JPH06209143A - 回折格子の製造方法 - Google Patents
回折格子の製造方法Info
- Publication number
- JPH06209143A JPH06209143A JP1955693A JP1955693A JPH06209143A JP H06209143 A JPH06209143 A JP H06209143A JP 1955693 A JP1955693 A JP 1955693A JP 1955693 A JP1955693 A JP 1955693A JP H06209143 A JPH06209143 A JP H06209143A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- diffraction grating
- etching
- layer
- semiconductor layer
- 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
Links
Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 回折格子の深さを精度よく制御できる回折格
子の製造方法を提供する。 【構成】 特定の結晶面方位を有する第１半導体２面上
に、第２半導体からなる半導体層３を積層し、次いで、
前記第２半導体からなる半導体層３上に特定方向に回折
格子形成用のエッチング用マスク５を形成し、次いで、
前記第１および第２半導体の特定の結晶面においてエッ
チング速度が停止するエッチャントを用いて、前記第２
半導体からなる半導体層３および第１半導体２をエッチ
ングし、次いで、第２半導体からなる半導体層４を積層
する工程を設ける。
子の製造方法を提供する。 【構成】 特定の結晶面方位を有する第１半導体２面上
に、第２半導体からなる半導体層３を積層し、次いで、
前記第２半導体からなる半導体層３上に特定方向に回折
格子形成用のエッチング用マスク５を形成し、次いで、
前記第１および第２半導体の特定の結晶面においてエッ
チング速度が停止するエッチャントを用いて、前記第２
半導体からなる半導体層３および第１半導体２をエッチ
ングし、次いで、第２半導体からなる半導体層４を積層
する工程を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、回折格子の製造方法に
関するものであり、特に半導体レーザ素子に用いられる
回折格子の製造方法に関するものである。
関するものであり、特に半導体レーザ素子に用いられる
回折格子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】分布帰還型(Distributed Feed Back:DFB)
半導体レーザ素子は、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の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にお
いても長距離大容量が可能な光源として実用化が進めら
れている。DFB 半導体レーザ素子は、次のようにして製
造される。即ち、 １）基板上にバファ層、クラッド層、活性層、ガイド層
などを順次積層し、回折格子を形成しようとする層まで
を積層したウェハを作製する。 ２）次いで、前記ウェハ上にフォトリソグラフィ、ケミ
カルエッチングなどにより回折格子を形成する。 ３）次いで、回折格子が形成された層上に、クラッド
層、コンタクト層などを形成する。 ４）次いで、注入電流狭窄の手段を施す。 ところで、DFB 半導体レーザ素子の特性を決める素子パ
ラメータとして、結合係数κと共振器長Ｌの積κＬが用
いられる。ここで、結合係数κは、回折格子を有する導
波路上に両方向に進行する光が存在する場合、この両方
向の光が回折格子によって結合する割合を示す係数であ
る。単一波長動作の安定性、単色性、低しき値動作の観
点から、共振器長Ｌは比較的長く（６００〜１０００μ
ｍ）、かつκＬ値が１．０〜１．２であることが望まし
い。この場合、κは１０〜２０ｃｍ-1となる。一方、κ
をこの値の範囲にするには、回折格子の高さを１００Å
程度にし、かつ、その精度を２０Å程度で制御する必要
がある。 文献１：IEEE JQE. Vol.QE18,p1272,1982.
半導体レーザ素子は、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の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にお
いても長距離大容量が可能な光源として実用化が進めら
れている。DFB 半導体レーザ素子は、次のようにして製
造される。即ち、 １）基板上にバファ層、クラッド層、活性層、ガイド層
などを順次積層し、回折格子を形成しようとする層まで
を積層したウェハを作製する。 ２）次いで、前記ウェハ上にフォトリソグラフィ、ケミ
カルエッチングなどにより回折格子を形成する。 ３）次いで、回折格子が形成された層上に、クラッド
層、コンタクト層などを形成する。 ４）次いで、注入電流狭窄の手段を施す。 ところで、DFB 半導体レーザ素子の特性を決める素子パ
ラメータとして、結合係数κと共振器長Ｌの積κＬが用
いられる。ここで、結合係数κは、回折格子を有する導
波路上に両方向に進行する光が存在する場合、この両方
向の光が回折格子によって結合する割合を示す係数であ
る。単一波長動作の安定性、単色性、低しき値動作の観
点から、共振器長Ｌは比較的長く（６００〜１０００μ
ｍ）、かつκＬ値が１．０〜１．２であることが望まし
い。この場合、κは１０〜２０ｃｍ-1となる。一方、κ
をこの値の範囲にするには、回折格子の高さを１００Å
程度にし、かつ、その精度を２０Å程度で制御する必要
がある。 文献１：IEEE JQE. Vol.QE18,p1272,1982.
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ケミカ
ルエッチングによって、回折格子の高さを数１０Åのオ
ーダで制御することは困難であった。因みに、現在使用
されているエッチャント（ＨＢｒ：ＨＮＯ3 ：Ｈ2 Ｏ＝
１：１：１０）を用いると、２℃に冷やして使用した場
合、エッチングレートは６０Å／ｓｅｃとなる。
ルエッチングによって、回折格子の高さを数１０Åのオ
ーダで制御することは困難であった。因みに、現在使用
されているエッチャント（ＨＢｒ：ＨＮＯ3 ：Ｈ2 Ｏ＝
１：１：１０）を用いると、２℃に冷やして使用した場
合、エッチングレートは６０Å／ｓｅｃとなる。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決した回折格子の製造方法を提供するもので、特定の結
晶面方位を有する第１半導体面上に、第２半導体からな
る半導体層を積層し、次いで、前記第２半導体からなる
半導体層上に特定方向に回折格子形成用のエッチングマ
スクを形成し、次いで、前記第１および第２半導体の特
定の結晶面においてエッチング速度が停止するエッチャ
ントを用いて、前記第２半導体からなる半導体層および
第１半導体をエッチングし、次いで、第２半導体からな
る半導体層を積層する工程を有することを特徴とするも
のである。
決した回折格子の製造方法を提供するもので、特定の結
晶面方位を有する第１半導体面上に、第２半導体からな
る半導体層を積層し、次いで、前記第２半導体からなる
半導体層上に特定方向に回折格子形成用のエッチングマ
スクを形成し、次いで、前記第１および第２半導体の特
定の結晶面においてエッチング速度が停止するエッチャ
ントを用いて、前記第２半導体からなる半導体層および
第１半導体をエッチングし、次いで、第２半導体からな
る半導体層を積層する工程を有することを特徴とするも
のである。
【０００５】
【作用】上述のように、 １）特定の結晶面方位を有する第１半導体面上に、第２
半導体からなる厚さａの半導体層を積層し、 ２）次いで、前記第２半導体からなる半導体層上に特定
方向に回折格子形成用のエッチングマスクを形成し、 ３）次いで、第１および第２半導体の特定の結晶面にお
いてエッチング速度が停止するエッチャントを用いて、
前記第２半導体からなる半導体層および第１半導体をエ
ッチングする。そうすると、第１半導体のエッチング深
さをＨとして、ａ＋Ｈのエッチング深さが得られる。 ４）次いで、前記エッチング面上に第２半導体からなる
半導体層を積層する。そうすると、第１半導体と第２半
導体を境界にする深さＨの回折格子が形成される。 上記工程において、エッチング深さａ＋Ｈは、第１半導
体面の面方位とエッチング速度が停止する第１および第
２半導体の特定の結晶面とのなす角度で一義的に決ま
る。従って、第２半導体からなる半導体層の厚さａを精
度よく制御することにより、回折格子の深さＨも精度よ
く制御できることになる。
半導体からなる厚さａの半導体層を積層し、 ２）次いで、前記第２半導体からなる半導体層上に特定
方向に回折格子形成用のエッチングマスクを形成し、 ３）次いで、第１および第２半導体の特定の結晶面にお
いてエッチング速度が停止するエッチャントを用いて、
前記第２半導体からなる半導体層および第１半導体をエ
ッチングする。そうすると、第１半導体のエッチング深
さをＨとして、ａ＋Ｈのエッチング深さが得られる。 ４）次いで、前記エッチング面上に第２半導体からなる
半導体層を積層する。そうすると、第１半導体と第２半
導体を境界にする深さＨの回折格子が形成される。 上記工程において、エッチング深さａ＋Ｈは、第１半導
体面の面方位とエッチング速度が停止する第１および第
２半導体の特定の結晶面とのなす角度で一義的に決ま
る。従って、第２半導体からなる半導体層の厚さａを精
度よく制御することにより、回折格子の深さＨも精度よ
く制御できることになる。
【０００６】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づいて本発明
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる回折格子の製
造方法の一実施例の工程説明図である。その工程は以下
の通りである。即ち、 １）面方位（１００）のウェハ１表面のＧａＩｎＡｓＰ
層２（λg ＝１．３μｍ、厚さ０．５μｍ）上に、厚さ
ａが４００ÅであるＩｎＰ層３を積層する（図１
（ａ））。 ２）次いで、ＩｎＰ層３表面に間隔ｄを２４００Åと
し、発振方向を〈０１１〉方向とし、それと直角方向
〈０−１１〉に回折格子溝を設ける回折格子エッチング
用マスク５を形成する（図１（ｂ））。 ３）次いで、ＨＢｒ：ＨＮＯ3 ：Ｈ2 Ｏ＝１：１：１０
からなるエッチャントを用いて、エッチングを行い、回
折格子を形成する（図１（ｃ））。 このエッチャントを用いた理由は、ある特定な結晶面、
この場合には、ＩｎＰ層３とＧａＩｎＡｓＰ層２の（１
１１）面でエッチングが進まなくなるからである。とこ
ろで、この場合の（１１１）面は、面方位（１００）の
ウェハ１表面に対して、約５４°の角度をなしている。
従って、三角形状のエッチング深さは、ＩｎＰ層３とＧ
ａＩｎＡｓＰ層２のエッチング深さをそれぞれａ、Ｈと
すると、ａ＋Ｈ＝ｄ／２・tan ５４°、即ち、１６５０
Å（＝２４００／２・１．３８）となる。 ４）次いで、ＩｎＰ層４を積層する（図１（ｄ））。こ
のようにして、ＧａＩｎＡｓＰ層２の表面上に、高さが
１２５０Å（＝１６５０Å−４００Å）の回折格子を形
成することがきる。
を詳細に説明する。図１は本発明にかかる回折格子の製
造方法の一実施例の工程説明図である。その工程は以下
の通りである。即ち、 １）面方位（１００）のウェハ１表面のＧａＩｎＡｓＰ
層２（λg ＝１．３μｍ、厚さ０．５μｍ）上に、厚さ
ａが４００ÅであるＩｎＰ層３を積層する（図１
（ａ））。 ２）次いで、ＩｎＰ層３表面に間隔ｄを２４００Åと
し、発振方向を〈０１１〉方向とし、それと直角方向
〈０−１１〉に回折格子溝を設ける回折格子エッチング
用マスク５を形成する（図１（ｂ））。 ３）次いで、ＨＢｒ：ＨＮＯ3 ：Ｈ2 Ｏ＝１：１：１０
からなるエッチャントを用いて、エッチングを行い、回
折格子を形成する（図１（ｃ））。 このエッチャントを用いた理由は、ある特定な結晶面、
この場合には、ＩｎＰ層３とＧａＩｎＡｓＰ層２の（１
１１）面でエッチングが進まなくなるからである。とこ
ろで、この場合の（１１１）面は、面方位（１００）の
ウェハ１表面に対して、約５４°の角度をなしている。
従って、三角形状のエッチング深さは、ＩｎＰ層３とＧ
ａＩｎＡｓＰ層２のエッチング深さをそれぞれａ、Ｈと
すると、ａ＋Ｈ＝ｄ／２・tan ５４°、即ち、１６５０
Å（＝２４００／２・１．３８）となる。 ４）次いで、ＩｎＰ層４を積層する（図１（ｄ））。こ
のようにして、ＧａＩｎＡｓＰ層２の表面上に、高さが
１２５０Å（＝１６５０Å−４００Å）の回折格子を形
成することがきる。
【０００７】上記工程で、ＩｎＰ層３の厚さａを変える
と、ａ＋Ｈが一定であるため、回折格子の高さＨを変え
ることができる。例えば、ＩｎＰ層３の厚さを６００Å
にすると、回折格子の高さは１０５０Åになる。従っ
て、ＩｎＰ層３の厚さを数Åの精度で制御することによ
り、回折格子の高さも数Åの精度で制御できることにな
る。なお、本発明は上記実施例に限定されず、ＡｌＧａ
Ａｓ／ＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰ系などに
ついても適用でき、エッチャントとしては、ブロムメタ
ノール、（ＨＢｒ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ）、（ＨＢｒ：飽
和臭素水：：Ｈ2 Ｏ）などを使用できる。
と、ａ＋Ｈが一定であるため、回折格子の高さＨを変え
ることができる。例えば、ＩｎＰ層３の厚さを６００Å
にすると、回折格子の高さは１０５０Åになる。従っ
て、ＩｎＰ層３の厚さを数Åの精度で制御することによ
り、回折格子の高さも数Åの精度で制御できることにな
る。なお、本発明は上記実施例に限定されず、ＡｌＧａ
Ａｓ／ＧａＡｓ系、ＡｌＧａＩｎＡｓ／ＩｎＰ系などに
ついても適用でき、エッチャントとしては、ブロムメタ
ノール、（ＨＢｒ：Ｈ2 Ｏ2 ：Ｈ2 Ｏ）、（ＨＢｒ：飽
和臭素水：：Ｈ2 Ｏ）などを使用できる。
【０００８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
定の結晶面方位を有する第１半導体面上に、第２半導体
からなる半導体層を積層し、次いで、前記第２半導体か
らなる半導体層上に特定方向に回折格子形成用のエッチ
ングマスクを形成し、次いで、前記第１および第２半導
体の特定の結晶面においてエッチング速度が停止するエ
ッチャントを用いて、前記第２半導体からなる半導体層
および第１半導体をエッチングし、次いで、第２半導体
からなる半導体層を積層する工程を有するため、回折格
子の深さを精度よく制御できるという優れた効果があ
る。
定の結晶面方位を有する第１半導体面上に、第２半導体
からなる半導体層を積層し、次いで、前記第２半導体か
らなる半導体層上に特定方向に回折格子形成用のエッチ
ングマスクを形成し、次いで、前記第１および第２半導
体の特定の結晶面においてエッチング速度が停止するエ
ッチャントを用いて、前記第２半導体からなる半導体層
および第１半導体をエッチングし、次いで、第２半導体
からなる半導体層を積層する工程を有するため、回折格
子の深さを精度よく制御できるという優れた効果があ
る。
【図１】（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る回折格子の製
造方法の一実施例の工程説明図である。
造方法の一実施例の工程説明図である。
１ ウェハ ２ ＧａＩｎＡｓＰ層 ３、４ ＩｎＰ層 ５ エッチング用マスク
Claims (1)
- 【請求項１】 特定の結晶面方位を有する第１半導体面
上に、第２半導体からなる半導体層を積層し、次いで、
前記第２半導体からなる半導体層上に特定方向に回折格
子形成用のエッチングマスクを形成し、次いで、前記第
１および第２半導体の特定の結晶面においてエッチング
速度が停止するエッチャントを用いて、前記第２半導体
からなる半導体層および第１半導体をエッチングし、次
いで、第２半導体からなる半導体層を積層する工程を有
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 |
|---|---|---|---|
| JP1955693A JPH06209143A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1955693A JPH06209143A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 回折格子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06209143A true JPH06209143A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=12002595
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1955693A Pending JPH06209143A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06209143A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002513215A (ja) * | 1998-04-27 | 2002-05-08 | ウイスコンシン アラムニ リサーチ ファンデーション | 狭スペクトル幅で高出力の分布帰還形半導体レーザ |
| JP2012175052A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置の製造方法 |
| WO2021000222A1 (en) * | 2019-07-01 | 2021-01-07 | Schott Glass Technologies (Suzhou) Co. Ltd. | Diffractive optical element and method for manufacturing the same |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP1955693A patent/JPH06209143A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002513215A (ja) * | 1998-04-27 | 2002-05-08 | ウイスコンシン アラムニ リサーチ ファンデーション | 狭スペクトル幅で高出力の分布帰還形半導体レーザ |
| JP2012175052A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Stanley Electric Co Ltd | 半導体発光装置の製造方法 |
| WO2021000222A1 (en) * | 2019-07-01 | 2021-01-07 | Schott Glass Technologies (Suzhou) Co. Ltd. | Diffractive optical element and method for manufacturing the same |
| US11846786B2 (en) | 2019-07-01 | 2023-12-19 | Schott Glass Technologies (Suzhou) Co. Ltd. | Diffractive optical element and method for manufacturing the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2959902B2 (ja) | 半導体レーザとそれを有する装置とその製造方法 | |
| CN109412020A (zh) | 一种倒台型高速半导体激光器芯片及其制备方法 | |
| JPS58121006A (ja) | 誘電体光導波路及びその形成方法 | |
| US7919415B2 (en) | Process of manufacturing a semiconductor device | |
| US5395792A (en) | Process for fabricating a semiconductor laser device | |
| US3883219A (en) | Dielectric optical waveguide | |
| US5303255A (en) | Distributed feedback semiconductor laser device and a method of producing the same | |
| JPH06209143A (ja) | 回折格子の製造方法 | |
| JP2018088456A (ja) | 量子カスケード半導体レーザ | |
| JPH0231488A (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JP2542570B2 (ja) | 光集積素子の製造方法 | |
| JP2624450B2 (ja) | 量子細線構造の製造方法 | |
| Moosburger et al. | Semiconductor lasers with 2-D-photonic crystal mirrors based on a wet-oxidized Al 2 O 3-mask | |
| JP3455404B2 (ja) | 半導体光素子とその作製方法 | |
| JP2804197B2 (ja) | 半導体レーザの製造方法 | |
| JPH0642583B2 (ja) | 半導体レーザ装置 | |
| JPH10270789A (ja) | 光通信等に用いる半導体光素子及びその製造方法 | |
| JP2810518B2 (ja) | 半導体レーザ装置およびその製造方法 | |
| JPH07105550B2 (ja) | 半導体発光装置の製造方法 | |
| JP2525776B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH063541A (ja) | 導波路型グレーティング及びその作製法 | |
| JP2003218465A (ja) | ストライプ導波構造型半導体レーザ素子及びその製造方法 | |
| JPH0529708A (ja) | 半導体レーザ装置及びその製造方法 | |
| JPS61220389A (ja) | 集積型半導体レ−ザ | |
| JPH10186121A (ja) | 吸収型回折格子の形成方法、およびその回折格子を利用した利得結合型ｄｆｂレーザの作製法 |