JPH01137202A - 導波光受光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、２次元光導波路とその導波光を受光する受光
素子とを備えた光集積デバイスないしは所謂Ｑ　Ｅ　Ｉ
　Ｃ一般についての導波光受光装置に関する。

従来技術 一般に、光電子集積素子では、導波路が無限の広がりを
持っているわけではなく、又、他の光素子や電子素子等
が同一基板りに集積配設される場合が多い。

ここに、光集積導波デバイスとしては、例えば第６図に
示すような断面構造のものがある。まず、ガラス或いは
シリコン又はガリウム−砒素化合物等の半導体からなる
基板１上にバッファ層２を介して導波層３を形成してな
る２次元光導波路４が設けられている。ここに、基板１
が光吸収性のよい物質や導波層３よりも高屈折率材から
なる場合には、導波層３よりも低屈折率材からなるバッ
ファ層２が設けられる。従って、基板１がガラスであり
、導波層３の屈折率の方が高い場合にはバッファ層２は
設けなくてもよい。そして、基板１上には受光素子５が
設けられている。この受光素子５は基板１が半導体の場
合には不可分に形成され、ガラスの場合には積層形成さ
れる。何れにしても、その受光面６が受光部において先
導波路４に近接している。より具体的には、受光部６が
導波層３に直接接触する状態とされる場合と、両者間に
他の物質層が介在される場合とがあるが、ここでは前者
の場合を示す。何れにしても、光導波路４の導波層３中
を導波した光は、受光部において受光面６から受光索子
５に吸収され、その光の強度に応じた電気信号に変換さ
れて出力される。

このように導波層３が平面的に形成された２次元光導波
路４では、導波光が平面内で任意の方向に導波すること
ができるので、意図しない方向からの光を受光素子５が
受光しノイズ成分となり得る可能性がある。即ち、導波
Ｍ３を導波する光が本来受光すべき導波光Ｐだけであれ
ばよいが、他の有害な導波光Ｐ′も例えば第７図に示す
平面構造のような場合には導波路端や他の光素子又は電
子素子７などの個所で反射ないし散乱され、又は他の光
源や他の光素子によって導波層３内に導かれた光の一部
が受光部６から受光素子５に入り込んでしまうことがあ
る。よって、本来受光すべき導波光Ｐがこれらの不要導
波光Ｐ′によって乱され、本来の導波光Ｐに対応した正
確な信号が得られなくなることがある。

目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、導波光
の主たる導波方向以外からの不要かつ有害な光による受
光信号の雑音を低減ないしは除去し得る導波光受光装置
を得ることを目的とする。

構成 本発明は、上記目的を達成するため、基板上に導波層を
形成してなる２次元光導波路と、受光面を前記導波層に
近接させて前記基板上に設けられ前記２次元光導波路を
導波する光を受光する受光素子とを備えた導波光受光装
置において、前記受光素子に入射すべく導波する光の経
路外の位置に前記導波層に近接する状態で形成され前記
２次元光導波路を導波する光を受光するダミーの受光面
を前記基板上に設けたことを特徴とするものである。

以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて
説明する。第６図及び第７図で示し゛た部分と同一部分
は同一符号を用いて示す。本実施例は、本来受光素子５
に導きたい導波光Ｐの導波経路以外の位置、領域に位置
させて、導波層３にね接したダミーの受光部８を有する
受光素子９を設けるものである。これにより、導波光Ｐ
以外の方向から導波してくる導波光Ｐ′をこの受光面８
で吸収することにより、検出用の受光面６ないしは受光
素子５に入射しないようにしたものである。

この際、受光素子９及び受光面８は、受光素子５及び受
光部６と同一の構成とするのが最も簡便となる。

受光素子９側をも受光素子５と同一構成とするとなると
、−見、余計な工程を費やすものとなるが、実際にはこ
の種の素子製造プロセスとしてはフォトリソグラフィー
法を用いて大面積の基板上に一度に加工・形成する方法
が一般にとられるため、フォトマスク上に受光素子９用
の必要なパターンを加えるだけでよく、製造工程として
特に付加される工程はない。又、ここにいう同一構造と
は、主として受光素子断面構造を意味するものであり、
平面形状は必要に応じて任意の形状、例えば後述する第
２図に示す如く形状とすることができる。更に、電気信
号を取出すための金属等の電極配線処理は本来の受光素
子５側についてのみ行なえばよい。

もつとも、不要な導波光Ｐ′を吸収受光するための受光
素子９部分は、本来の受光素子５と同一構造とすること
は必ずしも必要ではない。例えば、受光素子９の受光面
８近傍の不純物拡散領域を設けなくとも導波層３が光吸
収性のよい基板１に近接する構造となっていればよい。

この際、他の電子素子等の形成に支障がある場合には、
このような不純物拡散を当該個所には行なわないように
すればよい。

又、受光素子９の形成に際して、基板１全体に対する一
括処理工程ではなく、個々の素子毎に何らかの逐次的な
処理工程、例えば非晶質シリコンや多結晶シリコンのレ
ーザや電子ビームアニールによる結晶化処理を行なうよ
うな場合には、不要な導波光Ｐ′吸収するための受光素
子９部分にまでこのような処理を行なう必要はない。単
に不要な導波光Ｐ′を吸収するための基本的な構成が満
たされるものであバばよい。即ち、２次元光導波路４の
導波層３に光吸収性の物質表面である受光面８が近接し
ていれば充分である。

ここに、「近接」とは、導波層３と受光面８とが１ａ接
接しているか、又は導波層３・受光面８間等バッファ層
として機能する膜層が存在する場合にはその膜厚が導波
光の波長と光導波路４を構成する各物質層の屈折率及び
吸収係数で定まる導波モードを維持し得る厚さより薄く
て導波層３と光吸収層とが接近していることをいう。

ところで、第２図に受光素子９ないしは受光面８の平面
形状の一例を示す。即ち、信号受光用の受光素子５の受
光面６の本来受光したい導波光Ｐの主たる導波方向が位
置する１辺を除いた他の３辺の周囲を囲むように略コ字
状パターンに形成してなる。ここに、本来の受光面６と
ダミーの受光面８との間の間隔は、２素子５．９間のク
ロストークが生じない程度の最小幅とされている。これ
により、本来の受光素子５の主たる導波方向に位置する
１辺に入射するように導波した導波光Ｐのみが受光面６
に受光され、他の方向からの導波光Ｐ′は周囲の受光面
８で吸収受光され、受光素子５へは到達しない。

なお、第３図に示すように、２つの受光面６゜８間の間
隔を少し広めとし、ダミーの受光面８端部での散乱によ
る受光面６側への影響をなくすようにしてもよい。

つづいて、本発明の第二の実施例を第４図により説明す
る。本実施例は、例えば基板１上の幅方向に複数個の受
光素子５（受光面６）が設けられている場合、これらの
受光素子５の設けられている個所にて基板Ｉの全幅に渡
り、受光素子５の受光面６以外の表面にダミーの受光面
８（受光素子９）を形成するようにしたものである。こ
れによれば、これらの受光面６，８で区切られた一方の
側からの導波光Ｐ又はＰ′が他側に導波することはない
。

又、本発明の第三の実施例を第５図により説明する。本
実施例は、光源（又は外部からの光を導波層３に導くた
めのグレーティングやプリズム等のカップリング素子）
１０や導波光Ｐを受光面６に集光させるための導波路レ
ンズ等の集光素子１１などの、受光素子５に至るまでの
光学系の周囲をも含めてダミーの受光面８で囲むように
したものである。

これによれば、受光面８の内側領域と外側領域とが先導
波に関して絶縁された状態となる。よって、受光面８の
内側領域に位置する光学系による光が外部領域に導波し
て他の光素子に悪影響を及ぼしたりすることがなく、又
、外部の光が内側に導波して悪影響を及ぼす二ともなく
なる。

効果 本発明は、上述したように受光素子に入射すべく導波す
る光の経路外の位置にて導波層に近接し２次元光導波路
を導波する光を受光するダミーの受光面を基板韮に設け
たので、導波層を導波する光の内、本来の導波光以外の
有害かつ不要な反射、散乱等による導波光はダミーの受
光面で吸収し、信号検出用の受光素子に到達しないよう
にすることができ、よって、不要かつ有害な導波光によ
る雑音等の影響を低減ないしは除去することができるも
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す断面図、第２図は
受光面形状を示す平面図、第３図は変形例を示す平面図
、第４図は本発明の第二の実施例を示す平面図、第５図
は本発明の第三の実施例を示す平面図、第６図は従来例
を示す断面図、第７図はその平面図である。 １・・・基板、３・・・導波層、４・・・２次元光導波
路、５・・・受光素子、６・・・受光面、８・・・ダミ
ーの受光面−毛、１　図 ＵＺ図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　基板上に導波層を形成してなる２次元光導波路と、受
   光面を前記導波層に近接させて前記基板上に設けられ前
   記２次元光導波路を導波する光を受光する受光素子とを
   備えた導波光受光装置において、前記受光素子に入射す
   べく導波する光の経路外の位置に前記導波層に近接する
   状態で形成され前記２次元光導波路を導波する光を受光
   するダミーの受光面を前記基板上に設けたことを特徴と
   する導波光受光装置。