JP3254053B2 - 光集積回路 - Google Patents
光集積回路Info
- Publication number
- JP3254053B2 JP3254053B2 JP19735893A JP19735893A JP3254053B2 JP 3254053 B2 JP3254053 B2 JP 3254053B2 JP 19735893 A JP19735893 A JP 19735893A JP 19735893 A JP19735893 A JP 19735893A JP 3254053 B2 JP3254053 B2 JP 3254053B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- optical
- isolation
- optical element
- integrated circuit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
いえば、半導体基板上に形成された複数の光機能素子か
らなる集積化光素子、特に複数の電極を有する光集積回
路の電極構造に関するものである。
となるのは素子間の相互作用である。一般に相互作用と
しては、複数の光機能素子の相互間の光信号のクロスト
ークによるものと、電気信号のクロストークによるもの
がある。なかでも電気信号のクロストークを低減するこ
とは、素子間の光結合効率向上という相反する条件を同
時に満たさねばならないため、実現が難しい。例えば、
1989年電子情報通信学会秋季全国大会 C-179 古津、雙
田他「高抵抗層埋め込み構造光変調器/DFBレーザ集
積化光源」は、光変調器とレーザの集積化光源におい
て、素子間分離部にFe−InP等の半絶縁性半導体を
埋め込む手法により、電気的アイソレ−ションを確保し
ようとした例である。しかしこの手法を用いた場合にお
いても、残留するドーピング層を介した漏れ電流、即
ち、電気信号のクロストークを完全に除去することは困
難である。一般に集積化光源では、電気的相互作用を完
全に除くためには数メガオーム以上の分離抵抗が必要で
あると言われており、上記従来例においても充分な素子
間アイソレ−ションが得られているとは言えない。ま
た、半絶縁性半導体の導入に伴って製造工程が複雑化す
るため、作製コストが増大すると共に歩留まりが低下す
る。
従来例のもつ問題を解決することを目的としている。即
ち、素子作製工程を複雑化することなく、素子間の素子
間の光結合効率を低下させることなく、同時に素子間の
アイソレ−ションを確保した光集積回路を実現すること
である。
め、本発明では、半導体基板上に形成された複数の機能
素子からなる集積化回路において、複数の機能素子の中
の少なくとも一組みの光機能素子の接続部に所定の分離
抵抗値を有する素子間分離構造と共に新たにアイソレ−
ション電極を設けた。上記アイソレーション電極は素子
内部で接地されるか、素子外部で所定の低インピーダン
ス回路(もしくはアース)に接続される。上記素子間分
離構造に要求される分離抵抗はアイソレーション電極部
のインピーダンスに比べて充分に大きく設定する。しか
し、その値は従来の分離抵抗のみでアイソレーションを
確保する場合に比べて1〜2桁小さいものでよい。本発
明の好ましい実施形態における一組みの光機能素子は、
以下の実施例で説明するレーザダイオード等の半導体光
源と光変調部であるが、それらに限定されない。
電位に保たれるため、各機能素子とアイソレ−ション電
極間での漏れ電流が生じても素子間での漏れ電流は発生
しない。このため素子間絶縁抵抗が比較的小さな場合に
おいても、素子間の電気的相互作用は生じない。本発明
で新たに設置するアイソレ−ション電極は、機能素子の
電極形成工程と同時に作製可能であるため、従来素子と
同様な作製プロセスを用いることが可能である。また、
本発明の分離抵抗部に要求される抵抗値は前述の様に従
来構造に比べて1〜2桁小さなものでよい。従ってその
構造も単純であり、従来の様に半絶縁性半導体による埋
め込み等を導入する必要が無い。このため、作製プロセ
スを大幅に簡単化することが可能となる。つまり、本発
明により簡便な工程による素子間の完全なアイソレ−シ
ョンが実現され、素子作製の歩留まりが大幅に向上する
と共に、素子性能の安定化が図れる。
施例の構造を示す。本実施例は、電界吸収型光変調器部
14と半導体レーザダイオード(LD)13をモノリシ
ック集積化した半導体光集積回路であり、(a)は上面
図、(b)は(a)のb−b’部の部分断面図である。
LD部13及び光変調器部14は同一のn型InP基板
1上に形成されている。両者の層構成は光導波路層
(0.2μm厚、吸収端波長1.15μm)2とp−クラ
ッド層4(2.0μm厚)、p−キャップ層(0.2μm
厚)5の間に形成されたアンドープの多重量子井戸層か
ら成っている。但し、LD部13は基板1にグレーティ
ング7が形成されている領域上に形成されていると共
に、アンドープ多重量子井戸層が動作波長(1.55μ
m)にほぼ等しい吸収端波長を有する活性層3となって
おり、この点で平坦基板部に形成された動作波長よりも
数十nm短波長側に吸収端波長をもつ多重量子井戸層を
用いている光変調器部14と構造が異なっている。
mの導波光9は、アイソレ−ション領域12を介して光
変調器部14に導かれ、ここで所定の電気信号に従って
変調を受ける。この際、光変調器部14に印加した電気
信号が共通導電層であるp−クラッド層4を介してLD
部13に漏れ込むことが電気的クロストークの主要因で
あり、これを抑圧するために本実施例ではアイソレーシ
ョン領域12に新たに電極6−1を配置すると共に、電
極6−3と6−1との間及び電極6−1と6−2との間
のpークラッド層4に分離溝8を形成している。ここ
で、分離溝8の深さは、導波光9のpークラッド層への
漏れ込みを考慮して、約1.2μmとした。この場合、
約1μmのpークラッド層4が溝下部に残留するため、
アイソレ−ション領域12での導波光9の散乱は充分に
小さく抑えられる。
程度(10μmの分離溝を使用)であるが、アイソレー
ション電極6−1をこれよりも充分に小さなインピーダ
ンスを持つ定電圧回路(接地することも可能)に接続す
ることで、光変調器部14とLD部13との間の電気的
接続を断つことが可能となる。この場合、LD部13及
び光変調器部14に数十μA程度の漏れ電流は生じる
が、これらは共に定電圧回路と個々の素子間において流
れる電流成分であり、光変調器14に印加した電気信号
がLD部13に流れ込むことは無い。アイソレ−ション
電極6−1を使用しない通常の素子構成では、LD13
と光変調器14を集積化する場合に必要とされる電気的
アイソレーションを確保するために分離溝下部のpーク
ラッド層4を完全に除去する必要が生じるが、この場
合、導波光の散乱により光変調器部14とLD部13の
光結合効率が大幅に低下する。本実施例ではこの様な困
難を生じさせることなく、両者の電気的アイソレーショ
ンを実現することができる。また、アイソレ−ション電
極6−1はLD部13、光変調器部14の電極6−3、
6−2を形成する工程と同一時に作成できるため、素子
作成プロセスを変更する必要は無い。従って光集積回路
素子作成上の困難を生じさせる事無く、素子間アイソレ
ーションを大幅に改良する。
の実施例の構造を示す。本実施例はアイソレーション構
造をマッハツェンダ型光変調器に適用したものである。
(a)は上面図、(b)は(a)のa−a’部の部分断
面図である。図に示した用にマッハツェンダ型光変調器
は、並列に配置された2個の位相変調器20と2個のY
分岐回路21を組み合わせた構造から成っており、これ
らの間での電気的アイソレーションを確保することが素
子特性の安定化を図る上で重要である。本実施例では、
半導体基板1の上の光導波路層2を介して作製されたア
ンドープ多重量子井戸構造3を光導波層とし、これを
p、n型半導体層で積層したPin構造を持つ素子につ
いての本発明の適用例を示しているが、本発明の適用例
は必ずしもPin構造に限定されるものでは無く、ショ
ットキー構造により電界を印加する構造もしくは電流注
入型の構造に対しても同様に適用することが可能であ
る。本実施例では、アイソレーション電極6−1は位相
変調領域の両端に配置されている。これは、位相変調領
域間の主たる漏れ電流が、Y分岐部21の光導波路上の
p導電層を介して流れるためであるが、この様な配置を
採ることによりY分岐部21への電界印加自体をも防ぐ
ことが可能となり、Y分岐部21での導波光の吸収損失
を低減することが可能となる。
の実施例の構造を示す。本実施例は図2の実施例のアイ
ソレーション電極6−1を、素子内においてnドープ基
板2とコンタクトさせることにより、強制的に接地22
した例を示している。同図において、図2同一部分には
同一番号を付す。このように素子内で電極6−1を接地
することにより、素子外部との接続点数を少なくするこ
とができ、素子の実装が簡単化される。この場合、コン
タクト面での接触抵抗値は分離溝部8での抵抗値よりも
十分に小さければ問題はないので、Pドープ層との接触
を前提として使用される通常の電極材料(例えばCr/
Au,Ti/Au等の電極材料)をアイソレーション電
極6−1に使用した場合においても、問題無く基板1と
の電気的接触を得ることができる。
実施例を示した上面図である。本実施例の特徴は、アイ
ソレーション電極6−1を素子間分離部だけでなく、機
能素子の周囲全域に配置したことにある。これにより、
素子間の漏れ電流によるクロストークだけでなく、他の
電磁的相互作用によるクロストークの発生をも低減する
ことが可能となり、特にギガヘルツ以上の高周波領域に
おけるアイソレーション特性が向上する。なお、アイソ
レーション電極6−1以外の構成は図1に示した実施例
と同じであるので説明を省く。
実施例を示す構成図である。図中集積化光素子は図1又
は図4に示した光集積回路と同様のもので、LD部1
3、アイソレーション部12、変調部14を持つ。LD
部13の電極6−1にはLD部駆動回路15が接続さ
れ、変調部14の電極6−2には変調部駆動回路16が
接続され、アイソレーション電極6−1はバイアスT回
路(DCバイアスと高周波信号の分波回路)17を通し
て、DCバイアス回路(制御回路)18がに接続されて
おり、分波された高周波成分は接地されている。アイソ
レーション領域12の活性層の吸収端波長を、動作光波
長に近く設定した場合、正バイアス印加によるアイソレ
ーション領域12への電流注入によって光増幅作用が生
じる。即ち、アイソレーション領域12は、機能素子間
の電気的相互作用を低減する作用と共に、光を増幅する
機能をも併せ持つことにになり、集積化回路内での光信
号の減衰を補償することができる。
層の吸収端波長を動作光近傍もしくはそれよりも数十n
m程度短波長側に設定した場合には、同領域は光吸収領
域として働く。特に、吸収端波長を動作光よりも短波長
側に設定した場合には吸収係数を印加電圧によって調整
することも可能となる。これによりLD部13から発光
される導波光の一部をアイソレ−ション領域12におい
て光電流19として検出し、光出力をモニターすること
ができる。従来、LD出力モニターはLDの外部に光検
出器を配置して行っていたが、本実施例の方式を用いる
ことで光検出機能を素子内に集積化することが可能とな
り、光学系の簡単化及び安定化が図れる。なお、アイソ
レ−ション領域12に流れる光変調器14からの漏れ電
流は常に所定の周波数以上の信号成分を有する交流信号
と見做せるので、バイアスT回路17において完全に除
去可能であり、光検出信号に混入することは無い。
収端波長を、動作光波長から数十〜百nm程度短波長側
に設定した場合、同領域は導波光の強度もしくは位相に
対する光変調器として動作する。この場合にも、その変
調度の調整はバイアス回路17によって調整することが
可能であり、光集積回路の高機能化に有効に働く。
間の電気的分離を簡便な構造により実現することが可能
となり、集積化に伴う素子間のクロストークの問題を解
決することが可能となる。
成を示し、(a)は上面図、(b)は部分断面図を表わ
す。
成を示し、(a)は上面図、(b)は部分断面図を表わ
す。
成を示し、(a)は上面図、(b)は部分断面図を表わ
す。
成を示し、(a)は上面図、(b)は部分断面図を表わ
す。
化素子を用いた光送信機の構成を表す。
Claims (2)
- 【請求項1】半導体基板上に第1の光素子及び第2の光
素子がモノリシック集積され、 第1の光素子及び第2の光素子は光導波路層、第1導電型
層を共有し、 前記第1の光素子の第1電極及び前記第2の光素子の第2
電極と同じ高さに、かつ、前記第1の光素子と前記第2
の光素子とのアイソレーション領域に第3の電極が設け
られ、前記第3の電極と前記第1の電極との間及び前記
第3の電極と前記第2の電極のと間に分離溝が、前記第1
導電型層に溝下部が残るように設けられ、 前記第3の電
極は、素子内部又は外部で接地されるか、又は素子外部
で所定の低インピーダンス回路に接続されたことを特徴
とする光集積回路。 - 【請求項2】InP基板上に半導体レーザダイオード及
び電界吸収型光変調器がモノリシック集積され、 前記レーザ及び前記変調器は光導波路層、p-クラッド層
を共有し、 前記レーザ上の第1の電極及び前記変調器上第2の電極と
同じ高さに、かつ、前記レーザと前記変調器との接続部
であるアイソレーション領域に第3の電極が設けられ、 前記第3の電極と前記第1の電極との間及び前記第3の
電極と前記第2の電極との間に分離溝が、前記p-クラッ
ド層に溝下部が残るように設けられ、 前記第3の電極
は、素子内部又は外部で接地されるか、又は素子外部で
所定の低インピーダンス回路に接続されたことを特徴と
する光集積回路。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19735893A JP3254053B2 (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 光集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19735893A JP3254053B2 (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 光集積回路 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0758310A JPH0758310A (ja) | 1995-03-03 |
JP3254053B2 true JP3254053B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=16373161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19735893A Expired - Lifetime JP3254053B2 (ja) | 1993-08-09 | 1993-08-09 | 光集積回路 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3254053B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6815960B2 (en) | 2001-08-27 | 2004-11-09 | Seiko Epson Corporation | Electron beam test system and electron beam test method |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69721272T2 (de) * | 1997-11-11 | 2004-02-05 | Agilent Technologies Inc., A Delaware Corp., Palo Alto | Elektrische Isolierung optoelektronischer Bauelemente |
JP2002280662A (ja) * | 2001-03-15 | 2002-09-27 | Opnext Japan Inc | 半導体電界吸収型変調器集積レーザモジュール及びそれを用いた光伝送装置 |
JP2012058432A (ja) * | 2010-09-08 | 2012-03-22 | Opnext Japan Inc | 半導体ゲイン領域集積型マッハツェンダ変調器 |
JP2012084627A (ja) * | 2010-10-08 | 2012-04-26 | Anritsu Corp | 半導体発光素子およびそれを用いた光パルス試験器 |
JP6068210B2 (ja) * | 2013-03-14 | 2017-01-25 | 日本電信電話株式会社 | 多チャネルレーザアレイ光源 |
JP6037952B2 (ja) * | 2013-06-20 | 2016-12-07 | 三菱電機株式会社 | 半導体光集積素子、光送信モジュールおよび光送信集積モジュール |
WO2016038333A1 (en) * | 2014-09-08 | 2016-03-17 | Oclaro Technology Ltd | Monolithically integrated tunable semiconductor laser |
-
1993
- 1993-08-09 JP JP19735893A patent/JP3254053B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1992年電子情報通信学会秋季大会C−146 p.4−168 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6815960B2 (en) | 2001-08-27 | 2004-11-09 | Seiko Epson Corporation | Electron beam test system and electron beam test method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0758310A (ja) | 1995-03-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5825047A (en) | Optical semiconductor device | |
JP4828018B2 (ja) | 光変調器およびその製造方法並びに光半導体装置 | |
US7199441B2 (en) | Optical module device driven by a single power supply | |
US20070127534A1 (en) | Complex optical device | |
US6600842B2 (en) | Semiconductor optical function device | |
JP4763867B2 (ja) | 光電子装置コンポーネントの電気的分離 | |
JP3254053B2 (ja) | 光集積回路 | |
JP2001091913A (ja) | 変調器と変調器付き半導体レーザ装置並びにその製造方法 | |
US5757985A (en) | Semiconductor mach-zehnder-type optical modulator | |
US5179567A (en) | Semiconductor laser device, method of fabricating the same and optical system of utilizing the same | |
US5912475A (en) | Optical semiconductor device with InP | |
JP2827411B2 (ja) | 光半導体素子及びその製造方法 | |
JP6531525B2 (ja) | 光変調器および光変調器の製造方法 | |
US11992694B2 (en) | Building block for electro-optical integrated indium-phosphide based phase modulator | |
US6853761B2 (en) | Optoelectronic module | |
JPH10293279A (ja) | 拡張モード導波型半導体変調器 | |
JP2002169132A (ja) | 電界吸収型光変調器およびその製造方法 | |
US20030013261A1 (en) | Semiconductor laser device which includes current confinement structure and trenches formed through current stopping layer down to active layer | |
JP2760276B2 (ja) | 選択成長導波型光制御素子 | |
JP2004037485A (ja) | 半導体光変調器と半導体光装置 | |
JP2605911B2 (ja) | 光変調器及び光検出器 | |
US20040086015A1 (en) | Semiconductor optical device, semiconductor laser device, semiconductor optical modulation device, and semiconductor optical integrated device | |
JPH1084166A (ja) | 集積化光半導体装置 | |
JPH10228005A (ja) | 電界吸収型光変調器と光変調器集積型半導体レーザダイオード | |
JPH11112100A (ja) | 光半導体素子 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071122 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081122 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091122 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131122 Year of fee payment: 12 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |