JPS63200564A - 光集積回路装置 - Google Patents
光集積回路装置Info
- Publication number
- JPS63200564A JPS63200564A JP62033846A JP3384687A JPS63200564A JP S63200564 A JPS63200564 A JP S63200564A JP 62033846 A JP62033846 A JP 62033846A JP 3384687 A JP3384687 A JP 3384687A JP S63200564 A JPS63200564 A JP S63200564A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical integrated
- semiconductor
- integrated circuit
- layer
- semiconductor laser
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10H—INORGANIC LIGHT-EMITTING SEMICONDUCTOR DEVICES HAVING POTENTIAL BARRIERS
- H10H29/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one light-emitting semiconductor element covered by group H10H20/00
- H10H29/10—Integrated devices comprising at least one light-emitting semiconductor component covered by group H10H20/00
-
- 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
- H01S5/026—Monolithically integrated components, e.g. waveguides, monitoring photo-detectors, drivers
- H01S5/0261—Non-optical elements, e.g. laser driver components, heaters
Landscapes
- Semiconductor Lasers (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、半導体レーザと電子回路を集積化した光集積
回路に関するものである。
回路に関するものである。
従来の技術
近年、半導体レーザをはじめとした発光素子と、それを
駆動するだめの電子回路や受光素子々どを同一チップ上
に集積化した光集積回路の開発が進められている。
駆動するだめの電子回路や受光素子々どを同一チップ上
に集積化した光集積回路の開発が進められている。
従来の光集積回路について、図面を参照しながら説明す
る。第３図は、半絶縁性ＩｎＰ基板１上に半導体レーザ
２と電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３を集積化したも
のである。この例では、ＦＥＴのドレインと半導体レー
ザのｎ型クラッド層４が電極５でつ力がれており、ＦＥ
Ｔの出力電流で半導体レーザが駆動されている。
る。第３図は、半絶縁性ＩｎＰ基板１上に半導体レーザ
２と電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）３を集積化したも
のである。この例では、ＦＥＴのドレインと半導体レー
ザのｎ型クラッド層４が電極５でつ力がれており、ＦＥ
Ｔの出力電流で半導体レーザが駆動されている。
次に第４図は、半絶縁性ＧａＡｓ基板上１ｏに半３ヘ−
ノ 導体レーザ２とＦＥＴ３を集積化したものである。
ノ 導体レーザ２とＦＥＴ３を集積化したものである。
この例においてもＦＥＴのドレイン６と半導体レーザの
ｎ型クラッド層４が電極５でつながれており、ＦＥＴの
出力電流で半導体レーザが駆動されている。
ｎ型クラッド層４が電極５でつながれており、ＦＥＴの
出力電流で半導体レーザが駆動されている。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記の第３図、第４図の例では、それぞ
れ以下に述べるような欠点を有していた。
れ以下に述べるような欠点を有していた。
第３図の例は、ＩｎＰ基板を用いているために、電子回
路を形成するＦＥＴをＩｎＰ上に作製しなければならな
いが、現在、ＩｎＰのＦＥＴは、良好な特性の素子を再
現性良く作製することが技術的に困難である。したがっ
て、第３図のような光集積回路を作製しても、電子回路
およびレーザ部分がともに良好に動作する素子を得るこ
とは難しい。
路を形成するＦＥＴをＩｎＰ上に作製しなければならな
いが、現在、ＩｎＰのＦＥＴは、良好な特性の素子を再
現性良く作製することが技術的に困難である。したがっ
て、第３図のような光集積回路を作製しても、電子回路
およびレーザ部分がともに良好に動作する素子を得るこ
とは難しい。
また、第４図の例では、電子回路のＦＥＴがＧａＡｓ上
に形成されているため、作製に関しては第２図の例に比
べ容易である。しかし、レーザもＧａＡｓ系材料で形成
されているため、その発光波長は、光ファイバが最も低
損失、低分散となる波長領域（波長１．３μｍおよび１
．５５μｍ）を含むことができず、従って長距離光通信
用としては、用いることができない。
に形成されているため、作製に関しては第２図の例に比
べ容易である。しかし、レーザもＧａＡｓ系材料で形成
されているため、その発光波長は、光ファイバが最も低
損失、低分散となる波長領域（波長１．３μｍおよび１
．５５μｍ）を含むことができず、従って長距離光通信
用としては、用いることができない。
本発明は上記欠点に鑑み、光通信用の長波長レーザとそ
れを高速で駆動する電子回路を同一基板上に再現性良く
作製することのできる光電子集積回路を提供するもので
ある。
れを高速で駆動する電子回路を同一基板上に再現性良く
作製することのできる光電子集積回路を提供するもので
ある。
問題点を解決するだめの手段
上記問題点を解決するために、本発明の光集積回路は、
半導体基板上に半導体レーザが形成され、この半導体レ
ーザとは別の部分に、前記半導体基板とは異なる材料の
半導体層が形成され、この中に電子回路が構成されてい
る。
半導体基板上に半導体レーザが形成され、この半導体レ
ーザとは別の部分に、前記半導体基板とは異なる材料の
半導体層が形成され、この中に電子回路が構成されてい
る。
作 用
この構成によって、ＩｎＧａＡｓＰ系半導体レーザから
長距離光通信に最適な１．３３μｍおよび１．５５μｍ
の発光波長の光出力が得られ、また電子回路部はＧａＡ
ｓ Ｆ Ｅ Ｔで形成されているため高速動作が可能で
作製も比較的容易となっており、光通信用の光集積回路
を再現性良く作製できることにな６ヘー／゛ る０ 実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
長距離光通信に最適な１．３３μｍおよび１．５５μｍ
の発光波長の光出力が得られ、また電子回路部はＧａＡ
ｓ Ｆ Ｅ Ｔで形成されているため高速動作が可能で
作製も比較的容易となっており、光通信用の光集積回路
を再現性良く作製できることにな６ヘー／゛ る０ 実施例 以下、本発明の一実施例について、図面を参照しながら
説明する。
第１図は本発明の実施例における光集積回路の断面図を
示すものである。第１図において、１はｐ型ＩｎＰ基板
、２〜８は、半導体レーザを構成するＩｎＧａＡｓＰお
よびＩｎＰの各層、９はＩｎＰ基板上に成長したＩ ｎ
１−ｘＧａ ｘＡＳ層、１ｏはＧａＡｓ層、１１〜１
３はＦＥＴを構成するドレイン領域、チャネル領域、ソ
ース領域の各領域、１４〜１７は電極である。
示すものである。第１図において、１はｐ型ＩｎＰ基板
、２〜８は、半導体レーザを構成するＩｎＧａＡｓＰお
よびＩｎＰの各層、９はＩｎＰ基板上に成長したＩ ｎ
１−ｘＧａ ｘＡＳ層、１ｏはＧａＡｓ層、１１〜１
３はＦＥＴを構成するドレイン領域、チャネル領域、ソ
ース領域の各領域、１４〜１７は電極である。
ここで、２〜８の各層で構成される半導体レーザは、電
流ブロック層６があることと、半導体レーザを構成する
各層に隣接して高抵抗層９，１０があるために、電極１
４．１７に順方向バイアスが加わった場合、３ａの活性
層部分に電流が注′入され発光がおこる。
流ブロック層６があることと、半導体レーザを構成する
各層に隣接して高抵抗層９，１０があるために、電極１
４．１７に順方向バイアスが加わった場合、３ａの活性
層部分に電流が注′入され発光がおこる。
Ｉｎ１−ｘＧａｘＡｓ層９の組成は、ＩｎＰ基板１上で
はｘ ＝ ０．４７、すなわちＩｎＰ基板１に格子整合
する値になっており、ＧａＡｓ層１０に近づくに従って
Ｘの値は１に近づくようになっている。この関係を第２
図に示す。すなわち、層９の存在によってＩｎＰ基板１
とＧａＡｓ層１０の間の格子不整合が緩和され、良好な
ＧａＡｓ成長層が得られるわけである。
はｘ ＝ ０．４７、すなわちＩｎＰ基板１に格子整合
する値になっており、ＧａＡｓ層１０に近づくに従って
Ｘの値は１に近づくようになっている。この関係を第２
図に示す。すなわち、層９の存在によってＩｎＰ基板１
とＧａＡｓ層１０の間の格子不整合が緩和され、良好な
ＧａＡｓ成長層が得られるわけである。
層９，１ｏは、ＩｎＰ基板１上にレーザの各層２〜８を
形成した後、その一部をエツチングによって削除し結晶
成長を行うわけであるが、結晶成長法としては、ＭＯＣ
Ｖ Ｄ （Ｍｅｔａｌ ＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ）法を用いた
。
形成した後、その一部をエツチングによって削除し結晶
成長を行うわけであるが、結晶成長法としては、ＭＯＣ
Ｖ Ｄ （Ｍｅｔａｌ ＯｒｇａｎｉｃＣｈｅｍｉｃａ
ｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ）法を用いた
。
すなわち、層８上に酸化膜Ｓ １０２を形成しておけば
、それ以外の部分だけに選択的に結晶成長を行うことが
できる。−１：た、高抵抗層を得るために不純物として
Ｆｅ を添加した。Ｆｅ の材料としてはＦｅ（Ｃ５Ｈ
６）２を使用した。
、それ以外の部分だけに選択的に結晶成長を行うことが
できる。−１：た、高抵抗層を得るために不純物として
Ｆｅ を添加した。Ｆｅ の材料としてはＦｅ（Ｃ５Ｈ
６）２を使用した。
ドレイン領域１１．チャネル領域１２．ソース領域１３
は、ＧａＡｓ層１０へのイオン注入によって形成される
。第１図ではＦＥＴは１素子しか示されていないが、実
際の実施例では、いぐりかの７ ・− ＦＥＴが組み合わされて、電子回路部分が形成されるこ
とになる。
は、ＧａＡｓ層１０へのイオン注入によって形成される
。第１図ではＦＥＴは１素子しか示されていないが、実
際の実施例では、いぐりかの７ ・− ＦＥＴが組み合わされて、電子回路部分が形成されるこ
とになる。
最後に、ドレイン電極１４、ゲート電極１５、ソース電
極１６、レーザバイアス電極１７が形成されるわけであ
るが、ここで層１０を成長させる場合に、層８と層１ｏ
の段差がなくなるように表面を平坦化しておけば、電極
形成プロセスは非常に簡単になり再現性も向上する。
極１６、レーザバイアス電極１７が形成されるわけであ
るが、ここで層１０を成長させる場合に、層８と層１ｏ
の段差がなくなるように表面を平坦化しておけば、電極
形成プロセスは非常に簡単になり再現性も向上する。
以上のように構成された光集積回路について以下その動
作を説明する。ＦＥＴで構成された電子回路の出力は、
最終段のＦＥＴのドレインからドレイン電極１４によっ
てレーザ部に入力される。
作を説明する。ＦＥＴで構成された電子回路の出力は、
最終段のＦＥＴのドレインからドレイン電極１４によっ
てレーザ部に入力される。
レーザ部は、電極１４と１７で、順方向にバイアスされ
て、長距離光通信に必要な１．３μｍあるいは１．５６
μｍの波長の光出力が得られることになる。
て、長距離光通信に必要な１．３μｍあるいは１．５６
μｍの波長の光出力が得られることになる。
本実施例では、ＦＥＴの電子回路と半導体レーザによる
光集積回路を取り上げたが、特にこの組み合せに限定さ
れるものではなく、受光素子等も集積化しても良い。レ
ーザの構造も、第１図に示したものに限定されるもので
はない。また、基板やレーザ部、電子回路部の材料の組
み合せも、本実施例のものに限定されるものではなく、
各々の材料の特長を生かし、本発明で示した、異なる格
子定数の材料で形成された素子を集積化する技術による
ものであれば良い。
光集積回路を取り上げたが、特にこの組み合せに限定さ
れるものではなく、受光素子等も集積化しても良い。レ
ーザの構造も、第１図に示したものに限定されるもので
はない。また、基板やレーザ部、電子回路部の材料の組
み合せも、本実施例のものに限定されるものではなく、
各々の材料の特長を生かし、本発明で示した、異なる格
子定数の材料で形成された素子を集積化する技術による
ものであれば良い。
発明の効果
以上のように本発明は、同一基板上に格子定数が０．０
３％以上異なる材料で形成された素子を集積化すること
によって、再現性良く作製可能なＧａＡｓＦＥＴで形成
された駆動回路の集積化のように、各々の材料の特長を
生かした光集積回路を設計することが可能となり、その
実用的効果は大なるものがある。
３％以上異なる材料で形成された素子を集積化すること
によって、再現性良く作製可能なＧａＡｓＦＥＴで形成
された駆動回路の集積化のように、各々の材料の特長を
生かした光集積回路を設計することが可能となり、その
実用的効果は大なるものがある。
第１図は本発明の実施例における光集積回路の断面図、
第２図は本発明の一実施例におけるＩｎ１．、−ｘＧａ
ｘＡｓ層の厚さ方向の混晶比Ｘの変化を示す図、第３図
、第４図は、それぞれ従来の光集積回路の断面図である
。 １・・・・・・ｐ型ＩｎＰ基板、３・・・・・・ＩｎＧ
ａＡｓＰ 活性層、９・・・・・・Ｉｎ１−ｘＧａｘＡ
Ｓ層、１０−＝−ＧａＡｓ層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名叶−
ＰダＴｒｌＦ基猥 １ｆ−−−ハ“侃ＩＩ球レイン領域 ｆ２−−− ｈ チｆ年１し ・ＩＩｊ−
、、ソース η ｆ４Ｎ＋７−ｉ極
第２図は本発明の一実施例におけるＩｎ１．、−ｘＧａ
ｘＡｓ層の厚さ方向の混晶比Ｘの変化を示す図、第３図
、第４図は、それぞれ従来の光集積回路の断面図である
。 １・・・・・・ｐ型ＩｎＰ基板、３・・・・・・ＩｎＧ
ａＡｓＰ 活性層、９・・・・・・Ｉｎ１−ｘＧａｘＡ
Ｓ層、１０−＝−ＧａＡｓ層。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名叶−
ＰダＴｒｌＦ基猥 １ｆ−−−ハ“侃ＩＩ球レイン領域 ｆ２−−− ｈ チｆ年１し ・ＩＩｊ−
、、ソース η ｆ４Ｎ＋７−ｉ極
Claims (4)
- （１）半導体基板上に、半導体レーザ素子が形成され、
前記半導体レーザ素子が形成された部分とは異なる前記
半導体基板の部分に、前記半導体基板とは異なる材料か
らなる半導体層が形成され、前記半導体層の中に電子回
路が形成されていることを特徴とする光集積回路装置。 - （２）半導体層と半導体基板との間に、組成が前記半導
体基板の組成から前記半導体層の組成に徐々に変化して
いるグレーディッド層が介在していることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の光集積回路装置。 - （３）電子回路部の表面と、半導体レーザ素子の表面と
の間に段差がないことを特徴とする特許請求の範囲第１
項または第２項記載の光集積回路装置。 - （４）半導体基板がＩｎＰからなり、半導体レーザ素子
がＩｎＧａＡｓＰ系のレーザで、半導体層がＧａＡｓか
らなり、電子回路が前記半導体レーザ素子の駆動回路で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の光集
積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033846A JPH0744263B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 光集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62033846A JPH0744263B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 光集積回路装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63200564A true JPS63200564A (ja) | 1988-08-18 |
| JPH0744263B2 JPH0744263B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=12397862
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62033846A Expired - Lifetime JPH0744263B2 (ja) | 1987-02-17 | 1987-02-17 | 光集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0744263B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5410167A (en) * | 1992-07-10 | 1995-04-25 | Fujitsu Limited | Semiconductor device with reduced side gate effect |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62165387A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Mitsubishi Electric Corp | 光・電子集積回路素子 |
| JPS62215931A (ja) * | 1986-03-18 | 1987-09-22 | Nec Corp | 光双安定素子 |
-
1987
- 1987-02-17 JP JP62033846A patent/JPH0744263B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62165387A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Mitsubishi Electric Corp | 光・電子集積回路素子 |
| JPS62215931A (ja) * | 1986-03-18 | 1987-09-22 | Nec Corp | 光双安定素子 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5410167A (en) * | 1992-07-10 | 1995-04-25 | Fujitsu Limited | Semiconductor device with reduced side gate effect |
| US5622891A (en) * | 1992-07-10 | 1997-04-22 | Fujitsu Limited | Method of manufacturing semiconductor device with reduced side gate effect |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0744263B2 (ja) | 1995-05-15 |
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