(57)【要約】  高効率で、かつ信頼性の高い半導体光変調器および半導体マッハツェンダー型光変調器を提供する。  本発明の半導体光変調器１０は、基板１１上に、第１のｎ型クラッド層１２と、半導体光変調層１３と、ｐ型クラッド層１４と、第２のｎ型クラッド層１５とが、前記順序で積層された導波路構造を有し、さらに、絶縁保護膜１９および電界緩和層１６を有し、前記導波路構造の側面には、前記絶縁保護膜１９が配置され、前記ｐ型クラッド層１４と前記第２のｎ型クラッド層１５とが、前記電界緩和層１６を介して積層されており、前記電界緩和層１６の不純物濃度が、前記ｐ型クラッド層１４の不純物濃度および前記第２のｎ型クラッド層１５の不純物濃度より低いことを特徴とする。
2010137458.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１のｎ型クラッド層と、半導体光変調層と、ｐ型クラッド層と、第２のｎ型クラッド層とが、前記順序で積層されることにより、導波路構造が形成され、
さらに、絶縁保護膜および電界緩和層を有し、
前記導波路構造の側面には、前記絶縁保護膜が配置され、
前記ｐ型クラッド層と前記第２のｎ型クラッド層とが、前記電界緩和層を介して積層されており、
前記電界緩和層の不純物濃度が、前記ｐ型クラッド層の不純物濃度および前記第２のｎ型クラッド層の不純物濃度より低いことを特徴とする半導体光変調器。
【請求項２】
前記電界緩和層の不純物濃度が、１×１０１５〜２×１０１７ｃｍ−３であることを特徴とする請求の範囲１記載の半導体光変調器。
【請求項３】
前記電界緩和層が、前記ｐ型クラッド層および前記第２のｎ型クラッド層より、不純物濃度の低いｎ型半導体層またはｐ型半導体層であることを特徴とする請求の範囲１または２記載の半導体光変調器。
【請求項４】
前記電界緩和層の前記第２のｎ型クラッド層側が、前記ｐ型クラッド層および前記第２のｎ型クラッド層より、不純物濃度の低いｎ型半導体層であり、
前記電界緩和層の前記ｐ型クラッド層側が、前記ｐ型クラッド層および前記第２のｎ型クラッド層より、不純物濃度の低いｐ型半導体層であることを特徴とする請求の範囲１または２記載の半導体光変調器。
【請求項５】
前記電界緩和層に代えて、前記ｐ型クラッド層と前記第２のｎ型クラッド層との界面部分に、電界緩和領域を有し、
前記電界緩和領域の不純物濃度が、前記ｐ型クラッド層の不純物濃度の最高値および前記第２のｎ型クラッド層の不純物濃度の最高値より低いことを特徴とする請求の範囲１または２記載の半導体光変調器。
【請求項６】
前記第２のｎ型クラッド層における前記電界緩和領域の不純物濃度が、前記ｐ型クラッド層側に向かって低くなる勾配を有し、かつ、その最低値が、前記ｐ型クラッド層の不純物濃度より低いことを特徴とする請求の範囲５記載の半導体光変調器。
【請求項７】
前記ｐ型クラッド層における前記電界緩和領域の不純物濃度が、前記第２のｎ型クラッド層側に向かって低くなる勾配を有し、かつ、その最低値が、前記ｎ型クラッド層の不純物濃度より低いことを特徴とする請求の範囲５記載の半導体光変調器。
【請求項８】
前記第２のｎ型クラッド層における前記電界緩和領域の不純物濃度が、前記ｐ型クラッド層側に向かって低くなる勾配を有し、かつ、その最低値が、前記ｐ型クラッド層の不純物濃度より低く、
前記ｐ型クラッド層における前記電界緩和領域の不純物濃度が、前記第２のｎ型クラッド層側に向かって低くなる勾配を有し、かつ、その最低値が、前記ｎ型クラッド層の不純物濃度より低いことを特徴とする請求の範囲５記載の半導体光変調器。
【請求項９】
前記導波路構造が、ハイメサ導波路構造またはリッジ導波路構造であることを特徴とする請求の範囲１から８のいずれか一項に記載の半導体光変調器。
【請求項１０】
基板上に、入力光を分波する光分波手段と、前記分波された光を変調する第１の半導体光変調器および第２の半導体光変調器と、前記第１の半導体光変調器および前記第２の半導体光変調器により変調された光を合波する合波手段とを備え、
前記第１の半導体光変調器および前記第２の半導体光変調器の少なくとも一方が、請求の範囲１から９のいずれか一項に記載の半導体光変調器であることを特徴とする半導体マッハツェンダー型光変調器。
【請求項１１】
さらに、上部電極を備え、
前記上部電極が、進行波電極であることを特徴とする請求の範囲１０記載の半導体マッハツェンダー型光変調器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体光変調器および半導体マッハツェンダー型光変調器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の急速なインターネットの普及に伴い、通信トラフィックのさらなる大容量化が求められている。通信トラフィックの大容量化方法としては、例えば、信号光の波長を多重化して、同時に光ファイバを伝送させるチャネル数を増やす方法（波長多重通信（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ））と、１チャネルごとの単位時間あたりの伝送量（伝送速度）を向上させる方法とがあげられる。前述の伝送速度を向上させる方法としては、例えば、信号光を高速で変調する方法があげられる。【０００３】
前記信号光を高速で変調する方法としては、例えば、光源として用いられる半導体レーザからの信号光を直接変調する方法と、前記半導体レーザからの信号光を間接（外部）変調する方法とがあげられる。前記直接変調する方法では、前記半導体レーザへの駆動電流を変調することにより、前記半導体レーザの出力光（信号光）を直接変調する。前記直接変調する方法は、装置構成を単純にできるため、広く用いられている。しかし、前記直接変調する方法による信号光の変調速度は、前記半導体レーザの応答速度により制限される。このため、前記直接変調する方法は、信号光をより高速で変調するのには適していない。他方、前記間接（外部）変調する方法では、前記半導体レーザを直流で動作させ、信号光の強度を一定に保った状態で、その信号光を、別の光素子である外部変調器により変調する。前記外部変調器としては、例えば、ＬｉＮｂＯ３結晶を材料として用いたマッハツェンダー型光変調器（ＬＮ変調器）があげられる。このＬＮ変調器を用いた、例えば、１０Ｇｂ／ｓ、４０Ｇｂ／ｓ等の光伝送システムが実用化されている。また、前記ＬＮ変調器は、波長非依存な変調特性を有するため、ＷＤＭシステムにも適している。【０００４】
しかしながら、前記ＬＮ変調器には、駆動電圧が高く（例えば、５Ｖ以上）、装置サイズが大きい（例えば、１０ｃｍ以上）という問題がある。そこで、より低電圧化・小型化が可能な半導体光変調器が開発されている。このような半導体光変調器では、例えば、多重量子井戸をコア層とし、量子閉じ込めシュタルク効果（ＱＣＳＥ）により、電圧印加による屈折率変化を利用する。前記半導体光変調器では、半導体の材料に、例えば、インジウムリン（ＩｎＰ）、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等をベースとした材料を用いる。この半導体光変調器を用いたマッハツェンダー型光変調器（半導体ＭＺＭ）は、駆動電圧が低く（例えば、２Ｖ）、装置サイズが小さい（例えば、２ｍｍ程度）ことから、近年、実用化されてきている。また、前記半導体光変調器は、例えば、半導体レーザ、光アンプ等の他の光素子、電子回路等と集積可能である。【０００５】
前記半導体光変調器としては、例えば、図１２に示すｐ−ｉ−ｎ型層構造を有する半導体光変調器が、一般的に用いられる（例えば、特許文献１参照）。この半導体光変調器１２０では、基板１２１上に、ｎ型半導体層１２２と、光変調層１２３と、ｐ型半導体層１２４とが、前記順序で積層されたハイメサ導波路構造が形成されている。前記ハイメサ導波路構造の側面には、絶縁保護膜１２９が設けられている。矢印Ｂは、前記ハイメサ型導波路構造と前記絶縁保護膜１２９との境界を示す。図１４（ａ）に、前記半導体光変調器１２０のバンドダイアグラムの一例を示す。このバンドダイアグラム１２０ａにおいて、バンドダイアグラム１２４ａ、１２３ａおよび１２２ａは、それぞれ、図１２に示す半導体光変調器１２０の前記ｐ型半導体層１２４、前記光変調層１２３および前記ｎ型半導体層１２２に対応するバンドダイアグラムである。前記半導体光変調器１２０では、前記光変調層１２３が、前記ｎ型半導体層１２２と前記ｐ型半導体層１２４とに挟まれている。この光変調層１２３に信号光が導波され、導波された前記信号光が、前記光変調層１２３に印加された電圧により屈折率変調を受ける。前記光変調層１２３は、多重量子井戸をコア層とし、通常、アンドープ層（ｉ層）である。このアンドープ層（ｉ層）が前記ｎ型半導体層１２２と前記ｐ型半導体層１２４との間に存在することで、前記光変調層１２３に電界を効率良く印加可能であり、この結果、前述のＱＣＳＥを効率良く利用可能である。前記半導体光変調器１２０では、例えば、前記ｎ型半導体層１２２または前記ｐ型半導体層１２４の不純物濃度が、１０１７ｃｍ−３以上であり、前記アンドープ層（ｉ層）の不純物濃度が、１０１６ｃｍ−３以下である。【０００６】
前記ｐ−ｉ−ｎ型層構造を有する半導体光変調器を用いた半導体ＭＺＭには、前記ＬＮ変調器と比較して、前記ｐ型半導体層での光伝搬損失が大きいという問題がある。半導体ＭＺＭは、信号光の進行方向において、ミリメートルオーダーの長さとなるものを使用する場合もあるため、この光伝搬損失は、無視できない問題となる。【０００７】
そこで、ｐ型半導体層を含まないｎ−ｉ−ｎ型層構造を有する半導体光変調器、またはｎ−ＳＩ−ｉ−ｎ型層構造を有する半導体光変調器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。なお、前記「ＳＩ層」とは、半絶縁化した半導体（Ｓｅｍｉ−Ｉｎｓｕｌａｔｉｎｇ）層を意味し、前記ＳＩ層の不純物濃度は、無視できるほど小さい。これらの構造により、光伝搬損失を低減可能である。しかしながら、これらの半導体光変調器では、アンドープ層（ｉ層）に印加される電界が、前述のｐ−ｉ−ｎ型層構造を有する半導体光変調器と比較して小さくなる。【０００８】
そこで、図１３に示す半導体光変調器が提案されている（例えば、特許文献３参照）。図１３（ａ）は、この半導体光変調器の斜視図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）をＩ−Ｉ方向に見た断面図である。前記両図において、同一部分には同一符号を付している。図示のとおり、この半導体光変調器１３０では、基板１３１上に、第１のｎ−ＩｎＰクラッド層１３２と、光変調層（ｉ層）１３３と、ＳＩクラッド層１３７と、第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１３５とが、前記順序で積層されたハイメサ導波路構造が形成されている。この半導体光変調器１３０において、信号光の進行方向の一定長さの区間の前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１３５の一部が、ｐ型半導体領域１３８となっている。前記ハイメサ導波路構造の側面には、絶縁保護膜１３９が設けられている。矢印Ｃは、前記ハイメサ型導波路構造と前記絶縁保護膜１３９との境界を示す。なお、図１３（ａ）では、前記絶縁保護膜１３９の図示を省略している。【０００９】
図１４（ｂ）に、前記半導体光変調器１３０のバンドダイアグラムの一例を示す。このバンドダイアグラム１３０ａにおいて、バンドダイアグラム１３５ａ、１３８ａ、１３７ａ、１３３ａおよび１３２ａは、それぞれ、図１３に示す前記半導体光変調器１３０の第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１３５、前記ｐ型半導体領域１３８、前記ＳＩクラッド層１３７、前記光変調層（ｉ層）１３３および前記第１のｎ−ＩｎＰクラッド層１３２に対応するバンドダイアグラムである。この半導体光変調器１３０では、前記ｐ型半導体領域１３８の厚みを適宜設定することで、前記光伝搬損失を低減可能であり、かつ前記光変調層（ｉ層）１３３へ電界を十分に印加可能であるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１０６７０５号公報
【特許文献２】特許第４０３６８７８号公報
【特許文献３】特許第４１４１４５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
図１４（ｃ）に、前述の半導体光変調器１２０のバンドダイアグラム１２０ａと、前述の半導体光変調器１３０のバンドダイアグラム１３０ａとを比較した図を示す。同図において、図１４（ａ）および（ｂ）と同一部分には、同一符号を付している。図１４（ｃ）では、前記バンドダイアグラム１２０ａを破線で示し、前記バンドダイアグラム１３０ａを実線で示す。また、前記バンドダイアグラム１２２ａの位置を、前記バンドダイアグラム１３２ａの位置と一致させ、前記バンドダイアグラム１２３ａの位置を、前記バンドダイアグラム１３３ａの位置と一致させ、前記バンドダイアグラム１２４ａの位置を、前記バンドダイアグラム１３５ａ、１３８ａ、１３７ａの位置と一致させている。前述のとおり、前記半導体光変調器１３０では、前記ｐ型半導体領域１３８は、前記光伝搬損失の低減を目的として、比較的薄く（例えば、０．０５〜０．２μｍ）設定されている。このため、例えば、前記ｐ型半導体領域１３８の不純物濃度を高く設定（例えば、１×１０１７〜１×１０１８ｃｍ−３）しても、図示のように、前記ｐ型半導体層１２４と比較して、前記ｐ型半導体領域１３８および前記ＳＩクラッド層１３７によるポテンシャルの持ち上げ量が小さくなる。この結果、前記光変調層（ｉ層）１３３への印加電界が相対的に低下する。このため、前記半導体光変調器１３０では、変調に必要な電圧を高くする必要がある。【００１２】
図１５に、前記バンドダイアグラム１２０ａおよび１３０ａにおけるポテンシャルを微分して求めた電界強度を示す。同図において、層方向座標Ｘ１は、前記半導体光変調器１２０の層方向座標を示し、層方向座標Ｘ２は、前記半導体光変調器１３０の層方向座標を示す。同図において、前記半導体光変調器１２０の電界を示すグラフを破線で示し、前記半導体光変調器１３０の電界を示すグラフを実線で示す。同図において、図１２および１３と同一部分には、同一符号を付している。なお、符号１５１ａで示すグラフは、前記半導体光変調器１３０の前記ｐ型半導体領域１３８の不純物濃度を、１×１０１８ｃｍ−３とした場合の電界を示すグラフであり、符号１５１ｂで示すグラフは、前記半導体光変調器１３０の前記ｐ型半導体領域１３８の不純物濃度を、１×１０１７ｃｍ−３とした場合の電界を示すグラフである。図１５に示すとおり、前記半導体光変調器１３０の前記光変調層（ｉ層）１３３に印加される電界１５２ａは、前記半導体光変調器１２０の前記光変調層（アンドープ層（ｉ層））１２３に印加される電界１５２ｂより小さい。【００１３】
また、前記半導体光変調器１３０では、ポテンシャルが急峻な傾きとなることにより、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１３５と前記ｐ型半導体領域１３８との接合部に、ピーク電界１５３ａまたは１５３ｂが印加される。このような場合、前記導波路構造と前記絶縁保護膜との境界（例えば、図１３において矢印Ｃで示す境界）では、半導体層の中心部より、特に高い電界が印加され、例えば、前記ｐ型半導体領域１３８の不純物濃度等の設定により、図１５に示すように、前記ピーク電界が、例えば、２００〜４００ｋＶ／ｃｍにも達する。絶縁保護膜によっては、例えば、５００〜６００ｋＶ／ｃｍで絶縁破壊されることがあるため、この状態で、さらに電界を印加する等により、電界が大きく染み出し、絶縁保護膜に絶縁破壊が生じる可能性がある。このような絶縁破壊が生じる可能性があることは、例えば、装置の信頼性を著しく低下させてしまう。【００１４】
本発明の目的は、高効率で、かつ信頼性が高い半導体光変調器および半導体マッハツェンダー型光変調器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するために、本発明の半導体光変調器は、
基板上に、第１のｎ型クラッド層と、半導体光変調層と、ｐ型クラッド層と、第２のｎ型クラッド層とが、前記順序で積層されることにより、導波路構造が形成され、
さらに、絶縁保護膜および電界緩和層を有し、
前記導波路構造の側面には、前記絶縁保護膜が配置され、
前記ｐ型クラッド層と前記第２のｎ型クラッド層とが、前記電界緩和層を介して積層されており、
前記電界緩和層の不純物濃度が、前記ｐ型クラッド層の不純物濃度および前記第２のｎ型クラッド層の不純物濃度より低いことを特徴とする。【００１６】
また、本発明の半導体マッハツェンダー型光変調器は、
基板上に、入力光を分波する光分波手段と、前記分波された光を変調する第１の半導体光変調器および第２の半導体光変調器と、前記第１の半導体光変調器および前記第２の半導体光変調器により変調された光を合波する合波手段とを備え、
前記第１の半導体光変調器および前記第２の半導体光変調器の少なくとも一方が、前記本発明の半導体光変調器であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の半導体光変調器および本発明の半導体マッハツェンダー型光変調器は、高効率で、かつ信頼性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の半導体光変調器の実施形態１における一例の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の半導体光変調器の実施形態１における一例のバンドダイアグラムを示す図である。
【図３】本発明の半導体光変調器の実施形態１における一例の層方向座標と電界との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の半導体光変調器の実施形態１におけるその他の例の構成を示す断面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の半導体光変調器の実施形態２における一例の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、実施形態２における一例のバンドダイアグラムを示す図である。
【図６】（ａ）は、本発明の半導体光変調器の実施形態２におけるその他の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、実施形態２におけるその他の例のバンドダイアグラムを示す図である。
【図７】本発明の半導体光変調器の実施形態２におけるさらにその他の構成を示す断面図である。
【図８】（ａ）は、本発明の半導体光変調器の実施形態３における一例の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、実施形態３における一例の層方向座標と不純物濃度の関係を示す図である。
【図９】（ａ）は、本発明の半導体光変調器の実施形態３におけるその他の例の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、実施形態３におけるその他の例の層方向座標と不純物濃度の関係を示す図である。
【図１０】（ａ）は、本発明の半導体光変調器の実施形態３におけるさらにその他の例の構成を示す断面図であり、（ｂ）は、実施形態３におけるさらにその他の例の層方向座標と不純物濃度の関係を示す図である。
【図１１】本発明の半導体マッハツェンダー型光変調器の実施形態４における一例の構成を示す模式図である。
【図１２】従来の半導体光変調器の一例の構成を示す断面図である。
【図１３】（ａ）は、従来の半導体光変調器のその他の例の構成を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）に示す半導体光変調器のＩ−Ｉ方向に見た断面図である。
【図１４】従来の半導体光変調器のバンドダイアグラムを示す図である。
【図１５】従来の半導体光変調器の層方向座標と電界との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の半導体光変調器および半導体マッハツェンダー型光変調器について、詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。
【００２０】
（実施形態１）
図１に、本実施形態の半導体光変調器の一例の構成を示す。図示のとおり、この半導体光変調器１０では、ＩｎＰ基板１１上に、第１のｎ−ＩｎＰクラッド層１２と、多重量子井戸構造を有するアンドープ層（ｉ層）１３と、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４と、第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５とが、前記順序で積層され、ハイメサ導波路構造が形成されている。前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４と前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５とが、電界緩和層１６を介して積層されている。前記電界緩和層１６の不純物濃度は、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４の不純物濃度、および前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５の不純物濃度より低く設定されている。前記導波路構造の表面（同図においては、左右の側面等）には、絶縁保護膜１９が設けられている。矢印Ａは、前記ハイメサ型導波路構造と前記絶縁保護膜１９との境界を示す。本実施形態の半導体光変調器では、前記導波路構造を、ハイメサ型導波路構造とし、前記基板、前記第１のｎ型クラッド層、前記ｐ型クラッド層および前記第２のｎ型クラッド層の材料を、ＩｎＰとし、前記半導体光変調層を、多重量子井戸構造を有するアンドープ層（ｉ層）としている。なお、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５の上部には、電極との接合部における電気抵抗を低減するために、例えば、ｎ型のＩｎＧａＡｓコンタクト層が設けられるが、本実施形態の半導体光変調器１０では省略している。
【００２１】
図２に、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４の不純物濃度を、約２×１０１７ｃｍ−３とし、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５の不純物濃度を、約５×１０１７ｃｍ−３とし、前記電界緩和層１６の不純物濃度を、約２×１０１６ｃｍ−３とした場合の本実施形態の半導体光変調器１０のバンドダイアグラムの一例を示す。このバンドダイアグラム１０ａでは、バンドダイアグラム１５ａ、１６ａ、１４ａ、１３ａおよび１２ａが、それぞれ、図１に示す前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５、前記電界緩和層１６、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、前記アンドープ層（ｉ層）１３および前記第１のｎ−ＩｎＰクラッド層１２に対応するバンドダイアグラムである。
【００２２】
図３に、前記バンドダイアグラム１０ａにおけるポテンシャルを微分して求めた電界強度を示す。同図において、図１と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、前記電界緩和層１６により、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４と前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５との間（前記電解緩和層１６）に印加される電界３２が、約１００ｋＶ／ｃｍ程度にまで低減されている。これにより、特に、図１において、矢印Ａで示した前記ハイメサ導波路構造と前記絶縁保護膜１９との境界に印加される電界を低減可能である。この結果、前記絶縁保護膜１９の絶縁破壊を防止可能であり、本実施形態の半導体光変調器は、信頼性が高い。また、前述のように、印加される電界を低減できるため、大きな電圧をかけることができる。この結果、前記アンドープ層（ｉ層）１３に印加される電界３１を向上可能である。さらに、ｐ−ＩｎＰクラッド層内に存在する光の量（光の規格化された閉じ込め率）を少なくできるため、光伝搬損失を低減可能である。これらにより、本実施形態の半導体光変調器は、高効率である。
【００２３】
本実施形態の半導体光変調器では、導波路構造を、ハイメサ型導波路構造としているが、本発明は、これに限定されない。導波路構造としては、ハイメサ型導波路構造の他に、例えば、リッジ導波路構造、ハイメサリッジ導波路構造、半導体埋め込み導波路等の信号光を導波可能な構造があげられる。
【００２４】
前記電界緩和層の不純物濃度は、前述のとおり、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度および前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度より低い。前記電界緩和層の不純物濃度は、電界緩和層としての効果を向上させる観点から、実現可能な範囲で低いほど好ましい。前記電界緩和層の不純物濃度は、例えば、約１×１０１５〜約２×１０１７ｃｍ−３の範囲であり、好ましくは約１×１０１５〜約１×１０１７ｃｍ−３の範囲であり、より好ましくは約１×１０１５〜約５×１０１６ｃｍ−３の範囲である。前記電界緩和層は、例えば、ｎ型であっても、ｐ型であってもよい。なお、本実施形態の半導体光変調器では、前記電界緩和層は、単層であるが、本発明は、これに限定されず、前記電界緩和層は、多層であってもよい。前記不純物としては、従来公知のものが使用でき、前記第１のｎ−ＩｎＰクラッド層および前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層では、硫黄、珪素、スズ等があげられ、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層では、亜鉛、ベリリウム、カドミウム等があげられる。
【００２５】
本実施形態の半導体光変調器では、基板、第１のｎ型クラッド層、ｐ型クラッド層および第２のｎ型クラッド層の材料を、ＩｎＰとしているが、本発明は、これに限定されない。材料としては、ＩｎＰの他に、例えば、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＡｌＡｓ、ＧａＡｌＡｓ等があげられる。
【００２６】
前述のとおり、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度は、前記電界緩和層の不純物より高ければよい。前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度は、例えば、約２×１０１７〜約５×１０１９ｃｍ−３の範囲であり、好ましくは約５×１０１７〜約５×１０１８ｃｍ−３の範囲であり、より好ましくは約５×１０１７〜約１×１０１８ｃｍ−３の範囲である。前記ｐ型クラッド層がＩｎＰ以外の材料から形成されている場合も、同様である。前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の厚みは、特に限定されないが、本発明の効果を損なわない範囲で、薄いことが好ましい。前記ｐ−ＩｎＰクラッド層が薄くすることで、例えば、光伝搬損失をより低減可能である。前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の厚みとしては、例えば、約０．１〜約０．５μｍの範囲であり、好ましくは約０．１５〜約０．４μｍの範囲であり、より好ましくは約０．２〜約０．３μｍの範囲である。前記ｐ型クラッド層がＩｎＰ以外の材料から形成されている場合も、同様である。
【００２７】
前述のとおり、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度は、前記電界緩和層の不純物濃度より高ければよい。前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度は、例えば、約５×１０１７〜約５×１０１９ｃｍ−３の範囲であり、好ましくは約１×１０１８〜約２×１０１９ｃｍ−３の範囲であり、より好ましくは約２×１０１８〜約１×１０１９ｃｍ−３の範囲である。前記第２のｎ型クラッド層がＩｎＰ以外の材料から形成されている場合も、同様である。前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の厚みは、特に制限されない。前記第２のｎ型クラッド層がＩｎＰ以外の材料から形成されている場合も、同様である。
【００２８】
前記アンドープ層（ｉ層）の材料としては、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｌＡｓ、ＩｎＡｌＡｓ、ＧａＡｌＡｓ、ＧａＩｎＮＡｓ、ＩｎＧａＡｌＡｓＰ等があげられる。前記アンドープ層（ｉ層）の不純物濃度は、例えば、約１×１０１７ｃｍ−３未満である。本実施形態の半導体光変調器では、半導体光変調層を、多重量子井戸構造を有するアンドープ層（ｉ層）としているが、本発明は、これに限定されない。本発明の半導体光変調器を、例えば、半導体マッハツェンダー型光変調器の位相変調器に用いる場合には、光変調層のバンドギャップ、量子井戸層数、量子井戸幅等を位相変調器として動作可能となるように設定すればよい。前記位相変調領域の活性層（光変調層）は、信号光の波長において、増幅も光損失も発生させないバンドギャップを有することが好ましい。
【００２９】
前記絶縁保護膜の材料は、例えば、絶縁性を有するものであれば、従来公知の種々の材料を用いることができる。前記絶縁保護膜の材料としては、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、窒化酸化ケイ素（ＳｉＯＮ）等があげられる。
【００３０】
本実施形態の半導体光変調器は、例えば、つぎのようにして製造可能である。すなわち、まず、有機金属気相成長（ＭＯＶＰＥ：Ｍｅｔａｌ−Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）法等の結晶成長技術により、ＩｎＰ基板の一方の面の全面に、下から順に、第１のｎ−ＩｎＰクラッド層、多重量子井戸構造を含むアンドープ層（ｉ層）、ｐ−ＩｎＰクラッド層、電界緩和層、第２のｎ−ＩｎＰクラッド層を形成する。前記電界緩和層は、その上下に積層される前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度および前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度より、低い不純物濃度でドーピングされている。各層の不純物濃度は、従来公知の方法で設定可能である。
【００３１】
つぎに、前記ＩｎＰ基板において、前記アンドープ層（ｉ層）を含む導波路構造を形成するために、不要なＩｎＰ層を半導体エッチング技術により除去し、前記アンドープ層（ｉ層）の下までエッチングされたハイメサ導波路構造に加工する。つぎに、電極を、前記ＩｎＰ基板の裏面と、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の上部に設けられたコンタクト層上に形成する。つぎに、全体の上部に、ＳｉＯ２、ＳｉＮ等の絶縁保護膜を設ける。半導体光変調器が形成されるべき領域の上部を開口し、その開口部に金属膜を堆積させることにより、半導体光変調器を形成する。このようにして、本実施形態の半導体光変調器を製造可能である。ただし、本実施形態の半導体光変調器の製造方法は、この例に限定されない。
【００３２】
本実施形態の半導体光変調器では、例えば、前記導波路構造が、リッジ導波路構造であってもよい。図４に、この形態の半導体光変調器の一例の構成を示す。同図において、図１と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この半導体光変調器４０では、ＩｎＰ基板１１上に、第１のｎ−ＩｎＰクラッド層４２と、アンドープ層（ｉ層）４３と、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４と、第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５とが、前記順序で積層され、リッジ導波路構造を有している。前記導波路構造の表面（図４においては、左右の側面等）には、絶縁保護膜４９が設けられている。これら以外の構成は、前述の半導体光変調器１０と同様である。このような構成であっても、前述の半導体光変調器１０と同様の効果を奏することが可能である。
【００３３】
（実施形態２）
図５（ａ）に、本実施形態の半導体光変調器の一例の構成を示す。同図において、図１と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この半導体光変調器５０では、ＩｎＰ基板１１上に、第１のｎ−ＩｎＰクラッド層１２と、アンドープ層（ｉ層）１３と、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４と、第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５とが、前記順序で積層され、ハイメサ導波路構造を有している。前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４と前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５とが、電界緩和層５６を介して積層されている。前記電界緩和層５６は、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５の不純物濃度より、不純物濃度が低いｎ−ＩｎＰクラッド層（ｎ−−ＩｎＰクラッド層）である。前記ｎ−−ＩｎＰクラッド層５６の不純物濃度は、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４の不純物濃度より低く設定されている。前記導波路構造の表面（図５（ａ）においては、左右の側面等）には、絶縁保護膜５９が設けられている。これら以外は、実施形態１の半導体光変調器と同様である。
【００３４】
図５（ｂ）に、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４の不純物濃度を、約１×１０１８ｃｍ−３とし、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５の不純物濃度を、約５×１０１８ｃｍ−３とし、前記ｎ−−ＩｎＰクラッド層５６の不純物濃度を、約２×１０１７ｃｍ−３とした場合の本実施形態の半導体光変調器５０のバンドダイアグラムの一例を示す。このバンドダイアグラム５０ａでは、バンドダイアグラム１５ａ、５６ａ、１４ａ、１３ａおよび１２ａが、それぞれ、図５（ａ）に示す前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５、前記ｎ−−ＩｎＰクラッド層５６、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、前記アンドープ層（ｉ層）１３および前記第１のｎ−ＩｎＰクラッド層１２に対応するバンドダイアグラムである。本実施形態の半導体光変調器では、実施形態１の半導体光変調器により奏される効果に加えて、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度を高く設定することが可能であるため、素子抵抗を低減可能である。
【００３５】
前記ｎ−−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度は、例えば、約１×１０１７〜約２×１０１７ｃｍ−３の範囲である。なお、この半導体光変調器では、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度は、例えば、約５×１０１８〜約５×１０１９ｃｍ−３の範囲である。ただし、この半導体光変調器は、この例に限定されない。
【００３６】
本実施形態の半導体光変調器は、例えば、前記ＭＯＶＰＥ法等による前記ＩｎＰ基板への各層の積層において、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層、前記ｎ−−ＩｎＰクラッド層および前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度を前記所定の濃度とし、これら以外は、実施形態１の半導体光変調器と同様にして製造可能である。
【００３７】
本実施形態の半導体光変調器では、例えば、前記電界緩和層が、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度より、不純物濃度が低いｐ−ＩｎＰクラッド層であってもよい。図６（ａ）に、この半導体光変調器の一例の構成を示す。同図において、図５と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この半導体光変調器６０では、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４と前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５とが、電界緩和層６６を介して積層されている。前記電界緩和層６６は、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４の不純物濃度より、不純物濃度が低いｐ−ＩｎＰクラッド層（ｐ−−ＩｎＰクラッド層）である。前記ｐ−−ＩｎＰクラッド層６６の不純物濃度は、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５の不純物濃度より低く設定されている。これら以外は、前述の半導体光変調器５０と同様である。
【００３８】
図６（ｂ）に、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４の不純物濃度を、約２×１０１８ｃｍ−３とし、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５の不純物濃度を、約５×１０１８ｃｍ−３とし、前記ｐ−−ＩｎＰクラッド層６６の不純物濃度を、約２×１０１７ｃｍ−３とした場合の本実施形態の半導体光変調器６０のバンドダイアグラムの一例を示す。このバンドダイアグラム６０ａでは、バンドダイアグラム１５ａ、６６ａ、１４ａ、１３ａおよび１２ａは、それぞれ、図６（ａ）に示す前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５、前記ｐ−−ＩｎＰクラッド層６６、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４、前記アンドープ層（ｉ層）１３および前記第１のｎ−ＩｎＰクラッド層１２に対応するバンドダイアグラムである。この半導体光変調器では、実施形態１の半導体光変調器により奏される効果に加えて、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度を高く設定することが可能であるため、前記光変調層（アンドープ層（ｉ層））に印加される電界を向上可能であり、この結果、変調効率を向上可能である。
【００３９】
前記ｐ−−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度は、例えば、約１×１０１７〜約２×１０１７ｃｍ−３の範囲である。なお、この半導体光変調器では、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度は、例えば、約５×１０１８〜約５×１０１９ｃｍ−３の範囲である。ただし、この半導体光変調器は、この例に限定されない。
【００４０】
本実施形態の半導体光変調器では、例えば、前記電界緩和層が、その第２のｎ−ＩｎＰクラッド層側に前記ｎ−−ＩｎＰクラッド層を含み、そのｐ−ＩｎＰクラッド層側に前記ｐ−−ＩｎＰクラッド層を含んでもよい。図７に、この半導体光変調器の一例の構成を示す。同図において、図５と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この半導体光変調器７０では、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４と前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５とが、電界緩和層７６を介して積層されている。前記電界緩和層７６では、ｎ−−ＩｎＰクラッド層７６ａとｐ−−ＩｎＰクラッド層７６ｂとが積層され、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５側に前記ｎ−−ＩｎＰクラッド層７６ａが配置され、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４側に前記ｐ−−ＩｎＰクラッド層７６ｂが配置されている。これら以外は、前述の半導体光変調器５０および６０と同様である。この半導体光変調器では、実施形態１の半導体光変調器により奏される効果に加えて、前述の半導体光変調器５０および６０で奏される効果の両方を得ることが可能である。
【００４１】
（実施形態３）
図８（ａ）に、本実施形態の半導体光変調器の一例の構成を示す。本実施形態の半導体光変調器は、前述の電界緩和層に代えて、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層と前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層との界面部分に、電界緩和領域を有し、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の前記界面部分を含む領域が、前記電界緩和領域である。同図において、図１と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この半導体光変調器８０では、ＩｎＰ基板１１上に、第１のｎ−ＩｎＰクラッド層１２と、アンドープ層（ｉ層）１３と、ｐ−ＩｎＰクラッド層１４と、第２のｎ−ＩｎＰクラッド層８５とが、前記順序で積層され、ハイメサ導波路構造を有している。前記導波路構造の表面（図８（ａ）においては、左右の側面等）には、絶縁保護膜８９が設けられている。前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層８５の前記界面部分を含む領域が、電界緩和領域８６である。図８（ｂ）に示すように、前記電界緩和領域８６の不純物濃度は、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４側に向かって低くなる勾配を有している。さらに、前記電界緩和領域８６の半ば付近で、その不純物濃度が前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１４の不純物濃度より低くなっている。これら以外は、実施形態１または２の半導体光変調器と同様である。図８（ｂ）において、図８（ａ）と同一部分には、同一符号を付している。本実施形態の半導体光変調器では、実施形態１の半導体光変調器により奏される効果に加えて、前述の半導体光変調器５０と同様の効果を得ることが可能である。
【００４２】
本実施形態の半導体光変調器では、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の前記界面部分を含む、ほぼ全部の領域が、電界緩和領域である。ただし、本発明は、これに限定されず、例えば、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の少なくとも前記界面部分を含む領域が、電界緩和領域であればよい。本実施形態の半導体光変調器では、前記電界緩和領域の不純物濃度が、層方向座標に対して、直線的に低下しているが、本発明は、これに限定されない。前記不純物濃度は、例えば、段階的に低下してもよい。本実施形態の半導体光変調器では、前記電界緩和領域の不純物濃度が、前記電界緩和領域の半ば付近で、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度より低くなっている。ただし、本発明は、これに限定されず、例えば、前記電界緩和領域の不純物濃度の最低値が、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の不純物濃度より低ければよい。
【００４３】
本実施形態の半導体光変調器は、例えば、前記ＭＯＶＰＥ法等による前記ＩｎＰ基板への各層の積層において、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の積層時に、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層側から、前記濃度勾配に基づいて、不純物濃度が高くなるように、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層を形成すること以外は、実施形態１または２の半導体光変調器と同様にして製造可能である。
【００４４】
本実施形態の半導体光変調器では、例えば、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の前記界面部分を含む領域が、電界緩和領域であってもよい。図９（ａ）に、この半導体光変調器の一例の構成を示す。同図において、図８と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この半導体光変調器９０では、ＩｎＰ基板１１上に、第１のｎ−ＩｎＰクラッド層１２と、アンドープ層（ｉ層）１３と、ｐ−ＩｎＰクラッド層９４と、第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５とが、前記順序で積層され、ハイメサ導波路構造を有している。前記ｐ−ＩｎＰクラッド層９４の界面部分を含む領域が、電界緩和領域９６である。図９（ｂ）に示すように、前記電界緩和領域９６の不純物濃度は、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１５側に向かって低くなる勾配を有している。これら以外は、前述の半導体光変調器８０と同様である。図９（ｂ）において、図９（ａ）と同一部分には、同一符号を付している。この半導体光変調器では、実施形態１の半導体光変調器により奏される効果に加えて、前述の半導体光変調器６０と同様の効果を得ることが可能である。
【００４５】
本実施形態の半導体光変調器では、例えば、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の前記界面部分を含む領域、および前記ｐ−ＩｎＰクラッド層の前記界面部分を含む領域が、電界緩和領域であってもよい。図１０（ａ）に、この半導体光変調器の一例の構成を示す。同図において、図８と同一部分には、同一符号を付している。図示のとおり、この半導体光変調器１００では、ＩｎＰ基板１１上に、第１のｎ−ＩｎＰクラッド層１２と、アンドープ層（ｉ層）１３と、ｐ−ＩｎＰクラッド層１０４と、第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１０５とが、前記順序で積層され、ハイメサ導波路構造を有している。前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１０５の前記界面部分を含む領域１０６ａ、および前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１０４の前記界面部分を含む領域１０６ｂが、電界緩和領域１０６である。前記電界緩和領域１０６では、図１０（ｂ）に示すように、前記領域１０６ａの不純物濃度は、前記ｐ−ＩｎＰクラッド層１０４側に向かって低くなるという勾配を有している。一方、前記領域１０６ｂの不純物濃度は、前記第２のｎ−ＩｎＰクラッド層１０５側に向かって低くなる勾配を有している。これら以外は、前述の半導体光変調器８０と同様である。図１０（ｂ）において、図１０（ａ）と同一部分には、同一符号を付している。この半導体光変調器では、実施形態１の半導体光変調器により奏される効果に加えて、前述の半導体光変調器５０および６０と同様の効果を得ることが可能である。
【００４６】
（実施形態４）
図１１に、本実施形態の半導体マッハツェンダー型光変調器の一例の構成を示す。図示のとおり、この半導体マッハツェンダー型光変調器１１０は、半導体基板１１１上に、第１の位相変調導波路１１２および第２の位相変調導波路１１３と、光合分波器１１４および１１５とを備える。前記第１の位相変調導波路１１２および前記第２の位相変調導波路１１３の少なくとも一方が、前記本発明の半導体光変調器である。前記第１の位相変調導波路１１２は、導波路１１６ａを介して前記光合分波器１１４に接続され、導波路１１６ｂを介して前記光合分波器１１５に接続されている。前記第２の位相変調導波路１１３は、導波路１１６ｃを介して前記光合分波器１１４に接続され、導波路１１６ｄを介して前記光合分波器１１５に接続されている。前記第１の位相変調導波路１１２および前記第２の位相変調導波路１１３の第２のｎ型クラッド層には、上部電極が設けられている（図示せず）。前記半導体基板１１１に形成された第１のｎ型クラッド層には、電極が設けられている（図示せず）。本実施形態の半導体マッハツェンダー型光変調器では、基板を、半導体基板とし、第１の半導体光変調器および第２の半導体光変調器を、第１の位相変調導波路および第２の位相変調導波路とし、前記分波手段および前記合波手段を、光合分波器としている。前記光合分波器としては、例えば、ＭＭＩカプラ、方向性結合器、Ｙ分岐導波路等があげられる。前記上部電極としては、例えば、進行波電極、集中定数型電極等があげられる。
【００４７】
本実施形態の半導体マッハツェンダー型光変調器は、例えば、つぎのようにして作動する。すなわち、まず、前記光合分波器１１４の入力端に入力光が入力されると、前記入力光は、前記光合分波器１１４により２つの光に分波および分岐される。前記分岐光は、それぞれ、前記第１の位相変調導波路１１２および前記第２の位相変調導波路１１３に導入される。このとき、前記上部電極および前記電極（図示せず）により、前記第１の位相変調導波路１１２と前記第２の位相変調導波路１１３とに印加された電圧に基づき、前記分岐光の位相が変調される。２つの前記変調された光は、前記光合分波器１１５により合波され、前記光合分波器１１５の出力端から出力される。
【００４８】
本実施形態の半導体マッハツェンダー型光変調器１１０は、前記第１の位相変調導波路１１２および前記第２の位相変調導波路１１３の少なくとも一方が、前記本発明の半導体光変調器であるため、入力光の光伝搬損失を低減可能であり、また、光変調層への電界強度を向上可能である。この結果、本実施形態の半導体マッハツェンダー型光変調器は、高効率である。また、本実施形態の半導体マッハツェンダー型光変調器１１０は、前記第１の位相変調導波路１１２および前記第２の位相変調導波路１１３の少なくとも一方が、前記本発明の半導体光変調器であるため、例えば、導波路構造と絶縁保護膜との境界に印加される電界を低減可能であり、絶縁保護膜の絶縁破壊を防止可能である。この結果、本実施形態の半導体マッハツェンダー型光変調器は、信頼性が高い。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
前述のとおり、本発明の半導体光変調器および本発明の半導体マッハツェンダー型光変調器は、高効率で、信頼性が高い。したがって、本発明の半導体光変調器および本発明の半導体マッハツェンダー型光変調器の用途としては、例えば、幹線系、メトロ系、アクセス系等に使用される光通信用送信機の光変調器等があげられ、その用途は制限されず、広い分野に適用可能である。【００５０】
以上、実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。【００５１】
この出願は、２００９年５月２７日に出願された日本出願特願２００９−１２８３４０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【符号の説明】
【００５２】
１０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００    半導体光変調器
１０ａ、５０ａ、６０ａ  半導体光変調器のバンドダイアグラム
１１      ＩｎＰ基板（基板）
１２、４２    第１のｎ−ＩｎＰクラッド層（第１のｎ型クラッド層）
１２ａ    第１のｎ−ＩｎＰクラッド層のバンドダイアグラム
１３、４３    多重量子井戸構造を有するアンドープ層（ｉ層：半導体光変調層）
１３ａ    アンドープ層（ｉ層）のバンドダイアグラム
１４、９４、１０４    ｐ−ＩｎＰクラッド層（ｐ型クラッド層）
１４ａ    ｐ−ＩｎＰクラッド層のバンドダイアグラム
１５、８５、１０５    第２のｎ−ＩｎＰクラッド層（第２のｎ型クラッド層）
１５ａ    第２のｎ−ＩｎＰクラッド層のバンドダイアグラム
１６      電界緩和層
１６ａ    電界緩和層のバンドダイアグラム
１９、４９、５９、８９    絶縁保護膜
３１      半導体光変調層に印加される電界
３２      ｐ−ＩｎＰクラッド層と第２のｎ−ＩｎＰクラッド層との間（電界緩和層）に印加される電界
５６      電界緩和層（ｎ−−ＩｎＰクラッド層）
５６ａ    ｎ−−ＩｎＰクラッド層のバンドダイアグラム
６６      電界緩和層（ｐ−−ＩｎＰクラッド層）
６６ａ    ｐ−−ＩｎＰクラッド層のバンドダイアグラム
７６      電界緩和層
７６ａ    ｎ−−ＩｎＰクラッド層
７６ｂ    ｐ−−ＩｎＰクラッド層
８６、９６、１０６    電界緩和領域
１０６ａ  第２のｎ−ＩｎＰクラッド層の界面部分を含む領域
１０６ｂ  ｐ−ＩｎＰクラッド層の界面部分を含む領域
１１０    半導体マッハツェンダー型光変調器
１１１    半導体基板（基板）
１１２    第１の位相変調導波路（第１の半導体光変調器）
１１３    第２の位相変調導波路（第２の半導体光変調器）
１１４    光合分波器（光分波手段）
１１５    光合分波器（合波手段）
１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄ    導波路
１２０、１３０    従来の半導体光変調器
１２０ａ、１３０ａ    従来の半導体光変調器のバンドダイアグラム
１２１、１３１    基板
１２２    ｎ型半導体層
１２２ａ  ｎ型半導体層のバンドダイアグラム
１２３    光変調層（アンドープ層（ｉ層））
１２３ａ  光変調層（アンドープ層（ｉ層））のバンドダイアグラム
１２４    ｐ型半導体層
１２４ａ  ｐ型半導体層のバンドダイアグラム
１２９    絶縁保護膜
１３２    第１のｎ−ＩｎＰクラッド層
１３２ａ  第１のｎ−ＩｎＰクラッド層のバンドダイアグラム
１３３    光変調層（ｉ層）
１３３ａ  光変調層（ｉ層）のバンドダイアグラム
１３５    第２のｎ−ＩｎＰクラッド層
１３５ａ  第２のｎ−ＩｎＰクラッド層のバンドダイアグラム
１３７    ＳＩクラッド層
１３７ａ  ＳＩクラッド層のバンドダイアグラム
１３８    ｐ型半導体領域
１３８ａ  ｐ型半導体領域のバンドダイアグラム
１３９    絶縁保護膜
１５１ａ、１５１ｂ    電界のグラフ
１５２ａ、１５２ｂ    光変調層に印加される電界
１５３ａ、１５３ｂ    ピーク電界
Ａ、Ｂ、Ｃ    矢印
Ｘ１、Ｘ２    層方向座標
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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