JP2002158398A - 分布帰還型レーザおよびその製造方法 - Google Patents
分布帰還型レーザおよびその製造方法Info
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- H01S5/22—Structure or shape of the semiconductor body to guide the optical wave ; Confining structures perpendicular to the optical axis, e.g. index or gain guiding, stripe geometry, broad area lasers, gain tailoring, transverse or lateral reflectors, special cladding structures, MQW barrier reflection layers having a ridge or stripe structure
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光出力をより大きくし、また波長も安定させ
ることのできる分布帰還型レーザとその製造方法を提案
する。 【解決手段】 主表面に突出したリッジ導波路構造を有
する半導体基体を備え、リッジ導波路構造は所定幅をも
って半導体基体に一端面から他端面に向かって延びてお
り、このリッジ導波路構造内に限定して回析格子層を形
成する。このリッジ導波路構造はエッチングにより形成
され、回析格子層はＳｉＯ２膜とレジスト膜をマスクに
してリッジ導波路構造とほぼ同じ幅またはそれより狭い
幅をもって形成される。λ／４波長シフト回析格子、チ
ャープド回析格子を組み込むことができる。
ることのできる分布帰還型レーザとその製造方法を提案
する。 【解決手段】 主表面に突出したリッジ導波路構造を有
する半導体基体を備え、リッジ導波路構造は所定幅をも
って半導体基体に一端面から他端面に向かって延びてお
り、このリッジ導波路構造内に限定して回析格子層を形
成する。このリッジ導波路構造はエッチングにより形成
され、回析格子層はＳｉＯ２膜とレジスト膜をマスクに
してリッジ導波路構造とほぼ同じ幅またはそれより狭い
幅をもって形成される。λ／４波長シフト回析格子、チ
ャープド回析格子を組み込むことができる。
Description
【０００１】
【発明の利用分野】この発明は、半導体レーザ、特に半
導体基体の主表面に所定幅のリッジ導波路構造を有する
分布帰還型半導体レーザとその製造方法に関するもので
ある。
導体基体の主表面に所定幅のリッジ導波路構造を有する
分布帰還型半導体レーザとその製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】半導体基体の主表面にリッジ導波路構造
を有する分布帰還型半導体レーザは、例えば１９９８年
のアイ・イー・イー・イー、ホトニクス、テクノロジ、
レター（IEEE Photonics technology letters）の第１
０巻、第１２号の第１６８８から１６９０頁に紹介され
ている。
を有する分布帰還型半導体レーザは、例えば１９９８年
のアイ・イー・イー・イー、ホトニクス、テクノロジ、
レター（IEEE Photonics technology letters）の第１
０巻、第１２号の第１６８８から１６９０頁に紹介され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の半導体レーザ
は、発生した光をリッジ導波路の内部に集中させること
ができ、光通信などでの利用が期待されているが、回析
格子がリッジ導波路構造の内部だけでなく、その外部に
も形成されている。このため、発生する光と回析格子と
の結合定数κを大きくすることが困難で光出力を充分に
大きくできず、またこの結合定数と波長の制御性が悪
く、光出力の波長のばらつきも生じやすい。
は、発生した光をリッジ導波路の内部に集中させること
ができ、光通信などでの利用が期待されているが、回析
格子がリッジ導波路構造の内部だけでなく、その外部に
も形成されている。このため、発生する光と回析格子と
の結合定数κを大きくすることが困難で光出力を充分に
大きくできず、またこの結合定数と波長の制御性が悪
く、光出力の波長のばらつきも生じやすい。
【０００４】この発明はかかる課題を解決し、光出力を
より大きくでき、また波長も安定させることのできる改
善された分布帰還型半導体レーザを提案するものであ
る。
より大きくでき、また波長も安定させることのできる改
善された分布帰還型半導体レーザを提案するものであ
る。
【０００５】またこの発明は、光出力をより大きくで
き、また波長も安定させることのできる改善された分布
帰還型レーザの製造方法を提案するものである。
き、また波長も安定させることのできる改善された分布
帰還型レーザの製造方法を提案するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明による分布帰還
型レーザは、主表面に突出したリッジ導波路構造を有す
る半導体基体を備え、前記半導体基体は光を発生する複
数の半導体層と、この発生した光に共振する回析格子層
を有し、前記リッジ導波路構造は前記半導体基体の相対
向する一端面から他端面に向かって所定幅を持って延長
されており、前記回析格子層が前記所定幅のリッジ導波
路構造の内部に限定して形成されていることを特徴とす
る。
型レーザは、主表面に突出したリッジ導波路構造を有す
る半導体基体を備え、前記半導体基体は光を発生する複
数の半導体層と、この発生した光に共振する回析格子層
を有し、前記リッジ導波路構造は前記半導体基体の相対
向する一端面から他端面に向かって所定幅を持って延長
されており、前記回析格子層が前記所定幅のリッジ導波
路構造の内部に限定して形成されていることを特徴とす
る。
【０００７】またこの発明による分布帰還型レーザは、
前記回析格子層が、前記半導体基体の一端面から他端面
に向かって並べられた複数の格子片を有し、この各格子
片が前記リッジ導波路構造の所定幅と実質的に同じ幅を
持って、前記リッジ導波路構造の内部に形成されてい
る。
前記回析格子層が、前記半導体基体の一端面から他端面
に向かって並べられた複数の格子片を有し、この各格子
片が前記リッジ導波路構造の所定幅と実質的に同じ幅を
持って、前記リッジ導波路構造の内部に形成されてい
る。
【０００８】またこの発明による分布帰還型レーザは、
前記回析格子層が、前記半導体基体の一端面から他端面
に向かって並べられた複数の格子片を有し、この各格子
片が前記リッジ導波路構造の所定幅よりも小さい幅を持
って、前記リッジ導波路構造の内部に形成されている。
前記回析格子層が、前記半導体基体の一端面から他端面
に向かって並べられた複数の格子片を有し、この各格子
片が前記リッジ導波路構造の所定幅よりも小さい幅を持
って、前記リッジ導波路構造の内部に形成されている。
【０００９】またこの発明による分布帰還型レーザは、
前記回析格子層が、前記半導体基体の一端面から他端面
に向かって等ピッチで配置された複数の格子片を有す
る。
前記回析格子層が、前記半導体基体の一端面から他端面
に向かって等ピッチで配置された複数の格子片を有す
る。
【００１０】またこの発明による分布帰還型レーザは、
前記回析格子層が、前記半導体基体の一端面と他端面の
ほぼ中間に共振波長の１／４シフト部分を持って形成さ
れている。
前記回析格子層が、前記半導体基体の一端面と他端面の
ほぼ中間に共振波長の１／４シフト部分を持って形成さ
れている。
【００１１】またこの発明による分布帰還型レーザは、
前記回析格子層が、前記半導体基体の一端面から他端面
に向かって順次幅の変化する複数の格子片を持ったチャ
ープト回析格子として構成されている。
前記回析格子層が、前記半導体基体の一端面から他端面
に向かって順次幅の変化する複数の格子片を持ったチャ
ープト回析格子として構成されている。
【００１２】またこの発明による分布帰還型レーザの製
造方法は、半導体基板上に光を発生するための複数の半
導体層を形成する第１工程、及び所定幅内に複数の格子
片を並べた回析格子層を前記複数の半導体層の上に形成
する第２工程を含み、その後で前記複数の格子片を内部
に限定して残すリッジ導波路構造をエッチングにて形成
することを特徴とする。
造方法は、半導体基板上に光を発生するための複数の半
導体層を形成する第１工程、及び所定幅内に複数の格子
片を並べた回析格子層を前記複数の半導体層の上に形成
する第２工程を含み、その後で前記複数の格子片を内部
に限定して残すリッジ導波路構造をエッチングにて形成
することを特徴とする。
【００１３】またこの発明による分布帰還型レーザの製
造方法は、前記第２工程において、前記回析格子層が、
前記所定幅よりも大きな幅を持った複数の膜片を有する
ＳｉＯ２膜と、このＳｉＯ２膜を覆い前記各膜片を前記
所定幅のスリットで開口するレジスト膜とをマスクにし
て形成される。
造方法は、前記第２工程において、前記回析格子層が、
前記所定幅よりも大きな幅を持った複数の膜片を有する
ＳｉＯ２膜と、このＳｉＯ２膜を覆い前記各膜片を前記
所定幅のスリットで開口するレジスト膜とをマスクにし
て形成される。
【００１４】さらにこの発明による分布帰還型レーザの
製造方法は、前記リッジ導波路構造を形成するエッチン
グにおいて、前記回析格子層が、それを覆う半導体層に
対するエッチングストッパとして用いられる。
製造方法は、前記リッジ導波路構造を形成するエッチン
グにおいて、前記回析格子層が、それを覆う半導体層に
対するエッチングストッパとして用いられる。
【００１５】
【実施の形態】実施の形態１．図１、図２はこの発明に
よる分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レーザの実施の形態１
を示す。図１は実施の形態１を一部切り取って示す斜視
図であり、図２はその断面図である。
よる分布帰還型（ＤＦＢ）半導体レーザの実施の形態１
を示す。図１は実施の形態１を一部切り取って示す斜視
図であり、図２はその断面図である。
【００１６】実施の形態１の分布帰還型半導体レーザ
は、半導体基体１０を中心として構成されており、光出
力軸（光軸）１１に沿って光を発射する。半導体基板１
０は上主面１０ａ、下主面１０ｂ、及び対向する端面１
０ｃ、１０ｄを有し、光軸１１は端面１０ｃ、１０ｄに
垂直であり、光軸１１は端面１０ｃ、１０ｄの対向方向
の半導体基体１０の中央部にある。
は、半導体基体１０を中心として構成されており、光出
力軸（光軸）１１に沿って光を発射する。半導体基板１
０は上主面１０ａ、下主面１０ｂ、及び対向する端面１
０ｃ、１０ｄを有し、光軸１１は端面１０ｃ、１０ｄに
垂直であり、光軸１１は端面１０ｃ、１０ｄの対向方向
の半導体基体１０の中央部にある。
【００１７】半導体基体１０の上主面１０ａの中央に
は、所定幅Ｄを有するリッジ導波路構造（リッジ構造）
１２が端面１０ｃから端面１０ｄに向かって光軸１１と
平行に延びており、その両側にはそれぞれ溝１３を隔て
て側壁１４が形成されている。溝１３および側壁１４も
光軸１１と平行に延びている。
は、所定幅Ｄを有するリッジ導波路構造（リッジ構造）
１２が端面１０ｃから端面１０ｄに向かって光軸１１と
平行に延びており、その両側にはそれぞれ溝１３を隔て
て側壁１４が形成されている。溝１３および側壁１４も
光軸１１と平行に延びている。
【００１８】図１では、説明のために、半導体基体１０
の上主面１０ａの手前右半分が切り欠いて示されてお
り、この切り欠き部分は符号１５で示される。この切り
欠き部分１５には、リッジ構造１２の破断面１２ａ、お
よび一方の側壁１４の破断面１４ａが現れている。破断
面１２ａは、光軸１１と平行で、リッジ構造１２の中心
を破断した面であり、破断面１４ａは、光軸１１に直交
し、側壁１４を分断するような破断面である。図２は、
光軸１１と直交する平面における断面である。
の上主面１０ａの手前右半分が切り欠いて示されてお
り、この切り欠き部分は符号１５で示される。この切り
欠き部分１５には、リッジ構造１２の破断面１２ａ、お
よび一方の側壁１４の破断面１４ａが現れている。破断
面１２ａは、光軸１１と平行で、リッジ構造１２の中心
を破断した面であり、破断面１４ａは、光軸１１に直交
し、側壁１４を分断するような破断面である。図２は、
光軸１１と直交する平面における断面である。
【００１９】半導体基体１０は、出発材料であるＮ型の
ＩｎＰ基板２１、その上に形成されたＮ型のＩｎＰクラ
ッド層２２（厚さ１μｍ、キャリア濃度Ｎ＝１×１８ｃ
ｍ−３）、その上に形成された複合発光層２３を有し、
これらの層２２、２３は半導体基板２１の全面上に形成
されている。複合発光層２３は５つの層を含み、これは
下から、Ｎ型のＡｌＩｎＡｓクラッド層２４（厚さ０．
１μｍ、キャリア濃度Ｎ＝１×１８ｃｍ−３）、Ｎ型の
ＡｌＧａＩｎＡｓ光閉じ込め層２５（厚さ０．１μｍ、
キャリア濃度Ｎ＝１×１８ｃｍ−３）、ＡｌＧａＩｎＰ
量子井戸層２６、Ｐ型のＡｌＧａＩｎＡｓ光閉じ込め層
２７（厚さ０．１μｍ、キャリア濃度Ｐ＝１×１８ｃｍ
−３）、およびＰ型のＡｌＩｎＡｓクラッド層２８（厚
さ０．１μｍ、キャリア濃度Ｐ＝１×１８ｃｍ−３）で
ある。
ＩｎＰ基板２１、その上に形成されたＮ型のＩｎＰクラ
ッド層２２（厚さ１μｍ、キャリア濃度Ｎ＝１×１８ｃ
ｍ−３）、その上に形成された複合発光層２３を有し、
これらの層２２、２３は半導体基板２１の全面上に形成
されている。複合発光層２３は５つの層を含み、これは
下から、Ｎ型のＡｌＩｎＡｓクラッド層２４（厚さ０．
１μｍ、キャリア濃度Ｎ＝１×１８ｃｍ−３）、Ｎ型の
ＡｌＧａＩｎＡｓ光閉じ込め層２５（厚さ０．１μｍ、
キャリア濃度Ｎ＝１×１８ｃｍ−３）、ＡｌＧａＩｎＰ
量子井戸層２６、Ｐ型のＡｌＧａＩｎＡｓ光閉じ込め層
２７（厚さ０．１μｍ、キャリア濃度Ｐ＝１×１８ｃｍ
−３）、およびＰ型のＡｌＩｎＡｓクラッド層２８（厚
さ０．１μｍ、キャリア濃度Ｐ＝１×１８ｃｍ−３）で
ある。
【００２０】複合発光層２３の上には、リッジ構造１２
及びその両側の側壁１４が形成されている。これらのリ
ッジ構造１２、側壁１４は、ともに４つの層を含んでお
り、リッジ構造１２と側壁１４におけるこれらの４つの
層はそれぞれが同レベルの層をなすように形成されてい
る。
及びその両側の側壁１４が形成されている。これらのリ
ッジ構造１２、側壁１４は、ともに４つの層を含んでお
り、リッジ構造１２と側壁１４におけるこれらの４つの
層はそれぞれが同レベルの層をなすように形成されてい
る。
【００２１】リッジ構造１２の４つの層は、下から、Ｐ
型のＩｎＰ層２９（厚さ０．１μｍ、キャリア濃度Ｐ＝
１×１８ｃｍ−３）、Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ回析格子層
３０（厚さ０．０６μｍ、キャリア濃度Ｐ＝１×１８ｃ
ｍ−３）、Ｐ型のＩｎＰ層３２（厚さ１．５μｍ、キャ
リア濃度Ｐ＝１×１８ｃｍ−３）、およびＰ型のＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層３３（厚さ０．１μｍ、キャリア濃
度Ｐ＝１×１９ｃｍ−３）である。側壁１４の４つの層
は、下から、Ｐ型のＩｎＰ層２９、Ｐ型のＩｎＧａＡｓ
Ｐ層３０Ａ（厚さ０．０６μｍ、キャリア濃度Ｐ＝１×
１８ｃｍ−３）、Ｐ型のＩｎＰ層３２、およびＰ型のＩ
ｎＧａＡｓコンタクト層３３である。
型のＩｎＰ層２９（厚さ０．１μｍ、キャリア濃度Ｐ＝
１×１８ｃｍ−３）、Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ回析格子層
３０（厚さ０．０６μｍ、キャリア濃度Ｐ＝１×１８ｃ
ｍ−３）、Ｐ型のＩｎＰ層３２（厚さ１．５μｍ、キャ
リア濃度Ｐ＝１×１８ｃｍ−３）、およびＰ型のＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層３３（厚さ０．１μｍ、キャリア濃
度Ｐ＝１×１９ｃｍ−３）である。側壁１４の４つの層
は、下から、Ｐ型のＩｎＰ層２９、Ｐ型のＩｎＧａＡｓ
Ｐ層３０Ａ（厚さ０．０６μｍ、キャリア濃度Ｐ＝１×
１８ｃｍ−３）、Ｐ型のＩｎＰ層３２、およびＰ型のＩ
ｎＧａＡｓコンタクト層３３である。
【００２２】回析格子層３０は、リッジ構造１２の幅Ｄ
の中のみに限定して形成され、リッジ構造１２の外部に
は形成されていない。リッジ構造１２の外部では、回析
格子層３０は溝１３によって分断されており、溝１３の
外側の側壁１４では、回析格子層３０と同レベルの層
は、Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０Ａとなっているが、こ
の層３０Ａには複数の格子片３０ａは形成されておら
ず、この層３０Ａは回析格子層としては機能しない。
の中のみに限定して形成され、リッジ構造１２の外部に
は形成されていない。リッジ構造１２の外部では、回析
格子層３０は溝１３によって分断されており、溝１３の
外側の側壁１４では、回析格子層３０と同レベルの層
は、Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０Ａとなっているが、こ
の層３０Ａには複数の格子片３０ａは形成されておら
ず、この層３０Ａは回析格子層としては機能しない。
【００２３】リッジ構造１２の内部における回析格子層
３０の幅Ｄはリッジ構造１２の幅と同じく１．８μｍで
ある。この回析格子層３０は、光軸１１の方向、すなわ
ちリッジ構造１２の延長方向に、一定のピッチｄを置き
ながら、間欠的な複数の格子状となっており、分布帰還
型の回析格子を形成している。言い換えれば、光軸１１
の方向において、回析格子層３０は光軸１１の方向に一
定のピッチｄで並んだ多数の格子片３０ａを有し、この
各格子片３０ａの間にはその下層のＰ型のＩｎＰ層２９
が突出している。回析格子層３０はその格子状構造に基
づき、複合層２３で発生する光と共振し、共振した光出
力をリッジ構造１２の延長方向へ導く。なお、格子片３
０ａのピッチｄは例えば２０００Åとされる。
３０の幅Ｄはリッジ構造１２の幅と同じく１．８μｍで
ある。この回析格子層３０は、光軸１１の方向、すなわ
ちリッジ構造１２の延長方向に、一定のピッチｄを置き
ながら、間欠的な複数の格子状となっており、分布帰還
型の回析格子を形成している。言い換えれば、光軸１１
の方向において、回析格子層３０は光軸１１の方向に一
定のピッチｄで並んだ多数の格子片３０ａを有し、この
各格子片３０ａの間にはその下層のＰ型のＩｎＰ層２９
が突出している。回析格子層３０はその格子状構造に基
づき、複合層２３で発生する光と共振し、共振した光出
力をリッジ構造１２の延長方向へ導く。なお、格子片３
０ａのピッチｄは例えば２０００Åとされる。
【００２４】半導体基体１０に上主面１０ａは、ＳｉＯ
２絶縁膜３５によって覆われている。具体的にはこのＳ
ｉＯ２絶縁膜３５はリッジ構造１１の上面、側面を覆
い、側壁１４の側面を覆い、溝１３では複合層２３の上
面を覆っている。リッジ構造１２の上面において、Ｓｉ
Ｏ２絶縁膜３５には選択的に孔が形成され、この孔を介
してレーザのＰ型電極層３６（Ｔｉ／Ａｕ層）がコンタ
クト層３２にコンタクトしている。このＰ型電極層３６
はコンタクト層３２とのコンタクト部分を除く他の部分
ではＳｉＯ２絶縁膜３５を覆うように形成されている。
半導体基体１０の下主面１０ｂにはレーザのＮ型電極層
３７（Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕ層）が形成されている。
２絶縁膜３５によって覆われている。具体的にはこのＳ
ｉＯ２絶縁膜３５はリッジ構造１１の上面、側面を覆
い、側壁１４の側面を覆い、溝１３では複合層２３の上
面を覆っている。リッジ構造１２の上面において、Ｓｉ
Ｏ２絶縁膜３５には選択的に孔が形成され、この孔を介
してレーザのＰ型電極層３６（Ｔｉ／Ａｕ層）がコンタ
クト層３２にコンタクトしている。このＰ型電極層３６
はコンタクト層３２とのコンタクト部分を除く他の部分
ではＳｉＯ２絶縁膜３５を覆うように形成されている。
半導体基体１０の下主面１０ｂにはレーザのＮ型電極層
３７（Ａｕ／Ｇｅ／Ｎｉ／Ａｕ層）が形成されている。
【００２５】回析格子層３０がリッジ構造１２の中のみ
に限定して形成されているので、複合層２３で発生した
光はリッジ構造１２の中においてのみ回析格子層３０と
結合し、その結合定数κは充分大きくなり、光出力をよ
り大きくできる。また、リッジ構造１２の外側に回析格
子層３０が延びておれば、共振する光の波長にばらつき
が生じやすいが、リッジ構造１２の中だけに回析格子層
３０が形成されているため、波長の安定化も図られる。
に限定して形成されているので、複合層２３で発生した
光はリッジ構造１２の中においてのみ回析格子層３０と
結合し、その結合定数κは充分大きくなり、光出力をよ
り大きくできる。また、リッジ構造１２の外側に回析格
子層３０が延びておれば、共振する光の波長にばらつき
が生じやすいが、リッジ構造１２の中だけに回析格子層
３０が形成されているため、波長の安定化も図られる。
【００２６】もし回析格子層３０がリッジ構造１２の外
部の溝１３にまで延びているとすると、回析格子を左右
する屈折率差が、リッジ構造１２の内部では回析格子層
３０のＩｎＧａＡｓＰ層とその上のＩｎＰ層３１との屈
折率差となるのに対し、その外部の溝１３の部分では、
回析格子層３０のＩｎＧａＡｓＰ層とその上のＳｉＯ２
絶縁膜３５との屈折率差となる。一方光は複合層２３で
作られ、リッジ構造１２とその外部にも分布するので、
光が感じる屈折率差はリッジ構造１２の内部と外部で異
なったものとなり、その波長にばらつきが生じやすい。
また光の強度分布がばらつくと、トータルの光が感じる
屈折率差は非常にばらつき易くなる。
部の溝１３にまで延びているとすると、回析格子を左右
する屈折率差が、リッジ構造１２の内部では回析格子層
３０のＩｎＧａＡｓＰ層とその上のＩｎＰ層３１との屈
折率差となるのに対し、その外部の溝１３の部分では、
回析格子層３０のＩｎＧａＡｓＰ層とその上のＳｉＯ２
絶縁膜３５との屈折率差となる。一方光は複合層２３で
作られ、リッジ構造１２とその外部にも分布するので、
光が感じる屈折率差はリッジ構造１２の内部と外部で異
なったものとなり、その波長にばらつきが生じやすい。
また光の強度分布がばらつくと、トータルの光が感じる
屈折率差は非常にばらつき易くなる。
【００２７】分布帰還（ＤＦＢ）型レーザの発振波長λ
０は次式で与えられる。 λ０＝２Ｎｅｆｆ×ｄ なお、ｄは回析格子層３０の格子片のピッチである。分
布帰還（ＤＦＢ）の結合定数κは、近似的に次式で与え
られる。 κ＝π×（Ｎｅｆｆ１−Ｎｅｆｆ２）／２λ０ なお、Ｎｅｆｆはレーザの実効屈折率、Ｎｅｆｆ１はＩ
ｎＧａＡｓＰ層が存在している場合の実効屈折率、Ｎｅ
ｆｆ２はそれが存在しない場合の実効屈折率である。し
たがって、回析格子層３０をリッジ構造１２の内部と外
部に形成した場合、またはその外部のみに形成した場合
には、光の強度にばらつきが生じると、発振波長λ０や
結合定数κにばらつきが生じ易く、制御性が悪いが、こ
の発明では回析格子層３０をリッジ構造１２の内部にの
み形成しているので、かかるばらつきが生じ難く、波長
が安定し、制御性も改善できる。
０は次式で与えられる。 λ０＝２Ｎｅｆｆ×ｄ なお、ｄは回析格子層３０の格子片のピッチである。分
布帰還（ＤＦＢ）の結合定数κは、近似的に次式で与え
られる。 κ＝π×（Ｎｅｆｆ１−Ｎｅｆｆ２）／２λ０ なお、Ｎｅｆｆはレーザの実効屈折率、Ｎｅｆｆ１はＩ
ｎＧａＡｓＰ層が存在している場合の実効屈折率、Ｎｅ
ｆｆ２はそれが存在しない場合の実効屈折率である。し
たがって、回析格子層３０をリッジ構造１２の内部と外
部に形成した場合、またはその外部のみに形成した場合
には、光の強度にばらつきが生じると、発振波長λ０や
結合定数κにばらつきが生じ易く、制御性が悪いが、こ
の発明では回析格子層３０をリッジ構造１２の内部にの
み形成しているので、かかるばらつきが生じ難く、波長
が安定し、制御性も改善できる。
【００２８】実施の形態２．図３から図１８は実施の形
態２を示す。この実施の形態２はこの発明による分布帰
還型半導体レーザの製造方法の具体例であり、図３から
図１８は、図１、２に示した実施の形態１のレーザの製
造方法を工程順に示す。
態２を示す。この実施の形態２はこの発明による分布帰
還型半導体レーザの製造方法の具体例であり、図３から
図１８は、図１、２に示した実施の形態１のレーザの製
造方法を工程順に示す。
【００２９】先ず図３の工程では、半導体基体１０は、
出発材料である半導体基板２１の上全面に、例えばＭＯ
ＣＶＤ法により、Ｎ型のＩｎＰクラッド層２２、複合層
２３、Ｐ型のＩｎＰ層２９、Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ層３
０、およびＰ型のＩｎＰ層３１が順次形成されたもので
ある。複合層２３は５つの層２４から２８を含んでい
る。この状態のウエハに、写真製版の位置合わせ用のマ
ーカをエッチングにより形成して置く。
出発材料である半導体基板２１の上全面に、例えばＭＯ
ＣＶＤ法により、Ｎ型のＩｎＰクラッド層２２、複合層
２３、Ｐ型のＩｎＰ層２９、Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ層３
０、およびＰ型のＩｎＰ層３１が順次形成されたもので
ある。複合層２３は５つの層２４から２８を含んでい
る。この状態のウエハに、写真製版の位置合わせ用のマ
ーカをエッチングにより形成して置く。
【００３０】次の図４の工程では、Ｐ型のＩｎＰ層３１
の上にＳｉＯ２膜４０を形成し、その上にレジスト膜４
１を形成する。
の上にＳｉＯ２膜４０を形成し、その上にレジスト膜４
１を形成する。
【００３１】次の図５の工程は右側の図（ａ）と左側の
図（ｂ）で示される。図（ａ）は半導体基体１０の中央
部の光軸１１に沿った断面であり、図（ｂ）は上面図で
ある。この図５の工程では、レジスト膜４１がＥＢ露光
後に現像され、パターニングされる。このレジスト４１
膜は、幅Ｄ１（１０μｍ）、ピッチｄ（２０００Å）の
多数のレジスト片４１ａを持つようにパターニングされ
る。これは回析格子層３０を形成するためのパターンで
あり、光軸１１に沿ってレジスト片４１ａと、レジスト
の取り去られた部分４１ｂとが並んでいる。ここで幅Ｄ
１を１０μｍとしたのは、これ以下ではパターンむらが
発生して、正確なパターニングができないからである。
図（ｂ）で示される。図（ａ）は半導体基体１０の中央
部の光軸１１に沿った断面であり、図（ｂ）は上面図で
ある。この図５の工程では、レジスト膜４１がＥＢ露光
後に現像され、パターニングされる。このレジスト４１
膜は、幅Ｄ１（１０μｍ）、ピッチｄ（２０００Å）の
多数のレジスト片４１ａを持つようにパターニングされ
る。これは回析格子層３０を形成するためのパターンで
あり、光軸１１に沿ってレジスト片４１ａと、レジスト
の取り去られた部分４１ｂとが並んでいる。ここで幅Ｄ
１を１０μｍとしたのは、これ以下ではパターンむらが
発生して、正確なパターニングができないからである。
【００３２】次の図６も半導体基体１０の中央部の光軸
１１に沿った断面図であるが、この工程ではパターニン
グされたレジスト膜４１をマスクにして、ＳｉＯ２膜４
０をドライエッチングし、ＳｉＯ２膜４０をパターニン
グする。この結果、ＳｉＯ２膜４０にもレジスト膜４１
と同じに、ＳｉＯ２膜の片４０ａとＳｉＯ２膜が除去さ
れた部分４０ｂとが交互に存在することになる。次の図
７の工程では、レジスト膜４１が除去される。
１１に沿った断面図であるが、この工程ではパターニン
グされたレジスト膜４１をマスクにして、ＳｉＯ２膜４
０をドライエッチングし、ＳｉＯ２膜４０をパターニン
グする。この結果、ＳｉＯ２膜４０にもレジスト膜４１
と同じに、ＳｉＯ２膜の片４０ａとＳｉＯ２膜が除去さ
れた部分４０ｂとが交互に存在することになる。次の図
７の工程では、レジスト膜４１が除去される。
【００３３】次の図８の右側図（ａ）は光軸１１に直交
する平面による断面を示し、その左側図（ｂ）は上面図
である。この図８の工程では、ＳｉＯ２膜４０の上に改
めてレジスト膜４２を形成し、これを図３の段階で形成
して置いたマーカを基準にして、ステッパによる写真製
版を行い、レジスト膜４２にスリット４２ａを形成す
る。このスリット４２ａは回析格子層３０を形成するた
めの開口であり、幅Ｄ（１．８μｍ）を持って、ウエハ
上面中央に形成され、ＳｉＯ２膜の片４０ａが点在する
部分の上に重なっている。
する平面による断面を示し、その左側図（ｂ）は上面図
である。この図８の工程では、ＳｉＯ２膜４０の上に改
めてレジスト膜４２を形成し、これを図３の段階で形成
して置いたマーカを基準にして、ステッパによる写真製
版を行い、レジスト膜４２にスリット４２ａを形成す
る。このスリット４２ａは回析格子層３０を形成するた
めの開口であり、幅Ｄ（１．８μｍ）を持って、ウエハ
上面中央に形成され、ＳｉＯ２膜の片４０ａが点在する
部分の上に重なっている。
【００３４】次の図９の右側図（ａ）は半導体基体１０
の中央部の光軸１１に沿った断面図であり、左側図
（ｂ）は上面図である。この図９の工程では、レジスト
膜４２とＳｉＯ２膜４０をマスクにしてＰ型のＩｎＰ層
３１とＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０がドライエッチング
され、レジスト膜４２とＳｉＯ２膜４０の両者が存在し
ない部分の層３１、３０が除去される。結果として、Ｐ
型のＩｎＰ層３１とＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０には、
光軸１１に沿ってピッチｄで複数の格子片３１ａ、３０
ａが形成される。この各格子片３１ａ、３０ａの幅はＤ
となる。なお、図９では、ドライエッチングの後、レジ
スト膜４２、ＳｉＯ２膜４０を除去した状態が示されて
いる。
の中央部の光軸１１に沿った断面図であり、左側図
（ｂ）は上面図である。この図９の工程では、レジスト
膜４２とＳｉＯ２膜４０をマスクにしてＰ型のＩｎＰ層
３１とＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０がドライエッチング
され、レジスト膜４２とＳｉＯ２膜４０の両者が存在し
ない部分の層３１、３０が除去される。結果として、Ｐ
型のＩｎＰ層３１とＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０には、
光軸１１に沿ってピッチｄで複数の格子片３１ａ、３０
ａが形成される。この各格子片３１ａ、３０ａの幅はＤ
となる。なお、図９では、ドライエッチングの後、レジ
スト膜４２、ＳｉＯ２膜４０を除去した状態が示されて
いる。
【００３５】図１０は図９に示す半導体基体１０の光軸
１１に直交する平面における断面図である。この図１０
において、格子片３１ａ、３０ａの部分がハッチングを
付して強調して示されている。この部分の幅はＤであ
る。
１１に直交する平面における断面図である。この図１０
において、格子片３１ａ、３０ａの部分がハッチングを
付して強調して示されている。この部分の幅はＤであ
る。
【００３６】次の図１１は図１０と同じく半導体基体１
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の図１１の工程では、図１０の層３１、３０を覆うよう
にその上全面にＰ型のＩｎＰ層３２が形成され、さらに
その上にＰ型のＩｎＧａＡｓコンタクト層３３が埋め込
み成長されている。この工程で層３２、３３を形成する
前に、図３の工程で形成したマーカをＳｉＯ２膜でカバ
ーしておく。このカバーにより、同一のマーカを最後の
工程まで用いることができ、すべての写真製版工程での
マスクのずれを小さくできる。
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の図１１の工程では、図１０の層３１、３０を覆うよう
にその上全面にＰ型のＩｎＰ層３２が形成され、さらに
その上にＰ型のＩｎＧａＡｓコンタクト層３３が埋め込
み成長されている。この工程で層３２、３３を形成する
前に、図３の工程で形成したマーカをＳｉＯ２膜でカバ
ーしておく。このカバーにより、同一のマーカを最後の
工程まで用いることができ、すべての写真製版工程での
マスクのずれを小さくできる。
【００３７】次の図１２は図１１と同じく半導体基体１
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の工程では、コンタクト層３３の上にＳｉＯ２膜４３が
形成され、このＳｉＯ２膜４３が中央部片４３ａと側辺
部片４３ｂを持つようにパターニングされている。中央
部片４３ａはリッジ構造１２を形成するためのものであ
り、リッジ構造１２に合わせて、半導体基体１０の中央
部に形成され、その幅はＤとされる。側辺部片４３ｂは
側壁部１４を形成するためのものであり、中央部片４３
ａと側辺部片４３ｂとの間隔は溝１３に対応する。
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の工程では、コンタクト層３３の上にＳｉＯ２膜４３が
形成され、このＳｉＯ２膜４３が中央部片４３ａと側辺
部片４３ｂを持つようにパターニングされている。中央
部片４３ａはリッジ構造１２を形成するためのものであ
り、リッジ構造１２に合わせて、半導体基体１０の中央
部に形成され、その幅はＤとされる。側辺部片４３ｂは
側壁部１４を形成するためのものであり、中央部片４３
ａと側辺部片４３ｂとの間隔は溝１３に対応する。
【００３８】次の図１３は図１２と同じく半導体基体１
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の工程では、ＳｉＯ２膜４３をマスクにしてドライエッ
チングが行われる。このドライエッチングではＰ型のＩ
ｎＰ層３２の厚さの途中までエッチングが行われ、Ｐ型
のＩｎＧａＡｓコンタクト層３３が分断される。
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の工程では、ＳｉＯ２膜４３をマスクにしてドライエッ
チングが行われる。このドライエッチングではＰ型のＩ
ｎＰ層３２の厚さの途中までエッチングが行われ、Ｐ型
のＩｎＧａＡｓコンタクト層３３が分断される。
【００３９】次の図１４も図１３と同じく半導体基体１
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の工程では、図１３のドライエッチングに続きＳｉＯ２
膜４３をマスクにしてウエットエッチングが行われ、Ｐ
型のＩｎＰ層３２が完全にエッチングされて分離され、
このウエットエッチングはＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０
が露出したところでストップされる。この結果、ウエッ
トエッチング液として、例えば塩酸と燐酸との混合液
（混合比１：２）を用いれば、ＩｎＰ層３２とＩｎＧａ
ＡｓＰ層３０とのエッチングの選択比が大きく、すなわ
ちＩｎＰ層３２に対するエッチングレートは大きいのに
比べ、ＩｎＧａＡｓＰ層３０に対するエッチングレート
は小さいので、エッチングをＩｎＧａＡｓＰ層３０が露
出したところでストップできる。また、塩酸と燐酸との
混合液は、下方向にのみエッチングが進み、横方向には
殆どエッチングされないので、垂直な側面を持ったリッ
ジ構造１２が形成できる。
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の工程では、図１３のドライエッチングに続きＳｉＯ２
膜４３をマスクにしてウエットエッチングが行われ、Ｐ
型のＩｎＰ層３２が完全にエッチングされて分離され、
このウエットエッチングはＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０
が露出したところでストップされる。この結果、ウエッ
トエッチング液として、例えば塩酸と燐酸との混合液
（混合比１：２）を用いれば、ＩｎＰ層３２とＩｎＧａ
ＡｓＰ層３０とのエッチングの選択比が大きく、すなわ
ちＩｎＰ層３２に対するエッチングレートは大きいのに
比べ、ＩｎＧａＡｓＰ層３０に対するエッチングレート
は小さいので、エッチングをＩｎＧａＡｓＰ層３０が露
出したところでストップできる。また、塩酸と燐酸との
混合液は、下方向にのみエッチングが進み、横方向には
殆どエッチングされないので、垂直な側面を持ったリッ
ジ構造１２が形成できる。
【００４０】次の図１５も半導体基体１０の光軸１１に
直交する平面における断面図である。この工程では、ド
ライエッチングにより、ＳｉＯ２膜４３をマスクにして
さらにエッチングが行われ、Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ層３
０をその厚さに亘ってエッチングして、Ｐ型のＩｎＰ層
２９の厚さの途中までエッチングされる。層３０は、リ
ッジ構造１２内の回析格子層３０と、側壁１４内の層３
０Ａに分断される。なお、格子片３０ａ上の格子片３１
ａおよび層３０Ａ上の層３１は、その上のＰ型のＩｎＰ
層３２と同じ組成の層であり、層３２に含めて表示す
る。
直交する平面における断面図である。この工程では、ド
ライエッチングにより、ＳｉＯ２膜４３をマスクにして
さらにエッチングが行われ、Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ層３
０をその厚さに亘ってエッチングして、Ｐ型のＩｎＰ層
２９の厚さの途中までエッチングされる。層３０は、リ
ッジ構造１２内の回析格子層３０と、側壁１４内の層３
０Ａに分断される。なお、格子片３０ａ上の格子片３１
ａおよび層３０Ａ上の層３１は、その上のＰ型のＩｎＰ
層３２と同じ組成の層であり、層３２に含めて表示す
る。
【００４１】次の図１６も半導体基体１０に光軸１１に
直交する平面における断面図である。この工程では、図
１５のドライエッチングに続き、ウエットエッチングが
行われ、Ｐ型のＩｎＰ層２９をその厚さに亘ってエッチ
ングし、このエッチングはＰ型のＡｌＩｎＡｓ層２８が
露出したところでストップされる。この結果、半導体基
体１０の中央にはリッジ構造１２が、またその両側には
溝１３を隔てて側壁部１４が形成される。層２９、３
０、３１、３２、３３は溝１３によって分断され、特に
層３０はリッジ構造１２内の層として、またそれから分
断された層３０Ａは側壁１４内の層として区別される。
ウエットエッチング液として、例えば塩酸と燐酸の混合
液（混合比１：２）を用いる。このエッチング液に対す
るＡｌＩｎＡｓ層２８のエッチングレートは、ＩｎＰ層
２９に比べて小さいが、ＡｌＩｎＡｓ層２８も若干エッ
チングされる。したがって、エッチング時間はこのエッ
チングレートを見込んで設定される。
直交する平面における断面図である。この工程では、図
１５のドライエッチングに続き、ウエットエッチングが
行われ、Ｐ型のＩｎＰ層２９をその厚さに亘ってエッチ
ングし、このエッチングはＰ型のＡｌＩｎＡｓ層２８が
露出したところでストップされる。この結果、半導体基
体１０の中央にはリッジ構造１２が、またその両側には
溝１３を隔てて側壁部１４が形成される。層２９、３
０、３１、３２、３３は溝１３によって分断され、特に
層３０はリッジ構造１２内の層として、またそれから分
断された層３０Ａは側壁１４内の層として区別される。
ウエットエッチング液として、例えば塩酸と燐酸の混合
液（混合比１：２）を用いる。このエッチング液に対す
るＡｌＩｎＡｓ層２８のエッチングレートは、ＩｎＰ層
２９に比べて小さいが、ＡｌＩｎＡｓ層２８も若干エッ
チングされる。したがって、エッチング時間はこのエッ
チングレートを見込んで設定される。
【００４２】リッジ構造１２の幅は、ＳｉＯ２膜４３の
中央部片４３ａの幅Ｄに依存し、これは回析格子層３０
の幅Ｄと同じに設定される。したがって中央部片４３ａ
の中心線を格子層３０の中心線に合わせ、回析格子層３
０の幅Ｄの上を丁度中央部片４３ａでカバーするように
すれば、リッジ構造１２の幅Ｄの中に、回析格子層３０
の各格子片３０ａを納めることができ、言い換えれば回
析格子３０をリッジ構造１２の幅Ｄの中に限定して、そ
れと同じ幅Ｄで形成できる。
中央部片４３ａの幅Ｄに依存し、これは回析格子層３０
の幅Ｄと同じに設定される。したがって中央部片４３ａ
の中心線を格子層３０の中心線に合わせ、回析格子層３
０の幅Ｄの上を丁度中央部片４３ａでカバーするように
すれば、リッジ構造１２の幅Ｄの中に、回析格子層３０
の各格子片３０ａを納めることができ、言い換えれば回
析格子３０をリッジ構造１２の幅Ｄの中に限定して、そ
れと同じ幅Ｄで形成できる。
【００４３】次の図１７、１８、１９も半導体基体１０
の光軸１１と直交する平面における断面図である。図１
７の工程ではＳｉＯ２膜４３が除去され、次の図１８の
工程では、改めてＳｉＯ２膜３５が全面に形成された
後、リッジ構造１２の上面で選択的に開口されている。
次の図１９の工程では、このＳｉＯ２膜３５上にＰ型電
極３６が形成され、上記開口を介してリッジ構造１２の
コンタクト層３３に接合される。併せて半導体基体１０
の下主面１０ｂのＮ型電極３７が形成される。
の光軸１１と直交する平面における断面図である。図１
７の工程ではＳｉＯ２膜４３が除去され、次の図１８の
工程では、改めてＳｉＯ２膜３５が全面に形成された
後、リッジ構造１２の上面で選択的に開口されている。
次の図１９の工程では、このＳｉＯ２膜３５上にＰ型電
極３６が形成され、上記開口を介してリッジ構造１２の
コンタクト層３３に接合される。併せて半導体基体１０
の下主面１０ｂのＮ型電極３７が形成される。
【００４４】上記図８、９の工程において、幅Ｄよりも
大きな幅Ｄ１の複数のＳｉＯ２膜４０の膜片４０ａと、
幅Ｄ１の中心を幅Ｄのスリット４２ａで開口するレジス
ト４２をエッチングマスクとして用いることは重要であ
る。これに基づき、格子片３０ａの幅Ｄ、ピッチｄを正
確に制御性良く作成でき、回析格子層３０をリッジ構造
１２内に限定して形成することができる。また回析格子
層３０を形成するのに使われるレジスト４２と、リッジ
構造１２を形成するのに使用されるＳｉＯ２膜片４３ａ
とをパターンニングする際の位置合わせマーカは、図３
の工程で形成した同じマーカを使うので、それらの位置
合わせ精度も向上し、回析格子層３０を精度よくリッジ
構造１２内に限定できる。
大きな幅Ｄ１の複数のＳｉＯ２膜４０の膜片４０ａと、
幅Ｄ１の中心を幅Ｄのスリット４２ａで開口するレジス
ト４２をエッチングマスクとして用いることは重要であ
る。これに基づき、格子片３０ａの幅Ｄ、ピッチｄを正
確に制御性良く作成でき、回析格子層３０をリッジ構造
１２内に限定して形成することができる。また回析格子
層３０を形成するのに使われるレジスト４２と、リッジ
構造１２を形成するのに使用されるＳｉＯ２膜片４３ａ
とをパターンニングする際の位置合わせマーカは、図３
の工程で形成した同じマーカを使うので、それらの位置
合わせ精度も向上し、回析格子層３０を精度よくリッジ
構造１２内に限定できる。
【００４５】また上記図１１の工程において、層３０が
エッチングストッパとして働くことも重要である。図１
４に示すように、ウエットエッチングによりＰ型のＩｎ
Ｐ層３３を完全にエッチングし、このエッチングを層３
０で止めることができる。ウエットエッチング液とし
て、塩酸と燐酸の混合液（混合比１：２）を用いると、
ＩｎＰ層３３に対するエッチングレートを高く、ＩｎＧ
ａＡｓＰ層３０に対するエッチングレートを低くでき、
ウエットエッチングを層３０で止めることができる。そ
れにより、それに続く後工程で、層３０、２９をエッチ
ングして層２８でそのエッチングを止める制御の制御性
を向上できる。
エッチングストッパとして働くことも重要である。図１
４に示すように、ウエットエッチングによりＰ型のＩｎ
Ｐ層３３を完全にエッチングし、このエッチングを層３
０で止めることができる。ウエットエッチング液とし
て、塩酸と燐酸の混合液（混合比１：２）を用いると、
ＩｎＰ層３３に対するエッチングレートを高く、ＩｎＧ
ａＡｓＰ層３０に対するエッチングレートを低くでき、
ウエットエッチングを層３０で止めることができる。そ
れにより、それに続く後工程で、層３０、２９をエッチ
ングして層２８でそのエッチングを止める制御の制御性
を向上できる。
【００４６】実施の形態３．図２０はこの発明による分
布帰還型レーザの実施の形態３を示す断面図である。こ
の実施の形態３は図１と同様の半導体基体１０を主体に
構成され、図２０は図１９と同じく光軸１１に直交する
平面における半導体基体１０の断面図である。この実施
の形態３では、リッジ構造１２の幅Ｄに比べて、幅の狭
い回析格子層３０１が形成されている。この層３０１の
幅ＤａはＤａ＜Ｄであり、回析格子層３０１とリッジ構
造１２の側面との間に、距離Ｄｂが存在している。この
距離Ｄｂの領域には、格子片３０ａが形成されていない
Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０が存在している。その他の
構成は実施の形態１と同じである。
布帰還型レーザの実施の形態３を示す断面図である。こ
の実施の形態３は図１と同様の半導体基体１０を主体に
構成され、図２０は図１９と同じく光軸１１に直交する
平面における半導体基体１０の断面図である。この実施
の形態３では、リッジ構造１２の幅Ｄに比べて、幅の狭
い回析格子層３０１が形成されている。この層３０１の
幅ＤａはＤａ＜Ｄであり、回析格子層３０１とリッジ構
造１２の側面との間に、距離Ｄｂが存在している。この
距離Ｄｂの領域には、格子片３０ａが形成されていない
Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０が存在している。その他の
構成は実施の形態１と同じである。
【００４７】実施の形態４．図２１から図３６は実施の
形態４を示す。この実施の形態４はこの発明による分布
帰還型半導体レーザの製造方法の具体例であり、図２０
に示した実施の形態３のレーザの製造方法を工程順に示
す。
形態４を示す。この実施の形態４はこの発明による分布
帰還型半導体レーザの製造方法の具体例であり、図２０
に示した実施の形態３のレーザの製造方法を工程順に示
す。
【００４８】図２１から図２５の工程は、図３から図７
の工程と同じである。
の工程と同じである。
【００４９】次の図２６の右側図（ａ）は光軸１１に直
交する平面による断面を示し、その左側図（ｂ）は上面
図である。この図２６の工程では、ＳｉＯ２膜４０の上
に改めてレジスト膜４２を形成し、これを図２１の段階
で形成して置いたマーカを基準にして、ステッパによる
写真製版を行い、レジスト膜４２にスリット４２ｂを形
成する。このスリット４２ｂは回析格子層３０１を形成
するための開口であり、幅Ｄ（１．８μｍ）よりも狭い
幅Ｄａ（１．６μｍ）を持って、ウエハ上面中央に形成
され、ＳｉＯ２膜の片４０ａが点在する部分の上に重な
っている。
交する平面による断面を示し、その左側図（ｂ）は上面
図である。この図２６の工程では、ＳｉＯ２膜４０の上
に改めてレジスト膜４２を形成し、これを図２１の段階
で形成して置いたマーカを基準にして、ステッパによる
写真製版を行い、レジスト膜４２にスリット４２ｂを形
成する。このスリット４２ｂは回析格子層３０１を形成
するための開口であり、幅Ｄ（１．８μｍ）よりも狭い
幅Ｄａ（１．６μｍ）を持って、ウエハ上面中央に形成
され、ＳｉＯ２膜の片４０ａが点在する部分の上に重な
っている。
【００５０】次の図２７の右側図（ａ）は半導体基体１
０の中央部の光軸１１に沿った断面図であり、左側図
（ｂ）は上面図である。この図２７の工程では、レジス
ト膜４２とＳｉＯ２膜４０をマスクにしてＰ型のＩｎＰ
層３１とＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０がドライエッチン
グされ、レジスト膜４２とＳｉＯ２膜４０の両者が存在
しない部分の層３１、３０が除去される。結果として、
Ｐ型のＩｎＰ層３１とＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０に
は、光軸１１に沿ってピッチｄで複数の格子片３１ａ、
３０ａが形成される。この各格子片３１ａ、３０ａの幅
はＤａとなる。なお、図２７では、ドライエッチングの
後、レジスト膜４２、ＳｉＯ２膜４０を除去した状態が
示されている。
０の中央部の光軸１１に沿った断面図であり、左側図
（ｂ）は上面図である。この図２７の工程では、レジス
ト膜４２とＳｉＯ２膜４０をマスクにしてＰ型のＩｎＰ
層３１とＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０がドライエッチン
グされ、レジスト膜４２とＳｉＯ２膜４０の両者が存在
しない部分の層３１、３０が除去される。結果として、
Ｐ型のＩｎＰ層３１とＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０に
は、光軸１１に沿ってピッチｄで複数の格子片３１ａ、
３０ａが形成される。この各格子片３１ａ、３０ａの幅
はＤａとなる。なお、図２７では、ドライエッチングの
後、レジスト膜４２、ＳｉＯ２膜４０を除去した状態が
示されている。
【００５１】図２８は半導体基体１０の光軸１１に直交
する平面における断面図である。この図２８において、
格子片３１ａ、３０ａの部分がハッチングを付して強調
して示されている。この部分の幅はＤａである。
する平面における断面図である。この図２８において、
格子片３１ａ、３０ａの部分がハッチングを付して強調
して示されている。この部分の幅はＤａである。
【００５２】次の図２９は図２８と同じく半導体基体１
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の図２９の工程では、図２８の層３１、３０を覆うよう
にその上全面にＰ型のＩｎＰ層３２が形成され、さらに
その上にＰ型のＩｎＧａＡｓコンタクト層３３が埋め込
み成長されている。この工程で層３２、３３を形成する
前に、図２１の工程で形成したマーカをＳｉＯ２膜でカ
バーしておく。このカバーにより、同一のマーカを最後
の工程まで用いることができ、すべての写真製版工程で
のマスクのずれを小さくできる。
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の図２９の工程では、図２８の層３１、３０を覆うよう
にその上全面にＰ型のＩｎＰ層３２が形成され、さらに
その上にＰ型のＩｎＧａＡｓコンタクト層３３が埋め込
み成長されている。この工程で層３２、３３を形成する
前に、図２１の工程で形成したマーカをＳｉＯ２膜でカ
バーしておく。このカバーにより、同一のマーカを最後
の工程まで用いることができ、すべての写真製版工程で
のマスクのずれを小さくできる。
【００５３】次の図３０は図２９と同じく半導体基体１
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の工程では、コンタクト層３３の上にＳｉＯ２膜４３が
形成され、このＳｉＯ２膜４３が中央部片４３ａと側辺
部片４３ｂを持つようにパターニングされている。中央
部片４３ａはリッジ構造１２を形成するためのものであ
り、リッジ構造１２に合わせて、半導体基体１０の中央
部に形成され、その幅はＤとされる。側辺部片４３ｂは
側壁部１４を形成するためのものであり、中央部片４３
ａと側辺部片４３ｂとの間隔は溝１３に対応する。
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の工程では、コンタクト層３３の上にＳｉＯ２膜４３が
形成され、このＳｉＯ２膜４３が中央部片４３ａと側辺
部片４３ｂを持つようにパターニングされている。中央
部片４３ａはリッジ構造１２を形成するためのものであ
り、リッジ構造１２に合わせて、半導体基体１０の中央
部に形成され、その幅はＤとされる。側辺部片４３ｂは
側壁部１４を形成するためのものであり、中央部片４３
ａと側辺部片４３ｂとの間隔は溝１３に対応する。
【００５４】次の図３１は図３０と同じく半導体基体１
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の工程では、ＳｉＯ２膜４３をマスクにしてドライエッ
チングが行われる。このドライエッチングではＰ型のＩ
ｎＰ層３２の厚さの途中までエッチングが行われ、Ｐ型
のＩｎＧａＡｓコンタクト層３３が分断される。
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の工程では、ＳｉＯ２膜４３をマスクにしてドライエッ
チングが行われる。このドライエッチングではＰ型のＩ
ｎＰ層３２の厚さの途中までエッチングが行われ、Ｐ型
のＩｎＧａＡｓコンタクト層３３が分断される。
【００５５】次の図３２も図３１と同じく半導体基体１
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の工程では、図３１のドライエッチングに続きＳｉＯ２
膜４３をマスクにしてウエットエッチングが行われ、Ｐ
型のＩｎＰ層３２が完全にエッチングされて分離され、
このウエットエッチングはＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０
が露出したところでストップされる。この結果、ウエッ
トエッチング液として、例えば塩酸と燐酸との混合液
（混合比１：２）を用いれば、ＩｎＰ層３２とＩｎＧａ
ＡｓＰ層３０とのエッチングの選択比が大きく、すなわ
ちＩｎＰ層３２に対するエッチングレートは大きいのに
比べ、ＩｎＧａＡｓＰ層３０に対するエッチングレート
は小さいので、エッチングをＩｎＧａＡｓＰ層３０が露
出したところでストップできる。また、塩酸と燐酸との
混合液は、下方向にのみエッチングが進み、横方向には
殆どエッチングされないので、垂直な側面を持ったリッ
ジ構造１２が形成できる。
０の光軸１１に直交する平面における断面図である。こ
の工程では、図３１のドライエッチングに続きＳｉＯ２
膜４３をマスクにしてウエットエッチングが行われ、Ｐ
型のＩｎＰ層３２が完全にエッチングされて分離され、
このウエットエッチングはＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０
が露出したところでストップされる。この結果、ウエッ
トエッチング液として、例えば塩酸と燐酸との混合液
（混合比１：２）を用いれば、ＩｎＰ層３２とＩｎＧａ
ＡｓＰ層３０とのエッチングの選択比が大きく、すなわ
ちＩｎＰ層３２に対するエッチングレートは大きいのに
比べ、ＩｎＧａＡｓＰ層３０に対するエッチングレート
は小さいので、エッチングをＩｎＧａＡｓＰ層３０が露
出したところでストップできる。また、塩酸と燐酸との
混合液は、下方向にのみエッチングが進み、横方向には
殆どエッチングされないので、垂直な側面を持ったリッ
ジ構造１２が形成できる。
【００５６】次の図３３も半導体基体１０の光軸１１に
直交する平面における断面図である。この工程では、ド
ライエッチングにより、ＳｉＯ２膜４３をマスクにして
さらにエッチングが行われ、Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ層３
０をその厚さに亘ってエッチングして、Ｐ型のＩｎＰ層
２９の厚さの途中までエッチングされる。
直交する平面における断面図である。この工程では、ド
ライエッチングにより、ＳｉＯ２膜４３をマスクにして
さらにエッチングが行われ、Ｐ型のＩｎＧａＡｓＰ層３
０をその厚さに亘ってエッチングして、Ｐ型のＩｎＰ層
２９の厚さの途中までエッチングされる。
【００５７】次の図３４も半導体基体１０に光軸１１に
直交する平面における断面図である。ここ工程では、図
３３のドライエッチングに続き、ウエットエッチングが
行われ、Ｐ型のＩｎＰ層２９をその厚さに亘ってエッチ
ングし、このエッチングはＰ型のＡｌＩｎＡｓ層２８が
露出したところでストップされる。この結果、半導体基
体１０の中央にはリッジ構造１２が、またその両側には
溝１３を隔てて側壁部１４が形成される。層２９、３
０、３１、３２、３３は溝１３によって分断され、特に
層３０はリッジ構造１２内の層として、またそれから分
断された層３０Ａは側壁１４内の層として区別される。
ウエットエッチング液として、例えば塩酸と燐酸の混合
液（混合比１：２）を用いる。このエッチング液に対す
るＡｌＩｎＡｓ層２８のエッチングレートは、ＩｎＰ層
２９に比べて小さいが、ＡｌＩｎＡｓ層２８も若干エッ
チングされる。したがって、エッチング時間はこのエッ
チングレートを見込んで設定される。
直交する平面における断面図である。ここ工程では、図
３３のドライエッチングに続き、ウエットエッチングが
行われ、Ｐ型のＩｎＰ層２９をその厚さに亘ってエッチ
ングし、このエッチングはＰ型のＡｌＩｎＡｓ層２８が
露出したところでストップされる。この結果、半導体基
体１０の中央にはリッジ構造１２が、またその両側には
溝１３を隔てて側壁部１４が形成される。層２９、３
０、３１、３２、３３は溝１３によって分断され、特に
層３０はリッジ構造１２内の層として、またそれから分
断された層３０Ａは側壁１４内の層として区別される。
ウエットエッチング液として、例えば塩酸と燐酸の混合
液（混合比１：２）を用いる。このエッチング液に対す
るＡｌＩｎＡｓ層２８のエッチングレートは、ＩｎＰ層
２９に比べて小さいが、ＡｌＩｎＡｓ層２８も若干エッ
チングされる。したがって、エッチング時間はこのエッ
チングレートを見込んで設定される。
【００５８】リッジ構造１２の幅は、ＳｉＯ２膜４３の
中央部片４３ａの幅Ｄに依存し、これは回析格子層３０
１の幅Ｄａ少し大きく設定される。したがって中央部片
４３ａの中心線を格子層３０１の中心線に合わせ、回析
格子層３０１の幅Ｄａの上を中央部片４３ａでカバーす
るようにすれば、リッジ構造１２の幅Ｄの中に、回析格
子層３０１の各格子片３０ａを納めることができ、言い
換えれば回析格子３０１をリッジ構造１２の幅Ｄの中に
限定して、それよりも狭い幅Ｄａで形成できる。
中央部片４３ａの幅Ｄに依存し、これは回析格子層３０
１の幅Ｄａ少し大きく設定される。したがって中央部片
４３ａの中心線を格子層３０１の中心線に合わせ、回析
格子層３０１の幅Ｄａの上を中央部片４３ａでカバーす
るようにすれば、リッジ構造１２の幅Ｄの中に、回析格
子層３０１の各格子片３０ａを納めることができ、言い
換えれば回析格子３０１をリッジ構造１２の幅Ｄの中に
限定して、それよりも狭い幅Ｄａで形成できる。
【００５９】次の図３５、３６も半導体基体１０の光軸
１１と直交する平面における断面図である。図３５の工
程ではＳｉＯ２膜４３が除去され、次の図３６の工程で
は、改めてＳｉＯ２膜３５が全面に形成された後、リッ
ジ構造１２の上面で選択的に開口されている。完成した
分布帰還型レーザは、図２０に示される。この完成状態
では、このＳｉＯ２膜３５上にＰ型電極３６が形成さ
れ、上記開口を介してリッジ構造１２のコンタクト層３
３に接合される。併せて半導体基体１０の下主面１０ｂ
のＮ型電極３７が形成される。
１１と直交する平面における断面図である。図３５の工
程ではＳｉＯ２膜４３が除去され、次の図３６の工程で
は、改めてＳｉＯ２膜３５が全面に形成された後、リッ
ジ構造１２の上面で選択的に開口されている。完成した
分布帰還型レーザは、図２０に示される。この完成状態
では、このＳｉＯ２膜３５上にＰ型電極３６が形成さ
れ、上記開口を介してリッジ構造１２のコンタクト層３
３に接合される。併せて半導体基体１０の下主面１０ｂ
のＮ型電極３７が形成される。
【００６０】実施の形態３、実施の形態４において、回
析格子層３０１の幅Ｄａはリッジ構造１２の幅１２より
も小さく、回析格子層３０１はリッジ構造１２内に形成
される。実施の形態１、２のように、これらの幅が互い
に等しくＤである場合、もしマスクの位置ずれにより、
格子層３０の何れか一方の端がリッジ構造からはみだす
と、リッジ構造１２の外部のはみだした格子層３０の部
分で光軸１１の方向に格子片３０ａがある部分とそれが
ない部分が交互に存在することになる。この場合、図３
２に示すウエットエッチング工程で、エッチングは格子
片３０ａのある部分ではストップし、それのない部分で
はエッチングがストップしない。
析格子層３０１の幅Ｄａはリッジ構造１２の幅１２より
も小さく、回析格子層３０１はリッジ構造１２内に形成
される。実施の形態１、２のように、これらの幅が互い
に等しくＤである場合、もしマスクの位置ずれにより、
格子層３０の何れか一方の端がリッジ構造からはみだす
と、リッジ構造１２の外部のはみだした格子層３０の部
分で光軸１１の方向に格子片３０ａがある部分とそれが
ない部分が交互に存在することになる。この場合、図３
２に示すウエットエッチング工程で、エッチングは格子
片３０ａのある部分ではストップし、それのない部分で
はエッチングがストップしない。
【００６１】続いてＰ型のＩｎＧａＡｓＰ層３０をドラ
イエッチングし、またＰ型のＩｎＰ層２９をウエットウ
ッチングして、このウエットエッチングを層２８で止め
るが、上記格子片３０ａのない部分では、層２８のエッ
チング時間が長くなり、層２８が少しエッチングされて
しまう。これはレーザダイオード特性のばらつきを生じ
やすくする。実施の形態３、４では、格子層３０１の幅
Ｄａをリッジ構造１２の幅Ｄより０．２μｍ小さくして
いるので、写真製版の位置合わせ精度である±０．１μ
ｍ位置ずれが生じても、回析格子層３０１をリッジ構造
１２の幅内に制御性よく形成できる。したがって、層３
０、２９のエッチングと層２８でのエッチングストップ
の制御性がよくなり、レーザダイオード特性のばらつき
が生じにくい。
イエッチングし、またＰ型のＩｎＰ層２９をウエットウ
ッチングして、このウエットエッチングを層２８で止め
るが、上記格子片３０ａのない部分では、層２８のエッ
チング時間が長くなり、層２８が少しエッチングされて
しまう。これはレーザダイオード特性のばらつきを生じ
やすくする。実施の形態３、４では、格子層３０１の幅
Ｄａをリッジ構造１２の幅Ｄより０．２μｍ小さくして
いるので、写真製版の位置合わせ精度である±０．１μ
ｍ位置ずれが生じても、回析格子層３０１をリッジ構造
１２の幅内に制御性よく形成できる。したがって、層３
０、２９のエッチングと層２８でのエッチングストップ
の制御性がよくなり、レーザダイオード特性のばらつき
が生じにくい。
【００６２】実施の形態５．図３７はこの発明による分
布帰還型（ＤＦＢ）レーザの実施の形態５を示す図であ
り、これはその回析格子層３０２の上面図である。実施
の形態１、３に比べ、格子片３０ａの配列が異なり、各
格子片３０ａがリッジ構造１２内に限定して構成される
点などその他の構成は実施の形態１，３と同じである。
回析格子層３０２は、発振光の波長λに対して、λ／４
シフト回析格子として構成される。これは多数の格子片
３０ａを一定のピッチｄで並べ、その光軸１１の中央で
回析格子の位相をλ／４シフトしたもので、具体的には
光軸１１方向の中央に格子片間隔の大きなλ／４シフト
部３０ｓを有する。回析格子層３０２の格子片３０ａの
幅は、図１、２、３の実施の形態１、２と同様にリッジ
構造１２の幅Ｄとほぼ等しくするか、または図４、５の
実施の形態３、４と同様、リッジ構造１２の幅Ｄより狭
い幅Ｄａとされる。なお、図３７において、複数の矩形
部分は格子片３０ａの存在しない部分であり、複数の格
子片３０ａはこれらの矩形部分の相互間に形成されてい
る。
布帰還型（ＤＦＢ）レーザの実施の形態５を示す図であ
り、これはその回析格子層３０２の上面図である。実施
の形態１、３に比べ、格子片３０ａの配列が異なり、各
格子片３０ａがリッジ構造１２内に限定して構成される
点などその他の構成は実施の形態１，３と同じである。
回析格子層３０２は、発振光の波長λに対して、λ／４
シフト回析格子として構成される。これは多数の格子片
３０ａを一定のピッチｄで並べ、その光軸１１の中央で
回析格子の位相をλ／４シフトしたもので、具体的には
光軸１１方向の中央に格子片間隔の大きなλ／４シフト
部３０ｓを有する。回析格子層３０２の格子片３０ａの
幅は、図１、２、３の実施の形態１、２と同様にリッジ
構造１２の幅Ｄとほぼ等しくするか、または図４、５の
実施の形態３、４と同様、リッジ構造１２の幅Ｄより狭
い幅Ｄａとされる。なお、図３７において、複数の矩形
部分は格子片３０ａの存在しない部分であり、複数の格
子片３０ａはこれらの矩形部分の相互間に形成されてい
る。
【００６３】このλ／４シフト回析格子層３０２を用い
れば、通常の均一な回析格子に比べ、回析格子の端面の
位相にかかわらず、分布帰還型（ＤＦＢ）レーザの単一
モード発振の歩留まりがよくなり、光出力を改善でき
る。
れば、通常の均一な回析格子に比べ、回析格子の端面の
位相にかかわらず、分布帰還型（ＤＦＢ）レーザの単一
モード発振の歩留まりがよくなり、光出力を改善でき
る。
【００６４】実施の形態６．図３８はこの発明による実
施の形態６を示し、図３７に示す分布帰還型レーザの製
造方法を示す。これは、図５、図２３に対応する工程を
示す。右側の図（ａ）は光軸１１に沿った断面図、左の
図（ｂ）はその上面図である。ＳｉＯ２膜４０上のレジ
スト膜４１がパターニングされた状態であるが、格子層
３０２の格子片３０ａに対応して、レジスト膜４１の多
数の膜片４１ａの中央に、λ／４シフト部分４１ｓがＥ
Ｂ露光で形成されている。これを用いて、回析格子層３
０２が図３から図１９、または図２１から図３４と同様
な工程で形成される。
施の形態６を示し、図３７に示す分布帰還型レーザの製
造方法を示す。これは、図５、図２３に対応する工程を
示す。右側の図（ａ）は光軸１１に沿った断面図、左の
図（ｂ）はその上面図である。ＳｉＯ２膜４０上のレジ
スト膜４１がパターニングされた状態であるが、格子層
３０２の格子片３０ａに対応して、レジスト膜４１の多
数の膜片４１ａの中央に、λ／４シフト部分４１ｓがＥ
Ｂ露光で形成されている。これを用いて、回析格子層３
０２が図３から図１９、または図２１から図３４と同様
な工程で形成される。
【００６５】実施の形態７．図３９はこの発明による分
布帰還型レーザの実施の形態７を示す。具体的には図３
９は実施の形態７のチャープド回析格子層３０３の上面
図である。このチャープド回析格子層３０３の複数の格
子片３０ａの幅は光軸１１の方向に変化しており、具体
的にはその中央部での幅Ｄｍａｘが最も大きく、両端に
近付くにつれて減少し、両端の格子片の幅Ｄｍｉｎが最
も小さくされている。併せて中央部には実施の形態５、
６と同様のλ／４シフト部３０ｓが付加されている。幅
Ｄｍａｘはリッジ構造１２の幅Ｄとほぼ同じにされてい
る。他の構成は実施の形態１、２と同じである。なお、
図３９において、複数の矩形部分は格子片３０ａの存在
しない部分であり、複数の格子片３０ａはこれらの矩形
部分の相互間に形成されている。
布帰還型レーザの実施の形態７を示す。具体的には図３
９は実施の形態７のチャープド回析格子層３０３の上面
図である。このチャープド回析格子層３０３の複数の格
子片３０ａの幅は光軸１１の方向に変化しており、具体
的にはその中央部での幅Ｄｍａｘが最も大きく、両端に
近付くにつれて減少し、両端の格子片の幅Ｄｍｉｎが最
も小さくされている。併せて中央部には実施の形態５、
６と同様のλ／４シフト部３０ｓが付加されている。幅
Ｄｍａｘはリッジ構造１２の幅Ｄとほぼ同じにされてい
る。他の構成は実施の形態１、２と同じである。なお、
図３９において、複数の矩形部分は格子片３０ａの存在
しない部分であり、複数の格子片３０ａはこれらの矩形
部分の相互間に形成されている。
【００６６】この実施の形態７によるチャープド回析格
子層３０３を用いると、図４０に示すように通常のλ／
４シフト回析格子３０２と比べて、光の強度分布がより
均一になるように改善できる。この場合、空間的ホール
バーニングが抑制され、光出力と電流特性の線形性がよ
くなり、分布帰還型レーザの低歪化が可能となる。図４
０において、特性５１は実施の形態７による光強度を示
し、特性５２は比較のために通常のλ／４シフト回析格
子による光強度を示す。横軸は光軸１１方向の位置であ
る。矢印Ａはλ／４シフト部３０ｓの位置である。
子層３０３を用いると、図４０に示すように通常のλ／
４シフト回析格子３０２と比べて、光の強度分布がより
均一になるように改善できる。この場合、空間的ホール
バーニングが抑制され、光出力と電流特性の線形性がよ
くなり、分布帰還型レーザの低歪化が可能となる。図４
０において、特性５１は実施の形態７による光強度を示
し、特性５２は比較のために通常のλ／４シフト回析格
子による光強度を示す。横軸は光軸１１方向の位置であ
る。矢印Ａはλ／４シフト部３０ｓの位置である。
【００６７】実施の形態８．このチャープド回析格子層
３０３を有する分布帰還型レーザは、従来の方法では製
作が困難であったが、この発明によりその製作も容易に
なる。図４１は実施の形態７の具体的製造方法を示す。
全体的には、図３から図１９、または図２１から図３６
の製造方法と類似しているので、相違する工程を中心に
説明する。
３０３を有する分布帰還型レーザは、従来の方法では製
作が困難であったが、この発明によりその製作も容易に
なる。図４１は実施の形態７の具体的製造方法を示す。
全体的には、図３から図１９、または図２１から図３６
の製造方法と類似しているので、相違する工程を中心に
説明する。
【００６８】図３、４、図２１，２２の工程は、この製
造方法でも同じである。図４１の工程は、図５、図２３
の工程に対応する工程であり、また図３８に示す工程に
対応する。図４１の右側図（ａ）は光軸１１に沿った断
面、左側図（ｂ）は上面図である。この工程で、レジス
ト膜４１にλ／４シフト部３０ｓに対応するシフト部分
４１ｓが付加されている。このλ／４シフト部分４１ｓ
は、光軸１１方向の中央にあって、レジスト膜４１の膜
片４１ａの光軸１１方向の長さが他の膜片４１ａより大
きな部分である。
造方法でも同じである。図４１の工程は、図５、図２３
の工程に対応する工程であり、また図３８に示す工程に
対応する。図４１の右側図（ａ）は光軸１１に沿った断
面、左側図（ｂ）は上面図である。この工程で、レジス
ト膜４１にλ／４シフト部３０ｓに対応するシフト部分
４１ｓが付加されている。このλ／４シフト部分４１ｓ
は、光軸１１方向の中央にあって、レジスト膜４１の膜
片４１ａの光軸１１方向の長さが他の膜片４１ａより大
きな部分である。
【００６９】図４２の工程は、図６、図２４に対応する
工程である。この工程で、ＳｉＯ２膜４０の多数の膜片
４０ａの中央にも、光軸１１方向の長さの長いシフト部
分４０ｓが形成される。
工程である。この工程で、ＳｉＯ２膜４０の多数の膜片
４０ａの中央にも、光軸１１方向の長さの長いシフト部
分４０ｓが形成される。
【００７０】次の図４３は図７、図２５に対応する工程
であり、レジスト膜４１が除去され、シフト部分４０ｓ
を含む膜片４０ａを有するＳｉＯ２膜４０が残される。
であり、レジスト膜４１が除去され、シフト部分４０ｓ
を含む膜片４０ａを有するＳｉＯ２膜４０が残される。
【００７１】次の図４４は図８、図２６に対応する工程
である。右側図（ａ）は光軸１１に沿った断面図であ
り、左側図（ｂ）は上面図である。この工程でＳｉＯ２
膜４０の上に改めてレジスト膜４２が形成され、その中
央に光軸１１方向に延びるスリット４２ｂが形成される
が、このスリット４２ｂの開口幅は左側図（ｂ）に表れ
ているように、光軸１１方向の中央で最大の間隔Ｄｍａ
ｘを有し、その両端に近付くにつれて間隔が減少し、両
端で最小の間隔Ｄｍｉｎとなっている。このスリット４
２ｂは、ＳｉＯ２膜４０の複数の膜片４０ａの並ぶ中心
線上に、スリット４２ｂの中心線が重なるように、重ね
られている。
である。右側図（ａ）は光軸１１に沿った断面図であ
り、左側図（ｂ）は上面図である。この工程でＳｉＯ２
膜４０の上に改めてレジスト膜４２が形成され、その中
央に光軸１１方向に延びるスリット４２ｂが形成される
が、このスリット４２ｂの開口幅は左側図（ｂ）に表れ
ているように、光軸１１方向の中央で最大の間隔Ｄｍａ
ｘを有し、その両端に近付くにつれて間隔が減少し、両
端で最小の間隔Ｄｍｉｎとなっている。このスリット４
２ｂは、ＳｉＯ２膜４０の複数の膜片４０ａの並ぶ中心
線上に、スリット４２ｂの中心線が重なるように、重ね
られている。
【００７２】次の図４５は図９、図２７に対応する工程
であり、右側図（ａ）は光軸１１に沿った断面図、左側
図（ｂ）は上面図である。ＳｉＯ２膜４０とレジスト膜
４２とをマスクにしてエッチングした結果、層３１、３
０がパターニングされ、複数の格子片３１ａ、３０ａが
形成されているが、これらの格子片は光軸方向の中央に
最大幅Ｄｍａｘのλ／４シフト部分３０ｓ、３１ｓを有
し、両端に向かって、幅が減少して、両端で最小幅Ｄｍ
ｉｎとなっている。図４６は、図４５の工程における半
導体基体１０の光軸１１に直交する方向の断面であり、
図１０、図２８に対応する。
であり、右側図（ａ）は光軸１１に沿った断面図、左側
図（ｂ）は上面図である。ＳｉＯ２膜４０とレジスト膜
４２とをマスクにしてエッチングした結果、層３１、３
０がパターニングされ、複数の格子片３１ａ、３０ａが
形成されているが、これらの格子片は光軸方向の中央に
最大幅Ｄｍａｘのλ／４シフト部分３０ｓ、３１ｓを有
し、両端に向かって、幅が減少して、両端で最小幅Ｄｍ
ｉｎとなっている。図４６は、図４５の工程における半
導体基体１０の光軸１１に直交する方向の断面であり、
図１０、図２８に対応する。
【００７３】その後は図１１から図１９、図２９から図
３６と同様にして、リッジ構造１２、側壁１４が形成さ
れるが、リッジ構造１２の幅Ｄは、上記最大幅Ｄｍａｘ
とほぼ等しくされており、この最大幅Ｄｍａｘが丁度リ
ッジ幅Ｄ内に収まるようにリッジ構造１２が形成され、
回析格子層３０３はリッジ構造１２内に限定して形成さ
れる。
３６と同様にして、リッジ構造１２、側壁１４が形成さ
れるが、リッジ構造１２の幅Ｄは、上記最大幅Ｄｍａｘ
とほぼ等しくされており、この最大幅Ｄｍａｘが丁度リ
ッジ幅Ｄ内に収まるようにリッジ構造１２が形成され、
回析格子層３０３はリッジ構造１２内に限定して形成さ
れる。
【００７４】なお、回析格子層３０３の最大幅Ｄｍａｘ
を図２０、図２１から３６の実施の形態と同じく幅Ｄよ
り狭い幅Ｄａとすることも可能である。
を図２０、図２１から３６の実施の形態と同じく幅Ｄよ
り狭い幅Ｄａとすることも可能である。
【００７５】
【発明の効果】以上のようにこの発明は、回析格子層を
リッジ導波路構造の内部に限定して形成したものであ
り、発生した光と回析格子層との結合定数を大きくし
て、光出力を大きくでき、また波長の安定化も図ること
ができる。
リッジ導波路構造の内部に限定して形成したものであ
り、発生した光と回析格子層との結合定数を大きくし
て、光出力を大きくでき、また波長の安定化も図ること
ができる。
【００７６】またこの発明において、回析格子層の幅を
リッジ導波路構造の幅よりも小さい幅とすれば、マスク
ずれによって回析格子層がリッジ導波路構造からはみ出
すことを防止でき、そのはみ出しによる波長のばらつき
をなくすることができる。
リッジ導波路構造の幅よりも小さい幅とすれば、マスク
ずれによって回析格子層がリッジ導波路構造からはみ出
すことを防止でき、そのはみ出しによる波長のばらつき
をなくすることができる。
【００７７】またこの発明において、共振波長の１／４
シフト部分を有する回析格子層を用いれば、単一モード
発振の歩留まりを改善できる。
シフト部分を有する回析格子層を用いれば、単一モード
発振の歩留まりを改善できる。
【００７８】またこの発明によりチャープド回析格子層
を用いれば、光強度分布をより改善することができる。
を用いれば、光強度分布をより改善することができる。
【００７９】またこの発明による製造方法は、所定幅内
に複数の格子片を並べた回析格子層を形成した後で、そ
の回析格子層を内部に残すようにリッジ導波路構造を形
成するものであり、回析格子層をリッジ導波路構造内に
限定して形成できる。
に複数の格子片を並べた回析格子層を形成した後で、そ
の回析格子層を内部に残すようにリッジ導波路構造を形
成するものであり、回析格子層をリッジ導波路構造内に
限定して形成できる。
【００８０】またこの発明による製造方法において、回
析格子層が、所定幅よりも大きな幅を持った複数の膜片
を有するＳｉＯ２膜と、この膜片を所定幅のスリットで
開口するレジストとをマスクにしてエッチングして形成
すれば、必要な幅、ピッチを持った格子片を精度良く形
成できる。
析格子層が、所定幅よりも大きな幅を持った複数の膜片
を有するＳｉＯ２膜と、この膜片を所定幅のスリットで
開口するレジストとをマスクにしてエッチングして形成
すれば、必要な幅、ピッチを持った格子片を精度良く形
成できる。
【００８１】またこの発明により、リッジ導波路構造を
エッチングする工程において、回析格子層がそれを覆う
半導体層に対するエッチングストッパとして用いれば、
エッチングの制御性を改善し、精度良くエッチングを行
うことができる。
エッチングする工程において、回析格子層がそれを覆う
半導体層に対するエッチングストッパとして用いれば、
エッチングの制御性を改善し、精度良くエッチングを行
うことができる。
【図１】 この発明による分布帰還型レーザの実施の形
態１を示す斜視図。
態１を示す斜視図。
【図２】 この発明による分布帰還型レーザの実施の形
態１の断面図。
態１の断面図。
【図３】 この発明による分布帰還型レーザの製造方法
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図４】この発明による分布帰還型レーザの製造方法の
実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図５】この発明による分布帰還型レーザの製造方法の
実施の形態２を工程に沿って示す断面図と上面図。
実施の形態２を工程に沿って示す断面図と上面図。
【図６】この発明による分布帰還型レーザの製造方法の
実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図７】この発明による分布帰還型レーザの製造方法の
実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図８】この発明による分布帰還型レーザの製造方法の
実施の形態２を工程に沿って示す断面図と上面図。
実施の形態２を工程に沿って示す断面図と上面図。
【図９】この発明による分布帰還型レーザの製造方法の
実施の形態２を工程に沿って示す断面図と上面図。
実施の形態２を工程に沿って示す断面図と上面図。
【図１０】この発明による分布帰還型レーザの製造方法
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図１１】この発明による分布帰還型レーザの製造方法
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図１２】この発明による分布帰還型レーザの製造方法
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図１３】この発明による分布帰還型レーザの製造方法
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図１４】この発明による分布帰還型レーザの製造方法
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図１５】この発明による分布帰還型レーザの製造方法
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図１６】この発明による分布帰還型レーザの製造方法
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図１７】この発明による分布帰還型レーザの製造方法
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図１８】この発明による分布帰還型レーザの製造方法
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図１９】この発明による分布帰還型レーザの製造方法
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
の実施の形態２を工程に沿って示す断面図。
【図２０】 この発明による分布帰還型レーザの実施の
形態３を示す断面図。
形態３を示す断面図。
【図２１】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図２２】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図２３】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図と上面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図と上面図。
【図２４】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図２５】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図２６】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図と上面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図と上面図。
【図２７】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図と上面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図と上面図。
【図２８】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図２９】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図３０】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図３１】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図３２】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図３３】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図３４】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図３５】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図３６】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態４を工程に沿って示す断面図。
【図３７】 この発明による分布帰還型レーザの実施の
形態５の要部を示す上面図。
形態５の要部を示す上面図。
【図３８】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態６を示す断面図。
法の実施の形態６を示す断面図。
【図３９】 この発明による分布帰還型レーザの実施の
形態７の要部を示す上面図。
形態７の要部を示す上面図。
【図４０】 この発明による分布帰還型レーザの実施の
形態７の光強度分布特性図。
形態７の光強度分布特性図。
【図４１】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態８を工程に沿って示す断面図と上面図。
法の実施の形態８を工程に沿って示す断面図と上面図。
【図４２】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態８を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態８を工程に沿って示す断面図。
【図４３】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態８を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態８を工程に沿って示す断面図。
【図４４】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態８を工程に沿って示す断面図と上面図。
法の実施の形態８を工程に沿って示す断面図と上面図。
【図４５】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態８を工程に沿って示す断面図と上面図。
法の実施の形態８を工程に沿って示す断面図と上面図。
【図４６】 この発明による分布帰還型レーザの製造方
法の実施の形態８を工程に沿って示す断面図。
法の実施の形態８を工程に沿って示す断面図。
１０ 半導体基体、 １１ 光軸、 １２ リッジ
導波路構造、 ２１半導体基板、 ２３ 複合発光
層、 ３０，３０１，３０２，３０３ 回析格子層、
３０ｓ シフト部分、 ４０ ＳｉＯ２膜、
４２ レジスト膜。
導波路構造、 ２１半導体基板、 ２３ 複合発光
層、 ３０，３０１，３０２，３０３ 回析格子層、
３０ｓ シフト部分、 ４０ ＳｉＯ２膜、
４２ レジスト膜。
Claims (9)
- 【請求項１】 主表面に突出したリッジ導波路構造を有
する半導体基体を備え、前記半導体基体は光を発生する
複数の半導体層と、この発生した光に共振する回析格子
層を有し、前記リッジ導波路構造は前記半導体基体の相
対向する一端面から他端面に向かって所定幅を持って延
長されており、前記回析格子層が前記所定幅のリッジ導
波路構造の内部に限定して形成されていることを特徴と
する分布帰還型レーザ。 - 【請求項２】 前記回析格子層が、前記半導体基体の一
端面から他端面に向かって並べられた複数の格子片を有
し、この各格子片が前記リッジ導波路構造の所定幅と実
質的に同じ幅を持って、前記リッジ導波路構造の内部に
形成されている請求項１記載の分布帰還型レーザ。 - 【請求項３】 前記回析格子層が、前記半導体基体の一
端面から他端面に向かって並べられた複数の格子片を有
し、この各格子片が前記リッジ導波路構造の所定幅より
も小さい幅を持って、前記リッジ導波路構造の内部に形
成されている請求項１記載の分布帰還型レーザ。 - 【請求項４】 前記回析格子層が、前記半導体基体の一
端面から他端面に向かって等ピッチで配置された複数の
格子片を有する請求項１、２または３記載の分布帰還型
レーザ。 - 【請求項５】 前記回析格子層が、前記半導体基体の一
端面と他端面のほぼ中間に共振波長の１／４シフト部分
を持って形成されている請求項１、２または３記載の分
布帰還型レーザ。 - 【請求項６】 前記回析格子層が、前記半導体基体の一
端面から他端面に向かって順次幅の変化する複数の格子
片を持ったチャープト回析格子として構成されている請
求項１記載の分布帰還型レーザ。 - 【請求項７】 半導体基板上に光を発生するための複数
の半導体層を形成する第１工程、及び所定幅内に複数の
格子片を並べた回析格子層を前記複数の半導体層の上に
形成する第２工程を含み、その後で前記複数の格子片を
内部に限定して残すリッジ導波路構造をエッチングにて
形成することを特徴とする分布帰還型レーザの製造方
法。 - 【請求項８】 前記第２工程において、前記回析格子層
が、前記所定幅よりも大きな幅を持った複数の膜片を有
するＳｉＯ２膜と、このＳｉＯ２膜を覆い前記各膜片を
前記所定幅のスリットで開口するレジスト膜とをマスク
にして形成される請求項７記載の分布帰還型レーザの製
造方法。 - 【請求項９】 前記リッジ導波路構造を形成するエッチ
ングにおいて、前記回析格子層が、それを覆う半導体層
に対するエッチングストッパとして用いられる請求項７
記載の分布帰還型レーザの製造方法。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000352450A JP4786024B2 (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 分布帰還型レーザおよびその製造方法 |
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|---|---|
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Family
ID=18825341
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000352450A Expired - Lifetime JP4786024B2 (ja) | 2000-11-20 | 2000-11-20 | 分布帰還型レーザおよびその製造方法 |
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| JP (1) | JP4786024B2 (ja) |
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