JPH04186829A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH04186829A
JPH04186829A JP2316642A JP31664290A JPH04186829A JP H04186829 A JPH04186829 A JP H04186829A JP 2316642 A JP2316642 A JP 2316642A JP 31664290 A JP31664290 A JP 31664290A JP H04186829 A JPH04186829 A JP H04186829A
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JP
Japan
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etching
films
diffraction grating
grooves
resistant film
Prior art date
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Pending
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JP2316642A
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English (en)
Inventor
Manabu Matsuda
学 松田
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 ・概要 ・産業上の利用分野 ・従来の技術(第3図) 発明が解決しようとする課題 ・課題を解決するだめの手段 ・作用 ・実施例(第1図〜第2図) ・発明の効果 〔概要〕 半導体装置の製造方法に関し、更に詳しく言えば、鋸歯
状の断面形状を有するブレーズ型の回折格子を形成する
半導体装置の製造方法に関し、製造に要する時間の短縮
が図れ、かつ微細化の可能なブレーズ型の回折格子を形
成する半導体装置の製造方法を提供することを目的とし
、半導体基板上に互いに平行な、かつ一定の周期を有す
る複数の帯状の第1の耐エツチング性膜を形成する工程
と、前記帯状の第1の耐エツチング性膜をマスクとして
前記半導体基板を選択的にエッチングし、複数の溝を形
成する工程と、前記第1の耐エツチング性膜を除去した
後、前記溝内に第2の耐エツチング性膜を埋め込む工程
と、前記溝内に第2の耐エツチング性膜が埋め込まれた
半導体基板を、該第2の耐エッチング性膜をマスクとし
て斜めの方向から異方性エツチングすることにより、少
なくとも片側が傾斜する、互いに平行な、かつ一定の周
期を有する複数の帯状の凸部を形成する工程とを含み構
成する。
〔産業上の利用分野] 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、更に詳しく言
えば、鋸歯状の断面形状を有するブレーズ型の回折格子
を形成する半導体装置の製造方法に関する。
光通信の分野シこおいて、半導体レーザ、波長フィルタ
等に波長選択のための回折格子が種々用いられている。
特に、ブレーズ型の回折格子は回折効率の向上のために
有効であり、半導体導波路上で分布反射鏡(DBR)と
して用いた場合、透過及び基板側への回折の抑制(或い
は反射及び基板と反対側への回折の抑制)等の効果が得
られる。
更に、面発光が可能な半導体レーザの提供の可能性もあ
る。
〔従来の技術) 従来、鋸歯状の断面形状を有するブレーズ型の回折格子
を形成する場合、 まず、第3図(a)に示すように、半導体などの基Fj
、■上にレジスト膜2を形成した後、電子ビーム露光装
置を用い、電子ビームをスポ・7ト径約1μm程度に絞
って、電子ビームの露光量を同図(b’)に示すように
、一定の周期を有する鋸歯状に変化させて露光する。次
いで、レジス)II!J2を現像すると、例えばレジス
ト膜2が2ガテイブホトレジスト膜の場合、露光量に反
比例してレジスト膜2a〜2fが鋸歯状に残有する。
次いで、同図(c)に示すように、基板1のエツチング
レート及びレジスト膜2のエツチングレートがほぼ等し
いエツチングガスを用いて工、チングすると、基板1及
びレジスト膜2が同時にエツチングされるので、エツチ
ング後の基半反1の形状はエツチング前の鋸歯の形状が
そのまま転写される。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、第3図(a)に示すような電子ビームによる露
光量の調整による露光では非常に時間がかかるという問
題がある。しかも、ビームスポット径により微細化の限
界が決まるので、更に短波長の光を用いた光通信に適用
する様な場合、回折格子の周期も微細化する必要があり
、1μm以下の周期の回折格子を作成する場合など問題
となる。
本発明は、かかる従来の問題点Sこ鑑みてなされたもの
で、製造に要する時間の短縮が図れ、かつ微細化の可能
なブレーズ型の回折格子を形成する半導体装置の製造方
法を提供することを目的とするものである。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は、第1に、半導体基板上に互いに平行な、か
つ一定の周期を有する複数の帯状の第1の耐エツチング
性膜を形成する工程と、前記帯状の第1の耐エツチング
性膜をマスクとして前記半導体基板を選択的にエツチン
グし、複数の溝を形成する工程と、前記第1の耐エツチ
ング性膜を除去した後、前記溝内に第2の耐エツチング
性膜を埋め込む工程と、前記溝内に第2の耐エツチング
性膜が埋め込まれた半導体基板を、該第2の耐エツチン
グ性膜をマスクとして斜めの方向から異方性エツチング
することにより、少なくとも片側が傾斜する、互いに平
行な、かつ一定の周期を有する複数の帯状の凸部を形成
する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
方法によって達成され、 第2に、前記互いに平行な、かつ一定の周期を有する複
数の帯状の第1の耐エツチング性膜を、2つの光を照射
して干渉させることにより露光する二光束干a露光法を
用いて形成することを特徴とする半導体装置の製造方法
によって達成される。
(作用〕 本発明の半導体装置の製造方法によれば、まず、一定の
周期の帯状の凸部を有する、通常の回折格子を形成した
後、凸部の間の溝に埋め込まれた第2の耐エツチング性
膜をマスクとして凸部を斜め方向からエツチングするこ
とにより、少なくとも片側が傾斜する、互いに平行な、
かつ一定の周期を有する複数の帯状の凸部を形成してい
る。従って、従来の電子ビームの露光量の調整のような
時間を要する作業を用いないでも、ブレーズ型の回折格
子を作成することができる。
また、通常の回折格子を形成するのに、2つの光を照射
して干渉さセること二こより露光する二光束干渉露光法
を用いること二こより、微細な寸法の回折格子を形成す
ることができる。従って、これに基づいて作成されるブ
レーズ型の回折格子も微細化が可能となる。
〔実施例〕
以下、図面を参照しながら本発明の実施例二ニついて説
明する。
第1図(a)〜(h)は、本発明の実施例のブレーズ型
の回折格子を有する半導体レーザの製造方法について説
明する断面図である。
まず、同図(a)に示すように、InP基板(半導体基
板)5上に第1のレジスト膜(第1の耐エツチング性膜
)6を形成する。次いて、波長325nm又は波長44
1.6nmのHe−Cd レーザ光を互いに異なる方向
から照射して干渉させることにより第1のレジスト膜6
を露光する。これにより、例えば周期約0.4 μm、
軸釣0.2μmの、互いに平行な干渉縞の潜像がレジス
ト膜6に転写される。
次に、同図(b)に示すように、第1のレジスト膜6を
現像すると、干渉縞の潜像に基づいて第1のレジスト膜
6a〜6fが残有する。
次いで、同図(c)に示すように、メタン(15体積%
)/エタン/水素の混合ガスを用いたRIE (Rea
ctive Jon Etching)法により第1の
レジスト膜6a〜6fをマスクとしてInP基板5を選
択的にエッチングし、深さ約0.2 μmのi1! 7
 a〜7fを形成する。その結果、互いに平行な、かつ
断面が矩形の、周期約0.4 μm1幅約0.2μmの
帯状の凸部8a〜8fからなる通常の回折格子が形成さ
れる。
次に、同図(d)に示すように、全面にレジストを塗布
し、凸部8a〜8fを被覆してほぼ平坦な第2のレジス
ト膜(第2の耐エツチング性膜)9を形成する。
次いで、同図(e)に示すように、酸素(o2)ガスを
用いたRIE法により凸部8a〜8fが露出するまで、
第2のレジスト膜9を選択的にエツチングし、溝7a〜
7f内にのみレジスト膜9a〜9fを残有する。
次いで、同図(f)に示すように、InP基板5を30
〜45度傾けたまま、メタン(15体積%)/エタン/
水素の混合ガスを用いたRIE法によりガス圧約2パス
カルの条件で、レジスト膜9a〜9fをマスクとして露
出するInP基板5を選択的に異方性エツチングする。
その結果、帯状の凸部10a〜10fは断面が矩形状か
ら鋸歯状に変形し、ブレーズ型の回折格子が形成される
その後、残有するレジスト膜93〜9fを除去した(同
図(g))後、回折格子を被覆して通常の製造方法によ
りInGaAsPガイド層11 / InGaAs活性
層12/InPクランド層13を順次形成する。
その後、不図示の電極を形成すると半導体レーザが完成
する(同図(h))。
以上のように、本発明の実施例のブレーズ型の回折格子
を有する半導体レーザの作成方法によれば、まず、一定
の周期の帯状の凸部88〜8fを有する、断面が矩形状
の通常の回折格子を形成した後、凸部8a〜8fの間の
/17a〜7fに埋め込まれた第2のレジスト膜9a〜
9fをマスクとして凸部8a〜8fを斜め方向からエツ
チングすることにより、少なくとも片側が傾斜する、互
いに平行な、かつ一定の周期を有する複数の帯状の凸部
10a〜lOfを形成している。従って、従来の電子ビ
ームの露光量の調整のような時間を要する作業を用いな
いでも、ブレーズ型の回折格子を作成することができる
ので、製造の時間短縮を図ることができる。
また、通常の回折格子を形成するのに、2つの光を照射
して干渉させることにより露光する二光東干渉露光法を
用いることムこより、微細な寸法の回折格子を形成する
ことができる。従って、これに基づいて作成されるブレ
ーズ型の回折格子も微細化が可能となる。
なお、半導体分布反射鏡を形成する場合には、第2図に
示すように、第1図(h)のInGaAs活性層I2を
除いた構成となる。これにより、効率のよい半導体分布
反射鏡を得ることができる。
また、実施例では、通常の回折格子を形成するのに、二
光束干渉露光法を用いているが、マスクを用いた通常の
露光方法でもよいし、電子ビームを用いた露光法でもよ
い。
〔発明の効果; 以上のように、本発明の半導体装置の製造方法によれば
、まず、一定の周期の凸部を有する、通常の回折格子を
形成した後、凸部の間の溝Sこ埋め込まれた耐エツチン
グ性膜をマスクとして凸部を斜め方向からエツチングす
ることにより、少なくとも片側が傾斜する、互いに平行
な、かつ一定の周期を有する複数の帯状の凸部を形成し
ている。
従って、簡単にブレーズ型の回折格子を作成することが
できるので、製造の時間短縮を図ることができる。
また、通常の回折格子を形成するのに、互いに異なる方
向から2つの光を照射して干渉させることにより露光す
る二光束干渉露光法を用いることにより、微細な寸法の
回折格子を形成することができるので、これに基づいて
作成されるブレーズ型の回折格子も微細化が可能となる
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明のブレーズ型の回折格子の作成方法を
半導体レーザに通用した実施例について説明する断面図
、 第2回は、本発明の実施例のブレーズ型の回折格子の作
成方法により作成された半導体分布反射鏡の断面図、 第3図は、従来例のブレーズ型の回折格子の作成方法に
ついて説明する断面図である。 [符号の説明] 1・・・基板、 2.2a〜2f・・・レジスト膜、 3 a 〜3 f、  8 a 〜8 f、 10a 
〜10f −・・凸部、5・・・rnP基板(半導体基
板)、 6.6a〜6f・・・第1のレジスト膜(第1の耐エツ
チング性膜)、 7a〜7f・・・溝、 9.9a〜9f・・・第2のレジスト膜(第2の耐エツ
チング性膜)、 11−1nGaAsP ガイド層、 12−1nGaAs活性層、 13・・・InPクラッド層。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に互いに平行な、かつ一定の周期を
    有する複数の帯状の第1の耐エッチング性膜を形成する
    工程と、 前記第1の耐エッチング性膜を除去した後、前記帯状の
    第1の耐エッチング性膜をマスクとして前記半導体基板
    を選択的にエッチングし、複数の溝を形成する工程と、 前記溝内に第2の耐エッチング性膜を埋め込む工程と、 前記溝内に第2の耐エッチング性膜が埋め込まれた半導
    体基板を、該第2の耐エッチング性膜をマスクとして斜
    めの方向から異方性エッチングすることにより、少なく
    とも片側が傾斜する、互いに平行な、かつ一定の周期を
    有する複数の帯状の凸部を形成する工程とを有する半導
    体装置の製造方法。
  2. (2)前記互いに平行な、かつ一定の周期を有する複数
    の帯状の第1の耐エッチング性膜を、2つの光を照射し
    て干渉させることにより露光する二光束干渉露光法を用
    いて形成することを特徴とする請求項1記載の半導体装
    置の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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