[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

JPH0234822A - Semiconductor optical switch and its manufacture - Google Patents

Semiconductor optical switch and its manufacture

Info

Publication number
JPH0234822A
JPH0234822A JP18523688A JP18523688A JPH0234822A JP H0234822 A JPH0234822 A JP H0234822A JP 18523688 A JP18523688 A JP 18523688A JP 18523688 A JP18523688 A JP 18523688A JP H0234822 A JPH0234822 A JP H0234822A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
type
cladding layer
waveguide
optical switch
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.)
Pending
Application number
JP18523688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazunori Kurima
栗間 一典
Shigeru Semura
滋 瀬村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP18523688A priority Critical patent/JPH0234822A/en
Publication of JPH0234822A publication Critical patent/JPH0234822A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G02F1/31Digital deflection, i.e. optical switching
    • G02F1/313Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure
    • G02F1/3137Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions
    • G02F1/3138Digital deflection, i.e. optical switching in an optical waveguide structure with intersecting or branching waveguides, e.g. X-switches and Y-junctions the optical waveguides being made of semiconducting materials

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve low-loss characteristics and to obtain a semiconductor optical switch which has no wavelength dependency by implanting carriers in a part of a waveguide layer through an area with relatively low resistance in a clad layer other than a high-resistance area with a voltage applied between 1st and 2nd electrodes. CONSTITUTION:The semiconductor optical switch is constituted in double heterostructure by sandwiching the waveguide layer 6 between a semiconductor substrate 2 of a 1st conduction type having a forbidden band larger than its forbidden band and the clad layer 8 of a 2nd conduction type from above and below. Consequently, the low-resistance area is formed at a part of the waveguide layer 6 by plasma effect. Then incident light is reflected totally at a boundary without depending upon its wavelength. Further, the entire surface of the waveguide 6 is a low-carrier layer sandwiched between the semiconductor substrate 2 which has high carrier density and clad layer 8 and then the loss is reduced. Consequently, optical switching is carried out at a high extinction ratio with reduced transmission loss.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体光スイッチとその製造方法に係り、特に
半導体光導波路層から構成され、光通信や光情報処理に
不可欠な光路の切替えを行なう半導体光スイッチに関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor optical switch and a method for manufacturing the same, and particularly to a semiconductor optical switch that is composed of a semiconductor optical waveguide layer and that switches optical paths essential for optical communication and optical information processing. Related to semiconductor optical switches.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の光スイッチにおいては、光伝送媒質の音響光学効
果による光の偏光を用いたもの、媒質の電気光学効果に
よる光の偏光を用いたもの、方向性結合器の結合係数を
電気光学効果により変えるもの、方向結合器と光位相変
調器を組み合わせたものなどがある。しかし、これらの
いずれも導波路として低損失特性、低漏話特性、高速性
などの導波形スイッチの基本特性をすべて満足するもの
ではない。こうした問題点を解決するものとして、導波
路層にキャリアを注入してその屈折率を低下させ、この
屈折率変化を光スイッチに利用する提案が成されている
Conventional optical switches include those that use polarization of light due to the acousto-optic effect of the optical transmission medium, those that use polarization of light due to the electro-optic effect of the medium, and those that use the electro-optic effect to change the coupling coefficient of a directional coupler. There are also devices that combine a directional coupler and an optical phase modulator. However, none of these waveguides satisfy all the basic characteristics of a waveguide switch, such as low loss characteristics, low crosstalk characteristics, and high speed. As a solution to these problems, proposals have been made to inject carriers into the waveguide layer to lower its refractive index and to utilize this change in refractive index for optical switches.

例えば特開昭60−173519号に示される半導体光
スイッチにおいては、ノンドープのInGa As P
先導波路層がこれよりも禁止帯が大きいn型1nP基板
とp型1nPグラッド層とに挟まれたいわゆるダブルへ
テロ構造を有し、このダブルへテロ構造のp−n接合に
順方向に電流を流し、InGaAs光導波路層にキャリ
アを注入するようになっている。そして、この1nGa
As光導波路層におけるプラズマ効果によって屈折率を
低下させている。しかし、上記特開昭60−17351
9号の半導体光スイッチにおいては、導波路層の一部に
のみクラッド層が形成され、導波路層の他の部分は空気
に接しているため、導波路層を通る光の縦方向の閉じ込
めが悪<、そのため損失がまだ充分には改善されてなく
、また用途も限定されていた。
For example, in the semiconductor optical switch shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-173519, non-doped InGaAsP
The leading waveguide layer has a so-called double heterostructure sandwiched between an n-type 1nP substrate with a larger forbidden band and a p-type 1nP grading layer, and current flows in the forward direction in the p-n junction of this double heterostructure. is used to inject carriers into the InGaAs optical waveguide layer. And this 1nGa
The refractive index is lowered by the plasma effect in the As optical waveguide layer. However, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-17351
In the semiconductor optical switch No. 9, the cladding layer is formed only in a part of the waveguide layer, and the other part of the waveguide layer is in contact with air, so the light passing through the waveguide layer is confined in the vertical direction. Therefore, the loss has not yet been sufficiently improved and the applications have been limited.

また、例えば特開昭60−134219号に示される半
導体光スイッチにおいては、InP基板と、この1nP
基板上に順に積層したInGaAs P層およびInP
層からなる超格子層と、この超格子層上のInPグラッ
ド層とを有し、この超格子層に電流を流してキャリアを
注入するようになっている。そして、この超格子層にお
けるバンドフィリング効果によって光の吸収端波長をシ
フトさせる。こうして、クラマースφクロニツヒ(Kr
aiers−Kronig )の関係により吸収端波長
近傍の屈折率を低下させている。しかし、上記特開昭6
0−134219号の半導体光スイッチにおいては、損
失がまだ充分には改善されてなく、さらに適用可能な光
の波長が半導体のバンドギャップエネルギーEgにほぼ
一致するように限定されるという波長依存性があり、用
途も限定されていた。
Furthermore, for example, in the semiconductor optical switch shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 60-134219, an InP substrate and this 1nP
InGaAs P layer and InP layered in order on the substrate
It has a superlattice layer consisting of layers and an InP grading layer on the superlattice layer, and carriers are injected by passing a current through the superlattice layer. Then, the absorption edge wavelength of light is shifted by the band filling effect in this superlattice layer. Thus, Kramers φ Kronitz (Kr
aiers-Kronig) relationship, the refractive index near the absorption edge wavelength is lowered. However, the above-mentioned Japanese Patent Application Publication No. 6
In the semiconductor optical switch of No. 0-134219, the loss has not yet been sufficiently improved, and furthermore, the wavelength dependence that the applicable wavelength of light is limited to approximately match the bandgap energy Eg of the semiconductor is a problem. Yes, and its uses were limited.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

このように従来の半導体光スイッチは、低損失特性を充
分に満足させるものではなく、また波長依存性を有する
ものもある等の問題があった。
As described above, conventional semiconductor optical switches do not fully satisfy low loss characteristics, and some have wavelength dependence, among other problems.

そこで本発明は、低損失特性を向上させ、かつ波長依存
性のない半導体光スイッチと、その歩留りのよい製造方
法を提供することを目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor optical switch with improved low loss characteristics and no wavelength dependence, and a manufacturing method thereof with high yield.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明による半導体光スイッチは、一面に第1の電極が
形成された第1導電型の半導体基板と、この半導体基板
の他面上に形成され、禁止帯が半導体基板のそれより小
さくかつキャリア濃度が低いリッジ形の導波路層と、こ
の導波路層のリッジ部上に形成され、禁止帯が導波路層
のそれより小さくかつキャリア濃度が高い第2導電型の
クラッド層と、このクラッド層の一部に形成された高抵
抗領域と、クラッド層上に形成された第2の電極とを具
備し、第1の電極と第2の電極との間に印加する電圧に
より、クラッド層における高抵抗領域以外の相対的に抵
抗の低い領域を通って導波路層の一部にキャリアを注入
することを特徴とする。
A semiconductor optical switch according to the present invention includes a semiconductor substrate of a first conductivity type having a first electrode formed on one surface, and a semiconductor substrate formed on the other surface of the semiconductor substrate, and has a forbidden band smaller than that of the semiconductor substrate and a carrier concentration. a ridge-shaped waveguide layer with a low waveguide layer; a cladding layer of a second conductivity type formed on the ridge portion of this waveguide layer and having a forbidden band smaller than that of the waveguide layer and a higher carrier concentration; A high resistance region is formed in a part of the cladding layer, and a second electrode is formed on the cladding layer. It is characterized by injecting carriers into a part of the waveguide layer through a region other than the region having relatively low resistance.

ここで、高抵抗領域についてはクラッド層を更にリッジ
形とすることで省略してもよい。
Here, the high resistance region may be omitted by further forming the cladding layer into a ridge shape.

また、本発明による半導体光スイッチの製造方法は、第
1導電型の半導体基板上に禁止帯が半導体基板のそれよ
り小さくかつキャリア濃度が低い第1のエピタキシャル
層を成長させる第1の工程と、第1のエピタキシャル層
上に禁止帯が第1のエピタキシャル層のそれより小さく
かつキャリア濃度が高い第2導電型の第2のエピタキシ
ャル層を成長させる第2の工程と、第1および第2のエ
ピタキシャル層を選択的にエツチングしてリッジ形の第
1のエピタキシャル層からなる導波路層を形成すると共
に第2のエピタキシャル層からなるクラッド層を形成す
る第3の工程と、クラッド層の一部に高抵抗領域を形成
する第4の工程と、クラッド層上に第1の電極を形成し
半導体基板底面上に第2の電極を形成する第5の工程と
を有することを特徴とする。ここで、上記第5の工程に
ついては高抵抗領域に該当する部分を除去するものとし
てもよい。
Further, the method for manufacturing a semiconductor optical switch according to the present invention includes a first step of growing a first epitaxial layer having a forbidden band smaller than that of the semiconductor substrate and a lower carrier concentration on the semiconductor substrate of the first conductivity type; a second step of growing a second epitaxial layer of a second conductivity type having a bandgap smaller than that of the first epitaxial layer and a higher carrier concentration on the first epitaxial layer; A third step of selectively etching the layers to form a waveguide layer consisting of a ridge-shaped first epitaxial layer and a cladding layer consisting of a second epitaxial layer; The method is characterized by comprising a fourth step of forming a resistance region, and a fifth step of forming a first electrode on the cladding layer and a second electrode on the bottom surface of the semiconductor substrate. Here, in the fifth step, the portion corresponding to the high resistance region may be removed.

〔作用〕[Effect]

本発明の半導体光スイッチでは、導波路層がその禁止帯
よりも大きな禁止帯を有する第1導電型の半導体基板と
第2導電型のクラッド層とに上下から挟まれたダブルへ
テロ構造となっていることによって、プラズマ効果によ
り導波路層の一部に低屈折領域を生じさせ、その境界に
おいて入射光をその波長に依存することなく全反射させ
る。また、導波路層全面が高キャリア濃度の半導体基板
とクラッド層とに挟まれた低キヤリア層であることによ
って、損失を減少させる。これによって、消光比が高く
かつ伝送ロスが低減された光スイッチングが行なわれる
In the semiconductor optical switch of the present invention, the waveguide layer has a double heterostructure in which the waveguide layer is sandwiched from above and below between a semiconductor substrate of a first conductivity type and a cladding layer of a second conductivity type, which has a forbidden band larger than that of the waveguide layer. As a result, a low refraction region is created in a part of the waveguide layer due to the plasma effect, and incident light is totally reflected at the boundary thereof, regardless of its wavelength. Furthermore, since the entire waveguide layer is a low carrier layer sandwiched between a semiconductor substrate with a high carrier concentration and a cladding layer, loss is reduced. As a result, optical switching with a high extinction ratio and reduced transmission loss is performed.

さらに、本発明の製造方法では、上記のような半導体光
スイッチが簡単な工程の組み合わせで歩留りよく作成さ
れる。
Further, in the manufacturing method of the present invention, the semiconductor optical switch as described above can be manufactured with a high yield through a combination of simple steps.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図示する実施例に基づいて具体的に説明
する。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on illustrated embodiments.

第1図は本発明の第1の実施例による半導体光スイッチ
を示す斜視図、第2図はその平面を示す平面図、第3図
は第2図のA−A線断面を示す断面図、第4図は第2図
のB−B線断面を示す断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a semiconductor optical switch according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view thereof, and FIG. 3 is a sectional view taken along line A-A in FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along the line B--B in FIG. 2.

例えば高キャリア濃度のn+型1nP基板2上に、高キ
ャリア濃度のn 型InP下部クラッド層4が形成され
ている。このn 型1nP下部クラッド層4上には、四
元属からなる低キヤリア濃度のn−型In Ga As
 P導波路層6がリッジ形に形成されている。そしてこ
のn−型InGaAs P導波路層6のリッジ部上には
、高キャリア濃度のp+型InPクラッド層8が形成さ
れている。さらにこのp+型InPクラッド層8上には
、高キャリア濃度のp 型InGaAsPキャップ層1
0が形成されている。
For example, an n-type InP lower cladding layer 4 with a high carrier concentration is formed on an n+-type 1nP substrate 2 with a high carrier concentration. On this n-type 1nP lower cladding layer 4, a low carrier concentration n-type InGaAs composed of quaternary elements is formed.
The P waveguide layer 6 is formed in a ridge shape. A p+ type InP cladding layer 8 with a high carrier concentration is formed on the ridge portion of the n-type InGaAsP waveguide layer 6. Furthermore, on this p+ type InP cladding layer 8, a p type InGaAsP cap layer 1 with a high carrier concentration is formed.
0 is formed.

第1図、第2図および第4図に示されるように、導波路
幅Wの2本の導波路12.14は上下をp+型In G
a As°Pキャップ層10層上0p+型InPクラッ
ド層8とn  InP下部クラッド層4とに挟まれたリ
ッジ形のn−型In Ga AsP導波路層6からなり
、これは交差角2θで交差している。そして、導波路1
2は入射ボート16および出射ポート18を有し、また
導波路14は入射ボート20および出射ポート22を有
している。また、第1図、第2図および第3図に示され
るように、これら2本の導波路層12.14が交差して
いる交差領域に、スイッチ部24が設けられている。こ
のスイッチ部24は、導波路層12゜14と同様にして
、ロー型1口Ga As P導波路層6のリッジ部の上
下をp+型InGaAsPキャップ層10およびp+型
InPクラッド層8とn” In P下部クラッド層4
とによって挟む構造になっているが、このとき禁止帯が
小さいn″″型In Ga As P導波路層6がこれ
よりも禁止帯が大きいp+型!nPクラッド層8とn 
型1nP下部クラッド層4とに上下から挟まれた、いわ
ゆるダブルへテロ構造となっていることが重要である。
As shown in FIGS. 1, 2, and 4, the two waveguides 12 and 14 with a waveguide width W have p+ type InG at the top and bottom.
It consists of a ridge-shaped n-type InGaAsP waveguide layer 6 sandwiched between an upper 0p+-type InP cladding layer 8 and an n-InP lower cladding layer 4, which intersect at an intersection angle of 2θ. are doing. And waveguide 1
2 has an input boat 16 and an output port 18, and the waveguide 14 has an input boat 20 and an output port 22. Further, as shown in FIGS. 1, 2, and 3, a switch section 24 is provided in an intersection region where these two waveguide layers 12, 14 intersect. Similar to the waveguide layer 12 and 14, this switch section 24 is constructed by connecting the upper and lower portions of the ridge portion of the low-type single-hole GaAsP waveguide layer 6 to the p + -type InGaAsP cap layer 10 and the p + -type InP cladding layer 8 . InP lower cladding layer 4
However, at this time, the n'''' type InGaAsP waveguide layer 6 with a small forbidden band is the p+ type with a larger forbidden band! nP cladding layer 8 and n
It is important that the structure is sandwiched from above and below by the 1nP type lower cladding layer 4, forming a so-called double heterostructure.

このスイッチ部24において、p+型1nGaAs P
キャップ層10上にはn型電極(図示せず)が形成され
、またn 型InP基板2底面上にはn型電極(図示せ
ず)が形成されている。さらに、このスイッチ部24に
おいて、n−型InGaAs P導波路層6のリッジ部
上に形成されているp+型1nPクラッド層8の両側部
には、例えばシリコン(S+)が添加されて抵抗が高く
なっている高抵抗領域26.28が形成されている。そ
して第2図に示されるように、2本の導波路層12.1
4は、p 型InPクラッド層8における高抵抗領域2
6.28とそれら以外の相対的に抵抗の低い領域との境
界に対して、それぞれ反対方向に交差角θで交差してい
る。
In this switch section 24, p+ type 1nGaAs P
An n-type electrode (not shown) is formed on the cap layer 10, and an n-type electrode (not shown) is formed on the bottom surface of the n-type InP substrate 2. Furthermore, in this switch section 24, silicon (S+), for example, is added to both sides of the p+ type 1nP cladding layer 8 formed on the ridge portion of the n-type InGaAs P waveguide layer 6 to increase the resistance. High resistance regions 26 and 28 are formed. Then, as shown in FIG. 2, two waveguide layers 12.1
4 is a high resistance region 2 in the p-type InP cladding layer 8
6.28 and other regions of relatively low resistance, they intersect in opposite directions at crossing angles θ.

次に、上記第1の実施例の装置の動作を説明する。Next, the operation of the apparatus of the first embodiment will be explained.

n型電極とn型電極との間に所定の電圧を加え、p+型
1nPクラッド層8、n−型1nGaAsP導波路層6
、およびn 型InP下部クラッド層4からなるダブル
へテロ構造のp−n接合に順方向に電流を流すと、キャ
リアが注入される。ただし、n+型1nPクラッド層8
の両側部には高抵抗領域26.28が形成されているた
め、これらの高抵抗領域25.26以外の相対的に抵抗
の低い領域を通って、n−型In Ga As P導波
路6の中央部にのみこのキャリアの注入がなされる。
A predetermined voltage is applied between the n-type electrode and the n-type electrode to form a p+ type 1nP cladding layer 8 and an n-type 1nGaAsP waveguide layer 6.
, and an n-type InP lower cladding layer 4, when current is passed in the forward direction through the pn junction of the double heterostructure, carriers are injected. However, n+ type 1nP cladding layer 8
Since high-resistance regions 26.28 are formed on both sides of the n-type InGaAsP waveguide 6, the waveguide 6 passes through relatively low-resistance regions other than these high-resistance regions 25.26. This carrier injection is made only in the central region.

従って、高抵抗領域26.28の下方に位置するn−型
InGaAsP導波路層6リツジ部の両側部にはキャリ
アは注入されない。すなわちp 型InPクラッド層8
に形成された高抵抗領域26゜28は、キャリアの注入
を所定の領域に制限すると共に、この制限によってキャ
リアの注入効率を高めている。このようにして、n−型
1nGaAs P導波路層6の中央部にのみキャリアが
注入され、かつそこに閉じ込められるため、プラズマ効
果によってその部分の誘電率が低下し、屈折率が低下す
る。従って、n−型1nGaAsP導波路層6は、屈折
率の異なる3領域に分割されることになる。
Therefore, carriers are not injected into both sides of the ridge portion of the n-type InGaAsP waveguide layer 6 located below the high resistance regions 26,28. That is, p-type InP cladding layer 8
The high-resistance regions 26 and 28 formed in the above region limit carrier injection to a predetermined region, and this restriction increases carrier injection efficiency. In this way, carriers are injected only into the central part of the n-type 1nGaAsP waveguide layer 6 and are confined there, so that the dielectric constant of that part decreases due to the plasma effect, and the refractive index decreases. Therefore, the n-type 1nGaAsP waveguide layer 6 is divided into three regions having different refractive indexes.

いま、導波路12の入射ボート16から入射した光およ
び導波路14の入射ボート20から入射した光は、p型
電極とn型電極との間に電圧が加えられていない場合に
は、2本の導波路層12゜14が交差しているスイッチ
部24のn−型InGa As P導波路層6を通って
それぞれ導波路12の出射ボート18および導波路14
の出射ポート22へ進行する。しかし、p型電極とn型
電極との間に所定の電圧が加えられ、n−型InGa 
As P導波路層6リツジ部の中央部の屈折率が低下す
る場合には、その屈折率変化率をΔn1導波路12.1
4の屈折率をn5n−型InGaAsP導波路層6にお
ける互いに屈折率の異なる領域の境界と導波路12.1
4との交差角をそれぞれθとすると、 θく90°−5in−1(1+Δn / n )の関係
を満足するとき、導波路12の入射ボート16から入射
した光は、n″″型InGaAsP導波路層6の互いに
屈折率の異なる領域の境界において全反射されて、導波
路14の出射ボート22へ進行し、また同様にして導波
路14の入射ボート20から入射された光は、導波路1
2の出射ボート18へ進行する。このようにして、第1
の実施例による半導体光スイッチは入射した光に対して
スイッチング作用を行なうが、ここでは二方向からの入
射光に対してスイッチング作用を行なう、いわゆる双方
向スイッチとなっている。
Now, the light incident from the input boat 16 of the waveguide 12 and the light incident from the input boat 20 of the waveguide 14 are divided into two beams if no voltage is applied between the p-type electrode and the n-type electrode. The output boat 18 of the waveguide 12 and the waveguide 14 pass through the n-type InGaAsP waveguide layer 6 of the switch section 24, where the waveguide layers 12 and 14 of the waveguide 12 and the waveguide 14 intersect, respectively.
It advances to the exit port 22 of. However, when a predetermined voltage is applied between the p-type electrode and the n-type electrode, the n-type InGa
When the refractive index at the center of the AsP waveguide layer 6 ridge portion decreases, the rate of change in refractive index is determined by Δn1 waveguide 12.1
The refractive index of n5n-type InGaAsP waveguide layer 6 and the waveguide 12.1 have a refractive index of 4.
Let θ be the intersection angle with The light is totally reflected at the boundary between regions of the waveguide layer 6 having different refractive indexes and travels to the output boat 22 of the waveguide 14, and similarly, the light incident from the input boat 20 of the waveguide 14 is transmitted to the waveguide 1.
Proceed to the second launch boat 18. In this way, the first
The semiconductor optical switch according to the embodiment performs a switching action on incident light, but here it is a so-called bidirectional switch that performs a switching action on incident light from two directions.

そして、この第1の実施例による半導体光スイッチにお
いては、n−型1nGa、AsP導波路層6のリッジ部
の全面をp+梨型1nPラッド層8によって覆われてい
るため、このn−型1nGaAs P導波路層6のリッ
ジ部を通過する光の縦方向の閉じ込めが良好に行なわれ
る。また、n−型InGaAsP導波路層6のキャリア
濃度が低くなっているため、自由キャリア吸収が低く抑
えられ、光吸収による損失が少ない。
In the semiconductor optical switch according to the first embodiment, the entire surface of the ridge portion of the n-type 1nGa, AsP waveguide layer 6 is covered with the p+ pear-shaped 1nP rad layer 8. The light passing through the ridge portion of the P waveguide layer 6 is well confined in the vertical direction. Furthermore, since the carrier concentration of the n-type InGaAsP waveguide layer 6 is low, free carrier absorption is suppressed to a low level, and loss due to light absorption is small.

また、p+梨型1nPラッド層8のキャリア濃度が高い
ため、キャリアが注入されたn−型InGa As P
導波路層6全体でプラズマ効果が起こり、キャリアが注
入されたn−型InGaAsP導波路層6の一部におけ
る屈折率の低下が一層急俊になる。そして、p 型In
Pクラッド層8は高キャリアであっても、光が余り入ら
ないために光吸収による損失は少ない。
In addition, since the carrier concentration of the p+ pear-shaped 1nP rad layer 8 is high, the carrier-injected n-type InGaAsP
A plasma effect occurs throughout the waveguide layer 6, and the refractive index decreases more rapidly in a portion of the n-type InGaAsP waveguide layer 6 into which carriers are injected. and p-type In
Even if the P cladding layer 8 has a high carrier content, it does not allow much light to enter, so there is little loss due to light absorption.

さらにまた、キャリア注入により屈折率が低下するプラ
ズマ効果を用いているため、屈折率変化が大きく、従っ
て低電圧駆動が可能となる。またn−型In Ga A
s P導波路層6の禁止帯幅より小さいエネルギーの光
に対して広くスイッチング作用が可能になるため、その
範囲で波長依存性がなくなり、波長多重が可能となる。
Furthermore, since the plasma effect in which the refractive index is lowered by carrier injection is used, the change in the refractive index is large, and therefore low voltage driving is possible. Also, n-type InGa A
Since the switching action can be performed over a wide range of light having an energy smaller than the forbidden band width of the sP waveguide layer 6, wavelength dependence is eliminated within that range, and wavelength multiplexing becomes possible.

第1の実施例においては、導波路層にIn Ga As
 Pを用いているために、その禁止帯波長1.2μmよ
り長波長の光に対して使用することができ、光通信にお
いて通常に使用する1、3μm帯をカバーすることがで
きるが、例えばIn Ga As Pの替わりにGa 
Asを用いれば、その禁止帯波長0.9μmより長波長
のより広い範囲の光に対して使用することができる。
In the first embodiment, the waveguide layer is made of InGaAs.
Since P is used, it can be used for light with a wavelength longer than the forbidden wavelength of 1.2 μm, and it can cover the 1 to 3 μm band normally used in optical communications. Ga instead of Ga As P
If As is used, it can be used for a wider range of light having wavelengths longer than the forbidden band wavelength of 0.9 μm.

なお、上記第1の実施例においては、導波路層6が低キ
ヤリア濃度のn−型In Ga As Pから形成され
ているが、その導電型はn−型に限らず、例えばは低キ
ヤリア濃度のp″″型In Ga As Pやノンドー
プのi型In Ga As Pから形成されてもよい。
In the first embodiment, the waveguide layer 6 is formed of n-type InGaAsP with a low carrier concentration, but its conductivity type is not limited to the n-type. It may be formed from p'' type In Ga As P or non-doped i type In Ga As P.

ただ、電子よりホールの方が光吸収が大きいため、p−
型よりもn−型の方が望ましい。
However, since holes absorb more light than electrons, p-
n-type is more desirable than type.

n−型1nGaAsP導波路層6をダブルへテロ構造に
挟むn+型1nP下部クラッド層4およびp+梨型1n
Pラッド層8はそれぞれn+型およびp+型の組合わせ
になっているが、これらの導電型が入れ替わって、p 
型InP下部クラッド層およびn+型InPクラッド層
の組合わせになってもよい。勿論この場合には、基板2
はp 型InP基板となる。さらにまた、上記第1の実
施例においては、In P s  I n Ga As
 Pの半導体を用いているが、例えばGa As 、 
Ga Sb sGa AN AS Sb等のm−v族化
合物半導体を用いてもよく、さらにCd 5SCd S
e SZe S。
An n+ type 1nP lower cladding layer 4 and a p+ pear-shaped 1n sandwiching an n-type 1nGaAsP waveguide layer 6 in a double heterostructure.
Each of the P rad layers 8 has a combination of n+ type and p+ type, but these conductivity types are swapped, and p
It may be a combination of an InP type lower cladding layer and an n+ type InP cladding layer. Of course, in this case, the substrate 2
becomes a p-type InP substrate. Furthermore, in the first embodiment, In P s I n Ga As
Although P semiconductor is used, for example, GaAs,
m-v group compound semiconductors such as Ga Sb sGa AN AS Sb may be used, and furthermore, Cd 5SCd S
e SZe S.

Ze Se等のII−Vl族化合物半導体も同様に用い
ることができる。
II-Vl group compound semiconductors such as ZeSe can also be used similarly.

次に、本発明の第2の実施例による半導体光スイッチを
説明する。
Next, a semiconductor optical switch according to a second embodiment of the present invention will be described.

第5図は第2の実施例による半導体光スイッチの平面図
、第6図は第5図のA−A線断面を示す断面図、第7図
は第5図のB−B線断面を示す断面図である。
FIG. 5 is a plan view of a semiconductor optical switch according to the second embodiment, FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 5, and FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. FIG.

例えば高キャリア濃度のp 型1nP基板32上に、高
キャリア濃度のp 型InP下部クラッド層34が形成
されている。このp+型InP下部クラッド層34上に
は、四元属からなる低キヤリア濃度のロー型InGaA
sP導波路層36がリッジ形に形成されている。そして
、このn−型InGaAsP導波路層36のリッジ部上
には、高キャリア濃度のn+梨型1nPラッド層38が
形成されている。さらにこのn 型InPクラッド層3
層上8上、高キャリア濃度のn+型InGa As P
キャップ層40が形成されている。
For example, a p-type InP lower cladding layer 34 with a high carrier concentration is formed on a p-type 1nP substrate 32 with a high carrier concentration. On this p+ type InP lower cladding layer 34, low type InGaA with a low carrier concentration made of quaternary elements is formed.
The sP waveguide layer 36 is formed in a ridge shape. An n+ pear-shaped 1nP rad layer 38 with a high carrier concentration is formed on the ridge portion of the n-type InGaAsP waveguide layer 36. Furthermore, this n-type InP cladding layer 3
On layer 8, n+ type InGaAsP with high carrier concentration
A cap layer 40 is formed.

第5図および第7図に示されるように、導波路幅Wの2
本の導波路42.44は上下をn 型InGaAsPキ
ャップ層40およびn 型InPクラッド層38とp”
lnP下部クラッド層34とに挟まれたリッジ形のn−
型In Ga AsP導波路層36からなり、これらは
交差角2θで交差している。そして、導波路42は入射
ボート46および出射ボート48を有し、また導波路4
4は、入射ボート50および出射ボート52を有してい
る。また、第5図および第6図に示されるように、これ
ら2本の導波路層42.44が交差している交差領域に
、スイッチ部54が設けられている。このスイッチ部5
4は、導波路層42゜44と同様に、n−型In Ga
 As P導波路層36のリッジ部の上下をn+型1n
GaAsPキャップ層40およびn+梨型1nPラッド
層38とp”lnP下部クラッド層34とによって挟む
構造になっているが、このとき禁止帯が小さいn−型I
n Ga As P導波路層36がこれよりも禁止帯が
大きいn+梨型1nPラッド層38とp+型InP下部
クラッド層34とに挟まれたいわゆるダブルへテロ構造
となっていることか重要である。
As shown in FIGS. 5 and 7, 2 of the waveguide width W
The main waveguides 42 and 44 are formed with an n-type InGaAsP cap layer 40 and an n-type InP cladding layer 38 on the top and bottom.
The ridge-shaped n- layer sandwiched between the lnP lower cladding layer 34
It consists of InGaAsP type waveguide layers 36, which intersect at a crossing angle of 2θ. The waveguide 42 has an input boat 46 and an output boat 48, and the waveguide 42 has an input boat 46 and an output boat 48.
4 has an entrance boat 50 and an exit boat 52. Further, as shown in FIGS. 5 and 6, a switch section 54 is provided in an intersection area where these two waveguide layers 42 and 44 intersect. This switch section 5
4 is n-type InGa similar to the waveguide layers 42 and 44.
The top and bottom of the ridge part of the AsP waveguide layer 36 are n+ type 1n.
The structure is sandwiched between the GaAsP cap layer 40, the n+ pear-shaped 1nP rad layer 38, and the p''lnP lower cladding layer 34, but at this time, the n-type I
It is important that the nGaAsP waveguide layer 36 has a so-called double heterostructure sandwiched between the n+ pear-shaped 1nP rad layer 38, which has a larger forbidden band, and the p+ type InP lower cladding layer 34. .

さらに、このスイッチ部54において、n 型In G
a As Pキャップ層40上にはn型電極(図示せず
)が形成され、またp 型1nP基板32底面上にはn
型電極(図示せず)が形成されている。さらに、このス
イッチ部54において、n 形InGaAsP導波路層
36のリッジ部上に形成されているn+型InPクラッ
ド層38の一半部には、例えば亜鉛(Zn )が添加さ
れて抵抗が高くなっている高抵抗領域56が形成されて
いる。
Furthermore, in this switch section 54, n-type InG
An n-type electrode (not shown) is formed on the aAsP cap layer 40, and an n-type electrode (not shown) is formed on the bottom surface of the p-type 1nP substrate 32.
A mold electrode (not shown) is formed. Furthermore, in this switch section 54, a part of the n+ type InP cladding layer 38 formed on the ridge part of the n type InGaAsP waveguide layer 36 is doped with, for example, zinc (Zn) to increase the resistance. A high resistance region 56 is formed.

そして第5図に示されるように、2本の導波路層42.
44は、n 型1nPクラッド層38における高抵抗領
域56とそれ以外の相対的に抵抗の低い領域との境界に
対して、それぞれ反対方向に交差角θで交差している。
Then, as shown in FIG. 5, two waveguide layers 42.
44 intersect the boundary between the high resistance region 56 and other relatively low resistance regions in the n-type 1nP cladding layer 38 in opposite directions at a crossing angle θ.

次に、上記第2の実施例の装置の動作を説明する。Next, the operation of the apparatus of the second embodiment will be explained.

この第2の実施例の動作は、上記第1の実施例のそれと
ほとんど同じであるが、n型電極とn型電極との間に所
定の電圧を加え、n+梨型1nPラッド層38、n″″
型1nGaAsP導波路層36、およびp+梨型1nP
下クラッド層34からなるダブルへテロ構造のp−n接
合に順方向に電流を流すと、n+型In・22991層
38の一半部に高抵抗領域56が形成されているため、
キャリアはn 型1nPクラッド層38におけネ高抵抗
領域56以外の相対的に抵抗の低い領域を通って、n−
型InGaAsP導波路46の一半部にのみ注入される
。従って、高抵抗領域56の下方に位置しないn−型I
n Ga As P導波路層46の他の一半部にはキャ
リアは注入されない。
The operation of this second embodiment is almost the same as that of the first embodiment, except that a predetermined voltage is applied between the n-type electrodes and the n+pear-shaped 1nP rad layer 38, n ″″
type 1nGaAsP waveguide layer 36, and p+pear type 1nP
When a current is passed in the forward direction through the p-n junction of the double heterostructure made of the lower cladding layer 34, a high resistance region 56 is formed in one half of the n+ type In.22991 layer 38.
The carriers pass through a relatively low resistance region other than the n-high resistance region 56 in the n-type 1nP cladding layer 38, and pass through the n-type 1nP cladding layer 38.
Only one half of the type InGaAsP waveguide 46 is implanted. Therefore, the n-type I that is not located below the high resistance region 56
No carriers are injected into the other half of the n GaAs P waveguide layer 46 .

すなわち、n+型InPクラッド層38に形成された高
抵抗領域56は、キャリアの注入を所定の領域に制限す
ると共に、この制限によってキャリアの注入効率を高め
ている。
That is, the high resistance region 56 formed in the n+ type InP cladding layer 38 limits carrier injection to a predetermined region, and this restriction increases carrier injection efficiency.

このようにして、n 型In Ga As P導波路層
36の一半部にのみキャリアが注入され、かつそこに閉
じ込められるため、プラズマ効果によってその部分の誘
電率が低下し、屈折率が低下する。
In this way, carriers are injected into only one half of the n-type InGaAsP waveguide layer 36 and confined there, so that the dielectric constant of that part decreases due to the plasma effect, and the refractive index decreases.

従って、n−型In Ga As P導波路層36は、
屈折率の異なる2領域に分割される。
Therefore, the n-type InGaAsP waveguide layer 36 is
It is divided into two regions with different refractive indexes.

いま、第5図に示されるように、導波路42の入射ポー
ト46から入射した光は、n型電極とn型電極との間に
電圧が加えられていない場合には、n−型InGaAs
P導波路層36を通って導波路42の出射ポート48へ
進行する。しかし、n型電極とn型電極との間に所定の
電圧が加えられ、n−型In Ga As P導波路層
36の一半部の屈折率が低下する場合には、導波路42
の入射ボート46から入射した光は、n″″型In G
a As P導波路層36の互いに屈折率の異なる2領
域の境界において全反射されて、導波路44の出射ボー
ト52へ進行する。
Now, as shown in FIG. 5, if no voltage is applied between the n-type electrodes, the light incident from the input port 46 of the waveguide 42 will pass through the n-type InGaAs.
It travels through the P waveguide layer 36 to the output port 48 of the waveguide 42 . However, if a predetermined voltage is applied between the n-type electrodes and the refractive index of one half of the n-type InGaAsP waveguide layer 36 decreases, the waveguide 42
The light incident from the input boat 46 is an n″″ type In G
The light is totally reflected at the boundary between two regions of the a As P waveguide layer 36 having different refractive indexes, and travels to the output boat 52 of the waveguide 44 .

このようにして、第2の実施例による半導体スイッチは
入射した光に対してスイッチング作用を行なうが、上記
第1の実施例が二方向からの入射光に対してスイッチン
グ作用を行なう、いわゆる双方向スイッチであるのに対
し、この第2の実施例は一方向からの入射光に対しての
みスイッチング作用を行なう、いわゆる片方向スイッチ
となっている。そして前述した第1の実施例における種
々の効果は、すべてこの第2の実施例も有(、でいる。
In this way, the semiconductor switch according to the second embodiment performs a switching action on incident light, whereas the semiconductor switch according to the first embodiment performs a switching action on incident light from two directions, a so-called bidirectional switch. In contrast to the switch, this second embodiment is a so-called one-way switch that performs a switching action only on incident light from one direction. All of the various effects of the first embodiment described above are also present in the second embodiment.

なお、上記第2の実施例においては、導波路層36が低
キヤリア濃度のn 型In Ga As Pから形成さ
れているが、その導電型はn−型に限らず、例えばは低
キヤリア濃度のp−型1nGaAsPやノンドープの1
型In Ga As Pから形成されてもよい。ただし
、電子よりホールの方が光吸収が大きいため、p−型よ
りもn−型の方が望ましい。
In the second embodiment, the waveguide layer 36 is formed of n-type InGaAsP with a low carrier concentration, but its conductivity type is not limited to the n-type. p-type 1nGaAsP or non-doped 1
It may be formed from type InGaAsP. However, since holes absorb more light than electrons, n-type is more desirable than p-type.

また、n−型In Ga As P導波路層46をダブ
ルへテロ構造に挟むp 型1nP下部クラッド層44お
よびn 型InPクラッド層48はそれぞれp+型およ
びn+型の組合わせになっているが、これらの導電型が
入れ替わって、n+型InP下部クラッド層およびp 
型1nPクラッド層の組合わせになってもよい。勿論こ
の場合には、基板32はn 型InP基板となる。さら
にまた、上記第2の実施例においては、In P、In
 GaAs Pの半導体を用いているが、例えばG a
 A s sGa Sb 、Ga AN As Sb等
のm−v族化合物半導体を用いてもよく、さらにCd 
5SCd Se 。
Furthermore, the p-type 1nP lower cladding layer 44 and the n-type InP cladding layer 48, which sandwich the n-type InGaAsP waveguide layer 46 in a double heterostructure, are a combination of p+ type and n+ type, respectively. These conductivity types are exchanged, and the n+ type InP lower cladding layer and the p
It may also be a combination of type 1nP cladding layers. Of course, in this case, the substrate 32 will be an n-type InP substrate. Furthermore, in the second embodiment, In P, In
Although GaAs P semiconductor is used, for example, GaAsP semiconductor is used.
m-v group compound semiconductors such as As sGa Sb and Ga AN As Sb may be used, and furthermore, Cd
5SCdSe.

Ze S、Ze Se等のII−Vl族化合物半導体も
同様に用いることができる。
II-Vl group compound semiconductors such as Ze S and Ze Se can also be used similarly.

次に、本発明の第3の実施例による半導体光スイッチを
説明する。
Next, a semiconductor optical switch according to a third embodiment of the present invention will be described.

第8図は本発明の第3の実施例による半導体光スイッチ
のスイッチ部における断面を示す断面図である この第3の実施例による半導体光スイッチは、上記第1
の実施例と同様に、例えば高キャリア濃度のn+型1n
P基板62上に、高キャリア濃度のn+梨型1nP下ク
ラッド層64が形成されている。このn 型InP下部
クラりド層64上には、四元属からなる低キヤリア濃度
のn−型InGa As P導波路層66がリッジ形に
形成されている。そしてこのn 型In Ga As 
P導波路層66のリッジ部上には、高キャリア濃度のp
 型InPクラッド層68がリッジ形に形成されている
。さらにこのp 型1nPクラッド層8のリッジ部上に
は、高キャリア濃度のp+型1nGaAs Pキャップ
層70が形成されている。すなわち導波路幅Wを有し、
交差角2θで交差している2本の導波路層(図示せず)
の交差領域に設けられたスイッチ部72においては、禁
止帯が小さいn−型In Ga As P導波路層66
がこれよりも禁止帯が大きいp 型InPクラッド層6
8とn 型1nP下部クラッド層64とに挟まれた、い
わゆるダブルへテロ構造となっている。
FIG. 8 is a sectional view showing a cross section of a switch section of a semiconductor optical switch according to a third embodiment of the present invention.
Similarly to the embodiment, for example, n+ type 1n with high carrier concentration
An n+ pear-shaped 1nP lower cladding layer 64 with a high carrier concentration is formed on the P substrate 62. On this n-type InP lower cladding layer 64, a ridge-shaped n-type InGaAsP waveguide layer 66 with a low carrier concentration made of a quaternary element is formed. And this n-type InGaAs
On the ridge portion of the P waveguide layer 66, there is a p layer with a high carrier concentration.
An InP type cladding layer 68 is formed in a ridge shape. Further, on the ridge portion of this p-type 1nP cladding layer 8, a p+-type 1nGaAsP cap layer 70 with a high carrier concentration is formed. That is, the waveguide has a width W,
Two waveguide layers intersecting at a crossing angle of 2θ (not shown)
In the switch section 72 provided in the intersection area of the n-type InGaAsP waveguide layer 66 with a small forbidden band,
is a p-type InP cladding layer 6 whose forbidden band is larger than this.
8 and an n-type 1nP lower cladding layer 64, forming a so-called double heterostructure.

このスイッチ部72において、p+型1nGaAs P
キャップ層70上にはn型電極(図示せず)が形成され
、またn+型InP基板62底面上にはn型電極(図示
せず)が形成されている。このように、第3の実施例に
よる半導体光スイッチングは、第3図に示される上記第
1の実施例のp+型InPクラッド層8において、その
両端部に形成された高抵抗領域26.27に対応する部
分を例えばエツチング除去してリッジ形のp+型InP
クラッド層68を形成し、さらにこのp+型InPクラ
ッド層8のリッジ部上に、p+型InGa As Pキ
ャップ層70を形成している構造となっている。
In this switch section 72, p+ type 1nGaAs P
An n-type electrode (not shown) is formed on the cap layer 70, and an n-type electrode (not shown) is formed on the bottom surface of the n+ type InP substrate 62. As described above, the semiconductor optical switching according to the third embodiment is performed in the high resistance regions 26 and 27 formed at both ends of the p+ type InP cladding layer 8 of the first embodiment shown in FIG. For example, the corresponding portion is removed by etching to form a ridge-shaped p+ type InP.
A cladding layer 68 is formed, and a p+ type InGaAs P cap layer 70 is further formed on the ridge portion of this p+ type InP cladding layer 8.

次に、上記第3の実施例の装置の動作を説明する。Next, the operation of the apparatus of the third embodiment will be explained.

この第3の実施例の動作は、上記第1の実施例のそれと
同様に、p型電極とn型電極との間に所定の電圧を加え
、p+型1nPクラッド層68、n 型1nGaAsP
導波路層66、およびn+型1nP下部クラッド層64
からなるダブルへテロ構造のp−n接合に順方向に電流
を流すと、キャリアはn+型1nPクラッド層68のリ
ッジ部を通ってn−型in Ga As P導波路66
の中央部にのみ注入される。従って、n+型InPクラ
ッド層68のリッジ部下方に位置しないn−型InGa
AsP導波路層46の両側部にはキャリアは注入されな
い。
The operation of the third embodiment is similar to that of the first embodiment, by applying a predetermined voltage between the p-type electrode and the n-type electrode, and forming the p+ type 1nP cladding layer 68, the n-type 1nGaAsP
Waveguide layer 66 and n+ type 1nP lower cladding layer 64
When a current flows in the forward direction through the p-n junction of the double heterostructure consisting of
is injected only into the center of the body. Therefore, the n- type InGa that is not located below the ridge of the n+-type InP cladding layer 68
No carriers are injected into both sides of the AsP waveguide layer 46.

このようにして、ロー型In Ga As P導波路層
66の中央部にのみキャリアが注入され、かつそこに閉
じ込められるため、プラズマ効果によってその部分の誘
電率が低下し、屈折率が低下する。
In this way, carriers are injected only into the central portion of the low-type In Ga As P waveguide layer 66 and are confined there, so that the dielectric constant of that portion decreases due to the plasma effect, and the refractive index decreases.

従って、n−型In Ga As P導波路層66は、
屈折率の異なる3領域に分割される。従って、2本の導
波路から入射した光は、n 型1nGaAs P導波路
層66の互いに屈折率の異なる領域の境界、すなわち高
屈折率領域から低屈折率領域に移る境界においてそれぞ
れ全反射されて、その進路を変える。
Therefore, the n-type InGaAsP waveguide layer 66 is
It is divided into three regions with different refractive indexes. Therefore, the light incident from the two waveguides is totally reflected at the boundaries between regions of the n-type 1nGaAs P waveguide layer 66 that have mutually different refractive indexes, that is, at the boundaries from the high refractive index region to the low refractive index region. , change its course.

このようにして、第3の実施例による半導体光スイッチ
は入射した光に対してスイッチング作用を行なうが、上
記第1の実施例と同じく二方向からの入射光に対してス
イッチング作用を行なう、いわゆる双方向スイッチとな
っている。そして、前述した第1の実施例における種々
の効果は、すべてこの第3の実施例も有している。
In this way, the semiconductor optical switch according to the third embodiment performs a switching action on incident light, but similarly to the first embodiment, it performs a switching action on incident light from two directions, so-called. It is a two-way switch. The third embodiment also has all of the various effects of the first embodiment described above.

次に、本発明の第4の実施例による半導体光スイッチを
説明する。
Next, a semiconductor optical switch according to a fourth embodiment of the present invention will be described.

第9図は本発明の第4の実施例による半導体光スイッチ
のスイッチ部における断面を示す断面図である。この半
導体光スイッチは、上記第2の実施例と同様に、例えば
高キャリア濃度のp+型InP基板82上に、高キャリ
ア濃度のp 型InP下部クラッド層84が形成されて
いる。このp+型InP下部クラッド層84上には、四
元層からなる低キヤリア濃度のn−型InGaAsP導
波路層86がリッジ形に形成されている。そしてこのn
−型In Ga As P導波路層86のリッジ部上に
は、高キャリア濃度のn+型In Pクラッド層88が
片側リッジ形に形成されている。
FIG. 9 is a sectional view showing a cross section of a switch portion of a semiconductor optical switch according to a fourth embodiment of the present invention. In this semiconductor optical switch, a p-type InP lower cladding layer 84 with a high carrier concentration is formed on a p+-type InP substrate 82 with a high carrier concentration, for example, as in the second embodiment. On this p + -type InP lower cladding layer 84 , an n - -type InGaAsP waveguide layer 86 made of a quaternary layer and having a low carrier concentration is formed in a ridge shape. And this n
On the ridge portion of the −-type InGaAsP waveguide layer 86, an n+-type InP cladding layer 88 with a high carrier concentration is formed in the shape of a ridge on one side.

さらにこのn+梨型1nPラッド層88のリッジ部上に
は、高キャリア濃度のn 型In Ga AsPキャッ
プ層90が形成されている。すなわち導波路幅Wを有し
、交差角2θで交差している2本の導波路層(図示せず
)の交差領域に設けられたスイッチ部92においては、
禁止帯が小さいn型In Ga As P導波路層86
がこれよりも禁止帯が大きいn+梨型1nPラッド層8
8とp+型InP下部クラッド層84とに挟まれた、い
わゆるダブルへテロ構造となっている。
Further, on the ridge portion of this n+ pear-shaped 1nP rad layer 88, an n-type InGaAsP cap layer 90 with a high carrier concentration is formed. That is, in the switch section 92 provided in the intersection region of two waveguide layers (not shown) that have a waveguide width W and intersect at an intersection angle of 2θ,
N-type InGaAsP waveguide layer 86 with small forbidden band
is the n+ pear-shaped 1nP rad layer 8 whose forbidden band is larger than this.
8 and a p+ type InP lower cladding layer 84, forming a so-called double heterostructure.

このスイッチ部92において、n 型1nGaAsPキ
ャップ層90上にはn型電極(図示せず)が形成され、
またp 型1nP基板82底面上にはp型電極(図示せ
ず)が形成されている。このように、第4の実施例によ
る半導体光スイッチングは、第6図に示される上記第2
の実施例のn+型1nPクラッド層38において、その
−半部に形成された高抵抗領域56に対応する部分を例
えばエツチング除去して片側リッジ形のn+型InPク
ラッド層88を形成し、さらにこのn+型InPクラッ
ド層88のリッジ部上には、n 型In Ga As 
Pキャップ層90を形成している構造となっている。
In this switch section 92, an n-type electrode (not shown) is formed on the n-type 1nGaAsP cap layer 90,
Further, a p-type electrode (not shown) is formed on the bottom surface of the p-type 1nP substrate 82. In this way, the semiconductor optical switching according to the fourth embodiment is similar to the second embodiment shown in FIG.
In the n+ type 1nP cladding layer 38 of the embodiment, a portion corresponding to the high resistance region 56 formed in the negative half thereof is removed by etching, for example, to form a one-sided ridge-shaped n+ type InP cladding layer 88. On the ridge portion of the n+ type InP cladding layer 88, an n type InGaAs layer is formed.
It has a structure in which a P cap layer 90 is formed.

次に、上記第4の実施例の装置の動作を説明する。Next, the operation of the apparatus of the fourth embodiment will be explained.

この第4の実施例の動作は、上記第2の実施例のそれと
同様に、p型電極とn型電極との間に所定の電圧を加え
、n+型InPクラッド層88、n″′型In Ga 
As P導波路層86、およびp+型InP下部クラッ
ド層84からなるダブルヘテ凹構造のp−n接合に順方
向に電流を流すと、キャリアはn+梨型1nPラッド層
88のリッジ部を通って、n−型1nGaAsP導波路
86の一半部にのみ注入される。従って、n+型InP
クラッド層88のリッジ部下方に位置しないn−型In
 Ga As P導波路層46の他の一半部にはキャリ
アは注入されない。
The operation of the fourth embodiment is similar to that of the second embodiment, by applying a predetermined voltage between the p-type electrode and the n-type electrode, and forming the n+ type InP cladding layer 88 and the n''' type InP cladding layer 88. Ga
When a current is passed in the forward direction through the p-n junction of the double hetero-concave structure consisting of the AsP waveguide layer 86 and the p+ type InP lower cladding layer 84, carriers pass through the ridge portion of the n+ pear-shaped 1nP rad layer 88, Only one half of the n-type 1nGaAsP waveguide 86 is implanted. Therefore, n+ type InP
n-type In which is not located below the ridge of the cladding layer 88
No carriers are injected into the other half of the GaAsP waveguide layer 46.

このようにして、n−型1nGaAsP導波路層86の
一半部にのみキャリアが注入され、かつそこに閉じ込め
られるため、プラズマ効果によってその部分の誘電率が
低下し、屈折率が低下する。
In this way, carriers are injected into only one half of the n-type 1nGaAsP waveguide layer 86 and confined there, so that the dielectric constant of that part decreases due to the plasma effect, and the refractive index decreases.

従って、n 型In Ga As P導波路層66は、
屈折率の異なる2領域に分割される。従って、導波路か
ら入射した光は、n−型InGaAsP導波路層66の
互いに屈折率の異なる領域の境界、すなわち高屈折率領
域から低屈折率領域に移る境界においてそれぞれ全反射
されて、その進路を変える。
Therefore, the n-type InGaAsP waveguide layer 66 is
It is divided into two regions with different refractive indexes. Therefore, the light incident from the waveguide is totally reflected at the boundaries between regions of the n-type InGaAsP waveguide layer 66 having different refractive indexes, that is, at the boundaries where the high refractive index region transitions from the low refractive index region, and the light travels along its path. change.

このようにして、第4の実施例による半導体光スイッチ
は入射した光に対してスイッチング作用を行なうが、上
記第2の実施例と同じく一方向からの入射光に対してス
イッチング作用を行なう、いわゆる片方向スイッチとな
っている。そして、前述した第1の実施例における種々
の効果は、すべてこの第3の実施例も有している。
In this way, the semiconductor optical switch according to the fourth embodiment performs a switching action on incident light, but similarly to the second embodiment, it performs a switching action on incident light from one direction, so-called. It is a one-way switch. The third embodiment also has all of the various effects of the first embodiment described above.

次に、本発明の第1の実施例による半導体先スイッチの
製造方法を、第10図を用いて順次に説明する。
Next, a method for manufacturing a semiconductor front switch according to a first embodiment of the present invention will be sequentially explained using FIG. 10.

半導体基板として例えば高キャリア濃度のn++1nP
基板2上に、高キャリア濃度のn+型InP下部クラッ
ド層4を格子整合して成長させる。そしてこのn+型I
nP下部クラッド層4上に、例えばMBE(分子線エピ
タキシャル)法を用いて、四元属からなる低キヤリア濃
度のn−型InGaAsPエピタキシャル層を格子整合
して成長させ、さらにこのn′″型InGaAsPエピ
タキシャル層を導波路幅W、交差角2θで交差している
2本の導波路層パターンに選択的にエツチングして、リ
ッジ形のn−型In Ga AsP導波路層6を形成す
る(第10図(a)参照)。
As a semiconductor substrate, for example, n++1nP with high carrier concentration
An n+ type InP lower cladding layer 4 having a high carrier concentration is grown on the substrate 2 with lattice matching. And this n+ type I
On the nP lower cladding layer 4, for example, an MBE (molecular beam epitaxial) method is used to grow an n-type InGaAsP epitaxial layer consisting of quaternary elements with a low carrier concentration in a lattice-matched manner. The epitaxial layer is selectively etched into two waveguide layer patterns intersecting each other with a waveguide width W and an intersection angle 2θ to form a ridge-shaped n-type InGaAsP waveguide layer 6 (10th waveguide layer 6). (See figure (a)).

次いで、n−型In Ga As P導波路層6のリッ
ジ部上に、高キャリア濃度のp++InPクラッド層8
を格子整合して成長させる。さらにこのp+型1nPク
ラッド層8上に、高キャリア濃度のp++In Ga 
As Pキャラプ層10を成長させる(第10図(b)
参照)。
Next, a p++InP cladding layer 8 with a high carrier concentration is formed on the ridge portion of the n-type InGaAsP waveguide layer 6.
is grown with lattice matching. Further, on this p+ type 1nP cladding layer 8, p++InGa with a high carrier concentration is formed.
Grow the AsP carapace layer 10 (FIG. 10(b))
reference).

次いで、全面にマスク材102を堆積した後、2本の導
波路が交差する交差領域において、p++InGaAs
Pキャップ層10上のマスク材102を中央部だけ残し
て選択的に除去する。例えば、交差領域の最小幅がおよ
そ20μmに対してマスク材102を残留させる中央部
の幅はおよそ8μmとする。このようにパターニングさ
れたマスク材102をマスクとして、シリコンの拡散を
行なう。このシリコン拡散はn−型InGaAs P導
波路層6上面から0.4μm上方のp+型型口0229
11層8中まで来るようにする。
Next, after depositing a mask material 102 on the entire surface, p++InGaAs is deposited on the intersection region where the two waveguides intersect.
The mask material 102 on the P cap layer 10 is selectively removed leaving only the central portion. For example, while the minimum width of the intersection region is approximately 20 μm, the width of the central portion where the mask material 102 remains is approximately 8 μm. Using the thus patterned mask material 102 as a mask, silicon is diffused. This silicon diffusion is performed at the p+ type opening 0229 0.4 μm above the top surface of the n-type InGaAs P waveguide layer 6.
Make sure it reaches the middle of the 8th layer of 11th layer.

このようにシリコン拡散がn″″型1nGaAsP導波
路層6上面に達しないようにするのは、後の工程におけ
る熱処理によってn−型I n Ga AsP導波路層
6にまでシリコンが拡散されないようにするためである
。このようにして、p++InPクラッド層8の両側部
に、シリコンS1が添加されて相対的に抵抗が高くなっ
た高抵抗領域26.28を形成する(第10図(c)参
照)。
The reason for preventing silicon diffusion from reaching the upper surface of the n'' type 1nGaAsP waveguide layer 6 in this way is to prevent silicon from being diffused into the n-type 1nGaAsP waveguide layer 6 during heat treatment in a later step. This is to do so. In this way, high resistance regions 26 and 28 having relatively high resistance due to the addition of silicon S1 are formed on both sides of the p++InP cladding layer 8 (see FIG. 10(c)).

次いで、2本の導波路が交差する交差領域のp+型1n
GaA3’Pキャップ層10上にp型電極104を形成
する。また、n+型1nP基板2底面上にもn型電極1
06を形成する(第10図(d)参照)。
Next, the p+ type 1n of the intersection region where the two waveguides intersect
A p-type electrode 104 is formed on the GaA3'P cap layer 10. In addition, an n-type electrode 1 is also placed on the bottom surface of the n+ type 1nP substrate 2.
06 (see FIG. 10(d)).

そして最後に、5mm長に端面の襞間を行なって、導波
路チップを切り出す。このようにして、上記第1の実施
例による双方向性の半導体光スイッチを製造する。
Finally, the end face is folded to a length of 5 mm, and a waveguide chip is cut out. In this way, the bidirectional semiconductor optical switch according to the first embodiment is manufactured.

なお、上記製造方法においては、リッジ形のn′″型I
n Ga As P導波路層6を形成した後、このn 
型1nGaAsP導波路層6のリッジ部上にp+梨型1
nPラッド層8およびp 型InGa As P層キャ
ップ層10を順次形成しているが、n+型1nP下部ク
りッド層4上にn−型In Ga As Pエピタキシ
ャル層、p+梨型1nPピタキシャル層、およびp+型
In Ga As Pエピタキシャル層を順次成長させ
た後、これら各層の選択エツチングを行ない、リッジ形
のn−’型1nGaAsP導波路層6、このn−型In
GaA・、P導波路層6のリッジ部上のp+型InPク
ラ、−ド層8、およびこのp+梨型1nPラッド層8上
のp+型In Ga As P層キャップ層10を一度
に形成してもよい。また、p+型InPクラッド層8の
両側部にシリコンを拡散して高抵抗領域26.28を形
成しているが、シリコン拡散の替わりに例えばプロトン
(H+)のイオン注入を用いてもよい。
In addition, in the above manufacturing method, the ridge type n''' type I
After forming the n GaAsP waveguide layer 6, this n
A p+pear shape 1 is formed on the ridge part of the nGaAsP waveguide layer 6.
An nP rad layer 8 and a p-type InGaAs P layer cap layer 10 are sequentially formed, but an n-type InGaAs P epitaxial layer and a p+ pear-type 1nP epitaxial layer are formed on the n+-type 1nP lower cladding layer 4. , and a p+ type InGaAsP epitaxial layer, selective etching is performed on each of these layers to form a ridge-shaped n-' type 1nGaAsP waveguide layer 6 and this n-type InGaAsP waveguide layer 6.
A p+ type InP clad layer 8 on the ridge portion of the GaA/P waveguide layer 6 and a p+ type InGaAs P layer cap layer 10 on the p+ pear-shaped 1nP rad layer 8 are formed at once. Good too. Furthermore, although silicon is diffused into both sides of the p+ type InP cladding layer 8 to form the high resistance regions 26 and 28, ion implantation of protons (H+), for example, may be used instead of silicon diffusion.

また、n+型InP基板2上に、n+型1nPド部クラ
ッド層4、ロー型In Ga As P導波路層6、p
+梨型1nPラッド層8、およびp+型In Ga A
s P層キャップ層10をそれぞれ形成しているか、こ
のような組合わせではなく、n型In Ga As P
導波路層6を挟む基板および各層の導電型が入れ替わっ
て、p+型InP基板上に、p+型1nP下部クラッド
層、n−型InGa As P導波路層6、n+梨型1
nPラッド層、およびn+型!nGaAsPキャップ層
という組合わせに形成してもよい。ただし、この場合に
おいては、n”型1nPクラッド層の一部に高抵抗領域
を形成するために注入する不純物は、例えば亜鉛(Zn
 )やベリリウム(Be)か、あるいはプロトンでなけ
ればならない。そしていずれの場合においても、n−型
1nGaAsP導波路層6の導電型はn−型に限らず、
例えばは低キヤリア濃度のp−型Ga Asやi型Ga
 Asであってもよい。ただし、電子よりホールの方が
光吸収が大きいため、p−型よりもn−型である方が望
ましい。
Further, on the n+ type InP substrate 2, an n+ type 1nP dome cladding layer 4, a low type In Ga As P waveguide layer 6, and a p
+ pear-shaped 1nP rad layer 8, and p+ type In Ga A
s P layer cap layer 10 is formed respectively, or n-type InGaAsP is formed instead of such a combination.
The conductivity types of the substrates and each layer sandwiching the waveguide layer 6 are exchanged, and a p+ type 1nP lower cladding layer, an n-type InGaAsP waveguide layer 6, and an n+ pear-type 1 are formed on the p+ type InP substrate.
nP rad layer and n+ type! It may also be formed in combination with an nGaAsP cap layer. However, in this case, the impurity implanted to form a high resistance region in a part of the n'' type 1nP cladding layer is, for example, zinc (Zn
), beryllium (Be), or protons. In either case, the conductivity type of the n-type 1nGaAsP waveguide layer 6 is not limited to the n-type.
For example, p-type GaAs or i-type Ga with low carrier concentration.
It may also be As. However, since holes absorb more light than electrons, n-type is more desirable than p-type.

さらにまた、マスク材102のパターニングにおいて、
上記のように2本の導波路が交差する交差領域における
p+型1n Ga As Pキャブ1層10上のマスク
材102を中央部だけ残して選択的に除去するのではな
く、交差領域におけるp+型In Ga As Pキャ
ブ1層10上のマスク材102の一半部を残して他の一
半部だけを選択的に除去し、このようにパターニングさ
れたマスク材102をマスクとしてシリコン拡散を行な
ってp+梨型1nPラッド層8の一半部に高抵抗領域を
形成すれば、上記第2の実施例と同様の構造になり、片
方向性の半導体光スイッチを製造することができる。
Furthermore, in patterning the mask material 102,
Instead of selectively removing the mask material 102 on the p+ type 1n GaAs P cab 1 layer 10 in the intersection area where two waveguides intersect as described above, leaving only the central part, the p+ type in the intersection area is removed. One half of the masking material 102 on the InGaAsP cab 1 layer 10 is left and only the other half is selectively removed, and silicon is diffused using the thus patterned masking material 102 as a mask to form a p+p layer. By forming a high resistance region in one half of the type 1nP rad layer 8, a structure similar to that of the second embodiment can be obtained, and a unidirectional semiconductor optical switch can be manufactured.

また、交差領域におけるp+型InGaAsPキャップ
層10上のマスク材102を中央部だけ残して選択的に
除去するようにパターニングされたマスク材102をマ
スクとして、シリコン拡散を行なう替わりにエツチング
処理を行ない、シリコン拡散によって形成する高抵抗領
域に相当する部分をエツチング除去してもよい。これに
よって上記の第3の実施例と同様の構造が形成され、双
方向性の半導体光スイッチを製造することができる。
Further, using the mask material 102 patterned so as to selectively remove the mask material 102 on the p+ type InGaAsP cap layer 10 in the intersection region leaving only the central portion as a mask, etching treatment is performed instead of silicon diffusion. A portion corresponding to a high resistance region formed by silicon diffusion may be removed by etching. As a result, a structure similar to that of the third embodiment described above is formed, and a bidirectional semiconductor optical switch can be manufactured.

また同様にして、交差領域におけるp+型InGa A
s Pキャブ1層10上のマスク材102の一半部を残
して他の一半部だけを選択的に除去するようにパターニ
ングされたマスク材102をマスクとして、シリコン拡
散を行なう替わりにエツチング処理を行ない、シリコン
拡散によって形成する高抵抗領域に相当する部分をエツ
チング除去してもよい。これによって上記第4の実施例
と同様の構造が形成され、片方向性の半導体光スイッチ
を製造することができる。
Similarly, p+ type InGa A in the intersection region
Using the mask material 102 patterned so as to leave one half of the mask material 102 on the P cab 1 layer 10 and selectively remove the other half as a mask, etching treatment is performed instead of silicon diffusion. Alternatively, a portion corresponding to a high resistance region formed by silicon diffusion may be removed by etching. As a result, a structure similar to that of the fourth embodiment described above is formed, and a unidirectional semiconductor optical switch can be manufactured.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上、詳細に説明したように本発明によれば、導波路層
がその禁止帯よりも大きな禁止帯を有する第1導電型の
半導体基板と第2導電型のクラッド層とに上下から挟ま
れたダブルへテロ構造となっていることによって、プラ
ズマ効果により導波路層の一部に低屈折領域を生じさせ
、その境界において入射光をその波長に依存することな
く全反射させる。また、導波路層全面が高キャリア濃度
の半導体基板とクラッド層とに挟まれた低キヤリア層で
あることによって、損失を減少させる。これによって、
消光比が高くかつ伝送ロスが低減された光スイッチング
が行なわれるので、優れた低損失特性を付し、低電圧駆
動ができ、さらに広い波長幣における光ス1゛ノ升ング
を行なうことができる。
As described above in detail, according to the present invention, the waveguide layer is sandwiched from above and below between the semiconductor substrate of the first conductivity type and the cladding layer of the second conductivity type, which has a forbidden band larger than the forbidden band of the waveguide layer. Due to the double heterostructure, a low refraction region is generated in a part of the waveguide layer due to the plasma effect, and the incident light is totally reflected at the boundary without depending on its wavelength. Furthermore, since the entire waveguide layer is a low carrier layer sandwiched between a semiconductor substrate with a high carrier concentration and a cladding layer, loss is reduced. by this,
Since optical switching is performed with a high extinction ratio and reduced transmission loss, it has excellent low loss characteristics, can be driven at low voltage, and can perform optical switching over a wide range of wavelengths. .

さらに、本発明1’7) TA遺j7法では、上記のよ
うな゛1′−導体先スイッチが簡単なL程の組み合わせ
で歩留りよく作成される。
Furthermore, according to the present invention 1'7) TA method, the above-mentioned 1'-conductor tip switch can be manufactured with a high yield by using a simple L combination.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図:4よ、本発明の第1の実施例による半導体光ス
イ・・rfを示す斜視図、第2図は、本発明の第1の友
廁例による半導体光スイソを・)平面図、第3図および
第4図は5それぞれ本発明の第1の実施例によイ、′f
、導体先スイッチの断面図、第5図は、発明の第2.つ
実施例による半導体光スイッチの平面図、第6図および
第7図は、それぞれ本発明の第2の実施例による半導体
光スイッチの断面図、第8図および第9図は、それぞれ
本発明の第3および第4の実施例による半導体光スイッ
チの断面図、第10図は、本発明の第1の実施例による
半導体光スイッチの製造方法を示す工程図である。 2.62−n+型1nP基板、 464・・・n”型InP下部クラッド層、6 36、
66、86−−−n−型In Ga As P導波路層
、 8.68−p+型InPクラッド層、 10.7O−=p+型1nGaAsPキヤ・ツブ層、1
2.14.42□44・・・導波路、16.20,46
,50.  ・・・入射ボート、18.22,48.5
2・・・出射ボート、24.54.72,9.2・・・
スイッチ部、26.28.56・・・高抵抗領域、 32.82−p+型InP基板、 34.84・・・p+型1nP下部クラッド層、38.
88=−n+梨型1nPラッド層、40 90・・n+
型In Ga ASPキャップ層、102・・・マスク
材、 104・・・n型電極、 106・・・n型電極。 第3図 第4図 第 2 図
Fig. 1: 4 is a perspective view showing a semiconductor optical switch according to the first embodiment of the present invention. Fig. 2 is a plan view of the semiconductor optical switch according to the first embodiment of the present invention. , FIGS. 3 and 4 are respectively according to the first embodiment of the present invention.
, a sectional view of the conductor tip switch, FIG. 6 and 7 are respectively cross-sectional views of a semiconductor optical switch according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 8 and 9 are respectively cross-sectional views of a semiconductor optical switch according to a second embodiment of the present invention. FIG. 10, which is a sectional view of the semiconductor optical switch according to the third and fourth embodiments, is a process diagram showing a method of manufacturing the semiconductor optical switch according to the first embodiment of the present invention. 2.62-n+ type 1nP substrate, 464...n'' type InP lower cladding layer, 6 36,
66, 86---n-type InGaAsP waveguide layer, 8.68-p+ type InP cladding layer, 10.7O-=p+ type 1nGaAsP core layer, 1
2.14.42□44...Waveguide, 16.20,46
,50. ...Incidence boat, 18.22, 48.5
2... Launch boat, 24.54.72, 9.2...
Switch section, 26.28.56...High resistance region, 32.82-p+ type InP substrate, 34.84...p+ type 1nP lower cladding layer, 38.
88=-n+ pear-shaped 1nP rad layer, 40 90...n+
Type InGa ASP cap layer, 102...mask material, 104...n-type electrode, 106...n-type electrode. Figure 3 Figure 4 Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、一面に第1の電極が形成された第1導電型の半導体
基板と、 この半導体基板の他面上に形成され、禁止帯が前記半導
体基板のそれより小さくかつキャリア濃度が低いリッジ
形の導波路層と、 この導波路層のリッジ部上に形成され、禁止帯が前記導
波路層のそれより大きくかつキャリア濃度が高い第2導
電型のクラッド層と、 このクラッド層の一部に形成された高抵抗領域と、 前記クラッド層上に形成された第2の電極とを具備し、 前記第1の電極と前記第2の電極との間に印加する電圧
により、前記クラッド層における前記高抵抗領域以外の
相対的に抵抗の低い領域を通って前記導波路層の一部に
キャリアを注入する ことを特徴とする半導体光スイッチ。 2、前記高抵抗領域が前記クラッド層の両側部に形成さ
れていることを特徴とする請求項1記載の半導体光スイ
ッチ。 3、前記高抵抗領域が前記クラッド層の一半部に形成さ
れていることを特徴とする請求項1記載の半導体光スイ
ッチ。 4、一面に第1の電極が形成された第1導電型の半導体
基板と、 この半導体基板の他面上に形成され、禁止帯が前記半導
体基板のそれより小さくかつキャリア濃度が低いリッジ
形の導波路層と、 この導波路層のリッジ部上に形成され、禁止帯が前記導
波路層のそれより大きくかつキャリア濃度が高いリッジ
形の第2導電型のクラッド層と、このクラッド層のリッ
ジ部上に形成された第2の電極と を具備し、 前記クラッド層のリッジ部が前記クラッド層の中央部に
形成されており、前記第1の電極と前記第2の電極との
間に印加する電圧により、前記クラッド層のリッジ部を
通って前記導波路層の中央部にキャリアを注入する ことを特徴とする半導体光スイッチ。 5、前記クラッド層の、リッジ部が前記クラッド層の一
半部に形成されており、前記第1の電極と前記第2の電
極との間に印加する電圧により、前記クラッド層のリッ
ジ部を通って前記導波路層の一半部にキャリアを注入す
ることを特徴とする請求項4記載の半導体光スイッチ。 6、第1導電型の半導体基板上に禁止帯が前記半導体基
板のそれより小さくかつキャリア濃度が低いリッジ形の
導波路層と、この導波路層のリッジ部上に禁止帯が前記
導波路層のそれより大きくかつキャリア濃度が高い第2
導電型のクラッド層とを形成する第1の工程と、 前記クラッド層の一部に高抵抗領域を形成する第2の工
程と、 前記クラッド層上に第1の電極を形成すると共に、前記
半導体基板の底面上に第2の電極を形成する第3の工程
と を有することを特徴とする半導体光スイッチの製造方法
。 7、前記高抵抗領域を前記クラッド層の両側部に形成す
ることを特徴とする請求項6記載の半導体光スイッチの
製造方法。 8、前記高抵抗領域を前記クラッド層の一半部に形成す
ることを特徴とする請求項6記載の半導体光スイッチの
製造方法。 9、第1導電型の半導体基板上に禁止帯が前記半導体基
板のそれより小さくかつキャリア濃度が低いリッジ形の
導波路層と、この導波路層のリッジ部上に禁止帯が前記
導波路層のそれより大きくかつキャリア濃度が高いリッ
ジ形の第2導電型のクラッド層とを形成する第1の工程
と、 前記クラッド層のリッジ部上に第1の電極を形成すると
共に、前記半導体基板の底面上に第2の電極を形成する
第2の工程と を有することを特徴とする半導体光スイッチの製造方法
。 10、前記クラッド層のリッジ部が片側リッジ形である
ことを特徴とする請求項9記載の半導体光スイッチの製
造方法。 11、前記クラッド層のリッジ部が前記クラッド層の中
央部に形成されることを特徴とする請求項9記載の半導
体光スイッチの製造方法。
[Scope of Claims] 1. A semiconductor substrate of a first conductivity type having a first electrode formed on one surface; a ridge-shaped waveguide layer having a low concentration; a cladding layer of a second conductivity type formed on the ridge portion of the waveguide layer, having a forbidden band larger than that of the waveguide layer and having a high carrier concentration; a high resistance region formed in a part of the layer; and a second electrode formed on the cladding layer; and a voltage applied between the first electrode and the second electrode. A semiconductor optical switch characterized in that carriers are injected into a part of the waveguide layer through a relatively low resistance region other than the high resistance region in the cladding layer. 2. The semiconductor optical switch according to claim 1, wherein the high resistance region is formed on both sides of the cladding layer. 3. The semiconductor optical switch according to claim 1, wherein the high resistance region is formed in one half of the cladding layer. 4. A first conductivity type semiconductor substrate with a first electrode formed on one surface, and a ridge-shaped semiconductor substrate formed on the other surface of the semiconductor substrate, with a forbidden band smaller than that of the semiconductor substrate and a lower carrier concentration. a waveguide layer; a ridge-shaped second conductivity type cladding layer formed on the ridge portion of the waveguide layer and having a forbidden band larger than that of the waveguide layer and a higher carrier concentration; and a ridge of the cladding layer. a second electrode formed on the cladding layer, the ridge portion of the cladding layer being formed in the center of the cladding layer, and an electric voltage applied between the first electrode and the second electrode. A semiconductor optical switch characterized in that carriers are injected into a central portion of the waveguide layer through a ridge portion of the cladding layer by a voltage applied to the semiconductor optical switch. 5. A ridge portion of the cladding layer is formed in one half of the cladding layer, and a voltage applied between the first electrode and the second electrode causes the ridge portion of the cladding layer to pass through the ridge portion. 5. The semiconductor optical switch according to claim 4, wherein carriers are injected into one half of the waveguide layer. 6. A ridge-shaped waveguide layer having a forbidden band smaller than that of the semiconductor substrate and having a lower carrier concentration on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a forbidden band above the ridge portion of the waveguide layer; The second one is larger than that of the second one and has a higher carrier concentration.
a first step of forming a conductive type cladding layer; a second step of forming a high resistance region in a part of the cladding layer; forming a first electrode on the cladding layer; A method for manufacturing a semiconductor optical switch, comprising a third step of forming a second electrode on the bottom surface of the substrate. 7. The method of manufacturing a semiconductor optical switch according to claim 6, wherein the high resistance region is formed on both sides of the cladding layer. 8. The method of manufacturing a semiconductor optical switch according to claim 6, wherein the high resistance region is formed in one half of the cladding layer. 9. A ridge-shaped waveguide layer having a forbidden band smaller than that of the semiconductor substrate and having a lower carrier concentration on a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a forbidden band above the ridge portion of the waveguide layer; a first step of forming a ridge-shaped second conductivity type cladding layer that is larger than that of the semiconductor substrate and has a higher carrier concentration; forming a first electrode on the ridge portion of the cladding layer; A method for manufacturing a semiconductor optical switch, comprising: a second step of forming a second electrode on the bottom surface. 10. The method of manufacturing a semiconductor optical switch according to claim 9, wherein the ridge portion of the cladding layer has a one-sided ridge shape. 11. The method of manufacturing a semiconductor optical switch according to claim 9, wherein the ridge portion of the cladding layer is formed in a central portion of the cladding layer.
JP18523688A 1988-07-25 1988-07-25 Semiconductor optical switch and its manufacture Pending JPH0234822A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18523688A JPH0234822A (en) 1988-07-25 1988-07-25 Semiconductor optical switch and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18523688A JPH0234822A (en) 1988-07-25 1988-07-25 Semiconductor optical switch and its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0234822A true JPH0234822A (en) 1990-02-05

Family

ID=16167267

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18523688A Pending JPH0234822A (en) 1988-07-25 1988-07-25 Semiconductor optical switch and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0234822A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10952748B2 (en) 2015-10-29 2021-03-23 Medtronic X omed, Inc. Method and apparatus to select vibration

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10952748B2 (en) 2015-10-29 2021-03-23 Medtronic X omed, Inc. Method and apparatus to select vibration
US11723673B2 (en) 2015-10-29 2023-08-15 Medtronic Xomed, Inc. Method and apparatus to select vibration

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4840446A (en) Photo semiconductor device having a multi-quantum well structure
US5910012A (en) Waveguide type semiconductor photodetecting device method for fabricating
US3976358A (en) Variable optical coupler
KR20020077567A (en) Spot-size-converter integrated semiconductor laser and fabricating the same
JPH08220571A (en) Small-sized digital optical switch
US4784451A (en) Waveguide optical switches
KR100581569B1 (en) Tightly curved digital optical switches
US7638856B2 (en) Optoelectronic transmitter integrated circuit and method of fabricating the same using selective growth process
KR100413527B1 (en) Method for fabricating monolithic integrated semiconductor photonic devices
JP2792826B2 (en) Optical switch and method of manufacturing the same
JPH0234822A (en) Semiconductor optical switch and its manufacture
JP2662059B2 (en) Integrated semiconductor device having photoelectric switch element
JPH02228634A (en) Semiconductor optical switch and its production
JPH02146530A (en) Semiconductor optical switch and its manufacture
JPH05307200A (en) Waveguide type optical switch and its manufacture
JPH02146529A (en) Semiconductor optical switch and its manufacture
JPH02228633A (en) Semiconductor optical switch and its production
JPS60173519A (en) Semiconductor optical switch
KR0185371B1 (en) Integrated semiconductor device including an optoelectronic switch element
JPH02228635A (en) Semiconductor optical switch and its production
JPH0279820A (en) Production of semiconductor optical switch
JPH023024A (en) Semiconductor optical switch
JPH0548889B2 (en)
JP2004037755A (en) Light control element
JPH0279819A (en) Production of semiconductor optical switch