施の形態で説明した酸化による劣化の少ない信頼性の高い面発光型レーザを用いることにより、安定した長寿命の信頼性の高い光ディスク装置を実現できる。

〔第３の実施の形態〕
＜光送信モジュール＞
第３の実施の形態は、光送信モジュールである。
以下、本実施の形態に係る光送信モジュールについて図面を用いて説明する。

図８は、光送信モジュールの概略図であり、同図（ａ）は単一の面発光型レーザ素子と単一の光ファイバを用いた光送信モジュールを示し、同図（ｂ）は複数の光レーザからなる面発光型レーザ素子アレイと該複数の光レーザのそれぞれに対応する複数の光ファイバを用いた光送信モジュールを示している。

単一の面発光型レーザ素子を用いた光送信モジュール２５０は、同図（ａ）に示すように、面発光型レーザ素子２５１（第１の実施の形態に係る面発光型レーザ）から出射されるレーザ光２５２を光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））２５３に入力し、他装置に伝送するモジュールである。

面発光型レーザアレイを用いた光送信モジュール２６０は、同図（ｂ）に示すように、面発光型レーザアレイ２６１を構成するそれぞれの面発光型レーザ素子から出射されるレーザ光２６２を対応する光ファイバ２６３に入力し、他装置に並列伝送するモジュールである。

本実施の形態においては、面発光型レーザ素子として、第１の実施の形態に係る酸化による素子の劣化を防止した信頼性の高い面発光型レーザ素子を用いているので、安定した信頼性の高い光送信モジュールを実現できる。また、光ファイバとして安価なＰＯＦを用いた場合低コストな光送信モジュールを実現でき、家庭用やオフィスの室内用および機器内等の短距離のデータ通信に有効である。

また、同図（ｂ）に示した光送信モジュールを用いると、高速な並列伝送が可能となり、従来よりも多くのデータを同時に伝送できるようになった。

また、上記の場合は光発光レーザと光ファイバとを１対１に対応させているが、発振波長の異なる複数の面発光型レーザ素子を１次元または２次元にアレイ状に配置して、波長多重送信することにより、伝送速度をさらに増大させることができる。

〔第４の実施の形態〕
＜光送受信モジュール＞
第４の実施の形態は、光送受信モジュールである。
以下、本実施の形態に係る光送受信モジュールについて図面を用いて説明する。

図９は、光送受信モジュールの概略図であり、同図（ａ）は単一の面発光型レーザ素子と単一の受光素子（フォトダイオード）とそれぞれに対応する光ファイバを用いた光送受信モジュールを示し、同図（ｂ）は複数の光レーザからなる面発光型レーザアレイ素子と複数の受光素子（フォトダイオード）とそれぞれに対応する光ファイバを用いた光送受信モジュールを示している。

単一の面発光型レーザ素子と単一の受光素子（フォトダイオード）を用いた光送受信モジュール２７０は、同図（ａ）に示すように、面発光型レーザ素子２７１から出射されるレーザ光２７２を光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））２７３に入力し、他装置に伝送するとともに、他装置から光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））２７５を介して伝送されてきたレーザ光２７６を受光素子（フォトダイオード）２７７で受信するモジュールである。

面発光型レーザアレイ素子を用いた光送信モジュール２８０は、同図（ｂ）に示すように、面発光型レーザアレイ素子２８１を構成するそれぞれの面発光型レーザから出射されるレーザ光２８２を対応する光ファイバ２８３に入力し、他装置に並列伝送するモジュールとともに、他装置から光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））２８５を介して伝送されてきたレーザ光２８６を受光素子（フォトダイオード）アレイ２８７で受信するモジュールである。

本実施の形態においては、面発光型レーザ素子として、第１の実施の形態に係る酸化による素子の劣化を防止した信頼性の高い面発光型レーザ素子あるいは面発光型レーザアレイ素子を用いているので、安定した信頼性の高い光送受信モジュールを実現できる。また、光ファイバとして安価なＰＯＦを用いた場合低コストの光送受信モジュールを実現でき、家庭用やオフィスの室内用および機器内等の短距離のデータ通信に有効である。

また、同図（ｂ）に示した光送受信モジュールを用いると、高速な並列伝送が可能となり、従来よりも多くのデータを同時に伝送できるようになった。

また、上記の場合は光発光レーザと光ファイバとを１対１に対応させているが、発振波長の異なる複数の面発光型レーザ素子を１次元または２次元にアレイ状に配置して、波長多重送信することにより、伝送速度をさらに増大させることができる。

〔第５の実施の形態〕
＜光通信システム＞
第５の実施の形態は、光通信システムである。
以下、本実施の形態に係る光通信システムについて説明する。

本実施の形態に係る光通信システムは、第３の実施の形態に係る光送信モジュール、あるいは、第４の実施の形態に係る光送受信モジュールを用いたシステムである。

本実施の形態に係る光通信システムによれば、第１の実施の形態に係る酸化による素子の劣化を防止した信頼性の高い面発光型レーザ素子を具備する第３の実施の形態に係る光送信モジュール、あるいは、第１の実施の形態に係る酸化による素子の劣化を防止した信頼性の高い面発光型レーザ素子を具備する第４の実施の形態に係る光送受信モジュールを用いているので、安定した低コストの信頼性の高い光通信システムを実現でき、コンピュータ等の機器間伝送、さらに、機器内のボード間のデータ伝送、ボード内のＬＳＩ間、ＬＳＩ内の素子間等、光インターコネクションとして、特に短距離通信に有効であり、超高速コンピュータシステムが可能となる。

なお、面発光型レーザ素子は、端面発光型レーザ素子に比べて桁違いに低消費電力化でき、２次元アレイ化が容易であるので、並列伝送型の光通信システムに適している。

なお、上述した実施の形態はあくまでも例示したものであって本発明の権利範囲を制限するものではない。本発明の請求の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

例えば、第３の実施の形態における面発光型レーザ素子２５１，面発光型レーザ素子アレイ２６１，第４の実施の形態における面発光型レーザ素子２７１，受光素子（フォトダイオード）２７７，面発光型レーザ素子アレイ２８１，受光素子（フォトダイオード）アレイ２８７には図示しない制御回路を一体的に備えていてもよく、また、第４の実施の形態における面発光型レーザ素子２７１と受光素子（フォトダイオード）２７７、面発光型レーザ素子アレイ２８１と受光素子（フォトダイオード）アレイ２８７は別個に設けてもよく、同一パッケージに一体的に設けてもよい。

１，３１１：ｎ型ＧａＡｓ基板
２，３２２：ｎ側電極
３，３１２：下部ＤＢＲ反射鏡（下部半導体多層膜）
４，３１３：下部スペーサ層
５，３１４：ＭＱＷ（Multiple-Quantum Well；多重量子井戸）活性層（多重量子井戸層）
６，３１５：上部スペーサ層
７，３１６：電流狭窄層
７ａ，３１６ａ：選択酸化領域
７ｂ，３１６ｂ：電流狭窄領域
８，３１７：上部ＤＢＲ反射鏡（上部半導体多層膜）
９，３１８：ｐ型ＧａＡｓコンタクト層
１１，３２１：ｐ側電極
１３，３１９：保護膜
１４，３３１：素子分離溝
１５：再成長層
１６，３３０：メサ構造
１００：光走査装置
１０１：感光体ドラム
１０２：帯電チャージャ
１０３：現像ローラ
１０４：トナーカートリッジ
１０５：クリーニングブレード
１０６：給紙トレイ
１０７：給紙コロ
１０８：レジストローラ対
１０９：定着ローラ
１１０：排紙トレイ
１１１：転写チャージャ
１１２：排紙ローラ
１１４：除電ユニット
１２１：光源ユニット
１２２：カップリングレンズ
１２３：開口板（アパーチャ）
１２４：シリンドリカルレンズ
１２５：ポリゴンミラー
１２６：ｆθレンズ
１２７：トロイダルレンズ
１２８，１２９：ミラー
２０１：転写ベルト
２０２：定着手段
２５０：光送信モジュール
２５１：面発光型レーザ素子
２５２：レーザ光
２５３：光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））
２６０：光送信モジュール
２６１：面発光型レーザ素子アレイ
２６２：レーザ光
２６３：光ファイバ
２７０：光送受信モジュール
２７１：面発光型レーザ素子
２７２：レーザ光
２７３：光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））
２８０：光送信モジュール
２８１：面発光型レーザ素子アレイ
２８２：レーザ光
２８３：光ファイバ
２８５：光ファイバ（プラスチック光ファイバ（ＰＯＦ））
２８６：レーザ光
２８７：受光素子（フォトダイオード）アレイ
３１１：ｎ型ＧａＡｓ基板
３１２：下部ＤＢＲ反射鏡
３１３：下部スペーサ層
３１４：ＭＱＷ（Multiple-Quantum Well；多重量子井戸）活性層
３１５：上部スペーサ層
３１６：電流狭窄層
３１７：上部ＤＢＲ反射鏡
３１８：コンタクト層
３１９：保護膜
３２１：ｐ側電極
３２２：ｎ側電極
３３０：メサ構造
ＬＡ：面発光型レーザ素子アレイ
ＶＣＳＥＬ：面発光型レーザ素子
Ｋ１：ブラック（Ｋ）用の感光体ドラム
Ｋ２：ブラック（Ｋ）用の帯電器
Ｋ４：ブラック（Ｋ）用の現像器
Ｋ５：ブラック（Ｋ）用のクリーニング手段
Ｋ６：ブラック（Ｋ）用の転写用帯電手段
Ｃ１：シアン（Ｃ）用の感光体ドラム
Ｃ２：シアン（Ｃ）用の帯電器
Ｃ４：シアン（Ｃ）用の現像器
Ｃ５：シアン（Ｃ）用のクリーニング手段
Ｃ６：シアン（Ｃ）用の転写用帯電手段
Ｍ１：マゼンタ（Ｍ）用の感光体ドラム
Ｍ２：マゼンタ（Ｍ）用の帯電器
Ｍ４：マゼンタ（Ｍ）用の現像器
Ｍ５：マゼンタ（Ｍ）用のクリーニング手段
Ｍ６：マゼンタ（Ｍ）用の転写用帯電手段
Ｙ１：イエロー（Ｙ）用の感光体ドラム
Ｙ２：イエロー（Ｙ）用の帯電器
Ｙ４：イエロー（Ｙ）用の現像器
Ｙ５：イエロー（Ｙ）用のクリーニング手段
Ｙ６：イエロー（Ｙ）用の転写用帯電手段

特開２００６−３０２９１９号公報 特開２００７−２３５０３０号公報

Claims (12)

1. 基板の上に、下部反射鏡と、活性層と、電流狭窄層と、上部反射鏡とを形成する半導体層形成工程と、
   該半導体層形成工程により形成された活性層，電流狭窄層，上部反射鏡の一部をメサ構造に形成するメサ構造形成工程と、
   前記半導体層形成工程により形成された下部反射鏡，活性層，電流狭窄層，上部反射鏡を除去し、素子分離溝を形成する素子分離溝形成工程と、
   前記素子分離溝の壁面、前記メサ構造の上面および側面に半導体材料からなる再成長層を形成する再成長層形成工程を有することを特徴とする面発光型レーザ素子の製造方法。
2. 基板の上に設けられた、下部反射鏡と、活性層と、電流狭窄構造が形成される電流狭窄層と、上部反射鏡とが形成され、
   前記活性層と前記電流狭窄層と前記上部反射鏡を形成する半導体層の一部により形成されたメサ構造と、
   前記基板上に設けられた素子分離のための素子分離溝と、
   該素子分離溝の壁面と前記メサ構造の上面および側面に設けられた半導体材料からなる再成長層と
   を有することを特徴とする面発光型レーザ素子。
3. 前記再成長層は、ＧａＩｎＰであることを特徴とする請求項２に記載の面発光型レーザ素子。
4. 前記再成長層は、光学長が前記活性層より得られる発振光の波長の１／２の整数倍であることを特徴とする請求項２または３に記載の面発光型レーザ素子。
5. 前記再成長層上に、絶縁体からなる保護膜を備えたことを特徴とする請求項２から請求項４のいずれかに記載の面発光型レーザ素子。
6. 前記保護膜は、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、または、ＳｉＯ_２とＳｉＮを組み合わせたものであることを特徴とする請求項２から請求項５のいずれかに記載の面発光型レーザ素子。
7. 前記保護膜は、光学長が前記活性層より得られる発振光の波長の１／２の整数倍であることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の面発光型レーザ素子。
8. 請求項２から請求項７のいずれかに記載の面発光型レーザ素子上に形成された発光点となる面発光型レーザを、同一半導体基板上に複数配列したことを特徴とする面発光型レーザアレイ素子。
9. レーザ光によって被走査面上を走査する光走査装置であって、
   請求項２から請求項７のいずれかに記載の面発光型レーザ素子、あるいは、請求項８に記載の面発光型レーザアレイ素子を有する光源ユニットと、
   該光源ユニットからの１または複数のレーザ光を偏向する偏向手段と、
   該偏向手段により偏向された１または複数のレーザ光を被走査面上に集光する走査光学系と、
   を備えたことを特徴とする光走査装置。
10. 請求項２から請求項７のいずれかに記載の面発光型レーザ素子、あるいは、請求項８に記載の面発光型レーザアレイ素子を書き込み光源として備えたことを特徴とする画像形成装置。
11. 少なくとも一つの像担持体と、
    前記少なくとも一つの像担持体に対して、画像情報によって変調された１または複数のレーザ光を走査する少なくとも一つの請求項９に記載の光走査装置と
    を備えたことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記画像情報はカラー画像情報であり、該カラー画像情報を構成する各色要素毎に前記像担持体を備えた
    ことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。

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