JP6690457B2 - Method of manufacturing Mach-Zehnder modulator, Mach-Zehnder modulator - Google Patents
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Description
本発明は、マッハツェンダー変調器を作製する方法、及びマッハツェンダー変調器に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a Mach-Zehnder modulator and a Mach-Zehnder modulator.
特許文献1は、マッハツェンダー変調器を開示する。 Patent Document 1 discloses a Mach-Zehnder modulator.
発明者の検討によれば、製造工程において一枚のウエハ上に作製された生産物からのマッハツェンダー変調器の特性、具体的には、高周波特性がばらつく。これらのマッハツェンダー変調器におけるアーム導波路のための半導体メサは、樹脂により埋め込まれている。半導体メサの表面が直接に樹脂に触れることを避けるために、半導体メサと樹脂との間に、無機絶縁膜、例えば酸化シリコン膜が設けられる。無機絶縁膜は半導体メサの上面及び側面を覆う。このような埋込構造を形成するために、以下の工程が行われる。樹脂のエッチングにより半導体メサの上面上の無機絶縁膜を露出させると共に、半導体メサの上面における無機絶縁膜を除去する。半導体メサ上への電気接続のために、半導体メサを埋め込む樹脂体及び半導体メサの上面上に金属体を形成する。 According to the study by the inventor, the characteristics of the Mach-Zehnder modulator, specifically the high-frequency characteristics, vary from the product manufactured on one wafer in the manufacturing process. The semiconductor mesa for the arm waveguide in these Mach-Zehnder modulators is embedded with resin. In order to prevent the surface of the semiconductor mesa from directly touching the resin, an inorganic insulating film, for example, a silicon oxide film is provided between the semiconductor mesa and the resin. The inorganic insulating film covers the upper surface and the side surface of the semiconductor mesa. The following steps are performed to form such a buried structure. The inorganic insulating film on the upper surface of the semiconductor mesa is exposed and the inorganic insulating film on the upper surface of the semiconductor mesa is removed by etching the resin. A metal body is formed on the upper surface of the resin body and the semiconductor mesa for embedding the semiconductor mesa for electrical connection onto the semiconductor mesa.
発明者の観察によれば、所望の高周波特性を満たさないマッハツェンダー変調器では、樹脂体が、半導体メサの側面上の無機絶縁膜に沿って消失して、例えばくさび状の窪みを形作っている。樹脂体及び半導体メサ上に形成される金属体は、半導体メサの側面上の無機絶縁膜に沿って延在して、窪みの表面に沿って延在して窪みの一部又は全部を埋める。 According to the inventor's observation, in the Mach-Zehnder modulator that does not satisfy the desired high frequency characteristics, the resin body disappears along the inorganic insulating film on the side surface of the semiconductor mesa to form, for example, a wedge-shaped depression. . The metal body formed on the resin body and the semiconductor mesa extends along the inorganic insulating film on the side surface of the semiconductor mesa, extends along the surface of the depression, and partially or entirely fills the depression.
更なる検討によれば、窪みは、無機絶縁膜を部分的に除去して半導体メサの上面を露出させる際に、樹脂の意図しないエッチングにより形成される。製造工程において一枚のウエハ上に作製される生産物における樹脂窪み量は、ウエハ面内においてばらついている。窪み量は、無機絶縁膜のエッチングの時間に依存しており、これ故に、このエッチング時間を短くすることによって小さくできる。加工される無機絶縁膜の量も、ウエハ面内においてばらつく。結果的に、エッチング時間の短縮は、ウエハ面内のいずれかの場所における膜残りの潜在的可能性を増加させ、無機絶縁膜の残りの発生は、電気的接続の不良に至る。 According to a further study, the depression is formed by the unintentional etching of the resin when the inorganic insulating film is partially removed to expose the upper surface of the semiconductor mesa. The amount of resin dents in a product produced on one wafer in the manufacturing process varies within the wafer surface. The amount of depression depends on the etching time of the inorganic insulating film, and therefore can be reduced by shortening the etching time. The amount of processed inorganic insulating film also varies within the wafer surface. As a result, shortening the etching time increases the potential for film residue somewhere in the wafer plane, and the occurrence of inorganic insulating film residue leads to poor electrical connections.
発明者の検討によれば、樹脂の消失による窪みの発生は、当該電極に係るキャパシタンスを増加させて、これはマッハツェンダー変調器における高周波帯域の低下に至る。 According to the study of the inventor, the occurrence of the depression due to the disappearance of the resin increases the capacitance related to the electrode, which leads to the reduction of the high frequency band in the Mach-Zehnder modulator.
本発明の一側面は、上記の事情を鑑みて為されたものであって、マッハツェンダー変調器の高周波特性の低下を避けることができる構造を形成する、マッハツェンダー変調器を作製する方法を提供することを目的とする。また、本発明の別の側面は、マッハツェンダー変調器の高周波特性の低下を避けることができる構造を有するマッハツェンダー変調器を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention is made in view of the above circumstances, and provides a method for manufacturing a Mach-Zehnder modulator, which forms a structure capable of avoiding deterioration of high-frequency characteristics of the Mach-Zehnder modulator. The purpose is to do. Another aspect of the present invention is to provide a Mach-Zehnder modulator having a structure capable of avoiding deterioration of high frequency characteristics of the Mach-Zehnder modulator.
本発明の一側面に係るマッハツェンダー変調器を作製する方法は、下部半導体領域上に設けられた導波路メサと、前記導波路メサの側面及び上面上に設けられた第1絶縁膜と、前記導波路メサを埋め込むように前記第1絶縁膜の側面及び上面上に設けられた第1樹脂体とを含む第1基板生産物を準備する工程と、前記第1基板生産物の前記導波路メサの前記上面上の前記第1絶縁膜を露出させるように前記第1樹脂体のエッチングを行う工程と、前記第1樹脂体のエッチングを行った後に、プラズマ処理装置に供給されたエッチャントのプラズマに前記第1樹脂体及び前記第1絶縁膜を曝して、前記導波路メサの前記上面上に位置する開口を前記第1絶縁膜に形成する工程と、前記開口を前記第1絶縁膜に形成した後に、前記導波路メサの前記上面、前記第1樹脂体及び前記第1絶縁膜上に第2樹脂体を形成して、前記第1樹脂体及び前記導波路メサの前記上面を埋め込む工程と、前記第2樹脂体のエッチングを行って、前記導波路メサの前記上面上に位置する開口を前記第2樹脂体に形成する工程と、前記第2樹脂体の前記開口を介して前記導波路メサの前記上面に接触を成すオーミック電極を形成する工程と、を備える。 A method of manufacturing a Mach-Zehnder modulator according to one aspect of the present invention includes a waveguide mesa provided on a lower semiconductor region, a first insulating film provided on a side surface and an upper surface of the waveguide mesa, Preparing a first substrate product including a first resin body provided on a side surface and an upper surface of the first insulating film so as to embed the waveguide mesa; and the waveguide mesa of the first substrate product. The step of etching the first resin body so as to expose the first insulating film on the upper surface of the first resin body, and the plasma of the etchant supplied to the plasma processing apparatus after the etching of the first resin body. Exposing the first resin body and the first insulating film to form an opening on the upper surface of the waveguide mesa in the first insulating film; and forming the opening in the first insulating film. After, before the waveguide mesa A step of forming a second resin body on the upper surface, the first resin body, and the first insulating film to fill the upper surfaces of the first resin body and the waveguide mesa; and etching the second resin body. And a step of forming an opening on the upper surface of the waveguide mesa in the second resin body, and an ohmic contacting the upper surface of the waveguide mesa through the opening of the second resin body. And a step of forming an electrode.
本発明の別の側面に係るマッハツェンダー変調器は、下部半導体領域上に設けられた導波路メサと、前記下部半導体領域及び前記導波路メサ上に設けられ、前記導波路メサの上面上に位置する開口を有する第1絶縁膜と、前記導波路メサを埋め込むように前記第1絶縁膜の側面に設けられる第1樹脂体と、前記第1樹脂体及び前記第1絶縁膜に接触を成すと共に、前記導波路メサの上面上に位置する開口を有する第2樹脂体と、前記第2樹脂体上に設けられ、前記第1絶縁膜の前記開口及び前記第2樹脂体の前記開口を介して前記導波路メサの前記上面に接続されるオーミック電極と、前記第2樹脂体上に設けられ、前記導波路メサの上面上の前記オーミック電極上に位置する開口を有する第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜の前記開口を介して前記オーミック電極に接触を成すと共に前記第2樹脂体上を延在する金属電極と、を備え、前記第1樹脂体は、前記導波路メサの側面の前記第1絶縁膜に沿った窪みを有し、前記第2樹脂体は前記窪みを埋める。 A Mach-Zehnder modulator according to another aspect of the present invention includes a waveguide mesa provided on a lower semiconductor region, the lower semiconductor region and the waveguide mesa, and a position on an upper surface of the waveguide mesa. A first insulating film having an opening for opening, a first resin body provided on a side surface of the first insulating film so as to fill the waveguide mesa, and contacting the first resin body and the first insulating film. A second resin body having an opening located on the upper surface of the waveguide mesa, and the second resin body provided on the second resin body and through the opening of the first insulating film and the opening of the second resin body. An ohmic electrode connected to the upper surface of the waveguide mesa; a second insulating film provided on the second resin body and having an opening located on the ohmic electrode on the upper surface of the waveguide mesa; Through the opening in the second insulating film And a metal electrode which is in contact with the ohmic electrode and extends on the second resin body, wherein the first resin body has a recess along a side surface of the waveguide mesa along the first insulating film. Then, the second resin body fills the recess.
本発明の上記の目的および他の目的、特徴、並びに利点は、添付図面を参照して進められる本発明の好適な実施の形態の以下の詳細な記述から、より容易に明らかになる。 The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more readily apparent from the following detailed description of the preferred embodiments of the present invention, which proceeds with reference to the accompanying drawings.
以上説明したように、本発明の一側面によれば、マッハツェンダー変調器の高周波特性の低下を避けることができる構造を形成する、マッハツェンダー変調器を作製する方法が提供される。また、本発明の別の側面によれば、マッハツェンダー変調器の高周波特性の低下を避けることができる構造を有するマッハツェンダー変調器が提供される。 As described above, according to one aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a Mach-Zehnder modulator that forms a structure capable of avoiding deterioration of the high frequency characteristics of the Mach-Zehnder modulator. Further, according to another aspect of the present invention, there is provided a Mach-Zehnder modulator having a structure capable of avoiding deterioration of high frequency characteristics of the Mach-Zehnder modulator.
引き続きいくつかの具体例を説明する。 Next, some specific examples will be described.
具体例に係るマッハツェンダー変調器を作製する方法は、(a)下部半導体領域上に設けられた導波路メサと、前記導波路メサの側面及び上面上に設けられた第1絶縁膜と、前記導波路メサを埋め込むように前記第1絶縁膜の側面及び上面上に設けられた第1樹脂体とを含む第1基板生産物を準備する工程と、(b)前記第1基板生産物の前記導波路メサの前記上面上の前記第1絶縁膜を露出させるように前記第1樹脂体のエッチングを行う工程と、(c)前記第1樹脂体のエッチングを行った後に、プラズマ処理装置に供給されたエッチャントのプラズマに前記第1樹脂体及び前記第1絶縁膜を曝して、前記導波路メサの前記上面上に位置する開口を前記第1絶縁膜に形成する工程と、(d)前記開口を前記第1絶縁膜に形成した後に、前記導波路メサの前記上面、前記第1樹脂体及び前記第1絶縁膜上に第2樹脂体を形成して、前記第1樹脂体及び前記導波路メサの前記上面を埋め込む工程と、(e)前記第2樹脂体のエッチングを行って、前記導波路メサの前記上面上に位置する開口を前記第2樹脂体に形成する工程と、(f)前記第2樹脂体の前記開口を介して前記導波路メサの前記上面に接触を成すオーミック電極を形成する工程と、を備える。 A method of manufacturing a Mach-Zehnder modulator according to a specific example includes (a) a waveguide mesa provided on a lower semiconductor region, a first insulating film provided on a side surface and an upper surface of the waveguide mesa, and Preparing a first substrate product including a first resin body provided on a side surface and an upper surface of the first insulating film so as to fill the waveguide mesa; and (b) the first substrate product. A step of etching the first resin body to expose the first insulating film on the upper surface of the waveguide mesa; and (c) supplying the plasma processing apparatus after the etching of the first resin body. Exposing the first resin body and the first insulating film to the plasma of the formed etchant to form an opening on the upper surface of the waveguide mesa in the first insulating film, and (d) the opening. Is formed on the first insulating film, Forming a second resin body on the upper surface of the waveguide mesa, the first resin body, and the first insulating film to embed the upper surface of the first resin body and the waveguide mesa; and (e) Etching the second resin body to form an opening on the upper surface of the waveguide mesa in the second resin body, and (f) the opening through the opening of the second resin body. Forming an ohmic electrode in contact with the upper surface of the waveguide mesa.
このマッハツェンダー変調器を作製する方法によれば、プラズマ処理装置においてエッチャントのプラズマに第1樹脂体及び第1絶縁膜を曝して、導波路メサの上面上に位置する開口を第1絶縁膜に形成する。プラズマ処理は、導波路メサの上面を確実に露出させるように行なわれる。発明者の観察によれば、以下の事項が明らかになる:このエッチャントのプラズマは、該プラズマに曝される第1樹脂体、特に、導波路メサの側面を覆う絶縁膜上に沿って第1樹脂体の意図しないエッチングを進行させる;意図しないエッチングによる樹脂消失量は、製造工程においてウエハ面内においてばらつく:樹脂の消失は、導波路メサの側面に沿った凹みを形成する。これに対して、本作製方法は、第1樹脂体上に接触を成す第2樹脂体を形成して、導波路メサの側面に沿った凹みを第2樹脂体により埋める。第2樹脂体の形成のための樹脂塗布は、様々な形状の凹み、例えば深さ及び幅においてばらついた凹みを埋め込むことを可能にする。この第2樹脂体は導波路メサの上面を覆っており、第1絶縁膜は第2樹脂体の形成に際して導波路メサの上面を覆っていない。第2樹脂体に形成する開口に際して、第1絶縁膜のエッチングは不要である。 According to this method of manufacturing the Mach-Zehnder modulator, the first resin body and the first insulating film are exposed to the plasma of the etchant in the plasma processing apparatus, and the opening located on the upper surface of the waveguide mesa is used as the first insulating film. Form. The plasma treatment is performed so as to surely expose the upper surface of the waveguide mesa. Observations made by the inventor reveal the following: The plasma of this etchant causes the first resin body exposed to the plasma, especially along the insulating film covering the side surface of the waveguide mesa, to move first. Unintentional etching of the resin body proceeds; the amount of resin disappeared due to unintentional etching varies in the wafer surface during the manufacturing process: the disappearance of the resin forms a recess along the side surface of the waveguide mesa. On the other hand, in the present manufacturing method, the second resin body that makes contact with the first resin body is formed, and the recess along the side surface of the waveguide mesa is filled with the second resin body. The resin application for the formation of the second resin body makes it possible to fill in recesses of various shapes, for example recesses that vary in depth and width. The second resin body covers the upper surface of the waveguide mesa, and the first insulating film does not cover the upper surface of the waveguide mesa when forming the second resin body. The opening of the second resin body does not require etching of the first insulating film.
具体例に係るマッハツェンダー変調器を作製する方法は、前記オーミック電極を形成した後に、前記オーミック電極及び前記第2樹脂体を覆う第2絶縁膜を形成する工程と、前記第2絶縁膜をエッチングして、前記オーミック電極上に位置する開口を前記第2絶縁膜に形成する工程と、前記第2絶縁膜の前記開口及び前記第2絶縁膜上に金属層を形成する工程とを備え、前記金属層は、前記第2絶縁膜の前記開口を介して前記オーミック電極に接続される。 A method of manufacturing a Mach-Zehnder modulator according to a specific example includes a step of forming a second insulating film that covers the ohmic electrode and the second resin body after forming the ohmic electrode, and etching the second insulating film. And forming an opening located on the ohmic electrode in the second insulating film, and forming a metal layer on the opening of the second insulating film and the second insulating film. The metal layer is connected to the ohmic electrode through the opening of the second insulating film.
このマッハツェンダー変調器を作製する方法によれば、第1樹脂体及び第2樹脂体は直接に接して樹脂同士の界面を形成すると共に、第2絶縁膜が第2樹脂体上に形成される。金属層は、第2絶縁膜の開口に設けられ、また第2絶縁膜上を延在することができる。 According to the method of manufacturing the Mach-Zehnder modulator, the first resin body and the second resin body are in direct contact with each other to form an interface between the resins, and the second insulating film is formed on the second resin body. . The metal layer is provided in the opening of the second insulating film and can extend over the second insulating film.
具体例に係るマッハツェンダー変調器を作製する方法では、前記下部半導体領域は、第1部分及び第2部分を含み、前記導波路メサは、前記下部半導体領域の前記第1部分上に設けられ、当該マッハツェンダー変調器を作製する方法は、前記第1樹脂体のエッチングを行って、前記下部半導体領域の前記第2部分上に位置する開口を前記第1樹脂体に形成する工程と、前記第1樹脂体の前記開口を介して前記第2部分に接触を成す別オーミック電極を形成する工程と、を更に備え、前記第1樹脂体及び前記導波路メサの前記上面を埋め込む工程において、前記第2樹脂体は、前記下部半導体領域の前記第2部分及び前記別オーミック電極を覆っている。 In the method of manufacturing a Mach-Zehnder modulator according to a specific example, the lower semiconductor region includes a first portion and a second portion, and the waveguide mesa is provided on the first portion of the lower semiconductor region, A method of manufacturing the Mach-Zehnder modulator includes a step of etching the first resin body to form an opening in the first resin body located on the second portion of the lower semiconductor region, And a step of forming another ohmic electrode in contact with the second portion through the opening of the first resin body, the step of burying the upper surfaces of the first resin body and the waveguide mesa. The two resin bodies cover the second portion of the lower semiconductor region and the separate ohmic electrode.
このマッハツェンダー変調器を作製する方法によれば、第1樹脂体のエッチングを行って、下部半導体領域の第2部分上の第1樹脂体に開口を形成すると共に、金属電極を第1樹脂体の開口に形成する。 According to the method of manufacturing the Mach-Zehnder modulator, the first resin body is etched to form the opening in the first resin body on the second portion of the lower semiconductor region, and the metal electrode is formed on the first resin body. To form the opening.
具体例に係るマッハツェンダー変調器を作製する方法では、前記第2樹脂体に前記開口を形成した後であって、前記オーミック電極を形成する前に、前記第2樹脂体のエッチングにより、前記別オーミック電極上に開口を前記第2樹脂体に形成する工程を更に備える。 In the method of manufacturing a Mach-Zehnder modulator according to a specific example, after the opening is formed in the second resin body and before the ohmic electrode is formed, the second resin body is etched to separate The method further includes the step of forming an opening on the ohmic electrode in the second resin body.
このマッハツェンダー変調器を作製する方法によれば、下部半導体領域の第2部分上の金属電極は、第2樹脂体を形成して第1樹脂体及び導波路メサの上面を埋め込む工程において第2樹脂体によって覆われる。第2樹脂体単独のエッチングにより、第2樹脂体に開口を形成する。 According to this method of manufacturing the Mach-Zehnder modulator, the metal electrode on the second portion of the lower semiconductor region is formed in the second resin body in the step of forming the second resin body and filling the upper surfaces of the first resin body and the waveguide mesa. Covered by resin body. An opening is formed in the second resin body by etching the second resin body alone.
具体例に係るマッハツェンダー変調器は、(a)下部半導体領域上に設けられた導波路メサと、(b)前記下部半導体領域及び前記導波路メサ上に設けられ、前記導波路メサの上面上に位置する開口を有する第1絶縁膜と、(c)前記導波路メサを埋め込むように前記第1絶縁膜の側面に設けられる第1樹脂体と、(d)前記第1樹脂体及び前記第1絶縁膜に接触を成すと共に、前記導波路メサの上面上に位置する開口を有する第2樹脂体と、(e)前記第2樹脂体上に設けられ、前記第1絶縁膜の前記開口及び前記第2樹脂体の前記開口を介して前記導波路メサの前記上面に接続されるオーミック電極と、(f)前記第2樹脂体上に設けられ、前記導波路メサの上面上の前記オーミック電極上に位置する開口を有する第2絶縁膜と、(g)前記第2絶縁膜の前記開口を介して前記第1オーミック電極に接触を成すと共に前記第2樹脂体上を延在する金属電極と、を備え、前記第1樹脂体は、前記導波路メサの側面の前記第1絶縁膜に沿った窪みを有し、前記第2樹脂体は前記窪みを埋める。 A Mach-Zehnder modulator according to a specific example is (a) a waveguide mesa provided on a lower semiconductor region, and (b) provided on the lower semiconductor region and the waveguide mesa, and on an upper surface of the waveguide mesa. A first insulating film having an opening located at, (c) a first resin body provided on a side surface of the first insulating film so as to fill the waveguide mesa, and (d) the first resin body and the first resin body. A second resin body which is in contact with the first insulating film and has an opening located on the upper surface of the waveguide mesa; and (e) the second resin body which is provided on the second resin body and has the opening of the first insulating film. An ohmic electrode connected to the upper surface of the waveguide mesa through the opening of the second resin body, and (f) the ohmic electrode provided on the second resin body and on the upper surface of the waveguide mesa. A second insulating film having an opening located thereabove, (g) And a metal electrode which is in contact with the first ohmic electrode through the opening of the second insulating film and extends over the second resin body, wherein the first resin body is formed of the waveguide mesa. There is a recess along the first insulating film on the side surface, and the second resin body fills the recess.
このマッハツェンダー変調器によれば、第1樹脂体は導波路メサの側面に沿った凹みを有する一方で、該凹みは第2樹脂体によって埋められる。 According to this Mach-Zehnder modulator, the first resin body has a recess along the side surface of the waveguide mesa, while the recess is filled with the second resin body.
本発明の知見は、例示として示された添付図面を参照して以下の詳細な記述を考慮することによって容易に理解できる。引き続いて、添付図面を参照しながら、マッハツェンダー変調器を作製する方法、及びマッハツェンダー変調器に係る実施形態を説明する。可能な場合には、同一の部分には同一の符号を付する。 The knowledge of the present invention can be easily understood by considering the following detailed description with reference to the accompanying drawings shown as examples. Subsequently, a method of manufacturing a Mach-Zehnder modulator and an embodiment of the Mach-Zehnder modulator will be described with reference to the accompanying drawings. If possible, the same parts are designated by the same reference numerals.
図1〜図15を参照しながら、マッハツェンダー変調器を作製する方法における主要な工程を説明する。これらの図面は、作製方法の主要な工程において、作製されるべきマッハツェンダー変調器のアーム導波路を横切る線にそった断面を示す。 Main steps in a method of manufacturing a Mach-Zehnder modulator will be described with reference to FIGS. These figures show cross-sections along the line traversing the arm waveguide of the Mach-Zehnder modulator to be produced in the main steps of the production method.
図1の(a)部に示されるように、基板11上に設けられる光導波路のための半導体積層13を含むエピタキシャル基板EPを準備する。半導体積層13は、下部クラッド層のための第1半導体層13a、コア層のための第2半導体層13b、上部クラッド層のための第3半導体層13c、及びコンタクト層のための第4半導体層13dを含む。エピタキシャル基板EPの準備は、本実施例では、エピタキシャル基板EPを作製することである。基板11は、その主面11a上に半導体結晶のエピタキシャル成長を可能にする成長用の基板であって、主面11aは、好ましく半絶縁性の半導体を備える。具体的には、基板11上に光導波路のための半導体積層13を成長する。半導体積層13の成長は、例えば有機金属気相成長法、分子線エピタキシー法によって行われる。
半導体積層13の一例。
基板11:半絶縁性InP。
第1半導体層13a(下部クラッド層):n型InP。
第2半導体層13b(コア層):AlGaInAs量子井戸。
第3半導体層13c(上部クラッド層):p型InP。
第4半導体層13d(コンタクト層):p型InGaAs。
第1半導体層13a、第2半導体層13b、第3半導体層13c及び第4半導体層13dは、基板11の主面11a上に順に配列される。
As shown in part (a) of FIG. 1, an epitaxial substrate EP including a
An example of the
Substrate 11: Semi-insulating InP.
The
半導体積層13の主面13e(エピタキシャル基板EPの主面)上に、導波路メサを規定する第1マスク15を形成する。この形成は、例えばフォトリソグラフ及びエッチングによって行われる。第1マスク15は、シリコン系無機絶縁膜(例えば、シリコン窒化物、シリコン酸化物)を備える。本実施例では、第1マスク15は、300nm厚のSiN膜である。第1マスク15は、マッハツェンダー変調器の導波路のためのパターンを有する。
A
図1の(b)部に示されるように、第1マスク15を用いて半導体積層13をエッチングする。このエッチングは、例えばドライエッチングであることができ、そのエッチャントは、例えばハロゲン系ガスを含む。エッチングの終点は、導波路メサ17の底部が第1半導体層13aに位置するように決定される。このエッチングにより、二本のアーム導波路のための導波路メサ17が形成される。導波路メサ17の各々は、下部クラッド層17a(例えば、n型InP)、コア層17b(例えばAlGaInAs量子井戸)、上部クラッド層17c(p型InP)及びコンタクト層17d(p型InGaAs)を含む。導波路メサ17は、下部半導体領域のための導電性半導体層17g(例えば、n型InP)上に延在する。下部クラッド層17a、コア層17b、上部クラッド層17c及びコンタクト層17dは、導電性半導体層17gの主面17hの法線NXの方向に順に配列される。エッチングの後に、第1マスク15を除去する。
As shown in part (b) of FIG. 1, the
図2の(a)部に示されるように、素子分離メサを規定する第2マスク19を導波路メサ17及び導電性半導体層17g上に形成する。この形成は、例えばフォトリソグラフ及びエッチングによって行われる。第2マスク19は、シリコン系無機絶縁膜(例えば、シリコン窒化物、シリコン酸化物)を備える。本実施例では、第2マスク19は、300nm厚のSiN膜である。第2マスク19は、マッハツェンダー変調器の下部半導体領域の素子分離のためのパターンを有する。
As shown in part (a) of FIG. 2, a
図2の(b)部に示されるように、第2マスク19を用いて導電性半導体層17gをエッチングする。このエッチングは、例えばドライエッチングであることができ、そのエッチャントは、例えばハロゲン系ガスを含む。エッチングの終点は、素子分離メサの底が半絶縁性半導体領域(例えば半絶縁性半導体を備える基板11)に位置するように決定される。このエッチングにより、素子分離メサ21が形成される。エッチングの後に、第2マスク19を除去する。素子分離メサ21の下部半導体領域21aは、一対の第1部分21b、第2部分21c及び一対の第3部分21dを有し、第1部分21b、第2部分21c及び第3部分21dは基板11の主面11aに沿って配置される。第1部分21b及び第2部分21cは、第2部分21cが第1部分21bの間に設けられるように配列される。第1部分21b、第2部分21c及び第3部分21dは、第1部分21b及び第2部分21cが第3部分21dの間に設けられるように配列される。導波路メサ17は、それぞれの第1部分21b上に設けられ、第2部分21cは、これら第1部分を繋ぐ。下部半導体領域21aは、二本のアーム導波路のための導波路メサ17の下端を繋ぐ。
As shown in part (b) of FIG. 2, the
図3の(a)部に示されるように、基板11の主面11a、下部半導体領域21aの表面、並びに導波路メサ17の上面17e及び側面17fを覆うように成長する。第1絶縁膜23は、シリコン系無機絶縁膜(例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物)を備えることができ、シリコン系無機絶縁膜は化学的気相成長法により形成される。本実施例では、第1絶縁膜23は、300nm厚のSiO2膜である。第1絶縁膜23を形成した後に、第1絶縁膜23上に樹脂を塗布すると共に熱処理により硬化させて、第1樹脂体25を形成する。樹脂の塗布は、導波路メサ17及び素子分離メサ21の上面及び側面を埋め込むように行われる。第1樹脂体25は、例えばベンゾシクロブテン樹脂を含む。第1樹脂体25は、第1絶縁膜23上において導波路メサ17及び素子分離メサ21を覆う。
As shown in part (a) of FIG. 3, it grows so as to cover the
図3の(b)部に示されるように、本実施例では、マスクを用いることなく第1樹脂体25の全面をエッチングして、導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23を露出させる。具体的には、導波路メサ17の上面17e上の絶縁膜を除けるような開口を第1樹脂体25に形成する。このエッチングにより、本実施例では、全面エッチングされた第1樹脂体25aが形成される。このエッチングは、ドライエッチングにより行われ、エッチャントは、例えばCF4/O2であることができる。
As shown in part (b) of FIG. 3, in this embodiment, the entire surface of the
図4の(a)部及び(b)部に示されるように、第1樹脂体25aに開口を形成するための第3マスク27を、第1樹脂体25、及び導波路メサ17の上面17e上に位置する第1絶縁膜23上に形成する。第3マスク27は、素子エリアに第1開口27bを有し、周辺エリアに第2開口27cを有する。第3マスク27を用いて第1樹脂体25aをエッチングして、第1樹脂体25aに開口を形成する。このエッチングは、ドライエッチングにより行われ、エッチャントは、例えばCF4/O2であることができる。具体的には、図4の(a)部を参照すると、2つのアーム導波路のための導波路メサ17の下側半導体に接続される下部半導体領域21aへの電気的接続を形成するために、第3マスク27を用いたエッチングにより、第1樹脂体25aに第1開口25bが形成される。第1開口25bは、第1部分21bの間に位置する第2部分21c上に設けられる。第1開口25bには、第1絶縁膜23が現れている。図4の(b)部を参照すると、第3マスク27を用いたエッチングにより、後の工程において形成されるパッド電極下に樹脂体を残さないために、第2開口25cが形成される。第2開口25cは、周辺エリアにおいて例えばパッド電極を形成すべきエリアに設けられる。第2開口25cには、第1絶縁膜23が現れている。エッチング終了後に、第3マスク27を除去する。
As shown in parts (a) and (b) of FIG. 4, a
図5の(a)部及び(b)部に示されるように、素子エリアでは、導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23を除去して、導波路メサ17の上面17eを露出させる。導波路メサ17の側面上に残された第1絶縁膜23の先端の高さは、導波路メサ17の上面17eより低い。この加工(第1樹脂体25aの加工)により、導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23は、第1樹脂体25aに覆われていない。第1樹脂体25aをマスクとして用いて第1絶縁膜23をエッチングすることによって、導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23を除去できる。一方、周辺エリアでは、先の工程において既に第1樹脂体25aが所望のエリアにおいて除去されて、第2開口25cに第1絶縁膜23が露出されている。周辺エリア上の第2開口25cにおける第1絶縁膜23が除去されることを避けるために、第4マスク29を形成する。第4マスク29は、概略的には、素子エリアに開口を有すると共に周辺エリアを覆う。素子エリアにおいては、第1絶縁膜23を除去可能なエッチャントを用いて、第4マスク29の開口に現れている第1絶縁膜23をドライエッチングにより除去する。このエッチングは、例えばCF4系反応性イオンエッチングにより行われる。実施例においては、この異方性プラズマ処理により、導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23を除去して、導波路メサ17の上面17eを露出させると共に、導波路メサ17の最上層の側面も露出される。第1絶縁膜23の所望の除去に加えて、予期せぬことであるが、導波路メサ17の側面に沿って第1樹脂体25aの一部が消失している。異方性プラズマ処理は、本来であれば、第1樹脂体25aの表面が僅かにエッチングされて、第1樹脂体25aの形状を実質的に変えない。しかしながら、本実施例では、第1樹脂体25aに凹部25e(例えば、くさび状の窪み)が形成されて、第1樹脂体25aから第1樹脂体25dに加工されていた。導波路メサ17の上面17eにおいては、導波路メサ17の最上層(例えば、コンタクト層)の側面における下部分が第1絶縁膜23により覆われ、第1絶縁膜23は、コンタクト層)の上面及び側面における上部分を露出させる開口を有する。
As shown in parts (a) and (b) of FIG. 5, in the element area, the first insulating
図6の(a)部に示されるように、素子エリアにおける第1樹脂体25dの第1開口25b内に、オーミック電極31aを形成する。本実施例では、オーミック電極31aの形成がリフトオフ法により行われ、このリフトオフのために、第1リフトオフマスク33を形成する。図6の(a)部及び(b)部に示されるように、オーミック電極31aは周辺エリアには形成されないので、第1リフトオフマスク33は周辺エリアを覆う一方で、素子エリアの下部半導体領域21a上に開口33aを有する。第1リフトオフマスク33は例えばレジストであることができる。第1リフトオフマスク33を形成した後に、オーミック電極のための導電膜31を堆積する。導電膜31は、例えばAuGeNi/Auを含む。導電膜31は、第1リフトオフマスク33の開口33aに堆積されたオーミック電極31aと、第1リフトオフマスク33上に堆積された隔離部分31bとを含む。堆積の後に、第1リフトオフマスク33を剥離して、オーミック電極31aが下部半導体領域21a上に残される。オーミック電極31aの縁は、第1絶縁膜23から離間している。この離間により、オーミック電極は絶縁膜との密着性が悪いため、両者が接触するように形成すると電極と絶縁膜が剥がれてしまい望ましくない形状変化をもたらすが、離間することにより膜剥がれを防止でき形成したままの形状を維持できる。
As shown in part (a) of FIG. 6, the
このマッハツェンダー変調器を作製する方法によれば、第1樹脂体25aのエッチングを行って、下部半導体領域の第2部分上の第1樹脂体25dの第1開口25bを形成すると共に、第1樹脂体25dの第1開口25bに金属電極を形成する。
According to the method of manufacturing the Mach-Zehnder modulator, the
図7の(a)部及び(b)部に示されるように、素子エリアにおいてはオーミック電極31a上に金属厚膜を形成すると共に、周辺エリアにおいてはパッド電極のための金属厚膜を第1絶縁膜23上に形成する。メッキ法の適用のために、第1絶縁マスクを形成する。第1絶縁マスクは、オーミック電極31a上に第1開口を有すると共に、周辺エリアに第2開口を有する。第1絶縁マスクを形成した後に、種金属層39を形成すると共に、種金属層39を形成した後に、メッキ法により金属厚膜35を形成する。電解液内の通電により、金属厚膜35は、導電体に接続された種金属層39に成長する。本実施例では、金属厚膜35は、例えば金(Au)を含むことができる。第1絶縁マスクは、例えばレジストであることができる。金属厚膜35を形成した後に、第1絶縁マスクを除去する。図7の(a)部及び(b)部は第一絶縁マスクを除去した後の図である。素子エリアにおいてオーミック電極31a上に金属厚膜35が設けられると共に、周辺エリアにおいてはパッド電極のために金属厚膜35が第1絶縁膜23上に設けられる。周辺エリアにおいては、種金属層39は第1絶縁膜23に接触を成す。素子エリアにおいては、種金属層39はオーミック電極31aに接触を成す。
As shown in parts (a) and (b) of FIG. 7, a metal thick film is formed on the
図8の(a)部及び(b)部に示されるように、素子エリア及び周辺エリア上に、第2樹脂体を形成する。第2樹脂体の形成の一例は、以下のものである。素子エリア及び周辺エリア上にスピン塗布法により、樹脂を塗布する。塗布された樹脂は、第1樹脂体25dの第1開口25b及び第2開口25c、並びに第1樹脂体25dの凹部25eを埋める。塗布された樹脂を熱処理により硬化して、第2樹脂体43を形成する。この熱処理は、第2樹脂体43のための樹脂だけでなく、第1樹脂体25dにも適用される。第2樹脂体43は、第1開口25bを通してオーミック電極31a上の種金属層39及び金属厚膜35に到達し、第2開口25cにおいてパッド電極のための種金属層39及び金属厚膜35に到達する。第2樹脂体43は、凹部25eを完全に埋めて、導波路メサ17の上面17e及び導波路メサ17の側面上の第1絶縁膜23を覆う。本実施例では、第2樹脂体43は、例えばBCB樹脂であることができる。第1樹脂体25d及び第2樹脂体43は、同じ種類の樹脂からなることができる。第2樹脂体43の厚さは、例えば導波路メサ17の上面17eにおいて1〜4μm程度であることができる。第2樹脂体43の厚さは、オーミック電極31aにおいて3〜8μm程度であることができる。素子エリアの大部分において、第2樹脂体43の大部分は第1樹脂体25dに接触する。
As shown in parts (a) and (b) of FIG. 8, a second resin body is formed on the element area and the peripheral area. An example of forming the second resin body is as follows. A resin is applied to the element area and the peripheral area by a spin coating method. The applied resin fills the
図9の(a)部に示されるように、第2樹脂体43に開口を形成するための第5マスク45を第2樹脂体43上に形成する。第5マスク45は、導波路メサ17の上面17e上に開口45aを有する。開口45aの幅W1は、導波路メサ17の上面17eの幅WMSより大きい。第5マスク45は、例えばレジストマスクであることができる。図9の(b)部に示されるように、第5マスク45は、周辺エリアを覆う。図9の(a)部に示されるように、第5マスク45を用いて第2樹脂体43をエッチングして、導波路メサ17の上面17eに到達する開口を第2樹脂体43に形成する。このエッチングにより、第1開口43bを有する第2樹脂体43aが形成される。導波路メサ17の側面上の第1絶縁膜23に沿って形成された窪みは、第2樹脂体43aの埋込部43cにより埋まっており、埋込部43cの表面は第1開口43bに位置する。導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23は、先の工程において除去されているので、第2樹脂体43のエッチングにより電気接続のための開口形成が可能になる。本実施例では、エッチングより第2樹脂体43aが形成される。本実施例では、第1樹脂体25dはエッチングされない。エッチングは、第2樹脂体43aと第1樹脂体25dとの界面に到達していない。
As shown in part (a) of FIG. 9, a
図10の(a)部及び(b)部に示されるように、第2樹脂体43aに開口を形成するための第6マスク47を第2樹脂体43a上に形成する。このマスクは、例えばレジストマスクであることができる。第6マスク47は、素子エリアにおいて下部半導体領域21a上の金属積層(オーミック電極31a、種金属層39及び金属厚膜35)上に位置する第1開口47aを有し、周辺エリアにおいてパッド電極のための金属積層(種金属層39及び金属厚膜35)上に位置する第2開口47bを有する。第6マスク47を用いて第2樹脂体43aをエッチングして、第2樹脂体43aに第2開口43d1及び第3開口43d2を形成する。このエッチングにより、第2樹脂体43eが形成される。このエッチングは、ドライエッチングにより行われ、エッチャントは、例えばCF4/O2であることができる。具体的には、図10の(a)部を参照すると、第6マスク47を用いたエッチングにより、2つのアーム導波路のための導波路メサ17の下側半導体を接続する下部半導体領域21a上の積層電極への電気的接続を形成するために、第2樹脂体43aに第2開口43d1が形成される。第2開口43d1は、第2部分21cの間に位置する第1部分21b上に設けられる。第2開口43d1には、金属積層(オーミック電極31a、種金属層39及び金属厚膜35)が現れている。図10の(b)部を参照すると、第6マスク47を用いたエッチングにより、パッド電極のための金属積層(種金属層39及び金属厚膜35)上に第3開口43d2が形成される。第3開口43d2には、パッド電極のための金属積層が現れている。
As shown in parts (a) and (b) of FIG. 10, a
図11の(a)部に示されるように、素子エリアにおける第2樹脂体43eの第1開口43b内に、オーミック電極51aを形成する。本実施例では、オーミック電極51aの形成がリフトオフ法により行われ、このリフトオフのために、第2リフトオフマスク53を形成する。図11の(a)部及び(b)部に示されるように、オーミック電極51aは周辺エリアには形成されないので、第2リフトオフマスク53は、周辺エリアを覆う一方で、素子エリアの導波路メサ17の上面17e上に開口53aを有する。第2リフトオフマスク53は、例えばレジストであることができる。第2リフトオフマスク53を形成した後に、オーミック電極のための導電膜51を堆積する。導電膜51は、例えばTiPtAuを含む。導電膜51は、第2リフトオフマスク53の開口53aに堆積されたオーミック電極51aと、第2リフトオフマスク53上に堆積された隔離部分51bとを含む。堆積の後に、第2リフトオフマスク53を剥離して、オーミック電極51aが導波路メサ17の上面17e上に残される。必要な場合には、第2リフトオフマスク53を形成した後に、ウエットエッチングのエッチャント(例えば、燐酸/過酸化水素水/水の混合物)により、導波路メサ17の半導体表面をエッチングするようにしてもよい。
As shown in part (a) of FIG. 11, the
図12の(a)部及び(b)部に示されるように、オーミック電極51aを形成した後に、オーミック電極51a及び第2樹脂体43e上に第2絶縁膜55を形成する。第2絶縁膜55は、例えばシリコン系無機絶縁膜を備えることができ、具体的には、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物を備える。本実施例では、第2絶縁膜55はシリコン酸化膜である。第2絶縁膜55は、オーミック電極51aの表面及び第2樹脂体43eの表面を覆う。
As shown in parts (a) and (b) of FIG. 12, after forming the
次いで、素子エリアにおけるオーミック電極31a及びオーミック電極51a、並びに周辺エリアにおける金属積層(パッド電極のための金属積層)への電気接続を可能にするために、第2絶縁膜55に開口を形成する。第2絶縁膜55上に第7マスク57を形成する。第7マスク57は、例えばレジストマスクであることができる。第7マスク57は、導波路メサ17の上面17e上のオーミック電極51a上の第1開口57aと、下部半導体領域21a上の金属積層(オーミック電極31a、種金属層39、及び金属厚膜35)上の第2開口57bと、周辺エリアにおけるパッド金属のための金属積層(種金属層39、及び金属厚膜35)上の第3開口57cとを有する。この第7マスク57を用いて、第2絶縁膜55をエッチングして、第2絶縁膜55に、第1開口55a、第2開口55b及び第3開口55cを形成する。これらの開口を形成した後に、第7マスク57を除去する。第1開口55a、第2開口55b及び第3開口55cに、それぞれ、オーミック電極51a、金属積層(オーミック電極31a、種金属層39、及び金属厚膜35)、及び金属積層(種金属層39、及び金属厚膜35)が現れている。第2絶縁膜55は、オーミック電極51aの上面の周縁部、金属積層(オーミック電極31a、種金属層39、及び金属厚膜35)の上面の周縁部、及び金属積層(種金属層39、及び金属厚膜35)の上面の周縁部に接触を成す。
Next, an opening is formed in the second insulating
このマッハツェンダー変調器を作製する方法によれば、第1樹脂体25d及び第2樹脂体43eは直接に接して強固な接合を成すと共に、第2絶縁膜55が第2樹脂体43e上に形成される。金属層は、第2絶縁膜55の開口に設けられ、また第2絶縁膜55上を延在することができる。
According to the method of manufacturing the Mach-Zehnder modulator, the
図13の(a)部及び(b)部に示されるように、金属電極59をメッキ法で形成する。金属電極59が第1金属配線層59a、第2金属配線層59b及び第3金属配線層59cを含む。第1金属配線層59aがオーミック電極51a上に設けられ、第2金属配線層59bが金属積層(31a、35、39)上に設けられ、周辺アリアにおいて、第3金属配線層59cが金属積層(35、39)上に設けられる。
As shown in parts (a) and (b) of FIG. 13, the
これらの工程により、マッハツェンダー変調器が作製される。このマッハツェンダー変調器を作製する方法によれば、プラズマ処理装置においてエッチャントのプラズマに第1樹脂体25及び第1絶縁膜23を曝して、導波路メサ17の上面17e上に位置する開口を第1絶縁膜23に形成する。プラズマ処理は、導波路メサ17の上面17eを確実に露出させるように行なわれる。発明者の観察によれば、以下の事項が明らかになる:このエッチャントのプラズマは、該プラズマに曝される第1樹脂体25、特に、導波路メサ17の側面を覆う絶縁膜上に沿って第1樹脂体25の意図しないエッチングを進行させる;意図しないエッチングによる樹脂消失量は、製造工程においてウエハ面内においてばらつく:樹脂の消失は、導波路メサ17の側面に沿った凹部25eを形成して、この凹部25eの残存は、引き続く工程において形成される電極に、実際にキャパシタンスの増大を生じさせることになる。これに対して、本作製方法は、第1樹脂体25上に接触を成す第2樹脂体43を形成して、導波路メサ17の側面に沿った凹部25eを第2樹脂体43により埋める。第2樹脂体43の形成のための樹脂塗布は、様々な形状の凹部25e、例えば深さ及び幅においてばらついた窪みを埋め込むことを可能にする。この第2樹脂体43は導波路メサ17の上面17eを覆っており、第1絶縁膜23は第2樹脂体43の形成に際して導波路メサ17の上面17eを覆っていない。第2樹脂体43に開口を形成するに際して、第1絶縁膜23のエッチングは不要である。
Through these steps, the Mach-Zehnder modulator is manufactured. According to the method of manufacturing the Mach-Zehnder modulator, the
本実施例に係るマッハツェンダー変調器の構造は、上記の作製方法に得られたデバイスに限定されない。 The structure of the Mach-Zehnder modulator according to the present embodiment is not limited to the device obtained by the above manufacturing method.
図3の(b)部に示される具体例では、マスクを用いることなく第1樹脂体25の全面をエッチングして、導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23を露出させる。マスクを用いることなく第1樹脂体25の全面をエッチングする工程に替えて、別の工程を行うことができる。図14の(a)部は、マスクを用いて導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23を露出させる作製方法における主要な工程を模式的に示す図面である。図14の(a)部に示されるように、第1樹脂体25上にマスク61を形成する。マスク61は、導波路メサ17の上面17eに開口61aを有する。この開口61aは、導波路メサ17の上面17eにおけるコンタクト孔を規定するために設けられる。開口61aの第1開口幅MW1は、導波路メサ17の上面17eの第1開口幅MW1より大きい。このマスク61は、例えばレジストマスクであることができる。マスク61を用いて、第1樹脂体25をエッチングして、導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23に到達する第1開口25fを第1樹脂体25aに形成する。エッチングされた第1樹脂体25aは、第1開口25fを有する。このエッチングは、ドライエッチングにより行われ、エッチャントは、例えばCF4/O2であることができる。
In the specific example shown in FIG. 3B, the entire surface of the
導波路メサ17の上面17e上の絶縁膜を除けるような第1開口25fを第1樹脂体2に形成した後に、図14の(b)部に示されるように、導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23を除去して、導波路メサ17の上面17eを露出させる。この処理は、図5の(a)部及び(b)部に示される工程と同様に行われる。第1絶縁膜23を除去可能なエッチャントにより、露出されている第1絶縁膜23が除去される。プラズマ処理により、導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23が除去されて、導波路メサ17の上面17eが露出する。導波路メサ17の上面17eにおいては、導波路メサ17内の最上層(例えば、コンタクト層)の側面における下部分が第1絶縁膜23により覆われ、コンタクト層)の上面及び側面における上部分が露出されている。導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23の除去に加えて、既に説明したように、導波路メサ17の側面に沿って第1樹脂体25aの一部が消失している。プラズマ処理は、本来であれば、第1樹脂体25aの表面を僅かにエッチングするけれども、第1樹脂体25aの形状が実質的に変わらないことになる。しかしながら、本実施例では、第1樹脂体25aにくさび状の凹部25eが形成されて、第1樹脂体25aが加工されて、第1樹脂体25dになる。
After forming the
この後に、第1樹脂体25d上に第2樹脂体43を形成する。第2樹脂体43の形成は、図8の(a)部及び(b)部を参照しながら行われた工程と同様に行われることができる。第2樹脂体43は、スピン塗布法により樹脂を塗布する。図14の(c)部に示されるように、塗布された樹脂は、第1樹脂体25gの第1開口25b及び第1樹脂体25gの凹部25e(並びに第2開口25c)を埋める。塗布された樹脂を熱処理により硬化して、第2樹脂体43を形成する。この熱処理は、第2樹脂体43のための樹脂だけでなく、第1樹脂体25dにも適用される。
Then, the
図14の(d)部に示されるように、第5マスク45を用いて第2樹脂体43をエッチングして、導波路メサ17の上面17eに到達する開口を第2樹脂体43に形成する。このエッチングは、図9の(a)部を参照しながら行われた工程と同様に行われる。このエッチングにより、第1開口43fを有する第2樹脂体43gが形成される。導波路メサ17の側面上の第1絶縁膜23に沿って形成された窪みは、第2樹脂体43gの埋込部43cにより埋まっており埋込部43cの表面は第1開口43fに位置する。導波路メサ17の上面17e上の第1絶縁膜23は、先の工程において除去されているので、第2樹脂体43のエッチングにより電気接続のための開口形成が可能になる。本実施例では、エッチングより第2樹脂体43gが形成され、第1樹脂体25dはエッチングされない。エッチングは、第2樹脂体43gと第1樹脂体25gとの界面に到達していない。第2樹脂体43gの第1開口43fの第2開口幅MW2は、第1樹脂体25dの第1開口25fの第1開口幅MW1より小さく、導波路メサ17の上面17eのメサ幅MS1より大きい。メサ幅MS1は、例えば1.2〜2.2マイクロメートルであり、例えば1.5マイクロメートルである。第1開口幅MW1は、5.0〜15.0マイクロメートルであり、例えば10.0マイクロメートルである。第2開口幅MW2は、3.0〜13.0マイクロメートルであり、例えば8.0マイクロメートルである。第2樹脂体43gの第1開口43bには、導波路メサ17の上面17eが現れている。この生産物に対して、既に説明された工程(図10の(a)部及び(b)部に示される工程)からの処理が引き続き適用される。
As shown in part (d) of FIG. 14, the
図15の(a)部は、アーム導波路のエリアを示す平面図である。図15の(b)部は、図15の(a)部に示されたXVb−XVb線に沿ってとられた断面を示す。オーミック電極51aが下部半導体領域21aに接触を成し、オーミック電極51a上には、第1メッキ電極(種金属層39及び金属厚膜35)が設けられる。第1メッキ電極の縁は、第1絶縁膜23及び第1樹脂体25dから離れている。第2樹脂体43eは、第1メッキ電極(31a、35、39)の周縁の上面及び側面を覆う。BCBで覆うことで電極の剥がれを抑制できる。第2樹脂体43eの表面及び第1メッキ電極の上面は、第2絶縁膜55で覆われる。第2メッキ電極として作製される第2金属配線層59bが、第2絶縁膜55の開口を介して下地の第1メッキ電極に接触を成す。第2金属配線層59bは、第2絶縁膜55の縁周辺に設けられる。
Part (a) of FIG. 15 is a plan view showing the area of the arm waveguide. Part (b) of FIG. 15 shows a cross section taken along line XVb-XVb shown in part (a) of FIG. 15. The
図16は、上記の作製方法によって作製された一例のマッハツェンダー変調器デバイスを概略的に示す平面図である。マッハツェンダー変調器デバイス63は、素子エリアDEV及び周辺エリアPFを備える。マッハツェンダー変調器デバイス63は、素子エリアDEVに設けられたマッハツェンダー変調器MZ1、MZ2、MZ3、MZ4を備える。本実施例では、マッハツェンダー変調器MZ1、MZ2、MZ3、MZ4は、実質的に同じ構造を有する。マッハツェンダー変調器デバイス63は、周辺エリアPFに設けられたマッハツェンダー変調器MZ1、MZ2、MZ3、MZ4に電気的に接続されたパッド電極を備える。マッハツェンダー変調器MZ1、MZ2、MZ3、MZ4の入力は、光入力INに光学的に接続されており、光入力INからのレーザ光を分岐器を介して受ける。マッハツェンダー変調器MZ1、MZ2の出力は、合波器を介して第1光出力OUT_Xに至る。また、マッハツェンダー変調器MZ3、MZ4の出力は、合波器を介して第1光出力OUT_Yに至る。マッハツェンダー変調器MZ1、MZ2、MZ3、MZ4の各々は、導波路メサ上に位置する変調電極MDLEと、導波路メサ上に位置する位相電極PHLEとを備える。
FIG. 16 is a plan view schematically showing an example Mach-Zehnder modulator device manufactured by the above manufacturing method. The Mach-
図17の(a)部は、図16に示されたXVIIa−XVIIa線に沿ってとられた断面を示し、図17の(b)部は、図16に示されたXVIIb−XVIIb線に沿ってとられた断面を示す。マッハツェンダー変調器MZ1は、導波路メサ17と、第1絶縁膜23と、第1樹脂体25dと、第2樹脂体43eと、オーミック電極51aと、第2絶縁膜55と、金属電極59とを備える。導波路メサ17は、下部半導体領域21a上に設けられる。第1絶縁膜23は、下部半導体領域21a及び導波路メサ17上に設けられ、導波路メサ17の上面17e上に位置する開口23aを有する。第1樹脂体25dは、導波路メサ17を埋め込むように第1絶縁膜23上に設けられる。第2樹脂体43eは、第1樹脂体25d及び第1絶縁膜23に接触を成すと共に、導波路メサ17の上面17e上に位置する第1開口43bを有する。オーミック電極51aが、第2樹脂体43e上に設けられ、第1絶縁膜23の開口23a及び第2樹脂体43eの第1開口43bを介して導波路メサ17の上面17eに接続される。第2絶縁膜55は、第2樹脂体43e上に設けられ、導波路メサ17の上面17e上のオーミック電極51a上に位置する第1開口55aを有する。金属電極59は、第2絶縁膜55の第1開口55aを介してオーミック電極51aに接触を成すと共に第2樹脂体43e上を延在する。第1樹脂体25dは、導波路メサ17の側面に沿った凹部25eを有し、第2樹脂体43eは凹部25eを埋める。このマッハツェンダー変調器MZ1によれば、第1樹脂体25dは導波路メサ17の側面に沿った凹部25eを有する一方で、該凹部25eは第2樹脂体43eによって埋められる。
Part (a) of FIG. 17 shows a cross section taken along line XVIIa-XVIIa shown in FIG. 16, and part (b) of FIG. 17 is taken along line XVIIb-XVIIb shown in FIG. The cross section taken is shown. The Mach-Zehnder modulator MZ1 includes a
好適な実施の形態において本発明の原理を図示し説明してきたが、本発明は、そのような原理から逸脱することなく配置および詳細において変更され得ることは、当業者によって認識される。本発明は、本実施の形態に開示された特定の構成に限定されるものではない。したがって、特許請求の範囲およびその精神の範囲から来る全ての修正および変更に権利を請求する。 While the principles of the invention have been illustrated and described in the preferred embodiment, those skilled in the art will recognize that the invention can be modified in arrangement and detail without departing from such principles. The present invention is not limited to the specific configuration disclosed in this embodiment. We therefore claim all modifications and variations coming within the scope and spirit of the claims.
以上説明したように、本実施形態によれば、マッハツェンダー変調器の高周波特性の低下を避けることができる構造を形成するマッハツェンダー変調器を作製する方法が提供され、またマッハツェンダー変調器の高周波特性の低下を避けることができる構造を有するマッハツェンダー変調器が提供される。 As described above, according to the present embodiment, there is provided a method of manufacturing a Mach-Zehnder modulator that forms a structure capable of avoiding deterioration of high-frequency characteristics of the Mach-Zehnder modulator, and a high frequency of the Mach-Zehnder modulator. A Mach-Zehnder modulator having a structure capable of avoiding deterioration of characteristics is provided.
63…マッハツェンダー変調器デバイス、DEV…素子エリア、PF…周辺エリア、MZ1、MZ2、MZ3、MZ4…マッハツェンダー変調器、11…基板、17…導波路メサ、21a…下部半導体領域、23…第1絶縁膜、25d…第1樹脂体、25e…凹部、43e…第2樹脂体、31a、51a…オーミック電極、55…第2絶縁膜、59…金属電極。 63 ... Mach-Zehnder modulator device, DEV ... Element area, PF ... Peripheral area, MZ1, MZ2, MZ3, MZ4 ... Mach-Zehnder modulator, 11 ... Substrate, 17 ... Waveguide mesa, 21a ... Lower semiconductor region, 23 ... 1 insulating film, 25d ... 1st resin body, 25e ... recessed part, 43e ... 2nd resin body, 31a, 51a ... ohmic electrode, 55 ... 2nd insulating film, 59 ... metal electrode.
Claims (5)
下部半導体領域上に設けられた導波路メサと、前記導波路メサの側面及び上面上に設けられた第1絶縁膜と、前記導波路メサを埋め込むように前記第1絶縁膜の側面及び上面上に設けられた第1樹脂体とを含む第1基板生産物を準備する工程と、
前記第1基板生産物の前記導波路メサの前記上面上の前記第1絶縁膜を露出させるように前記第1樹脂体のエッチングを行う工程と、
プラズマ処理装置に供給されたエッチャントのプラズマに前記第1樹脂体及び前記第1絶縁膜を曝して、前記導波路メサの前記上面上に位置する開口を前記第1絶縁膜に形成する工程と、
前記開口を前記第1絶縁膜に形成した後に、前記導波路メサの前記上面、前記第1樹脂体及び前記第1絶縁膜上に第2樹脂体を形成して、前記第1樹脂体及び前記導波路メサの前記上面を埋め込む工程と、
前記第2樹脂体のエッチングを行って、前記導波路メサの前記上面上に位置する開口を前記第2樹脂体に形成する工程と、
前記第2樹脂体の前記開口を介して前記導波路メサの前記上面に接触を成すオーミック電極を形成する工程と、
を備え、
前記開口を前記第1絶縁膜に形成した後に、前記第1樹脂体は、前記導波路メサの前記側面上の前記第1絶縁膜に沿った凹部を有し、
前記第1樹脂体及び前記導波路メサの前記上面を埋め込む工程において、前記第2樹脂体は前記凹部を埋め込む、マッハツェンダー変調器を作製する方法。 A method of making a Mach-Zehnder modulator,
A waveguide mesa provided on the lower semiconductor region, a first insulating film provided on a side surface and an upper surface of the waveguide mesa, and a side surface and an upper surface of the first insulating film so as to fill the waveguide mesa. A step of preparing a first substrate product including a first resin body provided in
Etching the first resin body to expose the first insulating film on the upper surface of the waveguide mesa of the first substrate product;
Exposing the first resin body and the first insulating film to plasma of an etchant supplied to a plasma processing apparatus to form an opening on the upper surface of the waveguide mesa in the first insulating film;
After forming the opening in the first insulating film, a second resin body is formed on the upper surface of the waveguide mesa, the first resin body, and the first insulating film to form the first resin body and the second resin body. Embedding the upper surface of the waveguide mesa,
Etching the second resin body to form an opening in the second resin body located on the upper surface of the waveguide mesa;
Forming an ohmic electrode in contact with the upper surface of the waveguide mesa through the opening of the second resin body;
Equipped with
After forming the opening in the first insulating film, the first resin body has a recess along the first insulating film on the side surface of the waveguide mesa,
A method of manufacturing a Mach-Zehnder modulator , wherein in the step of filling the upper surfaces of the first resin body and the waveguide mesa, the second resin body fills the recess .
前記第2絶縁膜をエッチングして、前記オーミック電極上に位置する開口を前記第2絶縁膜に形成する工程と、
前記第2絶縁膜の前記開口及び前記第2絶縁膜上に金属層を形成する工程と、
を備え、
前記金属層は、前記第2絶縁膜の前記開口を介して前記オーミック電極に接続される、請求項1に記載されたマッハツェンダー変調器を作製する方法。 Forming a second insulating film covering the ohmic electrode and the second resin body after forming the ohmic electrode;
Etching the second insulating film to form an opening on the ohmic electrode in the second insulating film;
Forming a metal layer on the opening of the second insulating film and on the second insulating film;
Equipped with
The method of manufacturing a Mach-Zehnder modulator according to claim 1, wherein the metal layer is connected to the ohmic electrode through the opening of the second insulating film.
前記導波路メサは、前記下部半導体領域の前記第1部分上に設けられ、
当該マッハツェンダー変調器を作製する方法は、
前記開口を前記第1絶縁膜に形成する前に、前記第1樹脂体のエッチングを行って、前記下部半導体領域の前記第2部分上に位置する開口を前記第1樹脂体に形成する工程と、
前記第1樹脂体の前記開口を介して前記第2部分に接触を成す別オーミック電極を形成する工程と、
を更に備え、
前記第1樹脂体及び前記導波路メサの前記上面を埋め込む工程において、前記第2樹脂体は、前記下部半導体領域の前記第2部分及び前記別オーミック電極を覆っている、請求項1又は請求項2に記載されたマッハツェンダー変調器を作製する方法。 The lower semiconductor region includes a first portion and a second portion,
The waveguide mesa is provided on the first portion of the lower semiconductor region,
The method of manufacturing the Mach-Zehnder modulator is
Etching the first resin body to form an opening on the second portion of the lower semiconductor region in the first resin body before forming the opening in the first insulating film ; ,
Forming a separate ohmic electrode in contact with the second portion through the opening of the first resin body;
Further equipped with,
The method of embedding the first resin body and the upper surface of the waveguide mesa, wherein the second resin body covers the second portion of the lower semiconductor region and the separate ohmic electrode. A method for manufacturing the Mach-Zehnder modulator described in 2.
下部半導体領域上に設けられた導波路メサと、
前記下部半導体領域及び前記導波路メサの側面上に設けられ、前記導波路メサの上面上に位置する開口を有する第1絶縁膜と、
前記導波路メサを埋め込むように前記第1絶縁膜の側面に設けられる第1樹脂体と、
前記第1樹脂体及び前記第1絶縁膜に接触を成すと共に、前記導波路メサの前記上面上に位置する開口を有する第2樹脂体と、
前記第2樹脂体上に設けられ、前記第1絶縁膜の前記開口及び前記第2樹脂体の前記開口を介して前記導波路メサの前記上面に接続されるオーミック電極と、
前記第2樹脂体上に設けられ、前記導波路メサの前記上面上の前記オーミック電極上に位置する開口を有する第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜の前記開口を介して前記オーミック電極に接触を成すと共に前記第2樹脂体上を延在する金属電極と、
を備え、
前記第1樹脂体は、前記導波路メサの前記側面上の前記第1絶縁膜に沿った凹部を有し、前記第2樹脂体は前記凹部を埋める、マッハツェンダー変調器。 A Mach-Zehnder modulator,
A waveguide mesa provided on the lower semiconductor region,
A first insulating film provided on the side surfaces of the lower semiconductor region and the waveguide mesa , and having an opening located on the upper surface of the waveguide mesa;
A first resin body provided on a side surface of the first insulating film so as to embed the waveguide mesa;
Together form a contact with the first resin member and the first insulating film, a second resin body having an opening located on said top surface of said waveguide mesa,
An ohmic electrode provided on the second resin body and connected to the upper surface of the waveguide mesa through the opening of the first insulating film and the opening of the second resin body;
Provided on the second resin member, a second insulating film having an opening positioned on the ohmic electrode on the upper surface of the semiconductor mesa,
A metal electrode that makes contact with the ohmic electrode through the opening of the second insulating film and extends over the second resin body;
Equipped with
The first resin body has a first recess along the insulating film on the side surface of the semiconductor mesa, wherein the second resin body filling the recesses, the Mach-Zehnder modulator.
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