JP2010199158A - 光導波路型半導体及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
主に量子井戸または量子ドットを用いた光導波路型半導体光源の構造を簡単化し、デバイス表面の微細構造による光波制御を可能とすること。
【解決手段】
基板20と、前記基板上に形成される下部クラッド層30と、前記下部クラッド層上に形成され該下部クラッド層の屈折率より高い屈折率を有する活性層40と、前記活性層上に形成され、前記活性層の屈折率より低い屈折率を有し前記下部クラッド層の層厚に比して薄厚の狭窄層50と、前記狭窄層上に形成される光制御層60とを具備し、前記狭窄層中の前記光制御層に対応する箇所の周囲が導通を起こさせない性質を有するように構成される。
【選択図】図1
Description
Claims (15)
- 基板と、
前記基板上に形成される下部クラッド層と、
前記下部クラッド層上に形成され該下部クラッド層の屈折率より高い屈折率を有する活性層と、
前記活性層上に形成され、前記活性層の屈折率より低い屈折率を有し前記下部クラッド層の層厚に比して薄厚の狭窄層と、
前記狭窄層上に形成される光制御層と
を具備し、
前記狭窄層中の前記光制御層に対応する箇所の周囲が導通を起こさせない性質を有するように構成されることを特徴とする光導波路型半導体。 - 前記基板の材料としてGa、In、AlおよびAs、Sb、P、Nを組み合わせたIII−V族化合物半導体、Si、Ge、C、Snの組み合わせにより構成されるIV族半導体、Cd、Hg、Te、Se、Sを含むII−IV族化合物半導体、Zn、Mg、Siのうちいずれかを含む酸化物材料、有機半導体材料、或いはこれらのいずれかを張り合わせされたもののうちのいずれかを採用し、
前記活性層の材料としてGa、In、AlおよびAs、Sb、P、Nを組み合わせたIII−V族化合物半導体、Si、Ge、C、Snの組み合わせにより構成されるIV族半導体、Cd、Hg、Te、Se、Sを含むII−IV族化合物半導体、Zn、Mg、Siのうちいずれかを含む酸化物材料、或いは有機半導体材料のいずれかを採用し、
前記狭窄層の材料としてGa、In、AlおよびAs、Sb、P、Nを組み合わせたIII−V族化合物半導体、Si、Ge、C、Snの組み合わせにより構成されるIV族半導体、Cd、Hg、Te、Se、Sを含むII−IV族化合物半導体、Zn、Mg、Siのうちいずれかを含む酸化物材料、或いは有機半導体材料のいずれかを採用したことを特徴とする請求項1記載の光導波路型半導体。 - 前記下部クラッド層及び/もしくは前記狭窄層は、前記活性層の屈折率の略90%以下の屈折率を有する材料からなることを特徴とする請求項2記載の光導波路型半導体。
- 前記活性層には、量子ドット、量子細線、量子井戸、バルクのうちの少なくとも一つが形成されることを特徴とする請求項1記載の光導波路型半導体。
- 前記狭窄層中の少なくとも前記光制御層に対応する箇所の周囲について、電気的に高抵抗材料とするか、もしくはpn逆接合による電気的空乏領域に係る構造を採用することを特徴とする請求項1記載の光導波路型半導体。
- 前記光制御層は前記活性層の屈折率以上の屈折率を有する材料にて化合物層として形成し、かかる化合物層に所望とする光波に対応する表面微細構造を加工して形成されることを特徴とする請求項1記載の光導波路型半導体。
- 請求項1記載の光導波路型半導体において、前記光制御層として光入力端及び光出力端に連接され平面視で互いに分離され別個に電圧調整可能な第1の光制御パターン及び第2の光制御パターンを設け、前記第1の光制御パターンに印加する電圧及び前記第2の光制御パターンに印加する電圧を適合的に調整することにより、これらからの前記出力端での合波における光位相及び/もしくは光強度を制御することを特徴とする光波変調デバイス。
- 請求項1記載の光導波路型半導体において、前記光制御層に、平面視で互いに分離され表面に一定のピッチで溝を穿設された複数の並列パターンとこれらの並列パターンに連接された光出力端を設け、前記複数の並列パターンのそれぞれのピッチを異ならしめることを特徴とする光源デバイス。
- 請求項1記載の光導波路型半導体において、前記光制御層は平面視で光入力端、中間部及び光出力端を備え、前記中間部の表面に特定の波長が通過できるピッチで溝を穿設したことを特徴とする光波長フィルタ。
- 請求項8記載の光源デバイスもしくは9記載の光波長フィルタを用いて2つの波長に係る光波を生成し、前記2つの波長の差を一定の周波数異ならしめることを特徴とする光周波数差標準器。
- 請求項1記載の光導波路型半導体において、前記光制御層は平面視で光入力端、中間部及び光出力端を備え、前記中間部には断面視で、前記活性層を流れる光の伝播方向と略直交する方向に一定の高さを持つ導波路を一定のピッチで刻設したことを特徴とする面発光型光導波路デバイス。
- 基板上に下部クラッド層を形成し、
前記下部クラッド層上に該下部クラッド層の屈折率より高い屈折率を有する活性層を形成し、
前記活性層の屈折率より低い屈折率を有し前記下部クラッド層の層厚に比して薄厚の狭窄層を前記活性層上に形成し、
前記狭窄層の一定部分を電流非導通化させ、
前記狭窄層の上部の少なくとも前記狭窄層の一定部分に対応する部分に光制御層を形成し、
前記光制御層には表面微細構造を加工して形成した
ことを特徴とする半導体製造方法。 - 前記表面微細構造は所望とする光波に対応する周期構造を加工して形成されることを特徴とする請求項12記載の半導体製造方法。
- 基板上に下部クラッド層、さらにその上に前記下部クラッド層の屈折率より高い屈折率を有する活性層を形成したのち、前記活性層の屈折率より低い屈折率を有し前記下部クラッド層の層厚に比して薄厚の狭窄層を前記活性層上に形成し、さらに前記狭窄層の一定範囲を電流非導通化し、少なくとも前記狭窄層の一定範囲に対応する箇所の上に光制御層を形成し、前記形成された光制御層に表面微細構造を穿設して作製された光導波路型半導体光源において、
前記活性層に順方向電圧を印加し、
前記印加された電圧による電流によって発生する光放出からレーザ発振させ、
前記発振されたレーザを前記表面微細構造下部の前記活性層近傍を伝播させることで特定の導波路レーザ出力を得ることを特徴とするレーザ生成方法。 - 前記表面微細構造として所望とする光波に対応する周期構造を加工した光導波路型半導体光源において、前記取り出されるレーザは単一波長性レーザであることを特徴とする請求項14記載のレーザ生成方法。
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