阅读说明：本技术 马赫-曾德尔调制器 (Mach-Zehnder modulator ) 是由 河野直哉 渡边昌崇 于 2019-06-26 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种马赫-曾德尔调制器,其包括：第一电阻元件和第二电阻元件,其均具有第一接触区域和第二接触区域,第一电阻元件的第一接触区域和第二接触区域沿第一轴线的方向排列,第二电阻元件的第一接触区域和第二接触区域沿第二轴线的方向排列；共用导体,其将第一电阻元件和第二电阻元件的各第一接触区域彼此连接在一起；第一波导结构和第二波导结构,其均包括沿与第一轴线和第二轴线交叉的第三轴线的方向延伸的波导部分；第一信号导体,其连接至第一波导结构的波导部以及第一电阻元件的第二接触区域；以及第二信号导体,其连接至第二波导结构的波导部以及第二电阻元件的第二接触区域。(The present invention relates to a Mach-Zehnder modulator, comprising: a first resistive element and a second resistive element each having a first contact region and a second contact region, the first contact region and the second contact region of the first resistive element being aligned in a direction of a first axis, the first contact region and the second contact region of the second resistive element being aligned in a direction of a second axis; a common conductor connecting the respective first contact regions of the first and second resistance elements to each other; a first waveguide structure and a second waveguide structure each including a waveguide portion extending in a direction of a third axis intersecting the first axis and the second axis; a first signal conductor connected to the waveguide portion of the first waveguide structure and the second contact region of the first resistive element; and a second signal conductor connected to the waveguide portion of the second waveguide structure and the second contact region of the second resistive element.)

马赫-曾德尔调制器

技术领域

本发明涉及一种马赫-曾德尔(Mach-Zehnder)调制器。

背景技术

被称为专利文献1的美国专利No.9069223披露了一种马赫-曾德尔调制器。

发明内容

根据实施例的一个方面的马赫-曾德尔调制器包括：第一电阻元件，其具有第一接触区域和第二接触区域，所述第一电阻元件的第一接触区域和第二接触区域沿第一轴线的方向排列；第二电阻元件，其具有第一接触区域和第二接触区域，所述第二电阻元件的第一接触区域和第二接触区域沿第二轴线的方向排列；共用导体，其与所述第一电阻元件的第一接触区域和所述第二电阻元件的第一接触区域接触，以将所述第一电阻元件和所述第二电阻元件彼此连接在一起；第一波导结构，其包括沿与所述第一轴线和所述第二轴线交叉的第三轴线的方向延伸的波导部；第二波导结构，其包括沿所述第三轴线的方向延伸的波导部；第一信号导体，其连接至所述第一波导结构的波导部以及所述第一电阻元件的第二接触区域；以及第二信号导体，其连接至所述第二波导结构的波导部以及所述第二电阻元件的第二接触区域。

附图说明

根据参考附图对本发明的优选实施例的以下详细描述，本发明的上述目的和其它目的、特征以及优点变得更加明显。

图1是示出根据实施例的实例的马赫-曾德尔调制器的示意图。

图2A是示出根据实施例的实例的马赫-曾德尔调制器的沿图1所示的线IIa-IIa截取的剖视图。

图2B是示出根据实施例的实例的马赫-曾德尔调制器的沿图1所示的线IIb-IIb截取的剖视图。

图2C是示出根据实施例的实例的马赫-曾德尔调制器的沿图1所示的线IIc-IIc截取的剖视图。

图3是示出这样的马赫-曾德尔调制器的示意图：其包括沿不同于根据实施例的实例的马赫-曾德尔调制器的第一电阻元件和第二电阻元件的排列方向排列的第一电阻元件和第二电阻元件。

图4A是示出模拟EO响应的曲线图。

图4B是示出差模的模拟反射特性的曲线图。

图5A是示出用于第一电阻元件和第二电阻元件的电阻层的形状的平面图。

图5B是示出用于第一电阻元件和第二电阻元件的电阻层的形状的平面图。

图6A是示出用于制造根据实施例的实例的马赫-曾德尔调制器的方法中的主要步骤的示意图。

图6B是示出根据实施例的实例的方法中的主要步骤的示意图。

图6C是示出根据实施例的实例的方法中的主要步骤的示意图。

图7A是示出根据实施例的实例的方法中的主要步骤的示意图。

图7B是示出根据实施例的实例的方法中的主要步骤的示意图。

图7C是示出根据实施例的实例的方法中的主要步骤的示意图。

图8A是示出根据实施例的实例的方法中的主要步骤的示意图。

图8B是示出根据实施例的实例的方法中的主要步骤的示意图。

图8C是示出根据实施例的实例的方法中的主要步骤的示意图。

具体实施方式

专利文献1中的马赫-曾德尔调制器被设计为响应于差分信号而运行，差分信号在半导体器件中的一对信号导体上传播。半导体器件在其输入电极盘处接收来自外部驱动电路的差分信号。具体地说，通过一对信号导体将如此接收的差分信号施加到马赫-曾德尔调制器的一对分支波导。来自输入盘电极的一对信号导体向输出电极盘延伸，输出电极盘通过接合线连接至端接器中的各个外部电阻元件。通过接合线的这种连接产生了半导体器件与端接器的外部电阻元件之间的寄生电感。将这种端接器的电阻元件与半导体器件结合去除了半导体器件的信号导体与端接器的电阻元件之间的电连接的接合线。

发明人的教导揭示了将电阻元件与半导体器件集成可能在半导体器件中引起新的信号反射。

所需要的是提供一种马赫-曾德尔调制器，它可以减少由于端接器的电阻元件与马赫-曾德尔调制器的集成而产生的信号反射。

下面将给出根据实施例的实例的描述。

根据实例的马赫-曾德尔调制器包括：(a)第一电阻元件，其具有第一接触区域和第二接触区域，第一电阻元件的第一接触区域和第二接触区域沿第一轴线的方向排列；(b)第二电阻元件，其具有第一接触区域和第二接触区域，第二电阻元件的第一接触区域和第二接触区域沿第二轴线的方向排列；(c)共用导体，其与第一电阻元件的第一接触区域和第二电阻元件的第一接触区域接触，以将第一电阻元件和第二电阻元件彼此连接在一起；(d)第一波导结构，其包括沿与第一轴线和第二轴线交叉的第三轴线的方向延伸的波导部；(e)第二波导结构，其包括沿第三轴线的方向延伸的波导部；(f)第一信号导体，其连接至第一波导结构的波导部以及第一电阻元件的第二接触区域；以及(g)第二信号导体，其连接至第二波导结构的波导部以及第二电阻元件的第二接触区域。

允许第一分支波导结构和第二分支波导结构分别接收在第一信号导体和第二信号导体上传播的差分信号的马赫-曾德尔调制器与第一电阻元件和第二电阻元件集成在一起。第一电阻元件和第二电阻元件连接至第一信号导体和第二信号导体，并且沿与第三轴线交叉的第一轴线和第二轴线的相应方向的取向。第一电阻元件的取向允许第一信号导体上的差分信号的第一分量传播通过第一电阻元件的沿第一轴线的方向排列的第一接触区域和第二接触区域，并且第二电阻元件的取向允许第二信号导体上的差分信号的第二分量传播通过第二电阻元件的沿第二轴线的方向排列的第一接触区域和第二接触区域。如此取向的第一电阻元件和第二电阻元件可以终止差分信号的差模分量，以使共用导体具有其余分量，该其余分量主要包括共模。

根据实施例的实例的马赫-曾德尔调制器还包括沿第一信号导体和第二信号导体中的至少一个延伸的基准电位导体。

马赫-曾德尔调制器允许基准电位导体为第一信号导体和第二信号导体提供接地面(ground plane)。

根据实施例的实例的马赫-曾德尔调制器还包括：半导体台部(stage)，其安装有第一电阻元件和第二电阻元件；以及埋入区域，其埋有第一波导结构和第二波导结构，第一电阻元件和第二电阻元件布置在埋入区域中。

马赫-曾德尔调制器为第一电阻元件和第二电阻元件提供有能够向基板散热的半导体台部。该半导体台部可以使第一电阻元件和第二电阻元件与导电半导体层分离，以防止导电半导体层与第一电阻元件和第二电阻元件之间的紧密电联接。

根据实施例的实例的马赫-曾德尔调制器还包括导电半导体层，导电半导体层将第一波导结构和第二波导结构彼此连接在一起。

马赫-曾德尔调制器为第一分支波导结构和第二分支波导结构提供有被这些波导结构共享的共用导电半导体层。

通过考虑参考作为实例示出的附图的以下详细说明可以容易地理解本发明的教导。下面将参考附图对根据本实施例的实例的马赫-曾德尔调制器以及制造马赫-曾德尔调制器的方法进行描述。为了便于理解，在可能的情况下，使用相同的附图标记来表示附图中共有的相同元件。

图1是示出根据本实施例的实例的马赫-曾德尔调制器的示意图。图2A是示出根据实施例的实例的马赫-曾德尔调制器的沿图1中的线IIa-IIa截取的剖视图。图2B是示出根据实施例的实例的马赫-曾德尔调制器的沿图1中的线IIb-IIb截取的剖视图。图2C是示出根据实施例的实例的马赫-曾德尔调制器的沿图1中的线IIc-IIc截取的剖视图。

马赫-曾德尔调制器11包括第一电阻元件13、第二电阻元件15、共用导体17、第一分支波导结构19、第二分支波导结构21、第一信号导体23和第二信号导体25。第一电阻元件13具有第一接触区域13a和第二接触区域13b，并且布置在半导体基板27上。第一接触区域13a和第二接触区域13b沿第一轴线Ax1的方向排列。第二电阻元件15具有第一接触区域15a和第二接触区域15b，并且布置在半导体基板27上。第一接触区域15a和第二接触区域15b沿第二轴线Ax2的方向排列。共用导体17布置在半导体基板27上，并且与第一电阻元件13的第一接触区域13a和第二电阻元件15的第一接触区域15a两者接触，以将第一电阻元件13和第二电阻元件15彼此连接在一起。第一分支波导结构19包括沿第三轴线Ax3的方向延伸的波导部，第三轴线Ax3与第一轴线Ax1和第二轴线Ax2交叉。第二分支波导结构21包括沿第三轴线Ax3的方向延伸的波导部。第一信号导体23与第一电阻元件13的第二接触区域13b接触，并且使第一分支波导结构19的波导部与第一电阻元件13连接。第二信号导体25与第二电阻元件15的第二接触区域15b接触，并且使第二分支波导结构21的波导部与第二电阻元件15连接。

允许第一分支波导结构19和第二分支波导结构21接收第一信号导体23和第二信号导体25上的差分信号SDIF的各个分量的马赫-曾德尔调制器11与第一电阻元件13和第二电阻元件15结合。第一电阻元件13在第二接触区域13b处连接至第一信号导体23，且从第二接触区域13b沿与第三轴线Ax3交叉的第一轴线Ax1的方向延伸，并且第二电阻元件15在第二接触区域15b处连接至第二信号导体25，且从第二接触区域15b沿与第三轴线Ax3交叉的第二轴线Ax2的方向延伸。具体地说，第一电阻元件13在第二接触区域13b处从第一信号导体23接收差分信号SDIF的第一信号分量S1，并且如此接收的第一信号分量S1从第二接触区域13b向第一接触区域13a传播到达共用导体17，并且第一接触区域13a和第二接触区域13b布置在第一轴线Ax1上，以限定第一信号分量S1的流动方向。第二电阻元件15在第二接触区域15b处从第二信号导体25接收差分信号SDIF的第二信号分量S2，并且如此接收的第二信号分量S2从第二接触区域15b向第一接触区域15a传播到达共用导体17，并且第一接触区域15a和第二接触区域15b布置在第二轴线Ax2上，以限定第二信号分量S2的流动方向。第一电阻元件13和第二电阻元件15的布置导致第一信号分量S1和第二信号分量S2沿相反方向传播到达共用导体17。沿相反方向传播能够使差模终止，以在共用导体17上产生其余分量，并且该其余分量主要包括共模。

参考图1，光发送器44包括马赫-曾德尔调制器11和驱动器42。马赫-曾德尔调制器11包括分配器(divider)29和合并器(merger)31。分配器29在其输入端口处连接至输入波导33，并且在输出端口处连接至第一分支波导结构19和第二分支波导结构21中的每一个。合并器31在其输出端口处连接至输出波导35，并且在其输入端口处连接至第一分支波导结构19和第二分支波导结构21这两者。分配器29、第一分支波导结构19、第二分支波导结构21和合并器31布置在马赫-曾德尔调制器11的半导体基板27的主表面27a上。

第一信号导体23和第二信号导体25分别连接至第一分支波导结构19的顶面和第二分支波导结构21的顶面。

马赫-曾德尔调制器11还包括导电半导体层39。导电半导体层39安装有第一分支波导结构19、第二分支波导结构21、分配器29和合并器31，并且将第一分支波导结构19的底部和第二分支波导结构21的底部彼此连接在一起。导电半导体层39布置在马赫-曾德尔调制器11的半导体基板27的主表面27a上。在本实例中，导电半导体层39可以连接至金属导体43，以从外部偏压源BEXT接收偏压。

马赫-曾德尔调制器11还包括至少一个基准电位导体37。基准电位导体37可以沿着第一信号导体23和第二信号导体25中的至少一个延伸。在本实例中，布置在第一分支波导结构19的波导部与第二分支波导结构21的波导部之间的单个基准电位导体37沿第一信号导体23和第二信号导体25这两者延伸。基准电位导体37产生马赫-曾德尔调制器11的差分信号线中的接地面。差分信号线设置有第一信号导体23和第二信号导体25以及基准电位导体37。

第一信号导体23、基准电位导体37和第二信号导体25在它们各自的输入端处连接至驱动器42。第一信号导体23和第二信号导体25在它们的与输入端相反的各自的另一端处终止。具体地说，第一信号导体23和第二信号导体25沿第三轴线Ax3的方向延伸，从而分别与第一分支波导结构19和第二分支波导结构21周期性地连接，并且随后到达第一电阻元件13和第二电阻元件15，第一电阻元件13和第二电阻元件15分别与马赫-曾德尔调制器11成一体。

参考图2A，第一分支波导结构19和第二分支波导结构21中的每一个包括半导体台面MS，半导体台面MS布置在导电半导体层39上。半导体台面MS包括半导体层压件47。具体地说，半导体层压件47包括第一导电型半导体区域47a、芯层47b以及第二导电型半导体区域47c。第一导电型半导体区域47a、芯层47b以及第二导电型半导体区域47c沿与半导体基板27的主表面27a交叉的轴线的方向排列。第一信号导体23可以包括第一下金属层24a和第一上金属层24b，并且第二信号导体25可以包括第二下金属层26a和第二上金属层26b。第一下金属层24a与第一分支波导结构19的第二导电型半导体区域47c接触，并且第二下金属层26a与第二分支波导结构21的第二导电型半导体区域47c接触。

马赫-曾德尔调制器11包括埋入区域49，埋入区域49埋有第一分支波导结构19和第二分支波导结构21。在本实施例中，埋入区域49包括第一无机绝缘膜51a、第二无机绝缘膜51b、第三无机绝缘膜51c、第一埋入树脂体53a以及第二埋入树脂体53b。第一无机绝缘膜51a覆盖半导体基板27的主表面27a、导电半导体层39、第一分支波导结构19和第二分支波导结构21。第一埋入树脂体53a覆盖第一无机绝缘膜51a、第一分支波导结构19和第二分支波导结构21。第二无机绝缘膜51b覆盖第一埋入树脂体53a。第二埋入树脂体53b覆盖第二无机绝缘膜51b。第三无机绝缘膜51c覆盖第二埋入树脂体53b。第一信号导体23、第二信号导体25和基准电位导体37布置在第三无机绝缘膜51c上。第一下金属层24a和第二下金属层26a布置在第二无机绝缘膜51b和第一埋入树脂体53a的各个开口中，并且第一上金属层24b和第二上金属层26b通过第三无机绝缘膜51c的开口和第二埋入树脂体53b的开口与第一下金属层24a和第二下金属层26a连接。

参考图2B，马赫-曾德尔调制器11还包括半导体台部ST。在本实施例中，半导体台部ST安装有第一电阻元件13和第二电阻元件15。马赫-曾德尔调制器11为布置在半导体台部ST上的第一电阻元件13和第二电阻元件15提供经由半导体台部ST到半导体基板27的热辐射路径。

马赫-曾德尔调制器11可以包括安装有半导体台部ST的另一导电半导体层41。该另一导电半导体层41与导电半导体层39分离开。这种分离可以防止安装在半导体台部ST上的第一电阻元件13和第二电阻元件15与导电半导体层39电联接。

在本实施例中，第一电阻元件13和第二电阻元件15布置在埋入区域49中。具体地说，第一电阻元件13第二电阻元件15设置在第一无机绝缘膜51a上，并且第一无机绝缘膜51a覆盖半导体台部ST。第一电阻元件13、第二电阻元件15和第一无机绝缘膜51a与第一埋入树脂体53a埋在一起。第二无机绝缘膜51b布置在第一电阻元件13、第二电阻元件15和第一埋入树脂体53a上以覆盖它们。

共用导体17包括第三下金属层28a，并且第三下金属层28a布置在第二无机绝缘膜51b和第一埋入树脂体53a的开口30a中，以与第一电阻元件13的第一接触区域13a和第二电阻元件15的第一接触区域15a接触。

第一信号导体23和第二信号导体25分别包括第四下金属层28b和第五下金属层28c，并且第四下金属层28b和第五下金属层28c分别布置在第二无机绝缘膜51b和第一埋入树脂体53a中的开口30b和30c中。具体地说，第四下金属层28b和第五下金属层28c分别与第一电阻元件13的第二接触区域13b和第二电阻元件15的第二接触区域15b接触。

在根据本实施例的马赫-曾德尔调制器11中，基准电位导体37布置在埋入区域49上以跨越第一电阻元件13和第二电阻元件15以及共用导体17，其中，第一电阻元件13和第二电阻元件15以及共用导体17通过埋入区域49与基准电位导体37分离开。第一电阻元件13和第二电阻元件15被设计为具有大致相同的电阻值以及大致相同的尺寸，其中，电阻值例如可以在25至50ohm的范围内。马赫-曾德尔调制器11在第一电阻元件13的第二接触区域13b与第二电阻元件15的第二接触区域15b之间的区域上设置有振幅为零的虚拟接地面。

参考图1，根据本实施例的马赫-曾德尔调制器11使第一电阻元件13和第二电阻元件15沿彼此相反的各个方向取向，并且具体地说，第一电阻元件13和第二电阻元件15分别沿第一轴线Ax1和第二轴线Ax2的方向排列。第一电阻元件13和第二电阻元件15的这种布置可以减少马赫-曾德尔调制器11中的差模的反射。

在根据本实施例的马赫-曾德尔调制器11中，第一电阻元件13的第二接触区域13b可以与第二电阻元件15的第二接触区域15b相距200微米以下。在该范围内的距离可以为马赫-曾德尔调制器11提供将第一电阻元件13的第一接触区域13a与第二电阻元件15的第一接触区域15a连接在一起的金属体中的共模的反射的减小。具体地说，第一电阻元件13和第二电阻元件15取向为使得来自第一信号导体23和第二信号导体25的各个电信号在第一电阻元件13和第二电阻元件15中沿相反方向传播。为了使该布置(第一电阻元件13和第二电阻元件15的取向)成为可能，第一信号导体23可以在第一电阻元件13的第二接触区域13b附近弯曲，并且第二信号导体25可以在第二电阻元件15的第二接触区域15b附近弯曲。

半导体台部ST可以设置有半导体层压件47，半导体层压件47具有与第一分支波导结构19和第二分支波导结构21类似的结构。

参考图2C，基准电位导体37在埋入区域49的顶面上延伸，并且共用导体17在埋入区域49内延伸。如果需要，为了允许共用导体17的一部分在埋入区域49上延伸，共用导体17可以使用从下金属层向上金属层变化的下金属层和上金属层两者，或者使用从上金属层向下金属层变化的下金属层和上金属层两者。在本实施例中，共用导体17和基准电位导体37沿垂直于半导体基板27的主表面27a的轴线的方向排列，以提供在上方或下方的跨越(crossing)。埋入区域49(具体地说，第三无机绝缘膜51c和第二埋入树脂体53b)可以使基准电位导体37与共用导体17分离。马赫-曾德尔调制器11允许共用导体17在基准电位导体37下方沿着基准电位导体37延伸，并且布置在埋入区域49中，从而使和共用导体17相关的传输线路与共模阻抗匹配。在本实施例中，共用导体17和基准电位导体37平行延伸至共模端接器45以在那里接地。如果可能，基准电位导体37可以在埋入区域49内延伸，使得共用导体17可以布置在埋入区域49和基准电位导体37上，从而形成与共用导体17相关的传输线路。

该传输线路对减小包括共用导体17的马赫-曾德尔调制器11中的共模的反射是有效的，共用导体17将第一电阻元件13的另一端和第二电阻元件15的另一端连接在一起，并且长度超过300微米。

(实例)

根据本实施例的示例性马赫-曾德尔调制器

第一电阻元件13：具有50nm厚度和50×50微米的尺寸的NiCr、NiCrSi、CuNi或TaN

第二电阻元件15：具有50nm厚度和50×50微米的尺寸的NiCr、NiCrSi、CuNi或TaN

半导体层压件47用于第一分支波导结构和第二分支波导结构

第一导电型半导体区域47a：具有0.5微米厚度的n型InP

芯层47b：具有0.5微米厚度的AlGaInAs基多量子阱

第二导电型半导体区域47c：具有0.5微米厚度的p型InP

导电半导体层39：具有1微米厚度的n型InP

第一埋入树脂体53a和第二埋入树脂体53b：苯并环丁烯(BCB)

第一无机绝缘膜51a：具有100nm厚度的氧化硅

第二无机绝缘膜51b：具有200nm厚度的氧化硅

第三无机绝缘膜51c：具有200nm厚度的氧化硅

共用导体17：具有2微米厚度的金

第一信号导体23和第二信号导体25：具有5微米厚度和100微米宽度的金

基准电位导体37：具有5微米厚度和10微米宽度的金

图3是示出包括第一电阻元件2和第二电阻元件3的马赫-曾德尔调制器1的示意图。第一电阻元件2和第二电阻元件3以不同于根据本实施例的马赫-曾德尔调制器中第一电阻元件13和第二电阻元件15的排列方式排列。

除了第一电阻元件2和第二电阻元件3之外，马赫-曾德尔调制器1还设置有连接导体4、第一分支波导结构5、第二分支波导结构6、第一信号导体7以及第二信号导体8。第一分支波导结构5具有沿第三轴线Ax3的方向延伸的波导部。第二分支波导结构6具有沿第三轴线Ax3的方向延伸的波导部。连接导体4与第一电阻元件2的第一接触区域2a和第二电阻元件3的第一接触区域3a接触。第一信号导体7连接至第一分支波导结构5的波导部，并且与第一电阻元件2的第二接触区域2b接触。第二信号导体8连接至第二分支波导结构6的波导部，并且与第二电阻元件3的第二接触区域3b接触。第一电阻元件2和第二电阻元件3沿第三轴线Ax3的方向延伸。

利用模拟模型计算差模中的EO响应和反射的特性。除第一电阻元件2和第二电阻元件3的布置以及基准电位导体、第一信号导体和第二信号导体的布置之外，马赫-曾德尔调制器1的模拟模型与马赫-曾德尔调制器11的模拟模型相同。

图4A是示出模拟EO响应的曲线图，并且图4B是示出差模中的模拟反射的曲线图。马赫-曾德尔调制器1的EO响应CEO与马赫-曾德尔调制器11的EO响应DEO的比较表明，在一直到40GHz的调制频率范围，马赫-曾德尔调制器1的EO响应CEO表现出比马赫-曾德尔调制器11的EO响应DEO更大的波动。在一直到40GHz的调制频率范围，差模中的马赫-曾德尔调制器11的反射特性DDR小于马赫-曾德尔调制器1的反射特征CDR。

图5A和图5B是示出适用于第一电阻元件和第二电阻元件的电阻层的形状的平面图。

参考图5A，第一电阻元件13和第二电阻元件15由电阻层60制成。在本实例中，电阻层60包括第一部分60a、第二部分60b、第三部分60c、第四部分60d和第五部分60e。具体地说，第一部分60a连接至第一信号导体23；第二部分60b连接至第二信号导体25；第三部分60c连接至共用导体17；第四部分60d布置在第一部分60a与第三部分60c之间；并且第五部分60e布置在第二部分60b与第三部分60c之间。电阻层60的第一部分60a、第四部分60d和第三部分60c布置为形成第一电阻元件13，并且电阻层60的第二部分60b、第五部分60e和第三部分60c布置为形成第二电阻元件15。在电阻层60中，第一部分60a和第三部分60c可以分别设置有第二接触区域13b和第一接触区域13a。在电阻层60中，第二部分60b和第三部分60c可以分别设置有第二接触区域15b和第一接触区域15a。

具体地说，电阻层60的第一部分60a、第四部分60d和第三部分60c沿第一轴线Ax1的方向排列，并且电阻层60的第二部分60b、第五部分60e和第三部分60c沿第二轴线Ax2的方向排列。

电阻层60设计为这样：电阻层60的第一部分60a、第四部分60d和第三部分60c与电阻层60的第二部分60b、第五部分60e和第三部分60c关于第三轴线Ax3对称地布置。

马赫-曾德尔调制器11可以设置具有第一电阻元件13和第二电阻元件15这两者的单连接电阻层60。单连接电阻层60设置有第一部分60a、第二部分60b以及第一部分60a和第二部分60b之间的第三部分60c，以减小差模反射。

在本实施例中，电阻层60的第一部分60a、第四部分60d、第三部分60c、第五部分60e和第二部分60b可以排列成排。

参考图5B，第一电阻元件13和第二电阻元件15分别由第一电阻层61和第二电阻层62提供。具体地说，第一电阻层61包括第一部分61a、第二部分61b和第三部分61c。第一部分61a和第二部分61b分别连接至第一信号导体23和共用导体27，并且第三部分61c布置在第一部分61a与第二部分61b之间。第二电阻层62包括第一部分62a、第二部分62b和第三部分62c。第一部分62a和第二部分62b分别连接至第二信号导体25和共用导体17，并且第三部分62c布置在第一部分62a与第二部分62b之间。

第一电阻层61的第一部分61a、第三部分61c和第二部分61b顺序地排列，以形成第一电阻元件13。第一电阻层61分别为第一部分61a和第二部分61b提供第二接触区域13b和第一接触区域13a。第二电阻层62的第一部分62a、第三部分62c和第二部分62b顺序地排列，以形成第二电阻元件15。第二电阻层62分别为第一部分62a和第二部分62b提供第二接触区域15b和第一接触区域15a。

具体地说，第一部分61a、第三部分61c和第二部分61b沿第一轴线Ax1的方向排列，以形成第一电阻层61，并且第一部分62a、第三部分62c和第二部分62b沿第二轴线Ax2的方向排列，以形成第二电阻层62。

第一电阻层61和第二电阻层62设计为使得第一部分61a、第三部分61c和第二部分61b与第一部分62a、第三部分62c和第二部分62b关于第三轴线Ax3对称地布置，使得第一电阻层61和第二电阻层62也关于第三轴线Ax3对称地布置。

被图案化为彼此分离的电阻层(具体地说，第一电阻层61和第二电阻层62)与共用导体17的连接可以使差模的反射减小。

在本实施例中，第一电阻层61和第二电阻层62，具体地说，第一部分61a、第三部分61c和第二部分61b以及第二部分62b、第三部分62c和第一部分62a排列成排。

图6A、图6B和图6C、图7A、图7B和图7C以及图8A、图8B和图8C是分别示出用于制造根据本实施例的马赫-曾德尔调制器的方法中的主要步骤的示意图。将参考图6A至图8C给出根据实施例的制造方法的描述。

参考图6A，该方法包括用于制备半导体产品SP的方法。半导体产品SP设置有第一分支波导结构19、第二分支波导结构21、半导体台部ST以及导电半导体层39和41。第一分支波导结构19和第二分支波导结构21、半导体台部ST以及导电半导体层39和41布置在晶圆W上。

半导体产品SP可以按如下方式生产。通过诸如MOCVD等生长方法使得用于光学波导的半导体层压区域在晶圆W上生长。通过使得用于导电半导体层39和41、第一导电型半导体区域47a、芯层47b以及第二导电型半导体区域47c的膜在晶圆W上生长形成半导体层压区域，以制备外延(epi)基板。对外延基板实施光蚀刻可以形成掩模，该掩模具有限定半导体台部和波导结构的形状的图案。掩模用于刻蚀外延基板，从而制造半导体产品SP。

参考图6B，该方法包括用于在半导体产品SP上形成无机绝缘膜的步骤。具体地说，将第一无机绝缘膜51a形成在半导体产品SP上。第一无机绝缘膜51a可以包括例如硅基无机绝缘体，并且通过例如化学气相沉积生长。

参考图6C，该方法包括用于在半导体台部ST上形成电阻层60的步骤。对半导体产品SP实施沉积和图案化形成电阻层60，以获得第一基板产品SP1。电阻层60包括由诸如NiCr、NiCrSi、CuNi或TaN等电阻材料制成的薄膜。电阻层60通过例如溅射和剥离工艺(lift-off)形成。

参考图7A，该方法包括在第一基板产品SP1中形成用于第一埋入树脂体53a的树脂体的步骤。具体地说，为了形成第一埋入树脂体53a，将BCB树脂涂布在晶圆W上。如此涂布的BCB树脂被固化以形成固化树脂体，这在下文中称为用于第一埋入树脂体53a的树脂体。用于第一埋入树脂体53a的树脂体埋有第一分支波导结构19和第二分支波导结构21、电阻层60、半导体台部ST以及导电半导体层39和41。

参考图7B，该方法包括在树脂体中形成触点孔以制造第一埋入树脂体53a。具体地说，对树脂体实施光刻和蚀刻而在树脂体中形成通向电阻层60的开口54a、54b和54c(以及通向马赫-曾德尔调制器的第一分支波导结构19和第二分支波导结构21的开口54d和54e)，从而提供第一埋入树脂体53a。

在第一埋入树脂体53a设置有这些开口之后，将第二无机绝缘膜51b沉积在晶圆W上以覆盖第一埋入树脂体53a的整个顶面。第二无机绝缘膜51b覆盖第一埋入树脂体53a的顶面以及开口54a、54b、54c、54d和54e的侧面和底面。第二无机绝缘膜51b可以包括例如硅基无机绝缘体，并且通过例如化学气相沉积生长。

此外，对第二无机绝缘膜51b实施光刻和蚀刻可以去除第一埋入树脂体53a的开口的底部处的第二无机绝缘膜51b，使得在第一埋入树脂体53a的开口54a、54b、54c、54d和54e处显露电阻层60。

参考图7C，该方法包括用于将金属材料沉积在晶圆W上以制造下金属膜的步骤。下金属膜(用于制备金属层28a、28b、28c、24a和26a)形成在第一埋入树脂体53a的开口(各开口54a、54b、54c、54d和54e)中。

参考图8A，该方法包括在晶圆W上形成用于第二埋入树脂体53b的树脂体的步骤。具体地说，在通过图案化下金属膜来产生下金属层(28a、28b、28c、24a和26a)之后，在晶圆W上形成第二埋入树脂体53b。为了形成第二埋入树脂体53b，将BCB树脂涂布在晶圆W上，并且如此涂布的BCB树脂被固化以形成固化树脂体，这在下文中称为用于第二埋入树脂体53b的树脂体。用于第二埋入树脂体53b的树脂体埋有下金属层(28a、28b、28c、24a和26a)、第一埋入树脂体53a和第二无机绝缘膜51b。

参考图8B，该方法包括在用于第二埋入树脂体53b的树脂体中形成触点孔的步骤。具体地说，对用于第二埋入树脂体53b的树脂体实施光刻和蚀刻可以在用于第二埋入树脂体53b的树脂体中形成开口(56b、56c、56d和56e)，这些开口可以分别达到下金属层(28b、28c、24a和26a)。

在形成具有这些开口的第二埋入树脂体53b之后，将第三无机绝缘膜51c沉积在晶圆W的整个顶面上以覆盖第二埋入树脂体53b。第三无机绝缘膜51c覆盖第二埋入树脂体53b的顶面以及开口56b、56c、56d和56e的侧面和底面。第三无机绝缘膜51c例如包括硅基无机绝缘体，并且可以通过例如化学气相沉积生长。

对第三无机绝缘膜51c实施光刻和蚀刻去除在第二埋入树脂体53b的开口(56b、56c、56d和56e)的底部处的第三无机绝缘膜51c，使得在第二埋入树脂体53b的开口(56b、56c、56d和56e)处分别显露下金属层(28b、28c、24a和26a)。

参考图8C，该方法包括沉积用于第一上金属层24b和第二上金属层26b的金属膜的步骤。对第三无机绝缘膜51c实施光蚀刻和膜沉积可以在第三无机绝缘膜51c上将金属膜制造成图案化金属膜(在下文中称为第一上金属层24b和第二上金属层26b)，以制造第一信号导体23、第二信号导体25和基准电位导体37。具体地说，将金属膜沉积在第三无机绝缘膜51c上以及第二埋入树脂体53b的开口(54b和54d以及54c和54e)中，并且通过剥离工艺而被图案化。

这些步骤使马赫-曾德尔调制器11完成。

马赫-曾德尔调制器11使用在第一信号导体23和第二信号导体25上传播的差分信号来驱动第一分支波导结构19和第二分支波导结构21。第一信号导体23和第二信号导体25连接至作为内置端接器的第一电阻元件13和第二电阻元件15的对应的一端。第一电阻元件13和第二电阻元件15沿相反方向排列，以便在它们各自的另一端处连接至共用导体17，从而终止差分信号。

马赫-曾德尔调制器11设置有导电半导体层39，导电半导体层39被外部电源施加偏压，并且与第一分支波导结构19和第二分支波导结构21连接在一起。

为了将差分信号传送到分支波导，马赫-曾德尔调制器11可以使用传输线路，该传输线路包括第一信号导体23和第二信号导体25以及在第一信号导体23和第二信号导体25之间的基准电位导体37。如果需要，马赫-曾德尔调制器11可以设置有附加的第一附加基准电位导体和第二附加基准电位导体，第一附加基准电位导体和第二附加基准电位导体在第一信号导体23和第二信号导体25外部延伸，以形成传输线路。

上述实施例可以提供可减小由内置终止电阻元件引起的信号反射的马赫-曾德尔调制器。

已经在本发明的优选实施例中描述和说明了本发明的原理，本领域技术人员应理解的是，在不脱离这些原理的情况下，可以在布置和细节上修改本发明。因此，我们要求保护在所附权利要求的要旨和范围内的所有修改和变化。

本申请要求2018年6月27日提交的日本专利申请No.2018-121839的优先权，该日本专利申请的全文以引用的方式并入本文。