特開 2024-127090 光半導体装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024127090

(43)【公開日】2024-09-20

(54)【発明の名称】光半導体装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/025 20060101AFI20240912BHJP

【ＦＩ】

G02F1/025

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023035970

(22)【出願日】2023-03-08

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100136722

【弁理士】

【氏名又は名称】▲高▼木 邦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100174399

【弁理士】

【氏名又は名称】寺澤 正太郎

(72)【発明者】

【氏名】大川 幸祐

(72)【発明者】

【氏名】田中 啓二

【テーマコード（参考）】

2K102

【Ｆターム（参考）】

2K102AA17

2K102BA02

2K102BB01

2K102BB04

2K102BC04

2K102BD01

2K102CA23

2K102DA05

2K102DB04

2K102DB08

2K102DD03

2K102EA12

(57)【要約】      （修正有）

【課題】樹脂体および配線を保護する保護膜における応力を低減する。
【解決手段】光半導体装置は、基板の主面上に設けられ、第１方向に沿って延在する素子部と、主面上に設けられ、第１方向に沿って並んでいる複数の第１凸部と、上面を有し、素子部および複数の第１凸部を埋め込む樹脂体と、上面上に設けられ、第１方向に沿って延在する配線と、上面および配線を覆う保護膜とを備える。素子部は、第１半導体層を含むメサ凸部と、メサ凸部上に設けられたメサ導波路とを含む。複数の第１凸部のそれぞれは、互いに離隔すると共に、第１半導体層を含む。配線は、第１方向と交差する第２方向において複数の第１凸部と素子部との間に設けられ、第１方向及び第２方向に交差する第３方向および第１方向に延在するとともに、複数の第１凸部に近接する側面を有する。保護膜の配線の側面を覆う第１部分と、上面を覆い第１部分と連結される第２部分との為す角は鋭角である。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

主面を有する基板と、
前記主面上に設けられ、第１方向に沿って延在する素子部と、
前記主面上に設けられ、前記第１方向に沿って並んでいる複数の第１凸部と、
上面を有し、前記上面と前記主面との間に前記素子部および前記複数の第１凸部を埋め込む樹脂体と、
前記上面上に設けられ、前記第１方向に沿って延在する配線と、
前記上面および前記配線を覆う保護膜と、を備え、
前記素子部は、前記主面上に設けられ、第１半導体層を含むメサ凸部と、前記メサ凸部上に設けられたメサ導波路と、を含み、
前記複数の第１凸部のそれぞれは、互いに離隔すると共に、前記第１半導体層を含み、
前記配線は、前記第１方向と交差する第２方向において前記複数の第１凸部と前記素子部との間に設けられ、
前記配線は、前記第１方向及び第２方向に交差する第３方向および前記第１方向に延在するとともに、前記複数の第１凸部に近接する側面を有し、
前記保護膜は、前記側面を覆う第１部分と、前記上面を覆い、前記第１部分と連結される第２部分と、を含み、
前記第１部分と前記第２部分との為す角は鋭角である、光半導体装置。

【請求項2】

前記主面の平面視において、前記配線は、前記複数の第１凸部から離隔している、
請求項１に記載の光半導体装置。

【請求項3】

前記主面の平面視において、前記側面が、前記複数の第１凸部と重なっている、
請求項１に記載の光半導体装置。

【請求項4】

前記樹脂体は、ベンゾシクロブテンを含んでいる、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光半導体装置。

【請求項5】

前記複数の第１凸部のそれぞれは、１０μｍ以下の前記第１方向の長さと、１０μｍ以下の前記第２方向の幅とを有する、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光半導体装置。

【請求項6】

前記主面上に設けられ、前記第１方向に沿って並んでいる複数の第２凸部をさらに備え、
前記複数の第２凸部は、前記主面と前記上面との間に前記樹脂体に埋め込まれ、
前記複数の第２凸部のそれぞれは、互いに離隔すると共に、前記第１半導体層を含み、
前記主面の平面視において、前記複数の第２凸部は、前記配線の内側に位置している、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の光半導体装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光半導体装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１は、光変調器を開示する。この光変調器は、第１メサ導波路および第２メサ導波路を備える。この光変調器では、第１メサ導波路および第２メサ導波路のそれぞれが、基板上に設けられた第１半導体層と、第１半導体層上に設けられた第２半導体層と、第２半導体層上に設けられたコア層と、コア層上に設けられた第３半導体層と、を備える。この光変調器では、第１メサ導波路および第２メサ導波路が、配線により、基板上に設けられた電極パッドに接続されている。特許文献２は、半導体光変調器を開示する。この半導体光変調器は、ｎ－ＩｎＰクラッド層と、半導体コア層と、ｐ－ＩｎＰクラッド層と、を備える。この半導体光変調器では、半導体コア層へ電圧を印加するためにシグナル電極とグランド電極とが設けられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－３７９３０号公報

【特許文献2】国際公開第２０１９／２７６６６５号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献２に記載された半導体光変調器等では、半導体層が樹脂体によって埋め込まれると共に、半導体層に信号を伝送するための配線が樹脂体の表面上に設けられる場合がある。さらに、樹脂体の表面上と配線の表面上とに保護膜を設けることにより、樹脂体および配線を保護する場合がある。この場合、保護膜の成膜時において、樹脂体および配線が高温に曝される。成膜後に室温まで温度が下がると、樹脂体の線膨張係数と金属によって構成される配線の線膨張係数との差に起因して、保護膜のうち樹脂体の表面上に設けられる部分と配線の表面上に設けられる部分との間において応力が生じる。信頼性向上のためには、そのような応力は緩和されることが好ましい。

【0005】

本開示は、樹脂体および配線を保護する保護膜における応力を低減できる光半導体装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、一側面として、光半導体装置に関する。この光半導体装置は、主面を有する基板と、主面上に設けられ、第１方向に沿って延在する素子部と、主面上に設けられ、第１方向に沿って並んでいる複数の第１凸部と、上面を有し、上面と主面との間に素子部および複数の第１凸部を埋め込む樹脂体と、上面上に設けられ、第１方向に沿って延在する配線と、上面および配線を覆う保護膜と、を備える。この光半導体装置では、素子部は、主面上に設けられる第１半導体層と、第１半導体層上に設けられ、メサ導波路を構成するコア層と、コア層上に設けられ、メサ導波路を構成する第２半導体層と、を含む。複数の第１凸部のそれぞれは、互いに離れると共に、第１半導体層を含む。配線は、第２方向における複数の第１凸部の中心から素子部へ向かって離れている。この光半導体装置では、素子部は、主面上に設けられ、第１半導体層を含むメサ凸部と、メサ凸部上に設けられたメサ導波路と、を含み、複数の第１凸部のそれぞれは、互いに離隔すると共に、第１半導体層を含み、配線は、第１方向と交差する第２方向において複数の第１凸部と素子部との間に設けられ、配線は、第１方向及び第２方向に交差する第３方向および第１方向に延在するとともに、複数の第１凸部に近接する側面を有し、保護膜は、側面を覆う第１部分と、上面を覆い、第１部分と連結される第２部分と、を含み、第１部分と第２部分との為す角は鋭角である。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、樹脂体および配線を保護する保護膜における応力を低減できる光半導体装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、一実施形態に係る光半導体装置を示す平面図である。

【図2】図２は、図１に示す光半導体装置の一部を拡大して示す平面図である。

【図3】図３は、図２に示す光半導体装置のIII-III線に沿った断面図である。

【図4】図４は、光半導体装置が備える第１素子部の周辺構造を示す断面図である。

【図5】図５の（ａ）部は、第１配線が複数の第１凸部の中心から第１素子部へ向かって離れている状態の断面図を模式的に示す図である。図５の（ｂ）部は、第１配線が複数の第１凸部の中心から第１素子部とは逆側へ向かって離れている状態の断面図を模式的に示す図である。

【図6】図６は、第１変形例に係る光半導体装置の一部を拡大して示す平面図である。

【図7】図７は、第２変形例に係る光半導体装置の一部を拡大して示す平面図である。

【図8】図８は、第２変形例に係る光半導体装置の断面図を模式的に示す図である。

【図9】図９の（ａ）部は、実施例１および実施例２に係る光半導体装置のＥＯ応答特性を示すグラフである。図９の（ｂ）部は、比較例に係る光半導体装置のＥＯ応答特性を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示の実施形態の説明］
最初に、本開示の実施形態の内容を列記して説明する。
［１］本開示の一実施形態に係る光半導体装置は、主面を有する基板と、主面上に設けられ、第１方向に沿って延在する素子部と、主面上に設けられ、第１方向に沿って並んでいる複数の第１凸部と、上面を有し、上面と主面との間に素子部および複数の第１凸部を埋め込む樹脂体と、上面上に設けられ、第１方向に沿って延在する配線と、上面および配線を覆う保護膜と、を備える。この光半導体装置では、素子部は、主面上に設けられ、第１半導体層を含むメサ凸部と、メサ凸部上に設けられたメサ導波路と、を含み、複数の第１凸部のそれぞれは、互いに離隔すると共に、第１半導体層を含み、配線は、第１方向と交差する第２方向において複数の第１凸部と素子部との間に設けられ、配線は、第１方向及び第２方向に交差する第３方向および第１方向に延在するとともに、複数の第１凸部に近接する側面を有し、保護膜は、側面を覆う第１部分と、上面を覆い、第１部分と連結される第２部分と、を含み、第１部分と第２部分との為す角は鋭角である。

【0010】

この光半導体装置では、複数の第１凸部が樹脂体によって埋め込まれ、配線が第２方向において複数の第１凸部と素子部との間に設けられることにより、第１凸部に近接する配線の側面と、樹脂体の上面の一部との為す角が、鋭角となる。よって、配線の側面を覆う保護膜の第１部分と、樹脂体の上面を覆い、第１部分と連結される保護膜の第２部分との為す角が、鋭角となっている。この場合、保護膜の成膜時において、樹脂体の線膨張係数と配線の線膨張係数との差に起因して生じる、第１部分と第２部分との間における応力は、保護膜の第１部分と保護膜の第２部分との為す角が９０°以上である場合と比較して、小さくなる。したがって、この光半導体装置によれば、樹脂体および配線を保護する保護膜における応力を低減できる。さらに、この光半導体装置では、複数の第１凸部はそれぞれが互いに離れて第１方向に沿って配置されている。基板の平面視において、複数の第１凸部の総面積は、一つの第１凸部が連続して第１方向に延在する場合の面積と比較して、小さくなる。複数の第１凸部においては、電気信号が配線を伝搬する際の電磁誘導効果によって個々の第１凸部の第１半導体層に渦電流が流れて渦電流損が発生し得る。渦電流損は、個々の第１凸部の上面の面積が小さくなることにより、低減される。このため、複数の第１凸部のそれぞれを互いに離して構成することにより、一つの第１凸部をＸ方向に延在して構成した場合と比較して、渦電流損を低減できる。よって、光半導体装置のＥＯ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｏｐｔｉｃａｌ）応答特性に対する渦電流損の影響を、複数の第１凸部のそれぞれを互いに離隔せずに構成した場合と比較して、低減できる。

【0011】

［２］上記［１］の光半導体装置では、主面の平面視において、配線は、複数の第１凸部から離隔していてもよい。この場合、第２方向における配線と複数の第１凸部との間の距離が長くなるため、複数の第１凸部における渦電流損を更に低減できる。よって、光半導体装置１のＥＯ応答特性に対する渦電流損の影響を更に低減できる。

【0012】

［３］上記［１］の光半導体装置では、主面の平面視において、側面が、複数の第１凸部と重なっていてもよい。この場合、複数の第１凸部を配線に近づけることができるので、第２方向に沿った光半導体装置の幅が広くなることを抑制できる。

【0013】

［４］上記［１］から［３］のいずれかの光半導体装置において、樹脂体は、ベンゾシクロブテンを含んでいてもよい。この場合、樹脂体が熱硬化性を有するため、樹脂体を容易に形成することができる。

【0014】

［５］上記［１］から［４］のいずれかの光半導体装置において、複数の第１凸部のそれぞれは、１０μｍ以下の第１方向の長さと、１０μｍ以下の第２方向の幅とを有していてもよい。この場合、主面の平面視において複数の第１凸部のそれぞれの面積がより小さくなるので、電気信号を配線で伝送するときの複数の第１凸部における渦電流損を顕著に低減できる。よって、光半導体装置のＥＯ応答特性に対する渦電流損の影響を顕著に低減できる。

【0015】

［６］上記［１］から［５］のいずれかの光半導体装置は、主面上に設けられ、第１方向に沿って並んでいる複数の第２凸部をさらに備え、複数の第２凸部は、基板の主面と樹脂体の上面との間に樹脂体に埋め込まれ、複数の第２凸部のそれぞれは、互いに離隔すると共に、第１半導体層を含み、主面の平面視において、複数の第２凸部は、配線の内側に位置していてもよい。この場合、複数の第２凸部が配線の内側に位置しているため、樹脂体の上面のうち配線の側面が設けられている部分が平坦に近づく。よって、配線の側面における応力を緩和できる。
［本開示の実施形態の詳細］

【0016】

本実施形態に係る光半導体装置の具体例を、必要により図面を参照しつつ説明する。なお、本開示はこれらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。以下の説明では、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

【0017】

図１は、一実施形態に係る光半導体装置１を示す平面図である。光半導体装置１は、例えばマッハツェンダ変調器である。光半導体装置１は、例えば光通信において光の強度または位相を変調し、変調された光信号を生成することができる。図１に示されるように、光半導体装置１は、基板２と、素子部３と、第１信号線６と、第２信号線７と、基準電位線８と、を備える。基板２は、例えば、ＩｎＰ基板といったＩＩＩ－Ｖ族半導体基板である。基板２は、主面２ａを有する。素子部３は、後述する第３素子部１３を除いて一方向に延在しており、以下では、第３素子部１３を除いて素子部３が延在する方向をＸ方向（第１方向）と称する。また、Ｘ方向に対して交差する方向をＹ方向（第２方向）、Ｘ方向およびＹ方向に交差する方向をＺ方向（第３方向）と称する。主面２ａは、Ｘ方向およびＹ方向に延在する平面である。ただし、主面２ａは、Ｚ方向において凹凸を有し、底面２ｄを有する。底面２ｄについては後述する。主面２ａの法線は、Ｚ方向に沿って延伸する。Ｘ方向と、Ｙ方向と、Ｚ方向とは、例えば、互いに直交している。光半導体装置１では、例えば、第１信号線６と第２信号線７とによって、差動伝送線路が構成されている。

【0018】

素子部３は、メサ導波路を有する半導体層積層体である。素子部３は、第１素子部１１と、第２素子部１２と、第３素子部１３と、を備える。素子部をメサとも称する。

【0019】

第１素子部１１は、主面２ａ上に設けられ、Ｘ方向に沿って延在する。第１素子部１１は、第１メサ導波路１４と第２メサ導波路１５とを有する。第１メサ導波路１４の一端１４ａと第２メサ導波路１５の一端１５ａとは、光分波器Ｃ１と光学的に結合されている。光分波器Ｃ１は、例えばマルチモード干渉器である。光分波器Ｃ１は、入力導波路Ｓ１の出力端と光学的に結合されている。入力導波路Ｓ１の入力端は入力ポートＰ１である。入力ポートＰ１は、基板２のＸ方向における一方の縁２ｂに位置している。これにより、光分波器Ｃ１は、入力ポートＰ１から入力光を受けることができる。

【0020】

第１メサ導波路１４および第２メサ導波路１５は、Ｘ方向に沿って延在する。第１メサ導波路１４と第２メサ導波路１５とは、Ｙ方向において互いに並んでいる。

【0021】

第２素子部１２は、主面２ａ上に設けられ、Ｘ方向に沿って延在する。第２素子部１２は、第１メサ導波路１６と第２メサ導波路１７とを有する。第１メサ導波路１６の一端１６ａと第２メサ導波路１７の一端１７ａとは、光合波器Ｃ２と光学的に結合されている。光合波器Ｃ２は、例えばマルチモード干渉器である。光合波器Ｃ２は、出力導波路Ｓ２の入力端と光学的に結合されている。出力導波路Ｓ２の出力端は出力ポートＰ２である。出力ポートＰ２は、基板２の縁２ｂに位置している。これにより、光合波器Ｃ２は、出力ポートＰ２に対して出力光を提供する。

【0022】

第１メサ導波路１６および第２メサ導波路１７は、Ｘ方向に沿って延在する。第１メサ導波路１６と第２メサ導波路１７とは、Ｙ方向において互いに並んでいる。

【0023】

第３素子部１３は、主面２ａ上に設けられている。第３素子部１３は、基板２のＸ方向における他方の縁２ｃ寄りの部分に設けられている。基板２の縁２ｃは、Ｘ方向において縁２ｂとは逆側に位置している。第３素子部１３は、第１メサ導波路１８と第２メサ導波路１９とを有する。第１メサ導波路１８の一端１８ａは、第１メサ導波路１４と結合されており、第１メサ導波路１８の他端１８ｂは、第１メサ導波路１６と結合されている。第２メサ導波路１９の一端１９ａは、第２メサ導波路１５と結合されており、第２メサ導波路１９の他端１９ｂは、第２メサ導波路１７と結合されている。

【0024】

第１素子部１１および第２素子部１２は、Ｘ方向に沿って延伸する中心線Ａ１に対して互いに線対称となるように構成されている。それと共に、第１信号線６、第２信号線７および基準電位線８は、それぞれが中心線Ａ１に対して線対称な構成を有している。したがって、以下では、第１素子部１１について説明し、第２素子部１２についての説明は省略する。第２素子部は、第１素子部１１の構成と中心線Ａ１に関して線対称な構成を有する。例えば、第１信号線６は、第１メサ導波路１４および第１メサ導波路１６へ信号を伝送するための配線であるが、第１メサ導波路１６との関係は第１メサ導波路１４との関係と同じになるので、第２素子部１２の詳細な説明を省略する。また、第１信号線６は、中心線Ａ１に関して互いに線対称な２つの部分を有するので、一方の部分についてのみ説明し、それと線対称な他方の部分については説明を省略する。

【0025】

第１信号線６は、第１メサ導波路１４と第１メサ導波路１６とへ電気信号を伝送するための配線である。第１信号線６は、例えば、第１メサ導波路１４と第１メサ導波路１６とへ数十Ｇｂａｕｄの電気信号を伝送する。第１信号線６は、第１配線６１と、複数の第１接触部６２と、複数の第１接続部６３と、第２配線６４と、複数の第２接触部６５と、複数の第２接続部６６と、第３配線６７とを備える。

【0026】

第１配線６１は、第１メサ導波路１４へ電気信号を伝送するための配線である。第１配線６１は、主面２ａ上に設けられ、Ｘ方向に沿って延在している。第１配線６１と第１メサ導波路１４とは、Ｙ方向に沿って並んでいる。第１配線６１は、Ｙ方向に沿って第１素子部１１から離れている。Ｙ方向に沿った第１配線６１の幅は、例えば、３０μｍ以上７０μｍ以下である。

【0027】

複数の第１接触部６２のそれぞれは、第１メサ導波路１４上に設けられ、Ｘ方向に沿って延在している。複数の第１接触部６２のそれぞれは、Ｘ方向に沿って互いに離れている。第１接触部６２は、導電性部材である。複数の第１接続部６３のそれぞれは、第１配線６１と複数の第１接触部６２のそれぞれとを互いに接続させるための導電性部材である。複数の第１接続部６３のそれぞれは、主面２ａ上に設けられ、Ｙ方向に沿って延在している。第２配線６４、複数の第２接触部６５および複数の第２接続部６６は、第１配線６１、複数の第１接触部６２および複数の第１接続部６３とそれぞれ中心線Ａ１に関して線対称となるように構成されている。

【0028】

第３配線６７は、主面２ａ上に設けられ、Ｙ方向に沿って延在する配線である。第３配線６７の一端は、第１配線６１と電気的に接続され、第３配線６７の他端は、第２配線６４と電気的に接続されている。

【0029】

第２信号線７は、第２メサ導波路１５と第２メサ導波路１７とへ電気信号を伝送するための配線である。第２信号線７は、例えば、第２メサ導波路１５と第２メサ導波路１７とへ数十Ｇｂａｕｄの電気信号を伝送する。第２信号線７は、第１配線７１と、複数の第１接触部７２と、複数の第１接続部７３と、第２配線７４と、複数の第２接触部７５と、複数の第２接続部７６と、第３配線７７とを備える。

【0030】

第１配線７１は、第２メサ導波路１５へ電気信号を伝送するための配線である。第１配線７１は、主面２ａ上に設けられ、Ｘ方向に沿って延在している。第１配線７１と第２メサ導波路１５と第１メサ導波路１４と第１配線６１とは、Ｙ方向に沿ってこの順に並んでいる。第１配線７１は、Ｙ方向に沿って第１素子部１１から離れている。第１メサ導波路１４および第２メサ導波路１５は、Ｙ方向において第１配線６１と第１配線７１との間に配置されている。Ｙ方向に沿った第１配線７１の幅は、例えば、３０μｍ以上７０μｍ以下である。

【0031】

複数の第１接触部７２のそれぞれは、第２メサ導波路１５上に設けられ、Ｘ方向に沿って延在している。複数の第１接触部７２のそれぞれは、Ｘ方向に沿って互いに離れている。第１接触部７２は、導電性部材である。複数の第１接続部７３のそれぞれは、第１配線７１と複数の第１接触部７２のそれぞれとを互いに接続させるための導電性部材である。複数の第１接続部７３のそれぞれは、主面２ａ上に設けられ、Ｙ方向に沿って延在している。第２配線７４は、複数の第２接触部７５および複数の第２接続部７６は、第１配線７１、複数の第１接触部７２および複数の第１接続部７３とそれぞれ中心線Ａ１に関して線対称となるように構成されている。

【0032】

ところで、第１配線６１は、Ｚ方向において複数の第１接続部６３よりも上方に設けられている。また、第１配線７１は、Ｚ方向において複数の第１接続部７３よりも上方に設けられている。このように、光半導体装置１では、絶縁膜Ｍ２（図３参照）上に形成した電気配線（１層目配線）とそれよりも上方に形成した電気配線（２層目配線）との２つを電気的な接続に使用することができる。すなわち、電気配線として互いに上下関係にある２つの層を使用することができる。

【0033】

第３配線７７は、絶縁膜Ｍ１（図３参照）上に設けられる。第３配線７７の一端は、第１配線７１と電気的に接続され、第３配線７７の他端は、第２配線７４と電気的に接続されている。それぞれの接続は、第２樹脂体５２をＺ方向に貫通するビアを介して行われる。第３配線７７は、１層目配線として形成され、第１配線６１と第２配線６４とは、２層目配線として形成される。第３配線７７を１層目配線で形成し、第３配線６７を２層目配線で形成することにより、相互に電気的に接続されることなく基板２の平面視において交差することができる。

【0034】

基準電位線８は電気信号の基準電位に設定される配線である。第１配線６１および第１配線７１は、例えば、差動信号を伝送する。例えば、第１配線６１は、当該差動信号の正相成分（正相信号）を伝送し、第１配線７１は、当該差動信号の逆相成分（逆相信号）を伝送する。正相信号および逆相信号は、一対の相補信号であり、逆相信号は、正相信号の位相と反対の位相を有する。例えば、正相信号の電圧が増加するとき、逆相信号の電圧は減少し、正相信号の電圧が減少するとき、逆相信号の電圧は増加する。第１配線６１および第１配線７１は、差動信号を伝送する差動伝送線路を構成する。差動伝送線路は、特定の特性インピーダンスを（差動インピーダンス）を有するように構成される。差動特性インピーダンスは、例えば、第１配線６１および第１配線７１のそれぞれの幅を大きくすることにより、小さくすることができる。なお、差動伝送線路は、基準電位線８を使用せずに構成してもよい。

【0035】

光半導体装置１では、入力ポートＰ１からの入力光が、光分波器Ｃ１において２つに分波される。分波された入力光の一方は、第１メサ導波路１４，１８，１６を伝搬し、分波された入力光の他方は、第２メサ導波路１５，１９，１７を伝搬する。第１メサ導波路１４，１６を伝搬する光の位相は、第１信号線６からの電気信号（正相信号）により変化する。第２メサ導波路１５，１７を伝搬する光の位相は、第２信号線７からの電気信号（逆相信号）により変化する。第１メサ導波路１４，１８，１６を伝搬した光と第２メサ導波路１５，１９，１７を伝搬した光とは、光合波器Ｃ２において合波される。これにより、差動信号により変調された出力光が生成される。変調された出力光は、出力ポートＰ２から光半導体装置１の外部へ出射される。

【0036】

図２は、図１に示す光半導体装置１の一部を拡大して示す平面図である。図３は、図２に示す光半導体装置１のIII-III線に沿った断面図である。図２および図３に示されるように、光半導体装置１は、複数の凸部４と、樹脂体５と、保護膜９と、絶縁膜Ｍ１，Ｍ２とをさらに備える。複数の凸部４のことをテラスとも称する。

【0037】

図２に示されるように、複数の凸部４は、複数の第１凸部４１と、複数の第１凸部４２とを含む。複数の第１凸部４１および複数の第１凸部４２は、Ｚ方向から視た場合（基板２の平面視ともいう）、複数の第１凸部４１と複数の第１凸部４２との間に第１素子部１１を挟み込むように、主面２ａ上に設けられる。複数の第１凸部４１は、Ｘ方向に沿って並んでいる。Ｚ方向から視た場合、複数の第１凸部４１と、第１配線６１と、第１素子部１１とは、Ｙ方向に沿ってこの順に並んでいる。すなわち、第１配線６１は、Ｙ方向において複数の第１凸部４１と第１素子部１１との間に配置されている。本明細書において、「第１配線６１は、Ｙ方向において複数の第１凸部４１と第１素子部１１との間に配置されている」とは、第１配線６１がＹ方向において複数の第１凸部４１と重なる場合も含んでいる。第１配線６１が複数の第１凸部４１と重なる場合も含めて、第１配線６１の側面６１ｂは、第１凸部４１のＹ方向の中心と第１素子部１１との間に位置する。なお、本実施形態では、第１配線６１がＹ方向において複数の第１凸部４１と重なっていない。複数の第１凸部４１のそれぞれは、互いに離れている。

【0038】

複数の第１凸部４１のそれぞれは、Ｚ方向から視た場合、例えば、矩形形状を呈している。複数の第１凸部４１のそれぞれのＸ方向の長さＬ１は、例えば、５μｍ以上３０μｍ以下である。複数の第１凸部４１のそれぞれのＹ方向の長さ（幅）Ｗ１は、例えば、５μｍ以上３０μｍ以下である。長さＬ１は、１０μｍ以下であってもよい。幅Ｗ１は、１０μｍ以下であってもよい。幅Ｗ１は、長さＬ１と同じ値であってもよい。互いに隣り合う複数の第１凸部４１同士の間の距離Ｌ２は、例えば、長さＬ１の半分以上長さＬ１の２倍以下である。距離Ｌ２は、互いに隣接する第１凸部４１同士が接触しない限りできるだけ小さく設定されてもよい。

【0039】

複数の第１凸部４２は、Ｘ方向に沿って並んでいる。Ｚ方向から視た場合、複数の第１凸部４２と、第１配線７１と、第１素子部１１とは、Ｙ方向に沿って順に並んでいる。すなわち、第１配線７１は、Ｙ方向において複数の第１凸部４２と第１素子部１１との間に配置されている。本明細書において、「第１配線７１は、Ｙ方向において複数の第１凸部４２と第１素子部１１との間に配置されている」とは、第１配線７１がＹ方向において複数の第１凸部４２と重なる場合も含んでいる。第１配線７１が複数の第１凸部４２と重なる場合も含めて、第１配線７１の側面７１ｂは、第１凸部４２のＹ方向の中心と第１素子部１１との間に位置する。なお、本実施形態では、第１配線７１がＹ方向において複数の第１凸部４２と重なっていない。複数の第１凸部４２のそれぞれは、互いに離れている。

【0040】

複数の第１凸部４２のそれぞれは、Ｚ方向から視た場合、矩形形状を呈している。Ｘ方向に沿った複数の第１凸部４２のそれぞれの長さの範囲は、例えば、長さＬ１に関する上記範囲と同様である。Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４２のそれぞれの幅の範囲は、例えば、幅Ｗ１に関する上記範囲と同様である。互いに隣り合う複数の第１凸部４２同士の間の距離は、例えば、距離Ｌ２に関する上記範囲と同様である。複数の第１凸部４１および複数の第１凸部４２は、第１素子部１１のＸ方向に延伸する中心線Ａ１１に対して線対称となるように形成されていてもよい。

【0041】

第１配線６１は、表面６１ａを有する。表面６１ａは、Ｙ方向に沿って互いに対向する一対の側面６１ｂ，６１ｃと、ＸＹ平面において延在する上面６１ｄとを有している。上面６１ｄは、側面６１ｂ，６１ｃのそれぞれの上辺と連結されている。一対の側面６１ｂ，６１ｃのそれぞれは、Ｚ方向およびＸ方向に延在する。側面６１ｂは、複数の第１凸部４１に近接する側面である。すなわち、Ｚ方向から視た場合、側面６１ｂは、側面６１ｃと比較して、Ｙ方向において複数の第１凸部４１に寄っている。一対の側面６１ｂ，６１ｃのそれぞれは、例えば、ＸＹ平面に沿った主面２ａに対して垂直となるように形成されている。基板２の平面視において、側面６１ｃは第１素子部１１から離隔している。

【0042】

第１配線６１は、Ｙ方向における複数の第１凸部４１の近端Ｏ１から第１素子部１１へ向かって離れている。近端Ｏ１は、第１凸部４１のＹ方向の２つの端のうち第１素子部１１に近接する方の端（第１素子部１１に寄っている方の端）を表す。図２では、複数の第１凸部４１のそれぞれの近端Ｏ１がＹ方向において同じ位置に揃って配置されており、近端Ｏ１を一つの直線で示している。同様に、第１凸部４２の近端Ｏ２を一つの直線で示している。本実施形態では、Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４１と第１配線６１との間の距離Ｗ２が、０μｍより大きい。すなわち、Ｚ方向から視た場合、第１配線６１は、複数の第１凸部４１のそれぞれから離れている。距離Ｗ２は、０μｍであってもよい。距離Ｗ２は、例えば、幅Ｗ１の２倍以下である。

【0043】

第１配線７１は、第１素子部１１のＸ方向に延伸する中心線Ａ１１に関して第１配線６１と互いに線対称となるように構成されている。第１配線７１と複数の第１凸部４２との関係は、第１配線６１と複数の第１凸部４１との関係と同じとなるように構成されている。第１配線７１は、表面７１ａを有する。表面７１ａは、Ｙ方向に沿って互いに対向する一対の側面７１ｂ，７１ｃと、ＸＹ平面において延在する上面７１ｄとを有している。

【0044】

図３に示されるように、複数の第１凸部４１のそれぞれと、複数の第１凸部４２のそれぞれとは、主面２ａ上に設けられる第１半導体層２０を含んでいる。一実施例では、複数の第１凸部４１のそれぞれと、複数の第１凸部４２のそれぞれとは、第１半導体層２０と、基板２の一部と、を含む。複数の第１凸部４１および複数の第１凸部４２は、後述する絶縁膜Ｍ１によって覆われていてもよい。第１半導体層２０の詳細については後述する。

【0045】

複数の凸部４は、他の複数の第１凸部（不図示）を備えていてもよい。この場合、当該複数の第１凸部は、複数の第１凸部４１，４２が第１素子部１１を挟み込むように主面２ａ上に設けられる態様と同様に、第２素子部１２を挟み込むように、主面２ａ上に設けられていてもよい。当該複数の第１凸部は、上述した複数の第１凸部４１，４２の構成と同様の構成を有する。複数の第１凸部４１は、他の複数の第１凸部とともにＸ方向およびＹ方向に個々の第１凸部４１が二次元で配置されていてもよい（図７参照）。そのように凸部（テラス）が二次元に配置された構成をワッフル構造と称する。

【0046】

樹脂体５は、第１樹脂体５１と第２樹脂体５２とを備える。樹脂体５は、上面５ａを有する。上面５ａは、第２樹脂体５２の上面５２ａでもある。上面５ａは、Ｚ方向に沿って主面２ａと並んでいる。樹脂体５は、Ｚ方向において上面５ａと主面２ａとの間に位置する。より詳細には、樹脂体５は、Ｚ方向において上面５ａと後述する底面２ｄとの間に位置する。第１樹脂体５１と第２樹脂体５２とのそれぞれは、例えば、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）を含んでいる。一実施例では、第１樹脂体５１と第２樹脂体５２とのそれぞれは、主にベンゾシクロブテンからなる。

【0047】

第１樹脂体５１は、後述する第１素子部１１のメサ凸部１１ａ（図４参照）の表面上と、第１メサ導波路１４の側面上と、第２メサ導波路１５の側面上と、複数の第１凸部４１の表面上と、複数の第１凸部４２の表面上と、基板２上のうち第１素子部１１と複数の第１凸部４１と複数の第１凸部４２とのいずれも設けられていない部分（底面２ｄ上）とに設けられている。これにより、第１樹脂体５１は、第１素子部１１と、複数の第１凸部４１と、複数の第１凸部４２とを埋め込んでいる。すなわち、樹脂体５が第１素子部１１と、複数の第１凸部４１と、複数の第１凸部４２とを埋め込んでいる。第１樹脂体５１は、上述した他の複数の第１凸部（不図示）が第２素子部１２を挟み込むように主面２ａ上に設けられている場合、当該他の複数の第１凸部を埋め込んでいてもよい。

【0048】

底面２ｄは、主面２ａ上に第１半導体層２０が形成された後に素子部３および複数の凸部４を互いに電気的に分離するために素子部３および複数の凸部４以外の第１半導体層２０を除去して形成される。底面２ｄは、基板２の主面２ａを含む上部が一部分除去されて形成されてもよい。その場合、Ｚ方向において、底面２ｄの高さは、元の主面２ａの高さより低くなる。

【0049】

第１樹脂体５１は、第１素子部１１と、第２素子部１２と、第３素子部１３と、それら素子部の外に設けられた複数の第１凸部と、それら素子部と複数の第１凸部とのいずれも設けられていない部分とに設けられていてもよい。言い換えると、第１樹脂体５１は、基板２上に全面に設けられていてもよい、第１樹脂体５１は、平坦化された表面を有する。この場合、第１樹脂体５１は、素子部３と、複数の第１凸部とを埋め込んでいる。

【0050】

図３に示されるように、第２樹脂体５２は、複数の第１接触部６２、複数の第１接続部６３、複数の第１接触部７２および複数の第１接続部７３を埋め込むように、第１樹脂体５１の平坦化された表面上に設けられている。第２樹脂体５２は、更に複数の第２接触部６５、第２接続部６６、第２接触部７５および第２接続部７６（図１参照）を埋め込むように、第１樹脂体５１上に設けられていてもよい。第２樹脂体５２は、上面５２ａを有する。第１樹脂体５１の平坦化された表面上にさらに上述の第２樹脂体５２による埋込みが行われることにより、上面５２ａは、平坦化されている。上面５２ａは、Ｚ方向に沿って底面２ｄと並んでいる。Ｚ方向に沿った底面２ｄから上面５２ａ（上面５ａ）までの高さＴ１は、例えば、５μｍ以上である。高さＴ１は、樹脂体５の厚さ（膜厚）に相当する。

【0051】

絶縁膜Ｍ１は、底面２ｄと第１樹脂体５１との間に設けられる。絶縁膜Ｍ２は、第１樹脂体５１と第２樹脂体５２との間に設けられる。絶縁膜Ｍ２は、後述する電極Ｅ１（図４参照）と電極Ｅ２（図４参照）とを避けるように、第１樹脂体５１上に設けられている。絶縁膜Ｍ１と絶縁膜Ｍ２とのそれぞれは、例えば、シリコン系無機絶縁膜である。上述の樹脂体５の膜厚Ｔ１は、絶縁膜Ｍ１、Ｍ２のそれぞれの膜厚を含んでいてもよい。

【0052】

第１配線６１は、第２樹脂体５２の上面５２ａ上に設けられている。すなわち、第１配線６１は、樹脂体５の上面５ａ上に設けられている。第１接触部６２は、第２樹脂体５２によって埋め込まれている。第１接続部６３は、第２樹脂体５２内に形成されたスルーホール（不図示）内を通過している。スルーホールは、第２樹脂体５２の上面５２ａから第１接触部６２まで延在している。スルーホール内を通過した第１接続部６３が、第２樹脂体５２によって埋め込まれた第１接触部６２まで到達している。

【0053】

第１配線７１は、第２樹脂体５２の上面５２ａ上に設けられている。すなわち、第１配線７１は、樹脂体５の上面５ａ上に設けられている。第１接触部７２は、第２樹脂体５２によって埋め込まれている。第１接続部７３は、第２樹脂体５２内に形成されたスルーホール（不図示）内を通過している。スルーホールは、第２樹脂体５２の上面５２ａから第１接触部７２まで延在している。スルーホール内を通過した第１接続部７３が、第２樹脂体５２に埋め込まれた第１接触部７２まで到達している。

【0054】

樹脂体５の上面５ａは、第１樹脂体５１によって素子部３および複数の第１凸部４１，４２を埋込み、さらに第２樹脂体５２によって第１接触部６２，７２および第１接続部６３，７３を埋込むことによって平坦化されている。

【0055】

保護膜９は、第１配線６１の表面６１ａ上と、第１配線７１の表面７１ａ上と、に設けられている。保護膜９は、樹脂体５の上面５ａ上の一部であって、第１配線６１と第１配線７１とのいずれも設けられていない部分にさらに設けられている。言い換えると、保護膜９は、上面５ａ上に全面に設けられている。保護膜９は、第１配線６１，７１の表面６１ａ，７１ａおよび第１配線６１，７１の設けられていない上面５ａを外部から保護する。保護膜９は、例えば、シリコン系無機絶縁膜である。

【0056】

保護膜９は、第１配線６１の側面６１ｂ，６１ｃのうちＹ方向において複数の第１凸部４１に近い側面６１ｂ上に設けられる第１部分９１と、樹脂体５の上面５ａ上に設けられ、第１部分９１と連結される第２部分９２と、を含んでいる。第２部分９２は、Ｙ方向に沿って側面６１ｂから第１凸部４１のＹ方向の中心まで延在している。保護膜９は、第１配線６１と同様に第１配線７１に関して第３部分９３および第４部分９４をさらに含んでいる。

【0057】

図４は、光半導体装置１が備える第１素子部１１の周辺構造を示す断面図である。第１素子部１１は、メサ凸部１１ａと、メサ凸部１１ａ上に設けられる第１メサ導波路１４と、メサ凸部１１ａ上に設けられる第２メサ導波路１５とを有する。メサ凸部１１ａの上面の底面２ｄからの高さＴ２は、例えば、複数の第１凸部４１および複数の第１凸部４２（図３参照）のそれぞれの底面２ｄからの高さと同じである。メサ凸部１１ａの主面２ａからの高さと、複数の第１凸部４１および複数の第１凸部４２のそれぞれの底面２ｄからの高さとは、互いに異なっていてもよい。なお、それぞれの高さは、絶縁膜Ｍ１の膜厚を含んでいてもよい。

【0058】

メサ凸部１１ａは、主面２ａ上に設けられる第１半導体層２０を含んでいる。一実施例では、メサ凸部１１ａは、第１半導体層２０と、基板２の一部と、を含む。第１メサ導波路１４と第２メサ導波路１５とのそれぞれは、第１半導体層２０の一部と、第１半導体層２０の該一部上に設けられるコア層２１と、コア層２１上に設けられる第２半導体層２２と、を含んでいる。第１半導体層２０は、例えばｐ型ＩｎＰといったIII－Ｖ族化合物半導体を含んでいる。コア層２１は、ｉ型の半導体層（アンドープ半導体層）である。コア層２１は、多重量子井戸構造を有してもよい。コア層２１は、例えばＡｌＧａＩｎＡｓ系のIII－Ｖ族化合物半導体を含んでいる。第２半導体層２２は、例えばｎ型ＩｎＰといったIII－Ｖ族化合物半導体を含んでいる。図１に示される第２素子部１２と第３素子部１３とのそれぞれは、メサ凸部１１ａの態様と同様である凸部（不図示）を含んでいてもよい。第１メサ導波路１６，１８と第２メサ導波路１７，１９とのそれぞれは、第１半導体層２０の一部と、コア層２１と、第２半導体層２２と、を含んでいてもよい。第１凸部４１，４２は、メサ凸部１１ａをエッチングにより形成する際に、同時に形成され得る。絶縁膜Ｍ１は、メサ凸部１１ａの側面上、メサ凸部１１ａの上面の第１メサ導波路１４および第２メサ導波路１５以外の部分と、に設けられていてもよい。絶縁膜Ｍ１は、第１メサ導波路１４および第２メサ導波路１５の側面上にさらに設けられていてもよい。

【0059】

図４に示されるＺ方向に沿った底面２ｄからメサ凸部１１ａの上面までの高さＴ２は、例えば、２μｍ以上４μｍ以下である。高さＴ２が２μｍ以上であることにより、第１素子部１１を素子部３以外の部分から電気的に分離することができる。例えば、基板２上に素子部３と同じ構造の別の素子部を形成する場合、それらの素子部以外の部分の第１半導体層２０を除去することによって素子部３のメサ凸部と別の素子部のメサ凸部とを互いに電気的に分離することができる。高さＴ２が４μｍ以下であることにより、樹脂体５の膜厚Ｔ１が過度に厚くならずに済む。膜厚Ｔ１（図３参照）は、メサ凸部１１ａの高さＴ２より第１素子部１１の上部の樹脂体５の膜厚Ｔ３（図３参照）の分だけ大きくなる。なお、第１半導体層２０の厚さが４μｍ以上の場合、高さＴ２は４μｍを超えてもよい。メサ凸部１１ａのＴ２が大きくなると、樹脂体５の膜厚Ｔ１も大きくなる。メサ凸部１１ａの上面と樹脂体５の上面５ａとの間の距離を膜厚Ｔ３とすると、高さＴ２と膜厚Ｔ３との和は、膜厚Ｔ１に等しくなる。膜厚Ｔ３は、例えば、１μｍ以上である。膜厚Ｔ３が大きくなると、樹脂体５の上面５ａの平坦度が悪くなる場合がある。

【0060】

電極Ｅ１は、第１メサ導波路１４に含まれる第２半導体層２２上に設けられている。第１接触部６２は、電極Ｅ１と接触するように電極Ｅ１上に設けられる。電極Ｅ２は、第２メサ導波路１５に含まれる第２半導体層２２上に設けられている。第１接触部７２は、電極Ｅ２と接触するように電極Ｅ２上に設けられる。第２素子部１２についても、第１素子部１１と同様に、第１メサ導波路１６および第２メサ導波路１７のそれぞれの上に電極が設けられる。

【0061】

以上に説明した本実施形態に係る光半導体装置１の作用効果について、図５を参照しつつ、説明する。図５の（ａ）部は、複数の第１凸部４１の近端Ｏ１が第１配線６１からＹ方向に沿って離れている状態の断面図を模式的に示す図である。近端Ｏ１は、第１凸部４１がＹ方向において有する２つの端のうち、第１素子部１１に近い方の端を表す。遠端Ｕ１は、近端Ｏ１よりも第１素子部１１から遠い方の端を表す。Ｙ方向において、近端Ｏ１は、第１素子部１１および遠端Ｕ１の間に位置する。光半導体装置１では、複数の第１凸部４１が樹脂体５によって埋め込まれていることにより、樹脂体５の近端Ｏ１におけるＺ方向の上端ＴＯ１より接触点Ｒが低くなるように、樹脂体５の上面５ａの一部Ｖ１が傾斜する。ここで、接触点Ｒは、側面６１ｂのＺ方向の下端が樹脂体５の上面５ａに接する点を表す。上面５ａの一部Ｖ１は、接触点Ｒおよび上端ＴＯ１と含む。Ｙ方向において接触点Ｒが近端Ｏ１と第１素子部１１との間に位置するように第１凸部４１が設けられている。このため、第１配線６１が有する一対の側面６１ｂ，６１ｃのうち近端Ｏ１に近接する側面６１ｂと、樹脂体５の上面５ａの一部Ｖ１との為す夾角βが、鋭角となる。換言すると、接触点Ｒを通り、主面２ａに平行な仮想面Ｋに対する、樹脂体５の上面５ａの勾配角γが、０°より大きくなっている。保護膜９の第２部分９２の膜厚が、保護膜９の第１部分９１の膜厚と等しいとき、夾角αは、夾角βと等しくなる。よって、側面６１ｂ上に設けられる保護膜９の第１部分９１と、樹脂体５の上面５ａ上に設けられ、Ｙ方向に沿って側面６１ｂから近端Ｏ１へ向かって延在する保護膜９の第２部分９２との為す夾角αが、鋭角となっている。例えば、夾角αおよび夾角βの値は、例えば、８８°以上９０°未満である。なお、夾角αおよび夾角βは、８８°以下であってもよい。図３に示される第３部分９３と第４部分９４とが為す夾角もまた、第１部分９１と第２部分９２との為す夾角αの態様と同様に、鋭角となっている。ここで、夾角α、βおよび勾配角γは、いずれもＹＺ平面に平行な断面における角度を表している。したがって、当該断面を顕微鏡で観察することによって夾角αまたは夾角βを確認することができる。

【0062】

図５の（ｂ）部は、参考例として、複数の第１凸部４１の近端Ｏ１が第１配線６１の側面６１ｂと第１素子部１１（図３参照）との間に位置するように第１凸部４１が設けられている状態の断面図を模式的に示す図である。図５の（ｂ）部を参照しつつ、第１配線６１の側面６１ｂが第１凸部４１の上方に設けられた場合における、第１部分９１と第２部分９２とが為す角αについて説明する。Ｙ方向において、側面６１ｂの接触点Ｒは近端Ｏ１における上端ＴＯ１および遠端Ｕ１における上端ＴＵ１よりも第１凸部４１の中央に近くなっている。樹脂体５の厚さ（膜厚）は、第１凸部４１の上において中央が最も大きく、中央から近端Ｏ１あるいは遠端Ｕ１に近づくほど小さくなる。したがって、Ｚ方向において、樹脂体５の遠端Ｕ１におけるＺ方向の上端ＴＵ１は、接触点Ｒよりも低くなる。このため、側面６１ｂと、樹脂体５の上面５ａの一部Ｖ２との為す角βが、９０°以上となり、保護膜９の第１部分９１と保護膜９の第２部分９２との為す角αも９０°以上となる。

【0063】

上述のように本実施形態に係る光半導体装置１では、複数の第１凸部４１の近端Ｏ１および第１素子部１１（図３参照）が第１配線６１を挟むように構成されることにより、側面６１ｂに設けられる保護膜９の第１部分９１と、樹脂体５の上面５ａ上に設けられる保護膜９の第２部分９２との為す角αが鋭角となっている。このため、保護膜９の成膜時において、樹脂体５の線膨張係数と第１配線６１の線膨張係数との差に起因して生じる、第１部分９１と第２部分９２との間における応力は、保護膜９の第１部分９１と保護膜９の第２部分９２との為す角が９０°以上である場合と比較して、小さくなる。したがって、光半導体装置１によれば、樹脂体５および第１配線６１を保護する保護膜９における応力を低減できる。

【0064】

さらに、光半導体装置１では、複数の第１凸部４１はそれぞれが互いに離れてＸ方向に沿って配置されている。基板２の平面視において、複数の第１凸部４１の総面積は、一つの第１凸部４１が連続してＹ方向に延在する場合の面積と比較して、小さくなる。複数の第１凸部４１においては、電気信号が第１配線６１を伝搬する際の電磁誘導効果によって個々の第１凸部４１の第１半導体層２０に渦電流が流れて渦電流損が発生し得る。渦電流損は、個々の第１凸部４１の上面の面積が小さくなることにより、低減される。このため、複数の第１凸部４１のそれぞれを互いに離して構成することにより、一つの第１凸部４１をＸ方向に延在して構成した場合と比較して、渦電流損を低減できる。よって、光半導体装置１のＥＯ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｏｐｔｉｃａｌ）応答特性に対する渦電流損の影響を、複数の第１凸部４１のそれぞれを互いに離隔せずに構成した場合と比較して、低減できる。

【0065】

光半導体装置１では、互いに隣り合う複数の第１凸部４１同士の間の距離Ｌ２が、例えば、５μｍ以上２０μｍ以下である。距離Ｌ２が５μｍ以上であることにより、複数の第１凸部４１の上面の総面積は、一つの第１凸部４１をＸ方向に沿って複数の第１凸部４１の全長と同じ全長となるように延在して形成した場合の上面の面積と比較して、より小さくなる。このため、複数の第１凸部４１における渦電流損を、一つの第１凸部４１をＸ方向に延在して構成した場合と比較して、より低減できる。よって、光半導体装置１のＥＯ応答特性に対する渦電流損の影響をより低減できる。ところで、互いに隣接する第１凸部４１の間では、第１凸部４１が無いため、樹脂体５の上面５ａの勾配角γは、第１凸部４１がある部分の勾配角γ（図５の（ａ）部参照）より相対的に減少する。距離Ｌ２が２０μｍ以下であることにより、そのような相対的な減少を低減して樹脂体５の上面５ａの一部Ｖ１を、より確実に傾斜させることができる。

【0066】

光半導体装置１においては、第１信号線６および第２信号線７によって構成される差動伝送線路が有する特性インピーダンスを調整するために、Ｙ方向に沿った第１配線６１，７１の幅を広げることがある。この場合、温度変化によって第１配線６１が熱膨張・熱収縮する際に、保護膜９におけるＹ方向の応力が大きくなるので、第１部分９１と第２部分９２との間における応力が大きくなることがある。このような場合であっても、光半導体装置１では、第１部分９１と第２部分９２との為す角αが鋭角であることから、第１部分９１と第２部分９２との間における応力の影響を低減できる。したがって、光半導体装置１によれば、第１部分９１と第２部分９２との間における応力を低減しつつ、差動伝送線路の特性インピーダンスを調整できる。

【0067】

光半導体装置１では、Ｚ方向から視た場合、第１配線６１が、複数の第１凸部４１のそれぞれから離れている。これにより、Ｙ方向における第１配線６１と複数の第１凸部４１との間の距離が長くなるため、複数の第１凸部４１における渦電流損を更に低減できる。よって、光半導体装置１のＥＯ応答特性に対する渦電流損の影響を更に低減できる。

【0068】

光半導体装置１では、Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４１と第１配線６１との間の距離Ｗ２が、例えば、２０μｍ以下である。距離Ｗ２が２０μｍ以下であることにより、第１配線６１の側面６１ｂが、樹脂体５の上面５ａ上であってより傾斜する部分に位置する。これにより、側面６１ｂと、樹脂体５の上面５ａとの為す夾角βが９０°より小さくなるため、保護膜９の第１部分９１と保護膜９の第２部分９２との為す夾角αを９０°より小さくすることができる。したがって、光半導体装置１によれば、樹脂体５および第１配線６１を保護する保護膜９における応力をより低減できる。なお、距離Ｗ２は、幅Ｗ１より小さくてもよい。例えば、距離Ｗ２が幅Ｗ１を超えて大きくなるにつれて夾角βおよび夾角αは９０°に近づく。

【0069】

光半導体装置１では、樹脂体５が、ベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）を含んでいる。樹脂体５が熱硬化性を有するため、樹脂体５を容易に形成することができる。

【0070】

光半導体装置１では、Ｘ方向に沿った複数の第１凸部４１のそれぞれの長さＬ１が、例えば、５μｍ以上３０μｍ以下である。光半導体装置１では、Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４１のそれぞれの幅Ｗ１が、例えば、５μｍ以上３０μｍ以下である。長さＬ１が５μｍ以上、かつ、幅Ｗ１が５μｍ以上であることにより、複数の第１凸部４１を容易に設けることができる。長さＬ１が３０μｍ以下、かつ、幅Ｗ１が３０μｍ以下であることにより、Ｚ方向からの平面視において複数の第１凸部４１のそれぞれの面積が小さくなるので、電気信号を第１配線６１で伝送するときの複数の第１凸部４１における渦電流損を更に低減できる。よって、光半導体装置１のＥＯ応答特性に対する渦電流損の影響を更に低減できる。

【0071】

光半導体装置１では、Ｘ方向に沿った複数の第１凸部４１のそれぞれの長さＬ１が、例えば、１０μｍ以下である。光半導体装置１では、Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４１のそれぞれの幅Ｗ１が、例えば、１０μｍ以下である。長さＬ１が１０μｍ以下、かつ、幅Ｗ１が１０μｍ以下であることにより、Ｚ方向からので平面視において複数の第１凸部４１のそれぞれの面積がより小さくなるので、電気信号を第１配線６１で伝送するときの複数の第１凸部４１における渦電流損を顕著に低減できる。よって、光半導体装置１のＥＯ応答特性に対する渦電流損の影響を顕著に低減できる。

【0072】

［変形例］
以下では、図６、図７および図８を参照しながら、上記実施形態の変形例に係る光半導体装置１Ａ，１Ｂを説明する。なお、変形例の説明において上記実施形態と重複する記載は省略し、上記実施形態と異なる部分を記載する。つまり、技術的に可能な範囲において、変形例に上記実施形態の記載を適宜用いてもよい。

【0073】

（第１変形例）
図６は、第１変形例に係る光半導体装置１Ａの一部を拡大して示す平面図である。光半導体装置１Ａは、複数の第１凸部４１Ａと複数の第１凸部４２Ａとを備える。光半導体装置１Ａでは、Ｚ方向からの平面視において、複数の第１凸部４１Ａ，４２Ａの位置が、光半導体装置１の複数の第１凸部４１，４２の位置と相違している。他の点において、複数の第１凸部４１Ａ，４２Ａの構成は、複数の第１凸部４１，４２の構成と同様である。

【0074】

Ｚ方向から視た場合、第１配線６１の一部は、複数の第１凸部４１Ａのそれぞれの一部と重なっている。Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４１Ａのそれぞれと第１配線６１とが重なっている部分の幅（第１凸部４１Ａの近端Ｏ３と側面６１ｂとの間の距離）をＷ３とした場合、幅Ｗ３は、０μｍより大きく、かつ、Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４１Ａのそれぞれの幅Ｗ１の半分より小さい。

【0075】

Ｚ方向から視た場合、第１配線７１の一部は、複数の第１凸部４２Ａのそれぞれの一部と重なっている。Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４２Ａのそれぞれと第１配線７１とが重なっている部分の幅の範囲は、幅Ｗ３に関する上記範囲と同様である。

【0076】

以上に説明した光半導体装置１Ａの構成であっても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。さらに、光半導体装置１Ａでは、Ｚ方向から視た場合、第１配線６１の一部が、複数の第１凸部４１Ａのそれぞれの一部と重なっている。このため、複数の第１凸部４１Ａを第１配線６１に近づけることができるので、Ｙ方向に沿った光半導体装置１の幅が広くなることを抑制できる。加えて、第１配線６１の一部が複数の第１凸部４１Ａのそれぞれの一部と重なっていることから、第１配線６１の側面６１ｂが、Ｙ方向における複数の第１凸部４１Ａの中心と近端Ｏ３との間に設けられる。このため、第１配線６１は、樹脂体５の上面５ａ上の一部であってより傾斜する部分に設けられる。これにより、接触点Ｒを通り主面２ａに平行な仮想面ＫのＹ方向の高さは、第１凸部４１ＡのＹ方向の中心での樹脂体５の高さより低くなる。よって、保護膜９の第１部分９１と、保護膜９の第２部分９２との為す夾角αが、９０°より小さくなる。光半導体装置１Ａによれば、第１部分９１と第２部分９２との間に生じる応力をより低減できる。

【0077】

（第２変形例）
図７は、第２変形例に係る光半導体装置１Ｂの一部を拡大して示す平面図である。図８は、第２変形例に係る光半導体装置１Ｂの断面図を模式的に示す図である。光半導体装置１Ｂは、光半導体装置１と同様の構成を備えると共に、複数の第２凸部４３と、複数の第２凸部４４とをさらに備える。

【0078】

図７に示されるように、複数の第２凸部４３は、主面２ａ上に設けられ、Ｘ方向に沿って並んでいる。Ｚ方向から視た場合、複数の第２凸部４３は、第１配線６１の内側に位置している。言い換えると、複数の第２凸部４３は、複数の第１凸部４１と第１素子部１１との間に位置している。複数の第２凸部４３のそれぞれは、第１半導体層２０（図３参照）を含んでいる。一実施例では、複数の第２凸部４３のそれぞれは、第１半導体層２０と、基板２の一部と、を含む。複数の第２凸部４３は、樹脂体５（図３参照）が複数の第１凸部４１を埋め込む態様と同様に、樹脂体５に埋め込まれる。

【0079】

複数の第２凸部４４は、主面２ａ上に設けられ、Ｘ方向に沿って並んでいる。複数の第２凸部４４のそれぞれは、第１半導体層２０を含んでいてもよい。一実施例では、複数の第２凸部４４のそれぞれは、第１半導体層２０と、基板２の一部と、を含む。複数の第２凸部４４は、Ｚ方向から視た場合、第１配線７１の内側に位置している。言い換えると、複数の第２凸部４４は、複数の第１凸部４２と第１素子部１１との間に位置している。複数の第２凸部４４は、樹脂体５（図３参照）が複数の第１凸部４１を埋め込む態様と同様に、樹脂体５に埋め込まれる。

【0080】

複数の第２凸部４３のそれぞれ、および、複数の第２凸部４４のそれぞれは、Ｚ方向から視た場合、矩形形状を呈している。Ｘ方向に沿った複数の第２凸部４３のそれぞれの長さの範囲、および、複数の第２凸部４４のそれぞれの長さの範囲は、例えば、複数の第１凸部４１のそれぞれの長さＬ１（図２参照）の範囲と同様である。Ｙ方向に沿った複数の第２凸部４３のそれぞれの幅の範囲、および、複数の第２凸部４４のそれぞれの幅の範囲は、例えば、複数の第１凸部４１のそれぞれの幅Ｗ１（図２参照）の範囲と同様である。複数の第２凸部４３のそれぞれは、互いに離れている。複数の第２凸部４４のそれぞれは、互いに離れている。互いに隣り合う複数の第２凸部４３同士の間の距離の範囲、および、互いに隣り合う複数の第２凸部４４同士の間の距離の範囲は、例えば、互いに隣り合う複数の第１凸部４１同士の間の距離Ｌ２（図２参照）の範囲と同様である。

【0081】

複数の第２凸部４３は、Ｙ方向において複数の第１凸部４１から離れている。Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４１と複数の第２凸部４３との間の距離Ｗ４は、例えば、距離Ｗ２以上幅Ｗ１の２倍以下である。

【0082】

複数の第２凸部４４は、Ｙ方向において複数の第１凸部４２から離れている。Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４２と複数の第２凸部４４との間の距離の範囲は、例えば、Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４１と複数の第２凸部４３との間の距離Ｗ４の範囲と同様である。

【0083】

図８を参照しつつ、第１配線６１の周辺における樹脂体５の上面５ａの起伏について説明する。ここで、Ｙ方向における複数の第２凸部４３の遠端をＵ４、Ｙ方向における近端Ｏ１と遠端Ｕ４との間の中心を中間Ｑとする。光半導体装置１Ｂでは、複数の第２凸部４３を設けることにより、樹脂体５の上面５ａの一部Ｖ３が、樹脂体５の遠端Ｕ４におけるＺ方向の上端ＴＵ４が中間ＱにおけるＺ方向の上端ＴＱより高くなるように傾斜する。すなわち、光半導体装置１Ｂでは、樹脂体５の上面５ａのうち第１配線６１の側面６１ｂが設けられている部分における底面２ｄへ向かう窪みが抑制されている。このため、樹脂体５の上面５ａのうち第１配線６１の側面６１ｂが設けられている部分の周辺が平坦に近づいている。第１配線７１の周辺における樹脂体５の上面５ａの起伏は、第１配線６１の周辺における樹脂体５の上面５ａの起伏と同様である。

【0084】

光半導体装置１Ｂにおいて、第１配線６１は、Ｙ方向に沿って側面６１ｂが近端Ｏ１と中間Ｑとの間に位置するように、樹脂体５の上面５ａ上に設けられる。このため、保護膜９の第１部分９１と、保護膜９の第２部分９２との為す夾角が鋭角である。第１配線７１は、第１配線６１が樹脂体５の上面５ａ上に設けられる態様と同様に、樹脂体５の上面５ａ上に設けられる。

【0085】

以上に説明した光半導体装置１Ｂの構成であっても、上記実施形態と同様の作用効果が奏される。さらに、光半導体装置１Ｂは、主面２ａ上に設けられ、Ｘ方向に沿って並んでいる複数の第２凸部４３を備える。複数の第２凸部４３は、樹脂体５に埋め込まれる。複数の第２凸部４３のそれぞれは、互いに離れると共に、第１半導体層２０を含み、Ｚ方向から視た場合、複数の第２凸部４３は、第１配線６１の内側に位置している。複数の第２凸部４３が第１配線６１の内側に位置しているため、樹脂体５の上面５ａのうち第１配線６１の側面６１ｂが設けられている部分が平坦に近づく。よって、第１配線６１の側面６１ｂにおける応力を緩和できる。

【0086】

光半導体装置１Ｂでは、Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４１のそれぞれと複数の第２凸部４３のそれぞれとの間の距離Ｗ４が、例えば、距離Ｗ２以上幅Ｗ１の２倍以下である。距離Ｗ４が距離Ｗ２以上である場合、第１配線６１の側面６１ｂの周囲を平坦化できる。距離Ｗ４が幅Ｗ１の２倍以下である場合、Ｙ方向において中間Ｑを側面６１ｂに近接して設定できる。それにより、第１配線６１の側面６１ｂの周囲を確実に平坦化できる。

【0087】

以上、本開示の実施形態について詳細に説明してきたが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく様々な実施形態に適用することができる。例えば、第１素子部と、第２素子部と、第３素子部とでは、第１半導体層がｎ型ＩｎＰといったIII－Ｖ族化合物半導体を含み、コア層がＡｌＧａＩｎＡｓ系のIII－Ｖ族化合物半導体を含み、第２半導体層２２がｐ型ＩｎＰといったIII－Ｖ族化合物半導体を含んでいてもよい。第１素子部と、第２素子部と、第３素子部とは、第１半導体層中のドーパントの基板への拡散を防止する拡散防止層さらに備えてもよい。第１素子部と、第２素子部と、第３素子部とは、基板中のドーパントの第１半導体層への拡散を防止する拡散防止層さらに備えてもよい。例えば、そのような拡散防止層を備える場合、それによりメサ凸部１１ａの高さＴ２は増加し、それに伴って樹脂体５の膜厚Ｔ１も増加する。樹脂体５の膜厚Ｔ１が大きくなると、上面５ａの平坦性が低下するが、上述のように凸部４を設けることによって配線の側面に生じる応力を緩和できる。

【0088】

第１信号線および第２信号線における信号の速度が遅い場合、光半導体装置のＥＯ応答特性に対する渦電流損の影響を許容できることがある。この場合、Ｘ方向に沿った複数の第１凸部のそれぞれの長さを３０μｍより長くしてもよく、Ｙ方向に沿った複数の第１凸部のそれぞれの幅を３０μｍより広くしてもよい。互いに隣り合う複数の第１凸部同士の間の距離は、互いに隣接する第１凸部４１同士が接触しない限りできるだけ小さく設定されてもよい。

【0089】

Ｘ方向に沿って並ぶ複数の第２凸部からなる列は、Ｙ方向に沿って複数並んでいてもよい。この場合、樹脂の表面のうち第１配線が設けられている部分が、平坦に更に近づく。このため、第１配線の側面における応力が更に緩和される。

【0090】

［実施例］
以下、上記実施形態に係る光半導体装置のＥＯ応答特性をシミュレーションした結果について説明する。ただし、本開示は、以下の実施例に限定されるものではない。

【0091】

実施例１に係る光半導体装置１では、複数の第１凸部４１のそれぞれのＸ方向の長さＬ１を１０μｍ、複数の第１凸部４１のそれぞれのＹ方向の幅Ｗ１を１０μｍ、互いに隣り合う複数の第１凸部４１同士の間の距離Ｌ２を１０μｍ、Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４１と第１配線６１との間の距離Ｗ２を１２．５μｍとした。実施例１に係る光半導体装置１では、複数の第１凸部４２のそれぞれのＸ方向の長さを１０μｍ、複数の第１凸部４２のそれぞれのＹ方向の幅を１０μｍ、互いに隣り合う複数の第１凸部４２同士の間の距離を１０μｍ、Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４２と第１配線７１との間の距離を１２．５μｍとした。複数の第１凸部４１および複数の第１凸部４２は、第１素子部１１のＸ方向に延伸する中心線Ａ１１に関して線対称となるように配置されている。

【0092】

実施例２に係る光半導体装置１では、複数の第１凸部４１のそれぞれのＸ方向の長さＬ１を４０μｍ、複数の第１凸部４１のそれぞれのＹ方向の幅Ｗ１を４０μｍ、互いに隣り合う複数の第１凸部４１同士の間の距離Ｌ２を１０μｍ、Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４１と第１配線６１との間の距離Ｗ２を１２．５μｍとした。実施例２に係る光半導体装置１では、複数の第１凸部４２のそれぞれのＸ方向の長さを４０μｍ、複数の第１凸部４２のそれぞれのＹ方向の幅を４０μｍ、互いに隣り合う複数の第１凸部４２同士の間の距離を１０μｍ、Ｙ方向に沿った複数の第１凸部４２と第１配線７１との間の距離を１２．５μｍとした。比較例に係る光半導体装置では、複数の第１凸部４１，４２が設けられていない。

【0093】

上記実施例および比較例に対して、ＥＯ応答特性をシミュレーションした結果を図９に示す。図９の（ａ）部は、実施例１に係る光半導体装置１のＥＯ応答特性を示すグラフＧ１と、実施例２に係る光半導体装置１のＥＯ応答特性を示すグラフＧ２とを示すグラフであり、図９の（ｂ）部は、比較例に係る光半導体装置のＥＯ応答特性を示すグラフＧ３を示すグラフである。図９の（ａ）部および（ｂ）部のそれぞれのグラフにおいて、横軸が周波数［ＧＨｚ］を示し、縦軸がＥＯ応答特性［ｄＢ］を示している。縦軸は、１０ＧＨｚのときの光出力パワーを基準としており、いずれのグラフも１０ＧＨｚで０ｄＢとなっている。ＥＯ応答特性は、高い周波数まで値が大きいことが好ましい。実施例１に係る光半導体装置１のＥＯ応答特性は、実施例２に係る光半導体装置１のＥＯ応答特性と比較して優れている。実施例１に係る光半導体装置１では、複数の第１凸部４１，４２の大きさが、実施例２に係る光半導体装置１が備える複数の第１凸部４１，４２の大きさと比較して小さくなっている。このため、実施例１に係る光半導体装置１のＥＯ応答特性に対する渦電流損の影響は、実施例２に係る光半導体装置１のＥＯ応答特性に対する渦電流損の影響と比較して、小さくなる。実施例１に係る光半導体装置１のＥＯ応答特性は、比較例に係る光半導体装置のＥＯ応答特性と概ね同じである。実施例１に係る光半導体装置１の３ｄＢ帯域は、実施例２に係る光半導体装置１の３ｄＢ帯域より広く、比較例に係る光半導体装置の３ｄＢ帯域と概ね同じであった。以上の結果は、実施例１に係る光半導体装置１では、複数の第１凸部４１，４２の大きさが小さいため、複数の第１凸部４１，４２を設けた場合であっても、渦電流損によるＥＯ応答特性の劣化がほとんど無いことを示している。したがって、本実施例によれば、ＥＯ特性への影響を低減しつつ樹脂体および配線を保護する保護膜における応力を低減できる。なお、実施例２に係る光半導体装置１において、ＥＯ応答特性の劣化は、許容できるレベルまで抑えられている。実施例１および実施例２の相互の比較により、ＥＯ応答特性をより高い周波数まで広帯域化するためには、第１配線６１を伝達する電気信号の第１凸部４１による渦電流損を低減するために複数の第１凸部４１のそれぞれのＸ方向の長さＬ１およびそれぞれのＹ方向の幅Ｗ１は小さくすることが好ましいことが理解される。なお、その場合に、そのＹ方向の幅Ｗ１に応じて複数の第１凸部４１と第１配線６１との間の距離Ｗ２が設定されてもよい。

【符号の説明】

【0094】

１，１Ａ，１Ｂ…光半導体装置
２…基板
２ａ…主面
２ｂ…縁
２ｃ…縁
３…素子部（メサ）
４…凸部（テラス）
５…樹脂体
５ａ…上面
６…第１信号線
７…第２信号線
８…基準電位線
９…保護膜
１１…第１素子部
１１ａ…メサ凸部
１２…第２素子部
１３…第３素子部
１４…第１メサ導波路
１４ａ…一端
１５…第２メサ導波路
１５ａ…一端
１６…第１メサ導波路
１６ａ…一端
１７…第２メサ導波路
１７ａ…一端
１８…第１メサ導波路
１８ａ…一端
１８ｂ…他端
１９…第２メサ導波路
１９ａ…一端
１９ｂ…他端
２０…第１半導体層
２１…コア層
２２…第２半導体層
４１，４１Ａ…第１凸部
４２，４２Ａ…第１凸部
４３…第２凸部
４４…第２凸部
５１…第１樹脂体
５２…第２樹脂体
５２ａ…上面
６１…第１配線
６１ａ…表面
６１ｂ…側面
６１ｃ…側面
６１ｄ…上面
６２…第１接触部
６３…第１接続部
６４…第２配線
６５…第２接触部
６６…第２接続部
６７…第３配線
７１…第１配線
７１ａ…表面
７１ｂ…側面
７１ｃ…側面
７１ｄ…上面
７２…第１接触部
７３…第１接続部
７４…第２配線
７５…第２接触部
７６…第２接続部
７７…第３配線
９１…第１部分
９２…第２部分
９３…第３部分
９４…第４部分
Ａ１，Ａ１１…中心線
Ｃ１…光分波器
Ｃ２…光合波器
Ｅ１…電極
Ｅ２…電極
Ｋ…仮想面
Ｍ１…絶縁膜
Ｍ２…絶縁膜
Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３…近端
Ｐ１…入力ポート
Ｐ２…出力ポート
Ｑ…中間
Ｒ…接触点
Ｓ１…入力導波路
Ｓ２…出力導波路
ＴＯ１、ＴＵ１…上端
Ｕ１、Ｕ４…遠端
Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３…一部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】