(57)【要約】【課題】  電極間の光導波路が電気分離され、かつ、単純な構成で電極容量を低減可能な半導体光素子を提供する。【解決手段】  基板１０１上に下部クラッド層１０２、活性層１０３、上部クラッド層１０５が前記順序で積層され、上部クラッド層１０５の一部が除去されて形成されたリッジ導波路１０７の上部クラッド層１０５上に、その方向に沿って断続的に上部電極１０９ａ、１０９ｂが配置され、上部クラッド層１０５より電気抵抗率の高い半導体の高抵抗層１０８は、上部クラッド層１０５における前記両上部電極間の領域１１３を覆うように形成され、かつリッジ導波路１０７側方に延び、高抵抗層１０８上に配置された引き出し電極１１１により上部電極１０９ａに電気的に接続されるパッド電極１１０は、高抵抗層１０８上のリッジ導波路１０７から離れた位置に配置されていることを特徴とする半導体光素子１００。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、下部クラッド層と、活性層と、上部クラッド層と、高抵抗層と、上部電極と、パッド電極と、引き出し電極とを含み、
前記高抵抗層は、前記上部クラッド層よりも電気抵抗率の高い半導体層であり、
前記基板上に、前記下部クラッド層、前記活性層および前記上部クラッド層が前記順序で積層されることにより、光導波路が形成され、
前記光導波路は、前記上部クラッド層の一部が除去されたリッジ導波路であり、
前記上部電極は、複数であり、かつ、前記リッジ導波路の前記上部クラッド層上に前記リッジ導波路方向に沿って断続的に配置され、
前記高抵抗層は、前記上部電極間の領域を覆うように形成され、かつ、前記リッジ導波路側方に延びており、
前記パッド電極は、前記高抵抗層上において前記リッジ導波路から離れた位置に配置され、
前記引き出し電極は、前記高抵抗層上に配置され、
前記各上部電極と前記パッド電極とは、前記引き出し電極により電気的に接続されていることを特徴とする半導体光素子。
【請求項２】
前記上部電極間の領域が、前記上部クラッド層が除去された光導波路分離溝を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体光素子。
【請求項３】
前記上部電極間の領域における前記上部クラッド層が、前記上部電極が配置されている領域の前記上部クラッド層と比較して、その幅が細くなっている部分を含むことを特徴とする請求項１記載の半導体光素子。
【請求項４】
前記上部クラッド層が、亜鉛ドープされたｐ型導電層であり、かつ、前記高抵抗層が、鉄ドープされていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の半導体光素子。
【請求項５】
前記上部電極間の領域における前記上部クラッド層が、鉄原子を含むことを特徴とする請求項４記載の半導体光素子。
【請求項６】
前記高抵抗層が、前記リッジ導波路方向に対して、垂直方向に形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の半導体光素子。
【請求項７】
前記高抵抗層が、前記リッジ導波路方向に対して、傾斜して形成され、その傾斜角が、０度を超え６０度以下の範囲であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の半導体光素子。
【請求項８】
前記高抵抗層の上面が、平坦であることを特徴とする請求項１または２記載の半導体光素子。
【請求項９】
入力光を分波する光分波器と、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光合波器とを有し、
前記第１の半導体光変調器および前記第２の半導体光変調器が、請求項１から８のいずれか一項に記載の半導体光素子であり、
前記半導体光素子が、位相変調領域を有し、
前記上部電極が変調電極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１０】
基板上に、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層を、前記順序で積層して光導波路を形成する光導波路形成工程と、
前記上部クラッド層の一部をエッチングにより除去して、リッジ導波路を形成するリッジ導波路形成工程と、
前記上部クラッド層よりも電気抵抗率の高い半導体層である高抵抗層を、前記上部クラッド層における前記上部電極間の領域を覆い、かつ、前記リッジ導波路側方に延びるように形成する高抵抗層形成工程と、
複数の上部電極を、前記リッジ導波路の前記上部クラッド層上に前記リッジ導波路方向に沿って断続的に配置する上部電極配置工程と、
パッド電極を前記高抵抗層上において前記リッジ導波路から離れた位置に配置し、引き出し電極を前記高抵抗層上に配置し、前記各上部電極と前記パッド電極とを前記引き出し電極により電気的に接続する電極接続工程とを有することを特徴とする半導体光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体光素子、半導体マッハツェンダー型光変調器および半導体光素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムには、例えば、光変調器、および前記光変調器に機能素子を集積させた光集積素子等が用いられている。これらの光変調器および光集積素子には、低コスト、小型、低電圧駆動、高速変調等が要求されている。前記機能素子としては、例えば、半導体レーザ、光変調器、光増幅器、光検出器、ビームスポット拡大器、光導波路等の半導体素子が用いられる。
【０００３】
前記光変調器には、前述の要求に加えて、更なる超高速光変調のために、例えば、多値変調等の高速変調フォーマットへの対応が要求されている。このような多値変調フォーマットに対応する手段として、例えば、ＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）を用いた光変調器において、光導波路を有する光学基板上に複数の変調電極を光導波路方向に取り付けた多相光位相変調装置が提案されている（特許文献１参照）。また、例えば、半導体を用いた光変調器（半導体光変調器）において、同一の光位相変調器をタンデムに接続し、光導波路に独立に電界を印加する複数の長さの異なる変調電極を、光導波路方向に取り付けた光位相変調器が提案されている（特許文献２参照）。これらの光変調器によれば、複数の変調電極を適用することで、各位相変調領域を短くできるため、素子の小型化および低電圧駆動が可能とされ、多相偏移変調（例えば、四位相偏移変調（ＱＰＳＫ）等）が可能とされている。
【０００４】
半導体を用いた前述の光集積素子（半導体光集積素子）として、例えば、小型化と部品数削減による装置構成の簡素化の観点から、電界吸収型光変調器と分布帰還型レーザとが集積された単一駆動光集積装置が提案されている（特許文献３参照）。
【０００５】
前記特許文献２に記載の半導体光変調器および前記特許文献３に記載の半導体光集積素子は、いずれにおいても、半導体素子を効率的に機能させるためには、複数の電極が個別駆動可能なように、電極間の光導波路を電気的に分離することが求められる。
【０００６】
前記特許文献２に記載の半導体光変調器では、光導波路は、リッジ導波路である。前記リッジ導波路は、ｐ＋−ＩｎＡｌＡｓクラッド層（ｐ型上部クラッド層）の一部がエッチングにより除去されて形成されている。前記複数の変調電極間のリッジ導波路には、ギャップ（光導波路分離溝）が前記ｐ型上部クラッド層と活性層であるＭＱＷガイド層との界面までの深さで形成されている。このギャップにより、前記各変調電極の電気的な独立を得ている。前記各変調電極は、引き出し電極を介してパッド電極に接続されている。
【０００７】
前記特許文献３に記載の半導体光集積素子では、光導波路は、リッジ導波路（例えば、同文献の図６）、またはハイメサ導波路である（例えば、同文献の図９）。前記リッジ導波路は、上側のクラッド層（ｐ型クラッド層）の一部がエッチングにより除去されて形成されている。前記ハイメサ導波路は、下側の光ガイド層が露出するまで各層の一部がエッチングにより除去されて形成されている。前記複数の電極間のリッジ導波路またはハイメサ導波路には、高抵抗を有する分離領域が設けられている。前記分離領域により、前記各電極は相互に電気的に分離されている。前記分離領域は、プロトンもしくはヘリウムイオン等をイオンインプランテーション（イオン注入）した、またはＦｅもしくはＲｕ等をドーピングしたＩｎＰ等の半絶縁体層により形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１−１８５６１３号公報
【特許文献２】特開平２−１６８２２７号公報
【特許文献３】特開２００５−３５３９１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献２に記載の半導体光変調器では、光導波路がリッジ導波路であるため、前記パッド電極および前記引き出し電極は、導電性を有する前記ｐ型上部クラッド層上に形成されることとなる。このため、前記特許文献２に記載の半導体光変調器には、電極容量が大きくなるという問題がある。
【００１０】
一方、前記特許文献３に記載の半導体集積素子では、光導波路が前記リッジ導波路の場合には、上側のクラッド層のエッチングにより除去された部分に低誘電体樹脂が形成されている。また、光導波路が前記ハイメサ導波路の場合には、その側面に埋め込み層が形成されている（ＳＩ−ＢＨ構造）。前記各電極は、前記低誘電体樹脂または前記埋め込み層上に形成された引き出し電極を介して、前記低誘電体樹脂または前記埋め込み層上に形成されたパッド電極に接続されている。このように、前記特許文献３に記載の半導体集積素子では、高抵抗の層上に引き出し電極およびパッド電極が形成されているため、電極容量が大きくなる問題はない。しかしながら、前記特許文献３に記載の半導体集積素子では、光導波路の側面等に、前記低誘電体樹脂または前記埋め込み層を形成するため、その構成が複雑である。
【００１１】
本発明の目的は、電極間の光導波路が電気分離され、かつ、単純な構成で電極容量を低減可能な半導体光素子、半導体マッハツェンダー型光変調器および半導体光素子の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明の半導体光素子は、
基板と、下部クラッド層と、活性層と、上部クラッド層と、高抵抗層と、上部電極と、パッド電極と、引き出し電極とを含み、
前記高抵抗層は、前記上部クラッド層よりも電気抵抗率の高い半導体層であり、
前記基板上に、前記下部クラッド層、前記活性層および前記上部クラッド層が前記順序で積層されることにより、光導波路が形成され、
前記光導波路は、前記上部クラッド層の一部が除去されたリッジ導波路であり、
前記上部電極は、複数であり、かつ、前記リッジ導波路の前記上部クラッド層上に前記リッジ導波路方向に沿って断続的に配置され、
前記高抵抗層は、前記上部電極間の領域を覆うように形成され、かつ、前記リッジ導波路側方に延びており、
前記パッド電極は、前記高抵抗層上において前記リッジ導波路から離れた位置に配置され、
前記引き出し電極は、前記高抵抗層上に配置され、
前記各上部電極と前記パッド電極とは、前記引き出し電極により電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の半導体マッハツェンダー型光変調器は、
入力光を分波する光分波器と、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光合波器とを有し、
前記第１の半導体光変調器および前記第２の半導体光変調器が、前記本発明の半導体光素子であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の半導体光素子の製造方法は、
基板上に、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層を、前記順序で積層して光導波路を形成する光導波路形成工程と、
前記上部クラッド層の一部をエッチングにより除去して、リッジ導波路を形成するリッジ導波路形成工程と、
前記上部クラッド層よりも電気抵抗率の高い半導体層である高抵抗層を、前記上部クラッド層における前記上部電極間の領域を覆い、かつ、前記リッジ導波路側方に延びるように形成する高抵抗層形成工程と、
複数の上部電極を、前記リッジ導波路の前記上部クラッド層上に前記リッジ導波路方向に沿って断続的に配置する上部電極配置工程と、
パッド電極を前記高抵抗層上において前記リッジ導波路から離れた位置に配置し、引き出し電極を前記高抵抗層上に配置し、前記各上部電極と前記パッド電極とを前記引き出し電極により電気的に接続する電極接続工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、電極間の光導波路が電気分離され、かつ、単純な構成で電極容量を低減可能な半導体光素子、半導体マッハツェンダー型光変調器および半導体光素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は、本発明の半導体光素子の実施形態１における一例の構成を示す斜視図である。（ｂ）は、図１（ａ）に示す半導体光素子のＩ−Ｉ方向に見た断面図である。（ｃ）は、図１（ａ）に示す半導体光素子のＩＩ−ＩＩ方向に見た断面図である。
【図２】図１（ａ）に示す半導体光素子の各領域を示す平面図である。
【図３Ａ】図１（ａ）に示す半導体光素子の製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図３Ｂ】前記製造方法のその他の工程を示す斜視図である。
【図３Ｃ】前記製造方法のさらにその他の工程を示す斜視図である。
【図３Ｄ】前記製造方法のさらにその他の工程を示す斜視図である。
【図４】（ａ）は、本発明の半導体光素子の実施形態２における一例の構成を示す斜視図である。（ｂ）は、図４（ａ）に示す半導体光素子の各領域を示す平面図である。
【図５】（ａ）は、本発明の半導体光素子の実施形態３における一例の構成を示す斜視図である。（ｂ）は、図５（ａ）に示す半導体光素子のＩＩＩ−ＩＩＩ方向に見た断面図である。（ｃ）は、図５（ａ）に示す半導体光素子のＩＶ−ＩＶ方向に見た断面図である。
【図６】（ａ）は、図５（ａ）に示す半導体光素子の各領域を示す平面図である。（ｂ）は、図５（ｂ）の光導波路部分を拡大した断面図である。
【図７Ａ】図５（ａ）に示す半導体光素子の製造方法の一工程を示す斜視図である。
【図７Ｂ】前記製造方法のその他の工程を示す斜視図である。
【図７Ｃ】前記製造方法のさらにその他の工程を示す斜視図である。
【図７Ｄ】前記製造方法のさらにその他の工程を示す斜視図である。
【図８】（ａ）は、本発明の半導体光素子の実施形態４における一例の構成を示す斜視図である。（ｂ）は、図８（ａ）に示す半導体光素子の各領域を示す平面図である。
【図９】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５における一例の構成を示す平面図である。
【図１０】本発明の半導体光素子の実施形態６および７における一例の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明において「上に」は、特に断らない限り、上面に直接接触した状態でもよいし、間に他の構成要素が配置されていてもよい。本発明において、「上面に」は、特に断らない限り、上面に直接接触した状態とする。
【００１８】
以下、本発明の半導体光素子、半導体光素子の製造方法および半導体マッハツェンダー型光変調器について、例を挙げて詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の実施形態に限定されない。なお、以下の図１から図１０において、同一部分には、同一符号を付している。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、実際とは異なる場合がある。
【００１９】
（実施形態１）
本実施形態の半導体光素子は、位相変調領域を有する半導体光変調器である。ただし、本発明の半導体光素子は、半導体光変調器には限定されない。
【００２０】
図１および図２に、本実施形態の半導体光変調器の一例の構成を示す。図１（ａ）は、この半導体光変調器の斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＩ−Ｉ方向に見た断面図である。図１（ｃ）は、図１（ａ）のＩＩ−ＩＩ方向に見た断面図である。図２は、図１（ａ）に示す半導体光変調器の各領域を示す平面図である。なお、図２では、各構成部材が形成または配置されている領域を示すために、これらの各構成部材は、記載を省略している。図１および図２に示すとおり、この半導体光変調器１００は、ｎ−ＩｎＰ基板１０１と、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１０２と、活性層１０３と、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５と、Ｒｕ（ルテニウム）−ＩｎＰ高抵抗層１０８と、変調電極１０９ａおよび１０９ｂと、パッド電極１１０と、引き出し電極１１１とを含む。活性層１０３は、ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を有するアンドープ層（ｉ層）である。ｎ−ＩｎＰ基板１０１上に、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１０２、活性層１０３およびｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５が前記順序で積層されることにより、光導波路１０７が形成されている。活性層１０３とｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５との間には、ＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層１０４が積層されている。ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５の上面には、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０６が配置されている。本実施形態での前記「変調電極」は、本発明における「上部電極」に相当する。本実施形態での前記「ｎ−ＩｎＰ基板」は、本発明における「基板」に相当する。本実施形態での前記「ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層」は、本発明における「下部クラッド層」に相当する。本実施形態での前記「ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層」は、本発明における「上部クラッド層」に相当する。本実施形態での「Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層」は、本発明における「高抵抗層」に相当する。なお、本発明において、「アンドープ層（ｉ層）」は、理想的には、不純物濃度が０であるが、若干の不純物を含んでいても良い。例えば、近接する他の層の形成時に、不純物の拡散等の現象により、前記他の層から亜鉛等の不純物が前記アンドープ層に拡散し、前記アンドープ層が不純物を含むことがある。また、半導体結晶成長炉のリアクタに含まれる不純物が前記アンドープ層に拡散し、前記アンドープ層が不純物を含むことがある。本発明において、アンドープ層の不純物濃度は、好ましくは１×１０１７（１ｅ１７）ｃｍ−３未満、より好ましくは１×１０１６（１ｅ１６）ｃｍ−３以下である。
【００２１】
光導波路１０７は、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０６の一部が除去されたリッジ導波路である。２つの変調電極１０９ａおよび１０９ｂは、リッジ導波路１０７のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５上に、リッジ導波路１０７方向（図１（ａ）において、上下方向）に沿って断続的に配置されている（図２における変調電極配置領域１０９Ａおよび１０９Ｂに形成されている）。本実施形態では、前記両変調電極間の領域１１３は、例えば、後述する製造方法において、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５が除去された光導波路分離溝を含んでいる。Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８は、光導波路分離溝１１３を、覆うように（埋めるように）形成されている。Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８は、光導波路分離溝１１３からリッジ導波路１０７側方に延びている（図２における高抵抗層形成領域１０８Ａに形成されている）。Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８は、リッジ導波路１０７方向に対して、垂直方向（図１（ａ）において、左右方向）に形成されている。Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８の上面は、ほぼ平坦である。また、Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８は、エッチングにより露出したＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層１０４上からの厚さが、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５とほぼ同じである。この半導体光変調器１００のｎ−ＩｎＰ基板１０１とは反対側の面における、変調電極１０９ａおよび１０９ｂが形成されている部分以外は、ＳｉＯ２絶縁膜１１２に覆われている。パッド電極１１０は、ＳｉＯ２絶縁膜１１２を介してＲｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８上において、リッジ導波路１０７から離れた位置（パッド電極配置領域１１０Ａ）に配置されている。引き出し電極１１１は、ＳｉＯ２絶縁膜１１２を介してＲｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８上に配置されている。変調電極１０９ａとパッド電極１１０とは、引き出し電極１１１により電気的に接続されている。なお、図示していないが、本実施形態の半導体光変調器では、変調電極１０９ｂの変調電極１０９ａ側の端部とは反対側の端部にも、光導波路分離溝を覆うように（埋めるように）、Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８とは別の高抵抗層が形成されている。前記高抵抗層は、リッジ導波路１０７側方に延びている。パッド電極１１０とは別のパッド電極が、前記高抵抗層上においてリッジ導波路１０７から離れた位置に配置されている。引き出し電極１１１とは別の引き出し電極は、前記高抵抗層上に配置されている。変調電極１０９ｂと前記パッド電極とは、前記引き出し電極により電気的に接続されている。また、図示していないが、ｎ−ＩｎＰ基板１０１のｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１０２とは反対側面には、裏面電極（ｎ側電極）が形成されている。
【００２２】
本実施形態の半導体光変調器では、前述のとおり、Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８は、光導波路分離溝１１３からリッジ導波路１０７側方に延びている（高抵抗層形成領域１０８Ａ）。このＲｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８上に、パッド電極１１０および引き出し電極１１１が、ＳｉＯ２絶縁膜１１２を介して配置されている。このため、導電性を有するｐ型上部クラッド層上に、パッド電極および引き出し電極が形成される場合と異なり、例えば、ポリイミドもしくはベンゾシクロブテン樹脂（ＢＣＢ：ｂｅｎｚｏｃｙｃｌｏｂｕｔｅｎｅ）等の樹脂、または埋め込み層を用いなくとも、単純な構成で電極容量を低減することができる。この結果、本実施形態の半導体光変調器では、例えば、高速変調が可能である。また、単純な構成であるため、例えば、小型化が可能である。また、例えば、前述の樹脂等の上に、パッド電極および引き出し電極が形成される場合には、以下の問題が発生するおそれがある。すなわち、半導体光素子をモジュール等に組み立てる際に、前記パッド電極に金ワイヤ等によるボンディングにより、例えば、ポリイミド等を硬化させた樹脂であっても、樹脂が破損する可能性がある。また、光導波路の段差部分のみに樹脂を形成した場合、例えば、ポリイミド等の樹脂では、硬化させる際に収縮が発生する。この収縮により、例えば、樹脂に接している前記光導波路に応力がかかる場合がある。この結果、例えば、半導体光素子の特性または信頼性を低下させるおそれがある。
【００２３】
また、本実施形態の半導体光変調器では、前述のとおり、前記変調電極間の領域が光導波路分離溝を含んでいる。このため、リッジ導波路１０７は、この領域で電気分離されている。この結果、２つの変調電極１０９ａおよび１０９ｂは、個別に駆動可能である。さらに、光導波路分離溝１１３に、Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８が覆うように（光導波路分離溝１１３をＲｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８が埋めるように）形成されていることにより、例えば、前記光導波路分離溝の凹凸および光導波路間段差が解消される。このため、例えば、Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８の上面において、前記変調電極間の電気分離が確実なものとなっている。また、例えば、前記光導波路分離溝で起こりうる、その後プロセスでの不具合を低減可能である。さらに、前述のとおり、Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８は、その上面がほぼ平坦である。パッド電極１１０および引き出し電極１１１は、このＲｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８上に配置される。このため、例えば、変調電極からパッド電極に引き出す際の電極の段切れを防止するために、ポリイミドもしくはＢＣＢ等の樹脂または埋め込み層等により、光導波路の側面を平坦化して光導波路の段差を緩和する必要がない。また、Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８は、エッチングにより露出したＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層１０４上からの厚さが、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５とほぼ同じである。このため、変調電極１０９ａと引き出し電極１１１とが接続される箇所での段差がなく、より段切れを防止可能である。
【００２４】
また、本実施形態の半導体光変調器では、前述のとおり、光導波路は、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５の一部が除去されたリッジ導波路である。このため、例えば、半導体光変調器の製造の際の活性層のドライエッチングダメージを回避可能である。また、本実施形態ように、活性層にＡｌ材料系活性層を用いた場合でも、表面酸化の懸念が無い。
【００２５】
また、本実施形態の半導体光変調器では、前述のとおり、２つの変調電極が個別に駆動可能である。このため、本実施形態の半導体変調器を用いれば、例えば、多値変調フォーマットに対応可能である。また、位相変調領域を短縮することができるため、低電圧で駆動可能である。なお、本実施形態の半導体光変調器の用途は、この例に限定されない。また、本実施形態では、前記変調電極並びに前記変調電極に対応する前記パッド電極および前記引き出し電極は、２つであるが、本発明は、この例に限定されない。前記変調電極は、複数であればよく、例えば、半導体光変調器の用途等に応じて適宜設定できる。後述する実施形態２から４においても同様である。
【００２６】
本実施形態では、前記基板にｎ−ＩｎＰ基板を用いているが、本発明は、この例に限定されない。前記基板は、例えば、高抵抗基板であってもよい。前記高抵抗基板の場合には、例えば、前記下部クラッド層にｎ側電極を形成すればよい。
【００２７】
ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１０２は、例えば、その厚さが０．２μｍであり、そのキャリア濃度が１×１０１８ｃｍ−３である。ｎ型ドーパントには、例えば、硫黄、珪素、スズ等が用いられる。活性層１０３は、例えば、その厚さが０．３μｍである。ＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層１０４は、例えば、その厚さが０．０２μｍである。ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５は、例えば、その厚さが１．５μｍであり、そのキャリア濃度３×１０１７ｃｍ−３である。ｐ型ドーパントには、例えば、亜鉛、ベリリウム、炭素等が用いられる。ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０６は、例えば、その厚さが０．０２μｍであり、そのキャリア濃度１×１０１９ｃｍ−３である。なお、前記各層の厚さ等の寸法、キャリア濃度等は例示であって、これらの寸法、キャリア濃度等は、結晶成長条件、素子構造等により大幅に変化するため、それに伴い適切な寸法、キャリア濃度等を採用すべきことは言うまでもない。
【００２８】
本実施形態では、前記活性層にＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を有する活性層を用いているが、本発明において、前記活性層には、特に制限されず、例えば、ＩｎＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＧａＩｎＡｓ等を用いてもよい。また、前記活性層は、例えば、バルク構造であっても、量子井戸構造であってもよい。
【００２９】
本実施形態では、前記高抵抗層として、Ｒｕ（ルテニウム）でドーピングされたＩｎＰ層を用いているが、前記高抵抗層は、前記上部クラッド層（本実施形態では、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５）よりも電気抵抗率の高い半導体層であればよい。このため、前記Ｒｕに限らず、このような半導体層とすることができるドーパントを用いればよい。前記ドーパントには、例えば、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｔｉ等が用いられる。本発明において、前記高抵抗層の電気抵抗率の絶対値は、特に制限されないが、例えば、１ｅ＋７（１×１０７）Ω・ｃｍ〜１ｅ＋１０（１×１０１０）Ω・ｃｍの範囲である。また、本発明において、前記上部電極を個別に駆動するための、前記上部クラッド層における前記上部電極間の領域の分離抵抗は、特に制限されないが、例えば、１００ｋΩ〜１０ＭΩの範囲である。後述する実施形態２、５および６についても同様である。
【００３０】
本発明において、前記高抵抗層は、再成長により別途形成された層に限られない。前記高抵抗層は、例えば、前記上部クラッド層のうち、前記高抵抗層形成領域に対応する箇所にイオン注入を行って高抵抗化した層であってもよい。この場合、後述する製造方法において、リッジ導波路および高抵抗層形成領域をエッチングマスクで覆った後に、リッジ導波路を形成する。その後、前記高抵抗層形成領域以外をイオン注入用マスクで覆い、このマスクの開口部分の前記上部クラッド層にイオン注入を行うことで高抵抗層を形成する。注入されるイオンには、例えば、プロトン、ヘリウムイオン、ホウ素等が用いられる。ただし、熱履歴による変動または装置の制約等の観点から、前記高抵抗層は、本実施形態のように、再成長により別途形成された層であることが好ましい。
【００３１】
変調電極１０９ａおよび１０９ｂ、パッド電極１１０並びに引き出し電極１１１を形成する材料には、従来公知の金属材料を用いることができる。これらの電極を形成する材料は、同一であっても、異なっていてもよい。
【００３２】
本実施形態では、絶縁膜（誘電体膜）にはＳｉＯ２絶縁膜を用いているが、本発明は、この例に限定されず、従来公知の絶縁膜（誘電体膜）を使用可能である。
【００３３】
前述のとおり、リッジ導波路１０７の層構造は、前記変調電極側から前記基板側に向かって、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５、活性層１０３、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１０２の構造（ｐ−ｉ−ｎ構造）であるが、本発明は、この例に限定されず、例えば、ｎ−ｐ−ｉ−ｎ構造、ｎ−ｉ−ｎ構造等であってもよい。後述する実施形態２から５についても同様である。
【００３４】
本発明の半導体光素子の製造方法は特に制限されないが、前記本発明の製造方法により製造することが好ましい。また、前記本発明の製造方法において、前記各工程を行う順序は特に制限されず、どのような順序でもよく、逐次でも同時でもよい。以下、本実施形態の半導体光変調器の製造方法の一例を、図３Ａ〜図３Ｄを参照して説明する。
【００３５】
まず、図３Ａに示すように、ｎ−ＩｎＰ基板１０１の（１００）面上に、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１０２、ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を有する活性層１０３、ＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層１０４、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０６を、有機金属気相成長法（ＭＯＶＰＥ法：Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ）により前記順序で積層して、光導波路を形成する（光導波路形成工程）。
【００３６】
つぎに、化学気相成長法（ＣＶＤ法：Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）とフォトリソグラフィにより、マスク幅１．５μｍのＳｉＯ２マスクを形成する。この際、前記ＳｉＯ２マスクにおける変調電極間の領域１１３に対応する箇所に、１０μｍ程度の長さで開口部を形成する。このＳｉＯ２マスクをエッチングマスクとして、ドライエッチングによりｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０６とｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５の大部分をエッチングにより除去する。その後、塩酸を含むエッチング液を用いたウェットエッチングにより、残りのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５を選択的エッチングにより除去して、図３Ｂに示すように、リッジ幅１．５μｍのリッジ導波路１０７を形成する（リッジ導波路形成工程）。また、前記開口部に対応する箇所のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５を、リッジ導波路形成と同時にエッチングにより除去して、図３Ｂに示すように、リッジ導波路１０７を分離する光導波路分離溝１１３を形成する（光導波路分離溝形成工程）。このようにすることで、リッジ導波路１０７を、光導波路分離溝１１３により電気分離する。
【００３７】
なお、本発明において、前記光導波路分離溝は、前記光導波路を電気分離できる深さであればよい。前記光導波路分離溝は、例えば、前記活性層までエッチングして形成される光導波路分離溝（ハイメサギャップ）であってもよい。ただし、前記ハイメサギャップで発生し得る、活性層へのドライエッチングダメージの回避、光導波路分離溝での光結合効率の低下防止、Ａｌ材料系活性層の場合の表面酸化の防止等の観点から、前記光導波路分離溝は、本実施形態のように、前記上部クラッド層の一部が除去された光導波路分離溝であることが好ましい。また、本実施形態では、前記光導波路分離溝形成工程において、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５を完全に除去することで、光導波路分離溝１１３を形成しているが、本発明は、この例に限定されない。前記光導波路分離溝は、これにより、リッジ導波路を電気分離できる程度に、前記上部クラッド層を除去すればよい。
【００３８】
つぎに、前記ＳｉＯ２マスクを除去後、ＳｉＯ２マスク１１４で全体を覆う。このＳｉＯ２マスク１１４に、リッジ導波路１０７の光導波路分離溝１１３からパッド電極１１０が配置される領域（パッド電極配置領域１１０Ａ）にかけて開口するようにパターニングする（図２における高抵抗層形成領域１０８Ａ）。ついで、この開口部にＭＯＶＰＥ法により、図３Ｃに示すように、リッジ導波路１０７の光導波路分離溝１１３を覆い（埋め）、かつ、光導波路分離溝１１３からリッジ導波路１０７側方に延びるように、Ｒｕ（ルテニウム）−ＩｎＰ高抵抗層１０８を成長させて形成する（高抵抗層形成工程）。前記高抵抗層形成工程では、Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８を、リッジ導波路１０７方向（図３Ｃにおいて、上下方向）に対して、垂直方向に形成する。また、Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８を、エッチングにより露出したＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層１０４上から、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５と同じ厚さ（１．５μｍ）で、その上面がほぼ平坦となるように形成する。このようにして、光導波路分離溝１１３を、Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８で埋めることにより、リッジ導波路１０７の電気分離を維持した状態で、前記光導波路分離溝における光の散乱損や光閉じ込め効果の変動等の問題、および深い段差により生じるプロセス不具合または後述する電極を形成する工程における電極の前記光導波路分離溝の断面への付着等の問題を、共に解消できる。
【００３９】
つぎに、ＳｉＯ２マスク１１４を除去後、ＳｉＯ２絶縁膜１１２で全体を覆う。ついで、このＳｉＯ２絶縁膜１１２のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５における変調電極１０９ａおよび１０９ｂを配置する領域（図２における変調電極配置領域１０９Ａおよび１０９Ｂ）に対応する箇所を除去する。この状態で、電極をスパッタにより形成する。この電極をパターニングして、変調電極１０９ａおよび１０９ｂを、リッジ導波路１０７のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層１０５上にリッジ導波路１０７方向に沿って断続的に配置する（変調電極配置工程）。同時に、パッド電極１１０を、ＳｉＯ２絶縁膜１１２を介してＲｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８上において、リッジ導波路１０７から離れた位置（パッド電極配置領域１１０Ａ）に配置する。同時に、引き出し電極１１１を、ＳｉＯ２絶縁膜１１２を介してＲｕ−ＩｎＰ高抵抗層１０８上に配置する。変調電極１０９ａとパッド電極１１０とを、引き出し電極１１１により電気的に接続する（電極接続工程）。なお、図示していないが、前記電極接続工程では、変調電極１０９ｂとパッド電極１１０とは別のパッド電極とを、引き出し電極１１１とは別の引き出し電極により電気的に接続する。最後に、ｎ−ＩｎＰ基板１０１の裏面を研磨して、裏面電極（ｎ側電極）を形成する（図示せず）。このようにして、図３Ｄに示すように、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を製造する方法は、この例に限定されない。本実施形態での前記「変調電極配置工程」は、本発明における「上部電極配置工程」に相当する。
【００４０】
従来では、電極容量を低減し、パッド電極および引き出し電極の段切れ防止するために、例えば、ポリイミドもしくはＢＣＢ等の樹脂または埋め込み層を形成する平坦化プロセスが必要であった。前記樹脂による平坦化プロセスでは、例えば、全面塗布された樹脂を、平坦性を保ちながら、細いリッジ導波路上部から精度良く取り除き、かつ、素子内の不要箇所からも樹脂を取り除かねばならないため、製造効率が低くなる。また、ハイメサ導波路の側面に埋め込み層を形成する平坦化プロセスでは、例えば、Ａｌ材料系活性層の場合、埋め込み層を再成長させる際に、前記Ａｌ材料系活性層の表面酸化膜を除去する前処理を施さなければならないため、製造効率が低くなる。一方、本実施形態の半導体光変調器の製造方法では、前述の樹脂または埋め込み層による平坦化プロセスが不要である。このため、本実施形態の半導体光変調器の製造方法は、例えば、簡易なプロセスで電極容量の低減および電極の段切れを防止でき、製造効率に優れる。また、従来では、上部電極（変調電極等）の電極幅の制御等の観点から、ドライエッチングを用いて電極パターンを形成する。このドライエッチングにおいては、リッジ導波路のように垂直に切り立った光導波路の側面の電極を除去するのが困難である。素子を傾ける等して、ある程度エッチングできたとしても、電極を完全に除去することができないおそれがある。この結果、例えば、電気的に分離されるべき各電極が、前記光導波路の側面を介して接触してしまうおそれがある。一方、本実施形態の半導体光変調器の製造方法では、変調電極間に平坦化された領域（高抵抗層）があるため、例えば、平坦化された領域の上面部で変調電極間の電気的な分離を確実に行うことができる。このため、本実施形態の半導体光変調器の製造方法によれば、例えば、上記問題をも解決可能である。このように、各電極間の平坦化により、例えば、電極の段切れを防止する効果に加えて、同一ウエハ内の複数の電極を電気的に分離する効果をも得られる。
【００４１】
なお、本実施形態の半導体光変調器の製造方法では、前述のとおり、光導波路分離溝を形成する。このため、本実施形態では、前述の光導波路分離溝に前記高抵抗層を形成する（埋める）際に、例えば、前記高抵抗層の層厚が不均一になるといった異常成長が発生し得る。このため、この異常成長の発生を抑制するように、前記高抵抗層の成長条件等を適宜コントロールすることが好ましい。このコントロールは、当業者であれば適宜可能である。
【００４２】
（実施形態２）
本実施形態の半導体光素子は、位相変調領域を有する半導体光変調器である。
【００４３】
図４に、本実施形態の半導体光変調器の一例の構成を示す。図４（ａ）は、本実施形態の半導体光変調器の斜視図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す半導体光変調器の各領域を示す平面図である。なお、図４（ｂ）では、各構成部材を形成または配置されている領域を示すために、これらの各構成部材は、記載を省略している。図示のとおり、この半導体光変調器２００では、高抵抗層形成領域２０８Ａ（光導波路分離溝１１３からパッド電極配置領域２１０Ａまでの領域）に形成される高抵抗層が、リッジ導波路１０７方向（図４（ｂ）において、上下方向）に対して、傾斜して形成されている。この傾斜角θは、４５度である。前記高抵抗層上には、ＳｉＯ２絶縁膜１１２を介してパッド電極２１０および引き出し電極２１１が形成されている。これらの以外の構成は、前述の半導体光変調器１００と同様である。
【００４４】
本実施形態の半導体光変調器では、前述のとおり、前記高抵抗層がリッジ導波路１０７方向に対して、４５度傾斜して形成されている。このため、本実施形態の半導体光変調器では、前述の半導体光変調器１００で得られる効果に加えて、例えば、高抵抗層により発生し得る光反射をさらに低減可能である。
【００４５】
本実施形態では、傾斜角θは４５度であるが、本発明は、この例に限定されない。傾斜角θは、前記高抵抗層により発生し得る光反射をさらに低減できる角度であればよい。前記傾斜角θは、例えば、０度を超え６０度以下の範囲であり、好ましくは４０〜５０度の範囲であり、特に好ましくは、本実施形態のように４５度である。
【００４６】
本実施形態の半導体光変調器は、例えば、前記高抵抗層形成工程において、前記高抵抗層をリッジ導波路１０７方向に対して、４５度傾斜して形成すること以外は、実施形態１で示した製造方法と同様にして製造可能である。ただし、本実施形態の半導体光変調器を製造する方法は、この例に限定されない。
【００４７】
（実施形態３）
本実施形態の半導体光素子は、位相変調領域を有する半導体光変調器である。
【００４８】
図５および図６に、本実施形態の半導体光変調器の一例の構成を示す。図５（ａ）は、この半導体光変調器の斜視図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ方向に見た断面図である。図５（ｃ）は、図５（ａ）のＩＶ−ＩＶ方向に見た断面図である。図６（ａ）は、図５（ａ）に示す半導体光変調器の各領域を示す平面図である。図６（ｂ）は、図５（ｂ）のリッジ導波路部分を拡大した断面図である。なお、図６（ａ）では、各構成部材を形成または配置されている領域を示すために、これらの各構成部材は、記載を省略している。図５および図６に示すとおり、この半導体光変調器３００は、ｎ−ＩｎＰ基板１０１と、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１０２と、活性層１０３と、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５と、Ｆｅ（鉄）ドープされたＩｎＰ高抵抗層（Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層）３０８と、変調電極３０９ａおよび３０９ｂと、パッド電極３１０と、引き出し電極３１１とを含む。活性層１０３は、ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を有するアンドープ層（ｉ層）である。ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５は、Ｚｎ（亜鉛）ドープされたｐ型導電層である。ｎ−ＩｎＰ基板１０１上に、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１０２、活性層１０３およびｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５が前記順序で積層されることにより、光導波路３０７が形成されている。活性層１０３とｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５との間には、ＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層１０４が積層されている。ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５の上面には、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０６が配置されている。本実施形態での「Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層」は、本発明における「高抵抗層」に相当する。
【００４９】
光導波路３０７は、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０６の一部が除去されたリッジ導波路である。２つの変調電極３０９ａおよび３０９ｂは、リッジ導波路３０７のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５上に、リッジ導波路３０７方向（図５（ａ）において、上下方向）に沿って断続的に配置されている（図６（ａ）における変調電極配置領域３０９Ａおよび３０９Ｂに形成されている）。本実施形態では、前記変調電極間の領域３１３におけるｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５は、変調電極配置領域３０９Ａのｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５（リッジ導波路幅：Ｗａ）と比較して、その幅（リッジ導波路幅：Ｗｂ）が細くなっている部分（Ｗａ＞Ｗｂ＞０、前記「０」は、光導波路分離溝を示す。（細幅光導波路３１３））を含んでいる。本実施形態での「変調電極配置領域」は、本発明における「上部電極が配置されている領域」に相当する。Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８は、細幅光導波路３１３を覆うように形成されている。Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８は、細幅光導波路３１３からリッジ導波路３０７側方に延びている（図６（ａ）における高抵抗層形成領域３０８Ａに形成されている）。Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８は、リッジ導波路３０７方向に対して、垂直方向（図５（ａ）において、左右方向）に形成されている。Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８の上面は、ほぼ平坦である。この半導体光変調器３００のｎ−ＩｎＰ基板１０１とは反対側の面における、変調電極３０９ａおよび３０９ｂが形成されている部分以外は、ＳｉＯ２絶縁膜３１２に覆われている。パッド電極３１０は、ＳｉＯ２絶縁膜３１２を介してＦｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８上において、リッジ導波路３０７から離れた位置（パッド電極配置領域３１０Ａ）に配置されている。引き出し電極３１１は、ＳｉＯ２絶縁膜３１２を介してＦｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８上に配置されている。変調電極３０９ａとパッド電極３１０とは、引き出し電極３１１により電気的に接続されている。なお、図示していないが、本実施形態の半導体光変調器では、変調電極３０９ｂの変調電極３０９ａ側の端部とは反対側の端部にも、細幅光導波路を覆うように、Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８とは別の高抵抗層が形成されている。前記高抵抗層は、リッジ導波路３０７側方に延びている。パッド電極３１０とは別のパッド電極が、前記高抵抗層上においてリッジ導波路３０７から離れた位置に配置されている。引き出し電極３１１とは別の引き出し電極は、前記高抵抗層上に配置されている。変調電極３０９ｂと前記パッド電極とは、前記引き出し電極により電気的に接続されている。また、図示していないが、ｎ−ＩｎＰ基板１０１のｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１０２とは反対側面には、裏面電極（ｎ側電極）が形成されている。
【００５０】
上記以外の構成は、前述の半導体光変調器１００と同様である。
【００５１】
本実施形態の半導体光変調器では、実施形態１と同様の効果を得ることができる。本実施形態において、リッジ導波路３０７が前記変調電極間の領域で電気分離されるメカニズムは、例えば、以下のとおりと考えられる。なお、以下のメカニズムは例示であり、本発明を何ら制限ないし限定するものではない。すなわち、まず、Ｆｅドープされた半導体層とＺｎドープされた半導体層とは、それらが隣接して成長すると、Ｆｅ−Ｚｎ相互拡散が起こることが知られている。すなわち、前記Ｆｅドープされた半導体層のＦｅ原子は、前記Ｚｎドープされた半導体層中に拡散する。これにより、前記Ｚｎドープされた半導体層は、Ｆｅ原子を含むこととなる。一方、前記Ｚｎドープされた半導体層のＺｎ原子は、前記Ｆｅドープされた半導体層中に拡散する。これにより、前記Ｆｅドープされた半導体層は、Ｚｎ原子を含むこととなる。前記Ｚｎドープされた半導体層中に拡散するＦｅ原子の濃度は、前記Ｚｎドープされた半導体層におけるＺｎ原子の濃度にも依存するが、前記Ｆｅドープされた半導体層におけるＦｅ原子の濃度と、ほぼ同じ濃度となる。また、前記Ｆｅ−Ｚｎ相互拡散は、その拡散距離も長く、半導体層の成長条件にもよるが、例えば、０．５〜１μｍ程度拡散する。ここで、本実施形態の半導体光変調器では、図６（ｂ）に示すとおり、Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８は、細幅光導波路３１３（Ｚｎドープされたｐ−ＩｎＰ上部クラッド層）の三方を覆っている。このため、Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８と前記Ｚｎドープされたｐ−ＩｎＰ上部クラッド層との間で、前述のＦｅ−Ｚｎ相互拡散が起こっているものと考えられる。すなわち、Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８のＦｅ原子は、前記Ｚｎドープされたｐ−ＩｎＰ上部クラッド層中に拡散する。これにより、前記Ｚｎドープされたｐ−ＩｎＰ上部クラッド層は、Ｆｅ原子を含むこととなる。ここで、前記変調電極間の領域のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層が、前記変調電極配置領域のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層と比較して、その幅を細くなっている部分（Ｗａ＞Ｗｂ、細幅光導波路３１３）を含むことにより、リッジ幅の細幅化自体による光導波路の電気抵抗率を上昇させることができる。これと共に、Ｆｅ原子の拡散を細幅光導波路３１３の内部にまで行き渡らせることができる。このため、前記変調電極間の領域における光導波路の電気抵抗率が上昇する。この結果、この領域において、例えば、数十ｋΩ程度以上の分離抵抗が得られる。これにより、リッジ導波路３０７は電気分離される。上記のＦｅ−Ｚｎ相互拡散等の半導体層間での不純物の相互拡散は、それぞれの半導体層における所望の性質を変化させてしまうため、通常は好ましくない現象である。すなわち、前記Ｆｅ−Ｚｎ相互拡散は、通常抑制すべき現象である。一方、本発明では、このＦｅ−Ｚｎ相互拡散を活用して、電極間の光導波路が電気分離されるという効果を得ている。なお、前記細幅光導波路は、例えば、そのｐ−ＩｎＰ上部クラッドが、その層方向の途中まで除去されて他の光導波路部分よりも低くなっていてもよい。このようにすることで、例えば、より電気分離可能となる。
【００５２】
なお、本実施形態の半導体光変調器では、前記変調電極間の領域の光導波路が、前述のように、細幅化されているが、本発明は、この例に限定されない。例えば、前記リッジ導波路のリッジ幅が１μｍ以下程度と細いような場合には、前記変調電極間の領域の光導波路が細幅化されていなくともよい。この場合、前記高抵抗層が、前記変調電極間の領域を覆うように形成されていることで、例えば、前述のＦｅ−Ｚｎ相互拡散により、前記変調電極間の光導波路の分離抵抗が上昇する。この結果、この領域において、リッジ導波路は、電気分離される。
【００５３】
つぎに、本実施形態の半導体光変調器の製造方法の一例を、図７Ａ〜図７Ｄを参照して説明する。
【００５４】
まず、図７Ａに示すように、ｎ−ＩｎＰ基板１０１の（１００）面上に、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層１０２、ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を有する活性層１０３、ＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層１０４、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０６を、ＭＯＶＰＥ法により前記順序で積層して、光導波路を形成する（光導波路形成工程）。前記光導波路形成工程において、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５には、ｐ型ドーパントとして亜鉛を用いる。
【００５５】
つぎに、フォトレジストマスクを用いて、前記変調電極間の領域からパッド電極配置領域に対応する箇所のｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０６を除去する。この状態で、ＣＶＤ法とフォトリソグラフィにより、ＳｉＯ２マスクを形成する。この際、前記ＳｉＯ２マスクにおける変調電極間の領域３１３に対応する箇所を、そのマスク幅が前記変調電極配置領域（リッジ導波路幅：Ｗａ、例えば、１．５μｍ）に対応する箇所のマスク幅と比較して、テーパ状に細くなるように形成する（リッジ導波路幅：Ｗｂ、例えば、０．５μｍ、Ｗａ＞Ｗｂ）。このＳｉＯ２マスクをエッチングマスクとして、実施形態１と同様に、ドライエッチングとウェットエッチングとを併用して、ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層１０６およびｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５を除去する。このようにすることで、図７Ｂに示すように、前記変調電極間の領域が細幅光導波路３１３を含むリッジ導波路３０７を形成する（リッジ導波路形成工程および細幅化工程）。このようにすることで、細幅光導波路３１３によりリッジ導波路３０７の分離抵抗は向上する。
【００５６】
つぎに、前記ＳｉＯ２マスクを除去後、ＳｉＯ２マスク３１４で全体を覆う。このＳｉＯ２マスク３１４に、リッジ導波路３０７の細幅光導波路３１３からパッド電極３１０が配置される領域（パッド電極配置領域３１０Ａ）にかけて開口するようにパターニングする（図６（ａ）における高抵抗層形成領域３０８Ａ）。ついで、この開口部にＭＯＶＰＥ法により、図７Ｃに示すように、リッジ導波路３０７の細幅光導波路３１３を覆い、かつ、細幅光導波路３１３からリッジ導波路３０７側方に延びるように、Ｆｅ（鉄）ドープされたＩｎＰ高抵抗層３０８（Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８、厚さ：１．５μｍ）を成長させて形成する（高抵抗層形成工程）。前記高抵抗層形成工程では、Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８を、リッジ導波路３０７方向（図７Ｃにおいて、上下方向）に対して、垂直方向に形成する。また、Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８を、その上面が平坦に近い形状になるように形成する。このようにして、Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８を、細幅光導波路３１３を覆うことにより、例えば、前述のＦｅ−Ｚｎ相互拡散により、細幅光導波路３１３のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層が、鉄原子を含むこととなる。これにより、前記変調電極間の領域における光導波路の分離抵抗が上昇する。この結果、この領域において、リッジ導波路３０７を、電気分離する。
【００５７】
つぎに、ＳｉＯ２マスク３１４を除去後、ＳｉＯ２絶縁膜３１２で全体を覆う。ついで、このＳｉＯ２絶縁膜３１２のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５における変調電極３０９ａおよび３０９ｂを形成する領域（図６（ａ）における変調電極配置領域３０９Ａおよび３０９Ｂ）に対応する箇所を除去する。この状態で、電極をスパッタにより形成する。この電極をパターニングして、変調電極３０９ａおよび３０９ｂを、リッジ導波路３０７のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層３０５上にリッジ導波路３０７方向に沿って断続的に配置する（変調電極配置工程）。同時に、パッド電極３１０を、ＳｉＯ２絶縁膜３１２を介してＦｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８上において、リッジ導波路３０７から離れた位置（パッド電極配置領域３１０Ａ）に配置する。同時に、引き出し電極３１１を、ＳｉＯ２絶縁膜３１２を介してＦｅ−ＩｎＰ高抵抗層３０８上に配置する。変調電極３０９ａとパッド電極３１０とを、引き出し電極３１１により電気的に接続する（電極接続工程）なお、図示していないが、前記電極接続工程では、変調電極３０９ｂとパッド電極３１０とは別のパッド電極とを、引き出し電極３１１とは別の引き出し電極により電気的に接続する。最後に、ｎ−ＩｎＰ基板１０１の裏面を研磨して、裏面電極（ｎ側電極）を形成する（図示せず）。このようにして、図７Ｄに示すように、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を製造する方法は、この例に限定されない。
【００５８】
本実施形態の半導体光変調器の製造方法では、実施形態１と同様に、前述の樹脂または埋め込み層による平坦化プロセスが不要である。このため、本実施形態の半導体光変調器の製造方法は、例えば、実施形態１おける製造方法と同様の効果を得ることができる。この効果に加えて、本実施形態の半導体光変調器の製造方法では、前述の光導波路分離溝を形成しない。このため、本実施形態では、前述の光導波路分離溝に前記高抵抗層を形成する際に発生し得る、例えば、前記高抵抗層の層厚が不均一になるといった異常成長の発生を抑制できる。
【００５９】
（実施形態４）
本実施形態の半導体光素子は、位相変調領域を有する半導体光変調器である。
【００６０】
図８に、本実施形態の半導体光変調器の一例の構成を示す。図８（ａ）は、本実施形態の半導体光変調器の斜視図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示す半導体光変調器の各領域を示す平面図である。図８（ｂ）では、各構成部材を形成または配置されている領域を示すために、これらの各構成部材は、記載を省略している。図示のとおり、この半導体光変調器４００では、高抵抗層形成領域４０８Ａ（細幅光導波路３１３からパッド電極配置領域４１０Ａまでの領域）に形成される高抵抗層が、リッジ導波路３０７方向（図８（ｂ）において、上下方向）に対して、傾斜して形成されている。この傾斜角θは、４５度である。前記高抵抗層上には、ＳｉＯ２絶縁膜３１２を介してパッド電極４１０および引き出し電極４１１が形成されている。これらの以外の構成は、前述の半導体光変調器３００と同様である。
【００６１】
本実施形態の半導体光変調器では、前述のとおり、前記高抵抗層がリッジ導波路３０７方向に対して、４５度傾斜して形成されている。このため、本実施形態の半導体光変調器では、前述の半導体光変調器３００で得られる効果に加えて、例えば、高抵抗層により発生し得る光反射をさらに低減可能である。
【００６２】
本実施形態の半導体光変調器は、例えば、前記高抵抗層形成工程において、前記高抵抗層をリッジ導波路３０７方向に対して、４５度傾斜して形成すること以外は、実施形態３で示した製造方法と同様にして製造可能である。ただし、本実施形態の半導体光変調器を製造する方法は、この例に限定されない。
【００６３】
前述の実施形態１から４に示す半導体光変調器は、前述のとおり、複数の変調電極を有する。前記各変調電極は、個別駆動可能である。このため、前記変調電極の数に応じて、多値変調フォーマットに対応可能である。
【００６４】
（実施形態５）
図９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５００は、ｎ−ＩｎＰ基板５０１上に、第１の半導体光変調器５０２および第２の半導体光変調器５０３と、ＭＭＩ（Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）光分波器５０４およびＭＭＩ光合波器５０５とを有する。第１の半導体光変調器５０２および第２の半導体光変調器５０３の両方が、前述の実施形態１から４に記載の半導体光変調器である。ｎ−ＩｎＰ基板５０１は、前記両半導体光変調器に共通の基板である。第１の半導体光変調器５０２は、光導波路５０６ａを介してＭＭＩ光分波器５０４に接続され、光導波路５０６ｂを介してＭＭＩ光合波器５０５に接続されている。第２の半導体光変調器５０３は、光導波路５０６ｃを介してＭＭＩ光分波器５０４に接続され、光導波路５０６ｄを介して光合波器５０５に接続されている。本実施形態での前記「ＭＭＩ光分波器」は、本発明における「光分波器」に相当する。本実施形態での前記「ＭＭＩ光合波器」は、本発明における「光合波器」に相当する。前記光分波器および前記光合波器としては、ＭＭＩ光分波器およびＭＭＩ光合波器のほかに、例えば、方向性結合器、Ｙ分岐導波路等があげられる。なお、第１の半導体光変調器５０２および第２の半導体光変調器５０３は、前述の実施形態１から４に記載の半導体光変調器には限られず、位相変調領域を有する本発明の半導体光素子であればよい。
【００６５】
第１の半導体光変調器５０２には、４箇所の変調電極配置領域５０９Ａに、前述の変調電極が配置されている。これらの変調電極間等の領域５１３は、例えば、実施形態１および２で示した光導波路分離溝を含んでもよいし、実施形態３および４で示した細幅光導波路を含んでもよい。第２の半導体光変調器５０３には、４箇所の変調電極配置領域５０９Ｂに、前述の変調電極が配置されている。これらの変調電極間等の領域５１３は、第１の半導体光変調器と同様に、例えば、実施形態１および２で示した光導波路分離溝を含んでもよいし、実施形態３および４で示した細幅光導波路を含んでもよい。なお、本実施形態の半導体マッハツェンダー光変調器では、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配置される変調電極が４つの場合を一例として例示しているが、本発明は、この例に限定されず、配置される変調電極は、複数であればよい。
【００６６】
本実施形態の半導体マッハツェンダー型光変調器では、前述のとおり、第１の半導体光変調器５０２および第２の半導体光変調器５０３の両方が、前述の実施形態１から４に記載の半導体光変調器である。このため、前述の実施形態１から４に記載の半導体光変調器により得られる効果を得ることができる。そして、本実施形態の半導体マッハツェンダー型光変調器では、各変調電極を、個別に駆動可能である。前記各変調電極に個別に電界を印加することにより、導波された光の位相を回転（変調）することができる。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、例えば、多値変調フォーマットに対応可能である。
【００６７】
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、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る。ただし、その用途は限定されず、広い分野に適用可能である。
【００６８】
（実施形態６）
本実施形態の半導体光素子は、光能動領域および光受動領域を有し、前記光能動領域および前記光受動領域が、基板上にモノリシックに集積された半導体光集積素子である。
【００６９】
図１０に、本実施形態の半導体光集積素子の一例の構成を示す。図示のとおり、この半導体光集積素子６００は、光受動素子として機能する半導体マッハツェンダー型光変調器領域６００１と、光能動素子として機能する波長可変レーザ領域６００２とを有する。半導体マッハツェンダー型光変調器領域６００１および波長可変レーザ領域６００２は、ｎ−ＩｎＰ基板６０１上にモノリシック集積されている。半導体マッハツェンダー型光変調器領域６００１は、実施形態５で示した半導体マッハツンェンダー型光変調器である。波長可変レーザ領域６００２には、光導波路の１箇所の上部電極配置領域６０９上に、順バイアスを印加する上部電極が配置されている。半導体マッハツェンダー型光変調器領域６００１における変調電極配置領域５０９Ａ間および変調電極配置領域５０９Ｂ間等の領域５１３は、前述のとおり、実施形態１および２で示した光導波路分離溝を含む。また、波長可変レーザ領域６００２に最も近い位置に配置される前記変調電極と波長可変レーザ領域６００２における前記上部電極との間の領域６１３は、実施形態１および２で示した光導波路分離溝を含む。なお、本発明では、最も波長可変レーザ領域６００２に近い位置に存在する領域５１３と、領域６１３とは、そのうちの少なくとも一方が、実施形態１および２で示した光導波路分離溝を含んでいればよい。波長可変レーザ領域６００２において、リッジ導波路の活性層は、例えば、その発光波長が１．５５μｍである。リッジ導波路のＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層は、例えば、その発光波長が１．１５μｍである。これら以外の構成は、前述の実施形態１または２と同様である。
【００７０】
上記構成により、本実施形態の半導体光集積素子においても、電極間の光導波路が電気分離され、かつ、単純な構成で電極容量を低減できる等の実施形態１および２と同様の効果を得ることができる。
【００７１】
つぎに、本実施形態の半導体光集積素子の製造方法の一例を説明する。
【００７２】
まず、ｎ−ＩｎＰ基板の（１００）面上に、ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層、ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を有する活性層およびＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層を、例えば、ＭＯＶＰＥ法により前記順序で積層する。この状態で、半導体マッハツェンダー型変調器領域６００１に相当する領域の、前記ＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層および前記ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を有する活性層をエッチングにより除去する。この状態で、前記ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を有する活性層とは別のＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を有する活性層を、半導体マッハツェンダー型変調器領域６００１に相当する領域に積層（成長）する。ついで、前記ＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層と同じＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層を、前記別のＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を有する活性層上に積層（成長）する。前記両活性層をバットジョイント（ＢＪ）接合により集積する。この状態で、両領域に共通のｐ−ＩｎＰ上部クラッド層およびｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層を、前記順序で積層して、光導波路を形成する（光導波路形成工程）。
【００７３】
つぎに、例えば、前述の実施形態１と同様に、所望のマスク幅のＳｉＯ２マスクを形成する。この際、前記ＳｉＯ２マスクにおける電極間等の領域５１３および６１３に対応する箇所に、所望の長さで開口部を形成する。このＳｉＯ２マスクをエッチングマスクとして、前述の実施形態１と同様に、ドライエッチングとウェットエッチングとを併用して、リッジ導波路と光導波路分離溝とを一括で形成する（リッジ導波路形成工程および光導波路分離溝形成工程）。このようにすることで、リッジ導波路を、光導波路分離溝により電気分離する。
【００７４】
つぎに、例えば、前述の実施形態１または２と同様に、前記光導波路分離溝から前記リッジ導波路側方に延びるように、高抵抗層を形成する（高抵抗層形成工程）。前記高抵抗層は、例えば、実施形態１と同様に、リッジ導波路の光導波路方向（図１０における左右方向）に対して、垂直方向に形成してもよいし、例えば、実施形態２と同様に、リッジ導波路の光導波路方向（図１０における左右方向）に対して、所望の傾斜角で傾斜して形成してもよい。
【００７５】
つぎに、例えば、前述の実施形態１と同様に、前記各変調電極を変調電極配置領域５０９Ａおよび５０９Ｂ上に配置する（変調電極配置工程）。また、前記上部電極を上部電極配置領域６０９上に配置する（上部電極配置工程）。また、前記各変調電極または前記上部電極に接続される各パッド電極と、前記各変調電極または前記上部電極と前記各パッド電極とを接続する各引き出し電極とを、前記高抵抗層上に形成する。ついで、前記各変調電極または前記上部電極と前記各パッド電極とを、個別に前記各引き出し電極により電気的に接続する（電極接続工程）。最後に、ｎ−ＩｎＰ基板の裏面を研磨して、裏面電極（ｎ側電極）を形成する。このようにして、本実施形態の半導体光集積素子を製造可能である。ただし、本実施形態の半導体光集積素子を製造する方法は、この例に限定されない。
【００７６】
（実施形態７）
本実施形態の半導体光素子は、光能動領域および光受動領域を有し、前記光能動領域および前記光受動領域が、基板上にモノリシックに集積された半導体光集積素子である。
【００７７】
本実施形態の半導体光集積素子では、実施形態３および４で示したように、前記電極間の領域が細幅光導波路を含み、ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層がＺｎドープされたｐ型導電層であり、前記高抵抗層が鉄ドープされている。これら以外の構成は、前述の実施形態６と同様である。上記構成により、本実施形態の半導体光集積素子においても、電極間の光導波路が電気分離され、かつ、単純な構成で電極容量を低減可能である等の実施形態３および４と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
つぎに、本実施形態の半導体光集積素子の製造方法の一例を説明する。
【００７９】
まず、実施形態６と同様にして、前記光導波路形成工程を行う。
【００８０】
つぎに、例えば、前述の実施形態３と同様に、所望のマスク幅のＳｉＯ２マスクを形成する。この際、前記ＳｉＯ２マスクにおける変調電極間の領域および上部電極間の領域に対応する箇所等を、そのマスク幅が変調電極配置領域または上部電極配置領域に対応する箇所のマスク幅と比較して、テーパ状に細くなるように形成する。このＳｉＯ２マスクをエッチングマスクとして、前述の実施形態３と同様に、ドライエッチングとウェットエッチングとを併用して、前記変調電極間の領域および前記上部電極間の領域が前記細幅光導波路であるリッジ導波路を形成する（リッジ導波路形成工程および細幅化工程）。
【００８１】
つぎに、前述の実施形態３または４と同様に、前記細幅光導波路を覆い、かつ、前記細幅光導波路から前記リッジ導波路側方に延びるように、ＦｅドープされたＩｎＰ高抵抗層を形成する（高抵抗層形成工程）。前記高抵抗層は、例えば、実施形態３と同様に、リッジ導波路の光導波路方向に対して、垂直方向に形成してもよいし、例えば、実施形態４と同様に、リッジ導波路の光導波路方向に対して、所望の傾斜角で傾斜して形成してもよい。
【００８２】
つぎに、実施形態６と同様にして、前記変調電極配置工程、前記上部電極配置工程および前記電極接続工程を行う。最後に、ｎ−ＩｎＰ基板の裏面を研磨して、裏面電極（ｎ側電極）を形成する。このようにして、本実施形態の半導体光集積素子を製造可能である。ただし、本実施形態の半導体光集積素子を製造する方法は、この例に限定されない。本実施形態の半導体光集積素子では、前述の実施形態３および４と同様に、前記Ｚｎドープされたｐ−ＩｎＰ上部クラッド層と前記ＦｅドープされたＩｎＰ高抵抗層間のＦｅ−Ｚｎ相互拡散と前記リッジ導波路の細幅化とにより、前記両領域間の分離抵抗を高めることが可能となる。
【００８３】
なお、前述の実施形態６および７では、半導体マッハツェンダー型光変調器と波長可変レーザとの２つの半導体光素子がモノリシックに集積された半導体光集積素子を例示したが、本発明は、この例に限定されない。集積される半導体光素子は、複数であればよく、３つ以上の半導体光素子が集積された半導体光集積素子にも、本発明を適用可能である。
【００８４】
また、前述の実施形態６および７では、２つの半導体光素子として、半導体マッハツェンダー型光変調器および波長可変レーザを例にあげて説明したが、前記半導体光素子は、前記半導体マッハツェンダー型光変調器および前記波長可変レーザに限られない。前記半導体光素子は、例えば、光変調器、光増幅器、光検出器、ビームスポット拡大器、光導波路等であってもよい。
【００８５】
上記の実施形態の一部または全部は、以下の付記のようにも記載し得るが、以下には限定されない。
【００８６】
（付記１）基板と、下部クラッド層と、活性層と、上部クラッド層と、高抵抗層と、上部電極と、パッド電極と、引き出し電極とを含み、
前記高抵抗層は、前記上部クラッド層よりも電気抵抗率の高い半導体層であり、
前記基板上に、前記下部クラッド層、前記活性層および前記上部クラッド層が前記順序で積層されることにより、光導波路が形成され、
前記光導波路は、前記上部クラッド層の一部が除去されたリッジ導波路であり、
前記上部電極は、複数であり、かつ、前記リッジ導波路の前記上部クラッド層上に前記リッジ導波路方向に沿って断続的に配置され、
前記高抵抗層は、前記上部電極間の領域を覆うように形成され、かつ、前記リッジ導波路側方に延びており、
前記パッド電極は、前記高抵抗層上において前記リッジ導波路から離れた位置に配置され、
前記引き出し電極は、前記高抵抗層上に配置され、
前記各上部電極と前記パッド電極とは、前記引き出し電極により電気的に接続されていることを特徴とする半導体光素子。
【００８７】
（付記２）前記上部電極間の領域が、前記上部クラッド層が除去された光導波路分離溝を含むことを特徴とする付記１に記載の半導体光素子。
【００８８】
（付記３）前記上部電極間の領域における前記上部クラッド層が、前記上部電極が配置されている領域の前記上部クラッド層と比較して、その幅が細くなっている部分を含むことを特徴とする付記１に記載の半導体光素子。
【００８９】
（付記４）前記上部クラッド層が、亜鉛ドープされたｐ型導電層であり、かつ、前記高抵抗層が、鉄ドープされていることを特徴とする付記１から３のいずれかに記載の半導体光素子。
【００９０】
（付記５）前記上部電極間の領域における前記上部クラッド層が、鉄原子を含むことを特徴とする付記４に記載の半導体光素子。
【００９１】
（付記６）前記高抵抗層が、前記リッジ導波路方向に対して、垂直方向に形成されていることを特徴とする付記１から５のいずれかに記載の半導体光素子。
【００９２】
（付記７）前記高抵抗層が、前記リッジ導波路方向に対して、傾斜して形成され、その傾斜角が、０度を超え６０度以下の範囲であることを特徴とする付記１から６のいずれかに記載の半導体光素子。
【００９３】
（付記８）前記高抵抗層の上面が、平坦であることを特徴とする付記１または２に記載の半導体光素子。
【００９４】
（付記９）前記半導体光素子が、位相変調領域を有し、
前記上部電極が変調電極であることを特徴とする付記１から８のいずれかに記載の半導体光素子。
【００９５】
（付記１０）前記半導体光素子が、光能動素子として機能する能動領域および光受動素子として機能する受動領域を有し、
前記複数の上部電極が、前記能動領域および前記受動領域上に配置され、
前記能動領域および前記受動領域が、前記基板上にモノリシックに集積されていることを特徴とする付記１から８のいずれかに記載の半導体光素子。
【００９６】
（付記１１）入力光を分波する光分波器と、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光合波器とを有し、
前記第１の半導体光変調器および前記第２の半導体光変調器が、付記９に記載の半導体光素子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。
【００９７】
（付記１２）基板上に、下部クラッド層、活性層および上部クラッド層を、前記順序で積層して光導波路を形成する光導波路形成工程と、
前記上部クラッド層の一部をエッチングにより除去して、リッジ導波路を形成するリッジ導波路形成工程と、
前記上部クラッド層よりも電気抵抗率の高い半導体層である高抵抗層を、前記上部クラッド層における前記上部電極間の領域を覆い、かつ、前記リッジ導波路側方に延びるように形成する高抵抗層形成工程と、
複数の上部電極を、前記リッジ導波路の前記上部クラッド層上に前記リッジ導波路方向に沿って断続的に配置する上部電極配置工程と、
パッド電極を前記高抵抗層上において前記リッジ導波路から離れた位置に配置し、引き出し電極を前記高抵抗層上に配置し、前記各上部電極と前記パッド電極とを前記引き出し電極により電気的に接続する電極接続工程とを有することを特徴とする半導体光素子の製造方法。
【００９８】
（付記１３）さらに、前記上部電極間の領域における前記上部クラッド層を、エッチングにより除去して光導波路分離溝を形成する光導波路分離溝形成工程を有し、
前記高抵抗層形成工程において、前記高抵抗層を前記光導波路分離溝に形成することを特徴とする付記１２に記載の半導体光素子の製造方法。
【００９９】
（付記１４）さらに、前記上部電極間の領域における前記上部クラッド層を、前記上部電極が配置される領域の上部クラッド層と比較して、その幅が細くなるようにエッチングにより除去する細幅化工程を有することを特徴とする付記１２に記載の半導体光素子の製造方法。
【０１００】
（付記１５）前記上部クラッド層が、亜鉛ドープされたｐ型導電層であり、かつ、前記高抵抗層が、鉄ドープされていることを特徴とする付記１２から１４のいずれかに記載の半導体光素子の製造方法。
【０１０１】
（付記１６）前記上部電極間の領域における前記上部クラッド層が、鉄原子を含むことを特徴とする付記１５に記載の半導体光素子の製造方法。
【０１０２】
（付記１７）前記高抵抗層形成工程において、前記高抵抗層を、前記リッジ導波路方向に対して、垂直方向に形成することを特徴とする付記１２から１６のいずれかに記載の半導体光素子の製造方法。
【０１０３】
（付記１８）前記高抵抗層形成工程において、前記高抵抗層を、前記リッジ導波路方向に対して、傾斜して形成し、その傾斜角を、０度を超え６０度以下の範囲とすることを特徴とする付記１２から１７のいずれかに記載の半導体光素子の製造方法。
【０１０４】
（付記１９）前記高抵抗層形成工程において、前記高抵抗層を、その上面が平坦となるように形成することを特徴とする付記１２または１３に記載の半導体光素子の製造方法。
【０１０５】
（付記２０）前記半導体光素子が、位相変調領域を有し、
前記上部電極を、変調電極とすることを特徴とする付記１２から１９のいずれかに記載の半導体光素子の製造方法。
【０１０６】
（付記２１）前記半導体光素子が、光能動素子として機能する能動領域および光受動素子として機能する受動領域を有し、
前記上部電極配置工程において、前記複数の上部電極を、前記能動領域および前記受動領域上に配置し、
前記能動領域および前記受動領域を、前記基板上にモノリシックに集積することを特徴とする付記１２から１９のいずれかに記載の半導体光素子の製造方法。
【符号の説明】
【０１０７】
１００、２００、３００、４００    半導体光変調器（半導体光素子）
１０１    ｎ−ＩｎＰ基板（基板）
１０２    ｎ−ＩｎＰ下部クラッド層（下部クラッド層）
１０３    ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸構造を有する活性層（活性層）
１０４    ＩｎＧａＡｓＰエッチングストップ層
１０５、３０５    ｐ−ＩｎＰ上部クラッド層（上部クラッド層）
１０６    ｐ−ＩｎＧａＡｓコンタクト層
１０７、３０７    リッジ導波路
１０８    Ｒｕ−ＩｎＰ高抵抗層（高抵抗層）
１０８Ａ、２０８Ａ、３０８Ａ、４０８Ａ    高抵抗層形成領域
１０９ａ、１０９ｂ、３０９ａ、３０９ｂ    変調電極（上部電極）
１０９Ａ、１０９Ｂ、３０９Ａ、３０９Ｂ    変調電極配置領域（上部電極が配置されている領域）
１１０、２１０、３１０、４１０    パッド電極
１１０Ａ、２１０Ａ、３１０Ａ、４１０Ａ    パッド電極配置領域
１１１、２１１、３１１、４１１    引き出し電極
１１２、３１２    ＳｉＯ２絶縁膜
１１３    光導波路分離溝（上部電極間の領域）
１１４、３１４    ＳｉＯ２マスク
３０８    Ｆｅ−ＩｎＰ高抵抗層（高抵抗層）
３１３    細幅光導波路（上部電極間の領域）
５００    半導体マッハツェンダー型光変調器
５０１、６０１    ｎ−ＩｎＰ基板（基板）
５０２    第１の半導体光変調器
５０３    第２の半導体光変調器
５０４    ＭＭＩ光分波器（光分波器）
５０５    ＭＭＩ光合波器（光合波器）
５０６ａ、５０６ｂ、５０６ｃ、５０６ｄ    光導波路
５０９Ａ、５０９Ｂ    変調電極配置領域（上部電極配置領域）
５１３    変調電極間等の領域
６００    半導体光集積素子（半導体光素子）
６０９    上部電極配置領域
６１３    電極間等の領域
６００１  半導体マッハツェンダー型光変調器領域
６００２  波長可変レーザ領域
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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