特開 2024-131024 光位相変調器

(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】P2024131024

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】光位相変調器

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/025 20060101AFI20240920BHJP

   G02B 6/12 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

G02F1/025

G02B6/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023041034

(22)【出願日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】520124752

【氏名又は名称】株式会社ミライズテクノロジーズ

(74)【代理人】

【識別番号】110001128

【氏名又は名称】弁理士法人ゆうあい特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】武 直矢

(72)【発明者】

【氏名】山下 達弥

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 拓

(72)【発明者】

【氏名】小田 敏宏

【テーマコード（参考）】

2H147

2K102

【Ｆターム（参考）】

2H147AB02

2H147AB11

2H147AC01

2H147AC04

2H147BA05

2H147DA15

2H147EA13A

2H147EA13C

2H147EA14B

2H147GA00

2K102AA17

2K102BA02

2K102BB04

2K102BC04

2K102BD01

2K102CA10

2K102DA05

2K102DC08

2K102DD03

2K102EA08

2K102EB23

(57)【要約】

【課題】、リブ部の温度と温度センス素子で検出される温度との差を小さくしつつ、設計が複雑になることを抑制する。
【解決手段】半導体層を有する半導体基板と、半導体層に、一方向を延設方向として延設され、光が伝搬されると共にＰＮ接合を有する構成とされたリブ部２２を有する変調部Ｍと、リブ部２２の温度に基づいた検出信号を出力する温度センス素子４０と、半導体層を覆い、半導体層よりも伝熱性が低い材料で構成された層間絶縁膜と、を備える。温度センス素子は、半導体層に不純物がドープされた不純物層４１、４２で構成されるＰＮダイオードとされ、変調部Ｍと温度センス素子４０との間は、アンドープ層である半導体層で構成される絶縁部３５が配置されるようにする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光位相変調器であって、
半導体層（１３）を有する半導体基板（１０）と、
前記半導体層に、一方向を延設方向として延設され、光が伝搬されると共にＰＮ接合を有する構成とされたリブ部（２２）を有する変調部（Ｍ）と、
前記リブ部の温度に基づいた検出信号を出力する温度センス素子（４０）と、
前記半導体層を覆い、前記半導体層よりも伝熱性が低い材料で構成された層間絶縁膜（５０）と、を備え、
前記温度センス素子は、前記半導体層に不純物がドープされた不純物層（４１、４２）で構成されるＰＮダイオードとされ、
前記変調部と前記温度センス素子との間は、アンドープ層である前記半導体層で構成される絶縁部（３５）が配置されている光位相変調器。

【請求項2】

前記変調部は、複数備えられている請求項１に記載の光位相変調器。

【請求項3】

前記温度センス素子は、隣合う前記変調部の間に配置されている請求項２に記載の光位相変調器。

【請求項4】

隣合う前記変調部は、対向する部分にそれぞれ窪み部（３６、３７）が形成されており、
前記温度センス素子は、隣合う前記変調部に形成されたそれぞれの前記窪み部を跨るように配置されている請求項３に記載の光位相変調器。

【請求項5】

前記温度センス素子は、隣合う前記変調部の間と異なる位置に配置されている請求項２に記載の光位相変調器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＰＮ接合を有する光位相変調器に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来より、ＰＮ接合を有するリブ部（すなわち、光導波路部）に電圧を印加して位相を変調させる光位相変調器が提案されている。そして、このような光位相変調器では、温度によっても位相が変化することが報告されている。このため、例えば、特許文献１には、光導波路部と、光導波路部を加熱する加熱部と、加熱部を挟んで光導波路部と反対側に配置されるサーミスタとを備え、サーミスタの温度を検出することで光導波路部の温度を導出する光位相変調器が提案されている。なお、サーミスタは、温度センス素子となるものである。また、光導波路部と加熱部との間の距離と、加熱部とサーミスタとの間の距離とは、等しくされている。

【0003】

このような光位相変調器は、支持基板、埋込絶縁膜、半導体層が順に積層されたＳＯＩ（Silicon on Insulatorの略）基板を用いて構成され、半導体層が適宜パターニングされることで光導波路部が構成される。そして、この光位相変調器は、光導波路部を覆うように酸化膜で構成される層間絶縁膜が配置され、層間絶縁膜上に加熱部およびサーミスタが配置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－１９７６２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記の光位相変調器では、層間絶縁膜の伝熱性が低く、光導波路部の温度とサーミスタで検出される温度との間で差が発生し易い。このため、光導波路部と加熱部との間の熱抵抗と、加熱部とサーミスタとの間の熱抵抗とが等しくなるように、光導波路部と加熱部との間の距離と、加熱部とサーミスタとの間の距離を調整することが考えられる。しかしながら、この構成では、実際には、光導波路部と加熱部との間に位置する部分の材料と、加熱部とサーミスタとの間に配置される部分の材料とが異なるため、熱抵抗を等しくするための設計が複雑になり易い。そして、本発明者らは、リブ部を有する光導波路部について、リブ部と温度センス素子で検出される温度との差を小さくできる光位相変調器について検討している。

【0006】

本発明は上記点に鑑み、リブ部の温度と温度センス素子で検出される温度との差を小さくしつつ、設計が複雑になることを抑制できる光位相変調器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】

【0007】

上記目的を達成するための請求項１は、光位相変調器であって、半導体層（１３）を有する半導体基板（１０）と、半導体層に、一方向を延設方向として延設され、光が伝搬されると共にＰＮ接合を有する構成とされたリブ部（２２）を有する変調部（Ｍ）と、リブ部の温度に基づいた検出信号を出力する温度センス素子（４０）と、半導体層を覆い、半導体層よりも伝熱性が低い材料で構成された層間絶縁膜（５０）と、を備え、温度センス素子は、半導体層に不純物がドープされた不純物層（４１、４２）で構成されるＰＮダイオードとされ、変調部と温度センス素子との間は、アンドープ層である半導体層で構成される絶縁部（３５）が配置されるようにする。

【0008】

これによれば、リブ部と温度センス素子との間に半導体層で構成される絶縁部が配置されている。そして、絶縁部は、層間絶縁膜よりも伝熱性が高くされている。このため、層間絶縁膜上にサーミスタ等を配置してリブ部の温度を検出する場合と比較して、リブ部の温度と温度センス素子で検出される温度との差を小さくできる。そして、温度センス素子は、半導体層に形成されて直接的にリブ部の温度を検出できるため、異なる２つの経路の熱抵抗等を特に考慮する必要もなく、設計が複雑になることを抑制できる。さらに、加熱部を別に備える必要もないため、部品点数が増加することも抑制できる。

【0009】

なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態における光位相変調器の平面模式図である。

【図2】図１中のII－II線に沿った断面図である。

【図3】温度センス素子の温度特性を示す図である。

【図4】第１実施形態における光位相変調器の温度に関するシミュレーション結果である。

【図5】第２リブ部の温度上昇と位相シフト量との関係を示す図である。

【図6】第２実施形態における光位相変調器の平面模式図である。

【図7】図６中のVII－VII線に沿った断面図である。

【図8】図６中のVIII－VIII線に沿った断面図である。

【図9】第３実施形態における光位相変調器の平面模式図である。

【図10】図９中のX－X線に沿った断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。

【0012】

（第１実施形態）
第１実施形態について、図１および図２を参照しつつ説明する。なお、本実施形態の光位相変調器は、光ファイバ用の通信デバイス等に利用されると好適である。

【0013】

本実施形態の光位相変調器は、支持基板１１、絶縁膜１２、半導体層１３が積層されたＳＯＩ基板で構成される半導体基板１０を用いて構成されている。本実施形態では、支持基板１１がシリコン等で構成され、絶縁膜１２が酸化膜等で構成され、半導体層１３がシリコン等で構成されている。以下、半導体基板１０の面方向に対する法線方向に沿った方向を厚さ方向ともいい、厚さ方向と交差する方向（すなわち、直交する方向）であって、後述する光導波路部２０の延設方向と交差する方向を幅方向ともいう。また、厚さ方向に沿った長さを厚さともいい、幅方向に沿った長さを幅ともいう。なお、半導体基板１０の面方向に対する法線方向とは、言い換えると、支持基板１１、絶縁膜１２、半導体層１３の積層方向に沿った方向である。また、図１では、後述する層間絶縁膜５０を省略して示しており、紙面上下方向が幅方向となる。

【0014】

半導体層１３には、光導波路部２０、光導波路部２０の周囲に配置されるスラブ導波路部３０、温度センス素子４０が形成されている。

【0015】

具体的には、光導波路部２０は、光が主に伝搬される部分であり、半導体基板１０の面方向における一方向を延設方向（以下では、単に延設方向ともいう）として延設されている。本実施形態では、光導波路部２０は、第１～第３リブ部２１～２３を有する構成とされると共に、第１～第３リブ部２１～２３が延設方向に順に配置された構成とされ、第１リブ部２１、第２リブ部２２、第３リブ部２３の順に光が伝搬されるようになっている。

【0016】

第１リブ部２１および第３リブ部２３は、半導体層１３に不純物がドープされていないアンドープ層とされている。第２リブ部２２は、半導体層１３に不純物がドープされたＮ型リブ部２２１およびＰ型リブ部２２２を有し、Ｎ型リブ部２２１とＰ型リブ部２２２との間にＰＮ接合を有する構成とされている。なお、第１～第３リブ部２１～２３は、同じ厚さとされている。

【0017】

スラブ導波路部３０は、第１スラブ部３１、第２スラブ部３２、第１コンタクト部３３、および第２コンタクト部３４を有している。なお、第１スラブ部３１、第２スラブ部３２、第１コンタクト部３３、および第２コンタクト部３４は、半導体層１３に不純物がドープされて構成されている。また、スラブ導波路部３０は、半導体層１３に不純物がドープされていないアンドープ層の絶縁部３５を有している。

【0018】

第１スラブ部３１は、Ｎ型とされており、Ｎ型リブ部２２１と接続されるように、Ｎ型リブ部２２１を挟んでＰ型リブ部２２２と反対側に配置されている。また、第１スラブ部３１は、Ｎ型リブ部２２１と同じ不純物濃度とされている。第２スラブ部３２は、Ｐ型とされており、Ｐ型リブ部２２２と接続されるように、Ｐ型リブ部２２２を挟んでＮ型リブ部２２１と反対側に配置されている。また、第２スラブ部３２は、Ｐ型リブ部２２２と同じ不純物濃度とされている。なお、第１スラブ部３１および第２スラブ部３２は、第２リブ部２２よりも厚さが薄くされ、第２リブ部２２と延設方向の長さが同じとされている。

【0019】

第１コンタクト部３３は、不純物濃度が第１スラブ部３１よりも高くされたＮ^＋型とされ、第１スラブ部３１を挟んでＮ型リブ部２２１と反対側に配置されて第１スラブ部３１と接続されている。第２コンタクト部３４は、不純物濃度が第２スラブ部３２よりも高くされたＰ^＋型とされ、第２スラブ部３２を挟んでＰ型リブ部２２２と反対側に配置されて第２スラブ部３２と接続されている。なお、第１コンタクト部３３および第２コンタクト部３４は、第１スラブ部３１および第２スラブ部３２と延設方向の長さおよび厚さが同じとされている。

【0020】

そして、第２リブ部２２は、後述するように、第１スラブ部３１、第２スラブ部３２、第１コンタクト部３３、第２コンタクト部３４を介して所定の電圧が印加されることで光の屈折率を変化させる。以下、第２リブ部２２、第１スラブ部３１、第２スラブ部３２、第１コンタクト部３３、第２コンタクト部３４をまとめて変調部Ｍともいう。つまり、本実施形態では、変調部Ｍに第１リブ部２１および第３リブ部２３が備えられているともいえる。

【0021】

絶縁部３５は、いわゆるＩ（intrinsicの略）層であり、第１リブ部２１における第２リブ部２２側の周囲に配置されていると共に、第３リブ部２３における第２リブ部２２側の周囲に配置されている。また、絶縁部３５は、後述する温度センス素子４０の周囲に配置されている。本実施形態では、第１リブ部２１における第２リブ部２２側の周囲に配置されている絶縁部３５は、第１リブ部２１から第２リブ部２２へ光が伝搬する際の損失を低減できるように、第１リブ部２１側から第２リブ部２２側に向かって幅が広くなるテーパ状とされている。同様に、第３リブ部２３における第２リブ部２２側の周囲に配置されている絶縁部３５は、第２リブ部２２から第３リブ部２３へ光が伝搬する際の損失を低減できるように、第２リブ部２２側から第３リブ部２３側に向かって幅が狭くなるテーパ状とされている。なお、絶縁部３５は、第１スラブ部３１および第２スラブ部３２等と厚さが同じとされている。

【0022】

温度センス素子４０は、Ｎ型層４１とＰ型層４２とが直列に接続されたＰＮダイオードで構成され、変調部Ｍの近傍に配置されて第２リブ部２２（すなわち、変調部Ｍ）の温度に基づいた検出信号を出力する。また、温度センス素子４０は、Ｎ型層４１と接続され、不純物濃度がＮ型層４１よりも高いＮ^＋型とされた第３コンタクト部４３と、Ｐ型層４２と接続され、不純物濃度がＰ型層４２よりも高いＰ^＋型とされた第４コンタクト部４４と、を備えている。

【0023】

なお、Ｎ型層４１、Ｐ型層４２、第３コンタクト部４３、および第４コンタクト部４４は、半導体層１３に所定の不純物がイオン注入されることで構成される。そして、温度センス素子４０は、変調部Ｍと同じ半導体層１３を用いて構成され、不純物がドープされていない絶縁部３５を挟んで変調部Ｍと反対側に形成されている。また、Ｎ型層４１、Ｐ型層４２、第３コンタクト部４３、および第４コンタクト部４４は、第１スラブ部３１、第２スラブ部３２、第１コンタクト部３３、第２コンタクト部３４と同じ厚さとされている。本実施形態では、Ｎ型層４１およびＰ型層４２が不純物層に相当している。

【0024】

半導体層１３上には、半導体層１３を覆うように、半導体層１３（すなわち、シリコン）よりも伝熱性の低い酸化膜で構成される層間絶縁膜５０が配置されている。層間絶縁膜５０には、第１コンタクト部３３を露出させる第１コンタクトホール５１が形成されていると共に、第２コンタクト部３４を露出させる第２コンタクトホール５２が形成されている。層間絶縁膜５０には、第３コンタクト部４３を露出させる第３コンタクトホール５３が形成されていると共に、第４コンタクト部４４を露出させる第４コンタクトホール５４が形成されている。

【0025】

なお、本実施形態の第１コンタクトホール５１は、第１コンタクト部３３の延設方向に沿って形成されている。同様に、第２コンタクトホール５２は、第２コンタクト部３４の延設方向に沿って形成されている。なお、第１コンタクトホール５１は、第１コンタクト部３３の延設方向に沿って点在するようにドット状に形成されていてもよいし、矩形状に１つのみ形成されていてもよい。同様に、第２コンタクトホール５２は、第２コンタクト部３４の延設方向に沿って点在するようにドット状に形成されていてもよいし、矩形状に１つのみ形成されていてもよい。

【0026】

第１コンタクトホール５１には、第１コンタクト部３３と電気的に接続される第１電極６１が配置されている。第２コンタクトホール５２には、第２コンタクト部３４と電気的に接続される第２電極６２が配置されている。第３コンタクトホール５３には、第３コンタクト部４３と電気的に接続される第３電極６３が配置されている。第４コンタクトホール５４には、第４コンタクト部４４と電気的に接続される第４電極６４が配置されている。

【0027】

層間絶縁膜５０上には、第１パッド部７１、および第１パッド部７１と第１電極６１とを接続する第１配線部８１が形成されている。層間絶縁膜５０上には、第２パッド部７２、および第２パッド部７２と第２電極６２とを接続する第２配線部８２が形成されている。層間絶縁膜５０上には、第３パッド部７３、および第３パッド部７３と第３電極６３とを接続する第３配線部８３が形成されている。層間絶縁膜５０上には、第４パッド部７４、および第４パッド部７４と第４電極６４とを接続する第４配線部８４が形成されている。

【0028】

以上が本実施形態における光位相変調器の構成である。次に、光位相変調器の作動について説明する。

【0029】

本実施形態の光位相変調器では、主に光導波路部２０の延設方向に沿って光が伝搬する。そして、光位相変調器では、第１パッド部７１に第２パッド部７２より高い電圧（すなわち、第２リブ部２２に逆バイアス電圧）が印加されることにより、Ｎ型リブ部２２１とＰ型リブ部２２２のＰＮ接合で空乏層が広がり、キャリア密度が減少する。これにより、光の実効屈折率が変化し、光の位相が変化する。なお、光の実効屈折率は、第１パッド部７１および第２パッド部７２に印加される電圧の大きさによって所望の値に調整される。

【0030】

また、本実施形態では、温度センス素子４０としてのＰＮダイオードが構成されている。そして、ＰＮダイオードは、図３に示されるように、温度に応じて順方向電圧が変化する。このため、順方向電圧を検出することにより、第２リブ部２２の温度を導出することができる。したがって、温度に応じて第１パッド部７１および第２パッド部７２に印加する電圧を補正することにより、光の実効屈折率を所望の値に維持することができる。

【0031】

この場合、本実施形態の温度センス素子４０は、変調部Ｍと同じ半導体層１３で構成され、変調部Ｍの近傍に配置されている。そして、変調部Ｍと温度センス素子４０との間に配置されるのは、酸化膜で構成される層間絶縁膜５０よりも伝熱性の高い絶縁部３５（すなわち、シリコンで構成される半導体層１３）である。このため、第２リブ部２２の温度と温度センス素子４０で検出される温度との差を小さくでき、温度の検出精度が低下することを抑制できる。

【0032】

本発明者らが実際に検討したところ、図４および図５に示される結果が得られた。なお、図４および図５は、第２リブ部２２（すなわち、光導波路部２０）の幅を５００ｎｍとし、第２リブ部２２から２μｍ離れたところに温度センス素子４０を配置した結果である。

【0033】

図４に示されるように、第２リブ部２２の温度が３１８．５Ｋである場合、温度センス素子４０から検出される温度が３１３．３Ｋであった。つまり、本実施形態によれば、光導波路部２０の温度と温度センス素子４０で検出される温度との差を５．２℃とすることができる。

【0034】

ここで、本実施形態のような第２リブ部２２を有する光位相変調器を構成する場合、位相シフト量を２πにすることが望まれ、少なくとも１０％の解像度（すなわち、０．２π）を満たすことが望まれる。また、本実施形態のような第２リブ部２２を有する光位相変調器では、図５のように第２リブ部２２の温度上昇と位相シフト量との関係が示される。そして、図５に示されるように、０．２πの解像度を満たすためには、第２リブ部２２の温度と温度センス素子４０で検出される温度との差を８．６℃以下にすることが望まれる。したがって、本実施形態では、第２リブ部２２の温度と温度センス素子４０で検出される温度との差を５．２℃とすることができるため、１０％の解像度を十分に満たすことができる。

【0035】

なお、比較例として、本発明者らは、層間絶縁膜５０の厚さを３μｍとし、層間絶縁膜５０上にサーミスタを配置してサーミスタの温度を検出した。そして、第２リブ部２２の温度が３１８．５Ｋである場合、サーミスタで検出される温度が３００Ｋであることを確認した。つまり、サーミスタで温度を検出した場合には、第２リブ部２２の温度とサーミスタで検出される温度との差が１８．５℃となり、１０％の解像度を満たすことが困難であることが確認された。

【0036】

以上説明した本実施形態によれば、光位相変調器は、半導体層１３に形成された温度センス素子４０を有し、第２リブ部２２（すなわち、変調部Ｍ）と温度センス素子４０との間に半導体層１３で構成される絶縁部３５が配置されている。そして、絶縁部３５は、層間絶縁膜５０よりも伝熱性が高くされている。このため、層間絶縁膜５０上にサーミスタ等を配置して第２リブ部２２の温度を検出する場合と比較して、第２リブ部２２の温度と温度センス素子４０で検出される温度との差を小さくできる。そして、温度センス素子４０は、半導体層１３に形成されて直接的に第２リブ部２２の温度を検出できるため、異なる２つの経路の熱抵抗等を特に考慮する必要もなく、設計が複雑になることを抑制できる。さらに、加熱部を別に備える必要もないため、部品点数が増加することも抑制できる。

【0037】

（第２実施形態）
第２実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、複数の変調部Ｍを備えたものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0038】

本実施形態の光位相変調器は、図６～図８に示されるように、２つの変調部Ｍ１、Ｍ２を備え、各変調部Ｍ１、Ｍ２に第１リブ部２１および第３リブ部２３が備えられている。つまり、本実施形態の光位相変調器は、２つの光導波路部２０を備えている。以下、一方の変調部を第１変調部Ｍ１ともいい、他方の変調部を第２変調部Ｍ２ともいう。なお、図６では、紙面上側が第１変調部Ｍ１となり、紙面下側が第２変調部Ｍ２となる。

【0039】

第１変調部Ｍ１および第２変調部Ｍ２は、幅方向において隣合うように配置されている。より詳しくは、第１変調部Ｍ１の第１コンタクト部３３と、第２変調部Ｍ２の第２コンタクト部３４とが隣合うように配置されている。

【0040】

そして、本実施形態では、第１変調部Ｍ１には、第１コンタクト部３３および第１スラブ部３１が延設方向において分離して配置されている。言い換えると、第１変調部Ｍ１には、第１コンタクト部３３および第１スラブ部３１を延設方向に分離する窪み部３６が形成されている。

【0041】

同様に、第２変調部Ｍ２には、第２コンタクト部３４および第２スラブ部３２が延設方向において分離して配置されている。言い換えると、第２変調部Ｍ２には、第２コンタクト部３４および第２スラブ部３２には、第２コンタクト部３４および第２スラブ部３２を延設方向に分離する窪み部３７が形成されている。

【0042】

なお、第２変調部Ｍ２の窪み部３７は、第１変調部Ｍ１の窪み部３６と対向するように形成されている。つまり、第２変調部Ｍ２の窪み部３７は、第１変調部Ｍ１の窪み部３６を通り、幅方向に延びる仮想線上に形成されている。

【0043】

第１変調部Ｍ１における第２コンタクト部３４と接続される第２電極６２と、第２変調部Ｍ２における第２コンタクト部３４と接続される第２電極６２は、共通の第２パッド部７２と接続されている。一方、第１変調部Ｍ１における第１コンタクト部３３と接続される第１電極６１と、第２変調部Ｍ２における第１コンタクト部３３と接続される第１電極６１は、別々の第１パッド部７１に接続されている。つまり、本実施形態では、第１パッド部７１が２つ備えられ、第１変調部Ｍ１における第１コンタクト部３３、および第２変調部Ｍ２における第１コンタクト部３３には、別々の電圧を印加できるようになっている。これにより、第１変調部Ｍ１に印加される電圧と第２変調部Ｍ２に印加される電圧を別々に制御でき、各変調部Ｍ１、Ｍ２で光の屈折率をそれぞれ異なる値に設定できる。

【0044】

なお、第１変調部Ｍ１における第１コンタクト部３３は、分離した各部分にそれぞれ第１電極６１が配置されている。そして、第１変調部Ｍ１における紙面右側の第１電極６１は、図示を省略しているが、紙面左側の第１電極６１が接続される第１パッド部７１と第１配線部８１を介して電気的に接続されている。同様に、第２変調部Ｍ２における第２コンタクト部３４は、分離した各部分にそれぞれ第２電極６２が配置されている。そして、第２変調部Ｍ２における紙面右側の第２電極６２は、図示を省略しているが、紙面左側の第２電極６２が接続される第２パッド部７２と第２配線部８２を介して電気的に接続されている。

【0045】

温度センス素子４０は、第１変調部Ｍ１と第２変調部Ｍ２との間に形成されている。本実施形態では、温度センス素子４０は、第１変調部Ｍ１に形成された窪み部３６、および第２変調部Ｍ２に形成された窪み部３７を跨るように配置されている。なお、第１変調部Ｍ１および第２変調部Ｍ２と温度センス素子４０との間には、絶縁部３５が配置されている。

【0046】

以上説明した本実施形態では、光位相変調器は、第２リブ部２２と温度センス素子４０との間に配置されるのが半導体層１３（すなわち、絶縁部３５）であるため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0047】

（１）本実施形態では、第１変調部Ｍ１および第２変調部Ｍ２を備え、第１変調部Ｍ１および第２変調部Ｍ２で光の実効屈折率をそれぞれ調整できるようにしている。このため、光位相変調器の適用対象を拡大できる。

【0048】

（２）本実施形態では、第１変調部Ｍ１に窪み部３６が形成されると共に第２変調部Ｍ２窪み部３７が形成され、温度センス素子４０が各窪み部３６、３７を跨るように配置されている。このため、例えば、窪み部３６、３７が形成されていない場合と比較して、光位相変調器における幅方向の大きさを縮小でき、小型化を図ることができる。

【0049】

（第３実施形態）
第３実施形態について説明する。本実施形態は、第１実施形態に対し、温度センス素子４０の配置場所を変更したものである。その他に関しては、第１実施形態と同様であるため、ここでは説明を省略する。

【0050】

本実施形態の光位相変調器は、図９および図１０に示されるように、第２実施形態と同様に、第１変調部Ｍ１および第２変調部Ｍ２が幅方向に並べて配置されている。但し、本実施形態では、第１変調部Ｍ１に窪み部３６が形成されておらず、第２変調部Ｍ２に窪み部３７が形成されていない。

【0051】

そして、温度センス素子４０は、第１変調部Ｍ１および第２変調部Ｍ２との間と異なる位置に形成されている。

【0052】

以上説明した本実施形態では、光位相変調器は、第２リブ部２２と温度センス素子４０との間に配置されるのが半導体層１３（すなわち、絶縁部３５）であるため、上記第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

【0053】

（１）本実施形態では、温度センス素子４０は、第１変調部Ｍ１および第２変調部Ｍ２の間と異なる位置に形成されている。このため、温度センス素子４０が第１変調部Ｍ１および第２変調部Ｍ２の間に配置されている場合と比較して、第１～第４配線部８１～８４の引き回しを容易にし易くでき、設計の簡略化を図ることができる。

【0054】

（他の実施形態）
本開示は、実施形態に準拠して記述されたが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【0055】

例えば、上記各実施形態では、Ｎ型リブ部２２１とＰ型リブ部２２２とが幅方向に配列されている例について説明した。しかしながら、Ｎ型リブ部２２１とＰ型リブ部２２２とは、厚さ方向に積層されていてもよい。
また、上記第２実施形態では、温度センス素子４０が窪み部３６、３７を跨るように配置されている例について説明した。しかしながら、上記第２実施形態では、第１変調部Ｍ１に窪み部３６が形成されず、第２変調部Ｍ２に窪み部３７が形成されていなくてもよい。そして、温度センス素子４０は、第１変調部Ｍ１と第２変調部Ｍ２との間に配置されるようにしてもよい。

【0056】

そして、上記第２、第３実施形態では、第１変調部Ｍ１および第２変調部Ｍ２を備える例について説明したが、さらに複数の変調部Ｍを備えるようにしてもよい。この場合は、それぞれ隣合う変調部Ｍの間に温度センス素子４０を配置することが好ましい。

【符号の説明】

【0057】

１０ 半導体基板
１３ 半導体層
３５ 絶縁部
４１ Ｎ型層
４２ Ｐ型層
５０ 層間絶縁膜
Ｍ 変調部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】