(57)【要約】【課題】  マスク層のパターン寸法がその設計値からずれた場合においても、回折格子のパターンがその設計値からずれることを抑制可能な回折格子を形成する方法及び半導体レーザを作製する方法を提供する。【解決手段】  反応性イオンエッチングにおける水素ガスの流量とサイドエッチング量との相関を示す相関データを取得する。回折格子層４１の上に形成されたマスク層４５のパターン４５ａの幅Ｗ３の測定値とその設計値との差を示す変換差Ｄ１を算出する。その変換差Ｄ１と相関データとに基づいて、回折格子層４１の反応性イオンエッチングのための水素ガスの流量を決定する。決定された流量の水素ガスを用いた反応性イオンエッチングによって回折格子層４１をエッチングし、回折格子１２のパターン１２ａを形成する。【選択図】図７
2012141374.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素ガスを含むエッチングガス用いて半導体の反応性イオンエッチングを行って、水素ガスの流量と反応性イオンエッチングにおけるサイドエッチング量との相関を示す相関データを取得する工程と、
ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる回折格子層の上に、回折格子のためのパターンを有する第１のマスク層を形成する工程と、
前記第１のマスク層の前記パターンの寸法を測定して測定値を取得する工程と、
前記第１のマスク層の前記パターンの寸法の設計値と前記測定値との差を示す変換差を算出する工程と、
前記相関データと前記変換差とに基づいて、前記回折格子層の反応性イオンエッチングのための水素ガスの流量の決定を行う工程と、
前記決定の後に、反応性イオンエッチングにより前記第１のマスク層を用いて前記回折格子層をエッチングする工程と、
を備える回折格子を形成する方法。
【請求項２】
前記第１のマスク層を形成する工程は、
前記回折格子層の上に前記第１のマスク層のための誘電体層を形成する工程と、
電子ビーム露光法又は干渉露光法を用いて前記誘電体層の上に前記回折格子のための前記パターンを有するレジストマスクを形成する工程と、
前記レジストマスクを用いた前記誘電体層のエッチングにより前記第１のマスク層を形成する工程と、を含む請求項１に記載の回折格子を形成する方法。
【請求項３】
前記相関データを取得する工程は、
半導体層の上に第２のマスク層を形成する工程と、
反応性イオンエッチングにより前記第２のマスク層を用いて前記半導体層をエッチングする工程と、
前記エッチングする工程においてエッチングしたときの前記半導体層のサイドエッチング量を測定する工程と、
を含む請求項１又は２に記載の回折格子を形成する方法。
【請求項４】
前記第２のマスク層は、前記回折格子のための前記パターンと同等のパターンを有する請求項３に記載の回折格子を形成する方法。
【請求項５】
前記第１のマスク層はシリコン酸化物を含み、
前記エッチングガスは水素ガスと炭化水素ガスとを含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載の回折格子を形成する方法。
【請求項６】
水素ガスを含むエッチングガス用いて半導体の反応性イオンエッチングを行って、水素ガスの流量と反応性イオンエッチングにおけるサイドエッチング量との相関を示す相関データを取得する工程と、
第１導電型クラッド層、第１導電型下部ＳＣＨ層、活性層、及びＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる回折格子層を順に半導体基板の上に成長する工程と、
前記回折格子層の上に、回折格子のためのパターンを有する第１のマスク層を形成する工程と、
前記第１のマスク層の前記パターンの寸法を測定して測定値を取得する工程と、
前記第１のマスク層の前記パターンの寸法の設計値と前記測定値との差を示す変換差を算出する工程と、
前記相関データと前記変換差とに基づいて、前記回折格子層の反応性イオンエッチングのための水素ガスの流量の決定を行う工程と、
前記決定の後に、反応性イオンエッチングにより前記第１のマスク層を用いて前記回折格子層をエッチングして前記回折格子のパターンを前記回折格子層に形成する工程と、
前記第１のマスク層を除去した後に、前記回折格子層の上に第２導電型クラッド層を成長する工程と、
を備える半導体レーザを作製する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折格子を形成する方法及び半導体レーザを作製する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、活性層とガイド層とから形成される光導波路に回折格子を有する分布帰還型半導体レーザが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−４８１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような分布帰還型半導体レーザにおいては、例えば、以下のようにして回折格子を形成する。まず、回折格子層上に誘電体層を積層する。この誘電体層上に、回折格子のためのパターンを有するレジストマスクを形成する。そのレジストマスクを用いて誘電体層をエッチングすることにより、回折格子のためのパターンを有するマスク層を回折格子層上に形成する。そして、そのマスク層を用いた反応性イオンエッチングにより回折格子層をエッチングして回折格子のパターンを形成する。
【０００５】
回折格子の結合定数κは、分布帰還型半導体レーザのレーザ特性に大きく影響する。結合定数κを設計値どおりとするためには、回折格子の微細なパターンを形成することが重要となる。そのために、回折格子のためのパターンを有するレジストマスクを形成する際には、微細な加工が可能な干渉露光法や電子ビーム露光法が用いられる。
【０００６】
しかしながら、干渉露光法や電子ビーム露光法を用いても、干渉露光装置のレーザビームや電子ビームの不安定性により、形成されるレジストマスクのパターン寸法がその設計値からずれる。このずれはマスク層のパターンに引き継がれるので、マスク層のパターン寸法もその設計値からずれる。このずれが回折格子のパターン形成に影響を与え、回折格子のパターンがその設計値どおりに形成されない。
【０００７】
本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、マスク層のパターン寸法がその設計値からずれた場合においても、回折格子のパターンがその設計値からずれることを抑制可能な回折格子を形成する方法及び半導体レーザを作製する方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る回折格子を形成する方法は、水素ガスを含むエッチングガス用いて半導体の反応性イオンエッチングを行って、水素ガスの流量と反応性イオンエッチングにおけるサイドエッチング量との相関を示す相関データを取得する工程と、ＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる回折格子層の上に、回折格子のためのパターンを有する第１のマスク層を形成する工程と、第１のマスク層のパターンの寸法を測定して測定値を取得する工程と、第１のマスク層のパターンの寸法の設計値と測定値との差を示す変換差を算出する工程と、相関データと変換差とに基づいて、回折格子層の反応性イオンエッチングのための水素ガスの流量の決定を行う工程と、決定の後に、反応性イオンエッチングにより第１のマスク層を用いて回折格子層をエッチングする工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る半導体レーザを作製する方法は、水素ガスを含むエッチングガス用いて半導体の反応性イオンエッチングを行って、水素ガスの流量と反応性イオンエッチングにおけるサイドエッチング量との相関を示す相関データを取得する工程と、第１導電型クラッド層、第１導電型下部ＳＣＨ（Separate  Confinement  Heterostructure）層、活性層、及びＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる回折格子層を順に基板上に成長する工程と、回折格子層の上に、回折格子のためのパターンを有する第１のマスク層を形成する工程と、第１のマスク層のパターンの寸法を測定して測定値を取得する工程と、第１のマスク層のパターンの寸法の設計値と測定値と差を示す変換差を算出する工程と、相関データと変換差とに基づいて、回折格子層の反応性イオンエッチングのための水素ガスの流量の決定を行う工程と、決定の後に、反応性イオンエッチングにより第１のマスク層を用いて回折格子層をエッチングして回折格子のパターンを回折格子層に形成する工程と、第１のマスク層を除去した後に、回折格子層の上に第２導電型クラッド層を成長する工程と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
これらの方法においては、反応性イオンエッチングにおける水素ガスの流量とサイドエッチング量との相関を示す相関データを取得する。また、回折格子層上に形成された第１のマスク層のパターン寸法の測定値と設計値との差を示す変換差を算出する。その変換差と相関データとに基づいて、回折格子層の反応性イオンエッチングのための水素ガスの流量を決定する。決定された流量の水素ガスを用いた反応性イオンエッチングによって回折格子層をエッチングして回折格子のパターンを形成する。このように、変換差に応じて、相関データに基づき、回折格子層の反応性イオンエッチングの水素ガスの流量を決定する。このため、第１のマスク層のパターン寸法がその設計値からずれた場合においても、回折格子のパターンがその設計値からずれることを抑制できる。
【００１１】
また、本発明に係る回折格子を形成する方法においては、第１のマスク層を形成する工程は、回折格子層の上に第１のマスク層のための誘電体層を形成する工程と、電子ビーム露光法又は干渉露光法を用いて誘電体層の上に回折格子のためのパターンを有するレジストマスクを形成する工程と、レジストマスクを用いた誘電体層のエッチングにより第１のマスク層を形成する工程と、を含むことができる。例えば電子ビームや干渉露光装置のレーザビームの不安定性により、レジストパターンの寸法がその設計値からずれる。このずれに起因して第１のマスク層のパターン寸法がその設計値からずれる。この方法では、上述した理由から、第１のマスク層のパターン寸法がその設計値からずれた場合においても、回折格子のパターンがその設計値からずれることを抑制できる。
【００１２】
本発明に係る回折格子を形成する方法においては、相関データを取得する工程は、半導体層の上に第２のマスク層を形成する工程と、反応性イオンエッチングにより第２のマスク層を用いて半導体層をエッチングする工程と、このエッチングする工程においてエッチングしたときの半導体層のサイドエッチング量を測定する工程と、を含むことができる。この方法では、第２のマスク層は、回折格子のためのパターンと同等のパターンを有することが好ましい。この場合には、回折格子のためのパターンと同等のパターンを有する第２のマスクを用いて半導体層をエッチングすることにより相関データを取得するので、回折格子のパターン形成に即した相関データを取得できる。
【００１３】
さらに、本発明に係る回折格子を形成する方法においては、第１のマスク層はシリコン酸化物を含み、エッチングガスは水素ガスと炭化水素ガスとを含むことができる。この方法では、回折格子のパターンを容易かつ確実に形成できる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、マスク層のパターン寸法がその設計値からずれた場合においても、回折格子のパターンがその設計値からずれることを抑制可能な回折格子を形成する方法及び半導体レーザを作製する方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の半導体レーザを作製する方法の一実施形態によって作製される分布帰還型半導体レーザを模式的に示す図である。
【図２】本実施形態に係る半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す模式図である。
【図３】本実施形態に係る半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す模式図である。
【図４】水素ガスの流量とサイドエッチング量との相関を模式的に示す図である。
【図５】水素ガスの流量とサイドエッチング量との相関を示すグラフである。
【図６】本実施形態に係る半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す模式図である。
【図７】本実施形態に係る半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す模式図である。
【図８】本実施形態に係る半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す模式図である。
【図９】本実施形態に係る半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、本発明の回折格子を形成する方法及び半導体レーザを製造する方法に係る実施の形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。
【００１７】
図１は、本発明の半導体レーザを作製する方法の一実施形態によって作製される半導体レーザであって、本発明の回折格子を形成する方法の一実施形態によって形成される回折格子を備える分布帰還型半導体レーザを模式的に示す図である。
【００１８】
図１に示されるように、分布帰還型半導体レーザ１は、第１の導電型（例えばｎ型）の半導体基板２を備えている。半導体基板２の主面上には、第１の導電型の下部クラッド層（第１導電型クラッド層）３、第１の導電型の下部ＳＣＨ層（第１導電型下部ＳＣＨ層）４、活性層５、第２の導電型（例えばｐ型）の上部ＳＨＣ層６、第２の導電型の上部クラッド層（第２導電型クラッド層）７、コンタクト層８、及び上部電極１０がこの順に設けられている。半導体基板２の裏面上には、下部電極１１が設けられている。
【００１９】
半導体基板２は、例えば、ＩｎＰ基板等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体基板である。半導体基板２には、例えば、Ｓｉがドープされている。下部クラッド層３は、例えば、ＩｎＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。下部クラッド層３には、例えば、Ｓｉがドープされている。
【００２０】
下部ＳＨＣ層４は、例えば、ＧａＩｎＡｓＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。下部ＳＨＣ層４には、例えば、Ｓｉがドープされている。活性層５は、例えば、多重量子井戸構造又は単一量子井戸構造を有する。活性層５は、例えば、ＧａＩｎＡｓＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。
【００２１】
上部ＳＨＣ層６は、例えば、ＧａＩｎＡｓＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。上部ＳＨＣ層６には、例えば、Ｚｎがドープされている。上部ＳＨＣ層６は、回折格子１２のためのパターン１２ａを有している。このパターン１２ａは、分布帰還型半導体レーザ１の共進器方向Ｄに沿って複数の凸部１２ｂが周期的に配列されて構成されている。
【００２２】
分布帰還型半導体レーザ１の発振波長が１５５０ｎｍであるとき、そのためのパターン１２ａの寸法は、以下のように例示される。なお、以下の各寸法は、凸部１２ｂの底面と上面との間の位置（例えば凸部１２ｂの高さの方向についての中心位置）を基準として設定されている。また、凸部１２ｂの配列の周期Λはブラッグ波長を決定する。
凸部１２ｂの幅Ｗ１：１４０ｎｍ。
隣接する凸部１２ｂ同士の間隔（抜け幅）Ｗ２：１００ｎｍ。
凸部１２ｂの配列の周期Λ：２４０ｎｍ。
【００２３】
分布帰還型半導体レーザ１の発振波長が１３００ｎｍであるとき、そのためのパターン１２ａの寸法は、以下のように例示される。
凸部１２ｂの幅Ｗ１：１００ｎｍ。
隣接する凸部１２ｂ同士の間隔（抜け幅）Ｗ２：１００ｎｍ。
凸部１２ｂの配列の周期Λ：２００ｎｍ。
【００２４】
上部クラッド層７は、例えば、ＩｎＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。上部クラッド層７には、例えば、Ｚｎがドープされている。上部ＳＨＣ層６に形成されたパターン１２ａを上部クラッド層７が埋め込むことにより回折格子１２が形成されている。
【００２５】
以上のように構成される分布帰還型半導体レーザ１においては、半導体基板２及び下部クラッド層３が、活性層５にキャリア（例えば下部クラッド層３がｎ型を有する場合には電子）を供給する。また、上部クラッド層７は、活性層５にキャリア（例えば上部クラッド層７がｐ型を有する場合にはホール）を供給する。回折格子１２は、活性層５でのキャリアの再結合により生じた光のうちブラッグ波長の光を選択的に回折して帰還させる。これにより、分布帰還型半導体レーザ１は、単一波長特性の高いレーザ発振が可能となる。
【００２６】
次に、図２〜９を参照して、本発明の回折格子を形成する方法及び半導体レーザを作製する方法の一実施形態について説明する。図２，３，６〜９は、本実施形態に係る半導体レーザを作製する方法の主要な工程を示す模式図である。
【００２７】
本実施形態に係る方法においては、反応性イオンエッチングにより半導体をエッチングして回折格子を形成する。その反応性イオンエッチングでは、水素ガスと炭化水素ガスを含むエッチングガスを用いる。そのために、まず、反応性イオンエッチングにおける半導体のサイドエッチング量と水素ガスの流量との相関を示す相関データを取得する。そこで、この相関データを取得する工程について詳細に説明する。
【００２８】
図２の（ａ）部に示されるように、相関データを取得するための半導体層２０を準備する（工程Ｓ１０１）。半導体層２０は、例えば、ＧａＩｎＡｓＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。半導体層２０上には、誘電体層２１及びレジスト層２２が順に形成されている。誘電体層２１の形成には、例えば、化学気相成長法を用いることができる。誘電体層２１は、例えば、ＳｉＯ２等のシリコン酸化物やＳｉＮ等のシリコン窒化物からなる。レジスト層２２は、誘電体層２１上に形成されている。レジスト層２２の形成には、例えば、スピン塗布法を用いることができる。
【００２９】
続いて、図２の（ｂ）部に示されるように、電子ビーム露光装置や干渉露光装置といった加工装置２０Ａにおいて、電子ビーム露光法又は干渉露光法を用いてレジスト層２２を加工する。この加工により、レジストマスク２４を誘電体層２１の上に形成する（工程Ｓ１０２）。レジストマスク２４は、回折格子１２のためのパターン２４ａを有する。レジストマスク２４のパターン２４ａの寸法の設計値は、上述した回折格子１２のパターン１２ａの寸法とする。
【００３０】
続いて、図３の（ａ）部に示されるように、エッチング装置２０Ｂ１において、レジストマスク２４を用いた反応性イオンエッチングにより、誘電体層２１のエッチングを行う。この反応性イオンエッチングにより、マスク層（第２のマスク層）３１を半導体層２０上に形成する（工程Ｓ１０３）。マスク層３１は、回折格子１２のためのパターン３１ａを有する。マスク層３１のパターン３１ａの寸法は、レジストマスク２４のパターン２４ａの寸法を引き継ぐ。その後、例えば、Ｏ２アッシングによりレジストマスク２４を除去する。この工程の反応性イオンエッチングに用いるエッチングガスとしては、例えば、ＣＦ４ガスやＣＨＦ３ガスを用いることができる。
【００３１】
続いて、図３の（ｂ）部に示されるように、エッチング装置２０Ｂ２において、マスク層３１を用いた反応性イオンエッチングにより、半導体層２０のエッチングを行う。この反応性イオンエッチングにより、半導体層３２を形成する（工程Ｓ１０４）。半導体層３２は、回折格子１２のためのパターン３２ａを有する。この工程の反応性イオンエッチングにおけるエッチングガスは、水素ガスと炭化水素ガスとを含む。
【００３２】
続いて、図３の（ｃ）部に示されるように、走査型電子顕微鏡といった撮像装置２０Ｃを用いて、半導体層３２のパターン３２ａの寸法を測定する。特に、パターン３２ａを構成する凸部３２ｂの幅Ｗ３を測定する。凸部３２ｂの幅Ｗ３は、凸部３２ｂの底面と上面との間の位置（例えば凸部３２ｂの高さの方向についての中心位置）を基準として測定される。これにより、工程Ｓ１０４において半導体層２０をエッチングしたときの水素ガスの流量に対する半導体層２０のサイドエッチング量を測定する（工程Ｓ１０５）。なお、ここでのサイドエッチング量は、凸部３２ｂの幅Ｗ３の測定値とその設計値との差である。
【００３３】
上記の工程Ｓ１０１〜Ｓ１０５を複数回繰り返す。その際に、工程Ｓ１０４で反応性イオンエッチングを行う毎に、水素ガスの流量を異なる量に変更する。これにより、種々の水素ガスの流量に対する半導体層２０のサイドエッチング量が得られる。このようにして、反応性イオンエッチングにおける水素ガスの流量と半導体層２０のサイドエッチング量との相関を示す相関データを取得する。
【００３４】
本発明者らの知見によれば、図４に示されるように、反応性イオンエッチングにおいて水素ガスの流量を多くすると半導体層２０のサイドエッチング量も多くなる。したがって、反応性イオンエッチングにおける半導体層２０のサイドエッチング量は、図５に示されるように、水素ガスの流量の増加と共に単調に増加する。
【００３５】
この方法では、上記の相関データを利用して回折格子１２を形成し、分布帰還型半導体レーザ１を作製する。以下では、相関データを取得した後の工程について説明する。
【００３６】
まず、図６の（ａ）部に示されるように、分布帰還型半導体レーザ１のための積層体４０を準備する（工程Ｓ１０６）。積層体４０は、半導体基板２、下部クラッド層３、下部ＳＨＣ層４、活性層５及び回折格子層４１を備えている。この工程では、下部クラッド層３、下部ＳＨＣ層４、活性層５及び回折格子層４１をこの順で半導体基板２上に成長する。これらの半導体層の成長には、例えば有機金属気相成長法を用いることができる。回折格子層４１は、例えば、ＧａＩｎＡｓＰ等のＩＩＩ−Ｖ族化合物半導体からなる。回折格子層４１には、例えば、Ｚｎがドープされている。回折格子層４１は、後の工程において上部ＳＨＣ層６となる層である。
【００３７】
続いて、誘電体層４２とレジスト層４３とを順に回折格子層４１上に形成する（工程Ｓ１０７）。誘電体層４２の形成には、例えば化学気相成長法を用いることができる。誘電体層４２は、例えばＳｉＯ２等のシリコン酸化物やＳｉＮ等のシリコン窒化物からなる。レジスト層４３の形成には、例えばスピン塗布法を用いることができる。
【００３８】
続いて、図６の（ｂ）部に示されるように、加工装置２０Ａにおいて、電子ビーム露光法又は干渉露光法を用いてレジスト層４３を加工する。この加工により、レジストマスク４４を誘電体層４２の上に形成する（工程Ｓ１０８）。レジストマスク４４は、回折格子１２のためのパターン４４ａを有する。レジストマスク４４のパターン４４ａの寸法の設計値は、上述した回折格子１２のパターン１２ａの寸法とする。
【００３９】
続いて、図７の（ａ）部に示されるように、エッチング装置２０Ｂ１において、レジストマスク４４を用いた反応性イオンエッチングにより、誘電体層４２のエッチングを行う。この反応性イオンエッチングにより、マスク層（第１のマスク層）４５を回折格子層４１上に形成する（工程Ｓ１０９）。マスク層４５は、回折格子１２のためのパターン４５ａを有する。マスク層４５のパターン４５ａの寸法は、レジストマスク４４のパターン４４ａの寸法を引き継ぐ。その後、例えば、Ｏ２アッシングによりレジストマスク４４を除去する。この工程の反応性イオンエッチングにおけるエッチングガスとしては、例えば、ＣＦ４ガスやＣＨＦ３ガスを用いることができる。
【００４０】
続いて、図７の（ｂ）部に示されるように、撮像装置２０Ｃを用いて、マスク層４５のパターン４５ａの寸法を測定して測定値を取得する（工程Ｓ１１０）。特に、ここでは、パターン４５ａを構成する凸部４５ｂの幅Ｗ４を測定してその測定値を取得する。そして、取得した測定値と、パターン４５ａの寸法（幅Ｗ４）の設計値との差を示す変換差Ｄ１を算出する（工程Ｓ１１１）。
【００４１】
続いて、上記の相関データと、工程Ｓ１１０で算出した変換差Ｄ１との関係を用いて、回折格子層４１をエッチングする際の水素ガスの流量の決定を行う（工程Ｓ１１２）。より具体的には、変換差Ｄ１が正の値であれば（測定値が設計値よりも大きければ）水素ガスの流量を比較的大きく設定する。逆に、変換差Ｄ１が負の値であれば（測定値が設計値よりも小さければ）水素ガスの流量を比較的小さく設定する。つまり、変換差Ｄ１が大きいほど、その変換差Ｄ１を補正してパターン１２ａを設計値どおりとするために水素ガスの流量を大きく設定する。これは、水素ガスとサイドエッチング量との相関データにおいて、水素ガスの流量が大きいほどサイドエッチング量が大きくなるためである。
【００４２】
続いて、図８の（ａ）部に示されるように、エッチング装置２０Ｂ２において、マスク層４５を用いた反応性イオンエッチングにより、回折格子層４１をエッチングして上部ＳＨＣ層６を形成する（工程Ｓ１１３）。上部ＳＨＣ層６は、回折格子１２のためのパターン１２ａを有している。この反応性イオンエッチングでは、エッチングガスは、工程Ｓ１１２で決定された流量の水素ガスを含む。このため、マスク層４５のパターン寸法がその設計値からずれていても、回折格子１２のパターン１２ａの寸法をその設計値に近づけることができる。
【００４３】
続いて、図８の（ｂ）部に示されるように、バッファードフッ酸を用いたウェットエッチングにより、マスク層４５を除去する（工程Ｓ１１４）。続いて、図９の（ａ）部に示されるように、成長炉２０Ｄにおいて、上部クラッド層７及びコンタクト層８を上部ＳＨＣ層６上に順に成長する（工程Ｓ１１５）。これらの半導体層の成長には、例えば、有機金属気相成長法を用いることができる。この工程により、上部クラッド層７でパターン１２ａが埋め込まれ、回折格子１２が形成される。
【００４４】
続いて、図９の（ｂ）部に示されるように、コンタクト層８上に上部電極１０を形成すると共に、半導体基板２の裏面上に下部電極１１を形成する（工程Ｓ１１６）。その後、図中の直交座標系ＳにおけるＸＺ面に平行な２つの面でへき開し、半導体レーザバーを作製する。その後、それらの２つのへき開面にそれぞれ反射率制御膜を形成し、一方を光出射面、他方を光反射面とする。さらに、その半導体レーザバーを図中の直交座標系ＳにおけるＹＺ面に平行な２つの面で切断してチップ化する。以上の工程により、分布帰還型半導体レーザ１が作製される。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態に係る方法においては、工程Ｓ１０４の水素ガス流量を変更しつつ工程Ｓ１０１〜Ｓ１０５を繰り返し行うことにより、反応性イオンエッチングにおける水素ガスの流量と半導体のサイドエッチング量との相関を示す相関データを取得する。その後、実際の回折格子１２のパターン１２ａを形成する際に、回折格子層４１上に形成されたマスク層４５のパターン４５ａの幅Ｗ４の測定値とその設計値との差を示す変換差Ｄ１を算出する。さらに、その変換差Ｄ１と相関データから、回折格子層４１の反応性イオンエッチングのための水素ガスの流量を決定する。そして、決定された水素ガス流量を用いて回折格子層４１をエッチングして回折格子１２のパターン１２ａを形成する。
【００４６】
このように、マスク層４５のパターン４５ａの寸法の変換差Ｄ１に応じ、相関データに基づいて、回折格子層４１の反応性イオンエッチングのための水素ガス流量を決定する。このため、マスク層４５のパターン寸法がその設計値からずれた場合においても、回折格子１２のパターン１２ａがその設計値からずれることを抑制できる。
【００４７】
また、この方法においては、工程Ｓ１０１〜Ｓ１０５によって相関データを取得するときに、レジストマスク２４のパターン２４ａの寸法の設計値を、回折格子１２のパターン１２ａの寸法とする。このため、回折格子１２のパターン１２ａの形成に即した相関データを得ることができる。
【００４８】
以上、好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明したが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲及びその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。
【００４９】
例えば、回折格子層４１のエッチングに用いる水素ガス流量を工程Ｓ１１２で決定された流量に調整するときには、エッチングガスにおける水素ガス流量と炭化水素ガス流量との割合を調整することにより当該調整を行うことができる。その場合には、工程Ｓ１０１〜Ｓ１０５を繰り返す際の水素ガス流量の変更も、エッチングガスにおける水素ガスの流量と炭化水素ガスの流量との割合を変更することにより行われることが好ましい。
【００５０】
また、回折格子層４１のエッチングに用いる水素ガス流量を工程Ｓ１１２で決定された流量に調整するときには、エッチングガスの全体の流量を調整することにより当該調整を行うことができる。その場合には、工程Ｓ１０１〜工程Ｓ１０５を繰り返す際の水素ガス流量の変更も、エッチングガスの全体の流量を変更することにより行われることが好ましい。
【００５１】
また、工程Ｓ１０５において、半導体層２０のサイドエッチング量を測定するために、半導体層３２のパターン３２ａの寸法として凸部３２ｂの幅Ｗ３を測定したが、例えば、隣り合う凸部３２ｂ同士の間隔を測定してもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１…分布帰還型半導体レーザ、２…半導体基板、３…下部クラッド層、４…下部ＳＣＨ層、５…活性層、７…上部クラッド層７、１２…回折格子、１２ａ，３１ａ，４４ａ，４５ａ…パターン、２０…半導体層、３１，４５…マスク層、４１…回折格子層、４４…レジストマスク。
【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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