JP2014174306A

JP2014174306A - 光導波路構造

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Publication number: JP2014174306A
Application number: JP2013046199A
Authority: JP
Inventors: Rei Takahashi; 礼高橋; Koji Yamada; 浩治山田; Takeshi Tsuzuki; 健都築; Shinji Mino; 真司美野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2013-03-08
Filing date: 2013-03-08
Publication date: 2014-09-22

Abstract

【課題】リブ型の光導波路より構成した光変調部を備える光導波路構造において、光損失や波長特性劣化を生じさせることなく、電気的な干渉が抑制できるようにする。
【解決手段】光変調部１１１を囲ってコア１０４およびスラブ層１０３に連続して帯状に形成された分離領域１０７を備える。分離領域１０７は、内側に配置されたｐ型の内側部１７１、および内側部１７１に接して内側部１７１の外側に配置されたｎ型の外側部１７２を備える。また、内側部１７１および外側部１７２は、コア１０４にも形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光変調部を構成するシリコンからなるリブ型の光導波路構造に関するものである。

光通信システムは、送信機と受信機とで構成され、送信機においては、電気信号を光信号へと変換を行う光変調器が核となる重要なデバイスである。現在、市販されている多くの光変調器は、強誘電体結晶であるＬｉＮｂＯ₃の電気光学効果（ポッケルス効果）を用いており、小型化や集積化が非常に難しい。

一方、シリコンに代表されるＩＶ族半導体材料を用いた光・電子デバイスの大規模モノリシック集積技術が注目されている。この技術を用いることにより、大量生産可能かつ小型化など優れた利点を有することから、チップ間光インターコネクションに代表される極短距離光通信から、中・長距離光通信まで幅広い応用が期待されている。また、前述した問題は、ＩＶ族半導体材料による光集積素子によって解決が可能である。

ＩＶ半導体材料を用いた光変調器について、１例を図６，図７に示す。この光変調器は、いわゆるマッハツェンダー干渉計型であり、極微小なシリコン光導波路を用いて構成している。この光変調器は、２つのシリコン光導波路を備え、２つの光導波路の干渉を利用して光の強度を変化させる。各々の光導波路において２つの光が受ける位相変化量の差により，合波後の光の強度が決まる。この位相変化量の差を変化させることで，変調器光出力の強度を変化させることが可能となる（非特許文献１参照）。

これらは、例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板上に製作されており、ＳＯＩ基板のシリコン基部を支持基板６１１とし、埋め込み酸化膜を下部クラッド層６１２とし、表面シリコン層を加工し、入力光導波路コア６０２，第１分岐光導波路コア６０３，第２分岐光導波路コア６０４，および出力光導波路コア６０５としている。各コアは、いわゆるリブ型の光導波路を構成し、コア以外の領域の表面シリコン層がスラブ層６０１となる。

また、これらコアは半導体材料のシリコンから構成されているため、光導波路（コア）に電気的にキャリアを注入することが可能である。このキャリアによる光の屈折率や吸収率の変化（キャリアプラズマ分散効果）を用いることで屈折率変化を誘起し、シリコン光導波路では、光強度を高速に変調することができる。

キャリア注入構造は、リブ型シリコン光導波路を構成するコアに、導波方向に直交する方向に配列されたｐｎ接合やｐｉｎ構造を形成することで実現できる。上述した例では、一部の第１分岐光導波路コア６０３およびこのコアに連続する一部のスラブ層６０１に、ｐ⁺領域６３１ａおよびｎ⁺領域６３１ｂからなるｐｎ接合を形成し、光変調部を構成している。また、一部の第２分岐光導波路コア６０４およびこのコアに連続する一部のスラブ層６０１に、ｐ⁺領域６４１ａおよびｎ⁺領域６４１ｂからなるｐｎ接合を形成し、光変調部を構成している。

また、ｐ⁺領域６３１ａに連続して電極とのオーミック接合を形成するためのｐ⁺⁺領域６３２ａ、およびｎ⁺領域６３１ｂに連続して電極とのオーミック接合を形成するためのｎ⁺⁺領域６３２ｂが、スラブ層６０１に形成されている。同様に、ｐ⁺領域６４１ａに連続して電極とのオーミック接合を形成するためのｐ⁺⁺領域６４２ａ、およびｎ⁺領域６４１ｂに連続して電極とのオーミック接合を形成するためのｎ⁺⁺領域６４２ｂが、スラブ層６０１に形成されている。

なお、図示していないが、各コアおよびスラブ層６０１の上には上部クラッド層が形成され、この上に、各電極が形成されている。各電極は、上部クラッド層を貫通し、ｐ⁺⁺領域６３２ａ，ｎ⁺⁺領域６３２ｂ，ｐ⁺⁺領域６４２ａ，ｎ⁺⁺領域６４２ｂに、各々オーミック接続している。また、スラブ層６０１は、低濃度のｐ型（ｐ^-型）とされている。

この光変調器では、入力光導波路コア６０２による入力光導波路を導波してきた光信号が、合分波部６０６で分波され、第１分岐光導波路コア６０３による第１光導波路と、第２分岐光導波路コア６０４による第２光導波路とに分岐する。分岐した各光信号は、第１光導波路および第２光導波路の各々で位相が変化し、合分波部６０７で合波されて強度が変調されて出力光導波路コア６０５による出力光導波路に出力される。光位相変調の場合も同様である。

ここで、第１光導波路の光変調部および第２光導波路の光変調部の各々に、変調時に逆符号の信号を与えてプッシュプル動作とすることが重要となる。これにより、光周波数チャープが抑制できるようになる。このためには、第１光導波路の光変調部と、第２光導波路の光変調部とが、完全に絶縁分離されていることが重要となる。

ここで、上述した光変調器は、コアに対するキャリア注入を行うための各導電型領域を形成するために、コアに連続するスラブ層を備えるリブ型シリコン光導波路としている。このようなリブ型シリコン光導波路の特徴的なコアの形状は、よく知られたリソグラフィー技術によるマスクパターンの形成、マスクパターンを用いた選択エッチングによるシリコン層のパターニング、およびマスクパターンの除去と言った一連のプロセスを経て形成される。

様々な形状を形成するためには、上述した一連のプロセスを各形状の形成ごとに行うことになるため、複雑な形状を形成することは、製造プロセスの増大を招くことになり、結果としてコストの増大を招くことになる。このため、上述した光変調器の作製においては、コア部分の形状を形成した後、スラブ層はほぼ全域をこのまま残すことで、製造プロセスの短縮を図っている。

しかしながら、スラブ層はわずかに伝導性を持っており、例えば、上述した例では、第１光導波路の光変調部と、第２光導波路の光変調部との間で、干渉による性能劣化が確認されている。特に、ＧＨｚオーダーの高周波領域においては、容量結合によって上述した影響が大きくなると予想される。

この問題を解消するために、光変調部などの領域を囲う溝を形成する技術が提案されている（特許文献１参照）。この技術では、溝をコアの部分にも形成している。これは、スラブ層に限らず、各変調部はコアの部分においても電気的に結合しているため、コアを経由した電流の流れ込み（干渉）が発生するためである。コアにも溝を形成することで、コアを経由した干渉を抑制することができる。また、この技術では、コアに形成する溝の幅を１ｎｍ程度としておけば、光信号の伝搬損失を抑制した状態で、十分な絶縁状態が得られるとしている。

特開２０１０−２６６７６６号公報

高磊, 山田浩治, 土澤泰, 都築健, 西英隆, 渡辺俊文, 篠島弘幸,板橋聖一, 美野真司, 井藤幹隆, 武藤伸一郎、「高速光変調器用PN 接合型シリコン位相シフタ」、第７２回応用物理学会学術講演会講演予稿集、1a-ZN-6、05-063、２０１１年。

しかしながら、上述したようにコアに溝を形成する場合、溝に形成されるコアの端面部の反射や共振によって、原理的に光損失を避けることができず、波長特性劣化が発生しやすいという問題がある。

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、リブ型の光導波路より構成した光変調部を備える光導波路構造において、光損失や波長特性劣化を生じさせることなく、電気的な干渉が抑制できるようにすることを目的とする。

本発明に係る光導波路構造は、下部クラッド層の上に形成され、半導体から構成されてスラブ層を有するコアと、コアの一部を挟んでスラブ層に形成されたｐ型半導体領域およびｎ型半導体領域を備える光変調部と、光変調部を囲ってコアおよびスラブ層に連続して帯状に形成された分離領域とを備え、分離領域は、内側に配置された第１導電型の内側部、および内側部に接して内側部の外側に配置された第２導電型の外側部を備える。

上記光導波路構造において、光変調部は、コアの内部で接合する第１ｐ型半導体領域および第１ｎ型半導体領域と、第１ｐ型半導体領域に連続して形成された第１ｐ型半導体領域より高濃度の第２ｐ型領域と、第１ｎ型半導体領域に連続して形成された第１ｎ型半導体領域より高濃度の第２ｎ型領域とを備えるようにしてもよい。

上記光導波路構造において、コアは、入力光導波路となる入力光導波路コアと、入力光導波路より分岐した第１光導波路となる第１分岐光導波路コア，第２光導波路となる第２分岐光導波路コアと、第１光導波路と第２光導波路が結合する出力光導波路となる出力光導波路コアを備え、入力光導波路コア，第１分岐光導波路コア，第２分岐光導波路コア，出力光導波路コアは、スラブ層を共通とし、第１分岐光導波路コアおよび第２分岐光導波路コアの各々に、光変調部が形成されているようにしてもよい。

以上説明したことにより、本発明によれば、リブ型の光導波路より構成した光変調部を備える光導波路構造において、光損失や波長特性劣化を生じさせることなく、電気的な干渉が抑制できるようになるという優れた効果が得られる。

図１は、本発明の実施の形態１における光導波路構造の構成を示す断面図である。図２は、本発明の実施の形態１における光導波路構造の構成を示す平面図である。図３は、本発明の実施の形態２における光導波路構造の構成を示す平面図である。図４は、本発明の実施の形態２における光導波路構造の構成を示す断面図である。図５は、本発明の実施の形態２における他の光導波路構造の構成を示す平面図である。図６は、光導波路構造の構成を示す平面図である。図７は、光導波路構造の構成を示す断面図である。図８は、光導波路構造の構成を示す平面図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

［実施の形態１］
はじめに、本発明の実施の形態１について図１，図２を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態１における光導波路構造の構成を示す断面図である。また、図２は、本発明の実施の形態１における光導波路構造の構成を示す平面図である。図１は、図２のＡＡ’線における断面を示している。

この光導波路構造は、まず、酸化シリコンからなる下部クラッド層１０２の上に形成され、シリコンから構成されてスラブ層１０３を有するコア１０４を備える。下部クラッド層１０２は、基板１０１の上に形成されている。例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板のシリコン基部を基板１０１とし、埋め込み酸化膜を下部クラッド層１０２とし、表面シリコン層を加工することで、スラブ層１０３およびコア１０４とすればよい。スラブ層１０３を備えるコア１０４により、いわゆるリブ型の光導波路構造が構成される。なお、一般に市販されているＳＯＩ基板では、表面シリコン層がｐ^-型とされている場合が多く、この場合、スラブ層１０３は、ｐ^-型となる。

また、この光導波路構造は、コア１０４の一部を挟んでスラブ層１０３に形成されたｐ型半導体領域１０５およびｎ型半導体領域１０６を備える光変調部１１１を備える。光変調部１１１においては、ｐ型半導体領域１０５およびｎ型半導体領域１０６により、コア１０４に対してキャリア注入が可能となっている。この注入したキャリアによる光の屈折率や吸収率の変化を用いることで屈折率変化を誘起し、リブ型シリコン光導波路の光変調部１１１において、光強度や位相を高速に変調することができる。

加えて、実施の形態１における光導波路構造は、光変調部１１１を囲ってコア１０４およびスラブ層１０３に連続して帯状に形成された分離領域１０７を備える。分離領域１０７は、内側に配置されたｐ型（第１導電型）の内側部１７１、および内側部１７１に接して内側部１７１の外側に配置されたｎ型（第２導電型）の外側部１７２を備える。また、内側部１７１および外側部１７２（分離領域１０７）は、コア１０４にも形成されている。なお、コア１０４における分離領域１０７の導波方向の長さ（幅）は、自由キャリアによる光吸収を抑制するために十分に短くすることが好ましい。例えば、分離領域１０７におけるキャリア密度が１×１０¹⁷〜１×１０¹⁸［ｃｍ^-3］の場合、上述した長さが１００μｍ程度であれば、この部分における光吸収による損失はほぼ無視できる。

なお、図示していないが、スラブ層１０３およびコア１０４の上には、これらを覆う上部クラッド層が形成されている。上部クラッド層は、空気から構成することも可能であるが、ｐ型半導体領域１０５およびｎ型半導体領域１０６に接続する電極構造を形成するために、酸化シリコンなどから構成した絶縁膜により上部クラッド層を形成した方がよい。

また、ｐ型半導体領域１０５，ｎ型半導体領域１０６，内側部１７１，および外側部１７２は、例えば、イオン注入法によりｐ型不純物，ｎ型不純物を導入することで形成すればよい。なお、分離領域１０７（内側部１７１）は、ｐ型半導体領域１０５およびｎ型半導体領域１０６に接して形成されていてもよく、ある程度離間して形成されていてもよい。

上述した実施の形態１における光導波路構造によれば、まず、光変調部１１１は、分離領域１０７により囲われた状態とされている。また、分離領域１０７は、動作時には逆バイアス状態となり、内側部１７１と外側部１７２とによる接合領域が空乏化し、キャリア密度が小さくなり絶縁状態となる。この結果、光変調部１１１は、分離領域１０７の周囲（外側）とは絶縁されるようになり、光変調部１１１に対する電気的な干渉が抑制できるようになる。また、コア１０４にも分離領域１０７は形成されるが、上述したように、コア１０４における導波方向の長さを１００μｍより短くしておけば、この部分における光吸収による損失はほぼ無視でき、光損失や波長特性劣化を生じさせることがない。

また、電圧の印加は、光変調部１１１の動作のために、ｐ型半導体領域１０５およびｎ型半導体領域１０６に対して行えばよく、素子間干渉を防ぐために分離領域１０７に電圧印加領域を改めて付加する必要はない。

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について、図３および図４を用いて説明する。図３は、本発明の実施の形態２における光導波路構造の構成を示す平面図である。また、図４は、本発明の実施の形態２における光導波路構造の構成を示す断面図である。図４は、図３のＡＡ’線における断面を示している。

この光導波路構造は、まず、酸化シリコンからなる下部クラッド層３１２の上に形成され、シリコンから構成されてスラブ層３０１を有する入力光導波路コア３０２，第１分岐光導波路コア３０３，第２分岐光導波路コア３０４，および出力光導波路コア３０５を備える。下部クラッド層３１２は、基板３１１の上に形成されている。

例えば、ＳＯＩ基板のシリコン基部を基板３１１とし、埋め込み酸化膜を下部クラッド層３１２とし、表面シリコン層を加工することで、スラブ層３０１および各コアとすればよい。スラブ層３０１を備える各コアにより、いわゆるリブ型の光導波路構造が構成される。各コアは、断面形状が、幅４００−６００ｎｍ，高さ１５０−３００ｎｍ程度である。また、スラブ層３０１は、層厚１００−２００ｎｍ程度である。また、各コア（光導波路）の導波路長さは数ｍｍ程度である。

また、この光導波路構造は、一部の第１分岐光導波路コア３０３および一部のスラブ層３０１に、ｐ⁺領域（第１ｐ型領域）３３１ａおよびｎ⁺領域（第１ｎ型領域）３３１ｂからなるｐｎ接合を形成し、光変調部を構成している。また、一部の第２分岐光導波路コア３０４および一部のスラブ層３０１に、ｐ⁺領域（第１ｐ型領域）３４１ａおよびｎ⁺領域（第１ｎ型領域）３４１ｂからなるｐｎ接合を形成し、光変調部を構成している。

各光変調部においては、ｐ⁺領域とｎ⁺領域とからなるｐｎ接合により、コアに対してキャリア注入が可能となっている。この注入したキャリアによる光の屈折率や吸収率の変化を用いることで屈折率変化を誘起し、リブ型シリコン光導波路の光変調部において、光強度や位相を高速に変調することができる。

また、ｐ⁺領域３３１ａに連続して電極とのオーミック接合を形成するためのｐ⁺⁺領域（第２ｐ型領域）３３２ａ、およびｎ⁺領域３３１ｂに連続して電極とのオーミック接合を形成するためのｎ⁺⁺領域（第２ｎ型領域）３３２ｂが、スラブ層３０１に形成されている。同様に、ｐ⁺領域３４１ａに連続して電極とのオーミック接合を形成するためのｐ⁺⁺領域（第２ｐ型領域）３４２ａ、およびｎ⁺領域３４１ｂに連続して電極とのオーミック接合を形成するためのｎ⁺⁺領域（第２ｎ型領域）３４２ｂが、スラブ層３０１に形成されている。

なお、図示していないが、各コアおよびスラブ層３０１の上には、例えば酸化シリコンからなる上部クラッド層が形成され、この上に、各電極，配線構造が形成されている。各電極は、Ａｌ，Ｃｕ，Ａｕから構成すればよい。各電極は、上部クラッド層を貫通し、ｐ⁺⁺領域３３２ａ，ｎ⁺⁺領域３３２ｂ，ｐ⁺⁺領域３４２ａ，ｎ⁺⁺領域３４２ｂに各々オーミック接続している。また、スラブ層３０１は、低濃度のｐ型（ｐ^-型）とされている。

ここで、実施の形態２では、入力光導波路コア３０２，第１分岐光導波路コア３０３，第２分岐光導波路コア３０４，出力光導波路コア３０５は、スラブ層３０１を共通としている状態である。このように、スラブ層３０１のほぼ全域を残して各コアに共通とすることで、前述したように、製造プロセスの短縮が図れる。

加えて、実施の形態２における光導波路構造は、第１分岐光導波路コア３０３，第２分岐光導波路コア３０４の各々は、各々の光変調部を囲ってコアの部分およびスラブ層３０１に連続して帯状に形成された分離領域３０７，分離領域３０８を備える。

分離領域３０７は、内側に配置されたｐ型の内側部３３３、および内側部３３３に接して内側部３３３の外側に配置されたｎ型の外側部３３４を備える。また、内側部３３３および外側部３３４（分離領域３０７）は、第１分岐光導波路コア３０３にも形成されている。

同様に、分離領域３０８は、内側に配置されたｐ型の内側部３４３、および内側部３４３に接して内側部３４３の外側に配置されたｎ型の外側部３４４を備える。また、内側部３４３および外側部３４４（分離領域３０８）は、第２分岐光導波路コア３０４にも形成されている。

各コアにおける各分離領域の導波方向の長さ（幅）は、自由キャリアによる光吸収を抑制するために十分に短くすることが好ましい。例えば、分離領域におけるキャリア密度が１×１０¹⁷〜１×１０¹⁸［ｃｍ^-3］の場合、上述した長さが１００μｍ程度であれば、この部分における光吸収による損失はほぼ無視できる。

また、ｐ⁺領域３３１ａ，ｎ⁺領域３３１ｂ，ｐ⁺領域３４１ａ，ｎ⁺領域３４１ｂ，ｐ⁺⁺領域３３２ａ，ｎ⁺⁺領域３３２ｂ，ｐ⁺⁺領域３４２ａ，ｎ⁺⁺領域３４２ｂ，内側部３３３，外側部３３４，内側部３４３，および外側部３４４は、例えば、イオン注入法によりｐ型不純物，ｎ型不純物を導入することで形成すればよい。また、各導電型領域は、平面視で、幅１０−１００μｍ程度とし、数ｍｍの長さにわたって形成されていればよい。また、各導電型領域の深さは、１５０−３００ｎｍ程度に形成すればよい。

また、ｐ⁺領域は、キャリア密度を約１０¹⁷−１０¹⁸ｃｍ^-3とし、ｐ⁺⁺領域は、キャリア密度を約１０²⁰ｃｍ^-3とし、ｎ⁺領域は、キャリア密度を約１０¹⁷−１０¹⁸ｃｍ^-3とし、ｎ⁺⁺領域は、キャリア密度を約１０²⁰ｃｍ^-3とすればよい。なお、分離領域３０７，分離領域３０８（内側部３３３，内側部３４３）は、これより内側の各導電型の領域に接して形成されていてもよく、ある程度離間して形成されていてもよい。

例えば、まず、ｐ型の内側部，ｐ⁺領域，ｐ⁺⁺領域に、内側部に必要なキャリア濃度となるようにｐ型不純物をイオン注入する。次に、ｐ⁺領域，ｐ⁺⁺領域に、ｐ⁺領域に必要なキャリア濃度となるまで，ｐ型不純物をイオン注入する。この後、ｐ⁺⁺領域に、ｐ⁺⁺領域に必要なキャリア濃度となるまで，ｐ型不純物をイオン注入する。同様に、まず、ｎ型の外側部，ｎ⁺領域，ｎ⁺⁺領域に、外側部に必要なキャリア濃度となるようにｎ型不純物をイオン注入する。次に、ｎ⁺領域，ｎ⁺⁺領域に、ｎ⁺領域に必要なキャリア濃度となるまで，ｎ型不純物をイオン注入する。この後、ｎ⁺⁺領域に、ｎ⁺⁺領域に必要なキャリア濃度となるまで，ｎ型不純物をイオン注入する。

この光変調器は、極微小なシリコン光導波路を用いて構成したいわゆるマッハツェンダー干渉計型の構造を備える。この光変調器では、入力光導波路コア３０２による入力光導波路を導波してきた光信号が、合分波部３１３で分波され、第１分岐光導波路コア３０３による第１光導波路と、第２分岐光導波路コア３０４による第２光導波路とに分岐する。分岐した各光信号は、第１光導波路および第２光導波路の各々で位相が変化し、合分波部３１４で合波されて強度が変調されて出力光導波路コア３０５による出力光導波路に出力される。光位相変調の場合も同様である。

上述した実施の形態２における光導波路構造によれば、まず、各光変調部は、分離領域３０７，分離領域３０８により囲われた状態とされている。また、分離領域３０７は、動作時には逆バイアス状態となり、内側部３７１と外側部３７２とによる接合領域が空乏化し、キャリア密度が小さくなり絶縁状態となる。同様に、分離領域３０８は、動作時には逆バイアス状態となり、内側部３８１と外側部３８２とによる接合領域が空乏化し、キャリア密度が小さくなり絶縁状態となる。この結果、各光変調部は、分離領域３０７，分離領域３０８の周囲（外側）とは絶縁されるようになり、各光変調部の間における電気的な干渉が抑制できるようになる。

また、第１分岐光導波路コア３０３，第１分岐光導波路コア３０４にも分離領域３０７，分離領域３０８は形成されるが、上述したように、第１分岐光導波路コア３０３，第１分岐光導波路コア３０４における導波方向の長さを１００μｍより短くしておけば、この部分における光吸収による損失はほぼ無視でき、光損失や波長特性劣化を生じさせることがない。

以上に説明したように、本発明によれば、リブ型の光導波路より構成した光変調部を囲ってコアおよびスラブ層に連続して帯状に、第１導電型（例えばｐ型）の内側部と第２導電型（例えばｎ型）の外側部からなる分離領域を設けるようにしたので、光損失や波長特性劣化を生じさせることなく、電気的な干渉が抑制できるようになる。

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。例えば、図５の平面図に示すように、分離領域３０７の周囲のスラブ層３０１に、下部クラッド層に達する溝部３３５，溝部３３６を形成し、分離領域３０８の周囲のスラブ層３０１に、下部クラッド層に達する溝部３４５，溝部３４６を形成してもよい。この場合、溝部は、各コアには形成しない。これら溝部により、スラブ層３０１が、完全に絶縁分離されるようになる。

また、上述では、分離領域の内側をｐ型とし、外側をｎ型としたが、これに限るものではなく、内側に配置する変調器の構造に合わせ、内側をｎ型とし、外側をｐ型としてもよい。また、分離領域は、２重，３重に形成してもよい。また、上述では、主にシリコンからコアおよびスラブ層を構成する場合を例に説明したが、これに限るものではなく、他のＩＶ族半導体からコアおよびスラブ層を構成してもよい。

１０１…基板、１０２…下部クラッド層、１０３…スラブ層、１０４…コア、１０５…ｐ型半導体領域、１０６…ｎ型半導体領域、１０７…分離領域、１１１…光変調部、１７１…内側部、１７２…外側部。

Claims

下部クラッド層の上に形成され、半導体から構成されてスラブ層を有するコアと、
前記コアの一部を挟んで前記スラブ層に形成されたｐ型半導体領域およびｎ型半導体領域を備える光変調部と、
前記光変調部を囲って前記コアおよび前記スラブ層に連続して帯状に形成された分離領域と
を備え、
前記分離領域は、内側に配置された第１導電型の内側部、および前記内側部に接して前記内側部の外側に配置された第２導電型の外側部を備えることを特徴とする光導波路構造。
請求項１記載の光導波路構造において、
前記光変調部は、
前記コアの内部で接合する第１ｐ型半導体領域および第１ｎ型半導体領域と、
前記第１ｐ型半導体領域に連続して形成された前記第１ｐ型半導体領域より高濃度の第２ｐ型領域と、
前記第１ｎ型半導体領域に連続して形成された前記第１ｎ型半導体領域より高濃度の第２ｎ型領域と
を備えることを特徴とする光導波路構造。
請求項１または２記載の光導波路構造において、
前記コアは、入力光導波路となる入力光導波路コアと、前記入力光導波路より分岐した第１光導波路となる第１光導波路コア，第２光導波路となる第２光導波路コアと、前記第１光導波路と前記第２光導波路が結合する出力光導波路となる出力光導波路コアを備え、
前記入力光導波路コア，前記第１光導波路コア，前記第２光導波路コア，前記出力光導波路コアは、前記スラブ層を共通とし、
前記第１光導波路コアおよび前記第２光導波路コアの各々に、前記光変調部が形成されている
ことを特徴とする光導波路構造。