JPH04310918A - 空間光変調半導体装置 - Google Patents
空間光変調半導体装置Info
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- JPH04310918A JPH04310918A JP3076513A JP7651391A JPH04310918A JP H04310918 A JPH04310918 A JP H04310918A JP 3076513 A JP3076513 A JP 3076513A JP 7651391 A JP7651391 A JP 7651391A JP H04310918 A JPH04310918 A JP H04310918A
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- light
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- semiconductor device
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Links
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Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光ニューロコンピュ
ータにおいて画像のようなパターンの認識を行ったり、
あるいはニューロンのシナプスにおける結合荷重を掛け
合わせる機能に相当するベクトルと行列のマトリックス
乗算などを行うのに必要とされる空間光変調半導体装置
に係り、二次元方向に広がりをもつ入力光を別の二次元
方向に広がりをもつ制御光によって強度変調しその出力
光を取り出すようにした、空間光変調半導体装置に関す
るものである。
ータにおいて画像のようなパターンの認識を行ったり、
あるいはニューロンのシナプスにおける結合荷重を掛け
合わせる機能に相当するベクトルと行列のマトリックス
乗算などを行うのに必要とされる空間光変調半導体装置
に係り、二次元方向に広がりをもつ入力光を別の二次元
方向に広がりをもつ制御光によって強度変調しその出力
光を取り出すようにした、空間光変調半導体装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】従来、二次元方向に広がりをもつ入力光
を強度変調してその出力光を取り出すようにした空間光
変調半導体装置としては、その断面構造概念図の図4に
示すような、素子要素毎に対応させて設けたCCD(電
荷結合デバイス)ゲートと、多重量子井戸層(多重量子
井戸構造)とを備えたものが文献に報告されている(A
pplied Physics Letters ,V
ol.52,No.14 ,pp.1116−1118
,1988)。
を強度変調してその出力光を取り出すようにした空間光
変調半導体装置としては、その断面構造概念図の図4に
示すような、素子要素毎に対応させて設けたCCD(電
荷結合デバイス)ゲートと、多重量子井戸層(多重量子
井戸構造)とを備えたものが文献に報告されている(A
pplied Physics Letters ,V
ol.52,No.14 ,pp.1116−1118
,1988)。
【0003】この従来技術に係る空間光変調半導体装置
は、CCDゲートにより多重量子井戸層に電圧を印加す
る場合、印加電圧を増加させると、井戸層内での電子と
正孔の波動関数の重なりが減少することにより、多重量
子井戸層における光の吸収率が減少するという効果を利
用したものである。
は、CCDゲートにより多重量子井戸層に電圧を印加す
る場合、印加電圧を増加させると、井戸層内での電子と
正孔の波動関数の重なりが減少することにより、多重量
子井戸層における光の吸収率が減少するという効果を利
用したものである。
【0004】図4において、51は出力光が透過して取
り出されるガラスであり、このガラス51上に、AlG
aAs層52、p+ −AlGaAs層53、GaAs
を井戸層とし、AlGaAsを障壁層として形成された
GaAs/AlGaAs多重量子井戸層(以下、GaA
s/AlGaAsMQW層という。)54、n型AlG
aAsCCDチャネル55、AlGaAs層56、およ
び誘電体層57を順に積層した構成となっている。
り出されるガラスであり、このガラス51上に、AlG
aAs層52、p+ −AlGaAs層53、GaAs
を井戸層とし、AlGaAsを障壁層として形成された
GaAs/AlGaAs多重量子井戸層(以下、GaA
s/AlGaAsMQW層という。)54、n型AlG
aAsCCDチャネル55、AlGaAs層56、およ
び誘電体層57を順に積層した構成となっている。
【0005】そして、AlGaAs層56上には、透明
電極でもあり、素子要素毎に対応させてCCDゲート5
8が設けられ、入力光が垂直に照射(入射)される最上
層である誘電体層57の表面には、所定の間隔でもって
光遮断部59が設けられている。なお、CCDゲート5
8は、図示省略しているが、図4における紙面に垂直な
方向にも所定の間隔で設けられており、この空間光変調
半導体装置は、二次元的な広がりをもつ入力光を後述す
るように強度変調してその出力光を取り出すように構成
されている。
電極でもあり、素子要素毎に対応させてCCDゲート5
8が設けられ、入力光が垂直に照射(入射)される最上
層である誘電体層57の表面には、所定の間隔でもって
光遮断部59が設けられている。なお、CCDゲート5
8は、図示省略しているが、図4における紙面に垂直な
方向にも所定の間隔で設けられており、この空間光変調
半導体装置は、二次元的な広がりをもつ入力光を後述す
るように強度変調してその出力光を取り出すように構成
されている。
【0006】上記のように構成される空間光変調半導体
装置では、CCDゲート58とp+ −AlGaAs層
53の間にCCDゲート58側が正となる逆バイアス電
圧を印加すると、CCDゲート58のうち電圧が印加さ
れたCCDゲートの直下に形成された素子要素のGaA
s/AlGaAsMQW層54における入力光の吸収率
が減少する。その結果、CCDゲート58のうち電圧が
印加されたCCDゲートの直下に形成された素子要素で
は、電圧が印加されていないCCDゲートの直下に形成
された素子要素に比べて、その強度が大きい出力光がガ
ラス51を介して取り出される。
装置では、CCDゲート58とp+ −AlGaAs層
53の間にCCDゲート58側が正となる逆バイアス電
圧を印加すると、CCDゲート58のうち電圧が印加さ
れたCCDゲートの直下に形成された素子要素のGaA
s/AlGaAsMQW層54における入力光の吸収率
が減少する。その結果、CCDゲート58のうち電圧が
印加されたCCDゲートの直下に形成された素子要素で
は、電圧が印加されていないCCDゲートの直下に形成
された素子要素に比べて、その強度が大きい出力光がガ
ラス51を介して取り出される。
【0007】このように、素子要素毎に対応させて設け
たCCDゲート58によって各素子要素のGaAs/A
lGaAsMQW層54にかかる電圧の大きさを変える
ことにより、GaAs/AlGaAsMQW層54にお
ける入力光の吸収率を変化させ、各素子要素毎に入力光
の透過率(=1−吸収率)を変えて入力光を強度変調し
その出力光を取り出すようにしている。
たCCDゲート58によって各素子要素のGaAs/A
lGaAsMQW層54にかかる電圧の大きさを変える
ことにより、GaAs/AlGaAsMQW層54にお
ける入力光の吸収率を変化させ、各素子要素毎に入力光
の透過率(=1−吸収率)を変えて入力光を強度変調し
その出力光を取り出すようにしている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の空間光変調半導体装置では、各素子要素に対
応するCCDゲートを二次元配列した構成とすることに
より二次元方向に広がりをもつ入力光を強度変調してそ
の出力光を取り出すようにしたものであるから、素子要
素が増加すると、CCDゲート、つまり電圧印加用電極
に対する配線が複雑になって高集積化が容易でないとい
う問題点がある。また、入力光の光遮断部を設け素子要
素間を分離するようにした構成であるから、隣接する入
力光同士のクロストーク(重なり)を避ける目的で各素
子要素の間隔を広くする必要があり、この点からも集積
度を高めることに限界がある。
うな従来の空間光変調半導体装置では、各素子要素に対
応するCCDゲートを二次元配列した構成とすることに
より二次元方向に広がりをもつ入力光を強度変調してそ
の出力光を取り出すようにしたものであるから、素子要
素が増加すると、CCDゲート、つまり電圧印加用電極
に対する配線が複雑になって高集積化が容易でないとい
う問題点がある。また、入力光の光遮断部を設け素子要
素間を分離するようにした構成であるから、隣接する入
力光同士のクロストーク(重なり)を避ける目的で各素
子要素の間隔を広くする必要があり、この点からも集積
度を高めることに限界がある。
【0009】この発明は、上記の問題点を解決するため
になされたものであって、1つの光変調素子としての素
子要素の二次元方向の集積度を向上させて光を情報とす
る大規模な二次元情報処理を可能とする、空間光変調半
導体装置の提供をその目的とするものである。
になされたものであって、1つの光変調素子としての素
子要素の二次元方向の集積度を向上させて光を情報とす
る大規模な二次元情報処理を可能とする、空間光変調半
導体装置の提供をその目的とするものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本願の請求項1の発明による空間光変調半導体装置
は、入力光を制御光によって強度変調しその出力光を取
り出す光変調素子が二次元配列されてなる空間光変調半
導体装置であって、出力光が取り出される第1導電型の
電極層の上に、井戸層とこの井戸層よりも広い禁制帯幅
を有する障壁層とが交互に繰り返し積層されてなるアン
ドープ多重量子井戸層と、このアンドープ多重量子井戸
層上に積層され、第1導電型とは逆の第2導電型を有し
、制御光のみを吸収する制御光吸収層と、入力光及び制
御光が入射される第2導電型の電極層とを少なくとも備
え、前記制御光吸収層内に、その層上からイオンビーム
を領域選択的に照射して不純物を注入することにより、
所定深さでもって二次元方向に所定の間隔を隔てて高抵
抗領域を形成したことを特徴とするものである。
に、本願の請求項1の発明による空間光変調半導体装置
は、入力光を制御光によって強度変調しその出力光を取
り出す光変調素子が二次元配列されてなる空間光変調半
導体装置であって、出力光が取り出される第1導電型の
電極層の上に、井戸層とこの井戸層よりも広い禁制帯幅
を有する障壁層とが交互に繰り返し積層されてなるアン
ドープ多重量子井戸層と、このアンドープ多重量子井戸
層上に積層され、第1導電型とは逆の第2導電型を有し
、制御光のみを吸収する制御光吸収層と、入力光及び制
御光が入射される第2導電型の電極層とを少なくとも備
え、前記制御光吸収層内に、その層上からイオンビーム
を領域選択的に照射して不純物を注入することにより、
所定深さでもって二次元方向に所定の間隔を隔てて高抵
抗領域を形成したことを特徴とするものである。
【0011】また、本願の請求項2の発明による空間光
変調半導体装置は、入力光を制御光によって強度変調し
その出力光を取り出す光変調素子が二次元配列されてな
る空間光変調半導体装置であって、出力光が取り出され
る第1導電型の電極層の上に、井戸層とこの井戸層より
も広い禁制帯幅を有する障壁層とが交互に繰り返し積層
されてなるアンドープ多重量子井戸層と、このアンドー
プ多重量子井戸層上に積層され、第1導電型とは逆の第
2導電型を有し制御光のみを吸収する制御光吸収層と、
入力光及び制御光が入射される第2導電型の電極層とを
少なくとも備え、前記アンドープ多重量子井戸層内に、
その層上からイオンビームを領域選択的に照射して不純
物を注入することにより、所定深さでもって二次元方向
に所定の間隔を隔てて無秩序化された混晶領域を形成し
、さらに、前記制御光吸収層内に、その層上からイオン
ビームを領域選択的に照射して不純物を注入することに
より、前記アンドープ多重量子井戸層の混晶領域位置に
合わせて所定深さでもって二次元方向に所定の間隔を隔
てて高抵抗領域を形成したことを特徴とするものである
。
変調半導体装置は、入力光を制御光によって強度変調し
その出力光を取り出す光変調素子が二次元配列されてな
る空間光変調半導体装置であって、出力光が取り出され
る第1導電型の電極層の上に、井戸層とこの井戸層より
も広い禁制帯幅を有する障壁層とが交互に繰り返し積層
されてなるアンドープ多重量子井戸層と、このアンドー
プ多重量子井戸層上に積層され、第1導電型とは逆の第
2導電型を有し制御光のみを吸収する制御光吸収層と、
入力光及び制御光が入射される第2導電型の電極層とを
少なくとも備え、前記アンドープ多重量子井戸層内に、
その層上からイオンビームを領域選択的に照射して不純
物を注入することにより、所定深さでもって二次元方向
に所定の間隔を隔てて無秩序化された混晶領域を形成し
、さらに、前記制御光吸収層内に、その層上からイオン
ビームを領域選択的に照射して不純物を注入することに
より、前記アンドープ多重量子井戸層の混晶領域位置に
合わせて所定深さでもって二次元方向に所定の間隔を隔
てて高抵抗領域を形成したことを特徴とするものである
。
【0012】
【作用】請求項1の発明による空間光変調半導体装置に
おいて、第1導電型の電極層をp型電極層、第2導電型
の電極層をn型電極層として、両電極層間にn型電極層
が正となる逆バイアス電圧を印加する。このn型電極層
に入力光及び制御光が入射されると、制御光吸収層内に
は、所定深さでもって二次元方向に所定の間隔を隔てて
高抵抗領域が形成されているので、制御光はこの高抵抗
領域によって挟まれた領域における制御光吸収層で吸収
され、その強度に応じて電子および正孔が生成される。
おいて、第1導電型の電極層をp型電極層、第2導電型
の電極層をn型電極層として、両電極層間にn型電極層
が正となる逆バイアス電圧を印加する。このn型電極層
に入力光及び制御光が入射されると、制御光吸収層内に
は、所定深さでもって二次元方向に所定の間隔を隔てて
高抵抗領域が形成されているので、制御光はこの高抵抗
領域によって挟まれた領域における制御光吸収層で吸収
され、その強度に応じて電子および正孔が生成される。
【0013】この高抵抗領域によって挟まれた領域にお
ける制御光吸収層で生成された電子および正孔は、高抵
抗領域によりその周囲(横方向)への拡散が阻止される
。したがって、制御光吸収層内に形成した高抵抗領域に
よって素子要素を分離することができ高集積化が可能と
なる。この高抵抗領域は、制御光吸収層の上からイオン
ビームを領域選択的に照射して不純物を注入することに
より、微小幅でもって容易に形成することができる。
ける制御光吸収層で生成された電子および正孔は、高抵
抗領域によりその周囲(横方向)への拡散が阻止される
。したがって、制御光吸収層内に形成した高抵抗領域に
よって素子要素を分離することができ高集積化が可能と
なる。この高抵抗領域は、制御光吸収層の上からイオン
ビームを領域選択的に照射して不純物を注入することに
より、微小幅でもって容易に形成することができる。
【0014】そして、電子および正孔が生成された上記
制御光吸収層ではその導電率が高くなり、これにかかる
電圧が低下する。その結果、電子および正孔が生成され
た制御光吸収層の下に位置するアンドープ多重量子井戸
層(アンドープ多重量子井戸構造)にかかる電圧が増加
し、アンドープ多重量子井戸層における入力光の吸収率
が減少する。これにより、制御光の強度に応じて高抵抗
領域によって挟まれた領域における制御光吸収層の導電
率を変化させてアンドープ多重量子井戸層にかかる電圧
を増減制御することにより、二次元方向に広がりをもつ
入力光を強度変調してその出力光を得ることができる。
制御光吸収層ではその導電率が高くなり、これにかかる
電圧が低下する。その結果、電子および正孔が生成され
た制御光吸収層の下に位置するアンドープ多重量子井戸
層(アンドープ多重量子井戸構造)にかかる電圧が増加
し、アンドープ多重量子井戸層における入力光の吸収率
が減少する。これにより、制御光の強度に応じて高抵抗
領域によって挟まれた領域における制御光吸収層の導電
率を変化させてアンドープ多重量子井戸層にかかる電圧
を増減制御することにより、二次元方向に広がりをもつ
入力光を強度変調してその出力光を得ることができる。
【0015】請求項2の発明による空間光変調半導体装
置では、上記の構成に加えて、アンドープ多重量子井戸
層内に、その層上からイオンビームを領域選択的に照射
して不純物を注入することにより、所定深さでもって上
記制御光吸収層の高抵抗領域位置に合わせて二次元方向
に所定の間隔を隔てて無秩序化された混晶領域が形成さ
れている。この混晶領域は、光吸収機能が失われその間
に挟まれた無秩序化されていないアンドープ多重量子井
戸層の部分より屈折率が小さい。これにより、無秩序化
されていないアンドープ多重量子井戸層部分に光導波路
が形成されて光が閉じ込められることから、隣接する素
子要素間の出力光のクロストークを防ぐことができ、集
積度をより高めることが可能となる。
置では、上記の構成に加えて、アンドープ多重量子井戸
層内に、その層上からイオンビームを領域選択的に照射
して不純物を注入することにより、所定深さでもって上
記制御光吸収層の高抵抗領域位置に合わせて二次元方向
に所定の間隔を隔てて無秩序化された混晶領域が形成さ
れている。この混晶領域は、光吸収機能が失われその間
に挟まれた無秩序化されていないアンドープ多重量子井
戸層の部分より屈折率が小さい。これにより、無秩序化
されていないアンドープ多重量子井戸層部分に光導波路
が形成されて光が閉じ込められることから、隣接する素
子要素間の出力光のクロストークを防ぐことができ、集
積度をより高めることが可能となる。
【0016】
【実施例】以下、実施例に基づいて本願発明を説明する
。図1は請求項1の発明の一実施例による空間光変調半
導体装置の断面構造概念図、図2は図1に示す空間光変
調半導体装置を製作する際にイオンビームを用いて高抵
抗領域を形成する様子を説明するための図である。
。図1は請求項1の発明の一実施例による空間光変調半
導体装置の断面構造概念図、図2は図1に示す空間光変
調半導体装置を製作する際にイオンビームを用いて高抵
抗領域を形成する様子を説明するための図である。
【0017】図1において、GaAs基板(この基板は
後で除去されるので図示省略している)上に、p型Al
0.3 Ga0.7 As電極層1、p型Al0.3
Ga0.7 Asバッファ層2、アンドープのAl0.
3 Ga0.7 Asを障壁層とし、アンドープのGa
Asを井戸層として交互に積層してなるGaAs/Al
GaAsアンドープ多重量子井戸層(以下、GaAs/
AlGaAsアンドープMQW層という。)3、及びn
型Al0.3Ga0.7 As制御光吸収層4をMBE
法(分子線エピタキシャル成長法)あるいはMOCVD
法(有機金属化学堆積法)によってエピタキシャル成長
させて順次形成する。
後で除去されるので図示省略している)上に、p型Al
0.3 Ga0.7 As電極層1、p型Al0.3
Ga0.7 Asバッファ層2、アンドープのAl0.
3 Ga0.7 Asを障壁層とし、アンドープのGa
Asを井戸層として交互に積層してなるGaAs/Al
GaAsアンドープ多重量子井戸層(以下、GaAs/
AlGaAsアンドープMQW層という。)3、及びn
型Al0.3Ga0.7 As制御光吸収層4をMBE
法(分子線エピタキシャル成長法)あるいはMOCVD
法(有機金属化学堆積法)によってエピタキシャル成長
させて順次形成する。
【0018】次いで、n型Al0.3 Ga0.7 A
s制御光吸収層4上から、図2に示すように、集束され
たイオンビームを二次元方向に走査して照射し、H+
イオンを注入することにより、n型Al0.3 Ga0
.7 As制御光吸収層4内に、GaAs/AlGaA
sアンドープMQW層3の表面に達する程度の深さでも
って図1における左右方向及び紙面に垂直な方向(断面
図としては図示省略)に所定の間隔を隔てて高抵抗領域
4bを形成する。これにより、n型Al0.3 Ga0
.7 As制御光吸収層4内には、この高抵抗領域4b
とイオン注入されていない制御光吸収領域4aとが形成
されることになる。
s制御光吸収層4上から、図2に示すように、集束され
たイオンビームを二次元方向に走査して照射し、H+
イオンを注入することにより、n型Al0.3 Ga0
.7 As制御光吸収層4内に、GaAs/AlGaA
sアンドープMQW層3の表面に達する程度の深さでも
って図1における左右方向及び紙面に垂直な方向(断面
図としては図示省略)に所定の間隔を隔てて高抵抗領域
4bを形成する。これにより、n型Al0.3 Ga0
.7 As制御光吸収層4内には、この高抵抗領域4b
とイオン注入されていない制御光吸収領域4aとが形成
されることになる。
【0019】上記高抵抗領域4aが形成されたn型Al
0.3 Ga0.7 As制御光吸収層4上に、n型A
l0.3 Ga0.7 Asバッファ層5、n型Al0
.3 Ga0.7 As電極層6をMBE法あるいはM
OCVD法によってエピタキシャル成長させて順次形成
する。そして、p型Al0.3 Ga0.7 As電極
層1を透過して取り出される出力光がGaAs基板に吸
収されることを避けるために、GaAs基板をエッチン
グで除去する。
0.3 Ga0.7 As制御光吸収層4上に、n型A
l0.3 Ga0.7 Asバッファ層5、n型Al0
.3 Ga0.7 As電極層6をMBE法あるいはM
OCVD法によってエピタキシャル成長させて順次形成
する。そして、p型Al0.3 Ga0.7 As電極
層1を透過して取り出される出力光がGaAs基板に吸
収されることを避けるために、GaAs基板をエッチン
グで除去する。
【0020】上記構成になる空間光変調半導体装置の動
作を以下に説明する。図1において、10は入力光及び
制御光用二次元LEDアレイであって、この入力光及び
制御光用二次元LEDアレイ10は、空間光変調半導体
装置の制御光吸収層4の制御光吸収領域4aにその光軸
を位置合わせした状態で設けられ、波長800 nmの
入力光とこれより短い波長600 〜700 nmの制
御光とをn型Al0.3 Ga0.7 As電極層6に
入射させるようにしたものである。20は、p型Al0
.3 Ga0.7 As電極層1を透過して取り出され
る出力光を受けるための受光用二次元LEDアレイであ
る。
作を以下に説明する。図1において、10は入力光及び
制御光用二次元LEDアレイであって、この入力光及び
制御光用二次元LEDアレイ10は、空間光変調半導体
装置の制御光吸収層4の制御光吸収領域4aにその光軸
を位置合わせした状態で設けられ、波長800 nmの
入力光とこれより短い波長600 〜700 nmの制
御光とをn型Al0.3 Ga0.7 As電極層6に
入射させるようにしたものである。20は、p型Al0
.3 Ga0.7 As電極層1を透過して取り出され
る出力光を受けるための受光用二次元LEDアレイであ
る。
【0021】両電極層1,6間にn型Al0.3 Ga
0.7As電極層6が正となる逆バイアス電圧(例えば
電圧V=5ボルト))を印加し、このn型Al0.3
Ga0.7 As電極層6に入力光が入射されると、入
力光はn型Al0.3 Ga0.7As制御光吸収層4
の制御光吸収領域4aを透過してGaAs/AlGaA
sアンドープMQW層3に導かれる。
0.7As電極層6が正となる逆バイアス電圧(例えば
電圧V=5ボルト))を印加し、このn型Al0.3
Ga0.7 As電極層6に入力光が入射されると、入
力光はn型Al0.3 Ga0.7As制御光吸収層4
の制御光吸収領域4aを透過してGaAs/AlGaA
sアンドープMQW層3に導かれる。
【0022】一方、LEDアレイ10のうち点灯してい
る制御光用LEDから入射された制御光は、n型Al0
.3 Ga0.7 As制御光吸収層4におけるその制
御光用LEDに対応して位置する制御光吸収領域4aで
吸収される。この制御光吸収領域4aでは電子および正
孔が生成されて導電率が高くなり、これにかかる電圧が
低下する。この場合、制御光吸収層4内には高抵抗領域
4bが形成され素子要素が分離されているので、生成さ
れた電子および正孔がその周囲の他の制御光吸収領域4
aに拡散することを防止できる。
る制御光用LEDから入射された制御光は、n型Al0
.3 Ga0.7 As制御光吸収層4におけるその制
御光用LEDに対応して位置する制御光吸収領域4aで
吸収される。この制御光吸収領域4aでは電子および正
孔が生成されて導電率が高くなり、これにかかる電圧が
低下する。この場合、制御光吸収層4内には高抵抗領域
4bが形成され素子要素が分離されているので、生成さ
れた電子および正孔がその周囲の他の制御光吸収領域4
aに拡散することを防止できる。
【0023】その結果、n型Al0.3 Ga0.7
As制御光吸収層4の励起子が生成された制御光吸収領
域4aの下に位置するGaAs/AlGaAsアンドー
プMQW層3にかかる電圧が増加し、このMQW層3に
おける入力光の吸収率が減少する。これにより、非点灯
の制御光用LEDに対応して位置する制御光吸収領域4
aおよびGaAs/AlGaAsアンドープMQW層3
を通過して出力される出力光に比べ、その強度が大きい
出力光をp型Al0.3 Ga0.7 As電極層1を
透過して取り出すことができ、二次元方向に広がりをも
つ入力光を強度変調してその出力光を得ることができる
。 なお、この実施例では、制御光がオンオフされる場合の
例について説明したが、当然ながら制御光の強度を増減
することにより、これに応じて入力光を強度変調するこ
とができる。
As制御光吸収層4の励起子が生成された制御光吸収領
域4aの下に位置するGaAs/AlGaAsアンドー
プMQW層3にかかる電圧が増加し、このMQW層3に
おける入力光の吸収率が減少する。これにより、非点灯
の制御光用LEDに対応して位置する制御光吸収領域4
aおよびGaAs/AlGaAsアンドープMQW層3
を通過して出力される出力光に比べ、その強度が大きい
出力光をp型Al0.3 Ga0.7 As電極層1を
透過して取り出すことができ、二次元方向に広がりをも
つ入力光を強度変調してその出力光を得ることができる
。 なお、この実施例では、制御光がオンオフされる場合の
例について説明したが、当然ながら制御光の強度を増減
することにより、これに応じて入力光を強度変調するこ
とができる。
【0024】図3は請求項2の発明の一実施例による空
間光変調半導体装置の断面構造概念図である。GaAs
/AlGaAsアンドープMQW層3内に混晶領域3b
が形成されている点以外は、図1の構成と同一なので、
図1の構成と共通する部分には同一の符号を付して説明
を省略し、異なる点についてのみ説明する。
間光変調半導体装置の断面構造概念図である。GaAs
/AlGaAsアンドープMQW層3内に混晶領域3b
が形成されている点以外は、図1の構成と同一なので、
図1の構成と共通する部分には同一の符号を付して説明
を省略し、異なる点についてのみ説明する。
【0025】この実施例による空間光変調半導体装置に
おいては、図3に示すように、GaAs/AlGaAs
アンドープMQW層3内に混晶領域3aが形成されてい
る。この混晶領域3aは、GaAs/AlGaAsアン
ドープMQW層3を形成した後、アンドープMQW層3
上から、集束されたイオンビームを二次元方向に走査し
て照射し、AlイオンあるいはZnイオンを注入するこ
とにより、GaAs/AlGaAsアンドープMQW層
3内に、p型Al0.3 Ga0.7 Asバッファ層
2の表面に達する程度の深さでもって図3における左右
方向及び紙面に垂直な方向(断面図としては図示省略)
に所定の間隔を隔てて形成したものである。これにより
、GaAs/AlGaAsアンドープMQW層3内には
、この混晶領域3bと無秩序化されていない多重量子井
戸領域3aとが形成されることになる。
おいては、図3に示すように、GaAs/AlGaAs
アンドープMQW層3内に混晶領域3aが形成されてい
る。この混晶領域3aは、GaAs/AlGaAsアン
ドープMQW層3を形成した後、アンドープMQW層3
上から、集束されたイオンビームを二次元方向に走査し
て照射し、AlイオンあるいはZnイオンを注入するこ
とにより、GaAs/AlGaAsアンドープMQW層
3内に、p型Al0.3 Ga0.7 Asバッファ層
2の表面に達する程度の深さでもって図3における左右
方向及び紙面に垂直な方向(断面図としては図示省略)
に所定の間隔を隔てて形成したものである。これにより
、GaAs/AlGaAsアンドープMQW層3内には
、この混晶領域3bと無秩序化されていない多重量子井
戸領域3aとが形成されることになる。
【0026】そして混晶領域3bを形成した後、イオン
ビーム照射後の結晶性を回復させるために熱処理を行っ
てから、n型Al0.3 Ga0.7 As制御光吸収
層4を形成し、先に説明したように、この制御光吸収層
4上から集束されたイオンビームを二次元方向に走査し
て照射し、Hイオン(水素イオン)を注入することによ
り、n型Al0.3 Ga0.7 As制御光吸収層4
内に、上記の混晶領域3bの位置に合わせて高抵抗領域
4bを形成する。以後は、図1の実施例と同様にして、
n型Al0.3 Ga0.7 As制御光吸収層4上に
、n型Al0.3 Ga0.7 Asバッファ層5、及
びn型Al0.3 Ga0.7 As電極層6を順次形
成したものである。
ビーム照射後の結晶性を回復させるために熱処理を行っ
てから、n型Al0.3 Ga0.7 As制御光吸収
層4を形成し、先に説明したように、この制御光吸収層
4上から集束されたイオンビームを二次元方向に走査し
て照射し、Hイオン(水素イオン)を注入することによ
り、n型Al0.3 Ga0.7 As制御光吸収層4
内に、上記の混晶領域3bの位置に合わせて高抵抗領域
4bを形成する。以後は、図1の実施例と同様にして、
n型Al0.3 Ga0.7 As制御光吸収層4上に
、n型Al0.3 Ga0.7 Asバッファ層5、及
びn型Al0.3 Ga0.7 As電極層6を順次形
成したものである。
【0027】このように構成される空間光変調半導体装
置では、上記請求項1に係る空間光変調半導体装置と同
様に、n型Al0.3 Ga0.7 As制御光吸収層
4内に高抵抗領域4bが形成されており、素子要素が分
離されているので、生成された電子および正孔がその周
囲の他の制御光吸収領域4aに拡散することを阻止でき
る。
置では、上記請求項1に係る空間光変調半導体装置と同
様に、n型Al0.3 Ga0.7 As制御光吸収層
4内に高抵抗領域4bが形成されており、素子要素が分
離されているので、生成された電子および正孔がその周
囲の他の制御光吸収領域4aに拡散することを阻止でき
る。
【0028】さらに、GaAs/AlGaAsアンドー
プMQW層3内に、高抵抗領域4bの位置に合わせて二
次元方向に所定の間隔を隔てて無秩序化された混晶領域
3bが形成されており、この混晶領域3bでは無秩序化
されていない多重量子井戸領域3aより屈折率が小さい
ので、多重量子井戸領域3aに光導波路が形成されて光
が閉じ込められることから、隣接する素子要素間の出力
光のクロストークを防ぐことができる。したがって、集
積度をより高めることが可能となる。
プMQW層3内に、高抵抗領域4bの位置に合わせて二
次元方向に所定の間隔を隔てて無秩序化された混晶領域
3bが形成されており、この混晶領域3bでは無秩序化
されていない多重量子井戸領域3aより屈折率が小さい
ので、多重量子井戸領域3aに光導波路が形成されて光
が閉じ込められることから、隣接する素子要素間の出力
光のクロストークを防ぐことができる。したがって、集
積度をより高めることが可能となる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よる空間光変調半導体装置では、出力光が取り出される
第1導電型の電極層の上に、印加電圧に応じて入力光の
吸収率を変化させるためのアンドープ多重量子井戸層と
、アンドープ多重量子井戸層上に積層され、上記多重量
子井戸層にかかる電圧を変えるために制御光のみを吸収
させる第2導電型の制御光吸収層と、入力光及び制御光
が入射される第2導電型の電極層とを少なくとも備え、
上記制御光吸収層内に、その層上からイオンビームを領
域選択的に照射して不純物を注入することにより、所定
深さでもって二次元方向に所定の間隔を隔てて高抵抗領
域を形成した構成としたので、微小幅でもって容易に形
成し得る高抵抗領域により、これに挟まれた領域におけ
る制御光吸収層で生成された電子および正孔の周囲への
拡散が阻止され素子要素を分離することができる。 これにより、請求項1の発明によれば、光を情報とする
大規模な二次元情報処理を可能とする、光変調素子の二
次元配列の集積度を高めた空間光変調半導体装置を提供
することができる。
よる空間光変調半導体装置では、出力光が取り出される
第1導電型の電極層の上に、印加電圧に応じて入力光の
吸収率を変化させるためのアンドープ多重量子井戸層と
、アンドープ多重量子井戸層上に積層され、上記多重量
子井戸層にかかる電圧を変えるために制御光のみを吸収
させる第2導電型の制御光吸収層と、入力光及び制御光
が入射される第2導電型の電極層とを少なくとも備え、
上記制御光吸収層内に、その層上からイオンビームを領
域選択的に照射して不純物を注入することにより、所定
深さでもって二次元方向に所定の間隔を隔てて高抵抗領
域を形成した構成としたので、微小幅でもって容易に形
成し得る高抵抗領域により、これに挟まれた領域におけ
る制御光吸収層で生成された電子および正孔の周囲への
拡散が阻止され素子要素を分離することができる。 これにより、請求項1の発明によれば、光を情報とする
大規模な二次元情報処理を可能とする、光変調素子の二
次元配列の集積度を高めた空間光変調半導体装置を提供
することができる。
【0030】また、請求項2の発明による空間光変調半
導体装置では、さらに、上記アンドープ多重量子井戸層
内に、その層上からイオンビームを領域選択的に照射し
て不純物を注入することにより、所定深さでもって上記
高抵抗領域の位置に合わせて二次元方向に所定の間隔を
隔てて無秩序化された混晶領域を形成した構成としたの
で、アンドープ多重量子井戸層における混晶領域とされ
ていない部分に光導波路が形成されることから、隣接す
る素子要素間の出力光のクロストークを防ぐことができ
る。これにより、請求項2の発明によれば、光を情報と
する大規模な二次元情報処理を可能とする、光変調素子
の二次元配列の集積度をより高めた空間光変調半導体装
置を提供することができる。
導体装置では、さらに、上記アンドープ多重量子井戸層
内に、その層上からイオンビームを領域選択的に照射し
て不純物を注入することにより、所定深さでもって上記
高抵抗領域の位置に合わせて二次元方向に所定の間隔を
隔てて無秩序化された混晶領域を形成した構成としたの
で、アンドープ多重量子井戸層における混晶領域とされ
ていない部分に光導波路が形成されることから、隣接す
る素子要素間の出力光のクロストークを防ぐことができ
る。これにより、請求項2の発明によれば、光を情報と
する大規模な二次元情報処理を可能とする、光変調素子
の二次元配列の集積度をより高めた空間光変調半導体装
置を提供することができる。
【図1】請求項1の発明の一実施例による空間光変調半
導体装置の断面構造概念図である。
導体装置の断面構造概念図である。
【図2】図1に示す空間光変調半導体装置を製作する際
にイオンビームを用いて高抵抗領域を形成する様子を説
明するための図である。
にイオンビームを用いて高抵抗領域を形成する様子を説
明するための図である。
【図3】請求項2の発明の一実施例による空間光変調半
導体装置の断面構造概念図である。
導体装置の断面構造概念図である。
【図4】従来技術に係る空間光変調半導体装置の断面構
造概念図である。
造概念図である。
1…p型Al0.3 Ga0.7 As電極層 2…
p型Al0.3 Ga0.7 Asバッファ層 3…GaAs/AlGaAsアンドープ多重量子井戸層
3a…多重量子井戸領域 3b…混晶領域 4…n型Al0.3 Ga0.7
As制御光吸収層 4a…制御光吸収領域 4b…高抵抗領域 5…n型Al0.3 Ga0.7
Asバッファ層6…n型Al0.3 Ga0.7 A
s電極層 10…入力光及び制御光用二次元LEDア
レイ 20…受光用二次元LEDアレイ
p型Al0.3 Ga0.7 Asバッファ層 3…GaAs/AlGaAsアンドープ多重量子井戸層
3a…多重量子井戸領域 3b…混晶領域 4…n型Al0.3 Ga0.7
As制御光吸収層 4a…制御光吸収領域 4b…高抵抗領域 5…n型Al0.3 Ga0.7
Asバッファ層6…n型Al0.3 Ga0.7 A
s電極層 10…入力光及び制御光用二次元LEDア
レイ 20…受光用二次元LEDアレイ
Claims (2)
- 【請求項1】 入力光を制御光によって強度変調しそ
の出力光を取り出す光変調素子が二次元配列されてなる
空間光変調半導体装置であって、出力光が取り出される
第1導電型の電極層の上に、井戸層とこの井戸層よりも
広い禁制帯幅を有する障壁層とが交互に繰り返し積層さ
れてなるアンドープ多重量子井戸層と、このアンドープ
多重量子井戸層上に積層され、第1導電型とは逆の第2
導電型を有し、制御光のみを吸収する制御光吸収層と、
入力光及び制御光が入射される第2導電型の電極層とを
少なくとも備え、前記制御光吸収層内に、その層上から
イオンビームを領域選択的に照射して不純物を注入する
ことにより、所定深さでもって二次元方向に所定の間隔
を隔てて高抵抗領域を形成したことを特徴とする空間光
変調半導体装置。 - 【請求項2】 入力光を制御光によって強度変調しそ
の出力光を取り出す光変調素子が二次元配列されてなる
空間光変調半導体装置であって、出力光が取り出される
第1導電型の電極層の上に、井戸層とこの井戸層よりも
広い禁制帯幅を有する障壁層とが交互に繰り返し積層さ
れてなるアンドープ多重量子井戸層と、このアンドープ
多重量子井戸層上に積層され、第1導電型とは逆の第2
導電型を有し制御光のみを吸収する制御光吸収層と、入
力光及び制御光が入射される第2導電型の電極層とを少
なくとも備え、前記アンドープ多重量子井戸層内に、そ
の層上からイオンビームを領域選択的に照射して不純物
を注入することにより、所定深さでもって二次元方向に
所定の間隔を隔てて無秩序化された混晶領域を形成し、
さらに、前記制御光吸収層内に、その層上からイオンビ
ームを領域選択的に照射して不純物を注入することによ
り、前記アンドープ多重量子井戸層の混晶領域位置に合
わせて所定深さでもって二次元方向に所定の間隔を隔て
て高抵抗領域を形成したことを特徴とする空間光変調半
導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3076513A JPH04310918A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 空間光変調半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3076513A JPH04310918A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 空間光変調半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04310918A true JPH04310918A (ja) | 1992-11-02 |
Family
ID=13607352
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3076513A Withdrawn JPH04310918A (ja) | 1991-04-09 | 1991-04-09 | 空間光変調半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04310918A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2733858A1 (fr) * | 1995-05-04 | 1996-11-08 | Ca Nat Research Council | Convertisseur de lumiere d'infrarouge lointain au proche infrarouge |
JP2010157731A (ja) * | 2008-12-31 | 2010-07-15 | Samsung Electronics Co Ltd | 高精細化パターンを有する光変調器 |
-
1991
- 1991-04-09 JP JP3076513A patent/JPH04310918A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2733858A1 (fr) * | 1995-05-04 | 1996-11-08 | Ca Nat Research Council | Convertisseur de lumiere d'infrarouge lointain au proche infrarouge |
JP2010157731A (ja) * | 2008-12-31 | 2010-07-15 | Samsung Electronics Co Ltd | 高精細化パターンを有する光変調器 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980711 |