(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に活性層と該活性層の上下部に位置するミラー層とが積層されるように形成され、該活性層の垂直方向に光を放出する面発光レーザ素子において、
前記活性層及びミラー層が前記半導体基板の基準となる結晶軸を含む面に対して所定角度傾斜した前記半導体基板の傾斜面上に形成され、前記活性層の上部に形成された前記ミラー層を介して前記活性層へ電流を注入するための電極と、前記電極へ電流を導くための配線とが前記傾斜面上に形成され、
前記配線のうち前記電極に直接接続される配線が長尺状で、かつ該長手方向が前記傾斜面の傾斜方向に略一致するように形成されていることを特徴とする面発光レーザ素子。
【請求項２】
前記半導体基板材の基準となる結晶軸を含む面は（１００）面であ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。
【請求項３】
前記傾斜面は、［００１］方向を含みかつ（１００）面に対して−５°から＋５°の範囲で傾斜するように形成され、前記電極に直接接続される配線が［０１０］方向を前記傾斜面に投影した方向に長尺状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の面発光レーザ素子。
【請求項４】
前記活性層及び該活性層の上下部に形成されるミラー層を含むレーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、該エアポスト上面に前記活性層へ電流を注入するための電極が形成され、前記電極に直接接続される配線がエアポストの側面に絶縁膜を介して形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の面発光レーザ素子。
【請求項５】
半導体基板上に活性層と該活性層の上下部に位置するミラー層とが積層されるように形成され、少なくとも前記活性層がエピタキシャル成長によって形成され、プロトン注入によって電流狭窄された活性層の垂直方向に光を放出する利得導波路型の面発光レーザ素子において、
［００１］方向を含みかつ（１００）面に対して−５°から＋５°の範囲で傾斜した前記半導体基板の傾斜面上に形成され、前記活性層及び該活性層の上下部に形成されるミラー層を含むレーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、該エアポストの上面に前記活性層へ電流を注入するための電極が形成され、該エアポストの［０１０］方向と交差する側面に絶縁膜を介して、前記電極へ電流を導くための配線が［０１０］方向を前記傾斜面に投影した方向に長尺状で前記電極に直接接続されるように形成されていることを特徴とする面発光レーザ素子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の面発光レーザ素子を複数個、２次元状に配列し、各面発光素子にマトリクス配線を施したことを特徴とする面発光レーザ素子アレイ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイに係り、特に偏光制御が可能な面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイに関する。
【０００２】
【従来の技術】
面発光レーザ素子では、活性層に対して発光ビームが垂直に射出されるので偏光が不規則になりやすい。特に面発光レーザ素子より射出された光ビームの光スポットを円形にするため、面発光レーザ素子の光導波路の断面構造を円形や正方形などの対称性の高い形状にすると素子ごとに様々な偏光特性を示し全く制御できない。例えば、図１４に示すVCSEL （垂直キャビティ面発光レーザ）素子１００は行方向、列方向にそれぞれ８個、配列された8 ×8VCSELアレイを構成するプロトン注入型のVCSEL 素子であり、プロトン注入径約15μｍ、出射窓径約6.7 μｍと横断面が出射窓の中心に対し対称な導波路構造となっている。図１４において、１０２は上部電極（ｐ型電極）に接続されている上部電極用配線、１０４はボンディングワイヤ、１０６は導体端子である。導波路上部に形成された電極も正方形であり、このような対称性の高い構成では、各ピクセルに対応するVCSEL 素子から射出される光ビームの偏光状態は図１５、図１６に示すように種々の方向を示す。図１５、１６は8 ×8VCSELアレイ２個についての各VCSEL 素子の偏光状態の測定結果を示している。例えば、図１５においてピクセルＰ１に対応するVCSEL 素子の偏光面の角度をθ1 で示している。
【０００３】
また、注入電流によってスイッチングを起こすこともある。このため偏光を制御するためのいくつかの方法が提案されている。例えば、特開平4-242989号公報には、活性層に電流を注入するための電極を異方形状にする方法が提案されている。また特開平5-110198号公報には、（１１０）基板に量子井戸構造を形成する方法が、特開平6-302911号公報には、矩形や十字構造の光導波路を用いることが提案されている。
【０００４】
更に、IEEE  Photonic  technoloy   letters,vol.5   pp133-135(1993) には、Mukaihara らにより、半導体基板の（００１）面内に１軸性の応力を加える方法が提案されており、またNumai らによって、（００１）オフ基板を用いる方法も公知である（電子情報通信学会  信学技報OQE-93-104,p43-48(1993) ）。ここにオフ基板とは半導体基板材のある基準となる結晶軸から傾斜した方向に切り出した基板をいい、オフ方向とはその傾斜方向をいう。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
面発光レーザ素子の射出光の偏光を制御する方法として、光導波路を異方的な形状にして偏光の制御を行うと、面発光レーザ素子の光ビームの断面形状が楕円になるおそれがあるという問題がある。
【０００６】
また活性層に電流を注入する電極を異方形状にすることで、電流密度分布を異方的にして偏光を制御する試みに関しては、電極から注入された電荷はその後、拡散していくので、光導波路内に所望の電流密度分布を維持できないという問題がある。
【０００７】
さらにオフ基板による偏光の制御は、オフ基板を用いることで導波路内部にオフ方向の応力が発生し、これによって偏光が揃うというものであるが、論文（電子情報通信学会  信学技報OQE-93-104,p43-48(1993) ）に見られるように、すべての素子において完全に制御できておらず、２つの偏光状態におけるスイッチングが生じたり、偏光方向が相互に９０度、異なる方向に偏光が揃ってしまっている素子もある。
【０００８】
偏光は、光導波路の状態や電極からの電流の注入量や電流密度分布、基板温度などさまざまな因子の影響を受けやすいので、単に活性層に電流を注入する電極を異方形状にしただけ、もしくはオフ基板を使用しただけでは、偏光が制御されるポイントがあるとしても、注入電流量の変化や基板温度などの変動によって、偏光の特性が不安定になりやすい。例えば、図１７に示すようなオフ基板１０上に形成された３つのVCSEL 素子１１０の偏光特性を測定したところ、偏光制御されていなかった。図１７に示すオフ基板１０は、図１８に示すように［００１］方向を含み、かつ（１００）面に対して−２°（∠ＣＡＣ’＝2 ゜）  傾斜した基板である。このオフ基板１０上に、上部電極１１２に接続される配線１１４を［００−１］方向に長くなるように配設したVCSEL 素子１１０の偏光特性を測定した結果を図１９に示す。
【０００９】
図１９（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）に示すように、比較的、良好な偏光特性を有する素子もあるが、その偏光特性は素子ごとに異っており、この条件ですべての素子において偏光を制御することはできなかった。このようにオフ基板を使用しただけでは、偏光を確実に制御することはできない。
【００１０】
また図１７に示すVCSEL 素子１１０は［０１−１］方向に長い長方形の上部電極（ｐ型電極）１１２を有しているが、その偏光特性は、上部電極１１２の長手方向（または長手方向と直交する方向）には全く依存性がなかった。
【００１１】
本発明は、 このような事情に鑑みてなされたものであり、基板温度や活性層への注入電流量等に関係なく、確実に安定した一定の偏光状態を得ることができる面発光レーザ素子及び面発光レーザ素子アレイを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、半導体基板上に活性層と該活性層の上下部に位置するミラー層とが積層されるように形成され、該活性層の垂直方向に光を放出する面発光レーザ素子において、前記活性層及びミラー層が前記半導体基板の基準となる結晶軸を含む面に対して所定角度傾斜した前記半導体基板の傾斜面上に形成され、前記活性層の上部に形成された前記ミラー層を介して前記活性層へ電流を注入するための電極と、前記電極へ電流を導くための配線とが前記傾斜面上に形成され、前記配線のうち前記電極に直接接続される配線が長尺状で、かつ該長手方向が前記傾斜面の傾斜方向に略一致するように形成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の面発光レーザ素子において、前記半導体基板材の基準となる結晶軸を含む面は（１００）面であることを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の面発光レーザ素子において、前記傾斜面は、［００１］方向を含みかつ（１００）面に対して−５°から＋５°の範囲で傾斜するように形成され、前記電極に直接接続される配線が［０１０］方向を前記傾斜面に投影した方向に長尺状に形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の面発光素子において、前記活性層及び該活性層の上下部に形成されるミラー層を含むレーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、該エアポスト上面に前記活性層へ電流を注入するための電極が形成され、前記電極に直接接続される配線がエアポストの側面に絶縁膜を介して形成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、半導体基板上に活性層と該活性層の上下部に位置するミラー層とが積層されるように形成され、少なくとも前記活性層がエピタキシャル成長によって形成され、プロトン注入によって電流狭窄された活性層の垂直方向に光を放出する利得導波路型の面発光レーザ素子において、［００１］方向を含みかつ（１００）面に対して−５°から＋５°の範囲で傾斜した前記半導体基板の傾斜面上に形成され、前記活性層及び該活性層の上下部に形成されるミラー層を含むレーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、該エアポストの上面に前記活性層へ電流を注入するための電極が形成され、該エアポストの［０１０］方向と交差する側面に絶縁膜を介して、前記電極へ電流を導くための配線が［０１０］方向を前記傾斜面に投影した方向に長尺状で前記電極に直接接続されるように形成されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の面発光レーザ素子を複数個、２次元状に配列し、各面発光素子にマトリクス配線を施したことを特徴とする。
【００１８】
請求項１乃至５に記載の発明によれば、半導体基板のオフ方向と活性層に電流を注入する電極に直接接続される配線のその電極近傍における形状を長尺状に形成し、かつその長手方向と半導体基板のオフ方向とが一致するようにしたので、オフ基板を用いたことによる光導波路内に応力が発生する方向と、光導波路内部に注入される電流の電流密度の大きい部位とを一致させることができ、それ故偏光が制御され、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安定した偏光特性を維持することができる。
【００１９】
また請求項４及び５に記載の発明によれば、レーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、活性層に電流を注入する電極に直接接続される配線が絶縁膜を介して半導体基板のオフ方向に沿ってエアポストの側面に付着するように形成したので、オフ基板を用いたことによる光導波路内に応力が発生する方向とエアポストに配線を付着させたことによるエアポストへの応力の作用する方向とが一致し、その結果更に強固に偏光が制御され、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安定した偏光特性を維持することができる。
【００２０】
更に請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至５に記載の発明により得られる複数個の面発光レーザ素子を２次元状に配列するようにしたので、面発光レーザ素子の活性層への注入電流や基板温度等の変動に対しても安定な偏光特性を有するプリンタ、複写機等の画像形成装置や、画像表示装置等の光源として好適な、面発光レーザ素子アレイが得られる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
本発明の第１の実施の形態
本発明の第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子の構成について説明する。まず本発明が適用される面発光レーザ素子アレイの構成を図１に示す。同図において、半導体基板としてのn-GaAs基板１０は図２に示すように（１００）面（点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを通る面）に対して［０１０］方向に−２°（∠ＣＡＣ’＝2 ゜）傾斜するように切り出した（１００）面のオフ基板であり、n-GaAs基板１０の傾斜面ＳI （点Ａ，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’を通る面）上には、レーザ素子の活性層に電流を注入する［０１−１］方向を傾斜面ＳI に投影した投影方向（以下、投影方向は便宜上、投影前の方向で表示することにする。）に延びたｐ型電極１４に直接接続される長尺状の上部配線（ｐ型電極配線）１６が形成された複数の面発光レーザ素子（VCSEL ）１２が形成されている。上部配線１６は長手方向が［０１０］方向と略一致するように形成されている。図３乃至図５に面発光レーザ素子アレイの構造を示す。図３は面発光レーザアレイにおける単一の面発光レーザ素子の平面構造を示す平面図、図４は図３におけるＸ−Ｘ’線による断面図、図５は図３におけるＹ−Ｙ’線による断面図である。これらの図において、n-GaAs基板１０の傾斜面上に有機金属気相成長（MOCVD ）法を用いて、n + -GaAs バッファ層２０と、n-Al0.3Ga0.7As/Al0.9Ga0.1As からなる下部分布ブラッグ反射膜（DBR ）ミラー２２と、p-Al0.3Ga0.7As/Al0.9Ga0.1As からなる上部分布ブラッグ反射膜（DBR ）ミラー２６とを積層する。上部DBR ミラー２６と下部DBR ミラー２２との間には、Al0.6Ga0.4Asスペーサ層２８、２８と、さらにAl0.6Ga0.4Asスペーサ層２８、２８の中央部に活性層２４（Al0.12Ga0.88Asで形成された厚さ90Åの量子井戸層を３層と、Al0.3Ga0.7Asで形成された厚さ50Åの障壁層を４層とにより三重量子井戸構造を形成した。）とが設けられている。
電流狭窄のため上部DBR ミラー２６に１０μｍ径の領域を残してプロトンを注入し、プロトン注入域３０を形成する。次に表面からn + -GaAs バッファ層２０に到達するまでエッチングを行うことにより、20×35μｍの［０１−１］方向に長いエアポスト（メサ）を形成する。エアポストの側面をポリイミド３４で絶縁した後、ｐ型電極１４となる金属を蒸着する。n-GaAs基板１０裏面には蒸着法によって、ｎ型電極３２を全面に形成した。上部に形成するｐ型電極１４は、出射光を取り出すため、約６μｍ径の出射窓１１が設られている。ｐ型電極１４は、図３に示すように［０１０］方向に細長い長尺状のｐ型電極配線１６に直接接続され、ｐ型電極配線１６は電極パッド１８（図３には図示せず、図１参照。）に接続されるように形成されている。
【００２３】
このようにして［０１０］方向に対して傾斜したオフ基板１０の傾斜面上にｐ型電極配線１６の長手方向が［０１０］方向と一致する面発光レーザ素子１２が形成される。このような構造を有する複数の面発光レーザ素子１２を作製したところ、すべての面発光レーザ素子１２がn-GaAs基板１０のオフ方向であり、かつｐ型電極配線１６の長手方向である［０１０］方向に直線偏光したレーザ光を放出した。
【００２４】
図６に面発光レーザ素子１２におけるｐ型電極１４より活性層２４に注入する注入電流Ｉとレーザ出力Ｐとの関係を示す。図６に示すように、活性層２４への注入電流Ｉを増加してもレーザ出力特性は安定であり、偏光が完全に［０１０］方向に制御されていた。
【００２５】
また基板温度を10〜60℃まで変化させても、その偏光方向は一定であり、偏光方向のスイッチングの発生や［０１０］方向以外に偏光された光の発振は生じなかった。勿論、ｐ型電極１４の長軸方向［０１−１］と一致して発振する光も生じなかった。
【００２６】
本発明の第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子によれば、半導体基板のオフ方向と活性層に電流を注入する電極に直接接続される配線のその電極近傍における形状を長尺状に形成し、かつその長手方向と半導体基板のオフ方向が一致するようにしたので、オフ基板を用いたことによる光導波路内に応力が発生する方向と、光導波路内部に注入される電流の電流密度の大きい部位とを一致させることができ、それ故偏光が制御され、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安定した偏光特性を維持することができる。
【００２７】
また本発明の第１の実施の形態によれば、レーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、活性層に電流を注入する電極に直接、接続される配線が絶縁膜を介して半導体基板のオフ方向に沿ってエアポストの側面に付着するように形成したので、オフ基板を用いたことによる光導波路内に応力が発生する方向とエアポストに配線を付着させたことによるエアポストへの応力の作用する方向とが一致し、その結果更に強固に偏光が制御され、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安定した偏光特性を維持することができる。
【００２８】
尚、本実施の形態ではエアポスト構造の面発光レーザ素子について説明したが、これに限定されず、例えば、フラット構造の面発光レーザ素子に適用しても同様の効果が得られる。
【００２９】
本発明の第２の実施の形態
次に本発明の第２の実施の形態に係る面発光レーザ素子アレイの構成について説明する。図７に本発明の第２の実施の形態に係る面発光レーザ素子アレイの平面構造を図７に示す。同図において、半導体基板としてのGaAs基板１０’は、図８に示すように［００１］方向（矢印Ｂ’Ｄ’方向）を含みかつ（１００）面（点Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを通る面）に対して−２°（∠ＣＡＣ’＝２°）傾斜するように切り出した（１００）面の半絶縁性GaAsのオフ基板であり、この半絶縁性基板１０’の傾斜面ＳI （点Ａ，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’を通る面）上にはレーザ素子の活性層に電流を注入するｐ型電極１４’に直接、［０１０］方向に延びた長尺状の上部配線１６’が接続されるように形成されており、このように構成された面発光レーザ素子（VCSEL ）１２’が３行３列に３×３個、配列されように形成されている。３２’はn 型電極配線である。
図９乃至図１１に面発光レーザ素子アレイの構造を示す。図９は面発光レーザアレイにおける単一の面発光レーザ素子の平面構造を示す平面図、図１０は図９におけるＸ−Ｘ’線による断面図、図１１は図９におけるＹ−Ｙ’線による断面図である。これらの図において、半絶縁性基板１０’の傾斜面上に有機金属気相成長（MOCVD ）法を用いて、n + -GaAs バッファ層２０’と、n-Al0.3Ga0.7As/Al0.9Ga0.1As からなる下部分布ブラッグ反射膜（DBR ）ミラー２２’と、p-Al0.3Ga0.7As/Al0.9Ga0.1As からなる上部分布ブラッグ反射膜（DBR ）ミラー２６’とを積層する。上部DBR ミラー２６’と下部DBR ミラー２２’との間には、Al0.6Ga0.4Asスペーサ層２８’、２８’と、さらにAl0.6Ga0.4Asスペーサ層２８’、２８’の中央部に活性層２4 ’（Al0.12Ga0.88Asで形成された厚さ90Åの量子井戸層を３層と、Al0.3Ga0.7Asで形成された厚さ50Åの障壁層を４層とにより三重量子井戸構造を形成した。）を設けた。
電流狭窄のため上部DBR ミラー２６’に１０μｍ径の領域を残してプロトンを注入し、プロトン注入域を形成する。次に表面からn + -GaAs バッファ層２０’に到達するまでエッチングを行うことにより、20×35μｍの［０１−１］に長いエアポスト（メサ）を形成する。蒸着法を用いてn 型電極配線３２’をエアポスト近傍に設け、さらにエアポストの側面をポリイミド３４’で絶縁した後、ｐ型電極１４’となる金属を蒸着する。n 型電極配線３２’は、図９から明らかなようにエアポストの長軸［０１−１］に沿って形成されている。エアポストの上部に形成するｐ型電極１４’は、出射光を取り出すため、約６μｍ径の出射窓１１’が設けられている。ｐ型電極１４’は、図９に示すように［０１０］方向に長いｐ型電極配線１６’によって、電極パッド（図示せず）に接続されるように形成されている。
【００３０】
このようにして［０１０］方向に対して傾斜したオフ基板１０’上にｐ型電極配線１６’の長手方向が［０１０］方向と一致する面発光レーザ素子が形成される。このような構造を有する図７に示すような３行３列に配列された面発光レーザ素子アレイを作製したところ、すべての面発光レーザ素子が半絶縁性基板１０’のオフ方向であり、かつｐ型電極配線１６’の長手方向である［０１０］方向に直線偏光したレーザ光を放出した。図１２（Ａ），（Ｂ）に２個の面発光レーザ素子１２’についてｐ型電極１４’より活性層２４’に注入する注入電流Ｉとレーザ出力Ｐとの関係を示す。
【００３１】
図１２に示すように、２個の面発光レーザ素子１２’とも注入電流Ｉを増加してもレーザ出力特性は安定であり、偏光が完全に［０１０］方向へ制御されていた。
【００３２】
また基板温度を10〜60℃まで変化させても、その偏光方向は一定であり、偏光方向のスイッチングの発生や［０１０］方向以外に偏光された光の発振は生じなかった。更にｐ型電極１４’の長手方向［０１−１］と一致して発振する光も生じなかった。
【００３３】
尚、本発明の実施の形態では、半導体基板のオフ方向とｐ型電極配線方向を［０１０］方向としたが、これに限定されることなく例えば半導体基板のオフ方向とｐ型電極配線方向を［０１１］、［０１−１］方向にあわせても何ら問題はない。本発明では半導体基板のオフ方向と面発光レーザ素子の活性層に電流を注入するp-型配線の長手方向とを一致させることが肝要である。
【００３４】
また本発明の第１、第２の実施の形態では利得波路型の面発光レーザ素子において活性層が、（１００）面に対して［００１］方向を含む面内において−２°傾斜した半導体基板面上に形成されたオフ基板について説明したが、これに限定されず、活性層を、（１００）面に対して［００１］方向を含む面内において−５°から＋５°の範囲で傾斜した半導体基板面上に形成した場合においても同様の効果が得られた。
【００３５】
また本発明に係る面発光レーザ素子及び面発光レーザアレイは、第１、第２の実施の形態に示した以外の構造にも有効である。例えばエアポストの断面形状を円や正方形等の対称形状にしてもよく、エアポストの長手方向をオフ方向にあわせてもよい。この例を図１３に示す。図１３において第１、第２の実施の形態と同様にオフ方向が［０１０］である半導体基板１０上に断面が円形状の面発光素子５０、５１と、断面が長方形状の面発光素子５２、５４が形成されている。面発光素子５０、５１、５２、５４の上部電極（ｐ型電極）５０Ａ，５１Ａ，５２Ａ，５４Ａはそれぞれ、半導体基板１０のオフ方向と同じ［０１０］方向に形成された配線６０、６１、６２、６３に接続されており、これらの配線６０、６１、６２、６３は電極パッド７０にそれぞれ、接続されている。各電極パッド７０より各ｐ型電極５０Ａ，５１Ａ，５２Ａ，５４Ａに電流が供給され、各面発光レーザ素子の活性層に電流が注入されるようになっている。
【００３６】
本発明の第２の実施の形態にによれば、本発明により得られる複数個の面発光レーザ素子を２次元状に配列するようにしたので、面発光レーザ素子の活性層への注入電流や基板温度等の変動に対しても安定な偏光特性を有する、プリンタ、複写機等の画像形成装置や、画像表示装置等の光源として好適な面発光レーザ素子アレイが得られる。
【００３７】
【発明の効果】
請求項１乃至５に記載の発明によれば、半導体基板のオフ方向と活性層に電流を注入する電極に直接接続される配線のその電極近傍における形状を長尺状に形成し、かつその長手方向と半導体基板のオフ方向とが一致するようにしたので、オフ基板を用いたことによる光導波路内に応力が発生する方向と、光導波路内部に注入される電流の電流密度の大きい部位とを一致させることができ、それ故偏光が制御され、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安定した偏光特性を維持することができる。
【００３８】
また請求項４及び５に記載の発明によれば、レーザ素子領域がエアポスト構造に形成され、活性層に電流を注入する電極に直接接続される配線が絶縁膜を介して半導体基板のオフ方向に沿ってエアポストの側面に付着するように形成したので、オフ基板を用いたことによる光導波路内に応力が発生する方向とエアポストに配線を付着させたことによるエアポストへの応力の作用する方向とが一致し、その結果更に強固に偏光が制御され、活性層への注入電流量や基板温度が変化しても安定した偏光特性を維持することができる。
【００３９】
更に請求項６に記載の発明によれば、請求項１乃至６に記載の発明により得られる複数個の面発光レーザ素子を２次元状に配列するようにしたので、面発光レーザ素子の活性層への注入電流や基板温度等の変動に対しても安定な偏光特性を有するプリンタ、複写機等の画像形成装置や、画像表示装置等の光源として好適な、面発光レーザ素子アレイが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子の構成を示す説明図。
【図２】図１に示すオフ基板の傾斜方向を示す説明図。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子の平面構造を示す平面図。
【図４】図３におけるＸ−Ｘ’線による断面図。
【図５】図３におけるＹ−Ｙ’線による断面図。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る面発光レーザ素子の活性層への注入電流に対するレーザ出力の関係の測定例を示す特性図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る面発光レーザ素子アレイの平面構造を示す平面図。
【図８】図７に示すオフ基板の傾斜方向を示す説明図。
【図９】図７に示す面発光レーザアレイにおける単一の面発光レーザ素子の平面構造を示す平面図。
【図１０】図９におけるＸ−Ｘ’線による断面図。
【図１１】図９におけるＹ−Ｙ’線による断面図。
【図１２】２個の面発光レーザ素子について活性層に注入する注入電流Ｉに対するレーザ出力Ｐの関係の測定例を示す特性図。
【図１３】本発明に係る面発光レーザ素子の変形例の平面構造を示す平面図。
【図１４】従来の面発光レーザ素子アレイの具体的な平面構成を示す平面図。
【図１５】従来の面発光レーザ素子アレイの各面発光レーザ素子の偏光状態の測定結果を示す説明図。
【図１６】従来の面発光レーザ素子アレイの各面発光レーザ素子の偏光状態の測定結果を示す説明図。
【図１７】従来のオフ基板上に形成された面発光レーザ素子アレイの平面構造を示す平面図。
【図１８】図１７に示すオフ基板の傾斜方向を示す説明図。
【図１９】図１７に示す面発光レーザ素子アレイの各面発光レーザ素子の偏光特性の測定結果を示す特性図。
【符号の説明】
１０    ｎ-GaAS 基板
１１    射出窓
１２    面発光レーザ素子
１４    ｐ型電極
１６    上部配線（ｐ型電極用配線）
１８    ｐ型電極パッド
２０    n + GaAsバッファ層
２２    下部分布ブラッグ反射膜（DBR ）ミラー
２４    活性層
２６    上部分布ブラッグ反射膜（DBR ）ミラー
２８    スペーサ層
３０    プロトン注入域
３２    ｎ型配線
３４    絶縁膜
【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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【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】
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【図１８】
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【図１９】
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