光學(xué)元件以及馬赫－曾德型光波導(dǎo)元件的制作方法
【專利摘要】提供光學(xué)元件以及馬赫－曾德型光波導(dǎo)元件。光學(xué)元件具備具有由肋部及夾著上述肋部位于其兩側(cè)且比上述肋部的厚度薄的第一及第二平板部形成的芯線的光波導(dǎo)，上述芯線的上述肋部和上述第一及第二平板部由半導(dǎo)體單晶一體地形成，上述第一平板部具有摻雜成P型的P型區(qū)域，上述第二平板部具有摻雜成N型的N型區(qū)域，上述肋部具有與設(shè)于上述第一平板部的P型區(qū)域接觸的P型區(qū)域及與設(shè)置于上述第二平板部的N型區(qū)域接觸的N型區(qū)域，上述肋部的P型區(qū)域和N型區(qū)域接觸而構(gòu)成PN結(jié)部，上述肋部具有在與上述光波導(dǎo)的長(zhǎng)度方向垂直的截面中位于比上述第一及第二平板部靠上方的位置的上端部，上述肋部的上端部具有由本征區(qū)域、及以鄰接的上述P型區(qū)域或N型區(qū)域的摻雜濃度的1/10以下的摻雜濃度摻雜的低濃度摻雜區(qū)域中的一方形成的未摻雜區(qū)域。
【專利說(shuō)明】光學(xué)元件以及馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及在光通信等中利用的光學(xué)元件、以及使用了該光學(xué)元件的馬赫一曾德(MACH - ZEHNDER)型光波導(dǎo)元件。
[0002]本申請(qǐng)基于2011年10月26日在日本提出的特愿2011 — 234964號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并在此援引其全部?jī)?nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)前，在光通信中利用的信息量不斷增加。為了應(yīng)對(duì)這樣的信息量的增加，在主干網(wǎng)絡(luò)、城域(metiO)網(wǎng)絡(luò)、接入(Access)網(wǎng)絡(luò)等各種光通信網(wǎng)絡(luò)中，信號(hào)速度的高速化、基于多重波長(zhǎng)通信的信道(channel)數(shù)量的增加等對(duì)策得到發(fā)展。但是，伴隨著這樣的對(duì)策，產(chǎn)生光通信所需要的系統(tǒng)變得復(fù)雜、大型化、昂貴化、耗電增大等課題。
[0004]并且，在近年來(lái)增加的數(shù)據(jù)中心中也同樣迫切需要應(yīng)對(duì)信息量的增加。在數(shù)據(jù)中心內(nèi)的計(jì)算機(jī)間的通信中，以往主要通過(guò)金屬纜線傳送電信號(hào)。但是，根據(jù)更進(jìn)一步的高速化、耗電降低的要求，近年來(lái)，使用了光纖的光通信的利用得到發(fā)展。此外，在設(shè)備內(nèi)通信中，在計(jì)算機(jī)的主板內(nèi)、CPU內(nèi)等的各級(jí)中，光通信的導(dǎo)入成為課題。
[0005]作為解決上述的光通信網(wǎng)絡(luò)中的課題、進(jìn)而實(shí)現(xiàn)光通信朝新興領(lǐng)域的導(dǎo)入的技術(shù)，使用了硅等高折射率材料的光設(shè)備備受矚目。
[0006]介質(zhì)中的光的波長(zhǎng)與該介質(zhì)內(nèi)的折射率成反比例。因而，在折射率高達(dá)約3.5的硅(Si)中，光波導(dǎo)的芯線尺寸(寬度、高度等)變小。并且，通過(guò)將氧化硅(SiO2)那樣的相對(duì)于硅的折射率差大的介質(zhì)作為包覆層使用，能夠獲得封閉性的強(qiáng)的光波導(dǎo)。在這種光波導(dǎo)中，能夠減小彎曲半徑。因而，能夠?qū)崿F(xiàn)使用了光波導(dǎo)的光設(shè)備的小型化，若為相同功能則能夠更加小型化，并且，若為相同大小則能夠?qū)崿F(xiàn)具有更多的功能(多功能化)、高密度化。
[0007]并且，由于硅等高折射率材料是半導(dǎo)體材料，因此，通常能夠進(jìn)行電控制。通過(guò)使用這樣的半導(dǎo)體材料，能夠?qū)崿F(xiàn)光調(diào)制器等的特性可變的設(shè)備。此外，對(duì)于將半導(dǎo)體用于光波導(dǎo)芯線的光設(shè)備，在與制造工藝相關(guān)的技術(shù)、裝置中，與現(xiàn)有的CPU、存儲(chǔ)器等半導(dǎo)體設(shè)備之間的共通要素多，因此能夠期待通過(guò)量產(chǎn)實(shí)現(xiàn)低成本的光設(shè)備。
[0008]并且，通過(guò)將利用了半導(dǎo)體的光波導(dǎo)集成到與使用電信號(hào)的現(xiàn)有的半導(dǎo)體設(shè)備相同的基板上、即通過(guò)將到目前為止使用金屬配線的部位用光波導(dǎo)替換，存在進(jìn)一步的設(shè)備的高速化、低耗電化的可能性。
[0009]光調(diào)制器是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的光通信中的主要設(shè)備之一，與其他的設(shè)備相同，作為用于實(shí)現(xiàn)光集成設(shè)備的要素之一，各機(jī)構(gòu)正在進(jìn)行研究。
[0010]首先，對(duì)硅的光學(xué)特性進(jìn)行說(shuō)明。已知摻雜后的硅的在通信波長(zhǎng)區(qū)域中的折射率依賴于半導(dǎo)體中的載流子密度。根據(jù)非專利文獻(xiàn)1，對(duì)于P型、N型硅中的相對(duì)于波長(zhǎng)
1.55 μ m的光的硅的折射率η以及吸光系數(shù)α的變化，將電子以及空穴的載流子密度(每Icm3的個(gè)數(shù))的變化分別設(shè)定為Λ N6以及ANh，用如下的(式I)以及(式2)表示。[0011]Δη = -[8.8Χ IO^22X ΔΝε+8.5Χ IO^18X (ANh)08](式 I)
[0012]Δα = 8.5 X IO^18X ΔΝε+6.0XlO-18X ANh (式 2)
[0013]因而，如果摻雜后的硅中的載流子密度變高，則折射率變低，如果載流子密度變低，則折射率變高。同樣，如果載流子密度變高，則吸光系數(shù)變高，如果載流子密度變低，則吸光系數(shù)變低。并且，如上所述，介質(zhì)中的光的波長(zhǎng)與該介質(zhì)內(nèi)的折射率成反比例。因而，如果光波導(dǎo)的長(zhǎng)度不變而該光波導(dǎo)的折射率變化，則通過(guò)該光波導(dǎo)后的相位變化。
[0014]因而，如果在吸光系數(shù)低的區(qū)域中，在光波導(dǎo)中使用摻雜后的硅，并借助某種方法使載流子密度變化，則能夠根據(jù)該載流子密度的變化使通過(guò)該光波導(dǎo)后的相位變化。這樣的光波導(dǎo)作為光相位調(diào)制器發(fā)揮功能。
[0015]因此，到目前為止，提出了在肋形波導(dǎo)中形成PN結(jié)或者PIN結(jié)的光相位調(diào)制器(例如參照專利文獻(xiàn)I~3)。
[0016]在專利文獻(xiàn)I中，在肋形波導(dǎo)的肋中設(shè)置有具有垂直方向的邊界的PN結(jié)。在PN結(jié)的結(jié)邊界附近，存在被稱作耗盡層的載流子少的區(qū)域。通過(guò)對(duì)PN結(jié)施加反向偏壓，該耗盡層擴(kuò)寬，結(jié)果肋部的載流子減少。通過(guò)利用該減少，能夠利用電壓對(duì)載流子密度進(jìn)行控制而實(shí)現(xiàn)光相位調(diào)制器。
[0017]在專利文獻(xiàn)2中公開了具有PN結(jié)的光相位調(diào)制器，在該專利文獻(xiàn)2的圖2中，舉出應(yīng)用于層疊由多晶娃構(gòu)成的帶材而成的波導(dǎo)(Strip Loaded Waveguide)的例子。
[0018]在專利文獻(xiàn)3中公開了形成有PIN結(jié)的光相位調(diào)制器。 [0019]專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開第00/58776號(hào)
[0020]專利文獻(xiàn)2:美國(guó)專利第7085443號(hào)說(shuō)明書
[0021]專利文獻(xiàn)3:美國(guó)專利第6801702號(hào)說(shuō)明書
[0022]非專利文獻(xiàn)1:R.A.Soref and B.R.Benette, “Electrooptical effect inSilicon，，，IEEE J.Quantum Electron.QE — 23,1987 年，p.123 — 129
[0023]在硅等中，在因載流子密度的變化(施加電壓)而折射率變化的同時(shí)損失變化，插入損失根據(jù)作為目標(biāo)的光的相位的不同而不同。
[0024]并且，在專利文獻(xiàn)2的圖2所示的結(jié)構(gòu)中，在肋形波導(dǎo)的中央部存在材料的邊界。如果在光波導(dǎo)的內(nèi)部存在材料的邊界，則會(huì)產(chǎn)生因光的行進(jìn)方向上的該邊界面的不均勻(粗糙)而導(dǎo)致的光的散射，存在導(dǎo)致光波導(dǎo)的插入損失的增加的憂慮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0025]本發(fā)明就是鑒于上述情形而完成的，其目的在于提供一種能夠降低因載流子密度的變化而導(dǎo)致的損失的變化量、并且能夠降低插入損失的光學(xué)元件、以及使用了該光學(xué)元件的馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件。
[0026]本發(fā)明的一個(gè)方式所涉及的光學(xué)元件具備光波導(dǎo)，該光波導(dǎo)具有由肋部以及夾著上述肋部位于上述肋部的兩側(cè)、且厚度比上述肋部的厚度薄的第一平板部和第二平板部形成的芯線，其中，上述芯線的上述肋部、上述第一平板部、以及上述第二平板部由半導(dǎo)體單晶一體地形成，上述第一平板部具有摻雜成P型的P型區(qū)域，上述第二平板部具有摻雜成N型的N型區(qū)域，上述肋部具有與設(shè)置于上述第一平板部的P型區(qū)域接觸的P型區(qū)域、以及與設(shè)置于上述第二平板部的N型區(qū)域接觸的N型區(qū)域，通過(guò)上述肋部的P型區(qū)域和N型區(qū)域相互接觸而構(gòu)成PN結(jié)部，上述肋部具有在與上述光波導(dǎo)的長(zhǎng)度方向垂直的截面中位于比上述第一平板部以及上述第二平板部靠上方的位置的上端部，上述肋部的上端部具有由本征區(qū)域、以及以鄰接的上述P型區(qū)域或者N型區(qū)域的摻雜濃度的1/10以下的摻雜濃度摻雜的低濃度摻雜區(qū)域中的一方形成的未摻雜區(qū)域。
[0027]也可以形成為，上述肋部處的P型區(qū)域和N型區(qū)域之間的邊界在與上述光波導(dǎo)的長(zhǎng)度方向垂直的截面中與上述芯線的下表面垂直。
[0028]也可以形成為，上述肋部的P型區(qū)域位于與上述第一平板部相同的高度，上述肋部的N型區(qū)域位于與上述第二平板部相同的高度。
[0029]也可以形成為，上述肋部的P型區(qū)域延伸至比上述第一平板部的上表面高的位置，上述肋部的N型區(qū)域延伸至比上述第二平板部的上表面高的位置。
[0030]也可以形成為，由上述第一平板部的P型區(qū)域以及上述肋部的P型區(qū)域形成的整個(gè)P型區(qū)域的摻雜濃度在與上述光波導(dǎo)的長(zhǎng)度方向垂直的截面中隨著趨向上述PN結(jié)部而減少，由上述第二平板部的N型區(qū)域以及上述肋部的N型區(qū)域形成的整個(gè)N型區(qū)域的摻雜濃度在與上述光波導(dǎo)的長(zhǎng)度方向垂直的截面中隨著趨向上述PN結(jié)部而減少。
[0031]也可以形成為，上述整個(gè)P型區(qū)域具有摻雜濃度不同的兩個(gè)以上的區(qū)域，上述整個(gè)N型區(qū)域具有摻雜濃度不同的兩個(gè)以上的區(qū)域。
[0032]也可以形成為，上述光學(xué)元件還具備由金屬構(gòu)成的第一電極以及第二電極，上述第一平板部的P型區(qū)域具有P+區(qū)域，該P(yáng)+區(qū)域與上述第一電極連接、且具有比上述第一平板部的P型區(qū)域的摻雜濃度高的摻雜濃度，上述第二平板部的N型區(qū)域具有N+區(qū)域，該N+區(qū)域與上述第二電極連接、且具有比上述第二平板部的N型區(qū)域的摻雜濃度高的摻雜濃度。
[0033]也可以形成為，上述第一電極以及上述第二電極是沿著上述光波導(dǎo)的長(zhǎng)度方向連續(xù)地形成的行波型電極。
[0034]也可以形成為，上述行波型電極構(gòu)成共面線型電極或者開槽線型電極。
[0035]并且，本發(fā)明的一個(gè)方式所涉及的馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件的兩個(gè)臂集成在同一個(gè)基板上，其中，至少在上述兩個(gè)臂中的一方的光波導(dǎo)中使用上述光學(xué)元件。
[0036]并且，本發(fā)明的一個(gè)方式所涉及的馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件的兩個(gè)臂集成在同一個(gè)基板上，其中，在上述兩個(gè)臂的各光波導(dǎo)中使用上述光學(xué)元件，在上述各光波導(dǎo)中使用的上述各光學(xué)元件的上述第一平板部配置于上述兩個(gè)臂之間，或者上述各光學(xué)元件的上述第二平板部配置于上述兩個(gè)臂之間。
[0037]根據(jù)上述本發(fā)明的方式，在光波導(dǎo)的截面中，在摻雜的區(qū)域中，能夠提高通過(guò)施加電壓而載流子密度變化的區(qū)域的比例。即，與在肋形波導(dǎo)的肋整個(gè)區(qū)域進(jìn)行摻雜的情況相比較，能夠使施加電壓時(shí)的耗盡層的寬度的變化增大，能夠使載流子密度變化的區(qū)域相對(duì)于摻雜的區(qū)域的比例增加。
[0038]并且，載流子朝與PN結(jié)部一體地形成的肋上方的未摻雜區(qū)域擴(kuò)散，由此產(chǎn)生載流子密度低的部分。因此，能夠降低折射率變化時(shí)的損失的變化量、即光學(xué)元件動(dòng)作時(shí)的損失的變化量。
[0039]由于光波導(dǎo)的每單位長(zhǎng)度的結(jié)容量減少，因此能夠期待高頻區(qū)域的反應(yīng)時(shí)間的改善。并且，由于不需要從電極到平板部變更摻雜濃度，因此能夠避免寄生電阻的增大。
[0040]由于在肋形波導(dǎo)的中央部不存在材料的邊界，因此能夠降低作為光波導(dǎo)使用時(shí)的插入損失。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1A是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的光學(xué)元件的剖視圖。
[0042]圖1B是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I的一個(gè)變形例所涉及的光學(xué)元件的剖視圖。
[0043]圖2A是示出在圖1A的光學(xué)元件設(shè)置電極后的例子的剖視圖。
[0044]圖2B是示出圖2A的光學(xué)元件的立體圖。
[0045]圖2C是示出在圖2A的光學(xué)元件設(shè)置接地電極后的例子的剖視圖。
[0046]圖3是示出在圖1A的光學(xué)元件設(shè)置電極后的例子的立體圖。
[0047]圖4A是示出圖2A的光學(xué)元件的制造工序的一例的剖視圖。
[0048]圖4B是示出圖2A的光學(xué)元件的制造工序的一例的剖視圖。
[0049]圖4C是示出圖2A的光學(xué)元件的制造工序的一例的剖視圖。
[0050]圖4D是示出圖2A的光學(xué)元件的制造工序的一例的剖視圖。
[0051]圖4E是示出圖2A的光學(xué)元件的制造工序的一例的剖視圖。
[0052]圖4F是示出圖2A的光學(xué)元件的制造工序的一例的剖視圖。
[0053]圖5A是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的光學(xué)元件的剖視圖。
[0054]圖5B是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的光學(xué)元件的剖視圖。
[0055]圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的光學(xué)元件的剖視圖。
[0056]圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的光學(xué)元件的剖視圖。
[0057]圖8A是示出本發(fā)明的實(shí)施方式5所涉及的光學(xué)元件的剖視圖。
[0058]圖SB是示出本發(fā)明的實(shí)施方式5的一個(gè)變形例所涉及的光學(xué)元件的剖視圖。
[0059]圖9是示出本發(fā)明的實(shí)施方式6所涉及的光學(xué)元件的剖視圖。
[0060]圖10是示出馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件的一例的示意圖。
[0061]圖1lA是示出本發(fā)明的實(shí)施方式7所涉及的馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件的俯視圖。
[0062]圖1lB是示出本發(fā)明的實(shí)施方式7所涉及的馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件的T部的局部放大圖。
[0063]圖12A是示出圖1lA所示的相位變化部的一例的剖視圖。
[0064]圖12B是示出圖1lA所示的相位變化部的一例的剖視圖。
[0065]圖13是示出馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件中的電極配置的一例的俯視圖。
[0066]圖14是示出馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件中的電極配置的又一例的俯視圖。
[0067]圖15A是示出圖1lA所示的相位變化部的其他例的剖視圖。
[0068]圖15B是示出圖1lA所示的相位變化部的其他例的剖視圖。
[0069]圖16是示出具有光路長(zhǎng)度調(diào)整部的馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件的一例的示意圖。
[0070]圖17是示出載流子密度與Λη/Λ α之比之間的關(guān)系的一例的圖表。
[0071]圖18是示出實(shí)施例1的截面構(gòu)造的剖視圖。
[0072]圖19Α是針對(duì)實(shí)施例1示出芯線的中心部的截面構(gòu)造的剖視圖。
[0073]圖19Β是針對(duì)比較例I示出芯線的中心部的截面構(gòu)造的剖視圖。
[0074]圖20是示出使偏壓從OV朝一 4V變化時(shí)的有效折射率的變化的圖表。
[0075]圖21是示出使偏壓從一 4V朝OV變化時(shí)的有效折射率的變化的圖表。[0076]圖22k是示出實(shí)施例1中的載流子密度分布的仿真結(jié)果的用于代替圖的照片。
[0077]圖22B是示出實(shí)施例1中的載流子密度分布的仿真結(jié)果的用于代替圖的照片。
[0078]圖23A是對(duì)圖22A的仿真結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。
[0079]圖23B是對(duì)圖22B的仿真結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。
[0080]圖24A是示出比較例I中的載流子密度分布的仿真結(jié)果的用于代替圖的照片。
[0081]圖24B是示出比較例I中的載流子密度分布的仿真結(jié)果的用于代替圖的照片。
[0082]圖25A是對(duì)圖24A的仿真結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。
[0083]圖25B是對(duì)圖24B的仿真結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0084]以下，基于優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明。
[0085]首先，研究光相位調(diào)制器的相位變化部中的插入損失。
[0086]相位變化部的主要目的是使通過(guò)波導(dǎo)后的射出光的相位變化。
[0087]在使相位變化部的折射率變化而進(jìn)行相位調(diào)制的情況下，輸出時(shí)的相位變化Λ Φ用Λ φ = 24Λη@/λ 表示。此處，Anrff是光波導(dǎo)的截面構(gòu)造中的導(dǎo)波模式的有效折射率I^ff的變化，L是相位變化部的長(zhǎng)度，λ是光的波長(zhǎng)，π是圓周率。即，輸出時(shí)的相位變化由包含有效折射率的變化Λ neff和相位變化部長(zhǎng)度L之積的式子表示。
[0088]另一方面，因載流子的吸收而導(dǎo)致的波導(dǎo)損失也依賴于相位變化部長(zhǎng)度L。對(duì)于波導(dǎo)的有效的吸光系數(shù)α，當(dāng)將初始功率設(shè)定為Pci時(shí)，通過(guò)波導(dǎo)后的射出光(透射光)的功率P1用P1 = PdX exp (— a L) = PciX e — 表示。在該情況下,若用分貝表示相位變化部的插入損失，則用 IOlog10(PcZP1) = IOlog10(eaL) = a L(101og10e)表示。
[0089]有效的吸光系數(shù)α根據(jù)相位變化部動(dòng)作時(shí)的耗盡層的變化而變化。如果將以耗盡層擴(kuò)寬的方式使相位變化部動(dòng)作的狀態(tài)下的吸光系數(shù)表示為a eff，將以耗盡層縮窄的方式使相位變化部動(dòng)作的狀態(tài)下的吸光系數(shù)表示為arff+A Cirff，則Cirff是來(lái)自不受到因施加反向偏壓而造成的影響的區(qū)域的貢獻(xiàn)。換言之，a eff是來(lái)自雖然分布有載流子但該載流子分布不變的區(qū)域的貢獻(xiàn)。另一方面，△ a eff可以看作是來(lái)自因反向偏壓的變化而載流子分布變化的區(qū)域的貢獻(xiàn)。
[0090]動(dòng)作時(shí)的損失在a rff與a eff+Δ a eff之間往復(fù)。即，作為光波導(dǎo)，為了降低插入損失，需要降低arff、a eff+ Δ arff。為了降低損失的變化量，需要降低Λ a rff。因此，針對(duì)這兩個(gè)課題，需要分別降低arff、Λ Cirff這兩個(gè)參數(shù)。
[0091]為了降低相位變化部的插入損失，除了吸光系數(shù)的變化Λ Cieff的貢獻(xiàn)之外，吸光系數(shù)a rff本身也是重要的。認(rèn)為通過(guò)縮短相位變化部長(zhǎng)度L也可以降低相位變化部的插入損失。但是，相位變化部長(zhǎng)度L取決于在光相位調(diào)制器中能夠應(yīng)對(duì)的偏壓的范圍Vbias、所要求的調(diào)制效率，因此無(wú)法自由地縮短。
[0092]當(dāng)將所要求的相位調(diào)制量設(shè)定為Φ_、將所能夠施加的信號(hào)的偏壓的范圍Vbias中的因載流子密度變化而導(dǎo)致的有效折射率的變化設(shè)定為Anrff時(shí)，光相位調(diào)制器所需要的長(zhǎng)度Lrai用如下的(式3)表示。(式3)是通過(guò)對(duì)根據(jù)上述的表示輸出時(shí)的相位變化的式子得到的(Keq = SJiLraiAneff/^進(jìn)行變形而得到的。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)兀件， 所述光學(xué)元件具備光波導(dǎo)，該光波導(dǎo)具有由肋部以及夾著所述肋部位于所述肋部的兩偵U、且厚度比所述肋部的厚度薄的第一平板部和第二平板部形成的芯線， 所述光學(xué)元件的特征在于， 所述芯線 的所述肋部、所述第一平板部、以及所述第二平板部由半導(dǎo)體單晶一體地形成， 所述第一平板部具有摻雜成P型的P型區(qū)域， 所述第二平板部具有摻雜成N型的N型區(qū)域， 所述肋部具有與設(shè)置于所述第一平板部的P型區(qū)域接觸的P型區(qū)域、以及與設(shè)置于所述第二平板部的N型區(qū)域接觸的N型區(qū)域， 通過(guò)所述肋部的P型區(qū)域和N型區(qū)域相互接觸而構(gòu)成PN結(jié)部， 所述肋部具有在與所述光波導(dǎo)的長(zhǎng)度方向垂直的截面中位于比所述第一平板部以及所述第二平板部靠上方的位置的上端部， 所述肋部的上端部具有由本征區(qū)域、以及以鄰接的所述P型區(qū)域或者N型區(qū)域的摻雜濃度的1/10以下的摻雜濃度摻雜的低濃度摻雜區(qū)域中的一方形成的未摻雜區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于， 所述肋部處的P型區(qū)域和N型區(qū)域之間的邊界在與所述光波導(dǎo)的長(zhǎng)度方向垂直的截面中與所述芯線的下表面垂直。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)元件，其特征在于， 所述肋部的P型區(qū)域位于與所述第一平板部相同的高度， 所述肋部的N型區(qū)域位于與所述第二平板部相同的高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)元件，其特征在于， 所述肋部的P型區(qū)域延伸至比所述第一平板部的上表面高的位置， 所述肋部的N型區(qū)域延伸至比所述第二平板部的上表面高的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述的光學(xué)兀件,其特征在于， 由所述第一平板部的P型區(qū)域以及所述肋部的P型區(qū)域形成的整個(gè)P型區(qū)域的摻雜濃度在與所述光波導(dǎo)的長(zhǎng)度方向垂直的截面中隨著趨向所述PN結(jié)部而減少， 由所述第二平板部的N型區(qū)域以及所述肋部的N型區(qū)域形成的整個(gè)N型區(qū)域的摻雜濃度在與所述光波導(dǎo)的長(zhǎng)度方向垂直的截面中隨著趨向所述PN結(jié)部而減少。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)兀件,其特征在于， 所述整個(gè)P型區(qū)域具有摻雜濃度不同的兩個(gè)以上的區(qū)域， 所述整個(gè)N型區(qū)域具有摻雜濃度不同的兩個(gè)以上的區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的光學(xué)兀件,其特征在于， 所述光學(xué)元件還具備由金屬構(gòu)成的第一電極以及第二電極， 所述第一平板部的P型區(qū)域具有P+區(qū)域，該P(yáng)+區(qū)域與所述第一電極連接、且具有比所述第一平板部的P型區(qū)域的摻雜濃度高的摻雜濃度， 所述第二平板部的N型區(qū)域具有N+區(qū)域，該N+區(qū)域與所述第二電極連接、且具有比所述第二平板部的N型區(qū)域的摻雜濃度高的摻雜濃度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光學(xué)元件，其特征在于，所述第一電極以及所述第二電極是沿著所述光波導(dǎo)的長(zhǎng)度方向連續(xù)地形成的行波型電極。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光學(xué)元件，其特征在于， 所述行波型電極構(gòu)成共面線型電極或者開槽線型電極。
10.一種馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件， 該馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件的兩個(gè)臂集成在同一個(gè)基板上， 所述馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件的特征在于， 至少在所述兩個(gè)臂中的一方的光波導(dǎo)中使用權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件。
11.一種馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件， 該馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件的兩個(gè)臂集成在同一個(gè)基板上， 所述馬赫一曾德型光波導(dǎo)元件的特征在于， 在所述兩個(gè)臂的各光波導(dǎo)中使用權(quán)利要求1~9中任一項(xiàng)所述的光學(xué)元件， 在所述各光波導(dǎo)中使用的所述各光學(xué)元件的所述第一平板部配置于所述兩個(gè)臂之間，或者所述各光學(xué)元件的所述第 二平板部配置于所述兩個(gè)臂之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一項(xiàng)所述的光學(xué)兀件,其特征在于， 所述光波導(dǎo)在其長(zhǎng)度方向上起點(diǎn)和終點(diǎn)連接在一起而形成環(huán)形狀。
【文檔編號(hào)】G02F1/025GK103907049SQ201280052325
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2012年10月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月26日
【發(fā)明者】五井一宏, 小川憲介 申請(qǐng)人:株式會(huì)社藤倉(cāng)