JP2001156396A - 面発光レーザおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レーザ光の放射角を小さく設定することを可
能とし、さらに、酸素や水分などの半導体の性能を劣化
させる物質に対して耐性のあ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。 【解決手段】 面発光型半導体レーザ１００は、半導体
基板１０９上に、垂直方向の共振器を有し、共振器より
半導体基板１０９に垂直な方向にレーザ光を出射するも
のである。共振器を含む半導体堆積体１２０の上には、
光透過性積層体１４０が設けられ、光透過性積層体１４
０は、複数の光透過性層１４２，１４４が積層されて構
成されている。光透過性層１４２，１４４の界面のう
ち、少なくとも２つの界面は、共振器の上方において、
レンズ面１５０，１５２を有している。この面発光型半
導体レーザ１００の製造方法は、光透過性積層体１４０
を構成する、少なくとも一つの光透過性層を、スタンパ
を利用して形成する工程を含むことが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】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。

【０００２】

【背景技術】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、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。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】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。面発光型半導体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、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】さらに、面発光型半導体レーザは、面発光
型半導体レーザを構成する半導体が露出していると、酸
素や水分などにより、性能の劣化が引き起こされる。

【０００５】本発明の目的は、レーザ光の放射角を小さ
く設定することを可能とし、さらに、酸素や水分などの
半導体の性能を劣化させる物質に対して耐性のある面発
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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】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、
該共振器より該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上に、光透過性積層体が設けられ、
前記光透過性積層体は、複数の光透過性層が積層されて
構成され、前記光透過性層の界面のうち、少なくとも２
つの界面は、前記共振器の上方において、レンズ面を有
している。

【０００７】本発明の面発光型半導体レーザによれば、
たとえば、次の作用効果を奏することができる。

【０００８】（１）本発明の面発光型半導体レーザは、
前記光透過性層の界面のうち、少なくとも２つの界面
は、前記共振器の上方において、レンズ面を有してい
る。すなわち、光透過性積層体は、複数のレンズ面を有
している。これによって、本発明の面発光型半導体レー
ザは、次のような作用効果を奏することができる。

【０００９】光透過性積層体が複数のレンズ面を有す
るので、単一のレンズ面を有する場合に比べて、レンズ
のパワー（たとえば集光機能）を大きくすることができ
る。このため、レーザ光の放射角を小さく設定すること
ができる。

【００１０】各レンズ面の形状（たとえば曲率）およ
び各光透過性層の屈折率などを制御し、組み合わせるこ
とにより、所望のレンズ作用を得ることができる。所望
のレンズ作用は、たとえば、球面収差、色収差の補正な
どのレンズ作用である。

【００１１】各レンズ面の曲率を、レンズ面が１つの
場合ほど、大きくすることなく、所望のレンズ作用を得
ることができる。

【００１２】光透過性層の材質に関して、単層で、か
つ、レンズ面が１つの場合に比べて、屈折率差が大きく
なるような材質を選ばなくても、所望のレンズ作用を得
ることができる。すなわち、光透過性層の材質に関し
て、選択できる屈折率の幅を大きくすることができる。
その結果、光透過性層の材質の幅が広がる。

【００１３】（２）光透過性積層体は、半導体堆積体の
上に形成されている。このため、半導体堆積体は、光透
過性積層体によって、半導体を劣化させる物質（たとえ
ば酸素、水分）などから保護されている。

【００１４】面発光型半導体レーザは、たとえば、次の
７つの態様のうち、少なくとも１つの態様をとることが
できる。

【００１５】（１）第１に、前記光透過性層の前記界面
のうち、最上層の前記光透過性層の上面において、レン
ズ面を有している態様である。

【００１６】（２）第２に、前記各光透過性層は、樹脂
層である態様である。各光透過性層が樹脂層であると、
スタンパにより容易に光透過性層を積層することができ
る。

【００１７】（３）第３に、前記光透過性積層体は、高
屈折率光透過性層と、低屈折率光透過性層とが交互に積
層されて構成されている態様である。光透過性層間の屈
折率差を大きくすることができる。このため、レンズパ
ワーをより大きくすることができる。

【００１８】（４）第４に、前記共振器と、前記各レン
ズ面との光軸は、一致している態様である。これによ
り、最終的に放射されるレーザ光の光軸を、半導体基板
に対して垂直に保つことができる。

【００１９】（５）第５に、前記半導体堆積体は、電極
を有し、前記光透過性積層体は、所定位置において、前
記電極とコンタクトをとるためのコンタクトホールが設
けられている態様である。

【００２０】（６）第６に、前記光透過性積層体は、複
数の共振器を有し、前記共振器の相互間における前記光
透過性積層体において、分離溝が設けられている態様で
ある。これにより、クロストークを抑えることができ
る。クロストークは、第２の実施の形態のところで詳述
する。

【００２１】分離溝は、次の２つの態様のうち、少なく
とも１つの態様をとることが好ましい。

【００２２】前記分離溝の平面形状は、凹凸状の部分
を有する態様である。凹凸状の部分を有することによ
り、レーザ光が散乱され、クロストークをより抑えるこ
とができる。

【００２３】前記分離溝内に、遮光性材料が充填され
ている態様である。遮光性材料は、レーザ光を吸収する
ため、クロストークをより抑えることができる。

【００２４】（７）第７に、前記面発光型半導体レーザ
は、複数の共振器を有し、前記共振器が所定のパターン
で配設されて、面光源を構成している態様である。この
態様の場合、面発光型半導体レーザは、レーザプリンタ
に好適に適用される。

【００２５】以上の面発光型半導体レーザは、前記光透
過性積層体を構成する、少なくとも一つの前記光透過性
層を、スタンパを利用して形成する工程を含む、面発光
型半導体レーザの製造方法により製造されることが好ま
しい。

【００２６】この面発光型半導体レーザの製造方法によ
れば、スタンパを利用して、所望の形状を有する、光透
過性層を得ることができる。このため、この面発光型半
導体レーザの製造方法は、フォトリソグラフィを利用し
た、面発光型半導体レーザの製造方法に比べて、容易に
面発光型半導体レーザを製造することができる。

【００２７】また、スタンパは、再度繰り返して使用す
ることができるため、製造コストを削減することができ
る。

【００２８】前記スタンパは、その鋳型面と該スタンパ
と接触する前記光透過性層との密着性が、最下層の前記
光透過性層と前記半導体堆積体との密着性よりも低くな
るような表面処理が施されていることが、さらに好まし
い。このような表面処理が施されることにより、スタン
パを光透過性層から剥離する際に、その剥離を容易に行
うことができる。

【００２９】

【発明の実施の形態】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】｛第１の実施の形態｝第１の実施の形態に
係る面発光型半導体レーザ（以下「面発光レーザ」とい
う）およびその製造方法を説明する。

【００３１】［面発光レーザ］まず、第１の実施の形態
に係る面発光レーザについて説明する。図１は、第２の
実施の形態にかかる面発光レーザ１００を模式的に示す
断面図である。

【００３２】（デバイスの構造）ｎ型ＧａＡｓ基板１０
９上に、下部ＤＢＲミラー１０４、量子井戸活性層１０
５、上部ＤＢＲミラー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。下部ＤＢＲミラー１
０４は、Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85Ａｓ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で構成され
る。量子井戸活性層１０５は、厚さ３ｎｍのＧａＡｓウ
エル層と厚さ３ｎｍのＡｌ_0.3Ｇａ_0.7Ａｓバリア層から
成り、該ウエル層が３層で構成される。上部ＤＢＲミラ
ー１０３は、Ａｌ_0.15Ｇａ_{0.8 5}ＡｓとＡｌ_0.9Ｇａ_0.1
Ａｓとを交互に積層した３０ペアの分布反射型多層膜ミ
ラーで構成される。

【００３３】上部ＤＢＲミラー１０３は、Ｚｎがドーピ
ングされることにより、ｐ型にされている。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１０
３、不純物がドーピングされていない量子井戸活性層１
０５および下部ＤＢＲミラー１０４とで、ｐｉｎダイオ
ードが形成される。

【００３４】コンタクト層１０２の材質は、後述する上
部電極１０６とオーミック接触可能な材質であれば特に
限定されない。具体的なコンタクト層１０２の材質とし
ては、ＡｌＧａＡｓ系材料の場合、たとえば、１０¹⁹ｃ
ｍ^-3以上の高濃度の不純物がドーピングされたＡｌ_0.15
Ｇａ_0.85Ａｓを挙げることができる。

【００３５】コンタクト層１０２、上部ＤＢＲミラー１
０３、量子井戸活性層１０５および下部ＤＢＲミラー１
０４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。

【００３６】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。

【００３７】そして、上部電極１０６は、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。また、
ｎ型ＧａＡｓ基板１０９の下には、下部電極１０７が形
成されている。

【００３８】以下、下部電極１０７から上部電極１０６
までの層構造を「半導体堆積体１２０」という。

【００３９】半導体堆積体１２０の上には、光透過性積
層体１４０が形成されている。光透過性積層体１４０
は、第１の光透過性層１４２および第２の光透過性層１
４４が順次積層されて構成されている。

【００４０】第１の光透過性層１４２と第２の光透過性
層１４４との境界面は、柱状部１０１の上方において、
第１のレンズ面１５０を有している。第１のレンズ面１
５０は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０９側（下側）に凸であ
る。第１のレンズ面１５０は、柱状部１０１から出射さ
れたレーザ光を集光させる機能を有する。

【００４１】第２の光透過性層１４４の表面は、柱状部
１０１の上方において、第２のレンズ面１５２を有して
いる。第２のレンズ面１５２は、ｎ型ＧａＡｓ基板１０
９と反対側（上側）に凸である。第２のレンズ面１５２
は、、柱状部１０１から出射されたレーザ光をさらに集
光させる機能を有する。

【００４２】第２の光透過性層１４４には、第１のレン
ズ面１５０と第２のレンズ面１５２とで、両凸レンズが
形成されている。そして、柱状部１０１、第１のレンズ
面１５０および第２のレンズ面１５２の、光軸は、一致
している。

【００４３】第１の光透過性層１４２の材質は、第２の
光透過性層１４４の材質との関係で決定される。すなわ
ち、第１の光透過性層１４２の材質は、第２の光透過性
層１４４に比べて、屈折率が小さい材質であれば特に限
定されない。第１および第２の透過性層１４２，１４４
の材質としては、液状物にエネルギーを与えることによ
って硬化させて得られた材料が好ましい。このような材
料が好ましい理由は、後述するスタンパを用いて、光透
過性積層体１４０を形成できるからである。

【００４４】各光透過性層１４２，１４４の厚さは、特
に限定されないが、光透過性層１４２，１４４の屈折
率、レンズ面１５０，１５２の形状などを考慮して、設
定される。各光透過性層１４２，１４４の厚さは、たと
えば１０〜１００μｍである。

【００４５】光透過性積層体１４０は、所定の位置にコ
ンタクトホール１６０が形成されている。コンタクトホ
ール１６０は、上部電極１０６の一部が露出するように
形成されている。コンタクトホール１６０の径は、配線
を形成できる程度であれば特に限定されない。コンタク
トホール１６０の径は、スパッタ法またはメッキ法によ
り配線を形成する場合には、１０μｍ以上であることが
好ましい。ワイヤーボンディングで配線を形成する場合
には、コンタクトホール１６０の径は、１００μｍ以上
であることが好ましい。

【００４６】（動作）以下、面発光レーザ１００の動作
を説明する。

【００４７】上部電極１０６と下部電極１０７とで、ｐ
ｉｎダイオードに順方向の電圧を印加する。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Ｄ
ＢＲ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、柱状
部１０１からレーザ光が出射される。柱状部１０１から
出射されたレーザ光は、光透過性積層体１４０に入射
し、第１のレンズ面１５０および第２のレンズ面１５２
において集光されて、光透過性積層体１４０の外方（ｎ
型ＧａＡｓ基板１０９に対して垂直方向）に放射され
る。すなわち、柱状部１０１から出射されたレーザ光
は、第１のレンズ面１５０において、第１のレンズ面１
５０の曲線の法線に近づく方向に屈折され、第２のレン
ズ面１５２において、第２のレンズ面１５２の曲線の法
線に遠ざかる方向に屈折される。

【００４８】（特徴点および作用効果）以下、本実施の
形態に係る面発光レーザ１００についての特徴点および
作用効果を述べる。本実施の形態に係る面発光レーザ１
００の特徴的な点は、たとえば次の点である。

【００４９】（１）第１に、光透過性積層体１４０は、
第１のレンズ面１５０と第２のレンズ面１５２とを有す
ることである。これによって、たとえば、次の作用効果
が奏される。

【００５０】光透過性積層体１４０は、２つのレンズ
面１５０，１５２を有するため、単一のレンズ面を有す
る場合に比べて、集光機能を高めることができる。この
ため、レーザ光の放射角を小さく設定することができ
る。

【００５１】各レンズ面１５０，１５２の形状（たと
えば曲率）および各光透過性層１４２，１４４の屈折率
などを制御することにより、所望のレンズ作用を得るこ
とができる。所望のレンズ作用は、たとえば、球面収
差、色収差の補正などのレンズ作用である。

【００５２】各レンズ面１５０，１５２の曲率を、レ
ンズ面が１つの場合ほど、大きくすることなく、所望の
レンズ作用を得ることができる。

【００５３】光透過性層の材質に関して、単層で、か
つ、レンズ面が１つの場合に比べて、屈折率差が大きく
なるような材質を選ばなくても、所望のレンズ作用を得
ることができる。すなわち、光透過性層１４２，１４４
の材質に関して、選択できる屈折率の幅を大きくするこ
とができる。その結果、光透過性層１４２，１４４の材
質の幅が広がる。

【００５４】（２）光透過性積層体１４０は、半導体堆
積体１２０の上に形成されている。このため、半導体堆
積体１２０は、光透過性積層体１４０によって、半導体
を劣化させる物質（たとえば酸素、水分）などから保護
されている。

【００５５】［面発光レーザの製造方法］次に、第１の
実施の形態に係る面発光レーザ１００の製造プロセスに
ついて説明する。図２〜図４は、面発光レーザの製造工
程を模式的に示す断面図である。

【００５６】（半導体堆積体の形成）まず、半導体堆積
体１２０の形成方法について説明する。図２は、半導体
堆積体１２０の形成工程を模式的に示す断面図である。

【００５７】（１）半導体層の堆積工程 図２（ａ）に示すように、ｎ型ＧａＡｓ基板１０９上
に、下部ＤＢＲミラー１０４を形成する。下部ＤＢＲミ
ラー１０４は、Ａｌ_0.15Ｇａ_0.85ＡｓとＡｌＡｓとを交
互に積層し、Ｓｅをドーピングすることにより形成され
る。次に、下部ＤＢＲミラー１０４上に、量子井戸活性
層１０５を形成する。量子井戸活性層１０５は、厚さ３
ｎｍのＧａＡｓウエル層と、厚さ３ｎｍのＡｌ_0.3Ｇａ
_0.7Ａｓバリア層から成り、該ウエル層が３層で構成さ
れる。さらに、量子井戸活性層１０５上に、上部ＤＢＲ
ミラー１０３を形成する。上部ＤＢＲミラー１０３は、
Ａｌ_{0. 15}Ｇａ_0.85ＡｓとＡｌ_0.9Ｇａ_0.1Ａｓとを交互に
積層し、Ｚｎをドーピングした３０ペアの積層構造であ
る。その後、上部ＤＢＲミラー１０３上に、Ａｌ_0.15Ｇ
ａ_0.85Ａｓからなるコンタクト層１０２を積層する。

【００５８】上記の各層は、有機金属気相成長（ＭＯＶ
ＰＥ：Ｍｅｔａｌ−ＯｒｇａｎｉｃＶａｐｏｒ Ｐｈａ
ｓｅ Ｅｐｉｔａｘｙ）法でエピタキシャル成長させて
形成することができる。このとき、例えば、成長温度
は、７５０℃、成長圧力は、２×１０⁴Ｐａである。III
族原料としては、ＴＭＧａ（トリメチルガリウム）、Ｔ
ＭＡｌ（トリメチルアルミニウム）の有機金属を用い、
Ｖ族原料としてはＡｓＨ₃ を用いることができる。ま
た、ｎ型ドーパントにＨ₂Ｓｅ、ｐ型ドーパントにＤＥ
Ｚｎ（ジメチル亜鉛）を用いることができる。

【００５９】次に、コンタクト層１０２上に、フォトレ
ジストを塗布する。その後、フォトリソグラフィー法に
より、フォトレジストをパターニングし、所定のパター
ンの第１のレジスト層Ｒ１を形成する。

【００６０】（２）柱状部の形成工程 次に、図２（ｂ）に示すように、第１のレジスト層Ｒ１
をマスクとして、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１
０１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，ＢＣｌ
₃ ）を用いた、反応性イオンビームエッチング法が使わ
れる。

【００６１】（３）絶縁層および電極の形成工程 次に、基板上に、例えば、膜厚１００〜３００ｎｍのシ
リコン酸化膜（ＳｉＯ _X 膜）を形成する。シリコン酸化
膜は、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法により形成される。その後、フォトリソグラフ
ィー法とドライエッチングにより、図２（ｃ）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。

【００６２】次に、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。さらに、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
した金属層を用いる。

【００６３】（光透過性積層体の形成）次に、半導体堆
積体１２０の上に、光透過性積層体１４０を形成する方
法について説明する。図３および図４は、光透過性積層
体１４０の製造工程を示したものである。図３および図
４においては、半導体堆積体１２０の層構造の図示を省
略し、半導体堆積体１２０を概略して示す。

【００６４】光透過性積層体１４０は、第１の光透過性
層１４２および第２の光透過性層１４４を順次形成する
ことにより、形成される。以下、第１の光透過性層１４
２と第２の光透過性層１４４との形成方法を、それぞれ
説明する。

【００６５】＜第１の光透過性層の形成＞まず、第１の
光透過性層１４２の形成方法を説明する。図３は、第１
の光透過性層１４２の形成工程を模式的に示す断面図で
ある。

【００６６】（１）補強板の貼り合せ工程 図３（ａ）に示すように、半導体堆積体１２０の裏面、
具体的には下部電極１０７の下に、必要に応じて、補強
板１７０を貼り付ける。補強板１７０は、平坦であれば
特に限定されないが、好ましくは、ガラス板などを挙げ
ることができる。補強板１７０を貼りつけることによ
り、次の作用効果が奏される。

【００６７】１）第１に、半導体堆積体１２０の機械的
強度を高めることができる。

【００６８】２）第２に、半導体堆積体１２０の破壊を
確実に防止することができる。すなわち、後述する、第
１のスタンパ１８０を半導体堆積体１２０から剥離する
工程において、半導体堆積体１２０に歪みが生じる。１
７０補強板を貼りつけることにより、この歪みによる半
導体堆積体１２０の破壊を確実に防止することができ
る。

【００６９】（２）第１のスタンパと半導体堆積体との
位置合わせ工程 第１のスタンパ１８０と半導体堆積体１２０とをアライ
メントをする。第１のスタンパ１８０は、第１の凸部１
８４と第２の凸部１８６とを有する。このアライメント
は、第１のスタンパ１８０の、第１の凸部１８４が面発
光レーザの柱状部１０１の上に位置するように行われ
る。

【００７０】第１のスタンパ１８０は、第１のスタンパ
１８０の鋳型面１８２には、次の表面処理が施されてい
ることが好ましい。すなわち、その鋳型面１８２と第１
の光透過性層１４２との密着性が、第１の光透過性層１
４２と半導体堆積体１２０との密着性よりも低くなるよ
うな表面処理である。具体的な表面処理としては、フッ
素処理である。この表面処理の作用は、第１のスタンパ
１８０を剥離する工程で説明する。アライメント方法と
しては、たとえば、以下の方法を挙げることができる。

【００７１】１）第１に、第１のスタンパ１８０と半導
体堆積体１２０とを別々に位置決めし、機械的精度で張
り合わせる方法である。

【００７２】２）第２に、第１のスタンパ１８０が透明
な場合において、アライメントマーク（図示せず）を照
準にして、アライメントを行う方法である。アライメン
トマークは、たとえば、柱状部１０１が形成されている
側の半導体堆積体１２０の面上に付すことができる。

【００７３】３）第３に、第１のスタンパ１８０が透明
でない場合には、第１のスタンパ１８０の所定の部分に
おいて、垂直方向に第１のスタンパ１８０を貫通する孔
（図示せず）を設け、その孔を介して、上述のアライメ
ントマークを利用してアライメントを行う方法である。

【００７４】（３）第１の光透過性層前駆体の導入工程 次に、第１のスタンパ１８０と半導体堆積体１２０との
間に、液状の、第１の光透過性層前駆体１４２ａを導入
する。そして、第１の光透過性層前駆体１４２ａを半導
体堆積体１２０の面上に載せる。なお、光透過性層前駆
体１４２ａは、第１のスタンパ１８０の鋳型面１８２上
に載せてもよい。また、光透過性層前駆体１４２ａを半
導体堆積体１２０の面上に載せた後、第１のスタンパ１
８０と半導体堆積体１２０とをアライメントしてもよ
い。

【００７５】第１の光透過性層前駆体１４２ａの材料
は、第１の光透過性層前駆体１４２ａが第１の光透過性
層１４２になった場合に、第１の光透過性層１４２の屈
折率が、第２の光透過性層１４４の屈折率より小さくな
るものであれば特に限定されない。好ましい第１の光透
過性層前駆体１４２ａは、エネルギーを付与することに
より硬化する材料である。エネルギーを付与することに
より硬化する材料としては、紫外線硬化型の樹脂の前駆
体、熱硬化型の樹脂の前駆体を挙げることができる。紫
外線硬化型の樹脂の前駆体としては、たとえば、紫外線
硬化型のアクリル系樹脂の前駆体、紫外線硬化型のエポ
キシ系樹脂の前駆体を挙げることができる。熱硬化型の
樹脂の前駆体としては、熱硬化型のポリイミド系樹脂の
前駆体などを挙げることができる。

【００７６】紫外線硬化型の樹脂は、紫外線照射のみで
硬化することができるので、手軽に使用することができ
る。また、熱処理を加えないので、第１のスタンパ１８
０、半導体堆積体１２０および補強板１７０などの間の
熱膨張差に起因するトラブルを心配する必要がない。紫
外線硬化型のアクリル系樹脂は、透明度が高い点で、レ
ンズに適している。

【００７７】熱硬化型のポリイミド系樹脂の前駆体は、
加熱キュア処理されることにより、イミド化反応が起こ
り、硬化してポリイミド系樹脂が生じる。ポリイミド系
樹脂は、可視光領域で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
られるという利点がある。また、熱硬化型の樹脂の場合
には、第１のスタンパ１８０が不透明な材質からなるこ
とができる。この場合、第１のスタンパ１８０の材質と
して、金属も適用できる。

【００７８】第１の光透過性層前駆体１４２ａの半導体
堆積体１２０上への導入方法としては、特に限定されな
いが、たとえば、ディスペンサノズルによって、第１の
光透過性層前駆体１４２ａを半導体堆積体１２０上に滴
下して導入する方法を挙げることができる。

【００７９】（４）第１のスタンパと半導体堆積体との
密着工程 次に、図３（ｂ）に示すように、第１のスタンパ１８０
と半導体堆積体１２０とを、第１の光透過性層前駆体１
４２ａを介して密着させる。この密着によって、第１の
光透過性層前駆体１４２ａは、第１のスタンパ１８０と
半導体堆積体１２０との間の所定領域まで塗り拡げられ
る。なお、必要に応じて、第１のスタンパ１８０と半導
体堆積体１２０とを貼り合わせる際に、第１のスタンパ
１８０および半導体堆積体１２０の少なくとも一方を加
圧してもよい。また、第１の光透過性層前駆体１４２ａ
の内部に気泡が混入することを防ぐため、１０Ｐａ程度
の真空下で、第１のスタンパ１８０と半導体堆積体１２
０とを密着させてもよい。

【００８０】（５）第１の光透過性層前駆体の硬化工程 次に、第１の光透過性層前駆体１４２ａを硬化する。硬
化方法は、第１の光透過性層前駆体１４２ａの種類に応
じて、適宜の方法が選ばれる。紫外線硬化型の樹脂を用
いた場合には、紫外線を第１のスタンパ１８０側から第
１の光透過性層前駆体１４２ａに照射することにより、
硬化することができる。熱硬化型のポリイミド系樹脂の
前駆体を用いた場合には、加熱キュア処理することによ
り、硬化することができる。

【００８１】加熱キュア温度は、第１の光透過性層前駆
体１４２ａの種類によって異なるが、たとえば、１００
〜４００℃、好ましくは２８０℃以下、より好ましくは
１５０℃程度である。加熱キュア温度が２８０℃以下で
あることにより、電極材の異常拡散を確実に防止するこ
とができる。加熱キュア温度が１５０℃程度であること
により、次の２つの効果がある。１）面発光レーザなど
の素子の熱によるダメージを避けることができる。２）
半導体堆積体１２０と第１の光透過性層前駆体（ポリイ
ミド系樹脂）１４２ａとの熱膨張差を小さくすることが
できる。

【００８２】こうして、半導体堆積体１２０上には、第
１のスタンパ１８０の鋳型面１８２の反転形状を有す
る、第１の光透過性層１４２が形成される。すなわち、
第１のスタンパ１８０の第１の凸部１８４に対応する部
分に、第１のレンズ面１５０が形成され、第２の凸部１
８６に対応する部分に、コンタクトホール１６０形成の
ためのホール１６２が形成される。

【００８３】（６）第１のスタンパの剥離工程 次に、図３（ｃ）に示すように、第１のスタンパ１８０
を、第１の光透過性層１４２および半導体堆積体１２０
から剥離する。上述したように、第１のスタンパ１８０
の鋳型面１８２には、表面処理が施されていることが好
ましい。鋳型面１８２に表面処理を施すことにより、第
１のスタンパ１８０を、第１の光透過性層１４２および
半導体堆積体１２０から容易に剥離することができる。

【００８４】＜第２の光透過性層の形成＞次に、第２の
光透過性層１４４の形成方法を説明する。図４は、第２
の光透過性層１４４の形成工程を模式的に示す断面図で
ある。

【００８５】（１）第２のスタンパと半導体堆積体との
位置合わせ工程 第２のスタンパ１９０と半導体堆積体１２０とをアライ
メントする。このアライメントは、第２のスタンパ１９
０の凹部１９４と、半導体堆積体１２０の柱状部１０１
とが対向するように行われる。アライメント方法は、上
述の、第１の光透過性層１４２の形成工程（２）と同様
であるため、詳細な説明を省略する。なお、第２のスタ
ンパ１９０の凹部１９４は、得ようとする第２のレンズ
面１５２の反転形状を有する。第２のスタンパ１９０の
凸部１９６は、得ようとするコンタクトホール１６０の
反転形状を有する。第２のスタンパ１９０の具体的構成
は、形状以外は、第１のスタンパ１８０と同様であるた
め、その説明を省略する。

【００８６】（２）第２の光透過性層前駆体の導入工程 第２のスタンパ１９０と半導体堆積体１２０との間に、
液状の、第２の光透過性層前駆体１４４ａを導入する。
そして、第２の光透過性層前駆体１４４ａを、半導体堆
積体１２０の面上に載せる。なお、第２の光透過性層前
駆体１４４ａは、第２のスタンパ１９０の面上に載せて
もよい。第２の光透過性層前駆体１４４ａの材料は、第
２の光透過性層前駆体１４４ａが第２の光透過性層１４
４になった場合に、第２の光透過性層１４４の屈折率
が、第１の光透過性層１４２の屈折率より大きくなるも
のであれば特に限定されない。好ましい第２の光透過性
層前駆体１４４ａの材料の具体例は、第１の光透過性層
前駆体１４２ａと同様である。なお、第２のスタンパ１
９０と半導体堆積体１２０との間に、第２の光透過性層
前駆体１４４ａを導入する方法の具体例は、第１の光透
過性層１４２と同様である。

【００８７】（３）第２の光透過性層の形成まで 以下、第１の光透過性層１４２と同様にして、第２の光
透過性層１４４を形成することができる。すなわち、上
述の、第１のスタンパ１８０と半導体堆積体１２０との
密着工程（４）から、第１のスタンパ１８０の剥離工程
（６）までの方法と同様にして、第２の光透過性層１４
４を形成することができる。こうして、図４（ｂ）に示
すように、柱状部１０１の上方における、第２の光透過
性層１４４の表面において、第２のレンズ面１５２が形
成される。また、光透過性積層体１４０の所定の位置に
おいて、コンタクトホール１６０が形成される。

【００８８】（４）コンタクトホールの底部の処理 第２のスタンパ１９０を剥離した後、コンタクトホール
１６０の底部において、光透過性積層体１４０の構成成
分が残存する場合がある。光透過性積層体１４０の構成
成分が残存してしまうと、たとえば次の３つの問題が生
じる場合がある。

【００８９】１）第１に、光透過性積層体１４０の上に
金属層を設け、この金属層と上部電極１０６とを、コン
タクトホール１６０を介して電気的な接触を取りたい場
合に、上部電極１０６とその金属層との電気的な接触が
十分に図れなくなる場合がある。

【００９０】２）第２に、コンタクトホール１６０の底
部に、光透過性積層体１４０の構成成分が残存した状態
で、たとえば、上部電極１０６に直接にワイヤーボンド
を行うと、ワイヤーを上部電極１０６に接続ができなく
なる問題が生じる場合がある。

【００９１】３）第３に、ワイヤーを上部電極１０６に
接続できたとしても、ワイヤーと上部電極１０６との電
気的な接触が、十分に図れなくなる問題が生じる場合が
ある。

【００９２】以上の問題を確実に防止するため、コンタ
クトホール１６０の底部において、光透過性積層体１４
０の構成成分が残存した場合には、その残存した構成成
分を除去することが好ましい。光透過性積層体１４０の
構成成分が樹脂からなる場合には、たとえば、以下に示
す２つの方法のうち、いずれかの方法で除去することが
できる。

【００９３】１）第１に、アッシングによって、コンタ
クトホール１６０の底部に残存した樹脂を除去する方法
である。ここで、アッシングとは、樹脂を気相中で反応
性ガスと反応させて除去する方法である。アッシングの
具体例としては、オゾンアッシング、プラズマアッシン
グなどを挙げることができる。オゾンアッシングは、高
濃度のオゾンの雰囲気下で、オゾンと樹脂とを化学反応
させて、樹脂を除去する方法である。プラズマアッシン
グは、たとえば酸素ガスのプラズマを発生させて、その
プラズマを利用して樹脂を除去する方法である。このよ
うなアッシングによる方法によれば、樹脂が残存した、
全てのコンタクトホール１６０についての樹脂を除去す
ることができるので、処理時間を要しないという利点が
ある。

【００９４】２）第２に、コンタクトホール１６０の底
部をエキシマレーザでアブレーションする方法である。
すなわち、細かく絞ったエキシマレーザビームをコンタ
クトホール１６０の底部に照準を合わせて照射し、コン
タクトホール１６０の底部の樹脂を焼き飛ばす方法であ
る。エキシマレーザによれば、確実にコンタクトホール
１６０の底部のみを、処理できるので、第２のレンズ面
１５２の破損を心配する必要がないという利点がある。

【００９５】（５）補強板の剥離工程 補強板１７０を剥離し、図１に示すような、面発光レー
ザ１００が完成する。

【００９６】（特徴点および作用効果）以下、第１の実
施の形態に係る面発光レーザ１００の製造方法について
の特徴点および作用効果を説明する。第１の実施の形態
に係る面発光レーザ１００の製造方法の特徴的な点は、
たとえば次の点である。

【００９７】（１）第１に、第１のスタンパ１８０を利
用して、一体的に、第１のレンズ面１５０と、コンタク
トホール１６０のためのホール１６２とを形成している
点である。このため、フォトリソグラフィー法により、
第１のレンズ面１５０とホール１６２とを形成すること
に比べて、簡単であり、製造に要する時間を大幅に短縮
することができる。また、スタンパ１８０は、一度作成
すれば、再度繰り返して使用することができるため、製
造コストを削減することができ、経済的である。

【００９８】（２）第２に、第２のスタンパ１９０を利
用して、一体的に、第２のレンズ面１５２とコンタクト
ホール１６０とを形成している点である。このため、特
徴点（１）と同様の作用効果を奏することができる。

【００９９】［スタンパの製造方法］スタンパは、たと
えば、次のようにして製造することができる。ここで
は、第２のスタンパ１９０の製造方法を説明する。

【０１００】（マザー型の形成）第２のスタンパ１９０
を製造するにあたって、第２のスタンパ１９０の母型と
なるマザー型を製造する。まず、マザー型の製造方法を
説明する。図５は、マザー型１４の製造工程を示した模
式図である。

【０１０１】（１）平坦性の高いシリコン基板１０上
に、フォトレジストを塗布する。その後、フォトリソグ
ラフィー法を用いて、フォトレジストをパターニングす
ることにより、図５（ａ）に示すように、所定のパター
ンの第２のレジスト層Ｒ２を形成する。

【０１０２】（２）次に、第２のレジスト層Ｒ２を加熱
リフローする。すなわち、第２のレジスト層Ｒ２を溶融
し、流動させて再形成する。これにより、第２のレジス
ト層Ｒ２は、表面張力の影響を受けて、図５（ｂ）に示
すように、凸レンズ形状に変形し、第３のレジスト層Ｒ
３が形成される。加熱方法としては、例えば、ホットプ
レートまたは温風循環式オーブンなどを用いて行うこと
ができる。ホットプレートを使用した場合の加熱条件
は、レジストの材質により変わるが、１５０℃以上で、
２〜１０分、好ましくは５分である。また、温風循環式
オーブンの場合は、１６０℃以上で、２０〜３０分が適
当である。

【０１０３】（３）次に、第３のレジスト層Ｒ３とシリ
コン基板１０とをエッチングし、第３のレジスト層Ｒ３
の形状を、シリコン基板１０に転写する。こうして、図
５（ｃ）に示すように、シリコン基板１０上に、凸形状
部１１が形成される。このエッチングは、得たいレンズ
面の形状により異なるが、たとえば、第３のレジスト層
Ｒ３に対するシリコンの選択比（シリコンのエッチング
レート／第３のレジスト層のエッチングレート）（以下
「選択比」という）が０．５〜１．０であるドライエッ
チング法により行われる。ここで形成された凸形状部１
１は、最終的に製造される面発光レーザの第２のレンズ
面１５２の形状を具えている。この選択比によれば、こ
のエッチングにおいて、図５（ｂ）の想像線で示すよう
に、第３のレジスト層Ｒ３の形状を反映させながら、シ
リコン基板１０に第３のレジスト層Ｒ３の形状を転写す
ることができる。その結果、シリコン基板１０上に凸形
状部１１を形成することができる。エッチングガスとし
ては、シリコンに対してエッチング性の高いガス（たと
えばＣＦ₄ ）に、レジスト層を積極的にエッチングする
酸素を混合したガスなどを挙げることができる。このよ
うに酸素を混合することにより、選択比の調節をするこ
とができる。

【０１０４】（４）次に、シリコン基板１０上に、フォ
トレジストを塗布する。その後、フォトリソグラフィー
法を用いて、フォトレジストをパターニングすることに
より、図５（ｄ）に示すように、所定のパターンの第４
のレジスト層Ｒ４を形成する。続いて、第４のレジスト
層Ｒ４をマスクとして、シリコン基板１０の所定の位置
を、所望の深さにまでエッチングし、ホール１２を形成
する。ここで形成されたホール１２は、最終的に製造さ
れる面発光レーザ１００のコンタクトホール１６０の形
状を具えている。このエッチングは、選択比の大きなエ
ッチングガス、たとえば、ＣＦ₄ ガスなどを用いて行
う。エッチング後、第４のレジスト層Ｒ４を除去する。
こうして、図５（ｅ）に示すように、最終的に製造され
る面発光レーザ１００の第２のレンズ面１５２とコンタ
クトホール１６０の形状を具えたマザー型１４が完成す
る。

【０１０５】（スタンパの形成）以下、ここで得られた
マザー型１４を用いて、スタンパ１９０を形成する方法
を説明する。図６は、マザー型を利用してスタンパ１９
０を形成する工程を示した模式図である。

【０１０６】（１）図６（ａ）に示すように、マザー型
１４の、凸形状部１１およびホール１２を有する面上
に、液状の紫外線硬化型樹脂３０を載せる。

【０１０７】（２）次に、紫外線に対して透明な補強板
２０を、液状の紫外線硬化型樹脂３０を介してマザー型
１４と密着させる。このように補強板２０とマザー型１
４とを密着させることにより、液状の紫外線硬化型樹脂
３０は、図６（ｂ）に示すように、所定領域まで塗り拡
げられる。補強板２０としては、たとえば、ホウケイ酸
ガラスからなる板を挙げることができる。

【０１０８】（３）次に、補強板２０側から、液状の紫
外線硬化型樹脂３０に対して紫外線２４を照射すること
により、液状の紫外線硬化型樹脂３０を硬化させ、中間
盤３２を形成する。その後、図６（ｃ）に示すように、
中間盤３２と補強板２０とを一体的にマザー型１４から
剥離する。こうして、中間盤３２と補強板２０とからな
る、第２のスタンパ１９０が形成される。こうして得ら
れた鋳型面１９２には、マザー型１４の凸形状部１１
と、ホール１２の形状の反転形状が転写されている。す
なわち、第２のスタンパ１９０の鋳型面１９２は、凹部
１９４と、凸部１９６とを有する。凹部１９４は、第２
のレンズ面１５２の反転形状部となり、凸部１９６は、
コンタクトホール１６０の反転形状部となる。

【０１０９】（４）次いで、図６（ｄ）に示すように、
鋳型面１９２に、表面処理を施す。この表面処理は、光
透過性積層体１４０と第２のスタンパ１９０との密着性
が、光透過性積層体１４０と半導体堆積体１２０の密着
性よりも低くなるようにする処理である。この表面処理
としては、たとえば、ＣＦ₄ ガスプラズマによるフッ素
処理などを挙げることができる。こうして、第２のスタ
ンパ１９０が完成する。

【０１１０】｛第２の実施の形態｝以下、第２の実施の
形態に係る面発光レーザおよびその製造方法について説
明する。

【０１１１】［面発光レーザ］まず、第２の実施の形態
に係る面発光レーザについて説明する。図７は、第２の
実施の形態にかかる面発光レーザ２００を模式的に示す
断面図である。

【０１１２】（デバイスの構造）第２の実施の形態に係
る面発光レーザ２００は、半導体堆積体２２０が複数の
共振器を有する、アレイの例である。第２の実施の形態
に係る面発光レーザ２００は、光透過性積層体２４０の
積層構造と、光透過性積層体２４０が分離溝２７０を有
する点で、第１の実施の形態と異なる。それ以外の点
は、第１の実施の形態と同様であるため、詳細な説明を
省略する。また、図７において、半導体堆積体２２０の
層構造の図示を省略し、半導体堆積体２２０を概略して
示す。

【０１１３】半導体堆積体２２０は、複数の柱状部２０
１を有する。半導体堆積体２２０の上には、光透過性積
層体２４０が形成されている。光透過性積層体２４０
は、３層構造である。すなわち、光透過性積層体２４０
は、半導体堆積体２２０の上に、第１の光透過性層２４
２、第２の光透過性層２４４および第３の光透過性層２
４６が順次積層されて構成されている。

【０１１４】第１の光透過性層２４２と第２の光透過性
層２４４との境界面は、柱状部２０１の上方において、
第１のレンズ面２５０を有している。第１のレンズ面２
５０は、半導体堆積体２２０に対して反対側に凸であ
る。第１のレンズ面２５０は、柱状部２０１から出射さ
れたレーザ光を集光させる機能を有する。

【０１１５】第２の光透過性層２４４と第３の光透過性
層２４６との境界面は、柱状部２０１の上方にいて、第
２のレンズ面２５２を有している。第２のレンズ面２５
２は、半導体堆積体２２０側に凸である。第２のレンズ
面２５２は、柱状部２０１から出射されたレーザ光を、
さらに集光させる機能を有する。

【０１１６】第３の光透過性層２４６の表面は、柱状部
２０１の上方において、第３のレンズ面２５４を有して
いる。第３のレンズ面２５４は、半導体堆積体２２０に
対して反対側に凸である。第３のレンズ面２５４におい
て、柱状部２０１から出射されたレーザ光を、さらに集
光させることができる。

【０１１７】そして、柱状部２０１、３つのレンズ面２
５０，２５２，２５４の、光軸は、一致している。

【０１１８】第１の光透過性層２４２および第３の光透
過性層２４６の材質は、第２の光透過性層２４４の材質
との関係で決定される。すなわち、第１の光透過性層２
４２および第３の光透過性層２４６の材質は、第２の光
透過性層２４４に比べて、屈折率が大きい材質であれば
特に限定されない。第１〜第３の光透過性層２４２，２
４４，２４６の材質としては、液状物にエネルギーを与
えることによって硬化させて得られた材料が好ましい。
このような材料が好ましい理由は、スタンパを用いて、
光透過性層２４２，２４４，２４６を形成することがで
きるからである。

【０１１９】光透過性積層体２４０には、複数のコンタ
クトホール２６０が形成されている。コンタクトホール
２６０は、柱状部２０１に連続する上部電極（図示せ
ず）が露出するように、形成されている。

【０１２０】柱状部２０１の相互間における、光透過性
積層体２４０には、分離溝２７０が形成されている。こ
の分離溝２７０は、クロストークを抑える機能を有す
る。ここで、クロストークとは、一方の柱状部２０１か
ら出射されたレーザ光が、水平方向に伝播し、そのレー
ザ光が、隣接する柱状部２０１における光透過性積層体
２４０から漏れ出してしまう現象をいう。

【０１２１】分離溝２７０は、次の理由で、クロストー
クを抑える機能を有する。一方の柱状部２０１から出射
されたレーザ光の一部は、光透過性積層体２４０を水平
伝播する。柱状部２０１の相互間に分離溝２７０が存在
すると、このレーザ光は、分離溝２７０における光透過
性積層体２４０の側壁面（以下「光透過性積層体の側壁
面」という）２７０ａにおいて、反射される。このた
め、水平伝播してきたレーザ光は、分離溝２７０を通過
する割合が抑えられる。このようにして、分離溝２７０
は、クロストークを抑えることができる。

【０１２２】分離溝２７０の平面形状は、特に限定され
ないが、たとえば長方形を上げることができる。分離溝
の平面形状は、凹凸状の部分を有することが好ましい。
分離溝２７０の平面状が凹凸状の部分を有すると、次の
２つの理由で、クロストークを抑える機能がより向上す
る。１）第１に、光透過性積層体２４０の側壁面２７０
ａで、水平伝播してきたレーザ光が散乱するため。２）
第２に、光透過性積層体２４０の側壁面２７０ａで、レ
ーザ光のコヒーレンシー（coherency）が乱されるた
め。

【０１２３】分離溝２７０の深さとしては、その機能を
発揮できる程度であれば、特に限定されず、たとえば、
光透過性積層体２４０の厚さＴ１の半分以上である。

【０１２４】分離溝２７０の長さＬ１は、その機能を発
揮できる程度あれば特に限定されず、たとえば、第３の
レンズ面２５４の有効径Ｄ１より大きくした態様をとる
ことができる。

【０１２５】（特徴点および作用効果）以下、第２の実
施の形態に係る面発光レーザ２００についての特徴点お
よび作用効果について説明する。第２の実施の形態に係
る面発光レーザ２００の特徴的な点は、たとえば次の点
である。

【０１２６】（１）第１に、第１の実施の形態に係る特
徴点（１）および（２）と同様の特徴点を有する。この
ため、その特徴点および作用効果の記載を省略する。

【０１２７】（２）第２に、光透過性積層体２４０は、
３層の光透過性層２４２，２４４，２４６から構成さ
れ、３つのレンズ面２５０，２５２，２５４を有するこ
とである。このように、第２の実施の形態に係る光透過
性積層体２４０は、第１の実施の形態に比べて、レンズ
面が一つ多く形成されているため、より放射角を狭める
ことができる。

【０１２８】（３）第３に、光透過性積層体２４０の所
定の位置に、分離溝２７０が形成されていることであ
る。分離溝２７０が形成されているため、クロストーク
を抑えることができる。

【０１２９】［面発光レーザの製造方法］第２の実施の
形態に係る面発光レーザ２００は、第１の実施の形態と
同様の方法で製造することができる。すなわち、第２の
実施の形態に係る面発光レーザ２００は、スタンパを利
用した方法により製造することができる。

【０１３０】（分離溝の変形例）分離溝２７０は、たと
えば、次の２つの変形が可能である。

【０１３１】（１）第１に、図８に示すように、分離溝
２７０内に、遮光性材料２７２が埋め込まれてもよい。
遮光性材料２７２は、レーザ光を吸収し得る材質であれ
ば特に限定されない。具体的な遮光性材料２７２は、黒
色染料または黒色顔料をバインダー樹脂とともに溶剤に
溶かしたものを挙げることができる。分離溝２７０内に
遮光性材料２７２を埋め込む方法としては、たとえば、
インクジェット方式を利用した方法を挙げることができ
る。

【０１３２】（２）第２に、分離溝２７０の断面形状と
しては、Ｖ字形状であってもよい。分離溝２７０の断面
形状がＶ字形状であると、簡単に分離溝２７０を形成す
ることができる。

【０１３３】｛変形例｝本発明は、上記の実施の形態に
限定されず、本発明の要旨の範囲で種々の変更が可能で
ある。たとえば、次の変更が可能である。

【０１３４】（１）光透過性層の界面に形成されたレン
ズ面の形状および曲率と、光透過性層の屈折率とを変化
させ、組み合わせることにより、種々のレンズ作用を得
ることができる。このレンズ作用は、たとえば、球面収
差、色収差である。

【０１３５】（２）半導体堆積体が複数の共振器を有す
る場合、共振器を所定のパターンで配設して、本発明の
面発光レーザを面光源とすることができる。この面光源
は、たとえば、発光単位（共振器）を千鳥状、ライン状
などに配設することにより、レーザプリンタに適用でき
る。また、この面光源は、たとえば、発光単位（共振
器）を最密に配設することで、平面光源に適用すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態に係る面発光レーザを模式的
に示す断面図である。

【図２】第１の実施の形態に係る面発光レーザの製造工
程の断面模式図である。

【図３】第１の実施の形態に係る面発光レーザの製造工
程の断面模式図である。

【図４】第１の実施の形態に係る面発光レーザの製造工
程の断面模式図である。

【図５】スタンパの製造工程を模式的に示す断面図であ
る。

【図６】スタンパの製造工程を模式的に示す断面図であ
る。

【図７】第２の実施の形態に係る面発光レーザを模式的
に示す断面図である。

【図８】第２の実施の形態に係る面発光レーザの変形例
を模式的に示す断面図である。

【符号の説明】

１０ シリコン基板 １１ 凸形状部 １２ ホール １４ マザー型 ２０ 補強板 ２４ 紫外線 ３０ 液状の紫外線硬化型樹脂 ３２ 中間盤 １００，２００ 面発光レーザ １０１，２０１ 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 ｎ型ＧａＡｓ基板 １２０，２２０ 半導体堆積体 １４０，２４０ 光透過性積層体 １４２，２４２ 第１の光透過性層 １４２ａ，２４２ａ 第１の光透過性層の前駆体 １４４，２４４ 第２の光透過性層 １４４ａ，２４４ａ 第２の光透過性層の前駆体 １５０，２５０ 第１のレンズ面 １５２，２５２ 第２のレンズ面 １６０，２６０ コンタクトホール １７０ 補強板 １８０ 第１のスタンパ １８２ 鋳型面 １８４ 第１の凸部 １８６ 第２の凸部 １９０ 第２のスタンパ １９２ 鋳型面 １９４ 凹部 １９６ 凸部 ２４６ 第３の光透過性層 ２５４ 第３のレンズ面 ２７０ 遮光溝 ２７２ 遮光性材料 Ｄ１ 第３のレンズ面の直径 Ｌ１ 遮光溝の長辺の長さ Ｔ１ 光透過性積層体の厚さ Ｒ１ 第１のレジスト層 Ｒ２ 第２のレジスト層 Ｒ３ 第３のレジスト層 Ｒ４ 第４のレジスト層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5D119 AA33 AA38 BA01 FA05 FA21 FA30 JA02 JA64 LB05 LB11 NA04 NA05 5F073 AA65 AA74 AB05 AB17 AB26 BA02 CA04 EA19 EA28

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に、垂直方向の共振器を有
   し、該共振器より該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上に、光透過性積層体
   が設けられ、 前記光透過性積層体は、複数の光透過性層が積層されて
   構成され、 前記光透過性層の界面のうち、少なくとも２つの界面
   は、前記共振器の上方において、レンズ面を有してい
   る、面発光型半導体レーザ。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記光透過性層の前記界面のうち、最上層の前記光透過
   性層の上面において、レンズ面を有している、面発光型
   半導体レーザ。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記各光透過性層は、樹脂層である、面発光型半導体レ
   ーザ。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかにおいて、 前記光透過性積層体は、高屈折率光透過性層と、低屈折
   率光透過性層とが交互に積層されて構成されている、面
   発光型半導体レーザ。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記共振器と、前記各レンズ面との光軸は、一致してい
   る、面発光型半導体レーザ。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記半導体堆積体は、電極を有し、 前記光透過性積層体は、所定位置において、前記電極と
   コンタクトをとるためのコンタクトホールが設けられて
   いる、面発光型半導体レーザ。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかにおいて、 前記光透過性積層体は、複数の共振器を有し、 前記共振器の相互間における前記光透過性積層体におい
   て、分離溝が設けられている、面発光型半導体レーザ。
8. 【請求項８】 請求項７において、 前記分離溝の平面形状は、凹凸状の部分を有する、面発
   光型半導体レーザ。
9. 【請求項９】 請求項７または８において、 前記分離溝内に、遮光性材料が充填されている、面発光
   型半導体レーザ。
10. 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかにおいて、 前記面発光型半導体レーザは、複数の共振器を有し、 前記共振器が所定のパターンで配設されて、面光源を構
    成している、面発光型半導体レーザ。
11. 【請求項１１】 請求項１０において、 前記面発光型半導体レーザは、レーザプリンタに適用さ
    れる、面発光型半導体レーザ。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかに記載の面
    発光レーザの製造方法であって、 前記光透過性積層体を構成する、少なくとも一つの前記
    光透過性層を、スタンパを利用して形成する工程を含
    む、面発光レーザの製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項１２において、 前記スタンパは、その鋳型面と該スタンパと接触する前
    記光透過性層との密着性が、最下層の前記光透過性層と
    前記半導体堆積体との密着性よりも低くなるような表面
    処理が施されている、面発光型半導体レーザの製造方
    法。