(57)【要約】【課題】水素流量の増加を最低限に抑え、効率的に水素プラズマを開口部に供給して開口部内のエッチング領域を変化させることができる半導体素子の作製方法を提供すること。【解決手段】エッチングの進行が発現する水素の相対濃度を０．４程度とすると、マスク端での相対濃度が０．５、１．０、２．０それぞれに対して、開口部幅が１μｍのときは水素の相対濃度が０．４以上になるのでエッチングが生じる。開口部幅が１．５μｍのときはマスク端での相対濃度が１．０と２．０に対して水素の相対濃度が０．４以上になりエッチングが生じ、マスク端での相対濃度が０．５に対して水素の相対濃度が０．４未満になりエッチングが生じない。開口部幅が２μｍのときはマスク端での相対濃度が２．０に水素の相対濃度が０．４以上になりエッチングが生じ、マスク端での相対濃度が０．５、１．０に対して水素の相対濃度が０．４未満になりエッチングが生じない。【選択図】図１１
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【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が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、
所定の流量の前記炭化水素系プラズマおよび前記水素プラズマに対して、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が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、
前記所定の流量の前記炭化水素系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の工程であって、前記開口部幅の異なる領域のうちの少なくとも１つの領域においてマスク端での水素の相対濃度に対する開口部中央での水素の相対濃度がエッチングの進行を発現させる濃度に達するように前記水素プラズマを照射する第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３の工程と、
前記水素プラズマの流量を、前記開口部幅の異なる領域のうち別の領域においてマスク端での水素の相対濃度に対する開口部中央での水素の相対濃度がエッチングの進行を発現させる濃度に達するように変化させることにより、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、前記第１の状態および前記第２の状態のいずれかに変化させる第４の工程と
をさらに有し、前記第４の工程の後に第３の工程をさらに行う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】
前記開口部幅が前記水素プラズマの拡散長の２倍以下に設定されることを特徴とする請求項１又は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の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】
本発明は半導体素子の作製方法に関し、より詳細には、同一面内でエッチング深さが異なる形状を加工する半導体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。とくに、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１（ａ）〜（ｆ）に、従来法による異なる深さのエッチングを施す場合のエッチング過程を示す。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、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１（ａ））後にエッチングする（図１（ｂ））。次に、１回目のエッチング用のマスクを除去した（図１（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１（ｄ））、さらにエッチングし（図１（ｅ））、マスクを除去する（図１（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、マスクの除去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）。
【０００６】
図２（ａ）〜（ｃ）に、基本的なエッチング過程を示す。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。
【０００７】
図３（ａ）〜（ｃ）に、エッチング種と反応しないマスクを用いた場合のエッチング過程を示す。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。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。
【０００８】
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量が増加する。従って、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。
【０００９】
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、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。尚、本願明細書では以降、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ととする。
【００１０】
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ことから重合物（ポリマー）となって堆積する。
【００１１】
ここで、上述のドライエッチングをマスクのある試料に施した場合について説明する。図４（ａ）、（ｂ）に、メタンプラズマを用いたエッチングを施した場合にマスクのない領域において起きる現象を示し、図５（ａ）〜（ｃ）に、メタンプラズマを用いたエッチングを施した場合にマスクに囲まれた領域において起きる現象を示す。
【００１２】
マスクのない領域ではメタンプラズマに対して水素プラズマは試料表面に均一に分布する（図４（ａ））。この均一に分布した水素プラズマの濃度が低い場合、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され、試料表面を覆うのでエッチングが進行しない（図４（ｂ））。この水素プラズマの不足によるポリマーの堆積は、マスクの開口部幅が広く、マスクから距離が十分にある領域においても起きる。
【００１３】
一方、マスクで囲まれた領域、とくにマスクの開口部幅の狭い領域では、まず、メタンプラズマに対して水素プラズマは試料表面にマスクの上にも開口部の半導体表面にも均一に分布する（図５（ａ））。マスク上ではマスク材料（ＳｉＯ2）はエッチングされないのでメタンプラズマ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。マスク上の水素プラズマは、メタンプラズマと反応することなくマスク上を拡散して開口部に凝集する。その結果、開口部での水素プラズマの濃度は増加する（５（ｂ））。従って、開口部では水素プラズマ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。
【００１４】
このようにマスクのな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。従って、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。
【００１５】
図６（ａ）〜（ｅ）に１回のエッチング過程で深さの異なる形状を加工する例を示す。１８００はｎ型ＩｎＰ、１８０１はＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）導波路層である。表面に上述のＳｉＯ2マスクを形成する（図６（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を施すと、第１の開口部においてエッチングが進行し、第２の開口部と第３の開口部の表面はポリマーが生成されエッチングはほとんど生じない（図６（ｂ））。図７（ａ）〜（ｄ）に、図６（ｂ）の上面図と開口部幅の異なる開口部毎の断面を示す。第２の開口部と第３の開口部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部分でのみエッチングが進行する。引き続き、酸素プラズマを照射すると、堆積したポリマーが除去される（図６（ｃ））。
【００１６】
次に、エッチングが進行する領域が増加するように水素流量を増加させてＲＩＥを施すと、第１、第２の開口部においてエッチングが進行し、第３の開口部の表面はポリマーが生成されエッチングはほとんど生じない（図６（ｄ））。引き続き、酸素プラズマを照射すると、堆積したポリマーが除去される。したがって、第１の開口部においては初めの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の開口部の深さよりも深くなる。
【００１７】
次に、さらに水素流量を増加させてエッチングが進行する領域が増加するようにＲＩＥを施すと、第１、第２、第３の開口部においてエッチングが進行する（図６（ｅ））。この結果、エッチング深さは第１、第２、第３の開口部の順に深くなる。その後、表面上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）によりＩｎＰ層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。
【００１８】
以上のエッチング過程においては、水素流量の変化によって開口部中央での水素濃度を変化させてエッチング領域とポリマーが生成される領域を制御することが重要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１９】
【特許文献１】特開２００４−２４７７１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
しかしながら、上述の従来のエッチング過程においては、水素流量を増加させてエッチング領域を増加させる際に水素流量を増やし過ぎると、マスク上から供給される水素プラズマだけではなくプラズマ雰囲気から直接供給される水素プラズマの影響が増加する。その場合、通常ポリマーが生成されてエッチングが進行しない領域でも供給される水素プラズマが増加するのでエッチングが進行して選択エッチングの妨げになるという課題があった。
【００２１】
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、水素流量の増加を最低限に抑えた上で効率的に水素プラズマを開口部に供給して開口部内のエッチング領域を変化させることができる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】
【００２２】
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が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、所定の流量の前記炭化水素系プラズマおよび前記水素プラズマに対して、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が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、前記所定の流量の前記炭化水素系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の工程であって、前記開口部幅の異なる領域のうちの少なくとも１つの領域においてマスク端での水素の相対濃度に対する開口部中央での水素の相対濃度がエッチングの進行を発現させる濃度に達するように前記水素プラズマを照射する第２の工程とを有することを特徴とする。
【００２３】
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３の工程と、前記水素プラズマの流量を、前記開口部幅の異なる領域のうち別の領域においてマスク端での水素の相対濃度に対する開口部中央での水素の相対濃度がエッチングの進行を発現させる濃度に達するように変化させることにより、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、前記第１の状態および前記第２の状態のいずれかに変化させる第４の工程とをさらに有し、前記第４の工程の後に第３の工程をさらに行うことを特徴とする。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の半導体素子の作製方法において、前記開口部幅が前記水素プラズマの拡散長の２倍以下に設定されることを特徴とする。
【００２５】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３の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】
【００２６】
本発明は、水素流量の増加を最低限に抑えた上で効率的に水素プラズマを開口部に供給して開口部内のエッチング領域を変化させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】従来法による異なる深さのエッチングを施す場合のエッチング過程を示す図である。
【図２】基本的なエッチング過程を示す図である。
【図３】エッチング種と反応しないマスクを用いた場合のエッチング過程を示す図である。
【図４】メタンプラズマを用いたエッチングを施した場合にマスクのない領域において起きる現象を示す図である。
【図５】メタンプラズマを用いたエッチングを施した場合にマスクに囲まれた領域において起きる現象を示す図である。
【図６】同一面内で層厚が変化する導波路層の作製工程を示す図である。
【図７】（ａ）は図６（ｂ）の上面図であり、（ｂ）〜（ｄ）は図６（ｂ）の開口部幅の異なる開口部毎の断面を示す。
【図８】（ａ）は開口部幅（Ｗ）が２μｍの開口部断面（図６におけるＹ−Ｙ’）における開口部内の水素の分布を示す図であり、（ｂ）は開口部幅（Ｗ）が５μｍの開口部断面（図６におけるＹ−Ｙ’）における開口部内の水素の分布を示す図である。
【図９】（ａ）は図８に比べて水素の供給量を２倍に増加させた場合の開口部幅（Ｗ）が２μｍの開口部断面（図６におけるＹ−Ｙ’）における開口部内の水素の分布を示す図であり、（ｂ）は図８に比べて水素の供給量を２倍に増加させた場合の開口部幅（Ｗ）が５μｍの開口部断面（図６におけるＹ−Ｙ’）における開口部内の水素の分布を示す図である。
【図１０】マスク端での水素の相対濃度に対する開口部中央での水素の相対濃度（Ｃｘｃ）の開口部幅（Ｗ）依存性を示す図である。
【図１１】図１０を拡大した、開口部中央での水素の相対濃度（Ｃｘｃ）の開口部幅（Ｗ）依存性を示す図である。
【図１２】拡散長が２μｍとなるプラズマ条件における開口部中央での水素の相対濃度の開口部幅依存性を示す図である。
【図１３】（ａ）は本発明の実施形態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立体図であり、（ｂ）はその断面図を示す図である。
【図１４】本発明の実施形態３に係る回折格子を作製するためのマスクを示す図である。
【図１５】本発明の実施形態３に係る回折格子の作製工程を示す図である。
【図１６】本発明の実施形態３に係る回折格子を用いたＤＢＲ半導体レーザの構造を示す図である。
【図１７】（ａ）は実施形態３に係る回折格子における回折格子の一端からの距離と結合係数Κとの関係を示す図であり、（ｂ）実施形態３に係る回折格子を用いた場合と結合係数が８０ｎｍ-1一定の回折格子を用いた場合の反射スペクトルを示す図である。
【図１８】図１４のマスク上のエッチング種の挙動を示す図である。
【図１９】（ａ）は膜厚の薄いマスクを用いる場合のエッチング種の挙動を示す図であり、（ｂ）は膜厚の厚いマスクを用いる場合におけるエッチング種の挙動を示す図である。
【図２０】実施形態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２１】実施形態４におけ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２２】実施形態４に係る作製方法における回折格子の作製工程を示す図である。
【図２３】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。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
（実施形態１）
本発明の実施形態においてマスクがエッチングに与える作用について説明する。図８（ａ）、（ｂ）に開口部幅（Ｗ）が２μｍ、５μｍの開口部断面（図６におけるＹ−Ｙ’）における開口部内の水素の分布を示す。ここで水素は開口部の両側（Ｙ側とＹ’側）のマスクから開口部中央に向かって拡散する。縦軸はマスク端での濃度Ｃｓにより規格化された濃度（相対濃度）Ｃｘ＝Ｃ（ｘ）／Ｃｓである。横軸は開口部中心からの距離を示し、開口部中心が零、左側が負方向、右側が正方向である。点線はそれぞれ左側からの拡散による分布と右側からの拡散による分布を示す。２つの分布を合計したものが実線で示すように開口部内の水素の分布となる。この分布は水素のマスク上での拡散長（拡散距離）Ｌｄを１μｍと仮定して計算される。計算には通常の拡散方程式Ｃ（ｘ）／Ｃｓ＝ｅｒｆｃ（ｘ／Ｌｄ）を用いる。
【００２９】
開口部幅が２μｍの場合、水素の相対濃度はマスク端（Ｘ＝−１，＋１μｍ）での１．０に対して開口部中央（Ｘ＝０）において０．３程度である。このように両側から水素が拡散して開口部中央に到達する。したがって、開口部全域でエッチングされる。一方、開口部幅が５μｍの場合、水素の相対濃度はマスク端（Ｘ＝−２．５，＋２．５μｍ）での１．０に対して、マスク端周辺においては分布するが、開口部中央においてはほぼ０（零）である。このように両側から水素は拡散するが開口部中央に到達しない。したがって、開口部においてマスク端周辺のみでエッチングされ開口部中央ではエッチングされず開口部全域ではエッチングされない。
【００３０】
図９（ａ）、（ｂ）に、上述の図８（ａ）、（ｂ）の場合に比べて水素の供給量を２倍に増加させた場合を検討する。開口部幅が２μｍと５μｍそれぞれについて開口部の両側（Ｙ側とＹ’側）のマスクから開口部中央に向かって水素が拡散する場合の開口部における水素の分布を示す。ここで、水素の供給量を２倍に増加させたので、マスク端での水素の濃度は図８に比べて２倍とした。したがって、水素の相対濃度はマスク端での２．０となる。
【００３１】
開口部幅が２μｍの場合、水素の相対濃度はマスク端（Ｘ＝−１，＋１μｍ）での２．０に対して開口部中央（Ｘ＝０）において０．６程度である。このように両側から水素が拡散して開口部中央に到達する。したがって、開口部全域でエッチングされる。一方、開口部幅が５μｍの場合、水素の相対濃度はマスク端（Ｘ＝−２．５，＋２．５μｍ）での２．０に対して、マスク端周辺においては分布するが、開口部中央においてはほぼ０（零）である。このように両側から水素は拡散するが開口部中央に到達しない。したがって、開口部においてマスク端周辺のみでエッチングされ開口部中央ではエッチングされず開口部全域ではエッチングされない。このように、開口部幅が５μｍのときは水素の供給量を２倍に増加しても水素は開口部中央に到達せず開口部中央ではエッチングされず開口部全域ではエッチングされない。
【００３２】
図１０に、上述のように得られるマスク端での水素の相対濃度に対する開口部中央での水素の相対濃度（Ｃｘｃ）の開口部幅（Ｗ）依存性を示す。実線はマスク端での水素の相対濃度が１．０の場合、点線は相対濃度が２．０の場合を示す。また、一点鎖線で水素の相対濃度が０．５の場合も示す。
【００３３】
開口部幅が１μｍのとき、マスク端相対濃度１．０に対して開口部中央での水素相対濃度は０．９程度であり、マスク端相対濃度２．０に対して開口部中央での水素相対濃度は１．９程度であり、マスク端相対濃度０．５に対して開口部中央での水素相対濃度は０．５程度である。開口部幅が２μｍのとき、マスク端相対濃度１．０に対して開口部中央での水素相対濃度は０．３程度であり、マスク端相対濃度２．０に対して開口部中央での水素相対濃度は０．６程度であり、マスク端相対濃度０．５に対して開口部中央での水素相対濃度は０．２程度である。開口部幅が３μｍ以上になると、マスク端相対濃度０．５、１．０、２．０それぞれに対する開口部中央での水素相対濃度は同程度となり差はなくなる。以上より、開口部幅が２μｍ以下において水素の供給量を変化させることにより効率的に開口部中央での水素濃度を変化させることができることがわかる。
【００３４】
図１１に、図１０を拡大したものを示す。エッチングの進行を発現させる水素の相対濃度を０．４程度（図中、水平の点線で示す。）とすると、マスク端での相対濃度が０．５、１．０、２．０それぞれに対して、開口部幅が１μｍのときは水素の相対濃度が０．４以上になるのでエッチングが生じる。開口部幅が１．５μｍのときはマスク端での相対濃度が１．０と２．０に対して水素の相対濃度が０．４以上になりエッチングが生じ、マスク端での相対濃度が０．５に対して水素の相対濃度が０．４未満になりポリマーが生成されエッチングが生じない。開口部幅が２μｍのときはマスク端での相対濃度が２．０に水素の相対濃度が０．４以上になりエッチングが生じ、マスク端での相対濃度が０．５、１．０に対して水素の相対濃度が０．４未満になりポリマーが生成されエッチングが生じない。
【００３５】
換言すれば、マスク端での相対濃度が０．５のときは幅が１μｍの開口部のみがエッチングされ、マスク端での相対濃度が１．０のときは幅が１μｍと１．５μｍの開口部がエッチングされ、マスク端での相対濃度が２．０のときは幅が１μｍ、１．５μｍ、２．０μｍの開口部がエッチングされる。
【００３６】
以上のことは、拡散長が１μｍとなるような条件でＲＩＥを施す場合、開口部幅を２μｍ以下に設定して、マスク端での相対濃度に相当する水素流量を１〜４倍（相対濃度；０．５〜２．０）になるように変化させることにより、効率的に水素プラズマを開口部に供給して選択エッチングを生じさせることができることを示す。ここで、通常の光デバイスの導波路幅が１μｍ以上であることを考慮すると開口部幅は１μｍ以上とすることが適当であると考える。
【００３７】
上述の作用は例として拡散長が１μｍとなるプラズマ条件について説明したが、他のプラズマ条件でも同様の効果を奏する。例えば図１２に、拡散長が２μｍとなるプラズマ条件における開口部中央での水素の相対濃度の開口部幅依存性を示す。開口部幅が２μｍのとき、マスク端相対濃度１．０に対して開口部中央での水素相対濃度は０．９程度であり、マスク端相対濃度２．０に対して開口部中央での水素相対濃度は１．９程度である。マスク端相対濃度０．５に対して開口部中央での水素相対濃度は０．５程度である。開口部幅が４μｍのとき、マスク端相対濃度１．０に対して開口部中央での水素相対濃度は０．３程度であり、マスク端相対濃度２．０に対して開口部中央での水素相対濃度は０．６程度である。マスク端相対濃度０．５に対して開口部中央での水素相対濃度は０．２程度である。開口部幅が６μｍ以上になると、マスク端相対濃度０．５、１．０、２．０それぞれに対する開口部中央での水素相対濃度は同程度となり差はなくなる。以上より、拡散長が２μｍとなるプラズマ条件においては、開口部幅が４μｍ以下において水素の供給量を変化させることにより効率的に開口部中央での水素濃度を変化させることができることがわかる。
【００３８】
このように本発明は、上述のプラズマ条件に限定されることなく、所定のプラズマ条件に適合させるように開口部幅を設定して水素の供給量を変化させることにより、効率的に開口部中央での水素濃度を変化させることができるという効果を奏する。とくに、開口部幅が拡散長の２倍以下において水素の供給量を変化させることにより効率的に開口部中央での水素濃度を変化させることができる。
【００３９】
以下の実施例においては、ＲＩＥ時の圧力が１０Ｐａのときに拡散長が１μｍ、２．５Ｐａのときに２μｍに相当すること、水素流量の２．５ｓｃｃｍがマスク端での水素プラズマの相対濃度０．５、５ｓｃｃｍは１．０、１０ｓｃｃｍが２．０に相当することを仮定して説明するが、エッチング装置によってＲＩＥ条件は異なるので、圧力と拡散長の関係、水素流量とマスク端での水素プラズマの相対濃度の関係は本実施形態の場合に限るものではない。
【００４０】
ここで、図６（ａ）〜（ｅ）、図７（ａ）〜（ｄ）を参照しながら、本発明の実施形態１において作製される同一面内で層厚が変化する導波路層の作製工程を説明する。１８００はｎ型ＩｎＰ、１８０１はＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）導波路層である。表面に上述のＳｉＯ２マスクを形成する（図６（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反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）をメタン流量４０ｓｃｃｍ、圧力が１０Ｐａ、放電電力が１００Ｗ、水素流量が２．５ｓｃｃｍで施すと、幅が１．０μｍの第１の開口部においてエッチングが進行し、第２の開口部（幅：１．５μｍ）と第３の開口部（幅：２．０μｍ）の表面はポリマーが生成されエッチングはほとんど生じない（図６（ｂ））。図７（ａ）〜（ｄ）に、図６（ｂ）の上面図と開口部幅の異なる開口部毎の断面を示す。第２の開口部と第３の開口部においてほとんどの領域にポリマーが堆積するが、マスクとの境界部分付近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６（ｃ））。
【００４１】
次に、メタン流量、圧力、放電電力を一定にして、水素流量を５ｓｃｃｍで施すと、幅が１．５μｍ以下の第１、第２の開口部においてエッチングが進行し、第３の開口部（幅：２．０μｍ）の表面はポリマーが生成されエッチングはほとんど生じない（図６（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。従って、幅が１．０μｍの第１の開口部においては初めの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の開口部の深さよりも深くなる。
【００４２】
次に、メタン流量、圧力、放電電力を一定にして、水素流量を１０ｓｃｃｍで施すと、幅が２．０μｍ以下の第１、第２、第３の開口部においてエッチングが進行する（図６（ｅ））。この結果、エッチング深さは第１、第２、第３の開口部の順に深くなる。
【００４３】
その後、表面上に有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ）によりＩｎＰ層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。
【００４４】
本実施形態１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（拡散長）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。
【００４５】
（実施形態２）
図１３（ａ）、（ｂ）に、本発明の実施形態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立体図と断面図を示す。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。
【００４６】
２８００はｎ型ＩｎＰ基板、２８０１はｎ型ＩｎＰバッファ層、２８０２は活性層、２８０３はスポットサイズ変換用ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）ガイド層、２８０４はＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．１μｍ）ガイド層、２８０５はｐ型ＩｎＰ埋込み層、２８０６はｎ型ＩｎＰ埋込み層、２８０７はｐ型ＩｎＰクラッド層、２８０８はｐ型ＩｎＧａＡｓ（組成波長：１．６５μｍ）コンタクト層、２８０９はＳｉＯ2層、２８１０はｎ型オーミック電極、２８１１はｐ型オーミック電極である。
【００４７】
活性層２８０２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。
【００４８】
こ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２８０２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２８０３の表面に実施形態１と同様に開口部幅の異なる複数の開口部を有するＳｉＯ2マスクを形成する。このマスクは、活性層２８０２との境界側の開口部幅が広く出射端側の開口部幅が狭い形状を有する。同時に活性層表面は全面マスクで覆われている。
【００４９】
この試料について実施形態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の境界側で浅く出射端側で深くなる。次に、ＩｎＰクラッド層を積層した後に、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。この構造について、ｐｎ構造埋め込み層の成長、クラッド層とコンタクト層の成長後に、電極形成することにより本実施形態２の半導体レーザ素子の構造が作製される。
【００５０】
このように、本発明を用いれば、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、室温におけるしきい値電流が６．７ｍＡ、効率が０．４２Ｗ／Ａである良好な特性を示す。
【００５１】
（実施形態３）
図１４に、本発明の実施形態３に係る回折格子を作製するためのマスクを示す。マスクの開口部幅（回折格子部分）２０１０は実施例１と同様に設定する。回折格子外部２０１１の幅は一定である。このマスクを用いて第１の実施例と同様に水素流量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。
【００５２】
図１５に、本発明の実施形態３に係る回折格子の作製工程を示す。図１４に示すマスク上から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２．５ｓｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１００Ｗで施す（図１５（ａ））。すると、幅が１．０μｍの開口部２００１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１．０μｍより広い開口部２００２、２００３においては、ポリマーが堆積してエッチングが進行しない（図１５（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１５（ｃ））。
【００５３】
次に、水素流量を変化させた条件（５ｓｃｃｍ）でＲＩＥを施すと、幅が１．５μｍ以下の開口部２００１、２００２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２．０μｍの開口部２００３においては、ポリマー２０４１が堆積してエッチングが進行しない（図１５（ｄ））。従って、幅が１．０μｍ以下の開口部２００１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２００２の深さよりも深くなる。
【００５４】
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１５（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１６に示す素子構造が作製される。
【００５５】
図１６に、本発明の実施形態３に係る回折格子を用いたＤＢＲ半導体レーザの構造を示す。本実施形態３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）により積層することにより、図１６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。
【００５６】
１５０はｎ型ＩｎＰ基板、１５１はｎ型ＩｎＰバッファ層、１５２は回折格子、１５３はＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．１μｍ）ガイド層、１５４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）、１５５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）、１５８はＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．３μｍ）ガイド層、１５７はｐ型ＩｎＰクラッド層、１５８はｐ型ＩｎＧａＡｓ（組成波長：１．８５μｍ）コンタクト層、１５９１はｎ型オーミック電極、１５９２はｐ型オーミック電極である。
【００５７】
素子の発振波長は１．５５μｍであり、素子の長さは１５００μｍである。回折格子１５２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。
【００５８】
図１７（ａ）、（ｂ）に、図１６に示すレーザにおいて実施形態３に係る回折格子により得られる反射特性を示す。図１７（ａ）は、この実施形態３に係る回折格子における回折格子の一端からの距離と結合係数Κとの関係を示す。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。
【００５９】
図１７（ｂ）のαにこの回折格子を用いた場合の反射スペクトルを示す。比較のため、図１７（ｂ）のβに結合係数が８０ｎｍ-1一定の回折格子を用いた場合の反射スペクトルを示す。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。
【００６０】
このように、本実施例を用いれば、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。
【００６１】
本実施形態３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（拡散長）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。
【００６２】
（実施形態４）
実施形態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。本実施形態４では格子状マスクの厚さと開口部の長手方向の開口部幅を決める開口部幅調整マスクの厚さとが異なることを特徴とする。
【００６３】
図１８に、図１４のマスク上の水素の動きを示す。実施形態３で使用したマスクを用いて回折格子を作製する場合、図１８に示すように開口部幅調整マスク８２上に飛来した水素８４だけでなく、格子状マスク８１上に飛来した水素８３もエッチングに影響を与える。そのため、回折格子のエッチング形状の制御が困難になる。
【００６４】
次に本実施形態４に係る格子状マスクの厚さと開口部の長手方向の開口部幅を決めるマスクの厚さの異なるマスクを半導体表面上に形成してドライエッチングを行った場合について説明する。図１９（ａ）、（ｂ）に、膜厚の薄いマスクを用いる場合と膜厚の厚いマスクを用いる場合における水素の挙動を示す。
【００６５】
膜厚の薄いマスク１０１１を用いた場合（図１９（ａ））には、水素１０１２は半導体表面からマスク端を越えてマスク上に拡散できるので半導体表面上の水素密度は高くならない。従って、半導体１０１０のエッチング速度は増加しない。
【００６６】
一方、膜厚の厚いマスク１０２１を用いる場合（図１９（ｂ））には、水素１０１２はマスク端が障壁となりマスク端を越え難くなるため、より多くの水素１０１２が開口部に閉じ込められて半導体表面上における水素密度は増加する。従って、マスクがより厚くなると、半導体１０１０のエッチング速度が増加する。
【００６７】
そこで、開口部幅調整マスク８２の厚さを格子状マスク８１の厚さに比べて厚くすれば、マスク厚の厚い開口部幅調整マスク８２上からの水素の寄与が大きく、マスク厚の薄い格子状マスク８１上からの水素の寄与を小さくできる。従って、開口部幅の狭い領域では、膜厚の薄い格子状マスク８１から開口部へのエッチング種の供給はほとんど無いが、膜厚の厚い開口部幅調整マスク８２上から拡散して開口部へ供給されるエッチング種は、開口部中央まで到達してエッチングに寄与するので、開口部中央付近を含めた開口部全体でエッチング速度が速くなる。一方、開口部幅の広い領域では、膜厚の薄い格子状マスク８１から開口部へのエッチング種の供給はほとんど無く、膜厚の厚い開口部幅調整マスク８２上から拡散して開口部へ供給されるエッチング種も開口部中央まで到達しないので、開口部中央付近ではエッチング速度は遅くなる。すなわち、エッチング深さに関しては、開口部幅調整マスク８２が支配的である。
【００６８】
このようなことから、このマスクを用いれば、膜厚の薄い格子状マスク８１から開口部へのエッチング種の供給の影響を抑制して、開口部中央付近でのエッチング深さを開口部幅の狭い領域では深く、開口部幅の広い領域では浅くすることができる。
【００６９】
図２０に、本実施形態４において試料表面に形成するＳｉＮX／ＳｉＯ2マスクを示す。ＳｉＮXで形成される格子状マスク１９１０の厚さが２０ｎｍ、回折格子の長さ１９１２が５００μｍ、格子幅１９１３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）１９１４は２４０ｎｍ（ＳｉＯ2部：１２０ｎｍ、窓部：１２０ｎｍ）である。一方、ＳｉＯ2で形成される開口部幅調整マスク１９１１の厚さが１μｍ、幅１９１５は２０μｍで一定である。
【００７０】
図２１（ａ）〜（ｄ）に、本実施形態４におけ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１３１０上のＩｎＰクラッド層１３１１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上に回折格子部分作製用のＳｉＯ2マスク１３１１が形成される（図２１（ａ））。
【００７１】
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１３２１を形成する（図２１（ｂ））。ＳｉＮX膜上にレジストを塗布した後に開口部幅調整マスク用のレジストパターン１３３１を作製する（図２１（ｃ））。このレジストパターン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１３３１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１３４１に転写する（図２１（ｄ））。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１３３１を除去することにより、ＩｎＰ上に格子状部分と開口部幅調整部分で厚さの異なるマスクが形成される（図２１（ｄ））。
【００７２】
図２２（ａ）〜（ｅ）に、本実施形態４に係る作製方法における回折格子の作製工程を示す。ＩｎＰ２００表面に上述のマスクを形成する（図２２（ａ））。ここで開口部２００１、２００２、２００３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、マスク厚の厚い開口部幅調整マスク上からのメタン・水素プラズマの寄与が大きく、マスク厚の薄い格子状マスク上からのメタン・水素プラズマの寄与は小さい。
【００７３】
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２．５ｓｃｃｍ、放電電力が１００Ｗ、ガス圧力が１０Ｐａで施すと、幅が１．０μｍの開口部２００１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１．０μｍより広い開口部２００２、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２０２１が堆積してエッチングが進行しない（図２２（ｂ））。
【００７４】
次いで、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２２（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５ｃｃｍ、ガス圧力が１０Ｐａ、放電電力が１００Ｗ）でＲＩＥを施すと、幅が１．５μｍ以下の開口部２００１、２００２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。
【００７５】
一方、幅が２．０μｍ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２０４１が堆積してエッチングが進行しない（図２２（ｄ））。従って、幅が１．０μｍの開口部２００１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２００２の深さよりも深くなる。引き続き、酸素プラズマの照射によるポリマーの除去と、その後の圧力を変化させたＲＩＥ、酸素プラズマ照射と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２２（ｅ））。その後、マスクを除去してメサ構造加工を行い、その後、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１６に示す素子構造が作製される。
【００７６】
本実施形態４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第３の実施例と同様の特性を有する。
【００７７】
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。この流入した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。従って、ポリマーが堆積する開口部においても両端の一部分のみでエッチングが進行する。このように、開口部全域に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。
【００７８】
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２３に示すような形状でもよい。
【００７９】
本発明では、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。
【００８０】
また、本発明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、本発明による回折格子を用いた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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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】
【００８４】
８１、８２  マスク
８３、８４  エッチング種
１５０  ｎ型ＩｎＰ基板
１５１  ｎ型ＩｎＰバッファ層
１５２  回折格子  
１５３  ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．１μｍ）ガイド層
１５４  活性層（発光波長：１．５５μｍ、活性層長：４００μｍ）
１５５  ＤＢＲ回折格子領域ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．４μｍ）ガイド層
１５８  ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．３μｍ）ガイド層
１５７  ｐ型ＩｎＰクラッド層
１５８  ｐ型ＩｎＧａＡｓ（組成波長：１．８５μｍ）コンタクト層
１５９１  ｎ型オーミック電極
１５９２  ｐ型オーミック電極
４１１、５１１  半導体
４１２、５１２  エッチング種
１０１０  半導体
１０１１、１０２１  マスク
１０１２  エッチング種
１１１０  試料
５１３、１１２０  マスク
１３１０  ＩｎＰ基板
１３１１  ＩｎＰクラッド層
１３２１、１３４１  窒化シリコン（ＳｉＮX）膜
１３３１  レジストパターン
１８００、２８００  ｎ型ＩｎＰ基板
１８０１  ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）導波路層
１８０２  ＩｎＰクラッド層
１９１３、２０１０  開口部幅
１９１５、２０１１  マスク幅
１９１１  マスク
１９１２  回折格子の長さ
１９１４  ピッチ
２００１、２００２、２００３  開口部
２８０１  ｎ型ＩｎＰバッファ層
２８０２  活性層
２８０３  スポットサイズ変換用ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．２μｍ）ガイド層
２８０４  ＩｎＧａＡｓＰ（組成波長：１．１μｍ）ガイド層
２８０５  ｐ型ＩｎＰ埋込み層
２８０６  ｎ型ＩｎＰ埋込み層
２８０７  ｐ型ＩｎＰクラッド層
２８０８  ｐ型ＩｎＧａＡｓ（組成波長：１．６５μｍ）コンタクト層
２８０９  ＳｉＯ2層
２８１０  ｎ型オーミック電極
２８１１  ｐ型オーミック電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【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】
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【図１８】
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【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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