JPH02128490A - 光電子集積回路 - Google Patents
光電子集積回路Info
- Publication number
- JPH02128490A JPH02128490A JP28225088A JP28225088A JPH02128490A JP H02128490 A JPH02128490 A JP H02128490A JP 28225088 A JP28225088 A JP 28225088A JP 28225088 A JP28225088 A JP 28225088A JP H02128490 A JPH02128490 A JP H02128490A
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- JP
- Japan
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- layer
- type inp
- active
- etched
- semiconductor substrate
- 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
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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〕
この発明は、光通信または光計測または光情報処理に使
用される光電子集積回路に関するものである。
用される光電子集積回路に関するものである。
直接遷移半導体からなる発光素子として、化合物半導体
からなるレーザダイオード（以後、 ＬＤと略す。）
や面発光ダイオード、端面発光ダイオード等がある。化
合物半導体としては現在Ｗ−Ｖ族の開発が最も進歩して
おり、その中でも特に砒化ガリウムとアルミニウムー砒
素−ガリウムの三元混晶とのへテロ接合を利用した構造
や１石片化インジウム（以後、ＩｎＰと略す。）とイン
ジウム−ガリウム−砒素−石！（以後ＩｎＧａＡｓＰと
略す。）とのへテロ接合を利用した構造が近赤外の発光
素子に広く用いられている。
からなるレーザダイオード（以後、 ＬＤと略す。）
や面発光ダイオード、端面発光ダイオード等がある。化
合物半導体としては現在Ｗ−Ｖ族の開発が最も進歩して
おり、その中でも特に砒化ガリウムとアルミニウムー砒
素−ガリウムの三元混晶とのへテロ接合を利用した構造
や１石片化インジウム（以後、ＩｎＰと略す。）とイン
ジウム−ガリウム−砒素−石！（以後ＩｎＧａＡｓＰと
略す。）とのへテロ接合を利用した構造が近赤外の発光
素子に広く用いられている。
また、能動素子としては半導体からなるバイポーラトラ
ンジスタ、電界効果トランジスタ（以後ＦＥＴと略す。
ンジスタ、電界効果トランジスタ（以後ＦＥＴと略す。
）や静電誘導トランジスタや透過ベーストランジスタ等
がある。半導体としては。
がある。半導体としては。
■族の間接遷移半導体であるシリコンの進歩が著しいが
、最近では直接遷移半導体であるＧａＡＳやＩｎＰの開
発も進んでおり、特にＧａＡＳのショットキー接合ＦＥ
Ｔは広く利用されている。
、最近では直接遷移半導体であるＧａＡＳやＩｎＰの開
発も進んでおり、特にＧａＡＳのショットキー接合ＦＥ
Ｔは広く利用されている。
これら発光素子と能動素子を同一基板内に製作した光電
子集積回路（以後、０ＥＩＣと略す。）には多くの組合
せがあるが、ここではＩｎＰとＩｎＧａＡＳＰのダブル
へテロ構造を用いたファプリペローＬＤと、 ＩｎＧ
ａＡｓＰの能動層を持つＦＥＴ０例を示す。
子集積回路（以後、０ＥＩＣと略す。）には多くの組合
せがあるが、ここではＩｎＰとＩｎＧａＡＳＰのダブル
へテロ構造を用いたファプリペローＬＤと、 ＩｎＧ
ａＡｓＰの能動層を持つＦＥＴ０例を示す。
第２図は例えば、第４回ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＯ
ｐｔｉｃｓ ａｎｄ ０ｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ’８３の論文集
（２８Ｂ４−５）に示された従来の０ＥＩＣを示す断面
図であり１図において、（１）は半絶縁性ＩｎＰ基飯、
（２）はこの半絶縁性ＩｎＰ基板（１１にエピタキシャ
ル成長させたＩｎＧａＡｓＰ能動層、（３）は能動層（
２）に作った亜鉛拡散傾城。
ｐｔｉｃｓ ａｎｄ ０ｐｔｉｃａｌ Ｃｏｍｍｕｎ
ｉｃａｔｉｏｎＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ’８３の論文集
（２８Ｂ４−５）に示された従来の０ＥＩＣを示す断面
図であり１図において、（１）は半絶縁性ＩｎＰ基飯、
（２）はこの半絶縁性ＩｎＰ基板（１１にエピタキシャ
ル成長させたＩｎＧａＡｓＰ能動層、（３）は能動層（
２）に作った亜鉛拡散傾城。
（４）は亜鉛拡散傾城に蒸着した金と亜鉛の合金（以後
、 Ａｕｚｎと略す。）からなるゲート電極、（５）
は能動層（３）に蒸着した金とゲルマニウムの合金（以
後ＡｕＧｅと略す。）よりなるソース電極、（６）はＦ
ＥＴのドレインとＬＤのカソードとを接続するドレイン
電極、（７）は二酸化シリコンよシなる絶縁層であり２
以上の部分がＦＥＴを構成する。
、 Ａｕｚｎと略す。）からなるゲート電極、（５）
は能動層（３）に蒸着した金とゲルマニウムの合金（以
後ＡｕＧｅと略す。）よりなるソース電極、（６）はＦ
ＥＴのドレインとＬＤのカソードとを接続するドレイン
電極、（７）は二酸化シリコンよシなる絶縁層であり２
以上の部分がＦＥＴを構成する。
また、（８）は能動層（３）の上にエピタキシャル成長
させたｎ型Ｉｎ Ｐ層、（９）は工ｎＧａＡｓＰからな
る活性層、 （１１はＰ型ＩｎＰ層、αＪはＰ型Ｉｎ
Ｐ層の上部に蒸着したＡｕｚｎのアノード電極であり、
かつ、活性層（３）の前面および背面はへき開されてお
り９以上の部分でＬＤが構成される。
させたｎ型Ｉｎ Ｐ層、（９）は工ｎＧａＡｓＰからな
る活性層、 （１１はＰ型ＩｎＰ層、αＪはＰ型Ｉｎ
Ｐ層の上部に蒸着したＡｕｚｎのアノード電極であり、
かつ、活性層（３）の前面および背面はへき開されてお
り９以上の部分でＬＤが構成される。
このように従来の０ＦＩＣは、ＦＥＴとＬＤ を半導
体基板面内の別々の位置に構成し、必要な配線を金属の
電極で接続することが多かった。
体基板面内の別々の位置に構成し、必要な配線を金属の
電極で接続することが多かった。
次に動作について説明する。ＦＥＴけ一般に飽和領域で
使用されるので、ドレイン電流はゲート電圧によって制
御される。ドレイン電流がＬＤのしきい値電流以下の場
合、 ＬＤは自然放出による発光をする。また、ドレ
イン電流がＬＤのしきい値電流を越えるとＬＤは誘導放
出による発光をする。
使用されるので、ドレイン電流はゲート電圧によって制
御される。ドレイン電流がＬＤのしきい値電流以下の場
合、 ＬＤは自然放出による発光をする。また、ドレ
イン電流がＬＤのしきい値電流を越えるとＬＤは誘導放
出による発光をする。
従来の０ＥＩＣは以上のように構成されているので、能
動素子と発光素子とを半導体基板面上の別々の位置に製
作する為、半導体基板単位面積当シの集積度が低いなど
の課題があった。
動素子と発光素子とを半導体基板面上の別々の位置に製
作する為、半導体基板単位面積当シの集積度が低いなど
の課題があった。
この発明は上記のような課題を解消する為になされたも
ので、半導体基板単位面積当りの集積度の高い０ＥＩＣ
を得ることを目的とする。
ので、半導体基板単位面積当りの集積度の高い０ＥＩＣ
を得ることを目的とする。
（わ
この発明に保る０ＥＩＣは、能動素子の能動層内を清れ
る電流が半導体基板面と垂直方向に流れる構造にし、能
動素子のドレインまたはソースの一方と発光素子のアノ
ードまたはカソードの一方とを接続する金属電極がない
構造とするとともに。
る電流が半導体基板面と垂直方向に流れる構造にし、能
動素子のドレインまたはソースの一方と発光素子のアノ
ードまたはカソードの一方とを接続する金属電極がない
構造とするとともに。
半導体基板面と垂直方向に発光素子と能動素子が少なく
とも一部で重シ合う構造にしたものである。
とも一部で重シ合う構造にしたものである。
この発明における０ＦＩＣは、能動素子のソース側また
はドレイン側の一方の半導体と発光素子のアノード側ま
たはカソード側の一方の半導体とを続けてエピタキシャ
ル成長させることにより半導体基板面と垂直方向に発光
素子と能動素子が少なくとも一部で重り合う構造とされ
、半導体基板単位面積当りの集積度が高くなる。
はドレイン側の一方の半導体と発光素子のアノード側ま
たはカソード側の一方の半導体とを続けてエピタキシャ
ル成長させることにより半導体基板面と垂直方向に発光
素子と能動素子が少なくとも一部で重り合う構造とされ
、半導体基板単位面積当りの集積度が高くなる。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第１図において、ａｚはｎ生型ＩｎＰ層、 ｔｉ３はｎ
型ＩｎＰ層の能動層、ａ９はｎ＋型ＩｎＰ層である。
型ＩｎＰ層の能動層、ａ９はｎ＋型ＩｎＰ層である。
ｎ＋型ＩｎＰ基板＋１２上にエピタキシャル成長させた
ｎ型ＩｎＰの能動層ｆｉ３の両脇に亜鉛を拡散しＰ型の
亜鉛拡散領域（３）を作る。この上にｎ＋型ＩｎＰ層＋
１４９． ｎ型ＩｎＰ層（８）、アンドープのＩｎＧａ
ＡＳＰからなりＬＤの発振横モードが単一となる厚さの
活性層＋９１． Ｐ型ＩｎＰ層Ｈを続けてエピタキシ
ャル成長させたあと活性層（９）の両側をＬＤの発振横
モードが単一となる幅でＰ型ＩｎＰ（１＋１と同時にエ
ツチングし、もう−度Ｐ型ＩｎＰ（１ＣＩをエピタキシ
ャル成長させ、さらにＰ型ＩｎＰａ１の両端をエツチン
グする。
ｎ型ＩｎＰの能動層ｆｉ３の両脇に亜鉛を拡散しＰ型の
亜鉛拡散領域（３）を作る。この上にｎ＋型ＩｎＰ層＋
１４９． ｎ型ＩｎＰ層（８）、アンドープのＩｎＧａ
ＡＳＰからなりＬＤの発振横モードが単一となる厚さの
活性層＋９１． Ｐ型ＩｎＰ層Ｈを続けてエピタキシ
ャル成長させたあと活性層（９）の両側をＬＤの発振横
モードが単一となる幅でＰ型ＩｎＰ（１＋１と同時にエ
ツチングし、もう−度Ｐ型ＩｎＰ（１ＣＩをエピタキシ
ャル成長させ、さらにＰ型ＩｎＰａ１の両端をエツチン
グする。
気相成長法または蒸着等により絶縁層（７）を作った後
、中心部のみをエツチングする。このＬＤ部を残し素子
の両側を亜鉛拡散傾城（３）まで深くエツチングしたの
ち、ＬＤアノード電極１ｕｌｌとゲート電極（４）とし
てＡｕｚｎを蒸着、ソース電極（５）としてＡｕＧｅを
蒸着する。
、中心部のみをエツチングする。このＬＤ部を残し素子
の両側を亜鉛拡散傾城（３）まで深くエツチングしたの
ち、ＬＤアノード電極１ｕｌｌとゲート電極（４）とし
てＡｕｚｎを蒸着、ソース電極（５）としてＡｕＧｅを
蒸着する。
また、素子の前面および背面はへき開され、ファプリペ
ロー型のＬＤができる。
ロー型のＬＤができる。
この様に半導体基面を垂直方向に電流の流れる能動素子
のドレイン側の半導体の上にＬＤのカソ−ド側の半導体
を直接エピタキシャル族長じてＬＤを製作することによ
り、半導体基板面内の集積度を上げることができること
を上記実施例では示した。
のドレイン側の半導体の上にＬＤのカソ−ド側の半導体
を直接エピタキシャル族長じてＬＤを製作することによ
り、半導体基板面内の集積度を上げることができること
を上記実施例では示した。
次に動作について説明する。上記実施例では能動層ａ３
の厚さとドーピング量、亜鉛拡散領域＋１４１の間隔、
亜鉛拡散領域α４のドーピング量によシ能動素子が電界
効果により動作する場合と静電誘導効果により動作する
場合がある。発光素子は従来例と同じである為、能動素
子が電界効果による動作である場合、素子の動作はほぼ
従来例と同じである。また、能動素子が静電誘導効果で
動作する場合は、静電誘導トランジスタのドレインとＬ
Ｄのカソードとを接続した時に似た動作をする。
の厚さとドーピング量、亜鉛拡散領域＋１４１の間隔、
亜鉛拡散領域α４のドーピング量によシ能動素子が電界
効果により動作する場合と静電誘導効果により動作する
場合がある。発光素子は従来例と同じである為、能動素
子が電界効果による動作である場合、素子の動作はほぼ
従来例と同じである。また、能動素子が静電誘導効果で
動作する場合は、静電誘導トランジスタのドレインとＬ
Ｄのカソードとを接続した時に似た動作をする。
なお、上記実施例では発光素子としてＬＤを設けたもの
を示したが９発光素子は面発光ダイオードや端面発光ダ
イオードでもよい。
を示したが９発光素子は面発光ダイオードや端面発光ダ
イオードでもよい。
捷た。上記実施例では、能動素子としてＰＮ接合ＦＥＴ
の場合を示したが、ショットキー接合ＦＥＴや、２次元
電子ガスを利用し７’ｃＦＥＴや、パイボ一うトランジ
スタや、静電誘導トランジスタや透過ベーストランジス
タ等でもよい。
の場合を示したが、ショットキー接合ＦＥＴや、２次元
電子ガスを利用し７’ｃＦＥＴや、パイボ一うトランジ
スタや、静電誘導トランジスタや透過ベーストランジス
タ等でもよい。
また、上記実施例では半導体材質としてＩｎＰとＩｎＧ
ａＡｓｐとで構成した例を示したが２発光素子の活性層
が直接遷移半導体からなればよく、また能動素子の能動
層は直接遷移半導体でも間接遷移半導体でもよい。
ａＡｓｐとで構成した例を示したが２発光素子の活性層
が直接遷移半導体からなればよく、また能動素子の能動
層は直接遷移半導体でも間接遷移半導体でもよい。
以上のように、この発明によれば半導体基板面と垂直方
向に発光素子と能動素子とを重なる様に構成したので、
半導体基板単位面積当りの集積度の高いものが得られる
効果がある。
向に発光素子と能動素子とを重なる様に構成したので、
半導体基板単位面積当りの集積度の高いものが得られる
効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による０ＥＩＣを示す断面
図、第２図は従来の０ＥＩＣを示す断面図である。 図中（１１は半絶縁性ＩｎＰ基板、（２）はＩｎＧａＡ
ｓｐ能動層、（３）は亜鉛拡散領域、（４）はゲート電
極、（５）はソース電極、（６）はドレイン電極、（７
）は絶縁層、（８）はｎ型ＩｎＰ層、（９）は活性層、
ａυはＰ型ＩｎＰ層。 ｃｌｌｌはアノード電極、（１ｚはｎ＋型ＩｎＰ層、
（１３はｎ型ＩｎＰ層、ａ４＋はｎ＋型ＩｎＰ層でおる
。 なお９図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
図、第２図は従来の０ＥＩＣを示す断面図である。 図中（１１は半絶縁性ＩｎＰ基板、（２）はＩｎＧａＡ
ｓｐ能動層、（３）は亜鉛拡散領域、（４）はゲート電
極、（５）はソース電極、（６）はドレイン電極、（７
）は絶縁層、（８）はｎ型ＩｎＰ層、（９）は活性層、
ａυはＰ型ＩｎＰ層。 ｃｌｌｌはアノード電極、（１ｚはｎ＋型ＩｎＰ層、
（１３はｎ型ＩｎＰ層、ａ４＋はｎ＋型ＩｎＰ層でおる
。 なお９図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 半導体からなる能動素子の能動層内に流れる電流が半導
体基板面と垂直方向に流れる構造にし、上記能動素子の
ドレインまたはソースの一方と直接遷移半導体からなる
発光素子のアノードまたはカソードの一方とを金属電極
のない接続とする構造にするとともに上記半導体基板面
と垂直方向に上記発光素子と能動素子とが一部で重り合
う構造としたことを特徴とする光電子集積回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28225088A JPH02128490A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 光電子集積回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28225088A JPH02128490A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 光電子集積回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02128490A true JPH02128490A (ja) | 1990-05-16 |
Family
ID=17650003
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28225088A Pending JPH02128490A (ja) | 1988-11-08 | 1988-11-08 | 光電子集積回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02128490A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5737892A (en) * | 1980-08-18 | 1982-03-02 | Mitsubishi Electric Corp | Injection type laser |
| JPS58114479A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-07 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
| JPS6344789A (ja) * | 1986-08-12 | 1988-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
-
1988
- 1988-11-08 JP JP28225088A patent/JPH02128490A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5737892A (en) * | 1980-08-18 | 1982-03-02 | Mitsubishi Electric Corp | Injection type laser |
| JPS58114479A (ja) * | 1981-12-26 | 1983-07-07 | Fujitsu Ltd | 半導体発光装置 |
| JPS6344789A (ja) * | 1986-08-12 | 1988-02-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
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