(57)【要約】【課題】簡易に深さ（結合係数）が変化する回折格子の作製することができ、作製された素子の回折格子表面の凹凸が抑制されるため、光損失が低減され、サイドモードが抑制された特性を示す半導体素子の作製方法を提供すること。【解決手段】ＩｎＧａＡｓＰ導波路層１８０１上に上述の開口部の幅を変化させたＳｉＯ２マスク１８０３を形成する。この試料について、メタンと水素の混合ガスを用いたＲＩＥをメタン流量４０ｓｃｃｍ、水素流量５ｓｃｃｍ、放電電力１００Ｗ、ガス圧力４０Ｐａにおいて施すと、幅が１．８μｍの第１の開口部１８０４においてエッチングが進行し、第２の開口部１８０５と第３の開口部１８０６の表面はポリマーが生成され凹凸はほとんど生じない（図７（ｂ））。引き続き、酸素プラズマを酸素流量１０ｓｃｃｍ、ガス圧力１０Ｐａ、放電電力４００Ｗで１分間照射すると、堆積したポリマーが除去される（図７（ｃ））。【選択図】図７
2011071282.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭化水素系プラズマと水素プラズマを開口部幅が変化する開口部を有するマスクを形成された半導体表面に照射して、半導体表面を異なる複数の深さにエッチングする半導体素子の作製方法であって、
所定の前記炭化水素系プラズマおよび前記水素プラズマの拡散距離および圧力に対し、前記開口部幅の異なる領域毎に、前記半導体表面のエッチングが進行する第１の状態か、前記半導体表面に一様にポリマーが生成される第２の状態かのどちらか一方のみが発現するように前記開口部幅を設定されたマスクを前記半導体表面に形成する第１の工程と、
前記炭化水素プラズマおよび前記水素プラズマを、前記マスクを有する半導体表面に照射する第２の工程と
を有することを特徴とする半導体素子の作製方法。
【請求項２】
前記第１の工程において前記半導体表面に堆積した前記ポリマーを、酸素を有するプラズマ照射により除去する第２の工程をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の半導体素子の作製方法。
【請求項３】
前記炭化水素系プラズマおよび前記水素プラズマのプラズマ条件の圧力を変化させることにより前記水素プラズマの拡散距離を変化させ、前記開口部幅の異なる領域のうち少なくとも１つの領域において、発現する前記状態を変化させる第３の工程をさらに有し、
前記第３の工程の後に第２の工程をさらに行うことを特徴とする請求項２に記載の半導体素子の作製方法。
【請求項４】
前記マスクが、
前記半導体表面上に形成された第１のパターンを有する第１のマスク部と、
前記第１のマスク部上に形成され、前記第１のマスク部のマスク厚よりも厚く、前記第１のパターンの開口部幅を画定する第２のパターンを有する第２のマスク部と
からなることを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の半導体素子の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体光素子の作製方法に関し、より詳細には、プラズマ状態のガスを用いてドライエッチングを行う半導体光素子の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能・高機能デバイスの研究開発において、複雑なデバイスの構造の集積化が重要となり、加工（エッチング）、結晶再成長技術などによるデバイス作製プロセス技術が必要となる。特に、複数の構造を集積化する場合、通常、複数回数のエッチングプロセスが必要となる。
【０００３】
図２０に、従来の複数の深さのエッチングを施す工程を示す。試料（例えばＩｎＰ結晶）１１１０に異なる深さのエッチングを施す場合には、初めのエッチングの際にエッチングしない部分をマスク（誘電体など）１１２０で覆った（図２０（ａ））後にエッチングする（図２０（ｂ））。次に、１回目のエッチング用のマスクを除去した（図２０（ｃ））後に、２回目のエッチングのために再度エッチングしない部分をマスクで覆い（図２０（ｄ））、さらにエッチングする（図２０（ｅ）−（ｆ））、というプロセスを繰り返さなくてはならない。
【０００４】
半導体光素子作製において、深さの異なるエッチングを要する場合には複数回のマスク形成、エッチングの工程が必須となるため、時間、コスト面での浪費につながるので問題となっていた。また、このような問題を考慮すると、深さが異なる微細かつ複雑な構造をエッチングにより形成することは実質的に困難であった。
【０００５】
そこで、上述の課題を解決するために、異なる深さのエッチングを施す際に、エッチング深さに対応して面積の異なるマスクを用いることにより、１回のエッチングにより深さの異なるエッチングを可能にする方法が発明された（特許文献１参照）。図２１（ａ）〜（ｃ）に、従来のプラズマ状態のガスを用いたエッチングの原理を示す。半導体のエッチングにプラズマ状態のガスを用いるドライエッチングの場合、半導体によるエッチング過程において半導体表面で半導体４１１とエッチング種（エッチングガス）４１２が反応することによりエッチングが進行する。図２２（ａ）〜（ｃ）に、従来のプラズマ状態のガスを用いたエッチングにおいてマスクを使用した場合のエッチング特性を示す。このエッチングをする際に半導体表面をエッチング種５１２と反応しない物質（例えば酸化シリコン、窒化シリコンなどの誘電体など）をマスク５１３に用いて覆った場合、マスク上のエッチング種５１２は拡散してマスクで覆われていない半導体表面に到達する（図２２（ｂ））。この結果、マスク近傍の半導体表面ではエッチング種５１２の密度が増加する。このエッチング種５１２の増加は半導体のエッチング速度を増加させる。このように、マスク上に飛来したエッチング種が半導体表面に拡散して半導体のエッチングを促進するので、マスク面積の増加にともない半導体のエッチングが増加する。したがって、この方法によれば、深さが変化する単純な溝構造を容易に作製することができる。
【０００６】
特に、半導体のエッチングにプラズマ状態のガスを用いるドライエッチングにおいて該ガスにメタンやエタンなどの炭化水素系のガスを用いる場合には、プラズマ状態においてガスが炭化水素基と水素に分解され、それぞれイオン化あるいは化学的に活性化（ラジカル化）される。以降、イオン化あるいは化学的に活性化（ラジカル化）された炭化水素基を炭化水素プラズマ、同様の水素原子を水素プラズマと呼ぶ。この炭化水素プラズマと水素プラズマが半導体に接触すると、半導体をエッチングする過程と半導体をエッチングすることなく半導体上に重合体（ポリマー）を形成して堆積する過程が起こる。一般に水素プラズマが十分にある場合にはエッチング過程が主となり、水素プラズマが不足するとポリマーが堆積する過程が主となる。同時に誘電体（ＳｉＯ2など）マスク表面においては炭化水素プラズマと水素プラズマが誘電体と反応しないので重合物（ポリマー）となって堆積する。
【０００７】
図２３（ａ）、（ｂ）に、マスクの無い領域に炭化水素プラズマと水素プラズマを用いた場合の状態を示す。マスクの無い領域ではプラズマ状態のメタンに対してプラズマ状態の水素は試料表面に均一に分布する（図２３（ａ））。この均一に分布したプラズマ状態の水素の濃度が低い場合、エッチングするには水素が不足するので、試料表面にはポリマーが生成し試料表面を覆う（図２３（ｂ））のでエッチングが進行しない。この現象はマスクの開口部幅の広いときにも同様に発現する。
【０００８】
図２４（ａ）〜（ｃ）に、マスクの有る領域に炭化水素プラズマと水素プラズマを用いた場合の状態を示す。マスクの有る領域、特にマスクの開口部幅の狭い領域では、まず、メタンのプラズマに対してプラズマ状態の水素は試料表面にマスクの上にも開口部表面にも均一に分布する（図２４（ａ））。マスク上のプラズマ状態の水素はプラズマ状態のメタンと反応することなく開口部に拡散する。その結果、開口部でのプラズマ状態の水素の濃度は増加する（図２４（ｂ））。したがって、開口部ではプラズマ状態の水素の濃度がエッチングを生じさせるのに十分な濃度に達するのでエッチングが進行する。一方、マスク上ではマスク材料（ＳｉＯ2）はエッチングされないのでプラズマ状態のメタンはエッチングに寄与することなくポリマーが生成される（図２４（ｃ））。
【０００９】
このようにマスクの無い領域またはマスクの開口部幅の広い領域ではポリマーが生成してエッチングが進行せず、開口部幅の狭い領域ではエッチングが進行する。したがって、１回のエッチング過程で深さの異なる形状を加工することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２４７７１０号公報
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】熊谷他編、「真空の物理と応用」、裳華房、１９７０年、ｐ．３３，４４，８９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、マスクの無い領域またはマスクの開口部幅の広い領域（ポリマーが生成してエッチングが進行しない領域）と開口部幅の狭い領域（エッチングが進行する領域）との境界領域ではポリマーの生成とエッチングが同時に起きる。この場合、ポリマーが生成されてエッチングされない領域とポリマーが生成されずにエッチングされる領域が混在するため、プラズマ照射後の半導体表面に凹凸が生じるという課題があった。
【００１３】
図２５（ａ）、（ｂ）に、ポリマーの生成とエッチングが同時に起きたときに発生するポリマーによって生じる凹凸の例を示す。このとき、表面に部分的にポリマーが生成されそのポリマーをマスクとしてエッチングが進行するので凹凸が生じる（図２５（ａ））。また、ポリマーが表面に点在して残留すると残留したポリマーをマスクとしてエッチングが進行するので、針状の突起物が表面に形成され著しく凹凸が生じる場合もある（図２５（ｂ））。
【００１４】
図２６に、メタンプラズマ量を一定とした時のエッチング速度の水素プラズマ量依存性を示す。水素プラズマ量が０からｈ０までは水素プラズマ量が不足してポリマーが生成されエッチングがされない。ｈ０以上になるとポリマーの生成と同時にエッチングが始まる。ｈ０からｈ１まではポリマーの生成が支配的でありエッチング速度が遅いため表面に生じる凹凸も大きくない。ｈ１以上になるとエッチング速度が増加し始め表面の凹凸も著しくなる。ｈ２以上になるとエッチングが支配的になりポリマーの生成が減少するので凹凸も小さくなる。１以上になると水素のプラズマ量が十分になるのでポリマーの生成がなくなりエッチングが進行し凹凸が生じなくなる。
【００１５】
このように、水素のプラズマ量がｈ１からｈ２までの領域ではポリマーの生成とエッチングが同時に起き、表面の凹凸が著しくなる。
【００１６】
表面にマスクを有する試料にメタン／水素プラズマを照射する場合について説明する。図２７に、マスク端からか拡散する水素の分布を示す。縦軸はマスク端での水素濃度Ｃｓにより規格化された水素濃度Ｃｘ／Ｃｓである。マスク端から離れるにつれて水素のプラズマ量は減少して距離Ｌ２でｈ２、Ｌ１でｈ１になる。つまり、図２６で説明したようにｈ１からｈ２までの領域ではポリマーの生成とエッチングが同時に起きるので、マスク端からの距離Ｌ２とＬ１の間では表面の凹凸が著しくなる。
【００１７】
このように表面に凹凸が生じ、この表面上に積層する結晶の品質が劣化するという課題があった。また、この表面上に積層する導波路層に光を導波させるときに凹凸部により光が散乱するという課題があった。
【００１８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、簡易に深さ（結合係数）が変化する回折格子の作製することができ、作製された素子の回折格子表面の凹凸が抑制されるため、光損失が低減され、サイドモードが抑制された特性を示す半導体素子の作製方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、炭化水素系プラズマと水素プラズマを開口部幅が変化する開口部を有するマスクを形成された半導体表面に照射して、半導体表面を異なる複数の深さにエッチングする半導体素子の作製方法であって、所定の前記炭化水素系プラズマおよび前記水素プラズマの拡散距離および圧力に対し、前記開口部幅の異なる領域毎に、前記半導体表面のエッチングが進行する第１の状態か、前記半導体表面に一様にポリマーが生成される第２の状態かのどちらか一方のみが発現するように前記開口部幅を設定されたマスクを前記半導体表面に形成する第１の工程と、前記炭化水素プラズマおよび前記水素プラズマを、前記マスクを有する半導体表面に照射する第２の工程とを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の半導体素子の作製方法において、前記第１の工程において前記半導体表面に堆積した前記ポリマーを、酸素を有するプラズマ照射により除去する第２の工程をさらに有することを特徴とする。
【００２１】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の半導体素子の作製方法において、前記炭化水素系プラズマおよび前記水素プラズマのプラズマ条件の圧力を変化させることにより前記水素プラズマの拡散距離を変化させ、前記開口部幅の異なる領域のうち少なくとも１つの領域において、発現する前記状態を変化させる第３の工程をさらに有し、前記第３の工程の後に第２の工程をさらに行うことを特徴とする。
【００２２】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３いずれかに記載の半導体素子の作製方法において、前記マスクが、前記半導体表面上に形成された第１のパターンを有する第１のマスク部と、前記第１のマスク部上に形成され、前記第１のマスク部のマスク厚よりも厚く、前記第１のパターンの開口部幅を画定する第２のパターンを有する第２のマスク部とからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は、簡易に深さ（結合係数）が変化する回折格子の作製することができ、作製された素子の回折格子表面の凹凸が抑制されるため、作製された半導体素子の光損失を低減し、サイドモードを抑制する効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】拡散距離が１μｍから１００μｍまでの場合のマスク端からの水素プラズマの分布を示す図である。
【図２】拡散距離が１０μｍと１００μｍの場合のマスク端からの水素プラズマの分布を示す図である。
【図３】拡散距離と圧力の関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例１として作製された同一面内で層厚が変化した導波路層の断面を示す図である。
【図５】本発明の実施例１に係るＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）導波路層上に開口部の幅を変化させたマスクが形成された試料の上面図である。
【図６】拡散距離が５、１０、２５μｍの場合のマスク端からの水素プラズマの分布を示す図である。
【図７】本発明の本実施例１に係る導波路層の作製工程を示す図である。
【図８】本発明の実施例２に係る層厚が変化する導波路構造をスポットサイズ変換部に用いた半導体レーザ素子の構造を示す図である。
【図９】本発明の実施例３に係る回折格子を作製するために用いるマスクが形成された試料の上面図である。
【図１０】本発明の実施例３に係る回折格子の作製工程を示す図である。
【図１１】本発明の実施例２に係るＤＢＲ半導体レーザの構造を示す図である。
【図１２】本発明の実施例３に係る回折格子の有する結合係数を示す図である。
【図１３】本発明の実施例３に係る回折格子を用いた場合の反射スペクトルと、結合係数が８０ｎｍ-1一定の場合の反射スペクトルを示す図である。
【図１４】回折格子外部と回折格子部とからエッチング種が開口部に集まる様子を示す図である。
【図１５】（ａ）は膜厚の薄いマスクを用いる場合を示す図であり、図１５（ｂ）は膜厚の厚いマスクを用いる場合を示す図である。
【図１６】本発明の実施例４において試料表面に形成するＳｉＮＸ／ＳｉＯ２マスクを示す図である。
【図１７】本発明の実施例４に係る回折格子形成に用いる面内で厚さの異なるマスクの作製工程を示す図である。
【図１８】（ａ）〜（ｅ）は、本発明の実施例４に係る回折格子の作製工程を示す図である。
【図１９】本発明に用いることができるマスク形状を示す図である。
【図２０】（ａ）〜（ｆ）は、従来の複数の深さのエッチングを施す工程を示す図である。
【図２１】（ａ）〜（ｃ）は、従来のプラズマ状態のガスを用いたエッチングの原理を示す図である。
【図２２】（ａ）〜（ｃ）は、従来のプラズマ状態のガスを用いたエッチングにおいてマスクを使用した場合のエッチング特性を示す図である。
【図２３】（ａ）、（ｂ）は、マスクの無い領域に炭化水素プラズマと水素プラズマを用いた場合の状態を示す図である。
【図２４】（ａ）〜（ｃ）は、マスクの有る領域に炭化水素プラズマと水素プラズマを用いた場合の状態を示す図である。
【図２５】（ａ）、（ｂ）は、ポリマーの生成とエッチングが同時に起きたときに発生するポリマーによって生じる凹凸の例を示す図である。
【図２６】メタンプラズマ量を一定とした時のエッチング速度の水素プラズマ量依存性を示す図である。
【図２７】マスク端からか拡散する水素の分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【００２６】
図１に、拡散距離が１μｍから１００μｍまでの場合のマスク端からの水素プラズマの分布を示す。縦軸はマスク端での水素濃度Ｃｓにより規格化された水素濃度Ｃｘ／Ｃｓである。
【００２７】
図２に、拡散距離が１０μｍと１００μｍの場合のマスク端からの水素プラズマの分布を示す。拡散距離が１００μｍの場合、マスク端からの距離が２８μｍのときにｈ２、７２μｍのときにｈ１になる。したがって、マスク端からの距離が２８μｍから７２μｍの領域で凹凸が著しくなる。一方、拡散距離が１０μｍの場合、マスク端からの距離が３μｍのときにｈ２、８μｍのときにｈ１になる。したがって、マスク端からの距離が３μｍから８μｍの領域で凹凸が著しくなる。このように、水素プラズマの拡散距離を変化させることにより凹凸が著しい領域を変化させることができる。
【００２８】
次に、拡散距離と圧力の関係について説明する。分子の平均速度を
【００２９】
【数１】
2011071282.tif 000003
【００３０】
、ボルツマン定数をｋ、温度をＴ、分子の半径をｄ、圧力をｐとすると、拡散定数Ｄは、
【００３１】
【数２】
2011071282.tif 000004
【００３２】
である。式（１）は、例えば、非特許文献１における式（２．１２）、（２．４６）、（２．１４０）より導出される。拡散距離Ｌdは、
【００３３】
【数３】
2011071282.tif 000005
【００３４】
（ｔは拡散時間）と表されるので、
【００３５】
【数４】
2011071282.tif 000006
【００３６】
に比例し、圧力ｐと相関を持つ。
【００３７】
図３に、拡散距離と圧力の関係を示す。ここで縦軸は圧力が１Ｐａの時の拡散距離Ｌd0で規格化した拡散距離Ｌd／Ｌd0である。圧力の増加に伴い拡散距離は減少して圧力を１Ｐａから１０Ｐａに増加させることにより拡散距離は１／３程度減少する。さらに１００Ｐａに増加させると１Ｐａのときに比べて拡散距離は１桁減少する。このように、圧力を変化させることにより拡散距離を変化させることができる。したがって、圧力を変化させることにより拡散距離を変化させて、プラズマ照射時に凹凸が生じる面積を低減することができる。
【００３８】
（実施例１）
図４に、本発明の実施例１として作製された同一面内で層厚が変化した導波路層の断面を示す。１８００はｎ型ＩｎＰ基板、１８０１はＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）導波路層、１８０２はＩｎＰクラッド層である。本実施例１の作製方法について以下に説明する。
【００３９】
図５に、本発明の実施例１に係るＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）導波路層上に開口部の幅を変化させたマスクが形成された試料の上面図を示す。ｎ型ＩｎＰ１８００基板上に、ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）１８０１と開口部１９００の幅が変化するマスクを形成する。ここで開口部の幅は以下に示すように決定する。開口部外部のマスク幅１９０１は４０μｍで一定である。導波路長１９０２は５００μｍである。
【００４０】
図６に、拡散距離が５、１０、２５μｍの場合のマスク端からの水素プラズマの分布を示す。図６は、図１の一部を拡大した図であって、この図６に基づいて、水素プラズマの相対量（縦軸）が０．３〜０．６のときに上述のようにエッチングとポリマーの生成が同時に生じるために表面の凹凸が著しく大きくなると仮定する。
【００４１】
まず、拡散距離が５μｍの場合、開口部幅が１．８μｍ以下で水素プラズマの相対量が０．６以上になりエッチングが支配的に起きる。一方、３．７μｍ以上で水素プラズマの相対量が０．３以下になりポリマーの生成が支配的に起きる。
【００４２】
次に、拡散距離が１０μｍの場合、開口部幅が３．７μｍ以下で水素プラズマの相対量が０．６以上になりエッチングが支配的に起きる。一方、７．４μｍ以上で水素プラズマの相対量が０．３以下になりポリマーの生成が支配的に起きる。
【００４３】
次に、拡散距離が２５μｍの場合、開口部幅が９．２μｍ以下で水素プラズマの相対量が０．６以上になりエッチングが支配的に起きる。一方、１８．４μｍ以上で水素プラズマの相対量が０．３以下になりポリマーの生成が支配的に起きる。そこで、第１の開口部幅を１．８μｍ、第２の開口部幅を３．７μｍ、第３の開口部幅を７．５μｍに決定する。
【００４４】
このような開口部幅を有するマスクを用いて、まず、拡散距離が５μｍとなる条件でエッチング（メタン／水素プラズマ照射）を行うと、開口部幅が１．８μｍ以下でエッチングが支配的に起きるので、第１の開口部のみがエッチングされる。一方、３．７μｍ以上でポリマーの生成が支配的に起きるので、第２の開口部（幅：３．７μｍ）と第３の開口部（幅：７．５μｍ）の表面はポリマーが生成され凹凸はほとんど生じない。
【００４５】
次に、拡散距離が１０μｍとなる条件でエッチング（メタン／水素プラズマ照射）を行うと、開口部幅が３．７μｍ以下でエッチングが支配的に起きるので、第１の開口部と第２の開口部がエッチングされる。一方、７．４μｍ以上でポリマーの生成が支配的に起きるので、第３の開口部（幅：７．５μｍ）の表面はポリマーが生成され凹凸はほとんど生じない。
【００４６】
次に、拡散距離が２５μｍとなる条件でエッチング（メタン／水素プラズマ照射）を行うと、開口部幅が９．２μｍ以下でエッチングが支配的に起きるので、第１の開口部と第２の開口部と第３の開口部がエッチングされる。
【００４７】
ここで、拡散距離を５μｍ、１０μｍ、２５μｍとするためにプラズマ条件である圧力をそれぞれ４０Ｐａ、１０Ｐａ、１．５Ｐａと設定する。
【００４８】
以上のように、表面で凹凸を著しく増加させるようなエッチングとポリマーの生成が同時に起きるような水素プラズマ量の領域を避けるように、プラズマ条件（拡散距離または圧力）とマスク形状（開口部幅）を設定することにより、表面の凹凸を抑制して同一面内でエッチング深さが異なる形状を加工することができる。
【００４９】
仮に、本発明によることなく、第２の開口部幅を３．０μｍと設定した場合、拡散距離が５μｍの条件でエッチングしたとき３μｍの開口部幅における水素プラズマの相対量は０．４程度となるのでエッチング後の表面の凹凸は著しく増加する。このように一度生じた表面の凹凸形状は、その後エッチングを施しても維持されるので、作製される導波路層における第２の開口部に相当する領域に導波路層表面には凹凸が残ることになる。このような凹凸が生じると、この表面上に積層する結晶の品質が劣化するので問題となる。また、導波路層に光を導波させるときに凹凸部により光が散乱するので問題となる。
【００５０】
以上のように、本発明では、プラズマ条件（拡散距離または圧力）とマスク形状（開口部幅）をエッチングとポリマーの生成が同時に起きるような水素プラズマ量の領域を避けるように設定する。これにより、表面の凹凸を抑制して同一面内でエッチング深さが異なる形状を加工することができるので、導波路層上に積層されるクラッド層の結晶品質を良好に維持することができ、導波路層に凹凸部により光が散乱することなく光損失を抑制して光を導波させることができる。
【００５１】
図７（ａ）〜（ｅ）に、本発明の本実施例１に係る導波路層の作製工程を示す。１８００はｎ型ＩｎＰ基板、１８０１はＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）導波路層である。ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）導波路層１８０１上に上述の開口部の幅を変化させたＳｉＯ2マスク１８０３を形成する（図７（ａ））。この試料について、初めにメタンと水素の混合ガスを用いたＲＩＥをメタン流量４０ｓｃｃｍ、水素流量５ｓｃｃｍ、放電電力１００Ｗ、ガス圧力４０Ｐａにおいて施すと、幅が１．８μｍの第１の開口部１８０４においてエッチングが進行し、第２の開口部（幅：３．７μｍ）１８０５と第３の開口部（幅：７．５μｍ）１８０６の表面はポリマーが生成され凹凸はほとんど生じない（図７（ｂ））。但し、第２の開口部１８０５と第３の開口部１８０６においてほとんどの領域にポリマーが堆積するが、マスクとの境界の一部の領域ではエッチングが進行する。引き続き、酸素プラズマを酸素流量１０ｓｃｃｍ、ガス圧力１０Ｐａ、放電電力４００Ｗで１分間照射すると、堆積したポリマーが除去される（図７（ｃ））。
【００５２】
次に、メタン流量、水素流量、放電電力を一定にして、ガス圧力が１０Ｐａで施すと、幅が３．７μｍ以下の第１、第２の開口部１８０４、１８０５においてエッチングが進行し、第３の開口部（幅：７．５μｍ）１８０６の表面はポリマーが生成され凹凸はほとんど生じない（図７（ｄ））。引き続き、酸素プラズマを酸素流量１０ｓｃｃｍ、ガス圧力１０Ｐａ、放電電力４００Ｗで１分間照射すると、堆積したポリマーが除去される。したがって、幅が１．５μｍの第１の開口部１８０４においては初めのＲＩＥによるエッチングの後にさらに２度目のＲＩＥによるエッチングが進行するので、第２の開口部１８０５の深さよりも深くなる。
【００５３】
次に、メタン流量、水素流量、放電電力を一定にして、ガス圧力が１．５Ｐａで施すと、幅が７．５μｍ以下の第１〜第３の開口部１８０４〜１８０６においてエッチングが進行する（図７（ｅ））。この結果、エッチング深さは第１〜第３の開口部１８０４〜１８０６の順に深くなる。さらに、エッチングされた表面の凹凸はほとんどない。
【００５４】
その後、表面上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）によりＩｎＰクラッド層１８０２を積層することにより同一面内で層厚が変化する導波路構造が作製される。
【００５５】
本実施例において、３つの開口部幅を用いた深さが３段階に変化するエッチングについて説明したが、より多数の開口部幅を有するマスクを用いて、その開口部幅に応じた圧力（拡散距離）の条件下でメタン／水素ＲＩＥを施すことにより、より多段で深さが変化するエッチングを行うことができる。
【００５６】
（実施例２）
図８に、本発明の実施例２に係る層厚が変化する導波路構造をスポットサイズ変換部に用いた半導体レーザ素子の構造を示す。このレーザ素子は出射光部分にスポットサイズ変換部を有することを特徴とする。スポットサイズ変換部とは、素子からの出射光の光ファイバに入射する効率（結合効率）を向上させるために発光ビーム径を広げるものである。このスポットサイズ変換部では導波層の厚みを徐々に薄くすることにより光分布をクラッド層に染み出させてスポットサイズを大きくする。２０００はｎ型ＩｎＰ基板、２００１はｎ型ＩｎＰバッファ層、  ２００２は活性層、２００３はスポットサイズ変換用ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）ガイド層、２００４はＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．１μｍ）ガイド層、２００５はｐ型ＩｎＰ埋込み層、２００６はｎ型ＩｎＰ埋込み層、２００７はｐ型ＩｎＰクラッド層、２００８はｐ型ＩｎＧａＡｓ（組成波長：１．６５μｍ）コンタクト層、２００９はＳｉＯ2層、２０１０はｎ型オーミック電極、２０１１はｐ型オーミック電極である。活性層１８０２は、ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．１μｍ）ガイド層、６層のＩｎＧａＡｓＰ歪量子井戸（歪量：０．８％）層と５層のＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．１μｍ）障壁層の多重量子井戸層からなる活性層（発光波長：１．３μｍ）、ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．１μｍ）ガイド層からなる。
【００５７】
この実施例２のレーザ構造におけるスポットサイズ変換部の作製方法を説明する。活性層２００２に隣接するスポットサイズ変換用ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）ガイド層２００３の表面に実施例１と同様のＳｉＯ2マスクを形成する。このマスクにおいては、活性層２００２との境界側のマスク幅が広く出射端側のマスク幅が狭い形状を有する。同時に活性層２００２表面は全面マスクで覆われている。この試料について実施例１で示すドライエッチングを施すと、エッチング深さは活性層２００２の境界側で浅く出射端側で深くなる。次に、ＩｎＰクラッド層２００７を積層した後に、メサ形成用ストライプマスクを形成してメサ構造に加工することによりスポットサイズ変換部が形成される。この構造に、ｐｎ構造埋め込み層２００５の成長、クラッド層２００７とコンタクト層２００８の成長後に、電極形成することにより本実施例２の半導体レーザ素子の構造が作製される。
【００５８】
このように、本実施例２を用いれば、簡易に層厚が変化する導波路層（スポットサイズ変換部）を作製することができる。作製された素子は導波路層（スポットサイズ変換部）での光損失が低減され、室温における閾値電流が６．７ｍＡ、効率が０．４２Ｗ／Ａである良好な特性を示す。
【００５９】
（実施例３）
図９に、本発明の実施例３に係る回折格子を作製するために用いるマスクが形成された試料の上面図を示す。また図１０（ａ）〜（ｅ）に、本発明の実施例３に係る回折格子の作製工程を示す。マスク３０２０の開口部幅（回折格子部分）３０１０の幅は実施例１と同様に設定する。回折格子外部３０１１の幅は一定である。
【００６０】
実施例１と同様に、開口部を変化させたマスク３０２０を用いて圧力を変化させながらエッチングを施すことにより、深さが変化する回折格子が作製できる。
【００６１】
初めに、メタンと水素の混合ガスを用いたＲＩＥをメタン流量４０ｓｃｃｍ、水素流量５ｓｃｃｍ、ガス圧力が４０Ｐａ、放電電力が１００Ｗで施すと、幅が１．８μｍの開口部３００１においては、ポリマーが堆積することなくエッチングが進行する。一方、幅が１．８μｍより広い開口部３００２、３００３においては、ポリマー３０２１が堆積してエッチングが進行しない（図１０（ｂ））。引き続き、酸素プラズマを酸素流量１０ｓｃｃｍ、ガス圧力１０Ｐａ、放電電力４００Ｗで１分間照射すると、堆積したポリマーが除去される（図１０（ｃ））。次に、圧力を変化させた条件（ガス圧力が１０Ｐａ）でＲＩＥを施すと、幅が３．７μｍ以下の開口部３００１、３００２においては、ポリマーが堆積することなくエッチングが進行する。一方、幅が７．５μｍの開口部３００３においては、ポリマー３０２１が堆積してエッチングが進行しない（図１０（ｄ））。したがって、幅が１．８μｍ以下の開口部３００１においては初めのＲＩＥによるエッチングの後にさらに２度目のＲＩＥによるエッチングが進行するので、その深さは第２の開口部３００２の深さよりも深くなる。引き続き酸素プラズマを照射によるポリマーの除去の後に、圧力を変化させてＲＩＥ、酸素プラズマ照射を交互に繰り返すことにより、深さの異なる回折格子を形成することができる（図１０（ｅ））。このとき、その後、マスク除去、メサ構造加工後に、この回折格子上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）により積層することにより図１１に示す素子構造が作製される。
【００６２】
本実施例において、３つの開口部幅を用いた深さが３段階変化するエッチングについて説明したが、より多数の開口部幅を用いて、その開口部幅に応じた圧力（拡散距離）の条件下でメタン／水素ＲＩＥを施すことにより、より多段で深さが変化するエッチングを行うことができる。
【００６３】
図１１に、本発明の実施例３に係るＤＢＲ半導体レーザの構造を示す。実施例２の方法により作製された深さの異なる回折格子を有する試料表面のＳｉＯ2マスク除去後、この回折格子上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）により以下の各層を積層することにより、図１１に示す深さの変化する回折格子を用いたＤＢＲ半導体レーザ構造が作製される。
【００６４】
３１００はｎ型ＩｎＰ基板、３１０１はｎ型ＩｎＰバッファ層、３１０２は回折格子、３１０３はＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．１μｍ）ガイド層、３１０４は８層のＩｎＧａＡｓＰ歪量子井戸（歪量：１．０％）層と５層のＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．３μｍ）障壁層の多重量子井戸層からなる活性層（発光波長：１．５５μｍ、活性層長：４００μｍ）、３１０５はＤＢＲ回折格子領域ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．４μｍ）ガイド層（回折格子長は活性層の前後それぞれ４００μｍ）、３１０６はＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．３μｍ）ガイド層、３１０７はｐ型ＩｎＰクラッド層、３１０８はｐ型ＩｎＧａＡｓ（組成波長：１．８５μｍ）コンタクト層、３１９１はｎ型オーミック電極、３１９２はｐ型オーミック電極である。素子の発振波長は１．５５μｍである。素子の長さは１５００μｍである。回折格子３１０２のピッチ（周期）は２４０ｎｍ（凸部：１２０ｎｍ、凹部：１２０ｎｍ）であり、深さは素子両端面で浅くなっており５ｎｍ、素子中央部で深くなっており３０ｎｍである。
【００６５】
ここで、実施例３に係るＤＢＲ半導体レーザに用いる回折格子により得られる反射特性について説明する。図１２に、この実施例３の回折格子の有する結合係数を示す。回折格子の深さが素子両端部で５ｎｍ、中央部で３０ｎｍとなるように変化させることにより、結合係数κは素子両端部で５ｃｍ-1、中央部で８０ｃｍ-1と変化する。
【００６６】
図１３に、この実施例３の回折格子を用いた場合の反射スペクトルを（ａ）に示し、比較のために結合係数が８０ｎｍ-1一定の場合の反射スペクトルを（ｂ）に示す。回折格子の深さ、すなわち、結合係数を変化させることにより反射スペクトルのサイドモードが抑制されることがわかる。このことは、この回折格子を用いたＤＢＲレーザを動作させたときの発振スペクトルにおけるサイドモードが抑制されることを示唆する。
【００６７】
このように、本実施例３を用いれば、簡易に深さ（結合係数）が変化する回折格子の作製することができる。作製された素子は回折格子における表面の凹凸が抑制されるため、光損失が低減され、設計通りにサイドモードが抑制された特性を示す。
【００６８】
（実施例４）
実施例４として面内で深さが変化する回折格子の作製方法を示す。本実施例４では回折格子部分のマスクの厚さと回折格子外部のマスクの厚さとが異なることを特徴とする。
【００６９】
まず、回折格子部分のマスク４００１の厚さと回折格子外部のマスク４００２の厚さとが異なる点（作用）について説明する。
【００７０】
実施例３の方法を用いて回折格子を作製する場合には、図１４に示すように回折格子外部のマスク４００２上に飛来したエッチング種４００４だけでなく回折格子部分のマスク４００１上に飛来したエッチング種４００３もエッチングに影響を与えるため、回折格子のエッチング形状の制御が困難になる。
【００７１】
そこで、本実施例４では、厚さを変化させたマスクを用いてエッチングを行う。図１５（ａ）に膜厚の薄いマスク４０１１を用いる場合を示し、図１５（ｂ）に膜厚の厚いマスク４０２１を用いる場合を示す。
【００７２】
膜厚の薄いマスク４０１１を用いる場合、エッチング種４０１２は半導体４０１０表面からマスク４０１１の端を越えてマスク４０１１上に拡散できるので半導体４０１０表面上のエッチング種密度は高くならない。したがって、膜厚の薄いマスク４０１１を用いる場合、半導体のエッチング速度は増加しない。
【００７３】
一方、膜厚の厚いマスク４０２１を用いる場合、エッチング種４０２２はマスク４０２１の端が障壁となりマスク４０２１の端を越えられないため、エッチング種４０２２が半導体４０２０表面に閉じ込められて半導体４０２０表面上におけるエッチング種密度は増加する。したがって、膜厚の厚いマスク４０２１を用いる場合、半導体のエッチング速度が増加する。
【００７４】
そこで、回折格子外部のマスク４００２の厚さを回折格子部分のマスク４００１の厚さに比べて厚くすれば、マスク厚の厚い回折格子外部からのエッチング種の寄与が大きく、マスク厚の薄い回折格子部分からのエッチング種の寄与を小さくできる。したがって、マスク厚の厚いマスクのマスク幅の広い領域では、マスク上で反応しないエッチング種が多量に開口部に拡散して閉じ込められることにより、開口部でのエッチング種は高濃度になりエッチング速度が増加する。一方、マスク厚の厚いマスクのマスク幅の狭い領域では、マスク上で反応せずに開口部に拡散するエッチング種はマスク幅の広い領域に比べて少量となりエッチング速度は遅くなる。したがって、マスク厚の厚いマスクを用いることにより、マスク幅の広い領域ではエッチング深さは深く、マスク幅の狭い領域では浅くなるという特性が顕著にすることができる。
【００７５】
図１６に、本発明の実施例４において試料表面に形成するＳｉＮX／ＳｉＯ2マスクを示す。ＳｉＮXで形成される回折格子部分のマスク４１１０のマスク厚が２０ｎｍ、回折格子の長さ４１１２が５００μｍ、幅４１１３が変化しており素子中央部から素子両端に向かって１．８、３．７、７．５μｍである。また、ピッチ（周期）４１１４は２４０ｎｍ（ＳｉＯ2部：１２０ｎｍ、窓部：１２０ｎｍ）である。一方、ＳｉＯ2で形成される回折格子外部のマスク４１１１のマスク厚が１μｍ、マスクの幅４１１５は２０μｍで一定である。
【００７６】
図１７に、本発明の実施例４に係る回折格子形成に用いる面内で厚さの異なるマスクの作製工程を示す。初めに、ＩｎＰ基板上のＩｎＰクラッド層４２１０の表面に３０ｎｍ厚の酸化シリコン（ＳｉＯ2）膜を形成する。ＳｉＯ2膜上にレジストを塗布した後に電子ビーム露光法により回折格子作製マスク用のレジストパターンを作製する。レジストパターンをマスクとしてフッ化炭素系（ＣＦ4、Ｃ2Ｆ6など）を用いた反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ，ＲＩＥ）によってＳｉＯ2膜を加工することにより、レジストパターンをＳｉＯ2膜に転写する。レジストパターンを除去することにより、ＩｎＰクラッド層４２１０上に回折格子部分作製用のＳｉＯ2マスク４２１１が形成される（図１７（ａ））。
【００７７】
次に、上述の回折格子部分ＳｉＯ2マスクを有するＩｎＰ表面上に１μｍ厚の窒化シリコン（ＳｉＮX）膜４２１２を形成する（図１７（ｂ））。ＳｉＮX膜上にレジストを塗布した後に回折格子外部のマスク用のレジストパターン４２１３を作製する（図１７（ｃ））。このレジストパターン４２１３は電子ビーム露光だけでなく通常のフォトリソグラフィによるレジスト露光により形成できる。レジストパターン４２１３をマスクとしてフッ化硫黄系ガス（ＳＦ6など）を用いたＲＩＥによってＳｉＮX膜を加工することにより、レジストパターンをＳｉＮX膜４２１２に転写する。このとき、回折格子部分ＳｉＯ2マスクはフッ化硫黄系ガス（ＳＦ6など）に耐性を有するのでエッチングされずに残る。この結果、レジストパターン４２１３を除去することにより、クラッド層４２１０上に回折格子部分と回折格子外部部分で厚さの異なるマスクが形成される（図１７（ｄ））。
【００７８】
このように、細かなパターンをマスク厚の薄いマスクで形成し、マスク厚の厚いマスクでエッチング種の量を制御するためのパターンを形成することにより、より簡易にマスクを作製することが可能になる。
【００７９】
図１８（ａ）〜（ｅ）に、本発明の実施例４に係る回折格子の作製工程を示す。ＩｎＰクラッド４３００表面に上述のマスクを形成する（図１８（ａ））。ここで開口部４３０１、４３０２、４３０３の幅はそれぞれ１．８、３．７、７．５μｍとする。以下に説明する一連のエッチング過程において、マスク厚の厚い回折格子外部からのメタン・水素プラズマの寄与が大きく、マスク厚の薄い回折格子部分からのメタン・水素プラズマの寄与は小さい。
【００８０】
初めにメタンと水素の混合ガスを用いたＲＩＥをメタン流量４０ｓｃｃｍ、水素流量２ｓｃｃｍ、放電電力１００Ｗ、ガス圧力４０Ｐａで施すと、幅が１．８μｍの開口部４３０１においては、マスク上から水素の供給が十分あるのでポリマーが堆積することなくエッチングが進行する。一方、幅が１．８μｍより広いの開口部４３０２、４３０３においては、マスク上から水素の供給が不足するので、ポリマー４３２１が堆積してエッチングが進行しない（図１８（ｂ））。引き続き、酸素プラズマを酸素流量１０ｓｃｃｍ、ガス圧力１０Ｐａ、放電電力４００Ｗで１分間照射すると、堆積したポリマーが除去される（図１８（ｃ））。次に、水素流量を増加させた条件（メタン流量４０ｓｃｃｍ、水素流量５ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１００Ｗ）でＲＩＥを施すと、幅が３．７μｍ以下の開口部４３０１、４３０２においては、水素の供給が増加するのでポリマーが堆積することなくエッチングが進行する。一方、幅が７．５μｍの開口部２００３においては、マスク上から水素の供給が不足するので、ポリマー４３２１が堆積してエッチングが進行しない（図１８（ｄ））。したがって、幅が１．８μｍの開口部４３０１においては初めのＲＩＥによるエッチングの後にさらに２度目のＲＩＥによるエッチングが進行するので、その深さは幅が開口部４３０２の深さよりも深くなる。引き続き酸素プラズマを照射によるポリマーの除去の後に、圧力を変化させたＲＩＥ、酸素プラズマ照射を交互に繰り返すことにより、深さの異なる回折格子を形成することができる（図１８（ｅ））。その後、マスク除去、メサ構造加工後に、この回折格子上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）により積層することにより図１１に示す素子構造が作製される。
【００８１】
本実施例４において、３つの開口部幅を用いた深さが３段階変化するエッチングについて説明したが、より多数の開口部幅を用いて、その開口部幅に応じた圧力（拡散距離）の条件下でメタン／水素ＲＩＥを施すことにより、より多段で深さが変化するエッチングを行うことができる。このように作製された回折格子は実施例３と同様の特性を有する。
【００８２】
以上のように、本実施例４の方法を用いれば、簡易に深さ（結合係数）が変化する回折格子の作製することができる。作製された素子は回折格子における表面の凹凸が抑制されるため、光損失が低減され、設計通りにサイドモードが抑制された特性を示す。
【００８３】
本発明において、回折格子の開口部の両端部にはマスク上で反応に寄与しなかった水素（プラズマ）が流入する。この水素プラズマ分だけメタンが反応してエッチングが進行する。したがって、ポリマーが堆積する開口部においても両端の一部分ではエッチングが進行する。このように、開口部全域のおいて深さが均一にならないという問題が生じる場合がある。しかしながら、実際のデバイスにおいてはメサ構造が採用されるため、開口部の両端部はメサ形成時に切り落とされるので、実際のデバイス作製上における問題とはならない。
【００８４】
本発明ではマスクにおける開口部の外部のマスク幅を一定としたが、開口部に拡散する水素プラズマがマスク上を拡散する距離が無視できる程度の長さ（幅）であればマスク幅は一定である必要はない。例えば、図１９に示すような、試料４４０１全体を覆うものから開口部を除去しただけの形状のマスク４４０２でもよい。
【００８５】
本明細書では、回折格子の深さを５−３０ｎｍに設定したが、この深さに限られることはなく素子内で回折格子の深さが一定でなく変化していれば同様の効果が得られる。この際、回折格子の深さが素子長方向に対称である必要もない。この深さに対応して変化する結合係数も５−８０ｃｍ-1に設定したが、この値に限られることはない。
【００８６】
また、本実施例では素子用半導体結晶として化合物半導体ＩｎＰ結晶を用いたが、ＧａＡｓ、ＳｉＧｅなどの化合物半導体結晶やＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＡｓ、ＩｎＧａＮ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＡｌＧａＳｂなどの混晶結晶を用いても可能である。また、本発明による装置が対応するレーザ光の波長として１．５５μｍを用いたが、ＩｎＧａＡｓＰ結晶の組成などの構造、回折格子のピッチ（周期）を変えることにより波長が１．０μｍから１．７μｍまでの長波長帯にも対応でき、活性層に他の材料（ＩｎＧａＡｌＮ、ＡｌＧａＩｎＰ、ＡｌＧａＳｂなど）を用いることにより波長が１．０μｍ未満の短波長帯や１．７μｍ以上の長波長帯にも対応できる。また、活性層における多重量子井戸構造には、８層、５ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ歪量子井戸層（歪量：１．０％）、５層、１０ｎｍ厚のＩｎＧａＡｓＰ障壁層（組成波長：１．１μｍ）を用いたが、歪量、層数、層厚、結晶組成などの構造因子は変化させてもかまわない。
【００８７】
また、本発明では、回折格子等の半導体の加工のためのドライエッチングにおいて、エッチングガスとしてメタンを用いたが、エタン等の他の炭化水素系ガスを用いても構わない。また、エッチングガスとして混合ガスを用いる際の希釈ガスには水素ガスだけではなく水素ガスと共に窒素やアルゴンを用いても構わない。
【００８８】
また、ポリマーを除去するために酸素プラズマを照射したが、酸素を含むプラズマでもよい。例えば、酸素と窒素、アルゴン等不活性ガスとの混合ガス、酸素と水素の混合ガス等でもよい。
【００８９】
また、ドライエッチング法にＲＩＢＥ、ＲＩＥ法を用いたが、イオンビームアシストエッチングなどを用いても加工できる。レジストパターン作製には電子ビーム露光法以外にも干渉露光法を用いることができる。エッチングの際に半導体表面に形成するマスクには酸化シリコン（ＳｉＯ2）を用いたが、窒化シリコン、酸化チタンなどの誘電体や、金やチタンなどの金属を用いることもできる。
【符号の説明】
【００９０】
４１１、５１１  半導体
４１２、５１２  エッチング種
５１３  マスク
１１１０  ＩｎＰ結晶
１１２０  マスク
１８００、２０００  ｎ型ＩｎＰ基板
１８０１  ＩｎＧａＡｓＰ導波路層
１８０２  ＩｎＰクラッド層
１８０３  マスク
１８０４  第１の開口部
１８０５  第２の開口部
１８０６  第３の開口部
２００１  ｎ型ＩｎＰバッファ層
２００２  活性層
２００３  スポットサイズ変換用ＩｎＧａＡｓＰガイド層
２００４  ＩｎＧａＡｓＰガイド層
２００５  ｐ型ＩｎＰ埋込み層
２００６  ｎ型ＩｎＰ埋込み層
２００７  ｐ型ＩｎＰクラッド層
２００８  ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層
２００９  ＳｉＯ2層
２０１０  ｎ型オーミック電極
２０１１  ｐ型オーミック電極
３００１  第１の開口部
３００２  第２の開口部
３００３  第３の開口部
３０１０、３０１１  マスクの開口部幅
３０２０  マスク
３０２１  ポリマー
３１００  ｎ型ＩｎＰ基板
３１０１  ｎ型ＩｎＰバッファ層
３１０２  回折格子
３１０３  ＩｎＧａＡｓＰガイド層
３１０４  活性層
３１０５  ＤＢＲ回折格子領域ＩｎＧａＡｓＰガイド層
３１０６  ＩｎＧａＡｓＰガイド層
３１０７  ｐ型ＩｎＰクラッド層
３１０８  ｐ型ＩｎＧａＡｓコンタクト層
３１９１  ｎ型オーミック電極
３１９２  ｐ型オーミック電極
４００１  回折格子部分のマスク
４００２  回折格子外部のマスク
４００３、４００４  エッチング種
４０１０、４０２０  半導体
４０１１  膜厚の薄いマスク
４０１２、４０２２  エッチング種
４０２１  膜厚の厚いマスク
４１１０  回折格子部分のマスク
４１１１  回折格子外部のマスク
４１１２  回折格子の長さ
４１１３  回折格子の幅
４１１４  回折格子のピッチ（周期）
４１１５  マスクの幅
４２１０  ＩｎＰクラッド層
４２１１  ＳｉＯ2マスク
４２１２  窒化シリコン（ＳｉＮX）膜
４２１３  レジストパターン
４３０１  第１の開口部
４３０２  第２の開口部
４３０３  第３の開口部
４３２０  ＳｉＯ2マスク
４３２１  ポリマー
４４０１  試料
４４０２  マスク
【図１】
2011071282.tif 000007
【図２】
2011071282.tif 000008
【図３】
2011071282.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011071282.tif 000013
【図８】
2011071282.tif 000014
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2011071282.tif 000018
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2011071282.tif 000023
【図１８】
2011071282.tif 000024
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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