(57)【要約】【課題】黒色化不良が発生した面発光レーザ素子を不良品として排除できる面発光レーザアレイ素子の製造方法を提供する。【解決手段】  面発光レーザアレイ素子の製造方法は、被選択酸化層１０８及びコンタクト層１０９を含む積層体を作成する工程と、複数の発光部となる、被選択酸化層が側面に露出している複数の発光メサが形成されるように積層体をエッチングする工程と、複数の発光メサ上及びそれらの周辺領域上に層間絶縁膜１１１を形成する工程と、層間絶縁膜上にレジストパターンを形成し、層間絶縁膜を選択的にウエットエッチングする工程とを含む。ウエットエッチングする工程では、前記周辺領域上に形成された層間絶縁膜が部分的に除去され、コンタクト層を外観検査するための複数の検査用開口１５０が形成される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの発光部を有する面発光レーザ素子の製造方法であって、
基板上に下部反射鏡、活性層を含む共振器構造体、被選択酸化層を含む上部反射鏡及びコンタクト層を順次積層して積層体を作成する工程と、
前記少なくとも１つの発光部となる、前記被選択酸化層が側面に露出している少なくとも１つのメサ構造体が形成されるように前記積層体をエッチングする工程と、
前記少なくとも１つのメサ構造体上、及び該少なくとも１つのメサ構造体の周辺領域上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜上にレジストパターンを形成し、前記保護膜をウエットエッチングする工程と、を含み、
前記ウエットエッチングする工程では、前記少なくとも１つのメサ構造体上に形成された前記保護膜が部分的に除去され、少なくとも１つの光射出口が形成されるとともに、前記周辺領域上に形成された前記保護膜が部分的に除去され、少なくとも１つの開口が形成される面発光レーザ素子の製造方法。
【請求項２】
前記上部反射鏡は、ＡｌＧａＡｓを含み、
前記ウエットエッチングする工程では、前記レジストパターンを形成するときに、前記ＡｌＧａＡｓのバンドギャップエネルギよりもエネルギが高い光が照射されることを特徴とする請求項１に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
【請求項３】
前記開口の開口面積は、前記光射出口の開口面積よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
【請求項４】
前記少なくとも１つの開口は、複数の開口であり、
前記複数の開口の開口面積は、互いに異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
【請求項５】
前記エッチングする工程に先立って、前記積層体の前記コンタクト層上に、該コンタクト層と反対の導電型の半導体層から順次積層されたＰＮ接合体又はＰＩＮ接合体を直接又は間接的に形成する工程を更に含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
【請求項６】
前記ＰＮ接合体又はＰＩＮ接合体を形成する工程では、前記ＰＮ接合体又はＰＩＮ接合体と、前記コンタクト層との間に、前記ＰＮ接合体又はＰＩＮ接合体を構成する半導体層よりもバンドギャップエネルギが大きい半導体層が形成されることを特徴とする請求項５に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
【請求項７】
前記ＰＮ接合体又はＰＩＮ接合体は、ＧａＡｓを含み、前記ＰＮ接合体又はＰＩＮ接合体を構成する半導体層よりもバンドギャップエネルギが大きい半導体層は、ＧａＩｎＰを含むことを特徴とする請求項６に記載の面発光レーザ素子の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の面発光レーザ素子の製造方法で製造された面発光レーザ素子及び該面発光レーザ素子が実装されるパッケージを有する光源装置の製造方法であって、
前記開口を介して前記コンタクト層を検査して前記面発光レーザ素子が不良品であるか否かを判断する工程と、
前記判断する工程で不良品でないと判断された前記面発光レーザ素子を前記パッケージに実装する工程と、を含む光源装置の製造方法。
【請求項９】
光によって被走査面を走査する光走査装置であって、
請求項８に記載の光源装置の製造方法で製造された光源装置と、
前記光源装置からの光を偏向する偏向器と、
前記偏光器で偏向された光を前記被走査面上に集光する走査光学系と、を備える光走査装置。
【請求項１０】
少なくとも１つの像担持体と、
前記少なくとも１つの像担持体に対して画像情報が含まれる光を走査する少なくとも１つの請求項９に記載の光走査装置と、を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、面発光レーザ素子の製造方法、光源装置の製造方法、光走査装置、及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、発光部を有する面発光レーザ素子の製造方法、該製造方法で製造された面発光レーザ素子を有する光源装置の製造方法、該製造方法で製造された光源装置を備える光走査装置、及び該光走査装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、基板上に下部反射鏡、活性層を含む共振器構造体、被選択酸化層を含む上部反射鏡及びコンタクト層を順次積層して積層体を作成する工程と、積層体をエッチングしてメサ構造体を形成する工程と、メサ構造体上及び該メサ構造体の周辺領域上に保護膜を形成する工程と、保護膜上にレジストパターンを形成し、保護膜をウエットエッチングする工程と、を含む面発光レーザの製造方法が知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１〜３に開示されている面発光レーザの製造方法では、ウエットエッチング用のエッチャント（例えばＢＨＦ）にコンタクト層が曝されることでコンタクト層に所謂「黒色化不良」が発生しても、この黒色化不良が発生した面発光レーザを不良品として排除することが困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、少なくとも１つの発光部を有する面発光レーザ素子の製造方法であって、基板上に下部反射鏡、活性層を含む共振器構造体、被選択酸化層を含む上部反射鏡及びコンタクト層を順次積層して積層体を作成する工程と、前記少なくとも１つの発光部となる、前記被選択酸化層が側面に露出している少なくとも１つのメサ構造体が形成されるように前記積層体をエッチングする工程と、前記少なくとも１つのメサ構造体上、及び該少なくとも１つのメサ構造体の周辺領域上に保護膜を形成する工程と、前記保護膜上にレジストパターンを形成し、前記保護膜をウエットエッチングする工程と、を含み、前記ウエットエッチングする工程では、前記少なくとも１つのメサ構造体上に形成された前記保護膜が部分的に除去され、少なくとも１つの光射出口が形成されるとともに、前記周辺領域上に形成された前記保護膜が部分的に除去され、少なくとも１つの開口が形成される面発光レーザ素子の製造方法である。
【発明の効果】
【０００５】
これによれば、黒色化不良が発生した面発光レーザ素子を不良品として排除できる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２】図１における光走査装置を示す概略図である。
【図３】面発光レーザ素子の構成を説明するための図である。
【図４】面発光レーザ素子の配置を説明するための図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】積層体の断面図である。
【図７】図６の積層体上にレジストパターンを形成した状態を示す図である。
【図８】図７の積層体をドライエッチングして発光メサ及び検査用メサを形成した状態を示す断面図である。
【図９】図８の発光メサの被選択酸化層を酸化して電流通過領域を形成した状態を示す断面図である。
【図１０】図９の構造体上に層間絶縁膜を形成した状態を示す断面図である。
【図１１】図１０の構造体にコンタクトホール及び検査用開口を形成した状態を示す断面図である。
【図１２】比較例の面発光レーザ素子の平面図である。
【図１３】図１３（Ａ）は、第１実施形態の面発光レーザ素子の発光部間の駆動電流のばらつきを示すグラフであり、図１３（Ｂ）は、比較例の面発光レーザ素子の発光部間の駆動電流のばらつきを示すグラフである。
【図１４】第２実施形態の面発光レーザ素子の断面図である。
【図１５】第２実施形態の積層体の断面図である。
【図１６】図１５の積層体の光検出体上に検査用メサ形成用のレジストパターンを形成した状態を示す図である。
【図１７】図１６の構造体をウエットエッチング（硫酸系）した状態を示す断面図である。
【図１８】図１７の構造体をウエットエッチング（塩酸系）した状態を示す断面図である。
【図１９】図１８の構造体に発光メサ形成用のレジストパターンを形成した状態を示す断面図である。
【図２０】図１９の構造体をドライエッチングして発光メサ及び検査用メサを形成した状態を示す図である。
【図２１】図２０の発光メサの被選択酸化層を酸化して電流通過領域を形成した状態を示す断面図である。
【図２２】図２１の構造体上に層間絶縁膜を形成した状態を示す図である。
【図２３】図２２の構造体をウエットエッチングしてコンタクトホール及び検査用開口を形成した状態を示す図である。
【図２４】第２実施形態の面発光レーザ素子の発光部間の駆動電流のばらつきを示すグラフである。
【図２５】カラープリンタの概略構成を説明するための図である。
【図２６】第３実施形態の面発光レーザ素子の断面図である。
【図２７】第３実施形態の積層体の断面図である。
【図２８】図２７の積層体の誘電体層上にレジストパターンＡを形成した状態を示す図である。
【図２９】レジストパターンＡのパターンａ及びパターンｂを＋Ｚ側から見た図である。
【図３０】図２８の積層体の誘電体層をウエットエッチングした状態を示す図である。
【図３１】図３０の構造体上のレジストパターンＡ上にレジストパターンＢを形成した状態を示す図である。
【図３２】図３１の構造体をドライエッチングして発光メサ及び検査用メサを形成した状態を示す図である。
【図３３】図３２の発光メサの被選択酸化層を酸化して電流通過領域を形成した状態を示す断面図である。
【図３４】図３３の構造体上に層間絶縁膜を形成した状態を示す図である。
【図３５】発光メサ及び検査用メサのコンタクト層上の層間絶縁膜をウエットエッチングにより除去した状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図１３（Ｂ）に基づいて説明する。図１には、第１実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ１０００の概略構成が示されている。
【０００８】
このレーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０、感光体ドラム１０３０、帯電装置１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４、クリーニングユニット１０３５、トナーカートリッジ１０３６、給紙コロ１０３７、給紙トレイ１０３８、レジストローラ対１０３９、定着ローラ１０４１、排紙ローラ１０４２、排紙トレイ１０４３、通信制御装置１０５０、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置１０６０などを備えている。なお、これらは、プリンタ筐体１０４４の中の所定位置に収容されている。
【０００９】
通信制御装置１０５０は、ネットワークなどを介した上位装置（例えばパソコン）との双方向の通信を制御する。
【００１０】
プリンタ制御装置１０６０は、ＣＰＵ、該ＣＰＵにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているＲＯＭ、作業用のメモリであるＲＡＭ、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置１０６０は、上位装置からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置からの画像情報を光走査装置１０１０に送る。
【００１１】
感光体ドラム１０３０は、円柱状の部材であり、その表面には感光層が形成されている。すなわち、感光体ドラム１０３０の表面が被走査面である。そして、感光体ドラム１０３０は、図１における矢印方向に回転するようになっている。
【００１２】
帯電装置１０３１、現像ローラ１０３２、転写チャージャ１０３３、除電ユニット１０３４及びクリーニングユニット１０３５は、それぞれ感光体ドラム１０３０の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム１０３０の回転方向に沿って、帯電装置１０３１→現像ローラ１０３２→転写チャージャ１０３３→除電ユニット１０３４→クリーニングユニット１０３５の順に配置されている。
帯電装置１０３１は、感光体ドラム１０３０の表面を均一に帯電させる。
【００１３】
光走査装置１０１０は、帯電装置１０３１で帯電された感光体ドラム１０３０の表面を、上位装置からの画像情報に基づいて変調された光束により走査し、感光体ドラム１０３０の表面に画像情報に対応した潜像を形成する。ここで形成された潜像は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って現像ローラ１０３２の方向に移動する。なお、この光走査装置１０１０の構成については後述する。
【００１４】
トナーカートリッジ１０３６にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ１０３２に供給される。
【００１５】
現像ローラ１０３２は、感光体ドラム１０３０の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ１０３６から供給されたトナーを付着させて画像情報を顕像化させる。ここでトナーが付着した像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム１０３０の回転に伴って転写チャージャ１０３３の方向に移動する。
【００１６】
給紙トレイ１０３８には記録紙１０４０が格納されている。この給紙トレイ１０３８の近傍には給紙コロ１０３７が配置されており、該給紙コロ１０３７は、記録紙１０４０を給紙トレイ１０３８から１枚ずつ取り出し、レジストローラ対１０３９に搬送する。該レジストローラ対１０３９は、給紙コロ１０３７によって取り出された記録紙１０４０を一旦保持するとともに、該記録紙１０４０を感光体ドラム１０３０の回転に合わせて感光体ドラム１０３０と転写チャージャ１０３３との間隙に向けて送り出す。
【００１７】
転写チャージャ１０３３には、感光体ドラム１０３０の表面のトナーを電気的に記録紙１０４０に引きつけるために、トナーとは逆極性の電圧が印加されている。この電圧により、感光体ドラム１０３０の表面のトナー像が記録紙１０４０に転写される。ここで転写された記録紙１０４０は、定着ローラ１０４１に送られる。
【００１８】
定着ローラ１０４１では、熱と圧力とが記録紙１０４０に加えられ、これによってトナーが記録紙１０４０上に定着される。ここで定着された記録紙１０４０は、排紙ローラ１０４２を介して排紙トレイ１０４３に送られ、排紙トレイ１０４３上に順次、積み重ねられる。
除電ユニット１０３４は、感光体ドラム１０３０の表面を除電する。
【００１９】
クリーニングユニット１０３５は、感光体ドラム１０３０の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラム１０３０の表面は、再度帯電装置１０３１に対向する位置に戻る。
【００２０】
次に、前記光走査装置１０１０の構成について説明する。
この光走査装置１０１０は、一例として図２に示されるように、光源装置１４、カップリングレンズ１５、開口板１６、シリンドリカルレンズ１７、反射ミラー１８、ポリゴンミラー１３、第１走査レンズ１１ａ、第２走査レンズ１１ｂ、及び走査制御装置（図示省略）などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング３０の所定位置に組み付けられている。
【００２１】
なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。
【００２２】
カップリングレンズ１５は、光源装置１４から射出された光束を略平行光とする。
開口板１６は、開口部を有し、カップリングレンズ１５を介した光束のビーム径を規定する。
【００２３】
シリンドリカルレンズ１７は、開口板１６の開口部を通過した光束を、反射ミラー１８を介してポリゴンミラー１３の偏向反射面近傍に副走査対応方向に関して結像する。
【００２４】
光源装置１４とポリゴンミラー１３との間の光路上に配置される光学系は、偏向器前光学系とも呼ばれている。本実施形態では、偏向器前光学系は、カップリングレンズ１５と開口板１６とシリンドリカルレンズ１７と反射ミラー１８とから構成されている。
【００２５】
ポリゴンミラー１３は、高さの低い正六角柱状部材からなり、側面に６面の偏向反射面が形成されている。このポリゴンミラー１３は、副走査対応方向に平行な軸のまわりを等速回転しながら、反射ミラー１８からの光束を偏向する。
【００２６】
第１走査レンズ１１ａは、ポリゴンミラー１３で偏向された光束の光路上に配置されている。
【００２７】
第２走査レンズ１１ｂは、第１走査レンズ１１ａを介した光束の光路上に配置されている。そして、この第２走査レンズ１１ｂを介した光束が、感光体ドラム１０３０の表面に照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー１３の回転に伴って感光体ドラム１０３０の長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム１０３０上を走査する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」である。また、感光体ドラム１０３０の回転方向が「副走査方向」である。
【００２８】
ポリゴンミラー１３と感光体ドラム１０３０との間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、走査光学系は、第１走査レンズ１１ａと第２走査レンズ１１ｂとから構成されている。なお、第１走査レンズ１１ａと第２走査レンズ１１ｂの間の光路上、及び第２走査レンズ１１ｂと感光体ドラム１０３０の間の光路上の少なくとも一方に、少なくとも１つの折り返しミラーが配置されても良い。
【００２９】
光源装置１４は、一例として、図３に示されるように、面発光レーザ素子１００及び該面発光レーザ素子１００が実装されるパッケージ（不図示）を有している。
【００３０】
面発光レーザ素子１００は、一例として、マトリクス状に配列されている３５個（７×５個）の発光部１４０、該３５個の発光部１４０を取り囲むように配置されている４つの検査用開口１５０を含む。
【００３１】
ここでは、各発光部は、発振波長が８５０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ｃａｖｉｔｙ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ：ＶＣＳＥＬ）である。そこで、以下では、複数の発光部１４０を併せて面発光レーザアレイとも呼ぶ。
【００３２】
なお、本明細書では、各発光部からの光の射出方向をＺ軸方向、このＺ軸方向に直交する平面内で互いに直交する２つの方向をＸ軸方向及びＹ軸方向として説明する。
【００３３】
面発光レーザ素子１００は、例えば図４に示されるようにＺ軸周りの回転位置が調整された状態でパッケージ（不図示）に実装されている。この場合、３５個の発光部の中心から、副走査対応方向に延びる仮想線上に下ろした垂線が等間隔（間隔ｄ２とする）となるので、各発光部の点灯タイミングを調整することで感光体ドラム１０３０上に３５個の光スポットを副走査方向に等間隔で形成することができる。以下では、面発光レーザ素子１００において、７個の発光部１４０が並んでいる方向を行方向、５個の発光部１４０が並んでいる方向を列方向と称する。
【００３４】
一例として、列方向に隣り合う２つの発光部の副走査対応方向のピッチｄ１が例えば１８．５５μｍであれば、間隔ｄ２は２．６５μｍとなる。そして、光走査装置１０１０の全光学系の倍率が例えば２倍であれば、感光体ドラム１０３０上に副走査方向に５．３μｍ間隔で書き込みドットを形成することができる。すなわち、４８００ｄｐｉ（ドット／インチ）の高密度書込みができる。
【００３５】
勿論、行方向に並ぶ発光部の数を増やしたり、ピッチｄ１を狭くして間隔ｄ２がより小さくなるように発光部を配置したり、光走査装置１０１０の全光学系の倍率を下げたりすれば、書込み密度をより高密度化でき、より高品質の印刷が可能となる。なお、主走査方向の書き込み間隔は、各発光部の点灯のタイミングを調整することで容易に制御できる。
４つの検査用開口１５０については、後に詳述する。
【００３６】
面発光レーザ素子１００は、一例として、図３のＡ−Ａ線断面図である図５に示されるように、基板１０１、下部半導体ＤＢＲ１０３、下部スペーサ層１０４、活性層１０５、上部スペーサ層１０６、上部半導体ＤＢＲ１０７、コンタクト層１０９、層間絶縁膜１１１、ｐ側電極１１３、ｎ側電極１１４などを有している。
【００３７】
基板１０１は、ｎ−ＧａＡｓ単結晶基板である。
下部半導体ＤＢＲ１０３は、基板１０１の＋Ｚ側に積層され、ｎ−ＡｌＡｓからなる低屈折率層と、ｎ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる高屈折率層のペアを４０．５ペア有している。各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた厚さ２０ｎｍの組成傾斜層が設けられている。そして、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、発振波長をλとするとλ／４の光学的厚さとなるように設定されている。なお、光学的厚さがλ／４のとき、その層の実際の厚さＤは、Ｄ＝λ／４ｎ（但し、ｎはその層の媒質の屈折率）である。
【００３８】
下部スペーサ層１０４は、下部半導体ＤＢＲ１０３の＋Ｚ側に積層され、ノンドープの（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる層である。
【００３９】
活性層１０５は、下部スペーサ層１０４の＋Ｚ側に積層され、３層の量子井戸層と４層の障壁層とを有する３重量子井戸構造の活性層である。各量子井戸層は、０．７％の圧縮歪みを誘起する組成であるＧａＩｎＡｓＰからなり、バンドギャップ波長が約７８０ｎｍである。また、各障壁層は、０．６％の引張歪みを誘起する組成であるＧａＩｎＰからなる。
【００４０】
上部スペーサ層１０６は、活性層１０５の＋Ｚ側に積層され、ノンドープの（Ａｌ０．１Ｇａ０．９）０．５Ｉｎ０．５Ｐからなる層である。
【００４１】
下部スペーサ層１０４と活性層１０５と上部スペーサ層１０６とからなる部分は、共振器構造体とも呼ばれており、その厚さが１波長の光学的厚さとなるように設定されている。なお、活性層１０５は、高い誘導放出確率が得られるように、電界の定在波分布における腹に対応する位置である共振器構造体の中央に設けられている。また、共振器反射率は９９％以上となるように設計されている。
【００４２】
上部半導体ＤＢＲ１０７は、上部スペーサ層１０６の＋Ｚ側に積層され、ｐ−Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓからなる低屈折率層とｐ−Ａｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓからなる高屈折率層のペアを２５ペア有している。各屈折率層の間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成へ向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層が設けられている。そして、各屈折率層はいずれも、隣接する組成傾斜層の１／２を含んで、λ／４の光学的厚さとなるように設定されている。
【００４３】
上部半導体ＤＢＲ１０７における低屈折率層の１つには、ｐ−ＡｌＡｓからなる被選択酸化層１０８が厚さ３３ｎｍで挿入されている。
【００４４】
この被選択酸化層１０８の挿入位置は、電界の定在波分布において、活性層１０５から３番目となる節に対応する位置である。
【００４５】
コンタクト層１０９は、上部半導体ＤＢＲ１０７の＋Ｚ側に積層され、ｐ−ＧａＡｓからなる層である。
【００４６】
層間絶縁膜１１１は、コンタクト層１０９の＋Ｚ側に積層され、ＳｉＮ膜からなる層である。
【００４７】
コンタクト層１０９からは、電極パッド（不図示）に延伸する、層間絶縁膜１１１によって絶縁された金属配線が形成されている。金属配線及び電極パッドは、オーミック材料のＡｕＺｎと配線材としてのＡｕがリフトオフ法により形成される。
【００４８】
次に、面発光レーザ素子１００の製造方法について説明する。面発光レーザ素子１００は、半導体製造工程によって、基板１０１上に同時に複数個形成された後、複数のチップ状の面発光レーザ素子１００に分割される。なお、上記のように、基板１０１上に複数の半導体層が積層されたものを、以下では、便宜上「積層体」ともいう。
【００４９】
（１）積層体を有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）あるいは分子線エピタキシャル成長法（ＭＢＥ法）による結晶成長によって作成する（図６参照）。
【００５０】
ここでは、ＭＯＣＶＤ法の場合には、ＩＩＩ族の原料には、トリメチルアルミニウム（ＴＭＡ）、トリメチルガリウム（ＴＭＧ）、トリメチルインジウム（ＴＭＩ）を用い、Ｖ族の原料には、フォスフィン（ＰＨ３）、アルシン（ＡｓＨ３）を用いている。また、ｐ型ドーパントの原料には四臭化炭素（ＣＢｒ４）を用い、ｎ型ドーパントの原料にはセレン化水素（Ｈ２Ｓｅ）を用いている。
【００５１】
（２）積層体の表面の３５個の発光部１４０となる３５箇所を、それぞれ例えば一辺が２５μｍの正方形状のレジストパターンでマスクする。また、積層体の表面の上記３５箇所を取り囲む領域を、４つの検査用開口１５０が形成される４つの箇所（それぞれ例えば一辺が２５μｍの正方形状部分）が内側に突出する略正方形枠状のレジストパターンでマスクする（図３及び図７参照）。
【００５２】
（３）Ｃｌ２ガスを用いるＥＣＲエッチング法で、各レジストパターンをフォトマスクとしてメサ構造体（以下では、便宜上「メサ」と略述する）を形成する。ここでは、エッチングは、下部半導体ＤＢＲ１０３に達するまで行われる。この場合、各発光部となる発光メサ、及び各検査用開口が形成される検査用メサが形成される。なお、検査用開口が形成される箇所は、厳密には、メサ構造体ではないが、便宜上、検査用メサと呼ぶことにする。
【００５３】
（４）フォトマスクを除去する（図８参照）。
【００５４】
（５）積層体を水蒸気中で熱処理する。これにより、発光メサの被選択酸化層１０８中のＡｌ（アルミニウム）が発光メサの外周部から選択的に酸化され、発光メサの中央部に、Ａｌの酸化物１０８ａによって囲まれた酸化されていない領域１０８ｂが残留する（図９参照）。すなわち、発光部の駆動電流の経路を発光メサの中央部だけに制限する、いわゆる酸化狭窄構造体が形成される。上記酸化されていない領域１０８ｂが電流通過領域（電流注入領域）である。このようにして、例えば幅４μｍ程度の略正方形状の電流通過領域が形成される。なお、検査用メサも３つの側面から内側に選択的に酸化される。
【００５５】
（６）気相化学堆積法（ＣＶＤ法）を用いて、ＳｉＮからなる層間絶縁膜１１１を形成する（図１０参照）。
【００５６】
（７）各発光メサの上部にｐ側電極取り出し口としての正方形状のコンタクトホール２３０を形成するためのフォトマスクを作成する。また、各検査用メサの上部にコンタクトホール２３０の開口面積と開口面積が同じ正方形状の検査用開口１５０を形成するためのフォトマスクを作成する。
【００５７】
（８）層間絶縁膜１１１上にレジストを塗布し、上記フォトマスクを介して光（例えば紫外光）を照射し、現像して、レジストパターンを形成する。
【００５８】
（９）レジストパターンが形成された層間絶縁膜１１１に、ウエットエッチングを施し、コンタクトホール２３０及び検査用開口１５０を形成する。ここでは、エッチャントとして、例えばＢＨＦ（バッファードフッ酸）が用いられる。
【００５９】
（１０）フォトマスクを除去する。
【００６０】
結果として、層間絶縁膜１１１における各発光メサの＋Ｚ側に正方形状のコンタクトホール２３０が形成され、層間絶縁膜１１１における各検査用メサの＋Ｚ側にコンタクトホール２３０の開口面積と同じ開口面積の正方形状の検査用開口１５０が形成される（図１１参照）。
【００６１】
（１１）発光メサ上部の光射出部となる領域（射出領域）に一辺１０μｍの正方形状のレジストパターンを形成し、ｐ側の電極材料の蒸着を行う。ｐ側の電極材料としてはＣｒ／ＡｕＺｎ／Ａｕからなる多層膜、もしくはＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなる多層膜が用いられる。このとき、同時に電極パッド及び金属配線となる部分にもｐ側の電極材料が蒸着される。
【００６２】
（１２）光射出部となる領域に蒸着された電極材料をリフトオフし、ｐ側電極１１３を形成する。このｐ側電極で囲まれた領域が射出領域（光射出口）である（図５参照）。このとき、同時に電極パッド及び金属配線も形成される。図５から分かるように、光射出口の開口面積は、検査用開口１５０の開口面積よりも小さい。
【００６３】
（１３）基板１０１の裏側を所定の厚さ（例えば、２５０μｍ程度）まで研磨した後、基板１０１の裏面（−Ｚ側の面）にｎ側電極１１４を形成する。ここでは、ｎ側電極はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる多層膜である。
【００６４】
（１４）アニールによって、ｐ側電極とｎ側電極のオーミック導通をとる。これにより、発光メサは発光部となり、基板１０１上に複数の面発光レーザ素子１００が形成されたこととなる。
【００６５】
この後、例えばヘキ開工程等の幾つかの工程を経て、複数のチップ状の面発光レーザ素子１００が作成される。
【００６６】
ところで、露光によるウエットエッチングによってコンタクトホールを形成する際、メサのｐ−ＧａＡｓからなるコンタクト層は、層間絶縁膜をエッチング除去するためのエッチャント（例えばＢＨＦ）に曝される。
【００６７】
一般的には、ｐ−ＧａＡｓからなるコンタクト層はフッ酸には溶けることはなく、ウエットエッチングの際にはエッチングのストップ層として働く。
【００６８】
しかし、コンタクト層を比較的薄く（２０ｎｍ程度）する必要がある例えば可視帯〜８５０ｎｍ帯の面発光レーザ素子の作製の際には、コンタクト層にサブミクロンから数μｍオーダの孔が開く「黒色化不良」が発生する。この「黒色化不良」による孔は、コンタクト層に留まらず、上部半導体ＤＢＲにも達する。
【００６９】
すなわち、コンタクト層がダメージを受けて一部消失し、その下層のｐ−ＡｌＧａＡｓからなる上部半導体ＤＢＲが一部露出してしまう。なお、便宜上、上部半導体ＤＢＲを構成する低屈折率層及び高屈折率層の材料を、ｐ−ＡｌＧａＡｓと総称した。
【００７０】
この場合、コンタクト層が消失することで露出した上部半導体ＤＢＲ上にｐ側電極が形成されると、コンタクト抵抗は増大し、デバイスの駆動電圧が高くなってしまう。
【００７１】
また、ｐ側電極の開口は光射出口として機能するが、この光射出口付近にｐ−ＡｌＧａＡｓが露出するため、該ｐ−ＡｌＧａＡｓが酸化され、黒色化する。その結果、光射出口から射出されるレーザ光が黒色化したｐ−ＡｌＧａＡｓ酸化層で散乱・吸収されて、光出力が低下してしまう。
【００７２】
また、面発光レーザ素子の製造工程でコンタクト層が薄くなると、上部半導体ＤＢＲの反射率が変化し、発振閾値などの特性が変動してしまう。
【００７３】
以上のように、可視帯〜８５０ｎｍ帯の面発光レーザ素子の製造工程においては、コンタクトホールを形成するためのウエットエッチング時にコンタクト層が受けるダメージによって、黒色化不良が発生し、素子の信頼性の低下や歩留まりの低下を招いていた。
このことは、コンタクト層を厚くできる赤外域の面発光レーザ素子であっても、問題となる。
【００７４】
通常、ｐ−ＧａＡｓ層（コンタクト層）を厚くすることによりｐ−ＡｌＧａＡｓ層（上部半導体ＤＢＲ）の露出を防ぐことができるが、その反面、光吸収が増加する。また、面発光レーザ素子の製造工程でｐ−ＧａＡｓ層が薄くなってしまうと、ｐ−ＡｌＧａＡｓ層の反射率が変化し、発振閾値などの特性が変動してしまう。
【００７５】
そこで、発明者は、コンタクトホールを形成する際にｐ−ＧａＡｓ層がエッチャント（例えばＢＨＦ）に曝されるときに、「黒色化不良」が発生する要因及びそのメカニズムを、試行錯誤の末、解明するに至った。
【００７６】
すなわち、この「黒色化不良」の発生には、以下に説明するように、光が照射されることによって半導体内に生成されるエレクトロンとホールが関与していることを突き止めた。
【００７７】
例えば基板側がｎ型半導体材料で構成され、かつ射出口側がｐ型半導体材料で構成された面発光レーザ素子のダイオード構造に、エネルギギャップ以上のエネルギの光が照射されることで、ホールとエレクトロンが生成される。
【００７８】
このエレクトロンとホールは、ＰＮ接合のエネルギバンドによって形成されている電界によって、エレクトロンは基板側に、ホールは射出口側にドリフトする。ドリフトして蓄積されるホールがある一定の閾値を超えると、放電を起こす。
【００７９】
この放電が引き金となって、その部分のｐ−ＧａＡｓ層が酸化されることになる。この酸化によって、コンタクト層のエッチングが進行し、場合によっては孔が開き、その下層のｐ−ＡｌＧａＡｓ層のＡｌがＢＨＦで酸化されることで、孔が深さ方向に進行する。
【００８０】
そして、メサ上部のコンタクト層はメサ内部において電気的に独立しており、蓄積されていくホールはメサの外側に逃げることができない。このため、メサの面積が大きい場合や、コンタクトホール形成時における層間絶縁膜（誘電体層）が除去されている面積が小さい場合などは、「黒色化不良」が大量に発生する。
【００８１】
実験的に形成された、通常のメサに比べて１０００倍程度ある大きなメサの場合には、同じコンタクトホールの面積でも、「黒色化不良」の発生率は著しく高く、孔が開くというよりは、ｐ−ＧａＡｓ層表面が酸化によって荒れている状態である。
【００８２】
以上説明した「黒色化不良」が発生する要因及びそのメカニズムは、発明者が様々な実験を繰り返して、初めて実証した新規知見である。
【００８３】
この黒色化不良に対して、本実施形態では、前述したように、面発光レーザ素子１００に４つの検査用開口１５０を形成し、各検査用開口１５０を介してコンタクト層１０９を例えば顕微鏡等を用いて外観検査することで、「黒色化不良」の発生の有無を判断し、素子を選別することとしている。
【００８４】
すなわち、各検査用開口１５０を介するコンタクト層１０９の外観検査によって「黒色化不良」が発生していると判断された面発光レーザ素子は不良品と判定されて排除され、「黒色化不良」が発生していないと判断された面発光レーザ素子は、良品としてパッケージに実装されるか、又はその他の検査工程に送られ良品と判定された後にパッケージに実装される。
【００８５】
なお、前述したように「黒色化不良」は徐々に進行するため、各検査用開口１５０を介してコンタクト層１０９を所定時間モニタし、モニタ結果に基づいて、素子を選別することとしても良い。
【００８６】
図１１には、比較例の面発光レーザ素子の平面図が示されている。この面発光レーザ素子では、素子製造時に検査用開口が形成されないため、「黒色化不良」の発生の有無を外観検査で判断することは困難である。この場合、「黒色化不良」による孔がｐ−ＡｌＧａＡｓ層まで達している場合は、その後、ｐ−ＡｌＧａＡｓ層の酸化が進行し、例えば面発光レーザ素子をパッケージに実装した後に発光特性の劣化が判明することが考えられる。この結果、素子が実装されたパッケージを不良品として排除せざるをえなくなり、実装工程が無駄になる等の製造効率の悪化、及び実装後の歩留まりの低下を招く。
【００８７】
図１３（Ａ）には、第１実施形態の製造方法によって製造され黒色化不良が発生していないと判断された面発光レーザ素子１００の発光部間の駆動電流のばらつきがグラフにて示されている。図１３（Ｂ）には、図１２に示される比較例の面発光レーザ素子の駆動電流のばらつきがグラフにて示されている。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）において、横軸は、駆動電流の平均値からの差を百分率で示し、縦軸は、駆動電流に対する発光部数（チャンネル数）を示している。
【００８８】
図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）から分かるように、第１実施形態の製造方法によって製造され黒色化不良が発生していないと判断された面発光レーザ素子の発光部間の駆動電流のばらつきは、比較例の面発光レーザ素子の発光部間の駆動電流のばらつきに比べて小さくなっている。
【００８９】
以上説明した第１実施形態の面発光レーザ素子１００の製造方法は、基板１０１上に下部半導体ＤＢＲ１０３、活性層１０５、被選択酸化層１０８を含む上部半導体ＤＢＲ１０７及びコンタクト層１０９を順次積層して積層体を作成する工程と、複数（例えば３５個）の発光部となる、被選択酸化層１０８が側面に露出している複数（例えば３５個）の発光メサが形成されるように前記積層体をエッチングする工程と、複数の発光メサ上及び該複数の発光メサの周辺領域上に層間絶縁膜１１１を形成する工程と、層間絶縁膜１１１上にレジストパターンを形成し、層間絶縁膜１１１をウエットエッチングする工程とを含んでいる。そして、ウエットエッチングする工程では、複数の発光メサ上に形成された層間絶縁膜１１１が部分的に除去され、複数の光射出口が形成されるとともに、前記周辺領域上に形成された層間絶縁膜１１１が部分的に除去され、コンタクト層１０９を外観検査するための複数（例えば４つ）の検査用開口１５０が形成される。
【００９０】
この場合、例えばＴＥＧ（ｔｅｓｔ  ｅｌｅｍｅｎｔ  ｇｒｏｕｐ）、ＰＣＭ（ｐｒｏｃｅｓｓ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｍｏｄｕｌｅ）などと比べて、素子単位による「黒色化不良」を精度良く検出できるため、黒色化不良が発生した素子を不良品として排除でき、ひいては発光特性のばらつきが少ない高信頼性の面発光レーザ素子を提供することができる。
【００９１】
結果として、第１実施形態によれば、黒色化不良のない信頼性の高い面発光レーザ素子をパッケージに実装して光源装置１４を製造することができ、実装後の歩留りを向上させることができる。すなわち、実装工程が無駄になることを抑制でき、光源装置１４の製造歩留りを向上させることができる。
【００９２】
また、複数の検査用開口１５０は、前記ウエットエッチングする工程で光射出口と並行して形成されるため、製造工程の増加を抑制できる。
【００９３】
また、前記エッチングする工程では、複数の検査用開口１５０が形成される、複数の発光メサ側に突出する複数の検査用メサ（突出部）が複数の発光メサの周辺領域に形成されるように前記積層体がエッチングされる。
【００９４】
この場合、各検査用メサに形成される検査用開口１５０の位置が一見して把握できるため、コンタクト層１０９の外観検査をスムーズに行うことができる。
【００９５】
また、複数の発光部１４０の＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側及び−Ｙ側に検査用開口１５０が各１つ形成されているため、コンタクト層１０９全体に対して均等に外観検査することができる。
【００９６】
また、各検査用開口１５０の開口面積は、光射出口の開口面積よりも大きく設定されている。
【００９７】
この場合、仮に光射出口を介してコンタクト層１０９を外観検査する場合に比べて、各検査用開口１５０を介してコンタクト層１０９を広範囲かつ容易に外観検査することができる。
【００９８】
また、光源装置１４では、複数（例えば３５個）の発光部１４０を含んで構成される面発光レーザ素子１００（黒色化不良による不良品と判断されなかったもの）がパッケージに実装されているため、「黒色化不良」の無い高信頼性のマルチチャンネルの面発光レーザ素子を有する光源装置を提供することができる。
【００９９】
また、光走査装置１０１０は、光源装置１４を備えているため、多数の光スポットで同時に感光体ドラムを安定して精度良く走査することができる。
【０１００】
また、レーザプリンタ１０００は、光走査装置１０１０を備えているため、高速、かつ高精細に画像を形成することができる。すなわち、スループット及び画像品質の向上を図ることができる。
【０１０１】
一方、特許文献１〜３に開示されている技術でも「黒色化不良」を完全に抑制することはできず、コンタクト層に開いた孔がＡｌＧａＡｓ層まで達している場合は、ＡｌＧａＡｓ層の酸化が進行し、初期特性検査では良品と判定されていた素子でも、時間の経過とともに発光特性が劣化し、パッケージに実装された後に不良品と判定される事態が生じていた。
【０１０２】
この場合、実装に要するコストが無駄になり、素子の製造コストの増大を招く。また、この不良品が市場へと流出しないように検査工程を追加すると、検査工数増によるコストアップとなり、やはり製造コストの増大を招く。また、仮に実装工程前に光射出口を介して外観検査して「黒色化不良」を検出しようとしても、光射出口は開口面積が非常に小さく、欠陥のサイズがサブミクロン〜数ミクロン程度の大きさのため、検出が困難であった。結果として、特許文献１〜３に開示されている技術では、黒色化不良が発生した面発光レーザ素子を不良品として排除することが困難であった。
【０１０３】
以下に、本発明の第２実施形態を、図１４〜図２４を参照して説明する。第２実施形態では、上記第１実施形態と異なる点を主に説明し、上記第１実施形態と同様の構成を有する部材には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１０４】
第２実施形態では、各発光部は、発振波長が７８０ｎｍ帯の垂直共振器型の面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）である。
【０１０５】
第２実施形態の面発光レーザ素子２００は、一例として、図１４に示されるように、各検査用メサのコンタクト層１０９と層間絶縁膜１１１との間に、ｎ型半導体層１１５及び光検出部１２１が配置されている点が、上記第１実施形態の面発光レーザ素子１００と異なる。
【０１０６】
第２実施形態の面発光レーザ素子２００の製造方法では、先ず、図１５に示されるように、上記第１実施形態の製造工程（１）で作成された積層体の最上層であるコンタクト層１０９上にエッチング停止層及び拡散防止層として機能する例えば厚さ３０ｎｍのｎ−ＧａＩｎＰからなるｎ型半導体層１１５を形成する。
【０１０７】
そして、このｎ型半導体層１１５上に厚さ例えば３μｍのｎ−ＧａＡｓからなるｎ型半導体層１１７、例えば厚さ３μｍのｐ−ＧａＡｓからなるｐ型半導体層１１９を順次積層して、ｎ型半導体層１１７及びｐ型半導体層１１９で構成されるＰＮ構造を有する光検出体を形成する。
【０１０８】
このように、光検出体は、基板１０１と同じ材料であるＧａＡｓからなり、基板１０１上でこれよりもバンドギャップエネルギの小さい材料を設けることは一般に困難である。
【０１０９】
すなわち、光検出体は、最も長波長側の光まで吸収できる材料で構成されている。なお、光検出体は、ｐ−ＧａＡｓ層、ｉ−ＧａＡｓ層及びｎ−ＧａＡｓ層で構成されるＰＩＮ構造を用いても良い。
【０１１０】
ｎ型半導体層１１５は、基板１０１に格子整合する組成が選択されており、ＧａＡｓに対して十分バンドギャップエネルギが大きく、キャリア拡散を効果的に抑制することができる。
【０１１１】
また、ｎ型にドーピングされているｎ型半導体層１１５は、価電子帯にポテンシャル障壁が形成されるので、光検出体のｎ型半導体層１１７中で発生した少数キャリアである正孔のコンタクト層１０９側への拡散を、さらに効果的に抑制することができる。
【０１１２】
次に、光検出体の所定部分に検査用メサ形成用のレジストパターンを形成し（図１６参照）、硫酸系のエッチング液を用いて、光検出体のレジストパターンが形成されていない部分を除去することで、光検出部１２１を形成する（図１７参照）。この場合、ｎ−ＧａＩｎＰは、硫酸系エッチング液では侵食されないので、ｎ型半導体層１１５の表面でエッチングを停止させることができる。
【０１１３】
次に、塩酸系のエッチング液を用いてｎ型半導体層１１５の除去を行う。この場合、ｐ−ＧａＡｓは、塩酸系のエッチング液で侵食されないので、エッチングをコンタクト層１０９の表面で停止させることができる（図１８参照）。
【０１１４】
次いで、上記第１実施形態の製造工程（２）〜（４）と同様にして、発光メサ及び検査用メサを形成し（図１９及び図２０参照）、製造工程（５）と同様にして、酸化狭窄構造体を形成し（図２１参照）、製造工程（６）と同様にして、層間絶縁膜１１１を形成し（図２２参照）、製造工程（７）〜（１０）と同様にして、コンタクトホール及び検査用開口を形成し（図２３参照）、さらに製造工程（１１）〜（１４）と同様にして、基板１０１上に複数の面発光レーザ素子２００が形成される。その後、複数のチップ状の面発光レーザ素子２００に分割される。
【０１１５】
図２４には、第２実施形態の製造方法によって製造され黒色化不良が発生していないと判断された面発光レーザ素子２００の発光部間の駆動電流のばらつきがグラフにて示されている。図２４において、横軸は、駆動電流の平均値からの差を百分率で示し、縦軸は、駆動電流に対する発光部数（チャンネル数）を示している。
【０１１６】
図２４及び図１３（Ａ）から分かるように、第２実施形態の製造方法によって製造され黒色化不良が発生していないと判断された面発光レーザ素子２００の発光部間の駆動電流のばらつきは、第１実施形態の製造方法によって製造された面発光レーザ素子１００の発光部間の駆動電流のばらつきに比べて小さくなっている。
【０１１７】
第２実施形態では、検査用開口を介して光検出部１２１に入射した入射光の大半が光検出部１２１で吸収され、該光検出部１２１のｎ型半導体層１１７及びｐ型半導体層１１９の一方で発生した少数キャリアは容易に他方に到達できる。また、ｎ型半導体層１１５によって、光検出部１２１からコンタクト層１０９への少数キャリアの拡散が抑制されている。以下では、面発光レーザ素子の光検出部以外の部分を、素子部と称する。
【０１１８】
結果として、光検出部１２１に蓄積される電荷量を大幅に増大することができ、以下に説明するように、光検出部１２１における素子部表面の損傷の検出感度を大幅に高め、非常に微細な欠陥も精度良く検出することが可能となる。
【０１１９】
一般に、面発光レーザ素子では、上部反射鏡として多層膜反射鏡が用いられている。多層膜反射鏡は、屈折率が異なる半導体層を交互に複数積層することにより、極めて高い反射率を実現している。この際、隣接する２つの半導体層は屈折率に加えて、バンドギャップエネルギも異なるため、隣接する２つの半導体層の界面にはバンド不連続によるヘテロ障壁が発生し、キャリアの拡散、ドリフトが妨げられる。
【０１２０】
ｐ型の多層膜反射鏡では、ドーピングによってフェルミレベルが変化し、各半導体層の価電子帯エネルギが同程度となるように揃う。この場合、各半導体層のヘテロ界面の伝導帯側では、バンド不連続量に対応したポテンシャル障壁が存在していることになる。この結果、少数キャリアである電子のドリフト・拡散は、このポテンシャル障壁によって阻害される。
【０１２１】
また、ｎ型の多層膜反射鏡では、ドーピングにより伝導帯のエネルギが同程度となるように揃うので、価電子側にポテンシャル障壁が存在し、少数キャリアである正孔の運動が阻害される。
【０１２２】
前述したように、ｐ型半導体層で光吸収が起こり、電子−正孔ペアが形成されると、少数キャリアである電子は、拡散によりｐｎ接合面（界面）まで移動し、接合部の電界により加速されて、ｎ型半導体中に蓄積されていく。ｎ型半導体中では、正孔が拡散し、ｐｎ接合面を横切って、ｐ型半導体中に蓄積される。
【０１２３】
この際、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層それぞれの少数キャリアは、ポテンシャルバリアの影響を受けて、ｐｎ接合面までの拡散が阻害される。この場合、多数のヘテロ界面を含んだ構造では、蓄積される電荷量が少なくなる傾向がある。このことは、「黒色化不良」の発生が抑制されることを意味しており、この点においては好ましい。
【０１２４】
しかしながら、素子部の表面の損傷の程度を高い感度で検出するためには、発生したキャリアが検査用メサの表面（検査用開口付近）に十分に蓄積されていることが望ましい。
【０１２５】
第２実施形態では、素子部の表面へのダメージを極力低減でき、かつコンタクト層表面の損傷状態を感度良くモニタできる構成が実現されている。
【０１２６】
そのために、光検出部は、ホモ接合で構成され、可能な限りバンドギャップエネルギが小さい半導体材料で構成されることが望ましい。また、光検出部とコンタクト層との間には、キャリアの拡散を防止するための、バンドギャップエネルギが極力大きい（例えば光検出部を構成する半導体材料よりもバンドギャップエネルギが大きい）半導体材料で構成される拡散防止層が配置されていることが望ましい。
【０１２７】
この場合、検査用開口を介して光検出部に入射した光は、光検出部で効率良く吸収され、素子部に到達する光は大幅に低減される。この場合、多層膜反射鏡でのキャリアの生成が減るので、ヘテロ界面のポテンシャルバリアで阻害されて、素子部に留まったままになる無効キャリアの発生を低減することができる。また、従来素子部で検出されていた光は、光検出部で吸収されることになり、さらに光検出部ではキャリアの拡散を阻害する障壁はないので、少数キャリアは容易にｐｎ接合の相手領域に到達し、入射光に対して極めて効率的にキャリアが蓄積される。
【０１２８】
以上は、ｎ型基板上の素子について説明したものであるが、ｎ型基板上の素子に対して限定されるものではなく、ｐ型基板上の素子に対しても同様のことが言える。ｐ型基板を用いる場合には、上記の説明に対して、各半導体層の導電型とキャリアの極性を入れ換えれば同様の効果が得られる。
【０１２９】
ところで、ＧａＡｓ基板上には、他の基板を用いた場合に比べて反射特性、放熱特性に優れたＡｌＧａＡｓによる多層膜反射鏡を用いることができる。このため、ＧａＡｓ基板を用いて実用に供する特性の優れた面発レーザ素子が実現されている。
【０１３０】
また、ＧａＡｓ基板上に成長させた複数の半導体材料によって６５０〜８５０ｎｍ帯の発振波長を得ることができる。
【０１３１】
また、ＧａＡｓ基板に成長できる半導体材料の中では、ＧａＡｓが最もバンドギャップエネルギが小さく、これを光検出部のＰＮ接合、又はＰＩＮ接合の材料として用いると８７０ｎｍ帯から短波にかけた広い範囲の光を検出することができる。
【０１３２】
また、ＧａＩｎＰはＧａＡｓに対してバンドギャップエネルギが大きく、光検出部で生成されたキャリアが素子部へ拡散するのを防ぐ効果が得られ、さらにＧａＡｓに対して選択エッチングが可能であるので、素子部における発光部になる領域上に成長したＧａＡｓからなるＰＮ接合、又はＰＩＮ接合による光検出体を選択的に除去し、通常の素子部のみを残すことが可能である。
【０１３３】
結果として、第２実施形態によると、６５０〜８５０ｎｍ帯の面発光レーザ素子の製造する際に、素子部上にＰＮ接合又はＰＩＮ接合による光検出部が設けられた構造体を容易に作製することができる。また、光検出の感度をより高くすることができる。
【０１３４】
以上は、ｎ型基板上の素子について説明したものであるが、ｎ型基板上の素子に対して限定されるものではなく、ｐ型基板上の素子に対しても同様のことが言える。ｐ型基板を用いた場合には、上記の説明において、各層の導電型とキャリアの極性を入れ換えれば同様の効果が得られる。また、波長も７８０ｎｍ帯に限定されるものではなく、６５０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯、９８０ｎｍ帯、１．３μｍ及び１．５μｍ帯など、異なる活性層材料を用いた他の波長帯であっても良い。また、基板もＧａＡｓ以外の基板を用いても良い。
【０１３５】
なお、上記第２実施形態では、光検出体とコンタクト層との間に、ｎ型半導体層１１５が形成されているが、ｎ型半導体層１１５を設けずに、光検出体をコンタクト層に直接形成しても良い。
【０１３６】
以下に、本発明の第３実施形態を、図２６〜図３５を参照して説明する。第３実施形態では、上記第１及び第２実施形態と異なる点を主に説明し、上記第１及び第２実施形態と同様の構成を有する部材には、同一の符号を付して、その説明を省略する。
【０１３７】
図２６には、第３実施形態の面発光レーザ素子３００の断面図が示されている。第３実施形態では、コンタクト層１０９と層間絶縁膜１１１との間に誘電体層１１２が配置されている点が、上記第１及び第２実施形態と異なる。
【０１３８】
第３実施形態の面発光レーザ素子３００の製造方法では、先ず、上記第１実施形態の製造工程（１）で作成された積層体の最上層であるコンタクト層１０９上に、Ｐ−ＣＶＤ法（プラズマＣＶＤ法）を用いて、Ｐ−ＳｉＮ（ＳｉＮｘ）からなる光学的に透明な誘電体層１１２を形成する（図２７参照）。
【０１３９】
ここでは、誘電体層１１２の光学的長さがλ／４とされている。具体的には、ＳｉＮの屈折率ｎが１．８９、発振波長λが７８０ｎｍであるため、実際の膜厚（＝λ／４ｎ）は１０３ｎｍに設定されている。
【０１４０】
次いで、誘電体層１１２上にレジストパターンＡを形成する（図２８参照）。レジストパターンＡは、一例として、各発光メサの外形を規定するためのパターンａ、該発光メサにおける光射出口が形成される領域の一部をマスクするためのパターンｂ、及び各検査用メサの外形を規定するため、かつ電極パッドが形成される領域をマスクするためのパターンｃを含む。
【０１４１】
ここでは、図２９に示されるように、パターンａは、正方形枠状のレジストからなる。パターンｂは、パターンａの内側に該パターンａの中央部をＸ軸方向に挟むように形成されたＹ軸方向を長手方向とする矩形の２つのレジストからなる。パターンｃは、検査用開口が形成される箇所に対応する箇所に開口が形成されている。パターンａ及びパターンｃの開口面積は、一例として、同じ大きさに設定されている。
【０１４２】
そして、例えばＢＨＦをエッチャントに用いるウエットエッチングにより誘電体層１１２を選択的にエッチングする。この結果、誘電体層１１２におけるレジストパターンＡが形成されていない領域が除去され、誘電体層１１２におけるレジストパターンＡが形成された領域が残留する（図３０参照）。
【０１４３】
結果として、光射出口が形成される領域において、周辺部の反射率が中央部の反射率に比べて相対的に低くなり、基本横モードの光出力を低下させることなく、高次横モードの発振を抑制することが可能となる。
【０１４４】
ここで、誘電体層１１２が除去されるとき、コンタクト層１０９が露出し、エッチャントに曝される。そこで、コンタクト層１０９の露出部分を外観検査することで、コンタクト層１０９における「黒色化不良」を検出できる。「黒色化不良」が検出された場合、加工対象の構造体を製造工程から排除することもできる。
【０１４５】
次いで、レジストパターンＡ上にレジストパターンＢを形成する。レジストパターンＢは、パターンａで囲まれた領域をマスクするためのパターンｄと、各検査用開口となる領域をマスクするためのパターンｅを含む（図３１参照）。
【０１４６】
そして、例えばＣｌ２ガスを用いるドライエッチングにより、発光メサ及び検査用メサを形成する（図３２参照）。ここでは、ドライエッチングによるエッチング底面は、下部半導体ＤＢＲ１０３の＋Ｚ側の面内に位置させている。ドライエッチング後、レジストパターンＡ及びレジストパターンＢを除去する。
【０１４７】
次いで、ドライエッチングで側面が露出した被選択酸化層１０８を、水蒸気中で熱処理し、メサ側面から酸化を進行させ、酸化物１０８ａを生成する（図３３参照）。すなわち、素子の駆動電流の経路を中心部の酸化されていない領域１０８ｂだけに制限する酸化狭窄構造体が形成される。
【０１４８】
次いで、図３３の構造体上の全域に、プラズマＣＶＤ法により、ＳｉＮからなる層間絶縁膜１１１を形成する（図３４参照）。
【０１４９】
そして、上記第１実施形態の製造工程（７）〜（９）と同様にして、発光メサ及び検査用メサのコンタクト層１０９上に形成された層間絶縁膜１１１を、例えばＢＨＦをエッチャントに用いるウエットエッチングにより除去し、コンタクトホール及び検査用開口を形成する。
【０１５０】
ここで、層間絶縁膜１１１が除去されるとき、コンタクト層１０９におけるコンタクトホール及び検査用開口に対応する箇所が露出し、エッチャントに曝される。そこで、検査用開口を介してコンタクト層１０９を外観検査することで、コンタクト層１０９における「黒色化不良」を精度良く検出することができる。「黒色化不良」が検出された場合、加工対象の構造体を製造工程から排除することもできる。
【０１５１】
次いで、上記第１実施形態の製造工程（１１）〜（１４）と同様にして、ｐ側電極１１３を形成し、ｎ側電極１１４を形成し、ｐ側電極とｎ側電極のオーミック導通をとる。そして、例えばヘキ開工程との幾つかの工程を経て、複数のチップ状の面発光レーザ素子３００が作成される。
【０１５２】
以上説明した第３実施形態では、ウエットエッチングにより誘電体層１１２が除去されるとき、及びウエットエッチングにより層間絶縁膜１１１が除去されるとき、コンタクト層１０９がエッチャントに曝される。この場合、誘電体層１１２が除去されてから層間絶縁膜１１１が除去されるまでは、コンタクト層１０９の露出部分を適宜外観検査することで、「黒色化不良」を検出できる。そして、層間絶縁膜１１１が除去された後、検査用開口を介してコンタクト層１０９を適宜外観検査することで、「黒色化不良」を検出できる。
【０１５３】
一方、光射出口の開口面積は検査用開口の開口面積よりも小さく、かつ光射出口内には誘電体層１１２の一部があるため（図２６参照）、光射出口を介しての外観検査によって「黒色化不良」を検出することは非常に困難である。
【０１５４】
なお、上記第３実施形態におけるレジストパターンＡは、適宜変更可能である。例えば、パターンｂは、パターンａに対応する誘電体層の内側における周辺部での反射率が中央部での反射率よりも低くなるような構成であれば、上記第３実施形態とは異なる構成であっても良い。
【０１５５】
なお、上記第１〜第３実施形態では、層間絶縁膜１１１の材料として、ＳｉＮが用いられているが、例えばＳｉＯ２、ＳｉＯＮ等であっても良い。
【０１５６】
また、上記第１〜第３実施形態では、誘電体層１１２の材料として、ＳｉＮが用いられているが、例えばＳｉＯ２、ＳｉＯＮ等であっても良い。
【０１５７】
また、上記第１〜第３実施形態では、ウエットエッチングを行う際、レジストパターンを形成するときに、上部半導体ＤＢＲ１０７を構成するＡｌＧａＡｓのバンドギャップエネルギよりもエネルギが高い光を照射することとしても良い。
【０１５８】
この場合、コンタクト層１０９に「黒色化不良」が発生している場合に、その進行を早めることができるため、コンタクト層１０９をモニタすることで、ウエットエッチング環境の微妙な変化による「黒色化不良」の発生を早期に確実に検出することができ、素子の選別をいち早く行うことができる。この結果、ウエットエッチング後の製造工程が無駄にならずに済む。また、モニタ結果をウエットエッチングプロセス環境へフィードバックすることで、「黒色化不良」の発生を抑制し、発光部間の発光特性のばらつきがより少ない高信頼性の面発光レーザ素子を製造することができる。
【０１５９】
ところで、通常、ウエットエッチングは、照明がない環境（暗い環境）又は照度が管理された環境で行われるが、照明がない環境でのウエットエッチングは、作業上及び安全上、難しく、また不意の照度変化も想定されるため、検査用開口を形成することにより、「黒色化不良」を精度良く検出することができる。
【０１６０】
また、上記第１〜第３実施形態では、各検査用開口の開口面積は、コンタクトホールの開口面積と同じにされているが、これに限られず、要は、光射出口の開口面積よりも大きいことが好ましい。
【０１６１】
また、上記第１〜第３実施形態では、４つの検査用開口の開口面積を、互いに異ならせても良いし、４つの検査用メサの突出面積（＋Ｚ側から見た面積）を互いに異ならせても良いし、４つの検査用メサの平面形状（＋Ｚ側から見た形状）を互いに異ならせても良いし、４つの検査用開口の開口形状（＋Ｚ側から見た形状）を互いに異ならせても良い。
【０１６２】
この場合、４つの検査用開口を容易に判別できるため、どの検査用開口に対応するコンタクト層に「黒色化不良」による欠陥が発生しているかを把握でき、これを例えばウエットエッチングプロセス環境にフィードバックすることにより、安定したウエットエッチングプロセスの構築が可能となり、発光部間の発光特性のばらつきがより少ない高信頼性の面発光レーザ素子を製造することができる。
【０１６３】
また、上記第１〜第３実施形態では、検査用開口の数は、４つとされているが、これに限らず、例えば、１つ以上３つ以下でも良いし、５つ以上であっても良い。
【０１６４】
また、上記第１〜第３実施形態では、４つの検査用開口は、面発光レーザアレイの＋Ｘ側、−Ｘ側、＋Ｙ側及び−Ｙ側にそれぞれ形成されているが、これに限らず、例えば、面発光レーザアレイを取り囲む四角形の４隅に形成されても良い。
【０１６５】
また、上記第１〜第３実施形態では、検査用開口は、面発光レーザアレイを取り囲む領域（周辺領域）の突出部である検査用メサに形成されているが、これに限られない。例えば、面発光レーザアレイを取り囲む領域に検査用メサを形成せず、該取り囲む領域に少なくとも１つの検査用開口を形成しても良い。また、例えば、面発光レーザアレイの周辺領域に発光メサと同様なメサ構造体を形成し、このメサ構造体に検査用開口を形成しても良い。
【０１６６】
また、上記第１〜第３実施形態の面発光レーザアレイでは、発光部がＸＹ平面に沿ってマトリクス状に配列されているが、これに限らず、要は、ＸＹ平面に沿って２次元配列されていれば良い。
【０１６７】
また、上記第１〜第３実施形態の面発光レーザアレイでは、射出口及び検査用開口の形状が正方形状とされているが、これに限らず、例えば、正方形以外の多角形状、円形状、楕円形状等の他の形状であっても良い。
【０１６８】
また、上記第１〜第３実施形態では、面発光レーザ素子１００が３５個の発光部を有する場合について説明しているが、これに限定されるものではない。例えば、面発光レーザ素子は、発光部を１個のみ有していても良いし、２個〜３４個を有していても良いし、３６個以上有していても良い。
【０１６９】
また、上記第１〜第３実施形態では、発光部の発振波長が８５０ｎｍ帯又は７８０ｎｍ帯の場合について説明したが、これに限定されるものではない。感光体の特性に応じて、発光部の発振波長を変更しても良い。
【０１７０】
また、上記面発光レーザ素子１００、面発光レーザ素子２００及び面発光レーザ素子３００は、画像形成装置以外の用途にも用いることができる。その場合には、発振波長は、その用途に応じて、６５０ｎｍ帯、８５０ｎｍ帯、９８０ｎｍ帯、１．３μｍ帯、１．５μｍ帯等の波長帯であっても良い。この場合に、活性層を構成する半導体材料は、発振波長に応じた混晶半導体材料を用いることができる。例えば、６５０ｎｍ帯ではＡｌＧａＩｎＰ系混晶半導体材料、９８０ｎｍ帯ではＩｎＧａＡｓ系混晶半導体材料、１．３μｍ帯及び１．５μｍ帯ではＧａＩｎＮＡｓ（Ｓｂ）系混晶半導体材料を用いることができる。
【０１７１】
また、上記第１〜第３実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１０００の場合について説明したが、これに限定されるものではない。
【０１７２】
例えば、レーザ光によって発色する媒体（例えば、用紙）に直接、レーザ光を照射する画像形成装置であっても良い。
【０１７３】
例えば、媒体が、ＣＴＰ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  ｔｏ  Ｐｌａｔｅ）として知られている印刷版であっても良い。つまり、光走査装置１０１０は、印刷版材料にレーザアブレーションによって直接画像形成を行い、印刷版を形成する画像形成装置にも好適である。
【０１７４】
また、例えば、媒体が、いわゆるリライタブルペーパーであっても良い。これは、例えば紙や樹脂フィルム等の支持体上に、以下に説明するような材料が記録層として塗布されている。そして、レーザ光による熱エネルギ制御によって発色に可逆性を与え、表示／消去を可逆的に行うものである。
【０１７５】
透明白濁型リライタブルマーキング法とロイコ染料を用いた発消色型リライタブルマーキング法があり、いずれも適用できる。
【０１７６】
透明白濁型は、高分子薄膜の中に脂肪酸の微粒子を分散したもので、１１０℃以上に加熱すると脂肪酸の溶融により樹脂が膨張する。その後、冷却すると脂肪酸は過冷却状態になり液体のまま存在し、膨張した樹脂が固化する。その後、脂肪酸が固化収縮して多結晶の微粒子となり樹脂と微粒子間に空隙が生まれる。この空隙により光が散乱されて白色に見える。次に、８０℃から１１０℃の消去温度範囲に加熱すると、脂肪酸は一部溶融し、樹脂は熱膨張して空隙を埋める。この状態で冷却すると透明状態となり画像の消去が行われる。
【０１７７】
ロイコ染料を用いたリライタブルマーキング法は、無色のロイコ型染料と長鎖アルキル基を有する顕消色剤との可逆的な発色及び消色反応を利用している。レーザ光により加熱されるとロイコ染料と顕消色剤が反応して発色し、そのまま急冷すると発色状態が保持される。そして、加熱後、ゆっくり冷却すると顕消色剤の長鎖アルキル基の自己凝集作用により相分離が起こり、ロイコ染料と顕消色剤が物理的に分離されて消色する。
【０１７８】
また、媒体が、紫外光を当てるとＣ（シアン）に発色し、可視光のＲ（レッド）の光で消色するフォトクロミック化合物、紫外光を当てるとＭ（マゼンタ）に発色し、可視光のＧ（グリーン）の光で消色するフォトクロミック化合物、紫外光を当てるとＹ（イエロー）に発色し、可視光のＢ（ブルー）の光で消色するフォトクロミック化合物が、紙や樹脂フィルム等の支持体上に設けられた、いわゆるカラーリライタブルペーパーであっても良い。
【０１７９】
これは、一旦紫外光を当てて真っ黒にし、Ｒ・Ｇ・Ｂの光を当てる時間や強さで、Ｙ・Ｍ・Ｃに発色する３種類の材料の発色濃度を制御してフルカラーを表現し、仮に、Ｒ・Ｇ・Ｂの強力な光を当て続ければ３種類とも消色して真っ白にすることもできる。
【０１８０】
このような光エネルギ制御によって発色に可逆性を与えるものも上記実施形態と同様な光走査装置を備える画像形成装置として実現できる。
【０１８１】
また、像担持体として銀塩フィルムを用いた画像形成装置であっても良い。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等の処理で可視化することができる。そして、通常の銀塩写真プロセスにおける焼付け処理と同等の処理で印画紙に転写することができる。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できる。
【０１８２】
また、一例として図２５に示されるように、複数の感光体ドラムを備えるカラープリンタ２０００であっても良い。
【０１８３】
このカラープリンタ２０００は、４色（ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー）を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、ブラック用のステーション（感光体ドラムＫ１、帯電装置Ｋ２、現像装置Ｋ４、クリーニングユニットＫ５、及び転写装置Ｋ６）と、シアン用のステーション（感光体ドラムＣ１、帯電装置Ｃ２、現像装置Ｃ４、クリーニングユニットＣ５、及び転写装置Ｃ６）と、マゼンタ用のステーション（感光体ドラムＭ１、帯電装置Ｍ２、現像装置Ｍ４、クリーニングユニットＭ５、及び転写装置Ｍ６）と、イエロー用のステーション（感光体ドラムＹ１、帯電装置Ｙ２、現像装置Ｙ４、クリーニングユニットＹ５、及び転写装置Ｙ６）と、光走査装置２０１０と、転写ベルト２０８０と、定着ユニット２０３０などを備えている。
【０１８４】
各感光体ドラムは、図２５中の矢印の方向に回転し、各感光体ドラムの周囲には、回転方向に沿って、それぞれ帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニングユニットが配置されている。各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。帯電装置によって帯電された各感光体ドラム表面に光走査装置２０１０により光が照射され、各感光体ドラムに潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像装置により各感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写装置により、転写ベルト２０８０上の記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着ユニット２０３０により記録紙に画像が定着される。
【０１８５】
光走査装置２０１０は、前記面発光レーザ素子１００と同様にして製造された面発光レーザ素子を含む光源装置を、色毎に有している。そこで、上記光走査装置１０１０と同様の効果を得ることができる。また、カラープリンタ２０００は、この光走査装置２０１０を備えているため、上記レーザプリンタ１０００と同様の効果を得ることができる。
【０１８６】
ところで、カラープリンタ２０００では、各部品の製造誤差や位置誤差等によって色ずれが発生する場合がある。このような場合であっても、点灯させる発光部を選択することで色ずれを低減することができる。
【符号の説明】
【０１８７】
１１ａ…第１走査レンズ（走査光学系の一部）、１１ｂ…第２走査レンズ（走査光学系の一部）、１３…ポリゴンミラー（光偏向器）、１４…光源装置、１００…面発光レーザ素子、１０１…基板、１０３…下部半導体ＤＢＲ（下部反射鏡）、１０４…下部スペーサ層、１０５…活性層、１０６…上部スペーサ層、１０７…上部半導体ＤＢＲ（上部反射鏡）、１０８…被選択酸化層、１０９…コンタクト層、１１１…層間絶縁膜（保護膜）、１１２…誘電体層（保護膜）、１４０…発光部、１５０…検査用開口、１０００…レーザプリンタ、１０１０…光走査装置、１０３０…感光体ドラム（像担持体）、２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置、Ｋ１，Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１…感光体ドラム（像担持体）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８８】
【特許文献１】特開２００２−００９３９３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２１２５１５号公報
【特許文献３】特開２０１１−００９３６８号公報
【図１】
2014057045.tif 000003
【図２】
2014057045.tif 000004
【図３】
2014057045.tif 000005
【図４】
2014057045.tif 000006
【図５】
2014057045.tif 000007
【図６】
2014057045.tif 000008
【図７】
2014057045.tif 000009
【図８】
2014057045.tif 000010
【図９】
2014057045.tif 000011
【図１０】
2014057045.tif 000012
【図１１】
2014057045.tif 000013
【図１２】
2014057045.tif 000014
【図１３】
2014057045.tif 000015
【図１４】
2014057045.tif 000016
【図１５】
2014057045.tif 000017
【図１６】
2014057045.tif 000018
【図１７】
2014057045.tif 000019
【図１８】
2014057045.tif 000020
【図１９】
2014057045.tif 000021
【図２０】
2014057045.tif 000022
【図２１】
2014057045.tif 000023
【図２２】
2014057045.tif 000024
【図２３】
2014057045.tif 000025
【図２４】
2014057045.tif 000026
【図２５】
2014057045.tif 000027
【図２６】
2014057045.tif 000028
【図２７】
2014057045.tif 000029
【図２８】
2014057045.tif 000030
【図２９】
2014057045.tif 000031
【図３０】
2014057045.tif 000032
【図３１】
2014057045.tif 000033
【図３２】
2014057045.tif 000034
【図３３】
2014057045.tif 000035
【図３４】
2014057045.tif 000036
【図３５】
2014057045.tif 000037