JP5181787B2 - 半導体素子の製造方法 - Google Patents
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Description
であって、基板上に光ガイド層を形成する工程と、該光ガイド層上にキャップ層を形成す
る工程と、該光ガイド層の一部が該回折格子を形成するように該光ガイド層と該キャップ
層の一部に開口部を形成する工程と、該基板を該キャップ層の成長温度未満かつ該キャッ
プ層のマストランスポートが起こる温度以上に昇温し、該開口部において露出している該
光ガイド層の側面を該キャップ層の一部で覆うマストランスポート工程と、該マストランスポート工程後に、該基板を該キャップ層の成長温度以上まで昇温し該基板の表面を平坦化する工程と、該平坦化する工程後に、該基板上に該回折格子の埋め込み層を形成する工程とを備え、該マストランスポート工程における該基板の温度は、該光ガイド層のマストランスポートが起こる温度より低いことを特徴とする。
本実施形態は回折格子を所望の形状を維持して形成できる半導体素子の製造方法に関する。本実施形態では回折格子を有する半導体素子として分布帰還型半導体レーザについて説明する。以後本実施形態の製造方法を説明するフローチャートである図1を参照して説明する。まずステップ10で、基板上又は基板上にバッファ層が形成された表面上に光ガイド層が形成される。本実施形態では光ガイド層はInGaAsPからなり膜厚は50nmである。光ガイド層の形成は例えばMOVPE(Metal Organic Vapor Phase Epitaxy)法などによって600℃程度の基板温度で行われる。光ガイド層には後述の工程において回折格子が形成される。
X1(d−△c)=X2×△c ・・・式1
さらにX1/X2をデューティ比rと定義すると式2が成り立つ。
r(d−△c)=△c ・・・式2
ここで、マストランスポート工程および平坦化する工程(ステップ16)で回折格子が崩れないための条件を式3に示す。
c−△c>0 ・・・式3
c>r/(1+r)d ・・・式4
また、開口部の深さはcとgの和よりも大きくなければならないから式5が成り立つ。
d>c+g ・・・式5
式5は式6のように変形できる。
c<d−g ・・・式6
式4と式6とを満たすのは図8の斜線で囲まれた領域である。本実施形態ではこのようにしてキャップ層26の層厚はcを定めるから、開口部を埋め込むためのキャップ層を過不足なく形成できる。
Claims (5)
- 回折格子を有する半導体素子の製造方法であって、
基板上に光ガイド層を形成する工程と、
前記光ガイド層上にキャップ層を形成する工程と、
前記光ガイド層の一部が前記回折格子を形成するように前記光ガイド層と前記キャップ層の一部に開口部を形成する工程と、
前記基板を前記キャップ層の成長温度未満かつ前記キャップ層のマストランスポートが起こる温度以上に昇温し、前記開口部において露出している前記光ガイド層の側面を前記キャップ層の一部で覆うマストランスポート工程と、
前記マストランスポート工程後に、前記基板を前記キャップ層の成長温度以上まで昇温し前記基板の表面を平坦化する工程と、
前記平坦化する工程後に、前記基板上に前記回折格子の埋め込み層を形成する工程とを備え、
前記マストランスポート工程における前記基板の温度は、前記光ガイド層のマストランスポートが起こる温度より低いことを特徴とする半導体素子の製造方法。 - 前記光ガイド層はInGaAsP層であり、
前記キャップ層はInP層であり、
前記埋め込み層はInP層であることを特徴とする請求項1に記載の半導体素子の製造方法。 - 前記マストランスポート工程と前記平坦化する工程はリン雰囲気中で行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体素子の製造方法。
- 前記キャップ層を形成する工程で形成される前記キャップ層の層厚を、下記式1を満足するように定めることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。
d−g>c>rd/(1+r) ・・・式1
ここで、
c:前記キャップ層の層厚
d:前記開口部の深さ
g:前記ガイド層の層厚
r:前記開口部の幅を、前記開口部同士間の凸部の幅で除算した値 - 前記光ガイド層と前記キャップ層にキャリア濃度差を持たせ、
前記キャリア濃度差を、前記光ガイド層と前記キャップ層が前記キャリア濃度差を有しない場合よりも前記半導体素子を導波する光と前記回折格子との光結合係数が高くなるように定めることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体素子の製造方法。
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