JP2594895B2 - 光集積回路素子の製造方法 - Google Patents
光集積回路素子の製造方法Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/011—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour in optical waveguides, not otherwise provided for in this subclass
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は光集積回路、特に耐熱性高分子樹脂をクラツ
ド層として用いる事により光伝送損失を大幅に小さくし
た事を特徴とする光集積回路に関する。
ド層として用いる事により光伝送損失を大幅に小さくし
た事を特徴とする光集積回路に関する。
一般に、光集積回路は第１図に示したような構造のも
のが複雑に組み合わされている。すなわち基板（例えば
ガドリニウム・ガリウム・ガーネツト:GGG）１上にそれ
よりも屈折率の高い光導波層（例えばイツトリウム・鉄
・ガーネツト:YIG）２をもち、その導波層には帯状の光
導波路（リツジと呼ぶ）３が形成されている。光はこの
リツジの部分を伝搬し、例えば、第１図のように２本の
リツジが合近接している場合には、リツジ３−１を伝搬
する光は、リツジの形状、屈折率等で定められたある長
さの間で、リツジ３−２にすべての光のエネルギーが乗
り移る。この場合例えば第２図（ａ）に示すようにリツ
ジの上部に磁界をリツジに印加する磁石４をおき、磁界
の強さをコントロールすることによつて、３−２への乗
り移りを防止し３−１の光は３−１の出力端から出す事
も可能である。通常磁界をコントロールするには磁石と
いうよりもサーペンタインコイル（曲がりくねつたコイ
ル）を用いるのが通常である。この場合にはコイルは直
接リツジ上に形成することが困難で、リツジ上に平坦た
媒質を作成しその上部に形成することが必要である。一
方基板１に電気光学結晶（例えばガリウム・砒素GaAs）
を用い同時に光導波層２にそれより屈折率の高い電気光
学結晶（例えば高い抵抗値をもつGaAs）を用いた場合に
はリツジの上部に第２図（ｂ）に示すように電極５−1,
5−２をつけ、下部にも電極６をつけて両端の電圧をコ
ントロールすることによつて光の乗り移りを防止する。
これが光集積回路の内の光スイツチの原理であるが前者
は磁気光学効果を用い、後者は電気光学効果を用いてい
る。一般に光集積回路では電気・磁気効果を利用する。
第１図では最も簡単な場合について記したが一般に光集
積回路は複雑な形状をしている。例えば第３図に示すよ
うな構造になる。
のが複雑に組み合わされている。すなわち基板（例えば
ガドリニウム・ガリウム・ガーネツト:GGG）１上にそれ
よりも屈折率の高い光導波層（例えばイツトリウム・鉄
・ガーネツト:YIG）２をもち、その導波層には帯状の光
導波路（リツジと呼ぶ）３が形成されている。光はこの
リツジの部分を伝搬し、例えば、第１図のように２本の
リツジが合近接している場合には、リツジ３−１を伝搬
する光は、リツジの形状、屈折率等で定められたある長
さの間で、リツジ３−２にすべての光のエネルギーが乗
り移る。この場合例えば第２図（ａ）に示すようにリツ
ジの上部に磁界をリツジに印加する磁石４をおき、磁界
の強さをコントロールすることによつて、３−２への乗
り移りを防止し３−１の光は３−１の出力端から出す事
も可能である。通常磁界をコントロールするには磁石と
いうよりもサーペンタインコイル（曲がりくねつたコイ
ル）を用いるのが通常である。この場合にはコイルは直
接リツジ上に形成することが困難で、リツジ上に平坦た
媒質を作成しその上部に形成することが必要である。一
方基板１に電気光学結晶（例えばガリウム・砒素GaAs）
を用い同時に光導波層２にそれより屈折率の高い電気光
学結晶（例えば高い抵抗値をもつGaAs）を用いた場合に
はリツジの上部に第２図（ｂ）に示すように電極５−1,
5−２をつけ、下部にも電極６をつけて両端の電圧をコ
ントロールすることによつて光の乗り移りを防止する。
これが光集積回路の内の光スイツチの原理であるが前者
は磁気光学効果を用い、後者は電気光学効果を用いてい
る。一般に光集積回路では電気・磁気効果を利用する。
第１図では最も簡単な場合について記したが一般に光集
積回路は複雑な形状をしている。例えば第３図に示すよ
うな構造になる。
このような曲がり光導波路を含む複雑な光集積回路の
問題点は光の伝送損失をいかに小さくするかという事で
ある。特に問題となるのは光の散乱損失である。光の散
乱損失は、光導波路を構成する材料の熱的ゆらぎによる
不均一に原因をおく散乱と、光導波路の構造的な要因か
らくる光散乱に分類できる。前者は材料により決定さ
れ、石英系ガラスでは光の波長１μｍで約0.8dB/kmであ
り、光集積回路としては無視出来るほどに小さい。しか
し後者は、光導波路の作製方法によつて大きく変動し、
一番問題である。
問題点は光の伝送損失をいかに小さくするかという事で
ある。特に問題となるのは光の散乱損失である。光の散
乱損失は、光導波路を構成する材料の熱的ゆらぎによる
不均一に原因をおく散乱と、光導波路の構造的な要因か
らくる光散乱に分類できる。前者は材料により決定さ
れ、石英系ガラスでは光の波長１μｍで約0.8dB/kmであ
り、光集積回路としては無視出来るほどに小さい。しか
し後者は、光導波路の作製方法によつて大きく変動し、
一番問題である。
リツジを作製するには、通常ウエツトエツチング法、
ドライエツチング法が用いられる。ウエツトエツチング
法とはYIGなどを熱リン酸によつて所望の部分だけエツ
チングする方法で、ドライエツチング法とは、例えばア
ルゴンイオン（Ar+）をYIGに当て、所望の部分を機械的
にエツチングする方法である。これらの方法で作製した
リツジの側面は、第４図に示すような凹凸７が存在す
る。これは、エツチングのムラや材料の不均一性および
リツジを作製するときのホトマスクの凹凸などによつて
生じる。このようなリツジを伝搬する光は側面の凹凸に
より光散乱をうけ光の伝送損失が生じる。この光の伝送
損失αはリツジの屈折率をn1とし、その外部の屈折率を
n3とすれば、αはn1 2−n3 2にほぼ比例し、リツジ側面の
凹凸の周期に大きく影響される。現在リツジの側面の凹
凸は約0.08μｍ程度存在する。これによるリツジの直線
部の光損失は1dB/cm以下である。このように伝送損失が
小さいのは第５図に示すようにリツジ中を伝搬する光の
エネルギー（電界分布Ｅ）の外部へのしみ出しが直線部
では小さいため、リツジ側面の凹凸の影響が少ないため
である。しかしながら、第５図に示すように曲り部にお
ける光エネルギー（電界分布Ｅ）は外側に大きくもれる
ため、リツジ側面の凹凸の影響を受け、光散乱が大きく
なる。
ドライエツチング法が用いられる。ウエツトエツチング
法とはYIGなどを熱リン酸によつて所望の部分だけエツ
チングする方法で、ドライエツチング法とは、例えばア
ルゴンイオン（Ar+）をYIGに当て、所望の部分を機械的
にエツチングする方法である。これらの方法で作製した
リツジの側面は、第４図に示すような凹凸７が存在す
る。これは、エツチングのムラや材料の不均一性および
リツジを作製するときのホトマスクの凹凸などによつて
生じる。このようなリツジを伝搬する光は側面の凹凸に
より光散乱をうけ光の伝送損失が生じる。この光の伝送
損失αはリツジの屈折率をn1とし、その外部の屈折率を
n3とすれば、αはn1 2−n3 2にほぼ比例し、リツジ側面の
凹凸の周期に大きく影響される。現在リツジの側面の凹
凸は約0.08μｍ程度存在する。これによるリツジの直線
部の光損失は1dB/cm以下である。このように伝送損失が
小さいのは第５図に示すようにリツジ中を伝搬する光の
エネルギー（電界分布Ｅ）の外部へのしみ出しが直線部
では小さいため、リツジ側面の凹凸の影響が少ないため
である。しかしながら、第５図に示すように曲り部にお
ける光エネルギー（電界分布Ｅ）は外側に大きくもれる
ため、リツジ側面の凹凸の影響を受け、光散乱が大きく
なる。
この凹凸の影響をさらに明白にするため、基板１とし
てGa0.82Al0.18Asを光導波層２としてGaAsを用い、厚み
0.8μｍの光導波層２に曲げたリツジパターンを形成し
た後、イオンミリング装置にて深さ0.5μｍ、巾３μｍ
エツチングした。すなわちリツジは巾３μｍ、光導波層
よりの高さ0.5μｍ、基板よりの高さ0.8μｍの構造を有
している。曲げ半径0.7mmから0.5mmの曲率で曲げてい
る。この伝送損失を1.15μｍの光波長のHe−Neレーザ光
を用いて測定した。その結果を第６図に示す。損失は曲
げ損失と散乱損失の和であるが、曲げ半径が小さくなる
と曲げ損失の方が、光散乱損失より大きくなるため、第
６図に直線で示すように直線状に増大する。しかし曲げ
半径が0.3μｍ程度の所では損失は直線変化からずれて
いる。このずれは明らかに光散乱によるものである。第
３図に示したように光集積回路のパターンが複雑になる
と曲がり光導波路の部分が多くなり、第６図に示した0.
1mmといつた極端に小さな曲げ半径で曲げないまでも、1
mm程度の曲げ半径はパターンの高密度化の上からも必要
である。このため光散乱の減少が大きな課題であつた。
この曲げ半径を減少させるため、リツジ側面の凹凸を、
光フアイバにおけるクラツドの役目をするもので被覆
し、凹凸の効果を小さくするこころみが行われている。
凹凸の効果が小さくなるのは、先に記したように散乱損
失が、リツジと外部の屈折率の２乗の差に比例するた
め、この差を小さくすればよいためである。また、側面
に附着したごみ、ほこり等の影響をなくすためである。
例えばLiNbO3の屈折率は約2.2であるため、外部が空気
の場合とSiO2ガラスでは約35％の伝送損失が改善される
ことになる。この効果を用いているわけである。この被
覆膜として要求される特性は、側面の凹凸を充分に被
覆するものである、光の伝送損失の小さなものであ
る、リツジに歪を発生させないものである、リツジ
の屈折率に近いものすなわちn1n3であることが必要で
ある。
てGa0.82Al0.18Asを光導波層２としてGaAsを用い、厚み
0.8μｍの光導波層２に曲げたリツジパターンを形成し
た後、イオンミリング装置にて深さ0.5μｍ、巾３μｍ
エツチングした。すなわちリツジは巾３μｍ、光導波層
よりの高さ0.5μｍ、基板よりの高さ0.8μｍの構造を有
している。曲げ半径0.7mmから0.5mmの曲率で曲げてい
る。この伝送損失を1.15μｍの光波長のHe−Neレーザ光
を用いて測定した。その結果を第６図に示す。損失は曲
げ損失と散乱損失の和であるが、曲げ半径が小さくなる
と曲げ損失の方が、光散乱損失より大きくなるため、第
６図に直線で示すように直線状に増大する。しかし曲げ
半径が0.3μｍ程度の所では損失は直線変化からずれて
いる。このずれは明らかに光散乱によるものである。第
３図に示したように光集積回路のパターンが複雑になる
と曲がり光導波路の部分が多くなり、第６図に示した0.
1mmといつた極端に小さな曲げ半径で曲げないまでも、1
mm程度の曲げ半径はパターンの高密度化の上からも必要
である。このため光散乱の減少が大きな課題であつた。
この曲げ半径を減少させるため、リツジ側面の凹凸を、
光フアイバにおけるクラツドの役目をするもので被覆
し、凹凸の効果を小さくするこころみが行われている。
凹凸の効果が小さくなるのは、先に記したように散乱損
失が、リツジと外部の屈折率の２乗の差に比例するた
め、この差を小さくすればよいためである。また、側面
に附着したごみ、ほこり等の影響をなくすためである。
例えばLiNbO3の屈折率は約2.2であるため、外部が空気
の場合とSiO2ガラスでは約35％の伝送損失が改善される
ことになる。この効果を用いているわけである。この被
覆膜として要求される特性は、側面の凹凸を充分に被
覆するものである、光の伝送損失の小さなものであ
る、リツジに歪を発生させないものである、リツジ
の屈折率に近いものすなわちn1n3であることが必要で
ある。
現在、被覆にはSiO2等をスパツタリング法で作製する
ことが行われている。これは上記条件のおよびを満
足していない。については記述するまでもない。に
ついては、スパツタリング法等では充分に側面の凹凸を
うめるに充分ではない。リツジ側面の凹凸がリツジの高
さ方向で変化し、いわゆる洞窟のようになつている場合
には凹凸すべてをうめることは不可能で、空気層（屈折
率１の層）が残り光散乱損失が大きく残る欠点がある。
ことが行われている。これは上記条件のおよびを満
足していない。については記述するまでもない。に
ついては、スパツタリング法等では充分に側面の凹凸を
うめるに充分ではない。リツジ側面の凹凸がリツジの高
さ方向で変化し、いわゆる洞窟のようになつている場合
には凹凸すべてをうめることは不可能で、空気層（屈折
率１の層）が残り光散乱損失が大きく残る欠点がある。
本発明の目的は、従来の光集積回路の有する上記問題
を解決し、低損失な光導波路を提供することにある。
を解決し、低損失な光導波路を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、所定の膜厚を有
する耐熱性高分子樹脂の硬化膜（以下、単に樹脂膜と記
す）を少なくとも上記３の被覆膜として使用するもので
ある。
する耐熱性高分子樹脂の硬化膜（以下、単に樹脂膜と記
す）を少なくとも上記３の被覆膜として使用するもので
ある。
本発明の要旨は、半導体材料または磁性材料のいずれ
かを基板材料として用いた基板と、前記基板上に設けら
れた光導波層と、前記光導波層の一部である帯状の光導
波路とを準備し、前記光導波路の側面の凹凸を被覆して
埋めるように耐熱性高分子樹脂の硬化膜層を形成する光
集積回路素子の製造方法であって、 前記基板材料に半導体材料を用いる場合には前記基板
上に形成された前記光導波層および前記光導波路には半
導体材料を用い、前記基板材料に磁性材料を用いる場合
には前記基板上に形成された前記光導波層および前記光
導波路には磁性材料を用い、 前記光導波層および前記光導波路の材料の屈折率は前
記基板材料の屈折率よりも高く、 前記光導波路の屈折率をn1、前記硬化膜層の屈折率を
n3としたときn1n3の関係を満たし、 前記光導波路の側面の凹凸を被覆して埋めるように前
記耐熱性高分子樹脂の硬化膜層を形成するために、前記
耐熱性高分子樹脂材料を溶媒に溶解した液を回転塗布法
によって塗布した後に熱処理を行って硬化することを特
徴とする光集積回路素子の製造方法にある。
かを基板材料として用いた基板と、前記基板上に設けら
れた光導波層と、前記光導波層の一部である帯状の光導
波路とを準備し、前記光導波路の側面の凹凸を被覆して
埋めるように耐熱性高分子樹脂の硬化膜層を形成する光
集積回路素子の製造方法であって、 前記基板材料に半導体材料を用いる場合には前記基板
上に形成された前記光導波層および前記光導波路には半
導体材料を用い、前記基板材料に磁性材料を用いる場合
には前記基板上に形成された前記光導波層および前記光
導波路には磁性材料を用い、 前記光導波層および前記光導波路の材料の屈折率は前
記基板材料の屈折率よりも高く、 前記光導波路の屈折率をn1、前記硬化膜層の屈折率を
n3としたときn1n3の関係を満たし、 前記光導波路の側面の凹凸を被覆して埋めるように前
記耐熱性高分子樹脂の硬化膜層を形成するために、前記
耐熱性高分子樹脂材料を溶媒に溶解した液を回転塗布法
によって塗布した後に熱処理を行って硬化することを特
徴とする光集積回路素子の製造方法にある。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。
第７図は本発明の一実施例を説明するための図であ
り、GaAs基板１上に形成された屈折率が3.4のGaAsリツ
ジ３−1,3−２をもつ光導波層２上に被覆層８としてリ
ツジ上の厚さ200nmのポリイミド系樹脂、ここではポリ
イミド−イソインドロキナゾリンデイオン（Polyimide
−isoindroquinazolindion以下、PIIと記す）の硬化膜
を、それぞれ使用した光集積回路の一部断面構造が示さ
れている。上記PII膜８は電極５−1,5−２をもつリツジ
３−1,3−２を形成した後、所定量のPIIを溶媒（たとえ
ば、Ｎメチル２ピロリドンとN,Nジメチルアセトアミド
の1:1混合液など）に溶解した液を回転塗布法などによ
つて塗布した後、熱処理を行つて硬化することによつて
形成される。
り、GaAs基板１上に形成された屈折率が3.4のGaAsリツ
ジ３−1,3−２をもつ光導波層２上に被覆層８としてリ
ツジ上の厚さ200nmのポリイミド系樹脂、ここではポリ
イミド−イソインドロキナゾリンデイオン（Polyimide
−isoindroquinazolindion以下、PIIと記す）の硬化膜
を、それぞれ使用した光集積回路の一部断面構造が示さ
れている。上記PII膜８は電極５−1,5−２をもつリツジ
３−1,3−２を形成した後、所定量のPIIを溶媒（たとえ
ば、Ｎメチル２ピロリドンとN,Nジメチルアセトアミド
の1:1混合液など）に溶解した液を回転塗布法などによ
つて塗布した後、熱処理を行つて硬化することによつて
形成される。
得られるPII膜８の膜厚はPII濃度と回転塗布における
回転数によつて、所望の厚さとすることができ、たとえ
ばPII濃度８重量％、回転数3500rpmとすれば、熱処理後
における厚さが300nmのPII膜が形成される。PII膜を塗
布した後、たとえば350℃、１時間の熱処理を行えば、P
II膜は硬化し、光集積回路の被覆層として、十分な特性
を有する硬化膜が得られる。PIIは溶液を回転塗布法な
どによつて塗布するため、リツジ凹凸を完全に埋めつく
し、かつ硬化後も変形が非常に小さく、リツジの凹凸を
完全にふさいでしまう。またPIIは第８図に示すように
光の透過性が0.5μｍ以上の長波長帯で優れており、ほ
とんど光の伝送損失が無視出来るほど小さい。更にPII
膜の屈折率は約1.72と大きく、LiNbO3,GaAs,YLG等に近
づくという大きな特徴を有している。すなわち前述の被
覆膜の条件を完全に満たしている。本PII膜を第６図に
示した曲がりリツジに用いた所、伝送損失は曲げ半径0.
5mmで9dB/cmと約86％の減少を見た。このようにPII膜は
光の伝送損失を大幅に減少させる効果を有している。
回転数によつて、所望の厚さとすることができ、たとえ
ばPII濃度８重量％、回転数3500rpmとすれば、熱処理後
における厚さが300nmのPII膜が形成される。PII膜を塗
布した後、たとえば350℃、１時間の熱処理を行えば、P
II膜は硬化し、光集積回路の被覆層として、十分な特性
を有する硬化膜が得られる。PIIは溶液を回転塗布法な
どによつて塗布するため、リツジ凹凸を完全に埋めつく
し、かつ硬化後も変形が非常に小さく、リツジの凹凸を
完全にふさいでしまう。またPIIは第８図に示すように
光の透過性が0.5μｍ以上の長波長帯で優れており、ほ
とんど光の伝送損失が無視出来るほど小さい。更にPII
膜の屈折率は約1.72と大きく、LiNbO3,GaAs,YLG等に近
づくという大きな特徴を有している。すなわち前述の被
覆膜の条件を完全に満たしている。本PII膜を第６図に
示した曲がりリツジに用いた所、伝送損失は曲げ半径0.
5mmで9dB/cmと約86％の減少を見た。このようにPII膜は
光の伝送損失を大幅に減少させる効果を有している。
更に詳細に検討した所、次の効果があることが判明し
た。
た。
光集積回路では、更に、各々のリツジに光のコントロ
ール用の電流を流すために、取り出し用配線パターンを
形成する必要がある。例えばその簡単な構成は第９図に
示す通りである。リツジ３−２の電極を制御する場合に
はリツジ５−1,5−３上には絶縁層９を介して帯状の電
極帯10を配置せねばならない。この工程は通常リフトオ
フプロセスを用いて行われる。従来の光集積回路におい
ては、上記、例えばリツジ５−1,5−３の端部一部を除
去したのち第10図に示すように絶縁層９を介さないで直
接電極をつけたる場合や第９図のように絶縁層９を介し
てその上に電極帯をつける場合とが採用されている。し
かしながら、例えば第９図に示すようにリツジの部分で
は大きな段差が生じ、電極帯10のリフトオフによる作製
が非常に困難であつた。すなわち、絶縁層９に第９図に
示すような急激な段差が生じると、この段差によつて電
極帯10が切断したり、細くなつて発熱により地断が発生
したり、リフトオフプロセスにおいて不必要部分が除去
出来ない場合が発生し、信頼性が大幅に低下してしま
う。このような段差による障害は光集積回路の集積度が
高くなるほど顕著になるので高集積光集積回路を形成す
るためには絶縁層の段差をなくし平坦化することが、ぜ
ひ必要である。ことに最近は微細なパターンを形成する
ために、リツジ型はイオンミリングによつて形成され、
この場合のリツジの側面の傾きは、ほぼ80゜と垂直に近
いものとなるので、上記段差はますます大きくなつてし
まう。このため第10図に示したように直接に電極帯10を
リツジにつける方法では、高集積光集積回路を形成する
には不適当である。このため絶縁層９を用いる第９図の
構成を取る必要がある。
ール用の電流を流すために、取り出し用配線パターンを
形成する必要がある。例えばその簡単な構成は第９図に
示す通りである。リツジ３−２の電極を制御する場合に
はリツジ５−1,5−３上には絶縁層９を介して帯状の電
極帯10を配置せねばならない。この工程は通常リフトオ
フプロセスを用いて行われる。従来の光集積回路におい
ては、上記、例えばリツジ５−1,5−３の端部一部を除
去したのち第10図に示すように絶縁層９を介さないで直
接電極をつけたる場合や第９図のように絶縁層９を介し
てその上に電極帯をつける場合とが採用されている。し
かしながら、例えば第９図に示すようにリツジの部分で
は大きな段差が生じ、電極帯10のリフトオフによる作製
が非常に困難であつた。すなわち、絶縁層９に第９図に
示すような急激な段差が生じると、この段差によつて電
極帯10が切断したり、細くなつて発熱により地断が発生
したり、リフトオフプロセスにおいて不必要部分が除去
出来ない場合が発生し、信頼性が大幅に低下してしま
う。このような段差による障害は光集積回路の集積度が
高くなるほど顕著になるので高集積光集積回路を形成す
るためには絶縁層の段差をなくし平坦化することが、ぜ
ひ必要である。ことに最近は微細なパターンを形成する
ために、リツジ型はイオンミリングによつて形成され、
この場合のリツジの側面の傾きは、ほぼ80゜と垂直に近
いものとなるので、上記段差はますます大きくなつてし
まう。このため第10図に示したように直接に電極帯10を
リツジにつける方法では、高集積光集積回路を形成する
には不適当である。このため絶縁層９を用いる第９図の
構成を取る必要がある。
PII膜は光学特性がよい以外に電気絶縁性にも優れて
いる。リツジ３−1,3−２の高さは200nm〜1500nmである
ため、絶縁層として膜厚が上記PII膜と同じ200nmの例え
ばSiO2膜を被着すると第９図に示したような急激な段差
が生じ電極帯10の接続性が非常に悪くなる。しかし、絶
縁膜としてPIIを用いるとPIIは液体であるため、PII膜
表面の凹凸を減少させて平坦になろうとする性質があ
る。したがつてPIIを回転塗布法によつて塗布したりあ
るいは他の方法によつて塗布した後、所定時間静置すれ
ばリツジ３−1,3−２に起因するPII膜９表面における段
差は大幅に減少して平坦になり、その結果電極帯10の段
差も第９図にくらべて著しく減少する。
いる。リツジ３−1,3−２の高さは200nm〜1500nmである
ため、絶縁層として膜厚が上記PII膜と同じ200nmの例え
ばSiO2膜を被着すると第９図に示したような急激な段差
が生じ電極帯10の接続性が非常に悪くなる。しかし、絶
縁膜としてPIIを用いるとPIIは液体であるため、PII膜
表面の凹凸を減少させて平坦になろうとする性質があ
る。したがつてPIIを回転塗布法によつて塗布したりあ
るいは他の方法によつて塗布した後、所定時間静置すれ
ばリツジ３−1,3−２に起因するPII膜９表面における段
差は大幅に減少して平坦になり、その結果電極帯10の段
差も第９図にくらべて著しく減少する。
本発明において上記PII膜８のリツジ上面上の膜厚も
極めて重要である。PII膜８の厚さが薄すぎると、段差
を減少させる効果が不十分になり、極端な場合は電極５
−１と電極帯10の間の絶縁が不良になつてしまう。第11
図に示すようにリツジの高さを例えば350nmとする場合
段差部における傾斜角をθとすると、第12図に示すよう
に傾斜角θはPII膜厚ｈが大きくなるにしたがつて小さ
くなる。傾斜角30゜以下の場合には電極帯の切断が生じ
ていない。このためにはPII膜厚は200nm以上必要であ
る。しかもPII膜８の膜厚ｈが200nm以下になると絶縁が
不良になるのでこの理由からもPII膜８の膜厚ｈは200nm
以上必要である。
極めて重要である。PII膜８の厚さが薄すぎると、段差
を減少させる効果が不十分になり、極端な場合は電極５
−１と電極帯10の間の絶縁が不良になつてしまう。第11
図に示すようにリツジの高さを例えば350nmとする場合
段差部における傾斜角をθとすると、第12図に示すよう
に傾斜角θはPII膜厚ｈが大きくなるにしたがつて小さ
くなる。傾斜角30゜以下の場合には電極帯の切断が生じ
ていない。このためにはPII膜厚は200nm以上必要であ
る。しかもPII膜８の膜厚ｈが200nm以下になると絶縁が
不良になるのでこの理由からもPII膜８の膜厚ｈは200nm
以上必要である。
一方、光集積回路において磁界をコントロールするに
はPII膜上にサーペンタインコイルをもうけ、リツジに
磁界を印加することが必要である。この場合、PII膜の
膜厚ｈを厚くすると印加磁界の集中性が悪くなりこのた
め膜厚は1000nm以下でなければならない。
はPII膜上にサーペンタインコイルをもうけ、リツジに
磁界を印加することが必要である。この場合、PII膜の
膜厚ｈを厚くすると印加磁界の集中性が悪くなりこのた
め膜厚は1000nm以下でなければならない。
上記条件を満足して本発明に使用できる耐熱性高分子
樹脂は多くのものがある。たとえば上記PIIなどのポリ
イミド系以外にも例えばエポキシ系樹脂、フエノール系
樹脂、ポリアミド・イミド系樹脂などを用いることが出
来、またこれらの樹脂を２つ以上組合せてもよい。
樹脂は多くのものがある。たとえば上記PIIなどのポリ
イミド系以外にも例えばエポキシ系樹脂、フエノール系
樹脂、ポリアミド・イミド系樹脂などを用いることが出
来、またこれらの樹脂を２つ以上組合せてもよい。
第１図，第３図は光集積回路の基本構成を示す図、第２
図はその断面図、第４図，第５図は凹凸と曲がり部の電
界の移動を示す図、第６図は曲げ半径に対する伝送損失
を示す図、第７図は本実施例を示す図、第８図はPIIの
光の透過率を示す図、第９図は従来の光集積回路断面
図、第10図はリフトオフ電極をつけた従来の光集積回路
の全体図、第11および第12図はPII膜の膜厚と傾斜角を
示す図である。 １……基板、２……光学波層、３……リツジ、４……磁
石、5,6……電極、７……リツジ側面の凹凸、８……ク
ラツド層、９……絶縁層、10……電極帯。
図はその断面図、第４図，第５図は凹凸と曲がり部の電
界の移動を示す図、第６図は曲げ半径に対する伝送損失
を示す図、第７図は本実施例を示す図、第８図はPIIの
光の透過率を示す図、第９図は従来の光集積回路断面
図、第10図はリフトオフ電極をつけた従来の光集積回路
の全体図、第11および第12図はPII膜の膜厚と傾斜角を
示す図である。 １……基板、２……光学波層、３……リツジ、４……磁
石、5,6……電極、７……リツジ側面の凹凸、８……ク
ラツド層、９……絶縁層、10……電極帯。
Claims (1)
- 【請求項１】半導体材料または磁性材料のいずれかを基
板材料として用いた基板と、前記基板上に設けられた光
導波層と、前記光導波層の一部である帯状の光導波路と
を準備し、前記光導波路の側面の凹凸を被覆して埋める
ように耐熱性高分子樹脂の硬化膜層を形成する光集積回
路素子の製造方法であって、 前記基板材料に半導体材料を用いる場合には前記基板上
に形成された前記光導波層および前記光導波路には半導
体材料を用い、前記基板材料に磁性材料を用いる場合に
は前記基板上に形成された前記光導波層および前記光導
波路には磁性材料を用い、 前記光導波層および前記光導波路の材料の屈折率は前記
基板材料の屈折率よりも高く、 前記光導波路の屈折率をn1、前記硬化膜層の屈折率をn3
としたときn1n3の関係を満たし、 前記光導波路の側面の凹凸を被覆して埋めるように前記
耐熱性高分子樹脂の硬化膜層を形成するために、前記耐
熱性高分子樹脂材料を溶媒に溶解した液を回転塗布法に
よって塗布した後に熱処理を行って硬化することを特徴
とする光集積回路素子の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123239A JP2594895B2 (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 光集積回路素子の製造方法 |
| PCT/JP1984/000311 WO1985000431A1 (en) | 1983-07-08 | 1984-06-15 | Integrated optical circuit |
| US06/711,507 US4693543A (en) | 1983-07-08 | 1984-06-15 | Optical integrated circuit |
| EP84902368A EP0149678B1 (en) | 1983-07-08 | 1984-06-15 | Integrated optical circuit |
| DE84902368T DE3486165T2 (de) | 1983-07-08 | 1984-06-15 | Integrierte optische schaltung. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58123239A JP2594895B2 (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 光集積回路素子の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6015606A JPS6015606A (ja) | 1985-01-26 |
| JP2594895B2 true JP2594895B2 (ja) | 1997-03-26 |
Family
ID=14855638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58123239A Expired - Lifetime JP2594895B2 (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 光集積回路素子の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4693543A (ja) |
| EP (1) | EP0149678B1 (ja) |
| JP (1) | JP2594895B2 (ja) |
| DE (1) | DE3486165T2 (ja) |
| WO (1) | WO1985000431A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0685035B2 (ja) * | 1986-01-29 | 1994-10-26 | 株式会社日立製作所 | 光スイツチ |
| NL8600782A (nl) * | 1986-03-26 | 1987-10-16 | Nederlanden Staat | Elektro-optisch geinduceerde optische golfgeleider, en actieve inrichtingen waarvan zulk een golfgeleider deel uitmaakt. |
| EP0560412A3 (en) * | 1987-03-16 | 1993-12-08 | Siemens Ag | Arrangement of optical-integrated spectrometer and method for making the same |
| US4762382A (en) * | 1987-06-29 | 1988-08-09 | Honeywell Inc. | Optical interconnect circuit for GaAs optoelectronics and Si VLSI/VHSIC |
| JPH01134430A (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Oki Electric Ind Co Ltd | 分布結合形光スイッチ |
| NL8801377A (nl) * | 1988-05-30 | 1989-12-18 | Nederland Ptt | Electro-optische component en een methode ten behoeve van de vervaardiging ervan. |
| GB2222465A (en) * | 1988-09-03 | 1990-03-07 | Marconi Gec Ltd | Optical waveguide having low light loss |
| JP2695921B2 (ja) * | 1989-06-16 | 1998-01-14 | 株式会社日立製作所 | 伝送媒体をインサート成形した回路構造体 |
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| US5002352A (en) * | 1989-12-07 | 1991-03-26 | General Dynamics Corp., Electronics Divn. | Monolithic array of fiber optic bandpass filters |
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| US5534101A (en) * | 1994-03-02 | 1996-07-09 | Telecommunication Research Laboratories | Method and apparatus for making optical components by direct dispensing of curable liquid |
| JP4008180B2 (ja) * | 2000-03-29 | 2007-11-14 | パイオニア株式会社 | 分布帰還リッジ型半導体レーザ |
| US6734453B2 (en) | 2000-08-08 | 2004-05-11 | Translucent Photonics, Inc. | Devices with optical gain in silicon |
| JP2004287093A (ja) | 2003-03-20 | 2004-10-14 | Fujitsu Ltd | 光導波路、光デバイスおよび光導波路の製造方法 |
| JP5123528B2 (ja) * | 2007-01-11 | 2013-01-23 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光導波路、光デバイスおよび光導波路の製造方法 |
| JP6209843B2 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-10-11 | 住友電気工業株式会社 | 半導体変調器を作製する方法、半導体変調器 |
| JP6236947B2 (ja) * | 2013-07-16 | 2017-11-29 | 住友電気工業株式会社 | 半導体光素子を製造する方法、および半導体光素子 |
| US9588291B2 (en) * | 2013-12-31 | 2017-03-07 | Medlumics, S.L. | Structure for optical waveguide and contact wire intersection |
| JP7516905B2 (ja) * | 2020-06-22 | 2024-07-17 | 住友大阪セメント株式会社 | 光導波路素子、光変調器、光変調モジュール、及び光送信装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2423448A1 (de) * | 1974-05-14 | 1975-11-27 | Siemens Ag | Richtkoppler |
| JPS5188041A (ja) * | 1975-01-29 | 1976-08-02 | ||
| JPS5936727B2 (ja) * | 1977-05-12 | 1984-09-05 | 住友電気工業株式会社 | 電極付き誘電体導波路およびその製造方法 |
| JPS547948A (en) * | 1977-06-21 | 1979-01-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Optical circuit of high molecule |
| FR2426922A1 (fr) * | 1978-05-26 | 1979-12-21 | Thomson Csf | Structure optique compacte a source integree |
| US4609252A (en) * | 1979-04-02 | 1986-09-02 | Hughes Aircraft Company | Organic optical waveguide device and method of making |
| US4472020A (en) * | 1981-01-27 | 1984-09-18 | California Institute Of Technology | Structure for monolithic optical circuits |
| JPS5876803A (ja) * | 1981-10-30 | 1983-05-10 | Matsushita Electric Works Ltd | 光分岐回路 |
| JPS5924806A (ja) * | 1982-07-31 | 1984-02-08 | Matsushita Electric Works Ltd | 光導波路の表面処理法 |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP58123239A patent/JP2594895B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1984
- 1984-06-15 US US06/711,507 patent/US4693543A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-06-15 WO PCT/JP1984/000311 patent/WO1985000431A1/ja active IP Right Grant
- 1984-06-15 EP EP84902368A patent/EP0149678B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-06-15 DE DE84902368T patent/DE3486165T2/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0149678B1 (en) | 1993-06-16 |
| DE3486165T2 (de) | 1993-09-30 |
| DE3486165D1 (de) | 1993-07-22 |
| US4693543A (en) | 1987-09-15 |
| EP0149678A4 (en) | 1987-02-26 |
| WO1985000431A1 (en) | 1985-01-31 |
| JPS6015606A (ja) | 1985-01-26 |
| EP0149678A1 (en) | 1985-07-31 |
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