JP2003241152A - 半導体光変調器 - Google Patents
半導体光変調器Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 キャリアのパイルアップが抑制されることに
より、応答速度が向上した半導体光変調器を提供する。 【解決手段】 ＭＱＷ吸収層３とｐ−ＩｎＰクラッド層
４との間に、バンドギャップエネルギがＭＱＷ吸収層３
より大きくｐ−ＩｎＰクラッド層４より小さいバンド不
連続緩和層６ａを設けるとともに、ＭＱＷ吸収層３とｎ
−ＩｎＰクラッド層５との間に、バンドギャップエネル
ギがＭＱＷ吸収層３より大きくｎ−ＩｎＰクラッド層５
より小さいバンド不連続緩和層６ｂを設ける。
より、応答速度が向上した半導体光変調器を提供する。 【解決手段】 ＭＱＷ吸収層３とｐ−ＩｎＰクラッド層
４との間に、バンドギャップエネルギがＭＱＷ吸収層３
より大きくｐ−ＩｎＰクラッド層４より小さいバンド不
連続緩和層６ａを設けるとともに、ＭＱＷ吸収層３とｎ
−ＩｎＰクラッド層５との間に、バンドギャップエネル
ギがＭＱＷ吸収層３より大きくｎ−ＩｎＰクラッド層５
より小さいバンド不連続緩和層６ｂを設ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、異なる導電型の２
つのグラット層に挟まれた活性層に所定の電圧を印加す
ることで光の透過量を制御することが可能な半導体光変
調器に関するものである。
つのグラット層に挟まれた活性層に所定の電圧を印加す
ることで光の透過量を制御することが可能な半導体光変
調器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバを用いた大容量光通信システ
ムでは、小型で、低電圧動作が可能であり、かつ、波長
変動（チャーピング）が小さい半導体光変調器が広く用
いられている。近年、インターネットの普及に伴い光通
信の大容量化が進められており、半導体光変調器の応答
速度の向上が強く求められている。
ムでは、小型で、低電圧動作が可能であり、かつ、波長
変動（チャーピング）が小さい半導体光変調器が広く用
いられている。近年、インターネットの普及に伴い光通
信の大容量化が進められており、半導体光変調器の応答
速度の向上が強く求められている。
【０００３】一般に、半導体を用いた光変調器の応答速
度（帯域幅）を向上させるには、素子容量を低減するこ
とが不可欠である。従来の半導体光変調器においては、
活性層としての光吸収層に電圧が印加されて、バルク吸
収層ではフランツ−ケルディッシュ効果が利用され、ま
た、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造では量子閉込めシュタ
ルク効果が利用されて、低電圧でかつ高い消光比が得ら
れている。
度（帯域幅）を向上させるには、素子容量を低減するこ
とが不可欠である。従来の半導体光変調器においては、
活性層としての光吸収層に電圧が印加されて、バルク吸
収層ではフランツ−ケルディッシュ効果が利用され、ま
た、多重量子井戸（ＭＱＷ）構造では量子閉込めシュタ
ルク効果が利用されて、低電圧でかつ高い消光比が得ら
れている。
【０００４】半導体光変調器としては、通常、光吸収層
をｐ型不純物を含む半導体層とｎ型不純物を含む半導体
層とで上下方向に挟むいわゆるｐ−ｉ−ｎ構造が広く用
いられている。この半導体光変調器で素子の容量を低減
するためには、光吸収層の層厚を厚くするか、光吸収層
の幅を小さくする必要がある。
をｐ型不純物を含む半導体層とｎ型不純物を含む半導体
層とで上下方向に挟むいわゆるｐ−ｉ−ｎ構造が広く用
いられている。この半導体光変調器で素子の容量を低減
するためには、光吸収層の層厚を厚くするか、光吸収層
の幅を小さくする必要がある。
【０００５】しかしながら、光吸収層の層厚を厚くする
と動作電圧が高くなるだけでなく、光の屈折率が高い光
吸収層が厚くなるため光吸収層への光の閉込め量が大き
くなることにより、光ファイバとの結合性能が劣化（挿
入損失の増大）する。また、光吸収層の幅を小さくする
と消光比が低下するため、応答速度の向上（広帯域（容
量低減））、高消光比、低電圧、および、低挿入損失の
全ての特性において満足できる半導体光変調器を得るこ
とはできない。
と動作電圧が高くなるだけでなく、光の屈折率が高い光
吸収層が厚くなるため光吸収層への光の閉込め量が大き
くなることにより、光ファイバとの結合性能が劣化（挿
入損失の増大）する。また、光吸収層の幅を小さくする
と消光比が低下するため、応答速度の向上（広帯域（容
量低減））、高消光比、低電圧、および、低挿入損失の
全ての特性において満足できる半導体光変調器を得るこ
とはできない。
【０００６】これら全ての特性を満足できる半導体光変
調器を実現するため、特開昭６１−２１２８２３、特開
平８−２４８３６３、Ｐｒｏｃ．ＩＰＲＭ ２００１．
ｐｐ．１５１−１５４ ＷＰ−０６等の文献において
は、前述の構造とは異なる構造の半導体光変調器が提案
されている。これらの文献に示される半導体光変調器
は、従来においては積層方向にｐ−ｉ−ｎ構造を形成し
ていたのに対し、積層方向とは垂直な水平方向にｐ−ｉ
−ｎ構造を形成することで、素子容量と光のスポットサ
イズとを各々独立に制御可能にすることにより、低電圧
動作、高帯域幅、低挿入損失、高消光比の全ての特性を
満足できるものにすることが可能になっている。
調器を実現するため、特開昭６１−２１２８２３、特開
平８−２４８３６３、Ｐｒｏｃ．ＩＰＲＭ ２００１．
ｐｐ．１５１−１５４ ＷＰ−０６等の文献において
は、前述の構造とは異なる構造の半導体光変調器が提案
されている。これらの文献に示される半導体光変調器
は、従来においては積層方向にｐ−ｉ−ｎ構造を形成し
ていたのに対し、積層方向とは垂直な水平方向にｐ−ｉ
−ｎ構造を形成することで、素子容量と光のスポットサ
イズとを各々独立に制御可能にすることにより、低電圧
動作、高帯域幅、低挿入損失、高消光比の全ての特性を
満足できるものにすることが可能になっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
文献に示される水平方向にｐ−ｉ−ｎ構造を形成する半
導体光変調器においてもまだ問題が残されている。一般
に、半導体光変調器では、光吸収層にＩｎＧａＡｓＰバ
ルクまたはＭＱＷ（Multiple Quantum Well）すなわ
ち多重量子井戸構造が用いられ、また、クラッド層にＩ
ｎＰが用いられる。ＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰのバンドギ
ャップエネルギが異なるため、吸収層とクラッド層との
間に高いヘテロ障壁が存在する。このヘテロ障壁のた
め、特に高光入力時に光吸収層内で発生したキャリア
（ホールまたは電子）がヘテロ障壁近傍でパイルアップ
し、半導体光変調器の応答速度が劣化する。
文献に示される水平方向にｐ−ｉ−ｎ構造を形成する半
導体光変調器においてもまだ問題が残されている。一般
に、半導体光変調器では、光吸収層にＩｎＧａＡｓＰバ
ルクまたはＭＱＷ（Multiple Quantum Well）すなわ
ち多重量子井戸構造が用いられ、また、クラッド層にＩ
ｎＰが用いられる。ＩｎＰとＩｎＧａＡｓＰのバンドギ
ャップエネルギが異なるため、吸収層とクラッド層との
間に高いヘテロ障壁が存在する。このヘテロ障壁のた
め、特に高光入力時に光吸収層内で発生したキャリア
（ホールまたは電子）がヘテロ障壁近傍でパイルアップ
し、半導体光変調器の応答速度が劣化する。
【０００８】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであり、ヘテロ障壁に起因したキャリアのパイルアッ
プが抑制されることにより、応答速度が向上した半導体
光変調器を提供することである。
のであり、ヘテロ障壁に起因したキャリアのパイルアッ
プが抑制されることにより、応答速度が向上した半導体
光変調器を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の局面の半
導体光変調器は、半絶縁性基板と、半絶縁性基板の上に
形成された第１導電型クラッド層と、半絶縁性基板の上
に第１導電型クラッド層と同じ高さ位置に所定の間隔を
おいて並んで形成された、第１導電型クラッドとは異な
る導電型の第２導電型クラッド層と、第１導電型クラッ
ド層と第２導電型クラッド層との間に設けられた活性層
と、活性層と第１導電型クラッド層との間に、バンドギ
ャップエネルギが、活性層より大きく、かつ、第１導電
型クラッド層より小さいバンド不連続緩和層とを備えて
いる。
導体光変調器は、半絶縁性基板と、半絶縁性基板の上に
形成された第１導電型クラッド層と、半絶縁性基板の上
に第１導電型クラッド層と同じ高さ位置に所定の間隔を
おいて並んで形成された、第１導電型クラッドとは異な
る導電型の第２導電型クラッド層と、第１導電型クラッ
ド層と第２導電型クラッド層との間に設けられた活性層
と、活性層と第１導電型クラッド層との間に、バンドギ
ャップエネルギが、活性層より大きく、かつ、第１導電
型クラッド層より小さいバンド不連続緩和層とを備えて
いる。
【００１０】上記の構成によれば、活性層と第１導電型
クラッド層との間に、活性層のバンドギャップエネルギ
と第１導電型クラッド層のバンドギャップエネルギとの
間の大きさのバンドギャップエネルギを有するバンド不
連続緩和層を備えることで、キャリアのパイルアップを
防止することができる。その結果、半導体光変調器の応
答速度を向上させることができる。
クラッド層との間に、活性層のバンドギャップエネルギ
と第１導電型クラッド層のバンドギャップエネルギとの
間の大きさのバンドギャップエネルギを有するバンド不
連続緩和層を備えることで、キャリアのパイルアップを
防止することができる。その結果、半導体光変調器の応
答速度を向上させることができる。
【００１１】本発明の第１の局面の半導体光変調器は、
バンド不連続緩和層が、バンドギャップエネルギが異な
る複数の層が積層されることにより構成されていてもよ
い。
バンド不連続緩和層が、バンドギャップエネルギが異な
る複数の層が積層されることにより構成されていてもよ
い。
【００１２】本発明の第１の局面の半導体光変調器は、
バンド不連続緩和層のバンドギャップエネルギが段階的
に変化するように構成されていてもよい。
バンド不連続緩和層のバンドギャップエネルギが段階的
に変化するように構成されていてもよい。
【００１３】本発明の第１の局面の半導体光変調器は、
バンド不連続緩和層のバンドギャップエネルギが連続的
に変化するように構成されていてもよい。
バンド不連続緩和層のバンドギャップエネルギが連続的
に変化するように構成されていてもよい。
【００１４】本発明の第１の局面の半導体光変調器は、
より好ましくは、活性層とバン不連続緩和層との間に、
使用時の電圧において、電子またはホールがトンネリン
グ可能な厚さを有するバッファ層を備え、バッファ層
が、そのバッファ層の上にバンド不連続緩和層を直接形
成することが可能な材料により構成されている。
より好ましくは、活性層とバン不連続緩和層との間に、
使用時の電圧において、電子またはホールがトンネリン
グ可能な厚さを有するバッファ層を備え、バッファ層
が、そのバッファ層の上にバンド不連続緩和層を直接形
成することが可能な材料により構成されている。
【００１５】上記の構成によれば、前述の構成におい
て、活性層の表面上に直接バンド不連続緩和層を形成す
ることができない場合に、活性層とバンド不連続緩和層
との間にバッファ層を予め形成し、そのバッファ層の表
面上にバンド不連続緩和層を形成することで、バンド不
連続緩和層の形成を容易にすることができる。
て、活性層の表面上に直接バンド不連続緩和層を形成す
ることができない場合に、活性層とバンド不連続緩和層
との間にバッファ層を予め形成し、そのバッファ層の表
面上にバンド不連続緩和層を形成することで、バンド不
連続緩和層の形成を容易にすることができる。
【００１６】また、前述のバッファ層は、膜厚が０．１
μｍ以下であることが好ましい。このようにすることに
より、バッファ層の膜厚が大き過ぎることにより、バッ
ファ層に起因してキャリアがパイルアップしてしまう不
都合が抑制される。
μｍ以下であることが好ましい。このようにすることに
より、バッファ層の膜厚が大き過ぎることにより、バッ
ファ層に起因してキャリアがパイルアップしてしまう不
都合が抑制される。
【００１７】本発明の第２の局面の半導体光変調器は、
半絶縁性基板と、半絶縁性基板の上に形成された第１導
電型クラッド層と、半絶縁性基板の上に第１導電型クラ
ッド層と同じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成
された、第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２
導電型クラッド層と、第１導電型クラッド層と第２導電
型クラッド層との間に設けられた活性層とを備え、活性
層が、バリア層とウエル層とを有する多重量子井戸活性
層であり、活性層とクラッド層とが対向する面の近傍
に、バリア層とウエル層とが混晶化された混晶化部を含
んでいる。
半絶縁性基板と、半絶縁性基板の上に形成された第１導
電型クラッド層と、半絶縁性基板の上に第１導電型クラ
ッド層と同じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成
された、第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２
導電型クラッド層と、第１導電型クラッド層と第２導電
型クラッド層との間に設けられた活性層とを備え、活性
層が、バリア層とウエル層とを有する多重量子井戸活性
層であり、活性層とクラッド層とが対向する面の近傍
に、バリア層とウエル層とが混晶化された混晶化部を含
んでいる。
【００１８】上記の構成によれば、混晶化部は、バンド
不連続緩和部として機能するため、キャリアのパイルア
ップを防止することができる。その結果、半導体光変調
器の応答速度を向上させることができる。
不連続緩和部として機能するため、キャリアのパイルア
ップを防止することができる。その結果、半導体光変調
器の応答速度を向上させることができる。
【００１９】本発明の第２の局面の半導体光変調器の混
晶化部は、活性層の側端面から不純物が導入されること
により形成されてもよい。
晶化部は、活性層の側端面から不純物が導入されること
により形成されてもよい。
【００２０】本発明の第３の局面の半導体光変調器は、
第１の局面の半導体光変調器のバンド不連続緩和層と、
第２の局面の混晶化部との双方を備えている。
第１の局面の半導体光変調器のバンド不連続緩和層と、
第２の局面の混晶化部との双方を備えている。
【００２１】上記の構成によれば、第１の局面の半導体
光変調器の構造と第２の局面の半導体光変調器の構造と
を組合せることで、それぞれで単独で用いる場合よりさ
らにバンドの不連続を緩和することができる。その結
果、半導体光変調器の応答速度をさらに向上させること
ができる。
光変調器の構造と第２の局面の半導体光変調器の構造と
を組合せることで、それぞれで単独で用いる場合よりさ
らにバンドの不連続を緩和することができる。その結
果、半導体光変調器の応答速度をさらに向上させること
ができる。
【００２２】本発明の第４の局面の半導体光変調器は、
半絶縁性基板と、半絶縁性基板の上に形成された第１導
電型クラッド層と、半絶縁性基板の上に第１導電型クラ
ッド層と同じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成
された、第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２
導電型クラッド層と、第１導電型クラッド層と第２導電
型クラッド層との間に設けられた活性層とを備え、活性
層と第１導電型クラッド層とが対向する面の近傍の活性
層中に、第１導電型の不純物を含んでいる。
半絶縁性基板と、半絶縁性基板の上に形成された第１導
電型クラッド層と、半絶縁性基板の上に第１導電型クラ
ッド層と同じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成
された、第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２
導電型クラッド層と、第１導電型クラッド層と第２導電
型クラッド層との間に設けられた活性層とを備え、活性
層と第１導電型クラッド層とが対向する面の近傍の活性
層中に、第１導電型の不純物を含んでいる。
【００２３】上記の構成によれば、ヘテロ接合の両側近
傍が第１導電型にドーピングされる、すなわち、ヘテロ
接合が第１導電型の不純物がドープされた領域の中に入
り込んでしまう。そのため、バンドの不連続障壁の高さ
が低くなり、ホールや電子が不連続障壁を乗り越え易く
なる。その結果、半導体光変調器の応答速度を向上させ
ることができる。
傍が第１導電型にドーピングされる、すなわち、ヘテロ
接合が第１導電型の不純物がドープされた領域の中に入
り込んでしまう。そのため、バンドの不連続障壁の高さ
が低くなり、ホールや電子が不連続障壁を乗り越え易く
なる。その結果、半導体光変調器の応答速度を向上させ
ることができる。
【００２４】本発明の第５の局面の半導体光変調器は、
半絶縁性基板と、半絶縁性基板の上に形成された第１導
電型クラッド層と、半絶縁性基板の上に第１導電型クラ
ッド層と同じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成
された、第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２
導電型クラッド層と、第１導電型クラッド層と第２導電
型クラッド層との間に設けられた活性層とを備え、第１
導電型クラッド層が、活性層の主成分となる物質と同一
の物質を主成分として含んでいる。
半絶縁性基板と、半絶縁性基板の上に形成された第１導
電型クラッド層と、半絶縁性基板の上に第１導電型クラ
ッド層と同じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成
された、第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２
導電型クラッド層と、第１導電型クラッド層と第２導電
型クラッド層との間に設けられた活性層とを備え、第１
導電型クラッド層が、活性層の主成分となる物質と同一
の物質を主成分として含んでいる。
【００２５】上記の構成によれば、第１導電型クラッド
層が活性層の主成分となる物質とは異なる物質を主成分
として含むように構成する場合に比較して、へテロ障壁
高さを低くして、キャリア（ホールまたは電子）のパイ
ルアップを抑制することにより、半導体光変調器の応答
速度を向上させることができる。
層が活性層の主成分となる物質とは異なる物質を主成分
として含むように構成する場合に比較して、へテロ障壁
高さを低くして、キャリア（ホールまたは電子）のパイ
ルアップを抑制することにより、半導体光変調器の応答
速度を向上させることができる。
【００２６】本発明の第５の局面の半導体光変調器は、
第１導電型クラッド層が、活性層の端部から離れるにし
たがって段階的にバンドギャップエネルギが大きくなっ
ていくように構成されていてもよい。
第１導電型クラッド層が、活性層の端部から離れるにし
たがって段階的にバンドギャップエネルギが大きくなっ
ていくように構成されていてもよい。
【００２７】本発明の第５の局面の半導体光変調器は、
第１導電型クラッド層が、活性層の端部から離れるにし
たがって連続的にバンドギャップエネルギが大きくなっ
ていくように構成されていてもよい。
第１導電型クラッド層が、活性層の端部から離れるにし
たがって連続的にバンドギャップエネルギが大きくなっ
ていくように構成されていてもよい。
【００２８】本発明の第６の局面の半導体光変調器は、
半絶縁性基板と、半絶縁性基板の上に形成された第１導
電型クラッド層と、半絶縁性基板の上に第１導電型クラ
ッド層と同じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成
された、第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２
導電型クラッド層と、第１導電型クラッド層と第２導電
型クラッド層との双方に接するように、第１導電型クラ
ッド層と第２導電型クラッド層との間に設けられた活性
層と、第１導電型クラッド層と第２導電型クラッド層と
の双方に接し、活性層の一方の主表面に接するように設
けられ、第１導電型クラッド層と同じ導電型の第１導電
型層と、第１導電型クラッド層と第２導電型クラッド層
との双方に接し、活性層の他方の主表面に接するように
設けられ、第２導電型クラッド層と同じ導電型の第２導
電型層とを含み、第１導電型層のバンドギャップエネル
ギが、活性層のバンドギャップエネルギより大きく、か
つ、第１導電型クラッド層のバンドギャップエネルギよ
りも小さい。
半絶縁性基板と、半絶縁性基板の上に形成された第１導
電型クラッド層と、半絶縁性基板の上に第１導電型クラ
ッド層と同じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成
された、第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２
導電型クラッド層と、第１導電型クラッド層と第２導電
型クラッド層との双方に接するように、第１導電型クラ
ッド層と第２導電型クラッド層との間に設けられた活性
層と、第１導電型クラッド層と第２導電型クラッド層と
の双方に接し、活性層の一方の主表面に接するように設
けられ、第１導電型クラッド層と同じ導電型の第１導電
型層と、第１導電型クラッド層と第２導電型クラッド層
との双方に接し、活性層の他方の主表面に接するように
設けられ、第２導電型クラッド層と同じ導電型の第２導
電型層とを含み、第１導電型層のバンドギャップエネル
ギが、活性層のバンドギャップエネルギより大きく、か
つ、第１導電型クラッド層のバンドギャップエネルギよ
りも小さい。
【００２９】上記の構成によれば、第１導電型層と第２
導電型層との間で活性層に電圧を印加することができる
ようになる。それにより、活性層からのキャリアの引抜
きが容易になるため、半導体光変調器の応答速度が向上
する。
導電型層との間で活性層に電圧を印加することができる
ようになる。それにより、活性層からのキャリアの引抜
きが容易になるため、半導体光変調器の応答速度が向上
する。
【００３０】本発明の第６の局面の半導体光変調器は、
より好ましくは、第１導電型クラッド層と第２導電型ク
ラッド層との双方に接し、第１導電型層の活性層とは逆
の主表面に接するように設けられ、第１導電型クラッド
層と同じ導電型であって第１導電型クラッド層よりも不
純物濃度が低い第１導電型不純物層と、第１導電型クラ
ッド層と第２導電型クラッド層との双方に接し、第２導
電型層の活性層とは反対側の主表面に接するように設け
られ、第２導電型クラッド層と同じ導電型であって第２
導電型クラッド層よりも不純物濃度が低い第２導電型不
純物層とを含んでいてもよい。
より好ましくは、第１導電型クラッド層と第２導電型ク
ラッド層との双方に接し、第１導電型層の活性層とは逆
の主表面に接するように設けられ、第１導電型クラッド
層と同じ導電型であって第１導電型クラッド層よりも不
純物濃度が低い第１導電型不純物層と、第１導電型クラ
ッド層と第２導電型クラッド層との双方に接し、第２導
電型層の活性層とは反対側の主表面に接するように設け
られ、第２導電型クラッド層と同じ導電型であって第２
導電型クラッド層よりも不純物濃度が低い第２導電型不
純物層とを含んでいてもよい。
【００３１】本発明の第７の局面の半導体光変調器は、
半絶縁性基板と、半絶縁性基板の上に形成された第１導
電型クラッド層と、半絶縁性基板の上に第１導電型クラ
ッド層と同じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成
された、第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２
導電型クラッド層と、第１導電型クラッド層と第２導電
型クラッド層との間に設けられ、第１導電型クラッド層
の近傍で厚さが小さくなっている活性層とを備えてい
る。
半絶縁性基板と、半絶縁性基板の上に形成された第１導
電型クラッド層と、半絶縁性基板の上に第１導電型クラ
ッド層と同じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成
された、第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２
導電型クラッド層と、第１導電型クラッド層と第２導電
型クラッド層との間に設けられ、第１導電型クラッド層
の近傍で厚さが小さくなっている活性層とを備えてい
る。
【００３２】上記の構成によれば、活性層を第１導電型
クラッド層の近傍で極端に薄くすることができる。厚さ
が極端に薄い領域では、バリア層とウエル層とを交互に
積層することが困難になり、バリア層とウエル層との中
間の組成を有する層が形成される。その結果、厚さが小
さくなっている第１導電型クラッド層近傍の活性層が、
厚さが小さくなっていない部分のバンドギャップエネル
ギと第１導電型クラッド層のバンドギャップエネルギと
の差を緩和するバンド不連続緩和部となる。その結果、
キャリアのパイルアップを抑制することにより、半導体
光変調器の応答速度を向上させることができる。
クラッド層の近傍で極端に薄くすることができる。厚さ
が極端に薄い領域では、バリア層とウエル層とを交互に
積層することが困難になり、バリア層とウエル層との中
間の組成を有する層が形成される。その結果、厚さが小
さくなっている第１導電型クラッド層近傍の活性層が、
厚さが小さくなっていない部分のバンドギャップエネル
ギと第１導電型クラッド層のバンドギャップエネルギと
の差を緩和するバンド不連続緩和部となる。その結果、
キャリアのパイルアップを抑制することにより、半導体
光変調器の応答速度を向上させることができる。
【００３３】本発明の第７の局面の半導体光変調器の活
性層は、第１導電型クラッド層に近づくにしたがって、
除々に厚さが小さくなってもよい。
性層は、第１導電型クラッド層に近づくにしたがって、
除々に厚さが小さくなってもよい。
【００３４】本発明の第７の局面の半導体光変調器の第
１導電型クラッド層および第２導電型クラッド層のうち
少なくともいずれか一方は、活性層が形成される側の内
側面が、斜面状に形成されていてもよい。
１導電型クラッド層および第２導電型クラッド層のうち
少なくともいずれか一方は、活性層が形成される側の内
側面が、斜面状に形成されていてもよい。
【００３５】上述の第１の局面から第７の局面までの半
導体光変調器は、それぞれが互いに組み合わせられたも
のであってもよい。
導体光変調器は、それぞれが互いに組み合わせられたも
のであってもよい。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明の
実施の形態を説明する。
実施の形態を説明する。
【００３７】（実施の形態１）まず、図１を用いて、本
実施の形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説
明する。
実施の形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説
明する。
【００３８】図１に示すように、本実施の形態の光変調
器は、半絶縁性ＩｎＰ基板１と、半絶縁性ＩｎＰ基板１
の上に形成された真性半導体層すなわち半絶縁層である
ｉ−ＩｎＰクラッド層２と、ｉ−ＩｎＰクラッド層２に
上下から挟まれ、半絶縁性ＩｎＰ基板１の主表面に平行
にｉ−ＩｎＰクラッド層２の両端に達するように形成さ
れた活性層としてのＭＱＷ吸収層３とを備えている。
器は、半絶縁性ＩｎＰ基板１と、半絶縁性ＩｎＰ基板１
の上に形成された真性半導体層すなわち半絶縁層である
ｉ−ＩｎＰクラッド層２と、ｉ−ＩｎＰクラッド層２に
上下から挟まれ、半絶縁性ＩｎＰ基板１の主表面に平行
にｉ−ＩｎＰクラッド層２の両端に達するように形成さ
れた活性層としてのＭＱＷ吸収層３とを備えている。
【００３９】なお、ｉ−ＩｎＰクラッド層２の光の屈折
率はＭＱＷ吸収層３の光の屈折率よりも小さいため、外
部から入力された光は、ＭＱＷ吸収層３内に閉じ込めら
れる。
率はＭＱＷ吸収層３の光の屈折率よりも小さいため、外
部から入力された光は、ＭＱＷ吸収層３内に閉じ込めら
れる。
【００４０】また、本実施の形態の光変調器は、半絶縁
性ＩｎＰ基板１の上であって、ｉ−ＩｎＰクラッド層２
およびＭＱＷ吸収層３の一方側に、ｐ型クラッド層とし
てのｐ−ＩｎＰクラッド層４が形成され、また、ｉ−Ｉ
ｎＰクラッド層２およびＭＱＷ吸収層３の他方側に、ｎ
型クラッド層としてのｎ−ＩｎＰクラッド層５が形成さ
れている。ｐ−ＩｎＰクラッド層４とｎ−ＩｎＰクラッ
ド層５との間に設けられたｉ−ＩｎＰクラッド層２およ
びＭＱＷ吸収層３は、半導体光変調器の光導波路を構成
している。
性ＩｎＰ基板１の上であって、ｉ−ＩｎＰクラッド層２
およびＭＱＷ吸収層３の一方側に、ｐ型クラッド層とし
てのｐ−ＩｎＰクラッド層４が形成され、また、ｉ−Ｉ
ｎＰクラッド層２およびＭＱＷ吸収層３の他方側に、ｎ
型クラッド層としてのｎ−ＩｎＰクラッド層５が形成さ
れている。ｐ−ＩｎＰクラッド層４とｎ−ＩｎＰクラッ
ド層５との間に設けられたｉ−ＩｎＰクラッド層２およ
びＭＱＷ吸収層３は、半導体光変調器の光導波路を構成
している。
【００４１】また、ｐ−ＩｎＰクラッド層４と半絶縁性
ＩｎＰ基板１との間、ならびに、ｐ−ＩｎＰクラッド層
４とｉ−ＩｎＰクラッド層２およびＭＱＷ吸収層３との
間には、ｐ−ＩｎＰクラッド層４のバンドギャップエネ
ルギの値とＭＱＷ吸収層３のバンドギャップエネルギの
値との中間の値のバンドギャップエネルギを有し、バン
ドギャップの不連続性を緩和するためのＩｎＧａＡｓＰ
を含むバンド不連続緩和層６ａが設けられている。
ＩｎＰ基板１との間、ならびに、ｐ−ＩｎＰクラッド層
４とｉ−ＩｎＰクラッド層２およびＭＱＷ吸収層３との
間には、ｐ−ＩｎＰクラッド層４のバンドギャップエネ
ルギの値とＭＱＷ吸収層３のバンドギャップエネルギの
値との中間の値のバンドギャップエネルギを有し、バン
ドギャップの不連続性を緩和するためのＩｎＧａＡｓＰ
を含むバンド不連続緩和層６ａが設けられている。
【００４２】また、ｎ−ＩｎＰクラッド層５と半絶縁性
ＩｎＰ基板１との間、ならびに、ｎ−ＩｎＰクラッド層
５とｉ−ＩｎＰクラッド層２およびＭＱＷ吸収層３との
間には、ｎ−ＩｎＰクラッド層５のバンドギッャプエネ
ルギの値とＭＱＷ吸収層３のバンドギャップエネルギの
値との中間の値のバンドギャップエネルギを有し、バン
ドギャップの不連続性を緩和するためのＩｎＧａＡｓＰ
を含むバンド不連続緩和層６ｂが設けられている。
ＩｎＰ基板１との間、ならびに、ｎ−ＩｎＰクラッド層
５とｉ−ＩｎＰクラッド層２およびＭＱＷ吸収層３との
間には、ｎ−ＩｎＰクラッド層５のバンドギッャプエネ
ルギの値とＭＱＷ吸収層３のバンドギャップエネルギの
値との中間の値のバンドギャップエネルギを有し、バン
ドギャップの不連続性を緩和するためのＩｎＧａＡｓＰ
を含むバンド不連続緩和層６ｂが設けられている。
【００４３】また、ｐ−ＩｎＰクラッド層４の上側表面
には、ｐ型電極をコンタクトさせるためのｐ型不純物が
ドープされたｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層７が形成さ
れ、ｎ−ＩｎＰクラッド層５の上側表面には、ｎ型電極
をコンタクトさせるためのｎ型不純物がドープされたｎ
−ＩｎＧａＡｓコンタクト層８が形成されている。
には、ｐ型電極をコンタクトさせるためのｐ型不純物が
ドープされたｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層７が形成さ
れ、ｎ−ＩｎＰクラッド層５の上側表面には、ｎ型電極
をコンタクトさせるためのｎ型不純物がドープされたｎ
−ＩｎＧａＡｓコンタクト層８が形成されている。
【００４４】さらに、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層７
の上側表面には、ｐオーミック電極９が形成され、ｎ−
ＩｎＧａＡｓコンタクト層８の上側表面には、ｎオーミ
ック電極１０が形成されている。
の上側表面には、ｐオーミック電極９が形成され、ｎ−
ＩｎＧａＡｓコンタクト層８の上側表面には、ｎオーミ
ック電極１０が形成されている。
【００４５】また、ＭＱＷ吸収層３は、ＩｎＧａＡｓＰ
層で構成されており、フォトルミネッセンス波長が１．
４９μｍ前後になるように設計されている。また、ＭＱ
Ｗ吸収層３の幅は１〜３μｍ程度である。
層で構成されており、フォトルミネッセンス波長が１．
４９μｍ前後になるように設計されている。また、ＭＱ
Ｗ吸収層３の幅は１〜３μｍ程度である。
【００４６】次に、本実施の形態の半導体光変調器の製
造方法を説明する。本実施の形態の半導体光変調器の製
造方法においては、まず、半絶縁性ＩｎＰ基板１上に、
有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal-Organic Che
mical Vapor Deposition）または分子線エピタキシ法
（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）を用いて、図１
の下側のｉ−ＩｎＰクラッド層２（層厚０．５μｍ）、
ＭＱＷ吸収層３、図１の上側のｉ−ＩｎＰクラッド層２
（層厚２μｍ）を順次成長させる。
造方法を説明する。本実施の形態の半導体光変調器の製
造方法においては、まず、半絶縁性ＩｎＰ基板１上に、
有機金属気相成長法（ＭＯＣＶＤ：Metal-Organic Che
mical Vapor Deposition）または分子線エピタキシ法
（ＭＢＥ：Molecular Beam Epitaxy）を用いて、図１
の下側のｉ−ＩｎＰクラッド層２（層厚０．５μｍ）、
ＭＱＷ吸収層３、図１の上側のｉ−ＩｎＰクラッド層２
（層厚２μｍ）を順次成長させる。
【００４７】次に、ＳｉＯ2等の絶縁膜で幅１〜３μｍ
のストライプを上側のｉ−ＩｎＰクラッド層２の上に形
成した後、その絶縁膜をマスクにして、図１の下側のｉ
−ＩｎＰクラッド層２、ＭＱＷ吸収層３、図１の上側の
ｉ−ＩｎＰクラッド層２をそれぞれ、半絶縁性ＩｎＰ基
板１が露出するまでエッチングすることにより、光導波
路となる活性層を形成する。
のストライプを上側のｉ−ＩｎＰクラッド層２の上に形
成した後、その絶縁膜をマスクにして、図１の下側のｉ
−ＩｎＰクラッド層２、ＭＱＷ吸収層３、図１の上側の
ｉ−ＩｎＰクラッド層２をそれぞれ、半絶縁性ＩｎＰ基
板１が露出するまでエッチングすることにより、光導波
路となる活性層を形成する。
【００４８】次に、半絶縁性ＩｎＰ基板１、ｉ−ＩｎＰ
クラッド層２およびＭＱＷ吸収層３の表面に、ｎ−Ｉｎ
Ｐクラッド層５のバンドギャップエネルギの値とＭＱＷ
吸収層３のバンドギャップエネルギの値との中間の値の
バンドギャップエネルギを有し、バンドギャップの不連
続性を緩和するためのＩｎＧａＡｓＰを含むバンド不連
続緩和層６ｂ、ｎ-ＩｎＰクラッド層５およびｎ-ＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層８を順次を埋め込み成長させる。
クラッド層２およびＭＱＷ吸収層３の表面に、ｎ−Ｉｎ
Ｐクラッド層５のバンドギャップエネルギの値とＭＱＷ
吸収層３のバンドギャップエネルギの値との中間の値の
バンドギャップエネルギを有し、バンドギャップの不連
続性を緩和するためのＩｎＧａＡｓＰを含むバンド不連
続緩和層６ｂ、ｎ-ＩｎＰクラッド層５およびｎ-ＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層８を順次を埋め込み成長させる。
【００４９】次に、半絶縁性ＩｎＰ基板１、ｉ−ＩｎＰ
クラッド層２およびＭＱＷ吸収層３の表面に、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層４のバンドギャップエネルギの値とＭＱＷ
吸収層３のバンドギャップエネルギの値との中間の値の
バンドギャップエネルギを有し、バンドギャップの不連
続性を緩和するためのＩｎＧａＡｓＰを含むバンド不連
続緩和層６ａ、ｐ-ＩｎＰクラッド層４およびｐ-ＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層７を順次埋め込み成長させる。
クラッド層２およびＭＱＷ吸収層３の表面に、ｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層４のバンドギャップエネルギの値とＭＱＷ
吸収層３のバンドギャップエネルギの値との中間の値の
バンドギャップエネルギを有し、バンドギャップの不連
続性を緩和するためのＩｎＧａＡｓＰを含むバンド不連
続緩和層６ａ、ｐ-ＩｎＰクラッド層４およびｐ-ＩｎＧ
ａＡｓコンタクト層７を順次埋め込み成長させる。
【００５０】このとき、ＩｎＧａＡｓＰバンド不連続緩
和層６ａのバンドギャップエネルギ（Ｅｇ２）の値が、
ＭＱＷ吸収層３のバンドギャップエネルギ（Ｅｇ０）の
値とｐ−ＩｎＰクラッド層４のバンドギャップエネルギ
（Ｅｇ１）の値との中間の値になるように、すなわち、
Ｅｇ１＞Ｅｇ２＞Ｅｇ０となるように、成膜条件を設定
する。
和層６ａのバンドギャップエネルギ（Ｅｇ２）の値が、
ＭＱＷ吸収層３のバンドギャップエネルギ（Ｅｇ０）の
値とｐ−ＩｎＰクラッド層４のバンドギャップエネルギ
（Ｅｇ１）の値との中間の値になるように、すなわち、
Ｅｇ１＞Ｅｇ２＞Ｅｇ０となるように、成膜条件を設定
する。
【００５１】また、ＩｎＧａＡｓＰバンド不連続緩和層
６ｂのバンドギャップエネルギ（Ｅｇ２’）の値が、Ｍ
ＱＷ吸収層３のバンドギャップエネルギ（Ｅｇ０）の値
とｎ−ＩｎＰクラッド層５のバンドギャップエネルギ
（Ｅｇ１’）の値との中間の値になるように、すなわ
ち、Ｅｇ１’＞Ｅｇ２’＞Ｅｇ０となるように、成膜条
件を設定する。
６ｂのバンドギャップエネルギ（Ｅｇ２’）の値が、Ｍ
ＱＷ吸収層３のバンドギャップエネルギ（Ｅｇ０）の値
とｎ−ＩｎＰクラッド層５のバンドギャップエネルギ
（Ｅｇ１’）の値との中間の値になるように、すなわ
ち、Ｅｇ１’＞Ｅｇ２’＞Ｅｇ０となるように、成膜条
件を設定する。
【００５２】最後に、図１に示すように、ｎオーミック
電極１０およびｐオーミック電極９を形成する。
電極１０およびｐオーミック電極９を形成する。
【００５３】なお、ＩｎＧａＡｓＰバンド不連続緩和層
６のバンドギャップエネルギの値の調整は、ＩｎＧａＡ
ｓＰバンド不連続緩和層６を結晶成長させる時の原料ガ
スの流量をコントロールすることにより行なわれる。ま
た、ＩｎＧａＡｓＰ層６の膜厚は、ＭＱＷ吸収層３の側
面において０．１μｍ程度となるように成膜条件を設定
すればよい。
６のバンドギャップエネルギの値の調整は、ＩｎＧａＡ
ｓＰバンド不連続緩和層６を結晶成長させる時の原料ガ
スの流量をコントロールすることにより行なわれる。ま
た、ＩｎＧａＡｓＰ層６の膜厚は、ＭＱＷ吸収層３の側
面において０．１μｍ程度となるように成膜条件を設定
すればよい。
【００５４】上記本実施の形態の半導体光変調器によれ
ば、ＭＱＷ吸収層３とｐ−ＩｎＰクラッド層４との間
に、ＭＱＷ吸収層３のバンドギャップエネルギの値とｐ
−ＩｎＰクラッド層４のバンドギャップエネルギの値と
の中間の値のバンドギャップエネルギを有するバンド不
連続緩和層６ａを挟み込むことで、ＭＱＷ吸収層３とｐ
−ＩｎＰクラッド層４との間のヘテロ障壁を低くしてい
る。その結果、ＭＱＷ吸収層３内で発生したホールが、
ヘテロ障壁でパイルアップすることなくｐ−ＩｎＰクラ
ッド層４へ送り出されるため、光信号の入力に対応した
電気信号の応答速度の劣化を抑制することができる。
ば、ＭＱＷ吸収層３とｐ−ＩｎＰクラッド層４との間
に、ＭＱＷ吸収層３のバンドギャップエネルギの値とｐ
−ＩｎＰクラッド層４のバンドギャップエネルギの値と
の中間の値のバンドギャップエネルギを有するバンド不
連続緩和層６ａを挟み込むことで、ＭＱＷ吸収層３とｐ
−ＩｎＰクラッド層４との間のヘテロ障壁を低くしてい
る。その結果、ＭＱＷ吸収層３内で発生したホールが、
ヘテロ障壁でパイルアップすることなくｐ−ＩｎＰクラ
ッド層４へ送り出されるため、光信号の入力に対応した
電気信号の応答速度の劣化を抑制することができる。
【００５５】また、ＭＱＷ吸収層３とｎ−ＩｎＰクラッ
ド層５との間に、ＭＱＷ吸収層３のバンドギャップエネ
ルギの値とｎ−ＩｎＰクラッド層５のバンドギャップエ
ネルギの値との中間の値のバンドギャップエネルギを有
するバンド不連続緩和層６ｂを挟み込むことで、ＭＱＷ
吸収層３とｎ−ＩｎＰクラッド層５との間のヘテロ障壁
を低くしている。その結果、ＭＱＷ吸収層３内で発生し
た自由電子が、ヘテロ障壁でパイルアップすることなく
ｎ−ＩｎＰクラッド層５へ送り出されるため、光信号の
入力に対応した電気信号の応答速度の劣化を抑制するこ
とができる。
ド層５との間に、ＭＱＷ吸収層３のバンドギャップエネ
ルギの値とｎ−ＩｎＰクラッド層５のバンドギャップエ
ネルギの値との中間の値のバンドギャップエネルギを有
するバンド不連続緩和層６ｂを挟み込むことで、ＭＱＷ
吸収層３とｎ−ＩｎＰクラッド層５との間のヘテロ障壁
を低くしている。その結果、ＭＱＷ吸収層３内で発生し
た自由電子が、ヘテロ障壁でパイルアップすることなく
ｎ−ＩｎＰクラッド層５へ送り出されるため、光信号の
入力に対応した電気信号の応答速度の劣化を抑制するこ
とができる。
【００５６】本実施の形態の光変調器においては、バン
ド不連続緩和層６ａおよびバンド不連続緩和層６ｂとし
てＩｎＧａＡｓＰ層を用いたが、バンド不連続緩和層６
のバンドギャップエネルギの値Ｅｇ２およびＥｇ２’
が、Ｅｇ１＞Ｅｇ２＞Ｅｇ０およびＥｇ１’＞Ｅｇ２’
＞Ｅｇ０の関係になる層であれば、他の半導体層を用い
てもよい。
ド不連続緩和層６ａおよびバンド不連続緩和層６ｂとし
てＩｎＧａＡｓＰ層を用いたが、バンド不連続緩和層６
のバンドギャップエネルギの値Ｅｇ２およびＥｇ２’
が、Ｅｇ１＞Ｅｇ２＞Ｅｇ０およびＥｇ１’＞Ｅｇ２’
＞Ｅｇ０の関係になる層であれば、他の半導体層を用い
てもよい。
【００５７】また、バンド不連続緩和層６ａ，６ｂは、
１種類の層のみで構成される層に限定されるものではな
く、複数種類の層であってそれぞれバンドギャップエネ
ルギが異なる層が積層されたものであってもよい。
１種類の層のみで構成される層に限定されるものではな
く、複数種類の層であってそれぞれバンドギャップエネ
ルギが異なる層が積層されたものであってもよい。
【００５８】また、本実施の形態の半導体光変調器で
は、バンド不連続緩和層６ａ，６ｂにより、段階的にバ
ンドギャップエネルギが変化するようにしたが、バンド
不連続緩和層として、連続的にバンドギャップエネルギ
が変化するよう組成調整された材料を用いることも可能
である。この場合も、Ｅｇ１＞Ｅｇ２＞Ｅｇ０およびＥ
ｇ１’＞Ｅｇ２’＞Ｅｇ０の関係となるように、バンド
不連続緩和層の材料構成を選択すればよい。
は、バンド不連続緩和層６ａ，６ｂにより、段階的にバ
ンドギャップエネルギが変化するようにしたが、バンド
不連続緩和層として、連続的にバンドギャップエネルギ
が変化するよう組成調整された材料を用いることも可能
である。この場合も、Ｅｇ１＞Ｅｇ２＞Ｅｇ０およびＥ
ｇ１’＞Ｅｇ２’＞Ｅｇ０の関係となるように、バンド
不連続緩和層の材料構成を選択すればよい。
【００５９】なお、本実施の形態の半導体光変調器にお
いては、バンド不連続緩和層６ａおよびバンド不連続緩
和層６ｂの双方が形成される場合を例にして説明した
が、バンド不連続緩和層６ａおよびバンド不連続緩和層
６ｂのいずれか一方のみが形成された半導体光変調器で
あっても、バンド不連続緩和層６ａおよびバンド不連続
緩和層６ｂのいずれか一方により得られる上述の効果に
より、半導体光変調器の応答速度を向上させることがで
きる。
いては、バンド不連続緩和層６ａおよびバンド不連続緩
和層６ｂの双方が形成される場合を例にして説明した
が、バンド不連続緩和層６ａおよびバンド不連続緩和層
６ｂのいずれか一方のみが形成された半導体光変調器で
あっても、バンド不連続緩和層６ａおよびバンド不連続
緩和層６ｂのいずれか一方により得られる上述の効果に
より、半導体光変調器の応答速度を向上させることがで
きる。
【００６０】一般には、活性層とｐ-ＩｎＰクラッド層
との界面でのバンド不連続が応答速度の劣化を引き起こ
すため、バンド不連続緩和層６ａを挿入することが最も
高い効果が得られる。
との界面でのバンド不連続が応答速度の劣化を引き起こ
すため、バンド不連続緩和層６ａを挿入することが最も
高い効果が得られる。
【００６１】また、バンド不連続緩和層６ａ，６ｂは、
不純物がドープされたものであっても、不純物がドープ
されていないものであってもよい。
不純物がドープされたものであっても、不純物がドープ
されていないものであってもよい。
【００６２】（実施の形態２）図２を用いて、本実施の
形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説明す
る。図２に示すように、本実施の形態の半導体光変調器
の構造は、実施の形態１において図１を用いて示した半
導体光変調器の構造と略同様の構造である。ただし、図
１の半導体光変調器の構造において、さらに、バンド不
連続緩和層６ａとＭＱＷ吸収層３およびｉ−ＩｎＰクラ
ッド層２との間、ならびに、バンド不連続緩和層６ａと
半絶縁性ＩｎＰ基板１との間にＩｎＰバッファ層１１ａ
が設けられている。また、図１の半導体光変調器の構造
において、さらに、バンド不連続緩和層６ｂとＭＱＷ吸
収層３およびｉ−ＩｎＰクラッド層２との間、ならび
に、バンド不連続緩和層６ｂと半絶縁性ＩｎＰ基板１と
の間にＩｎＰバッファ層１１ｂが設けられている。
形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説明す
る。図２に示すように、本実施の形態の半導体光変調器
の構造は、実施の形態１において図１を用いて示した半
導体光変調器の構造と略同様の構造である。ただし、図
１の半導体光変調器の構造において、さらに、バンド不
連続緩和層６ａとＭＱＷ吸収層３およびｉ−ＩｎＰクラ
ッド層２との間、ならびに、バンド不連続緩和層６ａと
半絶縁性ＩｎＰ基板１との間にＩｎＰバッファ層１１ａ
が設けられている。また、図１の半導体光変調器の構造
において、さらに、バンド不連続緩和層６ｂとＭＱＷ吸
収層３およびｉ−ＩｎＰクラッド層２との間、ならび
に、バンド不連続緩和層６ｂと半絶縁性ＩｎＰ基板１と
の間にＩｎＰバッファ層１１ｂが設けられている。
【００６３】ＩｎＰバッファ層１１ａ，１１ｂは、ＭＱ
Ｗ吸収層３とＩｎＧａＡｓＰを含むバンド不連続緩和層
６ａ，６ｂの間に結晶成長により形成されている。な
お、ＩｎＰバッファ層１１ａ，１１ｂの膜厚は、０．１
μｍ以下であることが望ましい。
Ｗ吸収層３とＩｎＧａＡｓＰを含むバンド不連続緩和層
６ａ，６ｂの間に結晶成長により形成されている。な
お、ＩｎＰバッファ層１１ａ，１１ｂの膜厚は、０．１
μｍ以下であることが望ましい。
【００６４】実施の形態１の半導体光変調器の製造方法
においては、ＭＱＷ吸収層３の側面に直接ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層により構成されたバンド不連続緩和層６ａ，６ｂを
結晶成長させるようにしたが、実際には、バンド不連続
緩和層６ａ，６ｂを結晶成長させる場合、半絶縁性Ｉｎ
Ｐ基板１、ＭＱＷ吸収層３およびｉ−ＩｎＰクラッド層
２の表面に、直接ＩｎＧａＡｓＰ層を結晶成長させるこ
とは困難である。
においては、ＭＱＷ吸収層３の側面に直接ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層により構成されたバンド不連続緩和層６ａ，６ｂを
結晶成長させるようにしたが、実際には、バンド不連続
緩和層６ａ，６ｂを結晶成長させる場合、半絶縁性Ｉｎ
Ｐ基板１、ＭＱＷ吸収層３およびｉ−ＩｎＰクラッド層
２の表面に、直接ＩｎＧａＡｓＰ層を結晶成長させるこ
とは困難である。
【００６５】そのため、本実施の形態の半導体光変調器
の製造方法においては、まず、ＩｎＰバッファ層１１
ａ，１１ｂを、０．１μｍ以下というような薄い膜厚で
結晶成長させた後、ＩｎＰバッファ層１１ａ，１１ｂの
表面上に、ＩｎＧａＡｓＰバンド不連続緩和層６ａ，６
ｂを結晶成長させるようにする。
の製造方法においては、まず、ＩｎＰバッファ層１１
ａ，１１ｂを、０．１μｍ以下というような薄い膜厚で
結晶成長させた後、ＩｎＰバッファ層１１ａ，１１ｂの
表面上に、ＩｎＧａＡｓＰバンド不連続緩和層６ａ，６
ｂを結晶成長させるようにする。
【００６６】なお、ＩｎＰバッファ層１１ａ，１１ｂの
膜厚が、０．１μｍよりも厚いと、ＩｎＰバッファ層１
１ａ，１１ｂとＭＱＷ吸収層３との間のヘテロ障壁の存
在により、前述したパイルアップの問題が生じる。その
ため、ＩｎＰバッファ層１１ａ，１１ｂは、理想的に
は、ヘテロ障壁により電子またはホールがパイルアップ
しない程度の膜厚、たとえば、１０ｎｍ以下程度の膜厚
になるように形成することが望ましい。
膜厚が、０．１μｍよりも厚いと、ＩｎＰバッファ層１
１ａ，１１ｂとＭＱＷ吸収層３との間のヘテロ障壁の存
在により、前述したパイルアップの問題が生じる。その
ため、ＩｎＰバッファ層１１ａ，１１ｂは、理想的に
は、ヘテロ障壁により電子またはホールがパイルアップ
しない程度の膜厚、たとえば、１０ｎｍ以下程度の膜厚
になるように形成することが望ましい。
【００６７】なお、本実施の形態の半導体光変調器にお
いては、ＩｎＰバッファ層１１ａおよびＩｎＰバッファ
層１１ｂの双方が形成される場合を例に示したが、バン
ド不連続緩和層６ａおよびバンド不連続緩和層６ｂのい
ずれか一方のみが形成された半導体光変調器であれば、
形成されたバンド不連続緩和層６ａおよびバンド不連続
緩和層６ｂのいずれか一方側にのみＩｎＰバッファ層を
設け、電子およびホールのうちいずれかのパイルアップ
を抑制することにより、半導体光変調器の応答速度を向
上させてもよい。
いては、ＩｎＰバッファ層１１ａおよびＩｎＰバッファ
層１１ｂの双方が形成される場合を例に示したが、バン
ド不連続緩和層６ａおよびバンド不連続緩和層６ｂのい
ずれか一方のみが形成された半導体光変調器であれば、
形成されたバンド不連続緩和層６ａおよびバンド不連続
緩和層６ｂのいずれか一方側にのみＩｎＰバッファ層を
設け、電子およびホールのうちいずれかのパイルアップ
を抑制することにより、半導体光変調器の応答速度を向
上させてもよい。
【００６８】（実施の形態３）図３を用いて、本実施の
形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説明す
る。本実施の形態の半導体光変調器の構造は、図１を用
いて示した実施の形態１の半導体光変調器の構造とほぼ
同様であるが、図１に示したバンド不連続緩和層６ａ，
６ｂの代わりに、ＭＱＷ吸収層３の両側端部に、ＭＱＷ
吸収層３がディスオーダされたディスオーダ領域１２
ａ，１２ｂを有している。
形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説明す
る。本実施の形態の半導体光変調器の構造は、図１を用
いて示した実施の形態１の半導体光変調器の構造とほぼ
同様であるが、図１に示したバンド不連続緩和層６ａ，
６ｂの代わりに、ＭＱＷ吸収層３の両側端部に、ＭＱＷ
吸収層３がディスオーダされたディスオーダ領域１２
ａ，１２ｂを有している。
【００６９】本実施の形態の光変調器の製造方法では、
光導波路としてのｉ−ＩｎＰクラッド層２およびＭＱＷ
吸収層３を形成した後、ｎ−ＩｎＰクラッド層５および
ｐ−ＩｎＰクラッド層４の埋込成長を開始する前に、Ｍ
ＱＷ吸収層３の両側端面からＭＱＷ吸収層３内へ不純物
を拡散させることで、ＭＱＷ吸収層３内のウェル層とバ
リア層との中間組成を有するディスオーダ領域１２ａ，
１２ｂを形成する。たとえば、ＭＱＷ吸収層３の両側端
面からＭＱＷ吸収層３内へＺｎイオンを熱拡散させた
り、または、Ｚｎイオンをイオン注入することで、容易
にディスオーダ領域１２ａ，１２ｂを形成することが可
能である。
光導波路としてのｉ−ＩｎＰクラッド層２およびＭＱＷ
吸収層３を形成した後、ｎ−ＩｎＰクラッド層５および
ｐ−ＩｎＰクラッド層４の埋込成長を開始する前に、Ｍ
ＱＷ吸収層３の両側端面からＭＱＷ吸収層３内へ不純物
を拡散させることで、ＭＱＷ吸収層３内のウェル層とバ
リア層との中間組成を有するディスオーダ領域１２ａ，
１２ｂを形成する。たとえば、ＭＱＷ吸収層３の両側端
面からＭＱＷ吸収層３内へＺｎイオンを熱拡散させた
り、または、Ｚｎイオンをイオン注入することで、容易
にディスオーダ領域１２ａ，１２ｂを形成することが可
能である。
【００７０】その後、光導波路となるｉ−ＩｎＰクラッ
ド層２およびＭＱＷ吸収層３の両側面に接するように、
ｎ−ＩｎＰクラッド層５およびｐ−ＩｎＰクラッド層４
を埋込成長させる。これにより、ＭＱＷ吸収層３の中央
部とｐ−ＩｎＰクラッド層４との間に、ＭＱＷ吸収層３
のバンドギャップエネルギの値とｐ−ＩｎＰクラッド層
４のバンドギャップエネルギの値の中間の値のバンドギ
ャップエネルギを有するバンド不連続緩和部としてのデ
ィスオーダ領域１２ａを形成することができる。また、
ＭＱＷ吸収層３の中央部とｎ−ＩｎＰクラッド層５との
間に、ＭＱＷ吸収層３のバンドギャップエネルギの値と
ｎ−ＩｎＰクラッド層５のバンドギャップエネルギの値
の中間の値のバンドギャップエネルギを有するバンド不
連続緩和部としてのディスオーダ領域１２ｂを形成する
ことができる。
ド層２およびＭＱＷ吸収層３の両側面に接するように、
ｎ−ＩｎＰクラッド層５およびｐ−ＩｎＰクラッド層４
を埋込成長させる。これにより、ＭＱＷ吸収層３の中央
部とｐ−ＩｎＰクラッド層４との間に、ＭＱＷ吸収層３
のバンドギャップエネルギの値とｐ−ＩｎＰクラッド層
４のバンドギャップエネルギの値の中間の値のバンドギ
ャップエネルギを有するバンド不連続緩和部としてのデ
ィスオーダ領域１２ａを形成することができる。また、
ＭＱＷ吸収層３の中央部とｎ−ＩｎＰクラッド層５との
間に、ＭＱＷ吸収層３のバンドギャップエネルギの値と
ｎ−ＩｎＰクラッド層５のバンドギャップエネルギの値
の中間の値のバンドギャップエネルギを有するバンド不
連続緩和部としてのディスオーダ領域１２ｂを形成する
ことができる。
【００７１】ここでは、不純物拡散によるディスオーダ
を利用する例を示したが、ＭＱＷ吸収層３内のウェル層
とバリア層とが混ざり合って混晶化させるための手法の
一例として不純物を拡散または注入する例を示したが、
他の手法を用いても結果としてＭＱＷ吸収層３内のウェ
ル層とバリア層とを混晶化させることができるのであれ
ば、前述した半導体光変調器の応答速度の向上という効
果を得ることができる。
を利用する例を示したが、ＭＱＷ吸収層３内のウェル層
とバリア層とが混ざり合って混晶化させるための手法の
一例として不純物を拡散または注入する例を示したが、
他の手法を用いても結果としてＭＱＷ吸収層３内のウェ
ル層とバリア層とを混晶化させることができるのであれ
ば、前述した半導体光変調器の応答速度の向上という効
果を得ることができる。
【００７２】また、本実施の形態の半導体光変調器にお
いては、ディスオーダ領域１２ａおよびディスオーダ領
域１２ｂの双方が形成される構造を例にして説明した
が、ディスオーダ領域１２ａおよびディスオーダ領域１
２ｂのいずれか一方のみが形成された半導体光変調器で
あっても、ディスオーダ領域１２ａおよびディスオーダ
領域１２ｂのいずれか一方により得られる上述のキャリ
アのパイルアップ抑制効果により、半導体光変調器の応
答速度を向上させることができる。
いては、ディスオーダ領域１２ａおよびディスオーダ領
域１２ｂの双方が形成される構造を例にして説明した
が、ディスオーダ領域１２ａおよびディスオーダ領域１
２ｂのいずれか一方のみが形成された半導体光変調器で
あっても、ディスオーダ領域１２ａおよびディスオーダ
領域１２ｂのいずれか一方により得られる上述のキャリ
アのパイルアップ抑制効果により、半導体光変調器の応
答速度を向上させることができる。
【００７３】（実施の形態４）図４を用いて、本実施の
形態の半導体光変調器を説明する。本実施の形態の半導
体光変調器においては、実施の形態１の半導体光変調器
のバンド不連続緩和層６ａ，６ｂと実施の形態３の半導
体光変調器のディスオーダ領域１２ａ，１２ｂとの双方
を備えることで、それぞれを単独で備える場合よりもさ
らにへテロ障壁によるキャリアのパイルアップを低減す
ることが可能となる。
形態の半導体光変調器を説明する。本実施の形態の半導
体光変調器においては、実施の形態１の半導体光変調器
のバンド不連続緩和層６ａ，６ｂと実施の形態３の半導
体光変調器のディスオーダ領域１２ａ，１２ｂとの双方
を備えることで、それぞれを単独で備える場合よりもさ
らにへテロ障壁によるキャリアのパイルアップを低減す
ることが可能となる。
【００７４】すなわち、本実施の形態の半導体光変調器
においては、ＩｎＧａＡｓＰを含むバンド不連続緩和層
６ａのバンドギャップエネルギの値を、ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層４のバンドギャプエネルギの値とＭＱＷ層３内の
ディスオーダ領域１２のバンドギャップエネルギの値と
の中間の値に設定することで、実施の形態３の半導体光
変調器に比較して、ディスオーダ領域１２ａとｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層４との間のヘテロ障壁の高さを低くするこ
とができる。
においては、ＩｎＧａＡｓＰを含むバンド不連続緩和層
６ａのバンドギャップエネルギの値を、ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層４のバンドギャプエネルギの値とＭＱＷ層３内の
ディスオーダ領域１２のバンドギャップエネルギの値と
の中間の値に設定することで、実施の形態３の半導体光
変調器に比較して、ディスオーダ領域１２ａとｐ−Ｉｎ
Ｐクラッド層４との間のヘテロ障壁の高さを低くするこ
とができる。
【００７５】また、本実施の形態の半導体光変調器にお
いては、ＩｎＧａＡｓＰを含むバンド不連続緩和層６ｂ
のバンドギャップエネルギの値を、ｎ−ＩｎＰクラッド
層５とＭＱＷ層３内のディスオーダ領域１２ｂとの中間
の値に設定することで、実施の形態３の半導体光変調器
に比較して、ディスオーダ領域１２ｂとｎ−ＩｎＰクラ
ッド層５との間のヘテロ障壁の高さを低くすることがで
きる。
いては、ＩｎＧａＡｓＰを含むバンド不連続緩和層６ｂ
のバンドギャップエネルギの値を、ｎ−ＩｎＰクラッド
層５とＭＱＷ層３内のディスオーダ領域１２ｂとの中間
の値に設定することで、実施の形態３の半導体光変調器
に比較して、ディスオーダ領域１２ｂとｎ−ＩｎＰクラ
ッド層５との間のヘテロ障壁の高さを低くすることがで
きる。
【００７６】したがって、実施の形態１または３よりも
さらに半導体光変調器の応答速度を向上させることが可
能となる。
さらに半導体光変調器の応答速度を向上させることが可
能となる。
【００７７】（実施の形態５）図５を用いて、本実施の
形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説明す
る。本実施の形態の半導体光変調器の構造は、図１を用
いて示した実施の形態１の半導体光変調器の構造とほぼ
同様であるが、ｐ型およびｎ型のドーピングフロント２
ａ，２ｂが活性層内すなわちｉ−ＩｎＰクラッド層２お
よびＭＱＷ吸収層３内に形成されていることが実施の形
態１の半導体変調器の構造と異なる。
形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説明す
る。本実施の形態の半導体光変調器の構造は、図１を用
いて示した実施の形態１の半導体光変調器の構造とほぼ
同様であるが、ｐ型およびｎ型のドーピングフロント２
ａ，２ｂが活性層内すなわちｉ−ＩｎＰクラッド層２お
よびＭＱＷ吸収層３内に形成されていることが実施の形
態１の半導体変調器の構造と異なる。
【００７８】また、本実施の形態の半導体光変調器の製
造方法においては、光導波路としてのＭＱＷ吸収層３お
よびｉ−ＩｎＰクラッド層２を形成した後、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層５およびｐ−ＩｎＰクラッド層４の埋込成長
させる時に、ｎ−ＩｎＰクラッド層５からｎ型のドーパ
ントをＭＱＷ吸収層３内に拡散させ、かつ、ｐ−ＩｎＰ
クラッド層４からｐ型のドーパントをＭＱＷ吸収層３内
に拡散させることを特徴としている。通常、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層５およびｐ−ＩｎＰクラッド層４には１×１
０18ｃｍ-3程度の不純物ドープがなされている。
造方法においては、光導波路としてのＭＱＷ吸収層３お
よびｉ−ＩｎＰクラッド層２を形成した後、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層５およびｐ−ＩｎＰクラッド層４の埋込成長
させる時に、ｎ−ＩｎＰクラッド層５からｎ型のドーパ
ントをＭＱＷ吸収層３内に拡散させ、かつ、ｐ−ＩｎＰ
クラッド層４からｐ型のドーパントをＭＱＷ吸収層３内
に拡散させることを特徴としている。通常、ｎ−ＩｎＰ
クラッド層５およびｐ−ＩｎＰクラッド層４には１×１
０18ｃｍ-3程度の不純物ドープがなされている。
【００７９】この、ｎ−ＩｎＰクラッド層５またはｐ−
ＩｎＰクラッド層４を結晶成長させる際に、ＭＱＷ吸収
層３の両側端面からｎ型不純物またはｐ型不純物（ドー
パント）が拡散することで、ｐ型およびｎ型のドーピン
グフロント２ａ，２ｂがＭＱＷ吸収層３内に形成され
る。
ＩｎＰクラッド層４を結晶成長させる際に、ＭＱＷ吸収
層３の両側端面からｎ型不純物またはｐ型不純物（ドー
パント）が拡散することで、ｐ型およびｎ型のドーピン
グフロント２ａ，２ｂがＭＱＷ吸収層３内に形成され
る。
【００８０】その結果、ｐ−ＩｎＰクラッド層４とＭＱ
Ｗ吸収層３との界面のヘテロ障壁がｐ型にドープされ、
すなわち、ｐ型不純物領域の中に入り込み、また、ｎ−
ＩｎＰクラッド層５とＭＱＷ吸収層３との界面のテロ障
壁がｎ型にドープされ、すなわち、ｎ型不純物領域の中
に入り込むことになる。
Ｗ吸収層３との界面のヘテロ障壁がｐ型にドープされ、
すなわち、ｐ型不純物領域の中に入り込み、また、ｎ−
ＩｎＰクラッド層５とＭＱＷ吸収層３との界面のテロ障
壁がｎ型にドープされ、すなわち、ｎ型不純物領域の中
に入り込むことになる。
【００８１】一般に、ヘテロ障壁に不純物をドープする
と、不純物をドープしていない場合に比較して、ヘテロ
障壁の高さが低くなり、ホールや電子がヘテロ障壁を乗
り越え易くなる。
と、不純物をドープしていない場合に比較して、ヘテロ
障壁の高さが低くなり、ホールや電子がヘテロ障壁を乗
り越え易くなる。
【００８２】その結果、ヘテロ障壁が、ｐ−ＩｎＰクラ
ッド層４とＭＱＷ吸収層３との界面のみおよびｎ−Ｉｎ
Ｐクラッド層５とＭＱＷ吸収層３との界面のみに存在し
ていたことに起因したホールおよび電子のパイルアップ
による悪影響を抑制することができる。その結果、半導
体光変調器の応答速度が向上する。
ッド層４とＭＱＷ吸収層３との界面のみおよびｎ−Ｉｎ
Ｐクラッド層５とＭＱＷ吸収層３との界面のみに存在し
ていたことに起因したホールおよび電子のパイルアップ
による悪影響を抑制することができる。その結果、半導
体光変調器の応答速度が向上する。
【００８３】なお、本実施の形態の半導体光変調器で
は、ｎ−ＩｎＰクラッド層５からｎ型のドーパントがＭ
ＱＷ吸収層３内に拡散され、かつ、ｐ−ＩｎＰクラッド
層４からｐ型のドーパントがＭＱＷ吸収層３内に拡散さ
れたが、ｐ型のドーパントのみがＭＱＷ吸収層３内に拡
散された半導体光変調器であっても、ホールのパイルア
ップが抑制されるため、半導体光変調器の応答速度を向
上させることができる。
は、ｎ−ＩｎＰクラッド層５からｎ型のドーパントがＭ
ＱＷ吸収層３内に拡散され、かつ、ｐ−ＩｎＰクラッド
層４からｐ型のドーパントがＭＱＷ吸収層３内に拡散さ
れたが、ｐ型のドーパントのみがＭＱＷ吸収層３内に拡
散された半導体光変調器であっても、ホールのパイルア
ップが抑制されるため、半導体光変調器の応答速度を向
上させることができる。
【００８４】（実施の形態６）図６を用いて、本実施の
形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説明す
る。本実施の形態の半導体光変調器の構造は、図１を用
いて示した実施の形態１の半導体光変調器の構造とほぼ
同様であるが、図１に示すバンド不連続緩和層６ａ，６
ｂを設けずに、かつ、ｐ−ＩｎＰクラッド層４およびｎ
−ＩｎＰクラッド層５の代わりに、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ
クラッド層１３ａおよびｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層
１３ｂが形成されていることが実施の形態１の半導体光
変調器の構造と異なる。
形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説明す
る。本実施の形態の半導体光変調器の構造は、図１を用
いて示した実施の形態１の半導体光変調器の構造とほぼ
同様であるが、図１に示すバンド不連続緩和層６ａ，６
ｂを設けずに、かつ、ｐ−ＩｎＰクラッド層４およびｎ
−ＩｎＰクラッド層５の代わりに、ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ
クラッド層１３ａおよびｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層
１３ｂが形成されていることが実施の形態１の半導体光
変調器の構造と異なる。
【００８５】また、本実施の形態の半導体光変調器の製
造方法は、実施の形態１の半導体光変調器の製造方法と
ほぼ同様であるが、光導波路としてのＭＱＷ吸収層３お
よびｉ−ＩｎＰクラッド層２を形成した後のｎ型クラッ
ド層およびｐ型クラッド層の埋込成長を、ＩｎＰ層によ
り行なうのではなく、ＩｎＧａＡｓＰ層により行なって
いることが異なる。
造方法は、実施の形態１の半導体光変調器の製造方法と
ほぼ同様であるが、光導波路としてのＭＱＷ吸収層３お
よびｉ−ＩｎＰクラッド層２を形成した後のｎ型クラッ
ド層およびｐ型クラッド層の埋込成長を、ＩｎＰ層によ
り行なうのではなく、ＩｎＧａＡｓＰ層により行なって
いることが異なる。
【００８６】本実施の形態の半導体光変調器によれば、
ＩｎＰ層でｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層を形成
する場合に比較して、ＭＱＷ吸収層３とｎ型クラッド層
との間のヘテロ障壁によるバンドギャップエネルギを小
さくできるとともに、ＭＱＷ吸収層３とｐ型クラッド層
との間のヘテロ障壁を小さくすることができる。
ＩｎＰ層でｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層を形成
する場合に比較して、ＭＱＷ吸収層３とｎ型クラッド層
との間のヘテロ障壁によるバンドギャップエネルギを小
さくできるとともに、ＭＱＷ吸収層３とｐ型クラッド層
との間のヘテロ障壁を小さくすることができる。
【００８７】なお、本実施の形態の半導体光変調器で
は、ＩｎＧａＡｓＰクラッド層１３ａ，１３ｂのバンド
ギャップエネルギは、ＭＱＷ吸収層３よりも大きくなっ
ていればよい。また、ＭＱＷ吸収層３から離れるに従が
って連続的にまたは段階的にＩｎＧａＡｓＰクラッド層
１３ａ，１３ｂの組成が変化することにより、ＭＱＷ吸
収層３から離れるに従がって連続的にまたは段階的にＩ
ｎＧａＡｓＰクラッド層１３ａ，１３ｂのバンドギャッ
プエネルギが大きくなっていくようにしてもよい。
は、ＩｎＧａＡｓＰクラッド層１３ａ，１３ｂのバンド
ギャップエネルギは、ＭＱＷ吸収層３よりも大きくなっ
ていればよい。また、ＭＱＷ吸収層３から離れるに従が
って連続的にまたは段階的にＩｎＧａＡｓＰクラッド層
１３ａ，１３ｂの組成が変化することにより、ＭＱＷ吸
収層３から離れるに従がって連続的にまたは段階的にＩ
ｎＧａＡｓＰクラッド層１３ａ，１３ｂのバンドギャッ
プエネルギが大きくなっていくようにしてもよい。
【００８８】また、本実施の形態の半導体変調器では、
ｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層の双方をＩｎＧａ
ＡｓＰ層で形成する例を示したが、ｎ型クラッド層およ
びｐ型クラッド層のいずれか一方のみをＩｎＧａＡｓＰ
層で形成する場合には、ホールおよび電子のいずれかの
パイルアップの抑制して、半導体光変調器の応答速度を
向上させることができる。
ｎ型クラッド層およびｐ型クラッド層の双方をＩｎＧａ
ＡｓＰ層で形成する例を示したが、ｎ型クラッド層およ
びｐ型クラッド層のいずれか一方のみをＩｎＧａＡｓＰ
層で形成する場合には、ホールおよび電子のいずれかの
パイルアップの抑制して、半導体光変調器の応答速度を
向上させることができる。
【００８９】（実施の形態７）図７を用いて、本実施の
形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説明す
る。本実施の形態の半導体光変調器は、図１に示す実施
の形態１の半導体変調器の構造とほぼ同様であるが、図
１に示すバンド不連続緩和層６ａ，６ｂを設けずに、図
７に示すように、ＭＱＷ吸収層３の主表面上側に、ｐ−
ＩｎＧａＡｓＰ層１７およびｐ型クラッド層より不純物
濃度が低いｐ-−ＩｎＰ層１５が形成され、かつ、ＭＱ
Ｗ吸収層３の下側の主表面に接するように、ｎ型クラッ
ド層より不純物濃度が低いｎ-−ＩｎＰ層１４およびｎ
−ＩｎＧａＡｓＰ層１６が形成されていることが図１に
示す実施の形態１の半導体変調器の構造と異なる。
形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説明す
る。本実施の形態の半導体光変調器は、図１に示す実施
の形態１の半導体変調器の構造とほぼ同様であるが、図
１に示すバンド不連続緩和層６ａ，６ｂを設けずに、図
７に示すように、ＭＱＷ吸収層３の主表面上側に、ｐ−
ＩｎＧａＡｓＰ層１７およびｐ型クラッド層より不純物
濃度が低いｐ-−ＩｎＰ層１５が形成され、かつ、ＭＱ
Ｗ吸収層３の下側の主表面に接するように、ｎ型クラッ
ド層より不純物濃度が低いｎ-−ＩｎＰ層１４およびｎ
−ＩｎＧａＡｓＰ層１６が形成されていることが図１に
示す実施の形態１の半導体変調器の構造と異なる。
【００９０】また、通常、ＭＯＣＶＤやＭＢＥ法を用い
て結晶成長を行なう場合、上下方向には組成の異なる材
料を容易に積層することができる。このため、本実施の
形態の半導体光変調器の製造方法では、ｎ-−ＩｎＰ層
１４上にバンドギャップエネルギが上側になるほど除々
に小さくなるような組成のｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層１６を
形成する。次に、ＭＱＷ吸収層３を成長させた後、バン
ドギャップエネルギが上側になるほど徐々に大きくなる
ような組成のｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１７を形成する。
て結晶成長を行なう場合、上下方向には組成の異なる材
料を容易に積層することができる。このため、本実施の
形態の半導体光変調器の製造方法では、ｎ-−ＩｎＰ層
１４上にバンドギャップエネルギが上側になるほど除々
に小さくなるような組成のｎ−ＩｎＧａＡｓＰ層１６を
形成する。次に、ＭＱＷ吸収層３を成長させた後、バン
ドギャップエネルギが上側になるほど徐々に大きくなる
ような組成のｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１７を形成する。
【００９１】次にｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層１７の上にｐ-
−ＩｎＰ層１５を成長させた後、ｉ−ＩｎＰ層２を成長
させる。その後、光導波路の形成を行ない、光導波路の
両側面に接するようにｎ−ＩｎＰクラッド層５およびｐ
−ＩｎＰクラッド層４を埋込み成長させる。
−ＩｎＰ層１５を成長させた後、ｉ−ＩｎＰ層２を成長
させる。その後、光導波路の形成を行ない、光導波路の
両側面に接するようにｎ−ＩｎＰクラッド層５およびｐ
−ＩｎＰクラッド層４を埋込み成長させる。
【００９２】前述のように、本実施の形態の半導体変調
器によれば、ＭＱＷ吸収層３への電圧印加を、ＭＱＷ吸
収層３の主表面側からすなわちＭＱＷ吸収層３の上下方
向から行なうことができる。そのため、ＭＱＷ吸収層３
上にあるｐ-−ＩｎＰ層１５およびｐ−ＩｎＰクラッド
層４においてＭＱＷ吸収層３からホールの引抜きを行な
い、かつ、ＭＱＷ吸収層３の下にあるｎ-−ＩｎＰ層１
４およびｎ−ＩｎＰクラッド層５においてＭＱＷ吸収層
３から電子の引抜きを行うことができる。その結果、横
方向から電子およびホールの引き抜きを行なう場合に比
較して、２つのヘテロ障壁によるホールまたは電子のパ
イルアップを抑制することができるため、半導体光変調
器の応答速度を向上させることができる。
器によれば、ＭＱＷ吸収層３への電圧印加を、ＭＱＷ吸
収層３の主表面側からすなわちＭＱＷ吸収層３の上下方
向から行なうことができる。そのため、ＭＱＷ吸収層３
上にあるｐ-−ＩｎＰ層１５およびｐ−ＩｎＰクラッド
層４においてＭＱＷ吸収層３からホールの引抜きを行な
い、かつ、ＭＱＷ吸収層３の下にあるｎ-−ＩｎＰ層１
４およびｎ−ＩｎＰクラッド層５においてＭＱＷ吸収層
３から電子の引抜きを行うことができる。その結果、横
方向から電子およびホールの引き抜きを行なう場合に比
較して、２つのヘテロ障壁によるホールまたは電子のパ
イルアップを抑制することができるため、半導体光変調
器の応答速度を向上させることができる。
【００９３】（実施の形態８）図８を用いて、本実施の
形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説明す
る。本実施の形態の半導体光変調器は、光導波路となる
部分の断面構造が逆台形状となるように形成され、ＭＱ
Ｗ吸収層３が、半絶縁性ＩｎＰ基板１上だけでなく、逆
台形状の斜面部上にも形成されている。また、ＭＱＷ吸
収層３は、ｐ型クラッド層およびｎ型クラッドそれぞれ
の近傍でｐ型クラッド層およびｎ型クラッド層それぞれ
に近づくにしたがって除々に膜厚が小さくなっている。
形態の半導体光変調器の構造および製造方法を説明す
る。本実施の形態の半導体光変調器は、光導波路となる
部分の断面構造が逆台形状となるように形成され、ＭＱ
Ｗ吸収層３が、半絶縁性ＩｎＰ基板１上だけでなく、逆
台形状の斜面部上にも形成されている。また、ＭＱＷ吸
収層３は、ｐ型クラッド層およびｎ型クラッドそれぞれ
の近傍でｐ型クラッド層およびｎ型クラッド層それぞれ
に近づくにしたがって除々に膜厚が小さくなっている。
【００９４】上記の構成によれば、ＭＱＷ吸収層３の厚
さが除々に小さくなっていく部分に、バンドギャップエ
ネルギ緩和部を形成して、キャリアのパイルアップを抑
制することができる。
さが除々に小さくなっていく部分に、バンドギャップエ
ネルギ緩和部を形成して、キャリアのパイルアップを抑
制することができる。
【００９５】また、本実施の形態の半導体光変調器の製
造方法においては、まず、半絶縁性ＩｎＰ基板１上にｎ
−ＩｎＰクラッド層５およびｐ−ＩｎＰクラッド層４を
それぞれ形成するためのクラッド層を結晶成長させた
後、光導波路としてのＭＱＷ吸収層３およびｉ−ＩｎＰ
クラッド層２が形成される領域のクラッド層をエッチン
グで除去する。
造方法においては、まず、半絶縁性ＩｎＰ基板１上にｎ
−ＩｎＰクラッド層５およびｐ−ＩｎＰクラッド層４を
それぞれ形成するためのクラッド層を結晶成長させた
後、光導波路としてのＭＱＷ吸収層３およびｉ−ＩｎＰ
クラッド層２が形成される領域のクラッド層をエッチン
グで除去する。
【００９６】このとき、クラッド層のエッチングされた
部分の断面形状が逆台形状になるようなエッチング液
（たとえば、硫酸、過酸化水素および純水の混合液）を
用いる。その後、エッチングされた部分に、下側のｉ−
ＩｎＰクラッド層２、ＭＱＷ吸収層３、上側のｉ−Ｉｎ
Ｐ層２を順次結晶成長させる。通常、結晶成長の速度は
平坦部より斜面で遅くなる。その結果、ＭＱＷ吸収層３
の膜厚が、平坦部より斜面部で薄くなる。
部分の断面形状が逆台形状になるようなエッチング液
（たとえば、硫酸、過酸化水素および純水の混合液）を
用いる。その後、エッチングされた部分に、下側のｉ−
ＩｎＰクラッド層２、ＭＱＷ吸収層３、上側のｉ−Ｉｎ
Ｐ層２を順次結晶成長させる。通常、結晶成長の速度は
平坦部より斜面で遅くなる。その結果、ＭＱＷ吸収層３
の膜厚が、平坦部より斜面部で薄くなる。
【００９７】ＭＱＷ吸収層３は、斜面部でウェル層とバ
リア層の膜厚が極端に薄くなるため、部分的にウェル層
とバリア層との中間組成の層が形成される。このウェル
層とバリア層との中間組成の層が形成されたＭＱＷ吸収
層３の斜面部が、ＭＱＷ吸収層３の平坦部とＭＱＷ吸収
層３の両側面それぞれに接するように形成されたｎ−Ｉ
ｎＰクラッド層５およびｐ−ＩｎＰクラッド層４との間
のバンド不連続緩和部として機能し、電子またはホール
のパイルアップを抑制することができる。その結果、半
導体光変調器の応答速度を向上させることができる。
リア層の膜厚が極端に薄くなるため、部分的にウェル層
とバリア層との中間組成の層が形成される。このウェル
層とバリア層との中間組成の層が形成されたＭＱＷ吸収
層３の斜面部が、ＭＱＷ吸収層３の平坦部とＭＱＷ吸収
層３の両側面それぞれに接するように形成されたｎ−Ｉ
ｎＰクラッド層５およびｐ−ＩｎＰクラッド層４との間
のバンド不連続緩和部として機能し、電子またはホール
のパイルアップを抑制することができる。その結果、半
導体光変調器の応答速度を向上させることができる。
【００９８】なお、上述の実施の形態１から実施の形態
８までの半導体光変調器は、それぞれが互いに組み合わ
せられたものであってもよい。
８までの半導体光変調器は、それぞれが互いに組み合わ
せられたものであってもよい。
【００９９】また、今回開示された実施の形態はすべて
の点で例示であって制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。
の点で例示であって制限的なものではないと考えられる
べきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特
許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の
意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意
図される。
【０１００】
【発明の効果】本発明の半導体光変調器によれば、ヘテ
ロ障壁に起因したキャリアのパイルアップが抑制される
ことにより、応答速度が向上する。
ロ障壁に起因したキャリアのパイルアップが抑制される
ことにより、応答速度が向上する。
【図１】 実施の形態１の半導体光変調器を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図２】 実施の形態２の半導体光変調器を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図３】 実施の形態３の半導体光変調器を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図４】 実施の形態４の半導体光変調器を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図５】 実施の形態５の半導体光変調器を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図６】 実施の形態６の半導体光変調器を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図７】 実施の形態７の半導体光変調器を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図８】 実施の形態８の半導体光変調器を説明するた
めの図である。
めの図である。
１ 半絶縁性ＩｎＰ基板、２ ｉ−ＩｎＰクラッド層、
２ａ，２ｂ ヘテロ障壁、３ ＭＱＷ吸収層、４ ｐ−
ＩｎＰクラッド層、５ ｎ−ＩｎＰクラッド層、６ａ，
６ｂ ＩｎＧａＡｓＰバンド不連続緩和層、７ ｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓコンタクト層、８ ｎ−ＩｎＧａＡｓコンタ
クト層、９ ｐオーミック電極、１０ｎオーミック電
極、１１ａ，１１ｂ ＩｎＰバッファ層、１２ａ，１２
ｂ ＭＱＷ吸収層がディスオーダされたディスオーダ領
域、１３ａ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層、１３ｂ
ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層、１４ ｎ-−ＩｎＰ
層、１５ ｐ-−ＩｎＰ層、１６ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
層、１７ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層。
２ａ，２ｂ ヘテロ障壁、３ ＭＱＷ吸収層、４ ｐ−
ＩｎＰクラッド層、５ ｎ−ＩｎＰクラッド層、６ａ，
６ｂ ＩｎＧａＡｓＰバンド不連続緩和層、７ ｐ−Ｉ
ｎＧａＡｓコンタクト層、８ ｎ−ＩｎＧａＡｓコンタ
クト層、９ ｐオーミック電極、１０ｎオーミック電
極、１１ａ，１１ｂ ＩｎＰバッファ層、１２ａ，１２
ｂ ＭＱＷ吸収層がディスオーダされたディスオーダ領
域、１３ａ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層、１３ｂ
ｎ−ＩｎＧａＡｓＰクラッド層、１４ ｎ-−ＩｎＰ
層、１５ ｐ-−ＩｎＰ層、１６ ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ
層、１７ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰ層。
Claims (18)
- 【請求項１】 半絶縁性基板と、 前記半絶縁性基板の上に形成された第１導電型クラッド
層と、 前記半絶縁性基板の上に前記第１導電型クラッド層と同
じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成された、前
記第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２導電型
クラッド層と、 前記第１導電型クラッド層と前記第２導電型クラッド層
との間に設けられた活性層と、 前記活性層と前記第１導電型クラッド層との間に、バン
ドギャップエネルギが、前記活性層より大きく、かつ、
前記第１導電型クラッド層より小さいバンド不連続緩和
層とを備えた、半導体光変調器。 - 【請求項２】 前記バンド不連続緩和層は、バンドギャ
ップエネルギが異なる複数の層が積層されることにより
構成されている、請求項１に記載の半導体光変調器。 - 【請求項３】 前記バンド不連続緩和層は、バンドギャ
ップエネルギが段階的に変化するように構成されてい
る、請求項１に記載の半導体光変調器。 - 【請求項４】 前記バンド不連続緩和層は、バンドギャ
ップエネルギが連続的に変化するように構成されてい
る、請求項１に記載の半導体光変調器。 - 【請求項５】 前記活性層と前記バン不連続緩和層との
間に、使用時の電圧において、電子またはホールがトン
ネリング可能な厚さを有するバッファ層を備え、 該バッファ層は、該バッファ層の上に前記バンド不連続
緩和層を直接形成することが可能な材料により構成され
ている、請求項１〜４のいずれかに記載の半導体光変調
器。 - 【請求項６】 前記バッファ層は、膜厚が０．１μｍ以
下である、請求項５に記載の半導体光変調器。 - 【請求項７】 半絶縁性基板と、 前記半絶縁性基板の上に形成された第１導電型クラッド
層と、 前記半絶縁性基板の上に前記第１導電型クラッド層と同
じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成された、前
記第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２導電型
クラッド層と、 前記第１導電型クラッド層と前記第２導電型クラッド層
との間に設けられた活性層とを備え、 前記活性層は、バリア層とウエル層とを有する多重量子
井戸活性層であり、前記活性層と前記クラッド層とが対
向する面の近傍に、前記バリア層と前記ウエル層とが混
晶化された混晶化部を含む、半導体光変調器。 - 【請求項８】 前記混晶化部は、前記活性層の側端面か
ら不純物が導入されることにより形成された、請求項７
に記載の半導体光変調器。 - 【請求項９】 請求項１〜６のいずれかに記載の半導体
光変調器のバンド不連続緩和層と、請求項７または８に
記載の混晶化部との双方を備えた、半導体光変調器。 - 【請求項１０】 半絶縁性基板と、 前記半絶縁性基板の上に形成された第１導電型クラッド
層と、 前記半絶縁性基板の上に前記第１導電型クラッド層と同
じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成された、前
記第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２導電型
クラッド層と、 前記第１導電型クラッド層と前記第２導電型クラッド層
との間に設けられた活性層とを備え、 該活性層と前記第１導電型クラッド層とが対向する面の
近傍の活性層中に、前記第１導電型の不純物を含んでい
る、半導体光変調器。 - 【請求項１１】 半絶縁性基板と、 前記半絶縁性基板の上に形成された第１導電型クラッド
層と、 前記半絶縁性基板の上に前記第１導電型クラッド層と同
じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成された、前
記第１導電型クラッドとは異なる導電型の第２導電型ク
ラッド層と、 前記第１導電型クラッド層と前記第２導電型クラッド層
との間に設けられた活性層とを備え、 前記第１導電型クラッド層は、前記活性層の主成分とな
る物質と同一の物質を主成分として含む、半導体光変調
器。 - 【請求項１２】 前記第１導電型クラッド層は、前記活
性層の端部から離れるにしたがって段階的にバンドギャ
ップエネルギが大きくなっていく、請求項１１に記載の
半導体光変調器。 - 【請求項１３】 前記第１導電型クラッド層は、前記活
性層の端部から離れるにしたがって連続的にバンドギャ
ップエネルギが大きくなっていく、請求項１１に記載の
半導体光変調器。 - 【請求項１４】 半絶縁性基板と、 前記半絶縁性基板の上に形成された第１導電型クラッド
層と、 前記半絶縁性基板の上に前記第１導電型クラッド層と同
じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成された、前
記第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２導電型
クラッド層と、 前記第１導電型クラッド層と前記第２導電型クラッド層
との双方に接するように、前記第１導電型クラッド層と
前記第２導電型クラッド層との間に設けられた活性層
と、 前記第１導電型クラッド層と前記第２導電型クラッド層
との双方に接し、前記活性層の一方の主表面に接するよ
うに設けられ、前記第１導電型クラッド層と同じ導電型
の第１導電型層と、 前記第１導電型クラッド層と前記第２導電型クラッド層
との双方に接し、前記活性層の他方の主表面に接するよ
うに設けられ、前記第２導電型クラッド層と同じ導電型
の第２導電型層とを含み、 前記第１導電型層のバンドギャップエネルギは、前記活
性層のバンドギャップエネルギより大きく、かつ、前記
第１導電型クラッド層のバンドギャップエネルギよりも
小さい、半導体光変調器。 - 【請求項１５】 前記第１導電型クラッド層と前記第２
導電型クラッド層との双方に接し、前記第１導電型層の
前記活性層とは逆の主表面に接するように設けられ、前
記第１導電型クラッド層と同じ導電型であって前記第１
導電型クラッド層よりも不純物濃度が低い第１導電型不
純物層と、 前記第１導電型クラッド層と前記第２導電型クラッド層
との双方に接し、前記第２導電型層の前記活性層とは反
対側の主表面に接するように設けられ、前記第２導電型
クラッド層と同じ導電型であって前記第２導電型クラッ
ド層よりも不純物濃度が低い第２導電型不純物層とを含
む、請求項１４に記載の半導体光変調器。 - 【請求項１６】 半絶縁性基板と、 前記半絶縁性基板の上に形成された第１導電型クラッド
層と、 前記半絶縁性基板の上に前記第１導電型クラッド層と同
じ高さ位置に所定の間隔をおいて並んで形成された、前
記第１導電型クラッド層とは異なる導電型の第２導電型
クラッド層と、 前記第１導電型クラッド層と前記第２導電型クラッド層
との間に設けられ、前記第１導電型クラッド層の近傍で
厚さが小さくなっている活性層とを備えた、半導体光変
調器。 - 【請求項１７】 前記活性層は、前記第１導電型クラッ
ド層に近づくにしたがって、除々に厚さが小さくなる、
請求項１６に記載の半導体光変調器。 - 【請求項１８】 前記第１導電型クラッド層および前記
第２導電型クラッド層のうち少なくともいずれか一方
は、前記活性層が形成される側の内側面が、斜面状に形
成されている、請求項１６または１７に記載の半導体光
変調器。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002039868A JP2003241152A (ja) | 2002-02-18 | 2002-02-18 | 半導体光変調器 |
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=27678274
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP3384447B2 (ja) * | 1999-07-12 | 2003-03-10 | Ｎｅｃ化合物デバイス株式会社 | 吸収型光変調器およびその製造方法 |
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| JP2013228475A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調導波路 |
| JP2013228473A (ja) * | 2012-04-24 | 2013-11-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調導波路 |
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