JPH0312474B2 - - Google Patents
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- JPH0312474B2 JPH0312474B2 JP8741882A JP8741882A JPH0312474B2 JP H0312474 B2 JPH0312474 B2 JP H0312474B2 JP 8741882 A JP8741882 A JP 8741882A JP 8741882 A JP8741882 A JP 8741882A JP H0312474 B2 JPH0312474 B2 JP H0312474B2
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- light emitting
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- semiconductor
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- emitting diode
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
- H01L31/16—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources
- H01L31/167—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers
- H01L31/173—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the semiconductor device sensitive to radiation being controlled by the light source or sources the light sources and the devices sensitive to radiation all being semiconductor devices characterised by potential barriers formed in, or on, a common substrate
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は発光素子とこの発光素子の出力光をモ
ニタする受光素子とを一体化した実用性の高い複
合型光半導体装置に関する。
ニタする受光素子とを一体化した実用性の高い複
合型光半導体装置に関する。
デイジタル光伝送技術の発達に伴い、低価格の
種々の光伝送モジユールが開発されており、最近
ではビデオシステムにおけるアナログ伝送用の光
伝送モジユールの開発要求が昂つている。ところ
が、この種アナログ伝送用光モジユールの開発に
際しては、発光素子の非線形歪に対する広範囲な
温度補償や、光変調出力の設定とその温度補償等
について十分に考慮する必要がある。しかして従
来、光アナログビデオ伝送における発光素子の非
線形歪を低減する手段として、ビデオ帯域の３倍
以上の広帯域光フイードバツクループを構成する
ことが知られている。しかし、このフイードバツ
クループを構成する為に発光素子の出力光をモニ
タする受光素子を個別素子として光伝送モジユー
ルに組込んだ場合、その光結合度や光結合度の所
謂バラツキによる次のような不具合が生じた。即
ち一般に上記結合度が小さい為に前記フイードバ
ツクループのループ利得を高くするべく、電気増
幅利得を大きくすることが必要となり、集積化電
子回路の複雑化とループ帯域確保の困難化を招き
易い。しかも、大振幅動作時における光変調回路
部との干渉に起因する動作不安定を招き易い。ま
た前記結合度のバラツキは光変調出力のバラツキ
を招き、ビデオ機器間のインターフエース条件を
確保する為には光受信回路に相当大きな負担を強
いることになる。更には結合度のバラツキは、直
接的にループ利得のバラツキに結びつく為、前述
した非線形歪の補償や光変調出力の温度補償等を
著しく困難とする。
種々の光伝送モジユールが開発されており、最近
ではビデオシステムにおけるアナログ伝送用の光
伝送モジユールの開発要求が昂つている。ところ
が、この種アナログ伝送用光モジユールの開発に
際しては、発光素子の非線形歪に対する広範囲な
温度補償や、光変調出力の設定とその温度補償等
について十分に考慮する必要がある。しかして従
来、光アナログビデオ伝送における発光素子の非
線形歪を低減する手段として、ビデオ帯域の３倍
以上の広帯域光フイードバツクループを構成する
ことが知られている。しかし、このフイードバツ
クループを構成する為に発光素子の出力光をモニ
タする受光素子を個別素子として光伝送モジユー
ルに組込んだ場合、その光結合度や光結合度の所
謂バラツキによる次のような不具合が生じた。即
ち一般に上記結合度が小さい為に前記フイードバ
ツクループのループ利得を高くするべく、電気増
幅利得を大きくすることが必要となり、集積化電
子回路の複雑化とループ帯域確保の困難化を招き
易い。しかも、大振幅動作時における光変調回路
部との干渉に起因する動作不安定を招き易い。ま
た前記結合度のバラツキは光変調出力のバラツキ
を招き、ビデオ機器間のインターフエース条件を
確保する為には光受信回路に相当大きな負担を強
いることになる。更には結合度のバラツキは、直
接的にループ利得のバラツキに結びつく為、前述
した非線形歪の補償や光変調出力の温度補償等を
著しく困難とする。
さて、第１図ａに示す装置は、従来より知られ
たデイジタル光伝送用の複合型モジユールであつ
て、同一の半導体結晶基板１上にダブルへテロ結
合構造の発光ダイオード２と、溝３によつて分離
されたフオトダイオード４とを形成したものであ
る。このモジユールは例えばｎ−GaAs基板１上
に、ｎ−GaAlAs、ｐ−GaAs、ｐ−GaAlAs、
ｐ−GaAsからなる薄膜結晶層を順に形成して構
成され、電極５をそれぞれ配設して実現される。
たデイジタル光伝送用の複合型モジユールであつ
て、同一の半導体結晶基板１上にダブルへテロ結
合構造の発光ダイオード２と、溝３によつて分離
されたフオトダイオード４とを形成したものであ
る。このモジユールは例えばｎ−GaAs基板１上
に、ｎ−GaAlAs、ｐ−GaAs、ｐ−GaAlAs、
ｐ−GaAsからなる薄膜結晶層を順に形成して構
成され、電極５をそれぞれ配設して実現される。
ところが、このような構造の光伝送モジユール
にあつては、その等価回路を第１図ｂに示すよう
に発光ダイオード２の駆動電流によつて基板に生
じる電圧降下成分がフオトダイオード４に混入す
る為、これをアナログビデオ用光伝送モジユール
として用いた場合、前述したフイードバツク制御
に大きな誤差を招来すると云う欠点を有してい
る。しかもこのような構造にあつては、発光ダイ
オード２とフオトダイオード４とに正負の極性の
異なる電圧を供給しなければならず、その取扱い
性の向上を妨げていた。つまり、発光ダイオード
２とフオトダイオード４との間のクロストークの
問題と、単一電源化に対する問題とから、光アナ
ログビデオ伝送用の低価格な光伝送モジユールと
しての実用性に欠けていた。
にあつては、その等価回路を第１図ｂに示すよう
に発光ダイオード２の駆動電流によつて基板に生
じる電圧降下成分がフオトダイオード４に混入す
る為、これをアナログビデオ用光伝送モジユール
として用いた場合、前述したフイードバツク制御
に大きな誤差を招来すると云う欠点を有してい
る。しかもこのような構造にあつては、発光ダイ
オード２とフオトダイオード４とに正負の極性の
異なる電圧を供給しなければならず、その取扱い
性の向上を妨げていた。つまり、発光ダイオード
２とフオトダイオード４との間のクロストークの
問題と、単一電源化に対する問題とから、光アナ
ログビデオ伝送用の低価格な光伝送モジユールと
しての実用性に欠けていた。
本発明はこのような事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、発光素子と受光
素子との間の結合度およびそのバラツキの問題と
クロストークの問題を招くことなしに単一電源化
を図り得る光アナログビデオ伝送に適した実用性
の高い複合型光半導体装置を提供することにあ
る。
ので、その目的とするところは、発光素子と受光
素子との間の結合度およびそのバラツキの問題と
クロストークの問題を招くことなしに単一電源化
を図り得る光アナログビデオ伝送に適した実用性
の高い複合型光半導体装置を提供することにあ
る。
本発明は半導体結晶基板上にヘテロ接合構造の
発光素子を形成すると共に、上記半導体結晶基板
上に上記発光素子と分離して逆バイアスにより
pn接合部を形成する薄膜結晶層と上記pn接合部
に直列に接続されて前記発光素子の出力光を受光
する受光素子とを形成した構造の複合型光半導体
装置を実現するものである。
発光素子を形成すると共に、上記半導体結晶基板
上に上記発光素子と分離して逆バイアスにより
pn接合部を形成する薄膜結晶層と上記pn接合部
に直列に接続されて前記発光素子の出力光を受光
する受光素子とを形成した構造の複合型光半導体
装置を実現するものである。
特に本発明は、−族半導体基板上に逆導電
性の薄膜結晶層を設け、その一部を開口した領域
上にダブルヘテロ構造の発光ダイオードを形成し
て上記薄膜結晶層を発光ダイオードの電流狭搾体
として機能させ、一方切込みによつて上記発光ダ
イオードと分離されたダブルヘテロ構造部と基板
との間の薄膜結晶層によつて上記基板との間に逆
バイアスされるpn接合部を形成して前記発光ダ
イオードとの電気的分離を確保し、且つ上記ダブ
ルヘテロ構造部を上記pn接合部に直列に接続さ
れたフオトダイオードとしたものである。
性の薄膜結晶層を設け、その一部を開口した領域
上にダブルヘテロ構造の発光ダイオードを形成し
て上記薄膜結晶層を発光ダイオードの電流狭搾体
として機能させ、一方切込みによつて上記発光ダ
イオードと分離されたダブルヘテロ構造部と基板
との間の薄膜結晶層によつて上記基板との間に逆
バイアスされるpn接合部を形成して前記発光ダ
イオードとの電気的分離を確保し、且つ上記ダブ
ルヘテロ構造部を上記pn接合部に直列に接続さ
れたフオトダイオードとしたものである。
従つて本発明によれば、基板との間に形成され
たpn接合部によつてクロストークの問題を解消
し、且つ発光ダイオードとフオトダイオードとの
同一極性駆動、つまり単一電源化を図り得る。し
かも発光ダイオードとフオトダイオードとを同一
基板上に同時集積した構造なので、その間の光結
合度を十分に高めることができ、またそのバラツ
キも低く抑えることができる。従つて高利得で安
定なフイードバツクループを構成することがで
き、また発光ダイオードからのクロストークが前
記pn接合部により阻止されるので上記ループの
安定性が乱されることがなく、この結果発光ダイ
オードの非線形歪を効果的に補償することが可能
となる。更には装置を簡易に製作することができ
る等の実用上絶大なる効果が奏せられる。
たpn接合部によつてクロストークの問題を解消
し、且つ発光ダイオードとフオトダイオードとの
同一極性駆動、つまり単一電源化を図り得る。し
かも発光ダイオードとフオトダイオードとを同一
基板上に同時集積した構造なので、その間の光結
合度を十分に高めることができ、またそのバラツ
キも低く抑えることができる。従つて高利得で安
定なフイードバツクループを構成することがで
き、また発光ダイオードからのクロストークが前
記pn接合部により阻止されるので上記ループの
安定性が乱されることがなく、この結果発光ダイ
オードの非線形歪を効果的に補償することが可能
となる。更には装置を簡易に製作することができ
る等の実用上絶大なる効果が奏せられる。
以下、図面を参照して本発明の実施例につき説
明する。
明する。
第２図ａ，ｂは第１の実施例装置を示すもの
で、ａは装置の概略構造を示す図、ｂはその電気
的等価回路構成図である。この実施例装置は、ｎ
−GaAs結晶基板１１上に、ダブルヘテロ接合構
造の発光ダイオード１２と、この発光ダイオード
１２と電気的に分離して上記基板１１との間に逆
バイアスされるpn接合およびこのpn接合に直列
接続されるフオートダイオードとからなる受光部
１３とを形成して構成される。この装置構造をそ
の製造工程に従つて説明すると、先ずｎ−GaAs
結晶基板１１上に、これと逆導電性のｐ−GaAs
薄膜結晶層１４を成長させ、その一部を部分的に
エツチング除去する等して開口部１４ａを形成す
る。このｐ−GaAs薄膜結晶層１４は前記発光ダ
イオード１２における電流狭搾体として用いられ
るもので、上記開口部１４ａにて上記発光ダイオ
ード１２の電流が狭搾される。またｐ−GaAs薄
膜結晶層１４は、前記受光部１３において前記基
板１１との間に逆バイアスされるpn接合部を形
成するものである。しかして、上記開口部１４ａ
を含むｐ−GaAs薄膜結晶層１４上に、クラツド
層を形成するｎ−GaAlAs薄膜結晶層１５、レー
ザ活性層となるｐ−GaAs薄膜結晶層１６、更に
クラツド層となるｎ−GaAlAs薄膜結晶層１７を
順に成長させて、多層薄膜結晶層からなるダブル
ヘテロ接合構造を得る。しかるのち、その上に良
好なオーミツク電極を形成する為のｐ−GaAs薄
膜結晶層１８を成長させる。その後、メサエツチ
ング等の手法により、上記多層薄膜結晶層に基板
１１の表面に到達する切込み１９を設け、前記開
口部１４ａを設けた側のヘテロ接合構造体を発光
素子領域、他方を受光素子領域として分離する。
で、ａは装置の概略構造を示す図、ｂはその電気
的等価回路構成図である。この実施例装置は、ｎ
−GaAs結晶基板１１上に、ダブルヘテロ接合構
造の発光ダイオード１２と、この発光ダイオード
１２と電気的に分離して上記基板１１との間に逆
バイアスされるpn接合およびこのpn接合に直列
接続されるフオートダイオードとからなる受光部
１３とを形成して構成される。この装置構造をそ
の製造工程に従つて説明すると、先ずｎ−GaAs
結晶基板１１上に、これと逆導電性のｐ−GaAs
薄膜結晶層１４を成長させ、その一部を部分的に
エツチング除去する等して開口部１４ａを形成す
る。このｐ−GaAs薄膜結晶層１４は前記発光ダ
イオード１２における電流狭搾体として用いられ
るもので、上記開口部１４ａにて上記発光ダイオ
ード１２の電流が狭搾される。またｐ−GaAs薄
膜結晶層１４は、前記受光部１３において前記基
板１１との間に逆バイアスされるpn接合部を形
成するものである。しかして、上記開口部１４ａ
を含むｐ−GaAs薄膜結晶層１４上に、クラツド
層を形成するｎ−GaAlAs薄膜結晶層１５、レー
ザ活性層となるｐ−GaAs薄膜結晶層１６、更に
クラツド層となるｎ−GaAlAs薄膜結晶層１７を
順に成長させて、多層薄膜結晶層からなるダブル
ヘテロ接合構造を得る。しかるのち、その上に良
好なオーミツク電極を形成する為のｐ−GaAs薄
膜結晶層１８を成長させる。その後、メサエツチ
ング等の手法により、上記多層薄膜結晶層に基板
１１の表面に到達する切込み１９を設け、前記開
口部１４ａを設けた側のヘテロ接合構造体を発光
素子領域、他方を受光素子領域として分離する。
そして、この分離された受光素子領域の多層薄
膜結晶層の一部領域に、その表面からｎ−
GaAlAs薄膜結晶層１５に到達する深さまでｎ型
不純物を拡散し、n+型不純物拡散層２０を形成
する。しかるのち、このn+型不純物拡散層２０、
受光素子領域のｐ−GaAs薄膜結晶層１８上、お
よび発光素子領域のｐ−GaAs薄膜結晶層１８上
にオーミツク電極２１，２２，２３をそれぞれ形
成し、且つ前記基板１１の裏面にオーミツク電極
２４を形成する。尚、前記n+型不純物拡散層２
０の代りに、この部分をメサエツチングして、ｎ
−GaAlAs薄膜結晶１５上に直接オーミツクな電
極２１を設けるようにしてもよい。
膜結晶層の一部領域に、その表面からｎ−
GaAlAs薄膜結晶層１５に到達する深さまでｎ型
不純物を拡散し、n+型不純物拡散層２０を形成
する。しかるのち、このn+型不純物拡散層２０、
受光素子領域のｐ−GaAs薄膜結晶層１８上、お
よび発光素子領域のｐ−GaAs薄膜結晶層１８上
にオーミツク電極２１，２２，２３をそれぞれ形
成し、且つ前記基板１１の裏面にオーミツク電極
２４を形成する。尚、前記n+型不純物拡散層２
０の代りに、この部分をメサエツチングして、ｎ
−GaAlAs薄膜結晶１５上に直接オーミツクな電
極２１を設けるようにしてもよい。
このように構成された装置によれば、その電気
的等価回路を第２図ｂに示すように、発光領域に
はダブルヘテロ接合構造の発光ダイオード１２が
形成される。一方、受光素子領域には、基板１１
とｐ−GaAs薄膜結晶層１４との間にpn接合から
なるダイオード２５が形成され、上記ｐ−GaAs
薄膜結晶層１４とｎ−GaAlAs薄膜結晶層１５と
の間に上記ダイオード２５に直列に接続された第
１のフオトダイオード２６が、またｎ−GaAlAs
薄膜結晶層１５とｐ−GaAs薄膜結晶層１６との
間に第２のフオトダイオード２７がそれぞれ形成
される。そして、これらのダイオード１２，２
５，２６，２７は第２図ｂに示す如く電極接続さ
れ、ダイオード２５はフオトダイオード２６と結
晶基板１１との間に上記フオトダイオード２６に
対して逆向きに直列接続されている。
的等価回路を第２図ｂに示すように、発光領域に
はダブルヘテロ接合構造の発光ダイオード１２が
形成される。一方、受光素子領域には、基板１１
とｐ−GaAs薄膜結晶層１４との間にpn接合から
なるダイオード２５が形成され、上記ｐ−GaAs
薄膜結晶層１４とｎ−GaAlAs薄膜結晶層１５と
の間に上記ダイオード２５に直列に接続された第
１のフオトダイオード２６が、またｎ−GaAlAs
薄膜結晶層１５とｐ−GaAs薄膜結晶層１６との
間に第２のフオトダイオード２７がそれぞれ形成
される。そして、これらのダイオード１２，２
５，２６，２７は第２図ｂに示す如く電極接続さ
れ、ダイオード２５はフオトダイオード２６と結
晶基板１１との間に上記フオトダイオード２６に
対して逆向きに直列接続されている。
かくして上記構造によれば、電極２４を接地し
た状態で、電極２３に正電圧＋VMを供給して発
光ダイオード１２が発光駆動される。また電極２
２を接地し、電極２１に正電圧＋VBを印加する
ことにより、フオトダイオード２６，２７がそれ
ぞれ駆動され、前記発光ダイオード１２の出力光
がモニタされる。このとき、発光ダイオード１２
からの光を受けてフオトダイオード２６に発生す
る電子はそのカソード側に流れるが、上記電子と
共に発生するホールはダイオード２５により阻止
されてそのアノード側（ｐ層14）にそのまま蓄積
される。つまり逆向きに直列接続されたフオトダ
イオード２６とダイオード２５に対して正のバイ
アス電位＋VBが印加されると、その電位はフオ
トダイオード２６のアノード・カソード間に加わ
ることになり、ダイオード２５のアノードカソー
ド間に電位が加わることがない。この結果、所謂
フローテイング状態となつているダイオード２５
によつて上記ホールの流れ出しが阻止され、前記
フオトダイオード２６に発生したホールはそのま
まそのアノードに蓄積される。
た状態で、電極２３に正電圧＋VMを供給して発
光ダイオード１２が発光駆動される。また電極２
２を接地し、電極２１に正電圧＋VBを印加する
ことにより、フオトダイオード２６，２７がそれ
ぞれ駆動され、前記発光ダイオード１２の出力光
がモニタされる。このとき、発光ダイオード１２
からの光を受けてフオトダイオード２６に発生す
る電子はそのカソード側に流れるが、上記電子と
共に発生するホールはダイオード２５により阻止
されてそのアノード側（ｐ層14）にそのまま蓄積
される。つまり逆向きに直列接続されたフオトダ
イオード２６とダイオード２５に対して正のバイ
アス電位＋VBが印加されると、その電位はフオ
トダイオード２６のアノード・カソード間に加わ
ることになり、ダイオード２５のアノードカソー
ド間に電位が加わることがない。この結果、所謂
フローテイング状態となつているダイオード２５
によつて上記ホールの流れ出しが阻止され、前記
フオトダイオード２６に発生したホールはそのま
まそのアノードに蓄積される。
従つて発光ダイオード１２からの光を受けてフ
オトダイオード２６，２７にそれぞれ生起される
電流の内、フオトダイオード２７に生起された電
流分だけが流れ出すことになり、逆向きに直列接
続されたフオトダイオード２６とダイオード２５
は、前記フオトダイオード２７を発光ダイオード
１２に対して効果的にアイソレート（電気的分
離）することになる。
オトダイオード２６，２７にそれぞれ生起される
電流の内、フオトダイオード２７に生起された電
流分だけが流れ出すことになり、逆向きに直列接
続されたフオトダイオード２６とダイオード２５
は、前記フオトダイオード２７を発光ダイオード
１２に対して効果的にアイソレート（電気的分
離）することになる。
ちなみに前記アノード側（ｐ側14）に蓄積され
るホールの量が多くなつた場合、これによつてダ
イオード２５が導通することも理論的には考えら
れる。しかしこの種の発光ダイオード１２からフ
オトダイオード２６に入射する光は、発光ダイオ
ード１２が出力する光の横方向に漏れた僅かな量
であり、これをモニタに利用するだけであるか
ら、この程度の光を受けてフオトダイオード２６
に発生するホール程度では、前述した如くフロー
テイング状態にあるダイオード２５が導通するよ
うなことは殆ど有り得ない。
るホールの量が多くなつた場合、これによつてダ
イオード２５が導通することも理論的には考えら
れる。しかしこの種の発光ダイオード１２からフ
オトダイオード２６に入射する光は、発光ダイオ
ード１２が出力する光の横方向に漏れた僅かな量
であり、これをモニタに利用するだけであるか
ら、この程度の光を受けてフオトダイオード２６
に発生するホール程度では、前述した如くフロー
テイング状態にあるダイオード２５が導通するよ
うなことは殆ど有り得ない。
即ち、フオトダイオード２６に生起される電流
は、発光ダイオード１２が出力する光の十数分の
１〜数十分の１程度の、所謂漏洩光の量に相当し
たものであり、この程度の電流によつて前述した
如くフローテイング状態にあるダイオード２５が
導通することは殆どない。
は、発光ダイオード１２が出力する光の十数分の
１〜数十分の１程度の、所謂漏洩光の量に相当し
たものであり、この程度の電流によつて前述した
如くフローテイング状態にあるダイオード２５が
導通することは殆どない。
従つてこのようなダイオード２５のフローテイ
ング状態を作り出しているダイオード２５とフオ
トダイオード２６とにより、フオトダイオード２
７が発光ダイオード１２に対して効果的にアイソ
レートされる。
ング状態を作り出しているダイオード２５とフオ
トダイオード２６とにより、フオトダイオード２
７が発光ダイオード１２に対して効果的にアイソ
レートされる。
尚、上記フオトダイオード２７と発光ダイオー
ド１２との電気的分離、つまりアイソレートの度
合いは、ダイオード２６の静電容量によつて支配
され、従つてその面積を最適化設計することが必
要であることは云うまでもない。
ド１２との電気的分離、つまりアイソレートの度
合いは、ダイオード２６の静電容量によつて支配
され、従つてその面積を最適化設計することが必
要であることは云うまでもない。
このように本装置では、同一基板１１上に形成
した発光ダイオード１２と、その出力光をモニタ
するフオトダイオード２７をダイオード（pn接
合部）２６によつて効果的に分離するので、従来
のクロストークの問題を生じることがない。しか
も上記発光ダイオード１２とフオトダイオード２
６，２７とを一体的に形成した複合素子構造なの
で、その間の光結合度を十分高めることができ、
またそのバラツキも十分低く抑えることができ
る。故に、発光ダイオード１２のフイードバツク
制御ループを安定に構成することができ、非線形
歪や変調出力の温度補償を効果的に行うことがで
きる。またその制御ループの構成の簡易化を図る
ことも可能である。更には第２図ｂに示されるよ
うに本装置は同一極性の電源、つまり単一電源に
より駆動される。従つて、電源システムの簡易化
を図り得、その取扱い性の大幅な向上を図ること
ができる。故に、VTRやビデオデイスク等にお
ける光アナログビデオ伝送用のモジユールとして
多大なる効果を奏し、その実用的利点は絶大であ
る。
した発光ダイオード１２と、その出力光をモニタ
するフオトダイオード２７をダイオード（pn接
合部）２６によつて効果的に分離するので、従来
のクロストークの問題を生じることがない。しか
も上記発光ダイオード１２とフオトダイオード２
６，２７とを一体的に形成した複合素子構造なの
で、その間の光結合度を十分高めることができ、
またそのバラツキも十分低く抑えることができ
る。故に、発光ダイオード１２のフイードバツク
制御ループを安定に構成することができ、非線形
歪や変調出力の温度補償を効果的に行うことがで
きる。またその制御ループの構成の簡易化を図る
ことも可能である。更には第２図ｂに示されるよ
うに本装置は同一極性の電源、つまり単一電源に
より駆動される。従つて、電源システムの簡易化
を図り得、その取扱い性の大幅な向上を図ること
ができる。故に、VTRやビデオデイスク等にお
ける光アナログビデオ伝送用のモジユールとして
多大なる効果を奏し、その実用的利点は絶大であ
る。
さて、本装置はｐ型の半導体結晶基板を用いて
実現することもできる。第３図ａ，ｂはその例を
示すもので、ｐ−GaAs結晶基板３１上に、ｎ−
GaA薄膜結晶層３２を形成しその一部に開口部
３２ａを設けたのち、ｎ−GaAlAs薄膜結晶層３
３、レーザ活性層となるｐ−GaAs薄膜結晶層３
４、ｎ−GaAlAs薄膜結晶層３５を順に成長させ
てダブルヘテロ接合構造体を得る。そして、先の
実施例と同様にして切込み１９を設け、n+型不
純物拡散層２０に代えてp+型不純物拡散層３６
を形成する。その後、上記ｎ−GaAlAs薄膜結晶
層３５上には、オーミツクな電極を形成すること
が容易であるから、上記結晶層３５上に直接電極
３７，３８，３９を形成する。また基板３１の裏
面にも同様にして電極４０を形成する。
実現することもできる。第３図ａ，ｂはその例を
示すもので、ｐ−GaAs結晶基板３１上に、ｎ−
GaA薄膜結晶層３２を形成しその一部に開口部
３２ａを設けたのち、ｎ−GaAlAs薄膜結晶層３
３、レーザ活性層となるｐ−GaAs薄膜結晶層３
４、ｎ−GaAlAs薄膜結晶層３５を順に成長させ
てダブルヘテロ接合構造体を得る。そして、先の
実施例と同様にして切込み１９を設け、n+型不
純物拡散層２０に代えてp+型不純物拡散層３６
を形成する。その後、上記ｎ−GaAlAs薄膜結晶
層３５上には、オーミツクな電極を形成すること
が容易であるから、上記結晶層３５上に直接電極
３７，３８，３９を形成する。また基板３１の裏
面にも同様にして電極４０を形成する。
このような素子構造であれば、その電気的等価
回路を第３図ｂに示すように、先の実施例とは電
流の向きを逆にして同様に発光ダイオード１２、
およびダイオード２５，２６とフオトダイオード
２７がそれぞれ形成されることになる。そして、
上記ダイオード２６の逆バイアス効果により、発
光ダイオード１２とフオトダイオード２７との間
のアイソレーシヨンが確保されることになる。故
に、先の実施例と同様な効果が奏されることにな
る。
回路を第３図ｂに示すように、先の実施例とは電
流の向きを逆にして同様に発光ダイオード１２、
およびダイオード２５，２６とフオトダイオード
２７がそれぞれ形成されることになる。そして、
上記ダイオード２６の逆バイアス効果により、発
光ダイオード１２とフオトダイオード２７との間
のアイソレーシヨンが確保されることになる。故
に、先の実施例と同様な効果が奏されることにな
る。
またこの構造ではフオトダイオード２６のアノ
ード側を接地などの定電位に保持できるため、逆
バイアスフオトダイオード２６の静電容量を通じ
て生ずるクロストークをも除去することが可能で
あり、更に高安定な非線形歪補償を行い得る等の
効果が奏せられる。
ード側を接地などの定電位に保持できるため、逆
バイアスフオトダイオード２６の静電容量を通じ
て生ずるクロストークをも除去することが可能で
あり、更に高安定な非線形歪補償を行い得る等の
効果が奏せられる。
以上説明したように本発明によれば、従来、発
光ダイオードの駆動電流のモニタ用フオトダイオ
ードへの混入を十分に阻止できなかつたと云う問
題点が一挙に解決され、その阻止効果が飛躍的に
向上する。しかも両者の光結合度を高め、またそ
のバラツキを抑えることができ、高安定なフイー
ドバツク制御ループを構成して動作安定化を図る
ことが可能となる。また、その単一電源化を効果
的に図り得るので、高精度の光アナログビデオ伝
送モジユールやフオトカツプラ等として無調整ア
センブルを可能とする。故にビデオシステムにお
いて絶大なる効果を奏し、その実用的利点が極め
て大きい。
光ダイオードの駆動電流のモニタ用フオトダイオ
ードへの混入を十分に阻止できなかつたと云う問
題点が一挙に解決され、その阻止効果が飛躍的に
向上する。しかも両者の光結合度を高め、またそ
のバラツキを抑えることができ、高安定なフイー
ドバツク制御ループを構成して動作安定化を図る
ことが可能となる。また、その単一電源化を効果
的に図り得るので、高精度の光アナログビデオ伝
送モジユールやフオトカツプラ等として無調整ア
センブルを可能とする。故にビデオシステムにお
いて絶大なる効果を奏し、その実用的利点が極め
て大きい。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものでは
ない。実施例ではGaAlAsヘテロ構造のものにつ
いて示したが、四元系の発光ダイオード系に対し
ても同様に適用することができる。また先に簡単
に述べたように不純物拡散層に代えて、その領域
を選択的にメサエツチングするようにしてもよ
い。要するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲
で種々変形して実施することができる。
ない。実施例ではGaAlAsヘテロ構造のものにつ
いて示したが、四元系の発光ダイオード系に対し
ても同様に適用することができる。また先に簡単
に述べたように不純物拡散層に代えて、その領域
を選択的にメサエツチングするようにしてもよ
い。要するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲
で種々変形して実施することができる。
第１図ａ，ｂは従来装置の一例を示す素子構造
と等価回路構成図、第２図ａ，ｂは本発明の一実
施例装置の素子構造と等価回路構成図、第３図
ａ，ｂは本発明の別の実施例装置の素子構造と等
価回路構成図である。 １１，３１……半導体結晶基板、１２……発光
ダイオード、１３……受光部、１４，３２……逆
導電性薄膜結晶層、１４ａ，３２ａ……開口部、
１５，１６，１７，１８，３３，３４，３５……
薄膜結晶層、１９……切込み、２０，３６……不
純物拡散層、２１，２２，２３，２４，３７，３
８，３９，４０……電極、２５……ダイオード
（pn接合部）、２６，２７……フオトダイオード。
と等価回路構成図、第２図ａ，ｂは本発明の一実
施例装置の素子構造と等価回路構成図、第３図
ａ，ｂは本発明の別の実施例装置の素子構造と等
価回路構成図である。 １１，３１……半導体結晶基板、１２……発光
ダイオード、１３……受光部、１４，３２……逆
導電性薄膜結晶層、１４ａ，３２ａ……開口部、
１５，１６，１７，１８，３３，３４，３５……
薄膜結晶層、１９……切込み、２０，３６……不
純物拡散層、２１，２２，２３，２４，３７，３
８，３９，４０……電極、２５……ダイオード
（pn接合部）、２６，２７……フオトダイオード。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 第１導電形の半導体結晶基板と、この半導体
基板上で所定の間隔を有する第１および第２の領
域に、該第１の領域に所定の開口部を設けて形成
されると共に、前記第２の領域に形成された第２
導電形の第１の半導体層と、前記第１の領域の前
記開口部および前記第１の半導体層上に形成さ
れ、且つ前記第２の領域の第１の半導体層上に形
成された第１導電形の第２の半導体層と、前記第
１および第２の領域の前記第２の半導体層上に形
成された第２導電形の第３の半導体層と、前記第
２の領域の前記第３の半導体層に前記第２の領域
の前記第２の半導体層に達するように形成された
第１導電形の不純物拡散層とからなり、 前記第１の領域において前記第２および第３の
半導体層で発光部領域を構成し、前記第２の領域
において前記第１および第２の半導体層で第１の
受光部領域を構成すると共に、前記第２および第
３の半導体層で前記第１の受光部領域と電気的に
並列に接続された第２の受光部領域を構成してな
ることを特徴とする複合型光半導体装置。 ２ 第１導電形の半導体結晶基板は、−族半
導体結晶からなるものである特許請求の範囲第１
項記載の複合型光半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57087418A JPS58204574A (ja) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | 複合型光半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57087418A JPS58204574A (ja) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | 複合型光半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58204574A JPS58204574A (ja) | 1983-11-29 |
| JPH0312474B2 true JPH0312474B2 (ja) | 1991-02-20 |
Family
ID=13914324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57087418A Granted JPS58204574A (ja) | 1982-05-24 | 1982-05-24 | 複合型光半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58204574A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60253283A (ja) * | 1984-05-29 | 1985-12-13 | Toshiba Corp | 半導体発光素子 |
| US5012301A (en) * | 1990-02-22 | 1991-04-30 | Northern Telecom Limited | Three terminal semiconductor device |
| JPH0793419B2 (ja) * | 1992-11-04 | 1995-10-09 | 日本電気株式会社 | 受光発光集積素子 |
| DE102010034665A1 (de) * | 2010-08-18 | 2012-02-23 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optoelektronischer Halbleiterchip und Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterchips |
| JP5926278B2 (ja) * | 2011-10-31 | 2016-05-25 | 京セラ株式会社 | 受発光一体型素子を用いた受発光装置およびセンサ装置 |
| US10205064B2 (en) | 2016-12-22 | 2019-02-12 | Lumileds Llc | Light emitting diodes with sensor segment for operational feedback |
| EP3559996B1 (en) | 2016-12-22 | 2021-03-24 | Lumileds LLC | Light emitting diodes with sensor segment for operational feedback |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5886788A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-24 | Nec Corp | 半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子 |
-
1982
- 1982-05-24 JP JP57087418A patent/JPS58204574A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5886788A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-24 | Nec Corp | 半導体レ−ザ・フオトダイオ−ド光集積化素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58204574A (ja) | 1983-11-29 |
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