JPS6266668A - 光電子集積回路 - Google Patents
光電子集積回路Info
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- JPS6266668A JPS6266668A JP60207087A JP20708785A JPS6266668A JP S6266668 A JPS6266668 A JP S6266668A JP 60207087 A JP60207087 A JP 60207087A JP 20708785 A JP20708785 A JP 20708785A JP S6266668 A JPS6266668 A JP S6266668A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
- H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
- H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
Landscapes
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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〕
本発明は光電子集積回路（Ｃ１：ＩＣ）に関し、ＬＳＩ
チヴプ間の相互配線あるいは入出力インターフェースに
光を用いることにより高性能化を図ることに関するもの
である。
チヴプ間の相互配線あるいは入出力インターフェースに
光を用いることにより高性能化を図ることに関するもの
である。
本発明は、単結晶シリコン基板上にシリ；ンーゲルマニ
ウム系超格子ｓｉｔを用いて、レーザ・ダイオード、７
オトｅダイオード、トランジスタをＢｉＬＢエチププ上
に集積化し、光入出力インターフェースを持几せること
により、１８工チツプ間の相互接続を行い、ＬＥｉエチ
ヴプ間の信号伝達を高速化、かつ大規模なシステム化を
実現させるものである。
ウム系超格子ｓｉｔを用いて、レーザ・ダイオード、７
オトｅダイオード、トランジスタをＢｉＬＢエチププ上
に集積化し、光入出力インターフェースを持几せること
により、１８工チツプ間の相互接続を行い、ＬＥｉエチ
ヴプ間の信号伝達を高速化、かつ大規模なシステム化を
実現させるものである。
従来のＬ８ニジステム用光相互接続方法け、Ｊ。
Ｗ、ＧＯＯＤＭＡＮ、 ’０ｐｆｉＣａ、ｌ工ｎｔｅ
ｒｃｏｎｎａｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒＶＬｌ’？工ｓｙ
ｓｔｇｒｎｓ’、 Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ工Ｅｌ
！ｉＰ！、 ＶＯＩ ７２１６７ ＰＦ３５Ｏ−８６
６、Ｊｕｌｌ １９８４ 等いくつかのものｂｔ提案
されているが、基本的には、Ｓｉが間接遷移型の半導体
であるため、８ｆｆｌＬＳＩチツプにＯａ Ａｓ する
いはＺｎＰの０ＢＩＯを張りあわせるハイブリッド構成
またはＣｋＬ ｋＢ系あるいはＩｎＰ系を使り之モノリ
シック構成の２種類であった。
ｒｃｏｎｎａｃｔｉｏｎｓ ｆｏｒＶＬｌ’？工ｓｙ
ｓｔｇｒｎｓ’、 Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ工Ｅｌ
！ｉＰ！、 ＶＯＩ ７２１６７ ＰＦ３５Ｏ−８６
６、Ｊｕｌｌ １９８４ 等いくつかのものｂｔ提案
されているが、基本的には、Ｓｉが間接遷移型の半導体
であるため、８ｆｆｌＬＳＩチツプにＯａ Ａｓ する
いはＺｎＰの０ＢＩＯを張りあわせるハイブリッド構成
またはＣｋＬ ｋＢ系あるいはＩｎＰ系を使り之モノリ
シック構成の２種類であった。
〔本発明が解決しよ）とする問題点及び目的〕シカし、
血υ系あるいはＩｎＰ系は欠陥の無イ大ロ径の基板を得
ることが困難であり、価格的にも高価となる。また、
ＩＩＤ、 ＬＩＤ等、電流密度の大きなデバイスを集積
化する友めには、基板の熱伝導率６を大きい事が非常に
重要であるが、ＣｋＬＡ、Ｉ系はｓ＜ｉｃ較べ熱伝導率
が約３分の１．ＩｎＰ系は眞Ａ８系よりさらに小さい。
血υ系あるいはＩｎＰ系は欠陥の無イ大ロ径の基板を得
ることが困難であり、価格的にも高価となる。また、
ＩＩＤ、 ＬＩＤ等、電流密度の大きなデバイスを集積
化する友めには、基板の熱伝導率６を大きい事が非常に
重要であるが、ＣｋＬＡ、Ｉ系はｓ＜ｉｃ較べ熱伝導率
が約３分の１．ＩｎＰ系は眞Ａ８系よりさらに小さい。
これらの事は（ｋｚ Ａ８系あるいはＩｎＰ系のモノリ
シックｏＢ工０化を難しいものとしている。ハイプリヴ
ド構成のＯ２工Ｃは小規模のシステムとしては可能であ
ると考えられるが、数十数百チップのシステム構築を考
えると、非現実的である。
シックｏＢ工０化を難しいものとしている。ハイプリヴ
ド構成のＯ２工Ｃは小規模のシステムとしては可能であ
ると考えられるが、数十数百チップのシステム構築を考
えると、非現実的である。
そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところはＬＳＩチップ間の大規模かつ、高
速な光相互接続を安価に提供゛することである。
の目的とするところはＬＳＩチップ間の大規模かつ、高
速な光相互接続を安価に提供゛することである。
本発明の光電子集積回路は、シリコン基板上に形成され
た集積回路への入出力信号の少なくとも１個以上が前記
集積回路と同一基板上に形成され之シリコンーゲルマニ
ウム超格子構造を用いて作られたレーザーｅダイオード
あるいけ７オト・ダイオードあるいは７オト・トランジ
スタを経由して行なわれることを特徴とする。
た集積回路への入出力信号の少なくとも１個以上が前記
集積回路と同一基板上に形成され之シリコンーゲルマニ
ウム超格子構造を用いて作られたレーザーｅダイオード
あるいけ７オト・ダイオードあるいは７オト・トランジ
スタを経由して行なわれることを特徴とする。
シリコン−ゲルマニウム超格子構造を用いて。
量子井戸の幅、繰り返し回数等のパラメータを変えるこ
とにより、エネルギー帯構造を変えることができる。適
当な構造を形成すれば直接遷移型の半導体としての性質
を示す。それを利用して、Ｌ８エチップ上に光入出力イ
ンター７エース、つまり、レーザｍ−ダイオード、７オ
ト・ダイオード等を作り退入。Ｌｌｌｉｘ間の光相互接
続を行うことが可能である。すなわち、ｃｍ ＡｓやＩ
ｎＰ等の熱伝導率が小さく、結晶性もシリコンに較べて
悪い材料を用いなくても、ＬＳＩチヅプ間の光による接
続が可能になる。
とにより、エネルギー帯構造を変えることができる。適
当な構造を形成すれば直接遷移型の半導体としての性質
を示す。それを利用して、Ｌ８エチップ上に光入出力イ
ンター７エース、つまり、レーザｍ−ダイオード、７オ
ト・ダイオード等を作り退入。Ｌｌｌｉｘ間の光相互接
続を行うことが可能である。すなわち、ｃｍ ＡｓやＩ
ｎＰ等の熱伝導率が小さく、結晶性もシリコンに較べて
悪い材料を用いなくても、ＬＳＩチヅプ間の光による接
続が可能になる。
（実施例〕
以下１本発明について実施例に基ずいて、詳細に説明す
る。
る。
１１Ｅ１図は本発明の光電子集積回路のチップ端面図で
ある。ＥｉｊＬ８エチップ周辺にシリコン−ゲルマニウ
ム系超格子構造を用いたＤＩＰＢ−ＬＤｔｏるいはＤＢ
Ｒ−Ｉ、Ｄ等の回折格子を利用したレーザー・ダイオー
ドと、７オト・ダイオードを形成する。
ある。ＥｉｊＬ８エチップ周辺にシリコン−ゲルマニウ
ム系超格子構造を用いたＤＩＰＢ−ＬＤｔｏるいはＤＢ
Ｒ−Ｉ、Ｄ等の回折格子を利用したレーザー・ダイオー
ドと、７オト・ダイオードを形成する。
レーザー・ダイオードとフォト・ダイオードは。
バイアス電圧と、回折格子の有無で決まり、基本的には
、同一構造のものを用いることが可能である。１１は金
属電極、１２はシリコン窒化膜、１３Ｈｐ−シリコンで
ある。１４がシリコン−ゲルマニウムの多重量子井戸で
あり、活性層となる。１５はＮ−シリコン、１６は素子
分離用シリコン酸化膜、１７はシリコン基板であるが、
シリコン窒化膜等の材料を変えることや、横方向への井
戸の形成など種々の変形は、当然可能である。
、同一構造のものを用いることが可能である。１１は金
属電極、１２はシリコン窒化膜、１３Ｈｐ−シリコンで
ある。１４がシリコン−ゲルマニウムの多重量子井戸で
あり、活性層となる。１５はＮ−シリコン、１６は素子
分離用シリコン酸化膜、１７はシリコン基板であるが、
シリコン窒化膜等の材料を変えることや、横方向への井
戸の形成など種々の変形は、当然可能である。
１１２図は、前記光入出力インターフェースを有するＢ
ｉ Ｌ Ｂ Ｉチク１間の相互接続の概念図である。
ｉ Ｌ Ｂ Ｉチク１間の相互接続の概念図である。
２１けレーザー・ダイオードおよび７オト・ダイオード
のブロックであり、レーザー・ダイオードは回折格子の
定数を変えて、発振波長が異なる数種のものを集積し、
フォト・ダイオードにも波長選択性をも九せる。第２図
では、このブロックをｓｓ Ｌ ８工チツプ２２周辺に
（６４４）Ｘ２個集積し、各グロック毎に、クロス・ト
ークを押さえる遮光板２３を設けて、光導波路を用いず
ＫＬ８エチップの相互接続を空間的に行っている。この
Ｌ８エチップ２２をマトリクス状に配置し、電源以外の
入出力信号を全て光によって行う。
のブロックであり、レーザー・ダイオードは回折格子の
定数を変えて、発振波長が異なる数種のものを集積し、
フォト・ダイオードにも波長選択性をも九せる。第２図
では、このブロックをｓｓ Ｌ ８工チツプ２２周辺に
（６４４）Ｘ２個集積し、各グロック毎に、クロス・ト
ークを押さえる遮光板２３を設けて、光導波路を用いず
ＫＬ８エチップの相互接続を空間的に行っている。この
Ｌ８エチップ２２をマトリクス状に配置し、電源以外の
入出力信号を全て光によって行う。
〔発明の効果〕
シリコン−ゲルマニウム系超格子構造により。
０ＭＯ８，ＥＯＬ、Ｂ１−０ＭＯｓ等の一般的ＳイーＬ
ＥＴエチップ上に、光入出力インター７エースを同一チ
ップに作り込むことは、大規模なシステム構築に大きな
効果がある。近年ｓｉ工０のフルウェハＬＳＩ化が進め
られているが、欠陥救済、冗長構成等の理由により、実
現が疑問視されている。しかし本発明の光入出力インタ
ー７エースを用いて、空間的に信号の入出力を行えば１
．Ｇ（ＬＡＪ系あるいけＩｎＰ系の０１ｎ工０に較べ、
熱伝導率の大きく、安価なシリコン基板を用いて、大規
模なシステムを作ることができろ。ま友、液冷化等も可
能である之め、ＫＣＬ等のＬ８工用にも応用で伴る。
ＥＴエチップ上に、光入出力インター７エースを同一チ
ップに作り込むことは、大規模なシステム構築に大きな
効果がある。近年ｓｉ工０のフルウェハＬＳＩ化が進め
られているが、欠陥救済、冗長構成等の理由により、実
現が疑問視されている。しかし本発明の光入出力インタ
ー７エースを用いて、空間的に信号の入出力を行えば１
．Ｇ（ＬＡＪ系あるいけＩｎＰ系の０１ｎ工０に較べ、
熱伝導率の大きく、安価なシリコン基板を用いて、大規
模なシステムを作ることができろ。ま友、液冷化等も可
能である之め、ＫＣＬ等のＬ８工用にも応用で伴る。
第１図は本発明の光１．子集積回路チップの端面の拡大
図。 第２図は本発明の光電子集積回路チップをマトリクス状
に配置し几モジエール構成図である。 以 上
図。 第２図は本発明の光電子集積回路チップをマトリクス状
に配置し几モジエール構成図である。 以 上
Claims (2)
- （１）シリコン基板上に形成された集積回路への入出力
信号の少なくとも１個以上が前記集積回路と同一基板上
にシリコン−ゲルマニウム系超格子構造を用いて作られ
たレーザーダイオードあるいはフォト・ダイオードある
いはフォト・トランジスタを経由して行なわれることを
特徴とする光電子集積回路。 - （２）マトリクス状に配置された集積回路チップに於い
て、入出力信号に光を用いることを特徴とする前記第１
項記載の光電子集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207087A JPS6266668A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 光電子集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60207087A JPS6266668A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 光電子集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6266668A true JPS6266668A (ja) | 1987-03-26 |
Family
ID=16533980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60207087A Pending JPS6266668A (ja) | 1985-09-19 | 1985-09-19 | 光電子集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6266668A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5793060A (en) * | 1996-04-25 | 1998-08-11 | Nec Corporation | SOI Optical semiconductor device |
| JPWO2015146108A1 (ja) * | 2014-03-26 | 2017-04-13 | 日本電気株式会社 | 受光素子、光モジュール及び光受信器 |
| CN110429474A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-08 | 天津工业大学 | 一种全四族硅基c波段半导体激光器 |
-
1985
- 1985-09-19 JP JP60207087A patent/JPS6266668A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5793060A (en) * | 1996-04-25 | 1998-08-11 | Nec Corporation | SOI Optical semiconductor device |
| JPWO2015146108A1 (ja) * | 2014-03-26 | 2017-04-13 | 日本電気株式会社 | 受光素子、光モジュール及び光受信器 |
| CN110429474A (zh) * | 2019-07-31 | 2019-11-08 | 天津工业大学 | 一种全四族硅基c波段半导体激光器 |
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