JP2023059201A - 集積型半導体光素子 - Google Patents

Abstract

【課題】応力による信頼性の低下を抑えることを目的とする。【解決手段】集積型半導体光素子は、第１方向Ｄ１にストライプ状に延び、第１方向Ｄ１に間隔をあけて並ぶ第１部分２６および第２部分２８を有し、第１部分２６および第２部分２８の間に第３部分３０を有し、半導体からなるメサストライプ構造１６と、第１部分２６に重なるが第２部分２８に重ならない第１電極３６を含み、第２部分２８に重なるが第１部分２６に重ならない第２電極３８を含み、第１電極３６および第２電極３８は分離されており、第３部分３０との重なりを避けた形状で金属からなる電極パターン３４と、を有し、電極パターン３４は、メサストライプ構造１６に重ならずに第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に第３部分３０の隣に位置して半導体層３２の上にある隣接領域４２を含む。【選択図】図１

Description

本開示は、集積型半導体光素子に関する。

複数の光機能素子が集積された集積型半導体光素子が知られている（特許文献１、２及び３）。光機能素子は、半導体層と、半導体層の上にある金属からなる電極を含む。光機能素子を独立に動作させるために、それぞれの電極は独立している。

特開２００２－２８０６６２号公報 特開２００２－３２４９３６号公報 特開２０１７－１５７５８３号公報

電極を形成するプロセスでは、金属と半導体の熱膨張係数差に起因して、温度変化によって半導体層に応力がかかる。電極をサブマウントに搭載するプロセスでは、接続用のはんだおよび半導体の熱膨張係数差に起因して、温度変化によって半導体層に応力がかかる。

一対の電極に挟まれた領域（電極が無い領域）では、半導体層には、熱膨張係数差に起因する応力は生じないが、一対の電極の直下で生じる応力の影響を受ける。例えば、一対の電極の直下で生じる圧縮応力によって、膨張（引張）応力が生じることがある。このような圧縮領域と膨張領域の混在は、回折格子の間隔を不均一にするなど、特性の低下につながる。

本開示は、応力による信頼性の低下を抑えることを目的とする。

集積型半導体光素子は、第１方向にストライプ状に延び、前記第１方向に間隔をあけて並ぶ第１部分および第２部分を有し、前記第１部分および前記第２部分の間に第３部分を有し、半導体からなるメサストライプ構造と、前記第１部分に重なるが前記第２部分に重ならない第１電極を含み、前記第２部分に重なるが前記第１部分に重ならない第２電極を含み、前記第１電極および前記第２電極は分離されており、前記第３部分との重なりを避けた形状で金属からなる電極パターンと、を有し、前記電極パターンは、前記メサストライプ構造に重ならずに前記第１方向に直交する第２方向に前記第３部分の隣に位置して半導体層の上にある隣接領域を含む。

第１の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。 図１に示す集積型半導体光素子のII－II線断面図である。 図１に示す集積型半導体光素子のIII－III線断面図である。 図１に示す半導体光素子が搭載されたサブマウントの平面図である。 図４に示す構造のＶ－Ｖ線断面図である。 第２の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。 第３の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。 第４の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。 第５の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。 第６の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。 図１０に示す集積型半導体光素子のXI－XI線断面図である。 図１０に示す集積型半導体光素子のXII－XII線断面図である。 第７の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。 図１３に示す集積型半導体光素子のXIV－XIV線断面図である。 図１３に示す集積型半導体光素子のXV－XV線断面図である。 第８の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。 図１６に示す集積型半導体光素子が搭載されたサブマウントの平面図である。 図１７に示す構造のXVIII－XVIII線断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を具体的かつ詳細に説明する。全図において同一の符号を付した部材は同一又は同等の機能を有するものであり、その繰り返しの説明を省略する。なお、図形の大きさは倍率に必ずしも一致するものではない。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。図２は、図１に示す集積型半導体光素子のII－II線断面図である。図３は、図１に示す集積型半導体光素子のIII－III線断面図である。集積型半導体光素子は、基板１０に一体的に集積された第１光機能素子１２および第２光機能素子１４を有する。基板１０の裏側には裏面電極２２が備えられている。裏面電極２２は、第１光機能素子１２および第２光機能素子１４に共通に設けられているが、これに限定されず個別に設けられていても構わない。

［メサストライプ構造］
集積型半導体光素子は、メサストライプ構造１６を有する。メサストライプ構造１６は、第１方向Ｄ１にストライプ状に延び、半導体からなる。メサストライプ構造１６は、第１光機能素子１２および第２光機能素子１４の両方に跨った一導波路を構成している。第１光機能素子１２は第１光機能層１８を備え、第２光機能素子１４は第２光機能層２０を備えている。

第１光機能層１８および第２光機能層２０のそれぞれは、多重量子井戸（ＭＱＷ；Multi Quantum Well）やバルクの半導体層などであり、電圧が印加されたときに光学的に機能する層（例えばレーザ光を発振する活性層や、電圧に応じて光を吸収する吸収層）や、パッシブな導波路である。第１光機能層１８および第２光機能層２０は、ＢＪ（Butt-Joint）構造によりモノリシックに接続されている。

第１光機能層１８および第２光機能層２０の上には、クラッド層２４が配置されている。クラッド層２４は、連続一体化されていてもよいし、第１光機能層１８および第２光機能層２０の上にそれぞれ個別になっていてもよい。クラッド層２４の上に、図示しないコンタクト層があってもよい。

メサストライプ構造１６は、第１方向Ｄ１に間隔をあけて並ぶ第１部分２６および第２部分２８を有する。メサストライプ構造１６は、第１部分２６および第２部分２８の間に第３部分３０を有する。第１光機能素子１２および第２光機能素子１４の境目は、第３部分３０にある。

［半導体層］
メサストライプ構造１６の側面に半導体層３２が接触している（図３）。半導体層３２は、半絶縁性半導体からなり、メサストライプ構造１６の埋め込み層であり、ＢＨ（Buried Hetero）構造を構成している。

［電極パターン］
集積型半導体光素子は、電極パターン３４を有する（図１）。電極パターン３４は、第３部分３０との重なりを避けた形状で金属（例えばＡｕ）からなる。

［第１電極］
電極パターン３４は、第１部分２６に重なるが第２部分２８に重ならない第１電極３６を含む。第１光機能素子１２は、第１光機能層１８を駆動するための第１電極３６を備えている。

［第２電極］
電極パターン３４は、第２部分２８に重なるが第１部分２６に重ならない第２電極３８を含む。第１電極３６および第２電極３８は分離（電気的に絶縁）されている。第１光機能層１８および第２光機能層２０の上にクラッド層２４が共通に設けられているため、完全に電圧のリークがなくなるわけではないが、第２光機能層２０は、第２電極３８を介して駆動される。第１電極３６に印加された電圧は、第２光機能層２０を駆動しない。

［第３電極］
電極パターン３４は、第１電極３６および第２電極３８から分離（電気的に絶縁）されている第３電極４０を含む。第３電極４０は、第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２にメサストライプ構造１６を挟む右側電極４０Ｒおよび左側電極４０Ｌである。右側電極４０Ｒ及び左側電極４０Ｌは、平面的な大きさにおいて均等である。第３電極４０は、第２方向Ｄ２に、第１電極３６の少なくとも一部（例えば全体）および第２電極３８の少なくとも一部（例えば全体）の隣に位置する。第３電極４０は、メサストライプ構造１６には電気的に接続されない浮遊電極である。

［隣接領域］
電極パターン３４は、隣接領域４２を含む（図１）。隣接領域４２は、メサストライプ構造１６に重ならない。隣接領域４２は、第２方向Ｄ２に、第３部分３０の隣に位置する。隣接領域４２は、メサストライプ構造１６に接触する半導体層３２（埋め込み層）の上にある。隣接領域４２は、第３電極４０の一部である。隣接領域４２は、メサストライプ構造１６を挟む一対の隣接領域４２である。

［サブマウント］
図４は、図１に示す半導体光素子が搭載されたサブマウントの平面図である。図５は、図４に示す構造のＶ－Ｖ線断面図である。

集積型半導体光素子は、サブマウント４４にジャンクションアップで搭載されている。サブマウント４４は、配線４６、配線４８及び配線５０を備える。裏面電極２２は、はんだ５２によって配線５０にボンディングされている。配線５０は図示しない接地電位と接続されている。配線４６と第１電極３６は、ワイヤ５４で接続されている。配線４８と第２電極３８は、ワイヤ５６で接続されている。配線４６および配線４８は、図示しない外部電源に接続されている。

［作用効果］
集積型半導体光素子をサブマウント４４にボンディングするプロセスでは、はんだ５２は、熱で溶融された後に冷却されて凝固する。金属からなる電極パターン３４は、半導体からなる第１部分２６および第２部分２８よりも、熱膨張係数において大きい。したがって、冷却後に、第１部分２６および第２部分２８には応力（圧縮応力）が生じる。応力は、第１電極３６および第２電極３８それぞれの端の直下において最も大きい。第３部分３０は、第１部分２６および第２部分２８に挟まれているので応力（膨張応力または引張応力）が生じる。しかし、その応力は、第３部分３０の隣にある電極パターン３４（隣接領域４２）の下にある半導体層３２に生じる応力（圧縮応力）によって相殺される。これにより、応力による信頼性の低下を抑えることができる。特に、第１光機能層１８および第２光機能層２０は、駆動時において、光密度や電流密度が異なった状態にあるので、応力の発生を抑えることは、信頼性および特性面において有利である。また第１電極３６及び第２電極３８と半導体との熱膨張係数の違いによる応力は、集積型半導体光素子の製造工程においても発生する。例えば、電極形成後にアロイ工程を含む場合、アロイ工程後の冷却時においても、上述したサブマウント４４にボンディングするプロセスと同様に応力が発生する。しかし、上述したように第３部分３０にかかる応力は電極パターン３４（隣接領域４２）によって相殺される。

［第２の実施形態］
図６は、第２の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。隣接領域２４２は、第１電極２３６および第２電極２３８の少なくとも一方（例えば第１電極２３６）の一部である。隣接領域２４２は、メサストライプ構造２１６を挟む一対の隣接領域２４２である。第１電極２３６は、メサストライプ構造２１６に重ならない第１非重畳領域２５８を一体的に含む。第２電極２３８は、メサストライプ構造２１６に重ならない第２非重畳領域２６０を一体的に含む。第１非重畳領域２５８および第２非重畳領域２６０は、それぞれ、相互に対向する第１エッジ２６２および第２エッジ２６４を有する。

本実施形態も、応力による信頼性の低下を抑えることができ、その詳細は第１の実施形態で説明した通りである。さらに、第１電極２３６そのものが広いため、第１電極２３６からの放熱性を向上させ、高温動作時の光出力特性を向上させることができる。なお、第１電極２３６は、第１光機能素子２１２にあるクラッド層に電気的に接続されるが、第２光機能素子２１４にあるクラッド層には電気的に影響を与えないようになっている。

［第３の実施形態］
図７は、第３の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。隣接領域３４２は、第１電極３３６および第２電極３３８の少なくとも一方（例えば第２電極３３８）の一部である。隣接領域３４２は、メサストライプ構造３１６を挟む一対の隣接領域３４２である。第１電極３３６は、メサストライプ構造３１６に重ならない第１非重畳領域３５８を一体的に含む。第２電極３３８は、メサストライプ構造３１６に重ならない第２非重畳領域３６０を一体的に含む。第１非重畳領域３５８および第２非重畳領域３６０は、それぞれ、相互に対向する第１エッジ３６２および第２エッジ３６４を有する。

本実施形態も、応力による信頼性の低下を抑えることができ、その詳細は第１の実施形態で説明した通りである。さらに、第１電極３３６そのものが広いため、第１電極３３６からの放熱性を向上させ、高温動作時の光出力特性を向上させることができる。なお、第１電極３３６は、第１光機能素子３１２にあるクラッド層に電気的に接続されるが、第２光機能素子３１４にあるクラッド層には電気的に影響を与えないようになっている。

第１エッジ３６２および第２エッジ３６４の少なくとも一方（例えば第２エッジ３６４）は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に対して交差して斜めになった傾斜エッジ３６６を含む。傾斜エッジ３６６の一部が、隣接領域３４２のエッジである。

隣接領域３４２のエッジ（傾斜エッジ３６６）の直下では、半導体層に応力が生じる。その応力が強すぎると、第３部分３３０の応力の相殺を超えてしまうので、必要に応じて、第３部分３３０に作用する応力を減らすことが望まれる。そこで、傾斜エッジ３６６を斜めにすることで、メサストライプ構造３１６の延伸方向に垂直な方向（第２方向Ｄ２）にかかる応力を分散させることができる。これにより、信頼性面に優れた集積型半導体光素子を提供することができる。

［第４の実施形態］
図８は、第４の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。隣接領域４４２は、第１電極４３６および第２電極４３８の少なくとも一方（例えば第１電極４３６）の一部である。隣接領域４４２は、メサストライプ構造４１６の片側だけにある。第１電極４３６は、メサストライプ構造４１６に重ならない第１非重畳領域４５８を一体的に含む。第２電極４３８は、メサストライプ構造４１６に重ならない第２非重畳領域４６０を一体的に含む。第１非重畳領域４５８および第２非重畳領域４６０は、メサストライプ構造４１６の片側において拡がる。

第１非重畳領域４５８および第２非重畳領域４６０は、それぞれ、相互に対向する第１エッジ４６２および第２エッジ４６４を有する。第１エッジ４６２および前記第２エッジ４６４の少なくとも一方（例えば第１エッジ４６２）は、第１方向Ｄ１および第２方向Ｄ２に対して交差して斜めになった傾斜エッジ４６６を含む。傾斜エッジ４６６の一部が、隣接領域４４２のエッジである。

本実施形態は、集積型半導体光素子の横幅（第２方向Ｄ２）において、第１の実施形態よりも狭い。第１電極４３６および第２電極４３８には、外部からの電気の入力のために、図示しないワイヤがボンディングされる。そのためにはある程度の大きさが必要である。また信頼性の観点からメサストライプ構造４１６の直上およびその付近の領域にはワイヤをボンディングしないことが好ましい。そこで、メサストライプ構造４１６は、第２方向Ｄ２の中心ではなく一方側に寄っている。本実施形態でも、第１の実施形態で説明した効果は十分に得られる。

［第５の実施形態］
図９は、第５の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。隣接領域５４２は、第１電極５３６および第２電極５３８の少なくとも一方（例えば両方）の一部である。隣接領域５４２は、メサストライプ構造５１６を挟む一対の隣接領域５４２である。第１電極５３６は、メサストライプ構造５１６に重ならない第１非重畳領域５５８を一体的に含む。第２電極５３８は、メサストライプ構造５１６に重ならない第２非重畳領域５６０を一体的に含む。第１非重畳領域５５８および第２非重畳領域５６０は、それぞれ、相互に対向する第１エッジ５６２および第２エッジ５６４を有する。本実施形態も、応力による信頼性の低下を抑えることができ、その詳細は第１の実施形態で説明した通りである。

［第６の実施形態］
図１０は、第６の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。図１１は、図１０に示す集積型半導体光素子のXI－XI線断面図である。図１２は、図１０に示す集積型半導体光素子のXII－XII線断面図である。

第１光機能素子６１２は、回折格子６６８（図１１）を備えたＤＦＢ（Distributed Feedback）レーザであるが、変調信号を出力する直接変調型レーザまたは連続光を出力するＣＷ（Continuous Wave）レーザであってもよい。第２光機能素子６１４は、半導体型増幅器である。第２光機能素子６１４は、第２電極６３８と裏面電極６２２との間に電圧を印加（電流を注入）することで、第１光機能素子６１２のレーザ光を増幅するようになっている。増幅されたレーザ光が信号光として光通信に使われる。

第１光機能層６１８および第２光機能層６２０は同じ一の多重量子井戸である。従って、結晶的な意味では境目はないが、光機能として異なる動作をするものとして図１１には境目に点線を入れて示してある。なお、第１光機能層６１８および第２光機能層６２０はそれぞれ異なる多重量子井戸層であっても構わない。多重量子井戸層の上下には、図示しない光閉じ込め層が備わっていてもよい。

第１光機能層６１８および第２光機能層６２０は、基板６１０の上に広く広がっている。それらの上にある半導体層６３２（クラッド層）は、一部が凸となっており、メサストライプ構造６１６の下端部を構成している。メサストライプ構造６１６は、半導体層６３２の上面の一部から連続している。半導体層６３２の上面は、メサストライプ構造６１６の上面よりも低い位置にある。第１電極６３６および第２電極６３８のそれぞれは、メサストライプ構造６１６の上面および側面に重なる部分を含む（図１２）。

隣接領域６４２は、第１電極６３６および第２電極６３８の少なくとも一方（例えば第１電極６３６）の一部である。隣接領域６４２は、メサストライプ構造６１６を挟む一対の隣接領域６４２である。第１電極６３６は、メサストライプ構造６１６に重ならない第１非重畳領域６５８を一体的に含む。第２電極６３８は、メサストライプ構造６１６に重ならない第２非重畳領域６６０を一体的に含む。第１非重畳領域６５８および第２非重畳領域６６０は、それぞれ、相互に対向する第１エッジ６６２および第２エッジ６６４を有する。なお、電極パターン６３４は、図５，６又は７に示す形状であってもよい。

集積型半導体素子は、リッジ型であり、埋め込み層を有しない。そのため、メサストライプ構造６１６にかかる応力が大きい。応力によって、第１光機能素子６１２では、回折格子６６８のピッチが光軸に平行な方向に変化する。変化量は応力に比例し、回折格子６６８の不均一なピッチは光学特性を劣化させる。しかし、本実施形態も、応力による信頼性の低下を抑えることができ、その詳細は第１の実施形態で説明した通りである。

［第７の実施形態］
図１３は、第７の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。図１４は、図１３に示す集積型半導体光素子のXIV－XIV線断面図である。図１５は、図１３に示す集積型半導体光素子のXV－XV線断面図である。

半導体層７３２は、メサストライプ構造７１６の側面に接触している。メサストライプ構造７１６の両側は、半導体層７３２で埋め込まれている。第１光機能素子７１２および第２光機能素子７１４は、埋め込み型半導体素子である。半導体層７３２は、ＦｅがドーピングされたＩｎＰ層である。基板７１０は、ｎ型ＩｎＰで構成されている。クラッド層７２４は、ｐ型ＩｎＰで構成されている。

第１光機能素子７１２および第２光機能素子７１４は、ＢＪ構造で接続されている。第１光機能素子７１２と第２光機能素子７１４との間に、他の構造（例えばパッシブな導波路構造）が含まれていてもよい。パッシブな導波路は、バルクの導波路構造を備え、バルクの導波路構造が光機能層として機能する。

第１光機能素子７１２は、回折格子７６８を備えたＤＦＢレーザである。第１光機能層７１８は、多重量子井戸層およびそれを上下に挟む光閉じ込め層で構成されている。第２光機能素子７１４は、電界吸収型変調器またはマッハツェンダー型光変調器のいずれであっても構わない。電界吸収型光変調器やマッハツェンダー型光変調器は、外部から入力された連続光を変調光に変える外部光変調器と呼ばれる。第２光機能素子７１４に高周波信号の電圧を印加することで、高周波の光信号を生成する。第２光機能層７２０は、吸収層として機能する多重量子井戸層およびそれを上下に挟む光閉じ込め層で構成されている。

電極パターン７３４は、第１電極７３６および第２電極７３８から分離されている第３電極７４０を含む。電極パターン７３４は、クラッド層７２４側からＴｉ／Ｐｔ／Ａｕの順で多層された電極構造を有する。第３電極７４０は、第２方向Ｄ２にメサストライプ構造７１６を挟む右側電極７４０Ｒおよび左側電極７４０Ｌである。右側電極７４０Ｒ及び左側電極７４０Ｌは、平面的な大きさにおいて均等である。第３電極７４０は、第２方向Ｄ２に、第１電極７３６の少なくとも一部および第２電極７３８の少なくとも一部の隣に位置する。

第１電極７３６および第２電極７３８の少なくとも一方（例えば第１電極７３６）は、メサストライプ構造７１６に重ならない非重畳領域７７０を一体的に含む。第３電極７４０は、第１方向Ｄ１に非重畳領域７７０の隣に位置する。隣接領域７４２は、第３電極７４０の一部である。隣接領域７４２は、メサストライプ構造７１６を挟む一対の隣接領域７４２である。

レーザとして機能する第１光機能素子７１２は、動作時に発熱するので、放熱性を確保するために、できるだけ電極を広く配置することが望ましい。そのため、第１電極７３６は広くなっているが、第３電極７４０と隣接する領域はメサストライプ構造７１６の直上およびその付近だけに配置される細長い形状となっている。電界吸収型光変調器として機能する第２光機能素子７１４では、寄生容量を小さくして、良好な高周波特性を得るために、メサストライプ構造７１６の直上およびその付近のみに、第２電極７３８が配置されている。

集積型半導体光素子は、図示しないサブマウントに対して、ジャンクションダウンで搭載するのに適している。ジャンクションダウンでは、第１電極７３６および第２電極７３８が、サブマウントと直接的にはんだ接合される。そのため、メサストライプ構造７１６の第１部分７２６および第２部分７２８に生じる応力（例えば圧縮応力）が大きい。これに応じて、第３部分７３０に生じる応力（例えば膨張応力）も大きくなる。そうすると、メサストライプ構造７１６の光軸方向において、応力バランスが一定ではなくなる。しかし、第３電極７４０も、サブマウントと直接的にはんだ接合することで、応力の偏りを緩和することができる。

［第８の実施形態］
図１６は、第８の実施形態に係る集積型半導体光素子の平面図である。電極パターン８３４は、第１電極８３６および第２電極８３８から分離されている第３電極８４０を含む。第１電極８３６および第２電極８３８の少なくとも一方は、メサストライプ構造８１６に重ならない非重畳領域８７０を一体的に含む。第３電極８４０は、第１方向Ｄ１に非重畳領域８７０の隣に位置する。隣接領域８４２は、第３電極８４０の一部である。隣接領域８４２は、メサストライプ構造８１６を挟む一対の隣接領域８４２である。

第３電極８４０は、第２方向Ｄ２に、第１電極８３６の少なくとも一部および第２電極８３８の少なくとも一部の隣に位置する。第３電極８４０は、第２方向Ｄ２にメサストライプ構造８１６を挟む右側電極８４０Ｒおよび左側電極８４０Ｌである。右側電極８４０Ｒ及び左側電極８４０Ｌの少なくとも一方は、複数の電極部分８７２に分離されている。第１電極８３６および第２電極８３８の少なくとも一方（例えば第２電極８３８）は、複数の電極部分８７２の間に位置する分岐部８７４を一体的に含む。第２電極８３８は、分岐部８７４を介して電圧が印加されるようになっている。なお、分岐部８７４も、メサストライプ構造８１６に重ならない非重畳領域８７０である。

図１７は、図１６に示す集積型半導体光素子が搭載されたサブマウントの平面図である。図１８は、図１７に示す構造のXVIII－XVIII線断面図である。サブマウント８４４は、変調器駆動用の変調器配線８７６、レーザ駆動用のレーザ配線８７８、両者に共通のグラウンド配線８８０、電気的に浮いているダミーパッド８８２，８８３を備えている。

集積型半導体光素子は、サブマウント８４４に対して、ジャンクションダウンで搭載されている。ジャンクションダウンでは、第１電極８３６、第２電極８３８および第３電極８４０は、それぞれ、サブマウント８４４とはんだ８５２で接合される。第１電極８３６は、はんだ８５２でレーザ配線８７８に接合されている。第２電極８３８は、変調器配線８７６とはんだ８５２で接合されている。第３電極８４０は、ダミーパッド８８２にはんだ８５２で接合されている。右側電極８４０Ｒも、ダミーパッド８８３にはんだで接合されている。裏面電極８２２は、グラウンド配線８８０とグランドワイヤ８８４で接続されている。

第２電極８３８は、メサストライプ構造８１６との重複を避けた領域（例えば分岐部８７４）で、はんだ接合されている。第１電極８３６も、応力による影響が最も大きいメサストライプ構造８１６との重複を避けた領域（例えば非重畳領域８７０）で、はんだ接合されている。そのため、分岐部８７４には容量成分が寄生するとしても、メサストライプ構造８１６にかかる応力を低減することができる。

［実施形態の概要］
（１）第１方向Ｄ１にストライプ状に延び、前記第１方向Ｄ１に間隔をあけて並ぶ第１部分２６および第２部分２８を有し、前記第１部分２６および前記第２部分２８の間に第３部分３０を有し、半導体からなるメサストライプ構造１６と、前記第１部分２６に重なるが前記第２部分２８に重ならない第１電極３６を含み、前記第２部分２８に重なるが前記第１部分２６に重ならない第２電極３８を含み、前記第１電極３６および前記第２電極３８は分離されており、前記第３部分３０との重なりを避けた形状で金属からなる電極パターン３４と、を有し、前記電極パターン３４は、前記メサストライプ構造１６に重ならずに、前記第１方向Ｄ１に直交する第２方向Ｄ２に、前記第３部分３０の隣に位置して、前記メサストライプ構造１６に連続する半導体層３２の上にある隣接領域４２を含む集積型半導体光素子。

第１部分２６および第２部分２８は、電極パターン３４に重なるので、半導体と金属の熱膨張係数差に起因して応力が生じる。第３部分３０は、第１部分２６および第２部分２８に挟まれているので応力が生じるが、その応力は、第３部分３０の隣にある隣接領域４２の下の半導体層３２に生じる応力によって相殺される。これにより、応力による信頼性の低下を抑えることができる。

（２）（１）に記載された集積型半導体光素子であって、前記半導体層３２は、前記メサストライプ構造１６の側面に接触している集積型半導体光素子。

（３）（１）に記載された集積型半導体光素子であって、前記第１電極６３６および前記第２電極６３８のそれぞれは、前記メサストライプ構造６１６の上面および側面に重なる部分を含み、前記メサストライプ構造６１６は、前記半導体層６３２の上面の一部から連続し、前記半導体層６３２の前記上面は、前記メサストライプ構造６１６の前記上面よりも低い位置にある集積型半導体光素子。

（４）（１）から（３）のいずれか１項に記載された集積型半導体光素子であって、前記電極パターン３４は、前記第１電極３６および前記第２電極３８から分離されている第３電極４０をさらに含み、前記隣接領域４２は、前記第３電極４０の一部である集積型半導体光素子。

（５）（４）に記載された集積型半導体光素子であって、前記第３電極４０は、前記第２方向Ｄ２に前記メサストライプ構造１６を挟む右側電極４０Ｒおよび左側電極４０Ｌである集積型半導体光素子。

（６）（５）に記載された集積型半導体光素子であって、前記右側電極４０Ｒ及び前記左側電極４０Ｌは、平面的な大きさにおいて均等である集積型半導体光素子。

（７）（５）に記載された集積型半導体光素子であって、前記右側電極８４０Ｒ及び前記左側電極８４０Ｌの少なくとも一方は、複数の電極部分８７２に分離されている集積型半導体光素子。

（８）（７）に記載された集積型半導体光素子であって、前記第１電極８３６および前記第２電極８３８の少なくとも一方は、前記複数の電極部分８７２の間に位置する分岐部８７４を一体的に含む集積型半導体光素子。

（９）（４）から（８）のいずれか１項に記載された集積型半導体光素子であって、前記第３電極４０は、前記第２方向Ｄ２に、前記第１電極３６の少なくとも一部および前記第２電極３８の少なくとも一部の隣に位置する集積型半導体光素子。

（１０）（９）に記載された集積型半導体光素子であって、前記第３電極４０は、前記第２方向Ｄ２に、前記第１電極３６の全体および前記第２電極３８の全体の隣に位置する集積型半導体光素子。

（１１）（４）から（１０）のいずれか１項に記載された集積型半導体光素子であって、前記第１電極７３６および前記第２電極７３８の少なくとも一方は、前記メサストライプ構造７１６に重ならない非重畳領域７７０を一体的に含み、前記第３電極７４０は、前記第１方向Ｄ１に前記非重畳領域７７０の隣に位置する集積型半導体光素子。

（１２）（１）から（３）のいずれか１項に記載された集積型半導体光素子であって、前記隣接領域２４２は、前記第１電極２３６および前記第２電極２３８の少なくとも一方の一部である集積型半導体光素子。

（１３）（１２）に記載された集積型半導体光素子であって、前記第１電極２３６は、前記メサストライプ構造２１６に重ならない第１非重畳領域２５８を一体的に含み、前記第２電極２３８は、前記メサストライプ構造２１６に重ならない第２非重畳領域２６０を一体的に含み、前記第１非重畳領域２５８および前記第２非重畳領域２６０は、それぞれ、相互に対向する第１エッジ２６２および第２エッジ２６４を有する集積型半導体光素子。

（１４）（１３）に記載された集積型半導体光素子であって、前記第１エッジ３６２および前記第２エッジ３６４の少なくとも一方は、前記第１方向Ｄ１および前記第２方向Ｄ２に対して交差して斜めになった傾斜エッジ３６６を含み、前記傾斜エッジ３６６の一部が、前記隣接領域３４２のエッジである集積型半導体光素子。

（１５）（１）から（１４）のいずれか１項に記載された集積型半導体光素子であって、前記隣接領域４２は、前記メサストライプ構造１６を挟む一対の隣接領域４２である集積型半導体光素子。

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、実施形態を説明した構成は、実質的に同一の構成、同一の作用効果を奏する構成又は同一の目的を達成することができる構成で置き換えることができる。

１０ 基板、１２ 第１光機能素子、１４ 第２光機能素子、１６ メサストライプ構造、１８ 第１光機能層、２０ 第２光機能層、２２ 裏面電極、２４ クラッド層、２６ 第１部分、２８ 第２部分、３０ 第３部分、３２ 半導体層、３４ 電極パターン、３６ 第１電極、３８ 第２電極、４０ 第３電極、４０Ｌ 左側電極、４０Ｒ 右側電極、４２ 隣接領域、４４ サブマウント、４６ 配線、４８ 配線、５０ 配線、５２ はんだ、５４ ワイヤ、５６ ワイヤ、２１２ 第１光機能素子、２１４ 第２光機能素子、２１６ メサストライプ構造、２３６ 第１電極、２３８ 第２電極、２４２ 隣接領域、２５８ 第１非重畳領域、２６０ 第２非重畳領域、２６２ 第１エッジ、２６４ 第２エッジ、３１２ 第１光機能素子、３１４ 第２光機能素子、３１６ メサストライプ構造、３３０ 第３部分、３３６ 第１電極、３３８ 第２電極、３４２ 隣接領域、３５８ 第１非重畳領域、３６０ 第２非重畳領域、３６２ 第１エッジ、３６４ 第２エッジ、３６６ 傾斜エッジ、４１６ メサストライプ構造、４３６ 第１電極、４３８ 第２電極、４４２ 隣接領域、４５８ 第１非重畳領域、４６０ 第２非重畳領域、４６２ 第１エッジ、４６４ 第２エッジ、４６６ 傾斜エッジ、５１６ メサストライプ構造、５３６ 第１電極、５３８ 第２電極、５４２ 隣接領域、５５８ 第１非重畳領域、５６０ 第２非重畳領域、５６２ 第１エッジ、５６４ 第２エッジ、６１０ 基板、６１２ 第１光機能素子、６１４ 第２光機能素子、６１６ メサストライプ構造、６１８ 第１光機能層、６２０ 第２光機能層、６２２ 裏面電極、６３２ 半導体層、６３４ 電極パターン、６３６ 第１電極、６３８ 第２電極、６４２ 隣接領域、６５８ 第１非重畳領域、６６０ 第２非重畳領域、６６２ 第１エッジ、６６４ 第２エッジ、６６８ 回折格子、７１０ 基板、７１２ 第１光機能素子、７１４ 第２光機能素子、７１６ メサストライプ構造、７１８ 第１光機能層、７２０ 第２光機能層、７２４ クラッド層、７２６ 第１部分、７２８ 第２部分、７３０ 第３部分、７３２ 半導体層、７３４ 電極パターン、７３６ 第１電極、７３８ 第２電極、７４０ 第３電極、７４０Ｌ 左側電極、７４０Ｒ 右側電極、７４２ 隣接領域、７６８ 回折格子、７７０ 非重畳領域、８１６ メサストライプ構造、８２２ 裏面電極、８３４ 電極パターン、８３６ 第１電極、８３８ 第２電極、８４０ 第３電極、８４０Ｌ 左側電極、８４０Ｒ 右側電極、８４２ 隣接領域、８４４ サブマウント、８５２ はんだ、８７０ 非重畳領域、８７２ 電極部分、８７４ 分岐部、８７６ 変調器配線、８７８ レーザ配線、８８０ グラウンド配線、８８２ ダミーパッド、８８３ ダミーパッド、８８４ グランドワイヤ、Ｄ１ 第１方向、Ｄ２ 第２方向。

Claims (15)

1. 第１方向にストライプ状に延び、前記第１方向に間隔をあけて並ぶ第１部分および第２部分を有し、前記第１部分および前記第２部分の間に第３部分を有し、半導体からなるメサストライプ構造と、
   前記第１部分に重なるが前記第２部分に重ならない第１電極を含み、前記第２部分に重なるが前記第１部分に重ならない第２電極を含み、前記第１電極および前記第２電極は分離されており、前記第３部分との重なりを避けた形状で金属からなる電極パターンと、
   を有し、
   前記電極パターンは、前記メサストライプ構造に重ならずに、前記第１方向に直交する第２方向に、前記第３部分の隣に位置して、前記メサストライプ構造に連続する半導体層の上にある隣接領域を含む集積型半導体光素子。
2. 請求項１に記載された集積型半導体光素子であって、
   前記半導体層は、前記メサストライプ構造の側面に接触している集積型半導体光素子。
3. 請求項１に記載された集積型半導体光素子であって、
   前記第１電極および前記第２電極のそれぞれは、前記メサストライプ構造の上面および側面に重なる部分を含み、
   前記メサストライプ構造は、前記半導体層の上面の一部から連続し、
   前記半導体層の前記上面は、前記メサストライプ構造の前記上面よりも低い位置にある集積型半導体光素子。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載された集積型半導体光素子であって、
   前記電極パターンは、前記第１電極および前記第２電極から分離されている第３電極をさらに含み、
   前記隣接領域は、前記第３電極の一部である集積型半導体光素子。
5. 請求項４に記載された集積型半導体光素子であって、
   前記第３電極は、前記第２方向に前記メサストライプ構造を挟む右側電極および左側電極である集積型半導体光素子。
6. 請求項５に記載された集積型半導体光素子であって、
   前記右側電極及び前記左側電極は、平面的な大きさにおいて均等である集積型半導体光素子。
7. 請求項５に記載された集積型半導体光素子であって、
   前記右側電極及び前記左側電極の少なくとも一方は、複数の電極部分に分離されている集積型半導体光素子。
8. 請求項７に記載された集積型半導体光素子であって、
   前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方は、前記複数の電極部分の間に位置する分岐部を一体的に含む集積型半導体光素子。
9. 請求項４から８のいずれか１項に記載された集積型半導体光素子であって、
   前記第３電極は、前記第２方向に、前記第１電極の少なくとも一部および前記第２電極の少なくとも一部の隣に位置する集積型半導体光素子。
10. 請求項９に記載された集積型半導体光素子であって、
    前記第３電極は、前記第２方向に、前記第１電極の全体および前記第２電極の全体の隣に位置する集積型半導体光素子。
11. 請求項４から１０のいずれか１項に記載された集積型半導体光素子であって、
    前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方は、前記メサストライプ構造に重ならない非重畳領域を一体的に含み、
    前記第３電極は、前記第１方向に前記非重畳領域の隣に位置する集積型半導体光素子。
12. 請求項１から３のいずれか１項に記載された集積型半導体光素子であって、
    前記隣接領域は、前記第１電極および前記第２電極の少なくとも一方の一部である集積型半導体光素子。
13. 請求項１２に記載された集積型半導体光素子であって、
    前記第１電極は、前記メサストライプ構造に重ならない第１非重畳領域を一体的に含み、
    前記第２電極は、前記メサストライプ構造に重ならない第２非重畳領域を一体的に含み、
    前記第１非重畳領域および前記第２非重畳領域は、それぞれ、相互に対向する第１エッジおよび第２エッジを有する集積型半導体光素子。
14. 請求項１３に記載された集積型半導体光素子であって、
    前記第１エッジおよび前記第２エッジの少なくとも一方は、前記第１方向および前記第２方向に対して交差して斜めになった傾斜エッジを含み、
    前記傾斜エッジの一部が、前記隣接領域のエッジである集積型半導体光素子。
15. 請求項１から１４のいずれか１項に記載された集積型半導体光素子であって、
    前記隣接領域は、前記メサストライプ構造を挟む一対の隣接領域である集積型半導体光素子。

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