(57)【要約】【課題】レーザ出力を増したとしても、レーザ光の放射角を小さく設定することを可能とする面発光型半導体レーザを提供する。【解決手段】本発明の面発光型半導体レーザ１００は、半導体基板上に垂直方向の共振器を有し、共振器より半導体基板に垂直な方向にレーザ光を出射する。共振器を含む半導体堆積体（柱状部）１０１の表面に、凸レンズ形状を有する出射部１１１が形成されている。この面発光型半導体レーザは、以下の工程を含む製造方法によって製造される。（ａ）半導体基板上に、前記柱状部を形成する工程、（ｂ）柱状部の表面の所定領域が露出した状態で、共振器に電流を注入するための電極（上部電極）１０６を形成する工程、（ｃ）上部電極の表面に、撥液処理を施す工程、（ｄ）硬化させると出射部を構成し、かつ、撥液膜によってはじかれる液状物を、露出した柱状部の表面に位置させる工程、および（ｅ）液状物を硬化させて、出射部を形成する工程。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に垂直方向の共振器を有し、前記共振器より前記半導体基板に垂直な方向にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザであって、
前記共振器を含む半導体堆積体の表面に、凸レンズ形状を有する出射部が形成されている面発光型半導体レーザ。
【請求項２】
請求項１において、
前記出射部を囲むように前記共振器に電流を注入するための電極が前記半導体堆積体の表面に形成されている面発光型半導体レーザ。
【請求項３】
請求項２において、
前記電極の表面に撥液膜が形成されている面発光型半導体レーザ。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかにおいて、
前記出射部の材質は、高分子化合物からなる面発光型半導体レーザ。
【請求項５】
以下の工程（ａ）〜（ｅ）を含む面発光型半導体レーザの製造方法。
（ａ）半導体基板上に、複数の半導体層を堆積して共振器を含む半導体堆積体を形成する工程、
（ｂ）前記半導体堆積体の表面の所定領域が露出した状態で、前記共振器に電流を注入するための電極を形成する工程、
（ｃ）前記電極の表面に、撥液処理を施す工程、
（ｄ）硬化させると凸レンズ形状を有する出射部を構成し、かつ、前記撥液膜によってはじかれる液状物を、露出した半導体堆積体の表面に位置させる工程、および
（ｅ）前記液状物を硬化させて、前記出射部を形成する工程。
【請求項６】
請求項５において、
前記工程（ｃ）は、前記電極の表面に、撥液膜を形成することにより、撥液処理を施す工程である面発光型半導体レーザの製造方法。
【請求項７】
請求項５において、
前記工程（ｄ）は、ディスペンサノズルの先端に前記液状物の液滴を作り、該液滴を少なくとも前記露出した半導体堆積体の表面に接触させ、該液状物を該表面に位置させる工程である面発光型半導体レーザの製造方法。
【請求項８】
請求項５において、
前記工程（ｄ）は、インクジェットヘッドを用いて前記液状物を前記露出した半導体堆積体の表面に射出し、該液状物を該表面に位置させる工程である面発光型半導体レーザの製造方法。
【請求項９】
請求項５ないし請求項８のいずれかにおいて、
前記液状物は、樹脂または樹脂の前駆体を含む液状物である面発光型半導体レーザの製造方法。
【請求項１０】
請求項５ないし請求項９のいずれかにおいて、
前記撥液膜は、前記電極に吸着する化合物からなる単分子膜である面発光型半導体レーザの製造方法。
【請求項１１】
請求項５ないし請求項１０のいずれかにおいて、
前記電極は、金層からなる面発光型半導体レーザの製造方法。
【請求項１２】
請求項１０において、
前記単分子膜は、一方の末端に前記液状物をはじく性質を有する原子団を含むチオールからなる面発光型半導体レーザの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板に対して垂直にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザは、端面レーザに比べてレーザ放射角が等方的で、かつ、小さいという特徴を有している。面発光型半導体レーザを大コア径の光ファイバー、たとえば、プラスチック光ファイバーに適用した場合には、上記の特徴のため、レンズなどを介さず、直接にレーザ光をファイバー内に効率よく入射することができる。そのため、プラスチック光ファイバーと面発光型半導体レーザを組み合わせることにより、きわめて簡単な構成の光通信モジュールを実現することができる。
【特許文献１】特開平１０−３３５７３７号公報
【特許文献２】特開平９−７２７５９号公報
【特許文献３】特開平９−３０７１４４号公報
【特許文献４】特開平２−２６２６０１号公報
【特許文献５】特開平９−２９５３５５号公報
【特許文献６】国際公開第９７／２７０５９号パンフレット
【非特許文献１】D.L. MacFarlane et.al., Microjet Fabrication of Microlens Arrays, IEEE Photonics Technology Letters Vol.6 NO.9 (1994) p.1112-1114
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、プラスチック光ファイバーには、伝達損失が大きいという欠点があるため、伝送距離を長くするには、大きな光出力の光源が必要になる。面発光レーザのレーザ出力を増すには、レーザ出射口径を大きくすることが有効である。しかし、レーザ出射口径を大きくすると放射角が大きくなるという問題が生じる。光送信モジュールの構成の簡略化のため、直接結合、すなわち、光ファイバーと光源との間にレンズを介さずに、直接にレーザ光を光ファイバーに入射を行った場合において、放射角の増大は、結合効率、すなわち、ファイバーコア面発光型半導体レーザおよびその製造方法面発光型半導体レーザおよびその製造方法内に入射するレーザ光の光量の低下および取り付けマージンの減少などを招く結果となる。そのため、伝送距離の長さを確保することと、直接結合による光送信モジュールの構成の簡略化の両立が難しいという問題があった。
【０００４】
本発明の目的は、上記の両立が図られるようにするもので、具体的には、レーザ出力を増したとしても、レーザ光の放射角を小さく設定することを可能とする面発光型半導体レーザおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の面発光型半導体レーザは、
半導体基板上に垂直方向の共振器を有し、前記共振器より前記半導体基板に垂直な方向にレーザ光を出射する面発光型半導体レーザであって、
前記共振器を含む半導体堆積体の表面に、凸レンズ形状を有する出射部が形成されている。
【０００６】
この面発光型半導体レーザ（以下「面発光レーザ」という）によれば、上述の共振器を含む半導体堆積体の表面に、前記凸レンズ形状を有する出射部を形成したことで、レーザ出射面において、レーザビームを屈折させ、その放射角を狭めることができる。また、この構成によれば、レーザ出射面において放射角を狭めることができるため、レーザ出力を増すためにレーザ出射口径を大きくしたとしても放射角を小さく設定することも可能となる。
【０００７】
前記出射部の材質は、たとえば、高分子化合物を挙げることができる。具体的には、ポリイミド樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂および紫外線硬化型エポキシ樹脂の群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。
【０００８】
前記半導体堆積体の表面には、前記共振器に電流を注入するための電極が形成される。前記電極は、前記出射部を被覆しないように、該出射部を囲むようにして形成される。さらに、電極の表面には、撥液膜を形成することが望ましい。
【０００９】
本発明にかかる面発光レーザは、以下の工程（ａ）〜（ｅ）を含む製造方法により、形成することができる。
（ａ）半導体基板上に、複数の半導体層を堆積して共振器を含む半導体堆積体を形成する工程、
（ｂ）前記半導体堆積体の表面の所定領域が露出した状態で、前記共振器に電流を注入するための電極を形成する工程、
（ｃ）前記電極の表面に、撥液処理を施す工程、
（ｄ）硬化させると凸レンズ形状を有する出射部を構成し、かつ、前記撥液膜によってはじかれる液状物を、露出した半導体堆積体の表面に位置させる工程、および
（ｅ）前記液状物を硬化させて、前記出射部を形成する工程。
【００１０】
このように、電極の表面を撥液処理を施し、液状物を、電極が開口してある出射部を設けようとする位置に供給してやり、柱状部の上面のコンタクト層上に残った液状物を硬化することのみで、マイクロレンズとして機能するレーザ出射部をセルフアラインで形成することができる。つまり、電極の表面と露出した半導体堆積体の表面との液状物に対するぬれの程度に差をもたせることにより、液状物が手を加えなくとも放置しておくだけで、自発的に出射部を設けようとする位置に凝集していく。その結果、出射部をセルフアラインで形成することができる。このようにレーザ出射部をセルフアラインで形成することができるため、光軸合わせが不要で光軸ずれのないレーザ出射部をきわめて簡単な工程で形成することができる。
【００１１】
前記工程（ｃ）において、撥液処理としては、たとえば、撥液膜を形成することによる撥液処理、たとえば、ＣＦ４  などのフッ素系ガスのプラズマを用いた表面のフッ素化などを挙げることができる。このうち、撥液膜を形成することによる撥液処理が好ましい。
【００１２】
前記工程（ｄ）において、上述の露出した半導体堆積体の表面に、液状物を供給する手段としては、たとえば、以下の２つの方法を挙げることができる。
【００１３】
（１）第１に、ディスペンサノズル（以下「ノズル」という）の先端に前記液状物の液滴を作り、該液滴を少なくとも上述の露出した半導体堆積体の表面に接触させ、該液状物を該表面に供給する方法である。
【００１４】
このように、ノズルを用いることで、液状物の粘度、ノズル径およびノズル先端の液滴量などを調整したり、ノズル先端の表面処理などにより、出射部の厚さを容易に制御することができる。また、ノズルによる液状物の供給方法は、液状物の粘度による影響を受け難いため、使用可能な液状物の範囲が広い。さらに、必要なところのみ液状物を確実に供給することができるため、無駄がなく、余計なところに液状物が付着することもない。
【００１５】
（２）第２に、インクジェットヘッドを用いて前記液状物を上述の露出した半導体堆積体の表面に射出し、該液状物を該表面に供給する方法である。
【００１６】
インクジェットヘッドを用いた方法は、短時間で液状物を前記表面に供給することができ、生産性が高いという利点がある。
【００１７】
前記液状物は、高分子化合物または高分子化合物の前駆体を含むことが望ましい。
【００１８】
前記撥液膜としては、前記液状物をはじく性質を有する膜であれば、特に限定されないが、たとえば、前記電極に吸着する化合物からなる単分子膜を挙げることができる。
【００１９】
前記電極の表面が金層からなる場合には、前記単分子膜は、一方の末端に前記液状物をはじく性質を有する原子団（以下「機能基」という）を含むチオールからなることが望ましい。以下に、この望ましい理由を述べる。
【００２０】
チオールは、チオールのメルカプト基の硫黄原子と金の表面の金原子とが共有結合的に化学結合することにより、金に化学吸着する性質を有する。この性質のため、金層からなる前記電極を機能基を有するチオールを含む溶液に浸漬すると、機能基を末端に有するチオールは、メルカプト基を前記電極に向けた配向をとって前記電極の表面上に化学吸着される。一方、露出した半導体堆積体の表面には、機能基を末端に有するチオールは、化学吸着しない。したがって、機能基を含むチオールからなる単分子膜を撥液膜とすることで、簡便に、かつ、選択的に前記電極の表面に撥液膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
（デバイスの構造）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる面発光レーザを模式的に示す断面図である。
【００２３】
図１に示す面発光レーザ１００は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０９上に、Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５ＡｓとＡｌＡｓとを交互に積層した２５ペアの分布反射型多層膜ミラー（以下、「下部ＤＢＲミラー」という）１０４、厚さ３ｎｍのＧａＡｓウエル層と厚さ３ｎｍのＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓバリア層から成り該ウエル層が３層で構成される量子井戸活性層１０５、Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５ＡｓとＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓとを交互に積層した３０ペアの分布反射型多層膜ミラー（以下、「上部ＤＢＲミラー」という）１０３およびコンタクト層１０２が順次積層されて形成されている。
【００２４】
上部ＤＢＲミラー１０３は、Ｚｎがドーピングされることにより、ｐ型にされ、下部ＤＢＲミラー１０４は、Ｓｅがドーピングされることにより、ｎ型とされている。したがって、上部ＤＢＲミラー１０３、不純物がドーピングされていない量子井戸活性層１０５および下部ＤＢＲミラー１０４とで、ｐｉｎダイオードが形成される。
【００２５】
コンタクト層１０２は、後述する液状物をはじかない性質を有している。また、コンタクト層１０２は、後に記載の上部電極１０６とオーミック接触可能な材質であることが必要で、ＡｌＧａＡｓ系材料の場合、たとえば、１０１９ｃｍ−３以上の高濃度の不純物がドーピングされたＡｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓからなる。
【００２６】
コンタクト層１０２、上部ＤＢＲミラー１０３、量子井戸活性層１０５および下部ＤＢＲミラー１０４の途中まで、所定の領域を除き、メサ状にエッチングすることにより、柱状部１０１が形成されている。また、柱状部１０１の上には、レーザ光の出射部１１１が設けられている。
【００２７】
さらに、絶縁層１０８は、柱状部１０１の側面の一部分および下部ＤＢＲミラー１０４の上面を覆うようにして形成されている。
【００２８】
そして、上部電極１０６は、たとえば、チタン，白金，金を順次積層した金属層、あるいは、クロム，金−亜鉛合金，金を順次積層した金属層などからなり、柱状部１０１の上面において、コンタクト層１０２とリング状に接触し、露出した柱状部１０１の側面、および絶縁層１０８の表面の一部を覆うようにして形成されている。上部電極１０６の上には、撥液膜１１０が形成されている。撥液膜１１０については、後述する製造プロセスのところで詳述する。
【００２９】
また、ｎ型ＧａＡｓ基板１０９の下には、たとえば、Ａｕ−Ｇｅ合金、Ｎｉ，Ａｕを順次積層した下部電極１０７が形成されている。
【００３０】
さらに、出射部１１１は、柱状部１０１の上に、上部電極１０６で取り囲まれるようにして設けられている。出射部１１１の上面は、凸レンズ面を構成し、レーザビームを屈折させる機能が付与されている。出射部の材質は、特に限定されるものではないが、たとえば、ポリイミド樹脂、紫外線硬化型アクリル樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂などが挙げられ、好ましくは、ポリイミド樹脂を挙げることができる。
【００３１】
以下に、面発光レーザ１００の動作を説明する。
【００３２】
上部電極１０６と下部電極１０７とで、ｐｉｎダイオードに順方向の電圧を印加すると、量子井戸活性層１０５において、電子と正孔との再結合が起こり、再結合発光が生じる。そこで生じた光が上部ＤＢＲミラー１０３と下部ＤＢＲミラー１０４との間を往復する際、誘導放出が起こり、光の強度が増幅される。光利得が光損失を上まわるとレーザ発振が起こり、出射部１１１から基板に対して垂直方向にレーザ光が出射される。
【００３３】
本実施の形態において特徴的なことは、図１に示すように、柱状部１０１の上に出射部１１１が設けられ、さらに、出射部１１１の上面、すなわち、レーザ出射面が凸レンズ形状に形成されていることである。レーザ出射面が凸レンズ形状に形成されていることにより、レーザ出射面において、レーザビームを屈折させ、その放射角を狭めることができる。また、この構成によれば、レーザ出射面において放射角を制御できるため、レーザ出射口径を大きくしたとしても放射角を小さく設定することも可能となる。
【００３４】
（デバイスの製造プロセス）
次に、図１に示す面発光レーザ１００の製造プロセスについて説明する。図２〜図６は、面発光レーザ１００の製造工程を示したものである。
【００３５】
（１）まず、図２を参照しながら説明する。ｎ型ＧａＡｓ基板１０９上に、Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５ＡｓとＡｌＡｓとを交互に積層し、Ｓｅをドーピングした２５ペアの下部ＤＢＲミラー１０４を形成する。次に、下部ＤＢＲミラー１０４上に、厚さ３ｎｍのＧａＡｓウエル層と、厚さ３ｎｍのＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓバリア層から成り、該ウエル層が３層で構成される量子井戸活性層１０５を形成する。さらに、量子井戸活性層１０５上に、Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５ＡｓとＡｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓとを交互に積層し、Ｚｎをドーピングした３０ペアの上部ＤＢＲミラー１０３を形成する。その後、上部ＤＢＲミラー１０３上に、Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓからなるコンタクト層１０２を積層する。
【００３６】
上記の各層は、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法でエピタキシャル成長させることができる。このとき、例えば、成長温度は、７５０℃、成長圧力は、２×１０４Ｐａで、III族原料にＴＭＧａ（トリメチルガリウム）、ＴＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）の有機金属を用い、Ｖ族原料にＡｓＨ３、ｎ型ドーパントにＨ２Ｓｅ、ｐ型ドーパントにＤＥＺｎ（ジメチル亜鉛）を用いることができる。
【００３７】
次に、コンタクト層１０２上に、フォトレジストを塗布した後、フォトリソグラフィーにより、フォトレジストをパターニングすることにより、図２に示すように、所定のパターンの第１のレジスト層Ｒ１を形成する。
【００３８】
（２）次いで、図３に示すように、第１のレジスト層Ｒ１をマスクとして、反応性イオンエッチング法により、コンタクト層１０２、上部ＤＢＲミラー１０３、量子井戸活性層１０５および下部ＤＢＲミラー１０４の途中まで、メサ状にエッチングし、柱状部１０１を形成する。このエッチングには、通常、エッチングガスとして塩素または塩素系ガス（塩化水素，ＢＣｌ３）を用いた、反応性イオンビームエッチング法が使われる。
【００３９】
（３）次いで、図４に示すように、ＳｉＨ４（モノシラン）ガスとＯ２（酸素）ガスを用い、Ｎ２（窒素）ガスをキャリアガスとする常圧熱ＣＶＤ法により、基板上に、例えば、膜厚１００〜３００ｎｍのシリコン酸化膜（ＳｉＯＸ膜）を形成する。その後、フォトリソグラフィとドライエッチングにより、図４に示すように、柱状部１０１の側面の一部および下部ＤＢＲミラー１０４の一部を除き、シリコン酸化膜をエッチング除去して、絶縁層１０８を形成する。
【００４０】
次いで、基板１０９の下面に、真空蒸着法により、Ａｕ−Ｇｅ合金、Ｎｉ，Ａｕを順次積層した下部電極１０７を形成する。
【００４１】
さらに、図４に示すように、柱状部１０１の上面においてコンタクト層１０２とリング状に接触し、かつ、柱状部１０１の側面および絶縁層１０８を覆うように、上部電極１０６をリフトオフ法により形成する。ここでは、上部電極１０６には、チタン，白金，金を順次積層した金属層を用いた。
【００４２】
（４）次に、図４に示すように、上部電極１０６上に撥液膜１１０を形成する。
【００４３】
撥液膜１１０は、後述する液状物をはじく性質を有している。
【００４４】
ここで、上部電極１０６を構成する金属層の表面が金層である場合には、撥液膜１１０としては、たとえば、以下のようにして得られた単分子膜からなる。
【００４５】
機能基を末端に有するチオールを１〜１０ｍＭのエタノール水溶液に溶解させる。その溶液に上部電極１０６を浸漬すると、上部電極１０６上にのみ、機能基を有するチオール１１２の単分子膜（以下「チオール単分子膜」という）が形成される。
【００４６】
ここで、機能基を末端に有するチオールとしては、たとえば、ＣＦ３（ＣＦ２）ｎ（ＣＨ２）ｍＳＨ（ｍは、５〜６０の整数、ｎは、１〜２０の整数を示す）で表されるフッ素系の機能基を末端に有するチオールなどを挙げることができる。
【００４７】
以下に、図５を参照して、上部電極１０６上に、チオール単分子膜１１６が形成される理由を説明する。
【００４８】
図５は、チオール単分子膜を形成した直後の柱状部１０１の上面の一部分を模式的に示した拡大図である。
【００４９】
チオールは、チオールのメルカプト基の硫黄原子と金原子とが共有結合的に化学結合することにより、金に化学吸着する性質を有する。この性質のため、金層１１５からなる上部電極１０６を機能基を有するチオールを含む溶液に浸漬すると、図５に示すように、機能基を末端に有するチオール１１２は、メルカプト基１１３を上部電極１０６に向けた配向をとって上部電極１０６の表面上に化学吸着される。一方、柱状部１０１の上面のコンタクト層１０２が露出した表面には、機能基を末端に有するチオールは、化学吸着しない。また、末端に存在している機能基１１４は、チオール単分子膜１１６の表面に現れる。その結果、上部電極１０６上に、チオール単分子膜１１６を形成することができる。
【００５０】
このチオール単分子膜は、以下のような理由で、撥液膜１１０として作用する。
【００５１】
このチオール単分子膜１１６の表面には、図５に示すように、後述する液状物をはじく性質が付与された機能基が現れている。このため、チオール単分子膜１１６は、後述する液状物をはじく性質を有し、撥液膜１１０として作用することができる。
【００５２】
このように化学吸着を利用して撥液膜１１０を形成する利点は、上部電極１０６上に、選択的に、かつ、簡便に撥液膜１１０を形成することができる点にある。
【００５３】
（５）次に、ノズルにより液状物を柱状部１０１上面に供給する。
【００５４】
この供給法を図６を参照しながら説明する。図６は、ノズルにより液状物を柱状部１０１上面に供給する方法を経時的に表した模式図である。
【００５５】
レーザ出射部の構成材質となる樹脂またはその樹脂の前駆体の液状物をノズル１１７に注入する。ノズル１１７の先端に、図６（ａ）に示すように、この液状物の液滴を作る。次に、図６（ｂ）に示すように、この液滴を柱状部１０１の上面に接触させる。そうして液滴を柱状部１０１の上面、特にコンタクト層１０２の露出面に移した後、図６（ｃ）に示すように、ノズル１１７を離す。
【００５６】
コンタクト層１０２は、液状物をはじかない材質からなる。そのため、露出したコンタクト層１０２上に移された液状物は、安定して存在することができる。また、上部電極１０６上にはみだした液状物は、上部電極１０６の上に形成された撥液膜１１０によりはじかれる。はじかれた液状物は、コンタクト１０２層の露出面上の液状物に吸収される。その結果、液状物は、柱状部１０１の上面のコンタクト層１０２が露出した部分の上に残る。残った液状物は、表面張力により、レーザ出射部１１１の原形となるレンズ形状を形作る。
【００５７】
ノズルにより液状物を柱状部１０１上面に供給する方法によれば、液状物の粘度、ノズル径およびノズル先端の液滴量などを調整したり、ノズル先端の表面処理などにより、レーザ出射部１１１の厚さを容易に制御することができる。また、ノズルによる液状物の供給方法は、液状物の粘度による影響を受け難いため、使用可能な液状物の範囲が広い。さらに、必要なところのみ液状物を確実に供給することができるため、無駄がなく、余計なところに液状物が付着することもない。
【００５８】
樹脂の液状物としては、たとえば、紫外線硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ樹脂を挙げることができる。前駆体の液状物としては、ポリイミド前駆体の液状物を挙げることができる。
【００５９】
紫外線硬化型樹脂は、紫外線照射のみで硬化することができるため、素子への熱によるダメージや、熱硬化させた場合に生じる半導体層と樹脂との熱膨張差によるレーザ出射部の剥離などの心配がない。
【００６０】
紫外線硬化型樹脂は、プレポリマー、オリゴマーおよびモノマーのうち少なくとも１種と光重合開始剤を含んだものからなる。
【００６１】
紫外線硬化型アクリル系樹脂の具体例としては、プレポリマーまたはオリゴマーとしては、例えば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリレート類、スピロアセタール系アクリレート類等のアクリレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメタクリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利用できる。
【００６２】
モノマーとしては、例えば、２−エチルヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアクリレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート等の二官能性モノマー、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の多官能性モノマーが挙げられる。
【００６３】
光重合開始剤としては、たとえば、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンなどのアセトフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノンなどのブチルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン、α，α−ジクロル−４−フェノキシアセトフェノンなどのハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベンゾフェノンなどのベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジルジメチルケタールなどのベンジル類、ベンゾイン、ベンゾインアルキルエーテルなどのベンゾイン類、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシカルボニル）オキシムなどのオキシム類、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントンなどのキサントン類、ベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエーテルなどのベンゾインエーテル類、ミヒラーケトン類のラジカル発生化合物を挙げることができる。紫外線硬化型アクリル系樹脂を硬化した後の樹脂は、透明度が高いという利点を有している。
【００６４】
ポリイミド前駆体としては、ポリアミック酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステルなどを挙げることができる。ポリイミド前駆体を熱硬化させて得られたポリイミド系樹脂は可視光領域において、８０％以上の透過率を有し、屈折率が１．７〜１．９と高いため、大きなレンズ効果が得られる。
【００６５】
（６）次いで、柱状部１０１の上面の液状物を硬化させ、図１に示すような面発光レーザが完成する。液状物が前述の紫外線硬化型樹脂の場合には、紫外線を照射することにより、硬化させることができる。
【００６６】
また、液状物として、ポリイミド前駆体の液状物を用いた場合には、ポリイミド前駆体の液状物を加熱キュア処理してイミド化反応を起こしポリイミド樹脂を生成させることにより、硬化させることができる。キュア温度は、前駆体の種類によって異なるが、素子への熱によるダメージ、基板とポリイミド樹脂との熱膨張差および電極のアロイングの防止などの観点から、１５０℃程度が適当である。加熱時間としては、電極を構成する金属原子が半導体層の内部に異常拡散が生じない程度に設定される。
【００６７】
このように、上部電極１０６上に撥液膜１１０を形成し、液状物を、上部電極１０６が開口してあるレーザ出射部１１１を設けようとする位置に供給してやり、柱状部１０１の上面のコンタクト層１０２上に残った液状物を硬化することのみで、マイクロレンズとして機能するレーザ出射部１１１をセルフアラインで形成することができる。このようにレーザ出射部１１１をセルフアラインで形成することができるため、光軸合わせが不要で光軸ずれのないレーザ出射部１１１をきわめて簡単な工程で形成することができる。
【００６８】
前記工程（５）において、液状物を柱状部１０１の上のコンタクト層１０２が露出した部分に供給する方法として、ディスペンサノズル１１７による供給方法を例示したが、図７に示すように、インクジェットヘッド１１８を用いて、液状物を柱状部の上面に射出して供給する方法なども適用することができる。インクジェットヘッド１１８を用いた方法は、短時間で液状物を柱状部１０１の上面に供給することができ、生産性が高いという利点がある。液状物をインクジェットする際、液状物の液粘度は、重要な要素であるが、希釈溶剤を液状物に添加することにより、適当な液粘度に調整することもできる。
【００６９】
紫外線硬化型樹脂の液状物に適用可能な希釈溶剤としては、特に限定されるものではないが、たとえば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、メトキシメチルプロピオネート、メトキシエチルプロピオネート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、エチルラクテート、エチルピルビネート、メチルアミルケトン、シクロヘキサノン、キシレン、トルエン、ブチルアセテートなどを挙げることができ、単独で、または、２種以上を混合して使用することができる。
【００７０】
ポリイミドの前駆体の液状物に適用可能な希釈溶剤としては、たとえば、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを挙げることができる。
【００７１】
さらに、この他に、液状物を柱状部１０１の上のコンタクト層１０２が露出した部分に供給する方法としては、適宜、スピンコート法、ディッピング法、スプレーコート法、ロールコート法、バーコート法などを利用することができる。
【００７２】
上記実施の形態において、撥液膜１１０は、機能基を有するチオールからなる単分子膜について述べたが、この化合物に限らず、上部電極１０６に吸着し、かつ、上記の液状物をはじく性質を有する単分子膜であれば、本発明の撥液膜１１０として適用することができる。また、撥液膜１１０は、単分子膜に限られるものではなく、液状物をはじく性質を有する膜であれば、特に限定されない。また、撥液膜１１０は、必要に応じて、適宜、剥離することができる。
【００７３】
また、上記の製造プロセスでは、上部電極１０６を構成する金属層の表面が金層である場合について述べたが、撥液膜１１１と密着するものであれば、特に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】実施の形態にかかる面発光型半導体レーザを模式的に示す断面図である。
【図２】実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図３】実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図４】実施の形態にかかる面発光型半導体レーザの製造方法の工程を模式的に示す断面図である。
【図５】機能基を有するチオールからなる単分子膜を形成した直後の柱状部の上面の一部分を模式的に示した模式図である。
【図６】ノズルを用いて液状物を柱状部の上面の所定領域に供給する方法を経時的に表した模式図である。
【図７】インクジェットヘッドを用いて液状物を柱状部の上面の所定領域に供給する方法を経時的に表した模式図である。
【符号の説明】
【００７５】
１００      面発光レーザ
１０１      柱状部
１０２      コンタクト層
１０３      上部ＤＢＲミラー
１０４      下部ＤＢＲミラー
１０５      量子井戸活性層
１０６      上部電極
１０７      下部電極
１０８      絶縁層
１０９      基板
１１０      撥液膜
１１１      出射部
１１２      機能基を末端に有するチオール
１１３      メルカプト基
１１４      機能基
１１５      金層
１１６      チオール単分子膜
１１７      ノズル
１１８      インクジェットヘッド
１１９      液状樹脂
Ｒ１        レジスト層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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