表面发射激光器、表面发射激光器阵列和包含表面发射激光器的图像形成装置

摘要

本发明公开了表面发射激光器以及图像形成装置。一种以波长λ振荡的表面发射激光器包括上部反射器、下部反射器、活性层和间隔层。所述间隔层是包括成分为Al

说明书

技术领域

本发明涉及表面发射激光器、表面发射激光器阵列和包含表面发射激光器的图像形成装置。

背景技术

VCSEL可沿与其半导体衬底垂直的方向发射光束，因此可以容易地被应用于二维阵列。由二维VCSEL阵列发射的多光束的并行处理允许更高的密度和更高的速度。因此，VCSEL有望被用于各种工业应用。

在VCSEL中，为了有效地向活性层(active layer)供给电流，具有高的Al含量的Al_xGa_1-xAs(以下也被称为“AlGaAs”)被选择性氧化以形成电流限制(confinement)结构。对于单横模操作，电流限制的典型直径一般约为3μm。

但是，这种小的限制直径导致小的活性面积，并因此大大减小激光器设备的输出。

为了即使在较大的限制直径下也执行单横模振荡，IEEEPhotonics Technology Letters，vol.12，No.8，2000，p.939提出通过增加腔长度来增加高阶横模的衍射损失。下面将参照图2说明在该IEEE文件中说明的表面发射激光器设备的结构。

下部半导体多层反射器(reflector)220被设置在GaAs衬底210上。下部半导体多层反射器220包含交替层叠的低折射率子层和高折射率子层。低折射率子层和高折射率子层中的每一个具有λ/4的光学厚度。层的光学厚度为层的厚度和形成层的材料的折射率的积。波长λ指的是振荡波长。多层反射器也被称为分布式布拉格反射器(DBR)。

厚度比通常情况厚的GaAs间隔层(spacer layer)230被设置在下部半导体多层反射器220上。下部包层240、包含量子阱的活性层250、和上部包层260以这种次序被设置在间隔层230上。上部半导体多层反射器270被设置在上部包层260上。上部半导体多层反射器270包含交替层叠的低折射率子层和高折射率子层。

间隔层230仅由GaAs形成并具有2至8μm的范围内的长度。一般地，在表面发射激光器中，由上部和下部DBR限定的腔的光学厚度被设计为约1或2波长。例如，在上述IEEE文件中说明的980nm的激光器中，腔长度对于1波长腔约为0.3μm，而对于2波长腔约为0.6μm。

在包含具有1或2波长的光学厚度的腔的表面发射激光器中，在大于3或4μm的氧化限制的直径下，激光器以高阶模以及基模振荡。

由于在上述IEEE文件中说明的表面发射激光器包含长达约8μm的间隔件，因此，即使在7μm的氧化限制的直径下也实现单一基横模的振荡。在具有长腔结构的表面发射激光器中，用作反射镜的DBR之间的长距离导致传播的光束展开。对于表面发射激光器设备内的光束，高阶模的光束的发散角比基模的宽。因此，在具有长腔结构的表面发射激光器中，高阶模的光束在DBR之间传播时趋于具有大的衍射损失。因此，在具有长腔结构的表面发射激光器中比在不具有长腔结构的激光器中更容易执行基模的单横模振荡。

在表面发射激光器设备中，设备中的生热对于其光学输出功率具有大的影响。由此，散热能力的改善是另一技术问题。特别地，用于630至690nm范围内的红带发射的表面发射激光器中的由AlGaInP/GaInP形成的活性层的温度特性劣于红外半导体激光器中的活性层的温度特性。因此，散热能力在具有AlGaInP/GaInP活性层的表面发射激光器中更加重要。

美国专利申请公开No.2005/0271113公开了在包层下面设置具有λ/2的整数倍的光学厚度的导热层的结构。导热层改善了散热能力，由此增加激光输出。导热层由GaAs、AlAs或InP形成。

如上所述，用于红带发射的表面发射激光器的实际利用需要单横模振荡和改善的散热能力。本发明的发明人使用表现出低的带到带(band-to-band)吸收的厚AlAs膜作为间隔层，以实现单横模振荡和改善的散热能力。

但是，作为深入研究的结果，本发明的发明人发现，难以生长具有例如1μm或更厚的横模控制所需要的厚度的AlAs膜。更具体而言，具有至少1μm的厚度的AlAs单层膜的晶体生长导致如此粗糙的晶体表面，以致于AlAs单层膜作为用于激光器中的衬底、尤其是对于活性层的生长是不可接受的。

总之，虽然可以制备包含厚度小于1μm的AlAs层的激光器设备以改善散热能力，但是具有长腔的单横模振荡所需要的厚度即至少1μm的AlAs层是难以制备的。

发明内容

本发明在其一方面提供一种表面发射激光器，该表面发射激光器尽管具有长腔结构，但具有足够的散热能力、产生比常规的表面发射激光器高的激光输出、并以单横模振荡。本发明在其一方面还提供包含该表面发射激光器的表面发射激光器阵列和包含该表面发射激光器或该表面发射激光器阵列的图像形成装置。

上述的难以生长厚的AlAs单层的问题仅是例子。本发明的多个方面提供使用难以作为厚膜形成的导热材料的长腔结构。

因此，本发明的多个方面提供一种表面发射激光器，该表面发射激光器尽管具有长腔结构，但具有足够的散热能力、产生比常规的表面发射激光器高的激光输出、并以单横模振荡。本发明的多个方面还提供包含该表面发射激光器的表面发射激光器阵列和包含该表面发射激光器或该表面发射激光器阵列的图像形成装置。

由参照附图对示例性实施例的以下说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的激光器设备的示意性横截面图。

图2是根据常规的例子的激光器设备的示意性横截面图。

图3是根据第一实施例的表面发射激光器的示意性横截面图。

图4是示出作为间隔层中的厚度比的函数的热阻(thermalresistance)的示图。

图5是根据第二实施例的表面发射激光器的示意性横截面图。

图6是根据第三实施例的表面发射激光器的示意性横截面图。

图7是根据第四实施例的表面发射激光器的示意性横截面图。

图8是根据第五实施例的表面发射激光器阵列的示意性平面图。

图9A是根据第六实施例的图像形成装置的示意性俯视图，该图像形成装置包括作为曝光光源的表面发射激光器或表面发射激光器阵列，图9B是该图像形成装置的示意性侧视图。

具体实施方式

图1是根据本发明的实施例的激光器设备的示意性横截面图。

设置在衬底110上的下部多层反射器120包含交替层叠的低折射率子层和高折射率子层。间隔层130、下部包层140、活性层150和上部包层160以这种次序被设置在下部反射器120上。上部多层反射器170被设置在上部包层160上。

间隔层130包含交替层叠的导热的第一半导体子层131和第二半导体子层132。第二半导体子层132具有比第一半导体子层131低的热导率。

第一半导体子层131由诸如砷化铝(AlAs)或砷化铝镓(AlGaAs)的热导率比第二半导体子层132高的材料形成。第一半导体子层131可由AlGaAs(Al_xGa_1-xAs)形成，其中，Al/(Al+Ga)原子比可为至少0.90(x≥0.90)或至少0.95(x≥0.95)。第一半导体子层131可由AlAs(x＝1)形成。

第二半导体子层132可以是热导率比第一半导体子层131低的AlGaAs子层。第二半导体子层132与第一半导体子层131一起构成长腔结构。更具体而言，第二半导体子层132可以由Al_yGa_1-yAs形成，其中，Al/(Al+Ga)原子比小于第一半导体子层131中的Al/(Al+Ga)原子比(1>y>0并且x>y)。

第一半导体子层131和第二半导体子层132中的每一个的光学厚度被设为λ/2的整数倍。在这种情况下，被第一半导体子层131和第二半导体子层132之间的界面反射的光束相消。因此，与多层反射器120和170不同，间隔层130不明显反射光。这里使用的短语“λ/2的整数倍”指的是不明显反射激光器设备内的光的光学厚度。因此，短语“λ/2的整数倍”包含与λ/2的整数倍稍有不同的光学厚度，只要激光器设备内的光在该光学厚度下不被明显反射。

第一半导体子层131因此具有被抑制的诸如反射的光学作用，同时具有高的热导率。

即使当第一半导体子层131由难以作为厚膜形成的材料形成时，也在间隔层130中交替层叠具有在光学上没有影响的厚度(opticallyinert thickness)的第二半导体子层132，以形成长腔结构。长腔结构在激光器设备中提供长的光学路径。比基模的光束更宽地展开的高阶模的光束因此具有大的衍射损失。这有助于基模的单横模振荡。

当长腔结构不能仅由导热材料形成时，本发明根据其多个方面是有效的。

表面发射激光器的特性还受其水平方向的散热能力影响。由交替的子层构成的间隔层130还可改善水平方向的散热能力。

第一半导体子层131可邻近或靠近生热的活性层150以保证散热。例如，如图1所示，间隔层130的最上面的第一半导体子层133可比最上面的第二半导体子层134更接近活性层150。

最上面的第一半导体子层133可具有比其它的第一半导体子层131厚的厚度。例如，最上面的第一半导体子层133可具有5λ的光学厚度，而其它的第一半导体子层131可具有λ/2的光学厚度。

考虑到光学吸收和可从晶体生长获得的平坦性，可确定Al_yGa_1-yAs半导体子层132的Al/(Al+Ga)原子比(与y对应)。

在半导体中，具有特定的波长或更短的波长的光由于带到带吸收而经受高的光学吸收。特定的波长取决于半导体的带隙。带隙随Al/(Al+Ga)原子比而增加。表面发射激光器需要在振荡波长下具有减小的光学吸收的材料。因此，Al_yGa_1-yAs半导体子层132的Al/(Al+Ga)原子比可被增加，以避免在振荡波长下的带到带吸收。

例如，鉴于光学吸收，Al/(Al+Ga)原子比对于850nm的带可以至少为0.16(Al_yGa_1-yAs(1>y≥0.16))，而对于680nm的带可以至少为0.50(Al_yGa_1-yAs(1>y≥0.50))。

但是，过高的Al/(Al+Ga)原子比对于晶体生长面的平坦性具有不利的影响。因此，在这一点上希望Al/(Al+Ga)原子比低。特别地，第二半导体子层132降低由第一半导体子层131的生长导致的表面粗糙度。因此，在这一点上希望Al/(Al+Ga)原子比低。

如上所述，在光学吸收的降低和晶体生长面的平坦性之间存在权衡。因此，AlGaAs的Al/(Al+Ga)原子比被降低到使得光学吸收可忽略不计的水平。

例如，AlGaAs的Al/(Al+Ga)原子比对于850nm的带可以为0.16至0.26(Al_yGa_1-yAs(0.26≥y≥0.16))，而对于680nm的带可以为0.50至0.60(Al_yGa_1-yAs(0.60≥y≥0.50))。

由于可在包含InGaAs活性层的980nm激光器的波长范围处以及更长的波长范围处对于间隔层使用GaAs，因此长腔结构可由GaAs单层形成。但是，AlAs具有比GaAs高的热导率。因此，可以适当地使用本发明。更具体而言，还可对于980nm的带使用由Al_xGa_1-xAs(1≥x>0)形成的第一半导体子层131和由Al_yGa_1-yAs(1>y>0并且x>y)形成的第二半导体子层132。

在包含GaAs活性层的850nm激光器的波长范围和包含AlGaAs活性层的780nm激光器的波长范围中，GaAs间隔层在光学吸收方面是难以使用的，并且，必须使用AlGaAs间隔层。但是，由于AlGaAs具有比AlAs低的热导率，因此包含厚的AlGaAs单层的激光器设备具有低的散热能力。因此，可对于各具有长腔结构的850nm激光器和780nm激光器适当地使用本发明的多个方面。更具体而言，还可对850nm的带和780nm的带使用由Al_xGa_1-xAs(1≥x>0)形成的第一半导体子层131和由Al_yGa_1-yAs(1>y>0并且x>y)形成的第二半导体子层132。

在包含GaInP活性层的红带(630至690nm)激光器的波长范围中，GaAs或InP在晶格匹配或光学吸收方面是难以使用的。在该波长范围中，可作为稍厚的膜被形成并且不具有明显低的热导率的包含约20％的Al的AlGaAs也是难以使用的。如在IEEE PhotonicsTechnology Letters，Vol.12，No.8，2000，p.939中说明的表面发射激光器设备中那样，当长腔结构由厚的单层膜形成时，考虑到光学吸收和可从晶体生长获得的平坦性，必须使用包含约50％的Al的AlGaAs。但是，由于AlGaAs在约50％的Al含量处具有最低的热导率，因此具有由厚的AlGaAs单层形成的长腔结构的激光器设备具有减小的散热能力。因此，对于该680nm的带，可以比对于上述的波长带更适当地使用本发明的多个方面。

本发明的发明人发现，Al_xGa_1-xAs(1>x≥0.90)和AlAs难以通过当前已知的成膜技术在保持高的晶体质量和平坦性的同时作为具有1μm或更大的厚度的膜而被形成。因此，当第一半导体子层131由Al_xGa_1-xAs(1>x≥0.90)或AlAs形成时，各子层131应具有1μm或更小的厚度。

本发明的发明人还发现，取决于限制直径，腔长度可以至少为2μm，以提供有助于单横模振荡的长腔结构。因此，可考虑腔长度而确定间隔层130的厚度。这里使用的术语“腔长度”指的是上部反射器的顶表面和下部反射器的底表面之间的物理距离。

在图1中，尽管示出间隔层130被设置在活性层150和下部反射器120之间，但作为替代方案，间隔层130可被设置在活性层150和上部反射器170之间。同样作为替代方案，间隔层130可被设置在活性层150和下部反射器120之间以及活性层150和上部反射器170之间。

当反射器为p型和n型DBR时，由于掺杂，p型DBR表现出比n型DBR高的光学吸收。间隔层130可因此被设置在具有较低的光学吸收的n型DBR一侧。当下部反射器120为n型DBR时，间隔层130可如图1所示的那样被设置在活性层150和下部反射器120之间。

这种表面发射激光器可被一维或二维地布置以形成表面发射激光器阵列。

并且，可使用该表面发射激光器或该表面发射激光器阵列作为光源来制造图像形成装置。

第一实施例

图3是根据第一实施例的红色表面发射激光器的示意性横截面图。

下部DBR 320被设置在n型GaAs衬底310上。下部DBR 320包含交替层叠的n型AlAs子层321和n型Al_0.5Ga_0.5As子层322。n型AlAs子层321和n型Al_0.5Ga_0.5As子层322中的每一个具有λ/4的光学厚度。尽管为了方便起见示出下部DBR 320包含三对n型AlAs子层321和Al_0.5Ga_0.5As子层322，但下部DBR 320实际上可包含希望的数量的对(例如，60对)。

间隔层330被设置在下部DBR 320上。间隔层330包含交替层叠的第一AlAs半导体子层331和第二Al_0.5Ga_0.5As半导体子层332。第一半导体子层331和第二半导体子层332中的每一个具有λ/2的光学厚度。如上所述，光学厚度不必是λ/2的整数倍，只要激光器设备内的光不被明显反射。

AlGaInP层340、包含四个量子阱(Ga_0.45In_0.55P)的活性层350和AlGaInP层360被设置在间隔层330上。AlGaInP层340、活性层350和AlGaInP层360的总光学厚度为1波长。

p型上部DBR 370被设置在AlGaInP层360上。上部DBR 370包含交替层叠的Al_0.9Ga_0.1As子层371和Al_0.5Ga_0.5As子层372。Al_0.9Ga_0.1As子层371和Al_0.5Ga_0.5As子层372中的每一个具有λ/4的光学厚度。虽然为了方便起见示出上部DBR 370包含三对Al_0.9Ga_0.1As子层371和Al_0.5Ga_0.5As子层372，但上部DBR 370实际上可包含希望的数量的对(例如，36对)。

最下面的Al_0.9Ga_0.1As子层371包含厚度为30nm的Al_0.98Ga_0.02As层(选择氧化层)。通过形成柱(post)之后的水蒸汽(steam)氧化在选择氧化层中形成氧化区域373和未氧化区域374，由此形成电流限制结构。限制结构(未氧化区域)374具有5μm的直径。

厚度为10nm的高掺杂的p型GaAs层380和上部电极395被设置在上部DBR 370上。n型GaAs衬底310与下部电极390电连接。

间隔层330具有5μm的厚度。间隔层330的厚度取决于希望的发射直径。例如，为了以5μm的氧化限制的直径实现单横模，间隔层330的厚度应至少为3μm。

间隔层330包含交替层叠的Al_0.5Ga_0.5As子层332和AlAs子层331。子层331和子层332中的每一个具有λ/2的光学厚度。

单独的AlAs的晶体生长常形成粗糙的表面。因此，在适当地控制AlAs的晶体生长之后，生长Al_yGa_1-yAs以降低由AlAs的晶体生长导致的表面粗糙度。这是由于Ga原子可比Al原子更广地迁移，由此提供更平坦的表面。本实施例因此可解决由于厚的AlAs子层导致的表面粗糙度的问题。因此，包含导热的半导体子层331的间隔层330可具有达几微米的长度。

如上所述，可以在980nm、1.3μm或1.55μm的表面发射激光器中使用GaAs和InP。虽然GaAs和InP具有比AlAs低的热导率，但GaAs和InP可容易地生长到大于1μm的厚度。因此，可以使用GaAs或InP以相对容易地形成长腔结构。

但是，GaAs和InP难以在红带中使用。并且，难以通过当前已知的晶体生长技术形成由在热导率和光学吸收方面为希望的材料的AlAs形成的长腔结构。

因此，根据本发明的多个方面的表面发射激光器在红带中具有相当大的优点。

制造方法

以下是根据第一实施例的表面发射激光器的制造方法。

在图3所示的激光器设备中，通过金属-有机化学气相沉积(MOCVD)或分子束外延(MBE)生长n型GaAs衬底310、下部DBR 320、间隔层330、AlGaInP层340、活性层350、AlGaInP层360、上部DBR 370和p型GaAs层380。

通过使用半导体光刻的干蚀刻和一般已知的半导体蚀刻技术，去除从活性层350到p型GaAs层380的层的部分，由此在AlGaInP层340上形成直径约为30μm的柱状的柱。由于AlAs子层331容易被氧化，因此干蚀刻在AlGaInP层340上停止。

然后在约450℃在水蒸汽的气氛中水平地氧化最下面的Al_0.9Ga_0.1As子层371中的选择氧化层。控制氧化时间，以形成限制电流和光束的氧化区域373和未氧化区域(限制结构)374。考虑到模式控制，控制氧化时间，使得限制结构374具有约5μm的直径。

然后通过真空蒸发和光刻来沉积p侧上部电极395和n侧下部电极390。上部电极395具有光束从其出来的圆形窗口。

最后，在高温氮气氛中将电极和半导体合金化，以实现优异的电特性，由此完成激光器设备。

图4表示热阻与间隔层中的厚度比之间的关系。

水平轴表示AlAs子层(第一半导体子层)与Al_0.5Ga_0.5As子层(第二半导体子层)的厚度比。垂直轴表示激光器设备的热阻。在厚度比为零处，间隔层330仅包含Al_0.5Ga_0.5As子层。图4表示随着AlAs子层的比例增加，散热能力增加。

在厚度比大于1处，这种改善热阻的效果降低。在本例子中，考虑到连续生长AlAs的难度，将厚度比设为1，以平衡长腔结构的形成和晶体表面的可获得的平坦性。换句话说，第一半导体子层和第二半导体子层具有相同的光学厚度。

当厚度比为1时，激光器设备的热阻大大降低到包含仅由Al_0.5Ga_0.5As形成的长腔间隔件的激光器设备的热阻的约70％。由于红色表面发射激光器的效率随着温度的升高而降低，因此这种热阻的降低导致光学转换效率的增加和由于热造成的输出饱和电流的增加，由此改善激光器设备的特性。

如上所述，间隔层330的子层331和332可具有λ/2的整数倍的光学厚度，并且，间隔层330的子层331和332的厚度比或厚度可能不是λ/2的光学厚度。例如，对于通过MOCVD生长的晶体，由于晶体会被碳污染，因此可能难以控制n型AlAs的自由电子密度。因此，AlAs子层与Al_0.5Ga_0.5As子层的厚度比可在邻近散热能力重要的活性层350的子层中增加，并且可在邻近n型DBR 320的层中降低。这可降低热阻的增加，同时降低AlAs子层中的自由电子吸收对于激光器设备的特性的影响。当第一半导体子层331比第二半导体子层332更接近活性层350时，第一半导体子层331的光学厚度可以为λ，并且第二半导体子层332的光学厚度可以为λ/2。换句话说，第一半导体子层的光学厚度可以比第二半导体子层的光学厚度大。

虽然干蚀刻在上述的柱的制造过程中在AlGaInP层340上停止，但干蚀刻可在AlGaInP层360和上部DBR 370之间的界面处停止。

可以在下部DBR 320、间隔层330和上部DBR 370的子层之间设置成分渐变(composition-graded)子层，以降低电阻。在成分渐变子层中，Al或Ga成分连续变化。当在间隔层330中的第一半导体子层331和第二半导体子层332之间设置渐变子层时，第一和第二半导体子层的光学厚度由一个渐变子层的中心部分和相对的渐变子层的中心部分之间的光学厚度限定。在这种情况下，第一半导体子层或第二半导体子层不具有单一的成分，而具有多个成分。

AlAs子层331可被Al_xGa_1-xAs(x≥0.95)子层代替。

虽然间隔层330被设置在活性层350和下部DBR 320之间，但是间隔层330可被设置在活性层350和上部DBR 370之间。当衬底310和下部DBR 320为正类型而活性层350和其它的上部层为负类型时，由于n型层表现出比p型层低的光学吸收，因此可在活性层350上设置间隔层330。

可以在间隔层330上适当地设置绝缘体。可以在该绝缘体上设置用于与上部电极395电连接的布线。

可以在高度掺杂的p型GaAs层380上设置保护性绝缘膜。

为了减少光学吸收，可以在制造激光器设备之后去除高度掺杂的p型GaAs层380，并且随后可在上部DBR 370上设置保护性绝缘膜。

第二实施例

图5是根据第二实施例的表面发射激光器的示意性横截面图。在第二实施例中使用的与第一实施例相同的附图标记表示相同的部件。

如在第一实施例中那样，根据第二实施例的表面发射激光器包含间隔层530。但是，第二实施例与第一实施例的不同之处在于，构成间隔层530的子层具有不同的厚度。

更具体而言，直接在AlGaInP层340下设置厚度为540nm的AlAs子层533，并且直接在AlAs子层533下设置厚度为290nm的Al_0.5Ga_0.5As层534。由此，AlAs子层533具有(5λ)/2的光学厚度，而Al_0.5Ga_0.5As子层534具有(3λ)/2的光学厚度。光学厚度比λ/2大的AlAs子层533可有效地从活性层散热。

用作第二半导体子层的Al_0.5Ga_0.5As子层534可被设置在用作第一半导体子层的AlAs子层533上，以使表面平坦化。这有助于诸如活性层350的随后的上部层的晶体生长。

尽管间隔层530的AlAs子层531和Al_0.5Ga_0.5As子层532的光学厚度为λ/2，但该光学厚度可以为λ/2的整数倍。

第三实施例

图6是根据第三实施例的表面发射激光器的示意性横截面图。在第三实施例中使用的与第一实施例相同的附图标记表示相同的部件。

第三实施例与第一实施例的不同之处在于，直接设置在AlGaInP层340下的间隔层630的最上面的子层是Al_0.9Ga_0.1As子层601。因此，第一实施例中的第一AlAs半导体子层被Al_0.9Ga_0.1As子层601替代。

出于以下的原因采用这种结构：在通过干蚀刻形成台面结构时暴露的间隔层的最上面的AlAs子层会在形成电流限制结构的过程中被氧化。因此，根据第三实施例的结构可增加激光器设备的产量。代替Al_0.9Ga_0.1As，可以使用Al/(Al+Ga)原子比为0.95或更小或0.90或更小的AlGaAs。

第四实施例

图7是根据第四实施例的表面发射激光器的示意性横截面图。在第四实施例中使用的与第一实施例相同的附图标记表示相同的部件。

直接在AlGaInP层340下设置光学厚度为λ/4的半导体层750。n型掺杂的下部DBR720的最上面的子层不是AlAs子层721，而是Al_0.5Ga_0.5As子层722。间隔层730的最上面的子层是AlAs子层731。半导体层750被设置在间隔层730上，以使腔中驻波的节点与子层730和731的界面一致。当高浓度掺杂剂或成分渐变层被加入半导体界面中以减小电阻时，半导体层750可避免增加光学吸收。

半导体层750控制腔内的驻波的位置，并且由光学厚度为λ/4的AlGaAs形成。关于获得适当的平坦性，AlGaAs可具有0.50的Al/(Al+Ga)原子比(Al_0.5Ga_0.5As)。

第五实施例

图8是根据第五实施例的表面发射激光器阵列的示意性平面图。本实施例是设置在衬底上的3×4表面发射激光器的阵列。表面发射激光器是在第一到第四实施例中的任一个中说明的那些。

表面发射激光器阵列包含柱810、上部电极820、激光发射区域830和衬底840。

虽然示出表面发射激光器被均匀地隔开，但是表面发射激光器可以以不规则的间隔被隔开。可以设置例如由SiO₂形成的钝化膜，以保护柱的侧表面和顶表面。虽然示出表面发射激光器是以四方(tetragonal)格子图案布置的，但表面发射激光器可以以另一图案布置。

可以在上面没有形成柱的衬底840的一部分上设置用于半导体层的电绝缘和保护的绝缘体、与上部电极820电连接的布线和将布线电连接到外面的焊盘。

第六实施例

图9A和9B是根据第六实施例的电子照相记录型图像形成装置的示意图。图像形成装置可包含上述的任何的表面发射激光器或表面发射激光器阵列。

图像形成装置包含光导体(photo conductor)、被配置为使光导体带电的充电单元、被配置为用光照射带电的光导体以形成静电图像的光束照射单元、和被配置为使静电图像显影的显影单元。

图9A是图像形成装置的俯视图，图9B是图像形成装置的示意侧视图。图像形成装置包含光导体900、充电单元902、显影单元904、转印充电单元906、定影(fusing)单元908、可旋转多面镜910、电动机912、表面发射激光器阵列914、反射器916、准直透镜920和f-θ透镜922。

电动机912驱动可旋转多面镜910。可旋转多面镜910具有六个反射表面。表面发射激光器阵列914通过激光器驱动器(未示出)响应图片信号而发射激光束。激光束通过准直透镜920到达可旋转多面镜910。

沿箭头方向旋转的可旋转多面镜910以随可旋转多面镜910的旋转而连续改变的出射角反射激光束作为偏转光束。反射的光束通过f-θ透镜922经受畸变像差校正，并通过反射器916到达光导体900。通过光束沿主扫描方向扫描光导体900。从可旋转多面镜910的一个面反射的光束沿主扫描方向在光导体900上形成与表面发射激光器阵列914对应的图像的多条线。

光导体900先前通过充电单元902被充有电。当光导体900暴露于扫描激光束时，形成静电潜像。随着光导体900沿箭头的方向旋转，通过显影单元904使静电潜像显影，并且，被显影的可见图像通过转印充电单元906被转印到转印纸(未示出)上。已被转印了可见图像的转印纸被传送到用于定影的定影单元908，并从装置排出。

如上所述，包含根据本发明实施例的表面发射激光器或表面发射激光器阵列的电子照相记录型图像形成装置可执行高速和高分辨率的打印。

尽管已参照示例性实施例说明了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。以下的权利要求的范围应被赋予最宽的解释，以包含所有的修改以及等同的结构和功能。