JPS6266668A - 光電子集積回路 - Google Patents

光電子集積回路

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Publication number
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
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
integrated circuit
input
chip
substrate
laser diode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP60207087A
Other languages
English (en)
Inventor
Keitaro Fujimori
啓太郎 藤森
Hiroyuki Oshima
弘之 大島
Hideaki Iwano
岩野 英明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP60207087A priority Critical patent/JPS6266668A/ja
Publication of JPS6266668A publication Critical patent/JPS6266668A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15Devices 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
    • H01L27/153Devices 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
    • H01L27/156Devices 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (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。

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。
〔発明の概要〕
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。
〔従来の技術〕
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。
〔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。
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。
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。
〔問題点を解決する几めの手段〕
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。
〔作用〕
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
〔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。
【図面の簡単な説明】
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

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (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. (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。
JP60207087A 1985-09-19 1985-09-19 光電子集積回路 Pending JPS6266668A (ja)

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JPS6266668A true JPS6266668A (ja) 1987-03-26

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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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US5793060A (en) * 1996-04-25 1998-08-11 Nec Corporation SOI Optical semiconductor device
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