JPH0792434A - 光変調器 - Google Patents
光変調器Info
- Publication number
- JPH0792434A JPH0792434A JP5261597A JP26159793A JPH0792434A JP H0792434 A JPH0792434 A JP H0792434A JP 5261597 A JP5261597 A JP 5261597A JP 26159793 A JP26159793 A JP 26159793A JP H0792434 A JPH0792434 A JP H0792434A
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- JP
- Japan
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- porous silicon
- optical modulator
- silicon
- current
- light
- Prior art date
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- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 品質が安定で、しかも集積化が容易な光変調
器を提供する。 【構成】 シリコンを陽極化成法によって多孔質シリコ
ンとする。この多孔質シリコンは入射する光の透過率が
変化するという、エレクトロクロミック効果を有する。
この性質を利用し、適当な電極１４及び電流信号供給手
段２０を設けることにより、電流信号２０を光信号２２
に変換する光変調器１０を構成することができる。かか
る光変調器はシリコンに基づいて作製されるので、安価
であり材料の品質は安定であるなど、種々の利点があ
る。
器を提供する。 【構成】 シリコンを陽極化成法によって多孔質シリコ
ンとする。この多孔質シリコンは入射する光の透過率が
変化するという、エレクトロクロミック効果を有する。
この性質を利用し、適当な電極１４及び電流信号供給手
段２０を設けることにより、電流信号２０を光信号２２
に変換する光変調器１０を構成することができる。かか
る光変調器はシリコンに基づいて作製されるので、安価
であり材料の品質は安定であるなど、種々の利点があ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光コンピュータ、ＯＥ
ＩＣ、ＯＩＣなどに使用され得る光変調器に関するもの
である。
ＩＣ、ＯＩＣなどに使用され得る光変調器に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】情報を光で伝送し又は処理するために、
電気信号によって光信号を変調する光変調器の重要性が
高まりつつある。特に、今後の発達が予想される光コン
ピュータでは、光変調器は重要なものとなる。
電気信号によって光信号を変調する光変調器の重要性が
高まりつつある。特に、今後の発達が予想される光コン
ピュータでは、光変調器は重要なものとなる。
【０００３】光変調の方法の一つに電気光学効果を利用
したものがある。また、従来より、ＧａＡｓ等の化合物
半導体、ＬｉＮｂＯ3 、ＫＤＰ、タングステンブロン
ズ、閃亜鉛鉱、ペロブスカイト型結晶などが、電気光学
効果を有する材料として光変調器に用いられていた。
したものがある。また、従来より、ＧａＡｓ等の化合物
半導体、ＬｉＮｂＯ3 、ＫＤＰ、タングステンブロン
ズ、閃亜鉛鉱、ペロブスカイト型結晶などが、電気光学
効果を有する材料として光変調器に用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電気光学効果を有する材料は結晶の品質が低く、また、
デバイスとして設計する技術や集積化する技術が十分に
確立されていない。また、上記の各材料は、既にＬＳＩ
プロセスが確立されているシリコンを基礎とする集積回
路に組み込むことが難しいという問題がある。
電気光学効果を有する材料は結晶の品質が低く、また、
デバイスとして設計する技術や集積化する技術が十分に
確立されていない。また、上記の各材料は、既にＬＳＩ
プロセスが確立されているシリコンを基礎とする集積回
路に組み込むことが難しいという問題がある。
【０００５】本発明は上記事情に基づいてなされたもの
であり、品質が安定しており、しかも集積化が容易な光
変調器を提供することを目的とするものである。
であり、品質が安定しており、しかも集積化が容易な光
変調器を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めの請求項１記載の発明の光変調器は、流れる電流によ
って光の透過率を変化させる多孔質シリコンと、前記多
孔質シリコンに電流を流すための電気信号を供給する電
流信号供給手段とを有し、前記電流信号供給手段によっ
て供給される電流信号によって前記多孔質シリコンに入
射する光を変調することを特徴とするものである。
めの請求項１記載の発明の光変調器は、流れる電流によ
って光の透過率を変化させる多孔質シリコンと、前記多
孔質シリコンに電流を流すための電気信号を供給する電
流信号供給手段とを有し、前記電流信号供給手段によっ
て供給される電流信号によって前記多孔質シリコンに入
射する光を変調することを特徴とするものである。
【０００７】請求項２記載の発明の光変調器は、請求項
１記載の発明において、前記電流信号供給手段が、前記
多孔質シリコンに入射する光の進行方向に沿って電流を
流すことを特徴とするものである。
１記載の発明において、前記電流信号供給手段が、前記
多孔質シリコンに入射する光の進行方向に沿って電流を
流すことを特徴とするものである。
【０００８】請求項３記載の発明の光変調器は、請求項
１記載の発明において、前記電流信号供給手段が、前記
多孔質シリコンに入射する光の進行方向と垂直に電流を
流すことを特徴とするものである。
１記載の発明において、前記電流信号供給手段が、前記
多孔質シリコンに入射する光の進行方向と垂直に電流を
流すことを特徴とするものである。
【０００９】請求項４記載の発明の光変調器は、請求項
１、２又は３記載の発明において、前記多孔質シリコン
が、単結晶又は多結晶シリコン上に形成された多孔質シ
リコンを電解研磨を用いてはがしたフリースタンディン
グな膜であることを特徴とするものである。
１、２又は３記載の発明において、前記多孔質シリコン
が、単結晶又は多結晶シリコン上に形成された多孔質シ
リコンを電解研磨を用いてはがしたフリースタンディン
グな膜であることを特徴とするものである。
【００１０】請求項５記載の発明の光変調器は、請求項
１、２、３又は４記載の発明において、前記多孔質シリ
コンが、熱酸化多孔質シリコンであることを特徴とする
ものである。
１、２、３又は４記載の発明において、前記多孔質シリ
コンが、熱酸化多孔質シリコンであることを特徴とする
ものである。
【００１１】請求項６記載の発明の光変調器は、請求項
１、２、３又は４記載の発明において、前記多孔質シリ
コンが、熱窒化多孔質シリコンであることを特徴とする
ものである。
１、２、３又は４記載の発明において、前記多孔質シリ
コンが、熱窒化多孔質シリコンであることを特徴とする
ものである。
【００１２】請求項７記載の発明の光変調器は、請求項
１、２、３、４、５又６記載の発明において、前記多孔
質シリコンの一方の面に反射面を形成したことを特徴と
するものである。
１、２、３、４、５又６記載の発明において、前記多孔
質シリコンの一方の面に反射面を形成したことを特徴と
するものである。
【００１３】請求項８記載の発明の光変調器は、請求項
７記載の発明において、前記反射面がシリコン基板の表
面であることを特徴とするものである。
７記載の発明において、前記反射面がシリコン基板の表
面であることを特徴とするものである。
【００１４】
【作用】エレクトロクロミック効果を有する物質は、電
流を流さない状態では光の透過率が高いが、電流を流し
た状態では光の透過率が低くなるという性質がある。本
発明者等は、ｐ型又はｎ型の単結晶シリコン基板（面方
位（１１１）及び（１００）、抵抗率０．０５〜１００
０Ωｃｍ）の上に、陽極化成法（エチルアルコール：弗
酸（４８％の水溶液）＝０：１〜１０：１の水溶液中
で、陽極側に単結晶シリコンを接続し、また陰極側に白
金等の電極を接続して電流密度：１ｍＡ／ｃｍ2 〜２０
０ｍＡ／ｃｍ2 の電流を流し、単結晶シリコンを加工す
る方法）で３０秒〜６０分間処理することにより、多孔
質シリコン（ｐｏｒｏｕｓ Ｓｉ）層を作製し、その後
前記多孔質シリコン層を電解研磨法（上記陽極化成終了
後、７００ｍＡ／ｃｍ2 程度の電流を流すことによって
多孔質シリコン層をシリコン基板からはがす方法）を施
すことによって、上記のような良好なエレクトロクロミ
ック効果を有するフリースタンディングな多孔質シリコ
ン膜を作製できることを見出した。
流を流さない状態では光の透過率が高いが、電流を流し
た状態では光の透過率が低くなるという性質がある。本
発明者等は、ｐ型又はｎ型の単結晶シリコン基板（面方
位（１１１）及び（１００）、抵抗率０．０５〜１００
０Ωｃｍ）の上に、陽極化成法（エチルアルコール：弗
酸（４８％の水溶液）＝０：１〜１０：１の水溶液中
で、陽極側に単結晶シリコンを接続し、また陰極側に白
金等の電極を接続して電流密度：１ｍＡ／ｃｍ2 〜２０
０ｍＡ／ｃｍ2 の電流を流し、単結晶シリコンを加工す
る方法）で３０秒〜６０分間処理することにより、多孔
質シリコン（ｐｏｒｏｕｓ Ｓｉ）層を作製し、その後
前記多孔質シリコン層を電解研磨法（上記陽極化成終了
後、７００ｍＡ／ｃｍ2 程度の電流を流すことによって
多孔質シリコン層をシリコン基板からはがす方法）を施
すことによって、上記のような良好なエレクトロクロミ
ック効果を有するフリースタンディングな多孔質シリコ
ン膜を作製できることを見出した。
【００１５】また、本発明者等は、ｐ型又はｎ型の単結
晶シリコン基板（面方位（１１１）及び（１００）、抵
抗率０．０５〜１０００Ωｃｍ）の上に、陽極化成法
（エチルアルコール：弗酸（４８％の水溶液）＝０：１
〜１０：１の水溶液中で、陽極側に単結晶シリコンを接
続し、また陰極側に白金等の電極を接続して電流密度：
１ｍＡ／ｃｍ2 〜２００ｍＡ／ｃｍ2 の電流を流し、単
結晶シリコンを加工する方法）で３０秒〜６０分間処理
することにより、多孔質シリコン（ｐｏｒｏｕｓＳｉ）
層を作製し、その後前記多孔質シリコン層を高速熱酸化
（酸素又は酸素及び窒素雰囲気中において、４００℃〜
１２００℃で１０秒〜１２０秒間熱酸化を行う。）する
ことによって、上記のような良好なエレクトロクロミッ
ク効果を有する高速熱酸化多孔質シリコン層を作製でき
ることを見出した。
晶シリコン基板（面方位（１１１）及び（１００）、抵
抗率０．０５〜１０００Ωｃｍ）の上に、陽極化成法
（エチルアルコール：弗酸（４８％の水溶液）＝０：１
〜１０：１の水溶液中で、陽極側に単結晶シリコンを接
続し、また陰極側に白金等の電極を接続して電流密度：
１ｍＡ／ｃｍ2 〜２００ｍＡ／ｃｍ2 の電流を流し、単
結晶シリコンを加工する方法）で３０秒〜６０分間処理
することにより、多孔質シリコン（ｐｏｒｏｕｓＳｉ）
層を作製し、その後前記多孔質シリコン層を高速熱酸化
（酸素又は酸素及び窒素雰囲気中において、４００℃〜
１２００℃で１０秒〜１２０秒間熱酸化を行う。）する
ことによって、上記のような良好なエレクトロクロミッ
ク効果を有する高速熱酸化多孔質シリコン層を作製でき
ることを見出した。
【００１６】更に、本発明者等は、ｐ型又はｎ型の単結
晶シリコン基板（面方位（１１１）及び（１００）、抵
抗率０．０５〜１０００Ωｃｍ）の上に、陽極化成法
（エチルアルコール：弗酸（４８％の水溶液）＝０：１
〜１０：１の水溶液中で、陽極側に多結晶シリコンを接
続し、また陰極側に白金等の電極を接続して電流密度：
１ｍＡ／ｃｍ2 〜２００ｍＡ／ｃｍ2 の電流を流し、単
結晶シリコンを加工する方法）で３０秒〜６０分間処理
することにより、多孔質シリコン（ｐｏｒｏｕｓＳｉ）
層を作製し、その後前記多孔質シリコン層を高速熱窒化
（窒素、アンモニア又は窒素及びアンモニア雰囲気中に
おいて、４００℃〜１２００℃で１０秒〜１２０秒間熱
窒化を行う）することによって、上記のような良好なエ
レクトロクロミック効果を有する高速熱窒化多孔質シリ
コン層を作製できることを見出した。
晶シリコン基板（面方位（１１１）及び（１００）、抵
抗率０．０５〜１０００Ωｃｍ）の上に、陽極化成法
（エチルアルコール：弗酸（４８％の水溶液）＝０：１
〜１０：１の水溶液中で、陽極側に多結晶シリコンを接
続し、また陰極側に白金等の電極を接続して電流密度：
１ｍＡ／ｃｍ2 〜２００ｍＡ／ｃｍ2 の電流を流し、単
結晶シリコンを加工する方法）で３０秒〜６０分間処理
することにより、多孔質シリコン（ｐｏｒｏｕｓＳｉ）
層を作製し、その後前記多孔質シリコン層を高速熱窒化
（窒素、アンモニア又は窒素及びアンモニア雰囲気中に
おいて、４００℃〜１２００℃で１０秒〜１２０秒間熱
窒化を行う）することによって、上記のような良好なエ
レクトロクロミック効果を有する高速熱窒化多孔質シリ
コン層を作製できることを見出した。
【００１７】このようなエレクトロクロミック効果を有
する多孔質シリコンを、電流信号供給手段と組み合わせ
ることにより、シリコンに基づいて構成されたＬＳＩな
どに組み込むことのできる光変調器を構成できる。
する多孔質シリコンを、電流信号供給手段と組み合わせ
ることにより、シリコンに基づいて構成されたＬＳＩな
どに組み込むことのできる光変調器を構成できる。
【００１８】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１は本発明の第一実施例の光変調器の概
略構造図、図２は本発明の第二実施例の光変調器の概略
構造図、図３は本発明の第三実施例の光変調器の概略構
造図、図４及び図５は光変調器の他の例を示す図、図６
及び図７は本発明に使用される多孔質シリコンの作製方
法を示した図である。
て説明する。図１は本発明の第一実施例の光変調器の概
略構造図、図２は本発明の第二実施例の光変調器の概略
構造図、図３は本発明の第三実施例の光変調器の概略構
造図、図４及び図５は光変調器の他の例を示す図、図６
及び図７は本発明に使用される多孔質シリコンの作製方
法を示した図である。
【００１９】図１に示すように、光変調器１０は、中央
の多孔質シリコン１２の両側に電極１４を形成したもの
である。この電極１４は、光が通過できるものでなけれ
ばならないので、透明なＩＴＯ膜とするのが望ましい。
図１において、二つの電極１４は信号に基づいてその電
流値が変化する信号源１６に接続されている。また、光
変調器１０の左側からは一定強度の光１８が入射され
る。したがって、入射光１８の進行方向は、二つの電極
１４の間の多孔質シリコン１２を通って流れる電流に平
行となる。
の多孔質シリコン１２の両側に電極１４を形成したもの
である。この電極１４は、光が通過できるものでなけれ
ばならないので、透明なＩＴＯ膜とするのが望ましい。
図１において、二つの電極１４は信号に基づいてその電
流値が変化する信号源１６に接続されている。また、光
変調器１０の左側からは一定強度の光１８が入射され
る。したがって、入射光１８の進行方向は、二つの電極
１４の間の多孔質シリコン１２を通って流れる電流に平
行となる。
【００２０】本発明者等は、後述の方法で作製した多孔
質シリコン１２が、電流を流さないときには光の透過率
が大きくなって光を透過させ、電流を流して内部に電荷
が注入されると光の透過率が小さくなって光を透過させ
にくくなる、いわゆるエレクトロクロミック効果を有す
ることを見出した。これにより、図１の信号源１６から
同図に示すような論理値に従って変化する電流信号２０
が光変調器１０に供給されると、これに応じて光変調器
１０を通過した光２２は同図の如く、電流信号２０の論
理値を反転した強度で変化する。したがって、この光２
２は電気信号２０によって変調されたことになり、電流
信号を光信号に変換して伝送することが可能となる。
質シリコン１２が、電流を流さないときには光の透過率
が大きくなって光を透過させ、電流を流して内部に電荷
が注入されると光の透過率が小さくなって光を透過させ
にくくなる、いわゆるエレクトロクロミック効果を有す
ることを見出した。これにより、図１の信号源１６から
同図に示すような論理値に従って変化する電流信号２０
が光変調器１０に供給されると、これに応じて光変調器
１０を通過した光２２は同図の如く、電流信号２０の論
理値を反転した強度で変化する。したがって、この光２
２は電気信号２０によって変調されたことになり、電流
信号を光信号に変換して伝送することが可能となる。
【００２１】図２は本発明の第二実施例の概略構造図で
ある。同図において図１と同一の部分には同一符号を付
してその説明を省略する。第二実施例では、電極１４ａ
が多孔質シリコン１２の上下に設けられており、したが
って両電極１４ａ間を流れる電流は入射光に垂直とな
る。この場合も図１の場合と同様に電流信号から光信号
への変換が可能となる。ところで、第二実施例では、入
射光１８は二つの電極１４ａを通らない。したがって、
電極１４ａは必ずしも光を透過させるものである必要は
なく、例えば通常の金属電極とすることもできる。
ある。同図において図１と同一の部分には同一符号を付
してその説明を省略する。第二実施例では、電極１４ａ
が多孔質シリコン１２の上下に設けられており、したが
って両電極１４ａ間を流れる電流は入射光に垂直とな
る。この場合も図１の場合と同様に電流信号から光信号
への変換が可能となる。ところで、第二実施例では、入
射光１８は二つの電極１４ａを通らない。したがって、
電極１４ａは必ずしも光を透過させるものである必要は
なく、例えば通常の金属電極とすることもできる。
【００２２】図３は本発明の第三実施例の概略構造図で
ある。同図において図２と同一の部分は同一符号を付し
てその説明を省略する。第三実施例では、光変調器１０
は下からシリコン層３０、多孔質シリコン層３２、μｃ
−ＳｉＣ層３４、電極３６の順で構成され、入射光１８
は多孔質シリコン層３２に入射する。かかる構成で、多
孔質シリコン層３２をｐ型、μｃ−ＳｉＣ層３４をｎ型
として両層をｐｎ接合とすることにより、多孔質シリコ
ン層３２にはより高い電流注入効率を達成することがで
きる。したがって、より少ない電流で光を変調すること
ができる。
ある。同図において図２と同一の部分は同一符号を付し
てその説明を省略する。第三実施例では、光変調器１０
は下からシリコン層３０、多孔質シリコン層３２、μｃ
−ＳｉＣ層３４、電極３６の順で構成され、入射光１８
は多孔質シリコン層３２に入射する。かかる構成で、多
孔質シリコン層３２をｐ型、μｃ−ＳｉＣ層３４をｎ型
として両層をｐｎ接合とすることにより、多孔質シリコ
ン層３２にはより高い電流注入効率を達成することがで
きる。したがって、より少ない電流で光を変調すること
ができる。
【００２３】ところで、光変調器は図４、図５に示すよ
うに一方の面にシリコン基板６０による反射面が形成さ
れた反射型の光変調器１０ａ，１０ｂとすることも可能
である。尚、図４、図５において、図１及び図２に示す
ものと同一の機能を有するものには同一の符号を付すこ
とにより、その詳細な説明を省略する。図４では、光は
電極１４を通過する構成であるので、電極１４の材料は
図１のような透明なＩＴＯ膜である必要があるが、図５
では、光が電極１４ａを通過する構成ではないので、電
極１４ａとして例えば通常の金属電極を用いることもで
きる。尚、図４、図５において、電極１４、１４ａと多
孔質シリコン膜１２の間にμｃ−ＳｉＣ層１３等を設け
てＰＮ接合を形成してやれば、より少ない電流で光を変
調することが可能となる。
うに一方の面にシリコン基板６０による反射面が形成さ
れた反射型の光変調器１０ａ，１０ｂとすることも可能
である。尚、図４、図５において、図１及び図２に示す
ものと同一の機能を有するものには同一の符号を付すこ
とにより、その詳細な説明を省略する。図４では、光は
電極１４を通過する構成であるので、電極１４の材料は
図１のような透明なＩＴＯ膜である必要があるが、図５
では、光が電極１４ａを通過する構成ではないので、電
極１４ａとして例えば通常の金属電極を用いることもで
きる。尚、図４、図５において、電極１４、１４ａと多
孔質シリコン膜１２の間にμｃ−ＳｉＣ層１３等を設け
てＰＮ接合を形成してやれば、より少ない電流で光を変
調することが可能となる。
【００２４】次に、上記の図１乃至図３において用いら
れる多孔質シリコン１２の作製について、図６及び図７
を参照して説明する。ここで図６はシリコンがｐ型であ
る場合、図７はシリコンがｎ型である場合である。
れる多孔質シリコン１２の作製について、図６及び図７
を参照して説明する。ここで図６はシリコンがｐ型であ
る場合、図７はシリコンがｎ型である場合である。
【００２５】シリコンがｐ型である場合、ｐ型単結晶シ
リコン基板５０（（１００）面、抵抗率０．０５〜１０
００Ωｃｍ）の裏面にＡｌ５２を蒸着してオーミックコ
ンタクトをとり、第一中間生成物を作製する。次に、図
６に示すように、ｐ型単結晶シリコン基板５０の表面に
多孔質化したい部分を除いて第一中間生成物をワックス
又はテフロン等で覆い、陰極側に白金電極Ｐｔを接続
し、また陽極側にＡｌ５２を接続して、白金電極Ｐｔ及
び第一中間生成物をエチルアルコール：弗酸（４８％の
水溶液）＝１：１の溶液（Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ＋ＨＦ＋Ｈ
2 Ｏ）の中に浸す。定電流電源を用いて電流密度を１〜
２００ｍＡ／ｃｍ2 に固定し約３〜６０分間陽極化成を
行うことによって多孔質シリコン層を作製し、第二中間
生成物を作製する。
リコン基板５０（（１００）面、抵抗率０．０５〜１０
００Ωｃｍ）の裏面にＡｌ５２を蒸着してオーミックコ
ンタクトをとり、第一中間生成物を作製する。次に、図
６に示すように、ｐ型単結晶シリコン基板５０の表面に
多孔質化したい部分を除いて第一中間生成物をワックス
又はテフロン等で覆い、陰極側に白金電極Ｐｔを接続
し、また陽極側にＡｌ５２を接続して、白金電極Ｐｔ及
び第一中間生成物をエチルアルコール：弗酸（４８％の
水溶液）＝１：１の溶液（Ｃ2 Ｈ5 ＯＨ＋ＨＦ＋Ｈ
2 Ｏ）の中に浸す。定電流電源を用いて電流密度を１〜
２００ｍＡ／ｃｍ2 に固定し約３〜６０分間陽極化成を
行うことによって多孔質シリコン層を作製し、第二中間
生成物を作製する。
【００２６】第二中間生成物の表面に付着したワックス
を有機溶剤で溶かし、Ａｌをエッチングし、純水で洗浄
した後、ｐ型単結晶シリコン基板５０上に作製した多孔
質シリコン層をそのまま利用するか、または酸素又は酸
素及び窒素雰囲気中において、高速赤外線照射装置を用
いて４００℃〜１２００℃で１０秒〜１２０秒間熱酸化
した高速熱酸化多孔質シリコン層を利用する。
を有機溶剤で溶かし、Ａｌをエッチングし、純水で洗浄
した後、ｐ型単結晶シリコン基板５０上に作製した多孔
質シリコン層をそのまま利用するか、または酸素又は酸
素及び窒素雰囲気中において、高速赤外線照射装置を用
いて４００℃〜１２００℃で１０秒〜１２０秒間熱酸化
した高速熱酸化多孔質シリコン層を利用する。
【００２７】なお、高速熱酸化多孔質シリコンではな
く、高速熱窒化多孔質シリコンを作製する場合には、上
記ｐ型基板５０上に作製した多孔質シリコン層を窒素、
アンモニア又は窒素及びアンモニア雰囲気中において、
赤外線高速加熱炉を用いて４００℃〜１２００℃で３０
秒〜６０秒間熱窒化することによって高速熱窒化多孔質
シリコン層を作製することができる。
く、高速熱窒化多孔質シリコンを作製する場合には、上
記ｐ型基板５０上に作製した多孔質シリコン層を窒素、
アンモニア又は窒素及びアンモニア雰囲気中において、
赤外線高速加熱炉を用いて４００℃〜１２００℃で３０
秒〜６０秒間熱窒化することによって高速熱窒化多孔質
シリコン層を作製することができる。
【００２８】次に、シリコンがｎ型の場合には、陽極化
成を行う際、図７に示すように、ｎ型単結晶シリコン基
板５４の多孔質シリコンを作製する面にタングステンラ
ンプ光を照射することを除けば、ｐ型の場合と同様であ
るので、その詳細な説明を省略する。この場合も、高速
熱酸化多孔質シリコンではなく、高速熱窒化多孔質シリ
コンを作製する場合には、上記ｎ型基板５４上に作製し
た多孔質シリコン層を窒素、アンモニア又は窒素及びア
ンモニア雰囲気中において、赤外線高速加熱炉を用いて
４００℃〜１２００℃で３０秒〜６０秒間熱窒化するこ
とによって高速熱窒化多孔質シリコン層を作製すること
ができる。
成を行う際、図７に示すように、ｎ型単結晶シリコン基
板５４の多孔質シリコンを作製する面にタングステンラ
ンプ光を照射することを除けば、ｐ型の場合と同様であ
るので、その詳細な説明を省略する。この場合も、高速
熱酸化多孔質シリコンではなく、高速熱窒化多孔質シリ
コンを作製する場合には、上記ｎ型基板５４上に作製し
た多孔質シリコン層を窒素、アンモニア又は窒素及びア
ンモニア雰囲気中において、赤外線高速加熱炉を用いて
４００℃〜１２００℃で３０秒〜６０秒間熱窒化するこ
とによって高速熱窒化多孔質シリコン層を作製すること
ができる。
【００２９】上記のようにして作製されたｐ型又はｎ型
の高速熱酸化多孔質シリコン又は高速熱窒化多孔質シリ
コンは、良好なエレクトロクロミック効果を有し、前記
の光変調器に用いる多孔質シリコンとして好適なもので
あることが分かった。
の高速熱酸化多孔質シリコン又は高速熱窒化多孔質シリ
コンは、良好なエレクトロクロミック効果を有し、前記
の光変調器に用いる多孔質シリコンとして好適なもので
あることが分かった。
【００３０】本発明者等は、陽極化成を行った後、その
電流を７００ｍＡ／ｃｍ2 程度に増加すると多孔質シリ
コンがシリコン基板から剥がれるという性質があること
を見いだした。こうして得たフリースタンディングな多
孔質シリコン膜を図１〜図５のように、その左右もしく
は上下にＩＴＯ膜などの電極を形成し、更に所定の配線
を行うことによって光変調器を作製することができる。
電流を７００ｍＡ／ｃｍ2 程度に増加すると多孔質シリ
コンがシリコン基板から剥がれるという性質があること
を見いだした。こうして得たフリースタンディングな多
孔質シリコン膜を図１〜図５のように、その左右もしく
は上下にＩＴＯ膜などの電極を形成し、更に所定の配線
を行うことによって光変調器を作製することができる。
【００３１】このようにして作製された多孔質シリコン
は、もともとシリコンを基礎にしたものであるため、容
易にシリコン基板上に作り込むことができる。すなわ
ち、半導体製造プロセスにおいて、上記の光変調器を他
の素子とともに一つのＬＳＩに集積化することが可能と
なる。これは従来のＬｉＮｂＯ3 等の誘電体などからな
る光変調器にはない特長である。また、多孔質シリコン
はシリコンを元にして作製されるので、これを用いた光
変調器は、ＧａＡｓ等の化合物半導体を用いた光変調器
と比較して、品質の安定性、信頼性が非常に高く、しか
も安価であるという特長がある。
は、もともとシリコンを基礎にしたものであるため、容
易にシリコン基板上に作り込むことができる。すなわ
ち、半導体製造プロセスにおいて、上記の光変調器を他
の素子とともに一つのＬＳＩに集積化することが可能と
なる。これは従来のＬｉＮｂＯ3 等の誘電体などからな
る光変調器にはない特長である。また、多孔質シリコン
はシリコンを元にして作製されるので、これを用いた光
変調器は、ＧａＡｓ等の化合物半導体を用いた光変調器
と比較して、品質の安定性、信頼性が非常に高く、しか
も安価であるという特長がある。
【００３２】尚、本発明は、上記の各実施例に限定され
るものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形
が可能である。たとえば、上記の多孔質シリコンの作製
では、単結晶シリコン基板上に多孔質シリコンを形成す
る場合について説明したが、単結晶シリコン基板の代わ
りに多結晶シリコン基板を用いても、同様にエレクトロ
クロミック効果を有する多孔質シリコンを得ることがで
きる。
るものではなく、その要旨の範囲内において種々の変形
が可能である。たとえば、上記の多孔質シリコンの作製
では、単結晶シリコン基板上に多孔質シリコンを形成す
る場合について説明したが、単結晶シリコン基板の代わ
りに多結晶シリコン基板を用いても、同様にエレクトロ
クロミック効果を有する多孔質シリコンを得ることがで
きる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、電流の有無によって光の透過率を変化させる
という多孔質シリコンのエレクトロクロミック効果を利
用することにより、原料が豊富で、かつ安価でＬＳＩ技
術も確立されており、そして材質の安定性も高いシリコ
ンを元にして作製できる光変調器を提供することができ
る。
によれば、電流の有無によって光の透過率を変化させる
という多孔質シリコンのエレクトロクロミック効果を利
用することにより、原料が豊富で、かつ安価でＬＳＩ技
術も確立されており、そして材質の安定性も高いシリコ
ンを元にして作製できる光変調器を提供することができ
る。
【００３４】請求項２記載の発明によれば、上記の効果
の他、電流信号供給手段が多孔質シリコンに入射する光
の進行方向に沿って電流を流すことができる光変調器を
提供することができる。
の他、電流信号供給手段が多孔質シリコンに入射する光
の進行方向に沿って電流を流すことができる光変調器を
提供することができる。
【００３５】請求項３記載の発明によれば、上記の効果
の他、電流信号供給手段が多孔質シリコンに入射する光
の進行方向と垂直に電流を流すことができる光変調器を
提供することができる。
の他、電流信号供給手段が多孔質シリコンに入射する光
の進行方向と垂直に電流を流すことができる光変調器を
提供することができる。
【００３６】請求項４記載の発明によれば、フリースタ
ンディングな多孔質シリコンを用いることにより、上記
の効果がより優れた光変調器を提供することができる。
ンディングな多孔質シリコンを用いることにより、上記
の効果がより優れた光変調器を提供することができる。
【００３７】請求項５記載の発明によれば、熱酸化多孔
質シリコンを用いることにより、上記の各効果がより優
れた光変調器を提供することができる。
質シリコンを用いることにより、上記の各効果がより優
れた光変調器を提供することができる。
【００３８】請求項６記載の発明によれば、熱窒化多孔
質シリコンを用いることにより、上記の各効果がより優
れた光変調器を提供することができる。
質シリコンを用いることにより、上記の各効果がより優
れた光変調器を提供することができる。
【００３９】請求項７記載の発明によれば、多孔質シリ
コンに入射し反射面により反射された光を出力光として
取り出すことができるので、光の入射側に出力光を得る
ことができる光変調器を提供することができる。
コンに入射し反射面により反射された光を出力光として
取り出すことができるので、光の入射側に出力光を得る
ことができる光変調器を提供することができる。
【００４０】請求項８記載の発明によれば、シリコン基
板上に他の素子を容易に作り込むことができる光変調器
を提供することができる。
板上に他の素子を容易に作り込むことができる光変調器
を提供することができる。
【図１】本発明の第一実施例の光変調器の概略構造図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第二実施例の光変調器の概略構造図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第三実施例の光変調器の概略構造図で
ある。
ある。
【図４】光変調器の他の例を示す図である。
【図５】光変調器の他の例を示す図である。
【図６】ｐ型単結晶シリコン基板から多孔質シリコンを
作製する方法を示した図である。
作製する方法を示した図である。
【図７】ｎ型単結晶シリコン基板から多孔質シリコンを
作製する方法を示した図である。
作製する方法を示した図である。
１０，１０ａ，１０ｂ 光変調器 １２ 多孔質シリコン １３，３４ μｃ−ＳｉＣ層 １４，３６ 電極 １６ 信号源 ３０ シリコン層 ３２ 多孔質シリコン層 ６０ シリコン基板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 植田 健司 神奈川県相模原市淵野辺５丁目10番１号 新日本製鐵株式会社エレクトロニクス研究 所内 (72)発明者 三村 秀典 神奈川県相模原市淵野辺５丁目10番１号 新日本製鐵株式会社エレクトロニクス研究 所内
Claims (8)
- 【請求項１】 流れる電流によって光の透過率を変化さ
せる多孔質シリコンと、前記多孔質シリコンに電流を流
すための電気信号を供給する電流信号供給手段とを有
し、前記電流信号供給手段によって供給される電流信号
によって前記多孔質シリコンに入射する光を変調するこ
とを特徴とする光変調器。 - 【請求項２】 前記電流信号供給手段は、前記多孔質シ
リコンに入射する光の進行方向に沿って電流を流すこと
を特徴とする請求項１記載の光変調器。 - 【請求項３】 前記電流信号供給手段は、前記多孔質シ
リコンに入射する光の進行方向と垂直に電流を流すこと
を特徴とする請求項１記載の光変調器。 - 【請求項４】 前記多孔質シリコンは、単結晶又は多結
晶シリコン上に形成された多孔質シリコンを電解研磨を
用いてはがしたフリースタンディングな膜であることを
特徴とする請求項１、２又は３記載の光変調器。 - 【請求項５】 前記多孔質シリコンは、熱酸化多孔質シ
リコンであることを特徴とする請求項１、２、３又は４
記載の光変調器。 - 【請求項６】 前記多孔質シリコンは、熱窒化多孔質シ
リコンであることを特徴とする請求項１、２、３又は４
記載の光変調器。 - 【請求項７】 前記多孔質シリコンは一方の面に反射面
が形成されたものであることを特徴とする請求項１、
２、３、４、５又６記載の光変調器。 - 【請求項８】 前記反射面はシリコン基板の表面である
ことを特徴とする請求項７記載の光変調器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5261597A JPH0792434A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 光変調器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5261597A JPH0792434A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 光変調器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0792434A true JPH0792434A (ja) | 1995-04-07 |
Family
ID=17364126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5261597A Withdrawn JPH0792434A (ja) | 1993-09-24 | 1993-09-24 | 光変調器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792434A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102874746A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-01-16 | 湖南文理学院 | 能提高多孔硅薄膜物理微结构及光学特性均匀性的方法 |
| JP2015528131A (ja) * | 2012-07-18 | 2015-09-24 | バレオ・エチユード・エレクトロニク | 画像を形成することを目的とする光ビームを放射する装置及び方法、投影システム、並びに前記装置を使用するディスプレイ |
-
1993
- 1993-09-24 JP JP5261597A patent/JPH0792434A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015528131A (ja) * | 2012-07-18 | 2015-09-24 | バレオ・エチユード・エレクトロニク | 画像を形成することを目的とする光ビームを放射する装置及び方法、投影システム、並びに前記装置を使用するディスプレイ |
| JP2019008296A (ja) * | 2012-07-18 | 2019-01-17 | バレオ・エチユード・エレクトロニク | 画像を形成することを目的とする光ビームを放射する装置及び方法、投影システム、並びに前記装置を使用するディスプレイ |
| CN102874746A (zh) * | 2012-10-11 | 2013-01-16 | 湖南文理学院 | 能提高多孔硅薄膜物理微结构及光学特性均匀性的方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001128 |