JPH04356001A - 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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- JPH04356001A JPH04356001A JP40310190A JP40310190A JPH04356001A JP H04356001 A JPH04356001 A JP H04356001A JP 40310190 A JP40310190 A JP 40310190A JP 40310190 A JP40310190 A JP 40310190A JP H04356001 A JPH04356001 A JP H04356001A
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Landscapes
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ素子等に
用いられる回折格子の製造方法に関するものである。
用いられる回折格子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、（１）Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ，ＶＯＬ．１８，ＮＯ．１，Ｐ．２７〜２８（１９
８２）「ＣＷ ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＤＦ
Ｂ−ＢＨ ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰＬＡＳＥＲＳ
ＩＮ １．５μｍ ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ ＲＥ
ＧＩＯＮ」に記載されるものがあった。
例えば、（１）Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ，ＶＯＬ．１８，ＮＯ．１，Ｐ．２７〜２８（１９
８２）「ＣＷ ＯＰＥＲＡＴＩＯＮ ＯＦ ＤＦ
Ｂ−ＢＨ ＧａＩｎＡｓＰ／ＩｎＰＬＡＳＥＲＳ
ＩＮ １．５μｍ ＷＡＶＥＬＥＮＧＴＨ ＲＥ
ＧＩＯＮ」に記載されるものがあった。
【０００３】図２は係るＤＦＢ（分布帰還：Ｄｉｓｔｒ
ｉｂｕｔｅｄ−ｆｅｅｄｂａｃｋ）ＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ
−Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）型半導体レーザの
一部破断面斜視図である。図２において、１はｎ型Ｉｎ
Ｐ基板を示し、この上側面は最適なピッチ及び深さを有
する波形グレーディング（ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ
ｇｒａｔｉｏｎｇ）１ａが加工されている。また、この
ｎ型ＩｎＰ基板１上にはｎ型ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層
２、ＧａＩｎＡｓＰ活性層３、ｐ型ＩｎＰクラッド層４
、ｐ型ＧａＩｎＡｓＰキャップ層５が形成されている。 ＧａＩｎＡｓＰ活性層３の幅ＷＯ は２μｍ程度であり
、かつこの幅ＷＯと直交する方向にストライプ状の逆メ
サ積層体（ダブルヘテロ構造）が設けられている。更に
、この逆メサ積層体構造の両側面に接するように、ｎ型
ＩｎＰ基板１上にｐ型ＩｎＰ埋め込み層６とｎ型ＩｎＰ
埋め込み層７とが順次設けられている。これらは内部電
流狭窄層として機能する。
ｉｂｕｔｅｄ−ｆｅｅｄｂａｃｋ）ＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ
−Ｈｅｔｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）型半導体レーザの
一部破断面斜視図である。図２において、１はｎ型Ｉｎ
Ｐ基板を示し、この上側面は最適なピッチ及び深さを有
する波形グレーディング（ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ
ｇｒａｔｉｏｎｇ）１ａが加工されている。また、この
ｎ型ＩｎＰ基板１上にはｎ型ＧａＩｎＡｓＰ光導波路層
２、ＧａＩｎＡｓＰ活性層３、ｐ型ＩｎＰクラッド層４
、ｐ型ＧａＩｎＡｓＰキャップ層５が形成されている。 ＧａＩｎＡｓＰ活性層３の幅ＷＯ は２μｍ程度であり
、かつこの幅ＷＯと直交する方向にストライプ状の逆メ
サ積層体（ダブルヘテロ構造）が設けられている。更に
、この逆メサ積層体構造の両側面に接するように、ｎ型
ＩｎＰ基板１上にｐ型ＩｎＰ埋め込み層６とｎ型ＩｎＰ
埋め込み層７とが順次設けられている。これらは内部電
流狭窄層として機能する。
【０００４】このレーザ素子を動作させると、ｎ型Ｉｎ
Ｐ埋め込み層７とｐ型ＩｎＰ埋め込み層６の界面は逆バ
イアスとなり、このため、ＧａＩｎＡｓＰ活性層３に電
流が効率良く注入される。更に、波形グレーディング１
ａによってブラッグ反射が生じ、このため、単一縦モー
ドで発信する。また、このような分野の技術としては、
例えば、（２）ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦＬＩＧＨＴＷＡ
ＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，ＶＯＬ．ＬＴ−５，Ｎ
Ｏ．６，ＪＵＮＥ１９８７，ｐｐ８４８〜８５１，「Ｄ
ｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａｓ
ｅｒ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｔ １．３μｍ
ｆｏｒ Ｇｉｇａｂｉｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ
ｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」に記載されるものがあった。
Ｐ埋め込み層７とｐ型ＩｎＰ埋め込み層６の界面は逆バ
イアスとなり、このため、ＧａＩｎＡｓＰ活性層３に電
流が効率良く注入される。更に、波形グレーディング１
ａによってブラッグ反射が生じ、このため、単一縦モー
ドで発信する。また、このような分野の技術としては、
例えば、（２）ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦＬＩＧＨＴＷＡ
ＶＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ，ＶＯＬ．ＬＴ−５，Ｎ
Ｏ．６，ＪＵＮＥ１９８７，ｐｐ８４８〜８５１，「Ｄ
ｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｆｅｅｄｂａｃｋ Ｌａｓ
ｅｒ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ａｔ １．３μｍ
ｆｏｒ Ｇｉｇａｂｉｔ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉ
ｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ」に記載されるものがあった。
【０００５】図３は従来の係る半導体レーザ等に用いら
れる回折格子の製造工程断面図、図４はその工程におい
て用いられる２光束干渉露光装置の構成図である。図４
において、２０はＡｒレーザであり、このＡｒレーザ２
０からのレーザ光は平面鏡２１によって反射され、レン
ズ２２、ピンホール２３を介してビームスプリッタ２４
に至る。ビームスプリッタ２４に達したレーザ光はビー
ムスプリッタ２４により反射される光束と、ビームスプ
リッタ２４を透過する光束とに別れ、それぞれミラー２
５により反射されて、試料としての基板２６に２光束が
干渉して入射される。
れる回折格子の製造工程断面図、図４はその工程におい
て用いられる２光束干渉露光装置の構成図である。図４
において、２０はＡｒレーザであり、このＡｒレーザ２
０からのレーザ光は平面鏡２１によって反射され、レン
ズ２２、ピンホール２３を介してビームスプリッタ２４
に至る。ビームスプリッタ２４に達したレーザ光はビー
ムスプリッタ２４により反射される光束と、ビームスプ
リッタ２４を透過する光束とに別れ、それぞれミラー２
５により反射されて、試料としての基板２６に２光束が
干渉して入射される。
【０００６】以下、従来の半導体レーザ等に用いられる
回折格子の製造工程を図３を参照しながら説明する。ま
ず、図３（ａ）に示すように、ＩｎＰ基板１１上にホト
レジスト１２をコーティングした後、図４に示す２光束
干渉露光法により、干渉パターンの露光を行う。このパ
ターンを、図３（ｂ）に示すように、現像した後、上記
文献に示されるように、ケミカルエッチングにより、図
３（ｃ）に示すように、ＩｎＰ基板１１をエッチングし
、パターンを転写し、回折格子を形成する。また、この
時、半導体レーザの特性は、上記文献に示されるように
、基板上の回折格子の深さ等によってできる“κ”と呼
ばれる結合定数によって左右されるため、深さ等を正確
に制御する必要がある。上記文献では、エッチング時間
を制御することによって基板上の回折格子の深さを制御
するようにしている。
回折格子の製造工程を図３を参照しながら説明する。ま
ず、図３（ａ）に示すように、ＩｎＰ基板１１上にホト
レジスト１２をコーティングした後、図４に示す２光束
干渉露光法により、干渉パターンの露光を行う。このパ
ターンを、図３（ｂ）に示すように、現像した後、上記
文献に示されるように、ケミカルエッチングにより、図
３（ｃ）に示すように、ＩｎＰ基板１１をエッチングし
、パターンを転写し、回折格子を形成する。また、この
時、半導体レーザの特性は、上記文献に示されるように
、基板上の回折格子の深さ等によってできる“κ”と呼
ばれる結合定数によって左右されるため、深さ等を正確
に制御する必要がある。上記文献では、エッチング時間
を制御することによって基板上の回折格子の深さを制御
するようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、エッチ
ング時間により基板上の回折格子の深さを制御する方法
においては、エッチング液のバラツキ、ホトレジストパ
ターンのヌケ幅等の影響により、安定して結合定数“κ
”を得ることができなかった。本発明は、以上述べたエ
ッチング時間の制御による方法では、安定した回折格子
の結合定数“κ”を得ることができないという問題点を
除去するため、エッチング時間による制御ではない方法
により、結合定数“κ”を制御し、安定した回折格子の
結合定数“κ”、また、反射板そのものを含む一般的な
回折を言う場合には、安定した回折効率を得ることがで
きる回折格子の製造方法を提供することを目的とする。
ング時間により基板上の回折格子の深さを制御する方法
においては、エッチング液のバラツキ、ホトレジストパ
ターンのヌケ幅等の影響により、安定して結合定数“κ
”を得ることができなかった。本発明は、以上述べたエ
ッチング時間の制御による方法では、安定した回折格子
の結合定数“κ”を得ることができないという問題点を
除去するため、エッチング時間による制御ではない方法
により、結合定数“κ”を制御し、安定した回折格子の
結合定数“κ”、また、反射板そのものを含む一般的な
回折を言う場合には、安定した回折効率を得ることがで
きる回折格子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、回折格子の製造方法において、基板に対
して回折格子の形状が一定になるまでエッチングにより
回折格子を形成し、その後、結晶成長法により堆積層を
結晶成長させて回折格子形状を変え、回折効率を制御す
るようにしたものである。
成するために、回折格子の製造方法において、基板に対
して回折格子の形状が一定になるまでエッチングにより
回折格子を形成し、その後、結晶成長法により堆積層を
結晶成長させて回折格子形状を変え、回折効率を制御す
るようにしたものである。
【０００９】
【作用】本発明によれば、まず、基板を回折格子形状が
のこぎり波状になるまで十分にエッチングする。その形
状になると、それ以降はエッチングしても、形状は変化
せず、回折効率（結合係数）は一定となる。その後、結
晶成長法により結晶成長を行い、回折格子の溝部分を埋
めることにより、回折効率を制御する。
のこぎり波状になるまで十分にエッチングする。その形
状になると、それ以降はエッチングしても、形状は変化
せず、回折効率（結合係数）は一定となる。その後、結
晶成長法により結晶成長を行い、回折格子の溝部分を埋
めることにより、回折効率を制御する。
【００１０】従って、元の回折格子の回折効率が一定で
あり、その後の結晶成長による堆積層も制御が良好なた
め、回折効率の制御を正確に行うことができる。
あり、その後の結晶成長による堆積層も制御が良好なた
め、回折効率の制御を正確に行うことができる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す回
折格子の製造工程断面図である。まず、図１（ａ）に示
すように、ＩｎＰ基板３１にホトレジスト膜３２をコー
ティングする。これに対し、２光束干渉露光法（第４図
参照）により、例えば、ピッチ２４００Åの干渉パター
ンを露光する。なお、斜線部が露光された感光部分３２
′である。
ながら詳細に説明する。図１は本発明の実施例を示す回
折格子の製造工程断面図である。まず、図１（ａ）に示
すように、ＩｎＰ基板３１にホトレジスト膜３２をコー
ティングする。これに対し、２光束干渉露光法（第４図
参照）により、例えば、ピッチ２４００Åの干渉パター
ンを露光する。なお、斜線部が露光された感光部分３２
′である。
【００１２】次に、図１（ｂ）に示すように、現像し、
回折格子の形成のためのエッチングマスクパターン３３
を形成する。その後、臭化水素：硝酸：水が１：１：１
０のエッチング液により、ＩｎＰ基板３１に回折格子パ
ターン３４を転写する。この時、エッチング時間は約３
０秒程度である。これにより、のこぎり波状の回折格子
パターン３４（深さ約１０００Å）が形成される。
回折格子の形成のためのエッチングマスクパターン３３
を形成する。その後、臭化水素：硝酸：水が１：１：１
０のエッチング液により、ＩｎＰ基板３１に回折格子パ
ターン３４を転写する。この時、エッチング時間は約３
０秒程度である。これにより、のこぎり波状の回折格子
パターン３４（深さ約１０００Å）が形成される。
【００１３】次に、その後、図１（ｃ）に示すように、
エッチングマスクパターン３３を除去する。次に、図１
（ｄ）に示すように、このＩｎＰ基板３１に対し、例え
ば液成長法により、ＩｎＰ層３５を結晶成長させる。こ
のＩｎＰ層３５は主にのこぎり波状の回折格子パターン
３４の溝部分に成長される。従って、ＩｎＰ層３５の成
長層厚により回折格子の回折効率を制御することができ
る。
エッチングマスクパターン３３を除去する。次に、図１
（ｄ）に示すように、このＩｎＰ基板３１に対し、例え
ば液成長法により、ＩｎＰ層３５を結晶成長させる。こ
のＩｎＰ層３５は主にのこぎり波状の回折格子パターン
３４の溝部分に成長される。従って、ＩｎＰ層３５の成
長層厚により回折格子の回折効率を制御することができ
る。
【００１４】なお、本発明の回折格子は半導体レーザ素
子への適用だけでなく、一般の反射板へも適用できるこ
とは言うまでもない。なお、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変
形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するも
のではない。
子への適用だけでなく、一般の反射板へも適用できるこ
とは言うまでもない。なお、本発明は上記実施例に限定
されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変
形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するも
のではない。
【００１５】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、まず、回折格子を基板に転写する段階で、形状
が一定となるまでエッチングするようにしているため、
エッチングによるバラツキはなくなる。なぜなら、のこ
ぎり波状のパターンになると、それ以降のエッチングで
形状に変化がないからである。ゆえに、エッチングの段
階では、常に一定の回折効率を持った回折格子を得るこ
とができる。
よれば、まず、回折格子を基板に転写する段階で、形状
が一定となるまでエッチングするようにしているため、
エッチングによるバラツキはなくなる。なぜなら、のこ
ぎり波状のパターンになると、それ以降のエッチングで
形状に変化がないからである。ゆえに、エッチングの段
階では、常に一定の回折効率を持った回折格子を得るこ
とができる。
【００１６】その後、結晶成長により、回折格子の溝部
分を埋めていき、回折効率を制御する。この方法によれ
ば、元の回折格子の回折効率が一定であり、その後の結
晶成長も制御が良好なため、回折効率の制御を良好に行
うことができる。また、結晶成長法を用いているので、
その後の素子作成のための結晶成長と連結してプロセス
を行うことが可能となる。
分を埋めていき、回折効率を制御する。この方法によれ
ば、元の回折格子の回折効率が一定であり、その後の結
晶成長も制御が良好なため、回折効率の制御を良好に行
うことができる。また、結晶成長法を用いているので、
その後の素子作成のための結晶成長と連結してプロセス
を行うことが可能となる。
【図１】本発明の実施例を示す回折格子の製造工程断面
図である。
図である。
【図２】従来のＤＦＢ（分布帰還：Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔ
ｅｄ−ｆｅｅｄｂａｃｋ）ＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ−Ｈｅｔ
ｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）型半導体レーザの一部破断
面斜視図である。
ｅｄ−ｆｅｅｄｂａｃｋ）ＢＨ（Ｂｕｒｉｅｄ−Ｈｅｔ
ｅｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）型半導体レーザの一部破断
面斜視図である。
【図３】従来の半導体レーザ等に用いられる回折格子の
製造工程断面図である。
製造工程断面図である。
【図４】従来の２光束干渉露光装置の構成図である。
３１ ＩｎＰ基板
３２ ホトレジスト膜
３２′ 感光部分
３３ エッチングマスクパターン３４ 回
折格子パターン ３５ ＩｎＰ層
折格子パターン ３５ ＩｎＰ層
Claims (2)
- 【請求項１】（ａ）基板に対して回折格子の形状が一定
になるまでエッチングにより回折格子を形成し、（ｂ）
結晶成長法により堆積層を結晶成長させて回折格子形状
を変え、回折効率を制御することを特徴とする回折格子
の製造方法。 - 【請求項２】前記基板はＩｎＰを用い、該基板上には液
成長法によりＩｎＰ層を結晶成長させることを特徴とす
る請求項１記載の回折格子の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40310190A JPH04356001A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40310190A JPH04356001A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 回折格子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04356001A true JPH04356001A (ja) | 1992-12-09 |
Family
ID=18512859
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40310190A Withdrawn JPH04356001A (ja) | 1990-12-18 | 1990-12-18 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04356001A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6043936A (en) * | 1995-12-06 | 2000-03-28 | De La Rue International Limited | Diffractive structure on inclined facets |
| JP2009206126A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザの作製方法及び半導体レーザ |
-
1990
- 1990-12-18 JP JP40310190A patent/JPH04356001A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6043936A (en) * | 1995-12-06 | 2000-03-28 | De La Rue International Limited | Diffractive structure on inclined facets |
| JP2009206126A (ja) * | 2008-02-26 | 2009-09-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体レーザの作製方法及び半導体レーザ |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980312 |