[发明专利]光半导体元件、其控制方法及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及光半导体元件、其控制方法及其制造方法。

背景技术

为了实现光发送接收器的小型大容量化以及低功耗，重要之处在于将硅用作光波导路径的材料的光器件的实用化。这是因为，由于可使用折射率差大的光波导路径，从而与其它材料相比有利于小型化，并且由于容易进行与电子电路相集成，所以能够在一个芯片中集成多个光发送接收器。在光器件中尤其是调制器，该特性对光发送接收器的功耗以及大小影响较大。因此，在调制器中尤其是环形调制器，由于元件本身是小型的以及调制电压较小、光损耗也较小，因此有利于小型化以及低功耗。

然而，在环形调制器中，波长带宽与调制效率处于折中的关系。因此，若要得到较高的调制效率，则波长带宽变窄从而难以使CW（continuous wave：连续波）光等入射光的波长与谐振波长一致。虽然也提出了以解决这种技术问题为目的的技术，但难以实现稳定的控制。

专利文献1:美国专利申请公开第2009／0169149号说明书

专利文献2:日本特开2009-200091号公报

发明内容

本发明的目的在于，提供能够稳定地控制环形调制器的环形谐振波长的光半导体元件、其控制方法及其制造方法。

在光半导体元件的一个方式中，设置有：环形调制器；和光吸收材料，其被设置在与对上述环形调制器进行导波的被调制光的路径相分离的位置，吸收从上述环形调制器的环形波导路径漏出的光，使上述环形波导路径的温度上升。

在光半导体元件的控制方法的一个方式中，对光半导体元件使用加热器将环形调制器的温度加热至规定温度以上，开始向上述环形调制器入射被调制光，该光半导体元件具有：上述环形调制器；和光吸收材料，其被设置在与对上述环形调制器进行导波的被调制光的路径相分离的位置，吸收从上述环形调制器的环形波导路径漏出的光，使上述环形波导路径的温度上升。接着，结束使用了上述加热器的加热。在比较上述环形波导路径的环形谐振波长与随着吸收谐振光而发热的发热量之间的第1关系、和上述环形波导路径的发热量与随着该发热量而变化的环形谐振波长之间的第2关系后给出上述第1关系的极大的环形谐振波长中，上述第1关系中的发热量比上述第2关系中的发热量大。此外，上述规定温度是与在表示上述第1关系的图表与表示上述第2关系的图表的交点中、比给出上述第1关系的极大的环形谐振波长靠近短波长侧的最近的交点相当的温度。

在光半导体元件的制造方法的一个方式中，形成环形调制器，在与对上述环形调制器进行导波的被调制光的路径相分离的位置，形成吸收从上述环形调制器的环形波导路径漏出的光并使上述环形波导路径的温度上升的光吸收材料。

根据上述光半导体元件等，通过光吸收材料的作用，能够将环形谐振波长稳定地控制为适用与调制的波长。

附图说明

图1A是表示环形调制器的例子的图。

图1B是表示图1A所示的环形调制器的特性的图。

图2A是表示环形调制器的其它例子的图。

图2B是表示图2A所示的环形调制器的特性的图。

图3A是表示环形调制器的再一个其它例子的图。

图3B是表示图3A所示的环形调制器的特性的图。

图4A是表示环形波导路径的发热量与环形谐振波长之间的关系的图。

图4B是表示随着吸收谐振光而发热的发热量与环形谐振波长之间的关系的图。

图4C是表示使图4A所示的图表与图4B所示的图表重合的图。

图5A是表示初始状态的特性的图。

图5B是表示加热后的特性的图

图5C是表示加热结束后的特性的图。

图6是表示调制电压V与透过率之间的关系的图。

图7A是表示考虑了调制的环形谐振波长与发热量之间的关系的图。

图7B是表示使图7A所示的图表与图4B所示的图表重合的图。

图8是表示图6所示的图表与被锁定（lock）的波长之间的关系的图。

图9是表示对突发脉冲低电平（burst-off）状态以及突发脉冲高电平（burst-on）状态混合的突发脉冲信号进行的动作的图。

图10A是表示第2实施方式所涉及的光半导体元件的布局的图。

图10B是沿图10A中的I-II线的剖视图。

图10C是沿图10A中的III-II线的剖视图。

图11A是表示第3实施方式所涉及的光半导体元件的布局的图。

图11B是沿图11A中的I-II线的剖视图。