JPH05335251A - 半導体製造装置 - Google Patents
半導体製造装置Info
- Publication number
- JPH05335251A JPH05335251A JP13862092A JP13862092A JPH05335251A JP H05335251 A JPH05335251 A JP H05335251A JP 13862092 A JP13862092 A JP 13862092A JP 13862092 A JP13862092 A JP 13862092A JP H05335251 A JPH05335251 A JP H05335251A
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- Japan
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- laser
- laser light
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- incident angle
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造工程が簡略化でき、しかも特性が向上し
た信頼性の高いレーザ素子を製造することのできる半導
体製造装置を提供する。 【構成】 成長室内に載置された基板の表面上に干渉縞
を形成するためのレーザ光を出力する単一のレーザ光源
と、そのレーザ光を少なくとも２方向のレーザ線束に分
割するビームスプリッダと、そのレーザ線束を所定の入
射角で入射させる複数の鏡を備え、ＭＯＣＶＤ装置を備
えている。
た信頼性の高いレーザ素子を製造することのできる半導
体製造装置を提供する。 【構成】 成長室内に載置された基板の表面上に干渉縞
を形成するためのレーザ光を出力する単一のレーザ光源
と、そのレーザ光を少なくとも２方向のレーザ線束に分
割するビームスプリッダと、そのレーザ線束を所定の入
射角で入射させる複数の鏡を備え、ＭＯＣＶＤ装置を備
えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造装置に関す
る。更に詳しくは、縦単一モードで動作する分布帰還型
（ＤＦＢ）レーザを製造する製造装置に関する。
る。更に詳しくは、縦単一モードで動作する分布帰還型
（ＤＦＢ）レーザを製造する製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は縦単一モードを得るために回折格
子を光導波路に沿って形成し、導波路中の前進波と後進
波とを結合させることにより得られる光帰還はブラッグ
周波数付近で最も強くなり、光帰還に波長選択性が生じ
るという原理を用いて、例えば図２に示すような分布帰
還型レーザが作製されている。
子を光導波路に沿って形成し、導波路中の前進波と後進
波とを結合させることにより得られる光帰還はブラッグ
周波数付近で最も強くなり、光帰還に波長選択性が生じ
るという原理を用いて、例えば図２に示すような分布帰
還型レーザが作製されている。
【０００３】このような分布帰還型レーザは、回折格子
を形成するためのレーザ干渉露光装置、エッチング装置
及びＭＯＣＶＤ装置を組み合わせた構成の装置を用いて
製造されている。
を形成するためのレーザ干渉露光装置、エッチング装置
及びＭＯＣＶＤ装置を組み合わせた構成の装置を用いて
製造されている。
【０００４】図３はこの従来の装置を用いて行う分布帰
還型レーザの回折格子の作製方法を経時的に説明する図
である。以下に、その作製方法を説明する。InＰ基板３
１表面上にフォトレジスト材料３２ａを塗布し、これに
Hd−Cdレーザの干渉パターンで露光する〔図３
（ａ）〕。
還型レーザの回折格子の作製方法を経時的に説明する図
である。以下に、その作製方法を説明する。InＰ基板３
１表面上にフォトレジスト材料３２ａを塗布し、これに
Hd−Cdレーザの干渉パターンで露光する〔図３
（ａ）〕。
【０００５】次に、現像することにより、格子状のレジ
ストマスク３２ｂを作製する〔図３（ｂ）〕。そして、
このレジストマスク３２ｂを用いて、化学エッチング法
により、InＰ基板３１をエッチングし、InＰ基板３１表
面上に回折格子を形成する〔図３（ｃ）〕。
ストマスク３２ｂを作製する〔図３（ｂ）〕。そして、
このレジストマスク３２ｂを用いて、化学エッチング法
により、InＰ基板３１をエッチングし、InＰ基板３１表
面上に回折格子を形成する〔図３（ｃ）〕。
【０００６】この回折格子の周期Λは、レーザ波長をλ
L 、レーザ光のInＰ基板表面上への入射角をθとする
と、(1) 式によって与えられ、この入射角θを変えるこ
とによって、回折格子の周期Λを調整する。
L 、レーザ光のInＰ基板表面上への入射角をθとする
と、(1) 式によって与えられ、この入射角θを変えるこ
とによって、回折格子の周期Λを調整する。
【０００７】Λ＝λL ／２ｓｉｎθ ・・・・(1) このように形成された回折格子上に、液相成長法により
InGaAsP バッファ層、活性層、InＰクラッド層、InGaAs
P キャップ層を連続的に成長させた後、回折格子に対し
て直角方向に所定幅のストライブ状に成長層をメサエッ
チングし、エッチングで除去した部分にｎ型またはｐ型
のInＰを埋め込んで分布帰還型レーザが形成される。
InGaAsP バッファ層、活性層、InＰクラッド層、InGaAs
P キャップ層を連続的に成長させた後、回折格子に対し
て直角方向に所定幅のストライブ状に成長層をメサエッ
チングし、エッチングで除去した部分にｎ型またはｐ型
のInＰを埋め込んで分布帰還型レーザが形成される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したよ
うに従来例では、回折格子の形成は大気中で行われ、こ
の際、基板表面上に酸化不純物等の付着が起こりやす
く、このため、その後の真空中での成膜プロセスで形成
されるエピタキシャル成長膜に欠陥が入りやすく、その
薄膜結晶の結晶性が低下するという問題があった。ま
た、従来例の構成による製造装置では、大気中で行う工
程と真空中で行う工程の２つのプロセスに分かれた複雑
な工程となるという問題もあった。
うに従来例では、回折格子の形成は大気中で行われ、こ
の際、基板表面上に酸化不純物等の付着が起こりやす
く、このため、その後の真空中での成膜プロセスで形成
されるエピタキシャル成長膜に欠陥が入りやすく、その
薄膜結晶の結晶性が低下するという問題があった。ま
た、従来例の構成による製造装置では、大気中で行う工
程と真空中で行う工程の２つのプロセスに分かれた複雑
な工程となるという問題もあった。
【０００９】本発明はこれらの問題点を解決すべくなさ
れたもので、製造工程が簡略化でき、しかも特性が向上
した信頼性の高いレーザ素子を製造することのできる半
導体製造装置を提供することを目的とする。
れたもので、製造工程が簡略化でき、しかも特性が向上
した信頼性の高いレーザ素子を製造することのできる半
導体製造装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の半導体製造装置は、成長室内に載置され
た基板の表面上に干渉縞を形成するためのレーザ光を出
力する単一のレーザ光源と、そのレーザ光源から出力さ
れたレーザ光を少なくとも２方向のレーザ線束に分割す
るビームスプリッダと、その各方向に分割されたレーザ
線束を上記基板表面上に所定の入射角で入射させる複数
の鏡を各光路に備えるとともに、上記干渉縞が形成され
た基板表面上に化合物半導体のエピタキシャル成長膜を
形成するためのエピタキシャル成長装置を備えているこ
とによって特徴付けられる。
めに、本発明の半導体製造装置は、成長室内に載置され
た基板の表面上に干渉縞を形成するためのレーザ光を出
力する単一のレーザ光源と、そのレーザ光源から出力さ
れたレーザ光を少なくとも２方向のレーザ線束に分割す
るビームスプリッダと、その各方向に分割されたレーザ
線束を上記基板表面上に所定の入射角で入射させる複数
の鏡を各光路に備えるとともに、上記干渉縞が形成され
た基板表面上に化合物半導体のエピタキシャル成長膜を
形成するためのエピタキシャル成長装置を備えているこ
とによって特徴付けられる。
【００１１】
【作用】単一レーザ光源から出力されたレーザ光は２つ
以上のレーザ線束に分割され、各々のレーザ線束はその
各光路に設けられた鏡により所定の入射角で基板表面上
に導かれ、それらの複数のレーザ線束の干渉により基板
表面上に干渉縞が形成される。
以上のレーザ線束に分割され、各々のレーザ線束はその
各光路に設けられた鏡により所定の入射角で基板表面上
に導かれ、それらの複数のレーザ線束の干渉により基板
表面上に干渉縞が形成される。
【００１２】また、このレーザ光が照射された基板表面
上の干渉縞の部分では、有機金属ガスが励起され、分解
し易くなる。従って、レーザ光が照射された部分と照射
されていない部分とでは、膜の成長速度が異なり、基板
表面上の干渉縞に沿った回折パターンに凹凸のある成長
膜が形成される。
上の干渉縞の部分では、有機金属ガスが励起され、分解
し易くなる。従って、レーザ光が照射された部分と照射
されていない部分とでは、膜の成長速度が異なり、基板
表面上の干渉縞に沿った回折パターンに凹凸のある成長
膜が形成される。
【００１３】
【実施例】図１は本発明実施例の半導体製造装置の構成
図である。以下、図面に基づいて説明する。
図である。以下、図面に基づいて説明する。
【００１４】本発明実施例の半導体製造装置は、ＭＯＣ
ＶＤ（Metal-Organic CVD)装置及び基板表面上に回折格
子のパターンを作製するためのレーザ干渉露光装置によ
り構成されている。
ＶＤ（Metal-Organic CVD)装置及び基板表面上に回折格
子のパターンを作製するためのレーザ干渉露光装置によ
り構成されている。
【００１５】まず、成長室１内には、InＰ基板５と、こ
のInＰ基板５を加熱するヒータ６が配置されている。ま
た、この成長室１の対向する二側面にそれぞれ光学窓３
ａ，３ｂが設けられ、この光学窓３ａ，３ｂよりレーザ
干渉露光装置から出力されたレーザ光が成長室１内に入
射する。また、成長室１近傍には、ガス供給系８が設け
られており、有機金属ガスとしてトリメチルインジウム
（ＴＭＩ）、ホスフィン（ＰＨ3 ）、及びＴＭＩを希釈
するためのＨ2 ガスがそれぞれ流量制御装置により適切
な割合で成長室１内へ、ガス導入口７を介して導入され
るようになっている。また、成長室１内を真空引きする
ための排気系９が設けられている。
のInＰ基板５を加熱するヒータ６が配置されている。ま
た、この成長室１の対向する二側面にそれぞれ光学窓３
ａ，３ｂが設けられ、この光学窓３ａ，３ｂよりレーザ
干渉露光装置から出力されたレーザ光が成長室１内に入
射する。また、成長室１近傍には、ガス供給系８が設け
られており、有機金属ガスとしてトリメチルインジウム
（ＴＭＩ）、ホスフィン（ＰＨ3 ）、及びＴＭＩを希釈
するためのＨ2 ガスがそれぞれ流量制御装置により適切
な割合で成長室１内へ、ガス導入口７を介して導入され
るようになっている。また、成長室１内を真空引きする
ための排気系９が設けられている。
【００１６】一方、レーザ干渉露光装置は、レーザ光を
出力するレーザ光源２と、このレーザ光を二方向のビー
ム線束に分割するビームスプリッタ４と、それぞれのレ
ーザ光がInＰ基板５上に導かれる各光路には、空間フィ
ルタ１０ａ，１０ｂ、無限焦点レンズ１１ａ，１１ｂ及
び鏡１２ａ1 ，１２ａ2 ，１２ｂが順に配列されてい
る。このレーザ干渉露光装置は、各光路を介してInＰ基
板５上に入射されるレーザ光により、InＰ基板５上に干
渉縞が形成されるように構成されており、この干渉縞の
間隔は、必要とする回折格子の格子間隔と一致するよう
レーザ入射角、波長等が調整されている。
出力するレーザ光源２と、このレーザ光を二方向のビー
ム線束に分割するビームスプリッタ４と、それぞれのレ
ーザ光がInＰ基板５上に導かれる各光路には、空間フィ
ルタ１０ａ，１０ｂ、無限焦点レンズ１１ａ，１１ｂ及
び鏡１２ａ1 ，１２ａ2 ，１２ｂが順に配列されてい
る。このレーザ干渉露光装置は、各光路を介してInＰ基
板５上に入射されるレーザ光により、InＰ基板５上に干
渉縞が形成されるように構成されており、この干渉縞の
間隔は、必要とする回折格子の格子間隔と一致するよう
レーザ入射角、波長等が調整されている。
【００１７】次に、以上の構成よりなる本発明実施例の
半導体製造装置を用いて、図２に示す分布帰還型レーザ
を製造する方法を説明する。成長室１内には、分布帰還
型レーザを形成するためのInＰ基板５が成長室１内に設
けられた基板ホルダ（図示せず）に保持した状態で、成
長室１内を排気系９により真空排気する。
半導体製造装置を用いて、図２に示す分布帰還型レーザ
を製造する方法を説明する。成長室１内には、分布帰還
型レーザを形成するためのInＰ基板５が成長室１内に設
けられた基板ホルダ（図示せず）に保持した状態で、成
長室１内を排気系９により真空排気する。
【００１８】次に、単一のレーザ光源２より出力された
レーザ光を、ビームスプリッタ４により二方向のビーム
線束に分割する。こららのビーム線束のうち、一方のビ
ーム線束を空間フィルタ１０ａ、無限焦点レンズ１１ａ
を介した後、鏡１２ａ1 ，１２ａ2 によって所定の入射
角に調整して、InＰ基板５上に入射させる。また、もう
一方のビーム線束も同様に、空間フィルタ１０ｂ、無限
焦点レンズ１１ｂを介した後、鏡１２ｂによって所定の
入射角に調整して、InＰ基板５上に入射させる。これら
のビーム線束はそれぞれ光学窓３ｂ，３ａより入射し、
干渉縞を生じるが、必要とする回折格子の格子間隔と一
致するようレーザ入射角及び波長を予め設定しておく。
レーザ光を、ビームスプリッタ４により二方向のビーム
線束に分割する。こららのビーム線束のうち、一方のビ
ーム線束を空間フィルタ１０ａ、無限焦点レンズ１１ａ
を介した後、鏡１２ａ1 ，１２ａ2 によって所定の入射
角に調整して、InＰ基板５上に入射させる。また、もう
一方のビーム線束も同様に、空間フィルタ１０ｂ、無限
焦点レンズ１１ｂを介した後、鏡１２ｂによって所定の
入射角に調整して、InＰ基板５上に入射させる。これら
のビーム線束はそれぞれ光学窓３ｂ，３ａより入射し、
干渉縞を生じるが、必要とする回折格子の格子間隔と一
致するようレーザ入射角及び波長を予め設定しておく。
【００１９】次に、ヒータ６によりInＰ基板５の温度を
５００℃に保持し、Ｈ2 ガス、ＴＭＩ及びＰＨ3 ガスが
適切な割合でガス供給系８より、ガス導入口７から成長
室１内に導入する。ＴＭＩはＨ2 ガスにより成長室１内
で適切に希釈される。そしてこれらのガスがInＰ基板５
上に到達して成長膜が形成される。このようなＭＯＣＶ
Ｄ法では通常、基板温度を６００〜７００℃に保持した
状態で成長膜の形成を行うが、本発明実施例においては
５００℃程度の比較的低温で行う。すなわち、この条件
では有機金属ガスが、分解しにくいため成長膜の成長速
度は低下する。しかしInＰ基板５表面上のレーザ光が照
射された部分では、有機金属ガスが励起され、分解しや
すくなり、その光化学反応により成長膜の成長速度は急
激に大きくなることから、上記した干渉縞の間隔で凹凸
を繰り返す成長膜の形成が可能となり、所望の回折格子
を得ることができる。
５００℃に保持し、Ｈ2 ガス、ＴＭＩ及びＰＨ3 ガスが
適切な割合でガス供給系８より、ガス導入口７から成長
室１内に導入する。ＴＭＩはＨ2 ガスにより成長室１内
で適切に希釈される。そしてこれらのガスがInＰ基板５
上に到達して成長膜が形成される。このようなＭＯＣＶ
Ｄ法では通常、基板温度を６００〜７００℃に保持した
状態で成長膜の形成を行うが、本発明実施例においては
５００℃程度の比較的低温で行う。すなわち、この条件
では有機金属ガスが、分解しにくいため成長膜の成長速
度は低下する。しかしInＰ基板５表面上のレーザ光が照
射された部分では、有機金属ガスが励起され、分解しや
すくなり、その光化学反応により成長膜の成長速度は急
激に大きくなることから、上記した干渉縞の間隔で凹凸
を繰り返す成長膜の形成が可能となり、所望の回折格子
を得ることができる。
【００２０】以上の方法で得られた回折格子に、従来例
と同様に、InGaAsP バッファ層、活性層、InＰクラッド
層、InGaAsP キャップ層を連続的に成長させる。この工
程では、InＰ基板５の基板温度は通常の６００〜７００
℃に戻して行う。その後、さらに、回折格子に対して直
角方向に所定幅のストライブ状に成長層をメサエッチン
グし、エッチングで除去した部分にｎ型またはｐ型のIn
Ｐを埋め込んで分布帰還型レーザが完成する。
と同様に、InGaAsP バッファ層、活性層、InＰクラッド
層、InGaAsP キャップ層を連続的に成長させる。この工
程では、InＰ基板５の基板温度は通常の６００〜７００
℃に戻して行う。その後、さらに、回折格子に対して直
角方向に所定幅のストライブ状に成長層をメサエッチン
グし、エッチングで除去した部分にｎ型またはｐ型のIn
Ｐを埋め込んで分布帰還型レーザが完成する。
【００２１】以上述べた基板表面上に回折格子のパター
ンを作製する工程、その後の成長膜を連続的に形成する
工程は、いずれも成長室１内にInＰ基板５を載置した状
態で連続的に行うことができ、InＰ基板５上に不純物が
付着する等の汚染もなく、得られる薄膜の結晶性は良好
である。
ンを作製する工程、その後の成長膜を連続的に形成する
工程は、いずれも成長室１内にInＰ基板５を載置した状
態で連続的に行うことができ、InＰ基板５上に不純物が
付着する等の汚染もなく、得られる薄膜の結晶性は良好
である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ＭＯＣＶＤ装置にレーザ干渉露光装置を設け、基板表面
に所定の波長及び入射角のレーザ光を導くことにより生
じる干渉縞の回折パターンを作製するよう構成したの
で、この回折格子のパターンの作製及びその後の成長膜
の形成を成長室内で連続しておこなうことができ、形成
される薄膜結晶の結晶性が向上する。従って、得られる
レーザ素子の特性は向上し、信頼性が向上する。さら
に、回折格子のパターンの作製工程として従来行われて
いたフォトリソ工程及びエッチング工程を必要とせず、
製造工程の簡略化が実現できる。
ＭＯＣＶＤ装置にレーザ干渉露光装置を設け、基板表面
に所定の波長及び入射角のレーザ光を導くことにより生
じる干渉縞の回折パターンを作製するよう構成したの
で、この回折格子のパターンの作製及びその後の成長膜
の形成を成長室内で連続しておこなうことができ、形成
される薄膜結晶の結晶性が向上する。従って、得られる
レーザ素子の特性は向上し、信頼性が向上する。さら
に、回折格子のパターンの作製工程として従来行われて
いたフォトリソ工程及びエッチング工程を必要とせず、
製造工程の簡略化が実現できる。
【図１】本発明実施例の構成図
【図２】InGaAsP-InP 分布帰還型レーザの構造を示す模
式図
式図
【図３】従来の装置によって回折格子を作製する方法を
経時的に説明する図
経時的に説明する図
１・・・・成長室 ２・・・・レーザ光源 ３ａ，３ｂ・・・・光学窓 ４・・・・ビームスプリッタ ５・・・・InＰ基板 ６・・・・ヒータ ７・・・・ガス導入口 ８・・・・ガス供給源 １０ａ，１０ｂ・・・・空間フィルタ １１ａ，１１ｂ・・・・無限焦点レンズ １２ａ1 ，１２ａ2 ，１２ｂ・・・・鏡
Claims (1)
- 【請求項１】 成長室内に載置された基板の表面上に干
渉縞を形成するためのレーザ光を出力する単一のレーザ
光源と、そのレーザ光源から出力されたレーザ光を少な
くとも２方向のレーザ線束に分割するビームスプリッダ
と、その各方向に分割されたレーザ線束を上記基板表面
上に所定の入射角で入射させる複数の鏡を各光路に備え
るとともに、上記干渉縞が形成された基板表面上に化合
物半導体のエピタキシャル成長膜を形成するためのエピ
タキシャル成長装置を備えてなる半導体製造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13862092A JPH05335251A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 半導体製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13862092A JPH05335251A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 半導体製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05335251A true JPH05335251A (ja) | 1993-12-17 |
Family
ID=15226330
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13862092A Pending JPH05335251A (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 半導体製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05335251A (ja) |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP13862092A patent/JPH05335251A/ja active Pending
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