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
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 14
- 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
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
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Landscapes
- 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
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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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 |
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