WO2023153164A1 - 発光装置、発光装置の製造方法、および測距装置 - Google Patents

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Definitions

  • the present disclosure relates to a light-emitting device, a method for manufacturing the light-emitting device, and a rangefinder.
  • VCSELs Vertical Cavity Surface Emitting Lasers
  • GaAs gallium arsenide
  • An amorphous layer mainly composed of gallium arsenide oxide and a strained layer are formed on the gallium arsenide surface after etching.
  • the thickness of the amorphous layer varies greatly, and the thicker the amorphous layer, the more the reflectance of the emitted beam is affected, resulting in fluctuations in the optical characteristics.
  • the present disclosure provides a light-emitting device, a method for manufacturing the light-emitting device, and a distance measuring device that can reduce the influence of the amorphous layer of the optical member on the optical properties.
  • a light-emitting element an optical member that transmits light emitted by the light emitting element,
  • the light-emitting device is provided, wherein the optical member has an oxide film with a thickness of less than 2 micrometers formed on the surface of the light emitting side.
  • the optical member is gallium arsenide (GaAs)
  • the oxide layer may be a gallium arsenide (GaAs) chemical oxide layer with a uniform thickness.
  • the oxide film may not contain halogen elements (Cl, F).
  • the optical member may further have an antireflection film on the oxide film.
  • the antireflection film may be at least one of a silicon dioxide (SiO 2 ) film and a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film.
  • the optical member may be a lens.
  • the lens may be at least one of a convex lens, a concave lens, a Fresnel lens, and a binary lens.
  • a plurality of the light emitting elements are provided on the first surface side of the substrate, A plurality of the lenses may be provided on the second surface side of the substrate.
  • a light emitting device including a plurality of light emitting elements provided on the first surface side of a substrate and a plurality of lenses provided on the second surface side of the substrate
  • a method for manufacturing a light emitting device may be provided, comprising:
  • the second step may be a step of forming the chemical oxide film on the optical member after the first step with a neutral solution containing an oxidizing agent.
  • the chemicals used in the first step are hydrogen chloride (HCl), hydrogen fluoride (HF ), phosphoric acid (H3PO4), ammonium hydroxide (NH4OH ) , tetramerammonium chloride (TMAH), sulfide At least one of ammonium (NH 4 ) 2 S may be used.
  • the neutral solution containing the oxidizing agent may be at least one of ozone (O 3 ) and hydrogen peroxide (H 2 O 2 ).
  • Digital etching for forming an oxide layer and removing the oxide layer may be performed between the first step and the second step.
  • the digital etching may be performed multiple times.
  • the second step is a step of forming the chemical oxide film on the optical member after the first step by a gas layer process using ultraviolet (UV)/ozone (O 3 ) treatment or oxygen (O 2 ) plasma treatment.
  • UV ultraviolet
  • O 3 ozone
  • O 2 oxygen
  • a light emitting unit that includes a plurality of light emitting elements that generate light and irradiates a subject with light from the light emitting elements; a light receiving unit that receives light reflected from the subject; a distance measuring unit that measures the distance to the subject based on the light received by the light receiving unit;
  • the light emitting unit a substrate; the plurality of light emitting elements provided on the first surface side of the substrate; a plurality of lenses provided on the second surface side of the substrate,
  • a distance measuring device may be provided in which the lens has a chemical oxide film formed with a uniform thickness of less than 2 micrometers on the surface of the light emitting side from the light emitting element.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a distance measuring device according to a first embodiment
  • FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the STL (Structured Light) method of the first embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the light emitting device according to the first embodiment
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the light emitting device shown in FIG. 3
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structural example of the light emitting device 1 of the first embodiment
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the film structure shown in FIG.
  • FIG. 6 is a molecular structure
  • FIG. 4A and 4B are diagrams showing an example of a manufacturing process of the lens according to the embodiment
  • FIG. 4 is a diagram showing the relationship between an amorphous layer and the reflectance of an emitted laser
  • FIG. 4 is a diagram showing a film structure of a lens as a comparative example
  • FIG. 4 is a diagram schematically showing a molecular structure of a film structure of a lens as a comparative example
  • Another manufacturing process example of the optical member formed in the LD chip The figure which shows the example of a manufacturing process which added the digital etching process.
  • Embodiments of a light-emitting device, a method for manufacturing the light-emitting device, and a distance measuring device will be described below with reference to the drawings. Although the description below focuses on main components of the light emitting device and the distance measuring device, the light emitting device and the distance measuring device may have components and functions that are not illustrated or described. The following description does not exclude components or features not shown or described.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a distance measuring device 101 according to the first embodiment.
  • the distance measuring device 101 includes a light emitting unit 102, a driving unit 103, a power supply circuit 104, a light emitting side optical system 105, a light receiving side optical system 106, a light receiving unit 107, a signal processing unit 108, a control unit 109, and a temperature detector.
  • a section 110 is provided.
  • the light emitting unit 102 emits light from a plurality of light sources.
  • the light emitting unit 102 of this example has a light emitting element 102a by VCSEL (Vertical Cavity Surface Emitting Laser) as each light source, and the light emitting elements 102a are arranged in a predetermined manner such as a matrix. configured.
  • VCSEL Vertical Cavity Surface Emitting Laser
  • the drive unit 103 is configured with a power supply circuit for driving the light emitting unit 102 .
  • the power supply circuit 104 generates a power supply voltage for the drive unit 103 based on an input voltage from a battery (not shown) provided in the distance measuring device 101, for example.
  • the driving section 103 drives the light emitting section 102 based on the power supply voltage.
  • the light emitted from the light emitting unit 102 is applied to the subject S as the distance measurement target via the light emitting side optical system 105 . Reflected light from the subject S of the light irradiated in this way enters the light receiving surface of the light receiving unit 107 via the light receiving side optical system 106 .
  • the light-receiving unit 107 is a light-receiving element such as a CCD (Charge Coupled Device) sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor. It receives light, converts it to an electrical signal, and outputs it.
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the light receiving unit 107 performs, for example, CDS (Correlated Double Sampling) processing, AGC (Automatic Gain Control) processing, etc. on an electrical signal obtained by photoelectrically converting the received light, and further performs A/D (Analog/Digital) conversion. process. Then, the signal as digital data is output to the signal processing unit 108 in the subsequent stage.
  • CDS Correlated Double Sampling
  • AGC Automatic Gain Control
  • the light receiving unit 107 of this example outputs the frame synchronization signal Fs to the driving unit 103 . Accordingly, the drive unit 103 can cause the light emitting element 102a in the light emitting unit 102 to emit light at a timing corresponding to the frame cycle of the light receiving unit 107.
  • FIG. 1
  • the signal processing unit 108 is configured as a signal processing processor by, for example, a DSP (Digital Signal Processor) or the like.
  • the signal processing unit 108 performs various signal processing on the digital signal input from the light receiving unit 107 .
  • the control unit 109 includes, for example, a microcomputer having a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or an information processing device such as a DSP. It controls the driving unit 103 for controlling the operation and controls the light receiving operation of the light receiving unit 107 .
  • a microcomputer having a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), or an information processing device such as a DSP. It controls the driving unit 103 for controlling the operation and controls the light receiving operation of the light receiving unit 107 .
  • the control unit 109 has a function as a distance measuring unit 109a.
  • the distance measuring unit 109a measures the distance to the subject S based on a signal input via the signal processing unit 108 (that is, a signal obtained by receiving reflected light from the subject S).
  • the distance measurement unit 109a of this example measures the distance of each part of the subject S in order to specify the three-dimensional shape of the subject S.
  • the temperature detection unit 110 detects the temperature of the light emitting unit 102 .
  • the temperature detection unit 110 for example, a configuration that detects temperature using a diode can be adopted.
  • the temperature information detected by the temperature detection unit 110 is supplied to the driving unit 103, which enables the driving unit 103 to drive the light emitting unit 102 based on the temperature information.
  • a ranging method in the ranging device 101 for example, a ranging method based on an STL (Structured Light) method or a ToF (Time of Flight) method can be adopted.
  • STL Structured Light
  • ToF Time of Flight
  • the STL method is a method of measuring the distance based on an image of the subject S irradiated with light having a predetermined bright/dark pattern such as a dot pattern or grid pattern.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining the STL method of the first embodiment.
  • the subject S is irradiated with pattern light Lp having a dot pattern as shown in A of FIG. 2, for example.
  • the pattern light Lp is divided into a plurality of blocks BL, and different dot patterns are assigned to the respective blocks BL (the dot patterns are prevented from overlapping between the blocks B).
  • FIG. 2B is an explanatory diagram of the principle of distance measurement of the STL method.
  • the wall W and the box BX placed in front of it are the subject S, and the subject S is irradiated with the pattern light Lp.
  • “G” in the drawing schematically represents the angle of view of the light receiving unit 107 .
  • BLn in the figure means the light of a certain block BL in the pattern light Lp
  • dn means the dot pattern of the block BLn projected on the received light image by the light receiving unit 107.
  • the dot pattern of the block BLn appears at the position of "dn'" in the received light image. That is, the position where the pattern of the block BLn appears in the received light image differs between when the box BX exists and when the box BX does not exist. Specifically, pattern distortion occurs.
  • the STL method is a method that obtains the shape and depth of the subject S by utilizing the fact that the irradiated pattern is distorted by the object shape of the subject S. Specifically, this method obtains the shape and depth of the object S from the distortion of the pattern.
  • the light receiving unit 107 for example, an IR (Infrared) light receiving unit using a global shutter method is used.
  • the distance measuring unit 109a controls the driving unit 103 so that the light emitting unit 102 emits pattern light, and detects pattern distortion in the image signal obtained through the signal processing unit 108. , to calculate the distance based on how the pattern is distorted.
  • the ToF method measures the distance to the object by detecting the flight time (time difference) of the light emitted from the light emitting unit 102 and reflected by the object until it reaches the light receiving unit 107. It is a method to
  • the distance measuring unit 109a calculates the time difference between the light emitted by the light emitting unit 102 and the light received by the light receiving unit 107 from the time when the light is emitted from the light emitting unit 102 to the time when the light is received by the light receiving unit 107, based on the signal input via the signal processing unit 108. and the speed of light.
  • a light receiving unit capable of receiving IR is used as the light receiving unit 107 .
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the light emitting device 1 of the first embodiment.
  • the light-emitting device 1 of this embodiment may be a part of the distance measuring device 101 or may be the distance measuring device 101 itself.
  • the light-emitting device 1 of this example includes an LD chip 41 including a light-emitting portion 102, an LDD substrate 42 including a driving portion 103, a mounting substrate 43, a heat dissipation substrate 44, a correction lens holding portion 45, and one or more correction It has a lens 46 and a bump 48 .
  • FIG. 3 shows the X-axis, Y-axis, and Z-axis that are perpendicular to each other.
  • the X and Y directions correspond to the lateral direction (horizontal direction), and the Z direction corresponds to the longitudinal direction (vertical direction).
  • the +Z direction corresponds to the upward direction, and the -Z direction corresponds to the downward direction.
  • the -Z direction may or may not exactly match the direction of gravity.
  • the mounting board 43 is, for example, a printed board.
  • the light receiving section 107 and the signal processing section 108 shown in FIG. 1 may be further arranged on the mounting substrate 43 .
  • the heat dissipation substrate 44 is, for example, a ceramic substrate such as an aluminum oxide substrate or an aluminum nitride substrate.
  • An LDD substrate 42 is arranged on a heat dissipation substrate 44 , and an LD chip 41 is arranged on the LDD substrate 42 .
  • An LDD substrate 42 is arranged on a heat dissipation substrate 44 , and an LD chip 41 is arranged on the LDD substrate 42 .
  • the LD chip 41 is arranged on the LDD substrate 42 in this manner. As a result, the size of the mounting substrate 43 can be further reduced.
  • the LD chip 41 is placed on the LDD substrate 42 via bumps 48 and electrically connected to the LDD substrate 42 by the bumps 48 .
  • the correction lens holding part 45 is arranged on the heat dissipation substrate 44 so as to surround the LD chip 41 and holds one or more correction lenses 46 above the LD chip 41 .
  • These correction lenses 46 are included in the light-emitting side optical system 105 described above. The light emitted from the light emitting section 102 in the LD chip 41 is corrected by these correcting lenses 46 and then irradiated onto the subject S described above.
  • FIG. 3 shows two correction lenses 46 held by the correction lens holding portion 45 as an example.
  • the light-emitting device 1 of this embodiment will be described below assuming that it has the structure shown in FIG. However, it is not limited to this.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing the structure of the light emitting device 1 shown in FIG. FIG. 4 shows a cross section of the LD chip 41 and the LDD substrate 42 in the light emitting device 1.
  • the LD chip 41 includes a substrate 51, a laminated film 52, a plurality of light emitting elements 53, a plurality of anode electrodes 54, and a plurality of cathode electrodes 55.
  • the LDD substrate 42 is , a substrate 61 and a plurality of connection pads 62 .
  • a light-emitting element 53 shown in FIG. 4 is a specific example of the above-described light-emitting element 102a. Note that the illustration of a lens 71a, which will be described later, is omitted in FIG. 4 (see FIG. 5).
  • the substrate 51 is a semiconductor substrate such as a GaAs (gallium arsenide) substrate.
  • FIG. 4 shows the front surface S1 of the substrate 51 facing the ⁇ Z direction and the rear surface S2 of the substrate 51 facing the +Z direction.
  • the front surface S1 and back surface S2 shown in FIG. 4 are perpendicular to the Z direction.
  • the front surface S1 is an example of the first surface of the present disclosure
  • the back surface S2 is an example of the second surface of the present disclosure.
  • the laminated film 52 includes multiple layers laminated on the surface S1 of the substrate 51 . Examples of these layers are an n-type semiconductor layer, an active layer, a p-type semiconductor layer, a light reflecting layer, an insulating layer with an exit window for light, and the like.
  • the laminated film 52 includes a plurality of mesa portions M projecting in the -Z direction. A part of these mesa portions M are a plurality of light emitting elements 53 .
  • the light emitting element 53 is provided on the surface S1 side of the substrate 51 as part of the laminated film 52 .
  • the light emitting element 53 of this embodiment has a VCSEL structure and emits light in the +Z direction. As shown in FIG. 4, the light emitted from the light emitting element 53 passes through the substrate 51 from the front surface S1 to the rear surface S2, and enters the correcting lens 46 (FIG. 3) from the substrate 51.
  • the LD chip 41 of this embodiment is a back emission type VCSEL chip.
  • the anode electrode 54 is formed on the bottom surface of the light emitting element 53 .
  • the cathode electrode 55 is formed on the lower surface of the mesa portion M other than the light emitting element 53 and extends to the lower surface of the laminated film 52 between the mesa portions M. As shown in FIG. Each light emitting element 53 emits light when a current flows between the corresponding anode electrode 54 and the corresponding cathode electrode 55 .
  • the LD chip 41 is arranged on the LDD substrate 42 via the bumps 48 and electrically connected to the LDD substrate 42 by the bumps 48 .
  • connection pads 62 are formed on a substrate 61 included in the LDD substrate 42
  • mesa portions M are arranged on the connection pads 62 via bumps 48 .
  • Each mesa portion M is arranged on the bump 48 via the anode electrode 54 or the cathode electrode 55 .
  • the substrate 61 is, for example, a semiconductor substrate such as a Si (silicon) substrate.
  • the LDD substrate 42 includes a driving section 103 that drives the light emitting section 102 .
  • FIG. 4 schematically shows a plurality of switches SW included in the driving section 103. As shown in FIG. Each switch SW is electrically connected to the corresponding light emitting element 53 via the bump 48 .
  • the driving unit 103 of this embodiment can control (turn on/off) these switches SW individually. Therefore, the drive unit 103 can drive the plurality of light emitting elements 53 individually. This makes it possible to precisely control the light emitted from the light emitting unit 102, for example, by causing only the light emitting element 53 required for distance measurement to emit light.
  • Such individual control of the light emitting elements 53 can be realized by arranging the LDD substrate 42 below the LD chip 41, thereby making it easier to electrically connect each light emitting element 53 to the corresponding switch SW. ing.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a structural example of the light emitting device 1 of the first embodiment.
  • the LD chip 41 includes the substrate 51, the laminated film 52, the plurality of light emitting elements 53, the plurality of anode electrodes 54, and the plurality of cathode electrodes 55.
  • the LDD substrate 42 is a substrate 61 and a plurality of connection pads 62 .
  • illustration of the anode electrode 54, the cathode electrode 55, and the connection pad 62 is omitted.
  • the LD chip 41 of the present embodiment includes a plurality of light emitting elements 53 on the front surface S1 side of the substrate 51 and a plurality of lenses 71a on the rear surface S2 side of the substrate 51 .
  • the lenses 71a are arranged in a two-dimensional array, similar to the light emitting elements 53.
  • the lenses 71a of this embodiment correspond to the light emitting elements 53 on a one-to-one basis, and each lens 71a is arranged in the +Z direction of one light emitting element 53 .
  • the lenses 71a of the present embodiment are arranged in, for example, a square lattice, but may be arranged in another layout.
  • the lens 71a of the present embodiment is provided as a part of the substrate 51 on the rear surface S2 of the substrate 51, as shown in FIG.
  • the lens 71a of the present embodiment is a convex lens, and is formed as a part of the substrate 51 by subjecting the rear surface S2 of the substrate 51 to a convex etching process, which will be described later.
  • the lens 71a can be easily formed by etching the substrate 51 to form the lens 71a.
  • the lens 71a of this embodiment may be a lens other than a convex lens, such as a concave lens, a binary lens, or a Fresnel lens.
  • the light emitted from the plurality of light emitting elements 53 passes through the substrate 51 from the surface S1 to the rear surface S2 of the substrate 51, and enters the plurality of lenses 71a.
  • the light emitted from each light emitting element 53 enters one corresponding lens 71a. This makes it possible to shape the light emitted from the plurality of light emitting elements 53 for each individual lens 71a.
  • the light that has passed through the plurality of lenses 71a passes through the correction lens 46 (FIG. 3) and is irradiated onto the subject S (FIG. 1).
  • the width w of the lens 71a is, for example, 10 to 30 ⁇ m.
  • the width w of the lenses 71a may be the same for all the lenses 71a, or may be different for each lens 71a.
  • the width w of the lens 71a of this embodiment is set to about 20 ⁇ m.
  • FIG. 6 is a diagram showing the film structure on the rear surface S2 side of the lens 71a. That is, it shows the film structure of the lens 71a on the rear surface S2 side of the substrate 51 (see FIG. 5).
  • FIG. 7 is a diagram schematically showing the film structure shown in FIG. 6 as a molecular structure.
  • the lens 71a has, on the surface of the bulk 700, an oxide film 710a and an antireflection film 710b.
  • the atomic composition ratio of the lens surface of the lens 71a according to the present embodiment satisfies the Ga/As ratio of 0.5 or more. The details of the manufacturing method of the membrane structure will be described later.
  • the oxide film 710a is a GaAs chemical oxide film.
  • This GaAs chemical oxide film is uniformly formed on the interface between the surface of the GaAs lens 71a and the antireflection film 710b.
  • the GaAs chemical oxide film is formed to a thickness of 2 nanometers (nm) or less.
  • the lens surface of the lens 71a according to the present embodiment is formed so that halogen elements (Cl, F) used during dry etching do not exist.
  • uniformity in this embodiment means a variation of less than plus or minus 20 percent, for example. For example, if the thickness is 2 nm, the range from 1.6 nm to 2.4 nm is assumed to be uniform.
  • the antireflection film 710b is silicon oxide, for example, a thin film of silicon dioxide SiO2 . Thin films of silicon dioxide SiO 2 are formed by methods such as sputtering, chemical transport, plasma deposition, and the like. Also, the antireflection film 710b may be a silicon nitride film Si3N4 . A silicon nitride film is formed on the oxide film 710a of the lens 71a by reactive sputtering or thermal decomposition of SiH 4 --NH 3 system or SiCl 4 --NH 3 system. Silicon nitride film Si 3 N 4 is a chemically stable insulator like silicon dioxide SiO 2 .
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the manufacturing process of the lens 71a according to this embodiment.
  • dry etching First, the lens shape of the lens 71a is generated by dry etching. In this step, a strained layer 710c and an amorphous layer 710d made of GaAs oxide are formed in the process of dry etching.
  • FIG. 9 is a transmission electron microscope (TEM) image of the film structure of the lens 71a after dry etching.
  • TEM transmission electron microscope
  • a strained layer 710c and an amorphous layer 710d made of GaAs oxide are formed on the surface of the bulk 700 in the lens 71a after dry etching.
  • the amorphous layer 710d formed by this dry etching has a large variation in thickness, and has a thickness variation of about 3 to 10 nanometers.
  • the GaAs oxide generated in the dry etching process contains halogen elements (Cl, F) used in the dry etching process, and there is a possibility that the optical characteristics may further fluctuate due to the influence thereof.
  • the first cleaning process involves cleaning with an acid or alkaline solution that does not contain an oxidant. Since amorphous layer 710d is composed of oxide, it can be removed by a cleaning process. Therefore, a cleaning process using an acid or alkaline solution that does not contain an oxidizing agent that suppresses the effect on the bulk 700 is effective. More specifically, examples of chemical species include hydrogen chloride (HCl), hydrogen fluoride (HF), phosphoric acid ( H3PO4 ), ammonium hydroxide ( NH4OH ), and tetramerammonium chloride (TMAH ) . , ammonium sulfide (NH 4 ) 2 S, or the like.
  • a first cleaning process removes at least amorphous layer 710d.
  • the film containing halogen elements (Cl, F) is removed. Therefore, fluctuations in optical characteristics due to films containing halogen elements (Cl, F) are suppressed.
  • the strained layer 710c may also be removed in the first cleaning process.
  • the amorphous layer 710d exposes the strained layer 710c, the bulk 700, and the like.
  • the strained layer 710c is highly reactive and reacts with the atmosphere to form aggregates.
  • the bulk 700 may be defective when the antireflection film 710b is formed.
  • a GaAs chemical oxide film is formed as the oxide film 710a by the second cleaning process.
  • cleaning is performed using a neutral solution containing an oxidizing agent (ozone (O 3 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 )), or the like.
  • An ultrapure water rinse is performed between these cleaning processes and the substrate may be dried.
  • a GaAs chemical oxide film formed by a neutral solution containing an oxidant is formed with a uniform thickness of less than 2 micrometers.
  • the GaAs chemical oxide film formed by cleaning with a neutral solution containing an oxidizing agent does not contain halogen elements (Cl, F) used during the dry etching process, and its influence is suppressed.
  • FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the amorphous layer and the reflectance of the emitted laser.
  • the horizontal axis indicates the thickness of the amorphous layer, and the vertical axis indicates the reflectance.
  • the thicker the amorphous layer the higher the reflectance. It affects the reflectance of the emitted laser.
  • the oxide film 710a produced in this embodiment is formed from a neutral solution containing an oxidizing agent, it can be stably formed with a uniform thickness of less than 2 micrometers. For this reason, the oxide film 710a is formed so that the reflectance of the emitted laser can be further suppressed in terms of thickness.
  • an antireflection film 710b is formed.
  • the oxide film 710a suppresses the strained layer 710c, the bulk 700, and the like from being affected by the film formation process of the antireflection film 710b.
  • the antireflection film 710b is formed by a method such as a chemical transport method, for example. In this manner, the oxide film 710a and the antireflection film 710b shown in FIG. 6 are formed.
  • FIG. 11 is a diagram showing the film structure of the lens 71b as a comparative example.
  • FIG. 12 is a diagram schematically showing a molecular structure of the film structure of the lens 71b.
  • a lens 71b as a comparative example is a general lens formed by (dry etching) shown in FIG. 8, for example. Therefore, as described above, the lens 71b is formed with the distorted layer 710c on the surface of the bulk 700 and the amorphous layer 710d made of GaAs oxide.
  • the amorphous layer 710d formed by dry etching has a large variation in thickness, and has a thickness variation of about 3 to 10 nanometers.
  • the amorphous layer 710d contains halogen elements (Cl, F) used during the dry etching process. As shown in FIG. 10, the thicker the amorphous layer, the higher the reflectance. In the comparative example, the reflectance of the emitted laser is further reduced. In addition, since the amorphous layer 710d has a thickness variation of about 3 to 10 nanometers, the reflectance also varies. Thus, the lens 71b may have its optical characteristics fluctuated due to the influence of the amorphous layer 710d.
  • the oxide film 710a according to the present embodiment is formed from a neutral solution containing an oxidizing agent as described above. Variation in characteristics is suppressed. Further, the oxide film 710a does not contain halogen elements (Cl, F) used during the dry etching process, and the oxide film 710a according to the present embodiment suppresses the influence thereof.
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of a concave lens.
  • the oxide film 710a and the antireflection film 710b can be formed on the GaAs (gallium arsenide) substrate by the same manufacturing process as in FIG.
  • a plurality of concave lenses 71c are formed in the LD chip 41 in the light emitting device 1 shown in FIG. Accordingly, the light emitted from the plurality of light emitting elements 53 is transmitted through the substrate 51 from the front surface S1 to the rear surface S2 of the substrate 51, and enters the plurality of concave lenses 71c. In this embodiment, the light emitted from each light emitting element 53 enters one corresponding concave lens 71c.
  • FIG. 14 is a diagram showing an example of a Fresnel lens.
  • the oxide film 710a and the antireflection film 710b can be formed on a GaAs (gallium arsenide) substrate by the same manufacturing process as in FIG.
  • the Fresnel lens 71d is formed on the LD chip 41 in the light emitting device 1 shown in FIG. Accordingly, the light emitted from the plurality of light emitting elements 53 is transmitted through the substrate 51 from the surface S1 to the rear surface S2 of the substrate 51, and enters the Fresnel lens 71d.
  • the light that has passed through the Fresnel lens 71d passes through the correction lens 46 (FIG. 3) and is irradiated onto the subject S (FIG. 1).
  • the optical member formed on the LD chip 41 may be other than a convex lens, such as a concave lens, a Fresnel lens, or a binary lens.
  • An oxide film 710a and an antireflection film 710b are formed on these optical members to suppress variations in optical characteristics.
  • the oxidation process is a gas phase process rather than a liquid phase process. More specifically, the oxide film 710a is formed by ultraviolet (UV)/ozone (O 3 ) processing or oxygen (O 2 ) plasma processing. Even in the case of the vapor-phase process, the oxide film 710a according to the present embodiment is formed with a uniform thickness of less than 2 micrometers, and variations in optical characteristics are suppressed. Further, the oxide film 710a does not contain halogen elements (Cl, F) used during the dry etching process, and the oxide film 710a according to the present embodiment suppresses the influence thereof.
  • UV ultraviolet
  • O 3 oxygen
  • O 2 oxygen
  • Fig. 16 is a diagram showing an example of a manufacturing process to which a digital etching process is added. The difference is that a digital etching process is added between the "first cleaning process” and the "second cleaning process”. Differences from the manufacturing process shown in FIG. 8 will be described below.
  • the digital etching process is a process in which an "oxide layer formation process” and an “oxide layer removal process” are repeatedly performed.
  • the oxide layer forming process forms a GaAs chemical oxide layer.
  • the optical member is cleaned with a neutral solution containing an oxidizing agent (ozone (O 3 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), etc.).
  • a neutral solution containing an oxidizing agent ozone (O 3 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ), etc.
  • a GaAs chemical oxide film formed by a neutral solution containing an oxidizing agent is formed with a uniform thickness of less than 2 micrometers.
  • oxide layer removal process involves cleaning with an acid or alkaline solution that does not contain an oxidant.
  • examples of chemical species include hydrogen chloride (HCl), hydrogen fluoride (HF), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), ammonium hydroxide (NH 4 OH), tetramerammonium chloride (TMAH), ammonium sulfide ( Washing is performed using NH 4 ) 2 S or the like.
  • “Oxide layer formation process” and “oxide layer removal process” are repeated, for example, about five times. This makes it possible to slightly etch GaAs and remove the strained layer 710c while suppressing the erosion of the bulk 700.
  • the optical member of the LD chip 41 in the light emitting device 1 of this embodiment has the oxide film 710a formed with a uniform thickness of less than 2 micrometers. This suppresses the reflection of the amorphous layer and variations in optical properties. Therefore, the influence of the optical characteristics of the amorphous layer of the optical member in the LD chip 41 on the light emitting device 1 can be reduced.
  • the light emitting device 1 of this embodiment is used as the light source of the distance measuring device 101, it may be used in another aspect.
  • the light-emitting device 1 of these embodiments may be used as a light source for optical equipment such as a printer, or may be used as a lighting device.
  • a light emitting element an optical member that transmits light emitted by the light emitting element, The light-emitting device, wherein the optical member has an oxide film with a thickness of less than 2 micrometers formed on the surface of the light output side.
  • the optical member is gallium arsenide (GaAs), The light emitting device according to (1), wherein the oxide film is a gallium arsenide (GaAs) chemical oxide film having a uniform thickness.
  • GaAs gallium arsenide
  • the antireflection film is at least one of a silicon dioxide (SiO 2 ) film and a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film.
  • the lens is at least one of a convex lens, a concave lens, a Fresnel lens, and a binary lens.
  • a method for manufacturing a light emitting device including a plurality of light emitting elements provided on a first surface side of a substrate and a plurality of lenses provided on a second surface side of the substrate, a dry etching step of dry etching an optical member made of gallium arsenide (GaAs) to form the plurality of lens shapes; a first step of removing a predetermined layer from the surface of the optical member after the dry etching with an acid or alkaline solution containing no oxidant; a second step of forming a chemical oxide film having a uniform thickness of less than 2 micrometers on the output-side surface of the optical member after the first step;
  • a method for manufacturing a light-emitting device comprising:
  • the chemicals used in the first step are hydrogen chloride (HCl), hydrogen fluoride (HF ), phosphoric acid (H3PO4), ammonium hydroxide (NH4OH ) , tetramerammonium chloride (TMAH), sulfide
  • HCl hydrogen chloride
  • HF hydrogen fluoride
  • H3PO4 phosphoric acid
  • NH4OH ammonium hydroxide
  • TMAH tetramerammonium chloride
  • sulfide The method for manufacturing a light-emitting device according to (10), which is at least one of ammonium (NH 4 ) 2 S.
  • the second step is a step of forming the chemical oxide film on the optical member after the first step by a gas layer process using ultraviolet (UV)/ozone (O 3 ) treatment or oxygen (O 2 ) plasma treatment.
  • UV ultraviolet
  • O 3 ozone
  • O 2 oxygen
  • a light-emitting unit that includes a plurality of light-emitting elements that generate light and irradiates a subject with light from the light-emitting elements; a light receiving unit that receives light reflected from the subject; a distance measuring unit that measures the distance to the subject based on the light received by the light receiving unit;
  • the light emitting unit a substrate; the plurality of light emitting elements provided on the first surface side of the substrate; a plurality of lenses provided on the second surface side of the substrate, The distance measuring device, wherein the lens has a chemical oxide film formed with a uniform thickness of less than 2 micrometers on the surface of the light emitting side from the light emitting element.

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Abstract

［課題］光学部材の非晶質層の光学特性に対する影響を低減可能な発光装置、発光装置の製造方法、および測距装置を提供する。 ［解決手段］本開示の発光装置は、発光素子と、発光素子の発光した光を透過する光学部材と、を備え、光学部材は、光の出射側の表面に厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで成膜された酸化膜を有する。

Description

発光装置、発光装置の製造方法、および測距装置
　本開示は、発光装置、発光装置の製造方法、および測距装置に関する。
　半導体レーザーの一種として、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　Ｌａｓｅｒ）等の面発光レーザーが知られている。一般に、面発光レーザーを利用した発光装置では、メサ部からレーザーが発光し、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）基板を通過して出射される。出射部におけるヒ化ガリウムの表面はドライエッチングなどによりレンズ形状が構成される。
特開２００６－１１４７５３号公報
　エッチング後のヒ化ガリウム表面には主にガリウムヒ素酸化物から構成される非晶質層と、歪層が形成される。ところが、非晶質層は厚さばらつきが大きく、また厚いほど出射ビームの反射率に影響を及ぼし、光学特性が変動してしまう。
　そこで、本開示は、光学部材の非晶質層の光学特性に対する影響を低減可能な発光装置、発光装置の製造方法、および測距装置を提供する。
　上記の課題を解決するために、本開示によれば、発光素子と、
　前記発光素子の発光した光を透過する光学部材と、を備え、
　前記光学部材は、前記光の出射側の表面に厚さ２マイクロメートル未満の厚さで成膜された酸化膜を有する、発光装置が提供される。
　前記光学部材は、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）であり、
　前記酸化膜は、均一な厚さのヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）ケミカル酸化膜であってもよい。
　前記酸化膜は、ハロゲン元素（Ｃｌ、Ｆ）を含まなくてもよい。
　前記光学部材は、更に前記酸化膜の上層に反射防止膜を有してもよい。
　前記反射防止膜は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜、及びシリコン窒化（Ｓｉ３Ｎ４）膜の少なくともいずれかであってもよい。
　前記光学部材は、レンズであってもよい。
　前記レンズは、凸レンズ、凹レンズ、フレネルレンズ、及びバイナリレンズの少なくともいずれかであってもよい。
　基板を更に備え、
　前記基板の第１面側に前記発光素子が複数設けられ、
　前記基板の第２面側に前記レンズが複数設けられてもよい。
　上記の課題を解決するために、本開示によれば、基板の第１面側に設けられた複数の発光素子と、前記基板の第２面側に設けられた複数のレンズとを備える発光装置の製造方法であって、
　ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）の光学部材をドライエッチングし、前記複数のレンズ形状を形成するドライエッチング工程と、
　前記ドライエッチング後の前記光学部材における表面から、酸化剤を含まない酸あるいはアルカリ溶液により所定層を除去する第１工程と、
　前記第１工程後の前記光学部材の出射側の表面に厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで成膜されたケミカル酸化膜を生成する第２工程と、
　を備える、発光装置の製造方法が提供されてもよい。
　前記第２工程は、前記第１工程後の前記光学部材を、酸化剤を含む中性溶液により前記ケミカル酸化膜を生成する工程であってもよい。
　　前記第１工程で用いられる薬液は、塩化水素（ＨＣｌ）、フッ化水素（ＨＦ）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、水酸化アンモニア（ＮＨ４ＯＨ）、塩化テトラメルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、硫化アンモニウム（ＮＨ４）２Ｓの少なくともいずれかであってもよい。
　前記酸化剤を含む中性溶液は、オゾン（Ｏ３）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の少なくともいずれかであってもよい。
　前記第１工程と、前記第２工程との間に、酸化層の形成と、前記酸化層の除去を行うデジタルエッチングを行ってもよい。
　前記デジタルエッチングを複数回行ってもよい。
　前記第２工程は、前記第１工程後の前記光学部材を、紫外線（ＵＶ）／オゾン（Ｏ３）処理や酸素（Ｏ２）プラズマ処理による気層プロセスにより、前記ケミカル酸化膜を生成する工程であってもよい。
　上記の課題を解決するために、本開示によれば、　光を発生させる複数の発光素子を含み、前記発光素子からの光を被写体に照射する発光部と、
　前記被写体から反射した光を受光する受光部と、
　前記受光部により受光された光に基づいて、前記被写体との距離を測定する測距部とを備え、
　前記発光部は、
　基板と、
　前記基板の第１面側に設けられた前記複数の発光素子と、
　前記基板の第２面側に設けられた複数のレンズと、を備え、
　前記レンズは、前記発光素子からの光の出射側の表面に厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで成膜されたケミカル酸化膜を有する、測距装置が提供されてもよい。
第１実施形態の測距装置の構成例を示すブロック図。 第１実施形態のＳＴＬ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ　Ｌｉｇｈｔ）方式を説明するための図。 第１実施形態の発光装置の構造の例を示す断面図。 図３に示す発光装置の構造を示す断面図。 第１実施形態の発光装置１の構造例を示す断面図。 レンズの裏面側の膜構造を示す図。 図６で示す膜構造を模式的に分子構造として示す図。 実施形態に係るレンズの製造プロセスの一例を示す図。 ドライエッチング後のレンズの膜構造のＴＥＭ画像。 非晶質層と出射レーザーの反射率との関係を示す図。 比較例としてのレンズの膜構造を示す図。 比較例としてのレンズの膜構造を模式的に分子構造で示す図。 凹レンズの例を示す図。 フレネルレンズの例を示す図。 ＬＤチップに形成される光学部材の別の製造プロセス例。 デジタルエッテングプロセスを追加した製造プロセス例を示す図。
　以下、図面を参照して、発光装置、発光装置の製造方法、および測距装置の実施形態について説明する。以下では、発光装置、及び測距装置の主要な構成部分を中心に説明するが発光装置、及び測距装置には、図示又は説明されていない構成部分や機能が存在しうる。以下の説明は、図示又は説明されていない構成部分や機能を除外するものではない。
　（第１実施形態）
　（測距装置１０１の構成）
　図１は、第１実施形態の測距装置１０１の構成例を示すブロック図である。
　図示のように測距装置１０１は、発光部１０２、駆動部１０３、電源回路１０４、発光側光学系１０５、受光側光学系１０６、受光部１０７、信号処理部１０８、制御部１０９、および温度検出部１１０を備えている。
　発光部１０２は、複数の光源により光を発する。本例の発光部１０２は、各光源としてＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ　Ｃａｖｉｔｙ　Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｅｍｉｔｔｉｎｇ　ＬＡＳＥＲ：垂直共振器面発光レーザー）による発光素子１０２ａを有しており、それら発光素子１０２ａが例えばマトリクス状等の所定態様により配列されて構成されている。
　駆動部１０３は、発光部１０２を駆動するための電源回路を有して構成される。
　電源回路１０４は、例えば測距装置１０１に設けられた不図示のバッテリ等からの入力電圧に基づき、駆動部１０３の電源電圧を生成する。駆動部１０３は、該電源電圧に基づいて発光部１０２を駆動する。
　発光部１０２より発せられた光は、発光側光学系１０５を介して測距対象としての被写体Ｓに照射される。そして、このように照射された光の被写体Ｓからの反射光は、受光側光学系１０６を介して受光部１０７の受光面に入射する。
　受光部１０７は、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）センサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等の受光素子とされ、上記のように受光側光学系１０６を介して入射する被写体Ｓからの反射光を受光し、電気信号に変換して出力する。
　受光部１０７は、受光した光を光電変換して得た電気信号について、例えばＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ　Ｄｏｕｂｌｅ　Ｓａｍｐｌｉｎｇ）処理、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ　Ｇａｉｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ）処理等を実行し、さらにＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ）変換処理を行う。そしてデジタルデータとしての信号を、後段の信号処理部１０８に出力する。
　また、本例の受光部１０７は、フレーム同期信号Ｆｓを駆動部１０３に出力する。これにより駆動部１０３は、発光部１０２における発光素子１０２ａを受光部１０７のフレーム周期に応じたタイミングで発光させることが可能とされる。
　信号処理部１０８は、例えばＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等により信号処理プロセッサとして構成される。信号処理部１０８は、受光部１０７から入力されるデジタル信号に対して、各種の信号処理を施す。
　制御部１０９は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）等を有するマイクロコンピュータ、またはＤＳＰ等の情報処理装置を備えて構成され、発光部１０２による発光動作を制御するための駆動部１０３の制御や、受光部１０７による受光動作に係る制御を行う。
　制御部１０９は、測距部１０９ａとしての機能を有する。測距部１０９ａは、信号処理部１０８を介して入力される信号（つまり被写体Ｓからの反射光を受光して得られる信号）に基づき、被写体Ｓまでの距離を測定する。本例の測距部１０９ａは、被写体Ｓの三次元形状の特定を可能とするために、被写体Ｓの各部について距離の測定を行う。
　ここで、測距装置１０１における具体的な測距の手法については後に改めて説明する。
　温度検出部１１０は、発光部１０２の温度を検出する。温度検出部１１０としては、例えばダイオードを用いて温度検出を行う構成を採ることができる。
　本例では、温度検出部１１０により検出された温度の情報は駆動部１０３に供給され、これにより駆動部１０３は該温度の情報に基づいて発光部１０２の駆動を行うことが可能とされる。
　（測距手法について）
　測距装置１０１における測距手法としては、例えばＳＴＬ（Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ　Ｌｉｇｈｔ：構造化光）方式やＴｏＦ（Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ：光飛行時間）方式による測距手法を採用することができる。
　ＳＴＬ方式は、例えばドットパターンや格子パターン等の所定の明／暗パターンを有する光を照射された被写体Ｓの画像に基づいて距離を測定する方式である。
　図２は、第１実施形態のＳＴＬ方式を説明するための図である。
　ＳＴＬ方式では、例えば図２のＡに示すようなドットパターンによるパターン光Ｌｐを被写体Ｓに照射する。パターン光Ｌｐは、複数のブロックＢＬに分割されており、各ブロックＢＬにはそれぞれ異なるドットパターンが割当てられている（ブロックＢ間でドットパターンが重複しないようにされている）。
　図２のＢは、ＳＴＬ方式の測距原理についての説明図である。
　ここでは、壁Ｗとその前に配置された箱ＢＸとが被写体Ｓとされ、該被写体Ｓに対してパターン光Ｌｐが照射された例としている。図中の「Ｇ」は受光部１０７による画角を模式的に表している。
　また、図中の「ＢＬｎ」はパターン光Ｌｐにおける或るブロックＢＬの光を意味し、「ｄｎ」は受光部１０７による受光画像に映し出されるブロックＢＬｎのドットパターンを意味している。
　ここで、壁Ｗの前の箱ＢＸが存在しない場合、受光画像においてブロックＢＬｎのドットパターンは図中の「ｄｎ’」の位置に映し出される。すなわち、箱ＢＸが存在する場合と箱ＢＸが存在しない場合とで、受光画像においてブロックＢＬｎのパターンが映し出される位置が異なるものであり、具体的には、パターンの歪みが生じる。
　ＳＴＬ方式は、このように照射したパターンが被写体Ｓの物体形状によって歪むことを利用して被写体Ｓの形状や奥行きを求める方式となる。具体的には、パターンの歪み方から被写体Ｓの形状や奥行きを求める方式である。
　ＳＴＬ方式を採用する場合、受光部１０７としては、例えばグローバルシャッタ方式によるＩＲ（Ｉｎｆｒａｒｅｄ：赤外線）受光部が用いられる。そして、ＳＴＬ方式の場合、測距部１０９ａは、発光部１０２がパターン光を発光するように駆動部１０３を制御すると共に、信号処理部１０８を介して得られる画像信号についてパターンの歪みを検出し、パターンの歪み方に基づいて距離を計算する。
　続いて、ＴｏＦ方式は、発光部１０２より発された光が対象物で反射されて受光部１０７に到達するまでの光の飛行時間（時間差）を検出することで、対象物までの距離を測定する方式である。
　ＴｏＦ方式として、いわゆるダイレクトＴｏＦ（ｄＴＯＦ）方式を採用する場合、受光部１０７としてはＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｌｅ　Ｐｈｏｔｏｎ　Ａｖａｌａｎｃｈｅ　Ｄｉｏｄｅ）を用い、また発光部１０２はパルス駆動する。この場合、測距部１０９ａは、信号処理部１０８を介して入力される信号に基づき、発光部１０２より発せられ受光部１０７により受光される光について発光から受光までの時間差を計算し、該時間差と光の速度とに基づいて被写体Ｓの各部の距離を計算する。
　なお、ＴｏＦ方式として、いわゆるインダイレクトＴｏＦ（ｉＴＯＦ）方式（位相差法）を採用する場合、受光部１０７としては例えばＩＲを受光することのできる受光部が用いられる。
　（第１実施形態の発光装置）
　図３は、第１実施形態の発光装置１の構造の例を示す断面図である。本実施形態の発光装置１は、測距装置１０１の一部でもよいし、測距装置１０１そのものでもよい。この例の発光装置１は、発光部１０２を含むＬＤチップ４１と、駆動部１０３を含むＬＤＤ基板４２と、実装基板４３と、放熱基板４４と、補正レンズ保持部４５と、１つ以上の補正レンズ４６と、バンプ４８とを備えている。
　図３は、互いに垂直なＸ軸、Ｙ軸、およびＺ軸を示している。Ｘ方向とＹ方向は横方向（水平方向）に相当し、Ｚ方向は縦方向（垂直方向）に相当する。また、＋Ｚ方向は上方向に相当し、－Ｚ方向は下方向に相当する。－Ｚ方向は、厳密に重力方向に一致していてもよいし、厳密には重力方向に一致していなくてもよい。
　実装基板４３は、例えばプリント基板である。実装基板４３にはさらに、図１に示す受光部１０７や信号処理部１０８が配置されていてもよい。放熱基板４４は、例えば酸化アルミニウム基板や窒化アルミニウム基板などのセラミック基板である。放熱基板４４上にＬＤＤ基板４２が配置されており、ＬＤＤ基板４２上にＬＤチップ４１が配置されている。
　放熱基板４４上にＬＤＤ基板４２が配置されており、ＬＤＤ基板４２上にＬＤチップ４１が配置されている。このようにＬＤチップ４１をＬＤＤ基板４２上に配置する。これにより、実装基板４３のサイズをより小型化することが可能となる。ＬＤチップ４１が、ＬＤＤ基板４２上にバンプ４８を介して配置されており、バンプ４８によりＬＤＤ基板４２と電気的に接続されている。
　補正レンズ保持部４５は、ＬＤチップ４１を囲むように放熱基板４４上に配置されており、ＬＤチップ４１の上方に１つ以上の補正レンズ４６を保持している。これらの補正レンズ４６は、上述の発光側光学系１０５に含まれている。ＬＤチップ４１内の発光部１０２から発光された光は、これらの補正レンズ４６により補正された後、上述の被写体Ｓに照射される。図３では、一例として、補正レンズ保持部４５に保持された２つの補正レンズ４６を示している。
　以下、本実施形態の発光装置１について、図３に示す構造を有しているとして説明する。ただし、これに限定されない。
　図４は、図３に示す発光装置１の構造を示す断面図である。図４は、発光装置１内のＬＤチップ４１とＬＤＤ基板４２の断面を示している。図４に示すように、ＬＤチップ４１は、基板５１と、積層膜５２と、複数の発光素子５３と、複数のアノード電極５４と、複数のカソード電極５５とを備えており、ＬＤＤ基板４２は、基板６１と、複数の接続パッド６２とを備えている。図４に示す発光素子５３は、上述の発光素子１０２ａの具体例となっている。なお、図４では、後述するレンズ７１ａの図示は省略されている（図５を参照）。
　基板５１は、例えばＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）基板などの半導体基板である。図４は、－Ｚ方向を向いている基板５１の表面Ｓ１と、＋Ｚ方向を向いている基板５１の裏面Ｓ２とを示している。図４に示す表面Ｓ１および裏面Ｓ２は、Ｚ方向に垂直である。表面Ｓ１は、本開示の第１面の例であり、裏面Ｓ２は、本開示の第２面の例である。
　積層膜５２は、基板５１の表面Ｓ１に積層された複数の層を含んでいる。これらの層の例は、ｎ型半導体層、活性層、ｐ型半導体層、および光反射層や、光の射出窓を有する絶縁層などである。積層膜５２は、－Ｚ方向に突出した複数のメサ部Ｍを含んでいる。これらのメサ部Ｍの一部が、複数の発光素子５３となっている。
　発光素子５３は、積層膜５２の一部として、基板５１の表面Ｓ１側に設けられている。本実施形態の発光素子５３は、ＶＣＳＥＬ構造を有しており、光を＋Ｚ方向に出射する。発光素子５３から出射された光は、図４に示すように、基板５１内を表面Ｓ１から裏面Ｓ２へと透過し、基板５１から上述の補正レンズ４６（図３）に入射する。このように、本実施形態のＬＤチップ４１は、裏面出射型のＶＣＳＥＬチップとなっている。
　アノード電極５４は、発光素子５３の下面に形成されている。カソード電極５５は、発光素子５３以外のメサ部Ｍの下面に形成されており、メサ部Ｍ間に存在する積層膜５２の下面まで延びている。各発光素子５３は、対応するアノード電極５４と対応するカソード電極５５との間に電流が流れることで光を出射する。
　上述のように、ＬＤチップ４１は、ＬＤＤ基板４２上にバンプ４８を介して配置されており、バンプ４８によりＬＤＤ基板４２と電気的に接続されている。具体的には、ＬＤＤ基板４２に含まれる基板６１上に接続パッド６２が形成されており、接続パッド６２上にバンプ４８を介してメサ部Ｍが配置されている。各メサ部Ｍは、アノード電極５４またはカソード電極５５を介してバンプ４８上に配置されている。基板６１は、例えばＳｉ（シリコン）基板などの半導体基板である。
　ＬＤＤ基板４２は、発光部１０２を駆動する駆動部１０３を含んでいる。図４は、駆動部１０３に含まれる複数のスイッチＳＷを模式的に示している。各スイッチＳＷは、バンプ４８を介して、対応する発光素子５３と電気的に接続されている。本実施形態の駆動部１０３は、これらのスイッチＳＷを個々のスイッチＳＷごとに制御（オン・オフ）することができる。よって、駆動部１０３は、複数の発光素子５３を個々の発光素子５３ごとに駆動させることができる。これにより、例えば測距に必要な発光素子５３のみを発光させるなど、発光部１０２から出射される光を精密に制御することが可能となる。このような発光素子５３の個別制御は、ＬＤＤ基板４２をＬＤチップ４１の下方に配置することにより、各発光素子５３を対応するスイッチＳＷと電気的に接続しやすくなったことで実現可能となっている。
　図５は、第１実施形態の発光装置１の構造例を示す断面図である。図５に示すように、発光装置１内のＬＤチップ４１とＬＤＤ基板４２の断面を示している。上述のように、ＬＤチップ４１は、基板５１と、積層膜５２と、複数の発光素子５３と、複数のアノード電極５４と、複数のカソード電極５５とを備えており、ＬＤＤ基板４２は、基板６１と、複数の接続パッド６２とを備えている。ただし、図５では、アノード電極５４、カソード電極５５、および接続パッド６２の図示が省略されている。
　図５に示すように、本実施形態のＬＤチップ４１は、基板５１の表面Ｓ１側に複数の発光素子５３を備えると共に、基板５１の裏面Ｓ２側に複数のレンズ７１ａを備えている。
　レンズ７１ａは、発光素子５３と同様に、２次元アレイ状に配置されている。本実施形態のレンズ７１ａは、発光素子５３と１対１で対応しており、各レンズ７１ａが、１つの発光素子５３の＋Ｚ方向に配置されている。本実施形態のレンズ７１ａは、例えば正方格子状に配置されているが、その他のレイアウトで配置されていてもよい。
　また、本実施形態のレンズ７１ａは、図５に示すように、基板５１の裏面Ｓ２に基板５１の一部として設けられている。具体的には、本実施形態のレンズ７１ａは凸レンズであり、基板５１の裏面Ｓ２を凸形状に後述するエッチング加工をすることで、基板５１の一部として形成されている。本実施形態によれば、基板５１のエッチング加工によりレンズ７１ａを形成することで、レンズ７１ａを簡単に形成することができる。なお、本実施形態のレンズ７１ａは、凸レンズ以外でもよく、例えば凹レンズ、バイナリレンズ、フレネルレンズなどでもよい。
　複数の発光素子５３から出射された光は、基板５１の表面Ｓ１から裏面Ｓ２へと基板５１内を透過し、上記複数のレンズ７１ａに入射する。本実施形態では、各発光素子５３から出射された光が、対応する１つのレンズ７１ａに入射する。これにより、上記複数の発光素子５３から出射された光を、個々のレンズ７１ａごとに成形することが可能となる。上記複数のレンズ７１ａを通過した光は、補正レンズ４６（図３）を通過し、被写体Ｓ（図１）に照射される。
　レンズ７１ａの幅ｗは、例えば１０～３０μｍである。レンズ７１ａの幅ｗは、すべてのレンズ７１ａで同じでもよいし、レンズ７１ａごとに異なっていてもよい。本実施形態のレンズ７１ａの幅ｗは、約２０μｍに設定されている。
　図６は、レンズ７１ａの裏面Ｓ２側の膜構造を示す図である。すなわち、基板５１（図５参照）の裏面Ｓ２側のレンズ７１ａの膜構造を示す。図７は、図６で示す膜構造を模式的に分子構造として示す図である。図６及び図７に示すように、レンズ７１ａは、バルク７００の表面に、酸化膜７１０ａと、反射防止膜７１０ｂとを有する。本実施形態に係るレンズ７１ａのレンズ表面の原子組成比は、Ｇａ／Ａｓ比として０．５以上を満たす。膜構造の製法の詳細は後述する。
　酸化膜７１０ａは、ＧａＡｓケミカル酸化膜である。このＧａＡｓケミカル酸化膜は、ＧａＡｓレンズ７１ａの表面と反射防止膜７１０ｂの界面に均一に形成される。また、ＧａＡｓケミカル酸化膜は２ナノメートル（ｎｍ）以下に形成される。さらにまた、本実施形態に係るレンズ７１ａのレンズ表面には、ドライエッチング時に用いられるハロゲン元素（Ｃｌ、Ｆ）が存在しないように形成される。なお、本実施形態における均一とは、例えばプラスマイナス２０パーセント未満の変動を意味する。例えば２ナノメートルであれば、１．６ナノメートルから２．４ナノメートルの範囲であれば、均一とする。
　反射防止膜７１０ｂは、シリコン酸化物であり、例えば、二酸化シリコンＳｉＯ２の薄膜である。二酸化シリコンＳｉＯ２の薄膜は、例えばスパッタリング、化学輸送法、プラズマ堆積法などの方法で形成される。また、反射防止膜７１０ｂは、シリコン窒化膜Ｓｉ３Ｎ４でもよい。シリコン窒化膜は、反応性スパッタリング、あるいは、ＳｉＨ４－ＮＨ３系、ＳｉＣｌ４－ＮＨ３系の熱分解によってレンズ７１ａの酸化膜７１０ａ上に形成される。シリコン窒化膜Ｓｉ３Ｎ４は、二酸化シリコンＳｉＯ２と同様に化学的に安定な絶縁物である。
　図８は、本実施形態に係るレンズ７１ａの製造プロセスの一例を示す図である。
　（ドライエッチング）
　まず、ドライエッチングにより、レンズ７１ａのレンズ形状を生成する。この工程では、ドライエッチングの過程で、歪層７１０ｃと、ＧａＡｓ酸化物から構成される非晶質層７１０ｄと、が形成される。
　図９は、ドライエッチング後のレンズ７１ａの膜構造の透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｅｌｅｃｒｔｒｏｎ　Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）画像である。図９に示すように、ドライエッチング後のレンズ７１ａには、バルク７００の表面に歪層７１０ｃと、ＧａＡｓ酸化物から構成される非晶質層７１０ｄと、が形成される。このドライエッチングにより形成される非晶質層７１０ｄは厚さばらつきが大きく、厚さが３～１０ナノメートル程度のばらつきを有する。また、ドライエッチングの過程で生成されるＧａＡｓ酸化物かには、ドライエッチングの過程時に用いられるハロゲン元素（Ｃｌ、　Ｆ）が含まれ、その影響により、光学特性が更に変動する恐れがある。
　（第１の洗浄プロセス）
　再び図８に示すように、第１の洗浄プロセスでは、酸化剤を含まない酸あるいはアルカリ溶液による洗浄を行う。非晶質層７１０ｄは酸化物で構成されるため、洗浄プロセスで除去が可能である。このため、バルク７００への影響が抑制される酸化剤を含まない酸あるいはアルカリ溶液による洗浄プロセスが有効である。より具体的には、薬液種の例として、塩化水素（ＨＣｌ）、フッ化水素（ＨＦ）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、水酸化アンモニア（ＮＨ４ＯＨ）、塩化テトラメルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、硫化アンモニウム（ＮＨ４）２Ｓ等を用いて、洗浄する。第１の洗浄プロセスにより、少なくとも非晶質層７１０ｄを除去する。これにより、ハロゲン元素（Ｃｌ、Ｆ）が含まれる膜が除去される。このため、ハロゲン元素（Ｃｌ、Ｆ）が含まれる膜による、光学特性の変動が抑制される。なお、歪層７１０ｃも第１の洗浄プロセスで除去してもよい。
　しかし、単に非晶質層７１０ｄを除去すると、歪層７１０ｃ、バルク７００などが露出してしまう。歪層７１０ｃは、非常に反応性が高く、大気との反応により凝集物が生じてしまう。また、バルク７００も反射防止膜７１０ｂの成膜時に劣物が生じてしまう恐れがある。
　（第２の洗浄プロセス）
　そこで、第２の洗浄プロセスにより、酸化膜７１０ａとして、ＧａＡｓケミカル酸化膜を形成する。第２の洗浄プロセスでは、酸化剤を含む中性溶液（オゾン（Ｏ３）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２））などにより洗浄を行う。これらの洗浄プロセス間では超純水による洗浄が実施され、基板は乾燥してもよい。酸化剤を含む中性溶液により形成されたＧａＡｓケミカル酸化膜は、厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで形成される。また、酸化剤を含む中性溶液の洗浄により成膜されるＧａＡｓケミカル酸化膜には、ドライエッチングの過程時に用いられるハロゲン元素（Ｃｌ、Ｆ）が含まれず、その影響も抑制される。
　図１０は、非晶質層と出射レーザーの反射率との関係を示す図である。横軸は非晶質層の厚さを示し、縦軸は反射率をしめす。図１０に示すように、非晶質層が厚くなるに従い、反射率が高くなる。出射レーザーの反射率に影響をあたえてしまう。本実施形態で生成される酸化膜７１０ａは、酸化剤を含む中性溶液により形成するため、厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで、安定的に成膜が可能である。このため、酸化膜７１０ａは、厚さに関しても、より出射レーザーの反射率を抑制可能に成膜される。
　（反射防止膜の成膜プロセス）
　酸化膜７１０ａの成膜後に反射防止膜７１０ｂが成膜される。酸化膜７１０ａにより、反射防止膜７１０ｂの成膜プロセスの影響が歪層７１０ｃ、バルク７００などの及ぶことが抑制される。反射防止膜７１０ｂは、例えば化学輸送法などの方法で形成される。このようにして図６で示した酸化膜７１０ａ、及び反射防止膜７１０ｂが成膜される。
　図１１は、比較例としてのレンズ７１ｂの膜構造を示す図である。図１２は、レンズ７１ｂの膜構造を模式的に分子構造で示す図である。比較例としてのレンズ７１ｂは、例えば図８に示す（ドライエッチング）により形成される一般的なレンズである。このため、上述のように、レンズ７１ｂには、バルク７００の表面に歪層７１０ｃと、ＧａＡｓ酸化物から構成される非晶質層７１０ｄと、が形成される。ドライエッチングにより形成される非晶質層７１０ｄは厚さばらつきが大きくなり、厚さが３～１０ナノメートル程度のばらつきを有する。
　また、非晶質層７１０ｄにはドライエッチングの過程時に用いられるハロゲン元素（Ｃｌ、Ｆ）が含まれてしまう。図１０に示すように、非晶質層が厚くなるに従い、反射率が高くなり、比較例では出射レーザーの反射率がより低減される。また、非晶質層７１０ｄは、厚さが３～１０ナノメートル程度のばらつきを有するため、反射率にもばらつきも生じてしまう。このように、レンズ７１ｂは、非晶質層７１０ｄの影響により、光学特性が変動する恐れがある。これに対して、本実施形態に係る酸化膜７１０ａは、上述のように、酸化剤を含む中性溶液により形成されるので、厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで成膜され、光学特性の変動が抑制される。更に、この酸化膜７１０ａには、ドライエッチングの過程時に用いられるハロゲン元素（Ｃｌ、Ｆ）が含まれず、本実施形態に係る酸化膜７１０ａでは、その影響も抑制される。
　図１３は、凹レンズの例を示す図である。凹レンズ７１ｃの場合にもＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）基板に対して図８と同様の製造プロセスにより、酸化膜７１０ａと反射防止膜７１０ｂとを形成可能である。複数の凹レンズ７１ｃは、図４で示す発光装置１内のＬＤチップ４１に形成される。これにより、複数の発光素子５３から出射された光は、基板５１の表面Ｓ１から裏面Ｓ２へと基板５１内を透過し、上記複数の凹レンズ７１ｃに入射する。本実施形態では、各発光素子５３から出射された光が、対応する１つの凹レンズ７１ｃに入射する。これにより、上記複数の発光素子５３から出射された光を、個々のレンズ７１ｃごとに成形することが可能となる。上記複数のレンズ７１ａを通過した光は、補正レンズ４６（図３）を通過し、被写体Ｓ（図１）に照射される。
　図１４は、フレネルレンズの例を示す図である。フレネルレンズ７１ｄの場合にもＧａＡｓ（ヒ化ガリウム）基板に対して図８と同様の製造プロセスにより、酸化膜７１０ａと反射防止膜７１０ｂとを形成可能である。フレネルレンズ７１ｄは、図４で示す発光装置１内のＬＤチップ４１に形成される。これにより、複数の発光素子５３から出射された光は、基板５１の表面Ｓ１から裏面Ｓ２へと基板５１内を透過し、フレネルレンズ７１ｄに入射する。フレネルレンズ７１ｄを通過した光は、補正レンズ４６（図３）を通過し、被写体Ｓ（図１）に照射される。
　このように、ＬＤチップ４１に形成される光学部材は、凸レンズ以外でもよく、例えば凹レンズ、フレネルレンズ、バイナリレンズでもよい。これらの光学部材には、酸化膜７１０ａと反射防止膜７１０ｂとが形成され、光学特性の変動が抑制される。
　図１５は、ＬＤチップ４１に形成される光学部材の別の製造プロセス例を示す図である。図８の「第２の洗浄プロセス」の代わりに「気層プロセス」により光学部材の表面の改質を行う点で相違する。以下では図８で示した製造プロセスと相違する点を説明する。図１５に示すように、酸化プロセスは液相プロセスではなく気相プロセスで行なわれる。より具体的には、紫外線（ＵＶ）／オゾン（Ｏ３）処理や酸素（Ｏ２）プラズマ処理により酸化膜７１０ａの成膜が行われる。気相プロセスの場合にも、本実施形態に係る酸化膜７１０ａは、厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで成膜され、光学特性の変動が抑制される。更に、この酸化膜７１０ａには、ドライエッチングの過程時に用いられるハロゲン元素（Ｃｌ、Ｆ）が含まれず、本実施形態に係る酸化膜７１０ａでは、その影響も抑制される。
　図１６は、デジタルエッテングプロセスを追加した製造プロセス例を示す図である。「第１の洗浄プロセス」と「第２の洗浄プロセス」との間にデジタルエッテングプロセスが追加されている点で相違する。以下では図８で示した製造プロセスと相違する点を説明する。
　図１６に示すように、デジタルエッテングプロセスは、「酸化層形成プロセス」と「酸化層除去プロセス」とをくり返し行うプロセスである。
（酸化層形成プロセス）
　酸化層形成プロセスは、ＧａＡｓケミカル酸化膜を形成する。例えば、酸化剤を含む中性溶液（オゾン（Ｏ３）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）などにより光学部材の洗浄を行う。これらの洗浄プロセス間では超純水による洗浄が実施され、基板は乾燥してもよい。酸化剤を含む中性溶液により形成されたＧａＡｓケミカル酸化膜は、厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで形成される。
　（酸化層除去プロセス）
　酸化層除去プロセスでは、酸化剤を含まない酸あるいはアルカリ溶液による洗浄を行う。例えば、薬液種の例として、塩化水素（ＨＣｌ）、フッ化水素（ＨＦ）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、水酸化アンモニア（ＮＨ４ＯＨ）、塩化テトラメルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、硫化アンモニウム（ＮＨ４）２Ｓ等を用いて、洗浄が行われる。「酸化層形成プロセス」と「酸化層除去プロセス」とのくり返しが、例えば５回程度行なわれる。これにより、ＧａＡｓのエッチングをわずかに行い、歪層７１０ｃの除去もバルク７００への浸食を抑えつつ行うことが可能となる。
　以上のように、本実施形態の発光装置１におけるＬＤチップ４１の光学部材は、厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで成膜された酸化膜７１０ａを有する。これにより、非晶質層の反射と、光学特性のばらつきが抑制される。このため、ＬＤチップ４１における光学部材の非晶質層の発光装置１に対する光学特性の影響を低減可能となる。
　なお、本実施形態の発光装置１は、測距装置１０１の光源として使用されているが、別の態様で使用されてもよい。例えば、これらの実施形態の発光装置１は、プリンタなどの光学機器の光源として使用されてもよいし、照明装置として使用されてもよい。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、これらの実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の変更を加えて実施してもよい。
　なお、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
（１）
　発光素子と、
　前記発光素子の発光した光を透過する光学部材と、を備え、
　前記光学部材は、前記光の出射側の表面に厚さ２マイクロメートル未満の厚さで成膜された酸化膜を有する、発光装置。
（２）
　前記光学部材は、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）であり、
　前記酸化膜は、均一な厚さのヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）ケミカル酸化膜である、（１）に記載の発光装置。
（３）
　前記酸化膜は、ハロゲン元素（Ｃｌ、Ｆ）を含まない、（２）に記載の発光装置。
（４）
　前記光学部材は、更に前記酸化膜の上層に反射防止膜を有する、（３）に記載の発光装置。
（５）
　前記反射防止膜は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜、及びシリコン窒化（Ｓｉ３Ｎ４）膜の少なくともいずれかである、（４）に記載の発光装置。
（６）
　前記光学部材は、レンズである、（５）に記載の発光装置。
（７）
　前記レンズは、凸レンズ、凹レンズ、フレネルレンズ、及びバイナリレンズの少なくともいずれかである、（６）に記載の発光装置。
（８）
　基板を更に備え、
　前記基板の第１面側に前記発光素子が複数設けられ、
　前記基板の第２面側に前記レンズが複数設けられる、（６）に記載の発光装置。
（９）
　基板の第１面側に設けられた複数の発光素子と、前記基板の第２面側に設けられた複数のレンズとを備える発光装置の製造方法であって、
　ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）の光学部材をドライエッチングし、前記複数のレンズ形状を形成するドライエッチング工程と、
　前記ドライエッチング後の前記光学部材における表面から、酸化剤を含まない酸あるいはアルカリ溶液により所定層を除去する第１工程と、
　前記第１工程後の前記光学部材の出射側の表面に厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで成膜されたケミカル酸化膜を生成する第２工程と、
　を備える、発光装置の製造方法。
（１０）
　前記第２工程は、前記第１工程後の前記光学部材を、酸化剤を含む中性溶液により前記ケミカル酸化膜を生成する工程である、（９）に記載の発光装置の製造方法。
（１１）
　前記第１工程で用いられる薬液は、塩化水素（ＨＣｌ）、フッ化水素（ＨＦ）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、水酸化アンモニア（ＮＨ４ＯＨ）、塩化テトラメルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、硫化アンモニウム（ＮＨ４）２Ｓの少なくともいずれかである、（１０）に記載の発光装置の製造方法。
（１２）
　前記酸化剤を含む中性溶液は、オゾン（Ｏ３）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の少なくともいずれかである、（１１）に記載の発光装置の製造方法。
（１３）
　前記第１工程と、前記第２工程との間に、酸化層の形成と、前記酸化層の除去を行うデジタルエッチングを行う、（９）に記載の発光装置の製造方法。
（１４）
　前記デジタルエッチングを複数回行う、（１３）に記載の発光装置の製造方法。
（１５）
　前記第２工程は、前記第１工程後の前記光学部材を、紫外線（ＵＶ）／オゾン（Ｏ３）処理や酸素（Ｏ２）プラズマ処理による気層プロセスにより、前記ケミカル酸化膜を生成する工程である、（９）に記載の発光装置の製造方法。
（１６）
　光を発生させる複数の発光素子を含み、前記発光素子からの光を被写体に照射する発光部と、
　前記被写体から反射した光を受光する受光部と、
　前記受光部により受光された光に基づいて、前記被写体との距離を測定する測距部とを備え、
　前記発光部は、
　基板と、
　前記基板の第１面側に設けられた前記複数の発光素子と、
　前記基板の第２面側に設けられた複数のレンズと、を備え、
　前記レンズは、前記発光素子からの光の出射側の表面に厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで成膜されたケミカル酸化膜を有する、測距装置。
　１：発光装置、４１：ＬＤチップ、４２：ＬＤＤ基板、５３：発光素子、７１ａ、７１ｃ、７１ｄ：レンズ、１０１：測距装置、１０２：発光部、１０２ａ：発光素子、７１０ａ：酸化膜、７１０ｂ：反射防止膜。

Claims (16)

  1. 　発光素子と、
    　前記発光素子の発光した光を透過する光学部材と、を備え、
    　前記光学部材は、前記光の出射側の表面に厚さ２マイクロメートル未満の厚さで成膜された酸化膜を有する、発光装置。
  2. 　前記光学部材は、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）であり、
    　前記酸化膜は、均一な厚さのヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）ケミカル酸化膜である、請求項１に記載の発光装置。
  3. 　前記酸化膜は、ハロゲン元素（Ｃｌ、Ｆ）を含まない、請求項２に記載の発光装置。
  4. 　前記光学部材は、更に前記酸化膜の上層に反射防止膜を有する、請求項３に記載の発光装置。
  5. 　前記反射防止膜は、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）膜、及びシリコン窒化（Ｓｉ３Ｎ４）膜の少なくともいずれかである、請求項４に記載の発光装置。
  6. 　前記光学部材は、レンズである、請求項５に記載の発光装置。
  7. 　前記レンズは、凸レンズ、凹レンズ、フレネルレンズ、及びバイナリレンズの少なくともいずれかである、請求項６に記載の発光装置。
  8. 　基板を更に備え、
    　前記基板の第１面側に前記発光素子が複数設けられ、
    　前記基板の第２面側に前記レンズが複数設けられる、請求項６に記載の発光装置。
  9. 　基板の第１面側に設けられた複数の発光素子と、前記基板の第２面側に設けられた複数のレンズとを備える発光装置の製造方法であって、
    　ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）の光学部材をドライエッチングし、前記複数のレンズ形状を形成するドライエッチング工程と、
    　前記ドライエッチング後の前記光学部材における表面から、酸化剤を含まない酸あるいはアルカリ溶液により所定層を除去する第１工程と、
    　前記第１工程後の前記光学部材の出射側の表面に厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで成膜されたケミカル酸化膜を生成する第２工程と、
    　を備える、発光装置の製造方法。
  10. 　前記第２工程は、前記第１工程後の前記光学部材を、酸化剤を含む中性溶液により前記ケミカル酸化膜を生成する工程である、請求項９に記載の発光装置の製造方法。
  11. 　前記第１工程で用いられる薬液は、塩化水素（ＨＣｌ）、フッ化水素（ＨＦ）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、水酸化アンモニア（ＮＨ４ＯＨ）、塩化テトラメルアンモニウム（ＴＭＡＨ）、硫化アンモニウム（ＮＨ４）２Ｓの少なくともいずれかである、請求項１０に記載の発光装置の製造方法。
  12. 　前記酸化剤を含む中性溶液は、オゾン（Ｏ３）、過酸化水素（Ｈ２Ｏ２）の少なくともいずれかである、請求項１１に記載の発光装置の製造方法。
  13. 　前記第１工程と、前記第２工程との間に、酸化層の形成と、前記酸化層の除去を行うデジタルエッチングを行う、請求項９に記載の発光装置の製造方法。
  14. 　前記デジタルエッチングを複数回行う、請求項１３に記載の発光装置の製造方法。
  15. 　前記第２工程は、前記第１工程後の前記光学部材を、紫外線（ＵＶ）／オゾン（Ｏ３）処理や酸素（Ｏ２）プラズマ処理による気層プロセスにより、前記ケミカル酸化膜を生成する工程である、請求項９に記載の発光装置の製造方法。
  16. 　光を発生させる複数の発光素子を含み、前記発光素子からの光を被写体に照射する発光部と、
    　前記被写体から反射した光を受光する受光部と、
    　前記受光部により受光された光に基づいて、前記被写体との距離を測定する測距部とを備え、
    　前記発光部は、
    　基板と、
    　前記基板の第１面側に設けられた前記複数の発光素子と、
    　前記基板の第２面側に設けられた複数のレンズと、を備え、
    　前記レンズは、前記発光素子からの光の出射側の表面に厚さ２マイクロメートル未満の均一な厚さで成膜されたケミカル酸化膜を有する、測距装置。
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