JPH10275959A - 分布帰還型半導体レーザ素子の製造方法及び分布帰還型半導体レーザ素子 - Google Patents

分布帰還型半導体レーザ素子の製造方法及び分布帰還型半導体レーザ素子

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JPH10275959A
JPH10275959A JP9474397A JP9474397A JPH10275959A JP H10275959 A JPH10275959 A JP H10275959A JP 9474397 A JP9474397 A JP 9474397A JP 9474397 A JP9474397 A JP 9474397A JP H10275959 A JPH10275959 A JP H10275959A
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JP
Japan
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distributed feedback
semiconductor laser
feedback semiconductor
gratings
grating
Prior art date
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Pending
Application number
JP9474397A
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English (en)
Inventor
Kiyoshi Takei
清 武井
Yoshiaki Watabe
義昭 渡部
Nou Chin
農 陳
Kiyobumi Chikuma
清文 竹間
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Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Electronic Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 生産効率の良い分布帰還型半導体レーザ素子
の製造方法を提供し、高歩留り、低コスト、高品質な分
布帰還型半導体レーザ素子を提供することを目的とす
る。 【解決手段】 分布帰還型半導体レーザ素子の製造方法
であって、レーザ基板を形成する工程と、レーザ基板上
にグレーティングを形成する工程と、グレーティングが
形成されたレーザ基板をエッチングすることにより、ス
トライプ方向にリッジを形成する工程と、電極を形成す
る工程と、を含むことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、分布帰還型(Dist
ributed FeedBack:DFB)半導体レーザ素子の製造方法及
び分布帰還型半導体レーザ素子に関する。
【0002】
【従来の技術】分布帰還型半導体レーザ素子は、光CA
TV等の光通信システムや、SHG(Second Harmonic
Generation)素子を用いた短波長レーザ、又は小型固体
レーザのポンプ光源や、光計測分野等に応用され得る素
子として知られている。従来の分布帰還型半導体レーザ
はいわゆる2段階エピタキシャル成長によって、形成さ
れている。2段階エピタキシャル成長では、レーザの導
波層にグレーティング(回折格子)を設け、その後導波
路上にその他の層をエピタキシャル成長させて形成す
る。
【0003】図3及び図4は、従来の分布帰還型半導体
レーザの製造工程を示す図であり、図3(a)におい
て、InP基板301を用い、所定のエピタキシャル成
長方法、液相成長法、有機金属気相成長法、分子線成長
法等で1回目の結晶成長によりn−InP下部クラッド
層302、グレーティング提供層303aを形成する。
【0004】次に図3(b)に示すように、グレーティ
ング提供層(活性層)303aを干渉露光によりグレー
ティングが施された層303bを形成する。次に図3
(c)に示すように、グレーティングが形成された層3
03bの上に2回目の結晶成長(再成長工程)によりグ
レーティングを埋め込んだ活性層304、p−InP上
部クラッド層305、コンタクト層306を形成する。
【0005】次に図3(d)に示すように、図示しない
リッジマスクをコンタクト層306上に形成して、コン
タクト層306及びクラッド層をエッチングして、両側
平坦部311とこれらから突出する所定高さで平坦上面
部を有するリッジ310とを形成する。
【0006】次に、図3(a)〜(d)の工程後、図4
(a)に示すように、両側平坦部311及びリッジ31
0の平坦上面部上にわたって、SOG(Spin on Glass
)膜又はポリイミド膜等の絶縁保護膜312を形成す
る。次に、図4(b)に示すように、エッチングによっ
てコンタクト層306上の絶縁保護膜312をコンタク
ト層306が現れるまで除去し、図4(c)に示すよう
に、例えば、Au/Zn等の金属導電層を電極313と
して真空蒸着等により形成してリッジ型DFB半導体レ
ーザ素子は完成する。もちろん、図示しないが電極31
3に対向する基板301側にも電極を形成する。
【0007】また、2段階エピタキシャル成長の煩雑性
を回避するために、平坦な基板上に1段階エピタキシャ
ル成長によって作製されるすなわち再エピタキシャル成
長の無い、いわゆる無再成長分布帰還型半導体レーザも
開発されている。例えば、基板に活性層、クラッド層等
をエピタキシャル成長させ、リッジを形成し、リッジ上
面部及びその両側平坦部にグレーティングを設けた屈折
率結合のみの分布帰還型半導体レーザが開示されてい
る。かかる無再成長分布帰還型半導体レーザ素子の製造
方法において、グレーティングは電子ビーム描画法によ
って形成されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように従来の分布帰還型半導体レーザ素子の製造方法で
は、リッジの形成とグレーティングの形成が独立した工
程を必要とし、生産効率が低いという問題があり、コス
ト高の一因にもなっている。
【0009】本発明は上記の問題点に鑑みなされたもの
であって、生産効率の良い分布帰還型半導体レーザ素子
の製造方法を提供し、高歩留り、低コスト、高品質な分
布帰還型半導体レーザ素子を提供することを目的とす
る。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明による分布帰還型半導体レーザ素子の製造方
法は、レーザ基板を形成する工程と、レーザ基板上にグ
レーティングを形成する工程と、グレーティングが形成
されたレーザ基板をエッチングすることにより、ストラ
イプ方向にリッジを形成する工程と、電極を形成する工
程と、を含むことを特徴とする。
【0011】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
記載の分布帰還型半導体レーザ素子の製造方法であっ
て、グレーティングを形成する工程が、レーザ基板上に
レジスト層を塗布(積層)する工程と、レジスト層にグ
レーティングを形成する工程と、レジスト層に形成され
たグレーティングをレーザ基板に転写する工程と、から
なることを特徴とする。
【0012】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
乃至2のいずれかに記載の分布帰還型半導体レーザ素子
の製造方法であって、グレーティングは光干渉露光法に
より形成されることを特徴とする。
【0013】また、請求項4に記載の発明は、請求項1
乃至2のいずれかの方法により製造された分布帰還型半
導体レーザ素子であることを特徴とする。
【0014】
【作用】本発明は上述のようにリッジ及びグレーティン
グをエッチングにより同一工程で形成することができ、
生産効率の良い分布帰還型半導体レーザ素子の製造を可
能とし、高歩留り、低コスト、高品質で分布帰還型半導
体レーザ素子を提供することが可能となる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下に、本発明による分布帰還型
半導体レーザを作製する方法の実施の形態を図1及び図
2に基づいて説明する。まず、図1(a)に示すよう
に、n−InP基板101を用意し、所定のエピタキシ
ャル成長方法、液相成長法、有機金属気相成長法、分子
線成長法等で、InGaAsPからなる活性層103を
組成の異なるInGaAsPからなるガイド層102,
104で挟むように形成し、その上にn−InPクラッ
ド層105、p−InGaAsPコンタクト層106、
p−InGaAsキャップ層107の各層を順次成膜
し、レーザ基板を形成する。
【0016】次に、図1(b)に示すように、グレーテ
ィング露光用レジスト108をキャップ層107の上に
塗布する。この際、キャップ層107の表面にSiO2
膜等をスパッタ等で成膜し、絶縁保護膜を形成した後、
レジスト塗布を行う場合もある。
【0017】レジスト塗布を行った上に二光束干渉露光
法等により所定のグレーティングを露光現像してグレー
ティングを得る(図1(c))。グレーティングを得た
ら、Cl2 ドライエッチングにより半導体層(n―クラ
ッド層)へのグレーティングの転写を行い、レジストを
除去する。前述したSiO2 膜を用いた場合は、グレー
ティングの転写はSiO2 膜への転写を経て半導体層へ
転写されることになる。
【0018】次に、図1(d)に示すように、リッジ用
のSiO2 等のエッチング用酸化膜のマスクをスパッタ
等の方法により成膜した後、フォトリソグラフィや電子
ビームプロセス等を経てストライプパターンに加工し、
Cl2 ドライエッチングを経て図1(e)に示すように
ストライプ方向にリッジを形成すると共に、表面のグレ
ーティング構造の情報がリッジ側壁とリッジ110を挟
むクラッド層105に転写される。
【0019】次に、リッジ形成用のSiO2 マスクを除
去して図2(a)に示すようなリッジ110の上面、両
側壁、両側のクラッド層105にグレーティング109
が形成された構造を得る。各側壁が半導体基板底面とな
す角が90度であれば、グレーティング109の内のリ
ッジ110の両側壁のグレーティングは形成されない
が、一般的にはこの角度は傾斜角となり65〜80゜程
度に形成されるためリッジ110の両側壁にも浅いグレ
ーティングが形成されることになる。
【0020】これで本発明の分布帰還型半導体レーザ素
子の基本構造が形成され、後は従来と同様に図2(b)
に示すように水ガラス又はポリイミド樹脂等の絶縁保護
膜112を図2(a)の上部に埋め込み、ドライエッチ
ングによりリッジ110の上面を露出(セルフアライン
法)させ(図2(c))、図2(d)〜(f)の電極1
13の形成工程を経て、へき開して本発明の分布帰還型
半導体レーザ素子が完成される(図2(g))。
【0021】以上の如く、本発明の分布帰還型半導体レ
ーザ素子の製造方法では、予め平坦に成膜されたレーザ
基板の上面にレジストを塗布して二光束干渉露光法等に
よりグレーティングを形成し、ドライエッチングにより
InPグレーティングを形成した後、グレーティング上
にSiO2 等のリッジ形成用マスクを成膜する。
【0022】なお、上述した二光束干渉露光法等に代わ
って、例えば電子ビーム描画法又はSOR−X法等を用
いることも可能であるが、二光束干渉露光法を用いれ
ば、グレーティングが一括形成されるため、工程が短時
間ですみしかも高価な設備も不要になる。
【0023】そして、リッジ形成用のマスク成膜の後、
ドライエッチングによりリッジの形成を行うと、同一工
程でグレーティング109も形成される。すなわち、図
1(d)に示すグレーティングの高低差はそのままリッ
ジ形成の過程で保たれたままエッチングは進行するため
同一工程でリッジの形成とグレーティングの形成が行わ
れる。従って、分布帰還型半導体レーザ素子の製造にお
ける生産性を従来に比べ大幅に向上することができ、分
布帰還型半導体レーザ素子を、高歩留り、低コスト、高
品質で提供することが可能となる。
【0024】特に本発明は、分布帰還型半導体レーザ素
子の中でも、無再成長分布帰還型及び横結合分布帰還型
半導体レーザ素子を製造する上で有効である。
【0025】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、リッジ
及びグレーティングをエッチングにより同一工程で形成
することができ、生産効率の良い分布帰還型半導体レー
ザ素子の製造を可能とし、高歩留り、低コスト、高品質
で分布帰還型半導体レーザ素子を提供することが可能と
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における分布帰還型半導体レーザ素子の
製造工程を示す斜視図である。
【図2】本発明における分布帰還型半導体レーザ素子の
製造工程を示す斜視図である。
【図3】従来の分布帰還型半導体レーザの製造工程を示
す図である。
【図4】従来の分布帰還型半導体レーザの製造工程を示
す図である。
【符号の説明】
101,301・・・ 基板 102,104・・・ ガイド層 103,303a,303b,304・・・ 活性層 105,302,305・・・ クラッド層 106,306・・・ コンタクト層 107・・・ キャップ層 108・・・ グレーティング露光用レジスト 109・・・ グレーティング 110,310・・・ リッジ 311・・・ 両側平坦部 112 312・・・ 絶縁保護膜 113 313・・・ 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹間 清文 埼玉県鶴ヶ島市富士見6丁目1番1号 パ イオニア株式会社総合研究所内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 レーザ基板を形成する工程と、 前記レーザ基板上にグレーティングを形成する工程と、 グレーティングが形成されたレーザ基板をエッチングす
    ることにより、ストライプ方向にリッジを形成する工程
    と、 電極を形成する工程と、 を含むことを特徴とする分布帰還型半導体レーザ素子の
    製造方法。
  2. 【請求項2】 前記グレーティングを形成する工程は、 レーザ基板上にレジスト層を塗布(積層)する工程と、 前記レジスト層にグレーティングを形成する工程と、 前記レジスト層に形成されたグレーティングをレーザ基
    板に転写する工程と、 からなることを特徴とする請求項1記載の分布帰還型半
    導体レーザ素子の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記グレーティングは光干渉露光法によ
    り形成されることを特徴とする請求項1乃至2のいずれ
    かに記載の分布帰還型半導体レーザ素子の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれかの方法により
    製造された分布帰還型半導体レーザ素子。
JP9474397A 1997-03-28 1997-03-28 分布帰還型半導体レーザ素子の製造方法及び分布帰還型半導体レーザ素子 Pending JPH10275959A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6662439B1 (en) 1999-10-04 2003-12-16 Roche Diagnostics Corporation Laser defined features for patterned laminates and electrodes
US6911621B2 (en) 2000-11-01 2005-06-28 Roche Diagnostics Corporation Biosensor
US7073246B2 (en) 1999-10-04 2006-07-11 Roche Diagnostics Operations, Inc. Method of making a biosensor

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