JPH03236276A - 光機能素子 - Google Patents
光機能素子Info
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- JPH03236276A JPH03236276A JP2033091A JP3309190A JPH03236276A JP H03236276 A JPH03236276 A JP H03236276A JP 2033091 A JP2033091 A JP 2033091A JP 3309190 A JP3309190 A JP 3309190A JP H03236276 A JPH03236276 A JP H03236276A
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- gaas
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- algaas
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H20/00—Individual inorganic light-emitting semiconductor devices having potential barriers, e.g. light-emitting diodes [LED]
- H10H20/01—Manufacture or treatment
- H10H20/011—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers
- H10H20/013—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials
- H10H20/0133—Manufacture or treatment of bodies, e.g. forming semiconductor layers having light-emitting regions comprising only Group III-V materials with a substrate not being Group III-V materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10F—INORGANIC SEMICONDUCTOR DEVICES SENSITIVE TO INFRARED RADIATION, LIGHT, ELECTROMAGNETIC RADIATION OF SHORTER WAVELENGTH OR CORPUSCULAR RADIATION
- H10F55/00—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto
- H10F55/18—Radiation-sensitive semiconductor devices covered by groups H10F10/00, H10F19/00 or H10F30/00 being structurally associated with electric light sources and electrically or optically coupled thereto wherein the radiation-sensitive semiconductor devices and the electric light source share a common body having dual-functionality of light emission and light detection
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/0206—Substrates, e.g. growth, shape, material, removal or bonding
- H01S5/0213—Sapphire, quartz or diamond based substrates
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/50—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/5045—Amplifier structures not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30 the arrangement having a frequency filtering function
Landscapes
- Led Devices (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、ガリウム・ヒ素（Ｇ ａ Ａ ｓ ）あるい
はアルミニュウム・ガリウム・ヒ素（ＡＮＧａＡｓ）の
発光波長、及びＧ ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧａＡｓが
光感度を有する波長に対して透明な基板上に形成された
光素子、及び複数の光素子の組合せからなり、二次元光
画像処理、光演算システム、光ＩＣ等に応用可能な光機
能素子に関する。
はアルミニュウム・ガリウム・ヒ素（ＡＮＧａＡｓ）の
発光波長、及びＧ ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧａＡｓが
光感度を有する波長に対して透明な基板上に形成された
光素子、及び複数の光素子の組合せからなり、二次元光
画像処理、光演算システム、光ＩＣ等に応用可能な光機
能素子に関する。
現在、二次元化の可能な論理機能（光双安定、微分利得
、光スィッチ等）を持つ光機能素子が提案、研究されて
いる。
、光スィッチ等）を持つ光機能素子が提案、研究されて
いる。
これらの光機能素子のほとんどが、外部からの光入力及
び外部への光出力の両機能を合わせ持った構造となって
おり、作成されている基板に対し。
び外部への光出力の両機能を合わせ持った構造となって
おり、作成されている基板に対し。
表面側から光出力し表面側へ光入力する構造のもの、表
面側から光入力し、裏面側へ光出力する構造のもの、あ
るいはその逆に裏面側から光入力し表面側へ光出力する
構造のもの等、いくつか提案されている。
面側から光入力し、裏面側へ光出力する構造のもの、あ
るいはその逆に裏面側から光入力し表面側へ光出力する
構造のもの等、いくつか提案されている。
ここで、裏表入出力型として、［ＩＥＥＥ Ｑｕａｎｔ
ｕｍｎＥｌｅｃｔ、 Ｖｏｌ ＱＥ−２１（９）（１９
８５）１４６２コに記載された光機能素子の構造を第１
６図に示す。
ｕｍｎＥｌｅｃｔ、 Ｖｏｌ ＱＥ−２１（９）（１９
８５）１４６２コに記載された光機能素子の構造を第１
６図に示す。
この第１６図に示す素子は、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ基板上
に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層、数十人のｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ
とｎ型ＡｌＧａＡｓ層を交互に積層したｎ型スーパーラ
ティス層、１００人より少し薄い厚さのＧａＡｓ層とＡ
ｌＧａＡｓ層を交互に積層した多重量子井戸（ＭＱＷ）
層、更にその上に、数十人のｐ型ＧａＡｓとｐ型Ａ Ｑ
Ｇ ａＡ ｓ層を交互に積層したＰ型スーパーラティ
ス層、更にその上に、ｐ型ＡｕＧａＡｓ層を順次積層し
、その後、直径が約１００人のメサ構造をエツチングに
より作成して、その相対応する位置のｎ型Ｇ ａ Ａ
ｓ基板を、ｎ型Ａ Ｑ ＧａＡｓ層に達する迄穴あけし
、本素子のアクセスする波長の光が、基板に邪魔される
ことなく素子の上下方向に通過することのできる構造と
なっている。
に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層、数十人のｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ
とｎ型ＡｌＧａＡｓ層を交互に積層したｎ型スーパーラ
ティス層、１００人より少し薄い厚さのＧａＡｓ層とＡ
ｌＧａＡｓ層を交互に積層した多重量子井戸（ＭＱＷ）
層、更にその上に、数十人のｐ型ＧａＡｓとｐ型Ａ Ｑ
Ｇ ａＡ ｓ層を交互に積層したＰ型スーパーラティ
ス層、更にその上に、ｐ型ＡｕＧａＡｓ層を順次積層し
、その後、直径が約１００人のメサ構造をエツチングに
より作成して、その相対応する位置のｎ型Ｇ ａ Ａ
ｓ基板を、ｎ型Ａ Ｑ ＧａＡｓ層に達する迄穴あけし
、本素子のアクセスする波長の光が、基板に邪魔される
ことなく素子の上下方向に通過することのできる構造と
なっている。
すなわち、第１６図に示す従来の光機能素子では、上下
方向に光を透過させて光論理動作を得ようというもので
、基板のｎ型Ｇ ａ Ａ ｓが透過光を吸収してしまう
ため、基板裏面側から素子に達するまで窓を形成してい
る。
方向に光を透過させて光論理動作を得ようというもので
、基板のｎ型Ｇ ａ Ａ ｓが透過光を吸収してしまう
ため、基板裏面側から素子に達するまで窓を形成してい
る。
次に、第１７図に示す第２の従来例は、［Ａｐρｌ。
Ｐｈｙｓ、 Ｌｅｔｔ、 Ｖｏｌ ５２（１９８８）６
７９コに掲載されたもので、基板の表側から光入力し、
表側へ光出力する構造となっている。
７９コに掲載されたもので、基板の表側から光入力し、
表側へ光出力する構造となっている。
この第１７図に示す構造の光機能素子は、ＳＩ（半絶縁
性） −Ｇ ａ Ａ ｓ基板上に、ｎ型ＧａＡｓ＋ ｎ
型Ａ Ｑ ＧａＡｓ、 ｎ型ａａＡｓ＋ ｐ型ＧａＡｓ
、ｐ型ＡｆｌＧａＡｓｙ Ｐ型ＧａＡｓを順次積層した
構造となっており、図中上方から光入力し、上方へ光出
力を取り出す構造で、光メモリや論理動作を行わせよう
というものである。
性） −Ｇ ａ Ａ ｓ基板上に、ｎ型ＧａＡｓ＋ ｎ
型Ａ Ｑ ＧａＡｓ、 ｎ型ａａＡｓ＋ ｐ型ＧａＡｓ
、ｐ型ＡｆｌＧａＡｓｙ Ｐ型ＧａＡｓを順次積層した
構造となっており、図中上方から光入力し、上方へ光出
力を取り出す構造で、光メモリや論理動作を行わせよう
というものである。
また、第１８図に示す第３の従来例は、［Ｊ。
Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ、 Ｖｏｌ ＬＴ−３（
６）（１９８５）１２６４］に掲載されたもので、基板
裏面側から光入力し、基板表面側へ光出力する構造とな
っており、Ｐ型ＩｎＰｃｏｎｆｉｎｉｎｇ Ｌａｙｅｒ
からｎ型ＩｎＰ ｃｏｎｆｉｎｉｎｇ Ｌａｙｅｒ迄が
発光素子、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ Ａｂｓｏｒｂｅｒから
ｎ型Ｉ ｎＰ Ｅａ＋１ｔｔｅｒ迄が受光素子を構成し
ており、光論理動作を行わせようというものである。
６）（１９８５）１２６４］に掲載されたもので、基板
裏面側から光入力し、基板表面側へ光出力する構造とな
っており、Ｐ型ＩｎＰｃｏｎｆｉｎｉｎｇ Ｌａｙｅｒ
からｎ型ＩｎＰ ｃｏｎｆｉｎｉｎｇ Ｌａｙｅｒ迄が
発光素子、ｎ型ＩｎＧａＡｓＰ Ａｂｓｏｒｂｅｒから
ｎ型Ｉ ｎＰ Ｅａ＋１ｔｔｅｒ迄が受光素子を構成し
ており、光論理動作を行わせようというものである。
この第１８図に示す従来例は、ｎ型ＩｎＰ の禁制布巾
が、光を生じる、あるいは光を吸収する層のＩｎＧａＡ
ｓＰ層の禁制布巾より広く、且つＩｎＰと格子整合する
ＩｎＧａＡｓＰ 層であるため、基板を有したままで表
裏両面からアクセスできる構成の素子となっている。し
かしながら、Ｇ ａ Ａ ｓ 。
が、光を生じる、あるいは光を吸収する層のＩｎＧａＡ
ｓＰ層の禁制布巾より広く、且つＩｎＰと格子整合する
ＩｎＧａＡｓＰ 層であるため、基板を有したままで表
裏両面からアクセスできる構成の素子となっている。し
かしながら、Ｇ ａ Ａ ｓ 。
ＡｌＧａＡｓ系では、基板となるＧ ａ Ａ ｓが、こ
の系では最も禁制布巾が狭いため、第１８図に示す第３
の従来例をＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ系で実現することは
不可能である。
の系では最も禁制布巾が狭いため、第１８図に示す第３
の従来例をＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ系で実現することは
不可能である。
また、その他の第４の従来例として、工○ＯＣ′８９、
講演番号１８Ｂ２−６に示されているように、Ｇ ａ
Ａ ｓ基板上に、格子定数が大きく異なり、且つ禁制布
巾のより狭いＩｎＧａＡｓ層を積層して、ＧａＡｓ基板
をアクセス光に対し透明とする光機能素子も提案されて
いる。
講演番号１８Ｂ２−６に示されているように、Ｇ ａ
Ａ ｓ基板上に、格子定数が大きく異なり、且つ禁制布
巾のより狭いＩｎＧａＡｓ層を積層して、ＧａＡｓ基板
をアクセス光に対し透明とする光機能素子も提案されて
いる。
ところで、材料としてＧａＡｓ、ＡｎＧａＡｓを用い、
それらを光に対してアクセスする層、すなわち、発光部
あるいは受光部などとして用いる場合。
それらを光に対してアクセスする層、すなわち、発光部
あるいは受光部などとして用いる場合。
Ｇ ａ Ａ ｓあるいはＡΩＧａＡｓの積層用基板とし
ては、格子の整合性からＧ ａ Ａ ｓ基板を用いる。
ては、格子の整合性からＧ ａ Ａ ｓ基板を用いる。
第１６図に代表例として示した従来例１の光機能素子で
は、入出力光が基板で吸収されないようにするため、対
応する部分のＧ ａ Ａ ｓ基板を取り除いている。通
常、Ｇ ａ Ａ ｓとＡ Ｑ Ｇ ａＡ ｓに対するエ
ッチングレートの異なる溶液、例えばアンモニア系溶液
を用いて行い、第１６図に示されるようにｎ型ＡｌＧａ
Ａｓ層でエツチングをストップさせて、Ｇ ａ Ａ ｓ
基板のみを選択的に取り去る。尚、ＧａＡｓ基板は、そ
の強度を保ち、曲がらないようにするため、少なくとも
７０〜１１００ｕの厚さは必要である。
は、入出力光が基板で吸収されないようにするため、対
応する部分のＧ ａ Ａ ｓ基板を取り除いている。通
常、Ｇ ａ Ａ ｓとＡ Ｑ Ｇ ａＡ ｓに対するエ
ッチングレートの異なる溶液、例えばアンモニア系溶液
を用いて行い、第１６図に示されるようにｎ型ＡｌＧａ
Ａｓ層でエツチングをストップさせて、Ｇ ａ Ａ ｓ
基板のみを選択的に取り去る。尚、ＧａＡｓ基板は、そ
の強度を保ち、曲がらないようにするため、少なくとも
７０〜１１００ｕの厚さは必要である。
また、基板をエツチングする際には、深さ方向と同程度
に横方向へもエツチングがなされるため、深さに対し約
２倍の直径の穴が形成される。そのため、素子を二次元
アレイ化した場合の間隔が小さくなるにつれ、個々の素
子に対応して穴を形成することはできなくなり、複数個
の素子に対して一つの穴を形成せざるを得ない。そのた
め、素子強度は非常に弱くなり、且つ、二次元的な広が
りを持たせることは、素子の曲がりなども問題となって
不可能となる。特に、素子が発光機能を有する場合、発
熱を伴い、そのため、放熱性の悪さも問題となり、第１
６図に示すように、素子列を直接放熱基板（図示の従来
例ではサファイヤ）にマウントするということをせざる
を得ない、そうすると、放熱基板に電極パターンを精細
に形成するとか、素子の周辺部を埋め込まねばならない
とか、位置合わせが難しいとかの新たな困難を生じる。
に横方向へもエツチングがなされるため、深さに対し約
２倍の直径の穴が形成される。そのため、素子を二次元
アレイ化した場合の間隔が小さくなるにつれ、個々の素
子に対応して穴を形成することはできなくなり、複数個
の素子に対して一つの穴を形成せざるを得ない。そのた
め、素子強度は非常に弱くなり、且つ、二次元的な広が
りを持たせることは、素子の曲がりなども問題となって
不可能となる。特に、素子が発光機能を有する場合、発
熱を伴い、そのため、放熱性の悪さも問題となり、第１
６図に示すように、素子列を直接放熱基板（図示の従来
例ではサファイヤ）にマウントするということをせざる
を得ない、そうすると、放熱基板に電極パターンを精細
に形成するとか、素子の周辺部を埋め込まねばならない
とか、位置合わせが難しいとかの新たな困難を生じる。
そのため、高密度の二次元アレイ化は不可能となる。
その他、素子の作成に際しては、基板の表裏両面のパタ
ーン形成が必要とか、ＧａＡｓ基板の選択エツチングに
より露出されたｎ型ＡｌＧａＡｓ層表面にエツチングの
際に荒れが生じて、光の入出力に対し損失を引き起こす
とかの、作成プロセス、素子性能の両面にわたって悪影
響を引き起こす構造となっている。
ーン形成が必要とか、ＧａＡｓ基板の選択エツチングに
より露出されたｎ型ＡｌＧａＡｓ層表面にエツチングの
際に荒れが生じて、光の入出力に対し損失を引き起こす
とかの、作成プロセス、素子性能の両面にわたって悪影
響を引き起こす構造となっている。
次に、第１７図に示した第２の従来例は、基板に対して
同一面側で光の入出力を行う構造としたもので、基板を
取り去ることにより生じる前述の第１の従来例の欠点を
克服する構造となっている。
同一面側で光の入出力を行う構造としたもので、基板を
取り去ることにより生じる前述の第１の従来例の欠点を
克服する構造となっている。
しかし、本構造とすることにより、素子への入力光を供
給する素子あるいはシステムと、素子からの出力光を受
ける素子あるいはシステムが同一面側にあるため、入出
力光を分離するための光学系あるいは素子が第１９図に
示すように必要となる。
給する素子あるいはシステムと、素子からの出力光を受
ける素子あるいはシステムが同一面側にあるため、入出
力光を分離するための光学系あるいは素子が第１９図に
示すように必要となる。
このため、二次元化素子を構成する場合に、本素子を用
いたシステムでは、光学系を必要とするため小型化に不
利となり、且つ、光学素子との精度の高いアライメント
の必要性という点でより不利となる。
いたシステムでは、光学系を必要とするため小型化に不
利となり、且つ、光学素子との精度の高いアライメント
の必要性という点でより不利となる。
次に、第１８図に示した第３の従来例は、ＧａＡｓ、Ａ
ｌＧａＡｓ系には適用できない。なぜなら、基板に用い
るＧ ａ Ａ ｓの禁制布巾が最も狭いため、光が透過
しないためである。
ｌＧａＡｓ系には適用できない。なぜなら、基板に用い
るＧ ａ Ａ ｓの禁制布巾が最も狭いため、光が透過
しないためである。
また、第４の従来例では、ＧａＡｓより禁制布巾の狭い
ＩｎＧａＡｓを発光層として用いているため。
ＩｎＧａＡｓを発光層として用いているため。
ＧａＡｓと格子整合しないＩｎＧａＡｓ層をＧ ａ Ａ
ｓ基板上に積層する必要がある。このため、素子内に
は格子不整合に基づく歪があるため、積層された層の高
品質化が困難で、転位欠陥等が生じやすくなる。また、
素子の動作に伴う発熱のため、転位の発生、伝播が生じ
て素子の劣化が生じ、素子の高性能化、安定化が困難と
なる。
ｓ基板上に積層する必要がある。このため、素子内に
は格子不整合に基づく歪があるため、積層された層の高
品質化が困難で、転位欠陥等が生じやすくなる。また、
素子の動作に伴う発熱のため、転位の発生、伝播が生じ
て素子の劣化が生じ、素子の高性能化、安定化が困難と
なる。
本発明は上記従来例に示した欠点を克服するためになさ
れたものであって、基板に対し表裏両面のアクセスが可
能な、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓからなる素子を実現でき
、且つ、基板強度も十分で、微細な二次元アレイ化も可
能で、しかも、基板を削ることなくアクセス光に対し透
明で、且っＧ ａ Ａ ｓ ｇＡΩＧ ａ Ａ ｓに格
子整合する基板構造を有する光機能素子を実現すること
を目的とする。
れたものであって、基板に対し表裏両面のアクセスが可
能な、ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓからなる素子を実現でき
、且つ、基板強度も十分で、微細な二次元アレイ化も可
能で、しかも、基板を削ることなくアクセス光に対し透
明で、且っＧ ａ Ａ ｓ ｇＡΩＧ ａ Ａ ｓに格
子整合する基板構造を有する光機能素子を実現すること
を目的とする。
さらに、本発明では、上記基板構造上に形成された発光
素子、受光素子、及び、光共振器を有する素子、光導波
素子、及びそれらがモノリシック化された複合素子で、
基板裏面への光出力を生じ、あるいは裏面側からの光入
力に応答する光機能素子を提供することを目的とする。
素子、受光素子、及び、光共振器を有する素子、光導波
素子、及びそれらがモノリシック化された複合素子で、
基板裏面への光出力を生じ、あるいは裏面側からの光入
力に応答する光機能素子を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明による光機能素子は、
Ｇ ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧａＡｓを発光部とする素
子からの出力光に相当するエネルギーよりも大きいエネ
ルギーに相当する禁制布巾を有し、且つＧ ａ Ａ ｓ
あるいはＡｌＧａＡｓを受光部とする素子が入力感度を
有する入力光に相当するエネルギーよりも大きいエネル
ギーに相当する禁制布巾を有し、且つＧ ａ Ａ ｓあ
るいはＡｌＧａＡｓとの格子定数差が小さい物質で、且
つその物質を基板とした場合、その上にＧ ａ Ａ ｓ
あるいはＡｌＧａＡｓのエピタキシャル成長が可能な格
子定数差を有する物質からなる基板と、その基板上にエ
ピタキシャル成長されたＧ ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧ
ａＡｓとを有する構造の素子形成用基板を用いたことを
特徴とし、且つ上記構造の素子形成用基板上に、エピタ
キシャル成長させられたＧ ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧ
ａＡｓからなる積層構造を用いて形成された、発光素子
、受光素子、導波素子、共振器構造を有する素子、ある
いは、それらのうち何れか複数の素子がモノリシック化
された素子を設けたことを特徴とし、さらには、それら
の素子が、基板を取り去ることなく、光を基板を透過さ
せて基板裏面側への光出力、あるいは裏面側からの光入
力のできる素子構造を有することを特徴とする。
Ｇ ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧａＡｓを発光部とする素
子からの出力光に相当するエネルギーよりも大きいエネ
ルギーに相当する禁制布巾を有し、且つＧ ａ Ａ ｓ
あるいはＡｌＧａＡｓを受光部とする素子が入力感度を
有する入力光に相当するエネルギーよりも大きいエネル
ギーに相当する禁制布巾を有し、且つＧ ａ Ａ ｓあ
るいはＡｌＧａＡｓとの格子定数差が小さい物質で、且
つその物質を基板とした場合、その上にＧ ａ Ａ ｓ
あるいはＡｌＧａＡｓのエピタキシャル成長が可能な格
子定数差を有する物質からなる基板と、その基板上にエ
ピタキシャル成長されたＧ ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧ
ａＡｓとを有する構造の素子形成用基板を用いたことを
特徴とし、且つ上記構造の素子形成用基板上に、エピタ
キシャル成長させられたＧ ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧ
ａＡｓからなる積層構造を用いて形成された、発光素子
、受光素子、導波素子、共振器構造を有する素子、ある
いは、それらのうち何れか複数の素子がモノリシック化
された素子を設けたことを特徴とし、さらには、それら
の素子が、基板を取り去ることなく、光を基板を透過さ
せて基板裏面側への光出力、あるいは裏面側からの光入
力のできる素子構造を有することを特徴とする。
更に、本発明では、上記基板として、Ｇ ａ Ａ ｓあ
るいはＡｌＧａＡｓとの格子定数差が４％以下の単結晶
物質、例えば、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウ
ム、あるいはそれらの混晶を用いる。
るいはＡｌＧａＡｓとの格子定数差が４％以下の単結晶
物質、例えば、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウ
ム、あるいはそれらの混晶を用いる。
また、上述の基板として、例えば、Ｚｎ５ｅ、あるいは
ＺｎＳＳｅの化合物を用いれば、格子定数差は０．４％
以下となり、より結晶性の良い歪の少ないＧａＡｓ、Ａ
ｌＧａＡｓからなる光機能素子を実現できる。
ＺｎＳＳｅの化合物を用いれば、格子定数差は０．４％
以下となり、より結晶性の良い歪の少ないＧａＡｓ、Ａ
ｌＧａＡｓからなる光機能素子を実現できる。
本発明に基づく構造の光機能素子は、Ｇ ａ Ａ ｓ
。
。
ＡｌＧａＡｓと格子整合できる程に格子定数差の小さい
物質を単結晶基板として用いるため、歪緩和のための特
別な処置（例えば、歪超格子など）をこうじなくとも、
通常のＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ膜形成技術［Ｍ ＯＣＶ
Ｄ （Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ） 、 Ｍ Ｂ
Ｅ （Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ＢｅａｍＥＰｉｔａｘｙ）
、 Ｌ Ｐ Ｅ （Ｌｉｑｕｊｄ Ｐｈａｓｅ ＥＰｉ
ｔａｘｙ）等］を用いて良質なＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ
層構造を得ることができ、また、ＧａＡｓあるいはＡｌ
ＧａＡｓからの、またはＧ ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧ
ａＡｓへのアクセス光に対し基板がそのアクセス光のエ
ネルギーよりも大きいエネルギーに相当する禁制布巾を
有するため、基板を取り去ることなく基板の表裏両面か
らアクセスの可能な、すなわち、表面からの光出力、裏
面からの光入力、あるいは、その逆に裏面からの光出力
、表面からの光入力、または、表裏両面への光入力、ま
たは両面からの光出力の可能な光機能素子を実現できる
。
物質を単結晶基板として用いるため、歪緩和のための特
別な処置（例えば、歪超格子など）をこうじなくとも、
通常のＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ膜形成技術［Ｍ ＯＣＶ
Ｄ （Ｍｅｔａｌ Ｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈｅｍｉｃａ
ｌＶａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ） 、 Ｍ Ｂ
Ｅ （Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ＢｅａｍＥＰｉｔａｘｙ）
、 Ｌ Ｐ Ｅ （Ｌｉｑｕｊｄ Ｐｈａｓｅ ＥＰｉ
ｔａｘｙ）等］を用いて良質なＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ
層構造を得ることができ、また、ＧａＡｓあるいはＡｌ
ＧａＡｓからの、またはＧ ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧ
ａＡｓへのアクセス光に対し基板がそのアクセス光のエ
ネルギーよりも大きいエネルギーに相当する禁制布巾を
有するため、基板を取り去ることなく基板の表裏両面か
らアクセスの可能な、すなわち、表面からの光出力、裏
面からの光入力、あるいは、その逆に裏面からの光出力
、表面からの光入力、または、表裏両面への光入力、ま
たは両面からの光出力の可能な光機能素子を実現できる
。
このため１本発明によれば、基板の上下方向に三次元的
に光のアクセスの可能なシステム構成が可能となる。ま
た、格子定数差が小さいことによる歪の小ささの故に、
素子動作に伴う欠陥の誘起も少なく、素子寿命、性能と
も優れたものとなる。
に光のアクセスの可能なシステム構成が可能となる。ま
た、格子定数差が小さいことによる歪の小ささの故に、
素子動作に伴う欠陥の誘起も少なく、素子寿命、性能と
も優れたものとなる。
また、本発明による光機能素子では、上述の利点を持つ
と同時に、基板の一部を除去しなくとも、表裏面面側へ
の、あるいは表裏両面側からの光アクセスが可能となる
ため、基板強度を確保でき。
と同時に、基板の一部を除去しなくとも、表裏面面側へ
の、あるいは表裏両面側からの光アクセスが可能となる
ため、基板強度を確保でき。
且つ放熱性も良好となるため、双安定、光スィッチ、光
メモリ、微分利得等の光機能動作を有する高密度二次元
アレイ化した光機能素子の実現が可能となる。
メモリ、微分利得等の光機能動作を有する高密度二次元
アレイ化した光機能素子の実現が可能となる。
特に、格子定数差が小さくなればなるほど、上述の利点
は顕著となり、基板の歪に起因する問題、すなわち、結
晶性の悪化、欠陥の増加、素子化した場合の寿命、性能
の劣化等が改善される。そのため、格子定数差４％以下
の例えばフッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、及
びそれらの混晶化したものを基板に用いた基板構造の素
子では、その性能がより向上される。
は顕著となり、基板の歪に起因する問題、すなわち、結
晶性の悪化、欠陥の増加、素子化した場合の寿命、性能
の劣化等が改善される。そのため、格子定数差４％以下
の例えばフッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、及
びそれらの混晶化したものを基板に用いた基板構造の素
子では、その性能がより向上される。
更に、格子定数差が０．４％以下のＺｎ５ｅ、あるいは
適当な組成比を有するＺｎＳＳｅの混晶、フッ化カルシ
ウムとフッ化ストロンチウムの混晶を基板に用いると、
更に効果は顕著となり、得られるＧ ａＡ ｓ、 Ａ
Ｑ Ｇ ａＡ ｓエピタキシャル層の結晶性は非常に良
好となり、その上に形成された素子部の性能、寿命は更
に向上する。
適当な組成比を有するＺｎＳＳｅの混晶、フッ化カルシ
ウムとフッ化ストロンチウムの混晶を基板に用いると、
更に効果は顕著となり、得られるＧ ａＡ ｓ、 Ａ
Ｑ Ｇ ａＡ ｓエピタキシャル層の結晶性は非常に良
好となり、その上に形成された素子部の性能、寿命は更
に向上する。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図は本発明の第１の実施例を示す素子形成用基板の
断面図である。
断面図である。
第１図に示す実施例においては、単結晶Ｚｎ５ｅ基板１
０１上に−ＧａＡｓ層１０２がエピタキシャル形成され
て素子形成用基板が構成されている。
０１上に−ＧａＡｓ層１０２がエピタキシャル形成され
て素子形成用基板が構成されている。
尚、Ｇ ａ Ａ ｓ層の代わりに、ＡＱ１Ｇａ□−ｘＡ
Ｂ層でもよく、ＡＱ組成のＸはＯから１の任意の値とす
ることができる。また、エピタキシャル成長法としては
、ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ法が用いられる。
Ｂ層でもよく、ＡＱ組成のＸはＯから１の任意の値とす
ることができる。また、エピタキシャル成長法としては
、ＭＢＥ法、ＭＯＣＶＤ法が用いられる。
その際、光照射を行うことにより、より効果的に成長温
度を下げることができる。
度を下げることができる。
Ｚｎ５ｅ基板１０１の厚さとしては、任意の厚さを取る
ことができるが、強度を保つには、少なくとも６０μｍ
の厚さは必要である。
ことができるが、強度を保つには、少なくとも６０μｍ
の厚さは必要である。
尚、Ｚｎ５ｅ基板の代わりに７．ｎ５ｖＳｅ１−ｖを基
板として用いてもよい。その際、Ｓの組成Ｙとしては、
Ｏ＜Ｙ＜０．１３とすることにより、Ｇ ａ Ａ ｓあ
るいはＡ Ｑ ｚＧａｌ−１Ａｓとの格子定数差をさら
に小さくできる。更にＹを０．０５＜Ｙ＜０．１０とす
ることにより、より一層格子定数差を小さくして格子整
合させることができ、エピタキシャル成長によって基板
上に形成されたＧ ａ Ａ ｓあるいはＡ Ｑ ｚＧ
ａｌ−１Ａｓ層の結晶性がさらに向上する。
板として用いてもよい。その際、Ｓの組成Ｙとしては、
Ｏ＜Ｙ＜０．１３とすることにより、Ｇ ａ Ａ ｓあ
るいはＡ Ｑ ｚＧａｌ−１Ａｓとの格子定数差をさら
に小さくできる。更にＹを０．０５＜Ｙ＜０．１０とす
ることにより、より一層格子定数差を小さくして格子整
合させることができ、エピタキシャル成長によって基板
上に形成されたＧ ａ Ａ ｓあるいはＡ Ｑ ｚＧ
ａｌ−１Ａｓ層の結晶性がさらに向上する。
尚、各基板物質を用いて、その上にＧ ａ Ａ ｓをエ
ピタキシャル成長させた結果を表１に示す。
ピタキシャル成長させた結果を表１に示す。
表 １
この表１に示す各種基板用の単結晶上へのＧａＡｓの作
成結果によると、格子定数差４％以内では、粒界は見ら
れるものの単結晶グレインからなる構造が得られている
。更に、０．４％以内では。
成結果によると、格子定数差４％以内では、粒界は見ら
れるものの単結晶グレインからなる構造が得られている
。更に、０．４％以内では。
粒界の無い単結晶域が得られているが、４％以上では多
結晶となっており、単結晶のグレインは観察されていな
い。
結晶となっており、単結晶のグレインは観察されていな
い。
次に、第２図は本発明の第２の実施例を示す素子形成用
基板の断面図である。
基板の断面図である。
第２図に示す第２の実施例では、Ｚｎ５ｅ基板１０１と
、ＧａＡｓ層あるいはＡ Ｑ ｚＧａｔ−ｘＡＢ （以
下、Ａ Ｑ Ｇ ａＡ ｓと、記述する）層１０２との
間に、Ｚｎ５ｙＳｅｔ−ｖ、あるいはＺｎＳＳｅとＺｎ
５ｅの１０人〜１００人の厚さの層が交互に積まれた所
謂スーパーラティス層が挿入されている。ここで、Ｙの
値は、第１の実施例と同様の値とすることができる。
、ＧａＡｓ層あるいはＡ Ｑ ｚＧａｔ−ｘＡＢ （以
下、Ａ Ｑ Ｇ ａＡ ｓと、記述する）層１０２との
間に、Ｚｎ５ｙＳｅｔ−ｖ、あるいはＺｎＳＳｅとＺｎ
５ｅの１０人〜１００人の厚さの層が交互に積まれた所
謂スーパーラティス層が挿入されている。ここで、Ｙの
値は、第１の実施例と同様の値とすることができる。
この第２図に示す構造とすることにより、より一層、Ｇ
ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧａＡｓ層と基板１０１側の
層１０３との格子定数差を小さくできる。
ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧａＡｓ層と基板１０１側の
層１０３との格子定数差を小さくできる。
尚、基板として用いる、Ｚｎ５ｅあるいはＺｎ５ｖＳｅ
１−ｙの伝導型は何れの型でもよい。
１−ｙの伝導型は何れの型でもよい。
また、上記第１、第２の実施例において、ＧａＡｓある
いはＡｌ１ＧａＡｓ層１０２ の部分を、ＧａＡｓとＡ
ｌＧａＡｓあるいはＡＱＡｓ、または組成の異なるＡｌ
ＧａＡｓとＡｌＧａＡｓ、または、ＡＱＧ ａ Ａ ｓ
とＡＱＡｓ、の二層を交互に積層し、その二層の夫々の
厚さを１００Å以下とした超格子構造とすることもでき
る。そうすることにより、基板上に形成される素子への
、Ｚｎ５ｅ基板からの不純物の拡散及び欠陥の伝播を抑
制することができる。
いはＡｌ１ＧａＡｓ層１０２ の部分を、ＧａＡｓとＡ
ｌＧａＡｓあるいはＡＱＡｓ、または組成の異なるＡｌ
ＧａＡｓとＡｌＧａＡｓ、または、ＡＱＧ ａ Ａ ｓ
とＡＱＡｓ、の二層を交互に積層し、その二層の夫々の
厚さを１００Å以下とした超格子構造とすることもでき
る。そうすることにより、基板上に形成される素子への
、Ｚｎ５ｅ基板からの不純物の拡散及び欠陥の伝播を抑
制することができる。
次に、第３図は本発明の第３の実施例を示す光機能素子
の断面図である。
の断面図である。
第３図に示す実施例は、第１図または第２図に示した構
造の素子形成用基板２０１上に、Ｇ ａ Ａ ｓあるい
はＡｌＧａＡｓからなる積層構造を有し、内部に少なく
とも１つの接合を有して、この接合を横切るように電流
を通すことができるようになっていて、そこから生じた
光を基板２０１裏面側に光出力２０３として取り呂すこ
とのできる発光素子２０２を備えた光機能素子の例であ
る。尚、上記接合としては、ｐ−ｎ接合、ダブルへテロ
接合、シングルへテロ接合の何れでもよく、また、ｐ型
とｎ型の間に、絶縁層であるｉ型が存在する接合でも構
わない。
造の素子形成用基板２０１上に、Ｇ ａ Ａ ｓあるい
はＡｌＧａＡｓからなる積層構造を有し、内部に少なく
とも１つの接合を有して、この接合を横切るように電流
を通すことができるようになっていて、そこから生じた
光を基板２０１裏面側に光出力２０３として取り呂すこ
とのできる発光素子２０２を備えた光機能素子の例であ
る。尚、上記接合としては、ｐ−ｎ接合、ダブルへテロ
接合、シングルへテロ接合の何れでもよく、また、ｐ型
とｎ型の間に、絶縁層であるｉ型が存在する接合でも構
わない。
次に、第４図は本発明の第４の実施例を示す光機能素子
の断面図である。
の断面図である。
第４図に示す実施例は、第１図または第２図に示した構
造の素子形成用基板２０１上に、Ｇ ａ Ａ ｓあるい
はＡｌＧａＡｓからなる積層構造を有し、内部に少なく
とも１つの接合を有して、この接合を横切るように電流
を通すことができるようになっていて、基板２０１の裏
面側から入射した光２０４に対し光感度を持つ受光素子
２０２を備えた光機能素子の例である。尚、接合として
は、先の第３の実施例で示した接合の他に、ショットキ
ー接合、ＭＩＳ接合であっても構わない。
造の素子形成用基板２０１上に、Ｇ ａ Ａ ｓあるい
はＡｌＧａＡｓからなる積層構造を有し、内部に少なく
とも１つの接合を有して、この接合を横切るように電流
を通すことができるようになっていて、基板２０１の裏
面側から入射した光２０４に対し光感度を持つ受光素子
２０２を備えた光機能素子の例である。尚、接合として
は、先の第３の実施例で示した接合の他に、ショットキ
ー接合、ＭＩＳ接合であっても構わない。
次に、第５図は本発明の第５の実施例を示す光機能素子
の断面図である。
の断面図である。
第５図に示す実施例は、第１図または第２図に示した構
造の素子形成用基板２０１上に、Ｇ ａ Ａ ｓあるい
はＡｌＧａＡｓからなる積層構造を有し、内部に少なく
とも１つの接合を有して、この接合を横切るように電流
を通すことができるようになっていて、そこから生じた
光を基板２０１裏面側に光出力２０３′として、また、
表面側に光出力２０３として取り出すことのできる発光
素子２０２を備えた光機能素子の例である６尚、接合と
しては、先の第３の実施例に示したものと同様とするこ
とができる。
造の素子形成用基板２０１上に、Ｇ ａ Ａ ｓあるい
はＡｌＧａＡｓからなる積層構造を有し、内部に少なく
とも１つの接合を有して、この接合を横切るように電流
を通すことができるようになっていて、そこから生じた
光を基板２０１裏面側に光出力２０３′として、また、
表面側に光出力２０３として取り出すことのできる発光
素子２０２を備えた光機能素子の例である６尚、接合と
しては、先の第３の実施例に示したものと同様とするこ
とができる。
次に、第６図は本発明の第６の実施例を示す光機能素子
の断面図である。
の断面図である。
第６図に示す実施例は、第１図または第２図に示した構
造の素子形成用基板２０１上に、ＧａＡｓあるいはＡｌ
ＧａＡｓからなる積層構造を有し、内部に少なくとも１
つの接合を有して、この接合を横切るように電流を通す
ことができるようになっていて、基板表面側からの入力
光２０４及び基板裏面側からの入力光２０４′の両方に
対し光感度を持つ受光素子２０２を備えた光機能素子の
例である。尚、接合としては、先の第４の実施例に示し
たものと同様とすることができる。
造の素子形成用基板２０１上に、ＧａＡｓあるいはＡｌ
ＧａＡｓからなる積層構造を有し、内部に少なくとも１
つの接合を有して、この接合を横切るように電流を通す
ことができるようになっていて、基板表面側からの入力
光２０４及び基板裏面側からの入力光２０４′の両方に
対し光感度を持つ受光素子２０２を備えた光機能素子の
例である。尚、接合としては、先の第４の実施例に示し
たものと同様とすることができる。
次に、第７図は本発明の第７の実施例を示す光機能素子
の断面図である。
の断面図である。
第７図に示す実施例は、第１図または第２図に示した構
造の素子形成用基板２０１上に、ＱａＡｓあるいはＡｌ
ＧａＡｓからなる積層構造を有し、内部に少なくとも１
つの接合を有して、この接合を横切るように電流を通す
ことができるようになっていて、内部に有する接合近傍
で発光を生じ、あるいは人力光に対し光感度を有するよ
うになっており、基板裏面側からの入力光２０４に対し
光感度を有し、光出力を表面側へ２０３として出力する
ことができる素子２０２を備えた光機能素子の例である
。また、内部に有する接合は一つ以上でもよく、発光と
受光とが夫々側の接合で生じても構わない。尚、接合と
しては、第３．第４の実施例と同様でよい。また、素子
２０２としては、その素子の上下の両端面に反射構造を
有する共振器構造とすることができる。そうすることに
より、基板裏面側からの入射光２０４を素子２０２を通
過する間に、変調、フィルタリング、光非線形動作を行
わせて、基板表側に光出力２０３として取り出すことが
できる。尚、この場合は、内部に接合を含まなくてもよ
い。また、共振器構造とすることにより、光出力をレー
ザとすることもできる。
造の素子形成用基板２０１上に、ＱａＡｓあるいはＡｌ
ＧａＡｓからなる積層構造を有し、内部に少なくとも１
つの接合を有して、この接合を横切るように電流を通す
ことができるようになっていて、内部に有する接合近傍
で発光を生じ、あるいは人力光に対し光感度を有するよ
うになっており、基板裏面側からの入力光２０４に対し
光感度を有し、光出力を表面側へ２０３として出力する
ことができる素子２０２を備えた光機能素子の例である
。また、内部に有する接合は一つ以上でもよく、発光と
受光とが夫々側の接合で生じても構わない。尚、接合と
しては、第３．第４の実施例と同様でよい。また、素子
２０２としては、その素子の上下の両端面に反射構造を
有する共振器構造とすることができる。そうすることに
より、基板裏面側からの入射光２０４を素子２０２を通
過する間に、変調、フィルタリング、光非線形動作を行
わせて、基板表側に光出力２０３として取り出すことが
できる。尚、この場合は、内部に接合を含まなくてもよ
い。また、共振器構造とすることにより、光出力をレー
ザとすることもできる。
次に、第８図に本発明の第８の実施例の光機能素子の断
面図を示す。
面図を示す。
本実施例は、上述の第７の実施例の素子２０２において
、光の入出力方向を逆方向とした素子を設けた例であり
、その構成、作用は第７の実施例と同様である。
、光の入出力方向を逆方向とした素子を設けた例であり
、その構成、作用は第７の実施例と同様である。
次に、第９図は本発明の第９の実施例を示す光機能素子
の断面図である。
の断面図である。
第９図に示す実施例の光機能素子は、ｎ型Ｚｎ５ｅ基板
３０１上に、Ｇ ａ Ａ ｓあるいはＡ Ｑ ＧａＡｓ
からなるｎ型層（バッファ層と名付ける）３ｏ２を形成
し、更にその上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層３０３、ｐ型層
ａ、 Ａ ｓ層３０４、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層３０５、
ｎ型層 ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧａＡｓ層３０６、Ｐ
型ＧａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓ層３０７．及びｐ型層
ａ Ａ ｓ層３０８を順次積層し、ｐ゛型ＧａＡｓ層
３０８に窓部３０９を設け、ｐ型層 ａ Ａ ｓあるい
はＡｌＧａＡｓ層３０７を露出させた構造となっている
。また、ｐ９型Ｇ ａ Ａ ｓ層３０８上にはＰ測用電
極金属３１０が積層される。この電極金属３１０として
は、例えば、Ａｕ−Ｚｎ／Ａｕを用いることができる。
３０１上に、Ｇ ａ Ａ ｓあるいはＡ Ｑ ＧａＡｓ
からなるｎ型層（バッファ層と名付ける）３ｏ２を形成
し、更にその上に、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層３０３、ｐ型層
ａ、 Ａ ｓ層３０４、ｎ型ＡｌＧａＡｓ層３０５、
ｎ型層 ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧａＡｓ層３０６、Ｐ
型ＧａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓ層３０７．及びｐ型層
ａ Ａ ｓ層３０８を順次積層し、ｐ゛型ＧａＡｓ層
３０８に窓部３０９を設け、ｐ型層 ａ Ａ ｓあるい
はＡｌＧａＡｓ層３０７を露出させた構造となっている
。また、ｐ９型Ｇ ａ Ａ ｓ層３０８上にはＰ測用電
極金属３１０が積層される。この電極金属３１０として
は、例えば、Ａｕ−Ｚｎ／Ａｕを用いることができる。
尚、図示の例では、素子部は、基板側のバッファ層３０
２に達するまで周囲をエツチングして取り去られている
が、隣接素子がある場合、機能分離のための溝を適当な
深さまで形成するだけでもよい。また、バッファ層３０
２もエツチングして素子部と同様に周囲を取り去っても
構わない。
２に達するまで周囲をエツチングして取り去られている
が、隣接素子がある場合、機能分離のための溝を適当な
深さまで形成するだけでもよい。また、バッファ層３０
２もエツチングして素子部と同様に周囲を取り去っても
構わない。
基板３０１の裏面側には、ｎ測用電極金属３１１を素子
側に対応する位置に設け、素子への光入力あるいは素子
側からの光出力が可能なように窓部３１２を設ける。こ
のｎ測用電極金属３１１としては、例えば、Ｉｎ、Ｉｎ
−Ｇａ合金を用いることができる。
側に対応する位置に設け、素子への光入力あるいは素子
側からの光出力が可能なように窓部３１２を設ける。こ
のｎ測用電極金属３１１としては、例えば、Ｉｎ、Ｉｎ
−Ｇａ合金を用いることができる。
さて、第９図に示す構造の光機能素子では、Ｐ側電極３
１０に正、ｎ側電極３１１に負の電界を印加する゛こと
により、３０３，３０４，３０５からなる部分を夫々エ
ミッタ、ベース、コレクタとして機能させ、ＨＰ Ｔ
（）ｌｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ ＰｈｏｔＴｒａ
ｎｓｉｓｔｏｒ ）として動作させることができ、３０
６．３０７からなる部分３３０を所謂シングルヘテロ接
合を有するＬＥＤとして動作させることができる。
１０に正、ｎ側電極３１１に負の電界を印加する゛こと
により、３０３，３０４，３０５からなる部分を夫々エ
ミッタ、ベース、コレクタとして機能させ、ＨＰ Ｔ
（）ｌｅｔｅｒｏｊｕｎｃｔｉｏｎ ＰｈｏｔＴｒａ
ｎｓｉｓｔｏｒ ）として動作させることができ、３０
６．３０７からなる部分３３０を所謂シングルヘテロ接
合を有するＬＥＤとして動作させることができる。
したがって、窓部３１２を通して基板３０１側から入力
された光はＨＰＴ部３２０で吸収され光電流を生じ、そ
の光電流を生じたことにより、ＨＰＴ部はオン状態とな
り、ＬＥＤ部３３０へ電流が流入し、光出力を生じ、窓
部３０９より基板上方へ光が放出される。その際、一部
の発光がＨＰＴ部３２０にも吸収され、光の帰還が生じ
、その量に応じて、本素子の光非線形動作が可能となる
。
された光はＨＰＴ部３２０で吸収され光電流を生じ、そ
の光電流を生じたことにより、ＨＰＴ部はオン状態とな
り、ＬＥＤ部３３０へ電流が流入し、光出力を生じ、窓
部３０９より基板上方へ光が放出される。その際、一部
の発光がＨＰＴ部３２０にも吸収され、光の帰還が生じ
、その量に応じて、本素子の光非線形動作が可能となる
。
尚、各ＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓ層の形成には、ＭＯＣＶ
Ｄ、ＭＢＥ法を用いることができる。
Ｄ、ＭＢＥ法を用いることができる。
次に、第１０図は本発明の第１０の実施例を示す光機能
素子の断面図である。
素子の断面図である。
本実施例は、先の第９の実施例のＬＥＤ部３３０をダブ
ルへテロ接合としたもので、ＨＰＴ部３２０の構造は第
９の実施例と同様である。ＬＥＤ部３３０は、ＨＰＴ部
３２０の上にｎ型Ａ Ｑ ＧａＡｓ層４０１、Ｇ ａ
Ａ ｓあるいはＡｌＧａＡｓ層４０２、Ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓ層４０３、Ｐ１型Ｇ ａ Ａ ｓ層３Ｏ８を順次エピ
タキシャル成長させたもので、層４０２を活性層、層４
０１，４０３をクラッド層として機能させる。ｐ＋型Ｇ
ａ Ａ ｓ層３０８には光取り出し用窓３０９を設け
ると共にＰ９型Ｇ ａ Ａ ｓ層３０８上にｐ側電極３
１０を設ける。また、基板の裏面側にｎ側電極３１１を
設け、このｎ側電極３１１に光導入用窓３１２を設ける
。
ルへテロ接合としたもので、ＨＰＴ部３２０の構造は第
９の実施例と同様である。ＬＥＤ部３３０は、ＨＰＴ部
３２０の上にｎ型Ａ Ｑ ＧａＡｓ層４０１、Ｇ ａ
Ａ ｓあるいはＡｌＧａＡｓ層４０２、Ｐ型ＡｌＧａＡ
ｓ層４０３、Ｐ１型Ｇ ａ Ａ ｓ層３Ｏ８を順次エピ
タキシャル成長させたもので、層４０２を活性層、層４
０１，４０３をクラッド層として機能させる。ｐ＋型Ｇ
ａ Ａ ｓ層３０８には光取り出し用窓３０９を設け
ると共にＰ９型Ｇ ａ Ａ ｓ層３０８上にｐ側電極３
１０を設ける。また、基板の裏面側にｎ側電極３１１を
設け、このｎ側電極３１１に光導入用窓３１２を設ける
。
さて、第１０図に示す構造の光機能素子では、ｐ側電極
３１０に正、ｎ側電極３１１に負の電界を印加すること
により、窓部３１２から導入された光に感度を有し、窓
部３０９から光出力の得られる、第９の実施例と同様の
機能を有する素子が実現できる。
３１０に正、ｎ側電極３１１に負の電界を印加すること
により、窓部３１２から導入された光に感度を有し、窓
部３０９から光出力の得られる、第９の実施例と同様の
機能を有する素子が実現できる。
尚、本実施例の素子構造では、ＬＥＤ部３３０を基板上
に設け、ＨＰＴ部３２０をＬＥＤ部上に設けるという、
上下逆さまの構造とすることにより、基板表側からの光
入力に対し感度を有し、基板裏面側に光出力するという
構造とすることもできる。
に設け、ＨＰＴ部３２０をＬＥＤ部上に設けるという、
上下逆さまの構造とすることにより、基板表側からの光
入力に対し感度を有し、基板裏面側に光出力するという
構造とすることもできる。
次に、第１１図は本発明の第１１の実施例を示す光機能
素子の断面図である。
素子の断面図である。
本実施例は第１０図に示した第１０の実施例のＬＥＤ部
３３０とＨＰＴ部３２０の間に、Ｇ ａ Ａ ｓあるい
はＡｌＧａＡｓからなる、あるいはそれらを交互に積層
した構造からなる光吸収層４０４を挿入した例である。
３３０とＨＰＴ部３２０の間に、Ｇ ａ Ａ ｓあるい
はＡｌＧａＡｓからなる、あるいはそれらを交互に積層
した構造からなる光吸収層４０４を挿入した例である。
この層４０４を、発光波長に対し不透明な層、あるいは
、発光スペクトルのある波長域に対し不透明な層とする
ことにより、ＬＥＤ部３３０からＨＰＴ部３２０部への
光の帰還量を変化させることができ、光非線形動作を制
御することができる。
、発光スペクトルのある波長域に対し不透明な層とする
ことにより、ＬＥＤ部３３０からＨＰＴ部３２０部への
光の帰還量を変化させることができ、光非線形動作を制
御することができる。
次に、第１２図は本発明の第１２の実施例を示す光機能
素子の断面図である。
素子の断面図である。
本実施例は第１０図に示した第１０の実施例のＬＥＤ部
３３０の上下に、光に対する反射面４０５．４０６を設
け、共振器を構成させたものである。より具体的には、
ＬＥＤ部３３０とＨＰＴ部３２０の間に、ＧａＡｓとＡ
Ｑ ＧａＡｓの２層、組成の異なる二種のＡ Ｑ Ｇ
ａＡ ｓの２層、あるいはＡＱＡｓと、ＧａＡｓある
いはＡｌＧａＡｓの２層を交互に積層し、夫々の厚さを
発光波長の媒質的波長の約１／４とした、所謂ブラッグ
反射鏡構造層４０５を挿入して、ＬＥＤ部３３０から生
じ下方へ進む光に対する反射鏡とし、また、光取り出し
用窓部３０９側には、例えばＳｉＯ□、ＳｉＮ あるい
はＴｌ０Ｚｒ Ｍｇ０ｔ Ｚｎ０ｔ ＺｎＳ、またはＳ
ｉ、Ａｕ等の誘電体、または金属の２種を交互に積層し
、夫々の厚さを発光波長の媒質的波長の約１／４とした
層構造４０６を設けて、ＬＥＤ部３３０から生じ上方へ
進む光に対する反射鏡とするか、またはＡｕ、Ａｕ−５
ｎ等からなる単層の反射鏡を設けて、上記上下の反射鏡
部４０５と４０６とで光に対する共振器を構成する。
３３０の上下に、光に対する反射面４０５．４０６を設
け、共振器を構成させたものである。より具体的には、
ＬＥＤ部３３０とＨＰＴ部３２０の間に、ＧａＡｓとＡ
Ｑ ＧａＡｓの２層、組成の異なる二種のＡ Ｑ Ｇ
ａＡ ｓの２層、あるいはＡＱＡｓと、ＧａＡｓある
いはＡｌＧａＡｓの２層を交互に積層し、夫々の厚さを
発光波長の媒質的波長の約１／４とした、所謂ブラッグ
反射鏡構造層４０５を挿入して、ＬＥＤ部３３０から生
じ下方へ進む光に対する反射鏡とし、また、光取り出し
用窓部３０９側には、例えばＳｉＯ□、ＳｉＮ あるい
はＴｌ０Ｚｒ Ｍｇ０ｔ Ｚｎ０ｔ ＺｎＳ、またはＳ
ｉ、Ａｕ等の誘電体、または金属の２種を交互に積層し
、夫々の厚さを発光波長の媒質的波長の約１／４とした
層構造４０６を設けて、ＬＥＤ部３３０から生じ上方へ
進む光に対する反射鏡とするか、またはＡｕ、Ａｕ−５
ｎ等からなる単層の反射鏡を設けて、上記上下の反射鏡
部４０５と４０６とで光に対する共振器を構成する。
このように、ＬＥＤ部３３０の上下に反射鏡部４０５．
４０６を設けて共振器を構成することにより、ＬＥＤ部
３３０を、基板３０１に対し垂直に光を放出する、所謂
１面発光型半導体レーザとすることができる。そして、
ＨＰＴ部３２０と組み合わせることにより、光非線形動
作を行う素子とすることができる。
４０６を設けて共振器を構成することにより、ＬＥＤ部
３３０を、基板３０１に対し垂直に光を放出する、所謂
１面発光型半導体レーザとすることができる。そして、
ＨＰＴ部３２０と組み合わせることにより、光非線形動
作を行う素子とすることができる。
次に、第１３図は本発明の第１３の実施例を示す光機能
素子の断面図である。
素子の断面図である。
本実施例は、ＬＥＤ部３３０をバッファ層３０２の上に
設け、更にその上にＨＰＴ部３２０を載せた構造となっ
ている。ＬＥＤ部３３０とＨＰＴ部３２０との間には、
第１２図に示した第１２の実施例と同様のブラッグ反射
鏡構造層４０５が挿入されている。また、ＬＥＤ部３３
０とバッファ層３０２の間には、層４０５と同様の構造
のブラッグ反射鏡構造層４０７が挿入されており１層４
０５と共にＬＥＤ部３３０で生じた光に対する共振器を
構成している。そのため、ＬＥＤ部３３０を、基板３０
１に対し垂直に光を放射する、所謂、面発光型半導体レ
ーザとすることができる。この場合、入力光は窓３０９
を通してＨＰＴ部３２０に入射され、出力光は基板３０
１を通して窓３１２から取り出すことができる。したが
って、第１２の実施例と同様に非線形動作を行わせるこ
とができる。尚、本実施例では、下部のブラッグ反射鏡
層４０７をバッファ層３０２と別に設けたが。
設け、更にその上にＨＰＴ部３２０を載せた構造となっ
ている。ＬＥＤ部３３０とＨＰＴ部３２０との間には、
第１２図に示した第１２の実施例と同様のブラッグ反射
鏡構造層４０５が挿入されている。また、ＬＥＤ部３３
０とバッファ層３０２の間には、層４０５と同様の構造
のブラッグ反射鏡構造層４０７が挿入されており１層４
０５と共にＬＥＤ部３３０で生じた光に対する共振器を
構成している。そのため、ＬＥＤ部３３０を、基板３０
１に対し垂直に光を放射する、所謂、面発光型半導体レ
ーザとすることができる。この場合、入力光は窓３０９
を通してＨＰＴ部３２０に入射され、出力光は基板３０
１を通して窓３１２から取り出すことができる。したが
って、第１２の実施例と同様に非線形動作を行わせるこ
とができる。尚、本実施例では、下部のブラッグ反射鏡
層４０７をバッファ層３０２と別に設けたが。
バッファ層３０２の層構造をブラッグ反射鏡構造とする
ことにより、バッファ層とブラッグ反射鏡を兼用させる
ことができる。
ことにより、バッファ層とブラッグ反射鏡を兼用させる
ことができる。
尚、第９図乃至第１３図に示した各実施例において、Ｌ
ＥＤ （またはＬＤ）部、ＨＰＴ部は夫々個別に基板上
に作成しても構わない。また、受光素子としてはＨＰＴ
に限らず、ＧａＡｓ＋ＡｌＧａＡｓによって構成された
ＰＩＮダイオード、ＭＩＳダイオード、ショットキーダ
イオード、あるいは、それ以外のものでも構わない。ま
た、発光素子としては、ここに示された以外の構造のＬ
ＥＤ。
ＥＤ （またはＬＤ）部、ＨＰＴ部は夫々個別に基板上
に作成しても構わない。また、受光素子としてはＨＰＴ
に限らず、ＧａＡｓ＋ＡｌＧａＡｓによって構成された
ＰＩＮダイオード、ＭＩＳダイオード、ショットキーダ
イオード、あるいは、それ以外のものでも構わない。ま
た、発光素子としては、ここに示された以外の構造のＬ
ＥＤ。
ＬＤであっても構わない。例えば１発光部に多重量子井
戸構造、シングル量子井戸構造を用いても構わないし、
クラッド層部分も全てブラック反射鏡構造とすることも
できる。
戸構造、シングル量子井戸構造を用いても構わないし、
クラッド層部分も全てブラック反射鏡構造とすることも
できる。
次に、本発明による光機能素子の第１４の実施例を第１
４図に示す。
４図に示す。
本実施例は、光共振器を構成した例であって、バッファ
層３０２の上に、ＧａＡｓ、 Ａ Ｑ ＧａＡ、ｓ。
層３０２の上に、ＧａＡｓ、 Ａ Ｑ ＧａＡ、ｓ。
ＡＱＡｓの何れか二種（Ａ Ｑ Ｇ ａＡ ｓの場合は
組成の異なるもの）を交互に積層したｎ型のブラッグ反
射鏡構造層５０１を作成し、その上に、ｉ型のＧａＡｓ
、ＡｌＧａＡｓ、あるいはＧａＡｓ、 Ａ Ｑ ＧａＡ
ｓ、ＡＱＡｓの何れか二種（ＡＩ２ＧａＡｓの場合は組
成の異なるもの）を、夫々の厚さが約１００Å以下のも
のを交互に積層した多重量子井戸構造とするか、あるい
はＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓの一層をその厚さ約１００Å
以下のシングル量子井戸構造を中に含んだ層構造として
、部分５０２を構成させ、更にその上に、Ｐ型のブラッ
グ反射鏡構造層５ｏ３（層構造は５０１と同様）を設け
て、上下のブラッグ反射鏡層で共振器を構成した例であ
る。
組成の異なるもの）を交互に積層したｎ型のブラッグ反
射鏡構造層５０１を作成し、その上に、ｉ型のＧａＡｓ
、ＡｌＧａＡｓ、あるいはＧａＡｓ、 Ａ Ｑ ＧａＡ
ｓ、ＡＱＡｓの何れか二種（ＡＩ２ＧａＡｓの場合は組
成の異なるもの）を、夫々の厚さが約１００Å以下のも
のを交互に積層した多重量子井戸構造とするか、あるい
はＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓの一層をその厚さ約１００Å
以下のシングル量子井戸構造を中に含んだ層構造として
、部分５０２を構成させ、更にその上に、Ｐ型のブラッ
グ反射鏡構造層５ｏ３（層構造は５０１と同様）を設け
て、上下のブラッグ反射鏡層で共振器を構成した例であ
る。
この素子の上部と基板裏面に夫々電極３１０と３１１を
設け、通電できるようにすれば、窓３０９及び３１０か
ら光を取り出すことのできる半導体レーザとすることが
できる。また、逆バイアス電圧が印加できるようにする
と、窓３０９あるいは３１２から入射した光に対して、
非線形な動作をする素子とすることができ、反対側の窓
から光出力が得られる。また、通電や電圧印加を行わな
くても、入射光強度に応じて非線形動作を行わせること
のできる光共振器素子とすることができる。
設け、通電できるようにすれば、窓３０９及び３１０か
ら光を取り出すことのできる半導体レーザとすることが
できる。また、逆バイアス電圧が印加できるようにする
と、窓３０９あるいは３１２から入射した光に対して、
非線形な動作をする素子とすることができ、反対側の窓
から光出力が得られる。また、通電や電圧印加を行わな
くても、入射光強度に応じて非線形動作を行わせること
のできる光共振器素子とすることができる。
尚、この実施例においても、他の発光素子、受光素子と
組み合わせた素子とすることもできる。
組み合わせた素子とすることもできる。
次に、本発明による光機能素子の第１５の実施例を第１
５図に示す。
５図に示す。
本実施例は、基板３０１の裏面に電極を設ける代わりに
、バッファ層３０２を低抵抗化して、その上に電極６０
１を設けた場合で、電極３１０と６０１間に電流を通す
かあるいは電圧を印加することにより、素子部６０２を
動作させることができる。本実施例の構造を用いること
により、基板３０１がｎ型かｐ型か絶縁体であるかに関
わらずに、素子部６０２の層構造を決定することができ
る。尚、電極６０１としては、バッファ層３０２がｐ型
の場合、例えばＡｕ−Ｚｎ／Ａｕを、ｎ型の場合、例え
ば、Ａｕ −Ｇ ａ −Ｎｉ／Ａｕを用いることができ
る。尚、本実施例は、前述した全ての実施例に適用する
ことができる。
、バッファ層３０２を低抵抗化して、その上に電極６０
１を設けた場合で、電極３１０と６０１間に電流を通す
かあるいは電圧を印加することにより、素子部６０２を
動作させることができる。本実施例の構造を用いること
により、基板３０１がｎ型かｐ型か絶縁体であるかに関
わらずに、素子部６０２の層構造を決定することができ
る。尚、電極６０１としては、バッファ層３０２がｐ型
の場合、例えばＡｕ−Ｚｎ／Ａｕを、ｎ型の場合、例え
ば、Ａｕ −Ｇ ａ −Ｎｉ／Ａｕを用いることができ
る。尚、本実施例は、前述した全ての実施例に適用する
ことができる。
さて、第９図乃至第１５図に示した実施例の光機能素子
では、同一基板３０１上で一次元あるいは二次元アレイ
化された素子とすることができる。
では、同一基板３０１上で一次元あるいは二次元アレイ
化された素子とすることができる。
尚、本発明に基づく基板としては、実施例で示したＺｎ
５ｅ、ＺｎＳＳｅ単結晶、フッ化ストロンチウム、フッ
化カルシウム、それらの混晶に限られるものではない。
５ｅ、ＺｎＳＳｅ単結晶、フッ化ストロンチウム、フッ
化カルシウム、それらの混晶に限られるものではない。
以上説明したように、本発明による光機能素子では、基
板とＧ ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧａＡｓとの格子定数
差が小さいので、歪超格子、組成傾斜層などの特別な層
を用いなくても、基板上に良好な結晶性のＧａＡｓやＡ
ｌＧａＡｓ膜を成長させることができる。このため、そ
の上に、Ｇ ａ Ａ ｓやＡＭＧａＡｓからなる層構造
を有する素子を、基板上に構成した場合、歪に伴う欠陥
の少ない素子とすることができ、性能、寿命とも優れた
素子を得ることができる。しかも１本発明によれば、基
板は、ＧａＡｓやＡＭＧａＡｓからの発光、あるいはＧ
ａＡ ｓＡ’ Ａ ＱＧ ａ Ａ ｓへの入力光のエ
ネルギーよりも大きなエネルギーに相当する禁制帯を有
する基板であるため、基板裏面側への光呂力、基板裏面
側からの光入力を、基板を除去せずに行うことができる
。したがって、基板に光を透過させて光出力、光入力を
行うことのできる種々の光機能素子を実現することがで
き、このため、基板に対し垂直方向に光のアクセスの可
能なシステムの構成も可能となる。また、本発明によれ
ば、基板の表裏両面側への、あるいは表裏両面側からの
光のアクセスが可能となるため、双安定、光スィッチ、
光メモリ、微分利得等の光機能動作を有する高密度二次
元アレイ化した素子の実現が可能となる。
板とＧ ａ Ａ ｓあるいはＡｌＧａＡｓとの格子定数
差が小さいので、歪超格子、組成傾斜層などの特別な層
を用いなくても、基板上に良好な結晶性のＧａＡｓやＡ
ｌＧａＡｓ膜を成長させることができる。このため、そ
の上に、Ｇ ａ Ａ ｓやＡＭＧａＡｓからなる層構造
を有する素子を、基板上に構成した場合、歪に伴う欠陥
の少ない素子とすることができ、性能、寿命とも優れた
素子を得ることができる。しかも１本発明によれば、基
板は、ＧａＡｓやＡＭＧａＡｓからの発光、あるいはＧ
ａＡ ｓＡ’ Ａ ＱＧ ａ Ａ ｓへの入力光のエ
ネルギーよりも大きなエネルギーに相当する禁制帯を有
する基板であるため、基板裏面側への光呂力、基板裏面
側からの光入力を、基板を除去せずに行うことができる
。したがって、基板に光を透過させて光出力、光入力を
行うことのできる種々の光機能素子を実現することがで
き、このため、基板に対し垂直方向に光のアクセスの可
能なシステムの構成も可能となる。また、本発明によれ
ば、基板の表裏両面側への、あるいは表裏両面側からの
光のアクセスが可能となるため、双安定、光スィッチ、
光メモリ、微分利得等の光機能動作を有する高密度二次
元アレイ化した素子の実現が可能となる。
また、本発明によれば、基板とＧ ａ Ａ ｓあるいは
ＡｌＧａＡｓとの格子定数差が小さくなればなるほど上
述の利点が顕著となり、歪に起因する問題がより改善さ
れる。このため、格子定数差が４％以下の基板を用いた
場合には、その基板上に積層されたＧ ａ Ａ ｓある
いはＡｌＧａＡｓの結晶性は更に向上し、歪も少なくな
り、その上に構成されたＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓの層構
造を有する素子の性能。
ＡｌＧａＡｓとの格子定数差が小さくなればなるほど上
述の利点が顕著となり、歪に起因する問題がより改善さ
れる。このため、格子定数差が４％以下の基板を用いた
場合には、その基板上に積層されたＧ ａ Ａ ｓある
いはＡｌＧａＡｓの結晶性は更に向上し、歪も少なくな
り、その上に構成されたＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓの層構
造を有する素子の性能。
寿命が向上する。
また、格子定数差が０．４％以下の単結晶基板を用いれ
ば更に効果は顕著となり、基板上に積層されたＧａＡｓ
、ＡΩＧ ａ Ａ ｓ層の結晶性は非常に良好となり、
その上に構成された素子の性能、寿命は更に向上する。
ば更に効果は顕著となり、基板上に積層されたＧａＡｓ
、ＡΩＧ ａ Ａ ｓ層の結晶性は非常に良好となり、
その上に構成された素子の性能、寿命は更に向上する。
第１図は本発明の第１の実施例を示す光機能素子の素子
形成用基板の断面図、第２図は本発明の第２の実施例を
示す光機能素子の素子形成用基板の断面図、第３図は本
発明の第３の実施例を示す光機能素子の断面図、第４図
乃至第１５図は本発明の夫々第４から第１５の実施例を
示す光機能素子の断面図、第１６図乃至第１９図は夫々
従来技術による光機能素子の説明図である。 １０１．３０１−−−一基板、１０２．３０２−・−Ｇ
ａ Ａ ｓ層若しくはＡΩＧ ａ Ａ ｓ層、２０１
・・・・素子形成用基板、２０２，６０２・・・・素子
部、３２０・・・受光素子部、３３０・・・・発光素子
部。
形成用基板の断面図、第２図は本発明の第２の実施例を
示す光機能素子の素子形成用基板の断面図、第３図は本
発明の第３の実施例を示す光機能素子の断面図、第４図
乃至第１５図は本発明の夫々第４から第１５の実施例を
示す光機能素子の断面図、第１６図乃至第１９図は夫々
従来技術による光機能素子の説明図である。 １０１．３０１−−−一基板、１０２．３０２−・−Ｇ
ａ Ａ ｓ層若しくはＡΩＧ ａ Ａ ｓ層、２０１
・・・・素子形成用基板、２０２，６０２・・・・素子
部、３２０・・・受光素子部、３３０・・・・発光素子
部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ＧａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓを発光部とする素子
からの出力光に相当するエネルギーよりも大きいエネル
ギーに相当する禁制帯巾を有し、且つＧａＡｓあるいは
ＡｌＧａＡｓを受光部とする素子が入力感度を有する入
力光に相当するエネルギーよりも大きいエネルギーに相
当する禁制帯巾を有し、且つＧａＡｓあるいはＡｌＧａ
Ａｓとの格子定数差が小さい物質で、且つその物質を基
板とした場合その上にＧａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓの
エピタキシャル成長が可能な格子定数差を有する物質か
らなる基板と、その基板上にエピタキシャル成長された
、ＧａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓとを有する構造の素子
形成用基板を用い、上記構造の素子形成用基板上に、Ｇ
ａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓからなる積層構造を有する
、発光素子、受光素子、導波素子、共振器構造を有する
素子、あるいは、それらのうちの何れか複数の素子が複
合化された素子を設けてなることを特徴とする光機能素
子。 ２、請求項１記載の光機能素子において、基板として、
ＧａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓとの格子定数差が４％以
下の単結晶を用いることを特徴とする光機能素子。 ３、請求項１記載の光機能素子において、基板として、
ＧａＡｓあるいはＡｌＧａＡｓとの格子定数差が０．４
％以下の単結晶を用いることを特徴とする光機能素子。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2033091A JPH03236276A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 光機能素子 |
| US07/645,694 US5117477A (en) | 1990-02-14 | 1991-01-25 | Optical functioning element using a transparent substrate with matching lattice constant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2033091A JPH03236276A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 光機能素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03236276A true JPH03236276A (ja) | 1991-10-22 |
Family
ID=12377002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2033091A Pending JPH03236276A (ja) | 1990-02-14 | 1990-02-14 | 光機能素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5117477A (ja) |
| JP (1) | JPH03236276A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5294815A (en) * | 1991-07-29 | 1994-03-15 | Ricoh Company, Ltd. | Semiconductor light emitting device with terraced structure |
| US5223704A (en) * | 1992-03-31 | 1993-06-29 | At&T Bell Laboratories | Planar buried quantum well photodetector |
| JPH05289123A (ja) * | 1992-04-14 | 1993-11-05 | Ricoh Co Ltd | 面型光変調器 |
| JPH06188404A (ja) * | 1992-12-18 | 1994-07-08 | Ricoh Co Ltd | 負荷抵抗集積型半導体光機能素子 |
| JPH06326358A (ja) * | 1993-03-17 | 1994-11-25 | Ricoh Co Ltd | 半導体発光素子 |
| JP3323324B2 (ja) * | 1993-06-18 | 2002-09-09 | 株式会社リコー | 発光ダイオードおよび発光ダイオードアレイ |
| US5665977A (en) * | 1994-02-16 | 1997-09-09 | Sony Corporation | Semiconductor light emitting device with defect decomposing and blocking layers |
| DE19581630T1 (de) * | 1994-04-26 | 1997-04-17 | Ericsson Telefon Ab L M | Optischer Absorber mit Überstruktur |
| US7265381B2 (en) * | 2004-12-30 | 2007-09-04 | Infineon Technologies, Ag | Opto-electronic memory element on the basis of organic metalloporphyrin molecules |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3962714A (en) * | 1974-09-19 | 1976-06-08 | Northern Electric Company Limited | Semiconductor optical modulator |
| US4212020A (en) * | 1978-07-21 | 1980-07-08 | California Institute Of Technology | Solid state electro-optical devices on a semi-insulating substrate |
| JPS55165691A (en) * | 1979-06-13 | 1980-12-24 | Nec Corp | Compound semiconductor laser element |
| US4607370A (en) * | 1984-02-29 | 1986-08-19 | California Institute Of Technology | Paired, separately controlled, and coupled or uncoupled stripe geometry semiconductor lasers |
| JPS61166190A (ja) * | 1985-01-18 | 1986-07-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光集積回路 |
| US4791636A (en) * | 1985-10-30 | 1988-12-13 | Sharp Kabushiki Kaisha | Semiconductor laser device and a method for driving the same |
| US4996163A (en) * | 1988-02-29 | 1991-02-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing an opto-electronic integrated circuit |
| JPH02210334A (ja) * | 1989-02-09 | 1990-08-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光電子集積回路 |
| US4990970A (en) * | 1990-01-16 | 1991-02-05 | General Motors Corporation | Light emitting semiconductor having a rear reflecting surface |
-
1990
- 1990-02-14 JP JP2033091A patent/JPH03236276A/ja active Pending
-
1991
- 1991-01-25 US US07/645,694 patent/US5117477A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5117477A (en) | 1992-05-26 |
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