JP5589908B2

JP5589908B2 - 分布帰還型半導体レーザの製造方法

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Publication number: JP5589908B2
Application number: JP2011053893A
Authority: JP
Inventors: 直幹中村
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2011-03-11
Filing date: 2011-03-11
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2031-03-11
Also published as: JP2012191030A

Description

本発明は、光通信分野などに用いられる分布帰還型半導体レーザの製造方法に関する。

分布帰還型半導体レーザの共振器に沿った方向の光結合定数を変化させる方法として、活性層の容積を変化させる方法、活性層と回折格子との距離を変化させる方法、回折格子を構成する高屈折率材料と低屈折率材料の一周期内での比率（デューティ）を変化させる方法などが提案されている。

活性層の容積を変化させる方法では、活性層成長時に選択マスクによる選択成長法を用いる。活性層の容積は、選択マスクの形状に応じて変化する。活性層の容積が変化すると、共振器内を導波する光の等価屈折率が変化するため、光結合定数も変化する。しかし、選択結晶成長法の確立など、技術的な難易度が高く、またプロセスが複雑である。

活性層と回折格子との距離を変化させることにより、導波路を導波する光の分布が回折格子に結合する割合が変わり、光結合定数も変化する。そこで、光結合定数を大きくしたい箇所では回折格子と活性層の距離を近くし、光結合定数を小さくしたい箇所では回折格子と活性層の距離を遠ざける。しかし、この方法もプロセスが複雑である。

回折格子のデューティを変化させる方法では、まずデューティが一定の回折格子を形成し、回折格子のデューティを変えたい箇所以外をレジストなどにより保護する。その後、曝された回折格子を追加エッチングする。これにより、回折格子のデューティを変化させることができる。保護された回折格子と追加エッチングされた回折格子ではデューティが異なるため、光結合定数も変化する。本手法も追加エッチングなどプロセスが複雑である。

また、リッジ上で共振器に対して垂直な方向の回折格子の長さを変化させることで、光結合定数を変化させた半導体レーザが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２７０７８９号公報

ブラッグ反射に必要な屈折率差を得るために、回折格子とその周りの半導体層は、バンドギャップの異なる材料により構成される。この材料のバンドギャップ差によって回折格子に正孔（ホール）がトラップされやすくなる。従って、活性層を導波する光が活性層外に染み出して回折格子のホールを価電子帯間で励起する価電子帯間吸収が生じる。この価電子帯間吸収によるレーザ光の損失は大きいため、回折格子の体積は小さい方がよい。しかし、特許文献１ではリッジ上で回折格子の長さを変化させるため、回折格子の体積が大きくなり、特性が悪化する可能性がある。

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、簡単な技術及びプロセスにより良好な特性を持つ分布帰還型半導体レーザを製造することができる方法を得るものである。

本発明に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法は、半導体基板上に第１の半導体層、回折格子層、及びレジストを順に形成する工程と、第１及び第２の回折格子パターンを前記レジストに露光し、前記レジストを現像する工程と、現像した前記レジストをマスクとして用いて前記回折格子層をエッチングして、前記第１及び第２の回折格子パターンにそれぞれ対応する第１及び第２の回折格子を形成する工程と、前記第１及び第２の回折格子上に第２の半導体層を形成する工程と、前記第２の半導体層と前記第１及び第２の回折格子をエッチングしてリッジを形成する工程とを備え、共振器に対して垂直な方向において、前記第１の回折格子パターンは前記第２の回折格子パターンよりも長く、前記リッジが形成される領域内で前記共振器に沿った方向において、前記第１の回折格子パターンの露光と現像により前記レジストに形成された回折格子パターンの前記レジストの残し幅は、前記第２の回折格子パターンの露光と現像により前記レジストに形成された回折格子パターンの前記レジストの残し幅よりも狭く、前記リッジ内の前記第１及び第２の回折格子の前記共振器に対して垂直な方向の長さは、前記リッジの幅と同じであり、前記共振器に沿った方向において、前記リッジ内の前記第１の回折格子の幅は、前記リッジ内の前記第２の回折格子の幅よりも狭いことを特徴とする。

本発明により、簡単な技術及びプロセスにより良好な特性を持つ分布帰還型半導体レーザを製造することができる。

本発明の実施の形態１に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。本発明の実施の形態１に係る回折格子パターンの一部を示す図である。本発明の実施の形態１に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。本発明の実施の形態１に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための上面図である。本発明の実施の形態１に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。本発明の実施の形態１に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための断面図である。現像後のレジストの残し幅を示す図（上側）と現像後のレジストを示す上面図（下側）である。レジストに描画した回折格子パターンのデューティを示す図である。光結合係数と回折格子の残し幅の関係を示す図である。本発明の実施の形態１に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法の変形例１を説明するための上面図である。本発明の実施の形態２に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための上面図である。本発明の実施の形態２に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法の変形例を説明するための上面図である。本発明の実施の形態３に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための上面図である。本発明の実施の形態４に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための上面図である。本発明の実施の形態４に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法の変形例を説明するための上面図である。本発明の実施の形態５に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための上面図である。本発明の実施の形態５に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法の変形例を説明するための上面図である。本発明の実施の形態６に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための上面図である。

本発明の実施の形態に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法について図面を参照して説明する。同じ又は対応する構成要素には同じ符号を付し、説明の繰り返しを省略する場合がある。

実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法について図面を参照して説明する。図１，３，５，６は本発明の実施の形態１に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための断面図であり、図４は上面図である。図２は、本発明の実施の形態１に係る回折格子パターンの一部を示す図である。

まず、図１に示すように、ｎ型ＩｎＰ基板１上に、ｎ型ＩｎＰクラッド層２、活性層３、ｐ型ＩｎＰクラッド層４、及びｐ型ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層５を順にエピタキシャル成長させる。ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層５上にレジスト６を形成する。活性層３は、ＭＱＷ（Multiple Quantum Well）構造とＳＣＨ（Separated Confinement Heterostructure）構造を持つ。レジスト６は、電子線感光型のポジ型レジストである。

次に、ＣＡＤ（Computer Aided Design）で作成した図２に示す長方形の回折格子パターン７ａ，７ｂをＥＢ（Electron Beam）露光装置によりレジスト６に露光し、レジスト６を現像する。共振器に対して垂直な方向において、回折格子パターン７ａは回折格子パターン７ｂよりも長い。共振器に沿った方向において、回折格子パターン７ａと回折格子パターン７ｂは同じ幅を持つ。

次に、図３及び図４に示すように、現像したレジスト６をマスクとして用いてｐ型ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層５をエッチングして、回折格子パターン７ａ，７ｂにそれぞれ対応する回折格子８ａ，８ｂを形成する。その後、レジスト６を除去する。なお、回折格子８ａ，８ｂの断面形状は、矩形に限らず、三角形や台形などでもよい。回折格子８ａ，８ｂの中央付近は、後にリッジとなる領域９に配置されている。

次に、図５に示すように、回折格子８ａ，８ｂ上にｐ型ＩｎＰ埋め込み層１０を形成する。この際に、回折格子８ａ，８ｂの隙間をｐ型ＩｎＰ埋め込み層１０で埋め込む。

次に、図６に示すように、ｐ型ＩｎＰ埋め込み層１０、回折格子８ａ，８ｂ、ｐ型ＩｎＰクラッド層４、活性層３、ｎ型ＩｎＰクラッド層２をエッチングして、光導波路となるリッジ１１を形成する。この際に、リッジ１１内の回折格子８ａ，８ｂのみ残し、それ以外の回折格子８ａ，８ｂを除去する。この結果、リッジ１１内の回折格子８ａ，８ｂの共振器に対して垂直な方向の長さは、リッジ１１の幅と同じになる。次に、リッジ１１の両側を電流ブロック層１２で埋め込む。リッジ１１及び電流ブロック層１２上にコンタクト層１３を形成する。その後、電極の形成や劈開などを行うことで、半導体レーザが製造される。

図７は、現像後のレジストの残し幅を示す図（上側）と現像後のレジストを示す上面図（下側）である。ＥＢ露光装置などの露光装置を用いて微細パターンを転写する場合、ＣＡＤで作成した回折格子パターンとは異なるパターンがレジスト６上に転写される（パターン効果）。特に光通信用の長波長分布帰還型半導体レーザでは、２００ｎｍ〜２５０ｎｍの間隔で回折格子パターンが配置されており、隣接パターン形状によるパターン効果が顕著に現れる。

描画開始点と描画終点よりも外側には回折格子パターン７ａ，７ｂが存在しない。従って、描画開始点と描画終点では、回折格子パターンが疎であるため、レジスト６に与えられる積算電子ビームのエネルギーが小さくなり、露光量が不足する。一方、中央付近では、回折格子パターン７ａ，７ｂが前後左右に存在して密であるため、レジスト６に与えられる積算電子ビームのエネルギーが大きくなり、露光量が十分になる。この結果、ＣＡＤで作成した回折格子パターン７ａ，７ｂは長方形であるが、描画開始点と描画終点ではレジスト６の残し幅が広くなり、中央付近ではレジスト６の残し幅が狭くなる。

また、長い回折格子パターン７ａでは、中央付近での回折格子パターンが密となる領域が広く、露光量が十分になる。このため、回折格子パターン７ａの中央付近では、現像後に残るレジスト６の残し幅が細くなり、その間隔が広くなる。一方、短い回折格子パターン７ｂでは、中央付近での回折格子パターンが密となる領域が狭く、露光量が不足する。このため、回折格子パターン７ｂの中央付近では、現像後に残るレジスト６の残し幅が広くなり、その間隔が狭くなる。

この結果、ＥＢ露光時のＤＯＳＥ量を一定にしても、現像後に残るレジスト６の残し幅を１つのチップ内で変化させることができる。従って、回折格子の残し幅を１つのチップ内で変化させることができる。本実施の形態では、共振器に沿った方向において、リッジ１１内の回折格子８ａの幅は、リッジ１１内の回折格子８ｂの幅よりも狭くなる。

図８は、レジストに描画した回折格子パターンのデューティを示す図である。ＥＢ露光装置により周期２００ｎｍの回折格子パターンを距離１０ｕｍ描画させた。レジストはポジ型を使用した。デューティは、回折格子の間隔に対するレジスト残し幅である。描画開始点と終点ではデューティが広くなり、中央はデューティが狭くなる。実験の結果、中央と端でデューティは２０〜３０％程度変化することが分かった。ただし、この変化量はレジストの感度や使用装置などに依存する。

ここで、分布帰還型半導体レーザの特性を決定付けるパラメータの１つに光結合定数がある。光結合定数は、活性層３と回折格子８ａ，８ｂとの間の距離に依存するほか、回折格子８ａ，８ｂの残し幅にも依存する。

図９は、光結合係数と回折格子の残し幅の関係を示す図である。このデータは計算により算出したものである（参照：Dr. H. Ghafouri-Shiraz, Distributed Feedback Laser Diodes and Optical Tunable Filters, Wiley; 2nd revised edition）。縦軸は光結合定数κに共振器長ＬをかけたκＬである。例えば、回折格子の断面が完全な矩形であるとして、回折格子の残し幅がピッチの半分であるデューティ５０％となったとき、最大の光結合定数を得ることができる。デューティが５０％からずれると、光結合定数は小さくなる。光結合定数は回折格子による屈折率の変動量に依存するため、デューティが５０％からずれると、回折格子による屈折率の変動量が実質的に小さくなり、光結合定数は小さくなる。

回折格子パターンの中央のデューティを５０％とするのか、端のデューティを５０％とするのかは、ＤＯＳＥ量により設定できる。前者の場合、中央のデューティを５０％となるようにＤＯＳＥを設定すれば、端に向かうほどデューティが６０％、７０％と増加する。後者の場合、端のデューティを５０％となるようにＤＯＳＥを設定すれば、中央に向かうほどデューティが４０％、３０％と減少する。本実施の形態では前者の場合を用いる。なお、後者の場合であっても、所望の光結合定数を得るための配置パターン配置は変化するものの、１チップ内で共振器に沿った方向の光結合定数を変えることができる。

また、本実施の形態では、リッジとなる領域９より回折格子８ａ，８ｂを広く形成する。そして、リッジ１１を形成する際に、リッジ１１内の回折格子８ａ，８ｂのみ残し、それ以外の回折格子８ａ，８ｂを除去する。これにより、回折格子８ａ，８ｂの体積を小さくすることができる。従って、価電子帯間吸収を抑制することができるため、半導体レーザは良好な特性を持つ。

また、回折格子パターン７ａ，７ｂの長さの変更はＣＡＤ上で容易に行うことができる。そして、ＥＢ露光ではＤＯＳＥ設定は描画時一定であればよい。従って、ウエハプロセス工数が増加することなく、複雑な工程も無いため、簡単な技術及びプロセスにより半導体レーザを製造することができる。

また、光結合定数が大きいと、回折格子８ａ，８ｂに結合する光量が大きくなるため、外部に取り出せる光量が減少し、スロープ効率が低くなる。しかし、誘導放出に必要な共振器内の光量は増すことから閾値は低下する。一方、光結合定数が小さいと、回折格子８ａ，８ｂに結合する光量が減少するため、外部に取り出せる光量が増加し、スロープ効率が高くなる。そこで、本実施の形態では、残し幅が狭い回折格子８ａを前端面１４ａ側に配置し、残し幅が広い回折格子８ｂを後端面１４ｂ側に配置する。これにより、前端面１４ａ側の光結合定数が小さくなるため、高いスロープ効率を得ることができる。また、後端面１４ｂ側の光結合定数が大きくなるため、閾値を低く抑えることができる。なお、回折格子８ｂの方が回折格子８ａよりも光結合定数が小さい場合は、回折格子８ｂを前端面１４ａ側に配置する。

図１０は、本発明の実施の形態１に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法の変形例１を説明するための上面図である。この変形例１では、回折格子パターン７ｂの長さを段階的に変化させることで、回折格子８ｂの残し幅を段階的に変化させる。これにより、光結合定数を段階的に変化させることができる。

実施の形態２．
図１１は、本発明の実施の形態２に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための上面図である。この半導体レーザは位相シフト領域型分布帰還型半導体レーザである。この図は、回折格子８ａ，８ｂを形成した後、リッジ１１を形成する前の状態を示している。

位相シフト領域１５では光電界強度が極大となる。このような光電界強度の増大は更なる誘導放出を起こし、電子正孔キャリアの消費が増大し、局所的にキャリアが減少するホールバーニングが生じる。即ち、フリーキャリアプラズマ効果により、局所的な屈折率の変化が位相シフト領域１５で生じる。このような共振器に沿った方向における局所的な屈折率変化は、導波するモードを不安定にし、モードホップなど通信用レーザとして望ましくない現象を引き起こす。

そこで、本実施の形態では、長い回折格子パターン７ａを位相シフト領域１５に配置することで、残し幅が狭い回折格子８ａを位相シフト領域１５に形成する。これにより、位相シフト領域１５において光結合定数を小さくすることができる。従って、位相シフト領域１５での光電界強度の増大が抑制され、ホールバーニングが抑制され、屈折率の局所的な変化も抑制される。この結果、安定した発振が可能となる。なお、回折格子８ｂの方が回折格子８ａよりも光結合定数が小さい場合は、回折格子８ｂを位相シフト領域１５に配置する。

図１２は、本発明の実施の形態２に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法の変形例を説明するための上面図である。この変形例では、回折格子パターン８ａの長さを位相シフト領域１５で最も長くし、位相シフト領域１５から遠ざかるほど段階的に短くする。これにより、最も光電界強度の高い位相シフト領域１５において光結合定数を最も小さくし、そこから遠ざかるに従って光結合定数を段階的に増加させることができる。

実施の形態３．
図１３は、本発明の実施の形態３に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための上面図である。この図は、回折格子８ａ，８ｂを形成した後、リッジ１１を形成する前の状態を示している。後の工程で低反射コート１６を前端面１４ａに設け、に高反射コート１７を後端面１４ｂ設ける。高反射コート１７は、低反射コート１６よりも高い反射率を持つ。

高反射コート１７が設けられた後端面１４ｂでは光電界強度が極大となる。そこで、本実施の形態では、長い回折格子８ａを後端面１４ｂの近傍に配置する。これにより、後端面１４ｂの近傍での光結合定数が小さくなり、後端面１４ｂでの光電界強度が緩和されるため、光破壊による劣化を抑制することができる。

なお、回折格子８ｂの方が回折格子８ａよりも光結合定数が小さい場合は、回折格子８ｂを後端面１４ｂの近傍に配置する。回折格子パターン８ａの長さを後端面１４ｂで最も長くし、位相シフト領域１５から遠ざかるほど段階的に短くしてもよい。

実施の形態４．
図１４は、本発明の実施の形態４に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための上面図である。この図は、回折格子８ａ，８ｂを形成した後、リッジ１１を形成する前の状態を示している。

共振器に対して垂直な方向において、回折格子パターン７ａの中央付近が、リッジとなる領域９に配置されている。回折格子パターン７ｂは回折格子パターン７ａに対してずれて配置され、回折格子パターン７ｂの端部がリッジとなる領域９に配置されている。回折格子パターン７ａと回折格子パターン７ｂの長さは同じである。

上記のように、回折格子パターン７ａ，７ｂの端部ではレジスト６の残し幅が広く、中央部ではレジスト６の残し幅は狭くなる。このため、リッジ１１内の回折格子８ａの幅は、リッジ１１内の回折格子８ｂの幅よりも狭くなる。よって、１チップ内で共振器に沿った方向の光結合定数を変えることができる。

また、本実施の形態では、回折格子８ａ，８ｂをリッジとなる領域９より広く形成する。そして、リッジ１１を形成する際に、リッジ１１内の回折格子８ａ，８ｂのみ残し、それ以外の回折格子８ａ，８ｂを除去する。これにより、回折格子８ａ，８ｂの体積を小さくすることができる。従って、価電子帯間吸収を抑制することができるため、半導体レーザは良好な特性を持つ。

また、回折格子パターン７ａ，７ｂの配置をずらすのはＣＡＤ上で容易に行うことができる。そして、ＥＢ露光ではＤＯＳＥ設定は描画時一定であればよい。従って、ウエハプロセス工数が増加することなく、複雑な工程も無いため、簡単な技術及びプロセスにより半導体レーザを製造することができる。

また、残し幅が狭い回折格子８ａを前端面１４ａ側に配置し、残し幅が広い回折格子８ｂを後端面１４ｂ側に配置する。これにより、前端面１４ａ側の光結合定数が小さくなるため、高いスロープ効率を得ることができる。また、後端面１４ｂ側の光結合定数が大きくなるため、閾値を低く抑えることができる。なお、回折格子８ｂの方が回折格子８ａよりも光結合定数が小さい場合は、回折格子８ｂを前端面１４ａ側に配置する。

図１５は、本発明の実施の形態４に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法の変形例を説明するための上面図である。この変形例では、回折格子パターン７ｂの配置を段階的に変化させることで、回折格子８ｂの残し幅を段階的に変化させる。これにより、光結合定数を段階的に変化させることができる。

実施の形態５．
図１６は、本発明の実施の形態５に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための上面図である。この図は、回折格子８ａ，８ｂを形成した後、リッジ１１を形成する前の状態を示している。この半導体レーザは位相シフト領域型分布帰還型半導体レーザである。

本実施の形態では、リッジとなる領域９に中央付近が配置された回折格子パターン７ａを位相シフト領域１５に配置することで、残し幅が狭い回折格子８ａの中央付近を位相シフト領域１５に形成する。これにより、位相シフト領域１５において光結合定数を小さくすることができる。従って、位相シフト領域１５での光電界強度の増大が抑制され、ホールバーニングが抑制され、屈折率の局所的な変化も抑制される。この結果、安定した発振が可能となる。なお、回折格子８ｂの方が回折格子８ａよりも光結合定数が小さい場合は、回折格子８ｂを位相シフト領域１５に配置する。

図１７は、本発明の実施の形態５に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法の変形例を説明するための上面図である。この変形例では、位相シフト領域１５において領域９に回折格子パターン７ａの中央付近を配置し、位相シフト領域１５から遠ざかるにつれて段階的に回折格子パターン７ａの配置をずらす。これにより、最も光電界強度の高い位相シフト領域１５において光結合定数を最も小さくすることができる。位相シフト領域１５から遠ざかるに従って光電界強度が低下し、それに従って光結合定数を段階的に増加させることができる。

実施の形態６．
図１８は、本発明の実施の形態６に係る分布帰還型半導体レーザの製造方法を説明するための上面図である。この図は、回折格子８ａ，８ｂを形成した後、リッジ１１を形成する前の状態を示している。後の工程で低反射コート１６を前端面１４ａに設け、に高反射コート１７を後端面１４ｂ設ける。高反射コート１７は、低反射コート１６よりも高い反射率を持つ。

高反射コート１７が設けられた後端面１４ｂでは光電界強度が極大となる。そこで、本実施の形態では、リッジとなる領域９に中央付近が配置された回折格子８ａを後端面１４ｂの近傍に配置する。これにより、後端面１４ｂの近傍での光結合定数が小さくなり、後端面１４ｂでの光電界強度が緩和されるため、光破壊による劣化を抑制することができる。

なお、回折格子８ｂの方が回折格子８ａよりも光結合定数が小さい場合は、回折格子８ｂを後端面１４ｂの近傍に配置する。また、後端面１４ｂで領域９に回折格子パターン７ａの中央付近を配置し、後端面１４ｂから遠ざかるにつれて段階的に回折格子パターン７ａの配置をずらしてもよい。

上記の実施の形態ではポジ型レジストを用いたが、ネガ型レジストを用いても同様の効果を得ることができる。ネガ型レジストを使用した場合は、図７の下図の回折格子パターンの鳥瞰図の抜きパターンと残しパターンが反転する。従って、描画開始点、描画終点では、レジスト残し幅は狭く、中央付近ではレジスト残し幅は広くなる。

また、上記の実施の形態ではＥＢ露光装置を用いたが、これに限らずステッパなど他の露光装置を用いてもよい。特に、ステッパでは１ショットで露光量の変更が不可能であるが、上記の実施の形態により現像後に残るレジスト６の残し幅を変化させることができるため、チップ内において光結合定数を変化させることができる。

また、上記の実施の形態では、リッジ１１の両側が電流ブロック層１２で埋め込まれた埋め込み型分布帰還型半導体レーザを示したが、これに限らずリッジ型の分布帰還型半導体レーザでも同様の効果を得ることができる。また、回折格子８ａ，８ｂの位置は活性層３の上側でも下側でもよい。また、回折格子層の屈折率が周囲の材料の屈折率より大きい場合でも小さい場合でも、同様の効果を得ることができる。

また、実施の形態１と実施の形態４を複合させて、回折格子パターンの長さを変え、かつ回折格子パターンの配置をずらしてもよい。これにより、共振器に沿った方向の回折格子の幅を変化させることができるため、実施の形態１，４と同等の効果を得ることができる。

また、実施形態２，５では単一位相シフト領域構造について説明したが、これに限らずマルチ位相シフト領域型分布帰還型半導体レーザにも同様に本発明を適用することができる。また、位相シフト領域１５を中心に対称に回折格子８ａ，８ｂを配置してもよいし、光電界強度分布を反映した配置としてもよい。

１ｎ型ＩｎＰ基板（半導体基板）
２ｎ型ＩｎＰクラッド層（第１の半導体層）
３活性層（第１の半導体層）
４ｐ型ＩｎＰクラッド層（第１の半導体層）
５ｐ型ＩｎＧａＡｓＰ回折格子層（回折格子層）
６レジスト
７ａ回折格子パターン（第１の回折格子パターン）
７ｂ回折格子パターン（第２の回折格子パターン）
８ａ回折格子（第１の回折格子）
８ｂ回折格子（第２の回折格子）
９リッジとなる領域
１０ｐ型ＩｎＰ埋め込み層（第２の半導体層）
１１リッジ
１４ａ前端面
１４ｂ後端面
１５位相シフト領域
１７高反射コート

Claims

半導体基板上に第１の半導体層、回折格子層、及びレジストを順に形成する工程と、
第１及び第２の回折格子パターンを前記レジストに露光し、前記レジストを現像する工程と、
現像した前記レジストをマスクとして用いて前記回折格子層をエッチングして、前記第１及び第２の回折格子パターンにそれぞれ対応する第１及び第２の回折格子を形成する工程と、
前記第１及び第２の回折格子上に第２の半導体層を形成する工程と、
前記第２の半導体層と前記第１及び第２の回折格子をエッチングしてリッジを形成する工程とを備え、
共振器に対して垂直な方向において、前記第１の回折格子パターンは前記第２の回折格子パターンよりも長く、
前記リッジが形成される領域内で前記共振器に沿った方向において、前記第１の回折格子パターンの露光と現像により前記レジストに形成された回折格子パターンの前記レジストの残し幅は、前記第２の回折格子パターンの露光と現像により前記レジストに形成された回折格子パターンの前記レジストの残し幅よりも狭く、
前記リッジ内の前記第１及び第２の回折格子の前記共振器に対して垂直な方向の長さは、前記リッジの幅と同じであり、
前記共振器に沿った方向において、前記リッジ内の前記第１の回折格子の幅は、前記リッジ内の前記第２の回折格子の幅よりも狭いことを特徴とする分布帰還型半導体レーザの製造方法。
半導体基板上に第１の半導体層、回折格子層、及びレジストを順に形成する工程と、
第１及び第２の回折格子パターンを前記レジストに露光し、前記レジストを現像する工程と、
現像した前記レジストをマスクとして用いて前記回折格子層をエッチングして、前記第１及び第２の回折格子パターンにそれぞれ対応する第１及び第２の回折格子を形成する工程と、
前記第１及び第２の回折格子上に第２の半導体層を形成する工程と、
前記第２の半導体層と前記第１及び第２の回折格子をエッチングしてリッジを形成する工程とを備え、
共振器に対して垂直な方向において、前記第１の回折格子パターンの中央付近は前記リッジが形成される領域に配置され、前記第２の回折格子パターンは前記第１の回折格子パターンに対してずれて配置され、
前記リッジが形成される領域内で前記共振器に沿った方向において、前記第１の回折格子パターンの露光と現像により前記レジストに形成された回折格子パターンの前記レジストの残し幅は、前記第２の回折格子パターンの露光と現像により前記レジストに形成された回折格子パターンの前記レジストの残し幅よりも狭く、
前記リッジ内の前記第１及び第２の回折格子の前記共振器に対して垂直な方向の長さは、前記リッジの幅と同じであり、
前記共振器に沿った方向において、前記リッジ内の前記第１の回折格子の幅は、前記リッジ内の前記第２の回折格子の幅よりも狭いことを特徴とする分布帰還型半導体レーザの製造方法。
前記第１の回折格子と前記第２の回折格子のうち光結合定数が小さい方が、前端面側に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の分布帰還型半導体レーザの製造方法。
前記第１の回折格子と前記第２の回折格子のうち光結合定数が小さい方が、位相シフト領域に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の分布帰還型半導体レーザの製造方法。
低反射コートを前端面に設け、前記低反射コートよりも高い反射率を持つ高反射コートを後端面に設ける工程を更に備え、
前記第１の回折格子と前記第２の回折格子のうち光結合定数が小さい方が、前記後端面の近傍に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の分布帰還型半導体レーザの製造方法。