JPH11112105A - Fabrication of semiconductor laser, optical module and optical application system fabricated by that method - Google Patents

Fabrication of semiconductor laser, optical module and optical application system fabricated by that method

Info

Publication number
JPH11112105A
JPH11112105A JP9270797A JP27079797A JPH11112105A JP H11112105 A JPH11112105 A JP H11112105A JP 9270797 A JP9270797 A JP 9270797A JP 27079797 A JP27079797 A JP 27079797A JP H11112105 A JPH11112105 A JP H11112105A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
diffraction grating
developer
development
semiconductor laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9270797A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Shinoda
和典 篠田
Masaichi Uchino
正市 内野
Masahiro Aoki
雅博 青木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP9270797A priority Critical patent/JPH11112105A/en
Publication of JPH11112105A publication Critical patent/JPH11112105A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance reproducibility and high volume productivity of phase shift type element excellent in single mode selectivity by employing a resist functioning positively in the development with first developer but functioning negatively in the development with second developer in a semiconductor region for forming diffraction grating. SOLUTION: An n-type InP substrate 1 is spin coated with a polyxycarbonyl- styrene(PBOCST) based resist 2 by 100 nm. It is then subjected to interference exposure by means of an He-Cd laser 3 to obtain an exposure pattern where an exposed part and an unexposed part 5 are arranged periodically at a period of 200 nm. A part of an exposed resist is then coated with the shadow mask 6 of a silicon substrate and subjected to spray development with alkaline aqueous solution 7. Subsequently, the exposed part 4 is dissolved to leave an unexposed part and the developed part is protected by the shadow mask 6 before spray development is performed with an anisole 8. According to the method, a resist pattern having inverted positive and negative phases can be transferred onto the surface of an InP substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、回折格子が形成さ
れた領域を有する半導体レーザ装置の製造方法に係り、
当該回折格子を構成する凹凸の周期が回折格子内部で反
転する形状の半導体装置の製造方法、当該半導体レーザ
装置を用いた光モジュール及び光応用システムの構成に
関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor laser device having a region where a diffraction grating is formed,
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a shape in which the period of irregularities forming the diffraction grating is inverted inside the diffraction grating, and an optical module and an optical application system using the semiconductor laser device.

【0002】[0002]

【従来の技術】縦単一モードで動作する分布帰還型半導
体レーザを再現性よく得るためには、共振器の中央で位
相が反転した回折格子を形成することが有効である。従
来の位相シフト型回折格子の形成方法については、ジャ
ーナル・オブ・アプライド・フィジックス、75巻、1号(199
4年)第1頁から第29頁のMakoto Okai他の解説論文に、系
統的にまとめられている。上記文献に記述されているよ
うに、位相シフト型回折格子の形成方法として、二重レ
ジスト法、電子線露光法、位相変調マスク法、位相変調
層法、回折格子マスク密着法等幾つかの方法が検討され
ている。また、上記文献に記述されている方法の他に
も、特開平3-61901号公報及び特開平8-5812号公報に
開示されている画像反転レジスト法が検討されている。
2. Description of the Related Art In order to obtain a distributed feedback semiconductor laser operating in a single longitudinal mode with good reproducibility, it is effective to form a diffraction grating whose phase is inverted at the center of a resonator. For a conventional method of forming a phase-shifting diffraction grating, see Journal of Applied Physics, Vol. 75, No. 1 (199).
4 years) Systematically summarized in Makoto Okai et al.'S commentary on pages 1 to 29. As described in the above literature, there are several methods for forming a phase shift type diffraction grating, such as a double resist method, an electron beam exposure method, a phase modulation mask method, a phase modulation layer method, and a diffraction grating mask adhesion method. Is being considered. In addition to the methods described in the above-mentioned documents, an image reversal resist method disclosed in JP-A-3-61901 and JP-A-8-5812 has been studied.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術の位相シ
フト型回折格子の形成方法には、以下の如き問題点があ
った。
The above-mentioned prior art method for forming a phase shift type diffraction grating has the following problems.

【0004】二重レジスト法では、基板のネガ部分とポ
ジ部分の間に200〜400オングストローム(Å)の段差が
できるという問題があり、これが単一モード化を損なう
原因となった。また、レジストパターンを結晶表面に転
写する際、ポジ部分とネガ部分で分けて行うため、両部
分の回折効率を再現性良く揃えることが困難であった。
電子線露光法では電子線による描画に長時間を要し、量
産性に問題があった。位相変調マスク法や位相変調層法
は位相シフト量を正確に再現性良く得ることができなか
った。回折格子マスク密着法では、精度の高い回折格子
マスクを製作することが困難であり、再現性、量産性に
問題があった。画像反転レジスト法では、加熱及び全面
露光によりポジ/ネガ画像反転するレジストを用いる
が、ポジ型として機能させる場合の適正な露光量とネガ
型として機能させる場合の適正な露光量が異なるため複
数回の領域選択露光が必要となり、作製プロセスが極め
て複雑となるため、再現性よく位相シフトパターンを形
成することができなかった。このように、従来技術の位
相シフト型回折格子の形成方法には再現性・量産性・単一
モード選択性の観点で満足できるものはなかった。
In the double resist method, there is a problem that a step of 200 to 400 angstroms (Å) is formed between the negative portion and the positive portion of the substrate. In addition, when transferring the resist pattern to the crystal surface, since it is performed separately for the positive portion and the negative portion, it is difficult to make the diffraction efficiency of both portions uniform with good reproducibility.
In the electron beam exposure method, drawing with an electron beam requires a long time, and there is a problem in mass productivity. The phase modulation mask method and the phase modulation layer method have not been able to accurately obtain the phase shift amount with good reproducibility. In the diffraction grating mask contact method, it is difficult to manufacture a highly accurate diffraction grating mask, and there is a problem in reproducibility and mass productivity. In the image reversal resist method, a resist that inverts a positive / negative image by heating and whole-surface exposure is used. However, since an appropriate exposure amount when functioning as a positive type and an appropriate exposure amount when functioning as a negative type are different, a plurality of times are used. In this case, a phase shift pattern cannot be formed with good reproducibility because the region selection exposure is required and the manufacturing process becomes extremely complicated. As described above, none of the conventional methods of forming a phase shift type diffraction grating is satisfactory in terms of reproducibility, mass productivity, and single-mode selectivity.

【0005】本発明の第一の目的は、再現性・量産性・単
一モード選択性に優れた位相シフト型回折格子を有する
半導体レーザ装置の製造方法を提供することにある。ま
た、本発明の第二の目的は、この半導体レーザを搭載し
た光モジュールを提供することにある。また、本発明の
第三の目的は、この半導体レーザを搭載した光伝送シス
テムあるいは光情報処理システム等の光応用システムを
提供することにある。
A first object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor laser device having a phase shift type diffraction grating having excellent reproducibility, mass productivity and single mode selectivity. A second object of the present invention is to provide an optical module equipped with this semiconductor laser. A third object of the present invention is to provide an optical application system such as an optical transmission system or an optical information processing system equipped with the semiconductor laser.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の第一の目的を達成
するために、回折格子が形成された半導体領域を有する
半導体レーザ装置(所謂、分布帰還型又は分布ブラッグ
反射型の共振器構造を有する半導体レーザ)の製造方法
において、本発明は次の2種類のプロセスによる回折格
子形成工程を提供する。いずれのプロセスにおいても、
回折格子を形成すべき半導体領域に塗布されるレジスト
は、第一の現像液による現像に対してポジ型として機能
し且つ第二の現像液による現像に対してネガ型として機
能するものを用い、一種類で2つの機能を併せ持つ当該
レジストを望ましくは単一で上記半導体領域(例えば、
半導体基板)に塗布する。
In order to achieve the first object, a semiconductor laser device having a semiconductor region on which a diffraction grating is formed (a so-called distributed feedback type or distributed Bragg reflection type resonator structure). The present invention provides a diffraction grating forming step by the following two types of processes. In either process,
A resist that is applied to a semiconductor region where a diffraction grating is to be formed functions as a positive type for development with a first developer and functions as a negative type for development with a second developer, The resist having one function and two functions is desirably used as a single resist in the semiconductor region (for example,
(Semiconductor substrate).

【0007】第1のプロセスは、上記回折格子を形成す
べき半導体領域に上記レジストを塗布し(第1の工
程)、このレジストをレーザ光による干渉露光法で周期
的に露光する(第2の工程)。周期的露光とは、具体的
には当該レジストに露光領域とこれに隣接する非露光領
域とを周期的に形成することである。次に、上記レジス
トの、特に露光領域の一部分(以下、第1の部分と呼
ぶ)を上記第一又は第二のいずれか一方の現像液で現像
した後、上記第1部分とは別の部分(未現像部分、以
下、第2の部分と呼ぶ)をもう一方の現像液(第1部分
の現像に用いない現像液)で現像することにより、当該
レジストに位相の異なる連続性のある周期性パターンを
形成する(第3の工程)。次に、このレジストの周期的
な凹凸(又は周期的な切り欠き)パターンをマスクとし
て上記半導体領域に位相の異なる連続的な凹凸を形成し
て上記半導体領域に上記回折格子を形成する(第4の工
程)。
In a first process, the resist is applied to a semiconductor region on which the diffraction grating is to be formed (first step), and the resist is periodically exposed by an interference exposure method using a laser beam (second step). Process). Specifically, the periodic exposure means that an exposed region and a non-exposed region adjacent thereto are periodically formed in the resist. Next, after developing a part of the resist, particularly a part of the exposed area (hereinafter, referred to as a first part), with one of the first and second developers, a part different from the first part is developed. By developing the undeveloped portion (hereinafter, referred to as a second portion) with another developing solution (a developing solution not used for developing the first portion), the resist has a continuous periodicity having different phases. A pattern is formed (third step). Next, using the periodic unevenness (or periodic notch) pattern of the resist as a mask, continuous unevenness having a different phase is formed in the semiconductor region to form the diffraction grating in the semiconductor region (fourth). Process).

【0008】第2のプロセスは、上記第1のプロセスと
第1、第2及び第4の工程で共通するが、レジストの現
像及びパターニングに係る第3の工程で異なる。即ち、
第2の工程で上記レジストの、特に露光領域の一部分
(第1の部分)にシリル化処理を施し且つ酸素プラズマ
で乾式現像した後、上記第1部分とは別の部分(未現像
部分:第2の部分)を上記第一の現像液で現像して、該
レジストに位相が異なり且つ連続性のある周期的なパタ
ーンを形成する。
The second process is common to the first process and the first, second and fourth steps, but differs in the third step relating to the development and patterning of the resist. That is,
In the second step, a silylation treatment is performed on the resist, particularly a part (first part) of the exposed area, and dry development is performed with oxygen plasma, and then a part different from the first part (undeveloped part: first part) 2) is developed with the first developer to form a periodic pattern having a different phase and continuity on the resist.

【0009】上記いずれのプロセスにおいても、上記第
一の現像液に極性溶媒を、上記第二の現像液に無極性溶
媒を組み合わせるとよく、また、上記レジストとして化
学増幅系レジストを採用するとよい。
In any of the above processes, a polar solvent may be combined with the first developer and a non-polar solvent may be combined with the second developer, and a chemically amplified resist may be used as the resist.

【0010】さらに、上記本発明の第二の目的は、上記
の製造方法を用いて製造した半導体レーザ装置を組み込
んで光モジュールを製造することにより、上記第三の目
的は、当該半導体レーザ装置を組み込んで光応用システ
ムを構成することにより達成される。
Further, a second object of the present invention is to manufacture an optical module by incorporating a semiconductor laser device manufactured by using the above-described manufacturing method. This is achieved by incorporating the optical application system.

【0011】尚、上述の干渉露光法とは、レーザ光を二
つの光束に分割した後に合波することで干渉を生ぜし
め、この干渉光を用いて物体面上、例えば半導体基板上
に形成したフォトレジスト膜を露光する手法であり、干
渉に応じて速度あるいは性質が変化する光化学反応を利
用して物体面上に周期的に配列した縞状の露光パターン
を形成することを特徴とする露光方法である。具体的に
説明すると、試料面上に波長λの互いに相関のある二光
束を入射すると、相対する二光束のなす角を2θ、ま
た、その角度の中線方向と試料面の法線とがなす角をσ
とすれば、試料面上に、下記の周期Λの縞状模様ができ
る。
In the above-described interference exposure method, interference is generated by dividing a laser beam into two light beams and then combining the laser beams, and the interference light is formed on an object surface, for example, on a semiconductor substrate using the interference light. A method of exposing a photoresist film, the method comprising forming a striped exposure pattern that is periodically arranged on an object surface using a photochemical reaction whose speed or property changes according to interference. It is. Specifically, when two light beams having a wavelength λ that are correlated with each other are incident on the sample surface, the angle between the two light beams is 2θ, and the middle direction of the angle and the normal line of the sample surface are formed. Angular σ
Then, a striped pattern having the following period Λ is formed on the sample surface.

【0012】[0012]

【数1】 Λ=λ/(2sinθ・cosσ) 試料面上にフォトレジスト膜を塗布しておけば、この縞
状の干渉光により露光することにより、周期的に配列し
た縞状レジストパターンを形成できるのである。
1 = λ / (2 sin θ · cos σ) If a photoresist film is applied on the sample surface, a stripe-shaped resist pattern that is periodically arranged is formed by exposing with a stripe-shaped interference light. You can.

【0013】また、上述の化学増幅系レジストとは、露
光により発生する酸の触媒作用を利用した高感度レジス
トの総称である。露光により発生した酸は多数回の化学
反応を引き起こす触媒として働く。露光により発生する
酸の量子効率は1以下であるが、溶解性を引き起こす露
光後の熱反応は触媒的に進行するので、実効的な反応の
量子効率は1よりはずっと大きくなる。これが化学増幅
系レジストにおける高感度化の機構である。
The above-described chemically amplified resist is a general term for a high-sensitivity resist utilizing a catalytic action of an acid generated by exposure. The acid generated by the exposure acts as a catalyst that causes a number of chemical reactions. The quantum efficiency of the acid generated by exposure is less than 1, but the thermal reaction after exposure that causes solubility proceeds catalytically, so the quantum efficiency of the effective reaction is much higher than 1. This is the mechanism for increasing the sensitivity of the chemically amplified resist.

【0014】以下、本発明の作用を図9〜10を用いて説
明する。
The operation of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0015】本発明の特徴は、露光後の処理方法により
ポジ型としてもネガ型としても機能し得るレジストを採
用することにより、単層のレジスト面内でポジパターン
とネガパターンを得ることにある。このような性質を有
するレジストとしては、用いる現像液によりポジ型とし
てもネガ型としても機能し得る化学増幅系レジスト、及
び露光後の加熱、全面露光処理によりポジ型からネガ型
に機能が変化するレジスト(以下、画像反転レジストと
呼ぶ)の二種類が挙げられる。以下に夫々のレジストの
作用を説明する。
A feature of the present invention resides in that a positive pattern and a negative pattern are obtained in a single-layer resist surface by employing a resist which can function as a positive type or a negative type by a processing method after exposure. . As a resist having such properties, a chemically amplified resist capable of functioning as both a positive type and a negative type depending on a developing solution used, and the function changes from a positive type to a negative type by heating after exposure and overall exposure processing. There are two types of resists (hereinafter, referred to as image reversal resists). The operation of each resist will be described below.

【0016】化学増幅系レジストの一例として、ポリビ
ニルフェノールの水酸基をtert-ブトキシカルボニル基
で保護したポリマー(ポリ(4-tert-ブトキシカルボニル)
スチレン(以下PBOCSTと略す))とスルホニウム塩からな
る系を挙げる。この系の化学増幅レジストの反応を図9
に示す。図9に示した如く、露光によるスルホニウム塩
の光分解により生成したプロトン酸が触媒となり、露光
後ベークにおいてPBOCSTからポリビニルフェノールへの
熱分解がおこる。ポリビニルフェノールはアルカリ可溶
で非極性有機溶媒に不溶であり、PBOCSTはこれと逆の溶
解性を示す。従って、この系はアルカリ水溶液またはア
ルコールで現像するとポジ型レジストとして機能し、ア
ニソールなどの非極性溶媒で現像するとネガ型レジスト
として機能する。その他にも、例えばポリビニル安息香
酸エステル等のエステルポリマも、PBOCST系レジストと
同様に溶媒の極性を変えることにより、ポジ型またはネ
ガ型として機能する。このようなレジストを基板に塗布
してレーザの干渉露光により周期的パターンを露光した
後、部分的にマスキングを施して一方の溶媒で現像を行
い、残りの部分を極性の異なる溶媒で現像することによ
り、途中で位相が反転した周期的レジストパターンを得
ることができる。
As an example of a chemically amplified resist, a polymer (poly (4-tert-butoxycarbonyl)) in which the hydroxyl group of polyvinyl phenol is protected by a tert-butoxycarbonyl group
A system composed of styrene (hereinafter abbreviated as PBOCST) and a sulfonium salt is exemplified. Figure 9 shows the reaction of the chemically amplified resist in this system.
Shown in As shown in FIG. 9, the proton acid generated by the photolysis of the sulfonium salt by the exposure serves as a catalyst, and the PBOCST is thermally decomposed into polyvinylphenol in the post-exposure bake. Polyvinyl phenol is soluble in alkali and insoluble in non-polar organic solvents, and PBOCST shows the opposite solubility. Therefore, this system functions as a positive resist when developed with an aqueous alkali solution or alcohol, and functions as a negative resist when developed with a nonpolar solvent such as anisole. In addition, an ester polymer such as polyvinyl benzoate, for example, functions as a positive type or a negative type by changing the polarity of the solvent similarly to the PBOCST-based resist. After applying such a resist to the substrate and exposing the periodic pattern by laser interference exposure, partially masking, developing with one solvent, and developing the remaining part with a solvent with a different polarity As a result, a periodic resist pattern whose phase is inverted on the way can be obtained.

【0017】次に、画像反転レジストについて説明す
る。この系のレジストの反応を図10に示す。図10に
示す如く、この系のレジストはポジ型レジストにおい
て、露光時に溶解抑制剤であるジアゾキノン感光剤から
生成するアルカリ可溶のインデンカルボン酸が加熱によ
り脱炭酸反応を起こしてアルカリ不溶のインデンに変化
する性質を利用したものである。従って、露光後はポジ
型として機能するが、これを加熱し且つ全面露光すると
ネガ型として機能する。
Next, the image reversal resist will be described. The reaction of this type of resist is shown in FIG. As shown in FIG. 10, the resist of this type is a positive type resist, and the alkali-soluble indene carboxylic acid generated from the diazoquinone photosensitive agent which is a dissolution inhibitor at the time of exposure causes a decarboxylation reaction by heating to form an alkali-insoluble indene. It uses a changing property. Therefore, it functions as a positive type after exposure, but functions as a negative type when it is heated and the whole surface is exposed.

【0018】画像反転レジストの基板(又は半導体層)
加工に係るパターンのポジ/ネガ反転は、このレジスト
を基板に塗布してレーザの干渉露光により周期的パター
ンを露光した後、部分的にマスキングを施して現像を行
い、この部分をdeep UV照射等により現像液への溶解性
を抑制した後、加熱、全面露光を施して残りの部分をネ
ガ型に変換し、現像を行う一連の工程で実現できる。ま
た、基板に塗布したレジストに周期的パターンをレーザ
による干渉露光で形成し、部分的に加熱、露光を施して
ポジ/ネガ反転させて現像を行う一連の工程でも実現で
きる。
Substrate (or semiconductor layer) of image reversal resist
Positive / negative reversal of the pattern related to processing is performed by applying this resist to a substrate, exposing a periodic pattern by laser interference exposure, partially masking and developing, and irradiating this part with deep UV irradiation etc. After suppressing the solubility in a developing solution by heating, the remaining portion is converted to a negative type by heating and exposing the entire surface, and the development can be realized in a series of steps of development. Further, it can also be realized by a series of steps in which a periodic pattern is formed on a resist applied to a substrate by interference exposure using a laser, and partial heating and exposure are performed to perform positive / negative reversal and development.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明の望ましき実施の形
態を記した実施例1乃至8と図1〜6を参照し、本発明に
ついて具体的且つ詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail with reference to Embodiments 1 to 8 showing preferred embodiments of the present invention and FIGS.

【0020】<実施例1>まず第一の実施例を図1によ
り詳細に説明する。n型InP基板1上にポリ(4-tert-ブト
キシカルボニル)スチレン(以下PBOCSTと略す)系レジス
ト2を100nmの厚さにスピンナー塗布する(図1(a))。次に
He-Cdレーザ3(波長325nm)を用いて干渉露光を行い、200
nm周期で露光部4と未露光部5が周期的に配列した露光パ
ターンを得る(図1(b))。次にこの周期的に露光を施した
レジストの一部分にシリコン基板で作製したシャドウマ
スク6を被せ、アルカリ水溶液7を用いてスプレー現像を
行う。 PBOCST系レジストはアルカリ水溶液に対しては
ポジ型として機能するので、露光部4が溶解し、未露光
部5が残る(図1(c))。次に現像の済んだ部分をシャドウ
マスク6で保護し、未現像部分をアニソール8を用いてス
プレー現像を行う。 PBOCST系レジストは非極性溶媒に
対してはネガ型として機能するので、未露光部4が溶解
し、露光部が残る。これにより、ポジ部分とネガ部分で
位相の反転したレジストパターンを形成した(図1(d))。
さらに、エッチング液(HBr:H2O2:H2O=75:1:750、体積
比)を用いてこのレジスト回折格子パターンをInP基板1
の表面に転写することにより(図1(e))、InP基板表面に
途中で位相が反転した周期が200nmの回折格子を得るこ
とができた(図1(f))。
<Embodiment 1> First, a first embodiment will be described in detail with reference to FIG. A poly (4-tert-butoxycarbonyl) styrene (hereinafter abbreviated as PBOCST) -based resist 2 is spin-coated on the n-type InP substrate 1 to a thickness of 100 nm (FIG. 1 (a)). next
Perform interference exposure using He-Cd laser 3 (wavelength 325 nm), 200
An exposure pattern in which the exposed portions 4 and the unexposed portions 5 are periodically arranged at a nm cycle is obtained (FIG. 1 (b)). Next, a part of this periodically exposed resist is covered with a shadow mask 6 made of a silicon substrate, and spray development is performed using an alkaline aqueous solution 7. Since the PBOCST-based resist functions as a positive type with respect to an alkaline aqueous solution, the exposed portion 4 dissolves and the unexposed portion 5 remains (FIG. 1 (c)). Next, the developed portion is protected by a shadow mask 6, and the undeveloped portion is spray-developed using anisole 8. Since the PBOCST-based resist functions as a negative type with respect to the non-polar solvent, the unexposed portion 4 dissolves and the exposed portion remains. As a result, a resist pattern in which the phase was inverted between the positive portion and the negative portion was formed (FIG. 1 (d)).
Further, using an etching solution (HBr: H 2 O 2 : H 2 O = 75: 1: 750, volume ratio), the resist diffraction grating pattern was formed on the InP substrate 1
(FIG. 1 (e)), it was possible to obtain a diffraction grating with a phase inversion of 200 nm on the surface of the InP substrate on the InP substrate surface (FIG. 1 (f)).

【0021】<実施例2>次に第二の実施例を図2によ
り詳細に説明する。n型InP基板1上の一部分に通常の熱C
VD法とリソグラフィー技術を用いて厚さ50nmのSiO2膜を
形成する(図2(a))。次にポリビニル安息香酸エステル系
レジスト10を120nmの厚さにスピンナー塗布する(図2
(b))。次にHe-Cdレーザ3(波長350nm)を用いて干渉露光
を行い、240nm周期で露光部4と未露光部5が周期的に配
列した露光パターンを得る(図2(c))。
<Embodiment 2> Next, a second embodiment will be described in detail with reference to FIG. Normal thermal C is applied to a part of the n-type InP substrate 1
An SiO 2 film having a thickness of 50 nm is formed using a VD method and a lithography technique (FIG. 2A). Next, a polyvinyl benzoate-based resist 10 is spinner-coated to a thickness of 120 nm (FIG.
(b)). Next, interference exposure is performed using a He-Cd laser 3 (wavelength 350 nm) to obtain an exposure pattern in which the exposed portions 4 and the unexposed portions 5 are periodically arranged at a cycle of 240 nm (FIG. 2C).

【0022】次にこの周期的に露光を施したレジストの
SiO2膜上の部分にシリコン基板で作製したシャドウマス
ク6を被せ、ポリビニル安息香酸エステル系レジスト10
をスプレー塗布する(図2(d))。次に アルカリ水溶液を
用いて現像を行う。ポリビニル安息香酸エステル系レジ
ストはアルカリ水溶液に対してはポジ型として機能する
ので、 SiO2膜上の露光部4が溶解し、 SiO2膜上の未露
光部5が残る(図2(e))。
Next, the resist that has been periodically exposed
A portion of the SiO 2 film is covered with a shadow mask 6 made of a silicon substrate, and a polyvinyl benzoate-based resist 10
Is spray applied (FIG. 2 (d)). Next, development is performed using an alkaline aqueous solution. Since the polyvinyl benzoate-based resist functions as a positive type with respect to an alkaline aqueous solution, the exposed portion 4 on the SiO 2 film dissolves and the unexposed portion 5 on the SiO 2 film remains (FIG. 2 (e)). .

【0023】次にSiO2膜上の未露光部5からなる周期パ
ターンをバッファードフッ酸を用いてSiO2膜に転写する
(図2(f))。次にシクロヘキサノンを用いて現像を行う。
ポリビニル安息香酸エステル系レジストは非極性溶媒
に対してはネガ型として機能するので、未露光部5が溶
解し、露光部4が残る。これにより、ポジ機能を用いて
形成したSiO2膜の周期パターンとネガ部分で位相の反転
したパターンを形成した。さらに、エッチング液(HBr:H
NO3:H2O=1:1:22、体積比)を用いてこの回折格子パター
ンをInP基板1の表面に転写することにより(図2(g))、In
P基板表面に途中で位相が反転した周期が240nmの回折格
子を得ることができた(図2(h))。
[0023] Next transferring a periodic pattern consisting of the unexposed portion 5 on the SiO 2 film on the SiO 2 film using a buffered hydrofluoric acid
(FIG. 2 (f)). Next, development is performed using cyclohexanone.
Since the polyvinyl benzoate-based resist functions as a negative type with respect to a non-polar solvent, the unexposed portions 5 are dissolved, and the exposed portions 4 remain. As a result, a periodic pattern of the SiO 2 film formed by using the positive function and a pattern whose phase was inverted at the negative portion were formed. Further, an etching solution (HBr: H
By transferring this diffraction grating pattern to the surface of the InP substrate 1 using NO 3 : H 2 O = 1: 1: 22 (volume ratio) (FIG. 2 (g)),
A diffraction grating with a phase inversion of 240 nm on the P substrate surface was obtained (FIG. 2 (h)).

【0024】<実施例3>次に第三の実施例を図3によ
り詳細に説明する。n型InP基板1上にPBOCST系レジスト2
を110nmの厚さにスピンナー塗布する(図3(a))。次にHe-
Cdレーザ3(波長325nm)を用いて干渉露光を行い、200nm
周期で露光部4と未露光部5が周期的に配列した露光パタ
ーンを得る(図3(b))。次にこの周期的に露光を施したレ
ジストの一部分にシリコン基板で作製したシャドウマス
ク6を被せ、抵抗加熱法によりAu膜11を蒸着する(図3
(c))。
Embodiment 3 Next, a third embodiment will be described in detail with reference to FIG. PBOCST resist 2 on n-type InP substrate 1
Is spinner-coated to a thickness of 110 nm (FIG. 3 (a)). Next, He-
Perform interference exposure using Cd laser 3 (wavelength 325 nm), 200 nm
An exposure pattern in which the exposed portions 4 and the unexposed portions 5 are periodically arranged is obtained periodically (FIG. 3B). Next, a part of this periodically exposed resist is covered with a shadow mask 6 made of a silicon substrate, and an Au film 11 is deposited by a resistance heating method (FIG. 3).
(c)).

【0025】次にシリル化処理を施す。未露光部5のPBO
CSTはシリル化剤と全く反応しないが、露光により生成
したポリビニルフェノールはシリル化剤と共有結合的に
反応する(図3(d))。この後酸素プラズマ現像すると、露
光部4に生成したシリルエーテルは表面でSiOxへ変換
し、それ以上の酸素プラズマエッチングを妨げる。一
方、未露光部5の有機ポリマーは酸素プラズマで容易に
エッチングされるので、 Au膜11で保護されていない部
分にネガ型のパターンが得られる(図3(e))。次にdeepUV
光12を照射し、得られたネガパターンのアルカリ水溶液
に対する溶解性を抑制する(図3(f))。この後Au膜11をヨ
ウ化アンモン水溶液で溶解除去する(図3(g))。これに引
き続きアルカリ水溶液を用いて現像を行う。 tert-ブト
キシカルボニル系レジストはアルカリ水溶液に対しては
ポジ型として機能するので、露光部4が溶解し、未露光
部5が残る。これにより、ポジ部分とネガ部分で位相の
反転したレジストパターンを形成した(図3(h))。
Next, a silylation treatment is performed. Unexposed part 5 PBO
CST does not react with the silylating agent at all, but polyvinylphenol produced by exposure reacts covalently with the silylating agent (FIG. 3 (d)). Thereafter, when oxygen plasma development is performed, silyl ether generated in the exposed portion 4 is converted into SiO x on the surface, and further prevents oxygen plasma etching. On the other hand, since the organic polymer in the unexposed portion 5 is easily etched by oxygen plasma, a negative pattern is obtained in a portion not protected by the Au film 11 (FIG. 3 (e)). Next, deepUV
Irradiation with light 12 suppresses the solubility of the obtained negative pattern in an aqueous alkaline solution (FIG. 3 (f)). Thereafter, the Au film 11 is dissolved and removed with an aqueous ammonium iodide solution (FIG. 3 (g)). Subsequently, development is performed using an alkaline aqueous solution. Since the tert-butoxycarbonyl-based resist functions as a positive type with respect to an alkaline aqueous solution, the exposed portion 4 dissolves and the unexposed portion 5 remains. As a result, a resist pattern in which the phase was inverted between the positive portion and the negative portion was formed (FIG. 3 (h)).

【0026】さらに、メタンと水素の混合ガスによる反
応性イオンエッチングにより、このレジスト回折格子パ
ターンをInP基板1の表面に転写した(図3(i))。レジスト
パターンを除去することにより、InP基板表面に途中で
位相が反転した周期が200nmの回折格子を得ることがで
きた(図3(j))。
Further, this resist diffraction grating pattern was transferred to the surface of the InP substrate 1 by reactive ion etching using a mixed gas of methane and hydrogen (FIG. 3 (i)). By removing the resist pattern, a diffraction grating with a phase inversion of 200 nm on the surface of the InP substrate could be obtained (FIG. 3 (j)).

【0027】<実施例4>次に第四の実施例を図4によ
り詳細に説明する。n型InP基板1上に画像反転レジスト1
3を120nmの厚さにスピンナー塗布する(図4(a))。次にH
e-Cdレーザ3(波長325nm)を用いて干渉露光を行い、240n
m周期で露光部4と未露光部5が周期的に配列した露光
パターンを得る(図4(b))。次に、この周期的に露光を
施したレジストの一部分にシリコン基板で作製したシャ
ドウマスク6を被せ、抵抗加熱法によりAu膜11を蒸着す
る(図4(c))。
<Embodiment 4> Next, a fourth embodiment will be described in detail with reference to FIG. Image reversal resist 1 on n-type InP substrate 1
3 is applied with a spinner to a thickness of 120 nm (FIG. 4 (a)). Then H
Perform interference exposure using e-Cd laser 3 (wavelength 325 nm), 240n
An exposure pattern in which the exposed portions 4 and the unexposed portions 5 are periodically arranged at m periods is obtained (FIG. 4B). Next, a shadow mask 6 made of a silicon substrate is put on a part of the resist that has been periodically exposed, and an Au film 11 is deposited by a resistance heating method (FIG. 4C).

【0028】次にAZディベロッパを用いて現像を行
う。画像反転レジストは露光後はポジ型として機能する
ので、未露光部5のパターンが残る(図4(d))。次に、d
eep UV光12を照射し、得られたポジパターンの現像液に
対する溶解性を抑制する (図4(e))。この後、Au膜11を
ヨウ化アンモン水溶液で溶解除去する(図4(f))。これ
に引き続き、120℃でのベーキングと全面露光を行い、
未現像部分をネガ型に変換する。これは干渉露光時に溶
解抑制剤であるジアゾキノン感光剤から生成するアルカ
リ可溶のインデンカルボン酸が、加熱により脱炭酸反応
を起こしてアルカリ不溶のインデンに変化する性質を利
用したものである。次に、アルカリ水溶液を用いて現像
を行う。レジストはネガ型として機能するので、露光部
4が溶解し、未露光部5が残る。これにより、ポジ部分
とネガ部分とで位相の反転したレジスト・パターンが形
成された (図4(g))。次にエッチング液(HBr:H2O2:H2O
=75:1:750,体積比)を用いてレジストからなる回折格子
パターンをInP基板1の主面に転写した (図4(h))。
Next, development is performed using an AZ developer. Since the image reversal resist functions as a positive type after exposure, the pattern of the unexposed portion 5 remains (FIG. 4D). Then d
Irradiation with eep UV light 12 suppresses the solubility of the obtained positive pattern in a developer (FIG. 4 (e)). Thereafter, the Au film 11 is dissolved and removed with an aqueous solution of ammonium iodide (FIG. 4 (f)). Following this, baking and overall exposure at 120 ° C,
Convert undeveloped parts to negative type. This utilizes the property that an alkali-soluble indene carboxylic acid generated from a diazoquinone photosensitive agent, which is a dissolution inhibitor at the time of interference exposure, undergoes a decarboxylation reaction by heating to change to an alkali-insoluble indene. Next, development is performed using an alkaline aqueous solution. Since the resist functions as a negative type, the exposed portion 4 dissolves and the unexposed portion 5 remains. As a result, a resist pattern in which the phase was inverted between the positive portion and the negative portion was formed (FIG. 4 (g)). Next, an etching solution (HBr: H 2 O 2 : H 2 O
= 75: 1: 750, volume ratio), the diffraction grating pattern made of the resist was transferred to the main surface of the InP substrate 1 (FIG. 4 (h)).

【0029】最後にレジストパターンを酸素プラズマア
ッシングにより除去することでInP基板表面に途中で位
相が反転した回折格子(周期240nm)を得ることができ
た(図4(j))。
Finally, by removing the resist pattern by oxygen plasma ashing, it was possible to obtain a diffraction grating (period 240 nm) whose phase was inverted on the surface of the InP substrate (FIG. 4 (j)).

【0030】<実施例5>次に第五の実施例を図5によ
り詳細に説明する。n型InP基板1上に画像反転レジスト1
3を100nmの厚さにスピンナー塗布する(図5(a))。次にH
e-Cdレーザ3(波長350nm)を用いて干渉露光を行い、200n
m周期で露光部4と未露光部5が周期的に配列した露光
パターンを得る(図5(b))。次に、この周期的に露光を
施したレジストの一部分にシリコン基板で作製したシャ
ドウマスク6を被せて赤外レーザ14を照射し、シャドウ
マスク6の開口部のみ加熱する。これにより開口部のレ
ジストでは干渉露光時に溶解抑制剤であるジアゾキノン
感光剤から生成するアルカリ可溶のインデンカルボン酸
が、加熱により脱炭酸反応を起こしてアルカリ不溶のイ
ンデンに変化する。
<Embodiment 5> Next, a fifth embodiment will be described in detail with reference to FIG. Image reversal resist 1 on n-type InP substrate 1
3 is spin-coated to a thickness of 100 nm (FIG. 5 (a)). Then H
Perform interference exposure using e-Cd laser 3 (wavelength 350 nm), 200n
An exposure pattern in which the exposed portions 4 and the unexposed portions 5 are periodically arranged at m periods is obtained (FIG. 5B). Next, a part of the resist that has been periodically exposed is covered with a shadow mask 6 made of a silicon substrate and irradiated with an infrared laser 14 to heat only the opening of the shadow mask 6. As a result, in the resist at the opening, the alkali-soluble indene carboxylic acid generated from the diazoquinone photosensitizer, which is a dissolution inhibitor during interference exposure, undergoes a decarboxylation reaction by heating and changes to alkali-insoluble indene.

【0031】さらに、シャドウマスク6の開口部に紫外
光を照射することで、この部分はネガ型として機能する
ようになった。この後、シャドウマスクを取り外し、ア
ルカリ水溶液を用いて現像を行う。この時、シャドウマ
スク6で保護されていた部分はポジ型として、シャドウ
マスク6の開口部にあたる部分はネガ型として機能する
ので、途中で位相の反転したレジストパターンが形成で
きた(図5(d))。次にエッチング液(HBr:H2O2:H2O=75:
1:750,体積比)を用い、このレジストパターンをInP基
板1の主面に転写した (図5(e))。
Further, by irradiating the opening of the shadow mask 6 with ultraviolet light, this portion functions as a negative type. Thereafter, the shadow mask is removed, and development is performed using an alkaline aqueous solution. At this time, the portion protected by the shadow mask 6 functions as a positive type, and the portion corresponding to the opening of the shadow mask 6 functions as a negative type, so that a resist pattern having a phase inverted on the way could be formed (FIG. 5 (d)). )). Next, an etchant (HBr: H 2 O 2 : H 2 O = 75:
This resist pattern was transferred onto the main surface of the InP substrate 1 using a ratio of 1: 750 (volume ratio) (FIG. 5 (e)).

【0032】最後にレジストパターンを酸素プラズマア
ッシングにより除去することでInP基板表面に途中で位
相が反転した回折格子(周期200nm)を得ることができ
た(図5(f))。
Finally, by removing the resist pattern by oxygen plasma ashing, a diffraction grating (period: 200 nm) whose phase was inverted on the surface of the InP substrate could be obtained (FIG. 5 (f)).

【0033】<実施例6>次に第六の実施例を図6によ
り詳細に説明する。図6は本発明を用いて波長1.3μm
帯の分布帰還型半導体レーザを作製した例である。図6
(a)に示すように、n型(100)InP基板1上に有機金属気相
成長法によりn型InPバッファ層1.0μm15、n型InGaAs
P下側ガイド層(組成波長1.10μm)0.05μm、5周期の
多重量子井戸層(6.0nm厚の1%圧縮歪InGaAsP(組成波
長1.37μm)井戸層、10nm厚のInGaAsP(組成波長1.10
μm)障壁層)、InGaAsP (組成波長1.10μm)上側光
ガイド層0.05μmからなる活性層16、第一p型InPクラ
ッド層0.1μm17、アンドープInGaAsP (組成波長1.15μ
m)回折格子供給層0.05μm18、p型InPキャップ層0.01
μm19を順次形成する。多重量子井戸活性層16の発光波
長は約1.31μmである。
<Embodiment 6> Next, a sixth embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 6 shows a wavelength of 1.3 μm using the present invention.
This is an example of fabricating a band distributed feedback semiconductor laser. FIG.
As shown in (a), an n-type (100) InP buffer layer 1.0 μm15, n-type InGaAs
P lower guide layer (composition wavelength 1.10 μm) 0.05 μm, 5-period multiple quantum well layer (6.0% thick 1% compression strained InGaAsP (composition wavelength 1.37 μm) well layer, 10 nm thick InGaAsP (composition wavelength 1.10 μm)
μm) barrier layer), InGaAsP (composition wavelength 1.10 μm), active layer 16 composed of upper light guide layer 0.05 μm, first p-type InP cladding layer 0.1 μm17, undoped InGaAsP (composition wavelength 1.15 μm)
m) Diffraction grating supply layer 0.05 μm 18, p-type InP cap layer 0.01
μm 19 is sequentially formed. The emission wavelength of the multiple quantum well active layer 16 is about 1.31 μm.

【0034】次に、実施例1に詳述した方法を用いて図
6(b)に示すように周期241nmで素子の中央で位相の反転
した回折格子20を基板全面に形成する。回折格子の深さ
は約80nmとし、回折格子が回折格子供給層18を貫通し第
一p型InPクラッド層17に達するようにする。続いて、有
機金属気相成長法により第二p型InPクラッド層1.7μm
21、高濃度p型InGaAsキャップ層0.2μm22を順次形成
する(図6(c))。続いて横幅約1.5μmの埋め込み型レー
ザ構造または横幅約2.2μmのリッジ導波路型レーザ構
造に加工形成した後、上部電極23、下部電極24を形成す
る。図6(d)に示すように劈開工程により素子長400μm
の素子に切り出した後、素子の両端面には反射率約1%
の低反射膜25を公知の手法により形成する。
Next, as shown in FIG. 6B, a diffraction grating 20 having a period of 241 nm and a phase inverted at the center of the device is formed on the entire surface of the substrate by using the method described in detail in the first embodiment. The depth of the diffraction grating is set to about 80 nm so that the diffraction grating penetrates the diffraction grating supply layer 18 and reaches the first p-type InP clad layer 17. Subsequently, the second p-type InP cladding layer was 1.7 μm thick by metal organic chemical vapor deposition.
21. A high-concentration p-type InGaAs cap layer 0.2 μm 22 is sequentially formed (FIG. 6C). Subsequently, after processing and forming into a buried laser structure having a width of about 1.5 μm or a ridge waveguide laser structure having a width of about 2.2 μm, an upper electrode 23 and a lower electrode 24 are formed. As shown in FIG. 6D, the device length is 400 μm by the cleavage process.
Approximately 1% reflectance on both ends of the element
Is formed by a known method.

【0035】作製した1.3μm帯の分布帰還型半導体レ
ーザ素子は室温、連続条件においてしきい値電流10mA、
発振効率0.45W/Aであった。また、簡易な作製を反映し
て、85℃の高温においてもしきい値電流25mA、発振効率
0.30W/Aと良好な発振特性を得た。発振しきい値以下に
順バイアスを印加した場合の、スペクトル形状を図6
(e)に示した。位相シフト型の回折格子を反映してスト
ップバンドの中央に発振主モードが現われる典型的なス
ペクトルが得られた。本発明による位相シフト回折格子
作製技術の優れた量産性・再現性・単一モード選択性を反
映して、85℃の高温においても副モード抑圧比40dB以
上の安定な単一モード動作を95%以上の高い製造歩留ま
りで実現した。本構造は1.3μm帯のみならず1.55μm
帯や他の波長帯の分布帰還型半導体レーザにも適用可能
である。
The fabricated distributed feedback semiconductor laser device in the 1.3 μm band has a threshold current of 10 mA at room temperature under continuous conditions.
The oscillation efficiency was 0.45 W / A. Also, reflecting the simple fabrication, even at a high temperature of 85 ° C, the threshold current is 25mA and the oscillation efficiency
Good oscillation characteristics of 0.30W / A were obtained. FIG. 6 shows the spectrum shape when a forward bias is applied below the oscillation threshold.
(e). A typical spectrum in which the oscillation dominant mode appears at the center of the stop band reflecting the phase shift type diffraction grating was obtained. Reflecting the excellent mass productivity, reproducibility, and single-mode selectivity of the phase shift diffraction grating fabrication technology according to the present invention, 95% of stable single-mode operation with a submode suppression ratio of 40 dB or more even at a high temperature of 85 ° C This was achieved with the above high production yield. This structure is 1.55μm as well as 1.3μm band
The present invention can also be applied to a distributed feedback semiconductor laser in a band or another wavelength band.

【0036】<実施例7>次に第七の実施例を図7によ
り詳細に説明する。図7は実施例6の分布帰還型半導体
レーザ26をヒートシンク27上に実装した後、光学レンズ
28、後端面光出力モニタ用のフォトダイオード29と光フ
ァイバ30とを一体化した光送信モジュールの構造図であ
る。室温、連続条件においてしきい値電流10mA、発振効
率0.20W/Aであった。また、簡易な作製を反映して、85
℃の高温においてもしきい値電流25mA、発振効率0.13W/
Aと良好な発振特性を得た。また、85℃の高温において
も副モード抑圧比40dB以上の安定な単一モード動作を
95%以上の高い製造歩留まりで実現した。本レーザでは
規格化光結合係数を2.5以上と高く設定できるため、モ
ジュール実装での最大の課題であるファイバ端からの戻
り光による発振特性の劣化は全く起こらなかった。
<Embodiment 7> Next, a seventh embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 7 shows an optical lens after mounting the distributed feedback semiconductor laser 26 of Embodiment 6 on a heat sink 27.
28 is a structural diagram of an optical transmission module in which a photodiode 29 for monitoring the light output of the rear end face and an optical fiber 30 are integrated. At room temperature and under continuous conditions, the threshold current was 10 mA and the oscillation efficiency was 0.20 W / A. In addition, reflecting simple fabrication, 85
Threshold current 25mA, oscillation efficiency 0.13W /
A and good oscillation characteristics were obtained. Also, stable single mode operation with a sub mode suppression ratio of 40 dB or more even at a high temperature of 85 ° C
Achieved with a high production yield of over 95%. Since the standardized optical coupling coefficient of this laser can be set as high as 2.5 or more, the degradation of the oscillation characteristics due to the return light from the fiber end, which is the biggest problem in module mounting, did not occur at all.

【0037】<実施例8>次に第八の実施例を図8によ
り詳細に説明する。図8は、実施例7の送信モジュール
31を用いた幹線系光通信システムである。送信装置32は
送信モジュール31とこのモジュール31を駆動するための
駆動系33とを有する。モジュール31からの光信号がファ
イバ34を通って受信装置35内の受光部36で検出される。
本実施例に係る光通信システムによれば100km以上の無
中継光伝送が容易に実現できる。これはチャーピングが
著しく低減される結果、ファイバ34の分散による信号劣
化がやはり著しく低減されることに基づく。
<Eighth Embodiment> Next, an eighth embodiment will be described in detail with reference to FIG. FIG. 8 illustrates a transmission module according to the seventh embodiment.
This is a trunk optical communication system using No. 31. The transmission device 32 has a transmission module 31 and a drive system 33 for driving the module 31. The optical signal from the module 31 passes through the fiber 34 and is detected by the light receiving unit 36 in the receiving device 35.
According to the optical communication system of this embodiment, repeaterless optical transmission over 100 km can be easily realized. This is based on the fact that the chirping is significantly reduced, so that the signal degradation due to the dispersion of the fiber 34 is also significantly reduced.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、単一モード選択性に優
れた位相シフト分布帰還型半導体レーザを容易な手法で
実現できる。本発明を用いれば、素子の量産性および再
現性が飛躍的に向上するだけでなく、この素子を搭載し
た光モジュールおよび光応用システムの低コスト化に効
果がある。
According to the present invention, a phase shift distributed feedback semiconductor laser having excellent single mode selectivity can be realized by an easy method. The use of the present invention not only dramatically improves the mass productivity and reproducibility of the device, but also has the effect of reducing the cost of an optical module and an optical application system equipped with the device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例2を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例3を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a third embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例4を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施例5を説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施例6を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a sixth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の半導体レーザ装置を搭載した実施例7
の光モジュール構成を説明するための図である。
FIG. 7 shows a seventh embodiment in which the semiconductor laser device of the present invention is mounted.
FIG. 3 is a diagram for explaining the optical module configuration of FIG.

【図8】本発明の半導体レーザ装置を搭載した実施例8
の光応用システムを説明するための図である。
FIG. 8 is an eighth embodiment in which the semiconductor laser device of the present invention is mounted.
FIG. 3 is a diagram for explaining the optical application system of FIG.

【図9】化学増幅系レジストを利用した場合の本発明の
プロセスの原理を説明するための図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the principle of the process of the present invention when a chemically amplified resist is used.

【図10】画像反転レジストを利用した場合の本発明の
プロセスの原理を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining the principle of the process of the present invention when an image inversion resist is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…n型InP半導体基板、2… PBOCST系レジスト膜、3…He
-Cdレーザ光、4…露光部、5…未露光部、6…シャドウマ
スク、7…アルカリ水溶液、8…アニソール、9…シリコ
ン酸化膜、10…ポリビニル安息香酸エステル系レジスト
膜、11…Au膜、12…deep UV光、15…n型InPバッファ
層、16…多重量子井戸活性層、17…第一p型InPクラッ
ド層、18…アンドープInGaAsP回折格子供給層、19…多
重量子井戸活性層、20…p型InPキャップ層、21…第二
p型InPクラッド層、22…p型InGaAsキャップ層、23…
上部電極、24…下部電極、25…低反射膜、26…分布帰還
型半導体レーザ、27…ヒートシンク、28…光学レンズ、
29…フォトダイオード、30…光ファイバ、31…送信モジ
ュール、32…送信装置、33…駆動系、34…光ファイバ、
35…受信装置、36…受光部。
1… n-type InP semiconductor substrate, 2… PBOCST resist film, 3… He
-Cd laser light, 4 ... exposed area, 5 ... unexposed area, 6 ... shadow mask, 7 ... alkaline aqueous solution, 8 ... anisole, 9 ... silicon oxide film, 10 ... polyvinyl benzoate resist film, 11 ... Au film , 12 ... deep UV light, 15 ... n-type InP buffer layer, 16 ... multiple quantum well active layer, 17 ... first p-type InP cladding layer, 18 ... undoped InGaAsP diffraction grating supply layer, 19 ... multiple quantum well active layer, 20 ... p-type InP cap layer, 21 ... second p-type InP cladding layer, 22 ... p-type InGaAs cap layer, 23 ...
Upper electrode, 24: lower electrode, 25: low reflection film, 26: distributed feedback semiconductor laser, 27: heat sink, 28: optical lens,
29 ... photodiode, 30 ... optical fiber, 31 ... transmitting module, 32 ... transmitting device, 33 ... drive system, 34 ... optical fiber,
35 ... receiving device, 36 ... light receiving unit.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】回折格子が形成された半導体領域を含めて
なる半導体レーザ装置の製造方法において、上記回折格
子を形成すべき半導体領域に第一の現像液による現像に
対してポジ型として機能し且つ第二の現像液による現像
に対してネガ型として機能するレジストを塗布する第1
工程と、レーザ光を用いた干渉露光法により上記レジス
トに露光領域とこれに隣接する非露光領域とを周期的に
形成する第2工程と、上記レジストの第一の部分を上記
第一又は第二の現像液のいずれか一で現像した後、該レ
ジストの未現像部分たる第二の部分を該現像液の他方で
現像して、該レジストに位相が異なり且つ連続性のある
周期的なパターンを形成する第3工程と、該レジストの
パターンをマスクとして上記半導体領域に位相の異なる
連続的な凹凸を形成して上記回折格子を得る第4工程と
を含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方法。
In a method of manufacturing a semiconductor laser device including a semiconductor region on which a diffraction grating is formed, the semiconductor region on which the diffraction grating is to be formed functions as a positive type for development with a first developer. And applying a resist functioning as a negative type for development with the second developer.
A step of periodically forming an exposed region and a non-exposed region adjacent to the resist in the resist by an interference exposure method using a laser beam; and After developing with any one of the two developing solutions, a second portion, which is an undeveloped portion of the resist, is developed with the other of the developing solutions to form a periodic pattern having a different phase and continuity in the resist. And a fourth step of forming continuous irregularities having different phases in the semiconductor region using the resist pattern as a mask to obtain the diffraction grating. Production method.
【請求項2】回折格子が形成された半導体領域を含めて
なる半導体レーザ装置の製造方法において、上記回折格
子を形成すべき半導体領域に第一の現像液による現像に
対してポジ型として機能し且つ第二の現像液による現像
に対してネガ型として機能するレジストを塗布する第1
工程と、レーザ光を用いた干渉露光法により上記レジス
トに露光領域とこれに隣接する非露光領域とを周期的に
形成する第2工程と、上記レジストの第一の部分にシリ
ル化処理を施し且つ酸素プラズマで乾式現像した後、該
レジストの未現像部分たる第二の部分を上記第一の現像
液で現像して、該レジストに位相が異なり且つ連続性の
ある周期的なパターンを形成する第3工程と、該レジス
トのパターンをマスクとして上記半導体領域に位相の異
なる連続的な凹凸を形成して上記回折格子を得る第4工
程とを含むことを特徴とする半導体レーザ装置の製造方
法。
2. A method of manufacturing a semiconductor laser device including a semiconductor region on which a diffraction grating is formed, wherein the semiconductor region on which the diffraction grating is to be formed functions as a positive type for development with a first developer. And applying a resist functioning as a negative type for development with the second developer.
And a second step of periodically forming an exposed region and a non-exposed region adjacent to the exposed region on the resist by an interference exposure method using a laser beam, and performing a silylation process on the first portion of the resist. And after dry development with oxygen plasma, the second part which is an undeveloped part of the resist is developed with the first developer to form a periodic pattern having a different phase and continuity in the resist. A method of manufacturing a semiconductor laser device, comprising: a third step; and a fourth step of forming continuous irregularities having different phases in the semiconductor region using the resist pattern as a mask to obtain the diffraction grating.
【請求項3】上記第一の現像液が極性溶媒であり、且つ
上記第二の現像液が無極性溶媒であることを特徴とする
請求項1又は2のいずれかに記載の半導体レーザ装置の
製造方法。
3. The semiconductor laser device according to claim 1, wherein the first developer is a polar solvent, and the second developer is a non-polar solvent. Production method.
【請求項4】上記レジストは化学増幅系レジストである
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の半
導体レーザ装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor laser device according to claim 1, wherein said resist is a chemically amplified resist.
【請求項5】請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の
製造方法により製造された半導体レーザ装置を搭載した
ことを特徴とする光モジュール。
5. An optical module comprising a semiconductor laser device manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
【請求項6】請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の
製造方法により製造された半導体レーザ装置を搭載した
ことを特徴とする光応用システム。
6. An optical application system comprising a semiconductor laser device manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
JP9270797A 1997-10-03 1997-10-03 Fabrication of semiconductor laser, optical module and optical application system fabricated by that method Pending JPH11112105A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9270797A JPH11112105A (en) 1997-10-03 1997-10-03 Fabrication of semiconductor laser, optical module and optical application system fabricated by that method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9270797A JPH11112105A (en) 1997-10-03 1997-10-03 Fabrication of semiconductor laser, optical module and optical application system fabricated by that method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11112105A true JPH11112105A (en) 1999-04-23

Family

ID=17491153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9270797A Pending JPH11112105A (en) 1997-10-03 1997-10-03 Fabrication of semiconductor laser, optical module and optical application system fabricated by that method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11112105A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007508717A (en) * 2003-10-17 2007-04-05 インテル コーポレイション Compound patterning method and apparatus having trench
JP2009534870A (en) * 2006-05-18 2009-09-24 インテル コーポレイション How to shorten the minimum pitch in a pattern
US20190153261A1 (en) * 2016-12-21 2019-05-23 Winton Osaka Co., Ltd. Bird-repellent coating material

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007508717A (en) * 2003-10-17 2007-04-05 インテル コーポレイション Compound patterning method and apparatus having trench
JP2009534870A (en) * 2006-05-18 2009-09-24 インテル コーポレイション How to shorten the minimum pitch in a pattern
US20190153261A1 (en) * 2016-12-21 2019-05-23 Winton Osaka Co., Ltd. Bird-repellent coating material
US10501658B2 (en) * 2016-12-21 2019-12-10 Winton Osaka Co., Ltd. Bird-repellent coating material

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5225039A (en) Method for producing a diffraction grating
US4885231A (en) Phase-shifted gratings by selective image reversal of photoresist
JP2001021710A (en) Manufacture for diffraction grating
JPH11112105A (en) Fabrication of semiconductor laser, optical module and optical application system fabricated by that method
US5368992A (en) Method of producing diffraction grating
US5221429A (en) Method of manufacturing phase-shifted diffraction grating
US4826291A (en) Method for manufacturing diffraction grating
JPH06300909A (en) Formation of diffraction grating by using holographic interference exposing method and optical semiconductor device using the same
JP4017795B2 (en) Optical wavelength conversion element and manufacturing method thereof
KR100283370B1 (en) Mechod of manufacturing of a semiconductor device
JPS61292923A (en) Formation of phase inversion type pattern
JPH07202330A (en) Formation of wavelength selection electron light beam grating for the dfb/dbr laser
JP2824314B2 (en) Method of manufacturing reflective optical bending waveguide
JPH06148413A (en) Formation of diffraction grating
JP2876546B2 (en) Method of forming diffraction grating and semiconductor device using the same
CN112152086B (en) Method for manufacturing semiconductor device, semiconductor device and semiconductor assembly
JPH10303175A (en) Manufacture of diffraction grating, semiconductor laser manufactured by using the same, and light applying system using the same
JPS62165392A (en) Manufacture of diffraction grating
US20050048409A1 (en) Method of making an optical device in silicon
JPH01224767A (en) Formation of resist pattern
JPH11251216A (en) Preparation of mask pattern, aligner, gain-coupled distributed feedback-type laser, and optical transmission system
JPS60127776A (en) Semiconductor light emitting device
JPS6217702A (en) Production of diffraction grating
JP3030897B2 (en) Method for manufacturing ridge-type optical waveguide
JPH1138592A (en) Production of phase shift type diffraction grating transfer mask