JPH07176834A - 電気的に同調可能な光波長フィルタとその製造方法 - Google Patents
電気的に同調可能な光波長フィルタとその製造方法Info
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- JPH07176834A JPH07176834A JP29202594A JP29202594A JPH07176834A JP H07176834 A JPH07176834 A JP H07176834A JP 29202594 A JP29202594 A JP 29202594A JP 29202594 A JP29202594 A JP 29202594A JP H07176834 A JPH07176834 A JP H07176834A
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- 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
- G02F1/01—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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/21—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 intensity, phase, polarisation or colour by interference
- G02F1/218—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 intensity, phase, polarisation or colour by interference using semi-conducting materials
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速同調性と、ゲインの安定性と、一定のフ
ィルタ形状と、線形同調性とを有する波長フィルタを提
供することである。 【構成】 本発明の電気的に同調可能な光波長フィルタ
装置は、第1半導体材料製の基板領域7と、前記基板領
域上の導波路領域1と、前記導波路領域1は、光の伝送
が可能となるように、光とは異なるバンドギャップの波
長を有する第2の半導体材料製で、前記導波路領域上の
第3半導体材料製の上部領域10と、前記導波路領域1
に隣接する電流阻止領域2と、からなる。
ィルタ形状と、線形同調性とを有する波長フィルタを提
供することである。 【構成】 本発明の電気的に同調可能な光波長フィルタ
装置は、第1半導体材料製の基板領域7と、前記基板領
域上の導波路領域1と、前記導波路領域1は、光の伝送
が可能となるように、光とは異なるバンドギャップの波
長を有する第2の半導体材料製で、前記導波路領域上の
第3半導体材料製の上部領域10と、前記導波路領域1
に隣接する電流阻止領域2と、からなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、波長をフィルタ処理す
る技術に関し、特に、電気的に同調可能なファブリペロ
ーフィルタを用いて、多重化波長をフィルタ処理する装
置に関する。
る技術に関し、特に、電気的に同調可能なファブリペロ
ーフィルタを用いて、多重化波長をフィルタ処理する装
置に関する。
【0002】
【従来技術】波長分割多重化(Wavelength Division Mu
ltiplexed:WDM)ネットワークのキーコンポーネン
トは、同調可能なブロードバンド波長デマルチプレクサ
(分離装置)である。この理想的な波長フィルタは、自
由スペクトル領域全体にわたって、一定の送信能力を有
し、狭いチャネルスペクトル選択性を有する(高フィネ
ス)、広範囲で高速同調が可能なものであり、さらに、
増幅器、あるいは、検波器のような他の光導波路装置と
一体に形成可能なものである。このために、様々な素子
が、デマルチプレクサとして開発され、例えば、圧電素
子で同調可能な光ファイバファブリペローフィルタと、
低しきい値で動作するレーザダイオードのようなものが
ある。
ltiplexed:WDM)ネットワークのキーコンポーネン
トは、同調可能なブロードバンド波長デマルチプレクサ
(分離装置)である。この理想的な波長フィルタは、自
由スペクトル領域全体にわたって、一定の送信能力を有
し、狭いチャネルスペクトル選択性を有する(高フィネ
ス)、広範囲で高速同調が可能なものであり、さらに、
増幅器、あるいは、検波器のような他の光導波路装置と
一体に形成可能なものである。このために、様々な素子
が、デマルチプレクサとして開発され、例えば、圧電素
子で同調可能な光ファイバファブリペローフィルタと、
低しきい値で動作するレーザダイオードのようなものが
ある。
【0003】この圧電素子型の同調可能なファブリペロ
ーファイバは、“Elect. Lett.”vol.23(1987年)
の781〜783ページの“Pigtailed High-Finesse T
unable Fibre Fabry-Perot Interferometers With Larg
e, Medium and Small Free Spectral Ranges” J. Ston
eとL. W. Stulz共著、に開示されている。この論文によ
れば、プロトタイプの3個のファブリペローフィルタと
その結果を報告している。これらの3個のフィルタは、
同調用に標準的な圧電素子を用いている。これらのフィ
ルタは、200までのフィネスを提供する。さらに、よ
り低いフィネスの値に対しては、1.5dBの挿入損失
が観測された、と報告されている。かくして、機械的に
調節可能なフィルタは、優れた波長選択性と、低損失性
を有する。しかし、それらのフィルタは、機械的に同調
されるために、その同等速度は、ミリ秒のオーダであ
る。それゆえに、さらに、高速の同調フィルタを必要と
している。
ーファイバは、“Elect. Lett.”vol.23(1987年)
の781〜783ページの“Pigtailed High-Finesse T
unable Fibre Fabry-Perot Interferometers With Larg
e, Medium and Small Free Spectral Ranges” J. Ston
eとL. W. Stulz共著、に開示されている。この論文によ
れば、プロトタイプの3個のファブリペローフィルタと
その結果を報告している。これらの3個のフィルタは、
同調用に標準的な圧電素子を用いている。これらのフィ
ルタは、200までのフィネスを提供する。さらに、よ
り低いフィネスの値に対しては、1.5dBの挿入損失
が観測された、と報告されている。かくして、機械的に
調節可能なフィルタは、優れた波長選択性と、低損失性
を有する。しかし、それらのフィルタは、機械的に同調
されるために、その同等速度は、ミリ秒のオーダであ
る。それゆえに、さらに、高速の同調フィルタを必要と
している。
【0004】より高速な同調速度を有する半導体素子が
いくつかの論文で報告されているが、その一例として、
“Appl. Phys. Lett.”vol.53, No.13(1988年9月
26日)の“1.5μm Tunable Wavelength Filter with
Wide Tuning Range and HighConstant Gain Using a Ph
ase-controlled Distributed Feedback Laser Diode”
T. Numai他著、および、“Appl. Phys. Lett”vol.51,
No.24(1987年12月14日)の“Optical Signal
Selection with a Constant Gain and a GainBandwidth
by a Multielectrode Distributed Feedback Laser Am
plifier” Katsuaki Magari著、等がある。これらの研
究によれば、幅広い同調範囲とより高い同調速度を有す
るレーザダイオードが報告されている。しかし、これら
のレーザフィルタは、ゲインの安定性が得られていな
い。
いくつかの論文で報告されているが、その一例として、
“Appl. Phys. Lett.”vol.53, No.13(1988年9月
26日)の“1.5μm Tunable Wavelength Filter with
Wide Tuning Range and HighConstant Gain Using a Ph
ase-controlled Distributed Feedback Laser Diode”
T. Numai他著、および、“Appl. Phys. Lett”vol.51,
No.24(1987年12月14日)の“Optical Signal
Selection with a Constant Gain and a GainBandwidth
by a Multielectrode Distributed Feedback Laser Am
plifier” Katsuaki Magari著、等がある。これらの研
究によれば、幅広い同調範囲とより高い同調速度を有す
るレーザダイオードが報告されている。しかし、これら
のレーザフィルタは、ゲインの安定性が得られていな
い。
【0005】レーザダイオードのゲインの不安定性の原
因は、レーザダイオードは、例えば、多重化で用いられ
る1.55μmの波長で、光を吸収するからである。特
に、導波路領域の半導体の価電子は、この多重化された
光波を吸収し、励起状態まで励起される。それゆえに、
光は、レーザダイオードを透過せず、吸収されてしま
う。
因は、レーザダイオードは、例えば、多重化で用いられ
る1.55μmの波長で、光を吸収するからである。特
に、導波路領域の半導体の価電子は、この多重化された
光波を吸収し、励起状態まで励起される。それゆえに、
光は、レーザダイオードを透過せず、吸収されてしま
う。
【0006】この問題を解決し、「透明」条件を達成す
るために、電流をこのレーザダイオードに印加する。こ
れにより、電子を励起状態にして、レーザダイオード
は、光エネルギーを吸収しなくなる。これは、透明状態
を形成するが、このダイオードは、高度に励起状態とな
る。事実、このダイオードは、レーザのしきい電流以下
でバイアスされている。
るために、電流をこのレーザダイオードに印加する。こ
れにより、電子を励起状態にして、レーザダイオード
は、光エネルギーを吸収しなくなる。これは、透明状態
を形成するが、このダイオードは、高度に励起状態とな
る。事実、このダイオードは、レーザのしきい電流以下
でバイアスされている。
【0007】このバイアス電流は、しきい値電流以下で
変動しているので、若干のエネルギー変化によって、こ
のダイオードは、しきい値を超えて、レーザ発振するこ
とになる。光の伝送は、ダイオードがレーザのしきい値
を超えるのに必要なエネルギーを提供することがある。
さらに、同調は、電流の注入を必要とするために、この
同調プロセスは、レーザ発振しきい値以上に、ダイオー
ドにかかる電圧を押し上げる。このダイオードがしきい
値を超えてレーザ発振すると、大きな損傷が発生するこ
とになる。
変動しているので、若干のエネルギー変化によって、こ
のダイオードは、しきい値を超えて、レーザ発振するこ
とになる。光の伝送は、ダイオードがレーザのしきい値
を超えるのに必要なエネルギーを提供することがある。
さらに、同調は、電流の注入を必要とするために、この
同調プロセスは、レーザ発振しきい値以上に、ダイオー
ドにかかる電圧を押し上げる。このダイオードがしきい
値を超えてレーザ発振すると、大きな損傷が発生するこ
とになる。
【0008】このレーザの不安定性に加えて、レーザダ
イオードは、さらに、同調による欠点を有する。例え
ば、伝送スペクトルの形状は、電流が変化することによ
って変化する。さらに、電流の変動は、伝送光波長に、
非線形のシフトを起こさせる。これらの両方の欠点によ
り、レーザダイオードフィルタの同調性が損なわれる。
イオードは、さらに、同調による欠点を有する。例え
ば、伝送スペクトルの形状は、電流が変化することによ
って変化する。さらに、電流の変動は、伝送光波長に、
非線形のシフトを起こさせる。これらの両方の欠点によ
り、レーザダイオードフィルタの同調性が損なわれる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高速
同調性と、ゲインの安定性と、一定のフィルタ形状と、
線形同調性とを有する波長フィルタを提供することであ
る。
同調性と、ゲインの安定性と、一定のフィルタ形状と、
線形同調性とを有する波長フィルタを提供することであ
る。
【0010】さらに、本発明の具体的な目的は、ゼロ電
流バイアス時に、波長フィルタは、透明性を維持し、特
定の伝送波長に対しては、全ての同調電流に対し透明性
を維持するようなフィルタを提供することである。これ
により、フィルタは、レーザダイオードに固有の不安定
性の問題を回避することができる。
流バイアス時に、波長フィルタは、透明性を維持し、特
定の伝送波長に対しては、全ての同調電流に対し透明性
を維持するようなフィルタを提供することである。これ
により、フィルタは、レーザダイオードに固有の不安定
性の問題を回避することができる。
【0011】本発明の他の目的は、高速同調性を有する
フィルタを提供することであるが、これは、電気的に制
御して、ナノセカンド(10-9秒)の同調速度を得るこ
とである。これは、従来の圧電素子による同調ファブリ
ペローフィルタによるミリ秒(10-3秒)のオーダより
もはるかに速いものである。
フィルタを提供することであるが、これは、電気的に制
御して、ナノセカンド(10-9秒)の同調速度を得るこ
とである。これは、従来の圧電素子による同調ファブリ
ペローフィルタによるミリ秒(10-3秒)のオーダより
もはるかに速いものである。
【0012】さらに、本発明の目的は、高い同調性を有
するフィルタを提供することであるが、これは、幅広い
スペクトル範囲にわたって、低挿入損失と高フィネスを
有することになる。
するフィルタを提供することであるが、これは、幅広い
スペクトル範囲にわたって、低挿入損失と高フィネスを
有することになる。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の構成は、特許請求の範囲に記載されたとおり
である。
の本発明の構成は、特許請求の範囲に記載されたとおり
である。
【0014】
【実施例】図1において、本発明の素子は、導波路領域
1と基板領域7と上部領域10と電流阻止領域2とを有
する。点線が、導波路領域1と上部領域10とを区分し
ている。この導波路領域1は、導波路層5と導波路リブ
層6とを有する。この導波路層5と導波路リブ層6は、
III−V族化合物、あるいは、II−VI族化合物の
何れかから選択された第2の半導体材料からなる。この
第2の半導体材料は、伝送波長で光を吸収しないような
材料から選択されている。図1の実施例では、InGa
AsPを用いて、そのバンドギャップの範囲は、1.2
μmから1.48μmで、ゼロバイアス、および、送信
光に対し、全ての同調電流に対して透明を維持する。
1と基板領域7と上部領域10と電流阻止領域2とを有
する。点線が、導波路領域1と上部領域10とを区分し
ている。この導波路領域1は、導波路層5と導波路リブ
層6とを有する。この導波路層5と導波路リブ層6は、
III−V族化合物、あるいは、II−VI族化合物の
何れかから選択された第2の半導体材料からなる。この
第2の半導体材料は、伝送波長で光を吸収しないような
材料から選択されている。図1の実施例では、InGa
AsPを用いて、そのバンドギャップの範囲は、1.2
μmから1.48μmで、ゼロバイアス、および、送信
光に対し、全ての同調電流に対して透明を維持する。
【0015】導波路リブ層6は、光を導波路層5の中心
の下に、そして、導波路層5の側面から離れた方向に電
流を流す。これにより、光が、導波路層5の粗くエッチ
ングされた側面に沿って散乱するのを阻止する。導波路
リブ層6の大きさは、光が基本モードで伝搬するのに丁
度充分な断面積を提供できる程度である。
の下に、そして、導波路層5の側面から離れた方向に電
流を流す。これにより、光が、導波路層5の粗くエッチ
ングされた側面に沿って散乱するのを阻止する。導波路
リブ層6の大きさは、光が基本モードで伝搬するのに丁
度充分な断面積を提供できる程度である。
【0016】基板領域7は、基板層8と第1接点層9と
を有する。この基板層8は、III−V族化合物、II
−VI族化合物、IV族化合物の何れかの元素から選択
された第1半導体材料から形成される。この実施例にお
いては、第1半導体材料は、n型のInPである。第1
接点層9は、n型の接点材料で形成される。この第1接
点層9は、電気的接点を提供する。
を有する。この基板層8は、III−V族化合物、II
−VI族化合物、IV族化合物の何れかの元素から選択
された第1半導体材料から形成される。この実施例にお
いては、第1半導体材料は、n型のInPである。第1
接点層9は、n型の接点材料で形成される。この第1接
点層9は、電気的接点を提供する。
【0017】上部領域10は、上部層11と遷移層12
と第2接点層13とを有する。上部層11は、III−
V族化合物、II−VI族化合物、IV元素の何れかか
ら選択された第3半導体材料から構成される。この実施
例においては、第3半導体材料は、亜鉛でドープしたp
型のInPである。第2接点層13は、p型の導電性材
料から形成される。第1接点層9と同様に、第2接点層
13は、電気的接点を提供する。これにより、フィルタ
にかかる回路が形成される。電流の流れは、遷移層12
により補助され、この遷移層12は、第2接点層13と
上部層11との間のインタフェースを提供する。図1の
実施例においては、遷移層12は、亜鉛でドープしたI
nGaAsである。
と第2接点層13とを有する。上部層11は、III−
V族化合物、II−VI族化合物、IV元素の何れかか
ら選択された第3半導体材料から構成される。この実施
例においては、第3半導体材料は、亜鉛でドープしたp
型のInPである。第2接点層13は、p型の導電性材
料から形成される。第1接点層9と同様に、第2接点層
13は、電気的接点を提供する。これにより、フィルタ
にかかる回路が形成される。電流の流れは、遷移層12
により補助され、この遷移層12は、第2接点層13と
上部層11との間のインタフェースを提供する。図1の
実施例においては、遷移層12は、亜鉛でドープしたI
nGaAsである。
【0018】導波路領域1を流れる電流密度を上げるた
めに、電流阻止領域2が、導波路領域1を流れる電流の
流れを狭める。この電流阻止領域2は、鉄でドープした
InPのような絶縁性材料で形成されるか、あるいは、
電流の流れを阻止するような逆のp−n接続からなる。
この素子は、導波路領域1にキャリアを注入するように
フィルタに電流をかけることにより同調できる。このキ
ャリアにより、導波路領域1の屈折率の変化を引き起こ
す。屈折率のキャリア密度への依存性(dn/dN)
は、図1の実施例においては、−6×10-21/cm3で
あり、このときの屈折率の温度依存性(dn/dT)
は、3×10-4/℃で、これにより、同調範囲は、5.
9μm(740GHz)を超える。
めに、電流阻止領域2が、導波路領域1を流れる電流の
流れを狭める。この電流阻止領域2は、鉄でドープした
InPのような絶縁性材料で形成されるか、あるいは、
電流の流れを阻止するような逆のp−n接続からなる。
この素子は、導波路領域1にキャリアを注入するように
フィルタに電流をかけることにより同調できる。このキ
ャリアにより、導波路領域1の屈折率の変化を引き起こ
す。屈折率のキャリア密度への依存性(dn/dN)
は、図1の実施例においては、−6×10-21/cm3で
あり、このときの屈折率の温度依存性(dn/dT)
は、3×10-4/℃で、これにより、同調範囲は、5.
9μm(740GHz)を超える。
【0019】基板領域7と上部領域10の導電型は、反
転することができる。すなわち、基板領域7と上部領域
10をそれぞれ、p型とn型にするのではなく、基板領
域7をn型、上部領域10をp型にしてもよい。さら
に、上述の実施例においては、平面状の素子について説
明したが、メサ型の素子についてもある種の応用につい
ては好ましい場合がある。さらにまた、他の基板の方向
性も考慮することができる。
転することができる。すなわち、基板領域7と上部領域
10をそれぞれ、p型とn型にするのではなく、基板領
域7をn型、上部領域10をp型にしてもよい。さら
に、上述の実施例においては、平面状の素子について説
明したが、メサ型の素子についてもある種の応用につい
ては好ましい場合がある。さらにまた、他の基板の方向
性も考慮することができる。
【0020】この本発明のフィルタは、まず、ウェハを
成長させ、このウェハをへき開して、フィルタチップを
形成することである。このウェハは、低圧MOVPEと
大気圧APMOVPEを組み合わせることによって成長
される。この成長と、その後のプロセスを図2に示す。
図2において、厚さが1000〜5000オングストロ
ーム(以下、Aとする)の間の範囲の導波路層21を基
板層20の上に成長させる。厚さが、100A〜300
Aの範囲のストップエッチ層22を、この導波路層21
の上に成長させる。次に、厚さが200A〜500Aの
範囲の導波路リブ23aを、このストップエッチ層22
の上に成長させる。その後、マスクを導波路リブ23a
の中心部分の上に形成し、エッチング剤を塗布する。こ
のエッチング剤が導波路リブ23aの側面をエッチング
して、導波路リブ23bを形成する。この導波路リブ2
3bの幅は、2μmを超えてはならない。
成長させ、このウェハをへき開して、フィルタチップを
形成することである。このウェハは、低圧MOVPEと
大気圧APMOVPEを組み合わせることによって成長
される。この成長と、その後のプロセスを図2に示す。
図2において、厚さが1000〜5000オングストロ
ーム(以下、Aとする)の間の範囲の導波路層21を基
板層20の上に成長させる。厚さが、100A〜300
Aの範囲のストップエッチ層22を、この導波路層21
の上に成長させる。次に、厚さが200A〜500Aの
範囲の導波路リブ23aを、このストップエッチ層22
の上に成長させる。その後、マスクを導波路リブ23a
の中心部分の上に形成し、エッチング剤を塗布する。こ
のエッチング剤が導波路リブ23aの側面をエッチング
して、導波路リブ23bを形成する。この導波路リブ2
3bの幅は、2μmを超えてはならない。
【0021】このフィルタの導波路領域が形成された
後、成長段階を完了するために、ウェハ上にステップ
A、または、ステップBの何れかの処理を行う。
後、成長段階を完了するために、ウェハ上にステップ
A、または、ステップBの何れかの処理を行う。
【0022】次に、図2のCとDでステップAについて
説明する。1.5μmの厚さの上部層24cが導波路領
域の上に成長され、その後、遷移層25が形成される。
次に、より幅の広いマスク(8〜12μm)が、導波路
リブ23bの中心部に配置され、2.5μmの深さのキ
ャビティ26が、上部層24dを介して、導波路層21
d内に反応性イオンエッチング、あるいは、化学エッチ
ングを組み合わせることによりエッチングされる。これ
らのエッチングされた側壁は、光チャネルから充分に離
れているので(すなわち、導波路リブ23bの下の領
域)、このガイドされた光は、エッチングされ再成長し
た不完全部分で散乱せず、非常に低損失の導波路とな
る。最終成長段階で、2.5μmの厚さの電流阻止領域
27が、キャビティ26内に成長して、電流を閉じ込め
る。このように構成することにより、この構造は平面化
される。
説明する。1.5μmの厚さの上部層24cが導波路領
域の上に成長され、その後、遷移層25が形成される。
次に、より幅の広いマスク(8〜12μm)が、導波路
リブ23bの中心部に配置され、2.5μmの深さのキ
ャビティ26が、上部層24dを介して、導波路層21
d内に反応性イオンエッチング、あるいは、化学エッチ
ングを組み合わせることによりエッチングされる。これ
らのエッチングされた側壁は、光チャネルから充分に離
れているので(すなわち、導波路リブ23bの下の領
域)、このガイドされた光は、エッチングされ再成長し
た不完全部分で散乱せず、非常に低損失の導波路とな
る。最終成長段階で、2.5μmの厚さの電流阻止領域
27が、キャビティ26内に成長して、電流を閉じ込め
る。このように構成することにより、この構造は平面化
される。
【0023】次に、図3に別のステップBを示す。この
ステップBにおいては、より幅の広いマスク(8〜12
μm)が導波路リブ33cの中央部分に配置されて、キ
ャビティ36が反応性イオンエッチングと化学エッチン
グを組み合わせることにより、導波路層31c内にエッ
チングされる。次に、電流阻止領域37がキャビティ3
6内に成長されて、光を閉じ込め、この構造体を平面化
させる。この最終成長ステップは、導波路領域の上に、
1.5μm厚さの上部層34を成長させ、その後、接点
層35を成長させる。
ステップBにおいては、より幅の広いマスク(8〜12
μm)が導波路リブ33cの中央部分に配置されて、キ
ャビティ36が反応性イオンエッチングと化学エッチン
グを組み合わせることにより、導波路層31c内にエッ
チングされる。次に、電流阻止領域37がキャビティ3
6内に成長されて、光を閉じ込め、この構造体を平面化
させる。この最終成長ステップは、導波路領域の上に、
1.5μm厚さの上部層34を成長させ、その後、接点
層35を成長させる。
【0024】この成長ステップの後のウェハを金属化し
て、20〜1000μmの長さのフィルタにへき開す
る。最後に、薄いフィルム状のミラーが、へき開した表
面に標準の堆積技術を用いて堆積される。その後、この
フィルタは、銅製のヒートシンクの上に搭載される。
て、20〜1000μmの長さのフィルタにへき開す
る。最後に、薄いフィルム状のミラーが、へき開した表
面に標準の堆積技術を用いて堆積される。その後、この
フィルタは、銅製のヒートシンクの上に搭載される。
【0025】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の製造方法に
より、高速同調性と、ゲインの安定性と、一定のフィル
タ形状と、線形同調性とを有する波長フィルタを提供す
ることができる。
より、高速同調性と、ゲインの安定性と、一定のフィル
タ形状と、線形同調性とを有する波長フィルタを提供す
ることができる。
【図1】本発明の一実施例による半導体波長フィルタを
表す構造図。
表す構造図。
【図2】電流阻止領域を形成する方法を用いて、フィル
タを形成する4つの段階を表す図。
タを形成する4つの段階を表す図。
【図3】電流阻止領域を形成する他の方法を用いて、フ
ィルタを形成する4つの段階を表す図。
ィルタを形成する4つの段階を表す図。
1 導波路領域 2 電流阻止領域 5 導波路層 6 導波路リブ層 7 基板領域 8 基板層 9 第1接点層 10 上部領域 11 上部層 12 遷移層 13 第2接点層 20 基板層 21 導波路層 22 ストップエッチ層 23 導波路リブ 24 上部層 25 遷移層 26 キャビティ 27 電流阻止領域 31 導波路層 33 導波路リブ 34 上部層 35 接点層 36 キャビティ 37 電流阻止領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジュリアン ストーン アメリカ合衆国、07760 ニュー ジャー ジー、ラムソン、ケンプ アベニュー 19
Claims (11)
- 【請求項1】 (a)第1半導体材料製の基板領域
(7)と、 (b)前記基板領域(7)上に形成された、光とは異な
るバンドギャップの波長を有する第2の半導体材料製の
導波路領域(1)と、 (c)前記導波路領域(1)上の第3半導体材料製の上
部領域(10)と、 (d)前記導波路領域(1)に隣接し、前記導波路領域
を狭める電流阻止領域(2)と、からなることを特徴と
する電気的に同調可能な光波長フィルタ装置。 - 【請求項2】 前記導波路領域(1)は、導波路層
(5)と導波路リブ層(6)とを有し、前記両層(5,
6)は、ほぼ同一の半導体組成からなり、ほぼ同一のキ
ャリア密度を有し、前記導波路リブ層(6)は、基本モ
ード波が伝搬できる程度の幅であることを特徴とする請
求項1の装置。 - 【請求項3】 前記第1半導体材料と第3半導体材料と
は、III−V族化合物、II−VI族化合物、IV元
素からなるグループから選択され、 前記第2半導体材料は、III−V族化合物とII−V
I族化合物のグループから選択されることを特徴とする
請求項1または2の装置。 - 【請求項4】 前記第1半導体材料は、n型半導体材料
で、 前記第3半導体材料は、p型半導体材料であることを特
徴とする請求項3の装置。 - 【請求項5】 前記導波路領域(1)は、InGaAs
P製であることを特徴とする請求項3の装置。 - 【請求項6】 前記基板領域(7)は、基板層(8)と
第1接点層(9)とを有し、 前記上部領域(10)は、上部層(11)と遷移層(1
2)と第2接点層(13)を有することを特徴とする請
求項1または2の装置。 - 【請求項7】 前記基板層(8)はInPで、前記上部
層(11)は亜鉛をドープしたInPで、前記遷移層
(12)はInGaAsであることを特徴とする請求項
6の装置。 - 【請求項8】 (a)基板層(8)を成長させるステッ
プと (b)前記基板層(8)の上に、低圧有機金属気相成長
エピタキシーと、大気圧有機金属気相成長エピタキシー
の組み合わせを用いて、導波路領域(1)を成長させる
ステップと (c)前記導波路領域(1)の上に、上部層(11)を
成長させるステップと (d)前記導波路領域の電流密度を増加させるために、
電流阻止領域(2)を成長させるステップと、 (e)前記基板層(8)の下と前記上部領域(10)の
上を金属化する(9,13)ステップと、 (f)前記ステップにより形成された構造体をへき開す
るステップと、 (g)ミラー表面を形成するために、へき介された面を
コーティングするステップと、からなることを特徴とす
る電気的に同調可能なフィルタの製造方法。 - 【請求項9】 前記(b)ステップは、 (i)導波路層(21)を成長させるステップと、 (ii)前記導波路層(21)の上に、ストップエッチ
層(22)を成長させるステップと、 (iii)前記ストップエッチ層の上に、導波路リブ
(23a)を成長させるステップと、 (iv)前記導波路リブ層の中心部付近にマスクを形成
するステップと (v)前記導波路リブ層(23b)をエッチングするス
テップとからなることを特徴とする請求項8の方法。 - 【請求項10】 前記(d)ステップは、(b)ステッ
プの後実行され、 (i)キャビティ(26)を形成するために、前記導波
路領域の側面をエッチングするステップと、 (ii)前記キャビティ内に電流阻止領域(27)を成
長させるステップと、を有することを特徴とする請求項
8の方法。 - 【請求項11】 前記(d)ステップは、(c)ステッ
プの後実行され、 (i)キャビティ(26)を形成するために、前記導波
路領域の側面をエッチングするステップと、 (ii)前記キャビティ内に電流阻止領域(27)を成
長させるステップと、を有することを特徴とする請求項
8の方法。
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US08/146,849 US5434943A (en) | 1993-11-03 | 1993-11-03 | Nanosecond fast electrically tunable Fabry-Perot filter |
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EP (1) | EP0651279B1 (ja) |
JP (1) | JPH07176834A (ja) |
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-
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1994
- 1994-08-05 CA CA002129602A patent/CA2129602C/en not_active Expired - Lifetime
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- 1994-11-02 JP JP29202594A patent/JPH07176834A/ja active Pending
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