JPH0517535B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0517535B2 JPH0517535B2 JP10533287A JP10533287A JPH0517535B2 JP H0517535 B2 JPH0517535 B2 JP H0517535B2 JP 10533287 A JP10533287 A JP 10533287A JP 10533287 A JP10533287 A JP 10533287A JP H0517535 B2 JPH0517535 B2 JP H0517535B2
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- Japan
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- optical
- semiconductor region
- semiconductor
- light
- matrix
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 33
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 10
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 7
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体装置に関するものであり、特に
光を用いてスイツチング又は論理演算を行う面処
理型半導体光演算装置に関するものである。
光を用いてスイツチング又は論理演算を行う面処
理型半導体光演算装置に関するものである。
（従来の技術）
近年、面処理型半導体光演算装置は半導体電子
演算装置に取つて代わる次世代の半導体演算装置
として研究活動が活発に行なわれている。半導体
を用いた光演算素子は光学的な帰還機構として動
作するフアブリ・ペロー共振器の共振特性の非線
形性を利用したものである。この光演算素子で用
いる半導体材料の共振器は、入射光の強度が微弱
である時は非共振状態にあり出力光も微弱である
が、入射光の強度が強くなるのに伴つて共振状態
に近づくような光学的非線形性を有する。そし
て、その光演算素子は、半導体材料の屈折率が変
化し、その共振器内の光強度への帰還により、臨
界入射光強度で、出力強度が高いレベルの状態へ
スイツチするという機構を利用したものである
（Applied Optics Vol.25No.10p.p.1550−1562）。
演算装置に取つて代わる次世代の半導体演算装置
として研究活動が活発に行なわれている。半導体
を用いた光演算素子は光学的な帰還機構として動
作するフアブリ・ペロー共振器の共振特性の非線
形性を利用したものである。この光演算素子で用
いる半導体材料の共振器は、入射光の強度が微弱
である時は非共振状態にあり出力光も微弱である
が、入射光の強度が強くなるのに伴つて共振状態
に近づくような光学的非線形性を有する。そし
て、その光演算素子は、半導体材料の屈折率が変
化し、その共振器内の光強度への帰還により、臨
界入射光強度で、出力強度が高いレベルの状態へ
スイツチするという機構を利用したものである
（Applied Optics Vol.25No.10p.p.1550−1562）。
（発明が解決しようとする問題点）
従来の光演算素子をマトリツクス状に配置した
面処理型光演算装置においては、入射した光が内
部において漏れたり拡がつたりするので、各光演
算素子の間隔を狭くすることで各素子間のクロス
トークを抑えることができず、従つて高密度なマ
トリツクス状の集積が困難である。従来の面処理
型光演算装置にはこのような問題点があつた。
面処理型光演算装置においては、入射した光が内
部において漏れたり拡がつたりするので、各光演
算素子の間隔を狭くすることで各素子間のクロス
トークを抑えることができず、従つて高密度なマ
トリツクス状の集積が困難である。従来の面処理
型光演算装置にはこのような問題点があつた。
（問題点を解決するための手段）
本発明は、光学的分離を行なう為に面垂直方向
の屈折率導波技術を用いている。即ち光学的非線
形特性を有する第一の半導体領域と、前記第一の
半導体領域よりも低い屈折率を有し、前記第一の
半導体領域の光入射面及び光出射面以外の部分を
埋め込んでいる第二の半導体領域とから成る光演
算素子をマトリツクス状に配置してなることを特
徴とする。
の屈折率導波技術を用いている。即ち光学的非線
形特性を有する第一の半導体領域と、前記第一の
半導体領域よりも低い屈折率を有し、前記第一の
半導体領域の光入射面及び光出射面以外の部分を
埋め込んでいる第二の半導体領域とから成る光演
算素子をマトリツクス状に配置してなることを特
徴とする。
（作用）
本発明の面処理型半導体光演算装置は光学的非
線形性を有する第一の半導体領域と、前記第一の
半導体領域よりも低い屈折率を有する第二半導体
領域とからなり、第一の半導体領域の光入射面及
び光出射面以外の部分を第二の半導体領域によつ
て埋め込んでいる。本発明では、このような構造
の採用により、各光演算素子から光が漏れること
を防止し、各光演算素子の中へ効果的に光を閉じ
込め、各光演算素子間のクロストークを低減して
いる。従つて、本発明の光演算装置では高密度な
マトリツクス状の面集積が可能となる。
線形性を有する第一の半導体領域と、前記第一の
半導体領域よりも低い屈折率を有する第二半導体
領域とからなり、第一の半導体領域の光入射面及
び光出射面以外の部分を第二の半導体領域によつ
て埋め込んでいる。本発明では、このような構造
の採用により、各光演算素子から光が漏れること
を防止し、各光演算素子の中へ効果的に光を閉じ
込め、各光演算素子間のクロストークを低減して
いる。従つて、本発明の光演算装置では高密度な
マトリツクス状の面集積が可能となる。
（実施例）
以下本発明の実施例について第１図および第２
図を参照して詳述する。第１図の半導体構造は、
GaAsからなる半導体基板１上にGaAs層及びAl0.
4Ga0.6As層を交互に積層した多重量子井戸構造か
ら成る第一の半導体領域２を、光の閉じ込めを行
なうAl0.7Ga0.3Asからなる第二の半導体領域３で
埋め込んだ面処理型半導体光演算装置である。
図を参照して詳述する。第１図の半導体構造は、
GaAsからなる半導体基板１上にGaAs層及びAl0.
4Ga0.6As層を交互に積層した多重量子井戸構造か
ら成る第一の半導体領域２を、光の閉じ込めを行
なうAl0.7Ga0.3Asからなる第二の半導体領域３で
埋め込んだ面処理型半導体光演算装置である。
この実施例の面処理型半導体光演算装置は次の
ように製造される。第２図にその製造方法を示
す。GaAsからなる半導体基板１上に気相エピタ
キシヤル成長法又は分子線エピタキシヤル成長法
により厚さ100ÅのアンドーブGaAs及び厚さ100
ÅのアンドーブAl0.4Ga0．6Asを交互に３〓ｍづ
つ積層した多重量子井戸構造から成る第一の半導
体領域２を形成する（第２図ａ）。次に化学エツ
チングにより第一の半導体領域２を光入射面４の
部分を残し円柱状に半導体基板１に至るまで化学
エツチングし、マトリツクス状に分離する（第２
図ｂ）。マトリツクス状に分離された第一の半導
体領域２をアンドーブAl0．7Ga0.3Asから成る第
二の半導体領域３により埋め込み（第２図ｃ）、
GaAs半導体基板１を化学エツチングし、光出射
面５及び光取り出し窓６を形成する（第２図ｄ）。
ように製造される。第２図にその製造方法を示
す。GaAsからなる半導体基板１上に気相エピタ
キシヤル成長法又は分子線エピタキシヤル成長法
により厚さ100ÅのアンドーブGaAs及び厚さ100
ÅのアンドーブAl0.4Ga0．6Asを交互に３〓ｍづ
つ積層した多重量子井戸構造から成る第一の半導
体領域２を形成する（第２図ａ）。次に化学エツ
チングにより第一の半導体領域２を光入射面４の
部分を残し円柱状に半導体基板１に至るまで化学
エツチングし、マトリツクス状に分離する（第２
図ｂ）。マトリツクス状に分離された第一の半導
体領域２をアンドーブAl0．7Ga0.3Asから成る第
二の半導体領域３により埋め込み（第２図ｃ）、
GaAs半導体基板１を化学エツチングし、光出射
面５及び光取り出し窓６を形成する（第２図ｄ）。
本実施例では、第二の半導体領域３に埋め込ま
れマトリツクス状に分離された第一の半導体領域
２、光入射面４及び光出射面５が各々光演算素子
として動作する。即ち、入射面４から、集光され
た第一のレーザ光線をデータとしてマトリツクス
状に分離された各々の第一の半導体領域２に入射
する。そして、第一のレーザ光線とは別に光演算
を行なう為の演算命令として第二のレーザ光線を
マトリツクス状に分離入射されている各々の第一
の半導体領域２へ入射面４から入射させる。光演
算素子は、第二のレーザ光線の入射によつて演算
をし、演算の結果は出射面５から取り出される。
れマトリツクス状に分離された第一の半導体領域
２、光入射面４及び光出射面５が各々光演算素子
として動作する。即ち、入射面４から、集光され
た第一のレーザ光線をデータとしてマトリツクス
状に分離された各々の第一の半導体領域２に入射
する。そして、第一のレーザ光線とは別に光演算
を行なう為の演算命令として第二のレーザ光線を
マトリツクス状に分離入射されている各々の第一
の半導体領域２へ入射面４から入射させる。光演
算素子は、第二のレーザ光線の入射によつて演算
をし、演算の結果は出射面５から取り出される。
前記動作時において、入射光線の閉じ込めが行
なわれているから、隣接する各光演算素子のマト
リツクス状高密度集積時においても各演算素子間
のクロストークを最小限にとどめることが可能で
ある。
なわれているから、隣接する各光演算素子のマト
リツクス状高密度集積時においても各演算素子間
のクロストークを最小限にとどめることが可能で
ある。
以上はGaAs系材料を用いた実施例について述
べたが、本発明においては用いる材料は前記
GaAs系材料に限られるものではなく、光学的非
線形性を有するいかなる半導体材料に適用しても
本発明は実現できる。また、多重量子井戸構造も
実施例の構造に限らず、本発明は大きな非線形性
を有する構造ならば、いかなる構造も利用でき
る。
べたが、本発明においては用いる材料は前記
GaAs系材料に限られるものではなく、光学的非
線形性を有するいかなる半導体材料に適用しても
本発明は実現できる。また、多重量子井戸構造も
実施例の構造に限らず、本発明は大きな非線形性
を有する構造ならば、いかなる構造も利用でき
る。
（発明の効果）
以上に説明したように、本発明によれば光演算
素子相互間のクロストークが少なく、したがつて
高密度に集積できる面処理型半導体光演算装置の
提供が可能となる。
素子相互間のクロストークが少なく、したがつて
高密度に集積できる面処理型半導体光演算装置の
提供が可能となる。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図はその実施例の製造工程を示す図である。 １……GaAs半導体基板、２……第一の半導体
領域、３……第二の半導体領域、４……光入射
面、５……光出射面、６……光取り出し窓。
図はその実施例の製造工程を示す図である。 １……GaAs半導体基板、２……第一の半導体
領域、３……第二の半導体領域、４……光入射
面、５……光出射面、６……光取り出し窓。
Claims (1)
- １ 光学的非線形性を有する第一の半導体領域
と、前記第一の半導体領域よりも低い屈折率を有
し、前記第一の半導体領域の光入射面及び光出射
面以外の部分を埋め込んでいる第二の半導体領域
とから成る光演算素子をマトリツクス状に配置し
てなることを特徴とする面処理型半導体光演算装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10533287A JPS63269135A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 面処理型半導体光演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10533287A JPS63269135A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 面処理型半導体光演算装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63269135A JPS63269135A (ja) | 1988-11-07 |
| JPH0517535B2 true JPH0517535B2 (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=14404770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10533287A Granted JPS63269135A (ja) | 1987-04-27 | 1987-04-27 | 面処理型半導体光演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63269135A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5104824A (en) * | 1990-11-06 | 1992-04-14 | Bell Communications Research, Inc. | Selective area regrowth for surface-emitting lasers and other sharp features |
| JP4964055B2 (ja) * | 2007-08-06 | 2012-06-27 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 光並列演算素子 |
-
1987
- 1987-04-27 JP JP10533287A patent/JPS63269135A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63269135A (ja) | 1988-11-07 |
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