JPS63223602A - 回折格子 - Google Patents
回折格子Info
- Publication number
- JPS63223602A JPS63223602A JP5913387A JP5913387A JPS63223602A JP S63223602 A JPS63223602 A JP S63223602A JP 5913387 A JP5913387 A JP 5913387A JP 5913387 A JP5913387 A JP 5913387A JP S63223602 A JPS63223602 A JP S63223602A
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- JP
- Japan
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- diffraction grating
- layer
- layers
- semiconductor layers
- disordered
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- Pending
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (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、半導体レーザの単−波長化等に用いられる
回折格子に関するものである。
回折格子に関するものである。
第３図は単一波長のレーザ光を得るために半導体レーザ
の内部に形成された従来の回折格子を示す図である。
の内部に形成された従来の回折格子を示す図である。
この図において、１はｎ −Ｉ ｎ Ｐ層、２はｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰからなる光導波層、３はＩｎＧａＡｓＰか
らなる活性層、４はｐ ＝Ｔ ｎ Ｐ層、１゜は前記ｎ
−１ｎ Ｐ層１と前記光導波層２との境界面に形成さ
れろ回折格子である。
ｎＧａＡｓＰからなる光導波層、３はＩｎＧａＡｓＰか
らなる活性層、４はｐ ＝Ｔ ｎ Ｐ層、１゜は前記ｎ
−１ｎ Ｐ層１と前記光導波層２との境界面に形成さ
れろ回折格子である。
また、このような半導体レーザにおける各層の屈折率は
、ＩｎＧａＡｓＰからなる活性層３か最も高く、次いで
ｎ −Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐからなる光導波層２
．ｎＩ−ｎ、Ｐ層１およびｐ −Ｌ ｎ Ｐ層４の順と
なっている。
、ＩｎＧａＡｓＰからなる活性層３か最も高く、次いで
ｎ −Ｉ ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐからなる光導波層２
．ｎＩ−ｎ、Ｐ層１およびｐ −Ｌ ｎ Ｐ層４の順と
なっている。
いま、活性層３に電流を注入すると、活性層３の禁制帯
幅に相当するエネルギーの光が発光するが、その光の一
部は屈折率のやや低い先導波層２に漏れろ。したがって
、発光した光は活性層３および光導波層２内を伝搬する
。
幅に相当するエネルギーの光が発光するが、その光の一
部は屈折率のやや低い先導波層２に漏れろ。したがって
、発光した光は活性層３および光導波層２内を伝搬する
。
ところで、先導波層２の底面には屈折率のより低いｎ
−Ｉ ｎ Ｐ層１が形成されており、その境界面は第３
図に示したように周期的な凹凸になっているため、先導
波層２の等価的な屈折率は凹凸の周期に相当する周期で
変化し、いわゆる回折格子１０が形成されている。
−Ｉ ｎ Ｐ層１が形成されており、その境界面は第３
図に示したように周期的な凹凸になっているため、先導
波層２の等価的な屈折率は凹凸の周期に相当する周期で
変化し、いわゆる回折格子１０が形成されている。
第４図（ａ）〜（Ｃ）は、第３図に示した回折格子１０
の従来の製造方法を説明するための図である。
の従来の製造方法を説明するための図である。
この図において、第３図と同一符号は同一部分を示し、
５はホトレジストである。
５はホトレジストである。
次に製造工程について説明する。
まず、ｎ −Ｉ ｎ Ｐ層１上にホトレジスト布したの
ち、干渉させたレーザ光を照射してパターニングを行う
（第４図（ａ））。
ち、干渉させたレーザ光を照射してパターニングを行う
（第４図（ａ））。
次いで、このホトレジスト５をマスクとして、開口部の
ｎ − Ｉ ｎ Ｐ層１のエツチングを行う（第４図（
ｂ））。
ｎ − Ｉ ｎ Ｐ層１のエツチングを行う（第４図（
ｂ））。
次いで、ホトレジスト
ｎＰ層１上にＩｎＧａＡｓＰからなる光導波層２の結晶
成長を行うことにより、第４図（ｃ）に示すような回折
格子１ｏが形成される。
成長を行うことにより、第４図（ｃ）に示すような回折
格子１ｏが形成される。
上記のような従来の回折格子の製造方法でＣよ、ホＩ・
レジスト５を現像する際に現像の過不足によってパター
ニングが十分に行えないほか、ホトレジスト５をマスク
としてｎ − Ｉ ｎ Ｐ 層１をエツチングする際の
サイドエツチング、あるいはＩｎＧａＡＳＰからなる光
導波層２を結晶成長する際のｎ − Ｉ ｎ Ｐ 層１
の表面のメルトバック等により、十分な凹凸が得られず
、回折効率の高い回折格子を得ることができないという
問題点があった。
レジスト５を現像する際に現像の過不足によってパター
ニングが十分に行えないほか、ホトレジスト５をマスク
としてｎ − Ｉ ｎ Ｐ 層１をエツチングする際の
サイドエツチング、あるいはＩｎＧａＡＳＰからなる光
導波層２を結晶成長する際のｎ − Ｉ ｎ Ｐ 層１
の表面のメルトバック等により、十分な凹凸が得られず
、回折効率の高い回折格子を得ることができないという
問題点があった。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、その形成時にエツチングを行うためのホトレジス
ト 丸、凹凸のある半導体層上への結晶成長も不要な回折格
子を得ることを目的とする。
ので、その形成時にエツチングを行うためのホトレジス
ト 丸、凹凸のある半導体層上への結晶成長も不要な回折格
子を得ることを目的とする。
この発明に係る回折格子は、超格子半導体層と、この超
格子半導体層と屈折率の異なる半導体層とを周期的に、
かつ交互に配列したものである。
格子半導体層と屈折率の異なる半導体層とを周期的に、
かつ交互に配列したものである。
この発明においては、周期的に、かつ交互に配置された
超格子半導体層とこの超格子半導体層と屈折率の異なる
半導体層とから回折格子が形成される。
超格子半導体層とこの超格子半導体層と屈折率の異なる
半導体層とから回折格子が形成される。
第１図はこの発明の回折格子の一実施例を示す図、第２
図は、第１図に示した回折格子の製造方法を説明するた
めの図である。
図は、第１図に示した回折格子の製造方法を説明するた
めの図である。
これらの図において、第３図と同一符号は同一部分を示
し、１１は超格子半導体層で、ＩｎＧａＡｓＰ層とＩｎ
Ｐ層とが厚さ方向に交互に積層されている。１２ば前記
超格子半導体層１１を無秩序化ｚツな無秩序化層、１３
はレーザ光である。
し、１１は超格子半導体層で、ＩｎＧａＡｓＰ層とＩｎ
Ｐ層とが厚さ方向に交互に積層されている。１２ば前記
超格子半導体層１１を無秩序化ｚツな無秩序化層、１３
はレーザ光である。
すなわち、乙の発明の回折格子は、第１図に示１７だよ
うに、屈折率の異なる超格子半導体層１１と無秩序化層
１２とが周期的に、かつ交互に配置されて構成されてお
り、その製造方法はｎ − Ｉ ｎ２層１の表面にＩ
ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ層とＩｎＰ層を結晶成長により
交互に積層して超格子半導体層１１を形成したのち、Ａ
ｐｐｌ， Ｐｈｙｓ，Ｌｅｔｔ． 、 ４ ９ （ ２
１） 、 ２４，ＮＯＶ．１９８６，ＰＰ１４４７
−１４４９に示されるように、その表面上に一定間隔で
干渉させたレーザ光１３を照射して、部分的に無秩序化
層１２を形成するものである。
うに、屈折率の異なる超格子半導体層１１と無秩序化層
１２とが周期的に、かつ交互に配置されて構成されてお
り、その製造方法はｎ − Ｉ ｎ２層１の表面にＩ
ｎ Ｇ ａ Ａ ｓ Ｐ層とＩｎＰ層を結晶成長により
交互に積層して超格子半導体層１１を形成したのち、Ａ
ｐｐｌ， Ｐｈｙｓ，Ｌｅｔｔ． 、 ４ ９ （ ２
１） 、 ２４，ＮＯＶ．１９８６，ＰＰ１４４７
−１４４９に示されるように、その表面上に一定間隔で
干渉させたレーザ光１３を照射して、部分的に無秩序化
層１２を形成するものである。
したがって、この発明の回折格子の製造方法は、従来の
ようにホＩ・レジストのパターニング、パターニングし
たホトレジストをマスクとしてのＩｎＰ層のエツチング
およびエツチングにより周期的な凹凸構造が形成された
ＩｎＰ層上への結晶成長等が不要になり、これらの工程
に付随するサイドエツチングや，メル）・バック等の問
題点を解消することができる。
ようにホＩ・レジストのパターニング、パターニングし
たホトレジストをマスクとしてのＩｎＰ層のエツチング
およびエツチングにより周期的な凹凸構造が形成された
ＩｎＰ層上への結晶成長等が不要になり、これらの工程
に付随するサイドエツチングや，メル）・バック等の問
題点を解消することができる。
また、超格子半導体層１１の部分と無秩序化層１２の部
分とが、はぼレーザの干渉パターン通りに再現性よく形
成されるため、屈折率の周期構造がコントラスト 率の高い回折格子を得ることができる。
分とが、はぼレーザの干渉パターン通りに再現性よく形
成されるため、屈折率の周期構造がコントラスト 率の高い回折格子を得ることができる。
なお、上記実施例では干渉させたレーザ光１３を単に超
格子半導体層１１に照射して超格子構造を無秩序化させ
た場合について説明したが、無秩序化を行うために人ｐ
ｐ１． Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 、 ４９ （２１）
、 ２４． Ｎｏｖ、１９８６． ｐｐｉ４４７−１
．４４９に記載されているように、あらかじめ超格子半
導体層１１の表面にＳｉ層を形成しておいて無秩序化を
促進させてもよい。
格子半導体層１１に照射して超格子構造を無秩序化させ
た場合について説明したが、無秩序化を行うために人ｐ
ｐ１． Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 、 ４９ （２１）
、 ２４． Ｎｏｖ、１９８６． ｐｐｉ４４７−１
．４４９に記載されているように、あらかじめ超格子半
導体層１１の表面にＳｉ層を形成しておいて無秩序化を
促進させてもよい。
また、上記実施例では干渉させたレーザ光を照射して無
秩序化する場合を示したが、Ｓｉなどのイオンビームを
周期的に照射することによって無秩序化を行ってもよい
。
秩序化する場合を示したが、Ｓｉなどのイオンビームを
周期的に照射することによって無秩序化を行ってもよい
。
また、この発明は、Ｉ ｎＰ、Ｉ ｎＧａＡｓＰ系にの
み限定されろものではな（、Ｉ ｎＧａＡｓ。
み限定されろものではな（、Ｉ ｎＧａＡｓ。
ＩｎＡｓ、ＧａＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＡＪ２ＡＳ系等そ
の他の材料に適用することも可能である。
の他の材料に適用することも可能である。
この発明は以上説明したとおり、超格子半導体層と、こ
の超格子半導体層と屈折率の異なる半導体層とを周期的
に、かつ交互に配列したので、超格子半導体層と無秩序
化層とから均一で回折効率の高い回折格子が得られろう
え、その製造も容易であろという効果がある。
の超格子半導体層と屈折率の異なる半導体層とを周期的
に、かつ交互に配列したので、超格子半導体層と無秩序
化層とから均一で回折効率の高い回折格子が得られろう
え、その製造も容易であろという効果がある。
第１図はこの発明の回折格子の一実施例を示す図、第２
図は、第１図に示した回折格子の製造方法の一実施例を
説明するための図、第３図は従来の回折格子を示す図、
第４図は従来の回折格子の製造方法を説明ずろための図
である、。 図において、１ばｎ −１ｎ Ｐ層、１１ ＋、を超格
子半導体層、１２は無秩序化層、１３ばレーザ光である
。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 第２図 １３ルーザ光 第３図 第４図
図は、第１図に示した回折格子の製造方法の一実施例を
説明するための図、第３図は従来の回折格子を示す図、
第４図は従来の回折格子の製造方法を説明ずろための図
である、。 図において、１ばｎ −１ｎ Ｐ層、１１ ＋、を超格
子半導体層、１２は無秩序化層、１３ばレーザ光である
。 なお、各図中の同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人 大 岩 増 雄 （外２名）第１図 第２図 １３ルーザ光 第３図 第４図
Claims (4)
- （１）超格子半導体層と、この超格子半導体層と屈折率
の異なる半導体層とを周期的に、かつ交互に配列したこ
とを特徴とする回折格子。 - （２）超格子半導体層と屈折率の異なる半導体層が、前
記超格子半導体層を無秩序化した無秩序化層であること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の回折格子
。 - （３）無秩序化層は、レーザ光の照射によって形成され
たものであることを特徴とする特許請求の範囲第（２）
項記載の回折格子。 - （４）無秩序化層は、イオンビームの照射によって形成
されたものであることを特徴とする特許請求の範囲第（
２）項記載の回折格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5913387A JPS63223602A (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 回折格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5913387A JPS63223602A (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 回折格子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63223602A true JPS63223602A (ja) | 1988-09-19 |
Family
ID=13104511
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5913387A Pending JPS63223602A (ja) | 1987-03-12 | 1987-03-12 | 回折格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63223602A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230106742A (ko) * | 2017-01-27 | 2023-07-13 | 매직 립, 인코포레이티드 | 상이하게 배향된 나노빔들을 갖는 메타표면들에 의해형성된 회절 격자 |
-
1987
- 1987-03-12 JP JP5913387A patent/JPS63223602A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230106742A (ko) * | 2017-01-27 | 2023-07-13 | 매직 립, 인코포레이티드 | 상이하게 배향된 나노빔들을 갖는 메타표면들에 의해형성된 회절 격자 |
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