KR950009630B1 - Manufacturing method of optical switching device array - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 본 발명에 따른 유기금속 기상 결정 성장법에 의해 성장된 진성 다중양자 우물층을 갖는 일실시예에 따른 광스위치 소자의 단면도.1 is a cross-sectional view of an optical switch device according to an embodiment having an intrinsic multi-quantum well layer grown by an organometallic vapor phase crystal growth method according to the present invention.
제2도는 본 발명에 다른 유기금속 기상 성장법에 의해 AlGaAs 장벽층 성장시 온도에 따른 잔류 도핑농도 특성을 나타낸 도면.2 is a view showing the residual doping concentration characteristics according to the temperature during the growth of AlGaAs barrier layer by the organometallic vapor phase growth method according to the present invention.
제3도는 본 발명에 따른 AlGaAs 장벽층의 농도와 진성 다중 우물층의 전계균일성을 나타낸 도면.3 is a diagram showing the concentration of the AlGaAs barrier layer and the electric field uniformity of the intrinsic multiple well layer according to the present invention.
제4도는 제1도의 RS형 광스위치 소자의 동작을 설명하기 위한 등가회로도.4 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation of the RS type optical switch element of FIG.
제5도는 본 발명에 따른 광스위치 소자의 역바이어스 변화에 따른 광전류 스펙트라의 특성도.5 is a characteristic diagram of the photocurrent spectra according to the reverse bias change of the optical switch device according to the present invention.
사진은 상기 제1도의 광스위치를 포함하는 어레이의 평면을 나타내는 것임.The photograph shows a plane of the array comprising the optical switch of FIG.
본 발명은 진성 다중 양자 우물 영역을 갖는 광스위치 소자 어레이의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 유기금속 기상 결정 성장법에 의해 진성 다중 양자 우물 영역을 가지는 광스위치 소자 어레이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for manufacturing an optical switch element array having an intrinsic multi quantum well region, and more particularly, to a method for manufacturing an optical switch element array having an intrinsic multi quantum well region by an organometallic vapor phase crystal growth method.
최근에는 종래의 기계적 또는 전기적 교환기능을 대체하여 고속 스위칭, 자유공간 접속 및 신호의 동시 병렬처리를 가능하게 하는 반도체 광스위치(Semiconductor Optical Swich : SOS) 장치에 대한 연구가 폭넓게 이루어지고 있다. 이러한 광스위치는 자체 광전효과소자(Self Electro-optic Effect Device : SEED)로서 전기적 접점을 가진 반도체 양자우물 영역을 포함하며, 전기적 접점을 통해 가해진 전계 변화에 응답하여 반도체 양자 우물 영역의 광흡수 특성이 변함으로써 광스위치 동작이 이루어진다. 이것은 주로 반도체양자 우물 영역의 전계양자 효과(Quantum Confined Stark Effect : QCSE)에 기인한 것이다.Recently, research on a semiconductor optical switch (SOS) device, which replaces a conventional mechanical or electrical exchange function and enables high-speed switching, free-space connection, and simultaneous parallel processing of signals, has been widely conducted. Such an optical switch is a self electro-optic effect device (SEED) and includes a semiconductor quantum well region having an electrical contact, and the optical absorption characteristics of the semiconductor quantum well region are changed in response to an electric field change applied through the electrical contact. By changing, the optical switch operation is performed. This is mainly due to the Quantum Confined Stark Effect (QCSE) in the semiconductor quantum well region.
또한, 동일한 칩상에 광스위치 소자를 집적시킨 광스위치 소자 어레이는 신호를 N×M 메트릭스 형태로 동시에 병렬처리가 가능하기 때문에 광교환기 및 광컴퓨터 등에 응용할 수 있으며, 자유공간 광접속 방식으로 대규모의 병렬신호를 고속으로 처리할 수 있으므로 개발 연구가 활발히 진행되고 있다.In addition, the optical switch element array in which the optical switch elements are integrated on the same chip can be applied to the optical exchanger and the optical computer because the signals can be processed in parallel in the form of N × M matrix simultaneously. Development research is being actively conducted because the signal can be processed at high speed.
반도체 양자 우물 영역, 예를들면, 여러겹의 갈륨비소/알루미늄 갈륨비소층(GaAs/AlGaAs)으로 구성된 양자 우물(Multlple Quantum Well : MQW)층의 구조와, 이러한 양자 우물의 전술한 특성 및 다른 특성은 티. 에이치. 우드(T H. Wood)등이 Appl. Phys. Lett. Vo1. 44, No. 1.(1984년 1월)에 발표한 논문, "High-speed optical modulation with GaAs/AlGaAs quantum welis in a p-l-n diode structure" 및 데이비드 에이. 비. 밀러(David A. B. Miller)등이 IEEF JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICSVOL, QE-21. NO. 9(1985년 9월)에 발표한 논문, "The Quantum Well Self-Electrooptic Effect Device : Optoelectronic Bistability and Oscillation, and Self-Linearized Modulation"에 자세히 개시되어 있다. 다중 양자 우물층은 광소자, 광소자 어레이 또는 마이크로 웨이브 소자에 적용될 수 있는데, 이들 문헌에서는 다중 양자 우물층을 분자 비임 결정성장법(Molecular Beam Epitaxy : MBE)에 의해 성장하고 있다.The structure of the quantum well layer (MQW) composed of semiconductor quantum well regions, for example, multiple layers of gallium arsenide / aluminum gallium arsenide (GaAs / AlGaAs), and the aforementioned and other characteristics of such quantum wells. Is tee. H. T H. Wood et al., Appl. Phys. Lett. Vo1. 44, No. 1. (January 1984), "High-speed optical modulation with GaAs / AlGaAs quantum welis in a p-l-n diode structure" and David A. ratio. David A. B. Miller et al. IEEF JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS VOL, QE-21. NO. 9 (September 1985), which is described in detail in The Quantum Well Self-Electrooptic Effect Device: Optoelectronic Bistability and Oscillation, and Self-Linearized Modulation. The multi quantum well layer can be applied to an optical device, an optical device array or a microwave device. In these documents, the multi quantum well layer is grown by a molecular beam crystal growth method (MBE).
이러한 분자 비임 결정 성장법을 이용하여 광소자 어레이를 제조하는 경우에는 불순물 도핑의 농도 또는 혼정의 조성비등을 다수의 파라메타에 의해 제어할 수 있는 장점이 있다.In the case of fabricating an optical device array using the molecular beam crystal growth method, there is an advantage in that the concentration of impurity doping or the composition ratio of the mixed crystal can be controlled by a plurality of parameters.
그러나 분자 비임 결정성장법은 고가의 장비 및 높은 진공도를 유지해야 하기 때문에 진성 다중 양자 우물층을 가지는 광소자 어레이를 저렴하게 대량 생산하기 어려운 문제점이 있다.However, the molecular beam crystal growth method has a problem that it is difficult to inexpensively mass-produce an optical device array having an intrinsic multi quantum well layer because expensive equipment and high vacuum must be maintained.
따라서, 본 발명의 목적은 유기금속 기상결정성장법에 의해 진성 다중양자 우물층을 가지는 자기광전효과 소자형 광스위치소자어레이를 제조하는 방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a magnetophotoelectric effect element type optical switch element array having an intrinsic multi-quantum well layer by organometallic vapor phase crystal growth method.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 반절연성의 화합물 반도체 기판에 광을 반사시키기 위한 양자우물영역, 제1도전형의 반도체층, 진성다중양자우물영역 및 제2도전형의 반도체층을 연속하여 유기금속 기상증착법으로 성장시키는 단계를 구비하는 광스위치 소자 어레이의 제조방법에 있어서, 상기 제2도전형의 반도체층 및 진성다중양자우물영역의 소정부분을 이웃하는 광스위치 소자들 사이가 격리되도록 제1도전형의 반도체층이 노출되게 메사식각하는 단계와, 상기 노출된 제1도전형의 반도체층의 소정부분에 분리영역을 양자우물영역과 중첩되도록 형성하여 광스위치부와 부하부를 분리하는 단계와, 상기 제1 및 제2도전형의 반도체층의 소정부분을 제외한 나머지 부분에 제1절연막을 형성하는 단계와, 상기 광스위치부의 제1도전형의 반도체층과 부하부의 제2도전형의 반도체층을 전기적으로 연결하는 제2도전형 전극을 형성하는 단계와, 상기 제1도전형의 반도체층의 소정부분에 광스위치부 및 부하부의 제1도전형 전극을 형성하는 단계를 더 구비한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method of continuously injecting a quantum well region, a first conductive semiconductor layer, an intrinsic multi-quantum well region, and a second conductive semiconductor layer to reflect light onto a semi-insulating compound semiconductor substrate. A method of manufacturing an optical switch element array having a step of growing by metal vapor deposition, the method comprising: a first portion of the second conductive semiconductor layer and an intrinsic multi-quantum well region so as to isolate a predetermined portion between adjacent optical switch elements; Mesa-etching the conductive semiconductor layer to be exposed; separating the optical switch unit and the load unit by forming a separation region overlapping the quantum well region in a predetermined portion of the exposed first conductive semiconductor layer; Forming a first insulating film on the remaining portions of the first and second conductive semiconductor layers except for a predetermined portion, and the first conductive semiconductor of the optical switch unit Forming a second conductive electrode that electrically connects the second conductive semiconductor layer of the overload portion, and connecting the first conductive electrode of the optical switch portion and the load portion to a predetermined portion of the first conductive semiconductor layer. It further comprises the step of forming.
이하에서는 첨부된 도면을 참조해서 바람직한 실시예로서 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제1도는 본 발명에 따라 유기금속 기상 증착법으로 제조한 광스위치 소자(10)를 도시한 도면이고, 사진은 제1도의 광스위치 소자(10)를 포함하는 어레이의 평면을 나타내는 것으로, 반사 및 대칭형 SEED(RS-SEED)를 예로한다. 상기 RS-SEED는 두개의 R-SEED(31), (32)를 직렬로 연결하여 하나를 광스위치(31)로, 다른 하나를 부하(32)로 이용하는 것으로 광 입력의 요동에 민감하지 않고 낮은 입력으로 스위칭한 후 큰 입출력이 가능한 시간연속 이득도 가능하다.FIG. 1 is a view showing an optical switch element 10 manufactured by an organometallic vapor deposition method according to the present invention, and a photograph shows a plane of an array including the optical switch element 10 of FIG. Take SEED (RS-SEED) as an example. The RS-SEED is connected to two R-SEEDs 31 and 32 in series and uses one as an optical switch 31 and the other as a load 32. A continuous gain is also possible, allowing large inputs and outputs after switching to the input.
광스위치 소자(10)는 반절연성 GaAs 기판(11)상에 N형 AlGaAs층(12), P형 AlGaAs층(13), 및 진성 다중 양자 우물(MQW) 영역(17)을 포함하는 PIN 구조를 갖는다. 또한, 광스위치 소자(10)는 상기 반절연성 GaAs 기판(11)상에 형성되어 광을 반사시키기 위한 양자 우물 영역(15)을 포함한다.The optical switch element 10 has a PIN structure including an N-type AlGaAs layer 12, a P-type AlGaAs layer 13, and an intrinsic multiple quantum well (MQW) region 17 on a semi-insulating GaAs substrate 11. Have The optical switch element 10 also includes a quantum well region 15 formed on the semi-insulating GaAs substrate 11 to reflect light.
본 발명에 있어서, 진성 다중 양자 우물영역(17)은, 일반적으로, 100Å 두께의 갈륨비소(GaAs)층과 알루미늄갈륨비소(AlGaAs)층을 교번하여, 예를들면 10초 및 5초 간격으로, 예정된 수의 층, 예를들면 50층을 성장시킨 GaAs/AlGaAs 다중 양자 우물층이며, 광스위치소자(10)의 활성영역이다.In the present invention, the intrinsic multi-quantum well region 17 generally alternates between 100 gallium arsenide (GaAs) layers and aluminum gallium arsenide (AlGaAs) layers, for example, at intervals of 10 seconds and 5 seconds, A GaAs / AlGaAs multiple quantum well layer in which a predetermined number of layers, for example, 50 layers are grown, is an active region of the optical switch element 10.
광스위치 소자(10)의 P-I-N층구조는 반응챔버(도시안됨)내에서 유기금속 기상 결정 성장법으로 반절연성 GaAs 기판(11)상에 유기금속 화합물과, 반응기체를 공급하여 순차적으로 반도체 결정막을 성장시킨 것이다. 이때, 유기금속 기상 결정 성장법에 사용되는 유기금속은 트리메틸 칼륨(TMGa)과 트리메틸 알루미늄(TMAl)이며, N형 AlGaAs 층(12)에 함유되는 규소(Si) 원소를 위하여는 실란(SiH4)을 사용하였다. P형 AIGaAs층(13)에 함유되는 아연(Zn) 원소의 공급원으로는 디에틸아연(Zn(C2H5)2)을 사용하였으며, 반응기체로서 비소의 공급원으로는 아르신(AsH3)를 사용하였다. 모든 유기금속들은 고순도 물질이며 아르신은 보통수소에 10%로 희석된 것을 사용하였으며, 캐리어 기체는 정제된 수소를 이용하였다. 유기금속 결정 성장법을 사용하여 각층을 형성시키면서, 반응챔버내대의 온도는 700℃ 내지 750℃로, 바람직하게는 735℃로유지하였으며, 기압은 0.1 기압 정도의 저압이 유지되었다.The PIN layer structure of the optical switch element 10 is provided with an organometallic compound and a reactant on a semi-insulating GaAs substrate 11 by an organometallic vapor phase crystal growth method in a reaction chamber (not shown) to sequentially form a semiconductor crystal film. It is grown. At this time, the organometals used in the organometallic vapor phase crystal growth method are trimethyl potassium (TMGa) and trimethyl aluminum (TMAl), and silane (SiH 4 ) for the silicon (Si) element contained in the N-type AlGaAs layer 12. Was used. Diethyl zinc (Zn (C 2 H 5 ) 2 ) was used as a source of zinc (Zn) element contained in the P-type AIGaAs layer 13, and arsine (AsH 3 ) was used as a source of arsenic as a reactor. Was used. All organometallics were of high purity and arsine was diluted 10% in ordinary hydrogen and the carrier gas was purified hydrogen. While forming each layer using the organometallic crystal growth method, the temperature in the reaction chamber was maintained at 700 ° C to 750 ° C, preferably at 735 ° C, and the atmospheric pressure was maintained at a low pressure of about 0.1 atm.
진성 다중 양자 우물충(17)을 제외한 N형 및 P형 Al y Ga 1-y As층(12) 및 (13)에서는 Al의 조성, 즉 y를, 예를들면 0.25로 하여 입출력 광의 파장에서 광의 흡수를 줄었으며, 도핑 농도는 예를들면, 1018/㎤으로 하였다.In the N-type and P-type Al y Ga 1-y As layers 12 and 13 except for the intrinsic multiple quantum well insect 17, the composition of Al, i. Absorption was reduced and the doping concentration was, for example, 10 18 / cm 3.
본 발명에 따르면, 진성 다중 양자 우물층(17)은 다층, 예를들면, 50쌍의 GaAs/Al x Ca 1-x As층의 경우, A1의 조성, 즉 x는 0.01 내지 0.07, 바람직하게는 0.04로 할 수 있다.According to the present invention, the intrinsic multi quantum well layer 17 is a multilayer, for example, in the case of 50 pairs of GaAs / Al x Ca 1-x As layers, the composition of A1, i.e., x is from 0.01 to 0.07, preferably It can be set to 0.04.
반응챔버내에서 반도체층들을 결정성장한 후 소자 격리를 위해 메사식각(mesa etching)을 한다. 메사패턴은 이후에 금속을 리프트-오프(lift off) 하기 위해[oil] 방향으로 N형 AlGaAs층(12)을 노출하도록 1차 식각한다. 그 다음, 각 소자들을 전기적으로 완전히 절연시키기 위해 이 소자들사이의 N형 AlGaAs층(12)을 반사층인 양자 우물 영역(15)이 노출되도록 2차 식각한다. 상기 광스위치소자(10)가 어레이를 이루면, 사진에 나타낸 바와 같이, 2차 식각에 의해 만들어진 트렌치(trench)에 둘러싸여 이웃하는 광스위치소자들이 서로 절연된다. 싱기 사진에서 각기 소자들을 에워싸는 "凸"자 형태를 이루는 2개의 선이 트랜치를 나타내는 것이다. 그리고, P형 및 N형 금속(23), (25)이 증착될 부분과 빛이 들어오고 나가는 창(27)을 제외한 반도체층들의 노출된 부분에 Si2N4등의 제1절연막(21)막을 형성한다. 계속해서, 상기 N형 금속(25)을 제외한 전표면에 Si3N4등의 제2절연막(24)을 형성한다. 상기 제2절연막(24)은 상기 창(27)의 영역에서 무반사층(anti-reflection layer) 으로 이용된다.After crystal growth of semiconductor layers in a reaction chamber, mesa etching is performed for device isolation. The mesa pattern is then first etched to expose the N-type AlGaAs layer 12 in the [oil] direction to lift off the metal. Next, the N-type AlGaAs layer 12 between the devices is second-etched to expose the quantum well region 15, which is a reflective layer, to completely electrically insulate each device. When the optical switch elements 10 form an array, neighboring optical switch elements are insulated from each other by being surrounded by a trench made by secondary etching, as shown in the photograph. In the picture, two lines in the form of “凸” s surrounding the elements represent trenches. The first insulating film 21 such as Si 2 N 4 is exposed on the exposed portions of the semiconductor layers except for the portions on which the P-type and N-type metals 23 and 25 are to be deposited and the window 27 through which light enters and exits. To form a film. Subsequently, a second insulating film 24 such as Si 3 N 4 is formed on the entire surface except for the N-type metal 25. The second insulating layer 24 is used as an anti-reflection layer in the region of the window 27.
상기에서 소자들의 전기적 분리를 위한 2차 식각 후 그 틈을 폴리이미드로 메꾸어 평탄화하고 제1절연막(2l)을 형성하며 고집적화 시킬 수 있다. 또한, 2차 식각대신에 이온을 주입하여 소자 물을 전기적으로 분리를 할 수도 있다.After the second etching for the electrical separation of the devices, the gap may be filled with polyimide to planarize, to form the first insulating layer 2l, and to be highly integrated. In addition, instead of secondary etching, ions may be implanted to electrically separate the device water.
제2도는 본 발명에 따른 유기금속 기상 성장법에 의해 AlGaAs 장벽층 성장시 온도에 따른 잔류도핑농도 특성을 나타낸 도면이다. 양자 우물에서 충분한 광을 흡수하기 위해서 우물의 숫자가 많아야 하는데 양자 우물 영역에 균일한 전계를 걸어서 양호하게 동작시키기 위해서는 잔류도핑 농도가 작아야 한다. 그러므로 A1의 값을 0.04로 한 경우에 약 735℃의 성장온도에서 잔류도핑농도 P형이 7×1014/㎤로 최소가 된다.2 is a view showing the residual doping concentration characteristics according to the temperature during the growth of the AlGaAs barrier layer by the organometallic vapor phase growth method according to the present invention. The number of wells must be large in order to absorb sufficient light from the quantum wells, and the residual doping concentration must be small to operate well by applying a uniform electric field to the quantum well region. Therefore, when the value of A1 is set to 0.04, the residual doping concentration P-type is minimized to 7 × 10 14 / cm 3 at a growth temperature of about 735 ° C.
이러한 것은 유기금속 기상 결정 성장 특성상 P형의 잔류 탄소(C)와 N형의 잔류 실리콘(Si)들이 서로 보상되면서 P-N 천이영역에서 잔류 도핑농도가 최소화되기 때문이다.This is because P-N residual carbon (C) and N-type residual silicon (Si) are compensated for each other due to the organic metal vapor crystal growth characteristics, thereby minimizing the residual doping concentration in the P-N transition region.
제3도는 본 발명에 다른 AlGaAs 장벽층의 농도 변화가 진성 다중 양자 우물층의 전계균일성을 나타낸 특성도이다.3 is a characteristic diagram showing the electric field uniformity of the intrinsic multi-quantum well layer according to the concentration change of the AlGaAs barrier layer according to the present invention.
일반적으로 전계의 균일성은 장벽층과 우물층이 서로 반대형의 불순물이 비슷한 상태로 도핑되어 있을 때 최고가 된다. 상술한 유기금속 기상 결정 성장법에서 GaAs의 우물층의 잔류 도핑농도는 N형 5×1014/㎤정도가 되므로 AlGaAs의 장벽층의 잔류 도핑농도가 P형 5×1014/㎤ 일때 최고의 전계 균일성을 나타낸다.In general, the uniformity of the electric field is best when the barrier layer and the well layer are doped with similar impurities of opposite types. Since the residual doping concentration of the GaAs well layer is about 5 × 10 14 / cm 3 in the organometallic vapor phase crystal growth method described above, the best electric field uniformity is obtained when the residual doping concentration of the AlGaAs barrier layer is P × 5 × 10 14 / cm 3. Indicates the last name.
제4도는 제1도에 도시된 RS형 광스위치소자(10)의 동작을 설명하기 의한 등가회로도이다. RS형 광스위치소자(10)는 광스위치부(31)가 부하부(32) 및 부가적인 전원(Vb)에 연결된다. 부가 전원에 의해 광스의치부(31)는 역바이어스된다. 부하부(32)는 구동시 광스위치부(31)에 쌍안정성(bistability)을 제공한다. 본 명세서에 참고로 인용되는 l985년 10월 8일에 데이비드 에이. 비. 밀러에서 하여된 미국 특허 제 4,546,244호 및 에이. 엘. 렌틴(A. L. Lentine)등이 App1. Phys. Lett. VoI. 52, 1419(l988. 4. 25)에 발표한 논문에 개시된 바와같이 대칭형 스위치소자(S-SOS)는 대칭형 자체 광전효과소자(S-SEED)의 경우와 같이 바이어스 조건에 동일밀한 융통성을 허용함을 알 수 있다.4 is an equivalent circuit diagram for explaining the operation of the RS type optical switch element 10 shown in FIG. In the RS type optical switch element 10, the optical switch portion 31 is connected to the load portion 32 and the additional power source V b . The optical teeth 31 are reverse biased by the additional power source. The load part 32 provides bistable stability to the optical switch part 31 during driving. David A. on October 8, l985, incorporated herein by reference. ratio. US Pat. Nos. 4,546,244 and A. Miller. L. AL Lentine et al. App1. Phys. Lett. VoI. As disclosed in the paper published at No. 52, 1419 (l. Apr. 25, 1998), the symmetrical switch element (S-SOS) allows the same flexibility in bias conditions as in the case of the symmetrical self-photoelectric effect element (S-SEED). It can be seen.
이 참고문헌에서는, 또한, 동일칩상에 집적된 광스위치 어레이(array)가 개시되는데, 이러한 광스위치 어레이는 신호를 N×M 메트릭스 형태로 동시 병렬처리가 가능하기 때문에 광교환 시스템, 광컴퓨터 등에 응용할 수 있으며, 자유공간 광접속 방식으로 대규모의 병렬신호를 광신호로서 고속처리할 수 있을 것이다.In this reference, an optical switch array integrated on the same chip is also disclosed. Since the optical switch array can simultaneously process signals in the form of N × M matrix, the optical switch array can be applied to an optical switching system, an optical computer, or the like. In a free space optical access method, a large-scale parallel signal may be processed as an optical signal at high speed.
제5도는 본 발명에 따른 광스위치소자의 역바이어스변화에 따른 광전류 스펙트라의 특성도이다. 이것은AlGaAs 장벽층에서 A1의 값이 0.04일때 역바이어스가 인가되지 않으면 약 856㎚ 부근에서 최대의 여자(exciton) 봉우리가 존재하며, 역바이어스가 인가되고 커질 수록 전계에 의해 여자 봉우리는 소멸되는 것을 나타내고 있다. 이것은 광의 최대-최소 흡수 변화를 나타내는 것인데, 이러한 특성의 광스위치소자어레이에서, 예를들면, 16×8의 RS-SOS 어레이의 광쌍안정성을 측정한 결과 평균 2.6 : 1의 명암비(on-off constrast ratio)를 얻었다. 상기에서 최대 명암비는 2.9 : 1이었다.5 is a characteristic diagram of the photocurrent spectra according to the reverse bias change of the optical switch device according to the present invention. This indicates that when the value of A1 is 0.04 in the AlGaAs barrier layer, there is a maximum exciton peak around 856 nm, and as the reverse bias is applied, the excitation peak is eliminated by the electric field. have. This represents the maximum-minimum absorption change of light, which, for example, measures the optical bistable stability of a 16 × 8 RS-SOS array with an on-off constrast of an average of 2.6: 1. ratio). The maximum contrast ratio in the above was 2.9: 1.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서 진성 다중 양자 우물영역(17)을 InGaAs/GaAs를 형성할 수 있다. 상기 InGaAs는 GaAs보다 작은 에너지 갭(energy gap)을 갖는 것으로 낮은 장벽 양자 우물(Low Barrier Quantum Wel1 : LBQW) 구조로 성장시켜 대칭형 광스위치소자를 제작할 수 있다. 상기에서 In의 함량에 의해 장벽 우물의 높이가 변하므로 입사되는 광을 투과 또는 반사시킬 수 있다. 그러므로, 진성 다중 양자우물 영역(17)을 InGaAs/GaAs로 하여 투과 및 대칭형 광스위치소자와 반사 및 대칭형 광스위치소자를 만들 수 있다. 상기에서 In의 항량은 InGaAs/GaAs의 격자부정합을 방지하기 위해 10% 이내가 되는 것이 바람직하다. 예를들면, In 함량이 5%DLS l00쌍의 InGaAs/GaAs층의 구조를 가지는 투과형 S-SOS 어레이를 제조하여 측정한 결과 약 910㎚ 부근에서 여자봉우리가 존재하며, 광쌍안정성의 최대 명암비가 2.1 : 1이 된다.In another embodiment of the present invention, the intrinsic multi-quantum well region 17 may form InGaAs / GaAs. The InGaAs has an energy gap smaller than that of GaAs and can be grown in a low barrier quantum well (LBQW) structure to fabricate a symmetric optical switch device. Since the height of the barrier well is changed by the content of In, the incident light can be transmitted or reflected. Therefore, the intrinsic multiple quantum well region 17 can be made of InGaAs / GaAs to form a transmissive and symmetrical optical switch element and a reflective and symmetrical optical switch element. In the above, the In amount is preferably within 10% to prevent lattice mismatch of InGaAs / GaAs. For example, a transmissive S-SOS array having a structure of InGaAs / GaAs layer of 5% DLSl0 pair of In content was measured and excitation peaks existed at around 910 nm, and the maximum contrast ratio of photo-stable stability is 2.1. : 1
비록, 본 발명에 예시적이 실시예로서 도시되었으나, 본 기술본야의 숙련자라면 청구범위 및 상세한 설명에서 개시하는 본 발명의 사상 및 범주를 벗어남이 없이 본 발명의 변경이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를들면 광스위치 소자의 진성 다중 양자 우물을 GaAs 및 InGaAs에 국한되지 않고 다른 3원소 화합물들, 또는 InGaAsP, InGaAlAs등의 4원소 화합물들 및 InP 등의 3-5족 화합물, SiGe 등의 4-4족 화합물 및2-6족 화합물 반도체들도 사용될 수 있다. 한편, 유기금속 기상 결정 성장법에 사용되는 원료로는 예시된 TMGa, TMAl, TEAl, AsH3반응기체등에 국한하지 않고 본 기술 분야에 알려진 원료를 사용할 수 있을 것이다.Although illustrated in the present invention as an exemplary embodiment, it will be apparent to those skilled in the art that modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims and the description. For example, the intrinsic multi-quantum well of an optical switch element is not limited to GaAs and InGaAs, but other three-element compounds, or four-element compounds such as InGaAsP, InGaAlAs, and Group 3-5 compounds such as InP, 4-groups such as SiGe, etc. Group 4 compound and Group 2-6 compound semiconductors may also be used. On the other hand, as a raw material used in the organometallic gas phase crystal growth method, raw materials known in the art may be used without being limited to the illustrated TMGa, TMAl, TEAl, AsH 3 reactors, and the like.
Claims (4)
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|---|---|---|---|
| KR1019920024387A KR950009630B1 (en) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | Manufacturing method of optical switching device array |
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|---|---|---|---|
| KR1019920024387A KR950009630B1 (en) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | Manufacturing method of optical switching device array |
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Family Applications (1)
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1992
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| KR940016965A (en) | 1994-07-25 |
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