[发明专利]半导体光集成元件

说明书

半导体放大器和多个半导体激光器被单片集成于同一导电性的半导体基板，半导体放大器的n侧包层和半导体激光器的n侧包层通过第一电绝缘层及第二电绝缘层被电绝缘，该第一电绝缘层形成于半导体基板和多个半导体激光器的n侧包层之间，该第二电绝缘层形成于半导体放大器的n侧包层和半导体激光器的n侧包层之间，并且用于与多个半导体激光器的n侧包层电连接的n侧接触层设置于多个半导体激光器的n侧包层和所述第一电绝缘层之间，构成为n侧接触层和半导体放大器的p侧包层电连接。

技术领域

本申请涉及集成了半导体光元件的半导体光集成元件。

背景技术

在中继站和用户之间的光通信系统即接入系统中，当前大多使用适于低速调制的直接调制型半导体激光发送器(DML：Directly Modulated Laser)，但在进行10Gb/s或其以上的高速通信的情况下，应用集成有适于高速调制的电场吸收型半导体光调制器(EAM：Electro-absorption Modulator)和分布反馈型半导体激光器(DFB-LD：DistributedFeedback Laser Diode，为了简单，有时也记载为LD)这两者的半导体光集成元件即EML(Electro-absorption Modulator integrated Laser)。在接入系统中，由于相对于多个用户使光信号分支，因此信号光强度衰减。因此，在分支前，半导体激光发送器的高输出化成为课题。

由于外部调制器即EAM伴随有插入损耗，因此为了使EML高输出化，需要增大LD的驱动电流而使光输出增加。但是，由于存在LD的光输出增加具有极限、LD及调温元件的耗电量增大、EAM的消光特性与向EAM的光输入的增大相伴地劣化等问题，因此难以进行高输出化。针对该问题，在专利文献1中，通过设为在集成了LD和EAM的元件的EAM射出侧将半导体光放大器(SOA：Semiconductor Optical Amplifier)单片集成于同一基板得到的半导体光集成元件，从而实现高输出化。另外，通过设为由1个端子对LD和SOA进行供电的构造，从而维持与针对没有集成SOA的构造的元件等同的供电方法，因此能够减小与元件变更相伴的对半导体激光发送器的驱动电路的影响。

在以恒流驱动的SOA中，在使输入光倍增时，有源层内的载流子密度由于复合而被消耗、减少，增益产生变动。越是光强度大的SOA射出侧，或越将SOA长条化，载流子密度变动变得越显著。如上所述，与入射至SOA的调制信号光强度和其波形图案对应地产生载流子密度变动，通过增益的变动产生波形的劣化即图案效果。信号光的调制速度越高则图案效果变得越显著，在集成了SOA的半导体激光发送器的情况下，在调制速度大于或等于10Gb/s的情况下存在影响。SOA的响应速度为有源层的载流子密度恢复速度，由于SOA的驱动电流而受到影响。

专利文献1：日本特开2013-258336号公报

专利文献2：美国专利申请公开第2004/0042069号说明书

发明内容

如专利文献1所记载的那样，在按LD、EAM、SOA的顺序进行了集成的半导体光集成元件中，在通过同一端子将LD和SOA连接而进行驱动的情况下，LD和SOA被施加共通的驱动电压，将全部的驱动电流以与LD和SOA的长度之比成正比的内部电阻比来分割而进行供电。此时，需要的电流值为供给至LD和SOA的电流值之和。例如，在使LD和SOA的长度相同时的通常元件的情况下，为了得到充分的光输出，当施加电压约为1.5V时，在LD、SOA均流动约100mA的电流，需要合计约200mA的电流。但是，对于通常在半导体光集成元件内对元件进行驱动的小型驱动IC，能够供给大于或等于3V的电压，但供给电流存在极限。

串联连接对于供给电流的降低是有效的，在专利文献2中公开了将LD和SOA串联连接而进行驱动的技术。但是，专利文献2的结构为将LD和SOA搭载于载体基板之上的结构，成为无法直接向在半导体基板之上单片集成了LD和SOA的结构应用的结构。