JPH05119359A - 基板型光スイツチ及びその製造方法 - Google Patents
基板型光スイツチ及びその製造方法Info
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- JPH05119359A JPH05119359A JP30995691A JP30995691A JPH05119359A JP H05119359 A JPH05119359 A JP H05119359A JP 30995691 A JP30995691 A JP 30995691A JP 30995691 A JP30995691 A JP 30995691A JP H05119359 A JPH05119359 A JP H05119359A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 駆動電流を低減するとともに、駆動電力を小
さくし、かつスイッチング特性を向上させる。 【構成】 液相エキタピシャル成長法または気相成長法
により、ｐ−ＩｎＰ基板１上にｐ−ＩｎＰバッファ層１
１、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層１２、ｎ+−ＩｎＰ
電流閉じ込め層１３、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
１４を順次結晶成長させた後、選択化学エッチング法に
より電流閉じ込め層１３をエッチングし、つぎにその電
流閉じ込め層１３に隣接するようにｐ−ＩｎＰ電流ブロ
ック層１５を結晶成長させ、さらにこの電流ブロック層
１５をエッチングしてリッジ型導波路構造とし、基板１
の上面において電流閉じ込め層に接触する電極１８を設
けるとともに、基板１の裏面に電極１９を設ける。
さくし、かつスイッチング特性を向上させる。 【構成】 液相エキタピシャル成長法または気相成長法
により、ｐ−ＩｎＰ基板１上にｐ−ＩｎＰバッファ層１
１、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層１２、ｎ+−ＩｎＰ
電流閉じ込め層１３、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
１４を順次結晶成長させた後、選択化学エッチング法に
より電流閉じ込め層１３をエッチングし、つぎにその電
流閉じ込め層１３に隣接するようにｐ−ＩｎＰ電流ブロ
ック層１５を結晶成長させ、さらにこの電流ブロック層
１５をエッチングしてリッジ型導波路構造とし、基板１
の上面において電流閉じ込め層に接触する電極１８を設
けるとともに、基板１の裏面に電極１９を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、光通信や光情報処理
等に用いられる基板型光スイッチ及びその製造方法に関
する。
等に用いられる基板型光スイッチ及びその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、基板型光スイッチとして、キ
ャリア注入により引き起こされるバンドフィリング効果
による大きな屈折率変化を利用することにより構成され
る内部全反射型光スイッチが提案されている（たとえば
IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATION vo
l.6,No.7 p1262-1266）。
ャリア注入により引き起こされるバンドフィリング効果
による大きな屈折率変化を利用することにより構成され
る内部全反射型光スイッチが提案されている（たとえば
IEEE JOURNAL ON SELECTED AREAS IN COMMUNICATION vo
l.6,No.7 p1262-1266）。
【０００３】この基板型光スイッチは、図１６に示すよ
うに、化合物半導体材料であるｎ−ＩｎＰ（ｎ型インジ
ウムリン）の基板４上にＸ字状の光導波路部５を設け
て、その交差部６をスイッチング部として形成したもの
である。光導波路部５は、図１７に示すようにリブ型光
導波路構造となっており、ｎ−ＩｎＰ基板４上にｎ−Ｉ
ｎＰバッファ層４１を介してｕ−ＩｎＧａＡｓＰ（無ド
ープインジウムガリウムヒ素リン）の光導波路層４２を
形成し、さらにその上にｎ−ＩｎＰクラッド層４３を形
成した後、エッチングすることにより作られている。
うに、化合物半導体材料であるｎ−ＩｎＰ（ｎ型インジ
ウムリン）の基板４上にＸ字状の光導波路部５を設け
て、その交差部６をスイッチング部として形成したもの
である。光導波路部５は、図１７に示すようにリブ型光
導波路構造となっており、ｎ−ＩｎＰ基板４上にｎ−Ｉ
ｎＰバッファ層４１を介してｕ−ＩｎＧａＡｓＰ（無ド
ープインジウムガリウムヒ素リン）の光導波路層４２を
形成し、さらにその上にｎ−ＩｎＰクラッド層４３を形
成した後、エッチングすることにより作られている。
【０００４】その交差部のスイッチング部６では、図１
８に示すように、ｎ−ＩｎＰクラッド層４３の一部にｐ
−ＩｎＰ電流閉じ込め層４４が形成され、その上面にｐ
型電極４６が、下面にｎ型電極４７が形成されている。
なお、このｎ−ＩｎＰ基板４の上面には、ｐ−ＩｎＰ電
流閉じ込め層４４の上面を除いて、その全面を覆うよう
に二酸化硅素の絶縁層４５が形成されている。
８に示すように、ｎ−ＩｎＰクラッド層４３の一部にｐ
−ＩｎＰ電流閉じ込め層４４が形成され、その上面にｐ
型電極４６が、下面にｎ型電極４７が形成されている。
なお、このｎ−ＩｎＰ基板４の上面には、ｐ−ＩｎＰ電
流閉じ込め層４４の上面を除いて、その全面を覆うよう
に二酸化硅素の絶縁層４５が形成されている。
【０００５】電極４６、４７間に電圧をかけることによ
り電流を注入すると、ｐ−ＩｎＰ電流閉じ込め層４４と
ｎ−ＩｎＰバッファ層４１との間にダブルヘテロ接合が
形成されるため、このｐ−ＩｎＰ電流閉じ込め層４４を
通じて順方向電流が流れる。ｎ−ＩｎＰクラッド層４３
は電流を阻止する電流ブロック層として機能する。この
ような構造をとるのはｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層４
２内で注入キャリア密度を上げるためである。このキャ
リア注入により、バンドフィリング効果による屈折率変
化が起こり、入射光の全反射を生じさせることができ
る。すなわち、図１６に示すように、光導波路部５の一
端Ｐｉから光を入射する場合、上記のような電流注入を
行なわないときは光は直進して一端Ｐａより出射する
が、上記のように電流注入するとスイッチ部６で全反射
されて他端Ｐｂより出射するようになる。
り電流を注入すると、ｐ−ＩｎＰ電流閉じ込め層４４と
ｎ−ＩｎＰバッファ層４１との間にダブルヘテロ接合が
形成されるため、このｐ−ＩｎＰ電流閉じ込め層４４を
通じて順方向電流が流れる。ｎ−ＩｎＰクラッド層４３
は電流を阻止する電流ブロック層として機能する。この
ような構造をとるのはｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層４
２内で注入キャリア密度を上げるためである。このキャ
リア注入により、バンドフィリング効果による屈折率変
化が起こり、入射光の全反射を生じさせることができ
る。すなわち、図１６に示すように、光導波路部５の一
端Ｐｉから光を入射する場合、上記のような電流注入を
行なわないときは光は直進して一端Ｐａより出射する
が、上記のように電流注入するとスイッチ部６で全反射
されて他端Ｐｂより出射するようになる。
【０００６】このような基板型光スイッチは、従来では
つぎのようにして製造されている。まず、液相エピタキ
シャル成長（ＬＰＥ）法または有機金属気相成長（ＯＭ
ＶＰＥ）法により、図１９に示すようにｎ−ＩｎＰ基板
４の一面上に、ｎ−ＩｎＰバッファ層４１、ｕ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ光導波路層４２及びｎ−ＩｎＰクラッド層４３
を順次多層成長させる。つぎに、この基板４の上面をフ
ォトリソグラフ技術と反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）技術を用いてｎ−ＩｎＰクラッド層４３の一部をエ
ッチングすることにより図１７や図１８に示すようなリ
ブ型光導波路構造を作る。その後、交差部において亜鉛
（Ｚｎ）を選択的に拡散し、ｐ−ＩｎＰ電流閉じ込め層
４４を形成する。そして、上面を覆う二酸化硅素の絶縁
層４５の一部を除去し光導波路４２に対してｐ型電極４
６をコンタクトさせるとともに、下面にｎ型電極４７を
形成する。
つぎのようにして製造されている。まず、液相エピタキ
シャル成長（ＬＰＥ）法または有機金属気相成長（ＯＭ
ＶＰＥ）法により、図１９に示すようにｎ−ＩｎＰ基板
４の一面上に、ｎ−ＩｎＰバッファ層４１、ｕ−ＩｎＧ
ａＡｓＰ光導波路層４２及びｎ−ＩｎＰクラッド層４３
を順次多層成長させる。つぎに、この基板４の上面をフ
ォトリソグラフ技術と反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）技術を用いてｎ−ＩｎＰクラッド層４３の一部をエ
ッチングすることにより図１７や図１８に示すようなリ
ブ型光導波路構造を作る。その後、交差部において亜鉛
（Ｚｎ）を選択的に拡散し、ｐ−ＩｎＰ電流閉じ込め層
４４を形成する。そして、上面を覆う二酸化硅素の絶縁
層４５の一部を除去し光導波路４２に対してｐ型電極４
６をコンタクトさせるとともに、下面にｎ型電極４７を
形成する。
【０００７】このような基板型光スイッチは、バンドフ
ィリング効果による大きな屈折率変化を用いるという特
徴を有するとともに、ｎ−ＩｎＰ基板上にＬＰＥ法また
はＯＭＶＰＥ法により１回の結晶成長のみで作製できる
という利点を持っている。
ィリング効果による大きな屈折率変化を用いるという特
徴を有するとともに、ｎ−ＩｎＰ基板上にＬＰＥ法また
はＯＭＶＰＥ法により１回の結晶成長のみで作製できる
という利点を持っている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
基板型光スイッチは、低電流駆動という点で問題があ
る。駆動電流が大きくなると、光スイッチの駆動電力が
大きくなるので、特にこのような光スイッチを集積化す
る場合や高速で動作させる場合には問題が大きい。
基板型光スイッチは、低電流駆動という点で問題があ
る。駆動電流が大きくなると、光スイッチの駆動電力が
大きくなるので、特にこのような光スイッチを集積化す
る場合や高速で動作させる場合には問題が大きい。
【０００９】上記のように駆動電流が大きくなる原因と
しては以下に示すようなことが考えられる。まず、この
基板型光スイッチは、上記のようにｎ−ＩｎＰクラッド
層内にＺｎ拡散を用いて電流閉じ込め層を形成してい
る。光スイッチに一定の電流を注入した場合、電流閉じ
込め領域の体積が小さくなれば注入キャリア密度は増加
するので低電流駆動が実現できるが、このような光スイ
ッチでは拡散という手法を用い電流閉じ込め領域を形成
しているため電流閉じ込め領域の幅を微細（たとえば１
μｍ以下）にすることが困難であり、低電流駆動を実現
することができない。また、このように形成されたｐ−
ＩｎＰ電流閉じ込め層は、ｎ−ＩｎＰクラッド層との間
でｐｎ順方向ホモ接合を形成する。すなわち、注入され
た電流は、ダブルヘテロ接合とこのホモ接合間のわずか
なポテンシャル差により、ダブルヘテロ接合側に優先的
に流れるのであるが、高電流注入時にはポテンシャルの
差が小さいのでこのホモ接合側にも電流が流れることと
なり、高効率動作、つまり低電流駆動を実現することが
できない。さらに、拡散その他の方法でｐ−ＩｎＰ電流
閉じ込め層の幅を微細にすることができたとしても、こ
の電流を閉じ込める領域がｐ型のＩｎＰにより構成され
ることになり、ｐ型のＩｎＰはｎ型のＩｎＰに比べて電
気抵抗率が１桁大きいので、この電流閉じ込め領域で素
子の電気抵抗が増大し、低電力で光スイッチを駆動する
ことが困難となる。そのため、このような光スイッチを
集積化してマトリクススイッチを形成する場合には個々
のスイッチエレメントでの消費電力が大きいので、全消
費電流が大きくなって問題が大きい。
しては以下に示すようなことが考えられる。まず、この
基板型光スイッチは、上記のようにｎ−ＩｎＰクラッド
層内にＺｎ拡散を用いて電流閉じ込め層を形成してい
る。光スイッチに一定の電流を注入した場合、電流閉じ
込め領域の体積が小さくなれば注入キャリア密度は増加
するので低電流駆動が実現できるが、このような光スイ
ッチでは拡散という手法を用い電流閉じ込め領域を形成
しているため電流閉じ込め領域の幅を微細（たとえば１
μｍ以下）にすることが困難であり、低電流駆動を実現
することができない。また、このように形成されたｐ−
ＩｎＰ電流閉じ込め層は、ｎ−ＩｎＰクラッド層との間
でｐｎ順方向ホモ接合を形成する。すなわち、注入され
た電流は、ダブルヘテロ接合とこのホモ接合間のわずか
なポテンシャル差により、ダブルヘテロ接合側に優先的
に流れるのであるが、高電流注入時にはポテンシャルの
差が小さいのでこのホモ接合側にも電流が流れることと
なり、高効率動作、つまり低電流駆動を実現することが
できない。さらに、拡散その他の方法でｐ−ＩｎＰ電流
閉じ込め層の幅を微細にすることができたとしても、こ
の電流を閉じ込める領域がｐ型のＩｎＰにより構成され
ることになり、ｐ型のＩｎＰはｎ型のＩｎＰに比べて電
気抵抗率が１桁大きいので、この電流閉じ込め領域で素
子の電気抵抗が増大し、低電力で光スイッチを駆動する
ことが困難となる。そのため、このような光スイッチを
集積化してマトリクススイッチを形成する場合には個々
のスイッチエレメントでの消費電力が大きいので、全消
費電流が大きくなって問題が大きい。
【００１０】この発明は、上記に鑑み、低電流駆動が可
能で、かつ駆動電力が小さな基板型光スイッチを提供す
ることを目的とする。
能で、かつ駆動電力が小さな基板型光スイッチを提供す
ることを目的とする。
【００１１】また、この発明は、そのように改善された
基板型光スイッチの製造方法を提供することをも目的と
している。
基板型光スイッチの製造方法を提供することをも目的と
している。
【００１２】さらに、この発明は、漏洩電流を押さえる
ことにより低駆動電流を実現し、さらに駆動電力及び高
速スイッチの各特性をも改善した、基板型光スイッチを
提供することを目的とする。
ことにより低駆動電流を実現し、さらに駆動電力及び高
速スイッチの各特性をも改善した、基板型光スイッチを
提供することを目的とする。
【００１３】そして、この発明は、このような、漏洩電
流を少なくして駆動電流を低くし、かつ良好な駆動電力
・高速スイッチ特性を持つ基板型光スイッチを製造する
方法を提供することをも目的とする。
流を少なくして駆動電流を低くし、かつ良好な駆動電力
・高速スイッチ特性を持つ基板型光スイッチを製造する
方法を提供することをも目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明による基板型光スイッチにおいては、ｐ−
ＩｎＰ基板と、この基板上に形成されたｕ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ光導波路層と、この光導波路層上に並列的に形成さ
れたｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層及びｐ−ＩｎＰ電流ブロ
ック層とが備えられており、電流閉じ込め層の幅を従来
の１／２以下の１μｍ程度とすることができ、また導電
型がｎ型なので、従来のようなｐ型の電流閉じ込め層と
比較すると素子の抵抗を１桁ほど改善することができ
る。
め、この発明による基板型光スイッチにおいては、ｐ−
ＩｎＰ基板と、この基板上に形成されたｕ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ光導波路層と、この光導波路層上に並列的に形成さ
れたｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層及びｐ−ＩｎＰ電流ブロ
ック層とが備えられており、電流閉じ込め層の幅を従来
の１／２以下の１μｍ程度とすることができ、また導電
型がｎ型なので、従来のようなｐ型の電流閉じ込め層と
比較すると素子の抵抗を１桁ほど改善することができ
る。
【００１５】この発明による基板型光スイッチ製造方法
は、ｐ−ＩｎＰ基板上にｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層
及びｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層を順次結晶成長させ、そ
の後このｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層をエッチングしてこ
の電流閉じ込め層の幅を狭くし、つぎにこの電流閉じ込
め層の脇に隣接するように上記光導波路層上にｐ−Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層を再度結晶成長させることが特徴とな
っている。
は、ｐ−ＩｎＰ基板上にｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層
及びｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層を順次結晶成長させ、そ
の後このｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層をエッチングしてこ
の電流閉じ込め層の幅を狭くし、つぎにこの電流閉じ込
め層の脇に隣接するように上記光導波路層上にｐ−Ｉｎ
Ｐ電流ブロック層を再度結晶成長させることが特徴とな
っている。
【００１６】また、ｐ−ＩｎＰ基板上にｕ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ光導波路層及びｐ−ＩｎＰ電流ブロック層を順次結
晶成長させ、その後このｐ−ＩｎＰ電流ブロック層をエ
ッチングして上記光導波路層に到達する細長い溝を形成
し、つぎにこの細長い溝中において上記光導波路層上に
ｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層を結晶成長させて製造しても
よい。
ｓＰ光導波路層及びｐ−ＩｎＰ電流ブロック層を順次結
晶成長させ、その後このｐ−ＩｎＰ電流ブロック層をエ
ッチングして上記光導波路層に到達する細長い溝を形成
し、つぎにこの細長い溝中において上記光導波路層上に
ｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層を結晶成長させて製造しても
よい。
【００１７】さらにこの発明による別の基板型光スイッ
チでは、ｐ−ＩｎＰ基板と、この基板上に形成されたｕ
−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層と、この光導波路層上に形
成されたｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層と、この電流閉じ込
め層の脇に隣接するように上記光導波路層上に形成され
たｎ−ＩｎＰ層及びそのｎ−ＩｎＰ層上に形成されたｐ
−ＩｎＰ層からなる電流ブロック層とを備えることが特
徴となっている。電流ブロック層がｎ−ＩｎＰ層とｐ−
ＩｎＰ層の２層でなり、その境界にｎ−ｐの逆接合が形
成されるためこの部分での電流リークが極めて少なくな
る。
チでは、ｐ−ＩｎＰ基板と、この基板上に形成されたｕ
−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層と、この光導波路層上に形
成されたｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層と、この電流閉じ込
め層の脇に隣接するように上記光導波路層上に形成され
たｎ−ＩｎＰ層及びそのｎ−ＩｎＰ層上に形成されたｐ
−ＩｎＰ層からなる電流ブロック層とを備えることが特
徴となっている。電流ブロック層がｎ−ＩｎＰ層とｐ−
ＩｎＰ層の２層でなり、その境界にｎ−ｐの逆接合が形
成されるためこの部分での電流リークが極めて少なくな
る。
【００１８】この発明による基板型光スイッチの別の製
造方法は、ｐ−ＩｎＰ基板上にｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導
波路層及びｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層を順次結晶成長さ
せ、その後このｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層をエッチング
してこの電流閉じ込め層の幅を狭くし、つぎにこの電流
閉じ込め層の脇に隣接するように上記光導波路層上にｎ
−ＩｎＰ層を結晶成長させるとともにそのｎ−ＩｎＰ層
の上にｐ−ＩｎＰ層を結晶成長させて電流ブロック層を
形成することが特徴となっている。
造方法は、ｐ−ＩｎＰ基板上にｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導
波路層及びｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層を順次結晶成長さ
せ、その後このｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層をエッチング
してこの電流閉じ込め層の幅を狭くし、つぎにこの電流
閉じ込め層の脇に隣接するように上記光導波路層上にｎ
−ＩｎＰ層を結晶成長させるとともにそのｎ−ＩｎＰ層
の上にｐ−ＩｎＰ層を結晶成長させて電流ブロック層を
形成することが特徴となっている。
【００１９】また、ｐ−ＩｎＰ基板上にｕ−ＩｎＧａＡ
ｓＰ光導波路層、ｎ−ＩｎＰ層及びｐ−ＩｎＰ層を順次
結晶成長させ、その後このｎ−ＩｎＰ層及びｐ−ＩｎＰ
層からなる電流ブロック層をエッチングして上記光導波
路層に到達する細長い溝を形成し、つぎにこの電流ブロ
ック層の細長い溝中において上記光導波路層上にｎ−Ｉ
ｎＰ電流閉じ込め層を結晶成長させて、基板型光スイッ
チを製造することもできる。
ｓＰ光導波路層、ｎ−ＩｎＰ層及びｐ−ＩｎＰ層を順次
結晶成長させ、その後このｎ−ＩｎＰ層及びｐ−ＩｎＰ
層からなる電流ブロック層をエッチングして上記光導波
路層に到達する細長い溝を形成し、つぎにこの電流ブロ
ック層の細長い溝中において上記光導波路層上にｎ−Ｉ
ｎＰ電流閉じ込め層を結晶成長させて、基板型光スイッ
チを製造することもできる。
【００２０】
【実施例】以下、この発明の一実施例について図面を参
照しながら詳細に説明する。図１は第１の実施例にかか
る基板型光スイッチを示すもので、この図に示すよう
に、化合物半導体材料であるｐ−ＩｎＰ基板１上にＸ字
状の光導波路部２が設けられており、その交差部３がス
イッチング部として形成されている。光導波路部２は図
２に示すようにリッジ型光導波路構造となっており、ｐ
−ＩｎＰ基板１上にｐ−ＩｎＰバッファ層１１を介して
ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層１２が形成され、さらに
その上に細長いｐ−ＩｎＰクラッド層１５及びｎ+−Ｉ
ｎＧａＡｓＰキャップ層１４が凸状に乗っているという
構造となっている。
照しながら詳細に説明する。図１は第１の実施例にかか
る基板型光スイッチを示すもので、この図に示すよう
に、化合物半導体材料であるｐ−ＩｎＰ基板１上にＸ字
状の光導波路部２が設けられており、その交差部３がス
イッチング部として形成されている。光導波路部２は図
２に示すようにリッジ型光導波路構造となっており、ｐ
−ＩｎＰ基板１上にｐ−ＩｎＰバッファ層１１を介して
ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層１２が形成され、さらに
その上に細長いｐ−ＩｎＰクラッド層１５及びｎ+−Ｉ
ｎＧａＡｓＰキャップ層１４が凸状に乗っているという
構造となっている。
【００２１】交差部のスイッチング部３では、図３に示
すように、凸状のｐ−ＩｎＰクラッド層１５の一部にｎ
+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３が細長く埋め込まれてお
り、その上面にｎ型電極１８が、下面にｐ型電極１９が
形成されている。なお、このｐ−ＩｎＰ基板１の上面に
は、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３の上に位置するｎ+
−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４の上面の部分を除い
て、その全面を覆うように二酸化硅素の絶縁層１７が形
成されている。
すように、凸状のｐ−ＩｎＰクラッド層１５の一部にｎ
+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３が細長く埋め込まれてお
り、その上面にｎ型電極１８が、下面にｐ型電極１９が
形成されている。なお、このｐ−ＩｎＰ基板１の上面に
は、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３の上に位置するｎ+
−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４の上面の部分を除い
て、その全面を覆うように二酸化硅素の絶縁層１７が形
成されている。
【００２２】電極１８、１９間に電圧を印加することに
より電流を注入すると、ｐ−ＩｎＰバッファ層１１とｎ
+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３との間のｐｎダブルヘテ
ロ接合を通して、このｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３
に電流が流れる。ｐ−ＩｎＰクラッド層１５では電流が
阻止され、このクラッド層１５は電流ブロック層として
機能することになるので、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路
層１２内の反射部のキャリア密度が大きくなる。このよ
うなキャリア注入により、バンドフィリング効果による
屈折率変化が起こり、入射光の全反射を生じさせること
ができ、図１に示すように、光導波路部２の一端Ｐｉか
ら光を入射する場合、上記のような電流注入を行なわな
いときは光は直進して一端Ｐａより出射するが、上記の
ように電流注入するとスイッチ部３で全反射されて他端
Ｐｂより出射するようになる。
より電流を注入すると、ｐ−ＩｎＰバッファ層１１とｎ
+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３との間のｐｎダブルヘテ
ロ接合を通して、このｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３
に電流が流れる。ｐ−ＩｎＰクラッド層１５では電流が
阻止され、このクラッド層１５は電流ブロック層として
機能することになるので、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路
層１２内の反射部のキャリア密度が大きくなる。このよ
うなキャリア注入により、バンドフィリング効果による
屈折率変化が起こり、入射光の全反射を生じさせること
ができ、図１に示すように、光導波路部２の一端Ｐｉか
ら光を入射する場合、上記のような電流注入を行なわな
いときは光は直進して一端Ｐａより出射するが、上記の
ように電流注入するとスイッチ部３で全反射されて他端
Ｐｂより出射するようになる。
【００２３】この場合、ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層１５
とそこに埋め込まれるｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３
は、一方を先に結晶成長させた後、フォトリソグラフ技
術と選択化学エッチング技術により不要な部分を除去し
て必要な部分のみを残した後、再度の結晶成長によって
他方を形成すれば、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３の
幅を従来の１／２以下の１μｍ程度とすることができ
る。このように電流閉じ込め層１３の面積を従来の１／
２以下と小さくすることができるので、光スイッチとし
ての駆動電流は従来と比較して大幅に低減できる。ま
た、スイッチングのための屈折率変化はスイッチング電
流により上昇するキャリア密度の関数であるので、電流
閉じ込め層１３の面積が狭ければ狭いほど効率のよいス
イッチング動作が実現でき、集積化を考えた場合非常に
有利である。
とそこに埋め込まれるｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３
は、一方を先に結晶成長させた後、フォトリソグラフ技
術と選択化学エッチング技術により不要な部分を除去し
て必要な部分のみを残した後、再度の結晶成長によって
他方を形成すれば、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３の
幅を従来の１／２以下の１μｍ程度とすることができ
る。このように電流閉じ込め層１３の面積を従来の１／
２以下と小さくすることができるので、光スイッチとし
ての駆動電流は従来と比較して大幅に低減できる。ま
た、スイッチングのための屈折率変化はスイッチング電
流により上昇するキャリア密度の関数であるので、電流
閉じ込め層１３の面積が狭ければ狭いほど効率のよいス
イッチング動作が実現でき、集積化を考えた場合非常に
有利である。
【００２４】さらに、この電流閉じ込め層１３は導電型
がｎ型なので、ｐ型の電流閉じ込め層の場合に比較して
スイッチング電流を流したときの素子の抵抗を１桁改善
することができる。たとえば、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込
め層１３の面積を１μｍ×２００μｍ（幅×長さ）と
し、このｎ+−ＩｎＰのキャリア濃度を４×１０18とし
た場合、この部分での抵抗はわずか０．１Ωとなる。ち
なみに従来のようにｐ型の電流閉じ込め層を用いた場合
はｐ−ＩｎＰのキャリア濃度を４×１０18とするなど同
様の条件の下で１．４Ωとなり、この実施例の方が１桁
以上小さくなっていることがわかる。その結果、駆動電
力及び高速スイッチの点で有利である。
がｎ型なので、ｐ型の電流閉じ込め層の場合に比較して
スイッチング電流を流したときの素子の抵抗を１桁改善
することができる。たとえば、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込
め層１３の面積を１μｍ×２００μｍ（幅×長さ）と
し、このｎ+−ＩｎＰのキャリア濃度を４×１０18とし
た場合、この部分での抵抗はわずか０．１Ωとなる。ち
なみに従来のようにｐ型の電流閉じ込め層を用いた場合
はｐ−ＩｎＰのキャリア濃度を４×１０18とするなど同
様の条件の下で１．４Ωとなり、この実施例の方が１桁
以上小さくなっていることがわかる。その結果、駆動電
力及び高速スイッチの点で有利である。
【００２５】つぎに、このような構造の基板型光スイッ
チの製造方法の一実施例について述べる。まず図４に示
すように、ＬＰＥ法を用いてｐ−ＩｎＰ基板１上に、ｐ
−ＩｎＰバッファ層１１、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路
層１２、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３、ｎ+−ＩｎＧ
ａＡｓＰキャップ層１４を、順次多層結晶成長させた。
チの製造方法の一実施例について述べる。まず図４に示
すように、ＬＰＥ法を用いてｐ−ＩｎＰ基板１上に、ｐ
−ＩｎＰバッファ層１１、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路
層１２、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３、ｎ+−ＩｎＧ
ａＡｓＰキャップ層１４を、順次多層結晶成長させた。
【００２６】その後、スイッチング部３では、フォトリ
ソグラフ技術と、塩化水素系のエッチング液による選択
化学エッチング技術とを用いて、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層１４をマスクとして、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ
込め層１３を選択的に除去し、図５に示すように幅１μ
ｍ、長さ２００μｍの細長いｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め
層１３のみを残した。
ソグラフ技術と、塩化水素系のエッチング液による選択
化学エッチング技術とを用いて、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層１４をマスクとして、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ
込め層１３を選択的に除去し、図５に示すように幅１μ
ｍ、長さ２００μｍの細長いｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め
層１３のみを残した。
【００２７】つぎに、図６に示すようにこの残ったｎ+
−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３及びｎ+−ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層１４を二酸化硅素のマスク層１６で覆った上
で、ＬＰＥ法を用いて、ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層１５
及びｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４を、ｎ+−Ｉｎ
Ｐ電流閉じ込め層１３の両脇に隣接して結晶成長させ
た。
−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３及びｎ+−ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層１４を二酸化硅素のマスク層１６で覆った上
で、ＬＰＥ法を用いて、ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層１５
及びｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４を、ｎ+−Ｉｎ
Ｐ電流閉じ込め層１３の両脇に隣接して結晶成長させ
た。
【００２８】光導波路部２では、上記のエッチング工程
において図５のようにはｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１
３、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４は残ってい
ず、これらはすべて除去される。そして上記の再度の結
晶成長工程でｐ−ＩｎＰ電流ブロック層（クラッド層）
１５とｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４が全面に形
成されることになる。
において図５のようにはｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１
３、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４は残ってい
ず、これらはすべて除去される。そして上記の再度の結
晶成長工程でｐ−ＩｎＰ電流ブロック層（クラッド層）
１５とｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４が全面に形
成されることになる。
【００２９】つぎに光導波路部２をＸ字状に形成するた
め、そのＸ字の形状にフォトレジストをパターニングし
た後、塩素系のガスを用いた反応性イオンビームエッチ
ングを行なった。こうして図２に示すようなリッジ型の
光導波路部２を形成するとともに、図３で示すような内
部全反射型のスイッチング部３を得た。基板１の上下の
面にそれぞれｎ型電極１８、ｐ型電極１９を形成した
後、２×２の光スイッチのサイズ（２ｍｍ×０．５ｍ
ｍ）に切り出して図１のようにした。
め、そのＸ字の形状にフォトレジストをパターニングし
た後、塩素系のガスを用いた反応性イオンビームエッチ
ングを行なった。こうして図２に示すようなリッジ型の
光導波路部２を形成するとともに、図３で示すような内
部全反射型のスイッチング部３を得た。基板１の上下の
面にそれぞれｎ型電極１８、ｐ型電極１９を形成した
後、２×２の光スイッチのサイズ（２ｍｍ×０．５ｍ
ｍ）に切り出して図１のようにした。
【００３０】上記の実施例では最初にｎ+−ＩｎＰ電流
閉じ込め層１３を結晶成長させた後、選択的にエッチン
グし、その後ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層１５を再結晶成
長させているが、逆にｐ−ＩｎＰ電流ブロック層１５を
先に結晶成長させ、これを選択的に除去し、その後ｎ+
−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３を再結晶成長させるように
にしてもよい。その場合、まず図７のように、ＬＰＥ法
を用いてｐ−ＩｎＰ基板１上に、ｐ−ＩｎＰバッファ層
１１、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層１２、ｐ−ＩｎＰ
電流ブロック層（クラッド層）１５、ｎ+−ＩｎＧａＡ
ｓＰキャップ層１４を、順次多層結晶成長させる。
閉じ込め層１３を結晶成長させた後、選択的にエッチン
グし、その後ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層１５を再結晶成
長させているが、逆にｐ−ＩｎＰ電流ブロック層１５を
先に結晶成長させ、これを選択的に除去し、その後ｎ+
−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３を再結晶成長させるように
にしてもよい。その場合、まず図７のように、ＬＰＥ法
を用いてｐ−ＩｎＰ基板１上に、ｐ−ＩｎＰバッファ層
１１、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層１２、ｐ−ＩｎＰ
電流ブロック層（クラッド層）１５、ｎ+−ＩｎＧａＡ
ｓＰキャップ層１４を、順次多層結晶成長させる。
【００３１】つぎに、スイッチング部３では、フォトリ
ソグラフ技術と、塩化水素系のエッチング液による選択
化学エッチング技術とを用いて、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層１４をマスクとして、ｐ−ＩｎＰ電流ブロッ
ク層１５を選択的に除去し、図８に示すように幅１μ
ｍ、長さ２００μｍの細長い溝２０を形成した。
ソグラフ技術と、塩化水素系のエッチング液による選択
化学エッチング技術とを用いて、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層１４をマスクとして、ｐ−ＩｎＰ電流ブロッ
ク層１５を選択的に除去し、図８に示すように幅１μ
ｍ、長さ２００μｍの細長い溝２０を形成した。
【００３２】その後、図９に示すように二酸化硅素層２
１をマスクとして、ＬＰＥ法を用いて、ｎ+−ＩｎＰ電
流閉じ込め層１３及びｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
１４を、この溝２０内にのみ結晶成長させた。
１をマスクとして、ＬＰＥ法を用いて、ｎ+−ＩｎＰ電
流閉じ込め層１３及びｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層
１４を、この溝２０内にのみ結晶成長させた。
【００３３】光導波路部２では、上記のエッチング工程
において図８のようには溝２０を形成せず、ｐ−ＩｎＰ
電流ブロック層１５は全然除去されることなく、このｐ
−ＩｎＰ電流ブロック層１５はすべて残される。
において図８のようには溝２０を形成せず、ｐ−ＩｎＰ
電流ブロック層１５は全然除去されることなく、このｐ
−ＩｎＰ電流ブロック層１５はすべて残される。
【００３４】つぎに光導波路部２をＸ字状に形成するた
め、そのＸ字の形状にフォトレジストをパターニングし
た後、塩素系のガスを用いた反応性イオンビームエッチ
ングを行ない、図２に示すようなリッジ型の光導波路部
２を形成するとともに、図３で示すような内部全反射型
のスイッチング部３を得た。基板１の上下の面にそれぞ
れｎ型電極１８、ｐ型電極１９を形成した後、２×２の
光スイッチのサイズ（２ｍｍ×０．５ｍｍ）に切り出し
て図１のような形状とした。
め、そのＸ字の形状にフォトレジストをパターニングし
た後、塩素系のガスを用いた反応性イオンビームエッチ
ングを行ない、図２に示すようなリッジ型の光導波路部
２を形成するとともに、図３で示すような内部全反射型
のスイッチング部３を得た。基板１の上下の面にそれぞ
れｎ型電極１８、ｐ型電極１９を形成した後、２×２の
光スイッチのサイズ（２ｍｍ×０．５ｍｍ）に切り出し
て図１のような形状とした。
【００３５】このような製造方法で作った基板型光スイ
ッチはいずれも良好な特性を示した。すなわち、これら
の基板型光スイッチの特性の測定を行なったところ、電
流４０ｍＡでスイッチング動作が得られ、消光比は１５
ｄＢ、挿入損失は１０ｄＢであった。スイッチング電流
については従来８０ｍＡであったものが４０ｍＡとなっ
ており、大きく低減していることがわかる。その他の特
性、つまり消光比と挿入損失とについては従来に比べて
電流閉じ込め構造を変化させたことによる顕著な劣化は
見られなかった。また、これらの基板型光スイッチのシ
リーズ電気抵抗は５Ωであり、従来は４．５Ωであるか
ら、電流閉じ込め層１３のの面積を小さくしたことによ
る素子抵抗の増大はほとんど見られないことになる。
ッチはいずれも良好な特性を示した。すなわち、これら
の基板型光スイッチの特性の測定を行なったところ、電
流４０ｍＡでスイッチング動作が得られ、消光比は１５
ｄＢ、挿入損失は１０ｄＢであった。スイッチング電流
については従来８０ｍＡであったものが４０ｍＡとなっ
ており、大きく低減していることがわかる。その他の特
性、つまり消光比と挿入損失とについては従来に比べて
電流閉じ込め構造を変化させたことによる顕著な劣化は
見られなかった。また、これらの基板型光スイッチのシ
リーズ電気抵抗は５Ωであり、従来は４．５Ωであるか
ら、電流閉じ込め層１３のの面積を小さくしたことによ
る素子抵抗の増大はほとんど見られないことになる。
【００３６】つぎに、第２の実施例にかかる基板型光ス
イッチについて説明する。この第２に実施例にかかる光
スイッチの外観は第１の実施例と同じで図１のようにな
っている。内部の構造についても上記の第１の実施例と
ほとんど同じである。ただ、クラッド層（電流ブロック
層）の部分が異なっている。すなわち、クラッド層（電
流ブロック層）は、図１０、図１１に示すように光導波
路部２においてもスイッチング部３においても、ｕ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ光導波路層１２上に形成されたｎ−ＩｎＰ
層２２及びその上のｐ−ＩｎＰ層２３の２層によって構
成されている。
イッチについて説明する。この第２に実施例にかかる光
スイッチの外観は第１の実施例と同じで図１のようにな
っている。内部の構造についても上記の第１の実施例と
ほとんど同じである。ただ、クラッド層（電流ブロック
層）の部分が異なっている。すなわち、クラッド層（電
流ブロック層）は、図１０、図１１に示すように光導波
路部２においてもスイッチング部３においても、ｕ−Ｉ
ｎＧａＡｓＰ光導波路層１２上に形成されたｎ−ＩｎＰ
層２２及びその上のｐ−ＩｎＰ層２３の２層によって構
成されている。
【００３７】このようにｎ型、ｐ型ＩｎＰ層２２、２３
により電流ブロック層を形成しているため、その境界に
はｎ−ｐの逆接合が形成されることになるので、従来の
Ｚｎ拡散を用いた電流ブロック層の場合と比較して（及
び上記の第１の実施例と比較しても）この部分での電流
リークをきわめて小さくできる。漏洩電流を小さくでき
ることから、駆動電流を第１の実施例よりも一層低減で
きる。
により電流ブロック層を形成しているため、その境界に
はｎ−ｐの逆接合が形成されることになるので、従来の
Ｚｎ拡散を用いた電流ブロック層の場合と比較して（及
び上記の第１の実施例と比較しても）この部分での電流
リークをきわめて小さくできる。漏洩電流を小さくでき
ることから、駆動電流を第１の実施例よりも一層低減で
きる。
【００３８】この基板型光スイッチの製造方法について
説明する。まず、ＬＰＥ法を用いてｐ−ＩｎＰ基板１上
に、ｐ−ＩｎＰバッファ層１１、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光
導波路層１２、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３、ｎ+−
ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４を、順次多層結晶成長さ
せる点は、図４と同じである。また、その後、スイッチ
ング部３では、フォトリソグラフ技術と、塩化水素系の
エッチング液による選択化学エッチング技術とを用い
て、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４をマスクとし
て、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３を選択的に除去
し、幅１μｍ、長さ２００μｍの細長いｎ+−ＩｎＰ電
流閉じ込め層１３のみを残す点も、図５と同様である。
説明する。まず、ＬＰＥ法を用いてｐ−ＩｎＰ基板１上
に、ｐ−ＩｎＰバッファ層１１、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光
導波路層１２、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３、ｎ+−
ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４を、順次多層結晶成長さ
せる点は、図４と同じである。また、その後、スイッチ
ング部３では、フォトリソグラフ技術と、塩化水素系の
エッチング液による選択化学エッチング技術とを用い
て、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４をマスクとし
て、ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３を選択的に除去
し、幅１μｍ、長さ２００μｍの細長いｎ+−ＩｎＰ電
流閉じ込め層１３のみを残す点も、図５と同様である。
【００３９】つぎに、図１２に示すようにこの残ったｎ
+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３及びｎ+−ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層１４を二酸化硅素のマスク層１６で覆った上
で、ＬＰＥ法を用いて、ｎ+−ＩｎＰ層２２、ｐ−Ｉｎ
Ｐ層２３及びｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４を、
ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３の両脇に隣接して順次
結晶成長させた。
+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３及びｎ+−ＩｎＧａＡｓＰ
キャップ層１４を二酸化硅素のマスク層１６で覆った上
で、ＬＰＥ法を用いて、ｎ+−ＩｎＰ層２２、ｐ−Ｉｎ
Ｐ層２３及びｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４を、
ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１３の両脇に隣接して順次
結晶成長させた。
【００４０】光導波路部２では、上記のエッチング工程
において図５のようにはｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１
３、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４は残ってい
ず、これらはすべて除去されるため、上記の再度の結晶
成長工程で、ｎ+−ＩｎＰ層２２、ｐ−ＩｎＰ層２３、
ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４が全面に形成され
ることになる。
において図５のようにはｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層１
３、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４は残ってい
ず、これらはすべて除去されるため、上記の再度の結晶
成長工程で、ｎ+−ＩｎＰ層２２、ｐ−ＩｎＰ層２３、
ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層１４が全面に形成され
ることになる。
【００４１】つぎにＸ字の形状にフォトレジストをパタ
ーニングした後、塩素系のガスを用いた反応性イオンビ
ームエッチングを行なった。こうして図２に示すような
Ｘ字状のリッジ型の光導波路部２を形成するとともに、
図３で示すような内部全反射型のスイッチング部３を得
た。基板１の上下の面にそれぞれｎ型電極１８、ｐ型電
極１９を形成した後、２×２の光スイッチのサイズ（２
ｍｍ×０．５ｍｍ）に切り出して図１のような形状とし
た。
ーニングした後、塩素系のガスを用いた反応性イオンビ
ームエッチングを行なった。こうして図２に示すような
Ｘ字状のリッジ型の光導波路部２を形成するとともに、
図３で示すような内部全反射型のスイッチング部３を得
た。基板１の上下の面にそれぞれｎ型電極１８、ｐ型電
極１９を形成した後、２×２の光スイッチのサイズ（２
ｍｍ×０．５ｍｍ）に切り出して図１のような形状とし
た。
【００４２】また、順序を逆にしてつぎのようにして製
造することもできる。まず、図１３のように、ＬＰＥ法
を用いてｐ−ＩｎＰ基板１上に、ｐ−ＩｎＰバッファ層
１１、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層１２、ｎ−ＩｎＰ
層２２、ｐ−ＩｎＰ層２３、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャ
ップ層１４を、順次多層結晶成長させる。
造することもできる。まず、図１３のように、ＬＰＥ法
を用いてｐ−ＩｎＰ基板１上に、ｐ−ＩｎＰバッファ層
１１、ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層１２、ｎ−ＩｎＰ
層２２、ｐ−ＩｎＰ層２３、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャ
ップ層１４を、順次多層結晶成長させる。
【００４３】つぎに、スイッチング部３では、図１４の
ように溝２０を形成する。すなわち、フォトリソグラフ
技術と、塩化水素系のエッチング液による選択化学エッ
チング技術とを用いて、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層１４をマスクとして、ｎ−ＩｎＰ層２２及びｐ−Ｉｎ
Ｐ層２３を選択的に除去し、幅１μｍ、長さ２００μｍ
の細長い溝２０を形成した。
ように溝２０を形成する。すなわち、フォトリソグラフ
技術と、塩化水素系のエッチング液による選択化学エッ
チング技術とを用いて、ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層１４をマスクとして、ｎ−ＩｎＰ層２２及びｐ−Ｉｎ
Ｐ層２３を選択的に除去し、幅１μｍ、長さ２００μｍ
の細長い溝２０を形成した。
【００４４】その後、図１５に示すように二酸化硅素層
２１をマスクとして、ＬＰＥ法を用いて、ｎ+−ＩｎＰ
電流閉じ込め層１３及びｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層１４を、この溝２０内にのみ結晶成長させた。
２１をマスクとして、ＬＰＥ法を用いて、ｎ+−ＩｎＰ
電流閉じ込め層１３及びｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ
層１４を、この溝２０内にのみ結晶成長させた。
【００４５】光導波路部２では、上記のエッチング工程
において図１４のようには溝２０を形成せず、ｎ−Ｉｎ
Ｐ層２２、ｐ−ＩｎＰ層２３は全然除去されることな
く、これらのｎ−ＩｎＰ層２２、ｐ−ＩｎＰ層２３はす
べて残される。
において図１４のようには溝２０を形成せず、ｎ−Ｉｎ
Ｐ層２２、ｐ−ＩｎＰ層２３は全然除去されることな
く、これらのｎ−ＩｎＰ層２２、ｐ−ＩｎＰ層２３はす
べて残される。
【００４６】つぎに光導波路部２をＸ字状に形成するた
め、そのＸ字の形状にフォトレジストをパターニングし
た後、塩素系のガスを用いた反応性イオンビームエッチ
ングを行なう。こうして図１０に示すようなリッジ型の
光導波路部２を形成するとともに、図１１で示すような
内部全反射型のスイッチング部３を得た。基板１の上下
の面にそれぞれｎ型電極１８、ｐ型電極１９を形成した
後、２×２の光スイッチのサイズ（２ｍｍ×０．５ｍ
ｍ）に切り出して図１のような形状とした。
め、そのＸ字の形状にフォトレジストをパターニングし
た後、塩素系のガスを用いた反応性イオンビームエッチ
ングを行なう。こうして図１０に示すようなリッジ型の
光導波路部２を形成するとともに、図１１で示すような
内部全反射型のスイッチング部３を得た。基板１の上下
の面にそれぞれｎ型電極１８、ｐ型電極１９を形成した
後、２×２の光スイッチのサイズ（２ｍｍ×０．５ｍ
ｍ）に切り出して図１のような形状とした。
【００４７】このような製造方法で作った基板型光スイ
ッチの特性の測定を行なったところ、電流３８ｍＡでス
イッチング動作が得られ、消光比は１５ｄＢ、挿入損失
は１０ｄＢであった。スイッチング電流については従来
との比較ではもちろん第１の実施例との比較でも低減し
ていることがわかる。その他の消光比と挿入損失の特性
については従来に比べて電流閉じ込め構造を変化させた
ことによる顕著な劣化は見られず、また、これらの基板
型光スイッチのシリーズ電気抵抗は５Ωであり、従来は
４．５Ωであるから、電流閉じ込め層１３のの面積を小
さくしたことによる素子抵抗の増大はほとんど見られな
いことになる。
ッチの特性の測定を行なったところ、電流３８ｍＡでス
イッチング動作が得られ、消光比は１５ｄＢ、挿入損失
は１０ｄＢであった。スイッチング電流については従来
との比較ではもちろん第１の実施例との比較でも低減し
ていることがわかる。その他の消光比と挿入損失の特性
については従来に比べて電流閉じ込め構造を変化させた
ことによる顕著な劣化は見られず、また、これらの基板
型光スイッチのシリーズ電気抵抗は５Ωであり、従来は
４．５Ωであるから、電流閉じ込め層１３のの面積を小
さくしたことによる素子抵抗の増大はほとんど見られな
いことになる。
【００４８】なお、上記の各実施例ではＬＰＥ法で製造
しているが、ＯＭＶＰＥ法などの気相成長法でも製造す
ることが可能であることはもちろんである。また、２回
目の結晶成長に液相成長を用いれば、二酸化硅素のマス
クを用いなくてもほぼ同様の構造の光スイッチを形成す
ることが可能である。
しているが、ＯＭＶＰＥ法などの気相成長法でも製造す
ることが可能であることはもちろんである。また、２回
目の結晶成長に液相成長を用いれば、二酸化硅素のマス
クを用いなくてもほぼ同様の構造の光スイッチを形成す
ることが可能である。
【００４９】
【発明の効果】以上実施例について説明したように、こ
の発明の基板型光スイッチ及びその製造方法によれば、
電流閉じ込め領域の抵抗を増大させることなく電流閉じ
込め領域の体積を小さくして光反射部分のキャリア密度
を大きくすることが可能であるため、消費電力（駆動電
流）の小さな光スイッチを容易に製造することができ
る。このため、光スイッチの集積化及び高速化にきわめ
て有利である。
の発明の基板型光スイッチ及びその製造方法によれば、
電流閉じ込め領域の抵抗を増大させることなく電流閉じ
込め領域の体積を小さくして光反射部分のキャリア密度
を大きくすることが可能であるため、消費電力（駆動電
流）の小さな光スイッチを容易に製造することができ
る。このため、光スイッチの集積化及び高速化にきわめ
て有利である。
【図１】この発明の第１の実施例にかかる基板型光スイ
ッチの外観を示す模式的な斜視図。
ッチの外観を示す模式的な斜視図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。
【図３】図１のＢ−Ｂ線断面図。
【図４】同実施例にかかる製造方法の一工程を示す断面
図。
図。
【図５】同製造方法におけるつぎの製造工程を示す断面
図。
図。
【図６】同製造方法におけるさらにその後の製造工程を
示す断面図。
示す断面図。
【図７】同実施例にかかる他の製造方法の一工程を示す
断面図。
断面図。
【図８】同実施例にかかる他の製造方法におけるつぎの
工程を示す断面図。
工程を示す断面図。
【図９】同実施例にかかる他の製造方法におけるさらに
その後の工程を示す断面図。
その後の工程を示す断面図。
【図１０】第２の実施例のＡ−Ａ線断面図。
【図１１】第２の実施例のＢ−Ｂ線断面図。
【図１２】第２の実施例にかかる製造方法の一工程を示
す断面図。
す断面図。
【図１３】第２の実施例にかかる他の製造方法の一工程
を示す断面図。
を示す断面図。
【図１４】第２の実施例にかかる他の製造方法における
つぎの製造工程を示す断面図。
つぎの製造工程を示す断面図。
【図１５】第２の実施例にかかる他の製造方法における
さらにその後の製造工程を示す断面図。
さらにその後の製造工程を示す断面図。
【図１６】従来例にかかる基板型光スイッチの外観を示
す模式的な斜視図。
す模式的な斜視図。
【図１７】図１６のＡ−Ａ線断面図。
【図１８】図１６のＢ−Ｂ線断面図。
【図１９】同従来例にかかる製造方法の一工程を示す断
面図。
面図。
１ ｐ−ＩｎＰ基板 ２、５ 光導波路部 ３、６ スイッチング部 ４ ｎ−ＩｎＰ基板 １１ ｐ−ＩｎＰバッファ層 １２、４２ ｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層 １３ ｎ+−ＩｎＰ電流閉じ込め層 １４ ｎ+−ＩｎＧａＡｓＰキャップ層 １５ ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層（クラッ
ド層） １６、２１ 二酸化硅素マスク層 １７、４５ 二酸化硅素絶縁層 １８、１９ 電極 ２０ 溝 ２２ ｎ−ＩｎＰ層 ２３ ｐ−ＩｎＰ層 ４１ ｎ−ＩｎＰバッファ層 ４３ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ４４ ｐ−ＩｎＰ電流閉じ込め層 ４６、４７ 電極
ド層） １６、２１ 二酸化硅素マスク層 １７、４５ 二酸化硅素絶縁層 １８、１９ 電極 ２０ 溝 ２２ ｎ−ＩｎＰ層 ２３ ｐ−ＩｎＰ層 ４１ ｎ−ＩｎＰバッファ層 ４３ ｎ−ＩｎＰクラッド層 ４４ ｐ−ＩｎＰ電流閉じ込め層 ４６、４７ 電極
Claims (6)
- 【請求項１】 ｐ−ＩｎＰ基板と、該基板上に形成され
たｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層と、該光導波路層上に
並列的に形成されたｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層及びｐ−
ＩｎＰ電流ブロック層とを有することを特徴とする基板
型光スイッチ。 - 【請求項２】 ｐ−ＩｎＰ基板上にｕ−ＩｎＧａＡｓＰ
光導波路層を結晶成長させる工程と、つぎに該光導波路
層の上にｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層を結晶成長させる工
程と、その後該ｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層をエッチング
して該電流閉じ込め層の幅を狭くする工程と、つぎに該
電流閉じ込め層の脇に隣接するように上記光導波路層上
にｐ−ＩｎＰ電流ブロック層を結晶成長させる工程とを
有することを特徴とする基板型光スイッチの製造方法。 - 【請求項３】 ｐ−ＩｎＰ基板上にｕ−ＩｎＧａＡｓＰ
光導波路層を結晶成長させる工程と、つぎに該光導波路
層の上にｐ−ＩｎＰ電流ブロック層を結晶成長させる工
程と、その後該ｐ−ＩｎＰ電流ブロック層をエッチング
して上記光導波路層に到達する細長い溝を形成する工程
と、つぎに該電流ブロック層の細長い溝中において上記
光導波路層上にｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層を結晶成長さ
せる工程とを有することを特徴とする基板型光スイッチ
の製造方法。 - 【請求項４】 ｐ−ＩｎＰ基板と、該基板上に形成され
たｕ−ＩｎＧａＡｓＰ光導波路層と、該光導波路層上に
形成されたｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層と、該電流閉じ込
め層の脇に隣接するように上記光導波路層上に形成され
たｎ−ＩｎＰ層及びそのｎ−ＩｎＰ層上に形成されたｐ
−ＩｎＰ層からなる電流ブロック層とを有することを特
徴とする基板型光スイッチ。 - 【請求項５】 ｐ−ＩｎＰ基板上にｕ−ＩｎＧａＡｓＰ
光導波路層を結晶成長させる工程と、つぎに該光導波路
層の上にｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層を結晶成長させる工
程と、その後該ｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層をエッチング
して該電流閉じ込め層の幅を狭くする工程と、つぎに該
電流閉じ込め層の脇に隣接するように上記光導波路層上
にｎ−ＩｎＰ層を結晶成長させるとともにそのｎ−Ｉｎ
Ｐ層の上にｐ−ＩｎＰ層を結晶成長させて電流ブロック
層を形成する工程とを有することを特徴とする基板型光
スイッチの製造方法。 - 【請求項６】 ｐ−ＩｎＰ基板上にｕ−ＩｎＧａＡｓＰ
光導波路層を結晶成長させる工程と、つぎに該光導波路
層の上にｎ−ＩｎＰ層及びｐ−ＩｎＰ層を順次結晶成長
させて電流ブロック層を形成する工程と、その後該ｎ−
ＩｎＰ層及びｐ−ＩｎＰ層からなる電流ブロック層をエ
ッチングして上記光導波路層に到達する細長い溝を形成
する工程と、つぎに該電流ブロック層の細長い溝中にお
いて上記光導波路層上にｎ−ＩｎＰ電流閉じ込め層を結
晶成長させる工程とを有することを特徴とする基板型光
スイッチの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30995691A JPH05119359A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 基板型光スイツチ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30995691A JPH05119359A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 基板型光スイツチ及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05119359A true JPH05119359A (ja) | 1993-05-18 |
Family
ID=17999382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30995691A Pending JPH05119359A (ja) | 1991-10-28 | 1991-10-28 | 基板型光スイツチ及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05119359A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07152052A (ja) * | 1993-09-09 | 1995-06-16 | Korea Electron Telecommun | 光スイッチおよびその製造方法 |
-
1991
- 1991-10-28 JP JP30995691A patent/JPH05119359A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07152052A (ja) * | 1993-09-09 | 1995-06-16 | Korea Electron Telecommun | 光スイッチおよびその製造方法 |
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