JPH06283813A - Fabrication of diffraction grating - Google Patents
Fabrication of diffraction gratingInfo
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- JPH06283813A JPH06283813A JP7179193A JP7179193A JPH06283813A JP H06283813 A JPH06283813 A JP H06283813A JP 7179193 A JP7179193 A JP 7179193A JP 7179193 A JP7179193 A JP 7179193A JP H06283813 A JPH06283813 A JP H06283813A
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- photoresist layer
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- photoresist
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は回折格子、特に半導体レ
ーザに好適な回折格子の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diffraction grating, and more particularly to a method of manufacturing a diffraction grating suitable for a semiconductor laser.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体レーザ素子の種類において、発光
ビームから所定の波長の光を選択するフィルタ機能を有
する回折格子付きの発光レーザ素子がある。従来このよ
うな発光レーザ素子用の回折格子の製造方法は、例え
ば、特開平61−289688に開示されている。この
従来技術文献による回折格子の製造方法によれば、化合
物半導体基板上にフォトレジスト膜および誘電体膜が形
成した後、誘電体膜はマスクを介して紫外線露光され
る。その後、化合物半導体基板表面に2つの干渉稿領域
を形成するために、この誘電体膜はエッチングにより選
択的に除去される。この場合、フォトレジスト膜の紫外
線に対する感光度は誘電体膜のそれより1桁低いので、
ほとんど感光されない。続いて、半導体基板を傾斜させ
て、干渉露光したのち、フォトレジストの干渉稿パター
ンを得るためにフォトレジストを現像する。得られたフ
ォトレジストパターンをマスクとして、化合物半導体基
板の表面をエッチングすることにより、2領域の干渉稿
パターンを有する回折格子が形成される。2. Description of the Related Art Among semiconductor laser elements, there is a light emitting laser element with a diffraction grating having a filter function of selecting light having a predetermined wavelength from an emission beam. Conventionally, a method of manufacturing such a diffraction grating for a light emitting laser element is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 61-289688. According to the method of manufacturing a diffraction grating according to this prior art document, after the photoresist film and the dielectric film are formed on the compound semiconductor substrate, the dielectric film is exposed to ultraviolet light through a mask. Then, this dielectric film is selectively removed by etching in order to form two interference pattern regions on the surface of the compound semiconductor substrate. In this case, since the photosensitivity of the photoresist film to ultraviolet rays is one digit lower than that of the dielectric film,
Almost no exposure. Subsequently, the semiconductor substrate is tilted and subjected to interference exposure, and then the photoresist is developed to obtain an interference pattern of the photoresist. By etching the surface of the compound semiconductor substrate using the obtained photoresist pattern as a mask, a diffraction grating having an interference pattern in two regions is formed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
回折格子の製造方法によれば、誘電体膜の膜厚が厚く、
かつフォトレジスト膜がポジティブ型の感光特性をもつ
場合、露光時間が長くなるので、フォトレジスト膜が感
光する場合があった。また誘電体膜がポジティブ型であ
る場合は、干渉露光時に誘電体膜も感光特性を残してい
るので、フォトレジストが十分に露光されない場合があ
った。However, according to the above-described method of manufacturing a diffraction grating, the dielectric film is thick,
In addition, when the photoresist film has a positive type photosensitivity, the exposure time becomes long, so that the photoresist film may be exposed. Further, when the dielectric film is of a positive type, the photoresist may not be sufficiently exposed because the dielectric film also retains the photosensitivity at the time of interference exposure.
【0004】本発明の目的は半導体基板上の表面の2領
域に均一に2つの回折格子パーン有する回折格子の製造
方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a diffraction grating having two diffraction grating patterns uniformly in two regions on the surface of a semiconductor substrate.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の回折格子の製造方法は半導体基板上に
光に感光する第1のフォトレジスト層を形成し、第1の
フォトレジスト層上に電子ビームに感光する第2のフォ
トレジスト層を形成し、第2のフォトレジスト層を電子
ビームにより露光し、第2のフォトレジスト層を選択的
に除去し第1のフォトレジスト層の一表面を露出し、半
導体基板を傾斜して2光束干渉露光法を用いて露出され
た前記第1フォトレジスト膜および第2レジスト膜の表
面を回折格子パターン状に露光し、第2フォトレジスト
膜を除去した後、第1のフォトレジストパターンを選択
的にエッチング除去して、第1フォトレジストの回折格
子パターンを形成し、回折格子パターンをマスクとして
半導体基板の表面を選択的に除去して、半導体基板の表
面に回折格子を形成する工程からなる事を特徴としてい
る。In order to achieve the above object, a method of manufacturing a diffraction grating of the present invention comprises forming a first photoresist layer which is exposed to light on a semiconductor substrate, and forming a first photoresist. Forming a second photoresist layer sensitive to the electron beam on the layer, exposing the second photoresist layer with the electron beam, and selectively removing the second photoresist layer to remove the first photoresist layer; The surface of the first photoresist film and the second resist film exposed by using the two-beam interference exposure method with one surface exposed and the semiconductor substrate tilted is exposed in a diffraction grating pattern to form a second photoresist film. After removing the first photoresist pattern, the first photoresist pattern is selectively removed by etching to form a diffraction grating pattern of the first photoresist, and the surface of the semiconductor substrate using the diffraction grating pattern as a mask It is selectively removed, and characterized by comprising the step of forming a diffraction grating on the surface of the semiconductor substrate.
【0006】[0006]
【作用】この発明によれば、半導体基板の表面に形成さ
れた2層のフォトレジスト層を形成した後、一方のフォ
トレジスト層を電子ビームで露光し、他方のフォトレジ
スト層を紫外線で露光するようにしたので、双方のフォ
トレジスト層が露光工程により影響を受けることがな
い。従って、均一な2つの回折格子パターンを有するフ
ォトレジスト層を半導体基板表面に形成できる。これに
より、半導体基板表面に透過光に対して異なる位相を与
える2つの回折格子パターン領域を高精度に形成でき
る。According to the present invention, after forming the two photoresist layers formed on the surface of the semiconductor substrate, one photoresist layer is exposed with an electron beam and the other photoresist layer is exposed with ultraviolet rays. As a result, both photoresist layers are not affected by the exposure process. Therefore, a photoresist layer having two uniform diffraction grating patterns can be formed on the surface of the semiconductor substrate. As a result, it is possible to highly accurately form two diffraction grating pattern regions that give different phases to transmitted light on the semiconductor substrate surface.
【0007】[0007]
【実施例】図1は本発明による回折格子の製造方法を示
す実施例である。1 is an embodiment showing a method for manufacturing a diffraction grating according to the present invention.
【0008】図1(a)の工程において、化合物半導体
基板、例えばInP半導体基板1が準備される。次に、
この半導体基板1の2種類の回折格子形成領域上の表面
に厚み500Åのフォトレジスト層2をスピンコーティ
ングにより形成する。フォトレジスト層2の材料は光露
光(例えば紫外線露光)用であり、例えばマイクロポジ
ット(商品名)である。続いて、フォトレジスト層2の
表面に厚み1mmの電子ビーム露光用のフォトレジスト
層3を形成する。この電子ビーム用フォトレジスト材料
として例えは、ポリメチルメタクリレート(PMMA)
が好適である。フォトレジスト層2の所定の表面を露出
するため、フォトレジスト層3を例えばドーズ量が約6
00μCの電子ビームにより選択的に露光した後、その
露光部をエッチングにより除去する。In the step shown in FIG. 1A, a compound semiconductor substrate, for example, an InP semiconductor substrate 1 is prepared. next,
A photoresist layer 2 having a thickness of 500Å is formed on the surface of the semiconductor substrate 1 on the two types of diffraction grating formation regions by spin coating. The material of the photoresist layer 2 is for light exposure (for example, ultraviolet exposure), and is, for example, microposit (trade name). Subsequently, a photoresist layer 3 for electron beam exposure having a thickness of 1 mm is formed on the surface of the photoresist layer 2. An example of this electron beam photoresist material is polymethylmethacrylate (PMMA)
Is preferred. In order to expose a predetermined surface of the photoresist layer 2, the photoresist layer 3 is exposed to a dose of about 6 for example.
After selectively exposing with an electron beam of 00 μC, the exposed portion is removed by etching.
【0009】図1(b)の工程において、前工程により
得られたInP半導体基板1はArレーザを用いた2光
束干渉露光法が実施される。この工程において、InP
半導体基板1は約15度の傾斜が与えられ、波長363
8ÅのArレーザ光で半導体基板1上のフォトレジスト
層2の表面が約30秒間干渉露光される。この干渉露光
により、フォトレジスト層2は規則パターン状に露光さ
れる。したがって、フォトレジスト層3下に存在するフ
ォトレジスト層2には屈折した光が到達するため、フォ
トレジスト層3の存在するフォトレジスト層2と存在し
ないフォトレジスト層2では位相のシフトした格子パタ
ーン状に露光される。In the step of FIG. 1B, the InP semiconductor substrate 1 obtained in the previous step is subjected to a two-beam interference exposure method using an Ar laser. In this process, InP
The semiconductor substrate 1 is provided with an inclination of about 15 degrees,
The surface of the photoresist layer 2 on the semiconductor substrate 1 is subjected to interference exposure for about 30 seconds with 8 Å Ar laser light. By this interference exposure, the photoresist layer 2 is exposed in a regular pattern. Therefore, the refracted light reaches the photoresist layer 2 existing under the photoresist layer 3, so that the photoresist layer 2 with the photoresist layer 3 and the photoresist layer 2 without the photoresist layer 3 have a phase-shifted lattice pattern. Exposed.
【0010】図1─c)の工程において、フォトレジス
ト層3をエッチング液で除去した後、フォトレジスト層
2を現像することにより、フォトレジスト層2の格子パ
ターン4が形成される。In the step of FIG. 1-c), after removing the photoresist layer 3 with an etching solution, the photoresist layer 2 is developed to form a lattice pattern 4 of the photoresist layer 2.
【0011】図1(d)の工程において、前工程で得ら
れたInP基板1の格子パターン4をエッチングマスク
として使用し、この基板1を、例えば、臭素系エッチン
グ液に漬けると、InP基板1の表面に回折格子パター
ン4の周期が2400Åの回折格子5が形成される。こ
れにより、シフト量の異なる2つの回折格子領域を同時
にかつ均一にInP半導体基板1上に形成できる。In the step of FIG. 1D, the lattice pattern 4 of the InP substrate 1 obtained in the previous step is used as an etching mask, and the substrate 1 is immersed in, for example, a bromine-based etching solution, the InP substrate 1 A diffraction grating 5 having a period of the diffraction grating pattern 4 of 2400Å is formed on the surface of the. Thereby, two diffraction grating regions having different shift amounts can be formed simultaneously and uniformly on the InP semiconductor substrate 1.
【0012】[0012]
【発明の効果】以上説明したように、この発明による回
折格子の製造方法は半導体基板の表面に2層のフォトレ
ジスト層を形成した後、一方のフォトレジスト層を電子
ビームで露光し、他方のフォトレジスト層を紫外線で露
光するようにしたので、双方のフォトレジスト層が露光
工程により影響を受けることがない。従って、フォトレ
ジスト層の均一なエッチングパターンが形成できる。こ
れにより、透過光に対して異なる位相を与える回折格子
領域を半導体基板表面に形成できる。As described above, in the method of manufacturing a diffraction grating according to the present invention, after forming two photoresist layers on the surface of a semiconductor substrate, one photoresist layer is exposed with an electron beam and the other photoresist layer is exposed. Since the photoresist layer is exposed to ultraviolet rays, both photoresist layers are not affected by the exposure process. Therefore, a uniform etching pattern of the photoresist layer can be formed. As a result, a diffraction grating region that gives different phases to transmitted light can be formed on the surface of the semiconductor substrate.
【図1】この発明による回折格子の製造工程を示す断面
図。FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a diffraction grating according to the present invention.
1 InP化合物半導体基板 2 フォトレジスト膜 3 フォトレジスト膜 4 回折格子パターン 5 回折格子 1 InP compound semiconductor substrate 2 photoresist film 3 photoresist film 4 diffraction grating pattern 5 diffraction grating
Claims (1)
トレジスト層を形成する工程;前記第1のフォトレジス
ト層上に電子ビームに感光する第2のフォトレジスト層
を形成する工程;前記第2のフォトレジスト層を電子ビ
ームにより露光する工程;前記第2のフォトレジスト層
を選択的に除去し、前記第1のフォトレジスト層を一表
面を露出する工程;前記半導体基板を傾斜し、前記第1
フォトレジスト膜および前記第2レジスト膜の表面を2
光束干渉露光法を用いて回折格子パターン状に露光する
工程;前記第2レジスト膜を除去した後、前記第1のフ
ォトレジストパターンを選択的にエッチング除去して、
前記第1フォトレジストの回折格子パターンを形成する
工程;前記第1フォトレジストの回折格子パターンをマ
スクとして、前記半導体基板の表面を選択的に除去し
て、前記半導体基板の表面に回折格子を形成する工程を
有する事を特徴とする回折格子の製造方法1. A step of forming a first photoresist layer sensitive to light on a semiconductor substrate; a step of forming a second photoresist layer sensitive to electron beams on the first photoresist layer; Exposing the second photoresist layer with an electron beam; selectively removing the second photoresist layer and exposing one surface of the first photoresist layer; tilting the semiconductor substrate; The first
The surface of the photoresist film and the second resist film is
Exposing to a diffraction grating pattern using a light flux interference exposure method; after removing the second resist film, selectively etching away the first photoresist pattern,
Forming a diffraction grating pattern of the first photoresist; using the diffraction grating pattern of the first photoresist as a mask, selectively removing the surface of the semiconductor substrate to form a diffraction grating on the surface of the semiconductor substrate Diffraction grating manufacturing method characterized by including the steps of:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7179193A JPH06283813A (en) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | Fabrication of diffraction grating |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7179193A JPH06283813A (en) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | Fabrication of diffraction grating |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06283813A true JPH06283813A (en) | 1994-10-07 |
Family
ID=13470755
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7179193A Pending JPH06283813A (en) | 1993-03-30 | 1993-03-30 | Fabrication of diffraction grating |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06283813A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004019080A2 (en) * | 2002-08-26 | 2004-03-04 | University Of Delaware | Method for fabricating optical devices in photonic crystal structures |
-
1993
- 1993-03-30 JP JP7179193A patent/JPH06283813A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004019080A2 (en) * | 2002-08-26 | 2004-03-04 | University Of Delaware | Method for fabricating optical devices in photonic crystal structures |
WO2004019080A3 (en) * | 2002-08-26 | 2004-06-17 | Univ Delaware | Method for fabricating optical devices in photonic crystal structures |
US7384724B2 (en) | 2002-08-26 | 2008-06-10 | University Of Delaware | Method for fabricating optical devices in photonic crystal structures |
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