JPH02110405A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、少なくとも、１つの直線部分及び１つの湾曲
部分を有する集積化光ガイドを具える半導体装置であっ
て、前記の光ガイドは前記の湾曲部分で光を光ガイド中
に制限する手段を有し、これらの手段には前記の湾曲部
分の領域で光ガイドの縁部に沿って設けられた溝を含ん
でいる当該半導体装置に関するものである。

本発明は更に、このような半導体装置を製造する方法に
関するものである。

本発明は、種々の曲率を有する光ガイドを具え、各光ガ
イドが順次に直線部分及び湾曲部分を有しているマツハ
ーツエンダー（Ｍａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ）変３１８器
或いは光スィッチのような集積化光学装置の製造に用い
られる。

（従来の技術） 湾曲部分を有する埋込み光ガイドを製造することは、本
”２２１３−Ｆｒｅｑｕｅｎｚ　Ｖｏｌ、３５（１９８
１）、Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒｋｇ　Ｂｅｒｌｉｎ−Ｄｅｎ
ｔｓｃｈｌａｎｄ”の第２４８頁におけるカール・ハイ
ンツ・ティートゲン（Ｋａｒｌ−ＨｅｉｎｚＴＩＥＴＧ
ＥＮ）代著の論文”Ｐｒｏｂｌｅｍｅ　ｄｅｒ　Ｔｏｐ
ｏｇｒａｐｈｉｅＩｎｔｅｇｒｉｅＬ　Ｓｃｈａｌｔｕ
ｎｇｅｎ”から既知である。

この埋込み光ガイドは単に基板の屈折率よりも大きな屈
折率を有する細条を以って構成されており、この細条は
ＬｉＮｂ０ｉの基板中にチタンを注入することにより得
ており、従ってこの細条は基板の上側平坦面と一致する
１つのレベルにある。このような完全に埋込まれた光ガ
イドでは損失が常に多くなる。

光ガイドの湾曲部分での径方向散乱による損失を低減さ
せる為に、上記の論文では、例えばエツチングにより溝
を形成し、この溝が前記の湾曲部分よりも大きな曲率半
径でこの湾曲部分と同し高さで埋込み光ガイドの縁部を
正確にたどるようにすることが提案されている。このエ
ツチングによる溝は、大きい方の曲率半径を有する方の
光ガイドの縁部の側で光ガイドの外部にある雰囲気とこ
の光ガイドとの間の屈折率の相違を大きくするものであ
る。

この論文によるこの方法により０．５ｍｍ程度の曲率半
径を得ることができ、これにより損失を３ｄＢを越えな
いようにする。

この論文には、このような湾曲した光ガイドを製造した
場合、外部の雰囲気に対して光ガイドの縁部がでこぼこ
していることによる散乱により損失が生じ、これらの損
失は屈折率の差が太きくなるとこれと関連する問題、例
えば反射、径方向放射およびモード変換を考慮する必要
があるということも記載されている。

これらの問題を減少せしめる為に、エツチングにより形
成された溝は光ガイドの湾曲した部分の開始端および終
端と一致するこの溝の端部で基板の上側面に向けてわず
かに傾斜して上昇する底部分を有し、従って埋込まれた
光ガイドは直線部分で低屈折率の基板によってのみ横方
向で規制されている。

一方、湾曲した光ガイドにおける放射による光損失は、
”Ｂｅ１ｌＳｙｓｔ、Ｔｅｃｈｎ、４８．２１６Ｈ１９
６９）”における”Ｍａｒｃａｔｉｌｉ　ａｎｄ　Ｍｉ
ｌｌｅｒ”の文献で考慮され、説明されている。

光の波が光ガイドの湾曲部分に達すると、この波をこの
湾曲部分に適合させる必要がある。この目的の為に、伝
達されるエネルギーの一部分を放射モードに変換する。

従って、エネルギーは導波面に分散的に放射する。

放射によるこれらの損失は、湾曲部分でその外部と同じ
位相速度を得る為に雰囲気中の光の速度よりも速い速度
で電磁界を移す必要があるという事実によるものである
。実際に、波頭を維持するとともに一定の角速度で波面
に応じて移す為に、接線方向の位相速度を、考慮した点
と光ガイドの曲率中心との間の距離に比例させる必要が
ある。

光ガイドを構成する細条の外側縁から測ったある距離り
を越えると、伝搬速度が波頭を維持するのに必要とする
位相速度よりも遅くなる。従って、この距離からはもは
やモードを伝搬できず、光は湾曲の凸状部に位置する基
板中に放射されてしまう。

導波モードの、放射モードへの変換は、七ノモ−ド光ガ
イドが不充分な長さの曲率半径を有する場合にこれらの
モノモード光ガイドにとって極めて不利なことである。

本”Ｔｏｐｉｃｓ　ｉｎ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉ
ｃｓ−Ｖｏｌ、７　”の第１３３頁の章“Ｉｎｔｅｇｒ
ａｔｅｄ　０ｐｔｉｃｓ”に記載されておりマルカティ
リ（Ｍａｒｃａｔｉｌｉ）氏により確立された式は臨界
的な曲率半径ｒをモードの横方向制限距離Ｄ、すなわち
より正確には波の消滅の横方向範囲の関数として且つ使
用する波長λの関数として与えている。

放射損失は光ガイドの曲率半径が以下の不等式を満足す
る場合もはや無視できない。

「＜２４π２Ｄ３／λ２ この弐によれば、横方向制限距離が増大すればする程、
湾曲の外部の方向に生じる損失を増大させることなく、
光ガイドの曲率半径を小さくすることができる。

モノモード光ガイドの場合、臨界的な半径は１０閣程度
であるということがこの式から導出される。

その結果、曲率半径が２０ｍｍよりも小さい場合、放射
による損失は可成り大きくなり始める。

この式によれば、光ガイドの湾曲部の位置レベルでの横
方向制限距離を増大させる必要があるということが導き
出され、このことは最初に記載した本における指摘と完
全に一致している。

しかし、従来技術を示す最初に記載した本によれば、こ
の問題は、散乱による損失とモード変換の割合とは制限
用の雰囲気との屈折率の差が大きくなるのと同時に増大
するという事実の為にモノモード光ガイドに対して解決
するのが困難である。

（発明が解決しようとする課題） 従って課題は、前述した本における曲率半径よりも著し
く小さな、代表的には５００μｍよりも小さな曲率半径
の湾曲部分を有し、湾曲部分及び直線部分の双方におい
て損失が極めて小さい、特に１ｄＢ／ｃｍよりも小さい
集積化光ガイドを製造することにある。

これらの課題は、散乱又はモード変換による損失を増大
せしめることなく、放射損失を抑圧するように光ガイド
の湾曲部分を制限する本発明の手段によって解決するも
のであり、これらの手段を更に従来から既知の完全埋込
み型光ガイド構造よりもそれ自体における損失が極めて
少ない細条光ガイド構造に適用する。

（課題を解決するための手段） 本発明は、少なくとも、１つの直線部分及び１つの湾曲
部分を有する集積化光ガイドを具える半導体装置であっ
て、前記の光ガイドは前記の湾曲部分で光を光ガイド中
に制限する手段を有し、これらの手段には前記の湾曲部
分の領域で光ガイドの縁部に沿って設けられた溝を含ん
でいる当該半導体装置において、前記の手段が更に、導
波層と、この導波層から突出しこの導波層中を光がたど
る光路を決定する浮き彫り状の細条とを有する導波横道
体をも含んでおり、前記の手段が更に溝構造体を含んで
おり、この溝構造体の深さは一定であり、この溝構造体
の中央部は前記の湾曲部分で前記の細条の縁部を正確に
追従し、この溝構造体の端部は前記の湾曲部分の開始端
及び終了端で前記の細条の縁部から離間し、この溝構造
体の底部は前記の導波層の下側部分に達しないレベル位
置でこの導波層中に位置していることを特徴とする。

以下図面につき説明する。

第１ａ図は、曲率半径ｒを有する湾曲した光ガイド（導
波管）Ｇにおいては、この光ガイドの外側凸状縁から測
ったある距離りがあり、この距離りは、この距離を越え
ると伝搬速度が波の底部（斜線領域）を保つのに必要な
位相速度よりも遅（なる距離りである。従って、この距
離からは光が基板中に放出されてしまう。これを第１ｂ
図に示す。

この第１ｂ図は本発明による制限（規制すなわち閉じ込
め）手段を設けていない湾曲した光ガイドＧにおける光
ビームの光路を上方から示している。

光路の進路は、光がまっすぐに進み、特に導波モードの
エネルギーのすべてが基板１０中で失なわれ、従って１
つの主ローブと数個の副ローブとを形成するということ
を示しでいる。第１ｂ図に密な点で示す区域は高エネル
ギーに対応し、粗な点で示す区域は低エネルギーに対応
する。光は矢印の方向に進む。第１ｂ図は、光ガイドの
湾曲部分を越えると点線で示す光ガイドＧ中にはもはや
エネルギーは残っていないということを示している。

一方、第１ｃ図は本発明による制限手段を設けた湾曲光
ガイドＧ中の光ビームの光路を上方から示している。導
波モードのエネルギーはすべて光ガイドの湾曲部分を越
えても実際に光ガイドに残っているということを示して
いる。光は矢印の方向に伝搬する。

しかし、凸状部において光ガイドの縁部に沿ってエツチ
ングにより溝を形成する従来技術を適用する場合には、
光ガイドが横の観点からマルチモードとなり、導波領域
とその隣接の制限領域との間の実効屈折率の差が１０−
２のオーダーを越えないようにする必要がある。更に、
側面の凹凸により生ぜしめられる回折の為に分散による
損失が導入される。本発明によれば、第２図に上方から
見て示す装置により上述した問題を解決する。

この装置は、平均半径ｒを有する少くとも１つの湾曲部
と直線部とを有する細条Ｒによって表面が制限された光
ガイドＧを有する。更にこの装置は光ガイドＧで光波の
通路を保つ手段を有する。

これらの手段には光ガイドの湾曲部でこの光ガイドの縁
部に沿って設けた溝Ｓ１及びＳ２を含む。本発明によれ
ば、これらの溝の深さはこの装置の上側面に対し或いは
他の基準面、例えば基板に対し一定とする。これらの溝
は光ガイドの湾曲部では一定の横方向寸法−３を有する
も、溝Ｓ１に対する端部ＥＩＩ＋　Ｅｌ□及び溝Ｓ２に
対する端部ＥＺＩ＋　ＥＺ□の横方向寸法は溝の端に近
づくにつれて徐々に減少させ、溝の外側縁部は光ガイド
の縁部に平行に保ち、光ガイドの縁部に近い方の溝の縁
部は光ガイドの縁部から分離させてこれらの間に角度α
を有するコーナーを形成するスト９７１０１１１口２．
及び口１２＋０２□を残すようにする。端部Ｅｌｌ＋　
Ｅ２１＋　Ｅｌ。＋　８２ｍは光ガイドの湾曲部の端部
の両側に長さ２に延在させる。

これらの手段は、第３及び４図の斜視図に或いは第５ａ
、　５ｂ及び５０図の断面図に示すように、光ガイドが
少くとも２つの層ＣＩ及びＣＧを以って構成され、層Ｃ
６上に浮き彫り的に細条Ｒが設けられているという事実
をも含んでいる。

層Ｃ１はこの層を被覆する層Ｃ６よりも低い屈折率を有
する制限層である。層Ｃ０は導波層、すなわち波が伝搬
する層である。この導波層の表面に形成された細条Ｒは
導波層中で波がたどる光路を制限する。

この細条Ｒはその横方向寸法戦を装置上で選んだ高さｈ
よりも大きくするのが好ましい。

これらの条件の下では２つの共働手段によってモード変
換を回避しうる。一方の共働手段は光ガイドが直線とな
ると直らに溝が導波領域から角度αだけそれるという事
実によるものであり、他方の共働手段は溝が導波層Ｃ６
の厚さ全体に亘って設けられておらずに一般に導波層Ｃ
６の厚さｅＧの２ｏ％を越えない部分Ｐにのみ設けられ
ているという事実によるものである。

この割合は、光ガイドの湾曲部分でビームを制限したり
モード変換を無くシたりする為に材料の屈折率と伝送さ
れる波長との関数として計算される。

従って、本発明による手段、すなわち ・導波層上に湾曲部分を有する薄肉導波細条を配置する
手段、 ・湾曲部分における導波細条の縁部に対して設けた溝手
段、 これらの溝を湾曲部分の端部から始めて導波細条の縁部
から角度αだけ離間させる手段、これらの溝を導波層の
厚さよりも浅い深さに形成する手段 を用いることにより、 ａ）ビームの損失は、横方向の散乱がないという事実の
為に直線部分において極めて小さくなり、ｂ）同時にこ
のビームは、同じ導波層中を波が伝１殿する他のビーム
に容易に横結合しうるようになり、 Ｃ）このビームの損失は湾曲部分で極めて小さくなり、
この湾曲部分の曲率半径は５０μｍ程度に極めて小さく
でき、 ｄ）溝は導波層の底部に達しない為、いがなるモード変
換も回避でき、 ｅ）溝の深さは比較的浅い為、壁部上での回折による横
方向散乱に起因する損失が極めて少なくなる。

従って、本発明による手段を講じた装置の性能は特に高
いもとなる。

実１１０ヨエ 第３，４及び５図は本発明による手段を設けた集積化光
ガイド（導波管）を有する装置の一実施例を示す。

この光ガイド構造は、例えばＩｎＰの半絶縁基板１０上
に形成しうるｎ・型のＩｎＰより成る低屈折率を有する
制限層ＣＩと、このＭＣＩ上に配置したｎ型のＩｎＰよ
り成る導波層Ｃ０及びこの層ＣＧと同じ材料より成る薄
肉の、細条Ｒとのホモ構造である。

上記のホモ構造を得るには、同じ導電型で固有抵抗が異
なる■−■族の他の二成分材料を用いることもできる。

装置の包括的な構造は上方から見た第２図に示すもので
ある。この第２図の部分Ｐ２は第３図に斜視図で詳細に
示しである。この第３図は導波細条Ｒを導波層Ｃ６上に
浮き彫り状に示しており、導波層Ｃ０は制限層Ｃ，及び
基板１０上に延在している。細条Ｒの両側にはその縁部
と一致して溝Ｓｌ及びＳ２が配置されており、これらの
溝の底部は導波ＮＣＧの下方部分には達していない。湾
曲部分の端部からはこれら溝Ｓ、及びＳ２は細条Ｒの縁
部から離間しており、従って導波層ＣＧの材料のコーナ
ーし、及びＱ、が現われる。従って、これらの離間部分
Ｅｅｌ及びＥ、における溝Ｓ、及びＳ２は湾曲部分の領
域におけるよりも小さな横方向寸法を有する。

第２図の装置の２６部分は第４図に斜視図で詳細に示し
である。この第４図には第３図と同じ素子を示しである
。

導波層における波の伝搬現象を良好に理解する為に、第
５ａ〜５０図に第４図の装置の平面ＡＡ、　ＢＢ及びＣ
Ｃ上の断面をそれぞれ示す。

第５ａ図は直線部分における光ガイドに垂直な平面を通
る断面図ＡＡに相当する。

この領域には溝が設けられていない。ＩＪｃｃは厚さｅ
Ｇを有する。細条Ｒは横方向寸法Ｗ、を有し、高さｈだ
け直立している。制限層ＣＩは導波層Ｃ０の屈折率ｎ６
よりも小さな屈折率ｎ、を有する。

第５ｃ図は湾曲領域の開始位置において光ガイドに垂直
な平面を通る断面図ＣＣに相当する。満Ｓ、及びＳ２は
導波細条Ｒの縁部の延長線までエツチングされている。

導波層の上側レベルに対する溝ＳＬ＋５２の深さはＰで
ある。細条Ｒの両側にある溝の幅は−、である。

これらの溝は導波層の厚さ全体に亘ってエツチングされ
ていないが伝搬されるエネルギーを変化させることなく
ビームを圧縮するのにこのエツチングで充分であり、こ
のビームの断面はこの場合この断面図である第５ｃ図に
等エネルギー曲線で示す形態をとる。

第５ｂ図は断面図ＡＡ及び断面図ＣＣ間の領域において
光ガイドに垂直な平面を通る断面図ＢＨに相当する。

溝Ｓ、及びＳ２の部分Ｅ層及び［１ｇは、ビームの断面
を第５ａ図の等エネルギー曲線によって示す形態から第
５ｃ図の等エネルギーラインによって示す形態に移るよ
うにするビームの圧縮を示している。

部分Ｅ１□、　Ｅ２ｇのエツチング深さＰは溝Ｓ、、　
Ｓ、のエツチング深さと同じである。部分Ｅ層＋　Ｅ２
□Ｅｌｌ＋　ｇｚ＋の長さは！である。

炎権拠ｌ上 第６及び７図は本発明の第２実施例を示す。

この光ガイド構造は、例えばＩｎＰより成る半絶縁基板
ｌＯ上にＩｎＰより成る低屈折率の制限層Ｃ１とＧａＩ
ｎＡｓＰより成るわずかに大きな屈折率の導波層ＣＧと
、新たな制限層Ｃ２と、この制限層Ｃ２の表面に形成し
た同じ材料の薄肉導波細条Ｒとを以って構成しうるヘテ
ロ構造である。

この二重ヘテロ構造、例えば基板と、二成分材料の制限
層と、所望の屈折率及び使用する放射を透過するのに適
した禁止帯幅を有する三成分或いは四成分材料の導波層
とを形成するのに他の■Ｖ族材料を用いることができる
。

第６図は第２図の部分ｐ、の斜視図である。

第７ａ〜７０図は第６図の静、　ＢＢ及びＣＣ線上をそ
れぞれ断面にした断面図である。極めて薄い厚さｅ。

を有する第２制限層Ｃ２はこの層を形成する追加の技術
工程を要するも、平衡にすべき実施例■の装置に比べて
性能をわずかに改善する。

この装置の他の部分は実施例Ｉとほぼ同じである。

本発明を実施する為に以下に有利な製造方法を説明する
。実際本発明の目的は、高性能で特に曲率半径の小さな
湾曲部分での損失が極めてわずかである光ガイドを有す
る装置を半導体材料中に集積化することにある為、この
製造方法は特にこの目的に対し考慮する必要があるが、
他の集積化素子の形成と相俟って装置を実現する。

製造方法 本発明による製造方法は、導波細条と曲率半径が小さな
少くとも１つの湾曲部分とを有する埋込み光ガイドを形
成する工程と、上記の湾曲部分において導波細条の軸線
に沿って光を案内するように光を制限（規制）する溝を
形成する工程とを具えている。

この方法は３つの順次の工程で行なうものであり、最後
の工程に対しては異なる種類のすなわち選択エツチング
処理を行なう異なる材料の２つのマスクを必要とする。

人工員上工丘 この第１工程では、並置層の構造を形成し、これから本
発明による装置、すなわち低屈折率の少くとも１つの層
上にわずかに高い屈折率の層を配置したものと、場合に
応じ低屈折率の上側層とを有する構造を形成する（第９
ａ〜９０図）。

従って実施例Ｉのホモ構造を得る為に、まず最初に、例
えば液体カプセル化（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）を
用いたチョクラルスキー法による結晶引上げにより得た
半絶縁性のＩｎＰの固体ブロックからスライス切断する
ことにより基板１０を形成する（第９ｂＩＥ参照）。

次に、ＭＯＶＰＥ又はＶＰＥのようなエピタキシャル法
により、ｎ°型のＩｎＰ層１１を形成する。この層１１
は例えば４・１０”７ｃｍ３の濃度でＳ゛イオンドー曲
ングすることにより得られ、この層に、意図的なドーピ
ングを行わずして得たｎ−型のＩｎＰ層１２を被覆する
（第９ｂ図参照）。

層１１の厚さは臨界的なものではない。例えばｅｔ−３
μｍとすることができる。この層１１は制限層Ｃ５とし
て用いる。層１２の厚さは３μｍとするのが好ましい。

この層１２はその導電型がｎ−である為に層１１の屈折
率よりもわずかに大きな屈折率を有し、従ってこの層１
２は実際には厚さｅｃの導波層Ｃ６及び厚さｈの細条Ｒ
を形成する作用をする。本発明の方法によれば、３μｍ
の厚さのＮ１２から厚さｅｃ−２，５μｍの導波ｆａｔ
ｃｃ、と高さｈ　′ｉ０．５　ｐｍ’の細条Ｒを得る。

−ａ的に２〜３μｍの厚さの層１２から１．５＜ｅｃ＜
２．５μｍ ０．５＜　ｈ　＜０．７５　ｐ　ｍ １ｔｃ′ｉ４μｍ を得るようにする。

本例では、ｎ−型の材料ＩｎＰが波長λ−１，３μｍ及
びλ＝１．５５μｍを有する放射を透過する。

実施例１のホモ構造の変形例では、ｎ゛導電型の基板Ｉ
Ｏを用いる。この場合、この基板１０は、前述したよう
にこの基板の表面に直接ｎ−導電型のエピタキシアル層
１２を形成する場合（第９ａ図参照）、光を制限（規制
）する作用をする。

実施例■のダブルヘテロ構造を得る為に、まず最初実施
例Ｉで用いたのと同じ方法により基板１０を形成する。

次にこの場合もＮ０ＶＰＥ又はＶＰＥ型のエピタキシャ
ル法により、制限層Ｃ，を構成する意図的なドーピング
を行なわずしてＩｎＰＯ層之１層形１する。この層２１
の厚さは臨界的なものではなくｅＧ−３μｍ程度にする
ことができる。

次にこの層２１の表面にＧａＩｎＡｓＰのエピタキシア
ル層２２を形成する。この層２２の厚さは１．５〜２．
５μｍとするのが好ましい（第９Ｃ図参照）。

この四成分層２２は実際には厚さｅ６の導波層Ｃ６とし
て用いられる。

本例では、四成分材料Ｇａ１ｎＡｓ’Ｐは、実際に電気
通信の目的で用いられている波長λ＝１．３μｍ又はλ
−１，５５μｍの放射を透過する。

最後に、四成分層２２の表面にＩｎＰの新たな二成分層
２３を形成する（第９ｃ図参照）。この層２３の厚さは
１μｍとするのが好ましい。この層２３において高さｈ
ζ０．５μｍ及び幅−Ｇ−４μｍの細条Ｒを実施例Ｉと
同様に形成する。この場合、層２２の表面において細条
Ｒ以外で残る層２３の厚さは高さｈ　（Ｏ，５＜　ｈ　
＜０．７５　ａ　ｍ）に応じて０．２５〜０．５　μｍ
となる。

（低屈折率の）二成分材料と四成分材料との間の屈折率
の差が光を層ｃ、　（２２）中に制限する。

■二進Ｉ工程 平坦なエピタキシアル層の上述した構造の一方或いは他
方を形成し終ると、本発明による第２工程を開始する。

この処理を実施例■及びＨの構造に対しそれぞれ第１０
及び１１図に示す。この第２工程では、浮き彫り状の細
条Ｒを半導体材料の上側層１２或いは１３上に形成する
。

この目的の為に、まず最初マスクシステムＭＬ＋ｈを形
成する。このシステムは例えば、厚さが５００〜７００
　ｎｍで、３０分間４２０℃での焼結により高密化した
Ｓｉｎ、のような誘電体材料の層３１により得ることが
できる。次にこのシリカ層３１に厚さが０．７〜１μｍ
のホトレジスト層３２を被覆し、これをまず最初９０’
Ｃで３０分間焼結する（第１０ａ及びｌｌａ図参照）。

この層３２を絶縁及び分解により、細条Ｒに対して設け
た領域の表面にマスクＭ２を残して除去する。次に、装
置を段階的に１８０℃の温度にしてホトレジスト層Ｍ２
を硬化させる（第１０ｂ及びｌｌｂ図参照）。

半導体構造の上側面が得られると、反応性イオンエツチ
ング処理を例えばＣ１１４／［２混合気体のようなガス
によりマスクシステムＭ１．　Ｍ２の周囲に行なう。元
素Ｉｎを含む■−■族化合物をエツチングするのにこの
混合気体を用いることは１９８５年に日本で開催された
ＧａＡｓ及びこれに関連する化合物の国際シンポジウム
の文献”　Ｉｎ５ｔｉ　Ｌｕｔｅ　Ｐｈｙｓ、　Ｃｏｍ
ｐｔ。

５ｅｒｖ、　Ｎｏ、７９＋　Ｃｈａｐｔｅｒ　６　”の
第３６７〜３７２真にニゲブルグ（Ｕ、　Ｎｉｇｇｅｂ
ｒｕｇｇｅ）氏等著の論文から既知である。

上述したマスクシステムは、半導体材料のエンチング処
理中に他のガス、特に塩素処理化合物を用いうるように
する為に選択する。

半導体構造における所望のエツチング深さは細条Ｒの高
さｈとする。従って、このエツチング処理は前述した２
つの実施例ではＩｎＰ材料より成る［１２或いは層２３
における構造に応じて行なう。

エツチング深さの制御はフランス国特許出願第８７０７
７９６号明細書に記載された方法を用いて実時間で行な
うことができる（第１０ｄ及びｌｉｄ図参照）。

このようにして形成された高さｈの細条Ｒはシリカ（Ｓ
ｉＯ２）のマスクＭ１及びホトレジストのマスクｌによ
り被覆されたままであり、ここで本発明による方法の第
３工程を開始する。

旦土星ユニ■ 幅Ｈｓが１〜４μｌの溝Ｓ１及びＳ２を光ガイドの湾曲
部分にすなわち光ガイドの湾曲部分の細条Ｒの縁部に沿
って形成するこの第３工程を行なう為に、まず最初ホト
レジスト層３３を形成する。このホトレジスト層は２〜
４μｍの厚さに亘って装置のアセンブリ全体を被覆する
。

次に絶縁及び分解によりこのホトレジスト層３３に、形
成すべき溝Ｓ、及びＳ２の表面と一致する窓をあけ（第
ｆｏｅ及びｌｌｅ図参照）、これによりマスクｈ、を形
成する。

第８ａ図は重畳されたマスク１．及びＭ２に対するマス
クＭ３の特定配置を上方から示しており、このマスク島
には、形成すべき溝８１及びＳ２と一致する２つの窓Ｏ
１及び０２があけられているも、マスクＭ１及びｈ２上
での窓０１及び０□間の距離ｄは細条Ｒ（すなわちマス
クＭｌｌ　Ｍ２）の寸法−。よりも小さくなるように注
意する。これにより細条Ｒから最も離れた溝の縁部がマ
スクＭ３により制限され、細条Ｒに最も近い溝の縁部が
重畳マスクＭｌｌ　Ｍ２により制限される。

第８ｂ図はマスクｈの特に有利な配置を上方から示して
おり、この場合窓０．及び０２力側４．ｈ上で連結し、
溝Ｓ１及びＳ２の部分Ｅ　ｌｌ＋　ＥＩＺ＋　Ｅ２１＋
　１Ｅ２２を形成する各端部でありつぎ形態の１つのみ
の窓を形成している。これらの部分ε１１＋　ＥＩＺ＋
　Ｅｚ＋＋　ＥＺ□の寸法！（第２図）は ２ζ５０μｍ とするのが好ましい。

これらの状態では、第８ａ図のそれぞれ平面ＩＩ及び■
−■上での断面図である第１０ｅＧ　ｌｉｅ図及び第１
ｈ、１１ｇ図に示すように、細条Ｒから最も離れた溝Ｓ
１及びＳ２の縁部がマスクＭ３により制限され、細条Ｒ
に最も近い縁部がマスクＭｌｌ　Ｍ２により制限されて
いる。

上述した形態の窓０１，０□内では、半導体材料の層、
すなわち実施（Ｊｌｌ　１のホモ構造の場合の層１２及
び実施例■のヘテロ構造の場合の層２３．２２を、材料
１２或いは２２の層Ｃ６がその全厚さの２０％よりも少
ないわずかな厚さだけ腐食されるまでエツチングする。

その全体の厚さの５〜１６％の深さＰに亘るエツチング
が好ましい。例えば層２２の全体の厚さｅ６が１．５μ
ｍである場合、この層２２における溝の深さＰは約０．
２μｍに選択しうる。

層１２又は２３．２２は同じ条件下で同じガスＣ）１．
／１１□により前述したように反応性イオンエツチング
によりエツチングする。

装置を実現する上で必要な２つのマスクシステムを形成
する材料の選択は、マスクＭ＋１Ｍｚがマスクｈの形成
中に影響を受けないように行なうことに注意すべきであ
る。これらの２つのマスクシステムを実現するには他の
材料を用いることもでき、この場合これらの材料によっ
てマスクシステムを形成するとともに、これによって形
成されたマスクが変形せず、特に半導体構造をエツチン
グするのに用いたのに同じガスによってエツチングされ
ないことを条件とする。

第１０ｆ及び１０ｈ図は実施例Ｉの構造を第８ａ図の断
面１−１及びＩＩ−ＩＩで見た窓０１及び０□内のエン
チング処理の結果を示し、第１１ｆ及びｌｌｈ図は実施
例■の構造に対する上記と同じ断面で見た同じ結果を示
す。

第８ａ図に、特に第８ｂ図に示すマスクの相対配置が特
に有利である。実際、溝の縁部がマスクＭｌ＋Ｍ２によ
って細条Ｒに沿って制限されているという事実の為に、
第３工程での細条Ｒに沿う溝のエツチング処理が、第２
工程で細条Ｒを形成するエツチング処理と完全に整列さ
れて行なわれる。

第８ａ図のマスク配置は第８ｂ図のマスク配置よりもわ
ずかに困難であるが第８ｂ図の場合と同じ結果が得られ
る。

本発明の方法によればマスクを簡単に得ることができる
。すなわち、マスクを非臨界的に互いに整列でき、溝の
縁部を細条の縁部に対し完全に自己整列しうる。従って
、光ガイドの縁部のあらさによる悪影響が最小となる。

処理の終了時にホトレジストのマスクＭ２　（層３２）
をアセトン中での溶解により除去し、シリカのマスクＭ
＋　（層３１）をフッ化水素（ＩＩＦ）により除去する
。

ホトレジストのマスクｂもアセトンで除去する。

光ガイドの湾曲部の凹部内に溝を形成するのは絶対に不
可避的なことではない、ことに注意すべきである。しか
し、この溝を形成することにより製造の実行を容易にし
、性能を高め、光ガイド内への光の制限をも改善する。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は、湾曲したモノモード光ガイド中の波の形状
を示す線図、 第１ｂ図は、本発明による制限手段を設けていない湾曲
した光ガイド中の光ビームの通路を上方から見た線図、 第１ｃ図は、本発明による制限手段を設けた湾曲した光
ガイド中の光ビームの通路を上方から見た線図、 第２図は、湾曲した光ガイド中に光を制限する本発明に
よる手段を示す線図、 第３図は、第１実施例での第２図の部分Ｐ２を示す斜視
図、 第４図は、第１実施例での第２図の部分Ｐ、を示す斜視
図、 第５ａ〜５ｃ図は、第４図の部分ｐ、を種々の面で断面
として示す断面図、 第６図は、他の実施例での第２図の部分Ｐ、を示す斜視
図、 第７ａ〜７０図は、第６図の部分Ｐ１を種々の面で断面
として示す断面図、 第８ａ及び８ｂ図は、装置の製造方法を実施する為のマ
スクの２つの可能な相対配置を示す線図、第９ａ〜９０
図は、前記の２つの実施例での製造方法の第１段階を示
す断面図、 第１０ａ〜１０１１図は、前記の第１実施例での製造方
法の第２及び第３段階を示す断面図、第１１ａ〜ｌｌｈ
図は、前記の第２実施例での製造方法の第２及び第３段
階を示す断面図である。 Ｇ・・・光ガイド　　　　　Ｓ、、　Ｓ、・・・溝Ｒ・
・・細条　　　　　　　Ｃ６・・・導波層Ｃ，，Ｃ！・
・・制限層 特許出願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルーイラ
ンペンファブリケン ＦＩＧ、１１ｈ 手　　続 補正 書 平成　元年　８月１１８ 特許庁長官　　　吉　　１）　文　　　毅　　殿１、事
件の表示 平成１手持許願第１５６９２０号 ２、発明の名称 半導体装置及びその製造方法 ３．８ｉｌｉ正をする者 事件との関係　　特許出願人 名称 エヌ・へ−・フィリンブス・ フルーイランペンファブリケン ４、代理人 １、明細書の特許請求の範囲を次の通りに訂正する。 「２、特許請求の範囲 １、　少なくとも、１つの直線部分及び１つの湾曲部分
を有する集積化光ガイドを具える半導体装置であって、
前記の光ガイドは前記の湾曲部分で光を光ガイド中に制
限する手段を有し、これらの手段には前記の湾曲部分の
領域で光ガイドの縁部に沿って設けられた溝を含んでい
る当該半導体装置において、前記の手段が更に、導波層
と、この導波層から突出しこの導波層中を光がたどる光
路を決定する浮き彫り状の細条とを有する導波構造体を
も含んでおり、前記の手段が更に溝構造体を含んでおり
、この溝構造体の深さは一定であり、この溝構造体の中
央部は前記の湾曲部分で前記の細条の縁部を正確に追従
し、この溝構造体の端部は前記の湾曲部分の開始端及び
終了端で前記の細条の縁部から離間し、この溝構造体の
底部は前記の導波層の下側部分に達しないレヘ／Ｌ／　
位置でこの導波層中に位置していることを特徴とする半
導体装置。 ２、　請求項１に記載の半導体装置において、前記の湾
曲部分で光ガイドの両側に同じ構造の溝が設けられてい
ることを特徴とする半導体装置。 ３、　請求項１又は２に記載の半導体装置において、溝
の端部が前記の細条から２゜〜５°の角度だけ離間して
いることを特徴とする半導体装置。 ４、　請求項３に記載の半導体装置において、前記の角
度が３°であることを特徴とする半導体装置。 ５、　請求項３に記載の半導体装置において、前記の角
度が４６であることを特徴とする半導体装置。 ６、　請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置
において、前記の導波層の厚さ方向での溝の深さがこの
導波層の厚さの２０％よりも少ないことを特徴とする半
導体装置。 ７、　請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置
において、光ガイドの構造が２層を有する型のものであ
り、導波層が低屈折率の制限層の表面に形成され、前記
の細条は導波層の表面にこの導波層と同じ材料を以って
形成されていることを特徴とする半導体装置。 ８、　請求項７に記載の半導体装置において、２層を有
する光ガイドの構造がホモ構造型であり、制限層は第１
の固有抵抗値で所定の導電型のＩＩＩ−Ｖ族材料より成
−シ泪。 つ■−■　　・の　　上に　　されており、導波層は第
２の固有抵抗値で制限層と同じ導電型及び同じＩ−Ｖ族
材料より成　且つ　−の　　　上に　　されていること
を特徴とする半導体装置。 ９、　請求項８に記載の半導体装置において、制限層が
ｎ゛型のＩｎＰより成っており、導波層が１−型ＩｎＰ
より成って芥立−基肘１性９す吐、翻すえ２ていること を特徴とする半導体装置。 １０、請求項１〜６のいずれが一項に記載の半導体装置
において、光ガイドの構造は３層を有する型のものであ
り、導波層が低屈折率の２つの制限層間に形成され、前
記の細条が上側の制限層の材料から成っていることを特
徴とする半導体装置。 １１、請求項１０に記載の半導体装置において、３層を
有する光ガイドの構造がヘテロ構造型であり２２つの制
限層は二成分の■■族材料より成り、導波層は三成分又 は四成分■−Ｖ族材料より成り、基板は二成分■−Ｖ族
材料より成っていることを特徴とする半導体装置。 １２、請求項１１に記載の半導体装置において、制限層
はＩｎＰより成り、導波層は半絶縁性のＩｎＰの基板上
に形成されたＧａＩｎＡｓＰより成っていることを特徴
とする半導体装置。 １３、請求項１−１２のいずれか一項に記載の半導体装
置において、導波層の厚さが約１．５　μｍであり、制
限層が存在する場合にはこの制限層の厚さが約０．２５
μｍであり、前記の細条は約０．７５μｍの厚さ及び約
４μｍの横方向寸法を有する浮き彫り状をしており、溝
はその底部が導波層の上側面から約０．２μｍに位置す
るような深さを有していることを特徴とする半導体装置
。 １４、請求項１〜６のいずれが一項に記載の半導体装置
を製造するに当り、少なくとも以下の工程、すなわち、 ａ）ＩＩＩ−Ｖ族の少なくとも２つの半導体材料層の構
造を形成し、下側の層（１１゜１２）が制限層（Ｃ＋）
を構成する為の低屈折率を有し、この下側の層を被覆す
る層 （１２，２１）は高屈折率を有するとともに半導体装置
を動作させる為の波長λを有する放射を透過して導波Ｎ
（ＣＧ）を構成するようにする工程と、 ｂ）　前記の導波層（ＣＧ）上に高さがｈで幅り側。で
湾曲部分を有する細条（Ｒ）を浮き彫り状に形成し、こ
の細条（Ｒ）はその下側の層（ＣＧ）中に導波路を制限
する為のものとする工程であって、この工程は、ｇ、■
条（Ｒ）の領域のみを被覆する第１の種類のマスク（Ｍ
、、　Ｍ２）のシステムを用い、これに続いてこのマス
クのシステムに対して選択エツチングを行なうガスによ
りこのマスクのシステムの周りの半導体領域を深さｈに
亘っていわゆる反応性イオンエツチングを行ない、これ
により前記の細条（Ｒ）の下側の導波層が厚さｅＧを有
するようにして得る当該工程と、 Ｃ）　これにより得られた装置の表面に、前記の細条（
Ｇ）の湾曲部分の両側で前記の導波層（ＣＧ）中の深さ
Ｐ及び幅りを有する２つの溝（Ｓ１、　Ｓ２）を形成し
、これらの溝を前記の湾曲部分の端部で前記の細条から
角度αだけ離間させ、光を導波層 （ＣＧ）中で横方向に制限する工程であって、この工程
は、前記の溝（Ｓ１、　Ｓｚ）の領域と一致する窓（Ｏ
，，０２）を有する第２の種類のマスク（に３）のシス
テムを用い、前記の細条（Ｒ）上でのこれらの窓の距離
ｄを０＜　ｄ　＜ＷＧとし、これに続いて厚さｅＧを有
する導波層（ＣＧ）におけるエツチング深さＰがｅｃの
２０％よりも浅いある深さとなるまで窓（Ｏ１、Ｏｘ）
中の半導体領域をいわゆる反応性イオンエツチングを行
なうことにより得る当該工程と を順次に行なうことを特徴とする半導体装置の製造方法
。 １５、請求項１４に記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記の工程ａ）でＩＩＩ−Ｖ族の材料の２層（１１
，１２）のホモ構造を形成することを特徴とする半導体
装置の製造方法。 １６、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記の工程ｂ）で前記の細条（Ｒ）をホモ構造の第
２層（１２）の材料中に形成することを特徴とする半導
体装置の製造方法。 １７、請求項１６に記載の半導体装置の製造方法におい
て２２層のホモ構造を、エピタキシアル成長によりｎ−
導電型のＩｎＰの層が上に形成されているｎ″導電型の
ＩｎＰの基板（１０）を以って構成することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。 １８、請求項１７に記載の半導体装置の製造方法におい
て２２Ｎのホモ構造をｎ″導電型のＩｎＰの第１エピタ
キシアル層（ＩＬ）と、ｒｎＰの固体単結晶半絶縁性ｉ
槻（１０）の表面に配置した［導電型のＩｎＰの筆上玉
■上側層（１２）とを以って構成することを特徴とする
半導体装置の製造方法。 １９、請求項１４に記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記の工程ａ）で■−■族の材料の２層、すなわち
下側の第１層（２１）及び上側の第２層（２２）のヘテ
ロ構造を形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 ２０、請求項１９に記載の半導体装置の！！！遣方法に
おいて、前記の工程ｂ）で前記の細条（Ｒ）を２層のヘ
テロ構造の上側層、すなわち第２層　（２２）の材料中
に形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２１、請求項１９に記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記の工程ａ）でダブルへテロ構造を前記の層（２
１，２２）の表面に配置した第３層（２３）を以って構
成し、この第３Ｎの屈折率を前記の第２層（２２）の屈
折率よりも低くし、この第２層（２２）を導波層（ＣＧ
）とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２２、請求項２１に記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記の工程ｂ）で前記の細条（Ｒ）を前記の第３層
（２３）に形成することを特徴とする半導体装置の製造
方法。 ２３、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の半導体
装置の製造方法において、前記のヘテロ構造成いはダブ
ルヘテロ構造（２１２２或いは２１．２２．２３）で第
１層（２１）をｎ導電型のＩｎＰの二成分エビクキシア
ル層とし、第２層（２２）をＧａＩｎＡｓＰの四成分エ
ピタキシアル層とし、第３１　（２３）が存在する場合
にはこの第３層をｎ−導電型のＩｎＰの二成分エビクキ
シアル層とし、この順次の層を単結晶半絶縁性のＩｎＰ
の固体基板上に配置することを特徴とする半導体装置の
製造方法。 ２４、請求項１７又は１８又は２３に記載の半導体装置
の製造方法において、ＩｎＰ材料をそのバックグラウン
ドドーピングのみによりｎ−導電型にするとともに４・
ＩＱｌ　８の濃度でｓ＋イオンをドーピングすることに
よりｎ゛導電型とし、半絶縁性のＩｎＰの固体基板が存
在する場合にはこの固体基板を１４・１０１６程度の濃
度のカプセル化を用いたチョクラルスキー法による引上
げ法により得、エピタキシアル層はＭＯＶＰＥ又はＶＰ
Ｅ型の方法の１つにより得ることを特徴とする半導体装
置装置の製造方法。 ２５、請求項１４〜２４のいずれか一項に記載の半導体
装置の製造方法において、 ０．５μｍ　＜　ｈ　＜０．７５ｕｍ　　ＩＡａ　’＝
　４　ｕｍＰ＜ｅ（、の２０％　　　　　Ｗｓ＝１〜４
μｍ１．５μｍ＜ｅｏ＜　２．５μｍ　　　２”　＜α
〈５゜としたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２６、請求項１４〜２５のいずれか一項に記載の半導体
装置の製造方法において、第１の種類のマスクのシステ
ムをシリカ（Ｓｉｎｇ）の層（３１）とホトレジストの
層（３２）との重畳層を以って構成することを特徴とす
る 半導体装置の製造方法。 ２７、請求項２６に記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記の工程ｂ）でシリカの層（３１）の厚さを５０
０〜７００ｎｍ程度とし、ホＩ・レジストの層（３２）
を０．７〜１μｍ程度とし、１ｉｉｌ記のシリカの層を
その堆積後で前記のホトレジストの層の堆積前に４００
゛Ｃで３０分間加熱し、前記のホトレジストの層（３２
）をその堆積後約９０″Ｃの温度で約３０分間加熱し、
前記の細条（＋？）をホトレジストの層　（３２）のホ
トリソグラフィー工程により規定し、これによりマスク
（Ｍｌ）を形成し、これに続いてホトレジストの 層（３２）を段階的に１８０℃で加熱し、次にシリカ（
ＳｉＯｚ）の層（３１）を半導体材料の上側層の上側面
が露出するまでＣＨＦ：ｔガスを用いた反応性イオンエ
ツチングにより前 記のマスク（Ｍｌ）の周りでエツチングし、これにより
前記のマスク（Ｍｌ）の下側にマスク（Ｍ３）を形成す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２８、請求項２７に記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記の細条（Ｒ）は少なくともＣ１１，／Ｉ層ガス
を含有する混合ガスにより第１の種類のマスク（Ｍｌ、
　？？りのシステムの周りで半導体層をエツチングする
こと により形成することを特徴とする半導体装置の製造方法
。 ２９、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載の半導体
装置の製造方法において、前記の第２の種類のマスクの
システムを厚さが２〜４μｍのホトレジスト層（３３）
を以って構成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 ３０、請求項２９に記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記の工程Ｃ）で前記の窓（Ｏｔ、０２）を既知の
リングラフイーの工程によりホトレジスト１！　（３３
）に形成し、これにより第２の種類のマスク（Ｍｌ）を
形成し、その後溝（Ｓｌ、　Ｓｔ）を、導波層（ＣＧ）
中でエツチング深さＰが得られるまで窓 （Ｏ１、　０２）中で露出された半導体層をエンチング
することにより形成し、このエンチング工程は少なくと
もＣ１１４／＋１２ガスを含む混合ガスにより行ない、
マスクの２つのシステム（Ｍｌ５Ｍ２及びＭ３）をホト
レジストに関しアセトン中で、シリカ（ＳｉＯ２）に関
しフッ化水素（ＩＩＦ）中で分解することにより除去す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 ３１、請求項３０に記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記の第２の種類のマスク（門。）の形成中、前記
の窓（Ｏ，及び０２）を、これらが、第１の種類のマス
ク（ＭＩｌＭｚ）のシステムによって依然として被覆さ
れている細条（Ｒ）の上方で距離ｄ＜ＩＧだけ互いに離
間されるように形成することを特徴とする半導体装置の
製造方法。 ３２、請求項３０に記載の半導体装置の製造方法におい
て、第２の種類のマスク（Ｍ３）の形成中に前記の窓（
Ｏ，、０２）を、これらが第１の種１−Ｑのマスク（Ｍ
ｌ＋　Ｍ２）のシステムによって依然として被覆されて
いる細条（Ｒ）の上方で互いに結合されて１つの窓を構
成するように形成し、この１つの窓は溝（Ｓｔ、　Ｓｚ
）の端部を形成するこの窓の各端部でありつぎの形状を
有するようにすることを特徴とする半導体装置の製造方
法。 ３３、請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の半導体
装の製造方法において、前記の窓（Ｏ１、　０２）の端
部を約５０μｍの長さに亘って角度αだけ前記の細条（
Ｒ）から離間させ、溝（Ｓ、、　Ｓ２）の端部（Ｅｚ、
Ｅ１２＋　Ｅ２□及びＥ２２）を形成するようにするこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。」

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、少なくとも、１つの直線部分及び１つの湾曲部分を
   有する集積化光ガイドを具える半導体装置であって、前
   記の光ガイドは前記の湾曲部分で光を光ガイド中に制限
   する手段を有し、これらの手段には前記の湾曲部分の領
   域で光ガイドの縁部に沿って設けられた溝を含んでいる
   当該半導体装置において、前記の手段が更に、導波層と
   、この導波層から突出しこの導波層中を光がたどる光路
   を決定する浮き彫り状の細条とを有する導波構造体をも
   含んでおり、前記の手段が更に溝構造体を含んでおり、
   この溝構造体の深さは一定であり、この溝構造体の中央
   部は前記の湾曲部分で前記の細条の縁部を正確に追従し
   、この溝構造体の端部は前記の湾曲部分の開始端及び終
   了端で前記の細条の縁部から離間し、この溝構造体の底
   部は前記の導波層の下側部分に達しないレベル位置でこ
   の導波層中に位置していることを特徴とする半導体装置
   。 ２、請求項１に記載の半導体装置において、前記の湾曲
   部分で光ガイドの両側に同じ構造の溝が設けられている
   ことを特徴とする半導体装置。 ３、請求項１又は２に記載の半導体装置において、溝の
   端部が前記の細条から２゜〜５゜の角度だけ離間してい
   ることを特徴とする半導体装置。 ４、請求項３に記載の半導体装置において、前記の角度
   が３°であることを特徴とする半導体装置。 ５、請求項３に記載の半導体装置において、前記の角度
   が４゜であることを特徴とする半導体装置。 ６、請求項１〜５のいずれか一項に記載の半導体装置に
   おいて、前記の導波層の厚さ方向での溝の深さがこの導
   波層の厚さの２０％よりも少ないことを特徴とする半導
   体装置。 ７、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置に
   おいて、光ガイドの構造が２層を有する型のものであり
   、導波層が低屈折率の制限層の表面に形成され、前記の
   細条は導波層の表面にこの導波層と同じ材料を以って形
   成されていることを特徴とする半導体装置。 ８、請求項７に記載の半導体装置において、２層を有す
   る光ガイドの構造がホモ構造型であり、制限層は第１の
   固有抵抗値で所定の導電型のIII−Ｖ族材料より成って
   おり、導波層はIII−Ｖ族の材料の基板上に形成された
   第２の固有抵抗値で制限層と同じ導電型及び同じIII−
   Ｖ族材料より成っていることを特徴とする半導体装置。 ９、請求項８に記載の半導体装置において、制限層がｎ
   ＾＋型のＩｎＰより成っており、導波層が半絶縁性のＩ
   ｎＰの基板上に形成されたｎ＾−型ＩｎＰより成ってい
   ることを特徴とする半導体装置。 １０、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置
   において、光ガイドの構造は３層を有する型のものであ
   り、導波層が低屈折率の２つの制限層間に形成され、前
   記の細条が上側の制限層の材料から成っていることを特
   徴とする半導体装置。 １１、請求項１０に記載の半導体装置において、３層を
   有する光ガイドの構造がヘテロ構造型であり、２つの制
   限層は二成分のIII−Ｖ族材料より成り、導波層は三成
   分又は四成分III−Ｖ族材料より成り、基板は二成分II
   I−Ｖ族材料より成っていることを特徴とする半導体装
   置。 １２、請求項１１に記載の半導体装置において、制限層
   はＩｎＰより成り、導波層は半絶縁性のＩｎＰの基板上
   に形成されたＧａＩｎＡｓＰより成っていることを特徴
   とする半導体装置。 １３、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の半導体装
   置において、導波層の厚さが約１．５μｍであり、制限
   層が存在する場合にはこの制限層の厚さが約０．２５μ
   ｍであり、前記の細条は約０．７５μｍの厚さ及び約４
   μｍの横方向寸法を有する浮き彫り状をしており、溝は
   その底部が導波層の上側面から約０．２μｍに位置する
   ような深さを有していることを特徴とする半導体装置。 １４、請求項１〜６のいずれか一項に記載の半導体装置
   を製造するに当り、少なくとも以下の工程、すなわち、 ａ）III−Ｖ族の少なくとも２つの半導体材料層の構造
   を形成し、下側の層（１１、１２）が制限層（Ｃ＿１）
   を構成する為の低屈折率を有し、この下側の層を被覆す
   る層（１２、２１）は高屈折率を有するとともに半導体
   装置を動作さ せる為の波長λを有する放射を透過して導 波層（Ｃ＿Ｇ）を構成するようにする工程と、ｂ）前記
   の導波層（Ｃ＿Ｇ）上に高さがｈで幅がＷ＿Ｇで湾曲部
   分を有する細条（Ｒ）を浮き彫り状に形成し、この細条
   （Ｒ）はその下側の層（Ｃ＿Ｇ）中に導波路を制限する
   為のものとする工程 であって、この工程は、細条（Ｒ）の領域のみを被覆す
   る第１の種類のマスク（Ｍ＿１、Ｍ＿２）のシステムを
   用い、これに続いてこのマス クのシステムに対して選択エッチングを行 なうガスによりこのマスクのシステムの周 りの半導体領域を深さｈに亘っていわゆる 反応性イオンエッチングを行ない、これに より前記の細条（Ｒ）の下側の導波層が厚さｅ＿Ｇを有
   するようにして得る当該工程と、ｃ）これにより得られ
   た装置の表面に、前記の細条（Ｇ）の湾曲部分の両側で
   前記の導波層（Ｃ＿Ｇ）中の深さＰ及び幅Ｗ＿ｓを有す
   る２つの溝（Ｓ＿１、Ｓ＿２）を形成し、これらの溝を
   前記の湾曲部分の端部で前記の細条から角度αだ け離間させ、光を導波層（Ｃ＿Ｇ）中で横方向に制限す
   る工程であって、この工程は、前記 の溝（Ｓ＿１、Ｓ＿２）の領域と一致する窓（Ｏ＿１、
   Ｏ＿２）を有する第２の種類のマスク（Ｍ＿３）のシス
   テムを用い、前記の細条（Ｒ）上でのこれらの窓の距離
   ｄをＯ＜ｄ＜Ｗ＿Ｇとし、これに続いて厚さｅ＿Ｇを有
   する導波層（Ｃ＿Ｇ）におけるエッチング深さＰがｅ＿
   Ｇの２０％よりも浅いある深さとなるまで窓（Ｏ＿１、
   Ｏ＿２）中の半導体領域をいわゆる反応性イオンエッチ
   ングを行なう ことにより得る当該工程と を順次に行なうことを特徴とする半導体装置の製造方法
   。 １５、請求項１４に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、前記の工程ａ）でIII−Ｖ族の材料の２層（１１、
   １２）のホモ構造を形成することを特徴とする半導体装
   置の製造方法。 １６、請求項１５に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、前記の工程ｂ）で前記の細条（Ｒ）をホモ構造の第
   ２層（１２）の材料中に形成することを特徴とする半導
   体装置の製造方法。 １７、請求項１６に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、２層のホモ構造を、エピタキシアル成長によりｎ＾
   −導電型のＩｎＰの層が上に形成されているｎ＾＋導電
   型のＩｎＰの基板（１０）を以って構成することを特徴
   とする半導体装置の製造方法。 １８、請求項１７に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、２層のホモ構造をｎ＾＋導電型のＩｎＰの第１エピ
   タキシアル層（１１）と、ＩｎＰの固体単結晶半絶縁性
   基板（１０）の表面に配置したｎ＾−導電型のＩｎＰの
   上側層（１２）とを以って構成することを特徴とする半
   導体装置の製造方法。 １９、請求項１４に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、前記の工程ａ）でIII−Ｖ族の材料の２層、すなわ
   ち下側の第１層（２１）及び上側の第２層（２２）のヘ
   テロ構造を形成することを特徴とする半導体装置の製造
   方法。 ２０、請求項１９に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、前記の工程ｂ）で前記の細条（Ｒ）を２層のヘテロ
   構造の上側層、すなわち第２層 （２２）の材料中に形成することを特徴とする半導体装
   置の製造方法。 ２１、請求項１９に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、前記の工程ａ）でダブルヘテロ構造を前記の層（２
   １、２２）の表面に配置した第３層（２３）を以って構
   成し、この第３層の屈折率を前記の第２層（２２）の屈
   折率よりも低くし、この第２層（２２）を導波層（Ｃ＿
   Ｇ）とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２２、請求項２１に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、前記の工程ｂ）で前記の細条（Ｒ）を前記の第３層
   （２３）に形成することを特徴とする半導体装置の製造
   方法。 ２３、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の半導体
   装置の製造方法において、前記のヘテロ構造或いはダブ
   ルヘテロ構造（２１、２２或いは２１、２２、２３）で
   第１層（２１）をｎ＾−導電型のＩｎＰの二成分エピタ
   キシアル層とし、第２層（２２）をＧａＩｎＡｓＰの四
   成分エピタキシアル層とし、第３層（２３）が存在する
   場合にはこの第３層をｎ＾−導電型のＩｎＰの二成分エ
   ピタキシアル層とし、この順次の層を単結晶半絶縁性の
   ＩｎＰの固体基板上に配置することを特徴とする半導体
   装置の製造方法。 ２４、請求項１７又は１８又は２３に記載の半導体装置
   の製造方法において、ＩｎＰ材料をそのバックグラウン
   ドドーピングのみによりｎ＾−導電型にするとともに４
   ・１０＾１＾８の濃度でｓ＾＋イオンをドーピングする
   ことによりｎ＾＋導電型とし、半絶縁性のＩｎＰの固体
   基板が存在する場合にはこの固体基板を１４・１０＾１
   ＾６程度の濃度のカプセル化を用いたチョクラルスキー
   法による引上げ法により得、エピタキシアル層はＭＯＶ
   ＰＥ又はＶＰＥ型の方法の１つにより得ることを特徴と
   する半導体装置装置の製造方法。 ２５、請求項１４〜２４のいずれか一項に記載の半導体
   装置の製造方法において、 ０．５μｍ＜ｈ＜０．７５μｍ　Ｗ＿Ｇ≒４μｍＰ＜ｅ
   ＿Ｇの２０％　Ｗ＿ｓ＝１〜４μｍ １．５μｍ＜ｅ＿Ｇ＜２．５μｍ　２゜＜α＜５゜とし
   たことを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２６、請求項１４〜２５のいずれか一項に記載の半導体
   装置の製造方法において、第１の種類のマスクのシステ
   ムをシリカ（ＳｉＯ＿２）の層（３１）とホトレジスト
   の層（３２）との重畳層を以って構成することを特徴と
   する半導体装置の製造方法。 ２７、請求項２６に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、前記の工程ｂ）でシリカの層（３１）の厚さを５０
   ０〜７００ｎｍ程度とし、ホトレジストの層（３２）を
   ０．７〜１μｍ程度とし、前記のシリカの層をその堆積
   後で前記のホトレジストの層の堆積前に４００℃で３０
   分間加熱し、前記のホトレジストの層（３２）をその堆
   積後約９０℃の温度で約３０分間加熱し、前記の細条（
   Ｒ）をホトレジストの層（３２）のホトリソグラフィー
   工程により規定し、これによりマスク（Ｍ＿２）を形成
   し、これに続いてホトレジストの層（３２）を段階的に
   １８０℃で加熱し、次にシリカ（ＳｉＯ＿２）の層（３
   １）を半導体材料の上側層の上側面が露出するまでＣＨ
   Ｆ＿３ガスを用いた反応性イオンエッチングにより前記
   のマスク（Ｍ＿２）の周りでエッチングし、これにより
   前記のマスク（Ｍ＿２）の下側にマスク（Ｍ＿１）を形
   成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 ２８、請求項２７に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、前記の細条（Ｒ）は少なくともＣＨ＿４／Ｈ＿２ガ
   スを含有する混合ガスにより第１の種類のマスク（Ｍ＿
   １、Ｍ＿２）のシステムの周りで半導体層をエッチング
   することにより形成することを特徴とする半導体装置の
   製造方法。 ２９、請求項２６〜２８のいずれか一項に記載の半導体
   装置の製造方法において、前記の第２の種類のマスクの
   システムを厚さが２〜４μｍのホトレジスト層（３３）
   を以って構成することを特徴とする半導体装置の製造方
   法。 ３０、請求項２９に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、前記の工程ｃ）で前記の窓（Ｏ＿１、Ｏ＿２）を既
   知のリングラフィーの工程によりホトレジスト層（３３
   ）に形成し、これにより第２の種類のマスク（Ｍ＿３）
   を形成し、その後溝（Ｓ＿１、Ｓ＿２）を、導波層（Ｃ
   ＿Ｇ）中でエッチング深さＰが得られるまで窓（Ｏ＿１
   、Ｏ＿２）中で露出された半導体層をエッチングするこ
   とにより形成し、このエッチング工程は少なくともＣＨ
   ＿４／Ｈ＿２ガスを含む混合ガスにより行ない、マスク
   の２つのシステム（Ｍ＿１、Ｍ＿２及びＭ＿３）をホト
   レジストに関しアセトン中で、シリカ（ＳｉＯ＿２）に
   関しフッ化水素（ＨＦ）中で分解することにより除去す
   ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 ３１、請求項３０に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、前記の第２の種類のマスク（Ｍ＿３）の形成中、前
   記の窓（Ｏ＿１及びＯ＿２）を、これらが、第１の種類
   のマスク（Ｍ＿１、Ｍ＿２）のシステムによって依然と
   して被覆されている細条（Ｒ）の上方で距離ｄ＜Ｗ＿Ｇ
   だけ互いに離間されるように形成することを特徴とする
   半導体装置の製造方法。 ３２、請求項３０に記載の半導体装置の製造方法におい
   て、第２の種類のマスク（Ｍ＿３）の形成中に前記の窓
   （Ｏ＿１、Ｏ＿２）を、これらが第１の種類のマスク（
   Ｍ＿１、Ｍ＿２）のシステムによって依然として被覆さ
   れている細条（Ｒ）の上方で互いに結合されて１つの窓
   を構成するように形成し、この１つの窓は溝（Ｓ＿１、
   Ｓ＿２）の端部を形成するこの窓の各端部でありつぎの
   形状を有するようにすることを特徴とする半導体装置の
   製造方法。 ３３、請求項３０〜３２のいずれか一項に記載の半導体
   装置の製造方法において、前記の窓（Ｏ＿１、Ｏ＿２）
   の端部を約５０μｍの長さに亘って角度αだけ前記の細
   条（Ｒ）から離間させ、溝（Ｓ＿１、Ｓ＿２）の端部（
   Ｅ＿１＿１、Ｅ＿１＿２、Ｅ＿２＿１及びＥ＿２＿２）
   を形成するようにすることを特徴とする半導体装置の製
   造方法。