JPH05129726A - 回折格子 - Google Patents
回折格子Info
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- JPH05129726A JPH05129726A JP29103791A JP29103791A JPH05129726A JP H05129726 A JPH05129726 A JP H05129726A JP 29103791 A JP29103791 A JP 29103791A JP 29103791 A JP29103791 A JP 29103791A JP H05129726 A JPH05129726 A JP H05129726A
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- Japan
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- diffraction grating
- concavo
- grooves
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体素子に組み込まれる回折格子の、回折
効率を改善するための設計変更を容易に行えるようにし
た回折格子の、構造を提供するものである。 【構成】 半導体素子中の光の進行方向に対して直交す
る方向に突起部、または溝を互いに離間して設けて、凹
凸配列を形成する。回折効率を変化する場合は、突起
部、または溝のピッチを変える。同一配列内の、各突起
部、または溝の大きさを変えること、及び、または隣接
する突起部間の間隔、または隣接する溝間の間隔を変え
ることによってのみ回折効率を変えられる。各突起部、
あるいは各溝の形状は、全く同一とするのがよい。
効率を改善するための設計変更を容易に行えるようにし
た回折格子の、構造を提供するものである。 【構成】 半導体素子中の光の進行方向に対して直交す
る方向に突起部、または溝を互いに離間して設けて、凹
凸配列を形成する。回折効率を変化する場合は、突起
部、または溝のピッチを変える。同一配列内の、各突起
部、または溝の大きさを変えること、及び、または隣接
する突起部間の間隔、または隣接する溝間の間隔を変え
ることによってのみ回折効率を変えられる。各突起部、
あるいは各溝の形状は、全く同一とするのがよい。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体素子、特に発光
素子に組み込まれる回折格子の構造に関する。
素子に組み込まれる回折格子の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より半導体素子に回折格子を組み込
んだ例として、例えば分布帰還型レーザ（ＤＦＢレー
ザ）や分布反射型レーザ（ＤＢＲレーザ）などといった
発光素子が知られている。図２の（Ａ）および（Ｂ）
は、これら従来の発光素子に用いられている回折格子構
造の典型例を模式的に示す部分的斜視図である。これら
回折格子は、素子を構成する層にレーザ光の伝播方向に
格子を複数列並べて設けた構造となっている。
んだ例として、例えば分布帰還型レーザ（ＤＦＢレー
ザ）や分布反射型レーザ（ＤＢＲレーザ）などといった
発光素子が知られている。図２の（Ａ）および（Ｂ）
は、これら従来の発光素子に用いられている回折格子構
造の典型例を模式的に示す部分的斜視図である。これら
回折格子は、素子を構成する層にレーザ光の伝播方向に
格子を複数列並べて設けた構造となっている。
【０００３】例えば、図２の（Ａ）に示すように、層１
０上にストライプ状の凸部ブロック１２を等間隔に並べ
た形状、又は、図２の（Ｂ）に示すように、ストライプ
状の凹部（溝）１４を等間隔に並べた形状のものであっ
た。
０上にストライプ状の凸部ブロック１２を等間隔に並べ
た形状、又は、図２の（Ｂ）に示すように、ストライプ
状の凹部（溝）１４を等間隔に並べた形状のものであっ
た。
【０００４】これらは通常ホログラフィック露光法によ
って作成されるが、この製法に関しては、末松 安晴著
『半導体レーザと光集積回路』（オーム社発行）Ｐ４４
２〜４４６がある。この発明の理解を容易にするため
に、従来の回折格子の製造方法について簡単に説明す
る。
って作成されるが、この製法に関しては、末松 安晴著
『半導体レーザと光集積回路』（オーム社発行）Ｐ４４
２〜４４６がある。この発明の理解を容易にするため
に、従来の回折格子の製造方法について簡単に説明す
る。
【０００５】まず、ホログラフィック露光法は、図３に
示すように、レーザ発生装置３１から発射されたレーザ
光４５は平面鏡３３、レンズ３５、ピンホール３７を通
り、ビームスプリッタ３９によって２光束に分離され、
この２光束を再度、角度θをつけて試料４３上に交差さ
せると、交差部分において干渉縞（しま）を生ずる。
示すように、レーザ発生装置３１から発射されたレーザ
光４５は平面鏡３３、レンズ３５、ピンホール３７を通
り、ビームスプリッタ３９によって２光束に分離され、
この２光束を再度、角度θをつけて試料４３上に交差さ
せると、交差部分において干渉縞（しま）を生ずる。
【０００６】次いで、この干渉縞を利用して露光、エッ
チングを行う。このエッチングは一般に行われている半
導体のエッチングと変わらないが、図４の（Ａ）〜
（Ｄ）を用いて説明する。
チングを行う。このエッチングは一般に行われている半
導体のエッチングと変わらないが、図４の（Ａ）〜
（Ｄ）を用いて説明する。
【０００７】まず、ホログラフィック干渉縞の露光前
に、回折格子を形成すべき層、ここでは基板（ＩｎＰな
ど）５１上に約５００Ａ°（オングストローム）の金
（Ａｕ）の塗膜５３を形成する。さらにこの塗膜５３上
にフォトレジスト層５５を約１０００Ａ°（オングスト
ローム）の厚みで堆積する（図４の（Ａ））。
に、回折格子を形成すべき層、ここでは基板（ＩｎＰな
ど）５１上に約５００Ａ°（オングストローム）の金
（Ａｕ）の塗膜５３を形成する。さらにこの塗膜５３上
にフォトレジスト層５５を約１０００Ａ°（オングスト
ローム）の厚みで堆積する（図４の（Ａ））。
【０００８】次いで、前述のホログラフィック露光、お
よび不要個所のエッチングを行い、レジストグレーティ
ング５７を形成する（図４の（Ｂ））。
よび不要個所のエッチングを行い、レジストグレーティ
ング５７を形成する（図４の（Ｂ））。
【０００９】次に、ＩＢＥ（イオンビームエッチング）
により金の塗膜５３をエッチングして、残存したレジス
トグレーティング５９と残存した金の塗膜６１とからな
るマスクパターン６３を得る（図４の（Ｃ））。
により金の塗膜５３をエッチングして、残存したレジス
トグレーティング５９と残存した金の塗膜６１とからな
るマスクパターン６３を得る（図４の（Ｃ））。
【００１０】最後に、このマスクパターン６３を用いて
ＩＢＥによって基板（ＩｎＰ）５１のエッチングを行っ
て基板５１の表面に規則的に凹凸部６５を形成し、これ
により、所望のグレーティング（回折格子）６７を得る
（図４の（Ｄ））。
ＩＢＥによって基板（ＩｎＰ）５１のエッチングを行っ
て基板５１の表面に規則的に凹凸部６５を形成し、これ
により、所望のグレーティング（回折格子）６７を得る
（図４の（Ｄ））。
【００１１】なお、この図は、図２の（Ａ）における回
折格子を光の進行方向に沿った面によって垂直に切断し
たときの、断面図にあたる。
折格子を光の進行方向に沿った面によって垂直に切断し
たときの、断面図にあたる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ストライプ状の凹凸部、すなわち山または谷による回折
格子を用いて、回折効率を変更するためには、いったん
形成した回折格子の形状の設計変更を行う必要がある。
このことは新たに回折格子を組み込んだ半導体素子の作
り直しをすることを意味する。この作り直しの際に、回
折格子の全面的な設計変更は、上述したようなエッチン
グ、露光作業によって再度ストライプ状の山または谷の
形状を細かく制御することとなり非常に煩雑、困難であ
った。
ストライプ状の凹凸部、すなわち山または谷による回折
格子を用いて、回折効率を変更するためには、いったん
形成した回折格子の形状の設計変更を行う必要がある。
このことは新たに回折格子を組み込んだ半導体素子の作
り直しをすることを意味する。この作り直しの際に、回
折格子の全面的な設計変更は、上述したようなエッチン
グ、露光作業によって再度ストライプ状の山または谷の
形状を細かく制御することとなり非常に煩雑、困難であ
った。
【００１３】この発明は、この問題点を解決するもの
で、回折格子の全面的な設計変更をせずに容易に回折効
率の変更を可能とした、半導体素子に組み込まれる回折
格子を提供するものである。
で、回折格子の全面的な設計変更をせずに容易に回折効
率の変更を可能とした、半導体素子に組み込まれる回折
格子を提供するものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この目的の達成を図るた
め、この発明によれば、半導体素子に組み込まれる回折
格子において、この回折格子は、この半導体素子を構成
するある層に光の伝播方向に対し、ほぼ直交する方向
に、凹凸配列を形成してなることを特徴とする。
め、この発明によれば、半導体素子に組み込まれる回折
格子において、この回折格子は、この半導体素子を構成
するある層に光の伝播方向に対し、ほぼ直交する方向
に、凹凸配列を形成してなることを特徴とする。
【００１５】この発明の実施に当たり、好ましくは、こ
の凹凸配列を、前記のある層の表面領域に、互いに離間
した複数の島状突起物として形成して構成するのがよ
い。
の凹凸配列を、前記のある層の表面領域に、互いに離間
した複数の島状突起物として形成して構成するのがよ
い。
【００１６】また、この発明の実施に当たり、好ましく
は、この凹凸配列を前記のある層の表面領域に、互いに
離間した複数の島状の溝を形成して、構成するのがよ
い。
は、この凹凸配列を前記のある層の表面領域に、互いに
離間した複数の島状の溝を形成して、構成するのがよ
い。
【００１７】
【作用】この発明の構成によれば、光の進行方向に直交
する方向に、断続した突起部の列（山列と称する。）、
または谷（溝列と称する。）を形成することによって回
折格子を構成しているので、これら突起物、または溝の
形状は同一として、個々の突起部間の間隔を変えること
によって、設計に応じた所要の回折効率が得られるよう
にすることができる。
する方向に、断続した突起部の列（山列と称する。）、
または谷（溝列と称する。）を形成することによって回
折格子を構成しているので、これら突起物、または溝の
形状は同一として、個々の突起部間の間隔を変えること
によって、設計に応じた所要の回折効率が得られるよう
にすることができる。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明の実施例を
説明する。以下、説明する実施例は単なる一例であっ
て、また図面はこの発明が理解できる程度に、各構成成
分の形状、大きさ、および配置関係を概略的に示してあ
るに過ぎない。 実施例１ 図１の（Ａ）は、この発明の第１実施例の構造を説明す
るための、回折格子の部分の概略的斜視図である。この
実施例では、回折格子を構成する凹凸配列を下地層の表
面領域に、島状の、互いに離間した突起部を形成して構
成している。この実施例では従来の技術の項において述
べたホログラフィック露光法により、図１の（Ａ）に示
すように、下地層としての基板６１上に光の進行方向Ｌ
に対して直交する方向に複数の突起物（または突起部と
も称する。）６３を設けて、凹凸配列（山列とも称す
る。）を形成する。ここでは、この凹凸配列６５を１列
だけでなく、光の進行方向に沿って複数列並べて形成
し、これら凹凸配列６５の全体で１つの回折格子を構成
している。
説明する。以下、説明する実施例は単なる一例であっ
て、また図面はこの発明が理解できる程度に、各構成成
分の形状、大きさ、および配置関係を概略的に示してあ
るに過ぎない。 実施例１ 図１の（Ａ）は、この発明の第１実施例の構造を説明す
るための、回折格子の部分の概略的斜視図である。この
実施例では、回折格子を構成する凹凸配列を下地層の表
面領域に、島状の、互いに離間した突起部を形成して構
成している。この実施例では従来の技術の項において述
べたホログラフィック露光法により、図１の（Ａ）に示
すように、下地層としての基板６１上に光の進行方向Ｌ
に対して直交する方向に複数の突起物（または突起部と
も称する。）６３を設けて、凹凸配列（山列とも称す
る。）を形成する。ここでは、この凹凸配列６５を１列
だけでなく、光の進行方向に沿って複数列並べて形成
し、これら凹凸配列６５の全体で１つの回折格子を構成
している。
【００１９】また、この突起物６３の形状を、好ましく
は、直方体とするのがよい。このような回折格子の構造
によれば、少なくとも同一凹凸配列６５の隣り合う突起
物６３間の間隔Ｗ１、及び、または突起物の大きさを変
えれば、回折格子を変えることができる。
は、直方体とするのがよい。このような回折格子の構造
によれば、少なくとも同一凹凸配列６５の隣り合う突起
物６３間の間隔Ｗ１、及び、または突起物の大きさを変
えれば、回折格子を変えることができる。
【００２０】また、これら凹凸配列の光の進行方向に沿
った方向の配列ピッチＰ１を、選択する光の波長に対応
した大きさとする。 実施例２ 図１の（Ｂ）は、この発明の第２実施例の構造を説明す
るための回折格子の部分の概略的斜視図である。この実
施例では、回折格子を構成する凹凸配列を、下地層、例
えば基板６１の表面領域に、互いに、離間して島状に複
数の溝７１を設けて構成している。上述した実施例１の
場合と同様に図１の（Ｂ）に示すように、基板６１上に
光の進行方向Ｌに対して直交する方向に複数の溝７１を
設けて、凹凸配列（溝列とも称する。）７３を形成す
る。この凹凸配列７３を１列だけでなく、光の進行方向
に沿って複数列並べて形成し、これらの凹凸配列７３の
全体で１つの回折格子を構成している。
った方向の配列ピッチＰ１を、選択する光の波長に対応
した大きさとする。 実施例２ 図１の（Ｂ）は、この発明の第２実施例の構造を説明す
るための回折格子の部分の概略的斜視図である。この実
施例では、回折格子を構成する凹凸配列を、下地層、例
えば基板６１の表面領域に、互いに、離間して島状に複
数の溝７１を設けて構成している。上述した実施例１の
場合と同様に図１の（Ｂ）に示すように、基板６１上に
光の進行方向Ｌに対して直交する方向に複数の溝７１を
設けて、凹凸配列（溝列とも称する。）７３を形成す
る。この凹凸配列７３を１列だけでなく、光の進行方向
に沿って複数列並べて形成し、これらの凹凸配列７３の
全体で１つの回折格子を構成している。
【００２１】また、この溝７１の形状を、好ましくは、
その溝の部分の空間形状が直方体となるように形成する
のがよい。また、実施例１の場合と同様に、同一凹凸配
列７３中の隣り合う溝７１間の間隔Ｗ２、及び、または
溝７１の大きさを変えれば、回折効率を変えることがで
きる。また、これら凹凸配列の光の進行方向に沿った方
向の配列ピッチＰ２を選択する光の波長に対応した大き
さとする。
その溝の部分の空間形状が直方体となるように形成する
のがよい。また、実施例１の場合と同様に、同一凹凸配
列７３中の隣り合う溝７１間の間隔Ｗ２、及び、または
溝７１の大きさを変えれば、回折効率を変えることがで
きる。また、これら凹凸配列の光の進行方向に沿った方
向の配列ピッチＰ２を選択する光の波長に対応した大き
さとする。
【００２２】この発明は、上述した実施例のみに限定さ
れるものではなく、多くの変形、または変更を行い得る
ことは当業者に明らかである。
れるものではなく、多くの変形、または変更を行い得る
ことは当業者に明らかである。
【００２３】例えば上述した 実施例１、および２にお
いて、突起部間、溝部間のピッチ、または突起部、溝部
の大きさを変更する場合、すべての凹凸配列（６５、７
３）について変更するのが望ましいが、部分的に変更し
ても効果を上げることができる。
いて、突起部間、溝部間のピッチ、または突起部、溝部
の大きさを変更する場合、すべての凹凸配列（６５、７
３）について変更するのが望ましいが、部分的に変更し
ても効果を上げることができる。
【００２４】また、実施例１、および２において、凹凸
配列（６５、７３）は複数設けているが、ただ１個の凹
凸配列のみで回折格子を構成してもよい。
配列（６５、７３）は複数設けているが、ただ１個の凹
凸配列のみで回折格子を構成してもよい。
【００２５】また、突起物、または溝は、縦、横揃った
マトリックスになっていることが好ましいが、これに何
ら限定されるものではない。
マトリックスになっていることが好ましいが、これに何
ら限定されるものではない。
【００２６】
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明による回折格子によれば、同一凹凸配列内の突起物
間、もしくは溝間の間隔を変更することによって、回折
効率を変化させるため、半導体素子の回折格子の構造の
設計が容易となり、従って、従来のように、山または谷
の形状、さらには列間ピッチから変更させる必要がない
ため、回折効率の改善のための設計変更が容易となる。
発明による回折格子によれば、同一凹凸配列内の突起物
間、もしくは溝間の間隔を変更することによって、回折
効率を変化させるため、半導体素子の回折格子の構造の
設計が容易となり、従って、従来のように、山または谷
の形状、さらには列間ピッチから変更させる必要がない
ため、回折効率の改善のための設計変更が容易となる。
【図１】（Ａ）、及び（Ｂ）は、それぞれ、この発明に
よる半導体素子に組み込まれる回折格子の部分の構造の
説明に供する斜視図である。
よる半導体素子に組み込まれる回折格子の部分の構造の
説明に供する斜視図である。
【図２】（Ａ）、及び（Ｂ）は、それぞれ、従来の回折
格子の部分の構造の説明に供する斜視図である。
格子の部分の構造の説明に供する斜視図である。
【図３】半導体素子に組み込まれる回折格子の製造に用
いる、ホログラフィック露光方法の説明図である。
いる、ホログラフィック露光方法の説明図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、従来、及びこの発明の半導
体素子に組み込まれる回折格子の製法の一例を説明する
ための工程図である。
体素子に組み込まれる回折格子の製法の一例を説明する
ための工程図である。
６１：下地層 ６３：突起部 ６５，７３： 凹凸配列 ７１：溝
Claims (3)
- 【請求項１】 半導体素子に組み込まれる回折格子にお
いて、 この回折格子は、この半導体素子を構成するある層に光
の伝播方向に対し、ほぼ直交する方向に、凹凸配列を形
成してなることを特徴とする半導体素子に組み込まれる
回折格子。 - 【請求項２】 請求項１の凹凸配列は、前記のある層の
表面領域に、互いに離間した複数の島状突起物を形成し
て構成したことを特徴とする半導体素子に組み込まれる
回折格子。 - 【請求項３】 請求項１の凹凸配列は、前記のある層の
表面領域に、互いに離間した複数の島状の溝を形成して
構成したことを特徴とする回折格子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29103791A JP3342881B2 (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | 回折格子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29103791A JP3342881B2 (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | 回折格子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129726A true JPH05129726A (ja) | 1993-05-25 |
| JP3342881B2 JP3342881B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=17763627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29103791A Expired - Fee Related JP3342881B2 (ja) | 1991-11-07 | 1991-11-07 | 回折格子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3342881B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005501287A (ja) * | 2001-08-27 | 2005-01-13 | ライトスミス，インコーポレーテッド | 分散光学構造における振幅および位相の制御 |
-
1991
- 1991-11-07 JP JP29103791A patent/JP3342881B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005501287A (ja) * | 2001-08-27 | 2005-01-13 | ライトスミス，インコーポレーテッド | 分散光学構造における振幅および位相の制御 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3342881B2 (ja) | 2002-11-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020813 |
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