JPH02143471A - 波長弁別受光器 - Google Patents
波長弁別受光器Info
- Publication number
- JPH02143471A JPH02143471A JP63296936A JP29693688A JPH02143471A JP H02143471 A JPH02143471 A JP H02143471A JP 63296936 A JP63296936 A JP 63296936A JP 29693688 A JP29693688 A JP 29693688A JP H02143471 A JPH02143471 A JP H02143471A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wavelength
- light
- layers
- discriminating
- photodetector
- 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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- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Light Receiving Elements (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】
〔概要〕
波長弁別受光器に関し
クロストークのない波長弁別機能を有し且つ光の使用効
率の高い小型の波長弁別受光器を目的とし。
率の高い小型の波長弁別受光器を目的とし。
半導体基板上に形成された複数の受光部を持つ波長弁別
受光器であって、該複数の受光部は該半導体基板上に第
１のクラッド層、コア層、第２のクラッド層の順に積ま
れた導波路型の積層構造を有し、該複数のコア層は各々
そのバンドギャップに対応する波長の光に共振するファ
ブリペロ共振器に挟みこまれていて、バンドギャップの
大きさの順に分離溝を隔てて一列に並んでいる構造を有
する波長弁別受光器により構成する。
受光器であって、該複数の受光部は該半導体基板上に第
１のクラッド層、コア層、第２のクラッド層の順に積ま
れた導波路型の積層構造を有し、該複数のコア層は各々
そのバンドギャップに対応する波長の光に共振するファ
ブリペロ共振器に挟みこまれていて、バンドギャップの
大きさの順に分離溝を隔てて一列に並んでいる構造を有
する波長弁別受光器により構成する。
〔産業上の利用分野］
本発明は波長弁別受光器に関する。
現在、光通信の分野では高多重化のため、波長多重通信
が検討されており、波長多重信号の弁別にあたってはク
ロストークのない且つ光の使用効率の高い波長弁別器が
要求されている。
が検討されており、波長多重信号の弁別にあたってはク
ロストークのない且つ光の使用効率の高い波長弁別器が
要求されている。
このため、かかる要求を満足する波長弁別器を開発する
必要がある。
必要がある。
（従来の技術〕
従来、波長多重信号の弁別に当たっては、受光器の前に
波長弁別装置を設置し分波しており、システムが複雑な
ものになっていた。そこで第３図の従来例に示すような
波長弁別機能を持つ受光器が提案された。第３図におい
て、１は半導体基板。
波長弁別装置を設置し分波しており、システムが複雑な
ものになっていた。そこで第３図の従来例に示すような
波長弁別機能を持つ受光器が提案された。第３図におい
て、１は半導体基板。
２は第１のクラッド層、３１乃至３３はコア層、４１乃
至４３は第２のクラッド層、 ５１乃至５３はキャップ
層。
至４３は第２のクラッド層、 ５１乃至５３はキャップ
層。
７．８１乃至８３は電極、 １３．１４はプロトン打込
み領域を表す。
み領域を表す。
この構造ではプロトン打ち込み領域１３．１４によって
コア層が３つのコア層（３１，３２，３３）に分けられ
、それらコア層のバンドギャップＥ、、Ｅ。
コア層が３つのコア層（３１，３２，３３）に分けられ
、それらコア層のバンドギャップＥ、、Ｅ。
Ｅ３は光の通る方向に順次小さくなっている。
バンドギャップＥ、、Ｅ２．Ｅ、に対応する波長λ、、
λ２．λ３の光が同時にバンドギャップＥ１を持つコア
層３１に入射すると、まず波長λ１の光がコア層３１で
吸収され１次いで波長λ２の光がコア層３２で吸収され
１次いで波長λ３の光がコア層３３で吸収される。
λ２．λ３の光が同時にバンドギャップＥ１を持つコア
層３１に入射すると、まず波長λ１の光がコア層３１で
吸収され１次いで波長λ２の光がコア層３２で吸収され
１次いで波長λ３の光がコア層３３で吸収される。
ところが、この構造では光の使用効率が悪く光を充分に
吸収させるためには各コア層の長さを大きくする必要が
あるため受光器が大きくなる。
吸収させるためには各コア層の長さを大きくする必要が
あるため受光器が大きくなる。
さらに、コア層３１では波長λ１の光のほかにエネルギ
ーバンドのハンドティルにより、波長λ２λ３の光も吸
収されてクロストークが生じるといった問題もある。
ーバンドのハンドティルにより、波長λ２λ３の光も吸
収されてクロストークが生じるといった問題もある。
以上述べたように、従来の波長弁別受光器では光の使用
効率が悪いので大型になり、しかもクロストークが生じ
るといった問題がある。
効率が悪いので大型になり、しかもクロストークが生じ
るといった問題がある。
本発明は、光の使用効率が高く小型でしかもクロストー
クのない波長弁別受光器を提供することを目的とする。
クのない波長弁別受光器を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段］
第１図１よ本発明の波長弁別受光器である。
第１図及び図中の符号を参照しながら、上記課題を解決
するための手段について説明する。
するための手段について説明する。
上記課題は、半導体基板１上に形成された複数の受光部
を持つ波長弁別受光器であって、該複数の受光部は該半
導体基板ｌ上に第１のクラッド層２、コア層３１乃至３
３．第２のクラッド層４１乃至４３の順に積まれた導波
路型の積層構造を有し、該複数のコア層３１乃至３３は
各々そのバンドギャップに対応する波長の光に共振する
ファブリペロ共振器に挟みこまれていて、バンドギャッ
プの大きさの順に分離溝６１．６２を隔てて一列に並ん
でいる構造を有する波長弁別受光器によって解決される
。
を持つ波長弁別受光器であって、該複数の受光部は該半
導体基板ｌ上に第１のクラッド層２、コア層３１乃至３
３．第２のクラッド層４１乃至４３の順に積まれた導波
路型の積層構造を有し、該複数のコア層３１乃至３３は
各々そのバンドギャップに対応する波長の光に共振する
ファブリペロ共振器に挟みこまれていて、バンドギャッ
プの大きさの順に分離溝６１．６２を隔てて一列に並ん
でいる構造を有する波長弁別受光器によって解決される
。
〔作用］
本発明では複数のコア層３１，３２．３３はそのバンド
ギャップＥ、、Ｅ、、Ｅ、の大きさの順に一列に並べ、
弁別すべき光の通る方向に順次小さくなるように配置す
る。それゆえ、そのバンドギャップに対応する光の波長
λ１．λ２．λ３は、光の通る方向に順次大きくなる。
ギャップＥ、、Ｅ、、Ｅ、の大きさの順に一列に並べ、
弁別すべき光の通る方向に順次小さくなるように配置す
る。それゆえ、そのバンドギャップに対応する光の波長
λ１．λ２．λ３は、光の通る方向に順次大きくなる。
以上の条件は次式で示される。
Ｅ＋ ＞Ｅｚ ＞Ｅ＊
λ１ 〈λ２ 〈λ３
さらに、各コア層３１，３２．３３の光方向の長さ■。
Ｌ、、Ｌ：ｌは、各コア層のバンドギャップＥＥ、、Ｅ
、に対応する波長λ１．λ２．λ３の光がファブリペロ
干渉を起こして共振するように選択されている。
、に対応する波長λ１．λ２．λ３の光がファブリペロ
干渉を起こして共振するように選択されている。
その条件は次式で示される。
（ｎ、／λ、）ｌ、、＝ｍ、。
（ｎ２／λｚ）Ｌｚ＝ｍｚ。
（ｎ３／λｘ ）Ｌ：ｌ ＝ ｍｙ 。
ここで＋ ｎＩ ＋ ｎＺ ＋ ｎ３は、それぞ
れ、コア層３１．３２．３３の実効屈折率であり、ｍ、
、ｍ２ｍ３は整数である。
れ、コア層３１．３２．３３の実効屈折率であり、ｍ、
、ｍ２ｍ３は整数である。
波長λ１．λ２．λ３の光が同時にバンドギャツブの大
きいコア層３１側から入射すると、まずコア層３１で波
長λ１の光の定在波が立ち、電界強度があがるため、波
長λ、の光はそこで充分吸収される。一方、波長λ２．
λ３の光は上記の共振条件からはずれているためコア層
３１では捕らえられずに次のコア層３２に抜けて行く。
きいコア層３１側から入射すると、まずコア層３１で波
長λ１の光の定在波が立ち、電界強度があがるため、波
長λ、の光はそこで充分吸収される。一方、波長λ２．
λ３の光は上記の共振条件からはずれているためコア層
３１では捕らえられずに次のコア層３２に抜けて行く。
そのため、クロストークは起こらない。同様に波長λ２
の光はコア層３２で吸収され、波長λ３の光はそのまま
コア層３３へ抜けて行き、そこで吸収される。
の光はコア層３２で吸収され、波長λ３の光はそのまま
コア層３３へ抜けて行き、そこで吸収される。
このような共振現象を利用すれば各コア層３１゜３２、
３３の光方向の長さＬ＋ 、Ｌ２．Ｌ３を大きくしなく
ても充分に光を吸収することができ、キャリヤ発生の量
子効率を高めることができる。
３３の光方向の長さＬ＋ 、Ｌ２．Ｌ３を大きくしなく
ても充分に光を吸収することができ、キャリヤ発生の量
子効率を高めることができる。
しかも クロストークは生じない。
それゆえ、小型で光の使用効率のよいクロストークのな
い波長弁別受光器が実現できる。
い波長弁別受光器が実現できる。
〔実施例］
第２図（ａ）乃至（ｄ）は本発明の実施例で。
波長弁別受光器の製造工程を断面図で示すものである。
以下第２図（ａ）乃至（ｄ）を参照しながら製造工程を
説明する。
説明する。
第２図（ａ）参照
半導体基板１としてｎ’ＧａＡＪ板の上に第１のクラン
ド層２．コア層３．第２のクラッド層４゜キャップ層５
をエピタキシャル成長する。
ド層２．コア層３．第２のクラッド層４゜キャップ層５
をエピタキシャル成長する。
各層の組成と厚さは次の如くである。
２、第１のクラッド層
Ａｌｏ、５Ｇａｏ、ｓＡｓ
０．５ ｐｍＳｉ ドープ Ｉ ＸＩＯ”ｃ
ｍ−’３、コア層 ＧａＡｓ°８０人×６Ｎ ＡＩ。、３Ｇａｏ、 ？＾５１２０人×５Ｎ（ＧａＡｓ
とＡｌｏ、 ３Ｇａ６． ＪＳを交互に積層して多重量
子井戸構造を形成する） ４、第２のクラッド層 Ａｌｏ、 ５Ｇａｏ、 ｓＡｓ ０．５
μｍＢｅ ドープ Ｉ Ｘ１’Ｏ”ｃｍ−５、キャ
ップ層 ＧａＡｓ ０．２ μｍ Ｂｅ ドープ３ ＸＩＯ”ｃｍ−’第２図（ｂ）参
照 この積層構造を第■の領域、第■の領域、第■の領域に
分け、第■の領域（真ん中の領域）のキャンプ′層５上
に第１のパシベーション膜１１として厚さ１０００人の
窒化アルミニウム（ＡＩＮ ）膜を形成し、続いてその
窒化アルミニウム膜の上と第■の領域のキャップ層５上
に第２のパシベーション膜１２として厚さ２０００人の
酸化シリコン（Ｓｉｎ）膜を形成して、 Ａｓ４圧１０
０Ｔｏｒｒ 、 ８５０°Ｃの封管中で２．５乃至３時
間加熱する。
０．５ ｐｍＳｉ ドープ Ｉ ＸＩＯ”ｃ
ｍ−’３、コア層 ＧａＡｓ°８０人×６Ｎ ＡＩ。、３Ｇａｏ、 ？＾５１２０人×５Ｎ（ＧａＡｓ
とＡｌｏ、 ３Ｇａ６． ＪＳを交互に積層して多重量
子井戸構造を形成する） ４、第２のクラッド層 Ａｌｏ、 ５Ｇａｏ、 ｓＡｓ ０．５
μｍＢｅ ドープ Ｉ Ｘ１’Ｏ”ｃｍ−５、キャ
ップ層 ＧａＡｓ ０．２ μｍ Ｂｅ ドープ３ ＸＩＯ”ｃｍ−’第２図（ｂ）参
照 この積層構造を第■の領域、第■の領域、第■の領域に
分け、第■の領域（真ん中の領域）のキャンプ′層５上
に第１のパシベーション膜１１として厚さ１０００人の
窒化アルミニウム（ＡＩＮ ）膜を形成し、続いてその
窒化アルミニウム膜の上と第■の領域のキャップ層５上
に第２のパシベーション膜１２として厚さ２０００人の
酸化シリコン（Ｓｉｎ）膜を形成して、 Ａｓ４圧１０
０Ｔｏｒｒ 、 ８５０°Ｃの封管中で２．５乃至３時
間加熱する。
この処理により、第１の領域、第■の領域、第■の領域
のコア層のバンドギャップは、それぞれ。
のコア層のバンドギャップは、それぞれ。
波長換算で７５０ｎｍ、 ８００ｎｍ、 ８２０ｎｍと
なる。
なる。
第２図（ｃ）参照
第１のパシベーション膜１１及び第２のパシベーション
膜１２を除去して、上面から反応性エツチング（ＲＩＥ
）により第■の領域と第■の領域の境界、第■の領域と
第■の領域の境界及び第■の領域の端面と第■の領域の
端面を第１のクラッド層２の中に到るまでまでエツチン
グして除去する。
膜１２を除去して、上面から反応性エツチング（ＲＩＥ
）により第■の領域と第■の領域の境界、第■の領域と
第■の領域の境界及び第■の領域の端面と第■の領域の
端面を第１のクラッド層２の中に到るまでまでエツチン
グして除去する。
第１の領域と第■の領域の分離溝６１及び第■の領域と
第■の領域の分離溝６２の幅は１μｍ程度とし。
第■の領域の分離溝６２の幅は１μｍ程度とし。
第■の領域、第■の領域、第■の領域のコア層の長さは
、それぞれ、 １．０１μｍ、 １．０８ ａｍ、 １
．１１μｍとなるようにエツチングする。
、それぞれ、 １．０１μｍ、 １．０８ ａｍ、 １
．１１μｍとなるようにエツチングする。
このエツチング処理により、第１の領域では第１のクラ
ッドＮ２上にコア層３１．第２のクラッド層４１．キャ
ンプ層５１が積層された。第■の領域では第１のクラッ
ド層２上にコア層３２．第２のクラッド層４２．キャッ
プ層５２が積層された受光部、第■の領域では第１のク
ラッド層２上にコア層３３゜第２のクラッド層４３．キ
ャップ層５３が積層された受光部が形成される。
ッドＮ２上にコア層３１．第２のクラッド層４１．キャ
ンプ層５１が積層された。第■の領域では第１のクラッ
ド層２上にコア層３２．第２のクラッド層４２．キャッ
プ層５２が積層された受光部、第■の領域では第１のク
ラッド層２上にコア層３３゜第２のクラッド層４３．キ
ャップ層５３が積層された受光部が形成される。
このエツチング処理により、さらに、第１の領域のコア
層３１．第■の領域のコア層３２．第■の領域のコア層
３３の露出する端面ば極めて滑らかでしかもお互いに平
行に形成される。
層３１．第■の領域のコア層３２．第■の領域のコア層
３３の露出する端面ば極めて滑らかでしかもお互いに平
行に形成される。
第２図（ｄ）参照
キャップ層５１，５２．５３の上にへｕ／Ｚｎ／へＵ構
成のｐ側電極８Ｌ８２，８３を形成する。
成のｐ側電極８Ｌ８２，８３を形成する。
半導体基板１の下にＡｕＧｅ／Ａｕ構成のｎ側電極７を
形成する。
形成する。
次にコア層３１，３２．３３の端面に厚さ１８００人の
ＳｉＯ□と厚さ８２０人のアモルファスシリコンを積層
した高反射膜９を形成する。このコア層の両端の高反射
膜９はファブリペロ共振器を形成する。
ＳｉＯ□と厚さ８２０人のアモルファスシリコンを積層
した高反射膜９を形成する。このコア層の両端の高反射
膜９はファブリペロ共振器を形成する。
かくして、波長が１．０１μｍ、１．０８μｍ、１．１
１μｍの３波を効率よ（弁別する小型の波長弁別受光器
が実現した。
１μｍの３波を効率よ（弁別する小型の波長弁別受光器
が実現した。
以上説明した様に１本発明によれば、光の使用効率が高
く、クロストークの小さい小型の波長弁別受光器を提供
することができる。
く、クロストークの小さい小型の波長弁別受光器を提供
することができる。
本発明は光通信の高多重化に寄与するところが大きい。
第１図は本発明の波長弁別受光器。
第２図は実施例
第３図は従来例
である。図において
■は半導体基板
２は第１のクラッド層。
３、３１，３２．３３はコア層。
４、４１，４２．４３は第２のクラッド層。
５、５１，５２．５３はキャップ層。
６Ｌ６２は分離溝
７は電極であってｎ側電極
８１．８２．８３は電極であってｐ側電極。
９は高反射膜。
１１は第１のパシベーション膜。
１２は第２のパシベーション膜。
１３、１４はプロトン打込み領域
（θン
第 １
図
実 方己 脅１１
第 ２ 図 （千の１）
Claims (1)
- 半導体基板（１）上に形成された複数の受光部を持つ波
長弁別受光器であって、該複数の受光部は該半導体基板
（１）上に第１のクラッド層（２）、コア層（３１乃至
３３）、第２のクラッド層（４１乃至４３）の順に積ま
れた導波路型の積層構造を有し、該複数のコア層（３１
乃至３３）は各々そのバンドギャップに対応する波長の
光に共振するファブリペロ共振器に挟みこまれていて、
バンドギャップの大きさの順に分離溝（６１、６２）を
隔てて一列に並んでいる構造を有することを特徴とする
波長弁別受光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296936A JPH02143471A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 波長弁別受光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63296936A JPH02143471A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 波長弁別受光器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02143471A true JPH02143471A (ja) | 1990-06-01 |
Family
ID=17840093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63296936A Pending JPH02143471A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 波長弁別受光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02143471A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002007226A1 (en) * | 2000-07-18 | 2002-01-24 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Photodetector array |
| JP2012526273A (ja) * | 2009-05-08 | 2012-10-25 | ザイニア リミテッド | 分光測光器 |
-
1988
- 1988-11-24 JP JP63296936A patent/JPH02143471A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002007226A1 (en) * | 2000-07-18 | 2002-01-24 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Photodetector array |
| US6828541B2 (en) | 2000-07-18 | 2004-12-07 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Light receiving element array having isolated pin photodiodes |
| JP2012526273A (ja) * | 2009-05-08 | 2012-10-25 | ザイニア リミテッド | 分光測光器 |
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