JPH04171405A

JPH04171405A - 光集積素子

Info

Publication number: JPH04171405A
Application number: JP29847490A
Authority: JP
Inventors: Takashi Hosoi; 細居　隆志; Tomoyuki Nishio; 西尾　友行; Yoshihiko Kimura; 木村　芳彦; Hiroshi Hattori; 弘服部
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1990-11-02
Filing date: 1990-11-02
Publication date: 1992-06-18
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JP2843874B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、光集積素子に関し、特に光導光路、光検出器
、及びその他の素子を同一基板上に形成した光集積素子
、例えば光ジヤイロに用いられる光ＩＣセンサ等に関す
る。

（従来の技術）第５図に示すようにＩｎＰ（インジウム・リン）基板２
上にＩｎＧａＡｓ（インジウム・ガリウム・ヒ素）光吸
収層１１を形成した後、この光吸収層１１の側面で光結
合するＩｎＧａＡｓＰ（インジウム・ガリウム・ヒ素・
リン）光導光層３を形成した光集積素子が従来より知ら
れている（Ａｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｌ＋、、　Ｖｏｌ、　５６．　Ｎｏ、
］６．１６　Ａｐｒｉｌ　１９９０）。

なお、第５図の１２ａ、１２ｂと光吸収層１１とによっ
て光検知器が構成されている。

（発明が解決しようとする課題）前述の従来技術では、光吸収層１１を写真蝕刻（ＰＥＰ
）にてパターン形成した後、この光吸収層１１の側面に
光結合するよう、光導光層３を形成するため、この光結
合工程が繁雑なものとなるという問題がある。

また、光吸収層１１と光導光層３との接合面（光結合面
）で光の反射が発生し、反射ノイズとなるが、この反射
ノイズは、光ジヤイロのような微小信号を扱う装置では
大きな問題となる。

更に、上記従来技術は、光検知器と光導光層との結合の
み考慮したものであり、同一基板上にその他の素子を形
成する場合の、これらの素子からの影響については、何
等考慮されていない。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、製造工
程の簡略化が可能であり、しかも反射ノイズの低減によ
り光検出精度を向上させるとともに、同一基板上の他の
素子から影響を低減することができる光集積素子を提供
することを目的とする。

（課題を解決するための手段）上記目的を達成するため本発明は、半導体基板と、この
基板上に形成された高インピーダンス層と、この高イン
ピーダンス層上に形成された光導光層と、この光導光層
上に形成された光吸収層と、この光吸収層上面に形成さ
れた一対の光検知電極と、前記基板上に形成された他の
素子と、前記基板の下面に形成された前記値の素子の電
極とを有する光集積装置を提供するものである。

（作用）光導光層と光吸収層（光検知器）との光結合が容易とな
るとともに、結合面での反射ノイズが低減される。また
、高インピーダンス層により、同一基板上の他の素子へ
の入出力信号の光検知器に対する影響が低減される。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。

第一図は本発明の一実施例に係る光フアイバジャイロ用
の光集積素子を示す。

この光集積素子１は、ＧａＡｓ（ガリウム・ヒ素）基板
２上に形成された、略Ｘ字形のＧａＡＱＡｓ（ガリウム
・アルミニウム・ヒ素）光導光層３、位相変１１１＃４
、モニタ用フォトダイオード５、及び光検出器６を有す
るものであり、第１の光導光層端３ａには発光素子、例
えば半導体レーザ７が光結合され、第２、第３の光導光
層端３ｂ。

３ｃには光フアイバループの両端８ａ、８ｂが光結合さ
れている。

ここで位相変調器４の断面構造を第２図に示す。

ＧａＡｓ基板２上には、高インピーダンス（ＡｎＧａＡ
ｓ）クラッド層９が形成され、このクラッド層９上に光
導光層（Ｇ　ａ　Ａ　ｓ又はＡＱＧａＡｓ）３が形成さ
れている。光導光層３は、リッヂ部（突出部）３ｄを有
し、このリッチ部３ｄの上面と。

ＧａＡｓ基板２の下面に位相変調用電極１０ａ。

１０ｂが形成されている。これらの電極１０ａ。

１０ｂ間に正弦波状の電圧を印加することにより、位相
変調が行なわれる。

次に、光検出器６の断面構造を第３図に示す。

位相変調器４と同様、Ｇ　ａ　Ａ　Ｓ基板２上には、ク
ラッド層９を介して、光導光層３が形成されている。光
検出器６は、この光導光層３の端部上面に形成されたＧ
ａＡｓ光吸収光吸収及１１の光吸収層１１の上面に形成
された１対の光検知電柵１２ａ、１２ｂより成るＭＥＴ
ＡＬ−３ＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ−ＭＥＴＡＬ　（Ｍ
ＳＭ）フォトダイオードにて構成される。

ＭＳＭフォトダイオードは、低容量、高速型受光素子、
として、光通信の分野では利用されているが、素子上面
から光を入射するようにして用いる場合は、電極が遮光
する面積が大きくなり、光電変換効率が悪い。

これに対し、光導光層に積層して用いる場合は、光が、
下面より入射するため、遮光するものが無く、光電変換
効率が高い。

また、この光検出器６の電極の一つを、ＧａＡｓ基板２
の下面に形成した場合、位相変調器４もＧ　ａ　Ａ　ｓ
基板２の下面に電極を形成しているため、この位相変調
器４の入力信号により影響を受け、微小な光信号を検出
できなくなる。

このため、本実施例では、ＭＳＭフォトダイオードの画
電極を光吸収層の上面に設け、さらに高インピーダンス
クラッド層９を設けている。

これにより、位相変調器４からの影響を低減し、光検出
精度を向上させることができる。

また、第４図に示すように光検出Ｍ６の画電極１２ａ、
−１２ｂはくし形電極を用い、夫々のくし歯状電極を交
互に１〜３ｐｍ程度の間隔にて対向配置している。

そして、この両電極間には、５■の電圧が印加されるた
め、非常に高感度となり、微小な光を検知することがで
きる。

また、光モニタ用フォトダイオード５も、この光検出器
６と同様、ＭＳＭフォトダイオードにて構成されている
。

尚、光吸収層１１は例えばＡ　Ｑ　Ｇ　ａ　Ａ　ｓより
成るインピーダンス整合層（図示せず）を介して、光導
光層３上に形成してもよい。

また、本実施例ではＧ　ａ　Ａ　ｓ系基板を用いたが、
他の■−Ｖ族系基板、例えばＩｎＰ基板、あるいはｎ−
ＶＩ族系基板を用いてもいい。尚、Ｓｌ系基板では、１
次の電気光学効果（ポッケルス効果）が生じない点や、
ヘテロ接合の形成が困難な点により、基板としては適さ
ない。

また、本発明はこの一実施例に限定されるものではなく
、様々な応用ができるものである。

（発明の効果）以上詳述したように本発明によると、基板と、光吸収層
及び光検知電極から成る光検出器との間に高インピーダ
ンス層を設けることにより、基板上の他の素子からの影
響を低減することが可能となり、光検出精度が向上する
。

また、光導光層上に光吸収層を形成するため、光検出器
を容易に光導光層に光結合でき、かつ光検出器と光導光
層との間での反射ノイズが少なくすることができる。

更に、光検出器の１対の電極を、光検出器の上面より取
り出すため、同一基板上の他の素子の影響を受けること
なく、光検出を行なうことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光フアイバジャイロ用
の光集積素子を示す図、第２図は位相変調器の断面構造
を示す図、第３図は光検出器の断面構造を示す図、第４
図は光検出器の電極構造を説明するための図、第５図は
従来の光集積素子の一例を示す図である。１・・光集積素子、２・半導体基板、３・光導光層、４
・・位相変調器、６・光検出器、９　高インピーダンス
クラッド層、１０ａ、１０ｂ・位相変調用電極、１２ａ
、１２ｂ　　光検知電極。第　１　図第２図第３図第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

１、半導体基板と、この基板上に形成された高インピー
ダンス層と、この高インピーダンス層上に形成された光
導光層と、この光導光層上に形成された光吸収層と、こ
の光吸収層上面に形成された一対の光検知電極と、前記
基板上に形成された他の素子と、前記基板の下面に形成
された前記他の素子の電極とを有することを特徴とする
光集積素子。