JPH0653600A

JPH0653600A - 半導体発光素子の回折格子の形成方法

Info

Publication number: JPH0653600A
Application number: JP20355592A
Authority: JP
Inventors: Yoji Hosoi; 洋治細井; Takashi Tsubota; 孝志坪田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1992-07-30
Filing date: 1992-07-30
Publication date: 1994-02-25

Abstract

(57)【要約】【目的】半導体発光素子の不均一な深さの溝を具えた
回折格子を再現性良く、容易に形成する。【構成】ＩｎＰ基板上に部分的に第１パタ−ン層２０
を形成する。この第１パタ−ン層２０上および開口部２
２に露出した基板上に、回折格子のパタ−ンと同一のパ
タ−ンを有する第２パタ−ン層３０を形成する。そし
て、この第１パタ−ン層３０をマスクとして用いて、こ
のＩｎＰ基板をリアクティブイオンエッチングして、第
１パタ−ン層２０の無い部分に深い溝４０を形成し、第
１パタ−ン層２０のある部分は、この第１パタ−ン層の
エッチング後に基板をエッチングして浅い溝４２を同時
に形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体発光素子の回
折格子、特に、深さが不均一な溝を具えた回折格子の形
成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より分布帰還型半導体発光素子（以
下、ＤＦＢレーザと略称す）がある。この発光素子は、
共振器軸方向に格子を並べた回折格子を具えている。こ
の回折格子の各格子を作るために、通常は、適当な下地
に均一な深さの溝を形成し、これらの溝を、同一の材料
の適当な層で埋め込んでいる。

【０００３】これらの溝の深さは均一であったが、最近
では、文献：「1991年春季応用物理学関連連合講演会予
稿集、29p-D-1」にも開示されているように、不均一な深
さの溝を具えた回折格子を形成して、これら溝を適当な
材料で埋め込んでＤＦＢレーザを形成する。その理由
は、長距離光通信に用いるＤＦＢレーザの共振器軸方向
の光強度分布制御および縦モード間発振利得閾値差を大
きくするために、共振器軸方向に結合係数を分布させる
ためである。

【０００４】以下、この従来のＤＦＢレーザの構造の一
例および溝の深さの不均一な回折格子の製造方法の一例
を、それぞれ図５の（Ｂ）および図６の（Ａ）〜（Ｄ）
および図７の（Ａ）〜（Ｄ）を参照して簡単に説明す
る。尚、図６の（Ａ）〜（Ｄ）及び図７の（Ａ）〜
（Ｄ）で示した溝の断面の輪郭と図５の（Ｂ）に示した
対応する溝の断面の輪郭とは異なっているが、図６及び
図７ではより模式的に示してあり、図５の（Ｂ）ではよ
り現実的に示したのであって、溝自体の輪郭や形状はい
ずれの図においても何ら変わりがない。

【０００５】図５の（Ｂ）は、回折格子付き発光素子の
説明図であって、特に、ＤＦＢレーザの構造の一例の概
要を示す断面図である。ＩｎＰ基板５０の表面に、共振
器軸方向に沿って位相シフト部５２を中心にして対称的
に並べた状態で深い溝５４と浅い溝５６とを形成してあ
る。その上に、ガイド層５８、活性層６０、クラッド層
６２を積層してある。

【０００６】図６の（Ａ）〜（Ｄ）は、不均一な深さの
溝を具えた半導体発光素子の回折格子の製造方法を説明
するための前半の工程図であり、図７の（Ａ）〜（Ｄ）
は、図６の（Ｃ）に続く、後半の工程図である。各図は
主要工程段階での断面図を概略的に示している。

【０００７】先ず、ＩｎＰ基板５０上にＣＶＤ法によ
り、エッチングマスク形成のための予備膜６４として二
酸化珪素の膜を形成し、この予備膜６４上に、位相シフ
ト部を構成する境界となる部分５２ａを挟んでポジレジ
スト膜６６とネガレジスト膜６８を並べて形成する（図
６の（Ａ））。

【０００８】次に、これらポジレジスト膜６６とネガレ
ジスト膜６８に対して二光束干渉露光法を用いて露光を
行った後、現像によりレジストマスク７０を形成する
（図６の（Ｂ））。

【０００９】その後、エッチングにより、予備膜６４を
エッチングし、レジストマスク７０のパターンを予備膜
６４に転写して第一エッチングマスク７２を形成する
（図６の（Ｃ））。

【００１０】そして、レジストマスク７０を除去した
後、リアクティブイオンエッチング（以下、ＲＩＥと略
称す）により、先ず、浅い溝５６をＩｎＰ基板５０の、
第一エッチングマスク７２の間の開口部に露出した部分
に形成する（図６の（Ｄ））。

【００１１】次に、もう一度、別のエッチングマスク形
成のための予備膜（図示せず）を形成し、この予備膜に
対し通常のフォトリソグラフィおよびエッチング技術を
用いて、第二エッチングマスク７８を形成する（図７の
（Ａ））。

【００１２】そして、再びＲＩＥにより、第二エッチン
グマスク７８に覆われていない部分のみを第一エッチン
グマスクを用いて、開口部に既に形成されている浅い溝
５６をさらにエッチングし、深い溝５４を形成する（図
７の（Ｂ））。

【００１３】最後に第一および第二エッチングマスク７
２および７８を除去し（図７の（Ｃ））、その後、通常
の方法により、ガイド層５８、活性層６０およびグラッ
ド層６２を設けて、深さが不均一な溝５４および５６を
具えた回折格子を形成した構造の半導体発光素子を得て
いた（図７の（Ｄ））。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、発光素
子を構成している回折格子を作るための、上述した従来
の不均一な深さの溝の形成方法では、エッチングマスク
を二回形成し、ＲＩＥによるＩｎＰ基板のエッチングを
二回行っている。このため、工程が複雑になるととも
に、深い溝の形状と、浅い溝の形状とに差が出易いとい
う欠点がある。溝の形状に差が出ると、これらの溝を利
用して回折格子を作り込んだときに、回折効率が悪くな
ったり、また、結合係数も変わってしまうので、半導体
発光素子の光強度分布の再現性が悪くなり、歩留が低く
なるという欠点があった。

【００１５】そこで、この発明の目的は、半導体発光素
子の回折格子を作り込むための、不均一な深さの溝を、
簡単な方法で、かつ精度良く、形成する方法を提供する
ことにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明の、半導体発光素子の不均一な深さの溝を
具えた回折格子の形成方法によれば、下記のような工程
上の特徴を有する。

【００１７】（ａ）溝が形成されるべき下地上であっ
て、深い溝の形成予定領域上に開口部を位置させ、か
つ、浅い溝の形成予定領域上に第１パタ−ン層を位置さ
せるように当該第１パタ−ン層を形成する。

【００１８】（ｂ）この第１パタ−ン層上および前記開
口部に露出した下地上に、形成されるべき回折格子のパ
タ−ンと同じパタ−ンの第２パタ−ン層を形成する。

【００１９】（ｃ）この第２パタ−ン層をマスクとして
用いて、一回のドライエッチングを行って、深い溝の形
成予定領域には下地の表面から深い溝を形成すると同時
に、浅い溝の形成予定領域には第１パタ−ン層から下地
の領域に達する溝をそれぞれ形成する。

【００２０】また、この発明の実施にあたり、好ましく
は、２パタ−ン層を、ポジレジスト膜とネガレジスト膜
とを用いて、これら両レジスト膜に対し、二光束干渉露
光法により、同時に露光を行った後に、両レジスト膜を
現像して形成するのが良い。

【００２１】また、この発明の他の好適実施例によれ
ば、第２パタ−ン層を、一種類のレジスト膜を用いて、
このレジスト膜に対し電子ビ−ム露光法により露光を行
った後、このレジスト膜を現像して形成するのが良い。

【００２２】また、この発明の実施にあたり、さらに好
ましくは、第１パタ−ン層のエッチング速度を、第２パ
タ−ン層および下地のエッチング速度よりも大きくして
あるのが良い。

【００２３】

【作用】上述したこの発明の構成によれば、下地の、深
い溝の形成予定領域には、第２パタ−ン層のみからなる
一層構造のエッチングマスクを設け、また、下地の、浅
い溝の形成予定領域には、第１パタ−ン層と第２パタ−
ン層とからなる二層構造の層を設ける。そして、これら
一層構造および二層構造のエッチングマスク層を利用し
て、下地の表面に対し、その表面に直行する方向から一
回のドライエッチングを行う。第２パタ−ン層間の開口
部に露出している下地部分および第１パタ−ン層の部分
が、それぞれエッチングされ、下地の、浅い溝の形成予
定領域上の第１パタ−ン層の部分が除去されて下地が部
分的に露出する。この浅い溝の形成予定領域上の、下地
部分が露出した時には、深い溝の形成予定領域の下地部
分が、それまでのエッチング時間に相当する深さにまで
エッチングされている。

【００２４】このドライエッチングを続けると、浅い溝
の形成予定領域の下地部分がエッチングされ始める。こ
のエッチング時間は、設計に応じた任意の時間とし、そ
れにより、浅い溝の深さが決まる。また、これと同時
に、予め第１パタ−ン層の厚みを設定して、この第１パ
タ−ン層のエッチング時間を定めることができる。

【００２５】このように、この発明の構成によれば、一
回のドライエッチングによってエッチング深さの異な
る、即ち、不均一な深さの溝を同時に形成するので、深
い溝の形状と浅い溝の形状とが揃う。その結果、回折効
率の良い、所望の結合係数を持った回折格子を歩留良
く、容易に形成することができる。従って、これらの溝
を、光の伝搬特性を有する適当な半導体材料で埋め込ん
で、半導体発光素子を形成することができる。

【００２６】

【実施例】以下、図面を参照して、この発明の不均一な
深さの溝を具えた回折格子の形成方法の一実施例につい
て説明する。尚、以下に参照する図は、この発明が理解
できる程度に各構成成分の大きさ、形状および配置関係
を概略的に示してあるにすぎない。従って、この発明は
図示例に限定されるものでないことは明らかである。

【００２７】先ず、図１の（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、
この発明の基本的実施例につき説明する。図１の（Ａ）
〜（Ｃ）は、不均一な深さの溝を具えた回折格子の形成
方法を説明するための工程図であり、各図は、工程の主
要段階で得られる構造体の断面図を概略的に示してい
る。

【００２８】先ず、この発明では、溝が形成されるべき
下地１０に、通常の技術を用いて第１パタ−ン層２０を
形成する（図１の（Ａ））。この第１パタ−ン層２０
は、下地１０の、浅い溝の形成予定領域１２に適当な膜
厚で設け、かつ、下地１０の、深い溝の形成予定領域１
４には、この第１パタ−ン層２０の部分以外の開口部２
２が位置するようにする（図１の（Ａ））。

【００２９】次に、この第１パタ−ン層２０の上、およ
び、開口部２２に露出した下地１０上に第２パタ−ン層
３０を形成する（図１の（Ｂ））。この場合、第２パタ
−ン層３０のパタ−ンは、形成されるべき回折格子のパ
タ−ンと同じにする。従って、各パタ−ン層の幅、長
さ、形状、配列間隔および配列方向は、形成しようとす
る回折格子の各格子の幅、長さ、形状、配列間隔および
配列方向と同一にする（図１の（Ｂ））。この実施例で
は、第２パタ−ン層３０の一部分を、他の個別パタ−ン
層３２よりも幅広の個別パタ−ン層３４を以って構成
し、この個別パタ−ン層３４を深い溝の形成領域の下地
上に設け、この幅広の個別パタ−ン層３４の両側に等ピ
ッチで互いに等幅の個別パタ−ン層３２を第１パタ−ン
層２０上へと順次に配列させている。尚、第２パタ−ン
層３０の各個別パタ−ン層３２および３４の部分以外の
開口部であって第１パタ−ン層２０の一部分を露出する
開口部を３６で示し、下地を露出する開口部を３８で、
それぞれ示す。

【００３０】次に、この第２パタ−ン層３０をエッチン
グマスクとして用いて、開口部３６に露出している第１
パタ−ン層２０の部分と開口部３８に露出している下地
１０の部分をドライエッチングする。このドライエッチ
ングを続けて行って第１パタ−ン層２０を貫通して、下
地面から所定の深さに達する浅い溝４２を形成する。こ
の時、開口部３８に露出した下地１０の部分のエッチン
グも連続して進行して、深い溝４０も同時に形成され、
図１の（Ｃ）に示すような構造体が得られる。尚、図１
の（Ｃ）において、このドライエッチングによって、第
１パタ−ン層２０には開口部２４が形成されるので、第
１パタ−ン層２０の残存部分を残存パタ−ン層２５とし
て示してある。尚、この実施例で、幅広の個別パタ−ン
層３４を形成したのは、後工程で回折格子を作り込んで
発光素子を完成させた時、この発光素子中での光の伝搬
中、この個別パタ−ン層３４に相当する領域で光の位相
をシフトさせるためである。従って、この部分を位相シ
フト部と言い、この個別パタ−ンを位相シフト部用パタ
−ン層とも言う。この位相シフト部を設ける位置は、設
計に応じて適当に定めることができる。

【００３１】このドライエッチングは、断続させること
なく連続して実施するので、開口部３６および３８の
幅、長さ、および形状は下地１０に忠実に転写されて深
い溝４０および浅い溝４２がエッチング形成される。し
かも、このエッチングにより、両溝４０及び４２の形状
が揃う。

【００３２】次に、この発明のより具体的な実施例につ
き説明する。この実施例では、第２パタ−ン層をポジレ
ジスト膜およびネガレジスト膜を用いて形成した場合に
つき説明する。

【００３３】図２の（Ａ）〜（Ｅ）および図３の（Ａ）
〜（Ｅ）はこの発明に係る、不均一な深さの溝を具えた
回折格子の形成方法を説明するための工程図である。各
図は、発光素子の共振器軸方向に沿った面内での断面図
である。

【００３４】この実施例では、下地としてＩｎＰ基板１
０を用い、この基板１０に第１パタ−ン層２０を形成す
る（図２の（Ｅ））。そのため、先ず、基板１０上に二
酸化珪素（ＳｉＯ₂）の第一被膜１６を形成する（図２
の（Ａ））。

【００３５】次に、この第１被膜１６上にレジスト（シ
プレ−社製、マイクロポジット（商品名））膜１８を形
成する（図２の（Ｂ））。

【００３６】続いてホトリソグラフィ技術を用いて、レ
ジスト膜１８に開口部１８ｂを設けてレジストパタ−ン
１８ａを残存させる（図２の（Ｃ））。このレジストパ
タ−ン１８ａは、基板１０の浅い溝の形成予定領域１２
上に設け、開口部１８ｂは、深い溝の形成予定領域上に
位置させる。

【００３７】次に、このレジストパタ−ン１８ａをマス
クとして用いて、下側の第１被膜１６をエッチングし
て、第１パタ−ン層２０を形成する（図２の（Ｄ））。
尚、図中、この第１被膜１６をエッチングして形成した
開口部を２２で示す。

【００３８】続いて、レジストパタ−ン１８ａを除去し
た後（図２の（Ｅ））、第１パタ−ン層２０上および開
口部２２に露出している基板１０の表面部分に第２パタ
−ン層３０を設ける（図３の（Ｂ））。そのため、この
実施例では、先ず、開口部２２（図２の（Ｅ）参照）の
中心を境にして、共振器軸に沿って左右対称にポジレジ
スト膜２６およびネガレジスト膜２８をそれぞれ並べて
形成する（図３の（Ａ））。図示例では、境界Ｃの左側
全面にポジレジスト膜２６を、また、右側全面にネガレ
ジスト膜２８を設ける。

【００３９】これらレジスト膜２６および２８の形成
後、二光束干渉露光法によりレジスト膜２６および２８
を露光し、然る後、現像を行い、図３の（Ｂ）に示すよ
うなレジストパタ−ン２６ａおよび２８ａ得る。これら
のレジストパタ−ン２６ａおよび２８ａは、境界Ｃのと
ころでは、個別パタ−ン層が、連続して接して形成され
ているが、共振器軸方向に沿って境界Ｃから離れたとこ
ろでは、等ピッチで、離隔して個別パタ−ン層として形
成されている。この実施例では、これらのレジストパタ
−ン２６ａおよび２８ａが相俟って第２パタ−ン層３０
を構成している。そして、これらレジストパタ−ン２６
ａおよび２８ａは、形成しようとする回折格子のそれぞ
れの格子パタ−ンと一致している。尚、このエッチング
により、既に図１の（Ｂ）を参照して説明したのと同様
に、レジスト膜２６および２８のそれぞれに開口部が形
成される。浅い溝の形成予定領域１２および深い溝の形
成予定領域１４上のこれら開口部をそれぞれ３６および
３８で示す。

【００４０】次に、第２パタ−ン層３０をエッチングマ
スクとして用いて、この基板をＲＩＥ装置でドライエッ
チングする。このエッチングでは、周知の通り、エッチ
ングマスク３０が無い、開口部３６および３８に露出し
ている部分はレジストマスク２６のパタ−ンの形状通り
のエッチングが行われ、一方、エッチングマスク３０が
有る部分はエッチングマスク３０のみがエッチングに曝
されるのみである。この実施例の場合には、開口部３６
に露出している第１パタ−ン層２０の部分が、基板１０
の表面にまで、先ず、エッチングされて、第１パタ−ン
層２０に開口部２４を形成すると共に、残存パタ−ン層
２５が形成される（図３の（Ｃ））。この第１パタ−ン
層２０のエッチング時間中、開口部３８に露出している
ＩｎＰ基板１０の部分もエッチングされて、溝４０ａが
形成される（図３の（Ｃ））。

【００４１】更にエッチングを進めると、開口部３８に
露出したＩｎＰ基板１０の部分は溝４０ａから更にエッ
チングされ、深い溝４０へと深くなる。一方、開口部３
６および２４の連通孔に露出したＩｎＰ基板１０の部分
がエッチングされ始める。この後者のＩｎＰ基板１０の
部分のエッチング深さを予め設計に応じた深さとなるよ
うに、エッチング時間を設定しておけば、この部分での
エッチングにより形成された溝が、浅い溝４２となる。
そして、この浅い溝４２の深さ部分だけ、溝４０ａも深
くなって深い溝４０が得られる（図３の（Ｄ））。この
ように、一回のドライエッチングで、浅いおよび深い溝
４０および４２を形成するので、これら溝の形状の崩れ
や乱れが生じない。最後に、第２パタ−ン層３０および
残存パタ−ン層２５を除去して、不均一な深さの溝４０
および４２を具えた半導体発光素子用の回折格子を得る
（図３の（Ｅ））。

【００４２】このようにして得られた、不均一な深さの
溝を具えた回折格子上に、従来と同様にして光ガイド層
５８、活性層６０およびグラッド層６２等の所要の層を
順次形成することにより、半導体発光素子を完成するこ
とが出来る。このようにして得られた半導体発光素子の
様子を図５の（Ａ）に示してある。この実施例では、深
い溝および浅い溝にガイド層を埋め込んで回折格子を作
り込んだ構成となっている。

【００４３】尚、図５の（Ａ）に示す実施例では、それ
ぞれの溝の断面切り口の形状は角ばった形状となってい
るが、これら溝をエッチング形成する際に、実際には、
断面切り口のパタ−ンは、角が取れて、図５の（Ｂ）に
示すような丸みを帯びた、波形状となる。

【００４４】次に、ホトレジストおよびリフトオフ法を
用いて、エッチングマスクを基板上に部分的に形成する
他の実施例を説明する。

【００４５】先ず、下地１０としてのＩｎＰ基板上にレ
ジスト膜８０を形成する（図４の（Ａ））。

【００４６】次に、ホトリソグラフィ技術を用いてこの
レジスト膜８０を部分的に除去してレジストパターン８
２を形成する（図４（Ｂ））。このレジストパタ−ン
は、下地の基板１０の領域のうち、深い溝の形成予定領
域１４上に位置するように形成する。

【００４７】続いて、このレジストパターン８２を形成
した基板１０上に第１パタ−ン層を形成するための被膜
８４、８４ａ、８４ｂを形成する（図４の（Ｃ））。
尚、被膜８４ａはレジストパタ−ン８２上に形成されて
いる部分であり、被膜８４ｂは下地基板１０上に形成さ
れている部分で、両部分は断切れしている。

【００４８】その後、リフトオフ技術を用いて、レジス
トパターン８２を除去して残存した被膜の部分８４ｂを
以って第１パタ−ン層２０を形成する（図４の
（Ｄ））。その後は、図３の（Ａ）〜（Ｅ）の工程を経
て、溝を形成すれば良い。

【００４９】この発明は、上述した実施例にのみ限定さ
れるものではなく、多くの変形または変更を行い得るこ
と明らかである。例えば、上述した実施例では、下地と
してＩｎＰ基板を用い、これに不均一回折格子を作り込
むための不均一な深さの溝を形成する例につき説明した
が、この発明ではＧａＡｓ基板、または、その他の適当
な化合物半導体材料の基板を使用することができる。ま
た、下地として基板上に設けた光ガイド層を用いること
も出来る。その他、下地としては、発光素子の回折格子
を作り込める層であれば、どのような層であっても良
い。

【００５０】また、上述した実施例では、溝をエッチン
グするために用いるマスクを形成する露光方法として、
二光束干渉法を用いたが、電子ビ−ム露光法を用いて形
成しても良い。また、上述した実施例では、溝の深さ
が、位相シフト部を挟んで共振器軸に沿った両側方向に
対称な溝を形成したが、必ずしも対称でなくても良い。

【００５１】また、上述した実施例では、各構成成分の
形状、寸法、材料、配置関係その他の諸条件につき特に
言及していないが、これらは、設計に応じて任意に設定
すれば良く、この発明では、作り込もうとする回折格子
のパタ−ンに適合した深い溝および浅い溝を、精度良
く、かつ、形に乱れが無いように制作することができる
諸条件を用いれば良い。従って、溝形成のためのエッチ
ングが、一回のドライエッチング工程であれば良いの
で、エッチングに係る他の条件は任意に定めれば良い。

【００５２】

【発明の効果】この発明の、半導体発光素子用の不均一
な深さの溝を具えた回折格子の形成方法によれば、下地
の、深い溝の形成予定領域には、第２パタ−ン層のみか
らなる一層構造のエッチングマスクを設け、また、下地
の、浅い溝の形成予定領域には、第１パタ−ン層と第２
パタ−ン層とからなる二層構造の層を設ける。そして、
これら一層および二層構造のエッチングマスク層を利用
して、下地の表面に対し、その表面に直行する方向から
一回のドライエッチングを行う。第２パタ−ン層間の開
口部に露出している下地部分および第１パタ−ン層の部
分が、それぞれエッチングされ、下地の、浅い溝の形成
予定領域上の第１パタ−ン層の部分が除去されて下地が
部分的に露出する。この浅い溝の形成予定領域上の、下
地部分が露出した時には、深い溝の形成予定領域の下地
部分が、それまでのエッチング時間に相当する深さにま
でエッチングされている。

【００５３】このドライエッチングを続けると、浅い溝
の形成予定領域の下地部分がエッチングされ始める。こ
のエッチング時間は、設計に応じた任意の時間とし、そ
れにより、浅い溝のエッチング深さが決まる。また、こ
れと同時に、予め第１パタ−ン層の厚みを設定して、こ
の第１パタ−ン層のエッチング時間を定めることができ
る。

【００５４】このように、この発明の構成によれば、一
回のドライエッチングによってエッチング深さの異な
る、即ち、不均一な深さの溝を同時に形成するので、深
い溝の形状と浅い溝の形状とが揃う。その結果、回折効
率の良い、所望の結合係数を持った回折格子を歩留良
く、容易に形成することができる。従って、これらの溝
を具えた回折格子を、光の伝搬特性を有する適当な半導
体材料で埋め込んで、半導体発光素子を形成することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（Ａ）〜（Ｃ）は、この発明の半導体発光素子
用の不均一な深さの溝の形成方法の説明に供する形成工
程図である。

【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は、この発明の不均一な深さの
溝を具えた回折格子の形成方法の説明に供する前半の工
程図である。

【図３】（Ａ）〜（Ｅ）は、この発明の不均一な深さの
溝を具えた回折格子の形成方法の説明に供する、図２に
続く後半の工程図である。

【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、他の実施例の説明図であ
る。

【図５】（Ａ）および（Ｂ）は、分布帰還型半導体発光
素子の構造の説明に供する断面図である。

【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、従来の不均一な深さの溝を
具えた回折格子の形成方法の説明に供する前半の工程図
である。

【図７】（Ａ）〜（Ｄ）は、従来の不均一な深さの溝の
形成方法の説明に供する図５に続く後半の工程図であ
る。

【符号の説明】

１０：下地１２：浅い溝の形成予定領域１４：深い溝の形成予定領域１６：第１被膜１８：レジスト膜１８ａ：レジストパタ−ン１８ｂ：開口部２０：第１パタ−ン層２２：開口部２４：開口部２５：残存パタ−ン層２６：ポジレジスト膜２６ａ：レジストパタ−ン２８：ネガレジスト膜２８ａ：レジストパタ−ン３０：第２パタ−ン層３２：個別パタ−ン層３４：個別パタ−ン層３６：開口部３８：開口部４０：深い溝４０ａ：溝４２：浅い溝５８：ガイド層６０：活性層６２：クラッド層８０：レジスト膜８２：レジストパタ−ン８４：被膜８４ａ：被膜８４ｂ：被膜Ｃ：境界

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体発光素子の不均一な深さの溝を具
えた回折格子の形成にあたり、溝が形成されるべき下地上であって、深い溝の形成予定
領域上に開口部を位置させ、かつ、浅い溝の形成予定領
域上に第１パタ−ン層を位置させるように当該第１パタ
−ン層を形成する工程と、該第１パタ−ン層上および前記開口部に露出した下地上
に、形成されるべき回折格子のパタ−ンと同じパタ−ン
の第２パタ−ン層を形成する工程と、前記第２パタ−ン層をマスクとして用いて、一回のドラ
イエッチングを行って、前記深い溝の形成予定領域には
前記下地の表面から深い溝を形成すると同時に、前記浅
い溝の形成予定領域には前記第１パタ−ン層から前記下
地の領域に達する溝をそれぞれ形成する工程とを含むこ
とを特徴とする半導体発光素子の不均一な深さの溝を具
えた回折格子の形成方法。
【請求項２】請求項１に記載の不均一な深さの溝を具
えた回折格子の形成方法において、前記第２パタ−ン層
を、ポジレジスト膜とネガレジスト膜とを用いて、これら両
レジスト膜に対し、二光束干渉露光法により、同時に露
光を行った後に、両レジスト膜を現像して、形成することを特徴とする不均一な深さの溝を具えた回
折格子の形成方法。
【請求項３】請求項１に記載の不均一な深さの溝を具
えた回折格子の形成方法において、前記第２パタ−ン層
を、一種類のレジスト膜を用いて、このレジスト膜に対し電
子ビ−ム露光法により露光を行った後、このレジスト膜
を現像して形成することを特徴とする不均一な深さの溝
を具えた回折格子の形成方法。
【請求項４】請求項１に記載の不均一な深さの溝を具
えた回折格子の形成方法において、第１パタ−ン層のエ
ッチング速度を、第２パタ−ン層および下地のエッチン
グ速度よりも大きくしてあることを特徴とする不均一な
深さの溝を具えた回折格子の形成方法。