(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
選択された形状の少なくとも３つの半導体層（１〜３）と２つの空気層を交互に含む半導体装置であって、
前記半導体層は、それぞれ同じＮまたはＰ形ドーピングを有する２つの外側層（１，２）を含み、一方少なくとも１つの中間の第３層（３）は前記外側層（１，２）のドーピングとは異なるそれぞれＰまたはＮ形のドーピングを有し、前記少なくとも３つの半導体層（１〜３）の各々は２つの端部（４，５）を有し、該少なくとも３つの半導体層（１〜３）はそれらの端部部分（４、５）において故意にドープされないＩ形半導体スペーサ（８，９）により互いに分離されており、そして掛け渡されそして静電的動作により移動可能である柔軟性のある中央部分（６）を有し、そしてそれらの間で少なくとも２つのＰＩＮ形基礎構造を含む空洞（１０−１，１０−２）を有する構造を規定し、そしてそれぞれ選択された電位に配置されるのに適しており、そして
前記半導体層（１〜３）およびスペーサ（８，９）のそれぞれの厚さ、構成およびドーピングは、該構造が光処理機能に適用され、そして静電的動作によりそれらを変形するように該半導体層に適用される前記選択された電位の機能により調整されることを可能にする少なくとも１つの光伝達機能を有するような方法で選択され、前記処理機能は波長フィルタリング、スイッチングそして同調性を含むグループから選択されることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
Ｐドープ層（３）の相対する側の２つのＮドープ層（１，２）により形成された少なくとも１つの積層部を含み、前記層（１，２，３）はＮＩＰＩＮ形の構造を形成するために、故意にドープされていないＩ形スペーサ（８，９）により分離されており、前記Ｎドープ層は該構造が直列に配置された２つの基礎構造、ＮＩＰ基礎構造およびＰＩＮ基礎構造を定めるように異なる選択された電位に配置されており、前記基礎構造の一方は逆方向にバイアスされており、なお他方の基礎構造は順方向バイアスされ、該伝達機能の前記調整は該２つのＮドープ層に関して該ＮＩＰおよびＰＩＮ基礎構造に適用される該それぞれのバイアスを変化させることにより、該中間のＰドープ層を移動することにより得られることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
Ｎドープ層（３）の相対する側の２つのＰドープ層（１，２）により形成された少なくとも１つの積層部を含み、前記層（１，２，３）はＰＩＮＩＰ形の構造を形成するために、故意にドープされていないＩ形スペーサ（８，９）により分離されており、前記Ｐドープ層は該構造が直列に配置された２つの基礎構造、ＰＩＮ基礎構造およびＮＩＰ基礎構造を定めるように異なる選択された電位に置かれており、前記基礎構造の一方は逆方向にバイアスされており、なお他方の基礎構造は順方向バイアスされ、該伝達機能の前記調整は該２つのＰドープ層に関して該ＰＩＮおよびＮＩＰ基礎構造に適用される該それぞれのバイアスを変化させることにより、該中間のＮドープ層を移動することにより得られることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項４】
ＰＩＮＩＰまたはＮＩＰＩＮ形構造を形成する少なくとも１つの該半導体層（１，２，３）と同じ形（ＮまたはＰ）のドーピングを有し、それ自身のドーピングとして同じ形（ＮまたはＰ）のドーピングを有するスペーサを介して前記層（１，２，３）から離れて配置され、そして該構造の前記層（１，２，３）の形状と実質的に同じ形状を有する、追加の半導体層を含むことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の装置。
【請求項５】
該半導体層および該スペーサの該それぞれの厚さおよび構成は、該構造が調整可能である光学的伝達機能を提供するような方法で選択され、それによって波長同調可能な選択的フィルタリングを実行することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
該半導体層および該スペーサの該それぞれの厚さおよび構成は、該構造が調整可能である少なくとも１つの追加の光伝達機能を示すような方法で選択され、それによって波長フィルタリング、スイッチングそして同調性を含むグループから選択される機能を実行することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
光を検出するかまたは発生するために適用される少なくとも１つの能動的半導体層（２３）を含むことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
少なくとも２つ（１、２、１１）の前記層（１〜３、１１）が電位を掛けるように適用されるオーミックコンタクトを含むことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
基板（１３）上に形成されることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
選択された寸法およびドーピングのスペーサ（１４）の挿入と共に前記基板（１３）上に形成されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
該半導体層（１〜３，１１，１５、１７、１９，２０）および該スペーサ（８、９、１２、１４、１６、１８、２１、２２）はIII-V族材料により、特にガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはインジウムリン（ＩｎＰ）により、形成されることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電気的に調整可能なスペクトル変換機能を有する半導体光電子装置であり、そして特にマイクロ−光−電子−機械（ＭＯＥＭ；micro-opto-electro-mechanical）装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＭＯＥＭ装置は米国特許第５，６２９，９５１号および第５，７７１，２５３号（Chang-Hasnain他）に記載されている。より正確にはこれらは異なる屈折率を有する互い違いの半導体材料で構成された下部ブラッグミラーおよび上部ブラッグミラーを含む。この２つのブラッグミラーは空気が満たされた垂直のファブリーペロー空洞を規定する半導体スペーサによって互いに間隔を置いて配置されている。ミラーの１つは、空気の空洞の厚さを変化させそれによってファブリーペロー空洞のスペクトル応答を変化させるために、静電気手段により変形可能である。それ故この構造は調整可能な波長フィルタ、光検出器、または波長の調整可能なレーザとして動作可能である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記装置は該ブラッグミラーの１つの全ての層の結合した転置を必要とし、その結果比較的高い電界を必要とし、懸垂構造において機械的剛性が与えられる。さらに、これらは１つの光信号処理機能（調整可能なフィルタ作用）のみを提供可能で、このことはこれらの使用を高度に集積された光電子部品に制限する。
【０００４】
本発明の目的は先に延べた欠点をある程度または全て改善することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この最後において、本発明は、選択された形状による少なくとも３つの半導体層と２つの空気層の交互の配列（または積層部）を含み、ここで前記半導体層は隣接する層と異なるかまたは同じN形およびP形のドーピングを有し、少なくとも２つのＰＩＮ構造を含み空洞を有するＰＩＮＩＰまたはＮＩＰＩＮ構造を規定するために、Ｉ−形(意図的にドープされていない)半導体スペーサを介して間隔を置いて配置されており、そしてこれらがそれぞれ選択された電位を有するように適用される半導体装置について提案する。
【０００６】
さらに上記装置において、上記層およびスペーサのそれぞれの厚さ、構成およびドーピング(composition and doping)は、この構造に対して処理されるべき光が適用され、そして半導体層を静電的に変形するために、半導体層に対する選択された電位の機能により調整されるように適用されて、少なくとも１つの光伝達機能を有するように選択されている。
【０００７】
ＮＩＰＩＮまたはＰＩＮＩＰ構造の場合、ＰＩＮ基本構造（substructure）（または接合）としておよびＮＩＰ基本構造（または接合）として同時に寄与する各半導体層は、基本構造の伝達機能またはこの構造の伝達機能のいずれかを変化させるために、１つの方向にまたは２つの反対側の方向に転置する（displace）ことができる。最後に、一方において、転置される層については異なる形（ＮＩＰおよびＰＩＮ）の２つの基本構造間の中間面であることで十分であり、他方において、基本構造のそれぞれのバイアス電圧は適切に選択されることで十分である。この構造に対するＰＩＮまたはＮＩＰ基本構造の何らかの追加は、転置可能な層の数を増加させ、その結果調整可能なスペクトル伝達機能の数を増加させる。
【０００８】
従って、半導体層およびスペーサのそれぞれの構成および厚さを選択することにより、この構造は、選択された交互の連続部の機能として、１つまたはそれ以上の、調整するように適用され、そして少なくとも波長フィルタリング、スイッチングそして同調性（または他の機能）を含むグループから選択された機能が適用される、伝達機能を提供することができる。
【０００９】
ＮＩＰＩＮ（代わりにＰＩＮＩＰ）構造の場合、Ｐ形(代わりにＮ形)中央層の両方の２つのＮ形外側層（代わりにＰ形）は適切な異なる電位におかれ、その結果、この構造は直列に配置されそれぞれ逆方向および順方向にバイアスされる２つのＰＩＮおよびＮＩＰ基礎構造を形成する。この場合、伝達機能はＰＩＮおよびＮＩＰ基礎構造に適用されるそれぞれのバイアス電圧の変化により２つのＰ形(代わりにＮ形)外側層に関してＮ形(代わりにＰ形)中央層の”上方または下方”への(電気機械的)転置によって調整される。
【００１０】
異なるおよび／またはより複雑な具体例を想定することができる。この装置は特にＰＩＮＩＰまたはＮＩＰＩＮ構造のＮ形層(代わりにＰ形)の１つの上流または下流側に配置された１つまたはそれ以上の補助的なまたは追加のＮ形（代わりにＰ形）の故意にドープされた半導体層を含むことが可能であり、そしてこれは例えば新しいＮＩＰＩＮＩＰまたはＰＩＮＩＰＩＮ、またはＮＩＰＰＰＩＮまたはＰＰＰＩＮＩＰまたはＰＩＮＮＮＩＰ、またはＮＮＮＩＰＰＰＩＮまたはＰＰＰＩＮＮＮＩＰ構造を形成するために、そこから故意にドープされていないか（Ｉ形）または故意にドープされた（Ｎ形またはＰ形）うちいのずれかのスペーサを介して間隔を置いて配置されている。
【００１１】
これは調整されるように適用され、そして波長フィルタリング、スイッチング、同調性または同様の機能に関して適用されるＲＵ複数の伝達機能を有する複数機能の装置を形成する。
【００１２】
この装置の少なくとも１つの半導体層は、光を検出しまたは発生するのに適切であるように、能動的とすることができる。
【００１３】
さらにこの装置の構造は可能ならば選択された寸法とドーピングを有する挿入されたスペーサを具備するようにして基板上に形成することができる。
【００１４】
半導体層およびスペーサは望ましくはIII V族材料、特にガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはインジウム燐（ＩｎＰ）により形成される。さらに、これらの半導体層およびスペーサは望ましくは選択的化学エッチング技術と組合わされたエピタキシャル技術により製造される。
【００１５】
本発明の他の特徴および利点は以下の詳細な記載および添付の図面について考察することにより明白になるであろう。
【００１６】
【発明の実施の形態】
添付の図面は大部分の重要部分を定義するためのものである。その結果、これらは単に本発明の完成に役立つことができるだけでなく、必要な場合、本発明を規定することに寄与することを可能にする。
【００１７】
外光を光学的に処理する本発明に従う装置に関する第1の具体例が図1を参照して最初に記載される。
【００１８】
図1に示される事例において、この装置は３つの半導体層を含み、その中の２つの外側層１、２はそれぞれ中央層３の相対する側に位置する。これらの層は望ましくは実質的に同一の形状を有する。図示されている事例においては、これらの層は中央部分に拡大部７を有するブレード部６−ｉにより互いに結合されている実質的に矩形の形状の２つの端部４、５を有する（この事例においてｉ＝１〜３である。）。
【００１９】
隣接する層は分離層（またスペーサとして知られている）８，９により間隔を置いて配置される。より正確には、これらのスペーサ８、９は、これらブレード部６−ｉが掛け渡されそして空気層により互いに分離されるように、半導体層１〜３の端部４、５に形成される。
【００２０】
実証例において、外側層１、２の各外側ブレード部６−１、６−２は中央ブレード部６−３と共に垂直の空洞１０−１、１０−２の範囲を限定し、空洞の高さＨ１、Ｈ２はスペーサ８、９の厚さにより決定される。
【００２１】
図面に示されるように、上記の種類の構造は望ましくは挿入されたスペーサ１４を介して半導体基板１３上に形成され、このため、外側ブレード６−２もまた選択された間隔（スペーサ１４の高さに等しい）で基板１３の上部に掛け渡される。上記の種類の装置は処理されるべき光を導きそして処理された光を収集するための連結手段（例えば光ファイバ）と結合することができる。本発明によれば、層１〜３およびスペーサ８、９、１４は半導体材料、望ましくはIII V族半導体材料で作られる。これらの材料は、例えば、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）またはインジウム燐（ＩｎＰ）、またはＩｎＰ基板上に配置されたＩｎＧａＡｓ／ＩｎＰまたはＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｌＡｓヘテロ構造、またはＧａＡｓ基板上に配置されたＡｌＡｓ／ＧａＡｓヘテロ構造、またはＧａＡｓ基板上に配置されたＩｎＧａＰ／ＧａＡｓヘテロ構造である。
【００２２】
上記材料は勿論単なる好ましい事例である。
【００２３】
図１に示される事例において、中央半導体層３に対しそれぞれ相対する側に位置する外側半導体層１および２は故意に不純物（Ｎ形またはＰ形）が添加されており、そして中央半導体層３は故意に不純物（Ｐ形またはＮ形）が添加されており、その結果２つの隣接する層のドーピング形は異なる。さらに、スペーサ８、９は不純物が故意に添加されていない半導体材料（Ｉ形）により作られ、その結果この装置は外側半導体層１および２がＰ形層の場合ＰＩＮＩＰ構造を構成し、２つの外側半導体層がＮ形層の場合ＮＩＰＩＮ構造を構成する。基板１３およびスペーサ１４は望ましくはＩ形である。
【００２４】
この方法により形成された構造は共通層、即ち中央層３、を有する２つのＰＩＮおよびＮＩＰ構造を構成する。言い換えるならば、ＰＩＮＩＰ構造においてＰＩＮ構造はＮＩＰ構造とＮ形ドープ層を共有し、ＮＩＰＩＮ構造においてＮＩＰ構造はＰＩＮ構造とＰ形ドープ層を共有する。
【００２５】
それ故この技術に関する熟練者にとり、各ＰＩＮまたはＮＩＰ構造がＰＩＮ接合を形成することは明らかである。
【００２６】
本文の理解を容易にするために、以下、ＰＩＮＩＰ構造においてＰＩＮ構造はＮＩＰ接合の上部に配置されていると仮定する。換言すれば、Ｐ形外側ブレード部６−１は上部ブレード部であり、そしてＰ形外側ブレード部６−２は下部ブレード部である。
【００２７】
各半導体層およびスペーサ１、３、１４の厚さと配置、そしてそれ故空洞１０−１および１０−２の高さＨ１およびＨ２は、この装置の動作波長の関数および必要な変換の関数として選択される。例えば、そして図２Ａ（一定の比率で作成されたものではない）に示されているように、外側半導体層１および２そして中央半導体層３は実質的にｋλ／４に等しい光学的厚さを有することが可能であり、ここでｋは奇数であり、そして。２つの空洞１０−１および１０−２のそれぞれの高さＨ１およびＨ２は５λ／４に実質的に等しい（図２Ａ）。スペーサ１４はλ／２に等しい選択された厚さを有する。上記状態の下にこの構造は波長λのブラッグ反射器（ミラー）（Bragg reflector(mirror)）を形成する。
【００２８】
例えば、スイッチとして動作する装置に関しては、その伝達機能（transfer function）を調整することで十分であり、その結果それはミラー機能を提供する停止状態（図２Ａ）から伝達機能を提供する状態（図２Ｂ）に変化し、そして逆もまた同じである。
【００２９】
本発明に従い、伝達機能はブレード部６−ｉのうちの少なくとも１つに対し、望ましくは中央ブレード部６−３に対する電気機械的な移動によって調整される。このブレード部の移動に対して優先性を与えるために、ブレード部６−１および６−２が３λ／４の厚さを有するのに対して、このブレード部は例えばλ／４の厚さを有する。
【００３０】
移動は、空洞１０−１および１０−２のそれぞれに対しそれぞれのバイアス電圧を選択することにより、または言い換えるとこの構造における半導体層に適用されるそれぞれの電位を選択することにより行われる。
【００３１】
図２Ａに示されるように、如何なるバイアスもない場合には、中央ブレード部６−３は停止（または平衡）位置にある。他方図２Ｂに示されるように、ＰＩＮ接合（上部層１および中央層３を含む）が逆方向にバイアスされた場合、そして同時にＮＩＰ接合（中央層３および下部層２を含む）が順方向にバイアスされた場合、ＰＩＮ接合によって形成された上部空洞１０−１には全電界がかかる。その結果中央ブレード部６−３は、各層に掛けられた電位および空洞の特性に従って、選択された間隔を越え、上部ブレード部６−１の方に引き寄せられる。直列に配置されている２つのＰＩＮおよびＮＩＰ基礎構造において、記載されたバイアス条件はブレード部６−１に対してブレード部６−３と比較し負の電位を適用することにより簡単に得られる。ブレード部６−３に対してブレード部６−１と比較し負の電位を適用することによりこのバイアスが逆になる場合、電界は下部空洞１０−２に適用され、そしてブレード部６−２はブレード部６−３により引き寄せられる。
【００３２】
例えば、中央ブレード部６−３の垂直方向の移動がλ／４に実質的に等しい場合（図２Ｂ）、そして上部空洞１０−１の高さＨ１が５λ／４に実質的に等しい場合、空洞Ｈ’１の新しい高さは想定される第１のバイアス状態に関し５λ／４−λ／４、即ちλに等しくなる。同様に下部空洞１０−２の高さＨ２は５λ／４＋λ／４、即ち３λ／２に等しいＨ’２となる。このようなバイアス条件の下でこの構造は広い範囲の波長にわたってミラー状態(mirror state)から伝送状態（transmitter state）に変化し、これがスイッチとして動作することを可能にする。
【００３３】
使用波長（configuration wavelength）λ＝１．５５μｍに関する、停止状態（図２Ａ、実線）およびバイアスされた状態（図２ｂ、点線）におけるこの構造の伝達機能が図３に示されており、基板および掛け渡された（suspended）ブレード部はＩｎＰで作成され、スペーサはＩｎ０．５３Ｇａ０．４７Ａｓで作成されている。
【００３４】
この構造の他の具体例として多くの他の機能を想定でき、例えば、スイッチングおよび波長同調機能と組み合された、波長の広帯域または狭帯域フィルタ機能に関して、１つのそして同一の装置において同時に動作する装置を想定することが可能である。
【００３５】
同調およびスイッチングは半導体層に適用されるバイアス電圧により制御される。
【００３６】
１つのそして同一の構造において複数の機能を提供することが容易であることは本発明において重要な利点を構成する。図1および図2に示されるＰＩＮＩＰ構造（または何らかの他の形の３層構造、例えばＮＩＰＩＮ形）において、この端部に対し、図４のＡ〜Ｃおよび図５のＡおよびＢの事例において示されるように、外側層１および２の上部側そして／または下部側に１つまたはそれ以上の補充の（または追加の）半導体層を追加することができる。
【００３７】
より正確には、図４のＡに示す事例において、この構造、ＰＩＮＩＰ形の最初のものは、Ｐ形の上部層１の上流側（即ち上側）に上部層１に対し故意に不純物が添加されていない（Ｉ形）半導体層スペーサ１２を介して間隔を置いて配置された故意にＮ形不純物が添加された第1の半導体層１１を含み、そしてさらに、この第1の半導体層１１の上部に故意にＮ形不純物が添加された半導体スペーサ１６を介してこの層１１から間隔をおいて配置された故意にＮ形不純物が添加された第２の半導体層１５を含む。さらに、この構造はＰ形の下部層２の下流側（即ち下側）に下部層２から故意に不純物が添加されていない（Ｉ形）半導体スペーサ１８を介して間隔をおいて配置された故意にＮ形不純物が添加された第３の半導体層１７を含む。第１の半導体層１１、第２の半導体層１５そして第３の半導体層１７は他の層１〜３の寸法と実質的に同じ寸法を有する。
【００３８】
このＮＮＮＩＰＩＮＩＰＩＮ構造は最上位のＮ形ドープ層１５と最下位のＮ形ドープ層１７との間の５つの空気の空洞１０−１から１０−５の範囲を定める。
【００３９】
一方の層１５および１１そして他方の２および７の対は、ブラッグミラーを構成する。
【００４０】
層１〜３、１１、１５および１７の光学的厚さは実質的にｋλ／４に等しく、ここでｋは奇数であり、そして空洞１０−１から１０−５のそれぞれの厚さＨ１からH５は実質的に５λ／４、λ／４、λ／２、λ／４そして５λ／４に等しい。図５の点線の伝達曲線（transmittance curve）によって示されるように、上の種類の構造は、バイアスされていない場合、その光学的伝達機能が概略１５５０ｎｍの中心波長の光を伝達するバンドパスフィルタである。
【００４１】
複数の層に掛かる電位を変更することにより、換言すれば所定のＰＩＮ（またはＮＩＰ）接合をバイアスすることにより、そして結果としてこの構造の光学的伝達機能を変更するために、１つまたはそれ以上の層を移動することが可能である。
【００４２】
より正確には、図４のＢに示すように、光学的厚さがＨ３＝λ／２である中央の空気の空洞１０−３の厚さを調整することにより、このバンドパスフィルタによって伝達される名目上の波長(nominal wavelength)を変化させること、例えば概略１４７０ｎｍの中心波長を有する光(図５の左側の曲線を参照されたい)を伝達すること、が可能である。
【００４３】
この調整は層１の中央部分(ブレード部６−１)をδの距離だけ下方に転置することにより、そして層３の中央部分(ブレード部６−３)もまた上方にδの距離だけ転置することにより得られ、その結果、空洞１０−２から１０−４は、それぞれ（λ／４）＋δ、（λ／２）−２δおよび（λ／４）＋δに等しい高さＨ２、Ｈ３そしてＨ４を有する。それ故にこの構造は調整可能なフィルタとして動作する。
【００４４】
さらに、図４Ｃに示すように、光学的厚さがＨ５＝５λ／４である下部空気空洞１０−５の厚さを調整することにより、即ちブラッグ反射器の１つの反射率を低下させることにより、約１５５０ｎｍの中心波長を有する光を伝達する光伝達機能を有する停止状態(rest condition：バイアスのない状態)においてフィルタとして動作するこの構造は、その伝達率(伝達関数)が図５の実線で示される反射器に変換される。
【００４５】
この調整は、下部層１７の中央部(ブレード部６−１７)について、λ／４の距離を越える上方への転置により得られ、その結果、空洞１０−５はλ（５λ／４の代わりに）に実質的に等しい高さＨ５を有する。この構造はスイッチとして動作する。
【００４６】
それゆえ図４Ａから４Cにおいて示される構造は、少なくとも広範囲の波長にわたり調整可能なフィルタリングおよびスイッチング機能を提供する。
【００４７】
ここでＮＮＮＩＰＩＮＩＰＩＮの積層が使用されることで、必要なバイアス電圧を適用して、外側層１５および１７そして中間層３にそれぞれ接続されている単に３つの電気接点を使用する４つの空洞１０−２、１０−３、１０−４および１０−５のいずれかの端子に電界を適用することが可能になることに注目すべきである。
【００４８】
より一般的に、この構造の層の形状と実質的に同じ形状を有し、最初の層として同じ形のドーピング（N形またはP形）を有するスペーサを介して間隔をおいて配置された同じ形のドーピング（N形またはP形）を有する少なくとも２つの半導体層により、これらの半導体層(最初の形、N形またはP形)のうち少なくとも１つを置き換えることにより、ＰＩＮＩＰまたはＮＩＰＩＮ構造に基づく他の構造を想定することができる。それゆえ、例えばＮＩＰＰＰＩＮ、ＰＰＰＩＮＩＰ、ＰＩＮＮＮＩＰ、ＮＮＮＩＰＰＰＩＮまたはＰＰＰＩＮＮＮＩＰ構造を形成することが可能である。
【００４９】
図６Aにより明確に示すように、この装置は先に参照した(フィルタリング、同調可能性、スイッチング、その他)種類の１つまたはそれ以上の受動的な機能と組合わされた１つまたはそれ以上の光を発生しまたは検出するより能動的な層を含むことができる。
【００５０】
現在の事例において、この構造の上部部分はN形がドープされた下部層３から意図的に不純物を添加していない（I形）スペーサ８を介して間隔をおいて配置されたP形がドープされた上部層１により構成されたＰＩＮ半導体構造を含む。その下部(層３の下)は互いにそして層３からN形がドープされた半導体スペーサ２１を介して間隔を置いて配置された２つの意図的にドープされたN形半導体層１９および２０を含む。この構造はさらに、層２０の下にそして対して、レーザ２３を放射する垂直の空洞面を形成する能動的層（active layer）、そして下部のそしてレーザ２３と接触する、下部ブラッグミラー２４を形成する２つの形の交互の半導体層を含む。
【００５１】
この例において、レーザ２３の上部に配置された交互の空気空洞および半導体層は上部ブラッグミラーを形成する。ここで空洞１０−１から１０−３は５λ／４、λ／４およびλ／４に実質的に等しい高さＨ１、Ｈ２およびＨ３を有する。
【００５２】
停止状態(バイアスがない)において、層１、３、１９および２０で構成されるこの構造の上部部分はミラーとして動作し、レーザ２３により発生した光は基板から下部ブラッグミラー２４を経て(矢印Ｆ１の方向に)放射するように強制される。
【００５３】
他方、この構造の上部部分(上部ブラッグミラーを形成する)が適切にバイアスされた場合、掛け渡されたブレード部の１つまたはそれ以上は空洞１０−１の高さＨ１を調整するために移動することを強制される。図６のＢに示される例において、層１のブレード部６−１は約λ／４に等しい距離で下方に移動させられ、その結果空洞１０−１の高さＨ１は５λ／４からλになる。この上部ブラッグミラーの反射率の変更はその伝達機能を変更しそして伝送機能を与える。レーザからの放射は次に優先的に上方に向かい、放射された光をこの構造の上部を経て矢印Ｆ２の方向で外に出すように強制される。
【００５４】
この事例において、この構造はそれ故に光発生器として、そしてスイッチング装置として動作する。
【００５５】
本発明に従う装置は、望ましくは１つまたはそれ以上の選択的な化学エッチング技術と組合わされたエピタキシャル技術によって形成される。原子層のスケールで層の厚さを制御可能とする種々のエピタキシャル技術が想定可能であり提供可能である。分子線エピタキシ（ＭＢＥ：molecular beam epitaxy）は１つの例であり、または低圧有機金属化学気相堆積（ＬＰ−ＭＯＣＶＤ：low-pressure metallo-oeganic chemical vapor phase deposition）、または化学ビームエピタキシ（ＣＢＥ：chemical beam epitaxy）が例である。
【００５６】
これらの技術は原子層のスケールで厚さの制御を可能とし、優れた結晶体の品質と極めて明確な中間面を確実にする。さらにこれらは構成および不純物の添加に関する極めて正確な制御を提供する。最後に、これらは残存する機械的ストレス（residual mechanical stress）についての優れた制御を提供する。
【００５７】
掛け渡された部分(ブレード部)の選択的な微細な機械的な加工のために、ウエットエッチングを含め多くの化学的エッチング技術が存在する。ウエットエッチング技術の例はＩｎＧａＡｓ／ＩｎｐシステムのためのＦｅＣｌ３：Ｈ２ＯまたはＨＦ：Ｈ２Ｏ２：Ｈ２Ｏ技術、ＩｎＡｌＡｓ／ＩｎＧａＡｌＡｓおよびＧａＩｎＰ／ＧａＡｓシステムのためのＨＣＩ：Ｈ２ＯまたはＨＣｌ：Ｈ３ＰＯ４技術、そしてＡｌＡｓ／ＧａＡｓシステムのためのＨＦ技術を含む。
【００５８】
勿論、これらは単なる成長およびエッチング技術の例であり、他の技術も存在する。
【００５９】
さらに、望ましくはＡｕＧｅ、Ｐｄ−ＡｕＧｅ、またはＴｉ−Ｐｔ−Ａｕ合金で形成されたオーミックコンタクトを介して半導体層に電圧が適用される。これらのコンタクトはこの構造の２つの最外側層、またはこの構造の各半導体層、勿論、または外側層そして所定の中間層に形成される。先に示したように、半導体層およびスペーサとしてIII V族材料を使用することは特に利点がある。このことは、先に示したように、III V族材料のへテロ構造は非常に低い、より重要なことは、良く―制御された残存機械的ストレスを有し、これらは比較的高い柔軟性を有する掛け渡されたブレード部を形成し、これらはブレード部を電気機械的に移動させるために欠くことができないからである。
【００６０】
それにもかかわらず他の材料を想定することができる。例は結晶性シリコンおよび多結晶シリコンである。結晶性シリコン構造はシリカ(ＳｉＯ２)層をエッチングするＳＯＩ技術、“スマートカット（smart cut）”技術として良く知られている、を使用して得ることができる。
【００６１】
多結晶構造が想定できるが、しかし機械的ストレスの制御および光の吸収の可能性が低いため、ブレード部の柔軟性は低く、このことはフィルタとしての応用を制限する。
【００６２】
さらに、現在シリコンは能動的層を集積する装置には使用できない。その結果これらは受動的部品の形式においてのみ使用される。
【００６３】
本発明による装置は多くの利点を提供し、その中でこれらは高度に集積化された電子部品として使用することを可能にする小さい寸法を有する。例えば、これらは与えられた波長においてスイッチング機能を使用する(変調は同期検出形式を可能とし、そのため検出はチョッパを使用する場合に経験される変調されたスプアリ（spuriae)に関する調整されたペイロード信号（payload signal）によっては影響されず）ＧａＡｓまたはＩｎＰ上の調整可能なレーザとして、調整可能な共振空洞または非共振光検出器として、または変調器として使用することができる。
【００６４】
しかし、光による遠隔通信、工業的制御(例えば、農業／食品材料工業における)、顕微分光器の分野において、特に環境（ガスの放出または吸収の検出）分野において、または医学分析の分野において、多くの他の応用が想定できる。
【００６５】
一般的に云えば、本発明による装置は特に信号の光学的処理に適切である。
【００６６】
本発明は単に例示された上記具体例としての装置に限定されず、当業者にとって明らかな上記特許請求の範囲の範囲内のこれらの全ての変形例を包含する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１はスイッチングのために適切な本発明によるＰＩＮＩＰ装置の概略の透視図である。
【図２】  図２のＡおよびＢは図１に示す装置の一部の断面図であり、それぞれバイアスがない場合およびバイアスされている場合である。
【図３】  図３はこの装置の変換作用を示し、図２のＡについては実線で図２のＢについては点線である。
【図４】  図４のＡからＣはこの装置の変形例の一部の断面図であり、それぞれ、バイアスがない場合、第１のバイアスがされている場合、および第２のバイアスがされている場合である。
【図５】  図５は図４のＡからＣの装置の変換作用を示す。
【図６】  図６のＡおよびＢはこの装置の他の変形例の一部の側面図であり、この中で層の１つが動作中であり、それぞれバイアスがない場合およびバイアスされている場合である。
【符号の説明】
１  …  外側層
２  …  外側層
３  …  中央層
４  …  端部
６  …  端部
６−ｉ  …  ブレード部
７  …  拡大部
８  …  分離層
９  …  分離層
１０  …  空洞
１１  …  半導体層
１２  …  半導体スペーサ
１３  …  半導体基板
１４  …  スペーサ
１５  …  半導体層
１６  …  半導体スペーサ
１７  …  半導体層
１８  …  半導体スペーサ
１９  …  N形半導体層
２０  …  N形半導体層
２１  …  半導体スペーサ
２２  …  スペーサ
２３  …  レーザ
２４  …  ブラッグミラー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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