JPH11112105A

JPH11112105A - 半導体レーザ装置の製造方法、及びそれを用いて製造した光モジュール並びに光応用システム

Info

Publication number: JPH11112105A
Application number: JP9270797A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Shinoda; 和典篠田; Masaichi Uchino; 正市内野; Masahiro Aoki; 雅博青木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 1999-04-23

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は回折格子を有する半導体レーザ装置
の製造方法に関し、特に量産性・再現性に優れた位相シ
フト型回折格子を有する半導体レーザ装置の製造方法を
提供することを目的とする。【解決手段】レーザ干渉露光法において、現像液を変
えることでポジ型としてもネガ型としても機能し得るレ
ジストを用いることにより、途中で位相の反転する回折
格子の量産性・再現性に優れた製造方法を開示する。【効果】容易な手法で単一モード発振歩留まりの高い
分布帰還型半導体レーザを実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回折格子が形成さ
れた領域を有する半導体レーザ装置の製造方法に係り、
当該回折格子を構成する凹凸の周期が回折格子内部で反
転する形状の半導体装置の製造方法、当該半導体レーザ
装置を用いた光モジュール及び光応用システムの構成に
関する。

【０００２】

【従来の技術】縦単一モードで動作する分布帰還型半導
体レーザを再現性よく得るためには、共振器の中央で位
相が反転した回折格子を形成することが有効である。従
来の位相シフト型回折格子の形成方法については、ジャ
ーナル・オブ・アプライド・フィジックス、75巻、1号(199
4年)第1頁から第29頁のMakoto Okai他の解説論文に、系
統的にまとめられている。上記文献に記述されているよ
うに、位相シフト型回折格子の形成方法として、二重レ
ジスト法、電子線露光法、位相変調マスク法、位相変調
層法、回折格子マスク密着法等幾つかの方法が検討され
ている。また、上記文献に記述されている方法の他に
も、特開平３-61901号公報及び特開平８-5812号公報に
開示されている画像反転レジスト法が検討されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の位相シ
フト型回折格子の形成方法には、以下の如き問題点があ
った。

【０００４】二重レジスト法では、基板のネガ部分とポ
ジ部分の間に200〜400オングストローム（Å）の段差が
できるという問題があり、これが単一モード化を損なう
原因となった。また、レジストパターンを結晶表面に転
写する際、ポジ部分とネガ部分で分けて行うため、両部
分の回折効率を再現性良く揃えることが困難であった。
電子線露光法では電子線による描画に長時間を要し、量
産性に問題があった。位相変調マスク法や位相変調層法
は位相シフト量を正確に再現性良く得ることができなか
った。回折格子マスク密着法では、精度の高い回折格子
マスクを製作することが困難であり、再現性、量産性に
問題があった。画像反転レジスト法では、加熱及び全面
露光によりポジ／ネガ画像反転するレジストを用いる
が、ポジ型として機能させる場合の適正な露光量とネガ
型として機能させる場合の適正な露光量が異なるため複
数回の領域選択露光が必要となり、作製プロセスが極め
て複雑となるため、再現性よく位相シフトパターンを形
成することができなかった。このように、従来技術の位
相シフト型回折格子の形成方法には再現性・量産性・単一
モード選択性の観点で満足できるものはなかった。

【０００５】本発明の第一の目的は、再現性・量産性・単
一モード選択性に優れた位相シフト型回折格子を有する
半導体レーザ装置の製造方法を提供することにある。ま
た、本発明の第二の目的は、この半導体レーザを搭載し
た光モジュールを提供することにある。また、本発明の
第三の目的は、この半導体レーザを搭載した光伝送シス
テムあるいは光情報処理システム等の光応用システムを
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の第一の目的を達成
するために、回折格子が形成された半導体領域を有する
半導体レーザ装置（所謂、分布帰還型又は分布ブラッグ
反射型の共振器構造を有する半導体レーザ）の製造方法
において、本発明は次の２種類のプロセスによる回折格
子形成工程を提供する。いずれのプロセスにおいても、
回折格子を形成すべき半導体領域に塗布されるレジスト
は、第一の現像液による現像に対してポジ型として機能
し且つ第二の現像液による現像に対してネガ型として機
能するものを用い、一種類で２つの機能を併せ持つ当該
レジストを望ましくは単一で上記半導体領域（例えば、
半導体基板）に塗布する。

【０００７】第１のプロセスは、上記回折格子を形成す
べき半導体領域に上記レジストを塗布し（第１の工
程）、このレジストをレーザ光による干渉露光法で周期
的に露光する（第２の工程）。周期的露光とは、具体的
には当該レジストに露光領域とこれに隣接する非露光領
域とを周期的に形成することである。次に、上記レジス
トの、特に露光領域の一部分（以下、第１の部分と呼
ぶ）を上記第一又は第二のいずれか一方の現像液で現像
した後、上記第１部分とは別の部分（未現像部分、以
下、第２の部分と呼ぶ）をもう一方の現像液（第１部分
の現像に用いない現像液）で現像することにより、当該
レジストに位相の異なる連続性のある周期性パターンを
形成する（第３の工程）。次に、このレジストの周期的
な凹凸（又は周期的な切り欠き）パターンをマスクとし
て上記半導体領域に位相の異なる連続的な凹凸を形成し
て上記半導体領域に上記回折格子を形成する（第４の工
程）。

【０００８】第２のプロセスは、上記第１のプロセスと
第１、第２及び第４の工程で共通するが、レジストの現
像及びパターニングに係る第３の工程で異なる。即ち、
第２の工程で上記レジストの、特に露光領域の一部分
（第１の部分）にシリル化処理を施し且つ酸素プラズマ
で乾式現像した後、上記第１部分とは別の部分（未現像
部分：第２の部分）を上記第一の現像液で現像して、該
レジストに位相が異なり且つ連続性のある周期的なパタ
ーンを形成する。

【０００９】上記いずれのプロセスにおいても、上記第
一の現像液に極性溶媒を、上記第二の現像液に無極性溶
媒を組み合わせるとよく、また、上記レジストとして化
学増幅系レジストを採用するとよい。

【００１０】さらに、上記本発明の第二の目的は、上記
の製造方法を用いて製造した半導体レーザ装置を組み込
んで光モジュールを製造することにより、上記第三の目
的は、当該半導体レーザ装置を組み込んで光応用システ
ムを構成することにより達成される。

【００１１】尚、上述の干渉露光法とは、レーザ光を二
つの光束に分割した後に合波することで干渉を生ぜし
め、この干渉光を用いて物体面上、例えば半導体基板上
に形成したフォトレジスト膜を露光する手法であり、干
渉に応じて速度あるいは性質が変化する光化学反応を利
用して物体面上に周期的に配列した縞状の露光パターン
を形成することを特徴とする露光方法である。具体的に
説明すると、試料面上に波長λの互いに相関のある二光
束を入射すると、相対する二光束のなす角を2θ、ま
た、その角度の中線方向と試料面の法線とがなす角をσ
とすれば、試料面上に、下記の周期Λの縞状模様ができ
る。

【００１２】

【数１】 Λ=λ/(２sinθ・cosσ) 試料面上にフォトレジスト膜を塗布しておけば、この縞
状の干渉光により露光することにより、周期的に配列し
た縞状レジストパターンを形成できるのである。

【００１３】また、上述の化学増幅系レジストとは、露
光により発生する酸の触媒作用を利用した高感度レジス
トの総称である。露光により発生した酸は多数回の化学
反応を引き起こす触媒として働く。露光により発生する
酸の量子効率は1以下であるが、溶解性を引き起こす露
光後の熱反応は触媒的に進行するので、実効的な反応の
量子効率は1よりはずっと大きくなる。これが化学増幅
系レジストにおける高感度化の機構である。

【００１４】以下、本発明の作用を図9〜10を用いて説
明する。

【００１５】本発明の特徴は、露光後の処理方法により
ポジ型としてもネガ型としても機能し得るレジストを採
用することにより、単層のレジスト面内でポジパターン
とネガパターンを得ることにある。このような性質を有
するレジストとしては、用いる現像液によりポジ型とし
てもネガ型としても機能し得る化学増幅系レジスト、及
び露光後の加熱、全面露光処理によりポジ型からネガ型
に機能が変化するレジスト（以下、画像反転レジストと
呼ぶ）の二種類が挙げられる。以下に夫々のレジストの
作用を説明する。

【００１６】化学増幅系レジストの一例として、ポリビ
ニルフェノールの水酸基をtert-ブトキシカルボニル基
で保護したポリマー(ポリ(4-tert-ブトキシカルボニル)
スチレン(以下PBOCSTと略す))とスルホニウム塩からな
る系を挙げる。この系の化学増幅レジストの反応を図9
に示す。図9に示した如く、露光によるスルホニウム塩
の光分解により生成したプロトン酸が触媒となり、露光
後ベークにおいてPBOCSTからポリビニルフェノールへの
熱分解がおこる。ポリビニルフェノールはアルカリ可溶
で非極性有機溶媒に不溶であり、PBOCSTはこれと逆の溶
解性を示す。従って、この系はアルカリ水溶液またはア
ルコールで現像するとポジ型レジストとして機能し、ア
ニソールなどの非極性溶媒で現像するとネガ型レジスト
として機能する。その他にも、例えばポリビニル安息香
酸エステル等のエステルポリマも、PBOCST系レジストと
同様に溶媒の極性を変えることにより、ポジ型またはネ
ガ型として機能する。このようなレジストを基板に塗布
してレーザの干渉露光により周期的パターンを露光した
後、部分的にマスキングを施して一方の溶媒で現像を行
い、残りの部分を極性の異なる溶媒で現像することによ
り、途中で位相が反転した周期的レジストパターンを得
ることができる。

【００１７】次に、画像反転レジストについて説明す
る。この系のレジストの反応を図１０に示す。図１０に
示す如く、この系のレジストはポジ型レジストにおい
て、露光時に溶解抑制剤であるジアゾキノン感光剤から
生成するアルカリ可溶のインデンカルボン酸が加熱によ
り脱炭酸反応を起こしてアルカリ不溶のインデンに変化
する性質を利用したものである。従って、露光後はポジ
型として機能するが、これを加熱し且つ全面露光すると
ネガ型として機能する。

【００１８】画像反転レジストの基板（又は半導体層）
加工に係るパターンのポジ／ネガ反転は、このレジスト
を基板に塗布してレーザの干渉露光により周期的パター
ンを露光した後、部分的にマスキングを施して現像を行
い、この部分をdeep UV照射等により現像液への溶解性
を抑制した後、加熱、全面露光を施して残りの部分をネ
ガ型に変換し、現像を行う一連の工程で実現できる。ま
た、基板に塗布したレジストに周期的パターンをレーザ
による干渉露光で形成し、部分的に加熱、露光を施して
ポジ／ネガ反転させて現像を行う一連の工程でも実現で
きる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましき実施の形
態を記した実施例１乃至８と図1〜6を参照し、本発明に
ついて具体的且つ詳細に説明する。

【００２０】＜実施例１＞まず第一の実施例を図1によ
り詳細に説明する。n型InP基板1上にポリ(4-tert-ブト
キシカルボニル)スチレン(以下PBOCSTと略す)系レジス
ト2を100nmの厚さにスピンナー塗布する(図1(a))。次に
He-Cdレーザ3(波長325nm)を用いて干渉露光を行い、200
nm周期で露光部4と未露光部5が周期的に配列した露光パ
ターンを得る(図1(b))。次にこの周期的に露光を施した
レジストの一部分にシリコン基板で作製したシャドウマ
スク6を被せ、アルカリ水溶液7を用いてスプレー現像を
行う。 PBOCST系レジストはアルカリ水溶液に対しては
ポジ型として機能するので、露光部4が溶解し、未露光
部5が残る(図1(c))。次に現像の済んだ部分をシャドウ
マスク6で保護し、未現像部分をアニソール8を用いてス
プレー現像を行う。 PBOCST系レジストは非極性溶媒に
対してはネガ型として機能するので、未露光部4が溶解
し、露光部が残る。これにより、ポジ部分とネガ部分で
位相の反転したレジストパターンを形成した(図1(d))。
さらに、エッチング液(HBr:H₂O₂:H₂O=75:1:750、体積
比)を用いてこのレジスト回折格子パターンをInP基板1
の表面に転写することにより(図1(e))、InP基板表面に
途中で位相が反転した周期が200nmの回折格子を得るこ
とができた(図1(f))。

【００２１】＜実施例２＞次に第二の実施例を図2によ
り詳細に説明する。n型InP基板1上の一部分に通常の熱C
VD法とリソグラフィー技術を用いて厚さ50nmのSiO₂膜を
形成する(図2(a))。次にポリビニル安息香酸エステル系
レジスト10を120nmの厚さにスピンナー塗布する(図2
(b))。次にHe-Cdレーザ3(波長350nm)を用いて干渉露光
を行い、240nm周期で露光部4と未露光部5が周期的に配
列した露光パターンを得る(図2(c))。

【００２２】次にこの周期的に露光を施したレジストの
SiO₂膜上の部分にシリコン基板で作製したシャドウマス
ク6を被せ、ポリビニル安息香酸エステル系レジスト10
をスプレー塗布する(図2(d))。次にアルカリ水溶液を
用いて現像を行う。ポリビニル安息香酸エステル系レジ
ストはアルカリ水溶液に対してはポジ型として機能する
ので、 SiO₂膜上の露光部4が溶解し、 SiO₂膜上の未露
光部5が残る(図2(e))。

【００２３】次にSiO₂膜上の未露光部5からなる周期パ
ターンをバッファードフッ酸を用いてSiO₂膜に転写する
(図2(f))。次にシクロヘキサノンを用いて現像を行う。
ポリビニル安息香酸エステル系レジストは非極性溶媒
に対してはネガ型として機能するので、未露光部5が溶
解し、露光部4が残る。これにより、ポジ機能を用いて
形成したSiO₂膜の周期パターンとネガ部分で位相の反転
したパターンを形成した。さらに、エッチング液(HBr:H
NO₃:H₂O=1:1:22、体積比)を用いてこの回折格子パター
ンをInP基板1の表面に転写することにより(図2(g))、In
P基板表面に途中で位相が反転した周期が240nmの回折格
子を得ることができた(図2(h))。

【００２４】＜実施例３＞次に第三の実施例を図3によ
り詳細に説明する。n型InP基板1上にPBOCST系レジスト2
を110nmの厚さにスピンナー塗布する(図3(a))。次にHe-
Cdレーザ3(波長325nm)を用いて干渉露光を行い、200nm
周期で露光部4と未露光部5が周期的に配列した露光パタ
ーンを得る(図3(b))。次にこの周期的に露光を施したレ
ジストの一部分にシリコン基板で作製したシャドウマス
ク6を被せ、抵抗加熱法によりAu膜11を蒸着する(図3
(c))。

【００２５】次にシリル化処理を施す。未露光部5のPBO
CSTはシリル化剤と全く反応しないが、露光により生成
したポリビニルフェノールはシリル化剤と共有結合的に
反応する(図3(d))。この後酸素プラズマ現像すると、露
光部4に生成したシリルエーテルは表面でSiO_xへ変換
し、それ以上の酸素プラズマエッチングを妨げる。一
方、未露光部5の有機ポリマーは酸素プラズマで容易に
エッチングされるので、 Au膜11で保護されていない部
分にネガ型のパターンが得られる(図3(e))。次にdeepUV
光12を照射し、得られたネガパターンのアルカリ水溶液
に対する溶解性を抑制する(図3(f))。この後Au膜11をヨ
ウ化アンモン水溶液で溶解除去する(図3(g))。これに引
き続きアルカリ水溶液を用いて現像を行う。 tert-ブト
キシカルボニル系レジストはアルカリ水溶液に対しては
ポジ型として機能するので、露光部4が溶解し、未露光
部5が残る。これにより、ポジ部分とネガ部分で位相の
反転したレジストパターンを形成した(図3(h))。

【００２６】さらに、メタンと水素の混合ガスによる反
応性イオンエッチングにより、このレジスト回折格子パ
ターンをInP基板1の表面に転写した(図3(i))。レジスト
パターンを除去することにより、InP基板表面に途中で
位相が反転した周期が200nmの回折格子を得ることがで
きた(図3(j))。

【００２７】＜実施例４＞次に第四の実施例を図４によ
り詳細に説明する。n型InP基板1上に画像反転レジスト1
3を120nmの厚さにスピンナー塗布する(図４(a))。次にH
e-Cdレーザ3(波長325nm)を用いて干渉露光を行い、240n
m周期で露光部４と未露光部５が周期的に配列した露光
パターンを得る(図４(b))。次に、この周期的に露光を
施したレジストの一部分にシリコン基板で作製したシャ
ドウマスク６を被せ、抵抗加熱法によりAu膜11を蒸着す
る(図４(c))。

【００２８】次にＡＺディベロッパを用いて現像を行
う。画像反転レジストは露光後はポジ型として機能する
ので、未露光部５のパターンが残る(図４(d))。次に、d
eep UV光12を照射し、得られたポジパターンの現像液に
対する溶解性を抑制する (図４(e))。この後、Au膜11を
ヨウ化アンモン水溶液で溶解除去する(図４(f))。これ
に引き続き、120℃でのベーキングと全面露光を行い、
未現像部分をネガ型に変換する。これは干渉露光時に溶
解抑制剤であるジアゾキノン感光剤から生成するアルカ
リ可溶のインデンカルボン酸が、加熱により脱炭酸反応
を起こしてアルカリ不溶のインデンに変化する性質を利
用したものである。次に、アルカリ水溶液を用いて現像
を行う。レジストはネガ型として機能するので、露光部
４が溶解し、未露光部５が残る。これにより、ポジ部分
とネガ部分とで位相の反転したレジスト・パターンが形
成された (図４(g))。次にエッチング液（HBr:H₂O₂:H₂O
=75:1:750,体積比）を用いてレジストからなる回折格子
パターンをInP基板1の主面に転写した (図４(h))。

【００２９】最後にレジストパターンを酸素プラズマア
ッシングにより除去することでInP基板表面に途中で位
相が反転した回折格子（周期240nm）を得ることができ
た(図４(j))。

【００３０】＜実施例５＞次に第五の実施例を図５によ
り詳細に説明する。n型InP基板1上に画像反転レジスト1
3を100nmの厚さにスピンナー塗布する(図５(a))。次にH
e-Cdレーザ3(波長350nm)を用いて干渉露光を行い、200n
m周期で露光部４と未露光部５が周期的に配列した露光
パターンを得る(図５(b))。次に、この周期的に露光を
施したレジストの一部分にシリコン基板で作製したシャ
ドウマスク６を被せて赤外レーザ14を照射し、シャドウ
マスク６の開口部のみ加熱する。これにより開口部のレ
ジストでは干渉露光時に溶解抑制剤であるジアゾキノン
感光剤から生成するアルカリ可溶のインデンカルボン酸
が、加熱により脱炭酸反応を起こしてアルカリ不溶のイ
ンデンに変化する。

【００３１】さらに、シャドウマスク6の開口部に紫外
光を照射することで、この部分はネガ型として機能する
ようになった。この後、シャドウマスクを取り外し、ア
ルカリ水溶液を用いて現像を行う。この時、シャドウマ
スク6で保護されていた部分はポジ型として、シャドウ
マスク6の開口部にあたる部分はネガ型として機能する
ので、途中で位相の反転したレジストパターンが形成で
きた(図５(d))。次にエッチング液（HBr:H₂O₂:H₂O=75:
1:750,体積比）を用い、このレジストパターンをInP基
板1の主面に転写した (図５(e))。

【００３２】最後にレジストパターンを酸素プラズマア
ッシングにより除去することでInP基板表面に途中で位
相が反転した回折格子（周期200nm）を得ることができ
た(図５(f))。

【００３３】＜実施例６＞次に第六の実施例を図６によ
り詳細に説明する。図６は本発明を用いて波長1.3μｍ
帯の分布帰還型半導体レーザを作製した例である。図６
(a)に示すように、n型(100)InP基板1上に有機金属気相
成長法によりｎ型InPバッファ層1.0μｍ15、ｎ型InGaAs
P下側ガイド層（組成波長1.10μｍ）0.05μｍ、5周期の
多重量子井戸層（6.0nm厚の1％圧縮歪InGaAsP（組成波
長1.37μｍ）井戸層、10nm厚のInGaAsP（組成波長1.10
μｍ）障壁層）、InGaAsP （組成波長1.10μｍ）上側光
ガイド層0.05μｍからなる活性層16、第一ｐ型InPクラ
ッド層0.1μｍ17、アンドープInGaAsP (組成波長1.15μ
ｍ)回折格子供給層0.05μｍ18、ｐ型InPキャップ層0.01
μｍ19を順次形成する。多重量子井戸活性層16の発光波
長は約1.31μｍである。

【００３４】次に、実施例1に詳述した方法を用いて図
６(b)に示すように周期241nmで素子の中央で位相の反転
した回折格子20を基板全面に形成する。回折格子の深さ
は約80nmとし、回折格子が回折格子供給層18を貫通し第
一p型InPクラッド層17に達するようにする。続いて、有
機金属気相成長法により第二ｐ型InPクラッド層1.7μｍ
21、高濃度ｐ型InGaAsキャップ層0.2μｍ22を順次形成
する(図６(c))。続いて横幅約1.5μｍの埋め込み型レー
ザ構造または横幅約2.2μｍのリッジ導波路型レーザ構
造に加工形成した後、上部電極23、下部電極24を形成す
る。図６(d)に示すように劈開工程により素子長400μｍ
の素子に切り出した後、素子の両端面には反射率約1％
の低反射膜25を公知の手法により形成する。

【００３５】作製した1.3μｍ帯の分布帰還型半導体レ
ーザ素子は室温、連続条件においてしきい値電流10mA、
発振効率0.45W/Aであった。また、簡易な作製を反映し
て、85℃の高温においてもしきい値電流25mA、発振効率
0.30W/Aと良好な発振特性を得た。発振しきい値以下に
順バイアスを印加した場合の、スペクトル形状を図６
(e)に示した。位相シフト型の回折格子を反映してスト
ップバンドの中央に発振主モードが現われる典型的なス
ペクトルが得られた。本発明による位相シフト回折格子
作製技術の優れた量産性・再現性・単一モード選択性を反
映して、85℃の高温においても副モード抑圧比40ｄＢ以
上の安定な単一モード動作を95％以上の高い製造歩留ま
りで実現した。本構造は1.3μｍ帯のみならず1.55μｍ
帯や他の波長帯の分布帰還型半導体レーザにも適用可能
である。

【００３６】＜実施例７＞次に第七の実施例を図７によ
り詳細に説明する。図７は実施例６の分布帰還型半導体
レーザ26をヒートシンク27上に実装した後、光学レンズ
28、後端面光出力モニタ用のフォトダイオード29と光フ
ァイバ30とを一体化した光送信モジュールの構造図であ
る。室温、連続条件においてしきい値電流10mA、発振効
率0.20W/Aであった。また、簡易な作製を反映して、85
℃の高温においてもしきい値電流25mA、発振効率0.13W/
Aと良好な発振特性を得た。また、85℃の高温において
も副モード抑圧比40ｄＢ以上の安定な単一モード動作を
95％以上の高い製造歩留まりで実現した。本レーザでは
規格化光結合係数を2.5以上と高く設定できるため、モ
ジュール実装での最大の課題であるファイバ端からの戻
り光による発振特性の劣化は全く起こらなかった。

【００３７】＜実施例８＞次に第八の実施例を図８によ
り詳細に説明する。図８は、実施例７の送信モジュール
31を用いた幹線系光通信システムである。送信装置32は
送信モジュール31とこのモジュール31を駆動するための
駆動系33とを有する。モジュール31からの光信号がファ
イバ34を通って受信装置35内の受光部36で検出される。
本実施例に係る光通信システムによれば100km以上の無
中継光伝送が容易に実現できる。これはチャーピングが
著しく低減される結果、ファイバ34の分散による信号劣
化がやはり著しく低減されることに基づく。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、単一モード選択性に優
れた位相シフト分布帰還型半導体レーザを容易な手法で
実現できる。本発明を用いれば、素子の量産性および再
現性が飛躍的に向上するだけでなく、この素子を搭載し
た光モジュールおよび光応用システムの低コスト化に効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１を説明するための図である。

【図２】本発明の実施例２を説明するための図である。

【図３】本発明の実施例３を説明するための図である。

【図４】本発明の実施例４を説明するための図である。

【図５】本発明の実施例５を説明するための図である。

【図６】本発明の実施例６を説明するための図である。

【図７】本発明の半導体レーザ装置を搭載した実施例７
の光モジュール構成を説明するための図である。

【図８】本発明の半導体レーザ装置を搭載した実施例８
の光応用システムを説明するための図である。

【図９】化学増幅系レジストを利用した場合の本発明の
プロセスの原理を説明するための図である。

【図１０】画像反転レジストを利用した場合の本発明の
プロセスの原理を説明するための図である。

【符号の説明】

1…n型InP半導体基板、2… PBOCST系レジスト膜、3…He
-Cdレーザ光、4…露光部、5…未露光部、6…シャドウマ
スク、7…アルカリ水溶液、8…アニソール、9…シリコ
ン酸化膜、10…ポリビニル安息香酸エステル系レジスト
膜、11…Au膜、12…deep UV光、15…ｎ型InPバッファ
層、16…多重量子井戸活性層、17…第一ｐ型InPクラッ
ド層、18…アンドープInGaAsP回折格子供給層、19…多
重量子井戸活性層、20…ｐ型InPキャップ層、21…第二
ｐ型InPクラッド層、22…ｐ型InGaAsキャップ層、23…
上部電極、24…下部電極、25…低反射膜、26…分布帰還
型半導体レーザ、27…ヒートシンク、28…光学レンズ、
29…フォトダイオード、30…光ファイバ、31…送信モジ
ュール、32…送信装置、33…駆動系、34…光ファイバ、
35…受信装置、36…受光部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回折格子が形成された半導体領域を含めて
なる半導体レーザ装置の製造方法において、上記回折格
子を形成すべき半導体領域に第一の現像液による現像に
対してポジ型として機能し且つ第二の現像液による現像
に対してネガ型として機能するレジストを塗布する第１
工程と、レーザ光を用いた干渉露光法により上記レジス
トに露光領域とこれに隣接する非露光領域とを周期的に
形成する第２工程と、上記レジストの第一の部分を上記
第一又は第二の現像液のいずれか一で現像した後、該レ
ジストの未現像部分たる第二の部分を該現像液の他方で
現像して、該レジストに位相が異なり且つ連続性のある
周期的なパターンを形成する第３工程と、該レジストの
パターンをマスクとして上記半導体領域に位相の異なる
連続的な凹凸を形成して上記回折格子を得る第４工程と
を含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
【請求項２】回折格子が形成された半導体領域を含めて
なる半導体レーザ装置の製造方法において、上記回折格
子を形成すべき半導体領域に第一の現像液による現像に
対してポジ型として機能し且つ第二の現像液による現像
に対してネガ型として機能するレジストを塗布する第１
工程と、レーザ光を用いた干渉露光法により上記レジス
トに露光領域とこれに隣接する非露光領域とを周期的に
形成する第２工程と、上記レジストの第一の部分にシリ
ル化処理を施し且つ酸素プラズマで乾式現像した後、該
レジストの未現像部分たる第二の部分を上記第一の現像
液で現像して、該レジストに位相が異なり且つ連続性の
ある周期的なパターンを形成する第３工程と、該レジス
トのパターンをマスクとして上記半導体領域に位相の異
なる連続的な凹凸を形成して上記回折格子を得る第４工
程とを含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方
法。
【請求項３】上記第一の現像液が極性溶媒であり、且つ
上記第二の現像液が無極性溶媒であることを特徴とする
請求項１又は２のいずれかに記載の半導体レーザ装置の
製造方法。
【請求項４】上記レジストは化学増幅系レジストである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の半
導体レーザ装置の製造方法。
【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
製造方法により製造された半導体レーザ装置を搭載した
ことを特徴とする光モジュール。
【請求項６】請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
製造方法により製造された半導体レーザ装置を搭載した
ことを特徴とする光応用システム。