JP2735589B2 - 回折格子の製造方法 - Google Patents
回折格子の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔概要〕 回折格子の製造方法に関し、 回折格子の位相シフトを良好に形成することができ、
素子特性を向上させることができ、かつ短時間で安定に
形成することができる回折格子の製造方法を提供するこ
とを目的とし、 ウエハに向かって順次近づくように設けられた複数段
の段差が位相シフトマスクに形成され、前記位相シフト
マスクを用い同一符号の位相シフト量となる位相シフト
パターンを形成するように構成する。
素子特性を向上させることができ、かつ短時間で安定に
形成することができる回折格子の製造方法を提供するこ
とを目的とし、 ウエハに向かって順次近づくように設けられた複数段
の段差が位相シフトマスクに形成され、前記位相シフト
マスクを用い同一符号の位相シフト量となる位相シフト
パターンを形成するように構成する。
本発明は、回折格子の製造方法に係り、詳しくは特
に、回折格子の位相シフトを良好に形成して素子特性を
向上させることができる回折格子の製造方法に関するも
のである。
に、回折格子の位相シフトを良好に形成して素子特性を
向上させることができる回折格子の製造方法に関するも
のである。
回折格子は屈折率の周期的な微小変化を利用したもの
であり、光集積回路の中で光フィルタ、反射器、そして
共振器としての重要な機能を有する他、例えば分布反射
型（Distributed Bragg Reflector,DBR）レーザや分布
帰還型（Distributed Feedback,DFB）レーザのような単
体素子に広く応用されている。
であり、光集積回路の中で光フィルタ、反射器、そして
共振器としての重要な機能を有する他、例えば分布反射
型（Distributed Bragg Reflector,DBR）レーザや分布
帰還型（Distributed Feedback,DFB）レーザのような単
体素子に広く応用されている。
近時、著しい進展をみせている光ファイバ通信の分野
において、単一波長で発振することができる光源が切望
されるようになり、例えばDBRレーザやDFBレーザ等に大
きな関心が寄せられている。ここで回折格子を有するDF
Bレーザは、通常の回折格子を備えていない半導体レー
ザのようにへき開面からなる反射端面を本質的に必要と
しないため、集積レーザとしても適している。しかしな
がら、一般にDFBレーザはブラック波長から少しずれた
対称な二つの波長で発振するという欠点を有する。この
ため、回折格子の位相を途中でシフトさせている。具体
的には例えばλ/4（光の波長の1/4）だけシフトさせる
と丁度ブラック波長で鋭い共振が起こり、単一発長で発
振させることが実現できる。しかし、このようなλ/4シ
フト型DFBレーザは単一波長発振を実現できるという利
点があるが、波長の線巾が太いという欠点がある。この
波長の線巾が太いという問題を解決するレーザとして回
折格子に位相シフトを３箇所有するMPS−DFB（Multi Ph
ase Shifted Distributed Feedback）レーザが知られて
いる。
において、単一波長で発振することができる光源が切望
されるようになり、例えばDBRレーザやDFBレーザ等に大
きな関心が寄せられている。ここで回折格子を有するDF
Bレーザは、通常の回折格子を備えていない半導体レー
ザのようにへき開面からなる反射端面を本質的に必要と
しないため、集積レーザとしても適している。しかしな
がら、一般にDFBレーザはブラック波長から少しずれた
対称な二つの波長で発振するという欠点を有する。この
ため、回折格子の位相を途中でシフトさせている。具体
的には例えばλ/4（光の波長の1/4）だけシフトさせる
と丁度ブラック波長で鋭い共振が起こり、単一発長で発
振させることが実現できる。しかし、このようなλ/4シ
フト型DFBレーザは単一波長発振を実現できるという利
点があるが、波長の線巾が太いという欠点がある。この
波長の線巾が太いという問題を解決するレーザとして回
折格子に位相シフトを３箇所有するMPS−DFB（Multi Ph
ase Shifted Distributed Feedback）レーザが知られて
いる。
本発明は、このようなレーザ等に用いられる位相シフ
トを有する回折格子の製造方法に関するものである。
トを有する回折格子の製造方法に関するものである。
以下、従来の位相シフトを有する回折格子の製造方法
について図面を用いて具体的に説明する。
について図面を用いて具体的に説明する。
第４図〜第８図は従来の回折格子の製造方法を説明す
る図であり、第４図は従来例の半導体レーザの構造を示
す断面図、第５図〜第８図は従来例の製造方法を説明す
る図である。なお、第４図に示す図示例の位相シフトを
３つ有する回折格子を備えている半導体装置としてはMP
S−DFBレーザを例示している。
る図であり、第４図は従来例の半導体レーザの構造を示
す断面図、第５図〜第８図は従来例の製造方法を説明す
る図である。なお、第４図に示す図示例の位相シフトを
３つ有する回折格子を備えている半導体装置としてはMP
S−DFBレーザを例示している。
これらの図において、21は例えばｎ−InPからなる基
板、22、22a、22bは回折格子、23は例えばｎ−InGaAsP
からなる光導波路層、24は例えばInGaAsPからなる活性
層、25は例えばｐ−InPからなるクラッド層、26は例え
ばｐ−InGaAsPからなるコンタクト層、27はｐ側電極、2
8はｎ側電極、29はレジスト膜、30、30a、30bは例えば
石英からなる位相シフトマスクで、位相シフトマスク3
0、30aには一段の段差が同じ高さで形成されている。31
は例えばHe−Cdレーザによるレーザ光、32、32aは位相
シフトで、位相シフト32は回折格子22に形成されてお
り、位相シフト32aは回折格子22bに形成されている。33
は２光束のレーザ光31が入射する入射面、34は入射面33
に対する法線、35は２等分線、41、42、43、44はレジス
ト膜で、レジスト膜41は商品名が例えばONNR−22でパタ
ーンを干渉させる機能を有するものであり、レジスト膜
42、43は分離膜として機能するものであり、レジスト膜
44はシフトさせる機能を有するものである。
板、22、22a、22bは回折格子、23は例えばｎ−InGaAsP
からなる光導波路層、24は例えばInGaAsPからなる活性
層、25は例えばｐ−InPからなるクラッド層、26は例え
ばｐ−InGaAsPからなるコンタクト層、27はｐ側電極、2
8はｎ側電極、29はレジスト膜、30、30a、30bは例えば
石英からなる位相シフトマスクで、位相シフトマスク3
0、30aには一段の段差が同じ高さで形成されている。31
は例えばHe−Cdレーザによるレーザ光、32、32aは位相
シフトで、位相シフト32は回折格子22に形成されてお
り、位相シフト32aは回折格子22bに形成されている。33
は２光束のレーザ光31が入射する入射面、34は入射面33
に対する法線、35は２等分線、41、42、43、44はレジス
ト膜で、レジスト膜41は商品名が例えばONNR−22でパタ
ーンを干渉させる機能を有するものであり、レジスト膜
42、43は分離膜として機能するものであり、レジスト膜
44はシフトさせる機能を有するものである。
なお、第４図に示すMPS−DFBレーザは通常回折格子の
位相シフトを３箇所有している。回折格子22は基板21に
形成されており、回折格子22aは位相シフトマスク30aに
形成されており、回折格子22bは位相シフトマスク30bに
形成されている。
位相シフトを３箇所有している。回折格子22は基板21に
形成されており、回折格子22aは位相シフトマスク30aに
形成されており、回折格子22bは位相シフトマスク30bに
形成されている。
従来、位相シフトの位相シフト量ψがπシフト（位相
反転型）以外で、位相シフト量ψが０＜ψ＜π，π＜ψ
＜２πという位相シフト量を有する回折格子の製造方法
としては、位相シフトマスク法、位相シフト膜法、コヒ
ーレントコピー法あるいはEB直接露光法が用いられてい
た。
反転型）以外で、位相シフト量ψが０＜ψ＜π，π＜ψ
＜２πという位相シフト量を有する回折格子の製造方法
としては、位相シフトマスク法、位相シフト膜法、コヒ
ーレントコピー法あるいはEB直接露光法が用いられてい
た。
まず、位相シフトマスク法による回折格子の製造方法
について説明する。これは２光束干渉露光法である。
について説明する。これは２光束干渉露光法である。
第５図（ａ）、（ｂ）に示すように、レーザ光31を平
面波で広げて、一様な段差（一段の段差で段差の高さが
等しい）を有する位相シフトマスク30に斜めから入斜さ
せて干渉させる。この時、位相シフトマスク30の段差は
基板21側に向いている。そして、干渉により形成される
干渉じまのパターンをレジスト膜29に露光し、レジスト
膜29に露光されたパターンを基板21に転写することによ
り、第４図に示すような回折格子22を形成することがで
きる。なお、ここでは、第５図（ｂ）に示す如く、干渉
じまの位置をずらして位相シフト32を有する回折格子22
を形成している。干渉じまの位置がずれるのは位相シフ
トマスク30内でレーザ光31の平面波が屈折されることに
よって曲げられるのである。
面波で広げて、一様な段差（一段の段差で段差の高さが
等しい）を有する位相シフトマスク30に斜めから入斜さ
せて干渉させる。この時、位相シフトマスク30の段差は
基板21側に向いている。そして、干渉により形成される
干渉じまのパターンをレジスト膜29に露光し、レジスト
膜29に露光されたパターンを基板21に転写することによ
り、第４図に示すような回折格子22を形成することがで
きる。なお、ここでは、第５図（ｂ）に示す如く、干渉
じまの位置をずらして位相シフト32を有する回折格子22
を形成している。干渉じまの位置がずれるのは位相シフ
トマスク30内でレーザ光31の平面波が屈折されることに
よって曲げられるのである。
ここで、位相シフトが形成される原理について具体的
に説明する。
に説明する。
まず、第５図（ｂ）に示すように、２光束のレーザ光
31をそれぞれ法線34に対して異なる角度θ１、θ２で入
射させる。この時、法線34と２等分点35の角度差を
α１、２光束のレーザ光31で決められる角度が２等分線
35によって分けられる角度をθとすると、レーザ光31の
法線34に対する角度θ１、θ２は、 となる。そして、屈折率ｎの位相シフトマスク30（石英
の場合1.48）中に入射すると屈折して進行角が変わる。
屈折率ｎの物質がない場合（空気中）では干渉じまは２
光束のレーザ光31の２等分線35に沿って進み、A1の位置
にくるが、この場合、屈折率ｎの物質があるので干渉じ
まは屈折してA2の位置にくる。屈折した後のレーザ光31
のA2の基準線に対する角度をθ11、θ21とすると、 となる。したがって、干渉じまの位置のずれ▲
▼は となる。なお、Ｈは入射面33の段差の高さである。
31をそれぞれ法線34に対して異なる角度θ１、θ２で入
射させる。この時、法線34と２等分点35の角度差を
α１、２光束のレーザ光31で決められる角度が２等分線
35によって分けられる角度をθとすると、レーザ光31の
法線34に対する角度θ１、θ２は、 となる。そして、屈折率ｎの位相シフトマスク30（石英
の場合1.48）中に入射すると屈折して進行角が変わる。
屈折率ｎの物質がない場合（空気中）では干渉じまは２
光束のレーザ光31の２等分線35に沿って進み、A1の位置
にくるが、この場合、屈折率ｎの物質があるので干渉じ
まは屈折してA2の位置にくる。屈折した後のレーザ光31
のA2の基準線に対する角度をθ11、θ21とすると、 となる。したがって、干渉じまの位置のずれ▲
▼は となる。なお、Ｈは入射面33の段差の高さである。
次に、位相シフト膜法による製造方法について説明す
る。
る。
なお、ここでは、分離膜として機能するレジスト膜42
をレジスト膜41とレジスト膜43の間に形成しているのは
レジスト膜41とレジスト膜43が表面に反応膜を形成して
しまうのを防止するために形成しているのであり、レジ
スト膜43をレジスト膜42とレジスト膜44の間に形成して
いるのはレジスト膜42とレジスト膜44が混じり合うのを
防止するために形成しているのである。
をレジスト膜41とレジスト膜43の間に形成しているのは
レジスト膜41とレジスト膜43が表面に反応膜を形成して
しまうのを防止するために形成しているのであり、レジ
スト膜43をレジスト膜42とレジスト膜44の間に形成して
いるのはレジスト膜42とレジスト膜44が混じり合うのを
防止するために形成しているのである。
レジスト膜44が第６図に示す位相シフトマスク30と同
様シフトさせるためのものであり、レジスト膜41がパタ
ーンを基板21に転写するものである。そして、第５図で
説明した位相シフトマスク法と同様の露光原理を用いる
ことで位相シフトを有する回折格子を形成することがで
きる。
様シフトさせるためのものであり、レジスト膜41がパタ
ーンを基板21に転写するものである。そして、第５図で
説明した位相シフトマスク法と同様の露光原理を用いる
ことで位相シフトを有する回折格子を形成することがで
きる。
次に、コヒーレントコピー法による製造方法について
説明する。
説明する。
第７図に示すように、位相シフトマスク30aにはレー
ザ光が入射される面に回折格子22aが予め形成されてい
る。そして、この回折格子22aが形成されている位相シ
フトマスク30aを用い、１光束のレーザ光を入射させ２
光束（透過光と回折光）に分けて干渉させることによっ
て、第４図に示すような位相シフト32を有する回折格子
22を基板21に形成することができる。
ザ光が入射される面に回折格子22aが予め形成されてい
る。そして、この回折格子22aが形成されている位相シ
フトマスク30aを用い、１光束のレーザ光を入射させ２
光束（透過光と回折光）に分けて干渉させることによっ
て、第４図に示すような位相シフト32を有する回折格子
22を基板21に形成することができる。
また、第８図に示すように、位相シフトマスク30bに
はレーザ光が入射される面に位相シフト32aを有する回
折格子22bが予め形成されている。この位相シフト32aを
有する回折格子22bが形成されている位相シフトマスク3
0bを用い、１光束のレーザ光を入射させ２光束に分けて
干渉させることによって、第４図に示すような位相シフ
ト32を有する回折格子22を基板21に形成することができ
る。なお、この位相シフトマスク30bには一様な段差は
形成されていない。
はレーザ光が入射される面に位相シフト32aを有する回
折格子22bが予め形成されている。この位相シフト32aを
有する回折格子22bが形成されている位相シフトマスク3
0bを用い、１光束のレーザ光を入射させ２光束に分けて
干渉させることによって、第４図に示すような位相シフ
ト32を有する回折格子22を基板21に形成することができ
る。なお、この位相シフトマスク30bには一様な段差は
形成されていない。
しかしながら、このような位相シフトマスク法、位相
シフト膜法及びコヒーレントコピー法による従来の回折
格子の製造方法にあっては、第９図（ａ）に示すよう
に、上記従来法によって形成される回折格子52の位相シ
フト量はシフト位置において、基準格子51a、51b（基準
となるように回折格子が精度よく形成されている）を基
準にとると、ψ，−ψ（ψに対して逆位相）、ψ（ある
いは−ψ，ψ，−ψ）というように回折格子の位相シフ
ト量が同一符号とならず異符号となり交互となってしま
う。ここでは位相シフト量ψが具体的には回折格子52の
点線部を基準にして、ψ（例えば２π/3）シフトている
場合であり、即ち、基準格子51aのＡを基準としてψシ
フトしている場合である。また、位相シフト量−ψは基
準格子51bのＢを基準にして−ψシフトしている場合で
ある。したがって、上記従来法によると、ψ，−ψ，ψ
（あるいは−ψ，ψ，−ψ）というように回折格子の位
相シフト量が同一符号とならず異符号となり交互になっ
てしまい、特にMDS−DFBレーザ等にこのような回折格子
52を用いて構成すると本質的な特性に劣化をきたしてし
まうという問題があった。ψ，−ψ，ψという位相シフ
トを有する回折格子を備えているMDS−DFBレーザ等が特
性が良くないのは具体的には、単一波長発振の歩留りが
低下し、高出力動作時に単一発長発振できずに多モード
化し易くなってしまうのである。
シフト膜法及びコヒーレントコピー法による従来の回折
格子の製造方法にあっては、第９図（ａ）に示すよう
に、上記従来法によって形成される回折格子52の位相シ
フト量はシフト位置において、基準格子51a、51b（基準
となるように回折格子が精度よく形成されている）を基
準にとると、ψ，−ψ（ψに対して逆位相）、ψ（ある
いは−ψ，ψ，−ψ）というように回折格子の位相シフ
ト量が同一符号とならず異符号となり交互となってしま
う。ここでは位相シフト量ψが具体的には回折格子52の
点線部を基準にして、ψ（例えば２π/3）シフトている
場合であり、即ち、基準格子51aのＡを基準としてψシ
フトしている場合である。また、位相シフト量−ψは基
準格子51bのＢを基準にして−ψシフトしている場合で
ある。したがって、上記従来法によると、ψ，−ψ，ψ
（あるいは−ψ，ψ，−ψ）というように回折格子の位
相シフト量が同一符号とならず異符号となり交互になっ
てしまい、特にMDS−DFBレーザ等にこのような回折格子
52を用いて構成すると本質的な特性に劣化をきたしてし
まうという問題があった。ψ，−ψ，ψという位相シフ
トを有する回折格子を備えているMDS−DFBレーザ等が特
性が良くないのは具体的には、単一波長発振の歩留りが
低下し、高出力動作時に単一発長発振できずに多モード
化し易くなってしまうのである。
上記特性劣化という問題を解決するためには、第９図
（ｂ）に示すように、回折格子52の位相シフトをψ，
ψ，ψ（あるいは−ψ，−ψ，−ψ）というように同符
号で同一（同一であるのが好ましいが、ψ1,ψ2,ψ３と
いうように位相シフト量が異なっていても同符号であれ
ばよい）の値となるように構成すればよいことが知られ
ている。第９図（ｂ）に示す回折格子52の位相シフト量
ψは基準格子51aのＣ及び基準格子51bのＤを基準にして
ψシフトしている場合である。そして、ψ，ψ，ψとい
うような同一符号の位相シフト量を有する回折格子を実
現する製造方法としては第10図に示すように、コンピュ
ータ制御等により電子ビーム61をスキャンして露光する
というEB直接露光法を用いることによって解決すること
ができるが、基板21全面に回折格子を均一に形成するに
は非常に時間がかかってしまい面倒であるという問題が
あった。なお、第10図において、62は集束レンズであ
る。
（ｂ）に示すように、回折格子52の位相シフトをψ，
ψ，ψ（あるいは−ψ，−ψ，−ψ）というように同符
号で同一（同一であるのが好ましいが、ψ1,ψ2,ψ３と
いうように位相シフト量が異なっていても同符号であれ
ばよい）の値となるように構成すればよいことが知られ
ている。第９図（ｂ）に示す回折格子52の位相シフト量
ψは基準格子51aのＣ及び基準格子51bのＤを基準にして
ψシフトしている場合である。そして、ψ，ψ，ψとい
うような同一符号の位相シフト量を有する回折格子を実
現する製造方法としては第10図に示すように、コンピュ
ータ制御等により電子ビーム61をスキャンして露光する
というEB直接露光法を用いることによって解決すること
ができるが、基板21全面に回折格子を均一に形成するに
は非常に時間がかかってしまい面倒であるという問題が
あった。なお、第10図において、62は集束レンズであ
る。
そこで本発明は、回折格子の位相シフトを良好に形成
することができ、素子特性を向上させることができ、か
つ短時間で安定に形成することができる回折格子の製造
方法を提供することを目的としている。
することができ、素子特性を向上させることができ、か
つ短時間で安定に形成することができる回折格子の製造
方法を提供することを目的としている。
本発明による回折格子の製造方法は上記目的達成のた
め、ウエハに向かって順次近づくように設けられた複数
段の段差が位相シフトマスクに形成され、前記位相シフ
トマスクを用い同一符号の位相シフト量となる位相シフ
トパターンを形成するものである。
め、ウエハに向かって順次近づくように設けられた複数
段の段差が位相シフトマスクに形成され、前記位相シフ
トマスクを用い同一符号の位相シフト量となる位相シフ
トパターンを形成するものである。
本発明は、干渉露光用の位相シフトマスクがウエハと
対向するように配置され、複数段の段差がウエハに向か
って順次近づくように位相シフトマスクに形成され、位
相シフトマスクを用いウエハに位相シフトを有する回折
格子を形成する際、複数段の段差の高さを適宜調整する
ことで同一符号の位相シフト量となる位相シフトが複数
個有するように適宜形成される。
対向するように配置され、複数段の段差がウエハに向か
って順次近づくように位相シフトマスクに形成され、位
相シフトマスクを用いウエハに位相シフトを有する回折
格子を形成する際、複数段の段差の高さを適宜調整する
ことで同一符号の位相シフト量となる位相シフトが複数
個有するように適宜形成される。
したがって、従来法のように位相シフト量の符号が交
互（異符号）にならず同一符号の繰り返しとなり回折格
子の位相シフトを良好に形成することができるようにな
る。そして、同一符号の位相シフト量となる位相シフト
の繰り返しを有する回折格子を備える半導体レーザ等を
形成すれば高出力動作時の単一波長発振が可能となり、
素子特性を向上させることができるようになる。また、
電子ビーム露光法を用いないで干渉露光方法により形成
することができるので、短時間で安定に形成することが
できるようになる。
互（異符号）にならず同一符号の繰り返しとなり回折格
子の位相シフトを良好に形成することができるようにな
る。そして、同一符号の位相シフト量となる位相シフト
の繰り返しを有する回折格子を備える半導体レーザ等を
形成すれば高出力動作時の単一波長発振が可能となり、
素子特性を向上させることができるようになる。また、
電子ビーム露光法を用いないで干渉露光方法により形成
することができるので、短時間で安定に形成することが
できるようになる。
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第１図及び第２図は本発明に係る回折格子の製造方法
の一実施例を説明する図であり、第１図は一実施例の製
造方法を説明する図、第２図は一実施例の位相シフトを
有する回折格子を説明する概略図である。
の一実施例を説明する図であり、第１図は一実施例の製
造方法を説明する図、第２図は一実施例の位相シフトを
有する回折格子を説明する概略図である。
これらの図において、第４図〜第８図と同一符号は同
一または相当部分を示し、１は例えば石英からなる位相
シフトマスク、２は基準面、2a、2b、2c、2d、2e、2fは
位相シフトマスク１に形成された段差、３は位相シフ
ト、４は位相シフト３が形成された回折格子である。
一または相当部分を示し、１は例えば石英からなる位相
シフトマスク、２は基準面、2a、2b、2c、2d、2e、2fは
位相シフトマスク１に形成された段差、３は位相シフ
ト、４は位相シフト３が形成された回折格子である。
なおここでは、段差2c、2dは基準面２に対して一段目
の段差であり、段差2b、2eは基準面２に対して２段目の
段差であり、段差2a、2fは基準面２に対して３段目の段
差である。段差は段差2a、段差2b、段差2cというように
基板21に向かって順次近づくように位相シフトマスク１
に形成されており、同様に段差2f、段差2e、段差2dとい
うように基板21に向かって順次近づくように位相シフト
マスク１に形成されている。第１図に示す位相シフトマ
スク１は一部分を抜き出した例であり、同様に段差が基
板21に向かって順次近づくように形成されている場合で
あれば３段のものを複数組形成してもよい。
の段差であり、段差2b、2eは基準面２に対して２段目の
段差であり、段差2a、2fは基準面２に対して３段目の段
差である。段差は段差2a、段差2b、段差2cというように
基板21に向かって順次近づくように位相シフトマスク１
に形成されており、同様に段差2f、段差2e、段差2dとい
うように基板21に向かって順次近づくように位相シフト
マスク１に形成されている。第１図に示す位相シフトマ
スク１は一部分を抜き出した例であり、同様に段差が基
板21に向かって順次近づくように形成されている場合で
あれば３段のものを複数組形成してもよい。
次に、その回折格子の製造方法について説明する。
従来の位相シフトマスクは段差が基準面に対して一様
に形成されており、一段の段差で段差の高さが等しくな
るように形成していたが、ここでは第１図に示すよう
に、位相シフトマスク１は基準面２に対して３段の段差
2a、2b、2c及び３段の段差2d、2e、2fが形成されてい
る。そして、段差2a、2b、2c、2d、2e、2fの高さ（ｈ）
は全て同じ場合である。なお、段差はレーザの共振器内
の位相シフトの数に応じて適宜形成すればよい。以下、
従来例でも説明したMPS−DFBレーザを形成している位相
シフトを３箇所有する回折格子を例に挙げて説明する。
に形成されており、一段の段差で段差の高さが等しくな
るように形成していたが、ここでは第１図に示すよう
に、位相シフトマスク１は基準面２に対して３段の段差
2a、2b、2c及び３段の段差2d、2e、2fが形成されてい
る。そして、段差2a、2b、2c、2d、2e、2fの高さ（ｈ）
は全て同じ場合である。なお、段差はレーザの共振器内
の位相シフトの数に応じて適宜形成すればよい。以下、
従来例でも説明したMPS−DFBレーザを形成している位相
シフトを３箇所有する回折格子を例に挙げて説明する。
具体的には、第１図に示すように、基準面２に対して
３段の段差2a、2b、2cと３段の段差2d、2e、2fを有する
位相シフトマスク１を用い、この位相シフトマスク１を
レジスト膜29が形成されている基板21と対向するように
配置し、第５図で説明した従来の電光原理と同様の２光
束干渉露光法（非対称入射角露光ともいう）を行うと、
第２図に示すような位相シフト３を有する回折格子４を
形成することができる。位相シフト量としては基準面２
に対して（ψ，ψ，ψ）の位相シフト量の組と（−ψ，
−ψ，−ψ）の位相シフト量の組というように同一シフ
ト量が３箇所続く位相シフトの組ができる。そして、
（ψ，ψ，ψ）と（−ψ，−ψ，−ψ）の位相シフト量
の組は等価なので素子として形成する際は、第２図に示
すψと−ψの中央のＫで切れば同一デバイスを形成する
ことができる。
３段の段差2a、2b、2cと３段の段差2d、2e、2fを有する
位相シフトマスク１を用い、この位相シフトマスク１を
レジスト膜29が形成されている基板21と対向するように
配置し、第５図で説明した従来の電光原理と同様の２光
束干渉露光法（非対称入射角露光ともいう）を行うと、
第２図に示すような位相シフト３を有する回折格子４を
形成することができる。位相シフト量としては基準面２
に対して（ψ，ψ，ψ）の位相シフト量の組と（−ψ，
−ψ，−ψ）の位相シフト量の組というように同一シフ
ト量が３箇所続く位相シフトの組ができる。そして、
（ψ，ψ，ψ）と（−ψ，−ψ，−ψ）の位相シフト量
の組は等価なので素子として形成する際は、第２図に示
すψと−ψの中央のＫで切れば同一デバイスを形成する
ことができる。
すなわち、上記実施例は、第１図に示すように、干渉
露光用の位相シフトマスク１がレジスト膜29が形成され
た基板21と対向するように配置され、３段の段差が2a、
2b、2c及び３段の段差2d、2e、2fが基板21に向かって順
次近づくように位相シフトマスク１に形成されている。
そして、この位相シフトマスク１を用い第２図に示すよ
うな位相シフト３を有する回折格子４を形成する際、段
差2a、2b、2c、2d、2e、2fの高さを同一高さとすること
で同一符号で同一の位相シフト量の組、即ち（ψ，ψ，
ψ）と（−ψ，−ψ，−ψ）の位相シフト量の組となる
位相シフトを３個づつ有するように回折格子４に形成し
たので、従来法のように位相シフト量の符号がψ，−
ψ，ψというように交互（異符号）にならず、同一符号
の繰り返しにすることができ、位相シフトを良好に形成
することができる。そして、このような同一で同一符号
の位相シフト量となる位相シフトの繰り返しを有する回
折格子を備える半導体レーザ等を形成すれば高出力動作
時の単一波長発振が可能となり、素子特性を向上させる
ことができる。また、電子ビーム露光法を用いないで干
渉露光法により形成することができるので、短時間に安
定に形成することができる。
露光用の位相シフトマスク１がレジスト膜29が形成され
た基板21と対向するように配置され、３段の段差が2a、
2b、2c及び３段の段差2d、2e、2fが基板21に向かって順
次近づくように位相シフトマスク１に形成されている。
そして、この位相シフトマスク１を用い第２図に示すよ
うな位相シフト３を有する回折格子４を形成する際、段
差2a、2b、2c、2d、2e、2fの高さを同一高さとすること
で同一符号で同一の位相シフト量の組、即ち（ψ，ψ，
ψ）と（−ψ，−ψ，−ψ）の位相シフト量の組となる
位相シフトを３個づつ有するように回折格子４に形成し
たので、従来法のように位相シフト量の符号がψ，−
ψ，ψというように交互（異符号）にならず、同一符号
の繰り返しにすることができ、位相シフトを良好に形成
することができる。そして、このような同一で同一符号
の位相シフト量となる位相シフトの繰り返しを有する回
折格子を備える半導体レーザ等を形成すれば高出力動作
時の単一波長発振が可能となり、素子特性を向上させる
ことができる。また、電子ビーム露光法を用いないで干
渉露光法により形成することができるので、短時間に安
定に形成することができる。
なお、上記実施例は、第１図に示すように、レーザ光
31が入射される面には回折格子が形成されていない位相
シフトマスク１を用い、２光束のレーザ光31を位相シフ
トマスク１に入射させて干渉露光を行う場合について説
明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、第３
図に示すように、位相シフトマスク１と同様、段差2a、
2b、2c、2d、2e、2fを有する位相シフトマスク1aのレー
ザ光が入射される面に回折格子4aを予め形成したものを
用いる場合であってもよく、この場合一光束のレーザ光
を入射させ２光束（透過光と回折光）に分けて干渉露光
を行えば上記実施例と同様な位相シフトを有する回折格
子を形成することができる。
31が入射される面には回折格子が形成されていない位相
シフトマスク１を用い、２光束のレーザ光31を位相シフ
トマスク１に入射させて干渉露光を行う場合について説
明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、第３
図に示すように、位相シフトマスク１と同様、段差2a、
2b、2c、2d、2e、2fを有する位相シフトマスク1aのレー
ザ光が入射される面に回折格子4aを予め形成したものを
用いる場合であってもよく、この場合一光束のレーザ光
を入射させ２光束（透過光と回折光）に分けて干渉露光
を行えば上記実施例と同様な位相シフトを有する回折格
子を形成することができる。
上記実施例は、段差2a、2b、2cと段差2d、2e、2fの３
段づつの段差が基板21に向かって順次近づくように位相
シフトマスク１に形成されている場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、複数段の
段差（例えば４段、５段）が基板21に向かって順次近づ
くように形成されている場合であればよい。
段づつの段差が基板21に向かって順次近づくように位相
シフトマスク１に形成されている場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、複数段の
段差（例えば４段、５段）が基板21に向かって順次近づ
くように形成されている場合であればよい。
上記実施例は、段差2a、2b、2c、2d、2e、2fの高さを
同一にすることで同一符号で同一の位相シフト量となる
位相シフトの組、即ち（ψ，ψ，ψ）と（−ψ，−ψ，
−ψ）の位相シフト量の組となる好ましい態様の場合に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、段差の高さを適宜調整することで同一符号の位相
シフト量となる位相シフトを複数個有するように形成す
る場合であればよく、例えば位相シフト量が（ψ1,ψ2,
ψ３）と（−ψ1,−ψ2,−ψ３）となるように異なる場
合であってもよい。
同一にすることで同一符号で同一の位相シフト量となる
位相シフトの組、即ち（ψ，ψ，ψ）と（−ψ，−ψ，
−ψ）の位相シフト量の組となる好ましい態様の場合に
ついて説明したが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、段差の高さを適宜調整することで同一符号の位相
シフト量となる位相シフトを複数個有するように形成す
る場合であればよく、例えば位相シフト量が（ψ1,ψ2,
ψ３）と（−ψ1,−ψ2,−ψ３）となるように異なる場
合であってもよい。
本発明によれば、回折格子の位相シフトを良好に形成
することができ、素子特性を向上させることができ、か
つ短時間で安定に形成することができるという効果があ
る。
することができ、素子特性を向上させることができ、か
つ短時間で安定に形成することができるという効果があ
る。
第１図及び第２図は本発明に係る回折格子の製造方法の
一実施例を説明する図であり、 第１図は一実施例の製造方法を説明する図、 第２図は一実施例の位相シフトを有する回折格子を説明
する概略図、 第３図は他の実施例の製造方法を説明する図、 第４図〜第８図は従来例の回折格子の製造方法を説明す
る図であり、 第４図は従来例の半導体レーザの構造を示す断面図、 第５図〜第８図は従来例の製造方法を説明する図、 第９図及び第10図は従来例の課題を説明する図である。 １……位相シフトマスク、 ２……基準面、 2a,2b,2c,2d,2e,2f……段差、 ３……位相シフト、 ４……回折格子、 21……基板、 29……レジスト膜。
一実施例を説明する図であり、 第１図は一実施例の製造方法を説明する図、 第２図は一実施例の位相シフトを有する回折格子を説明
する概略図、 第３図は他の実施例の製造方法を説明する図、 第４図〜第８図は従来例の回折格子の製造方法を説明す
る図であり、 第４図は従来例の半導体レーザの構造を示す断面図、 第５図〜第８図は従来例の製造方法を説明する図、 第９図及び第10図は従来例の課題を説明する図である。 １……位相シフトマスク、 ２……基準面、 2a,2b,2c,2d,2e,2f……段差、 ３……位相シフト、 ４……回折格子、 21……基板、 29……レジスト膜。
Claims (1)
- 【請求項１】ウエハに向かって順次近づくように設けら
れた複数段の段差が位相シフトマスクに形成され、前記
位相シフトマスクを用い同一符号の位相シフト量となる
位相シフトパターンを形成することを特徴とする回折格
子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30906288A JP2735589B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30906288A JP2735589B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 回折格子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02154204A JPH02154204A (ja) | 1990-06-13 |
| JP2735589B2 true JP2735589B2 (ja) | 1998-04-02 |
Family
ID=17988422
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30906288A Expired - Fee Related JP2735589B2 (ja) | 1988-12-06 | 1988-12-06 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2735589B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2677499A1 (fr) * | 1991-06-07 | 1992-12-11 | Alsthom Cge Alcatel | Laser semiconducteur monomodal a retroaction distribuee et son procede de fabrication. |
| US5382483A (en) * | 1992-01-13 | 1995-01-17 | International Business Machines Corporation | Self-aligned phase-shifting mask |
-
1988
- 1988-12-06 JP JP30906288A patent/JP2735589B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02154204A (ja) | 1990-06-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |