JPH10209575A - 光半導体装置の製造方法、回折格子の形成方法および光半導体装置 - Google Patents
光半導体装置の製造方法、回折格子の形成方法および光半導体装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 単一の基板上に、ピッチが連続して変化する
回折格子を、簡単かつ再現性良く形成することのできる
回折格子の形成方法およびかかる方法を使った光半導体
装置の製造方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 回折格子を露光する二本のコヒーレント
光ビームの光路中に、回折格子のピッチ方向およびこれ
に直角な方向に傾斜したプリズム面を有するプリズムを
挿入する。
回折格子を、簡単かつ再現性良く形成することのできる
回折格子の形成方法およびかかる方法を使った光半導体
装置の製造方法を提供することを課題とする。 【解決手段】 回折格子を露光する二本のコヒーレント
光ビームの光路中に、回折格子のピッチ方向およびこれ
に直角な方向に傾斜したプリズム面を有するプリズムを
挿入する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一般に光半導体装置
の製造に関し、特に回折格子を有するレーザダイオード
の製造方法に関する。レーザダイオードは光情報処理や
光通信、あるいは光情報記録の分野で広く使われてい
る。特に光通信の分野では、単一の光ファイバで多量の
情報を伝送するために様々な光変調方式が提案されてい
るが、異なった波長の光を単一の光ファイバ中に多重化
光信号成分として多重化する波長多重化方式は、光ファ
イバ中を伝送される情報量を大きく増大させることので
きる有望な方式である。かかる波長多重化方式を実現す
るためには、互いに異なった波長で安定して発振する多
数のレーザダイオードが必要になる。
の製造に関し、特に回折格子を有するレーザダイオード
の製造方法に関する。レーザダイオードは光情報処理や
光通信、あるいは光情報記録の分野で広く使われてい
る。特に光通信の分野では、単一の光ファイバで多量の
情報を伝送するために様々な光変調方式が提案されてい
るが、異なった波長の光を単一の光ファイバ中に多重化
光信号成分として多重化する波長多重化方式は、光ファ
イバ中を伝送される情報量を大きく増大させることので
きる有望な方式である。かかる波長多重化方式を実現す
るためには、互いに異なった波長で安定して発振する多
数のレーザダイオードが必要になる。
【０００２】
【従来の技術】レーザダイオードは、一般に誘導放出が
生じる活性層を光共振器中に配設した構成を有するが、
波長多重化方式で使われるレーザダイオードでは、波長
を必要な値に容易に設定できるように、光共振器のかわ
りに回折格子を使ったいわゆるＤＦＢレーザダイオー
ド、あるいは光共振器の反射面を回折格子に置き換え
た、いわゆるＤＢＲレーザダイオードを使うのが有利で
ある。ＤＦＢあるいはＤＢＲレーザダイオードでは、回
折格子のピッチを変化させることにより、回折格子に対
して共振を生じる光波長が変化する。このため、波長多
重化方式において必要とされる光信号波長に対応して回
折格子のピッチを決定することにより、様々な光信号波
長のレーザダイオードを容易に作製することができる。
生じる活性層を光共振器中に配設した構成を有するが、
波長多重化方式で使われるレーザダイオードでは、波長
を必要な値に容易に設定できるように、光共振器のかわ
りに回折格子を使ったいわゆるＤＦＢレーザダイオー
ド、あるいは光共振器の反射面を回折格子に置き換え
た、いわゆるＤＢＲレーザダイオードを使うのが有利で
ある。ＤＦＢあるいはＤＢＲレーザダイオードでは、回
折格子のピッチを変化させることにより、回折格子に対
して共振を生じる光波長が変化する。このため、波長多
重化方式において必要とされる光信号波長に対応して回
折格子のピッチを決定することにより、様々な光信号波
長のレーザダイオードを容易に作製することができる。
【０００３】図２５は、本発明の出願人が、先に米国特
許５，１７０，４０２に記載した従来のＤＦＢレーザダ
イオードの構成を示す。図２５を参照するに、レーザダ
イオードは例えばｎ型ＩｎＰ基板１上に形成され、基板
１上にはレーザダイオードの長手方向あるいは縦方向に
回折格子１Ａが形成されている。
許５，１７０，４０２に記載した従来のＤＦＢレーザダ
イオードの構成を示す。図２５を参照するに、レーザダ
イオードは例えばｎ型ＩｎＰ基板１上に形成され、基板
１上にはレーザダイオードの長手方向あるいは縦方向に
回折格子１Ａが形成されている。
【０００４】回折格子１Ａ上にはｎ型ＩｎＧａＡｓＰよ
りなる導波層２が形成され、導波層２上には、多重量子
井戸（ＭＱＷ）構造を有する活性層３が形成される。例
えば、活性層３を構成するＭＱＷ構造は、非ドープＧａ
ＩｎＡｓよりなる量子井戸層と非ドープＧａＩｎＡｓＰ
よりなるバリア層とを交互に堆積した構造を有し、量子
井戸層の厚さは量子準位が形成されるように、キャリア
のドブロイ波長以下の厚さに設定される。
りなる導波層２が形成され、導波層２上には、多重量子
井戸（ＭＱＷ）構造を有する活性層３が形成される。例
えば、活性層３を構成するＭＱＷ構造は、非ドープＧａ
ＩｎＡｓよりなる量子井戸層と非ドープＧａＩｎＡｓＰ
よりなるバリア層とを交互に堆積した構造を有し、量子
井戸層の厚さは量子準位が形成されるように、キャリア
のドブロイ波長以下の厚さに設定される。
【０００５】前記活性層３上には、さらにｐ型ＩｎＧａ
ＡｓＰよりなるクラッド層４と、ｐ + 型ＩｎＧａＡｓＰ
よりなるキャップ層５が順次形成され、さらにキャップ
層上に、レーザダイオードの長手方向に沿って電極６
Ａ，６Ｂ，６Ｃが順次形成される。さらに、基板１の下
面には、下側電極７が形成される。
ＡｓＰよりなるクラッド層４と、ｐ + 型ＩｎＧａＡｓＰ
よりなるキャップ層５が順次形成され、さらにキャップ
層上に、レーザダイオードの長手方向に沿って電極６
Ａ，６Ｂ，６Ｃが順次形成される。さらに、基板１の下
面には、下側電極７が形成される。
【０００６】さらに、図示した従来のレーザダイオード
では、回折格子１Ａの長手方向中央部に、回折格子のピ
ッチをΛ／２だけずらしたΛ／２位相シフト領域１Ｂが
形成される。ただし、Λは回折格子のピッチを示す。こ
のようなΛ／２位相シフト領域１Ｂを形成することによ
り、図２５（Ｂ）に示すように光子密度をレーザダイオ
ードの長手方向中央部において極大化することが可能に
なるが、誘導放出が生じている系では、かかる光子密度
の極大はキャリアの枯渇を誘起するため、前記レーザダ
イオードでは、前記光子密度の極大に対応してキャリア
密度が極小になっている。
では、回折格子１Ａの長手方向中央部に、回折格子のピ
ッチをΛ／２だけずらしたΛ／２位相シフト領域１Ｂが
形成される。ただし、Λは回折格子のピッチを示す。こ
のようなΛ／２位相シフト領域１Ｂを形成することによ
り、図２５（Ｂ）に示すように光子密度をレーザダイオ
ードの長手方向中央部において極大化することが可能に
なるが、誘導放出が生じている系では、かかる光子密度
の極大はキャリアの枯渇を誘起するため、前記レーザダ
イオードでは、前記光子密度の極大に対応してキャリア
密度が極小になっている。
【０００７】そこで、電極６Ａ，６Ｃを介してレーザダ
イオードの駆動電流を注入すると同時に、前記キャリア
の極小に対応した電極６Ｂを介して信号電流を注入する
ことにより、レーザダイオードのキャリア密度、従って
屈折率を効率的に変調することが可能になる。かかる変
調の結果、図示のレーザダイオードは発振波長を変化さ
せる。換言すると、図示のレーザダイオードは波長可変
レーザダイオードとして動作する。
イオードの駆動電流を注入すると同時に、前記キャリア
の極小に対応した電極６Ｂを介して信号電流を注入する
ことにより、レーザダイオードのキャリア密度、従って
屈折率を効率的に変調することが可能になる。かかる変
調の結果、図示のレーザダイオードは発振波長を変化さ
せる。換言すると、図示のレーザダイオードは波長可変
レーザダイオードとして動作する。
【０００８】このようなレーザダイオードを使って波長
多重光通信システムを構築する場合、中心波長の異なっ
た波長可変レーザダイオードを多数作製する必要がある
が、そのためには、回折格子のピッチの異なった素子を
形成する技術が必要である。回折格子のピッチを素子毎
に変化させること自体は困難ではないが、特に波長多重
光通信システムへの用途を念頭に置くと、回折格子のピ
ッチが異なった複数のレーザダイオードを、共通の基板
上に同時に形成した、いわゆる光集積回路を形成するこ
とが望ましい。このような場合には、単一の基板上に、
異なったピッチの回折格子を多数形成する必要がある。
多重光通信システムを構築する場合、中心波長の異なっ
た波長可変レーザダイオードを多数作製する必要がある
が、そのためには、回折格子のピッチの異なった素子を
形成する技術が必要である。回折格子のピッチを素子毎
に変化させること自体は困難ではないが、特に波長多重
光通信システムへの用途を念頭に置くと、回折格子のピ
ッチが異なった複数のレーザダイオードを、共通の基板
上に同時に形成した、いわゆる光集積回路を形成するこ
とが望ましい。このような場合には、単一の基板上に、
異なったピッチの回折格子を多数形成する必要がある。
【０００９】従来、回折格子を使うＤＦＢあるいはＤＢ
Ｒレーザダイオードを製造する場合、回折格子の形成に
は、二つの光ビームの干渉により形成される干渉縞を使
った、二光束干渉露光法が一般に使われている。図２６
は、かかる従来の二光束干渉露光法の原理を示す。
Ｒレーザダイオードを製造する場合、回折格子の形成に
は、二つの光ビームの干渉により形成される干渉縞を使
った、二光束干渉露光法が一般に使われている。図２６
は、かかる従来の二光束干渉露光法の原理を示す。
【００１０】図２６を参照するに、二光束干渉露光法で
は、Ｈｅ−Ｃｄレーザ等のコヒーレント光源より出射し
た波長がλの光ビームを二つの光束に分割し、分割され
た二つの光束を、回折格子を形成したい基板上にそれぞ
れθ1 ，θ2 の入射角で入射させ干渉させる。基板上に
はフォトレジストが塗布してあり、その結果フォトレジ
ストに回折格子を、式 Λ1 ＝λ／（ｓｉｎθ1 ＋ｓｉｎθ2 ） で与えられるピッチΛ1 で露光することが可能である。
は、Ｈｅ−Ｃｄレーザ等のコヒーレント光源より出射し
た波長がλの光ビームを二つの光束に分割し、分割され
た二つの光束を、回折格子を形成したい基板上にそれぞ
れθ1 ，θ2 の入射角で入射させ干渉させる。基板上に
はフォトレジストが塗布してあり、その結果フォトレジ
ストに回折格子を、式 Λ1 ＝λ／（ｓｉｎθ1 ＋ｓｉｎθ2 ） で与えられるピッチΛ1 で露光することが可能である。
【００１１】一方、このような二光束干渉露光法では、
それぞれ前記θ1 ，θ2 の入射角で入射する光ビームの
光路に、図２７に示すようなプリズムを配設することに
より、基板への光ビームの入射角を、ぞれぞれθ1 から
θ3 ，θ2 からθ4 に変化させることが可能である。た
だし、入射角θ3 ，θ4 はそれぞれ式 θ3 ＝ｓｉｎ-1［ｎ×ｓｉｎ｛ｓｉｎ-1（ｓｉｎ｛（θ1 ＋φ）／ｎ｝−φ｝］ θ4 ＝ｓｉｎ-1［ｎ×ｓｉｎ｛ｓｉｎ-1（ｓｉｎ｛（θ2 −φ）／ｎ｝＋φ｝］ で与えられる。ただし、φはプリズムの傾斜面がなす傾
斜角、ｎはプリズムの屈折率である。
それぞれ前記θ1 ，θ2 の入射角で入射する光ビームの
光路に、図２７に示すようなプリズムを配設することに
より、基板への光ビームの入射角を、ぞれぞれθ1 から
θ3 ，θ2 からθ4 に変化させることが可能である。た
だし、入射角θ3 ，θ4 はそれぞれ式 θ3 ＝ｓｉｎ-1［ｎ×ｓｉｎ｛ｓｉｎ-1（ｓｉｎ｛（θ1 ＋φ）／ｎ｝−φ｝］ θ4 ＝ｓｉｎ-1［ｎ×ｓｉｎ｛ｓｉｎ-1（ｓｉｎ｛（θ2 −φ）／ｎ｝＋φ｝］ で与えられる。ただし、φはプリズムの傾斜面がなす傾
斜角、ｎはプリズムの屈折率である。
【００１２】このようなプリズムを配設した場合、露光
される回折格子のピッチΛ2 は、 Λ2 ＝λ／（ｓｉｎθ3 ＋ｓｉｎθ4 ） で与えられる。そこで、本発明の発明者は、先に特開平
６３−３４１８７９において、図２８のようなプリズム
を図２６に示す露光工程において使い、基板上に露光さ
れる回折格子のピッチを、一の領域と他の領域とで異な
らせることを提案した。また、同様の提案が、特開平６
−９７６００にも記載されている。
される回折格子のピッチΛ2 は、 Λ2 ＝λ／（ｓｉｎθ3 ＋ｓｉｎθ4 ） で与えられる。そこで、本発明の発明者は、先に特開平
６３−３４１８７９において、図２８のようなプリズム
を図２６に示す露光工程において使い、基板上に露光さ
れる回折格子のピッチを、一の領域と他の領域とで異な
らせることを提案した。また、同様の提案が、特開平６
−９７６００にも記載されている。
【００１３】図２９（Ａ）は、前記特開平６−９７６０
０に提案のプリズム１０を、また図２９（Ｂ）は図２９
（Ａ）のプリズム１０を使って露光された回折格子の例
を示す。図２９（Ａ）を参照するに、プリズム１０は、
傾斜角の異なった複数の領域１０Ａ〜１０Ｄより構成さ
れ、基板上１１には、前記複数の領域１０Ａ〜１０Ｄに
それぞれ対応して、回折格子１１Ａ〜１１Ｄが、互いに
異なったピッチで形成されている。
０に提案のプリズム１０を、また図２９（Ｂ）は図２９
（Ａ）のプリズム１０を使って露光された回折格子の例
を示す。図２９（Ａ）を参照するに、プリズム１０は、
傾斜角の異なった複数の領域１０Ａ〜１０Ｄより構成さ
れ、基板上１１には、前記複数の領域１０Ａ〜１０Ｄに
それぞれ対応して、回折格子１１Ａ〜１１Ｄが、互いに
異なったピッチで形成されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図２８あるい
は図２９（Ａ）に示すプリズムは、傾斜角の異なった領
域の間に段差が存在し、かかる段差により生じる光ビー
ムの回折のため、露光される回折格子が、実際には大き
く乱れてしまう問題を有する。特に、波長多重光通信シ
ステムで使われる、レーザダイオード集積回路を形成す
る場合、共通の基板上に隣接して形成されるレーザダイ
オードの間隔が小さいため、前記回折による露光の乱れ
の問題は深刻になる。さらに、このようなレーザダイオ
ード集積回路を形成する場合、図２９（Ａ）に示すプリ
ズム１０では、領域１０Ａ〜１０Ｄの大きさをおおよそ
３００μｍ以下にするのが望ましいが、このようなプリ
ズムを精度よく形成するのは困難である。
は図２９（Ａ）に示すプリズムは、傾斜角の異なった領
域の間に段差が存在し、かかる段差により生じる光ビー
ムの回折のため、露光される回折格子が、実際には大き
く乱れてしまう問題を有する。特に、波長多重光通信シ
ステムで使われる、レーザダイオード集積回路を形成す
る場合、共通の基板上に隣接して形成されるレーザダイ
オードの間隔が小さいため、前記回折による露光の乱れ
の問題は深刻になる。さらに、このようなレーザダイオ
ード集積回路を形成する場合、図２９（Ａ）に示すプリ
ズム１０では、領域１０Ａ〜１０Ｄの大きさをおおよそ
３００μｍ以下にするのが望ましいが、このようなプリ
ズムを精度よく形成するのは困難である。
【００１５】勿論、このようなピッチの異なった回折格
子を単一の基板上に形成することは、電子ビーム露光装
置を使い、回折格子を一本ずつ露光すれば可能ではある
が、このような工程は非常に時間がかかり、現実的でな
い。さらに、電子ビーム露光を行った場合には、電圧変
動に起因する回折格子ピッチのゆらぎが生じやすい。
子を単一の基板上に形成することは、電子ビーム露光装
置を使い、回折格子を一本ずつ露光すれば可能ではある
が、このような工程は非常に時間がかかり、現実的でな
い。さらに、電子ビーム露光を行った場合には、電圧変
動に起因する回折格子ピッチのゆらぎが生じやすい。
【００１６】そこで、本発明は、上記の課題を解決し
た、新規で有用な光半導体装置の製造方法、およびかか
る方法で使われる回折格子の形成方法を提供することを
概括的課題とする。本発明のより具体的な課題は、単一
の基板上に共通に形成された複数のレーザダイオードを
含む発光半導体装置の製造方法において、前記複数のレ
ーザダイオードの各々に含まれる回折格子のピッチを、
他のレーザダイオードの回折格子のピッチと異なるよう
に、しかも一括して形成することのできる半導体装置の
製造方法および回折格子の形成方法を提供することにあ
る。
た、新規で有用な光半導体装置の製造方法、およびかか
る方法で使われる回折格子の形成方法を提供することを
概括的課題とする。本発明のより具体的な課題は、単一
の基板上に共通に形成された複数のレーザダイオードを
含む発光半導体装置の製造方法において、前記複数のレ
ーザダイオードの各々に含まれる回折格子のピッチを、
他のレーザダイオードの回折格子のピッチと異なるよう
に、しかも一括して形成することのできる半導体装置の
製造方法および回折格子の形成方法を提供することにあ
る。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の課題
を、請求項１に記載したように、基板上に、第１の光ビ
ームと第２の光ビームとを、互いに異なった入射角で照
射し、互いに干渉させる工程と；前記基板上に形成され
たレジスト層を、前記第１および第２の光ビームの干渉
により形成された干渉縞に従って露光する工程と；前記
基板上に、前記干渉縞に従って、回折格子を形成する工
程とよりなる光半導体装置の製造方法であって、前記第
１および第２の光ビームは、前記第１の光ビームの波面
と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基板面に
平行になるように照射され、さらに、前記第１および第
２の光ビームを、前記第１および第２の光ビームのの光
路中に挿入された、前記交線に平行な第１の方向に傾斜
し、さらに前記交線に直交する第２の方向にも傾斜した
平滑な傾斜面を有する光学要素により、屈折させる工程
を含むことを特徴とする光半導体装置の製造方法によ
り、または請求項２に記載したように、前記傾斜面は、
前記基板に平行な面内で前記第１の方向に延在する第１
の辺と、前記第１の辺に連続し、前記基板に平行な面内
で前記第２の方向に延在する第２の辺と、前記第１の辺
に連続し、前記第２の辺に対向して前記第２の方向に延
在する、前記基板面に対して傾斜した第３の辺と、前記
第２および第３の辺に連続し、前記第１の辺に対向して
前記第１の方向に延在する、前記基板面に対して傾斜し
た第４の辺とにより画成されることを特徴とする請求項
１記載の光半導体装置の製造方法により、または請求項
３に記載したように、前記光学要素は、レンズであるこ
とを特徴とする請求項１記載の光半導体装置の光半導体
装置の製造方法により、または請求項４に記載したよう
に、基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームとを、
互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉させる工程
と；前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第１お
よび第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞に従
って露光する工程と；前記基板上に、前記干渉縞に従っ
て、回折格子を形成する工程とよりなる光半導体装置の
製造方法であって、前記第１および第２の光ビームは、
前記第１の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波面
との交線が、前記基板面に平行になるように照射され、
さらに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１お
よび第２の光ビームのの光路中に挿入された光学要素に
より屈折させる工程を含み、前記光学要素は、前記交線
の方向に平行な前記第１の方向に整列した複数の領域を
含み、前記複数の領域の各々は、前記第１の方向に傾斜
し、さらに前記第１の方向に直交する第２の方向にも傾
斜した平滑な傾斜面を有することを特徴とする光半導体
装置の製造方法により、または請求項５に記載したよう
に、前記各々の傾斜面は、前記基板に平行な面内で前記
第１の方向に延在する第１の辺と、前記第１の辺に連続
し、前記基板に平行な面内で前記第２の方向に延在する
第２の辺と、前記第１の辺に連続し、前記第２の辺に対
向して前記第２の方向に延在する、前記基板面に対して
傾斜した第３の辺と、前記第２および第３の辺に連続
し、前記第１の辺に対向して前記第１の方向に延在す
る、前記基板面に対して傾斜した第４の辺とにより画成
されることを特徴とする請求項４記載の光半導体装置の
製造方法により、または請求項６に記載したように、前
記光学要素において、前記複数の傾斜面は、前記第１の
方向への傾斜角を前記第１の方向に沿って正負交互に変
化させ、前記第１の方向に隣接する傾斜面に連続するこ
とを特徴とする請求項４または５記載の光半導体装置の
製造方法により、または請求項７に記載したように、さ
らに、前記レジスト層を現像して、レジストパターンを
形成する工程と、前記レジストパターンをマスクに前記
基板をエッチングして回折格子を、前記第２の方向への
回折格子のピッチが、前記第１の方向で変化するように
形成する工程と、前記回折格子を形成した基板上に、前
記第１の方向に整列して、各々前記第２の方向に延在す
る複数のレーザダイオードを形成する工程を含むことを
特徴とする請求項１〜６記載の光半導体装置の製造方法
により、または請求項８に記載したように、基板上に、
第１の光ビームと第２の光ビームとを、互いに異なった
入射角で照射し、互いに干渉させる工程と；前記基板上
に形成されたレジスト層を、前記第１および第２の光ビ
ームの干渉により形成された干渉縞に従って露光する工
程と；前記基板上に、前記干渉縞に従って、回折格子を
形成する工程とよりなる光半導体装置の製造方法であっ
て、前記第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビ
ームの波面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前
記基板面に平行になるように照射され、さらに、前記第
１および第２の光ビームを、前記第１および第２の光ビ
ームのの光路中に挿入された、前記交線に平行な第１の
方向に直交する第２の方向に傾斜した平滑な傾斜面を有
する光学要素により、屈折させる工程を含むことを特徴
とする光半導体装置の製造方法により、または請求項９
に記載したように、前記傾斜面は、前記基板に平行な面
内で前記第１の方向に延在する第１の辺と、前記第１の
辺に連続し、前記基板面に対して傾斜した前記第２の方
向に延在する第２の辺と、前記第１の辺に連続し、前記
第２の辺に平行に、前記基板面に対して傾斜して延在す
る第３の辺と、前記第２および第３の辺に連続し、前記
第１の辺に対向して前記第１の方向に延在する、前記基
板面に平行な第４の辺とにより画成されることを特徴と
する請求項８記載の光半導体装置の製造方法により、ま
たは請求項１０に記載したように、基板上に、第１の光
ビームと第２の光ビームとを、互いに異なった入射角で
照射し、互いに干渉させる工程と；前記基板上に形成さ
れたレジスト層を、前記第１および第２の光ビームの干
渉により形成された干渉縞に従って露光する工程と；前
記基板上に、前記干渉縞に従って、回折格子を形成する
工程とよりなる光半導体装置の製造方法であって、前記
第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビームの波
面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基板面
に平行になるように照射され、さらに、前記第１および
第２の光ビームを、前記第１および第２の光ビームのの
光路中に挿入された光学要素により屈折させる工程を含
み、前記光学要素は、前記交線の方向に平行な前記第１
の方向に整列した複数の領域を含み、前記複数の領域の
各々は、前記第１の方向に傾斜し、さらに前記第１の方
向に直交する第２の方向にも傾斜した平滑な傾斜面を有
することを特徴とする光半導体装置の製造方法により、
または請求項１１に記載したように、前記各々の傾斜面
は、前記基板に平行な面内で前記第１の方向に延在する
第１の辺と、前記第１の辺に連続し、前記基板面に対し
て傾斜した前記第２の方向に延在する第２の辺と、前記
第１の辺に連続し、前記第２の辺に平行に、前記基板面
に対して傾斜して延在する第３の辺と、前記第２および
第３の辺に連続し、前記第１の辺に対向して前記第１の
方向に延在する、前記基板面に平行な第４の辺とにより
画成され、前記傾斜面は、隣接する傾斜面に、前記第４
の辺において連続することを特徴とする請求項１０記載
の光半導体装置の製造方法により、または請求項１２に
記載したように、前記一の傾斜面は、隣接する傾斜面
と、平滑面により連続していることを特徴とする請求項
１０または１１記載の光半導体装置の製造方法により、
または請求項１３に記載したように、さらに、前記レジ
スト層を現像して、レジストパターンを形成する工程
と、前記レジストパターンをマスクに前記基板をエッチ
ングして回折格子を、前記第１の方向への回折格子のピ
ッチが、前記第１の方向で変化するように形成する工程
と、前記回折格子を形成した基板上に、前記第２の方向
に整列して、各々前記第１の方向に延在する複数のレー
ザダイオードを形成する工程を含むことを特徴とする請
求項８〜１２記載の光半導体装置の製造方法により、ま
たは請求項１４に記載したように、第１の導電型を有
し、第１および第２の方向に延在する半導体基板と；前
記半導体基板上に形成され、各々大略前記第１の方向に
延在し、前記第２の方向に繰り返される複数の溝よりな
り、前記第２の方向に測ったピッチが、前記第１の方向
に向かって連続的に変化する回折格子と；前記回折格子
上に形成された、前記第１の導電型を有する導波層と；
前記導波層上に形成された活性層と；前記活性層上に形
成された、第２の導電型を有するクラッド層と；さらに
前記クラッド層上に形成された、前記第２の導電型を有
するコンタクト層とよりなることを特徴とする光半導体
装置により、または請求項１５に記載したように、第１
の導電型を有し、第１および第２の方向に延在する半導
体基板と；前記半導体基板上に形成され、各々前記第１
の方向に延在し、前記第２の方向に繰り返される複数の
溝よりなり、前記溝の前記第２の方向に測った繰り返し
ピッチが前記第２の方向に連続的に変化する回折格子
と；前記回折格子上に形成された、前記第１の導電型を
有する導波層と；前記導波層上に形成された活性層と；
前記活性層上に形成された、第２の導電型を有するクラ
ッド層と；さらに前記クラッド層上に形成された、前記
第２の導電型を有するコンタクト層とよりなることを特
徴とする光半導体装置により、または請求項１６に記載
したように、第１の導電型を有し、第１および第２の方
向に延在する半導体基板と；前記半導体基板上に、前記
第１の方向に繰り返し、相互に離間して形成され、各々
は第１および第２の側縁により画成され前記第２の方向
に延在する複数のメサ領域と；前記複数のメサ領域の各
々に形成された、各々大略前記第１の方向に延在し、前
記第２の方向に繰り返される複数の溝よりなり、前記溝
の前記第１の方向に測ったピッチが前記第２の方向に、
前記メサ領域の第１の側縁から第２の側縁まで連続的に
変化する回折格子と；前記各々のメサ構造において、前
記回折格子上に形成された、前記第１の導電型を有する
導波層と；前記導波層上に形成された活性層と；前記活
性層上に形成された、第２の導電型を有するクラッド層
と；前記クラッド層上に、第１の極性のキャリアを注入
するように形成された第１の電極手段と；前記基板上
に、第２の極性のキャリアを注入するように形成された
第２の電極手段とよりなるレーザダイオードアレイにお
いて、前記複数のメサ構造の各々において、前記回折格
子を構成する溝の各々は、隣接するメサ構造上の対応す
る溝と、大略前記第１の方向に延在し、前記第２の方向
に繰り返され、前記第２の方向への繰り返しピッチが前
記第１の方向に向かって連続的に変化する複数の仮想的
ラインの一上において整列することを特徴とするレーザ
ダイオードアレイにより、または請求項１７に記載した
ように、第１の導電型を有し、第１および第２の方向に
延在する半導体基板と；前記半導体基板上に、前記第１
の方向に繰り返し、相互に離間して形成され、各々は第
１および第２の側縁により画成され前記第２の方向に延
在する複数のメサ領域と；前記複数のメサ領域の各々に
形成された、各々大略前記第１の方向に延在し、前記第
２の方向に繰り返される複数の溝よりなり、前記第１の
方向に測ったピッチが前記第２の方向に、前記メサ領域
の第１の側縁から第２の側縁まで連続的に変化する回折
格子と；前記各々のメサ構造において、前記回折格子上
に形成された、前記第１の導電型を有する導波層と；前
記導波層上に形成された活性層と；前記活性層上に形成
された、第２の導電型を有するクラッド層と；前記クラ
ッド層上に、第１の極性のキャリアを注入するように形
成された第１の電極手段と；前記基板上に、第２の極性
のキャリアを注入するように形成された第２の電極手段
とよりなるレーザダイオードアレイにおいて、前記複数
のメサ構造の各々において、前記回折格子を構成する溝
の各々は、隣接するメサ構造上の対応する溝と、前記第
１の方向に延在し、前記第２の方向に繰り返され、前記
第２の方向への繰り返しピッチが前記第２の方向に向か
って連続的に変化する複数の仮想的ラインの一上におい
て整列することを特徴とするレーザダイオードアレイに
より、または請求項１８に記載したように、基板上に、
第１の光ビームと第２の光ビームとを、互いに異なった
入射角で照射し、互いに干渉させる工程と；前記基板上
に形成されたレジスト層を、前記第１および第２の光ビ
ームの干渉により形成された干渉縞に従って露光する工
程と；前記基板上に、前記干渉縞に従って、回折格子を
形成する工程とよりなる回折格子の形成方法であって、
前記第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビーム
の波面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基
板面に平行になるように照射され、さらに、前記第１お
よび第２の光ビームを、前記第１および第２の光ビーム
のの光路中に挿入された、前記交線に平行な第１の方向
に傾斜し、さらに前記交線に直交する第２の方向にも傾
斜した平滑な傾斜面を有する光学要素により、屈折させ
る工程を含むことを特徴とする回折格子の形成方法によ
り、または請求項１９に記載したように、基板上に、第
１の光ビームと第２の光ビームとを、互いに異なった入
射角で照射し、互いに干渉させる工程と；前記基板上に
形成されたレジスト層を、前記第１および第２の光ビー
ムの干渉により形成された干渉縞に従って露光する工程
と；前記基板上に、前記干渉縞に従って、回折格子を形
成する工程とよりなる回折格子の形成方法であって、前
記第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビームの
波面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基板
面に平行になるように照射され、さらに、前記第１およ
び第２の光ビームを、前記第１および第２の光ビームの
の光路中に挿入された、前記交線に平行な第１の方向に
直交する第２の方向に傾斜した平滑な傾斜面を有する光
学要素により、屈折させる工程を含むことを特徴とする
回折格子の形成方法により解決する。
を、請求項１に記載したように、基板上に、第１の光ビ
ームと第２の光ビームとを、互いに異なった入射角で照
射し、互いに干渉させる工程と；前記基板上に形成され
たレジスト層を、前記第１および第２の光ビームの干渉
により形成された干渉縞に従って露光する工程と；前記
基板上に、前記干渉縞に従って、回折格子を形成する工
程とよりなる光半導体装置の製造方法であって、前記第
１および第２の光ビームは、前記第１の光ビームの波面
と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基板面に
平行になるように照射され、さらに、前記第１および第
２の光ビームを、前記第１および第２の光ビームのの光
路中に挿入された、前記交線に平行な第１の方向に傾斜
し、さらに前記交線に直交する第２の方向にも傾斜した
平滑な傾斜面を有する光学要素により、屈折させる工程
を含むことを特徴とする光半導体装置の製造方法によ
り、または請求項２に記載したように、前記傾斜面は、
前記基板に平行な面内で前記第１の方向に延在する第１
の辺と、前記第１の辺に連続し、前記基板に平行な面内
で前記第２の方向に延在する第２の辺と、前記第１の辺
に連続し、前記第２の辺に対向して前記第２の方向に延
在する、前記基板面に対して傾斜した第３の辺と、前記
第２および第３の辺に連続し、前記第１の辺に対向して
前記第１の方向に延在する、前記基板面に対して傾斜し
た第４の辺とにより画成されることを特徴とする請求項
１記載の光半導体装置の製造方法により、または請求項
３に記載したように、前記光学要素は、レンズであるこ
とを特徴とする請求項１記載の光半導体装置の光半導体
装置の製造方法により、または請求項４に記載したよう
に、基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームとを、
互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉させる工程
と；前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第１お
よび第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞に従
って露光する工程と；前記基板上に、前記干渉縞に従っ
て、回折格子を形成する工程とよりなる光半導体装置の
製造方法であって、前記第１および第２の光ビームは、
前記第１の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波面
との交線が、前記基板面に平行になるように照射され、
さらに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１お
よび第２の光ビームのの光路中に挿入された光学要素に
より屈折させる工程を含み、前記光学要素は、前記交線
の方向に平行な前記第１の方向に整列した複数の領域を
含み、前記複数の領域の各々は、前記第１の方向に傾斜
し、さらに前記第１の方向に直交する第２の方向にも傾
斜した平滑な傾斜面を有することを特徴とする光半導体
装置の製造方法により、または請求項５に記載したよう
に、前記各々の傾斜面は、前記基板に平行な面内で前記
第１の方向に延在する第１の辺と、前記第１の辺に連続
し、前記基板に平行な面内で前記第２の方向に延在する
第２の辺と、前記第１の辺に連続し、前記第２の辺に対
向して前記第２の方向に延在する、前記基板面に対して
傾斜した第３の辺と、前記第２および第３の辺に連続
し、前記第１の辺に対向して前記第１の方向に延在す
る、前記基板面に対して傾斜した第４の辺とにより画成
されることを特徴とする請求項４記載の光半導体装置の
製造方法により、または請求項６に記載したように、前
記光学要素において、前記複数の傾斜面は、前記第１の
方向への傾斜角を前記第１の方向に沿って正負交互に変
化させ、前記第１の方向に隣接する傾斜面に連続するこ
とを特徴とする請求項４または５記載の光半導体装置の
製造方法により、または請求項７に記載したように、さ
らに、前記レジスト層を現像して、レジストパターンを
形成する工程と、前記レジストパターンをマスクに前記
基板をエッチングして回折格子を、前記第２の方向への
回折格子のピッチが、前記第１の方向で変化するように
形成する工程と、前記回折格子を形成した基板上に、前
記第１の方向に整列して、各々前記第２の方向に延在す
る複数のレーザダイオードを形成する工程を含むことを
特徴とする請求項１〜６記載の光半導体装置の製造方法
により、または請求項８に記載したように、基板上に、
第１の光ビームと第２の光ビームとを、互いに異なった
入射角で照射し、互いに干渉させる工程と；前記基板上
に形成されたレジスト層を、前記第１および第２の光ビ
ームの干渉により形成された干渉縞に従って露光する工
程と；前記基板上に、前記干渉縞に従って、回折格子を
形成する工程とよりなる光半導体装置の製造方法であっ
て、前記第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビ
ームの波面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前
記基板面に平行になるように照射され、さらに、前記第
１および第２の光ビームを、前記第１および第２の光ビ
ームのの光路中に挿入された、前記交線に平行な第１の
方向に直交する第２の方向に傾斜した平滑な傾斜面を有
する光学要素により、屈折させる工程を含むことを特徴
とする光半導体装置の製造方法により、または請求項９
に記載したように、前記傾斜面は、前記基板に平行な面
内で前記第１の方向に延在する第１の辺と、前記第１の
辺に連続し、前記基板面に対して傾斜した前記第２の方
向に延在する第２の辺と、前記第１の辺に連続し、前記
第２の辺に平行に、前記基板面に対して傾斜して延在す
る第３の辺と、前記第２および第３の辺に連続し、前記
第１の辺に対向して前記第１の方向に延在する、前記基
板面に平行な第４の辺とにより画成されることを特徴と
する請求項８記載の光半導体装置の製造方法により、ま
たは請求項１０に記載したように、基板上に、第１の光
ビームと第２の光ビームとを、互いに異なった入射角で
照射し、互いに干渉させる工程と；前記基板上に形成さ
れたレジスト層を、前記第１および第２の光ビームの干
渉により形成された干渉縞に従って露光する工程と；前
記基板上に、前記干渉縞に従って、回折格子を形成する
工程とよりなる光半導体装置の製造方法であって、前記
第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビームの波
面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基板面
に平行になるように照射され、さらに、前記第１および
第２の光ビームを、前記第１および第２の光ビームのの
光路中に挿入された光学要素により屈折させる工程を含
み、前記光学要素は、前記交線の方向に平行な前記第１
の方向に整列した複数の領域を含み、前記複数の領域の
各々は、前記第１の方向に傾斜し、さらに前記第１の方
向に直交する第２の方向にも傾斜した平滑な傾斜面を有
することを特徴とする光半導体装置の製造方法により、
または請求項１１に記載したように、前記各々の傾斜面
は、前記基板に平行な面内で前記第１の方向に延在する
第１の辺と、前記第１の辺に連続し、前記基板面に対し
て傾斜した前記第２の方向に延在する第２の辺と、前記
第１の辺に連続し、前記第２の辺に平行に、前記基板面
に対して傾斜して延在する第３の辺と、前記第２および
第３の辺に連続し、前記第１の辺に対向して前記第１の
方向に延在する、前記基板面に平行な第４の辺とにより
画成され、前記傾斜面は、隣接する傾斜面に、前記第４
の辺において連続することを特徴とする請求項１０記載
の光半導体装置の製造方法により、または請求項１２に
記載したように、前記一の傾斜面は、隣接する傾斜面
と、平滑面により連続していることを特徴とする請求項
１０または１１記載の光半導体装置の製造方法により、
または請求項１３に記載したように、さらに、前記レジ
スト層を現像して、レジストパターンを形成する工程
と、前記レジストパターンをマスクに前記基板をエッチ
ングして回折格子を、前記第１の方向への回折格子のピ
ッチが、前記第１の方向で変化するように形成する工程
と、前記回折格子を形成した基板上に、前記第２の方向
に整列して、各々前記第１の方向に延在する複数のレー
ザダイオードを形成する工程を含むことを特徴とする請
求項８〜１２記載の光半導体装置の製造方法により、ま
たは請求項１４に記載したように、第１の導電型を有
し、第１および第２の方向に延在する半導体基板と；前
記半導体基板上に形成され、各々大略前記第１の方向に
延在し、前記第２の方向に繰り返される複数の溝よりな
り、前記第２の方向に測ったピッチが、前記第１の方向
に向かって連続的に変化する回折格子と；前記回折格子
上に形成された、前記第１の導電型を有する導波層と；
前記導波層上に形成された活性層と；前記活性層上に形
成された、第２の導電型を有するクラッド層と；さらに
前記クラッド層上に形成された、前記第２の導電型を有
するコンタクト層とよりなることを特徴とする光半導体
装置により、または請求項１５に記載したように、第１
の導電型を有し、第１および第２の方向に延在する半導
体基板と；前記半導体基板上に形成され、各々前記第１
の方向に延在し、前記第２の方向に繰り返される複数の
溝よりなり、前記溝の前記第２の方向に測った繰り返し
ピッチが前記第２の方向に連続的に変化する回折格子
と；前記回折格子上に形成された、前記第１の導電型を
有する導波層と；前記導波層上に形成された活性層と；
前記活性層上に形成された、第２の導電型を有するクラ
ッド層と；さらに前記クラッド層上に形成された、前記
第２の導電型を有するコンタクト層とよりなることを特
徴とする光半導体装置により、または請求項１６に記載
したように、第１の導電型を有し、第１および第２の方
向に延在する半導体基板と；前記半導体基板上に、前記
第１の方向に繰り返し、相互に離間して形成され、各々
は第１および第２の側縁により画成され前記第２の方向
に延在する複数のメサ領域と；前記複数のメサ領域の各
々に形成された、各々大略前記第１の方向に延在し、前
記第２の方向に繰り返される複数の溝よりなり、前記溝
の前記第１の方向に測ったピッチが前記第２の方向に、
前記メサ領域の第１の側縁から第２の側縁まで連続的に
変化する回折格子と；前記各々のメサ構造において、前
記回折格子上に形成された、前記第１の導電型を有する
導波層と；前記導波層上に形成された活性層と；前記活
性層上に形成された、第２の導電型を有するクラッド層
と；前記クラッド層上に、第１の極性のキャリアを注入
するように形成された第１の電極手段と；前記基板上
に、第２の極性のキャリアを注入するように形成された
第２の電極手段とよりなるレーザダイオードアレイにお
いて、前記複数のメサ構造の各々において、前記回折格
子を構成する溝の各々は、隣接するメサ構造上の対応す
る溝と、大略前記第１の方向に延在し、前記第２の方向
に繰り返され、前記第２の方向への繰り返しピッチが前
記第１の方向に向かって連続的に変化する複数の仮想的
ラインの一上において整列することを特徴とするレーザ
ダイオードアレイにより、または請求項１７に記載した
ように、第１の導電型を有し、第１および第２の方向に
延在する半導体基板と；前記半導体基板上に、前記第１
の方向に繰り返し、相互に離間して形成され、各々は第
１および第２の側縁により画成され前記第２の方向に延
在する複数のメサ領域と；前記複数のメサ領域の各々に
形成された、各々大略前記第１の方向に延在し、前記第
２の方向に繰り返される複数の溝よりなり、前記第１の
方向に測ったピッチが前記第２の方向に、前記メサ領域
の第１の側縁から第２の側縁まで連続的に変化する回折
格子と；前記各々のメサ構造において、前記回折格子上
に形成された、前記第１の導電型を有する導波層と；前
記導波層上に形成された活性層と；前記活性層上に形成
された、第２の導電型を有するクラッド層と；前記クラ
ッド層上に、第１の極性のキャリアを注入するように形
成された第１の電極手段と；前記基板上に、第２の極性
のキャリアを注入するように形成された第２の電極手段
とよりなるレーザダイオードアレイにおいて、前記複数
のメサ構造の各々において、前記回折格子を構成する溝
の各々は、隣接するメサ構造上の対応する溝と、前記第
１の方向に延在し、前記第２の方向に繰り返され、前記
第２の方向への繰り返しピッチが前記第２の方向に向か
って連続的に変化する複数の仮想的ラインの一上におい
て整列することを特徴とするレーザダイオードアレイに
より、または請求項１８に記載したように、基板上に、
第１の光ビームと第２の光ビームとを、互いに異なった
入射角で照射し、互いに干渉させる工程と；前記基板上
に形成されたレジスト層を、前記第１および第２の光ビ
ームの干渉により形成された干渉縞に従って露光する工
程と；前記基板上に、前記干渉縞に従って、回折格子を
形成する工程とよりなる回折格子の形成方法であって、
前記第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビーム
の波面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基
板面に平行になるように照射され、さらに、前記第１お
よび第２の光ビームを、前記第１および第２の光ビーム
のの光路中に挿入された、前記交線に平行な第１の方向
に傾斜し、さらに前記交線に直交する第２の方向にも傾
斜した平滑な傾斜面を有する光学要素により、屈折させ
る工程を含むことを特徴とする回折格子の形成方法によ
り、または請求項１９に記載したように、基板上に、第
１の光ビームと第２の光ビームとを、互いに異なった入
射角で照射し、互いに干渉させる工程と；前記基板上に
形成されたレジスト層を、前記第１および第２の光ビー
ムの干渉により形成された干渉縞に従って露光する工程
と；前記基板上に、前記干渉縞に従って、回折格子を形
成する工程とよりなる回折格子の形成方法であって、前
記第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビームの
波面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基板
面に平行になるように照射され、さらに、前記第１およ
び第２の光ビームを、前記第１および第２の光ビームの
の光路中に挿入された、前記交線に平行な第１の方向に
直交する第２の方向に傾斜した平滑な傾斜面を有する光
学要素により、屈折させる工程を含むことを特徴とする
回折格子の形成方法により解決する。
【００１８】図１（Ａ），（Ｂ）は、本発明の原理を説
明する図である。図１（Ａ）を参照するに、本発明で
は、第１の方向およびこれに直交する第２の方向に傾斜
した湾曲面２０Ａを有するプリズム２０を図２７の工程
においてプリズムとして使い、前記湾曲面２０Ａに、波
面と波面の交線Ｘが、前記プリズム２０の点線で示した
基準面２０Ｒ上を、前記第１の方向に延在するように、
第１および第２の光ビーム２１，２２を、それぞれ
θ1 ，θ2 の入射角で入射させる。ただし、前記基準面
２０Ｒは、図１（Ａ）の構成では、プリズム２０の底面
および露光される基板（図示せず）面に対して平行に設
定されており、前記プリズム２０の湾曲面２０Ａは基準
面２０Ｒに対して傾斜している。ただし、前記プリズム
２０の底面が基板面に対して平行である必要は、必ずし
もない。前記湾曲面２０Ａの前記第２の方向への傾斜角
φは、典型的には約７．５に設定される。
明する図である。図１（Ａ）を参照するに、本発明で
は、第１の方向およびこれに直交する第２の方向に傾斜
した湾曲面２０Ａを有するプリズム２０を図２７の工程
においてプリズムとして使い、前記湾曲面２０Ａに、波
面と波面の交線Ｘが、前記プリズム２０の点線で示した
基準面２０Ｒ上を、前記第１の方向に延在するように、
第１および第２の光ビーム２１，２２を、それぞれ
θ1 ，θ2 の入射角で入射させる。ただし、前記基準面
２０Ｒは、図１（Ａ）の構成では、プリズム２０の底面
および露光される基板（図示せず）面に対して平行に設
定されており、前記プリズム２０の湾曲面２０Ａは基準
面２０Ｒに対して傾斜している。ただし、前記プリズム
２０の底面が基板面に対して平行である必要は、必ずし
もない。前記湾曲面２０Ａの前記第２の方向への傾斜角
φは、典型的には約７．５に設定される。
【００１９】図１（Ｂ）は、このようなプリズム２０を
光ビーム２１，２２の光路に挿入した場合に基板面上に
形成される光干渉パターンを示す。図１（Ｂ）よりわか
るように、光干渉パターンは、略前記第１の方向に延在
すし、前記第２の方向に繰り返される複数の縞よりなる
が、縞の繰り返しピッチが、前記第１の方向に、第１の
ピッチΛ1 から第２のピッチΛ2 まで連続的に変化して
いるのがわかる。
光ビーム２１，２２の光路に挿入した場合に基板面上に
形成される光干渉パターンを示す。図１（Ｂ）よりわか
るように、光干渉パターンは、略前記第１の方向に延在
すし、前記第２の方向に繰り返される複数の縞よりなる
が、縞の繰り返しピッチが、前記第１の方向に、第１の
ピッチΛ1 から第２のピッチΛ2 まで連続的に変化して
いるのがわかる。
【００２０】そこで、基板表面にフォトレジストを形成
しておくことにより、フォトレジストを図１（Ｂ）のパ
ターンに従って露光することが可能になり、かかるレジ
ストを現像して得られるレジストパターンをマスクに前
記基板をエッチングすることにより、図１（Ｂ）の干渉
パターンに対応した回折格子を基板上に形成することが
可能になる。かかる回折格子上に、各々前記第２の方向
に延在するＤＦＢあるいはＤＢＲレーザダイオードを多
数、前記第１の方向に繰り返し形成することにより、発
振波長の異なった複数のレーザダイオードを集積化した
レーザダイオードアレイが得られる。
しておくことにより、フォトレジストを図１（Ｂ）のパ
ターンに従って露光することが可能になり、かかるレジ
ストを現像して得られるレジストパターンをマスクに前
記基板をエッチングすることにより、図１（Ｂ）の干渉
パターンに対応した回折格子を基板上に形成することが
可能になる。かかる回折格子上に、各々前記第２の方向
に延在するＤＦＢあるいはＤＢＲレーザダイオードを多
数、前記第１の方向に繰り返し形成することにより、発
振波長の異なった複数のレーザダイオードを集積化した
レーザダイオードアレイが得られる。
【００２１】図１（Ａ）に示すプリズム２０において、
前記湾曲面２０Ａの形状、すなわち前記第２の方向への
傾斜角φ、および傾斜角φの前記第２の方向への変化
は、先に図２７で説明した式に従って求めればよい。プ
リズム２０では、湾曲面２０Ａに段差が形成されること
がないため、光ビーム２１，２２が回折され、干渉パタ
ーンが乱れる問題は生じない。また、プリズム２０は、
図２９（Ａ），（Ｂ）で説明したような細かい段差を形
成する必要もないため、加工が容易である。
前記湾曲面２０Ａの形状、すなわち前記第２の方向への
傾斜角φ、および傾斜角φの前記第２の方向への変化
は、先に図２７で説明した式に従って求めればよい。プ
リズム２０では、湾曲面２０Ａに段差が形成されること
がないため、光ビーム２１，２２が回折され、干渉パタ
ーンが乱れる問題は生じない。また、プリズム２０は、
図２９（Ａ），（Ｂ）で説明したような細かい段差を形
成する必要もないため、加工が容易である。
【００２２】図２（Ａ），（Ｂ）は、本発明の原理を説
明する別の図である。図２（Ａ）を参照するに、本発明
では図２７のプリズムの代わりに、第２の方向に傾斜角
を連続して変化させる湾曲面４０Ａを形成されたプリズ
ム４０を使い、プリズム４０に光ビーム４１，４２を、
光ビーム４１の波面と光ビーム４２の波面との交線が、
前記プリズム４０上を前記第１の方向に延在するよう
に、それぞれ入射角θ1 ，θ2 で入射させる。
明する別の図である。図２（Ａ）を参照するに、本発明
では図２７のプリズムの代わりに、第２の方向に傾斜角
を連続して変化させる湾曲面４０Ａを形成されたプリズ
ム４０を使い、プリズム４０に光ビーム４１，４２を、
光ビーム４１の波面と光ビーム４２の波面との交線が、
前記プリズム４０上を前記第１の方向に延在するよう
に、それぞれ入射角θ1 ，θ2 で入射させる。
【００２３】図２（Ｂ）は、このような、前記光ビーム
４１，４２の光路にプリズム４０を挿入した場合に基板
表面に形成される光干渉パターンを示す。図２（Ｂ）を
参照するに、光干渉パターンを構成する干渉縞は、前記
第１の方向に平行に延在し、前記第２の方法への干渉縞
の繰り返しピッチは、前記第２の方向に沿って、Λ1 か
らΛ2 へと変化しているのがわかる。従って、露光され
る基板表面にレジストを塗布し、これを露光後現像して
レジストパターンを形成し、さらにかかるレジストパタ
ーンをマスクに、基板をエッチングすることにより、基
板上に図２（Ｂ）の干渉パターンに対応した回折格子を
形成することが可能になる。その際、湾曲面４０Ａの形
状、すなわちその傾斜角φは、必要な回折格子ピッチΛ
1 ，Λ2 から、先に図２７に関連して説明した式に従っ
て求められる。
４１，４２の光路にプリズム４０を挿入した場合に基板
表面に形成される光干渉パターンを示す。図２（Ｂ）を
参照するに、光干渉パターンを構成する干渉縞は、前記
第１の方向に平行に延在し、前記第２の方法への干渉縞
の繰り返しピッチは、前記第２の方向に沿って、Λ1 か
らΛ2 へと変化しているのがわかる。従って、露光され
る基板表面にレジストを塗布し、これを露光後現像して
レジストパターンを形成し、さらにかかるレジストパタ
ーンをマスクに、基板をエッチングすることにより、基
板上に図２（Ｂ）の干渉パターンに対応した回折格子を
形成することが可能になる。その際、湾曲面４０Ａの形
状、すなわちその傾斜角φは、必要な回折格子ピッチΛ
1 ，Λ2 から、先に図２７に関連して説明した式に従っ
て求められる。
【００２４】図３は、図２７の構成において、プリズム
のかわりにレンズ６０を使った、本発明のさらに別の原
理を説明する図である。図３を参照するに、レンズ６０
は焦点距離がＦの平凸レンズであり、かかるレンズ６０
を基板上に傾斜させて配設することにより、レンズ６０
に入射角θ1 ，θ2 で入射する光ビーム６１，６２によ
って基板上に露光される干渉縞のピッチΛ3 を、前記ピ
ッチΛ2 に対して式 Λ3 ＝Λ2 （Ｆ−Ｌ）／Ｆ に従って変化させることができる。ただし、Ｌは、基板
とレンズ６０との間の距離を示す。
のかわりにレンズ６０を使った、本発明のさらに別の原
理を説明する図である。図３を参照するに、レンズ６０
は焦点距離がＦの平凸レンズであり、かかるレンズ６０
を基板上に傾斜させて配設することにより、レンズ６０
に入射角θ1 ，θ2 で入射する光ビーム６１，６２によ
って基板上に露光される干渉縞のピッチΛ3 を、前記ピ
ッチΛ2 に対して式 Λ3 ＝Λ2 （Ｆ−Ｌ）／Ｆ に従って変化させることができる。ただし、Ｌは、基板
とレンズ６０との間の距離を示す。
【００２５】図３（Ｂ）は、光源として波長が３２５ｎ
ｍのＨｅ−Ｃｄレーザを使い、レンズの口径を８０ｍ
ｍ、焦点距離を５８０ｍｍに設定した場合に基板上に形
成される干渉縞を計算した例を示す。ただし、図３
（Ａ）の構成において、光ビーム６１，６２の入射角θ
1 ，θ2 はいずれも４２．２°に設定し、レンズ６０の
基板に対する傾斜角は３０°に設定している。
ｍのＨｅ−Ｃｄレーザを使い、レンズの口径を８０ｍ
ｍ、焦点距離を５８０ｍｍに設定した場合に基板上に形
成される干渉縞を計算した例を示す。ただし、図３
（Ａ）の構成において、光ビーム６１，６２の入射角θ
1 ，θ2 はいずれも４２．２°に設定し、レンズ６０の
基板に対する傾斜角は３０°に設定している。
【００２６】図３（Ｂ）を参照するに、基板上に露光さ
れる干渉縞の、第２の方向へのピッチは、前記第２の方
向に沿って変化すると同時に、前記第１の方向に沿って
も変化するのがわかる。図４は、図３（Ｂ）の計算の結
果得られた回折格子ピッチの、前記第２の方向への変化
を示す。
れる干渉縞の、第２の方向へのピッチは、前記第２の方
向に沿って変化すると同時に、前記第１の方向に沿って
も変化するのがわかる。図４は、図３（Ｂ）の計算の結
果得られた回折格子ピッチの、前記第２の方向への変化
を示す。
【００２７】図４を参照するに、基板上に露光された回
折格子の前記第２の方向へのピッチは、前記第２の方向
に連続的に増大していることがわかる。また、図４は、
前記ピッチの、前記第１の方向への変化を複数の線によ
り重畳して示すが、図４よりわかるように、前記第１の
方向への変化はわずかである。
折格子の前記第２の方向へのピッチは、前記第２の方向
に連続的に増大していることがわかる。また、図４は、
前記ピッチの、前記第１の方向への変化を複数の線によ
り重畳して示すが、図４よりわかるように、前記第１の
方向への変化はわずかである。
【００２８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第１実施例による
レーザダイオードアレイの製造方法について、図５〜１
４を参照しながら説明する。図５（Ａ）を参照するに、
ｎ型ＩｎＰ基板７１上にレジスト層７２がスピンコート
法により塗布されており、図５（Ａ）の工程では、かか
るレジスト層７２上にＨｅ−Ｃｄレーザによる波長が３
２５ｎｍのコヒーレント光ビーム２１，２２を照射し、
生じた干渉パターンないし干渉縞を、前記レジスト膜７
２上に露光する。
レーザダイオードアレイの製造方法について、図５〜１
４を参照しながら説明する。図５（Ａ）を参照するに、
ｎ型ＩｎＰ基板７１上にレジスト層７２がスピンコート
法により塗布されており、図５（Ａ）の工程では、かか
るレジスト層７２上にＨｅ−Ｃｄレーザによる波長が３
２５ｎｍのコヒーレント光ビーム２１，２２を照射し、
生じた干渉パターンないし干渉縞を、前記レジスト膜７
２上に露光する。
【００２９】先に説明したのと同様に、ビーム２１およ
び２２は、それぞれの波面の交線Ｘが基板面に平行に所
定の方向、図示の例ではｘ方向に延在するように照射さ
れ、その結果、前記レジスト層７２上には、各々が略前
記ｘ方向に延在する複数の縞よりなる干渉パターンが形
成される。
び２２は、それぞれの波面の交線Ｘが基板面に平行に所
定の方向、図示の例ではｘ方向に延在するように照射さ
れ、その結果、前記レジスト層７２上には、各々が略前
記ｘ方向に延在する複数の縞よりなる干渉パターンが形
成される。
【００３０】その際、本実施例では、前記湾曲面２０Ａ
を形成されたプリズム２０を前記レジスト層７２上に、
すなわち前記光ビーム２１，２２の光路中に配設し、か
かるプリズム２０による光ビーム２１，２２の屈折によ
り、前記レジスト層７２上に露光される干渉パターン
を、先に図１（Ｂ）で説明したように、前記基板面上に
おいて前記ｘ方向に直角なｙ方向への繰り返しピッチ
が、前記ｘ方向に連続的に変化するように変形する。こ
のようにして露光されたレジスト層７２の現像の後、図
５（Ｂ）に示すレジストパターン７２Ａが得られる。
を形成されたプリズム２０を前記レジスト層７２上に、
すなわち前記光ビーム２１，２２の光路中に配設し、か
かるプリズム２０による光ビーム２１，２２の屈折によ
り、前記レジスト層７２上に露光される干渉パターン
を、先に図１（Ｂ）で説明したように、前記基板面上に
おいて前記ｘ方向に直角なｙ方向への繰り返しピッチ
が、前記ｘ方向に連続的に変化するように変形する。こ
のようにして露光されたレジスト層７２の現像の後、図
５（Ｂ）に示すレジストパターン７２Ａが得られる。
【００３１】次に、図６（Ｃ）の工程で、前記ＩｎＰ基
板７１を、前記レジストパターン７２Ａをマスクにウェ
ットエッチングし、前記基板７１の表面に、前記レジス
トマスク７２Ａに対応した多数の溝７１Ａを、典型的に
は３０ｎｍ程度の深さに形成する。
板７１を、前記レジストパターン７２Ａをマスクにウェ
ットエッチングし、前記基板７１の表面に、前記レジス
トマスク７２Ａに対応した多数の溝７１Ａを、典型的に
は３０ｎｍ程度の深さに形成する。
【００３２】さらに、図６（Ｄ）の工程で、前記レジス
トマスク７２Ａを溶解・除去し、基板７１の表面に、前
記溝７１Ａにより回折格子７１Ｂを形成された構造が得
られる。図６（Ｄ）を参照するに、基板７１上の回折格
子７１Ｂでは、ｙ方向へのピッチΛが、ｘ方向にΛ1 ，
Λ2 ．Λ3 と変化している。ただしΛ1 ＜Λ2 ＜Λ3の
関係が成立する。
トマスク７２Ａを溶解・除去し、基板７１の表面に、前
記溝７１Ａにより回折格子７１Ｂを形成された構造が得
られる。図６（Ｄ）を参照するに、基板７１上の回折格
子７１Ｂでは、ｙ方向へのピッチΛが、ｘ方向にΛ1 ，
Λ2 ．Λ3 と変化している。ただしΛ1 ＜Λ2 ＜Λ3の
関係が成立する。
【００３３】次に、図７（Ｅ）の工程で、前記回折格子
７１Ｂを形成された基板７１上に、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ
よりなる導波層７３が、ＭＢＥ法あるいはＭＯＣＶＤ法
により、典型的には１５０ｎｍの厚さに堆積され、さら
に前記導波層７３上に、非ドープＩｎＧａＡｓＰよりな
るバリア層と非ドープＩｎＧａＡｓよりなる量子井戸層
とをＭＢＥ法あるいはＭＯＣＶＤ法により、交互にエピ
タキシャル堆積したＭＱＷ構造を有する活性層７４が形
成される。バリア層と量子井戸層とはそれぞれ１０ｎｍ
および６ｎｍ程度の厚さを有し、例えば１０周期程度繰
り返し形成される。このような非常に薄い量子井戸層中
では、キャリアの閉じ込めに伴い、周知の量子準位およ
び量子化された状態密度が形成される。
７１Ｂを形成された基板７１上に、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ
よりなる導波層７３が、ＭＢＥ法あるいはＭＯＣＶＤ法
により、典型的には１５０ｎｍの厚さに堆積され、さら
に前記導波層７３上に、非ドープＩｎＧａＡｓＰよりな
るバリア層と非ドープＩｎＧａＡｓよりなる量子井戸層
とをＭＢＥ法あるいはＭＯＣＶＤ法により、交互にエピ
タキシャル堆積したＭＱＷ構造を有する活性層７４が形
成される。バリア層と量子井戸層とはそれぞれ１０ｎｍ
および６ｎｍ程度の厚さを有し、例えば１０周期程度繰
り返し形成される。このような非常に薄い量子井戸層中
では、キャリアの閉じ込めに伴い、周知の量子準位およ
び量子化された状態密度が形成される。
【００３４】活性層７４上にはｐ型ＩｎＧａＡｓＰより
なるクラッド層７５が形成され、さらにクラッド層７５
上にはｐ+ 型ＩｎＧａＡｓＰよりなるコンタクト層７６
が形成される。次に、図７（Ｆ）の工程で、図７（Ｅ）
の構造がメサエッチングされ、それぞれ回折格子ピッチ
がΛ1 ，Λ2 ，Λ3 のメサ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃが、
互いに分離溝７０Ｄ，７０Ｅにより分離されて形成され
る。各々の分離溝７０Ｄ，７０Ｅは、基板７１の回折格
子７１Ａよりも基板底面側に近いレベルまで垂直方向に
延在し、その結果、前記回折格子７１Ａは、前記複数の
メサ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃに対応した、複数の相互に
分離した回折格子（７１Ａ）1 ，（７１Ｂ）1 ，（７１
Ｃ）1 に分かれる。
なるクラッド層７５が形成され、さらにクラッド層７５
上にはｐ+ 型ＩｎＧａＡｓＰよりなるコンタクト層７６
が形成される。次に、図７（Ｆ）の工程で、図７（Ｅ）
の構造がメサエッチングされ、それぞれ回折格子ピッチ
がΛ1 ，Λ2 ，Λ3 のメサ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃが、
互いに分離溝７０Ｄ，７０Ｅにより分離されて形成され
る。各々の分離溝７０Ｄ，７０Ｅは、基板７１の回折格
子７１Ａよりも基板底面側に近いレベルまで垂直方向に
延在し、その結果、前記回折格子７１Ａは、前記複数の
メサ７０Ａ，７０Ｂ，７０Ｃに対応した、複数の相互に
分離した回折格子（７１Ａ）1 ，（７１Ｂ）1 ，（７１
Ｃ）1 に分かれる。
【００３５】次に、図８（Ｇ）の工程で、前記分離溝７
０Ｄ，７０ＥをＦｅ等の深い準位を形成する不純物でド
ープしたＩｎＰにより充填し、高抵抗の電流狭搾領域７
７を形成する。さらに、図８（Ｈ）の工程で、図８
（Ｇ）の構造の上主面上に、前記メサ７０Ａに対応し
て、上側電極（７８Ａ）1 ，（７８Ａ）2 ，（７８Ａ）
3 が、メサ構造７０Ａの長手方向に沿って形成される。
同様に、前記図８（Ｇ）の構造の上主面上には、前記メ
サ７０Ｂに対応して、上側電極（７８Ｂ）1 ，（７８
Ｂ）2 ，（７８Ｂ）3 が、メサ構造７０Ｂの長手方向に
沿って、また上側電極（７８Ｃ）1 ，（７８Ｃ）2 ，
（７８Ｃ）3 が、メサ構造７０Ｃの長手方向に沿って形
成される。
０Ｄ，７０ＥをＦｅ等の深い準位を形成する不純物でド
ープしたＩｎＰにより充填し、高抵抗の電流狭搾領域７
７を形成する。さらに、図８（Ｈ）の工程で、図８
（Ｇ）の構造の上主面上に、前記メサ７０Ａに対応し
て、上側電極（７８Ａ）1 ，（７８Ａ）2 ，（７８Ａ）
3 が、メサ構造７０Ａの長手方向に沿って形成される。
同様に、前記図８（Ｇ）の構造の上主面上には、前記メ
サ７０Ｂに対応して、上側電極（７８Ｂ）1 ，（７８
Ｂ）2 ，（７８Ｂ）3 が、メサ構造７０Ｂの長手方向に
沿って、また上側電極（７８Ｃ）1 ，（７８Ｃ）2 ，
（７８Ｃ）3 が、メサ構造７０Ｃの長手方向に沿って形
成される。
【００３６】さらに、図８（Ｈ）の構造では、基板７１
の下主面に、前記上側電極（７８Ａ）1 ，（７８
Ｂ）1 ，（７８Ｃ）1 に対応して、前記メサ７０Ａの延
在方向に直交する方向に、下側電極７９1 が形成されて
いる。同様に、前記基板７１の下主面には、前記上側電
極（７８Ａ）2 ，（７８Ｂ）2 ，（７８Ｃ）2 に対応し
て、前記メサ７０Ａの延在方向に直交する方向に下側電
極７９2 が、また前記上側電極（７８Ａ）3 ，（７８
Ｂ）3 ，（７８Ｃ）3 に対応して、前記メサ７０Ａの延
在方向に直交する方向に下側電極７９3 が形成されてい
る。
の下主面に、前記上側電極（７８Ａ）1 ，（７８
Ｂ）1 ，（７８Ｃ）1 に対応して、前記メサ７０Ａの延
在方向に直交する方向に、下側電極７９1 が形成されて
いる。同様に、前記基板７１の下主面には、前記上側電
極（７８Ａ）2 ，（７８Ｂ）2 ，（７８Ｃ）2 に対応し
て、前記メサ７０Ａの延在方向に直交する方向に下側電
極７９2 が、また前記上側電極（７８Ａ）3 ，（７８
Ｂ）3 ，（７８Ｃ）3 に対応して、前記メサ７０Ａの延
在方向に直交する方向に下側電極７９3 が形成されてい
る。
【００３７】そこで、前記図８（Ｈ）の構造を、前記電
極列（７８Ａ）1 〜（７８Ｃ）1 ，（７８Ａ）2 〜（７
８Ｃ）2 ，（７８Ａ）3 〜（７８Ｃ）3 の各々に沿って
壁開することにより、図１０（Ｉ）に示すレーザダイオ
ードアレイが形成される。各々のレーザダイオードアレ
イでは、回折格子ピッチがそれぞれΛ1 ，Λ2 ，Λ3の
異なった、換言すると、発振波長の異なったＤＦＢレー
ザダイオードが集積されている。
極列（７８Ａ）1 〜（７８Ｃ）1 ，（７８Ａ）2 〜（７
８Ｃ）2 ，（７８Ａ）3 〜（７８Ｃ）3 の各々に沿って
壁開することにより、図１０（Ｉ）に示すレーザダイオ
ードアレイが形成される。各々のレーザダイオードアレ
イでは、回折格子ピッチがそれぞれΛ1 ，Λ2 ，Λ3の
異なった、換言すると、発振波長の異なったＤＦＢレー
ザダイオードが集積されている。
【００３８】先にも説明したように、本実施例では、回
折格子露光時のプリズムとして、図１に示す連続的な傾
斜面を有するプリズム２０を使うため、レーザダイオー
ドアレイ中における個々のレーザダイオードの間隔が小
さくても、プリズムの製造あるいはかかるプリズムを使
った回折格子の露光が困難になることはない。さらに、
プリズム２０には段差が存在しないため、露光される回
折格子パターンが、かかるプリズム上の段差により回折
された回折光により乱されることがない。
折格子露光時のプリズムとして、図１に示す連続的な傾
斜面を有するプリズム２０を使うため、レーザダイオー
ドアレイ中における個々のレーザダイオードの間隔が小
さくても、プリズムの製造あるいはかかるプリズムを使
った回折格子の露光が困難になることはない。さらに、
プリズム２０には段差が存在しないため、露光される回
折格子パターンが、かかるプリズム上の段差により回折
された回折光により乱されることがない。
【００３９】図１０（Ａ）は本実施例で使われる別のプ
リズム３０の構成を、また図１０（Ｂ）はプリズム３０
により形成される回折格子の露光パターンを示す。図１
０（Ａ）を参照するに、プリズム３０上には、前記プリ
ズム２０上の傾斜面２０Ａと同様な傾斜面３０が、前記
第１の方向ないしｘ方向に繰り返し、傾斜角を上下に繰
り返し変化させながら形成される。その結果、一の傾斜
面３０Ａは隣接する傾斜面３０Ａと折り返し線ｆにおい
て連続し、間に段差は形成されない。かかる傾斜面３０
Ａを、プリズム３０の広い範囲に繰り返し形成すること
により、図１０（Ｂ）に示す回折格子パターンを、基板
７１を構成するＩｎＰウェハの実質的に全面に形成する
ことが可能になる。
リズム３０の構成を、また図１０（Ｂ）はプリズム３０
により形成される回折格子の露光パターンを示す。図１
０（Ａ）を参照するに、プリズム３０上には、前記プリ
ズム２０上の傾斜面２０Ａと同様な傾斜面３０が、前記
第１の方向ないしｘ方向に繰り返し、傾斜角を上下に繰
り返し変化させながら形成される。その結果、一の傾斜
面３０Ａは隣接する傾斜面３０Ａと折り返し線ｆにおい
て連続し、間に段差は形成されない。かかる傾斜面３０
Ａを、プリズム３０の広い範囲に繰り返し形成すること
により、図１０（Ｂ）に示す回折格子パターンを、基板
７１を構成するＩｎＰウェハの実質的に全面に形成する
ことが可能になる。
【００４０】図１０（Ａ）の構成において、各々の湾曲
面３０Ａの前記第２の方向への傾斜角φは、典型的には
８〜１２°の範囲に設定され、また前記ｘ方向への幅Ｗ
は約６ｍｍに設定される。次に、本発明の第２実施例に
よるレーザダイオードアレイの製造方法について、図１
１〜１５を参照しながら説明する。
面３０Ａの前記第２の方向への傾斜角φは、典型的には
８〜１２°の範囲に設定され、また前記ｘ方向への幅Ｗ
は約６ｍｍに設定される。次に、本発明の第２実施例に
よるレーザダイオードアレイの製造方法について、図１
１〜１５を参照しながら説明する。
【００４１】図１１（Ａ）を参照するに、ｎ型ＧａＡｓ
基板８１上にレジスト層８２がスピンコート法により塗
布されており、図１１（Ａ）の工程では、かかるレジス
ト層８２上にＨｅ−Ｃｄレーザによる波長が３２５ｎｍ
のコヒーレント光ビーム４１，４２を照射し、生じた干
渉パターンないし干渉縞を、前記レジスト膜８２上に露
光する。
基板８１上にレジスト層８２がスピンコート法により塗
布されており、図１１（Ａ）の工程では、かかるレジス
ト層８２上にＨｅ−Ｃｄレーザによる波長が３２５ｎｍ
のコヒーレント光ビーム４１，４２を照射し、生じた干
渉パターンないし干渉縞を、前記レジスト膜８２上に露
光する。
【００４２】先に説明したのと同様に、ビーム４１およ
び４２は、それぞれの波面の交線Ｘが基板面に平行に所
定の方向、図示の例ではｘ方向に延在するように照射さ
れ、その結果、前記レジスト層８２上には、各々が略前
記ｘ方向に延在する複数の縞よりなる干渉パターンが形
成される。
び４２は、それぞれの波面の交線Ｘが基板面に平行に所
定の方向、図示の例ではｘ方向に延在するように照射さ
れ、その結果、前記レジスト層８２上には、各々が略前
記ｘ方向に延在する複数の縞よりなる干渉パターンが形
成される。
【００４３】その際、本実施例では、前記湾曲面４０Ａ
を形成されたプリズム４０を前記レジスト層８２上に、
すなわち前記光ビーム４１，４２の光路中に配設し、か
かるプリズム４０による光ビーム４１，４２の屈折によ
り、前記レジスト層８２上に露光される干渉パターン
を、先に図２（Ｂ）で説明したように、前記基板面上に
おいて前記ｘ方向に直角なｙ方向への繰り返しピッチ
が、前記ｘ方向に連続的に変化するように変形する。こ
のようにして露光されたレジスト層８２の現像の後、図
１１（Ｂ）に示すレジストパターン７２Ａが得られる。
を形成されたプリズム４０を前記レジスト層８２上に、
すなわち前記光ビーム４１，４２の光路中に配設し、か
かるプリズム４０による光ビーム４１，４２の屈折によ
り、前記レジスト層８２上に露光される干渉パターン
を、先に図２（Ｂ）で説明したように、前記基板面上に
おいて前記ｘ方向に直角なｙ方向への繰り返しピッチ
が、前記ｘ方向に連続的に変化するように変形する。こ
のようにして露光されたレジスト層８２の現像の後、図
１１（Ｂ）に示すレジストパターン７２Ａが得られる。
【００４４】次に、図１２（Ｃ）の工程で、前記ＧａＡ
ｓ基板８１を、前記レジストパターン８２Ａをマスクに
ウェットエッチングし、前記基板８１の表面に、前記レ
ジストマスク８２Ａに対応した多数の溝８１Ａを、典型
的には３０ｎｍ程度の深さに形成する。
ｓ基板８１を、前記レジストパターン８２Ａをマスクに
ウェットエッチングし、前記基板８１の表面に、前記レ
ジストマスク８２Ａに対応した多数の溝８１Ａを、典型
的には３０ｎｍ程度の深さに形成する。
【００４５】さらに、図１２（Ｄ）の工程で、前記レジ
ストマスク８２Ａを溶解・除去し、基板８１の表面に、
前記溝８１Ａにより回折格子８１Ｂを形成された構造が
得られる。図１２（Ｄ）を参照するに、基板８１上の回
折格子８１Ｂでは、ｙ方向へのピッチΛが、前記ｙ方向
にΛ1 ，Λ2 ．Λ3 と変化している。ただしΛ1 ＞Λ 2
＞Λ3 の関係が成立する。
ストマスク８２Ａを溶解・除去し、基板８１の表面に、
前記溝８１Ａにより回折格子８１Ｂを形成された構造が
得られる。図１２（Ｄ）を参照するに、基板８１上の回
折格子８１Ｂでは、ｙ方向へのピッチΛが、前記ｙ方向
にΛ1 ，Λ2 ．Λ3 と変化している。ただしΛ1 ＞Λ 2
＞Λ3 の関係が成立する。
【００４６】次に、図１３（Ｅ）の工程で、前記回折格
子８１Ｂを形成された基板８１上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ
よりなる導波層８３が、ＭＢＥ法あるいはＭＯＣＶＤ法
により、典型的には１５０ｎｍの厚さに堆積され、さら
に前記導波層８３上に、非ドープＡｌＧａＡｓよりなる
バリア層と非ドープＧａＡｓよりなる量子井戸層とをＭ
ＢＥ法あるいはＭＯＣＶＤ法により、交互にエピタキシ
ャル堆積したＭＱＷ構造を有する活性層８４が形成され
る。バリア層と量子井戸層とはそれぞれ１０ｎｍおよび
６ｎｍ程度の厚さを有し、例えば６０周期程度繰り返し
形成される。このような非常に薄い量子井戸層中では、
キャリアの閉じ込めに伴い、周知の量子準位および量子
化された状態密度が形成される。
子８１Ｂを形成された基板８１上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ
よりなる導波層８３が、ＭＢＥ法あるいはＭＯＣＶＤ法
により、典型的には１５０ｎｍの厚さに堆積され、さら
に前記導波層８３上に、非ドープＡｌＧａＡｓよりなる
バリア層と非ドープＧａＡｓよりなる量子井戸層とをＭ
ＢＥ法あるいはＭＯＣＶＤ法により、交互にエピタキシ
ャル堆積したＭＱＷ構造を有する活性層８４が形成され
る。バリア層と量子井戸層とはそれぞれ１０ｎｍおよび
６ｎｍ程度の厚さを有し、例えば６０周期程度繰り返し
形成される。このような非常に薄い量子井戸層中では、
キャリアの閉じ込めに伴い、周知の量子準位および量子
化された状態密度が形成される。
【００４７】活性層８４上にはｐ型ＡｌＧａＡｓよりな
るクラッド層８５が形成され、さらにクラッド層８５上
にはｐ+ 型ＧａＡｓよりなるコンタクト層８６が形成さ
れる。次に、図１３（Ｆ）の工程で、図１３（Ｅ）の構
造がメサエッチングされ、それぞれ回折格子ピッチがΛ
1 〜Λ3 の範囲で変化するメサ８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ
が、互いに分離溝８０Ｄ，８０Ｅにより分離されて形成
される。各々の分離溝８０Ｄ，８０Ｅは、基板８１の回
折格子８１Ａよりも基板底面側に近いレベルまで垂直方
向に延在し、その結果、前記回折格子８１Ａは、前記複
数のメサ８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃに対応した、複数の相
互に分離した回折格子（８１Ａ）1 ，（８１Ｂ）1 ，
（８１Ｃ）1 に分かれる。
るクラッド層８５が形成され、さらにクラッド層８５上
にはｐ+ 型ＧａＡｓよりなるコンタクト層８６が形成さ
れる。次に、図１３（Ｆ）の工程で、図１３（Ｅ）の構
造がメサエッチングされ、それぞれ回折格子ピッチがΛ
1 〜Λ3 の範囲で変化するメサ８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ
が、互いに分離溝８０Ｄ，８０Ｅにより分離されて形成
される。各々の分離溝８０Ｄ，８０Ｅは、基板８１の回
折格子８１Ａよりも基板底面側に近いレベルまで垂直方
向に延在し、その結果、前記回折格子８１Ａは、前記複
数のメサ８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃに対応した、複数の相
互に分離した回折格子（８１Ａ）1 ，（８１Ｂ）1 ，
（８１Ｃ）1 に分かれる。
【００４８】次に、図１４（Ｇ）の工程で、前記分離溝
８０Ｄ，８０ＥをＯ等の深い準位を形成する不純物でド
ープしたＧａＡｓにより充填し、高抵抗の電流狭搾領域
８７を形成する。さらに、図１４（Ｈ）の工程で、図１
４（Ｇ）の構造の上主面上に、前記メサ８０Ａに対応し
て、上側電極（８８Ａ）1 ，（８８Ａ）2 ，（８８Ａ）
3 が、メサ構造８０Ａの長手方向に沿って形成される。
同様に、前記図１４（Ｇ）の構造の上主面上には、前記
メサ８０Ｂに対応して、上側電極（８８Ｂ）1，（８８
Ｂ）2 ，（８８Ｂ）3 が、メサ構造８０Ｂの長手方向に
沿って、また上側電極（８８Ｃ）1 ，（８８Ｃ）2 ，
（８８Ｃ）3 が、メサ構造８０Ｃの長手方向に沿って形
成される。
８０Ｄ，８０ＥをＯ等の深い準位を形成する不純物でド
ープしたＧａＡｓにより充填し、高抵抗の電流狭搾領域
８７を形成する。さらに、図１４（Ｈ）の工程で、図１
４（Ｇ）の構造の上主面上に、前記メサ８０Ａに対応し
て、上側電極（８８Ａ）1 ，（８８Ａ）2 ，（８８Ａ）
3 が、メサ構造８０Ａの長手方向に沿って形成される。
同様に、前記図１４（Ｇ）の構造の上主面上には、前記
メサ８０Ｂに対応して、上側電極（８８Ｂ）1，（８８
Ｂ）2 ，（８８Ｂ）3 が、メサ構造８０Ｂの長手方向に
沿って、また上側電極（８８Ｃ）1 ，（８８Ｃ）2 ，
（８８Ｃ）3 が、メサ構造８０Ｃの長手方向に沿って形
成される。
【００４９】さらに、図１４（Ｈ）の構造では、基板８
１の下主面に、前記上側電極（８８Ａ）1 ，（８８Ｂ）
1 ，（８８Ｃ）1 に対応して、前記メサ８０Ａの延在方
向に直交する方向に、下側電極８９1 が形成されてい
る。同様に、前記基板８１の下主面には、前記上側電極
（８８Ａ）2 ，（８８Ｂ）2 ，（８８Ｃ）2 に対応し
て、前記メサ８０Ａの延在方向に直交する方向に下側電
極８９2 が、また前記上側電極（８８Ａ）3 ，（８８
Ｂ）3 ，（８８Ｃ）3 に対応して、前記メサ８０Ａの延
在方向に直交する方向に下側電極８９3 が形成されてい
る。
１の下主面に、前記上側電極（８８Ａ）1 ，（８８Ｂ）
1 ，（８８Ｃ）1 に対応して、前記メサ８０Ａの延在方
向に直交する方向に、下側電極８９1 が形成されてい
る。同様に、前記基板８１の下主面には、前記上側電極
（８８Ａ）2 ，（８８Ｂ）2 ，（８８Ｃ）2 に対応し
て、前記メサ８０Ａの延在方向に直交する方向に下側電
極８９2 が、また前記上側電極（８８Ａ）3 ，（８８
Ｂ）3 ，（８８Ｃ）3 に対応して、前記メサ８０Ａの延
在方向に直交する方向に下側電極８９3 が形成されてい
る。
【００５０】そこで、前記図１４（Ｈ）の構造を、前記
電極列（８８Ａ）1 〜（８８Ｃ）1，（８８Ａ）2 〜
（８８Ｃ）2 ，（８８Ａ）3 〜（８８Ｃ）3 の各々に沿
って壁開することにより、図１５（Ｉ）に示す、各々回
折格子ピッチが異なった、すなわち発振波長の異なった
レーザダイオードアレイが形成される。
電極列（８８Ａ）1 〜（８８Ｃ）1，（８８Ａ）2 〜
（８８Ｃ）2 ，（８８Ａ）3 〜（８８Ｃ）3 の各々に沿
って壁開することにより、図１５（Ｉ）に示す、各々回
折格子ピッチが異なった、すなわち発振波長の異なった
レーザダイオードアレイが形成される。
【００５１】さらに、図１５（Ｉ）のレーザダイオード
アレイを個々のレーザダイオードに分割することによ
り、図１５（Ｊ）に示すように、発振波長の異なった多
数のレーザダイオードを製造することができる。先の実
施例と同様に、本実施例でも、回折格子露光時のプリズ
ムとして、図２（Ａ）に示す連続的な傾斜面を有するプ
リズム４０を使うため、レーザダイオードアレイ中にお
ける個々のレーザダイオードの間隔が小さくても、プリ
ズムの製造あるいはかかるプリズムを使った回折格子の
露光が困難になることはない。さらに、プリズム４０に
は段差が存在しないため、露光される回折格子パターン
が、かかるプリズム上の段差により回折された回折光に
より乱されることがない。
アレイを個々のレーザダイオードに分割することによ
り、図１５（Ｊ）に示すように、発振波長の異なった多
数のレーザダイオードを製造することができる。先の実
施例と同様に、本実施例でも、回折格子露光時のプリズ
ムとして、図２（Ａ）に示す連続的な傾斜面を有するプ
リズム４０を使うため、レーザダイオードアレイ中にお
ける個々のレーザダイオードの間隔が小さくても、プリ
ズムの製造あるいはかかるプリズムを使った回折格子の
露光が困難になることはない。さらに、プリズム４０に
は段差が存在しないため、露光される回折格子パターン
が、かかるプリズム上の段差により回折された回折光に
より乱されることがない。
【００５２】図１６（Ａ）は本実施例で使われる別のプ
リズム５０の構成を、また図１６（Ｂ）はプリズム５０
により形成される回折格子の露光パターンを示す。図１
６（Ａ）を参照するに、プリズム５０上には、前記プリ
ズム４０上の傾斜面４０Ａと同様な傾斜面５０Ａが、前
記第２の方向ないしｙ方向に繰り返し、傾斜角を上下に
繰り返し変化させながら形成される。その結果、一の傾
斜面５０Ａは隣接する傾斜面５０Ａと折り返し線ｆにお
いて連続し、間に段差は形成されない。かかる傾斜面５
０Ａを、プリズム５０の広い範囲に繰り返し形成するこ
とにより、図１２（Ｄ）に示す回折格子パターンを、基
板８１を構成するＩｎＰウェハの実質的に全面に形成す
ることが可能になる。
リズム５０の構成を、また図１６（Ｂ）はプリズム５０
により形成される回折格子の露光パターンを示す。図１
６（Ａ）を参照するに、プリズム５０上には、前記プリ
ズム４０上の傾斜面４０Ａと同様な傾斜面５０Ａが、前
記第２の方向ないしｙ方向に繰り返し、傾斜角を上下に
繰り返し変化させながら形成される。その結果、一の傾
斜面５０Ａは隣接する傾斜面５０Ａと折り返し線ｆにお
いて連続し、間に段差は形成されない。かかる傾斜面５
０Ａを、プリズム５０の広い範囲に繰り返し形成するこ
とにより、図１２（Ｄ）に示す回折格子パターンを、基
板８１を構成するＩｎＰウェハの実質的に全面に形成す
ることが可能になる。
【００５３】図１６（Ｂ）は、前記プリズム４０のさら
に別の変形例によるプリズム５０’を示す。図１６
（Ｂ）を参照するに、プリズム５０’では、プリズム５
０で使われていた繰り返される湾曲面５０Ａのかわりに
一連の波形面５０Ａ’が形成される。かかる波形面で
は、プリズム５０において生じていたような折り返し線
ｆが形成されることがなく、湾曲面と湾曲面との境界付
近で生じていた光ビームの乱れがさらに低減される。
に別の変形例によるプリズム５０’を示す。図１６
（Ｂ）を参照するに、プリズム５０’では、プリズム５
０で使われていた繰り返される湾曲面５０Ａのかわりに
一連の波形面５０Ａ’が形成される。かかる波形面で
は、プリズム５０において生じていたような折り返し線
ｆが形成されることがなく、湾曲面と湾曲面との境界付
近で生じていた光ビームの乱れがさらに低減される。
【００５４】次に、本発明の第３実施例の原理につい
て、図１８（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら説明する。図
２５で説明した従来のＤＦＢレーザダイオードは、レー
ザダイオードの長手方向上中央部の近傍に光子密度の極
大が生じるように、回折格子の位相を回折格子ピッチの
Λ／２だけずらしたΛ／２位相シフト領域１Ｂが形成さ
れる。
て、図１８（Ａ）〜（Ｃ）を参照しながら説明する。図
２５で説明した従来のＤＦＢレーザダイオードは、レー
ザダイオードの長手方向上中央部の近傍に光子密度の極
大が生じるように、回折格子の位相を回折格子ピッチの
Λ／２だけずらしたΛ／２位相シフト領域１Ｂが形成さ
れる。
【００５５】図１７は、このような位相シフト領域１Ｂ
を露光するために使われるマスクの原理を示す。図１７
を参照するに、マスクは屈折率ｎ1 が１．４７５のＳｉ
Ｏ2 よりなり厚さがｄのガラス板よりなり、これに対し
て第１および第２のコヒーレント光ビームＡ，Ｂが、屈
折率ｎ0 が１の空気の側から、それぞれθ1 ，θ2 の入
射角で入射される。
を露光するために使われるマスクの原理を示す。図１７
を参照するに、マスクは屈折率ｎ1 が１．４７５のＳｉ
Ｏ2 よりなり厚さがｄのガラス板よりなり、これに対し
て第１および第２のコヒーレント光ビームＡ，Ｂが、屈
折率ｎ0 が１の空気の側から、それぞれθ1 ，θ2 の入
射角で入射される。
【００５６】入射光ビームＡ，Ｂは、それぞれθ1 ’，
θ2 ’の屈折角で屈折を生じるが、その際の干渉の結
果、光ビームＡ，Ｂがなす角の二等分線に沿って、強力
な見かけ上の光ビームＣが形成され、マスクにαの入射
角で入射する。このようにして形成された光ビームＣ
は、マスクに入射した後、α’の屈折角で屈折し、厚さ
がｄのマスク中を進行して出射点Ｄに到達するが、この
出射点Ｄは、光ビームＣがマスク中を屈折せずに進行し
た場合に到達する仮想的な点Ｄ’から距離ｘだけずれ
る。そこで、基板上に露光される回折光子パターンの位
置を、前記光ビームＡ，Ｂの光路中に、かかる厚さがｄ
のマスクを設け、厚さｄを適当に設定することにより、
前記Λ／２位相シフト領域１Ｂにおいて、回折光子パタ
ーンを、領域１Ｂの右と左で互いにπラジアンだけシフ
トさせることが可能になる。
θ2 ’の屈折角で屈折を生じるが、その際の干渉の結
果、光ビームＡ，Ｂがなす角の二等分線に沿って、強力
な見かけ上の光ビームＣが形成され、マスクにαの入射
角で入射する。このようにして形成された光ビームＣ
は、マスクに入射した後、α’の屈折角で屈折し、厚さ
がｄのマスク中を進行して出射点Ｄに到達するが、この
出射点Ｄは、光ビームＣがマスク中を屈折せずに進行し
た場合に到達する仮想的な点Ｄ’から距離ｘだけずれ
る。そこで、基板上に露光される回折光子パターンの位
置を、前記光ビームＡ，Ｂの光路中に、かかる厚さがｄ
のマスクを設け、厚さｄを適当に設定することにより、
前記Λ／２位相シフト領域１Ｂにおいて、回折光子パタ
ーンを、領域１Ｂの右と左で互いにπラジアンだけシフ
トさせることが可能になる。
【００５７】図１８は、本実施例による、このようなΛ
／２位相シフト領域を形成できるプリズム２０’を示
す。ただし、図１８のプリズム２０’は図１（Ａ）のプ
リズム２０の一変形例であり、従って先に説明した部分
には同一の参照符号で示し、説明を省略する。
／２位相シフト領域を形成できるプリズム２０’を示
す。ただし、図１８のプリズム２０’は図１（Ａ）のプ
リズム２０の一変形例であり、従って先に説明した部分
には同一の参照符号で示し、説明を省略する。
【００５８】図１８を参照するに、プリズム２０’の底
面には、深さがｄのｘ方向に延在する溝２０Ｇが、ｙ方
向にピッチＬで繰り返し形成される。ただし、前記ピッ
チＬは、形成されるＤＦＢレーザダイオードの長さに略
等しく設定される。かかるプリズム２０’をマスクに使
うことにより、基板上に露光される回折格子パターンに
は、前記溝２０Ｇのｙ方向両端の段部に対応して、Λ／
２位相シフト領域が形成される。形成される回折格子自
体は、図１６（Ｄ）に示すように、ｙ方向へのピッチを
ｘ方向に連続的に変化させる構成を有し、前記Λ／２位
相シフト領域として、図２５の位相シフト領域１Ｂと同
様な位相シフト領域が、回折格子のｙ方向中央部近傍に
形成される。
面には、深さがｄのｘ方向に延在する溝２０Ｇが、ｙ方
向にピッチＬで繰り返し形成される。ただし、前記ピッ
チＬは、形成されるＤＦＢレーザダイオードの長さに略
等しく設定される。かかるプリズム２０’をマスクに使
うことにより、基板上に露光される回折格子パターンに
は、前記溝２０Ｇのｙ方向両端の段部に対応して、Λ／
２位相シフト領域が形成される。形成される回折格子自
体は、図１６（Ｄ）に示すように、ｙ方向へのピッチを
ｘ方向に連続的に変化させる構成を有し、前記Λ／２位
相シフト領域として、図２５の位相シフト領域１Ｂと同
様な位相シフト領域が、回折格子のｙ方向中央部近傍に
形成される。
【００５９】図１９（Ｂ），（Ｃ）は、図１９（Ａ）に
示す角度がφの傾斜面を有するプリズムＰにおいて、深
さがｄの溝Ｇを形成した場合における、Λ／２位相シフ
ト領域の位置のずれ、およびかかる回折格子を使ったＤ
ＦＢレーザダイオードの発振波長のずれを調べた結果を
それぞれ示す。ただし、図１９（Ｂ）および（Ｃ）の計
算では、入射角θを４２．９°、溝の段差ｄを２．０μ
ｍとし、傾斜角φを０から２０°まで変化させている。
示す角度がφの傾斜面を有するプリズムＰにおいて、深
さがｄの溝Ｇを形成した場合における、Λ／２位相シフ
ト領域の位置のずれ、およびかかる回折格子を使ったＤ
ＦＢレーザダイオードの発振波長のずれを調べた結果を
それぞれ示す。ただし、図１９（Ｂ）および（Ｃ）の計
算では、入射角θを４２．９°、溝の段差ｄを２．０μ
ｍとし、傾斜角φを０から２０°まで変化させている。
【００６０】図２４（Ｂ）よりわかるように、溝Ｇを形
成した場合でも、波長多重化技術で必要とされる、１．
５５μｍの波長を中心に、幅５．６ｎｍの範囲内では、
Λ／２位相シフト領域の位置のずれは最大でも０．０８
πラジアン程度であり、レーザダイオードの単一モード
発振特性あるいはしきい値特性が悪影響を受けることは
ないことが確認される。
成した場合でも、波長多重化技術で必要とされる、１．
５５μｍの波長を中心に、幅５．６ｎｍの範囲内では、
Λ／２位相シフト領域の位置のずれは最大でも０．０８
πラジアン程度であり、レーザダイオードの単一モード
発振特性あるいはしきい値特性が悪影響を受けることは
ないことが確認される。
【００６１】図２０は、図１８のプリズムを図１０
（Ａ）の実施例に従って変形した構成のプリズム３０’
を示す。プリズム３０’では、底面に前記プリズム２
０’の溝２０Ｇと同様な溝３０Ｇが形成される。図２０
のプリズムを使うことにより、Λ／２位相シフト領域を
含む回折格子を、ウェハ上ｘ方向に、繰り返し形成する
ことができる。
（Ａ）の実施例に従って変形した構成のプリズム３０’
を示す。プリズム３０’では、底面に前記プリズム２
０’の溝２０Ｇと同様な溝３０Ｇが形成される。図２０
のプリズムを使うことにより、Λ／２位相シフト領域を
含む回折格子を、ウェハ上ｘ方向に、繰り返し形成する
ことができる。
【００６２】図２１は、図２０のプリズム３０’をさら
に変形したプリズム３０”の構成を示す。図２１を参照
するに、プリズム３０”では、前記傾斜面３０Ａが、折
り返し線ｇにおいて前記第２の方向にも繰り返され、そ
の結果、Λ／２位相シフト領域を含む回折格子を、ウェ
ハの実質的に全面に、繰り返し形成することができる。
に変形したプリズム３０”の構成を示す。図２１を参照
するに、プリズム３０”では、前記傾斜面３０Ａが、折
り返し線ｇにおいて前記第２の方向にも繰り返され、そ
の結果、Λ／２位相シフト領域を含む回折格子を、ウェ
ハの実質的に全面に、繰り返し形成することができる。
【００６３】図２２は、図１１（Ａ）のプリズム４０の
一変形例によるプリズム４０’の構成を示す。ただし、
図２２中先に説明した部分には同一の参照符号を付し、
説明を省略する。図２２を参照するに、プリズム４０’
の底面には、深さがｄのｘ方向に延在する溝４０Ｇが、
ｙ方向にピッチＬで繰り返し形成される。ただし、前記
ピッチＬは、形成されるＤＦＢレーザダイオードの長さ
に略等しく設定される。かかるプリズム４０’をマスク
に使うことにより、基板上に露光される回折格子パター
ンには、前記溝４０Ｇのｙ方向両端の段部に対応して、
Λ／２位相シフト領域が形成される。形成される回折格
子自体は、図１２（Ｄ）に示すように、ｙ方向へのピッ
チをｙ方向に連続的に変化させる構成を有し、前記Λ／
２位相シフト領域として、図２５の位相シフト領域１Ｂ
と同様な位相シフト領域が、回折格子のｙ方向中央部近
傍に形成される。
一変形例によるプリズム４０’の構成を示す。ただし、
図２２中先に説明した部分には同一の参照符号を付し、
説明を省略する。図２２を参照するに、プリズム４０’
の底面には、深さがｄのｘ方向に延在する溝４０Ｇが、
ｙ方向にピッチＬで繰り返し形成される。ただし、前記
ピッチＬは、形成されるＤＦＢレーザダイオードの長さ
に略等しく設定される。かかるプリズム４０’をマスク
に使うことにより、基板上に露光される回折格子パター
ンには、前記溝４０Ｇのｙ方向両端の段部に対応して、
Λ／２位相シフト領域が形成される。形成される回折格
子自体は、図１２（Ｄ）に示すように、ｙ方向へのピッ
チをｙ方向に連続的に変化させる構成を有し、前記Λ／
２位相シフト領域として、図２５の位相シフト領域１Ｂ
と同様な位相シフト領域が、回折格子のｙ方向中央部近
傍に形成される。
【００６４】図２３は、図１６（Ａ）のプリズム５０を
図２２の実施例に従って変形した構成のプリズム５０”
を示す。プリズム５０”では、底面に前記プリズム４
０’の溝４０Ｇと同様な溝５０Ｇが形成される。図２３
のプリズムを使うことにより、Λ／２位相シフト領域を
含み、ピッチをｙ方向に変化させる回折格子を、ウェハ
上ｙ方向に、繰り返し形成することができる。
図２２の実施例に従って変形した構成のプリズム５０”
を示す。プリズム５０”では、底面に前記プリズム４
０’の溝４０Ｇと同様な溝５０Ｇが形成される。図２３
のプリズムを使うことにより、Λ／２位相シフト領域を
含み、ピッチをｙ方向に変化させる回折格子を、ウェハ
上ｙ方向に、繰り返し形成することができる。
【００６５】図２４は、図２３のプリズム５０”をさら
に変形したプリズム５０Ｍの構成を示す。図２４を参照
するに、プリズム５０”では、前記波形面５０Ａ’がｙ
方向に繰り返され、その結果、Λ／２位相シフト領域を
含み、ピッチをｙ方向に連続的に変化させる回折格子
を、ウェハの実質的に全面に、繰り返し形成することが
できる。
に変形したプリズム５０Ｍの構成を示す。図２４を参照
するに、プリズム５０”では、前記波形面５０Ａ’がｙ
方向に繰り返され、その結果、Λ／２位相シフト領域を
含み、ピッチをｙ方向に連続的に変化させる回折格子
を、ウェハの実質的に全面に、繰り返し形成することが
できる。
【００６６】ところで、前記Λ／２位相シフト領域を形
成する実施例を除いた各実施例において、プリズム２０
あるいは４０は上下反転して使うこともできる。また、
図１６（Ａ）に示す上に凸な湾曲面を有するプリズムの
かわりに、凹面を有するプリズムを使うこともできる。
成する実施例を除いた各実施例において、プリズム２０
あるいは４０は上下反転して使うこともできる。また、
図１６（Ａ）に示す上に凸な湾曲面を有するプリズムの
かわりに、凹面を有するプリズムを使うこともできる。
【００６７】以上、本発明を好ましい実施例について説
明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨内において様々な変形・変更が可能
である。
明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものでは
なく、本発明の要旨内において様々な変形・変更が可能
である。
【００６８】
【発明の効果】請求項１〜３記載の本発明の特徴によれ
ば、基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームとを、
互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉させる工程
と、前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第１お
よび第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞に従
って露光する工程と、前記基板上に、前記干渉縞に従っ
て、回折格子を形成する工程とよりなる光半導体装置の
製造方法において、前記第１および第２の光ビームを、
前記第１の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波面
との交線が、前記基板面に平行になるように照射し、さ
らに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１およ
び第２の光ビームのの光路中に挿入された、前記交線に
平行な第１の方向に傾斜し、さらに前記交線に直交する
第２の方向にも傾斜した平滑な傾斜面を有する光学要素
により屈折させることにより、単一の基板上に、第２の
方向へのピッチが第１の方向に連続的に変化する回折格
子を形成することが可能になる。かかる回折格子上にレ
ーザダイオードを多数集積して形成することにより、波
長多重化技術に適した異なった発振波長のレーザダイオ
ードを集積したレーザダイオードアレイを簡単に形成す
ることができる。
ば、基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームとを、
互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉させる工程
と、前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第１お
よび第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞に従
って露光する工程と、前記基板上に、前記干渉縞に従っ
て、回折格子を形成する工程とよりなる光半導体装置の
製造方法において、前記第１および第２の光ビームを、
前記第１の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波面
との交線が、前記基板面に平行になるように照射し、さ
らに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１およ
び第２の光ビームのの光路中に挿入された、前記交線に
平行な第１の方向に傾斜し、さらに前記交線に直交する
第２の方向にも傾斜した平滑な傾斜面を有する光学要素
により屈折させることにより、単一の基板上に、第２の
方向へのピッチが第１の方向に連続的に変化する回折格
子を形成することが可能になる。かかる回折格子上にレ
ーザダイオードを多数集積して形成することにより、波
長多重化技術に適した異なった発振波長のレーザダイオ
ードを集積したレーザダイオードアレイを簡単に形成す
ることができる。
【００６９】請求項４〜６記載の本発明の特徴によれ
ば、基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームとを、
互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉させる工程
と、前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第１お
よび第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞に従
って露光する工程と、前記基板上に、前記干渉縞に従っ
て、回折格子を形成する工程とよりなる光半導体装置の
製造方法において、前記第１および第２の光ビームを、
前記第１の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波面
との交線が、前記基板面に平行になるように照射し、さ
らに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１およ
び第２の光ビームのの光路中に挿入された光学要素によ
り屈折させ、その際、前記光学要素に、前記交線の方向
に平行な前記第１の方向に整列した複数の領域を形成
し、前記複数の領域の各々に、前記第１の方向に傾斜
し、さらに前記第１の方向に直交する第２の方向にも傾
斜した平滑な傾斜面を形成することにより、前記第２の
方向へのピッチを前記第１の方向に連続的に変化させる
回折格子を、前記基板上に、前記第１の方向に繰り返し
形成することが可能になる。
ば、基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームとを、
互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉させる工程
と、前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第１お
よび第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞に従
って露光する工程と、前記基板上に、前記干渉縞に従っ
て、回折格子を形成する工程とよりなる光半導体装置の
製造方法において、前記第１および第２の光ビームを、
前記第１の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波面
との交線が、前記基板面に平行になるように照射し、さ
らに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１およ
び第２の光ビームのの光路中に挿入された光学要素によ
り屈折させ、その際、前記光学要素に、前記交線の方向
に平行な前記第１の方向に整列した複数の領域を形成
し、前記複数の領域の各々に、前記第１の方向に傾斜
し、さらに前記第１の方向に直交する第２の方向にも傾
斜した平滑な傾斜面を形成することにより、前記第２の
方向へのピッチを前記第１の方向に連続的に変化させる
回折格子を、前記基板上に、前記第１の方向に繰り返し
形成することが可能になる。
【００７０】請求項７記載の本発明の特徴によれば、さ
らに、前記レジスト層を現像してレジストパターンを形
成し、前記レジストパターンをマスクに前記基板をエッ
チングして回折格子を、前記第２の方向への回折格子の
ピッチが、前記第１の方向で変化するように形成し、前
記回折格子を形成した基板上に、前記第１の方向に整列
して、各々前記第２の方向に延在する複数のレーザダイ
オードを形成することにより、同一の基板上に、各々の
発振波長が異なった複数のレーザダイオードを、第１の
方向に整列して、同時に形成することが可能になる。
らに、前記レジスト層を現像してレジストパターンを形
成し、前記レジストパターンをマスクに前記基板をエッ
チングして回折格子を、前記第２の方向への回折格子の
ピッチが、前記第１の方向で変化するように形成し、前
記回折格子を形成した基板上に、前記第１の方向に整列
して、各々前記第２の方向に延在する複数のレーザダイ
オードを形成することにより、同一の基板上に、各々の
発振波長が異なった複数のレーザダイオードを、第１の
方向に整列して、同時に形成することが可能になる。
【００７１】請求項８，９に記載の本発明の特徴によれ
ば、基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームとを、
互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉させる工程
と、前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第１お
よび第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞に従
って露光する工程と、前記基板上に、前記干渉縞に従っ
て、回折格子を形成する工程とよりなる光半導体装置の
製造方法において、前記第１および第２の光ビームを、
前記第１の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波面
との交線が、前記基板面に平行になるように照射し、さ
らに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１およ
び第２の光ビームのの光路中に挿入された、前記交線に
平行な第１の方向に直交する第２の方向に傾斜した平滑
な傾斜面を有する光学要素で屈折させることにより、前
記第２の方向へのピッチを前記第２の方向に連続的に変
化させる回折格子を形成することが可能になる。
ば、基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームとを、
互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉させる工程
と、前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第１お
よび第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞に従
って露光する工程と、前記基板上に、前記干渉縞に従っ
て、回折格子を形成する工程とよりなる光半導体装置の
製造方法において、前記第１および第２の光ビームを、
前記第１の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波面
との交線が、前記基板面に平行になるように照射し、さ
らに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１およ
び第２の光ビームのの光路中に挿入された、前記交線に
平行な第１の方向に直交する第２の方向に傾斜した平滑
な傾斜面を有する光学要素で屈折させることにより、前
記第２の方向へのピッチを前記第２の方向に連続的に変
化させる回折格子を形成することが可能になる。
【００７２】請求項１０〜１２記載の本発明の特徴によ
れば、基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームと
を、互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉させる
工程と、前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第
１および第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞
に従って露光する工程と、前記基板上に、前記干渉縞に
従って、回折格子を形成する工程とよりなる光半導体装
置の製造方法において、前記第１および第２の光ビーム
を前記第１の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波
面との交線が、前記基板面に平行になるように照射し、
さらに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１お
よび第２の光ビームのの光路中に挿入された光学要素に
より屈折させ、その際、前記光学要素として、前記交線
の方向に平行な前記第１の方向に整列した複数の領域を
含み、前記複数の領域の各々は、前記第１の方向に傾斜
し、さらに前記第１の方向に直交する第２の方向にも傾
斜した平滑な傾斜面を有する光学要素を使うことによ
り、前記基板上に、前記第２の方向へのピッチが前記第
１の方向に連続的に変化する複数の回折格子を、前記第
１の方向に整列して、繰り返し形成することが可能にな
る。
れば、基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームと
を、互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉させる
工程と、前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第
１および第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞
に従って露光する工程と、前記基板上に、前記干渉縞に
従って、回折格子を形成する工程とよりなる光半導体装
置の製造方法において、前記第１および第２の光ビーム
を前記第１の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波
面との交線が、前記基板面に平行になるように照射し、
さらに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１お
よび第２の光ビームのの光路中に挿入された光学要素に
より屈折させ、その際、前記光学要素として、前記交線
の方向に平行な前記第１の方向に整列した複数の領域を
含み、前記複数の領域の各々は、前記第１の方向に傾斜
し、さらに前記第１の方向に直交する第２の方向にも傾
斜した平滑な傾斜面を有する光学要素を使うことによ
り、前記基板上に、前記第２の方向へのピッチが前記第
１の方向に連続的に変化する複数の回折格子を、前記第
１の方向に整列して、繰り返し形成することが可能にな
る。
【００７３】請求項１３記載の本発明の特徴によれば、
さらに、前記レジスト層を現像して、レジストパターン
を形成し、前記レジストパターンをマスクに前記基板を
エッチングして回折格子を、前記第１の方向への回折格
子のピッチが、前記第１の方向で変化するように形成
し、前記回折格子を形成した基板上に、前記第２の方向
に整列して、各々前記第１の方向に延在する複数のレー
ザダイオードを形成することにより、発振波長の異なっ
たレーザダイオードを、同一基板上に、同時に形成する
ことが可能になる。
さらに、前記レジスト層を現像して、レジストパターン
を形成し、前記レジストパターンをマスクに前記基板を
エッチングして回折格子を、前記第１の方向への回折格
子のピッチが、前記第１の方向で変化するように形成
し、前記回折格子を形成した基板上に、前記第２の方向
に整列して、各々前記第１の方向に延在する複数のレー
ザダイオードを形成することにより、発振波長の異なっ
たレーザダイオードを、同一基板上に、同時に形成する
ことが可能になる。
【００７４】請求項１４，１６記載の本発明の特徴によ
れば、第１の導電型を有し、第１および第２の方向に延
在する半導体基板上に、各々大略前記第１の方向に延在
し、前記第２の方向に繰り返される複数の溝よりなり、
前記第２の方向に測ったピッチが、前記第１の方向に向
かって連続的に変化する回折格子と、前記第１の導電型
を有する導波層と、活性層と、第２の導電型を有するク
ラッド層と、前記第２の導電型を有するコンタクト層と
を順次形成することにより、発振波長が異なった複数の
レーザダイオードを単一の基板上に集積したレーザダイ
オードアレイを形成することが可能になる。。
れば、第１の導電型を有し、第１および第２の方向に延
在する半導体基板上に、各々大略前記第１の方向に延在
し、前記第２の方向に繰り返される複数の溝よりなり、
前記第２の方向に測ったピッチが、前記第１の方向に向
かって連続的に変化する回折格子と、前記第１の導電型
を有する導波層と、活性層と、第２の導電型を有するク
ラッド層と、前記第２の導電型を有するコンタクト層と
を順次形成することにより、発振波長が異なった複数の
レーザダイオードを単一の基板上に集積したレーザダイ
オードアレイを形成することが可能になる。。
【００７５】請求項１５，１７記載の本発明の特徴によ
れば、第１の導電型を有し、第１および第２の方向に延
在する半導体基板上に、各々前記第１の方向に延在し、
前記第２の方向に繰り返される複数の溝よりなり、前記
溝の前記第２の方向に測った繰り返しピッチが前記第２
の方向に連続的に変化する回折格子と、前記第１の導電
型を有する導波層と、活性層と、第２の導電型を有する
クラッド層と、前記第２の導電型を有するコンタクト層
とを順次形成することにより、回折格子のピッチが回折
格子の延在方向に変化する光半導体装置が形成される。
かかる光半導体装置を、前記回折格子の延在方向で複数
の部分に分割することにより、異なった発振波長のＤＦ
Ｂレーザダイオードを同時に得ることができる。
れば、第１の導電型を有し、第１および第２の方向に延
在する半導体基板上に、各々前記第１の方向に延在し、
前記第２の方向に繰り返される複数の溝よりなり、前記
溝の前記第２の方向に測った繰り返しピッチが前記第２
の方向に連続的に変化する回折格子と、前記第１の導電
型を有する導波層と、活性層と、第２の導電型を有する
クラッド層と、前記第２の導電型を有するコンタクト層
とを順次形成することにより、回折格子のピッチが回折
格子の延在方向に変化する光半導体装置が形成される。
かかる光半導体装置を、前記回折格子の延在方向で複数
の部分に分割することにより、異なった発振波長のＤＦ
Ｂレーザダイオードを同時に得ることができる。
【００７６】請求項１８記載の本発明の特徴によれ
ば、、基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームと
を、互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉させる
工程と、前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第
１および第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞
に従って露光する工程と、前記基板上に、前記干渉縞に
従って、回折格子を形成する工程とよりなる回折格子の
形成方法において、前記第１および第２の光ビームを、
前記第１の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波面
との交線が、前記基板面に平行になるように照射し、さ
らに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１およ
び第２の光ビームのの光路中に挿入された、前記交線に
平行な第１の方向に傾斜し、さらに前記交線に直交する
第２の方向にも傾斜した平滑な傾斜面を有する光学要素
により屈折させることにより、単一の基板上に、第２の
方向へのピッチが第１の方向に連続的に変化する回折格
子を形成することが可能になる。
ば、、基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームと
を、互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉させる
工程と、前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第
１および第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞
に従って露光する工程と、前記基板上に、前記干渉縞に
従って、回折格子を形成する工程とよりなる回折格子の
形成方法において、前記第１および第２の光ビームを、
前記第１の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波面
との交線が、前記基板面に平行になるように照射し、さ
らに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１およ
び第２の光ビームのの光路中に挿入された、前記交線に
平行な第１の方向に傾斜し、さらに前記交線に直交する
第２の方向にも傾斜した平滑な傾斜面を有する光学要素
により屈折させることにより、単一の基板上に、第２の
方向へのピッチが第１の方向に連続的に変化する回折格
子を形成することが可能になる。
【００７７】請求項１９記載の本発明の特徴によれば、
基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームとを、互い
に異なった入射角で照射し、互いに干渉させる工程と、
前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第１および
第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞に従って
露光する工程と、前記基板上に、前記干渉縞に従って、
回折格子を形成する工程とよりなる回折格子の形成方法
において、前記第１および第２の光ビームを、前記第１
の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波面との交線
が、前記基板面に平行になるように照射し、さらに、前
記第１および第２の光ビームを、前記第１および第２の
光ビームのの光路中に挿入された、前記交線に平行な第
１の方向に直交する第２の方向に傾斜した平滑な傾斜面
を有する光学要素で屈折させることにより、前記第２の
方向へのピッチを前記第２の方向に連続的に変化させる
回折格子を形成することが可能になる。
基板上に、第１の光ビームと第２の光ビームとを、互い
に異なった入射角で照射し、互いに干渉させる工程と、
前記基板上に形成されたレジスト層を、前記第１および
第２の光ビームの干渉により形成された干渉縞に従って
露光する工程と、前記基板上に、前記干渉縞に従って、
回折格子を形成する工程とよりなる回折格子の形成方法
において、前記第１および第２の光ビームを、前記第１
の光ビームの波面と前記第２の光ビームの波面との交線
が、前記基板面に平行になるように照射し、さらに、前
記第１および第２の光ビームを、前記第１および第２の
光ビームのの光路中に挿入された、前記交線に平行な第
１の方向に直交する第２の方向に傾斜した平滑な傾斜面
を有する光学要素で屈折させることにより、前記第２の
方向へのピッチを前記第２の方向に連続的に変化させる
回折格子を形成することが可能になる。
【図１】本発明の原理を説明する図（その一）である。
【図２】本発明の原理を説明する図（その二）である。
【図３】本発明の原理を説明する図（その三）である。
【図４】図３の構成における回折格子パターンの計算例
を示す図である。
を示す図である。
【図５】本発明の第１実施例によるレーザダイオードア
レイの製造工程を示す図（その一）である。
レイの製造工程を示す図（その一）である。
【図６】本発明の第１実施例によるレーザダイオードア
レイの製造工程を示す図（その二）である。
レイの製造工程を示す図（その二）である。
【図７】本発明の第１実施例によるレーザダイオードア
レイの製造工程を示す図（その三）である。
レイの製造工程を示す図（その三）である。
【図８】本発明の第１実施例によるレーザダイオードア
レイの製造工程を示す図（その四）である。
レイの製造工程を示す図（その四）である。
【図９】本発明の第１実施例によるレーザダイオードア
レイの製造工程を示す図（その五）である。
レイの製造工程を示す図（その五）である。
【図１０】本発明の第１実施例の変形例を説明する図で
ある。
ある。
【図１１】本発明の第２実施例によるレーザダイオード
アレイの製造工程を示す図（その一）である。
アレイの製造工程を示す図（その一）である。
【図１２】本発明の第２実施例によるレーザダイオード
アレイの製造工程を示す図（その二）である。
アレイの製造工程を示す図（その二）である。
【図１３】本発明の第２実施例によるレーザダイオード
アレイの製造工程を示す図（その三）である。
アレイの製造工程を示す図（その三）である。
【図１４】本発明の第２実施例によるレーザダイオード
アレイの製造工程を示す図（その四）である。
アレイの製造工程を示す図（その四）である。
【図１５】本発明の第２実施例によるレーザダイオード
アレイの製造工程を示す図（その五）である。
アレイの製造工程を示す図（その五）である。
【図１６】本発明の第２実施例の変形例を示す図であ
る。
る。
【図１７】本発明の第３実施例の原理を説明する図であ
る。
る。
【図１８】本発明の第３実施例による回折格子の露光を
説明する図である。
説明する図である。
【図１９】本発明の第３実施例による回折格子の露光を
説明する別の図である。
説明する別の図である。
【図２０】本発明の第３実施例の一変形例を示す図であ
る。
る。
【図２１】本発明の第３実施例の別の変形例を示す図で
ある。
ある。
【図２２】本発明の第３実施例のさらに別の変形例を示
す図である。
す図である。
【図２３】本発明の第３実施例のさらに別の変形例を示
す図である。
す図である。
【図２４】本発明の第３実施例のさらに別の変形例を示
す図である。
す図である。
【図２５】従来のＤＦＢレーザダイオードの構成を示す
図である。
図である。
【図２６】従来のＤＦＢレーザダイオードの製造におい
て使われていた回折格子の形成方法の原理を示す図であ
る。
て使われていた回折格子の形成方法の原理を示す図であ
る。
【図２７】従来知られていた、回折格子のピッチを変調
する方法の原理を説明する図である。
する方法の原理を説明する図である。
【図２８】本発明の発明者が先に提案した、回折格子の
露光の際にピッチを局部的に変調するための構成を示す
図である。
露光の際にピッチを局部的に変調するための構成を示す
図である。
【図２９】別の従来提案されている、基板上に異なった
ピッチの回折格子を同時に形成するための構成、および
かかる構成により形成される回折格子の例を示す図であ
る。
ピッチの回折格子を同時に形成するための構成、および
かかる構成により形成される回折格子の例を示す図であ
る。
１，１１，７１，８１ 基板 １Ａ，１１Ａ〜１１Ｄ，７１Ａ，（７１Ａ）1 〜（７１
Ａ）3 ，８１Ａ，８１Ｂ回折格子 ２，７３，８３ 導波層 ３，７４，８４ 活性層 ４，７５，８５ クラッド層 ５，７６，８６ コンタクト層 ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，（７８Ａ）1 〜（７８Ａ）3 ，（７
８Ｂ）1 〜（７８Ｂ）3，（７８Ｃ）1 〜（７８
Ｃ）3 ，（８８Ａ）1 〜（８８Ａ）3 ，（８８Ｂ）1 〜
（８８Ｂ）3 ，（８８Ｃ）1 〜（８８Ｃ）3 上側電極 ７，７９1 〜７９3 ，８９1 〜８９3 下側電極 １０，２０，３０，４０ プリズム １０Ａ〜１０Ｄ，２０Ａ，３０Ａ，４０Ａ プリズム面 ２０Ｒ，４０Ｒ 基準面 ２１，２２，４１，４２，６１，６２ 入射光ビーム ６０ レンズ ７０Ａ〜７０Ｃ，８０Ａ〜８０Ｃ メサ ７０Ｄ，７０Ｅ，８０Ｄ，８０Ｅ 分離溝 ７２，８２ レジスト層 ７２Ａ，８２Ａ レジストパターン ７７，８９ 高抵抗層
Ａ）3 ，８１Ａ，８１Ｂ回折格子 ２，７３，８３ 導波層 ３，７４，８４ 活性層 ４，７５，８５ クラッド層 ５，７６，８６ コンタクト層 ６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，（７８Ａ）1 〜（７８Ａ）3 ，（７
８Ｂ）1 〜（７８Ｂ）3，（７８Ｃ）1 〜（７８
Ｃ）3 ，（８８Ａ）1 〜（８８Ａ）3 ，（８８Ｂ）1 〜
（８８Ｂ）3 ，（８８Ｃ）1 〜（８８Ｃ）3 上側電極 ７，７９1 〜７９3 ，８９1 〜８９3 下側電極 １０，２０，３０，４０ プリズム １０Ａ〜１０Ｄ，２０Ａ，３０Ａ，４０Ａ プリズム面 ２０Ｒ，４０Ｒ 基準面 ２１，２２，４１，４２，６１，６２ 入射光ビーム ６０ レンズ ７０Ａ〜７０Ｃ，８０Ａ〜８０Ｃ メサ ７０Ｄ，７０Ｅ，８０Ｄ，８０Ｅ 分離溝 ７２，８２ レジスト層 ７２Ａ，８２Ａ レジストパターン ７７，８９ 高抵抗層
Claims (19)
- 【請求項１】 基板上に、第１の光ビームと第２の光ビ
ームとを、互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉
させる工程と；前記基板上に形成されたレジスト層を、
前記第１および第２の光ビームの干渉により形成された
干渉縞に従って露光する工程と；前記基板上に、前記干
渉縞に従って、回折格子を形成する工程とよりなる光半
導体装置の製造方法であって、 前記第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビーム
の波面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基
板面に平行になるように照射され、 さらに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１お
よび第２の光ビームのの光路中に挿入された、前記交線
に平行な第１の方向に傾斜し、さらに前記交線に直交す
る第２の方向にも傾斜した平滑な傾斜面を有する光学要
素により、屈折させる工程を含むことを特徴とする光半
導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記傾斜面は、前記基板に平行な面内で
前記第１の方向に延在する第１の辺と、前記第１の辺に
連続し、前記基板に平行な面内で前記第２の方向に延在
する第２の辺と、前記第１の辺に連続し、前記第２の辺
に対向して前記第２の方向に延在する、前記基板面に対
して傾斜した第３の辺と、前記第２および第３の辺に連
続し、前記第１の辺に対向して前記第１の方向に延在す
る、前記基板面に対して傾斜した第４の辺とにより画成
されることを特徴とする請求項１記載の光半導体装置の
製造方法。 - 【請求項３】 前記光学要素は、レンズであることを特
徴とする請求項１記載の光半導体装置の光半導体装置の
製造方法。 - 【請求項４】 基板上に、第１の光ビームと第２の光ビ
ームとを、互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉
させる工程と；前記基板上に形成されたレジスト層を、
前記第１および第２の光ビームの干渉により形成された
干渉縞に従って露光する工程と；前記基板上に、前記干
渉縞に従って、回折格子を形成する工程とよりなる光半
導体装置の製造方法であって、 前記第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビーム
の波面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基
板面に平行になるように照射され、 さらに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１お
よび第２の光ビームのの光路中に挿入された光学要素に
より屈折させる工程を含み、 前記光学要素は、前記交線の方向に平行な前記第１の方
向に整列した複数の領域を含み、前記複数の領域の各々
は、前記第１の方向に傾斜し、さらに前記第１の方向に
直交する第２の方向にも傾斜した平滑な傾斜面を有する
ことを特徴とする光半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記各々の傾斜面は、前記基板に平行な
面内で前記第１の方向に延在する第１の辺と、前記第１
の辺に連続し、前記基板に平行な面内で前記第２の方向
に延在する第２の辺と、前記第１の辺に連続し、前記第
２の辺に対向して前記第２の方向に延在する、前記基板
面に対して傾斜した第３の辺と、前記第２および第３の
辺に連続し、前記第１の辺に対向して前記第１の方向に
延在する、前記基板面に対して傾斜した第４の辺とによ
り画成されることを特徴とする請求項４記載の光半導体
装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記光学要素において、前記複数の傾斜
面は、前記第１の方向への傾斜角を前記第１の方向に沿
って正負交互に変化させ、前記第１の方向に隣接する傾
斜面に連続することを特徴とする請求項４または５記載
の光半導体装置の製造方法。 - 【請求項７】 さらに、前記レジスト層を現像して、レ
ジストパターンを形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクに前記基板をエッチング
して回折格子を、前記第２の方向への回折格子のピッチ
が、前記第１の方向で変化するように形成する工程と、 前記回折格子を形成した基板上に、前記第１の方向に整
列して、各々前記第２の方向に延在する複数のレーザダ
イオードを形成する工程を含むことを特徴とする請求項
１〜６記載の光半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 基板上に、第１の光ビームと第２の光ビ
ームとを、互いに異なった入射角で照射し、互いに干渉
させる工程と；前記基板上に形成されたレジスト層を、
前記第１および第２の光ビームの干渉により形成された
干渉縞に従って露光する工程と；前記基板上に、前記干
渉縞に従って、回折格子を形成する工程とよりなる光半
導体装置の製造方法であって、 前記第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビーム
の波面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基
板面に平行になるように照射され、 さらに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１お
よび第２の光ビームのの光路中に挿入された、前記交線
に平行な第１の方向に直交する第２の方向に傾斜した平
滑な傾斜面を有する光学要素により、屈折させる工程を
含むことを特徴とする光半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記傾斜面は、前記基板に平行な面内で
前記第１の方向に延在する第１の辺と、前記第１の辺に
連続し、前記基板面に対して傾斜した前記第２の方向に
延在する第２の辺と、前記第１の辺に連続し、前記第２
の辺に平行に、前記基板面に対して傾斜して延在する第
３の辺と、前記第２および第３の辺に連続し、前記第１
の辺に対向して前記第１の方向に延在する、前記基板面
に平行な第４の辺とにより画成されることを特徴とする
請求項８記載の光半導体装置の製造方法。 - 【請求項１０】 基板上に、第１の光ビームと第２の光
ビームとを、互いに異なった入射角で照射し、互いに干
渉させる工程と；前記基板上に形成されたレジスト層
を、前記第１および第２の光ビームの干渉により形成さ
れた干渉縞に従って露光する工程と；前記基板上に、前
記干渉縞に従って、回折格子を形成する工程とよりなる
光半導体装置の製造方法であって、 前記第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビーム
の波面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基
板面に平行になるように照射され、 さらに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１お
よび第２の光ビームのの光路中に挿入された光学要素に
より屈折させる工程を含み、 前記光学要素は、前記交線の方向に平行な前記第１の方
向に整列した複数の領域を含み、前記複数の領域の各々
は、前記第１の方向に直交する第２の方向に傾斜した平
滑な傾斜面を有することを特徴とする光半導体装置の製
造方法。 - 【請求項１１】 前記各々の傾斜面は、前記基板に平行
な面内で前記第１の方向に延在する第１の辺と、前記第
１の辺に連続し、前記基板面に対して傾斜した前記第２
の方向に延在する第２の辺と、前記第１の辺に連続し、
前記第２の辺に平行に、前記基板面に対して傾斜して延
在する第３の辺と、前記第２および第３の辺に連続し、
前記第１の辺に対向して前記第１の方向に延在する、前
記基板面に平行な第４の辺とにより画成され、前記傾斜
面は、隣接する傾斜面に、前記第４の辺において連続す
ることを特徴とする請求項１０記載の光半導体装置の製
造方法方法。 - 【請求項１２】 前記一の傾斜面は、隣接する傾斜面
と、平滑面により連続していることを特徴とする請求項
１０または１１記載の光半導体装置の製造方法。 - 【請求項１３】 さらに、前記レジスト層を現像して、
レジストパターンを形成する工程と、 前記レジストパターンをマスクに前記基板をエッチング
して回折格子を、前記第１の方向への回折格子のピッチ
が、前記第１の方向で変化するように形成する工程と、 前記回折格子を形成した基板上に、前記第２の方向に整
列して、各々前記第１の方向に延在する複数のレーザダ
イオードを形成する工程を含むことを特徴とする請求項
８〜１２記載の光半導体装置の製造方法。 - 【請求項１４】 第１の導電型を有し、第１および第２
の方向に延在する半導体基板と；前記半導体基板上に形
成され、各々大略前記第１の方向に延在し、前記第２の
方向に繰り返される複数の溝よりなり、前記第２の方向
に測ったピッチが、前記第１の方向に向かって連続的に
変化する回折格子と；前記回折格子上に形成された、前
記第１の導電型を有する導波層と；前記導波層上に形成
された活性層と；前記活性層上に形成された、第２の導
電型を有するクラッド層と；さらに前記クラッド層上に
形成された、前記第２の導電型を有するコンタクト層と
よりなることを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項１５】 第１の導電型を有し、第１および第２
の方向に延在する半導体基板と；前記半導体基板上に形
成され、各々前記第１の方向に延在し、前記第２の方向
に繰り返される複数の溝よりなり、前記溝の前記第２の
方向に測った繰り返しピッチが前記第２の方向に連続的
に変化する回折格子と；前記回折格子上に形成された、
前記第１の導電型を有する導波層と；前記導波層上に形
成された活性層と；前記活性層上に形成された、第２の
導電型を有するクラッド層と；さらに前記クラッド層上
に形成された、前記第２の導電型を有するコンタクト層
とよりなることを特徴とする光半導体装置。 - 【請求項１６】 第１の導電型を有し、第１および第２
の方向に延在する半導体基板と；前記半導体基板上に、
前記第１の方向に繰り返し、相互に離間して形成され、
各々は第１および第２の側縁により画成され前記第２の
方向に延在する複数のメサ領域と；前記複数のメサ領域
の各々に形成された、各々大略前記第１の方向に延在
し、前記第２の方向に繰り返される複数の溝よりなり、
前記溝の前記第１の方向に測ったピッチが前記第２の方
向に、前記メサ領域の第１の側縁から第２の側縁まで連
続的に変化する回折格子と；前記各々のメサ構造におい
て、前記回折格子上に形成された、前記第１の導電型を
有する導波層と；前記導波層上に形成された活性層と；
前記活性層上に形成された、第２の導電型を有するクラ
ッド層と；前記クラッド層上に、第１の極性のキャリア
を注入するように形成された第１の電極手段と；前記基
板上に、第２の極性のキャリアを注入するように形成さ
れた第２の電極手段とよりなるレーザダイオードアレイ
において、 前記複数のメサ構造の各々において、前記回折格子を構
成する溝の各々は、隣接するメサ構造上の対応する溝
と、大略前記第１の方向に延在し、前記第２の方向に繰
り返され、前記第２の方向への繰り返しピッチが前記第
１の方向に向かって連続的に変化する複数の仮想的ライ
ンの一上において整列することを特徴とするレーザダイ
オードアレイ。 - 【請求項１７】 第１の導電型を有し、第１および第２
の方向に延在する半導体基板と；前記半導体基板上に、
前記第１の方向に繰り返し、相互に離間して形成され、
各々は第１および第２の側縁により画成され前記第２の
方向に延在する複数のメサ領域と；前記複数のメサ領域
の各々に形成された、各々大略前記第１の方向に延在
し、前記第２の方向に繰り返される複数の溝よりなり、
前記第１の方向に測ったピッチが前記第２の方向に、前
記メサ領域の第１の側縁から第２の側縁まで連続的に変
化する回折格子と；前記各々のメサ構造において、前記
回折格子上に形成された、前記第１の導電型を有する導
波層と；前記導波層上に形成された活性層と；前記活性
層上に形成された、第２の導電型を有するクラッド層
と；前記クラッド層上に、第１の極性のキャリアを注入
するように形成された第１の電極手段と；前記基板上
に、第２の極性のキャリアを注入するように形成された
第２の電極手段とよりなるレーザダイオードアレイにお
いて、 前記複数のメサ構造の各々において、前記回折格子を構
成する溝の各々は、隣接するメサ構造上の対応する溝
と、前記第１の方向に延在し、前記第２の方向に繰り返
され、前記第２の方向への繰り返しピッチが前記第２の
方向に向かって連続的に変化する複数の仮想的ラインの
一上において整列することを特徴とするレーザダイオー
ドアレイ。 - 【請求項１８】 基板上に、第１の光ビームと第２の光
ビームとを、互いに異なった入射角で照射し、互いに干
渉させる工程と；前記基板上に形成されたレジスト層
を、前記第１および第２の光ビームの干渉により形成さ
れた干渉縞に従って露光する工程と；前記基板上に、前
記干渉縞に従って、回折格子を形成する工程とよりなる
回折格子の形成方法であって、 前記第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビーム
の波面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基
板面に平行になるように照射され、 さらに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１お
よび第２の光ビームのの光路中に挿入された、前記交線
に平行な第１の方向に傾斜し、さらに前記交線に直交す
る第２の方向にも傾斜した平滑な傾斜面を有する光学要
素により、屈折させる工程を含むことを特徴とする回折
格子の形成方法。 - 【請求項１９】 基板上に、第１の光ビームと第２の光
ビームとを、互いに異なった入射角で照射し、互いに干
渉させる工程と；前記基板上に形成されたレジスト層
を、前記第１および第２の光ビームの干渉により形成さ
れた干渉縞に従って露光する工程と；前記基板上に、前
記干渉縞に従って、回折格子を形成する工程とよりなる
回折格子の形成方法であって、 前記第１および第２の光ビームは、前記第１の光ビーム
の波面と前記第２の光ビームの波面との交線が、前記基
板面に平行になるように照射され、 さらに、前記第１および第２の光ビームを、前記第１お
よび第２の光ビームのの光路中に挿入された、前記交線
に平行な第１の方向に直交する第２の方向に傾斜した平
滑な傾斜面を有する光学要素により、屈折させる工程を
含むことを特徴とする回折格子の形成方法。
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