半导体光集成元件及其制造方法技术

一种半导体光集成元件的制造方法，在半导体光集成元件(AXEL)的进一步高输出化中，不追加检查工序，防止制造成本的增大。所述半导体光集成元件的制造方法由以下步骤构成：DFB激光器、EA调制器以及SOA被单片集成到同一基板上，使光轴方向一致地二维排列多个在光出射方向上按所述DFB激光器、所述EA调制器以及所述SOA的顺序配置的半导体光集成元件，从而形成半导体晶片的步骤；以与光出射方向正交的面劈开所述半导体晶片，形成多个所述半导体光集成元件在与光出射方向正交的方向一维排列并且邻接的所述半导体光集成元件共用同一劈开端面作为光出射面的半导体条的步骤；经由将所述SOA的电极与所述DFB激光器的电极电连接的连接布线部进行通电驱动来检查所述半导体条的所述各半导体光集成元件的步骤；以及在检查后，在与邻接的半导体光集成元件的边界线分离所述半导体条的所述各半导体光集成元件，由此将连接所述SOA的电极与所述DFB激光器的电极的所述连接布线部切断，从而进行电分离的步骤。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体光集成元件及其制造方法
本专利技术涉及在例如InP这样的半导体基板上集成了电场吸收型(Electroabsorption：EA)光调制器和半导体激光器的调制激光器这样的半导体光集成元件及其制造方法。更详细而言，涉及包括EA调制器、半导体光放大器(SemiconductorOpticalAmplifier：SOA)以及分布反馈型(DistributedFeedback:DFB)激光器的高输出的半导体光集成元件及其制造方法。
技术介绍
随着近年的视频发布服务的普及、移动流量需求的增大，网络流量爆发性地增大，特别是在被称为接入系统的网络区域中，与下一代网络相关的讨论活跃化。作为这些下一代的接入系统网络的趋势，要求传输距离的延长化/多分支化，在此使用的半导体调制光源中，也为了补偿分支比的增加而提高对光输出的高输出化的要求。电场吸收调制器集成型的DFB(EADFB)激光器与通过调制电信号直接驱动激光的直接调制型的激光器相比，具有较高的消光特性和优异的啁啾(chirp)特性，因此到目前为止在包括接入系统网络用光源的广泛的用途中被使用。在图1中示出了沿着以往的一般的EADFB激光器的光出射方向的概略的基板剖视图。一般的EADFB激光器具有DFB激光器11和EA调制器(EAM)12在同一芯片内沿光出射方向被单片集成的波导构造。DFB激光器11具有包含多量子阱(MQW)的活性层11a，通过形成于共振器内的衍射光栅11b以单一波长进行振荡。此外，EA调制器12具有包含与DFB激光器不同的组成的多量子阱(MQW)的光吸收层12a，通过电压控制使光吸收量变化来调制激光。在透射/吸收来自DFB激光器11的输出激光的条件下，通过以调制信号对EA调制器12进行电驱动来使光忽明忽暗，从而将电信号转换成光信号(光调制)并射出。该EADFB激光器的问题在于，在光调制中使用EA调制器中的光吸收，因此充分的消光特性和高光输出化在原理上处于权衡(tradeoff)的关系。在图2中示出了一般的EADFB激光器的消光曲线，对光强度调制的原理进行说明。作为在一般的EADFB激光器中用于达成高输出化的一个方法，可举出减小对EA调制器施加的反向偏压的绝对值，抑制在EA调制器中的光吸收。但是，在该情况下，在EA调制器的消光曲线的陡峭性下降的部分进行动作，因此调制特性即动态消光比(DER)会劣化。作为另一种方法，能举出使DFB激光器的驱动电流增大来增加从DFB激光器入射至EA调制器的激光光强度的方法。但是，在该方法中，不仅DFB激光器的耗电量会增大，EA调制器中的光吸收和与该光吸收相伴的光电流也会增加，消光特性会劣化，从而芯片整体的耗电量会过度地增大。如上所述，在以往的EADFB激光器中难以兼顾充分的光输出和调制特性(动态消光比)，无法避免耗电量的过度增大。针对该问题，以往提出了在EADFB激光器的光出射端还集成有半导体光放大器(SOA)的EADFB激光器(SOAAssistedExtendedReachEADFBLaser：AXEL)(非专利文献1)。在图3中示出了集成有以往的SOA的EADFB激光器(AXEL)的概略的基板剖视图。在AXEL中，由DFB激光器31产生并通过EA调制器32进行调制后的激光信号光通过单片集成的SOA区域33被独立地放大并输出。因此在AXEL中，能不使光信号波形的品质劣化地增大光输出。此外，在AXEL中，与以往的EADFB激光器相比，能使DFB激光器31的驱动电流、EA调制器32的光电流不过度增大地实现高输出化。而且在AXEL中，在SOA33的活性层33a使用与DFB激光器31的活性层31a相同的MQW构造。因此，能不追加用于SOA区域的集成的再生长工艺，而以与以往的EADFB激光器相同的制造工序来制作器件。除此之外，作为AXEL的特征，如图3所示，也可以举出将同一元件内的SOA33与DFB激光器31电连接而能由同一端子进行驱动。通过由同一端子驱动SOA33和DFB激光器31，DFB激光器31的驱动电流的一部分被供给至SOA33。该电流分配根据DFB激光器31的长度与SOA33的长度的比率(体积)确定，因此SOA33和DFB激光器31的各自的区域会以同一电流密度进行动作。通过该驱动方法，AXEL相对于以往的EADFB激光器不会使端子数增加，能以相同的驱动方法进行动作(专利文献1)。在图4中，示出了表示以往的AXEL的各区域的电极配置的芯片俯瞰图。在图4中，为了便于理解各区域的剖面构造，剖切芯片的基板的一部分来表现。在图4所示的以往的AXEL中，在芯片制作阶段中，在元件上设有SOA区域43与DFB激光器区域41的电极(41c、43c)被连接的电极图案，在芯片制作后的检查工序中能由共同的端子驱动SOA和DFB激光器。由此在AXEL中，能不随着SOA区域的集成而增加检查工序，能通过采用与以往的EADFB激光器相同的检查工序来判断各区域的正常性。如上所述，相对于以往的EADFB激光器，AXEL除了通过SOA区域的集成实现的高输出化和低耗电量化之外，还具有能以与EADFB激光器相同的制作工序和检查工序进行制造的明显优点。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013－258336非专利文献非专利文献1：WKobayashietal.,“Novelapproachforchirpandoutputpowercompensationappliedtoa40-Gbit/sEADFBlaserintegratedwithashortSOA,”Opt.Express,Vol.23,No.7,pp.9533-9542,Apr.2015
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，近年来，特别是在接入系统网络等中，随着分路器(Splitter)分支比的增大，对调制光源的高输出化的要求日益提高。如前述那样，与一般的EADFB激光器相比，AXEL的低耗电性、高输出特性优异，但为了达成将来所需的光输出，进一步的高输出化是不可或缺的。此外，作为使AXEL的光输出增大的另一个方法，可以举出使在SOA区域中获得的光增益增大。如前述那样，在以往的AXEL中S由共同的端子驱动OA和DFB激光器而使OA和DFB激光器动作，因此在调整为DFB激光器稳定地动作的驱动电流的情况下，施加于SOA的电流量也根据两者的体积比来确定。在此，为了使AXEL以更高的输出进行动作，需要由不同的电流源独立地驱动SOA和DFB激光器，对SOA供给充分的驱动电流。除此之外，面向AXEL的高输出化，理想的是将SOA长度设计得长。这是因为像前述那样，在假设增大DFB激光器的共振器长度来使来自DFB激光器的光输出增加的情况下，会使EA调制器中的光电流和耗电量增大。因此，为了高输出化，需要以能不受在EA调制器中的光吸收的影响而独立地进行光放大的方式将SOA长度设计得较大。但是，作为在采用了较长的SOA长度的情况下担忧的问题，可以举出由于与SOA内部的载流子波动相伴的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体光集成元件，DFB激光器、EA调制器以及SOA被单片集成到同一基板上，在光出射方向上，所述半导体光集成元件按所述DFB激光器、所述EA调制器以及所述SOA的顺序配置，所述半导体光集成元件的特征在于，/n形成多个所述半导体光集成元件使光轴方向一致地沿与光出射方向正交的方向一维排列并且邻接的所述半导体光集成元件共用同一劈开端面作为光出射面的半导体条，/n所述半导体条的所述各半导体光集成元件具有将所述SOA的电极与所述DFB激光器的电极电连接的连接布线部，/n所述连接布线部跨越在所述半导体条中与邻接的半导体光集成元件的边界线而形成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180307 JP 2018-0409121.一种半导体光集成元件，DFB激光器、EA调制器以及SOA被单片集成到同一基板上，在光出射方向上，所述半导体光集成元件按所述DFB激光器、所述EA调制器以及所述SOA的顺序配置，所述半导体光集成元件的特征在于，
形成多个所述半导体光集成元件使光轴方向一致地沿与光出射方向正交的方向一维排列并且邻接的所述半导体光集成元件共用同一劈开端面作为光出射面的半导体条，
所述半导体条的所述各半导体光集成元件具有将所述SOA的电极与所述DFB激光器的电极电连接的连接布线部，
所述连接布线部跨越在所述半导体条中与邻接的半导体光集成元件的边界线而形成。


2.根据权利要求1所述的半导体光集成元件，其特征在于，
所述DFB激光器、所述EA调制器以及所述SOA由一并形成的台面条带构造形成，
所述台面条带构造的侧壁形成为具有被一并生长的p型和n型的半导体层掩埋的掩埋异质构造。


3.根据权利要求1或2所述的半导体光集成元件，其特征在于，
所述SOA的长度形成为150μm以上。

【专利技术属性】
技术研发人员：进藤隆彦，藤原直树，佐野公一，石井启之，松崎秀昭，山田贵，堀越建吾，
申请(专利权)人：日本电信电话株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP