JP6460637B2

JP6460637B2 - 半導体光導波路装置

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Publication number: JP6460637B2
Application number: JP2014073357A
Authority: JP
Inventors: 羽鳥　伸明; 伸明羽鳥; 政茂石坂; 清水　隆徳; 隆徳清水
Original assignee: Fujitsu Ltd; NEC Corp
Current assignee: Fujitsu Ltd; NEC Corp
Priority date: 2014-03-31
Filing date: 2014-03-31
Publication date: 2019-01-30
Anticipated expiration: 2034-03-31
Also published as: JP2015194658A; US9612411B2; US20150277072A1

Description

本発明は、半導体光導波路装置に関するものであり、例えば、ボード間、チップ間或いはチップ内などのＳｉ基板上光配線を用いた光インターコネクトや、光ファイバを用いた光ファイバ通信用などに用いる半導体光導波路装置に関するものである。

ＬＳＩ（大規模集積回路）における電気配線の高速動作の限界を打破するために、Ｓｉ基板上に光回路を形成して、より高速なチップ間での信号の通信を行う試みがなされている。光回路は、入力信号を変調する光変調器、信号光を受光する受光器、光を分岐するスプリッタなどの光機能素子から形成される。これらの光機能素子への光入力には、光信号を伝搬する光導波路を介して行われる。

このような光回路を半導体基板上に形成するときに、光導波路と光機能素子との接続部には、屈折率の不整合によるモードミスマッチの影響を受けて反射が起きる。反射光は光導波路を逆向きに導波して、雑音が生じてしまう。光機能素子との接続部以外でも、例えば、光導波路の終端部でも反射が起きて雑音の原因となる。

このような受光器に雑音を与えてしまう光接続部からの反射光を軽減するために、受光器の入力端の直前に、フィルタとして動作させる回折格子反射鏡を設けることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、終端部で構造的に伝搬方向へ光信号が戻らないようにするために光信号の伝播方向に対して光導波路を斜めの方向に切断することも提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０５−０９１０４９号公報特開２００１−０６６５６０号公報

しかしながら、上述の各提案では、伝搬光は光導波路へ戻ったり或いは素子内に迷光として存在したりして、他の箇所で雑音を誘発するという問題がある。

したがって、半導体光導波路装置において、簡便化構造により、半導体光導波路と光機能素子との光接続部における反射戻り光を低減することを目的とする。

開示する一観点からは、半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた光機能素子と、前記半導体基板上に設けられた半導体光導波路とを備え、前記半導体光導波路は前記光機能素子との接続部側に回折格子部を備えたコア層を有し、前記回折格子部は、前記コア層の前記接続部側と反対側から入射した導波光を前記光機構素子に入力するとともに、前記導波光が各回折格子接合部により反射された反射光と前記導波光が前記光機能素子の前記接続部端側で反射された反射光とで光の干渉を起こすことにより、前記導波光の前記コア層への入射方向と反対方向への反射を抑える周期構造を有することを特徴とする半導体光導波路装置が提供される。

開示の半導体光導波路装置によれば、簡便化構造により、半導体光導波路と光機能素子との光接続部における反射戻り光を低減することが可能になる。

本発明の実施の形態の半導体光導波路装置の概略的斜視図である。本発明の実施の形態における無反射回折格子のシミュレーション結果の説明図である。不適切な回折格子の一例の説明図である。本発明の実施例１の半導体光導波路装置の概略的透視斜視図である。本発明の実施例１の半導体光導波路装置の途中までの製造工程の説明図である。本発明の実施例１の半導体光導波路装置の図５以降の途中までの製造工程の説明図である。本発明の実施例１の半導体光導波路装置の図６以降の製造工程の説明図である。本発明の実施例２の半導体光導波路装置の概略的透視斜視図である。本発明の実施例３の半導体光導波路装置の説明図である。本発明の実施例４の半導体光導波路装置の説明図である。本発明の実施例５の半導体光導波路装置の説明図である。本発明の実施例６の半導体光導波路装置の説明図である。

ここで、図１乃至図３を参照して、本発明の実施の形態の半導体光導波路装置を説明する。図１は、本発明の実施の形態の半導体光導波路装置の概略的斜視図である。本発明の実施の形態の半導体光導波路装置は、半導体基板１に設けた半導体光導波路３と光機能素子７とを光接続部で接続して形成する。この時、半導体光導波路３は、各回折格子接合部からの反射光と光機能素子７からの反射光とで光の干渉を起こすことにより、導波光は光機能素子７に入力するとともに導波光の向きと反対向きの反射を抑える周期構造を有する回折格子部（無反射回折格子部５と称する）を備えたコア層４を有する。なお、光接続部が接続反射点になる。

この場合の無反射回折格子部５は、コア層４の側面に設ける回折格子でも良いし、コア層４上に設ける回折格子でも良い。また、回折格子の低屈折率部の高屈折率部の幅及びピッチは、接続する光機能素子７の構造或いは構成材料等に応じてシミュレーション結果や、シミュレーション結果に基づいて作成した実デバイスの反射特性をフィードバックすることにより決定する。なお、ＳＯＩ基板を用いる場合には、酸化膜２からなるＢＯＸ層が下部クラッド層となり、素子構造を覆う絶縁膜が上部クラッド層６となる。

また、無反射回折格子部５の上には、無反射回折格子において反射特性の温度依存性を利用するために、上部クラッド層６を介して温度制御素子を設けても良い。このような、温度制御素子を設けることによって、設計値と実際の反射特性が異なる場合には、温度により反射特性を調整することができる。なお、温度制御素子としては、抵抗体を利用したヒータでも良いし、ペルチェ効果素子でも良く、ペルチェ効果素子の場合には、電流を流す方向によって、加熱も冷却もできる。

光機能素子７は、半導体受光素子、電界吸収型光変調器、或いは、多モード干渉導波路（ＭＭＩ）等が典型的なものである。Ｓｉフォトニクスに適用する場合には、半導体受光素子或いは電界吸収型光変調器としてはＧｅ或いはＳｉＧｅを用い、ＭＭＩとしては、ＳＯＩ層、即ち、ＳＯＩ基板上に設けた単結晶シリコン層を用いることが望ましい。

半導体光受光素子或いは電界吸収型光変調器の場合には、コア層４を形成した残部のＳＯＩ層を素子形成用テラス部として、その上にＧｅ層或いはＳｉＧｅ層を成長させて素子を形成しても良い。或いは、別途作成した半導体受光素子或いは電界吸収型光変調器をバイブリッド的にＳｉ基板上に載置しても良い。この場合には、ＳＯＩ基板のＳｉ基板を加工してアライメントマークと素子を載置するための台座を設けても良い。

半導体受光素子或いは電界吸収型光変調器をバイブリッド的にＳｉ基板上に載置する場合には、半導体光導波路３に反射光が侵入することを防止するために、半導体受光素子或いは電界吸収型光変調器の入射端面を光軸に対して傾斜させても良い。

図２は、本発明の実施の形態における無反射回折格子のシミュレーション結果の説明図であり、ここでは、図２（ａ）に示すように、Ｓｉ導波路とＧｅフォトダイオードを接続した半導体光導波路装置としてシミュレーションを行った。Ｓｉ基板上に３μｍ厚のＢＯＸ層と２２０ｎｍ厚のＳｉ層を設けたＳＯＩ基板を用い、Ｓｉコア層の幅は４５０ｎｍとしている。また、高屈折率部（Ｓｉ）１２９ｎｍ、低屈折率部（ＳｉＯ_２）３５２ｎｍで４８１ｎｍとする回折格子の繰り返し数は１０とする。

回折格子のない構造では、Ｓｉコア層を伝搬してきた波長１．５５μｍの信号光は、回折格子部を通過してＧｅフォトダイオードに入射する。この時、光の大部分は信号としてＧｅフォトダイオードの空乏層で吸収されるが、一部は、Ｓｉコア層との接合部で反射を起こし、もとのＳｉコア層へ戻り光として伝搬してしまう。

図２（ｂ）に示すように、その場合の反射率は計算によるとおよそ−１６ｄＢである。一方、本発明の実施の形態においては無反射回折格子を導入することで、波長１．５５μｍ近傍で−４０ｄＢ以下の反射率に抑えることができる。これは、回折格子の各回折格子接合部からの反射光が、Ｇｅフォトダイオードからの反射光と光の干渉を起こし、全体として振幅０の合成波となるためである。

図３は不適切な回折格子の一例の説明図あり、回折格子の高屈折率部及び低屈折率部の厚さ及び周期を変化させて、それ以外の条件は図２の場合と同様にしてシミュレーションを行った結果である。図３（ａ）は、高屈折率部（Ｓｉ）１０８ｎｍ、低屈折率部（ＳｉＯ_２）２９５ｎｍで４０３ｎｍとした場合のシミュレーション結果である。図に示すように、１．５２μｍ近傍の狭い範囲で反射率は―２０ｄＢになるものの、１．５５μｍ以上では、回折格子を設けない場合より反射率が大きくなる。

図３（ｂ）は、高屈折率部（Ｓｉ）１４１ｎｍ、低屈折率部（ＳｉＯ_２）３８６ｎｍで５２７ｎｍとした場合のシミュレーション結果である。図に示すように、１．５６μｍ近傍の狭い範囲で反射率は―３０ｄＢになるものの、１．５４μｍ以下では、回折格子を設けない場合とほぼ同様の反射率になる。このような回折格子の低屈折率部の高屈折率部の幅及びピッチは、上述のように接続する光機能素子の構造或いは構成材料等に応じたシミュレーション結果や、シミュレーション結果に基づいて作成した実デバイスの反射特性をフィードバックすることにより決定する。

このように、本発明の実施の形態の半導体光導波路装置においては、半導体光導波路の光機能素子との接続部側に無反射回折格子を設けているので、接続反射点からの反射光を光の干渉効果により効果的に低減することができる。

次に、図４乃至図７を参照して、本発明の実施例１の半導体光導波路装置を説明する。図４は、本発明の実施例１の半導体光導波路装置の概略的透視斜視図であり、Ｓｉ基板２１上に厚さが３μｍのＢＯＸ層２２を介して厚さが２２０ｎｍの単結晶Ｓｉ層を設けたＳＯＩ基板を用いる。単結晶Ｓｉ層を加工して、幅が４５０ｎｍのＳｉコア層２３とＧｅフォトダイオードとの接続部側に、突起部の幅が１２９ｎｍ、間隙部の幅が３５２ｎｍで周期が４８１ｎｍで繰り返し数が１０の無反射回折格子部２４を形成する。なお、突起部の長さは１．５μｍとする。この時、Ｓｉコア層２３の延在方向の単結晶Ｓｉ層を加工して素子形成用テラス部２５とする。

素子形成用テラス部２５には、ｐ型Ｇｅ層２６及びｉ型Ｇｅ層２７を順次成膜して、ｎ型Ｇｅ層２８及びｐ型Ｇｅ層２９をイオン注入により形成し、ｎ側電極３１及びｐ側電極３２を形成してＧｅフォトダイオードとする。なお、ｎ側電極３１及びｐ側電極３２を形成する際の保護膜となるＳｉＯ_２膜３０が半導体光導波路の上部クラッド層となる。

次に、図５乃至図７を参照して、本発明の実施例１の半導体光導波路装置の製造工程を説明する。なお、各図における（ａ）図は概略的斜視図であり、（ｂ）図は（ａ）図における一点鎖線の平行四辺形で切断した断面図である。まず、図５（ａ）に示すように、Ｓｉ基板２１上に厚さが３μｍのＢＯＸ層２２を介して設けた厚さが２２０ｎｍの単結晶Ｓｉ層を加工してＳｉコア層２３、無反射回折格子部２４及び素子形成用テラス部２５を形成する。この時、電子ビーム描画でレジストパターン（図示は省略）を形成しドライエッチングにより単結晶Ｓｉ層を加工する。上述のようにＳｉコア層２３の幅は４５０ｎｍとし、無反射回折格子部２４の突起部の長さは１．５μｍ、幅は１２９ｎｍ、間隙部の幅は３５２ｎｍで周期は４８１ｎｍ、繰り返し数は１０とする。

次いで、図６に示すように、素子形成用テラス部２５を露出する開口部を有するＳｉＯ_２マスク（図示は省略）を設けて、このＳｉＯ_２マスクを選択成長マスクとしてＧｅフォトダイオードを形成する。まず、厚さが５０ｎｍのｐ型Ｇｅ層２６を成膜したのち、厚さが５００ｎｍのｉ型Ｇｅ層２７を成膜する。次いで、Ｐをイオン注入してｎ型Ｇｅ層２８を形成するとともに、Ｂを両側にイオン注入してｐ型Ｇｅ層２９を形成する。

次いで、ＳｉＯ_２マスクを除去した後、全面を覆うように上部クラッド層を兼ねるＳｉＯ_２膜３０を設け、ｎ型Ｇｅ層２８及びｐ型Ｇｅ層２９に対するコンタクトホールを形成する。次いで、全面にＡｌ膜を成膜した後、パターニングすることによってｎ側電極３１及びｐ側電極３２を形成することで本発明の実施例１の半導体光導波路装置の基本構造が完成する。なお、ここでは、ＳｉＯ_２マスクを除去してからＳｉＯ_２膜を成膜しているが、ＳｉＯ_２マスクを残存させて上部クラッド層の一部としても良い。

このように、本発明の実施例１においては、１．５５μｍ近傍の波長の信号光に対する反射率が―４０ｄＢ以下となる無反射回折格子をＧｅフォトダイオードとの接合部近傍に設けているので、反射光を効果的に低減することができる。

次に、図８を参照して、本発明の実施例２の半導体光導波路装置を説明するが、無反射回折格子を設ける位置が異なるだけで、基本的な製造工程は上記の実施例１と同様であるので、最終的な構造のみを説明する。図８は、本発明の実施例２の半導体光導波路装置の概略的透視斜視図であり、Ｓｉ基板２１上に厚さが３μｍのＢＯＸ層２２を介して厚さが２２０ｎｍの単結晶Ｓｉ層を設けたＳＯＩ基板を用いる。単結晶Ｓｉ層を加工して、幅が４５０ｎｍのＳｉコア層２３とＧｅフォトダイオードとの接続部側に、凸部の幅が１２９ｎｍ、凹部の幅が３５２ｎｍで、深さが１１０ｎｍで、周期が４８１ｎｍで繰り返し数が２０の無反射回折格子部３３を形成する。

このように、無反射回折格子は側面回折格子である必要はなく、Ｓｉコア層２３の上面側に設けて良いものであり、側面回折格子の場合と同様に、無反射回折格子部３３の各凹凸部からの反射光が、Ｇｅフォトダイオードからの反射光と光の干渉を起こし、全体としての合成波の振幅を大幅に低減することができる。

次に、図９を参照して、本発明の実施例３の半導体光導波路装置を説明するが、この実施例３の半導体光導波路装置は、無反射回折格子部２４の上にヒータ３４を設けた以外は実施例１の半導体光導波路装置と同様であるので、最終構造のみ説明する。

図９は、本発明の実施例３の半導体光導波路装置の説明図であり、図９（ａ）は概略的透視斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）における一点鎖線の平行四辺形で切った断面図である。この実施例３においては、無反射回折格子部２４の上部には、上部クラッド層となるＳｉＯ_２膜３０を介して蒸着法によりＣｒ膜を堆積してヒータ３４を設ける。

このヒータ３４に電流を流すことにより、無反射回折格子部２４の屈折率を変動させ、上記の図２（ｂ）に示した無反射波長をチューニングすることができる。これは、動作波長を動かしたい場合や、作製ばらつきにより回折格子とＧｅフォトダイオードとの間隔が設計値と異なる場合に波長を合わせるために用いることができる。

次に、図１０を参照して、本発明の実施例４の半導体光導波路装置を説明するが、この実施例４の半導体光導波路装置は、Ｇｅフォトダイオードをハイブリッド的に集積化した以外は実施例１の半導体光導波路装置と同様であるので、最終構造のみ説明する。

図１０は、本発明の実施例４の半導体光導波路装置の説明図であり、図１０（ａ）は概略的透視平面図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。この実施例４においては、Ｓｉコア層２３は途中で途切れて導波路の終端部となる。終端部直前に、無反射回折格子部２４を配置するとともに、無反射回折格子部２４の上部に、上部クラッド層となるＳｉＯ_２膜３０を介して蒸着法によりＣｒ膜を堆積してヒータ３４を設ける。また、素子載置部においては、単結晶Ｓｉ層及びＢＯＸ層２２を除去して露出したＳｉ基板２１をエッチングしてアライメントマーク４１及び台座４２を形成する。

アライメントマーク４１を位置合わせマークとして用いてＧｅフォトダイオード５０を台座４２上にはんだ（図示は省略）を用いて載置する。なお、このＧｅフォトダイオード５０は、別途Ｓｉ基板上にｐ型Ｇｅ層５１及びｉ型Ｇｅ層５２を成長させたのち、Ｐをイオン注入してｎ型Ｇｅ層５３を形成し、Ｂを両側にイオン注入してｐ型Ｇｅ層５４を形成する。次いで、Ｓｉ基板を研削・研磨で除去した後、台座４２上に載置する。ここでは、電極及び電極を形成するためにＳｉＯ_２保護膜は図示を省略する。

このようなハイブリッド構成においては、導波路端面部で屈折率が大きく変動するため、モードミスマッチによる反射戻り光が発生しやすい。また、Ｓｉコア層２３を伝搬した光はＳｉコア層２３の端部から放出されて、Ｇｅフォトダイオード５０との間の窓構造領域において自由伝搬してモードサイズが広がる。広がった光はＧｅフォトダイオード５０に入射する。この時、光が広がることによる斜め入力成分が存在し、反射により元のＳｉコア層２３へは戻らない。つまり、元のＳｉコア層２３へ戻る成分は減少することになる。

減少した反射戻り光を無反射回折格子部２４で光の干渉によって効果的にさらに低減することができる。また、この場合もヒータ３４に電流を流すことで無反射回折格子部２４の屈折率を変動させ、無反射波長をチューニングすることができる。

次に、図１１を参照して、本発明の実施例５の半導体光導波路装置を説明するが、この実施例５の半導体光導波路装置は、実施例４においてＧｅフォトダイオードの入射端面を傾斜させたものである。その他の構成は実施例４の半導体光導波路装置と同様であるので、最終構造のみ説明する。

図１１は、本発明の実施例５の半導体光導波路装置の説明図であり、図１１（ａ）は概略的透視平面図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）におけるＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った断面図である。この実施例５においても、Ｓｉコア層２３は途中で途切れて導波路の終端部となる。終端部直前に、無反射回折格子部２４を配置するとともに、無反射回折格子部２４の上部に、上部クラッド層となるＳｉＯ_２膜３０を介して蒸着法によりＣｒ膜を堆積してヒータ３４を設ける。また、素子載置部においては、単結晶Ｓｉ層及びＢＯＸ層２２を除去して露出したＳｉ基板２１をエッチングしてアライメントマーク４１及び台座４２を形成する。

アライメントマーク４１を位置合わせマークとして用いてＧｅフォトダイオード５０を台座４２上にはんだ（図示は省略）を用いて載置する。この実施例５においては、Ｇｅフォトダイオード５０の入射端面を、実施例４の光軸に垂直な端面から５°〜１０°、例えば７°傾斜させる。

本発明の実施例５においては、Ｓｉコア層２３を伝搬した光はＳｉコア層２３の端部から放出されて、Ｇｅフォトダイオード５０との間の窓構造領域において自由伝搬してモードサイズが広がる。広がった光はＧｅフォトダイオード５０に入射する。この時、Ｇｅフォトダイオード５０からの反射光は傾斜面で反射されて斜め入力成分がより多くなるので、反射により元のＳｉコア層２３へ戻る成分は大幅に減少する。

この場合も、減少した反射戻り光を無反射回折格子部２４で光の干渉によって効果的にさらに低減することができる。また、この場合もヒータ３４に電流を流すことで無反射回折格子部２４の屈折率を変動させ、無反射波長をチューニングすることができる。

次に、図１２を参照して、本発明の実施例６の半導体光導波路装置を説明するが、この実施例６の半導体光導波路装置は、光機能素子として１：２型のＭＭＩ（Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒ）を設けたものである。図１２は、本発明の実施例６の半導体光導波路装置の説明図であり、図１２（ａ）は概略的透視平面図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）における一点鎖線の平行四辺形で切った断面図である。

この実施例６においては、単結晶Ｓｉ層をエッチングして無反射回折格子部２４を備えた半導体光導波路を形成する際に、１：２型の２分岐のＭＭＩ３５を同時に形成する。また、この場合も無反射回折格子部２４の上部に上部クラッド層となるＳｉＯ_２膜３０を介してＣｒパターンを設けてヒータ３４を形成する。

Ｓｉコア層２３を伝搬した光はＭＭＩ３５に入射し、２つの出力導波路３６へ２分岐されて出力される。ＭＭＩ３５の入射端では反射戻り光が起きるが、この反射光を無反射回折格子部２４により低減する。この場合もヒータ３４に電流を流すことで無反射回折格子部２４の屈折率を変動させ、無反射波長をチューニングすることができる。

なお、上記の各実施例に記載した条件及び構造等は一例であり各種の変更が可能である。例えば、Ｓｉコア層の上面に無反射回折格子部を設けた上記の実施例２においても、無反射回折格子部の上方にヒータを設けても良い。また、上記の実施例４乃至実施例６においても、無反射回折格子部を実施例２と同様に、側面回折格子の代わりに、Ｓｉコア層の上面に回折格子を形成して無反射回折格子としても良い。

また、上記の実施例１乃至実施例５においては、フォトダイオードをＧｅフォトダイオードとしているが、信号光の波長に応じて所定の混晶比のＳｉＧｅフォトダイオードを用いても良い。また、上記の実施例１乃至実施例５においては、光機能素子としてフォトダイオードを設けているが、Ｇｅ或いはＳｉＧｅを用いた電界吸収型光変調器としても良いものである。

また、上記の実施例３乃至実施例６においては、ヒータの材料としてＣｒを用いているが、Ｃｒに限られるものではなく、ＮｉやＴｉＮ等の他の材料を用いても良い。また、上記の実施例３乃至実施例６においては、温度制御素子としてヒータを用いているが、ペルチェ効果素子を用いても良い。この場合には、別途作成したペルチェ効果素子を上部クラッド層上に接着剤を用いて貼り付ければ良い。ペルチェ効果素子の場合には、電流を流す方向によって、加熱も冷却も可能になる。

ここで、実施例１乃至実施例６を含む本発明の実施の形態に関して、以下の付記を付す。
（付記１）半導体基板と、前記半導体基板上に設けられた光機能素子と、前記半導体基板上に設けられた半導体光導波路とを備え、前記半導体光導波路は前記光機能素子との接続部側に回折格子部を備えたコア層を有し、前記回折格子部は、前記コア層の前記接続部側と反対側から入射した導波光を前記光機構素子に入力するとともに、前記導波光が各回折格子接合部により反射された反射光と前記導波光が前記光機能素子の前記接続部端側で反射された反射光とで光の干渉を起こすことにより、前記導波光の前記コア層への入射方向と反対方向への反射を抑える周期構造を有することを特徴とする半導体光導波路装置。
（付記２）前記回折格子部が、前記半導体光導波路の前記コア層の側面に形成されていることを特徴とする付記１に記載の半導体光導波路装置。
（付記３）前記回折格子部が、前記半導体光導波路の前記コア層の上面に形成されていることを特徴とする付記１に記載の半導体光導波路装置。
（付記４）前記回折格子部が設けられた領域の上部クラッド層上に、温度制御素子が設けられていることを特徴とする付記１乃至付記３のいずれか１に記載の半導体光導波路装置。
（付記５）前記温度制御素子が、発熱抵抗素子或いはペルチェ効果素子のいずれかであることを特徴とする付記４に記載の半導体光導波路装置。
（付記６）前記光機能素子が、前記半導体光導波路の前記コア層を形成する単結晶半導体層の前記半導体光導波路からの延長部上に形成された前記単結晶半導体層とは異種材料からなる半導体受光素子であることを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか１に記載の半導体光導波路装置。
（付記７）前記光機能素子が、前記半導体光導波路の前記コア層を形成する単結晶半導体層の前記半導体光導波路からの延長部を利用して形成した１：２型の多モード光干渉導波路であることを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか１に記載の半導体光導波路装置。
（付記８）前記接続部において、前記光機能素子の前記接続部側の端面と、前記半導体光導波路の前記コア層の端面とが対向していることを特徴とする付記１乃至付記５のいずれか１に記載の半導体光導波路装置。
（付記９）前記光機能素子の前記接続部側の端面が、前記半導体光導波路の前記コア層の光軸方向に対して傾斜していることを特徴とする付記８に記載の半導体光導波路装置。
（付記１０）前記半導体基板が、単結晶Ｓｉ基板上に酸化膜を介して単結晶Ｓｉ層を設けたＳＯＩ基板の単結晶Ｓｉ基板であり、前記コア層が前記ＳＯＩ基板の単結晶Ｓｉ層により形成されたことを特徴とする付記１乃至付記９のいずれか１に記載の半導体光導波路装置。

１半導体基板
２酸化膜
３半導体光導波路
４コア層
５無反射回折格子部
６上部クラッド層
７光機能素子
２１Ｓｉ基板
２２ＢＯＸ層
２３Ｓｉコア層
２４，３３無反射回折格子部
２５素子形成用テラス部
２６，２９ｐ型Ｇｅ層
２７ｉ型Ｇｅ層
２８ｎ型Ｇｅ層
３０ＳｉＯ_２膜
３１ｎ側電極
３２ｐ側電極
３４ヒータ
３５ＭＭＩ
３６出力導波路
４１アライメントマーク
４２台座
５０Ｇｅフォトダイオード
５１，５４ｐ型Ｇｅ層
５２ｉ型Ｇｅ層
５３ｎ型Ｇｅ層

Claims

半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられた光機能素子と、
前記半導体基板上に設けられた半導体光導波路とを備え、
前記半導体光導波路は前記光機能素子との接続部側に回折格子部を備えたコア層を有し、
前記回折格子部は、前記コア層の前記接続部側と反対側から入射した導波光を前記光機構素子に入力するとともに、前記導波光が各回折格子接合部により反射された反射光と前記導波光が前記光機能素子の前記接続部端側で反射された反射光とで光の干渉を起こすことにより、前記導波光の前記コア層への入射方向と反対方向への反射を抑える周期構造を有することを特徴とする半導体光導波路装置。
前記回折格子部が、前記半導体光導波路の前記コア層の側面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体光導波路装置。
前記回折格子部が、前記半導体光導波路の前記コア層の上面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体光導波路装置。
前記回折格子部が設けられた領域の上部クラッド層上に、温度制御素子が設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の半導体光導波路装置。
前記光機能素子が、前記半導体光導波路の前記コア層を形成する単結晶半導体層の前記半導体光導波路からの延長部上に形成された前記単結晶半導体層とは異種材料からなる半導体受光素子であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の半導体光導波路装置。