TWI732174B - 半導體光積體裝置 - Google Patents

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Abstract

半導體光積體裝置(200)係將進行光的傳播的第一光元件(61)、監視用光波導(62)、及第二光元件(63)形成在同一個半導體基板(1)而成者；監視用光波導(62)係連接至第一光元件(61)，第二光元件(63)係連接至監視用光波導(62)。監視用光波導(62)係具備積層體，該積層體為依序積層第一披覆層(2)、具有使光的一部分散射之光散射部(7)的光波導層(5)、及第二披覆層(4)而成者；積層體係高凸台構造或內埋構造；光散射部(7)係由具有相異模場直徑的光波導組合而成。感測藉由光散射部(7)而散射的散射光之光檢測器(65)係設置在設置面，該設置面為監視用光波導(62)的與半導體基板(1)為相反側的表面或凸台端面；光波導層(5)與設置有光檢測器(65)的設置面之距離，係比傳播於光波導層(5)的光的模場直徑長，且為傳播於光波導層(5)的光的漸逝成分不及於光檢測器(65)的距離。

Description

半導體光積體裝置
本發明係有關具有對傳播於光波導的光的強度進行監測的光二極體(photodiode；PD)之半導體光積體裝置。
習知技術中，係有在光波導的上部設置對傳播於光波導的光的強度進行監測的光二極體(以下，稱為監測PD)，使監測PD感測傳播於光波導的光的漸逝光成分(evanescent light componet)之方式(專利文獻1)。就以監測PD感測傳播於光波導的光的一部分之方法而言，亦有使用繞射光柵的感測方式(專利文獻2)。專利文獻2中，係在設置在光波導上的監測PD正下方的光波導部設置有繞射級數二級的繞射光柵。二級的繞射光柵係沿著光波導層的光的行進方向及直角方向產生繞射光。直角方向的繞射光係入射至監測PD，監測PD係感測該繞射光。
(先前技術文獻) (專利文獻)
專利文獻1：日本國特表2013-540351號公報(第2圖)
專利文獻2：日本國特開2000-114642號公報(第1圖)
專利文獻1的感測方式，亦即使監測PD感測傳播於光波導的光的漸逝光成分之方式中，若光波導層的上部的披覆層(cladding layer)的層厚變化時，入射至監測PD的漸逝光成分會有增減，故會有由監測PD產生的監測電流值變化的問題。此外，由於監測PD的感光部為吸收係數高的材料，故折射率亦變大，波導光的等效折射率係大幅地變化。因此，傳播於光波導的進行波導的光的分布係由於監測PD的感光部而容易散亂。因此，恐有出射光中的遠視野像散亂、監測PD所致的吸收損失以外的損失增加等之隱憂。因此，半導體光積體裝置中，難以使用專利文獻1的方式製作在光波導中途設置監測PD的構造。
以專利文獻2的監測PD感測傳播於光波導的光之方法中，一部分的光係藉由繞射光柵部分而朝入射方向反射，故有連接在入射側的光元件的特性劣化的問題。例如，光元件為半導體雷射時，會有由於繞射光柵造成的返回光而有雜訊重疊於雷射光等而使得雷射特性劣化的問題。
本發明說明書揭示的技術係為了解決如上述的問題點而研創者，目的在於提供一種半導體光積體裝置，能夠在不影響傳播於光波導的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
本申請案的說明書揭示的一例的半導體光積體裝置係將進行光的傳播的第一光元件、監視用光波導、及第二光元件形成在同一個半導體基板而成者；監視用光波導係連接至第一光元件，第二光元件係連接至監視用光波導。監視用光波導係具備形成在半導體基板的積層體，該積 層體為依序積層第一披覆層、具有使光的一部分散射之光散射部的光波導層、第二披覆層而成者；積層體係高凸台(high-mesa)構造或內埋構造；該高凸台構造係具有成對的凸台(mesa)端面，該成對的凸台端面係沿與垂直於半導體基板的Y方向及光傳播的方向亦即Z方向成垂直的X方向彼此相對，且使光波導層外露；該內埋構造係具有成對的凸台端面，該成對的凸台端面係沿與垂直於半導體基板的Y方向及光傳播的方向亦即Z方向成垂直的X方向彼此相對，且不使光波導層外露；光散射部係由具有相異模場直徑(mode field diameter)的光波導組合而成。感測藉由光散射部而散射的散射光之光檢測器係設置在設置面，該設置面為監視用光波導的與半導體基板為相反側的表面或凸台端面；光波導層與設置有光檢測器的設置面之距離，係比傳播於光波導層的光的模場直徑長，且為傳播於光波導層的光的漸逝成分不及於光檢測器的距離。
本申請案的說明書揭示的一例的半導體光積體裝置中，感測藉由使光的一部分散射的監視用光波導的光散射部而散射的散射光之光檢測器係設置在屬於監視用光波導的與半導體基板為相反側的表面或凸台端面之設置面，光波導層與設置有光檢測器的設置面之距離，係比傳播於光波導層的光的模場直徑長，且為傳播於光波導層的光的漸逝成分不及於光檢測器的距離，因此，能夠在不影響傳播於光波導的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
1‧‧‧InP基板(半導體基板)
2‧‧‧InP披覆層(第一披覆層)
3‧‧‧活性層
4‧‧‧InP披覆層(第二披覆層)
5、18‧‧‧光波導層
6‧‧‧電極
7‧‧‧散射光產生型樣(光散射部)
8、10、14‧‧‧InP披覆層
9、11、15、16‧‧‧絕緣膜
12‧‧‧脊
13‧‧‧電流阻擋層
17‧‧‧模式轉換光波導
19‧‧‧X方向第一光分布
20‧‧‧X方向第二光分布
21‧‧‧Y方向第一光分布
22‧‧‧Y方向第二光分布
23‧‧‧散射光產生型樣形成部
24、25‧‧‧模式轉換光波導形成部
26、36‧‧‧絕緣膜開口部
27‧‧‧InP披覆層開口部
28‧‧‧光波導層凹部
29a、29b、29c‧‧‧虛線
31‧‧‧光分布
32‧‧‧凹部(光散射部)
33‧‧‧凹凸部
34‧‧‧吸收層
37‧‧‧對接部
38‧‧‧凹部連接線
54‧‧‧凸台溝
56‧‧‧光元件部凸台
57‧‧‧側壁部
61‧‧‧第一光元件
62‧‧‧內埋光波導(監視用光波導)
63‧‧‧第二光元件(高凸台光波導)
64‧‧‧高凸台光波導(監視用光波導)
65‧‧‧監測PD
66‧‧‧監測PD
67‧‧‧監測PD元件
68‧‧‧接著劑
71、76‧‧‧第一光波導
72、77‧‧‧第二光波導
73、74‧‧‧光分布
200‧‧‧半導體光積體裝置
w1、w2、w1x、w2x、w1y、w2y‧‧‧模場直徑
第1圖係顯示實施形態1的半導體光積體裝置之立體圖。
第2圖(A)係第1圖的光元件部凸台的沿Z方向的剖面圖，第2圖(B)係第2圖(A)中的A-A線的剖面圖。
第3A圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第3B圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第3C圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第3D圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第3E圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第3F圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第3G圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第3H圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第3I圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第4A圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第4B圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第4C圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第4D圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第4E圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第4F圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第4G圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第4H圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第4I圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。
第5圖係說明兩個光波導與光分布之圖。
第6圖係顯示第5圖的光波導的連接部所致的散射光的比例之圖。
第7圖係顯示實施形態2的半導體光積體裝置之立體圖。
第8圖(A)係第7圖的光元件部凸台的沿Z方向的剖面圖，第8圖(B)係第8圖(A)中的A-A線的剖面圖。
第9圖係顯示實施形態3的散射光產生型樣之圖。
第10圖係顯示實施形態3的其他散射光產生型樣之圖。
第11A圖係說明形成第10圖的散射光產生型樣的第一製造方法之圖。
第11B圖係說明形成第10圖的散射光產生型樣的第一製造方法之圖。
第11C圖係說明形成第10圖的散射光產生型樣的第一製造方法之圖。
第11D圖係說明形成第10圖的散射光產生型樣的第一製造方法之圖。
第11E圖係說明形成第10圖的散射光產生型樣的第一製造方法之圖。
第12A圖係說明形成第10圖的散射光產生型樣的第二製造方法之圖。
第12B圖係說明形成第10圖的散射光產生型樣的第二製造方法之圖。
第12C圖係說明形成第10圖的散射光產生型樣的第二製造方法之圖。
第12D圖係說明形成第10圖的散射光產生型樣的第二製造方法之 圖。
第13圖係顯示實施形態4的散射光產生型樣之圖。
第14圖係顯示實施形態5的半導體光積體裝置之立體圖。
第15圖(A)係第14圖的光元件部凸台的重要部分的沿Z方向的剖面圖，第15圖(B)係第15圖(A)中的A-A線的剖面圖。
第16圖(A)係實施形態6的監視用光波導的重要部分的沿Z方向的剖面圖，第16圖(B)係第16圖(A)中的A-A線的剖面圖。
第17圖(A)係實施形態6的其他監視用光波導的重要部分的沿Z方向的剖面圖，第17圖(B)係第17圖(A)中的A-A線的剖面圖。
第18圖係顯示實施形態7的半導體光積體裝置之立體圖。
第19圖係顯示實施形態8的半導體光積體裝置之立體圖。
第20圖係顯示實施形態9的半導體光積體裝置之立體圖。
第21圖(A)係第20圖的光元件部凸台的沿Z方向的剖面圖，第21圖(B)係第21圖(A)中的A-A線的剖面圖。
第22圖係顯示實施形態10的半導體光積體裝置之立體圖。
第23圖(A)係第22圖的光元件部凸台的沿Z方向的剖面圖，第23圖(B)係第23圖(A)中的A-A線的剖面圖。
第24圖(A)係實施形態11的監視用光波導的重要部分的沿Z方向的剖面圖，第24圖(B)係第24圖(A)中的A-A線的剖面圖。
第25圖(A)係實施形態12的半導體光積體裝置的光元件部凸台的沿Z方向的剖面圖，第25圖(B)係第25圖(A)中的A-A線的剖面圖。
第26圖係實施形態13的半導體光積體裝置的光元件部凸台的沿Z方 向的剖面圖。
實施形態1.
第1圖係顯示實施形態1的半導體光積體裝置之立體圖。第2圖(A)係第1圖的光元件部凸台的沿Z方向的剖面圖，第2圖(B)係第2圖(A)中的A-A線的剖面圖。第3A圖至第3I圖、第4A圖至第4I圖係說明第1圖的半導體光積體裝置的製程之圖。第5圖係說明兩個光波導與光分布之圖，第6圖係顯示第5圖的光波導的連接部所致的散射光的比例之圖。半導體光積體裝置200係具備：InP基板1、光元件部凸台56、凸台溝54、因凸台溝54而與光元件部凸台56分隔的側壁部57、及設置在光元件部凸台56的監測PD 65。形成在InP基板1上的光元件部凸台56係形成第一光元件61、屬於監視用光波導之內埋光波導62、及第二光元件63。在此，以半導體雷射作為第一光元件、以高凸台光波導作為第二光元件來進行說明。高凸台光波導的元件符號係使用63。光元件部凸台56係藉由蝕刻形成凸台溝54而成為凸台形狀。第1圖中顯示了將監測PD 65設置在內埋光波導62的外周，例如內埋光波導62之上的例子，但亦可設置在內埋光波導62的側面部或InP基板1的背面。另外，關於供電用電極，因圖會變得煩雜而於第1圖中予以省略，實際上係存在有供電用電極。第2圖(A)中顯示有第一光元件61的電極6。為了以下的說明，如圖所示地定義座標X、Y、Z。垂直於InP基板1的方向係Y方向(Y軸方向)，垂直於Y方向且為半導體光積體裝置200的長邊方向係Z方向(Z軸方向)，垂直於Y方向及Z方向且為半導體光積體裝置200的短邊方向係X方向(X軸方向)。 半導體光積體裝置200中，波導光係沿Z方向傳播。
第一光元件61採用半導體雷射，內埋光波導62係連接於該第一光元件61。此外，內埋光波導62係連接於作為第二光元件的高凸台光波導63。在此，第一光元件61與內埋光波導62係藉由對接(butt joint)而連接，內埋光波導62與高凸台光波導63係藉由模式轉換光波導17而連接。此外，在內埋光波導62內部的光波導層5係形成用以獲得散射光的構造亦即散射光產生型樣7。第一光元件61係具備：InP基板1、形成在InP基板1表面的InP披覆層2、形成在InP披覆層2表面的活性層3、形成在活性層3表面的InP披覆層4、形成在InP基板1背面的電極6、及形成在InP披覆層4表面的電極6。內埋光波導62係具備：InP基板1、形成在InP基板1表面的InP披覆層2、形成在InP披覆層2表面的光波導層5、及形成在光波導層5表面的InP披覆層4。高凸台光波導63係具備：InP基板1、形成在InP基板1表面的InP披覆層2、形成在InP披覆層2表面的光波導層5、及形成在光波導層5表面的InP披覆層4。
第一光元件61係具備形成在屬於半導體基板之InP基板1的依序積層有屬於第一披覆層之InP披覆層2、活性層3、屬於第二披覆層之InP披覆層4而成的積層體。內埋光波導62係具備形成在屬於半導體基板之InP基板1的依序積層有屬於第一披覆層之InP披覆層2、光波導層5、屬於第二披覆層之InP披覆層4而成的積層體。內埋光波導62的積層體為具有成對的凸台端面之內埋構造，該成對的凸台端面係沿與垂直於InP基板1的Y方向及光傳播的方向亦即Z方向成垂直的X方向彼此相對，且不使光波導層5外露。高凸台光波導63係具備形成在屬於半導體基板之InP 基板1的依序積層有屬於第一披覆層之InP披覆層2、光波導層5、屬於第二披覆層之InP披覆層4而成的積層體。高凸台光波導63的積層體為具有成對的凸台端面的高凸台構造，該成對的凸台端面係沿與垂直於InP基板1的Y方向及光傳播的方向亦即Z方向成垂直的X方向彼此相對，且使光波導層5外露。另外，第一光元件61、內埋光波導62、第二光元件63的構成亦可為內埋光波導、內埋光波導、內埋光波導的構成，或是高凸台光波導、內埋光波導、高凸台光波導的構成等，只要內埋光波導62為內埋型則可為任意構成。
利用第3A圖至第3I圖、第4A圖至第4I圖說明實施形態1的半導體光積體裝置200的製造方法。第3A圖至第3E圖係顯示光元件部凸台56的沿Z方向的剖面。第3F圖、第3G圖、第3I圖、第4A圖至第4D圖、第4F圖至第4I圖係從高凸台光波導63的端面側、亦即波導光的輸出側所見之圖。第3H圖、第4E圖係顯示與第2圖(A)中的A-A線的剖面相同的剖面。如第3A圖所示，利用金屬有機化學氣相沉積(metal organic chemical vapor deposition；MOCVD)等結晶成長法，依序在InP基板1積層InP披覆層2、活性層3、InP披覆層8。如第3B圖所示，在InP披覆層8表面成膜SiO2等絕緣膜9，進行圖案成形。如第3C圖所示，以絕緣膜9作為遮罩，將露出的InP披覆層8、活性層3去除。如第3D圖所示，以絕緣膜9作為遮罩，利用以MOCVD進行的結晶成長技術，依序結晶成長光波導層5與InP披覆層10。惟，不在絕緣膜9上成長結晶。結晶成長後，以氟化氫水(hydrogen fluoride water)等去除絕緣膜9。如上述的藉由結晶成長連接活性層3與光波導層5的方式係稱為對接方式。
如第3E圖、第3F圖所示，在去除掉絕緣膜9的InP披覆層8及InP披覆層10的表面，再次成膜SiO2等絕緣膜11。第3F圖係從第3E圖的右側、亦即高凸台光波導63的端面側所見之圖。絕緣膜11係如第3H圖所示形成圖案。形成有圖案的絕緣膜11係為了形成使散射光產生的光波導層5的散射光產生型樣7而設有散射光產生型樣形成部23。此外，形成有圖案的絕緣膜11係為了形成光波導層5的模式轉換光波導17而設有模式轉換光波導形成部24。然後，如第3I圖所示，以經圖案成形的絕緣膜11作為遮罩，將InP披覆層8、10、活性層3、光波導層5、InP披覆層2去除，形成脊(ridge)12。
如第4A圖所示，以絕緣膜11作為遮罩，藉由結晶成長，形成用以對活性層3進行電流阻障的電流阻擋層(current blocking layer)13。如第4B圖所示，以氟化氫水等去除絕緣膜11。如第4C圖所示，藉由結晶成長，在InP披覆層8、10、電流阻擋層13的表面形成InP披覆層14。然後，如第4D圖所示，在InP披覆層14的表面成膜SiO2等絕緣膜15。絕緣膜15係如第4E圖所示，形成具有用以形成凸台溝54的絕緣膜開口部26的圖案。此外，形成有圖案的絕緣膜15係為了形成光波導層5的模式轉換光波導17而設有模式轉換光波導形成部25。第4F圖係顯示第4E圖中的B-B線的剖面。利用乾式蝕刻技術，以絕緣膜15作為遮罩，從絕緣膜開口部26藉由蝕刻而去除InP披覆層14、電流阻擋層13。另外，第4G圖至第4I圖中係顯示InP基板1的一部分被削減而成的凸台溝54。在凸台溝54的底部，即使削減InP基板1的一部分亦可。第1圖中係顯示InP基板1未被削減的凸台溝54。
第4G圖係沿第4E圖中所示B-B線之凸台溝54形成後的剖面圖。形成凸台溝54的蝕刻係以貫通電流阻擋層13的方式進行。此外，第3I圖中所示的含有光波導層5、活性層3的脊12並未被蝕刻。將此種構造稱為內埋型的光波導。
第4H圖係沿第4E圖中所示C-C線之凸台溝54形成後的剖面圖。如第4H圖所示，在成為高凸台光波導63的凸台內並無電流阻擋層13，以僅光波導層5留下的方式蝕刻InP披覆層14、電流阻擋層13。將此種構造稱為高凸台光波導。
如第4I圖所示，以氟化氫水等去除絕緣膜15，在內埋光波導62的上部，更具體而言是在內埋光波導62的InP披覆層14設置監測PD 65。另外，第1圖、第2圖(A)中所示的InP披覆層4係積層而成的InP披覆層，在內埋光波導62及高凸台光波導63中係由下層的InP披覆層10及上層的InP披覆層14所構成，第一光元件61中係由下層的InP披覆層8及上層的InP披覆層14所構成。
針對用以使散射光產生的光波導進行說明。第5圖中所示的光波導係兩個光波導亦即第一光波導71與第二光波導72彼此連接。此外，第5圖係顯示第一光波導71與第二光波導72能夠進行波導的波導模式(光分布)。第一光波導71內進行波導的光的光分布為光分布73，第二光波導72內進行波導的光的光分布為光分布74。光分布73的模場直徑為模場直徑w1，光分布74的模場直徑為模場直徑w2。另外，所謂的模場直徑，係指從波導模式的光分布的強度峰值變成1/e2之強度的光分布的直徑(寬度)。另外，第5圖中所示的第一光波導71、第二光波導72係相當於第2圖(A) 中所示的活性層3或光波導層5。以下，利用模場直徑進行說明。若各光波導的模場直徑相異，則從第一光波導71傳播而來的光無法全部耦合進第二光波導72，僅有滿足第二光波導72的波導模式的成分耦合進第二光波導72。無法耦合的成分係成為散射光而放射。有關此等的詳細說明係記載於非專利文獻1「河野健治著，光裝置用的光耦合系統之基礎與應用(日文：光
Figure 108103866-A0202-12-0012-1
光耦合系
Figure 108103866-A0202-12-0012-2
基礎
Figure 108103866-A0202-12-0012-3
応用)第二版」第29至36頁。
為了簡化說明，以二維(Z-Y面)進行探討。將第一光波導71的模場直徑設為w1，將第二光波導72的模場直徑設為w2時，於第6圖顯示各光波導的模場直徑之比w1/w2、及從第一光波導71傳播而來的光當中在輸入至第二光波導72時因散射而產生的散射光的比例。第6圖的散射光的比例之特性係從非專利文獻1的耦合效率η與模場直徑之比w1/w2的關係式求出。依上述，能夠藉由兩個光波導的接合部分的模場直徑w1與模場直徑w2之比的設定，獲得任意強度的散射光。
針對波導模式與模場直徑進行說明。所謂的波導模式，係指在光能夠進行傳播的光波導中的光的分布，一般係以稱之為基本模式模式來處理。在此，針對基本模式的光分布的導出進行說明。將第2圖(A)、第2圖(B)中，內埋光波導62的InP披覆層2、InP披覆層4的折射率設為nc1、nc2。將光波導層5的折射率設為nj，將該光波導層5的層厚設為dj。內埋光波導62係以InP披覆層2與InP披覆層4包夾光波導層5的構造。從InP披覆層2往InP披覆層4之積層方向係如第2圖所示為Y方向。惟，在數式中使用小寫的y。另外，適宜地將Y方向表記為y方向。此外，如第2圖(B)所示，垂直於Y方向的方向，亦即半導體光積體裝置200的短邊方 向為X方向。針對X方向亦與Y方向同樣地表記。在數式中使用小寫的x且適宜地將X方向表記為x方向。
將各層的積層方向亦即y方向的波導光的光電場分布設為E(y)。於以下顯示InP披覆層2、光波導層5、InP披覆層4的光電場分布。InP披覆層2的光電場Ec1(y)係如式(1)表示。
E c1(y)=D1 exp(γ c1 y)…(1)
式(1)的係數γC1係如式(2)表示。
Figure 108103866-A0202-12-0013-4
在此，ny代表透過折射率，k0代表真空中的波數。D1為任意的係數。
光波導層5的光電場Ej(y)係如式(3)表示。
Ej(y)=Aj cos(γ j (y-d j ))+B j sin(γ j (y-d j ))…(3)
式(3)的係數γj係如式(4)表示。
Figure 108103866-A0202-12-0013-5
在此，Aj、Bj為任意的係數。
InP披覆層4的光電場Ec2(y)係如式(5)表示。
Ec2(y)=D2 exp(γ c2 y)…(5)
式(5)的係數γC2係如式(6)表示。
Figure 108103866-A0202-12-0014-6
在此，ny代表透過折射率，k0代表真空中的波數。D2為任意的係數。
在光電場分布E(y)的光電場強度E2(y)中，在InP基板1之側成為光電場強度E2(y)的峰值的1/e2之直徑為y方向的模場直徑。能夠從InP披覆層2的光電場Ec1 2(y)求取InP披覆層2的y方向的模場直徑。能夠從光波導層5的光電場Ej(y)求取光波導層5的y方向的模場直徑。能夠從InP披覆層4的光電場Ec2(y)求取InP披覆層4的y方向的模場直徑。
接著，針對x方向的電場，藉由等效折射率法來求取。內埋光波導62的x方向的構造係如第2圖(B)、第4I圖所示，光波導層5的x方向的正側、負側(第4I圖中的左側右側)係被電流阻擋層13包夾。將第4I圖中的左側右側的電流阻擋層13的折射率分別設為nb1、nb2。將光波導層5的折射率設為nj、寬度設為tj，且將x方向的電場分布設為E(x)。將各電流阻擋層13的光電場設為Eb1(x)、Eb2(x)時，能夠如式(7)、式(9)來表示。適宜地將x方向的正側(第4I圖中的左側)的電流阻擋層13稱為第一電流阻擋層13，將x方向的負側(第4I圖中的右側)的電流阻擋層13稱為第二電流阻擋層13。
第一電流阻擋層13的光電場Eb1(x)係能夠如式(7)表示。
Eb1(x)=F1 exp(γ b1 x)…(7)
式(7)的係數γb1係如式(8)表示。
Figure 108103866-A0202-12-0015-7
第二電流阻擋層13的光電場Eb2(x)係能夠如式(9)表示。
Eb2(x)=F2 exp(γ b2 x)…(9)
式(9)的係數γb2係如式(10)表示。
Figure 108103866-A0202-12-0015-8
在此，nx代表透過折射率，k0代表真空中的波數。F1、F2為任意的係數。
光波導層5的光電場Ej(x)係能夠如式(11)表示。
Ej(x)=Gj cos(ζ j (x-t j ))+H j sin(ζ j (x-t j ))…(11)
式(11)的係數ζj係如式(12)表示。
Figure 108103866-A0202-12-0015-9
在此，Gj、Hj為任意的係數。
在光電場分布E(x)的光電場強度E2(x)中，在基板側成為光電場強度E2(x)的峰值的1/e2之直徑係x方向的模場直徑。能夠從第一電流阻擋層13的光電場Eb1(x)求取第一電流阻擋層13的x方向的模場直徑。能夠從第二電流阻擋層13的光電場Eb2(x)求取第二電流阻擋層13的x方向的模場直徑。能夠從光波導層5的光電場Ej(x)求取光波導層5的x方向 的模場直徑。
模場直徑的設計中，依式(1)至式(12)，使內埋光波導62的各層的折射率nc1、nc2、nb1、nb2、nj變化、或使光波導層5的厚度dj、寬度tj變化。光波導模式形狀(光分布)係由於將內埋光波導62的各層的折射率nc1、nc2、nb1、nb2、nj、光波導層5的厚度dj、寬度tj設定成所期望的值而變化。因此，模場直徑係因光波導模式形狀(光分布)變化而變化。使散射光產生的光散射部即散射光產生型樣7係由具有相異模場直徑的光波導組合而成的構造。
如第2圖(B)所示，就使散射光產生的散射光產生型樣7而言，實施形態1中係製作光波導層5的一部分內縮的形狀，藉此賦予折射率變化，使散射光產生。
針對散射光的放射角度進行說明。散射光的放射方向係取決於使散射產生的型樣。一般而言，光波導層的折射率變化愈急遽地變化，則散射光係對於光波導層以愈接近直角的角度散射。這是因為光波導層的折射率急遽變化時，由於傳播於光波導層的光無法追隨其變化(無法進行與各光波導層的波導模式對應的模式轉換)，故在光波導層的折射率變化之處，例如光波導層的寬度變化之處產生散射。另一方面，光波導層的折射率變化和緩時，由於傳播於光波導層的波導光能夠追隨其變化(進行與各光波導層的波導模式相應的模式轉換)，故散射光成分少。散射光係藉由設在光波導層的使散射光產生的散射光產生型樣7而往前方放射。
針對監測PD 65的配置位置進行說明。散射光係朝向散射光產生型樣7的前方放射，故監測PD 65的配置位置係涵蓋產生散射光的散 射光產生型樣7而設置在前方，且設置在到達監測PD 65的設置面的散射光強度成為最大的位置。設置監測PD 65的位置係依設在光波導層5的使散射光產生的散射光產生型樣7的光波導形狀而改變。內埋光波導62的上部的InP披覆層4的厚度變化時，監測PD 65的位置也變化。由於散射光係朝前方放射，故InP披覆層4的厚度較薄時，將監測PD 65設置在散射光產生型樣7附近的上部。InP披覆層4的厚度較厚時，散射光係在散射光的傳播方向的較遠處到達InP披覆層4的上部(表面)，故將監測PD 65設置在距散射光產生型樣7的較遠處。
依此，關於監測PD 65的設置位置及感光面積，較佳為在涵蓋使散射光產生的散射光產生型樣7起相對於波導方向前方處的位置，設置以散射光強度成為最大的位置為中心而具有能夠涵蓋到達監測PD的散射光的所有光分布之感光面積的監測PD。另外，針對監測PD 65的感光面積，若能夠獲得所需的監測電流值且設置在能夠獲得所需的散射光強度的範圍，則感光面積可任意設定。
內埋光波導62中，關於光波導層5到監測PD 65的Y方向的距離亦即InP披覆層4的厚度，設定為膜厚比進行波導的光的模場直徑厚而使得漸逝光不會及於監測PD 65的膜厚。在進行半導體光積體裝置200的製造時，以膜厚比進行波導的光的模場直徑厚而使得漸逝光不會及於監測PD 65的方式，設定InP披覆層10、14的膜厚。
藉由使散射光產生的散射光產生型樣7而產生的散射光係傳播於內埋光波導62中的光波導層5的上部的InP披覆層4而入射至所設置的監測PD 65。通過使散射光產生的散射光產生型樣7之波導光係再次 耦合於光波導層5而傳播。因利用散射光而會在內埋光波導62的凸台的側面發生反射，但往凸台側面的散射光的入射角度並無規則(random)，故能夠忽略從凸台側面返回輸入側(第一光元件61之側)的散射光。
實施形態1的半導體光積體裝置200係由監測PD 65感測散射光，藉此而能夠獲得與波導光的光強度相應的監測電流。由於實施形態1的半導體光積體裝置200係感測散射光，故不同於專利文獻1記載的感測漸逝光的情形，由於波導光未直接接於監測PD 65的感光部(吸收層)，故不會影響波導光。此外，實施形態1的半導體光積體裝置200中，波導光的分布係比光波導層5的Y方向的厚度、X方向的寬度大，故即使通過使散射光產生的散射光產生型樣7，也不會大幅損害光分布的對稱性。實施形態1的半導體光積體裝置200中，由於沒有往第一光元件61的活性層3之側的返回光，故不會發生因返回光雜訊造成的半導體雷射亦即雷射二極體(Laser Diode；LD)的異常振盪。依上述，實施形態1的半導體光積體裝置200係能夠在不影響傳播於光波導的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測，因此，適於作為在光波導中途設置有監測PD的積體裝置。
如上所述，實施形態1的半導體光積體裝置200係將進行光的傳播的第一光元件61、監視用光波導(內埋光波導62)、及第二光元件63形成在同一個半導體基板(InP基板1)；監視用光波導(內埋光波導62)係連接至第一光元件61，第二光元件63係連接至監視用光波導(內埋光波導62)(特徵1)。監視用光波導(內埋光波導62)係具備由具有相異模場直徑的光波導組合而成的使光的一部分散射之光散射部(散射光產生型樣7)；感測 藉由光散射部(散射光產生型樣7)而散射的散射光之光檢測器(監測PD 65)係設置在監視用光波導(內埋光波導62)的外周或半導體基板(InP基板1)的與光散射部(散射光產生型樣7)為相反側的背面(特徵2)。實施形態1的半導體光積體裝置200中，藉由特徵1及特徵2，感測藉由使光的一部分散射的監視用光波導(內埋光波導62)的光散射部(散射光產生型樣7)而散射的散射光之光檢測器(監測PD 65)係設置在監視用光波導(內埋光波導62)的外周或半導體基板(InP基板1)的與光散射部(散射光產生型樣7)為相反側的背面，因此，能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
實施形態2.
第7圖係顯示實施形態2的半導體光積體裝置之立體圖。第8圖(A)係第7圖的光元件部凸台的沿Z方向的剖面圖，第8圖(B)係第8圖(A)中的A-A線的剖面圖。實施形態2的半導體光積體裝置200係將實施形態1的半導體光積體裝置200的內埋光波導62替換成高凸台構造的光波導即高凸台光波導64而成。監視用光波導即高凸台光波導64係具備形成在半導體基板之InP基板1的依序積層第一披覆層之InP披覆層2、光波導層5、及第二披覆層之InP披覆層4而成的積層體。高凸台光波導64的積層體係具有成對的凸台端面的高凸台構造，該成對的凸台端面係沿與垂直於InP基板1的Y方向及光傳播的方向亦即Z方向成垂直的X方向彼此相對，且使光波導層5外露。監測PD 65係設置在高凸台光波導64的外周，例如高凸台光波導64之上(表面)。如第8圖(B)所示，使散射光產生之用的散射光產生型樣7係高凸台光波導64中變更了寬度的部分。
監測PD 65的設置位置及面積係與實施形態1相同。監測PD 65較佳係設置成涵蓋比使散射光產生的散射光產生型樣7更朝向波導方向前方處，且設置在以散射光強度成為最大的位置為中心而能夠感測到達InP披覆層4的上面(表面)的散射光的全部光之位置。另外，亦能夠依所需的監測電流量來設定監測PD 65的位置、感光面積。
實施形態2的半導體光積體裝置200係可達成與實施形態1的半導體光積體裝置200相同的作用及效果。實施形態2的半導體光積體裝置200係能夠在不影響傳播於光波導(高凸台光波導64)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
如上所述，實施形態2的半導體光積體裝置200係將進行光的傳播的第一光元件61、監視用光波導(高凸台光波導64)、及第二光元件63形成在同一個半導體基板(InP基板1)；監視用光波導(高凸台光波導64)係連接至第一光元件61，第二光元件63係連接至監視用光波導(高凸台光波導64)(特徵1)。監視用光波導(高凸台光波導64)係具備由具有相異模場直徑的光波導組合而成的使光的一部分散射之光散射部(散射光產生型樣7)；感測藉由光散射部(散射光產生型樣7)而散射的散射光之光檢測器(監測PD 65)係設置在監視用光波導(高凸台光波導64)的外周或半導體基板(InP基板1)的與光散射部(散射光產生型樣7)為相反側的背面(特徵2)。監視用光波導(高凸台光波導64)係具備形成在半導體基板(InP基板1)的依序積層第一披覆層(InP披覆層2)、光波導層5、及第二披覆層(InP披覆層4)而成的積層體；積層體係高凸台構造，該高凸台構造係具有成對的凸台端面，該成對的凸台端面係沿與垂直於半導體基板(InP基板1)的Y方向及光 傳播的方向亦即Z方向成垂直的X方向彼此相對，且使光波導層5外露(特徵3)。實施形態2的半導體光積體裝置200中，藉由特徵1至特徵3，感測藉由使光的一部分散射的監視用光波導(高凸台光波導64)的光散射部(散射光產生型樣7)而散射的散射光之光檢測器(監測PD 65)係設置在監視用光波導(高凸台光波導64)的外周或半導體基板(InP基板1)的與光散射部(散射光產生型樣7)為相反側的背面，因此，能夠在不影響傳播於光波導(高凸台光波導64)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
實施形態3.
實施形態3中，說明與實施形態1及2不同的散射光產生型樣。第9圖係顯示實施形態3的散射光產生型樣之圖，第10圖係顯示實施形態3的其他散射光產生型樣之圖。第11A圖至第11E圖係說明形成第10圖的散射光產生型樣的第一製造方法之圖。第12A圖至第12D圖係說明形成第10圖的散射光產生型樣的第二製造方法之圖。實施形態3的半導體光積體裝置200係將實施形態1或實施形態2的半導體光積體裝置200的散射光產生型樣變更成第9圖或第10圖所示的散射光產生型樣7而成。
使散射光產生的散射光產生型樣亦可為光波導的折射率變化者。於第9圖顯示散射光產生型樣7的一例。第9圖係相當於實施形態1的內埋光波導62的Z-X方向剖面(參照第2圖(B))的重要部分。實施形態1的散射光產生型樣7係光波導層5的X方向的寬度縮窄之例。實施形態3的散射光產生型樣7係將光波導層5的寬度加寬之例，亦即光波導層5的X方向的寬度擴大之例。第9圖的散射光產生型樣7係能夠藉由變更 第3H圖中所示的形成散射光產生型樣7之用的絕緣膜11的形狀來實現。另外，重複如第9圖的散射光產生型樣7所示的形狀，也能夠有與第9圖的散射光產生型樣7相同的效果，亦即使散射光產生。
第10圖顯示散射光產生型樣7的其他例。第10圖係相當於實施形態1的內埋光波導62的Z-Y方向剖面(參照第2圖(A))的重要部分。實施形態1的散射光產生型樣7係光波導層5的Y方向的厚度一定之例。實施形態3的散射光產生型樣7係將光波導層5的膜厚薄膜化之例，亦即光波導層5的Y方向的厚度變薄之例。第10圖所示的散射光產生型樣7係具有光波導層5的上部(監測PD 65之側)往InP基板1之側縮窄而內縮的形狀。另外，重複如第10圖的散射光產生型樣7所示的形狀，也能夠有與第10圖的散射光產生型樣7相同的效果，亦即使散射光產生。
以上已針對第9圖所示的散射光產生型樣7及第10圖中所示的散射光產生型樣7適用於實施形態1的內埋光波導62之例進行了說明。但並不限於此，第9圖中所示的散射光產生型樣7及第10圖中所示的散射光產生型樣7亦能夠適用於實施形態2的高凸台光波導64。
具有實施形態3的第9圖的散射光產生型樣7的半導體光積體裝置200的製造方法係與以實施形態1說明的製造方法相同。惟，將第3H圖的絕緣膜11的形狀配合第9圖的散射光產生型樣7的形狀進行變更。在此說明具有實施形態3的第10圖的散射光產生型樣7的半導體光積體裝置200的製造方法。第一製造方法係在實施形態1的第3D圖所示的步驟與第3E圖所示的步驟之間追加第11A圖至第11E圖所示的步驟。第二製造方法係在實施形態1的第4B圖所示的步驟與第4C圖所示的步驟之間追 加第12A圖至第12D圖所示的步驟。第11A圖至第11E圖係顯示光元件部凸台56的沿Z方向的剖面。第12A圖至第12D圖係顯示光元件部凸台56的沿Z方向的剖面。首先，說明第一製造方法的第11A圖至第11E圖的步驟。
如第11A圖所示，使用氟化氫水等去除第3D圖中的絕緣膜9。如第11B圖所示，在去除掉絕緣膜9的InP披覆層8及InP披覆層10的表面，成膜SiO2等絕緣膜16。在絕緣膜16的表面塗佈光阻，對光阻的一部分進行圖案成形而形成開口。此係利用一般的光刻(photolithography)製程。以該經過圖案成形的光阻作為遮罩對絕緣膜16進行蝕刻，如第11C圖所示，在絕緣膜16形成絕緣膜開口部36。
如第11D圖所示，以經圖案成形的絕緣膜16作為遮罩，利用乾式蝕刻或濕式蝕刻，藉由蝕刻去除InP披覆層10且去除至光波導層5中途，形成InP披覆層開口部27與光波導層凹部28。在濕式蝕刻中，InP披覆層10係使用鹽酸等蝕刻液。光波導層5係使用溴化氫水或酒石酸等蝕刻液。在乾式蝕刻中係使用甲烷系氣體或氯系氣體等。如第11E圖所示，以氟化氫水等去除絕緣膜16。之後的步驟係與第3E圖所示的步驟之後相同。另外，因不需要第3H圖中的散射光產生型樣形成部23，故在散射光產生型樣形成部23的位置係形成沒有內縮形狀的長方形形狀。此外，欲構成為兼具第10圖的散射光產生型樣7的Y方向形狀與第2圖(B)的散射光產生型樣7的X方向形狀時，可使用與第3E圖所示的步驟之後相同之步驟。另外，第11D圖、第11E圖中顯示了底面具有垂直於Y方向的水平面之光波導層凹部28，但若使用濕式蝕刻，則光波導層5的厚度係在光波導 層凹部28的Z方向邊界部比中央部厚，而形成如第10圖中所示的內縮形狀。
在此說明第二製造方法的第12A圖至第12D圖的步驟。從第4B圖中所示的InP披覆層10及配置在InP披覆層10的Z方向裡側的InP披覆層8露出的狀態，如第12A圖所示，在去除掉絕緣膜9的InP披覆層8及InP披覆層10的表面，成膜SiO2等絕緣膜16。在絕緣膜16的表面塗佈光阻，對光阻的一部分進行圖案成形而形成開口。此係利用一般的光刻製程。以該經過圖案成形的光阻作為遮罩對絕緣膜16進行蝕刻，如第12B圖所示，在絕緣膜16形成絕緣膜開口部36。
如第12C圖所示，以經圖案成形的絕緣膜16作為遮罩，利用乾式蝕刻或濕式蝕刻，藉由蝕刻去除InP披覆層10且去除至光波導層5中途，形成InP披覆層開口部27與光波導層凹部28。在濕式蝕刻中，InP披覆層10係使用鹽酸等蝕刻液。光波導層5係使用溴化氫水或酒石酸等蝕刻液。在乾式蝕刻中係使用甲烷系氣體或氯系氣體等。如第12D圖所示，以氟化氫水等去除絕緣膜16。之後的步驟係與第4C圖所示的步驟之後相同。另外，因不需要第3H圖中的散射光產生型樣形成部23，故在散射光產生型樣形成部23的位置係形成沒有內縮形狀的長方形形狀。此外，欲構成為兼具第10圖的散射光產生型樣7的Y方向形狀與第2圖(B)的散射光產生型樣7的X方向形狀時，可採用與第3H圖所示的步驟相同之步驟，形成第3H圖中的散射光產生型樣形成部23。另外，第12C圖、第12D圖中顯示了底面具有垂直於Y方向的水平面之光波導層凹部28，但若使用濕式蝕刻，則光波導層5的厚度係在光波導層凹部28的Z方向邊界部比中 央部厚，而形成如第10圖中所示的內縮形狀。
實施形態3的半導體光積體裝置200係具有第9圖或第10圖中所示的散射光產生型樣7，因此，與實施形態1或實施形態2同樣地，能夠藉由散射光產生型樣7獲得散射光，而能夠以監測PD 65感測散射光，獲得與波導光的光強度相應的監測電流。實施形態3的半導體光積體裝置200係可達成與實施形態1或實施形態2的半導體光積體裝置200相同的作用及效果。實施形態3的半導體光積體裝置200係能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
實施形態4.
實施形態4中係說明與實施形態1至實施形態3不同的散射光產生型樣。第13圖係顯示實施形態4的散射光產生型樣之圖。將光波導層5在中途彎折，藉以產生因彎折造成的波導光的損失。亦即，藉由光波導層5在中途彎折而成的彎折部，產生波導光的損失。實施形態4中，使監測PD 65感測該因彎折損失而生的散射光。第13圖顯示散射光產生型樣7的一例。第13圖係相當於實施形態1的內埋光波導62的Z-X方向剖面(參照第2圖(B))的重要部分。實施形態1的散射光產生型樣7係光波導層5的X方向的寬度縮窄之例。實施形態4的散射光產生型樣7係光波導層5曲折形成之例。第13圖的散射光產生型樣7係能夠藉由變更如第3H圖所示形成散射光產生型樣7之用的絕緣膜的形狀來實現。另外，重複如第13圖的散射光產生型樣7的形狀，也能夠有與第13圖的散射光產生型樣7相同的效果，亦即使散射光產生。另外，第13圖中所示的散射光產生型樣7亦能夠 適用於實施形態2的高凸台光波導64。
實施形態4的半導體光積體裝置200係具有第13圖中所示的散射光產生型樣7，因此，與實施形態1或實施形態2同樣地，能夠藉由散射光產生型樣7獲得散射光，而能夠以監測PD 65感測散射光，獲得與波導光的光強度相應的監測電流。實施形態4的半導體光積體裝置200係可達成與實施形態1或實施形態2的半導體光積體裝置200相同的作用及效果。實施形態4的半導體光積體裝置200係能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
如上所述，實施形態4的半導體光積體裝置200係將進行光的傳播的第一光元件61、監視用光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)、及第二光元件63形成在同一個半導體基板(InP基板1)；監視用光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)係連接至第一光元件61，第二光元件63係連接至監視用光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)(特徵1)。監視用光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)係具備形成在半導體基板(InP基板1)的依序積層第一披覆層(InP披覆層2)、具有使光的一部分散射之光散射部(散射光產生型樣7)的光波導層5、及第二披覆層(InP披覆層4)而成的積層體；光散射部(散射光產生型樣7)係形成在光波導層5的彎折部；感測藉由光散射部(散射光產生型樣7)而散射的散射光之光檢測器(監測PD 65)係設置在監視用光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)的外周或半導體基板(InP基板1)的與光散射部(散射光產生型樣7)為相反側的背面(特徵2)。實施形態4的半導體光積體裝置200中，藉由特徵1及特徵2，感 測藉由使光的一部分散射的監視用光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)的光散射部(散射光產生型樣7)而散射的散射光之光檢測器(監測PD 65)係設置在監視用光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)的外周或半導體基板(InP基板1)的與光散射部(散射光產生型樣7)為相反側的背面，因此，能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
實施形態5.
實施形態5中係說明使用模式轉換光波導17作為用以獲得散射光的型樣之例。第14圖係顯示實施形態5的半導體光積體裝置之立體圖。第15圖(A)係第14圖的光元件部凸台的重要部分的沿Z方向的剖面圖，第15圖(B)係第15圖(A)中的A-A線的剖面圖。實施形態5係將模式轉換光波導17利用於用以獲得散射光的型樣之例。第15圖中所示的內埋光波導62係具有第一光波導76與第二光波導77，第一光波導76的光波導層5與第二光波導77的光波導層5係藉由模式轉換光波導17而連接。模式轉換光波導17係為了連接相異光波導模式而設，而在波導光進行模式轉換時產生散射光。實施形態5的半導體光積體裝置200係將監測PD 65設置在模式轉換光波導17的上側。第15圖中係顯示模式轉換光波導17配置在虛線29a與虛線29b之間之例。此外，第15圖中係顯示虛線29c左側存在電流阻擋層13，虛線29c右側不存在電流阻擋層13之例。亦即，第15圖中顯示了第一光波導76為內埋構造的光波導、第二光波導77為高凸台構造的光波導之例。
監測PD 65較佳為設置在模式轉換光波導17的上部，且設 置在以散射光強度成為最大的位置為中心而能夠感測到達InP披覆層4的上面(表面)的散射光的全部光之位置。另外，亦能夠依所需的監測電流量來設定監測PD 65的位置、感光面積。將監測PD 65設置在模式轉換光波導17的上部之光波導係不論為內埋構造還是高凸台構造皆可。此外，第一光波導76及第二光波導77係可為內埋構造，第一光波導76及第二光波導77亦可為高凸台構造。此外，亦可將第二光波導77設為內埋構造，將第一光波導76設為高凸台構造，設置在其模式轉換光波導的上部。
實施形態5的半導體光積體裝置200係將監測PD 65設置在產生散射光的模式轉換光波導17的上部，因此，與實施形態1或實施形態2同樣地，能夠藉由模式轉換光波導17獲得散射光，而能夠以監測PD 65感測散射光，獲得與波導光的光強度相應的監測電流。實施形態5的半導體光積體裝置200係可達成與實施形態1或實施形態2的半導體光積體裝置200相同的作用及效果。實施形態5的半導體光積體裝置200係能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
實施形態6.
實施形態6中係說明使用藉由對接而連接的光波導作為用以獲得散射光的散射光產生部之例。第16圖(A)係實施形態6的監視用光波導的重要部分的沿Z方向的剖面圖，第16圖(B)係第16圖(A)中的A-A線的剖面圖。第17圖(A)係實施形態6的其他監視用光波導的重要部分的沿Z方向的剖面圖，第17圖(B)係第17圖(A)中的A-A線的剖面圖。第16圖(A)、第16圖(B)中所示的監視用光波導為內埋光波導62，具有第一光波導76與第二 光波導77，第一光波導76的光波導層18與第二光波導77的光波導層5係藉由對接而連接，而具有對接部37。實施形態6的半導體光積體裝置200係在實施形態1的半導體光積體裝置200使用第16圖(A)、第16圖(B)中所示的內埋光波導62。第16圖(A)係顯示第一光波導76與第二光波導77的Y方向的光分布即Y方向第一光分布21與Y方向第二光分布22。此外，第16圖(B)係顯示第一光波導76與第二光波導77的X方向的光分布即X方向第一光分布19與X方向第二光分布20。
將第一光波導76的X方向的模場直徑設為w1x，Y方向的模場直徑設為w1y。將第二光波導77的X方向的模場直徑設為w2x，Y方向的模場直徑設為w2y。成為實施形態6的散射光產生部之藉由對接而連接的光波導係定義如下。在第一光波導76的模場直徑與第二光波導77的模場直徑相同或相異的情形下，成為第一光波導76的模場的中心與第二光波導的模場的中心偏移量中，X方向的中心偏移量為-(w1x+w2x)/2至+(w1x+w2x)/2的範圍(範圍1)，Y方向(寬度方向)的中心偏移量為-(w1y+w2y)/2至+(w1y+w2y)/2的範圍(範圍2)之光波導。另外，在第一光波導76與第二光波導77的模場直徑相同的情形下，偏移量必須為範圍1、範圍2的排除掉零(zero)點(各自的中心一致的情形)的範圍。超過上述範圍使得兩者的光波導的模場直徑錯開時，或偏移量為零時，耦合進第二光波導77的波導光係成為第一光波導76的波導光的10%，或不會產生散射光，就光半導體裝置而言，並不實用。另外，關於上述耦合效率的計算係記載於前述之文獻「河野健治著，光裝置用光耦合系統之基礎與應用第二版」第29至45頁。
第17圖(A)、第17圖(B)中所示的監視用光波導為高凸台光波導64，具有第一光波導76與第二光波導77，第一光波導76的光波導層18與第二光波導77的光波導層5係藉由對接而連接，而具有對接部37。實施形態6的其他半導體光積體裝置200係在實施形態2的半導體光積體裝置200使用第17圖(A)、第17圖(B)中所示的高凸台光波導64。第17圖(A)係顯示第一光波導76與第二光波導77的Y方向的光分布即Y方向第一光分布21與Y方向第二光分布22。此外，第17圖(B)係顯示第一光波導76與第二光波導77的X方向的光分布即X方向第一光分布19與X方向第二光分布20。第17圖(A)、第17圖(B)中所示的高凸台光波導64亦與第16圖(A)、第16圖(B)中所示的內埋光波導62同樣地，能夠使散射光產生。
第16圖(A)、第16圖(B)中所示的內埋光波導62係藉由作為散射光產生部的對接部37而連接的光波導。此外，第17圖(A)、第17圖(B)中所示的高凸台光波導64係藉由作為散射光產生部的對接部37而連接的光波導。不論是內埋光波導62還是高凸台光波導64，監測PD 65較佳皆為設置在對接部37的上部，且設置在以來自對接部37的散射光強度成為最大的位置為中心而能夠感測到達InP披覆層4的上面(表面)的散射光的全部光之位置。另外，亦能夠依所需的監測電流量來設定置監測PD 65的位置、感光面積。
另外，第16圖(A)、第16圖(B)中係顯示了具備第一光波導76與第二光波導77的內埋光波導62之例。但第一光波導76的光波導層18亦可為第一光元件61的活性層3。此係由於第一光元件61亦即半導體雷 射兼作光波導之故。因此，亦可使用第一光元件61的活性層3與內埋光波導62的光波導層5之連接部來形成對接部37。第17圖(A)、第17圖(B)中係顯示了具備第一光波導76與第二光波導77的高凸台光波導64之例，但亦可使用第一光元件61的活性層3與高凸台光波導64的光波導層5的連接部來形成對接部37。
實施形態6的半導體光積體裝置200係將監測PD 65設置在產生散射光的對接部37的上部，因此，與實施形態1或實施形態2同樣地，能夠藉由對接部37獲得散射光，而能夠以監測PD 65感測散射光，獲得與波導光的光強度相應的監測電流。實施形態6的半導體光積體裝置200係可達成與實施形態1或實施形態2的半導體光積體裝置200相同的作用及效果。實施形態6的半導體光積體裝置200係能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
實施形態7.
第18圖係顯示實施形態7的半導體光積體裝置之立體圖。第18圖中所示的半導體光積體裝置200係將實施形態1的半導體光積體裝置200中設置在波導的上部的監測PD 65，變更成藉由MOCVD等結晶成長技術，以單石積體(monolithically integrated)方式形成的監測PD 66，而有所不同。藉由MOCVD等結晶成長技術以單石積體方式形成的監測PD 66亦能夠適用於實施形態2至實施形態6。
實施形態7的半導體光積體裝置200係可達成與實施形態1至實施形態6的半導體光積體裝置200相同的作用及效果。實施形態7的 半導體光積體裝置200係藉由以單石積體方式形成的監測PD 66，而能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
實施形態8.
第19圖係顯示實施形態8的半導體光積體裝置之立體圖。第19圖中所示的半導體光積體裝置200係將實施形態1的半導體光積體裝置200中設置在波導的上部的監測PD 65，變更成藉由接著劑68而貼附的監測PD元件67，而有所不同。接著劑68係例如為聚亞醯胺等有機接著劑。就貼附監測PD元件67的方法而言，已揭示了使用接著劑68之例，但亦可為其他方法。
實施形態8的半導體光積體裝置200係可達成與實施形態1至實施形態6的半導體光積體裝置200相同的作用及效果。實施形態8的半導體光積體裝置200係藉由貼附的監測PD元件67，而能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
實施形態9.
第20圖係顯示實施形態9的半導體光積體裝置之立體圖。第21圖(A)係第20圖的光元件部凸台的沿Z方向的剖面圖，第21圖(B)係第21圖(A)中的A-A線的剖面圖。實施形態9的半導體光積體裝置200係將實施形態1的半導體光積體裝置200中設置在光元件部凸台56的波導的上部的監測PD 65，藉由貼附而設置在光元件部凸台56的光波導(內埋光波導62)的單側側面或兩側側面，而有所不同。第21圖(B)中係顯示將監測PD 65設置 在光元件部凸台56的光波導的兩側側面之例。第20圖、第21圖(B)中所示的監測PD 65的具體例係實施形態8中所示的藉由接著劑68而貼附的監測PD元件67。
監測PD 65的設置位置，較佳係如第21圖(B)所示，設置在比使散射光產生的散射光產生型樣7更朝向波導方向處，且設置在以散射光強度成為最大的位置為中心而能夠感測到達凸台側面的散射光的全部光之位置。另外，亦能夠依所需的監測電流量來設定監測PD 65的位置、感光面積。
在產生散射光的光波導中，散射光係藉由散射光產生型樣7而沿光波導行進方向等向性地散射。因此，即使將監測PD 65設置在光元件部凸台56的光波導的側面，仍與實施形態1同樣地，能夠藉由散射光產生型樣7獲得散射光，而能夠以監測PD 65感測散射光，獲得與波導光的光強度相應的監測電流。設置在光元件部凸台56的光波導的側面的監測PD 65亦能夠適用於實施形態2至實施形態6。產生散射光的部分係散射光產生型樣7、模式轉換光波導17、對接部37。產生散射光的部分為模式轉換光波導17時，監測PD 65係跨監視用光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)與第二光元件63而設置。另外，即使為如實施形態6的第17圖(B)所示沿X方向偏移的對接部37，仍能夠藉由調整實施形態8中所示的接著劑68的厚度而適用。
實施形態9的半導體光積體裝置200係可達成與實施形態1至實施形態6的半導體光積體裝置200相同的作用及效果。實施形態9的半導體光積體裝置200係藉由設置在光元件部凸台56的光波導的側面的監 測PD 65，而能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
實施形態10.
第22圖係顯示實施形態10的半導體光積體裝置之立體圖。第23圖(A)係第22圖的光元件部凸台的沿Z方向的剖面圖，第23圖(B)係第23圖(A)中的A-A線的剖面圖。實施形態10的半導體光積體裝置200係將實施形態1的半導體光積體裝置200中設置在光元件部凸台56的波導的上部的監測PD 65，藉由貼附而設置在InP基板1的背面而有所不同。第22圖、第23圖(A)中所示的監測PD 65的具體例係實施形態8中所示的藉由接著劑68而貼附的監測PD元件67。
監測PD 65的設置位置，較佳係如第23圖(A)、第23圖(B)所示，設置在比使散射光產生的散射光產生型樣7更朝向波導方向處，且設置在以散射光強度成為最大的位置為中心而能夠感測到達InP基板1背面的散射光的全部光之位置。另外，亦能夠依所需的監測電流量來設定監測PD 65的位置、感光面積。
藉由散射光產生型樣7而散射的散射光係傳播於InP基板1而到達InP基板1背面。該散射光係能夠藉由貼附而設置在背面的監測PD 65所感測。因此，即使將監測PD 65設置在InP基板1的背面，仍與實施形態1同樣地，能夠藉由散射光產生型樣7獲得散射光，而能夠以監測PD 65感測散射光，獲得與波導光的光強度相應的監測電流。設置在InP基板1的背面的監測PD 65亦能夠適用於實施形態2至實施形態6。產生散射光的部分係散射光產生型樣7、模式轉換光波導17、對接部37。
實施形態10的半導體光積體裝置200係可達成與實施形態1至實施形態6的半導體光積體裝置200相同的作用及效果。實施形態10的半導體光積體裝置200係藉由設置在InP基板1的背面的監測PD 65，而能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62、高凸台光波導64)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
實施形態11.
實施形態11中係說明使散射光產生的凸台側面的形狀。第24圖(A)係實施形態11的監視用光波導的重要部分的沿Z方向的剖面圖，第24圖(B)係第24圖(A)中的A-A線的剖面圖。實施形態11的半導體光積體裝置200係將實施形態1的半導體光積體裝置200的散射光產生型樣變更成第24圖(A)、第24圖(B)中所示的凹部32。凹部32係在形成光元件部凸台56時，更具體而言是在形成凸台溝54時，同時形成。凹部32的X方向的深度係調整為使在內部進行波導的光的分布(光分布31)所及者。藉由波導光的末端及於以如上述方式加工的凹部32，而使散射光產生。實施形態11的半導體光積體裝置200係以監測PD 65感測藉由凹部32而產生的散射光。另外，第24圖(A)、第24圖(B)中係顯示三角柱狀的凹部32。三角柱狀的凹部32的X-Z方向的剖面(垂直於Y方向的剖面)為三角形。
第24圖(A)中所示的監測PD 65較佳係設置在連結形成在凸台側面的兩側的凹部32的凹部連接線38的上部，且設置在以散射光強度成為最大的位置為中心而能夠感測到達InP披覆層4的上面(表面)的散射光的全部光之位置。另外，亦能夠依所需的監測電流量來設定監測PD 65的位置、感光面積。另外，第24圖(A)、第24圖(B)中係顯示將監測PD 65 設置在屬於監視用光波導之內埋光波導62的上部之例，但亦可將監測PD 65設置在實施形態9中所示的凸台側面，或實施形態10中所示的InP基板1的背面。將監測PD 65設置在凸台側面或InP基板1的背面時，較佳為將監測PD 65設置在比凹部連接線38更朝向波導方向處，且設置在以散射光強度成為最大的位置為中心而能夠感測到達凸台側面或InP基板1背面的散射光的全部光之位置。另外，亦能夠依所需的監測電流量來設定監測PD 65的位置、感光面積。
實施形態11的半導體光積體裝置200係具有第24圖(A)、第24圖(B)中所示的產生散射光的凹部32，因此，與實施形態1同樣地，能夠藉由凹部32獲得散射光，而能夠以監測PD 65感測散射光，獲得與波導光的光強度相應的監測電流。實施形態11的半導體光積體裝置200係可達成與實施形態1的半導體光積體裝置200相同的作用及效果。實施形態11的半導體光積體裝置200係能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
如上所述，實施形態11的半導體光積體裝置200係將進行光的傳播的第一光元件61、監視用光波導(內埋光波導62)、及第二光元件63形成在同一個半導體基板(InP基板1)；監視用光波導(內埋光波導62)係連接至第一光元件61，第二光元件63係連接至監視用光波導(內埋光波導62)(特徵1)。監視用光波導(內埋光波導62)係具備形成在半導體基板(InP基板1)的依序積層第一披覆層(InP披覆層2)、光波導層5、及第二披覆層(InP披覆層4)而成的積層體；積層體係內埋構造，該內埋構造係具有 成對的凸台端面，該成對的凸台端面係沿與垂直於半導體基板(InP基板1)的Y方向及光傳播的方向亦即Z方向成垂直的X方向彼此相對，且不使光波導層5外露(特徵2)。監視用光波導(內埋光波導62)係在至少一個X方向的凸台端面具有光的分布所及的凹部32；凹部32係使光的一部分散射之光散射部；感測藉由光散射部(凹部32)而散射的散射光之光檢測器65係設置在監視用光波導(內埋光波導62)的外周或與半導體基板(InP基板1)的光散射部(凹部32)為相反側的背面(特徵3)。實施形態11的半導體光積體裝置200中，藉由特徵1至特徵3，感測藉由使光的一部分散射的監視用光波導(內埋光波導62)的光散射部(凹部32)而散射的散射光之光檢測器(監測PD 65)係設置在監視用光波導(內埋光波導62)的外周或半導體基板(InP基板1)的與光散射部(凹部32)為相反側的背面，因此，能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。
實施形態12.
實施形態12中係說明為了避免散射光返回輸入側而在凸台側面設有凹凸部33之例。第25圖(A)係實施形態12的半導體光積體裝置的光元件部凸台的沿Z方向的剖面圖，第25圖(B)係第25圖(A)中的A-A線的剖面圖。實施形態12的半導體光積體裝置200係在實施形態1的半導體光積體裝置200的內埋光波導62的凸台側面設有凹凸部33。
凹凸部33係充分遠離波導光的光分布以不影響波導光。藉由形成在凸台側面的凹凸部33，散射光係朝向更多方向反射、透射，因而防止散射光返回輸入側。依此，形成在凸台側面的凹凸部33係為了防止藉 由散射光產生型樣7產生的散射光返回LD亦即第一光元件61而設。
實施形態12的半導體光積體裝置200係藉由凹凸部33使藉由散射光產生型樣7產生的散射光往更多方向反射、透射，因此，能夠抑制波導光往輸入側例如LD的返回光量。
第25圖(A)、第25圖(B)中顯示了產生散射光的部分為實施形態1的散射光產生型樣7之例。但產生散射光的部分亦可為實施形態3的散射光產生型樣7、實施形態4的散射光產生型樣7、實施形態5的模式轉換光波導17、實施形態6的對接部37。監測PD 65亦可如實施形態10中所示，設置在InP基板1的背面。
實施形態12的半導體光積體裝置200係可達成與實施形態1的半導體光積體裝置200相同的作用及效果。實施形態12的半導體光積體裝置200係能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。此外，實施形態12的半導體光積體裝置200由於具有使藉由散射光產生型樣7等產生散射光的部分所產生的散射光往多個方向反射、透射的凹凸部33，因此，能夠抑制波導光的往輸入側亦即第一光元件61的返回光量。
實施形態13.
實施形態13中係說明為了抑制散射光返回輸入側而在光波導層5的下部設有吸收係數高的吸收層34之例。第26圖係實施形態13的半導體光積體裝置的光元件部凸台的沿Z方向的剖面圖。實施形態13的半導體光積體裝置200係在實施形態1的半導體光積體裝置200的光波導層5的下部設有吸收係數高的吸收層34。為了抑制藉由散射光產生型樣7(參照第2圖 (B))產生的散射光，在光波導層5的下部插入有吸收係數高的InGaAs層作為吸收層34。第26圖中係顯示吸收層34插入在第一光元件61的活性層3的下部之例。此外，第26圖中係顯示在InP披覆層4的表面的比設置監測PD 65的位置更朝向波導方向(Z方向)處配置有吸收層34之例。該些吸收層34係藉由以MOCVD進行結晶成長技術而實現。若為針對波導光的波長具有吸收係數的材料，則吸收層34亦可為InGaAs以外的材料。
InGaAs層係吸收1.3μm波長帶、1.5μm波長帶的光，故吸收在產生散射光的散射光產生型樣7所產生的散射光且為沒有到達監測PD 65的成分，而抑制往輸入側的返回光。光波導層5的下部的吸收層34係吸收傳播至InP基板1之側的散射光，配置在InP披覆層4表面的吸收層34係吸收傳播至InP披覆層4之側的散射光。實施形態13的半導體光積體裝置200係至少在光波導層5的下部具備吸收層34，因此，能夠去除未入射至監測PD 65的散射光的成分而抑制往輸入側的返回光的影響(返回光量)。實施形態13的半導體光積體裝置200係在光波導層5的下部及InP披覆層4的表面的比監測PD 65更朝向波導方向(Z方向)處具備吸收層34，藉此，相較於僅在光波導層5的下部配置吸收層34，能夠去除更多未入射至監測PD 65的散射光的成分而更進一步抑制往輸入側的返回光的影響。
產生散射光的部分不限於實施形態1的散射光產生型樣7，亦可為實施形態3的散射光產生型樣7、實施形態4的散射光產生型樣7、實施形態5的模式轉換光波導17、實施形態6的對接部37。
實施形態13的半導體光積體裝置200係可達成與實施形態 1的半導體光積體裝置200相同的作用及效果。實施形態13的半導體光積體裝置200係能夠在不影響傳播於光波導(內埋光波導62)的光的光分布且不使入射側的光元件的特性劣化下，對光強度進行監測。此外，實施形態13的半導體光積體裝置200係具有吸收藉由散射光產生型樣7等產生散射光的部分所產生的散射光之吸收層34，因此，能夠抑制朝向波導光的輸入側亦即第一光元件61的返回光的影響(返回光量)。
另外，在沒有矛盾的範圍內，能夠自由組合各實施形態，進行各實施形態的適用、變形、省略等。
1‧‧‧InP基板(半導體基板)
2‧‧‧InP披覆層(第一披覆層)
3‧‧‧活性層
4‧‧‧InP披覆層(第二披覆層)
5‧‧‧光波導層
6‧‧‧電極
7‧‧‧散射光產生型樣(光散射部)
13‧‧‧電流阻擋層
17‧‧‧模式轉換光波導
61‧‧‧第一光元件
62‧‧‧內埋光波導(監視用光波導)
63‧‧‧第二光元件(高凸台光波導)
65‧‧‧監測PD
200‧‧‧半導體光積體裝置

Claims (20)

  1. 一種半導體光積體裝置，係將進行光的傳播的第一光元件、監視用光波導、及第二光元件形成在同一個半導體基板而成者；前述監視用光波導係連接至前述第一光元件，前述第二光元件係連接至前述監視用光波導；前述監視用光波導係具備形成在前述半導體基板的積層體，該積層體係依序積層第一披覆層、具有使前述光的一部分散射之光散射部的光波導層、及第二披覆層而成者；前述積層體係高凸台構造或內埋構造；該高凸台構造係具有成對的凸台端面，該高凸台構造所具有之成對的凸台端面係沿與垂直於前述半導體基板的Y方向及前述光傳播的方向亦即Z方向成垂直的X方向彼此相對，且使前述光波導層外露；該內埋構造係具有成對的凸台端面，該內埋構造所具有之成對的凸台端面係沿與垂直於前述半導體基板的Y方向及前述光傳播的方向亦即Z方向成垂直的X方向彼此相對，且不使前述光波導層外露；前述光散射部係由具有相異模場直徑的光波導組合而成，或由模場直徑的中心偏移的光波導組合而成；感測藉由前述光散射部而散射的散射光之光檢測器係設置在設置面，該設置面為前述監視用光波導的與前述半導體基板為相反側的表面或前述凸台端面；前述光波導層與設置有前述光檢測器的前述設置面之距離，係比傳播於前述光波導層的光的模場直徑長，且為傳播於前述光波導層的前述光的 漸逝成分不及於前述光檢測器的距離。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之半導體光積體裝置，其中，前述光散射部係藉由前述光波導層的折射率之局部性變化而使模場直徑變化。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之半導體光積體裝置，其中，前述監視用光波導係具備第一光波導及第二光波導、以及連接於前述第一光波導與前述第二光波導之間且轉換前述光的波導模式的模式轉換光波導；前述第一光波導的模場直徑及前述光的波導模式係不同於前述第二光波導的模場直徑及前述光的波導模式；前述模式轉換光波導係前述光散射部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之半導體光積體裝置，其中，前述監視用光波導係具備模場直徑相異的第一光波導及第二光波導；前述光散射部係由前述第一光波導與前述第二光波導以各自的模場直徑的中心偏移或中心一致之方式藉由對接而連接成的對接部。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之半導體光積體裝置，其中，前述監視用光波導係具備模場直徑相同的第一光波導及第二光波導；前述光散射部係由前述第一光波導與前述第二光波導以各自的模場直徑的中心偏移之方式藉由對接而連接成的對接部。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之半導體光積體裝置，其中，前述監視用光波導係在前述內埋構造的X方向的前述凸台端面，具有使到達該凸台端面的前述散射光往多方向反射或透射的凹凸部。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之半導體光積體裝置，其中，前述光檢測器係在前述監視用光波導的與前述半導體基板為相反側的表面以 單石方式形成。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之半導體光積體裝置，其中，前述光檢測器之光檢測器元件係藉由接著劑接著在前述監視用光波導的與前述半導體基板為相反側的表面。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之半導體光積體裝置，其中，前述光檢測器係藉由接著劑接著在前述內埋構造的至少一個X方向的前述凸台端面。
  10. 如申請專利範圍第6項所述之半導體光積體裝置，其中，前述監視用光波導係在前述半導體基板側、及比前述光檢測器更朝向前述光的傳播的方向側且為與前述半導體基板為相反側的表面，具有吸收藉由前述光散射部而散射的前述散射光之吸收層。
  11. 如申請專利範圍第1至5項中任一項所述之半導體光積體裝置，其中，前述光檢測器係藉由接著劑接著在前述高凸台構造或前述內埋構造的至少一個X方向的前述凸台端面。
  12. 一種半導體光積體裝置，係將進行光的傳播的第一光元件、監視用光波導、及第二光元件形成在同一個半導體基板而成者；前述監視用光波導係連接至前述第一光元件，前述第二光元件係連接至前述監視用光波導；前述監視用光波導係具備形成在前述半導體基板的積層體，該積層體係依序積層第一披覆層、具有使前述光的一部分散射之光散射部的光波導層、及第二披覆層而成者；前述積層體係高凸台構造或內埋構造； 該高凸台構造係具有成對的凸台端面，該高凸台構造所具有之成對的凸台端面係沿與垂直於前述半導體基板的Y方向及前述光傳播的方向亦即Z方向成垂直的X方向彼此相對，且使前述光波導層外露；該內埋構造係具有成對的凸台端面，該內埋構造所具有之成對的凸台端面係沿與垂直於前述半導體基板的Y方向及前述光傳播的方向亦即Z方向成垂直的X方向彼此相對，且不使前述光波導層外露；前述光散射部為形成在前述光波導層的彎折部；感測藉由前述光散射部而散射的散射光之光檢測器係設置在設置面，該設置面為前述監視用光波導的與前述半導體基板為相反側的表面；前述光波導層與設置有前述光檢測器的前述設置面之距離，係比傳播於前述光波導層的光的模場直徑長，且為傳播於前述光波導層的前述光的漸逝成分不及於前述光檢測器的距離。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之半導體光積體裝置，其中，前述監視用光波導係在前述內埋構造的X方向的前述凸台端面，具有使到達該凸台端面的前述散射光往多方向反射或透射的凹凸部。
  14. 一種半導體光積體裝置，係將進行光的傳播的第一光元件、監視用光波導、及第二光元件形成在同一個半導體基板而成者；前述監視用光波導係連接至前述第一光元件，前述第二光元件係連接至前述監視用光波導；前述監視用光波導係具備形成在前述半導體基板的積層體，該積層體係依序積層第一披覆層、光波導層、及第二披覆層而成者；前述積層體係內埋構造，該內埋構造係具有成對的凸台端面，該成對 的凸台端面係沿與垂直於前述半導體基板的Y方向及前述光傳播的方向亦即Z方向成垂直的X方向彼此相對，且不使前述光波導層外露；前述監視用光波導係在至少一個X方向的前述凸台端面，具有前述光的分布的末端所及的凹部；前述凹部係使前述光的一部分散射的光散射部；感測藉由前述光散射部而散射的散射光之光檢測器係設置在設置面，該設置面為前述監視用光波導的與前述半導體基板為相反側的表面或沒有前述凹部的前述凸台端面；前述光波導層與設置有前述光檢測器的前述設置面之距離，係比傳播於前述光波導層的光的模場直徑長，且為傳播於前述光波導層的前述光的漸逝成分不及於前述光檢測器的距離。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之半導體光積體裝置，其中，前述監視用光波導係在前述內埋構造的X方向的前述凸台端面，具有使到達該凸台端面的前述散射光往多方向反射或透射的凹凸部。
  16. 如申請專利範圍第1至5項、第12項至第15項中任一項所述之半導體光積體裝置，其中，前述光檢測器係在前述監視用光波導的與前述半導體基板為相反側的表面以單石方式形成。
  17. 如申請專利範圍第1至5項、第12項至第15項中任一項所述之半導體光積體裝置，其中，前述光檢測器之光檢測器元件係藉由接著劑接著在前述監視用光波導的與前述半導體基板為相反側的表面。
  18. 如申請專利範圍第1至5項、第14項及第15項中任一項所述之半導體光積體裝置，其中，前述光檢測器係藉由接著劑接著在前述 內埋構造的至少一個X方向的前述凸台端面。
  19. 如申請專利範圍第16項所述之半導體光積體裝置，其中，前述光檢測器係設置在相對於前述光散射部為前述光的傳播的方向側的前方之位置，且為藉由前述光散射部而散射的前述散射光的光強度最高之位置。
  20. 如申請專利範圍第1至5項、第12項至第15項中任一項所述之半導體光積體裝置，其中，前述監視用光波導係在前述半導體基板側、及比前述光檢測器更朝向前述光的傳播的方向側且為與前述半導體基板為相反側的表面，具有吸收藉由前述光散射部而散射的前述散射光之吸收層。
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