JP6172271B2 - 光半導体集積素子及びその製造方法 - Google Patents
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Description
12 第1導電型下部クラッド層
13 導波路コア層
14 第2導電型上部クラッド層
15 i型上部クラッド層
16 埋込絶縁膜
17,18 電極
19 第1の絶縁膜マスク
20 第2の絶縁膜マスク
21 半絶縁性InP基板
22 n型InPクラッド層
23 i型InGaAsP−MQWコア層
24 p型InPクラッド層
25 p型InGaAsPコンタクト層
26 SiO2マスク
27 i型InPクラッド層
28 SiO2マスク
29 埋込絶縁膜
30,31 電極
32 入力導波路
33 1×2MMI導波路
34 2×1MMI導波路
35 出力導波路
41 半絶縁性InP基板
42 n型InPバッファ層
43 InGaAsP回折格子層
44 n型InPスペーサ層
45 i型InGaAsP−MQW活性層
46 p型InPクラッド層
47 p型InGaAsPコンタクト層
48 SiO2マスク
49 i型InPクラッド層
50 SiO2マスク
51 FeドープInP埋込層
52 DFB電極
53 SOA電極
61 半絶縁性InP基板
62 n型InPクラッド層
63 InGaAsPコア層
64 p型InPクラッド層
65 p型InGaAsPコンタクト層
66 SiO2マスク
67 i型InPクラッド層
68 SiO2マスク
69 埋込絶縁膜
70,71 幅広電極
72 導波路上電極
73 高周波信号源
74 終端抵抗
75 入力導波路
76 出力導波路
77 光入力
78 高周波信号
79 変調光
Claims (16)
- 半導体基板上に少なくとも第1導電型下部クラッド層、導波路コア層及び上部クラッド層を積層した積層構造からなるストライプ状の導波路を備えた光半導体集積素子であって、
前記上部クラッド層が、前記第1導電型とは反対導電型であって前記導波路の延在方向において分離された第2導電型上部クラッド層と、
前記分離された第2導電型上部クラッド層間を接続するi型上部クラッド層と
を有し、
前記i型上部クラッド層を設けた導波路領域と少なくとも2つ以上の前記第2導電型上部クラッド層を設けた導波路領域とが、前記導波路の主たる延在方向に対して垂直方向にずれており、前記i型上部クラッド層を設けた導波路領域と前記第2導電型上部クラッド層を設けた導波路領域とが屈曲部で接続されていることを特徴とする光半導体集積素子。 - 前記ストライプ状の導波路が、誘電体酸化膜および有機絶縁物で埋め込まれていることを特徴とする請求項1に記載の光半導体集積素子。
- 前記ストライプ状の導波路が、半絶縁性半導体層で埋め込まれていることを特徴とする請求項1に記載の光半導体集積素子。
- 前記i型上部クラッド層が、円弧状に屈曲していることを特徴とする請求項1に記載の光半導体集積素子。
- 前記i型上部クラッド層を設けた導波路領域及び前記第2導電型上部クラッド層を設けた導波路領域は、前記導波路の主たる延在方向に対して平行な直線状部と前記直線状部の両端に接続する屈曲部とを有し、
前記i型上部クラッド層を設けた導波路領域の屈曲部と第2導電型上部クラッド層を設けた導波路領域の屈曲部とが接続してS字状の導波路を形成することを特徴とする請求項1に記載の光半導体集積素子。 - 前記第2導電型上部クラッド層を設けた導波路部の一方が分布帰還型半導体レーザであり、
前記i型上部クラッド層を設けた部分を介して前記分布帰還型半導体レーザに対向する前記第2導電型上部クラッド層を設けた導波路部の他方が光変調器或いは半導体光増幅器のいずれかであり、
前記分布帰還型半導体レーザとなる導波路部の積層構造の少なくとも一部に回折格子が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の光半導体集積素子。 - 前記積層構造を形成する導波路コア層が、多重量子井戸活性層であることを特徴とする請求項6に記載の光半導体集積素子。
- 前記i型上部クラッド層と前記第2導電型上部クラッド層とが交互に配列した2本の変調導波路と、
前記2本の変調導波路の両端に接続された1×2カプラと、
前記1×2カプラの一方に接続された入力導波路と
前記1×2カプラの他方に接続された出力導波路と、
前記2本の変調導波路の前記第2導電型上部クラッド層に対応する領域上に個別に設けられた電極と
を有することを特徴とする請求項1に記載の光半導体集積素子。 - 前記i型上部クラッド層を設けた導波路領域が円弧状に屈曲していることを特徴とする請求項8に記載の光半導体集積素子。
- 請求項9において、さらに、前記第2導電型上部クラッド層を設けた導波路領域が、前記i型上部クラッド層を設けた導波路領域の屈曲方向とは逆向きに円弧状に屈曲していることを特徴とする請求項9に記載の光半導体集積素子。
- 前記第2導電型上部クラッド層上に第2導電型コンタクト層を有することを特徴とする請求項1に記載の光半導体集積素子。
- 半導体基板上に前記半導体基板側から順に少なくとも第1導電型下部クラッド層、導波路コア層、前記第1導電型とは反対導電型の第2導電型上部クラッド層を堆積する工程と、
前記第2導電型上部クラッド層の上側に直線のストライプ状の第1の絶縁膜マスクを形成する工程と、
前記第1の絶縁膜マスクをエッチングマスクとして、前記第2導電型上部クラッド層の露出部を選択的に除去する工程と、
前記第1の絶縁膜マスクを選択成長マスクとして、前記第2導電型上部クラッド層の除去部にi型上部クラッド層を再成長する工程と、
前記第1の絶縁膜マスクを除去したのち、前記第1の絶縁膜マスクのストライプの延在方向に沿ったストライプ状パターンであって、前記第2導電型上部クラッド層に対応する領域上に形成された少なくとも2つ以上のパターンと、前記i型上部クラッド層に対応する領域上に形成されたパターンと、前記第2導電型上部クラッド層に対応する領域上に形成されたパターンと前記i型上部クラッド層に対応する領域上に形成されたパターンとを接続する屈曲部を有する第2の絶縁膜マスクを形成する工程と、
前記第2の絶縁膜マスクをエッチングマスクとして、少なくとも前記第1導電型下部クラッド層に達するまでエッチングを行って導波路を形成する工程と
を有することを特徴とする光半導体集積回路装置の製造方法。 - 前記第1の絶縁膜マスクのストライプ幅は、前記導波路のストライプ幅以上で且つ20μm以下であることを特徴とする請求項12に記載の光半導体集積素子の製造方法。
- 前記第2の絶縁膜マスクは、前記i型上部クラッド層に対応する領域上の全てで屈曲していることを特徴とする請求項12に記載の光半導体集積素子の製造方法。
- 前記導波路を形成したのちに、前記導波路を誘電体酸化膜および有機絶縁物で埋め込む工程を有することを特徴とする請求項12に記載の光半導体集積素子の製造方法。
- 前記導波路を形成したのちに、前記第2の絶縁膜マスクを選択成長マスクとして半絶縁性半導体層を再成長する工程を有することを特徴とする請求項12に記載の光半導体集積素子の製造方法。
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