JP2624199B2 - 光制御デバイスとその製造方法 - Google Patents
光制御デバイスとその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光波の変調，光路切替
え，光波長のフィルタリングを行う光制御デバイスに関
し、特にＬｉＮｂＯ3 やＬｉＴａＯ3 などのＬｉを組成
として有する電気光学結晶基板に形成された光導波路を
用いて制御を行う導波型光制御デバイスとその製造方法
に関するものである。
え，光波長のフィルタリングを行う光制御デバイスに関
し、特にＬｉＮｂＯ3 やＬｉＴａＯ3 などのＬｉを組成
として有する電気光学結晶基板に形成された光導波路を
用いて制御を行う導波型光制御デバイスとその製造方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの実用化に伴い、更に大
容量で多機能の高度なシステムが求められており、より
高速の光信号の発生や光伝送路の切り替え，交換等の新
たな機能の付加が必要とされている。
容量で多機能の高度なシステムが求められており、より
高速の光信号の発生や光伝送路の切り替え，交換等の新
たな機能の付加が必要とされている。
【０００３】光伝送路の切り替えやネットワークの交換
機能を得る手段としては、光スイッチが使用されてい
る。現在実用化されている光スイッチは、プリズム，ミ
ラー，ファイバ等を機械的に移動させて光路を切り替え
るものであり、低速であること、形状が大きくマトリク
ス化に不適等の欠点がある。これを解決する手段とし
て、光導波路を用いた導波型の光スイッチの開発が進め
られており、高速、多素子の集積化が可能、高信頼等の
特徴がある。特にニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）結
晶等の強誘電体材料を用いたものは、光吸収が小さく低
損失であること、大きな電気光学効果を有しているため
高効率である等の特徴があり、方向性結合器型光スイッ
チ，マッハツェンダ型やバランスブリッジ型光スイッ
チ，全反射型光スイッチ等の種々の方式の光制御デバイ
スが報告されている。
機能を得る手段としては、光スイッチが使用されてい
る。現在実用化されている光スイッチは、プリズム，ミ
ラー，ファイバ等を機械的に移動させて光路を切り替え
るものであり、低速であること、形状が大きくマトリク
ス化に不適等の欠点がある。これを解決する手段とし
て、光導波路を用いた導波型の光スイッチの開発が進め
られており、高速、多素子の集積化が可能、高信頼等の
特徴がある。特にニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）結
晶等の強誘電体材料を用いたものは、光吸収が小さく低
損失であること、大きな電気光学効果を有しているため
高効率である等の特徴があり、方向性結合器型光スイッ
チ，マッハツェンダ型やバランスブリッジ型光スイッ
チ，全反射型光スイッチ等の種々の方式の光制御デバイ
スが報告されている。
【０００４】近年、ＬｉＮｂＯ3 電気光学結晶基板中に
形成された方向性結合器を用いた導波路型光スイッチの
高密度集積化の研究開発が盛んに行われており、西本裕
らの文献、電子情報通信学会ＯＱＥ８８−１４７によれ
ば、Ｚ板のＬｉＮｂＯ3 基板を用いて方向性結合器型光
スイッチを６４素子集積した８×８マトリクス光スイッ
チを得ている。一方、外部光変調器のような単一の光ス
イッチ素子からなるデバイスの研究開発も盛んに進めら
れている。
形成された方向性結合器を用いた導波路型光スイッチの
高密度集積化の研究開発が盛んに行われており、西本裕
らの文献、電子情報通信学会ＯＱＥ８８−１４７によれ
ば、Ｚ板のＬｉＮｂＯ3 基板を用いて方向性結合器型光
スイッチを６４素子集積した８×８マトリクス光スイッ
チを得ている。一方、外部光変調器のような単一の光ス
イッチ素子からなるデバイスの研究開発も盛んに進めら
れている。
【０００５】このような光導波路デバイスの特性項目に
は、動作の安定性，スイッチング電圧（電力），クロス
トーク，消光比，損失，切り替え速度，強度および位相
変調周波数帯域などがある。
は、動作の安定性，スイッチング電圧（電力），クロス
トーク，消光比，損失，切り替え速度，強度および位相
変調周波数帯域などがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した特性項目の中
でも動作の安定性は最も重要な課題である。
でも動作の安定性は最も重要な課題である。
【０００７】ここで従来の技術を図面を用いて説明す
る。図６はＬｉＮｂＯ3 やＬｉＴａＯ3 基板１に形成さ
れた２本の光導波路２ａ，２ｂからなる光回路（方向性
結合器）５を用いた導波型光制御デバイスの構造を示す
断面図である。光学的に透明な膜体であるバッファ層３
は、導波光を制御するための外部制御信号が印加される
金属電極４ａ，４ｂによる導波光の吸収を防ぐための光
学的バッファ層として用いられ、光学的バッファ層３に
は通常はＳｉＯ2 が用いられる。これは、ＳｉＯ2 が光
をほとんど吸収しないことや、ＬｉＮｂＯ3 基板やＬｉ
ＴａＯ3 基板に比べて屈折率が十分に小さいことによ
る。電極４ａ，４ｂは、通常は高速動作が行えるように
体積抵抗率が小さい金属などが用いられ、光導波路２
ａ，２ｂの近傍に配置される。
る。図６はＬｉＮｂＯ3 やＬｉＴａＯ3 基板１に形成さ
れた２本の光導波路２ａ，２ｂからなる光回路（方向性
結合器）５を用いた導波型光制御デバイスの構造を示す
断面図である。光学的に透明な膜体であるバッファ層３
は、導波光を制御するための外部制御信号が印加される
金属電極４ａ，４ｂによる導波光の吸収を防ぐための光
学的バッファ層として用いられ、光学的バッファ層３に
は通常はＳｉＯ2 が用いられる。これは、ＳｉＯ2 が光
をほとんど吸収しないことや、ＬｉＮｂＯ3 基板やＬｉ
ＴａＯ3 基板に比べて屈折率が十分に小さいことによ
る。電極４ａ，４ｂは、通常は高速動作が行えるように
体積抵抗率が小さい金属などが用いられ、光導波路２
ａ，２ｂの近傍に配置される。
【０００８】このような構成を有した光スイッチ，光変
調器など、さまざまな光導波路型光制御デバイスの検討
が進められているが、ＤＣ電圧を連続印加した場合に光
出力−印加電圧特性がシフトしていくというＤＣドリフ
トと呼ばれる信頼性問題が解決されていないために実用
化が進まないのが現状である。
調器など、さまざまな光導波路型光制御デバイスの検討
が進められているが、ＤＣ電圧を連続印加した場合に光
出力−印加電圧特性がシフトしていくというＤＣドリフ
トと呼ばれる信頼性問題が解決されていないために実用
化が進まないのが現状である。
【０００９】ＤＣドリフトの原因は、ＬｉＮｂＯ3 やＬ
ｉＴａＯ3 電気光学結晶基板１上にＣＶＤ法やスパッタ
リング法などで堆積するＳｉＯ2 バッファ層３に含まれ
る不純物イオンが大きく関与している。つまり、外部か
ら電極４ａ，４ｂに印加される電圧により発生するＳｉ
Ｏ2 バッファ層３中の電界のために、不純物イオンはそ
のイオンの極性に従って移動する。このイオン移動によ
り、電極４ａ，４ｂに印加される電圧により発生するＳ
ｉＯ2 バッファ層３中の電界を打ち消す反電界が形成さ
れる。この現象がＤＣドリフトの一因である。ＤＣドリ
フトの発生に大きく寄与する不純物イオンは、自然界か
ら混入してくるＮａ，Ｋなどのほかに、ＬｉＮｂＯ3 基
板やＬｉＴａＯ3 基板上からＳｉＯ2 バッファ層３に混
入するＬｉである。Ｌｉの混入は、ＣＶＤ法やスパッタ
リング法などによるバッファ層の堆積の際に、プラズマ
や熱の影響でＬｉＮｂＯ3 やＬｉＴａＯ3 基板からなさ
れる。
ｉＴａＯ3 電気光学結晶基板１上にＣＶＤ法やスパッタ
リング法などで堆積するＳｉＯ2 バッファ層３に含まれ
る不純物イオンが大きく関与している。つまり、外部か
ら電極４ａ，４ｂに印加される電圧により発生するＳｉ
Ｏ2 バッファ層３中の電界のために、不純物イオンはそ
のイオンの極性に従って移動する。このイオン移動によ
り、電極４ａ，４ｂに印加される電圧により発生するＳ
ｉＯ2 バッファ層３中の電界を打ち消す反電界が形成さ
れる。この現象がＤＣドリフトの一因である。ＤＣドリ
フトの発生に大きく寄与する不純物イオンは、自然界か
ら混入してくるＮａ，Ｋなどのほかに、ＬｉＮｂＯ3 基
板やＬｉＴａＯ3 基板上からＳｉＯ2 バッファ層３に混
入するＬｉである。Ｌｉの混入は、ＣＶＤ法やスパッタ
リング法などによるバッファ層の堆積の際に、プラズマ
や熱の影響でＬｉＮｂＯ3 やＬｉＴａＯ3 基板からなさ
れる。
【００１０】本発明の目的は、バッファ層中のＬｉを低
減し、ＤＣドリフトが発生しない高信頼の光制御デバイ
スを提供することにある。
減し、ＤＣドリフトが発生しない高信頼の光制御デバイ
スを提供することにある。
【００１１】本発明の他の目的は、このような光制御デ
バイスの製造方法を提供することにある。
バイスの製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、電気光学効果
を有し、Ｌｉを組成として有する基板に形成された光導
波路と、前記基板上に設けられた光学的に透明な第１の
膜体と、前記第１の膜体の上に形成された電極とからな
る光制御デバイスにおいて、光導波路を伝搬する導波光
の伝搬領域以外の領域の一部または全部に、前記基板と
前記第１の膜体との間に膜体中でイオン分極が発生しに
くい第２の膜体が設けられていることを特徴とする。
を有し、Ｌｉを組成として有する基板に形成された光導
波路と、前記基板上に設けられた光学的に透明な第１の
膜体と、前記第１の膜体の上に形成された電極とからな
る光制御デバイスにおいて、光導波路を伝搬する導波光
の伝搬領域以外の領域の一部または全部に、前記基板と
前記第１の膜体との間に膜体中でイオン分極が発生しに
くい第２の膜体が設けられていることを特徴とする。
【００１３】前記第２の膜体は、単一元素からなる膜
体、あるいは金属膜とするのが好適である。
体、あるいは金属膜とするのが好適である。
【００１４】本発明は、上記光制御デバイスの製造方法
において、前記第２の膜体を前記基板表面であって、光
導波路を伝搬する導波光の伝搬領域以外の領域の一部ま
たは全部に形成する工程と、続いて、前記第１の膜体を
形成する工程と、を含むことを特徴とする。
において、前記第２の膜体を前記基板表面であって、光
導波路を伝搬する導波光の伝搬領域以外の領域の一部ま
たは全部に形成する工程と、続いて、前記第１の膜体を
形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１５】また本発明は、上記光制御デバイスの製造
方法において、前記第２の膜体を前記基板表面に形成す
る工程と、続いて、前記第１の膜体を形成する工程と、
続いて、少なくとも導波光の伝搬領域の上に形成された
前記第１および第２の膜体を除去する工程と、を含むこ
とを特徴とする。
方法において、前記第２の膜体を前記基板表面に形成す
る工程と、続いて、前記第１の膜体を形成する工程と、
続いて、少なくとも導波光の伝搬領域の上に形成された
前記第１および第２の膜体を除去する工程と、を含むこ
とを特徴とする。
【００１６】
【作用】発明者は、ＣＶＤ法，スパッタリング法，蒸着
法などによるＳｉＯ2 などからなるバッファ層の堆積の
際に、プラズマや熱の影響でＬｉＮｂＯ3 結晶基板また
はＬｉＴａＯ3 結晶基板からバッファ層に結晶基板の組
成を成すＬｉが混入することを突き止めた。そこで本発
明では、チャネル型光導波路を伝搬する導波光の伝搬領
域以外の結晶基板表面の上に膜体を形成し、この膜体が
ＣＶＤ法やスパッタリング法などによるＳｉＯ2 などの
バッファ層の堆積の際に、ＬｉＮｂＯ3 やＬｉＴａＯ3
結晶基板などのＬｉを組成として有する結晶基板からバ
ッファ層中へのＬｉ混入を防ぐ阻止層として働くように
した。また、このＬｉ阻止層の領域からのＬｉの混入
は、Ｌｉ阻止層がない領域からの混入に比べて大幅に少
なくなることを発見した。
法などによるＳｉＯ2 などからなるバッファ層の堆積の
際に、プラズマや熱の影響でＬｉＮｂＯ3 結晶基板また
はＬｉＴａＯ3 結晶基板からバッファ層に結晶基板の組
成を成すＬｉが混入することを突き止めた。そこで本発
明では、チャネル型光導波路を伝搬する導波光の伝搬領
域以外の結晶基板表面の上に膜体を形成し、この膜体が
ＣＶＤ法やスパッタリング法などによるＳｉＯ2 などの
バッファ層の堆積の際に、ＬｉＮｂＯ3 やＬｉＴａＯ3
結晶基板などのＬｉを組成として有する結晶基板からバ
ッファ層中へのＬｉ混入を防ぐ阻止層として働くように
した。また、このＬｉ阻止層の領域からのＬｉの混入
は、Ｌｉ阻止層がない領域からの混入に比べて大幅に少
なくなることを発見した。
【００１７】従って、本発明によれば、ＳｉＯ2 などの
バッファ層中のＬｉを低減し、ＤＣドリフトが発生しな
い高信頼の光制御デバイスとその製造方法が得られる。
バッファ層中のＬｉを低減し、ＤＣドリフトが発生しな
い高信頼の光制御デバイスとその製造方法が得られる。
【００１８】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１９】図１は本発明の一実施例に係わる光制御デ
バイスの構造を示す断面図である。
バイスの構造を示す断面図である。
【００２０】図１の光制御デバイスは、ＬｉＮｂＯ3 基
板１の表面にＴｉの熱拡散により形成された２本のチャ
ネル型光導波路２ａ，２ｂからなる光回路５と、光導波
路２ａ，２ｂの上に光学的な透明な膜体であるバッファ
層３を介して電極４ａ，４ｂが形成されている。なお、
光回路５は方向性結合器，マッハツェンダ型，バランス
ブリッジ型などである。バッファ層３としては主にＳｉ
Ｏ2 系材料が用いられるが、その他にもＡｌ2 Ｏ3 ，Ｍ
ｇＦ2 ，ＳｉＯＮ，Ｓｉ3 Ｎ4 などが用いられ、その堆
積方法にはＣＶＤ法，スパッタリング法，蒸着法などを
用いる。電極４ａ，４ｂの材料としては、Ａｕ，Ａｌ，
Ｍｏ，Ｃｕ，ＷＳｉ，ＩＴＯ，ＺｎＯ系材料、導電性高
分子などの各種の導電性物質が用いられる。
板１の表面にＴｉの熱拡散により形成された２本のチャ
ネル型光導波路２ａ，２ｂからなる光回路５と、光導波
路２ａ，２ｂの上に光学的な透明な膜体であるバッファ
層３を介して電極４ａ，４ｂが形成されている。なお、
光回路５は方向性結合器，マッハツェンダ型，バランス
ブリッジ型などである。バッファ層３としては主にＳｉ
Ｏ2 系材料が用いられるが、その他にもＡｌ2 Ｏ3 ，Ｍ
ｇＦ2 ，ＳｉＯＮ，Ｓｉ3 Ｎ4 などが用いられ、その堆
積方法にはＣＶＤ法，スパッタリング法，蒸着法などを
用いる。電極４ａ，４ｂの材料としては、Ａｕ，Ａｌ，
Ｍｏ，Ｃｕ，ＷＳｉ，ＩＴＯ，ＺｎＯ系材料、導電性高
分子などの各種の導電性物質が用いられる。
【００２１】ＬｉＮｂＯ3 結晶基板１表面とバッファ層
３の間にバッファ層と異なる膜体６（今後、Ｌｉ阻止層
と呼ぶ）が設けられている。この例では、Ｌｉ阻止層６
は、導波光が伝搬する領域には形成されていない。従っ
て、光回路５が方向性結合器のように２本の光導波路間
の結合を用いる場合や、Ｘ型などの場合には、図１に示
すようにＬｉ阻止層６は光導波路２ａ，２ｂの上、並び
に２本の光導波路２ａ，２ｂの間の上には形成されな
い。
３の間にバッファ層と異なる膜体６（今後、Ｌｉ阻止層
と呼ぶ）が設けられている。この例では、Ｌｉ阻止層６
は、導波光が伝搬する領域には形成されていない。従っ
て、光回路５が方向性結合器のように２本の光導波路間
の結合を用いる場合や、Ｘ型などの場合には、図１に示
すようにＬｉ阻止層６は光導波路２ａ，２ｂの上、並び
に２本の光導波路２ａ，２ｂの間の上には形成されな
い。
【００２２】Ｌｉ阻止層６には、Ｓｉ，Ｔｉ，Ｃｕ，
Ｖ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｃｒなどの単一元素からなる金属や半
導体材料、また燐（Ｐ）がドーピングされた石英、Ｍｇ
Ｆ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＷＳｉ，ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ポリイ
ミドなどの電界によるイオン分極が発生しにくい誘電
体，金属，半導体，有機材料などが用いられる。
Ｖ，Ｆｅ，Ｍｏ，Ｃｒなどの単一元素からなる金属や半
導体材料、また燐（Ｐ）がドーピングされた石英、Ｍｇ
Ｆ2 ，Ｓｉ3 Ｎ4 ，ＷＳｉ，ＧａＡｓ，ＩｎＰ，ポリイ
ミドなどの電界によるイオン分極が発生しにくい誘電
体，金属，半導体，有機材料などが用いられる。
【００２３】なお、用いられる基板はＬｉＮｂＯ3 基板
に限らず、ＬｉＴａＯ3 などＬｉを組成として有する結
晶基板なら何でもよいことは明らかである。
に限らず、ＬｉＴａＯ3 などＬｉを組成として有する結
晶基板なら何でもよいことは明らかである。
【００２４】Ｌｉ阻止層６の堆積には、ＣＶＤ法，スパ
ッタリング法，蒸着法などが用いられ、導波光が伝搬す
る領域に形成しないためには通常のフォトリソグラフィ
法を用いる。
ッタリング法，蒸着法などが用いられ、導波光が伝搬す
る領域に形成しないためには通常のフォトリソグラフィ
法を用いる。
【００２５】なお、光導波路２ａ，２ｂは０．０２〜
０．１５ｎｍの厚さのＴｉを、８５０〜１１００℃で、
０．５時間〜２０時間の熱拡散をして形成した。
０．１５ｎｍの厚さのＴｉを、８５０〜１１００℃で、
０．５時間〜２０時間の熱拡散をして形成した。
【００２６】図２は本発明の一実施例に係わる光制御デ
バイスの構造を示す断面図である。この光制御デバイス
は、製造途中に２本の光導波路２ａ，２ｂの間に形成さ
れていたＬｉ阻止層およびバッファ層３を除去した構造
である。この構造は、図１の実施例と同様に、光回路５
が方向性結合器のように２本の光導波路間の結合を用い
る場合や、Ｘ型などの場合に、Ｌｉ阻止層６を光導波路
２ａ，２ｂの間に残しにくい時に有効である。なぜな
ら、ＳｉＯ2 の堆積時にＬｉ阻止層６の被覆面積を図１
の実施例の場合より若干広くできるため、ＳｉＯ2 バッ
ファ層３へのＬｉの混入量をさらに少なくでき、より一
層ＤＣドリフトの発生を抑圧でき、高信頼の光制御デバ
イスを得ることができるためである。
バイスの構造を示す断面図である。この光制御デバイス
は、製造途中に２本の光導波路２ａ，２ｂの間に形成さ
れていたＬｉ阻止層およびバッファ層３を除去した構造
である。この構造は、図１の実施例と同様に、光回路５
が方向性結合器のように２本の光導波路間の結合を用い
る場合や、Ｘ型などの場合に、Ｌｉ阻止層６を光導波路
２ａ，２ｂの間に残しにくい時に有効である。なぜな
ら、ＳｉＯ2 の堆積時にＬｉ阻止層６の被覆面積を図１
の実施例の場合より若干広くできるため、ＳｉＯ2 バッ
ファ層３へのＬｉの混入量をさらに少なくでき、より一
層ＤＣドリフトの発生を抑圧でき、高信頼の光制御デバ
イスを得ることができるためである。
【００２７】図３は本発明の一実施例に係わる光制御デ
バイスの構造を示す断面図である。本実施例は、光回路
５がマッハツェンダ型，バランスブリッジ型など２本の
光導波路２ａ，２ｂの間を導波光が伝搬しない光回路の
場合である。従って、Ｌｉ阻止層６が光導波路２ａ，２
ｂの間にも形成されている。効果は図１の実施例とほぼ
同一であるが、Ｌｉ阻止層６の被覆面積を図１の実施例
より若干広くできるため、さらにＳｉＯ2 バッファ層３
へのＬｉの混入量を少なくでき、より一層ＤＣドリフト
の発生を抑圧でき、高信頼の光制御デバイスを得ること
ができる。
バイスの構造を示す断面図である。本実施例は、光回路
５がマッハツェンダ型，バランスブリッジ型など２本の
光導波路２ａ，２ｂの間を導波光が伝搬しない光回路の
場合である。従って、Ｌｉ阻止層６が光導波路２ａ，２
ｂの間にも形成されている。効果は図１の実施例とほぼ
同一であるが、Ｌｉ阻止層６の被覆面積を図１の実施例
より若干広くできるため、さらにＳｉＯ2 バッファ層３
へのＬｉの混入量を少なくでき、より一層ＤＣドリフト
の発生を抑圧でき、高信頼の光制御デバイスを得ること
ができる。
【００２８】図４は本発明による光制御デバイスの製造
方法を示す工程図である。一例として、図２の光制御デ
バイスの製造方法について説明する。
方法を示す工程図である。一例として、図２の光制御デ
バイスの製造方法について説明する。
【００２９】まず図４（Ａ）に示すように、ＬｉＮｂＯ
3 基板１の上に、Ｔｉの熱拡散により、２本の光導波路
２ａ，２ｂからなる方向性結合器５を形成した後、基板
１の上にＬｉ阻止層６をなす膜を堆積する。本実施例で
は、Ｌｉ阻止層６をなす膜として、電子ビーム蒸着法，
熱蒸着法，スパッタリング法などにより堆積されたＣｒ
金属を用いた。その後に電極４ａ，４ｂが形成される領
域のＬｉ阻止層６を、通常のフォトリソグラフィ法とエ
ッチングを用いて除去する。
3 基板１の上に、Ｔｉの熱拡散により、２本の光導波路
２ａ，２ｂからなる方向性結合器５を形成した後、基板
１の上にＬｉ阻止層６をなす膜を堆積する。本実施例で
は、Ｌｉ阻止層６をなす膜として、電子ビーム蒸着法，
熱蒸着法，スパッタリング法などにより堆積されたＣｒ
金属を用いた。その後に電極４ａ，４ｂが形成される領
域のＬｉ阻止層６を、通常のフォトリソグラフィ法とエ
ッチングを用いて除去する。
【００３０】次に図４（Ｂ）に示すように、ＣＶＤ法，
スパッタリング法などによりＳｉＯ2 を堆積し、バッフ
ァ層３を形成する。場合によっては、このバッファ層３
を熱処理によってアニールする。しかる後に、２本の光
導波路２ａ，２ｂの間のバッファ層３およびＬｉ阻止層
６を、通常のフォトリソグラフィ法とエッチングを用い
て除去する。
スパッタリング法などによりＳｉＯ2 を堆積し、バッフ
ァ層３を形成する。場合によっては、このバッファ層３
を熱処理によってアニールする。しかる後に、２本の光
導波路２ａ，２ｂの間のバッファ層３およびＬｉ阻止層
６を、通常のフォトリソグラフィ法とエッチングを用い
て除去する。
【００３１】次に図４（Ｃ）に示すように、電極４ａ，
４ｂをなす膜を電子ビーム蒸着法，熱蒸着法，スパッタ
リング法などにより堆積し、その後に通常のフォトリソ
グラフィ法とエッチングを用いて電極４ａ，４ｂを形成
する。電極の主材料には金（Ａｕ）を用いた。
４ｂをなす膜を電子ビーム蒸着法，熱蒸着法，スパッタ
リング法などにより堆積し、その後に通常のフォトリソ
グラフィ法とエッチングを用いて電極４ａ，４ｂを形成
する。電極の主材料には金（Ａｕ）を用いた。
【００３２】なお、２本の光導波路２ａ，２ｂの間のバ
ッファ層３およびＬｉ阻止層６の除去を電極４ａ，４ｂ
の形成後に行なってもよい。
ッファ層３およびＬｉ阻止層６の除去を電極４ａ，４ｂ
の形成後に行なってもよい。
【００３３】以上の説明から、図１および図３の光制御
デバイスの製造方法も容易に理解できるであろう。すな
わち、ＬｉＮｂＯ3 基板の上に、Ｔｉの熱拡散により、
２本の光導波路からなる方向性結合器を形成した後、基
板の上にＬｉ阻止層をなす膜を堆積する。その後に、電
極が形成される領域のＬｉ阻止層、あるいは電極が形成
される領域および電極間の領域のＬｉ阻止層を除去す
る。しかる後、バッファ層を形成する。
デバイスの製造方法も容易に理解できるであろう。すな
わち、ＬｉＮｂＯ3 基板の上に、Ｔｉの熱拡散により、
２本の光導波路からなる方向性結合器を形成した後、基
板の上にＬｉ阻止層をなす膜を堆積する。その後に、電
極が形成される領域のＬｉ阻止層、あるいは電極が形成
される領域および電極間の領域のＬｉ阻止層を除去す
る。しかる後、バッファ層を形成する。
【００３４】図５は、本発明の光制御デバイスにおける
ＬｉＮｂＯ3 基板表面に形成されたＬｉ阻止層の領域か
らＳｉＯ2 バッファ層へのＬｉの混入量と、ＬｉＮｂＯ
3 基板表面にＬｉ阻止層がない従来構造におけるＳｉＯ
2 バッファ層へのＬｉの混入の結果を示す図である。こ
の本発明の光制御デバイスおよび従来構造の光制御デバ
イスでは、ＳｉＯ2 バッファ層３はスパッタリング法に
より堆積した。
ＬｉＮｂＯ3 基板表面に形成されたＬｉ阻止層の領域か
らＳｉＯ2 バッファ層へのＬｉの混入量と、ＬｉＮｂＯ
3 基板表面にＬｉ阻止層がない従来構造におけるＳｉＯ
2 バッファ層へのＬｉの混入の結果を示す図である。こ
の本発明の光制御デバイスおよび従来構造の光制御デバ
イスでは、ＳｉＯ2 バッファ層３はスパッタリング法に
より堆積した。
【００３５】図５からわかるように、本発明によるＬｉ
阻止層を用いた構造では、従来の構造に比べて、ＳｉＯ
2 バッファ層へのＬｉの混入量は約１／５０に低減して
いる。
阻止層を用いた構造では、従来の構造に比べて、ＳｉＯ
2 バッファ層へのＬｉの混入量は約１／５０に低減して
いる。
【００３６】従って、本発明に係わる光制御デバイスに
より、ＣＶＤ法やスパッタリング法などによるＳｉＯ2
バッファ層の堆積の際にプラズマや熱の影響でＬｉＮｂ
Ｏ3基板からＳｉＯ2 バッファ層中へのＬｉの混入を防
ぐことができることがわかる。
より、ＣＶＤ法やスパッタリング法などによるＳｉＯ2
バッファ層の堆積の際にプラズマや熱の影響でＬｉＮｂ
Ｏ3基板からＳｉＯ2 バッファ層中へのＬｉの混入を防
ぐことができることがわかる。
【００３７】
【発明の効果】本発明を用いれば、ＣＶＤ法やスパッタ
リング法などによるバッファ層の堆積の際にプラズマや
熱の影響でＬｉを組成として有する基板からバッファ層
中へのＬｉの混入を防ぐことができる。従って、バッフ
ァ層中のＬｉを低減することができるため、ＤＣドリフ
トの発生を抑圧でき、高信頼の光制御デバイスとその製
造方法を得ることができる。
リング法などによるバッファ層の堆積の際にプラズマや
熱の影響でＬｉを組成として有する基板からバッファ層
中へのＬｉの混入を防ぐことができる。従って、バッフ
ァ層中のＬｉを低減することができるため、ＤＣドリフ
トの発生を抑圧でき、高信頼の光制御デバイスとその製
造方法を得ることができる。
【図１】本発明の光制御デバイスの一実施例の構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】本発明の光制御デバイスの他の実施例の構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】本発明の光制御デバイスのさらに他の実施例の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図４】図２の光制御デバイスの製造方法を示す工程図
である。
である。
【図５】本発明の光制御デバイスと従来の光制御デバイ
スのバッファ層中のＬｉ含有量を示す図である。
スのバッファ層中のＬｉ含有量を示す図である。
【図６】従来の光制御デバイスの構造を示す断面図であ
る。
る。
１ 基板 ２ａ，２ｂ 光導波路 ３ バッファ層 ４ａ，４ｂ 電極 ５ 光回路 ６ Ｌｉ阻止層
Claims (5)
- 【請求項１】 電気光学効果を有し、Ｌｉを組成として
有する基板に形成された光導波路と、前記基板上に設け
られた光学的に透明な第１の膜体と、前記第１の膜体の
上に形成された電極とからなる光制御デバイスにおい
て、光導波路を伝搬する導波光の伝搬領域以外の領域の
一部または全部に、前記基板と前記第１の膜体との間に
膜体中でイオン分極が発生しにくい第２の膜体が設けら
れていることを特徴とする光制御デバイス。 - 【請求項２】 請求項１記載の光制御デバイスにおい
て、前記第２の膜体が、単一元素からなる膜体であるこ
とを特徴とする光制御デバイス。 - 【請求項３】 請求項１記載の光制御デバイスにおい
て、前記第２の膜体が、金属膜であることを特徴とする
光制御デバイス。 - 【請求項４】 請求項１記載の光制御デバイスの製造方
法において、前記第２の膜体を前記基板表面であって、
光導波路を伝搬する導波光の伝搬領域以外の領域の一部
または全部に形成する工程と、続いて、前記第１の膜体
を形成する工程と、を含むことを特徴とする光制御デバ
イスの製造方法。 - 【請求項５】 請求項１記載の光制御デバイスの製造方
法において、前記第２の膜体を前記基板表面に形成する
工程と、続いて、前記第１の膜体を形成する工程と、続
いて、少なくとも導波光の伝搬領域の上に形成された前
記第１および第２の膜体を除去する工程と、を含むこと
を特徴とする光制御デバイスの製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6292625A JP2624199B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 光制御デバイスとその製造方法 |
| CA002256216A CA2256216C (en) | 1994-09-27 | 1995-09-26 | Optical control device and method for making the same |
| CA002159129A CA2159129C (en) | 1994-09-27 | 1995-09-26 | Optical control device and method for making the same |
| EP95306831A EP0704742A3 (en) | 1994-09-27 | 1995-09-27 | Optical control device and method for its manufacture |
| US08/535,477 US5687265A (en) | 1994-09-27 | 1995-09-27 | Optical control device and method for making the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6292625A JP2624199B2 (ja) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | 光制御デバイスとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08152586A JPH08152586A (ja) | 1996-06-11 |
| JP2624199B2 true JP2624199B2 (ja) | 1997-06-25 |
Family
ID=17784227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6292625A Expired - Lifetime JP2624199B2 (ja) | 1994-09-27 | 1994-11-28 | 光制御デバイスとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624199B2 (ja) |
-
1994
- 1994-11-28 JP JP6292625A patent/JP2624199B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08152586A (ja) | 1996-06-11 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970204 |