(57)【要約】【課題】電流狭窄構造における電流供給領域が精度良く形成された半導体レーザを製造する。【解決手段】基板上にＡｌＡＳからなる被選択酸化層（アルミニウムを含有するIII−Ｖ族半導体層）を含む複数の半導体層が積層された半導体積層体を作成し、発光部となるメサをエッチングにより形成する。そして、メサにおける電流供給領域となる領域に光が当たらないように遮光部材を設けた後、陽極酸化装置５３の電解液５３２中に浸漬し、光出力装置５１から白色光Ｌを照射しつつ、電流源５３４から電流を供給し、被選択酸化層の陽極酸化を行う。これにより、酸化距離を精度良く制御することができる。【選択図】図４
2008130709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電流供給領域が酸化物によって囲まれている電流狭窄構造を有する半導体レーザを製造する半導体レーザ製造方法であって、
基板上にアルミニウムを含有するIII−Ｖ族半導体層を含む複数の半導体層が積層された積層体を前記基板と反対側の面である積層体表面からエッチングし、メサ形状あるいはリッジ形状の構造体を形成する工程と；
前記構造体における前記電流供給領域となる領域を遮光する工程と；
前記構造体に光を照射しつつ前記III−Ｖ族半導体層を部分的に陽極酸化し、前記電流狭窄構造を形成する工程と；を含む半導体レーザ製造方法。
【請求項２】
前記半導体レーザは、面発光型半導体レーザであることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ製造方法。
【請求項３】
前記半導体レーザは、端面発光型半導体レーザであることを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザ製造方法。
【請求項４】
前記電流狭窄構造を形成する工程では、発振波長よりも短い波長であり、かつ前記III−Ｖ族半導体層が吸収可能な波長の光を含む光を前記構造体に照射す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半導体レーザ製造方法。
【請求項５】
前記電流狭窄構造を形成する工程では、前記構造体への光の照射を断続的に行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体レーザ製造方法。
【請求項６】
前記電流狭窄構造を形成する工程では、前記陽極酸化のための電流を断続的に供給することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の半導体レーザ製造方法。
【請求項７】
前記III−Ｖ族半導体層は、ＡｌＡｓからなる層であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体レーザ製造方法。
【請求項８】
前記III−Ｖ族半導体層は、ＡｌＧａＡｓ系の材料からなる層であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体レーザの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の半導体レーザ製造方法によって製造された半導体レーザ。
【請求項１０】
基板上にアルミニウムを含有するIII−Ｖ族半導体層を含む複数の半導体層が積層された積層体に、電流供給領域が酸化物によって囲まれている電流狭窄構造を有する半導体レーザを製造する半導体レーザ製造装置であって、
陽極酸化装置と；
前記半導体レーザの発振波長よりも短い波長であり、かつ前記III−Ｖ族半導体層が吸収可能な波長の光を含む光を出力する光出力装置と；
前記光出力装置を制御して前記積層体への光の照射を行いつつ、前記陽極酸化装置を制御して前記III−Ｖ族半導体層を部分的に陽極酸化し、前記電流狭窄構造を形成する制御装置と；を備える半導体レーザ製造装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記光の照射を断続的に行うことを特徴とする請求項１０に記載の半導体レーザ製造装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記陽極酸化装置への電流の供給を断続的に行うことを特徴とする請求項１０に記載の半導体レーザ製造装置。
【請求項１３】
光束によって被走査面上を走査する光走査装置であって、
請求項９に記載の半導体レーザを有する光源ユニットと；
前記光源ユニットからの光束を偏向する偏向器と；
前記偏光器で偏向された光束を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１４】
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束を走査する少なくとも１つの請求項１３に記載の光走査装置と；を備える画像形成装置。
【請求項１５】
前記画像情報は、カラー画像情報であることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
入力される電気信号に応じた光信号を生成する光伝送モジュールであって、
請求項９に記載の半導体レーザと；
前記半導体レーザを、前記入力される電気信号に応じて駆動する駆動装置と；を備える光伝送モジュール。
【請求項１７】
請求項１６に記載の光伝送モジュールと；
前記光伝送モジュールで生成された光信号を伝達する光伝達媒体と；
前記光伝達媒体を介した光信号を電気信号に変換する変換器と；を備える光伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ製造方法、半導体レーザ製造装置、半導体レーザ、光走査装置、画像形成装置、光伝送モジュール及び光伝送システムに係り、更に詳しくは、電流狭窄構造を有する半導体レーザを製造する半導体レーザ製造方法、電流狭窄構造を有する半導体レーザを製造する半導体レーザ製造装置、前記半導体レーザ製造方法によって製造された半導体レーザ、該半導体レーザを有する光走査装置、該光走査装置を備える画像形成装置、前記半導体レーザを有する光伝送モジュール、及び該光伝送モジュールを備える光伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光型半導体レーザ（ＶＣＳＥＬ）は、活性層と該活性層を挟む２つのスペーサ層とからなる共振器を有し、その共振器が一対の反射鏡によって挟まれて基板上に積層され、基板と垂直な方向に発振光を射出する。
【０００３】
この面発光型半導体レーザには、（１）活性層の体積が小さいため、低いしきい値電流、低い消費電力で駆動することができる、（２）共振器のモード体積が小さいため、数十ＧＨｚの変調が可能であり、高速伝送に適している、（３）出射光の広がり角が小さいので、並列化および２次元高密度アレイ化が容易である、という利点がある。
【０００４】
そこで、面発光型半導体レーザは、ＬＡＮなどの光伝送用光源への適用にとどまらず、ボード間の光通信用光源、ボード内の光通信用光源、ＬＳＩにおけるチップ間の光通信用光源、チップ内の光通信用光源、及び画像形成用光源としても期待されている。
【０００５】
一般的な面発光型半導体レーザは、ＡｌＡｓ層などの被選択酸化層を選択的に酸化（水蒸気酸化）し、それによって生成される酸化物によって電流供給領域が囲まれている電流狭窄構造を有している。この電流狭窄構造における電流供給領域（開口部）の寸法精度は、面発光型半導体レーザのしきい値電流、発振横モード及びＦＦＰ特性などに大きく影響する。
【０００６】
電流狭窄構造における電流供給領域を寸法精度良く形成するには、（１）メサの寸法精度を高くする、（２）被選択酸化層における酸化距離を一様にする、必要がある。しかしながら、これらを実際の製造プロセスにおいて常に満足させることは困難であった。例えば、被選択酸化層を水蒸気酸化する工程では、酸化温度、被選択酸化層の組成、及び水蒸気供給状態などがロットによって変動し、それらを一定に保つことは困難であった。
【０００７】
そこで、被選択酸化層を選択酸化する工程において、酸化距離をモニタする方法が提案された。
【０００８】
例えば、特許文献１には、基板上にＡｌを含むIII−Ｖ族半導体層の側面を露出させた第１、第２のメサを形成し、第１、第２のメサを所定温度以下の酸化雰囲気に晒し、第１のメサのＡｌを含むIII−Ｖ族半導体層の酸化状態を光学的に監視し、その監視結果に基づき第２のメサのＡｌを含むIII−Ｖ族半導体層の酸化領域を制御して電流狭窄部を形成する工程を備える面発光型半導体レーザの製造方法が開示されている。すなわち、特許文献１に開示されている面発光型半導体レーザの製造方法は、ウエット酸化工程において、基板上にモニタ用メサを設け、その反射率または反射率の変化を監視し、その反射率または反射率の変化が所定値に達した時点から一定時間経過後に酸化を停止させている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−４７６３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示されている面発光型半導体レーザの製造方法は、あくまでもモニタ用メサの酸化距離を監視するものであり、本来のメサにおける酸化距離と完全に一致するものではない。また、メサ形状の不均一性による電流狭窄構造における電流供給領域の寸法のばらつきは残ってしまう。
【００１１】
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、電流狭窄構造における電流供給領域が寸法精度に優れている半導体レーザを製造することができる半導体レーザ製造方法を提供することにある。
【００１２】
また、本発明の第２の目的は、電流狭窄構造における電流供給領域が寸法精度に優れている半導体レーザを製造することができる半導体レーザ製造装置を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の第３の目的は、高品質のレーザ光を射出することができる半導体レーザを提供することにある。
【００１４】
また、本発明の第４の目的は、精度の高い光走査を行うことができる光走査装置を提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第５の目的は、高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
また、本発明の第６の目的は、高品質の光信号を生成することができる光伝送モジュールを提供することにある。
【００１７】
また、本発明の第７の目的は、高品質の光伝送を行うことができる光伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は、第１の観点からすると、電流供給領域が酸化物によって囲まれている電流狭窄構造を有する半導体レーザを製造する半導体レーザ製造方法であって、基板上にアルミニウムを含有するIII−Ｖ族半導体層を含む複数の半導体層が積層された積層体を前記基板と反対側の面である積層体表面からエッチングし、メサ形状あるいはリッジ形状の構造体を形成する工程と；前記構造体における前記電流供給領域となる領域を遮光する工程と；前記構造体に光を照射しつつ前記III−Ｖ族半導体層を部分的に陽極酸化し、前記電流狭窄構造を形成する工程と；を含む半導体レーザ製造方法である。
【００１９】
これによれば、構造体に光を照射しつつIII−Ｖ族半導体層を部分的に陽極酸化することによって電流狭窄構造が形成されるため、酸化距離を精度良く制御することができる。従って、電流狭窄構造における電流供給領域が寸法精度に優れている半導体レーザを製造することが可能となる。
【００２０】
本発明は、第２の観点からすると、基板上にアルミニウムを含有するIII−Ｖ族半導体層を含む複数の半導体層が積層された積層体に、電流供給領域が酸化物によって囲まれている電流狭窄構造を有する半導体レーザを製造する半導体レーザ製造装置であって、陽極酸化装置と；前記半導体レーザの発振波長よりも短い波長であり、かつ前記III−Ｖ族半導体層が吸収可能な波長の光を含む光を出力する光出力装置と；前記光出力装置を制御して前記積層体への光の照射を行いつつ、前記陽極酸化装置を制御して前記III−Ｖ族半導体層を部分的に陽極酸化し、前記電流狭窄構造を形成する制御装置と；を備える半導体レーザ製造装置である。
【００２１】
これによれば、電流狭窄構造を形成する際に、制御装置によって、光出力装置が制御されて積層体への光の照射が行われ、かつ陽極酸化装置が制御されてIII−Ｖ族半導体層が部分的に陽極酸化される。すなわち、電流狭窄構造は、積層体に光を照射しつつIII−Ｖ族半導体層を部分的に陽極酸化することによって形成されるため、酸化距離を精度良く制御することができる。従って、電流狭窄構造における電流供給領域が寸法精度に優れている半導体レーザを製造することが可能となる。
【００２２】
本発明は、第３の観点からすると、本発明の半導体レーザ製造方法によって製造された半導体レーザである。
【００２３】
これによれば、本発明の半導体レーザ製造方法によって製造されているため、電流狭窄構造における電流供給領域は精度良く形成されており、その結果として高品質のレーザ光を射出することが可能となる。
【００２４】
本発明は、第４の観点からすると、光束によって被走査面上を走査する光走査装置であって、本発明の半導体レーザを有する光源ユニットと；前記光源ユニットからの光束を偏向する偏向器と；前記偏光器で偏向された光束を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である。
【００２５】
これによれば、光源ユニットが本発明の半導体レーザを有しているため、結果として精度の高い光走査を行うことが可能となる。
【００２６】
本発明は、第５の観点からすると、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束を走査する少なくとも１つの本発明の光走査装置と；を備える画像形成装置である。
【００２７】
これによれば、少なくとも１つの本発明の光走査装置を備えているため、結果として高品質の画像を形成することが可能となる。
【００２８】
本発明は、第６の観点からすると、入力される電気信号に応じた光信号を生成する光伝送モジュールであって、本発明の半導体レーザと；前記半導体レーザを、前記入力される電気信号に応じて駆動する駆動装置と；を備える光伝送モジュールである。
【００２９】
これによれば、本発明の半導体レーザを備えているため、結果として高品質の光信号を生成することが可能となる。
【００３０】
本発明は、第７の観点からすると、本発明の光伝送モジュールと；前記光伝送モジュールで生成された光信号を伝達する光伝達媒体と；前記光伝達媒体を介した光信号を電気信号に変換する変換器と；を備える光伝送システムである。
【００３１】
これによれば、本発明の光伝送モジュールを備えているため、結果として高品質の光伝送を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
《半導体レーザ製造方法》
以下、本発明の半導体レーザ製造方法の一実施形態として、９８０ｎｍ帯の面発光型半導体レーザの製造方法について図１（Ａ）〜図１０を用いて説明する。
【００３３】
（１）有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ法）を用いた結晶成長によって、ｎ−ＧａＡｓ基板１上に、下部反射鏡２、下部スペーサ層３、活性層４、上部スペーサ層５、被選択酸化層６、上部反射鏡７などの半導体層を、順次積層する（図１（Ａ）参照）。なお、以下では、これら複数の半導体層が積層されているものを「半導体積層体」ともいう。
【００３４】
前記下部反射鏡２は、ｎ−ＡｌＧａＡｓからなる低屈折率層とｎ−ＧａＡｓからなる高屈折率層のペアを３５．５ペア有している。各屈折率層の光学厚さは、発振波長をλとすると、λ／４である。なお、低屈折率層と高屈折率層との間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成に向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層（図示省略）が設けられている。
【００３５】
前記下部スペーサ層３は、ＧａＡｓからなる層である。
【００３６】
前記活性層４は、ＧａＩｎＡｓからなる層とＧａＡｓからなる層とを有するＴＱＷ活性層である。
【００３７】
前記上部スペーサ層５は、ＧａＡｓからなる層である。
【００３８】
下部スペーサ層３と活性層４と上部スペーサ層５とよって共振器領域が形成されている。この共振器領域の光学厚さはλである。
【００３９】
前記上部反射鏡７は、ｐ−ＡｌＧａＡｓからなる低屈折率層とｐ−ＧａＡｓからなる高屈折率層のペアを２６．５ペア有している。なお、低屈折率層と高屈折率層との間には、電気抵抗を低減するため、一方の組成から他方の組成に向かって組成を徐々に変化させた組成傾斜層（図示省略）が設けられている。
【００４０】
前記被選択酸化層６は、ＡｌＡｓからなる層であり、上部反射鏡７中の、共振器領域からλ／４離れた位置に積層されている。
【００４１】
ここでは、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族の原料にはアルシン（ＡｓＨ３）ガスを用いている。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。
【００４２】
（２）半導体積層体における表面（基板１と反対側の面）である積層体表面に、発光部及び切断部（ダイシングライン）に対応してフォトマスク８を設ける（図１（Ｂ）参照）。ここでは、一例として、１つのチップが９個（３×３）の発光部を有するものとする。
【００４３】
（３）フォトマスク８をエッチングマスクとして、ドライエッチング法によりメサ形状を形成する（図１（Ｃ）参照）。なお、以下では、便宜上、メサ形状の部分を「メサ」と略述する。メサの形成は、ウエットエッチング法でも可能であるが、ここでは、（ａ）垂直な形状が得やすい、（ｂ）メサの膜面内寸法の精度（メサ形状の寸法精度）が高い、（ｃ）エッチング中にプラズマ発光分光分析を行うことでエッチングされている層をリアルタイムで知ることができる、などのことから、ドライエッチング法を用いている。図１（Ｃ）の一部を拡大したものが図３（Ａ）に示されている。
【００４４】
（４）フォトマスク８を除去する（図２（Ａ）参照）。
【００４５】
（５）基板１の裏側を所定の厚さ（例えば１００μｍ程度）まで研磨した後、ｎ側電極１４を形成する（図２（Ｂ）参照）。ここでは、ｎ側電極１４はＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる多層膜である。図２（Ｂ）の一部を拡大したものが図３（Ｂ）に示されている。
【００４６】
（６）メサの上面の中央部に、電流供給領域に対応する形状の遮光部材２１を設ける（図２（Ｃ）参照）。ここでは、フォトリソグラフィー技術を用いてアルミニウムを蒸着した。図２（Ｃ）の一部を拡大したものが図３（Ｃ）に示されている。
【００４７】
（７）被選択酸化層６に電流狭窄構造を形成する。ここでは、一例として図４に示されるように、電流狭窄構造形成装置５０を用いて、被選択酸化層６に電流狭窄構造を形成する。この電流狭窄構造形成装置５０は、白色光を出力する光出力装置５１、被選択酸化層６を陽極酸化する陽極酸化装置５３、光出力装置５１及び陽極酸化装置５３を制御する制御装置５５を有している。
【００４８】
陽極酸化装置５３は、電解液５３２で満たされている電解槽５３１、ドーナツ状の白金電極５３３、制御装置５５によって制御される電流源５３４を備えている。電解液５３２としては、プロピレングリコールと３％酒石酸水溶液を３：１で混合し、アンモニア水を用いてｐＨ６に調整したものを用いた。
【００４９】
半導体積層体は、ｎ側電極１４を下にして電解液５３２中に浸漬される。ここでは、ｎ側電極１４が陽極、白金電極５３３が陰極となる。なお、陽極を別に設けても良い。
【００５０】
光出力装置５１から出力される白色光Ｌは、ＡｌＡｓが吸収可能な光（波長＜５６０ｎｍ）を含んでおり、白金電極５３３の中央の開口部を通過して、半導体積層体の上方から各メサに照射される。そして、一例として図５に示されるように、遮光部材２１によって遮光されなかった白色光Ｌは、上部反射鏡７を透過して選択酸化層６に到達する。
【００５１】
制御装置５５は、光出力装置５１を制御して半導体積層体への白色光の照射を行いつつ、電流源５３４を制御して選択酸化層６を部分的に陽極酸化する。これにより、選択酸化層６は、周囲から酸化が開始される。なお、ＡｌＡｓは、光を吸収することによって陽極酸化における酸化速度が促進される。
【００５２】
制御装置５５は、陽極酸化の処理中、半導体積層体への印加電圧を監視し、印加電圧が所定の電圧に到達すると、陽極酸化を停止させる。これにより、一例として図７（Ａ）に示されるように、酸化物が生成されなかった導電性を有する領域３１が、酸化物が生成された電気絶縁性を有する領域３２で囲まれることとなる。すなわち、領域３１が電流供給領域となり、領域３１が領域３２によって囲まれている構造３３が電流狭窄構造３３となる。
【００５３】
（８）半導体積層体を電解液５３２から取り出し、所定の温度（３００℃〜４００℃）で所定時間（例えば１時間）加熱する。これにより、被選択酸化層６における電流狭窄構造３３の安定化が図られる（図６（Ａ）参照）。
【００５４】
（９）遮光部材２１を除去する（図６（Ｂ）参照）。図６（Ｂ）の一部を拡大したものが図７（Ｂ）に示されている。
【００５５】
（１０）パッシベーション膜として、ＳｉＯ２からなる絶縁膜１１を形成する（図６（Ｃ）参照）。
【００５６】
（１１）メサ上部にＰ側電極コンタクトの窓開けを行う（図８（Ａ）参照）。ここでは、フォトレジストによるマスクを施した後、メサ上部の開口部を露光してその部分のフォトレジストを除去した後、ＢＨＦにて絶縁膜１１をエッチングして開口した。図８（Ａ）の一部を拡大したものが図９（Ａ）に示されている。
【００５７】
（１２）ポリイミド１５で平坦化する（図８（Ｂ）参照）。図８（Ｂ）の一部を拡大したものが図９（Ｂ）に示されている。
【００５８】
（１３）リフトオフ法によりｐ側電極１２を形成する。具体的には、予め電極以外の部分をフォトレジストによりマスクしておき、電極材料を蒸着後アセトン等のフォトレジストが溶解する溶液中で超音波洗浄する。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ＡｕＺｎ／Ｔｉ／Ａｕからなる多層膜が用いられる。
【００５９】
（１４）不図示の複数の電極パッド、及び各発光部のｐ側電極１２と対応する電極パッドとの間を電気的に接続する配線を形成する（図８（Ｃ）参照）。なお、ｐ側電極１２はその中央に窓１３が開けられ、この部分からレーザ光が射出される。図８（Ｃ）の一部を拡大したものが図９（Ｃ）に示されている。これにより、各メサは、それぞれ発光部２３となる。
【００６０】
（１５）各ダイシングライン（図８（Ｃ）参照）に沿って切断し、チップ毎に分割する。
【００６１】
このようにして製造された面発光型半導体レーザ１００が図１０に示されている。この面発光型半導体レーザ１００では、各発光部における電流供給領域は、それぞれほぼ設計通りの寸法を有している。従って、面発光型半導体レーザ１００は、高品質のレーザ光を射出することができる。
【００６２】
以上説明したように、本実施形態に係る半導体レーザ製造方法によると、基板上にＡｌＡＳからなる被選択酸化層（アルミニウムを含有するIII−Ｖ族半導体層）を含む複数の半導体層が積層された半導体積層体が作成され、発光部となるメサがエッチングにより形成される。そして、メサにおける電流供給領域となる領域に光が当たらないように遮光部材２１が設けられた後、光を照射しつつ被選択酸化層が部分的に陽極酸化され、電流狭窄構造３３が形成される。これにより、被選択酸化層における酸化距離を精度良く制御することができ、その結果として、電流狭窄構造における電流供給領域が寸法精度に優れている半導体レーザを製造することが可能となる。
【００６３】
また、ドライエッチングでメサ形状を形成しているため、所望のメサ形状を精度良く形成することができる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、面発光型半導体レーザの発振波長が９８０ｎｍ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。
【００６５】
また、上記実施形態では、結晶成長方法としてＭＯＣＶＤ法を用いる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば分子線結晶成長法（ＭＢＥ法）等の結晶成長法を用いることもできる。
【００６６】
また、上記実施形態において、陽極酸化の際にｎ側電極１４を陽極としない場合には、陽極酸化後にｎ側電極１４を形成しても良い。
【００６７】
また、上記実施形態では、１つのチップに含まれる発光部の数が９個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。例えば、１つのチップ内に含まれる発光部の数が１６（４×４）個の面発光型半導体レーザや、１つのチップ内に含まれる発光部の数が４０（４×１０）個の面発光型半導体レーザなども、同様にして製造することができる。そして、上記実施形態と同様な効果を得ることができる。
【００６８】
また、上記実施形態では、１つのチップに含まれる発光部の数が複数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く、１つのチップ内に含まれる発光部の数が１個の面発光型半導体レーザであっても良い。
【００６９】
また、上記実施形態の被選択酸化層６に電流狭窄構造３３を形成する工程において、一例として図１１に示されるように、制御装置５５は、光の照射が断続的（図１１では、１回の照射時間はｔ）に行われるように光出力装置５１を制御しても良い。あるいは、一例として図１２に示されるように、制御装置５５は、陽極酸化のための電流の供給が断続的（図１２では、１回の電流供給時間はｔ）に行われるように電流源５３４を制御しても良い。すなわち、光の照射あるいは電流供給をパルス的に行っても良い。そして、１パルス当たりの酸化距離がほぼ一定となるようにｔを予め求めておくことにより、被選択酸化層６における酸化距離（＝酸化速度×酸化時間）を更に精度良く制御することができる（図１３参照）。この場合に、例えば赤外線カメラなどを用いて酸化状態を観察し、酸化距離が若干不足しているときに、その不足距離に応じたパルス数で光の照射あるいは電流供給を行うことにより、所望の酸化距離とすることが容易にできる。
【００７０】
また、上記実施形態では、被選択酸化層６がＡｌＡｓからなる層の場合について説明したが、これに限らず、例えば、ＡｌＧａＡｓ系の材料からなる層であっても良い。
【００７１】
また、上記実施形態では、半導体レーザとして面発光型半導体レーザを製造する場合について説明したが、一例として図１４に示されるように、端面発光型半導体レーザ２００を製造する場合においても、上記実施形態と同様にして電流狭窄構造３３を形成することができる。この場合には、ドライエッチングでリッジ形状が形成されるが、この場合においても、被選択酸化層における酸化距離を精度良く制御することができ、その結果として、電流狭窄構造３３における電流供給領域３１を精度良く形成することが可能となる。この端面発光型半導体レーザ２００では、ｎ−ＧａＡｓ基板２０１上に、ｎ−ＡｌＧａＡｓからなる下クラッド層２０２、活性層２０３、ｐ−ＡｌＧａＡｓからなる第１上クラッド層２０４、ｐ−ＡｌＡｓからなる被選択酸化層２０５、ｐ−ＡｌＧａＡｓからなる第２上クラッド層２０６などの半導体層が積層されている。なお、図１４における符号２０７は絶縁層、符号２０８はｐ−ＧａＡｓコンタクト層、符号２０９はｐ側電極、符号２１０はｎ側電極である。
【００７２】
《画像形成装置》
次に、本発明の画像形成装置の一実施形態を図１５に基づいて説明する。図１５には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタ５００の概略構成が示されている。
【００７３】
このレーザプリンタ５００は、光走査装置９００、感光体ドラム９０１、帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、トナーカートリッジ９０４、クリーニングブレード９０５、給紙トレイ９０６、給紙コロ９０７、レジストローラ対９０８、転写チャージャ９１１、除電ユニット９１４、定着ローラ９０９、排紙ローラ９１２、及び排紙トレイ９１０などを備えている。
【００７４】
帯電チャージャ９０２、現像ローラ９０３、転写チャージャ９１１、除電ユニット９１４及びクリーニングブレード９０５は、それぞれ感光体ドラム９０１の表面近傍に配置されている。そして、感光体ドラム９０１の回転方向に関して、帯電チャージャ９０２→現像ローラ９０３→転写チャージャ９１１→除電ユニット９１４→クリーニングブレード９０５の順に配置されている。
【００７５】
感光体ドラム９０１の表面には、感光層が形成されている。ここでは、感光体ドラム９０１は、図１５における面内で時計回り（矢印方向）に回転するようになっている。
【００７６】
帯電チャージャ９０２は、感光体ドラム９０１の表面を均一に帯電させる。
【００７７】
光走査装置９００は、帯電チャージャ９０２で帯電された感光体ドラム９０１の表面に、上位装置（例えばパソコン）からの画像情報に基づいて変調された光を照射する。これにより、感光体ドラム９０１の表面では、画像情報に対応した潜像が感光体ドラム９０１の表面に形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラム９０１の回転に伴って現像ローラ９０３の方向に移動する。なお、この光走査装置９００の構成については後述する。
【００７８】
トナーカートリッジ９０４にはトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ９０３に供給される。
【００７９】
現像ローラ９０３は、感光体ドラム９０１の表面に形成された潜像にトナーカートリッジ９０４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された潜像（以下では、便宜上「トナー像」ともいう）は、感光体ドラム９０１の回転に伴って転写チャージャ９１１の方向に移動する。
【００８０】
給紙トレイ９０６には記録紙９１３が格納されている。この給紙トレイ９０６の近傍には給紙コロ９０７が配置されており、該給紙コロ９０７は、記録紙９１３を給紙トレイ９０６から１枚づつ取り出し、レジストローラ対９０８に搬送する。該レジストローラ対９０８は、転写ローラ９１１の近傍に配置され、給紙コロ９０７によって取り出された記録紙９１３を一旦保持するとともに、該記録紙９１３を感光体ドラム９０１の回転に合わせて感光体ドラム９０１と転写チャージャ９１１との間隙に向けて送り出す。
【００８１】
転写チャージャ９１１には、感光体ドラム９０１の表面上のトナーを電気的に記録紙９１３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９０１の表面のトナー像が記録紙９１３に転写される。ここで転写された記録紙９１３は、定着ローラ９０９に送られる。
【００８２】
この定着ローラ９０９では、熱と圧力とが記録紙９１３に加えられ、これによってトナーが記録紙９１３上に定着される。ここで定着された記録紙９１３は、排紙ローラ９１２を介して排紙トレイ９１０に送られ、排紙トレイ９１０上に順次スタックされる。
【００８３】
除電ユニット９１４は、感光体ドラム９０１の表面を除電する。
【００８４】
クリーニングブレード９０５は、感光体ドラム９０１の表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。なお、除去された残留トナーは、再度利用されるようになっている。残留トナーが除去された感光体ドラム９０１の表面は、再度帯電チャージャ９０２の位置に戻る。
【００８５】
《光走査装置》
次に、前記光走査装置９００の構成及び作用について図１６を用いて説明する。
【００８６】
この光走査装置９００は、光源ユニット１２１、カップリングレンズ１２２、開口板１２３、アナモルフィックレンズ１２４、ポリゴンミラー１２５、偏向器側走査レンズ１２６、像面側走査レンズ１２７、及び処理装置１４０などを備えている。図１６では、紙面左右方向が主走査方向であり、紙面に垂直な方向が副走査方向である。
【００８７】
前記光源ユニット１２１は、前述した半導体レーザ製造方法と同様にして製造された半導体レーザ（例えば、前記面発光型半導体レーザ１００あるいは前記端面発光型半導体レーザ２００）を備えている。
【００８８】
前記カップリングレンズ１２２は、光源ユニット１２１から出射された光束を略平行光にする。
【００８９】
前記開口板１２３は、開口部を有し、カップリングレンズ１２２からの光束のビーム径を規定する。
【００９０】
前記アナモルフィックレンズ１２４は、開口板１２３の開口部を通過した光束を、主走査方向に関しては平行光、副走査方向に関しては前記ポリゴンミラー１２５近傍で収束する光束とする。
【００９１】
アナモルフィックレンズ１２４からの光束は、ポリゴンミラー１２５で偏向された後、偏向器側走査レンズ１２６と像面側走査レンズ１２７によって結像され、感光体ドラム９０１表面上に、光スポットとして集光される。
【００９２】
なお、ポリゴンミラー１２５は、ポリゴンモータ（不図示）によって一定の速度で回転しており、その回転に伴って、光束は等角速度的に偏向され、感光体ドラム９０１上の光スポットは、主走査方向に等速移動する。
【００９３】
前記処理装置１４０は、上位装置（例えば、パソコン）からの画像情報に基づいて、画像データを生成し、該画像データに応じた半導体レーザの駆動信号を光源ユニット１２１に出力する。
【００９４】
従って、本実施形態に係る光走査装置９００によると、光源ユニット１２１が、電流狭窄構造における電流供給領域が精度良く形成され、高品質のレーザ光を射出することができる本発明の半導体レーザを有しているため、結果として精度の高い光走査を行うことが可能となる。
【００９５】
また、本実施形態に係るレーザプリンタ５００によると、精度の高い光走査を行うことができる光走査装置９００を備えているため、結果として、高品質の画像を形成することが可能となる。
【００９６】
なお、上記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ５００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。要するに、光走査装置９００を備えた画像形成装置であれば、高品質の画像を形成することが可能となる。
【００９７】
また、カラー画像を形成する画像形成装置であっても、本発明の半導体レーザを有し、カラー画像に対応した光走査装置を用いることにより、高品質のカラー画像を形成することが可能となる。
【００９８】
また、一例として図１７に示されるように、画像形成装置として、カラー画像に対応し、複数の感光体ドラムを備えるタンデムカラー機であっても良い。このタンデムカラー機は、ブラック（Ｋ）用の感光体ドラムＫ１、帯電器Ｋ２、現像器Ｋ４、クリーニング手段Ｋ５、及び転写用帯電手段Ｋ６と、シアン（Ｃ）用の感光体ドラムＣ１、帯電器Ｃ２、現像器Ｃ４、クリーニング手段Ｃ５、及び転写用帯電手段Ｃ６と、マゼンダ（Ｍ）用の感光体ドラムＭ１、帯電器Ｍ２、現像器Ｍ４、クリーニング手段Ｍ５、及び転写用帯電手段Ｍ６と、イエロー（Ｙ）用の感光体ドラムＹ１、帯電器Ｙ２、現像器Ｙ４、クリーニング手段Ｙ５、及び転写用帯電手段Ｙ６と、光走査装置９００と、転写ベルト８０と、定着手段３０などを備えている。
【００９９】
この場合には、光走査装置９００は、ブラック用の本発明の半導体レーザ、シアン用の本発明の半導体レーザ、マゼンダ用の本発明の半導体レーザ、及びイエロー用の本発明の半導体レーザを有している。そして、ブラック用の半導体レーザからの光束は感光体ドラムＫ１に照射され、シアン用の半導体レーザからの光束は感光体ドラムＣ１に照射され、マゼンダ用の半導体レーザからの光束は感光体ドラムＭ１に照射され、イエロー用の半導体レーザからの光束は感光体ドラムＹ１に照射されるようになっている。なお、色毎に光走査装置９００を備えていても良い。
【０１００】
各感光体ドラムは、図１７中の矢印の方向に回転し、回転順にそれぞれ帯電器、現像器、転写用帯電手段、クリーニング手段が配置されている。各帯電器は、対応する感光体ドラムの表面を均一に帯電する。この帯電器によって帯電された感光体ドラム表面に光走査装置９００により光束が照射され、感光体ドラムに静電潜像が形成されるようになっている。そして、対応する現像器により感光体ドラム表面にトナー像が形成される。さらに、対応する転写用帯電手段により、記録紙に各色のトナー像が転写され、最終的に定着手段３０により記録紙に画像が定着される。
【０１０１】
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。
【０１０２】
また、像担持体としてビームスポットの熱エネルギにより発色する発色媒体（ポジの印画紙）を用いた画像形成装置であっても良い。この場合には、光走査により可視画像を直接、像担持体に形成することができる。
【０１０３】
《光伝送システム》
図１８には、本発明の一実施形態に係る光伝送システム１０００の概略構成が示されている。この光伝送システム１０００は、光送信モジュール１００１と光受信モジュール１００５が光ファイバケーブル１００４で接続されており、光送信モジュール１００１から光受信モジュール１００５への一方向の光通信が可能となっている。
【０１０４】
光送信モジュール１００１は、本発明の半導体レーザ（例えば、前記面発光型半導体レーザ１００あるいは前記端面発光型半導体レーザ２００）を含む光源１００２と、外部から入力された電気信号に応じて、光源１００２から出射されるレーザ光の光強度を変調する駆動回路１００３とを有している。
【０１０５】
光源１００２から出力された光信号は、光ファイバケーブル１００４に結合し、該光ファイバケーブル１００４を導波して光受信モジュール１００５に入力される。
【０１０６】
光受信モジュール１００５は、光信号を電気信号に変換する受光素子１００６と、受光素子１００６から出力された電気信号に対して信号増幅、及び波形整形等を行う受信回路１００７とを有している。
【０１０７】
本実施形態に係る光送信モジュール１００１によると、光源１００２が、電流狭窄構造における電流供給領域が精度良く形成され、高品質のレーザ光を射出することができる本発明の半導体レーザを有しているため、結果として高品質の光信号を生成することが可能となる。
【０１０８】
また、本実施形態に係る光伝送システム１０００によると、高品質の光信号を生成することができる光送信モジュール１００１を備えているため、高品質の光伝送を行うことが可能となる。
【０１０９】
なお、本実施形態では、単チャンネルの一方向通信の構成例を示しているが、双方向通信、並列伝送方式、波長分割多重伝送方式等の構成をとることもできる。要するに、光源１００２が本発明の半導体レーザを含んでいれば良い。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
以上説明したように、本発明の半導体レーザ製造方法によれば、電流狭窄構造における電流供給領域が精度良く形成された半導体レーザを製造するのに適している。また、本発明の半導体レーザ製造装置によれば、電流狭窄構造における電流供給領域が精度良く形成された半導体レーザを製造するのに適している。また、本発明の半導体レーザによれば、高品質のレーザ光を射出するのに適している。また、本発明の光走査装置によれば、精度の高い光走査を行うのに適している。また、本発明の画像形成装置によれば、高品質の画像を形成するのに適している。また、本発明の光伝送モジュールによれば、高品質の光信号を生成するのに適している。また、本発明の光伝送システムによれば、高品質の光伝送を行うのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】図１（Ａ）〜図１（Ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係る半導体レーザ製造方法を説明するための図（その１）である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係る半導体レーザ製造方法を説明するための図（その２）である。
【図３】図３（Ａ）は、図１（Ｃ）の一部を拡大した図であり、図３（Ｂ）は、図２（Ｂ）の一部を拡大した図であり、図３（Ｃ）は、図２（Ｃ）の一部を拡大した図である。
【図４】電流狭窄構造形成装置の構成を説明するための図である。
【図５】被選択酸化層の陽極酸化を説明するための図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係る半導体レーザ製造方法を説明するための図（その３）である。
【図７】図７（Ａ）は、電流狭窄構造を説明するための図であり、図７（Ｂ）は、図６（Ｂ）の一部を拡大した図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は、それぞれ本発明の一実施形態に係る半導体レーザ製造方法を説明するための図（その４）である。
【図９】図９（Ａ）は、図８（Ａ）の一部を拡大した図であり、図９（Ｂ）は、図８（Ｂ）の一部を拡大した図であり、図９（Ｃ）は、図８（Ｃ）の一部を拡大した図である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る半導体レーザ製造方法によって製造された面発光型半導体レーザを説明するための図である。
【図１１】光の断続的な照射を説明するための図である。
【図１２】電流の断続的な供給を説明するための図である。
【図１３】酸化速度を説明するための図である。
【図１４】本発明の半導体レーザ製造方法によって製造された端面発光型半導体レーザを説明するための図である。
【図１５】本発明の一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１６】図１５における光走査装置を示す概略図である。
【図１７】タンデムカラー機の概略構成を説明するための図である。
【図１８】本発明の一実施形態に係る光伝送モジュール及び光伝送システムの概略構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１…基板、６…被選択酸化層（アルミニウムを有するIII−Ｖ族半導体層）、２１…遮光部材、２３…発光部、３１…電流供給領域、３３…電流狭窄構造、５０…電流狭窄構造形成装置（半導体レーザ製造装置）、５１…光出力装置、５３…陽極酸化装置、５５…制御装置、１００…面発光型半導体レーザ、１２５…ポリゴンミラー（偏向器）、１２６…偏向器側走査レンズ（走査光学系の一部）、１２７…像面側走査レンズ（走査光学系の一部）、２００…端面発光型半導体レーザ、２０１…基板、２０５…被選択酸化層（アルミニウムを有するIII−Ｖ族半導体層）、５００…レーザプリンタ（画像形成装置）、９００…光走査装置、９０１…感光体ドラム（像担持体）、１０００…光伝送システム、１００１…光送信モジュール（光伝送モジュール）、１００３…駆動回路（駆動装置）、１００４…光ファイバケーブル（光伝達媒体）、１００６…受光素子（変換器の一部）、１００７…受信回路（変換器の一部）。
【図１】
2008130709.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2008130709.tif 000016
【図１５】
2008130709.tif 000017
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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