JP2001249238A - 半導体導波路及びその製造方法並びに半導体導波路型合分波器 - Google Patents
半導体導波路及びその製造方法並びに半導体導波路型合分波器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高次モードが励振されても除去できる半導体
導波路及びその製造方法並びに優れたクロストーク特性
を有する半導体導波路型合分波器を提供する。 【解決手段】 下部クラッド層２の下部に下部クラッド
層２よりも屈折率の高い整合層５、もしくは半導体基板
１を設けることにより、導波路から半導体基板１の方に
向って放射された光が界面で反射されて再び導波路側に
戻っていかずに、そのまま半導体基板１側に放射される
ので、素子のクロストーク特性の劣化が防止される。
導波路及びその製造方法並びに優れたクロストーク特性
を有する半導体導波路型合分波器を提供する。 【解決手段】 下部クラッド層２の下部に下部クラッド
層２よりも屈折率の高い整合層５、もしくは半導体基板
１を設けることにより、導波路から半導体基板１の方に
向って放射された光が界面で反射されて再び導波路側に
戻っていかずに、そのまま半導体基板１側に放射される
ので、素子のクロストーク特性の劣化が防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体導波路及び
その製造方法並びに半導体導波路型合分波器に関する。
その製造方法並びに半導体導波路型合分波器に関する。
【０００２】
【従来の技術】図５は従来の半導体導波路の断面図であ
る。
る。
【０００３】同図に示す半導体導波路は、硫黄をドープ
したインジウムリン基板からなる化合物半導体基板（以
下「半導体基板」という。）１上に、アンドープのイン
ジウムからなる下部クラッド層２、アンドープのインジ
ウムガリウム砒素燐からなるコア層３及びアンドープイ
ンジウム燐からなる上部クラッド層４を順次形成した導
波路構造の各層をエピタキシャル成長により導波路の厚
さ方向に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いて平
面的な導波路の回路パターンを形成し、さらにエッチン
グにより導波路以外の領域のコア層３、上下両クラッド
層２、４を除去することによりメサ型の導波路構造を形
成し、メサ型の導波路構造を形成した後、劈開によって
素子を化合物半導体のウェハから切り出す際に同時に光
の入出力部となる導波路端面を露出形成し、この端面に
低反射膜を形成して素子としたものである。
したインジウムリン基板からなる化合物半導体基板（以
下「半導体基板」という。）１上に、アンドープのイン
ジウムからなる下部クラッド層２、アンドープのインジ
ウムガリウム砒素燐からなるコア層３及びアンドープイ
ンジウム燐からなる上部クラッド層４を順次形成した導
波路構造の各層をエピタキシャル成長により導波路の厚
さ方向に形成した後、フォトリソグラフィ法を用いて平
面的な導波路の回路パターンを形成し、さらにエッチン
グにより導波路以外の領域のコア層３、上下両クラッド
層２、４を除去することによりメサ型の導波路構造を形
成し、メサ型の導波路構造を形成した後、劈開によって
素子を化合物半導体のウェハから切り出す際に同時に光
の入出力部となる導波路端面を露出形成し、この端面に
低反射膜を形成して素子としたものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術においては、化合物半導体基板１として高キャリ
ア濃度基板を用いるのが一般的であった。一方、この化
合物半導体基板１上にエピタキシャル成長される下部ク
ラッド層２、コア層３及び上部クラッド層４は、導波路
としたときにできるだけ低伝播損失となるように自由キ
ャリア濃度の低いアンドープ層で形成するのが普通であ
った。このため、化合物半導体基板１と下部クラッド層
２とが同一材料であっても自由キャリア濃度が高い基板
の方が理論上屈折率が低くなり、導波路を正常に伝播せ
ずに化合物半導体基板１の方に放射した光が基板界面で
反射して導波路に戻ってきてしまい、合分波素子として
のクロストーク特性を劣化させる要因となるという問題
があった。
来技術においては、化合物半導体基板１として高キャリ
ア濃度基板を用いるのが一般的であった。一方、この化
合物半導体基板１上にエピタキシャル成長される下部ク
ラッド層２、コア層３及び上部クラッド層４は、導波路
としたときにできるだけ低伝播損失となるように自由キ
ャリア濃度の低いアンドープ層で形成するのが普通であ
った。このため、化合物半導体基板１と下部クラッド層
２とが同一材料であっても自由キャリア濃度が高い基板
の方が理論上屈折率が低くなり、導波路を正常に伝播せ
ずに化合物半導体基板１の方に放射した光が基板界面で
反射して導波路に戻ってきてしまい、合分波素子として
のクロストーク特性を劣化させる要因となるという問題
があった。
【０００５】また、メサ型の導波路構造においては、横
方向での光の閉じ込めが非常に強く、光が導波路内を伝
播している際に何らかの原因で高次モードを励振した場
合、この高次モード光が導波路の曲線部等でも放射され
ることなく伝播してしまうことが多い。このため、この
ような半導体導波路を用いて光通信用の合分波素子を作
製した場合に素子のクロストーク特性を悪化させる原因
となるという問題があった。
方向での光の閉じ込めが非常に強く、光が導波路内を伝
播している際に何らかの原因で高次モードを励振した場
合、この高次モード光が導波路の曲線部等でも放射され
ることなく伝播してしまうことが多い。このため、この
ような半導体導波路を用いて光通信用の合分波素子を作
製した場合に素子のクロストーク特性を悪化させる原因
となるという問題があった。
【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、高次モードが励振されても除去できる半導体導波路
及びその製造方法並びに優れたクロストーク特性を有す
る半導体導波路型合分波器を提供することにある。
し、高次モードが励振されても除去できる半導体導波路
及びその製造方法並びに優れたクロストーク特性を有す
る半導体導波路型合分波器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の半導体導波路は、半導体基板と、半導体基板
上に形成された下部クラッド層と、下部クラッド層上に
形成され光が伝播するコア層と、コア層上に形成された
上部クラッド層とを備えたメサ型の半導体導波路におい
て、半導体基板と下部クラッド層とが同一材料からな
り、半導体基板が下部クラッド層よりも高抵抗であるも
のである。
に本発明の半導体導波路は、半導体基板と、半導体基板
上に形成された下部クラッド層と、下部クラッド層上に
形成され光が伝播するコア層と、コア層上に形成された
上部クラッド層とを備えたメサ型の半導体導波路におい
て、半導体基板と下部クラッド層とが同一材料からな
り、半導体基板が下部クラッド層よりも高抵抗であるも
のである。
【０００８】上記構成に加え本発明の半導体導波路は、
半導体基板と下部クラッド層との間に、下部クラッド層
よりも屈折率が高く、かつ格子整合のとれる材料からな
る整合層とを有してもよい。
半導体基板と下部クラッド層との間に、下部クラッド層
よりも屈折率が高く、かつ格子整合のとれる材料からな
る整合層とを有してもよい。
【０００９】本発明の半導体導波路は、半導体基板と、
半導体基板上に形成された下部クラッド層と、下部クラ
ッド層上に形成され光が伝播するコア層と、コア層上に
形成された上部クラッド層とを備えたメサ型の半導体導
波路において、下部クラッド層及び上部クラッド層と同
一材料からなり、コア層の両側に形成された横クラッド
層と、上下両クラッド層よりも屈折率が高く、かつコア
層を伝搬する光の波長よりもバンドギャップ波長が大き
く、横クラッド層及び上下両クラッド層の露出面を覆う
ように形成された光吸収層とを有するものである。
半導体基板上に形成された下部クラッド層と、下部クラ
ッド層上に形成され光が伝播するコア層と、コア層上に
形成された上部クラッド層とを備えたメサ型の半導体導
波路において、下部クラッド層及び上部クラッド層と同
一材料からなり、コア層の両側に形成された横クラッド
層と、上下両クラッド層よりも屈折率が高く、かつコア
層を伝搬する光の波長よりもバンドギャップ波長が大き
く、横クラッド層及び上下両クラッド層の露出面を覆う
ように形成された光吸収層とを有するものである。
【００１０】本発明の半導体導波路の製造方法は、半導
体基板上に下部クラッド層、コア層及び上部クラッド層
を順次エピタキシャル成長させ、酸化膜や窒化膜等のエ
ッチングマスク層を形成した後、フォトリソグラフィー
法を用いてエッチングマスク層で光回路パターンを形成
し、この光回路パターンをマスク材として上下両クラッ
ド層及びコア層をメサ型にエッチングする半導体導波路
の製造方法において、マスク材を残したままエピタキシ
ャル成長を行って上下両クラッド層と同一材料でメサ型
導波路を埋め込むように横クラッド層を形成し、マスク
材を除去した後、メサ型導波路と同一パターンでかつ幅
の広い他の光回路パターンを形成し、この他の光回路パ
ターンを他のマスク材として横クラッド層をエッチング
し、他のマスク材を除去した後、上下両クラッド層より
も屈折率の高い光吸収層を横クラッド及び上下両クラッ
ド層の露出面を覆うようにエピタキシャル成長させるも
のである。
体基板上に下部クラッド層、コア層及び上部クラッド層
を順次エピタキシャル成長させ、酸化膜や窒化膜等のエ
ッチングマスク層を形成した後、フォトリソグラフィー
法を用いてエッチングマスク層で光回路パターンを形成
し、この光回路パターンをマスク材として上下両クラッ
ド層及びコア層をメサ型にエッチングする半導体導波路
の製造方法において、マスク材を残したままエピタキシ
ャル成長を行って上下両クラッド層と同一材料でメサ型
導波路を埋め込むように横クラッド層を形成し、マスク
材を除去した後、メサ型導波路と同一パターンでかつ幅
の広い他の光回路パターンを形成し、この他の光回路パ
ターンを他のマスク材として横クラッド層をエッチング
し、他のマスク材を除去した後、上下両クラッド層より
も屈折率の高い光吸収層を横クラッド及び上下両クラッ
ド層の露出面を覆うようにエピタキシャル成長させるも
のである。
【００１１】上記構成に加え本発明の半導体導波路の製
造方法は、メサ型導波路形成時のマスク材を除去した後
エピタキシャル成長によって上下両クラッド層と同一材
料で上記メサ型導波路を埋め込むように横クラッド層を
形成し、メサ型導波路と同一パターンでかつ幅の広い他
の光回路パターンを形成し、この他の光回路パターンを
他のマスク材として横クラッド層をエッチングし、他の
マスク材を除去した後、上下両クラッド層よりも屈折率
の高い光吸収層を横クラッド及び上下両クラッド層の露
出面を覆うようにエピタキシャル成長させてもよい。
造方法は、メサ型導波路形成時のマスク材を除去した後
エピタキシャル成長によって上下両クラッド層と同一材
料で上記メサ型導波路を埋め込むように横クラッド層を
形成し、メサ型導波路と同一パターンでかつ幅の広い他
の光回路パターンを形成し、この他の光回路パターンを
他のマスク材として横クラッド層をエッチングし、他の
マスク材を除去した後、上下両クラッド層よりも屈折率
の高い光吸収層を横クラッド及び上下両クラッド層の露
出面を覆うようにエピタキシャル成長させてもよい。
【００１２】上記構成に加え本発明の半導体導波路の製
造方法は、メサ型導波路形成時のマスク材を除去した後
エピタキシャル成長によって上下両クラッド層と同一材
料でメサ型導波路を埋め込むように横クラッド層を形成
した後、上下両クラッド層よりも屈折率の高い光吸収層
を横クラッド層の全面にエピタキシャル成長させてもよ
い。
造方法は、メサ型導波路形成時のマスク材を除去した後
エピタキシャル成長によって上下両クラッド層と同一材
料でメサ型導波路を埋め込むように横クラッド層を形成
した後、上下両クラッド層よりも屈折率の高い光吸収層
を横クラッド層の全面にエピタキシャル成長させてもよ
い。
【００１３】本発明の半導体導波路型波長合分波器は、
上記構成の導波路構造を有し、かつ上記構成の製造方法
によって製造された半導体導波路によって構成されるも
のである。
上記構成の導波路構造を有し、かつ上記構成の製造方法
によって製造された半導体導波路によって構成されるも
のである。
【００１４】本発明によれば、下部クラッド層の下部に
下部クラッド層よりも屈折率の高い整合層、もしくは基
板を設けることにより、導波路から基板の方に向って放
射された光が界面で反射されて再び導波路側に戻ってい
かずに、そのまま基板側に放射されるので、素子のクロ
ストーク特性の劣化が防止される。
下部クラッド層よりも屈折率の高い整合層、もしくは基
板を設けることにより、導波路から基板の方に向って放
射された光が界面で反射されて再び導波路側に戻ってい
かずに、そのまま基板側に放射されるので、素子のクロ
ストーク特性の劣化が防止される。
【００１５】ここで、従来のメサ型導波路は、横方向に
おいてコアの側壁が空気と接触するような極端に屈折率
差の大きい導波路構造（屈折率差３００％以上）を有す
るため、高次モード光が励振された場合に通常の素子設
計で用いられる曲率半径の曲線部では導波路外に放射さ
れずに本来の基本モード光と共に伝播してしまう。これ
が光の干渉を応用した合分波素子では隣接チャンネルや
他のチャンネルへのクロストークとなる。
おいてコアの側壁が空気と接触するような極端に屈折率
差の大きい導波路構造（屈折率差３００％以上）を有す
るため、高次モード光が励振された場合に通常の素子設
計で用いられる曲率半径の曲線部では導波路外に放射さ
れずに本来の基本モード光と共に伝播してしまう。これ
が光の干渉を応用した合分波素子では隣接チャンネルや
他のチャンネルへのクロストークとなる。
【００１６】そこで、本発明によれば、コア層の横側に
も上下両クラッド層と同じ材料からなる横クラッド層を
設けることにより横方向の屈折率差を数％程度とし、高
次モード光が曲線部で放射されやすくなり、素子のクロ
ストーク特性の劣化が防止される。
も上下両クラッド層と同じ材料からなる横クラッド層を
設けることにより横方向の屈折率差を数％程度とし、高
次モード光が曲線部で放射されやすくなり、素子のクロ
ストーク特性の劣化が防止される。
【００１７】次にコア層、上下両クラッド層及び横クラ
ッド層を覆うように光吸収層を形成することにより、高
次モード光が導波路の曲線部でこの光吸収層内に放射さ
れやすくなる。しかもこの光吸収層は、導波路を伝播す
る光の波長よりもバンドギャップ波長の大きい材料であ
るため、光吸収層内に放射された光は光吸収層で吸収さ
れてしまい、先に伝播することがない。
ッド層を覆うように光吸収層を形成することにより、高
次モード光が導波路の曲線部でこの光吸収層内に放射さ
れやすくなる。しかもこの光吸収層は、導波路を伝播す
る光の波長よりもバンドギャップ波長の大きい材料であ
るため、光吸収層内に放射された光は光吸収層で吸収さ
れてしまい、先に伝播することがない。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００１９】図１は本発明の半導体導波路の一実施の形
態を示す断面図である。なお、図５に示した従来例と同
様の部材には共通の符号を用いた。
態を示す断面図である。なお、図５に示した従来例と同
様の部材には共通の符号を用いた。
【００２０】同図に示す半導体導波路の特徴は、図５に
示した従来の半導体導波路の半導体基板１と下部クラッ
ド層２との間に、下部クラッド層２よりも屈折率が高
く、かつ格子整合のとれる材料からなる整合層５を設け
た点である。
示した従来の半導体導波路の半導体基板１と下部クラッ
ド層２との間に、下部クラッド層２よりも屈折率が高
く、かつ格子整合のとれる材料からなる整合層５を設け
た点である。
【００２１】すなわち、本半導体導波路は、化合物半導
体基板（硫黄をドープしたインジウムリン基板）１上
に、アンドープのインジウムガリウム砒素層からなる整
合層５、アンドープのインジウムの下部クラッド層２、
アンドープのインジウムガリウム砒素燐コア層３及びア
ンドープインジウム燐の上部クラッド層４を順次形成し
た導波路構造の各層２、３、４をエピタキシャル成長に
より導波路の厚さ方向に形成した後、フォトリソグラフ
ィ法を用いて平面的な導波路の回路パターンを形成し、
さらにエッチングにより導波路以外の領域のコア層３、
上下両クラッド層２、４を除去することによりメサ型の
導波路構造を形成し、メサ型の導波路構造を形成した
後、劈開によって素子を化合物半導体のウェハから切り
出す際に同時に光の入出力部となる導波路端面を露出形
成し、この端面に低反射膜を形成して素子としたもので
ある。
体基板（硫黄をドープしたインジウムリン基板）１上
に、アンドープのインジウムガリウム砒素層からなる整
合層５、アンドープのインジウムの下部クラッド層２、
アンドープのインジウムガリウム砒素燐コア層３及びア
ンドープインジウム燐の上部クラッド層４を順次形成し
た導波路構造の各層２、３、４をエピタキシャル成長に
より導波路の厚さ方向に形成した後、フォトリソグラフ
ィ法を用いて平面的な導波路の回路パターンを形成し、
さらにエッチングにより導波路以外の領域のコア層３、
上下両クラッド層２、４を除去することによりメサ型の
導波路構造を形成し、メサ型の導波路構造を形成した
後、劈開によって素子を化合物半導体のウェハから切り
出す際に同時に光の入出力部となる導波路端面を露出形
成し、この端面に低反射膜を形成して素子としたもので
ある。
【００２２】但し、整合層５はインジウム燐基板１との
格子整合がとれるような混晶組成でエピタキシャル成長
させたものである。
格子整合がとれるような混晶組成でエピタキシャル成長
させたものである。
【００２３】このような半導体導波路を用いて導波路型
アレイ格子合分波器を作製したところ、従来の半導体導
波路を用いた場合と比べて、隣接チャンネルのクロスト
ークで約２ｄＢ、隣接以外のチャンネルのクロストーク
で約５ｄＢの改善がみられた。
アレイ格子合分波器を作製したところ、従来の半導体導
波路を用いた場合と比べて、隣接チャンネルのクロスト
ークで約２ｄＢ、隣接以外のチャンネルのクロストーク
で約５ｄＢの改善がみられた。
【００２４】以上において本実施の形態によれば、基板
側に放射した光が再び導波路側に戻ってこないので、優
れたクロストーク特性を有する半導体導波路型アレイ格
子合分波器を実現できる。
側に放射した光が再び導波路側に戻ってこないので、優
れたクロストーク特性を有する半導体導波路型アレイ格
子合分波器を実現できる。
【００２５】なお、本実施の形態では半導体基板と下部
クラッド層との間に整合層を設けた場合で説明したが、
これに限定されず、半導体基板１と下部クラッド層２と
が同一材料からなり、半導体基板１が下部クラッド層２
よりも自由キャリア濃度が少ない半絶縁性か、あるいは
高純度による高抵抗であっても同様の効果が得られた。
クラッド層との間に整合層を設けた場合で説明したが、
これに限定されず、半導体基板１と下部クラッド層２と
が同一材料からなり、半導体基板１が下部クラッド層２
よりも自由キャリア濃度が少ない半絶縁性か、あるいは
高純度による高抵抗であっても同様の効果が得られた。
【００２６】図２（ａ）〜（ｆ）は本発明の半導体導波
路の製造方法の一実施の形態を示す工程図である。
路の製造方法の一実施の形態を示す工程図である。
【００２７】まず、硫黄をドープしたインジウム燐から
なる半導体基板１０上に、アンドープインジウム燐から
なる下部クラッド膜１１、アンドープのインジウムガリ
ウム砒素燐からなるコア膜１２及びアンドープインジウ
ム燐からなる上部クラッド膜１３を有機金属気相成長法
によって順次エピタキシャル成長させる（図２
（ａ））。
なる半導体基板１０上に、アンドープインジウム燐から
なる下部クラッド膜１１、アンドープのインジウムガリ
ウム砒素燐からなるコア膜１２及びアンドープインジウ
ム燐からなる上部クラッド膜１３を有機金属気相成長法
によって順次エピタキシャル成長させる（図２
（ａ））。
【００２８】プラズマ化学気相堆積法により上部クラッ
ド膜１３上に二酸化ケイ素膜１４を形成し、フォトリソ
グラフィ法を用いてアレイ導波路格子合分波素子の光回
路パターンのマスク材１４ａを形成する（図２
（ｂ））。
ド膜１３上に二酸化ケイ素膜１４を形成し、フォトリソ
グラフィ法を用いてアレイ導波路格子合分波素子の光回
路パターンのマスク材１４ａを形成する（図２
（ｂ））。
【００２９】このマスク材１４ａを用いて下の膜層（上
下両クラッド膜１１、１３及びコア膜１２）をリアクテ
ィブイオンエッチング法でエッチングして上下両クラッ
ド層１１ａ、１３ａ、コア層１２ａからなるメサ型導波
路１５を形成する（図２（ｃ））。
下両クラッド膜１１、１３及びコア膜１２）をリアクテ
ィブイオンエッチング法でエッチングして上下両クラッ
ド層１１ａ、１３ａ、コア層１２ａからなるメサ型導波
路１５を形成する（図２（ｃ））。
【００３０】このメサ型導波路１５に有機金属気相成長
法によって埋め込みエピタキシャル成長を行い、アンド
ープインジウム燐からなる横クラッド膜１６を形成する
（図２（ｄ））。
法によって埋め込みエピタキシャル成長を行い、アンド
ープインジウム燐からなる横クラッド膜１６を形成する
（図２（ｄ））。
【００３１】図２（ｂ）と同様の方法で再び二酸化ケイ
素からなるマスク材１７を形成する（図２（ｅ））。
素からなるマスク材１７を形成する（図２（ｅ））。
【００３２】横クラッド膜１６をエッチングし、エッチ
ンが終了した後マスク材１７を除去し、半導体基板１
０、横クラッド層１６ａ及び上部クラッド層１３ａの露
出面にアンドープのインジウムガリウム砒素からなる光
吸収層１８をエピタキシャル成長させることにより半導
体導波路が得られる。なお、光吸収層１８はコア層１２
ａを伝搬する光の波長よりもバンドギャップ波長が大き
いものである（図２（ｆ））。
ンが終了した後マスク材１７を除去し、半導体基板１
０、横クラッド層１６ａ及び上部クラッド層１３ａの露
出面にアンドープのインジウムガリウム砒素からなる光
吸収層１８をエピタキシャル成長させることにより半導
体導波路が得られる。なお、光吸収層１８はコア層１２
ａを伝搬する光の波長よりもバンドギャップ波長が大き
いものである（図２（ｆ））。
【００３３】本半導体導波路を用いたアレイ導波路格子
合分波器は、従来のメサ型導波路構造を用いて作製した
同じ光回路パターンのアレイ導波路格子合分波素子より
隣接チャンネルのクロストークで５ｄＢ以上の改善がみ
られた。
合分波器は、従来のメサ型導波路構造を用いて作製した
同じ光回路パターンのアレイ導波路格子合分波素子より
隣接チャンネルのクロストークで５ｄＢ以上の改善がみ
られた。
【００３４】なお、本発明の半導体導波路の製造方法は
上記構成に限らない。
上記構成に限らない。
【００３５】図３は本発明の半導体導波路の他の実施の
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【００３６】本半導体導波路は、図２（ｃ）に示すメサ
型導波路１５の形成時のマスク材１４ａを除去した後エ
ピタキシャル成長によって上下両クラッド層１１ａ、１
３ａと同一材料でメサ型導波路を埋め込むように横クラ
ッド膜１６を形成し、メサ型導波路と同一パターンでか
つ幅の広い他の光回路パターンを形成し、この他の光回
路パターンを他のマスク材として横クラッド膜１６をエ
ッチングし、他のマスク材を除去した後、上下両クラッ
ド層１３ａ、１１ｂよりも屈折率の高い光吸収層１８を
横クラッド層１６ｂ及び上部クラッド層１３ａの外周に
エピタキシャル成長させたものである。このような半導
体導波路も高次モードが励振されても除去できる。
型導波路１５の形成時のマスク材１４ａを除去した後エ
ピタキシャル成長によって上下両クラッド層１１ａ、１
３ａと同一材料でメサ型導波路を埋め込むように横クラ
ッド膜１６を形成し、メサ型導波路と同一パターンでか
つ幅の広い他の光回路パターンを形成し、この他の光回
路パターンを他のマスク材として横クラッド膜１６をエ
ッチングし、他のマスク材を除去した後、上下両クラッ
ド層１３ａ、１１ｂよりも屈折率の高い光吸収層１８を
横クラッド層１６ｂ及び上部クラッド層１３ａの外周に
エピタキシャル成長させたものである。このような半導
体導波路も高次モードが励振されても除去できる。
【００３７】図４は本発明の半導体導波路の他の実施の
形態を示す断面図である。
形態を示す断面図である。
【００３８】本半導体導波路は、図２（ｃ）に示すメサ
型導波路１５形成時のマスク材１４ａを除去した後エピ
タキシャル成長によって上下両クラッド層１１ａ、１３
ａと同一材料でメサ型導波路を埋め込むように横クラッ
ド層１６ｃを形成した後、連続して上下両クラッド層１
１ａ、１３ａよりも屈折率の高い光吸収層１８を全面に
エピタキシャル成長させたものである。このような半導
体導波路も高次モードが励振されても除去できる。
型導波路１５形成時のマスク材１４ａを除去した後エピ
タキシャル成長によって上下両クラッド層１１ａ、１３
ａと同一材料でメサ型導波路を埋め込むように横クラッ
ド層１６ｃを形成した後、連続して上下両クラッド層１
１ａ、１３ａよりも屈折率の高い光吸収層１８を全面に
エピタキシャル成長させたものである。このような半導
体導波路も高次モードが励振されても除去できる。
【００３９】以上において本実施の形態によれば、何ら
かの原因で導波路内に高次モードが励振された場合でも
この高次モードが導波路の曲線部等で除去できる半導体
導波路を実現できるので、優れたクロストーク特性を有
する半導体導波路が得られる。
かの原因で導波路内に高次モードが励振された場合でも
この高次モードが導波路の曲線部等で除去できる半導体
導波路を実現できるので、優れたクロストーク特性を有
する半導体導波路が得られる。
【００４０】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
な優れた効果を発揮する。
【００４１】高次モードが励振されても除去できる半導
体導波路及びその製造方法並びに優れたクロストーク特
性を有する半導体導波路型合分波器の提供を実現でき
る。
体導波路及びその製造方法並びに優れたクロストーク特
性を有する半導体導波路型合分波器の提供を実現でき
る。
【図１】本発明の半導体導波路の一実施の形態を示す断
面図である。
面図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）は本発明の半導体導波路の製造
方法の一実施の形態を示す工程図である。
方法の一実施の形態を示す工程図である。
【図３】本発明の半導体導波路の他の実施の形態を示す
断面図である。
断面図である。
【図４】本発明の半導体導波路の他の実施の形態を示す
断面図である。
断面図である。
【図５】従来の半導体導波路の断面図である。
１ 半導体基板 ２ 下部クラッド層 ３ コア層 ４ 上部クラッド層 ５ 整合層
Claims (7)
- 【請求項１】 半導体基板と、該半導体基板上に形成さ
れた下部クラッド層と、該下部クラッド層上に形成され
光が伝播するコア層と、該コア層上に形成された上部ク
ラッド層とを備えたメサ型の半導体導波路において、上
記半導体基板と上記下部クラッド層とが同一材料からな
り、上記半導体基板が上記下部クラッド層よりも高抵抗
であることを特徴とする半導体導波路。 - 【請求項２】 上記半導体基板と上記下部クラッド層と
の間に、上記下部クラッド層よりも屈折率が高く、かつ
格子整合のとれる材料からなる整合層とを有する請求項
１に記載の半導体導波路。 - 【請求項３】 半導体基板と、該半導体基板上に形成さ
れた下部クラッド層と、該下部クラッド層上に形成され
光が伝播するコア層と、該コア層上に形成された上部ク
ラッド層とを備えたメサ型の半導体導波路において、上
記下部クラッド層及び上記上部クラッド層と同一材料か
らなり、上記コア層の両側に形成された横クラッド層
と、上下両クラッド層よりも屈折率が高く、かつ上記コ
ア層を伝搬する光の波長よりもバンドギャップ波長が大
きく、上記横クラッド層及び上下両クラッド層の露出面
を覆うように形成された光吸収層とを有することを特徴
とする半導体導波路。 - 【請求項４】 半導体基板上に下部クラッド層、コア層
及び上部クラッド層を順次エピタキシャル成長させ、酸
化膜や窒化膜等のエッチングマスク層を形成した後、フ
ォトリソグラフィー法を用いてエッチングマスク層で光
回路パターンを形成し、この光回路パターンをマスク材
として上下両クラッド層及び上記コア層をメサ型にエッ
チングする半導体導波路の製造方法において、上記マス
ク材を残したままエピタキシャル成長を行って上下両ク
ラッド層と同一材料でメサ型導波路を埋め込むように横
クラッド層を形成し、上記マスク材を除去した後、上記
メサ型導波路と同一パターンでかつ幅の広い他の光回路
パターンを形成し、この他の光回路パターンを他のマス
ク材として横クラッド層をエッチングし、他のマスク材
を除去した後、上下両クラッド層よりも屈折率の高い光
吸収層を横クラッド及び上下両クラッド層の露出面を覆
うようにエピタキシャル成長させることを特徴とする半
導体導波路の製造方法。 - 【請求項５】 上記メサ型導波路形成時のマスク材を除
去した後エピタキシャル成長によって上下両クラッド層
と同一材料で上記メサ型導波路を埋め込むように横クラ
ッド層を形成し、上記メサ型導波路と同一パターンでか
つ幅の広い他の光回路パターンを形成し、この他の光回
路パターンを他のマスク材として横クラッド層をエッチ
ングし、他のマスク材を除去した後、上下両クラッド層
よりも屈折率の高い光吸収層を上記横クラッド及び上下
両クラッド層の露出面を覆うようにエピタキシャル成長
させる請求項４に記載の半導体導波路の製造方法。 - 【請求項６】 上記メサ型導波路形成時のマスク材を除
去した後エピタキシャル成長によって上下両クラッド層
と同一材料で上記メサ型導波路を埋め込むように横クラ
ッド層を形成した後、上下両クラッド層よりも屈折率の
高い光吸収層を上記横クラッド層の全面にエピタキシャ
ル成長させる請求項４に記載の半導体導波路の製造方
法。 - 【請求項７】 請求項３に記載の導波路構造を有し、か
つ請求項４から６のいずれかに記載の製造方法によって
製造された半導体導波路によって構成されることを特徴
とする半導体導波路型波長合分波器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000063339A JP2001249238A (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | 半導体導波路及びその製造方法並びに半導体導波路型合分波器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000063339A JP2001249238A (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | 半導体導波路及びその製造方法並びに半導体導波路型合分波器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001249238A true JP2001249238A (ja) | 2001-09-14 |
Family
ID=18583221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000063339A Pending JP2001249238A (ja) | 2000-03-03 | 2000-03-03 | 半導体導波路及びその製造方法並びに半導体導波路型合分波器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001249238A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010151973A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置及びその製造方法、光伝送装置 |
-
2000
- 2000-03-03 JP JP2000063339A patent/JP2001249238A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010151973A (ja) * | 2008-12-24 | 2010-07-08 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置及びその製造方法、光伝送装置 |
| US8358885B2 (en) | 2008-12-24 | 2013-01-22 | Fujitsu Limited | Optical semiconductor device, manufacturing method thereof and optical transmission device |
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