(57)【要約】本発明は、前面ミラー（７）と背面ミラー（１１）との間に配置された吸収材料（９）を備えた可飽和吸収素子と、可飽和吸収素子の製造方法と、に関する。背面金属ミラーは、はんだ接続（１２）によって熱伝導性基板（１３）に固定された確立された金属ミラーである。本発明は、高速光伝送の分野で用途が見出される。
2005525588.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面ミラー（７）と背面ミラー（１１）との間に位置する吸収材料（９）を備えた可飽和吸収素子であって、
前記背面ミラー（１１）は、熱伝導性基板（１３）上の溶接接合（１２）を介して固定された埋込ミラーであることを特徴とする可飽和吸収素子。
【請求項２】
請求項１記載の素子において、
前記吸収材料（９）は、バリヤ層によって分離された１組の量子井戸から構成されていることを特徴とする素子。
【請求項３】
請求項２記載の素子において、
前記量子井戸はＩｎＧａＡｓＰ井戸であり、前記バリヤ層はＩｎＰ層であることを特徴とする素子。
【請求項４】
請求項２又は３記載の素子において、
前記吸収材料は、イオン照射によって生成された欠陥を含むことを特徴とする素子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の素子において、
前記前面ミラー（７）は、前記素子の表面に位置しかつ前記背面ミラー（１１）の反射率よりも低い反射率を有するブラッグミラーであることを特徴とする素子。
【請求項６】
請求項５記載の素子において、
前記ブラッグミラーは、誘電層の積層であることを特徴とする素子。
【請求項７】
請求項６記載の素子において、
前記誘電層の積層は、交互になったＳｉＯ２層及びＴｉＯ２層、又は交互になったＳｉＯ２層及びＳｉ層から形成されていることを特徴とする素子。
【請求項８】
請求項５記載の素子において、
前記ブラッグミラーは、エピタクシー半導体ブラッグミラーであることを特徴とする素子。
【請求項９】
請求項８記載の素子において、
前記エピタクシー半導体ブラッグミラーは、交互になった不吸収ＩｎＰ層及びＩｎＧａＡｓＰ層から形成されていることを特徴とする素子。
【請求項１０】
請求項９記載の素子において、
前記ＩｎＧａＡｓＰ層は、動作波長で透明であることを特徴とする素子。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の素子において、
前記前面ミラー（７）と前記吸収材料（９）との間に位置する第１位相制御層（８）と、前記吸収材料（９）と前記背面ミラー（１１）との間に位置する第２位相制御層（１０）と、を備えることを特徴とする素子。
【請求項１２】
請求項１１記載の素子において、
前記第１及び第２位相制御層（８，１０）はＩｎＰ層であることを特徴とする素子。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の素子において、
前記背面ミラー（１１）と前記溶接接合（１２）との間に拡散バリヤを備えることを特徴とする素子。
【請求項１４】
請求項１３記載の素子において、
前記拡散バリヤは、層、又は多層、又はＴｉ，Ｗ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｃｒ，又はＴａから選択された金属のうちの少なくとも一つから作られた合金、であることを特徴とする素子。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の素子において、
前記溶接接合は、金属間合金であることを特徴とする素子。
【請求項１６】
請求項１５記載の素子において、
前記金属間合金は、次の材料：Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｄから選択された少なくとも一つの元素と、次の元素：Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂから選択された少なくとも一つの元素と、を含むことを特徴とする素子。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の素子において、
前記背面ミラー（１１）はＡｕ又はＡｇを使っていることを特徴とする素子。
【請求項１８】
前面ミラー（７）と背面ミラー（１１）との間に位置する吸収材料（９）を含む可飽和吸収素子の製造方法であって、
熱伝導性基板（１３）上に第１金属層（１７）を堆積させることを通じて第１基板（１７，１３）を形成する段階と；
成長基板（１５）に、吸収材料（９）及び第２金属層（１６）を含む第２構造を形成する段階と；
前記第１金属層（１７）及び第２金属層（１６）を接触させる段階と；
前記第１金属層（１７）及び第２金属層（１６）を固液相互拡散結合させる段階と；
を備えることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の可飽和吸収素子の製造方法であって、
前記第２構造（１５，１４，８，９，１０，１１，１６）を形成する段階は、前記成長基板（１５）上に、バリヤ層（１４）、第１位相層（８）、吸収材料（９）、第２位相層（１０）、前記背面ミラー（１１）、及び前記第２金属層（１６）を積層させることを通じて形成されることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、
前記第２位相層（１０）に前記背面ミラー（１１）を堆積させる前に、前記吸収材料（９）に結晶欠陥を形成するように前記第２位相層をイオン照射する段階を備えることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１９又は２０記載の方法において、
前記第２構造を形成する段階は、前記背面ミラー（１１）に拡散バリヤを堆積させる段階と、前記拡散バリヤに金の層を堆積させる段階と、を備えることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１８から２１のいずれか一項に記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記成長基板（１５）を除去する段階と、
前記バリヤ層（１４）を除去する段階と、
前記バリヤ層（１４）を除去する段階の後に、前記第１位相層（８）をスローエッチングする段階と、を連続的に備え、
前記スローエッチングする段階は、前記素子のスペクトル特性によって制御されることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記スローエッチングする段階の後に、前記前面ミラー（７）を堆積させる段階を備えることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記前面ミラー（７）は、誘電体層を積層させることを通じて形成されたブラッグミラーであることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記誘電体層を積層させる段階は、交互になったＳｉＯ２層及びＴｉＯ２層、又は交互になったＳｉＯ２層及びＳｉ層を介して行われることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２６】
請求項１８記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記第２構造（１５，１４，７，８，９，１０，１１，１６）を形成する段階は、前記成長基板（１５）における、バリヤ層（１４）、前面ミラー（７）、第１位相層（８）、前記吸収材料（９）、第２位相層（１０）、前記背面ミラー（１１）、及び前記第２金属層（１６）の連続的なエピタキシャル成長を通じて、形成されることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２７】
請求項２６記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記第２位相層（１０）に前記背面ミラー（１１）を堆積させる段階の前に、前記吸収材料（９）に結晶欠陥を形成するように、前記第２位相層をイオン照射する段階を備えることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２８】
請求項２０又は２７記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
照射エネルギーは、イオンがその移動を前記成長基板（１５）内で終えるように調整されることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２９】
請求項２０，２７，又は２８記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記イオンは、Ｎｉ＋６イオンであることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３０】
請求項２６又は２７記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記第２構造を形成する段階は、前記背面ミラー（１１）に拡散バリヤを堆積させる段階と、前記拡散バリヤに金の層を堆積させる段階と、を備えることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３１】
請求項２６又は２７記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記前面ミラー（７）は、交互になったＩｎＰ層及びＩｎＧａＡｓＰ層を介して形成されたブラッグミラーであることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３２】
請求項２６又は２７記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記成長基板（１５）を除去する段階と、前記バリヤ層（１４）を除去する段階と、を連続的に備えることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３３】
請求項２２又は３２記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記成長基板（１５）を除去する段階は、機械的研磨を介して、次いでエッチングを介して行われることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３４】
請求項２２，３２，又は３３記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記バリヤ層を除去する段階は、エッチングを介して行われることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３５】
請求項１８から３４のいずれか一項に記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記第１金属層（１７）を堆積させる段階は、前記熱伝導性基板（１３）に結合層を堆積させる段階の後に行われることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３６】
請求項１８から３５のいずれか一項に記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記第１金属層（１７）は、次の材料：Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕの少なくとも一つから形成され、
前記第２金属層（１６）は、次の材料：Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂのいずれか一つから形成される、
ことを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３７】
請求項１８から３６のいずれか一項に記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記吸収材料（９）を堆積させる段階は、連続する量子井戸と該量子井戸を分離するバリヤとを堆積させることによって行われることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３８】
請求項１８から３７のいずれか一項に記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）層の堆積の形態で前記背面ミラー（１１）を堆積させる段階を備えることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、デジタル光信号を処理するための可飽和吸収素子（saturable absorber component）、及びデジタル光信号を処理する可飽和吸収素子の製造方法に関する。
【０００２】
本発明に係る素子は、高速光伝送の分野において特に有利な用途（大西洋を横断する通信のためのオールオプティカル信号再生、変調コントラスト増幅、波長変換、時間デマルチプレクシング光サンプリング、等）を有する。
【背景技術】
【０００３】
情報通信技術は現在急速に発展している。情報の交換におけるこの成長は、益々多くの伝送容量を要求する。
【０００４】
光信号伝送の場合、情報の処理は、光信号を電気信号へ変換した後に行われる。この変換操作は、通信網の処理容量を制限する。このように、処理された情報の量を増加させるために、これらネットワークの複雑さを増加させる必要がある。複雑さが増加するのを回避するために、光信号を電気信号へ変換する必要がないことを意味する「オールオプティカル」の方法で光信号を処理することのできる素子を開発することが必須である。
【０００５】
オールオプティカル素子（all-optical component）の間では可飽和吸収素子が知られている。一般的に言って、可飽和吸収素子は、次の特性を有する：
−振幅又は信号フェーズに対する非線形特性（この特性は、例えば閾値伝達関数によって表すことができる）；
−（速度に反比例する）ビット時間よりも少ないことを意味する、情報の速度と適合する応答時間；
−信号強度と適合する伝達関数の閾値エネルギー。
【０００６】
可飽和吸収素子の機能化は、半導体材料の可飽和吸収現象に基づいている。半導体材料を通過する入力信号の強度Ｉに対する半導体材料の吸収係数αの変化が、図１に示されている。低い強度信号は、材料の基礎吸収を経て、その結果吸収される。他方で、高い強度信号は、半導体材料の吸収を実質的にゼロの値に減少させる。これが吸収飽和現象である。高い強度信号はしたがって、吸収されることなく伝送される。
【０００７】
入力信号の強度Ｉに対する可飽和吸収材料の伝達関数Ｔが、図２に示されている。伝達関数Ｔは、強度Ｉの非線形関数である。材料は、入力信号の低い強度レベル、例えばノイズレベルで不透明（Ｔ＝Ｔｍｉｎ）であり、高い強度レベル、例えば「役立つ」信号レベルで実質的に透明（Ｔ＝Ｔｍａｘ）である。これにより通信コントラストＴｍａｘ／Ｔｍｉｎが定義される。
【０００８】
非線形効果及び通信コントラストを強化するために、可飽和吸収材料を、動作波長に共振する非対称ファブリー・ペロキャビティに配置することができる。このキャビティは、距離Ｌによって分離される異なる反射率Ｒｂ及びＲｆの２つのミラーＭ１及びＭ２を備える。そのようなキャビティは、図３に示されている。キャビティを数巡した後、強度の節Ｎ及び波腹Ｖを有する定在波システムが確立される。吸収材料と入射光との間の結合はしたがって、一方で複数回の巡回によって、他方で定在波の波腹に吸収材料を配置することによって、強化される。
【０００９】
弱い信号レート、例えばノイズにおける素子の応答の相殺は、キャビティによって反射された異なるビーム間の相殺的干渉を生成することによって得ることができる。この相殺は、次のインピーダンス整合条件を介して形成される：
Ｒｆ＝Ｒｂ・ｅ−２α０Ｌ    （１）
ここで、Ｒｆは前面ミラーの反射率であり、
Ｒｂは背面ミラーの反射率であり、
α０は材料の基礎吸収であり、かつ
Ｌはキャビティ内における吸収体の厚さである。
【００１０】
可飽和吸収キャビティを用いて異なる機能を果たすことができる。第１の機能は、一つの信号のみがキャビティへ送られる場合の変調コントラストの増幅である。他の機能は、複数の信号がキャビティへ送られる場合の、オプティカルドア（optical door）の制御に関する（したがって低い振幅信号の伝送を可能にするように、強い信号が制御信号として役立つ）。
【００１１】
可飽和吸収キャビティの優位な特徴は、この種の素子がいかなる電極も持たないということである。これにより、電気の供給を予想する必要がないので、極端な小型化、熱の散逸の最小化、及び実施の大幅な容易化が可能となる。これらの利点は、異なる波長のいくつかのカナル（canal）を扱おうと望む場合に、特に有益である。というのも、これらの異なるカナルは、直径が通常約数ミクロンである入射ビームのフォーカス条件によって単に制限されるカナル間の空間を有する、単一のキャビティに隣接する区域で扱うことができるからである。
【００１２】
インピーダンス整合条件（式（１）参照）の生成は、最適な動作（高い整流コントラスト（commutation contrast））を得るために必須である。この条件に関する許容範囲の研究は、キャビティが非常に非対称である（ＲｆがＲｂよりも著しく低い）場合に、条件の生成が益々容易となることを示す。かくして、この条件を守るために、高い吸収が必要である。この結果、素子の性能が劣化するのを回避するために排出される必要がある吸収されたエネルギーが高くなる。
【００１３】
公知の技術に係る可飽和吸収キャビティは、図４に示されている。このキャビティは、非特許文献１に開示されている。
【００１４】
非常に非対称なキャビティは、非常に低い反射率（通常約１％）の前面ミラー１と、４μｍの厚さに束縛された量子井戸から形成された吸収材料２と、位相制御層３（ＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＰ層）と、金（Ａｕ）の高反射率背面金属ミラー４（通常９５％よりも大きい）と、を備える。低反射率ミラー１は、非反射性層６が配置された成長基板５で覆われている。
【００１５】
半導体層の成長は、低温で行われる。量子井戸のドーピングは、これらの成長と同時に実施される。応答時間を減少させるために、高ドーズ（投与量）のドーピングが必要である。これらの技術（低温成長及びドーピング）のそれぞれは、吸収材料の非線形特性を悪化させる。
【００１６】
成長基板５を突き抜けた入射光波Ｉ１は、波Ｏ１の形態で前面ミラー１によって部分的に反射される。前面ミラー１によって伝送された波は、波Ｏ２の形態で背面ミラー４によって反射されることによって、キャビティ内で巡回（round tour）をする。このキャビティ内の巡回の間、波Ｏ２は吸収材料２によって部分的に吸収され、次いで前面ミラー１によってほとんど完全にもう一度伝送される。相殺的干渉（反射率の最小化）を得るために、２つの波は、振幅が等しく、かつ位相が反対でなければならない。
【００１７】
このキャビティは、我々が列挙することができるいくつかの不都合を有する：
−製造手段がキャビティパラメータのいかなる制御も許さないこと（かくして高い許容範囲の設計、したがってきわめて非対称なキャビティ（Ｒｆ＜＜Ｒｂ）が必須である）、
−インピーダンス整合条件（１）を生成するように、材料の厚さ（４μｍ）が相対的に重要であることのために吸収材料によって吸収されるエネルギー値が高いこと；
−背面ミラーが非常に低い熱伝導性を有する空気と直接接触しているという事実により、吸収されたエネルギーの排出が乏しいこと；
−高ドーズのドーピングが必要なこと、及び低温成長によって、吸収材料の伝達曲線の非線形特性が乏しいこと；
−量子井戸のドーピングが井戸の成長の間に実施されるという事実により、素子速度の調整を制御するパラメータの制御が不可能であること；
−キャビティに到達する前に、全体の厚さを通じて光が透明な成長基板を通過しなければならないという事実により、透明な成長基板を使用する義務があること。
【００１８】
その上、上述したように、相殺的干渉は、構造全体を通過した、前面ミラーによって反射された信号と背面ミラーによって反射された信号との間で行われなければならない。この相殺的干渉は、金属ミラーを堆積する前に、位相制御層の厚さを設定することによって作成される。現在のところ、金属ミラーは、ミラーが反射する光を著しく位相シフトさせる。金属ミラーを連続して堆積することは、干渉の状態を実質的に変更するというかなりの危険を有する、ということがわかる。素子の性能は、非常に悪化するということを示すことができる。
【００１９】
本発明はこれらの不都合を持たない。
【非特許文献１】Ryo Takahashi, “Low-temperature-grown-surface-reflexion all-optical switch (LOTOS)”, Optical and Quantum Electronics 33: 999-1017, 2001
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００２０】
実際は、本発明は、前面ミラーと背面ミラーとの間に位置する吸収材料を含む可飽和吸収素子に関する。背面ミラーは、熱伝導性基板上の溶接接合を介して固定された埋込ミラーである。
【００２１】
本発明はまた、前面ミラーと背面ミラーとの間に位置する吸収材料を含む可飽和吸収素子の製造方法にも関する。本方法は、
−熱伝導性基板上に第１金属層を堆積させることを介して第１構造を形成する段階と；
−成長基板上に、吸収材料及び第２金属層を含む第２構造を形成する段階と；
−前記第１及び第２金属層を接合する段階と；
−前記第１及び第２金属層を固液相互拡散を介して結合させる段階と；
を備える。
【００２２】
本発明に係る素子は好都合には、吸収されたエネルギーの非常に優れた排出を保証する。
【００２３】
本発明に係る素子の製造方法は好都合には、キャビティパラメータの制御を可能にする。かくして、無意味に厚い吸収材料が、高い反射率の前面ミラーを用いてキャビティに挿入され得る。これにより、吸収エネルギー及び熱の効果が著しく減少する。
【００２４】
他の特徴及び優位点は、添付の図面に関して行われる本発明の好ましい実施例を読むことで明らかとなろう。全ての図面において、同一の参照番号は同一の構成要素を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１，２，３，及び４は前述したので、これらの図を再び扱うのは不適切である。
【００２６】
図５は、本発明に係る可飽和吸収キャビティを示す。本キャビティは、
−前面ミラー７（誘電体堆積物又は半導体ミラー）；
−第１不吸収位相層８；
−量子井戸と量子井戸を分離するバリヤとから構成された吸収構造９（この吸収構造はまた、固体半導体層、又は量子箱から構成された構造によって構成され得る）；
−第２不吸収位相層１０；
−背面ミラー１１；
−溶接接合１２；及び
−非常に優れた熱伝導体となるよう選択された基板１３；
を備える。
【００２７】
好ましくは、拡散バリヤ（図示せず）が、はんだ接続１２とミラー１１との間に配置される。
【００２８】
素子の非線形作用は、吸収材料のエキシトニック吸収飽和のおかげで得られる。この効果は、前面ミラー７、吸収媒体９、及び背面ミラー１１によって形成された非対称マイクロキャビティのインピーダンス整合によって強化される。効果的な整流閾値（energetic commutation threshold）を低くすることを可能にするために、吸収層９の厚さは、好ましくは十分に低い値（例えば１００ｎｍ）から選択される。背面金属ミラー１１は、吸収出力の非常に優れた排出を好都合に保証する、非常に優れた熱伝導性基板１３に固定されている。素子の非常に優れた動的な性能は、エキシトニック吸収が劣化することなく、イオン照射を介して吸収媒体で生成された欠陥ｄの存在のおかげで得られる。
【００２９】
したがって、動作波長において優れた吸収飽和特性を有する材料の構成物を選択する必要がある。吸収飽和特性は、材料のエネルギーバンドに依存する。好ましくは、吸収材料は、量子井戸を用いて形成される。したがって、量子井戸と量子井戸を分離するバリヤとの構成物は、より特に動作波長において著しいエキシトニック吸収を有するために調整される。
【００３０】
本発明の好ましい実施例に係る素子の製造方法を以下に記述する。
【００３１】
図６は、本発明の第１実施例に係る素子を製造する第１段階を示す。第１段階は、成長基板１５、例えばＩｎＰ基板に半導体層を成長させる段階である。基板１５に成長される半導体層は、連続した：
−バリヤ層１４、例えば２５０ｎｍの厚さを有するＩｎＧａＡｓＰ層；
−第１位相層８、例えば２５０ｎｍの厚さを有するＩｎＰ層；
−量子井戸と量子井戸を分離するバリヤとから構成されたユニット９であって、動作波長、例えば１．５５μｍにおいて所望のエキシトニック吸収特性を有するように仕上げられたユニット９；
−第２位相層１０、例えば７５ｎｍの厚さを有するＩｎＰ層；
である。
【００３２】
量子井戸の数は、例えば３と等しくすることができ、各量子井戸は９ｎｍの厚さを有し、量子井戸間の各分離バリヤは７ｎｍの厚さを有する。この小さな吸収厚さは好ましくは熱の影響を減少させること、及び高速で利用できるエネルギー出力と適合する飽和出力エネルギーを有することを可能にする。
【００３３】
基板１５上の半導体層の成長は、例えばＭＯＶＰＥエピタクシー（「金属有機気相エピタクシー（Metal Organic Vapor Phase Epitaxy）」）を介して実施される。層の結晶網（crystalline network）と基板との間のメッシュが尊重されねばならない。層の成長がＩｎＰ基板上で行われ、例えばシリコン基板（Ｓｉ）上では行われないという理由のためである。バリヤ層１４の組成は、例えば１．４１μｍ近辺に位置する吸収バンドを得るように調整され、かくして量子井戸と、量子井戸間のバリヤと、の厚さは、１．５５μｍ近辺で著しいエキシトニック吸収を得るように調整される。
【００３４】
成長基板１５上に材料を成長させる段階は、図７に示されるような、イオン照射段階の前に行われる。
【００３５】
イオン、例えばＮｉ＋６イオンは、第２位相層１０に送り出される。したがって、これらイオンは、連続する層１０，９，８，及び１４から構成された構造を通過して、成長基板１５でその移動を終える。移動の間、イオンは、吸収材料に結晶欠陥ｄを生成する。吸収材料における欠陥の存在は好都合には、吸収材料の特性を悪化させることなく、吸収緩和プロセスを加速することを可能にする。実際、欠陥は、ホール−電子対に対して効率的な捕獲中心の役割を果たす。照射エネルギーは、イオンが全体の構造を通過してその移動を成長基板で終えるように調整される。次いでイオンは、イオンの残りの吸収を回避するように除去される。
【００３６】
吸収緩和時間の減少は、表面ユニットあたりのイオンの数を意味する照射の投与量（dosage）に直接関連している。この技術は好都合には、半導体層をエピタキシャル成長させる段階の後に、素子の応答時間を調整することを可能にする。ピコ秒よりも短い応答時間は、エキシトニック吸収を悪化させることなく得ることができる。Ｎｉ＋６のイオン照射投与量は、例えばｃｍ２あたり２．１０１１イオンに等しくすることができ、この結果、応答時間が実質的に６ｐｓに等しい素子となる。イオンのエネルギーは、１１ＭｅＶに等しくすることができ、これにより実質的に２μｍに等しい停止距離が誘導される。このようにしてイオンは、全体の構造を通過し、基板にぶつかり（後に除去される）、かくして全ての残りの吸収が回避される。
【００３７】
背面ミラー１１と一組の金属層との堆積は、図８に示すように、照射段階に続く。
【００３８】
背面ミラー１１は、第２位相層１０に堆積される。堆積は、例えば１０−７Ｔｏｒｒに実質的に等しい圧力を意味する真空条件下で実施される。ミラーを形成するために用いられる材料は、高い熱反射率及び伝導率を有することを意味する優れた光学的及び熱的特性に対して選択された金属である。銀（Ａｇ）又は金（Ａｕ）の堆積は、適切にはこれら２つの条件を考慮する。非制限的な図によれば、１０％に希釈された塩酸（ＨＣＬ）をベースにした化学的侵略を介してこの第２層の表面を脱酸した後、３００ｎｍの厚さを有する銀のミラーが第２位相層に形成され得る。したがって背面ミラーの反射率は約９５％に等しい。
【００３９】
拡散バリヤ、金の層、及びインジウムの層から連続的に構成された１組の金属層は、背面ミラー１１に堆積される。インジウムの層１６のみが、図８に示されている。拡散バリヤは、例えば１２０ｎｍの厚さを有するチタン（Ｔｉ）の層とすることができる。金の層の厚さは３００ｎｍとすることができ、インジウムの層の厚さは１２００ｎｍとすることができる。堆積された金の層とインジウムの層との比は、インジウムの重量が６０．２％の組成の金／インジウム２重層を与える。
【００４０】
側面には、ホスト基板１３、例えばシリコン基板が、図９に示すように、金の層１７で覆われる。金の層は、例えば３００ｎｍの厚さを有する層である。金の層１７の堆積の前に、２０ｎｍの厚さを有するチタン（Ｔｉ）の薄い結合層が、ホスト基板１３上にできる限り堆積され得る。
【００４１】
かくして図８に示すような構造は、図９に示すような構造と接触するようになる。２つの構造の接合は、例えば約６ｂａｒの制御された圧力下で装置をクランプすることで行われる。その構造は、図１０に示すように、以下で詳述される条件で、より一般的にははんだ名称ＳＬＩＤ（solder appellation SLID）（Solid-Liquid Interdiffusion：固液相互拡散）の下で知られている固液相互拡散を介してはんだの生成を可能にするように、一つのものを他のものと接触させる層１６及び１７である。ＳＬＩＤを介して固定するプロセスは、文献”Semiconductor Joining by the Solid-Liquid Interdiffusion (SLID) Process” by Leonard Bernstein, Journal of the Electrochemical Society, p. 1282-1288, December 1966、及び文献”Au-In Bondig Below the Eutectic Temperature” by Chin C., Chen Y. and Goran Matijasevic, IEEE Transactions on Components, Hybrids, and Manufacturing Technology, vol. 16, No. 3, May 1993, p. 311-316に記述されている。
【００４２】
ＳＬＩＤはんだ（SLID solder）の原理は、いくつかの金属間二元システムの相図における、低温（共融温度よりも低い約２００℃）で、融点がプロセス温度（４００〜７００℃）の２倍を上回るはんだを得ることを可能にする固相線の跳びの存在に基づいている。そのような二元システムを有するのに必要な条件は、２つの金属のうちの一つが、他の融点よりも大いに上回るの融点を有することである。金／インジウム結合（Ａｕ−Ｉｎ）は典型的な例を表す。
【００４３】
実用的な条件において、最も単純な場合、異なる金属の層は、組み立てられるべき２つの基板のそれぞれに堆積される。次いで、２つの基板は、圧力下で金属層を配置することによって他方に対して一方が密接に接触するようになる。ユニットは、２つの金属のうちの一つ、例えば金／インジウム結合の場合インジウム、の融点よりも僅かに大きい温度まで加熱される。２つの金属のうちの一つは、他の金属（Ａｕ）の表面を融解して湿らせる。次いで、２つの金属の固液相互拡散が、液体相（Ｉｎ）の消費と固体金属間組成、金／インジウム結合の場合にはまずＡｕＩｎ２の生成とを生み出す。はんだ接合点の固体化は、共融温度の等温条件よりも下の等温条件で実施される、ということは強調されねばならない。これは、ＳＬＩＤはんだを従来のはんだと区別する点であり、ここで、合金は共融温度よりも上の温度で形成され、合金の固体化は冷却の間に得られる。はんだ接合点が完全に凝固した後、相互拡散は、システムの熱力学的バランスまで固体状態にとどまることができる。堆積された層の厚さの比は、完成された合金の化学量論によって定義される。この比は、完成された合金の再溶融温度がはんだプロセスの温度よりも実質的に上であるように選択されねばならない。図によれば、Ａｕ／Ｉｎシステムであってプロセス温度が２００℃の場合、インジウム及び金の層の全体の厚さの比は、２対１に取ることができ、これによりインジウムの重量が４３．１％となる最終的な金／インジウム合金の組成が与えられる。熱力学的バランスを用いて、そのようなシステムの最終的なはんだは、図５及び図１１で１２で印された２つの固体相ＡｕＩｎ及びＡｕＩｎ２から構成される。
【００４４】
Ａｕ／Ｉｎ結合を除くと、他の二元システムをＳＬＩＤはんだに用いることができる。これらを構成するために、例えば一覧が制限的ではない次の金属の間の結合から選択が行われ得る：
−高融点：Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕ；
−低融点：Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂ。
【００４５】
ＳＬＩＤはんだはまた、例えば機械的性質のようないくつかの性質を改善するよう意図された他の元素を加えることで、三元合金、又はより多くの元の合金とすることができる。
【００４６】
異なる真空蒸発プロセスを介して又は電気めっきを介して、金属溶着が達成され得る。一般的に、はんだ接合点の厚さは、１μｍと２μｍとの間にある。
【００４７】
加熱は、加熱手段又はマイクロ波手段を介して実施され得る。マイクロ波手段の場合、導電層のみが加熱され、かくして素子の活性層のアニーリングが回避され、組立工程の全体の時間がかなり減少する。
【００４８】
全ての金属に関して、インジウムが液体状態で非常によく反応し、金属ミラーと活性層とを侵略（aggress）することができる。前述の拡散バリヤはこの侵略の回避を可能にする。拡散バリヤは、上述の例におけるようにチタンの層、又はＷ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｃｒ又はＴａの層とすることができ、又は多層とさえすることができ、又はこれらの金属のうちの少なくとも一つから形成された合金とすることができる。
【００４９】
ＳＬＩＤはんだを介する組立技術は好都合には、他のものの間で、次の３つの条件を満足させることを可能にする：
Ｉ．活性層の外側の熱を効率的に排出することを保証する、素子の優れた熱伝導性；
ＩＩ．冷却の間に強烈な束縛を誘起すること、及び照射の間に生成された欠陥を回復させること、を回避することを可能にする低温プロセス；
ＩＩＩ．得られた素子の優れた表面均一性。
【００５０】
ひとたび構造が組み立てられたなら、イオンが注入された成長基板１５とバリヤ層１４とは除去される。成長基板及びバリヤ層の除去の後に得られた構造は、図１１に示されている。
【００５１】
基板１５の除去は、乾式又は湿式の選択性エッチングの前の機械的シンニングを介して行われ得る。シンニングによって、基板の厚さを例えば約９０％減少させることができ、化学エッチング段階によって、基板に残っているものを除去することができる。基板１５の除去はまた、乾式又は湿式の選択性化学エッチングを介して完全に行うことができる。エッチングプロセスの選択性は、基板の残留物を保護するように高く（通常１００よりも大きく）しなければならない。バリヤ層１４は完全にこの役割を果たす。バリヤ層１４は、成長基板とは異なる材料から構成されており、層の厚さは第１位相層の厚さのおよそ３倍である。
【００５２】
次いでバリヤ層１４の除去が実施される。エッチング、例えば湿式化学エッチングによりバリヤ層を除去することができる。エッチングプロセスの選択性はまた、キャビティを保護するように高く（通常１００よりも大きく）なければならない。
【００５３】
素子のスペクトル特性によって制御されるキャビティの厚さの設定は、バリヤ層１４の除去段階に続く。この設定の目的は、キャビティ共鳴モードと符号するエキシトニック吸収（excitonic absorption）を形成することである。図１２は、スペクトル特性づけの間に確立される設定曲線Ｃ１，Ｃ２，及びＣ３を表す。
【００５４】
スペクトル特性づけによりまず、エキシトニック吸収のスペクトル位置λｅとキャビティ共鳴モードのスペクトル位置λｒと（曲線Ｃ１参照）を突き止めることができる。キャビティの厚さは、共鳴波長を決定する。設定は、第１位相層の非常にゆっくりとしたスローエッチング（例えば約一分あたりλ／１００のエッチング速度）を介して行われる。第１位相層のエッチングは、エキシトニック線と一致するように、キャビティ共鳴モードをオフセットすることを可能にする。曲線Ｃ１，Ｃ２，及びＣ３は、エッチング作業の間の素子のスペクトルの成長を示す。整合は、エキシトニック吸収がキャビティ共鳴モードと一致するとき（曲線Ｃ３）に達成される。本発明に係る方法におけるこの段階の新奇さは、成長後、及び金属ミラーの堆積後に厚さを制御することができることにある。
【００５５】
インピーダンスはなお整合される必要があり、整合は、通信コントラストを最大化するように線形状態において素子の全体の反射率を相殺することを意味する。インピーダンス整合段階は、前面ミラー７の堆積を介して実施される。前面ミラー７は、背面ミラー１１の反射率よりも劣る反射率を有するブラッグミラー（Bragg mirror）である。ブラッグミラーの動作波長は、ミラーがあらゆる付加的な位相の遅れを加えないように、エキシトニック線の動作波長に明らかに中心を置かれねばならない。これにより、エキシトニック共鳴で調整されたキャビティ共鳴がもはや移動しないことが保証される。ブラッグミラーは、誘電体層の積層、例えば交互になったＳｉＯ２層及びＴｉＯ２層、又は交互になったＳｉＯ２層及びＳｉ層を介して形成することができる。前面ミラー７は、第１位相層８上の堆積を介して形成される。前面ミラーの反射率は、インピーダンス整合条件（式（１）参照）を考慮するよう選択される。前面ミラーの堆積により、図５に示された本発明に係る構造が得られる。最後の段階として前面ミラーの堆積を実施することにあるこの製造手段は、本発明によれば好ましい。実際、（インピーダンス整合条件（１）を形成する反射率の値を用いて）低強度素子の反射率を相殺するために適切な堆積を選択すること、したがって低強度素子の通信コントラストを強化することが可能となる。
【００５６】
したがって、本発明に係る素子及びその製造方法は、従来技術の素子と比べていくつかの優位点、すなわち以下に列挙され得る優位点を有する：
−製造手段がキャビティパラメータの制御を可能にすること（より高い反射率を有する前面ミラーの選択は、イントラキャビティ場（intra-cavity field）を強化しかつ飽和出力エネルギーを減少させる効果を有することを可能にする）；
−この材料の厚さ（例えば１００ｎｍよりも下の厚さ）が重要でないことにより、吸収材料によって吸収されるエネルギーの値が低いこと；
−はんだ接合点のおかげで、背面ミラーが非常に優れた熱伝導性基板に埋め込まれるという事実により、吸収されたエネルギーの排出が非常に優れていること；
−エキシトニック線はイオン照射によって生成された欠陥によって悪化しないという事実；
−応答時間と照射投与量との間の関係の従来の校正のおかげで素子の応答時間を制御することができること；
−プロセスが、動作波長で、後に除去されるような透明な成長基板の使用を必要としないという事実。
【００５７】
図として、図１３は、ミラーを堆積する前（曲線Ｃ４）及びミラーを堆積した後（曲線Ｃ５）の、本発明の第１実施例に係る素子の実験的な反射率曲線を表す。
【００５８】
本発明の第２実施例は、以下、図１４〜図１７に関して述べられる。
【００５９】
本発明の第２実施例によれば、ブラッグミラーは、前記基板１５に半導体層を成長させる段階の間に形成されたエピタクシー半導体ミラーである。したがって基板１５に成長された半導体層は、連続して、バリヤ層１４、ブラッグミラー７、第１位相層８、吸収構造９、及び第２位相層１０である。ブラッグミラーはしたがって、例えば交互になったＩｎＰ層及びＩｎＧａＡｓＰ層から構成され得る。
【００６０】
図１４は、続くエピタキシャル成長段階から得られた構造を表し、図１５は、このようにして得られた構造の照射段階を表す。
【００６１】
照射段階は、図１６に示すような構造を得るように、背面ミラー１１、及び金属層１６を堆積させる段階の後にくる。図１６に示すような構造はしたがって、図９に示すような構造と接触するようになる。本発明の第１実施例に対して以前に言及されたように、その構造は、ＳＬＩＤはんだを形成するように一を他と接触させる層１６及び１７である。次いで成長基板１５及びバリヤ層１４は、図５に示されたような可飽和吸収素子を得るために除去される。
【００６２】
本発明の第２実施例は、第１実施例に従う場合のように、第１位相層のスローエッチングを介してキャビティを調整する段階を含まない。
【００６３】
図１８及び図１９は、本発明に係る素子に関する実験結果を示す。
【００６４】
図１８は、１．５５μｍの波長で２０ＭＨｚにおけるパルス流のパルスを介したエネルギーＥｐｕｌｓｅに対するログスケールＲ（Ｌｏｇ）での素子の反射率を表す。非常に低い反射率Ｒｍｉｎ（３％）が低レベルの入射エネルギーに対して認められ、高い反射率Ｒｍａｘ（４０％）が高レベルの入射信号に対して認められる。通信コントラストは、１ｐＪの低飽和エネルギーを用いて１１ｄＢと見積もられる。
【００６５】
図１９は、励起信号とプローブ信号との間の遅延に対する素子の規格化された非線形信号を表す。非常に急速な信号の減少は、イオン照射のおかげで加速された緩和プロセスの表れである。示された値（６ｐｓ）は、２．１０１１ｃｍ−２の投与量で１１ＭｅＶの照射Ｎｉ＋に対して得られた、信号が指数関数的に減少する特性時間である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】半導体材料を通過する入力信号の強度Ｉに対する半導体材料の吸収係数αの変化を示す図である。
【図２】可飽和吸収材料を通過する入力信号の強度Ｉに対する可飽和吸収材料の伝達関数を示す図である。
【図３】可飽和吸収キャビティの回路図である。
【図４】従来技術に係る可飽和吸収キャビティを示す図である。
【図５】本発明に係る可飽和吸収キャビティを示す図である。
【図６】本発明の第１実施例に係る可飽和吸収キャビティの製造の第１段階を示す図である。
【図７】本発明の第１実施例に係る可飽和吸収キャビティの製造の第２段階を示す図である。
【図８】本発明の第１実施例に係る可飽和吸収キャビティの製造の第３段階を示す図である。
【図９】本発明の第１実施例に係る可飽和吸収キャビティの製造の第４段階を示す図である。
【図１０】本発明の第１実施例に係る可飽和吸収キャビティの製造の第５段階を示す図である。
【図１１】本発明の第１実施例に係る可飽和吸収キャビティの製造の第６段階を示す図である。
【図１２】本発明の第１実施例に係る可飽和吸収キャビティのスペクトル特性曲線を示す図である。
【図１３】本発明の第１実施例に係る可飽和吸収キャビティのスペクトル応答曲線を示す図である。
【図１４】本発明の第２実施例に係る可飽和吸収キャビティの製造の第１段階を示す図である。
【図１５】本発明の第２実施例に係る可飽和吸収キャビティの製造の第２段階を示す図である。
【図１６】本発明の第２実施例に係る可飽和吸収キャビティの製造の第３段階を示す図である。
【図１７】本発明の第２実施例に係る可飽和吸収キャビティの製造の第４段階を示す図である。
【図１８】本発明に係る可飽和吸収素子の非線形伝達曲線を示す図である。
【図１９】本発明に係る可飽和吸収素子の時間応答曲線を示す図である。
【符号の説明】
【００６７】
７  前面ミラー
８  第１位相制御層（第１位相層）
９  吸収材料
１０  第２位相制御層（第２位相層）
１１  背面ミラー
１２  溶接接合
１３  熱伝導性基板
１４  バリヤ層
１５  成長基板
１６  第２金属層
１７  第１金属層
１５，１４，８，９，１０，１１，１６  第２構造
１７，１３  第１基板
【図１】
2005525588.tif 000003
【図２】
2005525588.tif 000004
【図３】
2005525588.tif 000005
【図４】
2005525588.tif 000006
【図５】
2005525588.tif 000007
【図６】
2005525588.tif 000008
【図７】
2005525588.tif 000009
【図８】
2005525588.tif 000010
【図９】
2005525588.tif 000011
【図１０】
2005525588.tif 000012
【図１１】
2005525588.tif 000013
【図１２】
2005525588.tif 000014
【図１３】
2005525588.tif 000015
【図１４】
2005525588.tif 000016
【図１５】
2005525588.tif 000017
【図１６】
2005525588.tif 000018
【図１７】
2005525588.tif 000019
【図１８】
2005525588.tif 000020
【図１９】
2005525588.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成16年9月27日(2004.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面ミラー（７）と背面ミラー（１１）との間に位置する吸収材料（９）を備えた可飽和吸収素子であって、
前記背面ミラー（１１）は、熱伝導性基板（１３）上の溶接接合（１２）を介して固定された金属埋込ミラーであり、
前記背面ミラー（１１）と前記溶接接合（１２）と前記熱伝導性基板（１３）とは、光が前記前面ミラー（７）に入射するとき前記素子によって吸収されるエネルギーを排出するよう意図された１組を構成することを特徴とする可飽和吸収素子。
【請求項２】
請求項１記載の素子において、
前記吸収材料（９）は、バリヤ層によって分離された１組の量子井戸から構成されていることを特徴とする素子。
【請求項３】
請求項２記載の素子において、
前記量子井戸はＩｎＧａＡｓＰ井戸であり、前記バリヤ層はＩｎＰ層であることを特徴とする素子。
【請求項４】
請求項２又は３記載の素子において、
前記吸収材料は、イオン照射によって生成された欠陥を含むことを特徴とする素子。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の素子において、
前記前面ミラー（７）は、前記素子の表面に位置しかつ前記背面ミラー（１１）の反射率よりも低い反射率を有するブラッグミラーであることを特徴とする素子。
【請求項６】
請求項５記載の素子において、
前記ブラッグミラーは、誘電層の積層であることを特徴とする素子。
【請求項７】
請求項６記載の素子において、
前記誘電層の積層は、交互になったＳｉＯ２層及びＴｉＯ２層、又は交互になったＳｉＯ２層及びＳｉ層から形成されていることを特徴とする素子。
【請求項８】
請求項５記載の素子において、
前記ブラッグミラーは、エピタクシー半導体ブラッグミラーであることを特徴とする素子。
【請求項９】
請求項８記載の素子において、
前記エピタクシー半導体ブラッグミラーは、交互になった不吸収ＩｎＰ層及びＩｎＧａＡｓＰ層から形成されていることを特徴とする素子。
【請求項１０】
請求項９記載の素子において、
前記ＩｎＧａＡｓＰ層は、動作波長で透明であることを特徴とする素子。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の素子において、
前記前面ミラー（７）と前記吸収材料（９）との間に位置する第１位相制御層（８）と、前記吸収材料（９）と前記背面ミラー（１１）との間に位置する第２位相制御層（１０）と、を備えることを特徴とする素子。
【請求項１２】
請求項１１記載の素子において、
前記第１及び第２位相制御層（８，１０）はＩｎＰ層であることを特徴とする素子。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の素子において、
前記背面ミラー（１１）と前記溶接接合（１２）との間に拡散バリヤを備えることを特徴とする素子。
【請求項１４】
請求項１３記載の素子において、
前記拡散バリヤは、層、又は多層、又はＴｉ，Ｗ，Ｐｔ，Ｎｂ，Ｃｒ，又はＴａから選択された金属のうちの少なくとも一つから作られた合金、であることを特徴とする素子。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の素子において、
前記溶接接合は、金属間合金であることを特徴とする素子。
【請求項１６】
請求項１５記載の素子において、
前記金属間合金は、次の材料：Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｐｄから選択された少なくとも一つの元素と、次の元素：Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂから選択された少なくとも一つの元素と、を含むことを特徴とする素子。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか一項に記載の素子において、
前記背面ミラー（１１）はＡｕ又はＡｇを使っていることを特徴とする素子。
【請求項１８】
前面ミラー（７）と背面ミラー（１１）との間に位置する吸収材料（９）を含む可飽和吸収素子の製造方法であって、
熱伝導性基板（１３）上に第１金属層（１７）を堆積させることを通じて第１基板（１７，１３）を形成する段階と；
成長基板（１５）に、吸収材料（９）及び第２金属層（１６）を含む第２構造を形成する段階と；
前記第１金属層（１７）及び第２金属層（１６）を接触させる段階と；
前記第１金属層（１７）及び第２金属層（１６）を固液相互拡散結合させる段階と；
を備えることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の可飽和吸収素子の製造方法であって、
前記第２構造（１５，１４，８，９，１０，１１，１６）を形成する段階は、前記成長基板（１５）上に、バリヤ層（１４）、第１位相層（８）、吸収材料（９）、第２位相層（１０）、前記背面ミラー（１１）、及び前記第２金属層（１６）を積層させることを通じて形成されることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、
前記第２位相層（１０）に前記背面ミラー（１１）を堆積させる前に、前記吸収材料（９）に結晶欠陥を形成するように前記第２位相層をイオン照射する段階を備えることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１９又は２０記載の方法において、
前記第２構造を形成する段階は、前記背面ミラー（１１）に拡散バリヤを堆積させる段階と、前記拡散バリヤに金の層を堆積させる段階と、を備えることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１８から２１のいずれか一項に記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記成長基板（１５）を除去する段階と、
前記バリヤ層（１４）を除去する段階と、
前記バリヤ層（１４）を除去する段階の後に、前記第１位相層（８）をスローエッチングする段階と、を連続的に備え、
前記スローエッチングする段階は、前記素子のスペクトル特性によって制御されることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２３】
請求項２２記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記スローエッチングする段階の後に、前記前面ミラー（７）を堆積させる段階を備えることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２４】
請求項２３記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記前面ミラー（７）は、誘電体層を積層させることを通じて形成されたブラッグミラーであることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２５】
請求項２４記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記誘電体層を積層させる段階は、交互になったＳｉＯ２層及びＴｉＯ２層、又は交互になったＳｉＯ２層及びＳｉ層を介して行われることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２６】
請求項１８記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記第２構造（１５，１４，７，８，９，１０，１１，１６）を形成する段階は、前記成長基板（１５）における、バリヤ層（１４）、前面ミラー（７）、第１位相層（８）、前記吸収材料（９）、第２位相層（１０）、前記背面ミラー（１１）、及び前記第２金属層（１６）の連続的なエピタキシャル成長を通じて、形成されることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２７】
請求項２６記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記第２位相層（１０）に前記背面ミラー（１１）を堆積させる段階の前に、前記吸収材料（９）に結晶欠陥を形成するように、前記第２位相層をイオン照射する段階を備えることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２８】
請求項２０又は２７記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
照射エネルギーは、イオンがその移動を前記成長基板（１５）内で終えるように調整されることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項２９】
請求項２０，２７，又は２８記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記イオンは、Ｎｉ＋６イオンであることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３０】
請求項２６又は２７記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記第２構造を形成する段階は、前記背面ミラー（１１）に拡散バリヤを堆積させる段階と、前記拡散バリヤに金の層を堆積させる段階と、を備えることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３１】
請求項２６又は２７記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記前面ミラー（７）は、交互になったＩｎＰ層及びＩｎＧａＡｓＰ層を介して形成されたブラッグミラーであることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３２】
請求項２６又は２７記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記成長基板（１５）を除去する段階と、前記バリヤ層（１４）を除去する段階と、を連続的に備えることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３３】
請求項２２又は３２記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記成長基板（１５）を除去する段階は、機械的研磨を介して、次いでエッチングを介して行われることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３４】
請求項２２，３２，又は３３記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記バリヤ層を除去する段階は、エッチングを介して行われることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３５】
請求項１８から３４のいずれか一項に記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記第１金属層（１７）を堆積させる段階は、前記熱伝導性基板（１３）に結合層を堆積させる段階の後に行われることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３６】
請求項１８から３５のいずれか一項に記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記第１金属層（１７）は、次の材料：Ａｕ，Ａｇ，Ｐｄ，Ｃｕの少なくとも一つから形成され、
前記第２金属層（１６）は、次の材料：Ｉｎ，Ｓｎ，Ｐｂのいずれか一つから形成される、
ことを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３７】
請求項１８から３６のいずれか一項に記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
前記吸収材料（９）を堆積させる段階は、連続する量子井戸と該量子井戸を分離するバリヤとを堆積させることによって行われることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【請求項３８】
請求項１８から３７のいずれか一項に記載の可飽和吸収素子の製造方法において、
金（Ａｕ）又は銀（Ａｇ）層の堆積の形態で前記背面ミラー（１１）を堆積させる段階を備えることを特徴とする可飽和吸収素子の製造方法。
【国際調査報告】
2005525588.tif 000022
2005525588.tif 000023
2005525588.tif 000024
2005525588.tif 000025
2005525588.tif 000026
2005525588.tif 000027