JPH01214089A - 半導体材料に回折格子を形成する方法及び該方法によって製造された回折格子を備えた光電デバイス - Google Patents
半導体材料に回折格子を形成する方法及び該方法によって製造された回折格子を備えた光電デバイスInfo
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- 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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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/20—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
- 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
- H01S5/223—Buried stripe structure
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S359/00—Optical: systems and elements
- Y10S359/90—Methods
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
肋１
本発明は、半導体材料に回折格子を形成する方法、及び
該方法によって形成された回折格子を備えた光学デバイ
スに係る。
該方法によって形成された回折格子を備えた光学デバイ
スに係る。
更股炎」
回折格子を備え冬半導体レーザ、例えば分布帰還形（Ｄ
ＦＢ）レーザまたはブラッグ形（ＤＢＲ）レーザを製造
するためにいくつかの方法が公知である。これらのレー
ザはスペクトルの純度及び安定度が高いので特に遠距離
通信及びコヒーレントリンクで極めて有用である。更に
、これらのレーザでは回折格子の存在によって従来レー
ザのファプリーペローギャップ（Ｐｅｒｒｏｔ−Ｆａｂ
ｒｙ ｃａｖｉｔｙ）を形成する開裂面の少なくとも１
つが除去されるので、レーザが集積に特に適した構造を
もつ、従ってこれらの構造を使用することによって、変
調器、光ダイオード、マルチプレクサ等のごとき別の光
電エレメントとレーザとの間の光接続が簡単になる。
ＦＢ）レーザまたはブラッグ形（ＤＢＲ）レーザを製造
するためにいくつかの方法が公知である。これらのレー
ザはスペクトルの純度及び安定度が高いので特に遠距離
通信及びコヒーレントリンクで極めて有用である。更に
、これらのレーザでは回折格子の存在によって従来レー
ザのファプリーペローギャップ（Ｐｅｒｒｏｔ−Ｆａｂ
ｒｙ ｃａｖｉｔｙ）を形成する開裂面の少なくとも１
つが除去されるので、レーザが集積に特に適した構造を
もつ、従ってこれらの構造を使用することによって、変
調器、光ダイオード、マルチプレクサ等のごとき別の光
電エレメントとレーザとの間の光接続が簡単になる。
しかしながら、半導体材料に回折格子を形成する従来技
術の方法は、操作が難しく、また格子の特性値の制御が
極めて難しい。この種のレーザ製造においては回折格子
の形成が最も難しい工程である。また、この種の格子の
光学的効率の改良も望まれている。
術の方法は、操作が難しく、また格子の特性値の制御が
極めて難しい。この種のレーザ製造においては回折格子
の形成が最も難しい工程である。また、この種の格子の
光学的効率の改良も望まれている。
例えばＤＦＢレーザは少なくとも、
一基板にエピタキシャル成長させた１つの光閉込め層と
、 一能動層と、 一回折格子がエツチングされた所謂導波層とを含む。
、 一能動層と、 一回折格子がエツチングされた所謂導波層とを含む。
従来の回折格子のエツチング方法では、導波層に光感受
性樹脂層をデポジットし、ＵＶホログラフィまたは電子
マスキングによって樹脂にマスクを裁断し、化学薬剤で
食刻し、樹脂マスクによって遮蔽されない場所の導波層
の厚みの一部を除去する。ＤＦＢレーザの高い製造効率
を得るためには、約０，０４μの十分に限定されたエツ
チング深度を得ることが必要である。隆起部分の幅は０
．０５〜０．１５μでなければならない。格子ピッチは
約０．４７μである。従って、マスクを形成する樹脂ス
トリップの幅は少なくとも約０．１５μでなければなら
ない。
性樹脂層をデポジットし、ＵＶホログラフィまたは電子
マスキングによって樹脂にマスクを裁断し、化学薬剤で
食刻し、樹脂マスクによって遮蔽されない場所の導波層
の厚みの一部を除去する。ＤＦＢレーザの高い製造効率
を得るためには、約０，０４μの十分に限定されたエツ
チング深度を得ることが必要である。隆起部分の幅は０
．０５〜０．１５μでなければならない。格子ピッチは
約０．４７μである。従って、マスクを形成する樹脂ス
トリップの幅は少なくとも約０．１５μでなければなら
ない。
従来の化学的侵食技術では格子の表面全体にわたって精
密で均一なエツチング深度を得ることは極めて難しい０
本発明の目的は、半導体材料にこの種の回折格子を高い
製造効率で形成する簡単な方法を提供することである。
密で均一なエツチング深度を得ることは極めて難しい０
本発明の目的は、半導体材料にこの種の回折格子を高い
製造効率で形成する簡単な方法を提供することである。
几訓ドｍ
本発明の目的は、導波層形成材料とは異なる材料の層を
導波層形成以前にエピタキシャル成長によってデポジッ
トし、次に選択的化学的侵食処理によって該層を層自体
の厚みに等しい食刻深度でエツチングする段階を主とし
て含む方法を提供することにある。
導波層形成以前にエピタキシャル成長によってデポジッ
トし、次に選択的化学的侵食処理によって該層を層自体
の厚みに等しい食刻深度でエツチングする段階を主とし
て含む方法を提供することにある。
本発明方法で形成される格子は、従来技術の方法で形成
された格子よりも光学的効率が高い。
された格子よりも光学的効率が高い。
本発明によれば、半導体材料における回折格子の形成方
法は、以下の順次工程を含む。
法は、以下の順次工程を含む。
−第１半導体材料から成り厚みｏ、ｏｏｓ〜０．０２μ
をもつストップ層と指称される第１層をエピタキシャル
成長によってデポジットする。
をもつストップ層と指称される第１層をエピタキシャル
成長によってデポジットする。
一部１層とは異なる組成の第２半導体材料から成り形成
すべき格子の線の深さに等しい厚み０．０１〜０．０３
μをもつ第２層をエピタキシャル成長によってデポジッ
トする。
すべき格子の線の深さに等しい厚み０．０１〜０．０３
μをもつ第２層をエピタキシャル成長によってデポジッ
トする。
一所望の形状の回折格子を与えるマスクをデポジットす
る。
る。
一部１層の材料を侵食しない選択的化学薬剤を用いマス
クを介して第２層を化学的侵食し、前記第２層の厚み全
部が除去されるまで前記化学薬剤の作用を継続させる。
クを介して第２層を化学的侵食し、前記第２層の厚み全
部が除去されるまで前記化学薬剤の作用を継続させる。
一マスクを除去する。
ル獣燵
第１図は公知方法で形成された回折格子Ｒをもち波長１
．５５μで発振するＤＦＢレーザの構造の断面図を示す
。該構造は、基板Ｓと、基板Ｓの上にエピタキシャル成
長によって形成されたＩｎＰから成る光閉込め層１と、
波長１．５μに対応するバンドギャップ幅をもちＧａ１
ｎＡｓＰから成る厚み０．１μの能動層２と、層２より
大きいバンドギャップ幅、例えば波長１．３μに対応す
るバンドギャップ幅をもちＧａ１ｎＡｓＰによって形成
されそれ自体の厚み１．５μより小さい深度りの格子Ｒ
がエツチングされた導波層３と、格子Ｒのエツチング後
に層３にエピタキシャル成長させた光閉込め層４と、接
触Ｎ５とから成る。
．５５μで発振するＤＦＢレーザの構造の断面図を示す
。該構造は、基板Ｓと、基板Ｓの上にエピタキシャル成
長によって形成されたＩｎＰから成る光閉込め層１と、
波長１．５μに対応するバンドギャップ幅をもちＧａ１
ｎＡｓＰから成る厚み０．１μの能動層２と、層２より
大きいバンドギャップ幅、例えば波長１．３μに対応す
るバンドギャップ幅をもちＧａ１ｎＡｓＰによって形成
されそれ自体の厚み１．５μより小さい深度りの格子Ｒ
がエツチングされた導波層３と、格子Ｒのエツチング後
に層３にエピタキシャル成長させた光閉込め層４と、接
触Ｎ５とから成る。
格子Ｒは、ピッチ０．４７３６μをもち各線を形成する
隆起部の幅が値Ｘをもつ互いに平行な線から成る。ＤＦ
Ｂレーザの高い製造効率を得るためには、層の厚み及び
組成の均一性を得る問題とはかかわりなく、結合係数（
ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）Ｋ几の値が１〜２で
あるような回折格子を得ることが必要である。には結合
定数（ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、
Ｌは一最に３００μのオーダのレーザの長さである。
隆起部の幅が値Ｘをもつ互いに平行な線から成る。ＤＦ
Ｂレーザの高い製造効率を得るためには、層の厚み及び
組成の均一性を得る問題とはかかわりなく、結合係数（
ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ）Ｋ几の値が１〜２で
あるような回折格子を得ることが必要である。には結合
定数（ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）、
Ｌは一最に３００μのオーダのレーザの長さである。
第２図は、格子の結合係数に凡の値を格子の線を形成す
る隆起部の幅し及びエツチング深度りの関数として示す
グラフである。隆起部の勾配は層の平面に対して５４°
を成すと想定する。このグラフは二次格子に対するプロ
ットである。
る隆起部の幅し及びエツチング深度りの関数として示す
グラフである。隆起部の勾配は層の平面に対して５４°
を成すと想定する。このグラフは二次格子に対するプロ
ットである。
このグラフより、約０．４μという浅いエツチング深度
りが必要なこと、及び、隆起部の幅Ｘが０．０５〜０．
１５μでなければならないこと、従って結合係数に、Ｌ
が１〜２であることが理解されよう、格子のピッチは０
．４７３６μであるから、エツチングマスクを形成する
樹脂ストリップが約０．１５μの一定幅をもつことにな
る。従来方法によれば、このようなエツチング深度及び
エツチング幅を十分な精度、均−性及び再現性で得るこ
とは難しい、従って製造効率は極めてよくない、逆に、
本発明方法によれば、高い製造効率と高い光学的効率と
の双方が達成される。
りが必要なこと、及び、隆起部の幅Ｘが０．０５〜０．
１５μでなければならないこと、従って結合係数に、Ｌ
が１〜２であることが理解されよう、格子のピッチは０
．４７３６μであるから、エツチングマスクを形成する
樹脂ストリップが約０．１５μの一定幅をもつことにな
る。従来方法によれば、このようなエツチング深度及び
エツチング幅を十分な精度、均−性及び再現性で得るこ
とは難しい、従って製造効率は極めてよくない、逆に、
本発明方法によれば、高い製造効率と高い光学的効率と
の双方が達成される。
第３図は本発明方法によって製造された格子をもつＤＦ
Ｂレーザの構造の断面図を示す、該レーザは以下の連続
工程で製造される。
Ｂレーザの構造の断面図を示す、該レーザは以下の連続
工程で製造される。
−ＩｎＰから成る光閉込め層１１をエピタキシャル成長
によって基板Ｓにデポジットする。
によって基板Ｓにデポジットする。
−Ｇａ１ｎＡｓＰから成り１．５μに等しいバンドギャ
ップ幅をもち厚み０．１μをもつ能動層１２をエピタキ
シャル成長によってデポジットする。
ップ幅をもち厚み０．１μをもつ能動層１２をエピタキ
シャル成長によってデポジットする。
ＩｎＰから成り波長０．２μに対応するバンドギャップ
幅をもち厚み０．０１μのＩｎＰから成る所謂ストップ
層１３をエピタキシャル成長によってデポジットする。
幅をもち厚み０．０１μのＩｎＰから成る所謂ストップ
層１３をエピタキシャル成長によってデポジットする。
−ＧａｌｎＡｓＰから成り波長１．５μに対応するバン
ドギャップ幅をもち厚みＥをもつ導波層１４をエピタキ
シャル成長によってデポジットする。
ドギャップ幅をもち厚みＥをもつ導波層１４をエピタキ
シャル成長によってデポジットする。
一光感受性樹脂層をデポジットし、この層と所望の回折
格子の形状に裁断する。裁断には従来の光感受性樹脂マ
スク形成手順と同様のＵ■ホ゛ログラフィまたは電子マ
スキングを使用する。
格子の形状に裁断する。裁断には従来の光感受性樹脂マ
スク形成手順と同様のＵ■ホ゛ログラフィまたは電子マ
スキングを使用する。
−ストップ層１３のＩｎＰ材料及び樹脂の双方を食刻し
ない選択的化学薬品によって導波層１４を浸食する。
ない選択的化学薬品によって導波層１４を浸食する。
一樹脂によって遮蔽されない場所の導波層１４の厚みが
完全に除去されるまで該化学薬品を作用させる０層１４
の厚みは回折格子の所望厚みに等しい値に選択されてい
る。
完全に除去されるまで該化学薬品を作用させる０層１４
の厚みは回折格子の所望厚みに等しい値に選択されてい
る。
−従来の化学溶媒によって樹脂層を除去する。
−光閉込め層１５をエピタキシャル成長によってデポジ
ットする。
ットする。
一接触Ｊ’ｌ１６をエピタキシャル成長によってデポジ
ットする。
ットする。
この方法によれば、エツチング深度が層１４の厚みＥに
よって規定されるので、精密で均一なエツチング深度が
得られる。ＭＢＥ （分子ビームエピタキシー）または
ＭＯＣＶＤ（金属有機ＣＶＤ）のごとき最新のエピタキ
シャル技術によってこの厚みのデポジションが均−且つ
精密に行なわれる。これらの技術によれば、１７１００
０μの数倍から数μの範囲の厚みをもつ薄膜層を種々の
性質及び種々の組成の材料から高度な均−性及び優れた
再現性で成長させることが可能である。公知の選択的化
学的侵食技術によって、異なる組成をもつ隣接層の損傷
を全く生じることなく半導体材料層の上にパターンをエ
ツチングすることが可能である。
よって規定されるので、精密で均一なエツチング深度が
得られる。ＭＢＥ （分子ビームエピタキシー）または
ＭＯＣＶＤ（金属有機ＣＶＤ）のごとき最新のエピタキ
シャル技術によってこの厚みのデポジションが均−且つ
精密に行なわれる。これらの技術によれば、１７１００
０μの数倍から数μの範囲の厚みをもつ薄膜層を種々の
性質及び種々の組成の材料から高度な均−性及び優れた
再現性で成長させることが可能である。公知の選択的化
学的侵食技術によって、異なる組成をもつ隣接層の損傷
を全く生じることなく半導体材料層の上にパターンをエ
ツチングすることが可能である。
エツチング深度は層１４の厚みＥによって決定されるの
で、以後の処理において、隆起部の精密で均一な幅Ｘを
得るための溝１７の幅のコントロールが極めて容易にな
る。この方法における唯一の制約は、化学的侵食をスト
ップさせるＮ１３とは異なる材料から層１４を形成する
のが必要なことである。
で、以後の処理において、隆起部の精密で均一な幅Ｘを
得るための溝１７の幅のコントロールが極めて容易にな
る。この方法における唯一の制約は、化学的侵食をスト
ップさせるＮ１３とは異なる材料から層１４を形成する
のが必要なことである。
エピタキシャル処理を簡単にするために所望ならば層１
４を能動層１２と同じ材料から形成してもよい。
４を能動層１２と同じ材料から形成してもよい。
ある種の光学デバイスにおいては、格子をエツチングし
た後の層１４は後述するごときストリップ状の導波構造
を形成するであろう。
た後の層１４は後述するごときストリップ状の導波構造
を形成するであろう。
第４図は、結合係数に、Ｌの値を、エツチング後に残存
する隆起部の幅Ｘ及びエツチングされた層１４の厚みＥ
の関数として示すグラフである。これらのグラフは上記
のごとく二次格子をもち波長１．５５μで発振するレー
ザ構造に対するプロットである。このグラフにおいて、
導波層１４の厚みＥが０．０２μに等しい場合、得られ
る結合係数は１〜２であり、これは幅Ｘの値が０．０３
μから０．１８μの範囲で変動するときに高い製造効率
を得るために必要な値である。この幅Ｘはエツチング期
間の長さを操作することによって容易に制御できる。従
って、結合係数に凡の値も容易に制御できる。このよう
に実施が容易な製造方法は光電素子特にＤＦＢ及びＤＢ
Ｒレーザの量産に有利である。
する隆起部の幅Ｘ及びエツチングされた層１４の厚みＥ
の関数として示すグラフである。これらのグラフは上記
のごとく二次格子をもち波長１．５５μで発振するレー
ザ構造に対するプロットである。このグラフにおいて、
導波層１４の厚みＥが０．０２μに等しい場合、得られ
る結合係数は１〜２であり、これは幅Ｘの値が０．０３
μから０．１８μの範囲で変動するときに高い製造効率
を得るために必要な値である。この幅Ｘはエツチング期
間の長さを操作することによって容易に制御できる。従
って、結合係数に凡の値も容易に制御できる。このよう
に実施が容易な製造方法は光電素子特にＤＦＢ及びＤＢ
Ｒレーザの量産に有利である。
第５図は、本発明方法によって製造された格子をもつ埋
設ストリップを備えたＤＦＢレーザの構造を示す、閉込
め層２１、能動層２２、ストップ層２３及び導波層２４
がエピタキシャル成長によって基板Ｓに順次デポジット
されている。次に、本発明方法を用い第１樹脂マスク及
び選択的化学的侵食によって導波層２４に格子をエツチ
ングする０次に、第２樹脂マスク及び非選択性化学的侵
食によって層２２．２３及び２４を同時に除去しストリ
ップを残存させる。
設ストリップを備えたＤＦＢレーザの構造を示す、閉込
め層２１、能動層２２、ストップ層２３及び導波層２４
がエピタキシャル成長によって基板Ｓに順次デポジット
されている。次に、本発明方法を用い第１樹脂マスク及
び選択的化学的侵食によって導波層２４に格子をエツチ
ングする０次に、第２樹脂マスク及び非選択性化学的侵
食によって層２２．２３及び２４を同時に除去しストリ
ップを残存させる。
ストリップの長袖は、層２４にエツチングされた格子の
線に垂直である。エピタキシャル成長を再度使用し、前
記ストリップ及び層２２の表面の露出部分の双方を被覆
する閉込め層２５と接触層２６とを順次デポジットする
。種々の技術例えば陽子打ち込み、拡散、ブロック層等
によってストリップにおける注入を局限し得る。
線に垂直である。エピタキシャル成長を再度使用し、前
記ストリップ及び層２２の表面の露出部分の双方を被覆
する閉込め層２５と接触層２６とを順次デポジットする
。種々の技術例えば陽子打ち込み、拡散、ブロック層等
によってストリップにおける注入を局限し得る。
第６図は本発明方法によって製造された埋設ストリップ
導波管を備えたＤＦＢレーザの構造を示す。
導波管を備えたＤＦＢレーザの構造を示す。
閉込め層３１、能動層３２、ストップ層３３及び導波層
３４がエピタキシャル成長によって基板Ｓに順次デポジ
ットされる。前記同様に、第１樹脂マスク及び第１選択
的化学的侵食を用いて層３４に格子をエツチングする。
３４がエピタキシャル成長によって基板Ｓに順次デポジ
ットされる。前記同様に、第１樹脂マスク及び第１選択
的化学的侵食を用いて層３４に格子をエツチングする。
次に第２樹脂マスク及び第２選択的化学的侵食を用い、
ストリップの長軸が格子の線に垂直になる方向で層３４
をストリップ状にエツチングする。能動層３２及びスト
ップ層３３は基板Ｓの幅に等しい幅を維持し、層３３の
材料は第２の選択的化学的侵食に対してもストップ層を
形成する。
ストリップの長軸が格子の線に垂直になる方向で層３４
をストリップ状にエツチングする。能動層３２及びスト
ップ層３３は基板Ｓの幅に等しい幅を維持し、層３３の
材料は第２の選択的化学的侵食に対してもストップ層を
形成する。
層３１〜３４は埋設ストリップ導波管を形成する６次に
エピタキシャル成長を再度使用して閉込め層３５及び接
触層３６を順次デポジットする。前記の場合同様に、公
知の種々の技術によって注入を局限し得る。この構造の
利点は製造が極めて容易なことである。
エピタキシャル成長を再度使用して閉込め層３５及び接
触層３６を順次デポジットする。前記の場合同様に、公
知の種々の技術によって注入を局限し得る。この構造の
利点は製造が極めて容易なことである。
第７図及び第８図は、格子及び移相器を含む別の光電デ
バイスを示す。これらの２つのデバイスは、エピタキシ
ャル成長によって基板Ｓに順次デボジッ１へされた閉込
め層４１と能動層４２とストップ層４３と導波層４４と
を含む。本発明方法によって導波層４４に格子がエツチ
ングされているが、格子の表面は格子の線に平行な長手
方向をもつ幅りの領域によって２つの部分に分離されて
いる０幅りは、この領域を通過する波に与える位相シフ
トを決定する。
バイスを示す。これらの２つのデバイスは、エピタキシ
ャル成長によって基板Ｓに順次デボジッ１へされた閉込
め層４１と能動層４２とストップ層４３と導波層４４と
を含む。本発明方法によって導波層４４に格子がエツチ
ングされているが、格子の表面は格子の線に平行な長手
方向をもつ幅りの領域によって２つの部分に分離されて
いる０幅りは、この領域を通過する波に与える位相シフ
トを決定する。
第７図の具体例において、幅りの領域では、第２の選択
的化学的侵食によってＮ４４が完全に除去されている。
的化学的侵食によってＮ４４が完全に除去されている。
格子を残存させる場所を遮蔽するために第２マスクを使
用する。また、格子のエツチング以前に該領域をエツチ
ングすることも可能である０幅しはこの領域を通過する
波に与える位相シフトを決定する。
用する。また、格子のエツチング以前に該領域をエツチ
ングすることも可能である０幅しはこの領域を通過する
波に与える位相シフトを決定する。
第８図の具体例においては逆に、格子のエツチング中に
食刻されない導波Ｍ１４４の幅りの領域で位相シフトが
行なわれる。その理由は、遮蔽層４５が、Ｎ４４の材料
とは異なる半導体材料から形成されるからである。第１
樹脂マスク及び第１遷択的化学的侵食は、層４４を食刻
しないで幅りのストリップ形成領域以外の層４５を除去
するために使用される。
食刻されない導波Ｍ１４４の幅りの領域で位相シフトが
行なわれる。その理由は、遮蔽層４５が、Ｎ４４の材料
とは異なる半導体材料から形成されるからである。第１
樹脂マスク及び第１遷択的化学的侵食は、層４４を食刻
しないで幅りのストリップ形成領域以外の層４５を除去
するために使用される。
次に、第２マスク及び第２化学的侵食を使用し層４５ま
たは層４３を食刻しないで層４４の格子をエツチングす
る。従って幅りのストリップの下方の層４４は無傷で維
持されラテラルガイドとして使用され得る。この具体例
で、層４５はＩｎＰから成り、位相シフトに全く役割を
果たさない、別の具体例においては層４５は四元材料か
ら成り、位相シフトに役割を果たす。
たは層４３を食刻しないで層４４の格子をエツチングす
る。従って幅りのストリップの下方の層４４は無傷で維
持されラテラルガイドとして使用され得る。この具体例
で、層４５はＩｎＰから成り、位相シフトに全く役割を
果たさない、別の具体例においては層４５は四元材料か
ら成り、位相シフトに役割を果たす。
本発明の範囲は記載の具体例に限定されない。
特に、回折格子の形成方法は、導波構造をもつデバイス
以外の電光デバイスに適用できる。更に、重層する複数
の層にエツチングされた複数の回折格子をもつデバイス
に適用され得る０例えば、二元材料によって形成された
ストップ層にデポジットされた四元材料から成る導波管
に第１回折格子をエツチングし、次に第１格子の頂部に
二元材料から成る別のストップ層をデポジットし、次に
四元材料のから成る別の層をデポジットし、この別の四
元材料層に第２の格子をエツチングすることが可能であ
る。また、選択的化学的侵食を順次用いることによって
二元材料及び四元材料から交互に形成された１組の層に
基づくこの種のデバイスを製造することも可能である。
以外の電光デバイスに適用できる。更に、重層する複数
の層にエツチングされた複数の回折格子をもつデバイス
に適用され得る０例えば、二元材料によって形成された
ストップ層にデポジットされた四元材料から成る導波管
に第１回折格子をエツチングし、次に第１格子の頂部に
二元材料から成る別のストップ層をデポジットし、次に
四元材料のから成る別の層をデポジットし、この別の四
元材料層に第２の格子をエツチングすることが可能であ
る。また、選択的化学的侵食を順次用いることによって
二元材料及び四元材料から交互に形成された１組の層に
基づくこの種のデバイスを製造することも可能である。
本発明方法の用途は、レーザ及び集積結合器に限定され
ない。１つ以上の回折格子を含む集積光学素子のすべて
の機能に応用され得る。本発明方法は、多数のグループ
の半導体材料特に、（：ａｌｎΔｓＰ、Ｇａ１ｎＡｓ、
Ｇａ１ｎＡｓ、Ｇａ１ｎＡ１＾Ｓ及びＧａ１ｎＡｓＳ
ｂのごとき■−■化合物及びそれらの固溶体に使用され
得る。
ない。１つ以上の回折格子を含む集積光学素子のすべて
の機能に応用され得る。本発明方法は、多数のグループ
の半導体材料特に、（：ａｌｎΔｓＰ、Ｇａ１ｎＡｓ、
Ｇａ１ｎＡｓ、Ｇａ１ｎＡ１＾Ｓ及びＧａ１ｎＡｓＳ
ｂのごとき■−■化合物及びそれらの固溶体に使用され
得る。
格子がエツチングされた導波層は、多重量子井戸横道を
形成するように異なる材料の複数の面層によって形成さ
れ得る。
形成するように異なる材料の複数の面層によって形成さ
れ得る。
第１図は従来技術で製造された回折格子をもつ光学デバ
イスの説明図、第２図は精密な深度のエツチング達成に
必要な値を示すグラフ、第３図は本発明の方法で製造さ
れた回折格子をもつ光学デバイスの説明図、第４図は本
発明方法の使用によってＤＦＢレーザの高い製造効率か
得られることを示すグラフ、第５図及び第６図は本発明
方法で形成された回折格子をもつ２つのＤＦＢレーザ構
造の説明図、第７図及び第８図は本発明方法で形成され
た回折格子と移相器とを含む２つの光学デバイスの説明
図である。 Ｓ・・・・・・基板、Ｒ・・・・・・格子、１，４．１
１・旧・・光閉込め層、２．１２・・・・・・能動層、
１３・・・・・・ストップ層、３，１４・・・・・・導
波層、５，１６・・・・・・接触層。 代理人弁理士 船 山 武 ＦＩＧ、３ ＦＩｏ、４ に、Ｌ Ｑｏｓ ｏ、＋ ０，５ Ｑ２ Ｑ２５ ０，
３ Ｑ３５ ０，４ Ｑ４５μｕ）り Ｘ：Ｌ Ｎ Ｌｎ ぐｍへ ＋
イスの説明図、第２図は精密な深度のエツチング達成に
必要な値を示すグラフ、第３図は本発明の方法で製造さ
れた回折格子をもつ光学デバイスの説明図、第４図は本
発明方法の使用によってＤＦＢレーザの高い製造効率か
得られることを示すグラフ、第５図及び第６図は本発明
方法で形成された回折格子をもつ２つのＤＦＢレーザ構
造の説明図、第７図及び第８図は本発明方法で形成され
た回折格子と移相器とを含む２つの光学デバイスの説明
図である。 Ｓ・・・・・・基板、Ｒ・・・・・・格子、１，４．１
１・旧・・光閉込め層、２．１２・・・・・・能動層、
１３・・・・・・ストップ層、３，１４・・・・・・導
波層、５，１６・・・・・・接触層。 代理人弁理士 船 山 武 ＦＩＧ、３ ＦＩｏ、４ に、Ｌ Ｑｏｓ ｏ、＋ ０，５ Ｑ２ Ｑ２５ ０，
３ Ｑ３５ ０，４ Ｑ４５μｕ）り Ｘ：Ｌ Ｎ Ｌｎ ぐｍへ ＋
Claims (4)
- （１）−第１半導体材料から成り厚み０．００５〜０．
０２μをもつストップ層と指称される第１層をエピタキ
シャル成長によってデポジットし、 −第１層とは異なる組成の第２半導体材料から成り形成
すべき格子の線の深さに等しい厚み０．０１〜０．０３
μをもつ第２層をエピタキシャル成長によつてデポジッ
トし、 −所望の形状の回折格子を与えるマスクをデポジットし
、 −第１層の材料を侵食しない選択的化学薬剤を用いマス
クを介して第２層を化学的侵食し、前記第２層の厚み全
部が除去されるまで前記化学薬剤の作用を継続させ、 −マスクを除去する順次段階から成ることを特徴とする
半導体材料に回折格子を形成する方法。 - （２）第２層を形成する半導体材料が四元化合物であり
、第１層を形成する半導体材料が二元化合物であること
を特徴とする請求項１に記載の方法。 - （３）少なくとも、 −第１半導体材料から形成された厚み０．００５〜０．
０２μの第１層と、 −第１材料とは異なる組成をもつ第２半導体材料から形
成された厚み０．０１〜０．０３μの第２層とを含み、
回折格子を形成する互いに平行な溝が第２層の厚みに等
しい深度で刻設されていることを特徴とする回折格子を
含む光電デバイス。 - （４）導波構造をもち、 −第１半導体材料から形成され光閉込め層と指称される
層と、 −第２半導体材料から形成され能動層と指称される層と
、 −第２半導体材料とは異なる組成をもつ第３半導体材料
から形成されストップ層と指称される層と、−第３半導
体材料とは異なる組成をもつ第４半導体材料から形成さ
れ回折格子を形成すべく互いに平行な溝がその厚みに等
しい深度で刻設された導波層とを含む導波構造をもつ請
求項３に記載の光電デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8717707 | 1987-12-18 | ||
| FR8717707A FR2625036B1 (fr) | 1987-12-18 | 1987-12-18 | Procede de realisation d'un reseau de diffraction sur un materiau semi-conducteur, et dispositif opto-electronique comportant un reseau de diffraction realise selon ce procede |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01214089A true JPH01214089A (ja) | 1989-08-28 |
Family
ID=9358027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63317577A Pending JPH01214089A (ja) | 1987-12-18 | 1988-12-15 | 半導体材料に回折格子を形成する方法及び該方法によって製造された回折格子を備えた光電デバイス |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5033816A (ja) |
| EP (1) | EP0321328A1 (ja) |
| JP (1) | JPH01214089A (ja) |
| FR (1) | FR2625036B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002057405A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5283690A (en) * | 1989-04-04 | 1994-02-01 | Sharp Kabushiki Kaisha | Optical diffraction grating element |
| DE4014032A1 (de) * | 1990-05-02 | 1991-11-07 | Standard Elektrik Lorenz Ag | Halbleiter-laser |
| FR2677490B1 (fr) * | 1991-06-07 | 1997-05-16 | Thomson Csf | Emetteur-recepteur optique a semiconducteurs. |
| FR2690572B1 (fr) * | 1992-04-24 | 1994-07-22 | France Telecom | Structure laser a retroaction repartie. |
| US5323266A (en) * | 1993-02-26 | 1994-06-21 | United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Electroformed buried gratings for high-power shared aperture systems |
| FR2765347B1 (fr) * | 1997-06-26 | 1999-09-24 | Alsthom Cge Alcatel | Reflecteur de bragg en semi-conducteur et procede de fabrication |
| US6734453B2 (en) | 2000-08-08 | 2004-05-11 | Translucent Photonics, Inc. | Devices with optical gain in silicon |
| US6490393B1 (en) | 2000-11-27 | 2002-12-03 | Advanced Interfaces, Llc | Integrated optical multiplexer and demultiplexer for wavelength division transmission of information |
| US7050675B2 (en) * | 2000-11-27 | 2006-05-23 | Advanced Interfaces, Llc | Integrated optical multiplexer and demultiplexer for wavelength division transmission of information |
| CN101859852B (zh) * | 2010-05-13 | 2011-09-14 | 厦门市三安光电科技有限公司 | 提高铝镓铟磷系发光二极管产能的制作工艺 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52141189A (en) * | 1976-05-20 | 1977-11-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Production of distribution feedback type semiconductor laser |
| US4403827A (en) * | 1980-09-12 | 1983-09-13 | Mcdonnell Douglas Corporation | Process for producing a diffraction grating |
| US4401367A (en) * | 1980-11-03 | 1983-08-30 | United Technologies Corporation | Method for pattern masking objects and the products thereof |
| JPS59188187A (ja) * | 1983-04-08 | 1984-10-25 | Nec Corp | 半導体レ−ザダイオ−ド及びその製造方法 |
| JPS60132380A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-07-15 | Hitachi Ltd | 分布帰還型半導体レ−ザ装置 |
| JPS60196701A (ja) * | 1984-03-21 | 1985-10-05 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 回折格子の製造方法 |
| JPS60247986A (ja) * | 1984-05-23 | 1985-12-07 | Fujitsu Ltd | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| DE3580738D1 (de) * | 1984-10-03 | 1991-01-10 | Siemens Ag | Verfahren zur integrierten herstellung eines dfb-lasers mit angekoppeltem streifenwellenleiter auf einem substrat. |
| JPS61134096A (ja) * | 1984-12-05 | 1986-06-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 分布帰還型半導体レ−ザ |
| JPS6273690A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-04 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ−素子 |
| JPS62147791A (ja) * | 1985-12-23 | 1987-07-01 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS62266889A (ja) * | 1986-05-15 | 1987-11-19 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
-
1987
- 1987-12-18 FR FR8717707A patent/FR2625036B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-12-12 EP EP88403150A patent/EP0321328A1/fr not_active Ceased
- 1988-12-15 JP JP63317577A patent/JPH01214089A/ja active Pending
- 1988-12-15 US US07/284,611 patent/US5033816A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002057405A (ja) * | 2000-08-07 | 2002-02-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2625036B1 (fr) | 1990-10-26 |
| US5033816A (en) | 1991-07-23 |
| FR2625036A1 (fr) | 1989-06-23 |
| EP0321328A1 (fr) | 1989-06-21 |
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