分布反馈型半导体激光元件、分布反馈型半导体激光元件的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种通过电子束光刻形成衍射光栅的分布反馈型半导体激光元件以及该分布反馈型半导体激光元件的制造方法
【背景技术】
[0002]在专利文献I中公开了一种分布反馈型半导体激光元件，其在InGaAs光引导层和P型InP包覆层的分界面，具备具有锯齿状凹凸的衍射光栅。
[0003]专利文献1:日本特开2005 - 353761号公报
[0004]有时在阻绝层利用电子束光刻对衍射光栅图案进行光刻，并利用该衍射光栅图案形成衍射光栅。虽然通过电子束光刻能够描绘细微的衍射光栅图案，但存在下述问题，即，处理时间与衍射光栅图案的面积成正比地变长。
【发明内容】
[0005]本发明就是为了解决上述课题而提出的，其目的在于提供一种能够缩短电子束光刻所需时间的分布反馈型半导体激光元件、以及分布反馈型半导体激光元件的制造方法。
[0006]本发明所涉及的分布反馈型半导体激光元件的特征在于，具有:衬底；活性层，其形成在该衬底的上方；以及衍射光栅，其具有第I图案以及比该第I图案短且与该第I图案的中央部相对的第2图案，对该活性层产生的光进行衍射。
[0007]本发明所涉及的其他分布反馈型半导体激光元件的特征在于，具有:衬底；活性层，其形成在该衬底的上方；以及衍射光栅，其具有多个图案，对该活性层产生的光进行衍射，该多个图案是分别通过长度大于或等于2.5 μπι的点相连而形成的。
[0008]本发明所涉及的分布反馈型半导体激光元件的制造方法的特征在于，具有下述工序:在衬底的上方形成衍射光栅层的工序；在该衍射光栅层的上方形成导电层的工序；在该导电层上形成阻绝层的工序；向该阻绝层照射电子束而对衍射光栅图案进行电子束光刻的工序；以及以留下该衍射光栅图案的正下方的该衍射光栅层的方式，对该衍射光栅层进行蚀刻而形成衍射光栅的工序。
[0009]本发明所涉及的其他分布反馈型半导体激光元件的制造方法的特征在于，具有下述工序:在衬底的上方形成衍射光栅层的工序；在该衍射光栅层上形成以直线状图案化后的绝缘层的工序；在该绝缘层和该衍射光栅层上形成阻绝层的工序，使得该阻绝层在该绝缘层上的部分比在该衍射光栅层上的部分薄；向该绝缘层上的该阻绝层照射电子束而对衍射光栅图案进行电子束光刻的工序；以及以留下该衍射光栅图案的正下方的该衍射光栅层的方式，对该衍射光栅层进行蚀刻而形成衍射光栅的工序。
[0010]发明的效果
[0011]根据本发明，通过缩短构成衍射光栅的图案的长度、利用较大的点形成该图案、在阻绝层下形成导电层或绝缘层，从而能够缩短电子束光刻所需的时间。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的实施方式I所涉及的分布反馈型半导体激光元件的剖面图。
[0013]图2是图1的衍射光栅的俯视图。
[0014]图3是变形例所涉及的衍射光栅的俯视图。
[0015]图4是其他变形例所涉及的衍射光栅的俯视图。
[0016]图5是本发明的实施方式2所涉及的分布反馈型半导体激光元件的衍射光栅的俯视图。
[0017]图6是说明本发明的实施方式3所涉及的分布反馈型半导体激光元件的制造方法的晶片的局部剖面斜视图。
[0018]图7是说明本发明的实施方式4所涉及的分布反馈型半导体激光元件的制造方法的晶片的局部剖面斜视图。
[0019]图8是表示阻绝层等的晶片的局部剖面斜视图。
[0020]符号的说明
[0021]10分布反馈型半导体激光元件，12衬底，14p型包覆层，16活性层，18隔离层，20衍射光栅，20a第I图案、20b第2图案，22光引导层，24η型包覆层，152图案，152a、152b、152c、152d点，154衍射光栅，200绝缘层，202导电层，204阻绝层，214衍射光栅图案，250绝缘层，252阻绝层
【具体实施方式】
[0022]参照附图，对本发明的实施方式所涉及的分布反馈型半导体激光元件以及分布反馈型半导体激光元件的制造方法进行说明。有时对相同或对应的结构要素标注相同的标号，并省略重复说明。
[0023]实施方式1.
[0024]图1是本发明的实施方式I所涉及的分布反馈型半导体激光元件10的剖面图。分布反馈型半导体激光元件10具有例如由P型InP形成的衬底12。在衬底12上形成有p型包覆层14。在P型包覆层14上形成有活性层16。在活性层16上形成有η型隔离层18。
[0025]在η型隔离层18上，例如利用InP形成有衍射光栅20。在构成衍射光栅20的多个图案之间，例如利用InGaAsP形成有光引导层22。在光引导层22上，例如利用InP形成有η型包覆层24。因此，衍射光栅20通过η型包覆层24和光引导层22而被埋入。
[0026]在η型包覆层24上，经由接触层26形成有η侧电极28。另外，在衬底12的背面形成有P侧电极30。分布反馈型半导体激光元件10构成具有端面32、34的共振器。
[0027]图2是图1的衍射光栅20的俯视图。衍射光栅20成为下述结构，即，交替形成第I图案20a和比第I图案20a短的第2图案20b。第I图案20a的长度(xl)例如是10 μ m。第2图案20b的长度(x2)的长度例如是3 μπι。第I图案20a与第2图案20b的间隔例如是200nm左右。
[0028]第2图案20b与第I图案20a的中央部相对。即，第2图案20b不与第I图案20a的端部相对。其结果，衍射光栅20从端面32至端面34为止，作为宽度为3 μπι且以相等间隔设置有多个图案的衍射光栅起作用。并且，通过衍射光栅20对活性层16产生的光进行衍射，从而实现发光波长的单一化。
[0029]下面，对衍射光栅20的形成方法进行说明。首先，在晶片整个面形成用于形成衍射光栅的衍射光栅层。然后，在衍射光栅层上形成阻绝层。然后，通过对该阻绝层实施电子束光刻，从而逐一地形成与衍射光栅的图案相对应的衍射光栅图案。然后，将该衍射光栅图案作为掩模，对衍射光栅层的一部分进行蚀刻，形成衍射光栅20。
[0030]另外，即使将构成衍射光栅的图案的宽度形成为10 μπι，实际使用的也仅是中央的3 ym的部分，其它7 μπι的部分是为了应对工艺波动而形成的。因此，在能够以一定程度抑制工艺波动的情况下，也可以将构成衍射光栅的图案的宽度设为比10 μπι短。
[0031]本发明的实施方式I所涉及的衍射光栅20，由于将第2图案20b设为比第I图案20a短，所以能够相应地缩短电子束光刻所需的时间。而且，由于利用第I图案20a和第2图案20b，从端面32至端面34为止，形成宽度为3 μ m且以相等间隔设置有多个图案的衍射光栅，所以能够提供具有与仅由第I图案构成的衍射光栅相同的功能的衍射光栅。
[0032]图3是变形例所涉及的衍射光栅的俯视图。该分布反馈型半导体激光元件50的衍射光栅与分布反馈型半导体激光元件10的衍射光栅相比，第2图案20b的密度较低。图4是其他变形例所涉及的衍射光栅的俯视图。该分布反馈型半导体激光元件100的衍射光栅具有第2图案20b、20c。第2图案20b、20c都比第I图案20a短，但第2图案20c比第2图案20b短。也可以如参照图2、3进行的说明所示，使第2图案的密度变化，或设置多个不同长度的第2图案。
[0033]第I图案20a的长度和第2图案20b的长度不特别地限定，但为了不使电子束光刻所需的时间变长，优选为3?10 ym中的某一个值。另外，也可以形成有意地使衍射光栅的相位偏移的相位偏移部。此外，这些变形能够应用于以下的实施方式所涉及的分布反馈型半导体激光元件和分布反馈型半导体激光元件的制造方法。
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