JPS6219683B2 - - Google Patents
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- JPS6219683B2 JPS6219683B2 JP13685479A JP13685479A JPS6219683B2 JP S6219683 B2 JPS6219683 B2 JP S6219683B2 JP 13685479 A JP13685479 A JP 13685479A JP 13685479 A JP13685479 A JP 13685479A JP S6219683 B2 JPS6219683 B2 JP S6219683B2
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- film
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- Expired
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 13
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Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は光学的反射防止膜などの目的に用いる
誘電体膜形成に際しての膜厚制御装置に関し、と
くに半導体レーザダイオードの反射面保護（以下
パシベーシヨンと称す）におけるパシベーシヨン
膜の厚さ制御装置に関する。
誘電体膜形成に際しての膜厚制御装置に関し、と
くに半導体レーザダイオードの反射面保護（以下
パシベーシヨンと称す）におけるパシベーシヨン
膜の厚さ制御装置に関する。
半導体素子製造プロセスでは、誘電体膜や酸化
膜を付着形成する工程は、一般に多く行なわれて
おり、不可欠のものである。特に近年、半導体レ
ーザダイオードの反射面にSiO2等をパシベーシ
ヨン膜として施す事によつて、反射面の劣化が抑
えられ、素子の寿命が著しく改善され、それに伴
い実用化が開始されようとしている。しかし、半
導体レーザダイオードのパシベーシヨン膜の厚さ
制御は数％以内に抑えなければ反射率の変化によ
る発振閾値の増加をもたらし、半導体レーザダイ
オードの諸特性に悪影響を与える。
膜を付着形成する工程は、一般に多く行なわれて
おり、不可欠のものである。特に近年、半導体レ
ーザダイオードの反射面にSiO2等をパシベーシ
ヨン膜として施す事によつて、反射面の劣化が抑
えられ、素子の寿命が著しく改善され、それに伴
い実用化が開始されようとしている。しかし、半
導体レーザダイオードのパシベーシヨン膜の厚さ
制御は数％以内に抑えなければ反射率の変化によ
る発振閾値の増加をもたらし、半導体レーザダイ
オードの諸特性に悪影響を与える。
それにも拘らず、従来は例えばスパツタ法では
スパツタ時間のみによる経験的な制御であり膜厚
の再現性は極めて乏しかつた。これは、誘電体膜
形成時の条件が高温であり、かつ高周波電源によ
る電磁的障害が大きく、従来の機械的および電気
的な膜厚測定法が適用できないためであつた。
スパツタ時間のみによる経験的な制御であり膜厚
の再現性は極めて乏しかつた。これは、誘電体膜
形成時の条件が高温であり、かつ高周波電源によ
る電磁的障害が大きく、従来の機械的および電気
的な膜厚測定法が適用できないためであつた。
本発明の目的は、上記の問題点を解消し、容易
に膜厚を制御できる新しい膜厚制御装置を提供す
ることにある。
に膜厚を制御できる新しい膜厚制御装置を提供す
ることにある。
本発明では、誘電体薄膜の形成過程において、
その膜厚が連続的にモニターされる。即ち誘電体
薄膜を形成する装置内に、形成時の高温および高
周波による電磁的障害を受けないフアイバーを屈
折率が誘電体薄膜より大きい基盤の両側に設置
し、その基盤と誘電体薄膜を通過する光の量が、
検出されることによつて誘電体薄膜の膜厚が制御
される。
その膜厚が連続的にモニターされる。即ち誘電体
薄膜を形成する装置内に、形成時の高温および高
周波による電磁的障害を受けないフアイバーを屈
折率が誘電体薄膜より大きい基盤の両側に設置
し、その基盤と誘電体薄膜を通過する光の量が、
検出されることによつて誘電体薄膜の膜厚が制御
される。
本発明によれば誘電体薄膜形成装置内に試料上
に同じ膜厚が生ずるモニターとなるべき位置に屈
折率が誘電体薄膜より大きい基盤物質を設置し、
その基盤物質の付着面に誘電体薄膜の形成を妨げ
ない程度離した所に入射光の導入部もしくは受光
部として、フアイバーを配置し、かつ導入部とな
るフアイバー先端面への付着物質の付着を防ぐた
めおおいを取り付ける。又、基盤の非付着面側
に、集光レンズを介してフアイバーを配置した透
過光の受光部もしくは発光部を有せしめ、これら
の入射光の導入および受光を形成装置の外で行な
わしめることを特徴とする膜厚制御装置が得られ
る。
に同じ膜厚が生ずるモニターとなるべき位置に屈
折率が誘電体薄膜より大きい基盤物質を設置し、
その基盤物質の付着面に誘電体薄膜の形成を妨げ
ない程度離した所に入射光の導入部もしくは受光
部として、フアイバーを配置し、かつ導入部とな
るフアイバー先端面への付着物質の付着を防ぐた
めおおいを取り付ける。又、基盤の非付着面側
に、集光レンズを介してフアイバーを配置した透
過光の受光部もしくは発光部を有せしめ、これら
の入射光の導入および受光を形成装置の外で行な
わしめることを特徴とする膜厚制御装置が得られ
る。
以下、図面を参照して本発明を説明する。
本発明の装置の原理は、第１図に示されてい
る。第１図においてn0は真空の屈折率、ｎは誘電
体薄膜の屈折率、nsは基盤の屈折率である。厚
い基盤１０上に薄膜１１が形成される場合の反射
率は薄膜の膜厚がλ／4n（λは光の波長）毎に
極小，極大をくり返す事が光受の教科書で知られ
ている（第２図ａ）。第２図にn0＝１、ｎ＝1.48
（SiO2）、ns＝3.37（GaP）としたときの反射率の
変化を示す。以上のことから第１図に示すように
例えば基盤の付着面と反対側から、一定波長λの
光を入射させ、基盤の反対側から受光すれば第２
図ｂに示すように、光出力の変化が検出される。
この変化を連続的にモニターすることによつて形
成過程の膜厚を知ることができ容易に膜厚を制御
することが可能になる。とくにλ／4nの整数倍
の位置は透過率の最大，最小位置のため制御し易
い。最大値と最小値の差は基盤１０の屈折率ns
と誘電体薄膜１１の屈折率ｎとの差が大きい程、
又、基盤１０及び誘電体薄膜１１への光の入射角
が垂直に近い程大きい。一般に膜厚制御はこの差
が大きい程し易い。
る。第１図においてn0は真空の屈折率、ｎは誘電
体薄膜の屈折率、nsは基盤の屈折率である。厚
い基盤１０上に薄膜１１が形成される場合の反射
率は薄膜の膜厚がλ／4n（λは光の波長）毎に
極小，極大をくり返す事が光受の教科書で知られ
ている（第２図ａ）。第２図にn0＝１、ｎ＝1.48
（SiO2）、ns＝3.37（GaP）としたときの反射率の
変化を示す。以上のことから第１図に示すように
例えば基盤の付着面と反対側から、一定波長λの
光を入射させ、基盤の反対側から受光すれば第２
図ｂに示すように、光出力の変化が検出される。
この変化を連続的にモニターすることによつて形
成過程の膜厚を知ることができ容易に膜厚を制御
することが可能になる。とくにλ／4nの整数倍
の位置は透過率の最大，最小位置のため制御し易
い。最大値と最小値の差は基盤１０の屈折率ns
と誘電体薄膜１１の屈折率ｎとの差が大きい程、
又、基盤１０及び誘電体薄膜１１への光の入射角
が垂直に近い程大きい。一般に膜厚制御はこの差
が大きい程し易い。
このように本発明の採用によつて高精度の膜厚
制御が高い信頼性で得られることになり、素子製
造プロセスにおいて、歩留りが大幅に増大する。
制御が高い信頼性で得られることになり、素子製
造プロセスにおいて、歩留りが大幅に増大する。
次にSiO2スパツタ法を用いた半導体レーザダ
イオードの反射面のパシベーシヨンに、本発明の
膜厚制御装置を適用した実施例を、非付着面側を
発光側として図面を参照して述べる。
イオードの反射面のパシベーシヨンに、本発明の
膜厚制御装置を適用した実施例を、非付着面側を
発光側として図面を参照して述べる。
第１図に示すように、スパツタ装置１９の内部
に基盤の表面の高さが被膜基板（半導体レーザの
反射面）１８の表面の高さと同じになるように、
基盤１０を設置し、基盤１０への付着を妨げない
ような位置に、付着物質１１の回わりこみによる
フアイバー先端面への付着を防止するための覆い
１５を取り付けた透過光の受光用フアイバー１２
を設置する。次に基盤１０の非付着面側に集光レ
ンズ１３を介して入射光導入用フアイバー１４を
設置する。両フアイバー１２及び１４は光軸調整
されている。両フアイバー１２及び１４は、スパ
ツタ装置の真空チヤンバーから封止を十分にし
て、外部に取り出す。入射光をうるために、例え
ば8300Åの一定波長の発光ダイオード又はレーザ
ダイオード１７と設置し、受光側にはフオトダイ
オード１６を設置する。以上の配置によつて、ス
パツタ過程での温度および高周波による電磁的障
害を全く受けない膜厚制御装置が構成される。
に基盤の表面の高さが被膜基板（半導体レーザの
反射面）１８の表面の高さと同じになるように、
基盤１０を設置し、基盤１０への付着を妨げない
ような位置に、付着物質１１の回わりこみによる
フアイバー先端面への付着を防止するための覆い
１５を取り付けた透過光の受光用フアイバー１２
を設置する。次に基盤１０の非付着面側に集光レ
ンズ１３を介して入射光導入用フアイバー１４を
設置する。両フアイバー１２及び１４は光軸調整
されている。両フアイバー１２及び１４は、スパ
ツタ装置の真空チヤンバーから封止を十分にし
て、外部に取り出す。入射光をうるために、例え
ば8300Åの一定波長の発光ダイオード又はレーザ
ダイオード１７と設置し、受光側にはフオトダイ
オード１６を設置する。以上の配置によつて、ス
パツタ過程での温度および高周波による電磁的障
害を全く受けない膜厚制御装置が構成される。
スパツタリング法によるパシベーシヨン用の薄
膜形成過程では、第１図に示すように、基盤１０
上に誘電体薄膜１１（SiO2）が付着するにつれて
反射率が低下し、透過光が増加する。膜厚がλ／
4nの所、すなわちｄ≒1400Åの所で反射率が極
小になり透過光が極大となる。続いて透過光が減
少し、初期の光出力の点、即ち薄膜付着のない初
期の反射率に戻る。この点が膜厚λ／2nであ
り、ｄ≒2800Åとなつてパシベーシヨン膜が半導
体レーザの反射面に反射コーテイングされたこと
を示す。即ち、発振閾値及び微分量子効率がパシ
ベーシヨン前と同じになる。
膜形成過程では、第１図に示すように、基盤１０
上に誘電体薄膜１１（SiO2）が付着するにつれて
反射率が低下し、透過光が増加する。膜厚がλ／
4nの所、すなわちｄ≒1400Åの所で反射率が極
小になり透過光が極大となる。続いて透過光が減
少し、初期の光出力の点、即ち薄膜付着のない初
期の反射率に戻る。この点が膜厚λ／2nであ
り、ｄ≒2800Åとなつてパシベーシヨン膜が半導
体レーザの反射面に反射コーテイングされたこと
を示す。即ち、発振閾値及び微分量子効率がパシ
ベーシヨン前と同じになる。
以上のように本発明の実施によつて保護膜の形
成過程を連続的にモニターしながら任意の膜厚を
容易に形成することが可能になる。即ち、パシベ
ーシヨン工程が高い信頼性を持つようになり、生
産性が向上する。
成過程を連続的にモニターしながら任意の膜厚を
容易に形成することが可能になる。即ち、パシベ
ーシヨン工程が高い信頼性を持つようになり、生
産性が向上する。
本発明の装置は、透明な誘電体薄膜の膜厚制御
に広く応用でき、さらに、屈折率の適当な組合せ
により、InGaAsP等の四元化合物半導体レーザ
等にも適用が可能である。尚フアイバーと薄膜形
成装置間の真空封止に関してはフアイバーコネク
ターを用いる等、種々の方法が用いられる。ま
た、フアイバーも光通信用の細径なものではな
く、太径なもの又は、フアイバーバンドルを用い
ても光軸調整上便利である。
に広く応用でき、さらに、屈折率の適当な組合せ
により、InGaAsP等の四元化合物半導体レーザ
等にも適用が可能である。尚フアイバーと薄膜形
成装置間の真空封止に関してはフアイバーコネク
ターを用いる等、種々の方法が用いられる。ま
た、フアイバーも光通信用の細径なものではな
く、太径なもの又は、フアイバーバンドルを用い
ても光軸調整上便利である。
第１図は本発明の膜厚制御装置の構成断面図、
第２図は膜厚ｄの増加による反射率の変化および
透過光の変化を示した特性図。 １０……モニター用基盤、１１……誘電体薄
膜、１２……受光用フアイバー、１３……入射光
導入用の集光レンズ、１４……入射光導入フアイ
バー、１５……覆い、１６……フオトダイオー
ド、１７……発光ダイオード又はレーザダイオー
ド、１８……被膜基板、１９……スパツタ装置。
第２図は膜厚ｄの増加による反射率の変化および
透過光の変化を示した特性図。 １０……モニター用基盤、１１……誘電体薄
膜、１２……受光用フアイバー、１３……入射光
導入用の集光レンズ、１４……入射光導入フアイ
バー、１５……覆い、１６……フオトダイオー
ド、１７……発光ダイオード又はレーザダイオー
ド、１８……被膜基板、１９……スパツタ装置。
Claims (1)
- １ 誘電体膜形成装置内に置かれた屈折率が付着
誘電体膜物質より大きい膜厚モニター用基盤物質
の誘電体膜付着面側に前記基盤への付着形成を妨
げない位置に、先端面への付着防止の覆いを取り
付けたフアイバーを配置し、かつ前記基盤の非付
着面側に、他のフアイバーの先端面を配置し、前
記基盤と両フアイバー間に集光レンズを一方もし
くは両方に配置し、かつ前記両フアイバーを介し
て誘電体膜形成装置外に発光部及び受光部を有す
ることを特徴とする膜厚制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13685479A JPS5660310A (en) | 1979-10-23 | 1979-10-23 | Film thickness control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13685479A JPS5660310A (en) | 1979-10-23 | 1979-10-23 | Film thickness control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5660310A JPS5660310A (en) | 1981-05-25 |
| JPS6219683B2 true JPS6219683B2 (ja) | 1987-04-30 |
Family
ID=15185051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13685479A Granted JPS5660310A (en) | 1979-10-23 | 1979-10-23 | Film thickness control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5660310A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2779741B2 (ja) * | 1992-09-11 | 1998-07-23 | 新日本製鐵株式会社 | 被膜形成のための条件決定方法 |
-
1979
- 1979-10-23 JP JP13685479A patent/JPS5660310A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5660310A (en) | 1981-05-25 |
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