JPH04211228A - 光電増幅装置の作製方法、この方法によって得られた装置および種々の光電装置に対する応用 - Google Patents
光電増幅装置の作製方法、この方法によって得られた装置および種々の光電装置に対する応用Info
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- JPH04211228A JPH04211228A JP2418269A JP41826990A JPH04211228A JP H04211228 A JPH04211228 A JP H04211228A JP 2418269 A JP2418269 A JP 2418269A JP 41826990 A JP41826990 A JP 41826990A JP H04211228 A JPH04211228 A JP H04211228A
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- 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
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- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
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- H01S5/16—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface
- H01S5/164—Window-type lasers, i.e. with a region of non-absorbing material between the active region and the reflecting surface with window regions comprising semiconductor material with a wider bandgap than the active layer
-
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- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、光電増幅装置の作製方
法およびこの方法によって得られた装置に関するもので
ある。さらに詳しくは、本発明は導波路と一体的に集積
された光学増幅器を含む装置、およびその作製方法に関
するものである。また本発明は、このような増幅器の切
り替えスイッチ、変調器およびディストリビュータなど
の光電装置に対する応用に関するものである。
法およびこの方法によって得られた装置に関するもので
ある。さらに詳しくは、本発明は導波路と一体的に集積
された光学増幅器を含む装置、およびその作製方法に関
するものである。また本発明は、このような増幅器の切
り替えスイッチ、変調器およびディストリビュータなど
の光電装置に対する応用に関するものである。
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】この
数年間に、ドーピングされた光ファイバまたは半導体物
質を使用する光学増幅器についての研究が増大している
。半導体光学増幅器については、光ファイバによる遠隔
通信に関する種々の用途が考えられている。 −伝送部においてはブースタとして、 −ラインにおいては標準型リピータに代わってリンクレ
ンジを増大するため、 −または受信部において、前置増幅器として、しかし最
も有望な用途は、光学増幅器を変調器、切り替えスイッ
チおよびディストリビュータなどによって実施される光
学機能と一体的に集積するにある。この場合、これらの
増幅器は挿入ロスを補償し、また限られたロスまたはゼ
ロロスをもって非常に複雑な装置を構成することができ
る。個別型であれ集積型であれ光学増幅器の作製に関す
る主要な問題点の１つは、増幅器の出力面によって形成
されるファブリー−・ペロキャビティに関わる共鳴型挙
動を防止するために、これらの出力面において非常に低
い反射係数を得る問題である。現在まで、低い反射係数
を得る方法は、反射防止誘電層を作製するにあったが、
このような誘電層は制御が困難であり再現性に乏しい。 下記の文献は、「窓」型構造の作製により出力面の反射
を低下させるアプローチを記載している。 −Ｎ．Ａ．オルソンほか：“Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ
Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａ
ｍｐｌｉｆｉｅｒ Ｗｉｔｈ Ｂｕｒｉｅｄ Ｆ
ａｃｅｔｓ”，Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅ
ｒｓ，Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１６，ｐ．１０４８−１０
４９，Ａｕｇｕｓｔ ３，１９８９． −Ｉ．チャほか：“１．５ Ｂａｎｄ Ｔｒａｖｅ
ｌｌｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ ｗｉｔｈ Ｗｉｎｄｏｗ Ｆａｃｅｔ Ｓ
ｔｒｕｃｔｕｒｅ”１００Ｃ´８９（Ｐｒｏｃｅｅｄｉ
ｎｇｓ），Ｊｕｌｙ １８−２１，１９８９，Ｋｏｄ
ｅ，Ｊａｐａｎ．光学増幅器とその他の光学機能との集
積に関して、３個のＤＥＢ（分布帰還型）レーザと、マ
ルチプレクサと、増幅器とを出力において一体的に集積
する最近の例は下記の文献に記載されている。 Ｕ．コレンほか：“Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｔｕｎａ
ｂｌｅ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ ｗｉｔｈ
Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｒａｎｇｅ
”，１００Ｃ´８９（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ），Ｊｕ
ｌｙ １８−２１，１９８９，Ｋｏｂｅ，Ｊａｐａｎ
．本発明は、受動導波路と集積された光学増幅器を含む
構造に関するものである。この構造は３〜４ｄＢのファ
イバーファイバゲインを得ることを可能にするので、ロ
ス補償型装置の作製の可能性を有する。さらにこの構造
は、２つの光学機能の一体的集積のほか、出力面におい
て非常に低い反射係数を得る利点がある。これは、受動
導波路を形成する構造がモード反射係数を著しく減少さ
せるように最適化されるからである。さらに、本発明は
、ＭＯＣＶＤによる半絶縁層の局所エピタキシを使用す
る新規な有望な構造の製造法に関するものである。
数年間に、ドーピングされた光ファイバまたは半導体物
質を使用する光学増幅器についての研究が増大している
。半導体光学増幅器については、光ファイバによる遠隔
通信に関する種々の用途が考えられている。 −伝送部においてはブースタとして、 −ラインにおいては標準型リピータに代わってリンクレ
ンジを増大するため、 −または受信部において、前置増幅器として、しかし最
も有望な用途は、光学増幅器を変調器、切り替えスイッ
チおよびディストリビュータなどによって実施される光
学機能と一体的に集積するにある。この場合、これらの
増幅器は挿入ロスを補償し、また限られたロスまたはゼ
ロロスをもって非常に複雑な装置を構成することができ
る。個別型であれ集積型であれ光学増幅器の作製に関す
る主要な問題点の１つは、増幅器の出力面によって形成
されるファブリー−・ペロキャビティに関わる共鳴型挙
動を防止するために、これらの出力面において非常に低
い反射係数を得る問題である。現在まで、低い反射係数
を得る方法は、反射防止誘電層を作製するにあったが、
このような誘電層は制御が困難であり再現性に乏しい。 下記の文献は、「窓」型構造の作製により出力面の反射
を低下させるアプローチを記載している。 −Ｎ．Ａ．オルソンほか：“Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ
Ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ Ｏｐｔｉｃａｌ Ａ
ｍｐｌｉｆｉｅｒ Ｗｉｔｈ Ｂｕｒｉｅｄ Ｆ
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ｒｓ，Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．１６，ｐ．１０４８−１０
４９，Ａｕｇｕｓｔ ３，１９８９． −Ｉ．チャほか：“１．５ Ｂａｎｄ Ｔｒａｖｅ
ｌｌｉｎｇ Ｗａｖｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏ
ｒ ｗｉｔｈ Ｗｉｎｄｏｗ Ｆａｃｅｔ Ｓ
ｔｒｕｃｔｕｒｅ”１００Ｃ´８９（Ｐｒｏｃｅｅｄｉ
ｎｇｓ），Ｊｕｌｙ １８−２１，１９８９，Ｋｏｄ
ｅ，Ｊａｐａｎ．光学増幅器とその他の光学機能との集
積に関して、３個のＤＥＢ（分布帰還型）レーザと、マ
ルチプレクサと、増幅器とを出力において一体的に集積
する最近の例は下記の文献に記載されている。 Ｕ．コレンほか：“Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｔｕｎａ
ｂｌｅ Ｌｉｇｈｔ Ｓｏｕｒｃｅ ｗｉｔｈ
Ｅｘｔｅｎｄｅｄ Ｔｕｎａｂｌｅ Ｒａｎｇｅ
”，１００Ｃ´８９（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ），Ｊｕ
ｌｙ １８−２１，１９８９，Ｋｏｂｅ，Ｊａｐａｎ
．本発明は、受動導波路と集積された光学増幅器を含む
構造に関するものである。この構造は３〜４ｄＢのファ
イバーファイバゲインを得ることを可能にするので、ロ
ス補償型装置の作製の可能性を有する。さらにこの構造
は、２つの光学機能の一体的集積のほか、出力面におい
て非常に低い反射係数を得る利点がある。これは、受動
導波路を形成する構造がモード反射係数を著しく減少さ
せるように最適化されるからである。さらに、本発明は
、ＭＯＣＶＤによる半絶縁層の局所エピタキシを使用す
る新規な有望な構造の製造法に関するものである。
【課題を解決するための手段】従って本発明は、ａ）
基板上に、 −光学局限層、 −増幅される波長に対して透明な物質からなる第１光学
導波層、 −第１化学腐食バリヤ層、 −第２光学導波層、 −増幅される電磁波のエネルギーに対応するゲイン曲線
極大値を有する物質の活性層、 −光学導波層、および −接触層をエピタキシ形成する段階と、ｂ） 少なく
とも１つの増幅素子の活性層、局限層および接触層を腐
食する第１段階と、 ｃ） 増幅素子の下方に配置された少なくとも１つの
光学導波路を腐食し、この腐食は前記第２光学導波層に
おいて実施される段階と、 ｄ） 構造上の半絶縁物質のデポジション段階と、ｅ
） 前記接触層の上部に電気接点を備える段階とを含
む光電増幅装置の作製方法に関するものである。 また本発明は、増幅される電磁波のエネルギーより大き
な禁制帯幅を有する導波路と、伝搬される電磁波のエネ
ルギーに対応するゲイン曲線極大値を有する物質からな
り導波路区域に配置された小サイズの増幅素子とを含む
光学増幅器に関するものである。最後に本発明は前記の
光電装置作製方法の応用に関するものである。さらに詳
しくは、前記の方法を応用して変調器を作製する方法に
おいて、構造上の半絶縁物質のデポジションの前に、導
波路に対して電界を加えることができるように、少なく
とも１つの電極と、この電極に対して電気接続を成す手
段とを作製する段階を含む方法に関するものである。ま
た本発明は、前記の方法を利用して切り替えスイッチを
作製する方法において、それぞれ結合部を有する少なく
とも２つの導波路を作製する段階と、これらの結合部に
おいて電界を加えるための電極を形成する段階とを含み
、少なくとも１つの導波路に増幅素子を形成する方法に
関するものである。また本発明は前記の方法を利用する
ディストリビュータの製作方法において、“Ｙ”型に配
置された複数の導波路を形成する段階を含み、前記“Ｙ
”型の各アームの上に１つの増幅素子を作製できる方法
に関するものである。
基板上に、 −光学局限層、 −増幅される波長に対して透明な物質からなる第１光学
導波層、 −第１化学腐食バリヤ層、 −第２光学導波層、 −増幅される電磁波のエネルギーに対応するゲイン曲線
極大値を有する物質の活性層、 −光学導波層、および −接触層をエピタキシ形成する段階と、ｂ） 少なく
とも１つの増幅素子の活性層、局限層および接触層を腐
食する第１段階と、 ｃ） 増幅素子の下方に配置された少なくとも１つの
光学導波路を腐食し、この腐食は前記第２光学導波層に
おいて実施される段階と、 ｄ） 構造上の半絶縁物質のデポジション段階と、ｅ
） 前記接触層の上部に電気接点を備える段階とを含
む光電増幅装置の作製方法に関するものである。 また本発明は、増幅される電磁波のエネルギーより大き
な禁制帯幅を有する導波路と、伝搬される電磁波のエネ
ルギーに対応するゲイン曲線極大値を有する物質からな
り導波路区域に配置された小サイズの増幅素子とを含む
光学増幅器に関するものである。最後に本発明は前記の
光電装置作製方法の応用に関するものである。さらに詳
しくは、前記の方法を応用して変調器を作製する方法に
おいて、構造上の半絶縁物質のデポジションの前に、導
波路に対して電界を加えることができるように、少なく
とも１つの電極と、この電極に対して電気接続を成す手
段とを作製する段階を含む方法に関するものである。ま
た本発明は、前記の方法を利用して切り替えスイッチを
作製する方法において、それぞれ結合部を有する少なく
とも２つの導波路を作製する段階と、これらの結合部に
おいて電界を加えるための電極を形成する段階とを含み
、少なくとも１つの導波路に増幅素子を形成する方法に
関するものである。また本発明は前記の方法を利用する
ディストリビュータの製作方法において、“Ｙ”型に配
置された複数の導波路を形成する段階を含み、前記“Ｙ
”型の各アームの上に１つの増幅素子を作製できる方法
に関するものである。
【実施例】本質的に、本発明の基本理念は、特定の導波
路に対して、複合コアを有する導波路構造を形成するに
適した組成の単数または複数の層を付加するにある。こ
の基本理念を実施するために本発明はこのような構造を
作製する方法に関するものである。この作製方法の各段
階を図１乃至図４について説明する。Ｎ型ＩｎＰからな
る基板１の上に下記の層の第１エピタキシを実施する。 −Ｎ型ドーピングされたＩｎＰからなり厚さｅ２を有す
る局限層２、 −厚さｅ３を有し、他の層と共に、伝搬波長（例えば＼
ｇ＝１．５μｍの導波波長に対して＼ｇ（３）＝１．３
μｍ）を透過する導波層を成す組成の導波層３、従って
この導波層は伝搬される（従って増幅される）波長のエ
ネルギーより大きな禁制帯を有しなければならない。 −ＩｎＰから成り、非常に狭い厚さｅ４（１０ｎｍ）を
有する化学腐食バリヤ層、 −非常に狭い厚さ（２０ｎｍ）を有しストリップの腐食
後に側面局限層として使用される導波層５、場合によっ
て、この層の組成は層３と同様とすることができる。こ
の層においてストリップの腐食によって形成された導波
層はフランス特願第８６，０４５，２３号に記載のよう
に低確率遷移（〜１０−３）導波層となることを注意し
なければならない。 −非常に小さい（１０ｎｍ）厚さｅ６を有する第２化学
腐食バリヤ層６、 −増幅に使用される厚さｅ７を有し、伝搬波長、この場
合には＼ｇ（７）＝１．５μｍに対応する組成を有する
導波層７。さらに詳しくは、この活性層７の物質は、ゲ
イン曲線の最大値が増幅される波長のエネルギーに対応
するように設定される。 −厚さｅ８を有する局限層、Ｐ型物質からなり、この物
質はＩｎＰとしまたは伝搬波長より短い波長（例えば、
＼ｇ（８）＝１．３および１．１μｍ）に対応する組成
を有する４元素物質とすることができる、−最後に厚さ
ｅ９のＰ＋ドープト接触層９。基板１上のこれらの種々
の層のエピタキシの終了時点で、図１ａに図示のような
構造が得られた。図１ｂは図１ａに図示の導波層５と化
学バリヤ腐食層とを示す部分図である。つぎに図２に図
示のように増幅素子の活性区域を限定するようにこの素
子が腐食される。そのため誘電マスク１０が形成される
。このマスク１０のサイズは増幅素子のサイズを決定し
、また腐食は前記層７−９からバリヤ層６まで実施され
る。得られたストリップの幅は単一モード導波路を保存
するように選定される。この実施例において、ストリッ
プは、約５００μｍの長さに対して約１μｍの幅を有す
る。つぎに、図３に図示のように、さきに腐食された増
幅素子の下方に配置された導波路に対して腐食作業を実
施する。そのため、樹脂マスク１１が作製される。この
樹脂マスクは得られる導波路のサイズを有し、前記の増
幅素子を包囲する。この段階中に前記の誘電マスク１０
が保持されることを注意しなければならない。このよう
に、化学腐食バリヤ層４まで選択的化学腐食を実施する
ことにより、層５と６において導波路が腐食される。得
られた導波路が単一モード導波路となるようにその幅が
最適化される。つぎの段階において、操作を可能にしま
た操作に必要な電気注入を増幅区域にのみ局限するよう
に構造全体を埋め込む。この段階は、増幅器ストリップ
の腐食に使用された誘電マスク１０を保持しながらエピ
タキシによって実施され、ＩｎＰ物質からなる２層１３
，１４を作製するにある。層１３は半絶縁型層（ＩｎＰ
に対して鉄ドーピングされた層）であり、第２層１４は
Ｎ＋ドーピングされる。この層１４は、オーム接触を成
す際に半絶縁層の中へのドーパント不純物の拡散を阻止
する役割を持つ。最後に、誘電マスク１０の除去後に、
オーム接触デポジット１５，１６を作る。 上部オーム接触１５は増幅器区域のみに限定されること
を注意しなければならない。さらに、さきに述べたよう
に、この構造は、図５に図示のように光学導波路２２と
増幅素子２３が劈開面２０，２１に対する垂線に対して
傾斜していれば、劈開面において非常に低いモード反射
係数を得ることができる。この構造について反射係数を
算出し、例えば４゜の角度について反射係数は１０−４
のオーダであり、これはすでに通常の反射防止処理によ
っては得ることが困難である。光学導波路２２と増幅素
子２３との軸線の角度θの傾斜は、前記の腐食操作中に
マスク１０と１１とを劈開面２０，２１に対して傾斜さ
せることによって得られる。さらに本発明によれば、増
幅素子２３の面２４，２５がこの素子２３の軸線に対し
て傾斜させられる。好ましくはこれらの面２４，２５は
劈開面２０，２１に対して平行である。これは、図５に
図示のように適当な形状のマスク１０を作製することに
よって得られる。本発明の作製方法の変形実施態様によ
れば、導波層３，５と活性層７は多量子井戸を形成する
ように相異なる交互層の形に形成することができる。本
発明の方法によって得られた装置は図６の形状を示す。 この装置は基板１上の導波路を有する。この導波路は導
波層または導波帯域５と層３によって構成される。これ
らの２層は化学腐食バリヤ層４によって相互に分離され
る。この導波路の層を構成する物質は、伝搬波のエネル
ギーより大きな禁制帯幅を有しなければならない。この
ようにして形成された導波路の上に増幅素子７が配置さ
れる。この増幅素子７はゲイン曲線の極大値が増幅され
る波長に対応する物質によって形成される。増幅素子７
は、電流の注入を可能とするＰドーピングされたＩｎＰ
などの物質からなる層８を担持する。この構造全体が半
絶縁物質の層１３の中に埋め込まれる。層８の上側面は
オーム接触層９を備える。最後に基板１はオーム接触層
１６を有し、この層１６は構造の電気制御を可能とする
。前記の作製法の変形によれば、導波層３，５と活性層
７は多量子井戸を形成するように相異なる物質の交互層
の形を成す。本発明の方法は、ＤＦＢ（分布帰還型）構
造の増幅素子を有する増幅器に適用することができる。 そのために、活性層７を形成した後に、この活性層の上
側面に業界公知の任意手段によって分布帰還型格子を形
成する。この場合、本発明の方法は前記のように機能す
る。また本発明の方法は、層１３と１４の物質のデポジ
ション前に、構造に電界を加えるための少なくとも１つ
の電極および電気接続を設定することによって変調器の
作製を可能とする。同様にして本発明の方法は、切り替
えスイッチの作製に適用される。そのために、基板上に
数個の導波路を形成し、これらの導波路を相互に結合す
るための結合区域を備える。公知の技術によってこれら
の結合区域の中に電極を形成し、光ビームを導波路ごと
に切り替えることを可能にする。このようにして、図７
に図示のように相異なるアーム４０，４１，４２上に相
異なる増幅器３０，３１，３２，３３を有する切り替え
スイッチが得られる。最後に本発明の方法は、図６に図
示のように数個の導波路が相互に接続されたディストリ
ビュータの作製に適用される。相異なる導波路部分が前
記のように本発明の方法によって作製された増幅素子５
０〜５４を備えることができる。簡単に言えば、本発明
によれば、増幅器と導波路との集積を可能にし、これに
よって一層複雑な成分の集積への道を開く新規な構造が
提案される。本発明による構造は、種々の型の半絶縁物
質、特にＩＩＩ−Ｖ化合物およびその固溶体、例えばＧ
ａｌｎＡｓ，ＧａＡｌＡｓ，ＧａＩｎＡｌＡｓ，ＧａＩ
ｎＡｓＳｂなどをもって製作することができる。
路に対して、複合コアを有する導波路構造を形成するに
適した組成の単数または複数の層を付加するにある。こ
の基本理念を実施するために本発明はこのような構造を
作製する方法に関するものである。この作製方法の各段
階を図１乃至図４について説明する。Ｎ型ＩｎＰからな
る基板１の上に下記の層の第１エピタキシを実施する。 −Ｎ型ドーピングされたＩｎＰからなり厚さｅ２を有す
る局限層２、 −厚さｅ３を有し、他の層と共に、伝搬波長（例えば＼
ｇ＝１．５μｍの導波波長に対して＼ｇ（３）＝１．３
μｍ）を透過する導波層を成す組成の導波層３、従って
この導波層は伝搬される（従って増幅される）波長のエ
ネルギーより大きな禁制帯を有しなければならない。 −ＩｎＰから成り、非常に狭い厚さｅ４（１０ｎｍ）を
有する化学腐食バリヤ層、 −非常に狭い厚さ（２０ｎｍ）を有しストリップの腐食
後に側面局限層として使用される導波層５、場合によっ
て、この層の組成は層３と同様とすることができる。こ
の層においてストリップの腐食によって形成された導波
層はフランス特願第８６，０４５，２３号に記載のよう
に低確率遷移（〜１０−３）導波層となることを注意し
なければならない。 −非常に小さい（１０ｎｍ）厚さｅ６を有する第２化学
腐食バリヤ層６、 −増幅に使用される厚さｅ７を有し、伝搬波長、この場
合には＼ｇ（７）＝１．５μｍに対応する組成を有する
導波層７。さらに詳しくは、この活性層７の物質は、ゲ
イン曲線の最大値が増幅される波長のエネルギーに対応
するように設定される。 −厚さｅ８を有する局限層、Ｐ型物質からなり、この物
質はＩｎＰとしまたは伝搬波長より短い波長（例えば、
＼ｇ（８）＝１．３および１．１μｍ）に対応する組成
を有する４元素物質とすることができる、−最後に厚さ
ｅ９のＰ＋ドープト接触層９。基板１上のこれらの種々
の層のエピタキシの終了時点で、図１ａに図示のような
構造が得られた。図１ｂは図１ａに図示の導波層５と化
学バリヤ腐食層とを示す部分図である。つぎに図２に図
示のように増幅素子の活性区域を限定するようにこの素
子が腐食される。そのため誘電マスク１０が形成される
。このマスク１０のサイズは増幅素子のサイズを決定し
、また腐食は前記層７−９からバリヤ層６まで実施され
る。得られたストリップの幅は単一モード導波路を保存
するように選定される。この実施例において、ストリッ
プは、約５００μｍの長さに対して約１μｍの幅を有す
る。つぎに、図３に図示のように、さきに腐食された増
幅素子の下方に配置された導波路に対して腐食作業を実
施する。そのため、樹脂マスク１１が作製される。この
樹脂マスクは得られる導波路のサイズを有し、前記の増
幅素子を包囲する。この段階中に前記の誘電マスク１０
が保持されることを注意しなければならない。このよう
に、化学腐食バリヤ層４まで選択的化学腐食を実施する
ことにより、層５と６において導波路が腐食される。得
られた導波路が単一モード導波路となるようにその幅が
最適化される。つぎの段階において、操作を可能にしま
た操作に必要な電気注入を増幅区域にのみ局限するよう
に構造全体を埋め込む。この段階は、増幅器ストリップ
の腐食に使用された誘電マスク１０を保持しながらエピ
タキシによって実施され、ＩｎＰ物質からなる２層１３
，１４を作製するにある。層１３は半絶縁型層（ＩｎＰ
に対して鉄ドーピングされた層）であり、第２層１４は
Ｎ＋ドーピングされる。この層１４は、オーム接触を成
す際に半絶縁層の中へのドーパント不純物の拡散を阻止
する役割を持つ。最後に、誘電マスク１０の除去後に、
オーム接触デポジット１５，１６を作る。 上部オーム接触１５は増幅器区域のみに限定されること
を注意しなければならない。さらに、さきに述べたよう
に、この構造は、図５に図示のように光学導波路２２と
増幅素子２３が劈開面２０，２１に対する垂線に対して
傾斜していれば、劈開面において非常に低いモード反射
係数を得ることができる。この構造について反射係数を
算出し、例えば４゜の角度について反射係数は１０−４
のオーダであり、これはすでに通常の反射防止処理によ
っては得ることが困難である。光学導波路２２と増幅素
子２３との軸線の角度θの傾斜は、前記の腐食操作中に
マスク１０と１１とを劈開面２０，２１に対して傾斜さ
せることによって得られる。さらに本発明によれば、増
幅素子２３の面２４，２５がこの素子２３の軸線に対し
て傾斜させられる。好ましくはこれらの面２４，２５は
劈開面２０，２１に対して平行である。これは、図５に
図示のように適当な形状のマスク１０を作製することに
よって得られる。本発明の作製方法の変形実施態様によ
れば、導波層３，５と活性層７は多量子井戸を形成する
ように相異なる交互層の形に形成することができる。本
発明の方法によって得られた装置は図６の形状を示す。 この装置は基板１上の導波路を有する。この導波路は導
波層または導波帯域５と層３によって構成される。これ
らの２層は化学腐食バリヤ層４によって相互に分離され
る。この導波路の層を構成する物質は、伝搬波のエネル
ギーより大きな禁制帯幅を有しなければならない。この
ようにして形成された導波路の上に増幅素子７が配置さ
れる。この増幅素子７はゲイン曲線の極大値が増幅され
る波長に対応する物質によって形成される。増幅素子７
は、電流の注入を可能とするＰドーピングされたＩｎＰ
などの物質からなる層８を担持する。この構造全体が半
絶縁物質の層１３の中に埋め込まれる。層８の上側面は
オーム接触層９を備える。最後に基板１はオーム接触層
１６を有し、この層１６は構造の電気制御を可能とする
。前記の作製法の変形によれば、導波層３，５と活性層
７は多量子井戸を形成するように相異なる物質の交互層
の形を成す。本発明の方法は、ＤＦＢ（分布帰還型）構
造の増幅素子を有する増幅器に適用することができる。 そのために、活性層７を形成した後に、この活性層の上
側面に業界公知の任意手段によって分布帰還型格子を形
成する。この場合、本発明の方法は前記のように機能す
る。また本発明の方法は、層１３と１４の物質のデポジ
ション前に、構造に電界を加えるための少なくとも１つ
の電極および電気接続を設定することによって変調器の
作製を可能とする。同様にして本発明の方法は、切り替
えスイッチの作製に適用される。そのために、基板上に
数個の導波路を形成し、これらの導波路を相互に結合す
るための結合区域を備える。公知の技術によってこれら
の結合区域の中に電極を形成し、光ビームを導波路ごと
に切り替えることを可能にする。このようにして、図７
に図示のように相異なるアーム４０，４１，４２上に相
異なる増幅器３０，３１，３２，３３を有する切り替え
スイッチが得られる。最後に本発明の方法は、図６に図
示のように数個の導波路が相互に接続されたディストリ
ビュータの作製に適用される。相異なる導波路部分が前
記のように本発明の方法によって作製された増幅素子５
０〜５４を備えることができる。簡単に言えば、本発明
によれば、増幅器と導波路との集積を可能にし、これに
よって一層複雑な成分の集積への道を開く新規な構造が
提案される。本発明による構造は、種々の型の半絶縁物
質、特にＩＩＩ−Ｖ化合物およびその固溶体、例えばＧ
ａｌｎＡｓ，ＧａＡｌＡｓ，ＧａＩｎＡｌＡｓ，ＧａＩ
ｎＡｓＳｂなどをもって製作することができる。
【図１】本発明による方法の各段階を示す断面図および
斜視図。
斜視図。
【図２】本発明による方法の段階を示す斜視図。
【図３】本発明による方法の段階を示す斜視図。
【図４】本発明による方法の段階を示す斜視図。
【図５】本発明による装置の平面図。
【図６】本発明による装置の部分破断斜視図。
【図７】光電装置の作製に対する本発明の応用例を示す
略示図。
略示図。
【図８】光電装置の製作に対する本発明の応用例を示す
略示図。
略示図。
１ 基板
２ 局限層
３ 第１導波路
４ 化学腐食バリヤ層
５ 第２導波路
６ 化学腐食バリヤ層
７ 活性層（増幅素子）
８ 局限層（電流注入層）
９ 接触層
１０ 誘電マスク
１３ 半絶縁層
１４ 半絶縁層
１５ オーム接触層
１６ オーム接触層
２２ 導波路
２３ 増幅素子
３０ 増幅器
４０ アーム
５０ 増幅器
Claims (14)
- 【請求項１】ａ） 基板上に、 −光学局限層、 −増幅される波長に対して透明な物質からなる第１光学
導波層、 −第１化学腐食バリヤ層、 −第２光学導波層、 −増幅される電磁波のエネルギーに対応するゲイン曲線
大値を有する物質 の活性層、 −光学導波層、および −接触層をエピタキシ形成する段階と、ｂ） 少なく
とも１つの増幅素子の活性層、局限層および接触層を腐
食する第１段階と、 ｃ） 増幅素子の下方に配置された少なくとも１つの
光学導波路を腐食し、この腐食は前記第２光学導波層に
おいて実施される段階と、 ｄ） 構造上の半絶縁物質のデポジション段階と、ｅ
） 前記接触層の上部に電気接点を備える段階とを含
む光電増幅装置の製造方法。 - 【請求項２】前記の第２導波層と活性層との間に第２化
学腐食バリヤ層が形成され、第２腐食段階においてこの
第２化学腐食バリヤも腐食されることを特徴とする請求
項１に記載の方法。 - 【請求項３】光学導波路が得られた構造の２面を接続し
、第１腐食段階と第２腐食段階は得られた増幅素子と光
学導波路が前記の面に対して９０゜以外の角度を成すよ
うに実施されることを特徴とする請求項１に記載の方法
。 - 【請求項４】エピタキシ段階において、活性層の形成後
に、活性層の上側面に分布帰還型構造を形成する段階を
含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】前記半絶縁物質のデポジション段階は半絶
縁性物質層上に不純物を阻止するための物質層のデポジ
ションを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。 - 【請求項６】エピタキシ段階において、前記第１導波層
、第２導波層および活性層が多量子井戸を成す交互層の
形に形成されることを特徴とする請求項１に記載の方法
。 - 【請求項７】増幅される電磁波のエネルギーより大きな
禁制帯幅を有する導波路と、伝搬される電磁波エネルギ
ーに対応するゲイン曲線極大値を有する物質から成り導
波路区域に配置された小サイズの増幅素子とを含む光学
増幅器。 - 【請求項８】増幅素子が導波路から化学腐食バリヤ層に
よって分離され、前記化学腐食バリヤ層の物質の厚さと
性質はこのようにして形成される複合構造の光学挙動に
対してほとんど影響しないことを特徴とする請求項７に
記載の光学増幅器。 - 【請求項９】導波路は構造の対向２面を接続し、これら
の各面と９０゜以外の角度を成すことを特徴とする請求
項７に記載の増幅器。 - 【請求項１０】増幅素子は導波路の主軸線に沿って配向
され、また前記増幅素子は、前記軸線に沿って配置され
この軸線に対して９０゜以外の角度を成す２面を有する
ことを特徴とする請求項７に記載の光学増幅器。 - 【請求項１１】導波路と増幅素子は多量子井戸をなる相
異なる物質の交互層を有することを特徴とする請求項７
に記載の光学増幅器。 - 【請求項１２】請求項１の方法を応用して変調器を作製
する方法において、構造上の半絶縁性物質のデポジショ
ンの前に、導波路に対して電界を加えることができるよ
うに、少なくとも１つの電極と、この電極に対して電気
接続を成す手段とを作製する段階を含む方法。 - 【請求項１３】請求項１の方法を利用して切り替えスイ
ッチを作製する方法において、それぞれ結合部を有する
少なくとも２つの導波路を作製する段階と、これらの結
合部において電界を加えるための電極を形成する段階と
を含み、少なくとも１つの導波路に増幅素子を形成する
ことを特徴とする方法。 - 【請求項１４】請求項１の方法を利用するディストリビ
ュータの作製法において、“Ｙ”型に配置された複数の
導波路を形成する段階を含み、前記“Ｙ”型の各アーム
の上に１つの増幅素子の作製できることを特徴とする方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8917087A FR2656432B1 (fr) | 1989-12-22 | 1989-12-22 | Procede de realisation d'un dispositif optoelectronique amplificateur, dispositif obtenu par ce procede et applications a des dispositifs optoelectroniques divers. |
| FR8917087 | 1989-12-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04211228A true JPH04211228A (ja) | 1992-08-03 |
Family
ID=9388890
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2418269A Pending JPH04211228A (ja) | 1989-12-22 | 1990-12-25 | 光電増幅装置の作製方法、この方法によって得られた装置および種々の光電装置に対する応用 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5424242A (ja) |
| EP (1) | EP0434528A1 (ja) |
| JP (1) | JPH04211228A (ja) |
| FR (1) | FR2656432B1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728005A (ja) * | 1993-06-25 | 1995-01-31 | Nec Corp | 半導体ゲート型光スイッチおよびその製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2677490B1 (fr) * | 1991-06-07 | 1997-05-16 | Thomson Csf | Emetteur-recepteur optique a semiconducteurs. |
| WO1993010478A1 (en) * | 1991-11-22 | 1993-05-27 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Semiconductor optical part and process for manufacturing the same |
| FR2736473B1 (fr) * | 1995-07-06 | 1997-09-12 | Boumedienne Mersali | Dispositif laser a structure enterree pour circuit photonique integre et procede de fabrication |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4054363A (en) * | 1975-12-15 | 1977-10-18 | Tokyo Institute Of Technology | Multi-hetero-structure waveguide type optical integrated circuitry |
| US4114257A (en) * | 1976-09-23 | 1978-09-19 | Texas Instruments Incorporated | Method of fabrication of a monolithic integrated optical circuit |
| US4511408A (en) * | 1982-04-22 | 1985-04-16 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Semiconductor device fabrication with disordering elements introduced into active region |
| US4378255A (en) * | 1981-05-06 | 1983-03-29 | University Of Illinois Foundation | Method for producing integrated semiconductor light emitter |
| EP0178497B1 (de) * | 1984-10-03 | 1990-11-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur integrierten Herstellung eines DFB-Lasers mit angekoppeltem Streifenwellenleiter auf einem Substrat |
| FR2596529B1 (fr) * | 1986-03-28 | 1988-05-13 | Thomson Csf | Guide d'onde optique en materiau semiconducteur, laser appliquant ce guide d'onde et procede de realisation |
| US5147825A (en) * | 1988-08-26 | 1992-09-15 | Bell Telephone Laboratories, Inc. | Photonic-integrated-circuit fabrication process |
| GB8900729D0 (en) * | 1989-01-13 | 1989-03-08 | British Telecomm | Semiconductor laser amplifiers |
-
1989
- 1989-12-22 FR FR8917087A patent/FR2656432B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-12-14 EP EP90403603A patent/EP0434528A1/fr not_active Withdrawn
- 1990-12-25 JP JP2418269A patent/JPH04211228A/ja active Pending
-
1993
- 1993-04-29 US US08/053,809 patent/US5424242A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0728005A (ja) * | 1993-06-25 | 1995-01-31 | Nec Corp | 半導体ゲート型光スイッチおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2656432A1 (fr) | 1991-06-28 |
| US5424242A (en) | 1995-06-13 |
| EP0434528A1 (fr) | 1991-06-26 |
| FR2656432B1 (fr) | 1992-03-20 |
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