JPH05341242A - 光変調素子 - Google Patents
光変調素子Info
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- JPH05341242A JPH05341242A JP4175911A JP17591192A JPH05341242A JP H05341242 A JPH05341242 A JP H05341242A JP 4175911 A JP4175911 A JP 4175911A JP 17591192 A JP17591192 A JP 17591192A JP H05341242 A JPH05341242 A JP H05341242A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】変調領域の両側に導波路領域を設けることによ
って、素子の静電容量を小さくし、かつｐｎ接合が空気
に曝されないようにした光変調素子を提供する。 【構成】ｎ側電極の上に基板とｎ型クラッド層と変調光
導波層が積層され、該変調光導波層の光の進行方向に沿
って中央に変調領域が位置しその前後に２つの導波領域
がそれぞれ位置して、該変調領域となる該変調光導波層
の上にノンドープ層とｐ型クラッド層とｐ側電極とが積
層され、該２つの導波領域となる該変調光導波層の上に
半絶縁性半導体が積層されるように構成されている。
って、素子の静電容量を小さくし、かつｐｎ接合が空気
に曝されないようにした光変調素子を提供する。 【構成】ｎ側電極の上に基板とｎ型クラッド層と変調光
導波層が積層され、該変調光導波層の光の進行方向に沿
って中央に変調領域が位置しその前後に２つの導波領域
がそれぞれ位置して、該変調領域となる該変調光導波層
の上にノンドープ層とｐ型クラッド層とｐ側電極とが積
層され、該２つの導波領域となる該変調光導波層の上に
半絶縁性半導体が積層されるように構成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、超高速の変調が可能な
光変調素子に関するものである。
光変調素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は、従来の光変調素子を示す。ｎ側
電極１０の上に、ｎ型ＩｎＰ基板１、ｎ型ＩｎＰクラッ
ド層２、ＩｎＧａＡｓＰ変調光導波層３、ノンドープＩ
ｎＰクラッド層４、ｐ型ＩｎＰクラッド層５、ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰコンタクト層６が積層されており、かつこれ
らの層３，４，５，６は、メサ状に形成され、これらの
層が埋め込まれるようにそのメサの両側は半絶縁性Ｉｎ
Ｐ７が積層されている。保護用の窒化珪素膜８が半絶縁
性ＩｎＰ７の表面を覆い、ｐ側電極９はＩｎＧａＡｓＰ
コンタクト層６と接するように形成されている。パッド
１１が窒化珪素膜８の上にｐ側電極９と電気的に接する
ように形成されている。
電極１０の上に、ｎ型ＩｎＰ基板１、ｎ型ＩｎＰクラッ
ド層２、ＩｎＧａＡｓＰ変調光導波層３、ノンドープＩ
ｎＰクラッド層４、ｐ型ＩｎＰクラッド層５、ｐ型Ｉｎ
ＧａＡｓＰコンタクト層６が積層されており、かつこれ
らの層３，４，５，６は、メサ状に形成され、これらの
層が埋め込まれるようにそのメサの両側は半絶縁性Ｉｎ
Ｐ７が積層されている。保護用の窒化珪素膜８が半絶縁
性ＩｎＰ７の表面を覆い、ｐ側電極９はＩｎＧａＡｓＰ
コンタクト層６と接するように形成されている。パッド
１１が窒化珪素膜８の上にｐ側電極９と電気的に接する
ように形成されている。
【０００３】同図の光変調素子では、ＩｎＧａＡｓＰ変
調光導波層３に光を入射してｐ側電極９にマイナス、ｎ
側電極１０にプラスの電圧を印加することによって入射
光を変調することができる。例えば、入射光のフォトン
エネルギーがＩｎＧａＡｓＰ変調光導波層３のエネルギ
ーバンドギャップよりも３０〜６０ｍｅＶ程度小さくな
るように設計すると、電圧を印加しない場合には入射光
はＩｎＧａＡｓＰ変調光導波層３ではほとんど吸収され
ずにそのまま透過し、電圧を印加すると入射光はほとん
ど吸収される。従って、入射光は強度変調される。ま
た、入射光のフォトンエネルギーがＩｎＧａＡｓＰ変調
光導波層３のエネルギーバンドギャップよりも十分小さ
くなるように設計すれば、入射光の強度は一定に保ちな
がら位相を変調することができる。
調光導波層３に光を入射してｐ側電極９にマイナス、ｎ
側電極１０にプラスの電圧を印加することによって入射
光を変調することができる。例えば、入射光のフォトン
エネルギーがＩｎＧａＡｓＰ変調光導波層３のエネルギ
ーバンドギャップよりも３０〜６０ｍｅＶ程度小さくな
るように設計すると、電圧を印加しない場合には入射光
はＩｎＧａＡｓＰ変調光導波層３ではほとんど吸収され
ずにそのまま透過し、電圧を印加すると入射光はほとん
ど吸収される。従って、入射光は強度変調される。ま
た、入射光のフォトンエネルギーがＩｎＧａＡｓＰ変調
光導波層３のエネルギーバンドギャップよりも十分小さ
くなるように設計すれば、入射光の強度は一定に保ちな
がら位相を変調することができる。
【０００４】同図の光変調素子においては、例えば半絶
縁性ＩｎＰ７の膜厚が２. ２５μｍ、窒化珪素膜膜８の
膜厚が０．１μｍ、パッド１１が１００μｍφの場合、
パッド１１の静電容量は０．３７ｐＦとなる。一方、動
作電圧及び光の挿入損失について最適な設計を行うと、
ＩｎＧａＡｓＰ変調光導波層３の厚さは０. ２５μｍ程
度、横幅２. ５μｍ程度、ノンドープＩｎＰクラッド層
４の厚さは０．０５μｍ程度、素子の厚さは１００μｍ
程度、素子長は２００〜３００μｍとなる。発明者らが
計算したところによると、このときパッド１１の静電容
量を除いたｐ側電極９とｎ側電極１０との間の静電容量
は、素子長１００μｍ当り、０. ２７ｐＦであった。従
って、素子の静電容量は０. ９１ｐＦ〜１. １８ｐＦと
なり、高周波回路のインピーダンス整合をとるため５０
Ωで系を構成することを考慮すると、遮断周波数は１０
ＧＨｚ未満となる。遮断周波数を１０ＧＨｚ以上とする
ためには、光変調素子の静電容量を減らす必要があり、
その手段の一つとしては、素子の長さを短くする事が知
られている。
縁性ＩｎＰ７の膜厚が２. ２５μｍ、窒化珪素膜膜８の
膜厚が０．１μｍ、パッド１１が１００μｍφの場合、
パッド１１の静電容量は０．３７ｐＦとなる。一方、動
作電圧及び光の挿入損失について最適な設計を行うと、
ＩｎＧａＡｓＰ変調光導波層３の厚さは０. ２５μｍ程
度、横幅２. ５μｍ程度、ノンドープＩｎＰクラッド層
４の厚さは０．０５μｍ程度、素子の厚さは１００μｍ
程度、素子長は２００〜３００μｍとなる。発明者らが
計算したところによると、このときパッド１１の静電容
量を除いたｐ側電極９とｎ側電極１０との間の静電容量
は、素子長１００μｍ当り、０. ２７ｐＦであった。従
って、素子の静電容量は０. ９１ｐＦ〜１. １８ｐＦと
なり、高周波回路のインピーダンス整合をとるため５０
Ωで系を構成することを考慮すると、遮断周波数は１０
ＧＨｚ未満となる。遮断周波数を１０ＧＨｚ以上とする
ためには、光変調素子の静電容量を減らす必要があり、
その手段の一つとしては、素子の長さを短くする事が知
られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】現在の半導体素子製造
技術では、素子の厚さ程度もしくはそれ以下の長さの素
子長を有する光変調素子を製作するには、両端のへき開
が困難になるという問題があった。従って、上述の例の
ように素子の厚さが１００μｍ程度の場合は、１００μ
ｍ程度又はそれ以下の素子長の光変調素子を作ること
は、両端のへき開が困難であり、この素子長を短くする
という手段では、遮断周波数を１０ＧＨｚ以上にした光
変調素子を得ることが出来なかった。また、この光変調
素子は、入射端面及び出射端面においてｐｎ接合が空気
に曝されるため、同ｐｎ接合に空気中の水分や酸素が侵
入して耐久性・信頼性に悪影響を受けるという問題があ
った。
技術では、素子の厚さ程度もしくはそれ以下の長さの素
子長を有する光変調素子を製作するには、両端のへき開
が困難になるという問題があった。従って、上述の例の
ように素子の厚さが１００μｍ程度の場合は、１００μ
ｍ程度又はそれ以下の素子長の光変調素子を作ること
は、両端のへき開が困難であり、この素子長を短くする
という手段では、遮断周波数を１０ＧＨｚ以上にした光
変調素子を得ることが出来なかった。また、この光変調
素子は、入射端面及び出射端面においてｐｎ接合が空気
に曝されるため、同ｐｎ接合に空気中の水分や酸素が侵
入して耐久性・信頼性に悪影響を受けるという問題があ
った。
【０００６】本発明は、変調領域の両側に導波路領域を
設けることによって、素子の静電容量を小さくし、かつ
ｐｎ接合が空気に曝されないようにした光変調素子を提
供することを目的とする。
設けることによって、素子の静電容量を小さくし、かつ
ｐｎ接合が空気に曝されないようにした光変調素子を提
供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の光変調素子は、
ｎ側電極の上に基板とｎ型クラッド層と変調光導波層が
積層され、該変調光導波層の光の進行方向に沿って中央
に変調領域が位置しその前後に２つの導波領域がそれぞ
れ位置して、該変調領域となる該変調光導波層の上にノ
ンドープ層とｐ型クラッド層とｐ側電極とが積層され、
該２つの導波領域となる該変調光導波層の上に半絶縁性
半導体が積層されるように構成されている。
ｎ側電極の上に基板とｎ型クラッド層と変調光導波層が
積層され、該変調光導波層の光の進行方向に沿って中央
に変調領域が位置しその前後に２つの導波領域がそれぞ
れ位置して、該変調領域となる該変調光導波層の上にノ
ンドープ層とｐ型クラッド層とｐ側電極とが積層され、
該２つの導波領域となる該変調光導波層の上に半絶縁性
半導体が積層されるように構成されている。
【０００８】
【作用】本発明の光変調素子は、変調領域の前後に導波
領域を設けることによって、端面のへき開を行うについ
ては、導波領域が素子長のダミーとなるので導波領域と
変調領域を含んだ全長が素子長となり、端面のへき開を
行なえるだけの素子長となるように導波領域の長さを確
保することによって、へき開困難という問題を回避する
ことができる。さらに、ｐ側電極とｐ型クラッド層が変
調領域にのみ積層されているので、静電容量が形成され
る実質的な素子長が変調領域の部分のみに限定され、任
意の変調領域の長さを決めることにより必要なだけ素子
の静電容量を小さくすることができる。その結果、高い
遮断周波数を持つ光変調素子が得られる。さらに、入射
端面及び出射端面においてｐｎ接合が空気に曝されない
ので耐久性・信頼性が向上する。
領域を設けることによって、端面のへき開を行うについ
ては、導波領域が素子長のダミーとなるので導波領域と
変調領域を含んだ全長が素子長となり、端面のへき開を
行なえるだけの素子長となるように導波領域の長さを確
保することによって、へき開困難という問題を回避する
ことができる。さらに、ｐ側電極とｐ型クラッド層が変
調領域にのみ積層されているので、静電容量が形成され
る実質的な素子長が変調領域の部分のみに限定され、任
意の変調領域の長さを決めることにより必要なだけ素子
の静電容量を小さくすることができる。その結果、高い
遮断周波数を持つ光変調素子が得られる。さらに、入射
端面及び出射端面においてｐｎ接合が空気に曝されない
ので耐久性・信頼性が向上する。
【０００９】
【実施例１】図１は、本発明による第１の実施例として
の光変調素子を示す。図１において、ｎ側電極１０の上
に、ｎ型ＩｎＰ基板１、ｎ型ＩｎＰクラッド層２、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ変調光導波層３、ＩｎＰ半絶縁層７が積層さ
れ、さらに上部には保護用の窒化珪素膜８、ｐ側電極１
５、パッド１１が配置されている。その他に同図には示
されていないが、内部にノンドープＩｎＰクラッド層１
２、ｐ型ＩｎＰクラッド層１３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層１４が積層されている。図２は、図１のＡ1
−Ａ2 に沿う平面における光変調素子の断面を示す。図
３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図２におけるＢ1 −Ｂ
2 及びＣ1 −Ｃ2 に沿う平面における光変調素子の断面
を示す。
の光変調素子を示す。図１において、ｎ側電極１０の上
に、ｎ型ＩｎＰ基板１、ｎ型ＩｎＰクラッド層２、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ変調光導波層３、ＩｎＰ半絶縁層７が積層さ
れ、さらに上部には保護用の窒化珪素膜８、ｐ側電極１
５、パッド１１が配置されている。その他に同図には示
されていないが、内部にノンドープＩｎＰクラッド層１
２、ｐ型ＩｎＰクラッド層１３、ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層１４が積層されている。図２は、図１のＡ1
−Ａ2 に沿う平面における光変調素子の断面を示す。図
３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図２におけるＢ1 −Ｂ
2 及びＣ1 −Ｃ2 に沿う平面における光変調素子の断面
を示す。
【００１０】図２において、ｎ側電極１０の上に、ｎ型
ＩｎＰ基板１、ｎ型ＩｎＰクラッド層２、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ変調光導波層３が積層されており、同素子の中央に変
調領域が、その変調領域の前後に導波路領域が配置され
るように、変調領域となるべき箇所には、さらにノンド
ープＩｎＰクラッド層１２、ｐ型ＩｎＰクラッド層１３
とｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１４が積層されてい
る。これらの層３，１２，１３，１４はメサ状（台形及
び矩形）に形成され、そのメサ両側には、層３，１２，
１３，１４が埋め込まれるように半絶縁性ＩｎＰ層７が
積層されている。さらに保護用の窒化珪素膜８が半絶縁
性ＩｎＰ層７の表面を覆い、ｐ側電極１５がｐ型ＩｎＧ
ａＡｓＰコンタクト層１４と接するように形成されてい
る。ワイヤボンディング用のパッド１１が窒化珪素膜８
の上にｐ側電極１５と電気的に接するように形成されて
いる。
ＩｎＰ基板１、ｎ型ＩｎＰクラッド層２、ＩｎＧａＡｓ
Ｐ変調光導波層３が積層されており、同素子の中央に変
調領域が、その変調領域の前後に導波路領域が配置され
るように、変調領域となるべき箇所には、さらにノンド
ープＩｎＰクラッド層１２、ｐ型ＩｎＰクラッド層１３
とｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層１４が積層されてい
る。これらの層３，１２，１３，１４はメサ状（台形及
び矩形）に形成され、そのメサ両側には、層３，１２，
１３，１４が埋め込まれるように半絶縁性ＩｎＰ層７が
積層されている。さらに保護用の窒化珪素膜８が半絶縁
性ＩｎＰ層７の表面を覆い、ｐ側電極１５がｐ型ＩｎＧ
ａＡｓＰコンタクト層１４と接するように形成されてい
る。ワイヤボンディング用のパッド１１が窒化珪素膜８
の上にｐ側電極１５と電気的に接するように形成されて
いる。
【００１１】変調領域の長さは５０μｍ、導波領域の長
さはそれぞれ７５μｍとなっている。基板１の厚さは１
００μｍ、ｎ型ＩｎＰクラッド層２の厚さは０．２μ
ｍ、変調光導波層３の厚さは０．２５μｍ、ノンドープ
ＩｎＰクラッド層１２の厚さは０．０５μｍ、ｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層１３の厚さは２．０μｍ、コンタクト層１
４の厚さは０．１μｍ、窒化珪素膜８の厚さは０. １μ
ｍとなっている。層３，１２，１３，１４の横幅は２．
５μｍとなっている。ｐ型ＩｎＰクラッド層１３のある
変調領域だけがｐｎ接合を有し、変調領域でのみ変調を
行う。変調領域長は５０μｍしかないので、素子の静電
容量は０．５０５ｐＦとなり、５０Ωで系を構成した場
合に、遮断周波数は１２．６ＧＨｚであり、従来では実
現できなかった超高速で変調することが可能になる。ま
たｐｎ接合のある変調領域は半絶縁性ＩｎＰ層７によっ
て埋め込まれているので、空気に曝されず、耐久性・信
頼性が非常に良くなる。
さはそれぞれ７５μｍとなっている。基板１の厚さは１
００μｍ、ｎ型ＩｎＰクラッド層２の厚さは０．２μ
ｍ、変調光導波層３の厚さは０．２５μｍ、ノンドープ
ＩｎＰクラッド層１２の厚さは０．０５μｍ、ｐ型Ｉｎ
Ｐクラッド層１３の厚さは２．０μｍ、コンタクト層１
４の厚さは０．１μｍ、窒化珪素膜８の厚さは０. １μ
ｍとなっている。層３，１２，１３，１４の横幅は２．
５μｍとなっている。ｐ型ＩｎＰクラッド層１３のある
変調領域だけがｐｎ接合を有し、変調領域でのみ変調を
行う。変調領域長は５０μｍしかないので、素子の静電
容量は０．５０５ｐＦとなり、５０Ωで系を構成した場
合に、遮断周波数は１２．６ＧＨｚであり、従来では実
現できなかった超高速で変調することが可能になる。ま
たｐｎ接合のある変調領域は半絶縁性ＩｎＰ層７によっ
て埋め込まれているので、空気に曝されず、耐久性・信
頼性が非常に良くなる。
【００１２】本実施例では、層３，１２，１３，１４が
メサ形状を成している例を示したが、ｎ型ＩｎＰクラッ
ド層２がメサを成している場合でも、ｎ型ＩｎＰ基板１
までがメサ形状を成している場合でもその効果は変わら
ない。また、ＩｎＧａＡｓＰ変調光導波層３が直接ｎ型
ＩｎＰ基板１に積層されている構造で、層３，１２，１
３，１４がメサ形状を成している場合でも、ｎ型ＩｎＰ
基板１までメサ形状を成している場合でもその効果は変
わらない。変調領域の前後に導波領域が配置された例を
示したが、一方に導波領域が配置されている構造でもｐ
ｎ接合容量を小さくできる効果は変わらない。なお、ワ
イヤボンディング用のパッド１１の静電容量を減らす構
造として同一出願人が「光半導体素子及びその製造方
法」の名称で出願（特願平４−７８７７８）している
が、本発明とその構造を組み合わせて構成しても良い効
果が得られる。
メサ形状を成している例を示したが、ｎ型ＩｎＰクラッ
ド層２がメサを成している場合でも、ｎ型ＩｎＰ基板１
までがメサ形状を成している場合でもその効果は変わら
ない。また、ＩｎＧａＡｓＰ変調光導波層３が直接ｎ型
ＩｎＰ基板１に積層されている構造で、層３，１２，１
３，１４がメサ形状を成している場合でも、ｎ型ＩｎＰ
基板１までメサ形状を成している場合でもその効果は変
わらない。変調領域の前後に導波領域が配置された例を
示したが、一方に導波領域が配置されている構造でもｐ
ｎ接合容量を小さくできる効果は変わらない。なお、ワ
イヤボンディング用のパッド１１の静電容量を減らす構
造として同一出願人が「光半導体素子及びその製造方
法」の名称で出願（特願平４−７８７７８）している
が、本発明とその構造を組み合わせて構成しても良い効
果が得られる。
【００１３】
【実施例２】図４は、本発明による第２の実施例を示
す。本実施例は、実施例１の変調光導波層３が、図４に
変調光導波層１６として示されるように、その形状が違
っている。その他の構成については、本実施例と実施例
１は同じとなっている。図５は、図４図に示す本実施例
の変調導波路層１６のみを取り出して示したものであ
る。図５に示すごとく、導波領域の変調光導波層１６の
端面における断面形状は正方形となっており、変調領域
に向かって変調領域の断面形状に連続的に近づいてい
る。すなわち、変調領域の変調光導波層１６の光の進行
方向に垂直となる断面では積層方向の厚さが積層方向と
垂直となる方向の幅より短く、変調光導波層１６の光の
進行方向に垂直となる２つの導波領域の断面形状が光変
調素子の端面においてほぼ正方形となるように、２つの
導波領域の変調光導波層１６の断面形状が連続的に変化
している。
す。本実施例は、実施例１の変調光導波層３が、図４に
変調光導波層１６として示されるように、その形状が違
っている。その他の構成については、本実施例と実施例
１は同じとなっている。図５は、図４図に示す本実施例
の変調導波路層１６のみを取り出して示したものであ
る。図５に示すごとく、導波領域の変調光導波層１６の
端面における断面形状は正方形となっており、変調領域
に向かって変調領域の断面形状に連続的に近づいてい
る。すなわち、変調領域の変調光導波層１６の光の進行
方向に垂直となる断面では積層方向の厚さが積層方向と
垂直となる方向の幅より短く、変調光導波層１６の光の
進行方向に垂直となる２つの導波領域の断面形状が光変
調素子の端面においてほぼ正方形となるように、２つの
導波領域の変調光導波層１６の断面形状が連続的に変化
している。
【００１４】本実施例は、実施例１と同様に超高速で変
調することができ、かつ耐久性・信頼性が非常に良くな
るだけでなく、入射端面及び出射端面の変調光導波層１
６の断面形状が正方形であることから入射端面及び出射
端面における導波光のフィールドが円形となり、光ファ
イバの導波光のフィールドと形状が一致するため、光変
調素子と光ファイバの光学的結合効率が非常に高くな
る。また、入射端面及び出射端面のうち少なくともどち
らか一方の断面形状が正方形であっても、正方形である
側の端面の光ファイバとの光学的結合効率は高くなる。
調することができ、かつ耐久性・信頼性が非常に良くな
るだけでなく、入射端面及び出射端面の変調光導波層１
６の断面形状が正方形であることから入射端面及び出射
端面における導波光のフィールドが円形となり、光ファ
イバの導波光のフィールドと形状が一致するため、光変
調素子と光ファイバの光学的結合効率が非常に高くな
る。また、入射端面及び出射端面のうち少なくともどち
らか一方の断面形状が正方形であっても、正方形である
側の端面の光ファイバとの光学的結合効率は高くなる。
【００１５】なお、メサを形成している層で一番比抵抗
の大きいノンドープＩｎＰクラッド層４または１２の比
抵抗は１Ωｃｍ程度であることから、本発明での半絶縁
性とは１０5 Ωｃｍ以上の比抵抗を有する性質を指す。
ＩｎＰ結晶成長の際に、鉄，コバルトまたはチタンの中
少なくとも一種類の不純物をドープし、半絶縁化する。
の大きいノンドープＩｎＰクラッド層４または１２の比
抵抗は１Ωｃｍ程度であることから、本発明での半絶縁
性とは１０5 Ωｃｍ以上の比抵抗を有する性質を指す。
ＩｎＰ結晶成長の際に、鉄，コバルトまたはチタンの中
少なくとも一種類の不純物をドープし、半絶縁化する。
【００１６】以上の実施例１及び実施例２の説明では材
料系としては、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系を用いたが、
その他にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系や、ＡｌＧａＡｓ／
ＩｎＰ系などの他の材料でも本発明は適用可能である。
さらに、それらの材料で構成される多重量子井戸を用い
ることもできる。
料系としては、ＩｎＧａＡｓＰ／ＩｎＰ系を用いたが、
その他にＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓ系や、ＡｌＧａＡｓ／
ＩｎＰ系などの他の材料でも本発明は適用可能である。
さらに、それらの材料で構成される多重量子井戸を用い
ることもできる。
【００１７】
【発明の効果】本発明は以上説明したように構成される
ので、次のような効果が得られる。請求項１の光変調素
子は、素子長の制約を受けないので、素子の静電容量を
従来技術では成し得なかった値まで小さくすることがで
き、従来より高速の変調が可能となる。また、入射端面
及び出射端面においてｐｎ接合が空気に曝されない構造
であるので、耐久性・信頼性が従来の光変調素子より向
上する。請求項３の光変調素子は、請求項１の光変調素
子における効果に加えさらに、光変調素子と光ファイバ
との光学的結合が非常に高くなるため、光変調素子への
光の出し入れ時に生じる、光の挿入損失を大幅に減少さ
せることが可能となる。
ので、次のような効果が得られる。請求項１の光変調素
子は、素子長の制約を受けないので、素子の静電容量を
従来技術では成し得なかった値まで小さくすることがで
き、従来より高速の変調が可能となる。また、入射端面
及び出射端面においてｐｎ接合が空気に曝されない構造
であるので、耐久性・信頼性が従来の光変調素子より向
上する。請求項３の光変調素子は、請求項１の光変調素
子における効果に加えさらに、光変調素子と光ファイバ
との光学的結合が非常に高くなるため、光変調素子への
光の出し入れ時に生じる、光の挿入損失を大幅に減少さ
せることが可能となる。
【図１】本発明の第１の実施例としての光半導体素子を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａ2 面に沿う断面図である。
【図３】図２のＢ1 −Ｂ2 面に沿う断面図（ａ）とＣ1
−Ｃ2 面に沿う断面図（ｂ）である。
−Ｃ2 面に沿う断面図（ｂ）である。
【図４】本発明の第２の実施例としての光半導体素子を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図５】図４の実施例における光導波層の構造を示す斜
視図である。
視図である。
【図６】従来の光半導体素子を示す斜視図である。
１ ｎ型ＩｎＰ基板 ２ ｎ型ＩｎＰクラッド層 ３，１６ ＩｎＧａＡｓＰ変調光導波層 ４，１２ ノンドープＩｎＰクラッド層 ５，１３ ｐ型ＩｎＰクラッド層 ６，１４ ｐ型ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層 ７ 半絶縁性ＩｎＰ ８ 窒化珪素膜 ９，１５ ｐ側電極 １０ ｎ側電極 １１ ボンディングパッド
Claims (3)
- 【請求項１】 ｎ側電極の上に基板とｎ型クラッド層と
変調光導波層とが積層され、該変調光導波層の光の進行
方向に沿って中央に変調領域が位置しその前後に２つの
導波領域がそれぞれ位置して、該変調領域となる該変調
光導波層の上にノンドープクラッド層とｐ型クラッド層
とｐ側電極とが積層され、該２つの導波領域となる該変
調光導波層の上に半絶縁性半導体が積層されるように構
成された光変調素子。 - 【請求項２】 該ｎ型クラッド層と該変調光導波層と該
ノンドープクラッド層と該ｐ型クラッド層と該ｐ側電極
とが該基板の上にメサ状に積層され、そのメサの両側に
該半絶縁性半導体が積層されていることを特徴とする請
求項１に記載の光変調素子。 - 【請求項３】 該変調領域の該変調光導波層の光の進行
方向に垂直となる断面では積層方向の厚さがその積層方
向と垂直となる方向の幅より短く、該導波領域の該変調
光導波層の光の進行方向に垂直となる該２つの導波領域
の断面形状が該光変調素子の端面においてほぼ正方形と
なるように該２つの導波領域の該変調光導波層の断面形
状が連続的に変化していることを特徴とする請求項２に
記載の光変調素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4175911A JP2739666B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 光変調素子 |
| US08/072,986 US5359679A (en) | 1992-06-11 | 1993-06-04 | Optical modulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4175911A JP2739666B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 光変調素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05341242A true JPH05341242A (ja) | 1993-12-24 |
| JP2739666B2 JP2739666B2 (ja) | 1998-04-15 |
Family
ID=16004403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4175911A Expired - Lifetime JP2739666B2 (ja) | 1992-06-11 | 1992-06-11 | 光変調素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5359679A (ja) |
| JP (1) | JP2739666B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0672932B1 (en) * | 1994-02-18 | 2001-06-06 | Hitachi, Ltd. | Semiconductor optical modulator |
| JP2017003729A (ja) * | 2015-06-09 | 2017-01-05 | 日本オクラロ株式会社 | 光信号生成装置 |
| US10771161B2 (en) | 2017-07-19 | 2020-09-08 | Lumentum Japan, Inc. | Optical transmission module |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2300299B (en) * | 1995-04-26 | 1999-07-07 | Toshiba Cambridge Res Center | Operation of a semiconductor device |
| GB9523731D0 (en) | 1995-11-20 | 1996-01-24 | British Telecomm | Optical transmitter |
| DE69705611T2 (de) * | 1996-03-27 | 2002-05-08 | British Telecomm | Optischer modulator |
| DE19619533A1 (de) * | 1996-05-15 | 1997-11-20 | Sel Alcatel Ag | Monolithisch integriertes optisches Halbleiterbauelement |
| KR100219712B1 (ko) * | 1997-02-26 | 1999-09-01 | 윤종용 | 저손실 능동광소자 및 그 제조방법 |
| KR100219714B1 (ko) | 1997-02-26 | 1999-09-01 | 윤종용 | 저손실 광능동소자의 제작방법 |
| US6088500A (en) * | 1997-04-11 | 2000-07-11 | Trw Inc. | Expanded mode wave guide semiconductor modulation |
| US6620712B2 (en) * | 2001-02-14 | 2003-09-16 | Intpax, Inc. | Defined sacrifical region via ion implantation for micro-opto-electro-mechanical system (MOEMS) applications |
| US8548281B2 (en) * | 2009-09-08 | 2013-10-01 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Electro-optic modulating device |
Citations (4)
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| JPH02212804A (ja) * | 1989-02-14 | 1990-08-24 | Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> | 光半導体素子及びその製造方法 |
| JPH0373905A (ja) * | 1989-08-16 | 1991-03-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光機能素子 |
| JPH04155309A (ja) * | 1990-10-18 | 1992-05-28 | Nec Corp | マトリクス光スイッチ |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59181317A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-15 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 光変調素子 |
| JPS61256320A (ja) * | 1985-05-10 | 1986-11-13 | Hitachi Ltd | 導波型光変調器 |
| JPS623221A (ja) * | 1985-06-28 | 1987-01-09 | Nec Corp | 光変調器 |
| JPS6482021A (en) * | 1987-09-25 | 1989-03-28 | Nec Corp | Waveguide type optical bistable element |
| US4913506A (en) * | 1988-02-26 | 1990-04-03 | Kokusai Denshin Denwa Kabushiki Kaisha | Optical modulation device |
| JPH02136821A (ja) * | 1988-11-18 | 1990-05-25 | Fujitsu Ltd | 半導体光変調器 |
| JPH0786624B2 (ja) * | 1989-02-28 | 1995-09-20 | 日本電気株式会社 | 方向性結合器型光スイッチ |
-
1992
- 1992-06-11 JP JP4175911A patent/JP2739666B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1993
- 1993-06-04 US US08/072,986 patent/US5359679A/en not_active Expired - Lifetime
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| US10771161B2 (en) | 2017-07-19 | 2020-09-08 | Lumentum Japan, Inc. | Optical transmission module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5359679A (en) | 1994-10-25 |
| JP2739666B2 (ja) | 1998-04-15 |
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