JPH0311115B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0311115B2 JPH0311115B2 JP7570480A JP7570480A JPH0311115B2 JP H0311115 B2 JPH0311115 B2 JP H0311115B2 JP 7570480 A JP7570480 A JP 7570480A JP 7570480 A JP7570480 A JP 7570480A JP H0311115 B2 JPH0311115 B2 JP H0311115B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electromagnetic radiation
- radiation
- switching device
- semiconductor switching
- members
- 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 - Lifetime
Links
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 claims description 72
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 46
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 20
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 20
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 18
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 6
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 142
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N AsGa Chemical compound [As]#[Ga] JBRZTFJDHDCESZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 4
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 3
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MBGCACIOPCILDG-UHFFFAOYSA-N [Ni].[Ge].[Au] Chemical compound [Ni].[Ge].[Au] MBGCACIOPCILDG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N alumanylidynearsane;gallanylidynearsane Chemical compound [As]#[Al].[As]#[Ga] FTWRSWRBSVXQPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- -1 for example Substances 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/125—Bends, branchings or intersections
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
- G02F1/313—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
- G02F1/3132—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type
- G02F1/3133—Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure of directional coupler type the optical waveguides being made of semiconducting materials
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12133—Functions
- G02B2006/12145—Switch
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
- H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
- H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
- H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
- H01L2224/491—Disposition
- H01L2224/4918—Disposition being disposed on at least two different sides of the body, e.g. dual array
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電磁放射線を案内および増幅するた
め、接続導体を配設した基板領域を含む表面がほ
ぼ平坦な半導体本体と、多数の細条状電磁放射線
案内部材とを備え、該電磁放射線案内部材は電磁
放射線が伝播する能動層および電磁放射線の増幅
用のｐ−ｎ接合を含む層構造を有し、電磁放射線
を増幅するため各電磁放射線案内部材の表面に少
なくとも１個の電極を設けて前記ｐ−ｎ接合の順
方向電流を制御し、１個または複数個の第１電磁
放射線案内部材が少なくとも２個の別の電磁放射
線案内部材に分岐され、これら別の電磁放射線案
内部材はその長さの大部分が第１電磁放射線案内
部材との相互増幅作用域の外側に配置される電磁
放射線の案内および増幅用半導体スイツチング装
置に関するものである。
め、接続導体を配設した基板領域を含む表面がほ
ぼ平坦な半導体本体と、多数の細条状電磁放射線
案内部材とを備え、該電磁放射線案内部材は電磁
放射線が伝播する能動層および電磁放射線の増幅
用のｐ−ｎ接合を含む層構造を有し、電磁放射線
を増幅するため各電磁放射線案内部材の表面に少
なくとも１個の電極を設けて前記ｐ−ｎ接合の順
方向電流を制御し、１個または複数個の第１電磁
放射線案内部材が少なくとも２個の別の電磁放射
線案内部材に分岐され、これら別の電磁放射線案
内部材はその長さの大部分が第１電磁放射線案内
部材との相互増幅作用域の外側に配置される電磁
放射線の案内および増幅用半導体スイツチング装
置に関するものである。
この種の半導体スイツチング装置は米国特許第
3465159号明細書に開示されている。
3465159号明細書に開示されている。
なお便宜上、以下の説明では電磁放射線を単に
放射線と略称する。
放射線と略称する。
この既知の装置では放射線案内部材が層構造を
有し、放射線が伝播する能動層を含むこの層構造
の範囲は放射線案内部材の幅に制限される。この
装置において幅方向における放射線案内作用はほ
ぼ屈折率案内作用である。これは能動層における
関連する放射線に対する放射線案内部材の幅方向
における実効屈折率の変化に起因して起る。この
変化は放射線案内部材の幅方向における層構造の
能動層または隣接層におけるドーピングの変化に
よつて生ずる。
有し、放射線が伝播する能動層を含むこの層構造
の範囲は放射線案内部材の幅に制限される。この
装置において幅方向における放射線案内作用はほ
ぼ屈折率案内作用である。これは能動層における
関連する放射線に対する放射線案内部材の幅方向
における実効屈折率の変化に起因して起る。この
変化は放射線案内部材の幅方向における層構造の
能動層または隣接層におけるドーピングの変化に
よつて生ずる。
この既知の装置の一つの欠点は、放射線案内部
材の増幅作用域（増幅作用プロフイル）がほぼ完
全に分離されているため、それぞれ他の放射線案
内部材で分岐される２個またはそれ以上の第１放
射線案内部材を使用する場合付勢されない“別
の”放射線案内部材で分岐される第１放射線案内
部材における放射線が放射線案内作用を行なおう
としても喪失してしまうことである。これがため
付勢された“別の”放射線案内部材においては最
大でも“第１”放射線案内部材によつて移送され
る放射線エネルギーの一部分しか存在しない。こ
れは、信号強度が一般に比較的小さい集積回路化
光半導体スイツチング装置においては重大な欠点
となる。
材の増幅作用域（増幅作用プロフイル）がほぼ完
全に分離されているため、それぞれ他の放射線案
内部材で分岐される２個またはそれ以上の第１放
射線案内部材を使用する場合付勢されない“別
の”放射線案内部材で分岐される第１放射線案内
部材における放射線が放射線案内作用を行なおう
としても喪失してしまうことである。これがため
付勢された“別の”放射線案内部材においては最
大でも“第１”放射線案内部材によつて移送され
る放射線エネルギーの一部分しか存在しない。こ
れは、信号強度が一般に比較的小さい集積回路化
光半導体スイツチング装置においては重大な欠点
となる。
更に、既知の半導体スイツチング装置における
横方向および縦方向（トランスバース）寸法即ち
放射線案内部材の幅および厚さを大きくして、数
個の横および縦方向（トランスバーサル）振動モ
ードの案内作用を可能ならしめるようにしてい
る。これは多くの場合に望ましくない。ここで横
および縦方向振動モードとは、放射線案内部材の
幅方向および厚さ方向の両方向における振動モー
ドを意味する。
横方向および縦方向（トランスバース）寸法即ち
放射線案内部材の幅および厚さを大きくして、数
個の横および縦方向（トランスバーサル）振動モ
ードの案内作用を可能ならしめるようにしてい
る。これは多くの場合に望ましくない。ここで横
および縦方向振動モードとは、放射線案内部材の
幅方向および厚さ方向の両方向における振動モー
ドを意味する。
本発明の一つの目的は、上記既知の装置の欠点
を除去するかまたは少なくとも大幅に軽減する装
置を提供するにある。
を除去するかまたは少なくとも大幅に軽減する装
置を提供するにある。
本発明は、屈折率案内作用が全く生じないかま
たはほぼ生ぜず、ほぼ利得案内作用だけ幅方向に
生ずる放射線案内部材を使用することにより上記
目的を達成できるという事実を認識し、これを基
礎としてなしたものである。
たはほぼ生ぜず、ほぼ利得案内作用だけ幅方向に
生ずる放射線案内部材を使用することにより上記
目的を達成できるという事実を認識し、これを基
礎としてなしたものである。
本発明の半導体スイツチング装置は、基板領域
上に、すべての電磁放射線案内部材に共通であり
かつ均一な厚さ、導電率およびドーピング濃度の
能動層を有する層構造を具備し、第１電磁放射線
案内部材および別の電磁放射線案内部材の間の遷
移区域では前記電磁放射線案内部材の電極の各々
が並置された勾配付き端部で終端され、更に遷移
区域では電磁放射線案内部材の幅方向において能
動層が電磁放射線に対し十分小さい実効屈折率変
化を有しかつ２個の電磁放射線案内部材の間の距
離を十分小さくしてこれら電磁放射線案内部材が
相互増幅作用域内に配置されるようにし、すべて
の電磁放射線案内部材の横方向および縦方向寸法
を十分小さくして単一の横および縦方向振動モー
ドだけの案内および増幅が行われる如く構成した
ことを特徴とする。
上に、すべての電磁放射線案内部材に共通であり
かつ均一な厚さ、導電率およびドーピング濃度の
能動層を有する層構造を具備し、第１電磁放射線
案内部材および別の電磁放射線案内部材の間の遷
移区域では前記電磁放射線案内部材の電極の各々
が並置された勾配付き端部で終端され、更に遷移
区域では電磁放射線案内部材の幅方向において能
動層が電磁放射線に対し十分小さい実効屈折率変
化を有しかつ２個の電磁放射線案内部材の間の距
離を十分小さくしてこれら電磁放射線案内部材が
相互増幅作用域内に配置されるようにし、すべて
の電磁放射線案内部材の横方向および縦方向寸法
を十分小さくして単一の横および縦方向振動モー
ドだけの案内および増幅が行われる如く構成した
ことを特徴とする。
なお放射線としては可視光および赤外線の両方
を使用することができる。更に本明細書では放射
線案内部材の幅はその上に配設する電極の幅とし
て定義する一方、前述したように用語“横および
縦方向（トランスバース）寸法”は幅方向および
厚さ方向の両方における寸法を意味する。更に屈
折率は関連する放射線に対する屈折率の実部を意
味する。
を使用することができる。更に本明細書では放射
線案内部材の幅はその上に配設する電極の幅とし
て定義する一方、前述したように用語“横および
縦方向（トランスバース）寸法”は幅方向および
厚さ方向の両方における寸法を意味する。更に屈
折率は関連する放射線に対する屈折率の実部を意
味する。
既知の装置に比べ本発明の半導体スイツチング
装置では幅方向における屈折率案内作用は実際上
起らず、実際上利得案内作用だけ起り、従つて第
一放射線案内部材からこれに結合した第２放射線
案内部材への一層効果的な出力結合が達成され
る。例えば、２個の第１放射線案内部材を介して
進行する放射線信号を一方の第１放射線案内部材
から別の放射線案内部材に結合するに当り、他方
の第１放射線案内部材の電極を適切にバイアスし
てこのバイアスの下では吸収が実際上起らないよ
うにすることができる。その結果、２個の第１放
射線案内部材を介して移送される放射線エネルギ
ーのほぼすべてを前記別の放射線案内部材に結合
することができ、その際エネルギー損失は最小で
ある。
装置では幅方向における屈折率案内作用は実際上
起らず、実際上利得案内作用だけ起り、従つて第
一放射線案内部材からこれに結合した第２放射線
案内部材への一層効果的な出力結合が達成され
る。例えば、２個の第１放射線案内部材を介して
進行する放射線信号を一方の第１放射線案内部材
から別の放射線案内部材に結合するに当り、他方
の第１放射線案内部材の電極を適切にバイアスし
てこのバイアスの下では吸収が実際上起らないよ
うにすることができる。その結果、２個の第１放
射線案内部材を介して移送される放射線エネルギ
ーのほぼすべてを前記別の放射線案内部材に結合
することができ、その際エネルギー損失は最小で
ある。
遷移区域において２個の隣接する放射線案内部
材の相互間の距離は最大で4μｍにするのが好適
である。
材の相互間の距離は最大で4μｍにするのが好適
である。
層構造としては、２重ヘテロ接合レーザに常用
されかつ能動層を有する層構造を使用すると好適
であり、この能動層はそれ自体より大きい禁止帯
ギヤツプを有する２個の受動層により限定され、
この能動層は一方の受動層とｐ−ｎ接合を形成す
る。受動層の一層大きい禁止帯ギヤツプに起因し
て厚さ方向において放射線は実際上能動層に制限
される。
されかつ能動層を有する層構造を使用すると好適
であり、この能動層はそれ自体より大きい禁止帯
ギヤツプを有する２個の受動層により限定され、
この能動層は一方の受動層とｐ−ｎ接合を形成す
る。受動層の一層大きい禁止帯ギヤツプに起因し
て厚さ方向において放射線は実際上能動層に制限
される。
ある状態においては放射線案内部材は層構造上
に存在する電極およびそれによつて決る高電流密
度の細条状領域だけにより規定することができ、
その場合放射線案内部材は表面に平行な方向にお
ける半導体層の抵抗により少なくとも遷移区域の
外側で電気的に充分に分離されるが、すべての放
射線案内部材を共通能動層に比べ浅く下方に延在
する絶縁領域により互に電気的に分離すると好適
である。
に存在する電極およびそれによつて決る高電流密
度の細条状領域だけにより規定することができ、
その場合放射線案内部材は表面に平行な方向にお
ける半導体層の抵抗により少なくとも遷移区域の
外側で電気的に充分に分離されるが、すべての放
射線案内部材を共通能動層に比べ浅く下方に延在
する絶縁領域により互に電気的に分離すると好適
である。
単一の横および縦方向（トランスバーサル）振
動モードだけが増幅されるようにするため、電極
の幅は最大で5μｍとし、能動層の厚さは最大で
0.3μｍとするのが好適である。
動モードだけが増幅されるようにするため、電極
の幅は最大で5μｍとし、能動層の厚さは最大で
0.3μｍとするのが好適である。
前記絶縁領域は隣接する半導体材料と共にｐ−
ｎ接合を形成する領域、または酸化シリコンの如
き誘電絶縁材料から成る領域とすることができ
る。しかし、この目的のためには極めて抵抗率の
高い領域を使用するのが好適であり、かかる高抵
抗率の領域は細条状レーザ構体において通常行わ
れる如く陽子衝突によつて得られる。
ｎ接合を形成する領域、または酸化シリコンの如
き誘電絶縁材料から成る領域とすることができ
る。しかし、この目的のためには極めて抵抗率の
高い領域を使用するのが好適であり、かかる高抵
抗率の領域は細条状レーザ構体において通常行わ
れる如く陽子衝突によつて得られる。
原理的には、例えば放射線案内部材に加えて他
の要素を含む集積回路において放射線を結合する
ことおよび放射線を導出することは任意の態様で
行うことができる。しかし本発明の好適な実施例
では、電磁放射線が前記平坦表面にほぼ直角に延
在する半導体本体の第１側面を介して半導体本体
上に入射し、前記第１側面が前記電磁放射線案内
部材の少なくとも一つと交さしかつ反射防止層を
被着され、電磁放射線を第２側面から導出し、前
記第２側面も前記平坦表面にほぼ直角に延在し、
前記電磁放射線案内部材の少なくとも一つと交さ
しかつ反射防止層を被着される如く構成したこと
を特徴とする。
の要素を含む集積回路において放射線を結合する
ことおよび放射線を導出することは任意の態様で
行うことができる。しかし本発明の好適な実施例
では、電磁放射線が前記平坦表面にほぼ直角に延
在する半導体本体の第１側面を介して半導体本体
上に入射し、前記第１側面が前記電磁放射線案内
部材の少なくとも一つと交さしかつ反射防止層を
被着され、電磁放射線を第２側面から導出し、前
記第２側面も前記平坦表面にほぼ直角に延在し、
前記電磁放射線案内部材の少なくとも一つと交さ
しかつ反射防止層を被着される如く構成したこと
を特徴とする。
本発明の半導体スイツチング装置は、入力ガラ
スフアイバを介して結合される放射線信号を任意
に複数のガラスフアイバの一つから導出するのに
有利に使用することができる。本発明の別の好適
な実施例では、電磁放射線が僅かな間隔で離間し
たほぼ平行な第１電磁放射線案内部材上に前記第
１側面を介して入射し、前記電磁放射線案内部材
が２個の別の電磁放射線案内部材に分岐され、こ
れら２個の別の電磁放射線案内部材が前記第２側
面と交さし、かつ前記第１側面の近くの前記第１
電磁放射線案内部材相互間の距離に比べかなり大
きい相互間距離で配置される如く構成したことを
特徴とする。
スフアイバを介して結合される放射線信号を任意
に複数のガラスフアイバの一つから導出するのに
有利に使用することができる。本発明の別の好適
な実施例では、電磁放射線が僅かな間隔で離間し
たほぼ平行な第１電磁放射線案内部材上に前記第
１側面を介して入射し、前記電磁放射線案内部材
が２個の別の電磁放射線案内部材に分岐され、こ
れら２個の別の電磁放射線案内部材が前記第２側
面と交さし、かつ前記第１側面の近くの前記第１
電磁放射線案内部材相互間の距離に比べかなり大
きい相互間距離で配置される如く構成したことを
特徴とする。
図面につき本発明を説明する。
第１図は本発明の半導体スイツチング装置の第
１実施例の平面図を示し、第２図はその−線
上断面図を示す。本例装置は、実際上平坦な表面
２を有する半導体本体１を備える。半導体本体１
は基板領域３を備え、基板領域３にはこの基板上
に配設した金属層８の形態の接続導体を設け、本
例ではこの金属層を砒化ガリウムで構成する。更
に本例装置は多数の細条状の放射線案内部材９，
１０，１１および１２を備え、その仮想境界を第
２図の断面図において破線で示す。
１実施例の平面図を示し、第２図はその−線
上断面図を示す。本例装置は、実際上平坦な表面
２を有する半導体本体１を備える。半導体本体１
は基板領域３を備え、基板領域３にはこの基板上
に配設した金属層８の形態の接続導体を設け、本
例ではこの金属層を砒化ガリウムで構成する。更
に本例装置は多数の細条状の放射線案内部材９，
１０，１１および１２を備え、その仮想境界を第
２図の断面図において破線で示す。
放射線案内部材は放射線を伝播する能動層５お
よびｐ−ｎ接合１３を有する層構造を具備してお
り、本例では能動層を砒化ガリウムで構成する。
放射線を増幅するためすべての放射線案内部材に
対し表面２において金属層の形態の電極１４，１
５，１６，１７を設ける。接続端子１８，１９，
２０，２１および２２を介し電極１４〜１７に金
属層８（例えば接地できる）に対して正の電圧を
供給することによりｐ−ｎ接合１３に順方向電流
を流して、関連する放射線案内部材においてｐ−
ｎレーザにおけると同一形態の増幅作用により増
幅を行わせることができ、ここではこの増幅作用
の説明は省略する。しかし放射線案内部材は共振
器内に配置されていないから、本発明のスイツチ
ング装置ではレーザ動作は発生不可能である。
よびｐ−ｎ接合１３を有する層構造を具備してお
り、本例では能動層を砒化ガリウムで構成する。
放射線を増幅するためすべての放射線案内部材に
対し表面２において金属層の形態の電極１４，１
５，１６，１７を設ける。接続端子１８，１９，
２０，２１および２２を介し電極１４〜１７に金
属層８（例えば接地できる）に対して正の電圧を
供給することによりｐ−ｎ接合１３に順方向電流
を流して、関連する放射線案内部材においてｐ−
ｎレーザにおけると同一形態の増幅作用により増
幅を行わせることができ、ここではこの増幅作用
の説明は省略する。しかし放射線案内部材は共振
器内に配置されていないから、本発明のスイツチ
ング装置ではレーザ動作は発生不可能である。
第１および２図に示した実施例は２個の第１放
射線案内部材９および１０を備え、これらは２個
の別の放射線案内部材１１および１２に分岐さ
れ、これら別の放射線案内部材はその長さ方向の
大部分を相互増幅作用域（相互増幅作用プロフイ
ル）の外側に配置される。
射線案内部材９および１０を備え、これらは２個
の別の放射線案内部材１１および１２に分岐さ
れ、これら別の放射線案内部材はその長さ方向の
大部分を相互増幅作用域（相互増幅作用プロフイ
ル）の外側に配置される。
本発明では、すべての放射線案内部材に対し共
通に均一な厚さおよびドーピング濃度の能動層５
を有する半導体層４，５，６および７から成る層
構造を基板領域３上に配設する。すべての放射線
案内部材は第２図において交さ斜線を施して示す
絶縁領域２３により互に電気的に絶縁し、絶縁領
域は下方へ延在する深さが共通能動層より浅くな
るようにする。更に本発明では、第１図に示すよ
うに、第１放射線案内部材９および１０並に別の
放射線案内部材１１および１２の間の遷移区域
（第１図にＬで示す）内の放射線案内部材の電極
１４，１５，１６および１７は、遷移区域Ｌ内に
並置される多少勾配テーパを有する端部を備えて
いる。本発明では能動層５は放射線案内部材９，
１０，１１および１２の幅方向において、移送さ
れる放射線に対し小さな実効屈折率変化を示し、
２個の隣接する放射線案内部材（11−９；９−
10；10−12）の間の距離を適切に小さくして並置
された隣接放射線案内部材が相互増幅作用域内に
配置されるようにする。更に本発明では、すべて
の放射線案内部材の横および縦方向（トランスバ
ース）寸法（幅および厚さ）を適切に小さくして
単一の横および縦方向（トランスバーサル）モー
ドの振動だけの案内および増幅が行われるように
する。
通に均一な厚さおよびドーピング濃度の能動層５
を有する半導体層４，５，６および７から成る層
構造を基板領域３上に配設する。すべての放射線
案内部材は第２図において交さ斜線を施して示す
絶縁領域２３により互に電気的に絶縁し、絶縁領
域は下方へ延在する深さが共通能動層より浅くな
るようにする。更に本発明では、第１図に示すよ
うに、第１放射線案内部材９および１０並に別の
放射線案内部材１１および１２の間の遷移区域
（第１図にＬで示す）内の放射線案内部材の電極
１４，１５，１６および１７は、遷移区域Ｌ内に
並置される多少勾配テーパを有する端部を備えて
いる。本発明では能動層５は放射線案内部材９，
１０，１１および１２の幅方向において、移送さ
れる放射線に対し小さな実効屈折率変化を示し、
２個の隣接する放射線案内部材（11−９；９−
10；10−12）の間の距離を適切に小さくして並置
された隣接放射線案内部材が相互増幅作用域内に
配置されるようにする。更に本発明では、すべて
の放射線案内部材の横および縦方向（トランスバ
ース）寸法（幅および厚さ）を適切に小さくして
単一の横および縦方向（トランスバーサル）モー
ドの振動だけの案内および増幅が行われるように
する。
ここで用語“放射線案内部材の増幅作用域”と
は、放射線案内部材の幅方向において当該放射線
案内部材に対する増幅率が正である区域を意味す
る。
は、放射線案内部材の幅方向において当該放射線
案内部材に対する増幅率が正である区域を意味す
る。
上述した実施例では、半導体レーザの製造にお
いて通常使用される層構造を使用する。
いて通常使用される層構造を使用する。
電極層１４〜１７に対する電気接続を第２図で
は略線図でのみ示したが、これら電極層は幅が小
さいため実際上これら電極層は絶縁層により半導
体表面から絶縁した図示しない一層大きい金属接
触（コンタクト）パツド（ボンド・フラツプ）に
接続する。その場合接続ワイヤは半導体技術にお
いて普通に使用される態様で前記金属接触パツド
上に配設することができる。
は略線図でのみ示したが、これら電極層は幅が小
さいため実際上これら電極層は絶縁層により半導
体表面から絶縁した図示しない一層大きい金属接
触（コンタクト）パツド（ボンド・フラツプ）に
接続する。その場合接続ワイヤは半導体技術にお
いて普通に使用される態様で前記金属接触パツド
上に配設することができる。
本例では、その上側表面に（001）方位を有し、
約1018ドナー原子／cm3のドーピング濃度および約
80μｍの厚さを有する単結晶ｎ形砒化ガリウム
（GaAs）から成る基板３を使用する。その上に、
ｘ＝0.3の砒化アルミニウム・ガリウム（Alx
Gal-xAs）であつて、約３×1017錫原子／cm3のド
ーピング濃度および約2μｍの厚さを有する第１
受動エピタキシヤルｎ形層４を配設する。本例で
は能動層５として、約３×1017ゲルマニウム原
子／cm3のドーピング濃度を有するｐ形GaAsの厚
さ0.3μｍの層を、層４上に配設する。この層５上
には、組成Al0.3Ga0.7As従つて層５より一層大き
い禁止帯ギヤツプを有し、約５×1017ゲルマニウ
ム原子／cm3のドーピング濃度および約1.5μｍの厚
さを有するｐ導電形の第２受動層６を配設する。
この受動層６上には、約1.5μｍの厚さおよび約
1018ゲルマニウム原子／cm3のドーピング濃度を有
するGaAsのｐ形接触層７を配設する。層４およ
び５の対向面にはｐ−ｎ接合１３が形成される。
交さ斜線で示した極めて高い抵抗率を有する高オ
ーミツク絶縁領域２３は陽子の衝突を介して形成
する。金属層１４および１５は例えば金で構成す
ることができ、金属層８は例えば金−ゲルマニウ
ム−ニツケル合金で構成することができる。放射
線案内部材の幅を決める金属層１４および１５は
例えば5μｍの幅を有する。
約1018ドナー原子／cm3のドーピング濃度および約
80μｍの厚さを有する単結晶ｎ形砒化ガリウム
（GaAs）から成る基板３を使用する。その上に、
ｘ＝0.3の砒化アルミニウム・ガリウム（Alx
Gal-xAs）であつて、約３×1017錫原子／cm3のド
ーピング濃度および約2μｍの厚さを有する第１
受動エピタキシヤルｎ形層４を配設する。本例で
は能動層５として、約３×1017ゲルマニウム原
子／cm3のドーピング濃度を有するｐ形GaAsの厚
さ0.3μｍの層を、層４上に配設する。この層５上
には、組成Al0.3Ga0.7As従つて層５より一層大き
い禁止帯ギヤツプを有し、約５×1017ゲルマニウ
ム原子／cm3のドーピング濃度および約1.5μｍの厚
さを有するｐ導電形の第２受動層６を配設する。
この受動層６上には、約1.5μｍの厚さおよび約
1018ゲルマニウム原子／cm3のドーピング濃度を有
するGaAsのｐ形接触層７を配設する。層４およ
び５の対向面にはｐ−ｎ接合１３が形成される。
交さ斜線で示した極めて高い抵抗率を有する高オ
ーミツク絶縁領域２３は陽子の衝突を介して形成
する。金属層１４および１５は例えば金で構成す
ることができ、金属層８は例えば金−ゲルマニウ
ム−ニツケル合金で構成することができる。放射
線案内部材の幅を決める金属層１４および１５は
例えば5μｍの幅を有する。
第１図に示したように本例ではレーザからのも
のを可とする放射線がコア２５およびクラツド２
６を有するガラスフアイバ２４から半導体本体上
の第１側面２７に入射し、この第１側面は平坦表
面２にほぼ垂直に延在し、放射線案内部材９およ
び１０と交さしかつ反射防止誘電体層２８を被着
される。入射した放射線は同じく平坦表面２にほ
ぼ垂直に延在する第２側面２９から放射または導
出され、本例では第２側面は第１側面に平行に延
在しかつ放射線案内部材１１および１２と交さす
るようにし、第２側面２９には同じく反射防止層
３０を被着する。上記放射または導出された放射
線はガラスフアイバ３１および３２を介して受信
し更に伝送することができる。すべてのガラスフ
アイバは約100μｍの直径を有する。放射線案内
部材９および１０は約4μｍの距離だけ離間して、
ガラスフアイバ２４を介して入射した放射線を放
射線案内部材９および１０を介し更に案内できる
ようにし、側面２９における別の放射線案内部材
１１および１２の間の距離を約104μｍとし、従
つて側面２７における第１放射線案内部材９およ
び１０の間の距離よりかなり大きくして、放射線
案内部材１１および１２から生ずる放射線を並置
したガラスフアイバ３１および３２において容易
に受信できるようにする。第１放射線案内部材９
および１０並に第２放射線案内部材１１および１
２の間の遷移区域の長さＬ（第１図参照）は約
80μｍであり、遷移区域Ｌの外側で側面２７およ
び２９の近くにおける放射線案内部材の直線部分
の長さは約50μｍである。遷移区域Ｌにおいて放
射線案内部材１０および１２間の距離並に放射線
案内部材９および１１間の距離は約4μｍである。
側面２７および２９間の全長は500μｍであり、
放射線案内部材１１および１２における湾曲部は
約1000μｍの曲率半径および約10°に対応する円弧
長さを有する。過大な損失を伴わない良好な放射
線案内を達成するには曲率半径は200μｍ以上に
選定するのが好適である。曲率半径が約1500μｍ
より大きい場合には、側面２９の近くにおいて案
内部材１１および１２間に十分大きい間隔を持た
せるために要するスイツチング装置の長さが、多
数の実用上の用途に対し過大となる。勾配を付与
した電極１４，１５，１６および１７の先端にお
ける曲率半径は約2μｍである。
のを可とする放射線がコア２５およびクラツド２
６を有するガラスフアイバ２４から半導体本体上
の第１側面２７に入射し、この第１側面は平坦表
面２にほぼ垂直に延在し、放射線案内部材９およ
び１０と交さしかつ反射防止誘電体層２８を被着
される。入射した放射線は同じく平坦表面２にほ
ぼ垂直に延在する第２側面２９から放射または導
出され、本例では第２側面は第１側面に平行に延
在しかつ放射線案内部材１１および１２と交さす
るようにし、第２側面２９には同じく反射防止層
３０を被着する。上記放射または導出された放射
線はガラスフアイバ３１および３２を介して受信
し更に伝送することができる。すべてのガラスフ
アイバは約100μｍの直径を有する。放射線案内
部材９および１０は約4μｍの距離だけ離間して、
ガラスフアイバ２４を介して入射した放射線を放
射線案内部材９および１０を介し更に案内できる
ようにし、側面２９における別の放射線案内部材
１１および１２の間の距離を約104μｍとし、従
つて側面２７における第１放射線案内部材９およ
び１０の間の距離よりかなり大きくして、放射線
案内部材１１および１２から生ずる放射線を並置
したガラスフアイバ３１および３２において容易
に受信できるようにする。第１放射線案内部材９
および１０並に第２放射線案内部材１１および１
２の間の遷移区域の長さＬ（第１図参照）は約
80μｍであり、遷移区域Ｌの外側で側面２７およ
び２９の近くにおける放射線案内部材の直線部分
の長さは約50μｍである。遷移区域Ｌにおいて放
射線案内部材１０および１２間の距離並に放射線
案内部材９および１１間の距離は約4μｍである。
側面２７および２９間の全長は500μｍであり、
放射線案内部材１１および１２における湾曲部は
約1000μｍの曲率半径および約10°に対応する円弧
長さを有する。過大な損失を伴わない良好な放射
線案内を達成するには曲率半径は200μｍ以上に
選定するのが好適である。曲率半径が約1500μｍ
より大きい場合には、側面２９の近くにおいて案
内部材１１および１２間に十分大きい間隔を持た
せるために要するスイツチング装置の長さが、多
数の実用上の用途に対し過大となる。勾配を付与
した電極１４，１５，１６および１７の先端にお
ける曲率半径は約2μｍである。
作動状態では電極１４および１５の両方を介し
てｐ−ｎ接合１３に順方向に電流が供給される。
放射線案内部材１２の電極１７にも電流を供給し
た場合には、ガラスフアイバ２４を介して放射線
案内部材９および１０に入射する放射線はほぼす
べてが放射線案内部材１２従つてガラスフアイバ
３２へ伝送される。この場合放射線案内部材９も
付勢されるから、電界は案内部材９から１０へそ
して案内部材１０から１２へ徐々に交さすること
ができ、その理由は隣接する放射線案内部材が相
互増幅作用域内に配置されており、遷移区域の近
くの放射線が吸収区域に入ることがないからであ
る。逆に、放射線案内部材１２に代えて放射線案
内部材１１に電流を供給した場合には、放射線案
内部材９および１０によつて移送される放射線は
徐々に案内部材１１に流入する。
てｐ−ｎ接合１３に順方向に電流が供給される。
放射線案内部材１２の電極１７にも電流を供給し
た場合には、ガラスフアイバ２４を介して放射線
案内部材９および１０に入射する放射線はほぼす
べてが放射線案内部材１２従つてガラスフアイバ
３２へ伝送される。この場合放射線案内部材９も
付勢されるから、電界は案内部材９から１０へそ
して案内部材１０から１２へ徐々に交さすること
ができ、その理由は隣接する放射線案内部材が相
互増幅作用域内に配置されており、遷移区域の近
くの放射線が吸収区域に入ることがないからであ
る。逆に、放射線案内部材１２に代えて放射線案
内部材１１に電流を供給した場合には、放射線案
内部材９および１０によつて移送される放射線は
徐々に案内部材１１に流入する。
回路を簡単にするためには電極１４および１５
に同一電圧を供給するのが好適であるが、このよ
うにすることは必ずしも必要でない。放射線が放
射線案内部材９および１０から案内部材１２へ進
行する場合、増幅動作は案内部材１０および１２
だけにおいて生ずるようにする必要があり、放射
線案内部材９についてはこの放射線案内部材にお
いて放射線の吸収が起らない場合遥に小さい電流
密度で充分である。放射線が放射線案内部材９お
よび１０から放射線案内部材１１へ進行する場合
には、逆の状態が生ずる。なお放射線の方向も逆
にすることができる。例えば、放射線はガラスフ
アイバ３１または３２から放射線案内部材１１ま
たは１２を介して案内部材９および１０へ、従つ
てガラスフアイバ２４へ案内することができる。
に同一電圧を供給するのが好適であるが、このよ
うにすることは必ずしも必要でない。放射線が放
射線案内部材９および１０から案内部材１２へ進
行する場合、増幅動作は案内部材１０および１２
だけにおいて生ずるようにする必要があり、放射
線案内部材９についてはこの放射線案内部材にお
いて放射線の吸収が起らない場合遥に小さい電流
密度で充分である。放射線が放射線案内部材９お
よび１０から放射線案内部材１１へ進行する場合
には、逆の状態が生ずる。なお放射線の方向も逆
にすることができる。例えば、放射線はガラスフ
アイバ３１または３２から放射線案内部材１１ま
たは１２を介して案内部材９および１０へ、従つ
てガラスフアイバ２４へ案内することができる。
上述した半導体スイツチング装置は半導体レー
ザの製造用に開発された技術によつて製造するこ
とができる。例えば、層構造３，４，５，６，７
は液相から層４，５，６および７をエピタキシヤ
ル堆積により有利に実現することができるが、気
相からエピタキシヤル堆積によつても有利に実現
することができる。しかしその詳細は本発明の要
旨ではないから説明を省略するが、例えばD.
ElwellおよびH.J.Scheel共著の単行本“Crystal
Growth from High Temperature Solutions”，
Academic Press社発行1975年、第433〜467頁に
記載されている。
ザの製造用に開発された技術によつて製造するこ
とができる。例えば、層構造３，４，５，６，７
は液相から層４，５，６および７をエピタキシヤ
ル堆積により有利に実現することができるが、気
相からエピタキシヤル堆積によつても有利に実現
することができる。しかしその詳細は本発明の要
旨ではないから説明を省略するが、例えばD.
ElwellおよびH.J.Scheel共著の単行本“Crystal
Growth from High Temperature Solutions”，
Academic Press社発行1975年、第433〜467頁に
記載されている。
絶縁領域２３は陽子衝突により最も簡単に実現
することができる。この目的のため、例えば、放
射線案内部材９，１０，１１および１２の区域に
おいて普通のホトリソグラフ・マスクおよびエツ
チング法を用いて蒸着およびエツチングにより表
面２上に金の層を配設し、この層を陽子衝突に対
するマククとして使用する。かかる陽子衝突に対
する条件としては約200keVのエネルギーおよび
約1015陽子／cm2が普通であり、絶縁領域２３の厚
さは約2μｍになる。次いで金属上に直接または
１個もしくは複数個の中間金属層を介して合金の
接触部（またはコンタクト）を配設することがで
きる。半導体板の反対側表面上には蒸着その他の
方法により金属層８を配設することができる。
することができる。この目的のため、例えば、放
射線案内部材９，１０，１１および１２の区域に
おいて普通のホトリソグラフ・マスクおよびエツ
チング法を用いて蒸着およびエツチングにより表
面２上に金の層を配設し、この層を陽子衝突に対
するマククとして使用する。かかる陽子衝突に対
する条件としては約200keVのエネルギーおよび
約1015陽子／cm2が普通であり、絶縁領域２３の厚
さは約2μｍになる。次いで金属上に直接または
１個もしくは複数個の中間金属層を介して合金の
接触部（またはコンタクト）を配設することがで
きる。半導体板の反対側表面上には蒸着その他の
方法により金属層８を配設することができる。
半導体スイツチング装置は、例えば、その金属
層８を冷却銅板上に配設することができる。半導
体ウエハはその反対側表面２を冷却部材上に配設
すると冷却が一層効果的に行われるが、その場合
表面２により電極１４，１５，１６，１７が短絡
されないようこの表面を電気的に絶縁しなければ
ならない。この目的のため、例えば酸化ベリリウ
ムを使用することができ、その場合電極１４，１
５，１６，１７の一部を接触接続（コンタクテイ
ング）のため結晶から突出させる必要がある。
層８を冷却銅板上に配設することができる。半導
体ウエハはその反対側表面２を冷却部材上に配設
すると冷却が一層効果的に行われるが、その場合
表面２により電極１４，１５，１６，１７が短絡
されないようこの表面を電気的に絶縁しなければ
ならない。この目的のため、例えば酸化ベリリウ
ムを使用することができ、その場合電極１４，１
５，１６，１７の一部を接触接続（コンタクテイ
ング）のため結晶から突出させる必要がある。
第３図は本発明の半導体スイツチング装置の第
２実施例の平面図を示し、第４図は第３図の−
線上断面図を示す。本例では放射線案内部材４
１，４２，４３および４４の間のスイツチングを
実現できる電極構造を使用する。層構造は第１お
よび２図に示した第１実施例と同一とすることが
でき、絶縁領域２３も第１実施例と同一態様で得
ることができる。第４図は放射線案内部材４１，
４５および４２並にその電極５０，５１および５
２とその接続端子５３，５４および５５の断面図
である。
２実施例の平面図を示し、第４図は第３図の−
線上断面図を示す。本例では放射線案内部材４
１，４２，４３および４４の間のスイツチングを
実現できる電極構造を使用する。層構造は第１お
よび２図に示した第１実施例と同一とすることが
でき、絶縁領域２３も第１実施例と同一態様で得
ることができる。第４図は放射線案内部材４１，
４５および４２並にその電極５０，５１および５
２とその接続端子５３，５４および５５の断面図
である。
本例では第１放射線案内部材４５の一端が遷移
区域L1を介し２個の放射線案内部材４１および
４２に分岐され、かつこの案内部材の他端が遷移
区域L2を介し２個の放射線案内部材４３および
４４に分岐される。遷移区域L1およびL2におけ
る隣接する放射線案内部材の相互間の距離ｄ（本
例では等距離、第１図参照）は4μｍとし、従つ
て並置された放射線案内部材は相互の増幅作用域
内に配置される。
区域L1を介し２個の放射線案内部材４１および
４２に分岐され、かつこの案内部材の他端が遷移
区域L2を介し２個の放射線案内部材４３および
４４に分岐される。遷移区域L1およびL2におけ
る隣接する放射線案内部材の相互間の距離ｄ（本
例では等距離、第１図参照）は4μｍとし、従つ
て並置された放射線案内部材は相互の増幅作用域
内に配置される。
放射線案内部材４２，４５および４３の電極
に、本例では接続端子２２に対し正の電圧を加え
た場合、放射線をガラスフアイバ４７からガラス
フアイバ４８へまたはその逆方向に転送すること
ができる。また放射線案内部材４２，４５および
４４に電圧を加えた場合には、放射線をガラスフ
アイバ４７から４９へまたはその逆方向に転送す
ることができる。同一態様でガラスフアイバ４６
からの放射線を任意にガラスフアイバ４８または
４９に結合するか、またはこれと逆の結合を実現
することができる。放射線案内部材４５には常に
電圧を加えて、電界の円滑な交差（クロツシン
グ・オーバー）が行われるようにする。本例装置
は第１および２図に示した第１実施例と同一態様
で製造することができる。
に、本例では接続端子２２に対し正の電圧を加え
た場合、放射線をガラスフアイバ４７からガラス
フアイバ４８へまたはその逆方向に転送すること
ができる。また放射線案内部材４２，４５および
４４に電圧を加えた場合には、放射線をガラスフ
アイバ４７から４９へまたはその逆方向に転送す
ることができる。同一態様でガラスフアイバ４６
からの放射線を任意にガラスフアイバ４８または
４９に結合するか、またはこれと逆の結合を実現
することができる。放射線案内部材４５には常に
電圧を加えて、電界の円滑な交差（クロツシン
グ・オーバー）が行われるようにする。本例装置
は第１および２図に示した第１実施例と同一態様
で製造することができる。
第５および６図は本発明の第３実施例を示し、
本例装置は第５図の平面図に示すように交さする
第１および第２放射線案内部材６１および６２か
ら成るマトリツクスを備える。第１直線状放射線
案内部材６１は交さ区域において少なくとも別の
湾曲した放射線案内部材６３に分岐され、この案
内部材６３はその他端においては少なくとも第２
直線状放射線案内部材６２に分岐され、この案内
部材６２は第１直線状放射線案内部材６１に垂直
に延在する。第６図は第５図において破線で囲ん
だ区域を詳細に示す拡大平面図である。第６図か
ら明らかなように、放射線案内部材６１および６
２の両方を数個の直線状セグメント６１Ａ，Ｂ，
Ｃ；６２Ａ，Ｂ，Ｃで構成し、その場合１個の直
線状放射線案内部材に属するセグメントはすべて
が互に正確に直線状に配置されるのではない。し
かし同一の直線状放射線案内部材のセグメントの
相互間距離（4μｍ程度またはそれより小）およ
び相対位置を適切に選定して、これらセグメント
はその電極が付勢された場合放射線を同一方向へ
転送できるようにする。本例については半導体本
体の断面図は第２および４図の断面図と全く同様
であるから図示せず、本例装置は第１および第２
実施例のものとは電極構造だけ相違する。
本例装置は第５図の平面図に示すように交さする
第１および第２放射線案内部材６１および６２か
ら成るマトリツクスを備える。第１直線状放射線
案内部材６１は交さ区域において少なくとも別の
湾曲した放射線案内部材６３に分岐され、この案
内部材６３はその他端においては少なくとも第２
直線状放射線案内部材６２に分岐され、この案内
部材６２は第１直線状放射線案内部材６１に垂直
に延在する。第６図は第５図において破線で囲ん
だ区域を詳細に示す拡大平面図である。第６図か
ら明らかなように、放射線案内部材６１および６
２の両方を数個の直線状セグメント６１Ａ，Ｂ，
Ｃ；６２Ａ，Ｂ，Ｃで構成し、その場合１個の直
線状放射線案内部材に属するセグメントはすべて
が互に正確に直線状に配置されるのではない。し
かし同一の直線状放射線案内部材のセグメントの
相互間距離（4μｍ程度またはそれより小）およ
び相対位置を適切に選定して、これらセグメント
はその電極が付勢された場合放射線を同一方向へ
転送できるようにする。本例については半導体本
体の断面図は第２および４図の断面図と全く同様
であるから図示せず、本例装置は第１および第２
実施例のものとは電極構造だけ相違する。
セグメント６２Ａ，６１Ａおよび放射線案内部
材６３に電流を供給した場合（第６図参照）案内
部材６３の曲率半径が過度に小さくなければ
（200μｍより小さくなけれが可）、セグメント６
２Ａから案内部材６３を介しセグメント６１Ｃに
至るかまたはこれを逆に辿る放射線通路が形成さ
れる。放射線案内部材６３が付勢された場合に
は、少なくとも適正セグメントが付勢されたとき
だけ、セグメント６１または６２を介して放射線
の案内を行うことができる。電極の幅を適切に選
定して単一振動モードだけ通過できるようにし、
この目的のため電極の幅は5μｍ以下が好適であ
る。電極の下で電流が拡がる結果、光学的案内作
用はセグメント相互間の不連続構造による妨害を
殆んど受けない。
材６３に電流を供給した場合（第６図参照）案内
部材６３の曲率半径が過度に小さくなければ
（200μｍより小さくなけれが可）、セグメント６
２Ａから案内部材６３を介しセグメント６１Ｃに
至るかまたはこれを逆に辿る放射線通路が形成さ
れる。放射線案内部材６３が付勢された場合に
は、少なくとも適正セグメントが付勢されたとき
だけ、セグメント６１または６２を介して放射線
の案内を行うことができる。電極の幅を適切に選
定して単一振動モードだけ通過できるようにし、
この目的のため電極の幅は5μｍ以下が好適であ
る。電極の下で電流が拡がる結果、光学的案内作
用はセグメント相互間の不連続構造による妨害を
殆んど受けない。
本発明は上述した実施例に限定されるものでな
いこと勿論である。光信号は例えば第１および３
図に示したように結晶の側面に結合するかまたは
結晶の側面から導出できるが、また、例えば結晶
の表面にＶ字条溝を形成し、これにガラスフアイ
バを配置して放射線信号を、能動層５上に直接入
射させるか、または光案内部として作動する隣接
受動層６上に入射させることができる。
いこと勿論である。光信号は例えば第１および３
図に示したように結晶の側面に結合するかまたは
結晶の側面から導出できるが、また、例えば結晶
の表面にＶ字条溝を形成し、これにガラスフアイ
バを配置して放射線信号を、能動層５上に直接入
射させるか、または光案内部として作動する隣接
受動層６上に入射させることができる。
先に述べたように、ある環境の下では高オーミ
ツク領域２３は全体を省略することさえできる
が、陽子衝突によつて得られる実施例における高
オーミツク領域２３に代え、ｐ形層６および７に
おけるドナー原子の拡散またはイオン注入によつ
て形成されるｎ形領域を使用することもできる。
上述した実施例において示した簡単な態様に代
え、第４図の実施例に対しては第７図に示した電
極層を配設することができ、この場合まず表面２
上に絶縁層を配設し、次いで放射線案内部材の区
域において絶縁層にエツチングにより開口を配設
するようにする。その場合電極を構成する金属層
はエツチングにより配設した開口より幅を大きく
することができ、かつ絶縁層上で開口に隣接する
如く延在させることができる。なお“電極の幅”
なる用語は、絶縁層における前記開口の幅を意味
する。
ツク領域２３は全体を省略することさえできる
が、陽子衝突によつて得られる実施例における高
オーミツク領域２３に代え、ｐ形層６および７に
おけるドナー原子の拡散またはイオン注入によつ
て形成されるｎ形領域を使用することもできる。
上述した実施例において示した簡単な態様に代
え、第４図の実施例に対しては第７図に示した電
極層を配設することができ、この場合まず表面２
上に絶縁層を配設し、次いで放射線案内部材の区
域において絶縁層にエツチングにより開口を配設
するようにする。その場合電極を構成する金属層
はエツチングにより配設した開口より幅を大きく
することができ、かつ絶縁層上で開口に隣接する
如く延在させることができる。なお“電極の幅”
なる用語は、絶縁層における前記開口の幅を意味
する。
電極の構造は上記実施例に示したものの他、極
めて多数の態様において変形構造を得ることがで
きる。例えば、第１および２図に示した実施例で
は他の案内部材１１および１２に加え、別の第３
案内部材を備え、その端部を案内部材９および１
０の間の遷移区域内に配置するようにすることが
できる。使用する半導体材料および導電形式は本
発明の範囲内で当業者が任意に変更することもで
きる。更に、本発明の装置ではインコヒーレント
放射線を使用すると不利であるが、必ずしもコヒ
ーレント放射線を使用することを必要としない。
めて多数の態様において変形構造を得ることがで
きる。例えば、第１および２図に示した実施例で
は他の案内部材１１および１２に加え、別の第３
案内部材を備え、その端部を案内部材９および１
０の間の遷移区域内に配置するようにすることが
できる。使用する半導体材料および導電形式は本
発明の範囲内で当業者が任意に変更することもで
きる。更に、本発明の装置ではインコヒーレント
放射線を使用すると不利であるが、必ずしもコヒ
ーレント放射線を使用することを必要としない。
第１図は本発明の第１実施例の平面図、第２図
は第１図の−線上断面図、第３図は本発明の
第２実施例の平面図、第４図は第３図の−線
上断面図、第５図は本発明の第３実施例の平面
図、第６図は第５図の破線枠内の部分の拡大平面
図、第７図は第２図の実施例の変形例の断面図で
ある。 １……半導体本体、２……平坦表面、３……基
板領域、４……受動層、５……能動層、６……受
動層、７……ｐ形接触層、８……金属層、９，１
０，１１，１２……細条状放射線案内部材、１３
……ｐ−ｎ接合、１４，１５，１６，１７……電
極、１８，１９，２０，２１，２２……接続端
子、２３……絶縁領域、２４……ガラスフアイ
バ、２５……コア、２６……クラツド、２７……
第１側面、２８……反射防止誘導体層、２９……
第２側面、３０……反射防止層、３１，３２……
ガラスフアイバ、４１，４２，４３，４４，４５
……放射線案内部材、４６，４７，４８，４９…
…ガラスフアイバ、５０，５１，５２……電極、
５３，５４，５５……接続端子、６１，６２……
放射線案内部材、６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６２
Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ……直線状放射線案内セグメ
ント、６３……湾曲放射線案内部材。
は第１図の−線上断面図、第３図は本発明の
第２実施例の平面図、第４図は第３図の−線
上断面図、第５図は本発明の第３実施例の平面
図、第６図は第５図の破線枠内の部分の拡大平面
図、第７図は第２図の実施例の変形例の断面図で
ある。 １……半導体本体、２……平坦表面、３……基
板領域、４……受動層、５……能動層、６……受
動層、７……ｐ形接触層、８……金属層、９，１
０，１１，１２……細条状放射線案内部材、１３
……ｐ−ｎ接合、１４，１５，１６，１７……電
極、１８，１９，２０，２１，２２……接続端
子、２３……絶縁領域、２４……ガラスフアイ
バ、２５……コア、２６……クラツド、２７……
第１側面、２８……反射防止誘導体層、２９……
第２側面、３０……反射防止層、３１，３２……
ガラスフアイバ、４１，４２，４３，４４，４５
……放射線案内部材、４６，４７，４８，４９…
…ガラスフアイバ、５０，５１，５２……電極、
５３，５４，５５……接続端子、６１，６２……
放射線案内部材、６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６２
Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ……直線状放射線案内セグメ
ント、６３……湾曲放射線案内部材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電磁放射線を案内し、かつ増幅するための半
導体スイツチング装置で、接続導体を配設した基
板領域を含む表面がほぼ平坦な半導体本体と、多
数の細条状電磁放射線案内部材とを備え、該電磁
放射線案内部材は電磁放射線が伝播する能動層お
よび電磁放射線の増幅用のｐ−ｎ接合を含む層構
造を有し、電磁放射線を増幅するため各電磁放射
線案内部材の表面に少なくとも１個の電極を設け
て前記ｐ−ｎ接合の順方向電流を制御し、１個ま
たは複数個の第１電磁放射線案内部材が少なくと
も２個の別の電磁放射線案内部材で、そのうちの
少なくとも１個は少なくとも部分的に彎曲してい
る電磁放射線案内部材に分岐され、これら別の電
磁放射線案内部材はその長さの大部分が第１電磁
放射線案内部材との相互増幅作用域の外側に配置
されている半導体スイツチング装置において、 基板領域上に、すべての電磁放射線案内部材に
共通であり、かつ均一な厚さ、導電率およびドー
ピング濃度の能動層を有する層構造を具備し、第
１電磁放射線案内部材および別の電磁放射線案内
部材の間の遷移区域では前記電磁放射線案内部材
の各々の電極が並置された勾配付き端部で終端さ
れ、更に遷移区域では電磁放射線案内部材の幅方
向において能動層が電磁放射線に対し十分小さい
実効屈折率変化を有しかつ２個の電磁放射線案内
部材の間の距離を十分小さくしてこれら電磁放射
線案内部材が相互増幅作用域内に配置されるよう
にし、すべての電磁放射線案内部材の横方向およ
び縦方向寸法を十分小さくして単一の横および縦
方向振動モードだけの案内および増幅が行われる
如く構成したことを特徴とする半導体スイツチン
グ装置。 ２ すべての電磁放射線案内部材を共通能動層に
比べ浅く下方に延在する絶縁領域により互いに電
気的に分離する特許請求の範囲第１項記載の半導
体スイツチング装置。 ３ 遷移区域において２個の隣接する電磁放射線
案内部材の間の距離を最大で4μｍとする特許請
求の範囲第１または２項記載の半導体スイツチン
グ装置。 ４ 遷移区域の長さを少なくとも50μｍとする特
許請求の範囲第１〜３項中の一項記載の半導体ス
イツチング装置。 ５ 前記層構造が能動層を備え、該能動層はこの
能動層より大きい禁止帯ギヤツプを有する２個の
受動層により限定され、前記能動層が一方の受動
層とｐ−ｎ接合を形成する特許請求の範囲第１〜
４項中の一項記載の半導体スイツチング装置。 ６ 電極の幅を最大で5μｍとする特許請求の範
囲第１〜５項中の一項記載の半導体スイツチング
装置。 ７ 前記能動層の厚さを最大で0.3μｍとする特許
請求の範囲第１〜６項中の一項記載の半導体スイ
ツチング装置。 ８ 前記絶縁領域を陽子衝突によつて得られる極
めて抵抗率の高い領域で構成する特許請求の範囲
第２項記載の半導体スイツチング装置。 ９ 電磁放射線が前記平坦表面にほぼ直角に延在
する半導体本体の第１側面を介して半導体本体上
に入射し、前記第１側面が前記電磁放射線案内部
材の少なくとも一つと交さしかつ反射防止層を被
着され、電磁放射線を第２側面から導出し、前記
第２側面も前記平坦表面にほぼ直角に延在し、前
記電磁放射線案内部材の少なくとも一つと交さし
かつ反射防止層を被着される特許請求の範囲第１
〜８項中の一項記載の半導体スイツチング装置。 １０ 電磁放射線が僅かな間隔で離間したほぼ並
行な第１電磁放射線案内部材上に前記第１側面を
介して入射し、前記電磁放射線案内部材が２個の
別の電磁放射線案内部材に分岐され、これら２個
の別の電磁放射線案内部材が前記第２側面と交さ
し、かつ前記第１側面の近くの前記第１電磁放射
線案内部材相互間の距離に比べかなり大きい相互
間距離で配置される特許請求の範囲第９項記載の
半導体スイツチング装置。 １１ 前記第１電磁放射線案内部材がその各端部
において前記２個の別の電磁放射線案内部材に分
岐される特許請求の範囲第１〜１０項中の一項記
載の半導体スイツチング装置。 １２ 交さする第１および第２電磁放射線案内部
材から成るマトリツクスを備え、交さ区域におい
て第１直線状電磁放射線案内部材が少なくとも１
個の彎曲した別の電磁放射線案内部材の他端が第
１電磁放射線案内部材に直角に延在する少なくと
も第２直線状電磁放射線案内部材に分岐される特
許請求の範囲第１〜１１項中の一項記載の半導体
スイツチング装置。 １３ 増幅および案内される電磁放射線がコヒー
レントである特許請求の範囲第１〜１２項中の一
項記載の半導体スイツチング装置。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NLAANVRAGE7904470,A NL185118C (nl) | 1979-06-07 | 1979-06-07 | Halfgeleiderschakelinrichting voor het geleiden en versterken van straling. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS561591A JPS561591A (en) | 1981-01-09 |
| JPH0311115B2 true JPH0311115B2 (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=19833314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7570480A Granted JPS561591A (en) | 1979-06-07 | 1980-06-06 | Semiconductor switching device |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4389567A (ja) |
| JP (1) | JPS561591A (ja) |
| CA (1) | CA1152625A (ja) |
| DE (1) | DE3021139C2 (ja) |
| FR (1) | FR2458908A1 (ja) |
| GB (1) | GB2053555B (ja) |
| IT (1) | IT1131267B (ja) |
| NL (1) | NL185118C (ja) |
| SE (1) | SE450311B (ja) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3206069A1 (de) * | 1981-02-23 | 1982-09-09 | Omron Tateisi Electronics Co., Kyoto | Lichtsende- und -empfangsvorrichtung |
| JPS60149030A (ja) * | 1983-12-21 | 1985-08-06 | Nec Corp | 光スイツチ |
| JPH0685035B2 (ja) * | 1986-01-29 | 1994-10-26 | 株式会社日立製作所 | 光スイツチ |
| US4849986A (en) * | 1986-08-22 | 1989-07-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Optical resonator matrix |
| JPS63199480A (ja) * | 1987-02-16 | 1988-08-17 | Sharp Corp | 半導体レ−ザ走査装置 |
| FR2621401B1 (fr) * | 1987-10-02 | 1989-12-29 | Labo Electronique Physique | Element de commutation optique incluant deux guides de lumiere paralleles et matrice de commutation constituee de tels elements |
| US4846542A (en) * | 1987-10-09 | 1989-07-11 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Optical switch matrix |
| US5103492A (en) * | 1989-01-03 | 1992-04-07 | Lockheed Missiles & Space Company, Inc. | Electro-optic channel switch |
| JP2656598B2 (ja) * | 1989-01-30 | 1997-09-24 | 株式会社日立製作所 | 半導体光スイッチ及び半導体光スイッチアレイ |
| GB9007139D0 (en) * | 1990-03-30 | 1990-05-30 | British Telecomm | Optical component |
| US5555544A (en) * | 1992-01-31 | 1996-09-10 | Massachusetts Institute Of Technology | Tapered semiconductor laser oscillator |
| US5260822A (en) * | 1992-01-31 | 1993-11-09 | Massachusetts Institute Of Technology | Tapered semiconductor laser gain structure with cavity spoiling grooves |
| US5844929A (en) * | 1994-02-24 | 1998-12-01 | British Telecommunications Public Limited Company | Optical device with composite passive and tapered active waveguide regions |
| JPH09265018A (ja) * | 1996-03-27 | 1997-10-07 | Nec Corp | 分岐合波光導波路回路 |
| EP1319193A1 (en) * | 2000-09-21 | 2003-06-18 | Bookham Technology Limited | Isolation device between optically conductive areas |
| FR2886414B1 (fr) * | 2005-05-25 | 2008-02-08 | Photline Technologies Sa | Circuit optique integre comportant un guide de lumiere formant au moins une separation optique |
| US8346035B2 (en) * | 2010-10-20 | 2013-01-01 | Raytheon Canada Limited | Two stage integrator assembly |
| US9977188B2 (en) | 2011-08-30 | 2018-05-22 | Skorpios Technologies, Inc. | Integrated photonics mode expander |
| US9664855B2 (en) * | 2014-03-07 | 2017-05-30 | Skorpios Technologies, Inc. | Wide shoulder, high order mode filter for thick-silicon waveguides |
| WO2015134968A1 (en) * | 2014-03-07 | 2015-09-11 | Skorpios Technologies, Inc. | High-order-mode filter for semiconductor waveguides |
| EP3149522A4 (en) | 2014-05-27 | 2018-02-21 | Skorpios Technologies, Inc. | Waveguide mode expander using amorphous silicon |
| EP3091379B1 (en) * | 2015-05-05 | 2020-12-02 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Optical coupling scheme |
| CN108351467B (zh) | 2015-07-22 | 2020-10-30 | Bb光电公司 | 具有介质波导的化合物半导体光子集成电路 |
| US10649148B2 (en) | 2017-10-25 | 2020-05-12 | Skorpios Technologies, Inc. | Multistage spot size converter in silicon photonics |
| KR102553852B1 (ko) * | 2017-11-10 | 2023-07-13 | 한국전자통신연구원 | 광 결합 장치 및 그의 제조 방법 |
| US11360263B2 (en) | 2019-01-31 | 2022-06-14 | Skorpios Technologies. Inc. | Self-aligned spot size converter |
| US11960116B2 (en) * | 2020-10-27 | 2024-04-16 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Optical waveguide coupler |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4942277A (ja) * | 1972-03-03 | 1974-04-20 | ||
| JPS51123585A (en) * | 1975-04-21 | 1976-10-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3465159A (en) * | 1966-06-27 | 1969-09-02 | Us Army | Light amplifying device |
| US4002898A (en) * | 1976-01-26 | 1977-01-11 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Single mode laser multiterminal optical data communication system |
| US4175827A (en) * | 1978-02-21 | 1979-11-27 | Sperry Rand Corporation | Electro-optical multiplexer having multiple frequency resonant excitation |
-
1979
- 1979-06-07 NL NLAANVRAGE7904470,A patent/NL185118C/xx not_active IP Right Cessation
-
1980
- 1980-05-29 CA CA000352996A patent/CA1152625A/en not_active Expired
- 1980-05-30 US US06/154,633 patent/US4389567A/en not_active Expired - Lifetime
- 1980-06-04 SE SE8004144A patent/SE450311B/sv not_active IP Right Cessation
- 1980-06-04 FR FR8012437A patent/FR2458908A1/fr active Granted
- 1980-06-04 GB GB8018324A patent/GB2053555B/en not_active Expired
- 1980-06-04 IT IT22554/80A patent/IT1131267B/it active
- 1980-06-04 DE DE3021139A patent/DE3021139C2/de not_active Expired
- 1980-06-06 JP JP7570480A patent/JPS561591A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4942277A (ja) * | 1972-03-03 | 1974-04-20 | ||
| JPS51123585A (en) * | 1975-04-21 | 1976-10-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor laser |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS561591A (en) | 1981-01-09 |
| FR2458908A1 (fr) | 1981-01-02 |
| SE450311B (sv) | 1987-06-15 |
| GB2053555B (en) | 1983-08-24 |
| NL185118C (nl) | 1990-01-16 |
| DE3021139A1 (de) | 1980-12-18 |
| IT8022554A0 (it) | 1980-06-04 |
| US4389567A (en) | 1983-06-21 |
| IT1131267B (it) | 1986-06-18 |
| CA1152625A (en) | 1983-08-23 |
| GB2053555A (en) | 1981-02-04 |
| FR2458908B1 (ja) | 1984-01-13 |
| NL185118B (nl) | 1989-08-16 |
| SE8004144L (sv) | 1980-12-08 |
| NL7904470A (nl) | 1980-12-09 |
| DE3021139C2 (de) | 1985-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0311115B2 (ja) | ||
| JPH09153638A (ja) | 導波路型半導体受光装置およびその製造方法 | |
| US6339233B1 (en) | Metal clad ridge waveguide (“MCRW”) laser semiconductor structure with doped semiconductor substrate | |
| JPH07183484A (ja) | モノリシック集積構造体及びその製造方法、並びにモノリシック集積ヘテロダイン受信回路 | |
| JP3162424B2 (ja) | 導波型光検出器及びその作製方法 | |
| WO1988005970A1 (en) | Dual mode laser/detector diode for optical fiber transmission lines | |
| JPS62174728A (ja) | 光スイツチ | |
| JPH0357633B2 (ja) | ||
| US6999638B2 (en) | Semiconductor waveguide device | |
| US5066086A (en) | Semiconductor device comprising a directional coupler for the TE and TM components | |
| US5684816A (en) | Light Interactive semiconductor device including wire connection at internal light distribution maximum | |
| US4925264A (en) | Optical switching element comprising two parallel optical guides and switching matrix constituted by such elements | |
| KR100581569B1 (ko) | 밀착 만곡형 디지탈 광학 스위치 | |
| CA1242790A (en) | Phase-locked laser array | |
| US6031857A (en) | Semiconductor device having a current-constricting spaces and method of manufacturing the device | |
| JPS6136987A (ja) | 光検出器付分布帰還形半導体レ−ザ | |
| JPS62291987A (ja) | 光集積化素子 | |
| JPH1012912A (ja) | 導波路型半導体受光素子 | |
| JPH02184825A (ja) | 光電スイッチ素子を有する集積半導体装置 | |
| JP7226668B1 (ja) | 半導体光集積素子 | |
| JP2001024211A (ja) | 半導体受光素子 | |
| KR0185371B1 (ko) | 광전 스위칭 소자를 내장한 집적 반도체 소자 | |
| JP2757319B2 (ja) | Ｆｅｔ構造光検出器 | |
| JP2986034B2 (ja) | 半導体方向性結合器 | |
| JP2001127335A (ja) | マルチセクション光電子部品 |