JPH10153756A - 光変調器及びその製造方法、並びに変調器集積型半導体レーザ及びその製造方法 - Google Patents
光変調器及びその製造方法、並びに変調器集積型半導体レーザ及びその製造方法Info
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- JPH10153756A JPH10153756A JP31438696A JP31438696A JPH10153756A JP H10153756 A JPH10153756 A JP H10153756A JP 31438696 A JP31438696 A JP 31438696A JP 31438696 A JP31438696 A JP 31438696A JP H10153756 A JPH10153756 A JP H10153756A
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- optical waveguide
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- Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
- Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
- Y04S10/00—Systems supporting electrical power generation, transmission or distribution
- Y04S10/30—State monitoring, e.g. fault, temperature monitoring, insulator monitoring, corona discharge
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- Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光変調器において、変調器動作およびワイヤ
ボンド作業性に悪影響を与えることなく、その構造上生
ずることとなる容量成分を小さくする。 【解決手段】 その基板１を、半絶縁性半導体材料であ
るＦｅ−ＩｎＰから構成するとともに、該基板１にその
表面側から裏面側に達する貫通溝１ａを形成し、該基板
の裏面側に形成したカソード電極（基板側コンタクト電
極）１０を、該基板の貫通溝１ａを介して、基板上に形
成された光導波路１０１ａと電気的に接続するようにし
た。
ボンド作業性に悪影響を与えることなく、その構造上生
ずることとなる容量成分を小さくする。 【解決手段】 その基板１を、半絶縁性半導体材料であ
るＦｅ−ＩｎＰから構成するとともに、該基板１にその
表面側から裏面側に達する貫通溝１ａを形成し、該基板
の裏面側に形成したカソード電極（基板側コンタクト電
極）１０を、該基板の貫通溝１ａを介して、基板上に形
成された光導波路１０１ａと電気的に接続するようにし
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は光変調器及びその
製造方法，並びに変調器集積型半導体レーザ及びその製
造方法に関し、特に光ファイバ通信に使用する光変調器
における、ボンディングパッド部による容量を低減する
ための構造及びその形成方法に関するものである。
製造方法，並びに変調器集積型半導体レーザ及びその製
造方法に関し、特に光ファイバ通信に使用する光変調器
における、ボンディングパッド部による容量を低減する
ための構造及びその形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバ通信において、２．５Ｇｂ／
ｓ以上の広帯域光ファイバ通信用光源には光吸収型変調
器が用いられており、図６はこのような従来の光変調器
を説明するための図であり、図６(a) は該光変調器の構
造を示している。図において、２００は従来の光吸収型
変調器であり、ｎ−ＩｎＰからなる半導体基板１３と、
該基板１３の所定領域上に形成されたリッジストライプ
型の光導波路２００ａと、該基板１３の、該光導波路２
００ａの両側に形成され、該光導波路２００ａを埋め込
むとともに、電流をブロックする埋込み部２００ｂ1 ，
２００ｂ2 と、該光導波路２００ａ及び埋込み部２００
ｂ1 ，２００ｂ2 上に形成されたｐ−ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層８とを有しており、上記光導波路２００ａ内
を光が導波するようになっている。
ｓ以上の広帯域光ファイバ通信用光源には光吸収型変調
器が用いられており、図６はこのような従来の光変調器
を説明するための図であり、図６(a) は該光変調器の構
造を示している。図において、２００は従来の光吸収型
変調器であり、ｎ−ＩｎＰからなる半導体基板１３と、
該基板１３の所定領域上に形成されたリッジストライプ
型の光導波路２００ａと、該基板１３の、該光導波路２
００ａの両側に形成され、該光導波路２００ａを埋め込
むとともに、電流をブロックする埋込み部２００ｂ1 ，
２００ｂ2 と、該光導波路２００ａ及び埋込み部２００
ｂ1 ，２００ｂ2 上に形成されたｐ−ＩｎＧａＡｓＰコ
ンタクト層８とを有しており、上記光導波路２００ａ内
を光が導波するようになっている。
【０００３】ここで、上記光導波路２００ａは、ＩｎＧ
ａＡｓＰ光吸収層４をその下側のｎ−ＩｎＰクラッド層
３とその上側のｐ−ＩｎＰクラッド層５とで挟み込んで
なる構造となっている。また上記埋込み部２００ｂ1 ，
２００ｂ2 は、その基板１３，光導波路２００ａ，及び
コンタクト層８に接する部分が、ＦｅをドープしたＩｎ
Ｐ層（以下、Ｆｅ−ＩｎＰ埋込み層という。）６から構
成され、それ以外の中間部分がｎ−ＩｎＰ埋込み層７か
ら構成されている。ここで、埋込み部２００ｂ1 ，２０
０ｂ2 をＦｅ−ＩｎＰ埋込み層６のみで構成すると、こ
の埋込み部を正孔が流れてしまうので、これを流さない
ようにするため、上記ｎ−ＩｎＰ埋込み層７を上記埋込
み部内に設けている。また、上記コンタクト層８上には
ＳｉＯ2絶縁膜１４が形成されており、その光導波部２
００ａに対応する部分には、絶縁膜開口１４ａが形成さ
れている。
ａＡｓＰ光吸収層４をその下側のｎ−ＩｎＰクラッド層
３とその上側のｐ−ＩｎＰクラッド層５とで挟み込んで
なる構造となっている。また上記埋込み部２００ｂ1 ，
２００ｂ2 は、その基板１３，光導波路２００ａ，及び
コンタクト層８に接する部分が、ＦｅをドープしたＩｎ
Ｐ層（以下、Ｆｅ−ＩｎＰ埋込み層という。）６から構
成され、それ以外の中間部分がｎ−ＩｎＰ埋込み層７か
ら構成されている。ここで、埋込み部２００ｂ1 ，２０
０ｂ2 をＦｅ−ＩｎＰ埋込み層６のみで構成すると、こ
の埋込み部を正孔が流れてしまうので、これを流さない
ようにするため、上記ｎ−ＩｎＰ埋込み層７を上記埋込
み部内に設けている。また、上記コンタクト層８上には
ＳｉＯ2絶縁膜１４が形成されており、その光導波部２
００ａに対応する部分には、絶縁膜開口１４ａが形成さ
れている。
【０００４】そして、この絶縁膜１４上には、下側のＣ
ｒ層及び上側のＡｕ層からなる２層構造のアノード電極
（表面電極）９が形成されており、このアノード電極９
は、上記光導波路２００ａの上側に位置し、上記絶縁膜
開口１４ａを介して上記コンタクト層８と接触する部分
９ｂと、該光導波路２００ａの一方側の埋込み部２００
ｂ1 上に位置し、コンタクト層８とは上記絶縁膜１４に
より絶縁された、ボンディングパッド部９ａと、これら
をつなぐ接続部９ｃとから構成されている。また上記半
導体基板１３の裏面側には、ＡｕＧｅ合金からなるカソ
ード電極（基板側コンタクト電極）１０が形成されてい
る。
ｒ層及び上側のＡｕ層からなる２層構造のアノード電極
（表面電極）９が形成されており、このアノード電極９
は、上記光導波路２００ａの上側に位置し、上記絶縁膜
開口１４ａを介して上記コンタクト層８と接触する部分
９ｂと、該光導波路２００ａの一方側の埋込み部２００
ｂ1 上に位置し、コンタクト層８とは上記絶縁膜１４に
より絶縁された、ボンディングパッド部９ａと、これら
をつなぐ接続部９ｃとから構成されている。また上記半
導体基板１３の裏面側には、ＡｕＧｅ合金からなるカソ
ード電極（基板側コンタクト電極）１０が形成されてい
る。
【０００５】このような構成の光変調器２００では、上
記アノード電極９及びカソード電極１０を介して、その
光吸収層４内のＰＮ接合部に逆バイアス電圧を印加する
と、量子閉じ込めシュタルク効果により、上記光導波路
２００ａを伝搬する光の吸収波長は長波長側にシフトす
ることとなる。従って、光変調器２００に印加する逆バ
イアス電圧を変調することにより、特定の波長の光の強
度を変調することができる。
記アノード電極９及びカソード電極１０を介して、その
光吸収層４内のＰＮ接合部に逆バイアス電圧を印加する
と、量子閉じ込めシュタルク効果により、上記光導波路
２００ａを伝搬する光の吸収波長は長波長側にシフトす
ることとなる。従って、光変調器２００に印加する逆バ
イアス電圧を変調することにより、特定の波長の光の強
度を変調することができる。
【０００６】ところで、図６(b) は上記光変調器２００
の等価回路を示しており、アノード電極９を信号の入力
端子、カソード電極１０を接地とすると、上記光変調器
２００は、光吸収層４における逆バイアス状態のＰＮ接
合の空乏層によって生じるキャパシタンスＣ1 と、ボン
ディングパッド部９ａ及びｎ−ＩｎＰ基板１３とこれら
の間の誘電体であるＦｅ−ＩｎＰ埋込み層６とによって
構成されるキャパシタンスＣ2 との並列接続体により表
される。なお、この等価回路における抵抗Ｒは、上記入
力端子につながる５０Ωの外付け終端抵抗である。
の等価回路を示しており、アノード電極９を信号の入力
端子、カソード電極１０を接地とすると、上記光変調器
２００は、光吸収層４における逆バイアス状態のＰＮ接
合の空乏層によって生じるキャパシタンスＣ1 と、ボン
ディングパッド部９ａ及びｎ−ＩｎＰ基板１３とこれら
の間の誘電体であるＦｅ−ＩｎＰ埋込み層６とによって
構成されるキャパシタンスＣ2 との並列接続体により表
される。なお、この等価回路における抵抗Ｒは、上記入
力端子につながる５０Ωの外付け終端抵抗である。
【０００７】ここで、光吸収層４の幅Ｗを２μｍ、長さ
Ｌを５０μｍ、厚さｄを０．１μｍとし、その比誘電率
εr を１０とした場合、上記キャパシタンスＣ1 は下記
の（１）式により求められる。
Ｌを５０μｍ、厚さｄを０．１μｍとし、その比誘電率
εr を１０とした場合、上記キャパシタンスＣ1 は下記
の（１）式により求められる。
【０００８】
【数１】
【０００９】ここでε0 は真空の誘電率である。また、
上記アノード電極９のボンディングパッド部９ａの面積
Ｓを７０μｍ×７０μｍ，上記埋込み部２００ｂ1 ，２
００ｂ2 の厚さｄ1 を５μｍ、ｎ−ＩｎＰ埋込み層７の
厚さｄ2 を１μｍ、Ｆｅ−ＩｎＰの比誘電率εr を１０
とした場合、上記キャパシタンスＣ2 は下記の（２）式
により求められる。
上記アノード電極９のボンディングパッド部９ａの面積
Ｓを７０μｍ×７０μｍ，上記埋込み部２００ｂ1 ，２
００ｂ2 の厚さｄ1 を５μｍ、ｎ−ＩｎＰ埋込み層７の
厚さｄ2 を１μｍ、Ｆｅ−ＩｎＰの比誘電率εr を１０
とした場合、上記キャパシタンスＣ2 は下記の（２）式
により求められる。
【００１０】
【数２】
【００１１】一方、光変調器の変調周波数の上限ｆｃは
下記の（３）式により表され、
下記の（３）式により表され、
【００１２】
【数３】
【００１３】この（３）式から分かるように、上記上限
周波数ｆｃは上記キャパシタンスＣ1，Ｃ2 の和（Ｃ1
＋Ｃ2 ）の値により制限される。
周波数ｆｃは上記キャパシタンスＣ1，Ｃ2 の和（Ｃ1
＋Ｃ2 ）の値により制限される。
【００１４】従って、上記キャパシタンスの値がそれぞ
れＣ1 ＝０．０８９ｐＦ，Ｃ2 ＝０．１０８ｐＦである
とき、上記上限周波数ｆｃは１６．１ＧＨｚとなる。
れＣ1 ＝０．０８９ｐＦ，Ｃ2 ＝０．１０８ｐＦである
とき、上記上限周波数ｆｃは１６．１ＧＨｚとなる。
【００１５】これは、２．５〜１０Ｇｂ／ｓの信号の伝
送には十分な値であるが、２０Ｇｂ／ｓ以上の高速伝送
を行うには、変調周波数の帯域が不足することとなる。
送には十分な値であるが、２０Ｇｂ／ｓ以上の高速伝送
を行うには、変調周波数の帯域が不足することとなる。
【００１６】２０Ｇｂ／ｓ以上の高速伝送を行うための
デジタル信号の変調動作を実現するには、上記上限周波
数ｆｃがｆｃ≧３０ＧＨｚを満たすことが必要とされ、
これを満足するには、上記キャパシタンスＣ1 とＣ2 の
容量の和Ｃ（＝Ｃ1 ＋Ｃ2 ）を、Ｃ≦０．１０６ｐＦに
低減する必要がある。
デジタル信号の変調動作を実現するには、上記上限周波
数ｆｃがｆｃ≧３０ＧＨｚを満たすことが必要とされ、
これを満足するには、上記キャパシタンスＣ1 とＣ2 の
容量の和Ｃ（＝Ｃ1 ＋Ｃ2 ）を、Ｃ≦０．１０６ｐＦに
低減する必要がある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の光変
調器では、逆バイアス状態のＰＮ接合部に生ずる空乏層
によるキャパシタンスＣ1 を低減するためには、光吸収
層４の幅Ｗ，長さＬを小さくすればよいが、これらの寸
法をあまり小さくしすぎると伝搬光の光吸収層４内での
閉じ込め効果が小さくなり、大きな消光比を得ることが
困難になるという問題がある。
調器では、逆バイアス状態のＰＮ接合部に生ずる空乏層
によるキャパシタンスＣ1 を低減するためには、光吸収
層４の幅Ｗ，長さＬを小さくすればよいが、これらの寸
法をあまり小さくしすぎると伝搬光の光吸収層４内での
閉じ込め効果が小さくなり、大きな消光比を得ることが
困難になるという問題がある。
【００１８】また、ボンディングパッド部９ａとｎ−Ｉ
ｎＰ基板１３との間で形成されるキャパシタンスＣ2 を
低減するには、ボンディングパッド部９ａの面積Ｓを小
さくすればよいが、ワイヤボンドを行うには通常７０μ
ｍ×７０μｍの広さのボンディングパッド領域が必要で
あり、このパッド部９ａの小面積化には限界があった。
ｎＰ基板１３との間で形成されるキャパシタンスＣ2 を
低減するには、ボンディングパッド部９ａの面積Ｓを小
さくすればよいが、ワイヤボンドを行うには通常７０μ
ｍ×７０μｍの広さのボンディングパッド領域が必要で
あり、このパッド部９ａの小面積化には限界があった。
【００１９】本発明は上記のような問題点を解決するた
めになされたものであり、変調動作やワイヤボンド作業
性に悪影響を与えることなく、その構造上生ずることと
なる容量成分を小さくできる光変調器及びその製造方法
を得ることを目的とする。
めになされたものであり、変調動作やワイヤボンド作業
性に悪影響を与えることなく、その構造上生ずることと
なる容量成分を小さくできる光変調器及びその製造方法
を得ることを目的とする。
【００２０】また、本発明は、光変調器の動作および光
変調器に対するワイヤボンド作業性に悪影響を与えるこ
となく、その構造上生ずることとなる光変調器における
容量成分を小さくできる変調器集積型半導体レーザ及び
その製造方法を得ることを目的とする。
変調器に対するワイヤボンド作業性に悪影響を与えるこ
となく、その構造上生ずることとなる光変調器における
容量成分を小さくできる変調器集積型半導体レーザ及び
その製造方法を得ることを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】この発明（請求項１）に
係る光変調器は、半絶縁性半導体材料から構成され、所
定領域にその表面からその裏面に達する基板貫通部を有
する基板と、該基板の所定領域上に配置され、半導体層
からなる光導波路と、該基板上の、該光導波路両側に形
成され、電流をブロックする埋込み層と、該埋込み層及
び光導波路上にコンタクト層を介して配置された表面電
極と、該基板の裏面側に配設され、上記基板貫通部を介
して上記光導波路を構成する半導体層と電気的に接続さ
れた基板側コンタクト電極とを備え、上記両電極への印
加電圧により、該光導波路内を伝搬する光の強度を変調
するものである。
係る光変調器は、半絶縁性半導体材料から構成され、所
定領域にその表面からその裏面に達する基板貫通部を有
する基板と、該基板の所定領域上に配置され、半導体層
からなる光導波路と、該基板上の、該光導波路両側に形
成され、電流をブロックする埋込み層と、該埋込み層及
び光導波路上にコンタクト層を介して配置された表面電
極と、該基板の裏面側に配設され、上記基板貫通部を介
して上記光導波路を構成する半導体層と電気的に接続さ
れた基板側コンタクト電極とを備え、上記両電極への印
加電圧により、該光導波路内を伝搬する光の強度を変調
するものである。
【００２２】この発明（請求項２）は上記請求項１記載
の光変調器において、上記基板を、上記基板貫通部とし
て、上記光導波路直下に位置する領域の一部にのみ、上
記基板側コンタクト電極と光導波路とを電気的に接続す
るための貫通孔を形成した構造としたものである。
の光変調器において、上記基板を、上記基板貫通部とし
て、上記光導波路直下に位置する領域の一部にのみ、上
記基板側コンタクト電極と光導波路とを電気的に接続す
るための貫通孔を形成した構造としたものである。
【００２３】この発明（請求項３）は上記請求項１また
は２記載の光変調器において、上記表面電極を、上記光
導波路上に位置する部分と、上記両埋込み層の一方の上
に位置するワイヤボンド用パッド部と、これらを接続す
る部分とから構成し、上記基板側コンタクト電極を、上
記基板裏面側の、該表面電極のワイヤボンド用パッド部
と対向する領域以外の部分に配置したものである。
は２記載の光変調器において、上記表面電極を、上記光
導波路上に位置する部分と、上記両埋込み層の一方の上
に位置するワイヤボンド用パッド部と、これらを接続す
る部分とから構成し、上記基板側コンタクト電極を、上
記基板裏面側の、該表面電極のワイヤボンド用パッド部
と対向する領域以外の部分に配置したものである。
【００２４】この発明（請求項４）に係る光変調器の製
造方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載の光変調
器を製造する方法であって、上記半絶縁性半導体である
ＦｅをドープしたＩｎＰからなる基板上に、ＩｎＧａＡ
ｓまたはＩｎＧａＡｓＰからなるエッチングストッパ層
を形成する工程と、該エッチングストッパ層上に複数の
半導体層を積層した後、該複数の半導体層及びエッチン
グストッパ層を選択的にエッチングして上記光導波路を
形成する工程と、上記基板上の該光導波路の両側に上記
埋込み層を形成する工程と、上記基板の、該光導波路に
対応する領域の少なくとも一部を、エッチャントとして
ＨＣｌを用いて選択的にエッチング除去して上記基板貫
通部を形成する工程とを含むものである。
造方法は、請求項１ないし３のいずれかに記載の光変調
器を製造する方法であって、上記半絶縁性半導体である
ＦｅをドープしたＩｎＰからなる基板上に、ＩｎＧａＡ
ｓまたはＩｎＧａＡｓＰからなるエッチングストッパ層
を形成する工程と、該エッチングストッパ層上に複数の
半導体層を積層した後、該複数の半導体層及びエッチン
グストッパ層を選択的にエッチングして上記光導波路を
形成する工程と、上記基板上の該光導波路の両側に上記
埋込み層を形成する工程と、上記基板の、該光導波路に
対応する領域の少なくとも一部を、エッチャントとして
ＨＣｌを用いて選択的にエッチング除去して上記基板貫
通部を形成する工程とを含むものである。
【００２５】この発明（請求項５）に係る変調器集積型
半導体レーザは、請求項１ないし３のいずれかに記載の
光変調器を搭載した変調器集積型半導体レーザであっ
て、上記光変調器を、レーザ光を発生するレーザ素子部
を構成する絶縁性半導体基板上に、該レーザ素子部と一
体に形成したものである。
半導体レーザは、請求項１ないし３のいずれかに記載の
光変調器を搭載した変調器集積型半導体レーザであっ
て、上記光変調器を、レーザ光を発生するレーザ素子部
を構成する絶縁性半導体基板上に、該レーザ素子部と一
体に形成したものである。
【００２６】この発明（請求項６）に係る変調器集積型
半導体レーザの製造方法は、請求項５記載の変調器集積
型半導体レーザを製造する方法であって、上記半絶縁性
半導体であるＦｅをドープしたＩｎＰからなる基板上
に、ＩｎＧａＡｓまたはＩｎＧａＡｓＰからなるエッチ
ングストッパ層を形成する工程と、該エッチングストッ
パ層上に複数の半導体層を積層した後、該複数の半導体
層及びエッチングストッパ層を選択的にエッチングし
て、上記光変調器及びレーザ素子部における光導波路を
形成する工程と、上記基板上の該光導波路の両側に上記
埋込み層を形成する工程と、上記基板の、該光導波路に
対応する領域の少なくとも一部を、エッチャントとして
ＨＣｌを用いて選択的にエッチング除去して上記基板貫
通部を形成する工程とを含むものである。
半導体レーザの製造方法は、請求項５記載の変調器集積
型半導体レーザを製造する方法であって、上記半絶縁性
半導体であるＦｅをドープしたＩｎＰからなる基板上
に、ＩｎＧａＡｓまたはＩｎＧａＡｓＰからなるエッチ
ングストッパ層を形成する工程と、該エッチングストッ
パ層上に複数の半導体層を積層した後、該複数の半導体
層及びエッチングストッパ層を選択的にエッチングし
て、上記光変調器及びレーザ素子部における光導波路を
形成する工程と、上記基板上の該光導波路の両側に上記
埋込み層を形成する工程と、上記基板の、該光導波路に
対応する領域の少なくとも一部を、エッチャントとして
ＨＣｌを用いて選択的にエッチング除去して上記基板貫
通部を形成する工程とを含むものである。
【００２７】
実施の形態１．図１及び図２は本発明の実施の形態１に
よる光変調器を説明するための図であり、図１(a) は該
光変調器の表面側の構造を示す斜視図、図１(b) は該光
変調器の裏面側の構造を示す斜視図である。図２(a) 〜
(f) は、上記光変調器の製造方法における主要工程での
構造を示す断面図である。
よる光変調器を説明するための図であり、図１(a) は該
光変調器の表面側の構造を示す斜視図、図１(b) は該光
変調器の裏面側の構造を示す斜視図である。図２(a) 〜
(f) は、上記光変調器の製造方法における主要工程での
構造を示す断面図である。
【００２８】図において、１０１は本実施の形態１の光
吸収型変調器であり、ＦｅをドープしたＩｎＰからな
り、所定領域に貫通溝１ａを有する半絶縁性基板（以
下、Ｆｅ−ＩｎＰ半絶縁性基板という。）１と、該基板
の所定領域上に配置され、複数の半導体層からなる光導
波路１０１ａと、該基板上の、該光導波路両側に形成さ
れ、該光導波路を埋め込むとともに、電流をブロックす
る埋込み部２００ｂ1 ，２００ｂ2 とを有している。
吸収型変調器であり、ＦｅをドープしたＩｎＰからな
り、所定領域に貫通溝１ａを有する半絶縁性基板（以
下、Ｆｅ−ＩｎＰ半絶縁性基板という。）１と、該基板
の所定領域上に配置され、複数の半導体層からなる光導
波路１０１ａと、該基板上の、該光導波路両側に形成さ
れ、該光導波路を埋め込むとともに、電流をブロックす
る埋込み部２００ｂ1 ，２００ｂ2 とを有している。
【００２９】上記埋込み部２００ｂ1 ，２００ｂ2 及び
光導波路１０１ａ上にはｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト
層８が形成され、その上側にはＳｉＯ2 絶縁膜１４を介
してアノード電極（表面電極）９が形成されている。こ
のアノード電極９は、従来の光変調器２００と同様、下
側のＣｒ層と上側のＡｕ層とからなる２層構造となって
いる。またこの電極９は、上記光導波路１０１ａの上側
に位置し、上記絶縁膜１４に形成された開口１４ａを介
して上記コンタクト層８と接触する部分９ｂと、該光導
波路１０１ａの一方側の埋込み部２００ｂ1 上に位置
し、コンタクト層８とは上記絶縁膜１４により絶縁され
たボンディングパッド部９ａと、これらをつなぐ接続部
９ｃとから構成されている。
光導波路１０１ａ上にはｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト
層８が形成され、その上側にはＳｉＯ2 絶縁膜１４を介
してアノード電極（表面電極）９が形成されている。こ
のアノード電極９は、従来の光変調器２００と同様、下
側のＣｒ層と上側のＡｕ層とからなる２層構造となって
いる。またこの電極９は、上記光導波路１０１ａの上側
に位置し、上記絶縁膜１４に形成された開口１４ａを介
して上記コンタクト層８と接触する部分９ｂと、該光導
波路１０１ａの一方側の埋込み部２００ｂ1 上に位置
し、コンタクト層８とは上記絶縁膜１４により絶縁され
たボンディングパッド部９ａと、これらをつなぐ接続部
９ｃとから構成されている。
【００３０】また、上記Ｆｅ−ＩｎＰ半絶縁性基板１の
裏面側には全面に、ＡｕＧｅ合金からなるカソード電極
（基板側コンタクト電極）１２が形成されており、該カ
ソード電極１２は、上記基板１の貫通溝１ａを介して上
記光導波路１０１ａを構成する半導体層と電気的に接続
されている。
裏面側には全面に、ＡｕＧｅ合金からなるカソード電極
（基板側コンタクト電極）１２が形成されており、該カ
ソード電極１２は、上記基板１の貫通溝１ａを介して上
記光導波路１０１ａを構成する半導体層と電気的に接続
されている。
【００３１】ここで、上記光導波路１０１ａは、ｎ−Ｉ
ｎＧａＡｓエッチングストッパ層２上にｎ−ＩｎＰ下ク
ラッド層３，ＩｎＧａＡｓＰ光吸収層４，及びｐ−Ｉｎ
Ｐ上クラッド層５を順次積層してなる構造となってい
る。また上記埋込み部２００ｂ1 ，２００ｂ2 は従来の
光変調器２００と同様、その基板１，光導波路１０１
ａ，及びコンタクト層８に接する部分が、Ｆｅをドープ
したＩｎＰ層（Ｆｅ−ＩｎＰ埋込み層）６から構成さ
れ、それ以外の中間部分がｎ−ＩｎＰ埋込み層７から構
成されている。
ｎＧａＡｓエッチングストッパ層２上にｎ−ＩｎＰ下ク
ラッド層３，ＩｎＧａＡｓＰ光吸収層４，及びｐ−Ｉｎ
Ｐ上クラッド層５を順次積層してなる構造となってい
る。また上記埋込み部２００ｂ1 ，２００ｂ2 は従来の
光変調器２００と同様、その基板１，光導波路１０１
ａ，及びコンタクト層８に接する部分が、Ｆｅをドープ
したＩｎＰ層（Ｆｅ−ＩｎＰ埋込み層）６から構成さ
れ、それ以外の中間部分がｎ−ＩｎＰ埋込み層７から構
成されている。
【００３２】そして、この光変調器１０１では、上記両
電極９，１２への印加電圧により、該光導波路１０１ａ
内を伝搬する光の強度の変調が行われるようになってい
る。
電極９，１２への印加電圧により、該光導波路１０１ａ
内を伝搬する光の強度の変調が行われるようになってい
る。
【００３３】次に製造方法について説明する。まず、Ｆ
ｅ−ＩｎＰ半絶縁性基板１上に、ｎ−ＩｎＧａＡｓエッ
チングストッパ層２、ｎ−ＩｎＰ下クラッド層３、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ光吸収層４、及びｐ−ＩｎＰ上クラッド層５
をＭＯＣＶＤ法により順次結晶成長する（図２(a) ）。
ｅ−ＩｎＰ半絶縁性基板１上に、ｎ−ＩｎＧａＡｓエッ
チングストッパ層２、ｎ−ＩｎＰ下クラッド層３、Ｉｎ
ＧａＡｓＰ光吸収層４、及びｐ−ＩｎＰ上クラッド層５
をＭＯＣＶＤ法により順次結晶成長する（図２(a) ）。
【００３４】次に、所定のパターンを有するエッチング
マスク層５１を上記ｐ−ＩｎＰクラッド層５上に形成
し、該エッチングマスク層５１を用いて上記各層２〜５
及び基板１の表面部分を選択的にエッチングして、光導
波路１０１ａとなるリッジ部分を形成する（図２(b)
）。
マスク層５１を上記ｐ−ＩｎＰクラッド層５上に形成
し、該エッチングマスク層５１を用いて上記各層２〜５
及び基板１の表面部分を選択的にエッチングして、光導
波路１０１ａとなるリッジ部分を形成する（図２(b)
）。
【００３５】次に、上記エッチングマスク層５１を除去
した後、Ｆｅ−ＩｎＰ埋込み層６、ｎ−ＩｎＰ埋込み層
７を、上記リッジ部分の両側にＭＯＣＶＤ法により結晶
成長して、埋込み部２００ｂ1 ，２００ｂ2 を形成する
（図２(c) ）。
した後、Ｆｅ−ＩｎＰ埋込み層６、ｎ−ＩｎＰ埋込み層
７を、上記リッジ部分の両側にＭＯＣＶＤ法により結晶
成長して、埋込み部２００ｂ1 ，２００ｂ2 を形成する
（図２(c) ）。
【００３６】続いて、リッジ部分１０１ａ及び埋込み部
２００ｂ1 ，２００ｂ2 上にｐ−ＩｎＧａＡｓコンタク
ト層８をＭＯＣＶＤ法により結晶成長する（図２(d)
）。
２００ｂ1 ，２００ｂ2 上にｐ−ＩｎＧａＡｓコンタク
ト層８をＭＯＣＶＤ法により結晶成長する（図２(d)
）。
【００３７】さらに、該コンタクト層８上にＳｉＯ2 絶
縁膜１４を形成し、そのリッジ部１０１ａに対応する部
分をエッチングで除去して開口１４ａを形成した後、金
属材料の蒸着，及びメッキにより上記アノード電極９を
形成する（図２(e) ）。
縁膜１４を形成し、そのリッジ部１０１ａに対応する部
分をエッチングで除去して開口１４ａを形成した後、金
属材料の蒸着，及びメッキにより上記アノード電極９を
形成する（図２(e) ）。
【００３８】また、Ｆｅ−ＩｎＰ半絶縁性基板１の裏側
の、リッジ部直下の部分を、ＨＣｌによりエッチングし
て除去する。なお、ＨＣｌはＩｎＰを異方的にエッチン
グすることが報告されている（J.Electrochem, Soc：SO
LID-STATE SCIENCE AND TECHNOLOGY June 1981 p1342,
S.Adach et al "Chemical Etching Characteristicsof
(001)InP"）。
の、リッジ部直下の部分を、ＨＣｌによりエッチングし
て除去する。なお、ＨＣｌはＩｎＰを異方的にエッチン
グすることが報告されている（J.Electrochem, Soc：SO
LID-STATE SCIENCE AND TECHNOLOGY June 1981 p1342,
S.Adach et al "Chemical Etching Characteristicsof
(001)InP"）。
【００３９】そしてさらに、上記Ｆｅ−ＩｎＰ半絶縁性
基板１の裏側に、金属材料の蒸着，メッキにより、カソ
ード電極１２を形成する（図２(f) ）。
基板１の裏側に、金属材料の蒸着，メッキにより、カソ
ード電極１２を形成する（図２(f) ）。
【００４０】このような構成の本実施の形態１の光変調
器１０１では、光変調器１０１の基板に半絶縁性基板１
を用いたので、ボンディングパッド部９ａと基板１との
間に形成される容量Ｃ2 の低減を図ることができる。
器１０１では、光変調器１０１の基板に半絶縁性基板１
を用いたので、ボンディングパッド部９ａと基板１との
間に形成される容量Ｃ2 の低減を図ることができる。
【００４１】すなわち、Ｆｅ−ＩｎＰ半絶縁性基板１の
厚みをｄ3 ＝１００μｍとした場合、ボンディングパッ
ド部９ａによるキャパシタンスＣ2 は、下記（４）式で
表される。
厚みをｄ3 ＝１００μｍとした場合、ボンディングパッ
ド部９ａによるキャパシタンスＣ2 は、下記（４）式で
表される。
【００４２】
【数４】
【００４３】光吸収層４を従来と同じ構成とした場合
の、上記容量Ｃ1 と容量Ｃ2 の和ＣはＣ＝０．０９３ｐ
Ｆとなり、変調周波数の上限値ｆｃはｆｃ＝３４．２Ｇ
Ｈｚとなる。
の、上記容量Ｃ1 と容量Ｃ2 の和ＣはＣ＝０．０９３ｐ
Ｆとなり、変調周波数の上限値ｆｃはｆｃ＝３４．２Ｇ
Ｈｚとなる。
【００４４】この上限値は、この光変調器１０１により
変調される光信号が、伝送速度２０Ｇｂ／ｓの信号で変
調を行うのに十分な帯域を有することを意味している。
変調される光信号が、伝送速度２０Ｇｂ／ｓの信号で変
調を行うのに十分な帯域を有することを意味している。
【００４５】なお、上記実施の形態１では、光変調器と
して、基板及び基板側の半導体層をｎ型半導体で構成し
たものを示したが、基板側がアノード電極側となるよ
う、基板１，エッチングストッパ層２及び下クラッド層
３をｐ型半導体により構成し、上クラッド層５及びコン
タクト層８をｎ型半導体で構成してもよい。
して、基板及び基板側の半導体層をｎ型半導体で構成し
たものを示したが、基板側がアノード電極側となるよ
う、基板１，エッチングストッパ層２及び下クラッド層
３をｐ型半導体により構成し、上クラッド層５及びコン
タクト層８をｎ型半導体で構成してもよい。
【００４６】このように、本発明の実施の形態１として
説明した光変調器１０１の各部の導電型を反転しても、
該実施の形態の光変調器と同様な光変調器が得られる点
は、以下の実施の形態２，３，４においても同様であ
る。
説明した光変調器１０１の各部の導電型を反転しても、
該実施の形態の光変調器と同様な光変調器が得られる点
は、以下の実施の形態２，３，４においても同様であ
る。
【００４７】実施の形態２．図３は本発明の実施の形態
２による光変調器を説明するための図であり、図３(a)
は該光変調器の裏面側の構造を示す平面図、図３(b) は
該図３(a) のIIIb−IIIb線部分の構造を示す断面図であ
り、図３(c) は、該光変調器の裏面側の構造を示す斜視
図である。
２による光変調器を説明するための図であり、図３(a)
は該光変調器の裏面側の構造を示す平面図、図３(b) は
該図３(a) のIIIb−IIIb線部分の構造を示す断面図であ
り、図３(c) は、該光変調器の裏面側の構造を示す斜視
図である。
【００４８】図において、１０２は本実施の形態２の光
吸収型変調器であり、この光変調器１０２は、Ｆｅ−Ｉ
ｎＰ半絶縁性基板１における、光導波路１０１ａに対応
する部分のうちの中央部に貫通孔１ｂを形成し、該基板
１の裏面側に形成したカソード電極１２を該貫通孔１ｂ
を介して上記光導波路１０１ａのエッチングストッパ層
２と電気的に接続したものである。その他の構成は、上
記実施の形態１の光変調器１０１と同一である。
吸収型変調器であり、この光変調器１０２は、Ｆｅ−Ｉ
ｎＰ半絶縁性基板１における、光導波路１０１ａに対応
する部分のうちの中央部に貫通孔１ｂを形成し、該基板
１の裏面側に形成したカソード電極１２を該貫通孔１ｂ
を介して上記光導波路１０１ａのエッチングストッパ層
２と電気的に接続したものである。その他の構成は、上
記実施の形態１の光変調器１０１と同一である。
【００４９】このような構造の光変調器１０２の製造方
法は、上記実施の形態１の光変調器１０１の製造方法と
は、Ｆｅ−ＩｎＰ半絶縁性基板１をエッチングする際の
レジストマスクのパターンが異なるだけであり、その他
の工程は全く同一である。
法は、上記実施の形態１の光変調器１０１の製造方法と
は、Ｆｅ−ＩｎＰ半絶縁性基板１をエッチングする際の
レジストマスクのパターンが異なるだけであり、その他
の工程は全く同一である。
【００５０】本実施の形態２では、Ｆｅ−ＩｎＰ半絶縁
性基板１の裏面側に形成されるカソード電極１２と光導
波路１０１ａとを電気的に接続するための貫通孔１ｂ
を、該基板の光導波路１０１ａに対応する部分の中央に
のみ形成したので、低容量で機械的強度の強い光変調器
１０２が得られる効果がある。
性基板１の裏面側に形成されるカソード電極１２と光導
波路１０１ａとを電気的に接続するための貫通孔１ｂ
を、該基板の光導波路１０１ａに対応する部分の中央に
のみ形成したので、低容量で機械的強度の強い光変調器
１０２が得られる効果がある。
【００５１】実施の形態３．図４は本発明の実施の形態
３による光変調器を説明するための図であり、図４(a)
は該光変調器の表面側の構造を示す斜視図、図４(b) は
該光変調器の裏面側の構造を示す斜視図、図４(c) は該
光変調器における表面電極（アノード電極）の平面パタ
ーンを示す図、図４(d) は図４(c) のIVd −IVd 線部分
の構造を示す断面図、図４(e) は該光変調器における基
板側コンタクト電極（カソード電極）の平面パターンを
示す図である。
３による光変調器を説明するための図であり、図４(a)
は該光変調器の表面側の構造を示す斜視図、図４(b) は
該光変調器の裏面側の構造を示す斜視図、図４(c) は該
光変調器における表面電極（アノード電極）の平面パタ
ーンを示す図、図４(d) は図４(c) のIVd −IVd 線部分
の構造を示す断面図、図４(e) は該光変調器における基
板側コンタクト電極（カソード電極）の平面パターンを
示す図である。
【００５２】図において、１０３は本実施の形態３の光
変調器であり、これは、実施の形態１の光変調器１０１
におけるカソード電極の、アノード電極９のボンディン
グパッド部９ａに対向する部分を除去した構造となって
いる。
変調器であり、これは、実施の形態１の光変調器１０１
におけるカソード電極の、アノード電極９のボンディン
グパッド部９ａに対向する部分を除去した構造となって
いる。
【００５３】すなわち、この光変調器１０３では、下側
のＣｒ層と上側のＡｕ層とからなる２層構造のアノード
電極３９は、上記光導波路１０１ａの上側に位置し、上
記絶縁膜１４に形成された開口１４ａを介して上記コン
タクト層８と接触する部分９ｂと、該光導波路１０１ａ
の他方側の埋込み部２００ｂ2 上に位置し、コンタクト
層８とは上記絶縁膜１４により絶縁されたボンディング
パッド部９ｄと、これらをつなぐ接続部９ｃとから構成
されている。
のＣｒ層と上側のＡｕ層とからなる２層構造のアノード
電極３９は、上記光導波路１０１ａの上側に位置し、上
記絶縁膜１４に形成された開口１４ａを介して上記コン
タクト層８と接触する部分９ｂと、該光導波路１０１ａ
の他方側の埋込み部２００ｂ2 上に位置し、コンタクト
層８とは上記絶縁膜１４により絶縁されたボンディング
パッド部９ｄと、これらをつなぐ接続部９ｃとから構成
されている。
【００５４】また、ＡｕＧｅ合金からなるカソード電極
３２は、上記基板１の貫通溝１ａ内に露出するエッチン
グストッパ層２上に形成された部分３２ｂと、基板裏面
の、該光導波路１０１ａの一方側の埋込み部２００ｂ1
に対応する領域上に形成された部分３２ａと、これらの
部分３２ｂ，３２ａをつなぐ接続部３２ｃとから構成さ
れている。
３２は、上記基板１の貫通溝１ａ内に露出するエッチン
グストッパ層２上に形成された部分３２ｂと、基板裏面
の、該光導波路１０１ａの一方側の埋込み部２００ｂ1
に対応する領域上に形成された部分３２ａと、これらの
部分３２ｂ，３２ａをつなぐ接続部３２ｃとから構成さ
れている。
【００５５】このような構成の本実施の形態３の光変調
器１０３では、上記実施の形態１のようにカソード電極
を、エッチングにより貫通溝１ａを形成した基板１の裏
面全面に形成するのではなく、アノード電極３９のボン
ディングパッド部９ｄと対向する、その直下の基板裏面
領域にはカソード電極を形成せず、カソード電極はアノ
ード電極のボンディングパッド部９ｄとは対向しない基
板裏面領域に形成しているので、アノード電極３９のボ
ンディングパッド部９ｄによる容量Ｃ2 をさらに低減す
ることができる。
器１０３では、上記実施の形態１のようにカソード電極
を、エッチングにより貫通溝１ａを形成した基板１の裏
面全面に形成するのではなく、アノード電極３９のボン
ディングパッド部９ｄと対向する、その直下の基板裏面
領域にはカソード電極を形成せず、カソード電極はアノ
ード電極のボンディングパッド部９ｄとは対向しない基
板裏面領域に形成しているので、アノード電極３９のボ
ンディングパッド部９ｄによる容量Ｃ2 をさらに低減す
ることができる。
【００５６】具体的には、アノード電極３９のボンディ
ングパッド部９ｄは、カソード電極３２と平行平板コン
デンサを形成しないので、上記容量Ｃ2 はＣ2 ≒０ｐＦ
となり、低容量の光変調器１０３を実現できる。
ングパッド部９ｄは、カソード電極３２と平行平板コン
デンサを形成しないので、上記容量Ｃ2 はＣ2 ≒０ｐＦ
となり、低容量の光変調器１０３を実現できる。
【００５７】実施の形態４．なお、上記実施の形態１〜
３の光変調器の構成は、光変調器と分布帰還型半導体レ
ーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）とを単一基板上に一体形成した変
調器集積型半導体レーザにも適用することができ、以
下、実施の形態４として、実施の形態１の光変調器の構
成をその変調器部に適用した変調器集積型半導体レーザ
について説明する。
３の光変調器の構成は、光変調器と分布帰還型半導体レ
ーザ（ＤＦＢ−ＬＤ）とを単一基板上に一体形成した変
調器集積型半導体レーザにも適用することができ、以
下、実施の形態４として、実施の形態１の光変調器の構
成をその変調器部に適用した変調器集積型半導体レーザ
について説明する。
【００５８】図５は本実施の形態４による変調器集積型
半導体レーザを示す一部断面斜視図である。図におい
て、１０４は本実施の形態４による変調器集積型半導体
レーザであり、その変調器部１０４ａは、レーザ光を発
生するレーザ素子部１０４ｂを構成する絶縁性基板１上
に、該レーザ素子部１０４ｂと一体に形成されている。
半導体レーザを示す一部断面斜視図である。図におい
て、１０４は本実施の形態４による変調器集積型半導体
レーザであり、その変調器部１０４ａは、レーザ光を発
生するレーザ素子部１０４ｂを構成する絶縁性基板１上
に、該レーザ素子部１０４ｂと一体に形成されている。
【００５９】すなわち、Ｆｅ−ＩｎＰ半絶縁性基板１上
には、リッジストライプ型の光導波路１０１ａが形成さ
れており、該基板１上の光導波路１０１ａの両側には、
該光導波路１０１ａを埋め込むとともに、電流をブロッ
クする埋込み部２００ｂ1 ，２００ｂ2 が形成されてい
る。上記光導波路１０１ａ及び埋込み部２００ｂ1 ，２
００ｂ2 上にはコンタクト層８が形成されている。
には、リッジストライプ型の光導波路１０１ａが形成さ
れており、該基板１上の光導波路１０１ａの両側には、
該光導波路１０１ａを埋め込むとともに、電流をブロッ
クする埋込み部２００ｂ1 ，２００ｂ2 が形成されてい
る。上記光導波路１０１ａ及び埋込み部２００ｂ1 ，２
００ｂ2 上にはコンタクト層８が形成されている。
【００６０】ここで、上記変調器部１０４ａとレーザ素
子部１０４ｂとは、上記光導波路１０１ａにおける光伝
搬方向に沿って配設されており、レーザ素子部１０４ｂ
における上クラッド層５内には回折格子１１が形成され
ている。また、上記コンタクト層８の、上記変調器部１
０４ａとレーザ素子部１０４ｂとの間の部分は、エッチ
ングにより除去されており、この部分は、上記変調器部
１０４ａとレーザ素子部１０４ｂとを電気的に絶縁する
ためのアイソレーションメサ領域１５となっている。
子部１０４ｂとは、上記光導波路１０１ａにおける光伝
搬方向に沿って配設されており、レーザ素子部１０４ｂ
における上クラッド層５内には回折格子１１が形成され
ている。また、上記コンタクト層８の、上記変調器部１
０４ａとレーザ素子部１０４ｂとの間の部分は、エッチ
ングにより除去されており、この部分は、上記変調器部
１０４ａとレーザ素子部１０４ｂとを電気的に絶縁する
ためのアイソレーションメサ領域１５となっている。
【００６１】そして、変調器部１０４ａのコンタクト層
８上にはＳｉＯ2 絶縁膜１４を介してアノード電極９が
形成されており、レーザ素子部１０４ｂのコンタクト層
８上にはＳｉＯ2 絶縁膜１４を介してＬＤアノード電極
２２が形成されている。また、基板裏面側には、レーザ
素子部１０４ｂと変調器部１０４ａとで共通となるよう
カソード電極４２が形成されている。ここで、上記アノ
ード電極９及びＬＤアノード電極２２はともに、下側の
Ｃｒ層と上側のＡｕ層とからなる２層構造となってお
り、上記カソード電極４２はＡｕＧｅ合金から構成され
ている。
８上にはＳｉＯ2 絶縁膜１４を介してアノード電極９が
形成されており、レーザ素子部１０４ｂのコンタクト層
８上にはＳｉＯ2 絶縁膜１４を介してＬＤアノード電極
２２が形成されている。また、基板裏面側には、レーザ
素子部１０４ｂと変調器部１０４ａとで共通となるよう
カソード電極４２が形成されている。ここで、上記アノ
ード電極９及びＬＤアノード電極２２はともに、下側の
Ｃｒ層と上側のＡｕ層とからなる２層構造となってお
り、上記カソード電極４２はＡｕＧｅ合金から構成され
ている。
【００６２】次に製造方法について説明する。この変調
器集積型半導体レーザの製造方法では、上記実施の形態
１の光変調器の製造方法における上クラッド層５の形成
工程で、該上クラッド層５の、レーザ素子部１０４ｂを
構成する部分に、干渉露光法を用いて回折格子１１を形
成する処理を行う。
器集積型半導体レーザの製造方法では、上記実施の形態
１の光変調器の製造方法における上クラッド層５の形成
工程で、該上クラッド層５の、レーザ素子部１０４ｂを
構成する部分に、干渉露光法を用いて回折格子１１を形
成する処理を行う。
【００６３】また、上記コンタクト層８及び絶縁膜１４
を形成した後、アイソレーションメサ領域１５を形成
し、該アイソレーションメサ領域１５により分離された
コンタクト層８上に絶縁膜１４を介して、変調器のアノ
ード電極９及びＬＤアノード電極２２を形成する。その
他の工程は、上記実施の形態１の光変調器の製造プロセ
スと同様である。
を形成した後、アイソレーションメサ領域１５を形成
し、該アイソレーションメサ領域１５により分離された
コンタクト層８上に絶縁膜１４を介して、変調器のアノ
ード電極９及びＬＤアノード電極２２を形成する。その
他の工程は、上記実施の形態１の光変調器の製造プロセ
スと同様である。
【００６４】このような構成の実施の形態４の変調器集
積型半導体レーザでは、実施の形態１と同様、変調器部
１０４ａにおける容量を低減することができ、変調器の
キャパシタンスが小さく、情報伝送速度が高い信号によ
る変調が可能な変調器集積型半導体レーザ１０４を得る
ことができる。
積型半導体レーザでは、実施の形態１と同様、変調器部
１０４ａにおける容量を低減することができ、変調器の
キャパシタンスが小さく、情報伝送速度が高い信号によ
る変調が可能な変調器集積型半導体レーザ１０４を得る
ことができる。
【００６５】なお、上記実施の形態４では、実施の形態
１の光変調器の構成を変調器集積型半導体レーザの変調
器部に適用したものを示したが、該変調器部には、実施
の形態２，３の光変調器の構成を適用することもでき
る。
１の光変調器の構成を変調器集積型半導体レーザの変調
器部に適用したものを示したが、該変調器部には、実施
の形態２，３の光変調器の構成を適用することもでき
る。
【００６６】また、上記各実施の形態では、エッチング
ストッパ層の構成材料として、ｎ−ＩｎＧａＡｓを用い
たが、その構成材料としては、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰを用
いてもよい。
ストッパ層の構成材料として、ｎ−ＩｎＧａＡｓを用い
たが、その構成材料としては、ｎ−ＩｎＧａＡｓＰを用
いてもよい。
【００６７】
【発明の効果】以上のように本発明（請求項１）に係る
光変調器によれば、その基板を、半絶縁性半導体材料か
ら構成するとともに、該基板にその表面側から裏面側に
達する基板貫通部を形成し、該基板の裏面側に形成した
基板側コンタクト電極を、該基板貫通部を介して、基板
上に形成された光導波路と電気的に接続するようにした
ので、光変調器の表面側に形成される表面電極とその裏
面側のコンタクト電極との間に形成される容量を低減す
ることができ、これにより光変調器の電極に付く容量
を、光導波路における光吸収層の寸法による消光比の低
下や、該表面電極におけるボンディングハッド部の面積
縮小によるボンディング作業性の劣化を招くことなく、
低減できるという効果がある。
光変調器によれば、その基板を、半絶縁性半導体材料か
ら構成するとともに、該基板にその表面側から裏面側に
達する基板貫通部を形成し、該基板の裏面側に形成した
基板側コンタクト電極を、該基板貫通部を介して、基板
上に形成された光導波路と電気的に接続するようにした
ので、光変調器の表面側に形成される表面電極とその裏
面側のコンタクト電極との間に形成される容量を低減す
ることができ、これにより光変調器の電極に付く容量
を、光導波路における光吸収層の寸法による消光比の低
下や、該表面電極におけるボンディングハッド部の面積
縮小によるボンディング作業性の劣化を招くことなく、
低減できるという効果がある。
【００６８】本発明（請求項２）によれば、請求項１記
載の光変調器において、上記基板を、上記光導波路直下
に位置する領域の一部にのみ、上記基板側コンタクト電
極と光導波路とを電気的に接続するための貫通孔を形成
した構造としたので、基板の機械的強度を比較的高く保
持することができ、電極に付く容量が小さくしかも機械
的強度の強い光変調器を得ることができる。
載の光変調器において、上記基板を、上記光導波路直下
に位置する領域の一部にのみ、上記基板側コンタクト電
極と光導波路とを電気的に接続するための貫通孔を形成
した構造としたので、基板の機械的強度を比較的高く保
持することができ、電極に付く容量が小さくしかも機械
的強度の強い光変調器を得ることができる。
【００６９】本発明（請求項３）によれば、請求項１ま
たは２記載の光変調器において、上記表面電極を、上記
光導波路上に位置する部分と、上記両埋込み層の一方の
上に位置するワイヤボンド用パッド部と、これらの接続
部とから構成し、上記基板側コンタクト電極を、上記基
板裏面側の、該表面電極のワイヤボンド用パッド部と対
向する領域以外の部分に配置したので、表面電極と基板
側コンタクト電極とが平行平板コンデンサを形成するこ
とがなく、表面電極に付く容量成分がほとんどなくな
り、非常に低容量の光変調器を得ることができる。
たは２記載の光変調器において、上記表面電極を、上記
光導波路上に位置する部分と、上記両埋込み層の一方の
上に位置するワイヤボンド用パッド部と、これらの接続
部とから構成し、上記基板側コンタクト電極を、上記基
板裏面側の、該表面電極のワイヤボンド用パッド部と対
向する領域以外の部分に配置したので、表面電極と基板
側コンタクト電極とが平行平板コンデンサを形成するこ
とがなく、表面電極に付く容量成分がほとんどなくな
り、非常に低容量の光変調器を得ることができる。
【００７０】本発明（請求項４）に係る光変調器の製造
方法によれば、請求項１ないし３のいずれかに記載の光
変調器を製造する方法であって、上記半絶縁性半導体で
あるＦｅ−ＩｎＰからなる基板上に、ＩｎＧａＡｓまた
はＩｎＧａＡｓＰからなるエッチングストッパ層を形成
し、該エッチングストッパ層上に複数の半導体層からな
る光導波路を形成し、その後、上記基板の、該光導波路
に対応する領域の少なくとも一部を、エッチャントとし
てＨＣｌを用いて選択的にエッチング除去して基板貫通
部を形成するので、基板側コンタクト電極と光導波路と
を電気的に接続するための上記基板貫通部の形成を、光
導波路を構成する半導体層にエッチングによるダメージ
を与えることなく、行うことができる効果がある。
方法によれば、請求項１ないし３のいずれかに記載の光
変調器を製造する方法であって、上記半絶縁性半導体で
あるＦｅ−ＩｎＰからなる基板上に、ＩｎＧａＡｓまた
はＩｎＧａＡｓＰからなるエッチングストッパ層を形成
し、該エッチングストッパ層上に複数の半導体層からな
る光導波路を形成し、その後、上記基板の、該光導波路
に対応する領域の少なくとも一部を、エッチャントとし
てＨＣｌを用いて選択的にエッチング除去して基板貫通
部を形成するので、基板側コンタクト電極と光導波路と
を電気的に接続するための上記基板貫通部の形成を、光
導波路を構成する半導体層にエッチングによるダメージ
を与えることなく、行うことができる効果がある。
【００７１】本発明（請求項５）に係る変調器集積型半
導体レーザによれば、その変調器部として、上記請求項
１ないし３のいずれかに記載の光変調器を搭載したの
で、変調器部の動作に悪影響を与えたり、変調器部の表
面電極に対するワイヤボンディングを行う際の作業性を
劣化させたりすることなく、変調器部の容量成分を低減
することができる。
導体レーザによれば、その変調器部として、上記請求項
１ないし３のいずれかに記載の光変調器を搭載したの
で、変調器部の動作に悪影響を与えたり、変調器部の表
面電極に対するワイヤボンディングを行う際の作業性を
劣化させたりすることなく、変調器部の容量成分を低減
することができる。
【００７２】本発明（請求項６）に係る変調器集積型半
導体レーザの製造方法によれば、請求項５記載の変調器
集積型半導体レーザを製造する方法であって、上記半絶
縁性半導体であるＦｅ−ＩｎＰからなる基板上に、Ｉｎ
ＧａＡｓまたはＩｎＧａＡｓＰからなるエッチングスト
ッパ層を形成し、該エッチングストッパ層上に複数の半
導体層からなる光導波路を形成し、その後上記基板の、
該光導波路に対応する領域の少なくとも一部を、エッチ
ャントとしてＨＣｌを用いて選択的にエッチング除去し
て上記基板貫通部を形成するので、上記と同様、基板側
コンタクト電極と光導波路とを電気的に接続するための
上記基板貫通孔の形成を、光導波路を構成する半導体層
にエッチングによるダメージを与えることなく行うこと
ができる効果がある。
導体レーザの製造方法によれば、請求項５記載の変調器
集積型半導体レーザを製造する方法であって、上記半絶
縁性半導体であるＦｅ−ＩｎＰからなる基板上に、Ｉｎ
ＧａＡｓまたはＩｎＧａＡｓＰからなるエッチングスト
ッパ層を形成し、該エッチングストッパ層上に複数の半
導体層からなる光導波路を形成し、その後上記基板の、
該光導波路に対応する領域の少なくとも一部を、エッチ
ャントとしてＨＣｌを用いて選択的にエッチング除去し
て上記基板貫通部を形成するので、上記と同様、基板側
コンタクト電極と光導波路とを電気的に接続するための
上記基板貫通孔の形成を、光導波路を構成する半導体層
にエッチングによるダメージを与えることなく行うこと
ができる効果がある。
【図１】 本発明の実施の形態１による光変調器を説明
するための、その表面側，裏面側の構造を示す斜視図
（図(a) ，(b) ）である。
するための、その表面側，裏面側の構造を示す斜視図
（図(a) ，(b) ）である。
【図２】 図(a) 〜(f) は、上記実施の形態１の光変調
器の製造方法における主要工程での光変調器の断面構造
を示す図である。
器の製造方法における主要工程での光変調器の断面構造
を示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態２による光変調器を説明
するための、その裏面側構造を示す平面図，斜視図（図
(a) ，(c) ）、及び図(a) のIIIb−IIIb線断面図（図
(b) ）である。
するための、その裏面側構造を示す平面図，斜視図（図
(a) ，(c) ）、及び図(a) のIIIb−IIIb線断面図（図
(b) ）である。
【図４】 本発明の実施の形態３による光変調器を説明
するための、その表面側及び裏面側の構造を示す斜視図
（図(a) ，(b) ）、その表面電極（アノード電極）の平
面パターンを示す図（図(c) ）、図(c) のIVb −IVb 線
断面図（図(d) ）、及びその基板側コンタクト電極（カ
ソード電極）の平面パターンを示す図（図(e) ）であ
る。
するための、その表面側及び裏面側の構造を示す斜視図
（図(a) ，(b) ）、その表面電極（アノード電極）の平
面パターンを示す図（図(c) ）、図(c) のIVb −IVb 線
断面図（図(d) ）、及びその基板側コンタクト電極（カ
ソード電極）の平面パターンを示す図（図(e) ）であ
る。
【図５】 本実施の形態４による変調器集積型半導体レ
ーザを示す一部断面斜視図である。
ーザを示す一部断面斜視図である。
【図６】 従来の光変調器を説明するための斜視図（図
(a) ）及び等価回路（図(b) ）である。
(a) ）及び等価回路（図(b) ）である。
１ Ｆｅ−ＩｎＰ半絶縁性基板、１ａ 貫通溝（基板貫
通部）、１ｂ 貫通孔（基板貫通部）、２ ｎ−ＩｎＧ
ａＡｓエッチングストッパ層、３ ｎ−ＩｎＰ下クラッ
ド層、４ ＩｎＧａＡｓＰ光吸収層、５ ｐ−ＩｎＰ上
クラッド層、６ Ｆｅ−ＩｎＰ埋込み層、７ ｎ−Ｉｎ
Ｐ埋込み層、８ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、
９，３９ アノード電極、９ａ ボンディングパッド
部、１２，３２，４２ カソード電極、１４ ＳｉＯ2
絶縁膜、１４ａ 絶縁膜開口、１０１，１０２，１０３
光変調器、１０１ａ 光導波路、１０４ 変調器集積
型半導体レーザ、１０４ａ 変調器部、１０４ｂ レー
ザ素子部、２００ｂ1 ，２００ｂ2 埋込み部。
通部）、１ｂ 貫通孔（基板貫通部）、２ ｎ−ＩｎＧ
ａＡｓエッチングストッパ層、３ ｎ−ＩｎＰ下クラッ
ド層、４ ＩｎＧａＡｓＰ光吸収層、５ ｐ−ＩｎＰ上
クラッド層、６ Ｆｅ−ＩｎＰ埋込み層、７ ｎ−Ｉｎ
Ｐ埋込み層、８ ｐ−ＩｎＧａＡｓＰコンタクト層、
９，３９ アノード電極、９ａ ボンディングパッド
部、１２，３２，４２ カソード電極、１４ ＳｉＯ2
絶縁膜、１４ａ 絶縁膜開口、１０１，１０２，１０３
光変調器、１０１ａ 光導波路、１０４ 変調器集積
型半導体レーザ、１０４ａ 変調器部、１０４ｂ レー
ザ素子部、２００ｂ1 ，２００ｂ2 埋込み部。
Claims (6)
- 【請求項１】 半絶縁性半導体材料から構成され、所定
領域にその表面からその裏面に達する基板貫通部を有す
る基板と、 該基板の所定領域上に配置され、半導体層からなる光導
波路と、 該基板上の、該光導波路両側に形成され、電流をブロッ
クする埋込み層と、 該埋込み層及び光導波路上にコンタクト層を介して配置
された表面電極と、 該基板の裏面側に配設され、上記基板貫通部を介して上
記光導波路を構成する半導体層と電気的に接続された基
板側コンタクト電極とを備え、 上記両電極への印加電圧により、該光導波路内を伝搬す
る光の強度を変調することを特徴とする光変調器。 - 【請求項２】 請求項１記載の光変調器において、 上記基板は、上記基板貫通部として、上記光導波路直下
に位置する領域の一部にのみ、上記基板側コンタクト電
極と光導波路とを電気的に接続するための貫通孔を形成
したものであることを特徴とする光変調器。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の光変調器におい
て、 上記表面電極は、上記光導波路上に位置する部分と、上
記両埋込み層の一方の上に位置するワイヤボンド用パッ
ド部と、これらを接続する部分とから構成されており、 上記基板側コンタクト電極は、上記基板裏面側の、該表
面電極のワイヤボンド用パッド部と対向する領域以外の
部分に配置されていることを特徴とする光変調器。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の光
変調器を製造する方法であって、 上記半絶縁性半導体であるＦｅをドープしたＩｎＰから
なる基板上に、ＩｎＧａＡｓまたはＩｎＧａＡｓＰから
なるエッチングストッパ層を形成する工程と、 該エッチングストッパ層上に複数の半導体層を積層した
後、該複数の半導体層及びエッチングストッパ層を選択
的にエッチングして上記光導波路を形成する工程と、 上記基板上の該光導波路の両側に上記埋込み層を形成す
る工程と、 上記基板の、該光導波路に対応する領域の少なくとも一
部を、エッチャントとしてＨＣｌを用いて選択的にエッ
チング除去して上記基板貫通部を形成する工程とを含む
ことを特徴とする光変調器の製造方法。 - 【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載の光
変調器を搭載した変調器集積型半導体レーザであって、 上記光変調器は、レーザ光を発生するレーザ素子部を構
成する絶縁性半導体基板上に、該レーザ素子部と一体に
形成されていることを特徴とする変調器集積型半導体レ
ーザ。 - 【請求項６】 請求項５記載の変調器集積型半導体レー
ザを製造する方法であって、 上記半絶縁性半導体であるＦｅをドープしたＩｎＰから
なる基板上に、ＩｎＧａＡｓまたはＩｎＧａＡｓＰから
なるエッチングストッパ層を形成する工程と、 該エッチングストッパ層上に複数の半導体層を積層した
後、該複数の半導体層及びエッチングストッパ層を選択
的にエッチングして、上記光変調器及びレーザ素子部に
おける光導波路を形成する工程と、 上記基板上の該光導波路の両側に上記埋込み層を形成す
る工程と、 上記基板の、該光導波路に対応する領域の少なくとも一
部を、エッチャントとしてＨＣｌを用いて選択的にエッ
チング除去して上記基板貫通部を形成する工程とを含む
ことを特徴とする変調器集積型半導体レーザの製造方
法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31438696A JPH10153756A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 光変調器及びその製造方法、並びに変調器集積型半導体レーザ及びその製造方法 |
| CN97122917A CN1103069C (zh) | 1996-11-26 | 1997-11-25 | 配电盘开关装置及具有配电盘开关装置的监控系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31438696A JPH10153756A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 光変調器及びその製造方法、並びに変調器集積型半導体レーザ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10153756A true JPH10153756A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18052728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31438696A Pending JPH10153756A (ja) | 1996-11-26 | 1996-11-26 | 光変調器及びその製造方法、並びに変調器集積型半導体レーザ及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10153756A (ja) |
| CN (1) | CN1103069C (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104335596B (zh) * | 2012-05-22 | 2018-01-19 | 三菱电机株式会社 | 监视控制系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4074225A (en) * | 1975-05-09 | 1978-02-14 | Engleway Corporation | Emergency detection alarm and evacuation system |
| US5267587A (en) * | 1992-04-07 | 1993-12-07 | Brown Geoffrey P | Utilities shutoff system |
-
1996
- 1996-11-26 JP JP31438696A patent/JPH10153756A/ja active Pending
-
1997
- 1997-11-25 CN CN97122917A patent/CN1103069C/zh not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1183585A (zh) | 1998-06-03 |
| CN1103069C (zh) | 2003-03-12 |
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