半導體光集成元件制造技術

本公開的半導體光集成元件具備：激光二極管部(12)，其設置于基板(10)之上的一端側，具有第1光波導(43)，并產生激光；調制器部(14)，其設置于另一端側，具有第2光波導(53)，并對激光進行調制；分離區域(16)，其設置于激光二極管部(12)與調制器部(14)之間；以及一對槽(22、24)，其沿著第1光波導(43)以及第2光波導(53)而設置于兩側，分離區域(16)內的第2光波導以及調制器部(14)內的第2光波導(53)的靠分離區域側的一部分為埋入構造，調制器部(14)內的第2光波導(53)的剩余部分具有高臺面脊構造。2光波導(53)的剩余部分具有高臺面脊構造。2光波導(53)的剩余部分具有高臺面脊構造。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】半導體光集成元件


[0001]本公開涉及半導體光集成元件。

技術介紹

[0002]在中繼站與用戶之間的光通信系統亦即接入系統中，以往大多使用適于低速調制的直接調制型半導體激光發送器(DML：Directly Modulated Laser)，但在進行10Gb/s或者其以上的高速通信的情況下，使用將作為光源的激光二極管(Laser Diode，為了簡化，有時也記為LD。)和適于高速調制的電場吸收型半導體光調制器(EAM：Electro
?
absorption Modulator，以下，稱為EA調制器。)集成在同一基板上的半導體光集成元件(EML：Electro
?
absorption Modulator integrated Laser)。
[0003]作為構成半導體光集成元件的激光二極管部以及EA調制器部的光波導構造，根據半導體光集成元件各自的目的而應用通過半導體層埋入供激光被導波或者調制的芯層的兩側面部的埋入型光波導(以下，適當地稱為埋入構造。)、未通過半導體層埋入芯層的兩側面部的高臺面脊光波導(以下，適當地稱為高臺面脊構造(high
?
mesa
?
ridge structure)。)以及槽未到達至芯層的低臺面脊光波導之類的光波導構造。
[0004]在現有的半導體光集成元件中，EA調制器部的光波導由沿著光軸方向相同的構造即相對于光軸的截面形狀相同的構造構成。此外，為了改善EA調制器部的散熱性，而提出了通過半導體層埋入芯層的兩側面部并且在埋入的半導體層的外側具有散熱體的構造(專利文獻1)、在發熱量多的EA調制器部的光輸入側配置電極焊盤來改善散熱性的構造(專利文獻2)、在脊型光波導的兩側面部沿著光軸方向配置金屬薄膜散熱體而提高散熱的構造(專利文獻3)等方案。
[0005]專利文獻1：日本特開2014
?
53525號公報
[0006]專利文獻2：日本特開2009
?
222965號公報
[0007]專利文獻3：日本特開2001
?
142037號公報
[0008]在使現有的EA調制器部整體成為埋入構造的情況下，雖然散熱性提高，但埋入構造部分成為電容成分，因此，高頻特性比高臺面脊構造差。
[0009]另一方面，在使EA調制器部整體成為高臺面脊構造的情況下，由于能夠減少電容，因此高頻特性優異，但光吸收層所產生的熱難以向周圍擴散，因此散熱性比埋入構造差。
[0010]因此，在向EA調制器部的光輸入功率大的情況下由于半導體光集成元件的發熱變大，因此元件特性有可能劣化(專利文獻1、專利文獻2)。此外，還存在因過度的發熱而產生元件破壞的可能性(專利文獻3)。

技術實現思路

[0011]本公開是為了消除上述那樣的問題點而完成的，其目的在于獲得在EA調制器部中能夠兼具高頻特性和所需的散熱性的半導體光集成元件。
[0012]本公開所涉及的半導體光集成元件具備：基板；激光二極管部，其設置于上述基板
之上的一端側，具有包含第1芯層的第1光波導，并產生激光；調制器部，其設置于上述基板之上的另一端側，具有對從上述第1芯層入射的激光進行導波的包含第2芯層的第2光波導，并對上述激光進行調制；分離區域，其設置于上述基板之上的上述激光二極管部與上述調制器部之間，具有上述第2光波導，并使上述激光二極管部與上述調制器部電分離；以及一對槽，其沿著上述第1光波導以及上述第2光波導而設置于兩側，上述分離區域內的上述第2光波導以及上述調制器部內的上述第2光波導的靠上述分離區域側的一部分為埋入構造，上述調制器部內的上述第2光波導的剩余部分為高臺面脊構造。
[0013]根據本公開所涉及的半導體光集成元件，由于分離區域內的第2光波導以及調制器部內的第2光波導的靠分離區域側的一部分為埋入構造，調制器部內的第2光波導的剩余部分為高臺面脊構造，因此能夠兼具調制器部所要求的高頻特性和所需的散熱性，起到能夠抑制高光輸入時的特性劣化或者元件破壞的效果。
附圖說明
[0014]圖1是表示實施方式1所涉及的半導體光集成元件的俯視圖。
[0015]圖2是在實施方式1所涉及的半導體光集成元件中沿著圖1的俯視圖所示的A
?
A線剖切的激光二極管部的剖視圖。
[0016]圖3是在實施方式1所涉及的半導體光集成元件中沿著圖1的俯視圖所示的B
?
B線剖切的分離區域的剖視圖。
[0017]圖4是在實施方式1所涉及的半導體光集成元件中沿著圖1的俯視圖所示的C
?
C線剖切的埋入EA調制器部的剖視圖。
[0018]圖5是在實施方式1所涉及的半導體光集成元件中沿著圖1的俯視圖所示的D
?
D線剖切的高臺面EA調制器部的剖視圖。
[0019]圖6是表示實施方式1所涉及的半導體光集成元件的制造方法的圖，且是在從上表面觀察半導體光集成元件的情況下分別表示LD部、分離區域以及EA調制器部的圖。
[0020]圖7是表示實施方式1所涉及的半導體光集成元件的制造方法的圖，且是包括沿著光波導方向的芯層的剖視圖。
[0021]圖8是表示實施方式1所涉及的半導體光集成元件的制造方法的圖，且是表示半導體層疊構造之上的絕緣膜圖案的圖。
[0022]圖9是表示實施方式1所涉及的半導體光集成元件的制造方法的圖，且是圖8的A
?
A線處的埋入EA調制器部的脊構造的剖視圖。
[0023]圖10是表示實施方式1所涉及的半導體光集成元件的制造方法的圖，且是圖8的B
?
B線處的高臺面EA調制器部的脊構造的剖視圖。
[0024]圖11是表示實施方式1所涉及的半導體光集成元件的制造方法的圖，且是圖8的C
?
C線處的激光二極管部的脊構造的剖視圖。
[0025]圖12是表示實施方式1所涉及的半導體光集成元件的制造方法的圖，且是槽形成后的俯視圖。
[0026]圖13是實施方式2所涉及的半導體光集成元件的俯視圖。
[0027]圖14是在實施方式2所涉及的半導體光集成元件中沿著圖13的A
?
A線剖切的剖視圖。
[0028]圖15是表示實施方式3所涉及的半導體光集成元件的俯視圖。
[0029]圖16是表示實施方式3所涉及的半導體光集成元件的絕緣膜圖案的圖。
[0030]圖17是表示實施方式4所涉及的半導體光集成元件的相當于圖1的沿著C
?
C線剖切的埋入EA調制器部的剖視圖。
[0031]圖18是表示實施方式5所涉及的半導體光集成元件的相當于圖1的沿著C
?
C線剖切的埋入EA調制器部的剖視圖。
具體實施方式
[0032]實施方式1
[0033]圖1是表示實施方式1所涉及的半導體光集成元件的俯視圖。在n型InP基板10之上集成有激光本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.一種半導體光集成元件，其特征在于，具備：基板；激光二極管部，其設置于所述基板之上的一端側，具有包含第1芯層的第1光波導，并產生激光；調制器部，其設置于所述基板之上的另一端側，具有對從所述第1芯層入射的激光進行導波的包含第2芯層的第2光波導，并對所述激光進行調制；分離區域，其設置于所述基板之上的所述激光二極管部與所述調制器部之間，具有所述第2光波導，并使所述激光二極管部與所述調制器部電分離；以及一對槽，其沿著所述第1光波導以及所述第2光波導而設置于兩側，所述分離區域內的所述第2光波導以及所述調制器部內的所述第2光波導的靠所述分離區域側的一部分為埋入構造，所述調制器部內的所述第2光波導的剩余部分為高臺面脊構造。2.根據權利要求1所述的半導體光集成元件，其特征在于，所述埋入構造由設置在所述第2光波導的側面部的半導體埋入層構成。3.根據權利要求1所述的半導體光集成元件，其特征在于，在所述槽的至少所述埋...

【專利技術屬性】
技術研發人員：東祐介，森田佳道，
申請(專利權)人：三菱電機株式會社，
類型：發明
國別省市：