JPS63269135A - 面処理型半導体光演算装置 - Google Patents
面処理型半導体光演算装置Info
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- JPS63269135A JPS63269135A JP10533287A JP10533287A JPS63269135A JP S63269135 A JPS63269135 A JP S63269135A JP 10533287 A JP10533287 A JP 10533287A JP 10533287 A JP10533287 A JP 10533287A JP S63269135 A JPS63269135 A JP S63269135A
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (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）
本発明は半導体装置に関するものであり、特に光を用い
てスイッチング又は論理演算を行う面処理型半導体光演
算装置に関するものである。
てスイッチング又は論理演算を行う面処理型半導体光演
算装置に関するものである。
（従来の技術）
近年、面処理型半導体光演算装置は半導体電子演算装萱
に取って代わる次世代の半導体演算装置として研究活動
が活発に行なわれている。半導体を用いた光演算素子は
光学的な帰還機構として動作するファブリ・ペロー共振
器の共振特性の非線形性を利用したものである。この光
演算素子で用いる半導体材料の共振器は、入射光の強度
が微弱である時は非共振状態にあり出力光も微弱である
が、入射光の強度が強くなるのに伴って共振状態に近づ
くような光学的非線形性を有する。そして、その光演算
素子は、半導体材料の屈折率が変化し、その共振器内の
光強度への帰還により、臨界入射光強度で、出力光強度
が高いレベルの状態ヘスイッチするという機構を利用し
たものである（Ａｐｐｌｉａｄ ０ｐｔｉｃｓ Ｖｏｌ
、 ２５ Ｎｏ、 １０ ｐ、 ｐ、 １５５０−１５
６２）。
に取って代わる次世代の半導体演算装置として研究活動
が活発に行なわれている。半導体を用いた光演算素子は
光学的な帰還機構として動作するファブリ・ペロー共振
器の共振特性の非線形性を利用したものである。この光
演算素子で用いる半導体材料の共振器は、入射光の強度
が微弱である時は非共振状態にあり出力光も微弱である
が、入射光の強度が強くなるのに伴って共振状態に近づ
くような光学的非線形性を有する。そして、その光演算
素子は、半導体材料の屈折率が変化し、その共振器内の
光強度への帰還により、臨界入射光強度で、出力光強度
が高いレベルの状態ヘスイッチするという機構を利用し
たものである（Ａｐｐｌｉａｄ ０ｐｔｉｃｓ Ｖｏｌ
、 ２５ Ｎｏ、 １０ ｐ、 ｐ、 １５５０−１５
６２）。
（発明が解決しようとする問題点）
従来の光演算素子をマトリックス状に配置した面処理型
光演算装置においては、入射した光が内部において漏れ
たり拡がったりするので、各光演算素子の間隔を狭くす
ることで各素子間のクロストークを抑えることができず
、従って高密度なマトリックス状の集積が困難である。
光演算装置においては、入射した光が内部において漏れ
たり拡がったりするので、各光演算素子の間隔を狭くす
ることで各素子間のクロストークを抑えることができず
、従って高密度なマトリックス状の集積が困難である。
従来の面処理型光演算装置にはこのような問題点があっ
た。
た。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、光学的分離を行なう為に面垂直方向の屈折率
導波技術を用いている。即ち光学的非線形特性を有する
第一の半導体領域と、前記第一の半導体領域よりも低い
屈折率を有し、前記第一の半導体領域の光入射面及び光
出射面以外の部分を埋め込んでいる第二の半導体領域と
から成る光演算索子をマトリックス状に配置してなるこ
とを特徴とする。
導波技術を用いている。即ち光学的非線形特性を有する
第一の半導体領域と、前記第一の半導体領域よりも低い
屈折率を有し、前記第一の半導体領域の光入射面及び光
出射面以外の部分を埋め込んでいる第二の半導体領域と
から成る光演算索子をマトリックス状に配置してなるこ
とを特徴とする。
（作用）
本発明の面処理型半導体光演算装置は光学的非線形性を
有する第一の半導体領域と、前記第一の半導体領域より
も低い屈折率を有する第二の半導体領域とからなり、第
一の半導体領域の光入射面及び光出射面以外の部分を第
二の半導体領域によって埋め込んでいる０本発明では、
このような構造の採用により、各光演算素子から光が漏
れることを防止し、各光演算素子の中へ効果的に光を閉
じ込め、各光演算素子間のクロストークを低減している
。従って、本発明の光演算装置では高密度なマトリック
ス状の面集積が可能となる。
有する第一の半導体領域と、前記第一の半導体領域より
も低い屈折率を有する第二の半導体領域とからなり、第
一の半導体領域の光入射面及び光出射面以外の部分を第
二の半導体領域によって埋め込んでいる０本発明では、
このような構造の採用により、各光演算素子から光が漏
れることを防止し、各光演算素子の中へ効果的に光を閉
じ込め、各光演算素子間のクロストークを低減している
。従って、本発明の光演算装置では高密度なマトリック
ス状の面集積が可能となる。
（実施例）
以下本発明の実施例について第１図および第２図を参照
して詳述する。第１図の半導体構造は、ＧａＡｓからな
る半導体基板１上にｃａＡｓＪｉ及びＡＱ 、 、。
して詳述する。第１図の半導体構造は、ＧａＡｓからな
る半導体基板１上にｃａＡｓＪｉ及びＡＱ 、 、。
Ｇａｅ、ｓＡｓ層を交互に積層した多重量子井戸構造か
ら成る第一の半導体領域２を、光の閉じ込めを行なうＡ
ｎ ＊ 、 ｙＧａｓ 、 ｓＡｓからなる第二の半導
体領域３で埋め込んだ面処理型半導体光演算装置である
。
ら成る第一の半導体領域２を、光の閉じ込めを行なうＡ
ｎ ＊ 、 ｙＧａｓ 、 ｓＡｓからなる第二の半導
体領域３で埋め込んだ面処理型半導体光演算装置である
。
この実施例の面処理型半導体光演算装置は次のように製
造される。第２図にその製造方法を示す。ＧａＡｓから
なる半導体基板１上に気相エピタキシャル成長法又は分
子線エピタキシャル成長法により厚キ１００人のアンド
ープＧａＡｓ及び厚さ１００人のアンドープＡＱ＊、ａ
Ｇａ＊、５Ａ４３を交互に３−づつ積層した多重量子井
戸構造から成る第一の半導体領域２を形成する（第２図
（ａ））、次に化学エツチングにより第一の半導体領域
２を光入射面４の部分を残し円柱状に半導体基板１に至
るまで化学エツチングし、マトリックス状に分離する（
第２８０（ｂ））、マトリックス状に分離きれた第一の
半導体領域２をアンドープＡＱ６ 、 ｙＧａｓ 、
ｓＡｓから成る第二の半導体領域３により埋め込み（第
２図（Ｃ））、ＧａＡｓ半導体基板１を化学エツチング
し、光出射面５及び光取り出し窓６を形成する（第２図
（ｄ））。
造される。第２図にその製造方法を示す。ＧａＡｓから
なる半導体基板１上に気相エピタキシャル成長法又は分
子線エピタキシャル成長法により厚キ１００人のアンド
ープＧａＡｓ及び厚さ１００人のアンドープＡＱ＊、ａ
Ｇａ＊、５Ａ４３を交互に３−づつ積層した多重量子井
戸構造から成る第一の半導体領域２を形成する（第２図
（ａ））、次に化学エツチングにより第一の半導体領域
２を光入射面４の部分を残し円柱状に半導体基板１に至
るまで化学エツチングし、マトリックス状に分離する（
第２８０（ｂ））、マトリックス状に分離きれた第一の
半導体領域２をアンドープＡＱ６ 、 ｙＧａｓ 、
ｓＡｓから成る第二の半導体領域３により埋め込み（第
２図（Ｃ））、ＧａＡｓ半導体基板１を化学エツチング
し、光出射面５及び光取り出し窓６を形成する（第２図
（ｄ））。
本実施例では、第二の半導体領域３に埋め込まれマトリ
ックス状に分離された第一の半導体領域２、光入射面４
及び光出射面５が各々光演算素子として動作する。即ち
、入射面４から、集光きれた第一のレーザ光線をデータ
としてマトリックス状に分離きれた各々の第一の半導体
領域２に入射する。そして、第一のレーザ光線とは別に
光演算を行なう為の演算命令として第二のレーザ光線を
マトリックス状に分離入射されている各々の第一の半導
体領域２へ入射面４から入射させる。光演算素子は、第
二のレーザ光線の入射によって演算をし、演算の結果は
出射面５かも取り出きれる。
ックス状に分離された第一の半導体領域２、光入射面４
及び光出射面５が各々光演算素子として動作する。即ち
、入射面４から、集光きれた第一のレーザ光線をデータ
としてマトリックス状に分離きれた各々の第一の半導体
領域２に入射する。そして、第一のレーザ光線とは別に
光演算を行なう為の演算命令として第二のレーザ光線を
マトリックス状に分離入射されている各々の第一の半導
体領域２へ入射面４から入射させる。光演算素子は、第
二のレーザ光線の入射によって演算をし、演算の結果は
出射面５かも取り出きれる。
前記動作時において、入射光線の閉じ込めが行なわれて
いるから、隣接する各光演算素子のマトリックス状高密
度集積時においても各演算素子間のクロストークを最小
限にとどめることが可能である。
いるから、隣接する各光演算素子のマトリックス状高密
度集積時においても各演算素子間のクロストークを最小
限にとどめることが可能である。
以上はＧａＡｓ系材料を用いた実施例について述べたが
、本発明においては用いる材料は前記ＧａＡｓ系材料に
限られるものではなく、光学的非線形性を有するいかな
る半導体材料に適用しても本発明は実現できる。また、
多重量子井戸構造も実施例の構造に限らず、本発明は大
きな非線形性を有する構造ならば、いかなる構造も利用
できる。
、本発明においては用いる材料は前記ＧａＡｓ系材料に
限られるものではなく、光学的非線形性を有するいかな
る半導体材料に適用しても本発明は実現できる。また、
多重量子井戸構造も実施例の構造に限らず、本発明は大
きな非線形性を有する構造ならば、いかなる構造も利用
できる。
（発明の効果）
以上に説明したように、本発明によれば光演算素子相互
間のクロストークが少なく、したがって高密度に集積で
きる面処理型半導体光演算装置の提供が可能となる。
間のクロストークが少なく、したがって高密度に集積で
きる面処理型半導体光演算装置の提供が可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図はその
実施例の製造工程を示す図である。 １・・・ＧａＡｓ半導体基板、２・・・第一の半導体領
域、３・・・第二の半導体領域、４・・・光入射面、５
・・・光出射面、６・・・光取り出し窓。
実施例の製造工程を示す図である。 １・・・ＧａＡｓ半導体基板、２・・・第一の半導体領
域、３・・・第二の半導体領域、４・・・光入射面、５
・・・光出射面、６・・・光取り出し窓。
Claims (1)
- 光学的非線形性を有する第一の半導体領域と、前記第一
の半導体領域よりも低い屈折率を有し、前記第一の半導
体領域の光入射面及び光出射面以外の部分を埋め込んで
いる第二の半導体領域とから成る光演算素子をマトリッ
クス状に配置してなることを特徴とする面処理型半導体
光演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10533287A JPS63269135A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 面処理型半導体光演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10533287A JPS63269135A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 面処理型半導体光演算装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63269135A true JPS63269135A (ja) | 1988-11-07 |
| JPH0517535B2 JPH0517535B2 (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=14404770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10533287A Granted JPS63269135A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 面処理型半導体光演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63269135A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06510163A (ja) * | 1990-11-06 | 1994-11-10 | ベル コミュニケーションズ リサーチ インコーポレーテッド | 表面放出レーザおよび他のシャープな形状の選択的領域再成長 |
| JP2009044266A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | National Institute For Materials Science | 光並列演算素子 |
-
1987
- 1987-04-27 JP JP10533287A patent/JPS63269135A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06510163A (ja) * | 1990-11-06 | 1994-11-10 | ベル コミュニケーションズ リサーチ インコーポレーテッド | 表面放出レーザおよび他のシャープな形状の選択的領域再成長 |
| JP2009044266A (ja) * | 2007-08-06 | 2009-02-26 | National Institute For Materials Science | 光並列演算素子 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0517535B2 (ja) | 1993-03-09 |
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