JPH06235889A - 半導体光強度変調器及びその製造方法 - Google Patents
半導体光強度変調器及びその製造方法Info
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- JPH06235889A JPH06235889A JP5023120A JP2312093A JPH06235889A JP H06235889 A JPH06235889 A JP H06235889A JP 5023120 A JP5023120 A JP 5023120A JP 2312093 A JP2312093 A JP 2312093A JP H06235889 A JPH06235889 A JP H06235889A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 半導体光強度変調器において、強度変調の際
に付随して生じる位相変調を補正する。 【構成】 半導体光強度変調器において、強度変調のた
めの電圧印加に付随して生じる光吸収層２の屈折率変化
を、位相補正層９への電圧印加により、屈折率変化を生
じさせて、これを打ち消す構成とする。位相補正層９に
光吸収層２よりバンドギャップの大きい半導体層を用い
て、該位相補正層９には光吸収による強度変化は生じな
いようにし、かつ該位相補正層９に光吸収層２と逆のタ
イミングで電界を印加することにより、光吸収層２と逆
の屈折率変化を生じさせる。 【効果】 位相変調のない半導体光強度変調器を得るこ
とができる。
に付随して生じる位相変調を補正する。 【構成】 半導体光強度変調器において、強度変調のた
めの電圧印加に付随して生じる光吸収層２の屈折率変化
を、位相補正層９への電圧印加により、屈折率変化を生
じさせて、これを打ち消す構成とする。位相補正層９に
光吸収層２よりバンドギャップの大きい半導体層を用い
て、該位相補正層９には光吸収による強度変化は生じな
いようにし、かつ該位相補正層９に光吸収層２と逆のタ
イミングで電界を印加することにより、光吸収層２と逆
の屈折率変化を生じさせる。 【効果】 位相変調のない半導体光強度変調器を得るこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体光強度変調器
及びその製造方法に関し、特に光の位相変調の生じない
半導体光強度変調器及びその製造方法に関するものであ
る。
及びその製造方法に関し、特に光の位相変調の生じない
半導体光強度変調器及びその製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】図９(a) は、従来の半導体光強度変調器
を示す斜視図であり、図９(b) は図９(a) のＤ−Ｄ’断
面における断面図である。図において、１はλｇ＝０．
９μｍの波長の光に相当するバンドギャップを有するｎ
型ＩｎＰ基板、２はこのｎ型ＩｎＰ基板１上に成長した
λｇ＝１．４μｍの波長の光に相当するバンドギャップ
を有するアンドープＩｎＧａＡｓＰの光吸収層、３は光
吸収層２の上に成長したλｇ＝０．９μｍの波長に相当
するバンドギャップを有するｐ型ＩｎＰ層、４はｐ型Ｉ
ｎＰ層３に形成されたｐ側電極、５はｎ型ＩｎＰ基板１
に形成されたｎ側電極、６はｎ側電極５に接続されるア
ース、７はｐ側電極４に入力される変調信号である。
を示す斜視図であり、図９(b) は図９(a) のＤ−Ｄ’断
面における断面図である。図において、１はλｇ＝０．
９μｍの波長の光に相当するバンドギャップを有するｎ
型ＩｎＰ基板、２はこのｎ型ＩｎＰ基板１上に成長した
λｇ＝１．４μｍの波長の光に相当するバンドギャップ
を有するアンドープＩｎＧａＡｓＰの光吸収層、３は光
吸収層２の上に成長したλｇ＝０．９μｍの波長に相当
するバンドギャップを有するｐ型ＩｎＰ層、４はｐ型Ｉ
ｎＰ層３に形成されたｐ側電極、５はｎ型ＩｎＰ基板１
に形成されたｎ側電極、６はｎ側電極５に接続されるア
ース、７はｐ側電極４に入力される変調信号である。
【０００３】従来例の半導体光強度変調器の製造方法
を、以下に説明する。まず、λｇ＝０．９μｍの波長の
光に相当するバンドギャップを有する厚さ１００μｍ、
ドープ濃度５×１０18cm-3なるｎ型ＩｎＰ基板１の上
に、λｇ＝１．４μｍの波長の光を吸収するバンドギャ
ップを有する，厚さ０．１３μｍのアンドープＩｎＧａ
ＡｓＰ層をエピタキシャル成長させることにより、光吸
収層２を形成する。
を、以下に説明する。まず、λｇ＝０．９μｍの波長の
光に相当するバンドギャップを有する厚さ１００μｍ、
ドープ濃度５×１０18cm-3なるｎ型ＩｎＰ基板１の上
に、λｇ＝１．４μｍの波長の光を吸収するバンドギャ
ップを有する，厚さ０．１３μｍのアンドープＩｎＧａ
ＡｓＰ層をエピタキシャル成長させることにより、光吸
収層２を形成する。
【０００４】次に、ｎ型ＩｎＰ基板１の中央、長手方向
に巾１．３μｍなる第一のレジストマスクを形成し、Ｈ
2 ＳＯ4 系のエッチャントを用いてアンドープＩｎＧａ
ＡｓＰ層をエッチングして、巾１．３μｍ，高さ０．１
３μｍ，長さ３００μｍなる光吸収層２を形成する。第
一のレジストマスクを取り除いた後、その上に、λｇ＝
０．９μｍの波長の光に相当するバンドギャップを有す
る，厚さ２．１３μｍ、ドープ濃度１×１０18cm-3なる
ｐ型ＩｎＰ層３を、エピタキシャル成長により形成す
る。
に巾１．３μｍなる第一のレジストマスクを形成し、Ｈ
2 ＳＯ4 系のエッチャントを用いてアンドープＩｎＧａ
ＡｓＰ層をエッチングして、巾１．３μｍ，高さ０．１
３μｍ，長さ３００μｍなる光吸収層２を形成する。第
一のレジストマスクを取り除いた後、その上に、λｇ＝
０．９μｍの波長の光に相当するバンドギャップを有す
る，厚さ２．１３μｍ、ドープ濃度１×１０18cm-3なる
ｐ型ＩｎＰ層３を、エピタキシャル成長により形成す
る。
【０００５】そして、ｐ型ＩｎＰ層３の上に厚さ５００
オングストロームのＴｉ、次いで厚さ２５００オングス
トロームのＡｕを電子ビーム蒸着させることによりＴｉ
／Ａｕ電極を形成して、光吸収層２に変調信号７を入力
するｐ側電極４とし、一方ｎ型ＩｎＰ基板１には厚さ８
００オングストロームのＡｕＧｅを、次いで厚さ２５０
０オングストロームのＡｕを電子ビーム蒸着させ、Ａｕ
Ｇｅ／Ａｕ電極を形成して、ｎ側電極５とする。
オングストロームのＴｉ、次いで厚さ２５００オングス
トロームのＡｕを電子ビーム蒸着させることによりＴｉ
／Ａｕ電極を形成して、光吸収層２に変調信号７を入力
するｐ側電極４とし、一方ｎ型ＩｎＰ基板１には厚さ８
００オングストロームのＡｕＧｅを、次いで厚さ２５０
０オングストロームのＡｕを電子ビーム蒸着させ、Ａｕ
Ｇｅ／Ａｕ電極を形成して、ｎ側電極５とする。
【０００６】次に動作について説明する。図１０は図９
の半導体光強度変調器においてｐ側電極５に電界を印加
した時の吸収スペクトルを示す図である。図において、
(3) はｐ側電極５に電界を印加しない時の波長λと光吸
収量ａとの関係を示したもの、(4) はｐ側電極５に負の
電界を印加した時の波長λと光吸収量との関係を示した
ものであり、１．５５μｍの波長の光を入射した場合、
ｐ側電極５に電界を印加しない時は、(3) の光吸収量ａ
は０であるが、ｐ側電極５に負の電界を印加した時は、
(4) の吸収スペクトルの巾が光の波長の大きい方に広が
り、１．５５μｍの波長の光をΔａだけ吸収することが
できるようになる。
の半導体光強度変調器においてｐ側電極５に電界を印加
した時の吸収スペクトルを示す図である。図において、
(3) はｐ側電極５に電界を印加しない時の波長λと光吸
収量ａとの関係を示したもの、(4) はｐ側電極５に負の
電界を印加した時の波長λと光吸収量との関係を示した
ものであり、１．５５μｍの波長の光を入射した場合、
ｐ側電極５に電界を印加しない時は、(3) の光吸収量ａ
は０であるが、ｐ側電極５に負の電界を印加した時は、
(4) の吸収スペクトルの巾が光の波長の大きい方に広が
り、１．５５μｍの波長の光をΔａだけ吸収することが
できるようになる。
【０００７】例えば、光吸収層２に印加電圧のない状態
で、変調器端面から１．５５μｍの波長の光を入射して
も、光吸収層２は光を吸収しないので、この光は吸収さ
れることなく、光吸収層２を通って反対側端面から出射
されるが、ｐ型ＩｎＰ層３とｎ型ＩｎＰ基板１との間に
−２Ｖなる逆バイアス電圧を印加すると、光吸収層２に
電界が印加され、電界吸収効果により、光吸収層２はそ
のバンドギャップに相当するλｇ＝１．４μｍより長い
波長である１．５５μｍの波長の光をも吸収するように
なる。
で、変調器端面から１．５５μｍの波長の光を入射して
も、光吸収層２は光を吸収しないので、この光は吸収さ
れることなく、光吸収層２を通って反対側端面から出射
されるが、ｐ型ＩｎＰ層３とｎ型ＩｎＰ基板１との間に
−２Ｖなる逆バイアス電圧を印加すると、光吸収層２に
電界が印加され、電界吸収効果により、光吸収層２はそ
のバンドギャップに相当するλｇ＝１．４μｍより長い
波長である１．５５μｍの波長の光をも吸収するように
なる。
【０００８】ここで電界吸収効果について説明する。こ
の電界吸収効果はフランツ−ケルディシュ効果と呼ばれ
る。フランツ−ケルディシュ効果（Franz-Keldysh effe
ct）は、半導体や絶縁体の基礎吸収スペクトルが電場に
よって変化する現象であり、１９５８年にW.Franz と
L.V.Keldyshが独立にこれを予言した。フランツ−ケル
ディシュ効果は、電場勾配の存在により、価電子帯を占
める電子が光を吸収すると同時にトンネル効果によって
伝導帯へ遷移するために、エネルギーギャップよりも小
さいエネルギーの光の吸収が可能となるものであり、電
場を加えると吸収端の低エネルギー側に吸収の裾を引く
ものである。また、吸収端の高エネルギー側では電場に
よって吸収スペクトルに振動成分が現われ（振動型フラ
ンツ−ケルディシュ効果）、多くの半導体について、１
０4 Ｖ／cm程度以上の電場のもとでこれらの現象が実際
に観測される。
の電界吸収効果はフランツ−ケルディシュ効果と呼ばれ
る。フランツ−ケルディシュ効果（Franz-Keldysh effe
ct）は、半導体や絶縁体の基礎吸収スペクトルが電場に
よって変化する現象であり、１９５８年にW.Franz と
L.V.Keldyshが独立にこれを予言した。フランツ−ケル
ディシュ効果は、電場勾配の存在により、価電子帯を占
める電子が光を吸収すると同時にトンネル効果によって
伝導帯へ遷移するために、エネルギーギャップよりも小
さいエネルギーの光の吸収が可能となるものであり、電
場を加えると吸収端の低エネルギー側に吸収の裾を引く
ものである。また、吸収端の高エネルギー側では電場に
よって吸収スペクトルに振動成分が現われ（振動型フラ
ンツ−ケルディシュ効果）、多くの半導体について、１
０4 Ｖ／cm程度以上の電場のもとでこれらの現象が実際
に観測される。
【０００９】図１０に示すように、この光吸収層２は、
印加される電界が零の時には、バンドギャップに相当す
るλｇ＝１．４μｍより長い波長の光を吸収せず、電界
印加時には、この波長より長い波長である１．５５μｍ
の波長の光をも吸収するものである。また、図１０にお
いて、 (3) Ｅ＝０のときは、波長１．４μｍの光吸収量は４０
００／cmであり、波長１．５５μｍの光吸収は無く、 (4) Ｅ＜０のときは、波長１．４μｍの光吸収量は３０
００／cmと小さくなるが、波長１．５５μｍの光吸収量
Δａは、１０００／cmとなる。
印加される電界が零の時には、バンドギャップに相当す
るλｇ＝１．４μｍより長い波長の光を吸収せず、電界
印加時には、この波長より長い波長である１．５５μｍ
の波長の光をも吸収するものである。また、図１０にお
いて、 (3) Ｅ＝０のときは、波長１．４μｍの光吸収量は４０
００／cmであり、波長１．５５μｍの光吸収は無く、 (4) Ｅ＜０のときは、波長１．４μｍの光吸収量は３０
００／cmと小さくなるが、波長１．５５μｍの光吸収量
Δａは、１０００／cmとなる。
【００１０】なお、Ｅ＝０のときの全光吸収量と、Ｅ＜
０のときの全光吸収量とは同じ量である。
０のときの全光吸収量とは同じ量である。
【００１１】このように従来の半導体光強度変調器は、
フランツ−ケルディシュ効果を利用するものであり、半
導体光強度変調器に変調信号７をデジタル入力し、逆バ
イアス電圧の印加に応じて、光吸収層２を通過する特定
の波長の光を吸収することにより、半導体光強度変調器
を透過する光量を変化させるようにするものである。
フランツ−ケルディシュ効果を利用するものであり、半
導体光強度変調器に変調信号７をデジタル入力し、逆バ
イアス電圧の印加に応じて、光吸収層２を通過する特定
の波長の光を吸収することにより、半導体光強度変調器
を透過する光量を変化させるようにするものである。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体光強度変
調器は以上のように構成されているので、一般に半導体
に電界を印加すると光の吸収量が変化するだけでなく、
屈折率も変化して、透過光の位相が変化することによ
り、光の単色性を損ない、例えば、光通信に用いた場
合、伝送できる距離が短かくなる等、光の吸収量の変化
に付随して生ずる屈折率変化のために位相変調も生じて
しまうという問題点があった。
調器は以上のように構成されているので、一般に半導体
に電界を印加すると光の吸収量が変化するだけでなく、
屈折率も変化して、透過光の位相が変化することによ
り、光の単色性を損ない、例えば、光通信に用いた場
合、伝送できる距離が短かくなる等、光の吸収量の変化
に付随して生ずる屈折率変化のために位相変調も生じて
しまうという問題点があった。
【００１３】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、光の位相変調の生じない半導体
光強度変調器及びその製造方法を得ることを目的とす
る。
ためになされたもので、光の位相変調の生じない半導体
光強度変調器及びその製造方法を得ることを目的とす
る。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体光
強度変調器は、光の導波路あるいは導波路近傍に、光吸
収層よりもバンドギャップが大きく、電圧印加によって
も光吸収を行わない位相補正層を設け、光吸収層とは独
立して電界を印加できるようにしたものである。
強度変調器は、光の導波路あるいは導波路近傍に、光吸
収層よりもバンドギャップが大きく、電圧印加によって
も光吸収を行わない位相補正層を設け、光吸収層とは独
立して電界を印加できるようにしたものである。
【００１５】また、この発明に係る半導体光強度変調器
の製造方法は、ｎ型ＩｎＰ基板の上に、フランツ−ケル
ディシュ効果により光を吸収する光吸収層を形成する工
程と、光吸収層よりバンドギャップが大きい位相補正層
を、光吸収層の出射端面に位相補正層の入射端面を当接
させ、該出射端面からの出射光が続いて入射するように
並べて形成する工程と、光吸収層と位相補正層との境界
の上に分離溝を形成し絶縁層を堆積させる工程と、ｐ型
ＩｎＰ層の上に光吸収層用のｐ側電極と、位相補正層用
のｐ側電極とをそれぞれ形成する工程と、ｎ型ＩｎＰ基
板にｎ側電極を形成する工程とを含むものである。
の製造方法は、ｎ型ＩｎＰ基板の上に、フランツ−ケル
ディシュ効果により光を吸収する光吸収層を形成する工
程と、光吸収層よりバンドギャップが大きい位相補正層
を、光吸収層の出射端面に位相補正層の入射端面を当接
させ、該出射端面からの出射光が続いて入射するように
並べて形成する工程と、光吸収層と位相補正層との境界
の上に分離溝を形成し絶縁層を堆積させる工程と、ｐ型
ＩｎＰ層の上に光吸収層用のｐ側電極と、位相補正層用
のｐ側電極とをそれぞれ形成する工程と、ｎ型ＩｎＰ基
板にｎ側電極を形成する工程とを含むものである。
【００１６】
【作用】この発明においては、光の導波路あるいは導波
路近傍に、光吸収層よりもバンドギャップが大きいため
光を吸収しない位相補正層を設け、光吸収層とは別に独
立して電界を印加するようにしたから、位相補正層の屈
折率と導波路長とを調節することにより、光吸収層で生
じる屈折率の変化を打ち消すことができ、これにより位
相変調が付加されない半導体光強度変調器及びその製造
方法を得ることができる。
路近傍に、光吸収層よりもバンドギャップが大きいため
光を吸収しない位相補正層を設け、光吸収層とは別に独
立して電界を印加するようにしたから、位相補正層の屈
折率と導波路長とを調節することにより、光吸収層で生
じる屈折率の変化を打ち消すことができ、これにより位
相変調が付加されない半導体光強度変調器及びその製造
方法を得ることができる。
【００１７】
実施例１．図１(a) はこの発明の第１の実施例による半
導体光強度変調器を示す斜視図、図１(b) は図１(a) の
Ａ−Ａ’断面における断面図、図２はその製造方法を示
すＡ−Ａ’断面における断面図であり、図６と同一符号
は同一又は相当部分を示し、図において、９は光吸収層
２の出射端面にその入射端面を当接させ、該出射端面か
らの出射光が続いて入射するように並べて設けた位相補
正用半導体層であり、この位相補正層９は０．９５ｅＶ
なる値のバンドギャップを有するアンドープＩｎＧａＡ
ｓＰからなり、この値は光吸収層２のバンドギャップの
値より大きいので、波長の小さいλｇ＝１．３μｍの波
長の光は吸収するが、印加電圧によっても、１．５５μ
ｍの波長の光は吸収することはできない。また、３ａは
ｎ型ＩｎＰ層１及び光吸収層２の上に形成されたｐ型Ｉ
ｎＰ層、３ｂはｎ型ＩｎＰ層１及び位相補正層９の上に
形成されたｐ型ＩｎＰ層、４ａは光吸収層２に電界を印
加するためにｐ型ＩｎＰ層３ａの上に形成されたＴｉ／
Ａｕ電極なるｐ側電極であり、デジタル信号なる変調信
号７を入力することのできるものであり、４ｂは位相補
正層９に電界を印加するためにｐ型ＩｎＰ層３ｂの上に
形成されたＴｉ／Ａｕ電極なるｐ側電極であり、変調信
号７の反転信号８を入力することのできるものであり、
１０は光吸収層２の上に形成されたｐ型ＩｎＰ層３ａ
と、位相補正層９の上に形成されたｐ型ＩｎＰ層３ｂと
の間に設けられ、その光吸収層２と位相補正層９とが当
接した境界でｐ型ＩｎＰ層３を電気的に分離するＳｉＯ
2 からなる絶縁層、２１，２２はレジストマスクであ
る。
導体光強度変調器を示す斜視図、図１(b) は図１(a) の
Ａ−Ａ’断面における断面図、図２はその製造方法を示
すＡ−Ａ’断面における断面図であり、図６と同一符号
は同一又は相当部分を示し、図において、９は光吸収層
２の出射端面にその入射端面を当接させ、該出射端面か
らの出射光が続いて入射するように並べて設けた位相補
正用半導体層であり、この位相補正層９は０．９５ｅＶ
なる値のバンドギャップを有するアンドープＩｎＧａＡ
ｓＰからなり、この値は光吸収層２のバンドギャップの
値より大きいので、波長の小さいλｇ＝１．３μｍの波
長の光は吸収するが、印加電圧によっても、１．５５μ
ｍの波長の光は吸収することはできない。また、３ａは
ｎ型ＩｎＰ層１及び光吸収層２の上に形成されたｐ型Ｉ
ｎＰ層、３ｂはｎ型ＩｎＰ層１及び位相補正層９の上に
形成されたｐ型ＩｎＰ層、４ａは光吸収層２に電界を印
加するためにｐ型ＩｎＰ層３ａの上に形成されたＴｉ／
Ａｕ電極なるｐ側電極であり、デジタル信号なる変調信
号７を入力することのできるものであり、４ｂは位相補
正層９に電界を印加するためにｐ型ＩｎＰ層３ｂの上に
形成されたＴｉ／Ａｕ電極なるｐ側電極であり、変調信
号７の反転信号８を入力することのできるものであり、
１０は光吸収層２の上に形成されたｐ型ＩｎＰ層３ａ
と、位相補正層９の上に形成されたｐ型ＩｎＰ層３ｂと
の間に設けられ、その光吸収層２と位相補正層９とが当
接した境界でｐ型ＩｎＰ層３を電気的に分離するＳｉＯ
2 からなる絶縁層、２１，２２はレジストマスクであ
る。
【００１８】本実施例１の半導体光強度変調器の製造方
法を、図２を用いて、以下に説明する。まず、λｇ＝
０．９μｍの波長の光に相当するバンドギャップを有す
る厚さ１００μｍ、ドープ濃度５×１０18cm-3なるｎ型
ＩｎＰ基板１の上に、λｇ＝１．４μｍの波長の光に相
当するバンドギャップを有する，厚さ０．１３μｍのア
ンドープＩｎＧａＡｓＰからなる光吸収層２を、エピタ
キシャル成長により形成する（図２(a))。
法を、図２を用いて、以下に説明する。まず、λｇ＝
０．９μｍの波長の光に相当するバンドギャップを有す
る厚さ１００μｍ、ドープ濃度５×１０18cm-3なるｎ型
ＩｎＰ基板１の上に、λｇ＝１．４μｍの波長の光に相
当するバンドギャップを有する，厚さ０．１３μｍのア
ンドープＩｎＧａＡｓＰからなる光吸収層２を、エピタ
キシャル成長により形成する（図２(a))。
【００１９】第一のレジストマスク２１を形成した後、
Ｈ2 ＳＯ4 系のエッチャントを用いて光吸収層２をエッ
チングする（図２(b))。
Ｈ2 ＳＯ4 系のエッチャントを用いて光吸収層２をエッ
チングする（図２(b))。
【００２０】その上に、前のエッチング工程で用いた第
一のレジストマスク２１をそのまま用いて、光吸収層２
のバンドギャップより大きく、λｇ＝１．３μｍの波長
の光は吸収するが、１．５５μｍの波長の光を吸収でき
ない０．９５ｅＶなる値のバンドギャップを有する，厚
さ０．１３μｍのアンドープＩｎＧａＡｓＰからなる位
相補正層９を、エピタキシャル成長させることにより形
成する（図２(c))。
一のレジストマスク２１をそのまま用いて、光吸収層２
のバンドギャップより大きく、λｇ＝１．３μｍの波長
の光は吸収するが、１．５５μｍの波長の光を吸収でき
ない０．９５ｅＶなる値のバンドギャップを有する，厚
さ０．１３μｍのアンドープＩｎＧａＡｓＰからなる位
相補正層９を、エピタキシャル成長させることにより形
成する（図２(c))。
【００２１】そして、該光吸収層２の上に積層した第一
のレジストマスク２１を取り除いた後、ｎ型ＩｎＰ基板
１においてＡ−Ａ’方向の中央線上に、光吸収層３の上
には１．４μｍ、位相補正層１１の上には１．３μｍな
る巾を持つＡ−Ａ’方向に延びる細長い第二のレジスト
マスク（図示せず）を形成し、これをマスクに、Ｈ2Ｓ
Ｏ4 系のエッチャントを用いてエッチングし、巾１．４
μｍ，厚さ０．１３μｍ，長さ２００μｍなる光吸収層
２と、巾１．３μｍ，厚さ０．１３μｍ，長さ４００μ
ｍなる位相補正層９とを、光吸収層３のＡ−Ａ’方向の
中心線と位相補正層９のＡ−Ａ’方向の中心線とが一致
するようにｎ型ＩｎＰ基板１上に形成する。これによ
り、光吸収層２の出射端面と、位相補正層９の入射端面
とが当接して、光吸収層２に入射し、出射した光が位相
補正層９に入射するようになる。
のレジストマスク２１を取り除いた後、ｎ型ＩｎＰ基板
１においてＡ−Ａ’方向の中央線上に、光吸収層３の上
には１．４μｍ、位相補正層１１の上には１．３μｍな
る巾を持つＡ−Ａ’方向に延びる細長い第二のレジスト
マスク（図示せず）を形成し、これをマスクに、Ｈ2Ｓ
Ｏ4 系のエッチャントを用いてエッチングし、巾１．４
μｍ，厚さ０．１３μｍ，長さ２００μｍなる光吸収層
２と、巾１．３μｍ，厚さ０．１３μｍ，長さ４００μ
ｍなる位相補正層９とを、光吸収層３のＡ−Ａ’方向の
中心線と位相補正層９のＡ−Ａ’方向の中心線とが一致
するようにｎ型ＩｎＰ基板１上に形成する。これによ
り、光吸収層２の出射端面と、位相補正層９の入射端面
とが当接して、光吸収層２に入射し、出射した光が位相
補正層９に入射するようになる。
【００２２】上記第二のレジストマスクを取り除いた
後、ｎ型ＩｎＰ基板１，光吸収層２及び位相補正層９の
上に、λｇ＝０．９μｍの波長の光に相当するバンドギ
ャップを有する，厚さ２．１３μｍ、ドープ濃度１×１
０18cm-3なるｐ型ＩｎＰ層３を、エピタキシャル成長に
より形成する（図２(d))。
後、ｎ型ＩｎＰ基板１，光吸収層２及び位相補正層９の
上に、λｇ＝０．９μｍの波長の光に相当するバンドギ
ャップを有する，厚さ２．１３μｍ、ドープ濃度１×１
０18cm-3なるｐ型ＩｎＰ層３を、エピタキシャル成長に
より形成する（図２(d))。
【００２３】第三のレジストマスク２２を形成した後、
ｐ型ＩｎＰ層３を光吸収層２及び位相補正層９の直上ま
でＨＣｌ系のエッチャントを用いてエッチングし、光吸
収層２と位相補正層９との境界の上に、Ａ−Ａ’方向に
垂直なる方向の巾５μｍ、深さ２μｍの分離溝を形成し
て、ｐ型ＩｎＰ層３を光吸収層２の上に形成された部分
３ａと、位相補正層９の上に形成された部分３ｂとに電
気的に分離する（図２(e))。
ｐ型ＩｎＰ層３を光吸収層２及び位相補正層９の直上ま
でＨＣｌ系のエッチャントを用いてエッチングし、光吸
収層２と位相補正層９との境界の上に、Ａ−Ａ’方向に
垂直なる方向の巾５μｍ、深さ２μｍの分離溝を形成し
て、ｐ型ＩｎＰ層３を光吸収層２の上に形成された部分
３ａと、位相補正層９の上に形成された部分３ｂとに電
気的に分離する（図２(e))。
【００２４】次に、上記エッチング工程で用いた第三の
レジストマスク２２をそのまま用いてスパッタリングを
行い、分離溝にＳｉＯ2 からなる絶縁層１０を堆積させ
る（図２(f))。
レジストマスク２２をそのまま用いてスパッタリングを
行い、分離溝にＳｉＯ2 からなる絶縁層１０を堆積させ
る（図２(f))。
【００２５】次に、光吸収層２及び位相補正層９の上に
形成されたｐ型ＩｎＰ層３ａ，３ｂに堆積した第三のレ
ジストマスク２２を取り除き（図２(g))、ｐ型ＩｎＰ層
３ａ，３ｂの上に厚さ５００オングストロームのＴｉ、
次いで厚さ２５００オングストロームのＡｕを電子ビー
ム蒸着させることによりＴｉ／Ａｕ電極を形成して、そ
れぞれｐ型ＩｎＰ層３ａの上の電極は、光吸収層２に変
調信号７を入力することのできるｐ側電極４ａ、ｐ型Ｉ
ｎＰ層３ｂの上の電極は、位相補正層１１に変調信号７
の反転信号８を入力することのできるｐ側電極４ｂと
し、一方ｎ型ＩｎＰ基板１には厚さ８００オングストロ
ームのＡｕＧｅを、次いで厚さ２５００オングストロー
ムのＡｕを電子ビーム蒸着させ、ＡｕＧｅ／Ａｕ電極を
形成して、ｎ側電極５とする（図２(h))。
形成されたｐ型ＩｎＰ層３ａ，３ｂに堆積した第三のレ
ジストマスク２２を取り除き（図２(g))、ｐ型ＩｎＰ層
３ａ，３ｂの上に厚さ５００オングストロームのＴｉ、
次いで厚さ２５００オングストロームのＡｕを電子ビー
ム蒸着させることによりＴｉ／Ａｕ電極を形成して、そ
れぞれｐ型ＩｎＰ層３ａの上の電極は、光吸収層２に変
調信号７を入力することのできるｐ側電極４ａ、ｐ型Ｉ
ｎＰ層３ｂの上の電極は、位相補正層１１に変調信号７
の反転信号８を入力することのできるｐ側電極４ｂと
し、一方ｎ型ＩｎＰ基板１には厚さ８００オングストロ
ームのＡｕＧｅを、次いで厚さ２５００オングストロー
ムのＡｕを電子ビーム蒸着させ、ＡｕＧｅ／Ａｕ電極を
形成して、ｎ側電極５とする（図２(h))。
【００２６】次に動作について説明する。図３は電界を
印加した時の光吸収層３、及び位相補正層９の光吸収ス
ペクトルを示し、図４は光吸収層３に変調信号７を、及
び位相補正層９に反転信号８を入力したときの電位と時
間との関係を示すタイミング図、表１は、電界を印加し
たときと、しないときとにおける、光吸収層３及び位相
補正層９での光の吸収の有無と、そのときの屈折率とを
表したものであり、光吸収層３及び位相補正層９の光の
屈折率を、それぞれｎ01，ｎ02とし、電界を印加したと
きの屈折率は、それぞれｎ01＋△ｎ1 ，ｎ02＋△ｎ2 と
している。
印加した時の光吸収層３、及び位相補正層９の光吸収ス
ペクトルを示し、図４は光吸収層３に変調信号７を、及
び位相補正層９に反転信号８を入力したときの電位と時
間との関係を示すタイミング図、表１は、電界を印加し
たときと、しないときとにおける、光吸収層３及び位相
補正層９での光の吸収の有無と、そのときの屈折率とを
表したものであり、光吸収層３及び位相補正層９の光の
屈折率を、それぞれｎ01，ｎ02とし、電界を印加したと
きの屈折率は、それぞれｎ01＋△ｎ1 ，ｎ02＋△ｎ2 と
している。
【００２７】
【表１】
【００２８】図４の変調信号７及び反転信号８のタイミ
ング図に示すように、電極４ａの電圧印加時には電極４
ｂに電圧を印加せず、電極４ｂの電圧印加時には電極４
ａに電圧を印加しないというように、電極４ａ及び電極
４ｂに交互に負の電界を断続的に印加することにより、
それぞれ断続的に光吸収層２と位相補正層９とに交互に
逆バイアス電圧を印加するものである。
ング図に示すように、電極４ａの電圧印加時には電極４
ｂに電圧を印加せず、電極４ｂの電圧印加時には電極４
ａに電圧を印加しないというように、電極４ａ及び電極
４ｂに交互に負の電界を断続的に印加することにより、
それぞれ断続的に光吸収層２と位相補正層９とに交互に
逆バイアス電圧を印加するものである。
【００２９】また、図３に示されるように、逆バイアス
電圧が印加されると、光吸収層２においては、１．５５
μｍの波長の光を吸収し、そのときの光吸収量はΔａで
あるが、位相補正層９においては、１．５５μｍの波長
の光を吸収しない。
電圧が印加されると、光吸収層２においては、１．５５
μｍの波長の光を吸収し、そのときの光吸収量はΔａで
あるが、位相補正層９においては、１．５５μｍの波長
の光を吸収しない。
【００３０】表１に示されるように、印加電圧により光
吸収層２の屈折率が△ｎ1 だけ増加すると、導波光の位
相が変化し、光吸収層２の位相変化量△φ1 は、 △φ1 ＝（△ｎ1 ×Ｌ1 ／λ）×２π となる。ただし、Ｌ1 は光吸収層２の導波路長、λは導
波光の波長（λ＝１．５５μｍ）である。
吸収層２の屈折率が△ｎ1 だけ増加すると、導波光の位
相が変化し、光吸収層２の位相変化量△φ1 は、 △φ1 ＝（△ｎ1 ×Ｌ1 ／λ）×２π となる。ただし、Ｌ1 は光吸収層２の導波路長、λは導
波光の波長（λ＝１．５５μｍ）である。
【００３１】また、印加電圧により、位相補正層９の屈
折率が△ｎ2 だけ増加すると、導波光の位相が変化し、
位相補正層９の位相変化量△φ2 は、 △φ2 ＝（△ｎ2 ×Ｌ2 ／λ）×２π となる。ただし、Ｌ2 は位相補正層９の導波路長であ
る。
折率が△ｎ2 だけ増加すると、導波光の位相が変化し、
位相補正層９の位相変化量△φ2 は、 △φ2 ＝（△ｎ2 ×Ｌ2 ／λ）×２π となる。ただし、Ｌ2 は位相補正層９の導波路長であ
る。
【００３２】ここで、光吸収層２に負電界を印加した時
に、位相補正層９に印加される電界を零にし、逆に光吸
収層２の電界が零の時に、位相補正層９に負電界を印加
すると、半導体光強度変調器全体としての位相変化量は
｜△φ1 −△φ2 ｜となる。そこで、 ｜△φ1 −△φ2 ｜＝０ …… （１） とすると、光の位相は変化しない。したがって、 △φ1 −△φ2 ＝（△ｎ1 ×Ｌ1 −△ｎ2 ×Ｌ2 ）×２
π／λ＝０ から、 △ｎ1 ×Ｌ1 −△ｎ2 ×Ｌ2 ＝０ Ｌ2 ＝（△ｎ1 ／△ｎ2 ）×Ｌ1 …… （２） となり、この（２）式を満足する光吸収層２及び位相補
正層９の導波路長Ｌ1 ，Ｌ2 を有することにより、
（１）式を満たすので、位相変化のない半導体光強度変
調器を得ることができる。本実施例においては、 △ｎ1 ＝２△ｎ２…… （３） なる屈折率を有する光吸収層２及び位相補正層９を用い
たので、光吸収層２及び位相補正層９の導波路長Ｌ1 ，
Ｌ2 には、 Ｌ2 ＝２Ｌ1 …… （４） なる関係がある。
に、位相補正層９に印加される電界を零にし、逆に光吸
収層２の電界が零の時に、位相補正層９に負電界を印加
すると、半導体光強度変調器全体としての位相変化量は
｜△φ1 −△φ2 ｜となる。そこで、 ｜△φ1 −△φ2 ｜＝０ …… （１） とすると、光の位相は変化しない。したがって、 △φ1 −△φ2 ＝（△ｎ1 ×Ｌ1 −△ｎ2 ×Ｌ2 ）×２
π／λ＝０ から、 △ｎ1 ×Ｌ1 −△ｎ2 ×Ｌ2 ＝０ Ｌ2 ＝（△ｎ1 ／△ｎ2 ）×Ｌ1 …… （２） となり、この（２）式を満足する光吸収層２及び位相補
正層９の導波路長Ｌ1 ，Ｌ2 を有することにより、
（１）式を満たすので、位相変化のない半導体光強度変
調器を得ることができる。本実施例においては、 △ｎ1 ＝２△ｎ２…… （３） なる屈折率を有する光吸収層２及び位相補正層９を用い
たので、光吸収層２及び位相補正層９の導波路長Ｌ1 ，
Ｌ2 には、 Ｌ2 ＝２Ｌ1 …… （４） なる関係がある。
【００３３】このようにその導波路長を（２）式を満足
する長さにして、位相補正層９を光吸収層２の出射端面
にその入射端面を当接させて、並べて設け、光を光吸収
層２から入射して位相補正層９から出射するようにし
て、ｐ側電極４ａを介して変調信号７を光吸収層２に、
ｐ側電極４ｂを介して変調信号７の反転信号８を位相補
正層９に印加するようにすることにより、位相変調のな
い強度変調光を得ることができる。
する長さにして、位相補正層９を光吸収層２の出射端面
にその入射端面を当接させて、並べて設け、光を光吸収
層２から入射して位相補正層９から出射するようにし
て、ｐ側電極４ａを介して変調信号７を光吸収層２に、
ｐ側電極４ｂを介して変調信号７の反転信号８を位相補
正層９に印加するようにすることにより、位相変調のな
い強度変調光を得ることができる。
【００３４】例えば、図４に示すように、最初のｔ0 〜
ｔ1 時間においては光吸収層２用のｐ側電極４ａに０Ｖ
を印加し、同時に位相補正層９用のｐ側電極４ｂに逆バ
イアス電圧−Ｖ0 を印加すると、光吸収層２に電界は印
加されないので、１．５５μｍの波長の光は吸収され
ず、屈折率はｎ01であり、また位相補正層９には逆バイ
アス電圧−Ｖ0 が印加されるので、電界が印加されるこ
とにより、屈折率がｎ02＋△ｎ2 となる。次のｔ1 〜ｔ
2 時間においては、光吸収層２に逆バイアス電圧−Ｖ0
を印加するので、１．５５μｍの波長の光を吸収して、
屈折率はｎ01＋△ｎ1 となり、また位相補正層９には電
界が印加されないので、屈折率がｎ02となる。以下、同
様である。
ｔ1 時間においては光吸収層２用のｐ側電極４ａに０Ｖ
を印加し、同時に位相補正層９用のｐ側電極４ｂに逆バ
イアス電圧−Ｖ0 を印加すると、光吸収層２に電界は印
加されないので、１．５５μｍの波長の光は吸収され
ず、屈折率はｎ01であり、また位相補正層９には逆バイ
アス電圧−Ｖ0 が印加されるので、電界が印加されるこ
とにより、屈折率がｎ02＋△ｎ2 となる。次のｔ1 〜ｔ
2 時間においては、光吸収層２に逆バイアス電圧−Ｖ0
を印加するので、１．５５μｍの波長の光を吸収して、
屈折率はｎ01＋△ｎ1 となり、また位相補正層９には電
界が印加されないので、屈折率がｎ02となる。以下、同
様である。
【００３５】例えば、光吸収層２、及び位相補正層９に
対しては、ＯＮ時に−２Ｖ，ＯＦＦ時に０Ｖの逆バイア
ス電圧となる変調信号７、及びその反転信号８をそれぞ
れ印加し、光吸収層２に逆バイアス電圧−２Ｖが印加さ
れ、位相補正層８には電圧が印加されない状態と、変調
信号７がＯＦＦ、反転信号８がＯＮのときには、光吸収
層２に電圧が印加されず、位相補正層８に逆バイアス電
圧−２Ｖが印加される状態とが、交互に繰り返される。
対しては、ＯＮ時に−２Ｖ，ＯＦＦ時に０Ｖの逆バイア
ス電圧となる変調信号７、及びその反転信号８をそれぞ
れ印加し、光吸収層２に逆バイアス電圧−２Ｖが印加さ
れ、位相補正層８には電圧が印加されない状態と、変調
信号７がＯＦＦ、反転信号８がＯＮのときには、光吸収
層２に電圧が印加されず、位相補正層８に逆バイアス電
圧−２Ｖが印加される状態とが、交互に繰り返される。
【００３６】なお、本実施例では、光通信用に１．５５
μｍの波長の光を用い、光吸収層２に、１．５５μｍの
波長の光を印加電界のないときには吸収せず、印加電界
のあるときには吸収するようなバンドギャップを有する
アンドープＩｎＧａＡｓＰを用い、位相補正層９には、
光吸収層２のバンドギャップの値より大きい値を有し、
印加電圧により１．５５μｍの波長の光を吸収しない，
充分大きいバンドギャップを有するアンドープＩｎＧａ
ＡｓＰを用いて、これを光吸収層２の導波路の延長線上
に形成しており、この光吸収層２、及び位相補正層９
は、（２）式を満たす導波路長Ｌ1 ，Ｌ2 を有すること
が必要である。光通信用に他の波長の光を用いる場合で
も、その波長の光に適したバンドギャップを有するアン
ドープＩｎＧａＡｓＰを用いて、光吸収層２及び位相補
正層９の屈折率、及び導波路長を考慮するようにすれば
よい。
μｍの波長の光を用い、光吸収層２に、１．５５μｍの
波長の光を印加電界のないときには吸収せず、印加電界
のあるときには吸収するようなバンドギャップを有する
アンドープＩｎＧａＡｓＰを用い、位相補正層９には、
光吸収層２のバンドギャップの値より大きい値を有し、
印加電圧により１．５５μｍの波長の光を吸収しない，
充分大きいバンドギャップを有するアンドープＩｎＧａ
ＡｓＰを用いて、これを光吸収層２の導波路の延長線上
に形成しており、この光吸収層２、及び位相補正層９
は、（２）式を満たす導波路長Ｌ1 ，Ｌ2 を有すること
が必要である。光通信用に他の波長の光を用いる場合で
も、その波長の光に適したバンドギャップを有するアン
ドープＩｎＧａＡｓＰを用いて、光吸収層２及び位相補
正層９の屈折率、及び導波路長を考慮するようにすれば
よい。
【００３７】このように本実施例の半導体光強度変調器
では、光吸収層２のバンドギャップより大きいλｇ＝
１．３μｍの波長の光に相当するバンドギャップを有
し、印加電圧により光を吸収しない位相補正層９を、光
の進行方向と同一方向に光吸収層２に接続して並べて設
け、光吸収層２、及び位相補正層９にそれぞれ位相の反
転したＯＮ／ＯＦＦを繰り返す逆バイアス電圧を、印加
するようにしたので、位相補正層９では光吸収層２で生
じる屈折率の変化を打ち消すように屈折率が変化し、こ
れにより位相変調のない強度変調光を得ることができる
効果がある。
では、光吸収層２のバンドギャップより大きいλｇ＝
１．３μｍの波長の光に相当するバンドギャップを有
し、印加電圧により光を吸収しない位相補正層９を、光
の進行方向と同一方向に光吸収層２に接続して並べて設
け、光吸収層２、及び位相補正層９にそれぞれ位相の反
転したＯＮ／ＯＦＦを繰り返す逆バイアス電圧を、印加
するようにしたので、位相補正層９では光吸収層２で生
じる屈折率の変化を打ち消すように屈折率が変化し、こ
れにより位相変調のない強度変調光を得ることができる
効果がある。
【００３８】実施例２．図５はこの発明の第２の実施例
による半導体光強度変調器を示す斜視図、図６はその製
造方法を示す図５のＢ−Ｂ’断面における断面図であ
る。両図において、図１と同一符号は同一又は相当部分
を示し、１１は絶縁層、１２はｎ型ＩｎＰ層、１３はｎ
側電極、１４，１５はリード線、２３，２４及び２５は
ＳｉＯ2 からなるレジストマスクである。本実施例２に
おける半導体光強度変調器の位相補正層９は、ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１の上面のほぼ中央に設けられ、その上に同じ長
さで幅の広いｐ型ＩｎＰ層３を重ね、その上に位相補正
層９と同一形状を持つ光吸収層２を重ね、さらにその上
にｎ型ＩｎＰ層１２を重ねて順次積層する。また、位相
補正層９の上に重ねられたｐ型ＩｎＰ層３の露出した上
面にはｐ側電極４が設けられ、このｐ側電極４の下方に
あたるｐ型ＩｎＰ層３の下層には位相補正層９の長手方
向端面に当接させて絶縁層１１ｂが設けられている。さ
らに、ｎ型ＩｎＰ層１２の上面にはこのｎ型ＩｎＰ層１
２と同一長さで幅の広いｎ側電極１３が設けられ、この
ｎ側電極１３の下にはｎ型ＩｎＰ層１２と並べて、光吸
収層２とｐ型ＩｎＰ層３と位相補正層９との長手方向端
面に当接させてもう１つの絶縁層１１ａが設けられてい
る。
による半導体光強度変調器を示す斜視図、図６はその製
造方法を示す図５のＢ−Ｂ’断面における断面図であ
る。両図において、図１と同一符号は同一又は相当部分
を示し、１１は絶縁層、１２はｎ型ＩｎＰ層、１３はｎ
側電極、１４，１５はリード線、２３，２４及び２５は
ＳｉＯ2 からなるレジストマスクである。本実施例２に
おける半導体光強度変調器の位相補正層９は、ｎ型Ｉｎ
Ｐ基板１の上面のほぼ中央に設けられ、その上に同じ長
さで幅の広いｐ型ＩｎＰ層３を重ね、その上に位相補正
層９と同一形状を持つ光吸収層２を重ね、さらにその上
にｎ型ＩｎＰ層１２を重ねて順次積層する。また、位相
補正層９の上に重ねられたｐ型ＩｎＰ層３の露出した上
面にはｐ側電極４が設けられ、このｐ側電極４の下方に
あたるｐ型ＩｎＰ層３の下層には位相補正層９の長手方
向端面に当接させて絶縁層１１ｂが設けられている。さ
らに、ｎ型ＩｎＰ層１２の上面にはこのｎ型ＩｎＰ層１
２と同一長さで幅の広いｎ側電極１３が設けられ、この
ｎ側電極１３の下にはｎ型ＩｎＰ層１２と並べて、光吸
収層２とｐ型ＩｎＰ層３と位相補正層９との長手方向端
面に当接させてもう１つの絶縁層１１ａが設けられてい
る。
【００３９】次に、本実施例２の半導体光強度変調器の
製造方法を、図６を用いて、説明する。λｇ＝０．９μ
ｍの波長の光を吸収するバンドギャップを有する厚さ１
００μｍ、巾３００μｍ、長さ２００μｍ、ドープ濃度
５×１０18cm-3なるｎ型ＩｎＰ基板１の上に、光吸収層
２のバンドギャップより大きく、λｇ＝１．３μｍの波
長の光は吸収するが、１．５５μｍの波長の光を吸収し
ない，０．９５ｅＶなる値のバンドギャップを有する厚
さ０．２６μｍのアンドープＩｎＧａＡｓＰ層をエピタ
キシャル成長させることにより、位相補正層９を形成す
る（図６(a))。
製造方法を、図６を用いて、説明する。λｇ＝０．９μ
ｍの波長の光を吸収するバンドギャップを有する厚さ１
００μｍ、巾３００μｍ、長さ２００μｍ、ドープ濃度
５×１０18cm-3なるｎ型ＩｎＰ基板１の上に、光吸収層
２のバンドギャップより大きく、λｇ＝１．３μｍの波
長の光は吸収するが、１．５５μｍの波長の光を吸収し
ない，０．９５ｅＶなる値のバンドギャップを有する厚
さ０．２６μｍのアンドープＩｎＧａＡｓＰ層をエピタ
キシャル成長させることにより、位相補正層９を形成す
る（図６(a))。
【００４０】ＳｉＯ2 からなる第一のレジストマスク２
３を形成した後、Ｈ2 ＳＯ4 系のエッチャントを用いて
位相補正層９をエッチングし、さらにＨＣｌ系のエッチ
ャントを用いてｎ型ＩｎＰ基板１を１μｍの深さまでエ
ッチングする（図６(b))。
３を形成した後、Ｈ2 ＳＯ4 系のエッチャントを用いて
位相補正層９をエッチングし、さらにＨＣｌ系のエッチ
ャントを用いてｎ型ＩｎＰ基板１を１μｍの深さまでエ
ッチングする（図６(b))。
【００４１】上記エッチング工程で用いた第一のレジス
トマスク２３をそのまま用いて、ｎ型ＩｎＰ基板１の上
に厚さ１μｍ、Ｆｅのドープ濃度５×１０18cm-3のＦｅ
−ＩｎＰ層をエピタキシャル成長させることにより、絶
縁層１１ａ，１１ｂを形成する（図６(c))。
トマスク２３をそのまま用いて、ｎ型ＩｎＰ基板１の上
に厚さ１μｍ、Ｆｅのドープ濃度５×１０18cm-3のＦｅ
−ＩｎＰ層をエピタキシャル成長させることにより、絶
縁層１１ａ，１１ｂを形成する（図６(c))。
【００４２】位相補正層９の上に積層した第一のレジス
トマスク２３を取り除いた後、位相補正層９と絶縁層１
１ａ，１１ｂとの上に、λｇ＝０．９μｍの波長の光に
相当するバンドギャップを有する，厚さ２．０μｍ、ド
ープ濃度１×１０18cm-3なるｐ型ＩｎＰ層３をエピタキ
シャル成長により形成し、そのｐ型ＩｎＰ層３の上にλ
ｇ＝１．４μｍの波長の光に吸収するバンドギャップを
有する，厚さ０．１３μｍのアンドープＩｎＧａＡｓＰ
層からなる光吸収層２を、エピタキシャル成長により形
成した後、光吸収層２の上にλｇ＝０．９μｍの波長の
光に相当するバンドギャップを有する厚さ０．２μｍ、
ドープ濃度５×１０18cm-3なるｎ型ＩｎＰ層１２を、エ
ピタキシャル成長により順次形成する（図６(d))。
トマスク２３を取り除いた後、位相補正層９と絶縁層１
１ａ，１１ｂとの上に、λｇ＝０．９μｍの波長の光に
相当するバンドギャップを有する，厚さ２．０μｍ、ド
ープ濃度１×１０18cm-3なるｐ型ＩｎＰ層３をエピタキ
シャル成長により形成し、そのｐ型ＩｎＰ層３の上にλ
ｇ＝１．４μｍの波長の光に吸収するバンドギャップを
有する，厚さ０．１３μｍのアンドープＩｎＧａＡｓＰ
層からなる光吸収層２を、エピタキシャル成長により形
成した後、光吸収層２の上にλｇ＝０．９μｍの波長の
光に相当するバンドギャップを有する厚さ０．２μｍ、
ドープ濃度５×１０18cm-3なるｎ型ＩｎＰ層１２を、エ
ピタキシャル成長により順次形成する（図６(d))。
【００４３】第二のレジストマスク２４を形成した後、
絶縁層１１ａの上方に積層されたｎ型ＩｎＰ層１２，光
吸収層２及びｐ型ＩｎＰ層３を、それぞれｎ型ＩｎＰ層
１２はＨＣｌ系のエッチャントを用いて、光吸収層２は
Ｈ2 ＳＯ4 系のエッチャントを用いて、ｐ型ＩｎＰ層３
はＨＣｌ系のエッチャントを用いてエッチングして取り
除く（図６(e))。
絶縁層１１ａの上方に積層されたｎ型ＩｎＰ層１２，光
吸収層２及びｐ型ＩｎＰ層３を、それぞれｎ型ＩｎＰ層
１２はＨＣｌ系のエッチャントを用いて、光吸収層２は
Ｈ2 ＳＯ4 系のエッチャントを用いて、ｐ型ＩｎＰ層３
はＨＣｌ系のエッチャントを用いてエッチングして取り
除く（図６(e))。
【００４４】上記エッチング工程で用いた第二のレジス
トマスク２４をそのまま用いて、絶縁層１１ａの上にＦ
ｅのドープ濃度５×１０18cm-3のＦｅ−ＩｎＰ層をエピ
タキシャル成長させて、厚さ３．３３μｍの絶縁層１１
ａを形成した後、ｎ型ＩｎＰ層１２の上に積層した第二
のレジストマスク２４を取り除く（図６(f))。
トマスク２４をそのまま用いて、絶縁層１１ａの上にＦ
ｅのドープ濃度５×１０18cm-3のＦｅ−ＩｎＰ層をエピ
タキシャル成長させて、厚さ３．３３μｍの絶縁層１１
ａを形成した後、ｎ型ＩｎＰ層１２の上に積層した第二
のレジストマスク２４を取り除く（図６(f))。
【００４５】第三のレジストマスク２５を形成した後、
絶縁層１１ｂの上方にあるｎ型ＩｎＰ層１２及び光吸収
層２を、それぞれｎ型ＩｎＰ層１２はＨＣｌ系のエッチ
ャントを用いて、光吸収層２はＨ2 ＳＯ4 系のエッチャ
ントを用いてエッチングして取り除く（図６(g))。
絶縁層１１ｂの上方にあるｎ型ＩｎＰ層１２及び光吸収
層２を、それぞれｎ型ＩｎＰ層１２はＨＣｌ系のエッチ
ャントを用いて、光吸収層２はＨ2 ＳＯ4 系のエッチャ
ントを用いてエッチングして取り除く（図６(g))。
【００４６】絶縁層１１ａ及びｎ型ＩｎＰ層１２の上に
積層した第三のレジストマスク２５を取り除いた後、そ
の上に厚さ８００オングストロームのＡｕＧｅを、次い
で厚さ２５００オングストロームのＡｕを電子ビーム蒸
着させ、ＡｕＧｅ／Ａｕ電極を形成して電極１３とし、
ｐ型ＩｎＰ層３の上に厚さ５００オングストロームのＴ
ｉ、次いで厚さ２５００オングストロームのＡｕを電子
ビーム蒸着させることによりＴｉ／Ａｕ電極を形成し
て、ｐ側電極４とした後、ｎ型ＩｎＰ基板１に厚さ８０
０オングストロームのＡｕＧｅを、次いで厚さ２５００
オングストロームのＡｕを電子ビーム蒸着させ、ＡｕＧ
ｅ／Ａｕ電極を形成して、ｎ側電極５とする（図６
(h))。
積層した第三のレジストマスク２５を取り除いた後、そ
の上に厚さ８００オングストロームのＡｕＧｅを、次い
で厚さ２５００オングストロームのＡｕを電子ビーム蒸
着させ、ＡｕＧｅ／Ａｕ電極を形成して電極１３とし、
ｐ型ＩｎＰ層３の上に厚さ５００オングストロームのＴ
ｉ、次いで厚さ２５００オングストロームのＡｕを電子
ビーム蒸着させることによりＴｉ／Ａｕ電極を形成し
て、ｐ側電極４とした後、ｎ型ＩｎＰ基板１に厚さ８０
０オングストロームのＡｕＧｅを、次いで厚さ２５００
オングストロームのＡｕを電子ビーム蒸着させ、ＡｕＧ
ｅ／Ａｕ電極を形成して、ｎ側電極５とする（図６
(h))。
【００４７】次に、動作について説明する。このような
半導体光強度変調器内を伝搬する光は、光吸収層２と位
相補正層９の両方にまたがって分布するので、この光は
光吸収層２と位相補正層９の両方の屈折率変化を感じる
ことになり、位相補正層９において光吸収層２で生じた
光の位相変調を位相補正して、位相変調を打ち消すこと
ができる。ここで、光吸収層２及び位相補正層９の導波
路長をＬ1 ，Ｌ2 、印加電圧による屈折率の変化量を△
ｎ1 ，△ｎ2 とすると、実施例１で示された（２）式を
満たす光吸収層２及び位相補正層９の導波路長Ｌ1 ，Ｌ
2 を有することにより、位相変化のない半導体光強度変
調器を得ることができる。実施例２においては、光吸収
層２及び位相補正層９の導波路長Ｌ1 ，Ｌ2 は同値であ
るので、光吸収層２及び位相補正層９の層厚をそれぞれ
導波路長Ｌ1 ，Ｌ2 の値に比例させることにより、実施
例１と同様な効果を得ることができる。
半導体光強度変調器内を伝搬する光は、光吸収層２と位
相補正層９の両方にまたがって分布するので、この光は
光吸収層２と位相補正層９の両方の屈折率変化を感じる
ことになり、位相補正層９において光吸収層２で生じた
光の位相変調を位相補正して、位相変調を打ち消すこと
ができる。ここで、光吸収層２及び位相補正層９の導波
路長をＬ1 ，Ｌ2 、印加電圧による屈折率の変化量を△
ｎ1 ，△ｎ2 とすると、実施例１で示された（２）式を
満たす光吸収層２及び位相補正層９の導波路長Ｌ1 ，Ｌ
2 を有することにより、位相変化のない半導体光強度変
調器を得ることができる。実施例２においては、光吸収
層２及び位相補正層９の導波路長Ｌ1 ，Ｌ2 は同値であ
るので、光吸収層２及び位相補正層９の層厚をそれぞれ
導波路長Ｌ1 ，Ｌ2 の値に比例させることにより、実施
例１と同様な効果を得ることができる。
【００４８】例えば、光吸収層２及び位相補正層９は実
施例１と同じものを用いたので、光吸収層２及び位相補
正層９の屈折率の変化量には、実施例１と同様に、 △ｎ1 ＝２△ｎ２ …… （３） なる関係があり、光吸収層２及び位相補正層９の導波路
長Ｌ1 ，Ｌ2 は、 Ｌ2 ＝２Ｌ1 …… （４） となる。従って、位相補正層９の層厚は光吸収層２の２
倍となり、本実施例２に示されるように、光吸収層２及
び位相補正層９の層厚をそれぞれ０．１３μｍ，０．２
６μｍとすればよい。
施例１と同じものを用いたので、光吸収層２及び位相補
正層９の屈折率の変化量には、実施例１と同様に、 △ｎ1 ＝２△ｎ２ …… （３） なる関係があり、光吸収層２及び位相補正層９の導波路
長Ｌ1 ，Ｌ2 は、 Ｌ2 ＝２Ｌ1 …… （４） となる。従って、位相補正層９の層厚は光吸収層２の２
倍となり、本実施例２に示されるように、光吸収層２及
び位相補正層９の層厚をそれぞれ０．１３μｍ，０．２
６μｍとすればよい。
【００４９】次に、光吸収層２及び位相補正層９への電
界の印加方法であるが、本実施例２においては、光吸収
層２にＶ0 Ｖと０Ｖを繰り返す電圧を、逆バイアス電圧
とし、位相補正層９には０ＶとＶ0 Ｖを繰り返す電圧
を、順バイアス電圧として印加する。これにより、上記
のように、−Ｖ0 Ｖと０Ｖからなる変調信号７及びその
反転信号８を入力する実施例１と同様な効果を得られる
ものである。
界の印加方法であるが、本実施例２においては、光吸収
層２にＶ0 Ｖと０Ｖを繰り返す電圧を、逆バイアス電圧
とし、位相補正層９には０ＶとＶ0 Ｖを繰り返す電圧
を、順バイアス電圧として印加する。これにより、上記
のように、−Ｖ0 Ｖと０Ｖからなる変調信号７及びその
反転信号８を入力する実施例１と同様な効果を得られる
ものである。
【００５０】例えば、ＯＮ時は２Ｖ，ＯＦＦ時には０Ｖ
の電圧を、反転信号１５としてｐ側電極４に印加する
と、反転信号１５がＯＦＦのときには光吸収層２に逆バ
イアス電圧２Ｖが印加されるとともに、位相補正層９に
０Ｖの電圧が印加され、また反転信号１５がＯＮのとき
には光吸収層２に０Ｖの電圧が印加されるとともに、位
相補正層９には順バイアス電圧が印加され、このよう
に、光吸収層２と、位相補正層９に、それぞれ同じ向き
の電圧が交互に印加されるものである。
の電圧を、反転信号１５としてｐ側電極４に印加する
と、反転信号１５がＯＦＦのときには光吸収層２に逆バ
イアス電圧２Ｖが印加されるとともに、位相補正層９に
０Ｖの電圧が印加され、また反転信号１５がＯＮのとき
には光吸収層２に０Ｖの電圧が印加されるとともに、位
相補正層９には順バイアス電圧が印加され、このよう
に、光吸収層２と、位相補正層９に、それぞれ同じ向き
の電圧が交互に印加されるものである。
【００５１】このように本実施例２の半導体光強度変調
器によれば、位相補正層９を、ｐ型ＩｎＰ層３を挟んで
光吸収層２と平行に、光吸収層２の下側に設けて、光吸
収層２と位相補正層９とに交互に電圧を印加することに
より、位相変調のない強度変調光を得ることができ、実
施例１と同様の効果が得られる。
器によれば、位相補正層９を、ｐ型ＩｎＰ層３を挟んで
光吸収層２と平行に、光吸収層２の下側に設けて、光吸
収層２と位相補正層９とに交互に電圧を印加することに
より、位相変調のない強度変調光を得ることができ、実
施例１と同様の効果が得られる。
【００５２】実施例３．図７はこの発明の第３の実施例
による半導体光強度変調器を示す斜視図であり、図８は
その製造方法を示す図７のＣ−Ｃ’断面における断面図
である。両図において、図１と同一符号は同一又は相当
部分を示し、１６は絶縁層、２６，２７はレジストマス
クである。本実施例３の位相補正層９は、ｎ型ＩｎＰ基
板１のほぼ中央に光吸収層２と隣り合うようにしてお互
いの長手方向の端面を当接させて並べて設けてある。ま
た光吸収層２と位相補正層９の他の長手方向端面に当接
させて左右対称にｐ型ＩｎＰ層３ａ，３ｂを設け、ｐ型
ＩｎＰ層３ａ，３ｂの上面はそれぞれｐ側電極４ａ，４
ｂが設けられ、ｎ型ＩｎＰ基板１にｎ側電極５が設けら
れ、さらに光吸収層２と位相補正層９との上面には絶縁
層１６が設けられている。また、ｐ側電極４ａには光吸
収層２に印加される変調信号７がデジタル入力され、ｐ
側電極４ａには位相補正層９に印加される変調信号７の
反転信号８がデジタル入力され、ｎ側電極５はアース６
に接続されている。
による半導体光強度変調器を示す斜視図であり、図８は
その製造方法を示す図７のＣ−Ｃ’断面における断面図
である。両図において、図１と同一符号は同一又は相当
部分を示し、１６は絶縁層、２６，２７はレジストマス
クである。本実施例３の位相補正層９は、ｎ型ＩｎＰ基
板１のほぼ中央に光吸収層２と隣り合うようにしてお互
いの長手方向の端面を当接させて並べて設けてある。ま
た光吸収層２と位相補正層９の他の長手方向端面に当接
させて左右対称にｐ型ＩｎＰ層３ａ，３ｂを設け、ｐ型
ＩｎＰ層３ａ，３ｂの上面はそれぞれｐ側電極４ａ，４
ｂが設けられ、ｎ型ＩｎＰ基板１にｎ側電極５が設けら
れ、さらに光吸収層２と位相補正層９との上面には絶縁
層１６が設けられている。また、ｐ側電極４ａには光吸
収層２に印加される変調信号７がデジタル入力され、ｐ
側電極４ａには位相補正層９に印加される変調信号７の
反転信号８がデジタル入力され、ｎ側電極５はアース６
に接続されている。
【００５３】次に、本実施例３の半導体光強度変調器の
製造方法を、図８について、説明する。λｇ＝０．９μ
ｍの波長の光に相当するバンドギャップを有する厚さ１
００μｍ、巾３００μｍ、長さ２００μｍ、ドープ濃度
５×１０18cm-3なるｎ型ＩｎＰ基板１の上に、光吸収層
２のバンドギャップより大きく、印加電圧によっても
１．５５μｍの波長の光を吸収することはない、λｇ＝
１．３μｍの波長の光に相当する０．９５ｅＶなる値の
バンドギャップを有する厚さ０．１３μｍのアンドープ
ＩｎＧａＡｓ層をエピタキシャル成長させることによ
り、位相補正層９を形成する（図８(a))。
製造方法を、図８について、説明する。λｇ＝０．９μ
ｍの波長の光に相当するバンドギャップを有する厚さ１
００μｍ、巾３００μｍ、長さ２００μｍ、ドープ濃度
５×１０18cm-3なるｎ型ＩｎＰ基板１の上に、光吸収層
２のバンドギャップより大きく、印加電圧によっても
１．５５μｍの波長の光を吸収することはない、λｇ＝
１．３μｍの波長の光に相当する０．９５ｅＶなる値の
バンドギャップを有する厚さ０．１３μｍのアンドープ
ＩｎＧａＡｓ層をエピタキシャル成長させることによ
り、位相補正層９を形成する（図８(a))。
【００５４】ＳｉＯ2 からなる第一のレジストマスク２
６を形成した後、Ｈ2 ＳＯ4 系のエッチャントを用いて
ｎ型ＩｎＰ基板１の上の位相補正層９をエッチングする
（図８(b))。上記エッチング工程で用いた第一のレジス
トマスク２６をそのまま用いて、ｎ型ＩｎＰ基板１の上
にλｇ＝１．４μｍの波長の光に吸収するバンドギャッ
プを有する，厚さ０．１３μｍのアンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ層からなる光吸収層２を、エピタキシャル成長させ
ることにより形成する（図８(c))。
６を形成した後、Ｈ2 ＳＯ4 系のエッチャントを用いて
ｎ型ＩｎＰ基板１の上の位相補正層９をエッチングする
（図８(b))。上記エッチング工程で用いた第一のレジス
トマスク２６をそのまま用いて、ｎ型ＩｎＰ基板１の上
にλｇ＝１．４μｍの波長の光に吸収するバンドギャッ
プを有する，厚さ０．１３μｍのアンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ層からなる光吸収層２を、エピタキシャル成長させ
ることにより形成する（図８(c))。
【００５５】位相補正層９の上に積層した第一のレジス
トマスク２６を取り除いた後、光吸収層２及び位相補正
層９の上に厚さ３μｍ、Ｆｅのドープ濃度５×１０18cm
-3のＦｅ−ＩｎＰ層をエピタキシャル成長させることに
より、絶縁層１６を形成する（図８(d))。
トマスク２６を取り除いた後、光吸収層２及び位相補正
層９の上に厚さ３μｍ、Ｆｅのドープ濃度５×１０18cm
-3のＦｅ−ＩｎＰ層をエピタキシャル成長させることに
より、絶縁層１６を形成する（図８(d))。
【００５６】第二のレジストマスク２７を形成した後、
光吸収層２の巾０．５μｍ、位相補正層９の巾１．０μ
ｍとなるように、ｎ型ＩｎＰ基板１の上に積層された絶
縁層１６，光吸収層２及び位相補正層９をブロムメタノ
ール系のエッチャントを用いてエッチングして取り除く
（図８(e))。
光吸収層２の巾０．５μｍ、位相補正層９の巾１．０μ
ｍとなるように、ｎ型ＩｎＰ基板１の上に積層された絶
縁層１６，光吸収層２及び位相補正層９をブロムメタノ
ール系のエッチャントを用いてエッチングして取り除く
（図８(e))。
【００５７】上記エッチング工程で用いた第二のレジス
トマスク２７をそのまま用いて、λｇ＝０．９μｍの波
長の光に相当するバンドギャップを有する厚さ４．０μ
ｍ、ドープ濃度１×１０18cm-3なるｐ型ＩｎＰ層３ａ，
３ｂを、エピタキシャル成長させることにより形成する
（図８(f))。
トマスク２７をそのまま用いて、λｇ＝０．９μｍの波
長の光に相当するバンドギャップを有する厚さ４．０μ
ｍ、ドープ濃度１×１０18cm-3なるｐ型ＩｎＰ層３ａ，
３ｂを、エピタキシャル成長させることにより形成する
（図８(f))。
【００５８】絶縁層１６の上に積層された第二のレジス
トマスク２７を取り除く（図８(g))。
トマスク２７を取り除く（図８(g))。
【００５９】ｐ型ＩｎＰ層３ａ，３ｂの上に厚さ５００
オングストロームのＴｉ、次いで厚さ２５００オングス
トロームのＡｕを電子ビーム蒸着させることによりＴｉ
／Ａｕ電極を形成して、ｐ型ＩｎＰ層３ａの上の電極は
光吸収層２用のｐ側電極４ａと、ｐ型ＩｎＰ層３ｂの上
の電極は位相補正層９用のｐ側電極４ｂとした後、ｎ型
ＩｎＰ基板１に、厚さ８００オングストロームのＡｕＧ
ｅを、次いで厚さ２５００オングストロームのＡｕを、
電子ビーム蒸着させ、ＡｕＧｅ／Ａｕ電極を形成して、
ｎ側電極５とする（図８(h))。
オングストロームのＴｉ、次いで厚さ２５００オングス
トロームのＡｕを電子ビーム蒸着させることによりＴｉ
／Ａｕ電極を形成して、ｐ型ＩｎＰ層３ａの上の電極は
光吸収層２用のｐ側電極４ａと、ｐ型ＩｎＰ層３ｂの上
の電極は位相補正層９用のｐ側電極４ｂとした後、ｎ型
ＩｎＰ基板１に、厚さ８００オングストロームのＡｕＧ
ｅを、次いで厚さ２５００オングストロームのＡｕを、
電子ビーム蒸着させ、ＡｕＧｅ／Ａｕ電極を形成して、
ｎ側電極５とする（図８(h))。
【００６０】次に動作について説明する。このような半
導体光強度変調器内を伝搬する光は、実施例２と同様
に、光吸収層２と位相補正層９の両方にまたがって分布
するので、この光は光吸収層２と位相補正層９の両方の
屈折率変化を感じることになり、位相補正層９において
は、光吸収層２で生じた光の位相変調を位相補正して、
位相変調を打ち消すことができる。
導体光強度変調器内を伝搬する光は、実施例２と同様
に、光吸収層２と位相補正層９の両方にまたがって分布
するので、この光は光吸収層２と位相補正層９の両方の
屈折率変化を感じることになり、位相補正層９において
は、光吸収層２で生じた光の位相変調を位相補正して、
位相変調を打ち消すことができる。
【００６１】ここで、光吸収層２及び位相補正層９の導
波路長をＬ1 ，Ｌ2 、印加電圧による屈折率の変化量を
△ｎ1 ，△ｎ2 とすると、実施例１で示された（２）式
を満たす光吸収層２及び位相補正層９の導波路長Ｌ1 ，
Ｌ2 を有することにより、位相変化のない半導体光強度
変調器を得ることができる。実施例３においては、光吸
収層２及び位相補正層９の導波路長Ｌ1 ，Ｌ2 及び層厚
は同値であるので、光吸収層２及び位相補正層９の層の
巾をそれぞれ導波路長Ｌ1 ，Ｌ2 の値に比例させること
により、実施例１と同様な効果を得ることができる。
波路長をＬ1 ，Ｌ2 、印加電圧による屈折率の変化量を
△ｎ1 ，△ｎ2 とすると、実施例１で示された（２）式
を満たす光吸収層２及び位相補正層９の導波路長Ｌ1 ，
Ｌ2 を有することにより、位相変化のない半導体光強度
変調器を得ることができる。実施例３においては、光吸
収層２及び位相補正層９の導波路長Ｌ1 ，Ｌ2 及び層厚
は同値であるので、光吸収層２及び位相補正層９の層の
巾をそれぞれ導波路長Ｌ1 ，Ｌ2 の値に比例させること
により、実施例１と同様な効果を得ることができる。
【００６２】例えば、光吸収層２及び位相補正層９は実
施例１と同じものを用いたので、光吸収層２及び位相補
正層９の屈折率の変化量には、実施例１と同様に、 △ｎ1 ＝２△ｎ２…… （３） なる関係があり、光吸収層２及び位相補正層９の導波路
長Ｌ1 ，Ｌ2 は、 Ｌ2 ＝２Ｌ1 …… （４） となる。従って、位相補正層９の層の巾は光吸収層２の
２倍となり、本実施例３に示されるように、光吸収層２
及び位相補正層９の層の巾をそれぞれ０．１３μｍ，
０．２６μｍとすればよい。
施例１と同じものを用いたので、光吸収層２及び位相補
正層９の屈折率の変化量には、実施例１と同様に、 △ｎ1 ＝２△ｎ２…… （３） なる関係があり、光吸収層２及び位相補正層９の導波路
長Ｌ1 ，Ｌ2 は、 Ｌ2 ＝２Ｌ1 …… （４） となる。従って、位相補正層９の層の巾は光吸収層２の
２倍となり、本実施例３に示されるように、光吸収層２
及び位相補正層９の層の巾をそれぞれ０．１３μｍ，
０．２６μｍとすればよい。
【００６３】次に、光吸収層２及び位相補正層９への電
界の印加方法は、上記実施例１における，−Ｖ0 Ｖと０
Ｖからなる変調信号７、及びその反転信号８をそれぞれ
に印加するのと全く同様である。
界の印加方法は、上記実施例１における，−Ｖ0 Ｖと０
Ｖからなる変調信号７、及びその反転信号８をそれぞれ
に印加するのと全く同様である。
【００６４】このように本実施例３によれば、光吸収層
２と位相補正層９とを、その光の進行方向に平行に隣接
して並べて配置し、ｐ側電極４ａを介して変調信号７を
光吸収層２に、ｐ側電極４ｂを介して反転信号８を位相
補正層９に入力して、実施例１の図３におけるタイミン
グ図と同様に動作させることにより、位相変調のない強
度変調光を得ることができ、上記実施例１と同様の効果
が得られる。
２と位相補正層９とを、その光の進行方向に平行に隣接
して並べて配置し、ｐ側電極４ａを介して変調信号７を
光吸収層２に、ｐ側電極４ｂを介して反転信号８を位相
補正層９に入力して、実施例１の図３におけるタイミン
グ図と同様に動作させることにより、位相変調のない強
度変調光を得ることができ、上記実施例１と同様の効果
が得られる。
【００６５】なお、特開昭６３−１３０１７号公報に
は、光振幅位相変調器において、光の位相に変化を与え
ずに光の強度を変調したものが記載されているが、これ
は、本発明のように、光吸収層において、フランツ−ケ
ルディシュ効果による光強度変調を行うものではなく、
より小さい電圧で動作できる効果を得ることはできない
ものである。
は、光振幅位相変調器において、光の位相に変化を与え
ずに光の強度を変調したものが記載されているが、これ
は、本発明のように、光吸収層において、フランツ−ケ
ルディシュ効果による光強度変調を行うものではなく、
より小さい電圧で動作できる効果を得ることはできない
ものである。
【００６６】また、特開平２−１６８２２７号公報に
は、光位相変調器において、ＭＱＢ構造を有する光導波
路に分割された複数の電極を用いたものが記載されてい
るが、これは本発明のように、光導波路上に光吸収層と
位相補正層とを有する半導体光強度変調器ではなく、位
相変調のない光強度変調ができる効果を得ることはでき
ないものである。
は、光位相変調器において、ＭＱＢ構造を有する光導波
路に分割された複数の電極を用いたものが記載されてい
るが、これは本発明のように、光導波路上に光吸収層と
位相補正層とを有する半導体光強度変調器ではなく、位
相変調のない光強度変調ができる効果を得ることはでき
ないものである。
【００６７】また、特開平２−２６３０号公報には、光
位相分布制御素子において、光導波路に発生させたキャ
リアの密度分布を制御して、光を収束、発散させたもの
が記載されているが、これは、本発明のように、光導波
路上に光吸収層と位相補正層とを有する半導体光強度変
調器ではなく、位相変調のない光強度変調ができる効果
を得ることはできないものである。
位相分布制御素子において、光導波路に発生させたキャ
リアの密度分布を制御して、光を収束、発散させたもの
が記載されているが、これは、本発明のように、光導波
路上に光吸収層と位相補正層とを有する半導体光強度変
調器ではなく、位相変調のない光強度変調ができる効果
を得ることはできないものである。
【００６８】
【発明の効果】以上のように、この発明にかかる半導体
光強度変調器によれば、光吸収層より大きいバンドギャ
ップを有する，電圧印加によっても光を吸収しない位相
補正層を、光吸収層の近傍に設けて、光吸収層での位相
変化を打ち消すように構成したので、位相変調が付加さ
れない強度変調光が得られ、高性能、かつ信頼性の高い
半導体光強度変調器を得られる効果がある。
光強度変調器によれば、光吸収層より大きいバンドギャ
ップを有する，電圧印加によっても光を吸収しない位相
補正層を、光吸収層の近傍に設けて、光吸収層での位相
変化を打ち消すように構成したので、位相変調が付加さ
れない強度変調光が得られ、高性能、かつ信頼性の高い
半導体光強度変調器を得られる効果がある。
【００６９】また、この発明にかかる半導体光強度変調
器の製造方法によれば、ｎ型ＩｎＰ基板の上に、フラン
ツ−ケルディシュ効果により光を吸収する光吸収層を形
成する工程と、光吸収層よりバンドギャップが大きい位
相補正層を、光吸収層の出射端面に位相補正層の入射端
面を当接させ、該出射端面からの出射光が続いて入射す
るように、並べて形成する工程と、光吸収層と位相補正
層との境界の上に分離溝を形成し、絶縁層を形成する工
程と、ｐ型ＩｎＰ層の上に光吸収層用のｐ側電極と、位
相補正層用のｐ側電極とをそれぞれ形成する工程と、ｎ
型ＩｎＰ基板にｎ側電極を形成する工程とを含むことに
より、位相変調のない、高性能、かつ信頼性の高い半導
体光強度変調器を製造できる効果がある。
器の製造方法によれば、ｎ型ＩｎＰ基板の上に、フラン
ツ−ケルディシュ効果により光を吸収する光吸収層を形
成する工程と、光吸収層よりバンドギャップが大きい位
相補正層を、光吸収層の出射端面に位相補正層の入射端
面を当接させ、該出射端面からの出射光が続いて入射す
るように、並べて形成する工程と、光吸収層と位相補正
層との境界の上に分離溝を形成し、絶縁層を形成する工
程と、ｐ型ＩｎＰ層の上に光吸収層用のｐ側電極と、位
相補正層用のｐ側電極とをそれぞれ形成する工程と、ｎ
型ＩｎＰ基板にｎ側電極を形成する工程とを含むことに
より、位相変調のない、高性能、かつ信頼性の高い半導
体光強度変調器を製造できる効果がある。
【図１】この発明の一実施例による半導体光強度変調器
を示す斜視図及び断面図である。
を示す斜視図及び断面図である。
【図２】この発明の一実施例による半導体光強度変調器
の製造方法を示す断面図である。
の製造方法を示す断面図である。
【図３】この発明の一実施例による半導体光強度変調器
の電界印加時における光吸収層及び位相補正層の吸収ス
ペクトルを示す図である。
の電界印加時における光吸収層及び位相補正層の吸収ス
ペクトルを示す図である。
【図４】この発明の一実施例による半導体光強度変調器
の光吸収層及び位相補正層に印加される電界のタイミン
グ図である。
の光吸収層及び位相補正層に印加される電界のタイミン
グ図である。
【図５】この発明の第２の実施例による半導体光強度変
調器を示す斜視図である。
調器を示す斜視図である。
【図６】この発明の第２の実施例による半導体光強度変
調器の製造方法を示す断面図である。
調器の製造方法を示す断面図である。
【図７】この発明の第３の実施例による半導体光強度変
調器を示す斜視図である。
調器を示す斜視図である。
【図８】この発明の第３の実施例による半導体光強度変
調器の製造方法を示す断面図である。
調器の製造方法を示す断面図である。
【図９】従来の技術による半導体光強度変調器を示す斜
視図及び断面図である。
視図及び断面図である。
【図１０】フランツ−ケルディシュ効果を説明する図で
ある。
ある。
１ ｎ型ＩｎＰ基板 ２ 光吸収層 ３ ｐ型ＩｎＰ層 ４ ｐ側電極 ５ ｎ側電極 ６ アース ７ 変調信号 ８ 変調信号８の反転信号 ９ 位相補正層 １０，１１ 絶縁層 １３ ｎ型ＩｎＰ層 １４，１５ リード線 １６ 絶縁層 ２１，２２，２３，２４，２５，２６，２７ レジスト
マスク
マスク
Claims (8)
- 【請求項１】 電界吸収効果を用いた半導体光強度変調
器において、 上記半導体光強度変調器の光導波路あるいは光導波路近
傍に、 フランツ−ケルディシュ効果を生じさせる光吸収層より
バンドギャップが大きく、かつ該光吸収層とは独立して
電界が印加される位相補正用半導体層を備えたことを特
徴とする半導体光強度変調器。 - 【請求項２】 請求項１記載の半導体光強度変調器にお
いて、 上記位相補正用半導体層を、 光の進行方向に対して光吸収層の前、あるいは後に接続
して設けたことを特徴とする半導体光強度変調器。 - 【請求項３】 請求項１記載の半導体光強度変調器にお
いて、 上記位相補正用半導体層を、 上記光吸収層と平行に、並べて設けたことを特徴とする
半導体光強度変調器。 - 【請求項４】 請求項３記載の半導体光強度変調器にお
いて、 上記位相補正用半導体層を、 上記光吸収層の上側、あるいは下側に設けたことを特徴
とする半導体光強度変調器。 - 【請求項５】 請求項３記載の半導体光強度変調器にお
いて、 上記位相補正用半導体層を、 上記光吸収層の右側、あるいは左側に、これと当接して
設けたことを特徴とする半導体光強度変調器。 - 【請求項６】 電界吸収効果を用いた半導体光強度変調
器を製造する方法において、 第１導電型ＩｎＰ基板上全面にアンドープＩｎＧａＡｓ
Ｐ層をエピタキシャル成長させ、所定の光導波路長を有
するように、レジストマスクを用いてエッチングを行
い、フランツ−ケルディシュ効果により光を吸収する光
吸収層を形成する工程と、 光吸収層よりバンドギャップが大きいアンドープＩｎＧ
ａＡｓＰ層をレジストマスクを用いてエピタキシャル成
長させ、光吸収層の光導波路の延長線上に所定の光導波
路長を有する位相補正用半導体層を形成して、光吸収層
と位相補正用半導体層とを並べて設ける工程と、 第１導電型ＩｎＰ基板の長手方向に、光吸収層及び位相
補正用半導体層となる層を、レジストマスクを用いてエ
ッチングして、ストライプ状に形成し、光吸収層の出射
端面と位相補正層の入射端面とが当接して、該出射端面
からの出射光が続いて入射する構造とする工程と、 上記レジストマスクを除いて、第２導電型ＩｎＰ層をエ
ピタキシャル成長により形成する工程と、 光吸収層及び位相補正用半導体層の境界の部分上の第２
導電型ＩｎＰ層をレジストマスクを用いてエッチングし
て、光吸収層と位相補正用半導体層との境界の上に、第
１導電型ＩｎＰ基板の長手方向と直交する方向に、所定
巾の分離溝を形成する工程と、 レジストマスクを用いてスパッタリングを行い、分離溝
に絶縁層を堆積させる工程と、 第２導電型ＩｎＰ層上に光吸収層用及び位相補正用半導
体層用の電極をそれぞれ別個に形成する工程と、 第１導電型ＩｎＰ基板に電極を形成する工程とを含むこ
とを特徴とする半導体光強度変調器の製造方法。 - 【請求項７】 電界吸収効果を用いた半導体光強度変調
器を製造する方法において、 第１導電型ＩｎＰ基板上全面に、光吸収層よりバンドギ
ャップが大きいアンドープＩｎＧａＡｓＰ層をエピタキ
シャル成長させ、その位相補正用半導体層部分及び第１
導電型ＩｎＰ基板を所定深さまでレジストマスクを用い
てエッチングする工程と、 第１導電型ＩｎＰ基板１上に、上記ＩｎＰ層をレジスト
マスクで覆って、絶縁層を形成する工程と、 位相補正用半導体層及び絶縁層の上にエピタキシャル成
長させることにより、第２導電型ＩｎＰ層を形成する工
程と、 アンドープＩｎＧａＡｓＰ層をエピタキシャル成長さ
せ、フランツ−ケルディシュ効果により光を吸収する光
吸収層を、位相補正用半導体層と平行に並べて、かつ位
相補正用半導体層の上側に、形成する工程と、 第１電導型ＩｎＰ層をエピタキシャル成長により形成す
る工程と、 位相補正用半導体層の長手方向の片端面が、その上方に
ある光吸収層の長手方向の同じ側の片端面と、第２導電
型ＩｎＰ層を介して重なるように、上記絶縁層の上方に
積層された、一方の第１導電型ＩｎＰ層，光吸収層及び
第２導電型ＩｎＰ層をレジストマスクを用いてエッチン
グして取り除く工程と、 絶縁層の上にレジストマスクを用いて、さらに絶縁層を
形成した後、レジストマスクを取り除く工程と、 位相補正用半導体層の長手方向の他方の片端面が、その
上方にある光吸収層の長手方向の同じ側の片端面と第２
導電型ＩｎＰ層を介して重なるように、絶縁層の上方に
ある第１導電型ＩｎＰ層及び光吸収層をレジストマスク
を用いてエッチングして取り除く工程と、 第１導電型ＩｎＰ層上に電極を形成する工程と、 第２導電型ＩｎＰ層上に電極を形成する工程と、 第１導電型ＩｎＰ基板に電極を形成する工程とを含むこ
とを特徴とする半導体光強度変調器の製造方法。 - 【請求項８】 電界吸収効果を用いた半導体光強度変調
器を製造する方法において、 第１導電型ＩｎＰ基板上全面に、光吸収層よりバンドギ
ャップが大きいアンドープＩｎＧａＡｓＰ層をエピタキ
シャル成長させ、レジストマスクを用いてエッチングし
て、位相補正用半導体層を形成する工程と、 第１導電型ＩｎＰ基板上にアンドープＩｎＧａＡｓＰ層
をレジストマスクを用いてエピタキシャル成長させ、フ
ランツ−ケルディシュ効果により光を吸収する光吸収層
を形成する工程と、 光吸収層及び位相補正用半導体層の上に絶縁層を形成す
る工程と、 光吸収層及び位相補正用半導体層はそれぞれ所定の巾を
有するように、第１導電型ＩｎＰ基板上に積層された絶
縁層，光吸収層及び位相補正用半導体層をレジストマス
クを用いてエッチングして取り除き、光吸収層を位相補
正用半導体層と平行に並べ、かつ位相補正層の左側、ま
たは右側に設けて、光導波路を形成する工程と、 第２導電型ＩｎＰ層をレジストマスクを用いてエピタキ
シャル成長させることにより形成する工程と、 第２導電型ＩｎＰ層上に光吸収層用及び位相補正用半導
体層用の電極をそれぞれ別個に形成する工程と、 第１導電型ＩｎＰ基板に電極を形成する工程とを含むこ
とを特徴とする半導体光強度変調器の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5023120A JPH06235889A (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 半導体光強度変調器及びその製造方法 |
| FR9315989A FR2701574B1 (fr) | 1993-02-12 | 1993-12-31 | Modulateur semi-conducteur d'intensité de lumière. |
| US08/179,712 US5528413A (en) | 1993-02-12 | 1994-01-11 | Semiconductor light intensity modulator |
| DE4404275A DE4404275A1 (de) | 1993-02-12 | 1994-02-10 | Halbleiter-Strahlungsintensitätsmodulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5023120A JPH06235889A (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 半導体光強度変調器及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06235889A true JPH06235889A (ja) | 1994-08-23 |
Family
ID=12101646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5023120A Pending JPH06235889A (ja) | 1993-02-12 | 1993-02-12 | 半導体光強度変調器及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5528413A (ja) |
| JP (1) | JPH06235889A (ja) |
| DE (1) | DE4404275A1 (ja) |
| FR (1) | FR2701574B1 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5539766A (en) * | 1993-08-19 | 1996-07-23 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Distributed feedback semiconductor laser |
| US5784188A (en) * | 1996-02-13 | 1998-07-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Inc. | Electro-absorption optical modulator and method for fabricating the same |
| JPH1096879A (ja) * | 1996-09-20 | 1998-04-14 | Nec Corp | 半導体光変調器とこれを用いた光通信装置 |
| JPH10144950A (ja) * | 1996-11-15 | 1998-05-29 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体受光デバイス |
| US5771257A (en) * | 1996-12-26 | 1998-06-23 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Light absorption modulator and integrated semiconductor laser and modulator |
| US6047110A (en) * | 1997-06-09 | 2000-04-04 | Hewlett-Packard Company | Method and apparatus for identifying a print media type |
| JPH11212037A (ja) * | 1998-01-29 | 1999-08-06 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体光変調器と光集積回路素子 |
| US6661556B2 (en) * | 2001-08-24 | 2003-12-09 | T-Networks, Inc. | Stabilizing electro-absorption modulators (EAM's) performance by maintaining constant absorption with the use of integrated tap couplers |
| CN103487953B (zh) * | 2013-08-20 | 2016-07-13 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 一种全光控太赫兹强度调制器及太赫兹强度调制器 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE790590A (fr) * | 1971-10-28 | 1973-02-15 | Western Electric Co | Modulateur optique |
| JPS6313017A (ja) * | 1986-07-03 | 1988-01-20 | Nec Corp | 光振幅位相変調器 |
| JPH0222630A (ja) * | 1988-07-11 | 1990-01-25 | Agency Of Ind Science & Technol | 光位相分布制御素子 |
| JPH02168227A (ja) * | 1988-12-22 | 1990-06-28 | Nec Corp | 光位相変調器 |
| JPH0369925A (ja) * | 1989-08-09 | 1991-03-26 | Fujitsu Ltd | 半導体光変調器 |
| JPH03293622A (ja) * | 1990-04-12 | 1991-12-25 | Hitachi Ltd | 光変調器 |
| US5334854A (en) * | 1990-07-11 | 1994-08-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Optical semiconductor device with wavelength selectivity and method for amplifying or emitting the light using the same |
| JPH06313017A (ja) * | 1993-04-30 | 1994-11-08 | Japan Synthetic Rubber Co Ltd | 抗菌性樹脂および抗菌性樹脂組成物 |
-
1993
- 1993-02-12 JP JP5023120A patent/JPH06235889A/ja active Pending
- 1993-12-31 FR FR9315989A patent/FR2701574B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-01-11 US US08/179,712 patent/US5528413A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-02-10 DE DE4404275A patent/DE4404275A1/de not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4404275A1 (de) | 1994-08-25 |
| FR2701574B1 (fr) | 1995-04-28 |
| US5528413A (en) | 1996-06-18 |
| FR2701574A1 (fr) | 1994-08-19 |
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