JP5565192B2 - 位相変調素子 - Google Patents
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(位相変調素子)
図1及び図2に示される位相変調素子では、光導波路210と電極240及び250の間に設けられている櫛形構造部220及び230は直線的に形成されている。従って、図3に示されるように、光導波路210より略垂直方向に延びる櫛形構造部220及び230に漏れ出した光は、直線的に形成された櫛形構造部220及び230内を伝播し、不純物元素が高濃度にドープされたp型領域221及びn型領域231まで到達する。このようにp型領域221及びn型領域231にまで到達した光は、p型領域221及びn型領域231において吸収されるため、光の伝播損失が生じる。尚、図3では、この位相変調素子において光導波路210に光を伝播させた場合における光の強度分布を一点鎖線で示す。
次に、本実施の形態における位相変調素子の光の伝播特性について説明する。図7は、計算により得られた結果を示すものであり、従来構造の位相変調素子と、本実施の形態における位相変調素子とにおいて、入射波長と透過光強度の関係を示すものである。従来の構造の位相変調素子とは、図2に示す構造の位相変調素子において、光導波路210の全長が約60nmであって、幅が約90nmの櫛形構造部220及び230が光導波路210の側面に約295nmの周期で接続されているものである。また、本実施の形態における位相変調素子とは、図5に示す位相変調素子において、光導波路10の全長が約60nm、接続構造部20及び30の幅は約90nm、接続構造部20及び30が光導波路10の側面に約295nmの周期で接続されているものである。尚、光導波路10と電極部40及び50との間の長さは、約550nmとなるように形成されている。
次に、他の半導体材料を用いた位相変調素子について説明する。他の半導体材料を用いた位相変調素子としては、SiGeを用いた位相変調素子が挙げられ、例えば、SiGeを用いて光導波路10、接続構造部20及び30が形成されているものが挙げられる。
次に、本実施の形態における位相変調素子の製造方法について、図8から図10に基づき説明する。
次に、第2の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態とは異なる構造の位相変調素子である。
次に、第3の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態とは異なる構造の位相変調素子である。
次に、第4の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1の実施の形態とは異なる構造の位相変調素子である。
次に、第5の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第1から第4の実施の形態における位相変調素子を有する位相変調素子である。
(付記1)
半導体材料により形成される光導波路と、
前記光導波路の両側側面に各々接続され、半導体材料により形成される接続構造部と、
前記接続構造部の各々に接続される電極部と、
を有し、
前記接続構造部は、前記電極部との接続部分に不純物元素がドープされた不純物領域を有しており、
前記不純物領域は、前記光導波路と前記接続構造部との接続部分における前記光導波路に対し垂直方向の延長線上とはならない部分に形成されていることを特徴とする位相変調素子。
(付記2)
前記接続構造部は、前記光導波路に接続される第1の接続領域と、前記第1の接続領域に接続される第2の接続領域と、前記第2の接続領域と前記電極部とを接続する第3の接続領域を有しており、
前記第3の接続領域は、前記不純物領域となるものであって、
前記第1の接続領域と前記第3の接続領域とは平行に形成されており、
前記第1の接続領域の延びる方向と、前記第3の接続領域の延びる方向とは重ならない形状であることを特徴とする付記1に記載の位相変調素子。
(付記3)
前記第1の接続領域は複数設けられており、隣接する2つの前記第1の接続領域に沿った2つの延長線の中間の位置に、前記第3の接続領域が形成されていることを特徴とする付記2に記載の位相変調素子。
(付記4)
前記第2の接続領域は、前記第1の接続領域及び前記第3の接続領域に垂直に形成されているものであることを特徴とする付記2または3に記載の位相変調素子。
(付記5)
前記接続構造部は、前記光導波路と前記電極部との間で直線的に形成されており、
前記光導波路の延びる方向と、前記接続構造部の延びる方向のなす角度は、30°以下であることを特徴とする付記1に記載の位相変調素子。
(付記6)
前記接続構造部は、前記光導波路に接続された第1の接続領域と、前記第1の接続領域と前記電極部との間に形成された第4の接続領域とを有しており、
前記第4の接続領域は、前記不純物領域となるものであって、
前記第4の領域の延びる方向の延長線と前記光導波路の延びる方向とのなす角度は、30°以下であることを特徴とする付記1に記載の位相変調素子。
(付記7)
前記接続構造部は、前記光導波路の側面に一定の間隔で複数形成されていることを特徴とする付記1から6のいずれかに記載の位相変調素子。
(付記8)
前記光導波路及び前記接続構造部は、SiまたはSiGeにより形成されているものであることを特徴とする付記1から7のいずれかに記載の位相変調素子。
(付記9)
前記光導波路は、前記接続構造部が形成されている部分を除き酸化シリコンにより囲まれていることを特徴とする付記8に記載の位相変調素子。
(付記10)
前記光導波路は基板の上方にリング状に形成されているものであることを特徴とする付記1から9のいずれかに記載の位相変調素子。
(付記11)
前記光導波路に近接して設けられた他の光導波路を有することを特徴とする付記10に記載の位相変調素子。
20 接続構造部
21 第1の接続領域
22 第2の接続領域
23 p型領域(第3の接続領域)
30 接続構造部
31 第1の接続領域
32 第2の接続領域
33 n型領域(第3の接続領域)
40 電極部
40a 電極部
50 電極部
50a 電極部
60 シリコン基板
61 SiO2ボックス層
62 Si層
63 SiO2膜
63a SiO2マスク
64 レジストパターン
65 SiO2膜
Claims (5)
- 半導体材料により形成される光導波路と、
前記光導波路の両側側面に各々接続され、半導体材料により形成される複数の接続構造部と、
前記接続構造部の各々に接続される電極部と、
を有し、
前記接続構造部は、前記電極部との接続部分に不純物元素がドープされた不純物領域を有しており、
前記複数の接続構造部のうちの1の接続構造部と前記光導波路との接続部分における前記光導波路に対し垂直方向の延長線上とはならない部分に、前記1の接続構造部における前記不純物領域が、形成されていることを特徴とする位相変調素子。 - 前記接続構造部は、前記光導波路に接続される第1の接続領域と、前記第1の接続領域に接続される第2の接続領域と、前記第2の接続領域と前記電極部とを接続する第3の接続領域を有しており、
前記第3の接続領域は、前記不純物領域となるものであって、
前記第1の接続領域と前記第3の接続領域とは平行に形成されており、
前記第1の接続領域の延びる方向と、前記第3の接続領域の延びる方向とは重ならない形状であることを特徴とする請求項1に記載の位相変調素子。 - 前記接続構造部は、前記光導波路と前記電極部との間で直線的に形成されており、
前記光導波路の延びる方向と、前記接続構造部の延びる方向のなす角度は、30°以下であることを特徴とする請求項1に記載の位相変調素子。 - 前記光導波路及び前記接続構造部は、SiまたはSiGeにより形成されているものであることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の位相変調素子。
- 前記光導波路は基板の上方にリング状に形成されているものであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の位相変調素子。
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