(57)【要約】【課題】  設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部品およびその製造方法を提供する。【解決手段】  本発明にかかる光学部品１００は，基体１０の上方に形成された土台部材１２と、土台部材１２の上方に形成された光学部材１４と、基体１０の上方に形成された、土台部材１２と接しない堰き止め部材２０と、基体１０の上方であって、土台部材１２と堰き止め部材２０との間に形成された埋め込み部材３０と、を含み、埋め込み部材３０は、土台部材１２と光学部材１４との接合部１２ｂを埋め込む。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体の上方に形成された土台部材と、
前記土台部材の上方に形成された光学部材と、
前記基体の上方に形成された、前記土台部材と接しない堰き止め部材と、
前記基体の上方であって、前記土台部材と前記堰き止め部材との間に形成された埋め込み部材と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記土台部材と前記光学部材との接合部を埋め込む、光学部品。
【請求項２】
基体の上方に形成された土台部材と、
前記土台部材の上方に形成された光学部材と、
前記基体の上方に形成された、前記土台部材と接する堰き止め部材と、
前記堰き止め部材の上方に形成された埋め込み部材と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記土台部材と前記光学部材との接合部を埋め込む、光学部品。
【請求項３】
基体の上方に形成された土台部材と、
前記土台部材の上方に形成された光学部材と、
前記基体に形成された、前記土台部材と接しない凹部と、
前記基体の上方であって、前記土台部材と前記凹部との間に形成された埋め込み部材と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記土台部材と前記光学部材との接合部を埋め込む、光学部品。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかにおいて、
前記光学部材がマイクロレンズであり、マイクロレンズ基板として機能する、光学部品。
【請求項５】
請求項１において、
前記光学部材はマイクロレンズであり、
前記光学部材は複数配列されており、
各前記光学部材は、格子状に形成された前記堰き止め部材の単位格子内に形成されており、
マイクロレンズ基板として機能する、光学部品。
【請求項６】
請求項３において、
前記光学部材はマイクロレンズであり、
前記光学部材は複数配列されており、
各前記光学部材は、格子状に形成された前記凹部の単位格子内に形成されており、
マイクロレンズ基板として機能する、光学部品。
【請求項７】
基板の上方に形成された第１ミラーと、活性層と、第２ミラーと、を有する面発光型半導体レーザにおいて、
少なくとも前記第２ミラーの一部を含む柱状部と、
前記柱状部の周囲に形成された、該柱状部の上面の位置よりも低い上面を有する埋め込み絶縁層と、
前記柱状部および前記埋込み絶縁層の上方に形成された、上段部および下段部を有する電極と、
前記電極の前記上段部の上方および前記柱状部の上方に形成された光学部材と、
前記電極の前記下段部の上方に形成された埋め込み部材と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記電極の前記上段部と前記光学部材との接合部を埋め込む、面発光型半導体レーザ。
【請求項８】
基体の上方に土台部材を形成する工程と、
前記土台部材の上方に光学部材を形成する工程と、
前記基体の上方に、前記土台部材と接しない堰き止め部材を形成する工程と、
前記基体の上方において、前記土台部材と前記堰き止め部材との間に液滴を滴下して、埋め込み部材前駆体を形成する工程と、
前記埋め込み部材前駆体を硬化させて、埋め込み部材を形成する工程と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記土台部材と前記光学部材との接合部を埋め込む、光学部品の製造方法。
【請求項９】
基体の上方に土台部材を形成する工程と、
前記土台部材の上方に光学部材を形成する工程と、
前記基体の上方に、前記土台部材と接する堰き止め部材を形成する工程と、
前記堰き止め部材の上方に液滴を滴下して、埋め込み部材前駆体を形成する工程と、
前記埋め込み部材前駆体を硬化させて、埋め込み部材を形成する工程と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記土台部材と前記光学部材との接合部を埋め込む、光学部品の製造方法。
【請求項１０】
請求項８または９において、
前記堰き止め部材は、前記液滴に対して撥液性を有する撥液膜からなる、光学部品の製造方法。
【請求項１１】
請求項８または９において、
前記堰き止め部材はレジスト層からなる、光学部品の製造方法。
【請求項１２】
基体の上方に土台部材を形成する工程と、
前記土台部材の上方に光学部材を形成する工程と、
前記基体をパターニングすることにより、前記土台部材と接しない凹部を形成する工程と、
前記基体の上方において、前記土台部材と前記凹部との間に液滴を滴下して、埋め込み部材前駆体を形成する工程と、
前記埋め込み部材前駆体を硬化させて、埋め込み部材を形成する工程と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記土台部材と前記光学部材との接合部を埋め込む、光学部品の製造方法。
【請求項１３】
請求項８〜１２のいずれかにおいて、
前記液滴の滴下は、液滴吐出法またはディスペンサ法により行う、光学部品の製造方法。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれかにおいて、
前記埋め込み部材前駆体の硬化は、エネルギーの付加により行われる、光学部品の製造方法。
【請求項１５】
請求項８〜１４のいずれかにおいて、
前記土台部材の上方に前記光学部材を形成する工程は、
前記土台部材の上面に対して他の液滴を吐出して、光学部材前駆体を形成する工程と、
前記光学部材前駆体を硬化させて、光学部材を形成する工程と、を含む、光学部品の製造方法。
【請求項１６】
基板の上方に垂直共振器を有する面発光型半導体レーザの製造方法であって、
前記基板の上方に、少なくとも、第１ミラー、活性層および第２ミラーを構成するための半導体層を積層する工程と、
前記半導体層をパターニングすることにより、少なくとも前記第２ミラーの一部を含む柱状部を形成する工程と、
前記柱状部の周囲に、該柱状部の上面の位置よりも上面が低くなるように埋め込み絶縁層を形成する工程と、
前記柱状部および前記埋込み絶縁層の上方に、上段部および下段部を有する電極を形成する工程と、
前記電極の前記上段部の上方および前記柱状部の上方に光学部材を形成する工程と、
前記電極の前記下段部の上方に液滴を滴下して、埋め込み部材前駆体を形成する工程と、
前記埋め込み部材前駆体を硬化させて、埋め込み部材を形成する工程と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記電極の前記上段部と前記光学部材との接合部を埋め込む、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、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部品およびその製造方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、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】
【０００３】
例えばレンズなどの光学部材を製造する方法の一つとして、液体材料からなる液滴を基体上に吐出した後に硬化させる方法が知られている。しかしながら、この方法においては、液滴と基体との間の接触角によって、得られる光学部材の形状が制約されるため、焦点距離が適度に調整された光学部材を得るのが難しかった。
【０００４】
また、例えば、基体表面の濡れ性を調整することで、所望の形状の光学部材を形成する方法がある（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。しかしながら、この方法では、光学部材の形状、大きさおよび設置位置を厳密に制御するためには十分ではなかった。
【０００５】
また、従来の液滴吐出法による基体上の光学部材の作成方法では、光学部材と基体との接触面積が小さいほど、光学部材が基体から剥離しやすい場合があった。
【特許文献１】特開平２−１６５９３２号公報
【特許文献２】特開２０００−２８０３６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部品およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
また、本発明の目的は、設置位置、形状および大きさが良好に制御された光学部材を有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】
【０００８】
本発明にかかる光学部品は、
基体の上方に形成された土台部材と、
前記土台部材の上方に形成された光学部材と、
前記基体の上方に形成された、前記土台部材と接しない堰き止め部材と、
前記基体の上方であって、前記土台部材と前記堰き止め部材との間に形成された埋め込み部材と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記土台部材と前記光学部材との接合部を埋め込む。
【０００９】
本発明にかかる光学部品において、特定のもの（以下、「Ａ」という）の上方に他の特定のもの（以下、「Ｂ」という）が形成されるとは、Ａ上に直接、Ｂが形成される場合と、Ａ上の他のものを介して、Ｂが形成される場合と、を含む。このことは、本発明にかかる光学部品の製造方法においても同様である。
【００１０】
本発明によれば、上記構成を有することにより、前記土台部材の上面の形状や高さ等を制御することによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された前記光学部材を含む光学部品を得ることができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００１１】
本発明にかかる光学部品は、
基体の上方に形成された土台部材と、
前記土台部材の上方に形成された光学部材と、
前記基体の上方に形成された、前記土台部材と接する堰き止め部材と、
前記堰き止め部材の上方に形成された埋め込み部材と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記土台部材と前記光学部材との接合部を埋め込む。
【００１２】
本発明にかかる光学部品は、
基体の上方に形成された土台部材と、
前記土台部材の上方に形成された光学部材と、
前記基体に形成された、前記土台部材と接しない凹部と、
前記基体の上方であって、前記土台部材と前記凹部との間に形成された埋め込み部材と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記土台部材と前記光学部材との接合部を埋め込む。
【００１３】
本発明にかかる光学部品において、
前記光学部材がマイクロレンズであり、マイクロレンズ基板として機能することができる。
【００１４】
本発明にかかる光学部品において、
前記光学部材はマイクロレンズであり、
前記光学部材は複数配列されており、
各前記光学部材は、格子状に形成された前記堰き止め部材の単位格子内に形成されており、
マイクロレンズ基板として機能することができる。
【００１５】
本発明にかかる光学部品において、
前記光学部材はマイクロレンズであり、
前記光学部材は複数配列されており、
各前記光学部材は、格子状に形成された前記凹部の単位格子内に形成されており、
マイクロレンズ基板として機能することができる。
【００１６】
本発明にかかる面発光型半導体レーザは、
基板の上方に形成された第１ミラーと、活性層と、第２ミラーと、を有する面発光型半導体レーザにおいて、
少なくとも前記第２ミラーの一部を含む柱状部と、
前記柱状部の周囲に形成された、該柱状部の上面の位置よりも低い上面を有する埋め込み絶縁層と、
前記柱状部および前記埋込み絶縁層の上方に形成された、上段部および下段部を有する電極と、
前記電極の前記上段部の上方および前記柱状部の上方に形成された光学部材と、
前記電極の前記下段部の上方に形成された埋め込み部材と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記電極の前記上段部と前記光学部材との接合部を埋め込む。
【００１７】
本発明によれば、上記構成を有することにより、前記電極の前記上段部の上面の形状や高さ等を制御することによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された前記光学部材を含む面発光型半導体レーザを得ることができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００１８】
本発明にかかる光学部品の製造方法は、
基体の上方に土台部材を形成する工程と、
前記土台部材の上方に光学部材を形成する工程と、
前記基体の上方に、前記土台部材と接しない堰き止め部材を形成する工程と、
前記基体の上方において、前記土台部材と前記堰き止め部材との間に液滴を滴下して、埋め込み部材前駆体を形成する工程と、
前記埋め込み部材前駆体を硬化させて、埋め込み部材を形成する工程と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記土台部材と前記光学部材との接合部を埋め込む。
【００１９】
本発明によれば、前記土台部材の上面の形状や高さおよび設置位置などを調整することなどによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された前記光学部材を含む光学部品を形成することができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【００２０】
本発明にかかる光学部品の製造方法は、
基体の上方に土台部材を形成する工程と、
前記土台部材の上方に光学部材を形成する工程と、
前記基体の上方に、前記土台部材と接する堰き止め部材を形成する工程と、
前記堰き止め部材の上方に液滴を滴下して、埋め込み部材前駆体を形成する工程と、
前記埋め込み部材前駆体を硬化させて、埋め込み部材を形成する工程と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記土台部材と前記光学部材との接合部を埋め込む。
【００２１】
本発明にかかる光学部品の製造方法において、
前記堰き止め部材は、前記液滴に対して撥液性を有する撥液膜からなることができる。
【００２２】
本発明にかかる光学部品の製造方法において、
前記堰き止め部材はレジスト層からなることができる。
【００２３】
本発明にかかる光学部品の製造方法は、
基体の上方に土台部材を形成する工程と、
前記土台部材の上方に光学部材を形成する工程と、
前記基体をパターニングすることにより、前記土台部材と接しない凹部を形成する工程と、
前記基体の上方において、前記土台部材と前記凹部との間に液滴を滴下して、埋め込み部材前駆体を形成する工程と、
前記埋め込み部材前駆体を硬化させて、埋め込み部材を形成する工程と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記土台部材と前記光学部材との接合部を埋め込む。
【００２４】
本発明にかかる光学部品の製造方法において、
前記液滴の滴下は、液滴吐出法またはディスペンサ法により行うことができる。
【００２５】
本発明にかかる光学部品の製造方法において、
前記埋め込み部材前駆体の硬化は、エネルギーの付加により行われることができる。
【００２６】
本発明にかかる光学部品の製造方法において、
前記土台部材の上方に前記光学部材を形成する工程は、
前記土台部材の上面に対して他の液滴を吐出して、光学部材前駆体を形成する工程と、
前記光学部材前駆体を硬化させて、光学部材を形成する工程と、を含むことができる。
【００２７】
本発明にかかる面発光型半導体レーザの製造方法は、
基板の上方に垂直共振器を有する面発光型半導体レーザの製造方法であって、
前記基板の上方に、少なくとも、第１ミラー、活性層および第２ミラーを構成するための半導体層を積層する工程と、
前記半導体層をパターニングすることにより、少なくとも前記第２ミラーの一部を含む柱状部を形成する工程と、
前記柱状部の周囲に、該柱状部の上面の位置よりも上面が低くなるように埋め込み絶縁層を形成する工程と、
前記柱状部および前記埋込み絶縁層の上方に、上段部および下段部を有する電極を形成する工程と、
前記電極の上段部の上方および前記柱状部の上方に光学部材を形成する工程と、
前記電極の下段部の上方に液滴を滴下して、埋め込み部材前駆体を形成する工程と、
前記埋め込み部材前駆体を硬化させて、埋め込み部材を形成する工程と、を含み、
前記埋め込み部材は、前記電極の上段部と前記光学部材との接合部を埋め込む。
【００２８】
本発明によれば、前記電極の前記上段部の上面の形状や高さおよび設置位置などを調整することなどによって、設置位置、形状および大きさが良好に制御された前記光学部材を含む面発光型半導体レーザを形成することができる。詳しくは、本実施の形態の欄で説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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。
【００３０】
１．第１の実施の形態
１−１．光学部品の構造
図１は、本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品１００を模式的に示す断面図である。図２は、図１に示す光学部品１００を模式的に示す平面図である。なお、図１は、図２のＡ−Ａ線における断面を示す図である。
【００３１】
本実施の形態の光学部品１００は、基体１０と、土台部材１２と、光学部材１４と、堰き止め部材２０と、埋め込み部材３０と、を含む。以下、図１および図２を参照して、本実施の形態の光学部品１００の各構成要素について説明する。
【００３２】
基体１０としては、例えばシリコン基板やＧａＡｓ基板等の半導体基板や、ガラス基板などを用いることができる。
【００３３】
土台部材１２は、基体１０上に形成されている。土台部材１２の立体形状は円柱状である。土台部材１２の立体形状は特に限定されないが、少なくともその上面１２ａ上に光学部材１４を設置することができる構造であることが必要とされる。
【００３４】
土台部材１２の上面１２ａの形状は、土台部材１２の上面１２ａ上に形成される光学部材１４の機能や用途によって定められる。言い換えれば、土台部材１２の上面１２ａの形状を制御することによって、光学部材１４の形状を制御することができる。例えば、光学部材１４を、例えばレンズまたは偏向素子として用いる場合、図２に示すように、土台部材１２の上面１２ａの形状を円にする。これにより、光学部材１４の立体形状を、球状、または球の一部を切り取った形状（図１および図２参照）に形成することができ、得られた光学部材１４をレンズまたは偏向素子として用いることができる。
【００３５】
土台部材１２は、所定波長の光を通過させる材質からなる。具体的には、土台部材１２は、光学部材１４へと入射した光を通過させることができる材質からなる。例えば、土台部材１２は、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいはフッ素系樹脂を用いて形成することができる。本実施の形態においては、土台部材１２が所定波長の光を通過させる材質からなる場合について示したが、土台部材１２を、所定波長の光を吸収する材質から形成することもできる。
【００３６】
また、土台部材１２は、基体１０と一体化して形成されたものであってもよい。すなわち、この場合、土台部材１２は基体１０と同一の材料から形成される。このような土台部材１２は、例えば、基体１０をパターニングすることにより形成できる。
【００３７】
光学部材１４は、土台部材１２上に形成されている。光学部材１４は、例えば、入射した光を集光、偏向、または分光する機能を有することができる。光学部材１４は、その用途および機能に応じた立体形状を有する。図示の例においては、光学部材１４の立体形状は球の一部を切り取った形状である。
【００３８】
堰き止め部材２０は、基体１０上であって、土台部材１２の周囲に形成されている。堰き止め部材２０は、土台部材１２と接しないように形成されている。堰き止め部材２０の断面形状および平面形状は、少なくとも後述する埋め込み部材前駆体３０ａ（図１２参照）を形成する工程において、埋め込み部材３０ａが土台部材１２と光学部材１４との接合部１２ｂを埋め込むまで埋め込み部材前駆体３０ａの流出を堰き止めることができる形状である。図示の例では、堰き止め部材２０の断面形状は、図１に示すように、矩形である。堰き止め部材２０の平面形状は、図２に示すように、円形のリング形状である。
【００３９】
埋め込み部材３０は、基体１０上であって、土台部材１２と堰き止め部材２０との間に形成されている。埋め込み部材３０は、少なくとも土台部材１２と光学部材１４との接合部１２ｂを埋め込んでいる。その結果、土台部材１２と光学部材１４との接合強度を、埋め込み部材３０を有しない場合に比べ、向上させることができる。なお、基体１０、土台１２、あるいは光学部材１４と埋め込み部材３０との接触面積が大きいほど、土台部材１２と光学部材１４との接合強度は大きくなる。このことは、後述する本発明の他の実施の形態においても同様である。
【００４０】
１−２．光学部品の製造方法
次に、図１および図２に示す光学部品１００の製造方法について、図３〜図１２を参照して説明する。図３〜図７、図１２はそれぞれ、図１および図２に示す光学部品１００の一製造工程を模式的に示す断面図であり、図８〜図１１は、光学部品１００の一製造工程のうちの一部の工程を模式的に示す平面図である。
【００４１】
（１）まず、図３に示すように、基体１０上に土台部材１２を形成する。土台部材１２の形成は、土台部材１２の材質や形状ならびに大きさに応じて適切な方法（例えば選択成長法、ドライエッチング法、ウエットエッチング法、リフトオフ法、転写法等）を選択することができる。
【００４２】
（２）次に、図４に示すように、基体１０上に堰き止め部材２０を形成する。堰き止め部材２０は、土台部材１２の周囲に、平面視において円形のリング形状（図２参照）となるように形成される。堰き止め部材２０は、土台部材１２と接しないようにパターニングされる。
【００４３】
堰き止め部材２０としては、たとえばレジスト層を用いることができる。堰き止め部材２０としてレジスト層を用いた場合には、堰き止め部材２０のパターニングは、公知のリソグラフィ技術を用いて行うことができる。堰き止め部材２０としては、レジスト層に限定されず、例えば、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、あるいはフッ素系樹脂などを用いて形成することができる。特に、エポキシ系樹脂は接着力が強いため、堰き止め部材２０としては、エポキシ系樹脂を用いることが好ましい。
【００４４】
また、堰き止め部材２０としては、たとえばＦＡＳ（フルオロアルキルシラン）膜などの撥液膜を用いることもできる。撥液膜とは、後述する埋め込み部材３０となる液滴３０ｂに対して撥液性を有する膜をいう。液滴３０ｂに対して撥液性を有することから、堰き止め部材２０の形成された領域と、堰き止め部材２０の形成されていない領域との間に液滴３０ｂの濡れ性の差が生じる。この濡れ性の差によって、後述する埋め込み部材前駆体３０ａ（図１２参照）を形成する工程において、埋め込み部材３０ａが土台部材１２と光学部材１４との接合部１２ｂを埋め込むまで埋め込み部材前駆体３０ａの流出を堰き止めることができる。
【００４５】
なお、堰き止め部材２０に、たとえばレジスト層などのような撥液膜以外の層を用いた場合に、この撥液膜以外の層の露出している面上にさらに前記撥液膜をコーティングすることによって、後述する埋め込み部材前駆体３０ａ（図１２参照）を形成する工程において、埋め込み部材前駆体３０ａの流出を、より効果的に堰き止めることができる。この場合、堰き止め部材２０には、撥液膜が含まれる。このことは、後述する他の実施の形態にかかる光学部品においても同様である。
【００４６】
堰き止め部材２０にＦＡＳを用いる場合、堰き止め部材２０のパターニングの方法としては、たとえば以下の方法が挙げられる。
【００４７】
まず、堰き止め部材２０の形成領域以外の領域にリソグラフィ技術を用いてレジスト層（図示せず）を形成する。次に、基体１０をＦＡＳガスの雰囲気中に投入することによって、基体１０の露出した表面にＦＡＳの単分子膜を形成する。次に、レジスト層をウェットエッチング法やアッシングなどにより除去する。その結果、ＦＡＳの単分子膜（堰き止め部材２０）が形成される。ウェットエッチング法に用いるエッチャントとしては、たとえばＩＰＡ（イソプロピルアルコール）などを用いることができる。
【００４８】
他の方法としては、まず、基体１０をＦＡＳガスの雰囲気中に投入することによって、基体１０の表面にＦＡＳの単分子膜を形成する。次に、堰き止め部材２０の形成領域以外の領域のみにガラスマスクなどを通して紫外線を照射する。その結果、ＦＡＳの単分子膜の紫外線が照射された領域が分解・除去されて、ＦＡＳの単分子膜（堰き止め部材２０）が形成される。
【００４９】
（３）次いで、光学部材前駆体１４ａを形成する。具体的には、図５に示すように、土台部材１２の上面１２ａに対して、光学部材１４を形成するための液体材料の液滴１４ｂを吐出して、光学部材前駆体１４ａを形成する。前記液体材料は、エネルギー１５（図６参照）を付加することによって硬化可能な性質を有する。前記液体材料としては、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂の前駆体が挙げられる。紫外線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型のアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂が挙げられる。また、熱硬化型樹脂としては、熱硬化型のポリイミド系樹脂が例示できる。
【００５０】
液滴１４ｂを吐出する方法としては、例えば、ディスペンサ法または液滴吐出法が挙げられる。ディスペンサ法は、液滴を吐出する方法として一般的な方法であり、比較的広い領域に液滴１４ｂを吐出する場合に有効である。また、液滴吐出法は、液滴吐出用のヘッドを用いて液滴を吐出する方法であり、液滴を吐出する位置についてμｍオーダーの単位で制御が可能である。また、吐出する液滴の量を、ピコリットルオーダーの単位で制御することができるため、微細な構造の光学部材を作製することができる。
【００５１】
（４）次いで、光学部材前駆体１４ａを硬化させて、光学部材１４を形成する。具体的には、図６に示すように、光学部材前駆体１４ａに対して、熱または光等のエネルギー１５を付与する。光学部材前駆体１４ａを硬化する際は、前記液体材料の種類により適切な方法を用いる。具体的には、例えば、熱エネルギーの付加、あるいは紫外線またはレーザ光等の光照射が挙げられる。
【００５２】
（５）次いで、埋め込み部材前駆体３０ａを形成する。具体的には、図７に示すように、基体１０の上面１０ａに対して、埋め込み部材３０を形成するための液体材料の液滴３０ｂを滴下して、埋め込み部材前駆体３０ａを形成する。前記液体材料は、エネルギー１５を付加することによって硬化可能な性質を有する。前記液体材料としては、例えば、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂の前駆体が挙げられる。紫外線硬化型樹脂としては、例えば紫外線硬化型のアクリル系樹脂およびエポキシ系樹脂が挙げられる。また、熱硬化型樹脂としては、熱硬化型のポリイミド系樹脂が例示できる。
【００５３】
液滴３０ｂを滴下する方法としては、例えば、ディスペンサ法または液滴吐出法が挙げられる。液滴３０ｂの滴下は、液滴３０ｂが均一に濡れ拡がるように行う。具体的には、液滴３０ｂの基体１０上に着弾する位置を滴下するごとに移動させる。
【００５４】
より具体的には、まず、図８（平面図）に示すように、第１液滴３１を所望の位置に滴下する。次に、図９に示すように、平面視において、第１液滴３１の着弾位置から土台部材１２を中心として約９０°ずらした位置に、第２液滴３２を滴下する。以下、同様にして、図１０に示すように、第３液滴３３および第４液滴３４を滴下する。次に、同様にして、図１１に示すように、上述の第１〜第４液滴３１，３２，３３，３４のそれぞれの中心を通る円上であって、第１〜第４液滴３１，３２，３３，３４のそれぞれの間に液滴３５を滴下する。以下、同様にして液滴３０ｂの滴下を行う。
【００５５】
このような液滴３０ｂの滴下を行うことによって、液滴３０ｂが基体１０上の同じ場所に集中せず、液滴３０ｂを均一に濡れ拡げることができる。なお、上述の液滴３０ｂの着弾する位置を移動させる距離は、適宜変更することが可能である。液滴３０ｂが均一に濡れ拡がることを保つならば、上述の距離を長くすることによって、製造工程時間を短縮することができる。
【００５６】
液滴３０ｂの滴下は、図１２に示すように、埋め込み部材前駆体３０ａが少なくとも土台部材１２と光学部材１４との接合部１２ｂを埋め込むまで続けられる。このとき堰き止め部材２０によって、液滴３０ｂの流出を堰き止めることができる。
【００５７】
（６）次いで、埋め込み部材前駆体３０ａを硬化させて、埋め込み部材３０を形成する。具体的には、図１２に示すように、埋め込み部材前駆体３０ａに対して、熱または光等のエネルギー１５を付与する。埋め込み部材前駆体３０ａを硬化する際は、前記液体材料の種類により適切な方法を用いる。具体的には、例えば、熱エネルギーの付加、あるいは紫外線またはレーザ光等の光照射が挙げられる。
【００５８】
以上の工程により、図１および図２に示す光学部品１００が得られる。
【００５９】
なお、上述の製造方法では、土台部材１２を形成する工程（１）と、堰き止め部材２０を形成する工程（２）とを別工程で行う例について説明したが、土台部材１２と堰き止め部材２０とを同一プロセスで形成することもできる。同一プロセスで形成する場合には、製造工程を簡素化することができる。この場合には、土台部材１２と堰き止め部材２０の材質は同じものとなる。また、土台部材１２と堰き止め部材２０の膜厚もほぼ同じになる。
【００６０】
また、上述の製造方法では、土台部材１２を形成した後に、堰き止め部材２０を形成する例について説明したが、順番を逆にして、堰き止め部材２０を形成した後に、土台部材１２を形成することもできる。
【００６１】
また、上述の製造方法では、堰き止め部材２０を形成した後に、光学部材１４を形成する例について説明したが、順番を逆にして、光学部材１４を形成した後に、堰き止め部材２０を形成することもできる。
【００６２】
１−３．作用効果
本実施の形態に係る光学部品１００およびその製造方法は、以下に示す作用効果を有する。
【００６３】
第１に、光学部材１４の大きさおよび形状を厳密に制御することができる。すなわち、図５に示すように、光学部材前駆体１４ａは、表面張力の関係で土台部材１２の上面１２ａ上に形成されやすい。このため、光学部材前駆体１４ａを形成するための液滴の量、光学部材前駆体１４ａの表面張力、あるいは土台部材１２の上面１２ａに対する光学部材前駆体１４ａの濡れ性などを調整することによって、光学部材前駆体１４ａの形状を制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光学部材１４を得ることができる。
【００６４】
第２に、光学部材１４の設置位置を厳密に制御することができる。前述したように、光学部材１４は、土台部材１２の上面１２ａに対して液滴１４ｂを吐出して、光学部材前駆体１４ａを形成した後、光学部材前駆体１４ａを硬化させることにより形成される。一般に、吐出された液滴の着弾位置を厳密に制御するのは難しい。しかしながら、この方法によれば、特に位置合わせを行なうことなく土台部材１２の上面１２ａ上に光学部材１４を形成することができる。すなわち、土台部材１２の上面１２ａ上に単に液滴１４ｂを吐出することによって、位置合わせを行なうことなく光学部材前駆体１４ａを形成することができる。言い換えれば、土台部材１２を形成する際のアライメント精度にて光学部材１４を形成することができる。これにより、設置位置が制御された光学部材１４を簡易に得ることができる。
【００６５】
第３に、土台部材１２と光学部材１４との接合部１２ｂが埋め込み部材３０によって埋め込まれていることにより、埋め込み部材３０を有しない場合に比べ、土台部材１２と光学部材１４との接合強度を向上させることができる。すなわち、埋め込み部材３０を有しない場合には、光学部材１４が土台部材１２から剥離しやすい場合があるが、本実施の形態にかかる光学部品１００は埋め込み部材３０を有するため、光学部材１４が土台部材１２から剥離するのを防止することができる。
【００６６】
埋め込み部材３０は、基体１０、土台部材１２および光学部材１４と接しており、これらとの接触面積を大きくすることにより、埋め込み部材３０と、基体１０、土台部材１２および光学部材１４との接合強度を大きくすることができる。このことはすなわち、土台部材１２と光学部材１４との接合強度を向上させることができることを意味する。
【００６７】
第４に、埋め込み部材３０の大きさおよび形状を厳密に制御することができる。すなわち、図７〜図１２に示すように、埋め込み部材前駆体３０ａを形成する工程において、堰き止め部材２０が埋め込み部材前駆体３０ａの流出を堰き止めることができる。このため、埋め込み部材前駆体３０ａを形成するための液滴の量、堰き止め部材３０の形状または材質などを調整することによって、埋め込み部材前駆体３０ａの形状を制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する埋め込み部材３０を得ることができる。
【００６８】
第５に、埋め込み部材３０の設置位置を厳密に制御することができる。埋め込み部材３０は、基体１０の上面１０ａに対して液滴３０ｂを吐出して、埋め込み部材前駆体３０ａを形成した後、埋め込み部材前駆体３０ａを硬化させることにより形成される。前述したように、一般に、吐出された液滴の着弾位置を厳密に制御するのは難しい。しかしながら、この方法によれば、特に位置合わせを行なうことなく基体１０の上面１０ａ上であって、土台部材１２と堰き止め部材２０との間に埋め込み部材３０を形成することができる。すなわち、基体１０の上面１０ａ上であって、土台部材１２と堰き止め部材２０との間に単に液滴３０ｂを吐出することによって、位置合わせを行なうことなく埋め込み部材前駆体３０ａを形成することができる。言い換えれば、堰き止め部材２０を形成する際のアライメント精度にて埋め込み部材３０を形成することができる。これにより、設置位置が制御された埋め込み部材３０を簡易に得ることができる。
【００６９】
第６に、土台部材１２の上面１２ａの形状を設定することによって、光学部材１４の形状を設定することができる。すなわち、土台部材１２の上面１２ａの形状を適宜選択することによって、所定の機能を有する光学部材１４を形成することができる。したがって、土台部材１２の上面１２ａの形状を変えることによって、異なる機能を有する光学部材１４を同一の基体上に複数設置することもできる。
【００７０】
第７に、土台部材１２の高さを制御することにより、基体１０と光学部材１４との距離を制御することができる。これにより、所定の機能を有する光学部品１００を作製することができる。
【００７１】
２．第２の実施の形態
２−１．光学部品の構造
図１３は、本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品２００を模式的に示す断面図である。図１４は、図１３に示す光学部品２００を模式的に示す平面図である。図１３は、図１４のＡ−Ａ線における断面を示す図である。なお、第１の実施の形態に係る光学部品１００と実質的に同じ構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００７２】
本実施の形態に係る光学部品２００は、基体１０上に形成された、土台部材１２と接する堰き止め部材２０を有する点、および埋め込み部材３０が堰き止め部材２０上に形成されている点で、第１の実施の形態の光学部品１００と異なる構造を有する。
【００７３】
具体的には、図１３に示すように、堰き止め部材２０は、土台部材１２の側面１２ｃと接している。そして、埋め込み部材３０は、堰き止め部材２０の上面２０ｂ上に形成されている。
【００７４】
２−２．光学部品の製造方法
次に、本発明を適用した第２の実施の形態に係る光学部品２００の製造方法の一例について説明する。
【００７５】
第２の実施の形態に係る光学部品２００は、前述の第１の実施の形態に係る光学部品１００の製造プロセスとほぼ同様の工程によって形成することができる。具体的には、堰き止め部材２０を土台部材１２と接するように形成する点、および埋め込み部材３０を堰き止め部材２０上に形成する点を除いて、第１の実施の形態の光学部品１００の製造プロセスとほぼ同様の工程によって形成される。よって、ここでは、第１の実施の形態の光学部品１００の製造プロセスと異なる点について説明する。
【００７６】
第１の実施の形態の光学部品１００の製造プロセスと異なる点は、堰き止め部材２０を形成する工程（図６参照）において、本実施の形態の光学部品１００の製造プロセスでは、堰き止め部材２０を土台部材１２と接するようにパターニングする点である。
【００７７】
また、第１の実施の形態の光学部品１００の製造プロセスと異なる点は、液滴３０ｂを土台部材１２と堰き止め部材２０との間に滴下する工程（図７参照）において、液滴３０ｂを堰き止め部材２０上に滴下する点である。このとき堰き止め部材２０が角部２０ａ（図１３参照）を有し、液滴３０ｂの表面張力が主として作用することによって、液滴３０ｂの流出を堰き止めることができる。
【００７８】
２−３．作用・効果
本実施の形態に係る光学部品２００およびその製造方法は、第１の実施の形態に係る光学部品１００およびその製造方法と実質的に同じ作用および効果を有する。
【００７９】
３．第３の実施の形態
３−１．光学部品の構造
図１５は、本発明を適用した一実施の形態に係る光学部品３００を模式的に示す断面図である。図１６は、図１５に示す光学部品３００を模式的に示す平面図である。図１５は、図１６のＡ−Ａ線における断面を示す図である。なお、第１の実施の形態に係る光学部品１００と実質的に同じ構成要素には同一符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００８０】
本実施の形態に係る光学部品３００は、基体１０に形成された、土台部材１２と接しない凹部２２を有する点、および埋め込み部材３０が土台部材１２と凹部２２との間に形成されている点で、第１の実施の形態の光学部品１００と異なる構造を有する。
【００８１】
３−２．光学部品の製造方法
次に、本発明を適用した第３の実施の形態に係る光学部品３００の製造方法の一例について説明する。
【００８２】
第３の実施の形態に係る光学部品３００は、前述の第１の実施の形態に係る光学部品１００の製造プロセスとほぼ同様の工程によって形成することができる。具体的には、堰き止め部材２０（図１および図２参照）の代わりに、基体１０に凹部２２を形成する点、および埋め込み部材３０を土台部材１２と凹部２２との間に形成する点を除いて、第１の実施の形態の光学部品１００の製造プロセスとほぼ同様の工程によって形成される。よって、ここでは、第１の実施の形態の光学部品１００の製造プロセスと異なる点について説明する。
【００８３】
基体１０に凹部２２を形成する方法としては、たとえば公知のリソグラフィ技術を用いて、基体１０をエッチングする方法などが挙げられる。
【００８４】
上述したように埋め込み部材３０は、土台部材１２と凹部２２とに間に形成される。具体的には、第１の実施の形態の光学部品１００の製造プロセスにおける、液滴３０ｂを土台部材１２と堰き止め部材２０との間に滴下する工程（図７参照）において、液滴３０ｂを土台部材１２と堰き止め部材２０との間に滴下する代わりに、液滴３０ｂを土台部材１２と凹部２２との間に滴下する。このとき凹部２２の角部２２ａ（図１５参照）によって、液滴３０ｂを堰き止めることができる。
【００８５】
３−３．作用・効果
本実施の形態に係る光学部品３００およびその製造方法は、第１の実施の形態に係る光学部品１００およびその製造方法と実質的に同じ作用および効果を有する。
【００８６】
４．第４の実施の形態
４−１．光学部品の構造
図１７は、本発明の第４の実施の形態のマイクロレンズ基板４００を模式的に示す断面図である。図１８は、図１７に示すマイクロレンズ基板４００を模式的に示す平面図である。なお、図１７は、図１８のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【００８７】
本実施の形態は、第１の実施の形態にかかる光学部品１００をマイクロレンズ基板４００に適用した例を示している。マイクロレンズ基板４００は例えば、液晶ディスプレイパネルの画素部、固体撮像装置（ＣＣＤ）の受光面、光ファイバの光結合部に設置される。
【００８８】
図１７および図１８に示すように、マイクロレンズ基板４００は、基体１１０と、基体１１０の上方に設置された複数の第１の実施の形態にかかる光学部品１００と、を含む。この複数の第１の実施の形態にかかる光学部品１００は、所定の方向に配列されている。基体１１０は、例えばガラス基板やプラスチック基板からなる。
【００８９】
また、このマイクロレンズ基板４００においては、複数の第１の実施の形態にかかる光学部品１００が格子状に配列している場合について説明したが、第１の実施の形態にかかる光学部品１００の配列方式はこれに限定されるわけではなく、例えば、千鳥状等、種々の配列方式が適用可能である。
【００９０】
なお、このマイクロレンズ基板４００においては、第１の実施の形態にかかる光学部品１００を含む場合について説明したが、この光学部品１００のかわりに、たとえば前述した第２または第３の実施の形態にかかる光学部品２００，３００（図１３〜図１６参照）を用いることもできる。図１９は、第２の実施の形態にかかる光学部品２００を含むマイクロレンズ基板４００を模式的に示す断面図である。図２０は、第３の実施の形態にかかる光学部品３００を含むマイクロレンズ基板４００を模式的に示す断面図である。
【００９１】
また、たとえば、図２１および図２２に示すように、堰き止め部材２０を平面視において直線状とし、隣り合う第１の実施の形態にかかる光学部品１００の有する堰き止め部材２０を共有化して、本実施の形態にかかるマイクロレンズ基板４００を形成することもできる。なお、図２１は、本発明の第４の実施の形態のマイクロレンズ基板４００を模式的に示す断面図である。図２２は、図２１に示すマイクロレンズ基板４００を模式的に示す平面図である。なお、図２１は、図２２のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【００９２】
具体的には、堰き止め部材２０は、直線状の格子状に形成されている。堰き止め部材２０は、複数の単位格子から構成されている。たとえば、図２２に示す例では、堰き止め部材２０は、４つの単位格子２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄから構成されている。各単位格子２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ内に、それぞれ土台部材１２および光学部材１４が形成されている。
【００９３】
なお、このマイクロレンズ基板４００においては、第１の実施の形態にかかる光学部品１００を含む場合について説明したが、この光学部品１００のかわりに、たとえば前述した第３の実施の形態にかかる光学部品３００を用いることもできる。図２３は、第３の実施の形態にかかる光学部品３００を含むマイクロレンズ基板４００を模式的に示す断面図である。
【００９４】
４−２．光学部品の製造方法
第４の実施の形態に係る光学部品４００は、前述の第１の実施の形態に係る光学部品１００の製造プロセスとほぼ同様の工程によって形成することができる。具体的には、複数の第１の実施の形態にかかる光学部材１００を配列させて形成する点を除いて、第１の実施の形態の光学部品１００の製造プロセスとほぼ同様の工程によって形成される。よって、詳しい説明は省略する。
【００９５】
４−３．作用・効果
本実施の形態に係る光学部品４００およびその製造方法は、第１の実施の形態に係る光学部品１００およびその製造方法と実質的に同じ作用および効果を有する。
【００９６】
５．第５の実施の形態
５−１．面発光型半導体レーザの構造
図２４は、本発明の第５の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザ（以下、「面発光レーザ」ともいう）５００を模式的に示す断面図である。図２５は、図２４に示す面発光レーザを模式的に示す平面図である。なお、図２４は、図２５のＡ−Ａ線に沿った断面を模式的に示す図である。
【００９７】
面発光レーザ５００は、図２４に示すように、ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１０１と、半導体基板１０１上に形成された共振器１４０と、第１電極１０７と、第２電極１０９と、光学部材１０４と、埋め込み部材３０と、を含む。
【００９８】
共振器１４０には柱状部１３０が形成されている。ここで、柱状部１３０とは、共振器１４０の一部であって、少なくとも後述する第２ミラー１０４を含む柱状の半導体堆積体をいう。この柱状部１３０は埋め込み絶縁層１０６で埋め込まれている。すなわち、柱状部１３０の側面は埋め込み絶縁層１０６で取り囲まれている。また、柱状部１３０および埋め込み絶縁層１０６の上には第１電極１０７が形成されている。
【００９９】
共振器１４０は、例えば、ｎ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｎ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの分布反射型多層膜ミラー（以下、「第１ミラー」という）１０２、ＧａＡｓウエル層とＡｌ０．３Ｇａ０．７Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３層で構成される量子井戸構造を含む活性層１０３、およびｐ型Ａｌ０．９Ｇａ０．１Ａｓ層とｐ型Ａｌ０．１５Ｇａ０．８５Ａｓ層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、「第２ミラー」という）１０４が順次積層されて構成されている。なお、第１ミラー１０２、活性層１０３、および第２ミラー１０４を構成する各層の組成および層数はこれに限定されるわけではない。
【０１００】
第２ミラー１０４は、例えばＣがドーピングされることによりｐ型にされ、第１ミラー１０２は、例えばＳｉがドーピングされることによりｎ型にされている。したがって、第２ミラー１０４、不純物がドーピングされていない活性層１０３、および第１ミラー１０２により、ｐｉｎダイオードが形成される。
【０１０１】
また、共振器１４０のうち出射面１０８の上方から第１ミラー１０２の途中にかけての部分が、出射面１０８の上方から見て円形の形状にエッチングされて、柱状部１３０が形成されている（図２４参照）。なお、本実施の形態では、柱状部１３０の平面形状を円形としたが、この形状は任意の形状をとることが可能である。
【０１０２】
さらに、第２ミラー１０４を構成する層のうち活性層１０３に近い領域に、酸化アルミニウムからなる電流狭窄層１０５が形成されている。この電流狭窄層１０５は、リング状に形成されている。すなわち、この電流狭窄層１０５は、図２４におけるＸ−Ｙ平面に平行な面で切断した場合における断面が同心円状である。
【０１０３】
また、本実施の形態に係る面発光レーザ５００においては、柱状部１３０の側面に、埋め込み絶縁層１０６が形成されている。埋め込み絶縁層１０６は、ポリイミド樹脂、フッ素系樹脂、アクリル樹脂、またはエポキシ樹脂からなるのが望ましく、特に、加工の容易性や絶縁性の観点から、ポリイミド樹脂またはフッ素系樹脂からなるのが望ましい。
【０１０４】
また、柱状部１３０および埋め込み絶縁層１０６の上面１０６ａには、第１電極１０７が形成されている。第１電極１０７は段差を有する。具体的には、第１電極１０７は、図２４に示すように、主として柱状部１３０上に形成された上段部１０７ａと、主として埋め込み絶縁１０６上に形成された下段部１０７ｂと、を有する。
【０１０５】
さらに、柱状部１３０上面の中央部には、第１電極１０７が形成されていない部分（開口部）が設けられている。この部分の底面が出射面１０８であり、レーザ光の出射口となる。第１電極１０７は、例えばＡｕとＺｎの合金とＡｕとの積層膜からなる。
【０１０６】
さらに、半導体基板１０１の裏面には、第２電極１０９が形成されている。すなわち、面発光レーザ５００では、図２４に示すように、柱状部１３０上で第１電極１０７と接合し、かつ、半導体基板１０１の裏面１０１ｂで第２電極１０９と接合している。この第１電極１０７および第２電極１０９によって活性層１０３に電流が注入される。第２電極１０９は、例えばＡｕとＧｅの合金とＡｕとの積層膜からなる。なお、第１および第２電極１０７，１０９を形成するための材料は、前述したものに限定されるわけではなく、例えばＴｉやＰｔなどの金属やこれらの合金などが利用可能である。
【０１０７】
光学部材１４は、第１電極１０７の上段部１０７ａ上に形成されている。光学部材１４は、例えば、入射した光を集光、偏向、または分光する機能を有することができる。光学部材１４は、その用途および機能に応じた立体形状を有する。図示の例においては、光学部材１４の立体形状は球の一部を切り取った形状である。
【０１０８】
埋め込み部材３０は、第１電極１０７の下段部１０７ｂに形成されている。埋め込み部材３０は、少なくとも第１電極１０７の上段部１０７ａと光学部材１４との接合部１２ｂを埋め込んでいる。その結果、第１電極１０７と光学部材１４との接合強度を、埋め込み部材３０を有しない場合に比べ、向上させることができる。なお、第１電極１０７または光学部材１４と埋め込み部材３０との接触面積が大きいほど、第１電極１０７と光学部材１４との接合強度は大きくなる。
【０１０９】
５−２．面発光型半導体レーザの製造方法
次に、本発明を適用した第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザ５００の製造方法の一例について、図２６〜図３４を用いて述べる。図２６〜図３４は、図２４および図２５に示す本実施の形態の面発光型半導体レーザ５００の一製造工程を模式的に示す断面図であり、それぞれ図２４に示す断面に対応している。
【０１１０】
（１）まず、ｎ型ＧａＡｓからなる半導体基板１０１の表面に、組成を変調させながらエピタキシャル成長させることにより、図２６に示すように、半導体多層膜１５０を形成する。ここで、半導体多層膜１５０は、たとえばｎ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とｎ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した４０ペアの第１ミラー１０２と、ＧａＡｓウエル層とＡｌ0.3Ｇａ0.7Ａｓバリア層からなり、ウエル層が３層で構成される量子井戸構造を含む活性層１０３と、ｐ型Ａｌ0.9Ｇａ0.1Ａｓ層とｐ型Ａｌ0.15Ｇａ0.85Ａｓ層とを交互に積層した２５ペアの第２ミラー１０４とからなる。これらの層を順に半導体基板１０１上に積層させることにより、半導体多層膜１５０が形成される。
【０１１１】
なお、第２ミラー１０４を成長させる際に、活性層１０３近傍の少なくとも１層を、後に酸化されて電極狭窄用の絶縁層１０５となるＡｌＡｓ層またはＡｌＧａＡｓ層に形成することができる。この絶縁層１０５となるＡｌＧａＡｓ層のＡｌ組成は、０．９５以上である。また、第２ミラー１０４の最表面の層は、キャリア密度を高くし、電極（第１電極１０７）とのオーミック接触をとりやすくしておくのが望ましい。
【０１１２】
エピタキシャル成長を行う際の温度は、成長方法や原料、半導体基板１０１の種類、あるいは形成する半導体多層膜１５０の種類、厚さ、およびキャリア密度によって適宜決定されるが、一般に、４５０℃〜８００℃であるのが好ましい。また、エピタキシャル成長を行う際の所要時間も、温度と同様に適宜決定される。また、エピタキシャル成長させる方法としては、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法や、ＭＢＥ（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法、あるいはＬＰＥ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法などを用いることができる。
【０１１３】
続いて、半導体多層膜１５０上に、レジストを塗布した後リソグラフィ法により該レジストをパターニングすることにより、図２７に示すように、所定のパターンのレジスト層Ｒ１００を形成する。レジスト層Ｒ１００は、柱状部１３０（図２４および図２５参照）の形成予定領域の上方に形成する。次いで、このレジスト層Ｒ１００をマスクとして、たとえばドライエッチング法により、第２ミラー１０４、活性層１０３、および第１ミラー１０２の一部をエッチングして、図２７に示すように、柱状の半導体堆積体（柱状部）１３０を形成する。その後、レジスト層Ｒ１００を除去する。
【０１１４】
続いて、図２８に示すように、たとえば４００℃程度の水蒸気雰囲気中に、上記工程によって柱状部１３０が形成された半導体基板１０１を投入することにより、前述の第２ミラー１０４中のＡｌ組成が高い層（Ａｌ組成が０．９５以上の層）を側面から酸化して、電流狭窄用の絶縁層１０５を形成する。酸化レートは、炉の温度、水蒸気の供給量、酸化すべき層のＡｌ組成および膜厚に依存する。
【０１１５】
（２）次いで、図２９に示すように、柱状部１３０、すなわち第１ミラー１０２の一部、活性層１０３、および第２ミラー１０４を取り囲む埋め込み絶縁層１０６を形成する。
【０１１６】
ここでは、埋め込み絶縁層１０６を形成するための材料として、ポリイミド樹脂を用いた場合について述べる。まず、たとえばスピンコート法を用いて前駆体（ポリイミド前駆体）を、柱状部１３０を有する半導体基板１０１上に塗布して、前駆体層を形成する。この際、前記前駆体層の膜厚が柱状部１３０の高さより大きくなるように形成する。なお、前記前駆体層の形成方法としては、前述したスピンコート法のほか、ディッピング法、スプレーコート法、液滴吐出法等の公知技術が利用できる。
【０１１７】
次いで、この半導体基板１０１を、たとえばホットプレート等を用いて加熱して溶媒を除去した後、たとえば３５０℃程度の炉に入れて、前駆体層をイミド化させることにより、ほぼ完全に硬化したポリイミド樹脂層を形成する。続いて、図２９に示すように、柱状部１３０の上面１３０ａを露出させて、埋め込み絶縁層１０６を形成する。この際、埋め込み絶縁層１０６の膜厚が柱状部１３０の高さより小さくなるように形成する。柱状部１３０の上面１３０ａを露出させる方法としては、ドライエッチング法、ウェットエッチング法などが利用できる。また、感光性を有する樹脂で埋め込み絶縁層１０６を形成することもできる。埋め込み絶縁層１０６は、必要に応じてリソグラフィーなどによってパターニングすることができる。
【０１１８】
（３）次に、活性層１０３に電流を注入するための第１電極１０７、第２電極１０９およびレーザ光の出射面１０８（図２４および図２５参照）を形成する工程について述べる。
【０１１９】
まず、第１電極１０７および第２電極１０９を形成する前に、必要に応じて、プラズマ処理法等を用いて、柱状部１３０および半導体基板１０１の露出している上面を洗浄する。これにより、より安定した特性の素子を形成することができる。つづいて、図３０に示すように、たとえば真空蒸着法により埋め込み絶縁層１０６および柱状部１３０の上面に、たとえばＡｕとＺｎの合金とＡｕとの積層膜を形成した後、リフトオフ法により、柱状部１３０の上面に、前記積層膜が形成されていない部分を形成する。この部分が出射面１０８となる。この際、上述したように埋め込み絶縁層１０６の膜厚が柱状部１３０の高さより小さいため、積層膜には段差が形成される。言い換えるならば、積層膜は上段部と下段部とを有する。この積層膜の上段部および下段部が、図３０に示すように、後に第１電極１０７の上段部１０７ａおよび下段部１０７ｂとなる。なお、前記工程において、リフトオフ法のかわりに、ドライエッチング法あるいはウェットエッチング法を用いることもできる。
【０１２０】
また、半導体基板１０１の露出している面に、たとえば真空蒸着法により、たとえばＡｕとＧｅの合金とＡｕとの積層膜を形成する。次いで、アニール処理する。アニール処理の温度は電極材料に依存する。本実施の形態で用いた電極材料の場合は、通常４００℃前後で行う。以上の工程により、第１電極１０７および第２電極１０９が形成される。上述したように、第１電極１０７は、上段部１０７ａと下段部１０７ｂとを有するように形成されている。
【０１２１】
なお、第１電極１０７の露出面上に、後述する液滴３０ｂに対して撥液性を有する撥液膜をコーティングすることによって、後述する埋め込み部材前駆体３０ａ（図３３および図３４参照）を形成する工程において、埋め込み部材前駆体３０ａの流出を、より効果的に堰き止めることができる。
【０１２２】
（４）次いで、光学部材前駆体１４ａを形成する。具体的には、図３１に示すように、出射面１０８に対して、光学部材１４を形成するための液体材料の液滴１４ｂを吐出して、光学部材前駆体１４ａを形成する。光学部材前駆体１４ａのより具体的な形成方法は、第１の実施の形態で説明した方法と同様であるので詳細な説明を省略する。
【０１２３】
（５）次いで、光学部材前駆体１４ａを硬化させて、光学部材１４を形成する。具体的には、図３２に示すように、光学部材前駆体１４ａに対して、熱または光等のエネルギー１５を付与する。光学部材１４のより具体的な形成方法は、第１の実施の形態で説明した方法と同様であるので詳細な説明を省略する。
【０１２４】
（６）次いで、埋め込み部材前駆体３０ａを形成する。具体的には、図３３に示すように、第１電極１０７の下段部１０７ｂの上面に対して、埋め込み部材３０を形成するための液体材料の液滴３０ｂを滴下して、埋め込み部材前駆体３０ａを形成する。埋め込み部材前駆体３０ａのより具体的な形成方法は、第１の実施の形態で説明した方法と同様であるので詳細な説明を省略する。
【０１２５】
なお、液滴３０ｂの滴下は、図３４に示すように、埋め込み部材前駆体３０ａが少なくとも第１電極１０７の上段部１０７ａと光学部材１４との接合部１２ｂを埋め込むまで続けられる。このとき第１電極１０７の下段部１０７ｂの角部２０ａ（図３４参照）によって、液滴３０ｂの流出を堰き止めることができる。
【０１２６】
（７）次いで、埋め込み部材前駆体３０ａを硬化させて、埋め込み部材３０を形成する。具体的には、図３４に示すように、埋め込み部材前駆体３０ａに対して、熱または光等のエネルギー１５を付与する。埋め込み部材３０のより具体的な形成方法は、第１の実施の形態で説明した方法と同様であるので詳細な説明を省略する。
【０１２７】
以上のプロセスにより、図２４および図２５に示す面発光型半導体レーザ５００が得られる。
【０１２８】
５−３．作用・効果
本実施の形態に係る面発光型半導体レーザ５００およびその製造方法は、以下に示す作用効果を有する。
【０１２９】
第１に、光学部材１４の大きさおよび形状を厳密に制御することができる。すなわち、図３１に示すように、光学部材前駆体１４ａは、表面張力の関係で第１電極１０７の上段部１０７ａの上面上に形成されやすい。このため、光学部材前駆体１４ａを形成するための液滴の量、光学部材前駆体１４ａの表面張力、あるいは第１電極１０７の上段部１０７の上面に対する光学部材前駆体１４ａの濡れ性などを調整することによって、光学部材前駆体１４ａの形状を制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する光学部材１４を得ることができる。
【０１３０】
第２に、光学部材１４の設置位置を厳密に制御することができる。前述したように、光学部材１４は、第１電極１０７の上段部１０７ａの上面に対して液滴１４ｂを吐出して、光学部材前駆体１４ａを形成した後、光学部材前駆体１４ａを硬化させることにより形成される。一般に、吐出された液滴の着弾位置を厳密に制御するのは難しい。しかしながら、この方法によれば、特に位置合わせを行なうことなく第１電極１０７の上段部１０７ａの上面上に光学部材１４を形成することができる。すなわち、第１電極１０７の上段部１０７ａの上面上に単に液滴１４ｂを吐出することによって、位置合わせを行なうことなく光学部材前駆体１４ａを形成することができる。言い換えれば、第１電極１０７の上段部１０７ａを形成する際のアライメント精度にて光学部材１４を形成することができる。これにより、設置位置が制御された光学部材１４を簡易に得ることができる。
【０１３１】
第３に、第１電極１０７の上段部１０７ａと光学部材１４との接合部１２ｂが埋め込み部材３０によって埋め込まれていることにより、埋め込み部材３０を有しない場合に比べ、第１電極１０７と光学部材１４との接合強度を向上させることができる。すなわち、埋め込み部材３０を有しない場合には、光学部材１４が第１電極１０７から剥離しやすい場合があるが、本実施の形態にかかる面発光型半導体レーザ５００は埋め込み部材３０を有するため、光学部材１４が第１電極１０７から剥離するのを防止することができる。
【０１３２】
埋め込み部材３０は、第１電極１０７および光学部材１４と接しており、これらとの接触面積を大きくすることにより、埋め込み部材３０と、第１電極１０７および光学部材１４との接合強度を大きくすることができる。このことはすなわち、第１電極１０７と光学部材１４との接合強度を向上させることができることを意味する。
【０１３３】
第４に、埋め込み部材３０の大きさおよび形状を厳密に制御することができる。すなわち、図３３〜図３４に示すように、埋め込み部材前駆体３０ａを形成する工程において、第１電極１０７の下段部１０７ｂの角部２０ａによって埋め込み部材前駆体３０ａの流出を堰き止めることができる。このため、埋め込み部材前駆体３０ａを形成するための液滴の量、第１電極１０７の形状または材質などを調整することによって、埋め込み部材前駆体３０ａの形状を制御することができる。これにより、所望の形状および大きさを有する埋め込み部材３０を得ることができる。
【０１３４】
第５に、埋め込み部材３０の設置位置を厳密に制御することができる。埋め込み部材３０は、第１電極１０７の下段部１０７ｂの上面に対して液滴３０ｂを吐出して、埋め込み部材前駆体３０ａを形成した後、埋め込み部材前駆体３０ａを硬化させることにより形成される。前述したように、一般に、吐出された液滴の着弾位置を厳密に制御するのは難しい。しかしながら、この方法によれば、特に位置合わせを行なうことなく第１電極１０７の下段部１０７ｂの上面上に埋め込み部材３０を形成することができる。すなわち、第１電極１０７の下段部１０７ｂの上面上に単に液滴３０ｂを吐出することによって、位置合わせを行なうことなく埋め込み部材前駆体３０ａを形成することができる。言い換えれば、第１電極１０７を形成する際のアライメント精度にて埋め込み部材３０を形成することができる。これにより、設置位置が制御された埋め込み部材３０を簡易に得ることができる。
【０１３５】
第６に、第１電極１０７の上段部１０７ａの上面の形状を設定することによって、光学部材１４の形状を設定することができる。すなわち、第１電極１０７の上段部１０７ａの上面の形状を適宜選択することによって、所定の機能を有する光学部材１４を形成することができる。したがって、第１電極１０７の上段部１０７ａの上面の形状を変えることによって、異なる機能を有する光学部材１４を、同一の半導体基板１０１上に複数配置された面発光型半導体レーザ５００ごとに設置することもできる。
【０１３６】
以上、本発明の好適な実施の形態について述べたが、本発明はこれらに限定されず、各種の態様を取りうる。たとえば、第５の実施の形態にかかる面発光型半導体レーザ５００は、第１の実施の形態にかかる光学部品１００と同様に、柱状部１３０の上、あるいは柱状部１３０および第１電極１０７の上に土台部材１２を形成し、その土台部材１２上に光学部材１４を形成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】第１の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図。
【図２】第１の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す平面図。
【図３】第１の実施の形態に係る光学部品の製造方法を示す断面図。
【図４】第１の実施の形態に係る光学部品の製造方法を示す断面図。
【図５】第１の実施の形態に係る光学部品の製造方法を示す断面図。
【図６】第１の実施の形態に係る光学部品の製造方法を示す断面図。
【図７】第１の実施の形態に係る光学部品の製造方法を示す断面図。
【図８】第１の実施の形態に係る光学部品の製造方法を示す平面図。
【図９】第１の実施の形態に係る光学部品の製造方法を示す平面図。
【図１０】第１の実施の形態に係る光学部品の製造方法を示す平面図。
【図１１】第１の実施の形態に係る光学部品の製造方法を示す平面図。
【図１２】第１の実施の形態に係る光学部品の製造方法を示す断面図。
【図１３】第２の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図。
【図１４】第２の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す平面図。
【図１５】第３の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図。
【図１６】第３の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す平面図。
【図１７】第４の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図。
【図１８】第４の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す平面図。
【図１９】第４の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図。
【図２０】第４の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図。
【図２１】第４の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図。
【図２２】第４の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す平面図。
【図２３】第４の実施の形態に係る光学部品を模式的に示す断面図。
【図２４】第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザを模式的に示す断面図。
【図２５】第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザを模式的に示す平面図。
【図２６】第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの製造方法を示す断面図。
【図２７】第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの製造方法を示す断面図。
【図２８】第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの製造方法を示す断面図。
【図２９】第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの製造方法を示す断面図。
【図３０】第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの製造方法を示す断面図。
【図３１】第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの製造方法を示す断面図。
【図３２】第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの製造方法を示す断面図。
【図３３】第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの製造方法を示す断面図。
【図３４】第５の実施の形態に係る面発光型半導体レーザの製造方法を示す断面図。
【符号の説明】
【０１３８】
１０  基体、１２  土台部材、１４  光学部材、１５  エネルギー、２０  堰き止め部材、２２  凹部、３０  埋め込み部材、３１  第１液滴、３２  第２液滴、３３  第３液滴、３４  第４液滴、３５  液滴、１００  光学部品、１０１  半導体基板、１０２  第１ミラー、１０３  活性層、１０４  第２ミラー、１０５  絶縁層、１０６  埋め込み絶縁層、１０７  第１電極、１０８  出射面、１０９  第２電極、１１０  基体、１３０  柱状部、１４０  垂直共振器、１５０  半導体多層膜、２００  光学部品、３００  光学部品、４００  光学部品、５００  面発光型半導体レーザ
【図１】
2005181416.tif 000003
【図２】
2005181416.tif 000004
【図３】
2005181416.tif 000005
【図４】
2005181416.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005181416.tif 000009
【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2005181416.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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