JP2015122440A - 光半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
光半導体装置及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015122440A JP2015122440A JP2013265932A JP2013265932A JP2015122440A JP 2015122440 A JP2015122440 A JP 2015122440A JP 2013265932 A JP2013265932 A JP 2013265932A JP 2013265932 A JP2013265932 A JP 2013265932A JP 2015122440 A JP2015122440 A JP 2015122440A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical
- layer
- semiconductor device
- high resistance
- inp
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 239
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 125
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 237
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims description 44
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 9
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010292 electrical insulation Methods 0.000 abstract description 7
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 87
- 238000000034 method Methods 0.000 description 32
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 10
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 9
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 9
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 9
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 8
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N benzocyclobutene Chemical compound C1=CC=C2CCC2=C1 UMIVXZPTRXBADB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 5
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 4
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 4
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Description
レーザアレイにおいて、光機能素子である各レーザを差動駆動する場合には、各半導体レーザのチャネル間の電気的クロストークを抑える必要がある。即ち、各レーザ間の分離抵抗が十分に高くなるように電気的に絶縁されていることが求められる。ところが、レーザアレイと光カプラとのモノリシック集積では、各レーザ間において、下部クラッド層が光導波路及び光カプラを介して電気的に接続されており、電気的クロストークが大きい。
本実施形態では、通信用光源として用いる波長1.3μm帯の半導体レーザアレイと光カプラとをモノリシック集積した光半導体装置を例示する。
図1は、第1の実施形態による光半導体装置の概略構成を示す模式図であり、(a)が平面図、(b)が(a)中のI−I'に沿った断面図である。図2は、第1の実施形態による光半導体装置の概略構成を示す模式図であり、(a)が図1(a)中のII−II'に沿った断面図、(b)が図1(a)中のIII−III'に沿った断面図である。
光導波路領域2は、DRレーザ1aと接続された光導波路2aが複数並列形成されている。本実施形態では、各光導波路2aにおいて、高抵抗部分3が光導波方向に沿って等間隔に複数(ここでは8本)形成されている。
光カプラ+出力光導波路領域4は、複数の光導波路2aが合波する光カプラ4aと、光カプラ4aと接続された1本の出力光導波路4bとを備えている。
光導波路2aでは、上記のリッジ導波路構造により、その凸形状部分の等価屈折率が周辺に比べて大きくなることにより光を導波する。
MQW層11は、AlGaInAs/AlGaInAsからなる多重量子井戸(MQW)構造として形成される。コア層12は、バンドギャップ波長1.18μmでInP基板10に格子整合する組成のInGaAsPで形成される。下部クラッド層13は、n型のInP(n−InP)で形成される。回折格子層14(回折格子14a)は、n−InGaAsPで形成される。スペーサ層15は、n−InPで形成される。第1上部クラッド層16は、MQW層11上に位置する部分がp−InPで、その他の部分がアンドープInP(i−InP)で形成される。第2上部クラッド層17は、p−InPで形成される。コンタクト層18は、p−InGaAsで形成される。保護膜19は、(SiN)で形成される。p型電極21は、(Ti/Pt/Au)で形成される。n型電極22は、(AuGe/Au)で形成される。
図3は、1本の高抵抗部分3及びその周辺を拡大して示す概略断面図であり、図1(b)の一部拡大に相当する。
高抵抗部分3は、例えば幅Wが20μm程度、高さHが1μm程度とされる。下部クラッド層13が例えば厚み0.8μm程度、回折格子層14が厚み0.08μm程度とされる。下部クラッド層13及び回折格子層14の高抵抗部分3との接合部付近では、高抵抗部分3を形成する際に用いたマスクからの原料拡散による選択成長効果により成長速度が速く、例えば14%程度速くなる。そのため、接合部における下部クラッド層13及び回折格子層14を合わせた厚みが1μm程度となり、高抵抗部分3の高さと略一致する。高抵抗部分3及び回折格子層14上に、厚み0.07μm程度のスペーサ層15、厚みTが0.24μm程度のコア層12、厚み0.15μm程度の第1上部クラッド層16、厚み1.5μm程度の第2上部クラッド層17が順次形成されている。
高抵抗部分が1本の場合では、分離抵抗は3kΩ程度となる。DRレーザ間の分離抵抗としては、10kΩを超えることが望ましい。本実施形態では、所期の分離抵抗を得るべく、高抵抗部分の数を調節しており、高抵抗化を要する各光導波路に高抵抗部分を例えば8本形成することにより、17kΩ程度の十分な分離抵抗が得られ、DRレーザ間で所望の電気的絶縁性が確保される。
本実施形態では、高抵抗部分3を形成することにより、コア層12にステップ段差が生じる。ステップ段差は、コア層12の高抵抗部分3上の部位と高抵抗部分3以外の部位との高さの差異で定義される。
コア層12の高さズレは、導波する光のモードを乱し散乱や損失の発生原因となるため、これを抑える必要がある。特に、導波する光のモードが乱れたままで光カプラに光が入力すると、4つの入力光の干渉が乱れて光カプラの出力側の導波路へ結合され難くなる。これにより、損失や波長依存性が大きくなって合波特性が悪くなる。ステップ段差は、少なくともコア層12の厚みの1/2より小さくしなければならないことは自明である。
A=0.0001W2+0.0036W+1
で示される。再成長した下部クラッド層13の厚みをt(μm)とすると、接合部近傍の厚みは、A・tとなる(回折格子層14は、下部クラッド層13に比べて十分に薄いため、その厚みを無視する。)。高抵抗部分3の高さをH(μm)、コア層12の厚みをT(μm)として、高抵抗部分3の高さHと接合近傍の厚みを等しく(H=A・t)する。
H−t≦0.5T
の関係を満たす必要がある。即ち、
H−t=H−H/A=H(1−1/A)≦0.5T
の関係を満たす必要がある。ここから、
W≦{(10000/(1−T/2H))−9676}1/2−18 ・・・(1)
の関係式が得られる。幅Wが(1)式を満たせば、高抵抗部分3を形成しても、コア層12を導波する光の伝搬損失が十分に抑えられることになる。
{(10000/(1−T/2H))−9676}1/2−18≒23(μm)
である。本実施形態では、高抵抗部分3の幅は20(μm)であるため、(1)式の関係を満たす。以上より、本実施形態による光半導体装置では、高抵抗部分3を形成しても、コア層12を導波する光の伝搬損失が十分に抑えられることが判る。
以下、上記の構成を有する光半導体装置の製造方法について説明する。図8〜図11は、第1の実施形態による光半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。図8(図8(b)の下図を除く)〜図10は図1(b)に対応しており、図11は左側が図2(a)に、右側が図2(b)にそれぞれ対応している。
詳細には、高抵抗のInP基板10の(100)面上に、例えばMOVPE法により、不純物としてFeがドープされた半絶縁性半導体(SI−)InPを1.0μm程度の厚みに成長する。以上により、InP基板10上にFeドープInP層31が形成される。なお、なお、SI−InPにドープする不純物として、Feの代わりにRu又はTiを用いても良い。
詳細には、CVD法等によりFeドープInP層31上に絶縁膜、例えばSiO2を成膜し、SiO2をリソグラフィー及びウェットエッチングにより加工する。以上により、FeドープInP層31上に、高抵抗部分を形成するためのマスク32が形成される。
詳細には、マスク32を用いて、FeドープInP層31のマスク32から露出する部分をエッチングして除去する。これにより、FeドープInP層31が光導波方向と直交する方向に等間隔で延在する帯状に残り、複数の高抵抗部分3が形成される。高抵抗部分3は、例えば幅が20μm程度で80μm程度の間隔とされる。
なお、FeドープInP層31のエッチングの制御性を高めるために、FeドープInP層31の下側にエッチング停止層を形成しておき、エッチング停止層で停止するエッチャントを用いて選択的にFeドープInP層31をエッチングするようにしても良い。
詳細には、MOVPE法等による再成長により、InP基板10上のマスク32で覆われていない領域に、厚み0.8μm程度のn−InP、及び厚み0.08μm程度のn−InGaAsPを順次成長する。n−InPのn型不純物の濃度は、例えば5.0×1018/cm3とされる。以上により、高抵抗部分3間を埋め込むように、下部クラッド層13及び回折格子層14が形成される。
詳細には、先ず、マスク32を所定のウェット処理等により除去する。その後、回折格子層14のDRレーザ領域の部分をリソグラフィー及びウェットエッチングにより加工し、回折格子14aを形成する。
詳細には、MOVPE法等による再成長により、回折格子層14(回折格子14a)上に、厚み0.07μm程度のn−InP、AlGaInAs/AlGaInAs、厚み0.15μm程度のp−InPを順次成長する。以上により、スペーサ層15、MQW層11、及び第1上部クラッド層16が形成される。
詳細には、CVD法等により第1上部クラッド層16上に絶縁膜、例えばSiO2を成膜し、SiO2をリソグラフィー及びウェットエッチングにより加工する。以上により、第1上部クラッド層16上でDRレーザ領域におけるDFBの部位を覆うマスク33が形成される。
詳細には、マスク33を用いて、第1上部クラッド層16のマスク32から露出する部分及びその下部のMQW層11をエッチングして除去する。これにより、MQW層11及び第1上部クラッド層16がDRレーザ領域におけるDFBの部位のみに残存する。
詳細には、MOVPE法等による再成長により、スペーサ層15上のマスク33で覆われていない領域に、厚み0.24μm程度のInGaAsP及び厚み0.15μm程度のi−InPを順次成長する。以上により、MQW層11及び第1上部クラッド層16の前後の領域を埋め込むように、コア層12及び第1上部クラッド層16が形成される。
詳細には、先ず、マスク33を所定のウェット処理等により除去する。その後、MOVPE法等により、MQW層11及びコア層12上に、厚み1.35μm程度のp−InP、及び厚み0.3μm程度のp−InGaAsを順次成長する。以上により、第2上部クラッド層17及びコンタクト層18が形成される。
詳細には、先ず、CVD法等によりコンタクト層18上に絶縁膜、例えばSiO2を成膜し、SiO2をリソグラフィー及びドライエッチングにより加工する。以上により、コンタクト層18上にリッジ導波路構造を形成するためのマスク34が形成される。
次に、マスク34を用いて、コンタクト層18のマスク34から露出する部分及びその下部の第2上部クラッド層17をエッチングして除去する。これにより、レーザ領域、光導波路領域、光カプラ+出力光導波路領域に、第2上部クラッド層17のリッジ導波路構造30がそれぞれ形成される。リッジ導波路構造30は、例えば2.0μm程度の幅に形成される。
以上により、本実施形態による光半導体装置が形成される。
本実施形態では、光半導体装置として、QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)変調方式の復調用の光コヒーレントレシーバを例示する。
図12は、第2の実施形態による光半導体装置の概略構成を示す模式図であり、(a)が平面図、(b)が(a)中のI−I'に沿った断面図である。
この光半導体装置は、図12(a)に示すように、高抵抗のInP基板50上に、受動領域である入力光導波路領域41及び多モード干渉(MMI)領域42と、接続光導波路領域43と、光機能領域であるPD(Photodiode)領域44とがモノリシック集積されて構成されている。
MMI領域42は、90°ハイブリッド光導波路であって、4×4MMI光導波路42aで構成されている。MMI光導波路42aの2番目の位置に上側の入力光導波路41aが、MMI光導波路42aの4番目の位置に下側の入力光導波路41aがそれぞれ接続されている。本実施形態では、各接続光導波路43aにおいて、高抵抗部分44が光導波方向に沿って所定の間隔で複数(ここでは4本)形成されている。
PD領域44は、4個のPD(PD1,PD2,PD3,PD4)を有している。PD1は接続光導波路43aを介してMMI光導波路42aの出力1と、PD2は接続光導波路43aを介して出力4と、PD3は接続光導波路43aを介して出力2と、PD4は接続光導波路43aを介して出力3とそれぞれ接続されている。PD1〜PD4には夫々、PDメサ構造のコンタクト層56の直上に信号電極となるp型電極57が、下部クラッド層のn−InPが表面に露出している部分にグランド電極となるn型電極58が形成されている。
p型電極57側では、InP基板10上に、コア層51、コア層51を下部と上部で挟持する下部クラッド層52及び上部クラッド層53を備えている。ここで、コア層51及び上部クラッド層53内に、上部クラッド層54及びこれを下部と上部で挟持する吸収層55及びコンタクト層56を有するPDメサ構造が挿入形成されている。コンタクト層56上にこれと接続されたp型電極57が形成されている。
PD1〜PD4では、p型電極57及びn型電極58に電圧を印加し、光吸収によって発生したフォトキャリアが引き出せるようになっている。
コア層51は、1.5μm帯の光受信器として、例えばバンドギャップ波長1.05μmでInP基板50に格子整合する組成のInGaAsPで形成される。下部クラッド層52は、n−InPで形成される。上部クラッド層53は、i−InPで形成される。上部クラッド層54は、p−InPで形成される。吸収層55は、i−InGaAsで形成される。コンタクト層56は、p−InGaAsで形成される。p型電極57は、(Ti/Pt/Au)で形成される。n型電極58は、(AuGe/Au)で形成される。
図13は、1本の高抵抗部分44及びその周辺を拡大して示す概略断面図であり、図12(b)の一部拡大に相当する。
高抵抗部分44は、例えば幅Wが10μm程度、高さHが1.05μm程度とされる。下部クラッド層52が例えば厚み1.0μm程度とされる。下部クラッド層52の高抵抗部分44との接合部付近では、高抵抗部分44を形成する際に用いたマスクからの原料拡散による選択成長効果により成長速度が速く、例えば4.6%程度速くなる。そのため、接合部における下部クラッド層13の厚みが1.046μm程度となり、高抵抗部分44の高さと略一致する。高抵抗部分44及び下部クラッド層52上に、厚み0.5μm程度のコア層51、厚み1.0μm程度の上部クラッド層53が順次形成されている。
W≦{(10000/(1−T/2H))−9676}1/2−18 ・・・(1)
の関係式が得られる。幅Wが(1)式を満たせば、高抵抗部分44を形成しても、コア層51を導波する光の伝搬損失が十分に抑えられることになる。本実施形態では、第1の実施形態と同様に(1)式の関係を満たす。以上より、本実施形態による光半導体装置では、高抵抗部分44を形成しても、コア層12を導波する光の伝搬損失が十分に抑えられることが判る。
以下、上記の構成を有する光半導体装置の製造方法について説明する。図14〜図16は、第2の実施形態による光半導体装置の製造方法を工程順に示す概略断面図である。図14〜図15は図12(b)に対応しており、図16は左側が図12(a)中のII−II'に沿った断面に、右側が図12(a)中のIII−III'に沿った断面にそれぞれ対応している。
詳細には、高抵抗のInP基板50の(100)面上に、例えばMOVPE法により、不純物としてFeがドープされたSI−InPを1.05μm程度の厚みに成長する。以上により、InP基板50上にFeドープInP層61が形成される。なお、SI−InPにドープする不純物として、Feの代わりにRu又はTiを用いても良い。
詳細には、CVD法等によりFeドープInP層61上に絶縁膜、例えばSiO2を成膜し、SiO2をリソグラフィー及びウェットエッチングにより加工する。以上により、FeドープInP層31上に、高抵抗部分を形成するためのマスク32が形成される。
詳細には、マスク62を用いて、FeドープInP層61のマスク62から露出する部分をエッチングして除去する。これにより、FeドープInP層61が等間隔で延在する帯状に残り、複数の高抵抗部分44が形成される。高抵抗部分44は、例えば幅が10μm程度で140μm程度の間隔とされる。
なお、FeドープInP層61のエッチングの制御性を高めるために、FeドープInP層61の下側にエッチング停止層を形成しておき、エッチング停止層で停止するエッチャントを用いて選択的にFeドープInP層61をエッチングするようにしても良い。
詳細には、MOVPE法等による再成長により、InP基板50上のマスク62で覆われていない領域に、厚み1.0μm程度のn−InPを成長する。n−InPのn型不純物の濃度は、例えば5.0×1018/cm3とされる。以上により、高抵抗部分44間を埋め込むように、下部クラッド層52が形成される。
詳細には、先ず、マスク62を所定のウェット処理等により除去する。その後、MOVPE法等による再成長により、高抵抗部位44及び下部クラッド層52上に、厚み0.3μm程度のI−InGaAs、厚み0.9μm程度のp−InP、厚み0.3μm程度の
p−InGaAsを順次成長する。以上により、吸収層55、上部クラッド層54、及びコンタクト層56が形成される。
詳細には、先ず、CVD法等によりコンタクト層56上に絶縁膜、例えばSiO2を成膜し、SiO2をリソグラフィー及びウェットエッチングにより加工する。以上により、コンタクト層56上でPD領域のみにマスク63が形成される。
次に、マスク63を用いて、コンタクト層56のマスク63から露出する部分及びその下部の上部クラッド層54及び吸収層55をエッチングして除去する。これにより、PD領域に吸収層55、上部クラッド層54、及びコンタクト層56が残存する。
詳細には、MOVPE法等による再成長により、高抵抗部位44及び下部クラッド層52上のマスク63で覆われていない領域に、厚み0.5μm程度のi−InGaAsP、及び厚み1.0μm程度のi−InPを順次成長する。以上により、メサ状の吸収層55、上部クラッド層54、及びコンタクト層56の側面を埋め込むように、コア層51及び上部クラッド層53が形成される。
詳細には、先ず、マスク63を所定のウェット処理等により除去する。その後、CVD法等により全面に絶縁膜、例えばSiO2を成膜し、SiO2をリソグラフィー及びドライエッチングにより加工する。以上により、入力光導波路領域からMMI領域、接続光導波路領域、及びPD領域に架けて覆うマスク64が形成される。
次に、マスク64を用いて、下部クラッド層52が露出するまでドライエッチングする。エッチング深さは、例えば1.8μm程度とする。以上により、入力光導波路領域からMMI領域、接続光導波路領域、及びPD領域に架けてメサ構造が形成され、その両側には下部クラッド層52の表面が露出する。全面に保護膜59及びポリイミド60を形成し、PD領域において、保護膜59をエッチングしてコンタクト層56の表面の一部を露出する。同様に、PD領域において、保護膜59及びポリイミド60をエッチングして下部クラッド層52の表面の一部を露出する。露出したコンタクト層56と接続するようにp型電極57を、露出した下部クラッド層52と接続するようにn型電極57をそれぞれ形成する。基板研磨により素子厚を150μm程度に薄膜化した後にアレイ化し、端面膜を成膜する。
複数の光機能素子と、
前記各光機能素子と接続された複数の光導波路と、
前記各光導波路が接続された光結合器と
が一体形成されており、
前記各光導波路は、光を導波する半導体層よりも前記半導体基板側に、第1の部分と、前記第1の部分よりも電気抵抗の高い第2の部分とが、光導波方向に沿って各々複数交互に形成されていることを特徴とする光半導体装置。
W≦{(10000/(1−T/2H))−9676}1/2−18
の関係を満たすことを特徴とする付記1〜3のいずれか1項に記載の光半導体装置。
複数の光機能素子と、
前記各光機能素子と接続された複数の光導波路と、
前記各光導波路が接続された光結合器と
を半導体基板上に一体形成する光半導体装置の製造方法であって、
前記各光導波路を形成する際に、光を導波する半導体層よりも前記半導体基板側に、第1の部分と、前記第1の部分よりも電気抵抗の高い第2の部分とを、光導波方向に沿って各々複数交互に形成することを特徴とする光半導体装置の製造方法。
前記半導体基板の上方に、前記第2の部分の材料層を形成する工程と、
前記材料層上に、前記第2の部分となる箇所を覆うマスクを形成し、前記マスクを用いて前記材料層をエッチングして、前記第2の部分を形成する工程と、
再成長により、前記エッチングした領域を埋め込む前記第1の部分を形成する工程と
を含むことを特徴とする付記6に記載の光半導体装置の製造方法。
W≦{(10000/(1−T/2H))−9676}1/2−18
の関係を満たすように、前記コア層及び前記第2の部分を形成することを特徴とする付記5〜8のいずれか1項に記載の光半導体装置の製造方法。
1a DRレーザ
2 光導波路領域
2a 光導波路
3,44 高抵抗部分
4 光カプラ+出力光導波路領域
4a 光カプラ
4b 出力光導波路
10,50 InP基板
11 MQW層
12,51 コア層
13,52 下部クラッド層
14 回折格子層
14a 回折格子
15 スペーサ層
16 第1上部クラッド層
17 第2上部クラッド層
18,56 コンタクト層
19,59 保護膜
20 BCB
21,57 p型電極
22,58 n型電極
30 リッジ導波路構造
31,61 FeドープInP層
32,33,34,62,63,64 マスク
41 入力光導波路領域
41a 入力光導波路
42 MMI領域
42a MMI光導波路
43 接続光導波路領域
43a 接続光導波路
45 PD領域
53,54 上部クラッド層
55 吸収層
60 ポリイミド層
Claims (7)
- 半導体基板上に、
複数の光機能素子と、
前記各光機能素子と接続された複数の光導波路と、
前記各光導波路が接続された光結合器と
がモノリシック集積されており、
前記各光導波路は、光を導波する半導体層よりも前記半導体基板側に、第1の部分と、前記第1の部分よりも電気抵抗の高い第2の部分とが、光導波方向に沿って各々複数交互に形成されていることを特徴とする光半導体装置。 - 前記第2の部分は、成長形成された半絶縁性半導体層からなることを特徴とする請求項1に記載の光半導体装置。
- 前記第2の部分は、Fe,Ru,Tiから選ばれた1種の不純物がドープされた半絶縁性半導体層からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の光半導体装置。
- 前記第1の部分及び前記第2の部分上に形成されるコア層の厚みをT(μm)とし、前記第2の部分の高さをH(μm)、光導波方向の幅をW(μm)としたときに、
W≦{(10000/(1−T/2H))−9676}1/2−18
の関係を満たすことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の光半導体装置。 - 半導体基板上に、
複数の光機能素子と、
前記各光機能素子と接続された複数の光導波路と、
前記各光導波路が接続された光結合器と
を半導体基板上にモノリシック集積する光半導体装置の製造方法であって、
前記各光導波路を形成する際に、光を導波する半導体層よりも前記半導体基板側に、第1の部分と、前記第1の部分よりも電気抵抗の高い第2の部分とを、光導波方向に沿って各々複数交互に形成することを特徴とする光半導体装置の製造方法。 - 前記第2の部分は、半絶縁性半導体層を成長することで形成されることを特徴とする請求項5に記載の光半導体装置の製造方法。
- 前記第1の部分及び前記第2の部分を形成する工程は、
前記半導体基板の上方に、前記第2の部分の材料層を形成する工程と、
前記材料層上に、前記第2の部分となる箇所を覆うマスクを形成し、前記マスクを用いて前記材料層をエッチングして、前記第2の部分を形成する工程と、
再成長により、前記エッチングした領域を埋め込む前記第1の部分を形成する工程と
を含むことを特徴とする請求項6に記載の光半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013265932A JP6213222B2 (ja) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | 光半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013265932A JP6213222B2 (ja) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | 光半導体装置及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015122440A true JP2015122440A (ja) | 2015-07-02 |
JP6213222B2 JP6213222B2 (ja) | 2017-10-18 |
Family
ID=53533811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013265932A Expired - Fee Related JP6213222B2 (ja) | 2013-12-24 | 2013-12-24 | 光半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6213222B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6414365B1 (ja) * | 2017-10-03 | 2018-10-31 | 三菱電機株式会社 | 半導体光集積素子 |
JP6758546B1 (ja) * | 2020-01-16 | 2020-09-23 | 三菱電機株式会社 | 半導体光集積素子およびその製造方法 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03239387A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光集積回路 |
JPH04345081A (ja) * | 1991-05-22 | 1992-12-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体発光装置 |
JPH06505364A (ja) * | 1991-02-13 | 1994-06-16 | ザ ユニバーシティ オブ メルボルン | 半導体レーザー |
JP2005116644A (ja) * | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Ntt Electornics Corp | 半導体光電子導波路 |
JP2006173465A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Opnext Japan Inc | 変調器集積レーザおよび光モジュール |
JP2011003627A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 差動信号駆動用レーザアレイ |
JP2011187529A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置、光半導体装置の製造方法及び光半導体素子 |
CN103236645A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-08-07 | 索尔思光电(成都)有限公司 | 低功耗绝缘调制电极 |
-
2013
- 2013-12-24 JP JP2013265932A patent/JP6213222B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03239387A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光集積回路 |
JPH06505364A (ja) * | 1991-02-13 | 1994-06-16 | ザ ユニバーシティ オブ メルボルン | 半導体レーザー |
JPH04345081A (ja) * | 1991-05-22 | 1992-12-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体発光装置 |
JP2005116644A (ja) * | 2003-10-03 | 2005-04-28 | Ntt Electornics Corp | 半導体光電子導波路 |
JP2006173465A (ja) * | 2004-12-17 | 2006-06-29 | Opnext Japan Inc | 変調器集積レーザおよび光モジュール |
JP2011003627A (ja) * | 2009-06-17 | 2011-01-06 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 差動信号駆動用レーザアレイ |
JP2011187529A (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-22 | Fujitsu Ltd | 光半導体装置、光半導体装置の製造方法及び光半導体素子 |
CN103236645A (zh) * | 2013-01-11 | 2013-08-07 | 索尔思光电(成都)有限公司 | 低功耗绝缘调制电极 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6414365B1 (ja) * | 2017-10-03 | 2018-10-31 | 三菱電機株式会社 | 半導体光集積素子 |
WO2019069359A1 (ja) * | 2017-10-03 | 2019-04-11 | 三菱電機株式会社 | 半導体光集積素子 |
US11211768B2 (en) | 2017-10-03 | 2021-12-28 | Mitsubishi Electric Corporation | Semiconductor optical integrated device |
JP6758546B1 (ja) * | 2020-01-16 | 2020-09-23 | 三菱電機株式会社 | 半導体光集積素子およびその製造方法 |
WO2021144916A1 (ja) * | 2020-01-16 | 2021-07-22 | 三菱電機株式会社 | 半導体光集積素子およびその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6213222B2 (ja) | 2017-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5451332B2 (ja) | 光半導体装置 | |
Jiao et al. | InP membrane integrated photonics research | |
US20130195137A1 (en) | Method for electrically pumped semiconductor evanescent laser | |
US10763644B2 (en) | Lateral current injection electro-optical device with well-separated doped III-V layers structured as photonic crystals | |
JP2008010484A (ja) | 半導体光素子及び光送信モジュール | |
JP2010157691A5 (ja) | ||
JP2006276497A (ja) | 光半導体素子の製造方法 | |
CN106532434A (zh) | 叠层选区生长制作多波长光子集成发射芯片的方法 | |
US9122003B2 (en) | Semiconductor optical device | |
JP2019054107A (ja) | 半導体光素子 | |
JP2001091913A (ja) | 変調器と変調器付き半導体レーザ装置並びにその製造方法 | |
JP4909159B2 (ja) | 半導体導波路素子およびその作製方法ならびに半導体レーザ | |
JP2019008179A (ja) | 半導体光素子 | |
JP4947778B2 (ja) | 光半導体素子及びその製造方法 | |
JP2000208862A (ja) | 半導体光集積素子及びその製造方法 | |
JP6213222B2 (ja) | 光半導体装置及びその製造方法 | |
US9819153B2 (en) | Optical semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JPWO2014188552A1 (ja) | 光半導体集積素子及びその製造方法 | |
JP5655643B2 (ja) | 半導体光集積回路装置及びその製造方法 | |
EP2403077B1 (en) | A photonic device and a method of manufacturing a photonic device | |
JP7410276B2 (ja) | 半導体光デバイス | |
JP2002169132A (ja) | 電界吸収型光変調器およびその製造方法 | |
JP4948469B2 (ja) | 半導体光デバイス | |
CN108988124B (zh) | 一种用于微波振荡源的单片集成隧道结激光器 | |
JP5924138B2 (ja) | 光半導体集積回路装置及びその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160905 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170531 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170606 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170802 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170822 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170904 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6213222 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |