JP3058077B2 - Semiconductor light emitting and receiving device - Google Patents
Semiconductor light emitting and receiving deviceInfo
- Publication number
- JP3058077B2 JP3058077B2 JP455296A JP455296A JP3058077B2 JP 3058077 B2 JP3058077 B2 JP 3058077B2 JP 455296 A JP455296 A JP 455296A JP 455296 A JP455296 A JP 455296A JP 3058077 B2 JP3058077 B2 JP 3058077B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- receiving element
- emitting laser
- semiconductor substrate
- semiconductor
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02251—Out-coupling of light using optical fibres
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0262—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices
- H01S5/0264—Photo-diodes, e.g. transceiver devices, bidirectional devices for monitoring the laser-output
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、垂直共振器型面発
光レーザと受光素子をハイブリッドあるいはモノリシッ
ク集積した半導体受発光装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor light emitting and emitting device in which a vertical cavity surface emitting laser and a light receiving element are hybridly or monolithically integrated.
【0002】[0002]
【従来の技術】基板に垂直な共振器を有する垂直共振器
型面発光レーザは、オンウエハのプロセスで共振器を形
成できるため量産性が高い、出射ビームが円形で広がり
角が小さい、2次元集積化が容易であるなどの数多くの
利点を有している。しかし、通常の方法でチップをダイ
ボンドすると、出力光が一方向にしか取り出せないとい
う問題がある。レーザからの出力光パワーは周囲温度等
によって変化するので、出力光パワーをモニターして、
駆動電流を制御するという使い方が普通である。従来の
端面発光型の半導体レーザでは、チップの両端面から出
力光が取り出せるので、一方を光ファイバに結合して信
号伝送に用い、他方は出力光パワーのモニターに使うと
いうことが可能であった。これに対し、面発光レーザで
出力光パワーをモニターするためには、一方向からの出
力光を一部分岐しなければならず、余分な光学部品が必
要となる。2. Description of the Related Art A vertical cavity surface emitting laser having a resonator perpendicular to a substrate is capable of forming a resonator by an on-wafer process and thus has high mass productivity. It has a number of advantages, such as easy conversion. However, when a chip is die-bonded by a normal method, there is a problem that output light can be extracted only in one direction. Since the output light power from the laser changes depending on the ambient temperature, etc., monitor the output light power,
It is common to control the drive current. In conventional edge-emitting semiconductor lasers, output light can be extracted from both end faces of the chip, so one could be coupled to an optical fiber and used for signal transmission, and the other could be used to monitor output light power. . On the other hand, in order to monitor the output light power with a surface emitting laser, output light from one direction must be partially branched, and extra optical components are required.
【0003】この問題を解決するための構成が、特開平
3−222384号公報に記載されている。これを図2
1に示す。図21において、2101は面発光レーザチ
ップ、2102はサブマウント、2103はモニター用
フォトダイオードである。すなわち、面発光レーザチッ
プ2101をダイボンドするサブマウント2102中に
モニター用フォトダイオード2103を形成すること
で、上記問題を解決している。しかし、本公報には、面
発光レーザチップ2101をサブマウント2102にダ
イボンドする具体的な方法が記載されていない。一般
に、レーザチップをサブマウントにダイボンドする際に
は金属半田が用いられるが、この場合は面発光レーザチ
ップ2101からの出力光が金属半田で遮蔽され、モニ
ター用フォトダイオード2103に入射しないのは明ら
かである。A configuration for solving this problem is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-222384. Figure 2
It is shown in FIG. In FIG. 21, reference numeral 2101 denotes a surface emitting laser chip, reference numeral 2102 denotes a submount, and reference numeral 2103 denotes a monitor photodiode. That is, the above problem is solved by forming the monitoring photodiode 2103 in the submount 2102 to which the surface emitting laser chip 2101 is die-bonded. However, this publication does not describe a specific method for die-bonding the surface emitting laser chip 2101 to the submount 2102. Generally, metal solder is used when the laser chip is die-bonded to the submount. In this case, it is apparent that the output light from the surface emitting laser chip 2101 is shielded by the metal solder and does not enter the monitor photodiode 2103. It is.
【0004】また、受光素子を面発光レーザと同一パッ
ケージに実装した構成あるいは同一基板上に集積した構
成には、上記のモニター用フォトダイオードとして用い
るという用途の他に、受光素子によって独立の光検出を
行うという用途もある。この例としては、例えば特開昭
64−43822号公報に記載されている光ピックアッ
プがある。これを図22に示す。図22において、22
01は半導体基板、2202は面発光レーザ、2203
は受光素子、2204はガラス基板、2205および2
206は第1および第2のホログラムレンズ、2207
は光ディスクである。面発光レーザ2202から出射さ
れた出力光2208は第1のホログラムレンズ2205
で光ディスク2207上に集光され、反射光2209は
第2のホログラムレンズ2206で集光されて受光素子
2203に入射する。すなわち、本構成によれば非常に
コンパクトな光ピックアップが実現できる。Further, in a configuration in which the light receiving element is mounted on the same package as the surface emitting laser or integrated on the same substrate, in addition to the use as the above-mentioned monitor photodiode, independent light detection is performed by the light receiving element. There is also a use to do. An example of this is an optical pickup described in, for example, JP-A-64-43822. This is shown in FIG. In FIG. 22, 22
01 is a semiconductor substrate, 2202 is a surface emitting laser, 2203
Is a light receiving element, 2204 is a glass substrate, 2205 and 2
206 is a first and second hologram lens, 2207
Is an optical disk. The output light 2208 emitted from the surface emitting laser 2202 is applied to a first hologram lens 2205.
Then, the reflected light 2209 is collected by the second hologram lens 2206 and enters the light receiving element 2203. That is, according to this configuration, a very compact optical pickup can be realized.
【0005】さらに、面発光レーザと受光素子をモノリ
シック集積することによって、光双安定素子を構成でき
ることが知られている。これは、例えば特願平7−16
9046号に記載されている。これを図23に示す。図
23において、2301は半導体基板、2302は面発
光レーザ、2303はフォトトランジスタ、2304は
半導体バッファ構造である。面発光レーザ2302は下
部反射器2305、活性層2306および上部反射器2
307よりなる。一方、フォトトランジスタ2303は
コレクタ2308、ベース2309およびエミッタ23
10よりなる。また、半導体バッファ構造2304は組
成比が連続的または段階的に変化するInGaAsより
なり、フォトトランジスタを構成する結晶と面発光レー
ザを構成する結晶の格子不整合を緩和する役割を果た
す。Further, it is known that an optical bistable element can be formed by monolithically integrating a surface emitting laser and a light receiving element. This is the case, for example, in Japanese Patent Application No. 7-16.
No. 9046. This is shown in FIG. In FIG. 23, reference numeral 2301 denotes a semiconductor substrate, 2302 denotes a surface emitting laser, 2303 denotes a phototransistor, and 2304 denotes a semiconductor buffer structure. The surface emitting laser 2302 includes a lower reflector 2305, an active layer 2306, and an upper reflector 2306.
307. On the other hand, the phototransistor 2303 includes a collector 2308, a base 2309, and an emitter 23.
Consists of ten. In addition, the semiconductor buffer structure 2304 is made of InGaAs whose composition ratio changes continuously or stepwise, and plays a role of alleviating lattice mismatch between a crystal forming a phototransistor and a crystal forming a surface emitting laser.
【0006】本構成では、面発光レーザ2302とフォ
トトランジスタ2303が電気的に直列に接続されてお
り、光双安定素子として機能する。光双安定素子は、
(1)オン状態をとることが可能な最低のバイアス電圧
(保持電圧)以上の電圧を印加してもフォトトランジス
タ2303に電流は流れず面発光レーザ2302は非発
光(オフ状態)、(2)印加電圧を保持電圧以上とした
ままで、フォトトランジスタ2303に入力光2311
を入射すると電流が流れ、面発光レーザ2302が出力
光2312を出射(オン状態)、(3)印加電圧を保持
電圧以上としたままで、入力光2311の入射を止めて
も面発光レーザ2302からの発光をフォトトランジス
タ2303が受光するのでオン状態を維持、(4)印加
電圧を保持電圧以下に低下させるとオフ状態にもどると
いう動作を行う。In this configuration, the surface emitting laser 2302 and the phototransistor 2303 are electrically connected in series and function as an optical bistable element. Optical bistable elements
(1) Even if a voltage equal to or higher than the minimum bias voltage (holding voltage) that can be turned on is applied, no current flows through the phototransistor 2303, and the surface emitting laser 2302 does not emit light (off state). With the applied voltage kept at or above the holding voltage, the input light 2311
, An electric current flows, the surface emitting laser 2302 emits the output light 2312 (on state), and (3) the surface emitting laser 2302 emits the output light 2312 even when the input light 2311 is stopped while the applied voltage is kept at the holding voltage or more. Since the phototransistor 2303 receives the emitted light, the on state is maintained, and (4) the operation returns to the off state when the applied voltage is reduced below the holding voltage.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する第1の課題は、面発光レーザと、面発光レーザから
の出力光をモニターする受光素子を同一パッケージに実
装あるいは同一基板上に集積する際の具体的構成を提供
することにある。上記従来の技術で述べたように、面発
光レーザチップをダイボンドするサブマウント中にモニ
ター用フォトダイオードを形成する技術は既に開示され
ているが、面発光レーザチップをサブマウントにダイボ
ンドする具体的な方法は未開示のままである。本願発明
によれば、簡便な方法で面発光レーザとモニター用受光
素子を同一パッケージに実装あるいは同一基板上に集積
することができる。A first problem to be solved by the present invention is that a surface emitting laser and a light receiving element for monitoring output light from the surface emitting laser are mounted on the same package or integrated on the same substrate. The purpose of the present invention is to provide a specific configuration when performing the above. As described in the above related art, a technique for forming a monitor photodiode in a submount for die-bonding a surface emitting laser chip has already been disclosed. The method remains undisclosed. According to the present invention, the surface emitting laser and the light receiving element for monitoring can be mounted on the same package or integrated on the same substrate by a simple method.
【0008】本発明が解決しようとする第2の課題は、
面発光レーザからの出力とは無関係に独立の光検出を行
う受光素子と、面発光レーザを同一パッケージに実装あ
るいは同一基板上に集積し、面発光レーザからの出力光
と受光素子への入力光は同一の光ファイバを伝搬すると
いう構成を提供することにある。上記従来の技術で述べ
たように、面発光レーザと独立の受光素子を集積した光
ピックアップの構成が既に開示されている。しかし、こ
の構成によって、面発光レーザからの出力光と受光素子
への入力光が同一の光ファイバを伝搬するようにするの
は困難である。なぜなら、入力光の光ディスク上への入
射角と出力光の光ディスクからの出射角の差が大きく、
光ディスクに代えて光ファイバを置いたとしても入力光
と出力光が共に光ファイバ中を伝搬するようにはできな
いためである。本願発明によれば、面発光レーザと独立
の受光素子を同一パッケージに実装あるいは同一基板上
に集積し、面発光レーザからの出力光と受光素子への入
力光が同一の光ファイバを伝搬するという構成を実現で
きる。[0008] A second problem to be solved by the present invention is as follows.
A light-receiving element that performs independent light detection independently of the output from the surface-emitting laser, and a surface-emitting laser mounted on the same package or integrated on the same substrate, and output light from the surface-emitting laser and input light to the light-receiving element Is to provide a configuration for propagating the same optical fiber. As described in the above related art, a configuration of an optical pickup in which a surface emitting laser and an independent light receiving element are integrated has already been disclosed. However, with this configuration, it is difficult to make the output light from the surface emitting laser and the input light to the light receiving element propagate through the same optical fiber. Because the difference between the incident angle of the input light on the optical disk and the output angle of the output light from the optical disk is large,
This is because even if an optical fiber is placed instead of the optical disk, both the input light and the output light cannot propagate through the optical fiber. According to the present invention, a surface emitting laser and an independent light receiving element are mounted on the same package or integrated on the same substrate, and output light from the surface emitting laser and input light to the light receiving element propagate through the same optical fiber. Configuration can be realized.
【0009】本発明が解決しようとする第3の課題は、
面発光レーザと受光素子をハイブリッド集積した光双安
定素子の構成を提供することにある。上記従来の技術で
述べたモノリシック集積による光双安定素子は、非常に
多くの半導体層の積層構造よりなる。このため、結晶成
長に多大な時間を要する。また、この積層構造をエッチ
ングしてメサ形状とすることから、実際のデバイスでは
必要不可欠なメサ側面を横切る配線の形成が困難であ
る。本願発明によれば、面発光レーザと受光素子をハイ
ブリッド集積して光双安定素子を構成するので、個々の
デバイスの作製が容易であり、面発光レーザと受光素子
の材料間で格子不整合があっても半導体バッファ構造は
不要となる。A third problem to be solved by the present invention is as follows.
An object of the present invention is to provide a configuration of an optical bistable element in which a surface emitting laser and a light receiving element are hybridly integrated. The optical bistable device based on monolithic integration described in the above prior art has a laminated structure of an extremely large number of semiconductor layers. Therefore, a great deal of time is required for crystal growth. In addition, since the laminated structure is etched into a mesa shape, it is difficult to form a wiring crossing the mesa side surface, which is indispensable in an actual device. According to the present invention, since the surface emitting laser and the light receiving element are hybrid-integrated to form an optical bistable element, individual devices can be easily manufactured, and lattice mismatch between materials of the surface emitting laser and the light receiving element. Even so, the semiconductor buffer structure becomes unnecessary.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明では上記課題を解
決するために第1主面および第2主面を有する第1の半
導体基板と、第3主面および第4主面を有し、前記第1
主面に前記第3主面が対向するように前記第1の半導体
基板上に固定された第2の半導体基板と、前記第3主面
上に形成された面発光レーザと、前記面発光レーザに対
向して前記第1主面上に形成された第1の受光素子と、
前記第1主面上の前記第1の受光素子の外側に形成され
た第2の受光素子と、前記面発光レーザから前記第4主
面を横切って出射される第1の出力光と、前記面発光レ
ーザから出射され前記第1の受光素子に入射する第2の
出力光と、前記第2の半導体基板を透過して前記第2の
受光素子に入射する入力光とを有する半導体受発光装置
を構成する。According to the present invention, in order to solve the above-mentioned problems , a first half having a first main surface and a second main surface is provided.
A conductive substrate; a third main surface and a fourth main surface;
The first semiconductor so that the third main surface faces the main surface;
A second semiconductor substrate fixed on the substrate, and the third principal surface
A surface emitting laser formed on the surface emitting laser;
A first light receiving element formed on the first main surface,
Formed outside the first light receiving element on the first main surface;
The second light receiving element and the fourth main
A first output light emitted across the surface and the surface emitting laser;
Second light emitted from the laser and incident on the first light receiving element.
The output light and the second light transmitted through the second semiconductor substrate.
A semiconductor light receiving / emitting device having input light incident on a light receiving element is configured.
【0011】[0011]
【0012】[0012]
【0013】[0013]
【0014】[0014]
【0015】[0015]
【0016】[0016]
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【0019】[0019]
【0020】[0020]
【0021】[0021]
【0022】[0022]
【0023】[0023]
【0024】[0024]
【0025】[0025]
【0026】[0026]
【0027】[0027]
【0028】[0028]
【0029】[0029]
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につい
て、図1から図20を用いて説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
【0031】(実施の形態1)図1は半導体受発光装置
の断面図である。p型Siよりなる第1の半導体基板1
01は第1主面102および第2主面103を有し、G
aAsよりなる第2の半導体基板104は第3主面10
5および第4主面106を有する。第2の半導体基板1
04は第3主面105が第1主面102に接するように
第1の半導体基板101上に固定されている。第2の半
導体基板104の第3主面105上には、p型AlAs
とp型GaAsの交互積層多層膜よりなる下部反射器1
07、InGaAs井戸層がGaAs障壁層に挟まれた
構成の活性層108、n型AlAsとn型GaAsの交
互積層多層膜よりなる上部反射器109が積層されてお
り、上部反射器109および活性層108をメサエッチ
ングすることで面発光レーザ110が形成されている。
一方、第1の半導体基板101の第1主面102上に
は、低濃度p型Siよりなるエピ層111とn型不純物
を拡散した拡散層112があり、これらによって受光素
子113が形成されている。面発光レーザ110と受光
素子113が対向配置されるように第2の半導体基板1
04と第1の半導体基板101は位置合せされている。
面発光レーザ110から第4主面106を横切って第1
の出力光114が出射され、光ファイバ115のコア1
16に入射する。また、面発光レーザ110から第1の
出力光114とは反対向きに第2の出力光117が出射
され、受光素子113に入射する。Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. First semiconductor substrate 1 made of p-type Si
01 has a first main surface 102 and a second main surface 103, and G
The second semiconductor substrate 104 made of aAs
5 and a fourth main surface 106. Second semiconductor substrate 1
Numeral 04 is fixed on the first semiconductor substrate 101 such that the third main surface 105 is in contact with the first main surface 102. On the third main surface 105 of the second semiconductor substrate 104, p-type AlAs
Reflector 1 composed of alternately laminated multilayer films of GaAs and p-type GaAs
07, an active layer 108 in which an InGaAs well layer is sandwiched between GaAs barrier layers, and an upper reflector 109 composed of an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type GaAs. The surface emitting laser 110 is formed by mesa-etching 108.
On the other hand, on the first main surface 102 of the first semiconductor substrate 101, there are an epi layer 111 made of low-concentration p-type Si and a diffusion layer 112 in which an n-type impurity is diffused. I have. The second semiconductor substrate 1 is arranged such that the surface emitting laser 110 and the light receiving element 113 are arranged to face each other.
04 and the first semiconductor substrate 101 are aligned.
From the surface emitting laser 110 to the first
Output light 114 is emitted from the core 1 of the optical fiber 115.
Light is incident on the light source 16. Further, the second output light 117 is emitted from the surface emitting laser 110 in a direction opposite to the first output light 114 and enters the light receiving element 113.
【0032】第1の半導体基板101の第1主面102
上には、第1の絶縁膜118が堆積され、その上に配線
119が形成されている。また、第2の半導体基板10
4の第3主面105上には、第2の絶縁膜120が堆積
され、その上に第1および第2の電極121、122が
形成されている。第1および第2の電極121、122
は、面発光レーザ110の正極および負極である。これ
ら第1および第2の電極121、122は、配線119
に圧着され、樹脂123によって固定されている。樹脂
123は透明なので、面発光レーザ110から出射され
た第2の出力光117は、遮光されることなく受光素子
113に入射する。また、受光素子113の正極および
負極として、第3および第4の電極124、125が形
成されている。一方、第2の半導体基板104の第4主
面106上には、ガイド穴126が形成されており、光
ファイバ115が挿入されている。ガイド穴126は第
1の出力光114が第4主面106を横切る部分に形成
されており、光ファイバ115をガイド穴126に挿入
することで、光ファイバ115の位置合せができる。First main surface 102 of first semiconductor substrate 101
A first insulating film 118 is deposited thereon, and a wiring 119 is formed thereon. Further, the second semiconductor substrate 10
The second insulating film 120 is deposited on the third main surface 105 of the fourth, and the first and second electrodes 121 and 122 are formed thereon. First and second electrodes 121, 122
Are a positive electrode and a negative electrode of the surface emitting laser 110. These first and second electrodes 121 and 122 are connected to a wiring 119.
And is fixed by the resin 123. Since the resin 123 is transparent, the second output light 117 emitted from the surface emitting laser 110 enters the light receiving element 113 without being blocked. Further, third and fourth electrodes 124 and 125 are formed as a positive electrode and a negative electrode of the light receiving element 113. On the other hand, a guide hole 126 is formed on the fourth main surface 106 of the second semiconductor substrate 104, and an optical fiber 115 is inserted therein. The guide hole 126 is formed at a portion where the first output light 114 crosses the fourth main surface 106, and the optical fiber 115 can be aligned by inserting the optical fiber 115 into the guide hole 126.
【0033】以上の構成により、面発光レーザ110
と、面発光レーザ110からの出力光をモニターする受
光素子113をハイブリッド集積することができる。ま
た、面発光レーザが形成された第2の半導体基板104
と受光素子113が形成された第1の半導体基板101
は透明な樹脂123によって固定されているので、実装
が容易であるのみならず、モニター用の第2の出力光1
17が遮光されることもない。さらに、第2の半導体基
板104の第4主面106上には、ガイド穴126が形
成されており、容易に光ファイバ115を位置合せする
ことができる。With the above configuration, the surface emitting laser 110
Then, the light receiving element 113 for monitoring the output light from the surface emitting laser 110 can be hybrid-integrated. The second semiconductor substrate 104 on which the surface emitting laser is formed
And first semiconductor substrate 101 on which light receiving element 113 is formed
Is fixed by the transparent resin 123, so that not only the mounting is easy, but also the second output light 1 for the monitor.
17 is not shaded. Further, a guide hole 126 is formed on the fourth main surface 106 of the second semiconductor substrate 104, so that the optical fiber 115 can be easily aligned.
【0034】(実施の形態2)図2は半導体受発光装置
の断面図である。p型Siよりなる第1の半導体基板2
01は第1主面202および第2主面203を有し、G
aAsよりなる第2の半導体基板204は第3主面20
5および第4主面206を有する。第2の半導体基板2
04は第3主面205が第1主面202に接するように
第1の半導体基板201上に固定されている。第2の半
導体基板204の第3主面205上には、p型AlAs
とp型GaAsの交互積層多層膜よりなる下部反射器2
07、InGaAs井戸層がGaAs障壁層に挟まれた
構成の活性層208、n型AlAsとn型GaAsの交
互積層多層膜よりなる上部反射器209が積層されてお
り、上部反射器209、活性層208および下部反射器
207をメサエッチングすることで面発光レーザ210
が形成されている。一方、第1の半導体基板201の第
1主面202上には、低濃度p型Siよりなるエピ層2
11とn型不純物を拡散した拡散層212があり、これ
らによって受光素子213が形成されている。面発光レ
ーザ210と受光素子213が対向配置されるように第
2の半導体基板204と第1の半導体基板201は位置
合せされている。面発光レーザ210から第4主面20
6を横切って出力光214が出射され、光ファイバ21
5のコア216に入射する。また、光ファイバ215の
コア216から入力光217が出射され、第2の半導体
基板204透過して受光素子213に入射する。(Embodiment 2) FIG. 2 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. First semiconductor substrate 2 made of p-type Si
01 has a first main surface 202 and a second main surface 203, and G
The second semiconductor substrate 204 made of aAs is formed on the third main surface 20.
5 and a fourth main surface 206. Second semiconductor substrate 2
04 is fixed on the first semiconductor substrate 201 such that the third main surface 205 is in contact with the first main surface 202. On the third main surface 205 of the second semiconductor substrate 204, p-type AlAs
Reflector 2 composed of alternately laminated multilayer films of GaAs and p-type GaAs
07, an active layer 208 in which an InGaAs well layer is sandwiched between GaAs barrier layers, and an upper reflector 209 composed of an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type GaAs. Surface emitting laser 210 by mesa etching
Are formed. On the other hand, on the first main surface 202 of the first semiconductor substrate 201, an epitaxial layer 2 made of low-concentration p-type Si is formed.
11 and a diffusion layer 212 in which an n-type impurity is diffused, and a light receiving element 213 is formed by these. The second semiconductor substrate 204 and the first semiconductor substrate 201 are aligned such that the surface emitting laser 210 and the light receiving element 213 are arranged to face each other. From the surface emitting laser 210 to the fourth main surface 20
The output light 214 is emitted across the optical fiber 21 and the optical fiber 21.
5 core 216. Further, input light 217 is emitted from the core 216 of the optical fiber 215, passes through the second semiconductor substrate 204, and enters the light receiving element 213.
【0035】第1の半導体基板201の第1主面202
上には、第1の絶縁膜218が堆積され、その上に配線
219が形成されている。また、第2の半導体基板20
4の第3主面205上には、第2の絶縁膜220が堆積
され、その上に第1および第2の電極221、222が
形成されている。第1および第2の電極221、222
は、面発光レーザ210の正極および負極である。これ
ら第1および第2の電極221、222は、配線219
に圧着され、樹脂223によって固定されている。ま
た、受光素子213の正極および負極として、第3およ
び第4の電極224、225が形成されている。一方、
第2の半導体基板204の第4主面206上には、ガイ
ド穴226が形成されており、光ファイバ215が挿入
されている。First main surface 202 of first semiconductor substrate 201
A first insulating film 218 is deposited thereon, and a wiring 219 is formed thereon. Further, the second semiconductor substrate 20
The second insulating film 220 is deposited on the third main surface 205 of No. 4, and the first and second electrodes 221 and 222 are formed thereon. First and second electrodes 221, 222
Are a positive electrode and a negative electrode of the surface emitting laser 210. These first and second electrodes 221 and 222 are connected to a wiring 219.
And is fixed by the resin 223. Further, third and fourth electrodes 224 and 225 are formed as a positive electrode and a negative electrode of the light receiving element 213. on the other hand,
A guide hole 226 is formed on the fourth main surface 206 of the second semiconductor substrate 204, and an optical fiber 215 is inserted therein.
【0036】以上の構成により、光ファイバ215に向
けて出力光214を出射する面発光レーザ210と、光
ファイバ215から入射する入力光217を受光する受
光素子213をハイブリッド集積することができる。本
構成では、面発光レーザ210からの出力光は受光素子
側には出射されない。また、入力光217が下部反射器
207を横切る位置での入力光217の断面積よりも下
部反射器207の面積を小さくする。これは、下部反射
器207によって入力光217が反射されるのを防ぐた
めである。活性層208および上部反射器209の面積
は、下部反射器207の面積よりも小さいので、面発光
レーザ210の周囲を透過した入力光217が受光素子
213に入射することになる。なお、出力光214およ
び入力光217は、第2の半導体基板204で吸収され
ない波長とする。すなわち、第2の半導体基板204が
GaAsよりなる場合には、出力光214および入力光
217の波長は0.9μm以上とする。また、入力光2
17は、第1の半導体基板201で吸収される波長とす
る必要があるので、第1の半導体基板201がSiより
なる場合には、入力光217の波長は1.1μm以下と
する。With the above configuration, the surface emitting laser 210 for emitting the output light 214 toward the optical fiber 215 and the light receiving element 213 for receiving the input light 217 incident from the optical fiber 215 can be hybrid-integrated. In this configuration, the output light from the surface emitting laser 210 is not emitted to the light receiving element side. Further, the area of the lower reflector 207 is made smaller than the cross-sectional area of the input light 217 at a position where the input light 217 crosses the lower reflector 207. This is to prevent the input light 217 from being reflected by the lower reflector 207. Since the area of the active layer 208 and the upper reflector 209 is smaller than the area of the lower reflector 207, the input light 217 transmitted around the surface emitting laser 210 enters the light receiving element 213. Note that the output light 214 and the input light 217 have wavelengths that are not absorbed by the second semiconductor substrate 204. That is, when the second semiconductor substrate 204 is made of GaAs, the wavelengths of the output light 214 and the input light 217 are set to 0.9 μm or more. Also, the input light 2
Since 17 needs to be a wavelength that can be absorbed by the first semiconductor substrate 201, when the first semiconductor substrate 201 is made of Si, the wavelength of the input light 217 is set to 1.1 μm or less.
【0037】(実施の形態3)図3は半導体受発光装置
の断面図である。p型Siよりなる第1の半導体基板3
01は第1主面302および第2主面303を有し、G
aAsよりなる第2の半導体基板304は第3主面30
5および第4主面306を有する。第2の半導体基板3
04は第3主面305が第1主面302に接するように
第1の半導体基板301上に固定されている。第2の半
導体基板304の第3主面305上には、p型AlAs
とp型GaAsの交互積層多層膜よりなる下部反射器3
07、InGaAs井戸層がGaAs障壁層に挟まれた
構成の活性層308、n型AlAsとn型GaAsの交
互積層多層膜よりなる上部反射器309が積層されてお
り、上部反射器309および活性層308をメサエッチ
ングすることで面発光レーザ310が形成されている。
一方、第1の半導体基板301の第1主面302上に
は、低濃度p型Siよりなるエピ層311とn型不純物
を拡散した拡散層312があり、これらによって受光素
子313が形成されている。面発光レーザ310と受光
素子313が対向配置されるように第2の半導体基板3
04と第1の半導体基板301は位置合せされている。
面発光レーザ310から第4主面306を横切って出力
光314が出射され、光ファイバ315のコア316に
入射する。また、光ファイバ315のコア316から入
力光317が出射され、第2の半導体基板304透過し
て受光素子313に入射する。(Embodiment 3) FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. First semiconductor substrate 3 made of p-type Si
01 has a first main surface 302 and a second main surface 303, and G
The second semiconductor substrate 304 made of aAs is formed on the third main surface 30.
5 and a fourth main surface 306. Second semiconductor substrate 3
04 is fixed on the first semiconductor substrate 301 such that the third main surface 305 is in contact with the first main surface 302. On the third main surface 305 of the second semiconductor substrate 304, p-type AlAs
Reflector 3 composed of alternately laminated multilayer films of GaAs and p-type GaAs
07, an active layer 308 having a structure in which an InGaAs well layer is sandwiched between GaAs barrier layers, and an upper reflector 309 composed of an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type GaAs. The surface-emitting laser 310 is formed by mesa etching of 308.
On the other hand, on the first main surface 302 of the first semiconductor substrate 301, there are an epi layer 311 made of low-concentration p-type Si and a diffusion layer 312 in which an n-type impurity is diffused. I have. The second semiconductor substrate 3 is arranged such that the surface emitting laser 310 and the light receiving element 313 are opposed to each other.
04 and the first semiconductor substrate 301 are aligned.
Output light 314 is emitted from the surface emitting laser 310 across the fourth main surface 306 and enters the core 316 of the optical fiber 315. Further, input light 317 is emitted from the core 316 of the optical fiber 315, passes through the second semiconductor substrate 304, and enters the light receiving element 313.
【0038】第1の半導体基板301の第1主面302
上には、第1の絶縁膜318が堆積され、その上に配線
319が形成されている。また、第2の半導体基板30
4の第3主面305上には、第2の絶縁膜320が堆積
され、その上に第1および第2の電極321、322が
形成されている。第1および第2の電極321、322
は、面発光レーザ310の正極および負極である。これ
ら第1および第2の電極321、322は、配線319
に圧着され、樹脂323によって固定されている。ま
た、受光素子313の正極および負極として、第3およ
び第4の電極324、325が形成されている。一方、
第2の半導体基板304の第4主面306上には、ガイ
ド穴326が形成されており、光ファイバ315が挿入
されている。First main surface 302 of first semiconductor substrate 301
A first insulating film 318 is deposited thereon, and a wiring 319 is formed thereon. Further, the second semiconductor substrate 30
The second insulating film 320 is deposited on the third main surface 305 of No. 4, and the first and second electrodes 321 and 322 are formed thereon. First and second electrodes 321 and 322
Are a positive electrode and a negative electrode of the surface emitting laser 310. These first and second electrodes 321 and 322 are connected to a wiring 319.
And is fixed by a resin 323. Further, third and fourth electrodes 324 and 325 are formed as a positive electrode and a negative electrode of the light receiving element 313. on the other hand,
A guide hole 326 is formed on the fourth main surface 306 of the second semiconductor substrate 304, into which an optical fiber 315 is inserted.
【0039】以上の構成により、光ファイバ315に向
けて出力光314を出射する面発光レーザ310と、光
ファイバ315から入射する入力光317を受光する受
光素子313をハイブリッド集積することができる。本
構成では、面発光レーザ310からの出力光は受光素子
側には出射されない。また、入力光317と出力光31
4の波長が異なり、入力光317に対する下部反射器3
07の反射率が、出力光314に対する下部反射器30
7の反射率よりも低い。すなわち、実施の形態2では下
部反射器307の周囲を透過した入力光317が受光素
子313に入射するのに対し、本装置では下部反射器3
07を入力光317に対して透明にすることで入力光3
17が受光素子313に入射するようにしている。例え
ば、出力光314の波長が0.9μmとなるように下部
反射器307の交互積層多層膜の厚さを設定すれば、波
長1.0μmの入力光はこの下部反射器307を容易に
透過することができる。With the above configuration, the surface emitting laser 310 that emits the output light 314 toward the optical fiber 315 and the light receiving element 313 that receives the input light 317 incident from the optical fiber 315 can be hybrid-integrated. In this configuration, the output light from the surface emitting laser 310 is not emitted to the light receiving element side. Further, the input light 317 and the output light 31
4 have different wavelengths, and the lower reflector 3 for the input light 317
07 reflect the lower reflector 30 for output light 314.
7 is lower than the reflectance. That is, in the second embodiment, the input light 317 transmitted through the periphery of the lower reflector 307 enters the light receiving element 313.
07 is transparent to the input light 317,
17 is incident on the light receiving element 313. For example, if the thickness of the alternately laminated multilayer film of the lower reflector 307 is set so that the wavelength of the output light 314 becomes 0.9 μm, the input light having the wavelength of 1.0 μm easily transmits through the lower reflector 307. be able to.
【0040】(実施の形態4)図4は半導体受発光装置
の断面図である。p型Siよりなる第1の半導体基板4
01は第1主面402および第2主面403を有し、G
aAsよりなる第2の半導体基板404は第3主面40
5および第4主面406を有する。第2の半導体基板4
04は第3主面405が第1主面402に接するように
第1の半導体基板401上に固定されている。第2の半
導体基板404の第3主面405上には、p型AlAs
とp型GaAsの交互積層多層膜よりなる下部反射器4
07、InGaAs井戸層がGaAs障壁層に挟まれた
構成の活性層408、n型AlAsとn型GaAsの交
互積層多層膜よりなる上部反射器409が積層されてお
り、上部反射器409、活性層408および下部反射器
407をメサエッチングすることで面発光レーザ410
が形成されている。一方、第1の半導体基板401の第
1主面402上には、低濃度p型Siよりなるエピ層4
11とn型不純物を拡散した拡散層412があり、これ
らによって受光素子413が形成されている。面発光レ
ーザ410と受光素子413が対向配置されるように第
2の半導体基板404と第1の半導体基板401は位置
合せされている。面発光レーザ410から第4主面40
6を横切って第1の出力光414が出射され、光ファイ
バ415のコア416に入射する。また、面発光レーザ
410から第1の出力光414とは反対向きに第2の出
力光417が出射され、受光素子413に入射する。さ
らに、光ファイバ415のコア416から入力光418
が出射され、第2の半導体基板404透過して受光素子
413に入射する。(Embodiment 4) FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. First semiconductor substrate 4 made of p-type Si
01 has a first main surface 402 and a second main surface 403, and G
The second semiconductor substrate 404 made of aAs is formed on the third main surface 40.
5 and a fourth main surface 406. Second semiconductor substrate 4
04 is fixed on the first semiconductor substrate 401 such that the third main surface 405 is in contact with the first main surface 402. On the third main surface 405 of the second semiconductor substrate 404, p-type AlAs
Reflector 4 composed of alternately laminated multilayer films of GaAs and p-type GaAs
07, an active layer 408 having a structure in which an InGaAs well layer is sandwiched between GaAs barrier layers, and an upper reflector 409 composed of an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type GaAs. 408 and the lower reflector 407 are mesa-etched to form a surface-emitting laser 410.
Are formed. On the other hand, on the first main surface 402 of the first semiconductor substrate 401, an epitaxial layer 4 made of low-concentration p-type Si is formed.
11 and a diffusion layer 412 in which an n-type impurity is diffused, and a light receiving element 413 is formed by these. The second semiconductor substrate 404 and the first semiconductor substrate 401 are aligned so that the surface emitting laser 410 and the light receiving element 413 are arranged to face each other. From the surface emitting laser 410 to the fourth main surface 40
6, the first output light 414 is emitted and enters the core 416 of the optical fiber 415. Further, the second output light 417 is emitted from the surface emitting laser 410 in a direction opposite to the first output light 414 and enters the light receiving element 413. Further, the input light 418 is input from the core 416 of the optical fiber 415.
Are emitted, pass through the second semiconductor substrate 404, and enter the light receiving element 413.
【0041】第1の半導体基板401の第1主面402
上には、第1の絶縁膜419が堆積され、その上に配線
420が形成されている。また、第2の半導体基板40
4の第3主面405上には、第2の絶縁膜421が堆積
され、その上に第1および第2の電極422、423が
形成されている。第1および第2の電極422、423
は、面発光レーザ410の正極および負極である。これ
ら第1および第2の電極422、423は、配線420
に圧着され、樹脂424によって固定されている。ま
た、受光素子413の正極および負極として、第3およ
び第4の電極425、426が形成されている。一方、
第2の半導体基板404の第4主面406上には、ガイ
ド穴427が形成されており、光ファイバ415が挿入
されている。First main surface 402 of first semiconductor substrate 401
A first insulating film 419 is deposited thereon, and a wiring 420 is formed thereon. Further, the second semiconductor substrate 40
The second insulating film 421 is deposited on the fourth third main surface 405, and the first and second electrodes 422 and 423 are formed thereon. First and second electrodes 422, 423
Are a positive electrode and a negative electrode of the surface emitting laser 410. These first and second electrodes 422 and 423 are connected to a wiring 420
And is fixed by a resin 424. Further, third and fourth electrodes 425 and 426 are formed as a positive electrode and a negative electrode of the light receiving element 413. on the other hand,
A guide hole 427 is formed on the fourth main surface 406 of the second semiconductor substrate 404, and an optical fiber 415 is inserted therein.
【0042】以上の構成により、光ファイバ415に向
けて第1の出力光414を出射する面発光レーザ410
と、面発光レーザ410から出射される第2の出力光4
17および光ファイバ415から入射する入力光418
を受光する受光素子413をハイブリッド集積すること
ができる。本装置における受光素子413は、面発光レ
ーザ410のモニター受光素子としての機能と、独立の
入力光を受光する機能を併せ持っている。面発光レーザ
410が発光している際にはモニター受光素子となり、
面発光レーザ410が発光していない時には独立の受光
素子となる。これは、1本の光ファイバで交互に送信・
受信を行ういわゆるピンポン伝送に対応した機能であ
る。この際、受光素子413の後段に接続する増幅器の
ダイナミックレンジを考えると、第2の出力光417と
入力光418のパワーが同程度であることが望ましい。
一般に入力光418のパワーは第1の出力光414のパ
ワーに比べて小さくなるので、第1の出力光414のパ
ワーに比べて第2の出力光417のパワーを小さくする
必要がある。このためには、第1および第2の出力光4
14、417に対する上部反射器409の反射率を下部
反射器407の反射率よりも高くすればよい。With the above configuration, the surface emitting laser 410 that emits the first output light 414 toward the optical fiber 415
And the second output light 4 emitted from the surface emitting laser 410
17 and input light 418 incident from optical fiber 415
Can be hybrid-integrated. The light receiving element 413 in the present device has both a function as a monitor light receiving element of the surface emitting laser 410 and a function of receiving independent input light. When the surface emitting laser 410 emits light, it becomes a monitor light receiving element,
When the surface emitting laser 410 does not emit light, it becomes an independent light receiving element. This means that transmission and reception are performed alternately on a single optical fiber.
This is a function corresponding to so-called ping-pong transmission for receiving. At this time, considering the dynamic range of the amplifier connected to the subsequent stage of the light receiving element 413, it is desirable that the powers of the second output light 417 and the input light 418 are approximately equal.
In general, the power of the input light 418 is lower than the power of the first output light 414, so the power of the second output light 417 needs to be lower than the power of the first output light 414. To this end, the first and second output light 4
The reflectivity of the upper reflector 409 with respect to 14, 417 may be higher than the reflectivity of the lower reflector 407.
【0043】(実施の形態5)図5は半導体受発光装置
の断面図である。p型Siよりなる第1の半導体基板5
01は第1主面502および第2主面503を有し、G
aAsよりなる第2の半導体基板504は第3主面50
5および第4主面506を有する。第2の半導体基板5
04は第3主面505が第1主面502に接するように
第1の半導体基板501上に固定されている。第2の半
導体基板504の第3主面505上には、p型AlAs
とp型GaAsの交互積層多層膜よりなる下部反射器5
07、InGaAs井戸層がGaAs障壁層に挟まれた
構成の活性層508、n型AlAsとn型GaAsの交
互積層多層膜よりなる上部反射器509が積層されてお
り、上部反射器509、活性層508および下部反射器
507をメサエッチングすることで面発光レーザ510
が形成されている。一方、第1の半導体基板501の第
1主面502上には、低濃度p型Siよりなるエピ層5
11とn型不純物を拡散した拡散層512があり、これ
らによって第1の受光素子513および第2の受光素子
514が形成されている。ここで、第2の受光素子51
4は第1の受光素子513の外側にリング状に形成さ
れ、分離溝515によって電気的に分離されている。面
発光レーザ510と第1の受光素子513が対向配置さ
れるように第2の半導体基板504と第1の半導体基板
501は位置合せされている。面発光レーザ510から
第4主面506を横切って第1の出力光516が出射さ
れ、光ファイバ517のコア518に入射する。また、
面発光レーザ510から第1の出力光516とは反対向
きに第2の出力光519が出射され、第1の受光素子5
13に入射する。さらに、光ファイバ517のコア51
8から入力光520が出射され、第2の半導体基板50
4透過して第2の受光素子514に入射する。(Embodiment 5) FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. First semiconductor substrate 5 made of p-type Si
01 has a first main surface 502 and a second main surface 503;
The second semiconductor substrate 504 made of aAs
5 and a fourth main surface 506. Second semiconductor substrate 5
04 is fixed on the first semiconductor substrate 501 such that the third main surface 505 is in contact with the first main surface 502. On the third main surface 505 of the second semiconductor substrate 504, p-type AlAs
Reflector 5 composed of alternately laminated multilayer films of GaAs and p-type GaAs
07, an active layer 508 having a structure in which an InGaAs well layer is sandwiched between GaAs barrier layers, and an upper reflector 509 composed of an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type GaAs. The surface emitting laser 510 is formed by mesa-etching the bottom reflector 508 and the lower reflector 507.
Are formed. On the other hand, on the first main surface 502 of the first semiconductor substrate 501, an epi layer 5 made of low-concentration p-type Si is formed.
11 and a diffusion layer 512 in which an n-type impurity is diffused. These form a first light receiving element 513 and a second light receiving element 514. Here, the second light receiving element 51
4 is formed in a ring shape outside the first light receiving element 513 and is electrically separated by a separation groove 515. The second semiconductor substrate 504 and the first semiconductor substrate 501 are aligned so that the surface emitting laser 510 and the first light receiving element 513 are arranged to face each other. The first output light 516 is emitted from the surface emitting laser 510 across the fourth main surface 506 and enters the core 518 of the optical fiber 517. Also,
A second output light 519 is emitted from the surface emitting laser 510 in a direction opposite to the first output light 516, and the first light receiving element 5
13 is incident. Further, the core 51 of the optical fiber 517
8, the input light 520 is emitted, and the second semiconductor substrate 50
4 and is incident on the second light receiving element 514.
【0044】第1の半導体基板501の第1主面502
上には、第1の絶縁膜521が堆積され、その上に配線
522が形成されている。また、第2の半導体基板50
4の第3主面505上には、第2の絶縁膜521が堆積
され、その上に第1および第2の電極524、525が
形成されている。第1および第2の電極524、525
は、面発光レーザ510の正極および負極である。これ
ら第1および第2の電極4524、525は、配線52
2に圧着され、樹脂526によって固定されている。ま
た、第1および第2の受光素子513、514の正極お
よび負極として、第3および第4の電極527、528
が形成されている。一方、第2の半導体基板504の第
4主面506上には、ガイド穴529が形成されてお
り、光ファイバ517が挿入されている。First main surface 502 of first semiconductor substrate 501
A first insulating film 521 is deposited thereon, and a wiring 522 is formed thereon. Further, the second semiconductor substrate 50
The second insulating film 521 is deposited on the fourth third main surface 505, and the first and second electrodes 524 and 525 are formed thereon. First and second electrodes 524, 525
Are a positive electrode and a negative electrode of the surface emitting laser 510. The first and second electrodes 4524 and 525 are connected to the wiring 52
2 and is fixed by a resin 526. In addition, third and fourth electrodes 527 and 528 serve as positive and negative electrodes of the first and second light receiving elements 513 and 514, respectively.
Are formed. On the other hand, a guide hole 529 is formed on the fourth main surface 506 of the second semiconductor substrate 504, and an optical fiber 517 is inserted therein.
【0045】以上の構成により、光ファイバ415に向
けて第1の出力光516を出射する面発光レーザ51
0、面発光レーザ510から出射される第2の出力光5
19を受光する第1の受光素子513、および光ファイ
バ517から入射する入力光520を受光する第2の受
光素子514をハイブリッド集積することができる。本
装置では、第1の受光素子513は面発光レーザ510
のモニター機能を有しており、第2の受光素子514は
独立の入力光を受光する機能を有している。すなわち、
受光素子を2個にしたことで、モニターと独立受光を同
時に行うことができる。With the above configuration, the surface emitting laser 51 that emits the first output light 516 toward the optical fiber 415
0, second output light 5 emitted from surface emitting laser 510
The first light receiving element 513 for receiving the light 19 and the second light receiving element 514 for receiving the input light 520 incident from the optical fiber 517 can be hybrid-integrated. In this device, the first light receiving element 513 is a surface emitting laser 510.
The second light receiving element 514 has a function of receiving independent input light. That is,
By using two light receiving elements, the monitor and independent light reception can be performed simultaneously.
【0046】(実施の形態6)図6は半導体受発光装置
の断面図である。n型Siよりなる第1の半導体基板6
01は第1主面602および第2主面603を有し、G
aAsよりなる第2の半導体基板604は第3主面60
5および第4主面606を有する。第2の半導体基板6
04は第3主面605が第1主面602に接するように
第1の半導体基板601上に固定されている。第2の半
導体基板604の第3主面605上には、p型AlAs
とp型GaAsの交互積層多層膜よりなる下部反射器6
07、InGaAs井戸層がGaAs障壁層に挟まれた
構成の活性層608、n型AlAsとn型GaAsの交
互積層多層膜よりなる上部反射器609が積層されてお
り、上部反射器609、活性層608および下部反射器
607をメサエッチングすることで面発光レーザ610
が形成されている。一方、第1の半導体基板601の第
1主面602上には、低濃度n型Siよりなるコレクタ
611とp型不純物を拡散したベース612、およびn
型不純物を拡散したエミッタ613があり、これらによ
ってフォトトランジスタとして機能する受光素子614
が形成されている。面発光レーザ610と受光素子61
4が対向配置されるように第2の半導体基板604と第
1の半導体基板601は位置合せされている。面発光レ
ーザ610から第4主面606を横切って第1の出力光
615が出射され、光ファイバ616のコア617に入
射する。また、面発光レーザ610から第1の出力光6
15とは反対向きに第2の出力光618が出射され、受
光素子614に入射する。さらに、光ファイバ616の
コア617から入力光619が出射され、第2の半導体
基板604透過して受光素子614に入射する。(Embodiment 6) FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. First semiconductor substrate 6 made of n-type Si
01 has a first main surface 602 and a second main surface 603, and G
The second semiconductor substrate 604 made of aAs
5 and a fourth main surface 606. Second semiconductor substrate 6
04 is fixed on the first semiconductor substrate 601 such that the third main surface 605 is in contact with the first main surface 602. On the third main surface 605 of the second semiconductor substrate 604, p-type AlAs
Reflector 6 composed of alternately laminated multilayer films of GaAs and p-type GaAs
07, an active layer 608 having a structure in which an InGaAs well layer is sandwiched between GaAs barrier layers, and an upper reflector 609 composed of an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type GaAs. The surface emitting laser 610 is formed by mesa-etching the bottom reflector 608 and the lower reflector 607.
Are formed. On the other hand, on the first main surface 602 of the first semiconductor substrate 601, a collector 611 made of low-concentration n-type Si, a base 612 in which p-type impurities are diffused, and n
There is an emitter 613 in which a type impurity is diffused.
Are formed. Surface emitting laser 610 and light receiving element 61
The second semiconductor substrate 604 and the first semiconductor substrate 601 are aligned so that the semiconductor substrate 4 is disposed opposite to the semiconductor substrate. The first output light 615 is emitted from the surface emitting laser 610 across the fourth main surface 606 and enters the core 617 of the optical fiber 616. The first output light 6 from the surface emitting laser 610
The second output light 618 is emitted in a direction opposite to the direction 15 and enters the light receiving element 614. Further, the input light 619 is emitted from the core 617 of the optical fiber 616, passes through the second semiconductor substrate 604, and enters the light receiving element 614.
【0047】第1の半導体基板601の第1主面602
上には、第1の絶縁膜620が堆積され、その上に第1
および第2の配線621、622が形成されている。ま
た、第2の半導体基板604の第3主面605上には、
第2の絶縁膜623が堆積され、その上に第1および第
2の電極624、625が形成されている。第1および
第2の電極624、625は、面発光レーザ610の正
極および負極である。これら第1および第2の電極62
4、625は、それぞれ第1および第2の配線621、
622に圧着され、樹脂626によって固定されてい
る。また、受光素子614のエミッタ電極およびコレク
タ電極として、第3および第4の電極627、628が
形成されている。さらに、第1の配線621は第3の電
極627と接続されている。一方、第2の半導体基板6
04の第4主面606上には、ガイド穴629が形成さ
れており、光ファイバ616が挿入されている。The first main surface 602 of the first semiconductor substrate 601
A first insulating film 620 is deposited thereon, and a first insulating film 620 is deposited thereon.
And second wirings 621 and 622 are formed. Further, on the third main surface 605 of the second semiconductor substrate 604,
A second insulating film 623 is deposited, and first and second electrodes 624 and 625 are formed thereon. The first and second electrodes 624, 625 are the positive and negative electrodes of the surface emitting laser 610. These first and second electrodes 62
4 and 625 are first and second wirings 621 and 625, respectively.
622, and is fixed by a resin 626. Further, third and fourth electrodes 627 and 628 are formed as an emitter electrode and a collector electrode of the light receiving element 614. Further, the first wiring 621 is connected to the third electrode 627. On the other hand, the second semiconductor substrate 6
A guide hole 629 is formed on the fourth main surface 606 of the optical disk 04, and an optical fiber 616 is inserted therein.
【0048】以上の構成により、光ファイバ616に向
けて第1の出力光615を出射する面発光レーザ610
と、面発光レーザ610から出射される第2の出力光6
18および光ファイバ616から入射する入力光619
を受光する受光素子614をハイブリッド集積すること
ができる。ここで、面発光レーザ610と受光素子61
4は電気的に直列に接続されており、受光素子614は
増幅作用を有するフォトトランジスタとなっている。す
なわち、面発光レーザ610から出射された第2の出力
光618が受光素子614に入射する光正帰還作用によ
って、本装置は光双安定素子として機能する。With the above configuration, the surface emitting laser 610 that emits the first output light 615 toward the optical fiber 616
And the second output light 6 emitted from the surface emitting laser 610
18 and input light 619 incident from the optical fiber 616
Can be hybrid-integrated. Here, the surface emitting laser 610 and the light receiving element 61
Reference numeral 4 is electrically connected in series, and the light receiving element 614 is a phototransistor having an amplifying action. That is, the present device functions as an optical bistable element by the optical positive feedback action in which the second output light 618 emitted from the surface emitting laser 610 enters the light receiving element 614.
【0049】なお、以上の実施の形態1から実施の形態
6では、面発光レーザの材料はGaAs基板上のInG
aAs/GaAs/AlAs系、受光素子の材料はSi
であるとしてきたが、これ以外の材料を用いて構成する
ことも可能である。受光素子が形成された第1の半導体
基板と面発光レーザが形成された第2の半導体基板は樹
脂によって固定されるので、格子整合している必要はな
い。ただし、これらの構成を取り得る条件として、第2
の半導体基板は入力光あるいは出力光に対して透明でな
ければならない。In the first to sixth embodiments, the surface emitting laser is made of InG on a GaAs substrate.
aAs / GaAs / AlAs system, light receiving element material is Si
However, it is also possible to use other materials. Since the first semiconductor substrate on which the light receiving element is formed and the second semiconductor substrate on which the surface emitting laser is formed are fixed by a resin, they need not be lattice-matched. However, as a condition that can take these configurations, the second
Must be transparent to input light or output light.
【0050】(実施の形態7)図7は半導体受発光装置
の断面図である。GaAsよりなる半導体基板701上
にn型AlGaAsよりなる第1導電層702、高純度
GaAsよりなる受光層703、p型AlGaAsより
なる第2導電層704、p型AlAsとp型AlGaA
sの交互積層多層膜よりなる下部反射器705、GaA
s井戸層がAlGaAs障壁層に挟まれた構成の活性層
706、n型AlAsとn型AlGaAsの交互積層多
層膜よりなる上部反射器707が順次積層されている。
上部反射器707、活性層706および下部反射器70
5によって面発光レーザ708が構成され、第1導電層
702、受光層703および第2導電層704によって
受光素子709が構成されている。面発光レーザ708
の正極および負極として第1および第2の電極710、
711が形成されており、受光素子709の正極および
負極として第3および第4の電極712、713が形成
されている。また、面発光レーザ708からは、上部反
射器707側へ第1の出力光714が出射され、下部反
射器705側へ第2の出力光715が出射される。第2
の出力光715は、受光素子709に入射する。(Embodiment 7) FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. A first conductive layer 702 made of n-type AlGaAs, a light receiving layer 703 made of high-purity GaAs, a second conductive layer 704 made of p-type AlGaAs, p-type AlAs and p-type AlGaAs on a semiconductor substrate 701 made of GaAs.
s, lower reflector 705 composed of alternately laminated multilayer films of s
An active layer 706 having a configuration in which an s well layer is sandwiched between AlGaAs barrier layers, and an upper reflector 707 comprising an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type AlGaAs are sequentially laminated.
Upper reflector 707, active layer 706 and lower reflector 70
5 form a surface emitting laser 708, and the first conductive layer 702, the light receiving layer 703 and the second conductive layer 704 form a light receiving element 709. Surface emitting laser 708
First and second electrodes 710 as a positive electrode and a negative electrode of
711 are formed, and third and fourth electrodes 712 and 713 are formed as a positive electrode and a negative electrode of the light receiving element 709. Further, from the surface emitting laser 708, first output light 714 is emitted toward the upper reflector 707, and second output light 715 is emitted toward the lower reflector 705. Second
Output light 715 is incident on the light receiving element 709.
【0051】本装置は、基板上に受光素子709と面発
光レーザ708を順次積層したモノリシック受発光装置
である。受光素子709は面発光レーザ708からの出
力光をモニターするのに用いられる。This device is a monolithic light emitting / receiving device in which a light receiving element 709 and a surface emitting laser 708 are sequentially stacked on a substrate. The light receiving element 709 is used to monitor output light from the surface emitting laser 708.
【0052】(実施の形態8)図8は半導体受発光装置
の断面図である。GaAsよりなる半導体基板801上
にn型AlGaAsよりなる第1導電層802、高純度
GaAsよりなる受光層803、p型AlGaAsより
なる第2導電層804、p型AlAsとp型AlGaA
sの交互積層多層膜よりなる下部反射器805、GaA
s井戸層がAlGaAs障壁層に挟まれた構成の活性層
806、n型AlAsとn型AlGaAsの交互積層多
層膜よりなる上部反射器807が順次積層されている。
上部反射器807、活性層806および下部反射器80
5によって面発光レーザ808が構成され、第1導電層
802、受光層803および第2導電層804によって
受光素子809が構成されている。面発光レーザ808
の正極および負極として第1および第2の電極810、
811が形成されており、受光素子809の正極および
負極として第3および第4の電極812、813が形成
されている。また、面発光レーザ808からは、上部反
射器807側へ出力光814が出射され、光ファイバ8
15のコア816に入射する。光ファイバ815は上部
反射器807に先端を近接して、半導体基板801に対
して概ね垂直に固定されている。また、光ファイバ81
5のコア816から入力光817が出射され、受光素子
809に入射する。(Eighth Embodiment) FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor light emitting / receiving device. A first conductive layer 802 made of n-type AlGaAs, a light receiving layer 803 made of high-purity GaAs, a second conductive layer 804 made of p-type AlGaAs, p-type AlAs and p-type AlGaAs on a semiconductor substrate 801 made of GaAs.
s, lower reflector 805 composed of alternately laminated multilayer films of s
An active layer 806 having a configuration in which an s well layer is sandwiched between AlGaAs barrier layers, and an upper reflector 807 composed of an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type AlGaAs are sequentially laminated.
Upper reflector 807, active layer 806 and lower reflector 80
5 form a surface emitting laser 808, and the first conductive layer 802, the light receiving layer 803 and the second conductive layer 804 form a light receiving element 809. Surface emitting laser 808
First and second electrodes 810 as positive and negative electrodes of
811 are formed, and third and fourth electrodes 812 and 813 are formed as a positive electrode and a negative electrode of the light receiving element 809. Further, output light 814 is emitted from the surface emitting laser 808 to the upper reflector 807 side, and
The light enters the fifteen cores 816. The optical fiber 815 is fixed substantially perpendicularly to the semiconductor substrate 801 with its tip close to the upper reflector 807. The optical fiber 81
The input light 817 is emitted from the core 816 of No. 5 and enters the light receiving element 809.
【0053】本装置は、基板上に受光素子809と面発
光レーザ808を順次積層したモノリシック受発光装置
であり、受光素子809は面発光レーザ808からの出
力光をモニターするのではなく、独立の入力光を受光す
る。また、面発光レーザ808からの出力光と、受光素
子809への入力光は同一の光ファイバ815を伝搬す
る。This device is a monolithic light emitting and receiving device in which a light receiving element 809 and a surface emitting laser 808 are sequentially laminated on a substrate. Receives input light. Further, output light from the surface emitting laser 808 and input light to the light receiving element 809 propagate through the same optical fiber 815.
【0054】(実施の形態9)図9は半導体受発光装置
の断面図である。GaAsよりなる半導体基板901上
にp型AlAsとp型AlGaAsの交互積層多層膜よ
りなる下部反射器902、GaAs井戸層がAlGaA
s障壁層に挟まれた構成の活性層903、n型AlAs
とn型AlGaAsの交互積層多層膜よりなる上部反射
器904、高純度GaAsよりなる受光層905が順次
積層されている。上部反射器904、活性層903およ
び下部反射器902によって面発光レーザ906が構成
され、面発光レーザ906の正極および負極として第1
および第2の電極907、908が形成されている。一
方、受光層905上にはくし型電極909が形成され、
MSM型の受光素子910となっている。また、受光素
子910と面発光レーザ906を電気的に分離するため
に、面発光レーザ906を構成する上部反射器904と
受光層905の下にある上部反射器904の間にエッチ
ング溝911を有する。面発光レーザ906からは、上
部反射器904側へ出力光912が出射され、光ファイ
バ913のコア914に入射する。光ファイバ913は
上部反射器904に先端を近接して、半導体基板901
に対して概ね垂直に固定されている。また、光ファイバ
913のコア914から入力光915が出射され、受光
素子910に入射する。(Embodiment 9) FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. A lower reflector 902 comprising an alternately laminated multilayer film of p-type AlAs and p-type AlGaAs on a semiconductor substrate 901 of GaAs, and a GaAs well layer of AlGaAs
Active layer 903 sandwiched between s barrier layers, n-type AlAs
An upper reflector 904 composed of an alternately laminated multilayer film of GaAs and n-type AlGaAs and a light receiving layer 905 composed of high-purity GaAs are sequentially laminated. A surface emitting laser 906 is constituted by the upper reflector 904, the active layer 903, and the lower reflector 902.
And second electrodes 907 and 908 are formed. On the other hand, a comb electrode 909 is formed on the light receiving layer 905,
The light receiving element 910 is of the MSM type. Further, in order to electrically separate the light receiving element 910 and the surface emitting laser 906, an etching groove 911 is provided between the upper reflector 904 constituting the surface emitting laser 906 and the upper reflector 904 below the light receiving layer 905. . From the surface emitting laser 906, output light 912 is emitted toward the upper reflector 904, and enters the core 914 of the optical fiber 913. The optical fiber 913 has a tip close to the upper reflector 904 and the semiconductor substrate 901.
Are fixed substantially vertically to the camera. Further, input light 915 is emitted from the core 914 of the optical fiber 913 and enters the light receiving element 910.
【0055】本装置は、基板上に面発光レーザ906と
受光素子910を順次積層したモノリシック受発光装置
であり、受光素子910は独立の入力光915を受光す
る。また、面発光レーザ906からの出力光912と、
受光素子910への入力光915は同一の光ファイバ9
13を伝搬する。This device is a monolithic light emitting / receiving device in which a surface emitting laser 906 and a light receiving element 910 are sequentially stacked on a substrate. The light receiving element 910 receives independent input light 915. Further, output light 912 from the surface emitting laser 906,
The input light 915 to the light receiving element 910 is the same optical fiber 9
13 is propagated.
【0056】(実施の形態10)図10は半導体受発光
装置の断面図である。GaAsよりなる半導体基板10
01上にp型AlAsとp型AlGaAsの交互積層多
層膜よりなる下部反射器1002、GaAs井戸層がA
lGaAs障壁層に挟まれた構成の活性層1003が積
層されている。また、活性層1003の一部領域上にn
型AlAsとn型AlGaAsの交互積層多層膜よりな
る第1の上部反射器1004が積層され、第1の上部反
射器1004の外側に高抵抗のAlAsとAlGaAs
の交互積層多層膜よりなる第2の上部反射器1005が
積層されているが、これはn型AlAsとn型AlGa
Asの交互積層多層膜を全面に積層した後、例えばイオ
ン注入によって外側部分を高抵抗化することで形成でき
る。第2の上部反射器1005上には高純度GaAsよ
りなる受光層1006が積層されている。第1の上部反
射器1004、活性層1003および下部反射器100
2によって面発光レーザ1007が構成され、面発光レ
ーザ1007の正極および負極として第1および第2の
電極1008、1009が形成されている。一方、受光
層1006上にはくし型電極1010が形成され、MS
M型の受光素子1011となっている。面発光レーザ1
007からは、第1の上部反射器1004側へ出力光1
012が出射され、光ファイバ1013のコア1014
に入射する。光ファイバ1013は第1の上部反射器1
004に先端を近接して、半導体基板1001に対して
概ね垂直に固定されている。また、光ファイバ1013
のコア1014から入力光1015が出射され、受光素
子1011に入射する。(Embodiment 10) FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. Semiconductor substrate 10 made of GaAs
01, a lower reflector 1002 comprising an alternately laminated multilayer film of p-type AlAs and p-type AlGaAs, and a GaAs well layer of A
An active layer 1003 having a configuration sandwiched between lGaAs barrier layers is stacked. Further, n is formed on a partial region of the active layer 1003.
A first upper reflector 1004 comprising an alternately laminated multilayer film of type AlAs and n-type AlGaAs is stacked, and high resistance AlAs and AlGaAs are provided outside the first upper reflector 1004.
A second upper reflector 1005 composed of alternately laminated multilayer films of n-type AlAs and n-type AlGa
After the As alternately laminated multilayer film is laminated on the entire surface, the outer portion can be formed by increasing the resistance of the outer portion by, for example, ion implantation. On the second upper reflector 1005, a light receiving layer 1006 made of high purity GaAs is laminated. First upper reflector 1004, active layer 1003 and lower reflector 100
2 form a surface emitting laser 1007, and first and second electrodes 1008 and 1009 are formed as a positive electrode and a negative electrode of the surface emitting laser 1007. On the other hand, a comb electrode 1010 is formed on the light receiving layer 1006,
It is an M-type light receiving element 1011. Surface emitting laser 1
007, the output light 1 goes to the first upper reflector 1004 side.
012 is emitted and the core 1014 of the optical fiber 1013
Incident on. The optical fiber 1013 is the first upper reflector 1
004 is fixed almost vertically to the semiconductor substrate 1001 with its tip close to. Also, the optical fiber 1013
The input light 1015 is emitted from the core 1014 of the light receiving element 1014 and enters the light receiving element 1011.
【0057】本装置は、基板上に面発光レーザ1006
と受光素子1011を順次積層したモノリシック受発光
装置であり、受光素子1011は独立の入力光1015
を受光する。また、面発光レーザ1007からの出力光
1012と、受光素子1011への入力光1015は同
一の光ファイバ1013を伝搬する。The present apparatus has a surface emitting laser 1006 on a substrate.
And a light receiving element 1011 are sequentially stacked, and the light receiving element 1011 has independent input light 1015.
Is received. The output light 1012 from the surface emitting laser 1007 and the input light 1015 to the light receiving element 1011 propagate through the same optical fiber 1013.
【0058】なお、以上の実施の形態7から実施の形態
10では、面発光レーザの材料はGaAs基板上のGa
As/AlGaAs/AlAs系、受光素子の材料はG
aAsであるとしてきたが、これ以外の材料を用いて構
成することも可能である。半導体基板は入力光あるいは
出力光に対して透明である必要はない。ただし、受光素
子と面発光レーザは同一の半導体基板上に積層して形成
されるので、両者の材料系が格子整合している必要があ
る。In the seventh to tenth embodiments, the surface emitting laser is made of Ga on a GaAs substrate.
As / AlGaAs / AlAs system, the material of the light receiving element is G
Although aAs has been described, it is also possible to use other materials. The semiconductor substrate does not need to be transparent to input light or output light. However, since the light receiving element and the surface emitting laser are formed by being laminated on the same semiconductor substrate, it is necessary that both material systems are lattice-matched.
【0059】(実施の形態11)図11は半導体受発光
装置の断面図である。p型Siよりなる半導体基板11
01上に半導体薄膜1102が固定されている。半導体
薄膜1102は、p型AlAsとp型AlGaAsの交
互積層多層膜よりなる下部反射器1103、GaAs井
戸層がAlGaAs障壁層に挟まれた構成の活性層11
04、n型AlAsとn型AlGaAsの交互積層多層
膜よりなる上部反射器1105よりなる。上部反射器1
105および活性層1104をメサエッチングすること
で面発光レーザ1106が形成されている。一方、半導
体基板1101上には、低濃度p型Siよりなるエピ層
1107とn型不純物を拡散した拡散層1108があ
り、これらによって受光素子1109が形成されてい
る。面発光レーザ1106と受光素子1109が対向配
置されるように半導体基板1101と半導体薄膜110
2は位置合せされている。面発光レーザ1106の下部
反射器1103から第1の出力光1110が出射され
る。また、面発光レーザ1106の上部反射器1105
から第2の出力光1111が出射され、受光素子110
9に入射する。(Embodiment 11) FIG. 11 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. Semiconductor substrate 11 made of p-type Si
The semiconductor thin film 1102 is fixed on the semiconductor device 110. The semiconductor thin film 1102 includes a lower reflector 1103 composed of an alternately laminated multilayer film of p-type AlAs and p-type AlGaAs, and an active layer 11 having a configuration in which a GaAs well layer is sandwiched between AlGaAs barrier layers.
04, an upper reflector 1105 comprising an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type AlGaAs. Top reflector 1
The surface emitting laser 1106 is formed by mesa etching of the active layer 105 and the active layer 1104. On the other hand, on the semiconductor substrate 1101, there are an epi layer 1107 made of low-concentration p-type Si and a diffusion layer 1108 in which n-type impurities are diffused, and these form a light-receiving element 1109. The semiconductor substrate 1101 and the semiconductor thin film 110 are arranged such that the surface emitting laser 1106 and the light receiving element 1109 are arranged to face each other.
2 is aligned. The first output light 1110 is emitted from the lower reflector 1103 of the surface emitting laser 1106. Also, the upper reflector 1105 of the surface emitting laser 1106
A second output light 1111 is emitted from the light receiving element 110
9 is incident.
【0060】半導体基板1101上には、第1の絶縁膜
1112が堆積され、その上に配線1113が形成され
ている。また、半導体薄膜1102上には、第2の絶縁
膜1114が堆積され、その上に第1および第2の電極
1115、1116が形成されている。第1および第2
の電極1115、1116は、面発光レーザ1106の
正極および負極である。これら第1および第2の電極1
115、1116は、配線1113に圧着され、樹脂1
117によって固定されている。樹脂1117は透明な
ので、面発光レーザ1106から出射された第2の出力
光1111は、遮光されることなく受光素子1109に
入射する。また、受光素子1109の正極および負極と
して、第3および第4の電極1118、1119が形成
されている。A first insulating film 1112 is deposited on a semiconductor substrate 1101, and a wiring 1113 is formed thereon. Further, a second insulating film 1114 is deposited on the semiconductor thin film 1102, and first and second electrodes 1115 and 1116 are formed thereon. First and second
Electrodes 1115 and 1116 are a positive electrode and a negative electrode of the surface emitting laser 1106. These first and second electrodes 1
115 and 1116 are pressed against the wiring 1113 and the resin 1
117. Since the resin 1117 is transparent, the second output light 1111 emitted from the surface emitting laser 1106 enters the light receiving element 1109 without being blocked. Further, third and fourth electrodes 1118 and 1119 are formed as a positive electrode and a negative electrode of the light receiving element 1109.
【0061】以上の構成により、面発光レーザ1106
と、面発光レーザ1106からの出力光をモニターする
受光素子1109をハイブリッド集積することができ
る。また、面発光レーザ1106が形成された半導体薄
膜1102と受光素子1109が形成された半導体基板
1101は透明な樹脂1117によって固定されている
ので、実装が容易であるのみならず、モニター用の第2
の出力光1111が遮光されることもない。本装置の製
造方法としては、第1の半導体基板上に受光素子を形成
し、第2の半導体基板上に面発光レーザを形成し、受光
素子と面発光レーザが対向するように第2の半導体基板
を第1の半導体基板上にフェイスダウン実装するのであ
るが、この後第2の半導体基板をエッチングにより除去
する。このため、半導体基板としては第1の半導体基板
のみが存在することになるので、これを単に半導体基板
1101と称している。また、第2の半導体基板を除去
された面発光レーザは半導体薄膜1102として残る。
ここで、第2の半導体基板を除去するのは、第2の半導
体基板が第1の出力光を透過しないためである。本構成
は、面発光レーザ1106と、面発光レーザ1106か
らの出力光をモニターする受光素子1109を同一パッ
ケージに実装したという点では実施の形態1と同じであ
るが、面発光レーザ1106からの出力光に対して不透
明な基板をフェイスダウン実装後に除去したという点が
異なる。With the above configuration, the surface emitting laser 1106
The light receiving element 1109 for monitoring the output light from the surface emitting laser 1106 can be hybridly integrated. Further, since the semiconductor thin film 1102 on which the surface emitting laser 1106 is formed and the semiconductor substrate 1101 on which the light receiving element 1109 is formed are fixed by the transparent resin 1117, not only the mounting is easy, but also the second monitor
Output light 1111 is not blocked. As a method of manufacturing this device, a light receiving element is formed on a first semiconductor substrate, a surface emitting laser is formed on a second semiconductor substrate, and a second semiconductor is formed so that the light receiving element and the surface emitting laser face each other. The substrate is mounted face-down on the first semiconductor substrate. Thereafter, the second semiconductor substrate is removed by etching. Therefore, only the first semiconductor substrate exists as the semiconductor substrate, and this is simply referred to as a semiconductor substrate 1101. The surface emitting laser from which the second semiconductor substrate has been removed remains as a semiconductor thin film 1102.
Here, the second semiconductor substrate is removed because the second semiconductor substrate does not transmit the first output light. This configuration is the same as that of the first embodiment in that the surface emitting laser 1106 and the light receiving element 1109 for monitoring the output light from the surface emitting laser 1106 are mounted in the same package. The difference is that the substrate opaque to light is removed after face-down mounting.
【0062】(実施の形態12)図12は半導体受発光
装置の断面図である。p型Siよりなる半導体基板12
01上に半導体薄膜1202が固定されている。半導体
薄膜1202は、p型AlAsとp型AlGaAsの交
互積層多層膜よりなる下部反射器1203、GaAs井
戸層がAlGaAs障壁層に挟まれた構成の活性層12
04、n型AlAsとn型AlGaAsの交互積層多層
膜よりなる上部反射器1205よりなる。上部反射器1
205および活性層1204をメサエッチングすること
で面発光レーザ1206が形成されている。一方、半導
体基板1201上には、低濃度p型Siよりなるエピ層
1207とn型不純物を拡散した拡散層1208があ
り、これらによって受光素子1209が形成されてい
る。面発光レーザ1206と受光素子1209が対向配
置されるように半導体基板1201と半導体薄膜120
2は位置合せされている。面発光レーザ1206の下部
反射器1203から出力光1210が出射され、光ファ
イバ1211のコア1212に入射する。また、光ファ
イバ1211のコア1212から入力光1213が出射
され、半導体薄膜1202を透過して受光素子1209
に入射する。(Embodiment 12) FIG. 12 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. Semiconductor substrate 12 made of p-type Si
01, a semiconductor thin film 1202 is fixed. The semiconductor thin film 1202 includes a lower reflector 1203 composed of an alternately laminated multilayer film of p-type AlAs and p-type AlGaAs, and an active layer 12 having a structure in which a GaAs well layer is sandwiched between AlGaAs barrier layers.
04, comprising an upper reflector 1205 comprising an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type AlGaAs. Top reflector 1
The surface emitting laser 1206 is formed by mesa etching of the active layer 205 and the active layer 1204. On the other hand, on the semiconductor substrate 1201, there are an epi layer 1207 made of low-concentration p-type Si and a diffusion layer 1208 in which n-type impurities are diffused, and these form a light receiving element 1209. The semiconductor substrate 1201 and the semiconductor thin film 120 are arranged such that the surface emitting laser 1206 and the light receiving element 1209 are arranged to face each other.
2 is aligned. Output light 1210 is emitted from the lower reflector 1203 of the surface emitting laser 1206 and enters the core 1212 of the optical fiber 1211. Also, input light 1213 is emitted from the core 1212 of the optical fiber 1211, passes through the semiconductor thin film 1202, and passes through the light receiving element 1209.
Incident on.
【0063】半導体基板1201上には、第1の絶縁膜
1214が堆積され、その上に配線1214が形成され
ている。また、半導体薄膜1202上には、第2の絶縁
膜1216が堆積され、その上に第1および第2の電極
1217、1218が形成されている。第1および第2
の電極1217、1218は、面発光レーザ1206の
正極および負極である。これら第1および第2の電極1
217、1218は、配線1214に圧着され、樹脂1
219によって固定されている。また、受光素子120
9の正極および負極として、第3および第4の電極12
20、1221が形成されている。On a semiconductor substrate 1201, a first insulating film 1214 is deposited, and a wiring 1214 is formed thereon. Further, a second insulating film 1216 is deposited on the semiconductor thin film 1202, and first and second electrodes 1217 and 1218 are formed thereon. First and second
The electrodes 1217 and 1218 are the positive and negative electrodes of the surface emitting laser 1206. These first and second electrodes 1
217 and 1218 are pressed against the wiring 1214 and the resin 1
219. Also, the light receiving element 120
9 as a positive electrode and a negative electrode,
20, 1221 are formed.
【0064】以上の構成により、光ファイバ1211に
向けて出力光1210を出射する面発光レーザ1206
と、光ファイバ1211から入射する入力光1213を
受光する受光素子1209をハイブリッド集積すること
ができる。本構成では、面発光レーザ1206からの出
力光は受光素子側には出射されない。また、入力光12
13と出力光1210の波長が異なり、入力光1213
に対する下部反射器1203の反射率が、出力光121
0に対する下部反射器1203の反射率よりも低い。す
なわち、下部反射器1203を入力光1213に対して
透明にすることで入力光1213が受光素子1209に
入射するようにしている。例えば、出力光1210の波
長が0.85μmとなるように下部反射器1203の交
互積層多層膜の厚さを設定すれば、波長0.78μmの
入力光はこの下部反射器1203を容易に透過すること
ができる。With the above configuration, the surface emitting laser 1206 that emits the output light 1210 toward the optical fiber 1211
Then, the light receiving element 1209 that receives the input light 1213 incident from the optical fiber 1211 can be hybrid-integrated. In this configuration, the output light from the surface emitting laser 1206 is not emitted to the light receiving element side. The input light 12
13 and the output light 1210 have different wavelengths.
Is lower than the output light 121.
0 is lower than the reflectance of the lower reflector 1203. That is, by making the lower reflector 1203 transparent to the input light 1213, the input light 1213 is made to enter the light receiving element 1209. For example, if the thickness of the alternately laminated multilayer film of the lower reflector 1203 is set so that the wavelength of the output light 1210 is 0.85 μm, the input light having the wavelength of 0.78 μm easily transmits through the lower reflector 1203. be able to.
【0065】(実施の形態13)図13は半導体受発光
装置の断面図である。p型Siよりなる半導体基板13
01上に半導体薄膜1302が固定されている。半導体
薄膜1302は、AlGaAsよりなるエッチング停止
層1303、p型AlAsとp型AlGaAsの交互積
層多層膜よりなる下部反射器1304、GaAs井戸層
がAlGaAs障壁層に挟まれた構成の活性層130
5、n型AlAsとn型AlGaAsの交互積層多層膜
よりなる上部反射器1306よりなる。上部反射器13
06、活性層1305および下部反射器1304をメサ
エッチングすることで面発光レーザ1307が形成され
ている。一方、半導体基板1301上には、低濃度p型
Siよりなるエピ層1308とn型不純物を拡散した拡
散層1309があり、これらによって受光素子1310
が形成されている。面発光レーザ1307と受光素子1
310が対向配置されるように半導体基板1301と半
導体薄膜1302は位置合せされている。面発光レーザ
1307の下部反射器1304から出力光1311が出
射され、光ファイバ1312のコア1313に入射す
る。また、光ファイバ1312のコア1313から入力
光1314が出射され、半導体薄膜1302を透過して
受光素子1310に入射する。(Embodiment 13) FIG. 13 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. Semiconductor substrate 13 made of p-type Si
01, a semiconductor thin film 1302 is fixed. The semiconductor thin film 1302 includes an etching stop layer 1303 made of AlGaAs, a lower reflector 1304 made of an alternately laminated multilayer film of p-type AlAs and p-type AlGaAs, and an active layer 130 having a GaAs well layer sandwiched between AlGaAs barrier layers.
5. An upper reflector 1306 comprising an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type AlGaAs. Upper reflector 13
06, the active layer 1305 and the lower reflector 1304 are mesa-etched to form a surface emitting laser 1307. On the other hand, on the semiconductor substrate 1301, there are an epi layer 1308 made of low-concentration p-type Si and a diffusion layer 1309 in which n-type impurities are diffused.
Are formed. Surface emitting laser 1307 and light receiving element 1
The semiconductor substrate 1301 and the semiconductor thin film 1302 are aligned with each other so that 310 is opposed to the semiconductor substrate 1301. Output light 1311 is emitted from the lower reflector 1304 of the surface emitting laser 1307 and enters the core 1313 of the optical fiber 1312. Further, input light 1314 is emitted from the core 1313 of the optical fiber 1312, passes through the semiconductor thin film 1302, and enters the light receiving element 1310.
【0066】半導体基板1301上には、第1の絶縁膜
1315が堆積され、その上に配線1316が形成され
ている。また、半導体薄膜1302上には、第2の絶縁
膜1317が堆積され、その上に第1および第2の電極
1318、1319が形成されている。第1および第2
の電極1318、1319は、面発光レーザ1307の
正極および負極である。これら第1および第2の電極1
318、1319は、配線1316に圧着され、樹脂1
320によって固定されている。また、受光素子131
0の正極および負極として、第3および第4の電極13
21、1322が形成されている。A first insulating film 1315 is deposited on a semiconductor substrate 1301, and a wiring 1316 is formed thereon. Further, a second insulating film 1317 is deposited on the semiconductor thin film 1302, and first and second electrodes 1318 and 1319 are formed thereon. First and second
Electrodes 1318 and 1319 are the positive and negative electrodes of the surface emitting laser 1307. These first and second electrodes 1
318 and 1319 are crimped to the wiring 1316 and the resin 1
320. Also, the light receiving element 131
The third and fourth electrodes 13 as positive and negative electrodes of
21, 1322 are formed.
【0067】以上の構成により、光ファイバ1312に
向けて出力光1311を出射する面発光レーザ1307
と、光ファイバ1312から入射する入力光1314を
受光する受光素子1310をハイブリッド集積すること
ができる。本構成では、面発光レーザ1307からの出
力光は受光素子側には出射されない。また、入力光13
14が下部反射器1304を横切る位置での入力光13
14の断面積よりも下部反射器1304の面積を小さく
する。これは、下部反射器1304によって入力光13
14が反射されるのを防ぐためである。活性層1305
および上部反射器1306の面積は、下部反射器130
4の面積よりも小さいので、面発光レーザ1307の周
囲を透過した入力光1314が受光素子1310に入射
することになる。本装置では、第2の半導体基板を除去
後の半導体薄膜の主要部分としてエッチング停止層を有
する構成とし、下部反射器の面積を小さくすることを可
能にしている。With the above configuration, the surface emitting laser 1307 emitting the output light 1311 toward the optical fiber 1312
Then, the light receiving element 1310 for receiving the input light 1314 incident from the optical fiber 1312 can be hybrid-integrated. In this configuration, the output light from the surface emitting laser 1307 is not emitted to the light receiving element side. Also, the input light 13
The input light 13 at the position where 14 crosses the lower reflector 1304
The area of the lower reflector 1304 is made smaller than the cross-sectional area of the lower reflector 14. This is due to the input light 13
This is to prevent the reflection of the light beam 14. Active layer 1305
And the area of the upper reflector 1306 is
4, the input light 1314 transmitted around the surface emitting laser 1307 enters the light receiving element 1310. In this apparatus, an etching stop layer is provided as a main part of the semiconductor thin film after the removal of the second semiconductor substrate, so that the area of the lower reflector can be reduced.
【0068】(実施の形態14)図14は半導体受発光
装置の断面図である。p型Siよりなる半導体基板14
01上に半導体薄膜1402が固定されている。半導体
薄膜1402は、AlGaAsよりなるエッチング停止
層1403、p型AlAsとp型AlGaAsの交互積
層多層膜よりなる下部反射器1404、GaAs井戸層
がAlGaAs障壁層に挟まれた構成の活性層140
5、n型AlAsとn型AlGaAsの交互積層多層膜
よりなる上部反射器1406よりなる。上部反射器14
06、活性層1405および下部反射器1404をメサ
エッチングすることで面発光レーザ1407が形成され
ている。一方、半導体基板1401上には、低濃度p型
Siよりなるエピ層1408とn型不純物を拡散した拡
散層1409があり、これらによって受光素子1410
が形成されている。面発光レーザ1407と受光素子1
410が対向配置されるように半導体基板1401と半
導体薄膜1402は位置合せされている。面発光レーザ
1407の下部反射器1404から第1の出力光141
1が出射され、光ファイバ1412のコア1413に入
射する。また、面発光レーザ1407の上部反射器14
06から第2の出力光1414が出射され、受光素子1
410に入射する。さらに、光ファイバ1412のコア
1413から入力光1415が出射され、半導体薄膜1
402を透過して受光素子1410に入射する。(Embodiment 14) FIG. 14 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. Semiconductor substrate 14 made of p-type Si
01, a semiconductor thin film 1402 is fixed. The semiconductor thin film 1402 includes an etching stop layer 1403 made of AlGaAs, a lower reflector 1404 made of an alternately laminated multilayer film of p-type AlAs and p-type AlGaAs, and an active layer 140 having a GaAs well layer sandwiched between AlGaAs barrier layers.
5. An upper reflector 1406 comprising an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type AlGaAs. Upper reflector 14
06, the active layer 1405 and the lower reflector 1404 are mesa-etched to form a surface emitting laser 1407. On the other hand, on the semiconductor substrate 1401, there are an epi layer 1408 made of low-concentration p-type Si and a diffusion layer 1409 in which n-type impurities are diffused.
Are formed. Surface emitting laser 1407 and light receiving element 1
The semiconductor substrate 1401 and the semiconductor thin film 1402 are aligned with each other so that the semiconductor devices 410 are arranged to face each other. First output light 141 from lower reflector 1404 of surface emitting laser 1407
1 is emitted and enters the core 1413 of the optical fiber 1412. The upper reflector 14 of the surface emitting laser 1407
06, the second output light 1414 is emitted, and the light receiving element 1
It is incident on 410. Further, input light 1415 is emitted from the core 1413 of the optical fiber 1412, and the semiconductor thin film 1
The light passes through 402 and enters the light receiving element 1410.
【0069】半導体基板1401上には、第1の絶縁膜
1416が堆積され、その上に配線1417が形成され
ている。また、半導体薄膜1402上には、第2の絶縁
膜1418が堆積され、その上に第1および第2の電極
1419、1420が形成されている。第1および第2
の電極1419、1420は、面発光レーザ1407の
正極および負極である。これら第1および第2の電極1
419、1420は、配線1417に圧着され、樹脂1
421によって固定されている。また、受光素子141
0の正極および負極として、第3および第4の電極14
22、1423が形成されている。A first insulating film 1416 is deposited on a semiconductor substrate 1401, and a wiring 1417 is formed thereon. Further, a second insulating film 1418 is deposited on the semiconductor thin film 1402, and first and second electrodes 1419 and 1420 are formed thereon. First and second
The electrodes 1419 and 1420 are the positive and negative electrodes of the surface emitting laser 1407. These first and second electrodes 1
419 and 1420 are crimped to the wiring 1417 and the resin 1
421. Also, the light receiving element 141
The third and fourth electrodes 14 as positive and negative electrodes
22 and 1423 are formed.
【0070】以上の構成により、光ファイバ1412に
向けて第1の出力光1411を出射する面発光レーザ1
407と、面発光レーザ1407から出射される第2の
出力光1414および光ファイバ1412から入射する
入力光1415を受光する受光素子1410をハイブリ
ッド集積することができる。本装置における受光素子1
410は、面発光レーザ1407のモニター受光素子と
しての機能と、独立の入力光を受光する機能を併せ持っ
ている。面発光レーザ1407が発光している際にはモ
ニター受光素子となり、面発光レーザ1407が発光し
ていない時には独立の受光素子となる。これは、1本の
光ファイバで交互に送信・受信を行ういわゆるピンポン
伝送に対応した機能である。この際、受光素子1410
の後段に接続する増幅器のダイナミックレンジを考える
と、第2の出力光1414と入力光1415のパワーが
同程度であることが望ましい。一般に入力光1415の
パワーは第1の出力光1411のパワーに比べて小さく
なるので、第1の出力光1411のパワーに比べて第2
の出力光1414のパワーを小さくする必要がある。こ
のためには、第1および第2の出力光1411、141
4に対する上部反射器1406の反射率を下部反射器1
404の反射率よりも高くすればよい。With the above configuration, the surface emitting laser 1 that emits the first output light 1411 toward the optical fiber 1412
407 and a light receiving element 1410 that receives the second output light 1414 emitted from the surface emitting laser 1407 and the input light 1415 incident from the optical fiber 1412 can be hybrid-integrated. Light receiving element 1 in this device
Reference numeral 410 has both a function as a monitor light receiving element of the surface emitting laser 1407 and a function of receiving independent input light. When the surface emitting laser 1407 emits light, it becomes a monitor light receiving element, and when the surface emitting laser 1407 does not emit light, it becomes an independent light receiving element. This is a function corresponding to so-called ping-pong transmission in which transmission and reception are alternately performed with one optical fiber. At this time, the light receiving element 1410
Considering the dynamic range of the amplifier connected to the subsequent stage, it is desirable that the powers of the second output light 1414 and the input light 1415 are approximately equal. In general, the power of the input light 1415 is smaller than the power of the first output light 1411, so that the second power is smaller than the power of the first output light 1411.
It is necessary to reduce the power of the output light 1414. For this purpose, the first and second output light 1411, 141
The reflectance of the upper reflector 1406 with respect to the lower reflector 1
What is necessary is just to make it higher than the reflectance of 404.
【0071】(実施の形態15)図15は半導体受発光
装置の断面図である。p型Siよりなる半導体基板15
01上に半導体薄膜1502が固定されている。半導体
薄膜1502は、AlGaAsよりなるエッチング停止
層1503、p型AlAsとp型AlGaAsの交互積
層多層膜よりなる下部反射器1504、GaAs井戸層
がAlGaAs障壁層に挟まれた構成の活性層150
5、n型AlAsとn型AlGaAsの交互積層多層膜
よりなる上部反射器1506よりなる。上部反射器15
06、活性層1505および下部反射器1504をメサ
エッチングすることで面発光レーザ1507が形成され
ている。一方、半導体基板1501上には、低濃度p型
Siよりなるエピ層1508とn型不純物を拡散した拡
散層1509があり、これらによって第1の受光素子1
510および第2の受光素子1511が形成されてい
る。ここで、第2の受光素子1511は第1の受光素子
1510の外側にリング状に形成され、分離溝1512
によって電気的に分離されている。面発光レーザ150
7と第1の受光素子1510が対向配置されるように半
導体基板1501と半導体薄膜1502は位置合せされ
ている。面発光レーザ1507の下部反射器1504か
ら第1の出力光1513が出射され、光ファイバ151
4のコア1515に入射する。また、面発光レーザ15
07の上部反射器1506から第2の出力光1516が
出射され、第1の受光素子1510に入射する。さら
に、光ファイバ1514のコア1515から入力光15
17が出射され、半導体薄膜1502を透過して第2の
受光素子1511に入射する。(Embodiment 15) FIG. 15 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. Semiconductor substrate 15 made of p-type Si
01, a semiconductor thin film 1502 is fixed. The semiconductor thin film 1502 includes an etching stop layer 1503 made of AlGaAs, a lower reflector 1504 made of an alternately laminated multilayer film of p-type AlAs and p-type AlGaAs, and an active layer 150 having a GaAs well layer sandwiched between AlGaAs barrier layers.
5. An upper reflector 1506 comprising an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type AlGaAs. Top reflector 15
06, the active layer 1505, and the lower reflector 1504 are mesa-etched to form a surface emitting laser 1507. On the other hand, on the semiconductor substrate 1501, there are an epi layer 1508 made of low-concentration p-type Si and a diffusion layer 1509 in which n-type impurities are diffused.
510 and a second light receiving element 1511 are formed. Here, the second light receiving element 1511 is formed in a ring shape outside the first light receiving element 1510,
Is electrically isolated by Surface emitting laser 150
The semiconductor substrate 1501 and the semiconductor thin film 1502 are aligned with each other such that the first light receiving element 1510 and the first light receiving element 1510 are opposed to each other. The first output light 1513 is emitted from the lower reflector 1504 of the surface emitting laser 1507, and is output from the optical fiber 151.
4 core 1515. The surface emitting laser 15
The second output light 1516 is emitted from the upper reflector 1506 at 07 and enters the first light receiving element 1510. Further, the input light 15 is transmitted from the core 1515 of the optical fiber 1514.
17 is emitted, passes through the semiconductor thin film 1502, and enters the second light receiving element 1511.
【0072】半導体基板1501上には、第1の絶縁膜
1518が堆積され、その上に配線1519が形成され
ている。また、半導体薄膜1502上には、第2の絶縁
膜1520が堆積され、その上に第1および第2の電極
1521、1522が形成されている。第1および第2
の電極1521、1522は、面発光レーザ1507の
正極および負極である。これら第1および第2の電極1
521、1522は、配線1519に圧着され、樹脂1
523によって固定されている。また、第1および第2
の受光素子1510、1511の正極および負極とし
て、第3および第4の電極1524、1525が形成さ
れている。On a semiconductor substrate 1501, a first insulating film 1518 is deposited, and a wiring 1519 is formed thereon. Further, a second insulating film 1520 is deposited on the semiconductor thin film 1502, and first and second electrodes 1521 and 1522 are formed thereon. First and second
Are the positive and negative electrodes of the surface emitting laser 1507. These first and second electrodes 1
521 and 1522 are crimped to the wiring 1519 and the resin 1
523. In addition, the first and second
Third and fourth electrodes 1524 and 1525 are formed as positive and negative electrodes of the light receiving elements 1510 and 1511.
【0073】以上の構成により、光ファイバ1514に
向けて第1の出力光1513を出射する面発光レーザ1
507、面発光レーザ1507から出射される第2の出
力光1516を受光する第1の受光素子1510、およ
び光ファイバ1514から入射する入力光1517を受
光する第2の受光素子1511をハイブリッド集積する
ことができる。本装置では、第1の受光素子1510は
面発光レーザ1507のモニター機能を有しており、第
2の受光素子1511は独立の入力光を受光する機能を
有している。すなわち、受光素子を2個にしたことで、
モニターと独立受光を同時に行うことができる。With the above configuration, the surface emitting laser 1 that emits the first output light 1513 toward the optical fiber 1514
507, hybrid integration of a first light receiving element 1510 for receiving a second output light 1516 emitted from a surface emitting laser 1507, and a second light receiving element 1511 for receiving an input light 1517 incident from an optical fiber 1514; Can be. In this device, the first light receiving element 1510 has a function of monitoring the surface emitting laser 1507, and the second light receiving element 1511 has a function of receiving independent input light. That is, by using two light receiving elements,
Monitor and independent light reception can be performed simultaneously.
【0074】(実施の形態16)図16は半導体受発光
装置の断面図である。n型Siよりなる半導体基板16
01上に半導体薄膜1602が固定されている。半導体
薄膜1602は、AlGaAsよりなるエッチング停止
層1603、p型AlAsとp型AlGaAsの交互積
層多層膜よりなる下部反射器1604、GaAs井戸層
がAlGaAs障壁層に挟まれた構成の活性層160
5、n型AlAsとn型AlGaAsの交互積層多層膜
よりなる上部反射器1606よりなる。上部反射器16
06、活性層1605および下部反射器1604をメサ
エッチングすることで面発光レーザ1607が形成され
ている。一方、半導体基板1601上には、低濃度n型
Siよりなるコレクタ1608とp型不純物を拡散した
ベース1609、およびn型不純物を拡散したエミッタ
1610があり、これらによってフォトトランジスタと
して機能する受光素子1611が形成されている。面発
光レーザ1607と受光素子1611が対向配置される
ように半導体薄膜1602と半導体基板1601は位置
合せされている。面発光レーザ1607の下部反射器1
604から第1の出力光1612が出射され、光ファイ
バ1613のコア1614に入射する。また、面発光レ
ーザ1607の上部反射器1606から第2の出力光1
615が出射され、受光素子1611に入射する。さら
に、光ファイバ1613のコア1614から入力光16
16が出射され、半導体薄膜1602透過して受光素子
1611に入射する。(Embodiment 16) FIG. 16 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. Semiconductor substrate 16 made of n-type Si
01, a semiconductor thin film 1602 is fixed. The semiconductor thin film 1602 includes an etching stop layer 1603 made of AlGaAs, a lower reflector 1604 made of an alternately laminated multilayer film of p-type AlAs and p-type AlGaAs, and an active layer 160 having a GaAs well layer sandwiched between AlGaAs barrier layers.
5. An upper reflector 1606 comprising an alternately laminated multilayer film of n-type AlAs and n-type AlGaAs. Upper reflector 16
06, the active layer 1605 and the lower reflector 1604 are mesa-etched to form a surface emitting laser 1607. On the other hand, on a semiconductor substrate 1601, there are a collector 1608 made of low-concentration n-type Si, a base 1609 in which p-type impurities are diffused, and an emitter 1610 in which n-type impurities are diffused. Are formed. The semiconductor thin film 1602 and the semiconductor substrate 1601 are aligned so that the surface emitting laser 1607 and the light receiving element 1611 are arranged to face each other. Lower reflector 1 of surface emitting laser 1607
The first output light 1612 is emitted from 604 and enters the core 1614 of the optical fiber 1613. The second output light 1 from the upper reflector 1606 of the surface emitting laser 1607
615 is emitted and enters the light receiving element 1611. Further, the input light 16 from the core 1614 of the optical fiber 1613
16 is emitted, passes through the semiconductor thin film 1602, and enters the light receiving element 1611.
【0075】半導体基板1601上には、第1の絶縁膜
1617が堆積され、その上に第1および第2の配線1
618、1619が形成されている。また、半導体薄膜
1602上には、第2の絶縁膜1620が堆積され、そ
の上に第1および第2の電極1621、1622が形成
されている。第1および第2の電極1621、1622
は、面発光レーザ1607の正極および負極である。こ
れら第1および第2の電極1621、1622は、それ
ぞれ第1および第2の配線1618、1619に圧着さ
れ、樹脂1623によって固定されている。また、受光
素子1611のエミッタ電極およびコレクタ電極とし
て、第3および第4の電極1624、1625が形成さ
れている。さらに、第1の配線1618は第3の電極1
624と接続されている。On the semiconductor substrate 1601, a first insulating film 1617 is deposited, and the first and second wirings 117 are formed thereon.
618 and 1619 are formed. Further, a second insulating film 1620 is deposited on the semiconductor thin film 1602, and first and second electrodes 1621 and 1622 are formed thereon. First and second electrodes 1621, 1622
Are a positive electrode and a negative electrode of the surface emitting laser 1607. These first and second electrodes 1621 and 1622 are press-bonded to first and second wirings 1618 and 1619, respectively, and fixed by resin 1623. Further, third and fourth electrodes 1624 and 1625 are formed as an emitter electrode and a collector electrode of the light receiving element 1611. Further, the first wiring 1618 is connected to the third electrode 1
624.
【0076】以上の構成により、光ファイバ1613に
向けて第1の出力光1612を出射する面発光レーザ1
607と、面発光レーザ1607から出射される第2の
出力光1615および光ファイバ1607から入射する
入力光1616を受光する受光素子1611をハイブリ
ッド集積することができる。ここで、面発光レーザ16
07と受光素子1611は電気的に直列に接続されてお
り、受光素子1611は増幅作用を有するフォトトラン
ジスタとなっている。すなわち、面発光レーザ1607
から出射された第2の出力光1615が受光素子161
1に入射する光正帰還作用によって、本装置は光双安定
素子として機能する。With the above configuration, the surface emitting laser 1 that emits the first output light 1612 toward the optical fiber 1613
607 and the light receiving element 1611 that receives the second output light 1615 emitted from the surface emitting laser 1607 and the input light 1616 incident from the optical fiber 1607 can be hybrid-integrated. Here, the surface emitting laser 16
07 and the light receiving element 1611 are electrically connected in series, and the light receiving element 1611 is a phototransistor having an amplifying action. That is, the surface emitting laser 1607
The second output light 1615 emitted from the light receiving element 161
The device functions as an optical bistable element by the optical positive feedback action incident on 1.
【0077】なお、以上の実施の形態11から実施の形
態16では、面発光レーザの材料はGaAs基板上のG
aAs/AlGaAs/AlAs系、受光素子の材料は
Siであるとしてきたが、これ以外の材料を用いて構成
することも可能である。受光素子が形成された第1の半
導体基板と面発光レーザが形成された第2の半導体基板
は樹脂によって固定されるので、格子整合している必要
はない。また、面発光レーザを構成する際の基板は、エ
ッチング除去されるので、入力光あるいは出力光に対し
て透明でなければならないという制約もない。In the eleventh to sixteenth embodiments, the material of the surface emitting laser is G on a GaAs substrate.
Although the material of the aAs / AlGaAs / AlAs system and the light receiving element has been described as Si, it is also possible to use other materials. Since the first semiconductor substrate on which the light receiving element is formed and the second semiconductor substrate on which the surface emitting laser is formed are fixed by a resin, they need not be lattice-matched. In addition, since the substrate for forming the surface emitting laser is etched away, there is no restriction that the substrate must be transparent to input light or output light.
【0078】(実施の形態17)図17は半導体受発光
装置の断面図である。n型InPよりなる半導体基板1
701上に半導体薄膜1702が固定されている。半導
体薄膜1702は、InGaAsPよりなるエッチング
停止層1703、InGaAsP井戸層がInP障壁層
に挟まれた構成の活性層1704よりなる。活性層17
04上には誘電体多層膜よりなる上部反射器1705が
堆積され、エッチング停止層1703上には誘電体多層
膜よりなる下部反射器1706が堆積されている。上部
反射器1705、活性層1704および下部反射器17
06によって、面発光レーザ1707が形成されてい
る。一方、半導体基板1701上には、低濃度n型In
GaAsよりなるエピ層1708とp型不純物を拡散し
た拡散層1709があり、これらによって受光素子17
10が形成されている。面発光レーザ1707と受光素
子1710が対向配置されるように半導体基板1701
と半導体薄膜1702は位置合せされている。面発光レ
ーザ1707の下部反射器1706から第1の出力光1
711が出射される。また、面発光レーザ1707の上
部反射器1705から第2の出力光1712が出射さ
れ、受光素子1710に入射する。(Embodiment 17) FIG. 17 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. Semiconductor substrate 1 made of n-type InP
A semiconductor thin film 1702 is fixed on 701. The semiconductor thin film 1702 includes an etching stop layer 1703 made of InGaAsP, and an active layer 1704 having a structure in which an InGaAsP well layer is sandwiched between InP barrier layers. Active layer 17
An upper reflector 1705 made of a dielectric multilayer is deposited on the substrate 04, and a lower reflector 1706 made of a dielectric multilayer is deposited on the etching stop layer 1703. Upper reflector 1705, active layer 1704 and lower reflector 17
06, a surface emitting laser 1707 is formed. On the other hand, a low-concentration n-type In
There are an epi layer 1708 made of GaAs and a diffusion layer 1709 in which a p-type impurity is diffused.
10 are formed. The semiconductor substrate 1701 is arranged such that the surface emitting laser 1707 and the light receiving element 1710 are arranged to face each other.
And the semiconductor thin film 1702 are aligned. First output light 1 from lower reflector 1706 of surface emitting laser 1707
711 is emitted. The second output light 1712 is emitted from the upper reflector 1705 of the surface emitting laser 1707 and enters the light receiving element 1710.
【0079】半導体基板1701上には、第1の絶縁膜
1713が堆積され、その上に配線1714が形成され
ている。また、半導体薄膜1702上には、第2の絶縁
膜1715が堆積され、その上に第1および第2の電極
1716、1717が形成されている。第1および第2
の電極1716、1717は、面発光レーザ1707の
正極および負極である。これら第1および第2の電極1
716、1717は、配線1714に圧着され、樹脂1
718によって固定されている。樹脂1718は透明な
ので、面発光レーザ1707から出射された第2の出力
光1712は、遮光されることなく受光素子1710に
入射する。また、受光素子1710の正極および負極と
して、第3および第4の電極1719、1720が形成
されている。A first insulating film 1713 is deposited on a semiconductor substrate 1701, and a wiring 1714 is formed thereon. A second insulating film 1715 is deposited on the semiconductor thin film 1702, and first and second electrodes 1716 and 1717 are formed thereon. First and second
The electrodes 1716 and 1717 are the positive and negative electrodes of the surface emitting laser 1707. These first and second electrodes 1
716 and 1717 are crimped to the wiring 1714 and the resin 1
718. Since the resin 1718 is transparent, the second output light 1712 emitted from the surface emitting laser 1707 enters the light receiving element 1710 without being shielded. In addition, third and fourth electrodes 1719 and 1720 are formed as a positive electrode and a negative electrode of the light receiving element 1710.
【0080】以上の構成により、面発光レーザ1707
と、面発光レーザ1707からの出力光をモニターする
受光素子1710をハイブリッド集積することができ
る。また、面発光レーザ1707が形成された半導体薄
膜1702と受光素子1710が形成された半導体基板
1701は透明な樹脂1718によって固定されている
ので、実装が容易であるのみならず、モニター用の第2
の出力光1712が遮光されることもない。本装置の製
造方法としては、第1の半導体基板上に受光素子を形成
し、第2の半導体基板上にエッチング停止層、活性層お
よび上部反射器を形成し、受光素子と面発光レーザが対
向するように第2の半導体基板を第1の半導体基板上に
フェイスダウン実装する。この後第2の半導体基板をエ
ッチングにより除去し、最後に下部反射器を堆積する。
このため、半導体基板としては第1の半導体基板のみが
存在することになるので、これを単に半導体基板170
1と称している。また、第2の半導体基板を除去された
エッチング停止層および活性層は半導体薄膜1702と
して残る。本構成は、面発光レーザと受光素子を同一パ
ッケージに実装し、面発光レーザからの出力光に対して
不透明な基板をフェイスダウン実装後に除去したという
点は実施の形態11と同じであるが、面発光レーザの上
部反射器および下部反射器が半導体多層膜ではなく、誘
電体多層膜であるという点が異なる。すなわち、半導体
多層膜では高反射率が得にくい材料系に対して、面発光
レーザと、面発光レーザからの出力光をモニターする受
光素子を同一パッケージに実装することが可能である。With the above configuration, the surface emitting laser 1707
The light receiving element 1710 for monitoring the output light from the surface emitting laser 1707 can be hybrid-integrated. Further, since the semiconductor thin film 1702 on which the surface emitting laser 1707 is formed and the semiconductor substrate 1701 on which the light receiving element 1710 is formed are fixed by a transparent resin 1718, not only mounting is easy, but also the second monitor.
Output light 1712 is not blocked. As a method of manufacturing this device, a light receiving element is formed on a first semiconductor substrate, an etching stop layer, an active layer, and an upper reflector are formed on a second semiconductor substrate, and the light receiving element and the surface emitting laser face each other. Then, the second semiconductor substrate is mounted face down on the first semiconductor substrate. Thereafter, the second semiconductor substrate is removed by etching, and finally a lower reflector is deposited.
For this reason, only the first semiconductor substrate exists as the semiconductor substrate.
It is called 1. In addition, the etching stop layer and the active layer from which the second semiconductor substrate has been removed remain as a semiconductor thin film 1702. This configuration is the same as the eleventh embodiment in that the surface emitting laser and the light receiving element are mounted in the same package, and the substrate opaque to the output light from the surface emitting laser is removed after face-down mounting, The difference is that the upper reflector and the lower reflector of the surface emitting laser are not semiconductor multilayer films but dielectric multilayer films. That is, it is possible to mount a surface emitting laser and a light receiving element that monitors output light from the surface emitting laser in the same package for a material system in which high reflectance is difficult to obtain with a semiconductor multilayer film.
【0081】(実施の形態18)図18は半導体受発光
装置の断面図である。n型InPよりなる半導体基板1
801上に半導体薄膜1802が固定されている。半導
体薄膜1802は、InGaAsPよりなるエッチング
停止層1803、InGaAsP井戸層がInP障壁層
に挟まれた構成の活性層1804よりなる。活性層18
04上には誘電体多層膜よりなる上部反射器1805が
堆積され、エッチング停止層1803上には誘電体多層
膜よりなる下部反射器1806が堆積されている。上部
反射器1805、活性層1804および下部反射器18
06によって、面発光レーザ1807が形成されてい
る。一方、半導体基板1801上には、低濃度n型In
GaAsよりなるエピ層1808とp型不純物を拡散し
た拡散層1809があり、これらによって受光素子18
10が形成されている。面発光レーザ1807と受光素
子1810が対向配置されるように半導体基板1801
と半導体薄膜1802は位置合せされている。面発光レ
ーザ1807の下部反射器1806から出力光1811
が出射され、光ファイバ1812のコア1813に入射
する。また、光ファイバ1812のコア1813から入
力光1814が出射され、半導体薄膜1802を透過し
て受光素子1810に入射する。(Embodiment 18) FIG. 18 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. Semiconductor substrate 1 made of n-type InP
A semiconductor thin film 1802 is fixed on 801. The semiconductor thin film 1802 includes an etching stop layer 1803 made of InGaAsP, and an active layer 1804 in which an InGaAsP well layer is sandwiched between InP barrier layers. Active layer 18
An upper reflector 1805 made of a dielectric multilayer film is deposited on the substrate 04, and a lower reflector 1806 made of a dielectric multilayer film is deposited on the etching stop layer 1803. Top reflector 1805, active layer 1804 and bottom reflector 18
06, a surface emitting laser 1807 is formed. On the other hand, a low-concentration n-type In
There are an epi layer 1808 made of GaAs and a diffusion layer 1809 in which a p-type impurity is diffused.
10 are formed. The semiconductor substrate 1801 is arranged such that the surface emitting laser 1807 and the light receiving element 1810 are arranged to face each other.
And the semiconductor thin film 1802 are aligned. Output light 1811 from the lower reflector 1806 of the surface emitting laser 1807
Is emitted and enters the core 1813 of the optical fiber 1812. Further, input light 1814 is emitted from the core 1813 of the optical fiber 1812, passes through the semiconductor thin film 1802, and enters the light receiving element 1810.
【0082】半導体基板1801上には、第1の絶縁膜
1815が堆積され、その上に配線1816が形成され
ている。また、半導体薄膜1802上には、第2の絶縁
膜1817が堆積され、その上に第1および第2の電極
1818、1819が形成されている。第1および第2
の電極1818、1819は、面発光レーザ1807の
正極および負極である。これら第1および第2の電極1
818、1819は、配線1817に圧着され、樹脂1
820によって固定されている。また、受光素子181
0の正極および負極として、第3および第4の電極18
21、1822が形成されている。On a semiconductor substrate 1801, a first insulating film 1815 is deposited, and a wiring 1816 is formed thereon. Further, a second insulating film 1817 is deposited on the semiconductor thin film 1802, and first and second electrodes 1818 and 1819 are formed thereon. First and second
Electrodes 1818 and 1819 are the positive and negative electrodes of the surface emitting laser 1807. These first and second electrodes 1
818 and 1819 are pressed against the wiring 1817 and the resin 1
820. Also, the light receiving element 181
The third and fourth electrodes 18 as positive and negative electrodes
21, 1822 are formed.
【0083】以上の構成により、光ファイバ1812に
向けて出力光1811を出射する面発光レーザ1807
と、光ファイバ1812から入射する入力光1814を
受光する受光素子1810をハイブリッド集積すること
ができる。本構成では、面発光レーザ1807からの出
力光は受光素子側には出射されない。また、入力光18
14と出力光1811の波長が異なり、入力光1814
に対する下部反射器1806の反射率が、出力光181
1に対する下部反射器1806の反射率よりも低い。す
なわち、下部反射器1806を入力光1814に対して
透明にすることで入力光1814が受光素子1810に
入射するようにしている。例えば、出力光1811の波
長が1.3μmとなるように下部反射器1806の誘電
体多層膜の厚さを設定すれば、波長1.55μmの入力
光はこの下部反射器1806を容易に透過することがで
きる。With the above configuration, the surface emitting laser 1807 that emits the output light 1811 toward the optical fiber 1812
Then, the light receiving element 1810 that receives the input light 1814 incident from the optical fiber 1812 can be hybrid-integrated. In this configuration, the output light from the surface emitting laser 1807 is not emitted to the light receiving element side. Also, the input light 18
14 and the output light 1811 have different wavelengths.
The reflectance of the lower reflector 1806 with respect to
1 is lower than the reflectivity of the lower reflector 1806. That is, the lower reflector 1806 is made transparent to the input light 1814 so that the input light 1814 is incident on the light receiving element 1810. For example, if the thickness of the dielectric multilayer film of the lower reflector 1806 is set so that the wavelength of the output light 1811 is 1.3 μm, the input light having the wavelength of 1.55 μm easily passes through the lower reflector 1806. be able to.
【0084】(実施の形態19)図19は半導体受発光
装置の断面図である。n型InPよりなる半導体基板1
901上に半導体薄膜1902が固定されている。半導
体薄膜1902は、InGaAsPよりなるエッチング
停止層1903、InGaAsP井戸層がInP障壁層
に挟まれた構成の活性層1904よりなる。活性層19
04上には誘電体多層膜よりなる上部反射器1905が
堆積され、エッチング停止層1903上には誘電体多層
膜よりなる下部反射器1906が堆積されている。上部
反射器1905、活性層1904および下部反射器19
06によって、面発光レーザ1907が形成されてい
る。一方、半導体基板1901上には、低濃度n型In
GaAsよりなるエピ層1908とp型不純物を拡散し
た拡散層1909があり、これらによって受光素子19
10が形成されている。面発光レーザ1907と受光素
子1910が対向配置されるように半導体基板1901
と半導体薄膜1902は位置合せされている。面発光レ
ーザ1907の下部反射器1904から第1の出力光1
911が出射され、光ファイバ1912のコア1913
に入射する。また、面発光レーザ1907の上部反射器
1906から第2の出力光1914が出射され、受光素
子1910に入射する。さらに、光ファイバ1912の
コア1913から入力光1915が出射され、半導体薄
膜1902を透過して受光素子1910に入射する。(Embodiment 19) FIG. 19 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. Semiconductor substrate 1 made of n-type InP
A semiconductor thin film 1902 is fixed on 901. The semiconductor thin film 1902 includes an etching stop layer 1903 made of InGaAsP, and an active layer 1904 having a structure in which an InGaAsP well layer is sandwiched between InP barrier layers. Active layer 19
An upper reflector 1905 made of a dielectric multilayer is deposited on the substrate 04, and a lower reflector 1906 made of a dielectric multilayer is deposited on the etching stop layer 1903. Upper reflector 1905, active layer 1904 and lower reflector 19
06, a surface emitting laser 1907 is formed. On the other hand, a low-concentration n-type In
There is an epi layer 1908 made of GaAs and a diffusion layer 1909 in which a p-type impurity is diffused.
10 are formed. The semiconductor substrate 1901 is arranged such that the surface emitting laser 1907 and the light receiving element 1910 are arranged to face each other.
And the semiconductor thin film 1902 are aligned. First output light 1 from lower reflector 1904 of surface emitting laser 1907
911 is emitted and the core 1913 of the optical fiber 1912 is emitted.
Incident on. Further, the second output light 1914 is emitted from the upper reflector 1906 of the surface emitting laser 1907 and enters the light receiving element 1910. Further, input light 1915 is emitted from the core 1913 of the optical fiber 1912, passes through the semiconductor thin film 1902, and enters the light receiving element 1910.
【0085】半導体基板1901上には、第1の絶縁膜
1916が堆積され、その上に配線1917が形成され
ている。また、半導体薄膜1902上には、第2の絶縁
膜1918が堆積され、その上に第1および第2の電極
1919、1920が形成されている。第1および第2
の電極1919、1920は、面発光レーザ1907の
正極および負極である。これら第1および第2の電極1
919、1920は、配線1917に圧着され、樹脂1
921によって固定されている。また、受光素子191
0の正極および負極として、第3および第4の電極19
22、1923が形成されている。On a semiconductor substrate 1901, a first insulating film 1916 is deposited, and a wiring 1917 is formed thereon. Further, a second insulating film 1918 is deposited on the semiconductor thin film 1902, and first and second electrodes 1919 and 1920 are formed thereon. First and second
Are the positive and negative electrodes of the surface emitting laser 1907. These first and second electrodes 1
919 and 1920 are crimped to the wiring 1917 and the resin 1
921. Also, the light receiving element 191
The third and fourth electrodes 19 as positive and negative electrodes of
22, 1923 are formed.
【0086】以上の構成により、光ファイバ1912に
向けて第1の出力光1911を出射する面発光レーザ1
907と、面発光レーザ1907から出射される第2の
出力光1914および光ファイバ1912から入射する
入力光1915を受光する受光素子1910をハイブリ
ッド集積することができる。本装置における受光素子1
910は、面発光レーザ1907のモニター受光素子と
しての機能と、独立の入力光を受光する機能を併せ持っ
ている。面発光レーザ1907が発光している際にはモ
ニター受光素子となり、面発光レーザ1907が発光し
ていない時には独立の受光素子となる。これは、1本の
光ファイバで交互に送信・受信を行ういわゆるピンポン
伝送に対応した機能である。この際、受光素子1910
の後段に接続する増幅器のダイナミックレンジを考える
と、第2の出力光1914と入力光1915のパワーが
同程度であることが望ましい。一般に入力光1915の
パワーは第1の出力光1911のパワーに比べて小さく
なるので、第1の出力光1911のパワーに比べて第2
の出力光1914のパワーを小さくする必要がある。こ
のためには、第1および第2の出力光1911、191
4に対する上部反射器1905の反射率を下部反射器1
906の反射率よりも高くすればよい。With the above configuration, the surface emitting laser 1 that emits the first output light 1911 toward the optical fiber 1912
907 and a light receiving element 1910 that receives the second output light 1914 emitted from the surface emitting laser 1907 and the input light 1915 incident from the optical fiber 1912 can be hybrid-integrated. Light receiving element 1 in this device
Reference numeral 910 has both a function as a monitor light receiving element of the surface emitting laser 1907 and a function of receiving independent input light. When the surface emitting laser 1907 emits light, it becomes a monitor light receiving element, and when the surface emitting laser 1907 does not emit light, it becomes an independent light receiving element. This is a function corresponding to so-called ping-pong transmission in which transmission and reception are alternately performed with one optical fiber. At this time, the light receiving element 1910
Considering the dynamic range of the amplifier connected to the subsequent stage, it is desirable that the power of the second output light 1914 and the power of the input light 1915 are approximately equal. In general, the power of the input light 1915 is smaller than the power of the first output light 1911.
Of the output light 1914 must be reduced. To this end, the first and second output lights 1911, 191
The reflectance of the upper reflector 1905 with respect to the lower reflector 1
What is necessary is just to make it higher than the reflectance of 906.
【0087】(実施の形態20)図20は半導体受発光
装置の断面図である。n型InPよりなる半導体基板2
001上に半導体薄膜2002が固定されている。半導
体薄膜2002は、InGaAsPよりなるエッチング
停止層2003、InGaAsP井戸層がInP障壁層
に挟まれた構成の活性層2004よりなる。活性層20
04上には誘電体多層膜よりなる上部反射器2005が
堆積され、エッチング停止層2003上には誘電体多層
膜よりなる下部反射器2006が堆積されている。上部
反射器2005、活性層2004および下部反射器20
06によって、面発光レーザ2007が形成されてい
る。一方、半導体基板2001上には、低濃度n型In
GaAsよりなるエピ層2008とp型不純物を拡散し
た拡散層2009があり、これらによって第1の受光素
子2010および第2の受光素子2011が形成されて
いる。ここで、第2の受光素子2011は第1の受光素
子2010の外側にリング状に形成され、分離溝201
2によって電気的に分離されている。面発光レーザ20
07と第1の受光素子1510が対向配置されるように
半導体基板2001と半導体薄膜2002は位置合せさ
れている。面発光レーザ2007の下部反射器2004
から第1の出力光2013が出射され、光ファイバ20
14のコア2015に入射する。また、面発光レーザ2
007の上部反射器2006から第2の出力光2016
が出射され、第1の受光素子2010に入射する。さら
に、光ファイバ2014のコア2015から入力光20
17が出射され、半導体薄膜2002を透過して第2の
受光素子2011に入射する。(Embodiment 20) FIG. 20 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device. Semiconductor substrate 2 made of n-type InP
The semiconductor thin film 2002 is fixed on 001. The semiconductor thin film 2002 includes an etching stop layer 2003 made of InGaAsP, and an active layer 2004 having a structure in which an InGaAsP well layer is sandwiched between InP barrier layers. Active layer 20
An upper reflector 2005 made of a dielectric multilayer film is deposited on the substrate 04, and a lower reflector 2006 made of a dielectric multilayer film is deposited on the etching stop layer 2003. Top reflector 2005, active layer 2004 and bottom reflector 20
06, a surface emitting laser 2007 is formed. On the other hand, a low-concentration n-type In
There is an epi layer 2008 made of GaAs and a diffusion layer 2009 in which a p-type impurity is diffused, and these form a first light receiving element 2010 and a second light receiving element 2011. Here, the second light receiving element 2011 is formed in a ring shape outside the first light receiving element 2010, and the separation groove 201 is formed.
2 are electrically separated. Surface emitting laser 20
The semiconductor substrate 2001 and the semiconductor thin film 2002 are aligned such that the first light receiving element 1510 and the first light receiving element 1510 face each other. Lower reflector 2004 of surface emitting laser 2007
The first output light 2013 is emitted from the
Fourteen cores 2015 are incident. In addition, the surface emitting laser 2
007 from the upper reflector 2006
Are emitted and enter the first light receiving element 2010. Further, the input light 20 is output from the core 2015 of the optical fiber 2014.
17 is emitted, passes through the semiconductor thin film 2002, and enters the second light receiving element 2011.
【0088】半導体基板2001上には、第1の絶縁膜
2018が堆積され、その上に配線2019が形成され
ている。また、半導体薄膜2002上には、第2の絶縁
膜2020が堆積され、その上に第1および第2の電極
2021、2022が形成されている。第1および第2
の電極2021、2022は、面発光レーザ2007の
正極および負極である。これら第1および第2の電極2
021、2022は、配線2019に圧着され、樹脂2
023によって固定されている。また、第1および第2
の受光素子2010、2011の正極および負極とし
て、第3および第4の電極2024、2025が形成さ
れている。A first insulating film 2018 is deposited on a semiconductor substrate 2001, and a wiring 2019 is formed thereon. Further, a second insulating film 2020 is deposited on the semiconductor thin film 2002, and first and second electrodes 2021 and 2022 are formed thereon. First and second
The electrodes 2021 and 2022 are the positive and negative electrodes of the surface emitting laser 2007. These first and second electrodes 2
021 and 2022 are crimped to the wiring 2019 and the resin 2
023. In addition, the first and second
Third and fourth electrodes 2024 and 2025 are formed as positive and negative electrodes of the light receiving elements 2010 and 2011.
【0089】以上の構成により、光ファイバ2014に
向けて第1の出力光2013を出射する面発光レーザ2
007、面発光レーザ2007から出射される第2の出
力光2016を受光する第1の受光素子2010、およ
び光ファイバ2014から入射する入力光2017を受
光する第2の受光素子2011をハイブリッド集積する
ことができる。本装置では、第1の受光素子2010は
面発光レーザ2007のモニター機能を有しており、第
2の受光素子2011は独立の入力光を受光する機能を
有している。すなわち、受光素子を2個にしたことで、
モニターと独立受光を同時に行うことができる。With the above configuration, the surface emitting laser 2 that emits the first output light 2013 toward the optical fiber 2014
007, hybrid integration of the first light receiving element 2010 for receiving the second output light 2016 emitted from the surface emitting laser 2007 and the second light receiving element 2011 for receiving the input light 2017 incident from the optical fiber 2014 Can be. In this device, the first light receiving element 2010 has a function of monitoring the surface emitting laser 2007, and the second light receiving element 2011 has a function of receiving independent input light. That is, by using two light receiving elements,
Monitor and independent light reception can be performed simultaneously.
【0090】なお、以上の実施の形態17から実施の形
態20では、面発光レーザの材料はInP基板上のIn
GaAsP系、受光素子の材料はInGaAsであると
してきたが、これ以外の材料を用いて構成することも可
能である。受光素子が形成された第1の半導体基板と面
発光レーザが形成された第2の半導体基板は樹脂によっ
て固定されるので、格子整合している必要はない。ま
た、面発光レーザを構成する際の基板は、エッチング除
去されるので、入力光あるいは出力光に対して透明でな
ければならないという制約もない。さらに、面発光レー
ザの上部反射器および下部反射器が半導体多層膜ではな
く誘電体多層膜であることから、半導体多層膜では高反
射率が得にくい材料系に対しても適用可能である。In the seventeenth to twentieth embodiments, the material of the surface emitting laser is In on the InP substrate.
The material of the GaAsP-based light receiving element has been described as being InGaAs, but it is also possible to use other materials. Since the first semiconductor substrate on which the light receiving element is formed and the second semiconductor substrate on which the surface emitting laser is formed are fixed by a resin, they need not be lattice-matched. In addition, since the substrate for forming the surface emitting laser is etched away, there is no restriction that the substrate must be transparent to input light or output light. Further, since the upper reflector and the lower reflector of the surface emitting laser are not a semiconductor multilayer film but a dielectric multilayer film, the present invention can be applied to a material system in which it is difficult to obtain a high reflectance with a semiconductor multilayer film.
【0091】[0091]
【発明の効果】本発明の半導体受発光装置によれば、面
発光レーザと、面発光レーザからの出力光をモニターす
る受光素子を同一パッケージに実装あるいは同一基板上
に集積することができる。また、面発光レーザからの出
力とは無関係に独立の光検出を行う受光素子と、面発光
レーザを同一パッケージに実装あるいは同一基板上に集
積し、面発光レーザからの出力光と受光素子への入力光
が同一の光ファイバを伝搬するという構成を実現でき
る。あるいは、面発光レーザと受光素子をハイブリッド
集積した光双安定素子を実現できる。さらに、(1)面
発光レーザと受光素子が格子整合していないが、面発光
レーザを形成するための半導体基板が入出力光に対して
透明な材料系、(2)面発光レーザと受光素子が格子整
合しているが、面発光レーザを形成するための半導体基
板が入出力光に対して不透明な材料系、(3)面発光レ
ーザと受光素子が格子整合しておらず、面発光レーザを
形成するための半導体基板が入出力光に対して不透明な
材料系、(4)半導体多層膜では高反射率が得にくい材
料系という4つの場合に対して、それぞれ最適の構造が
作製できる。According to the semiconductor light emitting / receiving device of the present invention, the surface emitting laser and the light receiving element for monitoring the output light from the surface emitting laser can be mounted on the same package or integrated on the same substrate. Also, a light receiving element that performs independent light detection independently of the output from the surface emitting laser, and a surface emitting laser mounted on the same package or integrated on the same substrate, and the output light from the surface emitting laser and the light receiving element A configuration in which the input light propagates through the same optical fiber can be realized. Alternatively, an optical bistable element in which a surface emitting laser and a light receiving element are hybridly integrated can be realized. Furthermore, (1) the surface emitting laser and the light receiving element are not lattice-matched, but the semiconductor substrate for forming the surface emitting laser is a material system that is transparent to input / output light; (2) the surface emitting laser and the light receiving element Are lattice-matched, but the semiconductor substrate for forming the surface-emitting laser is a material system that is opaque to input / output light. (3) The surface-emitting laser and the light receiving element are not lattice-matched, An optimal structure can be manufactured for each of the four cases in which the semiconductor substrate for forming the semiconductor substrate is opaque to input / output light, and (4) the material system is difficult to obtain a high reflectance with a semiconductor multilayer film.
【図1】本発明の実施の形態1の半導体受発光装置の断
面図FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実施の形態2の半導体受発光装置の断
面図FIG. 2 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a second embodiment of the present invention;
【図3】本発明の実施の形態3の半導体受発光装置の断
面図FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a third embodiment of the present invention;
【図4】本発明の実施の形態4の半導体受発光装置の断
面図FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a fourth embodiment of the present invention;
【図5】本発明の実施の形態5の半導体受発光装置の断
面図FIG. 5 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の実施の形態6の半導体受発光装置の断
面図FIG. 6 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a sixth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の実施の形態7の半導体受発光装置の断
面図FIG. 7 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図8】本発明の実施の形態8の半導体受発光装置の断
面図FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to an eighth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の実施の形態9の半導体受発光装置の断
面図FIG. 9 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a ninth embodiment of the present invention;
【図10】本発明の実施の形態10の半導体受発光装置
の断面図FIG. 10 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a tenth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の実施の形態11の半導体受発光装置
の断面図FIG. 11 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to an eleventh embodiment of the present invention.
【図12】本発明の実施の形態12の半導体受発光装置
の断面図FIG. 12 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a twelfth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の実施の形態13の半導体受発光装置
の断面図FIG. 13 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a thirteenth embodiment of the present invention.
【図14】本発明の実施の形態14の半導体受発光装置
の断面図FIG. 14 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a fourteenth embodiment of the present invention;
【図15】本発明の実施の形態15の半導体受発光装置
の断面図FIG. 15 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a fifteenth embodiment of the present invention;
【図16】本発明の実施の形態16の半導体受発光装置
の断面図FIG. 16 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a sixteenth embodiment of the present invention;
【図17】本発明の実施の形態17の半導体受発光装置
の断面図FIG. 17 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a seventeenth embodiment of the present invention;
【図18】本発明の実施の形態18の半導体受発光装置
の断面図FIG. 18 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to an eighteenth embodiment of the present invention;
【図19】本発明の実施の形態19の半導体受発光装置
の断面図FIG. 19 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a nineteenth embodiment of the present invention;
【図20】本発明の実施の形態20の半導体受発光装置
の断面図FIG. 20 is a sectional view of a semiconductor light emitting and receiving device according to a twentieth embodiment of the present invention;
【図21】従来の半導体受発光装置の断面図FIG. 21 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor light receiving and emitting device.
【図22】従来の半導体受発光装置の断面図FIG. 22 is a sectional view of a conventional semiconductor light receiving and emitting device.
【図23】従来の半導体受発光装置の断面図FIG. 23 is a sectional view of a conventional semiconductor light receiving and emitting device.
101 第1の半導体基板 104 第2の半導体基板 110 面発光レーザ 113 受光素子 114 第1の出力光 117 第2の出力光 701 半導体基板 708 面発光レーザ 709 受光素子 714 第1の出力光 715 第2の出力光 1101 半導体基板 1102 半導体薄膜 1105 面発光レーザ 1109 受光素子 1110 第1の出力光 1111 第2の出力光 1701 半導体基板 1702 半導体薄膜 1707 面発光レーザ 1710 受光素子 1711 第1の出力光 1712 第2の出力光 101 first semiconductor substrate 104 second semiconductor substrate 110 surface emitting laser 113 light receiving element 114 first output light 117 second output light 701 semiconductor substrate 708 surface emitting laser 709 light receiving element 714 first output light 715 second Output light 1101 semiconductor substrate 1102 semiconductor thin film 1105 surface emitting laser 1109 light receiving element 1110 first output light 1111 second output light 1701 semiconductor substrate 1702 semiconductor thin film 1707 surface emitting laser 1710 light receiving element 1711 first output light 1712 second Output light
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01S 5/00 - 5/50 H01L 31/12 H01L 33/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01S 5/00-5/50 H01L 31/12 H01L 33/00
Claims (29)
導体基板と、第3主面および第4主面を有し、前記第1
主面に前記第3主面が対向するように前記第1の半導体
基板上に固定された第2の半導体基板と、前記第3主面
上に形成された面発光レーザと、前記面発光レーザに対
向して前記第1主面上に形成された第1の受光素子と、
前記第1主面上の前記第1の受光素子の外側に形成され
た第2の受光素子と、前記面発光レーザから前記第4主
面を横切って出射される第1の出力光と、前記面発光レ
ーザから出射され前記第1の受光素子に入射する第2の
出力光と、前記第2の半導体基板を透過して前記第2の
受光素子に入射する入力光とを有することを特徴とする
半導体受発光装置。A first semiconductor substrate having a first main surface and a second main surface; and a first semiconductor substrate having a third main surface and a fourth main surface.
A second semiconductor substrate on which the third main surface on a main surface is fixed to the first semiconductor substrate so as to face a surface emitting laser formed on the third on the main surface, the surface emitting laser A first light receiving element formed on the first main surface opposite to the first main surface;
A second light receiving element formed outside the first light receiving element on the first main surface, a first output light emitted from the surface emitting laser across the fourth main surface, A second output light emitted from the surface emitting laser and incident on the first light receiving element; and an input light transmitted through the second semiconductor substrate and incident on the second light receiving element. Semiconductor light emitting and receiving device.
された下部反射器と、前記下部反射器上に形成された活
性層と、前記活性層上に形成された上部反射器を主たる
構成要素とし、入力光が前記下部反射器を横切る位置で
の前記入力光の断面積よりも前記下部反射器の面積が小
さいことを特徴とする請求項1記載の半導体受発光装
置。2. A surface emitting laser comprising a lower reflector formed on a second semiconductor substrate, an active layer formed on the lower reflector, and an upper reflector formed on the active layer. as a component, a semiconductor light emitting and receiving device according to claim 1, wherein the input light is small the area of the lower reflector than the cross-sectional area of the input light at a position across said bottom reflector.
された下部反射器と、前記下部反射器上に形成された活
性層と、前記活性層上に形成された上部反射器を主たる
構成要素とし、入力光と第1の出力光の波長が異なり、
前記入力光に対する前記下部反射器の反射率が、前記第
1の出力光に対する前記下部反射器の反射率よりも低い
ことを特徴とする請求項1記載の半導体受発光装置。3. A surface emitting laser mainly includes a lower reflector formed on a second semiconductor substrate, an active layer formed on the lower reflector, and an upper reflector formed on the active layer. As constituent elements, the wavelengths of the input light and the first output light are different,
The lower reflector reflectance of the semiconductor light emitting and receiving device according to claim 1, wherein a lower than the reflectance of the lower reflector relative to said first output light with respect to the input light.
れた下部反射器と、前記下部反射器上に形成された活性
層と、前記活性層上に形成された導電性を有する第1の
上部反射器と、前記活性層上の前記第1の上部反射器の
外側に形成された高抵抗の第2の上部反射器と、前記第
2の上部反射器上に形成された受光層と、前記第1の上
部反射器、前記活性層および前記下部反射器を主たる構
成要素とする面発光レーザと、前記受光層を主たる構成
要素とする受光素子と、前記上部反射器に先端を近接し
て、前記半導体基板に対して概ね垂直に固定された光フ
ァイバと、前記前記面発光レーザから出射され前記光フ
ァイバに入射する出力光と、前記光ファイバから出射さ
れ前記受光素子に入射する入力光とを有することを特徴
とする半導体受発光装置。4. A semiconductor substrate, a lower reflector formed on the semiconductor substrate, an active layer formed on the lower reflector, and a first conductive layer formed on the active layer. An upper reflector, a high-resistance second upper reflector formed outside the first upper reflector on the active layer, and a light-receiving layer formed on the second upper reflector. The first upper reflector, a surface emitting laser having the active layer and the lower reflector as main components, a light receiving element having the light receiving layer as a main component, and a tip close to the upper reflector. An optical fiber fixed substantially perpendicular to the semiconductor substrate, output light emitted from the surface emitting laser and incident on the optical fiber, and input light emitted from the optical fiber and incident on the light receiving element. Semiconductor receiving and receiving characterized by having Apparatus.
れたくし型電極を主たる構成要素とすることを特徴とす
る請求項4記載の半導体受発光装置。5. The semiconductor light emitting / receiving device according to claim 4 , wherein the light receiving element is mainly composed of a light receiving layer and a comb-shaped electrode formed on the light receiving layer.
れた下部反射器、活性層および上部反射器よりなる半導
体薄膜と、前記半導体薄膜の一部領域に形成された、前
記下部反射器、前記活性層および前記上部反射器を主た
る構成要素とする面発光レーザと、前記面発光レーザに
対向して前記半導体基板の主面上に形成された受光素子
と、前記面発光レーザの前記下部反射器から出射される
第1の出力光と、前記面発光レーザの前記上部反射器か
ら出射され、前記受光素子に入射する第2の出力光とを
有することを特徴とする半導体受発光装置。6. A semiconductor substrate, a semiconductor thin film comprising a lower reflector, an active layer, and an upper reflector fixed on the semiconductor substrate, and the lower reflector formed in a partial region of the semiconductor thin film. A surface emitting laser having the active layer and the upper reflector as main components, a light receiving element formed on a main surface of the semiconductor substrate facing the surface emitting laser, and a lower reflection of the surface emitting laser A semiconductor light emitting / receiving device comprising: a first output light emitted from a light emitting device; and a second output light emitted from the upper reflector of the surface emitting laser and incident on the light receiving element.
上部反射器上に形成され、前記配線に圧着された電極
と、半導体基板と半導体薄膜を固定する樹脂とを有する
ことを特徴とする請求項6記載の半導体受発光装置。7. A wiring formed on a main surface of a semiconductor substrate,
7. The semiconductor light emitting / receiving device according to claim 6 , further comprising: an electrode formed on the upper reflector and pressed to the wiring, and a resin fixing the semiconductor substrate and the semiconductor thin film.
れた下部反射器、活性層および上部反射器よりなる半導
体薄膜と、前記半導体薄膜の一部領域に形成された、前
記下部反射器、前記活性層および前記上部反射器を主た
る構成要素とする面発光レーザと、前記面発光レーザに
対向して前記半導体基板の主面上に形成された受光素子
と、前記面発光レーザの前記下部反射器から出射される
出力光と、前記半導体薄膜を透過して前記受光素子に入
射する入力光とを有することを特徴とする半導体受発光
装置。8. A semiconductor substrate, a semiconductor thin film comprising a lower reflector, an active layer and an upper reflector fixed on the semiconductor substrate, and the lower reflector formed in a partial region of the semiconductor thin film, A surface emitting laser having the active layer and the upper reflector as main components, a light receiving element formed on a main surface of the semiconductor substrate facing the surface emitting laser, and a lower reflection of the surface emitting laser A semiconductor light emitting / receiving device comprising: output light emitted from a vessel; and input light transmitted through the semiconductor thin film and incident on the light receiving element.
光に対する下部反射器の反射率が、前記出力光に対する
前記下部反射器の反射率よりも低いことを特徴とする請
求項8記載の半導体受発光装置。9. different wavelengths of input light and output light, the reflectivity of the lower reflector with respect to the input light, according to claim 8, wherein a lower than the reflectance of the lower reflector with respect to the output light Semiconductor light emitting and receiving device.
おり、下部反射器、活性層および上部反射器は前記エッ
チング停止層上に形成されており、入力光が前記下部反
射器を横切る位置での前記入力光の断面積よりも前記下
部反射器の面積が小さいことを特徴とする請求項8記載
の半導体受発光装置。10. The semiconductor thin film has an etch stop layer, and a lower reflector, an active layer and an upper reflector are formed on the etch stop layer, and at a position where input light crosses the lower reflector. 9. The semiconductor light emitting and receiving device according to claim 8, wherein an area of said lower reflector is smaller than a cross-sectional area of said input light.
された下部反射器、活性層および上部反射器よりなる半
導体薄膜と、前記半導体薄膜の一部領域に形成された、
前記下部反射器、前記活性層および前記上部反射器を主
たる構成要素とする面発光レーザと、前記面発光レーザ
に対向して前記半導体基板の主面上に形成された受光素
子と、前記面発光レーザの前記下部反射器から出射され
る第1の出力光と、前記面発光レーザの前記上部反射器
から出射され、前記受光素子に入射する第2の出力光
と、前記半導体薄膜を透過して前記受光素子に入射する
入力光とを有することを特徴とする半導体受発光装置。11. A semiconductor substrate, a semiconductor thin film including a lower reflector, an active layer, and an upper reflector fixed on the semiconductor substrate, and formed in a partial region of the semiconductor thin film.
A surface emitting laser having the lower reflector, the active layer, and the upper reflector as main components; a light receiving element formed on a main surface of the semiconductor substrate so as to face the surface emitting laser; A first output light emitted from the lower reflector of the laser, a second output light emitted from the upper reflector of the surface emitting laser and incident on the light receiving element, and transmitted through the semiconductor thin film A semiconductor light receiving / emitting device, comprising: input light incident on the light receiving element.
おり、下部反射器、活性層および上部反射器は前記エッ
チング停止層上に形成されており、入力光が前記下部反
射器を横切る位置での前記入力光の断面積よりも前記下
部反射器の面積が小さく、出力光に対する前記上部反射
器の反射率が前記下部反射器の反射率よりも高いことを
特徴とする請求項11記載の半導体受発光装置。12. A semiconductor thin film having an etch stop layer, wherein a lower reflector, an active layer and an upper reflector are formed on the etch stop layer, and at a position where input light crosses the lower reflector. 12. The semiconductor according to claim 11, wherein the area of the lower reflector is smaller than the cross-sectional area of the input light, and the reflectivity of the upper reflector to output light is higher than the reflectivity of the lower reflector. Light emitting and receiving device.
された下部反射器、活性層および上部反射器よりなる半
導体薄膜と、前記半導体薄膜の一部領域に形成された、
前記下部反射器、前記活性層および前記上部反射器を主
たる構成要素とする面発光レーザと、前記面発光レーザ
に対向して前記半導体基板の主面上に形成された第1の
受光素子と、前記主面上の前記第1の受光素子の外側に
形成された第2の受光素子と、前記面発光レーザの前記
下部反射器から出射される第1の出力光と、前記面発光
レーザの前記上部反射器から出射され、前記第1の受光
素子に入射する第2の出力光と、前記半導体薄膜を透過
して前記第2の受光素子に入射する入力光とを有するこ
とを特徴とする半導体受発光装置。13. A semiconductor substrate, a semiconductor thin film comprising a lower reflector, an active layer, and an upper reflector fixed on the semiconductor substrate, and formed in a partial region of the semiconductor thin film.
A surface emitting laser having the lower reflector, the active layer, and the upper reflector as main components, a first light receiving element formed on a main surface of the semiconductor substrate to face the surface emitting laser, A second light receiving element formed outside the first light receiving element on the main surface; a first output light emitted from the lower reflector of the surface emitting laser; A semiconductor comprising: a second output light emitted from an upper reflector and incident on the first light receiving element; and an input light transmitted through the semiconductor thin film and incident on the second light receiving element. Light emitting and receiving device.
おり、下部反射器、活性層および上部反射器は前記エッ
チング停止層上に形成されており、入力光が前記下部反
射器を横切る位置での前記入力光の断面積よりも前記下
部反射器の面積が小さいことを特徴とする請求項13記
載の半導体受発光装置。14. A semiconductor thin film having an etch stop layer, wherein a lower reflector, an active layer and an upper reflector are formed on the etch stop layer and at a position where input light crosses the lower reflector. 14. The semiconductor light emitting and receiving device according to claim 13, wherein an area of the lower reflector is smaller than a sectional area of the input light.
された下部反射器、活性層および上部反射器よりなる半
導体薄膜と、前記半導体薄膜の一部領域に形成された、
前記下部反射器、前記活性層および前記上部反射器を主
たる構成要素とする面発光レーザと、前記面発光レーザ
に対向して前記半導体基板の主面上に形成された受光素
子と、前記面発光レーザの前記下部反射器から出射され
る第1の出力光と、前記面発光レーザの前記上部反射器
から出射され、前記受光素子に入射する第2の出力光
と、前記半導体薄膜を透過して前記受光素子に入射する
入力光とを有することを特徴とする半導体受発光装置。15. A semiconductor substrate, a semiconductor thin film comprising a lower reflector, an active layer, and an upper reflector fixed on the semiconductor substrate, and formed in a partial region of the semiconductor thin film.
A surface emitting laser having the lower reflector, the active layer, and the upper reflector as main components; a light receiving element formed on a main surface of the semiconductor substrate so as to face the surface emitting laser; A first output light emitted from the lower reflector of the laser, a second output light emitted from the upper reflector of the surface emitting laser and incident on the light receiving element, and transmitted through the semiconductor thin film A semiconductor light receiving / emitting device, comprising: input light incident on the light receiving element.
に接続されており、前記受光素子が増幅作用を有するこ
とを特徴とする請求項15記載の半導体受発光装置。16. The semiconductor light emitting and receiving device according to claim 15 , wherein the surface emitting laser and the light receiving element are electrically connected in series, and the light receiving element has an amplifying action.
されたエッチング停止層および活性層よりなる半導体薄
膜と、前記活性層上に堆積された、誘電体多層膜よりな
る上部反射器と、前記エッチング停止層上に堆積され
た、誘電体多層膜よりなる下部反射器と、前記半導体薄
膜の一部領域に形成された、前記下部反射器、前記活性
層および前記上部反射器を主たる構成要素とする面発光
レーザと、前記面発光レーザに対向して前記半導体基板
の主面上に形成された受光素子と、前記面発光レーザの
前記下部反射器から出射される第1の出力光と、前記面
発光レーザの前記上部反射器から出射され、前記受光素
子に入射する第2の出力光とを有することを特徴とする
半導体受発光装置。17. A semiconductor substrate, a semiconductor thin film comprising an etching stop layer and an active layer fixed on the semiconductor substrate, an upper reflector comprising a dielectric multilayer film deposited on the active layer, A lower reflector made of a dielectric multilayer film, deposited on an etching stop layer, and main components of the lower reflector, the active layer and the upper reflector formed in a partial region of the semiconductor thin film; A surface emitting laser, a light receiving element formed on a main surface of the semiconductor substrate facing the surface emitting laser, a first output light emitted from the lower reflector of the surface emitting laser, And a second output light emitted from the upper reflector of the surface emitting laser and incident on the light receiving element.
と、上部反射器上に形成され、前記配線に圧着された電
極と、半導体基板と半導体薄膜を固定する樹脂とを有す
ることを特徴とする請求項17記載の半導体受発光装
置。18. A semiconductor device comprising: a wiring formed on a main surface of a semiconductor substrate; an electrode formed on an upper reflector and crimped to the wiring; and a resin for fixing the semiconductor substrate and the semiconductor thin film. The semiconductor light emitting and receiving device according to claim 17 , wherein
されたエッチング停止層および活性層よりなる半導体薄
膜と、前記活性層上に堆積された、誘電体多層膜よりな
る上部反射器と、前記エッチング停止層上に堆積され
た、誘電体多層膜よりなる下部反射器と、前記半導体薄
膜の一部領域に形成された、前記下部反射器、前記活性
層および前記上部反射器を主たる構成要素とする面発光
レーザと、前記面発光レーザに対向して前記半導体基板
の主面上に形成された受光素子と、前記面発光レーザの
前記下部反射器から出射される出力光と、前記半導体薄
膜を透過して前記受光素子に入射する入力光とを有する
ことを特徴とする半導体受発光装置。19. A semiconductor substrate, a semiconductor thin film comprising an etching stop layer and an active layer fixed on the semiconductor substrate, an upper reflector comprising a dielectric multilayer film deposited on the active layer, A lower reflector made of a dielectric multilayer film, deposited on an etching stop layer, and main components of the lower reflector, the active layer and the upper reflector formed in a partial region of the semiconductor thin film; A surface emitting laser, a light receiving element formed on a main surface of the semiconductor substrate facing the surface emitting laser, output light emitted from the lower reflector of the surface emitting laser, and the semiconductor thin film. A semiconductor light receiving and emitting device, comprising: input light that is transmitted and incident on the light receiving element.
力光に対する下部反射器の反射率が、前記出力光に対す
る前記下部反射器の反射率よりも低いことを特徴とする
請求項19記載の半導体受発光装置。20. Unlike the wavelength of the input light and output light, the reflectivity of the lower reflector with respect to the input light, according to claim 19, wherein a lower than the reflectance of the lower reflector with respect to the output light Semiconductor light emitting and receiving device.
されたエッチング停止層および活性層よりなる半導体薄
膜と、前記活性層上に堆積された、誘電体多層膜よりな
る上部反射器と、前記エッチング停止層上に堆積され
た、誘電体多層膜よりなる下部反射器と、前記半導体薄
膜の一部領域に形成された、前記下部反射器、前記活性
層および前記上部反射器を主たる構成要素とする面発光
レーザと、前記面発光レーザに対向して前記半導体基板
の主面上に形成された受光素子と、前記面発光レーザの
前記下部反射器から出射される第1の出力光と、前記面
発光レーザの前記上部反射器から出射され、前記受光素
子に入射する第2の出力光と、前記半導体薄膜を透過し
て前記受光素子に入射する入力光とを有することを特徴
とする半導体受発光装置。21. A semiconductor substrate, a semiconductor thin film comprising an etching stop layer and an active layer fixed on the semiconductor substrate, an upper reflector comprising a dielectric multilayer film deposited on the active layer, A lower reflector made of a dielectric multilayer film, deposited on an etching stop layer, and main components of the lower reflector, the active layer and the upper reflector formed in a partial region of the semiconductor thin film; A surface emitting laser, a light receiving element formed on a main surface of the semiconductor substrate facing the surface emitting laser, a first output light emitted from the lower reflector of the surface emitting laser, A semiconductor light receiving device comprising: a second output light emitted from the upper reflector of the surface emitting laser and incident on the light receiving element; and an input light transmitted through the semiconductor thin film and incident on the light receiving element. Glow Location.
前記入力光に対する下部反射器の反射率が、前記第1の
出力光に対する前記下部反射器の反射率よりも低く、第
2の出力光に対する前記上部反射器の反射率が前記第1
の出力光に対する前記下部反射器の反射率よりも高いこ
とを特徴とする請求項21記載の半導体受発光装置。22. The input light and the first output light have different wavelengths,
The reflectivity of the lower reflector for the input light is lower than the reflectivity of the lower reflector for the first output light, and the reflectivity of the upper reflector for the second output light is the first reflectivity.
22. The semiconductor light emitting and receiving device according to claim 21, wherein a reflectance of the lower reflector with respect to the output light is higher than that of the lower reflector.
されたエッチング停止層および活性層よりなる半導体薄
膜と、前記活性層上に堆積された、誘電体多層膜よりな
る上部反射器と、前記エッチング停止層上に堆積され
た、誘電体多層膜よりなる下部反射器と、前記半導体薄
膜の一部領域に形成された、前記下部反射器、前記活性
層および前記上部反射器を主たる構成要素とする面発光
レーザと、前記面発光レーザに対向して前記半導体基板
の主面上に形成された第1の受光素子と、前記主面上の
前記第1の受光素子の外側に形成された第2の受光素子
と、前記面発光レーザの前記下部反射器から出射される
第1の出力光と、前記面発光レーザの前記上部反射器か
ら出射され、前記第1の受光素子に入射する第2の出力
光と、前記半導体薄膜を透過して前記第2の受光素子に
入射する入力光とを有することを特徴とする半導体受発
光装置。23. A semiconductor substrate, a semiconductor thin film comprising an etching stop layer and an active layer fixed on the semiconductor substrate, an upper reflector comprising a dielectric multilayer film deposited on the active layer, A lower reflector made of a dielectric multilayer film, deposited on an etching stop layer, and main components of the lower reflector, the active layer and the upper reflector formed in a partial region of the semiconductor thin film; A surface emitting laser, a first light receiving element formed on a main surface of the semiconductor substrate facing the surface emitting laser, and a first light receiving element formed outside the first light receiving element on the main surface. 2 light receiving element, first output light emitted from the lower reflector of the surface emitting laser, and second output light emitted from the upper reflector of the surface emitting laser and incident on the first light receiving element. Output light and the semiconductor thin film The semiconductor light emitting and receiving device, characterized in that transmission to the and an input light incident on the second light receiving element.
前記入力光に対する下部反射器の反射率が、前記第1の
出力光に対する前記下部反射器の反射率よりも低いこと
を特徴とする請求項23記載の半導体受発光装置。24. The input light and the first output light have different wavelengths,
24. The semiconductor light emitting / receiving device according to claim 23 , wherein a reflectance of the lower reflector for the input light is lower than a reflectance of the lower reflector for the first output light.
半導体基板の前記第1主面上に形成された第1の受光素
子と、前記第1主面上の前記第1の受光素子の外側に形
成された第2の受光素子と、第3主面および第4主面を
有する第2の半導体基板の前記第3主面上に形成された
面発光レーザとを有し、前記面発光レーザと前記第1の
受光素子が対向するように前記第1の半導体基板と前記
第2の半導体基板が固定され、前記面発光レーザから前
記第4主面を横切って第1の出力光を出射し、前記面発
光レーザから出射された第2の出力光が前記第1の受光
素子に入射し、前記第2の半導体基板を透過して前記第
2の受光素子に入力光が入射することを特徴とする半導
体受発光装置。25. A first light receiving element formed on the first main surface of a first semiconductor substrate having a first main surface and a second main surface, and the first light receiving element on the first main surface. A second light receiving element formed outside the light receiving element, and a surface emitting laser formed on the third main surface of a second semiconductor substrate having a third main surface and a fourth main surface; The first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate are fixed so that the surface emitting laser and the first light receiving element face each other, and a first output from the surface emitting laser across the fourth main surface is provided. Light is emitted, and second output light emitted from the surface emitting laser is incident on the first light receiving element, transmitted through the second semiconductor substrate, and input light is incident on the second light receiving element. A semiconductor light emitting and receiving device, comprising:
成された下部反射器と、前記下部反射器上に形成された
活性層と、前記活性層上に形成された上部反射器を主た
る構成要素とし、入力光が前記下部反射器を横切る位置
での前記入力光の断面積よりも前記下部反射器の面積が
小さいことを特徴とする請求項25記載の半導体受発光
装置。26. A surface emitting laser mainly comprising a lower reflector formed on a second semiconductor substrate, an active layer formed on the lower reflector, and an upper reflector formed on the active layer. 26. The semiconductor light emitting and receiving device according to claim 25, wherein the lower reflector has an area smaller than a cross-sectional area of the input light at a position where the input light crosses the lower reflector.
成された下部反射器と、前記下部反射器上に形成された
活性層と、前記活性層上に形成された上部反射器を主た
る構成要素とし、入力光と第1の出力光の波長が異な
り、前記入力光に対する前記下部反射器の反射率が、前
記第1の出力光に対する前記下部反射器の反射率よりも
低いことを特徴とする請求項25記載の半導体受発光装
置。27. A surface emitting laser mainly includes a lower reflector formed on a second semiconductor substrate, an active layer formed on the lower reflector, and an upper reflector formed on the active layer. As a constituent element, the wavelengths of the input light and the first output light are different, and the reflectance of the lower reflector for the input light is lower than the reflectance of the lower reflector for the first output light. 26. The semiconductor light emitting and receiving device according to claim 25 , wherein
された下部反射器と、前記下部反射器上に形成された活
性層と、前記活性層上に形成された導電性を有する第1
の上部反射器と、前記活性層上の前記第1の上部反射器
の外側に形成された高抵抗の第2の上部反射器と、前記
第2の上部反射器上に形成された受光層とを有し、前記
第1の上部反射器、前記活性層および前記下部反射器を
主たる構成要素として面発光レーザが構成され、前記受
光層を主たる構成要素として受光素子が構成され、前記
上部反射器に先端を近接して、前記半導体基板に対して
概ね垂直に光ファイバ固定され、前記前記面発光レーザ
から出射された出力光が前記光ファイバに入射し、前記
光ファイバから出射された入力光が前記受光素子に入射
することを特徴とする半導体受発光装置。28. A semiconductor substrate, a lower reflector formed on the semiconductor substrate, an active layer formed on the lower reflector, and a first conductive layer formed on the active layer.
An upper reflector, a high-resistance second upper reflector formed outside the first upper reflector on the active layer, and a light receiving layer formed on the second upper reflector. A surface emitting laser is configured with the first upper reflector, the active layer, and the lower reflector as main components, a light receiving element is configured with the light receiving layer as a main component, and the upper reflector The tip is close to the semiconductor substrate, and the optical fiber is fixed substantially vertically to the semiconductor substrate, the output light emitted from the surface emitting laser is incident on the optical fiber, and the input light emitted from the optical fiber is A semiconductor light emitting / receiving device, which is incident on the light receiving element.
されたくし型電極を主たる構成要素とすることを特徴と
する請求項28記載の半導体受発光装置。29. The semiconductor light emitting / receiving device according to claim 28 , wherein the light receiving element is mainly composed of a light receiving layer and a comb-shaped electrode formed on the light receiving layer.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP455296A JP3058077B2 (en) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | Semiconductor light emitting and receiving device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP455296A JP3058077B2 (en) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | Semiconductor light emitting and receiving device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09199795A JPH09199795A (en) | 1997-07-31 |
JP3058077B2 true JP3058077B2 (en) | 2000-07-04 |
Family
ID=11587217
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP455296A Expired - Fee Related JP3058077B2 (en) | 1996-01-16 | 1996-01-16 | Semiconductor light emitting and receiving device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3058077B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102369751B1 (en) | 2017-02-14 | 2022-03-03 | 실트로닉 아게 | Wire saw, wire guide roll and method for simultaneously cutting a plurality of wafers from an ingot |
Families Citing this family (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11154774A (en) * | 1997-08-05 | 1999-06-08 | Canon Inc | Surface light emission type semiconductor device, manufacture thereof, and display device using the same |
EP0899836A1 (en) * | 1997-08-27 | 1999-03-03 | Xerox Corporation | Semiconductor laser device |
US6246708B1 (en) | 1997-08-27 | 2001-06-12 | Xerox Corporation | Semiconductor laser with associated electronic components integrally formed therewith |
US6037644A (en) * | 1997-09-12 | 2000-03-14 | The Whitaker Corporation | Semi-transparent monitor detector for surface emitting light emitting devices |
KR100618969B1 (en) * | 1999-07-12 | 2006-08-31 | 삼성전자주식회사 | Module for transmitting and receiving light signal |
US6885035B2 (en) * | 1999-12-22 | 2005-04-26 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Multi-chip semiconductor LED assembly |
JP3956647B2 (en) | 2001-05-25 | 2007-08-08 | セイコーエプソン株式会社 | Method for manufacturing surface-emitting laser |
JP4054958B2 (en) * | 2001-12-18 | 2008-03-05 | セイコーエプソン株式会社 | Light emitting device, optical module, display device, optical transmission device |
US7831152B2 (en) | 2002-06-04 | 2010-11-09 | Finisar Corporation | Optical transceiver |
JP3870848B2 (en) | 2002-06-10 | 2007-01-24 | セイコーエプソン株式会社 | Semiconductor integrated circuit, electro-optical device, electronic apparatus, and method of manufacturing semiconductor integrated circuit |
JP3861816B2 (en) * | 2003-01-24 | 2006-12-27 | 住友電気工業株式会社 | Optical transceiver module and manufacturing method thereof |
JP3738849B2 (en) * | 2003-08-07 | 2006-01-25 | セイコーエプソン株式会社 | Surface emitting semiconductor laser, optical module, and optical transmission device |
JP4501412B2 (en) * | 2003-11-11 | 2010-07-14 | セイコーエプソン株式会社 | Semiconductor element, device and electronic equipment |
JP4203752B2 (en) | 2004-05-28 | 2009-01-07 | セイコーエプソン株式会社 | Surface emitting semiconductor laser and method for manufacturing the same, optical switch, and optical branching ratio variable element |
KR100587019B1 (en) * | 2005-02-25 | 2006-06-08 | 삼성전기주식회사 | Light emitting diode package including monitoring photodiode |
JP4894256B2 (en) * | 2005-12-16 | 2012-03-14 | ソニー株式会社 | Semiconductor light emitting device and manufacturing method thereof |
JP4935090B2 (en) * | 2006-01-31 | 2012-05-23 | ソニー株式会社 | Semiconductor light emitting device |
JP2010177649A (en) * | 2009-02-02 | 2010-08-12 | Sony Corp | Semiconductor light emitting device |
JP2010267665A (en) * | 2009-05-12 | 2010-11-25 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical transmission module |
JP2010272804A (en) * | 2009-05-25 | 2010-12-02 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Optical transmission module |
JP5659903B2 (en) * | 2011-03-29 | 2015-01-28 | ソニー株式会社 | Light emitting element / light receiving element assembly and manufacturing method thereof |
-
1996
- 1996-01-16 JP JP455296A patent/JP3058077B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102369751B1 (en) | 2017-02-14 | 2022-03-03 | 실트로닉 아게 | Wire saw, wire guide roll and method for simultaneously cutting a plurality of wafers from an ingot |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09199795A (en) | 1997-07-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3058077B2 (en) | Semiconductor light emitting and receiving device | |
CA2091525C (en) | Semiconductor optical device having device regions and diffraction gratings | |
US6392256B1 (en) | Closely-spaced VCSEL and photodetector for applications requiring their independent operation | |
JP3221916B2 (en) | Optoelectronic device with integrated optical guide and photodetector | |
US7406112B2 (en) | Surface-emitting laser, method for manufacturing surface-emitting laser, device and electronic apparatus | |
JP3934828B2 (en) | Semiconductor laser device | |
JP6820671B2 (en) | Optical circuit device and optical transceiver using it | |
JP3099921B2 (en) | Surface emitting semiconductor laser device with light receiving element | |
KR20050016105A (en) | Surface light-emitting type semiconductor laser, light module and light transfer device | |
US11934007B2 (en) | Assembly of an active semiconductor component and of a silicon-based passive optical component | |
US4911765A (en) | Method for fabricating a monolithic integration of a laser diode and a wide aperture photo diode | |
JPH06268196A (en) | Optical integrated device | |
JPH0567769A (en) | Three-dimensional photoelectronic integrated circuit device | |
JPS6089990A (en) | Optical integrated circuit | |
JPH07335976A (en) | Surface emission laser device with light receiving element | |
US20100237358A1 (en) | Light-emitting device and light-emitting module | |
JP3764671B2 (en) | Optical path changer, method for manufacturing the same, and optical module using the same | |
JP2002344002A (en) | Light-receiving element and mounting body thereof | |
JP4586856B2 (en) | Semiconductor light receiving element, manufacturing method thereof, and optical communication apparatus | |
JP2002100799A (en) | Semiconductor light-receiving element, semiconductor light-emitting and receiving device, and manufacturing method of them | |
JPS6132804A (en) | Photodetective element united with optical waveguide and its manufacture | |
JPS60788A (en) | Optical integrated circuit and manufacture thereof | |
JP2000022285A (en) | Optoelectric fusion device | |
EP4203209A1 (en) | Quantum cascade element | |
KR100265858B1 (en) | Wavelength division multiplexing device with monolithically integrated semiconductor laser and photodiode |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |