JPH05259584A - 集積光デフレクタおよびその製造方法 - Google Patents

集積光デフレクタおよびその製造方法

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JPH05259584A
JPH05259584A JP4324029A JP32402992A JPH05259584A JP H05259584 A JPH05259584 A JP H05259584A JP 4324029 A JP4324029 A JP 4324029A JP 32402992 A JP32402992 A JP 32402992A JP H05259584 A JPH05259584 A JP H05259584A
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JP
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substrate
deflector
laser
light
extending
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JP4324029A
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English (en)
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Peter Vettiger
ペーター、ベティガー
Otto Voegeli
オットー、ベーゲリ
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Original Assignee
International Business Machines Corp
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    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • 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
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    • H01S5/185—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only horizontal cavities, e.g. horizontal cavity surface-emitting lasers [HCSEL]
    • 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
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/167—X-ray
    • Y10S430/168—X-ray exposure process

Abstract

(57)【要約】 【目的】 集積光デフレクタおよび、その理想的な幾何
学形状の特徴および利点を有するデフレクタ構成を製造
するための製造方法を提供する。 【構成】 その方法に従えば、デフレクタ面を形成する
ために厚膜フォトレジスト１１０およびマスク１１２を
用いて基板１０２の表面の上に成形型が作られる。その
フォトレジスト１１０およびマスク１１２に、平行光ビ
ームＩが適切な入射角で照射される。現像されたレジス
ト１１２は、デフレクタ本体が鋳造される成形型を付与
し、その正面がデフレクタ面として機能するデフレクタ
本体を残す。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザ、より詳
しくは、大規模レーザ集積装置、およびウェーハ基板に
光学偏向素子を直接製造するための方法を含んだ製造方
法に関する。さらに詳細に言えば、本発明は、半導体レ
ーザ装置における光入出力ポートの製造に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】最近の関心は、大規模集
積回路の特性の多くを有する大規模レーザの製造および
集積のためのフルウェーハ技術に向けられている。P.Ve
ttiger他による“Full-Wafer Technology - A New Appr
oach to Large-Scale LaserFabrication and Integrati
on "(IEEE Journal of Quantum Electronics,１９９１
年６月 第２７巻 第６号）を参照されたい。ウェーハ
規模のレーザの製造は、複数のレーザミラーを形成する
ために重要なレーザ加工がスクライビングおよびクリー
ビングの後に実行される、通常の半導体レーザの製造方
法とはまったく異なった新しい試みを代表するものであ
る。この従来の方式では、ミラーのコーティングやレー
ザの試験といった重要な加工段階が、バー／チップレベ
ルで実行されなければならない。このレベルでの構成要
素の取扱いおよび加工は製造上の重大な障害であること
が理解されよう。大規模レーザ集積は、著しく改善され
た効率をもたらすことが見込める。フルウェーハレーザ
製造のすでに認められている利点には、レーザチップの
取扱いの低減、自動化されたフルウェーハ加工、バーン
インおよび試験、潜在的な高歩留り、広範な新しいデバ
イス構成、および、補助的な電気的および光学的構成要
素のオンウェーハ集積を行える能力といったことがあ
る。
【０００３】大規模レーザ集積の重要な要求条件は、基
板をクリーブせずにミラー表面を製造できる能力であ
る。従って、すでに提案されている大規模レーザ素子で
は、クリーブされたミラーファセットが、面がミラーフ
ァセットを形成するエッチングされたみぞに置きかわっ
ている。従来のエッチングされたみぞの構造を図１に概
略的に示す。この図は、例えば、その構成がＡｌＧａＡ
ｓ単量子ウェルリッジレーザのものとすることができる
半導体レーザ２を例示している。レーザ２は、エピタキ
シャルに成長させられた複数の半導体のｐ層およびｎ層
から形成されたウェーハ基板４によって構成されている
とする。これらのｐ層とｎ層との間には、リッジ導波路
構造８内に配置された活性量子ウェル層６がある。正導
体素子１０および負導体素子１２は、それぞれ、フォワ
ードバイアスをかけるために基板４の上面および下面に
位置している。量子ウェル層６は、ｐ層およびｎ層によ
って形成された接合に対して垂直方向に少数キャリヤを
閉じ込めており、極めて効率的なレーザ動作が得られる
ように状態密度を修正する。その接合面に平行な光学的
制限は、リッジ導波路によって付与される。レーザ２が
励起されると、レーザビーム１４は、エッチングされた
みぞ１８によって形成されたレーザミラーファセット１
６から出る。みぞ１８の対面するファセット２０の一方
は、集積モニタダイオードの一部として形成することが
できる。
【０００４】従来のウェーハ規模の製造では、ウェーハ
基板２は、複数の平行リッジ導波路構造によって形成さ
れる。一連の個々のレーザは、その後、平行リッジ導波
路構造に対して垂直に延びた複数のエッチングされたみ
ぞを形成することによって付与される。図１は、２つの
垂直配向エッチングされたみぞによって境界づけられた
そのようなリッジ導波路構造を例示している。通常、集
積モニタダイオードは、境界みぞ構造の一方の対面する
側に形成される。他方のみぞは、レーザ出力を付与する
ためにその中央をクリーブされる。
【０００５】エッチングされたみぞは、様々な高度異方
性エッチング技術によって形成することができる。例え
ば、ウェット化学エッチング、反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）、イオンビームエッチング、集束イオンビー
ムエッチング（ＦＩＢＥ）、反応性イオンビームエッチ
ング（ＲＩＢＥ）および化学イオンビームエッチング
（ＣＡＩＢＥ）はすべて、各種品質のレーザミラートレ
ンチの製造用に提案されている。好ましくは、いずれの
エッチング方式が望ましいかに関わらず、マイクロリソ
グラフィー技術を使用すると、一般に、実際上あらゆる
大きさ、形状および配向のレーザミラーファセットを形
成することができる。このようにして、ショートキャビ
ティレーザ、グルーブ結合キャビティレーザ、レンズ、
スタッガードアレイ、モニタフォトダイオードおよびビ
ーム成形装置を含む、多様なウェーハ集積レーザ構造が
形成される。
【０００６】本発明に関して特に重要なものは、レーザ
ミラーおよびビームデフレクタの両方を一体化した集積
レーザミラー構造である。この種の構造では、エッチン
グみぞは、１つの垂直配向面および１つのアングル面を
含む。垂直配向みぞ面は、レーザミラーとして働き、基
板に平行なビームを放出するのに対し、アングルみぞ面
は、ビームをウェーハに対してほぼ垂直に偏向させるデ
フレクタとして機能する。この種のエッチングされたミ
ラー／デフレクタ構造は、公知のビームエッチング方法
を用いて製造される。従来の技術に従えば、ミラーおよ
びデフレクタの面の位置は、フォトレジストマスクによ
って規定され、それらの配向はイオンビームの入射角度
によって規定される。従って、レーザミラーは垂直イオ
ンビームによって製造されるのに対して、デフレクタは
４５°の角度で入射するイオンビームによって（異なる
マスクを用いて）製造される。図２、３および４は、こ
の方法を用いた一連の製造段階を例示している。この一
連の段階は、デフレクタがレーザミラーよりも前に製造
される方式を表している。
【０００７】図２は、その背壁２４がビームデフレクタ
として機能するトレンチまたはウェル２２の断面を示
す。これは、第１の位置２８を有するマスクのマスキン
グエッジ２６および、矢印ｍによって示された４５°の
ミリング方向によって製造されている。対面壁３０は、
第２のマスク部分３４のマスキングエッジ３２によって
同時に形成される。図３は次のマスキング段階を示して
おり、ここでは、マスク３８のマスキングエッジ３６が
使用され、図４に示されたレーザミラー面４０を形成す
る。保護マスク４２は、デフレクタ面２４を以降のエッ
チングから保護する。その後、レジスト除去後に図４に
示すようなミラーデフレクタの幾何学形状を形成するた
めにイオンエッチングビームが垂直入射で照射される。
【０００８】図２〜４に例示した製造方法に伴う２つの
主要な問題が、図５に示されている。図５は、図４のミ
ラー幾何学形状の垂直断面を示している。ウェーハ基板
の活性層４２が、レーザミラー４０から放出される発散
レーザビームとして放出されるレーザパルス４４を生成
する。第１の欠点は、デフレクタがビームの断面全体を
捕捉しないことである。これは、製造された構造の後背
側であるために、そのレーザファセット４０からの間隔
が大きいからである。従って、トレンチ２２は深い必要
があるが、ビーム４６の上部４８はウェーハ表面の上を
通過するだけである。その結果、偏向されたビーム５０
は、部分的にしかすぎず、かつ非対称的である。第２の
問題は、偏向ミラー２４の光学的品質に関して存在す
る。いずれかの基板工程によって、マスキングエッジの
腐食が生じ、デフレクタ表面の品質がエッジ深さの増加
につれて劣化する。デフレクタ表面２４は、ミラー表面
４０よりもかなり大きいので、その光学品質はそれに応
じて悪化する。
【０００９】従って、上述の欠点を克服する光学ミラー
／デフレクタ構成を製造するための製造方法に対する必
要性が認められる。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明は、集積光デフレ
クタおよび、理想的なデフレクタ形状の特徴および利点
を有するデフレクタ構成を作るための製造方法に関す
る。そのために、従来の基板エッチング方法とは異な
る、新規の付加的な製造方法が採用されている。好まし
い実施例では、デフレクタ面を形成するために、厚膜フ
ォトレジスト層およびマスクを用いて基板の表面上に成
形型が作られる。平行光ビームが適切な入射角でそのフ
ォトレジスト層およびマスクに照射される。現像された
レジストは、デフレクタ本体が鋳造される成形型を付与
する。この成形型は、適所に残すか、または溶解させ、
正面がデフレクタ表面として機能する自立デフレクタ本
体を残すことができる。
【００１１】
【実施例】理想的なデフレクタの幾何学形状は、図６に
示したものに類似するものとして提案される。その構成
では、みぞ５０は、レーザミラー面５２およびデフレク
タ面５４を含む。デフレクタミラー５４は、レーザミラ
ー面５２に接近しており、また、ウェーハ表面５６より
も高くなっている。ウェーハは、レーザパルス６０を生
成する活性層５８を含む。レーザミラーは、発散ビーム
６２を出力する。図示の通り、この理想的な幾何学形状
は、レーザビーム６２の全部を捕捉し、基板に対してほ
ぼ垂直である対称ビーム６４を反射する。
【００１２】図７、８および９は、デフレクタ本体がウ
ェーハ材料から切り出されるのではなく、それに付加さ
れるという点で、従来技術と概念的に異なる本発明に従
った例示的な製造方法を示している。図７〜９の例は、
例えば４５°デフレクタを製造するために使用される一
連の処理段階を示している。図７で、レーザミラー１０
０が従来のイオンビームエッチングウェーハ法によって
基板１０２に形成される。ＧａＡｌＡｓレーザの場合、
化学イオンビームエッチング（ＣＡＩＢＥ）が好まし
い。ウェーハ基板１０２は、前述した形式の単量子ウェ
ルリッジ素子として形成することができる。他の多くの
レーザ構造も使用することができ、本発明がいずれかの
特定の半導体レーザ形式または構造に限定されるもので
はないことが理解されよう。レーザミラー１００は、リ
ッジ導波路構造の上部となる上部基板表面１０４と、デ
フレクタが製造されるミラートレンチとなる下部基板表
面１０６との間に垂直に延びている。基板１０２は、活
性層１０７を含む複数の半導体層、および適切なビーム
制限構造を含む。適切に配置された正導電素子および負
導電素子が備わっている場合、上述のスレショルド駆動
電流によって励起された時に、図６の理想的なレーザミ
ラー／デフレクタウェル構成に示された通り、レーザミ
ラー１００によって高度発散出力ビームを放出するレー
ザ素子１０８が形成されることができる。
【００１３】レーザミラー１００の形成の後、ウェーハ
基板１０２は、図７に示すように、フォトレジスト材料
の層１１０によって被覆される。ポリメチルメタクリレ
ート（ＰＭＭＡ）といったいずれかのメチルメタクリレ
ートを含む各種材料が、このフォトレジスト層を形成す
るために使用することができる。これらの材料は、一般
に、適切な光源に露光された際に、硬化し、別の方法で
はそのフォトレジスト材料を溶解させることになる以降
の光化学現像に対して耐性になるという特性を有する。
好ましくは、このフォトレジスト材料は、ほぼ平坦化さ
れた上面による、例えば、数ミクロンの所望の厚さに応
じた１層または数層で適切な条件のもとでスピンさせる
ことができる。塗布されたフォトレジストの厚さは、変
えることができるが、作成するデフレクタの所望の高さ
よりも小さくするべきではない。図６の理想的な構成に
示す通り、デフレクタの高さは、基板の最高面の高さを
超えてもよい。
【００１４】フォトレジスト材料１１０の堆積の後、マ
スク１１２がフォトレジスト被膜の上に位置し、または
形成されることができる。マスク１１２は、作成される
べきデフレクタの反射表面の位置で境界線を形成するた
めに使用されるマスキングエッジ１１４を含む。この境
界表面は、図７に参照番号１１６によって示されてい
る。マスク１１２は、任意の数の適切な耐放射線性材料
によって作ることができる。Ｘ線が使用される場合、マ
スク１１２は、好ましくは、フォトレジスト層１１０に
直接製造される金薄膜である。他の波長が使用される場
合は、このマスクはいずれかの適切な不透明材料によっ
て作ることができる。
【００１５】マスキングエッジ１１４が、作成されるデ
フレクタの反射表面の適切な位置を規定する位置へマス
ク１１２を設置した後、ウェーハは、例えば４５°とい
った選択された入射角で平行光ビームＩに露光される。
その露光表面と未露光表面との間の境界表面１１６が、
作成されるべきデフレクタ構造の反射表面となる。この
表面の品質は、マスキングエッジ１１４の直線性、ビー
ムのコリメーションの完全さおよび境界表面１１６全体
での反射の欠如によって支配される。後者の考慮事項
は、全反射がレジストの露光領域を通過することを必要
とする。図７の例では、その結果は、ネガ型レジストの
使用および境界１１６の右側のマスキングによって得ら
れる。良好なコリメーションは、レジストの厚さを考慮
した選択の光源でもある、Ｘ線暴露によって得られる。
フォトレジスト被膜１１０が露光された後、マスク１１
２は除去され、フォトレジストが現像される。これは、
マスク１１２の結果として未露光であったフォトレジス
ト材料を消耗させ、図８に示すようなキャビティまたは
成形型を残す。成形型１１８は、基板１０２の下部表面
１０６、境界表面１１６および後背表面１２０によって
規定される。表面１１６および１２０は、ビームＩの入
射角、すなわち、図示の例では４５°で下部基板表面１
０６から延びている。
【００１６】ここで形成された成形型１１８によって、
デフレクタは、電気めっきによって成形型１１８をデフ
レクタ材料で充填することにより作成することができ
る。各種材料が使用できるが、その光学特性および化学
的不活性により、金が好ましい選択と考えられる。金め
っき技術はすでに存在し、広範に実施されている。従
来、これは、接着層および／または拡散遮断層および／
またはめっき電流の導電体としても機能できる、金属め
っき支持体を用いて行われている。同じ方法が本発明の
製造方法に関しても使用することができる。この場合、
めっき支持体は、フォトレジスト被膜を生成する成形型
をスピンさせる前に堆積する必要がある。伝導性基板で
は、その基板を通じてめっき電流を導通させる選択が可
能なので、その場合には導電性めっき支持体の必要はま
ったくない。
【００１７】最終製造段階は図９に示す。フォトレジス
ト被膜１１０および成形型１１８は溶解され、自立デフ
レクタ本体１２２を得る。デフレクタ１２２は、前方の
反射表面１２４および後方表面１２６を含む。表面１２
４および１２６は、下部基板表面１０６から上部デフレ
クタ表面１２８まで延びている。あるいはまた、ＰＭＭ
Ａによって付与されるような、光学的に透明な被膜を得
るようにフォトレジスト材料が選択された場合、それは
デフレクタ本体１２２の製造後に適所に残すことができ
る。
【００１８】好ましくは、得られたミラー／デフレクタ
構造は図６に示す理想的な構造に類似であることが認め
られよう。従って、反射表面１２４は、レーザミラー表
面１００のごく近くに位置する。さらに、反射表面１２
４は、対称的なレーザ反射が基板１０２に対してほぼ垂
直に得られるように、上部基板表面１０４よりも十分に
上まで延びている。また、めっき工程が成形型を精緻に
複製するので、ミラーの品質は、現像されたレジスト表
面１１６の特性によって決定される。従って本質的に、
ウェーハに実際の表面をエッチングするのではなく、一
時的な表面がフォトレジストにリソグラフィーにより形
成される。これは、理想的には、その透過度およびコリ
メーションの高度さにより、強Ｘ線を用いたＸ線暴露に
よって行われる。他の形態の光エネルギも使用すること
ができよう。反射面のそのような光リソグラフィによる
形成は、基板エッチング工程によるよりも著しい完全さ
で行うことができると提案されている。さらに、デフレ
クタは、その反射特性について特殊に選択された材料に
よって鋳造することができる。そのうえ、反射表面１２
４は、製造されたデフレクタ１２２の前面であり、レー
ザミラーファセット１００のごく近くに位置させること
ができる。すでに指摘した通り、そのデフレクタはウェ
ーハ１０２の表面よりも高く、レーザビーム全体を捕捉
することができる。
【００１９】上述の製造方法は、図１０に示すような大
規模レーザ集積構造１３０を形成するためにウェーハ規
模で有効に実施し得ることが理解及び評価されよう。構
造１３０は、ＡｌＧａＡｓ単量子ウェルリッジレーザ１
３４を付与するように形成された多層ウェーハ基板１３
２を含む。ウェーハ基板１３２は、エピタキシャルに成
長した複数の半導体ｐ層およびｎ層によって形成され
る。これらのｐ層とｎ層の間には、リッジ導波路構造１
３８内に配置された活性量子ウェル層１３６がある。正
導体素子１４０および負導体素子１４２は、それぞれ、
フォワードバイアスをかけるために基板１３２の上面お
よび下面に位置している。励起されると、量子ウェル層
１３６は、基板１３２に対して垂直に配向されたレーザ
ミラー１４６によってレーザビーム１４４を放出する。
基板のトレンチ表面１５０から延びているデフレクタ構
造１４８によって、ビームの偏向が行われる。モニタダ
イオード構造１５２は、レーザ１３４の他方の端に形成
することができる。集積構造１３０は好ましくは多数の
レーザ素子１３４を含むために製造されることが理解さ
れよう。この集積構造１３０は、所望の場合、単一点ソ
ース、直線配列ソースおよび二次元レーザアレイを含む
多様なレーザ素子を形成するためにスクライブおよびク
リーブすることができる。
【００２０】ここで説明したデフレクタ構造は、オフウ
ェーハ光学ビーム出力のみに限定される必要はないこと
が理解されよう。逆に、このデフレクタは、オフウェー
ハ生成光学ビームを受光するための入力素子として機能
することができよう。その場合には、デフレクタは、オ
フウェーハビームを感光ダイオードセンサなどのオンウ
ェーハ受光構造へ偏向させるために配置することができ
る。さらに、ここで説明したミラー／デフレクタ構造
は、ウェーハ集積光学入出力ポートとしてビーム入出力
に有効に利用することができよう。
【００２１】このような構造は、光学記憶技術、光学計
算技術および光学走査技術における広範な応用性を有す
る、単一または集積されたレーザ源および検出器を付与
するために有効に使用することができる。図１１は、読
み出し専用モードまたは、多分、１回書込み多数回読出
し（ＷＯＲＭ）モードで動作可能な光学記憶装置を示し
ている。図示の通り、この装置は、本発明に従って構成
され、１つ以上のレーザミラー／デフレクタ構造を有す
る大規模集積レーザ素子によって形成された光源１６０
を含むことができる。このレーザ素子では、発散レーザ
ビームがレーザミラーから放出され、レーザミラーに隣
接して位置するデフレクタによってウェーハ基板に対し
て垂直に、かつ、発散角度で反射される。レーザ源１６
０は、制御信号生成器１６２によって励起される。レー
ザ源１６０からの直線偏光光ビームは、レンズ１６４、
ビームスプリットプリズム１６６および四分の一波長板
１６８を介してガルバノミラー１７０に伝わる。この光
ビームは、四分の一波長板１６８によって円偏光され、
ガルバノミラー１７０によって反射され、対物レンズに
よって光ディスク１７４に焦点を合わせられる。光ディ
スク１７４は、ディスクをディスク面に垂直な駆動軸に
関して回転させるモータ１７８に接続されたスピンドル
１７６によって支持されている。ガルバノミラー１７０
は、旋回できるように取り付けられており、図１１でＡ
で指示された両矢印によって例示された角度で可動す
る。ガルバノミラー１７０のこの動きは、ディスクに符
号化された情報トラックを追跡するためにディスクの半
径方向に光ビームを移動するようにソレノイド１８０に
よって実行される。ソレノイド１８０は、システム制御
１９６に接続されたサーボ回路（図示せず）によって駆
動される。対物レンズ１７２は、図１１でＢで示された
二つの矢印によって例示されたようにディスク１７４に
対して遠近移動する。ディスク１７４の面に垂直な軸に
沿ったこの対物レンズの移動は、別のサーボ回路（図示
せず）によって励磁され、システム制御１９６に接続さ
れているソレノイド１８４によって実行される。
【００２２】光ディスク１７４は、従来の明示された光
学媒体および、例えば０．６ｍｍの厚さを有するプラス
チックまたはガラスのいずれかによるオーバラインドカ
バープレートを含む。対物レンズ１７２は、光ビームを
光ディスク上のスポットに焦点を合わせるためにディス
ク１７４に対して遠近移動する。情報は、媒体上に２進
形式で同心円トラックまたは螺旋トラックに符号化され
ている。従来の光学媒体の一形式では、データは、１お
よび０に対応するピットおよびアイランドの連続として
符号化されている。
【００２３】ディスクに含まれた情報は、反射ビーム
が、ピットに入射した時には１８０°移相され、アイラ
ンドに入射した時には移相されないということによって
反射光ビームに付与される。得られた輝度変調ビーム
は、対物レンズ１７２を介してガルバノミラー１７０に
返送され、四分の一波長板１６８によって反射される。
四分の一波長板は、光源ビームの偏光ベクトルに対して
９０°の角度で直線偏光を生じる。直交偏光戻りビーム
は、ビームスプリットプリズム１６６を通過せず、対物
レンズ１８６を通じて光検出器１８８へ反射される。光
検出器は、戻りビームを含む情報によって変調された電
気信号を信号処理装置１９０へ供給する。光検出器１８
８は、その出力が焦点誤差情報も供給するカッド検出器
とすることができる。あるいはまた、戻りビームは、当
業で公知のように、個別の焦点誤差経路およびトラッキ
ング誤差経路（図示せず）に向けてもよい。光ディスク
１７４の全トラッキングは、図１１でＣで指示された両
矢印によって例示された方向にビームを移動させるため
にサーボ制御装置１９４を通じてシステム制御装置１９
６に接続されたリニヤモータ１９２によって行われる。
代替構成では、光検出器１８８は使用されないであろ
う。代わって、一体型の光検出器１８８が、上述の通り
光学入出力ポートを含む集積レーザ素子を用いて光源１
６０と結合することができよう。その場合、ビームスプ
リットミラー１６６、四分の一波長板１６８および対物
レンズ１８６も不要となるであろう。
【００２４】従って、集積光デフレクタおよびその製造
方法のいくつかの好ましい実施例を図示し説明してき
た。これらの実施例はまったく例示的なものであり、そ
の修正および応用が当業者によって可能であることを理
解しなければならない。例えば、一般に平面構成のデフ
レクタを図示しているが、曲面を有するデフレクタも得
ることができよう。従って、本発明に与えられる保護
は、特許請求の範囲およびそれと等価なものの精神に従
う限り、何ら制限されるものではない。
【００２５】本発明は、大規模レーザ集積素子に光デフ
レクタを製造するための方法であって、基板にフォトレ
ジスト材料の被膜を塗布する段階と、前記被膜の選択位
置にマスクを置くことによって前記フォトレジスト被膜
のマスク部分および隣接する非マスク部分を作成する段
階であり、前記マスクは作成される光デフレクタの選択
位置を規定するマスキングエッジを有するものである、
前記段階と、作成される光デフレクタの選択された傾斜
角に対応する選択された入射角で平行光ビームに前記フ
ォトレジスト被膜のマスク部分および隣接する非マスク
部分を露光させる段階と、前記フォトレジスト被膜のマ
スク部分に対応し、前記フォトレジスト被膜の表面から
前記基板まで延びるキャビティを作るために、前記マス
クを除去し、フォトレジスト被膜を現像する段階と、前
記キャビティにデフレクタ材料を充填することによっ
て、作成する光デフレクタを鋳造する段階とを含んでい
る。ここで、本発明には種々の変形が可能である。例え
ば前記平行光ビームはＸ線ビームであってもよく、また
前記平行光ビームの選択入射角が約４５°であってもよ
い。
【００２６】また、前記デフレクタは電気めっきによっ
て作成されていてもよい。
【００２７】あるいは、前記デフレクタの材料は金であ
ってもよい。
【００２８】また、前記フォトレジスト層は約数ミクロ
ンの厚さであってもよい。
【００２９】また、本発明は、集積光デフレクタを製造
するための方法であって、基板の表面上に成形型を作成
する段階と、前記基板表面から延びるデフレクタを鋳造
するために前記成形型にデフレクタ材料を充填する段階
とを含んでいる。ここで、前記成形型はフォトレジスト
材料でできており、デフレクタの表面が高度平行光ビー
ムによって形成されていてもよく、あるいはフォトレジ
スト材料によってネガ型レジスト工程を用いて作られて
いてもよい。
【００３０】本発明の大規模レーザ集積素子は、第１の
基板表面を有する基板と、前記第１の基板表面から延び
る１つ以上の自立デフレクタであり、前記デフレクタは
第１のデフレクタ面、上部表面および後背表面を有す
る、前記デフレクタとを含んでいる。
【００３１】ここで、前記デフレクタは前記壁面に隣接
して位置しており、また、前記第１のデフレクタ面は前
記基板からほぼ垂直に前記レーザビームを対称的に偏向
させるのに十分な角度および長さで延びていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】フルウェーハ製造技術によって形成された従来
のレーザ装置の概略図。
【図２】レーザミラー／デフレクタ構造の製造のための
従来の方法における第１のエッチング段階の部分断面
図。
【図３】図２に示す従来の製造工程の第２段階を示す部
分断面図。
【図４】図２に示す従来の製造工程の第３段階を示す部
分断面図。
【図５】図４の完成された従来のレーザミラー／デフレ
クタ構造の動作上の欠点を示す部分断面図。
【図６】本発明による理想的なレーザミラー／デフレク
タの部分断面図。
【図７】本発明によるレーザミラー／デフレクタ構造を
製造するための方法における第１段階の部分縦断面図。
【図８】図７に示された製造工程の第２段階の部分縦断
面図。
【図９】図７に示された製造工程の第３段階の部分縦断
面図。
【図１０】本発明により構成された大規模レーザ集積素
子の概略図。
【図１１】本発明により構成されたレーザミラー／デフ
レクタ構造を採り入れた光記憶装置のブロック図。
【符号の説明】
１３０ 大規模レーザ集積構造 １３２ ウェーハ基板 １３４ ＡｌＧａＡｓ単量子ウェルリッジレーザ １３８ リッジ導波路構造 １３６ 活性量子ウェル層 １４０ 正導体素子 １４２ 負導体素子 １４６ レーザミラー １４８ デフレクタ構造
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オットー、ベーゲリ アメリカ合衆国カリフォルニア州、モーガ ン、ヒル、シカモアー、アベニュ、13465

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】大規模レーザ集積装置の内部に光デフレク
    タを製造するための方法であって、 基板上にフォトレジスト材料の被膜を塗布する段階と、 前記被膜の選択位置にマスクを置くことによって前記フ
    ォトレジスト被膜のマスク部分および隣接する非マスク
    部分を作成する段階であり、前記マスクは作成すべき光
    デフレクタの選択位置を規定するマスキングエッジを有
    するものである、前記段階と、 作成すべき光デフレクタの選択された傾斜角に対応する
    選択された入射角で平行光ビームに前記フォトレジスト
    被膜のマスク部分および隣接する非マスク部分を露光さ
    せる段階と、 前記フォトレジスト被膜のマスク部分に対応し、前記フ
    ォトレジスト被膜の表面から前記基板まで延びるキャビ
    ティを作るために、前記マスクを除去し、前記フォトレ
    ジスト被膜を現像する段階と、 前記キャビティにデフレクタ材料を充填することによっ
    て、作成すべき光デフレクタを鋳造する段階とを含むこ
    とを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】請求項１記載の方法であって、さらに、前
    記基板から延びる自立デフレクタ本体を得るために前記
    フォトレジスト被膜の隣接する非マスク部分を溶解する
    段階を含むことを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】請求項１記載の方法であって、前記フォト
    レジスト材料の被膜を塗布する段階以前に、前記基板が
    少なくとも一方の側壁によって限定されるデフレクタト
    レンチを生みだすためにエッチングされ、かつ、前記デ
    フレクタは前記側壁に隣接して形成されており、前記側
    壁はレーザビームの出口を提供し、前記デフレクタは前
    記基板に対してほぼ垂直に前記レーザビームを偏向させ
    るように位置することを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】集積光デフレクタを製造するための方法で
    あって、 基板の表面上に成形型を作成する段階と、 前記基板表面から延びるデフレクタを鋳造するために前
    記成形型にデフレクタ材料を充填する段階とを含むこと
    を特徴とする方法。
  5. 【請求項５】大規模レーザ集積装置であって、 第１の基板表面を有する基板と、 前記第１の基板表面から延びる１つ以上の自立デフレク
    タであり、 前記デフレクタは第１のデフレクタ面と、上部表面およ
    び後背表面とを有する、前記デフレクタとを含むことを
    特徴とする装置。
  6. 【請求項６】請求項５記載の装置であって、前記デフレ
    クタは前記第１の基板表面を形成するために使用される
    材料とは異なる材料によって作られていることを特徴と
    する素子。
  7. 【請求項７】請求項５記載の装置であって、前記基板が
    第２の基板表面を含んでおり、前記第２の基板表面は、
    前記第１の基板表面より上でほぼ平行で、しかし、前記
    デフレクタの上部表面より下に位置していることを特徴
    とする素子。
  8. 【請求項８】請求項５記載の装置であって、前記基板が
    前記第１の基板表面より上に位置する第２の基板表面
    と、前記第１の基板表面と第２の基板表面との間に延び
    る壁面とを含んでおり、前記壁面はそこから発散するレ
    ーザビームの出口を提供するものであることを特徴とす
    る素子。
  9. 【請求項９】請求項５記載の装置であって、さらに、前
    記基板から離れた光源から前記デフレクタによって偏向
    された光を受光するための前記基板上に位置する光感知
    素子を含むことを特徴とする素子。
  10. 【請求項１０】大規模レーザ集積装置であって、 活性半導体素子を含むウェーハ基板であり、前記基板は
    下部基板表面および上部基板表面を有している前記ウェ
    ーハ基板を含んでおり、 前記基板は前記下部基板表面と上部基板表面との間に延
    びている壁面をさらに有しており、前記壁面はレーザ装
    置が励起された時にそのレーザ素子によって放出される
    発散レーザビームの出口点となるものであり、前記壁面
    から発散する角度で１つ以上の自立デフレクタが前記壁
    面から延びており、 前記デフレクタは第１のデフレクタ面と、上部表面およ
    び後背表面とを有しており、前記デフレクタ面は前記基
    板壁面から出た前記発散レーザビームを受光し、前記レ
    ーザビームを前記基板からほぼ垂直に偏向させるように
    構成されており、 前記第１のデフレクタ面は前記発散レーザビームを対称
    的に偏向させるために一定の距離だけ延びている、前記
    ウェーハ基板を含むことを特徴とする素子。
  11. 【請求項１１】光学記憶システムであって、 駆動軸に関して光ディスクを回転させるための手段であ
    り、前記光ディスクはその表面に符号化された情報を有
    している、前記手段と、 励起された時に光ビームを放出するための半導体レーザ
    光源であり、前記光源は基板表面から延びた１つ以上の
    自立デフレクタを備えるものである、前記光源と、 前記半導体レーザによって放出された光ビームを前記光
    ディスクの表面に向けるための手段と、 前記ビームが光ディスクによって反射された後、光ディ
    スクに符号化された情報を表す出力信号を生成するため
    に前記ビームを受光するための検出手段と、 前記出力信号を処理し、前記光学媒体の表面に符号化さ
    れた情報を表すデータ信号を生成するための情報回復手
    段とを含むことを特徴とする光学記憶システム。
JP4324029A 1992-01-14 1992-12-03 集積光デフレクタおよびその製造方法 Pending JPH05259584A (ja)

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