JPH098406A - 反射防止膜形成方法 - Google Patents
反射防止膜形成方法Info
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- JPH098406A JPH098406A JP7151301A JP15130195A JPH098406A JP H098406 A JPH098406 A JP H098406A JP 7151301 A JP7151301 A JP 7151301A JP 15130195 A JP15130195 A JP 15130195A JP H098406 A JPH098406 A JP H098406A
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- reflectance
- antireflection film
- film
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体デバイスに反射防止膜を形成する方法
において、１％以下の反射率を容易に測定できる手段を
提供することにある。 【構成】 本発明では、上記の目的を達成するため、半
導体デバイスに反射防止膜２を形成する場合において、
該膜被堆積試料以外に、ｐ型ＩｎＰ基板１にも同時に該
膜を堆積させることにより反射防止膜を形成する。 【効果】 本発明により、１％以下の反射率を用意に測
定できる。
において、１％以下の反射率を容易に測定できる手段を
提供することにある。 【構成】 本発明では、上記の目的を達成するため、半
導体デバイスに反射防止膜２を形成する場合において、
該膜被堆積試料以外に、ｐ型ＩｎＰ基板１にも同時に該
膜を堆積させることにより反射防止膜を形成する。 【効果】 本発明により、１％以下の反射率を用意に測
定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信や光情報処理等
に用いられる半導体デバイス端面に設ける反射防止膜の
形成方法に関する。
に用いられる半導体デバイス端面に設ける反射防止膜の
形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体レーザ等の半導体デバイス
端面に反射防止膜を形成し、半導体光増幅器の作製や、
半導体レーザの特性改善等が行われている。このような
反射防止膜にはおおむね反射率１％以下が必要とされる
ため、技術開発には、形成した反射防止膜の屈折率、膜
厚の測定手段の他に、反射率を容易に測定できる手段が
必要不可欠である。
端面に反射防止膜を形成し、半導体光増幅器の作製や、
半導体レーザの特性改善等が行われている。このような
反射防止膜にはおおむね反射率１％以下が必要とされる
ため、技術開発には、形成した反射防止膜の屈折率、膜
厚の測定手段の他に、反射率を容易に測定できる手段が
必要不可欠である。
【０００３】従来、形成した膜の反射率を知る方法とし
ては、反射防止膜被堆積試料の直近にモニタ用基板を設
置し、該試料とモニタ用基板の双方に同時に該膜を堆積
させ、該モニタ用基板の反射率を測定する方法がある。
該モニタ用基板には、半導体デバイスの導波路との屈折
率が近く、かつ汎用性も高いｎ型ＩｎＰ基板もしくは反
絶縁性ＩｎＰ基板を用いられてきた。
ては、反射防止膜被堆積試料の直近にモニタ用基板を設
置し、該試料とモニタ用基板の双方に同時に該膜を堆積
させ、該モニタ用基板の反射率を測定する方法がある。
該モニタ用基板には、半導体デバイスの導波路との屈折
率が近く、かつ汎用性も高いｎ型ＩｎＰ基板もしくは反
絶縁性ＩｎＰ基板を用いられてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ｎ
型ＩｎＰ基板もしくは反絶縁性ＩｎＰ基板では、裏面か
らの残留反射が１％程度あることを本発明者らは見出し
た。すなわち上記従来方法では、数％の反射率を測定す
ることはできるが、１％以下の反射率を測定することは
できないことがわかった。
型ＩｎＰ基板もしくは反絶縁性ＩｎＰ基板では、裏面か
らの残留反射が１％程度あることを本発明者らは見出し
た。すなわち上記従来方法では、数％の反射率を測定す
ることはできるが、１％以下の反射率を測定することは
できないことがわかった。
【０００５】このため、反射防止膜形成済みの半導体レ
ーザの内部利得を測定し、自然放出光のリップルから該
反射防止膜の反射率を算出する、既知の方法を用いざる
をえなかった。（N.A.Olsson,"Lightwave systems with
optical amplifiers",J.Lightwave Technol.,vol.LT-
7,pp.1071-1082,1989） しかしこの既知の方法は、算出された反射率が正確では
あるが、半導体レーザ、内部利得測定用光学系が必要な
ので、複雑である。
ーザの内部利得を測定し、自然放出光のリップルから該
反射防止膜の反射率を算出する、既知の方法を用いざる
をえなかった。（N.A.Olsson,"Lightwave systems with
optical amplifiers",J.Lightwave Technol.,vol.LT-
7,pp.1071-1082,1989） しかしこの既知の方法は、算出された反射率が正確では
あるが、半導体レーザ、内部利得測定用光学系が必要な
ので、複雑である。
【０００６】そこで本発明の目的は、上記従来技術を解
決し、１％以下の反射率を容易に測定できる手段を提供
することにある。
決し、１％以下の反射率を容易に測定できる手段を提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記の目的
を達成するため、半導体デバイスに反射防止膜を形成す
る方法において、該膜被堆積試料以外に、ｐ型ＩｎＰ基
板にも同時に該膜を堆積させる。
を達成するため、半導体デバイスに反射防止膜を形成す
る方法において、該膜被堆積試料以外に、ｐ型ＩｎＰ基
板にも同時に該膜を堆積させる。
【０００８】
【作用】ｐ型ＩｎＰ基板はＩＶＢＡ（価電子帯間吸収）
に起因する光吸収が大きいため、吸収係数がｎ型もしく
は反絶縁性ＩｎＰ基板に比べて１桁以上大きい。したが
って本発明によれば、基板裏面からの残留反射は基板中
に吸収され、残留反射が起こらないので、１％以下の反
射率を容易に測定できる。
に起因する光吸収が大きいため、吸収係数がｎ型もしく
は反絶縁性ＩｎＰ基板に比べて１桁以上大きい。したが
って本発明によれば、基板裏面からの残留反射は基板中
に吸収され、残留反射が起こらないので、１％以下の反
射率を容易に測定できる。
【０００９】以下、上記本発明の作用を図を参照しなが
ら詳細に説明する。
ら詳細に説明する。
【００１０】図２は、基板１０上に反射防止膜１１設
け、基板に垂直に光を入射させたときの断面図である。
入射光１２の一部は、基板表面から反射される（基板表
面からの反射光１４）。また基板表面で反射されなかっ
た残りの光は、基板１０中を進行し、基板１０の裏面で
反射され、再び基板１０中を進行し、入射側に戻る（基
板裏面からの残留反射光１３）。
け、基板に垂直に光を入射させたときの断面図である。
入射光１２の一部は、基板表面から反射される（基板表
面からの反射光１４）。また基板表面で反射されなかっ
た残りの光は、基板１０中を進行し、基板１０の裏面で
反射され、再び基板１０中を進行し、入射側に戻る（基
板裏面からの残留反射光１３）。
【００１１】入射光強度を１とし、基板表面からの反射
光強度をＲとする。基板裏面からの残留反射光強度ｒ
は、次のように表される。
光強度をＲとする。基板裏面からの残留反射光強度ｒ
は、次のように表される。
【００１２】
【数１】
【００１３】（ｒb：基板裏面の反射率、α：基板の吸
収係数、Ｌ：基板の厚さ） 基板全体の反射率はＲ＋ｒであるので、反射率の測定か
らＲを求めるためにはＲ＞＞ｒが必要である。
収係数、Ｌ：基板の厚さ） 基板全体の反射率はＲ＋ｒであるので、反射率の測定か
らＲを求めるためにはＲ＞＞ｒが必要である。
【００１４】そこで次に、ＩｎＰ基板のｒを求め、Ｒ＞
＞ｒの関係を満たしているかを明らかにする。
＞ｒの関係を満たしているかを明らかにする。
【００１５】Ｒ：約１％とする。
【００１６】ｒb：市販基板の裏面は粗く散乱するの
で、約２．５％（波長１．５μｍでの実測値）である。
で、約２．５％（波長１．５μｍでの実測値）である。
【００１７】α：波長１．５μｍでの室温における吸収
係数は、以下の通り。ｎ型ＩｎＰ基板（不純物濃度５Ｘ
１０18／ｃｍ3）が７．５／ｃｍである（O.K.Kim W.A.B
onner,"Infrared reflectance and absorption of n-ty
pe InP",Journal of Electronec Materials,vol.12,pp.
827-836,1983）。反絶縁性ＩｎＰ基板もほぼ同等の吸収
係数であることが知られている。一方ｐ型ＩｎＰ基板
（不純物濃度５Ｘ１０18／ｃｍ3）の吸収係数は１３０
／ｃｍであり、ｎ型もしくは反絶縁性に比べて１桁以上
大きい（H.C.Casey,Jr and P.L.Carter,"Variation of
intervalence band absorption with hole concentrati
on in p-type InP",Appl.Phys.Lett.vol.44,pp.82-83,1
984）。
係数は、以下の通り。ｎ型ＩｎＰ基板（不純物濃度５Ｘ
１０18／ｃｍ3）が７．５／ｃｍである（O.K.Kim W.A.B
onner,"Infrared reflectance and absorption of n-ty
pe InP",Journal of Electronec Materials,vol.12,pp.
827-836,1983）。反絶縁性ＩｎＰ基板もほぼ同等の吸収
係数であることが知られている。一方ｐ型ＩｎＰ基板
（不純物濃度５Ｘ１０18／ｃｍ3）の吸収係数は１３０
／ｃｍであり、ｎ型もしくは反絶縁性に比べて１桁以上
大きい（H.C.Casey,Jr and P.L.Carter,"Variation of
intervalence band absorption with hole concentrati
on in p-type InP",Appl.Phys.Lett.vol.44,pp.82-83,1
984）。
【００１８】Ｌ：市販基板の厚さは通常４５０μｍ
（０．０４５ｃｍ）である。
（０．０４５ｃｍ）である。
【００１９】ｒ：以上のパラメータを式１に代入する
と、１．３％（ｎ型もしくは反絶縁性）および０．００
００２％（ｐ型）が得られる。
と、１．３％（ｎ型もしくは反絶縁性）および０．００
００２％（ｐ型）が得られる。
【００２０】すなわち、ｎ型もしくは反絶縁性ＩｎＰ基
板では、Ｒ〜ｒであり、基板全体の反射率測定から、基
板表面からの反射率（反射防止膜の反射率）Ｒを求める
ことはできない。
板では、Ｒ〜ｒであり、基板全体の反射率測定から、基
板表面からの反射率（反射防止膜の反射率）Ｒを求める
ことはできない。
【００２１】一方、ｐ型ＩｎＰ基板では、Ｒ＞＞ｒを満
たしており、基板全体の反射率測定から、基板表面から
の反射率（反射防止膜の反射率）Ｒを求めることが可能
である。すなわち図１に示すように、ｐ−ＩｎＰ基板１
上に反射防止膜２を設けると、入射光３の一部は基板表
面からの反射光５となり、残りの基板裏面へ向かう光４
はすべて吸収される。
たしており、基板全体の反射率測定から、基板表面から
の反射率（反射防止膜の反射率）Ｒを求めることが可能
である。すなわち図１に示すように、ｐ−ＩｎＰ基板１
上に反射防止膜２を設けると、入射光３の一部は基板表
面からの反射光５となり、残りの基板裏面へ向かう光４
はすべて吸収される。
【００２２】
【実施例】以下、発振波長１．５μｍの半導体レーザ端
面に反射防止膜を形成する場合を採り上げ、本発明の実
施例を説明する。
面に反射防止膜を形成する場合を採り上げ、本発明の実
施例を説明する。
【００２３】図３に、バー状の半導体レーザの治具への
固定方法を示す。治具本体２０に試料支え２１が設けら
れており、バー状の半導体レーザ２２を端面を上にして
並べた。隣接してｐ型ＩｎＰ基板（Ｚｎドープ濃度が５
Ｘ１０18／ｃｍ3）２３を載せ、板バネ支え２５により
支えられた板バネ２４でバー状の半導体レーザ２２を固
定した。
固定方法を示す。治具本体２０に試料支え２１が設けら
れており、バー状の半導体レーザ２２を端面を上にして
並べた。隣接してｐ型ＩｎＰ基板（Ｚｎドープ濃度が５
Ｘ１０18／ｃｍ3）２３を載せ、板バネ支え２５により
支えられた板バネ２４でバー状の半導体レーザ２２を固
定した。
【００２４】図４に、治具のＥＢ蒸着装置チャンバへの
固定方法を示す。図３で示した治具３２をチャンバ３０
内の回転ドーム３１に下向きに固定した。回転ドーム３
１は図中１点鎖線で示した軸を中心に回転し、均一な膜
が堆積できる。排気管３４でチャンバ３０内を真空に
し、所定の基板温度、酸素分圧の下でＴｉＯ2膜を、つ
いでＳｉＯ2膜を、所定の時間堆積した。３３は蒸発源
である。
固定方法を示す。図３で示した治具３２をチャンバ３０
内の回転ドーム３１に下向きに固定した。回転ドーム３
１は図中１点鎖線で示した軸を中心に回転し、均一な膜
が堆積できる。排気管３４でチャンバ３０内を真空に
し、所定の基板温度、酸素分圧の下でＴｉＯ2膜を、つ
いでＳｉＯ2膜を、所定の時間堆積した。３３は蒸発源
である。
【００２５】図６に、ｐ型ＩｎＰ基板の反射率測定系を
示す。白色光源４０から出た光は、チョッパ４１、短波
長カットフィルタ４２を経て、分光器４３に入る。分解
能調節のため分光器４３の入口と出口にはスリット４４
が設けられている。出口側のスリット４４を出た光は、
レンズ４５を通して、５０：５０ビームスプリッタ４６
により半分は反射し（図面上方）、半分は透過する（図
面右方）。ビームスプリッタ４６により反射した光はｐ
型ＩｎＰ基板４７にあたり、該反射光はビームスプリッ
タ４６を透過し、受光器４８で受け、該出力をロックイ
ンアンプ４９で増幅する。
示す。白色光源４０から出た光は、チョッパ４１、短波
長カットフィルタ４２を経て、分光器４３に入る。分解
能調節のため分光器４３の入口と出口にはスリット４４
が設けられている。出口側のスリット４４を出た光は、
レンズ４５を通して、５０：５０ビームスプリッタ４６
により半分は反射し（図面上方）、半分は透過する（図
面右方）。ビームスプリッタ４６により反射した光はｐ
型ＩｎＰ基板４７にあたり、該反射光はビームスプリッ
タ４６を透過し、受光器４８で受け、該出力をロックイ
ンアンプ４９で増幅する。
【００２６】図７に、上記測定系を用いて測定した、反
射防止膜堆積済のｐ型ＩｎＰ基板の反射率を示す。堆積
した反射防止膜は、波長１．５μｍで反射防止条件とな
るＴｉＯ2／ＳｉＯ2２層膜である。図には、ｎ型ＩｎＰ
基板上に同じ反射防止膜を堆積した試料の反射率も合わ
せて示した。波長１．５μｍにおける堆積済ｎ型ＩｎＰ
基板では、基板裏面からの残留反射が重畳して１％強で
あったのに対し、ｐ型ＩｎＰ基板では、残留反射分を吸
収により除去され０．４％となっており、１％以下の反
射率を容易に測定できることがわかった。
射防止膜堆積済のｐ型ＩｎＰ基板の反射率を示す。堆積
した反射防止膜は、波長１．５μｍで反射防止条件とな
るＴｉＯ2／ＳｉＯ2２層膜である。図には、ｎ型ＩｎＰ
基板上に同じ反射防止膜を堆積した試料の反射率も合わ
せて示した。波長１．５μｍにおける堆積済ｎ型ＩｎＰ
基板では、基板裏面からの残留反射が重畳して１％強で
あったのに対し、ｐ型ＩｎＰ基板では、残留反射分を吸
収により除去され０．４％となっており、１％以下の反
射率を容易に測定できることがわかった。
【００２７】なお、上記実施例においては、ｐ型ＩｎＰ
基板を治具そのものに固定して用いたが、本発明はそれ
に限定するものではない。例えば、図５に示すように、
ｐ型ＩｎＰ基板３５を被堆積試料を固定した治具３２に
近接して設け、半導体レーザ３６で所定の波長の光を照
射し、ｐ型ＩｎＰ基板３５からの反射光を受光器３７で
受光する構成をとってもよい。この場合は、堆積膜厚の
変化に伴い反射光強度が変化することを利用して膜厚制
御を行うことができ、再現性を改善することが可能であ
る。
基板を治具そのものに固定して用いたが、本発明はそれ
に限定するものではない。例えば、図５に示すように、
ｐ型ＩｎＰ基板３５を被堆積試料を固定した治具３２に
近接して設け、半導体レーザ３６で所定の波長の光を照
射し、ｐ型ＩｎＰ基板３５からの反射光を受光器３７で
受光する構成をとってもよい。この場合は、堆積膜厚の
変化に伴い反射光強度が変化することを利用して膜厚制
御を行うことができ、再現性を改善することが可能であ
る。
【００２８】
【発明の効果】本発明により、１％以下の反射率を容易
に測定できる。
に測定できる。
【００２９】
【図１】本発明の原理を示す図。
【図２】本発明の作用を示す図。
【図３】本発明の実施例を示す図。
【図４】本発明の実施例を示す図。
【図５】本発明の実施例を示す図。
【図６】本発明による反射防止膜の反射率測定系を示す
図。
図。
【図７】本発明による反射防止膜の反射率を示す図。
１・・・ｐ−ＩｎＰ基板、２・・・反射防止膜、３・・
・入射光、４・・・基板裏面へ向かう光、５・・・基板
表面からの反射光、１０・・・基板、１１・・・反射防
止膜、１２・・・入射光、１３・・・基板裏面からの反
射光、１４・・・基板表面からの反射光、２０・・・治
具本体、２１・・・試料支え、２２・・・バー状の半導
体レーザ、２３・・・ｐ−ＩｎＰ基板、２４・・・板バ
ネ、２５・・・板バネ支え、３０・・・チャンバ、３１
・・・回転ドーム、３２・・・試料を固定した治具、３
３・・・蒸発源、３４・・・排気管、３５・・・ｐ型Ｉ
ｎＰ基板、３６・・・半導体レーザ、３７・・・受光
器、４０・・・白色光源、４１・・・チョッパ、４２・
・・短波長カットフィルタ、４３・・・分光器、４４・
・・スリット、４５・・・レンズ、４６・・・５０：５
０ビームスプリッタ、４７・・・ｐ型ＩｎＰ基板、４８
・・・受光器、４９・・・ロックインアンプ。
・入射光、４・・・基板裏面へ向かう光、５・・・基板
表面からの反射光、１０・・・基板、１１・・・反射防
止膜、１２・・・入射光、１３・・・基板裏面からの反
射光、１４・・・基板表面からの反射光、２０・・・治
具本体、２１・・・試料支え、２２・・・バー状の半導
体レーザ、２３・・・ｐ−ＩｎＰ基板、２４・・・板バ
ネ、２５・・・板バネ支え、３０・・・チャンバ、３１
・・・回転ドーム、３２・・・試料を固定した治具、３
３・・・蒸発源、３４・・・排気管、３５・・・ｐ型Ｉ
ｎＰ基板、３６・・・半導体レーザ、３７・・・受光
器、４０・・・白色光源、４１・・・チョッパ、４２・
・・短波長カットフィルタ、４３・・・分光器、４４・
・・スリット、４５・・・レンズ、４６・・・５０：５
０ビームスプリッタ、４７・・・ｐ型ＩｎＰ基板、４８
・・・受光器、４９・・・ロックインアンプ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小泉 真里 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 井上 宏明 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】半導体デバイスに反射防止膜を形成する方
法において、該膜被堆積試料以外に、ｐ型ＩｎＰ基板に
も同時に該膜を堆積させることを特徴とする反射防止膜
形成方法。 - 【請求項２】上記ｐ型ＩｎＰ基板にレーザ光を照射し、
該反射光強度が変化することを利用して膜厚制御を行う
ことを特徴とする請求項１記載の反射防止膜形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7151301A JPH098406A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 反射防止膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7151301A JPH098406A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 反射防止膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098406A true JPH098406A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=15515693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7151301A Pending JPH098406A (ja) | 1995-06-19 | 1995-06-19 | 反射防止膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH098406A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10303495A (ja) * | 1997-04-30 | 1998-11-13 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ |
| WO2000052795A1 (en) * | 1999-02-26 | 2000-09-08 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting device |
-
1995
- 1995-06-19 JP JP7151301A patent/JPH098406A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10303495A (ja) * | 1997-04-30 | 1998-11-13 | Fujitsu Ltd | 半導体レーザ |
| WO2000052795A1 (en) * | 1999-02-26 | 2000-09-08 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor light-emitting device |
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