JPH0563296A - 光導波路の形成方法 - Google Patents
光導波路の形成方法Info
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- JPH0563296A JPH0563296A JP22282491A JP22282491A JPH0563296A JP H0563296 A JPH0563296 A JP H0563296A JP 22282491 A JP22282491 A JP 22282491A JP 22282491 A JP22282491 A JP 22282491A JP H0563296 A JPH0563296 A JP H0563296A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 埋込み形半導体レーザ等の光デバイスの光導
波路の幅を精度良く、かつ再現性良く形成する。 【構成】 半導体ウエハ上に光導波路の幅を制御するた
めのサイドエッチングの少ない誘電体マスク１４ａ，１
４ｂと、その上にそれより幅が広く光導波路１６の両側
のエッチング溝１５の深さを制御するためのホトレジス
トマスク２４ａ，２４ｂを形成し、臭素メタノール液に
より２段階エッチングを行うことにより、幅１μｍ程
度、深さ４μｍ程度の光導波路１６を形成する。 【効果】 光導波路の形成の精度，再現性が向上し、半
導体レーザを作製した場合、均一性に優れ、歩留りが向
上する。
波路の幅を精度良く、かつ再現性良く形成する。 【構成】 半導体ウエハ上に光導波路の幅を制御するた
めのサイドエッチングの少ない誘電体マスク１４ａ，１
４ｂと、その上にそれより幅が広く光導波路１６の両側
のエッチング溝１５の深さを制御するためのホトレジス
トマスク２４ａ，２４ｂを形成し、臭素メタノール液に
より２段階エッチングを行うことにより、幅１μｍ程
度、深さ４μｍ程度の光導波路１６を形成する。 【効果】 光導波路の形成の精度，再現性が向上し、半
導体レーザを作製した場合、均一性に優れ、歩留りが向
上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、埋込み形半導体レーザ
等の光デバイスにおける光導波路の幅を精度良く、かつ
再現性良く形成する光導波路の形成方法に関するもので
ある。
等の光デバイスにおける光導波路の幅を精度良く、かつ
再現性良く形成する光導波路の形成方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図２（ａ）〜（ｃ）は、従来から用いら
れている埋込み形半導体レーザの光導波路の形成方法の
一例を説明する断面図である。この図において、１は第
１導電形のＩｎＰ基板、２はＩｎＧａＡｓＰ活性層、３
は第２導電形のＩｎＰクラッド層、４ａ，４ｂはホトレ
ジストマスク、５はエッチング溝、６は光導波路、７は
結晶がサイドエッチングされた部分（以下、サイドエッ
チ領域という）を示す。
れている埋込み形半導体レーザの光導波路の形成方法の
一例を説明する断面図である。この図において、１は第
１導電形のＩｎＰ基板、２はＩｎＧａＡｓＰ活性層、３
は第２導電形のＩｎＰクラッド層、４ａ，４ｂはホトレ
ジストマスク、５はエッチング溝、６は光導波路、７は
結晶がサイドエッチングされた部分（以下、サイドエッ
チ領域という）を示す。
【０００３】次に、光導波路６の形成方法について説明
する。光導波路６は図２の紙面に垂直方向に形成され、
図２はその一断面を示している。また、形成する光導波
路６の両側には、後の工程で結晶成長を行い、光導波路
６を結晶中に埋込むため、３〜５μｍ深さのエッチング
溝５を形成しておく必要がある。
する。光導波路６は図２の紙面に垂直方向に形成され、
図２はその一断面を示している。また、形成する光導波
路６の両側には、後の工程で結晶成長を行い、光導波路
６を結晶中に埋込むため、３〜５μｍ深さのエッチング
溝５を形成しておく必要がある。
【０００４】まず、図２（ａ）に示すように、第１導電
形のＩｎｐ基板１上にＩｎＧａＡｓＰ活性層２，第２導
電形のＩｎＰクラッド層３を積層した半導体ウエハ（以
下、単にウエハという）に、ホトレジストを用いた写真
製版を行うことにより、ホトレジストマスク４ａ，４ｂ
を形成する。光導波路形成に用いるウエハとしては、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層２の厚さは０．０５〜０．２μｍ程
度、ＩｎＰクラッド層３の厚さは０．５〜１μｍ程度が
適している。光導波路形成のための化学エッチングには
臭素メタノール液を用いるため、ホトレジストとしては
それに耐性がある環化ゴム系ネガレジストを用いてい
る。図２（ａ）においては、ホトレジストマスク４ａは
厚さ０．７μｍ，幅５μｍ程度である。また、ホトレジ
ストマスク４ａと４ｂの間の開口部は８μｍ程度であ
る。
形のＩｎｐ基板１上にＩｎＧａＡｓＰ活性層２，第２導
電形のＩｎＰクラッド層３を積層した半導体ウエハ（以
下、単にウエハという）に、ホトレジストを用いた写真
製版を行うことにより、ホトレジストマスク４ａ，４ｂ
を形成する。光導波路形成に用いるウエハとしては、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ活性層２の厚さは０．０５〜０．２μｍ程
度、ＩｎＰクラッド層３の厚さは０．５〜１μｍ程度が
適している。光導波路形成のための化学エッチングには
臭素メタノール液を用いるため、ホトレジストとしては
それに耐性がある環化ゴム系ネガレジストを用いてい
る。図２（ａ）においては、ホトレジストマスク４ａは
厚さ０．７μｍ，幅５μｍ程度である。また、ホトレジ
ストマスク４ａと４ｂの間の開口部は８μｍ程度であ
る。
【０００５】次に、０．５％程度の臭素濃度の臭素メタ
ノール液を用いて、ホトレジストマスク４ａの両側の開
口部をエッチングし、図２（ｂ）に示すようなエッチン
グ溝５を形成する。臭素メタノールはＩｎＰ結晶とＩｎ
ＧａＡｓＰ結晶を同じ速度でエッチングするため、エッ
チング溝５のエッチングは滑らかに進む。この場合、ウ
エハとホトレジストマスク４ａ，４ｂとの密着性が十分
でなく、エッチングに際してホトレジストマスク４ａ，
４ｂの下でサイドエッチ領域７が生じる。実験において
は、サイドエッチ領域７はウエハ面内でほぼ均一に生じ
ており、エッチング溝５はサイドエッチ幅：深さ＝１：
２の割合でほぼ進み形成される。このサイドエッチ領域
７を利用して、従来の方法では幅１μｍ程度の狭い光導
波路６を形成する。この時、エッチング溝５としては、
４μｍ程度の深さに形成される。最後に、ホトレジスト
マスク４ａ，４ｂを除去し、図２（ｃ）に示すような断
面構造の光導波路６を有するウエハが得られる。
ノール液を用いて、ホトレジストマスク４ａの両側の開
口部をエッチングし、図２（ｂ）に示すようなエッチン
グ溝５を形成する。臭素メタノールはＩｎＰ結晶とＩｎ
ＧａＡｓＰ結晶を同じ速度でエッチングするため、エッ
チング溝５のエッチングは滑らかに進む。この場合、ウ
エハとホトレジストマスク４ａ，４ｂとの密着性が十分
でなく、エッチングに際してホトレジストマスク４ａ，
４ｂの下でサイドエッチ領域７が生じる。実験において
は、サイドエッチ領域７はウエハ面内でほぼ均一に生じ
ており、エッチング溝５はサイドエッチ幅：深さ＝１：
２の割合でほぼ進み形成される。このサイドエッチ領域
７を利用して、従来の方法では幅１μｍ程度の狭い光導
波路６を形成する。この時、エッチング溝５としては、
４μｍ程度の深さに形成される。最後に、ホトレジスト
マスク４ａ，４ｂを除去し、図２（ｃ）に示すような断
面構造の光導波路６を有するウエハが得られる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の光導波路６の形
成方法では、以上のようにホトレジストマスク４ａ，４
ｂを用い、サイドエッチにより光導波路６の幅を１μｍ
程度に制御しているので、制御性が悪いという問題点が
あった。
成方法では、以上のようにホトレジストマスク４ａ，４
ｂを用い、サイドエッチにより光導波路６の幅を１μｍ
程度に制御しているので、制御性が悪いという問題点が
あった。
【０００７】本発明は、上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、光導波路の両側に４μｍ程度の
深さの溝を有し、幅１μｍ程度の光導波路を高精度に再
現性よく形成する方法を提供することを目的とする。
ためになされたもので、光導波路の両側に４μｍ程度の
深さの溝を有し、幅１μｍ程度の光導波路を高精度に再
現性よく形成する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】本発明に係る光導波路の
形成方法は、精密に制御されサイドエッチングの少ない
第１のエッチングマスクと、この第１のエッチングマス
クを覆い、これより幅の広いサイドエッチングされやす
い第２のエッチングマスクを形成し、第２のエッチング
マスクを用いて光導波路の両側の溝を深くエッチングす
る工程と、第２のエッチングマスクを用いて光導波路幅
を高精度に制御する工程とを備えたものである。
形成方法は、精密に制御されサイドエッチングの少ない
第１のエッチングマスクと、この第１のエッチングマス
クを覆い、これより幅の広いサイドエッチングされやす
い第２のエッチングマスクを形成し、第２のエッチング
マスクを用いて光導波路の両側の溝を深くエッチングす
る工程と、第２のエッチングマスクを用いて光導波路幅
を高精度に制御する工程とを備えたものである。
【０００９】
【作用】本発明においては、第２のエッチングマスクを
用いて第１回目のエッチングで結晶の埋込み成長に用い
るための深い溝を光導波路の両側に形成し、第２回目の
エッチングでサイドエッチングの少ないマスクを用いて
浅いエッチングを行い、光導波路幅を制御するので、幅
の狭い光導波路が精度良く、かつ再現性良く形成でき
る。
用いて第１回目のエッチングで結晶の埋込み成長に用い
るための深い溝を光導波路の両側に形成し、第２回目の
エッチングでサイドエッチングの少ないマスクを用いて
浅いエッチングを行い、光導波路幅を制御するので、幅
の狭い光導波路が精度良く、かつ再現性良く形成でき
る。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１について説明
する。図１において、１４ａ，１４ｂは第１のエッチン
グマスクである誘電体マスク、２４ａ，２４ｂは第２の
エッチングマスクであるホトレジストマスク、１５，２
５はエッチング溝、１６、２６は光導波路である。な
お、その他の図２と同一符号は同一構成部分を示す。
する。図１において、１４ａ，１４ｂは第１のエッチン
グマスクである誘電体マスク、２４ａ，２４ｂは第２の
エッチングマスクであるホトレジストマスク、１５，２
５はエッチング溝、１６、２６は光導波路である。な
お、その他の図２と同一符号は同一構成部分を示す。
【００１１】本実施例の光導波路の形成方法について、
図１（ａ）〜（ｆ）により説明する。まず、図１（ａ）
に示すように、第１導電形のＩｎＰ基板１上にＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層２、第２導電形のＩｎＰクラッド層３を積
層したウエハ上に、ＳｉＮ膜等の誘電体マスク１４ａ，
１４ｂを形成する。誘電体マスク１４ａ，１４ｂ用の誘
電体膜の形成は、プラズマＣＶＤ，熱ＣＶＤあるいはＥ
ＣＲ−ＣＶＤ等を用いて行い、厚さは１０００Å程度で
よい。光導波路１６を形成するための誘電体マスク１４
ａはパターン精度の良いポジレジストによる写真製版を
行い、誘電体膜をエッチングして幅１．５μｍ程度の高
精度なものを形成する。誘電体マスク１４ａと誘電体マ
スク１４ｂの間隔は１２μｍ程度とする。
図１（ａ）〜（ｆ）により説明する。まず、図１（ａ）
に示すように、第１導電形のＩｎＰ基板１上にＩｎＧａ
ＡｓＰ活性層２、第２導電形のＩｎＰクラッド層３を積
層したウエハ上に、ＳｉＮ膜等の誘電体マスク１４ａ，
１４ｂを形成する。誘電体マスク１４ａ，１４ｂ用の誘
電体膜の形成は、プラズマＣＶＤ，熱ＣＶＤあるいはＥ
ＣＲ−ＣＶＤ等を用いて行い、厚さは１０００Å程度で
よい。光導波路１６を形成するための誘電体マスク１４
ａはパターン精度の良いポジレジストによる写真製版を
行い、誘電体膜をエッチングして幅１．５μｍ程度の高
精度なものを形成する。誘電体マスク１４ａと誘電体マ
スク１４ｂの間隔は１２μｍ程度とする。
【００１２】次に、環化ゴム系のネガレジストを用いて
図１（ｂ）に示すようなパターンのホトレジストマスク
２４ａ，２４ｂを形成する。レジストの形成条件等は従
来例の場合と同様でよい。
図１（ｂ）に示すようなパターンのホトレジストマスク
２４ａ，２４ｂを形成する。レジストの形成条件等は従
来例の場合と同様でよい。
【００１３】次に、０．５％程度の臭素濃度の臭素メタ
ノール液を用いて、ホトレジストマスク２４ａの両側の
開口部をエッチングし、図１（ｃ）に示すようなエッチ
ング溝２５を形成する。この１回目のエッチングでは、
埋込み形レーザの埋込み層を成長するための深い溝を形
成することを目的としてエッチングを行う（実際は後述
する２回目のエッチングを含めて溝の深さが決定され
る）。この場合、ホトレジストマスク２４ａ，２４ｂの
下ではサイドエッチが進み、幅がある程度狭くなった光
導波路２６が形成される（導波路幅の粗調）。
ノール液を用いて、ホトレジストマスク２４ａの両側の
開口部をエッチングし、図１（ｃ）に示すようなエッチ
ング溝２５を形成する。この１回目のエッチングでは、
埋込み形レーザの埋込み層を成長するための深い溝を形
成することを目的としてエッチングを行う（実際は後述
する２回目のエッチングを含めて溝の深さが決定され
る）。この場合、ホトレジストマスク２４ａ，２４ｂの
下ではサイドエッチが進み、幅がある程度狭くなった光
導波路２６が形成される（導波路幅の粗調）。
【００１４】次に、ホトレジストマスク２４ａ，２４ｂ
を除去し、図１（ｄ）に示すウエハに対し、さらに臭素
メタノールを用いて、２回目のエッチングを行う。エッ
チング量としては、誘電体マスク１４ａをマスクとし
て、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２のわずか下までエッチング
できるくらいの浅いエッチング（０．７〜１．３μｍ程
度）を行う。エッチング結果は図１（ｅ）のようにな
る。誘電体マスク１４ａでのエッチングでサイドエッチ
がほとんど生じないため、誘電体マスク１４ａの結晶は
エッチングにより逆メサ形状になり、光導波路１６の幅
は、誘電体マスク１４ａの幅で決定される。誘電体マス
ク１４ａは、精度良く幅の制御がなされているので、結
果として光導波路１６は幅が精度良く、かつ再現性良く
形成される（導波路幅の精調）。最後に、誘電体マスク
１４ａ，１４ｂをエッチングし、図１（ｆ）に示すよう
な断面構造の光導波路１６を有するウエハが得られる。
を除去し、図１（ｄ）に示すウエハに対し、さらに臭素
メタノールを用いて、２回目のエッチングを行う。エッ
チング量としては、誘電体マスク１４ａをマスクとし
て、ＩｎＧａＡｓＰ活性層２のわずか下までエッチング
できるくらいの浅いエッチング（０．７〜１．３μｍ程
度）を行う。エッチング結果は図１（ｅ）のようにな
る。誘電体マスク１４ａでのエッチングでサイドエッチ
がほとんど生じないため、誘電体マスク１４ａの結晶は
エッチングにより逆メサ形状になり、光導波路１６の幅
は、誘電体マスク１４ａの幅で決定される。誘電体マス
ク１４ａは、精度良く幅の制御がなされているので、結
果として光導波路１６は幅が精度良く、かつ再現性良く
形成される（導波路幅の精調）。最後に、誘電体マスク
１４ａ，１４ｂをエッチングし、図１（ｆ）に示すよう
な断面構造の光導波路１６を有するウエハが得られる。
【００１５】なお、上記実施例では、結晶としてＩｎＰ
系の結晶を用いた場合について記述したが、ＧａＡｓ系
の結晶を用いた場合でも良く、同様の効果を奏する。ま
た、上記実施例では、第２のエッチングマスク、すなわ
ち１回目のエッチングのホトレジストマスク２４ａ，２
４ｂとして環化ゴム系ネガレジスト、第１のエッチング
マスク、すなわち２回目のエッチングマスクとして誘電
体マスク１４ａ，１４ｂを用いてエッチングを行った場
合について示したが、第２のエッチングマスクとして他
の使用可能なレジスト等、第１のマスクとして結晶また
は金属マスクを用いた場合でもよく、同様な効果を奏す
る。
系の結晶を用いた場合について記述したが、ＧａＡｓ系
の結晶を用いた場合でも良く、同様の効果を奏する。ま
た、上記実施例では、第２のエッチングマスク、すなわ
ち１回目のエッチングのホトレジストマスク２４ａ，２
４ｂとして環化ゴム系ネガレジスト、第１のエッチング
マスク、すなわち２回目のエッチングマスクとして誘電
体マスク１４ａ，１４ｂを用いてエッチングを行った場
合について示したが、第２のエッチングマスクとして他
の使用可能なレジスト等、第１のマスクとして結晶また
は金属マスクを用いた場合でもよく、同様な効果を奏す
る。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、埋込み
形半導体レーザなどの光デバイスの光導波路形成を、サ
イドエッチングされやすい第２のエッチングマスクを用
いて光導波路の両側に深い溝を形成するための１回目の
エッチングと、精密に制御されサイドエッチングが少な
い第１のエッチングマスクを用いて光導波路幅を精密に
制御する２回目のエッチングを含む２段階エッチングに
より形成するので、光導波路形成の精度，再現性が向上
でき、この方法で作製した、例えば半導体レーザの場
合、均一性に優れ、歩留りが向上する等の効果がある。
形半導体レーザなどの光デバイスの光導波路形成を、サ
イドエッチングされやすい第２のエッチングマスクを用
いて光導波路の両側に深い溝を形成するための１回目の
エッチングと、精密に制御されサイドエッチングが少な
い第１のエッチングマスクを用いて光導波路幅を精密に
制御する２回目のエッチングを含む２段階エッチングに
より形成するので、光導波路形成の精度，再現性が向上
でき、この方法で作製した、例えば半導体レーザの場
合、均一性に優れ、歩留りが向上する等の効果がある。
【図１】本発明の一実施例による光導波路の形成方法を
示す工程断面図である。
示す工程断面図である。
【図２】従来の光導波路の形成方法を示す工程断面図で
ある。
ある。
１ ＩｎＰ基板 ２ ＩｎＧａＡｓＰ活性層 ３ ＩｎＰクラッド層 １４ａ 誘電体マスク １４ｂ 誘電体マスク １５ エッチング溝 １６ 光導波路 ２４ａ ホトレジストマスク ２４ｂ ホトレジストマスク ２５ エッチング溝 ２６ 光導波路
Claims (1)
- 【請求項１】 活性層とクラッド層を有する半導体ウエ
ハを用い、前記活性層の両側に溝を有する光導波路を形
成する工程において、前記半導体ウエハ上に幅が精密に
制御され、サイドエッチングが少ない第１のエッチング
マスクと、この第１のエッチングマスクを覆い前記第１
のエッチングマスクより幅が広く、サイドエッチングさ
れやすい第２のエッチングマスクを形成する工程と、こ
の第２のエッチングマスクで１回目のエッチングを行
い、前記活性層の両側に溝を形成した後、第２のエッチ
ングマスクを除去し、次いで、前記第１のエッチングマ
スクで２回目のエッチングを行い、前記光導波路を形成
する工程とを備えたことを特徴とする光導波路の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22282491A JPH0563296A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 光導波路の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22282491A JPH0563296A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 光導波路の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0563296A true JPH0563296A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16788488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22282491A Pending JPH0563296A (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | 光導波路の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0563296A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100509510B1 (ko) * | 1997-07-15 | 2005-10-21 | 삼성전자주식회사 | 균일한 평면 광도파로 제작방법 |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP22282491A patent/JPH0563296A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100509510B1 (ko) * | 1997-07-15 | 2005-10-21 | 삼성전자주식회사 | 균일한 평면 광도파로 제작방법 |
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