JPH07325231A - Optical information processor - Google Patents
Optical information processorInfo
- Publication number
- JPH07325231A JPH07325231A JP11898894A JP11898894A JPH07325231A JP H07325231 A JPH07325231 A JP H07325231A JP 11898894 A JP11898894 A JP 11898894A JP 11898894 A JP11898894 A JP 11898894A JP H07325231 A JPH07325231 A JP H07325231A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light emitting
- light receiving
- emitting element
- core
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光による情報を処理す
る光情報処理装置に関し、特に発光素子又は受光素子が
形成された素子形成層が積層された光情報処理装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical information processing apparatus for processing information by light, and more particularly to an optical information processing apparatus in which an element forming layer having a light emitting element or a light receiving element is laminated.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光情報処理装置には、例えば光ニューロ
チップがある。図１２は従来の光ニューロチップを示す
模式図である（特開平２−２２６１２７号）。ＧａＡｓ
等の化合物半導体基板３５上には発光部３１が設けられ
ている。この発光部３１は、細線状の複数の発光ダイオ
ードアレイ３１ａにより構成されている。この発光部３
１上には光学的に透明な電気絶縁層３４ａが形成されて
おり、この電気絶縁層３４ａ上には発光ダイオードアレ
イ３１ａから出力された光を変調する複数の空間光変調
素子３２ａにより構成された空間光変調部３２が配置さ
れている。空間光変調部３２上には光学的に透明な電気
絶縁層３４ｂを介して受光部３３が配置されている。こ
の受光部３３は、空間光変調部３２ａで変調された光を
受光する細線状の複数のフォトダイオードアレイ３３ａ
により構成されている。この光ニューロチップは、発光
部３１、空間光変調部３２及び受光部３３を個別に形成
した後、これらを基板３５上に接合することにより製造
されている。2. Description of the Related Art Optical information processing devices include, for example, optical neurochips. FIG. 12 is a schematic diagram showing a conventional optical neurochip (JP-A-2-226127). GaAs
The light emitting portion 31 is provided on the compound semiconductor substrate 35 such as. The light emitting unit 31 is composed of a plurality of thin line light emitting diode arrays 31a. This light emitting part 3
An optically transparent electric insulating layer 34a is formed on the surface of the optical disc 1, and a plurality of spatial light modulators 32a for modulating the light output from the light emitting diode array 31a are formed on the electric insulating layer 34a. The spatial light modulator 32 is arranged. A light receiving portion 33 is arranged on the spatial light modulating portion 32 via an optically transparent electric insulating layer 34b. The light receiving unit 33 includes a plurality of thin-line photodiode arrays 33a that receive the light modulated by the spatial light modulator 32a.
It is composed by. This optical neurochip is manufactured by individually forming the light emitting section 31, the spatial light modulating section 32, and the light receiving section 33, and then bonding these onto the substrate 35.
【０００３】このように、従来の光情報処理装置におい
ては、発光素子（発光ダイオードアレイ３１ａ）から出
力された光が受光素子（フォトダイオードアレイ３３
ａ）に直接入力されるように、発光素子及び受光素子が
相互に対向して配置され、この両者の間に光学的に透明
な電気絶縁層が設けられている。As described above, in the conventional optical information processing apparatus, the light output from the light emitting element (light emitting diode array 31a) is received by the light receiving element (photodiode array 33).
The light emitting element and the light receiving element are arranged so as to face each other so as to be directly input to a), and an optically transparent electrically insulating layer is provided between them.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光情報処理装置においては、一つの発光素子か
ら出力された光信号が多数の受光素子に直接入射するよ
うに、発光素子及び受光素子を相互に対向させて配置し
なければならないという制約がある。従って、光信号を
伝達すべき受光素子の数が増加するほど発光素子の形状
を大きくする必要がある。このため、従来の光情報処理
装置においては、多数の発光素子及び受光素子を高集積
化することが極めて困難である。また、従来の光情報処
理装置においては、発光素子及び受光素子が半導体で形
成されており、この両者の間を光学的に接続する光配線
が絶縁体で形成されているため、発光素子、受光素子及
び光配線をモノリシックに集積することができないとい
う問題点もある。However, in the above-described conventional optical information processing apparatus, the light emitting element and the light receiving element are arranged so that the optical signal output from one light emitting element is directly incident on a large number of light receiving elements. There is a constraint that they must be placed facing each other. Therefore, it is necessary to increase the size of the light emitting element as the number of light receiving elements for transmitting an optical signal increases. Therefore, in the conventional optical information processing device, it is extremely difficult to highly integrate a large number of light emitting elements and light receiving elements. Further, in the conventional optical information processing device, the light emitting element and the light receiving element are formed of a semiconductor, and the optical wiring that optically connects the both is formed of an insulator. There is also a problem that the device and the optical wiring cannot be monolithically integrated.
【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、発光素子と受光素子とを相互に対向させて
配置する必要がなく、一つの発光素子から出力された光
信号を同一の素子形成層又は他の素子形成層に設けられ
た多数の受光素子に受光させることができ、更に発光素
子及び受光素子をモノリシックに高集積化することが可
能な光情報処理装置を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and it is not necessary to dispose the light emitting element and the light receiving element so as to face each other, and the optical signals output from one light emitting element are the same. To provide an optical information processing device capable of receiving light by a large number of light receiving elements provided in an element forming layer or another element forming layer and further monolithically integrating the light emitting element and the light receiving element. To aim.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明に係る光情報処理
装置は、光信号を出力する発光素子と、前記光信号が通
る光導波路と、複数の化合物半導体層を積層して構成さ
れ前記光導波路を通る光信号を反射してその進行方向を
変更する多層膜反射鏡と、前記光導波路及び前記多層膜
反射鏡を介して伝達された前記光信号を電気信号に変換
する受光素子とを有することを特徴とする。An optical information processing apparatus according to the present invention comprises a light emitting element which outputs an optical signal, an optical waveguide through which the optical signal passes, and a plurality of compound semiconductor layers which are laminated to form an optical waveguide. A multi-layer film reflecting mirror that reflects an optical signal passing through the waveguide to change its traveling direction, and a light receiving element that converts the optical signal transmitted through the optical waveguide and the multi-layer film reflecting mirror into an electric signal It is characterized by
【０００７】また、前記光導波路は、コアと、このコア
の周囲に配置されコアに比して屈折率が低いクラッドと
により構成され、これらのコア及びクラッドは、前記発
光素子及び前記受光素子の少なくとも一方を構成する元
素を含む２元乃至４元化合物半導体により形成され、そ
の組成又は組成比が相互に異なるようにしてもよい。The optical waveguide is composed of a core and a clad arranged around the core and having a refractive index lower than that of the core. The core and the clad of the light emitting element and the light receiving element are formed. It may be formed of a binary to quaternary compound semiconductor containing at least one element, and the compositions or composition ratios thereof may be different from each other.
【０００８】更に、前記多層膜反射鏡は第１及び第２の
化合物半導体層を交互に積層して構成されており、前記
第１及び第２の化合物半導体層は、前記発光素子及び前
記受光素子の少なくとも一方を構成する元素を含む２元
乃至４元化合物半導体からなり、その組成又は組成比が
相互に異なるようにしてもよい。Further, the multilayer-film reflective mirror is formed by alternately stacking first and second compound semiconductor layers, and the first and second compound semiconductor layers are formed of the light emitting element and the light receiving element. It may be made of a binary to quaternary compound semiconductor containing an element that constitutes at least one of the above, and their compositions or composition ratios may be different from each other.
【０００９】[0009]
【作用】本発明に係る光情報処理装置においては、発光
素子から出力された光信号は光導波路及び多層膜反射鏡
を介して受光素子に入力される。従って、発光素子と受
光素子とを対向させて配置しなくても、発光素子から出
力された光信号を受光素子に入力させることができ、発
光素子及び受光素子の配置の制約をなくすことができ
る。これにより、発光素子から出力された光信号を同一
の素子形成層又は他の素子形成層に設けられた複数の受
光素子に受光させることができて、光情報処理装置の高
集積化が達成される。In the optical information processing apparatus according to the present invention, the optical signal output from the light emitting element is input to the light receiving element via the optical waveguide and the multilayer film reflecting mirror. Therefore, the light signal output from the light emitting element can be input to the light receiving element without arranging the light emitting element and the light receiving element so as to face each other, and restrictions on the arrangement of the light emitting element and the light receiving element can be eliminated. . Accordingly, the optical signal output from the light emitting element can be received by a plurality of light receiving elements provided in the same element forming layer or another element forming layer, and high integration of the optical information processing device is achieved. It
【００１０】この場合に、前記光導波路を構成するコア
及びクラッドを、前記発光素子又は前記受光素子を構成
する元素を含む２元、３元又は４元化合物により形成す
ることにより、発光素子又は受光素子とコア及びクラッ
ドとをモノリシックに集積化することが可能になる。例
えば、前記発光素子がＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓにより形
成され、受光素子がＧａＡｓにより形成されている場合
に、前記コア及び前記クラッドを夫々ＧａＡｓ及びＡｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ（但し、０．１≦ｘ）というように相互
に組成が異なる化合物半導体層で形成する。又は、前記
コア及び前記クラッドを夫々Ａｌy Ｇａ1-yＡｓ（但
し、０＜ｙ＜０．１）及びＡｌx Ｇａ1-xＡｓ（但し、
０．１≦ｘ）というように相互に組成比が異なる化合物
半導体により形成してもよい。これにより、発光素子又
は受光素子と光導波路とをモノリシックに集積すること
ができる。In this case, the core and the clad forming the optical waveguide are formed of a binary, ternary or quaternary compound containing the elements forming the light emitting element or the light receiving element, whereby the light emitting element or the light receiving element is received. It becomes possible to monolithically integrate the element, the core and the clad. For example, when the light emitting element is made of GaAs / AlGaAs and the light receiving element is made of GaAs, the core and the cladding are respectively made of GaAs and Al.
x Ga 1-x As (however, 0.1 ≦ x), which are formed of compound semiconductor layers having different compositions. Alternatively, Al y Ga 1-y As (where 0 <y <0.1) and Al x Ga 1-x As (where
The compound semiconductors may have different composition ratios such as 0.1 ≦ x). Thereby, the light emitting element or the light receiving element and the optical waveguide can be monolithically integrated.
【００１１】また、これと同様に、前記多層膜反射鏡を
構成する第１及び第２の化合物半導体層を、前記発光素
子又は前記受光素子を構成する元素を含む２元、３元又
は４元化合物により形成することにより、発光素子、受
光素子、光導波路及び多層膜反射鏡を全てモノリシック
に集積化することができる。Similarly, the first and second compound semiconductor layers forming the multilayer-film reflective mirror are made of a binary element, a ternary element, or a quaternary element containing an element that constitutes the light emitting element or the light receiving element. By forming a compound, the light emitting element, the light receiving element, the optical waveguide, and the multilayer-film reflective mirror can all be monolithically integrated.
【００１２】[0012]
【実施例】以下、本発明の実施例について添付の図面を
参照して具体的に説明する。図１，２は本発明の実施例
に係る光情報処理装置を示す模式図である。本実施例に
係る光情報処理装置は、発光素子又は受光素子が形成さ
れた素子形成層が複数積層されて構成されている。図１
に示す素子形成層１３には、発光素子１及び受光素子３
の両方が設けられている。コア２は、その両端部が発光
素子１及び受光素子３に接続されている。また、これら
の発光素子１、受光素子３及びコア２は、クラッド４に
埋め込まれている。なお、クラッド４は、コア２に比し
て屈折率が小さい材料により形成されており、このコア
２及びクラッド４により光導波路が構成されている。ま
た、コア２及びクラッド４は、いずれも発光素子１及び
受光素子２を構成する元素を含む２元、３元又は４元化
合物半導体により形成されており、コア２を構成する化
合物半導体とクラッド４を構成する化合物半導体とは、
その組成又は組成比が相互に異なっている。図２に示す
素子形成層５は、発光素子６と、この発光素子６から側
方に延びるコア７と、このコア７の端部に配設された多
層膜反射鏡８と、これらの発光素子６、コア７及び多層
膜反射鏡８を埋め込むクラッド９とにより構成されてい
る。なお、コア７及びクラッド９は夫々素子形成層１３
のコア２及びクラッド４と同一の化合物半導体により形
成されている。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. 1 and 2 are schematic diagrams showing an optical information processing apparatus according to an embodiment of the present invention. The optical information processing apparatus according to the present embodiment is configured by stacking a plurality of element forming layers each having a light emitting element or a light receiving element. Figure 1
The element forming layer 13 shown in FIG.
Both are provided. Both ends of the core 2 are connected to the light emitting element 1 and the light receiving element 3. The light emitting element 1, the light receiving element 3, and the core 2 are embedded in the clad 4. The clad 4 is made of a material having a smaller refractive index than the core 2, and the core 2 and the clad 4 constitute an optical waveguide. The core 2 and the clad 4 are each formed of a binary, ternary, or quaternary compound semiconductor containing the elements forming the light emitting element 1 and the light receiving element 2, and the compound semiconductor forming the core 2 and the clad 4 are formed. The compound semiconductor that constitutes
The composition or composition ratio is different from each other. The element forming layer 5 shown in FIG. 2 includes a light emitting element 6, a core 7 extending laterally from the light emitting element 6, a multilayer film reflecting mirror 8 arranged at an end of the core 7, and these light emitting elements. 6, a core 7, and a clad 9 in which the multilayer mirror 8 is embedded. The core 7 and the clad 9 are respectively formed in the element forming layer 13
The core 2 and the clad 4 are made of the same compound semiconductor.
【００１３】この素子形成層５の上方には素子形成層１
０が設けられている。この素子形成層１０には受光素子
１１，１２が設けられており、これらの受光素子１１，
１２は、クラッド４と同一の化合物半導体からなる化合
物半導体層１３に埋め込まれている。The element forming layer 1 is provided above the element forming layer 5.
0 is provided. The element forming layer 10 is provided with light receiving elements 11 and 12, and these light receiving elements 11 and 12 are provided.
12 is embedded in a compound semiconductor layer 13 made of the same compound semiconductor as the clad 4.
【００１４】図３は、多層膜反射鏡８を示す模式図であ
る。多層膜反射鏡８は、第１の半導体層１６と第２の半
導体層１７とを交互に積層して形成されている。また、
この反射鏡８は、光導波路のコア７に対し４５°の角度
に傾斜して配設されている。第１及び第２の半導体層１
６，１７は、いずれも発光素子６を構成する元素を含む
２元、３元又は４元化合物半導体により形成されてお
り、第１及び第２の半導体層１６，１７を構成する各化
合物半導体は、その組成又は組成比が相互に異なってい
る。FIG. 3 is a schematic view showing the multilayer-film reflective mirror 8. The multilayer-film reflective mirror 8 is formed by alternately stacking first semiconductor layers 16 and second semiconductor layers 17. Also,
The reflecting mirror 8 is arranged at an angle of 45 ° with respect to the core 7 of the optical waveguide. First and second semiconductor layers 1
6 and 17 are each formed of a binary, ternary, or quaternary compound semiconductor containing the elements forming the light emitting element 6, and the compound semiconductors forming the first and second semiconductor layers 16 and 17 are , Their compositions or composition ratios are different from each other.
【００１５】次に、このように構成された光情報処理装
置の動作について説明する。発光素子１から出力された
光信号は、コア２及びクラッド４により構成される光導
波路を伝搬して受光素子３に入力される。このように、
素子形成層１３においては、発光素子１から出力された
光信号が前記光導波路を介して受光素子３に伝達され
る。Next, the operation of the optical information processing apparatus thus configured will be described. The optical signal output from the light emitting element 1 propagates through the optical waveguide configured by the core 2 and the clad 4, and is input to the light receiving element 3. in this way,
In the element forming layer 13, the optical signal output from the light emitting element 1 is transmitted to the light receiving element 3 via the optical waveguide.
【００１６】また、発光素子６から出力された光信号
は、クラッド９を透過して上方へ伝搬し、受光素子１１
に直接入力されると共に、コア７及びクラッド９により
構成される光導波路を伝搬し、反射鏡８で反射されて受
光素子１２に入力される。受光素子１１，１２は、入力
された光信号を電気信号に変換する。The optical signal output from the light emitting element 6 passes through the clad 9 and propagates upward, and the light receiving element 11
To the light receiving element 12 after being propagated through the optical waveguide constituted by the core 7 and the clad 9, reflected by the reflecting mirror 8. The light receiving elements 11 and 12 convert the input optical signal into an electric signal.
【００１７】このように、本実施例においては、素子形
成層５内の発光素子６から出力された光信号を素子形成
層１０の受光素子１１へ直接伝達することができると共
に、光導波路及び多層膜反射鏡８を介して、発光素子６
の光信号が直接入射しない位置に配置されている受光素
子１２へも伝達することができる。つまり、本実施例に
係る光情報処理装置においては、発光素子６及び受光素
子１２の配置に制約がなく、発光素子６から多数の受光
素子へ光信号を同時に伝達する場合に、発光素子６の形
状を大きくする必要がない。従って、本実施例に係る光
情報処理装置においては、高集積化が可能であるという
効果を奏する。As described above, in this embodiment, the optical signal output from the light emitting element 6 in the element forming layer 5 can be directly transmitted to the light receiving element 11 of the element forming layer 10, and at the same time, the optical waveguide and the multilayer structure. The light emitting element 6 is passed through the film reflecting mirror 8.
The optical signal can also be transmitted to the light receiving element 12 arranged at a position where it does not directly enter. That is, in the optical information processing apparatus according to the present embodiment, there is no restriction on the arrangement of the light emitting element 6 and the light receiving element 12, and when the light signal is simultaneously transmitted from the light emitting element 6 to a large number of light receiving elements, No need to enlarge the shape. Therefore, the optical information processing apparatus according to the present embodiment has an effect that high integration is possible.
【００１８】次に、本発明の実施例に係る光情報処理装
置を実際に製造し、反射鏡の反射率を調べた結果につい
て説明する。図４乃至図１１は本発明の実施例に係る光
情報処理装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
先ず、キャリヤー濃度が１０18ｃｍ-2のｎ型のＧａＡｓ
基板２０を用意し、分子線エピタキシー（以下、ＭＢＥ
という）法により、このＧａＡｓ基板２０上にＧａＡｓ
／ＡｌＧａＡｓヘテロ構造を積層し、発光素子として発
光波長が８９０ｎｍのＧａＡｓ／ＡｌＧａＡｓ系ＬＥＤ
を形成すると共に、発光素子形成領域と離隔した領域
に、受光素子としてＧａＡｓフォトダイオードを形成し
た。Next, the result of actually manufacturing the optical information processing apparatus according to the embodiment of the present invention and examining the reflectance of the reflecting mirror will be described. 4 to 11 are cross-sectional views showing a method of manufacturing the optical information processing apparatus according to the embodiment of the present invention in the order of steps.
First, n-type GaAs with a carrier concentration of 10 18 cm -2
A substrate 20 is prepared, and molecular beam epitaxy (hereinafter referred to as MBE
Method), GaAs on this GaAs substrate 20
/ AlGaAs heterostructures are stacked and a GaAs / AlGaAs LED with an emission wavelength of 890 nm as a light emitting element
And a GaAs photodiode as a light receiving element was formed in a region separated from the light emitting element formation region.
【００１９】次に、図４に示すように、ＭＢＥ法によ
り、発光素子及び受光素子が形成された領域以外の領域
にＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ（但し、０．１≦ｘ）層２１を形
成した。その後、このＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層２１上にＳ
ｉＯ2 膜を形成し、光導波路のコア及び反射鏡を形成す
べき領域上のＳｉＯ2 膜を除去し、ＳｉＯ2 膜２２を選
択的に残存させた。そして、図５に示すように、このＳ
ｉＯ2 膜２２をマスクとして、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層２
１を所定の厚さになるまで薬液によりエッチングした。
この場合に、反射鏡を形成すべき部分は基板２０の表面
に対し４５°の角度を有する斜面２３とした。Next, as shown in FIG. 4, an Al x Ga 1-x As (where 0.1 ≦ x) layer 21 is formed in a region other than the region where the light emitting element and the light receiving element are formed by the MBE method. Formed. After that, S is formed on the Al x Ga 1-x As layer 21.
An iO 2 film was formed, the SiO 2 film on the region where the core of the optical waveguide and the reflection mirror were to be formed was removed, and the SiO 2 film 22 was left selectively. Then, as shown in FIG.
Al x Ga 1-x As layer 2 using the iO 2 film 22 as a mask
1 was etched with a chemical solution to a predetermined thickness.
In this case, the portion where the reflecting mirror is to be formed is the slope 23 having an angle of 45 ° with respect to the surface of the substrate 20.
【００２０】次に、図６に示すように、反射鏡を形成す
べき部分以外のＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層２１上にＳｉＯ2
膜２２ａを形成した。その後、図７に示すように、ＭＢ
Ｅ法により、ＳｉＯ2 膜２２，２２ａをマスクとして、
斜面２３上に、厚さが６３ｎｍのＡｌ0.1 Ｇａ0.9 Ａｓ
層と、厚さが７４ｎｍのＡｌＡｓ層とを交互に２５組積
層して、多層膜反射鏡２４を形成した。この場合に、反
射鏡２４の下端部は、前記コアを形成すべき領域のＡｌ
x Ｇａ1-x Ａｓ層２１上に若干延出させた。次に、図８
に示すように、反射鏡２４の斜面上にＳｉＯ2 膜２５を
形成すると共に、光導波路のコアを形成すべき領域上の
ＳｉＯ2 膜２２ａを除去した。その後、図９に示すよう
に、ＭＢＥ法により、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層２１上のコ
アを形成すべき領域にＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層２１ａを形
成し、このＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層２１ａの表面と、反射
鏡２４の下端部の表面とを面一にした。また、反射鏡２
４上のＳｉＯ2 膜２５も除去した。Next, as shown in FIG. 6, SiO 2 is formed on the Al x Ga 1-x As layer 21 other than the portion where the reflecting mirror is to be formed.
The film 22a was formed. Then, as shown in FIG.
By the E method, using the SiO 2 films 22 and 22a as a mask,
Al 0.1 Ga 0.9 As with a thickness of 63 nm is formed on the slope 23.
25 sets of layers and AlAs layers having a thickness of 74 nm were alternately laminated to form a multilayer-film reflective mirror 24. In this case, the lower end of the reflecting mirror 24 is made of Al in the region where the core is to be formed.
It was slightly extended on the x Ga 1-x As layer 21. Next, FIG.
As shown in, the SiO 2 film 25 was formed on the slope of the reflecting mirror 24, and the SiO 2 film 22a on the region where the core of the optical waveguide was to be formed was removed. After that, as shown in FIG. 9, an Al x Ga 1-x As layer 21a is formed in a region on the Al x Ga 1-x As layer 21 where a core is to be formed by the MBE method, and this Al x Ga 1- The surface of the x As layer 21a and the surface of the lower end portion of the reflecting mirror 24 are flush with each other. In addition, the reflecting mirror 2
The SiO 2 film 25 on 4 was also removed.
【００２１】次いで、図１０に示すように、ＭＢＥ法に
より、Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層２１ａ上にＧａＡｓ膜を選
択的に形成し、このＧａＡｓ膜を光導波路のコア２６と
した。次いで、図１１に示すように、ＳｉＯ2 膜２２を
除去し、全面にＡｌx Ｇａ1-x Ａｓ層２１ｂを形成し
て、コア２６及び反射鏡２４を埋め込んだ。なお、この
実施例においては、コア２６の周囲のＡｌx Ｇａ1-x Ａ
ｓ層２１ａ，２１ｂが光導波路のクラッドとなる。Next, as shown in FIG. 10, a GaAs film was selectively formed on the Al x Ga 1 -x As layer 21a by the MBE method, and this GaAs film was used as the core 26 of the optical waveguide. Next, as shown in FIG. 11, the SiO 2 film 22 was removed, an Al x Ga 1 -x As layer 21b was formed on the entire surface, and the core 26 and the reflecting mirror 24 were embedded. In this embodiment, the Al x Ga 1-x A around the core 26 is
The s layers 21a and 21b serve as the cladding of the optical waveguide.
【００２２】このようにして製造した光配線に発光波長
が８９０ｎｍの光を入射したところ、光の伝搬方向と直
角方向に反射光が得られた。また、反射鏡２４の反射率
を調べたところ、発光波長が８７０〜９２０ｎｍの光に
対する反射率が９５％以上であった。When light having an emission wavelength of 890 nm was incident on the optical wiring thus manufactured, reflected light was obtained in a direction perpendicular to the light propagation direction. When the reflectance of the reflecting mirror 24 was examined, the reflectance for light with an emission wavelength of 870 to 920 nm was 95% or more.
【００２３】また、この光導波路及び反射鏡２４は発光
素子又は受光素子を構成する元素を含む化合物半導体で
形成されているため、図１１において、Ａｌx Ｇａ1-x
Ａｓ層２１ｂ上に更に発光素子、受光素子、光導波路及
び反射鏡をエピタキシャル成長させることができる。従
って、ＧａＡｓ基板上にＡｌＧａＡｓ系の発光素子、受
光素子、光導波路及び多層膜反射鏡を有する素子形成層
をモノリシックに高集積化することができる。Further, since the optical waveguide and the reflecting mirror 24 are formed of a compound semiconductor containing an element forming a light emitting element or a light receiving element, in FIG. 11, Al x Ga 1-x is used.
Further, a light emitting element, a light receiving element, an optical waveguide, and a reflecting mirror can be epitaxially grown on the As layer 21b. Therefore, an element forming layer having an AlGaAs light emitting element, a light receiving element, an optical waveguide, and a multilayer film reflecting mirror can be monolithically highly integrated on the GaAs substrate.
【００２４】なお、本実施例においては、光導波路及び
反射鏡の材料としてＡｌＧａＡｓ系化合物半導体を使用
したが、これらの光導波路及び反射鏡の材料としては、
ＡｌＧａＡｓ系化合物半導体以外にも、発光素子又は受
光素子を構成する化合物を含む２元、３元及び４元化合
物半導体等を使用することができる。例えば、ＧａＡｓ
x Ｐ1-x （但し、０．１≦ｘ）、Ｉｎx Ｇａ1-x Ａｓ
（但し、０．１≦ｘ）及びＩｎx Ｇａ1-x Ａｓy Ｐ1-y
（但し、０．１≦ｘ，０≦ｙ≦１）等の化合物半導体を
使用しても、入力光に対して光導波路及び反射鏡として
機能する組成比、層厚及び層数であれば、種々の組み合
わせが可能である。Although AlGaAs compound semiconductors are used as the materials for the optical waveguide and the reflecting mirror in this embodiment, the materials for the optical waveguide and the reflecting mirror are as follows.
In addition to the AlGaAs compound semiconductor, it is possible to use binary, ternary, and quaternary compound semiconductors containing compounds forming a light emitting element or a light receiving element. For example, GaAs
x P 1-x (where 0.1 ≦ x), In x Ga 1-x As
(However, 0.1 ≦ x) and In x Ga 1-x As y P 1-y
(However, even if a compound semiconductor such as 0.1 ≦ x, 0 ≦ y ≦ 1) is used, if the composition ratio, layer thickness and number of layers functioning as an optical waveguide and a reflecting mirror with respect to input light, Various combinations are possible.
【００２５】[0025]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光情
報処理装置は、発光素子から出力された光信号を光導波
路及び多層膜反射鏡を介して受光素子に伝達するから、
発光素子と受光素子との配置の制約を除くことができ
る。これにより、光情報処理装置の高集積化が達成でき
る。As described above, the optical information processing apparatus according to the present invention transmits the optical signal output from the light emitting element to the light receiving element via the optical waveguide and the multilayer film reflecting mirror.
The restrictions on the arrangement of the light emitting element and the light receiving element can be removed. As a result, high integration of the optical information processing device can be achieved.
【００２６】また、光導波路及び多層膜反射鏡を発光素
子及び受光素子を構成する２元、３元又は４元化合物半
導体により形成することにより、発光素子、受光素子、
光導波路及び多層膜反射鏡をモノリシックに集積化する
ことができる。Further, by forming the optical waveguide and the multilayer film reflecting mirror by a binary, ternary or quaternary compound semiconductor forming a light emitting element and a light receiving element, a light emitting element, a light receiving element,
The optical waveguide and the multilayer mirror can be monolithically integrated.
【図１】本発明の実施例に係る光情報処理装置の素子形
成層を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing an element forming layer of an optical information processing device according to an example of the present invention.
【図２】同じくその光情報処理装置の他の素子形成層を
示す模式図である。FIG. 2 is a schematic view showing another element forming layer of the same optical information processing apparatus.
【図３】同じくその光情報処理装置の多層膜反射鏡を示
す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a multilayer-film reflective mirror of the optical information processing apparatus.
【図４】本発明の実施例に係る光情報処理装置の製造方
法における一工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the optical information processing device according to the embodiment of the present invention.
【図５】同じくその製造方法の他の工程を示す断面図で
ある。FIG. 5 is a cross-sectional view showing another step of the same manufacturing method.
【図６】同じくその製造方法の更に他の工程を示す断面
図である。FIG. 6 is a sectional view showing still another step of the manufacturing method thereof.
【図７】同じくその製造方法の更に他の工程を示す断面
図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing still another step of the manufacturing method thereof.
【図８】同じくその製造方法の更に他の工程を示す断面
図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing still another step of the manufacturing method thereof.
【図９】同じくその製造方法の更に他の工程を示す断面
図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing still another step of the manufacturing method thereof.
【図１０】同じくその製造方法の更に他の工程を示す断
面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing still another step of the manufacturing method thereof.
【図１１】同じくその製造方法の更に他の工程を示す断
面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing still another step of the same manufacturing method.
【図１２】従来の光ニューロチップを示す斜視図であ
る。FIG. 12 is a perspective view showing a conventional optical neurochip.
１，６；発光素子 ２，７，２６；コア ３，１１，１２；受光素子 ４，９；クラッド ８；多層膜反射鏡 ５，１０，１３；素子形成層 １６；第１の半導体層 １７；第２の半導体層 ２０；ＧａＡｓ基板 ２１，２１ａ，２１ｂ；Ａｌx Ｇａ1-x Ａｓ層 ２２，２２ａ，２５；ＳｉＯ2 膜 ２４；反射鏡 ３１；発光部 ３１ａ；発光ダイオードアレイ ３２；空間光変調部 ３２ａ；空間光変調素子 ３３；受光部 ３３ａ；フォトダイオードアレイ ３４ａ，３４ｂ；電気絶縁層1, 6; light emitting element 2, 7, 26; core 3, 11, 12; light receiving element 4, 9; clad 8; multilayer film reflecting mirror 5, 10, 13; element forming layer 16; first semiconductor layer 17; Second semiconductor layer 20; GaAs substrates 21, 21a, 21b; Al x Ga 1-x As layers 22, 22a, 25; SiO 2 film 24; reflector 31; light emitting section 31a; light emitting diode array 32; spatial light modulation Part 32a; Spatial light modulator 33; Light receiving part 33a; Photodiode arrays 34a, 34b; Electrical insulating layer
Claims (3)
号が通る光導波路と、複数の化合物半導体層を積層して
構成され前記光導波路を通る光信号を反射してその進行
方向を変更する多層膜反射鏡と、前記光導波路及び前記
多層膜反射鏡を介して伝達された前記光信号を電気信号
に変換する受光素子とを有することを特徴とする光情報
処理装置。1. A light emitting element that outputs an optical signal, an optical waveguide through which the optical signal passes, and a plurality of compound semiconductor layers are laminated to reflect the optical signal passing through the optical waveguide and change its traveling direction. An optical information processing apparatus, comprising: a multi-layered film reflecting mirror; and a light-receiving element that converts the optical signal transmitted through the optical waveguide and the multi-layered film reflecting mirror into an electric signal.
囲に配置されコアに比して屈折率が低いクラッドとによ
り構成され、これらのコア及びクラッドは、前記発光素
子及び前記受光素子の少なくとも一方を構成する元素を
含む２元乃至４元化合物半導体により形成され、その組
成又は組成比が相互に異なることを特徴とする請求項１
に記載の光情報処理装置。2. The optical waveguide is composed of a core and a clad disposed around the core and having a lower refractive index than the core, and the core and the clad of the light emitting element and the light receiving element. 2. A binary or quaternary compound semiconductor containing at least one of the elements and having different compositions or composition ratios from each other.
The optical information processing device according to 1.
物半導体層を交互に積層して構成されており、前記第１
及び第２の化合物半導体層は、前記発光素子及び前記受
光素子の少なくとも一方を構成する元素を含む２元乃至
４元化合物半導体からなり、その組成又は組成比が相互
に異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の光情
報処理装置。3. The multilayer-film reflective mirror is configured by alternately stacking first and second compound semiconductor layers.
And the second compound semiconductor layer is made of a binary to quaternary compound semiconductor containing an element that constitutes at least one of the light emitting element and the light receiving element, and their compositions or composition ratios are different from each other. The optical information processing device according to item 1 or 2.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11898894A JPH07325231A (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Optical information processor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11898894A JPH07325231A (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Optical information processor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07325231A true JPH07325231A (en) | 1995-12-12 |
Family
ID=14750231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11898894A Pending JPH07325231A (en) | 1994-05-31 | 1994-05-31 | Optical information processor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07325231A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6741781B2 (en) | 2000-09-29 | 2004-05-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical interconnection circuit board and manufacturing method thereof |
| JP2011007895A (en) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical multiplexer and optical transmitter equipped with the same |
-
1994
- 1994-05-31 JP JP11898894A patent/JPH07325231A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6741781B2 (en) | 2000-09-29 | 2004-05-25 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical interconnection circuit board and manufacturing method thereof |
| US6968109B2 (en) | 2000-09-29 | 2005-11-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical interconnection circuit board and manufacturing method thereof |
| US7079741B2 (en) | 2000-09-29 | 2006-07-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical interconnection circuit board and manufacturing method thereof |
| JP2011007895A (en) * | 2009-06-24 | 2011-01-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical multiplexer and optical transmitter equipped with the same |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6960791B2 (en) | Optical semiconductor apparatus | |
| JP2853400B2 (en) | Simultaneous two-way optical interconnection method | |
| US5732103A (en) | Long wavelength VCSEL | |
| US10739518B2 (en) | Optical components for wavelength division multiplexing with high-density optical interconnect modules | |
| US7535944B1 (en) | Photonic crystal/waveguide coupler for VCSELS and photodetectors | |
| JP2005159002A (en) | Light receiving element, optical module, and optical transmission device | |
| JP2005150291A (en) | Photo detector, optical module, and optical transmission apparatus | |
| EP0724300B1 (en) | Semiconductor device having reflecting layer | |
| JPH07325231A (en) | Optical information processor | |
| EP0249645B1 (en) | Optoelectronic voltage-controlled modulator | |
| JP4940600B2 (en) | Electro-optic element, optical transmission module, electronic device | |
| JP3149979B2 (en) | Photodetector and light emitting device | |
| EP0496348B1 (en) | Multi-wavelength light detecting apparatuses having serially arranged grating directional couplers | |
| US20220229229A1 (en) | Surface Emission Optical Circuit and Surface Emission Light Source Using the Same | |
| EP3407122B1 (en) | Method for manufacturing an electro-absorption modulator | |
| JPH06224405A (en) | Planar waveguide type optical semiconductor element and its manufacture | |
| JPH06334212A (en) | Optical wiring device | |
| JP2004053623A (en) | Optical waveguide substrate equipped with optical path changing part and its manufacture method | |
| JPH06244502A (en) | Surface-emission laser apparatus and its manufacture | |
| JP2953392B2 (en) | Wavelength division multiplexing transmission system using surface emitting devices | |
| JPH09246589A (en) | Optical function element | |
| JPH10335693A (en) | Wavelength selection photodetector | |
| JPH104241A (en) | Surface semiconductor optical device and its manufacturing method | |
| JPH06204549A (en) | Waveguide type photodetector, manufacture thereof and driving method thereof | |
| JP2895099B2 (en) | Photo detector |