INVENTION【0001】本発明は、光半導体装置及び半導体装置の製造方法に関する。された光ファイバを用いた光通信、及び、光を用いた集積回路間の信号伝送のように、光を利用した情報伝送技術の発展が目覚ましい。光を利用した技術をさらに進展させるためには、高精度、高出力で安定な光源や、光を高精度に制御する手段や、より低損失の伝送路や、光交換器などを開発することが要求される。使用することが含まれる。example.【0003】次に、半導体光素子に用いられる反射防止膜について説明する。半導体レーザの光出力端に形成される反射防止膜は、その反射率を0.01%以下に抑えることが要求されている。coatings,15層からなる多層誘電体膜構造が採用されている。employed.【0004】半導体レーザにおいても、そのような多層誘電体膜構造を用いることが考えられるが、膜の構成材料や膜の形成方法は光素子の寿命を支配する決定的な要因の1つとなるため、レンズコーティングの技術分野で使用される光学膜をそのまま用いることはできない。半導体レーザにおいては、反射防止膜の材料や形成方法に制限があり、実験的な事実に基づいて選択する以外に方法はなく、また、反射防止膜と半導体レーザとの熱膨張係数の違いも考慮して層数も可能な限り少なくすることが望ましい。1.55μmの半導体レーザの光伝播定数の計算から導きだせる反射防止膜として、例えば、高屈折率光学膜と低屈折率光学膜からなる二層構造を採用し、高屈折率光学膜の屈折率を2.44、その膜厚を1450Åとし、低屈折率光学膜の屈折率を1.37、その膜厚を2750Åとしたものがある。その反射率は0.01%に抑えられる。2などの光学材料を用いて一般的な真空蒸着によって形成することができるが、屈折率2.44の光学膜を構成する光学材料は知られていない。2.44に近い屈折率を有する材料として屈折率2.46のZnSeが用いられるが、この材料は屈折率を大きく変えることができない。next,光素子に用いられる反射膜について説明する。device.【0007】例えば半導体レーザの共振器を構成するための反射膜は、低損失であり、素子の特性に合わせた比較的高い反射率が要求されている。ように屈折率が1.35〜1.47を示す低屈折率な光学膜を組み合わせることにより、低損失で高い反射率が得られることが知られている。obtained.【0008】しかし、半導体レーザの技術分野では使用している波長領域が近赤外線領域であることから、上記した屈折率よりも高いこと、高出力を図るために光の吸収がないこと、の2つの条件を満たすことが要求される。2のペアをそれぞれ波長の1/4の厚さに形成した多層構造の高反射膜がある。この組み合わせの反射膜は半導体レーザに用いられているが、SiやGeは近赤外領域に光吸収を持つため、上記した2つの条件を完全に満たすものではない。above.【0009】Siの光の吸収を改善する方法として、成長方法の改善が挙げられているが、いずれも良い結果が得られていない。蒸着によりSiを成長する方法によれば、低温下で膜が形成されるので半導体への熱的ダメージは少なく、膜厚計をチャンバ内に取り込むことにより高精度な膜厚制御が可能であるという利点がある反面、その結晶が多結晶であるために光吸収が大きい。polycrystalline.【0010】また、CVDによるSiの成長方法では、所望の膜質を安定に形成できるが、高温プロセスであるために、半導体へのダメージがある。[0011]【発明が解決しようとする課題】ところで、多層構造の反射防止膜を構成する高屈折率層として所望の屈折率が得られない場合には、半導体レーザの性能が設計通りにならないので、最適な屈折率を有する光学膜の材料或いはそのような膜の形成方法が望まれる。多層構造の反射膜を構成する高屈折率層としてSiを使用する場合に、低温度プロセス下で結晶性が改善する方法があったとしても、Siはガラスなどの誘電体と比較して電気伝導性が高いので、半導体レーザのpn接合に接触させるとレーザ発振に支障をきたす。oscillation.【0012】また、半導体光素子用の反射防止膜や反射膜を形成するために用いる光学膜の最適な屈折率は一点ではなく、例えば、半導体レーザの光導波路の構造などによって屈折率を変えることが必要がある。reason,反射防止膜や反射膜の屈折率も任意に調整できる技術が望まれている。本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、成長条件によって屈折率を広く変えることができる高屈折率層を有する光半導体装置及び光半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。2.2〜2.9の酸化窒化チタンよりなる高屈折率層と該高屈折率層上に形成された低屈折率層とを有する反射防止膜とを有することを特徴とする光半導体装置によって解決される。その光半導体装置において、前記高屈折率層の膜厚は、反射防止するための光の1/4波長である。前記活性層の他端側に形成された低屈折率層と該低屈折率層上に形成された酸化窒化チタンよりなる高屈折率層とを有する反射膜をさらに有することを特徴とする。2.84.0の酸化窒化チタンよりなる高屈折率層とを有する反射膜とを有することを特徴とする光半導体装置によって解決される。その光半導体装置において、前記高屈折率層の膜厚は、反射させるための光の1/4波長であることを特徴とする。reflecting.【0015】上記した各低屈折率層は、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム、酸化シリコンのうちの1つから構成されていることを特徴とする。この場合、前記チタン原料物質は酸化チタンであってもよい。光端面上に、イオンアシスト蒸着法によって酸化窒化チタンよりなる高屈折率層を形成する工程と、前記光端面と前記高屈折率層の間に低屈折率層を形成する工程とを有し、前記イオンアシスト蒸着法において、電子ガンから酸化原料物質に電子を照射して酸化チタンを前記光端面に向けて蒸発させ、イオン化された窒素のみをイオンガンから前記光端面に供給することによって前記酸化チタンと前記窒素を前記光端面上で結合させて前記高屈折率層を形成することを特徴とする光半導体装置の製造方法によって解決される。5であることを特徴とする。5.【0019】上記した光半導体装置の製造方法において、前記高屈折率層の屈折率は、前記電子ガンに供給される電流を変えて前記高屈折率層の成長速度を変えることにより調整されることを特徴とする。features.【0020】上記した光半導体装置の製造方法において、前記光端面と前記高屈折率層の間に形成された前記低屈折率層は、前記高屈折率層とともに反射膜を構成することを特徴とする。to.【0021】上記した光半導体装置の製造方法において、前記光端面上に形成された前記高屈折率層と前記高屈折率層上に形成された低屈折率層とによって反射防止膜が構成されることを特徴とする。above,前記低屈折率層の形成は、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム、二酸化シリコンのうちの1つの層の形成してもよい。ち半導体レーザなどの光半導体素子の端面に形成する多層構造の反射防止膜又は反射膜を構成する高屈折率層を酸化窒化チタンによって形成している。酸化窒化チタンは、イオンアシスト蒸着法の条件を適宜選択することによって屈折率を2.2〜4.0の範囲に制御することができる。最適な屈折率を有する光学膜を形成することができ、半導体光素子の発光、受光などが高精度に制御される。ZnSe、Si或いはGeなどを使用せずに、誘電体である酸化窒化チタン(TiON)、その他の酸素窒素化合物を用いることを考えた。low,TiONと下地の密着性が良く、TiONの屈折率を操作できるイオンアシスト蒸着法を用いた。複数の元素をイオン照射することにより形成される光学膜の組成を、その元素の量を変えることにより調整してその屈折率を操作すること、の2つの屈折率の操作法が考えられる。充填率は、蒸着により形成される光学膜の中に原子単位で存在する空孔の少なさを示し、充填率が大きいほど空孔が少ないことになる。方法によれば、屈折率の調整範囲が狭くなる傾向にあり、後者(2)の方法によれば屈折率の可変範囲が広くなる。光素子、又は、光ファイバ、レンズ等の光学部品に使用することを見いだしたのでその詳細を以下に述べる。below.【0028】本発明に係る光学膜を説明するに先立って、その光学膜の形成に用いるイオンアシスト蒸着装置の構成を説明する。図1は、本発明の光学膜を形成する際に用いるイオンアシスト蒸着装置の概要を示す構成図である。蒸着室1の上側には、基板16を装着する回転ドーム2が回転部2aにより回転するように取り付けられ、また、蒸着室1の下側の一方の隅には、原料物質収納用のカートリッジ式ハース3が回転ドーム2の基板装着面に対向して取付けられている。5,さらに、カートリッジ式ハース3の隣には、カートリッジ式ハース3内の原料に電子を照射するための電子ガン4が設けられている。provided.【0029】さらに、蒸着室1の下側の別な隅には、カウフマン型のイオンガン6(直径80mm、ドーム中心まで1100mm)が回転ドーム2の基板装着面に対向して取付けられており、このイオンガン6は、イオン化ガス導入口7からガスを導入し、そのガスを内部にあるフィラメント(不図示)から放出される熱電子によりイオン化し、イオン加速電極8の印加電圧によって回転ドーム2に向けて放出するように構成されている。6と回転ドーム2の間の領域には、ガス導入口9が設けられ、このガス導入口9から導入されるガスは、自動圧力調整器10により流量が調整されるように構成されている。モニター12が取り付けられている。thereof.【0031】回転ドーム2の中央の上には、反射光によって膜厚をモニタする第一の光電式膜厚モニタ13が設けられ、回転ドーム2の中央にあるモニタ用ガラス基板14の表面に形成された膜の膜厚をモニタするようになっている。第一の光電式膜厚モニタ13に対向しかつイオンガン6と電子ガン4の間の位置には、第二の光電式膜厚モニタ15が取付けられ、モニタ用ガラス基板14表面の膜の膜厚を透過光によって測定するように構成されている。反射光の波長は0.65μmであり、透過光の波長は1.55μmである。26を支持するためのホルダーを示している。以下に、実施例を説明するが、第1〜第3実施例は、反射防止膜を構成する高屈折率層の形成方法に関するものであり、それ以降の実施例は反射膜を構成する高屈折率層の形成方法に関するものである。layer.【0033】(第1実施例)以下に、上記したイオンアシスト蒸着装置を用いて第1実施例の光学膜を形成する方法を説明する。1.55μmの半導体レーザに用いる二層構造の反射防止膜を構成する高屈折率光学膜をTiON膜を用いて形成する場合を例に挙げて説明する。film,高屈折率光学膜の屈折率を2.50から2.60の範囲に制御することが望まれる。5を充填したカートリッジ式ハース3を蒸着室1内に装着する。つぎに、排気口11から蒸着室1内のガスを排気する。)ガスを供給し、イオン加速電極8に1kVの電圧を印加してイオンガン6内に20mAのイオン電流を流し、これにより酸素をイオン化して蒸着室1内に放出する。)ガスを蒸着室1内に導入する。