[发明专利]半导体光集成元件及其制造方法有效

专利信息
申请号: 201980017585.9 申请日: 2019-02-28
公开(公告)号: CN111819743B 公开(公告)日: 2023-09-26
发明(设计)人: 进藤隆彦;藤原直树;佐野公一;石井启之;松崎秀昭;山田贵;堀越建吾 申请(专利权)人: 日本电信电话株式会社
主分类号: H01S5/042 分类号: H01S5/042;H01S5/026;H01S5/12;H01S5/227;H01S5/50
代理公司: 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人: 吕琳;朴秀玉
地址: 日本*** 国省代码: 暂无信息
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摘要:
搜索关键词: 半导体 集成 元件 及其 制造 方法
【说明书】:

一种半导体光集成元件的制造方法,在半导体光集成元件(AXEL)的进一步高输出化中,不追加检查工序,防止制造成本的增大。所述半导体光集成元件的制造方法由以下步骤构成:DFB激光器、EA调制器以及SOA被单片集成到同一基板上,使光轴方向一致地二维排列多个在光出射方向上按所述DFB激光器、所述EA调制器以及所述SOA的顺序配置的半导体光集成元件,从而形成半导体晶片的步骤;以与光出射方向正交的面劈开所述半导体晶片,形成多个所述半导体光集成元件在与光出射方向正交的方向一维排列并且邻接的所述半导体光集成元件共用同一劈开端面作为光出射面的半导体条的步骤;经由将所述SOA的电极与所述DFB激光器的电极电连接的连接布线部进行通电驱动来检查所述半导体条的所述各半导体光集成元件的步骤;以及在检查后,在与邻接的半导体光集成元件的边界线分离所述半导体条的所述各半导体光集成元件,由此将连接所述SOA的电极与所述DFB激光器的电极的所述连接布线部切断,从而进行电分离的步骤。

技术领域

本发明涉及在例如InP这样的半导体基板上集成了电场吸收型(Electroabsorption:EA)光调制器和半导体激光器的调制激光器这样的半导体光集成元件及其制造方法。更详细而言,涉及包括EA调制器、半导体光放大器(SemiconductorOptical Amplifier:SOA)以及分布反馈型(Distributed Feedback:DFB)激光器的高输出的半导体光集成元件及其制造方法。

背景技术

随着近年的视频发布服务的普及、移动流量需求的增大,网络流量爆发性地增大,特别是在被称为接入系统的网络区域中,与下一代网络相关的讨论活跃化。作为这些下一代的接入系统网络的趋势,要求传输距离的延长化/多分支化,在此使用的半导体调制光源中,也为了补偿分支比的增加而提高对光输出的高输出化的要求。

电场吸收调制器集成型的DFB(EADFB)激光器与通过调制电信号直接驱动激光的直接调制型的激光器相比,具有较高的消光特性和优异的啁啾(chirp)特性,因此到目前为止在包括接入系统网络用光源的广泛的用途中被使用。

在图1中示出了沿着以往的一般的EADFB激光器的光出射方向的概略的基板剖视图。一般的EADFB激光器具有DFB激光器11和EA调制器(EAM)12在同一芯片内沿光出射方向被单片集成的波导构造。DFB激光器11具有包含多量子阱(MQW)的活性层11a,通过形成于共振器内的衍射光栅11b以单一波长进行振荡。此外,EA调制器12具有包含与DFB激光器不同的组成的多量子阱(MQW)的光吸收层12a,通过电压控制使光吸收量变化来调制激光。在透射/吸收来自DFB激光器11的输出激光的条件下,通过以调制信号对EA调制器12进行电驱动来使光忽明忽暗,从而将电信号转换成光信号(光调制)并射出。

该EADFB激光器的问题在于,在光调制中使用EA调制器中的光吸收,因此充分的消光特性和高光输出化在原理上处于权衡(trade off)的关系。

在图2中示出了一般的EADFB激光器的消光曲线,对光强度调制的原理进行说明。作为在一般的EADFB激光器中用于达成高输出化的一个方法,可举出减小对EA调制器施加的反向偏压的绝对值,抑制在EA调制器中的光吸收。但是,在该情况下,在EA调制器的消光曲线的陡峭性下降的部分进行动作,因此调制特性即动态消光比(DER)会劣化。

作为另一种方法,能举出使DFB激光器的驱动电流增大来增加从DFB激光器入射至EA调制器的激光光强度的方法。但是,在该方法中,不仅DFB激光器的耗电量会增大,EA调制器中的光吸收和与该光吸收相伴的光电流也会增加,消光特性会劣化,从而芯片整体的耗电量会过度地增大。如上所述,在以往的EADFB激光器中难以兼顾充分的光输出和调制特性(动态消光比),无法避免耗电量的过度增大。

针对该问题,以往提出了在EADFB激光器的光出射端还集成有半导体光放大器(SOA)的EADFB激光器(SOA Assisted Extended Reach EADFB Laser:AXEL)(非专利文献1)。

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