JPH07183616A - 光学半導体トランシーバ及びその製造方法 - Google Patents
光学半導体トランシーバ及びその製造方法Info
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- JPH07183616A JPH07183616A JP4173787A JP17378792A JPH07183616A JP H07183616 A JPH07183616 A JP H07183616A JP 4173787 A JP4173787 A JP 4173787A JP 17378792 A JP17378792 A JP 17378792A JP H07183616 A JPH07183616 A JP H07183616A
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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- G02B6/4246—Bidirectionally operating package structures
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- 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
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-
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- 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
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- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
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- 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
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/12—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region the resonator having a periodic structure, e.g. in distributed feedback [DFB] lasers
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単一の導波路に接続された検出器及びレーザ
よりなる光学半導体トランスーバであって、これによ
り、入力と出力とを同時に行う発射と受信との２つの機
能を一体化した新たな構造を必要とせずに、放射及び検
出を同時に、或いは交互に行うこと。 【構成】 導波管は案内要素を備えた化学抵抗層により
覆われる案内層を有し、検出器及びレーザは案内要素に
設けられ、レーザ及び案内要素の間には少なくとも１つ
の化学抵抗層が設けられる。
よりなる光学半導体トランスーバであって、これによ
り、入力と出力とを同時に行う発射と受信との２つの機
能を一体化した新たな構造を必要とせずに、放射及び検
出を同時に、或いは交互に行うこと。 【構成】 導波管は案内要素を備えた化学抵抗層により
覆われる案内層を有し、検出器及びレーザは案内要素に
設けられ、レーザ及び案内要素の間には少なくとも１つ
の化学抵抗層が設けられる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学半導体トランシー
バ、特に同じ基板に組み込まれて同じ光導波管に接続さ
れた光エミッター及びレシーバに関する。詳細には、本
発明はファブリペロー半導体レーザ、或いは分布形ネッ
トワーク反射器（分布帰還形レーザＤＦＢ）と光電検出
器を一体化した光電子装置に関する。これらはそれぞれ
特定の波長で作動し、また同じ導波路に直線状に配設さ
れる。放射及び検出は同時に行われが、検出器の作動と
レーザの放射とを交互に行うこともできる。
バ、特に同じ基板に組み込まれて同じ光導波管に接続さ
れた光エミッター及びレシーバに関する。詳細には、本
発明はファブリペロー半導体レーザ、或いは分布形ネッ
トワーク反射器（分布帰還形レーザＤＦＢ）と光電検出
器を一体化した光電子装置に関する。これらはそれぞれ
特定の波長で作動し、また同じ導波路に直線状に配設さ
れる。放射及び検出は同時に行われが、検出器の作動と
レーザの放射とを交互に行うこともできる。
【０００２】
【従来の技術】光伝送（容量、必要な空間、干渉に対す
る免除等）の優位さにより、テレビ放送ネットワーク、
或いは統合サービス・デジタル・ネットワーク (ISDN)
等の、光ファイバによるネットワークへの加入が益々脚
光を浴びてきた。更に、同じファイバ上を２方向に伝達
することによりラインの価格の低下を可能にした。しか
し、これには低価格のトランスシーバ等の端末装置が必
要であり、同じファイバ上で入力と出力とを同時に行う
発射と受信との２つの機能を一体化した新たな構造が必
要である。
る免除等）の優位さにより、テレビ放送ネットワーク、
或いは統合サービス・デジタル・ネットワーク (ISDN)
等の、光ファイバによるネットワークへの加入が益々脚
光を浴びてきた。更に、同じファイバ上を２方向に伝達
することによりラインの価格の低下を可能にした。しか
し、これには低価格のトランスシーバ等の端末装置が必
要であり、同じファイバ上で入力と出力とを同時に行う
発射と受信との２つの機能を一体化した新たな構造が必
要である。
【０００３】一体型集積、或いは発射と受信の２つの機
能の混合のいずれかにより解決される異なる技術が知ら
れている。従って、B. HILLERICH外による文献" Transc
eiver module for single mode fiber subscriber lin
k" 、IOOC'89, KOBE の第２巻、第76〜77頁には、ハイ
ブリッド技術の使用による双方向リンクのための２重波
長の送受切換器が記載されている。 K. YAMAGUCHI 外に
よる文献EOOC'87 の第275 〜278 頁にはハイブリッド技
術を用いた発光ダイオード及び光電検出器が記載されて
いる。 V. KOREN外による文献IOOC'89,KOBE第２巻、第
８〜９頁には、光出力増幅器のミキサーにより接続され
た、波長を別々に調整できる３つの分布帰還形レーザに
ついて記載されている。この装置は一体型に構成され
る。
能の混合のいずれかにより解決される異なる技術が知ら
れている。従って、B. HILLERICH外による文献" Transc
eiver module for single mode fiber subscriber lin
k" 、IOOC'89, KOBE の第２巻、第76〜77頁には、ハイ
ブリッド技術の使用による双方向リンクのための２重波
長の送受切換器が記載されている。 K. YAMAGUCHI 外に
よる文献EOOC'87 の第275 〜278 頁にはハイブリッド技
術を用いた発光ダイオード及び光電検出器が記載されて
いる。 V. KOREN外による文献IOOC'89,KOBE第２巻、第
８〜９頁には、光出力増幅器のミキサーにより接続され
た、波長を別々に調整できる３つの分布帰還形レーザに
ついて記載されている。この装置は一体型に構成され
る。
【０００４】双方向光リンク及び特にトランシーバ発光
ダイオード型の構成装置はフランス特許第 2,273,371
号、 2,406,896号、 2,426,295号及び 2,493,047号に記
載されている。しかし、これらの型の構成装置は発射及
び検出機能を交互に行うが同時には行えない。
ダイオード型の構成装置はフランス特許第 2,273,371
号、 2,406,896号、 2,426,295号及び 2,493,047号に記
載されている。しかし、これらの型の構成装置は発射及
び検出機能を交互に行うが同時には行えない。
【０００５】幾つかの機能の一体集積化に関しては、異
なる装置が製造されている。例えば、分布帰還形レーザ
(DFB) 及び低損失形導波路はフランス特許第 2,596,529
号、及び JC. RENAUD, R. RONDI, Y.BOURBIN, A. TALNE
AU, G. GLASTRE, G.VILAIN, A. ENARD, R. BLONDEAUに
よる文献" monolithic integration of a 1.55μDFB la
ser and a waveguide by MOCDV epitaxies" 3rd Microe
lectronic and Opto-electronic National Days III-V,
1990 年３月、に記載されており、またデマルチプレク
サーの集積化及びそのアクセス導波管はInterim Report
ESPRIT 263, Period 09, Section A "Monolithic inte
gration oa a multi/demultiplexer and its access wa
veguides" に記載されており、又光学増幅器の集積化及
びその受動導波管はフランス特許出願第89 17087号に記
載されている。最後に、T.L.KOCH外による文献"Simple
In-Line Bi-Directional 1.5μm/1.3μm Transceivers"
12th IEEE International Semiconductor laser confe
rence, Sept. 9-14, 1990 DAVOS Switzerlandは、同じ
基板に配設されて生産された半導体レーザと検出器につ
いて記載している。
なる装置が製造されている。例えば、分布帰還形レーザ
(DFB) 及び低損失形導波路はフランス特許第 2,596,529
号、及び JC. RENAUD, R. RONDI, Y.BOURBIN, A. TALNE
AU, G. GLASTRE, G.VILAIN, A. ENARD, R. BLONDEAUに
よる文献" monolithic integration of a 1.55μDFB la
ser and a waveguide by MOCDV epitaxies" 3rd Microe
lectronic and Opto-electronic National Days III-V,
1990 年３月、に記載されており、またデマルチプレク
サーの集積化及びそのアクセス導波管はInterim Report
ESPRIT 263, Period 09, Section A "Monolithic inte
gration oa a multi/demultiplexer and its access wa
veguides" に記載されており、又光学増幅器の集積化及
びその受動導波管はフランス特許出願第89 17087号に記
載されている。最後に、T.L.KOCH外による文献"Simple
In-Line Bi-Directional 1.5μm/1.3μm Transceivers"
12th IEEE International Semiconductor laser confe
rence, Sept. 9-14, 1990 DAVOS Switzerlandは、同じ
基板に配設されて生産された半導体レーザと検出器につ
いて記載している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、記載されてい
る構造は製造するのが困難である。本発明はこれらの困
難を解決し得る構造を提供することを目的とする。
る構造は製造するのが困難である。本発明はこれらの困
難を解決し得る構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は同じ光導波管に
接続された検出器及びレーザを備えた光学半導体トラン
シーバであって、この導波管には上に案内要素を備えた
化学抵抗層により覆われる案内層が設けられたことを特
徴とする。また、本発明は第１光案内層、第１化学抵抗
層、第２光案内層、及びレーザと光電検出器を生産する
のに必要な材料の層の基板の一方の面にエピタクシーを
行う工程と：第２光案内層までレーザと検出器をエッチ
ングする工程と：案内要素の第２光案内層において第１
化学抵抗層までエッチングする工程と：封じ込め材料の
層のエピタクシーを行う工程と：封じ込め材料の層内の
p-n 接合部を形成する工程と: を備えた半導体トランシ
ーバの製造方法を提供する。
接続された検出器及びレーザを備えた光学半導体トラン
シーバであって、この導波管には上に案内要素を備えた
化学抵抗層により覆われる案内層が設けられたことを特
徴とする。また、本発明は第１光案内層、第１化学抵抗
層、第２光案内層、及びレーザと光電検出器を生産する
のに必要な材料の層の基板の一方の面にエピタクシーを
行う工程と：第２光案内層までレーザと検出器をエッチ
ングする工程と：案内要素の第２光案内層において第１
化学抵抗層までエッチングする工程と：封じ込め材料の
層のエピタクシーを行う工程と：封じ込め材料の層内の
p-n 接合部を形成する工程と: を備えた半導体トランシ
ーバの製造方法を提供する。
【０００８】
【実施例】先ず、図１及び２を参照し、本発明による装
置の簡単な実施例について説明する。本装置は上に案内
要素３２が設けられる化学抵抗層２１に覆われた案内層
１を基板Ｓ上に備えている。検出器ＤＥＣ及びレーザＬ
は共に案内要素２上に配置される。案内要素２上には別
の化学抵抗層を設けても良い。この装置は封じ込め材料
５の層により覆われる。図２から明らかなように、層１
及び層１０は基板Ｓの表面を覆っている。案内要素３２
は限定された幅Ｗ１を有する。レーザＬの幅は幅Ｗ１よ
りも小さな幅Ｗ２であるのが好ましい。検出器の幅は上
記幅Ｗ１以上であるのが好ましい。
置の簡単な実施例について説明する。本装置は上に案内
要素３２が設けられる化学抵抗層２１に覆われた案内層
１を基板Ｓ上に備えている。検出器ＤＥＣ及びレーザＬ
は共に案内要素２上に配置される。案内要素２上には別
の化学抵抗層を設けても良い。この装置は封じ込め材料
５の層により覆われる。図２から明らかなように、層１
及び層１０は基板Ｓの表面を覆っている。案内要素３２
は限定された幅Ｗ１を有する。レーザＬの幅は幅Ｗ１よ
りも小さな幅Ｗ２であるのが好ましい。検出器の幅は上
記幅Ｗ１以上であるのが好ましい。
【０００９】この装置の基本的原理をより具体的且つ正
確な方法で説明するために、その製造方法について３つ
のバージョンを用い、実施例も３つの具体的な例で説明
する。最初の２つのバージョン（図３及び４）は分布帰
還形（ＤＦＢ）レーザ及び光電検出器について説明する
ものである。３番目のバージョン（図５）は製造コスト
の面で有益なファブリペロー半導体キャビティーレーザ
及び光電検出器の集積化に関するものである。
確な方法で説明するために、その製造方法について３つ
のバージョンを用い、実施例も３つの具体的な例で説明
する。最初の２つのバージョン（図３及び４）は分布帰
還形（ＤＦＢ）レーザ及び光電検出器について説明する
ものである。３番目のバージョン（図５）は製造コスト
の面で有益なファブリペロー半導体キャビティーレーザ
及び光電検出器の集積化に関するものである。
【００１０】図３を参照し、レーザに分布帰還形キャビ
ティーを設けた本発明の実施例を説明する。図３の装置
は検出された波長λ１より波長の長い波長λ２で光を発
射するものである。基本的にその構造は波長λ１の吸収
（従って検出）層、及び波長λ２の透過（及び安内）層
の両方の機能を有する層１よりなる。この層Egg1を有す
る材料の間隙はλ１〉Egg1〉λ２の範囲内にある。分布
帰還形レーザは波長λ２に対して透過性を有する層３
の、波長λ２の発射に対応する固体材料或いは一組の量
子ウェルよりなる能動素子層２により形成される導波管
を備え、それにより分布帰還のための回析グリッドが形
成される。前述のように、層１と能動素子層２の間には
化学抵抗層２４が設けられる。後述のように、層２４は
能動素子層２を画成できるため、レーザを横方向に案内
をするのに使用される。本発明によれば、層３及び層２
の間には化学抵抗層２５も設けられ、これにより層３に
おける分布帰還形回析グリッドの生産が促進される。
ティーを設けた本発明の実施例を説明する。図３の装置
は検出された波長λ１より波長の長い波長λ２で光を発
射するものである。基本的にその構造は波長λ１の吸収
（従って検出）層、及び波長λ２の透過（及び安内）層
の両方の機能を有する層１よりなる。この層Egg1を有す
る材料の間隙はλ１〉Egg1〉λ２の範囲内にある。分布
帰還形レーザは波長λ２に対して透過性を有する層３
の、波長λ２の発射に対応する固体材料或いは一組の量
子ウェルよりなる能動素子層２により形成される導波管
を備え、それにより分布帰還のための回析グリッドが形
成される。前述のように、層１と能動素子層２の間には
化学抵抗層２４が設けられる。後述のように、層２４は
能動素子層２を画成できるため、レーザを横方向に案内
をするのに使用される。本発明によれば、層３及び層２
の間には化学抵抗層２５も設けられ、これにより層３に
おける分布帰還形回析グリッドの生産が促進される。
【００１１】上記層は全て、安内層１及び３を有する材
料（本願では例えばInP)よりもグリッドのギャップが大
きな材料のエピタクシー５のリザンプション(resumptio
n)により埋め込まれる。レーザを生産するために必要な
p-n 型接合部及び検出器は、拡散、局部化されたエピタ
クシー、或いは他の方法により形成される。このバージ
ョンではファイバは波長λ１の検出器側に配設される。
料（本願では例えばInP)よりもグリッドのギャップが大
きな材料のエピタクシー５のリザンプション(resumptio
n)により埋め込まれる。レーザを生産するために必要な
p-n 型接合部及び検出器は、拡散、局部化されたエピタ
クシー、或いは他の方法により形成される。このバージ
ョンではファイバは波長λ１の検出器側に配設される。
【００１２】図４は本発明による装置の別の実施例を示
し、このレーザは分布帰還形キャビティーも備えてい
る。この装置は図３の装置を補足したものである。これ
は波長λ１を発射し波長λ２を検出するファイバの他端
（波長λ２側）に要求される装置に対応する。この装置
は発射波長λ１及び検出された波長λ２に対する透過性
に対して適応した層１を有する。波長λ１及び２に対し
て透過性を有する材料でできた層１２はλ１で発射する
ＤＦＢセクションにおける回析グリッドを生産するため
に使用される。この層１２は層１と同じ成分を有する。
し、このレーザは分布帰還形キャビティーも備えてい
る。この装置は図３の装置を補足したものである。これ
は波長λ１を発射し波長λ２を検出するファイバの他端
（波長λ２側）に要求される装置に対応する。この装置
は発射波長λ１及び検出された波長λ２に対する透過性
に対して適応した層１を有する。波長λ１及び２に対し
て透過性を有する材料でできた層１２はλ１で発射する
ＤＦＢセクションにおける回析グリッドを生産するため
に使用される。この層１２は層１と同じ成分を有する。
【００１３】波長λ２を吸収する材料の層１３は受信側
の検出ゾーンを構成するものである。分布帰還形レーザ
ー及び検出器間に配置された案内部の長さは分布帰還形
レーザからの光を全て吸収し、従って大きな漏話を防止
するのに充分なものでなければならない。層１及び層１
２間には化学抵抗層２６が設けられる。前述の例と同様
に、横方向の案内構造を区画した後に、層１、１２及び
１３のものより大きな保護周波数帯を有する材料５にお
けるエピタクシーのリザンプションを実行して構造全体
を埋め込む。レーザーを生産するのに必要なp-n 接合部
及び検出器は拡散、局部化されたエピタクシー、或いは
他の方法により形成される。光ファイバは波長λ１で発
射するレーザー側に配設される。
の検出ゾーンを構成するものである。分布帰還形レーザ
ー及び検出器間に配置された案内部の長さは分布帰還形
レーザからの光を全て吸収し、従って大きな漏話を防止
するのに充分なものでなければならない。層１及び層１
２間には化学抵抗層２６が設けられる。前述の例と同様
に、横方向の案内構造を区画した後に、層１、１２及び
１３のものより大きな保護周波数帯を有する材料５にお
けるエピタクシーのリザンプションを実行して構造全体
を埋め込む。レーザーを生産するのに必要なp-n 接合部
及び検出器は拡散、局部化されたエピタクシー、或いは
他の方法により形成される。光ファイバは波長λ１で発
射するレーザー側に配設される。
【００１４】図５は更に別の実施例を示すもので、この
レーザは波長λ２で発射するファブリペローレーザであ
り、受信器は波長λ２よりも小さい波長λ１を検出す
る。この装置は波長λ１を吸収すると共に波長λ２を透
過する材料でできており、層２は波長λ２の発射に適
し、レーザの獲得ゾーンを構成する。前述のように、層
１には層２をエッチングする化学抵抗層２１が設けられ
る。また、層１、２１及び２には横方向案内装置が設け
られ、装置を埋め込むためにエピタクシー５のリザンプ
ションが行われる。検出器のp-n 接合部６及びレーザは
拡散、局部化されたエピタクシー、或いは他の方法によ
り形成される。ファブリペローレーザは２つの端面によ
り成形され、発射波長λ２を透過する検出及び案内部分
を有するキャビティーを備えている。このバージョンで
は、ファイバは波長λ１の検出器側に配設される。双方
向リンクのために必要な２つの構成要素のうち１つだけ
を備えるように限定されたこの装置の利点は低い製造コ
ストで構成要素を得ることのできるその簡素さである。
レーザは波長λ２で発射するファブリペローレーザであ
り、受信器は波長λ２よりも小さい波長λ１を検出す
る。この装置は波長λ１を吸収すると共に波長λ２を透
過する材料でできており、層２は波長λ２の発射に適
し、レーザの獲得ゾーンを構成する。前述のように、層
１には層２をエッチングする化学抵抗層２１が設けられ
る。また、層１、２１及び２には横方向案内装置が設け
られ、装置を埋め込むためにエピタクシー５のリザンプ
ションが行われる。検出器のp-n 接合部６及びレーザは
拡散、局部化されたエピタクシー、或いは他の方法によ
り形成される。ファブリペローレーザは２つの端面によ
り成形され、発射波長λ２を透過する検出及び案内部分
を有するキャビティーを備えている。このバージョンで
は、ファイバは波長λ１の検出器側に配設される。双方
向リンクのために必要な２つの構成要素のうち１つだけ
を備えるように限定されたこの装置の利点は低い製造コ
ストで構成要素を得ることのできるその簡素さである。
【００１５】図６を参照し、本発明による製造方法の例
を説明する。この方法は分布帰還形レーザλ２及び埋め
込み型「リボン」λ１検出器を集積した図３の装置の実
際に製造することに関する。この例では、p-n 接合部は
能動（検出器及びエミター）リボンの上部で局部化され
たエピタクシーのリザンプションにより形成されるが、
エピタクシーの数を減らすべく、局所化された拡散部に
より形成することもできる。
を説明する。この方法は分布帰還形レーザλ２及び埋め
込み型「リボン」λ１検出器を集積した図３の装置の実
際に製造することに関する。この例では、p-n 接合部は
能動（検出器及びエミター）リボンの上部で局部化され
たエピタクシーのリザンプションにより形成されるが、
エピタクシーの数を減らすべく、局所化された拡散部に
より形成することもできる。
【００１６】技術的な製造方法は以下の工程（Ａ）〜
（Ｄ）よりなる： （Ａ）半導体基板Ｓに設けられた第１エピタクシーは少
なくとも以下の(a) 〜(e) を有する： (a) 波長λ２を透過すると共に波長λ１を吸収する材料
の案内層１（例えば、λ１＝ 1.3μｍ及びλ２＝1.55μ
ｍに対し1.35μｍの波長に調整されたクウォータナル[q
uaternal] 材料）。 (b) 第１化学抵抗層２１（例えばInP 等の２値材料）。 (c) 受動導波管を数十ナノメートルの厚さにリボン状に
エッチングした後、その受動導波管を横方向に区画する
ために使用される第２案内層２。この層を構成する材料
は波長λ２を透過するものでなければならない（例えば
1.35μｍの波長に調整されたGaInAsP ）。 (d) 材料、或いは発射波長λ２（例えば1.55μｍ）に調
整された多数の量子ウェルよりなる第３層。この層は化
学抵抗層２４により層２から隔離されていなければなら
ない。 (e) 回析グリッドの生産に使用される、波長λ２（例え
ばクウォータナル1.15μｍ或いは 1.3μｍ）を透過する
層４。層４は化学抵抗層２５により層３から隔離されて
いなければならない。
（Ｄ）よりなる： （Ａ）半導体基板Ｓに設けられた第１エピタクシーは少
なくとも以下の(a) 〜(e) を有する： (a) 波長λ２を透過すると共に波長λ１を吸収する材料
の案内層１（例えば、λ１＝ 1.3μｍ及びλ２＝1.55μ
ｍに対し1.35μｍの波長に調整されたクウォータナル[q
uaternal] 材料）。 (b) 第１化学抵抗層２１（例えばInP 等の２値材料）。 (c) 受動導波管を数十ナノメートルの厚さにリボン状に
エッチングした後、その受動導波管を横方向に区画する
ために使用される第２案内層２。この層を構成する材料
は波長λ２を透過するものでなければならない（例えば
1.35μｍの波長に調整されたGaInAsP ）。 (d) 材料、或いは発射波長λ２（例えば1.55μｍ）に調
整された多数の量子ウェルよりなる第３層。この層は化
学抵抗層２４により層２から隔離されていなければなら
ない。 (e) 回析グリッドの生産に使用される、波長λ２（例え
ばクウォータナル1.15μｍ或いは 1.3μｍ）を透過する
層４。層４は化学抵抗層２５により層３から隔離されて
いなければならない。
【００１７】（Ｂ）層３の波長λ２に調整された回析グ
リッドを生産した後、長さＬ１、幅Ｗ２に沿って層２、
３、及び２５から層２４にわたり、分布帰還形レーザの
能動リボンの画定を化学エッチング（或いはイオンエッ
チング、ＲＩＥ等の他の方法）により行う。能動導波管
として機能するリボンはその後、前述のエッチング方法
を用いて、幅Ｗ１に渡り装置の全長に沿って層３２から
層２１までエッチングにより形成する。 （Ｃ）基板と同じ性質（例えばInP)を有する材料、出来
れば、検出器及びエミター間に適切な電気的絶縁を確保
できるような半絶縁タイプの材料でできた層５を備えた
第２エピタクシーを装置全体で行う。
リッドを生産した後、長さＬ１、幅Ｗ２に沿って層２、
３、及び２５から層２４にわたり、分布帰還形レーザの
能動リボンの画定を化学エッチング（或いはイオンエッ
チング、ＲＩＥ等の他の方法）により行う。能動導波管
として機能するリボンはその後、前述のエッチング方法
を用いて、幅Ｗ１に渡り装置の全長に沿って層３２から
層２１までエッチングにより形成する。 （Ｃ）基板と同じ性質（例えばInP)を有する材料、出来
れば、検出器及びエミター間に適切な電気的絶縁を確保
できるような半絶縁タイプの材料でできた層５を備えた
第２エピタクシーを装置全体で行う。
【００１８】（Ｄ）検出器とレーザのリボン上にp-n の
異質接合を形成するために、いくつかの可能な方法があ
る。例として以下に２つのケースを説明する： ケース１：シリコンマスクから検出層２及びレーザ層１
３にかけて、ドーピング要素（例えばタイプＰのＺｎ）
の拡散部６の局所化を行う場合。 ケース２：検出及び発射ゾーンのみ局所化された層５の
溝をエッチングした後、不純物を添加された層６（例え
ばタイプＰのＺｎ）がエピタクシーにより形成され、そ
の後この層はリボン状にエッチング（図６を参照）され
て接合部を局所化する場合。 層の厚さ及び導波管の幅の寸法については、装置の単一
の動作モード及び光ファイバの出力とを良好に接合でき
るように選択しなければならない。例えば波長λ１が1.
3 μｍで波長λ２が1.35μｍの場合、クウォータナリ層
λ１（例えば1.35μｍに調整されたGaInAsP)の厚さは約
0.3 μｍで、（1.35μｍにクウォータナルに調整され
た）層３２の厚さは約２５ナノメートル、これにエッチ
ングされたリボンＷ１の幅は約３μｍ、（約1.55μｍに
クウォータナルに調整された）層２の厚さは約0.2 μ
ｍ、（1.35μｍに調整された）層３の厚さは約0.15μ
ｍ、である。層２及び３にエッチングされた能動リボン
の幅Ｗ２は約１μｍである。
異質接合を形成するために、いくつかの可能な方法があ
る。例として以下に２つのケースを説明する： ケース１：シリコンマスクから検出層２及びレーザ層１
３にかけて、ドーピング要素（例えばタイプＰのＺｎ）
の拡散部６の局所化を行う場合。 ケース２：検出及び発射ゾーンのみ局所化された層５の
溝をエッチングした後、不純物を添加された層６（例え
ばタイプＰのＺｎ）がエピタクシーにより形成され、そ
の後この層はリボン状にエッチング（図６を参照）され
て接合部を局所化する場合。 層の厚さ及び導波管の幅の寸法については、装置の単一
の動作モード及び光ファイバの出力とを良好に接合でき
るように選択しなければならない。例えば波長λ１が1.
3 μｍで波長λ２が1.35μｍの場合、クウォータナリ層
λ１（例えば1.35μｍに調整されたGaInAsP)の厚さは約
0.3 μｍで、（1.35μｍにクウォータナルに調整され
た）層３２の厚さは約２５ナノメートル、これにエッチ
ングされたリボンＷ１の幅は約３μｍ、（約1.55μｍに
クウォータナルに調整された）層２の厚さは約0.2 μ
ｍ、（1.35μｍに調整された）層３の厚さは約0.15μ
ｍ、である。層２及び３にエッチングされた能動リボン
の幅Ｗ２は約１μｍである。
【００１９】図７は本発明による製造方法の別の例を示
す。技術的な方法は以下の工程（Ａ）〜（Ｅ）よりな
る： （Ａ）波長λ１を吸収するが波長λ２（例えば1.35μｍ
にクウォータナルに調整されたもの）を透過する材料で
できた案内層１の基板上の第１エピタクシー、及び波長
λ２（例えば1.55μｍにクウォータナルに調整されたも
の）に調整された材料（或いは量子ウェル）でできたレ
ーザのための能動層２。この層は化学エッチング防止層
２４により層１から隔離することができ、波長λ２に透
過する材料の層３は分布帰還形レーザの回析グリッドが
エッチングされる（例えばλ＝1.3 μｍにクウォータナ
ルに調整される）。（図５のバージョンにおけるファブ
リペローレーザの生産を促進する本発明による実施例の
変形では、この層は回析グリッドの生産にしか貢献しな
いため有益ではない。）層３は化学抵抗層２５により層
２から離層させることができる。
す。技術的な方法は以下の工程（Ａ）〜（Ｅ）よりな
る： （Ａ）波長λ１を吸収するが波長λ２（例えば1.35μｍ
にクウォータナルに調整されたもの）を透過する材料で
できた案内層１の基板上の第１エピタクシー、及び波長
λ２（例えば1.55μｍにクウォータナルに調整されたも
の）に調整された材料（或いは量子ウェル）でできたレ
ーザのための能動層２。この層は化学エッチング防止層
２４により層１から隔離することができ、波長λ２に透
過する材料の層３は分布帰還形レーザの回析グリッドが
エッチングされる（例えばλ＝1.3 μｍにクウォータナ
ルに調整される）。（図５のバージョンにおけるファブ
リペローレーザの生産を促進する本発明による実施例の
変形では、この層は回析グリッドの生産にしか貢献しな
いため有益ではない。）層３は化学抵抗層２５により層
２から離層させることができる。
【００２０】（Ｂ）層３の分布帰還形グリッドを層２５
で生産する。 （Ｃ）層１０までレーザよりなるゾーンに化学エッチン
グ（或いは他の方法）により層３と層２を離層させ、そ
の後装置の全長にわたり幅Ｗのリボンをエッチングする
（例えばＷ＝1.5 μｍ）。 （Ｄ）波長λ１及びλ２（例えばInP)に透過し、また検
出器及びエミッター間の十分な電気的絶縁を確保すべく
出来れば半絶縁タイプの材料５のエピタクシーをリザン
プションする。 （Ｅ）材料５内の溝をエッチングした後、レーザ及び検
出器ゾーンの上方で誘電マスクを介し、ドーピング要素
（例えばＺｎ）を用いて局所化された拡散部６により、
或いは局所化されたエピタクシー（例えばInP タイプP)
により、p-n の異質接合部を形成する。 層の厚さは前述のものと同じである。
で生産する。 （Ｃ）層１０までレーザよりなるゾーンに化学エッチン
グ（或いは他の方法）により層３と層２を離層させ、そ
の後装置の全長にわたり幅Ｗのリボンをエッチングする
（例えばＷ＝1.5 μｍ）。 （Ｄ）波長λ１及びλ２（例えばInP)に透過し、また検
出器及びエミッター間の十分な電気的絶縁を確保すべく
出来れば半絶縁タイプの材料５のエピタクシーをリザン
プションする。 （Ｅ）材料５内の溝をエッチングした後、レーザ及び検
出器ゾーンの上方で誘電マスクを介し、ドーピング要素
（例えばＺｎ）を用いて局所化された拡散部６により、
或いは局所化されたエピタクシー（例えばInP タイプP)
により、p-n の異質接合部を形成する。 層の厚さは前述のものと同じである。
【００２１】図８は更に別の製造方法を示すものであ
る。この方法はλ１で発射しλ２で検出する図４等に示
した装置の製造に関し、以下の工程（Ａ）〜（Ｄ）より
なる： （Ａ）この装置は波長λ１（例えば1.3 μｍ）に調整さ
れた材料の案内層１の基板上に第１エピタクシーと、例
えばクウォータナルで1.55μｍの波長に調整された分布
帰還形回析グリッドがエッチングされたλ１及びλ２に
透過する材料の層２と、レシーバーの検出ゾーンを構成
する1.15μｍの波長にクウォータナルに調整された波長
λ２を吸収する材料の層３とを有する。これらの層は化
学エッチング防止層２６及び２７により互いに離層させ
ることができる。 （Ｂ）検出器を構成するゾーンで層３を層２７から化学
エッチング（或いは他の方法）により離層させた後、層
２、及び化学抵抗層２６を使用して分布帰還形レーザの
能動部のみで回析グリッドを生産する。 （Ｃ）装置（例えばInP)の全長で幅Ｗのリボン、出来れ
ば検出器及びエミッター間の適切な電気的絶縁を確保す
べく半絶縁タイプのリボンをエッチングする。 （Ｄ）レーザ及び検出器ゾーンの上方で、誘電マスクを
介して、タイプＰのドーピング要素（例えばＺｎ）を用
いて局所化された拡散部６により、或いはタイプＰの層
の局所化されたエピタクシー（例えばInP タイプP)によ
り、p-n の異質接合部を形成する。レーザ及び検出器間
に配置された受動導波管は検出器が飽和或いは漏話（例
えば２００μｍ）を発生しないように、分布帰還形レー
ザ（λ１）からの光を吸収するのに充分な長さのもので
なければならない。
る。この方法はλ１で発射しλ２で検出する図４等に示
した装置の製造に関し、以下の工程（Ａ）〜（Ｄ）より
なる： （Ａ）この装置は波長λ１（例えば1.3 μｍ）に調整さ
れた材料の案内層１の基板上に第１エピタクシーと、例
えばクウォータナルで1.55μｍの波長に調整された分布
帰還形回析グリッドがエッチングされたλ１及びλ２に
透過する材料の層２と、レシーバーの検出ゾーンを構成
する1.15μｍの波長にクウォータナルに調整された波長
λ２を吸収する材料の層３とを有する。これらの層は化
学エッチング防止層２６及び２７により互いに離層させ
ることができる。 （Ｂ）検出器を構成するゾーンで層３を層２７から化学
エッチング（或いは他の方法）により離層させた後、層
２、及び化学抵抗層２６を使用して分布帰還形レーザの
能動部のみで回析グリッドを生産する。 （Ｃ）装置（例えばInP)の全長で幅Ｗのリボン、出来れ
ば検出器及びエミッター間の適切な電気的絶縁を確保す
べく半絶縁タイプのリボンをエッチングする。 （Ｄ）レーザ及び検出器ゾーンの上方で、誘電マスクを
介して、タイプＰのドーピング要素（例えばＺｎ）を用
いて局所化された拡散部６により、或いはタイプＰの層
の局所化されたエピタクシー（例えばInP タイプP)によ
り、p-n の異質接合部を形成する。レーザ及び検出器間
に配置された受動導波管は検出器が飽和或いは漏話（例
えば２００μｍ）を発生しないように、分布帰還形レー
ザ（λ１）からの光を吸収するのに充分な長さのもので
なければならない。
【００２２】以上は例として説明しただけであり、本発
明の範囲内で更に異なる変形も考えることができる。特
に、以上の説明で使用された材料はInP 或いはGaInAsp
系の材料であるが、他の材料、特にGaAs,GaAlAs,GaInAl
As等のIII-V 族のものも使用することができる。更に、
検出器及びエミッター間の電気的絶縁を良好にし、また
他の光電子或いは電子機能の集積を促進するようなこと
となる装置を半絶縁型の基板に使用することもできる。
本発明によれば、エミター或いは検出器の一方を増幅器
やモジュレータ等の他の光電子又光学的機能のものに置
き換えることもできる。
明の範囲内で更に異なる変形も考えることができる。特
に、以上の説明で使用された材料はInP 或いはGaInAsp
系の材料であるが、他の材料、特にGaAs,GaAlAs,GaInAl
As等のIII-V 族のものも使用することができる。更に、
検出器及びエミッター間の電気的絶縁を良好にし、また
他の光電子或いは電子機能の集積を促進するようなこと
となる装置を半絶縁型の基板に使用することもできる。
本発明によれば、エミター或いは検出器の一方を増幅器
やモジュレータ等の他の光電子又光学的機能のものに置
き換えることもできる。
【図１】本発明による一般的な例としてのトランシーバ
の断面図。
の断面図。
【図２】図１に示すトランシーバの斜視図。
【図３】本発明によるトランシーバの第１のバージョン
の断面図。
の断面図。
【図４】本発明によるトランシーバの第２のバージョン
の断面図。
の断面図。
【図５】本発明によるトランシーバの第３のバージョン
の断面図。
の断面図。
【図６】本発明の第１の製造方法によって製造されるト
ランシーバの断面図。
ランシーバの断面図。
【図７】本発明の第２の製造方法によって製造されるト
ランシーバの断面図。
ランシーバの断面図。
【図８】本発明の第３の製造方法によって製造されるト
ランシーバの断面図。
ランシーバの断面図。
１ 案内層 ２ 案内要素 ３ 案内要素 ５ 封じ込め材料 Ｓ 基板
Claims (11)
- 【請求項１】単一の導波管に接続された検出器及びレー
ザよりなる光学半導体トランシーバであって、前記導波
管は案内要素を備えた化学抵抗層により覆われる案内層
を有し、前記検出器及びレーザは前記案内要素上に設け
られ、前記レーザ及び案内要素の間には少なくとも１つ
の化学抵抗層が設けられることを特徴とするトランシー
バ。 - 【請求項２】前記案内要素は第１の幅を有し、前記レー
ザは前記第１の幅とは異なる第２の幅を有することを特
徴とする、請求項１記載のトランシーバ。 - 【請求項３】前記案内要素は第１の幅を有し、前記レー
ザは前記第１の幅と等しい第２の幅を有することを特徴
とする、請求項１記載のトランシーバ。 - 【請求項４】前記レーザ及び案内要素の間に化学抵抗層
を有することを特徴とする、請求項１記載のトランシー
バ。 - 【請求項５】前記レーザは、分布型回析グリッド及びレ
ーザの能動層間に配設された化学抵抗層を有する分布型
回析（ＤＦＢ）ネットワークを有することを特徴とす
る、請求項１記載のトランシーバ。 - 【請求項６】前記検出器及び前記案内要素間に配設され
た化学抵抗層を有することを特徴とする、請求項１記載
のトランシーバ。 - 【請求項７】前記導波管は前記レーザ、検出器及び導波
管を含む全ての層に横方向にエッチングされることを特
徴とする、請求項１記載のトランシーバ。 - 【請求項８】その構造体は光封じ込め材料に埋め込まれ
たことを特徴とする、請求項７記載のトランシーバ。 - 【請求項９】少なくとも１つの案内層、レーザと光電検
出器を生産するのに必要な材料の層、及び光学案内層の
エピタクシーの前或いは後のいずれかに形成される少な
くとも１つの化学抵抗層を基板の一方の表面にエピタク
シーする工程と、 前記レーザ及び光電検出器をエッチングする工程と、 案内要素の前記光学案内層においてエッチングする工程
と、 光封じ込め材料の層をエピタクシーする工程と、を備え
ていることを特徴とする半導体トランシーバの製造方
法。 - 【請求項１０】第１化学案内層、第２光学抵抗層、第２
光学案内層、及びレーザと光電検出器を生産するのに必
要な材料でできた層を基板の一方の面にエピタクシーす
る工程と、 第２光学案内層までレーザと検出器をエッチングする工
程と、 案内要素の第２光学案内層において第１化学抵抗層まで
エッチングする工程と、 封じ込め材料の層のエピタクシーを行う工程と、を備え
ていることを特徴とする、請求項９記載の半導体トラン
シーバの製造方法。 - 【請求項１１】前記基板上でエピタクシーを行う工程の
間、前記第２光学案内層上に第２化学抵抗層を形成し、
その後、この第２化学抵抗層まで前記レーザ及び光電検
出器をエッチングし、この第２化学抵抗層内で前記案内
要素もエッチングすることを特徴とする、請求項１０記
載の半導体トランシーバの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9106933A FR2677490B1 (fr) | 1991-06-07 | 1991-06-07 | Emetteur-recepteur optique a semiconducteurs. |
| FR9106933 | 1991-06-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07183616A true JPH07183616A (ja) | 1995-07-21 |
Family
ID=9413594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4173787A Pending JPH07183616A (ja) | 1991-06-07 | 1992-06-08 | 光学半導体トランシーバ及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5262656A (ja) |
| EP (1) | EP0527060A1 (ja) |
| JP (1) | JPH07183616A (ja) |
| FR (1) | FR2677490B1 (ja) |
Families Citing this family (62)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5323411A (en) * | 1991-11-22 | 1994-06-21 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Laser diode array device |
| US5718394A (en) * | 1991-12-27 | 1998-02-17 | Liberty Industries, Inc. | Web tensioning device |
| JP2932868B2 (ja) * | 1992-11-13 | 1999-08-09 | 日本電気株式会社 | 半導体光集積素子 |
| DE4300652C1 (de) * | 1993-01-13 | 1994-03-31 | Bosch Gmbh Robert | Verfahren zur Herstellung einer hybrid integrierten optischen Schaltung und Vorrichtung zur Emission von Lichtwellen |
| US5439647A (en) * | 1994-02-25 | 1995-08-08 | Fiberchem, Inc. | Chip level waveguide sensor |
| EP0733288B1 (en) * | 1994-05-24 | 2004-08-11 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Optoelectronic semiconductor device comprising laser and photodiode |
| US5479539A (en) * | 1994-06-15 | 1995-12-26 | Texas Instruments Incorporated | Integrated optical transmitter and receiver |
| AUPN258095A0 (en) * | 1995-04-21 | 1995-05-18 | Unisearch Limited | Low temperature fabrication of silica-based pecvd channel waveguides |
| FR2746215B1 (fr) * | 1996-03-12 | 1998-05-15 | Dispositif semiconducteur d'emission-reception a faible diaphotie | |
| US6734453B2 (en) | 2000-08-08 | 2004-05-11 | Translucent Photonics, Inc. | Devices with optical gain in silicon |
| DE10104563A1 (de) * | 2001-02-01 | 2002-08-22 | Infineon Technologies Ag | Halbleiterelement mit optoelektronischer Signalübertragung und Verfahren zum Erzeugen eines solchen Halbleiterelements |
| JP3952923B2 (ja) * | 2002-10-01 | 2007-08-01 | セイコーエプソン株式会社 | 光インターコネクション回路の製造方法 |
| JP2004191390A (ja) * | 2002-12-06 | 2004-07-08 | Seiko Epson Corp | チップ内光インターコネクション回路、電気光学装置および電子機器 |
| US7586097B2 (en) | 2006-01-05 | 2009-09-08 | Virgin Islands Microsystems, Inc. | Switching micro-resonant structures using at least one director |
| US7626179B2 (en) | 2005-09-30 | 2009-12-01 | Virgin Island Microsystems, Inc. | Electron beam induced resonance |
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