光半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的光半導(dǎo)體器件，具有半導(dǎo)體襯底上的激光振蕩器和所述半導(dǎo)體襯底上的光調(diào)制器；所述激光振蕩器的一對反射鏡中的至少一個反射鏡為環(huán)形鏡，所述環(huán)形鏡具有環(huán)形波導(dǎo)路徑和在所述環(huán)形波導(dǎo)路徑上串聯(lián)插入的多個第一環(huán)諧振器；所述光調(diào)制器具有沿著調(diào)制器波導(dǎo)路徑級聯(lián)連接的多個第二環(huán)諧振器；所述第一環(huán)諧振器的通頻帶寬度設(shè)定為比所述第二環(huán)諧振器的通頻帶寬度更寬。
【專利說明】光半導(dǎo)體器件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種光半導(dǎo)體器件。

【背景技術(shù)】
[0002]在對大容量的光收發(fā)器進行小型化、低功率化的方面，在具有硅波導(dǎo)路徑的襯底上單片集成光學(xué)器件的技術(shù)起到重要作用。作為提高硅襯底上的調(diào)制器的調(diào)制效率，且減少消耗功率和器件尺寸的結(jié)構(gòu)，已提出了微環(huán)相位輔助(RA)調(diào)制器(例如，參照非專利文獻I)。在RA調(diào)制器中，通過將多個環(huán)諧振器排列在移相器中來得到具有實際效果的相互作用。
[0003]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的光半導(dǎo)體器件1000的示意圖。光半導(dǎo)體器件1000在未圖示的硅襯底上集成了激光振蕩器1010和微環(huán)相位輔助型馬赫-曾德爾(Mach-Zehnder(MZ))調(diào)制器1020。激光振蕩器1010具有相向的兩個反射鏡1011、1012和一個環(huán)諧振器1013。如圖表(C)所示，通過插入環(huán)諧振器來得到僅使環(huán)諧振波長附近的波長透過的濾波特性，并發(fā)生以環(huán)諧振波長為中心的激光振蕩。通過使環(huán)諧振器1013的形狀、尺寸與微環(huán)相位輔助型MZ調(diào)制器1020的環(huán)諧振器1023的形狀、尺寸相同，能夠以使調(diào)制器1020的調(diào)制效率達(dá)到最高的波長來發(fā)生激光振蕩。
[0004]即使環(huán)諧振器的尺寸在設(shè)計上設(shè)定成相同尺寸，也會因為制作上的偏差而使環(huán)諧振波長存在偏差。就微環(huán)相位輔助型MZ調(diào)制器1020而言，由于以下的原因能夠抑制調(diào)制效率最大波長的偏差。如圖表(B)所示，微環(huán)相位輔助型MZ調(diào)制器1020的移相量的波長依賴性等于各環(huán)1023單體的移相量的波長依賴性的總和。微環(huán)相位輔助型MZ調(diào)制器1020的調(diào)制效率最大波長在各個環(huán)諧振器1023的平均諧振波長的附近處。從而，與各環(huán)諧振器1023的諧振波長的偏差比較，調(diào)制器整體的調(diào)制效率最大波長的偏差得到了抑制。
[0005]另一方面，激光振蕩器1010的環(huán)諧振器1013只有一個，因此環(huán)諧振器1013的諧振波長的偏差直接成為振蕩波長的偏差。所以，在激光振蕩波長(圖表(C))和使調(diào)制效率最大的峰值波長(圖表(B))之間產(chǎn)生差異。該差異成為使調(diào)制器1020的調(diào)制效率降低，或產(chǎn)生特性的個別差的原因。
[0006]另外，采用了由多級波導(dǎo)路徑環(huán)諧振器構(gòu)成的環(huán)形過濾器的波長可變激光器已被人們熟知(例如，參照專利文獻I)。
[0007]先行技術(shù)文獻
[0008]專利文獻
[0009]專利文獻1:特開2008-60326號公報
[0010]非專利文獻
[0011]非專利文獻l:Seok_Hwan Jeong et al.，"Hybrid Laser with Si RingResonator and SOA for Temperature Control Free Operat1n with RingResonator-based Modulator, ^20118th IEEE Internat1nal Conference on Group IVPhotonics, pp.172-174(2011)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0013]本發(fā)明的目的在于，在具有激光振蕩器和光調(diào)制器的光半導(dǎo)體器件中減少激光振蕩器和光調(diào)制器之間的波長差異。
[0014]解決技術(shù)問題的手段
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一觀點，光半導(dǎo)體器件，具有半導(dǎo)體襯底上的激光振蕩器和所述半導(dǎo)體襯底上的光調(diào)制器；所述激光振蕩器的一對反射鏡中的至少一個反射鏡為環(huán)形鏡，所述環(huán)形鏡具有環(huán)形波導(dǎo)路徑和在所述環(huán)形波導(dǎo)路徑上串聯(lián)插入的多個第一環(huán)諧振器；所述光調(diào)制器具有沿著調(diào)制器波導(dǎo)路徑級聯(lián)連接的多個第二環(huán)諧振器；所述第一環(huán)諧振器的通頻帶寬度設(shè)定為比所述第二環(huán)諧振器的通頻帶寬度更寬。
[0016]發(fā)明效果
[0017]在具有激光振蕩器和光調(diào)制器的光半導(dǎo)體器件中，能夠減少激光振蕩器和光調(diào)制器之間的波長差異。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是采用了微環(huán)相位輔助型MZ調(diào)制器的現(xiàn)有技術(shù)中光半導(dǎo)體器件的圖。
[0019]圖2A是示出實施方式中光半導(dǎo)體器件的圖。
[0020]圖2B是示出圖2A中光半導(dǎo)體器件的波長特性的圖。
[0021]圖3是用于說明環(huán)型移相器的特性的圖。
[0022]圖4是用于說明階梯環(huán)型移相器的特性的圖。
[0023]圖5是示出實施方式中光半導(dǎo)體器件的效果的圖。
[0024]圖6是示出實施例1中光半導(dǎo)體器件的整體結(jié)構(gòu)的圖。
[0025]圖7是實施例1中光半導(dǎo)體器件的示意圖。
[0026]圖8是實施例2中光半導(dǎo)體器件的示意圖。
[0027]圖9是示出實施例3中光半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0028]圖10是示出實施例4中光半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0029]圖11是示出實施例5中光半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0030]圖12是示出實施例6中光半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0031]圖13是示出實施例7中光半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0032]圖14是示出實施例8中光半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0033]圖15是示出實施例9中光半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0034]圖16是示出實施例10中光半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的圖。
[0035]圖17是示出實施例11中光半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的圖。

【具體實施方式】
[0036]針對本發(fā)明的實施方式，參照附圖進行說明。
[0037]圖2A是實施方式中光半導(dǎo)體器件I的示意圖，圖2B是示出圖2A中光半導(dǎo)體器件I的波長特性的圖。
[0038]光半導(dǎo)體器件I具有激光振蕩器10和光調(diào)制器20。光調(diào)制器20具有作為波導(dǎo)路徑的第一臂24a和第二臂24b、沿著第一臂24a和第二臂24b而配置的多個環(huán)諧振器23_1?23-2k(適當(dāng)?shù)乜偡Q為“環(huán)諧振器23”)以及施加電壓用電極21。
[0039]激光振蕩器10具有反射鏡11和環(huán)形鏡12。環(huán)形鏡12具有:環(huán)形波導(dǎo)路徑14，從分支部延伸；多個環(huán)諧振器13-1?13-N(適當(dāng)?shù)乜偡Q為“環(huán)諧振器13”)，在環(huán)形波導(dǎo)路徑14上以串聯(lián)方式光耦合。環(huán)形鏡12起到?jīng)Q定激光振蕩器10的振蕩波長的濾波器的作用。
[0040]方便起見，將環(huán)形鏡12所具有的波導(dǎo)路徑稱之為環(huán)形波導(dǎo)路徑14，將光調(diào)制器20所具有的波導(dǎo)路徑稱之為第一臂24a、第二臂24b，將除此之外的部分(用于連接反射鏡11和環(huán)形鏡12之間的波導(dǎo)路徑，用于連接環(huán)形鏡12和光調(diào)制器20的波導(dǎo)路徑，光調(diào)制器20的輸出側(cè)的波導(dǎo)路徑等)稱之為波導(dǎo)路徑4，但以上部分是通過相同工序且以相同材料形成的。
[0041]在環(huán)形鏡12中，如果將多個環(huán)諧振器13-1?13-N串聯(lián)連接，則如圖2B的圖表(B)所示，各環(huán)諧振器13的透過光譜相乘的結(jié)果就會成為整體的透過光譜。即使各個環(huán)諧振器13的透過光譜存在偏差，整體的透過光譜的透過峰值波長也位于各個環(huán)諧振器13的透過峰值波長的平均值附近。由于激光振蕩器10的振蕩波長由多個環(huán)諧振器13-1?13-N的諧振波長的平均值決定，因此與使用單個環(huán)型諧振器的情況相比，能夠減少諧振波長的偏差。
[0042]如果將多個環(huán)諧振器13-1?13-N串聯(lián)連接，則使得通過環(huán)諧振器13時的透過率降低。為了避免發(fā)生此情況，加寬單個環(huán)諧振器13的透過波長頻帶。在圖2A的結(jié)構(gòu)中，將環(huán)形鏡12的環(huán)形波導(dǎo)路徑14和環(huán)諧振器13之間的縫寬dl設(shè)定為小于光調(diào)制器20的臂(波導(dǎo)路徑)24a,24b和環(huán)諧振器23之間的縫寬d2。由此，使得由環(huán)形波導(dǎo)路徑14和環(huán)諧振器13構(gòu)成的定向耦合器的耦合常數(shù)變大，從而能夠擴大通頻帶。
[0043]另一方面，如圖2B中圖表(A)所示，光調(diào)制器20整體的調(diào)制效率是各環(huán)諧振器23的調(diào)制效率(每單位電壓的移相量)的總和。整體的調(diào)制效率達(dá)到最大的峰值波長，位于各環(huán)諧振器23的調(diào)制效率的峰值波長偏差范圍的中心附近。
[0044]從圖2B可知，通過采用在波導(dǎo)路徑14串聯(lián)連接多個環(huán)諧振器13的環(huán)鏈的環(huán)形鏡12，使激光振蕩波長位于激光振蕩器10的環(huán)諧振器13的諧振波長的平均值附近，并使激光振蕩波長幾乎與多個環(huán)諧振器23的諧振波長的平均値相一致，所述多個環(huán)諧振器23的諧振波長的平均値決定光調(diào)制器20的調(diào)制效率最大波長。在圖2A的例子中，只有激光振蕩器10的一對反射鏡中的一個反射鏡是由環(huán)形鏡12構(gòu)成，但兩個反射鏡都可以由環(huán)形鏡構(gòu)成。
[0045]接著，參照圖3和圖4針對在光調(diào)制器20中使用環(huán)諧振器23的優(yōu)點進行說明。與圖3中的直線型移相器(A)相比，圖3中的環(huán)型移相器(B)能夠?qū)l(fā)生移相的波長限定在環(huán)諧振波長附近。另外，就施加相同電壓時的移相量而言，環(huán)型移相器比直線型移相器更大。從而，通過使用環(huán)諧振器23能夠?qū)D表(C)那樣發(fā)生移相的波長限定在特定波長，而且能夠增強每單位電壓的移相量。
[0046]如果只采用一個環(huán)，則光路長度畢竟受到限制，因此如圖4的上段(A)所示，通過將多個環(huán)諧振器級聯(lián)連接來使光路長度變長。此時，如圖4中圖表(B)所示，光調(diào)制器20的移相特性是將各個環(huán)諧振器23的移相量波長依賴性相加的結(jié)果。由于各環(huán)諧振器23之間存在制造偏差，因此導(dǎo)致諧振波長存在偏差。其結(jié)果，使光調(diào)制器20整體的移相頻帶比單個環(huán)諧振器23的移相頻帶更寬。通過將這種階梯環(huán)型(Cascade ring)的移相器配置在MZ干涉儀中，雖然被限定在規(guī)定波長，但是能夠以比直線型移相器更小的消耗功率來進行調(diào)制。
[0047]圖5將圖2A中光半導(dǎo)體器件I的效果與現(xiàn)有技術(shù)中的光半導(dǎo)體器件進行比較而示出的圖。圖5的圖表(A)示出在激光振蕩器中使用了一個環(huán)型諧振器的現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)的特性。用黑點表示的激光的振蕩波長分散在較寬的范圍內(nèi)。這是因為環(huán)諧振器的制造偏差直接成為諧振波長的偏差。與此相比，在圖5的圖表(B)中，將實施方式中的環(huán)形鏡使用于激光振蕩器中。在該情況下，不僅能抑制激光的振蕩波長的偏差，而且使激光振蕩波長和光調(diào)制器的諧振波長幾乎相一致。另外，在圖表㈧和圖表⑶兩者中，調(diào)制器的諧振波長的偏差均較小。這是因為使用了階梯環(huán)型移相器的緣故。
[0048]如上所述,在實施方式的光半導(dǎo)體器件I中，波長偏差在激光振蕩器10和光調(diào)制器20兩者中均得以平均化，從而能夠減少光調(diào)制器的調(diào)制效率峰值波長和激光振蕩器的振蕩波長的差異。
[0049]以下，說明具體實施例的結(jié)構(gòu)。
[0050]實施例1
[0051]圖6示出實施例1中光半導(dǎo)體器件IA的俯視圖(A)和剖面圖(B)。光半導(dǎo)體器件IA是使用SOI (silicon-on-1nsulator:絕緣娃片)襯底來制作的。通過在SOI襯底上加工表面硅層來形成環(huán)形鏡12的環(huán)形波導(dǎo)路徑14和環(huán)諧振器13-1?13-N、光諧振器20的臂24a和24b、環(huán)諧振器23-1?23_2k以及除此之外部分的波導(dǎo)路徑4。這些波導(dǎo)路徑是以硅為(Si)線芯且以S12層3、5為包層的硅細(xì)線波導(dǎo)路徑。在S12層5上形成有光調(diào)制器20的施加電壓用電極21。
[0052]去除SOI襯底的S12層3的一部分，使硅襯底2露出。在露出的硅襯底2上配置激光振蕩器的增益介質(zhì)17。增益介質(zhì)17例如是在InP上配置了 InGaAsP的半導(dǎo)體光放大器(S0A:semiconductor optical amplifier)芯片 17。在 SOA 芯片 17 的一側(cè)端面上設(shè)置有高反射膜(HR涂層)11，在另一側(cè)端面上設(shè)置有防反射膜(AR涂層)16。在高反射膜11和環(huán)形鏡12之間重復(fù)進行反射。
[0053]SOA芯片17通過焊料凸點9被倒裝焊接(Flip-chip bonding)。SOA芯片17的波導(dǎo)路徑19通過對接耦合與硅細(xì)線波導(dǎo)路徑4相耦合。增益介質(zhì)17并不局限于SOA芯片17，可以通過以下方式來實現(xiàn)，即:通過晶片鍵合或粘接將II1-V族半導(dǎo)體粘貼在Si細(xì)線波導(dǎo)路徑4上，并安裝電極來進行電流注入。
[0054]圖7是圖6中光半導(dǎo)體器件IA的示意圖。為了擴大激光振蕩器10的環(huán)諧振器13-1?13-N的通頻帶，將環(huán)形鏡12的環(huán)形波導(dǎo)路徑14和環(huán)諧振器13之間的縫寬dl設(shè)定為小于光調(diào)制器20的波導(dǎo)路徑(臂)24a、24b和環(huán)諧振器23之間縫寬d2(d2?dl)。由此，使激光振蕩器10的振蕩波長位于環(huán)諧振器13-1?13-N的諧振波長的平均值附近，且與光調(diào)制器20的調(diào)制效率最大波長幾乎相一致。
[0055]實施例2
[0056]圖8是實施例2中光半導(dǎo)體器件IB的示意圖。光半導(dǎo)體器件IB具有激光振蕩器30和光調(diào)制器40。在實施例2中，為了擴大環(huán)形鏡32的環(huán)諧振器33-1?33-N的通頻帶而采用其他結(jié)構(gòu)。
[0057]使與環(huán)形鏡32的環(huán)諧振器33相鄰且光連接部分的環(huán)形波導(dǎo)路徑34c的寬度w2，比其他環(huán)形波導(dǎo)路徑34a的寬度wl更窄(w2<wl)。由此，使波導(dǎo)模式的擴散得以擴大，以使與環(huán)波導(dǎo)路徑的重疊變多，從而強化從環(huán)形波導(dǎo)路徑34c至環(huán)諧振器33的耦合。根據(jù)該結(jié)構(gòu)也能擴大環(huán)諧振器33-1?33-N的透過波長頻帶。
[0058]可以將寬度寬(wl)的波導(dǎo)路徑部分34a和寬度窄(w2)的波導(dǎo)路徑部分34c之間用錐形波導(dǎo)路徑34b來連接也可。另外，可以將光調(diào)制器40的波導(dǎo)路徑44a和44b、環(huán)諧振器43-1?43-2k以及其他波導(dǎo)路徑4的寬度設(shè)定為與環(huán)形波導(dǎo)路徑部分34a相同的寬度w20
[0059]即使在加工上難以縮小環(huán)形波導(dǎo)路徑34c和環(huán)諧振器33之間的縫寬的情況下，通過采用實施例2的方法也能夠以相同縫寬得到更寬的透過波長頻帶。
[0060]實施例3
[0061]圖9是實施例3的光半導(dǎo)體器件IC的示意圖。光半導(dǎo)體器件IC具有激光振蕩器30和光調(diào)制器50。在實施例3中，作為光調(diào)制器50，以不具備MZ干涉儀的相位調(diào)制器50來代替強度調(diào)制器。針對使激光振蕩波長和光調(diào)制器50的調(diào)制效率最大波長相一致的效果，并不限定僅通過強度調(diào)制器來得到。通過采用相位調(diào)制器50的結(jié)構(gòu)也能得到相同的效果，所述相位調(diào)制器50的調(diào)制效率最大波長由多個環(huán)諧振器53-1?53N決定。
[0062]在圖9的例子中采用了實施例2中激光振蕩器30，但可以結(jié)合實施例1中激光振蕩器10和相位調(diào)制器50是不言而喻的。
[0063]實施例4
[0064]圖10是實施例4中光半導(dǎo)體器件ID的示意圖。光半導(dǎo)體器件ID具有激光振蕩器60和光調(diào)制器20。在實施例4中，向環(huán)形鏡62的環(huán)形波導(dǎo)路徑64當(dāng)中與環(huán)諧振器63相鄰且光連接的部分，選擇性地?fù)诫s雜質(zhì)，從而形成光吸收區(qū)域64a。雜質(zhì)可以是P型雜質(zhì)，也可以是η型雜質(zhì)。
[0065]在與環(huán)諧振器63相鄰的區(qū)域吸收從波導(dǎo)路徑64泄露的光，從而抑制在波導(dǎo)路徑端部(與環(huán)諧振器63相向的區(qū)域)的反射。通過抑制不必要的反射，防止激光振蕩器60的透過光譜形狀不穩(wěn)定的情況，所述激光振蕩器60的透過光譜是由串聯(lián)連接的環(huán)諧振器63-1?63-Ν的透過光譜的乘積來決定的。
[0066]另外，為了擴大激光振蕩器60的環(huán)諧振器63-1?63-Ν的通頻帶，如如實施例1那樣，可以采用縮小環(huán)形波導(dǎo)路徑64和環(huán)諧振器63之間的縫寬的結(jié)構(gòu)。或者，如實施例2那樣，可以采用縮小與環(huán)諧振器63相鄰部分的環(huán)形波導(dǎo)路徑的寬度的結(jié)構(gòu)。不管是哪種結(jié)構(gòu)，均通過在與環(huán)諧振器63相鄰的波導(dǎo)路徑部分設(shè)置光吸收區(qū)域64a，能夠擴大各環(huán)諧振器63的通頻帶寬度的同時，能夠維持整體透過光譜呈確切的高斯曲線。
[0067]另外，可以使用實施例3中相位調(diào)制器50來代替MZ型光調(diào)制器20。不管是哪種情況，均能使激光振蕩器60的振蕩波長和光調(diào)制器的調(diào)制效率最大波長穩(wěn)定地一致。
[0068]實施例5
[0069]圖11是實施例5的光半導(dǎo)體器件IE的示意圖。光半導(dǎo)體器件IE具有激光振蕩器70和光調(diào)制器20。在實施例5中，在環(huán)形鏡72的環(huán)形波導(dǎo)路徑74當(dāng)中與環(huán)諧振器73相鄰部分的娃芯74a上,形成防反射膜75。防反射膜75可以由金屬、金屬氧化物、低折射率的樹脂等形成。通過防反射膜75能夠防止激光振蕩器70整體的透過光譜形狀不穩(wěn)定的情況。
[0070]可以通過縮小環(huán)形波導(dǎo)路徑74和環(huán)諧振器73之間的縫寬的結(jié)構(gòu)(實施例)，也可以通過縮小與環(huán)諧振器73相鄰部分的環(huán)形波導(dǎo)路徑74的波導(dǎo)路徑寬度的結(jié)構(gòu)(實施例2)，來確保在激光振蕩器70中的通頻帶寬度。可以使用實施例3中相位調(diào)制器50來代替MZ型光調(diào)制器20。
[0071]不管是哪種情況，均能使激光振蕩器70的振蕩波長和光調(diào)制器20的調(diào)制效率最大波長穩(wěn)定地一致。
[0072]實施例6
[0073]圖12是實施例6中光半導(dǎo)體器件IF的示意圖。光半導(dǎo)體器件IF具有激光振蕩器80和光調(diào)制器20。在實施例6中，通過加大環(huán)形鏡82的環(huán)形波導(dǎo)路徑84當(dāng)中與環(huán)諧振器83相鄰部分的硅芯的寬度，來形成寬度寬部84a。通過加大硅芯的寬度，抑制反射光與原波導(dǎo)路徑84耦合。通過使傳播光穩(wěn)定透過環(huán)諧振器83，能夠防止激光振蕩器80整體的透過光譜形狀不穩(wěn)定的情況。
[0074]寬度寬部84a沿波導(dǎo)路徑方向的長度被設(shè)定為能夠使來自波導(dǎo)路徑84的邊緣84e的反射光不會聚集在寬度寬部84a的頸部p，而分散至外側(cè)的長度。
[0075]可以通過縮小環(huán)形波導(dǎo)路徑84和環(huán)諧振器83之間的縫寬的結(jié)構(gòu)(實施例)，也可以通過縮小與環(huán)諧振器83相鄰部分的環(huán)形波導(dǎo)路徑84的波導(dǎo)路徑寬度的結(jié)構(gòu)(實施例2)，來確保在激光振蕩器80中的通頻帶寬度?？梢允褂脤嵤├?中相位調(diào)制器50來代替MZ型光調(diào)制器20。
[0076]不管是哪種情況，均能使激光振蕩器80的振蕩波長和光調(diào)制器20的調(diào)制效率最大波長穩(wěn)定地一致。
[0077]實施例7
[0078]圖13是實施例7中光半導(dǎo)體器件IG的示意圖。光半導(dǎo)體器件IG具有激光振蕩器90和光調(diào)制器120。在實施例7中，在光調(diào)制器(MZ型調(diào)制器)120的兩個臂(波導(dǎo)路徑)124a和124b之間配置激光振蕩器90的環(huán)形鏡92。
[0079]為了使光調(diào)制器120的波長和激光振蕩器90的波長相一致，使光調(diào)制器120中具有的環(huán)諧振器123-1?123-2k的諧振波長的平均値與激光振蕩器90的環(huán)諧振器93_1?93-N的諧振波長的平均値相一致。此時，使光調(diào)制器120的環(huán)諧振器123-1?123_2k和激光振蕩器90的環(huán)諧振器93-1?93-N的位置相靠近，則更有效。通過使環(huán)諧振器93_1?93-N和環(huán)諧振器123-1?123-2k的配置位置相靠近，能夠抑制晶片面內(nèi)的蝕刻率、S12膜厚度的偏差。其結(jié)果，容易使激光振蕩器90的環(huán)諧振器93-1?93-N的諧振波長偏差范圍的中心，與光調(diào)制器120的環(huán)諧振器123-1?123-2k的波長偏差范圍的中心相一致。
[0080]通過以上結(jié)構(gòu)，能夠抑制激光振蕩器90的諧振波長和光調(diào)制器120的調(diào)制效率最大波長的差異。
[0081]實施例8
[0082]圖14是實施例8中光半導(dǎo)體器件IH的示意圖。光半導(dǎo)體器件IH具有激光振蕩器130和光調(diào)制器120。在實施例8中，使激光振蕩器130的平均振蕩波長和光調(diào)制器120的平均波長進一步接近。為此，將環(huán)形鏡132配置在光調(diào)制器120的兩個臂124a和124b之間，并將光調(diào)制器120的環(huán)諧振器123-1?123-2k和激光振蕩器130的環(huán)諧振器133-1?133-2k交替配置。
[0083]通過以上結(jié)構(gòu)，能夠更有效抑制激光振蕩器130的諧振波長和光調(diào)制器120的調(diào)制效率最大波長的差異。
[0084]實施例9
[0085]圖15是實施例9中光半導(dǎo)體器件II的示意圖。光半導(dǎo)體器件II具有激光振蕩器130和光調(diào)制器140。將相位調(diào)制器140用作光調(diào)制器140。在該情況下，由于不用MZ干涉儀，即使未用波導(dǎo)路徑4圍住激光振蕩器130整體，也能夠交替配置環(huán)形鏡132的環(huán)諧振器133-1?133-2k和光調(diào)制器140的環(huán)諧振器143-1?143_2k。
[0086]由于未用波導(dǎo)路徑4圍住激光振蕩器130整體，因此如果使用SOA作為增益介質(zhì)17，則能夠通過在單個芯片上集成多個SOA來用單個芯片構(gòu)成多個光半導(dǎo)體器件(激光器和調(diào)制器的集成結(jié)構(gòu))。
[0087]實施例10
[0088]圖16是實施例10中光半導(dǎo)體器件IJ的示意圖。光半導(dǎo)體器件IJ具有激光振蕩器150和光調(diào)制器160。在實施例10中，環(huán)形鏡152的環(huán)諧振器153-1?153-N可以不具有相同的循環(huán)光路長度。也就是說，只要激光振蕩器150的環(huán)諧振器153-1?153-N的平均諧振波長與光調(diào)制器160的環(huán)諧振器163-1?163-2k的平均諧振波長相一致即可，因此無需全部的環(huán)諧振器153-1?153-N非要由相同尺寸的環(huán)狀構(gòu)成不可。
[0089]相同的情況也適用于光調(diào)制器160中。光調(diào)制器的環(huán)諧振器163-1?163-N不是非具有相同的軌道光學(xué)長度不可。
[0090]在該結(jié)構(gòu)中，條件是使激光振蕩器150的環(huán)諧振器53-1?153-N的平均諧振波長和光調(diào)制器160的環(huán)諧振器163-1?163-2k的平均諧振波長相一致。
[0091]實施例11
[0092]圖17是實施例11的光半導(dǎo)體器件IK的示意圖。光半導(dǎo)體器件IK具有激光振蕩器170和光調(diào)制器180。在實施例11中，環(huán)形鏡172的環(huán)諧振器173-1?173-N不是非圓形不可。只要是環(huán)狀，可以是賽道型，也可以是其他形狀。
[0093]同樣，光調(diào)制器180的環(huán)諧振器183-1?183_2k不是非圓形不可。只要是環(huán)狀，可以是賽道型，也可以是其他形狀。
[0094]在該結(jié)構(gòu)中，條件是使激光振蕩器170的環(huán)諧振器173-1?173-N的平均諧振波長和光調(diào)制器180的環(huán)諧振器183-1?183-2k的平均諧振波長一致。
[0095]如果將環(huán)諧振器173-1?173-N和環(huán)諧振器183-1?183_2k做成賽道型，則使激光振蕩器170的環(huán)諧振器173-1?173-N的賽道直線部分的長度，比光調(diào)制器180的環(huán)諧振器183-1?183-2k的賽道直線部分的長度更長。由此能夠擴大激光振蕩器170的環(huán)諧振器173-1?173-N的諧振波長頻帶。
[0096]通過該結(jié)構(gòu)，能夠使激光振蕩器170的振蕩波長與光調(diào)制器180的調(diào)制效率最大波長相一致。
[0097]如以上所述，能夠抑制由制造偏差引起的激光振蕩器的振蕩波長和光調(diào)制器的調(diào)制效率最大波長的差異，并能夠提高且穩(wěn)定調(diào)制效率。另外，無需用來修正差異的機構(gòu)，因此能夠縮小尺寸。
[0098]產(chǎn)業(yè)上的應(yīng)用領(lǐng)域
[0099]能夠適用于光收發(fā)系統(tǒng)的發(fā)射模塊中。
[0100]附圖標(biāo)記說明
[0101]UlA-1K光半導(dǎo)體器件
[0102]4波導(dǎo)路徑
[0103]10、30、60、70、80、90、130、150、170 激光振蕩器
[0104]14、64、74、84環(huán)形波導(dǎo)路徑
[0105]20、40、50、120、140、160、180 光調(diào)制器
[0106]12、32、62、72、82、92、132、152、172 環(huán)形鏡
[0107]13、33、63、73、83、93、133、153、173 振蕩器的環(huán)諧振器
[0108]23、43、53、123、143、163、183 光調(diào)制器的環(huán)諧振器
[0109]24a、24b、44a、44b、124a、124b 調(diào)制器臂(波導(dǎo)路徑)
[0110]64a光吸收區(qū)域(摻雜區(qū)域)
[0111]75防反射膜
[0112]84a寬度寬部
【權(quán)利要求】
1.一種光半導(dǎo)體器件，其特征在于， 所述光半導(dǎo)體器件具有半導(dǎo)體襯底上的激光振蕩器和所述半導(dǎo)體襯底上的光調(diào)制器； 所述激光振蕩器的一對反射鏡中的至少一個反射鏡為環(huán)形鏡，所述環(huán)形鏡具有環(huán)形波導(dǎo)路徑和在所述環(huán)形波導(dǎo)路徑上串聯(lián)插入的多個第一環(huán)諧振器； 所述光調(diào)制器具有沿著調(diào)制器波導(dǎo)路徑級聯(lián)連接的多個第二環(huán)諧振器； 所述第一環(huán)諧振器的通頻帶寬度設(shè)定為比所述第二環(huán)諧振器的通頻帶寬度更寬。
2.如權(quán)利要求1所述的光半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述環(huán)形波導(dǎo)路徑和所述第一環(huán)諧振器之間的縫寬比所述調(diào)制器波導(dǎo)路徑和所述第二環(huán)諧振器之間的縫寬更窄。
3.如權(quán)利要求1所述的光半導(dǎo)體器件，其特征在于， 所述環(huán)形波導(dǎo)路徑具有: 第一波導(dǎo)路徑部分，以第一寬度與所述多個第一環(huán)諧振器進行光稱合； 第二波導(dǎo)路徑部分，具有比所述第一寬度更寬的寬度。
4.如權(quán)利要求3所述的光半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述環(huán)形波導(dǎo)路徑具有錐形的第三波導(dǎo)路徑部分，所述第三波導(dǎo)路徑部分用于連接所述第一波導(dǎo)路徑部分和所述第二波導(dǎo)路徑部分。
5.如權(quán)利要求1所述的光半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述環(huán)形波導(dǎo)路徑在與各個第一環(huán)諧振器相鄰的波導(dǎo)路徑部分，具有摻雜區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的光半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述環(huán)形波導(dǎo)路徑在與各個所述第一環(huán)諧振器相鄰的波導(dǎo)路徑部分，具有用于覆蓋所述波導(dǎo)路徑部分的防反射膜。
7.如權(quán)利要求1所述的光半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述環(huán)形波導(dǎo)路徑在與各個所述第一環(huán)諧振器相向的波導(dǎo)路徑部分，具有加大波導(dǎo)路徑芯部寬度的反射抑制區(qū)域。
8.如權(quán)利要求1所述的光半導(dǎo)體器件，其特征在于， 所述第一環(huán)諧振器和所述第二環(huán)諧振器呈具有直線部分的賽道形狀， 所述第一環(huán)諧振器的所述直線部分的長度，比所述第二環(huán)諧振器的所述直線部分的長度更長。
9.如權(quán)利要求1所述的光半導(dǎo)體器件，其特征在于， 所述光調(diào)制器具有馬赫-曾德爾干涉儀， 所述激光振蕩器配置在由所述馬赫-曾德爾干涉儀的兩個臂圍成的區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的光半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述激光振蕩器的所述第一環(huán)諧振器和所述光調(diào)制器的所述第二環(huán)諧振器被交替配置。
【文檔編號】H01S5/14GK104170189SQ201280071341
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月28日
【發(fā)明者】秋山知之 申請人:富士通株式會社