JPS61267378A - 発光受光素子 - Google Patents
発光受光素子Info
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- JPS61267378A JPS61267378A JP60109939A JP10993985A JPS61267378A JP S61267378 A JPS61267378 A JP S61267378A JP 60109939 A JP60109939 A JP 60109939A JP 10993985 A JP10993985 A JP 10993985A JP S61267378 A JPS61267378 A JP S61267378A
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- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 abstract description 14
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 abstract description 9
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 abstract description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000004913 activation Effects 0.000 abstract 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
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- 238000004891 communication Methods 0.000 description 5
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、１つの基板上に発光素子、受光素子及び光出
力モニターを有する半導体素子に関する。
力モニターを有する半導体素子に関する。
（従来技術とその問題点）
一般に、光ファイバを用いた光通信は、発光素子から出
射した光を光フアイバ中を伝達させ受光素子上に集光し
、受光させるものである。この光通信において双方向通
信を実現するためにはこのような系が２組必要になるか
ら、システムの価格が非常に高価となり、また使用する
素子数が増すから管理、調製も多くなる間Ｍがあった。
射した光を光フアイバ中を伝達させ受光素子上に集光し
、受光させるものである。この光通信において双方向通
信を実現するためにはこのような系が２組必要になるか
ら、システムの価格が非常に高価となり、また使用する
素子数が増すから管理、調製も多くなる間Ｍがあった。
しかし、本発明者が特願昭５７−１７８８２８において
提案した第４図に縦断面図で示す構造の発光受光素子を
用い、第５図に縦断面図で示す如くに構成した光学系２
つを対にして、１組の光学系を組立てることにより双方
向通信が可能になり、使用や管理が従来と比べはるかに
容易で安価な双方向通信システムが実現できた。すなわ
ち、ｎ 工ｎＰ基板１上にｎ ＩｎＰ層（不純物濃度
１ｘｌＯｃｍ）４を４μｍ、ｎＩｎＧａＡｓＰ層（不純
物源［ｌＸ１０”ｃＩＩＬ″″３、フォトルミピーク波
長１．３μｍ）５を約２μｍ 、 ｐ” ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層（不純物濃度Ｉ Ｘ １０１８ｃＩｒＬ−’、フォ
トルミビーク波長１．３μｍ）５を１μｍ、 、ｐ ＋
ＩｎＰ層（不純物濃度１×１０′８（７））７を約１μ
ｍそれぞれ成長し、無反射コート膜８とｐ側電極のＡｕ
Ｚｎ電極９とを形成し、リング状にエツチングしてｐ−
ｎ接合を３つに独立させることにより、発光素子部１１
、モニター部１３、受光素子部１２を形成し、ｎ側電極
としてＡｕＧｅＮｉ電極１０を形成して、光出力モニタ
ー付の発光受光素子（第４図）を得る。そして、この発
光受光素子をレンズ１５．１６を用い光ファイバ１７に
光結合することにより双方向通信が実現できる。第５図
の構成において、発光素子部１１で発した光は主にレン
ズ１５方向に向うとともに一部は横方向にも漏れるから
、モニター部１３は発光素子部１１で発した横方向の光
の受光素子部１立に対する度光手段と光出力のモニター
として働くことになる。
提案した第４図に縦断面図で示す構造の発光受光素子を
用い、第５図に縦断面図で示す如くに構成した光学系２
つを対にして、１組の光学系を組立てることにより双方
向通信が可能になり、使用や管理が従来と比べはるかに
容易で安価な双方向通信システムが実現できた。すなわ
ち、ｎ 工ｎＰ基板１上にｎ ＩｎＰ層（不純物濃度
１ｘｌＯｃｍ）４を４μｍ、ｎＩｎＧａＡｓＰ層（不純
物源［ｌＸ１０”ｃＩＩＬ″″３、フォトルミピーク波
長１．３μｍ）５を約２μｍ 、 ｐ” ＩｎＧａＡｓ
Ｐ層（不純物濃度Ｉ Ｘ １０１８ｃＩｒＬ−’、フォ
トルミビーク波長１．３μｍ）５を１μｍ、 、ｐ ＋
ＩｎＰ層（不純物濃度１×１０′８（７））７を約１μ
ｍそれぞれ成長し、無反射コート膜８とｐ側電極のＡｕ
Ｚｎ電極９とを形成し、リング状にエツチングしてｐ−
ｎ接合を３つに独立させることにより、発光素子部１１
、モニター部１３、受光素子部１２を形成し、ｎ側電極
としてＡｕＧｅＮｉ電極１０を形成して、光出力モニタ
ー付の発光受光素子（第４図）を得る。そして、この発
光受光素子をレンズ１５．１６を用い光ファイバ１７に
光結合することにより双方向通信が実現できる。第５図
の構成において、発光素子部１１で発した光は主にレン
ズ１５方向に向うとともに一部は横方向にも漏れるから
、モニター部１３は発光素子部１１で発した横方向の光
の受光素子部１立に対する度光手段と光出力のモニター
として働くことになる。
１ しかし、かかる構造では、受光素子部１
２は光出力モニターの外囲に形成されることになシ、光
ファイバ１７から出る光を受光素子部１２に集光するだ
めには、光ファイバ１７の出射光のうちの相当部分が発
光部１１及びモニター部１Ｂに照射され、受光に寄与し
ないことになり光ファイバ１７から出る光に対する受光
効率が悪いと云う問題があった。
２は光出力モニターの外囲に形成されることになシ、光
ファイバ１７から出る光を受光素子部１２に集光するだ
めには、光ファイバ１７の出射光のうちの相当部分が発
光部１１及びモニター部１Ｂに照射され、受光に寄与し
ないことになり光ファイバ１７から出る光に対する受光
効率が悪いと云う問題があった。
そこで、本発明の目的は、従来技術のかかる欠点を除去
し光ファイバの出射光に対する受光効率が良い光出力モ
ニター付の発光受光素子を提供することにある。
し光ファイバの出射光に対する受光効率が良い光出力モ
ニター付の発光受光素子を提供することにある。
（問題点を解決するだめの手段）
前述の問題点を解決するために本発明が提供する発光受
光素子は、ヘテロ構造で挾まれた活性層で面発光をする
発光素子部と、この発光素子部とは独立したｐ−ｎ接合
を有する受光素子部と、前記発光素子部及び前記受光素
子部とは独立したｐ−ｎ接合を有する光出力モニター部
とが共通の基板上に形成してあり、前記受光素子部は前
記発光素子部と前記光出力モニター部との間に配置して
あり、前記光出力モニター部の光吸収層は前記活性層と
ほぼ同じ平面内にあり、前記受光素子部の光吸収層は前
記平面からずれた面に設けてあることを特徴とする。
光素子は、ヘテロ構造で挾まれた活性層で面発光をする
発光素子部と、この発光素子部とは独立したｐ−ｎ接合
を有する受光素子部と、前記発光素子部及び前記受光素
子部とは独立したｐ−ｎ接合を有する光出力モニター部
とが共通の基板上に形成してあり、前記受光素子部は前
記発光素子部と前記光出力モニター部との間に配置して
あり、前記光出力モニター部の光吸収層は前記活性層と
ほぼ同じ平面内にあり、前記受光素子部の光吸収層は前
記平面からずれた面に設けてあることを特徴とする。
（実施例）
以下本発明の実施例について図面を参照して説明する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す断面模式図である
。ｎ＋ＩｎＰ基板１にす／グ状の凸部２を高さ４μｍに
形成し、その上にｎ＋ＩｎＰ層（不純物ＩＸＩ Ｏ”ｃ
ｒＩＬ−’） ４を４μｍ、ｎＩｎＧａＡｓＰ層（不純
物濃度Ｉ Ｘ １０１７ｃｍ−”フォトルミピーク波長
１．３μｍ）５をｉμｍ、ｐ＋工ｎＧａＡｓＰ （不純
物濃度Ｉ Ｘ １０” ｃｍ−”フォトルミピーク波長
１．３μｍ）６を１μｍ、Ｉ）＋Ｉｎｐ層（不純物濃度
Ｉ Ｘ １０ ’ ”ｃｍ−’）７を約１μｍそれぞれ
成長し、無反射コート膜８とｐ側電極のＡｕＺｎ電極９
を形成し、リング状の凸部２の両側に対応する位置を同
心円状にｎ＋ＩｎＰ層４に達するまでエツチングするこ
とにより、発光素子部１１、受光素子部１２、モニター
部１３を形成し、その後ｎ側電極としてＡｕＧｅＮｉ電
極１０を形成し、光出力モニター付発光受光素子を完成
する。
。ｎ＋ＩｎＰ基板１にす／グ状の凸部２を高さ４μｍに
形成し、その上にｎ＋ＩｎＰ層（不純物ＩＸＩ Ｏ”ｃ
ｒＩＬ−’） ４を４μｍ、ｎＩｎＧａＡｓＰ層（不純
物濃度Ｉ Ｘ １０１７ｃｍ−”フォトルミピーク波長
１．３μｍ）５をｉμｍ、ｐ＋工ｎＧａＡｓＰ （不純
物濃度Ｉ Ｘ １０” ｃｍ−”フォトルミピーク波長
１．３μｍ）６を１μｍ、Ｉ）＋Ｉｎｐ層（不純物濃度
Ｉ Ｘ １０ ’ ”ｃｍ−’）７を約１μｍそれぞれ
成長し、無反射コート膜８とｐ側電極のＡｕＺｎ電極９
を形成し、リング状の凸部２の両側に対応する位置を同
心円状にｎ＋ＩｎＰ層４に達するまでエツチングするこ
とにより、発光素子部１１、受光素子部１２、モニター
部１３を形成し、その後ｎ側電極としてＡｕＧｅＮｉ電
極１０を形成し、光出力モニター付発光受光素子を完成
する。
かかる構成をとることによシ、発光素子部１１のｎ Ｉ
ｎＧａＡｓＰ層５からなる活性層と受光素子部１２のｎ
ＩｎＧａＡｓＰ層５からなる光吸収層とは、両層の間に
、リング状の凸部２の高さ４μｍが有るために、同一平
面上に存在せず横方向への光のもれによる雑音を低減す
ることができる。しかも、受光素子部１２のｎ” ］：
ｎＰ層４は発光素子部１１の活性層の工ｎＧａＡ８Ｐ層
５のフォトルミビーク波長１．３μｍ付近の波長に対し
ては透明であるから、活性層の横方向漏れ光は同一平面
上にあるモニター部１３の光吸収層（ｎＩｎＧａＡｓＰ
層５）まで達し、モニター部１３によシ光出力のモニタ
ーも可能となる。
ｎＧａＡｓＰ層５からなる活性層と受光素子部１２のｎ
ＩｎＧａＡｓＰ層５からなる光吸収層とは、両層の間に
、リング状の凸部２の高さ４μｍが有るために、同一平
面上に存在せず横方向への光のもれによる雑音を低減す
ることができる。しかも、受光素子部１２のｎ” ］：
ｎＰ層４は発光素子部１１の活性層の工ｎＧａＡ８Ｐ層
５のフォトルミビーク波長１．３μｍ付近の波長に対し
ては透明であるから、活性層の横方向漏れ光は同一平面
上にあるモニター部１３の光吸収層（ｎＩｎＧａＡｓＰ
層５）まで達し、モニター部１３によシ光出力のモニタ
ーも可能となる。
第２図は第１図の実施例の使用状態を模式的に示す縦断
面図である。但し、本図の発光受光素子は円柱状である
が、図では断面だけが示してあ多発光素子部１２及びモ
ニター部１３の内壁は図面の複雑化を避けるために描い
てない（前述の第５図も同様である）。この素子の発光
素子部１１の前面にレンズ１５を取りつけ、このレンズ
１５とレンズ１６とを調整して、発光素子部１１の出力
光を平行ビームにして光ファイバ１２に結合させる。ま
た受光のときは光ファイバ１７からのビームがレンズ１
６によ）集光される。この受光素子部１２にはレンズ１
５に相当する集光レンズが用いられないから、光ファイ
バ１７の出射光は完全には集光されずに発光素子部１１
の外囲にある受光素子部１２に入射され、これにより双
方向通信が実現される。
面図である。但し、本図の発光受光素子は円柱状である
が、図では断面だけが示してあ多発光素子部１２及びモ
ニター部１３の内壁は図面の複雑化を避けるために描い
てない（前述の第５図も同様である）。この素子の発光
素子部１１の前面にレンズ１５を取りつけ、このレンズ
１５とレンズ１６とを調整して、発光素子部１１の出力
光を平行ビームにして光ファイバ１２に結合させる。ま
た受光のときは光ファイバ１７からのビームがレンズ１
６によ）集光される。この受光素子部１２にはレンズ１
５に相当する集光レンズが用いられないから、光ファイ
バ１７の出射光は完全には集光されずに発光素子部１１
の外囲にある受光素子部１２に入射され、これにより双
方向通信が実現される。
第１図実施例では、発光素子部１１の活性層と受光素子
部１２の光吸収層との間にけｎ＋工ｎＰ基板１に設けた
凸部２の高さ４μｍにより段差を形成したが、本発明で
は両者が同一平面上に存在しなければよいのでありその
段差の形状、大きさに制限はない。その例として第２の
実施例を第３図に示す。第１図に示した実施例のｎ＋工
ｎＰ基板１のリング状の凸部２の代υにリング状の凹部
３を形成し、後は第１図の実施例と同様である。この場
合も第１図の実施例と同様四部３の深さによ多発光素子
部１１の活性層と受光素子部１２の光吸収層との間に段
差を形成した構造となっている。
部１２の光吸収層との間にけｎ＋工ｎＰ基板１に設けた
凸部２の高さ４μｍにより段差を形成したが、本発明で
は両者が同一平面上に存在しなければよいのでありその
段差の形状、大きさに制限はない。その例として第２の
実施例を第３図に示す。第１図に示した実施例のｎ＋工
ｎＰ基板１のリング状の凸部２の代υにリング状の凹部
３を形成し、後は第１図の実施例と同様である。この場
合も第１図の実施例と同様四部３の深さによ多発光素子
部１１の活性層と受光素子部１２の光吸収層との間に段
差を形成した構造となっている。
またモニター部１３の光吸収層と発光素子部１１の活性
層との間の平面上にはなにも存在しないかあるいは受光
素子部１２のｐ＋ＩｎＰ層７が存在することになる。ｐ
” ＩｎＰ層７も第１図実施例と同様に発光素子部１１
の活性層のＩｎＧａＡｓＰ層５のフォトルミピーク波長
１．３μｍ付近の波長に対しては透明であるから、光出
力のモニターが可能となる。
層との間の平面上にはなにも存在しないかあるいは受光
素子部１２のｐ＋ＩｎＰ層７が存在することになる。ｐ
” ＩｎＰ層７も第１図実施例と同様に発光素子部１１
の活性層のＩｎＧａＡｓＰ層５のフォトルミピーク波長
１．３μｍ付近の波長に対しては透明であるから、光出
力のモニターが可能となる。
（発明の効果）
本発明による素子と従来技術による素子とを、同一強度
の光フアイバ出力光とした場合の受光素子部からとシ出
せる電流で比較すると、数倍本発明による素子が優れて
いた。これは、前述のごとく受光素子部に集光する際に
受光に寄与しない部分の面積が少なくなったことと、従
来技術ではビームの強度分布の中で強度の強い中心近く
のビームをほとんど受光に寄与させることができなかっ
たが、本発明では受光素子部を発光素子部に近づけるこ
とができるから、よシ多くのビームを受けることかでき
たことＫよる改善である。このように、本発明によれば
、光ファイバの出射光に付−する受光効率が良い光出力
モニター付発光受光素子が提供できる。
の光フアイバ出力光とした場合の受光素子部からとシ出
せる電流で比較すると、数倍本発明による素子が優れて
いた。これは、前述のごとく受光素子部に集光する際に
受光に寄与しない部分の面積が少なくなったことと、従
来技術ではビームの強度分布の中で強度の強い中心近く
のビームをほとんど受光に寄与させることができなかっ
たが、本発明では受光素子部を発光素子部に近づけるこ
とができるから、よシ多くのビームを受けることかでき
たことＫよる改善である。このように、本発明によれば
、光ファイバの出射光に付−する受光効率が良い光出力
モニター付発光受光素子が提供できる。
第１図は本発明の第１の実施例の模式的な縦断面図、第
２図はこの実施例を使用時の状態を模式的に示す縦断面
図、第３図は本発明の第２の実施例の模式的な縦断面図
、第４図は従来の光出力モニター付発光受光素子の模式
的な縦断面図、第５図はこの従来例の使用状態を模式的
に示す縦断面図である。 １・・・ｎ＋ＩｎＰ基板、２・・・リング状の凸部、３
・・・リング状の凹部、４・・・ｎ＋ＩｎＰ層、５・・
・ｎＩｎＧａＡｓＰ層、６−・ｐ＋ＩｎＧａＡｓＰ層、
７−ｐ＋ＩｎＰ層、８・・・無反射コート膜、９−Ａｕ
Ｚｎ電極、ｌ Ｑ−ＡｕＧｅＮｉ電極、１１・・−発光
素子部、１２・・・受光素子部、１３・・・モニター部
、１５・・・レンズ、１６・・・レンズ、１７・・・光
ファイバ。 第２図 第３図 第４図 第５図
２図はこの実施例を使用時の状態を模式的に示す縦断面
図、第３図は本発明の第２の実施例の模式的な縦断面図
、第４図は従来の光出力モニター付発光受光素子の模式
的な縦断面図、第５図はこの従来例の使用状態を模式的
に示す縦断面図である。 １・・・ｎ＋ＩｎＰ基板、２・・・リング状の凸部、３
・・・リング状の凹部、４・・・ｎ＋ＩｎＰ層、５・・
・ｎＩｎＧａＡｓＰ層、６−・ｐ＋ＩｎＧａＡｓＰ層、
７−ｐ＋ＩｎＰ層、８・・・無反射コート膜、９−Ａｕ
Ｚｎ電極、ｌ Ｑ−ＡｕＧｅＮｉ電極、１１・・−発光
素子部、１２・・・受光素子部、１３・・・モニター部
、１５・・・レンズ、１６・・・レンズ、１７・・・光
ファイバ。 第２図 第３図 第４図 第５図
Claims (1)
- ヘテロ構造で挾まれた活性層で面発光をする発光素子
部と、この発光素子部とは独立したｐ−ｎ接合を有する
受光素子部と、前記発光素子部及び前記受光素子部とは
独立したｐ−ｎ接合を有する光出力モニター部とが共通
の基板上に形成してあり、前記受光素子部は前記発光素
子部と前記光出力モニター部との間に配置してあり、前
記光出力モニター部の光吸収層は前記活性層とほぼ同じ
平面内にあり、前記受光素子部の光吸収層は前記平面か
らずれた面に設けてあることを特徴とする発光受光素子
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60109939A JPS61267378A (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | 発光受光素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60109939A JPS61267378A (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | 発光受光素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61267378A true JPS61267378A (ja) | 1986-11-26 |
Family
ID=14522938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60109939A Pending JPS61267378A (ja) | 1985-05-21 | 1985-05-21 | 発光受光素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61267378A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8680540B2 (en) | 2003-01-28 | 2014-03-25 | Sony Corporation | Optical semiconductor apparatus having a bidirectional communication system employing a single-core optical fiber |
| KR20190040832A (ko) * | 2017-10-11 | 2019-04-19 | 삼성전자주식회사 | 광원 일체형 광 센싱 시스템 및 이를 포함하는 전자 기기 |
-
1985
- 1985-05-21 JP JP60109939A patent/JPS61267378A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8680540B2 (en) | 2003-01-28 | 2014-03-25 | Sony Corporation | Optical semiconductor apparatus having a bidirectional communication system employing a single-core optical fiber |
| KR20190040832A (ko) * | 2017-10-11 | 2019-04-19 | 삼성전자주식회사 | 광원 일체형 광 센싱 시스템 및 이를 포함하는 전자 기기 |
| US11749775B2 (en) | 2017-10-11 | 2023-09-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Light source-integrated light sensing system and electronic device including the same |
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