JPS63254423A - 半導体光スイツチ - Google Patents
半導体光スイツチInfo
- Publication number
- JPS63254423A JPS63254423A JP9038287A JP9038287A JPS63254423A JP S63254423 A JPS63254423 A JP S63254423A JP 9038287 A JP9038287 A JP 9038287A JP 9038287 A JP9038287 A JP 9038287A JP S63254423 A JPS63254423 A JP S63254423A
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- JP
- Japan
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- gaas
- layer
- waveguide layer
- semiconductor optical
- optical switch
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- Pending
Links
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 abstract description 14
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
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- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (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〕
本発明は光伝送システムにおける半導体光スイッチに関
する。
する。
〔従来の技術］
一般にこの種の半導体光スイッチは、第１Ｏ図に示すよ
うに光導波路３１．３２をＸ字型に形成したもの、第１
１図に示すようにトの字型に形成したもの、また第１２
図に示すようにこれらの型を複数個連続させて形成した
もので構成されている。そして光導波路３１．３２の交
差部分には電流を通すことにより屈折率が小さくなるス
イッチング領域７を設け、スイッチング領域７に電流を
通さない場合は光をＡ−Ｄ方向に通し、スイッチング領
域７に電流を通じた場合は光をＡ−Ｃ方向に屈曲させて
、導光路を切り換えるものである。
うに光導波路３１．３２をＸ字型に形成したもの、第１
１図に示すようにトの字型に形成したもの、また第１２
図に示すようにこれらの型を複数個連続させて形成した
もので構成されている。そして光導波路３１．３２の交
差部分には電流を通すことにより屈折率が小さくなるス
イッチング領域７を設け、スイッチング領域７に電流を
通さない場合は光をＡ−Ｄ方向に通し、スイッチング領
域７に電流を通じた場合は光をＡ−Ｃ方向に屈曲させて
、導光路を切り換えるものである。
第１３図は前記スイッチング領域７部分における従来の
半導体光スイッチの断面図であり、その構造は、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板ｌの上に、ｎ Ａｊ！ＧａＡｓクラッドＮ
２、ｉ −Ｇ ａ Ａ ｓ導波路層３を順次設け、Ｇａ
Ａｓ導波路層３のスイッング領域７上にｐ−ＧａＡｓキ
＋ｙプＮ４を設け、ｐ−ＧａＡｓキャップ層４上に更に
ｐ−電極５を設け、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下にｎ−電極
６を設けたものとなっている。そしてｐ−電極５とｎ−
電極６とから注入する電流をオンオフすることにより、
スイッチング領域７に流す電流を制御し、導光路を前記
のように切り換えるものである。
半導体光スイッチの断面図であり、その構造は、ｎ−Ｇ
ａＡｓ基板ｌの上に、ｎ Ａｊ！ＧａＡｓクラッドＮ
２、ｉ −Ｇ ａ Ａ ｓ導波路層３を順次設け、Ｇａ
Ａｓ導波路層３のスイッング領域７上にｐ−ＧａＡｓキ
＋ｙプＮ４を設け、ｐ−ＧａＡｓキャップ層４上に更に
ｐ−電極５を設け、ｎ−ＧａＡｓ基板１の下にｎ−電極
６を設けたものとなっている。そしてｐ−電極５とｎ−
電極６とから注入する電流をオンオフすることにより、
スイッチング領域７に流す電流を制御し、導光路を前記
のように切り換えるものである。
通常、ｐ−ＧａＡｓキャップ層４を構成するには、１−
ＧａＡｓ導波路層３の上全面にｐ−ＧａＡｓ、キャップ
層４を形成し、その後化学的エツチング手段によりスイ
ッチング領域７のｐ−ＧａＡＳキャンプＮ４のみをマス
クして形成する。
ＧａＡｓ導波路層３の上全面にｐ−ＧａＡｓ、キャップ
層４を形成し、その後化学的エツチング手段によりスイ
ッチング領域７のｐ−ＧａＡＳキャンプＮ４のみをマス
クして形成する。
しかしながら、従来構造の半導体光スイッチは前記した
ように１−ＧａＡｓ導波路層３の上に同種材料であるｐ
−Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層４を直接設けた構造にな
っていた。従って、スイッチング領域７上にのみｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層４を残すようにエツチング処理する際
、ｐ−ＧａＡｓキャップ層４と１−ＧａＡｓ導波路層３
とのエツチング速度がほぼ同速であるが故に１−ＧａＡ
ｓ導波路層３をもエツチングしてしまい、その表面に凸
凹を生じさせ、特性を悪化させていた。
ように１−ＧａＡｓ導波路層３の上に同種材料であるｐ
−Ｇ ａ Ａ ｓキャップ層４を直接設けた構造にな
っていた。従って、スイッチング領域７上にのみｐ−Ｇ
ａＡｓキャップ層４を残すようにエツチング処理する際
、ｐ−ＧａＡｓキャップ層４と１−ＧａＡｓ導波路層３
とのエツチング速度がほぼ同速であるが故に１−ＧａＡ
ｓ導波路層３をもエツチングしてしまい、その表面に凸
凹を生じさせ、特性を悪化させていた。
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、ＧａＡｓ基板
の上に設けられたＧａＡｓ導波路層のスイッチング領域
上にＧａＡｓキャップ層を有し、該ＧａＡｓキャップ層
上に設けられたＰ−電極と該ＧａＡｓ基板下に設けられ
たｎ−電極とからスイッチング領域に電流を注入するこ
とにより、スイッチング領域の屈折率を変化させ、Ｇａ
Ａｓ導波路層の導光路を切り換えるようにした半導体光
スイッチにおいて、ＧａＡｓ導波路層とＧａＡｓキャツ
ウ°層との間にＡｆＧａＡｓ層を設けたことを特徴とす
る半導体光スイッチである。
の上に設けられたＧａＡｓ導波路層のスイッチング領域
上にＧａＡｓキャップ層を有し、該ＧａＡｓキャップ層
上に設けられたＰ−電極と該ＧａＡｓ基板下に設けられ
たｎ−電極とからスイッチング領域に電流を注入するこ
とにより、スイッチング領域の屈折率を変化させ、Ｇａ
Ａｓ導波路層の導光路を切り換えるようにした半導体光
スイッチにおいて、ＧａＡｓ導波路層とＧａＡｓキャツ
ウ°層との間にＡｆＧａＡｓ層を設けたことを特徴とす
る半導体光スイッチである。
〔作用］
ＧａＡｓ導波路層とＧａＡｓキャップ層との間にエツチ
ング速度がＧａＡｓ導波路層よりも早いＡＩ！ＧａＡｓ
層を介在させることにより、スイッチング領域上にのみ
ｐ−ＧａＡｓキャップ層を残すエツチング処理時に、Ｇ
ａＡｓ導波路層はエツチング処理剤に触れる時間が短く
て済み、この結果、ＧａＡｓ導波路層表面を凸凹するこ
となく特性の優れたものを構成できる。
ング速度がＧａＡｓ導波路層よりも早いＡＩ！ＧａＡｓ
層を介在させることにより、スイッチング領域上にのみ
ｐ−ＧａＡｓキャップ層を残すエツチング処理時に、Ｇ
ａＡｓ導波路層はエツチング処理剤に触れる時間が短く
て済み、この結果、ＧａＡｓ導波路層表面を凸凹するこ
となく特性の優れたものを構成できる。
〔実施例１〕
以下、本発明を第１図に図示した実施例によって説明す
る０図において、１〜７は第１３図の場合と同様にそれ
ぞれ、ｎ−ＧａＡｓ基板、ｎ−Ａｊ！ＧａＡｓクラッド
層、１−ＧａＡｓ導波路層、ｐ−ＧａＡｓキャップ層、
ｐ−電極、ｎ−電極及びスイッチング領域である。また
８は１−ＧａＡｓ導波路層３とｐ−ＧａＡｓキャップ層
４との間に形成されたｐ−Ａｊ！ＧａＡｓ中間層であり
、本発明の特徴とする部分である。このｐ −Ａ ｊ！
Ｇ ａ ＡＳ中間層８の成分比は、エツチング処理を
最も有効にするため、Ａ ｌ ｘＧ ａ ＋−ＩＩＡ
ｓという関係式％式％ 次に本発明の一実施例を第２〜９図によって製造順に更
に詳しく説明する。
る０図において、１〜７は第１３図の場合と同様にそれ
ぞれ、ｎ−ＧａＡｓ基板、ｎ−Ａｊ！ＧａＡｓクラッド
層、１−ＧａＡｓ導波路層、ｐ−ＧａＡｓキャップ層、
ｐ−電極、ｎ−電極及びスイッチング領域である。また
８は１−ＧａＡｓ導波路層３とｐ−ＧａＡｓキャップ層
４との間に形成されたｐ−Ａｊ！ＧａＡｓ中間層であり
、本発明の特徴とする部分である。このｐ −Ａ ｊ！
Ｇ ａ ＡＳ中間層８の成分比は、エツチング処理を
最も有効にするため、Ａ ｌ ｘＧ ａ ＋−ＩＩＡ
ｓという関係式％式％ 次に本発明の一実施例を第２〜９図によって製造順に更
に詳しく説明する。
（１） 始め、第２図に示すように、＠１３■、横０
．５鴎、厚さ３５０ｊｎａのｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板
ｌ上に、ＡＩ！ｏ、＋Ｇａ＊、ｗＡｓのｎ −Ａ ＩＩ
Ｇ ａ Ａ ｓクラッド層２を厚さ４ｎｓｉ−ＧａＡ
ｓ層３′を厚さ２−にそれぞれ順次ＭＯＣＶＤ等のエピ
タキシャル成長により形成する。
．５鴎、厚さ３５０ｊｎａのｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板
ｌ上に、ＡＩ！ｏ、＋Ｇａ＊、ｗＡｓのｎ −Ａ ＩＩ
Ｇ ａ Ａ ｓクラッド層２を厚さ４ｎｓｉ−ＧａＡ
ｓ層３′を厚さ２−にそれぞれ順次ＭＯＣＶＤ等のエピ
タキシャル成長により形成する。
（２）第３図に示すように光導波路３１．３２を形成し
ようとする部分の上にＳｉｎ、膜９をスパッター、ＰＣ
ＶＤ等により形成し、マスク部分を形成する。
ようとする部分の上にＳｉｎ、膜９をスパッター、ＰＣ
ＶＤ等により形成し、マスク部分を形成する。
（３）第４図に示すように、エツチング処理により５ｉ
ｆｔ膜９のマスク部分を除いた１−ＧａＡｓ層３′を厚
さ０．２μ除去する０次に５ｉＯＪり９を除去すると先
導波路が形成される０以上は従来の製法においても同様
である。
ｆｔ膜９のマスク部分を除いた１−ＧａＡｓ層３′を厚
さ０．２μ除去する０次に５ｉＯＪり９を除去すると先
導波路が形成される０以上は従来の製法においても同様
である。
（４）本発明は次に第５図に示すように、Ａｌｏ、ａＧ
ａ＊、ｈＡｓのｐ−ＡｌＧａＡｓ層８′及びｐ−ＧａＡ
ｓ層４′を厚さ１１１ｍづつＭＯＣＶＤ等のエピタキシ
ャル成長により積層する。
ａ＊、ｈＡｓのｐ−ＡｌＧａＡｓ層８′及びｐ−ＧａＡ
ｓ層４′を厚さ１１１ｍづつＭＯＣＶＤ等のエピタキシ
ャル成長により積層する。
（５） ｐ −Ａ Ｉｔ Ｇ ａ Ａ ｓ中間層８及
びｐ−ＧａＡｓキャップ層４を形成しようとする部分の
上にＳｉｎ、膜を形成した後、エツチング剤によりｐ−
ＡｌＧａＡｓ８’及びｐ−ＧａＡｓキャップ層４′を除
去し、第６図に示すようにスイッチング領域７上にｐ−
Ａｊ！ＧａＡｓ中間層８及びＰ−ＧａＡｓキャップ層４
を形成する。このとき１−ＧａＡｓ導波路層３の上には
エツチング速度が該１−ＧａＡｓ導波路Ｎ３よりも早い
ｐ−ＡｌＧａＡｓ層４を介在させであるため、１−Ｇａ
Ａｓ導波路層３はエツチング処理剤に触れる時間が短く
て済み、この結果、１−ＧａＡｓ導波路層表面を凸凹に
することが少なくて済む。エツチング処理剤としては例
えば８０°ＣのＨＦを用いる０次に前記５ｉＯｔ膜を除
去する。
びｐ−ＧａＡｓキャップ層４を形成しようとする部分の
上にＳｉｎ、膜を形成した後、エツチング剤によりｐ−
ＡｌＧａＡｓ８’及びｐ−ＧａＡｓキャップ層４′を除
去し、第６図に示すようにスイッチング領域７上にｐ−
Ａｊ！ＧａＡｓ中間層８及びＰ−ＧａＡｓキャップ層４
を形成する。このとき１−ＧａＡｓ導波路層３の上には
エツチング速度が該１−ＧａＡｓ導波路Ｎ３よりも早い
ｐ−ＡｌＧａＡｓ層４を介在させであるため、１−Ｇａ
Ａｓ導波路層３はエツチング処理剤に触れる時間が短く
て済み、この結果、１−ＧａＡｓ導波路層表面を凸凹に
することが少なくて済む。エツチング処理剤としては例
えば８０°ＣのＨＦを用いる０次に前記５ｉＯｔ膜を除
去する。
（６） 第７図に示すように、スイッチング領域７以
外の部分にフォトレジストｌＯを形成する。
外の部分にフォトレジストｌＯを形成する。
（７） Ａ ｕ −Ｚ ｎを０．２μの厚さに蒸着さ
せ、第８図に示すようにスイッチング領域７以外のＡｕ
−Ｚｎを除去してｐ−電極５を形成する。
せ、第８図に示すようにスイッチング領域７以外のＡｕ
−Ｚｎを除去してｐ−電極５を形成する。
（８）第９図に示すように、最後にｎ−ＧａＡｓ基板ｌ
下にＡｕ／Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉを０．２ ｔｅａの厚さに
蒸着させてｎ−電極６を形成し、本発明の半導体光スイ
ッチが出来上がる。
下にＡｕ／Ａｕ−Ｇｅ−Ｎｉを０．２ ｔｅａの厚さに
蒸着させてｎ−電極６を形成し、本発明の半導体光スイ
ッチが出来上がる。
本発明は以上詳述したように、ＧａＡｓ１板の上に設け
られたＧａＡｓ導波路層のスイッチング領域上にＧａＡ
ｓキャップ層を有し、該ＧａＡｓキャップ層上に設けら
れたｐ−電極と該ＧａＡｓ基板下に設けられたｎ−電極
とからスイッチング領域に電流を注入することにより、
スイッチング領域の屈折率を変化させ、ＧａＡｓ導波路
層の導光路を切り換えるようにした半導体光スイッチに
おいて、ＧａＡｓ導波路層とＧａＡｓキャップ層との間
にＡｆｆｉＣ；ａＡｓ層を設けたことを特徴とする半導
体光スイッチである。従って、エツチング剤によってＧ
ａＡｓキャップ層を形成する際にＧａＡｓ導波路層まで
もエツチングすることが少なくなり、この結果、ＧａＡ
ｓ導波路層の表面を凸凹することが少な（なり、特性の
良い優れた半導体光スイッチとなる効果がある。
られたＧａＡｓ導波路層のスイッチング領域上にＧａＡ
ｓキャップ層を有し、該ＧａＡｓキャップ層上に設けら
れたｐ−電極と該ＧａＡｓ基板下に設けられたｎ−電極
とからスイッチング領域に電流を注入することにより、
スイッチング領域の屈折率を変化させ、ＧａＡｓ導波路
層の導光路を切り換えるようにした半導体光スイッチに
おいて、ＧａＡｓ導波路層とＧａＡｓキャップ層との間
にＡｆｆｉＣ；ａＡｓ層を設けたことを特徴とする半導
体光スイッチである。従って、エツチング剤によってＧ
ａＡｓキャップ層を形成する際にＧａＡｓ導波路層まで
もエツチングすることが少なくなり、この結果、ＧａＡ
ｓ導波路層の表面を凸凹することが少な（なり、特性の
良い優れた半導体光スイッチとなる効果がある。
第１図は本発明の半導体光スイッチの一実施例の断面図
、第２図ないし第９図はそれぞれ本発明一実施例を製造
工程順に説明した断面図、第１０図ないし第１２図はそ
れぞれ一般的な半導体光スインチの平面図、第１３図は
従来の半導体光スイッチの断面図である。 １〜ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板、 ２〜ｎ −Ａ Ｉ
Ｇ ａ Ａ ｓクラッド層、 ３〜１−ＧａＡｓ導波路
層、 ４〜ｐ −Ｇ ａ Ａ ｓキ＋ツブ層、 ５〜
ｐ−Ｎ極、６〜ｎ−電極、 ７〜スイツチング領域、
８〜ｐ−ＡｆｆｉＧａＡｓ中間層。
、第２図ないし第９図はそれぞれ本発明一実施例を製造
工程順に説明した断面図、第１０図ないし第１２図はそ
れぞれ一般的な半導体光スインチの平面図、第１３図は
従来の半導体光スイッチの断面図である。 １〜ｎ −Ｇ ａ Ａ ｓ基板、 ２〜ｎ −Ａ Ｉ
Ｇ ａ Ａ ｓクラッド層、 ３〜１−ＧａＡｓ導波路
層、 ４〜ｐ −Ｇ ａ Ａ ｓキ＋ツブ層、 ５〜
ｐ−Ｎ極、６〜ｎ−電極、 ７〜スイツチング領域、
８〜ｐ−ＡｆｆｉＧａＡｓ中間層。
Claims (1)
- ＧａＡｓ基板の上に設けられたＧａＡｓ導波路層のスイ
ッチング領域上にＧａＡｓキャップ層を有し、該ＧａＡ
ｓキャップ層上に設けられたｐ−電極と該ＧａＡｓ基板
下に設けられたｎ−電極とからスイッチング領域に電流
を注入することにより、スイッチング領域の屈折率を変
化させ、ＧａＡｓ導波路層の導光路を切り換えるように
した半導体光スイッチにおいて、ＧａＡｓ導波路層とＧ
ａＡｓキャップ層との間にＡｌＧａＡｓ層を設けたこと
を特徴とする半導体光スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9038287A JPS63254423A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | 半導体光スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9038287A JPS63254423A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | 半導体光スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63254423A true JPS63254423A (ja) | 1988-10-21 |
Family
ID=13997021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9038287A Pending JPS63254423A (ja) | 1987-04-13 | 1987-04-13 | 半導体光スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63254423A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02184825A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-07-19 | Philips Gloeilampenfab:Nv | 光電スイッチ素子を有する集積半導体装置 |
-
1987
- 1987-04-13 JP JP9038287A patent/JPS63254423A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02184825A (ja) * | 1988-11-25 | 1990-07-19 | Philips Gloeilampenfab:Nv | 光電スイッチ素子を有する集積半導体装置 |
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