光集積回路装置
【課題】任意の２つの光送受信部が相互に通信可能な光集積回路装置を提供する。
【解決手段】光導波路１〜ｉおよび光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊは、半導体基板２０の一主面に配置される。光源３０は、半導体基板２０の端面に配置され、発生した光を光導波路１〜ｉへ導く。各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊにおいて、光共振部材４０は、電圧がシリコン層に印加されると、光導波路１〜ｉ中を伝搬する光の１つの一部の光と光共振し、その一部の光を光伝送部材１０中へ出射する。また、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊにおいて、光共振部材５０，６０は、電圧がシリコン層に印加されると、光伝送部材１０中を伝搬する光と光共振し、その共振した光を光検出部７０，８０へ出射する。
【解決手段】光導波路１〜ｉおよび光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊは、半導体基板２０の一主面に配置される。光源３０は、半導体基板２０の端面に配置され、発生した光を光導波路１〜ｉへ導く。各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊにおいて、光共振部材４０は、電圧がシリコン層に印加されると、光導波路１〜ｉ中を伝搬する光の１つの一部の光と光共振し、その一部の光を光伝送部材１０中へ出射する。また、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊにおいて、光共振部材５０，６０は、電圧がシリコン層に印加されると、光伝送部材１０中を伝搬する光と光共振し、その共振した光を光検出部７０，８０へ出射する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光集積回路装置に関し、任意の複数の光送受信部間で、直接、光通信可能な光集積回路装置、または同一時刻に複数の光送受信部間で任意に光通信可能な光集積回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光電子集積回路装置が知られている（特許文献１）。この光電子集積回路装置は、光配線基板と、複数の光電子ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップと、複数の光導波路とを備える。
【０００３】
複数の光電子ＩＣチップは、光配線基板上に離散的に配置される。そして、複数の光導波路の各々は、隣接する２つの光電子ＩＣチップ間に配置される。
【０００４】
そして、隣接する２つの光電子ＩＣチップは、その間に配置された光導波路を介して光信号を送受信する。
【特許文献１】特開平５−６７７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の光電子集積回路装置においては、各光電子ＩＣチップは、光導波路を介して隣接する光電子ＩＣチップとだけ接続されているので、任意の２つの光電子ＩＣチップとの間で直接光通信を行なうことが困難であるという問題がある。
【０００６】
また、従来の光電子集積回路装置においては、光導波路を光スイッチによって切り替えれば、時系列的に任意の光電子ＩＣチップとの間で光通信を行なうことができる。しかし、同一時刻に任意の光電子ＩＣチップとの間で光通信を行なうことが困難であるという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、任意の２つの光送受信部が、直接、通信可能な光集積回路装置を提供することである。
【０００８】
また、この発明の別の目的は、同一時刻に、任意の２つの光送受信部が相互に通信可能な光集積回路装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、光集積回路装置は、光伝送部材と、複数の光送受信部と、光導波路とを備える。光伝送部材は、光を伝送する。複数の光送受信部は、光伝送部材を共用の光伝送路として用い、相互に信号を送受信する。光導波路は、光源から出射された光を伝搬させる。そして、複数の光送受信部の各々は、光検出部と、光スイッチ部材とを含む。光検出部は、光伝送部材中の光を検出する。光スイッチ部材は、ストレスが印加されたシリコンからなり、光導波路中の光を光伝送部材へ導くとともに、光伝送部材中の光を光検出部へ導く。
【００１０】
好ましくは、複数の光送受信部は、相互に異なる波長の光を光伝送部材中に伝送させて相互に信号を送受信する。
【００１１】
好ましくは、光源から出射された光は、離散的な複数の波長または一定範囲の連続的な波長を有する複数の光からなる。そして、光スイッチ部材は、第１および第２の光共振部材を含む。第１の光共振部材は、電圧が印加されると、光導波路中を伝搬する光を構成する複数の光のうち、任意の１つの波長を有する１つの光を光共振によって光導波路から光伝送部材へ導く。第２の光共振部材は、電圧が印加されると、光伝送部材中を伝搬する光を光共振によって光検出部へ導く。
【００１２】
好ましくは、第２の光共振部材は、第１および第２の光入射部材を含む。第１の光入射部材は、光伝送部材中を伝搬する光が入射するための第１の光入射窓を有する。第２の光入射部材は、光伝送部材中を伝搬する光が入射するための第２の光入射窓を有する。そして、第１の光入射窓の位置は、第２の光入射窓の位置を約９０度回転した位置である。
【００１３】
好ましくは、複数の光送受信部の各々は、信号処理回路をさらに含む。信号処理回路は、第１の光共振部材への電圧の印加と不印加とによって光伝送部材を介して信号を送信し、第２の光共振部材への電圧の印加と不印加とによって光伝送部材を介して信号を受信する。
【００１４】
好ましくは、第１および第２の光共振部材の各々は、リング形状からなる。
【００１５】
好ましくは、光導波路は、半導体基板の一主面に形成される。光検出部は、光導波路から離れて半導体基板の一主面に形成される。第１の光共振部材は、光導波路に接して光導波路上に形成されるとともに、光伝送部材に近接して配置される。第２の光共振部材は、光検出部に接して光検出部上に形成されるとともに、光伝送部材に近接して配置される。第１および第２の光共振部材の各々は、シリコン層と、第１の応力印加層と、第２の応力印加層とを含む。第１の応力印加層は、シリコン層の一方側でシリコン層に接して形成され、半導体基板の面内方向において第１の方向の応力をシリコン層に印加する。第２の応力印加層は、シリコン層の他方側でシリコン層に接して形成され、半導体基板の面内方向において第１の方向と反対方向である第２の方向の応力をシリコン層に印加する。
【００１６】
好ましくは、第１の応力印加層は、シリコン窒化層からなり、第２の応力印加層は、シリコン酸化層からなる。
【００１７】
好ましくは、光伝送部材は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する透明部材からなる。
【００１８】
好ましくは、光伝送部材は、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、レジストおよびプラスチックのいずれかからなる
また、この発明によれば、光集積回路装置は、光伝送部材と、半導体基板とを備える。光伝送部材は、光を伝送する。半導体基板は、光伝送部材に近接して配置される。半導体基板は、ｉ（ｉは正の整数）個の光導波路と、ｉ個の第１の光共振部材群と、ｉ個の光検出部群と、ｉ個の第２の光共振部材群と、ｉ個の信号処理回路群とを含む。ｉ個の光導波路は、光伝送部材側の一主面に形成され、光源からの光を伝搬させる。ｉ個の第１の光共振部材群は、ｉ個の光導波路に対応して設けられ、各々が１つの光導波路に接して１つの光導波路上に形成される。ｉ個の光検出部群は、ｉ個の光導波路に対応して設けられる。ｉ個の第２の光共振部材群は、ｉ個の光導波路に対応して設けられ、各々が１つの光検出部群に接して１つの光検出部群上に形成される。ｉ個の信号処理回路群は、ｉ個の光導波路に対応して設けられる。ｉ個の第１の光共振部材群の各々は、ｊ（ｊは２以上の整数）個の第１の光共振部材を含む。ｉ個の光検出部群の各々は、ｊ個の光検出部を含む。ｉ個の第２の光共振部材群の各々は、ｊ個の第２の光共振部材を含む。ｉ個の信号処理回路群の各々は、ｊ個の信号処理回路を含む。ｊ個の第１の光共振部材の各々は、ストレスが印加されたシリコンからなり、電圧、磁場および熱のいずれかが印加されると、光導波路中を伝搬する光のうち、光共振する波長の光を光伝送部材へ導く。ｊ個の第２の光共振部材の各々は、ストレスが印加されたシリコンからなり、電圧、磁場および熱のいずれかが印加されると、光伝送部材中を伝搬する光のうち、光共振する波長の光を光検出部へ導く。ｊ個の光検出部の各々は、第２の光共振部材によって導かれた光を検出する。ｊ個の信号処理回路の各々は、第１の光共振部材への電圧、磁場および熱のいずれかの印加と不印加とによって信号を送信し、第２の光共振部材への電圧、磁場および熱のいずれかの印加と不印加とによって光検出部が検出した検出信号を処理する。
【発明の効果】
【００１９】
この発明においては、光伝送部材を共用の光伝送路として用いて信号の送受信が行われる。
【００２０】
したがって、この発明によれば、任意の２つの光送受信部が、直接、通信できる。
【００２１】
また、この発明においては、送受信に使用する光の波長を、複数の光送受信部間で異なる波長を使用する。
【００２２】
したがって、この発明によれば、同一時刻に、任意の２つの光送受信部が相互に通信できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２４】
図１は、この発明の実施の形態による光集積回路装置の斜視図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による光集積回路装置１００は、光伝送部材１０と、半導体基板２０と、光源３０と、光導波路１〜ｉ（ｉは正の整数）と、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ（ｊは２以上の整数）とを備える。なお、光集積回路装置１００は、１ｃｍ角〜２ｃｍ角のサイズを有する。
【００２５】
光伝送部材１０は、平板形状を有し、シリコンナイトライド（ＳｉＮ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＯＮ）、レジストおよびプラスチック等の空気よりも大きい屈折率を有する透明材料からなる。
【００２６】
半導体基板２０は、たとえば、ｎ型シリコン（ｎ型Ｓｉ）からなり、光伝送部材１０の１つの平面に近接して配置される。光源３０は、半導体基板２０の１つの端面に配置される。
【００２７】
光導波路１〜ｉの各々は、光伝送部材１０と同じ材料からなり、方向ＤＲ２において、半導体基板２０の長さと同じ長さを有し、０．３mｍから５mｍの幅を有する。そして、光導波路１〜ｉは、方向ＤＲ１において、半導体基板２０の一主面上に所定の間隔で配置される。
【００２８】
光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊは、半導体基板２０上に２次元的に配置される。より具体的には、光送受信部１１〜１ｊは、光導波路１に対応して設けられ、方向ＤＲ２において所定の間隔で配置される。また、光送受信部２１〜２ｊは、光導波路２に対応して設けられ、方向ＤＲ２において所定の間隔で配置される。以下、同様にして光送受信部ｉ１〜ｉｊは、光導波路ｉに対応して設けられ、方向ＤＲ２において所定の間隔で配置される。
【００２９】
光伝送部材１０は、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊから入射された光を伝送する。光導波路１〜ｉは、光源３０から出射された光を方向ＤＲ２へ伝搬させる。光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊの各々は、後述する方法によって、光導波路１〜ｉ中を伝搬する光の一部を光伝送部材１０中へ導くとともに、光伝送部材１０中を伝送する光を検出する。光源３０は、それぞれ、波長λ１，λ２，・・・，λｍ（ｍは正の整数）の離散的な波長を有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍまたは所定の波長範囲を有する連続光Ｌｇｃを発生し、その発生した光Ｌｇ１〜ＬｇｍまたはＬｇｃを光導波路１〜ｉ中へ出射する。
【００３０】
図２は、図１に示す半導体基板２０、光導波路１〜ｉおよび光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊの斜視図である。図２を参照して、光送受信部１１は、光共振部材４０，５０，６０と、光検出部７０と、信号処理回路９０とを含む。
【００３１】
光共振部材４０，５０，６０の各々は、ストレスが印加されたＳｉからなり、リング形状を有する。そして、光共振部材４０，５０，６０の各々は、１０μｍの直径および０．４μｍの幅を有する。
【００３２】
光共振部材４０は、光送受信部１１が対応する光導波路１上に配置される。光共振部材５０，６０は、光共振部材４０から離れた位置に配置される。光検出部７０は、たとえば、フォトダイオードからなり、光共振部材５０の下側に配置される。なお、図２においては、図示されていないが、光共振部材６０の下側にも、光検出部が配置されている。
【００３３】
信号処理回路９０は、光送受信部１１が対応する光導波路１と光検出部７０との間に配置される。
【００３４】
なお、光送受信部１２〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊの各々は、光送受信部１１と同じ構成からなる。
【００３５】
図３は、図２に示す光送受信部１１の構成を示す斜視図である。図３を参照して、光送受信部１１は、光共振部材４０，５０，６０、光検出部７０および信号処理回路９０に加えて、光検出部８０をさらに含む。
【００３６】
光検出部８０は、フォトダイオードからなり、光共振部材６０の下側に配置される。光共振部材４０は、光出射窓４１を有する。光出射窓４１は、リング形状からなり、光共振部材４０と同じ直径および幅を有する。そして、光出射窓４１は、光共振部材４０に接して光共振部材４０上に配置される。
【００３７】
光共振部材５０は、光入射窓５１を有し、光共振部材６０は、光入射窓６１を有する。光入射窓５１，６１は、略四角形からなり、それぞれ、光共振部材５０，６０に接して光共振部材５０，６０上に配置される。
【００３８】
なお、光送受信部１２〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊの各々は、図３に示す光送受信部１１と同じ構成からなる。
【００３９】
図４は、図３に示す２つの光共振部材５０，６０の平面図である。図４を参照して、光共振部材５０，６０は、光入射窓５１と光入射窓６１との配置位置が相互に９０度ずれるように配置される。
【００４０】
その結果、光１は、光入射窓６１によって光共振部材６０中へ入射し、光共振部材６０中を矢印ＡＲＷ２の方向へ伝搬する。また、光２は、光入射窓５１によって光共振部材５０中へ入射し、光共振部材５０中を矢印ＡＲＷ１の方向に伝搬する。さらに、光３は、光入射窓５１，６１によってそれぞれ光共振部材５０，６０中へ入射し、光共振部材５０，６０中をそれぞれ矢印ＡＲＷ１，ＡＲＷ２の方向へ伝搬する。
【００４１】
このように、光共振部材５０に設けられた光入射窓５１と、光共振部材６０に設けられた光入射窓６１とを相互に９０度ずらせて配置することによって、光伝送部材１０中をあらゆる方向へ伝搬する光を光共振部材５０および／または光共振部材６０中へ入射させることができる。
【００４２】
図５は、光共振部材４０の断面図である。図５を参照して、光共振部材４０は、シリコン層４０１と、応力印加層４０２，４０３とからなる。
【００４３】
シリコン層４０１は、リング形状からなる。応力印加層４０２は、シリコン層４０１に接してシリコン層４０１の上側に形成される。応力印加層４０３は、シリコン層４０１に接してシリコン層４０１の下側に形成される。そして、応力印加層４０２は、Ｓｉ３Ｎ４からなり、応力印加層４０３は、ＳｉＯ２からなる。
【００４４】
なお、光共振部材５０，６０の各々も、図５に示す光共振部材４０と同じ断面構造を有する。
【００４５】
図６は、図５に示すシリコン層４０１へのストレスの印加状態を示す断面図である。図６を参照して、Ｓｉ３Ｎ４からなる応力印加層４０２は、１．８５５ＧＰａの引張応力をシリコン層４０１に印加し、ＳｉＯ２からなる応力印加層４０３は、０．０６６ＧＰａの圧縮応力をシリコン層４０１に印加する。
【００４６】
したがって、シリコン層４０１は、応力印加層４０２によって矢印４０４の方向へ引っ張られ、応力印加層４０３によって矢印４０５の方向へ圧縮される。その結果、シリコン層４０１は、略台形形状に歪む。そして、シリコン層４０１は、応力印加層４０２，４０３によって応力が印加された状態で電圧が印加されることによって、電気光学材料として機能する。
【００４７】
なお、光共振部材４０，５０，６０においては、応力印加層４０２がシリコン層４０１に接してシリコン層４０１の下側に形成され、応力印加層４０３がシリコン層４０１に接してシリコン層４０１の上側に形成されていてもよい。
【００４８】
図７は、図１に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩ間における光集積回路装置１００の断面図である。図７を参照して、光伝送部材１０は、光吸収部材１０１を周囲に有する。光吸収部材１０１は、光伝送部材１０中を周囲へ伝搬して来た光を吸収する。これによって、光伝送部材１０の周囲による光の反射が防止される。その結果、光伝送部材１０中における光の干渉を防止して光通信を正確に行なうことができる。
【００４９】
光導波路１〜ｉは、半導体基板２０の一主面に形成される。この場合、光導波路１〜ｉの各々は、シリコン酸化膜１１０によって囲まれており、１つの面が半導体基板２０の一主面に略一致するように半導体基板２０中に埋め込まれて半導体基板２０の一主面に形成される。そして、シリコン酸化膜１１０の膜厚は、１．５μｍである。
【００５０】
このように、光導波路１〜ｉの周囲をシリコン酸化膜１１０によって囲むことにより、光損失を低減して光を光導波路１〜ｉ中で伝搬させることができる。
【００５１】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊは、光結合窓４２，５２をさらに含む。
【００５２】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光結合窓４２は、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊが対応する光導波路１〜ｉ上に光導波路１〜ｉに接して形成される。
【００５３】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光共振部材４０は、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光出射窓４１および光結合窓４２に接して光出射窓４１と光結合窓４２との間に形成される。
【００５４】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光出射窓４１は、光伝送部材１０および光共振部材４０に接して、光伝送部材１０と光共振部材４０との間に形成される。そして、光出射窓４１は、光伝送部材１０および光共振部材４０，５０，６０の屈折率よりも小さく、周囲の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料からなる。
【００５５】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光入射窓５１は、光伝送部材１０および光共振部材５０に接して、光伝送部材１０と光共振部材５０との間に形成される。そして、光入射窓５１は、光伝送部材１０および光共振部材４０，５０，６０の屈折率よりも小さく、周囲の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料からなる。
【００５６】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光共振部材５０は、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光入射窓５１および光結合窓５２に接して光入射窓５１と光結合窓５２との間に形成される。
【００５７】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光結合窓５２は、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光共振部材５０および光検出部７０に接して光共振部材５０と光検出部７０との間に形成される。
【００５８】
なお、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊは、光結合窓６２をさらに含み、光共振部材６０、光入射窓６１、光結合窓６２および光検出部８０は、図７に示す光共振部材５０、光入射窓５１、光結合窓５２および光検出部７０と同じように配置される。
【００５９】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光検出部７０は、光導波路１〜ｉと同じように、半導体基板２０に埋め込まれて半導体基板２０の一主面に形成される。
【００６０】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる信号処理回路９０は、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊが対応する光導波路１〜ｉと、光検出部７０との間において、半導体基板２０の一主面に形成される。
【００６１】
そして、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光出射窓４１および光入射窓５１，６１と、光伝送部材１０との間隔が０．２μｍになるように、半導体基板２０は、光伝送部材１０に近接して配置される。
【００６２】
光共振部材４０，５０，６０の直径をｒとし、光共振部材４０，５０，６０の屈折率をｎとし、共振波長をλＯとすると、次式が成立する。
【００６３】
２πｒ＝ｓλＯ／ｎ（ｓは正の整数）・・・（１）
が成立する。
【００６４】
光共振部材４０，５０，６０に電圧を印加すると、光共振部材４０，５０，６０の屈折率が変化するので、式（１）を満たす屈折率を有するように光共振部材４０，５０，６０に電圧を印加すると、波長λＯを有する光が共振光として光共振部材４０，５０，６０中を伝搬するとともに、一部が光伝送部材１０中へ出射され、または光検出部７０，８０へ出射される。
【００６５】
より具体的には、式（１）を満たす屈折率を有するように光共振部材４０に電圧を印加すると、波長λＯを有する光が光結合窓４２を介して共振光として光共振部材４０中を伝搬するとともに、一部が光出射窓４１を介して光伝送部材１０中へ出射される。また、式（１）を満たす屈折率を有するように光共振部材５０，６０に電圧を印加すると、波長λＯを有する光が光入射窓５１，６１を介して光共振部材５０，６０中を伝搬するとともに、一部が光結合窓５２，６２を介して光検出部７０，８０へ出射される。
【００６６】
光導波路１〜ｉは、波長λ１〜λｍの離散的な波長を有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを伝搬させ、またはλ１〜λｍの範囲の連続的な波長範囲の光を伝搬させるので、波長λ１〜λｍのうちの１つの波長λｋ（ｋ＝１〜ｍ）が共振波長λＯになるように光伝送部材４０，５０，６０に印加する電圧Ｖｋを決定する。
【００６７】
図８は、光共振部材４０，５０，６０の出力と波長との関係を示す図である。また、図９は、共振波長を選択する概念図である。図８を参照して、光共振部材４０，５０，６０は、電圧が印加されていない場合（Ｖ＝０）、波長λ０をピーク波長とする光を出力する。一方、光共振部材４０，５０，６０は、電圧Ｖｋが印加されると、波長λｋの光と共振し、波長λｋをピーク波長とする光を出力する。
【００６８】
したがって、光共振部材４０は、電圧が印加されていない場合、光導波路１〜ｉ中を伝搬する波長λ１〜λｍの離散的な波長を有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍ、またはλ１〜λｍの範囲の連続的な波長範囲の光と共振しない。その結果、光共振部材４０は、光伝送部材１０中へ光を出射しない。
【００６９】
一方、光共振部材４０は、電圧Ｖｋが印加されると、光導波路１〜ｉ中を伝搬する波長λ１〜λｍの離散的な波長を有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍまたはλ１〜λｍの範囲の連続的な波長範囲の光のうち、波長λｋを有する光Ｌｇｋと共振し、光Ｌｇｋを光伝送部材１０中へ出射する。
【００７０】
また、光共振部材５０，６０は、電圧が印加されていない場合、光伝送部材１０中を伝送される光Ｌｇｋと共振しない。その結果、光共振部材５０，６０は、それぞれ、光検出部７０，８０へ光を出射しない。
【００７１】
一方、光共振部材５０，６０は、電圧Ｖｋが印加されると、光伝送部材１０中を伝送される光Ｌｇｋと共振し、光Ｌｇｋをそれぞれ光検出部７０，８０へ出射する。
【００７２】
このように、光共振部材４０は、電圧Ｖｋが印加されると、光導波路１〜ｉを伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍの一部の光Ｌｇｋまたはλ１〜λｍの範囲の連続的な波長範囲の光のうち波長λｋを有する光を光伝送部材１０中へ出射し、電圧が印加されていないとき、光伝送部材１０中へ光を出射しない。
【００７３】
また、光共振部材５０，６０は、電圧Ｖｋが印加されると、光伝送部材１０を伝搬する光Ｌｇｋをそれぞれ光検出部７０，８０へ出射し、電圧が印加されていないとき、光検出部７０，８０へ光を出射しない。
【００７４】
光検出部７０は、光共振部材５０から出射された光の強度を検出し、その検出した強度を信号処理回路９０へ出力する。
【００７５】
光検出部８０は、光共振部材６０から出射された光の強度を検出し、その検出した強度を信号処理回路９０へ出力する。
【００７６】
信号処理回路９０は、他の光送受信部へ信号を送信する場合、電圧Ｖｋの光共振部材４０のシリコン層４０１への印加と電圧Ｖｋの光共振部材４０のシリコン層４０１への不印加とを繰り返し行う。より具体的には、信号処理回路９０は、デジタル信号の“１”に応じて電圧Ｖｋを光共振部材４０のシリコン層４０１に印加し、デジタル信号の“０”に応じて電圧Ｖｋの光共振部材４０のシリコン層４０１への印加を停止する。
【００７７】
また、信号処理回路９０は、他の光送受信部からの信号を受信する場合、電圧Ｖｋを光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加する。
【００７８】
さらに、信号処理回路９０は、光検出部７０，８０から受けた光強度に基づいて、信号を復調および処理する。より具体的には、信号処理回路９０は、光検出部７０，８０から受けた２つの光強度の和を演算し、その演算した和に基づいて、信号を復調および処理する。
【００７９】
図１０は、図１に示す光源３０の構成図である。図１０を参照して、光源３０は、レーザＬＳ１〜ＬＳｍと、導波路３００とを含む。導波路３００は、レーザＬＳ１〜ＬＳｍに接続されるとともに、光導波路１〜ｉに接続される。
【００８０】
レーザＬＳ１〜ＬＳｍは、それぞれ、波長λ１〜λｍを有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを発振し、その発振した光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを導波路３００へ出射する。導波路３００は、レーザＬＳ１〜ＬＳｍから受けた光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを伝搬させ、光導波路１〜ｉへ導く。
【００８１】
このように、光源３０は、波長λ１〜λｍを有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを発生するとともに、その発生した光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを光導波路１〜ｉへ導く。
【００８２】
図１１は、図１に示す光源３０の他の構成図である。図１１を参照して、光源３０は、発光素子ＬＳと、導波路３１０と、フィルタ３２０とを含む。導波路３１０は、導波路１〜ｉおよびフィルタ３２０に接続される。フィルタ３２０は、発光素子ＬＳおよび導波路３１０に接続される。
【００８３】
発光素子ＬＳは、たとえば、紫外線励起蛍光発光素子からなり、連続波長の光を出射する。フィルタ３２０は、発光素子ＬＳから出射された連続波長の光のうち、所定の波長範囲の光だけを導波路３１０へ通過させる。導波路３１０は、フィルタ３２０から受けた連続波長の光を導波路１〜ｉに導く。
【００８４】
この発明においては、光源３０は、図１０に示す構成および図１１に示す構成のいずれかからなっていればよい。
【００８５】
図１２から図１６は、それぞれ、図１に示す光集積回路装置１００の製造方法を説明するための第１から第５の工程図である。光集積回路装置１００の製造が開始されると、ｎ型Ｓｉからなる半導体基板２０の一主面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングしてレジストパターン１２０を半導体基板２０の一主面に形成する（図１２の工程（ａ）参照）。
【００８６】
そして、レジストパターン１２０をマスクとして、半導体基板２０の一主面を反応性イオンエッチングによってエッチングし、溝５１〜５ｉを半導体基板２０の一主面に形成する（図１２の工程（ｂ）参照）。この場合、溝５１〜５ｉは、約１．５μｍの深さを有する。
【００８７】
その後、半導体基板２０の全面を覆うようにレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングして溝５１〜５ｉ以外の領域にレジストパターン１３０を形成する（図１２の工程（ｃ）参照）。
【００８８】
そして、溝５１〜５ｉおよびレジストパターン１３０を覆うように半導体基板２０の一主面にシリコン酸化膜をプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって形成し、レジストパターン１３０を除去する。これによって、シリコン酸化膜１１０が半導体基板２０の一主面に形成される（図１２の工程（ｄ）参照）。この場合、シリコン酸化膜１１０の原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ４）ガスおよびＮ２Ｏガスが用いられる。
【００８９】
引き続いて、半導体基板２０の全面を覆うようにレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングしてシリコン酸化膜１１０の一部が開口するようにレジストパターン１４０を形成する（図１２の工程（ｅ）参照）。
【００９０】
そして、レジストパターン１４０をマスクとしてシリコン酸化膜１１０を反応性イオンエッチングによってエッチングし、シリコン酸化膜１１０に溝６１〜６ｉを形成し（図１３の工程（ｆ）参照）、レジストパターン１４０を除去する。
【００９１】
その後、溝６１〜６ｉおよび半導体基板２０の表面を覆うようにレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングしてシリコン酸化膜１１０の領域が開口するようにレジストパターン１５０を形成する（図１３の工程（ｇ）参照）。
【００９２】
そして、溝６１〜６ｉおよびレジストパターン１５０を覆うように半導体基板２０の一主面にシリコン窒化膜（ＳｉＮ）１６０をスパッタリングによって形成する（図１３の工程（ｈ）参照）。
【００９３】
その後、シリコン酸化膜１１０の表面が露出するまでＳｉＮ膜１６０をエッチングし、レジストパターン１５０を除去する。これによって、周囲をシリコン酸化膜１１０によって囲まれた光導波路１〜ｉが半導体基板２０の一主面に形成される（図１３の工程（ｉ）参照）。
【００９４】
引き続いて、光導波路１〜ｉを覆うように半導体基板２０の全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングしてシリコン酸化膜１１０の領域にレジストパターン１７０を形成する。そして、レジストパターン１７０をマスクとしてボロンイオン（Ｂ＋）をイオン注入によって一部の領域に注入し、ｐ−ｎ接合を形成する。これによって、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光検出部７０，８０が半導体基板２０の一主面に形成される（図１４の工程（ｊ）参照）。なお、図１４においては、光検出部７０のみが図示されているが、実際には、紙面の奥側の領域に光検出部８０が形成されている。
【００９５】
その後、半導体基板２０の全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングしてレジストパターン１８０を形成する（図１４の工程（ｋ）参照）。
【００９６】
そして、レジストパターン１８０をマスクとして光導波路１〜ｉと光検出部７０との間に各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる信号処理回路９０を形成する（図１４の工程（ｌ）参照）。
【００９７】
その後、光検出部７０，８０、信号処理回路９０および光導波路１〜ｉを覆うように、半導体基板２０の全面にＳｉＮ膜１９０をスパッタリングによって形成する（図１４の工程（ｍ）参照）。そして、ＳｉＮ膜１９０の全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングしてレジストパターン２１０を形成する（図１４の工程（ｎ）参照）。
【００９８】
そうすると、レジストパターン２１０をマスクとしてＳｉＮ膜１９０をエッチングする。これによって、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光結合窓４２，５２がそれぞれ光導波路１〜ｉ上および光検出部７０上に形成される（図１５の工程（ｏ）参照）。なお、図１５には、図示されていないが、光結合窓４２，５２の形成と同時に、光結合窓６２が光検出部８０上に形成される。
【００９９】
その後、シリコン酸化膜をプラズマＣＶＤ法によって半導体基板２０の全面に形成し、その形成したシリコン酸化膜を光結合窓４２，５２，６２が露出するまでエッチングし、光結合窓４２，５２，６２以外の領域に光結合窓４２，５２，６２と同じ厚みを有するシリコン酸化膜１１１を形成する（図１５の工程（ｐ）参照）。
【０１００】
そして、シリコン酸化膜１１１および光結合窓４２，５２，６２を覆うように、半導体基板２０の全面に、ＳｉＯ２、シリコン層およびＳｉ３Ｎ４を順次堆積した３層構造の膜２２０を形成する（図１５の工程（ｑ）参照）。
【０１０１】
そして、膜２２０の全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングし、そのパターンニングしたレジストをマスクとして膜２２０をエッチングする。これによって、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光共振部材４０，５０がそれぞれ光結合窓４２，５２上に形成される（図１５の工程（ｒ）参照）。なお、図１５には、図示されていないが、光共振部材４０，５０の形成と同時に、光共振部材６０も、光結合窓６２上に形成される。
【０１０２】
その後、シリコン酸化膜をプラズマＣＶＤ法によって半導体基板２０の全面に形成し、その形成したシリコン酸化膜を光共振部材４０，５０，６０が露出するまでエッチングし、光共振部材４０，５０，６０以外の領域に光共振部材４０，５０，６０と同じ厚みを有するシリコン酸化膜１１２を形成する（図１５の工程（ｓ）参照）。
【０１０３】
引き続いて、光共振部材４０，５０，６０およびシリコン酸化膜１１２上にＳｉＮ膜２３０をスパッタリングによって形成する（図１６の工程（ｔ）参照）。そして、ＳｉＮ膜２３０の全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングし、そのパターンニングしたレジストをマスクとしてＳｉＮ膜２３０をエッチングする。これによって、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光出射窓４１および光入射窓５１がそれぞれ光共振部材４０，５０上に形成される（図１６の工程（ｕ）参照）。なお、図１６には、図示されていないが、光出射窓４１および光入射窓５１の形成と同時に、光入射窓６１が光共振部材６０上に形成される。
【０１０４】
そして、周囲が光吸収剤１０１によって囲まれた光伝送部材１０を半導体基板２０と張り合わせる（図１６の工程（ｖ）参照）。これによって、光集積回路装置１００が完成する。
【０１０５】
上述したように、半導体プロセスを用いれば、光集積回路装置１００を容易に製造できる。
【０１０６】
図１７は、図１に示す光集積回路装置１００における信号のやり取りを説明するための図である。なお、光集積回路装置１００における信号のやり取りにおいては、信号を送信する光送受信部の信号処理回路９０は、一定期間、電圧Ｖｋを光共振部材５０，６０に印加し、光検出部７０，８０が光伝送部材１０中を伝搬する光を検出しない場合に信号を送信し、信号を送信する光送受信部以外の光送受信部は、定期的に、電圧Ｖｋを光共振部材５０，６０に印加し、他の光送受信部から送信された光を受信する。
【０１０７】
図１７を参照して、光源３０のレーザＬＳ１〜ＬＳｍは、それぞれ、波長λ１〜λｍを有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを発振し、その発振した光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを導波路３００へ出射する。導波路３００は、レーザＬＳ１〜ＬＳｍからの光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを伝搬させ、光導波路１〜ｉに導く。そして、光導波路１〜ｉは、光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを伝搬させる。
【０１０８】
光送受信部１１が信号を送信する場合、光送受信部１１の信号処理回路９０は、送信信号の“１”に応じて、電圧Ｖｋを光共振部材４０のシリコン層４０１に印加し、送信信号の“０”に応じて、光共振部材４０のシリコン層４０１に電圧を印加しない。
【０１０９】
光送受信部１１の光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧Ｖｋがシリコン層４０１に印加されると、光導波路１中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのうち、波長λｋを有する光Ｌｇｋと共振し、光Ｌｇｋを光伝送部材１０中へ出射する。また、光送受信部１１の光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧がシリコン層４０１に印加されないとき、光導波路１中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのいずれとも共振せず、光伝送部材１０中へ光を出射しない。
【０１１０】
その結果、送信信号のデジタル値“１”に対応する波長λｋの光Ｌｇｋが光伝送部材１０の全域へ伝搬する。より具体的には、デジタル値“１”が連続していれば、その連続しているデジタル値“１”の長さに相当する期間、光Ｌｇｋが光伝送部材１０中を伝送し、デジタル値“１”とデジタル値“０”とが交互に配列されていれば、途切れ途切れの光Ｌｇｋが光伝送部材１０中を伝送する。
【０１１１】
そして、たとえば、光送受信部２ｊの信号処理回路９０は、電圧Ｖｋを光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加する。そうすると、光送受信部２ｊの光共振部材５０，６０は、光伝送部材１０中を伝搬する光Ｌｇｋと共振し、光Ｌｇｋをそれぞれ光検出部７０，８０へ出射する。
【０１１２】
光送受信部２ｊの光検出部７０は、光共振部材５０から出射された光Ｌｇｋ１を受け、その受けた光Ｌｇｋ１を電圧Ｖｏｕｔ１に変換する。そして、光送受信部２ｊの光検出部７０は、電圧Ｖｏｕｔ１を信号処理回路９０へ出力する。また、光送受信部２ｊの光検出部８０は、光共振部材６０から出射された光Ｌｇｋ２を受け、その受けた光Ｌｇｋ２を電圧Ｖｏｕｔ２に変換する。そして、光送受信部２ｊの光検出部８０は、電圧Ｖｏｕｔ２を信号処理回路９０へ出力する。
【０１１３】
この場合、光送受信部２ｊの光検出部７０，８０は、それぞれ、光Ｌｇｋ１，Ｌｇｋ２を受ければ、光Ｌｇｋ１，Ｌｇｋ２を受けた期間に相当する時間だけ、ＶＬｇ（＞０Ｖ）からなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２を信号処理回路９０へ出力し、光ＬＬｇｋ１，Ｌｇｋ２を光共振部材５０，６０から受けなければ、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２を信号処理回路９０へ出力する。
【０１１４】
そして、光送受信部２ｊの信号処理回路９０は、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２を光検出部７０，８０から受ければ、その受けた電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の和Ｖｏｕｔを演算し、その演算した和Ｖｏｕｔをデジタル値“１”に変換する。また、光送受信部２ｊの信号処理回路９０は、和Ｖｏｕｔが０Ｖからなるとき、和Ｖｏｕｔをデジタル値“０”に変換する。その後、光送受信部２ｊの信号処理回路９０は、その変換したデジタル値を復調および処理して光送受信部１１からの信号を受信する。
【０１１５】
他の光送受信部１２〜１ｊ，２１〜２ｊ−１，・・・，ｉ１〜ｉｊ間における信号のやり取りも、上述した方法によって行われる。
【０１１６】
したがって、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊは、光伝送部材１０を共用の光伝送路として用いて信号を相互にやり取りする。
【０１１７】
図１８は、図１に示す光集積回路装置１００における信号の他のやり取りを説明するための図である。
【０１１８】
なお、図１８においては、光導波路１〜ｉの個数が光Ｌｇ１〜Ｌｇｍの個数以下である場合について説明する。
【０１１９】
また、以下においては、信号を送信しない光送受信部の信号処理回路９０は、一定期間、それぞれ、電圧Ｖ１〜Ｖｉを光共振部材５０，６０に順次印加し、信号を受信するものとする。
【０１２０】
図１８を参照して、光導波路１に対応して設けられた光送受信部１１〜１ｊは、電圧Ｖ１を光共振部材４０，５０，６０のシリコン層４０１に印加して信号を送受信する。また、光導波路２に対応して設けられた光送受信部２１〜２ｊは、電圧Ｖ２を光共振部材４０，５０，６０のシリコン層４０１に印加して信号を送受信する。以下、同様にして、光導波路ｉに対応して設けられた光送受信部ｉ１〜ｉｊは、電圧Ｖｉを光共振部材４０，５０，６０のシリコン層４０１に印加して信号を送受信する。
【０１２１】
光源３０から出射された光Ｌｇ１〜Ｌｇｍが光導波路１〜ｉ中を伝搬している状態において、光送受信部１１の信号処理回路９０は、電圧Ｖ１を光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加して光検出部７０，８０が光Ｌｇ１を検出していないとき、送信信号の“１”に応じて、電圧Ｖ１を光共振部材４０のシリコン層４０１に印加し、送信信号の“０”に応じて、光共振部材４０のシリコン層４０１に電圧を印加しない。
【０１２２】
光送受信部１１の光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧Ｖ１がシリコン層４０１に印加されると、光導波路１中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのうち、波長λ１を有する光Ｌｇ１と共振し、光Ｌｇ１を光伝送部材１０中へ出射する。また、光送受信部１１の光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧がシリコン層４０１に印加されないとき、光導波路１中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのいずれとも共振せず、光伝送部材１０中へ光を出射しない。
【０１２３】
このようにして、光送受信部１１は、波長λ１を有する光Ｌｇ１を用いて信号を送信する。
【０１２４】
また、光送受信部２ｊの信号処理回路９０は、電圧Ｖ２を光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加して光検出部７０，８０が光Ｌｇ２を検出していないとき、送信信号の“１”に応じて、電圧Ｖ２を光共振部材４０のシリコン層４０１に印加し、送信信号の“０”に応じて、光共振部材４０のシリコン層４０１に電圧を印加しない。
【０１２５】
光送受信部２ｊの光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧Ｖ２がシリコン層４０１に印加されると、光導波路２中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのうち、波長λ２を有する光Ｌｇ２と共振し、光Ｌｇ２を光伝送部材１０中へ出射する。また、光送受信部２ｊの光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧がシリコン層４０１に印加されないとき、光導波路２中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのいずれとも共振せず、光伝送部材１０中へ光を出射しない。
【０１２６】
このようにして、光送受信部２ｊは、波長λ２を有する光Ｌｇ２を用いて信号を送信する。
【０１２７】
さらに、光送受信部ｉ１の信号処理回路９０は、電圧Ｖｉを光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加して光検出部７０，８０が光Ｌｇｉを検出していないとき、送信信号の“１”に応じて、電圧Ｖｉを光共振部材４０のシリコン層４０１に印加し、送信信号の“０”に応じて、光共振部材４０のシリコン層４０１に電圧を印加しない。
【０１２８】
光送受信部ｉ１の光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧Ｖｉがシリコン層４０１に印加されると、光導波路ｉ中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのうち、波長λｉを有する光Ｌｇｉと共振し、光Ｌｇｉを光伝送部材１０中へ出射する。また、光送受信部ｉ１の光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧がシリコン層４０１に印加されないとき、光導波路ｉ中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのいずれとも共振せず、光伝送部材１０中へ光を出射しない。
【０１２９】
このようにして、光送受信部ｉ１は、波長λｉを有する光Ｌｇｉを用いて信号を送信する。
【０１３０】
光送受信部１１，２ｊ，ｉ１からそれぞれ出射された光Ｌｇ１，Ｌｇ２，Ｌｇｉは、光伝送部材１０中を全方向へ伝搬する。この場合、光Ｌｇ１，Ｌｇ２，Ｌｇｉは、相互に波長が異なるので、干渉しない。
【０１３１】
そして、たとえば、光送受信部ｉ４の信号処理回路９０は、一定期間、電圧Ｖ１を光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加すると、光送受信部ｉ４の光共振部材５０，６０は、光伝送部材１０中を伝搬する光Ｌｇ１と共振し、光Ｌｇ１をそれぞれ光検出部７０，８０へ出射する。そして、光送受信部ｉ４の光検出部７０，８０は、光Ｌｇ１を受けると、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ生成して信号処理回路９０へ出力し、光Ｌｇ１を受けないとき、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ生成して信号処理回路９０へ出力する。
【０１３２】
光送受信部ｉ４の信号処理回路９０は、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ光検出部７０，８０から受けると、その受けた電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の和Ｖｏｕｔを演算し、その演算した和Ｖｏｕｔをデジタル値“１”に変換し、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ光検出部７０，８０から受けると、和Ｖｏｕｔをデジタル値“０”に変換する。そして、光送受信部ｉ４の信号処理回路９０は、その変換したデジタル値を復調および処理して信号を受信する。
【０１３３】
また、光送受信部１５の信号処理回路９０は、一定期間、電圧Ｖ２を光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加すると、光送受信部１５の光共振部材５０，６０は、光伝送部材１０中を伝搬する光Ｌｇ２と共振し、光Ｌｇ２をそれぞれ光検出部７０，８０へ出射する。そして、光送受信部１５の光検出部７０，８０は、光Ｌｇ２を受けると、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ生成して信号処理回路９０へ出力し、光Ｌｇ１を受けないとき、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ生成して信号処理回路９０へ出力する。
【０１３４】
光送受信部１５の信号処理回路９０は、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ光検出部７０，８０から受けると、その受けた電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の和Ｖｏｕｔを演算し、その演算した和Ｖｏｕｔをデジタル値“１”に変換し、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２を光検出部６０から受けると、和Ｖｏｕｔをデジタル値“０”に変換する。そして、光送受信部１５の信号処理回路９０は、その変換したデジタル値を復調および処理して信号を受信する。
【０１３５】
さらに、光送受信部２４の信号処理回路９０は、一定期間、電圧Ｖｉを光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加すると、光送受信部２４の光共振部材５０，６０は、光伝送部材１０中を伝搬する光Ｌｇｉと共振し、光Ｌｇｉをそれぞれ光検出部７０，８０へ出射する。そして、光送受信部２４の光検出部７０，８０は、光Ｌｇｉを受けると、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ生成して信号処理回路９０へ出力し、光Ｌｇｉを受けないとき、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ生成して信号処理回路９０へ出力する。光送受信部２４の信号処理回路９０は、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ光検出部７０，８０から受けると、その受けた電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の和Ｖｏｕｔを演算し、その演算した和Ｖｏｕｔをデジタル値“１”に変換し、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ光検出部７０，８０から受けると、和Ｖｏｕｔをデジタル値“０”に変換する。そして、光送受信部２４の信号処理回路９０は、その変換したデジタル値を復調および処理して信号を受信する。
【０１３６】
光送受信部１１，２ｊ，ｉ１，ｉ４，１５，２４以外の光送受信部も、上述した方法によって信号をやり取りする。
【０１３７】
このように、この発明においては、複数の光Ｌｇ１，Ｌｇ２，Ｌｇｉを同時に光伝送部材１０中に出射して信号をやり取りすることもできる。
【０１３８】
図１９は、この発明の実施の形態による他の光集積回路装置の斜視図である。この発明の実施の形態による光集積回路装置は、図１９に示す光集積回路装置１００Ａであってもよい。
【０１３９】
図１９を参照して、光集積回路装置１００Ａは、図１に示す光集積回路装置１００の光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊをそれぞれ光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡに代えたものであり、その他は、光集積回路装置１００と同じである。
【０１４０】
光送受信部１１Ａ〜１ｊＡは、光導波路１に対応して設けられ、光送受信部２１Ａ〜２ｊＡは、光導波路２に対応して設けられ、以下、同様にして、光送受信部ｉ１Ａ〜ｉｊＡは、光導波路ｉに対応して設けられる。
【０１４１】
光送受信部１１Ａは、図２に示す光送受信部１１に光起電力素子２４０を追加したものであり、その他は、光送受信部１１と同じである。光送受信部１２Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡの各々は、光送受信部１１Ａと同じ構成からなる。
【０１４２】
図２０は、図１９に示す線ＸＸ−ＸＸ間における光集積回路装置１００Ａの断面図である。図２０を参照して、各光送受信部１３Ａ，２３Ａ，ｉ３Ａにおいて、光起電力素子２４０は、光伝送部材１０に接して信号処理回路９０上に配置され、信号処理回路９０に電気的に接続される。
【０１４３】
光起電力素子２４０は、たとえば、ｐ型Ｓｉとｎ型Ｓｉとのｐ−ｎ接合からなる。そして、光起電力素子２４０は、ｎ型Ｓｉが光伝送部材１０に接するように、信号処理回路９０上に配置される。
【０１４４】
Ｓｉは、光伝送部材１０を構成するＳｉＮよりも大きい屈折率を有するため、光起電力素子２４０まで伝搬した光は、光起電力素子２４０に入射する。そして、光起電力素子２４０は、光伝送部材１０中を伝搬する光を受け、その受けた光を電気に変換して信号処理回路９０へ供給する。
【０１４５】
光集積回路装置１００Ａにおいては、信号処理回路９０は、光起電力素子２４０から受けた電気によって動作する。つまり、光集積回路装置１００Ａにおいては、信号処理回路９０は、光起電力素子２４０を電源として用いる。
【０１４６】
光集積回路装置１００Ａにおいては、各光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡは、図１７および図１８において説明した方法によって、他の光送受信部と信号をやり取りする。
【０１４７】
そして、各光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡにおける光起電力素子２４０は、光検出部７０，８０による光の受信の有無に拘わらず、光伝送部材１０中を伝搬する光を受けて電気に変換し、その変換した電気を信号処理回路９０へ供給する。すなわち、各光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡにおける光起電力素子２４０は、自己が接続された信号処理回路９０が信号を送受信しなくても、他の光送受信部が信号をやり取りするときに光伝送部材１０中を伝送する光を受けて電気に変換し、その変換した電気を信号処理回路９０へ供給する。
【０１４８】
したがって、光集積回路装置１００Ａにおいては、各光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡは、信号の受信の有無に拘わらず、光伝送部材１０中を伝送する光を電気に変換するので、エネルギーを節約できる。
【０１４９】
なお、図１９および図２０に示す光集積回路装置１００Ａは、図１２から図１６に示す工程（ａ）〜工程（ｖ）に従って作製される。この場合、図１４に示す工程（ｌ）において、信号処理回路９０を半導体基板２０の一主面に形成した後、信号処理回路９０上にｐ型Ｓｉおよびｎ型Ｓｉを順次積層して光起電力素子２４０を形成する。
【０１５０】
図２１は、この発明の実施の形態によるさらに他の光集積回路装置の斜視図である。また、図２２は、図２１に示す他方の半導体基板２０Ａを光伝送部材１０側から見た斜視図である。さらに、図２３は、図２１に示す線ＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩにおける光集積回路装置１００Ｂの断面図である。
【０１５１】
この発明の実施の形態による光集積回路装置は、図２１から図２３に示す光集積回路装置１００Ｂであってもよい。図２１から図２３を参照して、光集積回路装置１００Ｂは、図１に示す光集積回路装置１００に半導体基板２０Ａ、光源３０Ａ、光導波路１Ａ〜ｉＡ、および光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢを追加したものであり、その他は、光集積回路装置１００と同じである。
【０１５２】
半導体基板２０Ａは、ｎ型Ｓｉからなり、半導体基板２０に対向するように光伝送部材１０に近接して配置される。
【０１５３】
光源３０Ａは、半導体基板２０Ａの端面に配置される。光導波路１Ａ〜ｉＡは、光導波路１〜ｉと同じように、半導体基板２０Ａの一主面に配置される。
【０１５４】
光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢは、光導波路１Ａに対応して設けられ、光送受信部２１Ｂ〜２ｊＢは、光導波路２Ａに対応して設けられ、以下、同様にして、光送受信部ｉ１Ｂ〜ｉｊＢは、光導波路ｉＡに対応して設けられる。そして、光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢの各々は、光送受信部１１と同じ構成からなる。
【０１５５】
光源３０Ａは、光源３０と同じ構成からなり、それぞれ、波長λ１〜λｍを有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍまたは所定の波長範囲の連続光Ｌｇｃを発生し、その発生した光Ｌｇ１〜Ｌｇｍまたは連続光Ｌｇｃを光導波路１Ａ〜ｉＡへ供給する。
【０１５６】
光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢは、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊと同じように、上述した方法によって、光導波路１Ａ〜ｉＡ中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍまたは連続光Ｌｇｃの一部を光伝送部材１０中へ出射するとともに、光伝送部材１０中の光を光検出部７０，８０によって受けて信号をやり取りする。
【０１５７】
光集積回路装置１００Ｂにおいては、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ間で相互に信号のやり取りを行うこともでき、光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢ間で相互に信号のやり取りを行うこともできる。また、光集積回路装置１００Ｂにおいては、光伝送部材１０の一方の面側に配置された光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊのいずれかと、光伝送部材１０の他方の面側に配置された光送受信部１１Ｂ〜２ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢのいずれかとの間で信号のやり取りを行うこともできる。
【０１５８】
したがって、光集積回路装置１００Ｂにおいては、光集積回路装置１００，１００Ａよりも多くの光送受信部を相互に接続できる。
【０１５９】
このように、光集積回路装置１００Ｂは、光伝送部材１０の２つの面側にそれぞれ光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊおよび光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢを配置した構造からなる。
【０１６０】
なお、光集積回路装置１００Ｂにおいては、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ，１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢの各々は、光起電力素子２４０をさらに含んでいてもよい。
【０１６１】
上述したように、光集積回路装置１００，１００Ａ，１００Ｂにおいては、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ、光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡおよび光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ，１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢは、光伝送部材１０を共用の光伝送路として用いて信号の送受信を行う。
【０１６２】
したがって、この発明によれば、任意の２つの光送受信部が通信を行うことができる。また、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ、光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡおよび光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ，１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢを光伝送部材を介して任意に接続可能である。
【０１６３】
この発明においては、光共振部材４０，５０，６０は、「光スイッチ部材」を構成する。
【０１６４】
また、この発明においては、光共振部材４０は、「第１の光共振部材」を構成し、光共振部材５０，６０は、「第２の光共振部材」を構成する。
【０１６５】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊに含まれるｊ個の光共振部材４０、光送受信部２１〜２ｊに含まれるｊ個の光共振部材４０、・・・、および光送受信部ｉ１〜ｉｊに含まれるｊ個の光共振部材４０は、「ｉ個の第１の光共振部材群」を構成する。
【０１６６】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０、光送受信部２１〜２ｊに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０、・・・、および光送受信部ｉ１〜ｉｊに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０は、「ｉ個の第２の光共振部材群」を構成する。
【０１６７】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊに含まれるｊ個の光検出部７０，８０、光送受信部２１〜２ｊに含まれるｊ個の光検出部７０，８０、・・・、および光送受信部ｉ１〜ｉｊに含まれるｊ個の光検出部７０，８０は、「ｉ個の光検出部群」を構成する。
【０１６８】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊに含まれるｊ個の信号処理回路９０、光送受信部２１〜２ｊに含まれるｊ個の信号処理回路９０、・・・、および光送受信部ｉ１〜ｉｊに含まれるｊ個の信号処理回路９０は、「ｉ個の信号処理回路群」を構成する。
【０１６９】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ａ〜１ｊＡに含まれるｊ個の光共振部材４０、光送受信部２１Ａ〜２ｊＡに含まれるｊ個の光共振部材４０、・・・、および光送受信部ｉ１Ａ〜ｉｊＡに含まれるｊ個の光共振部材４０は、「ｉ個の第１の光共振部材群」を構成する。
【０１７０】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ａ〜１ｊＡに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０、光送受信部２１Ａ〜２ｊＡに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０、・・・、および光送受信部ｉ１Ａ〜ｉｊＡに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０は、「ｉ個の第２の光共振部材群」を構成する。
【０１７１】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ａ〜１ｊＡに含まれるｊ個の光検出部７０，８０、光送受信部２１Ａ〜２ｊＡに含まれるｊ個の光検出部７０，８０、・・・、および光送受信部ｉ１Ａ〜ｉｊＡに含まれるｊ個の光検出部７０，８０は、「ｉ個の光検出部群」を構成する。
【０１７２】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ａ〜１ｊＡに含まれるｊ個の信号処理回路９０、光送受信部２１Ａ〜２ｊＡに含まれるｊ個の信号処理回路９０、・・・、および光送受信部ｉ１Ａ〜ｉｊＡに含まれるｊ個の信号処理回路９０は、「ｉ個の信号処理回路群」を構成する。
【０１７３】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢに含まれるｊ個の光共振部材４０、光送受信部２１Ｂ〜２ｊＢに含まれるｊ個の光共振部材４０、・・・、および光送受信部ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれるｊ個の光共振部材４０は、「ｉ個の第１の光共振部材群」を構成する。
【０１７４】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０、光送受信部２１Ｂ〜２ｊＢに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０、・・・、および光送受信部ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０は、「ｉ個の第２の光共振部材群」を構成する。
【０１７５】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢに含まれるｊ個の光検出部７０，８０、光送受信部２１Ｂ〜２ｊＢに含まれるｊ個の光検出部７０，８０、・・・、および光送受信部ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれるｊ個の光検出部７０，８０は、「ｉ個の光検出部群」を構成する。
【０１７６】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢに含まれるｊ個の信号処理回路９０、光送受信部２１Ｂ〜２ｊＢに含まれるｊ個の信号処理回路９０、・・・、および光送受信部ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれるｊ個の信号処理回路９０は、「ｉ個の信号処理回路群」を構成する。
【０１７７】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊ，１１Ｂ〜１ｊＢに含まれる２ｊ個の光共振部材４０、光送受信部１１〜１ｊ，２１Ｂ〜２ｊＢに含まれる２ｊ個の光共振部材４０、・・・、および光送受信部１１〜１ｊ，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれる２ｊ個の光共振部材４０は、「ｉ個の第１の光共振部材群」を構成する。
【０１７８】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊ，１１Ｂ〜１ｊＢに含まれる２ｊ個の光共振部材５０，６０、光送受信部１１〜１ｊ，２１Ｂ〜２ｊＢに含まれる２ｊ個の光共振部材５０，６０、・・・、および光送受信部１１〜１ｊ，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれる２ｊ個の光共振部材５０，６０は、「ｉ個の第２の光共振部材群」を構成する。
【０１７９】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊ，１１Ｂ〜１ｊＢに含まれる２ｊ個の光検出部７０，８０、光送受信部１１〜１ｊ，２１Ｂ〜２ｊＢに含まれる２ｊ個の光検出部７０，８０、・・・、および光送受信部１１〜１ｊ，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれる２ｊ個の光検出部７０，８０は、「ｉ個の光検出部群」を構成する。
【０１８０】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊ，１１Ｂ〜１ｊＢに含まれる２ｊ個の信号処理回路９０、光送受信部１１〜１ｊ，２１Ｂ〜２ｊＢに含まれる２ｊ個の信号処理回路９０、・・・、および光送受信部１１〜１ｊ，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれる２ｊ個の信号処理回路９０は、「ｉ個の信号処理回路群」を構成する。
【０１８１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
この発明は、任意の２つの光送受信部が、直接、通信可能な光集積回路装置に適用される。また、この発明は、同一時刻に、任意の２つの光送受信部が相互に通信可能な光集積回路装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】この発明の実施の形態による光集積回路装置の斜視図である。
【図２】図１に示す半導体基板、光導波路および光送受信部の斜視図である。
【図３】図２に示す光送受信部の構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示す２つの光共振部材の平面図である。
【図５】光共振部材の断面図である。
【図６】図５に示すシリコン層へのストレスの印加状態を示す断面図である。
【図７】図１に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩ間における光集積回路装置の断面図である。
【図８】光共振部材の出力と波長との関係を示す図である。
【図９】共振波長を選択する概念図である。
【図１０】図１に示す光源の構成図である。
【図１１】図１に示す光源の他の構成図である。
【図１２】図１に示す光集積回路装置の製造方法を説明するための第１の工程図である。
【図１３】図１に示す光集積回路装置の製造方法を説明するための第２の工程図である。
【図１４】図１に示す光集積回路装置の製造方法を説明するための第３の工程図である。
【図１５】図１に示す光集積回路装置の製造方法を説明するための第４の工程図である。
【図１６】図１に示す光集積回路装置の製造方法を説明するための第５の工程図である。
【図１７】図１に示す光集積回路装置における信号のやり取りを説明するための図である。
【図１８】図１に示す光集積回路装置における信号の他のやり取りを説明するための図である。
【図１９】この発明の実施の形態による他の光集積回路装置の斜視図である。
【図２０】図１９に示す線ＸＸ−ＸＸ間における光集積回路装置の断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態によるさらに他の光集積回路装置の斜視図である。
【図２２】図２１に示す他方の半導体基板を光伝送部材側から見た斜視図である。
【図２３】図２１に示す線ＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩにおける光集積回路装置の断面図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１〜ｉ 光導波路、１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ 光送受信部、２０ 半導体基板、３０ 光源、４０，５０，６０ 光共振部材、７０，８０ 光検出部。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光集積回路装置に関し、任意の複数の光送受信部間で、直接、光通信可能な光集積回路装置、または同一時刻に複数の光送受信部間で任意に光通信可能な光集積回路装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光電子集積回路装置が知られている（特許文献１）。この光電子集積回路装置は、光配線基板と、複数の光電子ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）チップと、複数の光導波路とを備える。
【０００３】
複数の光電子ＩＣチップは、光配線基板上に離散的に配置される。そして、複数の光導波路の各々は、隣接する２つの光電子ＩＣチップ間に配置される。
【０００４】
そして、隣接する２つの光電子ＩＣチップは、その間に配置された光導波路を介して光信号を送受信する。
【特許文献１】特開平５−６７７７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の光電子集積回路装置においては、各光電子ＩＣチップは、光導波路を介して隣接する光電子ＩＣチップとだけ接続されているので、任意の２つの光電子ＩＣチップとの間で直接光通信を行なうことが困難であるという問題がある。
【０００６】
また、従来の光電子集積回路装置においては、光導波路を光スイッチによって切り替えれば、時系列的に任意の光電子ＩＣチップとの間で光通信を行なうことができる。しかし、同一時刻に任意の光電子ＩＣチップとの間で光通信を行なうことが困難であるという問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、任意の２つの光送受信部が、直接、通信可能な光集積回路装置を提供することである。
【０００８】
また、この発明の別の目的は、同一時刻に、任意の２つの光送受信部が相互に通信可能な光集積回路装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、光集積回路装置は、光伝送部材と、複数の光送受信部と、光導波路とを備える。光伝送部材は、光を伝送する。複数の光送受信部は、光伝送部材を共用の光伝送路として用い、相互に信号を送受信する。光導波路は、光源から出射された光を伝搬させる。そして、複数の光送受信部の各々は、光検出部と、光スイッチ部材とを含む。光検出部は、光伝送部材中の光を検出する。光スイッチ部材は、ストレスが印加されたシリコンからなり、光導波路中の光を光伝送部材へ導くとともに、光伝送部材中の光を光検出部へ導く。
【００１０】
好ましくは、複数の光送受信部は、相互に異なる波長の光を光伝送部材中に伝送させて相互に信号を送受信する。
【００１１】
好ましくは、光源から出射された光は、離散的な複数の波長または一定範囲の連続的な波長を有する複数の光からなる。そして、光スイッチ部材は、第１および第２の光共振部材を含む。第１の光共振部材は、電圧が印加されると、光導波路中を伝搬する光を構成する複数の光のうち、任意の１つの波長を有する１つの光を光共振によって光導波路から光伝送部材へ導く。第２の光共振部材は、電圧が印加されると、光伝送部材中を伝搬する光を光共振によって光検出部へ導く。
【００１２】
好ましくは、第２の光共振部材は、第１および第２の光入射部材を含む。第１の光入射部材は、光伝送部材中を伝搬する光が入射するための第１の光入射窓を有する。第２の光入射部材は、光伝送部材中を伝搬する光が入射するための第２の光入射窓を有する。そして、第１の光入射窓の位置は、第２の光入射窓の位置を約９０度回転した位置である。
【００１３】
好ましくは、複数の光送受信部の各々は、信号処理回路をさらに含む。信号処理回路は、第１の光共振部材への電圧の印加と不印加とによって光伝送部材を介して信号を送信し、第２の光共振部材への電圧の印加と不印加とによって光伝送部材を介して信号を受信する。
【００１４】
好ましくは、第１および第２の光共振部材の各々は、リング形状からなる。
【００１５】
好ましくは、光導波路は、半導体基板の一主面に形成される。光検出部は、光導波路から離れて半導体基板の一主面に形成される。第１の光共振部材は、光導波路に接して光導波路上に形成されるとともに、光伝送部材に近接して配置される。第２の光共振部材は、光検出部に接して光検出部上に形成されるとともに、光伝送部材に近接して配置される。第１および第２の光共振部材の各々は、シリコン層と、第１の応力印加層と、第２の応力印加層とを含む。第１の応力印加層は、シリコン層の一方側でシリコン層に接して形成され、半導体基板の面内方向において第１の方向の応力をシリコン層に印加する。第２の応力印加層は、シリコン層の他方側でシリコン層に接して形成され、半導体基板の面内方向において第１の方向と反対方向である第２の方向の応力をシリコン層に印加する。
【００１６】
好ましくは、第１の応力印加層は、シリコン窒化層からなり、第２の応力印加層は、シリコン酸化層からなる。
【００１７】
好ましくは、光伝送部材は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する透明部材からなる。
【００１８】
好ましくは、光伝送部材は、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、レジストおよびプラスチックのいずれかからなる
また、この発明によれば、光集積回路装置は、光伝送部材と、半導体基板とを備える。光伝送部材は、光を伝送する。半導体基板は、光伝送部材に近接して配置される。半導体基板は、ｉ（ｉは正の整数）個の光導波路と、ｉ個の第１の光共振部材群と、ｉ個の光検出部群と、ｉ個の第２の光共振部材群と、ｉ個の信号処理回路群とを含む。ｉ個の光導波路は、光伝送部材側の一主面に形成され、光源からの光を伝搬させる。ｉ個の第１の光共振部材群は、ｉ個の光導波路に対応して設けられ、各々が１つの光導波路に接して１つの光導波路上に形成される。ｉ個の光検出部群は、ｉ個の光導波路に対応して設けられる。ｉ個の第２の光共振部材群は、ｉ個の光導波路に対応して設けられ、各々が１つの光検出部群に接して１つの光検出部群上に形成される。ｉ個の信号処理回路群は、ｉ個の光導波路に対応して設けられる。ｉ個の第１の光共振部材群の各々は、ｊ（ｊは２以上の整数）個の第１の光共振部材を含む。ｉ個の光検出部群の各々は、ｊ個の光検出部を含む。ｉ個の第２の光共振部材群の各々は、ｊ個の第２の光共振部材を含む。ｉ個の信号処理回路群の各々は、ｊ個の信号処理回路を含む。ｊ個の第１の光共振部材の各々は、ストレスが印加されたシリコンからなり、電圧、磁場および熱のいずれかが印加されると、光導波路中を伝搬する光のうち、光共振する波長の光を光伝送部材へ導く。ｊ個の第２の光共振部材の各々は、ストレスが印加されたシリコンからなり、電圧、磁場および熱のいずれかが印加されると、光伝送部材中を伝搬する光のうち、光共振する波長の光を光検出部へ導く。ｊ個の光検出部の各々は、第２の光共振部材によって導かれた光を検出する。ｊ個の信号処理回路の各々は、第１の光共振部材への電圧、磁場および熱のいずれかの印加と不印加とによって信号を送信し、第２の光共振部材への電圧、磁場および熱のいずれかの印加と不印加とによって光検出部が検出した検出信号を処理する。
【発明の効果】
【００１９】
この発明においては、光伝送部材を共用の光伝送路として用いて信号の送受信が行われる。
【００２０】
したがって、この発明によれば、任意の２つの光送受信部が、直接、通信できる。
【００２１】
また、この発明においては、送受信に使用する光の波長を、複数の光送受信部間で異なる波長を使用する。
【００２２】
したがって、この発明によれば、同一時刻に、任意の２つの光送受信部が相互に通信できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２４】
図１は、この発明の実施の形態による光集積回路装置の斜視図である。図１を参照して、この発明の実施の形態による光集積回路装置１００は、光伝送部材１０と、半導体基板２０と、光源３０と、光導波路１〜ｉ（ｉは正の整数）と、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ（ｊは２以上の整数）とを備える。なお、光集積回路装置１００は、１ｃｍ角〜２ｃｍ角のサイズを有する。
【００２５】
光伝送部材１０は、平板形状を有し、シリコンナイトライド（ＳｉＮ）、二酸化シリコン（ＳｉＯ２）、シリコンオキシナイトライド（ＳｉＯＮ）、レジストおよびプラスチック等の空気よりも大きい屈折率を有する透明材料からなる。
【００２６】
半導体基板２０は、たとえば、ｎ型シリコン（ｎ型Ｓｉ）からなり、光伝送部材１０の１つの平面に近接して配置される。光源３０は、半導体基板２０の１つの端面に配置される。
【００２７】
光導波路１〜ｉの各々は、光伝送部材１０と同じ材料からなり、方向ＤＲ２において、半導体基板２０の長さと同じ長さを有し、０．３mｍから５mｍの幅を有する。そして、光導波路１〜ｉは、方向ＤＲ１において、半導体基板２０の一主面上に所定の間隔で配置される。
【００２８】
光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊは、半導体基板２０上に２次元的に配置される。より具体的には、光送受信部１１〜１ｊは、光導波路１に対応して設けられ、方向ＤＲ２において所定の間隔で配置される。また、光送受信部２１〜２ｊは、光導波路２に対応して設けられ、方向ＤＲ２において所定の間隔で配置される。以下、同様にして光送受信部ｉ１〜ｉｊは、光導波路ｉに対応して設けられ、方向ＤＲ２において所定の間隔で配置される。
【００２９】
光伝送部材１０は、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊから入射された光を伝送する。光導波路１〜ｉは、光源３０から出射された光を方向ＤＲ２へ伝搬させる。光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊの各々は、後述する方法によって、光導波路１〜ｉ中を伝搬する光の一部を光伝送部材１０中へ導くとともに、光伝送部材１０中を伝送する光を検出する。光源３０は、それぞれ、波長λ１，λ２，・・・，λｍ（ｍは正の整数）の離散的な波長を有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍまたは所定の波長範囲を有する連続光Ｌｇｃを発生し、その発生した光Ｌｇ１〜ＬｇｍまたはＬｇｃを光導波路１〜ｉ中へ出射する。
【００３０】
図２は、図１に示す半導体基板２０、光導波路１〜ｉおよび光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊの斜視図である。図２を参照して、光送受信部１１は、光共振部材４０，５０，６０と、光検出部７０と、信号処理回路９０とを含む。
【００３１】
光共振部材４０，５０，６０の各々は、ストレスが印加されたＳｉからなり、リング形状を有する。そして、光共振部材４０，５０，６０の各々は、１０μｍの直径および０．４μｍの幅を有する。
【００３２】
光共振部材４０は、光送受信部１１が対応する光導波路１上に配置される。光共振部材５０，６０は、光共振部材４０から離れた位置に配置される。光検出部７０は、たとえば、フォトダイオードからなり、光共振部材５０の下側に配置される。なお、図２においては、図示されていないが、光共振部材６０の下側にも、光検出部が配置されている。
【００３３】
信号処理回路９０は、光送受信部１１が対応する光導波路１と光検出部７０との間に配置される。
【００３４】
なお、光送受信部１２〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊの各々は、光送受信部１１と同じ構成からなる。
【００３５】
図３は、図２に示す光送受信部１１の構成を示す斜視図である。図３を参照して、光送受信部１１は、光共振部材４０，５０，６０、光検出部７０および信号処理回路９０に加えて、光検出部８０をさらに含む。
【００３６】
光検出部８０は、フォトダイオードからなり、光共振部材６０の下側に配置される。光共振部材４０は、光出射窓４１を有する。光出射窓４１は、リング形状からなり、光共振部材４０と同じ直径および幅を有する。そして、光出射窓４１は、光共振部材４０に接して光共振部材４０上に配置される。
【００３７】
光共振部材５０は、光入射窓５１を有し、光共振部材６０は、光入射窓６１を有する。光入射窓５１，６１は、略四角形からなり、それぞれ、光共振部材５０，６０に接して光共振部材５０，６０上に配置される。
【００３８】
なお、光送受信部１２〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊの各々は、図３に示す光送受信部１１と同じ構成からなる。
【００３９】
図４は、図３に示す２つの光共振部材５０，６０の平面図である。図４を参照して、光共振部材５０，６０は、光入射窓５１と光入射窓６１との配置位置が相互に９０度ずれるように配置される。
【００４０】
その結果、光１は、光入射窓６１によって光共振部材６０中へ入射し、光共振部材６０中を矢印ＡＲＷ２の方向へ伝搬する。また、光２は、光入射窓５１によって光共振部材５０中へ入射し、光共振部材５０中を矢印ＡＲＷ１の方向に伝搬する。さらに、光３は、光入射窓５１，６１によってそれぞれ光共振部材５０，６０中へ入射し、光共振部材５０，６０中をそれぞれ矢印ＡＲＷ１，ＡＲＷ２の方向へ伝搬する。
【００４１】
このように、光共振部材５０に設けられた光入射窓５１と、光共振部材６０に設けられた光入射窓６１とを相互に９０度ずらせて配置することによって、光伝送部材１０中をあらゆる方向へ伝搬する光を光共振部材５０および／または光共振部材６０中へ入射させることができる。
【００４２】
図５は、光共振部材４０の断面図である。図５を参照して、光共振部材４０は、シリコン層４０１と、応力印加層４０２，４０３とからなる。
【００４３】
シリコン層４０１は、リング形状からなる。応力印加層４０２は、シリコン層４０１に接してシリコン層４０１の上側に形成される。応力印加層４０３は、シリコン層４０１に接してシリコン層４０１の下側に形成される。そして、応力印加層４０２は、Ｓｉ３Ｎ４からなり、応力印加層４０３は、ＳｉＯ２からなる。
【００４４】
なお、光共振部材５０，６０の各々も、図５に示す光共振部材４０と同じ断面構造を有する。
【００４５】
図６は、図５に示すシリコン層４０１へのストレスの印加状態を示す断面図である。図６を参照して、Ｓｉ３Ｎ４からなる応力印加層４０２は、１．８５５ＧＰａの引張応力をシリコン層４０１に印加し、ＳｉＯ２からなる応力印加層４０３は、０．０６６ＧＰａの圧縮応力をシリコン層４０１に印加する。
【００４６】
したがって、シリコン層４０１は、応力印加層４０２によって矢印４０４の方向へ引っ張られ、応力印加層４０３によって矢印４０５の方向へ圧縮される。その結果、シリコン層４０１は、略台形形状に歪む。そして、シリコン層４０１は、応力印加層４０２，４０３によって応力が印加された状態で電圧が印加されることによって、電気光学材料として機能する。
【００４７】
なお、光共振部材４０，５０，６０においては、応力印加層４０２がシリコン層４０１に接してシリコン層４０１の下側に形成され、応力印加層４０３がシリコン層４０１に接してシリコン層４０１の上側に形成されていてもよい。
【００４８】
図７は、図１に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩ間における光集積回路装置１００の断面図である。図７を参照して、光伝送部材１０は、光吸収部材１０１を周囲に有する。光吸収部材１０１は、光伝送部材１０中を周囲へ伝搬して来た光を吸収する。これによって、光伝送部材１０の周囲による光の反射が防止される。その結果、光伝送部材１０中における光の干渉を防止して光通信を正確に行なうことができる。
【００４９】
光導波路１〜ｉは、半導体基板２０の一主面に形成される。この場合、光導波路１〜ｉの各々は、シリコン酸化膜１１０によって囲まれており、１つの面が半導体基板２０の一主面に略一致するように半導体基板２０中に埋め込まれて半導体基板２０の一主面に形成される。そして、シリコン酸化膜１１０の膜厚は、１．５μｍである。
【００５０】
このように、光導波路１〜ｉの周囲をシリコン酸化膜１１０によって囲むことにより、光損失を低減して光を光導波路１〜ｉ中で伝搬させることができる。
【００５１】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊは、光結合窓４２，５２をさらに含む。
【００５２】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光結合窓４２は、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊが対応する光導波路１〜ｉ上に光導波路１〜ｉに接して形成される。
【００５３】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光共振部材４０は、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光出射窓４１および光結合窓４２に接して光出射窓４１と光結合窓４２との間に形成される。
【００５４】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光出射窓４１は、光伝送部材１０および光共振部材４０に接して、光伝送部材１０と光共振部材４０との間に形成される。そして、光出射窓４１は、光伝送部材１０および光共振部材４０，５０，６０の屈折率よりも小さく、周囲の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料からなる。
【００５５】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光入射窓５１は、光伝送部材１０および光共振部材５０に接して、光伝送部材１０と光共振部材５０との間に形成される。そして、光入射窓５１は、光伝送部材１０および光共振部材４０，５０，６０の屈折率よりも小さく、周囲の屈折率よりも大きい屈折率を有する材料からなる。
【００５６】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光共振部材５０は、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光入射窓５１および光結合窓５２に接して光入射窓５１と光結合窓５２との間に形成される。
【００５７】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光結合窓５２は、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光共振部材５０および光検出部７０に接して光共振部材５０と光検出部７０との間に形成される。
【００５８】
なお、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊは、光結合窓６２をさらに含み、光共振部材６０、光入射窓６１、光結合窓６２および光検出部８０は、図７に示す光共振部材５０、光入射窓５１、光結合窓５２および光検出部７０と同じように配置される。
【００５９】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光検出部７０は、光導波路１〜ｉと同じように、半導体基板２０に埋め込まれて半導体基板２０の一主面に形成される。
【００６０】
各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる信号処理回路９０は、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊが対応する光導波路１〜ｉと、光検出部７０との間において、半導体基板２０の一主面に形成される。
【００６１】
そして、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光出射窓４１および光入射窓５１，６１と、光伝送部材１０との間隔が０．２μｍになるように、半導体基板２０は、光伝送部材１０に近接して配置される。
【００６２】
光共振部材４０，５０，６０の直径をｒとし、光共振部材４０，５０，６０の屈折率をｎとし、共振波長をλＯとすると、次式が成立する。
【００６３】
２πｒ＝ｓλＯ／ｎ（ｓは正の整数）・・・（１）
が成立する。
【００６４】
光共振部材４０，５０，６０に電圧を印加すると、光共振部材４０，５０，６０の屈折率が変化するので、式（１）を満たす屈折率を有するように光共振部材４０，５０，６０に電圧を印加すると、波長λＯを有する光が共振光として光共振部材４０，５０，６０中を伝搬するとともに、一部が光伝送部材１０中へ出射され、または光検出部７０，８０へ出射される。
【００６５】
より具体的には、式（１）を満たす屈折率を有するように光共振部材４０に電圧を印加すると、波長λＯを有する光が光結合窓４２を介して共振光として光共振部材４０中を伝搬するとともに、一部が光出射窓４１を介して光伝送部材１０中へ出射される。また、式（１）を満たす屈折率を有するように光共振部材５０，６０に電圧を印加すると、波長λＯを有する光が光入射窓５１，６１を介して光共振部材５０，６０中を伝搬するとともに、一部が光結合窓５２，６２を介して光検出部７０，８０へ出射される。
【００６６】
光導波路１〜ｉは、波長λ１〜λｍの離散的な波長を有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを伝搬させ、またはλ１〜λｍの範囲の連続的な波長範囲の光を伝搬させるので、波長λ１〜λｍのうちの１つの波長λｋ（ｋ＝１〜ｍ）が共振波長λＯになるように光伝送部材４０，５０，６０に印加する電圧Ｖｋを決定する。
【００６７】
図８は、光共振部材４０，５０，６０の出力と波長との関係を示す図である。また、図９は、共振波長を選択する概念図である。図８を参照して、光共振部材４０，５０，６０は、電圧が印加されていない場合（Ｖ＝０）、波長λ０をピーク波長とする光を出力する。一方、光共振部材４０，５０，６０は、電圧Ｖｋが印加されると、波長λｋの光と共振し、波長λｋをピーク波長とする光を出力する。
【００６８】
したがって、光共振部材４０は、電圧が印加されていない場合、光導波路１〜ｉ中を伝搬する波長λ１〜λｍの離散的な波長を有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍ、またはλ１〜λｍの範囲の連続的な波長範囲の光と共振しない。その結果、光共振部材４０は、光伝送部材１０中へ光を出射しない。
【００６９】
一方、光共振部材４０は、電圧Ｖｋが印加されると、光導波路１〜ｉ中を伝搬する波長λ１〜λｍの離散的な波長を有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍまたはλ１〜λｍの範囲の連続的な波長範囲の光のうち、波長λｋを有する光Ｌｇｋと共振し、光Ｌｇｋを光伝送部材１０中へ出射する。
【００７０】
また、光共振部材５０，６０は、電圧が印加されていない場合、光伝送部材１０中を伝送される光Ｌｇｋと共振しない。その結果、光共振部材５０，６０は、それぞれ、光検出部７０，８０へ光を出射しない。
【００７１】
一方、光共振部材５０，６０は、電圧Ｖｋが印加されると、光伝送部材１０中を伝送される光Ｌｇｋと共振し、光Ｌｇｋをそれぞれ光検出部７０，８０へ出射する。
【００７２】
このように、光共振部材４０は、電圧Ｖｋが印加されると、光導波路１〜ｉを伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍの一部の光Ｌｇｋまたはλ１〜λｍの範囲の連続的な波長範囲の光のうち波長λｋを有する光を光伝送部材１０中へ出射し、電圧が印加されていないとき、光伝送部材１０中へ光を出射しない。
【００７３】
また、光共振部材５０，６０は、電圧Ｖｋが印加されると、光伝送部材１０を伝搬する光Ｌｇｋをそれぞれ光検出部７０，８０へ出射し、電圧が印加されていないとき、光検出部７０，８０へ光を出射しない。
【００７４】
光検出部７０は、光共振部材５０から出射された光の強度を検出し、その検出した強度を信号処理回路９０へ出力する。
【００７５】
光検出部８０は、光共振部材６０から出射された光の強度を検出し、その検出した強度を信号処理回路９０へ出力する。
【００７６】
信号処理回路９０は、他の光送受信部へ信号を送信する場合、電圧Ｖｋの光共振部材４０のシリコン層４０１への印加と電圧Ｖｋの光共振部材４０のシリコン層４０１への不印加とを繰り返し行う。より具体的には、信号処理回路９０は、デジタル信号の“１”に応じて電圧Ｖｋを光共振部材４０のシリコン層４０１に印加し、デジタル信号の“０”に応じて電圧Ｖｋの光共振部材４０のシリコン層４０１への印加を停止する。
【００７７】
また、信号処理回路９０は、他の光送受信部からの信号を受信する場合、電圧Ｖｋを光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加する。
【００７８】
さらに、信号処理回路９０は、光検出部７０，８０から受けた光強度に基づいて、信号を復調および処理する。より具体的には、信号処理回路９０は、光検出部７０，８０から受けた２つの光強度の和を演算し、その演算した和に基づいて、信号を復調および処理する。
【００７９】
図１０は、図１に示す光源３０の構成図である。図１０を参照して、光源３０は、レーザＬＳ１〜ＬＳｍと、導波路３００とを含む。導波路３００は、レーザＬＳ１〜ＬＳｍに接続されるとともに、光導波路１〜ｉに接続される。
【００８０】
レーザＬＳ１〜ＬＳｍは、それぞれ、波長λ１〜λｍを有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを発振し、その発振した光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを導波路３００へ出射する。導波路３００は、レーザＬＳ１〜ＬＳｍから受けた光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを伝搬させ、光導波路１〜ｉへ導く。
【００８１】
このように、光源３０は、波長λ１〜λｍを有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを発生するとともに、その発生した光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを光導波路１〜ｉへ導く。
【００８２】
図１１は、図１に示す光源３０の他の構成図である。図１１を参照して、光源３０は、発光素子ＬＳと、導波路３１０と、フィルタ３２０とを含む。導波路３１０は、導波路１〜ｉおよびフィルタ３２０に接続される。フィルタ３２０は、発光素子ＬＳおよび導波路３１０に接続される。
【００８３】
発光素子ＬＳは、たとえば、紫外線励起蛍光発光素子からなり、連続波長の光を出射する。フィルタ３２０は、発光素子ＬＳから出射された連続波長の光のうち、所定の波長範囲の光だけを導波路３１０へ通過させる。導波路３１０は、フィルタ３２０から受けた連続波長の光を導波路１〜ｉに導く。
【００８４】
この発明においては、光源３０は、図１０に示す構成および図１１に示す構成のいずれかからなっていればよい。
【００８５】
図１２から図１６は、それぞれ、図１に示す光集積回路装置１００の製造方法を説明するための第１から第５の工程図である。光集積回路装置１００の製造が開始されると、ｎ型Ｓｉからなる半導体基板２０の一主面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングしてレジストパターン１２０を半導体基板２０の一主面に形成する（図１２の工程（ａ）参照）。
【００８６】
そして、レジストパターン１２０をマスクとして、半導体基板２０の一主面を反応性イオンエッチングによってエッチングし、溝５１〜５ｉを半導体基板２０の一主面に形成する（図１２の工程（ｂ）参照）。この場合、溝５１〜５ｉは、約１．５μｍの深さを有する。
【００８７】
その後、半導体基板２０の全面を覆うようにレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングして溝５１〜５ｉ以外の領域にレジストパターン１３０を形成する（図１２の工程（ｃ）参照）。
【００８８】
そして、溝５１〜５ｉおよびレジストパターン１３０を覆うように半導体基板２０の一主面にシリコン酸化膜をプラズマＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｕｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法によって形成し、レジストパターン１３０を除去する。これによって、シリコン酸化膜１１０が半導体基板２０の一主面に形成される（図１２の工程（ｄ）参照）。この場合、シリコン酸化膜１１０の原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ４）ガスおよびＮ２Ｏガスが用いられる。
【００８９】
引き続いて、半導体基板２０の全面を覆うようにレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングしてシリコン酸化膜１１０の一部が開口するようにレジストパターン１４０を形成する（図１２の工程（ｅ）参照）。
【００９０】
そして、レジストパターン１４０をマスクとしてシリコン酸化膜１１０を反応性イオンエッチングによってエッチングし、シリコン酸化膜１１０に溝６１〜６ｉを形成し（図１３の工程（ｆ）参照）、レジストパターン１４０を除去する。
【００９１】
その後、溝６１〜６ｉおよび半導体基板２０の表面を覆うようにレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングしてシリコン酸化膜１１０の領域が開口するようにレジストパターン１５０を形成する（図１３の工程（ｇ）参照）。
【００９２】
そして、溝６１〜６ｉおよびレジストパターン１５０を覆うように半導体基板２０の一主面にシリコン窒化膜（ＳｉＮ）１６０をスパッタリングによって形成する（図１３の工程（ｈ）参照）。
【００９３】
その後、シリコン酸化膜１１０の表面が露出するまでＳｉＮ膜１６０をエッチングし、レジストパターン１５０を除去する。これによって、周囲をシリコン酸化膜１１０によって囲まれた光導波路１〜ｉが半導体基板２０の一主面に形成される（図１３の工程（ｉ）参照）。
【００９４】
引き続いて、光導波路１〜ｉを覆うように半導体基板２０の全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングしてシリコン酸化膜１１０の領域にレジストパターン１７０を形成する。そして、レジストパターン１７０をマスクとしてボロンイオン（Ｂ＋）をイオン注入によって一部の領域に注入し、ｐ−ｎ接合を形成する。これによって、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光検出部７０，８０が半導体基板２０の一主面に形成される（図１４の工程（ｊ）参照）。なお、図１４においては、光検出部７０のみが図示されているが、実際には、紙面の奥側の領域に光検出部８０が形成されている。
【００９５】
その後、半導体基板２０の全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングしてレジストパターン１８０を形成する（図１４の工程（ｋ）参照）。
【００９６】
そして、レジストパターン１８０をマスクとして光導波路１〜ｉと光検出部７０との間に各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる信号処理回路９０を形成する（図１４の工程（ｌ）参照）。
【００９７】
その後、光検出部７０，８０、信号処理回路９０および光導波路１〜ｉを覆うように、半導体基板２０の全面にＳｉＮ膜１９０をスパッタリングによって形成する（図１４の工程（ｍ）参照）。そして、ＳｉＮ膜１９０の全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングしてレジストパターン２１０を形成する（図１４の工程（ｎ）参照）。
【００９８】
そうすると、レジストパターン２１０をマスクとしてＳｉＮ膜１９０をエッチングする。これによって、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光結合窓４２，５２がそれぞれ光導波路１〜ｉ上および光検出部７０上に形成される（図１５の工程（ｏ）参照）。なお、図１５には、図示されていないが、光結合窓４２，５２の形成と同時に、光結合窓６２が光検出部８０上に形成される。
【００９９】
その後、シリコン酸化膜をプラズマＣＶＤ法によって半導体基板２０の全面に形成し、その形成したシリコン酸化膜を光結合窓４２，５２，６２が露出するまでエッチングし、光結合窓４２，５２，６２以外の領域に光結合窓４２，５２，６２と同じ厚みを有するシリコン酸化膜１１１を形成する（図１５の工程（ｐ）参照）。
【０１００】
そして、シリコン酸化膜１１１および光結合窓４２，５２，６２を覆うように、半導体基板２０の全面に、ＳｉＯ２、シリコン層およびＳｉ３Ｎ４を順次堆積した３層構造の膜２２０を形成する（図１５の工程（ｑ）参照）。
【０１０１】
そして、膜２２０の全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングし、そのパターンニングしたレジストをマスクとして膜２２０をエッチングする。これによって、各光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光共振部材４０，５０がそれぞれ光結合窓４２，５２上に形成される（図１５の工程（ｒ）参照）。なお、図１５には、図示されていないが、光共振部材４０，５０の形成と同時に、光共振部材６０も、光結合窓６２上に形成される。
【０１０２】
その後、シリコン酸化膜をプラズマＣＶＤ法によって半導体基板２０の全面に形成し、その形成したシリコン酸化膜を光共振部材４０，５０，６０が露出するまでエッチングし、光共振部材４０，５０，６０以外の領域に光共振部材４０，５０，６０と同じ厚みを有するシリコン酸化膜１１２を形成する（図１５の工程（ｓ）参照）。
【０１０３】
引き続いて、光共振部材４０，５０，６０およびシリコン酸化膜１１２上にＳｉＮ膜２３０をスパッタリングによって形成する（図１６の工程（ｔ）参照）。そして、ＳｉＮ膜２３０の全面にレジストを塗布し、その塗布したレジストをフォトリソグラフィーによりパターンニングし、そのパターンニングしたレジストをマスクとしてＳｉＮ膜２３０をエッチングする。これによって、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊに含まれる光出射窓４１および光入射窓５１がそれぞれ光共振部材４０，５０上に形成される（図１６の工程（ｕ）参照）。なお、図１６には、図示されていないが、光出射窓４１および光入射窓５１の形成と同時に、光入射窓６１が光共振部材６０上に形成される。
【０１０４】
そして、周囲が光吸収剤１０１によって囲まれた光伝送部材１０を半導体基板２０と張り合わせる（図１６の工程（ｖ）参照）。これによって、光集積回路装置１００が完成する。
【０１０５】
上述したように、半導体プロセスを用いれば、光集積回路装置１００を容易に製造できる。
【０１０６】
図１７は、図１に示す光集積回路装置１００における信号のやり取りを説明するための図である。なお、光集積回路装置１００における信号のやり取りにおいては、信号を送信する光送受信部の信号処理回路９０は、一定期間、電圧Ｖｋを光共振部材５０，６０に印加し、光検出部７０，８０が光伝送部材１０中を伝搬する光を検出しない場合に信号を送信し、信号を送信する光送受信部以外の光送受信部は、定期的に、電圧Ｖｋを光共振部材５０，６０に印加し、他の光送受信部から送信された光を受信する。
【０１０７】
図１７を参照して、光源３０のレーザＬＳ１〜ＬＳｍは、それぞれ、波長λ１〜λｍを有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを発振し、その発振した光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを導波路３００へ出射する。導波路３００は、レーザＬＳ１〜ＬＳｍからの光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを伝搬させ、光導波路１〜ｉに導く。そして、光導波路１〜ｉは、光Ｌｇ１〜Ｌｇｍを伝搬させる。
【０１０８】
光送受信部１１が信号を送信する場合、光送受信部１１の信号処理回路９０は、送信信号の“１”に応じて、電圧Ｖｋを光共振部材４０のシリコン層４０１に印加し、送信信号の“０”に応じて、光共振部材４０のシリコン層４０１に電圧を印加しない。
【０１０９】
光送受信部１１の光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧Ｖｋがシリコン層４０１に印加されると、光導波路１中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのうち、波長λｋを有する光Ｌｇｋと共振し、光Ｌｇｋを光伝送部材１０中へ出射する。また、光送受信部１１の光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧がシリコン層４０１に印加されないとき、光導波路１中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのいずれとも共振せず、光伝送部材１０中へ光を出射しない。
【０１１０】
その結果、送信信号のデジタル値“１”に対応する波長λｋの光Ｌｇｋが光伝送部材１０の全域へ伝搬する。より具体的には、デジタル値“１”が連続していれば、その連続しているデジタル値“１”の長さに相当する期間、光Ｌｇｋが光伝送部材１０中を伝送し、デジタル値“１”とデジタル値“０”とが交互に配列されていれば、途切れ途切れの光Ｌｇｋが光伝送部材１０中を伝送する。
【０１１１】
そして、たとえば、光送受信部２ｊの信号処理回路９０は、電圧Ｖｋを光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加する。そうすると、光送受信部２ｊの光共振部材５０，６０は、光伝送部材１０中を伝搬する光Ｌｇｋと共振し、光Ｌｇｋをそれぞれ光検出部７０，８０へ出射する。
【０１１２】
光送受信部２ｊの光検出部７０は、光共振部材５０から出射された光Ｌｇｋ１を受け、その受けた光Ｌｇｋ１を電圧Ｖｏｕｔ１に変換する。そして、光送受信部２ｊの光検出部７０は、電圧Ｖｏｕｔ１を信号処理回路９０へ出力する。また、光送受信部２ｊの光検出部８０は、光共振部材６０から出射された光Ｌｇｋ２を受け、その受けた光Ｌｇｋ２を電圧Ｖｏｕｔ２に変換する。そして、光送受信部２ｊの光検出部８０は、電圧Ｖｏｕｔ２を信号処理回路９０へ出力する。
【０１１３】
この場合、光送受信部２ｊの光検出部７０，８０は、それぞれ、光Ｌｇｋ１，Ｌｇｋ２を受ければ、光Ｌｇｋ１，Ｌｇｋ２を受けた期間に相当する時間だけ、ＶＬｇ（＞０Ｖ）からなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２を信号処理回路９０へ出力し、光ＬＬｇｋ１，Ｌｇｋ２を光共振部材５０，６０から受けなければ、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２を信号処理回路９０へ出力する。
【０１１４】
そして、光送受信部２ｊの信号処理回路９０は、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２を光検出部７０，８０から受ければ、その受けた電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の和Ｖｏｕｔを演算し、その演算した和Ｖｏｕｔをデジタル値“１”に変換する。また、光送受信部２ｊの信号処理回路９０は、和Ｖｏｕｔが０Ｖからなるとき、和Ｖｏｕｔをデジタル値“０”に変換する。その後、光送受信部２ｊの信号処理回路９０は、その変換したデジタル値を復調および処理して光送受信部１１からの信号を受信する。
【０１１５】
他の光送受信部１２〜１ｊ，２１〜２ｊ−１，・・・，ｉ１〜ｉｊ間における信号のやり取りも、上述した方法によって行われる。
【０１１６】
したがって、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊは、光伝送部材１０を共用の光伝送路として用いて信号を相互にやり取りする。
【０１１７】
図１８は、図１に示す光集積回路装置１００における信号の他のやり取りを説明するための図である。
【０１１８】
なお、図１８においては、光導波路１〜ｉの個数が光Ｌｇ１〜Ｌｇｍの個数以下である場合について説明する。
【０１１９】
また、以下においては、信号を送信しない光送受信部の信号処理回路９０は、一定期間、それぞれ、電圧Ｖ１〜Ｖｉを光共振部材５０，６０に順次印加し、信号を受信するものとする。
【０１２０】
図１８を参照して、光導波路１に対応して設けられた光送受信部１１〜１ｊは、電圧Ｖ１を光共振部材４０，５０，６０のシリコン層４０１に印加して信号を送受信する。また、光導波路２に対応して設けられた光送受信部２１〜２ｊは、電圧Ｖ２を光共振部材４０，５０，６０のシリコン層４０１に印加して信号を送受信する。以下、同様にして、光導波路ｉに対応して設けられた光送受信部ｉ１〜ｉｊは、電圧Ｖｉを光共振部材４０，５０，６０のシリコン層４０１に印加して信号を送受信する。
【０１２１】
光源３０から出射された光Ｌｇ１〜Ｌｇｍが光導波路１〜ｉ中を伝搬している状態において、光送受信部１１の信号処理回路９０は、電圧Ｖ１を光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加して光検出部７０，８０が光Ｌｇ１を検出していないとき、送信信号の“１”に応じて、電圧Ｖ１を光共振部材４０のシリコン層４０１に印加し、送信信号の“０”に応じて、光共振部材４０のシリコン層４０１に電圧を印加しない。
【０１２２】
光送受信部１１の光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧Ｖ１がシリコン層４０１に印加されると、光導波路１中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのうち、波長λ１を有する光Ｌｇ１と共振し、光Ｌｇ１を光伝送部材１０中へ出射する。また、光送受信部１１の光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧がシリコン層４０１に印加されないとき、光導波路１中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのいずれとも共振せず、光伝送部材１０中へ光を出射しない。
【０１２３】
このようにして、光送受信部１１は、波長λ１を有する光Ｌｇ１を用いて信号を送信する。
【０１２４】
また、光送受信部２ｊの信号処理回路９０は、電圧Ｖ２を光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加して光検出部７０，８０が光Ｌｇ２を検出していないとき、送信信号の“１”に応じて、電圧Ｖ２を光共振部材４０のシリコン層４０１に印加し、送信信号の“０”に応じて、光共振部材４０のシリコン層４０１に電圧を印加しない。
【０１２５】
光送受信部２ｊの光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧Ｖ２がシリコン層４０１に印加されると、光導波路２中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのうち、波長λ２を有する光Ｌｇ２と共振し、光Ｌｇ２を光伝送部材１０中へ出射する。また、光送受信部２ｊの光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧がシリコン層４０１に印加されないとき、光導波路２中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのいずれとも共振せず、光伝送部材１０中へ光を出射しない。
【０１２６】
このようにして、光送受信部２ｊは、波長λ２を有する光Ｌｇ２を用いて信号を送信する。
【０１２７】
さらに、光送受信部ｉ１の信号処理回路９０は、電圧Ｖｉを光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加して光検出部７０，８０が光Ｌｇｉを検出していないとき、送信信号の“１”に応じて、電圧Ｖｉを光共振部材４０のシリコン層４０１に印加し、送信信号の“０”に応じて、光共振部材４０のシリコン層４０１に電圧を印加しない。
【０１２８】
光送受信部ｉ１の光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧Ｖｉがシリコン層４０１に印加されると、光導波路ｉ中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのうち、波長λｉを有する光Ｌｇｉと共振し、光Ｌｇｉを光伝送部材１０中へ出射する。また、光送受信部ｉ１の光共振部材４０は、信号処理回路９０から電圧がシリコン層４０１に印加されないとき、光導波路ｉ中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍのいずれとも共振せず、光伝送部材１０中へ光を出射しない。
【０１２９】
このようにして、光送受信部ｉ１は、波長λｉを有する光Ｌｇｉを用いて信号を送信する。
【０１３０】
光送受信部１１，２ｊ，ｉ１からそれぞれ出射された光Ｌｇ１，Ｌｇ２，Ｌｇｉは、光伝送部材１０中を全方向へ伝搬する。この場合、光Ｌｇ１，Ｌｇ２，Ｌｇｉは、相互に波長が異なるので、干渉しない。
【０１３１】
そして、たとえば、光送受信部ｉ４の信号処理回路９０は、一定期間、電圧Ｖ１を光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加すると、光送受信部ｉ４の光共振部材５０，６０は、光伝送部材１０中を伝搬する光Ｌｇ１と共振し、光Ｌｇ１をそれぞれ光検出部７０，８０へ出射する。そして、光送受信部ｉ４の光検出部７０，８０は、光Ｌｇ１を受けると、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ生成して信号処理回路９０へ出力し、光Ｌｇ１を受けないとき、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ生成して信号処理回路９０へ出力する。
【０１３２】
光送受信部ｉ４の信号処理回路９０は、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ光検出部７０，８０から受けると、その受けた電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の和Ｖｏｕｔを演算し、その演算した和Ｖｏｕｔをデジタル値“１”に変換し、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ光検出部７０，８０から受けると、和Ｖｏｕｔをデジタル値“０”に変換する。そして、光送受信部ｉ４の信号処理回路９０は、その変換したデジタル値を復調および処理して信号を受信する。
【０１３３】
また、光送受信部１５の信号処理回路９０は、一定期間、電圧Ｖ２を光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加すると、光送受信部１５の光共振部材５０，６０は、光伝送部材１０中を伝搬する光Ｌｇ２と共振し、光Ｌｇ２をそれぞれ光検出部７０，８０へ出射する。そして、光送受信部１５の光検出部７０，８０は、光Ｌｇ２を受けると、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ生成して信号処理回路９０へ出力し、光Ｌｇ１を受けないとき、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ生成して信号処理回路９０へ出力する。
【０１３４】
光送受信部１５の信号処理回路９０は、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ光検出部７０，８０から受けると、その受けた電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の和Ｖｏｕｔを演算し、その演算した和Ｖｏｕｔをデジタル値“１”に変換し、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２を光検出部６０から受けると、和Ｖｏｕｔをデジタル値“０”に変換する。そして、光送受信部１５の信号処理回路９０は、その変換したデジタル値を復調および処理して信号を受信する。
【０１３５】
さらに、光送受信部２４の信号処理回路９０は、一定期間、電圧Ｖｉを光共振部材５０，６０のシリコン層４０１に印加すると、光送受信部２４の光共振部材５０，６０は、光伝送部材１０中を伝搬する光Ｌｇｉと共振し、光Ｌｇｉをそれぞれ光検出部７０，８０へ出射する。そして、光送受信部２４の光検出部７０，８０は、光Ｌｇｉを受けると、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ生成して信号処理回路９０へ出力し、光Ｌｇｉを受けないとき、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ生成して信号処理回路９０へ出力する。光送受信部２４の信号処理回路９０は、電圧ＶＬｇからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ光検出部７０，８０から受けると、その受けた電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２の和Ｖｏｕｔを演算し、その演算した和Ｖｏｕｔをデジタル値“１”に変換し、０Ｖからなる電圧Ｖｏｕｔ１，Ｖｏｕｔ２をそれぞれ光検出部７０，８０から受けると、和Ｖｏｕｔをデジタル値“０”に変換する。そして、光送受信部２４の信号処理回路９０は、その変換したデジタル値を復調および処理して信号を受信する。
【０１３６】
光送受信部１１，２ｊ，ｉ１，ｉ４，１５，２４以外の光送受信部も、上述した方法によって信号をやり取りする。
【０１３７】
このように、この発明においては、複数の光Ｌｇ１，Ｌｇ２，Ｌｇｉを同時に光伝送部材１０中に出射して信号をやり取りすることもできる。
【０１３８】
図１９は、この発明の実施の形態による他の光集積回路装置の斜視図である。この発明の実施の形態による光集積回路装置は、図１９に示す光集積回路装置１００Ａであってもよい。
【０１３９】
図１９を参照して、光集積回路装置１００Ａは、図１に示す光集積回路装置１００の光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊをそれぞれ光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡに代えたものであり、その他は、光集積回路装置１００と同じである。
【０１４０】
光送受信部１１Ａ〜１ｊＡは、光導波路１に対応して設けられ、光送受信部２１Ａ〜２ｊＡは、光導波路２に対応して設けられ、以下、同様にして、光送受信部ｉ１Ａ〜ｉｊＡは、光導波路ｉに対応して設けられる。
【０１４１】
光送受信部１１Ａは、図２に示す光送受信部１１に光起電力素子２４０を追加したものであり、その他は、光送受信部１１と同じである。光送受信部１２Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡの各々は、光送受信部１１Ａと同じ構成からなる。
【０１４２】
図２０は、図１９に示す線ＸＸ−ＸＸ間における光集積回路装置１００Ａの断面図である。図２０を参照して、各光送受信部１３Ａ，２３Ａ，ｉ３Ａにおいて、光起電力素子２４０は、光伝送部材１０に接して信号処理回路９０上に配置され、信号処理回路９０に電気的に接続される。
【０１４３】
光起電力素子２４０は、たとえば、ｐ型Ｓｉとｎ型Ｓｉとのｐ−ｎ接合からなる。そして、光起電力素子２４０は、ｎ型Ｓｉが光伝送部材１０に接するように、信号処理回路９０上に配置される。
【０１４４】
Ｓｉは、光伝送部材１０を構成するＳｉＮよりも大きい屈折率を有するため、光起電力素子２４０まで伝搬した光は、光起電力素子２４０に入射する。そして、光起電力素子２４０は、光伝送部材１０中を伝搬する光を受け、その受けた光を電気に変換して信号処理回路９０へ供給する。
【０１４５】
光集積回路装置１００Ａにおいては、信号処理回路９０は、光起電力素子２４０から受けた電気によって動作する。つまり、光集積回路装置１００Ａにおいては、信号処理回路９０は、光起電力素子２４０を電源として用いる。
【０１４６】
光集積回路装置１００Ａにおいては、各光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡは、図１７および図１８において説明した方法によって、他の光送受信部と信号をやり取りする。
【０１４７】
そして、各光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡにおける光起電力素子２４０は、光検出部７０，８０による光の受信の有無に拘わらず、光伝送部材１０中を伝搬する光を受けて電気に変換し、その変換した電気を信号処理回路９０へ供給する。すなわち、各光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡにおける光起電力素子２４０は、自己が接続された信号処理回路９０が信号を送受信しなくても、他の光送受信部が信号をやり取りするときに光伝送部材１０中を伝送する光を受けて電気に変換し、その変換した電気を信号処理回路９０へ供給する。
【０１４８】
したがって、光集積回路装置１００Ａにおいては、各光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡは、信号の受信の有無に拘わらず、光伝送部材１０中を伝送する光を電気に変換するので、エネルギーを節約できる。
【０１４９】
なお、図１９および図２０に示す光集積回路装置１００Ａは、図１２から図１６に示す工程（ａ）〜工程（ｖ）に従って作製される。この場合、図１４に示す工程（ｌ）において、信号処理回路９０を半導体基板２０の一主面に形成した後、信号処理回路９０上にｐ型Ｓｉおよびｎ型Ｓｉを順次積層して光起電力素子２４０を形成する。
【０１５０】
図２１は、この発明の実施の形態によるさらに他の光集積回路装置の斜視図である。また、図２２は、図２１に示す他方の半導体基板２０Ａを光伝送部材１０側から見た斜視図である。さらに、図２３は、図２１に示す線ＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩにおける光集積回路装置１００Ｂの断面図である。
【０１５１】
この発明の実施の形態による光集積回路装置は、図２１から図２３に示す光集積回路装置１００Ｂであってもよい。図２１から図２３を参照して、光集積回路装置１００Ｂは、図１に示す光集積回路装置１００に半導体基板２０Ａ、光源３０Ａ、光導波路１Ａ〜ｉＡ、および光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢを追加したものであり、その他は、光集積回路装置１００と同じである。
【０１５２】
半導体基板２０Ａは、ｎ型Ｓｉからなり、半導体基板２０に対向するように光伝送部材１０に近接して配置される。
【０１５３】
光源３０Ａは、半導体基板２０Ａの端面に配置される。光導波路１Ａ〜ｉＡは、光導波路１〜ｉと同じように、半導体基板２０Ａの一主面に配置される。
【０１５４】
光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢは、光導波路１Ａに対応して設けられ、光送受信部２１Ｂ〜２ｊＢは、光導波路２Ａに対応して設けられ、以下、同様にして、光送受信部ｉ１Ｂ〜ｉｊＢは、光導波路ｉＡに対応して設けられる。そして、光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢの各々は、光送受信部１１と同じ構成からなる。
【０１５５】
光源３０Ａは、光源３０と同じ構成からなり、それぞれ、波長λ１〜λｍを有する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍまたは所定の波長範囲の連続光Ｌｇｃを発生し、その発生した光Ｌｇ１〜Ｌｇｍまたは連続光Ｌｇｃを光導波路１Ａ〜ｉＡへ供給する。
【０１５６】
光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢは、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊと同じように、上述した方法によって、光導波路１Ａ〜ｉＡ中を伝搬する光Ｌｇ１〜Ｌｇｍまたは連続光Ｌｇｃの一部を光伝送部材１０中へ出射するとともに、光伝送部材１０中の光を光検出部７０，８０によって受けて信号をやり取りする。
【０１５７】
光集積回路装置１００Ｂにおいては、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ間で相互に信号のやり取りを行うこともでき、光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢ間で相互に信号のやり取りを行うこともできる。また、光集積回路装置１００Ｂにおいては、光伝送部材１０の一方の面側に配置された光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊのいずれかと、光伝送部材１０の他方の面側に配置された光送受信部１１Ｂ〜２ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢのいずれかとの間で信号のやり取りを行うこともできる。
【０１５８】
したがって、光集積回路装置１００Ｂにおいては、光集積回路装置１００，１００Ａよりも多くの光送受信部を相互に接続できる。
【０１５９】
このように、光集積回路装置１００Ｂは、光伝送部材１０の２つの面側にそれぞれ光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊおよび光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢを配置した構造からなる。
【０１６０】
なお、光集積回路装置１００Ｂにおいては、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ，１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢの各々は、光起電力素子２４０をさらに含んでいてもよい。
【０１６１】
上述したように、光集積回路装置１００，１００Ａ，１００Ｂにおいては、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ、光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡおよび光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ，１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢは、光伝送部材１０を共用の光伝送路として用いて信号の送受信を行う。
【０１６２】
したがって、この発明によれば、任意の２つの光送受信部が通信を行うことができる。また、光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ、光送受信部１１Ａ〜１ｊＡ，２１Ａ〜２ｊＡ，・・・，ｉ１Ａ〜ｉｊＡおよび光送受信部１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ，１１Ｂ〜１ｊＢ，２１Ｂ〜２ｊＢ，・・・，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢを光伝送部材を介して任意に接続可能である。
【０１６３】
この発明においては、光共振部材４０，５０，６０は、「光スイッチ部材」を構成する。
【０１６４】
また、この発明においては、光共振部材４０は、「第１の光共振部材」を構成し、光共振部材５０，６０は、「第２の光共振部材」を構成する。
【０１６５】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊに含まれるｊ個の光共振部材４０、光送受信部２１〜２ｊに含まれるｊ個の光共振部材４０、・・・、および光送受信部ｉ１〜ｉｊに含まれるｊ個の光共振部材４０は、「ｉ個の第１の光共振部材群」を構成する。
【０１６６】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０、光送受信部２１〜２ｊに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０、・・・、および光送受信部ｉ１〜ｉｊに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０は、「ｉ個の第２の光共振部材群」を構成する。
【０１６７】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊに含まれるｊ個の光検出部７０，８０、光送受信部２１〜２ｊに含まれるｊ個の光検出部７０，８０、・・・、および光送受信部ｉ１〜ｉｊに含まれるｊ個の光検出部７０，８０は、「ｉ個の光検出部群」を構成する。
【０１６８】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊに含まれるｊ個の信号処理回路９０、光送受信部２１〜２ｊに含まれるｊ個の信号処理回路９０、・・・、および光送受信部ｉ１〜ｉｊに含まれるｊ個の信号処理回路９０は、「ｉ個の信号処理回路群」を構成する。
【０１６９】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ａ〜１ｊＡに含まれるｊ個の光共振部材４０、光送受信部２１Ａ〜２ｊＡに含まれるｊ個の光共振部材４０、・・・、および光送受信部ｉ１Ａ〜ｉｊＡに含まれるｊ個の光共振部材４０は、「ｉ個の第１の光共振部材群」を構成する。
【０１７０】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ａ〜１ｊＡに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０、光送受信部２１Ａ〜２ｊＡに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０、・・・、および光送受信部ｉ１Ａ〜ｉｊＡに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０は、「ｉ個の第２の光共振部材群」を構成する。
【０１７１】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ａ〜１ｊＡに含まれるｊ個の光検出部７０，８０、光送受信部２１Ａ〜２ｊＡに含まれるｊ個の光検出部７０，８０、・・・、および光送受信部ｉ１Ａ〜ｉｊＡに含まれるｊ個の光検出部７０，８０は、「ｉ個の光検出部群」を構成する。
【０１７２】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ａ〜１ｊＡに含まれるｊ個の信号処理回路９０、光送受信部２１Ａ〜２ｊＡに含まれるｊ個の信号処理回路９０、・・・、および光送受信部ｉ１Ａ〜ｉｊＡに含まれるｊ個の信号処理回路９０は、「ｉ個の信号処理回路群」を構成する。
【０１７３】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢに含まれるｊ個の光共振部材４０、光送受信部２１Ｂ〜２ｊＢに含まれるｊ個の光共振部材４０、・・・、および光送受信部ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれるｊ個の光共振部材４０は、「ｉ個の第１の光共振部材群」を構成する。
【０１７４】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０、光送受信部２１Ｂ〜２ｊＢに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０、・・・、および光送受信部ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれるｊ個の光共振部材５０，６０は、「ｉ個の第２の光共振部材群」を構成する。
【０１７５】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢに含まれるｊ個の光検出部７０，８０、光送受信部２１Ｂ〜２ｊＢに含まれるｊ個の光検出部７０，８０、・・・、および光送受信部ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれるｊ個の光検出部７０，８０は、「ｉ個の光検出部群」を構成する。
【０１７６】
さらに、この発明においては、光送受信部１１Ｂ〜１ｊＢに含まれるｊ個の信号処理回路９０、光送受信部２１Ｂ〜２ｊＢに含まれるｊ個の信号処理回路９０、・・・、および光送受信部ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれるｊ個の信号処理回路９０は、「ｉ個の信号処理回路群」を構成する。
【０１７７】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊ，１１Ｂ〜１ｊＢに含まれる２ｊ個の光共振部材４０、光送受信部１１〜１ｊ，２１Ｂ〜２ｊＢに含まれる２ｊ個の光共振部材４０、・・・、および光送受信部１１〜１ｊ，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれる２ｊ個の光共振部材４０は、「ｉ個の第１の光共振部材群」を構成する。
【０１７８】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊ，１１Ｂ〜１ｊＢに含まれる２ｊ個の光共振部材５０，６０、光送受信部１１〜１ｊ，２１Ｂ〜２ｊＢに含まれる２ｊ個の光共振部材５０，６０、・・・、および光送受信部１１〜１ｊ，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれる２ｊ個の光共振部材５０，６０は、「ｉ個の第２の光共振部材群」を構成する。
【０１７９】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊ，１１Ｂ〜１ｊＢに含まれる２ｊ個の光検出部７０，８０、光送受信部１１〜１ｊ，２１Ｂ〜２ｊＢに含まれる２ｊ個の光検出部７０，８０、・・・、および光送受信部１１〜１ｊ，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれる２ｊ個の光検出部７０，８０は、「ｉ個の光検出部群」を構成する。
【０１８０】
さらに、この発明においては、光送受信部１１〜１ｊ，１１Ｂ〜１ｊＢに含まれる２ｊ個の信号処理回路９０、光送受信部１１〜１ｊ，２１Ｂ〜２ｊＢに含まれる２ｊ個の信号処理回路９０、・・・、および光送受信部１１〜１ｊ，ｉ１Ｂ〜ｉｊＢに含まれる２ｊ個の信号処理回路９０は、「ｉ個の信号処理回路群」を構成する。
【０１８１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【０１８２】
この発明は、任意の２つの光送受信部が、直接、通信可能な光集積回路装置に適用される。また、この発明は、同一時刻に、任意の２つの光送受信部が相互に通信可能な光集積回路装置に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１８３】
【図１】この発明の実施の形態による光集積回路装置の斜視図である。
【図２】図１に示す半導体基板、光導波路および光送受信部の斜視図である。
【図３】図２に示す光送受信部の構成を示す斜視図である。
【図４】図３に示す２つの光共振部材の平面図である。
【図５】光共振部材の断面図である。
【図６】図５に示すシリコン層へのストレスの印加状態を示す断面図である。
【図７】図１に示す線ＶＩＩ−ＶＩＩ間における光集積回路装置の断面図である。
【図８】光共振部材の出力と波長との関係を示す図である。
【図９】共振波長を選択する概念図である。
【図１０】図１に示す光源の構成図である。
【図１１】図１に示す光源の他の構成図である。
【図１２】図１に示す光集積回路装置の製造方法を説明するための第１の工程図である。
【図１３】図１に示す光集積回路装置の製造方法を説明するための第２の工程図である。
【図１４】図１に示す光集積回路装置の製造方法を説明するための第３の工程図である。
【図１５】図１に示す光集積回路装置の製造方法を説明するための第４の工程図である。
【図１６】図１に示す光集積回路装置の製造方法を説明するための第５の工程図である。
【図１７】図１に示す光集積回路装置における信号のやり取りを説明するための図である。
【図１８】図１に示す光集積回路装置における信号の他のやり取りを説明するための図である。
【図１９】この発明の実施の形態による他の光集積回路装置の斜視図である。
【図２０】図１９に示す線ＸＸ−ＸＸ間における光集積回路装置の断面図である。
【図２１】この発明の実施の形態によるさらに他の光集積回路装置の斜視図である。
【図２２】図２１に示す他方の半導体基板を光伝送部材側から見た斜視図である。
【図２３】図２１に示す線ＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩにおける光集積回路装置の断面図である。
【符号の説明】
【０１８４】
１〜ｉ 光導波路、１１〜１ｊ，２１〜２ｊ，・・・，ｉ１〜ｉｊ 光送受信部、２０ 半導体基板、３０ 光源、４０，５０，６０ 光共振部材、７０，８０ 光検出部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を伝送する光伝送部材と、
前記光伝送部材を共用の光伝送路として用い、相互に信号を送受信する複数の光送受信部と、
光源から出射された光を伝搬させる光導波路とを備え、
前記複数の光送受信部の各々は、
前記光伝送部材中の光を検出する光検出部と、
ストレスが印加されたシリコンからなり、前記光導波路中の光を前記光伝送部材へ導くとともに、前記光伝送部材中の光を前記光検出部へ導く光スイッチ部材とを含む、光集積回路装置。
【請求項２】
前記複数の光送受信部は、相互に異なる波長の光を前記光伝送部材中に伝送させて相互に信号を送受信する、請求項１に記載の光集積回路装置。
【請求項３】
前記光源から出射された光は、離散的な複数の波長または一定範囲の連続的な波長を有する複数の光からなり、
前記光スイッチ部材は、
電圧が印加されると、前記光導波路中を伝搬する光を構成する複数の光のうち、任意の１つの波長を有する１つの光を光共振によって前記光導波路から前記光伝送部材へ導く第１の光共振部材と、
電圧が印加されると、前記光伝送部材中を伝搬する光を光共振によって前記光検出部へ導く第２の光共振部材とを含む、請求項１に記載の光集積回路装置。
【請求項４】
前記第２の光共振部材は、
前記光伝送部材中を伝搬する光が入射するための第１の光入射窓を有する第１の光入射部材と、
前記光伝送部材中を伝搬する光が入射するための第２の光入射窓を有する第２の光入射部材とを含み、
前記第１の光入射窓の位置は、前記第２の光入射窓の位置を約９０度回転した位置である、請求項３に記載の光集積回路装置。
【請求項５】
前記複数の光送受信部の各々は、
前記第１の光共振部材への電圧の印加と不印加とによって前記光伝送部材を介して信号を送信し、前記第２の光共振部材への電圧の印加と不印加とによって前記光伝送部材を介して信号を受信する信号処理回路をさらに含む、請求項３に記載の光集積回路装置。
【請求項６】
前記第１および第２の光共振部材の各々は、リング形状からなる、請求項３に記載の光集積回路装置。
【請求項７】
前記光導波路は、半導体基板の一主面に形成され、
前記光検出部は、前記光導波路から離れて前記半導体基板の一主面に形成され、
前記第１の光共振部材は、前記光導波路に接して前記光導波路上に形成されるとともに、前記光伝送部材に近接して配置され、
前記第２の光共振部材は、前記光検出部に接して前記光検出部上に形成されるとともに、前記光伝送部材に近接して配置され、
前記第１および第２の光共振部材の各々は、
シリコン層と、
前記シリコン層の一方側で前記シリコン層に接して形成され、前記半導体基板の面内方向において第１の方向の応力を前記シリコン層に印加する第１の応力印加層と、
前記シリコン層の他方側で前記シリコン層に接して形成され、前記半導体基板の面内方向において前記第１の方向と反対方向である第２の方向の応力を前記シリコン層に印加する第２の応力印加層とを含む、請求項３に記載の光集積回路装置。
【請求項８】
前記第１の応力印加層は、シリコン窒化層からなり、
前記第２の応力印加層は、シリコン酸化層からなる、請求項７に記載の光集積回路装置。
【請求項９】
前記光伝送部材は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する透明部材からなる、請求項１に記載の光集積回路装置。
【請求項１０】
前記光伝送部材は、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、レジストおよびプラスチックのいずれかからなる、請求項９に記載の光集積回路装置。
【請求項１１】
光を伝送する光伝送部材と、
前記光伝送部材に近接して配置された半導体基板とを備え、
前記半導体基板は、
前記光伝送部材側の一主面に形成され、光源からの光を伝搬させるｉ（ｉは正の整数）個の光導波路と、
前記ｉ個の光導波路に対応して設けられ、各々が１つの光導波路に接して前記１つの光導波路上に形成されたｉ個の第１の光共振部材群と、
前記ｉ個の光導波路に対応して設けられたｉ個の光検出部群と、
前記ｉ個の光導波路に対応して設けられ、各々が１つの光検出部群に接して前記１つの光検出部群上に形成されたｉ個の第２の光共振部材群と、
前記ｉ個の光導波路に対応して設けられたｉ個の信号処理回路群とを含み、
前記ｉ個の第１の光共振部材群の各々は、ｊ（ｊは２以上の整数）個の第１の光共振部材を含み、
前記ｉ個の光検出部群の各々は、ｊ個の光検出部を含み、
前記ｉ個の第２の光共振部材群の各々は、ｊ個の第２の光共振部材を含み、
前記ｉ個の信号処理回路群の各々は、ｊ個の信号処理回路を含み、
前記ｊ個の第１の光共振部材の各々は、ストレスが印加されたシリコンからなり、電圧、磁場および熱のいずれかが印加されると、前記光導波路中を伝搬する光のうち、光共振する波長の光を前記光伝送部材へ導き、
前記ｊ個の第２の光共振部材の各々は、ストレスが印加されたシリコンからなり、電圧、磁場および熱のいずれかが印加されると、前記光伝送部材中を伝搬する光のうち、光共振する波長の光を前記光検出部へ導き、
前記ｊ個の光検出部の各々は、前記第２の光共振部材によって導かれた光を検出し、
前記ｊ個の信号処理回路の各々は、前記第１の光共振部材への電圧、磁場および熱のいずれかの印加と不印加とによって信号を送信し、前記第２の光共振部材への電圧、磁場および熱のいずれかの印加と不印加とによって前記光検出部が検出した検出信号を処理する、光集積回路装置。
【請求項１】
光を伝送する光伝送部材と、
前記光伝送部材を共用の光伝送路として用い、相互に信号を送受信する複数の光送受信部と、
光源から出射された光を伝搬させる光導波路とを備え、
前記複数の光送受信部の各々は、
前記光伝送部材中の光を検出する光検出部と、
ストレスが印加されたシリコンからなり、前記光導波路中の光を前記光伝送部材へ導くとともに、前記光伝送部材中の光を前記光検出部へ導く光スイッチ部材とを含む、光集積回路装置。
【請求項２】
前記複数の光送受信部は、相互に異なる波長の光を前記光伝送部材中に伝送させて相互に信号を送受信する、請求項１に記載の光集積回路装置。
【請求項３】
前記光源から出射された光は、離散的な複数の波長または一定範囲の連続的な波長を有する複数の光からなり、
前記光スイッチ部材は、
電圧が印加されると、前記光導波路中を伝搬する光を構成する複数の光のうち、任意の１つの波長を有する１つの光を光共振によって前記光導波路から前記光伝送部材へ導く第１の光共振部材と、
電圧が印加されると、前記光伝送部材中を伝搬する光を光共振によって前記光検出部へ導く第２の光共振部材とを含む、請求項１に記載の光集積回路装置。
【請求項４】
前記第２の光共振部材は、
前記光伝送部材中を伝搬する光が入射するための第１の光入射窓を有する第１の光入射部材と、
前記光伝送部材中を伝搬する光が入射するための第２の光入射窓を有する第２の光入射部材とを含み、
前記第１の光入射窓の位置は、前記第２の光入射窓の位置を約９０度回転した位置である、請求項３に記載の光集積回路装置。
【請求項５】
前記複数の光送受信部の各々は、
前記第１の光共振部材への電圧の印加と不印加とによって前記光伝送部材を介して信号を送信し、前記第２の光共振部材への電圧の印加と不印加とによって前記光伝送部材を介して信号を受信する信号処理回路をさらに含む、請求項３に記載の光集積回路装置。
【請求項６】
前記第１および第２の光共振部材の各々は、リング形状からなる、請求項３に記載の光集積回路装置。
【請求項７】
前記光導波路は、半導体基板の一主面に形成され、
前記光検出部は、前記光導波路から離れて前記半導体基板の一主面に形成され、
前記第１の光共振部材は、前記光導波路に接して前記光導波路上に形成されるとともに、前記光伝送部材に近接して配置され、
前記第２の光共振部材は、前記光検出部に接して前記光検出部上に形成されるとともに、前記光伝送部材に近接して配置され、
前記第１および第２の光共振部材の各々は、
シリコン層と、
前記シリコン層の一方側で前記シリコン層に接して形成され、前記半導体基板の面内方向において第１の方向の応力を前記シリコン層に印加する第１の応力印加層と、
前記シリコン層の他方側で前記シリコン層に接して形成され、前記半導体基板の面内方向において前記第１の方向と反対方向である第２の方向の応力を前記シリコン層に印加する第２の応力印加層とを含む、請求項３に記載の光集積回路装置。
【請求項８】
前記第１の応力印加層は、シリコン窒化層からなり、
前記第２の応力印加層は、シリコン酸化層からなる、請求項７に記載の光集積回路装置。
【請求項９】
前記光伝送部材は、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する透明部材からなる、請求項１に記載の光集積回路装置。
【請求項１０】
前記光伝送部材は、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、レジストおよびプラスチックのいずれかからなる、請求項９に記載の光集積回路装置。
【請求項１１】
光を伝送する光伝送部材と、
前記光伝送部材に近接して配置された半導体基板とを備え、
前記半導体基板は、
前記光伝送部材側の一主面に形成され、光源からの光を伝搬させるｉ（ｉは正の整数）個の光導波路と、
前記ｉ個の光導波路に対応して設けられ、各々が１つの光導波路に接して前記１つの光導波路上に形成されたｉ個の第１の光共振部材群と、
前記ｉ個の光導波路に対応して設けられたｉ個の光検出部群と、
前記ｉ個の光導波路に対応して設けられ、各々が１つの光検出部群に接して前記１つの光検出部群上に形成されたｉ個の第２の光共振部材群と、
前記ｉ個の光導波路に対応して設けられたｉ個の信号処理回路群とを含み、
前記ｉ個の第１の光共振部材群の各々は、ｊ（ｊは２以上の整数）個の第１の光共振部材を含み、
前記ｉ個の光検出部群の各々は、ｊ個の光検出部を含み、
前記ｉ個の第２の光共振部材群の各々は、ｊ個の第２の光共振部材を含み、
前記ｉ個の信号処理回路群の各々は、ｊ個の信号処理回路を含み、
前記ｊ個の第１の光共振部材の各々は、ストレスが印加されたシリコンからなり、電圧、磁場および熱のいずれかが印加されると、前記光導波路中を伝搬する光のうち、光共振する波長の光を前記光伝送部材へ導き、
前記ｊ個の第２の光共振部材の各々は、ストレスが印加されたシリコンからなり、電圧、磁場および熱のいずれかが印加されると、前記光伝送部材中を伝搬する光のうち、光共振する波長の光を前記光検出部へ導き、
前記ｊ個の光検出部の各々は、前記第２の光共振部材によって導かれた光を検出し、
前記ｊ個の信号処理回路の各々は、前記第１の光共振部材への電圧、磁場および熱のいずれかの印加と不印加とによって信号を送信し、前記第２の光共振部材への電圧、磁場および熱のいずれかの印加と不印加とによって前記光検出部が検出した検出信号を処理する、光集積回路装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００９−２９４５７７（Ｐ２００９−２９４５７７Ａ）
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１５０３３５（Ｐ２００８−１５０３３５）
【出願日】平成２０年６月９日（２００８．６．９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り １．発行者名 社団法人 電子情報通信学会 ２．刊行物名、巻数、号数 電子情報通信学会技術研究報告 信学技報 第１０７巻 第３８９号 ３．発行日 平成１９年１２月７日
【出願人】（５０４１３６５６８）国立大学法人広島大学 (924)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１２月１７日（２００９．１２．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月９日（２００８．６．９）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り １．発行者名 社団法人 電子情報通信学会 ２．刊行物名、巻数、号数 電子情報通信学会技術研究報告 信学技報 第１０７巻 第３８９号 ３．発行日 平成１９年１２月７日
【出願人】（５０４１３６５６８）国立大学法人広島大学 (924)
【Ｆターム（参考）】
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