"炭化水素系プラズマと酸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、前記酸素プラズマの所定の拡散距離に対して、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、前記半導体表面にポリマーが生成される第2の状態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開口部を有するマスクを前記半導体表面に形成する第1の工程と、前記炭化水素系プラズマを前記マスクが形成された前記半導体表面に照射しつつ、前記酸素プラズマを前記開口部の幅方向にて前記マスクの端部から前記開口部へ所定の拡散距離にて拡散させる第2の工程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に記載の半導体素子の作製方法において前記第2の工程における、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ように、前記酸素プラズマの前記所定の拡散距離を変化させる第4の工程をさらに有し、前記第4の工程の後に前記第2の工程をさらに行うことを特徴とする半導体素子の作製方法。請求項1乃至請求項3の何れか1項に記載の半導体素子の作製方法において前記酸素プラズマの前記所定の拡散距離を圧力によって変化させることを特徴とする半導体素子の作製方法。請求項1乃至請求項4の何れか1項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半導体素子の作製方法。しかしながら、マスクのない領域またはマスクの開口部幅が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が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。図27a、bに、プラズマ照射後の半導体表面に凹凸が生じる状態を示す。このとき、図27aに示すように、半導体InP810の表面に部分的にポリマー811が生成され、そのポリマー811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。また、図27bに示すように、ポリマー911が半導体InP910の表面に点在して残留すると残留したポリマー911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28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。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。次に、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29に、マスク端から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、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。このように表面に凹凸が生じると、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、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ので問題となる。さらに、炭化水素系ガスとともに水素を用いてエッチングする場合、過剰の水素プラズマに半導体が反応すると、半導体表面でのV族原子InPにおけるP、GaAsにおけるAsなどの脱離が過剰に生じて、欠陥V族原子空格子の誘起または表面モフォロジーの劣化が生じる。このような欠陥が再結合中心として振る舞うと素子特性を劣化させるので問題となる。また、表面モフォロジーの劣化は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ので問題となる。以上のことから、本発明は上述したような課題を解決するために為されたものであって、半導体の構成原子の脱離による欠陥V族原子空格子の誘起または表面モフォロジーの劣化を生じさせずに、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容易に加工することができる半導体素子の作製方法を提供することを目的としている。前述した課題を解決する本発明に係る半導体素子の作製方法は、炭化水素系プラズマと酸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、前記酸素プラズマの所定の拡散距離に対して、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、前記半導体表面にポリマーが生成される第2の状態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開口部を有するマスクを前記半導体表面に形成する第1の工程と、前記炭化水素系プラズマを前記マスクが形成された前記半導体表面に照射しつつ、前記酸素プラズマを前記開口部の幅方向にて前記マスクの端部から前記開口部へ所定の拡散距離にて拡散させる第2の工程を有することを特徴とする。また、前述した課題を解決する本発明に係る半導体素子の作製方法は、上述した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の工程を有することを特徴とする。また、前述した課題を解決する本発明に係る半導体素子の作製方法は、上述した半導体素子の作製方法において、前記第2の工程における、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ように、前記酸素プラズマの前記所定の拡散距離を変化させる第4の工程をさらに有し、前記第4の工程の後に前記第2の工程をさらに行うことを特徴とする。また、前述した課題を解決する本発明に係る半導体素子の作製方法は、上述した半導体素子の作製方法において、前記酸素プラズマの前記所定の拡散距離を圧力によって変化させることを特徴とする。また、前述した課題を解決する本発明に係る半導体素子の作製方法は、上述した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。本発明に係る半導体素子の作製方法によれば、半導体の構成原子の脱離による欠陥V族原子空格子の誘起または表面モフォロジーの劣化を生じさせずに、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容易に加工することができる。これにより、高速半導体光素子を提供することができる。本発明に係る半導体素子の作製方法の実施形態を図1~4に基づいて以下に説明するが、本発明は、図面に基づいて説明する以下の実施形態のみに限定されるものではない。図1は、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。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。図2は、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。拡散距離が100μmである場合、距離が28μmであるときにh2となり、距離が72μmであるときにh1となる。したがって、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である場合、距離が3μmであるときにh2となり、距離が8μmであるときにh1となる。したがって、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。次に、拡散距離と圧力の関係について説明する。拡散定数Dは分子の平均速度をとし、ボルツマン定数をkとし、温度をTとし、分子の半径をdとし、圧力をpとすると、以下の数式となる。式1は、例えば、非特許文献1における式2.12、、より導出される。tは拡散時間なので、拡散距離Ldはに比例する。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1桁、すなわち、1/10程度まで減少する。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。次に、水素の代わりに酸素を用いる場合を説明する。なお、本明細書では、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酸素を酸素プラズマと呼ぶこととする。図4は酸素プラズマと水素プラズマの分布を比較したものである。この分布において拡散距離は以下の通りとする。非特許文献2における式4によれば、ガスの拡散係数Dは分子質量mの1/2乗に比例する。拡散距離Lは拡散時間tとすると、L=2Dt12なので非特許文献3、拡散距離は分子質量mの1/4乗に比例する。したがって、酸素分子の質量は水素分子の質量の16倍なので、酸素ガスプラズマの拡散距離は水素ガスプラズマの拡散距離の1/2である。図4において、図2と同様に考えると、水素の場合には、距離が10μm程度のときにh2、距離が20μm程度のときにh1になる。したがって、距離が10μmから20μm程度の10μm程度の領域で凹凸が著しくなる。一方、酸素の場合には、距離が5μm程度のときにh2、距離が10μm程度のときにh1になる。したがって、距離が5μmから10μm程度の5μm程度の領域で凹凸が著しくなる。このように、酸素を用いることにより凹凸が著しい領域を低減することができる。酸素を用いた場合の反応について詳細を以下に説明する。従来の水素プラズマを供給する場合は以下の反応式で表される。CH4H2InP→In有機化合物P水素化物1上述した化学反応式1に基づきエッチングが生じ、水素が不足すると余剰の炭化水素基を基にポリマーが生成されエッチングが進行しない。選択エッチングにおいては、マスクのないInP表面では水素が不足してポリマーが生じてエッチングが進行せず、マスクの開口部のInP表面ではマスク上の水素プラズマが開口部に拡散することにより水素プラズマが増加してエッチングが生じる。水素プラズマの代わりに酸素プラズマを供給する場合には以下の反応式で表される。CH4O2InP→In有機化合物P水素化物酸化炭素CO、CO2等2上述した化学反応式2に基づきエッチングが生じる。酸素が供給されない場合、または酸素の供給量が微量の場合には、マスクのないInP表面、マスクの開口部のInP表面ともに酸化炭素CO、CO2等が生成されず炭化水素基が過剰に残留するためポリマーが生じてエッチングが生じない。酸素が増加すると、マスクのないInP表面では、この状態の酸素の供給量では酸素が不足して酸化炭素CO、CO2等が生成されず炭化水素基が過剰に残留するためポリマーが生じてエッチングが生じない。一方、マスクの開口部のInP表面ではプラズマ照射によりチャージアップしたマスクに酸素プラズマ主にイオンが引き寄せられ、この酸素プラズマが開口部に拡散して炭化水素基と反応して酸化炭素CO2等が生成される。そこで、酸素プラズマと反応して酸化炭素が生成される分炭化水素基が減少するが、酸素プラズマの量が不十分であるためポリマーの生成が十分に抑制されない。さらに、CH4のプラズマ分解から生じた少量の水素プラズマが開口部に拡散することにより開口部での水素プラズマ密度が増加するので開口部ではInPのエッチングが生じる。このように、ポリマーの生成が十分に抑制されない状態でエッチングも生じるので上述のように表面に凹凸が生じる。さらに、酸素を増加して供給した場合には、マスクのないInP表面ではこの状態の酸素の供給量でもO2が不足して酸化炭素CO、CO2等が生成されず炭化水素基が過剰に残留するためポリマーが生じてエッチングが生じない。一方、マスクの開口部のInP表面ではプラズマ照射によりチャージアップしたマスクに酸素プラズマ主にイオンが引き寄せられ、この酸素プラズマが開口部に拡散して炭化水素基と反応して酸化炭素CO2等が生成される。そこで、酸素プラズマと反応して酸化炭素が生成される分炭化水素基が減少するので、ポリマーの生成が十分に抑制される。さらに、CH4のプラズマ分解から生じた少量の水素プラズマが開口部に拡散することにより開口部での水素プラズマ密度が増加するので開口部ではInPのエッチングが生じる。このように、マスクのない表面のInPはエッチングされず、マスクの開口部のInPはエッチングされる。つまり、マスクのない表面とマスク開口部との間でInPの選択エッチングが生じる。本発明の第1の実施例に係る半導体素子の作製方法について、図5~図10を参照して具体的に説明する。図5は本実施例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断面図である。半導体素子は、図5に示すように、n型InP1800と、n型InP1800上に設けられたInGaAsP組成波長:1.2μm導波路層1801と、この導波路層1801上に設けられたInPクラッド層1802とを有する。本実施例に係る半導体素子の作製方法について以下に説明する。まず、図6に示すように、n型InP1800上に積層したInGaAsP組成波長:1.2μm導波路層1801の表面にマスク開口部1901の開口部幅1905が変化するマスク1900を形成する。マスク開口部1901は、第1の開口部1902と、この開口部1902よりも幅広の第2の開口部1903と、この開口部1903よりも幅広の第3の開口部1904とで構成される。ここでマスク開口部1901の開口部幅1905は以下に示すように決定する。マスク開口部外部のマスク幅1906は40μmで一定である。導波路長1907は500μmである。図7は、拡散距離が5μm、10μm、25μmである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を示す。図7中、点線は拡散距離が5μmである場合、実線は拡散距離が10μmである場合、2点鎖線は拡散距離が25μmである場合を示す。この図にお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。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。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。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、上述の第1の開口部1902の開口部幅第1の開口部幅を1.8μm、第2の開口部1903の開口部幅第2の開口部幅を3.7μm、第3の開口部1904の開口部幅第3の開口部幅を7.5μmに決定する。このような開口部幅のマスクを用いて、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。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。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。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。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。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の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。以上のように、本発明によれば、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。図8は、拡散距離が水素の場合の1/2であり、2.5μm、5μm、12.5μmである場合のマスク端からの酸素プラズマの分布を示す。縦軸はマスク端での酸素濃度Csにより規格化された酸素濃度Cx/Csを示す。図中、点線は拡散距離が2.5μmである場合、実線は拡散距離が5μmである場合、1点鎖線は拡散距離が12.5μmである場合を示す。この図において酸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。まず、拡散距離が2.5μmの場合、開口部幅が1.0μm程度以下で酸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、1.8μm程度以上で酸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。次に、拡散距離が5μmの場合、開口部幅が2μm程度以下で酸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、3.8μm以上で酸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。次に、拡散距離が12.5μmの場合、開口部幅が4.6μm以下で酸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、9.2μm以上で酸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、上述の第1の開口部1902の開口部幅第1の開口部幅を1.0μm、第2の開口部1903の開口部幅第2の開口部幅を1.9μm、第3の開口部1904の開口部幅第3の開口部幅を4.0μmに決定する。このような開口部幅のマスクを用いて、まず、拡散距離が2.5μmとなる条件でエッチングメタン/酸素プラズマ照射を行うと、開口部幅が1.0μm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、1.8μm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:1.9μmと第3の開口部幅:4.0μmの表面はポリマーが生成され凹凸はほとんど生じない。次に、拡散距離が5μmとなる条件でエッチングメタン/酸素プラズマ照射を行うと、開口部幅が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の開口部がエッチングされる。一方、3.8μm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:4.0μmの表面はポリマーが生成され凹凸はほとんど生じない。次に、拡散距離が12.5μmとなる条件でエッチングメタン/酸素プラズマ照射を行うと、開口部幅が4.6μm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。ここで、拡散距離を2.5μm、5μm、12.5μm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。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酸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。仮に、本発明によることなく、第2の開口部幅を1.5μmと設定した場合、拡散距離が2.5μmの条件でエッチングしたとき1.5μmの開口部幅における酸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の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。以上のように、本実施例に係る半導体素子の作製方法によれば、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。水素に代えて酸素を用いることにより、同一圧力条件下で凹凸領域を抑制して選択エッチングを施すのに必要な開口部幅を低減することができる。したがって、同様の深さ変化を有する形状を選択エッチングにより加工する場合に必要とする試料面積を、酸素を用いることにより低減できる。このことは酸素を用いた選択エッチングによれば水素を用いた場合に比べて同一面積のウエハから製造できる素子数を2倍程度に増加できることを示すので、素子の生産効率を向上させることができる。図9a~eに本実施例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示す。InGaAsP組成波長:1.2μm導波路層1801はn型InP1800上に設けられ、図9aの左右方向にて同一の層厚で形成されている。図9aに示すように、導波路層1801表面に上述のSiO2マスク1900を形成する。この試料について、初めにメタンと酸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、酸素流量5sccm、放電電力が100W、ガス圧力が40Paで施すと、図9bに示すように、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:1.9μmと第3の開口部幅:4.0μmの表面はポリマー1811が生成され凹凸はほとんど生じない。ただし、メタンプラズマをマスクが形成された半導体表面に照射しつつ、酸素プラズマをマスクの開口部の幅方向にてマスクの端部から開口部へ向けて拡散させている。図10a~dに、図9b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1903と第3の開口部1904においてほとんどの領域にポリマー1811が堆積するが、マスク1900との境界部分付近部分でのみエッチングが進行する。引き続き、酸素プラズマを酸素流量10sccm、ガス圧力10Pa、放電電力400Wで1分間照射すると、図9cに示すように、堆積したポリマーが除去される。次に、メタン流量、酸素流量、放電電力を一定にして、ガス圧力が10Paで施すと、図9dに示すように、幅が1.9μm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:4.0μmの表面はポリマー1812が生成され凹凸はほとんど生じない。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。次に、メタン流量、酸素流量、放電電力を一定にして、ガス圧力が1.5Paで施すと、図9eに示すように、幅が4.0μm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。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。さらに、エッチングされた表面の凹凸はほとんどない。その後、マスクを除去し、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。このように炭化水素系ガスとともに酸素を用いた場合、水素を用いた場合に比べて、凹凸領域を抑制して選択エッチングを施すのに必要な開口部幅を低減することができるので試料面積を低減でき、同一面積のウエハから製造できる素子数を2倍程度に増加することができる。さらに、水素を用いないので過剰の水素プラズマが半導体と反応することはなく、半導体表面でのV族原子InPにおけるP、GaAsにおけるAsなどの脱離が過剰に生じて欠陥V族原子空格子の誘起または表面モフォロジーの劣化が生じることがない。したがって、欠陥のない高品質の結晶が提供され良好な素子特性を得ることができる。また、良好な表面モフォロジーにより光散乱ない導波路層が提供される。本実施例において、3つの開口部幅を有すマスク開口部が形成されマスクを用いて深さが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有すマスク開口部が形成されたマスクを用いて、その開口部幅に応じた圧力拡散距離の条件下でメタン/酸素の混合ガスを用いた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。本発明に係る第2の実施例に係る半導体素子の作製方法について、図11を参照して具体的に説明する。図11aに、本実施例に係る層厚が変化する導波路構造をスポットサイズ変化部に用いた半導体レーザ素子の構造の断面を示し、図11bに図11aにおけるb-b断面を示す。本実施例に係る半導体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。図11aおよび図11bにおいて、符号2800はn型InP基板、符号2801はn型InPバッファ層、符号2802は活性層、符号2803はスポットサイズ変換用InGaAsP組成波長:1.2μmガイド層、符号2804はInGaAsP組成波長:1.1μmガイド層、符号2805はp型InP埋込み層、符号2806はn型InP埋込み層、符号2807はp型InPクラッド層、符号2808はp型InGaAs組成波長:1.65μmコンタクト層、符号2809はSiO2層、符号2810はn型オーミック電極、符号2811はp型オーミック電極である。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。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の表面に第1の実施例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。同時に活性層表面は全面マスクで覆われている。この試料について第1の実施例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、マスクを除去し、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例に係る半導体レーザ素子の構造が作製される。このように、本実施例に係る半導体素子の作製方法によれば、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。本発明の第3の実施例に係る半導体素子の作製方法について、図12~図15を参照して説明する。図12に、本実施例に係る半導体素子の作製方法により作製される同一面内で層厚が変化する回折格子を作製するために使用するマスクを示す。図12に示すように、マスク2000の開口部幅回折格子部分2010の幅は、第1の実施例と同様に設定する。すなわち、本実施例では、マスク2000には、複数の第1の開口部2001と、第1の開口部2001よりも幅広の第2の開口部2002と、第2の開口部2002よりも幅広の第3の開口部2003とが形成されている。回折格子外部のマスク幅2011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。図13a~図13eに、本実施例に係る回折格子の作製工程を示す。図13aに示すように、試料200の表面に上述のマスク2000を形成する。この試料について、初めに、マスク2000上からメタンと酸素の混合ガスを用いたRIEをメタン流量40sccm、酸素流量5sccm、ガス圧力が40Pa、放電電力が100Wで施すと、図13bに示すように、幅が1.0μmの第1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より広い第2の開口部2002開口部幅:1.9μmおよび第3の開口部2003開口部幅:4.0μmにおいては、ポリマー2021が堆積してエッチングが進行しない。ただし、メタンプラズマをマスクが形成された試料表面に照射しつつ、酸素プラズマをマスクの開口部の幅方向にてマスクの端部から開口部へ向けて拡散させている。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、図13cに示すように、堆積したポリマーが除去される。次に、圧力を変化させた条件ガス圧力が10PaでRIEを施すと、図13dに示すように、幅が1.9μm以下の第1の開口部2001および第2の開口部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4.0μmの第3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。したがって、幅が1.0μm以下の第1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。引き続き酸素プラズマを照射によりポリマーを除去した後に、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、図13eに示すように、深さの異なる回折格子を形成することができる。その後、マスクを除去して、メサ構造加工を行い、次に、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14に示す素子構造が作製される。図14に、本発明の第3の実施例に係る回折格子を用いたDBR半導体レーザの構造を示す。本実施例に係る半導体素子の作製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マスクを除去した後、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14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。図14において、符号150はn型InP基板、符号151はn型InPバッファ層、符号152は回折格子、符号153はInGaAsP組成波長:1.1μmガイド層、符号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、符号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、符号156はInGaAsP組成波長:1.3μmガイド層、符号157はp型InPクラッド層、符号158はp型InGaAs組成波長:1.85μmコンタクト層、符号1591はn型オーミック電極、符号1592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。図15a、bに、図14に示すDBR半導体レーザにおける回折格子により得られる反射特性を示す。図15aは、この回折格子の一端からの距離と結合係数K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Kは素子両端部で5cm1、中央部で80cm1と変化する。図15bのA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15bのBに結合係数が80nm1一定の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半導体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。このように、本実施例に係る半導体素子の作製方法によれば、簡易に深さ結合係数が変化する回折格子を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。また、上述したように炭化水素系ガスとともに酸素を用いた場合、水素を用いた場合に比べて、凹凸領域を抑制して選択エッチングを施すのに必要な開口部幅を低減することができるので試料面積を低減でき、同一面積のウエハから製造できる素子数を2倍程度に増加することができる。さらに、水素を用いないので過剰の水素プラズマが半導体と反応することはなく、半導体表面でのV族原子InPにおけるP、GaAsにおけるAsなどの脱離が過剰に生じて欠陥V族原子空格子の誘起または表面モフォロジーの劣化が生じることがない。したがって、欠陥のない高品質の結晶が提供され良好な素子特性を得ることができる。また、良好な表面モフォロジーにより光散乱ない導波路層が提供される。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/酸素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。本発明の第4の実施例に係る半導体素子の作製方法について、図16~図21を参照して説明する。第4の実施例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。本実施例では回折格子部分のマスク格子状マスクの厚さと回折格子外部のマスク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。まず、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点作用について説明する。図16に、図12に示す形状のマスク上におけるエッチング種の動きを示す。第3の実施例で使用したマスクを用いて回折格子を作製する場合には、図16に示すように回折格子外部のマスク開口部調整マスク82上に飛来したエッチング種84だけでなく回折格子部分のマスク格子状マスク81上に飛来したエッチング種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。次に、本実施例に係る回折格子部分のマスクの厚さと開口部の長手方向の開口部幅を決める回折格子外部の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17aに膜厚の薄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し、図17bに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17aに示すように、膜厚の薄いマスク1011を用いた場合には、エッチング種1012は半導体1010の表面からマスク端を越えてマスク1011上に拡散できるので半導体1010の表面上のエッチング種1012の密度は高くならない。したがって、半導体のエッチング速度は増加しない。一方、図17bに示すように、膜厚の厚いマスク1021を用いた場合には、エッチング種1022はマスク端が障壁となりマスク端を越えられないため、エッチング種1022が半導体1020の表面に閉じ込められて半導体1020の表面上におけるエッチング種1022の密度は増加する。したがって、マスクがより厚くなると、半導体のエッチング速度が増加する。そこで、回折格子外部のマスク82の厚さを回折格子部分のマスク81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のマスク82上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のマスク81からのエッチング種の寄与を小さくできる。したがって、マスク開口部幅の広い領域では、膜厚の薄い回折格子部分のマスク81から開口部へのエッチング種の供給はほとんど無く、膜厚の厚い回折格子外部のマスク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。一方、マスク開口部幅の狭い領域では、膜厚の薄い回折格子部分のマスク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、膜厚の厚い回折格子外部のマスク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。すなわち、エッチング深さに関しては、回折格子外部のマスク82が支配的である。このようなことから、このマスクを用いれば、膜厚の薄い回折格子部分のマスク81からマスク開口部へのエッチング種の供給を抑制して、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、マスク開口部幅の広い領域では浅くすることができる。図18に、本実施例において試料表面に形成するSiNXSiO2マスクを示す。図18に示すように、SiO2で形成される回折格子部分のマスク格子状マスク3910の厚さが30nm、回折格子の長さ3912が500μm、格子幅3913が変化しており素子中央部から素子両端に向かって1.0μm、1.9μm、4.0μmである。また、ピッチ周期3914は240nmSiO2部:120nm、窓部:120nmである。一方、SiNxで形成される回折格子外部のマスク開口部幅調整マスク3911の厚さが1μm、幅3915は20μmで一定である。図19a~dに、本実施例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基板上のInPクラッド層1310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ReactiveIonEtching,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19a。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19b。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1331を作製する図19c。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。このとき、回折格子部分の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上に回折格子部分格子状部分と回折格子外部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19d。図20a~eに、本実施例に係る半導体素子の作製方法により作製される回折格子の作製工程を示す。初めに、InP基板上のInPクラッド層300の表面に上述のマスク3000を形成する図20a。マスク3000は、膜厚が薄く、格子状に複数の開口部が形成された回折格子部分のマスク格子状マスクと、回折格子部分のマスクの上に形成され、回折格子部分のマスクよりも膜厚が厚く、回折格子部分のマスクの開口部の開口部幅を画定する回折格子外部のマスク開口部調整マスクとで構成される。ここで、第1の開口部3001の開口部幅は1.0μmとし、第2の開口部3002の開口部幅は1.9μmとし、第3の開口部3003の開口部幅は4.0μm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酸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酸素プラズマの寄与は小さい。初めに、メタンと酸素の混合ガスを用いたRIEをメタン流量40sccm、酸素流量5sccm、ガス圧力が40Pa、放電電力が100Wで施すと、幅が1.0μmの第1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1.0μmより広い第2の開口部3002開口部幅:1.9μmおよび第3の3003開口部幅:4.0μm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20b。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20c。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1.9μm以下の第1の開口部3001および第2の開口部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4.0μmの第3の開口部3003においては、ポリマー3041が堆積してエッチングが進行しない図20d。したがって、幅が1.0μm以下の第1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りポリマーを除去した後に、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20e。その後、マスクを除去した、メサ構造加工を行い、次に、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14に示す素子構造が作製される。このように炭化水素系ガスとともに酸素を用いた場合、水素を用いた場合に比べて、凹凸領域を抑制して選択エッチングを施すのに必要な開口部幅を低減することができるので試料面積を低減でき、同一面積のウエハから製造できる素子数を2倍程度に増加することができる。さらに、水素を用いないので過剰の水素プラズマが半導体と反応することはなく、半導体表面でのV族原子InPにおけるP、GaAsにおけるAsなどの脱離が過剰に生じて欠陥V族原子空格子の誘起または表面モフォロジーの劣化が生じることがない。したがって、欠陥のない高品質の結晶が提供され良好な素子特性を得ることができる。また、良好な表面モフォロジーにより光散乱ない導波路層が提供される。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/酸素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。以上のように、本実施例に係る半導体素子の作製方法によれば、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。本実施例において、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酸素プラズマが流入する。この酸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のみで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。本実施例ではマスクにおける開口部外部のマスク幅を一定としたが、開口部に拡散する酸素プラズマがマスク上にて拡散する距離を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21に示すような形状のマスク4000でもよい。マスク4000は、マスク開口部4001の開口部幅4005が導波路長4007に対し変化し、第1の開口部4002と、この開口部4001よりも幅広の第2の開口部4002と、この開口部4002よりも幅広の第3の開口部4003とを有する。マスク400におけるマスク開口部外部のマスク幅4006は導波路長4007に対し変化している。本実施例では、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5-80cm1に設定したが、この値に限られることはない。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。また、本実施例では、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酸素ガスだけではなく酸素ガスと共に水素、窒素やアルゴンを用いても構わない。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。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。"