JPH07152052A - 光スイッチおよびその製造方法 - Google Patents
光スイッチおよびその製造方法Info
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- JPH07152052A JPH07152052A JP6216322A JP21632294A JPH07152052A JP H07152052 A JPH07152052 A JP H07152052A JP 6216322 A JP6216322 A JP 6216322A JP 21632294 A JP21632294 A JP 21632294A JP H07152052 A JPH07152052 A JP H07152052A
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3137—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
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- G02F2202/10—Materials and properties semiconductor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スイッチング動作電流を極少化して光スイッ
チの動作powerを最小化させることができる内部全
反射型光スイッチおよびその製造方法を提供する。 【構成】 光スイッチはエピタキシャル成長、溝状の選
択エッチング、Zn拡散、電極蒸着等により製作され、
入力光に封して反射面を形成する部分で溝状のエッチン
グによりZn拡散が相封的に深く行われて電流注入が集
中され溝の面側にはp/n/p/n接合が形成されて電
流注入が遮断される。即ち、p型オーム接触面積は導波
路幅全体に形成されてオーム抵抗は減少し電流注入は反
射面が形成された溝エッチング部分にのみ注入される。
チの動作powerを最小化させることができる内部全
反射型光スイッチおよびその製造方法を提供する。 【構成】 光スイッチはエピタキシャル成長、溝状の選
択エッチング、Zn拡散、電極蒸着等により製作され、
入力光に封して反射面を形成する部分で溝状のエッチン
グによりZn拡散が相封的に深く行われて電流注入が集
中され溝の面側にはp/n/p/n接合が形成されて電
流注入が遮断される。即ち、p型オーム接触面積は導波
路幅全体に形成されてオーム抵抗は減少し電流注入は反
射面が形成された溝エッチング部分にのみ注入される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光交換システムの核心
素子である光スイッチに関するもので、特に電流注入に
よる光導波路の屈折率変化を利用した内部全反射型光ス
イッチおよびその製造方法に関するものである。
素子である光スイッチに関するもので、特に電流注入に
よる光導波路の屈折率変化を利用した内部全反射型光ス
イッチおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光スイッチング素子は、現在の電子交換
器の限界を飛び越えて交換容量および速度を大いに増加
させることのできる光交換器の核心部品である。
器の限界を飛び越えて交換容量および速度を大いに増加
させることのできる光交換器の核心部品である。
【0003】内部全反射型半導体光スイッチの動作原理
は、電流が注入されると光導波路層の屈折率が変わるよ
うになる(減少するようになる)効果を利用するもので
ある。光導波路層の所定領域に電流が注入されると、電
流が注入された領域と注入されていない領域との間に屈
折率の差が生じるようになる。この屈折率差により、導
波路に沿って進んでいた光がスネル(Snell)法則
により電流注入境界面で全反射を起こす。これにより光
進行経路が変わりスイッチングが起こることになる。
は、電流が注入されると光導波路層の屈折率が変わるよ
うになる(減少するようになる)効果を利用するもので
ある。光導波路層の所定領域に電流が注入されると、電
流が注入された領域と注入されていない領域との間に屈
折率の差が生じるようになる。この屈折率差により、導
波路に沿って進んでいた光がスネル(Snell)法則
により電流注入境界面で全反射を起こす。これにより光
進行経路が変わりスイッチングが起こることになる。
【0004】したがって、屈折率変化は全反射を起こす
ための条件として次の式の関係を満たさなければならな
い。
ための条件として次の式の関係を満たさなければならな
い。
【0005】
【数1】
【0006】ここで、nは光導波路層の屈折率で、Δn
は電流注入による光導波路層の屈折率変化量であり、φ
は入射光の反射角度である。
は電流注入による光導波路層の屈折率変化量であり、φ
は入射光の反射角度である。
【0007】これまで発表された全反射面形成のための
従来技術は、次のような3種の技術で要約することがで
きる。
従来技術は、次のような3種の技術で要約することがで
きる。
【0008】第1は、図9に図示した如く、結晶成長後
反射面部分にのみZn拡散を行って製作される部分Zn
拡散型光スイッチである(“An 8mm Lengt
hNonblocking 4×4 Optical
Switch Array”,TEEE.Sel.Ar
eas in Commun., Vol.6,pp.
1262−1266,1988 参照)。
反射面部分にのみZn拡散を行って製作される部分Zn
拡散型光スイッチである(“An 8mm Lengt
hNonblocking 4×4 Optical
Switch Array”,TEEE.Sel.Ar
eas in Commun., Vol.6,pp.
1262−1266,1988 参照)。
【0009】図9のように、光導体基板1の上には、第
1の光導波路層2と、クラッド層3と、第2の光導波路
層5が順に積層されている。また、クラッド層3および
第2の光導波路層5の一部には、Znが拡散された領域
8が設けられている。
1の光導波路層2と、クラッド層3と、第2の光導波路
層5が順に積層されている。また、クラッド層3および
第2の光導波路層5の一部には、Znが拡散された領域
8が設けられている。
【0010】基板1の裏面には電極7が、Zn拡散領域
8上には電極6が配置されている。
8上には電極6が配置されている。
【0011】このような部分Zn拡散型の場合は、導波
路部分内に、導波路幅より遙に小さい幅のZn拡散領域
を形成する必要がある。またZn拡散領域8内にp−電
極6を形成するため、導波路幅と電極6とのオーム接触
面積を縮めるという制限が与えられる。さらに水平面に
沿ってZnが拡散されるために、このような拡散を考慮
してZn拡散時のマスク幅を縮めなければならない。ま
た、Zn拡散層より外側に向かって電流の流れが広がる
ようになる。
路部分内に、導波路幅より遙に小さい幅のZn拡散領域
を形成する必要がある。またZn拡散領域8内にp−電
極6を形成するため、導波路幅と電極6とのオーム接触
面積を縮めるという制限が与えられる。さらに水平面に
沿ってZnが拡散されるために、このような拡散を考慮
してZn拡散時のマスク幅を縮めなければならない。ま
た、Zn拡散層より外側に向かって電流の流れが広がる
ようになる。
【0012】これにより、効果的な電流拘束を行うこと
ができないという短所を有する。
ができないという短所を有する。
【0013】第2は図10に図示した如く、結晶成長前
に1次Zn拡散と以後の2次Zn拡散を行って製作され
るスリット型スイッチである(Appl. Phys.
Lett., Vol.50,pp.141−143,
1987)。
に1次Zn拡散と以後の2次Zn拡散を行って製作され
るスリット型スイッチである(Appl. Phys.
Lett., Vol.50,pp.141−143,
1987)。
【0014】このスイッチでは、Zn拡散領域8が、基
板1と第1の光導波路層2との境界部分、クラッド層
3、および、第2の光導波路層5に設けられている。
板1と第1の光導波路層2との境界部分、クラッド層
3、および、第2の光導波路層5に設けられている。
【0015】スリット型の場合は根本的にp/n/p/
n電流遮断層を利用したものであるので効果的な電流拘
束は可能な構造である。
n電流遮断層を利用したものであるので効果的な電流拘
束は可能な構造である。
【0016】しかし、このような効果を極大化するため
に1μm以下の精密度を有するリソグラフィー整列技術
を要する。拡散試料の量と温度および拡散時間等の複合
的な変数を設定しなければならない2回のZn拡散工程
を要するため、工程上の困難を伴う。
に1μm以下の精密度を有するリソグラフィー整列技術
を要する。拡散試料の量と温度および拡散時間等の複合
的な変数を設定しなければならない2回のZn拡散工程
を要するため、工程上の困難を伴う。
【0017】図10の技術も又、図9のように、導波路
と電極とのオーム接触面積を縮めるという制限を有する
ようになる。
と電極とのオーム接触面積を縮めるという制限を有する
ようになる。
【0018】第3は図11に図示した如く、半絶縁In
Pの再結晶成長を利用する半絶縁InPによる電流遮断
型構造である(“InGaAs P/InP Opti
cal Switches Embedded wit
h Semi−Insulating InP Cur
rent Blocking Layers”,IEE
E.Sel.Areas in Commun., V
ol.16,pp.1199−1204,1988)。
Pの再結晶成長を利用する半絶縁InPによる電流遮断
型構造である(“InGaAs P/InP Opti
cal Switches Embedded wit
h Semi−Insulating InP Cur
rent Blocking Layers”,IEE
E.Sel.Areas in Commun., V
ol.16,pp.1199−1204,1988)。
【0019】図11のように、半導体基板1の上には、
第1の光導波路層2と、電流遮断層14が順に結晶成長
している。
第1の光導波路層2と、電流遮断層14が順に結晶成長
している。
【0020】電流遮断層14の一部には、開口部が設け
られ、ここにクラッド層3’と第2の光導波路層5’が
2回目の結晶成長で充てんされている。基板1の裏面に
は電極7が、第2の光導波路層5’の上には、、電極6
が設けられている。
られ、ここにクラッド層3’と第2の光導波路層5’が
2回目の結晶成長で充てんされている。基板1の裏面に
は電極7が、第2の光導波路層5’の上には、、電極6
が設けられている。
【0021】半絶縁InPによる電流遮断型構造の場合
は、半絶縁InPの2次結晶成長の工程を利用した構造
で、効果的な電流遮断が可能である。
は、半絶縁InPの2次結晶成長の工程を利用した構造
で、効果的な電流遮断が可能である。
【0022】しかし、このスイッチは、2回の結晶成長
を要するという工程上の困難があることと、2回目の結
晶成長の様子により以後の工程方法にも影響を及ぼすよ
うになるという問題が生じる。この技術も又導波路幅と
オーム接触面積を縮めるという制限を有するようにな
る。
を要するという工程上の困難があることと、2回目の結
晶成長の様子により以後の工程方法にも影響を及ぼすよ
うになるという問題が生じる。この技術も又導波路幅と
オーム接触面積を縮めるという制限を有するようにな
る。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】上述した如く、従来の
全反射型光スイッチはわずかの差異はあるけれども導波
路交叉路部分の反射面においての効果的な電流拘束の難
しいことを有しているとか、これを改善するためには工
程上の困難を伴うという問題がある。
全反射型光スイッチはわずかの差異はあるけれども導波
路交叉路部分の反射面においての効果的な電流拘束の難
しいことを有しているとか、これを改善するためには工
程上の困難を伴うという問題がある。
【0024】なお、導波路内においてZn拡散がなされ
なければならない上に、Zn拡散領域8内で前面電極6
が形成されるため、拡散領域8と前面電極6間の接触面
積が制限される。これにより、オーミック特性が低下さ
れる。その結果、90mA以上の高いスイッチング動作
電流を要する。
なければならない上に、Zn拡散領域8内で前面電極6
が形成されるため、拡散領域8と前面電極6間の接触面
積が制限される。これにより、オーミック特性が低下さ
れる。その結果、90mA以上の高いスイッチング動作
電流を要する。
【0025】本発明の目的は、前面電極と高濃度電流注
入領域(又は拡散領域)間の接触面積を最大化して光ス
イッチのオーミック特性を向上させて、効果的に注入電
流を拘束することにより、スイッチング動作電流を極少
化して光スイッチの動作powerを最小化させること
ができる内部全反射型光スイッチおよびその製造方法を
提供することにある。
入領域(又は拡散領域)間の接触面積を最大化して光ス
イッチのオーミック特性を向上させて、効果的に注入電
流を拘束することにより、スイッチング動作電流を極少
化して光スイッチの動作powerを最小化させること
ができる内部全反射型光スイッチおよびその製造方法を
提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】本発明の光スイッチは、
n−InP基板と、上記基板上に形成された光導波路
層、および上記光導波路層の上部にリッジ(ridg
e)形態に形成されたn−InPクラッド層から構成さ
れ、所定交叉角(θ)を有するクロスバー形態の導波
路;上記導波路の最上層であるクラッド層上に形成され
て、導波路に交叉部分に形成される反射面の電流注入面
積が極大化されるように溝状の開口部を有するn−In
GaAsキャップ層;上記キャップ層の全表面一部と溝
状のエッチング部位を介してクラッド層まで高濃度のp
型不純物が拡散されて形成される電流注入領域;および
上記電流注入領域上部の全表面に亘り形成された前面電
極と上記基板の全表面に形成された後面電極から構成さ
れたことを特徴とする。
n−InP基板と、上記基板上に形成された光導波路
層、および上記光導波路層の上部にリッジ(ridg
e)形態に形成されたn−InPクラッド層から構成さ
れ、所定交叉角(θ)を有するクロスバー形態の導波
路;上記導波路の最上層であるクラッド層上に形成され
て、導波路に交叉部分に形成される反射面の電流注入面
積が極大化されるように溝状の開口部を有するn−In
GaAsキャップ層;上記キャップ層の全表面一部と溝
状のエッチング部位を介してクラッド層まで高濃度のp
型不純物が拡散されて形成される電流注入領域;および
上記電流注入領域上部の全表面に亘り形成された前面電
極と上記基板の全表面に形成された後面電極から構成さ
れたことを特徴とする。
【0027】本発明の光スイッチ製造方法は、n型In
P基板上に光導波路層、n−InPクラッド層およびn
型InGaAsキャップ層をエピタキシャル成長方法に
より順次的に成長させる結晶成長工程;導波路の反射面
を形成する部位の上記キャップ層を溝状に選択エッチン
グする工程;上記キャップ層の全表面と上記溝状のエッ
チング部位に高濃度のZnを拡散させてキャップ層の一
部と導波路の反射面を形成する部位の上記クラッド層を
含む電流注入領域を形成するための拡散工程;上記光導
波路層上部の層等をエッチングしてリッジ(ridg
e)形態の導波路を形成するための導波路エッチング工
程;および上記電流注入領域の全表面上に前面電極を上
記基板上には後面電極を形成する工程から形成されたこ
とを特徴とする。
P基板上に光導波路層、n−InPクラッド層およびn
型InGaAsキャップ層をエピタキシャル成長方法に
より順次的に成長させる結晶成長工程;導波路の反射面
を形成する部位の上記キャップ層を溝状に選択エッチン
グする工程;上記キャップ層の全表面と上記溝状のエッ
チング部位に高濃度のZnを拡散させてキャップ層の一
部と導波路の反射面を形成する部位の上記クラッド層を
含む電流注入領域を形成するための拡散工程;上記光導
波路層上部の層等をエッチングしてリッジ(ridg
e)形態の導波路を形成するための導波路エッチング工
程;および上記電流注入領域の全表面上に前面電極を上
記基板上には後面電極を形成する工程から形成されたこ
とを特徴とする。
【0028】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を添付図面を
参照して詳細に説明する。
参照して詳細に説明する。
【0029】本発明の内部全反射型光スイッチは、In
P/InGaAsPに限定されるのではなく、GaAs
/AlGaAs二重異質接合構造の光スイッチに適用さ
れることができる。
P/InGaAsPに限定されるのではなく、GaAs
/AlGaAs二重異質接合構造の光スイッチに適用さ
れることができる。
【0030】図1は本発明による光スイッチの平面図
で、図2は図1のA−A′線切断面図である。
で、図2は図1のA−A′線切断面図である。
【0031】本発明による光スイッチの導波路構造は、
平面的には図1に図示した如く、所定交叉角(θ)を有
するクロスバー形態を有し、断面的には図2に図示した
如く、n−InP基板11、コア層又は導波路層12お
よびn−InPクラッド層13が異質接合されたリッジ
(ridge)形態に構成される。
平面的には図1に図示した如く、所定交叉角(θ)を有
するクロスバー形態を有し、断面的には図2に図示した
如く、n−InP基板11、コア層又は導波路層12お
よびn−InPクラッド層13が異質接合されたリッジ
(ridge)形態に構成される。
【0032】クラッド層13の上には、p−InP電流
遮断層(ブロッキング層)14と、n−InGaAsキ
ャップ層15と、電極16が順に配置されている。
遮断層(ブロッキング層)14と、n−InGaAsキ
ャップ層15と、電極16が順に配置されている。
【0033】図1のように、導波路が交叉する部分に
は、反射面102が設けられている。Zn拡散領域18
は、図2のように、クラッド層13の中央部を中心に、
電極16に接するように、配置されている。Zn拡散領
域18のうち、クラッド層13内に位置する部分は、電
極16に通電すると、屈折率が変化し、導波光を反射す
る反射面102となる。電極16に通電しない場合に
は、Zn拡散領域18の屈折率変化は生じず、反射面1
02は、形成されない。
は、反射面102が設けられている。Zn拡散領域18
は、図2のように、クラッド層13の中央部を中心に、
電極16に接するように、配置されている。Zn拡散領
域18のうち、クラッド層13内に位置する部分は、電
極16に通電すると、屈折率が変化し、導波光を反射す
る反射面102となる。電極16に通電しない場合に
は、Zn拡散領域18の屈折率変化は生じず、反射面1
02は、形成されない。
【0034】ブロッキング層14のうちZnが拡散され
ていない領域は、他の層とともにp/n/p/n構造を
形成し、電流が、クラッド層13に注入されるのを遮断
する。これにより、反射面102の周辺の導波路部分の
屈折率変化を阻止する。
ていない領域は、他の層とともにp/n/p/n構造を
形成し、電流が、クラッド層13に注入されるのを遮断
する。これにより、反射面102の周辺の導波路部分の
屈折率変化を阻止する。
【0035】上記クラッド層13の上部に形成されるn
−InGaAsキャップ層15は、導波路の交叉部分に
Zn拡散領域18によって形成される反射面102の電
流注入面積が極大化されるように、溝(groove)
状のエッチング部位又は開口部25を有する。
−InGaAsキャップ層15は、導波路の交叉部分に
Zn拡散領域18によって形成される反射面102の電
流注入面積が極大化されるように、溝(groove)
状のエッチング部位又は開口部25を有する。
【0036】このような溝状の開口部25を備えたキャ
ップ層15により、電流注入領域であるZn拡散領域1
8の幅設計を自由にすることができる。なお、電流注入
領域であるZn拡散された高濃度のP+−InGaAs
領域18と、前面電極16との接触面積が従来平面(p
lanar)である場合の接触面積より同一平面上にお
いて増加されることによりオーミック特性が向上され
る。
ップ層15により、電流注入領域であるZn拡散領域1
8の幅設計を自由にすることができる。なお、電流注入
領域であるZn拡散された高濃度のP+−InGaAs
領域18と、前面電極16との接触面積が従来平面(p
lanar)である場合の接触面積より同一平面上にお
いて増加されることによりオーミック特性が向上され
る。
【0037】このような構造の光スイッチに所定の入力
ポートを介して入射された光(Input ligh
t)は、光導波路層12に沿って進行するようになる。
この時、導波路の交叉点付近に電流を注入しないと光導
波路層12に何等の屈折率の変化がないので反射面10
2は形成されず、光は光導波路層12の交叉点を通過
し、直進する。
ポートを介して入射された光(Input ligh
t)は、光導波路層12に沿って進行するようになる。
この時、導波路の交叉点付近に電流を注入しないと光導
波路層12に何等の屈折率の変化がないので反射面10
2は形成されず、光は光導波路層12の交叉点を通過
し、直進する。
【0038】しかし、上記前面電極16と後面電極17
に順方向電圧を印加してZn拡散領域18に電流が流れ
るようにすると、注入されたキャリア(carrie
r)が導波路の中央付近に集まるようになり、Zn拡散
領域18中央下部の光導波路層12の屈折率のみが減少
される。この屈折率減少量がスネルの法則の全反射条件
を満たすならば、反射面102が形成され、入射光は反
射光にスイッチングされる。
に順方向電圧を印加してZn拡散領域18に電流が流れ
るようにすると、注入されたキャリア(carrie
r)が導波路の中央付近に集まるようになり、Zn拡散
領域18中央下部の光導波路層12の屈折率のみが減少
される。この屈折率減少量がスネルの法則の全反射条件
を満たすならば、反射面102が形成され、入射光は反
射光にスイッチングされる。
【0039】次は図4から図8を参照して光スイッチの
製造方法を工程段階別に説明したものである。
製造方法を工程段階別に説明したものである。
【0040】図4のように、n型InP基板11上にn
~−InGaAsP光導波路層12と、n−InPクラ
ッド層13と、p−InPブロッキング層14およびn
~ −InGaAsキャップ層15とを、有機金属化学気
相蒸着法(MOCVD)又は液相エピタキシャル方法
(LEP)により順次的に成長させる。
~−InGaAsP光導波路層12と、n−InPクラ
ッド層13と、p−InPブロッキング層14およびn
~ −InGaAsキャップ層15とを、有機金属化学気
相蒸着法(MOCVD)又は液相エピタキシャル方法
(LEP)により順次的に成長させる。
【0041】図5のように、反射面102を形成する部
分のn~−InGaAsキャップ層15を溝(groo
ve)状に選択エッチングして溝状の開口部25を形成
する。
分のn~−InGaAsキャップ層15を溝(groo
ve)状に選択エッチングして溝状の開口部25を形成
する。
【0042】図6を参照して、全面に高濃度のZnを拡
散させると、Znは上記キャップ層15の内部に拡散さ
れる。これと同時に上記開口部25を介してブロッキン
グ層14とクラッド層13まで拡散されて、これらの領
域を含む高濃度のP+−InGaAsZn拡散領域18
を形成する。この時、InPの電流拡散係数が、InG
aAsに比べて遙に大きいため、電流は、Zn拡散領域
18のうち、ブロッキング層14およびクラッド層に位
置する部分に注入され、反射面102を形成する。反射
面102の周辺には、p/n/p/n構造の電流遮断領
域が容易に形成される。
散させると、Znは上記キャップ層15の内部に拡散さ
れる。これと同時に上記開口部25を介してブロッキン
グ層14とクラッド層13まで拡散されて、これらの領
域を含む高濃度のP+−InGaAsZn拡散領域18
を形成する。この時、InPの電流拡散係数が、InG
aAsに比べて遙に大きいため、電流は、Zn拡散領域
18のうち、ブロッキング層14およびクラッド層に位
置する部分に注入され、反射面102を形成する。反射
面102の周辺には、p/n/p/n構造の電流遮断領
域が容易に形成される。
【0043】さらに、図7のように、リッジ形態の導波
路を形成するため、導波路層12上の各層の一部が湿式
又は乾式エッチング法によりエッチングされる。
路を形成するため、導波路層12上の各層の一部が湿式
又は乾式エッチング法によりエッチングされる。
【0044】図8をのように、エッチングされたZn拡
散領域18の全表面上に前面電極16を蒸着し、基板1
1表面に後面電極17を形成すれば、本発明の光スイッ
チが製作される。
散領域18の全表面上に前面電極16を蒸着し、基板1
1表面に後面電極17を形成すれば、本発明の光スイッ
チが製作される。
【0045】このように製作された光スイッチは図8に
図示された如く、前面電極16の幅が、電流注入領域1
8のうち反射面102を形成する領域より広くなり、p
型接触抵抗を減らすことができるようになる。
図示された如く、前面電極16の幅が、電流注入領域1
8のうち反射面102を形成する領域より広くなり、p
型接触抵抗を減らすことができるようになる。
【0046】Zn拡散領域18側のp型電極16下部に
は、p/n/p/n接合が形成され、電流が遮断され
て、反射面102にのみ効果的な電流注入が行われ、接
触面積を極大化させるようになる。
は、p/n/p/n接合が形成され、電流が遮断され
て、反射面102にのみ効果的な電流注入が行われ、接
触面積を極大化させるようになる。
【0047】図3は、本発明の変形された例で、上記実
施例のn~−InGaAsP導波路層12をp型のIn
GaA導波路層22にしたものである。この場合には図
2の場合と異なり、電流遮断用のブロッキング層14で
あるp−InPが別に挿入されない構造で接触抵抗の極
大化が可能な構造である。
施例のn~−InGaAsP導波路層12をp型のIn
GaA導波路層22にしたものである。この場合には図
2の場合と異なり、電流遮断用のブロッキング層14で
あるp−InPが別に挿入されない構造で接触抵抗の極
大化が可能な構造である。
【0048】
【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、pオ
ーム接触面積を極大化させて効果的な電流拘束を通じて
次のような効果を発揮することができる。
ーム接触面積を極大化させて効果的な電流拘束を通じて
次のような効果を発揮することができる。
【0049】1)光スイッチのオーミック特性を向上さ
せることができる。
せることができる。
【0050】2)grooveエッチングを利用するこ
とにより1μm以上のリソグラフィーの技術から1μm
以下のZn拡散断面を得ることができるのでリソグラフ
ィー工程条件を緩和させる。
とにより1μm以上のリソグラフィーの技術から1μm
以下のZn拡散断面を得ることができるのでリソグラフ
ィー工程条件を緩和させる。
【0051】3)溝状のcap層とp/n/p/nの電
流遮断層により効果的な電流拘束を得ることができるよ
うになるので、低い動作電流のスイッチを具備すること
ができる。
流遮断層により効果的な電流拘束を得ることができるよ
うになるので、低い動作電流のスイッチを具備すること
ができる。
【0052】4)InGaAs(P)をgrooveエ
ッチングする時黄酸および燐酸系の選択エッチング液を
用いることができるのでエッチング工程が簡便化され
る。
ッチングする時黄酸および燐酸系の選択エッチング液を
用いることができるのでエッチング工程が簡便化され
る。
【0053】5)Zn拡散時にInGaAsとInP拡
散係数の差異が生じるので電流遮断層部位のp/n/p
/n接合形成が易くなる。
散係数の差異が生じるので電流遮断層部位のp/n/p
/n接合形成が易くなる。
【0054】6)上記した効果により、光スイッチ製作
条件を緩和させて光スイッチモジュールの性能を向上さ
せ製作費用を節減することができる。
条件を緩和させて光スイッチモジュールの性能を向上さ
せ製作費用を節減することができる。
【図1】本発明による内部全反射型光スイッチの構造を
図示したもので、平面図。
図示したもので、平面図。
【図2】図1のA−A′線断面図。
【図3】本発明の光スイッチの変形例を図示した図面。
【図4】図1の光スイッチの製造工程を各段階別に図示
したもので、結晶成長が行われた後の工程断面図。
したもので、結晶成長が行われた後の工程断面図。
【図5】溝(groove)選択エッチング後の工程断
面図。
面図。
【図6】Zn拡散後の工程断面図。
【図7】導波路エッチング後の工程断面図。
【図8】p電極およびn電極形成後の工程断面図。
【図9】従来の内部全反射型光スイッチの構造を図示し
たもので、部分Zn拡散型光スイッチの断面図。
たもので、部分Zn拡散型光スイッチの断面図。
【図10】スリット型光スイッチの断面図。
【図11】半絶縁InPによる電流遮断型光スイッチの
断面図を各々示す。
断面図を各々示す。
11…n−InP基板、12…コア層又は導波路層、1
3…クラッド層、14…ブロッキング層、15…n−I
nGaAsキャップ層15、16…電極、102…反射
面、18…Zn拡散領域18
3…クラッド層、14…ブロッキング層、15…n−I
nGaAsキャップ層15、16…電極、102…反射
面、18…Zn拡散領域18
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 朴 鐘大 大韓民国大田直轄市西区遁山洞クローバー アパート104−909
Claims (8)
- 【請求項1】 n−InP基板と、上記基板上に形成さ
れた光導波路層、および上記光導波路層の上部にリッジ
(ridge)形態で形成されたn−InPクラッド層
から構成され、所定交叉角(θ)を有するクロスバー形
態の導波路;上記導波路の最上層であるクラッド層上に
形成され、導波路の交叉部分に形成される反射面の電流
注入面積が極大化されるように溝状の開口部を有するn
−InGaAsキャップ層;上記キャップ層の全表面一
部と溝状のエッチング部位を介してクラッド層まで高濃
度のp型不純物が拡散されて形成される電流注入領域;
および上記電流注入領域上部の全表面に亘り形成された
前面電極と、上記基板の全表面に形成された後面電極か
ら構成されたことを特徴とする内部全反射型光スイッ
チ。 - 【請求項2】 請求項1において、上記InP/InG
aAsP二重異質接合構造の代わりにGaAs/AlG
aAs構造で構成されたことを特徴とする内部全反射型
光スイッチ。 - 【請求項3】 請求項1において、上記光導波路層がn
型又はp型のInGaAsP中のいずれか一つで構成さ
れることを特徴とする内部全反射型光スイッチ。 - 【請求項4】 請求項1又は請求項3において、上記光
導波路層がn型である場合上記クラッド層とキャップ層
との間にp型の電流遮断層が付加形成されることを特徴
とする内部全反射型光スイッチ。 - 【請求項5】 n型InP基板上に光導波路層、n−I
nPクラッド層およびn型InGaAsキャップ層をエ
ピタキシャル成長方法で順次的に成長させる結晶成長工
程;導波路の反射面を形成する部位の上記キャップ層を
溝状に選択エッチングする工程;上記キャップ層の全表
面と、上記溝状のエッチング部位に高濃度のZnを拡
散.せてキャップ層の一部と導波路の反射面を形成する
部位の上記クラッド層を含む電流注入領域を形成する拡
散工程;上記光導波路層上部の層をエッチングしてリッ
ジ(ridge)形態の導波路を形成するための導波路
エッチング工程;および上記電流注入領域の全表面上に
前面電極を上記基板上には後面電極を形成する工程から
形成されたことを特徴とする内部全反射型光スイッチの
製造方法。 - 【請求項6】 請求項5において、上記InP/InG
aAsP二重異質接合構造の代わりにGaAs/AlG
aAs構造で形成されたことを特徴とする内部全反射型
光スイッチの製造方法。 - 【請求項7】 請求項5において、上記光導波路層がn
型又はp型のInGaAsP中のいずれか一つで形成さ
れたことを特徴とする内部全反射型光スイッチの製造方
法。 - 【請求項8】 請求項5又は請求項7において、上記光
導波路層がn型である場合上記クラッド層とキャップ層
との間にp型の電流遮断層を形成することを特徴とする
内部全反射型光スイッチ。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR93018145A KR970004488B1 (en) | 1993-09-09 | 1993-09-09 | Method for manufacture for light switching of semiconductor |
KR93-18267 | 1993-09-10 | ||
KR1019930018267A KR970004495B1 (ko) | 1993-09-10 | 1993-09-10 | 반도체 광스위치 제조방법 |
KR93-18145 | 1993-09-10 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07152052A true JPH07152052A (ja) | 1995-06-16 |
JP2792826B2 JP2792826B2 (ja) | 1998-09-03 |
Family
ID=26629878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6216322A Expired - Fee Related JP2792826B2 (ja) | 1993-09-09 | 1994-09-09 | 光スイッチおよびその製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5581108A (ja) |
JP (1) | JP2792826B2 (ja) |
DE (1) | DE4432010C2 (ja) |
FR (1) | FR2709842B1 (ja) |
GB (1) | GB2281786B (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004325708A (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Yokogawa Electric Corp | アクティブ回折格子 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6473541B1 (en) * | 1999-09-15 | 2002-10-29 | Seng-Tiong Ho | Photon transistors |
US6298180B1 (en) | 1999-09-15 | 2001-10-02 | Seng-Tiong Ho | Photon transistors |
US6526193B1 (en) | 2000-11-17 | 2003-02-25 | National Research Council Of Canada | Digital optical switch |
US6738541B2 (en) * | 2001-09-18 | 2004-05-18 | Agilent Technologies, Inc. | Optical switch comprising two non-coplanar arrays of optical waveguides |
US20070262296A1 (en) * | 2006-05-11 | 2007-11-15 | Matthias Bauer | Photodetectors employing germanium layers |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05102606A (ja) * | 1991-10-07 | 1993-04-23 | Omron Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
JPH05119359A (ja) * | 1991-10-28 | 1993-05-18 | Fujikura Ltd | 基板型光スイツチ及びその製造方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6084812A (ja) * | 1983-10-14 | 1985-05-14 | Matsushita Electric Works Ltd | トランジスタの製法 |
JPH02298923A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-11 | Fujikura Ltd | 半導体光スイッチ |
JPH03209816A (ja) * | 1990-01-12 | 1991-09-12 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH03278030A (ja) * | 1990-03-27 | 1991-12-09 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 全反射型光導波路スイッチ |
-
1994
- 1994-09-07 US US08/301,998 patent/US5581108A/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-08 GB GB9418153A patent/GB2281786B/en not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-08 DE DE4432010A patent/DE4432010C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-08 FR FR9410930A patent/FR2709842B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1994-09-09 JP JP6216322A patent/JP2792826B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05102606A (ja) * | 1991-10-07 | 1993-04-23 | Omron Corp | 半導体発光素子およびその製造方法 |
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---|---|---|---|---|
JP2004325708A (ja) * | 2003-04-24 | 2004-11-18 | Yokogawa Electric Corp | アクティブ回折格子 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4432010C2 (de) | 1996-08-14 |
US5581108A (en) | 1996-12-03 |
FR2709842B1 (fr) | 1996-01-12 |
GB2281786A (en) | 1995-03-15 |
JP2792826B2 (ja) | 1998-09-03 |
DE4432010A1 (de) | 1995-03-16 |
FR2709842A1 (fr) | 1995-03-17 |
GB2281786B (en) | 1997-05-28 |
GB9418153D0 (en) | 1994-10-26 |
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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