JPH02213182A - 回折格子の製造方法 - Google Patents
回折格子の製造方法Info
- Publication number
- JPH02213182A JPH02213182A JP1033953A JP3395389A JPH02213182A JP H02213182 A JPH02213182 A JP H02213182A JP 1033953 A JP1033953 A JP 1033953A JP 3395389 A JP3395389 A JP 3395389A JP H02213182 A JPH02213182 A JP H02213182A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diffraction grating
- substrate
- points
- phase shift
- lights
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は回折格子の製造方法に関するものである。
従来の技術
分布帰還型半導体レーザ（以下ＤＦＢレーザと呼ぶ）は
素子に内蔵する回折格子の周期で決まるブラッグ波長付
近で単一縦モード即ち単一の波長で発振する。従って波
長分散を有する光ファイバを用いた光通信系忙おいても
長距噛大容量が可能な光源として実用化が進められてｈ
る。しかしながら、素子内に均一な回折格子を持つＤＩ
Ｂレーザでは、最小発振しきい利得を与える波長がブラ
ッグ波長と原理的（一致せず、その両側に、近接した２
本の発振可能な縦モード分有しているため。
素子に内蔵する回折格子の周期で決まるブラッグ波長付
近で単一縦モード即ち単一の波長で発振する。従って波
長分散を有する光ファイバを用いた光通信系忙おいても
長距噛大容量が可能な光源として実用化が進められてｈ
る。しかしながら、素子内に均一な回折格子を持つＤＩ
Ｂレーザでは、最小発振しきい利得を与える波長がブラ
ッグ波長と原理的（一致せず、その両側に、近接した２
本の発振可能な縦モード分有しているため。
この２本の縦モードで発振したシ６両モード間の競合に
よる不安定さのため、安定した単一縦モード発振が歩留
）良く得られないという間留点があった。
よる不安定さのため、安定した単一縦モード発振が歩留
）良く得られないという間留点があった。
そこで、ブラッグ波長と最小しきい利得を与える波長と
を一致させて、すべての素子をブラッグ波長で単一縦モ
ード発振させるために、素子の中央付近で左右の回折格
子の位相をλｎ／４（λｎ：素子内を伝搬する光の波長
）だけずらした構造の位相シフト型ＤＦＢレーザが提案
されている。
を一致させて、すべての素子をブラッグ波長で単一縦モ
ード発振させるために、素子の中央付近で左右の回折格
子の位相をλｎ／４（λｎ：素子内を伝搬する光の波長
）だけずらした構造の位相シフト型ＤＦＢレーザが提案
されている。
ところで１次の回折格子の場合、λ／４シフト回折格子
を作成するには左右の回折格子の凹凸を反転させる必要
がある。このようなλ／４シフト型回折格子は均一な回
折格子の作成１屋と比較して一般忙複雑な作成工１を必
要とし、従来はたとえばエレクトロニクスレターズ誌第
２０巻４号。
を作成するには左右の回折格子の凹凸を反転させる必要
がある。このようなλ／４シフト型回折格子は均一な回
折格子の作成１屋と比較して一般忙複雑な作成工１を必
要とし、従来はたとえばエレクトロニクスレターズ誌第
２０巻４号。
１００８〜１ｏ１ｏ頁（１９８４年１１月２２日発行）
記載のポジおよびネガタイプの７オトレジストの逆、感
光性を利用した干渉露光法が知られている。これは半導
体基板上にポジおよびネガタイプのフォトレジストを隣
接して形成して、従来の２光束干渉露光法によシ両タイ
プのフォトレジストを同時に露光すれば、ポジとネガタ
イプのレジストによって形成される回折格子は互りに凹
凸の反転したものになる。上記以外の位相シフト回折格
子の作成方法として特開昭６１−２８９６８８号記載の
方法がある。以Ｆその方法を簡単に説明すると半導体基
板上にフォトｌ／シストを塗布し、位相を反転させたい
部分にだけ、厚さｔの誘電体膜を形成し、半導体基板を
角度ψだけ頑け、上方から水平面に対して入射角θの２
本のレーザビームを照射し干渉露光を行なう。その結果
、誘電体膜を通して７オトレジスト上に露光された回折
格子パターンの位相は誘電体膜のない部分のフォトレジ
スト上の回折格子パターンの位相とずれを生じる。
記載のポジおよびネガタイプの７オトレジストの逆、感
光性を利用した干渉露光法が知られている。これは半導
体基板上にポジおよびネガタイプのフォトレジストを隣
接して形成して、従来の２光束干渉露光法によシ両タイ
プのフォトレジストを同時に露光すれば、ポジとネガタ
イプのレジストによって形成される回折格子は互りに凹
凸の反転したものになる。上記以外の位相シフト回折格
子の作成方法として特開昭６１−２８９６８８号記載の
方法がある。以Ｆその方法を簡単に説明すると半導体基
板上にフォトｌ／シストを塗布し、位相を反転させたい
部分にだけ、厚さｔの誘電体膜を形成し、半導体基板を
角度ψだけ頑け、上方から水平面に対して入射角θの２
本のレーザビームを照射し干渉露光を行なう。その結果
、誘電体膜を通して７オトレジスト上に露光された回折
格子パターンの位相は誘電体膜のない部分のフォトレジ
スト上の回折格子パターンの位相とずれを生じる。
その位相差は、誘電体膜の厚さｔ、屈折率ｎおよび頑き
角ψによって制御する。
角ψによって制御する。
発明が解決しようとする課題
しかし、上記の従来技術では、２種類のレジスト塗布工
程をしたシ、厚さを正確に制御した誘電体膜の形成が必
要になυ、工程が複雑になるという欠点がある。
程をしたシ、厚さを正確に制御した誘電体膜の形成が必
要になυ、工程が複雑になるという欠点がある。
本発明は簡単なレジストエ浬で位相シフト回折格子と同
等の効果を得る方法＝ｔｉ供するものである。
等の効果を得る方法＝ｔｉ供するものである。
課題を解決するだめの手段
回折格子を形成しようとする半導体基板上の位相シフト
をさせたい部分に、エツチングによって段差を設けた基
板上にレジストを塗布し１通常の三光束干渉露光法によ
ってレジスト上に回折格子パターンを形成する。
をさせたい部分に、エツチングによって段差を設けた基
板上にレジストを塗布し１通常の三光束干渉露光法によ
ってレジスト上に回折格子パターンを形成する。
作用
均一で再現性の良い位相シフト回折格子を製作するには
、一種Ｊｖフォトレジストを用いる方が良い。本発明は
単一の７オトレジストを用いて基板上の凹部と凸部で回
折格子の位相をシフトさせるものである。その具体的な
作用を図２を用いて説明する。通常のフォトリソグラフ
ィー技術を用い１位相シフトさせたい領域のみをエツチ
ング。
、一種Ｊｖフォトレジストを用いる方が良い。本発明は
単一の７オトレジストを用いて基板上の凹部と凸部で回
折格子の位相をシフトさせるものである。その具体的な
作用を図２を用いて説明する。通常のフォトリソグラフ
ィー技術を用い１位相シフトさせたい領域のみをエツチ
ング。
基板に図２に示すような段差を設けた後に、フォトレジ
スト２を塗布する。半導体基板１を中心軸６に垂直な方
向から角度ψ１０だけ傾け、上方から入射角θの２本の
平行レーザビーム光を照射し干渉露光を行なう。図中の
０点６で２方向からのレーザ光の光路長が等しく、光が
強められる点であると仮定する。破ａとの０点は段差が
ない場合の光が強め合う点である。段差の底部において
は光の強め合う点７は光路長が変化しないという条件か
ら中心軸の方向にずれる。段差の深さ９をｄとした場合
段差底部では、光の強め合う点は基板表面に沿った方向
に対して δ＝ｄ ｔ＆ｎψ ・・・・・・・・・・・・（１）
式だけ回折格子の位相がシフトする。
スト２を塗布する。半導体基板１を中心軸６に垂直な方
向から角度ψ１０だけ傾け、上方から入射角θの２本の
平行レーザビーム光を照射し干渉露光を行なう。図中の
０点６で２方向からのレーザ光の光路長が等しく、光が
強められる点であると仮定する。破ａとの０点は段差が
ない場合の光が強め合う点である。段差の底部において
は光の強め合う点７は光路長が変化しないという条件か
ら中心軸の方向にずれる。段差の深さ９をｄとした場合
段差底部では、光の強め合う点は基板表面に沿った方向
に対して δ＝ｄ ｔ＆ｎψ ・・・・・・・・・・・・（１）
式だけ回折格子の位相がシフトする。
したがって、溝の深さｄ９と基板の煩き角α１゜を変え
ることによって１位相シフト凌８を精密に制御すること
ができる。
ることによって１位相シフト凌８を精密に制御すること
ができる。
実施例
以下に本発明の実施例を図面を用いて詳、ｒａｌＫ説明
する。
する。
第１図は本発明の回折格子の製造方法？その工浬順に説
明する図である。（ＩＬ）ではＸｎＰ半導体基板１上に
膜厚５０００人のネガ型フォトレジスト（段差形成用）
２を塗布し、通常の水銀灯を用いたマスク露光によって
、凹部に相当する部分のレジストを除く。（ｂ）では残
されたレジストをマスクにし。
明する図である。（ＩＬ）ではＸｎＰ半導体基板１上に
膜厚５０００人のネガ型フォトレジスト（段差形成用）
２を塗布し、通常の水銀灯を用いたマスク露光によって
、凹部に相当する部分のレジストを除く。（ｂ）では残
されたレジストをマスクにし。
２５゛ＣのＨ２ＳＯ，： Ｈ，０２： Ｈ２０＝４ ：
１ ： １の混合溶液でエツチングし、段差の深さｄ
を３６００人とする。（０）では段差を設けた基板上に
膜厚７００人のネガ型フォトレジスト（回折格子形成用
）３を−７１に塗布した後にｆｉｌ）において、基板を
中心軸５に対し垂直な方向から２０’だけ頃けた状態で
。
１ ： １の混合溶液でエツチングし、段差の深さｄ
を３６００人とする。（０）では段差を設けた基板上に
膜厚７００人のネガ型フォトレジスト（回折格子形成用
）３を−７１に塗布した後にｆｉｌ）において、基板を
中心軸５に対し垂直な方向から２０’だけ頃けた状態で
。
波長３２６０人のＨａ −Ｃｄ レーザ光を用いて。
２光線の入射角が中心軸に対して４３．７°となるよう
にして干渉露光を行なう。露光後の現像により（ｅ）の
レジストパターンを得る。このレジストパターンをマス
クとして、飽和臭素水： Ｈ，ＰＯ４：Ｈ２０＝２：１
：１５をエツチング液として。
にして干渉露光を行なう。露光後の現像により（ｅ）の
レジストパターンを得る。このレジストパターンをマス
クとして、飽和臭素水： Ｈ，ＰＯ４：Ｈ２０＝２：１
：１５をエツチング液として。
２６℃で２０ｆｉ間エツチングする。エツチング後マス
クレジストをレジストばくり液を用いて除去し、（ｆ）
Ｄような基板上の位相シフト回折格子パターンを得る。
クレジストをレジストばくり液を用いて除去し、（ｆ）
Ｄような基板上の位相シフト回折格子パターンを得る。
本実施例では１回折格子の周期Ａ
は２５００人となり、１．５５μｙｒＬ帯のＤＦＢレー
ザに必要な１次回折格子の周期罠なっている。
ザに必要な１次回折格子の周期罠なっている。
また１段差上部と底部の回折格子のシフト量は（１）式
より１０００人となる。したがって、基板の表面に沿っ
た方向に上部と底部では凹凸が反転した状態になってお
り（第１図の１０）、λ／４シフト型ＤＦＢレーザ用の
回折格子が得られる。
より１０００人となる。したがって、基板の表面に沿っ
た方向に上部と底部では凹凸が反転した状態になってお
り（第１図の１０）、λ／４シフト型ＤＦＢレーザ用の
回折格子が得られる。
なお１段差の深さｄと基板の傾き角ψを変化させること
Ｋより１回折格子の７７ト量は自由に開開することがで
きる。
Ｋより１回折格子の７７ト量は自由に開開することがで
きる。
この段差のある位相シフト回折格子基板を用いてＤＦＢ
レーザの結晶成長を行なう場合、活性層下部のガイド層
成長時に、この段差（・ま平坦化されるので、レーザ素
子の特性に影響を与えることはない。
レーザの結晶成長を行なう場合、活性層下部のガイド層
成長時に、この段差（・ま平坦化されるので、レーザ素
子の特性に影響を与えることはない。
発明の効果
以とのように、半導体基板上に段差を設けることにより
、単一のフォトレジストを用いた従来の三光束干渉露光
法と同様：９工程手順で位相シフト回折格子を形成する
ことができる。段差を設けるエツチングの際の深さ開開
が比較的容易なため。
、単一のフォトレジストを用いた従来の三光束干渉露光
法と同様：９工程手順で位相シフト回折格子を形成する
ことができる。段差を設けるエツチングの際の深さ開開
が比較的容易なため。
位相シフト量の再現咥、制御注にすぐれていることがわ
かった。
かった。
第１図は本発明の一実座例である回折格子の・製造方法
を工程Ｓに説明する図、第２図・准段差基板上の位相シ
フト回折格子の製造方法の原理を説明する図である。 １・・・・・半導体基板、２・・・・フォトレジスト（
段差形成用）、３・・・・・フォトレジスト（回折格子
形成用）、４・・・・・・回折格子、５・・・・中心、
袖、６・・・・・・段差がない、場合の光が強め合う点
、７・・・・・段差底部で光が強め合う点、８・・・・
・位相シフト量δ９・・・・段差の深さｄ、１ｏ・・・
・・基板の、頃き角ψ。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 市 孝 ほか１名第１
図 （υ Ｉ−・主Ｓ隼暮姫 乙３−・フォトしシズト
を工程Ｓに説明する図、第２図・准段差基板上の位相シ
フト回折格子の製造方法の原理を説明する図である。 １・・・・・半導体基板、２・・・・フォトレジスト（
段差形成用）、３・・・・・フォトレジスト（回折格子
形成用）、４・・・・・・回折格子、５・・・・中心、
袖、６・・・・・・段差がない、場合の光が強め合う点
、７・・・・・段差底部で光が強め合う点、８・・・・
・位相シフト量δ９・・・・段差の深さｄ、１ｏ・・・
・・基板の、頃き角ψ。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 市 孝 ほか１名第１
図 （υ Ｉ−・主Ｓ隼暮姫 乙３−・フォトしシズト
Claims (2)
- （１）半導体基板上に段差を設ける工程と、前記基板上
にフォトレジストを塗布する工程と、前記基板表面に入
射角の異なる２本の同一波長レーザ光を照射し前記フォ
トレジストを干渉露光する工程と、前記フォトレジスト
を現像し周期的レジストパターンを形成する工程と、前
記周期的レジストをエッチングマスクとして前記半導体
基板をエッチングする工程とを少くとも備えたことを特
徴とする回折格子の製造方法。 - （２）請求項１記載の製造方法により製造した回折格子
を内蔵する分布帰還型半導体レーザ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1033953A JPH02213182A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1033953A JPH02213182A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 回折格子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02213182A true JPH02213182A (ja) | 1990-08-24 |
Family
ID=12400859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1033953A Pending JPH02213182A (ja) | 1989-02-14 | 1989-02-14 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02213182A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH042188A (ja) * | 1990-04-19 | 1992-01-07 | Toshiba Corp | レーザ素子及びその製造方法 |
| JPH06338658A (ja) * | 1993-05-31 | 1994-12-06 | Nec Corp | 半導体微細形状の形成方法、ＩｎＰ回折格子の製造方法および分布帰還型レーザの製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6370477A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-30 | Toshiba Corp | 位相シフト型回折格子の製造方法 |
| JPH02196202A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-02 | Anritsu Corp | 位相シフト型回折格子の形成方法 |
-
1989
- 1989-02-14 JP JP1033953A patent/JPH02213182A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6370477A (ja) * | 1986-09-12 | 1988-03-30 | Toshiba Corp | 位相シフト型回折格子の製造方法 |
| JPH02196202A (ja) * | 1989-01-25 | 1990-08-02 | Anritsu Corp | 位相シフト型回折格子の形成方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH042188A (ja) * | 1990-04-19 | 1992-01-07 | Toshiba Corp | レーザ素子及びその製造方法 |
| JPH06338658A (ja) * | 1993-05-31 | 1994-12-06 | Nec Corp | 半導体微細形状の形成方法、ＩｎＰ回折格子の製造方法および分布帰還型レーザの製造方法 |
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