JPH0243792A - 回折格子の製造方法 - Google Patents
回折格子の製造方法Info
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- JPH0243792A JPH0243792A JP63194951A JP19495188A JPH0243792A JP H0243792 A JPH0243792 A JP H0243792A JP 63194951 A JP63194951 A JP 63194951A JP 19495188 A JP19495188 A JP 19495188A JP H0243792 A JPH0243792 A JP H0243792A
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- diffraction grating
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Optics & Photonics (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】
第２の溝を形成する第４の工程とを有するように構成す
る。
る。
［産業上の利用分野］
本発明は回折格子の製造方法に係り、特に０．８μｍ帯
等の短波長帯ＤＦＢレーザ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａ５ｅｒ ；分布帰還型レー
ザ）において、ＤＦＢレーザの重要なパラメータである
結合係数を大きくとることができる１次次数の回折格子
の製造方法に関する。
等の短波長帯ＤＦＢレーザ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ
Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａ５ｅｒ ；分布帰還型レー
ザ）において、ＤＦＢレーザの重要なパラメータである
結合係数を大きくとることができる１次次数の回折格子
の製造方法に関する。
［従来の技術〕
例えば半導付ヘレーザなどの光半導体装置に用いられる
回折格子は、光波長オーダの短い周期が要求されるため
に、通常のフォトリングラフィ技術によっては十分な分
解能を得ることができない。
回折格子は、光波長オーダの短い周期が要求されるため
に、通常のフォトリングラフィ技術によっては十分な分
解能を得ることができない。
そのために従来の回折格子の製造方法においては、光波
長オーダの微細な周期的露光パターンを得るのに有効な
パターニング技術として、コヒーレントな２つの光波を
干渉させたときに生じる干渉縞を利用する三光束干渉法
が用いられてきた。
長オーダの微細な周期的露光パターンを得るのに有効な
パターニング技術として、コヒーレントな２つの光波を
干渉させたときに生じる干渉縞を利用する三光束干渉法
が用いられてきた。
この三光束干渉法においては、入射するレーザ光の波長
をλ、このレーザ光の基板面に入射する角度をθとする
と、この基板上で入射面を含む方向にできる干渉縞の周
期Ａは、 Δ＝λ／ ２ｓ ｉ ｎθ となる、そこで波長λおよび入射角度θを適当に選ぶこ
とにより所望の周期への露光パターンが形成され、さら
に現像によって周期への回折格子が形成される。
をλ、このレーザ光の基板面に入射する角度をθとする
と、この基板上で入射面を含む方向にできる干渉縞の周
期Ａは、 Δ＝λ／ ２ｓ ｉ ｎθ となる、そこで波長λおよび入射角度θを適当に選ぶこ
とにより所望の周期への露光パターンが形成され、さら
に現像によって周期への回折格子が形成される。
このとき入射角θを適当に選べば、最小周１ｔｆｂ＼１
１１ｎは、 八ｌ１ｌｌｎ ＝λ／２ となり、またレーザ光として通常使用されるＨ ｅＣｄ
レーザの３２５０人光を用いると、最小周期Ａ ｍｉｎ
は、 Ａｎ＋ｎ＝１５２５人 となる。
１１ｎは、 八ｌ１ｌｌｎ ＝λ／２ となり、またレーザ光として通常使用されるＨ ｅＣｄ
レーザの３２５０人光を用いると、最小周期Ａ ｍｉｎ
は、 Ａｎ＋ｎ＝１５２５人 となる。
すなわち従来の三光束干渉法を用いた回折格子のｙ！！
遣方法においては、最も短い周期として１６００人程度
０周期の回折格子を作ることができる。
遣方法においては、最も短い周期として１６００人程度
０周期の回折格子を作ることができる。
これによって例えば１．５５μｍや１．３１μｍの長波
長帯レーザに内蔵される回折格子が形成されている。
長帯レーザに内蔵される回折格子が形成されている。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、このような従来の回折格子の製造方法に
おいては、短波長帯レーザに必要とされる周期が１００
０〜１２００人といった短い周期の回折格子を作製する
ことができない。例えば短波長帯ＤＰＢレーザにおける
１次の回折格子を作製することができない、そのために
、やむなく２次の回折格子を作製して短波長帯ＤＦＢレ
ーザに用いていた。この２次の回折格子は、１次のもの
と比較すると、回折格子深さが同じ場合には結合係数の
値が１行程度小さく、また放射損も大きいために、結合
係数を大きくとることができない。
おいては、短波長帯レーザに必要とされる周期が１００
０〜１２００人といった短い周期の回折格子を作製する
ことができない。例えば短波長帯ＤＰＢレーザにおける
１次の回折格子を作製することができない、そのために
、やむなく２次の回折格子を作製して短波長帯ＤＦＢレ
ーザに用いていた。この２次の回折格子は、１次のもの
と比較すると、回折格子深さが同じ場合には結合係数の
値が１行程度小さく、また放射損も大きいために、結合
係数を大きくとることができない。
従って、特性の大幅な向上を実現することが困難である
という問題があった。
という問題があった。
そこで本発明は、短波長−ＩＤＦＢレーザなどの光半導
体装置の特性を向上させるのに必要とされる、極めて黴
細な周期の回折格子の製造方法を提供することを目的と
するものである。
体装置の特性を向上させるのに必要とされる、極めて黴
細な周期の回折格子の製造方法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］
上記課題は、半導体基板上に所定周期のパターンを有す
る第１のマスクを形成する第１の工程と、前記第１のマ
スクを使用してエツチングを行ない、前記半導体基板上
に前記所定周期の第１の溝を形成する第２の工程と、前
記第１の溝を第２のマスクによって埋め込む第３の工程
と、前記第１のマスクを除去した後、前記第２のマスク
を使用してエツチングを行ない、前記半導体基板上に前
記所定周期の第２の消を形成する第４の工程とを有する
ことを特徴とする回折格子の製造方法によって達成され
る。
る第１のマスクを形成する第１の工程と、前記第１のマ
スクを使用してエツチングを行ない、前記半導体基板上
に前記所定周期の第１の溝を形成する第２の工程と、前
記第１の溝を第２のマスクによって埋め込む第３の工程
と、前記第１のマスクを除去した後、前記第２のマスク
を使用してエツチングを行ない、前記半導体基板上に前
記所定周期の第２の消を形成する第４の工程とを有する
ことを特徴とする回折格子の製造方法によって達成され
る。
［作 用］
すなわち本発明は、半導体基板上に所定周期の第１の溝
を形成し、この第１の清に埋め込まれたマスクを使用し
て半導体基板上に所定周期の第２の溝を形成することに
よって、第１および第２の溝からなる回折格子を形成す
るものである。
を形成し、この第１の清に埋め込まれたマスクを使用し
て半導体基板上に所定周期の第２の溝を形成することに
よって、第１および第２の溝からなる回折格子を形成す
るものである。
これによって、これまでに形成されてきた所定周期より
も２倍に微細な周期の回折格子が形成される。
も２倍に微細な周期の回折格子が形成される。
［実施例］
以下、本発明を図示する実施例に基づいて具体的に説明
する。
する。
第１図は本発明の一実施例による回折格子の製造方法を
示す工程図である。
示す工程図である。
半導体基板としての例えばＧａＡｓ基板２の（１００）
面上に、［０１１１方向に平行にポジレジスト（例えば
マイクロポジットＭＰ１４００−３１）４を塗布する。
面上に、［０１１１方向に平行にポジレジスト（例えば
マイクロポジットＭＰ１４００−３１）４を塗布する。
そして通常の三光束干渉法を用いてポジレジスト４を露
光および現像し、このポジレジスト４による周期へのパ
ターンを形成する。
光および現像し、このポジレジスト４による周期へのパ
ターンを形成する。
いま、この三光束干渉法において、Ｈｅ−Ｃｄレーザの
３２５０ 光を使用し、このＨｅ−Ｃｄレーザ光のＧａ
Ａｓ基板２面に入射する角度をθとすると、ポジレジス
ト４によるパターンの周期Ａは、 Δ−３２５０／２ｓｉｎθ（Ａ） となる、そこで入射角度θを適当に選ぶことにより、本
実施例においては、ポジレジスト４による周期Δ＝２０
００〜２４００Ａのパターンを形成するく第１図（ａ）
参照）。
３２５０ 光を使用し、このＨｅ−Ｃｄレーザ光のＧａ
Ａｓ基板２面に入射する角度をθとすると、ポジレジス
ト４によるパターンの周期Ａは、 Δ−３２５０／２ｓｉｎθ（Ａ） となる、そこで入射角度θを適当に選ぶことにより、本
実施例においては、ポジレジスト４による周期Δ＝２０
００〜２４００Ａのパターンを形成するく第１図（ａ）
参照）。
次いで、このようにパターニングされたポジレジスト４
をマスクとして、ＧａＡｓ基板２表面をエツチングし、
周期への消６を形成する（第１図（ｂ）参照）。
をマスクとして、ＧａＡｓ基板２表面をエツチングし、
周期への消６を形成する（第１図（ｂ）参照）。
なお、このエツチングにおいては、ＧａＡｓ基板２の（
１１１）面を出すようなの異方性エッチャントを用いて
行なうと、第１図（ｂ）に示されるような７字形の湧６
となる。
１１１）面を出すようなの異方性エッチャントを用いて
行なうと、第１図（ｂ）に示されるような７字形の湧６
となる。
次いで、全面にマスク材としてのネガレジスト（例えば
ＯＭＲ−８５の希釈液）８を塗布し、周期へのＶ字形の
講６を埋め込む、但し、このとき塗布されたネガレジス
ト８の厚さはポジレジスト４の厚さよりも薄くして、ポ
ジレジスト４の上部表面が露出するようにする（第１図
（ｃ）参照）。
ＯＭＲ−８５の希釈液）８を塗布し、周期へのＶ字形の
講６を埋め込む、但し、このとき塗布されたネガレジス
ト８の厚さはポジレジスト４の厚さよりも薄くして、ポ
ジレジスト４の上部表面が露出するようにする（第１図
（ｃ）参照）。
続いて、全面にわたって露光を行なう（第１図（ｄ）Ｉ
照）。さらに、通常のフォトリングラフィ技術を用いて
現像およびリンスを行なう、これにより、一方において
露光されたネガレジスト８は周期Δで残存し、他方にお
いて露光されたポジレジスト４は溶解されて除去され、
ＧａＡｓ基板２表面が露出される（第１図（ｅ）参照）
。
照）。さらに、通常のフォトリングラフィ技術を用いて
現像およびリンスを行なう、これにより、一方において
露光されたネガレジスト８は周期Δで残存し、他方にお
いて露光されたポジレジスト４は溶解されて除去され、
ＧａＡｓ基板２表面が露出される（第１図（ｅ）参照）
。
次いで、周期へのパターンのネガレジスト８をマスクと
して、露出されたＧａＡｓ基板２表面をエツチングし、
周期への７字形の消１０を形成する。なお、このエツチ
ングは消６を形成する際と同じエッチャントおよび同じ
条件で行なうため、講６と講１０とは同じ形状となる（
第１図（ｆ）参照）。
して、露出されたＧａＡｓ基板２表面をエツチングし、
周期への７字形の消１０を形成する。なお、このエツチ
ングは消６を形成する際と同じエッチャントおよび同じ
条件で行なうため、講６と講１０とは同じ形状となる（
第１図（ｆ）参照）。
続いて、ネガレジスト８を除去すると、周期への７字形
の清６と同じく周期ＡのＶ字形の溝１０とが合わさって
、周期への２倍に微細な周期、すなわち周期Δ／２＝１
０００〜１２００人の回折格子がＧａＡｓ基板上に形成
される（第１図（ｇ）参照）。
の清６と同じく周期ＡのＶ字形の溝１０とが合わさって
、周期への２倍に微細な周期、すなわち周期Δ／２＝１
０００〜１２００人の回折格子がＧａＡｓ基板上に形成
される（第１図（ｇ）参照）。
次いで、この周期Ａ／２の回折格子を有するＧａＡｓ基
板２上に、例えばＡｌＧａＡｓからなる光ガイド層１２
をエピタキシャル成長させ、さらにこの光ガイド層１２
上に順次例えばＧａＡｓからなる活性層１４、例えばＡ
ｌＧａＡｓからなるクラッド層１６、および例えばＧａ
Ａｓからなるコンタクト層１８をエピタキシャル成長さ
せる（第１図（ｈ）参照）。
板２上に、例えばＡｌＧａＡｓからなる光ガイド層１２
をエピタキシャル成長させ、さらにこの光ガイド層１２
上に順次例えばＧａＡｓからなる活性層１４、例えばＡ
ｌＧａＡｓからなるクラッド層１６、および例えばＧａ
Ａｓからなるコンタクト層１８をエピタキシャル成長さ
せる（第１図（ｈ）参照）。
続いて、コンタクト層１８上およびＧａＡｓ基板２底面
上に、それぞれ電極２０．２２を形成する（第１図（ｉ
）参照）。その後、両側壁に無反射膜（図示せず）を形
成して、周期入／２＝１０００〜１２００人の回折格子
を内蔵するＤＦＢレーザを製造する。
上に、それぞれ電極２０．２２を形成する（第１図（ｉ
）参照）。その後、両側壁に無反射膜（図示せず）を形
成して、周期入／２＝１０００〜１２００人の回折格子
を内蔵するＤＦＢレーザを製造する。
このように本実施例によれば、通常の三光束干渉法とフ
ォトリングラフィ技術を組み合わせることによって、三
光束干渉法を用いて形成される周期の２倍にＶ＆細な周
期の回折格子を容易に形成することができる。従って、
周期が１０００〜１２００八といった短波長帯レーザに
必要な短い周期の回折格子を作ることができ、例えば短
波長帯ＤＦＢレーザにおける１次の回折格子を作製する
ことができる。このなめ、これまでの２次の回折格子を
用いた場合と比較すると、結合係数を大きくとることが
でき、また放射損も減少することができる。従って、短
波長帯ＤＦＢレーザの特性を向上させることができる。
ォトリングラフィ技術を組み合わせることによって、三
光束干渉法を用いて形成される周期の２倍にＶ＆細な周
期の回折格子を容易に形成することができる。従って、
周期が１０００〜１２００八といった短波長帯レーザに
必要な短い周期の回折格子を作ることができ、例えば短
波長帯ＤＦＢレーザにおける１次の回折格子を作製する
ことができる。このなめ、これまでの２次の回折格子を
用いた場合と比較すると、結合係数を大きくとることが
でき、また放射損も減少することができる。従って、短
波長帯ＤＦＢレーザの特性を向上させることができる。
なお、上記実施例においては、半導体基板としてＧａＡ
ｓ基板２が用いられているが、短波長帯レーザとなるも
のであれば、例えば同じＧａＡ ｓ系のＧａＡｌＡｓな
どの他の半導体であってもよい。
ｓ基板２が用いられているが、短波長帯レーザとなるも
のであれば、例えば同じＧａＡ ｓ系のＧａＡｌＡｓな
どの他の半導体であってもよい。
また、ＧａＡｓ基板２の（１００）面をエツチングして
（１１１）面を露出する講６，１０を形成しているが、
必ずしもこの基板面およびエツチング面を限定する必要
はない。ただし、上記実施例におけるこれらの条件は、
溝６，１０を同一形状の７字形に形成するに適するもの
である。
（１１１）面を露出する講６，１０を形成しているが、
必ずしもこの基板面およびエツチング面を限定する必要
はない。ただし、上記実施例におけるこれらの条件は、
溝６，１０を同一形状の７字形に形成するに適するもの
である。
また、マスク材としてのネガレジスト８を塗布する替わ
りに、例えばＥＣＲ−ＣＶＤ法を用い、ポジレジスト４
にダメージを与えないような低温においてシリコン酸化
膜やシリコン窒化膜を堆積させ、溝６を埋め込んでやっ
てもよい、勿論このときも、ネガレジスト８の替わりに
マスク材として用いるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜
の厚さはポジレジスト４の厚さよりも薄くして、ポジレ
ジスト４の上部表面が露出するようにしなければならな
い。
りに、例えばＥＣＲ−ＣＶＤ法を用い、ポジレジスト４
にダメージを与えないような低温においてシリコン酸化
膜やシリコン窒化膜を堆積させ、溝６を埋め込んでやっ
てもよい、勿論このときも、ネガレジスト８の替わりに
マスク材として用いるシリコン酸化膜やシリコン窒化膜
の厚さはポジレジスト４の厚さよりも薄くして、ポジレ
ジスト４の上部表面が露出するようにしなければならな
い。
そしてマスク材としてネガレジスト８の替わりにシリコ
ン酸化膜やシリコン窒化膜を用いた場合、ポジレジスト
４はポジ形に限定されず、ネガレジストを用いてもよい
。
ン酸化膜やシリコン窒化膜を用いた場合、ポジレジスト
４はポジ形に限定されず、ネガレジストを用いてもよい
。
さらにまた、上記実施例においては、この回折格子の製
造方法を短波長帯ＤＦＢレーザに適用しているが、これ
に限定されることなく、光集積回路において周期の短い
回折格子を形成する際に広く適用することができる。
造方法を短波長帯ＤＦＢレーザに適用しているが、これ
に限定されることなく、光集積回路において周期の短い
回折格子を形成する際に広く適用することができる。
［発明の効果］
以上のように本発明によれば、半導体基板上に所定周期
の第１の溝を形成し、この第１の清に埋め込まれたマス
クを使用して同じ所定周期の第２の溝を形成することに
より、短波長帯ＤＦＢレーザなどの光半導体装置の特性
を向上させるのに必要とされる、所定周期の２倍に微細
な周期の回折格子を製造することができる。
の第１の溝を形成し、この第１の清に埋め込まれたマス
クを使用して同じ所定周期の第２の溝を形成することに
より、短波長帯ＤＦＢレーザなどの光半導体装置の特性
を向上させるのに必要とされる、所定周期の２倍に微細
な周期の回折格子を製造することができる。
４・・・・・・活性層、
６・・・・・・クラッド層、
８・・・・・・コンタクト層、
０．２２・・・・・・電極。
第１図は本発明の一実施例による回折格子の製造方法を
示す工程図である。 図において、 ２・・・・・・Ｇ ａ Ａ ｓ基板、 ４・・・・・・ポジレジスト、 ６．１０・・・・・・溝、 ８・・・・・・ネガレジスト、 １２・・・・・・光ガイド層、
示す工程図である。 図において、 ２・・・・・・Ｇ ａ Ａ ｓ基板、 ４・・・・・・ポジレジスト、 ６．１０・・・・・・溝、 ８・・・・・・ネガレジスト、 １２・・・・・・光ガイド層、
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 半導体基板上に所定周期のパターンを有する第１のマス
クを形成する第１の工程と、 前記第１のマスクを使用してエッチングを行ない、前記
半導体基板上に前記所定周期の第１の溝を形成する第２
の工程と、 前記第１の溝を第２のマスクによって埋め込む第３の工
程と、 前記第１のマスクを除去した後、前記第２のマスクを使
用してエッチングを行ない、前記半導体基板上に前記所
定周期の第２の溝を形成する第４の工程と を有することを特徴とする回折格子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194951A JPH0243792A (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63194951A JPH0243792A (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 回折格子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0243792A true JPH0243792A (ja) | 1990-02-14 |
Family
ID=16333039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63194951A Pending JPH0243792A (ja) | 1988-08-03 | 1988-08-03 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0243792A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258269A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子 |
-
1988
- 1988-08-03 JP JP63194951A patent/JPH0243792A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258269A (ja) * | 2006-03-20 | 2007-10-04 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 半導体光素子 |
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