JP5653270B2 - Light receiving element, manufacturing method thereof, and optical transmission / reception unit - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、受光素子、その製造方法、および光送受信ユニットに関するものである。 Embodiments described herein relate generally to a light receiving element, a manufacturing method thereof, and an optical transmission / reception unit.
近年、LSI(Large Scale Integration)の集積密度が高くなることに伴い、内部回路パターンの微細化が進んでおり、微細化のために電気信号を光信号に置き換える光配線技術が注目されている。光配線技術は、金属配線のかわりに光導波路を用いて信号伝送する方式であり、上記のような微細化に伴う配線抵抗や配線間容量の増大が発生せず、更なる動作速度の高速化が期待できる。光源として使用する半導体レーザ(LD)に関しては、マイクロリング共振器を用いた小型のマイクロリングLDが注目され始めており、研究開発が活発化してきている。 In recent years, with the increase in integration density of LSI (Large Scale Integration), miniaturization of internal circuit patterns has progressed, and an optical wiring technique that replaces an electrical signal with an optical signal for miniaturization has attracted attention. Optical wiring technology is a method of transmitting signals using an optical waveguide instead of metal wiring, and does not increase the wiring resistance and inter-wiring capacitance due to the above-mentioned miniaturization, further increasing the operation speed Can be expected. As for a semiconductor laser (LD) used as a light source, a small microring LD using a microring resonator has begun to attract attention, and research and development has been activated.
また、LSIチップ上の光配線を実現するには、光源素子(送信部)と光導波路(伝送部)とともに受光素子(PD、受信部)も同じ半導体基板のチップ上にコンパクトに集積化して光送受信ユニットを形成する必要がある。特にマイクロリングLDとの集積化する場合には、低コスト化の観点から同一の積層構造を有するウエハにより作製可能なPDであることが強く望まれる。 In order to realize optical wiring on an LSI chip, a light source element (transmission unit) and an optical waveguide (transmission unit) as well as a light receiving element (PD, reception unit) are compactly integrated on a chip on the same semiconductor substrate. It is necessary to form a transmission / reception unit. In particular, in the case of integration with a microring LD, it is strongly desired that the PD can be manufactured from a wafer having the same laminated structure from the viewpoint of cost reduction.
ところが、LDと同一構造のウエハでは吸収層は数層の半導体量子井戸からなり、その厚さは高々、数十nmと薄く、十分な光吸収効率とこれに伴う十分な光−電気変換効率(あるいは光電流)を得ることは非常に困難である。 However, in the wafer having the same structure as the LD, the absorption layer is composed of several layers of semiconductor quantum wells, the thickness of which is as thin as several tens of nanometers, and sufficient light absorption efficiency and sufficient light-electric conversion efficiency (according to this) Alternatively, it is very difficult to obtain a photocurrent.
そこで、リング状の受光部に導波路を接続して、入力した光をリングの内部を周回させて実効的な吸収長を長くすることにより、素子サイズの小型化・高効率化が期待される。実際、こうした原理に基づくリング状の受光素子を提案している例もある。但し、光をリング内部で低損失に周回させて活性媒質に効率良く吸収させて光をキャリア(電子−正孔対)に変換し、電流を得ることは容易ではない。特に、直径10ミクロン程度の微小なリング構造ではリング側壁の加工損傷などにより、散乱による光損失や表面再結合によるキャリア損失が発生するため、光−電気変換効率の顕著な低下を引き起こしてしまう。また、リングあるいはディスク状の受光部においては、光の放射や散乱による損失が生じやすく、サイズが小さくなるほどこれらの損失の増大が顕著となるため、高効率化が困難になる。 Therefore, it is expected to reduce the element size and increase the efficiency by connecting a waveguide to the ring-shaped light receiving part and circulating the input light inside the ring to increase the effective absorption length. . In fact, there is an example in which a ring-shaped light receiving element based on such a principle is proposed. However, it is not easy to obtain light by circulating light with low loss inside the ring and efficiently absorbing the light into the active medium to convert the light into carriers (electron-hole pairs). In particular, in a minute ring structure having a diameter of about 10 microns, light loss due to scattering and carrier loss due to surface recombination occur due to processing damage on the ring side wall, which causes a significant reduction in light-electric conversion efficiency. Further, in a ring or disk-shaped light receiving part, loss due to light emission or scattering is likely to occur, and as the size is reduced, the increase in these losses becomes more significant, making it difficult to increase efficiency.
発明が解決しようとする課題は、高効率で受光する小型の受光素子および光送受信ユニットを得ることにある。 The problem to be solved by the invention is to obtain a small light receiving element and an optical transmission / reception unit that receive light with high efficiency.
一実施形態による受光素子は、一端が半導体光源に接続され、他端が少なくとも一周以上の渦巻き状に形成された細線光導波路と、前記細線光導波路の前記他端上に設けられた半導体材料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、ディスク状あるいはリング状であり、半導体材料からなる光吸収層と、光吸収層上に設けられ半導体材料からなる上部クラッド層と、前記上部クラッド層と第1のコンタクト層を介して対向する第1の電極と、前記下部クラッド層と第2のコンタクト層を介して対向する第2の電極と、を備え、前記細線光導波路の前記他端は、前記一端よりも曲率半径が小さく、かつ、前記一端よりも幅が細くなるテーパ形状であり、前記上部クラッド層は前記第1のコンタクト層および前記光吸収層と接する部分以外の側面の少なくとも一部に前記上部クラッド層の他の部分よりも屈折率が低い低屈折率部分を有するか、前記下部クラッド層は前記第2のコンタクト層および前記光吸収層と接する部分以外の側面の少なくとも一部分に前記下部クラッド層の他の部分よりも屈折率が低い低屈折率部分を有するか、その両方である。A light receiving element according to an embodiment includes a thin wire optical waveguide having one end connected to a semiconductor light source and the other end formed in a spiral shape having at least one turn, and a semiconductor material provided on the other end of the thin wire optical waveguide. A lower clad layer formed on the lower clad layer and having a disk-like or ring-like shape, a light absorbing layer made of a semiconductor material, an upper clad layer made of a semiconductor material provided on the light absorbing layer, and the upper portion A first electrode opposed to the cladding layer via the first contact layer; and a second electrode opposed to the lower cladding layer via the second contact layer; The end has a tapered shape with a radius of curvature smaller than that of the one end and a width narrower than that of the one end, and the upper cladding layer is in contact with the first contact layer and the light absorption layer. A lower refractive index part having a lower refractive index than the other part of the upper cladding layer, or the lower cladding layer is in contact with the second contact layer and the light absorption layer. At least a portion of the side surface other than the portion has a low refractive index portion having a lower refractive index than other portions of the lower cladding layer, or both.
一実施形態による上記受光素子の製造方法は、細線光導波路、第2のコンタクト層、下部クラッド層、光吸収層、上部クラッド層、及び第1のコンタクト層を積層する工程と、前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層の少なくとも一方の外周に沿った側面の一部を酸化する工程と、前記第2のコンタクト層に接する下部電極を形成する工程と、前記第1のコンタクト層に接する上部電極を形成する工程と、を備える。According to an embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing the light receiving element, comprising: laminating a thin optical waveguide, a second contact layer, a lower cladding layer, a light absorbing layer, an upper cladding layer, and a first contact layer; And a step of oxidizing a part of a side surface of at least one of the upper cladding layers along an outer periphery, a step of forming a lower electrode in contact with the second contact layer, and an upper electrode in contact with the first contact layer. Forming.
一実施形態による光送受信ユニットは、半導体光源と、一端が前記半導体光源に接続され、他端が渦巻き状に形成された細線光導波路と、前記細線光導波路の前記他端上に設けられた半導体材料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、ディスク状あるいはリング状であり、半導体材料からなる光吸収層と、光吸収層上に設けられ半導体材料からなる上部クラッド層、前記上部クラッド層と第1のコンタクト層を介して対向する第1の電極と、前記下部クラッド層と第2のコンタクト層を介して対向する第2の電極と、を備え、前記細線光導波路の前記他端は、前記一端よりも曲率半径が小さく、かつ、終端部に近づくほど幅が細くなるテーパ形状を有し、前記上部クラッド層は前記第1のコンタクト層および前記光吸収層と接する部分以外の側面の少なくとも一部に前記上部クラッド層の他の部分よりも屈折率が低い低屈折率部分を有するか、前記下部クラッド層は前記第2のコンタクト層および前記光吸収層と接する部分以外の側面の少なくとも一部分に前記下部クラッド層の他の部分よりも屈折率が低い低屈折率部分を有するか、その両方である受光素子と、を備える。An optical transceiver unit according to an embodiment includes a semiconductor light source, a thin optical waveguide having one end connected to the semiconductor light source and the other end formed in a spiral shape, and a semiconductor provided on the other end of the thin optical waveguide A lower clad layer made of a material, provided on the lower clad layer, in a disk shape or a ring shape, a light absorbing layer made of a semiconductor material, and an upper clad layer made of a semiconductor material provided on the light absorbing layer, A first electrode opposed to the upper cladding layer via a first contact layer; and a second electrode opposed to the lower cladding layer via a second contact layer; and The other end has a taper shape with a radius of curvature smaller than that of the one end and becomes narrower as it approaches the terminal end, and the upper cladding layer includes the first contact layer and the light absorption layer. A lower refractive index portion having a lower refractive index than other portions of the upper cladding layer is provided on at least a part of a side surface other than a portion in contact with the layer, or the lower cladding layer includes the second contact layer and the light absorption layer A light receiving element having at least a low refractive index portion having a lower refractive index than other portions of the lower clad layer, or both of them, on at least a part of a side surface other than a portion in contact with the lower cladding layer.
以下に、実施形態について図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments will be described with reference to the drawings.
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。 The drawings are schematic or conceptual, and the relationship between the thickness and width of each part, the size ratio between the parts, and the like are not necessarily the same as actual ones. Further, even when the same part is represented, the dimensions and ratios may be represented differently depending on the drawings.
なお、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。 It should be noted that the same elements as those described above with reference to the previous drawings are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted as appropriate.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態の受光素子100の上部電極および下部電極形成前の状態を示す上面図(A)および下面図(B)であり、図2は図1に示す破線II−IIに沿った断面図である。図1では、受光素子100は電極形成前の状態を示している。図1(A)、(B)では左側を細線光導波路20の上流とする
受光素子100は、基板10上に設けられた誘電体層11の上の一部に細線光導波路20が形成されている。細線光導波路20の下流部は少なくとも一周以上の渦巻き状に加工されており、渦巻き内部において細線光導波路20の終端部がその外周と合流している。図1(B)は、基板10および誘電体層11上にある細線光導波路20の位置を破線で示している。細線光導波路20上には、接合層35を介して下部クラッド層30が設けられている。下部クラッド層30上にコンタクト層80が設けられている。コンタクト層80の上には細線光導波路20の範囲を覆うように光吸収層40が設けられている。光吸収層40上には上部クラッド層50が設けられている。上部クラッド層50上には、第1のコンタクト層60および上部電極70がこの順に積層されている。また、下部クラッド層30上の光吸収層40で囲まれた内側には、下部電極90が設けられている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a top view (A) and a bottom view (B) showing a state before formation of the upper electrode and the lower electrode of the light receiving
接合層35、下部クラッド層30、第2のコンタクト層80、光吸収層40、上部クラッド層50、および第1のコンタクト層60は、それぞれ半導体層からなる。上部クラッド層50のうち、第1のコンタクト層60と光吸収層40の間にある外周に沿った側面部分51および間隙を囲む内周に沿った側面部分52は、上部クラッド層50の他の部分53を構成する材料の酸化物である。上部クラッド層50の側面部分51、52は、上部クラッド層50の他の部分53よりも屈折率が低い。下部クラッド層30のうち、細線光導波路20と光吸収層40の間にある外周に沿った側面部分31は、下部クラッド層30の他の部分を構成する材料の酸化物である。下部クラッド層30の側面部分31は、下部クラッド層30の他の部分32よりも屈折率が低い。
The
基板10は、例えばSiからなる。誘電体層11は、例えばSiO2からなり、その厚さは3μmである。細線光導波路20は、例えばSiからなり、その厚さは250nm、受光部の外側の部分の幅は450nmであり、受光部に接して渦巻き状になって終端に近づくにつれて徐々に幅が細くなり、最も細い終端部では幅200nmである。
The
接合層35は、例えばGaAsからなり、その厚さは50nmである。下部クラッド層30は側面部分31を除いて例えばAlGaAsからなり、その側面部分31はAl2O3からなる。第2のコンタクト層80は、例えばp型AlGaAsからなる。光吸収層40は、例えば2層のノンドープInGaAs光閉じ込め層と、その間に設けられた井戸層と障壁層が交互に積層されてなるInGaAs/GaAs多重量子井戸層とからなる。上部クラッド層50は、側面部分51、52を除いて例えばAlGaAsからなり、その側面部分51、52はAl2O3からなる。第1のコンタクト層60は、例えばn型AlGaAsからなる。第1の電極70および第2の電極90は、例えばAuGe合金からなり、その厚さは20nmである。
The
細線光導波路20に入射され伝播した光は、渦巻き状の終端部に到達すると、その上面に接合されたリング状の光吸収層40に染み出して結合し吸収される。細線光導波路20が曲線を有する場合には、直線状の場合に比べて光は導波路の外に大きく染み出す。その結果として、光吸収層40への光結合および吸収が増強されることになる。
When the light that has entered and propagated into the thin-line
図3は受光素子100(直径10μm)の吸収効率のシミュレーション結果であり、細線光導波路20に入力した光の95%以上が入射してから2ピコ秒以内に吸収されている。
FIG. 3 is a simulation result of the absorption efficiency of the light receiving element 100 (
この光結合および吸収の増強効果は、細線光導波路の曲率半径が小さいほど、また細線光導波路20の断面サイズが小さいほど大きくなる。例えば、曲率半径10μmで断面サイズ450nm×250nmの細線光導波路が、前記InGaAs/GaAs多重量子井戸層を含む半導体多層構造の下面に接している場合、吸収効率は直線状の細線光導波路の場合の約1.5倍に増大する。渦巻き状の細線光導波路では、終端に近づくとさらに曲率半径が小さくなり、さらなる結合・吸収の増強が期待できる。また、渦巻きの終端に近づくほど細線光導波路の幅が細くなるようにテーパ状の加工を加えることにより、細線光導波路を伝播する光が半導体多層構造の側へより速やかに移行し、さらに結合・吸収を増強することができる。
This enhancement effect of optical coupling and absorption increases as the radius of curvature of the thin-line optical waveguide decreases and as the cross-sectional size of the thin-line
さらに、上部クラッド層50および下部クラッド層30の側面部分51、52、31が酸化狭窄されていることにより、光吸収層40に結合した光が上部電極70側に漏出して吸収されて光電流に寄与しない損失成分が増大することを抑制できる。さらには、光がリング状の光吸収層40の内側に光閉じ込められるため、側壁による光散乱損失や、吸収されて生成したキャリアが側壁における表面再結合により消失するキャリア損失を抑制できる。以上のことにより超小型かつ高効率な受光素子の実現が可能となる。
Furthermore, the
なお細線光導波路20の形状は、上記のようなものに加え、空洞がないディスク状のものや渦巻き状で終端部が外周と合流せずに終端しているものであってもよいことは言うまでもない。
In addition to the above, the shape of the thin-line
このような形状の細線光導波路20を用いる場合にも、光吸収層40よりも上側の半導体層はリング状に形成することができる。
Even when the thin
また、本実施例ではGaAs基板上のInGaAs/GaAs多重量子井戸を活性層とする場合について述べたが、これを、例えばInP基板上のInGaAsP/InAlAs多重量子井戸で置き換えても良い。その場合は、上からp型InGaAsコンタクト層、p型InAlAsクラッド層、ノンドープInGaAsP光閉じ込め層、InGaAsP多重量子井戸活性層、ノンドープInGaAs光閉じ込め層、n型InAlAsクラッド層、n型InPコンタクト層とすれば良い。または、これらを他の材料からなる半導体多層構造とすることも可能である。 In this embodiment, the case where the InGaAs / GaAs multiple quantum well on the GaAs substrate is used as the active layer has been described, but this may be replaced with, for example, an InGaAsP / InAlAs multiple quantum well on the InP substrate. In that case, the p-type InGaAs contact layer, the p-type InAlAs cladding layer, the non-doped InGaAsP optical confinement layer, the InGaAsP multiple quantum well active layer, the non-doped InGaAs optical confinement layer, the n-type InAlAs clad layer, and the n-type InP contact layer are arranged from the top. It ’s fine. Alternatively, these can be a semiconductor multilayer structure made of other materials.
図1、図2に示す受光素子100の製造方法について以下に説明する。図4は受光素子100の製造方法を示す断面図である。
A method for manufacturing the
まず、SOI基板である誘電体層11を有する基板10の上にSi細線光導波路20を形成し、その終端部を渦巻き状に加工する(図4(A))。この螺旋状のSi細線光導波路20の上に、光吸収層40を含む半導体多層構造を接合する(図4(B))。半導体多層構造としては、たとえばGaAs基板1上に形成されたn型AlGaAsからなる第1のコンタクト層60、AlGaAsからなる上部クラッド層50、GaAs光閉じ込め層とInGaAs/GaAs多重量子井戸層とGaAs光閉じ込め層とからなる光吸収層40、p型AlGaAsからなる第2のコンタクト層80、AlGaAsの下部クラッド層30、およびGaAsからなる接合層35を有する多層構造である。また、接合方法としてはウエハ直接接合法や接着層を介した接合方法などを用いることが出来る。その後、基板1を剥離し、半導体多層構造に対して、リング形状のパターニングを行う(図4(C))。ここで半導体多層構造の上部クラッド層50及び下部クラッド層30は、酸化処理により側面部分51、52、31を絶縁性のある低屈折率の酸化物とする(図4(D))。この酸化処理において、Al組成の少ない光閉じ込め層、多重量子井戸層は酸化がほとんど進まないため、半導体層のまま残っている構造となる。
First, the Si thin-line
その後、上部電極70および下部電極90を形成し、受光素子100を完成させる(図4(E))。
Thereafter, the
なお、上部クラッド層50の側面部分51、52および下部クラッド層30の側面部分31は、上部クラッド層50および下部クラッド層31の他の部分53、32を形成するAlGaAsよりも格子定数が小さく、光吸収層40のInGaAs/GaAs多重量子井戸層に引っ張り歪みが印加されている。
The
選択酸化の量を適切に選ぶことで、InGaAs/GaAs多重量子井戸層に印加される引っ張り歪みの大きさを制御することができ、InGaAs/GaAs多重量子井戸層における光吸収端のシフト量を制御することが可能である。半導体レーザは、周囲環境の温度上昇や半導体レーザ自身の発熱により発振波長が長波長化する。そのため、半導体レーザと共通の層構造よりなる受光素子においては、光吸収端の裾野のさらに透明領域側の光を受光することになり、受光感度が大幅に低下してしまう場合がある。しかしながら、選択酸化の量によって光吸収端のシフト量を調節することができる。 By appropriately selecting the amount of selective oxidation, the amount of tensile strain applied to the InGaAs / GaAs multiple quantum well layer can be controlled, and the shift amount of the light absorption edge in the InGaAs / GaAs multiple quantum well layer can be controlled. Is possible. The oscillation wavelength of the semiconductor laser becomes longer due to the temperature rise in the surrounding environment and the heat generated by the semiconductor laser itself. For this reason, in a light receiving element having a layer structure common to the semiconductor laser, light on the further transparent region side of the base of the light absorption end is received, and the light receiving sensitivity may be greatly reduced. However, the shift amount of the light absorption edge can be adjusted by the amount of selective oxidation.
本実施形態によれば、細線光導波路からの受光が高効率で小型な受光素子を形成することができる。 According to the present embodiment, it is possible to form a light receiving element that is highly efficient in receiving light from a thin optical waveguide.
(第2の実施形態)
図5は第2の実施形態の受光素子101の上部電極70および下部電極90の形成前の状態を示す上面図であり、図6は図5に示す破線VI−VIに沿った断面図である。本実施形態においては、半導体多層構造のうち、外周に近い上部クラッド層50の一部が除去されて溝が形成されている。図5に示すように、上部電極70および下部電極90の形成前の状態で、半導体多層構造を上面から見ると,、中心部から順に、nAlGaAs下部コンタクト層80、AlGaAs上部クラッド層50、光吸収層40、AlGaAs上部クラッド層50が見られる。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a top view showing a state before formation of the
上部クラッド層50と下部クラッド層30の側面部分は選択酸化されている。上部クラッド層50は、溝の外側にある外周に沿った側面部分51、間隙を囲む内周に沿った側面部分52、および溝の内側の表面部分54が低屈折率部分である。下部クラッド層30は、第1の実施形態と同様に、外周に沿った側面部分31が低屈折率部分である。
The side portions of the
光吸収層40には中心に向かう方向と外周に向かう方向に応力がかかるため、より効率的に引っ張り歪みを印加することができる。本実施例においては上部クラッド層の最外周がリング形状をしているが、他の形状であってよいことは言うまでもない。
Since stress is applied to the
本実施形態によれば、細線光導波路からの受光が高効率で小型な受光素子を形成することができる。 According to the present embodiment, it is possible to form a light receiving element that is highly efficient in receiving light from a thin optical waveguide.
(第3の実施形態)
図7は第3の実施形態に係る受光素子102の上部クラッド層50およびその下に設けられた細線光導波路20を示す平面図である。本実施形態においては、上部クラッド層50の外周に突起状の部分(歪み付加部分)55が付加されていることを特徴とする。突起状の構造55は、上部クラッド層50の外周に沿った側面とともに選択酸化されている。本構成において上部クラッド層50と下部クラッド層30を選択酸化すると、突起状の部分55がない場合に比べて酸化される体積が多くなるため、酸化による堆積収縮による応力が効果的に光吸収領域に印加される。ここでの突起状の部分55の形状はどんな形状であってよい。図7に示すように、上面から見てT字型の突起状の構造は、酸化が均一に進み、光吸収層40への応力が均一にかかるので望ましい。
(Third embodiment)
FIG. 7 is a plan view showing the
なお、本実施形態のリング形状の上部クラッド層にT字型の突起状の付加された構造は、第2の実施形態における溝の外側にある外周に沿った側面部分51を形成する場合と同様のプロセスで、例えば光リソグラフィとドライエッチングを用いて、容易に形成することが出来る。
In addition, the structure in which the T-shaped protrusion is added to the ring-shaped upper cladding layer of the present embodiment is the same as the case of forming the
本実施形態によれば、細線光導波路からの受光が高効率で小型な受光素子を形成することができる。 According to the present embodiment, it is possible to form a light receiving element that is highly efficient in receiving light from a thin optical waveguide.
(第4の実施形態)
上述の受光素子は、半導体レーザと共通の層構造とすることが可能である。図8は、光送受信ユニットを示す斜視図である。光送受信用ユニットは、誘電体層10上に形成された半導体レーザ110と受光素子100とこれらをつなぐ細線光導波路20を有する。受光素子は、第1の実施形態の受光素子100に限らない。細線光導波路20と半導体レーザ110と受光素子100とを共通の工程で形成することができるので、光送受信ユニットを低コストで製造することが可能である。このとき、半導体レーザ110は出来るだけ小型であるもの、すなわちマイクロリング(またはマイクロディスク)レーザが望ましい。
(Fourth embodiment)
The light receiving element described above can have a common layer structure with the semiconductor laser. FIG. 8 is a perspective view showing the optical transceiver unit. The optical transmission / reception unit includes a
本実施形態によれば、細線光導波路からの受光が高効率で小型な受光素子を有する光送受信ユニットを形成することができる。 According to the present embodiment, it is possible to form an optical transmission / reception unit having a small light receiving element that is highly efficient in receiving light from a thin optical waveguide.
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
The embodiments of the present invention have been described above with reference to specific examples. However, embodiments of the present invention are not limited to these specific examples. The specific configuration of each element is included in the scope of the present invention as long as a person skilled in the art can appropriately perform the present invention by appropriately selecting from a known range and obtain the same effect.
Moreover, what combined any two or more elements of each specific example in the technically possible range is also included in the scope of the present invention as long as the gist of the present invention is included.
その他、本発明の実施の形態として上述した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。 In addition, all display devices that can be implemented by a person skilled in the art based on the above-described display device as an embodiment of the present invention are included in the scope of the present invention as long as they include the gist of the present invention. .
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。 In addition, in the category of the idea of the present invention, those skilled in the art can conceive of various changes and modifications, and it is understood that these changes and modifications also belong to the scope of the present invention. .
1 基板、10 基板、11 誘電体層、20 細線光導波路、30 下部クラッド層、31 下部クラッド層の側面部分、32 下部クラッド層側面部分以外の部分、35 接合層、40 光吸収層、50 上部クラッド層、51 上部クラッド層の側面部分、52 上部クラッド層の側面部分、53 上部クラッド層の側面部分以外の部分、54 上部クラッド層の一部分、55 突起状の部分、60 第1のコンタクト層、70 上部電極、80 クラッド層、90 下部電極、100 受光素子、 101 受光素子、 102 受光素子、110 半導体レーザ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記細線光導波路の前記他端上に設けられた半導体材料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、ディスク状あるいはリング状であり、半導体材料からなる光吸収層と、
光吸収層上に設けられ半導体材料からなる上部クラッド層と、
前記上部クラッド層と第1のコンタクト層を介して対向する第1の電極と、
前記下部クラッド層と第2のコンタクト層を介して対向する第2の電極と、
を備え、
前記細線光導波路の前記他端は、前記一端よりも曲率半径が小さく、かつ、前記一端よりも幅が細くなるテーパ形状であり、
前記上部クラッド層は前記第1のコンタクト層および前記光吸収層と接する部分以外の側面の少なくとも一部に前記上部クラッド層の他の部分よりも屈折率が低い低屈折率部分を有するか、前記下部クラッド層は前記第2のコンタクト層および前記光吸収層と接する部分以外の側面の少なくとも一部分に前記下部クラッド層の他の部分よりも屈折率が低い低屈折率部分を有するか、その両方である受光素子。 One end is connected to a semiconductor light source and the other end is formed into a spiral shape having at least one turn,
A lower clad layer made of a semiconductor material provided on the other end of the thin-line optical waveguide;
A light absorption layer provided on the lower clad layer, in a disk shape or a ring shape, made of a semiconductor material;
An upper clad layer made of a semiconductor material provided on the light absorption layer;
A first electrode opposed to the upper cladding layer via a first contact layer;
A second electrode facing the lower cladding layer via a second contact layer;
With
The other end of the thin-line optical waveguide has a taper shape having a smaller radius of curvature than the one end and a width narrower than the one end,
The upper cladding layer has a low refractive index portion having a refractive index lower than that of other portions of the upper cladding layer on at least a part of the side surface other than the portion in contact with the first contact layer and the light absorption layer, or The lower clad layer has a low refractive index portion having a refractive index lower than that of other portions of the lower clad layer on at least a part of the side surface other than the portion in contact with the second contact layer and the light absorption layer, or both. A light receiving element.
前記下部クラッド層及び前記上部クラッド層の少なくとも一方の外周に沿った側面の一部を酸化する工程と、
前記第2のコンタクト層に接する下部電極を形成する工程と、
前記第1のコンタクト層に接する上部電極を形成する工程と、
を備える請求項1に記載の受光素子の製造方法。 Laminating a thin-line optical waveguide, a second contact layer, a lower cladding layer, a light absorbing layer, an upper cladding layer, and a first contact layer;
Oxidizing a part of a side surface along an outer periphery of at least one of the lower cladding layer and the upper cladding layer;
Forming a lower electrode in contact with the second contact layer;
Forming an upper electrode in contact with the first contact layer;
A method for manufacturing a light receiving element according to claim 1.
一端が前記半導体光源に接続され、他端が渦巻き状に形成された細線光導波路と、
前記細線光導波路の前記他端上に設けられた半導体材料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、ディスク状あるいはリング状であり、半導体材料からなる光吸収層と、光吸収層上に設けられ半導体材料からなる上部クラッド層、前記上部クラッド層と第1のコンタクト層を介して対向する第1の電極と、前記下部クラッド層と第2のコンタクト層を介して対向する第2の電極と、を備え、前記細線光導波路の前記他端は、前記一端よりも曲率半径が小さく、かつ、終端部に近づくほど幅が細くなるテーパ形状を有し、前記上部クラッド層は前記第1のコンタクト層および前記光吸収層と接する部分以外の側面の少なくとも一部に前記上部クラッド層の他の部分よりも屈折率が低い低屈折率部分を有するか、前記下部クラッド層は前記第2のコンタクト層および前記光吸収層と接する部分以外の側面の少なくとも一部分に前記下部クラッド層の他の部分よりも屈折率が低い低屈折率部分を有するか、その両方である受光素子と、
を備える光送受信ユニット。 A semiconductor light source;
One end is connected to the semiconductor light source, and the other end is formed in a spiral shape, a thin wire optical waveguide,
A lower cladding layer of semiconductor material provided on the other end of the wire waveguides, provided on the lower cladding layer, a disc-shaped or ring-shaped, a light absorbing layer of a semiconductor material, the light-absorbing An upper clad layer made of a semiconductor material provided on the layer; a first electrode opposed to the upper clad layer via the first contact layer; and a first electrode opposed to the lower clad layer via the second contact layer. The other end of the thin-line optical waveguide has a taper shape in which the radius of curvature is smaller than that of the one end and the width becomes narrower toward the end portion, and the upper clad layer At least a part of the side surface other than the portion in contact with the first contact layer and the light absorption layer has a low refractive index portion having a lower refractive index than other portions of the upper cladding layer, The pad layer has a low refractive index portion having a lower refractive index than other portions of the lower cladding layer at least in part of the side surface other than the portion in contact with the second contact layer and the light absorption layer, or both. A light receiving element,
An optical transceiver unit comprising:
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