(57)【要約】【課題】共振波長と異物や凹凸の有無や大きさを略同時に測定することのできるエピタキシャル基板の測定方法を提供する。【解決手段】活性層と、前記活性層の上下に設けられた上部ＤＢＲ及び下部ＤＢＲとにより、共振器構造が形成されているエピタキシャル基板に、前記活性層を励起する波長のレーザ光を照射する工程と、前記レーザ光を照射することにより励起された前記活性層から発せられたフォトルミネッセンス光を測定する工程と、前記フォトルミネッセンス光のピークを検出することにより、前記エピタキシャル基板の共振器構造の共振波長を検出する工程と、前記レーザ光を照射することにより生じた前記エピタキシャル基板からの散乱光を検出し、前記散乱光の強度に基づき前記エピタキシャル基板の表面の異物または凹凸の有無または大きさを推定する工程と、を有することを特徴とするエピタキシャル基板の測定方法を提供することにより上記課題を解決する。【選択図】  図３
2013041932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
活性層と、前記活性層の上下に設けられた上部ＤＢＲ及び下部ＤＢＲとにより、共振器構造が形成されているエピタキシャル基板に、前記活性層を励起する波長のレーザ光を照射する工程と、
前記レーザ光を照射することにより励起された前記活性層から発せられたフォトルミネッセンス光を測定する工程と、
前記フォトルミネッセンス光のピークを検出することにより、前記エピタキシャル基板の共振器構造の共振波長を検出する工程と、
前記レーザ光を照射することにより生じた前記エピタキシャル基板からの散乱光を検出し、前記散乱光の強度に基づき前記エピタキシャル基板の表面の異物または凹凸の有無または大きさを推定する工程と、
を有することを特徴とするエピタキシャル基板の測定方法。
【請求項２】
前記レーザ光の波長は、前記共振器構造が形成されているエピタキシャル基板の反射スペクトルにおける高反射領域の波長よりも短い波長であることを特徴とする請求項１に記載のエピタキシャル基板の測定方法。
【請求項３】
前記エピタキシャル基板は、区分領域ごとに区分されており、
前記レーザ光の照射は、前記区分領域ごとに行なわれるものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のエピタキシャル基板の測定方法。
【請求項４】
基板上に、前記上部ＤＢＲ、前記活性層及び前記下部ＤＢＲをエピタキシャル成長させることによりエピタキシャル基板を形成する工程と、
請求項１から３のいずれかに記載の測定方法により、前記エピタキシャル基板を測定する工程と、
前記測定に基づき良品となるエピタキシャル基板に前記活性層に電流を注入し励起するための電極を形成する工程と、
を特徴とする面発光レーザの製造方法。
【請求項５】
活性層と、前記活性層の上下に設けられた上部ＤＢＲ及び下部ＤＢＲとにより、共振器構造が形成されているエピタキシャル基板にレーザ光を照射するためのレーザ光源と、
前記レーザ光を照射することにより励起された前記活性層から発せられたフォトルミネッセンス光を検出する第１の光検出器と、
前記レーザ光を照射することにより生じた前記エピタキシャル基板からの散乱光を検出する第２の光検出器と、
を有し、
前記第１の光検出器において検出されたフォトルミネッセンス光のピークを検出することにより、前記エピタキシャル基板の共振器構造の共振波長を検出し、
前記第２の光検出器により検出された散乱光の光強度に基づき、前記エピタキシャル基板の表面の異物または凹凸の有無または大きさを推定することを特徴とするエピタキシャル基板の測定装置。
【請求項６】
前記エピタキシャル基板は、２次元的に移動可能なステージに設置されており、
前記エピタキシャル基板は、区分領域ごとに区分されており、
前記レーザ光は、区分領域ごとに照射し、前記フォトルミネッセンス光及び前記散乱光を検出するものであることを特徴とする請求項５に記載のエピタキシャル基板の測定装置。
【請求項７】
前記第２の光検出器は、複数設けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載のエピタキシャル基板の測定装置。
【請求項８】
前記第１の光検出器と前記エピタキシャル基板との間には、光を波長ごとに分光する分光器が設けられていることを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載のエピタキシャル基板の測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エピタキシャル基板の測定方法、面発光レーザの製造方法及びエピタキシャル基板の測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ；Vertical Cavity Surface Emitting LASER）は、基板に対し、垂直方向に光を出射する半導体レーザであり、端面発光レーザに比べて低コストで高性能であること、さらにはアレイ化が容易であることという特徴を有している。このため、光インターコネクション等の光通信の光源、光ピックアップ用の光源、レーザプリンタ等の画像形成装置の光源等としての検討が行われており、一部において実用化がなされている。
【０００３】
ところで、面発光レーザの特性を左右する重要な設計パラメータとして、面発光レーザの発振波長と活性層の利得ピーク波長との差（デチューニング）がある。面発光レーザの発振波長は、共振器と共振器を挟む多層膜反射鏡（ＤＢＲ）、即ち、上部ＤＢＲ、下部ＤＢＲにより決定されるものであり、この波長は共振ピーク波長と呼ばれる。この共振ピーク波長により、面発光レーザの発振波長が定まることから、非常に重要なパラメータである。よって、面発光レーザを製造する際、具体的には、面発光レーザを形成するための半導体層を膜成長させた後に必ず測定を行なう必要がある。
【０００４】
このような共振ピーク波長（本願において、共振波長と記載する場合がある）の測定は、通常、半導体基板上に面発光レーザを形成するための半導体層をエピタキシャル成長させた基板であるエピタキシャル基板（エピタキシャルウエハ）の光の反射スペクトルを測定することにより求めることができる。エピタキシャル基板に形成されているＶＣＳＥＬ構造の光反射スペクトルでは、ストップバンド幅と呼ばれるＤＢＲの高反射帯域が測定され、この高反射帯域の略中央には共振によるディップ（反射率が少し低下する部分）が測定される。このディップの先端が共振ピーク波長となる。
【０００５】
ここで、エピタキシャル基板におけるＶＣＳＥＬ構造の活性層のフォトルミネッセンス（ＰＬ：Photoluminescence）スペクトルを、ＤＢＲを介して測定すると、面発光レーザを形成するための半導体層による共振器構造の影響を受けて、ＰＬスペクトルは、共振ピーク波長と同じ波長がピークとなる。即ち、エピタキシャル基板におけるＶＣＳＥＬ構造のＰＬ波長を測定することにより、共振ピーク波長の測定を行なうことができる。
【０００６】
一方、面発光レーザは、半導体プロセスを用いて作製されるが、この際、エピタキシャル基板等の基板の表面に付着している異物や凹凸等の大きさや個数等を測定し評価することも重要である。このため、通常は、表面異物測定装置等を用いて、エピタキシャル基板等の基板ごとに異物の個数と大きさの測定を行ない、評価することにより、基板ごとにプロセス投入の可否が判断されている。この表面測定装置は、例えば、レーザ光を基板の表面に照射し、表面からの散乱光の角度や強度に基づき、基板の表面における異物の大きさや個数等を測定するものがある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これまでは、エピタキシャル基板に形成されたＶＣＳＥＬ構造の共振ピーク波長の測定は、共振ピーク波長を測定するための専用の測定装置により測定し、基板の表面における異物の大きさや個数等は、表面における異物や凹凸等の大きさや個数等を測定するための専用の測定装置により測定していた。このため、これらの測定には、２つの専用の測定装置が必要となり、また、各々測定を行なうことが必要となる。
【０００８】
従って、各々の測定装置間においてエピタキシャル基板を移動する必要があり、エピタキシャル基板に異物等が付着する可能性が増加し、各々の測定を行なうため時間を要し面発光レーザの製造コストが増加してしまうといった問題点を有していた。また、各々の装置コストや各々の測定装置を設置するための専用のスペースを要するといった問題も有していた。
【０００９】
本発明は、このような状況に鑑みなされたものであり、１つの装置により、ＶＣＳＥＬ構造の形成されているエピタキシャル基板の共振波長と異物や凹凸等の大きさ等を同時に測定することのできるエピタキシャル基板の測定方法、面発光レーザの製造方法及びエピタキシャル基板の測定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、活性層と、前記活性層の上下に設けられた上部ＤＢＲ及び下部ＤＢＲとにより、共振器構造が形成されているエピタキシャル基板に、前記活性層を励起する波長のレーザ光を照射する工程と、前記レーザ光を照射することにより励起された前記活性層から発せられたフォトルミネッセンス光を測定する工程と、前記フォトルミネッセンス光のピークを検出することにより、前記エピタキシャル基板の共振器構造の共振波長を検出する工程と、前記レーザ光を照射することにより生じた前記エピタキシャル基板からの散乱光を検出し、前記散乱光の強度に基づき前記エピタキシャル基板の表面の異物または凹凸の有無または大きさを推定する工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、活性層と、前記活性層の上下に設けられた上部ＤＢＲ及び下部ＤＢＲとにより、共振器構造が形成されているエピタキシャル基板にレーザ光を照射するためのレーザ光源と、前記レーザ光を照射することにより励起された前記活性層から発せられたフォトルミネッセンス光を検出する第１の光検出器と、前記レーザ光を照射することにより生じた前記エピタキシャル基板からの散乱光を検出する第２の光検出器と、を有し、前記第１の光検出器において検出されたフォトルミネッセンス光のピークを検出することにより、前記エピタキシャル基板の共振器構造の共振波長を検出し、前記第２の光検出器により検出された散乱光の光強度に基づき、前記エピタキシャル基板の表面の異物または凹凸の有無または大きさを推定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１つの装置により、ＶＣＳＥＬ構造の形成されているエピタキシャル基板の共振波長と異物や凹凸等の大きさ等を同時に測定することのできるエピタキシャル基板の測定方法、面発光レーザの製造方法及びエピタキシャル基板の測定装置を提供することができる。これにより、測定装置間におけるエピタキシャル基板の移動を減らすことができ、エピタキシャル基板に異物が付着する可能性を減らすことができる。よって、低コストで信頼性の高い面発光レーザの製造を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】エピタキシャル基板における反射スペクトル
【図２】異物径と散乱光強度との相関図
【図３】第１の実施の形態におけるエピタキシャル基板の測定装置の構造図
【図４】第２の実施の形態におけるエピタキシャル基板の測定方法のフローチャート
【図５】測定されるエピタキシャル基板の説明図
【図６】第３の実施の形態におけるエピタキシャル基板の測定装置の構造図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態について説明する尚、同じ部材等については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００１５】
〔第１の実施の形態〕
（共振波長の測定）
最初に、面発光レーザとなるエピタキシャル基板に形成されるＶＣＳＥＬ構造の反射スペクトル、共振波長、活性層のＰＬ波長の関係について説明する。面発光レーザは、通常、活性層の上下に各々上部ＤＢＲ及び下部ＤＢＲが設けられており、活性層を含んだ領域を共振器領域とする共振器構造が形成されている。このようなＶＣＳＥＬ構造が形成されたエピタキシャル基板の表面に光を照射し、エピタキシャル基板の表面からの反射光を計測することにより、図１に示すような反射スペクトルを得ることができる。図１に示されるように、高反射率の波長帯域（高反射帯域）Ａの略中央において、反射率が急激に低下する波長λｏがあり、この波長λｏが共振波長である。この波長λｏである共振波長は、上部ＤＢＲ及び下部ＤＢＲ、共振器領域の膜厚の制御等により、所定の範囲内で、任意に設定することができる。
【００１６】
ここで、高反射帯域Ａより短い波長となる波長λｂのレーザ光をこのＶＣＳＥＬ構造が形成されたエピタキシャル基板に照射すると、波長λｂにおける反射率は非常に低いため、活性層まで励起光となる波長λｂの光を十分に入射させることができ、活性層を励起することができる。尚、活性層を励起するためには、活性層を形成している半導体材料のバンドギャップよりもエネルギーの高い光、即ち、波長の短い光を入射させる必要がある。よって、高反射帯域Ａより長い波長の光では、活性層に光を入射することはできても、活性層を励起させることはできない。
【００１７】
尚、活性層は、励起された活性層からの発光のピークが、高反射帯域Ａの範囲内に存在するように形成されており、これにより、垂直方向のレーザ発振、即ち、面発光レーザ発振が可能となっている。また、励起された活性層からの光は、ＶＣＳＥＬ構造により共振器構造が形成されているため、共振により共振波長である波長λｏの光が外部に出射される。
【００１８】
このため、ＶＣＳＥＬ構造が形成されたエピタキシャル基板からのＰＬ光について、波長と強度の関係について測定を行なうと、高反射帯域Ａの範囲内では、共振波長に一致する波長λｏの光においてのみ発光が観測される。即ち、このような測定により観測される波長の光は共振波長の光であり、これによりエピタキシャル基板に形成されるＶＣＳＥＬ構造の共振波長を測定することができる。
【００１９】
（異物等の測定）
次に、エピタキシャル基板等の基板の表面に付着している異物等の測定について説明する。通常、基板の表面に付着している異物等を測定する場合には異物測定装置が用いられる。このような異物測定装置は、基板の表面にレーザ光を一定スポット径（本実施の形態においては、０．５ｍｍ）以下に絞り込み照射する。基板の表面において、レーザ光が照射された領域に異物や凹凸等が存在していない場合には、基板からは正反射した正反射光のみが検出され、周辺に散乱される散乱光は殆ど検出されない。これに対し、基板の表面において、レーザ光が照射された領域に異物や凹凸等が存在している場合には、散乱光が発生するため散乱光が検出される。この散乱光は、異物や凹凸等の大きさに応じて強度が変化し、大きな異物や凹凸等が存在している場合には、散乱光の強度は強くなる。この散乱光は、正反射光が入射しない位置にフォトダイオード等の光検出器を設置し、この光検出器により検出することができる。
【００２０】
図２に示されるように、異物等が一定形状であるものと仮定すると、異物の大きさ（異物径）と散乱光の強度（散乱光強度）とは、略正比例の関係にある。このことは経験的にも確認されており、基板等の表面に凹凸等が形成されている場合においても同様である。このため、散乱光を検出することにより、基板の表面において、レーザ光の照射された領域内に、異物や凹凸等が存在しているか否かを知ることができ、更には、散乱光の強度に基づき異物や凹凸等の大きさを知ることができる。尚、散乱光を検出するためのフォトダイオードを１つだけでなく、散乱角度の異なる位置に複数設けることにより、検出精度を向上させることも可能である。また、フォトダイオードに代えて、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等を用いてもよい。
【００２１】
（測定方法及び測定装置）
ところで、共振波長の測定と異物等の測定は、ともに基板にレーザ光を照射することにより行なわれる。よって、ＶＣＳＥＬ構造が形成されているエピタキシャル基板に、共振波長を測定するための波長のレーザ光を照射することにより、共振波長の測定と異物等の測定とを同時に行なうことが可能である。
【００２２】
これにより、共振波長の測定と異物等の測定に要する時間を短縮することができ、更には、面発光レーザの製造に要する時間を短縮することができる。また、共振波長の測定と異物等の測定を１台の測定装置により行なうことができる。よって、面発光レーザの製造コスト等を低減することができ、また、測定装置間においてエピタキシャル基板を移動させる頻度を減らすことができるため、エピタキシャル基板に異物等の付着する可能性を低減することができ、面発光レーザの歩留りを向上させることができる。
【００２３】
本実施の形態では、測定対象となるエピタキシャル基板の表面の測定範囲において、所定の区分領域ごとに区分し、区分領域ごとに順次測定を行なう。例えば、区分領域は、縦横０．５ｍｍピッチのマス目状の区分領域に区分する。エピタキシャル基板の測定は、各々の区分領域の中心位置にレーザ光を照射し、活性層が励起されることにより発せられた光を検出することにより共振波長を測定し、エピタキシャル基板からの散乱光を検出することにより、異物や凹凸等の有無や大きさ等を測定する。これにより、共振波長の測定と異物等の測定とを同時に行なうことができる。
【００２４】
このようにして、縦横０．５ｍｍのピッチで区分された区分領域における共振波長と異物や凹凸等の有無や大きさ等のデータを得ることができ、この測定を区部領域ごとに順次行なうことにより、測定範囲における共振波長と異物や凹凸等の有無や大きさ等のデータを得ることができる。このように得られた測定データは測定装置に接続された表示画面に表示させることにより、測定範囲における共振波長の面内分布と、異物や凹凸等の有無や大きさ等を同時に表示させることができ、エピタキシャル基板における共振波長の測定と異物等の測定とを同時に行い評価することができる。
【００２５】
以上のように本実施の形態では、１つの測定装置により、エピタキシャル基板における共振波長の測定と異物等の測定とを同時に行なうことができるため、測定装置のコスト及び測定時間を短縮することができ、製造される面発光レーザのコストを低くすることができる。
【００２６】
（測定装置）
次に、図３に基づき本実施の形態における測定装置について説明する。本実施の形態における測定装置は、エピタキシャル基板１０において共振波長と異物や凹凸等の有無や大きさ等の測定を行なうものであり、ステージ２０、ステージコントローラ２１、位置コントローラ２２、レーザ光源３０、ビームスプリッタ３１、集光レンズ３２、分光器３３、光源モニタ用光検出器３５、第１の光検出器４１、第２の光検出器４２、Ａ／Ｄ変換器５１及び５２、コンピュータ６０、表示部６１等を有している。尚、光源モニタ用光検出器３５、第１の光検出器４１、第２の光検出器４２は、フォトディテクタとなるフォトダイオード（ＰＤ）等により形成されている。
【００２７】
ステージ２０は、エピタキシャル基板１０を設置するものであり、ステージコントローラ２１により、エピタキシャル基板１０の表面の所望の領域にレーザ光源３０からの光を照射することができるよう２次元方向に移動させることができるものである。ステージコントローラ２１は、位置コントローラ２２と接続されており、更に、位置コントローラ２２はコンピュータ６０と接続されている。よって、コンピュータ６０による制御により、位置コントローラ２２及びステージコントローラ２１を介し、ステージ２０を所定の位置に移動させることができる。
【００２８】
レーザ光源３０は、エピタキシャル基板１０における反射スペクトルの高反射帯域よりも、波長の短いレーザ光を出射することができる。例えば、７８０ｎｍ帯の面発光レーザを作製する場合には、レーザ光源３０として、赤色帯の半導体レーザを用いてもよく、更に、より短波長のＹＡＧレーザ等を用いてもよい。エピタキシャル基板１０における反射スペクトルの高反射帯域よりも短い波長であれば、任意の波長のレーザ光源を用いることができる。また、レーザ光源３０からのレーザ光は、エピタキシャル基板１０の表面等における異物や凹凸等の検出にも用いるものであるため、レーザ光源３０から出射されるレーザ光の出力は高いものであることが好ましい。
【００２９】
また、図１に示されるように、高反射帯域Ａよりも短い波長においては、ＶＣＳＥＬ構造の形成されているエピタキシャル基板からの反射率は一様ではなく、反射率が高くなる波長と低くなる波長とがある。この反射率の変化は、ＶＣＳＥＬ構造を形成している半導体層の膜厚等に依存するものであるため、エピタキシャル基板の面内において必ずしも一様ではない。即ち、同じ波長λｂのレーザ光をエピタキシャル基板に照射した場合であっても、活性層に到達するレーザ光の強度は、面内において必ずしも同じではない。従って、励起された活性層から発せられるＰＬ光の強度も変動しうる。しかしながら、本実施の形態では、共振波長を測定するものであるため、ＰＬ光の発光強度が変動していても問題はない。
【００３０】
レーザ光源３０から出射されたレーザ光は、ビームスプリッタ３１により、直進するレーザ光と偏向されるレーザ光とに分離される。分離された偏向されたレーザ光は、集光レンズ３２により、所定の大きさの光スポットとなるように集光され、エピタキシャル基板１０に照射される。
【００３１】
また、分離された直進するレーザ光は、フォトダイオード（ＰＤ）等により形成されている光源モニタ用光検出器３５に入射し、光源モニタ用光検出器３５より入射したレーザ光の光量に応じた電気信号が出力され、レーザ光源３０にフィードバックされて、レーザ光源３０からのレーザ光の出力を一定に保つことができる。尚、レーザ光の出力を一定に保つことができる方法であれば、他の方法であってもよい。
【００３２】
レーザ光源３０から出射された所定の大きさの光スポットのレーザ光をエピタキシャル基板１０に照射することにより、エピタキシャル基板１０に形成されたＶＣＳＥＬ構造の活性層は励起され、共振波長と同一の波長となる波長λｏのＰＬ光が発光する。発光したＰＬ光は、集光レンズ３２及びビームスプリッタ３１を介し、分光器３３に入射する。分光器３３は、回折格子（グレーティング）等を有しており、分光器３３に入射した光を回折格子等により分光させた後、フォトダイオード（ＰＤ）等により形成されている第１の光検出器４１に入射させることによりＰＬ光を検出し、共振波長を測定することができる。具体的には、分光器３３はコンピュータ６０に接続されており、コンピュータ６０の制御により、分光器３３に設けられた不図示のモータ等により回折格子を回転させる。これにより、所定の角度の回折格子により分光された波長の光のみを第１の光検出器４１に入射させることができる。第１の光検出器４１は、分光された波長のＰＬ光の強度に応じて電気信号を出力し、出力された電気信号は、Ａ／Ｄ変換器５１を介し、コンピュータ６０に入力される。コンピュータ６０による制御により、不図示のモータ等により回折格子を回転させて分光器３３において時間ごとに分光される波長の光を変化させているため、これに基づき、第１の光検出器４１に入射するＰＬ光の波長と第１の光検出器４１において検出されたＰＬ光の光量との関係を知ることができる。このようにして、第１の光検出器４１において検出されたＰＬ光の光強度に基づきエピタキシャル基板１０における共振波長を測定することができる。
【００３３】
また、レーザ光源３０から出射された所定の大きさの光スポットのレーザ光をエピタキシャル基板１０に照射することにより、エピタキシャル基板１０からの散乱光をフォトダイオード（ＰＤ）等により形成されている第２の光検出器４２により検出することができる。これにより、エピタキシャル基板１０の表面における異物や凹凸等の有無や大きさ等の測定を行なうことができる。具体的には、第２の光検出器４２は、第２の光検出器４２に入射した散乱光の強度に応じた電気信号を出力し、電気信号はＡ／Ｄ変換器５２を介し、コンピュータ６０に入力する。コンピュータ６０では、図２に示されるように、検出される散乱光の強度と異物や凹凸等との相関関係の情報を有しており、第２の光検出器４２において検出された散乱光の光強度に基づき、異物や凹凸等の有無や大きさ等を推定することができる。尚、第２の光検出器４２は、フォトダイオード以外にもＣＣＤ等を用いてもよい。また、散乱光を検出するための光検出器を複数設け、異なる方向、異なる角度の散乱光を検出することにより、エピタキシャル基板１０の表面における異物や凹凸等の有無や大きさ等の測定の精度をより高めることができる。
【００３４】
尚、コンピュータ６０には、ディスプレイ等の表示部６１が接続されており、測定されたエピタキシャル基板１０の共振波長や異物や凹凸等の有無や大きさ等を表示させることができる。
【００３５】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態における測定装置を用いたＶＣＳＥＬ構造が形成されているエピタキシャル基板１０の測定方法及び面発光レーザの製造方法である。図４に基づき本実施に形態における測定方法について説明する。
【００３６】
最初に、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、エピタキシャル基板１０をステージ２０上に設置し、ステージ２０によりエピタキシャル基板１０を所定の位置に移動させる。尚、図５に示すように、エピタキシャル基板１０において、測定範囲１１を区分することにより、一回に測定される区分領域１２が定められており、この区分領域１２ごとに測定が行なわれる。区分領域１２は、例えば、測定範囲１１を縦横０．５ｍｍピッチで区分されたものであり、区分領域１２は、測定範囲１１が２次元的に区分されている。尚、図５（ａ）は、エピタキシャル基板１０の全体を示すものであり、図５（ｂ）は、測定範囲１１の要部を拡大した図である。
【００３７】
次に、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、ステージ２０の位置情報を取得し、コンピュータ６０の内部の不図示の記憶部等に記憶させる。この位置情報は、測定されるエピタキシャル基板１０における区分領域１２の位置情報であり、位置コントローラ２２またはステージ２０を制御するコンピュータ６０等より取得することができる。
【００３８】
次に、ステップ１０６（Ｓ１０６）において、レーザ光源３０より発せられたレーザ光をエピタキシャル基板１０に照射する。レーザ光は光スポット径が０．５ｍｍとなるように集光され、区分領域１２に照射する。
【００３９】
次に、ステップ１０８（Ｓ１０８）において、エピタキシャル基板１０におけるＰＬ光の波長測定を行なう。具体的には、レーザ光源３０より発せされたレーザ光をエピタキシャル基板１０における所定の測定される区分領域１２に照射することにより、エピタキシャル基板１０に形成されたＶＣＳＥＬ構造における活性層を励起させ、ＰＬ光を発光させる。このＰＬ光の強度を第１の光検出器４１により測定することにより、ＰＬ光における波長に対する強度を測定する。このようにして、エピタキシャル基板１０の測定される区分領域１２における共振波長を測定することができる。測定により得られた共振波長は、コンピュータ６０の内部に設けられた不図示の記憶部に、区分領域１２の位置情報に対応して記憶される。
【００４０】
次に、ステップ１１０（Ｓ１１０）において、エピタキシャル基板１０からの散乱光を測定する。具体的には、第２の光検出器４２により散乱光の強度を測定する。第２の光検出器４２に入射した散乱光は、散乱光の強度に対応した電気信号に変換された後、Ａ／Ｄ変換器５２を介し、コンピュータ６０に入力され、コンピュータ６０の内部に設けられた不図示の記憶部に、区分領域１２の位置情報に対応して記憶される。
【００４１】
次に、ステップ１１２（Ｓ１１２）において、第２の光検出器４２により検出された光強度に基づき、エピタキシャル基板１０の表面に異物や凹凸等が存在しているか否かが判定され、更に、異物等が存在している場合には、異物等の大きさ等が判定される。具体的には、予め標準サンプル等を用いて図２に示されるような異物径と散乱強度との相関関係を調べておき、この相関関係より、第２の光検出器４２において測定された散乱光の強度に基づき、異物等の有無や異物等の大きさを推定し判定する。
【００４２】
次に、ステップ１１４（Ｓ１１４）において、異物等が存在している場合には、異物等の大きさが、コンピュータ６０の内部に設けられた不図示の記憶部に、区分領域１２の位置情報に対応して記憶される。これにより、所定の区分領域１２に対応した共振波長と異物等の有無及び大きさの情報がコンピュータ６０に記憶される。
【００４３】
次に、ステップ１１６（Ｓ１１６）において、エピタキシャル基板１０における測定範囲１１のすべての区分領域１２の測定が終了したか否かが判断される。エピタキシャル基板１０における測定範囲１１のすべての区分領域１２の測定が終了したものと判断された場合には、ステップ１２０に移行し、終了していないものと判断された場合には、ステップ１１８に移行する。尚、エピタキシャル基板１０における測定範囲１１のすべての区分領域１２の測定が終了した場合とは、図５（ａ）に示される測定範囲１１が区分されている区分領域１２のすべてにおいて、上記測定が終了していることを意味する。
【００４４】
次に、ステップ１１８（Ｓ１１８）において、ステージ２０によりエピタキシャル基板１０を移動させる。具体的には、エピタキシャル基板１０において、測定のなされていない次の区分領域１２に、レーザ光を照射して測定を行なうため、ステージ２０によりエピタキシャル基板１０の位置を移動させる。この後、ステップ１０４に移行し、次の区分領域１２において、上述した測定と同様の測定を行なう。
【００４５】
次に、ステップ１２０（Ｓ１２０）において、エピタキシャル基板１０の測定範囲１１における共振波長と異物等の有無や大きさ等の面内分布をコンピュータ６０に接続されている表示部６１に表示させる。更に、エピタキシャル基板１０における面内分布の情報をコンピュータ６０の内部に設けられた不図示の記憶部に記憶させる。
【００４６】
以上により、エピタキシャル基板１０の共振波長と異物等の有無や大きさ等の面内分布を１つの装置で略同時に得ることができる。これにより、エピタキシャル基板１０の測定時間を短縮することができ、短時間に低コストでエピタキシャル基板１０の測定を行なうことができる。また、測定装置が１つであるため測定のコストや面発光レーザの製造コストをより一層低減することができる。尚、測定される区分領域１２は、縦方向又は横方向の順に行ってもよく、エピタキシャル基板１０を回転するように周囲より順に内側に向かって測定を行ってもよい。
【００４７】
このように測定された結果に基づき、エピタキシャル基板１０の良否が判断され、不良となるエピタキシャル基板１０を取り除き、良品となるエピタキシャル基板１０について、加工等をすることにより面発光レーザを製造することができる。具体的には、この後、メサの形成、電流狭窄構造の形成、上側電極、下側電極の形成等を行なうことにより、面発光レーザを作製することができる。尚、エピタキシャル基板１０の良否は、共振波長が所定の波長の範囲内にある否か、エピタキシャル基板１０の表面における異物や凹凸等が存在しているか否か、また、異物や凹凸等が存在している場合には、異物や凹凸等が所定の個数以下であるか等により判断される。
【００４８】
このように、本実施の形態においては、エピタキシャル基板１０の共振波長と異物等の有無や大きさ等を短時間に測定することができ、エピタキシャル基板１０の良否も短時間で判断することができるため、エピタキシャル基板を低コストで測定することができ、更には、面発光レーザを低コストで製造することができる。
【００４９】
〔第３の実施の形態〕
次に、第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態とは異なる構造のエピタキシャル基板１０の測定装置である。図６に示されるように、本実施の形態における測定装置は、第１の光検出器１４１にフォトダイオードアレイ（ＰＤアレイ）を用いた構造のものである。第１の光検出器１４１であるフォトダイオードアレイには、複数のフォトダイオードが、例えば、１次元状に配列されている。本実施の形態では、分光器１３３は回折格子が回転するものではなく、回折格子等が固定されているものである。尚、回折格子に代えてプリズム等を用いてもよい。エピタキシャル基板１０のＶＣＳＥＬ構造の活性層にレーザ光を照射することにより生じたＰＬ光は、分光器１３３により波長ごとに分光され、第１の検出器１４１における各々の波長に対応したフォトダイオードにおいて検出される。これにより、ＰＬ光のうち共振波長の光を連続的に測定することができる。
【００５０】
本実施の形態における測定装置では、分光器１３３により分光したＰＬ光を波長ごとに連続して測定することができるため、ステージ２０を連続して動かしながら、エピタキシャル基板１０測定を行なうことが可能となる。これにより、共振波長の測定と異物や凹凸等の有無や大きさ等の測定とをより短時間で行なうことができ、より一層コストを低減させることができる。
【００５１】
また、本実施の形態は、フォトディテクタとなる第２の光検出器４２、１４２が複数設けられており、第２の光検出器１４２は、フォトダイオード（ＰＤ）等により形成されており、Ａ／Ｄ変換器１５２を介しコンピュータ６０に接続されている。このように、第２の光検出器を複数設け、異なる方向、異なる角度の散乱光を検出することにより、異物や凹凸等の有無や大きさ等の測定の精度を高めることができる。図６では、第２の光検出器４２、１４２を２つ設けた場合を示しているが、３つ以上の第２の光検出器を設けてもよい。
【００５２】
尚、上記以外の内容については、第１の実施の形態と同様である。
【００５３】
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００５４】
１０        エピタキシャル基板
１１        測定範囲
１２        区分領域
２０        ステージ
２１        ステージコントローラ
２２        位置コントローラ
３０        レーザ光源
３１        ビームスプリッタ
３２        集光レンズ
３３        分光器
３５        光源モニタ用光検出器
４１        第１の光検出器
４２        第２の光検出器
５１        Ａ／Ｄ変換部
５２        Ａ／Ｄ変換部
６０        コンピュータ
６１        表示部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開２００２−２８９９６８号公報
【特許文献２】特開２００９−２３１６０３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１６５７２３号公報
【図１】
2013041932.tif 000003
【図２】
2013041932.tif 000004
【図３】
2013041932.tif 000005
【図４】
2013041932.tif 000006
【図５】
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【図６】
2013041932.tif 000008