JP6992961B2 - 電気光学変調器 - Google Patents
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Description
この時、SiあるいはSiGe層における<110>方向のホールの移動度は、<100>方向に対して大きく、ホールの有効質量も小さいため、自由キャリアプラズマ効果が増強され、小型・低消費電力で高性能な電気光学変調器が実現される。なお、光の電界方向は<110>方向を中心に±40度の範囲内の方向であれば10%程度のホールの移動度の改善効果がある。したがって、本発明では光の電界方向を前記SiあるいはSiGe結晶の<110>方向を中心に±40度の範囲内の方向となるように設定する。<110>方向と平行な方向に光の電界方向を設定することで最も大きなホール移動度の改善効果が得られる。本明細書では<110>方向を中心に±40度の範囲内の方向を「<110>方向とぼ平行」な方向という。
図7に示す本発明の別の実施形態例に係る構造では、図4の構成に加え、SIS接合を形成する2層の半導体層のうち、第1の導電型の半導体層(p型Si層)4に同じ導電型(p型)のSi1-xGex(0<x≦0.9)層(以下、SiGe層)12が設けられており、第1導電型の半導体層4に積層プロセスによる歪応力の印加がなされている。また、図8に示すように、PN接合導波路構造の少なくとも一部に、p型のSiGe層13が形成されて歪応力が印加されている。さらに、図9では、PN接合導波路構造の少なくとも一部に、圧縮歪が印加されるようにSiNx膜14が形成された電気光学変調器の例を示している。PIN接合導波路に対しても歪応力の印加は有効である。
2 埋め込み酸化層
3 リブ(真性半導体層)
4 第1の導電型の半導体層
5 第2の導電型の半導体層
6 第1コンタクト領域
7 第2コンタクト領域
8 酸化物クラッド
9 第1の電極
10 第2の電極
11 誘電体層
12 Si1-xGex(0<x≦0.9)層
13 Si1-xGex(0<x≦0.9)層
14 SiNx応力印加膜
15 酸化物マスク
16 ハードマスク
17 第1コンタクトホール
18 第2コンタクトホール
20 電気光学装置
21 第1のアーム
22 第2のアーム
23 電気光学装置駆動用電極パッド
24 光分岐構造
25 光合波構造
Claims (8)
- 基板上にSiあるいはSiGe結晶を含む導波路構造を具備する電気光学変調器において、前記SiあるいはSiGe結晶の<110>方向が基板平面方向にあり、前記導波路構造内を伝播する光の電界方向が前記<110>方向とほぼ平行となるように設定されることを特徴とする電気光学変調器。
- 前記導波路構造が、互いに異なる導電型を呈する2層の半導体層間に誘電体層が設けられたSIS(semiconductor-insulator-semiconductor)接合を含み、前記2層の半導体層の一方が前記SiあるいはSiGe結晶を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気光学変調器。
- 前記2層の半導体層の他方が、化合物半導体層を含むことを特徴とする請求項2に記載の電気光学変調器。
- 前記2層の半導体層の一方の前記SiあるいはSiGe結晶が、前記誘電体層と接する面に歪応力が印加されていることを特徴とする請求項2又は3に記載の電気光学変調器。
- 前記導波路構造が、前記SiあるいはSiGe結晶中にPN接合あるいはPIN接合を含むことを特徴とする請求項1に記載の電気光学変調器。
- 前記導波路構造の少なくとも一部に、歪応力が印加されていることを特徴とする請求項5に記載の電気光学変調器。
- 前記PN接合あるいはPIN接合上に歪応力を印加する半導体層が積層されていることを特徴とする請求項6に記載の電気光学変調器。
- 前記PN接合あるいはPIN接合に、前記<110>方向に圧縮歪を印加する絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項6に記載の電気光学変調器。
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Kim et al.,Ge-rich SiGe-on-insulator for waveguide optical modulator application fabricated by Ge condensation and SiGe regrowth,Optics Express,Vol. 21, Issue 17,米国,OSA,2013年08月13日,https:/,/doi.org/10.1364/OE.21.019615 |
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