JP2004363268A - 光半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】光半導体装置に関し、容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於ける波長及び光強度の安定性を向上し、広帯域且つ長距離の通信に実用できるようにする。
【解決手段】容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於いて、マッハ・ツェンダー干渉計内の二つの光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂのうち少なくとも一方の光導波路に設けられた位相調整部４００と、前記容量装荷型電極を備えた光変調器部３００と位相調整部４００との間を電気的に分離する素子分離部７００とが設けられている。
【選択図】 図１
【解決手段】容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於いて、マッハ・ツェンダー干渉計内の二つの光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂのうち少なくとも一方の光導波路に設けられた位相調整部４００と、前記容量装荷型電極を備えた光変調器部３００と位相調整部４００との間を電気的に分離する素子分離部７００とが設けられている。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光変調器など光信号を電気信号で制御する素子を含み、長距離大容量光通信を行なう場合に用いて好適な光半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体光変調器は、半導体レーザとの集積が可能であり、小型且つ安価な送信器コンポーネントを製作するのに重要の要素であって、従来、電界吸収型光変調器では、半導体レーザと集積した送信器が実現されていて、短距離の通信システムで実用化されている。
【０００３】
然しながら、電界吸収型光変調器は、その原理からして、動作時に於ける波長の変動、即ち、動的波長変動が大きく、長距離で且つ高速の通信には利用することができなかった。
【０００４】
この問題を解消しようとして、マッハ・ツェンダー型と呼ばれる光変調器が開発されていて、その光変調器に於いては、電界吸収型光変調器に比較して動的波長変動が小さく、特に、プッシュプル駆動時には波長変動が原理的に０となる。従って、長距離、広帯域な通信に利用できるものとして期待されている。
【０００５】
ところで、半導体マッハ・ツェンダー型光変調器を高速動作させるには、寄生容量に依る帯域制限を受けることがない進行波型電極構造にすることが不可欠であり、その進行波型電極構造にとって重要であるのは、駆動回路との特性インピーダンスの整合及び光の伝播速度と電気信号の伝播速度との整合である。
【０００６】
前記の各整合を可能にするマッハ・ツェンダー型光変調器の構造として、容量装荷型電極構造が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００７】
前記非特許文献１の開示を基礎にした典型的な光変調器は図７に見られるような構造になると考えられる。尚、非特許文献１には、位相調整領域についての開示がないので、その部分は本発明者の推測で補ってある。
【０００８】
図７は従来のマッハ・ツェンダー型光変調器を表す要部説明図であり、（Ａ）は要部切断上面を、また、（Ｂ）は線Ｘ−Ｘに沿う要部切断側面、（Ｃ）は等価回路をそれぞれ示している。
【０００９】
図７に於いて、１は半絶縁性半導体基板、２は導波路下部導電層、３は光導波路、４は上部クラッド層、５は信号電極、６は位相調整電極、７は接地電極、８はバイアス電極をそれぞれ示している。
【００１０】
図７の左方端から光変調器に入射した連続レーザ光は、信号電極５と接地電極７とからなる進行波型電極に入力された電気信号に依って強度変調され、その変調光は図７の右方端から出射される。
【００１１】
バイアス電極８には直流電圧が印加され、光変調器に於ける光導波路３に電界を印加する役割を果たす。また、位相調整電極６には電流若しくは電圧が印加されて光変調器の位相状態を調整する。
【００１２】
この光変調器では、信号電極５と接地電極７とからなる進行波型電極に対し、微小な光変調器が容量として装荷された構造になっていて、進行波型電極と変調器部分を独立に設計することで、特性インピーダンスの整合及び伝播速度の整合が可能である為、高速変調を行なうことが可能である。
【００１３】
また、２つの光変調器が信号電極５−接地電極７間に直列に接続され、それぞれが逆方向に駆動されるので、１信号入力でプッシュ・プル駆動が可能であり、動的波長変動を小さくすることができるとされ、従って、この構造の光変調器に依れば、広帯域・長距離伝送が可能であると考えられている。
【００１４】
ところが、図７の光変調器では、進行波型電極構造の一部である導波路下部導電層２と位相調整電極６の下部導電層とが電気的に連続であることから、図７に（Ｃ）として示した等価回路から明らかなように、信号電極５に於ける変調信号が位相調整電極６で代表される位相調整部に伝わり、位相調整電極６の端子間電圧を変動させるので、光信号の強度及び波長に動的変動を生じてしまう。
【００１５】
一般に、この種の光半導体装置に於いては、各機能部をそれぞれ絶縁しながら一部電極を共通化する構造が多用されていて、例えば半導体レーザ部と光変調器部とを集積化した半導体発光装置に関する発明が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１６】
特許文献１に開示された発明では、半導体レーザ部と光変調器部との間を絶縁する構成として、活性層及び光導波路層より下部では半導体レーザ部と光変調器部との間に在る半導体層を半絶縁層とし、半導体レーザ部と光変調器部との下部電極を分離し、そして、上部電極は共通電極としてあり、当該半導体発光装置を動作させる場合には、上部の共通電極を接地し、半導体レーザ部の下部電極に直流電流を印加し、そして、光変調器部の下部電極に交流信号を印加することで駆動している。
【００１７】
前記したように、先行技術の発明では、上部電極が共通電極になっている為、上部電極を接地電極として用いる分には動作するのであるが、そのように上部電極の使い方を限定されたのでは、本発明が対象としているマッハ・ツェンダー型光変調器では、上部電極のうち少なくとも一方は信号電極である為、上部電極が共通電極になっているのでは機能することはできない。
【００１８】
従って、マッハ・ツェンダー型光変調器では、上部電極及び下部電極は全て半導体レーザ部と分離する必要があり、また、半導体レーザ部と光変調器部との分離に限らず、光変調器内に在って機能する位相調整領域についても素子分離を行なう必要がある。
【００１９】
【非特許文献１】
ＩＥＥＥ Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ．２７，ｐ．６５４，１９９１
【特許文献１】
特許第３０５１４９９号公報
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於ける波長及び光強度の安定性を向上し、広帯域且つ長距離の通信に実用できるようにする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明に依る光半導体装置に於いては、容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於いて、マッハ・ツェンダー干渉計内の二つの光導波路（例えば光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂ）のうち少なくとも一方の光導波路に設けられた位相調整部（例えば位相調整部４００）と、前記容量装荷型電極を備えた光変調器部（例えば光変調器部３００）と前記位相調整部との間を電気的に分離する素子分離部（例えば素子分離部７００）とが設けられてなることを基本とする。
【００２２】
前記手段を採ることに依り、進行波型電極構造下部の導電層と位相調整部下部の導電層とが高抵抗領域で電気的に分離され、且つ、進行波型電極構造上部の導電層と位相調整部上部の導電層とが高抵抗領域で電気的に分離されていることから、光変調器の変調信号が位相調整部に達することはなく、波長及び光強度の動的安定性を実現することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は本発明に於ける実施の形態１である光半導体装置、即ち、マッハ・ツェンダー型光変調器を表す要部切断上面図であり、図２及び図３は図１に見られる光半導体装置の要部切断側面図であり、図２（Ａ）は図１に於ける線Ｘ１−Ｘ１に沿う断面、図２（Ｂ）は図１に於ける線Ｙ１−Ｙ１に沿う断面、図３（Ａ）は図１に於ける線Ｙ２−Ｙ２に沿う断面、図３（Ｂ）は図１に於ける線Ｙ３−Ｙ３に沿う断面をそれぞれ示している。
【００２４】
図１乃至図３に見られるように、実施の形態１であるマッハ・ツェンダー型光変調器は、半絶縁性半導体基板１００上に形成された光変調器部３００、位相調整部４００、分波器５００及び合波器６００、素子分離部７００に大別される。
【００２５】
前記した各部の構成要素になっている所要半導体層の成膜、或いは、それ等半導体層の加工に於いて、共通する成膜や加工は全て同時に行なわれることは云うまでもないが、例えば、半導体層がどの部を構成する要素になっているかに依って、それぞれ別異の記号を付与してあり、この点は、以下の説明で全て同じ認識で良い。
【００２６】
光変調器部３００は半絶縁性半導体基板１００上に形成された下部導電層３０１、下部導電層３０１上に形成された光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂを有し、光導波路３０２Ａ上に櫛歯状に突出して位置する分布電極３０３Ａが一体化されている信号電極３０３及び光導波路３０２Ｂ上に櫛歯状に突出して位置する分布電極３０４Ａが一体化されている接地電極３０４がそれぞれ形成されていて、この構成の信号電極３０３と接地電極３０４とが進行波型電極を成している。
【００２７】
信号電極３０３と接地電極３０４からなる進行波型電極とは別に光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂにバイアス電圧を印加する為のバイアス電極３０５が設けられている。
【００２８】
光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂは、下部導電層３０１、コア層３０６、上部クラッド層３０７が順に積層された積層構造になっていて、上部クラッド層３０７上には信号電極３０３の分布電極３０３Ａが、また、接地電極３０４の分布電極３０４Ａがコンタクトするように形成されている。尚、光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂを光導波路３０２で代表させる。
【００２９】
上部クラッド層３０７に於いて、諸電極とコンタクトしている部分は導電性半導体で構成され、諸電極とコンタクトしていない部分が半絶縁性半導体で構成されて上部半絶縁性半導体クラッド層３０７Ａになっている。
【００３０】
位相調整部４００は半絶縁性半導体基板１００上に形成された下部導電層４０１、下部導電層４０１上に形成された光導波路４０２Ａ及び４０２Ｂを有し、光導波路４０２Ａ及び４０２Ｂに電界を印加する為、光導波路４０２Ａ及び４０２Ｂ上に形成された位相調整電極４０３Ａ及び４０３Ｂ、そして、下部導電層４０１上に形成された位相調整電極４０４Ａ及び４０４Ｂを有している。
【００３１】
光導波路４０２Ａ及び４０２Ｂは、下部導電層４０１、コア層４０５、導電性半導体からなる上部クラッド層４０６が順に積層された積層構造になっている。尚、光導波路４０２Ａ及び４０２Ｂを光導波路４０２で代表させる。
【００３２】
素子分離部７００は、下部半絶縁性半導体クラッド層７０１、コア層７０３、上部半絶縁性半導体クラッド層７０２から成っていて、光変調器部３００及び位相調整部４００の間を電気的に分離している。
【００３３】
前記説明したマッハ・ツェンダー型光変調器に入射した連続レーザ光１は、分波器５００に依って光変調器部３００に於ける二つの光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂに分配され、光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂ中を伝播する間に分布電極３０３Ａをもつ信号電極３０３及び分布電極３０４Ａをもつ接地電極３０４に依って構成される進行波型電極に入力される電気信号に依って位相変調される。
【００３４】
光変調器部３００から出射された光は素子分離部７００を経て位相調整部４００に入射され、下部導電層４０１と光導波路４０２Ａ上の電極４０３Ａとの間及び下部導電層４０１と光導波路４０２Ｂ上の電極４０３Ｂとの間に印加される電圧に依って位相調整され、合波器６００に於いて、前記位相調整された光が合波され、強度変調された光信号Ｂとして出力される。
【００３５】
前記説明したマッハ・ツェンダー型光変調器に於ける各部分の構成を具体的に挙げると、半絶縁性半導体基板１００は例えば半絶縁性ＩｎＰ基板、光変調器部３００に於ける下部導電層３０１は不純物濃度を１×１０１８〔ｃｍ−３〕以上とした厚さ１〔μｍ〕以上のｎ型ＩｎＰ層、コア層３０６は厚さ１０〔ｎｍ〕のＧａＩｎＡｓＰ層と厚さ１０〔ｎｍ〕のＩｎＰ層とを交互に積層した量子井戸構造、上部クラッド層３０７は不純物濃度が５×１０１７〔ｃｍ−３〕程度で厚さ１〔μｍ〕以上のｐ型ＩｎＰ層と電極コンタクト層として機能するｐ型ＧａＩｎＡｓ層との積層構造である。尚、上部クラッド層３０７に於ける半絶縁性半導体部分３０７Ａは、ＦｅをドーピングしたＩｎＰ層から成っている。
【００３６】
位相調整部４００の下部導電層４０１は不純物濃度を１×１０１８〔ｃｍ−３〕以上とした厚さ１〔μｍ〕以上のｎ型ＩｎＰ層、コア層４０５は厚さ１０〔ｎｍ〕のＧａＩｎＡｓＰ層と厚さ１０〔ｎｍ〕のＩｎＰ層とを交互に積層した量子井戸構造、上部クラッド層４０６は不純物濃度を５×１０１７〔ｃｍ−３〕程度とした厚さ１〔μｍ〕以上のｐ型ＩｎＰ層及び電極コンタクト層として機能するｐ型ＧａＩｎＡｓ層の積層構造である。
【００３７】
信号電極３０３、接地電極３０４、バイアス電極３０５、位相調整電極４０３Ａ、４０３Ｂ、４０４Ａ、４０４Ｂは厚さ３〔μｍ〕程度のＡｕめっき膜から成っている。
【００３８】
素子分離部７００の長さは１０〔μｍ〕以上であって、光変調器部３００や位相調整部４００に於ける下部導電層３０１或いは４０１の形成と同時に同じ導電層を成膜した後、下部半絶縁性半導体クラッド層７０１の形成予定部分をエッチングに依って除去し、その除去跡にＦｅをドーピングしたＩｎＰ層を選択成長して厚さが下部導電層３０１や４０１と同程度になるよう成膜する。
【００３９】
その後、光変調器部３００、位相調整部４００、素子分離部７００に於ける各コア層３０６、４０５、７０３の成膜、上部クラッド層３０７、４０６の成膜を実施するのであるが、上部クラッド層３０７、４０６と同じ半導体層が上部半絶縁性半導体クラッド層３０７Ａの形成予定部分と上部半絶縁性半導体クラッド層７０２の形成予定部分にも成膜されるので、その部分の半導体層はエッチングに依って除去し、その除去跡にＦｅをドーピングしたＩｎＰ層を選択成長し、上部半絶縁性半導体クラッド層３０７Ａ及び上部半絶縁性半導体クラッド層７０２を形成する。
【００４０】
この場合、図に見られるように、光変調器部３００に於ける下部導電層３０１及び位相調整部４００に於ける下部導電層４０１は下部半絶縁性半導体クラッド層７０１に依って、また、光変調器部３００に於ける上部クラッド層３０７及び位相調整部４００に於ける上部クラッド層４０６は上部半絶縁性半導体クラッド層３０７Ａ、上部半絶縁性半導体クラッド層７０２に依って接続された構造になっているが、半絶縁性半導体の抵抗率はｎ型半導体と比較して１０桁大きいので分離は十分であって、変調信号が位相調整部４００に到達することはなく、従って、波長並びに光強度の動的安定性は向上し、広帯域且つ長距離の伝送が可能である。
【００４１】
実施の形態１に於けるマッハ・ツェンダー型光変調器に於いては、バイアス電極３０５を干渉計内に配置したが、これは干渉計外であっても良く、また、図７について説明した従来例のように光導波路上であっても良い。
【００４２】
また、位相調整部４００が光変調器部３００の光出力側に、且つ、光導波路毎に配置されているが、光変調器部３００の光入力側に配置し、また、光導波路の片側のみに配置して良い。
【００４３】
また、半絶縁性半導体クラッド層３０７Ａ、７０１、７０２にはＦｅをドーピングしたＩｎＰを用いたが、当該部分をヘリウム・イオン、或いは、その他のイオン、即ち、水素、ホウ素、酸素、Ｆｅなどのイオンを注入することに依って絶縁性化することもできる。
【００４４】
また、マッハ・ツェンダー型光変調器の光導波路に於ける両端面に無反射膜を形成して反射に依る光信号ノイズを低減させ、光伝送特性を向上させるようにしても良い。
【００４５】
実施の形態２
図４は本発明に於ける実施の形態２である光半導体装置、即ち、マッハ・ツェンダー型光変調器を表す要部切断上面図であり、図５は図４に見られる光半導体装置の要部切断側面図であり、図５（Ａ）は図４に於ける線Ｘ１−Ｘ１に沿う断面、図５（Ｂ）は図４に於ける線Ｙ１−Ｙ１に沿う断面をそれぞれ示している。
【００４６】
実施の形態２では、半絶縁性半導体基板１００上に光変調器部３００、位相調整部４００、分波器５００及び合波器６００、素子分離部７００を形成した点に於いて実施の形態１と変わりなく、従って、実施の形態１と異なる構成のみについて説明する。
【００４７】
実施の形態２の光半導体装置が実施の形態１の光半導体装置と相違するところは、マッハ・ツェンダー型光変調器に素子分離部７００Ａを介して半導体レーザ部８００を集積化した点にある。
【００４８】
半導体レーザ部８００に於いて、下部導電層８０１は不純物濃度を１×１０１８〔ｃｍ−３〕以上とした厚さ１〔μｍ〕以上のｎ型ＩｎＰ層、活性層８０５は厚さ６〔ｎｍ〕のＧａＩｎＡｓＰ井戸層及び厚さ１０〔ｎｍ〕のＧａＩｎＡｓＰバリア層を３周期積層してなる量子井戸構造、上部クラッド層８０６は不純物濃度を５×１０１７〔ｃｍ−３〕程度とした厚さ１〔μｍ〕以上のｐ型ＩｎＰ層とｐ型ＧａＩｎＡｓからなる電極コンタクト層である。
【００４９】
レーザ電極８０３及び８０４は、信号電極３０３、接地電極３０４、バイアス電極３０５、位相調整電極４０３Ａ、４０３Ｂ、４０４Ａ、４０４Ｂなどと同じく、厚さ３〔μｍ〕程度のＡｕめっき膜から成っている。
【００５０】
レーザ部８００と光変調器部３００との間に形成する素子分離部７００Ａの長さは、素子分離部７００と同様、１０〔μｍ〕以上である。
【００５１】
素子分離部７００Ａ及び半導体レーザ部８００の作製について説明するが、素子分離部７００Ａや半導体レーザ部８００に於ける各層の形成及び加工に関しては、光変調器部３００及び位相調整部４００と共通するものは同じ工程で同時に形成したり、或いは、加工することは云うまでもない。
【００５２】
素子分離部７００Ａを形成するには、レーザ部８００の下部導電層８０１を含む下部導電層を半絶縁性半導体基板１００上に一様に成膜し、下部半絶縁性半導体クラッド層７０１Ａの形成予定部分をエッチングに依って除去し、その除去跡にＦｅをドーピングしたＩｎＰ層を選択成長して厚さが下部導電層８０１と同程度になるよう成膜して下部半絶縁性半導体クラッド層７０１Ａとする。
【００５３】
下部半絶縁性半導体クラッド層７０１Ａ上に素子分離部７００Ａのコア層７０３Ａを含むコア層を形成し、次いで、該コア層上に光変調器部３００に於ける上部クラッド層３０７などを含む上部導電クラッド層を形成し、その上部導電クラッド層に於ける上部半絶縁性半導体クラッド層７０２Ａの形成予定部分をエッチングに依って除去し、その除去跡にＦｅをドーピングしたＩｎＰ層を選択成長して厚さが光変調器部３００に於ける上部クラッド層３０７などと同程度になるよう成膜して上部半絶縁性半導体クラッド層７０２Ａとする。
【００５４】
レーザ部８００を形成するには、レーザ部形成予定部分の光変調器部３００に於ける上部クラッド層３０７を含む上部クラッド層の表面から素子分離部７００Ａのコア層７０３Ａを含むコア層までをエッチングに依って除去し、レーザ部活性層８０５及び上部導電性クラッド層８０６を順に成膜すれば良い。
【００５５】
実施の形態２に於けるマッハ・ツェンダー型光変調器集積半導体レーザに於いては、光変調器部３００と位相調整部４００との間、及び、光変調器部３００とレーザ部８００との間はそれぞれ電気的に分離されているので、波長並びに光強度の動的安定性が得られ、広帯域且つ長距離の伝送が可能である。
【００５６】
実施の形態２に於けるマッハ・ツェンダー型光変調器に於いては、バイアス電極３０５を干渉計内に配置したが、これは干渉計外であっても良く、また、図７について説明した従来例のように光導波路上であっても良い。
【００５７】
また、位相調整部４００が光変調器部３００の光出力側に、且つ、光導波路毎に配置されているが、レーザ部８００の光出力側と光変調器部３００の光入力側との間に配置し、また、光導波路の片側のみに配置して良い。
【００５８】
また、位相調整部４００をレーザ部８００の光出力側と光変調器部３００の光入力側との間に配置した場合には、素子分離部７００Ａは設けなくても良い。
【００５９】
また、素子分離部７００或いは７００Ａに於ける半絶縁性半導体としてＦｅをドーピングしたＩｎＰを用いたが、当該部分をヘリウム・イオン、或いは、その他のイオン、即ち、水素、ホウ素、酸素、Ｆｅなどのイオンを注入することに依って絶縁性化することもできる。
【００６０】
また、良く知られているように、レーザ部８００のレーザ部活性層８０５に回折格子を用いることでレーザの単一波長性を向上させ、また、素子の伝送特性を向上させることもできる。
【００６１】
また、装置の光導波路に於ける光入力側及び光出力側の両端面に無反射膜を形成して反射に依る光信号ノイズを低減させ、また、レーザ部への戻り光を減少させて光伝送特性を向上させても良い。
【００６２】
実施の形態３
図６は本発明に於ける実施の形態３である光半導体装置、即ち、マッハ・ツェンダー型光変調器を表す要部切断上面図であり、図１乃至図５に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００６３】
実施の形態３では、半絶縁性半導体基板１００上に光変調器部３００、分波器５００及び合波器６００、素子分離部７００Ａ、レーザ部８００を形成した点に於いて実施の形態２と同様であり、従って、実施の形態２と異なる構成のみについて説明する。
【００６４】
実施の形態３の光半導体装置が実施の形態２の光半導体装置と相違するところは、位相調整部４００をもたず、レーザ部８００のみが設けられているので、素子分離部７００Ａが光変調器部３００とレーザ部８００との間にのみ設けられている点である。
【００６５】
本発明に於いては、前記説明した実施の形態を含め、多くの形態で実施することができ、以下、それを付記として例示する。
【００６６】
（付記１）
容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於いて、
マッハ・ツェンダー干渉計内の二つの光導波路のうち少なくとも一方の光導波路に設けられた位相調整部と、
前記容量装荷型電極を備えた光変調器部と前記位相調整部との間を電気的に分離する素子分離部とが設けられてなるこ
を特徴とする光半導体装置。
【００６７】
（付記２）
容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於いて、
前記容量装荷型電極を備えた光変調器部との間を電気的に分離する素子分離部を介して光学的に接続された半導体レーザ部が設けられてなること
を特徴とする光半導体装置。
【００６８】
（付記３）
容量装荷型電極を備えた光変調器部との間を電気的に分離する素子分離部を介して光学的に接続された半導体レーザ部が設けられてなること
を特徴とする（付記１）記載の光半導体装置。
【００６９】
（付記４）
半導体レーザ部が回折格子からなる活性層を備えてなること
を特徴とする（付記２）或いは（付記３）記載の光半導体装置。
【００７０】
（付記５）
素子分離部の少なくとも一部は半絶縁性半導体層で構成されてなること
を特徴とする（付記１）乃至（付記４）の何れか１記載の光半導体装置。
【００７１】
（付記６）
素子分離部に於ける半絶縁性半導体層の少なくとも一部がＦｅをドーピングしたＩｎＰで構成されてなること
を特徴とする（付記１）乃至（付記５）の何れか１記載の光半導体装置。
【００７２】
（付記７）
素子分離部に於ける半絶縁性半導体層の少なくとも一部がイオン注入で形成されてなること
を特徴とする（付記１）乃至（付記６）の何れか１記載の光半導体装置。
【００７３】
【発明の効果】
本発明に依る光半導体装置に於いては、容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於いて、マッハ・ツェンダー干渉計内の二つの光導波路のうち少なくとも一方の光導波路に設けられた位相調整部と、前記容量装荷型電極を備えた光変調器部と前記位相調整部との間を電気的に分離する素子分離部とが設けられていることが基本になっている。
【００７４】
前記構成を採ることに依り、進行波型電極構造下部の導電層と位相調整部下部の導電層とが高抵抗領域で電気的に分離され、且つ、進行波型電極構造上部の導電層と位相調整部上部の導電層とが高抵抗領域で電気的に分離されていることから、光変調器の変調信号が位相調整部に達することはなく、波長及び光強度の動的安定性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に於ける実施の形態１である光半導体装置を表す要部切断上面図である。
【図２】図１に見られる光半導体装置の要部切断側面図である。
【図３】図１に見られる光半導体装置の要部切断側面図である。
【図４】本発明に於ける実施の形態２である光半導体装置を表す要部切断上面図である。
【図５】図４に見られる光半導体装置の要部切断側面図である。
【図６】本発明に於ける実施の形態３である光半導体装置を表す要部切断上面図である。
【図７】従来のマッハ・ツェンダー型光変調器を表す要部説明図である。
【符号の説明】
１００ 半絶縁性半導体基板
３００ 光変調器部
４００ 位相調整部
５００ 分波器
６００ 合波器
７００ 素子分離部
７００Ａ 素子分離部
８００ 半導体レーザ部
【発明の属する技術分野】
本発明は、光変調器など光信号を電気信号で制御する素子を含み、長距離大容量光通信を行なう場合に用いて好適な光半導体装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、半導体光変調器は、半導体レーザとの集積が可能であり、小型且つ安価な送信器コンポーネントを製作するのに重要の要素であって、従来、電界吸収型光変調器では、半導体レーザと集積した送信器が実現されていて、短距離の通信システムで実用化されている。
【０００３】
然しながら、電界吸収型光変調器は、その原理からして、動作時に於ける波長の変動、即ち、動的波長変動が大きく、長距離で且つ高速の通信には利用することができなかった。
【０００４】
この問題を解消しようとして、マッハ・ツェンダー型と呼ばれる光変調器が開発されていて、その光変調器に於いては、電界吸収型光変調器に比較して動的波長変動が小さく、特に、プッシュプル駆動時には波長変動が原理的に０となる。従って、長距離、広帯域な通信に利用できるものとして期待されている。
【０００５】
ところで、半導体マッハ・ツェンダー型光変調器を高速動作させるには、寄生容量に依る帯域制限を受けることがない進行波型電極構造にすることが不可欠であり、その進行波型電極構造にとって重要であるのは、駆動回路との特性インピーダンスの整合及び光の伝播速度と電気信号の伝播速度との整合である。
【０００６】
前記の各整合を可能にするマッハ・ツェンダー型光変調器の構造として、容量装荷型電極構造が提案されている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００７】
前記非特許文献１の開示を基礎にした典型的な光変調器は図７に見られるような構造になると考えられる。尚、非特許文献１には、位相調整領域についての開示がないので、その部分は本発明者の推測で補ってある。
【０００８】
図７は従来のマッハ・ツェンダー型光変調器を表す要部説明図であり、（Ａ）は要部切断上面を、また、（Ｂ）は線Ｘ−Ｘに沿う要部切断側面、（Ｃ）は等価回路をそれぞれ示している。
【０００９】
図７に於いて、１は半絶縁性半導体基板、２は導波路下部導電層、３は光導波路、４は上部クラッド層、５は信号電極、６は位相調整電極、７は接地電極、８はバイアス電極をそれぞれ示している。
【００１０】
図７の左方端から光変調器に入射した連続レーザ光は、信号電極５と接地電極７とからなる進行波型電極に入力された電気信号に依って強度変調され、その変調光は図７の右方端から出射される。
【００１１】
バイアス電極８には直流電圧が印加され、光変調器に於ける光導波路３に電界を印加する役割を果たす。また、位相調整電極６には電流若しくは電圧が印加されて光変調器の位相状態を調整する。
【００１２】
この光変調器では、信号電極５と接地電極７とからなる進行波型電極に対し、微小な光変調器が容量として装荷された構造になっていて、進行波型電極と変調器部分を独立に設計することで、特性インピーダンスの整合及び伝播速度の整合が可能である為、高速変調を行なうことが可能である。
【００１３】
また、２つの光変調器が信号電極５−接地電極７間に直列に接続され、それぞれが逆方向に駆動されるので、１信号入力でプッシュ・プル駆動が可能であり、動的波長変動を小さくすることができるとされ、従って、この構造の光変調器に依れば、広帯域・長距離伝送が可能であると考えられている。
【００１４】
ところが、図７の光変調器では、進行波型電極構造の一部である導波路下部導電層２と位相調整電極６の下部導電層とが電気的に連続であることから、図７に（Ｃ）として示した等価回路から明らかなように、信号電極５に於ける変調信号が位相調整電極６で代表される位相調整部に伝わり、位相調整電極６の端子間電圧を変動させるので、光信号の強度及び波長に動的変動を生じてしまう。
【００１５】
一般に、この種の光半導体装置に於いては、各機能部をそれぞれ絶縁しながら一部電極を共通化する構造が多用されていて、例えば半導体レーザ部と光変調器部とを集積化した半導体発光装置に関する発明が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【００１６】
特許文献１に開示された発明では、半導体レーザ部と光変調器部との間を絶縁する構成として、活性層及び光導波路層より下部では半導体レーザ部と光変調器部との間に在る半導体層を半絶縁層とし、半導体レーザ部と光変調器部との下部電極を分離し、そして、上部電極は共通電極としてあり、当該半導体発光装置を動作させる場合には、上部の共通電極を接地し、半導体レーザ部の下部電極に直流電流を印加し、そして、光変調器部の下部電極に交流信号を印加することで駆動している。
【００１７】
前記したように、先行技術の発明では、上部電極が共通電極になっている為、上部電極を接地電極として用いる分には動作するのであるが、そのように上部電極の使い方を限定されたのでは、本発明が対象としているマッハ・ツェンダー型光変調器では、上部電極のうち少なくとも一方は信号電極である為、上部電極が共通電極になっているのでは機能することはできない。
【００１８】
従って、マッハ・ツェンダー型光変調器では、上部電極及び下部電極は全て半導体レーザ部と分離する必要があり、また、半導体レーザ部と光変調器部との分離に限らず、光変調器内に在って機能する位相調整領域についても素子分離を行なう必要がある。
【００１９】
【非特許文献１】
ＩＥＥＥ Ｊｏｕｎａｌ ｏｆ Ｑｕａｎｔｕｍ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，ｖｏｌ．２７，ｐ．６５４，１９９１
【特許文献１】
特許第３０５１４９９号公報
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明では、容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於ける波長及び光強度の安定性を向上し、広帯域且つ長距離の通信に実用できるようにする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明に依る光半導体装置に於いては、容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於いて、マッハ・ツェンダー干渉計内の二つの光導波路（例えば光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂ）のうち少なくとも一方の光導波路に設けられた位相調整部（例えば位相調整部４００）と、前記容量装荷型電極を備えた光変調器部（例えば光変調器部３００）と前記位相調整部との間を電気的に分離する素子分離部（例えば素子分離部７００）とが設けられてなることを基本とする。
【００２２】
前記手段を採ることに依り、進行波型電極構造下部の導電層と位相調整部下部の導電層とが高抵抗領域で電気的に分離され、且つ、進行波型電極構造上部の導電層と位相調整部上部の導電層とが高抵抗領域で電気的に分離されていることから、光変調器の変調信号が位相調整部に達することはなく、波長及び光強度の動的安定性を実現することができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
実施の形態１
図１は本発明に於ける実施の形態１である光半導体装置、即ち、マッハ・ツェンダー型光変調器を表す要部切断上面図であり、図２及び図３は図１に見られる光半導体装置の要部切断側面図であり、図２（Ａ）は図１に於ける線Ｘ１−Ｘ１に沿う断面、図２（Ｂ）は図１に於ける線Ｙ１−Ｙ１に沿う断面、図３（Ａ）は図１に於ける線Ｙ２−Ｙ２に沿う断面、図３（Ｂ）は図１に於ける線Ｙ３−Ｙ３に沿う断面をそれぞれ示している。
【００２４】
図１乃至図３に見られるように、実施の形態１であるマッハ・ツェンダー型光変調器は、半絶縁性半導体基板１００上に形成された光変調器部３００、位相調整部４００、分波器５００及び合波器６００、素子分離部７００に大別される。
【００２５】
前記した各部の構成要素になっている所要半導体層の成膜、或いは、それ等半導体層の加工に於いて、共通する成膜や加工は全て同時に行なわれることは云うまでもないが、例えば、半導体層がどの部を構成する要素になっているかに依って、それぞれ別異の記号を付与してあり、この点は、以下の説明で全て同じ認識で良い。
【００２６】
光変調器部３００は半絶縁性半導体基板１００上に形成された下部導電層３０１、下部導電層３０１上に形成された光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂを有し、光導波路３０２Ａ上に櫛歯状に突出して位置する分布電極３０３Ａが一体化されている信号電極３０３及び光導波路３０２Ｂ上に櫛歯状に突出して位置する分布電極３０４Ａが一体化されている接地電極３０４がそれぞれ形成されていて、この構成の信号電極３０３と接地電極３０４とが進行波型電極を成している。
【００２７】
信号電極３０３と接地電極３０４からなる進行波型電極とは別に光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂにバイアス電圧を印加する為のバイアス電極３０５が設けられている。
【００２８】
光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂは、下部導電層３０１、コア層３０６、上部クラッド層３０７が順に積層された積層構造になっていて、上部クラッド層３０７上には信号電極３０３の分布電極３０３Ａが、また、接地電極３０４の分布電極３０４Ａがコンタクトするように形成されている。尚、光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂを光導波路３０２で代表させる。
【００２９】
上部クラッド層３０７に於いて、諸電極とコンタクトしている部分は導電性半導体で構成され、諸電極とコンタクトしていない部分が半絶縁性半導体で構成されて上部半絶縁性半導体クラッド層３０７Ａになっている。
【００３０】
位相調整部４００は半絶縁性半導体基板１００上に形成された下部導電層４０１、下部導電層４０１上に形成された光導波路４０２Ａ及び４０２Ｂを有し、光導波路４０２Ａ及び４０２Ｂに電界を印加する為、光導波路４０２Ａ及び４０２Ｂ上に形成された位相調整電極４０３Ａ及び４０３Ｂ、そして、下部導電層４０１上に形成された位相調整電極４０４Ａ及び４０４Ｂを有している。
【００３１】
光導波路４０２Ａ及び４０２Ｂは、下部導電層４０１、コア層４０５、導電性半導体からなる上部クラッド層４０６が順に積層された積層構造になっている。尚、光導波路４０２Ａ及び４０２Ｂを光導波路４０２で代表させる。
【００３２】
素子分離部７００は、下部半絶縁性半導体クラッド層７０１、コア層７０３、上部半絶縁性半導体クラッド層７０２から成っていて、光変調器部３００及び位相調整部４００の間を電気的に分離している。
【００３３】
前記説明したマッハ・ツェンダー型光変調器に入射した連続レーザ光１は、分波器５００に依って光変調器部３００に於ける二つの光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂに分配され、光導波路３０２Ａ及び３０２Ｂ中を伝播する間に分布電極３０３Ａをもつ信号電極３０３及び分布電極３０４Ａをもつ接地電極３０４に依って構成される進行波型電極に入力される電気信号に依って位相変調される。
【００３４】
光変調器部３００から出射された光は素子分離部７００を経て位相調整部４００に入射され、下部導電層４０１と光導波路４０２Ａ上の電極４０３Ａとの間及び下部導電層４０１と光導波路４０２Ｂ上の電極４０３Ｂとの間に印加される電圧に依って位相調整され、合波器６００に於いて、前記位相調整された光が合波され、強度変調された光信号Ｂとして出力される。
【００３５】
前記説明したマッハ・ツェンダー型光変調器に於ける各部分の構成を具体的に挙げると、半絶縁性半導体基板１００は例えば半絶縁性ＩｎＰ基板、光変調器部３００に於ける下部導電層３０１は不純物濃度を１×１０１８〔ｃｍ−３〕以上とした厚さ１〔μｍ〕以上のｎ型ＩｎＰ層、コア層３０６は厚さ１０〔ｎｍ〕のＧａＩｎＡｓＰ層と厚さ１０〔ｎｍ〕のＩｎＰ層とを交互に積層した量子井戸構造、上部クラッド層３０７は不純物濃度が５×１０１７〔ｃｍ−３〕程度で厚さ１〔μｍ〕以上のｐ型ＩｎＰ層と電極コンタクト層として機能するｐ型ＧａＩｎＡｓ層との積層構造である。尚、上部クラッド層３０７に於ける半絶縁性半導体部分３０７Ａは、ＦｅをドーピングしたＩｎＰ層から成っている。
【００３６】
位相調整部４００の下部導電層４０１は不純物濃度を１×１０１８〔ｃｍ−３〕以上とした厚さ１〔μｍ〕以上のｎ型ＩｎＰ層、コア層４０５は厚さ１０〔ｎｍ〕のＧａＩｎＡｓＰ層と厚さ１０〔ｎｍ〕のＩｎＰ層とを交互に積層した量子井戸構造、上部クラッド層４０６は不純物濃度を５×１０１７〔ｃｍ−３〕程度とした厚さ１〔μｍ〕以上のｐ型ＩｎＰ層及び電極コンタクト層として機能するｐ型ＧａＩｎＡｓ層の積層構造である。
【００３７】
信号電極３０３、接地電極３０４、バイアス電極３０５、位相調整電極４０３Ａ、４０３Ｂ、４０４Ａ、４０４Ｂは厚さ３〔μｍ〕程度のＡｕめっき膜から成っている。
【００３８】
素子分離部７００の長さは１０〔μｍ〕以上であって、光変調器部３００や位相調整部４００に於ける下部導電層３０１或いは４０１の形成と同時に同じ導電層を成膜した後、下部半絶縁性半導体クラッド層７０１の形成予定部分をエッチングに依って除去し、その除去跡にＦｅをドーピングしたＩｎＰ層を選択成長して厚さが下部導電層３０１や４０１と同程度になるよう成膜する。
【００３９】
その後、光変調器部３００、位相調整部４００、素子分離部７００に於ける各コア層３０６、４０５、７０３の成膜、上部クラッド層３０７、４０６の成膜を実施するのであるが、上部クラッド層３０７、４０６と同じ半導体層が上部半絶縁性半導体クラッド層３０７Ａの形成予定部分と上部半絶縁性半導体クラッド層７０２の形成予定部分にも成膜されるので、その部分の半導体層はエッチングに依って除去し、その除去跡にＦｅをドーピングしたＩｎＰ層を選択成長し、上部半絶縁性半導体クラッド層３０７Ａ及び上部半絶縁性半導体クラッド層７０２を形成する。
【００４０】
この場合、図に見られるように、光変調器部３００に於ける下部導電層３０１及び位相調整部４００に於ける下部導電層４０１は下部半絶縁性半導体クラッド層７０１に依って、また、光変調器部３００に於ける上部クラッド層３０７及び位相調整部４００に於ける上部クラッド層４０６は上部半絶縁性半導体クラッド層３０７Ａ、上部半絶縁性半導体クラッド層７０２に依って接続された構造になっているが、半絶縁性半導体の抵抗率はｎ型半導体と比較して１０桁大きいので分離は十分であって、変調信号が位相調整部４００に到達することはなく、従って、波長並びに光強度の動的安定性は向上し、広帯域且つ長距離の伝送が可能である。
【００４１】
実施の形態１に於けるマッハ・ツェンダー型光変調器に於いては、バイアス電極３０５を干渉計内に配置したが、これは干渉計外であっても良く、また、図７について説明した従来例のように光導波路上であっても良い。
【００４２】
また、位相調整部４００が光変調器部３００の光出力側に、且つ、光導波路毎に配置されているが、光変調器部３００の光入力側に配置し、また、光導波路の片側のみに配置して良い。
【００４３】
また、半絶縁性半導体クラッド層３０７Ａ、７０１、７０２にはＦｅをドーピングしたＩｎＰを用いたが、当該部分をヘリウム・イオン、或いは、その他のイオン、即ち、水素、ホウ素、酸素、Ｆｅなどのイオンを注入することに依って絶縁性化することもできる。
【００４４】
また、マッハ・ツェンダー型光変調器の光導波路に於ける両端面に無反射膜を形成して反射に依る光信号ノイズを低減させ、光伝送特性を向上させるようにしても良い。
【００４５】
実施の形態２
図４は本発明に於ける実施の形態２である光半導体装置、即ち、マッハ・ツェンダー型光変調器を表す要部切断上面図であり、図５は図４に見られる光半導体装置の要部切断側面図であり、図５（Ａ）は図４に於ける線Ｘ１−Ｘ１に沿う断面、図５（Ｂ）は図４に於ける線Ｙ１−Ｙ１に沿う断面をそれぞれ示している。
【００４６】
実施の形態２では、半絶縁性半導体基板１００上に光変調器部３００、位相調整部４００、分波器５００及び合波器６００、素子分離部７００を形成した点に於いて実施の形態１と変わりなく、従って、実施の形態１と異なる構成のみについて説明する。
【００４７】
実施の形態２の光半導体装置が実施の形態１の光半導体装置と相違するところは、マッハ・ツェンダー型光変調器に素子分離部７００Ａを介して半導体レーザ部８００を集積化した点にある。
【００４８】
半導体レーザ部８００に於いて、下部導電層８０１は不純物濃度を１×１０１８〔ｃｍ−３〕以上とした厚さ１〔μｍ〕以上のｎ型ＩｎＰ層、活性層８０５は厚さ６〔ｎｍ〕のＧａＩｎＡｓＰ井戸層及び厚さ１０〔ｎｍ〕のＧａＩｎＡｓＰバリア層を３周期積層してなる量子井戸構造、上部クラッド層８０６は不純物濃度を５×１０１７〔ｃｍ−３〕程度とした厚さ１〔μｍ〕以上のｐ型ＩｎＰ層とｐ型ＧａＩｎＡｓからなる電極コンタクト層である。
【００４９】
レーザ電極８０３及び８０４は、信号電極３０３、接地電極３０４、バイアス電極３０５、位相調整電極４０３Ａ、４０３Ｂ、４０４Ａ、４０４Ｂなどと同じく、厚さ３〔μｍ〕程度のＡｕめっき膜から成っている。
【００５０】
レーザ部８００と光変調器部３００との間に形成する素子分離部７００Ａの長さは、素子分離部７００と同様、１０〔μｍ〕以上である。
【００５１】
素子分離部７００Ａ及び半導体レーザ部８００の作製について説明するが、素子分離部７００Ａや半導体レーザ部８００に於ける各層の形成及び加工に関しては、光変調器部３００及び位相調整部４００と共通するものは同じ工程で同時に形成したり、或いは、加工することは云うまでもない。
【００５２】
素子分離部７００Ａを形成するには、レーザ部８００の下部導電層８０１を含む下部導電層を半絶縁性半導体基板１００上に一様に成膜し、下部半絶縁性半導体クラッド層７０１Ａの形成予定部分をエッチングに依って除去し、その除去跡にＦｅをドーピングしたＩｎＰ層を選択成長して厚さが下部導電層８０１と同程度になるよう成膜して下部半絶縁性半導体クラッド層７０１Ａとする。
【００５３】
下部半絶縁性半導体クラッド層７０１Ａ上に素子分離部７００Ａのコア層７０３Ａを含むコア層を形成し、次いで、該コア層上に光変調器部３００に於ける上部クラッド層３０７などを含む上部導電クラッド層を形成し、その上部導電クラッド層に於ける上部半絶縁性半導体クラッド層７０２Ａの形成予定部分をエッチングに依って除去し、その除去跡にＦｅをドーピングしたＩｎＰ層を選択成長して厚さが光変調器部３００に於ける上部クラッド層３０７などと同程度になるよう成膜して上部半絶縁性半導体クラッド層７０２Ａとする。
【００５４】
レーザ部８００を形成するには、レーザ部形成予定部分の光変調器部３００に於ける上部クラッド層３０７を含む上部クラッド層の表面から素子分離部７００Ａのコア層７０３Ａを含むコア層までをエッチングに依って除去し、レーザ部活性層８０５及び上部導電性クラッド層８０６を順に成膜すれば良い。
【００５５】
実施の形態２に於けるマッハ・ツェンダー型光変調器集積半導体レーザに於いては、光変調器部３００と位相調整部４００との間、及び、光変調器部３００とレーザ部８００との間はそれぞれ電気的に分離されているので、波長並びに光強度の動的安定性が得られ、広帯域且つ長距離の伝送が可能である。
【００５６】
実施の形態２に於けるマッハ・ツェンダー型光変調器に於いては、バイアス電極３０５を干渉計内に配置したが、これは干渉計外であっても良く、また、図７について説明した従来例のように光導波路上であっても良い。
【００５７】
また、位相調整部４００が光変調器部３００の光出力側に、且つ、光導波路毎に配置されているが、レーザ部８００の光出力側と光変調器部３００の光入力側との間に配置し、また、光導波路の片側のみに配置して良い。
【００５８】
また、位相調整部４００をレーザ部８００の光出力側と光変調器部３００の光入力側との間に配置した場合には、素子分離部７００Ａは設けなくても良い。
【００５９】
また、素子分離部７００或いは７００Ａに於ける半絶縁性半導体としてＦｅをドーピングしたＩｎＰを用いたが、当該部分をヘリウム・イオン、或いは、その他のイオン、即ち、水素、ホウ素、酸素、Ｆｅなどのイオンを注入することに依って絶縁性化することもできる。
【００６０】
また、良く知られているように、レーザ部８００のレーザ部活性層８０５に回折格子を用いることでレーザの単一波長性を向上させ、また、素子の伝送特性を向上させることもできる。
【００６１】
また、装置の光導波路に於ける光入力側及び光出力側の両端面に無反射膜を形成して反射に依る光信号ノイズを低減させ、また、レーザ部への戻り光を減少させて光伝送特性を向上させても良い。
【００６２】
実施の形態３
図６は本発明に於ける実施の形態３である光半導体装置、即ち、マッハ・ツェンダー型光変調器を表す要部切断上面図であり、図１乃至図５に於いて用いた記号と同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとする。
【００６３】
実施の形態３では、半絶縁性半導体基板１００上に光変調器部３００、分波器５００及び合波器６００、素子分離部７００Ａ、レーザ部８００を形成した点に於いて実施の形態２と同様であり、従って、実施の形態２と異なる構成のみについて説明する。
【００６４】
実施の形態３の光半導体装置が実施の形態２の光半導体装置と相違するところは、位相調整部４００をもたず、レーザ部８００のみが設けられているので、素子分離部７００Ａが光変調器部３００とレーザ部８００との間にのみ設けられている点である。
【００６５】
本発明に於いては、前記説明した実施の形態を含め、多くの形態で実施することができ、以下、それを付記として例示する。
【００６６】
（付記１）
容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於いて、
マッハ・ツェンダー干渉計内の二つの光導波路のうち少なくとも一方の光導波路に設けられた位相調整部と、
前記容量装荷型電極を備えた光変調器部と前記位相調整部との間を電気的に分離する素子分離部とが設けられてなるこ
を特徴とする光半導体装置。
【００６７】
（付記２）
容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於いて、
前記容量装荷型電極を備えた光変調器部との間を電気的に分離する素子分離部を介して光学的に接続された半導体レーザ部が設けられてなること
を特徴とする光半導体装置。
【００６８】
（付記３）
容量装荷型電極を備えた光変調器部との間を電気的に分離する素子分離部を介して光学的に接続された半導体レーザ部が設けられてなること
を特徴とする（付記１）記載の光半導体装置。
【００６９】
（付記４）
半導体レーザ部が回折格子からなる活性層を備えてなること
を特徴とする（付記２）或いは（付記３）記載の光半導体装置。
【００７０】
（付記５）
素子分離部の少なくとも一部は半絶縁性半導体層で構成されてなること
を特徴とする（付記１）乃至（付記４）の何れか１記載の光半導体装置。
【００７１】
（付記６）
素子分離部に於ける半絶縁性半導体層の少なくとも一部がＦｅをドーピングしたＩｎＰで構成されてなること
を特徴とする（付記１）乃至（付記５）の何れか１記載の光半導体装置。
【００７２】
（付記７）
素子分離部に於ける半絶縁性半導体層の少なくとも一部がイオン注入で形成されてなること
を特徴とする（付記１）乃至（付記６）の何れか１記載の光半導体装置。
【００７３】
【発明の効果】
本発明に依る光半導体装置に於いては、容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於いて、マッハ・ツェンダー干渉計内の二つの光導波路のうち少なくとも一方の光導波路に設けられた位相調整部と、前記容量装荷型電極を備えた光変調器部と前記位相調整部との間を電気的に分離する素子分離部とが設けられていることが基本になっている。
【００７４】
前記構成を採ることに依り、進行波型電極構造下部の導電層と位相調整部下部の導電層とが高抵抗領域で電気的に分離され、且つ、進行波型電極構造上部の導電層と位相調整部上部の導電層とが高抵抗領域で電気的に分離されていることから、光変調器の変調信号が位相調整部に達することはなく、波長及び光強度の動的安定性を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に於ける実施の形態１である光半導体装置を表す要部切断上面図である。
【図２】図１に見られる光半導体装置の要部切断側面図である。
【図３】図１に見られる光半導体装置の要部切断側面図である。
【図４】本発明に於ける実施の形態２である光半導体装置を表す要部切断上面図である。
【図５】図４に見られる光半導体装置の要部切断側面図である。
【図６】本発明に於ける実施の形態３である光半導体装置を表す要部切断上面図である。
【図７】従来のマッハ・ツェンダー型光変調器を表す要部説明図である。
【符号の説明】
１００ 半絶縁性半導体基板
３００ 光変調器部
４００ 位相調整部
５００ 分波器
６００ 合波器
７００ 素子分離部
７００Ａ 素子分離部
８００ 半導体レーザ部
Claims (4)
- 容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於いて、
マッハ・ツェンダー干渉計内の二つの光導波路のうち少なくとも一方の光導波路に設けられた位相調整部と、
前記容量装荷型電極を備えた光変調器部と前記位相調整部との間を電気的に分離する素子分離部とが設けられてなること
を特徴とする光半導体装置。 - 容量装荷型電極を有するマッハ・ツェンダー型光変調器を含む光半導体装置に於いて、
前記容量装荷型電極を備えた光変調器部との間を電気的に分離する素子分離部を介して光学的に接続された半導体レーザ部が設けられてなること
を特徴とする光半導体装置。 - 容量装荷型電極を備えた光変調器部との間を電気的に分離する素子分離部を介して光学的に接続された半導体レーザ部が設けられてなること
を特徴とする請求項１記載の光半導体装置。 - 素子分離部に於ける半絶縁性半導体層の少なくとも一部がＦｅをドーピングしたＩｎＰで構成されてなること
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１記載の光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003158854A JP2004363268A (ja) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | 光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003158854A JP2004363268A (ja) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | 光半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004363268A true JP2004363268A (ja) | 2004-12-24 |
Family
ID=34052083
Family Applications (1)
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| JP2003158854A Pending JP2004363268A (ja) | 2003-06-04 | 2003-06-04 | 光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2004363268A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107026391A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-08-08 | 中国科学院半导体研究所 | 多波长混合集成光发射阵列 |
-
2003
- 2003-06-04 JP JP2003158854A patent/JP2004363268A/ja active Pending
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