JPS62136625A - 光スイツチの製造法 - Google Patents
光スイツチの製造法Info
- Publication number
- JPS62136625A JPS62136625A JP27675685A JP27675685A JPS62136625A JP S62136625 A JPS62136625 A JP S62136625A JP 27675685 A JP27675685 A JP 27675685A JP 27675685 A JP27675685 A JP 27675685A JP S62136625 A JPS62136625 A JP S62136625A
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- JP
- Japan
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- current
- film
- optical switch
- optical
- epitaxial
- Prior art date
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- Pending
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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】
〔発明の利用分野〕
本発明は先導波路が突差する光分岐部の屈折率をキャリ
ヤ注入により変化せしめ、その結果生じる反射率の変化
によりスイッチングを行う反射型光スイッチの製造法に
係わり、特に光分岐部の電流狭窄部構造の形成に高エネ
ルギーイオンインプランテーションを用いる製造法に関
する。
ヤ注入により変化せしめ、その結果生じる反射率の変化
によりスイッチングを行う反射型光スイッチの製造法に
係わり、特に光分岐部の電流狭窄部構造の形成に高エネ
ルギーイオンインプランテーションを用いる製造法に関
する。
従来のキャリア注入を利用した光スイッチは、三上他エ
レク！−ロニクス・レター第２０巻、第２２８頁、１９
８４年（Ｍｊｋａｍｉ ｅｔ ａｌ、、“Ｗａｖｅｆｌ
、ｕｉｄｅｄＯｐｔｉｃａｌ ５ｗ１ｔｃｈ Ｌｎ
ＩｎＧａＡｓ／ ＩｎＰ ｕｓｉｎｇ ｆｒｅ
ｅ −ｃａｒｒｉａｒ ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｅｒｓ
ｉｏｎ″Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔ、。
レク！−ロニクス・レター第２０巻、第２２８頁、１９
８４年（Ｍｊｋａｍｉ ｅｔ ａｌ、、“Ｗａｖｅｆｌ
、ｕｉｄｅｄＯｐｔｉｃａｌ ５ｗ１ｔｃｈ Ｌｎ
ＩｎＧａＡｓ／ ＩｎＰ ｕｓｉｎｇ ｆｒｅ
ｅ −ｃａｒｒｉａｒ ｐｌａｓｍａ ｄｉｓｐｅｒｓ
ｉｏｎ″Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔ、。
ＶｏＱ、 ２０．Ｎｎ８． １５ｔｈ Ｍａｒｃｈ
１９８４．Ｐ２２８〜２２９）に記載されている。こ
の光スイッチにおいては、注入されたキャリヤのとじ込
めが不充分なため消光比が高くとれない。また第２図に
示す光スイッチでは、注入されたキャリヤのとじ込め構
造（ｆｆｉ流狭窄構造）を採用することにより、消光比
の向上、消費電力低減等の改良がなされている。この光
スイッチの製造工程の概略を第３図に示す。第２図（ａ
）は、光スイッチの上面図で１は先導波路、２は電極、
３は基板でｎ形ＩｎＰを用いている。（ｂ）は（ａ）に
示した先導波路交差部のＡＢにおける断面構造を模式的
に示したものである。６はｎ形ＩｎＰ基板３に設けた７
、 ｎ拡散部、７は先導波路、８はクラッド９はキャッ
プ、１゜はクラッド９に７． ｎ拡散した高キャリヤ濃
度領域、１１は電極である。いま、電極２から電極１１
に向かった電流１２を流すと、電流路の屈折率は減少す
る。電流を流さない時には、（ａ）に示すように、左上
の光導波路から交差部に到達した光信号は交差部を直進
して、出口信号４となる。しかし、ある−室以上の電流
を流すと、交差部に入射する光信号は反射されて、出力
信号５となる。このようにして、注入電流のＯＮ、ＯＦ
Ｆにより、交差部に入射する光信号の光路切換ができる
ことになる。第２図に示した光スイッチでは、先導波路
７に注入する電流１２が、いかに高密度に、しかも、先
導波路７の中央部に狭窄されるかが、光スイッチとして
の消光比の向上、消費電力の低減に重要な鍵となる。こ
の目的を達するためには第２図（ｂ）における断面構造
で、Ｚｎ拡散領域６で両側をはさまれた電流狭窄部と先
導波路７をはさんだＺｎ拡散部１０とが位置ずれなく正
確に形成されなければならない、しかるに従来の製造法
ではこの位置ずれを正確に制御することが困難であった
。
１９８４．Ｐ２２８〜２２９）に記載されている。こ
の光スイッチにおいては、注入されたキャリヤのとじ込
めが不充分なため消光比が高くとれない。また第２図に
示す光スイッチでは、注入されたキャリヤのとじ込め構
造（ｆｆｉ流狭窄構造）を採用することにより、消光比
の向上、消費電力低減等の改良がなされている。この光
スイッチの製造工程の概略を第３図に示す。第２図（ａ
）は、光スイッチの上面図で１は先導波路、２は電極、
３は基板でｎ形ＩｎＰを用いている。（ｂ）は（ａ）に
示した先導波路交差部のＡＢにおける断面構造を模式的
に示したものである。６はｎ形ＩｎＰ基板３に設けた７
、 ｎ拡散部、７は先導波路、８はクラッド９はキャッ
プ、１゜はクラッド９に７． ｎ拡散した高キャリヤ濃
度領域、１１は電極である。いま、電極２から電極１１
に向かった電流１２を流すと、電流路の屈折率は減少す
る。電流を流さない時には、（ａ）に示すように、左上
の光導波路から交差部に到達した光信号は交差部を直進
して、出口信号４となる。しかし、ある−室以上の電流
を流すと、交差部に入射する光信号は反射されて、出力
信号５となる。このようにして、注入電流のＯＮ、ＯＦ
Ｆにより、交差部に入射する光信号の光路切換ができる
ことになる。第２図に示した光スイッチでは、先導波路
７に注入する電流１２が、いかに高密度に、しかも、先
導波路７の中央部に狭窄されるかが、光スイッチとして
の消光比の向上、消費電力の低減に重要な鍵となる。こ
の目的を達するためには第２図（ｂ）における断面構造
で、Ｚｎ拡散領域６で両側をはさまれた電流狭窄部と先
導波路７をはさんだＺｎ拡散部１０とが位置ずれなく正
確に形成されなければならない、しかるに従来の製造法
ではこの位置ずれを正確に制御することが困難であった
。
この理由を第３図を用いて説明する。第３図は、従来法
による光スイッチの製造工程の概略を示す模式図である
。ｎ形ＩｎＰ基板３上に、Ｚｎ拡散領域６を設けること
により電流狭窄部とする。
による光スイッチの製造工程の概略を示す模式図である
。ｎ形ＩｎＰ基板３上に、Ｚｎ拡散領域６を設けること
により電流狭窄部とする。
（第３図（ａ））。次に、液相エピタキシャル法（ｒ、
ｐ Ｅ法）により、ＩｎＧａＡｓＰ光導波層７．Ｔｎ
Ｐクラッド層８およびＴｎＧａＡｓキャップ層９の順に
形成する（第２図（ｂ））、いま形成した、ＩｎＰクラ
ッド層８とＩｎＧａＡｓキャップ層９の一部にＺｎ拡散
部１０を設け、Ｐ形の高キャリヤ濃度領域を形成する（
第２図（ｃ））、次に、ＩｎＧａＡｇキャップ層９の上
部に、ＡｕＺｎを蒸着して電ｔ４２を形成し、基板３の
裏面にＡｕＧｅＮｉを蒸着して電極１１を形成し、ウェ
ットエツチングにより、先導波路となるリッジを形成す
る（第３図（ｄ））。第３図に示した工程では、電流狭
窄部となるＺｎ拡散領域６を形成したあとで、ＬＰＥ法
により、電流狭窄部を埋込なでしなうため、クラッド層
８にＺｎ拡散部１゜を形成する工程で、拡散マスクをパ
ターニングする際の位置合わせが難しい、パターニング
で位置ずれが生じると、光スイッチの消光比が低い、所
望の消光比を得るための消費電力が高い等、スイッチと
しての性′能を充分に発揮しえない。
ｐ Ｅ法）により、ＩｎＧａＡｓＰ光導波層７．Ｔｎ
Ｐクラッド層８およびＴｎＧａＡｓキャップ層９の順に
形成する（第２図（ｂ））、いま形成した、ＩｎＰクラ
ッド層８とＩｎＧａＡｓキャップ層９の一部にＺｎ拡散
部１０を設け、Ｐ形の高キャリヤ濃度領域を形成する（
第２図（ｃ））、次に、ＩｎＧａＡｇキャップ層９の上
部に、ＡｕＺｎを蒸着して電ｔ４２を形成し、基板３の
裏面にＡｕＧｅＮｉを蒸着して電極１１を形成し、ウェ
ットエツチングにより、先導波路となるリッジを形成す
る（第３図（ｄ））。第３図に示した工程では、電流狭
窄部となるＺｎ拡散領域６を形成したあとで、ＬＰＥ法
により、電流狭窄部を埋込なでしなうため、クラッド層
８にＺｎ拡散部１゜を形成する工程で、拡散マスクをパ
ターニングする際の位置合わせが難しい、パターニング
で位置ずれが生じると、光スイッチの消光比が低い、所
望の消光比を得るための消費電力が高い等、スイッチと
しての性′能を充分に発揮しえない。
本発明の目的は、上述の困難さを解決し、消光比が高く
、消費電力の低い光スイッチの製造方法を新たに提供す
ることにある。
、消費電力の低い光スイッチの製造方法を新たに提供す
ることにある。
本発明による光スイッチの製造方法は、高エネルギーイ
オン注入法により、半導体薄膜のエピタキシャル成長が
すべて完了した後で、エピタキシャル膜内部に、電流狭
窄部を形成することにある。
オン注入法により、半導体薄膜のエピタキシャル成長が
すべて完了した後で、エピタキシャル膜内部に、電流狭
窄部を形成することにある。
ここで、通常のイオンインプラチージョン法では１００
ｋｅＶ程度の加速電圧を用いるが、高エネルギーイオン
インプランテーションではＩ Ｍ ｅ Ｖ程度以上の加
速電圧を用いる。
ｋｅＶ程度の加速電圧を用いるが、高エネルギーイオン
インプランテーションではＩ Ｍ ｅ Ｖ程度以上の加
速電圧を用いる。
以下１本発明の詳細な説明する。
実施例１
第１図は、本発明の一実施例による光スイッチの製造工
程の概略を模式的に示したものである。
程の概略を模式的に示したものである。
キャリヤ濃度２ Ｘ １０ ”ｃ＋＋＋−’のｎ形Ｉｎ
Ｐ基板３上に、ＬＰＥ法により、ノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ光導波層７、ＩｎＰクラッド層８、ＴｎＧａＡｓＰ
キャップ層９の順に厚さ２μｍ、１μｍおよび０．５μ
ｍ形成し、その上にＳ 、Ｌ Ｏｚ膜１３．５ＬａＮａ
膜１４をスパッタ法により、それぞれ０．１７ｚｍおよ
び０．５μｍ形成する０次にフォトレジスト１５を厚さ
１０μｍ塗布し、フォトレジスト１５と５ｉａＮａ膜を
第１図（ａ）のようにパターニングし。
Ｐ基板３上に、ＬＰＥ法により、ノンドープＩｎＧａＡ
ｓＰ光導波層７、ＩｎＰクラッド層８、ＴｎＧａＡｓＰ
キャップ層９の順に厚さ２μｍ、１μｍおよび０．５μ
ｍ形成し、その上にＳ 、Ｌ Ｏｚ膜１３．５ＬａＮａ
膜１４をスパッタ法により、それぞれ０．１７ｚｍおよ
び０．５μｍ形成する０次にフォトレジスト１５を厚さ
１０μｍ塗布し、フォトレジスト１５と５ｉａＮａ膜を
第１図（ａ）のようにパターニングし。
これをマスクにして、Ｒ，ｅを高エネルギーでイオン注
入する。加速電圧はＬ Ｍ ｅ Ｖでドーズ量１０ ”
ｃ＋ｓ−”とした場合、イオン注入領域は第１図（ｎ）
に斜線で示した１７の部分になり、この部分は基板３６
と導電形が異なりＰ形の電流狭窄部になる。高エネルギ
ーでイオン注入のあと、フォトレジスト１５を除去し、
Ｓ 、ｉ ａ Ｎ ４膜１４とその直下のＳ ｉ Ｏを
膜をエツチングにより除去して、エピタキシャル層８お
わび９の一部にＺｎ拡散部１０を形成する。その後、Ａ
ｕＺｎの電極２および＾ｕＧｅＮ、ｉの電極１を蒸着す
る。最後に、第１図（（シ）のように、リッジパターン
をウェットエツチングで形成する。ここで、エツチング
により形成した、光導波路７の幅は先導波路交差部で２
０μｍ、それ以外の場所でＩ Ｑ ７ｚ ｍであり、２
つのＺｎ拡散ｎＩ′Ｉ域１７ではさまれた電流狭窄部の
幅は５μｍである。なお、先導波路７は、波長１．５μ
ｍの光に対して多モードとなる寸法である。本素子の寸
法は長さ１． ｎｗｎ、 ＄ｌｉ（０、５１１ＦでＸ型
導波路の交差角はｔＯｏである１、いま、波長Ｌ 、
５７２ ｍの半導体レーザ光を入射側光導波路の一方に
入れたところ、出射側先導波路における出射光の強度比
は２０ｄＢであった。そこで、光スイッチの電極２とＩ
Ｌの間に電流２から１１の方向に２０ｍＡの電流を流し
たところ、光導波路の出射端では、電流を流さなかった
場合に光強度の強かった出射端からの光は弱まり、逆に
、もう一方の出射端からの光が強くなって、消光比２５
ｄＢが得られた６本発明による光スイッチの塑造方法は
、電流狭窄部をエピタキシャル成長が全部終了した後で
形成することにある。従来法による製造法が、電流狭窄
部を形成した後で、エピタキシャル膜を上部に積層し、
電流注入部となるＺｎ拡散部を積層したエピタキシャル
膜の一部に形成していたのに比軟して、本発明によるイ
オン注入法では電流注入部と電流狭窄部とのパターン形
成上の位置づれが小さくなるという特徴がある。
入する。加速電圧はＬ Ｍ ｅ Ｖでドーズ量１０ ”
ｃ＋ｓ−”とした場合、イオン注入領域は第１図（ｎ）
に斜線で示した１７の部分になり、この部分は基板３６
と導電形が異なりＰ形の電流狭窄部になる。高エネルギ
ーでイオン注入のあと、フォトレジスト１５を除去し、
Ｓ 、ｉ ａ Ｎ ４膜１４とその直下のＳ ｉ Ｏを
膜をエツチングにより除去して、エピタキシャル層８お
わび９の一部にＺｎ拡散部１０を形成する。その後、Ａ
ｕＺｎの電極２および＾ｕＧｅＮ、ｉの電極１を蒸着す
る。最後に、第１図（（シ）のように、リッジパターン
をウェットエツチングで形成する。ここで、エツチング
により形成した、光導波路７の幅は先導波路交差部で２
０μｍ、それ以外の場所でＩ Ｑ ７ｚ ｍであり、２
つのＺｎ拡散ｎＩ′Ｉ域１７ではさまれた電流狭窄部の
幅は５μｍである。なお、先導波路７は、波長１．５μ
ｍの光に対して多モードとなる寸法である。本素子の寸
法は長さ１． ｎｗｎ、 ＄ｌｉ（０、５１１ＦでＸ型
導波路の交差角はｔＯｏである１、いま、波長Ｌ 、
５７２ ｍの半導体レーザ光を入射側光導波路の一方に
入れたところ、出射側先導波路における出射光の強度比
は２０ｄＢであった。そこで、光スイッチの電極２とＩ
Ｌの間に電流２から１１の方向に２０ｍＡの電流を流し
たところ、光導波路の出射端では、電流を流さなかった
場合に光強度の強かった出射端からの光は弱まり、逆に
、もう一方の出射端からの光が強くなって、消光比２５
ｄＢが得られた６本発明による光スイッチの塑造方法は
、電流狭窄部をエピタキシャル成長が全部終了した後で
形成することにある。従来法による製造法が、電流狭窄
部を形成した後で、エピタキシャル膜を上部に積層し、
電流注入部となるＺｎ拡散部を積層したエピタキシャル
膜の一部に形成していたのに比軟して、本発明によるイ
オン注入法では電流注入部と電流狭窄部とのパターン形
成上の位置づれが小さくなるという特徴がある。
なお、上述したＺｎ拡散部］−０はイオンシンプランテ
ーションによって形成することもできる。
ーションによって形成することもできる。
上記実施例で示したように本発明によれば、電流注入領
域の正確なパターニングが可能であり。
域の正確なパターニングが可能であり。
消光比が高く、消″Ｒｍ力の少ない光スイッチが、高い
歩留りで生産できるため、生産コストの低化、従った、
低価格化が可能になるという経済効果が甚だ大きい。
歩留りで生産できるため、生産コストの低化、従った、
低価格化が可能になるという経済効果が甚だ大きい。
第１図は本発明による光スイッチの製ｊ告工稈の概略を
示した図、第２図は、従来の光スイッチの上面図、ｈよ
び、ｊＷ面図を模式的に示したｂの、第；３図は、従来
法による光スイッチの製造工程の概略を示した図である
。 １・・・先導波路、２・・・電極、３・・・基板、４，
５・・・光信号、６・・・Ｚｎ拡散領域、７・・・先導
波路、８・・・クラット層、９・・・キャップ層、１０
・・・Ｚｎ拡散部、１１・・・電極、１２・・・注入電
流、３・・・５ｉＯｚ膜、］４・・・Ｓ 、ｔ ｓ ０
４膜、１５・・・フォトレジスト、１６・・イオンビー
ム、１７・・・イオン注入部。 ■ １ 図
示した図、第２図は、従来の光スイッチの上面図、ｈよ
び、ｊＷ面図を模式的に示したｂの、第；３図は、従来
法による光スイッチの製造工程の概略を示した図である
。 １・・・先導波路、２・・・電極、３・・・基板、４，
５・・・光信号、６・・・Ｚｎ拡散領域、７・・・先導
波路、８・・・クラット層、９・・・キャップ層、１０
・・・Ｚｎ拡散部、１１・・・電極、１２・・・注入電
流、３・・・５ｉＯｚ膜、］４・・・Ｓ 、ｔ ｓ ０
４膜、１５・・・フォトレジスト、１６・・イオンビー
ム、１７・・・イオン注入部。 ■ １ 図
Claims (1)
- 半導体材料を用いた電流注入形の光スイッチの製造工程
において、光導波層となる半導体薄膜をすべて形成した
後で高エネルギーイオンインプランテーシヨンにより、
半導体内部に電流狭窄部を形成することを特徴とする光
スイッチの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27675685A JPS62136625A (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 光スイツチの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27675685A JPS62136625A (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 光スイツチの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62136625A true JPS62136625A (ja) | 1987-06-19 |
Family
ID=17573905
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27675685A Pending JPS62136625A (ja) | 1985-12-11 | 1985-12-11 | 光スイツチの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62136625A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005025086A (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-27 | Yokogawa Electric Corp | 光スイッチ及びその製造方法 |
-
1985
- 1985-12-11 JP JP27675685A patent/JPS62136625A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005025086A (ja) * | 2003-07-01 | 2005-01-27 | Yokogawa Electric Corp | 光スイッチ及びその製造方法 |
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