JPS61212803A - 回折格子の製造方法 - Google Patents
回折格子の製造方法Info
- Publication number
- JPS61212803A JPS61212803A JP5381085A JP5381085A JPS61212803A JP S61212803 A JPS61212803 A JP S61212803A JP 5381085 A JP5381085 A JP 5381085A JP 5381085 A JP5381085 A JP 5381085A JP S61212803 A JPS61212803 A JP S61212803A
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- JP
- Japan
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- diffraction grating
- photoresist
- grooves
- present
- mask
- Prior art date
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- Pending
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は回折格子の製造方法に関するものであって、格
子定数の小さい半導体回折格子を製造するのに用いて最
適なものである。
子定数の小さい半導体回折格子を製造するのに用いて最
適なものである。
本発明は、回折格子の製造方法において、複数の溝が間
隔Δで設けられている回折格子の溝内にフォトレジスト
を形成し、次いでこのフ第１・レジストをマスクとして
」−記回折格子をエツチングすることにより、溝の間隔
がほぼ八／２に等しい回折格子を得ることがてきろよう
乙こしたものである。
隔Δで設けられている回折格子の溝内にフォトレジスト
を形成し、次いでこのフ第１・レジストをマスクとして
」−記回折格子をエツチングすることにより、溝の間隔
がほぼ八／２に等しい回折格子を得ることがてきろよう
乙こしたものである。
・ 従来、半導体基板の表面に回折格子を形成する方
法として、第３図に示すようなポログラフインク露光が
用いられている。この方法によれば、第３図に示すよう
に、まず回折格子を形成すべき半導体基板１の表面にフ
ォトレジスト２を塗布し、次いでこの半導体基板１の表
面に立てた法線に関して入射角θで両側からフォトレジ
スト２にレーザー光線（波長λ）３，４をそれぞれ人ル
１させる。
法として、第３図に示すようなポログラフインク露光が
用いられている。この方法によれば、第３図に示すよう
に、まず回折格子を形成すべき半導体基板１の表面にフ
ォトレジスト２を塗布し、次いでこの半導体基板１の表
面に立てた法線に関して入射角θで両側からフォトレジ
スト２にレーザー光線（波長λ）３，４をそれぞれ人ル
１させる。
この結果、これらのレーザー光線３．４間の干渉により
フォトレジスト２の表面に干渉縞が生し、この干渉縞に
おりる明暗に応してフォトレジスト２か縞状に露光され
る。次に現像によりこのフォー・レジスト２暑縞状に残
した後、この縞状に残されたフォー・レジスト２をマス
クとして」６Ｒ体基板１をエツチングすることにより所
定間隔の講を」′導体基板１の表面に形成して回折格子
をチアるようにしている。この方法により製造される回
折格子の格子定数ずなわち溝のピッチΔは、露光を空気
中において行うとすると、 λ ２ｓｉｎθ で表される。
フォトレジスト２の表面に干渉縞が生し、この干渉縞に
おりる明暗に応してフォトレジスト２か縞状に露光され
る。次に現像によりこのフォー・レジスト２暑縞状に残
した後、この縞状に残されたフォー・レジスト２をマス
クとして」６Ｒ体基板１をエツチングすることにより所
定間隔の講を」′導体基板１の表面に形成して回折格子
をチアるようにしている。この方法により製造される回
折格子の格子定数ずなわち溝のピッチΔは、露光を空気
中において行うとすると、 λ ２ｓｉｎθ で表される。
ところで、可視光のＤＦＢ （分布帰還型）レーザーや
ＤＢＲ（分布反射型）レーザー等を製造するためには、
１次回折格子として、Ａ−約０．１／１ｍが必要とされ
る。このためには、」二連の式においてθ−９０° （
実際には露光不可能）とした場合においても、λ−０，
２μｍでコヒーレンスの良好な高出力レージ゛−が必要
となる。しかしながら、現時点ではこれらの要求を満た
ずレーザー４才得られていないため、従来は２倍のピッ
チずなゎち２Δのピッチを有する２次回折格子を形成し
て、これを回折格子として用いていた。
ＤＢＲ（分布反射型）レーザー等を製造するためには、
１次回折格子として、Ａ−約０．１／１ｍが必要とされ
る。このためには、」二連の式においてθ−９０° （
実際には露光不可能）とした場合においても、λ−０，
２μｍでコヒーレンスの良好な高出力レージ゛−が必要
となる。しかしながら、現時点ではこれらの要求を満た
ずレーザー４才得られていないため、従来は２倍のピッ
チずなゎち２Δのピッチを有する２次回折格子を形成し
て、これを回折格子として用いていた。
また上述の方法の改良として、露光面を高い屈折率ｎの
液体に浸した状態てポログラフィック露光を行うことに
より、ピンチＡがより小さい回折格子を得る方法も従来
知られている。この方法によれば、実現可能なピンチは
上述の弐で与えられるものの１ ／ ｎになるため現時
点でも使用可能なレーザーが存在するが、この方法では
一ヒ述の液体及びこの液体を収容するための容器等に存
在する光散乱源により有害な干渉が生じやすいという欠
点がある。
液体に浸した状態てポログラフィック露光を行うことに
より、ピンチＡがより小さい回折格子を得る方法も従来
知られている。この方法によれば、実現可能なピンチは
上述の弐で与えられるものの１ ／ ｎになるため現時
点でも使用可能なレーザーが存在するが、この方法では
一ヒ述の液体及びこの液体を収容するための容器等に存
在する光散乱源により有害な干渉が生じやすいという欠
点がある。
本発明は、−ト述の問題にがんがみ、従来の回折格子の
製造方法が有する上述のような種々の欠点を是正した回
折格子の製造方法を提供することを目的とする。
製造方法が有する上述のような種々の欠点を是正した回
折格子の製造方法を提供することを目的とする。
ｃ問題点を解決するための手段〕
本発明に係る回折格子の製造方法は、複数の溝（例えば
溝５ａ）がＨ■隔Ａでその一主面に設げられている回折
格子（例えばＧａＡｓ基板５の表面に形成された回折格
子）の上記溝内にフォトレジストを形成し、次いで上記
フォトレジストをマスクとして上記回折格子をエツチン
グし、この後上記フォトレジストを除去し、これによっ
て−ト記溝の間隔かはぼＡ／２に等しい回折格子を得る
ようにしている。
溝５ａ）がＨ■隔Ａでその一主面に設げられている回折
格子（例えばＧａＡｓ基板５の表面に形成された回折格
子）の上記溝内にフォトレジストを形成し、次いで上記
フォトレジストをマスクとして上記回折格子をエツチン
グし、この後上記フォトレジストを除去し、これによっ
て−ト記溝の間隔かはぼＡ／２に等しい回折格子を得る
ようにしている。
以下本発明に係る回折格子の製造方法の実施例につき図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
まず本発明の第１実施例につき説明する。
第１Ａ図に示°ずように、まず第３図に示すと同様な方
法により例えば八−０，２５〆！ｍの回折格子か予め形
成されているＧａＡｓ基板５ （溝を５ａで符示する）
」−に例えは牡系のフォトレジスト布し、次いて例えば
９０°Ｃで約３０分間このフォトレジスト２のベーキン
グ処理を行った後、例えばＡｒ＋レーザー（波長λ−３
５１．１ ｎｍ）を用いて露光強度０． １ ｍ Ｗ
／ ｃｔＫ 、露光時間４０秒の条件でフォトレジスト
２の全面を均一に露光する。
法により例えば八−０，２５〆！ｍの回折格子か予め形
成されているＧａＡｓ基板５ （溝を５ａで符示する）
」−に例えは牡系のフォトレジスト布し、次いて例えば
９０°Ｃで約３０分間このフォトレジスト２のベーキン
グ処理を行った後、例えばＡｒ＋レーザー（波長λ−３
５１．１ ｎｍ）を用いて露光強度０． １ ｍ Ｗ
／ ｃｔＫ 、露光時間４０秒の条件でフォトレジスト
２の全面を均一に露光する。
次に温度を例えば２１±１°Ｃに制御しながら例えば約
２５秒間フォトレジスト２の現像を行って、第１Ｂ図に
示すように、フォトレジスト２の上面が溝５ａの深さの
ほぼ１／２の高さに位置する状態とした後、例えば９
０ ’ｃで約３０分間フォトレジスト２のベーキング処
理を行・う。
２５秒間フォトレジスト２の現像を行って、第１Ｂ図に
示すように、フォトレジスト２の上面が溝５ａの深さの
ほぼ１／２の高さに位置する状態とした後、例えば９
０ ’ｃで約３０分間フォトレジスト２のベーキング処
理を行・う。
次に上述のフォトレジスト２をマスクとしてＧａＡｓ基
板５を異方性の大きいエツチング液、例えば８３ＰＯ，
系やＨＣｐ系のエツチング液を用いてエツチングするこ
とにより、第１ｃ図に示すように、溝５ａの最初のピ・
ノチへの半分、すなわちピッチＡ／２の溝５ａを形成す
る。なお上述のエツチングの終点検出は、ＧａＡｓ基板
５に所定のレーザー光線を照射し、このレーザー光線に
より生ずる２次回折光の強度をモニターしながらエツチ
ングを行って強度が最小になる時を検出することにより
行うことができる。
板５を異方性の大きいエツチング液、例えば８３ＰＯ，
系やＨＣｐ系のエツチング液を用いてエツチングするこ
とにより、第１ｃ図に示すように、溝５ａの最初のピ・
ノチへの半分、すなわちピッチＡ／２の溝５ａを形成す
る。なお上述のエツチングの終点検出は、ＧａＡｓ基板
５に所定のレーザー光線を照射し、このレーザー光線に
より生ずる２次回折光の強度をモニターしながらエツチ
ングを行って強度が最小になる時を検出することにより
行うことができる。
この後、フォトレジスト
より除去して、第１Ｄ図に示すよ・うに、１］的とする
回折格子を完成させる。
回折格子を完成させる。
このようにして製造された回折格子の断面形状を走査型
電子顕ｉ故鏡により観察した所、ピッチ八／２″’０．
１２５ Ｉｌｍか得られており、溝５ａの形状も良好で
あることか確認された。
電子顕ｉ故鏡により観察した所、ピッチ八／２″’０．
１２５ Ｉｌｍか得られており、溝５ａの形状も良好で
あることか確認された。
このように、上述の第１実施例によれば、ＧａＡｓ２Ｉ
５机５乙こ形成したピッ千へ−０．２５，ｒ！ｍの回折
格子のｉ’ｌｌ ５ ａにその深さのほぼ半分の高さに
フォｌ− Ｌノシスト２を形成しく第１Ｂ図）、次いで
このフォトレジスト２をマスクとしてＧａＡｓ基１）１
５をエツチングしているので、波長λ−０２μｍ以下の
高性能レーザーの出現を待つことなく、従来の方法では
実現不可能てあったピッチＡ ／ ２ ＝Ｏ．Ｊ２．５
ｔｔ ｍの回折格子を部用な工程で製造することかで
きる。
５机５乙こ形成したピッ千へ−０．２５，ｒ！ｍの回折
格子のｉ’ｌｌ ５ ａにその深さのほぼ半分の高さに
フォｌ− Ｌノシスト２を形成しく第１Ｂ図）、次いで
このフォトレジスト２をマスクとしてＧａＡｓ基１）１
５をエツチングしているので、波長λ−０２μｍ以下の
高性能レーザーの出現を待つことなく、従来の方法では
実現不可能てあったピッチＡ ／ ２ ＝Ｏ．Ｊ２．５
ｔｔ ｍの回折格子を部用な工程で製造することかで
きる。
さらに−１−述の第１実施例による方法を複１し同、例
えばｍ回繰り返して用いれば、最初のピッチがへの回折
格子からピンチか（１／２）’″Ａの回折格子を得るこ
とが可能であるので、０．１２５ μｍ以下のピッチを
実現することも可能である。
えばｍ回繰り返して用いれば、最初のピッチがへの回折
格子からピンチか（１／２）’″Ａの回折格子を得るこ
とが可能であるので、０．１２５ μｍ以下のピッチを
実現することも可能である。
次に本発明をＤＦＢレーザーに適用した第２実施例につ
き説明する。
き説明する。
第２Ａ図に示すように、まずｎ−ＧａＡｓ基板６上にｎ
Ａ ｌ− ｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ層７ （クラッ
ド層）、八（１， Ｇａ＋−ｙ Ａｓ （ｘ ＞ ３’
）層８ （活性層）及び八７！２Ｇａ＋−ｚ 八ｓ（ｘ
＞ｚ＞ｙ）層９ （ガイド層）を例えばＭＢＥ法により
順次エピタキシャル成長し、次いで既述のボログラフイ
ンク露光等によりこの八（２２ Ｇａ＋−ｚΔＳ層９に
ピッチＡ＝０．２５，ｃ＋ｍの回折格子を形成した後、
このＡｐｚ Ｇａ＋−ｚ Ａｓ層９上に第１Ａ図と同様
にフォトレジスト２を形成する。
Ａ ｌ− ｘ Ｇａ１−ｘ Ａｓ層７ （クラッ
ド層）、八（１， Ｇａ＋−ｙ Ａｓ （ｘ ＞ ３’
）層８ （活性層）及び八７！２Ｇａ＋−ｚ 八ｓ（ｘ
＞ｚ＞ｙ）層９ （ガイド層）を例えばＭＢＥ法により
順次エピタキシャル成長し、次いで既述のボログラフイ
ンク露光等によりこの八（２２ Ｇａ＋−ｚΔＳ層９に
ピッチＡ＝０．２５，ｃ＋ｍの回折格子を形成した後、
このＡｐｚ Ｇａ＋−ｚ Ａｓ層９上に第１Ａ図と同様
にフォトレジスト２を形成する。
次に第１Ｂ図〜第１Ｄ図に示すと同様に工程を進めて、
第２Ｂ図に示すようにピッチΛ／２−０、１２５ ｐｍ
の回折格子を形成する。
第２Ｂ図に示すようにピッチΛ／２−０、１２５ ｐｍ
の回折格子を形成する。
この後、第２Ｃ図に示すように、八１７ Ｇａ＋−２
Ａｓ層９上にｐＡ７！ｘ Ｇａ＋−ｘ Ａｓ層１０（ク
ラッド層）、ｐ−ＧａＡｓ層１１（キャップ層）及び電
極１２を形成して、目的とするＤＦＢレーザーを完成さ
せる。
Ａｓ層９上にｐＡ７！ｘ Ｇａ＋−ｘ Ａｓ層１０（ク
ラッド層）、ｐ−ＧａＡｓ層１１（キャップ層）及び電
極１２を形成して、目的とするＤＦＢレーザーを完成さ
せる。
この第２実施例によれば、上述のようにＡｆｆｚＧａｌ
−ｚ八Ｓ層９にピッチ八−０．１２５，＋１ｍの回折格
子−を形成することができるので、この回折格子を１次
回折格子として用いることができる。このため、従来の
ように２次回折格子を用いた場合に比べてｌ／−チー光
と回折格子との結合係数が大きくなり、その結果レーザ
ーの発振しきい値を低下させることができる。のめなら
ず、高次回折による光の損失が防止されるため、発振し
きい値の低下及び微分量子効率の増加を実現することが
可能である。
−ｚ八Ｓ層９にピッチ八−０．１２５，＋１ｍの回折格
子−を形成することができるので、この回折格子を１次
回折格子として用いることができる。このため、従来の
ように２次回折格子を用いた場合に比べてｌ／−チー光
と回折格子との結合係数が大きくなり、その結果レーザ
ーの発振しきい値を低下させることができる。のめなら
ず、高次回折による光の損失が防止されるため、発振し
きい値の低下及び微分量子効率の増加を実現することが
可能である。
以上本発明を実施例につき説明したか、本発明は上述の
第１及び第２実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく種々の変形が可能である。例えば
、上述の第１実施例においてはＧａＡｓ基板５に回折格
子を形成し、第２実施例においてはＡＮｚ Ｇａｌ−ｚ
Ａｓ層９に回折格子を形成したか、必要に応して各種
の半導体その他の４，１１４に回折格子を形成すること
が可能である。また回折格子のエツチング方法としては
、必ずしも上述０２つの実施例で用いたウェットエツチ
ングを用いる必要はなく、必要に応じてドライエソヂン
グを用いることも可能である。さらにまた上述の第２実
施例においては、本発明をＤＦＢレーザーに適用した場
合につき説明したが、ＤＢＲレーザー等の波長安定化レ
ーザーまたは回折格子を有する各種先導波路にも本発明
を適用することが可能である。
第１及び第２実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく種々の変形が可能である。例えば
、上述の第１実施例においてはＧａＡｓ基板５に回折格
子を形成し、第２実施例においてはＡＮｚ Ｇａｌ−ｚ
Ａｓ層９に回折格子を形成したか、必要に応して各種
の半導体その他の４，１１４に回折格子を形成すること
が可能である。また回折格子のエツチング方法としては
、必ずしも上述０２つの実施例で用いたウェットエツチ
ングを用いる必要はなく、必要に応じてドライエソヂン
グを用いることも可能である。さらにまた上述の第２実
施例においては、本発明をＤＦＢレーザーに適用した場
合につき説明したが、ＤＢＲレーザー等の波長安定化レ
ーザーまたは回折格子を有する各種先導波路にも本発明
を適用することが可能である。
本発明に係る回折格子の製造方法によれは、溝の間隔が
への回折格子を基にして溝の間隔がほぼ八／２の回折格
子を簡単な工程で製造することができる。
への回折格子を基にして溝の間隔がほぼ八／２の回折格
子を簡単な工程で製造することができる。
第１Ａ図〜第１Ｄ図は本発明の第１実施例を工程順に示
す断面図、第２Ａ図〜第２Ｃ図は本発明の第２実施例を
工程順に示す断面図、第３図は従来のホログラフィック
露光による回折格子の製造方法を示す断面図である。 なお図面に用いた符号において、 ２−−−−−−−− −フォトレジスト５ −−− −
−−−−−− −ＧａＡｓ２古（反６
− ｎ −ＧａＡｓ基４反９−−−−−−−−
−−−− 八７！ｚＧａ１−ｚ ４３層である。
す断面図、第２Ａ図〜第２Ｃ図は本発明の第２実施例を
工程順に示す断面図、第３図は従来のホログラフィック
露光による回折格子の製造方法を示す断面図である。 なお図面に用いた符号において、 ２−−−−−−−− −フォトレジスト５ −−− −
−−−−−− −ＧａＡｓ２古（反６
− ｎ −ＧａＡｓ基４反９−−−−−−−−
−−−− 八７！ｚＧａ１−ｚ ４３層である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 複数の溝が間隔Λでその一主面に設けられている回折格
子の上記溝内にフォトレジストを形成し、次いでこのフ
ォトレジストをマスクとして上記回折格子をエッチング
し、 この後上記フォトレジストを除去し、 これによって上記溝の間隔がほぼΛ／２に等しい回折格
子を得るようにしたことを特徴とする回折格子の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5381085A JPS61212803A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 回折格子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5381085A JPS61212803A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 回折格子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61212803A true JPS61212803A (ja) | 1986-09-20 |
Family
ID=12953146
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5381085A Pending JPS61212803A (ja) | 1985-03-18 | 1985-03-18 | 回折格子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61212803A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6369659A (ja) * | 1986-09-11 | 1988-03-29 | Canon Inc | 記録装置 |
| EP0490320A2 (en) * | 1990-12-10 | 1992-06-17 | Canon Kabushiki Kaisha | A method for producing a diffraction grating |
| JP2011211004A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Fujitsu Ltd | 光半導体素子の製造方法 |
-
1985
- 1985-03-18 JP JP5381085A patent/JPS61212803A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6369659A (ja) * | 1986-09-11 | 1988-03-29 | Canon Inc | 記録装置 |
| EP0490320A2 (en) * | 1990-12-10 | 1992-06-17 | Canon Kabushiki Kaisha | A method for producing a diffraction grating |
| JP2011211004A (ja) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Fujitsu Ltd | 光半導体素子の製造方法 |
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