半导体光波导以及光集成元件制造技术

目的在于提供一种能够对埋入型波导的芯层高效地注入电流的技术。在基板的一端侧，配设包括芯层、包层以及电流阻挡层的埋入型波导，并且，芯层的层叠方向上的两侧被包层夹住，芯层的与层叠方向垂直的宽度方向上的两侧被电流阻挡层夹住。在基板的另一端侧，配设包括芯层以及包层的脊型波导，并且，芯层的层叠方向上的两侧被包层夹住。

Semiconductor Optical Waveguide and Optical Integrated Components

The aim is to provide a technology that can inject current efficiently into the core of embedded waveguide. At one end of the base plate, an embedded waveguide including a core layer, a cladding layer and a current barrier layer is arranged, and the two sides of the core layer in the stacking direction are clamped by the cladding layer, and the two sides of the core layer in the width direction perpendicular to the stacking direction are clamped by the current barrier layer. At the other end of the base plate, a ridge waveguide including a core layer and a cladding layer is arranged, and the two sides of the core layer in the stacking direction are clamped by the cladding layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体光波导以及光集成元件
本专利技术涉及配设于基板上的半导体光波导以及具备其的光集成元件。
技术介绍
在半导体激光器、光调制器等光器件中，器件的构造和器件的特性相互关联。例如，作为光器件的构造，已知埋入型波导、脊型波导、以及高台面型波导。在埋入型波导中，具有用包层包围传输光的芯层、即进行波导的芯层的剖面构造。该埋入型波导相比于脊型波导，向芯层的电流注入效率更优良、具有适合于低功耗的动作的特性。在脊型波导中，具有不对芯层进行图案化加工，使基板在下方而针对芯层上部的包层的剖面形状凸形地进行图案化加工而得到的剖面构造。该脊型波导具有适合于长时间的动作的特性。高台面型波导相对进行波导的光模式的大小，芯层所占的比值大、具有能够相对于其他剖面构造以低功耗进行光调制的特性。另外，在将半导体激光器、光调制器等多个功能要素集成到1个元件的光集成元件中，为了满足向各个功能要素的要求，有时集成作为脊型波导的剖面构造的脊构造以及作为埋入型波导的剖面构造的埋入构造等相互不同的剖面构造的波导。并且，在不同的剖面构造的波导相互耦合的结构中，要求光输出的损失小。然而，在单纯地耦合相互不同的剖面构造的波导时，在各个剖面构造的波导中进行波导的光的模式形状不同，所以在波导彼此的耦合部中发生光的反射和放射。其结果，光输出的损失变大。相对于此，报告了如下技术：在耦合不同的剖面构造的波导的部分中，通过随着从一方的剖面构造朝向另一方的剖面构造，使一方的剖面构造逐渐变化为另一方的剖面构造，能够抑制上述光输出的损失。例如在专利文献1中，公开了具备脊构造和埋入构造的光模式形状变换的剖面构造。具体而言，在专利文献1中，公开了使脊构造中的InP埋入/包层的宽度以及厚度成为锥形形状，并且使埋入构造中的InP第1包层以及InGaAsP导引层的宽度以及厚度成为锥形形状的技术。根据这样的技术，构成为随着从一方的剖面构造朝向另一方的剖面构造，使一方的剖面构造逐渐变化为另一方的剖面构造，所以降低光模式的变换中的损失。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平7-174931号公报
技术实现思路
然而，如专利文献1，在埋入构造中，InP第1包层以及InGaAsP导引层仅被InP埋入/包层和InP基板包围。在此，在想要将埋入构造采用为例如激光器、光调制器这样的有源元件的情况下，InP第1包层以及InGaAsP导引层成为希望注入电流的芯层。因此，在专利文献1的结构中，芯层仅被InP埋入/包层以及InP基板包围，所以发生电流不流入到芯层而仅流过InP埋入/包层以及InP基板的电流路径。在发生这样的电流路径时，无法对埋入型波导的芯层高效地注入电流。此外，使用电流阻力高的材料作为InP埋入/包层的情况下，能够抑制发生从InP埋入/包层不通过芯层而直接流向InP基板的电流路径。然而，在该情况下，从InP埋入/包层通过芯层流向InP基板的电流的阻力也变高。其结果，该电流也被抑制，所以无法对埋入型波导的芯层高效地注入电流的状况没有变化。因此，本专利技术是鉴于如上述的问题点而完成的，其目的在于提供一种能够对埋入型波导的芯层高效地注入电流的技术。本专利技术涉及的半导体光波导是配设于基板上的半导体光波导，具备：芯层，折射率比所述基板高；包层，折射率比所述芯层低；以及电流阻挡层，电阻比所述芯层高，且折射率比所述芯层低。在所述基板的一端侧，配设包括所述芯层、所述包层以及所述电流阻挡层的埋入型波导，并且所述芯层的层叠方向上的两侧被所述包层夹住，所述芯层的与所述层叠方向垂直的宽度方向上的两侧被所述电流阻挡层夹住。在所述基板的另一端侧，配设包括所述芯层以及所述包层的脊型波导，并且所述芯层的所述层叠方向上的两侧被所述包层夹住。夹着所述芯层的所述包层中的、远离所述基板的一侧的所述包层的剖面形状具有凸形，在所述基板的所述一端侧与所述另一端侧之间，所述埋入型波导和所述脊型波导被耦合。根据本专利技术，在埋入型波导中，芯层的层叠方向上的两侧被包层夹住，芯层的与层叠方向垂直的宽度方向上的两侧被电流阻挡层夹住。由此，能够对埋入型波导的芯层高效地注入电流。本专利技术的目的、特征、方案以及优点通过以下的详细的说明和附图将变得更加明确。附图说明图1是示出实施方式1所涉及的光集成元件的结构的顶视图。图2是示出实施方式1所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图3是示出实施方式1所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图4是示出实施方式1所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图5是示出实施方式1所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图6是示出实施方式1所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图7是示出实施方式1所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图8是示出实施方式1所涉及的光集成元件的结构的立体图。图9是示出实施方式1所涉及的光集成元件的制造方法的立体图。图10是示出实施方式1所涉及的光集成元件的制造方法的立体图。图11是示出实施方式1所涉及的光集成元件的制造方法的立体图。图12是示出实施方式1所涉及的光集成元件的制造方法的立体图。图13是示出实施方式1所涉及的光集成元件的制造方法的立体图。图14是示出实施方式1所涉及的光集成元件的制造方法的立体图。图15是示出实施方式1所涉及的光集成元件的制造方法的立体图。图16是示出实施方式2所涉及的光集成元件的结构的顶视图。图17是示出实施方式2所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图18是示出实施方式2所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图19是示出实施方式2所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图20是示出实施方式2所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图21是示出实施方式2所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图22是示出实施方式2所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图23是示出实施方式2所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图24是示出实施方式2所涉及的光集成元件的结构的立体图。图25是示出变形例所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图26是示出实施方式3所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图27是示出实施方式3所涉及的光集成元件的结构的顶视图。图28是示出实施方式3所涉及的光集成元件的结构的顶视图。图29是示出实施方式3所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图30是示出实施方式3所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图31是示出实施方式3所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图32是示出实施方式3所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图33是示出实施方式3所涉及的光集成元件的制造方法的立体图。图34是示出变形例所涉及的光集成元件的结构的立体图。图35是示出实施方式1、2所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图36是示出实施方式3所涉及的光集成元件的结构的剖面图。图37是示出实施方式1、2、3所涉及的光集成元件的结构的剖面图。具体实施方式参照附图，说明本专利技术的实施方式所涉及的半导体光波导以及具备其的光集成元件。有时对相同的构成要素附加相同的符号，省略反复说明。<实施方式1>图1是示出本实施方式1所涉及的光集成元件的结构的顶视图，图2是从上表面观察该光集成元件的结构的剖面图。图1以及图2示出波导方向A-A’。图3、图4、图5、图6以及图7是从光的传输方向观察上述光集成元件的结构的剖面图，是沿着图1以及图2的B-B’、C-C’、D-D’、E-E’、F-F’本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体光波导，配设于基板上，该半导体光波导具备：芯层，折射率比所述基板高；包层，折射率比所述芯层低；以及电流阻挡层，电阻比所述芯层高，折射率比所述芯层低，在所述基板的一端侧，配设包括所述芯层、所述包层以及所述电流阻挡层的埋入型波导，并且所述芯层的层叠方向上的两侧被所述包层夹住，所述芯层的与所述层叠方向垂直的宽度方向上的两侧被所述电流阻挡层夹住，在所述基板的另一端侧，配设包括所述芯层以及所述包层的脊型波导，并且所述芯层的所述层叠方向上的两侧被所述包层夹住，夹着所述芯层的所述包层中的远离所述基板的一侧的所述包层的剖面形状具有凸形，在所述基板的所述一端侧与所述另一端侧之间，所述埋入型波导和所述脊型波导被耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.27 JP 2016-2102771.一种半导体光波导，配设于基板上，该半导体光波导具备：芯层，折射率比所述基板高；包层，折射率比所述芯层低；以及电流阻挡层，电阻比所述芯层高，折射率比所述芯层低，在所述基板的一端侧，配设包括所述芯层、所述包层以及所述电流阻挡层的埋入型波导，并且所述芯层的层叠方向上的两侧被所述包层夹住，所述芯层的与所述层叠方向垂直的宽度方向上的两侧被所述电流阻挡层夹住，在所述基板的另一端侧，配设包括所述芯层以及所述包层的脊型波导，并且所述芯层的所述层叠方向上的两侧被所述包层夹住，夹着所述芯层的所述包层中的远离所述基板的一侧的所述包层的剖面形状具有凸形，在所述基板的所述一端侧与所述另一端侧之间，所述埋入型波导和所述脊型波导被耦合。2.根据权利要求1所述的半导体光波导，其中，所述芯层在所述基板的所述一端侧与所述另一端侧之间具有宽度随着从所述一端侧朝向所述另一端侧变大的部分，所述电流阻挡层在所述基板的所述一端侧与所述另一端侧之间具有宽度随着从所述一端侧朝向所述另一端侧根据所述芯层的宽度的变化而变化的部分，所述脊型波导的凸部的突起在所述基板的所述一端侧与所述另一端侧之间具有宽度随着所述一端侧朝向所述另一端侧变小的部分。3.根据权利要求1或者2所述的半导体光波导，其中，所述芯层包含InGaAsP或者AlGaInAs。4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的半导体光波导，其中，所述电流阻挡层包含Zn、S、Fe、Ru中的任一种和InP。5.一种光集成元件，具备：权利要求1至4中的任意一项所述的半导体光波导；半导体激光器，配设于所述基板上，具有与所述埋入型波导同样的剖面构造；以及调制器，配设于所述基板上，具有与所述脊型波导同样的剖面构造，所述半导体激光器与所述半导体光波导的和所述一端侧对应的部分连接，所述调制器与所述半导体光波导的和所述另一端侧对应的部分连接。6.一种光集成元件，具备：权利要求1至4中的任意一项所述的半导体光波导；调制器，配设于所述基板上，具有与所述埋入型波导同样的剖面构造；以及半导体激光器，配设于所述基板上，具有与所述脊型波导同样的剖面构造，所述调制器与所述半导体光波导的和所述一端侧对应的部分连接，所述半导体激光器与所述半导体光波导的和所述另一端侧对应的部分连接。7.一种光集成元件，具备：权利要求1至4中的任意一项所述的半导体光波导；半导体激光器，配设于所...

【专利技术属性】
技术研发人员：外间洋平，秋山浩一，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP