JP6928824B2 - Optical waveguide structure - Google Patents
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Description
本発明は、光導波路構造に関するものである。 The present invention relates to an optical waveguide structure.
光導波路構造を備える半導体レーザ素子において、光導波路構造を構成する光導波層や回折格子層の屈折率を、ヒータによって加熱することで変化させて、レーザ発振波長を変化させる技術が知られている(たとえば、特許文献1)。ヒータによる加熱の効率を高めるために、光導波層と基板との間に熱伝導率が低い層や領域を設ける技術が特許文献2〜4に開示されている。 In a semiconductor laser element having an optical waveguide structure, a technique is known in which the refractive index of the optical waveguide layer or the diffraction grating layer constituting the optical waveguide structure is changed by heating with a heater to change the laser oscillation wavelength. (For example, Patent Document 1). Patent Documents 2 to 4 disclose techniques for providing a layer or region having low thermal conductivity between an optical waveguide layer and a substrate in order to increase the efficiency of heating by a heater.
上記特許文献2〜4にも開示されているように、ヒータによる加熱の効率を高めることが要求されている。しかしながら、熱伝導率が低い層や領域が、半導体の酸化層などの誘電体層や、空気等の気体で満たされた空洞領域の場合は、半導体との屈折率差が大きい。そのため、これらの層や領域を用いる場合には、光導波路構造の光導波特性に影響を与えないように、例えば光導波層から離れた場所に設けなければならない等、構造設計が制約を受ける場合がある。 As disclosed in Patent Documents 2 to 4, it is required to improve the efficiency of heating by the heater. However, when the layer or region having low thermal conductivity is a dielectric layer such as an oxide layer of a semiconductor or a hollow region filled with a gas such as air, the difference in refractive index from the semiconductor is large. Therefore, when these layers and regions are used, the structural design is restricted, for example, they must be provided at a location away from the optical waveguide layer so as not to affect the optical waveguide characteristics of the optical waveguide structure. In some cases.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ヒータによる加熱効率を高めるとともに、構造設計の制約がより少ない光導波路構造を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical waveguide structure in which the heating efficiency by a heater is improved and the structural design is less restricted.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光導波路構造は、基板と、前記基板上に位置する下部クラッド層と、前記下部クラッド層上に位置する光導波層と、前記光導波層上に位置する上部クラッド層と、前記上部クラッド層上に位置するヒータと、前記基板と前記光導波層との間に位置し、互いに異なる半導体材料からなる半導体部分が堆積方向において隣接するように堆積した堆積構造部と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the optical waveguide structure according to one aspect of the present invention includes a substrate, a lower clad layer located on the substrate, and an optical waveguide located on the lower clad layer. A layer, an upper clad layer located on the optical waveguide layer, a heater located on the upper clad layer, and a semiconductor portion located between the substrate and the optical waveguide layer and made of different semiconductor materials. It is characterized by including a sedimentary structure that is deposited so as to be adjacent to each other in the sedimentary direction.
本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記半導体部分は半導体層であり、前記堆積構造部は、互いに異なる半導体材料からなる前記半導体層が交互に、合計で3層以上積層した構造を含んでいることを特徴とする。 In the optical waveguide structure according to one aspect of the present invention, the semiconductor portion is a semiconductor layer, and the sedimentary structure portion includes a structure in which the semiconductor layers made of different semiconductor materials are alternately laminated, and a total of three or more layers are laminated. It is characterized by being.
本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記各半導体層の厚さは100nm以下であることを特徴とする。 The optical waveguide structure according to one aspect of the present invention is characterized in that the thickness of each semiconductor layer is 100 nm or less.
本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記各半導体層の厚さは50nm以下であることを特徴とする。 The optical waveguide structure according to one aspect of the present invention is characterized in that the thickness of each semiconductor layer is 50 nm or less.
本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記基板はInPからなることを特徴とする。 The optical waveguide structure according to one aspect of the present invention is characterized in that the substrate is made of InP.
本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記互いに異なる半導体材料は、InP、GaInAs、GaInAsP、AlInAs、及びAlInGaAsから選択される2種以上であることを特徴とする。 The optical waveguide structure according to one aspect of the present invention is characterized in that the semiconductor materials different from each other are two or more selected from InP, GaInAs, GaInAsP, AlInAs, and AlInGaAs.
本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記半導体部分は起伏のある界面を形成していることを特徴とする。 The optical waveguide structure according to one aspect of the present invention is characterized in that the semiconductor portion forms an undulating interface.
本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記互いに異なる半導体材料は、InGaAs及びInAsから選択される1種以上、並びに、InP、GaInAs、GaInAsP、AlInAs、及びAlInGaAsから選択される1種以上であることを特徴とする。 In the optical waveguide structure according to one aspect of the present invention, the semiconductor materials different from each other are one or more selected from InGaAs and InAs, and one or more selected from InP, GaInAs, GaInAsP, AlInAs, and AlInGaAs. It is characterized by being.
本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記光導波層に対して前記上部クラッド層側又は前記下部クラッド層側に位置する回折格子層をさらに備えることを特徴とする。 The optical waveguide structure according to one aspect of the present invention is further provided with a diffraction grating layer located on the upper clad layer side or the lower clad layer side with respect to the optical waveguide layer.
本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記光導波層は活性コア層であり、前記活性コア層に電流を注入するための電極をさらに備えることを特徴とする。 The optical waveguide structure according to one aspect of the present invention is characterized in that the optical waveguide layer is an active core layer and further includes an electrode for injecting an electric current into the active core layer.
本発明によれば、ヒータによる加熱効率を高めるとともに、構造設計の制約がより少ない光導波路構造を実現できるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to increase the heating efficiency by the heater and to realize an optical waveguide structure with less restrictions on the structural design.
以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。また、図中で適宜xyz座標軸を示し、これにより方向を説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. Further, in the description of the drawings, the same or corresponding elements are appropriately designated by the same reference numerals. In addition, it should be noted that the drawings are schematic, and the dimensional relationship of each element, the ratio of each element, and the like may differ from the reality. Even between drawings, there may be parts where the relationship and ratio of dimensions are different from each other. In addition, the xyz coordinate axes are appropriately shown in the drawings, and the directions will be described thereby.
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る光導波路構造を含む波長可変レーザ素子の構成を示す模式図である。波長可変レーザ素子100は、共通の基部S上に形成された、第1光導波路部10と第2光導波路部20とを備えている。基部Sはたとえばn型InPからなる。なお、基部Sの裏面にはn側電極30が形成されている。n側電極30は、たとえばAuGeNiを含んで構成され、基部Sとオーミック接触する。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a tunable laser device including an optical waveguide structure according to the first embodiment. The
第1光導波路部10は、光導波路11と、積層部12と、p側電極13と、Tiからなるマイクロヒータ14と、2つの電極パッド15とを備えている。第1光導波路部10は、埋め込み構造を有しており、光導波路11は、積層部12内にz方向に延伸するように形成されている。積層部12は、光導波路11に対してクラッド部の機能等を備える。
The first
p側電極13は、積層部12上において、光導波路11の所定の部分に沿うように配置されている。なお、積層部12には後述するSiN保護膜が形成されており、p側電極13はSiN保護膜に形成された開口部を介して積層部12に接触している。マイクロヒータ14は、積層部12のSiN保護膜上において、光導波路11の所定の部分に沿うように配置されている。各電極パッド15は、積層部12のSiN保護膜上に配置され、マイクロヒータ14と電気的に接続している。マイクロヒータ14は、各電極パッド15を介して電流を供給されることによって発熱する。
The p-
図2(a)、(b)は、それぞれ、図1のA−A線断面、B−B線断面を示す図である。 2 (a) and 2 (b) are views showing a cross section taken along line AA and a cross section taken along line BB of FIG. 1, respectively.
図2(a)に示すように、A−A線断面において積層部12は、基部Sを構成するn型InP基板上に、下部クラッド層12aを有している。下部クラッド層12aは、n型InPからなる第1層12a1と、n型半導体からなる堆積構造部12abと、n型InPからなる第2層12a2とが、図1のy方向に沿ってこの順番で積層した構造を有する。
As shown in FIG. 2A, in the AA line cross section, the laminated
下部クラッド層12a上には、A−A線断面における光導波路11である、光導波層としての活性コア層11aが積層している。さらに活性コア層11a上には、p型InPからなる上部クラッド層12bが積層している。下部クラッド層12aの上部、活性コア層11a及び上部クラッド層12bは、エッチング等により、1.55μm帯の光をシングルモードで光導波するのに適した幅(たとえば2μm)にされたストライプメサ構造になっている。ストライプメサ構造の両脇(紙面左右方向)は、p型InP埋め込み層12c及びn型InP電流ブロッキング層12dからなる電流ブロッキング構造を有した埋め込み構造となっている。さらに、上部クラッド層12b及び埋め込み構造の上には、p型半導体層12eが積層している。p型半導体層12eは、p型InPからなる上部クラッド層12eaと、上部クラッド層12ea上に積層したp型InGaAsからなり積層部12の最上層を形成するコンタクト層12ebと、で構成されている。p型半導体層12eは、少なくとも上部クラッド層12bの直上からその両脇の埋め込み構造にわたって設けられている。積層部12には積層部12を覆うようにSiN保護膜16が形成されている。p側電極13はAuZnを含んで構成されており、活性コア層11aに沿ってコンタクト層12eb上に形成されており、SiN保護膜16の開口部16aを介してコンタクト層12ebとオーミック接触している。以上の構成により、n側電極30及びp側電極13から活性コア層11aへの電流注入が可能になっている。
An
活性コア層11aは、交互に積層された複数の井戸層と複数のバリア層を含んで構成された多重量子井戸構造と、多重量子井戸構造を上下から挟む下部及び上部光閉じ込め層とを有しており、電流注入により発光する。この活性コア層11aの多重量子井戸構造を構成する井戸層及びバリア層は、各々組成が異なるGaInAsPからなり、活性コア層11aからの発光波長帯は、本実施形態では1.55μm帯である。下部光閉じ込め層はn型のGaInAsPからなる。上部光閉じ込め層はp型GaInAsPからなる。下部及び上部光閉じ込め層のバンドギャップ波長は、活性コア層11aのバンドギャップ波長より短い波長に設定されている。
The
また、図2(b)に示すように、B−B線断面において積層部12は、図2(a)に示す構造において、活性コア層11a及び上部クラッド層12bを、光導波層11ca、スペーサ層12f、及び回折格子層11cbに置き換えた構造を有している。また、マイクロヒータ14が、光導波層11ca、スペーサ層12f、及び回折格子層11cbに沿って、SiN保護膜16上に設けられている。光導波層11ca、スペーサ層12f、及び回折格子層11cbが、B−B線断面における光導波路11である。積層部12において、活性コア層11aと光導波層11caとはz方向に沿って直列に配置されている。
Further, as shown in FIG. 2B, in the cross section of the line BB, the
光導波層11caは、GaInAsPからなる。光導波層11caのバンドギャップ波長は、活性コア層11aのバンドギャップ波長より短いことが好ましく、たとえば1.2μmである。
The optical waveguide layer 11ca is made of GaInAsP. The bandgap wavelength of the optical waveguide layer 11ca is preferably shorter than the bandgap wavelength of the
回折格子層11cbは、p型InPからなるスペーサ層12fを挟んで光導波層11caの近傍かつ直上に光導波層11caに沿って設けられた標本化回折格子(Sampled Grating)を含む層であり、DBR(Distributed Bragg Reflector)型の回折格子層として形成されている。すなわち、回折格子層11cbは、光導波層11caに対して上部クラッド層12ea側に位置する。回折格子層11cbは、p型GaInAsP層にz方向に沿って標本化回折格子が形成され、回折格子の溝はInPで埋め込まれた構成を有する。回折格子層11cbにおいて回折格子の格子間隔は一定であるが標本化されており、これにより波長に対し略周期的な反射応答を示す。回折格子層11cbのp型GaInAsP層のバンドギャップ波長は活性コア層11aのバンドギャップ波長より短いことが好ましく、たとえば1.2μmである。
The diffraction grating layer 11cc is a layer including a sampled diffraction grating (Sampled Grating) provided along the optical waveguide layer 11ca in the vicinity of and directly above the optical waveguide layer 11ca with the
さらに、上述したように、マイクロヒータ14は、各電極パッド15を介して電流を供給されることによって発熱し、回折格子層11cbを加熱する。供給される電流量を変化させることによって回折格子層11cbの温度が変化し、その屈折率が変化する。
Further, as described above, the
ここで、堆積構造部12abについてより具体的に説明する。堆積構造部12abは、基部Sと光導波層(光導波層11ca及び活性コア層11a)との間に位置している。図3は、堆積構造部12abの構成を示す図である。堆積構造部12abは、互いに異なる半導体材料からなる半導体部分である半導体層12ab1と半導体層12ab2とが、交互に、合計で3層以上、堆積方向において隣接するように積層した構造を含んでいる。本実施形態1では、半導体層12ab1は、InPと格子整合する組成のn型GaInAsからなり、その厚さは10nmである。また、半導体層12ab2は、n型InPからなり、その厚さは10nmである。そして、堆積構造部12abでは、半導体層12ab1と半導体層12ab2とが、交互に、合計で49層積層している。半導体層12ab1は合計で25層あり、半導体層12ab2は合計で24層ある。堆積構造部12abの厚さは490nmである。
Here, the sedimentary structure 12ab will be described more specifically. The sedimentary structures 12ab are located between the base S and the optical waveguide layer (optical waveguide layer 11ca and
図1に戻って、第2光導波路部20について説明する。第2光導波路部20は、2分岐部21と、2つのアーム部22、23と、リング状導波路24と、Tiからなるマイクロヒータ25とを備えている。
Returning to FIG. 1, the second
2分岐部21は、1×2型の多モード干渉型(MMI)導波路21aを含む1×2型の分岐型導波路で構成され、2ポート側が2つのアーム部22、23のそれぞれに接続されるとともに1ポート側が第1光導波路部10側に接続されている。2分岐部21により、2つのアーム部22、23は、その一端が統合され、回折格子層11cbと光学的に結合される。
The two-
アーム部22、23は、いずれもz方向に延伸し、リング状導波路24を挟むように配置されている。アーム部22、23はリング状導波路24と近接し、いずれも同一の結合係数κでリング状導波路24と光学的に結合している。κの値はたとえば0.2である。アーム部22、23とリング状導波路24とは、リング共振器フィルタRF1を構成している。また、リング共振器フィルタRF1と2分岐部21とは、反射ミラーM1を構成している。マイクロヒータ25はリング状であり、リング状導波路24を覆うように形成されたSiN保護膜上に配置されている。マイクロヒータ25は、電流を供給されることによって発熱し、リング状導波路24を加熱する。供給される電流量を変化させることによってリング状導波路24の温度が変化し、その屈折率が変化する。
Both the
2分岐部21、アーム部22、23、及びリング状導波路24は、いずれも、GaInAsPからなる光導波層20aが下部クラッド層及び上部クラッド層によって挟まれたハイメサ導波路構造を有している。下部クラッド層は、下部クラッド層12aと同様に、n型InPからなる第1層と、n型半導体からなり、図3に示す構成を有する堆積構造部と、n型InPからなる第2層と、がこの順番で積層した構造を有する。上部クラッド層はp型InPからなる。
The two
また、アーム部23の一部のSiN保護膜上には、マイクロヒータ26が配置されている。アーム部23のうちマイクロヒータ26の下方の領域は、光の位相を変化させる位相調整部27として機能する。マイクロヒータ26は、電流を供給されることによって発熱し、位相調整部27を加熱する。供給される電流量を変化させることによって位相調整部27の温度が変化し、その屈折率が変化する。
Further, a
第1光導波路部10と第2光導波路部20は、互いに光学的に接続された一組の波長選択要素である回折格子層11cbと反射ミラーM1とにより構成される、光共振器C1を構成している。
The first
波長可変レーザ素子100において、回折格子層11cbは、略所定の波長間隔で略周期的な反射特性を有する第一の櫛状反射スペクトルを生成する。一方、リング共振器フィルタRF1は、略所定の波長間隔で略周期的な反射特性を有する第二の櫛状反射スペクトルを生成する。第二の櫛状反射スペクトルは、第一の櫛状反射スペクトルのピークの半値全幅よりも狭い半値全幅のピークを有し、第一の櫛状反射スペクトルの波長間隔とは異なる波長間隔で略周期的な反射特性を有する。但し、屈折率の波長分散を考慮すると、スペクトル成分は厳密には等波長間隔になっていないことに注意が必要である。
In the
各櫛状反射スペクトルの特性について例示すると、第一の櫛状反射スペクトルのピーク間の波長間隔(自由スペクトル領域:FSR)は光の周波数で表すと373GHzである。また、第二の櫛状反射スペクトルのピーク間の波長間隔(FSR)は光の周波数で表すと400GHzである。 To exemplify the characteristics of each comb-shaped reflection spectrum, the wavelength interval (free spectrum region: FSR) between the peaks of the first comb-shaped reflection spectrum is 373 GHz in terms of the frequency of light. The wavelength interval (FSR) between the peaks of the second comb-shaped reflection spectrum is 400 GHz in terms of the frequency of light.
波長可変レーザ素子100において、レーザ発振を実現するために、第一の櫛状反射スペクトルのピークの一つと第二の櫛状反射スペクトルのピークの一つとを波長軸上で重ね合わせ可能に構成されている。このような重ね合わせは、マイクロヒータ14及びマイクロヒータ25の少なくともいずれか一つを用いて、マイクロヒータ14により回折格子層11cbを加熱して熱光学効果によりその屈折率を変化させて第一の櫛状反射スペクトルを波長軸上で全体的に移動させて変化させる、及び、マイクロヒータ25によりリング状導波路24を加熱してその屈折率を変化させて第二の櫛状反射スペクトルを波長軸上で全体的に移動させて変化させる、の少なくともいずれか一つを行うことにより、実現することができる。
In the
一方、波長可変レーザ素子100において、光共振器C1による共振器モードが存在する。波長可変レーザ素子100においては、共振器モードの間隔(縦モード間隔)は25GHz以下となるように光共振器C1の共振器長が設定されている。なお、光共振器C1の共振器モードの波長は、マイクロヒータ26を用いて位相調整部27を加熱してその屈折率を変化させて共振器モードの波長を波長軸上で全体的に移動させることにより微調整することができる。すなわち、位相調整部27は、光共振器C1の光路長を能動的に制御するための部分である。
On the other hand, in the
波長可変レーザ素子100は、n側電極30及びp側電極13から活性コア層11aへ電流を注入し、活性コア層11aを発光させると、第一の櫛状反射スペクトルのスペクトル成分のピーク、第二の櫛状反射スペクトルのスペクトル成分のピーク、及び光共振器C1の共振器モードの一つが一致した波長、たとえば1550nmでレーザ発振し、レーザ光L1を出力するように構成されている。
In the wavelength
また、波長可変レーザ素子100では、バーニア効果を利用してレーザ発振波長を変化させることができる。たとえば、回折格子層11cbをマイクロヒータ14で加熱すると、熱光学効果により回折格子層11cbの屈折率が上昇し、回折格子層11cbの反射スペクトル(第一の櫛状反射スペクトル)は全体的に長波側にシフトする。その結果、1550nm付近における、第一の櫛状反射スペクトルのピークは、リング共振器フィルタRF1の反射スペクトル(第二の櫛状反射スペクトル)のピークとの重なりが解かれ、長波側に存在する、第二の櫛状反射スペクトルの別のピーク(たとえば1556nm付近)に重なる。さらに、位相調整部27をチューニングして共振器モードを微調し、共振器モードの1つを、2つの櫛状反射スペクトルに重ねることで、1556nm付近でのレーザ発振を実現できる。
Further, in the
ここで、上述したように、波長可変レーザ素子100では、レーザ発振の実現及びレーザ発振波長の変化のために、例えば回折格子層11cbをマイクロヒータ14で加熱する。マイクロヒータ14による加熱効率を高めるために、堆積構造部12abが設けられている。
Here, as described above, in the
堆積構造部12abは、上述したように、GaInAsからなる半導体層12ab1とInPからなる半導体層12ab2とが、交互に、合計で49層積層している。その結果、第1層12a1と堆積構造部12abと第2層12a2とで、GaInAsとInPとの界面が50だけ形成される。互いに異なる半導体材料であるGaInAsとInPとでは、結晶中を伝搬するフォノンの分散関係が互いに異なるので、これらの界面に進行してきたフォノンは反射又は散乱される。その結果、界面において垂直方向への熱伝導率は低下する。この熱伝導低下の効果は堆積構造の各界面でそれぞれ生じるため、49層によって構成されている積層構造部12abにおいては、より強く熱伝導を低下させる効果を得ることができる。したがって、マイクロヒータ14によって与えられた熱の基部S側への散逸が堆積構造部12abの存在によって抑制されるので、回折格子層11cbを所望の温度にするためにマイクロヒータ14が発生すべき熱量を小さくすることができる。すなわち、堆積構造部12abによってマイクロヒータ14による加熱効率を高めることができる。
As described above, in the sedimentary structure portion 12ab, a semiconductor layer 12ab1 made of GaInAs and a semiconductor layer 12ab2 made of InP are alternately laminated in a total of 49 layers. As a result, only 50 interfaces between GaInAs and InP are formed in the first layer 12a1, the sedimentary structure 12ab, and the second layer 12a2. Since GaInAs and InP, which are semiconductor materials different from each other, have different dispersion relations of phonons propagating in the crystal, the phonons advanced to these interfaces are reflected or scattered. As a result, the thermal conductivity in the vertical direction at the interface decreases. Since the effect of lowering the heat conduction occurs at each interface of the sedimentary structure, the effect of lowering the heat conduction can be obtained more strongly in the laminated structure portion 12ab composed of 49 layers. Therefore, since the dissipation of the heat given by the
また、堆積構造部12abは半導体材料からなるので、半導体材料からなる光導波層(光導波層11ca及び活性コア層11a)との屈折率差が、誘電体層や空洞領域の場合よりも小さい。したがって、堆積構造部12abは誘電体層や空洞領域に比較して光導波層に近づけて配置しても光導波層の光導波特性に与える影響が小さいので、所望の光導波特性を実現する上での構造設計上の制約を少なくできる。例えば、堆積構造部12abは、所望の光導波特性を実現しながらも、誘電体層や空洞領域よりも光導波層に近づけて配置することができるため、熱源であるマイクロヒータ14や加熱すべき回折格子層11cbにも近づけることができる。その結果、マイクロヒータ14による加熱効率を、より効果的に高めることができる。
Further, since the sedimentary structure portion 12ab is made of a semiconductor material, the difference in refractive index from the optical waveguide layer (optical waveguide layer 11ca and
なお、上述したように、堆積構造部12abと同様の構成の堆積構造部は第2光導波路部20の下部クラッド層にも設けられている。したがって、マイクロヒータ25、26の加熱効率も高められる。
As described above, the sedimentary structure portion having the same structure as the sedimentary structure portion 12ab is also provided in the lower clad layer of the second
以上説明したように、実施形態1に係る光導波路構造を含む波長可変レーザ素子100は、マイクロヒータ14、25、26による加熱効率が高く、かつ光導波特性を実現する上での構造設計の制約がより少ないものである。
As described above, the
なお、波長可変レーザ素子100は、以下のような工程で製造することができる。まず基部Sを構成するn型InP基板上に、有機金属気相成長(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:MOCVD)法を用いて、下部クラッド層12a及び第2光導波路部20における下部クラッド層、活性コア層11a、並びに上部クラッド層12bを順次堆積する。
The
つづいて、全面にSiN膜を堆積した後、SiN膜にパターニングを施す。その後、SiN膜をマスクとしてエッチングし、第1光導波路部10において活性コア層11aを残す領域以外の領域の活性コア層11a及び上部クラッド層12bを全て除去する。さらに、SiN膜のマスクをそのまま選択成長マスクとして、MOCVD法により、光導波層11ca及び第2光導波路部20における光導波層20a、スペーサ層12f、回折格子層11cbとなるp型InGaAsP層、上部クラッド層12eaの一部を順次堆積する。
Subsequently, after depositing the SiN film on the entire surface, the SiN film is patterned. Then, the SiN film is etched as a mask to remove all the
つづいて、SiN膜のマスクを除去した後に、全面にSiN膜を堆積した後、回折格子層11cbを形成する領域のSiN膜に、回折格子のパターニングを施す。そして、SiN膜をマスクとしてエッチングし、p型InGaAsP層に回折格子となる格子溝を形成するとともに、回折格子層11cbを形成する位置以外の位置のp型InGaAsP層を全て取り除く。
Subsequently, after removing the mask of the SiN film, the SiN film is deposited on the entire surface, and then the SiN film in the region forming the
つづいて、SiN膜のマスクを除去した後に、全面にp型InP層を再成長する。その後、新たにSiN膜を堆積し、第1光導波路部10における光導波路11及び第2光導波路部20における光導波層20aに対応するパターンになるようにパターンニングを施す。そして、このSiN膜をマスクとしてエッチングして、第1光導波路部10にストライプメサ構造を形成しかつ第2光導波路部20にメサ構造を形成する。このとき、エッチング深さは、下部クラッド層12aの堆積構造部12ab及び第2光導波路部20における下部クラッド層の堆積構造部がエッチングされないような深さとする。また、このとき、2分岐部21、アーム部22、23、リング状導波路24に相当する領域は、それらを含む広い領域の形状でエッチングを行う。
Subsequently, after removing the mask of the SiN film, the p-type InP layer is re-grown on the entire surface. After that, a SiN film is newly deposited, and patterning is performed so as to have a pattern corresponding to the
つづいて、直前の工程で用いたSiN膜マスクを選択成長マスクとして、MOCVD法を用いて、露出した下部クラッド層12a及び第2光導波路部20における下部クラッド層上に、p型InP埋め込み層12c、n型InP電流ブロッキング層12dを順次堆積して埋め込み構造を形成する。つづいて、SiN膜のマスクを除去した後、MOCVD法を用いて、全面に、上部クラッド層12ea及び第2光導波路部20における上部クラッド層の残りの部分となるp型InP層、コンタクト層12ebを順次堆積する。つづいて、活性コア層11aを残した領域以外のコンタクト層12ebを除去する工程を行う。つづいて、全面にSiN膜を堆積した後、第1光導波路部10の形状のパターニング及び2分岐部21、アーム部22、23、リング状導波路24に相当する導波路のパターンニングを施す。そして、このSiN膜をマスクとしてエッチングを行い、第1光導波路部10の形状及び第2光導波路部20におけるハイメサ導波路構造を形成する。このエッチングは、たとえば基部Sに到る深さまで行う。その後、SiN保護膜16、n側電極30、マイクロヒータ14、25、26及び電極パッド15及び配線パターンを形成する。最後に、基板を波長可変レーザ素子100が複数並んだバー状に劈開し、第1光導波路部10の端面、及びアーム部22、23の端面に反射防止膜をコートしたのち、各波長可変レーザ素子100ごとに素子分離することにより、波長可変レーザ素子100が完成する。
Subsequently, using the SiN film mask used in the immediately preceding step as a selective growth mask, the p-type InP embedded
(実施形態2)
図4は、実施形態2に係る光導波路構造を含む波長可変レーザ素子の構成を示す模式図である。波長可変レーザ素子100Aは、波長可変レーザ素子100において第1光導波路部10を第1光導波路部10Aに置き換え、マイクロヒータ26を削除した構成を有する。以下、第1光導波路部10Aの構成について具体的に説明する。
(Embodiment 2)
FIG. 4 is a schematic view showing the configuration of a tunable laser device including the optical waveguide structure according to the second embodiment. The
第1光導波路部10Aは、光導波路11Aと、積層部12Aと、p側電極13Aと、Tiからなるマイクロヒータ14A、17Aとを備えている。第1光導波路部10Aは、埋め込み構造を有しており、光導波路11Aは、積層部12A内にz方向に延伸するように形成されている。積層部12Aは、光導波路11Aに対してクラッド部の機能等を備える。
The first
p側電極13Aは、積層部12A上において、光導波路11Aの所定の部分に沿うように配置されている。積層部12AにはSiN保護膜が形成されており、p側電極13AはSiN保護膜に形成された開口部を介して積層部12Aに接触している。マイクロヒータ17Aは、積層部12AのSiN保護膜上において、光導波路11Aの所定の部分に沿うように配置されている。マイクロヒータ14Aは、積層部12のSiN保護膜上において、p側電極13Aに沿うように配置されている。
The p-
図5(a)、(b)は、それぞれ、図4のC−C線断面、D−D線断面を示す図である。 5 (a) and 5 (b) are views showing a cross section taken along the line CC and a cross section taken along the DD line of FIG. 4, respectively.
図5(a)に示すように、C−C線断面において積層部12Aは、基部Sを構成するn型InP基板上に、下部クラッド層12Aaを有している。下部クラッド層12Aaは、n型InPからなる第1層12Aa1と、n型半導体からなる堆積構造部12Aabと、n型InPからなる第2層12Aa2と、がこの順番で積層した構造を有する。
As shown in FIG. 5A, in the CC line cross section, the
下部クラッド層12Aa上には、C−C線断面における光導波路11Aである、光導波層としての活性コア層11Aaaが積層している。さらに活性コア層11Aaa上には、p型InPからなるスペーサ層12Afを介して、活性コア層11Aaaの近傍かつ直上に活性コア層11Aaaに沿って設けられた標本化回折格子からなる回折格子層11Aabが積層している。回折格子層11AabはDFB(Distributed FeedBack)型の回折格子層として形成されている。下部クラッド層12Aaの上部、活性コア層11Aaa、スペーサ層12Af及び回折格子層11Aabは、エッチング等により、1.55μm帯の光をシングルモードで光導波するのに適した幅(たとえば2μm)にされたストライプメサ構造になっている。ストライプメサ構造の両脇(紙面左右方向)は、p型InP埋め込み層12Ac及びn型InP電流ブロッキング層12Adからなる電流ブロッキング構造を有した埋め込み構造となっている。さらに、回折格子層11Aab及び埋め込み構造の上には、p型半導体層12Aeが積層している。p型半導体層12Aeは、p型InPからなる上部クラッド層12Aeaと、上部クラッド層12Aea上に積層したp型InGaAsからなり積層部12Aの最上層を形成するコンタクト層12Aebとで構成されている。p型半導体層12Aeは、少なくとも回折格子層11Aabの直上からその両脇の埋め込み構造にわたって設けられている。積層部12Aには積層部12Aを覆うようにSiN保護膜16Aが形成されている。p側電極13AはAuZnを含んで構成されており、活性コア層11Aaaに沿ってコンタクト層12Aeb上に形成されて、SiN保護膜16Aの開口部16Aaを介してコンタクト層12Aebとオーミック接触している。以上の構成により、n側電極30及びp側電極13Aから活性コア層11Aaaへの電流注入が可能になっている。さらに、マイクロヒータ14Aは、p側電極13Aとマイクロヒータ14Aとを絶縁するために積層部12Aに設けられたSiN保護膜18A上に、p側電極13Aに沿うように配置されている。
An active core layer 11Aaa as an optical waveguide layer, which is an
活性コア層11Aaaは、活性コア層11aと同様に、多重量子井戸構造と、下部及び上部光閉じ込め層とを有しており、電流注入により発光する。また、回折格子層11Aabは、回折格子層11cbと同様に、p型GaInAsP層にz方向に沿って標本化回折格子が形成され、回折格子の溝はInPで埋め込まれた構成を有する。回折格子層11Aabは波長に対し略周期的な反射応答を示す。
Like the
一方、図5(b)に示すように、D−D線断面において積層部12Aは、図5(a)に示す構造において活性コア層11AaaをInGaAsPからなる光導波層である位相調整部11Abに置き換え、回折格子層11Aab及びスペーサ層12Afをp型InPからなる上部クラッド層12Abに置き換え、コンタクト層12Aebを削除した構造を有している。位相調整部11Abでの光損失を低減し、光を効果的に閉じ込める為に、位相調整部11Abのバンドギャップ波長は活性コア層11Aaaのバンドギャップ波長より短いことが好ましく、たとえば1.3μm以下である。
On the other hand, as shown in FIG. 5 (b), in the DD line cross section, the
マイクロヒータ14Aは、電流を供給されることによって発熱し、回折格子層11Aabを加熱する。供給される電流量を変化させることによって回折格子層11Aabの温度が変化し、その屈折率が変化する。
The
第1光導波路部10Aと第2光導波路部20は、互いに光学的に接続された一組の波長選択要素である回折格子層11Aabと反射ミラーM1とにより構成される、光共振器C2を構成している。
The first
波長可変レーザ素子100Aは、波長可変レーザ素子100と同様に、n側電極30及びp側電極13Aから活性コア層11Aaaへ電流を注入し、活性コア層11Aaaを発光させると、回折格子層11Aabが生成する第一の櫛状反射スペクトルのスペクトル成分のピーク、リング共振器フィルタRF1が生成する第二の櫛状反射スペクトルのスペクトル成分のピーク、及び光共振器C2の共振器モードの一つが一致した波長、たとえば1550nmでレーザ発振し、レーザ光L1を出力するように構成されている。光共振器C2の共振器モードの波長は、マイクロヒータ17Aを用いて位相調整部11Abを加熱してその屈折率を変化させて共振器モードの波長を波長軸上で全体的に移動させることにより微調整することができる。
In the wavelength
また、波長可変レーザ素子100Aでは、波長可変レーザ素子100と同様に、バーニア効果を利用してレーザ発振波長を変化させることができる。
Further, in the
ここで、堆積構造部12Aabについてより具体的に説明する。堆積構造部12Aabは、基部Sと光導波層(位相調整部11Ab及び活性コア層11Aaa)との間に位置している。図6は、堆積構造部12Aabの構成を示す図である。堆積構造部12Aabは、互いに異なる半導体材料からなる半導体部分である凸状部12Aab1と、カバー層12Aab2とを備えている。堆積構造部12Aabでは、凸状部12Aab1と、凸状部12Aab1を覆うように形成されたカバー層12Aab2とが、交互に、堆積方向において隣接するように堆積した構造を含んでいる。本実施形態2では、凸状部12Aab1は、n型InAsからなる、量子ドット又は量子ダッシュのような形状であり、その高さは10nmである。InAsは、InPに対してある程度格子不整合となる半導体材料であり、InP又はこれに格子整合する半導体上に三次元成長させることができる。また、カバー層12Aab2は、n型InPからなり、その厚さ(破線で示す凸状部12Aab1の高さを示す面から表面までの厚さ)は10nmである。そして、堆積構造部12Aabでは、凸状部12Aab1が成す層とカバー層12Aab2とが、交互に、合計で50層積層している。凸状部12Aab1が成す層は合計で25層あり、カバー層12Aab2は合計で25層ある。堆積構造部12Aabの厚さは500nmである。 Here, the sedimentary structure 12Ab will be described more specifically. The sedimentary structures 12Aab are located between the base S and the optical waveguide layer (phase adjusting part 11Ab and active core layer 11Aaa). FIG. 6 is a diagram showing the structure of the sedimentary structure 12Ab. The sedimentary structure portion 12Aab includes a convex portion 12Aab1 which is a semiconductor portion made of different semiconductor materials and a cover layer 12Aab2. The sedimentary structure 12Aab includes a structure in which the convex portion 12Aab1 and the cover layer 12Aab2 formed so as to cover the convex portion 12Aab1 are alternately deposited so as to be adjacent to each other in the deposition direction. In the second embodiment, the convex portion 12Aab1 is formed of n-type InAs and has a shape like a quantum dot or a quantum dash, and its height is 10 nm. InAs is a semiconductor material that has a certain degree of lattice mismatch with respect to InP, and can be three-dimensionally grown on InP or a semiconductor lattice-matched with the InP. The cover layer 12Aab2 is made of n-type InP, and its thickness (thickness from the surface to the surface indicating the height of the convex portion 12Ab1 shown by the broken line) is 10 nm. Then, in the sedimentary structure portion 12Aab, the layer formed by the convex portion 12Aab1 and the cover layer 12Aab2 are alternately laminated in a total of 50 layers. The convex portion 12Aab1 has a total of 25 layers, and the cover layer 12Aab2 has a total of 25 layers. The sedimentary structure 12Ab has a thickness of 500 nm.
波長可変レーザ素子100Aでも、レーザ発振の実現及びレーザ発振波長の変化のために、例えば回折格子層11Aabをマイクロヒータ14Aで加熱し、位相調整部11Abをマイクロヒータ17Aで加熱する。マイクロヒータ14A、17Aによる加熱効率を高めるために、堆積構造部12Aabが設けられている。
Even in the
堆積構造部12Aabは、上述したように、InAsからなる凸状部12Aab1とInPからなるカバー層12Aab2とが、交互に、合計で50層積層している。その結果、InAsとInPとの界面が50だけ形成される。さらに、凸状部12Aab1によって界面は起伏のある三次元的な界面となる。InAsとInPとでは、結晶中を伝搬するフォノンの分散関係が異なり、かつ界面が起伏していることにより、界面に進行してきたフォノンはより一層強く反射又は散乱される。その結果、堆積方向での熱伝導率は低下する。したがって、マイクロヒータ14A、17Aによって与えられた熱の基部S側への伝導が堆積構造部12Aabの存在によって抑制されるので、回折格子層11Aab及び位相調整部11Abを所望の温度にするためにマイクロヒータ14A、17Aがそれぞれ発生すべき熱量を小さくすることができる。すなわち、堆積構造部12Aabによってマイクロヒータ14A、17Aによる加熱効率を高めることができる。
As described above, in the sedimentary structure portion 12Aab, a convex portion 12Aab1 made of InAs and a cover layer 12Aab2 made of InP are alternately laminated in a total of 50 layers. As a result, only 50 interfaces between InAs and InP are formed. Further, the convex portion 12Ab1 makes the interface a three-dimensional interface with undulations. Since the dispersion relation of phonons propagating in the crystal is different between InAs and InP and the interface is undulating, the phonons that have advanced to the interface are more strongly reflected or scattered. As a result, the thermal conductivity in the deposition direction decreases. Therefore, the conduction of heat applied by the
また、堆積構造部12Aabは半導体材料からなるので、光導波層において所望の光導波特性を実現する上での構造設計上の制約を少なくできる。 Further, since the sedimentary structure portion 12Ab is made of a semiconductor material, restrictions on structural design for realizing desired optical waveguide characteristics in the optical waveguide layer can be reduced.
また、堆積構造部12Aabは、導電性を有する半導体材料からなるので、n側電極30と活性コア層11Aaaとの間に配置されていても、活性コア層11Aaaへ電流を注入することができる。
Further, since the sedimentary structure portion 12Aab is made of a conductive semiconductor material, a current can be injected into the active core layer 11Aaa even if it is arranged between the n-
また、本実施形態2では、堆積構造部12Aabと同様の構成の堆積構造部が第2光導波路部20の下部クラッド層にも設けられている。したがって、マイクロヒータ25の加熱効率も高められる。
Further, in the second embodiment, a sedimentary structure portion having the same structure as the sedimentary structure portion 12Ab is also provided in the lower clad layer of the second
以上説明したように、実施形態2に係る光導波路構造を含む波長可変レーザ素子100Aは、マイクロヒータ14A、17A、25による加熱効率が高く、かつ光導波特性を実現する上での構造設計の制約がより少なく、かつ活性コア層11Aaaに電流を注入する上でも好適なものである。
As described above, the
なお、上記実施形態1では、回折格子層11cbは光導波層11caよりもマイクロヒータ14側(上部クラッド層12ea側)にあるが、図7に示す変形例の光導波路構造を備える第1光導波路部10Bのように、回折格子層11cbが光導波層11caよりも基部S側(下部クラッド層12a側)にあってもよい。
In the first embodiment, the diffraction grating layer 11cc is on the
また、上記実施形態1では、堆積構造部12abにおける互いに異なる半導体材料からなる半導体層12ab1と半導体層12ab2とは、それぞれGaInAsとInPであるが、InP、GaInAs、GaInAsP、AlInAs、及びAlInGaAsから選択される2種であれば、InP基板と格子整合させる組成を選択できるので好ましい。また、互いに異なる半導体材料は2種に限らず、3種以上でもよい。たとえば、InP、GaInAs、GaInAsPのそれぞれからなる半導体層を、同種の半導体層が重ならないように積層して、堆積構造部を構成してもよい。また、上記実施形態1では、半導体層12ab1と半導体層12ab2との厚さはいずれも10nmであるが、厚さは特に限定されない。ただし、フォノンを反射又は散乱させて熱伝導率を低下させる効果は、異なる半導体からなる半導体部分の界面の数が多くなるほど大きくなるので、半導体の堆積方向の単位厚さ当たりの界面の数を増やす上では、半導体層の厚さは100nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがさらに好ましい。また、半導体層を再現性良く作製し、かつ界面がフォノンを反射又は散乱させる効果を発揮させるには、ある程度厚い方が好ましく、厚さは3nm以上であることが好ましく、5nm以上がさらに好ましい。また、互いに異なる半導体材料からなる半導体層が、交互に、合計で3層以上積層した構造であれば、フォノンの分散関係が異なる半導体層の界面が複数(2つ以上)形成されるので好ましい。より好ましい界面の数は、10〜100である。 Further, in the first embodiment, the semiconductor layers 12ab1 and the semiconductor layers 12ab2 made of different semiconductor materials in the sedimentary structure 12ab are GaInAs and InP, respectively, but are selected from InP, GaInAs, GaInAsP, AlInAs, and AlInGaAs. Two types are preferable because the composition for lattice matching with the InP substrate can be selected. Further, the semiconductor materials different from each other are not limited to two types, and may be three or more types. For example, semiconductor layers made of InP, GaInAs, and GaInAsP may be laminated so that semiconductor layers of the same type do not overlap to form a sedimentary structure. Further, in the first embodiment, the thicknesses of the semiconductor layer 12ab1 and the semiconductor layer 12ab2 are both 10 nm, but the thickness is not particularly limited. However, the effect of reflecting or scattering phonons to reduce the thermal conductivity increases as the number of interfaces in the semiconductor portion made of different semiconductors increases, so the number of interfaces per unit thickness in the semiconductor deposition direction is increased. In the above, the thickness of the semiconductor layer is preferably 100 nm or less, and more preferably 50 nm or less. Further, in order to produce the semiconductor layer with good reproducibility and to exert the effect of reflecting or scattering phonons at the interface, it is preferable that the semiconductor layer is thick to some extent, and the thickness is preferably 3 nm or more, more preferably 5 nm or more. Further, if the semiconductor layers made of different semiconductor materials are alternately laminated in a total of three or more layers, a plurality (two or more) interfaces of the semiconductor layers having different phonon dispersion relations are formed, which is preferable. The number of more preferable interfaces is 10 to 100.
また、上記実施形態2では、堆積構造部12Aabにおける互いに異なる半導体材料からなる凸状部12Aab1とカバー層12Aab2とは、それぞれInAsとInPであるが、凸状部を、InPとある程度格子不整合となる半導体材料であるInGaAs及びInAsから選択される1種以上とし、カバー層を、InP、GaInAs、GaInAsP、AlInAs、及びAlInGaAsから選択される1種以上としてもよい。また、凸状部の成す層の厚さ(凸状部の高さ)又はカバー層の厚さについても、100nm以下であることが好ましく、50nm以下であることがさらに好ましく、3nm以上であることが好ましく、5nm以上がさらに好ましい。また、実施形態2では各凸状部が離散しており、島状になっているが、複数の凸状部が連結して上面に起伏を有するような層状になっていてもよい。 Further, in the second embodiment, the convex portions 12Aab1 and the cover layer 12Aab2 made of different semiconductor materials in the sedimentary structure portion 12Aab are InAs and InP, respectively, but the convex portions are lattice-mismatched with InP to some extent. The semiconductor material may be one or more selected from InGaAs and InAs, and the cover layer may be one or more selected from InP, GaInAs, GaInAsP, AlInAs, and AlInGaAs. Further, the thickness of the layer formed by the convex portion (height of the convex portion) or the thickness of the cover layer is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and 3 nm or more. Is preferable, and 5 nm or more is more preferable. Further, in the second embodiment, each convex portion is discrete and has an island shape, but a plurality of convex portions may be connected to form a layer having undulations on the upper surface.
また、上記実施形態1、2では、回折格子は標本化回折格子であるが、回折格子の種類はこれに限られず、超構造回折格子(Superstructure Grating)や重畳回折格子(Superimposed Grating)でもよい。 Further, in the first and second embodiments, the diffraction grating is a sampled diffraction grating, but the type of the diffraction grating is not limited to this, and a superstructure grating or a superimposed grating may be used.
また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。例えば、堆積構造部としては、実施形態1の半導体層が積層した構造と、凸状部とカバー層とを備える構造とを組み合わせた構造を採用してもよい。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Moreover, the present invention is not limited by the above-described embodiment. The present invention also includes a configuration in which the above-mentioned components are appropriately combined. For example, as the sedimentary structure, a structure in which the semiconductor layers of the first embodiment are laminated and a structure including a convex portion and a cover layer may be combined. Further, further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
10、10A、10B 第1光導波路部
11、11A 光導波路
11a、11Aaa 活性コア層
11ca、20a 光導波層
11cb、11Aab 回折格子層
11Ab、27 位相調整部
12、12A 積層部
12a、12Aa 下部クラッド層
12a1、12Aa1 第1層
12b、12Ab、12ea、12Aea 上部クラッド層
12a2、12Aa2 第2層
12ab、12Aab 堆積構造部
12Aab1 凸状部
12Aab2 カバー層
12c、12Ac p型InP埋め込み層
12d、12Ad n型InP電流ブロッキング層
12e、12Ae p型半導体層
12eb、12Aeb コンタクト層
12f、12Af スペーサ層
12ab1、12ab2 半導体層
13、13A p側電極
14、14A、17A、25、26 マイクロヒータ
15 電極パッド
16、16A、18A SiN保護膜
16a、16Aa 開口部
20 第2光導波路部
21 2分岐部
21a MMI導波路
22、23 アーム部
24 リング状導波路
30 n側電極
100、100A 波長可変レーザ素子
C1、C2 光共振器
L1 レーザ光
M1 反射ミラー
RF1 リング共振器フィルタ
S 基部
10, 10A, 10B First
Claims (7)
前記基板上に位置する下部クラッド層と、
前記下部クラッド層上に位置する光導波層と、
前記光導波層上に位置する上部クラッド層と、
前記上部クラッド層上に位置するヒータと、
前記基板と前記光導波層との間に位置し、互いに異なる半導体材料からなる半導体部分が堆積方向において隣接するように堆積した堆積構造部と、
を備え、
前記上部クラッド層上においては、前記ヒータの位置には前記光導波層に電流を注入する電極が位置しておらず、
前記半導体部分は半導体層であり、
前記堆積構造部は、
互いに異なる半導体材料からなる前記半導体層が交互に積層した構造を含み、積層した前記半導体層の界面へ前記ヒータ側から与えられて進行した熱に関するフォノンを反射又は散乱して前記ヒータから前記基板へ散逸する熱を抑制し、
前記各半導体層の厚さは、5nm〜50nmであり、
積層された前記半導体層で形成される界面の数は、10〜100であることを特徴とする光導波路構造。 With the board
The lower clad layer located on the substrate and
The optical waveguide layer located on the lower clad layer and
The upper clad layer located on the optical waveguide layer and
The heater located on the upper clad layer and
Sedimentary structures located between the substrate and the optical waveguide layer, in which semiconductor parts made of different semiconductor materials are deposited so as to be adjacent to each other in the deposition direction.
With
On the upper clad layer, an electrode for injecting a current into the optical waveguide is not located at the position of the heater.
The semiconductor portion is a semiconductor layer and
The sedimentary structure
A structure in which the semiconductor layers made of different semiconductor materials are alternately laminated is included, and phonons related to heat applied from the heater side to the interface of the laminated semiconductor layers are reflected or scattered from the heater to the substrate. Suppresses dissipated heat,
The thickness of each semiconductor layer is 5 nm to 50 nm.
An optical waveguide structure characterized in that the number of interfaces formed by the laminated semiconductor layers is 10 to 100.
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