JP2020008710A - マッハツェンダー変調器、マッハツェンダー変調器を作製する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】導波路メサを埋め込む埋込樹脂体を電極から隔置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。【解決手段】マッハツェンダー変調器は、側面及び上面を有する半導体アーム導波路構造と、前記半導体アーム導波路構造を埋め込む埋込樹脂体と、前記半導体アーム導波路構造の前記上面に到達する開口を有すると共に前記半導体アーム導波路構造の前記側面及び前記埋込樹脂体を覆う無機絶縁体領域と、前記無機絶縁体領域の前記開口を介して前記半導体アーム導波路構造の前記上面に接触を成す電極と、を備える。【選択図】図６

Description

本発明は、マッハツェンダー変調器、及びマッハツェンダー変調器を作製する方法に関する。

特許文献１は、樹脂によって埋め込まれたメサ構造を開示する。

特開２０１１−２２２８１号公報

特許文献１は、メサ構造を埋め込む埋込領域を形成するために、二回の樹脂塗布を行う。これら２つの樹脂体はシリコン窒化膜によって隔てられる。また、このシリコン窒化膜及び樹脂体は、別のシリコン窒化膜によって覆われる。

２層のシリコン窒化膜をプラズマ処理を用いることなくエッチングにより加工して、メサ構造上に開口を形成する。この開口は、メサ構造の上面及び樹脂の上面が現れる。２層のシリコン窒化膜にウエットエッチングを適用すると、大きなサイドエッチを生じさせる。

シリコン窒化膜の大きな開口内のメサ構造の上面及び樹脂の上面上には、Ａｕ／Ｚｎ／Ａｕの導電膜が形成される。導電膜は、樹脂の上面の一部分を覆うと共に残りの樹脂部分を覆わない。残りの樹脂表面は、引き続く製造プロセスに曝される。これ故に、樹脂の露出は、望まれない。

これに対して、ウエットエッチングを用いることなくプラズマ処理により、メサ構造の上面を覆うシリコン窒化膜を除去して、シリコン窒化膜に開口を形成できる。シリコン窒化膜の開口内のメサ構造の上面及び樹脂の上面上に、導電膜が形成される。

メサ構造の上面を覆うシリコン窒化膜を確実に除去するために、プラズマ処理は、シリコン窒化膜及び樹脂体に適用される。樹脂体へのプラズマ処理の適用によれば、メサ構造の側面上の樹脂体が部分的に消失する可能性がある。樹脂の露出は、結果として、樹脂の欠損に至り、この欠損は望まれない。

メサ構造上のシリコン窒化膜の大きな開口、及びメサ構造の側面上の樹脂体欠損は、望まれない。

これらは、電極が樹脂体に接触を成す構造から生じている。

本発明の一側面は、導波路メサを埋め込む樹脂体を電極から隔置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。また、本発明の別の側面は、導波路メサを埋め込む樹脂体を電極から隔置できる構造を有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。

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、基板上に設けられた導波路メサと、前記導波路メサの側面を埋め込む埋込樹脂体と、前記導波路メサから隔置されるように前記埋込樹脂体を覆うと共に前記導波路メサの前記側面及び上面を覆う無機絶縁体とを含む基板生産物を準備する工程と、前記無機絶縁体をエッチングして、前記導波路メサの前記上面に至る開口を有すると共に前記導波路メサの前記側面及び前記埋込樹脂体を覆う無機絶縁体領域を形成する工程と、前記無機絶縁体の前記開口にオーミック電極を形成する工程と、を備え、前記オーミック電極は、前記埋込樹脂体から隔置されると共に、前記導波路メサの前記上面に接触を成す。

本発明の別の側面に係るマッハツェンダー変調器は、側面及び上面を有する半導体アーム導波路構造と、前記半導体アーム導波路構造を埋め込む埋込樹脂体と、前記半導体アーム導波路構造の前記上面に到達する開口を有すると共に前記半導体アーム導波路構造の前記側面及び前記埋込樹脂体を覆う無機絶縁体領域と、前記無機絶縁体領域の前記開口を介して前記半導体アーム導波路構造の前記上面に接触を成す電極と、を備える。

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。

以上説明したように、本発明の一側面によれば、導波路メサを埋め込む樹脂体を電極から隔置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。また、本発明の別の側面によれば、導波路メサを埋め込む樹脂体を電極から隔置できる構造を有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。

図１は、本実施形態に係る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示す図面である。 図２は、本実施形態に係る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示す図面である。 図３は、本実施形態に係る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示す図面である。 図４は、本実施形態に係る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示す図面である。 図５は、本実施形態に係る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示す図面である。 図６は、本実施形態に係るマッハツェンダー変調器を概略的に示す図面である。 図７は、本実施形態に係るマッハツェンダー変調器の電極構造と異なる電極構造を示す図面である。

いくつかの具体例を説明する。

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）基板上に設けられた導波路メサと、前記導波路メサの側面を埋め込む埋込樹脂体と、前記導波路メサから隔置されるように前記埋込樹脂体を覆うと共に前記導波路メサの前記側面及び上面を覆う無機絶縁体とを含む基板生産物を準備する工程と、（ｂ）前記無機絶縁体をエッチングして、前記導波路メサの前記上面に至る開口を有すると共に前記導波路メサの前記側面及び前記埋込樹脂体を覆う無機絶縁体領域を形成する工程と、（ｃ）前記無機絶縁体の前記開口にオーミック電極を形成する工程と、を備え、前記オーミック電極は、前記埋込樹脂体から隔置されると共に、前記導波路メサの前記上面に接触を成す。

マッハツェンダー変調器を作製する方法によれば、埋込樹脂体を導波路メサから隔置するように埋込樹脂体と導波路メサの側面及び上面とを覆う無機絶縁体を含む基板生産物を準備すると共に、基板生産物の無機絶縁体を加工して、無機絶縁体から無機絶縁体領域を形成する。この無機絶縁体領域は、導波路メサの上面に至る開口を有すると共に導波路メサの側面及び埋込樹脂体を覆う。無機絶縁体領域は、オーミック電極を埋込樹脂体から隔てることを可能にする。

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、前記無機絶縁体領域の前記開口は、前記導波路メサの前記上面の幅より大きい幅を有する。

マッハツェンダー変調器を作製する方法によれば、電極が半導体アーム導波路構造の上面を横切って延在することを可能にする開口を無機絶縁体領域に提供できる。

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、前記オーミック電極は、前記導波路メサの前記上面の全体を覆う上部分と、前記導波路メサの前記側面に接触を成す側部分とを有し、前記オーミック電極の前記側部分は、前記無機絶縁体領域によって前記埋込樹脂体から隔置される。

マッハツェンダー変調器を作製する方法によれば、導波路メサの上面の全体に接触を成す上部分を第２オーミック電極に提供できる。

具体例に係るマッハツェンダー変調器は、（ａ）側面及び上面を有する半導体アーム導波路構造と、（ｂ）前記半導体アーム導波路構造を埋め込む埋込樹脂体と、（ｃ）前記半導体アーム導波路構造の前記上面に到達する開口を有すると共に前記半導体アーム導波路構造の前記側面及び前記埋込樹脂体を覆う無機絶縁体領域と、（ｄ）前記無機絶縁体領域の前記開口を介して前記半導体アーム導波路構造の前記上面に接触を成す電極と、を備える。

マッハツェンダー変調器によれば、無機絶縁体領域は、電極を埋込樹脂体から隔てることを可能にする。

具体例に係るマッハツェンダー変調器では、前記無機絶縁体領域の前記開口は、前記半導体アーム導波路構造の前記上面の幅より大きい幅を有する。

マッハツェンダー変調器によれば、無機絶縁体領域が、半導体アーム導波路構造の上面の幅より大きい幅を開口に提供することを可能にする。開口は埋込樹脂体に到達しない。電極は、半導体アーム導波路構造の上面及び側面に接触を成すことができる。

具体例に係るマッハツェンダー変調器では、前記電極はオーミック電極を含み、前記オーミック電極は、前記半導体アーム導波路構造の前記上面の全体を覆うと共に前記埋込樹脂体から隔置される。

マッハツェンダー変調器によれば、オーミック電極が導波路メサの側面の無機絶縁体領域上に設けられることがなく、半導体アーム導波路構造の上面上に設けられる。

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本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。

図１〜図５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。

図１の（ａ）部に示されるように、導波路メサ１７、素子分離メサ２１及び第１無機絶縁膜２３を含むウエハ生産物ＷＰ１を準備する。ウエハ生産物ＷＰ１は、基板１１を含み、基板１１は素子分離メサ２１を主面１１ａ上に搭載する。素子分離メサ２１は、導波路メサ１７を搭載する。

導波路メサ１７及び素子分離メサ２１は、第１無機絶縁膜２３で覆われる。具体的には、第１無機絶縁膜２３は、導波路メサ１７の側面１７ｆ及び上面１７ｅ、素子分離メサ２１の上面及び側面、並びに基板１１を覆う。

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。

素子分離メサ２１は下部半導体領域２１ａを含み、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、これらの第１部分２１ｂ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。

ウエハ生産物ＷＰ１は、例えば以下のように作製される。エピタキシャル基板を準備する。エピタキシャル基板は、光導波路のための半導体積層を含み、この半導体積層は、基板１１上に設けられる。半導体積層は、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のための複数の半導体膜を含む。これらの半導体膜は、例えば有機金属気相成長法で成長される。

導波路メサを規定する導波路メサマスクを半導体積層の主面（エピタキシャル基板の主面）上に形成する。導波路メサマスクは、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。導波路メサマスクは、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。

導波路メサマスクを用いて半導体積層を、例えばドライエッチングにより、加工する。このエッチングは、基板１１上に下部導電性半導体層を残す。この下部導電性半導体層は、基板１１の全面に沿って延在する。エッチングにより形成される二本のアーム導波路のための導波路メサ１７は、下部導電性半導体層上に設けられる。

導波路メサマスクを除去した後に、別のマスクを下部導電性半導体層上に形成する。別のマスクは、素子分離メサの形状を規定する。別のマスクを用いて導電性半導体層をエッチングする。エッチングは、別のマスクの開口において基板１１に到達する。このエッチングにより、下部導電性半導体層から素子分離メサ２１が形成される。エッチングの後に、別のマスクを除去する。
導波路メサ１７の一例。
基板１１：半絶縁性ＩｎＰ。
下部クラッド層１７ａ：ｎ型ＩｎＰ。
コア層１７ｂ：ＡｌＧａＩｎＡｓ量子井戸。
上部クラッド層１７ｃ：ｐ型ＩｎＰ。
コンタクト層１７ｄ：ｐ型ＩｎＧａＡｓ。
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、基板１１の主面１１ａ上に順に配列される。

導波路メサ１７及び素子分離メサ２１を形成した後に、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を覆うように第１無機絶縁膜２３を成長する。第１無機絶縁膜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無機絶縁膜２３は、導波路メサ１７の側面１７ｆ上において３００ｎｍ厚のＳｉＯ_２膜であり、第１無機絶縁膜２３の側厚ＤＳは、１５０ｎｍ以上であることができ、１０００ｎｍ以下であることができる。

図１の（ｂ）部に示されるように、第１無機絶縁膜２３を形成した後に、第１無機絶縁膜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な厚さに形成される。第１樹脂体２５は、例えばベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）樹脂を含む。第１樹脂体２５は、第１無機絶縁膜２３上において導波路メサ１７及び素子分離メサ２１を覆う。

必要な場合には、第１樹脂体２５を形成することに先だって、２つの導波路メサ１７の間の素子エリア上の下部半導体領域２１ａに接触を成す共通電極のための第１オーミック電極３１ａを形成することができる。本実施例では、第１オーミック電極３１ａの形成がリフトオフにより行われる。

本実施例では、第１オーミック電極３１ａを形成した後に、第１樹脂体２５を形成する。

図２の（ａ）部に示されるように、導波路メサ１７上の第１無機絶縁膜２３を覆う第１樹脂体２５を除去する。本実施例では、マスクを用いることなく、第１樹脂体２５をエッチング（具体的には、エッチバック）する。このエッチングによれば、第１樹脂体２５から第１埋込樹脂体２５ａを形成でき、導波路メサ１７の上面１７ｅ上の第１無機絶縁膜２３が現れる。

必要な場合には、導波路メサ１７上に位置する開口を有するマスクを用いて、第１樹脂体２５から第１埋込樹脂体２５ａを作製することができる。

図２の（ｂ）部に示されるように、第１樹脂体２５に開口を形成した後に、導波路メサ１７の上面１７ｅ上の第１無機絶縁膜２３及び第１埋込樹脂体２５ａ上に第２無機絶縁膜２７を堆積して、第１無機絶縁膜２３及び第２無機絶縁膜２７を含む無機絶縁体２８を形成する。第２無機絶縁膜２７は、導波路メサ１７の上面１７ｅ上において第１無機絶縁膜２３に接触を成し、第１埋込樹脂体２５ａ上において第１埋込樹脂体２５ａに接触を成す。

具体的には、第２無機絶縁膜２７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２無機絶縁膜２７は、第１埋込樹脂体２５ａ上において４００ｎｍ厚のＳｉＯＮ膜を有する。この厚さは、例えば、第１埋込樹脂体２５ａ上において５０ｎｍ以上であることができ、８００ｎｍ以下であることができる。

第１無機絶縁膜２３及び第２無機絶縁膜２７は、導波路メサ１７の上面１７ｅ上において、合計で２００〜１８００ｎｍの厚さを有する。

上記の工程によって、基板生産物ＷＰ２が準備される。基板生産物ＷＰ２は、基板１１上に設けられた導波路メサ１７と、導波路メサ１７の側面１７ｆを埋め込む第１埋込樹脂体２５ａと、導波路メサ１７から隔置されるように第１埋込樹脂体２５ａを覆うと共に導波路メサ１７の側面１７ｆ及び上面１７ｅを覆う無機絶縁体２８とを含む。

必要な場合には、図３の（ａ）部に示されるように、フォトリソグラフィ及びエッチングを用いて、導波路メサ１７の上面１７ｅ上及びその近傍の第２無機絶縁膜２７を選択的に薄くすることがよい。第１無機絶縁膜２３及び第２無機絶縁膜２７の薄層部２７ａは、導波路メサ１７の上面１７ｅ上において、合計で２００〜８００ｎｍの厚さを有することができる。

上記の説明から理解されるように、基板生産物ＷＰ２を準備する工程は、基板１１及び導波路メサ１７上に第１無機絶縁膜２３を成長すること、導波路メサ１７の側面１７ｆ及び第１無機絶縁膜２３を埋め込む第１埋込樹脂体２５ａを基板１１上に形成すること、並びに第１埋込樹脂体２５ａ及び第１無機絶縁膜２３上に第２無機絶縁膜２７を成長することを備える。無機絶縁体２８は、第１無機絶縁膜２３及び第２無機絶縁膜２７を含み、第２無機絶縁膜２７は、導波路メサ１７上に第１無機絶縁膜２３に接触を成す。

本実施例では、図３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無機絶縁膜２３及び第２無機絶縁膜２７をフォトリソグラフィ及びエッチングにより選択的に除去して、第１無機絶縁膜２３及び第２無機絶縁膜２７を含む無機絶縁体２８に開口を形成する。マスク３３は、導波路メサ１７上に位置する開口３３ａを有する。具体的には、マスク３３を基板生産物ＷＰ２上に形成する。必要な場合には、基板生産物ＷＰ２は、第２無機絶縁膜２７に薄層部を含むことができる。

具体的には、フォトリソグラフィにより、第２無機絶縁膜２７上にマスク３３を形成する。マスク３３は、例えばレジストを含むことができる。マスク３３は、導波路メサ１７の上面１７ｅ上に開口３３ａを有する。開口３３ａは、導波路メサ１７の上面１７ｅの幅（ＷＧＷ）より大きい幅（ＡＰ）を有しており、また開口３３ａの幅（ＡＰ）は、導波路メサ１７の側面１７ｆ（両側面）上の第１無機絶縁膜２３の外面の間隔（ＷＧＩ）より小さい。

マスク３３を用いて無機絶縁体２８をエッチングして、無機絶縁体領域２９を形成する。無機絶縁体領域２９は、導波路メサ１７の上面１７ｅに至る開口２９ａを有すると共に、導波路メサ１７の近傍においては第１埋込樹脂体２５ａの表面、及び導波路メサ１７の側面１７ｆを覆う。

第１無機絶縁膜２３及び第２無機絶縁膜２７は、異方性を示すエッチング法によってエッチングされることがよく、このエッチング法は、例えばドライエッチングである。このエッチングによれば、開口２９ａの形成に際して、望まれないサイドエッチングに起因する寸法変換差を避けることができる。また、エッチングのエッチャントは、例えばＣＦ_４である。

無機絶縁体領域２９の開口２９ａには、導波路メサ１７の上面１７ｅの全体が現れており、可能な場合には、導波路メサ１７の上端部における側面が僅かに現れる。

図４の（ａ）部に示されるように、無機絶縁体領域２９に開口２９ａを形成した後に、導波路メサ１７の上面１７ｅ上に第２オーミック電極３５ａを形成する。第２オーミック電極３５ａが、無機絶縁体領域２９の開口２９ａに形成される。第２オーミック電極３５ａは、導波路メサ１７の上面１７ｅに接触を成す。

具体的には、第２オーミック電極３５ａは、例えばリフトオフマスク３６を用いて作製される。リフトオフによれば、リフトオフマスク３６上の堆積物３５ｄは、マスクの除去により消失して、第２オーミック電極３５ａが、無機絶縁体領域２９に開口２９ａ内の導波路メサ１７の上面１７ｅに残される。

マッハツェンダー変調器を作製する方法によれば、導波路メサ１７から隔置されるように第１埋込樹脂体２５ａを覆うと共に、導波路メサ１７の上面１７ｅ及び側面１７ｆを覆う無機絶縁体２８を含む基板生産物ＷＰ２の無機絶縁体２８を加工して、無機絶縁体領域２９を形成する。無機絶縁体領域２９は、導波路メサ１７の上面１７ｅに至る開口２９ａを有すると共に導波路メサ１７の側面１７ｆ及び第１埋込樹脂体２５ａを覆って、第２オーミック電極３５ａを第１埋込樹脂体２５ａから隔てることを可能にする。

無機絶縁体領域２９の開口２９ａは、導波路メサ１７の上面１７ｅの幅より大きい幅を有して、第２オーミック電極３５ａが導波路メサ１７の上面１７ｅの全体に接触を成すことを可能にする。
第２オーミック電極３５ａは、導波路メサ１７の上面１７ｅの全体を覆う上部分３５ｂと、導波路メサ１７の側面１７ｆに接触を成す側部分３５ｃとを有することができる。第２オーミック電極３５ａの側部分３５ｃは、無機絶縁体領域２９によって第１埋込樹脂体２５ｄから隔置される。第２オーミック電極３５ａに側部分３５ｃに設けることによって、導波路メサ１７の上面１７ｅの全体に接触を成す上部分３５ｂを第２オーミック電極３５ａに提供できる。

第１埋込樹脂体２５ａが、導波路メサ１７を埋め込む。無機絶縁体領域２９は、導波路メサ１７の上面１７ｅを露出させる開口２９ａを有すると共に、導波路メサ１７の側面１７ｆ及び第１埋込樹脂体２５ａを覆う。第２オーミック電極３５ａは、無機絶縁体領域２９の開口２９ａを介して導波路メサ１７の上面に接続される。無機絶縁体２８から作製された無機絶縁体領域２９も、第２オーミック電極３５ａを第１埋込樹脂体２５ａから隔てる。

無機絶縁体２８によれば、導波路メサ１７の上面１７ｅへの開口２９ａを無機絶縁体２８に形成するエッチングに際して、第１埋込樹脂体２５ａがエッチングされることを避けることができる。第１埋込樹脂体２５ａのエッチングを回避することは、導波路メサ１７の側面１７ｆ上に提供される所望の厚さの第１無機絶縁膜２３と、導波路メサ１７の上面１７ｅ上において第１無機絶縁膜２３に接触を成す第２無機絶縁膜２７とによって可能にされる。また、開口２９ａは、第２オーミック電極３５ａが導波路メサ１７の上面１７ｅの全体に接触することを可能にするサイズを有する。

図４の（ｂ）部に示されるように、第１オーミック電極３１ａ及び第２オーミック電極３５ａ上に金属厚膜３７を形成する。

既に説明したように、第２オーミック電極３５ａが、無機絶縁体領域２９に開口２９ａ内の導波路メサ１７の上面１７ｅに既に設けられている。

しかし、第１埋込樹脂体２５ａは、導波路メサ１７の間に位置する素子エリア上の第１オーミック電極３１ａを覆っている。フォトリソグラフィ及びエッチングを用いて、第１埋込樹脂体２５ａ及び第２無機絶縁膜２７に開口２５ｂを形成する。このエッチングにより、第１埋込樹脂体２５ａから第１埋込樹脂体２５ｄが形成される。開口２５ｂは、第１オーミック電極３１ａに到達する。

第１オーミック電極３１ａ及び第２オーミック電極３５ａ上に金属膜３８を形成する工程を説明する。具体的には、メッキ法の適用のために、マスクを形成する。このマスクは、第１オーミック電極３１ａ上に第１開口を有すると共に、第２オーミック電極３５ａ上に第２開口を有する。マスクは、例えばレジストであることができる。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、フォトリソグラフィによりレジストパターニングを行う。このマスクは、第１オーミック電極３１ａ上に第１開口を有すると共に、第２オーミック電極３５ａ上に第２開口を有する。その後メッキ法により金属厚膜３７を形成する。電解液内の通電により、金属厚膜３７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、種金属層３９はＴｉW／Ａｕを備えることができる。金属厚膜３７は、例えば金（Ａｕ）を含むことができる。金属厚膜３７を形成した後に、レジストマスクを除去し、ＴｉＷ層をエッチングにより除去しレジストをＯ_２アッシングにより除去する。

メッキ法の適用によれば、第１オーミック電極３１ａ上の種金属層３９上に金属厚膜３７が設けられると共に、第２オーミック電極３５ａ上の種金属層３９上に金属厚膜３７が設けられる。一方の種金属層３９は、第１オーミック電極３１ａ及び第１無機絶縁膜２３に接触を成す。他方の種金属層３９は、第２オーミック電極３５ａに接触を成す。

必要な場合には、図５の（ａ）部に示されるように、金属厚膜３７を第１オーミック電極３１ａ及び第２オーミック電極３５ａ上に形成した後に、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。第１埋込樹脂体２５ｄ及び金属厚膜３７を覆うように、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埋込樹脂体２５ｄの開口２５ｂを埋める。塗布された樹脂を熱処理により硬化して、上部樹脂体（第２埋込樹脂体４３ｄ）を形成する。この熱処理は、上部樹脂体のための樹脂だけでなく、第１埋込樹脂体２５ｄにも適用される。

上部樹脂体を形成した後に、上部樹脂体上に第３無機絶縁膜４５を堆積する。第３無機絶縁膜４５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３無機絶縁膜４５は、上部樹脂体上において３００ｎｍ厚のシリコン酸化膜であることができる。第３無機絶縁膜４５は、上部樹脂体の表面に接触を成す。

第１無機絶縁膜２３、第１オーミック電極３１ａ及び第２オーミック電極３５ａ上に第２埋込樹脂体４３ｄを形成する。フォトリソグラフィ及びエッチングを用いて、上部樹脂体から第２埋込樹脂体４３ｄを形成する。このエッチングにより、上部樹脂体に開口４３ａが形成される。開口４３ａは、第１オーミック電極３１ａ上の金属厚膜３７に到達する。

図５の（ｂ）部に示されるように、開口４３ａを有する第２埋込樹脂体４３ｄを形成した後に、上部電極４９を開口４３ａに形成する。上部電極４９は、第２埋込樹脂体４３ｄの開口４３ａを介して金属厚膜３７に接触を成す。具体的には、上部電極４９は、シード層４９ａ及びメッキ層４９ｂを含む。

必要な場合には、上部電極４９上にパッシベーション膜が形成されることができる。これらの工程により、マッハツェンダー変調器が完成する。

図６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を概略的に示す。図６の（ａ）部は、図６の（ｂ）部に示されるＶＩａ−ＶＩａ線に沿って取られた断面図である。図１〜図５は、図６の（ｂ）部に示されるＶＩ−ＶＩ線に沿ってとられたマッハツェンダー変調器５１を作製する主要な製造工程における断面を示す。

本実施形態に係るマッハツェンダー変調器５１は、第１半導体アーム導波路構造５３（及び第２半導体アーム導波路構造５４）、第１埋込樹脂体５５、無機絶縁体領域５７、第１電極５９（及び第２電極６０）、並びに共通電極６２を備える。第１半導体アーム導波路構造５３は、上面５３ｅ及び側面５３ｆを有する。第１埋込樹脂体５５は、第１半導体アーム導波路構造５３（５４）を埋め込む。無機絶縁体領域５７は、第１半導体アーム導波路構造５３（５４）の上面５３ｅに到達する開口５７ａを有すると共に、第１半導体アーム導波路構造５３（５４）の側面５３ｆ及び第１埋込樹脂体５５を覆う。第１電極５９（６０）は、無機絶縁体領域５７の開口５７ａを介して第１半導体アーム導波路構造５３（５４）の上面５３ａに接触を成す。マッハツェンダー変調器５１によれば、無機絶縁体領域５７は、第１電極５９を第１埋込樹脂体５５から隔てることを可能にする。

無機絶縁体領域５７の開口５７ａは、第１半導体アーム導波路構造５３の上面５３ａの幅より大きい幅を有する。マッハツェンダー変調器５１によれば、無機絶縁体領域５７が、第１半導体アーム導波路構造５３（５４）の上面５３ａの幅より大きい幅を開口５７ａに提供することを可能にする。開口５７ａは第１埋込樹脂体５５に到達しない。第１電極５９（６０）は、第１半導体アーム導波路構造５３（５４）の上面５３ｅ及び側面５３ｆに接触を成すことができる。

第１電極５９はオーミック電極６１を含むことができる。オーミック電極６１は、第１半導体アーム導波路構造５３の上面５３ａの全体を覆うと共に第１埋込樹脂体５５から隔置される。

第１電極５９及び第２電極６０の各々は、シード層６３及び金層６５を更に含むことができ、シード層６３及び金層６５は、無機絶縁体領域５７及びオーミック電極６１上に設けられる。シード層６３は、無機絶縁体領域５７の開口５７ａを介してオーミック電極６１の上面の全体に接触を成す。

第１電極５９及び第２電極６０の各々は、上部電極５８を含むことができ、上部電極５８は、第１埋込樹脂体５５及び無機絶縁体領域５７上に設けられた上部樹脂体６７の開口６７ａ及び上部無機膜６８の開口６８ａを介して金層６５に接触を成す。必要な場合には、マッハツェンダー変調器５１は、上部電極５８及び上部樹脂体６７上にパッシベーション膜６９を設けることができる。

無機絶縁体領域５７は、既に説明したように、シリコン系無機絶縁体を備えることができる。具体的には、無機絶縁体領域５７は、第１半導体アーム導波路構造５３（５４）の側面５３ｂ上の第１部分５７ｂと、第１埋込樹脂体５５の上面５５ａ上の第２部分５７ｃとを有する。第１部分５７ｂ及び第２部分５７ｃは、それぞれ、第１厚Ｔ１Ｈ及び第２厚Ｔ２Ｈを有する。第１厚Ｔ１Ｈは、第２厚Ｔ２Ｈより大きい。

本実施例では、無機絶縁体領域５７の第１部分５７ｂは、第１半導体アーム導波路構造５３の側面５３ｂ及び素子分離メサを覆うように単一の無機絶縁膜５６ａとして成長される。無機絶縁体領域５７の第２部分５７ｃは、第１埋込樹脂体上に単一の無機絶縁膜５６ｂとして成長される。第１埋込樹脂体５５の上面に沿って延在する第２部分５５ｂのための無機絶縁膜５６ｂは、第１半導体アーム導波路構造５３の側面５３ｂ上を延在する第１部分５７ｂのための無機絶縁膜に接続されて、オーミック電極６１を第１埋込樹脂体５５から隔置する。

図６の（ｂ）部を参照すると、マッハツェンダー変調器５１が概略的に示される。マッハツェンダー変調器５１は、分波器５２ａ、第１半導体アーム導波路構造５３、第２半導体アーム導波路構造５４、及び合波器５２ｂを備える。

図７は、本実施形態に係るマッハツェンダー変調器の電極構造と異なる電極構造を有するマッハツェンダー変調器を示す図面である。マッハツェンダー変調器７１は、導波路メサ１７、導波路メサ１７の側面１７ｆを覆う第１無機絶縁膜７３、下部埋込樹脂領域７５、下部埋込樹脂領域７５を覆う第２無機絶縁膜７７、及びオーミック電極７９を備える。第１無機絶縁膜７３は、導波路メサ１７の上面１７ｅ上に開口を有する。また、第２無機絶縁膜７７は、導波路メサ１７の上面１７ｅ上に大きな開口を有する。この開口は、導波路メサ１７の上面１７ｅ及び下部埋込樹脂領域７５の上面に到達する。第１無機絶縁膜７３及び第２無機絶縁膜７７の開口を形成するエッチングは、導波路メサ１７の側面１７ｆ上の第１無機絶縁膜７３に沿って下部埋込樹脂領域７５にくさび状の欠損を形成する可能性がある。この欠損は、マッハツェンダー変調器の電気特性を低くする。

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。

以上説明したように、本実施形態によれば、導波路メサを埋め込む樹脂体を電極から隔置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。また、本実施形態によれば、導波路メサを埋め込む樹脂体を電極から隔置できる構造を有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。

１１…基板、１７…導波路メサ、２１ａ…下部半導体領域、２３…第１無機絶縁膜、２５ｄ…第１埋込樹脂体、４３ｄ…第２埋込樹脂体、３１ａ…第１オーミック電極、５１…マッハツェンダー変調器、５３…第１半導体アーム導波路構造、５５…第１埋込樹脂体、５７…無機絶縁体領域、５９…第１電極。

Claims (6)

1. マッハツェンダー変調器を作製する方法であって、
   基板上に設けられた導波路メサと、前記導波路メサの側面を埋め込む埋込樹脂体と、前記導波路メサから隔置されるように前記埋込樹脂体を覆うと共に前記導波路メサの上面及び前記側面を覆う無機絶縁体とを含む基板生産物を準備する工程と、
   前記無機絶縁体をエッチングして、前記導波路メサの前記上面に至る開口を有すると共に前記導波路メサの前記側面及び前記埋込樹脂体を覆う無機絶縁体領域を形成する工程と、
   前記無機絶縁体領域の前記開口にオーミック電極を形成する工程と、
   を備え、
   前記オーミック電極は、前記埋込樹脂体から隔置されると共に、前記導波路メサの前記上面に接触を成す、マッハツェンダー変調器を作製する方法。
2. 前記無機絶縁体領域の前記開口は、前記導波路メサの前記上面の幅より大きい幅を有する、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。
3. 前記オーミック電極は、前記導波路メサの前記上面の全体を覆う上部分と、前記導波路メサの前記側面に接触を成す側部分とを有し、
   前記オーミック電極の前記側部分は、前記無機絶縁体領域によって前記埋込樹脂体から隔置される、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。
4. マッハツェンダー変調器であって、
   側面及び上面を有する半導体アーム導波路構造と、
   前記半導体アーム導波路構造を埋め込む埋込樹脂体と、
   前記半導体アーム導波路構造の前記上面に到達する開口を有すると共に前記半導体アーム導波路構造の前記側面及び前記埋込樹脂体を覆う無機絶縁体領域と、
   前記無機絶縁体領域の前記開口を介して前記半導体アーム導波路構造の前記上面に接触を成す電極と、
   を備える、マッハツェンダー変調器。
5. 前記無機絶縁体領域の前記開口は、前記半導体アーム導波路構造の前記上面の幅より大きい幅を有する、請求項４に記載されたマッハツェンダー変調器。
6. 前記電極はオーミック電極を含み、
   前記オーミック電極は、前記半導体アーム導波路構造の前記上面の全体を覆うと共に前記埋込樹脂体から隔置される、請求項４又は請求項５に記載されたマッハツェンダー変調器。

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