JP2013025011A - 光半導体素子及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 各スラブ導波路部とそれに接する隆起領域とに注入イオン分布のピークが、前記スラブ導波路部の厚さよりも深い位置となり且つ前記隆起領域の厚さよりも浅い位置になる条件で各導電型の不純物をイオン注入する。
【選択図】 図1
Description
注入イオンエネルギー(keV)>スラブ導波路部の膜厚(nm)/(1.5×注入イオンの原子量)
の関係を満たすイオンエネルギーとする必要がある。
2 レジストパターン
3 Pイオン
4 レジストパターン
5 Bイオン
11 下部クラッド層
12 導波路コア
13,14 スラブ導波路部
15,16 隆起領域
17 上部クラッド層
18,19 電極
20,40 SOI基板
21,41 Si基板
22,42 埋込SiO2膜
23 単結晶Si層
24,45 ハードマスク
30,31,52,53,55,59 レジストパターン
25 Siコア
26,27 スラブ導波路部
28,29 隆起領域
32 上部クラッド層
33,34 電極
35,36 テーパ部
43 単結晶Si層
44 単結晶Si0.9Ge0.1層
46 導波路コア
461 入力導波路
462,465 光カプラ
463 第1アーム導波路
464 第2アーム導波路
466 出力導波路
471,472,481,482 スラブ導波路部
49〜51 隆起領域
54 SiO2膜
56〜58 コンタクトホール
60〜62 電極
71 下部クラッド層
72 単結晶Siコア
721 入力導波路
722,725 光カプラ
723 第1アーム導波路
724 第2アーム導波路
726 出力導波路
73,741,742 スラブ導波路部
75 上部クラッド層
76〜78 電極
79,81,83,85 レジストパターン
80,84 p型不純物
82,86 n型不純物
Claims (6)
- 誘電体からなる下部クラッド層上に前記下部クラッド層の屈折率より高屈折率の単結晶半導体層を形成する工程と、
前記単結晶半導体層に、並行する2本のストライプ状の溝部を形成してスラブ導波路部とし、前記スラブ導波路部に挟まれた領域を導波路コアとするとともに、前記スラブ導波路部を挟んだ前記導波路コアと反対側の領域を隆起領域とする工程と、
一方の前記スラブ導波路部とそれに接する前記隆起領域とに、注入イオン分布のピークが、前記スラブ導波路部の厚さよりも深い位置となり且つ前記隆起領域の厚さよりも浅い位置になる条件でp型の不純物をイオン注入する第1のイオン注入工程と、
他方の前記スラブ導波路部とそれに接する隆起領域とに、注入イオン分布のピークが、前記スラブ導波路部の厚さよりも深い位置となり且つ前記隆起領域の厚さよりも浅い位置になる条件でn型の不純物をイオン注入する第2のイオン注入工程と、
前記第1のイオン注入工程及び前記第2のイオン注入工程で注入した前記不純物を活性化してpin接合構造を形成する熱処理工程と
を有することを特徴とする光半導体素子の製造方法。 - 前記スラブ導波路部の膜厚を、前記導波路コアから離間するにしたがって徐々に厚くすることを特徴とする請求項1に記載の光半導体素子の製造方法。
- 前記pin接合構造が形成されたスラブ導波路部と導波路コアとを有する光導波路を2本並行に設け、
前記2本の光導波路をマッハツェンダ型光干渉計の2本のアーム導波路とすることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の光半導体素子の製造方法。 - 前記単結晶半導体層が、Si1−xGex(但し、0≦x≦0.3)からなり、且つ、前記下部クラッド層がSiO2からなることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の光半導体素子の製造方法。
- 前記スラブ導波路部の膜厚と、前記第1のイオン注入工程及び前記第2のイオン注入工程において注入されるイオンのイオン注入エネルギーとが以下の関係を満たすことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の光半導体素子の製造方法。
注入イオンエネルギー(keV)>スラブ導波路部の膜厚(nm)/(1.5×注入イオンの原子量) - 誘電体からなる下部クラッド層と、
前記下部クラッド層上に設けられた単結晶半導体からなるストライプ状の導波路コアと、
前記導波路コアの両側に設けられ、前記導波路コアより厚さが薄い互いに反対の導電型を有する2本のスラブ導波路部と、
前記各スラブ導波路部の前記導波路コアと接する側と反対側に設けられ、前記スラブ導波路部より厚さが厚く且つ前記不純物濃度の高い隆起領域とを有し、
前記スラブ導波路部の直下における下部クラッド層中の不純物濃度が、前記隆起領域の直下における下部クラッド層中の不純物濃度より高いことを特徴とする光半導体素子。
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