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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- 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。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US146849 | 1993-11-03 | ||
| US08/146,849 US5434943A (en) | 1993-11-03 | 1993-11-03 | Nanosecond fast electrically tunable Fabry-Perot filter |
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|---|---|
| JPH07176834A true JPH07176834A (ja) | 1995-07-14 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29202594A Pending JPH07176834A (ja) | 1993-11-03 | 1994-11-02 | 電気的に同調可能な光波長フィルタとその製造方法 |
Country Status (5)
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|---|---|
| US (1) | US5434943A (ja) |
| EP (1) | EP0651279B1 (ja) |
| JP (1) | JPH07176834A (ja) |
| CA (1) | CA2129602C (ja) |
| DE (1) | DE69429413T2 (ja) |
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| US5048038A (en) * | 1990-01-25 | 1991-09-10 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Ion-implanted planar-buried-heterostructure diode laser |
| US5102825A (en) * | 1990-01-25 | 1992-04-07 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Method of making an ion-implanted planar-buried-heterostructure diode laser |
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-
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- 1993-11-03 US US08/146,849 patent/US5434943A/en not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-08-05 CA CA002129602A patent/CA2129602C/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-26 EP EP94307859A patent/EP0651279B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1994-10-26 DE DE69429413T patent/DE69429413T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-11-02 JP JP29202594A patent/JPH07176834A/ja active Pending
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