JP2546135B2 - 半導体微細形状の形成方法、ＩｎＰ回折格子の製造方法および分布帰還型レーザの製造方法 - Google Patents

半導体微細形状の形成方法、ＩｎＰ回折格子の製造方法および分布帰還型レーザの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は分布帰還型レーザの製造
方法に関し、特にアナログ変調用低歪分布帰還型レーザ
の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、分布帰還型レーザの回折格子の形
成は光干渉露光法により行われていた。この方法ではピ
ッチや深さ等が不均一な分布を持つような回折格子や部
分的な領域に回折格子を形成することが困難であり、ま
た、半導体基板上に大面積の回折格子を形成することが
困難であった。
【０００３】一方、電子ビーム露光を用いて不均一回折
格子を形成する方法としては、図３（ａ）に示すよう
に、半導体基板２上に電子ビームレジスト１を均一に塗
布し、電子ビーム露光の際に電子ビーム径を変化させ、
図３（ｂ）に示すような中央部分で幅が狭く、両端部分
で幅の広い回折格子パターンを形成し、これをウエット
エッチングによりエッチングすることによって高さの異
なる回折格子を形成し、レーザ素子を形成する技術が知
られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子ビーム径を変化させて不均一回折格子パターンを形
成する方法では、レジスト高さを電子ビーム露光により
制御することが困難であり、ドライエッチングにより回
折格子高さを制御する事が困難であった。
【０００５】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を除去し、簡単なプロセスにより、高い歩留りで、ア
ナログ変調用低歪分布帰還型レーザを作製する方法を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願発明は半導体微細形
状の形成方法、ＩｎＰ回折格子の製造方法および分布帰
還型レーザの製造方法を含む。
【０００７】本発明による半導体微細形状の形成方法
は、少なくとも半導体基板上に電子ビームレジストを塗
布する工程と、電子ビーム径を一定とし、電子の照射量
を変化させることにより電子ビーム露光を行い、レジス
トパターンの高さを制御する工程と、前記レジストを現
像する工程と、前記レジストマスクを用いて半導体基板
をエッチングする工程とを合わせ持つ方法で構成されて
いることを特徴としている。また、本発明によるＩｎＰ
回折格子の製造方法は、前記半導体微細形状の形成方法
を用いることによって、中央部分が両端部分よりも電子
の照射量が多くなるよう露光を行い、ＩｎＰ回折格子を
形成することを特徴としている。また、本発明による分
布帰還型レーザの製造方法は、前記製造方法により作製
したＩｎＰ回折格子基板上に、光ガイド層、活性層及び
クラッド層を順次に成長させることにより分布帰還型レ
ーザを製造することを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明の原理は電子ビーム露光における電子ビ
ームの近接効果を利用し、簡単なプロセスでレジストパ
ターン高さを制御することである。
【０００９】電子ビーム露光においては、電子ビームの
レジスト内での散乱あるいは基板表面での反射によっ
て、露光パターンが近接しているところで相互に影響を
与える近接効果が生じるが、この近接効果の影響は、特
に微細な回折格子を形成する際に顕著に現れる。図２
（ａ）に示すように電子ビームの露光量（電子ビーム照
射量）が異なるときには近接効果により、図面右側の露
光量の多いところでは電子ビームによる感光部分が大き
くなり、逆に図面左側の露光量の少ないところでは感光
部分が小さくなる。したがって、図２（ｂ）に示すよう
に現像後のレジストパターンは、露光量の多いところで
は高さが低く幅の細い形状となり、露光量の少ないとこ
ろでは高さが高く幅の太い形状となる。
【００１０】本発明は電子照射量を変えることによっ
て、この近接効果を利用し、レジストパターン形状の高
さおよび幅を制御するものである。
【００１１】
【実施例】次に図１（ａ）〜（ｃ）を参照して本発明の
実施例について説明する。
【００１２】まず最初に、図１（ａ）に示す様にＩｎＰ
基板２上に電子ビームレジストＰＭＭＡ１を約１５００
Åの厚さに均一に塗布し、あらかじめ設計された回折格
子形状となるよう、電子ビーム露光の際に、共振器中央
部分が両端部分よりも電子ビーム照射量が多くなるよう
に露光を行う。この場合、図１（ｂ）に示す様に、近接
効果により電子ビームレジストに形成されるレジスト回
折格子パターンは、中央部分の電子ビーム照射量の多い
ところで低く細い形状となり、両端部分の電子ビーム照
射量の少ないところで高く太い形状となる。例えば、電
子ビームレジストとして、ＰＭＭＡレジストを１５００
Åに塗布したものを用い、１．３μｍ分布帰還型レーザ
用の１次の回折格子となる０．２μｍピッチのラインア
ンドスペースを形成した場合には、近接効果を制御する
ための電子照射量は２〜４ｎＣ／ｃｍである。また、回
折格子の中央部分にはλ／４の位相シフト３を形成し
た。このレジストパターンをＣｌ2 系ガスを用いるドラ
イエッチングによりエッチングを行いＩｎＰ基板２上に
転写し、図１（ｃ）に示す様な不均一形状を持つ回折格
子を得た。
【００１３】このようにして、不均一回折格子を形成し
た基板上にｎ−ＩｎＧａＡｓＰ光ガイド層、ｎ−ＩｎＰ
スペーサ層、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層、ＭＱＷ活
性層、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ ＳＣＨ層、ＩｎＰクラッド
層を順次ＭＯＶＰＥ法により成長し、活性光導波路を有
するダブルヘテロウェハを作製した。この後ウェハをＬ
ＰＥ法によりＤＣ−ＰＢＨ構造に埋め込み、ｐ側および
ｎ側に電極を形成した。最後に３００μｍの共振器長に
切り出し、その両端面に無反射コーティングを施し、ア
ナログ変調用低歪分布帰還型レーザを作製した。
【００１４】このようにして作製した素子を評価したと
ころ、発振しきい値は約１５ｍＡ、スロープ効率０．４
Ｗ／Ａと良好であり、１．５ＧＨｚ帯２トーンテストに
よる変調では２０％光変調時においてＩＭＤ3 ≦−８０
ｄＢｃが得られている。また均一性も良好であり、歩留
りも５０％以上に改善された。
【００１５】なお、上記実施例では電子ビームレジスト
としてＰＭＭＡレジストを用いる方法を示したが、Ｐ
（ＭＭＡ−ｃｏ−ＭＡＡ）レジストを用いる場合にも同
様に可能である。
【００１６】また、上記実施例ではＣｌ2 系ガスのドラ
イエッチングを用いたが、ＣＨ4 、Ｃ2 Ｈ6 系ガスを用
いた場合にも同様に可能である。
【００１７】
【発明の効果】本発明によればアナログ変調用低歪分布
帰還型レーザを従来にくらべ簡単なプロセスで歩留りよ
く得ることができる。さらにまた、コヒーレント用分布
帰還型レーザに適用すれば、共振器長方向の空間的ホー
ルバーニングが抑制できることにより、狭線幅のレーザ
が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である分布帰還型レーザ用の回
折格子を作製する方法を示したプロセス断面図。
【図２】電子ビーム露光における近接効果を模式的に示
した図。
【図３】従来の分布帰還型レーザの回折格子を形成する
方法を示した断面図。
【符号の説明】
１ 電子ビームレジスト ２ ＩｎＰ基板（半導体基板） ３ λ／４位相シフト回折格子

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも半導体基板上に電子ビームレ
    ジストを塗布する工程と、電子ビーム径を一定とし、電
    子の照射量を変化させることにより電子ビーム露光を行
    い、レジストパターンの高さを制御する工程と、前記レ
    ジストを現像する工程と、前記レジストマスクを用いて
    半導体基板をエッチングする工程とを合わせ持つ半導体
    微細形状の形成方法。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の半導体微細形状の形成
    方法を用いることによって、中央部分が両端部分よりも
    電子の照射量が多くなるよう露光を行うことにより形成
    する分布帰還型半導体レーザ用ＩｎＰ回折格子の製造方
    法。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載の製造方法により作製し
    たＩｎＰ回折格子基板を用いて、前記回折格子基板上
    に、光ガイド層、活性層及びクラッド層を順次に成長さ
    せることにより作製する分布帰還型レーザの製造方法。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3045115B2 (ja) * 1997-09-30 2000-05-29 日本電気株式会社 光半導体装置の製造方法
JP3298619B2 (ja) 1998-06-10 2002-07-02 日本電気株式会社 半導体レーザの製造方法
JP3191784B2 (ja) * 1998-10-29 2001-07-23 日本電気株式会社 回折格子の製造方法及び半導体レーザの製造方法
EP1303795B1 (en) * 2000-07-18 2006-08-30 Optaglio Limited Achromatic diffractive device
US20100085642A1 (en) * 2000-07-18 2010-04-08 Optaglio Limited Diffractive device
GB0117391D0 (en) * 2001-07-17 2001-09-05 Optaglio Ltd Optical device and method of manufacture
US20050169342A1 (en) * 2003-10-30 2005-08-04 Bookham Technology Plc DFB grating with dopant induced refractive index change
US7376294B2 (en) * 2003-12-19 2008-05-20 Finisar Corporation Optoelectronic component with an adjustable optical property and method for producing the layer structure
GB0711434D0 (en) * 2007-06-13 2007-07-25 Rue De Int Ltd Holographic security device
CN103336323B (zh) * 2013-03-18 2017-03-01 内蒙古工业大学 多次扫描电子束刻蚀制作高频光栅的方法
US9791622B2 (en) * 2013-09-12 2017-10-17 Oclaro Japan, Inc. Optical semiconductor resonator, optical semiconductor device, and optical module
FR3048292B1 (fr) * 2016-02-25 2018-03-30 Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives Procede de lithographie electronique avec ecrantage electrostatique
WO2018067500A1 (en) 2016-10-05 2018-04-12 Magic Leap, Inc. Fabricating non-uniform diffraction gratings
CN112670381B (zh) * 2020-12-23 2023-02-28 武汉大学 具有表面非周期光栅图案的发光二极管及其制备方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3901738A (en) * 1973-12-20 1975-08-26 Hughes Aircraft Co Ion implanted junction laser and process for making same
JPS63244694A (ja) * 1987-03-30 1988-10-12 Sony Corp 分布帰還形半導体レ−ザ
JP2687526B2 (ja) * 1988-12-23 1997-12-08 日本電気株式会社 分布帰還型半導体レーザ及びその製造方法
JPH02213182A (ja) * 1989-02-14 1990-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 回折格子の製造方法
JPH03110884A (ja) * 1989-09-26 1991-05-10 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 分布帰還型半導体レーザーおよびその製造方法
JPH03155112A (ja) * 1989-11-13 1991-07-03 Nikon Corp 露光条件測定方法
JP2553217B2 (ja) * 1990-04-19 1996-11-13 株式会社東芝 レーザ素子及びその製造方法
JPH04235503A (ja) * 1991-01-11 1992-08-24 Canon Inc 回折格子の作成方法
US5357311A (en) * 1991-02-25 1994-10-18 Nikon Corporation Projection type light exposure apparatus and light exposure method
US5217831A (en) * 1991-03-22 1993-06-08 At&T Bell Laboratories Sub-micron device fabrication
US5091979A (en) * 1991-03-22 1992-02-25 At&T Bell Laboratories Sub-micron imaging
EP0513755A3 (en) * 1991-05-14 1994-05-18 Canon Kk A method for producing a diffraction grating
JP2738623B2 (ja) * 1992-04-23 1998-04-08 三菱電機株式会社 回折格子の形成方法
US5264328A (en) * 1992-04-24 1993-11-23 International Business Machines Corporation Resist development endpoint detection for X-ray lithography
US5308721A (en) * 1992-06-29 1994-05-03 At&T Bell Laboratories Self-aligned method of making phase-shifting lithograhic masks having three or more phase-shifts
US5471493A (en) * 1994-09-16 1995-11-28 The Uab Research Foundation Sc2+ based active crystalline luminescent media for laser systems tunable in UV-visible spectral range

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JPH06338658A (ja) 1994-12-06
US5668047A (en) 1997-09-16

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