JPS62216600A - 光−音響変換装置 - Google Patents
光−音響変換装置Info
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- JPS62216600A JPS62216600A JP61058250A JP5825086A JPS62216600A JP S62216600 A JPS62216600 A JP S62216600A JP 61058250 A JP61058250 A JP 61058250A JP 5825086 A JP5825086 A JP 5825086A JP S62216600 A JPS62216600 A JP S62216600A
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 30
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- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 abstract description 3
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Electrostatic, Electromagnetic, Magneto- Strictive, And Variable-Resistance Transducers (AREA)
- Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
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）
この発明は、Ｓｉ基板上に結晶成長させたＧａＡｓ結晶
を用いた光−音響変換装置に関するものである。
を用いた光−音響変換装置に関するものである。
（従来の技術）
第３図は従来の光−音響変換装置の一例を示すブロック
図であり、この第３図において、受光ダイオードＰＤと
、この受光ダイオードＰＤの電圧を増幅する受光ダイオ
ード用電圧増ｌｌｌ１器１ （息下ＰＤ用アンプという
）と、スピーカを駆動するためのスピーカ□駆動回路２
および音響出方を発生するスピーカＳＰから構成されて
いる。
図であり、この第３図において、受光ダイオードＰＤと
、この受光ダイオードＰＤの電圧を増幅する受光ダイオ
ード用電圧増ｌｌｌ１器１ （息下ＰＤ用アンプという
）と、スピーカを駆動するためのスピーカ□駆動回路２
および音響出方を発生するスピーカＳＰから構成されて
いる。
以上の構成において、音響変換したい光を受光ダイオー
ドＰＤに入射すると、入射光強度に対応した電圧が受光
ダイオードＰＤに誘起される。その電圧は数１００μＶ
ｉ度であるため、ＰＤ用アンプ１で増幅した後、スピー
カＳＰを駆動するためのスピーカ駆動回路２に導かれる
。
ドＰＤに入射すると、入射光強度に対応した電圧が受光
ダイオードＰＤに誘起される。その電圧は数１００μＶ
ｉ度であるため、ＰＤ用アンプ１で増幅した後、スピー
カＳＰを駆動するためのスピーカ駆動回路２に導かれる
。
スピーカ駆動回路２では、スピーカＳＰの内部インピー
ダンスに合わせたインピーダンス変換と電力増幅を行い
、スピーカＳＰを駆動する。スピーカｓｐで電気−音響
変換が行われ、音響出力が得られる。
ダンスに合わせたインピーダンス変換と電力増幅を行い
、スピーカＳＰを駆動する。スピーカｓｐで電気−音響
変換が行われ、音響出力が得られる。
この第３図のブロック図り外にも同様な機能を行う装置
は存在するが、概念的には、はぼ同じ内容であり、これ
らの装置は受光ダイオードＰＤやＰＤ用アンプ１．スピ
ーカ駆動回路２．スピーカＳＰのように個別の部品を用
いて構成されてわり、ＰＤ用アンプ１やスピーカ駆動回
＃ｉ２も、個別部品か、または集積回路（ＩＣ）によゆ
構成されていた。
は存在するが、概念的には、はぼ同じ内容であり、これ
らの装置は受光ダイオードＰＤやＰＤ用アンプ１．スピ
ーカ駆動回路２．スピーカＳＰのように個別の部品を用
いて構成されてわり、ＰＤ用アンプ１やスピーカ駆動回
＃ｉ２も、個別部品か、または集積回路（ＩＣ）によゆ
構成されていた。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、上記構成の装置では、装置全体が個々の
部品（受光ダイオード、ＰＤ用アンプなど）により構成
されているために、装置全体が非常に大きくなり、かつ
構成部品が多数あるために、故障率が大きいという欠点
があった。
部品（受光ダイオード、ＰＤ用アンプなど）により構成
されているために、装置全体が非常に大きくなり、かつ
構成部品が多数あるために、故障率が大きいという欠点
があった。
また、装置全体が大きいため、各構成部分を結合する配
線の長さが長くなり、そのために配線間の静電容量や誘
導が生じ、配線内の信号伝搬時間が長くなり、装置全体
の周波数特性が低いという欠点があった。
線の長さが長くなり、そのために配線間の静電容量や誘
導が生じ、配線内の信号伝搬時間が長くなり、装置全体
の周波数特性が低いという欠点があった。
この発明：よ、前記従来技術がもっている問題点のうち
、故障率が大きい点と、周波数特性が低いという点につ
いて解決した光−音響変換装置を提供するものである。
、故障率が大きい点と、周波数特性が低いという点につ
いて解決した光−音響変換装置を提供するものである。
（問題点を解決するための手段）
この発明は光−音響変換装置において、受光用ダイオー
ドとＰＤ用アンプ、スピーカ駆動回路、スピーカをＳｉ
基板上に結晶成長した半絶縁性のＧａＡｓ結晶上にモノ
リシック構造で作成するようにしたものである。
ドとＰＤ用アンプ、スピーカ駆動回路、スピーカをＳｉ
基板上に結晶成長した半絶縁性のＧａＡｓ結晶上にモノ
リシック構造で作成するようにしたものである。
（作 用）
この発明によれば、以上のように光−音響変換装置を構
成したので、ＧａＡｓ結晶に形成された発光ダイオード
で光を電気信号に変換してＰＤ用アンプおよびＰＤ用ス
ピーカ駆動回路を経てＧａＡｓ結晶内の一万のスピーカ
用電極をなす拡散層と振動板の部分に印加して第１の電
極とＳｉ基板間にコンデンサを形成してＳｉ基板を振動
させ、音響に変換するように作用し、したがって前記問
題点を除去できるのである。
成したので、ＧａＡｓ結晶に形成された発光ダイオード
で光を電気信号に変換してＰＤ用アンプおよびＰＤ用ス
ピーカ駆動回路を経てＧａＡｓ結晶内の一万のスピーカ
用電極をなす拡散層と振動板の部分に印加して第１の電
極とＳｉ基板間にコンデンサを形成してＳｉ基板を振動
させ、音響に変換するように作用し、したがって前記問
題点を除去できるのである。
（実 施 例）
息下、この発明の光−音響変換装置の実施例について図
面に基づき説明する。第１図はその一実施例の構成を示
す断面図であり、第２図は平面図である。
面に基づき説明する。第１図はその一実施例の構成を示
す断面図であり、第２図は平面図である。
この第１図および第２図の両図に示すこの発明の構成は
光−音響変換を行いたい光を入射する受光ダイオードＰ
Ｄの部分と、ＰＤ用アンプ１の部分と、スピーカ駆動回
路２の部分、およびスピーカＳＰから構成されている。
光−音響変換を行いたい光を入射する受光ダイオードＰ
Ｄの部分と、ＰＤ用アンプ１の部分と、スピーカ駆動回
路２の部分、およびスピーカＳＰから構成されている。
これらの装置はＰ形のＳｉ基板１１上に有機金属気相成
長法（ＭＯ−ＣＶＤ）などにより成長させた半絶縁性（
ｓＢのＧａＡｓ結晶１２上に作成する。
長法（ＭＯ−ＣＶＤ）などにより成長させた半絶縁性（
ｓＢのＧａＡｓ結晶１２上に作成する。
このＧａＡｓ結晶１２はＳｉ基板上１１に２０〜５０μ
ｍ程度結晶成長させる。この成長したＧａＡｓ結晶１２
上に既存の拡散またはイオン打込み技術を用いて、受光
ダイオードＰＤ部分を作成する。
ｍ程度結晶成長させる。この成長したＧａＡｓ結晶１２
上に既存の拡散またはイオン打込み技術を用いて、受光
ダイオードＰＤ部分を作成する。
受光ダイオードＰＤ部分ばＰ −ｎ接合形、Ｐ −ｉ
−ｎ接合などどの形でも可能である。
−ｎ接合などどの形でも可能である。
次に、既存のＳｉ ＩＣ，ＧａＡｓ ＩＣ技術を用いて
ＰＤ用アンプ１およびスピーカ駆動回路２の部分をＧａ
Ａｓ結晶１２上に作成する。この部分は、電界効果トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）、接合形トランジスタ（バイポーラ
トランジスタ）どちらの構成でも可能である。
ＰＤ用アンプ１およびスピーカ駆動回路２の部分をＧａ
Ａｓ結晶１２上に作成する。この部分は、電界効果トラ
ンジスタ（ＦＥＴ）、接合形トランジスタ（バイポーラ
トランジスタ）どちらの構成でも可能である。
次に、スピーカ駆動回路は不純物の拡散技術とメサエッ
チング、技術を用いて作成する。ＧａＡｓ結晶１２をＧ
ａＡｓ結晶表面より、Ｐ形のＳｉ基板１１とＧａＡｓ結
晶の境界部分の方が広くなるようにＳｉ基板１１の表面
までエツチングを行ってエツチング穴１３を形成する。
チング、技術を用いて作成する。ＧａＡｓ結晶１２をＧ
ａＡｓ結晶表面より、Ｐ形のＳｉ基板１１とＧａＡｓ結
晶の境界部分の方が広くなるようにＳｉ基板１１の表面
までエツチングを行ってエツチング穴１３を形成する。
次に、第１図に示すようにＳｉ基板１１をＧ ａ Ａ
ｓ結晶のエツチング穴１３の形状に合わせてＧａＡｓ結
晶１２とＳｉ基板１１の界面よりもＳｉ基板１１の下側
の方が広くなるようにエツチングする。
ｓ結晶のエツチング穴１３の形状に合わせてＧａＡｓ結
晶１２とＳｉ基板１１の界面よりもＳｉ基板１１の下側
の方が広くなるようにエツチングする。
このＳｉ基板１１のエツチングにおいてＧａＡｓ結晶と
Ｓｉ基板の界面に近いＳｉ基板１１の部分を１μｍ程度
エツチングせずに残して振動板１４の部分となるように
しておく。
Ｓｉ基板の界面に近いＳｉ基板１１の部分を１μｍ程度
エツチングせずに残して振動板１４の部分となるように
しておく。
次に、ＧａＡｓ結晶１２のエツチングにより形成した漏
斗状のエツチング穴１３の内側部分にＳｉ基板１１に触
れないように不純物の拡散を行って拡散層１５を形成す
る。この不純物は電気抵抗を減らすために、１０ｃＩｎ
程度の濃度にする。
斗状のエツチング穴１３の内側部分にＳｉ基板１１に触
れないように不純物の拡散を行って拡散層１５を形成す
る。この不純物は電気抵抗を減らすために、１０ｃＩｎ
程度の濃度にする。
次に、Ｓｉ基板１１とＧａＡｇ結晶１２の表面を接続す
るために、ＧａＡｓ結晶１２にＳｉ基板１１まで達する
ような拡散層１６を形成する。
るために、ＧａＡｓ結晶１２にＳｉ基板１１まで達する
ような拡散層１６を形成する。
次に、エツチング穴１３の側壁の拡散層１５の部分とＳ
ｉ基板上１との接続用の拡散部分にオーム接触性の電極
１７．１８を付け、スピーカ駆動回路２の部分と接続す
る。
ｉ基板上１との接続用の拡散部分にオーム接触性の電極
１７．１８を付け、スピーカ駆動回路２の部分と接続す
る。
このスピーカ８２部分はＳｉ基板１１のエツチングによ
り残した薄膜部分が上述のように振動板１４になり、Ｓ
ｉ基板上１のエツチング部分が音響増幅用のホーン１９
の役目を行い、Ｇ ａＡｓ結晶１２のエツチング穴１３
部分が音響反射部分となろ。
り残した薄膜部分が上述のように振動板１４になり、Ｓ
ｉ基板上１のエツチング部分が音響増幅用のホーン１９
の役目を行い、Ｇ ａＡｓ結晶１２のエツチング穴１３
部分が音響反射部分となろ。
また、とのスピーカ８２部分はエツチング穴１３の内壁
の拡散層Ｉ５と振動板１４の部分の間でキャパシタ （
コンデ・ンサ）を形成しており、エツチング穴１３の内
壁の拡散Ｎｊ１５の部分と振動板１４の部分に電圧を印
加すると、画部分は電気的に引き付けられる方向に力が
働き、振動板１４が上側にそ抄かえる。印加する電圧を
変化させると、振動板１４の引き付けられる力の強さが
変化し、振動板１４のそり返り方が変わる。
の拡散層Ｉ５と振動板１４の部分の間でキャパシタ （
コンデ・ンサ）を形成しており、エツチング穴１３の内
壁の拡散Ｎｊ１５の部分と振動板１４の部分に電圧を印
加すると、画部分は電気的に引き付けられる方向に力が
働き、振動板１４が上側にそ抄かえる。印加する電圧を
変化させると、振動板１４の引き付けられる力の強さが
変化し、振動板１４のそり返り方が変わる。
したがって、印加電圧にスピーカ駆動８８２の出力電圧
を印加すると、その電圧変化に対応して振動板１４が振
動し、音が発生する。発生した音はホーン１９により増
幅されて出力される。
を印加すると、その電圧変化に対応して振動板１４が振
動し、音が発生する。発生した音はホーン１９により増
幅されて出力される。
このスピーカＳＰの部分は、実施例では円形で説明した
が、角形でも、だ円形でも構造に関係なく、良好な特性
が得られる。
が、角形でも、だ円形でも構造に関係なく、良好な特性
が得られる。
（発明の効果）
以上詳細に説明したようにこの発明によれば、発光ダイ
オードと電子回路、およびスピーカをＳｉ基板上に結晶
成長したＧａＡｓ結晶上にモノリシックで構成したので
、以下に列挙するごとき効果を奏する。
オードと電子回路、およびスピーカをＳｉ基板上に結晶
成長したＧａＡｓ結晶上にモノリシックで構成したので
、以下に列挙するごとき効果を奏する。
（１）非常に小形となり、かつ各構成部分を接続する配
線が短くなるため配線によるＲｆ４容量や誘導が減少し
、装置全体の周波数特性が向上する。
線が短くなるため配線によるＲｆ４容量や誘導が減少し
、装置全体の周波数特性が向上する。
（２）スピーカ部分を通常のＩＣ工程で他の構成部分と
同時に作成できるため、スピーカの特性や形状を自由に
形成でき、目的に合った特性を持つスピーカが作製可能
となる。
同時に作成できるため、スピーカの特性や形状を自由に
形成でき、目的に合った特性を持つスピーカが作製可能
となる。
（３）スピーカの振動板の駆動に静電気力を用いている
ために、従来の誘導形のスピーカと比較して電磁誘導の
影響を受けにくい。
ために、従来の誘導形のスピーカと比較して電磁誘導の
影響を受けにくい。
第１図はこの発明の光−音響変換装置の一実施例の構成
を示す断面図、第２図は同上光−音響変換装置の平面図
、第３図は従来の光−音響変換装置のブロック図である
。 １・・・ＰＤ用アンプ、２・・・スピーカ駆動回路、１
１・・・Ｓｉ基板、１２・・・ＧａＡｓ結晶、１３・・
・エツチング穴、１４・・・振動板、１５，１６・・・
拡散層、１７．１８・・・ｆ４極、１９・・・ホーン、
ＰＤ・・・受光ダイオード、ＳＰ・・・スピーカ。
を示す断面図、第２図は同上光−音響変換装置の平面図
、第３図は従来の光−音響変換装置のブロック図である
。 １・・・ＰＤ用アンプ、２・・・スピーカ駆動回路、１
１・・・Ｓｉ基板、１２・・・ＧａＡｓ結晶、１３・・
・エツチング穴、１４・・・振動板、１５，１６・・・
拡散層、１７．１８・・・ｆ４極、１９・・・ホーン、
ＰＤ・・・受光ダイオード、ＳＰ・・・スピーカ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）所定の導電形のＳｉ基板に成長された半絶縁性の
ＧａＡｓ結晶に形成され光を電気信号に変換する受光ダ
イオードと、 （ｂ）上記ＧａＡｓ結晶の一部にその表面部分よりもＧ
ａＡｓ結晶と、上記Ｓｉ基板との界面部分が広くなるよ
うに漏斗状に形成されたエッチング穴の内壁に形成され
た不純物の第１の拡散層と、 （ｃ）上記エッチング穴に対向して上記Ｓｉ基板の裏面
側に穴を形成しＳｉ基板とＧａＡｓ結晶との界面部分に
残存された薄膜状の振動板と、 （ｄ）上記ＧａＡｓ結晶とＳｉ基板に連なるように形成
され上記第１の拡散層と振動板とともにスピーカを形成
する第２の拡散層と、 （ｅ）上記ＧａＡｓ結晶に形成され上記電気信号を増幅
して上記スピーカを駆動する電子回路と、よりなる光−
音響変換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61058250A JPS62216600A (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 光−音響変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61058250A JPS62216600A (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 光−音響変換装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62216600A true JPS62216600A (ja) | 1987-09-24 |
Family
ID=13078882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61058250A Pending JPS62216600A (ja) | 1986-03-18 | 1986-03-18 | 光−音響変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62216600A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001059836A1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-16 | Motorola Inc. | Communicating device |
| US6410941B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-06-25 | Motorola, Inc. | Reconfigurable systems using hybrid integrated circuits with optical ports |
| US6427066B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-07-30 | Motorola, Inc. | Apparatus and method for effecting communications among a plurality of remote stations |
| US6462360B1 (en) | 2001-08-06 | 2002-10-08 | Motorola, Inc. | Integrated gallium arsenide communications systems |
| US6472694B1 (en) | 2001-07-23 | 2002-10-29 | Motorola, Inc. | Microprocessor structure having a compound semiconductor layer |
| US6477285B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-11-05 | Motorola, Inc. | Integrated circuits with optical signal propagation |
| US6501973B1 (en) | 2000-06-30 | 2002-12-31 | Motorola, Inc. | Apparatus and method for measuring selected physical condition of an animate subject |
| US6555946B1 (en) | 2000-07-24 | 2003-04-29 | Motorola, Inc. | Acoustic wave device and process for forming the same |
| US6563118B2 (en) | 2000-12-08 | 2003-05-13 | Motorola, Inc. | Pyroelectric device on a monocrystalline semiconductor substrate and process for fabricating same |
| US6589856B2 (en) | 2001-08-06 | 2003-07-08 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for controlling anti-phase domains in semiconductor structures and devices |
| JP2005203944A (ja) * | 2004-01-14 | 2005-07-28 | Toshiba Corp | 光マイクロフォン及びその製造方法 |
-
1986
- 1986-03-18 JP JP61058250A patent/JPS62216600A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2001059836A1 (en) * | 2000-02-10 | 2001-08-16 | Motorola Inc. | Communicating device |
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