JPS59149050A - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
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- JPS59149050A JPS59149050A JP2357883A JP2357883A JPS59149050A JP S59149050 A JPS59149050 A JP S59149050A JP 2357883 A JP2357883 A JP 2357883A JP 2357883 A JP2357883 A JP 2357883A JP S59149050 A JPS59149050 A JP S59149050A
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- integrated circuit
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- Pending
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、発光素子あるいは受光素子を含む半導体集積
回路の改良に関するものである。
回路の改良に関するものである。
第１図は、発光素子あるいは受光素子を含む半導体集積
回路（以下光集積回路と呼ぶ）の一実施例を示したもの
である。理解を容易にするため発光ダイオード（以下Ｌ
ＥＤと呼ぶ）とＬＥＤ制御ないし変調用の電界効果トラ
ンジスタ（以下ＦＥＴと呼ぶ）を集積した最も簡単な光
集積回路を示した。
回路（以下光集積回路と呼ぶ）の一実施例を示したもの
である。理解を容易にするため発光ダイオード（以下Ｌ
ＥＤと呼ぶ）とＬＥＤ制御ないし変調用の電界効果トラ
ンジスタ（以下ＦＥＴと呼ぶ）を集積した最も簡単な光
集積回路を示した。
なお、ＬＥＤは端面発光型のものである。
第１図において（ａ）は光集積回路の上面図、（ｂ）は
ＡＡ’での断面図を示す。
ＡＡ’での断面図を示す。
図中で重要な役割をはたすのは、ＬＥＤの発光領域３及
びＦＥＴの活性領域８である。
びＦＥＴの活性領域８である。
このような光集積回路における大きな問題点のひとつは
ＬＥＤの発光領域３から発生した光の一部がＦＥＴの活
性領域８に達して、不必要な坦体を発生せしめてＦＥＴ
の性能に悪影響を及ぼしたり、あるいはＦ’ＥＴに誤動
作を誘発させることである。
ＬＥＤの発光領域３から発生した光の一部がＦＥＴの活
性領域８に達して、不必要な坦体を発生せしめてＦＥＴ
の性能に悪影響を及ぼしたり、あるいはＦ’ＥＴに誤動
作を誘発させることである。
本発明は、このような光集積回路の問題点？解決するた
めになされたもので、光集積回路すなわち発光素子ある
いは受光素子をモノリシックあるいはハイブリッドに含
む半導体集積回路において集積回路を構成する個々の素
子の間に高濃度に不純物をドープした半導体層からなる
分離帯を設置し、該分離帯における光の減衰効果を利用
して、集積回路を構成する個々の素子の間に生じる、光
を媒体とする不必要な相互作用を防止することを特徴と
している。
めになされたもので、光集積回路すなわち発光素子ある
いは受光素子をモノリシックあるいはハイブリッドに含
む半導体集積回路において集積回路を構成する個々の素
子の間に高濃度に不純物をドープした半導体層からなる
分離帯を設置し、該分離帯における光の減衰効果を利用
して、集積回路を構成する個々の素子の間に生じる、光
を媒体とする不必要な相互作用を防止することを特徴と
している。
特に前記の高濃度に不純物を含む半導体層から成る分離
帯として少なくとも５×１０１８ｃｍ−８以上の濃度の
Ｚｎを含むＩｎＰを用いた光集積回路は、光集積回路を
光通信用として用いる場合に、石英光ファイバーとの波
長整合の上できわめて重要である。
帯として少なくとも５×１０１８ｃｍ−８以上の濃度の
Ｚｎを含むＩｎＰを用いた光集積回路は、光集積回路を
光通信用として用いる場合に、石英光ファイバーとの波
長整合の上できわめて重要である。
以下本発明を図面にもとづいて説明する。
第２図に本発明の一実施例を、第１図（ａ）および（ｂ
）の如き上面図及び断面図で示す。第１図との差異は光
集積回路の左側のＬＥＤの領域と右側のＰＥＴの領域の
間に不純物として高濃度のＺｎをドープした領域１０を
設置した点である。第３図は第２図の中のＺｎをドープ
した領域１０の役割を説明するための図である。第３図
（ａ）は通常のＩｎＰの光透過スペクトルである。通常
は波長１μｍ以上の光は透過する。従って、光集積回路
の発光素子に用いられる波長１．３μｍ〜１．６μｍの
光に対しては通常のＩｎＰは透明であり、発光領域から
出た光はＦＥＴの活性領域８に達することができる。
）の如き上面図及び断面図で示す。第１図との差異は光
集積回路の左側のＬＥＤの領域と右側のＰＥＴの領域の
間に不純物として高濃度のＺｎをドープした領域１０を
設置した点である。第３図は第２図の中のＺｎをドープ
した領域１０の役割を説明するための図である。第３図
（ａ）は通常のＩｎＰの光透過スペクトルである。通常
は波長１μｍ以上の光は透過する。従って、光集積回路
の発光素子に用いられる波長１．３μｍ〜１．６μｍの
光に対しては通常のＩｎＰは透明であり、発光領域から
出た光はＦＥＴの活性領域８に達することができる。
活性領域８に達しに光は該領域８において不必要な電子
正孔対を発生せしめ、ＦＥＴの動作に悪影響をおよぼす
。ところが、濃度５ Ｘ １０１８ｃｍ’ 以上に高濃
度にＺｎをドープしてＰ型としたＩｎＰでは第３図の（
１〕）のように波長１μｍ以上の光でも減衰を受け、光
の透過率が減少する。このため、第２図に示した構造の
光集積回路のように、Ｌ ＥＤ素子とＦ’ＥＴ素子の間
に高濃度にＺｎをドープした領域ｌＯを分離帯として設
置すれば、Ｔ、 Ｅ Ｄの発光領域３を川な光は該分離
帯を通過する間に減衰する。従って、ＦＥＴの活性層８
で不必要な電子正孔対を発生せしめることはなく、光を
媒介とするＬ Ｅ ＤとＦＥＴの不必要な相互作用は防
止される。
正孔対を発生せしめ、ＦＥＴの動作に悪影響をおよぼす
。ところが、濃度５ Ｘ １０１８ｃｍ’ 以上に高濃
度にＺｎをドープしてＰ型としたＩｎＰでは第３図の（
１〕）のように波長１μｍ以上の光でも減衰を受け、光
の透過率が減少する。このため、第２図に示した構造の
光集積回路のように、Ｌ ＥＤ素子とＦ’ＥＴ素子の間
に高濃度にＺｎをドープした領域ｌＯを分離帯として設
置すれば、Ｔ、 Ｅ Ｄの発光領域３を川な光は該分離
帯を通過する間に減衰する。従って、ＦＥＴの活性層８
で不必要な電子正孔対を発生せしめることはなく、光を
媒介とするＬ Ｅ ＤとＦＥＴの不必要な相互作用は防
止される。
Ｚｎをドープしな領域９を形成するには、たとえば埋込
みエピタキシャル成長法拡散法あるいはイオンインプラ
ンテーション法等を用いることができる。
みエピタキシャル成長法拡散法あるいはイオンインプラ
ンテーション法等を用いることができる。
なお、」二記説明では発光素子として端面発光型の発光
ダイオードを例にとったが、これはレーザー素子であっ
てもよく、また通常の面発光型発光ダイオードでもよい
。
ダイオードを例にとったが、これはレーザー素子であっ
てもよく、また通常の面発光型発光ダイオードでもよい
。
また受光素子としてはアバランシェ型光ダイオード、Ｐ
ＩＮ型光ダイオード、光導電型光検出雑光導通型電界効
果トランジスタ、バイポーラフォトトランジス等半導体
光検出器であれば何でも使用可能である。
ＩＮ型光ダイオード、光導電型光検出雑光導通型電界効
果トランジスタ、バイポーラフォトトランジス等半導体
光検出器であれば何でも使用可能である。
ハイブリッドに構成する場合は半導体以外の発光あるい
は受光素子も利用できる。
は受光素子も利用できる。
さらに、第１図及び第２図では最も簡単な先乗５−
積回路の例を示したが、たとえば第４図のように複雑な
回路において発光素子、受光素子の両方について本発明
の方法を応用しうろことは言うまでもない。受光素子の
場合には、受光素子自体は発光しないが、受光素子へ外
部から入射しな光が受光素子以外の領域に侵入し、光集
積回路全構成する他の素子へ影響を及ぼすことをさける
ために分離帯が有効である。
回路において発光素子、受光素子の両方について本発明
の方法を応用しうろことは言うまでもない。受光素子の
場合には、受光素子自体は発光しないが、受光素子へ外
部から入射しな光が受光素子以外の領域に侵入し、光集
積回路全構成する他の素子へ影響を及ぼすことをさける
ために分離帯が有効である。
第４図（ａ）は、モノリシックな光中継用の光集積回路
の例であり、発光素子及び受光素子のまわりを高濃度に
Ｚｎをドープしん領域でとりかこみ分離帯としている。
の例であり、発光素子及び受光素子のまわりを高濃度に
Ｚｎをドープしん領域でとりかこみ分離帯としている。
第４図（ｂ）は、ハイブリッドな光集積回路の例である
。 − また、上記説明ではＩｎＰ基板上の光集積回路における
Ｚｎドープ領域による素子分離の例をとったが、特にＩ
ｎＰとＺｎの組合せに限定する必要がないことは容易に
理解できる。第３図のように高濃度の不純物をドープす
ることによって光の透過率が減少する性質を示す材料で
あればよい。たとえば他の材料としては、基板あるいは
エビタキシ６− ャル層の材料として、ＧａＡｓ、 Ｇａｒｂ、 ＩｎＡ
ｓ、 ＩｎＳｂ。
。 − また、上記説明ではＩｎＰ基板上の光集積回路における
Ｚｎドープ領域による素子分離の例をとったが、特にＩ
ｎＰとＺｎの組合せに限定する必要がないことは容易に
理解できる。第３図のように高濃度の不純物をドープす
ることによって光の透過率が減少する性質を示す材料で
あればよい。たとえば他の材料としては、基板あるいは
エビタキシ６− ャル層の材料として、ＧａＡｓ、 Ｇａｒｂ、 ＩｎＡ
ｓ、 ＩｎＳｂ。
Ａ／ＧａＡｓ 、、ＡｌＧａＡｓＰ 、Ａｊ？ ＩｎＡ
ｓ 、ＡｌＧａＡｓ！Ｓｂ等、■、、’−Ｖ族化合物半
導体が、不純物材料としてはＣｄ 、 Ｂｅ 、 Ｍｇ
、 Ｍｎ等の利用が考えられる。
ｓ 、ＡｌＧａＡｓ！Ｓｂ等、■、、’−Ｖ族化合物半
導体が、不純物材料としてはＣｄ 、 Ｂｅ 、 Ｍｇ
、 Ｍｎ等の利用が考えられる。
以」ユ詳細に説明したように本発明の方法は、光を利用
した集積回路に特有の問題である光を媒介とする寄生的
相互作用の防止に非常に有効であり、しかも上記の拡散
法やイオンインプランテーション法等を用いれば光集積
回路を形成する中間工程のひとつとして容易に実行しう
る。従って光集積回路を用いた光通信及び光を応用した
信号処理技術に資するところ大である。
した集積回路に特有の問題である光を媒介とする寄生的
相互作用の防止に非常に有効であり、しかも上記の拡散
法やイオンインプランテーション法等を用いれば光集積
回路を形成する中間工程のひとつとして容易に実行しう
る。従って光集積回路を用いた光通信及び光を応用した
信号処理技術に資するところ大である。
第１図（ａ）は従来の光集積回路の一実施例の上面図、
第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡＡにおける断面図であ
る。 第２図（ａ）及び第２図（ｂ）はそれぞれ本発明の一実
施例を示す光集積回路の上面図及びＢＢ’における断面
図である。 第３図（ａ）及び（ｂ）は本発明の基礎原理を示すため
の説明図である。 第４１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の別の実施例を示す
第２図（ａ）の如き上面図である。 ■・・半絶縁ＩｎＰ ２４・・・発光素子６
・・絶縁層 ７・・・配線用金属層 ８・・・ＦＥＴ活性領域 ９ ＝−ＩｎＧａＡｓｎＧａＡｓ 高移動度層高０度のＺｎドープ領域 １１・・ＦＥＴ用電極層 ２１、２１・・・受光素子 ２２・・プリアンプ用ＦＥＴ ２３・・・信号処理用ＦＥＴ群 才１図 才３図 才４図（ａ） ヤ４図（ｂ）
第１図（ｂ）は第１図（ａ）のＡＡにおける断面図であ
る。 第２図（ａ）及び第２図（ｂ）はそれぞれ本発明の一実
施例を示す光集積回路の上面図及びＢＢ’における断面
図である。 第３図（ａ）及び（ｂ）は本発明の基礎原理を示すため
の説明図である。 第４１図（ａ）及び（ｂ）は本発明の別の実施例を示す
第２図（ａ）の如き上面図である。 ■・・半絶縁ＩｎＰ ２４・・・発光素子６
・・絶縁層 ７・・・配線用金属層 ８・・・ＦＥＴ活性領域 ９ ＝−ＩｎＧａＡｓｎＧａＡｓ 高移動度層高０度のＺｎドープ領域 １１・・ＦＥＴ用電極層 ２１、２１・・・受光素子 ２２・・プリアンプ用ＦＥＴ ２３・・・信号処理用ＦＥＴ群 才１図 才３図 才４図（ａ） ヤ４図（ｂ）
Claims (2)
- （１）発光素子あるいは受光素子をモノリシックあるい
はハイブリッドに含む半導体集積回路において、集積回
路を構成する個々の素子の間に、高濃度に不純物をドー
プした半導体層からなる分離帯を設置し、該分離帯にお
ける光の減衰効果を利用して、集積回路を構成する個々
の素子の間に生じる、光を媒体とする不必要な相互作用
を防止することを特徴とする半導体集積回路。 - （２）前記の高濃度に不純物をドープした半導体層から
なる分離帯として少なくとも５ＸＩＯ１８ｔ７ｎ−８以
上の濃度のＺｎが不純物としてドープされたＩｎＰを用
いることを特徴とする特許請求の範囲第１項の半導体集
積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2357883A JPS59149050A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 半導体集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2357883A JPS59149050A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 半導体集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59149050A true JPS59149050A (ja) | 1984-08-25 |
Family
ID=12114434
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2357883A Pending JPS59149050A (ja) | 1983-02-15 | 1983-02-15 | 半導体集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59149050A (ja) |
-
1983
- 1983-02-15 JP JP2357883A patent/JPS59149050A/ja active Pending
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