JP5359154B2 - 回折格子の形成方法および分布帰還型半導体レーザの製造方法 - Google Patents

回折格子の形成方法および分布帰還型半導体レーザの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、回折格子の形成方法および分布帰還型半導体レーザの製造方法に関するものである。
従来より、所定のパターンを有するモールドを樹脂体に押し付けるナノインプリント法によって、当該樹脂体に回折格子のためのパターンを形成する方法が知られている(例えば非特許文献1を参照)。
Stephen Y. Chou et al., "Nanoimprint lithography", The Journal ofVacuum Science and Technology B, 14(6), Nov/Dec 1996, pp.4129-4133
ナノインプリント法においてモールドを樹脂体に押し付ける際、モールドのパターンに含まれる凹部の幅と深さとの比(アスペクト比)が比較的大きいと、モールドの凹部を樹脂体によって十分に充たす為には高い圧力でモールドを押圧する必要がある。しかし、モールドを樹脂体に強く押し付けると、モールドの劣化が早まる、高圧装置が必要となる、基材に損傷を生じるといった問題が生じる。また、モールドのパターン密度に偏りがあると、樹脂体が凹部に入り込む度合いにばらつきが生じ、回折格子のパターンに欠陥が発生する要因となる。
本発明は、上記した問題点を鑑みてなされたものであり、モールドを樹脂体に強く押し付けなくとも回折格子のパターン欠陥を低減できる回折格子の形成方法および分布帰還型半導体レーザの製造方法を提供することを目的とする。
上記した課題を解決するために、本発明による回折格子の形成方法は、回折格子を形成するための凹凸パターンを有するモールドを準備する工程と、真空状態においてモールドの凹凸パターンを樹脂体に接触させ、当該接触を維持しながら真空状態を解除する工程と、凹凸パターンと樹脂体との上記接触を維持しながら樹脂体を硬化させることによって、硬化した樹脂体に回折格子のためのパターンを形成する工程とを含み、モールドの凹凸パターンに含まれる凹部が、該凹凸パターンを含むモールドの面内において閉じたパターンを構成していることを特徴とする。
上に記した回折格子の形成方法においては、真空状態においてモールドの凹凸パターンを樹脂体に接触させる。このとき、モールドの凹凸パターンに含まれる凹部が、該凹凸パターンを含むモールドの面内において閉じたパターンを構成していることにより、凹部と樹脂体とによって画成される空間が気密状態となる。この状態で真空状態を解除すると、樹脂体のうち凹凸パターンと対向していない部分が気圧により押され、また、凹部との間に気密空間を画成している樹脂体の部分が当該凹部へ吸い込まれる。このような作用により、モールドを樹脂体に強く押し付けなくともモールドの凹部が樹脂体によって十分に充たされることとなる。したがって、このような樹脂体とモールドとの接触を維持しながら樹脂体を硬化させることにより、樹脂体に回折格子のためのパターンを正確に成型し、この樹脂体を用いて製造される回折格子のパターン欠陥を低減することができる。
また、回折格子の形成方法は、樹脂体が紫外線硬化性樹脂からなることを特徴としてもよい。紫外線硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂といった他の樹脂と比較して粘度が低いので、樹脂体が紫外線硬化性樹脂からなることにより、モールドの凹部との間に気密空間を画成している樹脂体の部分が当該凹部へ移動し易くなる。したがって、樹脂体に回折格子のためのパターンをより正確に成型し、回折格子のパターン欠陥を更に低減することができる。
また、回折格子の形成方法は、樹脂体の硬化前における粘度が1.0ミリパスカル秒以下であることを特徴としてもよい。このように粘度が低い樹脂体を使用することにより、モールドの凹部との間に気密空間を画成している樹脂体の部分が当該凹部へ移動し易くなる。したがって、樹脂体に回折格子のためのパターンをより正確に成型し、回折格子のパターン欠陥を更に低減することができる。
また、回折格子の形成方法は、真空状態を解除する際に、モールド及び樹脂体の周囲を大気圧とすることを特徴としてもよい。これにより、樹脂体のうち凹凸パターンと対向していない部分を大気圧により容易に且つ効果的に押圧し、モールドの凹部を樹脂体によって好適に充たすことができる。
また、回折格子の形成方法は、モールドの凹凸パターンが、所定方向を長手方向とし該所定方向と交差する方向に並んだ複数の第1の凸部と、該複数の第1の凸部を囲む第2の凸部とを含むことを特徴としてもよい。これにより、回折格子を形成するための凹凸パターンにおいて、その凹部がモールドの面内において閉じたパターンを好適に構成することができる。
また、本発明による分布帰還型半導体レーザの製造方法は、活性層を含む半導体基板上に樹脂体を形成する工程と、回折格子を形成するための凹凸パターンを有するモールドを準備する工程と、真空状態においてモールドの凹凸パターンを樹脂体に接触させ、当該接触を維持しながら真空状態を解除する工程と、凹凸パターンと樹脂体との上記接触を維持しながら樹脂体を硬化させることによって、硬化した樹脂体に回折格子のためのパターンを形成する工程と、回折格子のためのパターンを用いて半導体基板をエッチングすることにより、回折格子を形成する工程とを含み、モールドの凹凸パターンに含まれる凹部が、該凹凸パターンを含むモールドの面内において閉じたパターンを構成していることを特徴とする。このような分布帰還型半導体レーザの製造方法によれば、上述した回折格子の形成方法と同様の作用により、樹脂体に回折格子のためのパターンを正確に成型し、この樹脂体を用いて製造される回折格子のパターン欠陥を低減することができる。
なお、上に記した回折格子の形成方法および分布帰還型半導体レーザの製造方法において、モールドの面内において凹部が閉じたパターンを構成しているとは、凹部の外縁が凸部の側面等によって完全に囲まれている(換言すれば、凹部がモールドの面方向に開放していない)状態を意味し、モールドの凹凸パターンを樹脂体に接触させた際に凹部と樹脂体とによって気密空間が構成されるようなパターンを指すものとする。
本発明による回折格子の形成方法および分布帰還型半導体レーザの製造方法によれば、モールドを樹脂体に強く押し付けなくとも回折格子のパターン欠陥を低減できる。
以下、添付図面を参照しながら本発明による回折格子の形成方法および分布帰還型半導体レーザの製造方法の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
<回折格子の形成方法>
図1及び図2は、実施形態に係る回折格子の形成方法の各工程を模式的に示す図である。図1(a)は本実施形態の方法において使用されるモールド10を示す底面図であり、図1(b)は図1(a)のI−I線に沿ったモールド10の側断面図である。また、図2(a)〜図2(d)は、モールド10を使用するナノインプリント法によって回折格子のためのパターンを形成する工程を示している。
(モールド準備工程)
まず、図1(a)及び(b)に示されるように、モールド10を準備する。モールド10は、例えば平板状であり、所定パターンを有するSOG(Spin On Glass)膜を石英基板上に接着したものや、或いは石英基板の表面に所定パターンをエッチングにより形成したもの等、様々な材料により構成されることができる。
モールド10は、回折格子を形成するための凹凸パターン12を有する。凹凸パターン12は、例えば図1(b)に示されるように、複数の凸部12a(第1の凸部)と、該複数の凸部12aを囲むように配設された凸部12b(第2の凸部)とを含むように形成される。複数の凸部12aは、所定方向を長手方向として互いに平行となるよう延設されており、また、該所定方向と交差する(本実施形態では直交する)方向に並んで形成されている。そして、隣り合う凸部12a同士の隙間は、凹部13aとなっている。複数の凸部12a、凹部13aそれぞれの幅は、このモールド10を用いて製造される回折格子に必要な幅および間隔に基づいて定められる。一例としては、複数の凸部12aの幅Waが120[nm]、凹部13aの幅Wbが120[nm]であり、凹部13aのアスペクト比(Hb/Wb、Hbは凹部13aの深さ)は例えば3である。
また、凸部12bは、複数の凸部12aを囲んでおり、複数の凸部12aの長手方向に沿って延びる部分と、複数の凸部12aの並び方向に沿って延びる部分とを有する矩形の枠状を呈している。凸部12bは、複数の凸部12aとの間に凹部13bを形成しており、この凹部13bは、前述した凹部13aと一体となって、凹凸パターン12を含むモールド10の面内において閉じたパターンを構成している。すなわち、凹部13bの外縁が凸部12bの側面によって完全に囲まれており、凹部13bがモールド10の面方向に開放していない。
(モールド接触工程)
次に、図2(a)および図2(b)に示すように、モールド10の凹凸パターン12を、半導体基板等の基板20上に形成された樹脂体22に接触させる。このとき、モールド10および基板20をチャンバ内に設置し、該チャンバ内部を真空状態とする。ここで、モールド10の樹脂体22側(凹凸パターン12が形成されている側)の面とは反対側の面を外力で押圧してもよいが、その際、モールド10と基板20とが接触しない程度に、モールド10と基板20との距離を制御することが好ましい。
このとき、モールド10の凹凸パターン12に含まれる凹部13a,13bが、該凹凸パターン12を含むモールド10の面内において閉じたパターンを構成していることにより、凹部13a,13bと樹脂体22とによって画成される空間Aが気密状態となる。
樹脂体22としては、紫外線硬化性樹脂や熱可塑性樹脂などを用いることができるが、特に紫外線硬化性樹脂が好適である。樹脂体22は比較的低粘度(例えば1.0ミリパスカル秒以下)であることが好ましく、紫外線硬化性樹脂はこのような粘度に対する要請に好適に合致するからである。なお、樹脂体22が例えば水と同程度の粘度(≒0.9ミリパスカル秒)を有する場合、凹凸パターン12を樹脂体22に押し付ける際の押し付け圧力は0.1メガパスカル以下でよい。
続いて、モールド10の凹凸パターン12と樹脂体22との接触を維持しながら、チャンバ内部の真空状態を解除し、大気圧まで開放する。すると、図2(c)に示すように、樹脂体22のうち凹凸パターン12と対向していない部分22aが気圧により押され、また、凹部13a,13bとの間に気密空間Aを画成していた樹脂体22の部分22bが当該凹部13a,13bへ吸い込まれる。こうして、モールド10の凹部13a,13bが樹脂体22によって充たされ、モールド10の凹凸パターン12の形状が樹脂体22に転写される。
(硬化工程)
次に、凹凸パターン12と樹脂体22との上記接触を維持しながら樹脂体22を硬化させる。これにより、硬化した樹脂体22に回折格子のためのパターンが形成される。樹脂体22が紫外線硬化性樹脂からなる場合には、樹脂体22に紫外線を照射し(光式ナノインプリント)、また樹脂体22が熱可塑性樹脂からなる場合には、樹脂体22を加熱する(熱式ナノインプリント)。熱可塑性樹脂の場合は、温度をガラス転移点以上に上げて軟化させておいて、型を押し付け、その状態で温度を下げて硬化させる。
光式ナノインプリント法において、紫外線をモールド10側から樹脂体22に照射する場合、モールド10は紫外線に対して透明であることが更に好ましい。また、紫外線を基板20側から樹脂体22に照射する場合、基板20は紫外線に対して透明であることが更に好ましい。そのような基板20の材料としては例えば石英が挙げられる。
熱式ナノインプリント法では、樹脂体22は、熱可塑性樹脂(例えばポリメチルメタアクリレート(PMMA))、熱硬化性樹脂(例えばポリウレタン(PUR))等からなることが好ましい。
(離型工程)
次に、図2(d)に示されるように、硬化した樹脂体22からモールド10を剥離する。以上の工程を経ることによって、周期的に配列された複数の凸部及び凹部を含む回折格子のためのパターン24を形成することができる。このパターン24の形状は、モールド10の凹凸パターン12の形状に対応している。なお、硬化した樹脂体22を全面ドライエッチングしてもよい。この場合、パターン24の凹部の底面に基板20が露出してもよい。さらに、基板20の露出した部分を、例えばプラズマや酸などを用いてエッチングし、基板20に回折格子パターンを転写してもよい。
このように基板側に回折格子を転写する方法は、DFBレーザの作製方法として好適である。つまり、基板側に回折格子を転写形成し、これを埋めるようにさらに結晶を再成長させ、上部のコンタクト層までを形成する。回折格子を光学材料(例えばPMMA)で形成し、それをそのまま残すという方法は、例えばDBRレーザ(具体的には、活性層直上ではなく、活性層脇に回折格子を形成するような構造のDBRレーザ)等に適用可能である。また、光式ナノインプリントは、熱式と比べて圧力が小さいので、結晶へのダメージを小さくできる。さらに、クラッド層をもう1層挟んで、その上にインプリントした方が好ましい。これにより、活性層(例えば多重量子井戸層で形成された活性層)への物理的ダメージの発生の可能性を低減できる。
本実施形態に係る回折格子の形成方法においては、上述したように、真空状態においてモールド10の凹凸パターン12を樹脂体22に接触させ、この状態で真空状態を解除する。これにより、樹脂体22のうち凹凸パターン12と対向していない部分22aが気圧により押され、また、凹凸パターン12の凹部13a,13bへ樹脂体22が吸い込まれる。このような作用により、モールド10を樹脂体22に強く押し付けなくともモールド10の凹部13a,13bが樹脂体22によって十分に充たされることとなる。したがって、このような樹脂体22とモールド10との接触を維持しながら樹脂体22を硬化させることにより、樹脂体22に回折格子のためのパターン24を正確に成型し、この樹脂体22を用いて製造される回折格子のパターン欠陥を低減することができる。特に、モールド10の凹部13a,13bが狭く深い(すなわちアスペクト比が大きい)場合、従来の方法ではモールドの凹部に樹脂体が充填されにくいが、本実施形態の方法によれば、そのような場合であっても凹部13a,13bを樹脂体22によって十分に充たすことができる。
また、前述したように、樹脂体22は紫外線硬化性樹脂からなることが好ましい。紫外線硬化性樹脂は、熱可塑性樹脂といった他の樹脂と比較して粘度が低いので、樹脂体22が紫外線硬化性樹脂からなることにより、モールド10の凹部13a,13bとの間に気密空間Aを画成している樹脂体22の部分が当該凹部13a,13bへ移動し易くなる。したがって、樹脂体22に回折格子のためのパターン24をより正確に成型し、回折格子のパターン欠陥を更に低減することができる。
また、前述したように、樹脂体22の硬化前における粘度は1.0ミリパスカル秒以下であることが好ましい。このように樹脂体22として粘度が低いものを使用することにより、上記と同様に、樹脂体22の部分が凹部13a,13bへ移動し易くなる。したがって、樹脂体22に回折格子のためのパターン24をより正確に成型し、回折格子のパターン欠陥を更に低減することができる。
また、本実施形態のように、真空状態を解除する際、モールド10及び樹脂体22の周囲を大気圧とするとよい。これにより、樹脂体22のうち凹凸パターン12と対向していない部分22aを大気圧により容易に且つ効果的に押圧し、モールド10の凹部13a,13bを樹脂体22によって好適に充たすことができる。但し、真空状態を解除する際の気圧については、大気圧より低くても、或いは高くても良い。例えば、樹脂体22として熱可塑性樹脂を使用する場合、熱可塑性樹脂は粘度が比較的高いので、大気圧よりも更に高圧とすることが好ましい。
また、本実施形態のように、モールド10の凹凸パターン12は、所定方向を長手方向とし該所定方向と交差する方向に並んだ複数の凸部12aと、該複数の凸部12aを囲む凸部12bとを含むことが好ましい。これにより、回折格子を形成するための凹凸パターン12において、その凹部13a,13bがモールド10の面内において閉じたパターンを好適に構成することができる。なお、本実施形態ではモールド10に凸部12a,12bを形成することにより生じる凹部13a,13bを利用しているが、モールド10の表面に溝を形成することによって凹凸パターンの凹部を形成してもよい。その場合においても、凹部の平面形状を図1(a)に示した凹部13a,13bの平面形状と同様にすることが好ましい。
(変形例)
図3は、本実施形態において使用されるモールドの他の例を示す側断面図である。図3に示すモールド11は、図1に示したモールド10と同様に平板状を呈しており、回折格子を形成するための凹凸パターン14を有している。この凹凸パターン14においては、そのパターン密度が、モールド内での位置に応じて異なっている。具体的には、複数の凸部14aの幅が、モールド11内の或る領域では大きく、別の領域では小さくなっている。複数の凹部14bの幅についても、モールド11内の或る領域では大きく、別の領域では小さくなっている。すなわち、モールド11内の所定の領域毎に凹部14bのアスペクト比が異なっている。
このように、凹凸パターン14におけるパターン密度がモールド内での位置に応じて異なる場合、パターン密度が疎である部分(樹脂が多量に必要な部分)に完全に樹脂を充填させるため、従来の方法ではモールド押し付け圧力を高くし、また押し付け後の保持時間を長くすることにより、パターン密度が比較的密な部分から樹脂が流動することを促す必要があり、流動が不十分な場合はパターン欠陥となっていた。上記実施形態の方法によれば、凹部14bの内外の気圧差が駆動力となって樹脂体22が流動するので、パターン密度が疎である部分にも樹脂が流動しやすい。したがって、モールド押し付け圧力を高くしなくても、凹凸パターン14の凹部14bが充填されやすく、パターン欠陥の発生を抑えることができる。
<分布帰還型半導体レーザの製造方法>
図4は、実施形態に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法の各工程を模式的に示す図である。図5は、上記製造方法により製造される分布帰還型半導体レーザを一部破断して示す斜視図である。
(樹脂体形成工程)
まず、図4(a)に示すように、基板20a上に、第1クラッド層30、第1光閉じ込め層32、活性層34、第2光閉じ込め層36、回折格子層38及び樹脂体22をこの順に形成する。基板20aは、例えばn型InP等のIII−V族化合物半導体からなる。第1クラッド層30は、例えばn型InP等のIII−V族化合物半導体からなる。第1光閉じ込め層32は、例えばn型GaInAsP等のIII−V族化合物半導体からなる。活性層34は、例えばGaInAsPからなる多重量子井戸構造を有する。第2光閉じ込め層36は、例えばp型GaInAsP等のIII−V族化合物半導体からなる。回折格子層38は、例えばp型GaInAsP等のIII−V族化合物半導体からなる。なお、第1光閉じ込め層32及び第2光閉じ込め層36を形成しなくてもよい。基板20a、第1クラッド層30、第1光閉じ込め層32、活性層34、第2光閉じ込め層36、及び回折格子層38によって基板20が構成される。
次に、図4(b)に示すように、上述した回折格子の形成方法を用いて、硬化した樹脂体22に回折格子のためのパターン24を形成する。そして、樹脂体22の全面をエッチングし、樹脂体22の凹部の底面にあたる部分を完全に除去して、基板20の一部を露出させる。その後、残った樹脂体22をマスクとして回折格子層38をエッチングすることにより、回折格子層38に回折格子を形成し、樹脂体22を除去する。
次に、図5に示されるように、回折格子を形成した回折格子層38上に第2クラッド層39を形成する。第2クラッド層39は、回折格子層38の材料とは異なる材料からなり、例えばp型InP等のIII−V族化合物半導体からなる。その後、回折格子層38、第2クラッド層39、第2光閉じ込め層36、活性層34、第1光閉じ込め層32、及び第1クラッド層30をウェットエッチングすることにより半導体メサを形成する。さらに、その半導体メサを埋め込む半導体層40を形成した後、半導体層40及び第2クラッド層39上に第3クラッド層42を形成する。半導体層40は、例えばFeがドープされたInP等の半絶縁性III−V族化合物半導体からなる。半導体層40は、n型InP層及びp型InP層からなる積層構造を有してもよい。第3クラッド層42は、例えばp型InP等のIII−V族化合物半導体からなる。なお、第3クラッド層42を形成しなくてもよい。その後、第3クラッド層42上に、コンタクト層44及び電極46をこの順に形成する。コンタクト層44は、例えばp型GaInAs等のIII−V族化合物半導体からなる。電極46は、例えばTi/Pt/Auからなる積層構造を有する。また、基板20の裏面上に電極48を形成する。電極48は、例えばAuGeNi合金からなる。
上記工程を経ることによって、分布帰還型半導体レーザ50を製造することができる。本実施形態の分布帰還型半導体レーザの製造方法によれば、上述した回折格子の形成方法と同様に、樹脂体22に回折格子のためのパターン24を正確に成型し、この樹脂体22を用いて製造される回折格子層38のパターン欠陥を低減することができる。
本発明による回折格子の形成方法および分布帰還型半導体レーザの製造方法は、上記した実施形態に限られるものではなく、他に様々な変形が可能である。例えば、本発明におけるモールドの凹凸パターンは、図1(a)に示した平面形状に限られるものではなく、モールドの面内において凹部が閉じたパターンを構成している形状であれば、様々な平面形状を採用することができる。
回折格子の形成方法の各工程を模式的に示す図である。(a)本実施形態の方法において使用されるモールド10を示す底面図である。(b)(a)のI−I線に沿ったモールド10の側断面図である。 (a)〜(d)モールド10を使用するナノインプリント法によって回折格子のためのパターンを形成する工程を示している。 本実施形態において使用されるモールドの他の例を示す側断面図である。 実施形態に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法の各工程を模式的に示す図である。 図4に示した製造方法により製造される分布帰還型半導体レーザを一部破断して示す斜視図である。
符号の説明
10,11…モールド、12,14…凹凸パターン、12a,12b,14a…凸部、13a,13b,14b…凹部、20,20a…基板、22…樹脂体、24…回折格子のためのパターン、A…気密空間。

Claims (5)

  1. 回折格子を形成するための凹凸パターンを有するモールドを準備する工程と、
    真空状態において前記モールドの前記凹凸パターンを樹脂体に接触させ、当該接触を維持しながら前記真空状態を解除する工程と、
    前記凹凸パターンと前記樹脂体との上記接触を維持しながら前記樹脂体を硬化させることによって、硬化した樹脂体に前記回折格子のためのパターンを形成する工程とを含み、
    前記モールドの前記凹凸パターンに含まれる凹部が、該凹凸パターンを含む前記モールドの面内において閉じたパターンを構成しており、
    前記モールドの前記凹凸パターンが、所定方向を長手方向とし該所定方向と交差する方向に並んだ複数の第1の凸部と、該複数の第1の凸部を囲む第2の凸部とを含んでおり、
    前記凹部が前記複数の第1の凸部と前記第2の凸部との間に形成されており、該凹部の外縁が前記第2の凸部の側面によって囲まれており、
    前記真空状態において前記モールドの前記凹凸パターンを前記樹脂体に接触させる際に、前記凹部と前記樹脂体とによって画成される気密空間を形成し、その後に前記真空状態を解除することにより、前記樹脂体のうち前記凹凸パターンと対向していない部分を気圧により押すとともに、前記気密空間を画成していた前記樹脂体の部分を前記凹部へ吸い込ませることを特徴とする、回折格子の形成方法。
  2. 前記樹脂体が紫外線硬化性樹脂からなることを特徴とする、請求項1に記載の回折格子の形成方法。
  3. 前記樹脂体の硬化前における粘度が1.0ミリパスカル秒以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の回折格子の形成方法。
  4. 前記真空状態を解除する際に、前記モールド及び前記樹脂体の周囲を大気圧とすることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の回折格子の形成方法。
  5. 活性層を含む半導体基板上に樹脂体を形成する工程と、
    回折格子を形成するための凹凸パターンを有するモールドを準備する工程と、
    真空状態において前記モールドの前記凹凸パターンを前記樹脂体に接触させ、当該接触を維持しながら前記真空状態を解除する工程と、
    前記凹凸パターンと前記樹脂体との上記接触を維持しながら前記樹脂体を硬化させることによって、硬化した樹脂体に前記回折格子のためのパターンを形成する工程と、
    前記回折格子のためのパターンを用いて前記半導体基板をエッチングすることにより、前記回折格子を形成する工程とを含み、
    前記モールドの前記凹凸パターンに含まれる凹部が、該凹凸パターンを含む前記モールドの面内において閉じたパターンを構成しており、
    前記モールドの前記凹凸パターンが、所定方向を長手方向とし該所定方向と交差する方向に並んだ複数の第1の凸部と、該複数の第1の凸部を囲む第2の凸部とを含んでおり、
    前記凹部が前記複数の第1の凸部と前記第2の凸部との間に形成されており、該凹部の外縁が前記第2の凸部の側面によって囲まれており、
    前記真空状態において前記モールドの前記凹凸パターンを前記樹脂体に接触させる際に、前記凹部と前記樹脂体とによって画成される気密空間を形成し、その後に前記真空状態を解除することにより、前記樹脂体のうち前記凹凸パターンと対向していない部分を気圧により押すとともに、前記気密空間を画成していた前記樹脂体の部分を前記凹部へ吸い込ませることを特徴とする、分布帰還型半導体レーザの製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102008054217A1 (de) * 2008-10-31 2010-05-06 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterchips
JP5644192B2 (ja) * 2010-06-09 2014-12-24 住友電気工業株式会社 積層樹脂膜の形成方法及び半導体デバイスの製造方法
CN103328176B (zh) * 2011-01-14 2015-07-29 吉坤日矿日石能源株式会社 微细图案转印用模具的制造方法及使用该模具的衍射光栅的制造方法、以及具有该衍射光栅的有机el元件的制造方法
JP5742517B2 (ja) * 2011-07-04 2015-07-01 住友電気工業株式会社 サンプルドグレーティングの形成方法及び半導体レーザの製造方法
JP5611912B2 (ja) * 2011-09-01 2014-10-22 株式会社東芝 インプリント用レジスト材料、パターン形成方法、及びインプリント装置
US8975616B2 (en) * 2012-07-03 2015-03-10 Liang Wang Quantum efficiency of multiple quantum wells
JP2014052593A (ja) * 2012-09-10 2014-03-20 Sumitomo Electric Ind Ltd ナノインプリント用モールド、回折格子の形成方法及び回折格子を有する光素子の製造方法
WO2018146880A1 (ja) 2017-02-09 2018-08-16 ボンドテック株式会社 部品実装システム、樹脂成形装置、部品実装方法および樹脂成形方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004095588A (ja) * 2002-08-29 2004-03-25 Furukawa Electric Co Ltd:The 光集積デバイス及びその製造方法
US20060151435A1 (en) * 2002-09-18 2006-07-13 Jun Taniguchi Surface processing method
JP2005101233A (ja) * 2003-09-24 2005-04-14 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 金型の製造方法、金型、および成形品
JP4124102B2 (ja) * 2003-11-12 2008-07-23 松下電工株式会社 多重反射防止構造を備えた発光素子とその製造方法
JP2008110494A (ja) * 2006-10-27 2008-05-15 Mitsubishi Kagaku Media Co Ltd 凹凸面を有する部材の製造方法

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