JPH09260775A - 光半導体装置の製造方法，及び光半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 形状の安定した回折格子を形成できるととも
に、再成長界面となるＩｎＰバリア層表面の汚染を低減
できる光半導体装置の製造方法，及びそれにより作製さ
れる光半導体装置を得る。 【解決手段】 ＩｎＰ基板１上にアンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ活性層２，ＩｎＰバリア層３，ＩｎＧａＡｓＰ回折
格子層４，及びこの回折格子層４より層厚が薄いＩｎＰ
マスク層５を順に成長させ、全面に回折格子パターンを
有するレジスト３０を形成した後、これをマスクとして
上記ＩｎＰマスク層５をエッチングし、レジスト３０を
除去する。次に、残されたＩｎＰマスク層５をマスクと
して、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４のみをＩｎＰバリア
層３表面が露出するまで選択的にエッチングし、さらに
全面にＩｎＰ埋込層６を成長して、ＩｎＧａＡｓＰ回折
格子層４を埋め込むことにより回折格子を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は光半導体装置の製
造方法，及び光半導体装置に関し、特に回折格子を備え
た半導体レーザ及びこの半導体レーザを用いた高速光通
信用の変調器付半導体レーザの製造方法，並びにこれに
より作製される半導体レーザ及び変調器付半導体レーザ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザにおいて、単一縦モード発
振を達成するために回折格子を活性層の近傍に配置した
分布帰還型レーザ（ＤＦＢレーザ）が用いられている。
この回折格子の形成方法としては一般にレジストをマス
クとしてＩｎＧａＡｓＰ層，ＩｎＰ層を化学的にエッチ
ングする方法が用いられており、このエッチングは通常
ウェットエッチングにより行われる。この回折格子の形
状は、レーザ特性に大きく影響を及ぼすため、このウェ
ットエッチングでの形状制御が重要となる。

【０００３】従来の分布帰還型レーザにおける回折格子
の形成方法について説明する。図４はこの従来の回折格
子の形成方法を模式的に示す工程別断面図である。ま
ず、図４(a) に示すように、ｐ型ＩｎＰ基板１上に化学
的気相成長法等の膜厚制御性の高い方法を用いてアンド
ープＩｎＧａＡｓＰ活性層２，回折格子による分布帰還
を調整するためのｎ型ＩｎＰバリア層３，ｎ型ＩｎＧａ
ＡｓＰ回折格子層４を順次成長させる。次に、回折格子
層４上にレジストを塗布し、図４(b) に示すように、干
渉露光法または電子ビーム直接描画法等を用いて回折格
子パターンを有するレジスト３０を形成する。この後、
図４(c) に示すように、レジスト３０をマスクとして、
臭化水素系のエッチャント等を用いてＩｎＧａＡｓＰ回
折格子層４及びＩｎＰバリア層３表層部分のウェットエ
ッチングを行い、回折格子パターンのＩｎＧａＡｓＰ回
折格子層４を残す。次に、図４(d) に示すように、レジ
スト３０を除去した後、図４(e) に示すように、全面に
ｎ型ＩｎＰ埋込層６を成長させ、上記ＩｎＧａＡｓＰ回
折格子層４を埋め込むことにより回折格子を形成する。
この後、図には記載していないが、光導波路の形成、コ
ンタクト層成長、表面電極，裏面電極の形成を行い、分
布帰還型レーザが作製される。

【０００４】また、光通信用の光源として、より高速変
調が可能な光源が求められているが、このような光源と
しては、電界吸収型光変調器と分布帰還型レーザを集積
化した変調器付分布帰還型レーザが知られている。

【０００５】分布帰還型レーザの回折格子を上記と同様
の方法を用いて形成する従来の変調器付分布帰還型レー
ザの製造方法について説明する。図５はこの従来の変調
器付分布帰還型レーザの回折格子形成工程までの製造方
法を示す図であり、図５(a),(b) は斜視図、図５(c)-
(g) は図５(b) のB-B'線を含み基板１１の表面に垂直な
面における断面図である。また、図３はこの変調器付分
布帰還型レーザの光導波路形成工程及び電極形成工程を
示す斜視図である。ここで、図中の１０１は変調器領
域、１０２はレーザダイオード領域である。

【０００６】まず、図５(a) に示すように、ｎ型ＩｎＰ
基板１１上の全面に絶縁膜を成膜した後、フォトレジス
ト等を用いてパターニングを行い、レーザダイオード領
域１０２における光導波路を形成すべき領域の両脇に選
択成長マスクとなるＳｉＯ₂膜等の絶縁膜３５を形成す
る。次に、図５(b) に示すように、気相成長法を用いて
ＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層１２，ｐ型ＩｎＰバ
リア層１３，ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４を順に
成長させる。この後、全面にレジストを塗布し、図５
(c) に示すように、二光束干渉露光法または電子ビーム
直接描画法を用いてウエハ全面に回折格子パターンを有
するレジスト３１を形成する。さらに、図５(d) に示す
ように、このレジストパターン３１をマスクとして臭化
水素系のエッチャント等を用いてＩｎＧａＡｓＰ回折格
子層１４及びＩｎＰバリア層１３表層部分のエッチング
を行った後、レジスト３１を除去して、回折格子パター
ンを有するＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４を残す。ただ
し、このエッチングは活性層１３の表面が露出しないよ
うに行われる。次に、図５(e) に示すように、レーザダ
イオード領域１０２にフォトレジスト３２を形成する。
この後、図５(f) に示すように、フォトレジスト３２を
マスクとして、硝酸等のエッチング液を用いてＩｎＧａ
ＡｓＰのみを選択的にエッチングし、変調器領域１０１
に残されたＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４を除去する。
次に、図５(g) に示すように、全面にｐ型ＩｎＰ埋込層
１６を成長させ、ＩｎＧａＡｓ回折格子層１４をこの埋
込層１６で埋め込んで回折格子を形成する。

【０００７】この後、図３(a) に示すように、ＩｎＰ埋
込層１６上に変調器領域１０１及びレーザダイオード領
域１０２にわたってストライプ形状の絶縁膜３６を形成
し、この絶縁膜３６をマスクとしてｐ型ＩｎＰ埋込層１
６，ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４，ｐ型ＩｎＰバ
リア層１３，活性層１２をエッチングし、絶縁膜３６直
下に光導波路を形成する。次に、図３(c) に示すよう
に、絶縁膜３６をマスクとして高抵抗の高抵抗ＩｎＰ電
流ブロック層１７を光導波路の両脇に選択成長する。さ
らに、絶縁膜３６を除去した後、全面にｐ型ＩｎＰコン
タクト層１８を成長し、さらに変調器表面電極１９，レ
ーザダイオード表面電極２０，裏面電極２１を形成して
変調器付レーザダイオードが作製される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の回折格子
の形成方法においては、ウェットエッチングによるＩｎ
ＧａＡｓＰ回折格子層４のエッチング形状の制御が重要
となるが、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４に対するレジス
ト３０の密着性が弱いため、サイドエッチング量の制御
が困難であるという問題がある。特に、ＩｎＰに対する
エッチングレートよりＩｎＧａＡｓＰに対するエッチン
グレートが非常に大きい硝酸等のエッチング液を用い
て、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４の選択エッチングを行
う場合、エッチングがＩｎＰバリア層３に達すると、深
さ方向のエッチングが停止し、サイドエッチングのエッ
チングレートが増加するが、上記のようにレジスト３０
とＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４の密着性が弱いと、この
サイドエッチングが急激に進行する。このようなサイド
エッチングにより、形状の安定した回折格子を形成する
ことが困難となっている。

【０００９】また、上記の変調器付分布帰還型レーザの
製造方法では、レーザダイオード領域１０２をマスクす
るレジスト３２を形成するためのフォトリソグラフィ工
程，すなわちレジスト塗布，露光，現像を行う際に、再
成長界面となるｐ型ＩｎＰバリア層１３の表面が汚染さ
れるという問題がある。

【００１０】この問題を解決するため、回折格子パター
ンを有するレジスト３１を形成する工程において、干渉
露光および変調器領域のパターニングを同時に行う方法
もある。これは、回折格子パターンを有するレジスト３
１をレーザダイオード領域にのみ形成し、変調器領域に
はレジストを形成しないようにして、ＩｎＧａＡｓＰ回
折格子層１４のエッチングを行うものであるが、臭化水
素系のエッチャントを用いたエッチングは、エッチング
面近傍での反応分子及び生成分子の拡散によってエッチ
ングレートが決まる拡散律速のエッチングであるため、
パターンのエッジでレートが速くなり、レーザダイオー
ド領域と変調器領域の境界の部分で活性層までエッチン
グが進んでしまうという問題が発生する。

【００１１】この発明は上記の問題に鑑みなされたもの
であり、形状の安定した回折格子を形成できるととも
に、再成長界面となるＩｎＰバリア層表面の汚染を低減
できる光半導体装置の製造方法，及びそれにより作製さ
れる光半導体装置を提供することを目的とするものであ
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この発明（請求項１）に
係る光半導体装置の製造方法は、半導体基板上に、活性
層，ＩｎＰバリア層，ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層，及び
該回折格子層より層厚が薄いＩｎＰマスク層を順次結晶
成長する工程と、上記ＩｎＰマスク層上に回折格子パタ
ーンを有するレジストを形成した後、該レジストをマス
クとして上記ＩｎＰマスク層を上記ＩｎＧａＡｓＰ回折
格子層に達するまでエッチングして上記ＩｎＰマスク層
を回折格子パターン形状に成形する工程と、上記レジス
トパターンを除去する工程と、上記回折格子パターン形
状に成形されたＩｎＰマスク層をマスクとして、ＩｎＧ
ａＡｓＰに対するエッチングレートがＩｎＰに対するエ
ッチングレートより大きい選択エッチングにより、上記
ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層を上記ＩｎＰバリア層表面が
露出するまでエッチングして上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格
子層を回折格子パターン形状に成形する工程と、全面に
ＩｎＰ埋込層を成長して上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子
層，及び上記ＩｎＰマスク層を埋め込む工程とを含むも
のである。

【００１３】この発明（請求項２）に係る光半導体装置
の製造方法は、回折格子を有する分布帰還型レーザダイ
オードと該レーザダイオードが出力するレーザ光を変調
する光変調器を同一半導体基板上に集積した光半導体装
置を製造する光半導体装置の製造方法において、半導体
基板上に、上記レーザダイオード及び光変調器の活性層
となる半導体層，ＩｎＰバリア層，ＩｎＧａＡｓＰ回折
格子層，及び該回折格子層より層厚が薄いＩｎＰマスク
層を順次結晶成長する工程と、上記光変調器が形成され
る領域の上記ＩｎＰマスク層を除去する工程と、上記Ｉ
ｎＰマスク層上に回折格子パターンを有するレジストを
形成した後、該レジストをマスクとして上記ＩｎＰマス
ク層を上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層に達するまでエッ
チングして上記ＩｎＰマスク層を回折格子パターン形状
に成形する工程と、上記レジストパターンを除去する工
程と、上記回折格子パターン形状に成形されたＩｎＰマ
スク層をマスクとして、ＩｎＧａＡｓＰに対するエッチ
ングレートがＩｎＰに対するエッチングレートより大き
い選択エッチングにより、上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子
層を上記ＩｎＰバリア層表面が露出するまでエッチング
し、上記光変調器領域の上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層
を除去するとともに、上記レーザダイオードが形成され
る領域の上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層を回折格子パタ
ーン形状に成形する工程と、全面にＩｎＰ埋込層を成長
して上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層，及び上記ＩｎＰマ
スク層を埋め込む工程とを含むものである。

【００１４】この発明（請求項３）に係る光半導体装置
は、半導体基板上に形成された活性層と、該活性層上に
形成されたＩｎＰバリア層と、該ＩｎＰバリア層上に、
ＩｎＧａＡｓＰ層，及び該ＩｎＧａＡｓＰ層より層厚が
薄いＩｎＰマスク層を順次結晶成長し、上記ＩｎＰマス
ク層上に回折格子パターンを有するレジストを形成し、
該レジストをマスクとして上記ＩｎＰマスク層を上記Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層に達するまでエッチングして上記ＩｎＰ
マスク層を回折格子パターン形状に成形し、その後、上
記レジストパターンを除去し、上記回折格子パターン形
状に成形されたＩｎＰマスク層をマスクとして、ＩｎＧ
ａＡｓＰに対するエッチングレートがＩｎＰに対するエ
ッチングレートより大きい選択エッチングにより、上記
ＩｎＧａＡｓＰ層を上記ＩｎＰバリア層表面が露出する
までエッチングして上記ＩｎＧａＡｓＰ層を回折格子パ
ターン形状に成形して形成された，回折格子パターン形
状を有するＩｎＧａＡｓＰ回折格子層と、上記ＩｎＧａ
ＡｓＰ回折格子層，及び上記ＩｎＰマスク層を埋め込む
ように形成されたＩｎＰ埋込層とを備えたものである。

【００１５】この発明（請求項４）に係る光半導体装置
は、回折格子を有する分布帰還型レーザダイオードと該
レーザダイオードが出力するレーザ光を変調する光変調
器を同一半導体基板上に集積した光半導体装置におい
て、半導体基板上に形成された，上記レーザダイオード
及び光変調器の活性層となる半導体層と、該半導体層上
に形成されたＩｎＰバリア層と、該ＩｎＰバリア層上
に、ＩｎＧａＡｓＰ層，及び該ＩｎＧａＡｓＰ層より層
厚が薄いＩｎＰマスク層を順次結晶成長し、上記光変調
器が形成される領域の上記ＩｎＰマスク層を除去した
後、上記ＩｎＰマスク層上に回折格子パターンを有する
レジストを形成し、該レジストをマスクとして上記Ｉｎ
Ｐマスク層を上記ＩｎＧａＡｓＰ層に達するまでエッチ
ングして上記ＩｎＰマスク層を回折格子パターン形状に
成形し、その後、上記レジストパターンを除去し、上記
回折格子パターン形状に成形されたＩｎＰマスク層をマ
スクとして、ＩｎＧａＡｓＰに対するエッチングレート
がＩｎＰに対するエッチングレートより大きい選択エッ
チングにより、上記ＩｎＧａＡｓＰ層を上記ＩｎＰバリ
ア層表面が露出するまでエッチングし、上記光変調器領
域の上記ＩｎＧａＡｓＰ層を除去するとともに、上記レ
ーザダイオードが形成される領域の上記ＩｎＧａＡｓＰ
層を回折格子パターン形状に成形して形成された，回折
格子パターン形状を有するＩｎＧａＡｓＰ回折格子層
と、上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層，及び上記ＩｎＰマ
スク層を埋め込むように形成されたＩｎＰ埋込層とを備
えたものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．この発明の実施の形態１における光半導
体装置の製造方法（請求項１）は、図１に示すように、
半導体基板１上に、活性層２，ＩｎＰバリア層３，Ｉｎ
ＧａＡｓＰ回折格子層４，及び該回折格子層４より層厚
が薄いＩｎＰマスク層５を順次結晶成長する工程（図１
(a) ）と、上記ＩｎＰマスク層５上に回折格子パターン
を有するレジスト３０を形成した（図１(b) ）後、この
レジスト３０をマスクとして上記ＩｎＰマスク層５を上
記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４に達するまでエッチング
して上記ＩｎＰマスク層を回折格子パターン形状に成形
する工程（図１(c) ）と、上記レジストパターン３０を
除去する工程（図１(d) ）と、上記回折格子パターン形
状に成形されたＩｎＰマスク層５をマスクとして、Ｉｎ
ＧａＡｓＰに対するエッチングレートがＩｎＰに対する
エッチングレートより大きい選択エッチングにより、上
記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４を上記ＩｎＰバリア層３
表面が露出するまでエッチングして上記ＩｎＧａＡｓＰ
回折格子層４を回折格子パターン形状に成形する工程
（図１(e) ）と、全面にＩｎＰ埋込層６を成長して上記
ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４，及び上記ＩｎＰマスク層
５を埋め込む工程（図１(f) ）とを含むものである。こ
のように、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４のエッチングに
おいては、レジストではなくＩｎＰマスク層５をエッチ
ングマスクとして用いており、このＩｎＰマスク層５の
ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４に対する密着性はレジスト
と比較して良好であるため、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層
４のサイドエッチングを抑制することができ、さらにこ
のＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４を選択的にエッチングし
ているため、ＩｎＰバリア層３の表面が露出した時点で
このエッチングは停止することとなり、これにより形状
の安定した回折格子を形成することができる。また、上
記ＩｎＰマスク層５のエッチングマスクには、レジスト
３０を用いているが、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４のエ
ッチングは、このレジスト３０を除去した後に、ＩｎＰ
マスク層５のみをマスクとして行われ、このエッチング
完了後にレジスト除去工程がないため、ＩｎＰ埋込層６
結晶の再成長界面となるＩｎＰバリア層３表面の汚染を
低減することができ、ＩｎＰ埋込層６の成長に際して良
好な結晶成長を行うことができる。

【００１７】また、この発明の実施の形態１における光
半導体装置（請求項３）は、図１に示すように、半導体
基板１上に形成された活性層２と、該活性層２上に形成
されたＩｎＰバリア層３と、該ＩｎＰバリア層３上に、
ＩｎＧａＡｓＰ層４，及び該ＩｎＧａＡｓＰ層４より層
厚が薄いＩｎＰマスク層５を順次結晶成長し、上記Ｉｎ
Ｐマスク層５上に回折格子パターンを有するレジスト３
０を形成し、該レジスト３０をマスクとして上記ＩｎＰ
マスク層５を上記ＩｎＧａＡｓＰ層４に達するまでエッ
チングして上記ＩｎＰマスク層５を回折格子パターン形
状に成形し、その後、上記レジストパターン３０を除去
し、上記回折格子パターン形状に成形されたＩｎＰマス
ク層５をマスクとして、ＩｎＧａＡｓＰに対するエッチ
ングレートがＩｎＰに対するエッチングレートより大き
い選択エッチングにより、上記ＩｎＧａＡｓＰ層４を上
記ＩｎＰバリア層３表面が露出するまでエッチングして
上記ＩｎＧａＡｓＰ層４を回折格子パターン形状に成形
して形成された，回折格子パターン形状を有するＩｎＧ
ａＡｓＰ回折格子層４と、上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子
層４，及び上記ＩｎＰマスク層５を埋め込むように形成
されたＩｎＰ埋込層６とを備えたものである。このよう
に、ＩｎＧａＡｓＰ層４のエッチングにおいて、レジス
トではなくＩｎＰマスク層５をエッチングマスクとして
用いており、このＩｎＰマスク層５のＩｎＧａＡｓＰ層
４に対する密着性はレジストと比較して良好であるた
め、このエッチングにおけるＩｎＧａＡｓＰ層４のサイ
ドエッチングを抑制することができ、さらにＩｎＧａＡ
ｓＰ層４を選択的にエッチングしており、このエッチン
グはＩｎＰバリア層３表面が露出した時点で停止するた
め、形状の安定した回折格子を形成することができる。
また、上記ＩｎＰマスク層５のエッチングにはレジスト
３０を用いているが、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４のエ
ッチングは、レジスト３０を除去した後に、ＩｎＰマス
ク層５のみをマスクとして行われ、このエッチング完了
後にレジスト除去工程がないので、ＩｎＰ埋込層６の再
成長界面となるＩｎＰバリア層３表面の汚染を低減する
ことができ、ＩｎＰ埋込層６成長に際して良好な結晶成
長を行うことができ、特性の優れた光半導体装置を実現
できる。

【００１８】以下上記実施の形態１における光半導体装
置の製造方法，及びこれにより作製される光半導体装置
について詳しく説明する。図１は、上記実施の形態１に
おける光半導体装置の製造方法を示す断面図である。ま
ず、図１(a) に示すように、その表面が（１００）面で
あるｐ型ＩｎＰ基板１上にアンドープＩｎＧａＡｓＰ活
性層２，ｎ型ＩｎＰバリア層３，ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ回
折格子層４，ｎ型ＩｎＰマスク層５を順次化学的気相成
長法（ＭＯＣＶＤ法等）を用いて成長させる。このと
き、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４の厚さを４０ｎｍと
し、ＩｎＰマスク層５の厚さを５ｎｍとする。

【００１９】次に、ＩｎＰマスク層５上の全面にフォト
レジスト（例えば、シプレー社製；ＭＰ１４００−１
７）を厚さ９０ｎｍ程度スピンコートし、図１(b) に示
すように、二光束干渉露光法により露光し現像を行っ
て、回折格子形状を有するレジスト３０を形成する。こ
のレジスト３０の格子形状はウエハのオリフラ面（０／
１／１）面と平行に２００ｎｍピッチのラインアンドス
ペースで形成される。すなわち、図中の格子間隔ｓは２
００ｎｍである。この時のラインとスペースの幅は露光
量により制御され、レジストのスカム（残滓）を低減す
るためにはレジスト幅ｒを８０ｎｍ程度にすればよい。
なお、このようなレジスト３０は電子ビーム直接描画法
を用いても形成することができる。ただし、この際のレ
ジストには電子ビーム用レジストを用いる必要がある。

【００２０】次に、図１(c) に示すように、レジスト３
０をマスクとして、ＨＢｒ：ＨＮＯ３ の混酸等の臭化
水素系のエッチャントを用いて、ＩｎＰマスク層５とＩ
ｎＧａＡｓＰ回折格子層４表層部分とをエッチングす
る。この際、ＩｎＰマスク層５さえエッチングされれば
良く、エッチングはＩｎＰバリア層３まで達しないよう
にする。エッチング深さが深いほどサイドエッチングは
増加することになるため、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４
のエッチング深さは浅い方が望ましい。例えば、ＩｎＧ
ａＡｓＰ回折格子層４を１０ｎｍエッチングした場合、
サイドエッチングは両側で３０ｎｍ程度入るため、レジ
スト３０の各格子の下のＩｎＰマスク層５の上端の幅は
５０ｎｍ程度になり、ＩｎＧａＡｓ回折格子層４の上端
の幅は７０ｎｍ程度になる。このように、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ回折格子層４を深くエッチングする必要がなく、前述
の従来の回折格子の形成方法のようにＩｎＧａＡｓＰ回
折格子層４の全層をエッチングする場合と比較して、Ｉ
ｎＧａＡｓＰ回折格子層４のサイドエッチングを低減す
ることができる。

【００２１】次に、図１(d) に示すように、ＩｎＰマス
ク層５上のレジスト３０を除去し、この後、図１(e) に
示すように、残されたＩｎＰマスク層５をエッチングマ
スクとして、ＩｎＰに対するエッチングレートよりＩｎ
ＧａＡｓＰに対するエッチングレートが非常に大きいエ
ッチャントである硝酸により、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子
層４を選択的にエッチングする。硝酸によってＩｎＰは
ほとんどエッチングされない（エッチングレート：数ｎ
ｍ／分）のに対し、ＩｎＧａＡｓＰは３０ｎｍ／分程度
のエッチングレートでエッチングされるため、ＩｎＧａ
ＡｓＰ回折格子層４に対する良好な選択エッチングが行
われる。さらに、このエッチングはＩｎＰバリア層３表
面が露出した時点で停止するため、このエッチングによ
り形成された溝の底面がＩｎＰバリア層３の（１００）
面となり、この面上での後述のＩｎＰ埋込層６の再成長
が容易になるとともに、エッチング後のレジスト除去工
程がないため、露出したＩｎＰバリア層３表面の汚染を
低減することができる。

【００２２】次に、図１(f) に示すように、全面にｎ型
ＩｎＰ埋込層６を成長させ、ＩｎＰバリア層３上に残さ
れたＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４を埋め込むことにより
回折格子を形成する。

【００２３】次に、前述の従来の光半導体装置の製造方
法と同様に、図３(a),(b),(c) に示した工程により光導
波路，及び電流ブロック層を形成し、さらに図１(g) に
示すように、ｎ型ＩｎＰ埋込層６上にｎ型ＩｎＰコンタ
クト層７を成長させ、この後コンタクト層表面にＡｕＧ
ｅ等からなる表面電極８を、ＩｎＰ基板１裏面にＡｕＺ
ｎ等からなる裏面電極９を形成して、回折格子を備えた
変調器付分布帰還型レーザが作製される。

【００２４】以上述べた回折格子の形成方法におけるＩ
ｎＰマスク層５とＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４の合計膜
厚の最大値は、回折格子の周期とエッチング時に現れる
結晶面によって決まり、従ってＩｎＰマスク層５の層厚
の最大値は、回折格子の周期が与えられれば、ＩｎＧａ
ＡｓＰ回折格子層４の層厚に依存して決まる。上記のよ
うに、ＩｎＰ基板１の表面が（１００）面であり、回折
格子の格子方向が（０／１／１）面と平行な方向である
場合は、ＩｎＰマスク層５及びＩｎＧａＡｓＰ回折格子
層４のエッチング時に現れる結晶面は（１１１）面また
はこれに近い面となり、上記のように、回折格子周期を
２００ｎｍとすると、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４の層
厚を４０ｎｍ，ＩｎＰマスク層５の層厚を５ｎｍとした
ときのこれらの層の合計層厚は上記の最大値を越えない
ものとなっている。

【００２５】本実施の形態１においては、上記のよう
に、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４のエッチングは、レジ
ストをマスクとして行われるのではなく、ＩｎＰマスク
層５をマスクとして行われ、ＩｎＰマスク層５のＩｎＧ
ａＡｓＰ回折格子層４に対する密着性はレジストより良
好であるため、回折格子層４のサイドエッチングを抑制
することができ、さらに、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４
のエッチングは、ＩｎＧａＡｓＰを選択的にエッチング
するものであるため、（１００）面であるＩｎＰバリア
層３表面が露出した時点で停止する。このため、形状の
安定した回折格子を再現性良く形成することができる。
また、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４のエッチングの後に
レジスト除去工程がなく、ＩｎＰ埋込層６の再成長界面
となるＩｎＰバリア層３の表面の汚染を低減することが
できるため、ＩｎＰ埋込層６の成長に際して良好な結晶
成長を行うことができる。

【００２６】なお、上記の回折格子の形成方法は、ｐ型
ＩｎＰ基板１上にｎ型ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４を成
長した場合についてのものであるが、ｎ型ＩｎＰ基板上
にｐ型ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層を成長させた場合につ
いても上記と同様の方法を用いることができる。また、
上記の回折格子はＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４とＩｎＰ
埋込層６の体積比（各格子のＩｎＧａＡｓＰ回折格子層
４の幅：格子間のＩｎＰ埋込層６の幅）が１：１になる
ような条件下で形成されたものであるが、回折格子の形
状はレーザダイオードの分布帰還率の要求値により異な
るため、上記の体積比はこれに限定されるものではな
い。回折格子の形状を変える、すなわち上記の体積比を
変える方法としては、ＩｎＰマスク層５の層厚を変える
方法がある。すなわち、ＩｎＰマスク層５を厚くする
と、この層のエッチングの後の各格子の下端の幅が広く
なり、従ってＩｎＧａＡｓＰ回折格子層４の各格子の幅
を広くすることができる。ただし、ＩｎＧａＡｓＰ回折
格子層４を完全にエッチングするためには、この層とＩ
ｎＰマスク層４の合計層厚を回折格子の周期により規定
される上記の最大膜厚以下に設定することが必要であ
る。

【００２７】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
おける光半導体装置の製造方法（請求項２）は、図２に
示すように、回折格子を有する分布帰還型レーザダイオ
ードと該レーザダイオードが出力するレーザ光を変調す
る光変調器を同一半導体基板上に集積した光半導体装置
を製造する光半導体装置の製造方法において、半導体基
板１１上に、上記レーザダイオード及び光変調器の活性
層となる半導体層１２，ＩｎＰバリア層１３，ＩｎＧａ
ＡｓＰ回折格子層１４，及び該回折格子層１４より層厚
が薄いＩｎＰマスク層１５を順次結晶成長する工程（図
２(b) ）と、上記光変調器が形成される領域１０１の上
記ＩｎＰマスク層１５を除去する工程（図２(c) ，図２
(d) ）と、上記ＩｎＰマスク層１５上に回折格子パター
ンを有するレジスト３４を形成した（図２(e) ）後、該
レジスト３４をマスクとして上記ＩｎＰマスク層１５を
上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４に達するまでエッチ
ングして上記ＩｎＰマスク層１５を回折格子パターン形
状に成形し、その後、上記レジストパターン３４を除去
する工程（図２(f) ）と、上記回折格子パターン形状に
成形されたＩｎＰマスク層１５をマスクとして、ＩｎＧ
ａＡｓＰに対するエッチングレートがＩｎＰに対するエ
ッチングレートより大きい選択エッチングにより、上記
ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４を上記ＩｎＰバリア層１
３表面が露出するまでエッチングし、上記光変調器領域
１０１の上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４を除去する
とともに、上記レーザダイオードが形成される領域１０
２の上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４を回折格子パタ
ーン形状に成形する工程（図２(g) ）と、全面にＩｎＰ
埋込層１６を成長して上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１
４，及び上記ＩｎＰマスク層１５を埋め込む工程（図２
(h) ）とを含むものである。

【００２８】このように、本実施の形態２においては、
レジストよりＩｎＧａＡｓＰとの密着性が良好なＩｎＰ
マスク層１５をマスクとしてＩｎＧａＡｓＰ回折格子層
１４をエッチングすることにより回折格子を形成してい
るため、このエッチングにおけるサイドエッチングを抑
制することができるとともに、このエッチングはＩｎＧ
ａＡｓＰのみをエッチングする選択エッチングであるた
め、形状の安定した回折格子を制御性良く形成すること
ができる。

【００２９】また、本実施の形態２においては、ＩｎＧ
ａＡｓＰ回折格子層１４のエッチングは、レジストをマ
スクとしたものではなく、上記のようにＩｎＰマスク層
１５のみをマスクとしたものであり、さらに、上記変調
器領域１０１の回折格子層１４の除去も、ＩｎＰマスク
層１５をマスクとしたレーザダイオード領域に回折格子
を形成するための上記エッチングと同時に行われるた
め、前述の従来の変調器付分布帰還型レーザの製造方法
のように、回折格子形成のためのエッチングの後にレー
ザダイオード領域をレジストでマスクして、変調器領域
の回折格子層を除去するためのエッチングを行う必要は
なく、従って、回折格子形成後に露出したＩｎＰバリア
層１３表面がレジスト等により汚染されることがないた
め、この表面上にＩｎＰ埋込層１６を再成長させる際、
この結晶成長を良好なものとすることができる。

【００３０】また、この発明の実施の形態２における光
半導体装置（請求項４）は、図２，３に示すように、回
折格子を有する分布帰還型レーザダイオードと該レーザ
ダイオードが出力するレーザ光を変調する光変調器を同
一半導体基板上に集積した光半導体装置において、半導
体基板１１上に形成された，上記レーザダイオード及び
光変調器の活性層となる半導体層１２と、該半導体層１
２上に形成されたＩｎＰバリア層１３と、該ＩｎＰバリ
ア層１３上に、ＩｎＧａＡｓＰ層１４，及び該ＩｎＧａ
ＡｓＰ層１４より層厚が薄いＩｎＰマスク層１５を順次
結晶成長し、上記光変調器が形成される領域１０１の上
記ＩｎＰマスク層１５を除去した後、上記ＩｎＰマスク
層１５上に回折格子パターンを有するレジスト３４を形
成し、該レジスト３４をマスクとして上記ＩｎＰマスク
層１５を上記ＩｎＧａＡｓＰ層１４に達するまでエッチ
ングして上記ＩｎＰマスク層１５を回折格子パターン形
状に成形し、その後、上記レジストパターン３４を除去
し、上記回折格子パターン形状に成形されたＩｎＰマス
ク層１５をマスクとして、ＩｎＧａＡｓＰに対するエッ
チングレートがＩｎＰに対するエッチングレートより大
きい選択エッチングにより、上記ＩｎＧａＡｓＰ層１４
を上記ＩｎＰバリア層１３表面が露出するまでエッチン
グし、上記光変調器領域１０１の上記ＩｎＧａＡｓＰ層
１４を除去するとともに、上記レーザダイオードが形成
される領域１０２の上記ＩｎＧａＡｓＰ層１４を回折格
子パターン形状に成形して形成された，回折格子パター
ン形状を有するＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４と、上記
ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４，及び上記ＩｎＰマスク
層１５を埋め込むように形成されたＩｎＰ埋込層１６と
を備えたものである。

【００３１】このように、本実施の形態２においては、
レジストよりＩｎＧａＡｓＰとの密着性が良好なＩｎＰ
マスク層１５をマスクとしてＩｎＧａＡｓＰ回折格子層
１４をエッチングすることにより回折格子を形成してい
るため、このエッチングにおけるサイドエッチングを抑
制することができるとともに、このエッチングはＩｎＧ
ａＡｓＰのみをエッチングする選択エッチングであるた
め、形状の安定した回折格子を制御性良く形成すること
ができ、特性の優れた光半導体装置を実現できる。

【００３２】また、本実施の形態２においては、回折格
子層１４のエッチングは、レジストをマスクとしたもの
ではなく、上記のようにＩｎＰマスク層１５のみをマス
クとしたものであり、さらに、上記変調器領域１０１の
回折格子のエッチングも、レーザダイオード領域１０２
に回折格子を形成するための上記エッチングと同時に行
われるため、前述の従来の変調器付分布帰還型レーザの
製造方法のように、回折格子形成のためのエッチングの
後にレーザダイオード領域１０２をレジストでマスクし
て、変調器領域の回折格子層１４を除去するためのエッ
チングを行う必要はなく、従って、回折格子形成後に露
出したＩｎＰバリア層１３表面がレジスト等により汚染
されることがないので、この表面上にＩｎＰ埋込層１６
を再成長させる際、この結晶成長を良好なものとするこ
とができ、特性の優れた光半導体装置を実現できる。

【００３３】以下、上記実施の形態２における光半導体
装置の製造方法，及びそれにより作製される光半導体装
置について詳しく説明する。本実施の形態２は、変調器
付分布帰還型レーザの回折格子を上記実施の形態１に示
した方法を用いて形成したものである。図２は本実施の
形態２における回折格子形成工程までの光半導体装置の
製造方法を示す図である。ただし、図２(a),(b) は斜視
図であり、図２(c)-(h) は、図２(b) におけるA-A'線を
含みｎ型ＩｎＰ基板１１表面に垂直な面での断面図であ
る。また図３は、本実施の形態２における光導波路形成
工程から電極形成工程までの光半導体装置の製造方法，
及びそれにより作製される変調器付分布帰還型レーザで
ある光半導体装置（図３(d) ）を示す斜視図である。

【００３４】まず、図２(a) に示すように、ｎ型ＩｎＰ
基板１１上の全面にＳｉＯ₂ 膜等の絶縁膜を成膜した
後、フォトレジスト等を用いてパターニングを行い、レ
ーザダイオード領域１０２における光導波路を形成すべ
き領域の両脇に選択成長マスクとなる絶縁膜３５を形成
する。次に、図２(b) に示すように、気相成長法を用い
てＩｎＧａＡｓＰ多重量子井戸活性層１２，ｐ型ＩｎＰ
バリア層１３，ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４，ｐ
型ＩｎＰマスク層１５を順に成長させる。この際、絶縁
膜３５の間の領域に成長した層の層厚は、それ以外の領
域に成長した層の層厚より厚くなり、これにより多重量
子井戸活性層１２における井戸層内の伝導帯及び価電子
帯に形成される基底準位間のエネルギー差は、レーザダ
イオード領域１０２より変調器領域１０１で大きくな
る。

【００３５】この後、図２(c) に示すように、レーザダ
イオード領域１０２にフォトレジスト３３を形成し、さ
らに図２(d) に示すように、このフォトレジスト３３を
マスクとしてＩｎＰマスク層１５をエッチングして、レ
ーザダイオード領域１０２上にのみＩｎＰマスク層１５
を残し、この後フォトレジスト３３を除去する。次に、
図２(e) に示すように、全面にレジストを塗布し、二光
束干渉露光法により回折格子パターンを有するレジスト
３４を形成する。なお、このレジスト３４は電子ビーム
直接描画法を用いて形成してもよい。

【００３６】この後、図２(f) に示すように、レジスト
３４をマスクとして、臭化水素系のエッチング液を用い
てＩｎＰマスク層１５をエッチングし、さらにレジスト
３４を除去する。この際、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１
４の表層部分がある程度の深さまでエッチングされても
問題はない。

【００３７】次に、図２(g) に示すように、ＩｎＰマス
ク層１５をマスクとして、硝酸を用いてＩｎＧａＡｓＰ
回折格子層１４をエッチングする。この際、変調器領域
１０１のＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４はエッチング除
去される。硝酸をエッチャントとして用いた場合、Ｉｎ
ＧａＡｓＰに対するエッチングレートはＩｎＰに対する
エッチングレートより非常に大きいため、このＩｎＧａ
ＡｓＰ回折格子層１４のエッチングは、ＩｎＰバリア層
１３の表面が露出した時点で停止する。次に、図２(h)
に示すように、ｐ型ＩｎＰ埋込層１６を全面に成長さ
せ、回折格子層１４を埋め込んで回折格子を形成する。

【００３８】なお、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４及び
ＩｎＰマスク層１５の層厚，回折格子の周期及び格子方
向は、上記実施の形態１における回折格子の形成方法と
同じである。

【００３９】これ以降の工程は、前述の従来の変調器付
分布帰還型レーザの製造方法における光導波路形成工程
以降の工程と同様である。すなわち、図３(a) に示すよ
うに、埋込層１６上に変調器領域１０１及びレーザダイ
オード領域１０２にわたるストライプ形状の絶縁膜３６
を形成し、この絶縁膜３６をマスクとしてｐ型ＩｎＰ埋
込層１６，ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層１４，ｐ型Ｉ
ｎＰバリア層１３，活性層１２をエッチングし、絶縁膜
３６直下に光導波路を形成する。次に、図３(c) に示す
ように、絶縁膜３６をマスクとして高抵抗のＩｎＰ電流
ブロック層１７を光導波路の両脇に選択成長する。さら
に、絶縁膜３６を除去した後、全面にｐ型ＩｎＰコンタ
クト層１８を成長し、変調器表面電極１９，レーザダイ
オード表面電極２０，裏面電極２１を形成して光変調器
付分布帰還型レーザが作製される。

【００４０】この変調器付分布帰還型レーザにおいて
は、レーザダイオード領域１０２に形成された分布帰還
型レーザの活性層から放射されたレーザ光が光導波路を
伝搬して変調器領域１０１に形成された光変調器の活性
層に入射し、この際、光変調器にバイアス電圧が印加さ
れていなければレーザ光は光変調器の活性層を通過し、
逆方向のバイアス電圧が印加されていれば光変調器の活
性層にレーザ光は吸収される。

【００４１】本実施の形態２においては、上記実施の形
態１と同様に、レジストよりＩｎＧａＡｓＰとの密着性
が良好なＩｎＰマスク層１５をマスクとしてＩｎＧａＡ
ｓＰ回折格子層１４をエッチングすることにより回折格
子を形成しているため、このエッチングにおけるサイド
エッチングを抑制することができるとともに、このエッ
チングはＩｎＧａＡｓＰのみをエッチングする選択エッ
チングであるため、形状の安定した回折格子を制御性良
く形成することができる。

【００４２】また、本実施の形態２においては、回折格
子層１４のエッチングは、レジストをマスクとしたもの
ではなく、上記のようにＩｎＰマスク層１５のみをマス
クとしたものであり、さらに、上記変調器領域１０１の
回折格子の除去も、レーザダイオード領域１０２に回折
格子を形成するための上記エッチングと同時に行われる
ため、前述の従来の変調器付分布帰還型レーザの製造方
法のように、回折格子形成のためのエッチングの後にレ
ーザダイオード領域１０２をレジストでマスクして、変
調器領域１０１の回折格子層１４を除去するためのエッ
チングを行う必要はなく、従って、回折格子形成後に露
出したＩｎＰバリア層１３表面がレジスト等により汚染
されることがないため、この表面上にＩｎＰ埋込層１６
を再成長させる際、良好な結晶成長を行うことができ
る。

【００４３】なお、ＩｎＰマスク層１５のエッチング
は、ＨＣｌ系のエッチング液を用い、ＩｎＰのみを選択
的にエッチングするようにしても良い。この場合、回折
格子をより安定に形成することができる。

【００４４】

【発明の効果】以上のように、この発明（請求項１）に
係る光半導体装置の製造方法によれば、半導体基板上
に、活性層，ＩｎＰバリア層，ＩｎＧａＡｓＰ回折格子
層，及び該回折格子層より層厚が薄いＩｎＰマスク層を
順次結晶成長する工程と、上記ＩｎＰマスク層上に回折
格子パターンを有するレジストを形成した後、該レジス
トをマスクとして上記ＩｎＰマスク層を上記ＩｎＧａＡ
ｓＰ回折格子層に達するまでエッチングして上記ＩｎＰ
マスク層を回折格子パターン形状に成形する工程と、上
記レジストパターンを除去する工程と、上記回折格子パ
ターン形状に成形されたＩｎＰマスク層をマスクとし
て、ＩｎＧａＡｓＰに対するエッチングレートがＩｎＰ
に対するエッチングレートより大きい選択エッチングに
より、上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層を上記ＩｎＰバリ
ア層表面が露出するまでエッチングして上記ＩｎＧａＡ
ｓＰ回折格子層を回折格子パターン形状に成形する工程
と、全面にＩｎＰ埋込層を成長して上記ＩｎＧａＡｓＰ
回折格子層，及び上記ＩｎＰマスク層を埋め込む工程と
を含む構成としたから、上記ＩｎＰマスク層の上記Ｉｎ
ＧａＡｓＰ回折格子層に対する密着性はレジストと比較
して良好であるので、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層をエッ
チングする際のサイドエッチングを抑制することがで
き、上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層を選択的にエッチン
グしているので、形状の安定した回折格子を形成するこ
とができ、また、ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層のエッチン
グをＩｎＰマスク層のみをマスクとして行なっており、
回折格子層エッチング完了後にレジスト除去工程がない
ので、ＩｎＰ埋込層の再成長界面となるＩｎＰバリア層
表面の汚染を低減することができ、ＩｎＰ埋込層成長に
際して良好な結晶成長を行うことができる効果がある。

【００４５】また、この発明（請求項２）に係る光半導
体装置の製造方法によれば、回折格子を有する分布帰還
型レーザダイオードと該レーザダイオードが出力するレ
ーザ光を変調する光変調器を同一半導体基板上に集積し
た光半導体装置を製造する光半導体装置の製造方法にお
いて、半導体基板上に、上記レーザダイオード及び光変
調器の活性層となる半導体層，ＩｎＰバリア層，ＩｎＧ
ａＡｓＰ回折格子層，及び該回折格子層より層厚が薄い
ＩｎＰマスク層を順次結晶成長する工程と、上記光変調
器が形成される領域の上記ＩｎＰマスク層を除去する工
程と、上記ＩｎＰマスク層上に回折格子パターンを有す
るレジストを形成した後、該レジストをマスクとして上
記ＩｎＰマスク層を上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層に達
するまでエッチングして上記ＩｎＰマスク層を回折格子
パターン形状に成形する工程と、上記レジストパターン
を除去する工程と、上記回折格子パターン形状に成形さ
れたＩｎＰマスク層をマスクとして、ＩｎＧａＡｓＰに
対するエッチングレートがＩｎＰに対するエッチングレ
ートより大きい選択エッチングにより、上記ＩｎＧａＡ
ｓＰ回折格子層を上記ＩｎＰバリア層表面が露出するま
でエッチングし、上記光変調器領域の上記ＩｎＧａＡｓ
Ｐ回折格子層を除去するとともに、上記レーザダイオー
ドが形成される領域の上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層を
回折格子パターン形状に成形する工程と、全面にＩｎＰ
埋込層を成長して上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層，及び
上記ＩｎＰマスク層を埋め込む工程とを含む構成とした
から、レジストよりＩｎＧａＡｓＰとの密着性が良好な
ＩｎＰマスク層をマスクとしてＩｎＧａＡｓＰ回折格子
層をエッチングして回折格子を形成しているので、この
エッチングにおけるサイドエッチングを抑制することが
できるとともに、このエッチングはＩｎＧａＡｓＰのみ
をエッチングする選択エッチングであるので、形状の安
定した回折格子を制御性良く形成することができ、ま
た、回折格子層のエッチングをＩｎＰマスク層のみをマ
スクとして行なっており、さらに、上記変調器領域の回
折格子層の除去も、レーザダイオード領域に回折格子を
形成するための上記エッチングと同時に行われ、回折格
子形成のためのエッチングの後にレジスト除去工程がな
いので、回折格子形成後に露出したＩｎＰバリア層表面
がレジスト等により汚染されることがなく、この表面上
にＩｎＰ埋込層を再成長させる際、この結晶成長を良好
なものとすることができる効果がある。

【００４６】また、この発明（請求項３）に係る光半導
体装置によれば、半導体基板上に形成された活性層と、
該活性層上に形成されたＩｎＰバリア層と、該ＩｎＰバ
リア層上に、ＩｎＧａＡｓＰ層，及び該ＩｎＧａＡｓＰ
層より層厚が薄いＩｎＰマスク層を順次結晶成長し、上
記ＩｎＰマスク層上に回折格子パターンを有するレジス
トを形成し、該レジストをマスクとして上記ＩｎＰマス
ク層を上記ＩｎＧａＡｓＰ層に達するまでエッチングし
て上記ＩｎＰマスク層を回折格子パターン形状に成形
し、その後、上記レジストパターンを除去し、上記回折
格子パターン形状に成形されたＩｎＰマスク層をマスク
として、ＩｎＧａＡｓＰに対するエッチングレートがＩ
ｎＰに対するエッチングレートより大きい選択エッチン
グにより、上記ＩｎＧａＡｓＰ層を上記ＩｎＰバリア層
表面が露出するまでエッチングして上記ＩｎＧａＡｓＰ
層を回折格子パターン形状に成形して形成された，回折
格子パターン形状を有するＩｎＧａＡｓＰ回折格子層
と、上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層，及び上記ＩｎＰマ
スク層を埋め込むように形成されたＩｎＰ埋込層とを備
えた構成としたから、ＩｎＧａＡｓＰ層のエッチングに
おいて、レジストと比較してＩｎＧａＡｓＰ層に対する
密着性が良好なＩｎＰマスク層をエッチングマスクとし
て用いているので、ＩｎＧａＡｓＰ層のサイドエッチン
グが抑制され、さらにＩｎＧａＡｓＰ層を選択的にエッ
チングしているので、形状の安定した回折格子を形成す
ることができ、また、上記ＩｎＧａＡｓＰ層のエッチン
グをＩｎＰマスク層のみをマスクとして行なっており、
このエッチング完了後にレジスト除去工程がないので、
結晶の再成長界面となるＩｎＰバリア層表面の汚染を低
減することができ、ＩｎＰ埋込層成長に際して良好な結
晶成長を行うことができ、これにより、特性の優れた光
半導体装置を実現できる効果がある。

【００４７】また、この発明（請求項４）に係る光半導
体装置によれば、回折格子を有する分布帰還型レーザダ
イオードと該レーザダイオードが出力するレーザ光を変
調する光変調器を同一半導体基板上に集積した光半導体
装置において、半導体基板上に形成された，上記レーザ
ダイオード及び光変調器の活性層となる半導体層と、該
半導体層上に形成されたＩｎＰバリア層と、該ＩｎＰバ
リア層上に、ＩｎＧａＡｓＰ層，及び該ＩｎＧａＡｓＰ
層より層厚が薄いＩｎＰマスク層を順次結晶成長し、上
記光変調器が形成される領域の上記ＩｎＰマスク層を除
去した後、上記ＩｎＰマスク層上に回折格子パターンを
有するレジストを形成し、該レジストをマスクとして上
記ＩｎＰマスク層を上記ＩｎＧａＡｓＰ層に達するまで
エッチングして上記ＩｎＰマスク層を回折格子パターン
形状に成形し、その後、上記レジストパターンを除去
し、上記回折格子パターン形状に成形されたＩｎＰマス
ク層をマスクとして、ＩｎＧａＡｓＰに対するエッチン
グレートがＩｎＰに対するエッチングレートより大きい
選択エッチングにより、上記ＩｎＧａＡｓＰ層を上記Ｉ
ｎＰバリア層表面が露出するまでエッチングし、上記光
変調器領域の上記ＩｎＧａＡｓＰ層を除去するととも
に、上記レーザダイオードが形成される領域の上記Ｉｎ
ＧａＡｓＰ層を回折格子パターン形状に成形して形成さ
れた，回折格子パターン形状を有するＩｎＧａＡｓＰ回
折格子層と、上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層，及び上記
ＩｎＰマスク層を埋め込むように形成されたＩｎＰ埋込
層とを備えた構成としたので、レジストよりＩｎＧａＡ
ｓＰとの密着性が良好なＩｎＰマスク層をマスクとして
ＩｎＧａＡｓＰ層をエッチングすることにより回折格子
を形成しているので、このエッチングにおけるサイドエ
ッチングを抑制することができるとともに、このエッチ
ングをＩｎＧａＡｓＰのみをエッチングする選択エッチ
ングで行なっているので、形状の安定した回折格子を制
御性良く形成することができ、また、ＩｎＧａＡｓＰ層
のエッチングをＩｎＰマスク層１５のみをマスクとして
行なっており、さらに、上記変調器領域のＩｎＧａＡｓ
Ｐ層（回折格子層）の除去も、レーザダイオード領域に
回折格子を形成するための上記エッチングと同時に行な
っており、回折格子形成のためのエッチングの後にレジ
ストの除去工程がないので、回折格子形成後に露出した
ＩｎＰバリア層表面がレジスト等により汚染を低減で
き、この表面上にＩｎＰ埋込層を再成長させる際、この
結晶成長を良好なものとすることができ、これにより、
特性の優れた光半導体装置を実現できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による光半導体装置
の製造方法，及びそれにより作製される光半導体装置を
示す断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態２による光半導体装置
の製造方法における回折格子形成工程までを示す斜視図
（(a),(b) ）及び断面図（(c)-(h) ）である。

【図３】 この発明の実施の形態２による光導波路形成
工程から電極形成工程までの光半導体装置の製造方法，
及びそれにより作製される光半導体装置を示す斜視図で
ある。

【図４】 従来の光半導体装置における回折格子の形成
方法を示す断面図である。

【図５】 従来の光半導体装置の製造方法における回折
格子形成工程までを示す斜視図（(a),(b) ）及び断面図
（(c)-(g) ）である。

【符号の説明】 １ ｐ型ＩｎＰ基板、２ アンドープＩｎＧａＡｓＰ活
性層、３ ｎ型ＩｎＰバリア層、４ ｎ型ＩｎＧａＡｓ
Ｐ回折格子層、５ ＩｎＰマスク層、６ ｎ型ＩｎＰ埋
込層、７ ｎ型ＩｎＰコンタクト層、８ 表面電極、９
裏面電極、１１ ｎ型ＩｎＰ基板、１２ 多重量子井
戸活性層、１３ ＩｎＰバリア層、１４ｐ型ＩｎＧａＡ
ｓＰ回折格子層、１５ ｐ型ＩｎＰマスク層、１６ ｐ
型ＩｎＰ埋込層、１７ 高抵抗ＩｎＰ電流ブロック層、
１８ ｐ型ＩｎＰコンタクト層、１９ 変調器表面電
極、２０ レーザダイオード表面電極、２１ 裏面電
極、３０，３１，３４ レジスト、３２，３３ フォト
レジスト、３５ 絶縁膜（選択成長マスク）、３６ 絶
縁膜、１０１ 変調器領域、１０２ レーザダイオード
領域。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に、活性層，ＩｎＰバリア
   層，ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層，及び該回折格子層より
   層厚が薄いＩｎＰマスク層を順次結晶成長する工程と、 上記ＩｎＰマスク層上に回折格子パターンを有するレジ
   ストを形成した後、該レジストをマスクとして上記Ｉｎ
   Ｐマスク層を上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層に達するま
   でエッチングして上記ＩｎＰマスク層を回折格子パター
   ン形状に成形する工程と、 上記レジストパターンを除去する工程と、 上記回折格子パターン形状に成形されたＩｎＰマスク層
   をマスクとして、ＩｎＧａＡｓＰに対するエッチングレ
   ートがＩｎＰに対するエッチングレートより大きい選択
   エッチングにより、上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層を上
   記ＩｎＰバリア層表面が露出するまでエッチングして上
   記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層を回折格子パターン形状に
   成形する工程と、 全面にＩｎＰ埋込層を成長して上記ＩｎＧａＡｓＰ回折
   格子層，及び上記ＩｎＰマスク層を埋め込む工程とを含
   むことを特徴とする光半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 回折格子を有する分布帰還型レーザダイ
   オードと該レーザダイオードが出力するレーザ光を変調
   する光変調器を同一半導体基板上に集積した光半導体装
   置を製造する光半導体装置の製造方法において、 半導体基板上に、上記レーザダイオード及び光変調器の
   活性層となる半導体層，ＩｎＰバリア層，ＩｎＧａＡｓ
   Ｐ回折格子層，及び該回折格子層より層厚が薄いＩｎＰ
   マスク層を順次結晶成長する工程と、 上記光変調器が形成される領域の上記ＩｎＰマスク層を
   除去する工程と、 上記ＩｎＰマスク層上に回折格子パターンを有するレジ
   ストを形成した後、該レジストをマスクとして上記Ｉｎ
   Ｐマスク層を上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層に達するま
   でエッチングして上記ＩｎＰマスク層を回折格子パター
   ン形状に成形する工程と、 上記レジストパターンを除去する工程と、 上記回折格子パターン形状に成形されたＩｎＰマスク層
   をマスクとして、ＩｎＧａＡｓＰに対するエッチングレ
   ートがＩｎＰに対するエッチングレートより大きい選択
   エッチングにより、上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層を上
   記ＩｎＰバリア層表面が露出するまでエッチングし、上
   記光変調器領域の上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層を除去
   するとともに、上記レーザダイオードが形成される領域
   の上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層を回折格子パターン形
   状に成形する工程と、 全面にＩｎＰ埋込層を成長して上記ＩｎＧａＡｓＰ回折
   格子層，及び上記ＩｎＰマスク層を埋め込む工程とを含
   むことを特徴とする光半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 半導体基板上に形成された活性層と、 該活性層上に形成されたＩｎＰバリア層と、 該ＩｎＰバリア層上に、ＩｎＧａＡｓＰ層，及び該Ｉｎ
   ＧａＡｓＰ層より層厚が薄いＩｎＰマスク層を順次結晶
   成長し、上記ＩｎＰマスク層上に回折格子パターンを有
   するレジストを形成し、該レジストをマスクとして上記
   ＩｎＰマスク層を上記ＩｎＧａＡｓＰ層に達するまでエ
   ッチングして上記ＩｎＰマスク層を回折格子パターン形
   状に成形し、その後、上記レジストパターンを除去し、
   上記回折格子パターン形状に成形されたＩｎＰマスク層
   をマスクとして、ＩｎＧａＡｓＰに対するエッチングレ
   ートがＩｎＰに対するエッチングレートより大きい選択
   エッチングにより、上記ＩｎＧａＡｓＰ層を上記ＩｎＰ
   バリア層表面が露出するまでエッチングして上記ＩｎＧ
   ａＡｓＰ層を回折格子パターン形状に成形して形成され
   た，回折格子パターン形状を有するＩｎＧａＡｓＰ回折
   格子層と、 上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層，及び上記ＩｎＰマスク
   層を埋め込むように形成されたＩｎＰ埋込層とを備えた
   ことを特徴とする光半導体装置。
4. 【請求項４】 回折格子を有する分布帰還型レーザダイ
   オードと該レーザダイオードが出力するレーザ光を変調
   する光変調器を同一半導体基板上に集積した光半導体装
   置において、 半導体基板上に形成された，上記レーザダイオード及び
   光変調器の活性層となる半導体層と、 該半導体層上に形成されたＩｎＰバリア層と、 該ＩｎＰバリア層上に、ＩｎＧａＡｓＰ層，及び該Ｉｎ
   ＧａＡｓＰ層より層厚が薄いＩｎＰマスク層を順次結晶
   成長し、上記光変調器が形成される領域の上記ＩｎＰマ
   スク層を除去した後、上記ＩｎＰマスク層上に回折格子
   パターンを有するレジストを形成し、該レジストをマス
   クとして上記ＩｎＰマスク層を上記ＩｎＧａＡｓＰ層に
   達するまでエッチングして上記ＩｎＰマスク層を回折格
   子パターン形状に成形し、その後、上記レジストパター
   ンを除去し、上記回折格子パターン形状に成形されたＩ
   ｎＰマスク層をマスクとして、ＩｎＧａＡｓＰに対する
   エッチングレートがＩｎＰに対するエッチングレートよ
   り大きい選択エッチングにより、上記ＩｎＧａＡｓＰ層
   を上記ＩｎＰバリア層表面が露出するまでエッチング
   し、上記光変調器領域の上記ＩｎＧａＡｓＰ層を除去す
   るとともに、上記レーザダイオードが形成される領域の
   上記ＩｎＧａＡｓＰ層を回折格子パターン形状に成形し
   て形成された，回折格子パターン形状を有するＩｎＧａ
   ＡｓＰ回折格子層と、 上記ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層，及び上記ＩｎＰマスク
   層を埋め込むように形成されたＩｎＰ埋込層とを備えた
   ことを特徴とする光半導体装置。