JPH08110502A - Optical semiconductor device - Google Patents
Optical semiconductor deviceInfo
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- JPH08110502A JPH08110502A JP24592994A JP24592994A JPH08110502A JP H08110502 A JPH08110502 A JP H08110502A JP 24592994 A JP24592994 A JP 24592994A JP 24592994 A JP24592994 A JP 24592994A JP H08110502 A JPH08110502 A JP H08110502A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、基板上に形成された光
導波路層を有する光半導体装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical semiconductor device having an optical waveguide layer formed on a substrate.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、例えば光変調機能を有する光半導
体装置としては、基板上に形成する光導波路層の内部に
光変調器を内蔵させる構成としたものが一般的であり、
これによって、光導波路中を伝播する光に対して、光変
調器を通過する際に効率的な光変調動作を行うようにし
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, as an optical semiconductor device having an optical modulation function, it is general that an optical modulator is built in an optical waveguide layer formed on a substrate.
As a result, the light propagating in the optical waveguide is subjected to an efficient light modulation operation when passing through the light modulator.
【０００３】一方、特開平５−２７３５０５号公報に
は、上述の考え方とは異なる原理に基づいてなされたも
のが示されている。このものは、基板上に光吸収制御半
導体領域を形成し、その上に光導波路層を形成して光導
波路中を伝播する光の光吸収制御を行うことにより、波
長選択性を高くするように構成している。On the other hand, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-273505 discloses that the principle is different from that described above. In this structure, a light absorption controlling semiconductor region is formed on a substrate, and an optical waveguide layer is formed on the substrate to control the light absorption of light propagating in the optical waveguide to increase the wavelength selectivity. I am configuring.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来構成のものでは、光導波路層中に光変調器を一体
に含んだ構成としたり、あるいは光導波路層と基板との
間に光吸収制御層を形成する構成であるために、その光
導波路層を単独で利用したり、他の光半導体素子と共通
に使用する構成とすることができず、したがって、複数
の光半導体素子を設けて光導波路中を共通に使用するモ
ノリシック光ＩＣを形成することが不可能な構成となっ
ている。However, in the conventional structure described above, the optical modulator is integrally included in the optical waveguide layer, or the optical absorption control layer is provided between the optical waveguide layer and the substrate. Therefore, the optical waveguide layer cannot be used alone or used in common with other optical semiconductor elements. Therefore, by providing a plurality of optical semiconductor elements, the optical waveguide layer cannot be used. It is impossible to form a monolithic optical IC in which the inside is commonly used.
【０００５】また、実際に光変調器を駆動させるために
電圧を印加する構成として電極を設ける場合に、光導波
路を含む全体に電圧を印加する構成となるため、それら
各層を介して電界を印加することになるため、高電圧駆
動となる不具合がある。一方、これを避けるために光導
波路の一部をエッチングなどにより除去して構成した場
合には、光半導体装置の一部にのみ電極を形成すること
になり、端部側から電圧を印加するために電位分布が不
均一になり安定な動作を行えなくなる場合が生ずるとい
う不具合がある。Further, when the electrodes are provided as a structure for applying a voltage to actually drive the optical modulator, the voltage is applied to the entire structure including the optical waveguide, so that an electric field is applied through each of these layers. Therefore, there is a problem that high voltage driving is performed. On the other hand, in order to avoid this, when a part of the optical waveguide is removed by etching or the like, the electrode is formed only on a part of the optical semiconductor device, and the voltage is applied from the end side. In addition, there is a problem that the potential distribution becomes uneven and stable operation cannot be performed.
【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、光導波路層を共通に使用でき、これに
よって、複数の光半導体素子をモノリシックに備えた光
半導体ＩＣを構成可能となる光半導体装置を提供するこ
とにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to commonly use an optical waveguide layer, which makes it possible to construct an optical semiconductor IC monolithically provided with a plurality of optical semiconductor elements. Another object is to provide an optical semiconductor device.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明の光半導体装置
は、基板上に形成された光導波路層と、この光導波路層
の光伝播方向に所定長さ寸法に渡って沿うように配置形
成された光半導体素子とを設けて構成したところに特徴
を有する（請求項１）。An optical semiconductor device of the present invention is formed and arranged along an optical waveguide layer formed on a substrate and along a predetermined length dimension in the light propagation direction of the optical waveguide layer. It is characterized by being provided with an optical semiconductor element (Claim 1).
【０００８】また、前記光半導体素子を、前記光導波路
層に沿うように複数個設ける構成とすることができる
（請求項２）。A plurality of the optical semiconductor elements may be provided along the optical waveguide layer (claim 2).
【０００９】さらに、前記光半導体素子を、前記光導波
路層に沿うように複数個積層した状態で設けることがで
きる（請求項３）。Furthermore, a plurality of the optical semiconductor elements may be provided in a laminated state along the optical waveguide layer (claim 3).
【００１０】そして、前記光半導体素子として量子井戸
構造を有する光変調器を備える構成とすることができる
（請求項４）。The optical semiconductor element may be provided with an optical modulator having a quantum well structure (claim 4).
【００１１】また、前記光導波路層と光半導体素子との
間に電極層を形成することが好ましい（請求項５）。It is preferable that an electrode layer is formed between the optical waveguide layer and the optical semiconductor element (claim 5).
【００１２】さらに、前記電極層を、デルタドープ層に
より形成することができる（請求項６）。Further, the electrode layer may be formed of a delta-doped layer (claim 6).
【００１３】[0013]
【作用および発明の効果】請求項１記載の光半導体装置
によれば、光導波路層に沿うように光半導体素子を配置
することで、光導波路層中を伝播する光をエバネッセン
ト効果を利用して光半導体素子中に導くことができる。
光導波路層との対向部分の長さを適切に設定することに
より、光導波路中を伝播する光を十分に光半導体素子中
に取り込んでこれに変調等の制御作用を行うことができ
るようになる。そして、光半導体素子中を伝播する光は
再びエバネッセント効果により光導波路層中に戻るよう
になる。また、光半導体素子による制御作用を行わない
場合には、光導波路層をそのまま光の伝播経路として使
用することができる。これにより、光導波路層を光半導
体素子と分離した独立の構成とすることができ、他の光
半導体素子を設けた場合に共通に使用することができる
ようになる。According to the optical semiconductor device of the present invention, the optical semiconductor element is arranged along the optical waveguide layer, so that the light propagating through the optical waveguide layer can be utilized by utilizing the evanescent effect. It can be introduced into an optical semiconductor device.
By appropriately setting the length of the portion facing the optical waveguide layer, it becomes possible to sufficiently capture the light propagating through the optical waveguide into the optical semiconductor element and perform a control action such as modulation on the light. . Then, the light propagating through the optical semiconductor element returns to the optical waveguide layer again due to the evanescent effect. Further, when the control action by the optical semiconductor element is not performed, the optical waveguide layer can be used as it is as a light propagation path. As a result, the optical waveguide layer can be provided as an independent structure separated from the optical semiconductor element, and can be commonly used when other optical semiconductor elements are provided.
【００１４】請求項２記載の光半導体装置によれば、光
導波路層に沿うように複数個の光半導体素子を設けて構
成しているので、光導波路層中を伝播する光信号に対し
て各光半導体素子による制御作用を独立して実施するこ
とができ、換言すれば、光導波路層を共通に使用した光
ＩＣとして構成することができるようになる。According to the optical semiconductor device of the second aspect, since a plurality of optical semiconductor elements are provided along the optical waveguide layer, each optical semiconductor element is provided for each optical signal propagating in the optical waveguide layer. The control action by the optical semiconductor element can be independently performed, in other words, the optical waveguide layer can be configured as an optical IC that is commonly used.
【００１５】請求項３記載の光半導体装置によれば、光
導波路層に沿うように複数個積層した光半導体素子を設
けて構成しているので、光導波路層中を伝播する光信号
に対してこれを内部に導いたときに複合的な作用を及ぼ
した光信号として制御することができると共に、積層し
たひとつの光半導体素子から出力した光を他の半導体素
子により変調して光導波路層中に導くことができるよう
になる。According to the optical semiconductor device of the third aspect, a plurality of optical semiconductor elements are provided so as to be along the optical waveguide layer, so that the optical signal propagates through the optical waveguide layer. It can be controlled as an optical signal that exerts a complex effect when it is guided inside, and the light output from one stacked optical semiconductor element is modulated by another semiconductor element and is output to the optical waveguide layer. You will be able to lead.
【００１６】請求項４記載の光半導体装置によれば、光
半導体素子として構成する光変調器を単一あるいは多重
量子井戸構造とすることにより、外部電圧の印加の有無
あるいはその電圧値に応じて光吸収の波長選択性を変化
させることができ、これにより、光導波路層から導かれ
た光信号に対して光吸収率の変化により変調動作を行う
ことができ、また、その光吸収率の変化に伴い発生する
屈折率の変化を利用して光信号に対する光位相変調動作
を行うことができるようになる。According to the optical semiconductor device of the fourth aspect, the optical modulator configured as an optical semiconductor element has a single or multiple quantum well structure, so that an external voltage is applied or the voltage value thereof is changed. It is possible to change the wavelength selectivity of light absorption, which makes it possible to perform the modulation operation on the optical signal guided from the optical waveguide layer by changing the light absorption rate, and also to change the light absorption rate. It is possible to perform an optical phase modulation operation on an optical signal by utilizing the change in the refractive index that occurs with the change.
【００１７】請求項５記載の光半導体装置によれば、光
半導体素子と光導波路層との間に電極層を形成している
ので、光半導体素子に対して不要な部分を経由せずに最
も近い部分から光半導体素子に直接給電動作を行うこと
ができ、これによって、光半導体素子に対して低電圧駆
動による高電界の印加が可能になると共に、光半導体素
子の全体に均一な電界を印加しやすくなって全体として
安定した動作を行なわせることができるようになる。According to the optical semiconductor device of the fifth aspect, since the electrode layer is formed between the optical semiconductor element and the optical waveguide layer, it is most suitable for the optical semiconductor element without passing through an unnecessary portion. It is possible to directly feed power to the optical semiconductor element from a nearby portion, which enables application of a high electric field to the optical semiconductor element by low voltage driving and application of a uniform electric field to the entire optical semiconductor element. As a result, stable operation can be performed as a whole.
【００１８】請求項６記載の光半導体装置によれば、電
極層としてデルタドープ層を設ける構成としているの
で、上述の効果に加えて、光導波路層と光半導体素子と
の間の光結合状態を高めることができ、光半導体素子に
よる制御動作を効率良く行なうことができるようにな
る。According to the optical semiconductor device of the sixth aspect, since the delta-doped layer is provided as the electrode layer, the optical coupling state between the optical waveguide layer and the optical semiconductor element is enhanced in addition to the above effect. Therefore, the control operation by the optical semiconductor element can be efficiently performed.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明の第１の実施例について、図１
ないし図５を参照しながら説明する。図１は、原理的な
構成図を示すもので、ガリウムひ素（ＧａＡｓ）の単結
晶からなる半絶縁性を有する半導体基板１上には、後述
するようにして形成された光導波路層２が積層されると
共に、その光導波路層２の上面の一部に光半導体素子と
しての光変調器３が形成されている。この光導波路層２
と光変調器３との間には電極層４が形成されている。ま
た、半導体基板１および光導波路層２は後方に突出する
電極部１ａを有する形状に形成されており、その電極部
１ａには電極層４と電気的な接触をとるように形成され
た電極６が設けられると共に、光変調器３の上面にも電
極５が設けられている。なお、光導波路層２の光が入射
（矢印Ａ）あるいは出射（矢印Ｂ）する部分の端面（図
中左右の端面部）は、結晶面を露出するへき開面とされ
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
It will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a principle configuration diagram. An optical waveguide layer 2 formed as described below is laminated on a semi-insulating semiconductor substrate 1 made of gallium arsenide (GaAs) single crystal. At the same time, an optical modulator 3 as an optical semiconductor element is formed on a part of the upper surface of the optical waveguide layer 2. This optical waveguide layer 2
The electrode layer 4 is formed between the optical modulator 3 and the optical modulator 3. Further, the semiconductor substrate 1 and the optical waveguide layer 2 are formed in a shape having an electrode portion 1a protruding rearward, and the electrode portion 1a has an electrode 6 formed so as to make electrical contact with the electrode layer 4. And the electrode 5 is also provided on the upper surface of the optical modulator 3. The end faces (the left and right end face portions in the figure) of the portion of the optical waveguide layer 2 where the light is incident (arrow A) or emitted (arrow B) are cleaved surfaces exposing the crystal planes.
【００２０】図２は、上記構成の詳細構造を模式的な断
面構造で示すもので、以下、各部の詳細構造について説
明する。なお、上記した半導体基板１上に配設される光
導波路層２および光変調器３の各層はすべてＭＢＥ（分
子線エピタキシー）法あるいはＭＯＣＶＤ（金属有機化
合物化学気相成長）法などのエピタキシャル成長法によ
り形成される。FIG. 2 shows the detailed structure of the above-mentioned structure in a schematic sectional structure. The detailed structure of each part will be described below. Each layer of the optical waveguide layer 2 and the optical modulator 3 arranged on the semiconductor substrate 1 is formed by an epitaxial growth method such as MBE (Molecular Beam Epitaxy) method or MOCVD (Metal Organic Compound Chemical Vapor Deposition) method. It is formed.
【００２１】まず、半導体基板１の上部には、バッファ
層７として不純物がドープされていないＧａＡｓ（以下
ｉ−ＧａＡｓという）層を３５０ｎｍ（ナノメートル）
の厚さ寸法で形成されており、この上部に光導波路層２
が形成されている。光導波路層２としては、下側から順
次クラッド層８，コア部９およびクラッド層１０が積層
された構成とされている。First, on the upper part of the semiconductor substrate 1, a GaAs layer (hereinafter referred to as i-GaAs) which is not doped with impurities as the buffer layer 7 is 350 nm (nanometer).
The thickness of the optical waveguide layer 2 is
Are formed. The optical waveguide layer 2 has a structure in which a clad layer 8, a core portion 9 and a clad layer 10 are sequentially laminated from the lower side.
【００２２】クラッド層８は、不純物をドープしないＡ
ｌ(0.3) −Ｇａ(0.7) −Ａｓ（以下ｉ−ＡｌＧａＡｓと
いう）層を厚さ寸法が３μｍ程度となるように形成して
いる。なお、Ａｌ（アルミニウム）とＧａ（ガリウム）
の部分に括弧内に示す数字は、両者のモル分率比を示す
ものである。この場合、ｉ−ＡｌＧａＡｓ層のバンドギ
ャップエネルギは１．７ｅＶ程度となる。コア部９は、
厚さ寸法がそれぞれ２ｎｍ程度のｉ−ＧａＡｓ層１１お
よびｉ−ＡｌＧａＡｓ層１２の対からなる層を１７０周
期繰り返し積層して形成したもので超格子構造とされて
いる。また、クラッド層１０は、厚さ寸法を１μｍ程度
としたｉ−ＡｌＧａＡｓ層により形成している。The cladding layer 8 is made of A which is not doped with impurities.
The l (0.3) -Ga (0.7) -As (hereinafter referred to as i-AlGaAs) layer is formed to have a thickness of about 3 μm. In addition, Al (aluminum) and Ga (gallium)
The number shown in parentheses in the part of indicates the molar fraction ratio of both. In this case, the band gap energy of the i-AlGaAs layer is about 1.7 eV. The core part 9 is
A superlattice structure is formed by repeatedly stacking 170 layers of a pair of i-GaAs layers 11 and i-AlGaAs layers 12 each having a thickness of about 2 nm. The cladding layer 10 is formed of an i-AlGaAs layer having a thickness of about 1 μm.
【００２３】そして、このように光導波路層２を形成す
ることにより、少なくとも７５０〜８５０ｎｍの範囲の
波長である近赤外領域の光に対してＴＥ０の単一モード
導波路としての機能を有するように設計されている。By forming the optical waveguide layer 2 in this way, it has a function as a TE0 single mode waveguide for light in the near infrared region having a wavelength of at least 750 to 850 nm. Is designed to.
【００２４】電極層４は、光導波路層２のクラッド層１
０上に１０ｎｍ程度の厚さ寸法でｉ−ＧａＡｓ層１３を
形成した後、エピタキシャル成長を中断してＳｉ（シリ
コン）原子を面密度１×１０１２ｃｍ−２で照射してδ
（デルタ）ドープ層１４を形成し、この後、再び１０ｎ
ｍ程度の厚さ寸法でｉ−ＧａＡｓ層１５を形成してなる
ものである。この場合、電極層４は、δドープ層１４を
含む上下のｉ−ＧａＡｓ層１３および１５をもってδド
ープ層電極として構成されている。The electrode layer 4 is the clad layer 1 of the optical waveguide layer 2.
After the i-GaAs layer 13 having a thickness of about 10 nm is formed on 0, the epitaxial growth is interrupted and Si (silicon) atoms are irradiated at an areal density of 1 × 10 12 cm −2 to obtain δ.
A (delta) doped layer 14 is formed, and thereafter, 10n
The i-GaAs layer 15 is formed with a thickness of about m. In this case, the electrode layer 4 is constituted by the upper and lower i-GaAs layers 13 and 15 including the δ-doped layer 14 as a δ-doped layer electrode.
【００２５】次に、光変調器３の構成について述べる。
この光変調器３は、非対称二重量子井戸構造を有するも
ので、エピタキシャル成長により、電極層４の上に順
次、５０ｎｍの厚さ寸法のｉ−ＡｌＧａＡｓ層１６，６
ｎｍの厚さ寸法のｉ−ＧａＡｓ層１７，２ｎｍの厚さ寸
法のｉ−ＡｌＧａＡｓ層１８，６．６ｎｍの厚さ寸法の
ｉ−ＧａＡｓ層１９，５０ｎｍの厚さ寸法のｉ−ＡｌＧ
ａＡｓ層２０を積層してなるものである。Next, the structure of the optical modulator 3 will be described.
The optical modulator 3 has an asymmetric double quantum well structure, and the i-AlGaAs layers 16 and 6 having a thickness of 50 nm are sequentially formed on the electrode layer 4 by epitaxial growth.
i-GaAs layer 17 having a thickness of 1 nm, i-AlGaAs layer 18 having a thickness of 2 nm, i-GaAs layer 19 having a thickness of 6.6 nm, i-AlG having a thickness of 50 nm
It is formed by laminating the aAs layer 20.
【００２６】この場合、上述した層のうちのｉ−ＧａＡ
ｓ層１７およびｉ−ＧａＡｓ層１９は、量子井戸となる
層であり、上記したように各層の厚さ寸法を設定するこ
とにより、層内における電子および正孔の波動関数が相
互に作用する程度に近接配置した構造となっている。そ
して、これによって、外部電界を印加することにより光
吸収の選択則を無効化することができる構成となり、換
言すれば、光吸収の選択則の制御を行うことにより光変
調を行う構成とすることができるのである。In this case, i-GaA among the above-mentioned layers is used.
The s layer 17 and the i-GaAs layer 19 are layers to be quantum wells, and by setting the thickness of each layer as described above, the degree to which the wave functions of electrons and holes in the layers interact with each other. The structure is located close to. Then, this makes it possible to invalidate the selection rule of light absorption by applying an external electric field, in other words, to perform the light modulation by controlling the selection rule of light absorption. Can be done.
【００２７】電極５は次のようにして形成される。ま
ず、光変調器３を構成するｉ−ＡｌＧａＡｓ層２０上に
は、オーミック接触を良好にするために、Ｓｉを体積密
度で２×１０１８ｃｍ−３の密度でドープしたＧａＡｓ
層２１（以下ｎ−ＧａＡｓ層と呼ぶ）を２０ｎｍの厚さ
寸法で形成している。そして、このｎ−ＧａＡｓ層２１
上にＡｕ（金）層を真空蒸着法などにより積層形成し、
ショットキーバリヤ電極としての電極５を形成してい
る。The electrode 5 is formed as follows. First, on the i-AlGaAs layer 20 constituting the optical modulator 3, GaAs doped with Si at a density of 2 × 10 18 cm −3 in order to improve ohmic contact is formed.
The layer 21 (hereinafter referred to as n-GaAs layer) is formed with a thickness of 20 nm. Then, this n-GaAs layer 21
An Au (gold) layer is laminated on the upper surface by a vacuum deposition method or the like,
An electrode 5 is formed as a Schottky barrier electrode.
【００２８】また、電極６は、ｎ−ＧａＡｓ層２１上に
Ａｕ−Ｇｅ（金ゲルマニウム）合金層を真空蒸着法によ
り形成した後、例えば４２０℃の窒素雰囲気中で５分間
熱処理を行って合金層を拡散させることにより、電極層
４との間のオーミック接触を得るように形成している。The electrode 6 is formed by forming an Au-Ge (gold germanium) alloy layer on the n-GaAs layer 21 by a vacuum vapor deposition method and then heat-treating it in a nitrogen atmosphere at 420 ° C. for 5 minutes, for example. Are diffused to form ohmic contact with the electrode layer 4.
【００２９】このような構成として電極５，６を形成す
ることにより、両者の間に外部から０．１Ｖの電圧を印
加したときに、これら電極５，６間に配置されている光
変調器３に９ｋＶ／ｃｍ程度まで達する高い電界を印加
することができる構成が得られるようになる。By forming the electrodes 5 and 6 with such a structure, the optical modulator 3 disposed between the electrodes 5 and 6 when an external voltage of 0.1 V is applied between them. Thus, a structure capable of applying a high electric field of up to about 9 kV / cm can be obtained.
【００３０】上述の構成は、各層の禁制帯幅であるバン
ドギャップエネルギで示すと図３のようなバンドダイヤ
グラムとなる。すなわち、ＧａＡｓを主成分とする層
１，７，１１，１３，１５，１７，１９，２１の各バン
ドギャップエネルギは１．４３ｅＶ（室温）であり、Ａ
ｌＧａＡｓを主成分とする層８，１０，１２，１６，１
８，２０のバンドギャップエネルギは前述のように１．
７ｅＶ（室温）であるから、基板１から順次積層された
各層に対応して図示のようなバンドダイヤグラムとな
る。なお、本図では、バンドギャップエネルギの違いを
強調するために両者の間の差を大きく誇張して示してい
る。The above structure has a band diagram as shown in FIG. 3 when it is represented by the band gap energy which is the forbidden band width of each layer. That is, the band gap energy of each of the layers 1, 7, 11, 13, 15, 15, 17, 19, and 21 containing GaAs as a main component is 1.43 eV (room temperature), and A
Layers containing lGaAs as a main component 8, 10, 12, 16, 1
The band gap energies of 8 and 20 are 1.
Since it is 7 eV (room temperature), the band diagram as shown corresponds to each layer sequentially laminated from the substrate 1. In this figure, in order to emphasize the difference in bandgap energy, the difference between the two is greatly exaggerated.
【００３１】この場合、一般に、単一量子井戸構造を構
成する極薄いｉ−ＧａＡｓ層においては、隣接するＡｌ
ＧａＡｓ層による障壁の影響を受けることにより、層の
厚さ寸法が薄くなるほど伝導帯の量子準位が高くなる性
質を有している。非対称二重量子井戸構造において、外
部電界を印加して２つの量子準位を一致させた場合、２
つの量子準位は、各々の電子波動関数が直交化するよう
にわずかにエネルギーの異なる準位に分離する。これに
よって、外部電界の印加により伝導帯の量子準位を変化
させることができ、この結果、光吸収係数または光透過
強度を変化させることができるようになる。このような
原理によって、印加電圧を制御することにより光変調動
作を行なわせることができるのである。In this case, in general, in an extremely thin i-GaAs layer forming a single quantum well structure, adjacent Al
Due to the influence of the barrier of the GaAs layer, the quantum level of the conduction band becomes higher as the thickness of the layer becomes thinner. In the asymmetric double quantum well structure, when an external electric field is applied to match two quantum levels, 2
The two quantum levels are separated into levels with slightly different energies so that the electron wave functions are orthogonalized. As a result, the quantum level of the conduction band can be changed by applying the external electric field, and as a result, the light absorption coefficient or the light transmission intensity can be changed. Based on such a principle, the optical modulation operation can be performed by controlling the applied voltage.
【００３２】なお、光変調器３は、光導波路層２上に形
成した状態で、エッチングなどの処理を行うことによっ
て、図示のように、所定領域部分を残した状態に形成し
たものである。また、電極６を形成するための部分は、
光変調器３を形成するときに、分離するようにしたもの
である。The optical modulator 3 is formed on the optical waveguide layer 2 by performing a process such as etching to leave a predetermined region as shown in the figure. The portion for forming the electrode 6 is
The optical modulator 3 is separated when it is formed.
【００３３】次に本実施例の作用について図４及び図５
をも参照して説明する。基本的構成を概略的に示した図
４に示すように、基板１の端面部のへき開面から光導波
路層２中に光が入射されると（図中矢印Ａで示す）、光
導波路層２中を伝播してゆき、光変調器３が設けられた
部分に到達すると、その光の一部がエバネッセント効果
により光変調器３側にしみ出してゆくようになる。そし
て、光導波路層２中のすべての光の成分が光変調器３側
に入り込んだのち、光変調器３の光の進行方向に沿った
距離が所定以上設けられている場合には、再び光導波路
層２側に戻って伝播するようになる。Next, the operation of this embodiment will be described with reference to FIGS.
The description will also be made with reference to. As shown in FIG. 4, which schematically shows the basic structure, when light enters the optical waveguide layer 2 from the cleavage plane of the end face portion of the substrate 1 (indicated by arrow A in the figure), the optical waveguide layer 2 When it propagates through the inside and reaches the portion where the optical modulator 3 is provided, a part of the light comes to seep out to the optical modulator 3 side due to the evanescent effect. Then, after all the light components in the optical waveguide layer 2 have entered the optical modulator 3 side, if the distance along the traveling direction of the light of the optical modulator 3 is more than a predetermined value, the It returns to the waveguide layer 2 side and propagates.
【００３４】この場合、光導波路層２のバンドギャップ
よりも小さいエネルギの光が伝播している状態では、光
導波路層２中での光吸収による損失を無視することがで
きる。例えば、室温で波長８５０ｎｍのレーザ光を使用
する場合には、本実施例における光導波路層２中を伝播
する際の光吸収による損失を無視できる程度となること
が分かっている。また、このことは、伝播させる光の波
長に応じて、光導波路層２を構成するｉ−ＡｌＧａＡｓ
層１２のＡｌ，Ｇａのモル分率および短周期超格子の井
戸幅（ｉ−ＧａＡｓ層１１の厚さ寸法）や障壁幅（ｉ−
ＡｌＧａＡｓ層１２の厚さ寸法）の設定を変更した構成
とすることにより、光吸収による損失を無視できる程度
にすることができるものである。In this case, in a state where light having an energy smaller than the band gap of the optical waveguide layer 2 is propagating, the loss due to light absorption in the optical waveguide layer 2 can be ignored. For example, it has been found that when laser light having a wavelength of 850 nm is used at room temperature, the loss due to light absorption when propagating through the optical waveguide layer 2 in this embodiment can be ignored. This also means that the i-AlGaAs forming the optical waveguide layer 2 is formed according to the wavelength of light to be propagated.
The mole fraction of Al and Ga of the layer 12, the well width (thickness of the i-GaAs layer 11) of the short-period superlattice, and the barrier width (i-
By changing the setting of the thickness of the AlGaAs layer 12), the loss due to light absorption can be neglected.
【００３５】光変調器３は、上述のようにして内部に入
ってきた光の成分に対して後述する原理に基づいて変調
動作を行うようになる。この場合、電極５と６との間に
は光変調を行うための所定の電圧が印加された状態とな
っている。これによって、光変調器３内部に導入された
光は変調作用を受けるようになる。光変調器３の長さ寸
法を適切に設定することにより（例えば１μｍ以上）、
内部を伝播する光を完全に変調した状態で、再びエバネ
ッセント現象によって光導波路層２中に導くことができ
るようになる。変調された光は光導波路層２中を伝播し
て他方のへき開面側から外部に導出されるようになる
（同図中矢印Ｂで示す）。The optical modulator 3 performs a modulation operation on the component of the light that has entered inside as described above based on the principle described later. In this case, a predetermined voltage for light modulation is applied between the electrodes 5 and 6. As a result, the light introduced into the optical modulator 3 is subjected to the modulation action. By appropriately setting the length dimension of the optical modulator 3 (for example, 1 μm or more),
The light propagating in the inside can be guided into the optical waveguide layer 2 again by the evanescent phenomenon in a state of being completely modulated. The modulated light propagates through the optical waveguide layer 2 and is guided to the outside from the other cleavage surface side (indicated by arrow B in the figure).
【００３６】次に、光変調器３の光変調作用についてそ
の原理を説明する。すなわち、この光変調器３は、図３
に示すバンドギャップ構造を有しているが、この場合の
ｉ−ＧａＡｓ層１７および１９は、それぞれｉ−ＡｌＧ
ａＡｓ層１６，１８，２０の間に挟まれた二重量子井戸
構造とされている。Next, the principle of the light modulation action of the light modulator 3 will be described. That is, this optical modulator 3 is
The i-GaAs layers 17 and 19 in this case have the bandgap structure shown in FIG.
The double quantum well structure is sandwiched between the aAs layers 16, 18, and 20.
【００３７】一般に、量子井戸を構成する物質を同一物
質とした場合には、各量子井戸の量子準位はその量子井
戸の幅つまり厚さ寸法に応じて変化する。つまり、この
量子井戸の厚さ寸法を変化させて形成することで、各量
子井戸の量子準位を異なるように設定することができる
のである。この場合、量子井戸準位は、厚さ寸法が薄く
なるほど高い準位となるように変化させることができ
る。Generally, when the same material is used to form the quantum wells, the quantum level of each quantum well changes according to the width or thickness of the quantum well. That is, the quantum levels of the quantum wells can be set differently by forming the quantum wells by changing the thickness dimension thereof. In this case, the quantum well level can be changed so that the quantum well level becomes higher as the thickness dimension becomes thinner.
【００３８】一方、このような量子井戸構造の層の接合
に対して垂直方向に外部電界を印加して隣接する量子準
位と同一準位となるように設定すると、微小エネルギ差
だけ分離した準位に別れるようになり、これによって共
鳴状態となる。そして、この状態においては、各量子井
戸の価電子帯の量子準位と共鳴状態の伝導帯の量子準位
との間の直接遷移による光の吸収が増大するようにな
る。On the other hand, when an external electric field is applied in the direction perpendicular to the junction of the layers having such a quantum well structure so that the quantum level is the same as that of the adjacent quantum level, the levels separated by a minute energy difference are separated. It comes to break up into a place, and it becomes a resonance state by this. Then, in this state, light absorption due to a direct transition between the quantum level of the valence band of each quantum well and the quantum level of the conduction band of the resonance state is increased.
【００３９】上記原理により、光変調器３に電極５およ
び６の間に０．１Ｖ近傍の電圧を印加することで、量子
井戸層１７，１９による光吸収あるいは光透過の強度を
変化させることができるようになり、これによって光導
波路層２中を伝播する光に対して光変調動作を行うこと
ができるようになる。According to the above principle, the intensity of light absorption or light transmission by the quantum well layers 17 and 19 can be changed by applying a voltage of about 0.1 V between the electrodes 5 and 6 to the optical modulator 3. As a result, the light modulation operation can be performed on the light propagating in the optical waveguide layer 2.
【００４０】また、この構成において、光吸収係数を上
述のように変化させると、クラーマス・クロニッヒの関
係から屈折率の変化が起こることが分かっているので、
この屈折率の変化を利用することにより、透過光に対す
る光位相変調を行うことができる。つまり、量子準位近
傍のエネルギに対応した波長の光に対する吸収の有無に
応じた光変調動作を行う場合にも利用できると共に、バ
ンドギャップエネルギよりも小さい光エネルギを有する
透過光についても屈折率を変化させることによりその透
過光の位相変調動作を行うことができるのである。Further, in this configuration, it is known that when the light absorption coefficient is changed as described above, the change of the refractive index occurs from the relationship of Klamath-Kronig,
By utilizing this change in the refractive index, it is possible to perform optical phase modulation on the transmitted light. In other words, it can be used when performing an optical modulation operation depending on the presence or absence of absorption of light having a wavelength corresponding to the energy in the vicinity of the quantum level, and the transmitted light having a light energy smaller than the bandgap energy can also have a refractive index. By changing it, the phase modulation operation of the transmitted light can be performed.
【００４１】図５は、発明者らが測定した結果のひとつ
を示すもので、測定に使用した光半導体装置は、光導波
路層２の幅寸法を８０μｍ，長さ寸法を５００μｍとし
て構成したものである。この光半導体装置の光導波路層
２中に白色光を導入した状態で、波長８０８ｎｍの光に
対して光変調器３に印加する電圧を変化させたときの光
透過強度の変化を示したものである。FIG. 5 shows one of the results measured by the inventors. The optical semiconductor device used for the measurement is configured such that the width dimension of the optical waveguide layer 2 is 80 μm and the length dimension is 500 μm. is there. In the state where white light is introduced into the optical waveguide layer 2 of this optical semiconductor device, the change in the light transmission intensity when the voltage applied to the optical modulator 3 is changed with respect to the light having a wavelength of 808 nm is shown. is there.
【００４２】この結果、光透過強度の値は、光変調器３
への印加電圧つまり電極５と６との間への印加電圧の値
の０．０５Ｖの変化に対して１０％程度の変化が得られ
ることがわかった。As a result, the value of the light transmission intensity is determined by the optical modulator 3.
It was found that a change of about 10% can be obtained with respect to the change of the applied voltage to the electrode, that is, the value of the applied voltage between the electrodes 5 and 6 of 0.05V.
【００４３】このような本実施例によれば、半導体基板
１上に光導波路層２を形成し、その上部に電極層４を介
して光変調器３を形成する構成とし、光導波路層２中を
伝播する光が光変調器３に達するとエバネッセント効果
を利用して光変調器３中にその光を導いて変調動作を行
うようにしたので、光導波路層２を独立して設けた状態
で光変調器３による変調動作を行うことができ、しか
も、エバネッセント効果を利用しているので、高効率で
変調動作を行うことができるようになる。According to the present embodiment as described above, the optical waveguide layer 2 is formed on the semiconductor substrate 1, and the optical modulator 3 is formed above the optical waveguide layer 2 with the electrode layer 4 interposed therebetween. When the light propagating through the optical modulator reaches the optical modulator 3, the evanescent effect is used to guide the light into the optical modulator 3 to perform the modulation operation. Therefore, the optical waveguide layer 2 is provided independently. Since the modulation operation can be performed by the optical modulator 3 and the evanescent effect is used, the modulation operation can be performed with high efficiency.
【００４４】また、光導波路層２を基板上１に形成した
後にその上部に光変調器３を形成する構成としているの
で、光変調器をエッチングなどのプロセスを経て所定領
域に形成することができるようになり、これによって、
この光導波路層２を利用する他の光半導体素子を形成す
ることが可能となり、光ＩＣを実現可能な構成とするこ
とができるようになる。Further, since the optical waveguide layer 2 is formed on the substrate 1 and then the optical modulator 3 is formed thereon, the optical modulator can be formed in a predetermined region through a process such as etching. And by this,
It becomes possible to form another optical semiconductor element using this optical waveguide layer 2, and it becomes possible to realize a configuration in which an optical IC can be realized.
【００４５】そして、光導波路層２と光変調器３との間
にδドープ層１４を含む電極層４を形成する構成とした
ので、光変調器３に対して最も近接した位置から電圧を
印加する構成とすることができ、これによって、低電圧
駆動で高電界を均一に印加して安定な動作を行なわせる
ことができるようになり、しかも、δドープ層１４を設
けることで、光導波路層２と光変調器３との光学的結合
状態を高い状態とすることができるようになる。Since the electrode layer 4 including the δ-doped layer 14 is formed between the optical waveguide layer 2 and the optical modulator 3, the voltage is applied from the position closest to the optical modulator 3. With this configuration, it becomes possible to apply a high electric field uniformly at low voltage driving and to perform stable operation. Further, by providing the δ-doped layer 14, the optical waveguide layer The optical coupling state between 2 and the optical modulator 3 can be made high.
【００４６】図６は本発明の第２の実施例を示すもの
で、以下、第１の実施例と異なる部分について説明す
る。すなわち、半導体基板１を省いた概略的構成を示す
図６において、光導波路層２上には、光変調器３を所定
領域にエッチングなどにより形成した状態でさらに光導
波路層２上の他の部分に同様にしてエピタキシャル成長
により発光素子例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）２２を
構成する各層を形成したものであり、これによって光Ｉ
Ｃを作成したものである。FIG. 6 shows a second embodiment of the present invention. Hereinafter, parts different from the first embodiment will be described. That is, in FIG. 6 showing a schematic configuration in which the semiconductor substrate 1 is omitted, the optical modulator 3 is formed on a predetermined region on the optical waveguide layer 2 by etching or the like, and other portions on the optical waveguide layer 2 are further formed. Similarly, each layer constituting a light emitting device, for example, a light emitting diode (LED) 22 is formed by epitaxial growth in the same manner.
C is created.
【００４７】上記構成とすることにより、ＬＥＤ２２に
よる発光出力を光導波路層２中に伝播させ、光変調器３
を通過するときに光変調を行って出力させることが可能
な構成とすることができる。また、この場合において
も、光導波路層２は、独立して使用することもできるの
で、他の光半導体素子をさらに付加した構成とすること
もできるようになる。With the above structure, the light emission output of the LED 22 is propagated in the optical waveguide layer 2 and the optical modulator 3
It is possible to have a configuration in which light modulation is performed and the light can be output when the light passes. Also in this case, since the optical waveguide layer 2 can be used independently, it becomes possible to adopt a configuration in which another optical semiconductor element is further added.
【００４８】図７は本発明の第３の実施例を示すもの
で、第２の実施例と異なるところは、光導波路層２上に
光半導体素子を多層に設けたところである。すなわち、
半導体基板１を省いた概略的構成を示す図７において、
光導波路層２上に、光変調器３および２３を設ける層を
形成すると共に、その上部に発光素子例えば発光ダイオ
ード（ＬＥＤ）２４を設ける層を形成し、不要な部分を
エッチングなどにより除去したものである。これによ
り、光変調器２３およびＬＥＤ２４を積層した状態に形
成したものである。FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention. The difference from the second embodiment is that optical semiconductor elements are provided in multiple layers on the optical waveguide layer 2. That is,
In FIG. 7 showing a schematic configuration in which the semiconductor substrate 1 is omitted,
A layer provided with the light modulators 3 and 23 is formed on the optical waveguide layer 2 and a layer provided with a light emitting element such as a light emitting diode (LED) 24 is formed on the layer, and unnecessary portions are removed by etching or the like. Is. Thereby, the optical modulator 23 and the LED 24 are formed in a laminated state.
【００４９】上記構成とすることにより、ＬＥＤ２４の
発光出力を光変調器２３により変調して光導波路層２中
に導いて伝播させることができる。そして、この場合
に、光変調器２３は、外部から電界を印加しない状態で
は、変調動作を行わないように構成とするために、例え
ば、ＬＥＤ２４の発光出力の光エネルギよりも大きいバ
ンドギャップを有する構造としている。これにより、Ｌ
ＥＤ２４に発光動作を行なわせて光導波路層２中にその
まま導入し、あるいは、光変調器２３に外部電界を印加
することにより、ＬＥＤ２４からの光を変調して光導波
路層２中に導入する複合的な動作を行う構成とすること
ができるようになる。With the above structure, the light emission output of the LED 24 can be modulated by the optical modulator 23 and guided into the optical waveguide layer 2 to be propagated. In this case, the optical modulator 23 has, for example, a band gap larger than the light energy of the light emission output of the LED 24 in order to perform the modulation operation in the state where the electric field is not applied from the outside. It has a structure. This gives L
A composite that modulates the light from the LED 24 and introduces it into the optical waveguide layer 2 by causing the ED 24 to perform a light emitting operation and directly introducing it into the optical waveguide layer 2, or by applying an external electric field to the optical modulator 23. It becomes possible to be configured to perform a specific operation.
【００５０】図８は本発明の第４の実施例を示すもの
で、上記各実施例と異なるところは、半導体基板上に３
つの光導波路層２５，２６，２７を積層してなる基本構
造を有し、各光導波路層２５〜２７に対応して複数の光
半導体素子を設けた積層光ＩＣ構成としたところであ
る。FIG. 8 shows a fourth embodiment of the present invention. What is different from each of the above-mentioned embodiments is that the semiconductor substrate 3
The laminated optical IC structure has a basic structure in which two optical waveguide layers 25, 26, and 27 are laminated, and a plurality of optical semiconductor elements are provided corresponding to the optical waveguide layers 25 to 27.
【００５１】すなわち、概略的構成を示す図８におい
て、光導波路層２５には、下側の所定部位に接するよう
に発光素子例えばレーザダイオード２８が形成されてい
ると共に、上側の所定部位に接するように光変調器２９
が形成されている。また、この光導波路層２５の上面側
にはグレーティング３０が形成されており、内部を伝播
する光を外部に出力したりあるいは外部からの光を導入
するように構成されている。That is, in FIG. 8 showing a schematic structure, a light emitting element such as a laser diode 28 is formed in the optical waveguide layer 25 so as to be in contact with a predetermined portion on the lower side, and is also contacted with a predetermined portion on the upper side. Optical modulator 29
Are formed. A grating 30 is formed on the upper surface side of the optical waveguide layer 25, and is configured to output the light propagating in the inside to the outside or to introduce the light from the outside.
【００５２】また、光導波路層２６には、上述と同様に
して下側に発光素子例えばレーザダイオード３１，上側
に光変調器３２が接するように形成されていると共に、
グレーティング３３，３４がそれぞれ上下に位置して形
成されている。そして、光導波路層２７には、下側に光
変調器３５，上側に発光素子例えばレーザダイオード３
６が接するように形成されている。この場合、グレーテ
ィング３０と３３との間の配置状態およびグレーティン
グ３４と光変調器３５との間の配置状態は、それぞれ空
隙を存して対向する位置に形成されている。In the optical waveguide layer 26, a light emitting element such as a laser diode 31 is formed on the lower side and an optical modulator 32 is formed on the upper side in the same manner as described above.
The gratings 33 and 34 are formed so as to be located above and below, respectively. The optical waveguide layer 27 has an optical modulator 35 on the lower side and a light emitting element such as the laser diode 3 on the upper side.
6 are formed in contact with each other. In this case, the arrangement state between the gratings 30 and 33 and the arrangement state between the grating 34 and the optical modulator 35 are formed at positions facing each other with a gap.
【００５３】上記構成とすることにより、光導波路層２
５においては、レーザダイオード２８の発光出力を光変
調器２９にて変調して伝播させることができ、光導波路
層２６においては、レーザダイオード３１の発光出力を
光変調器３２にて変調して伝播させると共に、グレーテ
ィング３３，３４により光導波路層２６の外部に出力す
る。また、光導波路層２７においては、レーザダイオー
ド３６の発光出力を伝播させることができる。そして、
光導波路層２６のグレーティング３３，３４により外部
に出力された光は、グレーティング３０を介して光導波
路層２５内に導入されて伝播するようになり、変調器３
５を介して変調された状態で光導波路層２７内に導入さ
れて伝播するようになる。これにより、光信号を複合的
に処理する光信号処理回路を構成することができるよう
になる。With the above structure, the optical waveguide layer 2
In FIG. 5, the light emission output of the laser diode 28 can be modulated and propagated by the optical modulator 29, and in the optical waveguide layer 26, the light emission output of the laser diode 31 can be modulated and propagated by the optical modulator 32. At the same time, it is output to the outside of the optical waveguide layer 26 by the gratings 33 and 34. Further, in the optical waveguide layer 27, the light emission output of the laser diode 36 can be propagated. And
The light output to the outside by the gratings 33 and 34 of the optical waveguide layer 26 is introduced into the optical waveguide layer 25 through the grating 30 and propagates.
5 is introduced into the optical waveguide layer 27 in a modulated state and propagates. This makes it possible to configure an optical signal processing circuit that processes an optical signal in a complex manner.
【００５４】なお、上述の構成の場合に、各光導波路層
２５〜２７を別途の光ＩＣとして作成した場合でも、そ
れらの間の光結合を空間を介して行う構成とすることが
できる。In the case of the above configuration, even if each of the optical waveguide layers 25 to 27 is formed as a separate optical IC, the optical coupling between them can be performed through the space.
【００５５】本発明は、上記実施例にのみ限定されるも
のではなく、次のように変形また拡張できる。光半導体
素子は、半導体レーザやＬＥＤなどの発光素子やフォト
ダイオード，フォトトランジスタなどの受光素子を含め
た他の光半導体素子を用いる構成としても良い。基板
は、ＧａＡｓの半導体基板に限らず、シリコン基板など
の他の基板を用いる構成としても良い。The present invention is not limited to the above embodiment, but can be modified or expanded as follows. The optical semiconductor element may be configured to use another optical semiconductor element including a light emitting element such as a semiconductor laser or an LED or a light receiving element such as a photodiode or a phototransistor. The substrate is not limited to the GaAs semiconductor substrate, and another substrate such as a silicon substrate may be used.
【００５６】電極層はδドープ層１４を設ける構成に限
らず、例えばＧａＡｓ層やＡｌＧａＡｓ層に不純物を一
様にドープして形成する構成としても良い。光半導体素
子は、単一量子井戸構造のものでも良いし、多重量子井
戸構造において、対称あるいは非対称の多重量子井戸構
造としても良い。この場合、単一量子井戸構造において
は、光閉じ込めシュタルク効果を利用することにより光
変調動作を行うことができる。光導波路層を複数設ける
場合には、隣接する光導波路層間を空間で結合する構成
としても良い。The electrode layer is not limited to the structure in which the δ-doped layer 14 is provided, but may be formed, for example, by uniformly doping the GaAs layer or AlGaAs layer with impurities. The optical semiconductor device may have a single quantum well structure, or may have a symmetric or asymmetric multiple quantum well structure in the multiple quantum well structure. In this case, in the single quantum well structure, the optical modulation operation can be performed by utilizing the optical confinement Stark effect. When a plurality of optical waveguide layers are provided, adjacent optical waveguide layers may be connected in a space.
【００５７】ＡｌＧａＡｓのＡｌとＧａとのモル分率は
制御対象となる光の波長や素子の厚さ寸法などの設計条
件に応じて適宜変更できる。各層の厚さ寸法は、設定し
ようとする量子準位の値に応じて変更することができ
る。光導波路層２を構成するコア部９は、均一組成の半
導体層としたものを用いても良い。また、量子井戸を構
成する物質を異なるもの例えば、ＩｎＡｓ，ＩｎＧａＡ
ｓ，ＩｎＰ，ＩｎＧａＡｓＰなどにより形成した場合に
は、量子井戸の幅が同一であっても量子準位を変化させ
ることができるようになる。The mole fraction of Al and Ga of AlGaAs can be appropriately changed according to design conditions such as the wavelength of light to be controlled and the thickness dimension of the element. The thickness dimension of each layer can be changed according to the value of the quantum level to be set. The core portion 9 forming the optical waveguide layer 2 may be a semiconductor layer having a uniform composition. Further, different materials forming the quantum well, such as InAs and InGaA, are used.
When it is formed of s, InP, InGaAsP or the like, the quantum level can be changed even if the width of the quantum well is the same.
【図１】本発明の第１の実施例を示す概念的構成の斜視
図FIG. 1 is a perspective view of a conceptual configuration showing a first embodiment of the present invention.
【図２】全体の模式的な断面構成図FIG. 2 is a schematic sectional configuration diagram of the whole.
【図３】全体構成に対応するバンドダイヤグラム[Fig. 3] Band diagram corresponding to the overall configuration
【図４】光伝播状態における作用説明図FIG. 4 is an explanatory diagram of an operation in a light propagating state.
【図５】光変調を行う場合の特性説明図FIG. 5 is an explanatory diagram of characteristics when performing optical modulation.
【図６】本発明の第２の実施例を示す概念的な全体構成
図FIG. 6 is a conceptual overall configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.
【図７】本発明の第３の実施例を示す図６相当図FIG. 7 is a view corresponding to FIG. 6 showing a third embodiment of the present invention.
【図８】本発明の第４の実施例を示す図６相当図FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 6 showing a fourth embodiment of the present invention.
１は半導体基板（基板）、２は光導波路層、３は光変調
器層（光半導体素子、光変調器）、４は電極層、５，６
は電極、７はバッファ層（ｉ−ＧａＡｓ）、８はクラッ
ド層（ｉ−ＡｌＧａＡｓ）、９はコア部、１０はクラッ
ド層（ｉ−ＡｌＧａＡｓ）、１１はｉ−ＧａＡｓ層、１
２はｉ−ＡｌＧａＡｓ層、１３はｉ−ＧａＡｓ層、１４
はδドープ層（Ｓｉ）、１５はｉ−ＧａＡｓ層、１６は
ｉ−ＡｌＧａＡｓ層、１７はｉ−ＧａＡｓ層、１８はｉ
−ＡｌＧａＡｓ層、１９はｉ−ＧａＡｓ層、２０はｉ−
ＡｌＧａＡｓ層、２１はｎ−ＧａＡｓ層、２２，２４は
発光ダイオード（光半導体素子）、２３は光変調器（光
半導体素子）、２５，２６，２７は光導波路層、２８，
３１，３６はレーザダイオード（光半導体素子）、２
９，３２，３５は光変調器（光半導体素子）、３０，３
３，３４はグレーティングである。1 is a semiconductor substrate (substrate), 2 is an optical waveguide layer, 3 is an optical modulator layer (optical semiconductor element, optical modulator), 4 is an electrode layer, 5, 6
Is an electrode, 7 is a buffer layer (i-GaAs), 8 is a cladding layer (i-AlGaAs), 9 is a core portion, 10 is a cladding layer (i-AlGaAs), 11 is an i-GaAs layer, 1
2 is an i-AlGaAs layer, 13 is an i-GaAs layer, 14
Is a δ-doped layer (Si), 15 is an i-GaAs layer, 16 is an i-AlGaAs layer, 17 is an i-GaAs layer, and 18 is i.
-AlGaAs layer, 19 is i-GaAs layer, 20 is i-
AlGaAs layer, 21 is n-GaAs layer, 22 and 24 are light emitting diodes (optical semiconductor elements), 23 is an optical modulator (optical semiconductor element), 25, 26 and 27 are optical waveguide layers, 28,
31 and 36 are laser diodes (optical semiconductor elements), 2
Reference numerals 9, 32, and 35 are optical modulators (optical semiconductor elements), and 30, 3
Reference numerals 3 and 34 are gratings.
Claims (6)
光導波路層の光伝播方向に所定長さ寸法に渡って沿うよ
うに配置形成された光半導体素子とを具備してなる光半
導体装置。1. An optical semiconductor comprising an optical waveguide layer formed on a substrate and an optical semiconductor element arranged and formed along a light propagation direction of the optical waveguide layer over a predetermined length dimension. apparatus.
沿うように複数個設けられていることを特徴とする請求
項１記載の光半導体装置。2. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of the optical semiconductor elements are provided along the optical waveguide layer.
沿うように複数個積層した状態で設けられていることを
特徴とする請求項１あるいは２記載の光半導体装置。3. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of the optical semiconductor elements are provided so as to be stacked along the optical waveguide layer.
有する光変調器を備えたことを特徴とする請求項１ない
し３のいずれかに記載の光半導体装置。4. The optical semiconductor device according to claim 1, further comprising an optical modulator having a quantum well structure as the optical semiconductor element.
電極層を形成したことを特徴とする請求項１ないし４の
いずれかに記載の光半導体装置。5. The optical semiconductor device according to claim 1, wherein an electrode layer is formed between the optical waveguide layer and the optical semiconductor element.
成していることを特徴とする請求項５記載の光半導体装
置。6. The optical semiconductor device according to claim 5, wherein the electrode layer is formed of a delta-doped layer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24592994A JPH08110502A (en) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Optical semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP24592994A JPH08110502A (en) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Optical semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110502A true JPH08110502A (en) | 1996-04-30 |
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ID=17140959
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24592994A Pending JPH08110502A (en) | 1994-10-12 | 1994-10-12 | Optical semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08110502A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009094410A (en) * | 2007-10-11 | 2009-04-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor optical integrated device and its manufacturing method |
| CN110031931A (en) * | 2017-12-20 | 2019-07-19 | 瑞萨电子株式会社 | Semiconductor devices |
-
1994
- 1994-10-12 JP JP24592994A patent/JPH08110502A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009094410A (en) * | 2007-10-11 | 2009-04-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Semiconductor optical integrated device and its manufacturing method |
| CN110031931A (en) * | 2017-12-20 | 2019-07-19 | 瑞萨电子株式会社 | Semiconductor devices |
| CN110031931B (en) * | 2017-12-20 | 2022-06-21 | 瑞萨电子株式会社 | Semiconductor device with a plurality of transistors |
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