JPH02136821A - 半導体光変調器 - Google Patents

半導体光変調器

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JPH02136821A
JPH02136821A JP63290174A JP29017488A JPH02136821A JP H02136821 A JPH02136821 A JP H02136821A JP 63290174 A JP63290174 A JP 63290174A JP 29017488 A JP29017488 A JP 29017488A JP H02136821 A JPH02136821 A JP H02136821A
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JP
Japan
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layer
active layer
semiconductor
conduction type
compd
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JP63290174A
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English (en)
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Mitsuru Sugawara
充 菅原
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 入射されたレーデ光を印加される電界に応し７て変ｊｌ
Ｐ１する半導体光査Ｊ）；１器の改良に関し、活性層内
に於ける拡散電位の影響がなく、従って、吸収端か拡が
らず、無電界時にはレーザ光が減衰することなく出射さ
れ、また、電界印加時には大きな吸収変化が起きるよう
にすることを目的とし、 一導電型化合物半導体基板（或いは層）上に順に形成さ
れた一導電型化合物半導体活性層及びバイアス電圧非印
加時に拡散電位などが該一導電型化合物半導体活性層Ｖ
こ加わることを抑止する一力電型化合物半導体層及び反
対導電型化合物゛↓′導体層と、前記−導電型化合物′
−１−導体基板側及びｎｉｊ記反対導電型化合物半導体
層側のイーれぞれに形成された電極上を備えてなるよう
構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、入射されたレーザ光を印加される電界に応じ
て変調する半Ｗ体光変’３１ＥＩ器の改Ｊマ、に関する
。
〔従来の技術〕
第３図は従来の半導体光変調器を説明する為の要部ｉＦ
面図を表している、 図に於いて、ｌはｎ＋型半導体基板、２はｎ型活性層、
３はｐ　＋型下導体層、４並びに５は電極、Ｌはレーザ
光をそれぞれ示している。
この変調器では、一端面に入射したレーザ光りが導波路
である活性層２を通って他端面から出射するようになっ
ている。
ところで、活性層２に於ける禁制帯幅はレーザ光■７の
エネルギよりも約２０〜３０（ｍｅＶ）程度大きくしで
ある。電極４及び５間に逆バイアス電圧を印加する活性
層２に於ける吸収端はフランツ・ケルデイツシュ（Ｆｒ
ａｎｚ−Ｋｅ　ｌｄ　１ｓｈ）効果で低エネルギ側に拡
がるので、レーザ光しは活性層２内で吸収され、他端面
から出射されない。従ってｐｎ接合に印加される逆バイ
アス電圧をオン・オフすることで光変調が行われる。
〔発明が解決しようとする課題〕
第３図に見られる変調器では、前記説明した通り、光変
調の動作をするのであるが、実際には、逆バイアス電圧
をオフにしてもレーザ光りの吸収が起こる旨の問題があ
り、これは、ｐｎ接合に於ける電界分布を見ると容易に
理解される。
第４図はｐｎ接合に於ける電界分布を説明する為の線図
であり、横軸には各半導体層の厚さ方向の距離を、また
、縦軸には電界をそれぞれ採ってあり、第３図に於いて
用いた記号と同記号は同部分を示すか或いは同じ意味を
持つものとする。
図に於いて、記号■。で指示した実線は電界分布を表す
特性線を示している。尚、ここでは、活性層２の厚さは
２０００　（人〕とした。
図から明らかなように、逆バイアス電圧を０にしても、
活性層２には拡散電位の存在で電界が印加された状態に
なっている。
従って、吸収端が拡がってしまうのでレーザ光の減衰を
生じ、他端面からは充分なレーザ光が出射されない状態
となる。
第５図は吸収端の拡がりを説明する為の線図であり、横
軸にはエネルギを、また、縦軸には吸収係数をそれぞれ
採ってあり、実線は無電界時の特性線、破線は電界印加
時の特性線である。
図に於いて、ＰＡｌｌは吸収端、ΔＥは吸収端とレーザ
光りとのエネルギ差をそれぞれ示している。
図から判るように、本来、無電界であれば、実線に見ら
れるように、吸収端ＰＡ！＋とレーザ光りとの間には画
然としたエネルギ差ΔＥが存在し、従って、無電界であ
れば、変調器からはレーザ光りが設計値通りの強度で出
射される筈であるが、外面的には無電界にした場合であ
っても、前記したように、活性層２に拡散電位が存在す
ると、破線に見られるように吸収端Ｐ□が拡がりをもっ
てしまい、レーザ光りは吸収されて減衰を生ずることに
なる。
このような問題を回避する為には、吸収端ＰＡＲとレー
ザ光■５との間に於けるエネルギ差ΔＥを約５０（ｍｅ
Ｖ）以上に大きくすることで対処することができる。然
しなから、そのようにすると、今度は、電圧印加時に於
ける吸収係数の変化が小さくなる旨の問題が発生する。
本発明は、活性層内に於ける拡散電位の影響がなく、従
って、吸収端が拡がらず、無電界時にはし・−ザ光が減
衰することなく出射され、また、電界印加時には大きな
吸収変化が起きるようにする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明に依る半導体光変調器に於いては、−導電型化合
物半導体基板（例えばｎ＋型１ｎＰ基板１１）上に順に
形成された一導電型化合物半導体活性Ｒ（例えばｎ＋梨
型１ｎＧａＡｓＰ性層１２）及びバイアス電圧非印加時
に拡散電位などがＡｓ　一導電型化合物半導体活性層に
加わることを抑止する一導電型化合物半導体層（例えば
ｎ型１ｎＰ層１３）及び反対導電型化合物半専体層（例
えばｐ＋型１ｎＰ層１４）と、前記−導電型化合物半導
体基板側と前記反対導電型化合物半導体層側のそれぞれ
に形成された電極（例えば電極１５及び１６）とを備え
てなるよう構成する。
〔作用〕
前記手段を採ることに依り、半導体光変調器の活性層に
於ける禁制帯幅、即ち、吸収端と入射レーザ光とのエネ
ルギ差を小さくすることが可能になり、その結果、電界
に依る吸収係数の変化を大きく、従って、応答性を向上
することができる。
〔実施例〕
第１図は本発明一実施例の要部切断側面図を表している
。
図ζこ於いて、１１８！ｎ＋型ＪｎＰ基板（或いは層）
、１２はｎ−型１　ｎ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓ　Ｐ活性層、１
３はｎ型１ｎＰ層、１４ばｐ＋型１ｎＰ層、１５並びに
１６は電極をそれぞれ示している。
ここで、各半導体層に関する主要データを例示すると次
の通りである。
（１）基板１１に゛ついて 不純物）；度：　Ｉ　Ｘ　１０”　　Ｌｃｍ−’：］（
２）　　活性層１２について 厚さ：Ｏ＝Ｃμｍ〕 不純物濃度：　Ｉ　Ｘ　Ｉ　０１５ＣｃｒｒｖＪｆ３１
１ｎＰ層１３について 厚さ＋０．２Ｃμｍ〕 不純物ン農度：　５　Ｘ　１０”　（ｃｌｌｌ−’）！
４１１ｎＰ層１４について 厚さ＋１（ｚＪｍ） 不純物７；度：　Ｉ　Ｘ　１．０”　　（ｅｎｉ−’）
第２図は第１図に見られる実施例に関する電界分布を説
明する為の線図であり、横軸６．二各半導体層の厚さ方
向の距離を、また、縦軸には電界をそれぞれ採ってあり
、第１図に於いて用いた記号と同記号は同部分を示すか
或いは同じ意味を持つものとする。
図に於いて、■はバイアス電圧がＯの場合に於ける特性
線、■は逆バイアス電圧として−１，５（Ｖ）を印加し
た場合に於ける特性線をぞれぞれ示している。
図から明らかなように、バイアス電圧が印加されていな
い場合には活性層１２に電界が加わることはなく、そし
て、逆バイアス電圧が印加された場合には活性層１２に
即座に電界が加わる。
その結果、活性層１２に於ける吸収端とレーザ光とのエ
ネルギ差は５０（ｍｅＶ：ｌ以下に小さくするこ乏がで
き、従って、大きな吸収係数変化が得られる。
〔発明の効果〕
本発明に依る半導体光変調器に於いては、−ｉ電型化合
物半う、γ体活性層の上に同左電型化合物°ｒ導体層を
介在させてから反対導電型化合物半導体層を形成しであ
る。
前記構成を採ることに依り、変調器の活性層にはバ・イ
アスミ１非印加時に拡散電位などが印加されている現象
はなくなり、禁制帯幅、即ち、吸収端と入射レーザ光と
のエネルギ差を小さくすることがｉｉＪ能になり、その
結果、電界に依る吸収係数の変化を大きく、従って、応
答性を向」二することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明一実施例の要部切断側面図、第２図は第
１図に見られる実施例に関する電界分布を説明する為の
線図、第３図は従来例の要部斜面図、第４図はｐｎ接合
に於ける電界分布を説明する為の線図、第５図は吸収端
の拡がりを説明する為の線図をそれぞれ表している。 図に於いて、１１はｎ＋型１ｎＰ基板（或いは層）、１
２はｒｉ−型１　ｎ　Ｇ　ａ　Ａ　Ｓ　Ｐ活性層、１３
はｎ型１　ｎ　Ｐ層、１４はｐ　＋型［ｎＰ層、１５、
拍びに１６は電極をそれぞれ示している。 特許出願人　　　富士ｉｍ株式会社 代理人弁理士　　相　谷　昭　司

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 一導電型化合物半導体基板（或いは層）上に順に形成さ
    れた一導電型化合物半導体活性層及びバイアス電圧非印
    加時に拡散電位などが該一導電型化合物半導体活性層に
    加わることを抑止する一導電型化合物半導体層及び反対
    導電型化合物半導体層と、 前記一導電型化合物半導体基板側及び前記反対導電型化
    合物半導体層側のそれぞれに形成された電極と を備えてなることを特徴とする半導体光変調器。
JP63290174A 1988-11-18 1988-11-18 半導体光変調器 Pending JPH02136821A (ja)

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JP63290174A JPH02136821A (ja) 1988-11-18 1988-11-18 半導体光変調器
DE68921552T DE68921552T2 (de) 1988-11-18 1989-11-13 Optischer Intensitätsmodulator.
EP89311713A EP0369706B1 (en) 1988-11-18 1989-11-13 Optical intensity modulator
US07/435,943 US5113283A (en) 1988-11-18 1989-11-13 Optical intensity modulator
KR1019890016756A KR940008247B1 (ko) 1988-11-18 1989-11-18 광강도 변조기

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DE68921552D1 (de) 1995-04-13
DE68921552T2 (de) 1995-07-06
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EP0369706A2 (en) 1990-05-23
EP0369706A3 (en) 1991-05-02
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