JPS6032383A - 周期構造体の製造方法 - Google Patents
周期構造体の製造方法Info
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- JPS6032383A JPS6032383A JP58141557A JP14155783A JPS6032383A JP S6032383 A JPS6032383 A JP S6032383A JP 58141557 A JP58141557 A JP 58141557A JP 14155783 A JP14155783 A JP 14155783A JP S6032383 A JPS6032383 A JP S6032383A
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- Japan
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- etching
- film
- periodic
- substrate
- recess
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
- H10P50/69—Etching of wafers, substrates or parts of devices using masks for semiconductor materials
- H10P50/691—Etching of wafers, substrates or parts of devices using masks for semiconductor materials for Group V materials or Group III-V materials
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は、周期構造体の製造方法に関するものである
。
。
従来例の構成とその問題点
近年、周期構造体は、分布帰還型のレーザや光回路に多
く用いられている。
く用いられている。
以下図面を参照しながら、上述したような従来の周期構
造体の製造方法を分布帰還型レーザの作製例を用いて説
明する。作製例の分布帰還型レーザは1.3μmの発光
波長を有するInP/InGaAsP系の素子である。
造体の製造方法を分布帰還型レーザの作製例を用いて説
明する。作製例の分布帰還型レーザは1.3μmの発光
波長を有するInP/InGaAsP系の素子である。
第1図は上記分布帰還型レーザの周期構造体製造工程図
である。第1図におして、1はバンドギャップが1.1
eVのP型InGaAsP 導波層、2はバンドギャッ
プが0.96eVのnWInGaAsP発光層、3はn
型のInP クラッド層、4はn型のInP 基板、5
はレジスト層、6および7は波長が3250への平面波
の進行方向、8は1860への周期でストライプ状に残
されたレジスト、9は8のレジストパターンを用いて形
成された周期的溝、10はP型のInP クラッド層、
11はバンドギヤングが1.1 eVのInGaAsP
コンタクト層である。
である。第1図におして、1はバンドギャップが1.1
eVのP型InGaAsP 導波層、2はバンドギャッ
プが0.96eVのnWInGaAsP発光層、3はn
型のInP クラッド層、4はn型のInP 基板、5
はレジスト層、6および7は波長が3250への平面波
の進行方向、8は1860への周期でストライプ状に残
されたレジスト、9は8のレジストパターンを用いて形
成された周期的溝、10はP型のInP クラッド層、
11はバンドギヤングが1.1 eVのInGaAsP
コンタクト層である。
第1図aは周期構造体を形成する基体であり、導波層1
1発光層2.クラッド層3.基板4がら成っている。前
記基体上に第1図すに示すように、たとえばポジ型しジ
ス) A Z −1360ヲA Z −シンナーで1:
2に希釈して毎分5000回転で塗布して約100o人
のレジスト層5を形成した後に90℃20分のベーキン
グを行い、しかるのち波長が3250へのHe −Cd
レーザ光の平面波6および7を用いて2光束干渉露光
を行う。平面波6および7は、レジスト層5に垂直な同
一平面内に位置しレジスト層5の 線に対して61度の
角度を成して向もあっている。140℃2o分のベーキ
ング後、第1図Cに示すように1860人周期の周期的
レジストパターン8を得る。
1発光層2.クラッド層3.基板4がら成っている。前
記基体上に第1図すに示すように、たとえばポジ型しジ
ス) A Z −1360ヲA Z −シンナーで1:
2に希釈して毎分5000回転で塗布して約100o人
のレジスト層5を形成した後に90℃20分のベーキン
グを行い、しかるのち波長が3250へのHe −Cd
レーザ光の平面波6および7を用いて2光束干渉露光
を行う。平面波6および7は、レジスト層5に垂直な同
一平面内に位置しレジスト層5の 線に対して61度の
角度を成して向もあっている。140℃2o分のベーキ
ング後、第1図Cに示すように1860人周期の周期的
レジストパターン8を得る。
この後HB r 、 HNO3,H2Oを1:1:51
7)割合で混ぜあわせた溶液を用いて約30秒間導波層
1のエツチングを行い、第1図dに示すように周期18
60人の周期構造体9を形成する。レーザ構造はこの後
に、第1図eに示すようにP型InP クラッド層1o
1 P型InGaAsP 層11を結晶成長することに
より得られる。
7)割合で混ぜあわせた溶液を用いて約30秒間導波層
1のエツチングを行い、第1図dに示すように周期18
60人の周期構造体9を形成する。レーザ構造はこの後
に、第1図eに示すようにP型InP クラッド層1o
1 P型InGaAsP 層11を結晶成長することに
より得られる。
ところがここに説明したような周期構造体の製造方法は
、精密に配置された全く震動のない光学系が必要である
という理由と、レーザ光強度が本来ガウス分布であるた
めに大面積のレーザ光平面波を得ることが困難で周期構
造体を大面積にわたって形成することが困難であるとい
う理由から産業用の周期構造体の製造方法として1は不
むきであった。
、精密に配置された全く震動のない光学系が必要である
という理由と、レーザ光強度が本来ガウス分布であるた
めに大面積のレーザ光平面波を得ることが困難で周期構
造体を大面積にわたって形成することが困難であるとい
う理由から産業用の周期構造体の製造方法として1は不
むきであった。
発明の目的
本発明の目的は上記欠点に鑑み、精密な光学系を必要と
せずしかも大面積にわたって周期構造体を形成すること
が可能な産業用に適した周期構造体の製造方法を提供す
ることである。
せずしかも大面積にわたって周期構造体を形成すること
が可能な産業用に適した周期構造体の製造方法を提供す
ることである。
発明の構成
本発明は、単結晶基板表面に異方性エツチングによって
第1の凹部を形成する第1の工程と、前記基板表面全域
にエンチングマスク用被膜を被覆する第2の工程と、前
記エツチングマスク用被膜を選択的に除去して前記第1
の四部にのみエンチング被膜を埋設する第3の工程と、
前記埋設されだエツチング被膜をマスクにして前記基板
表面を異方性エツチングして前記第1の凹部に隣接した
第2の凹部を形成する第4の工程とを有することを特徴
とするものである。そして望ましくはエツチングマスク
用被膜の選択除去をドライエツチングにて行い、エツチ
ングマスク用被膜がポジ型フォトレジストであり、前記
ポジ型フォトレジストの選択除去を全面露光後の現像処
理により行う。
第1の凹部を形成する第1の工程と、前記基板表面全域
にエンチングマスク用被膜を被覆する第2の工程と、前
記エツチングマスク用被膜を選択的に除去して前記第1
の四部にのみエンチング被膜を埋設する第3の工程と、
前記埋設されだエツチング被膜をマスクにして前記基板
表面を異方性エツチングして前記第1の凹部に隣接した
第2の凹部を形成する第4の工程とを有することを特徴
とするものである。そして望ましくはエツチングマスク
用被膜の選択除去をドライエツチングにて行い、エツチ
ングマスク用被膜がポジ型フォトレジストであり、前記
ポジ型フォトレジストの選択除去を全面露光後の現像処
理により行う。
まだ、本発明は、単結晶基板表面に異方性エツチングに
て第」の凹部を形成する第1の工程と、前記基板表面全
域にエツチングマスク用被膜を被覆する第2の工程と、
前記エツチングマスク用被膜を選択的に除去して前記第
1の凹部にのみエツチング被膜を埋設する第3の工程と
、前記埋設されたエツチング被膜をマスクにして前記基
板を異方性エツチングして前記第1の四部に隣接した第
2の凹部を形成する第4の工程と、前記四部の一部にエ
ツチングマスク用被膜を埋設し、このエツチングマスク
用被膜をマスクとして前記基板を異方性エツチングして
別の凹部を形成する第5の工程とを有し、前記第5の工
程を1回以上用いることを特徴とするものである。そし
て、この場合も望捷しくはエツチングマスク用被膜の選
択除去をドライエツチングにて行う。
て第」の凹部を形成する第1の工程と、前記基板表面全
域にエツチングマスク用被膜を被覆する第2の工程と、
前記エツチングマスク用被膜を選択的に除去して前記第
1の凹部にのみエツチング被膜を埋設する第3の工程と
、前記埋設されたエツチング被膜をマスクにして前記基
板を異方性エツチングして前記第1の四部に隣接した第
2の凹部を形成する第4の工程と、前記四部の一部にエ
ツチングマスク用被膜を埋設し、このエツチングマスク
用被膜をマスクとして前記基板を異方性エツチングして
別の凹部を形成する第5の工程とを有し、前記第5の工
程を1回以上用いることを特徴とするものである。そし
て、この場合も望捷しくはエツチングマスク用被膜の選
択除去をドライエツチングにて行う。
実施例の説明
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。本実施例は、1.3μm発光波長のDF B
(Distributed Feed Back )構
造を有する分布帰還型半導体レーザにおける3760人
周期の周期構造体の製造例である。
明する。本実施例は、1.3μm発光波長のDF B
(Distributed Feed Back )構
造を有する分布帰還型半導体レーザにおける3760人
周期の周期構造体の製造例である。
第2図は本実施例の周期構造体の製造工程を示す。
第2図において、12はバンドギャップが1.1e■の
P型InGaAsP 導波層、13はバンドギャップが
0.96eV のn型InGaAsP 発光層、14は
n型のInP クラッド層、15はn型のInP基板、
16は周期的に残されたストライプ形状のレジスト、1
7はレジスト16をマスクとして形成された周期的凹部
、18は導波層12の表面全域を被覆するエツチングマ
スク用被膜、19は周期的凹部13に埋設されたエツチ
ングマスク、2゜はエツチングマスク19をマスクとし
て形成した周期的四部、21は周期的凹部13および周
期的凹部20とからなる第1の周期構造体、22は第1
の周期構造体21表面全域を被覆するエツチングマスク
用被膜、23は周期的凹部に埋設したエツチングマスク
、24はエツチングマスク23にマスクされた周期的凹
部、25はエツチングマスク23をマスクとして形成さ
れた周期的凹部、26は周期的凹部24および周期的凹
部26からなる第2の周期構造体、27はP型InP
クラッド層、28はバンドギャップが1.1eVのIn
GaAsPコンタクト層である。
P型InGaAsP 導波層、13はバンドギャップが
0.96eV のn型InGaAsP 発光層、14は
n型のInP クラッド層、15はn型のInP基板、
16は周期的に残されたストライプ形状のレジスト、1
7はレジスト16をマスクとして形成された周期的凹部
、18は導波層12の表面全域を被覆するエツチングマ
スク用被膜、19は周期的凹部13に埋設されたエツチ
ングマスク、2゜はエツチングマスク19をマスクとし
て形成した周期的四部、21は周期的凹部13および周
期的凹部20とからなる第1の周期構造体、22は第1
の周期構造体21表面全域を被覆するエツチングマスク
用被膜、23は周期的凹部に埋設したエツチングマスク
、24はエツチングマスク23にマスクされた周期的凹
部、25はエツチングマスク23をマスクとして形成さ
れた周期的凹部、26は周期的凹部24および周期的凹
部26からなる第2の周期構造体、27はP型InP
クラッド層、28はバンドギャップが1.1eVのIn
GaAsPコンタクト層である。
第2図aは、周期構造体を形成する基体であり、導波層
122発光層13.クラッド層14.基板15から成っ
ている。まずフォトマスクを用いた既知のフォトリング
ラフィにより、1.6μm周期で0.8μmの太さにレ
ジストを周期的に残したレジストパターン16を形成す
る。
122発光層13.クラッド層14.基板15から成っ
ている。まずフォトマスクを用いた既知のフォトリング
ラフィにより、1.6μm周期で0.8μmの太さにレ
ジストを周期的に残したレジストパターン16を形成す
る。
しかる後にこのレジスト16をマスクにした異方性エツ
チングにより第2図すに示す周期的四部17を形成する
。本実施例は(100)の面方位の結晶を用いて、周期
的四部17の形状が7字形になるようにしているが、他
の面方位の結晶でも周期的凹部の形状が7字形になるも
のであれば良い。本実施例では、HBr、HNO3,H
2Oを1=1:5の割合で混ぜあわせたエツチング溶液
を用いてエツチングすることにより(111)面からな
るV字形の凹部を得ている。
チングにより第2図すに示す周期的四部17を形成する
。本実施例は(100)の面方位の結晶を用いて、周期
的四部17の形状が7字形になるようにしているが、他
の面方位の結晶でも周期的凹部の形状が7字形になるも
のであれば良い。本実施例では、HBr、HNO3,H
2Oを1=1:5の割合で混ぜあわせたエツチング溶液
を用いてエツチングすることにより(111)面からな
るV字形の凹部を得ている。
周期的凹部17を形成した後レジスト16を除去し、次
いで第2図Cに示すようにエツチングマスク用被膜18
を形成する。エツチングマスク用破膜の材料としては、
ネガ型およびポジ型レジスト、ポリイミド等の液状有機
物フィルム材料、液状ンリカフィルムでも良い。エツチ
ングマスク用被膜18の表面はできるだけ平坦であるこ
とが望ましく、前記材料を回転塗布した場合平坦な面が
得られる。本実施例はポジ型レジストをエツチングマス
クとして用いた。ドライエツチング法によりエツチング
マスク用被膜18をエツチングして第2図dに示すエツ
チングマスク19を形成する。
いで第2図Cに示すようにエツチングマスク用被膜18
を形成する。エツチングマスク用破膜の材料としては、
ネガ型およびポジ型レジスト、ポリイミド等の液状有機
物フィルム材料、液状ンリカフィルムでも良い。エツチ
ングマスク用被膜18の表面はできるだけ平坦であるこ
とが望ましく、前記材料を回転塗布した場合平坦な面が
得られる。本実施例はポジ型レジストをエツチングマス
クとして用いた。ドライエツチング法によりエツチング
マスク用被膜18をエツチングして第2図dに示すエツ
チングマスク19を形成する。
本実M例では02雰囲気によるドライエツチングを用い
た。特にエツチングマスク用被膜としてポジレジストを
用いる場合には、エツチングマスク用被膜18を適度に
全面露光して、現像処理を行うことによりドライエツチ
ング法を用いずにエツチングマスク19を形成できる。
た。特にエツチングマスク用被膜としてポジレジストを
用いる場合には、エツチングマスク用被膜18を適度に
全面露光して、現像処理を行うことによりドライエツチ
ング法を用いずにエツチングマスク19を形成できる。
これは周期的四部は光の散乱によりレジストが露光され
にくいことによる。
にくいことによる。
次にエツチングマスク19を用いて前記エツチング溶液
による異方性エツチングを行い第2図eに示す周期的凹
部20を得る。エツチングマスク19を取り除いた後、
周期的凹部17および周期的四部20とからなる750
0人の周期を有する第1の周期構造体21上にエツチン
グマスク用被膜18とまったく同様にして第2図fに示
すようにあらたなエツチングマスク用被膜22を塗布す
る。
による異方性エツチングを行い第2図eに示す周期的凹
部20を得る。エツチングマスク19を取り除いた後、
周期的凹部17および周期的四部20とからなる750
0人の周期を有する第1の周期構造体21上にエツチン
グマスク用被膜18とまったく同様にして第2図fに示
すようにあらたなエツチングマスク用被膜22を塗布す
る。
本実施例ではポジ型レジストである。
次にドライエツチングによりエツチングマスク用被膜2
2をエツチングし、第2図qに示すように周期構造体2
1の凹部の半分までエツチングマスク用被膜22が埋設
されるようにしてエツチングマスク23とする。次に前
記エツチング溶液を用いて異方性エツチングを行い第2
図りに示す周期的凹部25を得る。エツチングマスク2
3を取り除くと、周期的凹部24および周期的凹部25
からなる3750への周期を有する第2の周期構造体2
6が形成さ五る。周期構造体の形成を終えた前記基体は
P型InP クラッド層27、P型InGaAsP コ
ンタクト層28を結晶成長して第2図1に示すレーザ構
造を得る。
2をエツチングし、第2図qに示すように周期構造体2
1の凹部の半分までエツチングマスク用被膜22が埋設
されるようにしてエツチングマスク23とする。次に前
記エツチング溶液を用いて異方性エツチングを行い第2
図りに示す周期的凹部25を得る。エツチングマスク2
3を取り除くと、周期的凹部24および周期的凹部25
からなる3750への周期を有する第2の周期構造体2
6が形成さ五る。周期構造体の形成を終えた前記基体は
P型InP クラッド層27、P型InGaAsP コ
ンタクト層28を結晶成長して第2図1に示すレーザ構
造を得る。
本実施例では、周期構造体の形成をDFB構造を有する
分布帰還型半導体レーザの場合について説明しだが、他
の素子にも応用が可能であり、例えばDBR構造を有す
る分布帰還壁レーザおよび光回路中の各種グレイティン
グに用いることができ、周期溝道を有するものならば応
用はこの限りではない。まだ上記周期構造体製造工程の
一部をn回くり返すことにより、周期構造体の周期を1
/2nの大きさにすることができる。
分布帰還型半導体レーザの場合について説明しだが、他
の素子にも応用が可能であり、例えばDBR構造を有す
る分布帰還壁レーザおよび光回路中の各種グレイティン
グに用いることができ、周期溝道を有するものならば応
用はこの限りではない。まだ上記周期構造体製造工程の
一部をn回くり返すことにより、周期構造体の周期を1
/2nの大きさにすることができる。
発明の効果
上記のように、本発明においては、精密な光学系を必要
とせずに、しかも大面積の産業用に適した周期構造体を
容易に得ることができるすぐれた効果を発揮することが
できる。
とせずに、しかも大面積の産業用に適した周期構造体を
容易に得ることができるすぐれた効果を発揮することが
できる。
第1図a−eは従来例におけるレーザの周期構造体製造
方法の工程図、第2図a % iは本発明の一実施例に
おけるレーザの周期的溝遺体の製造工程図である。 12 ・導波層、17,24.25 ・−周期的凹部、
18 、22 ・・エツチングマスク用被膜、19.2
3 ・・エツチングマスク、21・・・・・第1の周期
構造体、26 ・ 第2の周期構造体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第1図 第2図 第2図
方法の工程図、第2図a % iは本発明の一実施例に
おけるレーザの周期的溝遺体の製造工程図である。 12 ・導波層、17,24.25 ・−周期的凹部、
18 、22 ・・エツチングマスク用被膜、19.2
3 ・・エツチングマスク、21・・・・・第1の周期
構造体、26 ・ 第2の周期構造体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第1図 第2図 第2図
Claims (5)
- (1) 単結晶基板表面に異方性エツチングにて第1の
四部を形成する第1の工程と、前記基板表面全域にエツ
チングマスク用被膜を被覆する第2の工程と、前記エツ
チングマスク用被膜を選択的に除去して前記第1の四部
にのみエツチング被膜を埋設する第3の工程と、前記埋
設されたエツチング被膜をマスクにして前記基板を異方
性エツチングして前記第1の凹部に隣接した第2の凹部
を形成する第4の工程とを有することを特徴とする周期
構造体の製造方法。 - (2) エツチングマスク用被膜の選択除去をドライエ
ツチングにて行うことを特徴とする特許請求の範囲第1
項に記載の周期構造体の製造方法。 - (3) エツチングマスク用被膜がポジ型フォトレジス
トであり、前記ポジ型フォトレジストの選択除去を全面
露光後の現像処理により行うこと、を特徴とする特許請
求の範囲第1項に記載の周期構造体の製造方法。 - (4)単結晶基板表面に異方性エツチングにて第1の凹
部を形成する第1の工程と、前記基板表面全域忙エツチ
ングマスク用被膜を被覆する第2の工程と、前記エツチ
ングマスク用被膜を選択的に除去して前記第1の凹部に
のみエツチング被膜を埋設する第3の工程と、前記埋設
されだエツチング被膜をマスクにして前記基板を異方性
エツチングして前記第1の凹部に隣接し/こ第2の四部
を形成する第4の工程と、前記凹部の一部にエツチング
マスク用被膜を埋設し、このエツチングマスク用被膜を
マスクとして前記基板を異方性エノチノグして別の四部
を形成する第5の工程とを有するととを特徴とする周期
構造体の製造方法。 - (5) エツチングマスク用被膜の選択除去をドライエ
ツチングにて行うことを特徴とする特許請求のグ 範囲第字項に記載の周期構造体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58141557A JPS6032383A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 周期構造体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58141557A JPS6032383A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 周期構造体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6032383A true JPS6032383A (ja) | 1985-02-19 |
| JPH0418717B2 JPH0418717B2 (ja) | 1992-03-27 |
Family
ID=15294736
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58141557A Granted JPS6032383A (ja) | 1983-08-02 | 1983-08-02 | 周期構造体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6032383A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014132586A1 (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-04 | 富士フイルム株式会社 | 微細凹凸構造体の製造方法およびその方法により製造される微細凹凸構造体 |
-
1983
- 1983-08-02 JP JP58141557A patent/JPS6032383A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2014132586A1 (ja) * | 2013-02-28 | 2014-09-04 | 富士フイルム株式会社 | 微細凹凸構造体の製造方法およびその方法により製造される微細凹凸構造体 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0418717B2 (ja) | 1992-03-27 |
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