JPH0720508A - 光制御デバイスの製造方法 - Google Patents
光制御デバイスの製造方法Info
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- JPH0720508A JPH0720508A JP14717893A JP14717893A JPH0720508A JP H0720508 A JPH0720508 A JP H0720508A JP 14717893 A JP14717893 A JP 14717893A JP 14717893 A JP14717893 A JP 14717893A JP H0720508 A JPH0720508 A JP H0720508A
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Classifications
-
- 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
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/21—Thermal instability, i.e. DC drift, of an optical modulator; Arrangements or methods for the reduction thereof
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 長期に渡って安定に動作する光制御デバイス
の製造方法の提供。 【構成】 バッファ層３ａと基板１の間に金属材料から
なる層３を挿入しアニールを施すことを特徴とする光制
御デバイスの製造方法である。この層のイオン伝導率が
低いため、アニールによって基板１から混入しバッファ
層３ａ内で移動するＬｉイオンの量を減らすことができ
る。従ってＤＣドリフトを低減することができ、常に安
定な動作が得られる。
の製造方法の提供。 【構成】 バッファ層３ａと基板１の間に金属材料から
なる層３を挿入しアニールを施すことを特徴とする光制
御デバイスの製造方法である。この層のイオン伝導率が
低いため、アニールによって基板１から混入しバッファ
層３ａ内で移動するＬｉイオンの量を減らすことができ
る。従ってＤＣドリフトを低減することができ、常に安
定な動作が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光波の変調、光路切替え
を行う光制御デバイスに関し、特に電気光学効果を有す
るＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 の基板中に形成された
光導波路を用いて制御を行う導波型光スイッチの製造方
法に関する。
を行う光制御デバイスに関し、特に電気光学効果を有す
るＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 の基板中に形成された
光導波路を用いて制御を行う導波型光スイッチの製造方
法に関する。
【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。現在の実用システ
ムでは光信号は半導体レーザや発光ダイオードの注入電
流を直接に変調することによって得られているが、直接
変調では緩和振動の効果、波長チャーピングの発生等の
ため数ＧＨｚ以上の高速変調が難しいこと、波長変動が
発生するためコヒーレント光伝送方式には適用が難しい
等の欠点がある。これを解決する手段としては、外部変
調器を使用する方法があり、特に電気光学結晶基板中に
形成された光導波路により構成される導波型の光変調器
は小型、高効率、高速という特長がある。
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。現在の実用システ
ムでは光信号は半導体レーザや発光ダイオードの注入電
流を直接に変調することによって得られているが、直接
変調では緩和振動の効果、波長チャーピングの発生等の
ため数ＧＨｚ以上の高速変調が難しいこと、波長変動が
発生するためコヒーレント光伝送方式には適用が難しい
等の欠点がある。これを解決する手段としては、外部変
調器を使用する方法があり、特に電気光学結晶基板中に
形成された光導波路により構成される導波型の光変調器
は小型、高効率、高速という特長がある。
【０００３】一方、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
ても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
特長がある。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長があり、方向性結合器型変調器あ
るいは光スイッチ、全反射型光スイッチ、マッハツェン
ダ型光変調器等の種々の方式の光制御デバイスが報告さ
れている。
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
ても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
特長がある。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長があり、方向性結合器型変調器あ
るいは光スイッチ、全反射型光スイッチ、マッハツェン
ダ型光変調器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、この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 ＯＱＥ３８−１４７ によれ
ば、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。このような光スイッチデバイスの特性項目には、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、温湿度などの環境に対する動作の安
定性、また、電圧の連続印加時における動作の安定性な
どがある。
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 ＯＱＥ３８−１４７ によれ
ば、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。このような光スイッチデバイスの特性項目には、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、温湿度などの環境に対する動作の安
定性、また、電圧の連続印加時における動作の安定性な
どがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した特性項目の中
でも安定動作は実用において最も重要な点である。
でも安定動作は実用において最も重要な点である。
【０００６】ここで従来の技術を図面を用いて説明す
る。図３は、特開平４−１９５１１５に示された方向性
結合器５を用いた従来の光スイッチの構造を示す断面図
である。図３において、電気光学効果を有するＬｉＮｂ
Ｏ3 あるいはＬｉＴａＯ3 基板（以後、基板と呼ぶ）に
形成された２本の光導波路２からなる方向性結合器５を
含む基板１上にバッファ層３ａが装荷され、前記バッフ
ァ層３ａを介して主として金属材料からなる電極４ａ，
４ｂが光導波路２の上に形成される。そして更に導電性
膜６が装荷される。この導電性膜６はサワキらの文献
クレオ（ＣＬＥＯ）’８６ ＭＦ−２、４６ページによ
れば、温度変動が発生した場合に強誘電体が有する焦電
効果により基板１中に生ずる電荷の移動による特性不安
定化を防ぐ作用がある。すなわち、温度の変動に対して
のスイッチ動作の安定化の効果があると考えられてお
り、Ｓｉ膜が用いられている。また、バッファ層３ａは
光導波路２を伝搬する光が電極４ａ，４ｂ及び導電性膜
６に吸収されるのを防ぐために用いられ、通常光に対し
て極めて吸収の少ない絶縁体、特にＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ
3 が一般に用いられる。なぜなら、これらの屈折率は電
気光学効果を有するＬｉＮｂＯ3 あるいはＬｉＴａＯ3
基板１の屈折率の約２．２より小さく、かつ、光の吸収
がほとんど無いためである。屈折率が小さい場合、電極
４ａ，４ｂ及び導電性膜６での光の吸収を防ぐために必
要なバッファ層３ａの厚さを屈折率が大きい場合より薄
膜化できる。スイッチング電圧を考えると、電極４ａ，
４ｂに電圧を印加した場合、通常バッファ層３ａの誘電
率は基板１に比べて小さいため電界がバッファ層３ａに
集中するため、バッファ層３ａの厚さが厚いほどスイッ
チング電圧は増大する。従って、バッファ層３ａとして
は屈折率が小さく、かつ、光の吸収が極めて小さいＳｉ
Ｏ2 が用いられる。しかし、バッファ層３ａとしてＳｉ
Ｏ2 を用い、電極４ａをアースとして電極４ｂに直流電
圧を連続印加するとバッファ層中のイオンが電界により
移動し各電極４ａ，４ｂの下には外部から印加した電圧
の符号とは逆のイオンが集まる。従って、電極４ａ，４
ｂの間は外部からの印加電圧で発生する基板中の電界に
対して反電界が発生する。この反電界の大きさは時間と
共にイオンの総移動量が増加するため大きくなってい
く。これはＳｉＯ2 の電気的絶縁性は一般的に高いが、
イオン伝導が支配的であるためである。この現象は一般
にＤＣドリフトと呼ばれる。外部からの印加電圧を一定
としている場合、反電界が発生すると光導波路に印加さ
れる電界が減少することになり特性劣化が起こる。すな
わち、時間と共に大きくなる反電界が発生した場合、反
電界が発生する前の特性に戻すためには反電界をキャン
セルさせる電圧を外部から印加しなければならない。こ
れはスイッチ動作の動作電圧点のシフトを意味し、実用
化するための大きな障害となる。また、このイオンはバ
ッファ層３ａの作製プロセスにおいて不純物としてバッ
ファ層３ａ中に混入する。不純物イオンの種類としてＮ
ａ、Ｌｉ、Ｋ等のアルカリ金属類があり、これらアルカ
リ金属類はイオン化しやすく可動イオンとしてバッファ
層３ｂ中を動くことが知られている。特に、基板１を構
成する元素であるＬｉはバッファ層３ａ作製中あるいは
作製後の熱プロセスにより基板１からバッファ層３ａ中
に拡散し、ＤＣドリフトの原因となる可動イオンにな
る。バッファ層３ａは、スパッタリング、ＣＶＤ、蒸着
等で基板ｌ上に成膜され、成膜後にアニールにより緻密
な膜にされる。Ｌｉイオンはそのアニール工程に基板１
からバッファ層３ａへ移動する。
る。図３は、特開平４−１９５１１５に示された方向性
結合器５を用いた従来の光スイッチの構造を示す断面図
である。図３において、電気光学効果を有するＬｉＮｂ
Ｏ3 あるいはＬｉＴａＯ3 基板（以後、基板と呼ぶ）に
形成された２本の光導波路２からなる方向性結合器５を
含む基板１上にバッファ層３ａが装荷され、前記バッフ
ァ層３ａを介して主として金属材料からなる電極４ａ，
４ｂが光導波路２の上に形成される。そして更に導電性
膜６が装荷される。この導電性膜６はサワキらの文献
クレオ（ＣＬＥＯ）’８６ ＭＦ−２、４６ページによ
れば、温度変動が発生した場合に強誘電体が有する焦電
効果により基板１中に生ずる電荷の移動による特性不安
定化を防ぐ作用がある。すなわち、温度の変動に対して
のスイッチ動作の安定化の効果があると考えられてお
り、Ｓｉ膜が用いられている。また、バッファ層３ａは
光導波路２を伝搬する光が電極４ａ，４ｂ及び導電性膜
６に吸収されるのを防ぐために用いられ、通常光に対し
て極めて吸収の少ない絶縁体、特にＳｉＯ2 やＡｌ2 Ｏ
3 が一般に用いられる。なぜなら、これらの屈折率は電
気光学効果を有するＬｉＮｂＯ3 あるいはＬｉＴａＯ3
基板１の屈折率の約２．２より小さく、かつ、光の吸収
がほとんど無いためである。屈折率が小さい場合、電極
４ａ，４ｂ及び導電性膜６での光の吸収を防ぐために必
要なバッファ層３ａの厚さを屈折率が大きい場合より薄
膜化できる。スイッチング電圧を考えると、電極４ａ，
４ｂに電圧を印加した場合、通常バッファ層３ａの誘電
率は基板１に比べて小さいため電界がバッファ層３ａに
集中するため、バッファ層３ａの厚さが厚いほどスイッ
チング電圧は増大する。従って、バッファ層３ａとして
は屈折率が小さく、かつ、光の吸収が極めて小さいＳｉ
Ｏ2 が用いられる。しかし、バッファ層３ａとしてＳｉ
Ｏ2 を用い、電極４ａをアースとして電極４ｂに直流電
圧を連続印加するとバッファ層中のイオンが電界により
移動し各電極４ａ，４ｂの下には外部から印加した電圧
の符号とは逆のイオンが集まる。従って、電極４ａ，４
ｂの間は外部からの印加電圧で発生する基板中の電界に
対して反電界が発生する。この反電界の大きさは時間と
共にイオンの総移動量が増加するため大きくなってい
く。これはＳｉＯ2 の電気的絶縁性は一般的に高いが、
イオン伝導が支配的であるためである。この現象は一般
にＤＣドリフトと呼ばれる。外部からの印加電圧を一定
としている場合、反電界が発生すると光導波路に印加さ
れる電界が減少することになり特性劣化が起こる。すな
わち、時間と共に大きくなる反電界が発生した場合、反
電界が発生する前の特性に戻すためには反電界をキャン
セルさせる電圧を外部から印加しなければならない。こ
れはスイッチ動作の動作電圧点のシフトを意味し、実用
化するための大きな障害となる。また、このイオンはバ
ッファ層３ａの作製プロセスにおいて不純物としてバッ
ファ層３ａ中に混入する。不純物イオンの種類としてＮ
ａ、Ｌｉ、Ｋ等のアルカリ金属類があり、これらアルカ
リ金属類はイオン化しやすく可動イオンとしてバッファ
層３ｂ中を動くことが知られている。特に、基板１を構
成する元素であるＬｉはバッファ層３ａ作製中あるいは
作製後の熱プロセスにより基板１からバッファ層３ａ中
に拡散し、ＤＣドリフトの原因となる可動イオンにな
る。バッファ層３ａは、スパッタリング、ＣＶＤ、蒸着
等で基板ｌ上に成膜され、成膜後にアニールにより緻密
な膜にされる。Ｌｉイオンはそのアニール工程に基板１
からバッファ層３ａへ移動する。
【０００７】
【発明の目的】本発明の目的は、従来の光制御デバイス
に比べて長期に渡って安定な動作が得られる光制御デバ
イスの製造方法を与えることにある。
に比べて長期に渡って安定な動作が得られる光制御デバ
イスの製造方法を与えることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、電気光学
効果を有するＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 の基板上に
形成された光導波路、前記光導波路上に形成されるバッ
ファ層、前記光導波路の近傍の前記バッファ層上に形成
される複数本からなる電極及び前記電極上または前記電
極と前記バッファ層の間に形成される導電性膜からなる
導波路型の光制御デバイスの製造方法において、金属膜
の酸化または窒化のうちの一方の方法により前記バッフ
ァ層を形成することを特徴とする光制御デバイスの製造
方法である。
効果を有するＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 の基板上に
形成された光導波路、前記光導波路上に形成されるバッ
ファ層、前記光導波路の近傍の前記バッファ層上に形成
される複数本からなる電極及び前記電極上または前記電
極と前記バッファ層の間に形成される導電性膜からなる
導波路型の光制御デバイスの製造方法において、金属膜
の酸化または窒化のうちの一方の方法により前記バッフ
ァ層を形成することを特徴とする光制御デバイスの製造
方法である。
【０００９】第２の発明は、電気光学効果を有するＬｉ
ＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 の基板上に形成された光導波
路、前記光導波路上に形成されるバッファ層、前記光導
波路の近傍の前記バッファ層上に形成される複数本から
なる電極及び前記電極上または前記電極と前記バッファ
層の間に形成される導電性膜からなる導波路型の光制御
デバイスの製造方法において、前記光導波路上に前記バ
ッファ層を形成する工程の前に、該光導波路上に金属膜
を形成する工程と、該金属膜に酸化または窒化の処理を
施す工程とを含むことを特徴とする光制御デバイスの製
造方法である。
ＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 の基板上に形成された光導波
路、前記光導波路上に形成されるバッファ層、前記光導
波路の近傍の前記バッファ層上に形成される複数本から
なる電極及び前記電極上または前記電極と前記バッファ
層の間に形成される導電性膜からなる導波路型の光制御
デバイスの製造方法において、前記光導波路上に前記バ
ッファ層を形成する工程の前に、該光導波路上に金属膜
を形成する工程と、該金属膜に酸化または窒化の処理を
施す工程とを含むことを特徴とする光制御デバイスの製
造方法である。
【００１０】
【作用】第１の発明になる光制御デバイスの製造方法に
おいては、ＳｉＯ2等の誘電体膜よりイオン伝導率の低
い金属膜の酸化または窒化によりバッファ層を形成する
ので基板からのＬｉの混入を抑制することができる。金
属膜は導電性でありかつ光の吸収が大きくこのままバッ
ファ層として用いることはできないが、アニール等によ
って酸化または窒化の処理をその金属膜に施すことによ
り絶縁性を向上しかつ光の吸収を抑えることができるか
ら、本発明の方法により良好なバッファ層を形成するこ
とができる。
おいては、ＳｉＯ2等の誘電体膜よりイオン伝導率の低
い金属膜の酸化または窒化によりバッファ層を形成する
ので基板からのＬｉの混入を抑制することができる。金
属膜は導電性でありかつ光の吸収が大きくこのままバッ
ファ層として用いることはできないが、アニール等によ
って酸化または窒化の処理をその金属膜に施すことによ
り絶縁性を向上しかつ光の吸収を抑えることができるか
ら、本発明の方法により良好なバッファ層を形成するこ
とができる。
【００１１】第２の発明になる光制御デバイスの製造方
法においては、基板とバッファ層の間に金属膜を挿入し
ているため、第１の発明の効果と同様にバッファ層及び
金属膜への基板からのＬｉの混入を抑制することができ
る。さらに上部にバッファ層を装荷しているから、この
金属膜を薄くすることができ、金属膜の酸化またはは窒
化の時間を短くすることができる。
法においては、基板とバッファ層の間に金属膜を挿入し
ているため、第１の発明の効果と同様にバッファ層及び
金属膜への基板からのＬｉの混入を抑制することができ
る。さらに上部にバッファ層を装荷しているから、この
金属膜を薄くすることができ、金属膜の酸化またはは窒
化の時間を短くすることができる。
【００１２】以上に述べた作用により、本発明の方法で
製造された光制御デバイスでは、ＤＣドリフトを低減す
ることができ、安定に動作させることができる。
製造された光制御デバイスでは、ＤＣドリフトを低減す
ることができ、安定に動作させることができる。
【００１３】
【実施例】次に本発明について図面を参照して説明す
る。図１及び図２は第１及び第２の発明の一実施例に係
わる光制御デバイスの構造をそれぞれ示す断面図であ
り、また図１及び図２における（ａ）、（ｂ）は初期形
態、最終形態をそれぞれ表す。図１（ａ）は方向性結合
器５を用いた第１の発明による光スイッチの作製方法に
おける初期構造を示す断面図である。図１（ａ）におい
て、基板１は電気光学効果を有するＬｉＮｂＯ3 又はＬ
ｉＴａＯ3 でなり、その基板１に２本の光導波路２が形
成されており、これら２本の光導波路２からなる方向性
結合器５を含む基板１上に金属膜３が装荷され、前記金
属膜３を介して主として金属材料からなる電極４ａ，４
ｂが光導波路２の上に形成されている。そして更に導電
性膜６が装荷されている。ここで金属膜３にＳｉを用い
ると、Ｓｉのイオン伝導率がＳｉＯ2等の誘電体に比べ
て低いから、Ｓｉを酸素雰囲気でアニールして、ＳｉＯ
2膜のバッファ層に変化させる熱処理を施しても基板１
からＬｉは混入しにくくなる。但しＳｉが酸化してＳｉ
Ｏ2 になった後にはアニールは終了する。このように、
本実施例では、酸素中でＳｉ金属を熱処理することによ
りＳｉを酸化し、ＳｉＯ2 でなる低誘電率のバッファ層
を形成する。図１（ｂ）に第１の発明の一実施例である
光制御デバイスの最終形態を示す。このように第１の発
明の実施例により、バッファ層内で動きうるＬｉイオン
の量を低くし、ＤＣドリフトを低減した光制御デバイス
を製造できる。
る。図１及び図２は第１及び第２の発明の一実施例に係
わる光制御デバイスの構造をそれぞれ示す断面図であ
り、また図１及び図２における（ａ）、（ｂ）は初期形
態、最終形態をそれぞれ表す。図１（ａ）は方向性結合
器５を用いた第１の発明による光スイッチの作製方法に
おける初期構造を示す断面図である。図１（ａ）におい
て、基板１は電気光学効果を有するＬｉＮｂＯ3 又はＬ
ｉＴａＯ3 でなり、その基板１に２本の光導波路２が形
成されており、これら２本の光導波路２からなる方向性
結合器５を含む基板１上に金属膜３が装荷され、前記金
属膜３を介して主として金属材料からなる電極４ａ，４
ｂが光導波路２の上に形成されている。そして更に導電
性膜６が装荷されている。ここで金属膜３にＳｉを用い
ると、Ｓｉのイオン伝導率がＳｉＯ2等の誘電体に比べ
て低いから、Ｓｉを酸素雰囲気でアニールして、ＳｉＯ
2膜のバッファ層に変化させる熱処理を施しても基板１
からＬｉは混入しにくくなる。但しＳｉが酸化してＳｉ
Ｏ2 になった後にはアニールは終了する。このように、
本実施例では、酸素中でＳｉ金属を熱処理することによ
りＳｉを酸化し、ＳｉＯ2 でなる低誘電率のバッファ層
を形成する。図１（ｂ）に第１の発明の一実施例である
光制御デバイスの最終形態を示す。このように第１の発
明の実施例により、バッファ層内で動きうるＬｉイオン
の量を低くし、ＤＣドリフトを低減した光制御デバイス
を製造できる。
【００１４】図２（ａ）は方向性結合器５を用いた第２
の発明の実施例である光スイッチの初期構造を示す断面
図である。図２（ａ）において、基板１は電気光学効果
を有するＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 でなり、その基
板１に２本の光導波路２が形成されており、これら２本
の光導波路２からなる方向性結合器５を含む基板１上に
金属膜３及びバッファ層３ａが装荷され、バッファ層３
ａを介して主として金属材料からなる電極４ａ，４ｂが
光導波路２の上に形成されている。そして更に導電性膜
６が装荷されている。ここで金属膜３は、Ｓｉでなり、
バッファ層３ａに基板１から混入しようとするＬｉイオ
ンのバリア層として働き、熱処理工程においをても基板
１からのＬｉの混入を抑制できる。また図１の実施例と
同様に酸素中で熱処理を施すことによって金属膜３は低
誘電率のバッファ層として形成されバッファ層３ａは金
属膜３上にスパッタで形成されたＳｉＯ2 膜である。図
２（ｂ）は第２の発明による一実施例の光制御デバイス
の最終形態を示す。電極４ａ，４ｂ直下のバッファ層３
ａは従来の材料を用いており、イオン混入を阻止する金
属膜３の厚さを薄くすることにより、電極４ａ，４ｂへ
の電圧印加時の基板１中の電界強度に対してほとんど影
響を与えないためスイッチング電圧の上昇を抑えること
ができる。
の発明の実施例である光スイッチの初期構造を示す断面
図である。図２（ａ）において、基板１は電気光学効果
を有するＬｉＮｂＯ3 又はＬｉＴａＯ3 でなり、その基
板１に２本の光導波路２が形成されており、これら２本
の光導波路２からなる方向性結合器５を含む基板１上に
金属膜３及びバッファ層３ａが装荷され、バッファ層３
ａを介して主として金属材料からなる電極４ａ，４ｂが
光導波路２の上に形成されている。そして更に導電性膜
６が装荷されている。ここで金属膜３は、Ｓｉでなり、
バッファ層３ａに基板１から混入しようとするＬｉイオ
ンのバリア層として働き、熱処理工程においをても基板
１からのＬｉの混入を抑制できる。また図１の実施例と
同様に酸素中で熱処理を施すことによって金属膜３は低
誘電率のバッファ層として形成されバッファ層３ａは金
属膜３上にスパッタで形成されたＳｉＯ2 膜である。図
２（ｂ）は第２の発明による一実施例の光制御デバイス
の最終形態を示す。電極４ａ，４ｂ直下のバッファ層３
ａは従来の材料を用いており、イオン混入を阻止する金
属膜３の厚さを薄くすることにより、電極４ａ，４ｂへ
の電圧印加時の基板１中の電界強度に対してほとんど影
響を与えないためスイッチング電圧の上昇を抑えること
ができる。
【００１５】上述の如く、図１（ｂ）及び図２（ｂ）に
示す方向性結合器は図３に示す従来の方向性結合器と断
面構造は一見同じになるが、本発明の実施例では金属膜
を基板１上にまず形成してから、その金属膜を熱処理に
より酸化することによりバッファ層を形成するから、熱
処理中に基板１からバッファ層中へ移動したＬｉイオン
は図３の従来構造に比べて格段に少ない。
示す方向性結合器は図３に示す従来の方向性結合器と断
面構造は一見同じになるが、本発明の実施例では金属膜
を基板１上にまず形成してから、その金属膜を熱処理に
より酸化することによりバッファ層を形成するから、熱
処理中に基板１からバッファ層中へ移動したＬｉイオン
は図３の従来構造に比べて格段に少ない。
【００１６】酸化あるいは窒化の方法には酸素中あるい
は窒素中で熱処理を施す他に液相、固相での化学反応等
が挙げられる。
は窒素中で熱処理を施す他に液相、固相での化学反応等
が挙げられる。
【００１７】さらに金属膜３として用いられる材料とし
てはＳｉの他にＴｉ、Ａｌ等が挙げられ、それぞれ酸化
することによりＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等の低誘電率の絶
縁膜が形成される。
てはＳｉの他にＴｉ、Ａｌ等が挙げられ、それぞれ酸化
することによりＴｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等の低誘電率の絶
縁膜が形成される。
【００１８】なお、これらの発明は方向性結合器からな
る光制御デバイスだけに対してだけでなく、マッハツェ
ンダ型、交差導波路を用いた全反射型等の全ての光制御
デバイスに有効であるのは明かである。
る光制御デバイスだけに対してだけでなく、マッハツェ
ンダ型、交差導波路を用いた全反射型等の全ての光制御
デバイスに有効であるのは明かである。
【００１９】
【発明の効果】本発明の方法に製造された光制御デバイ
スでは、基板からバッファ層に混入しバッファ層内で移
動するＬｉイオンの量を少なくすることができるため、
ＤＣドリフトを低減でき常に安定な動作が得られる。
スでは、基板からバッファ層に混入しバッファ層内で移
動するＬｉイオンの量を少なくすることができるため、
ＤＣドリフトを低減でき常に安定な動作が得られる。
【図１】第１の発明に係わる光制御デバイスの初期形態
の断面図（ａ）及びその光制御デバイスの最終形態の断
面図（ｂ）。
の断面図（ａ）及びその光制御デバイスの最終形態の断
面図（ｂ）。
【図２】第２の発明に係わる光制御デバイスの初期形態
の断面図（ａ）及びその光制御デバイスの最終形態の断
面図（ｂ）。
の断面図（ａ）及びその光制御デバイスの最終形態の断
面図（ｂ）。
【図３】従来の光制御デバイスの構造を示す断面図。
１ 電気光学効果を有するＬｉＮｂＯ3 あるいはＬｉ
ＴａＯ3 基板 ２ 光導波路 ３ 金属膜 ３ａ バッファ層 ４ａ，４ｂ 電極 ５ 方向性結合器 ６ 導電性膜
ＴａＯ3 基板 ２ 光導波路 ３ 金属膜 ３ａ バッファ層 ４ａ，４ｂ 電極 ５ 方向性結合器 ６ 導電性膜
Claims (2)
- 【請求項１】 電気光学効果を有するＬｉＮｂＯ3 又は
ＬｉＴａＯ3 の基板上に形成された光導波路、前記光導
波路上に形成されるバッファ層、前記光導波路の近傍の
前記バッファ層上に形成される複数本からなる電極及び
前記電極上または前記電極と前記バッファ層の間に形成
される導電性膜からなる導波路型の光制御デバイスの製
造方法において、金属膜の酸化または窒化のうちの一方
の方法により前記バッファ層を形成することを特徴とす
る光制御デバイスの製造方法。 - 【請求項２】 電気光学効果を有するＬｉＮｂＯ3 又は
ＬｉＴａＯ3 の基板上に形成された光導波路、前記光導
波路上に形成されるバッファ層、前記光導波路の近傍の
前記バッファ層上に形成される複数本からなる電極及び
前記電極上または前記電極と前記バッファ層の間に形成
される導電性膜からなる導波路型の光制御デバイスの製
造方法において、前記光導波路上に前記バッファ層を形
成する工程の前に、該光導波路上に金属膜を形成する工
程と、該金属膜に酸化または窒化の処理を施す工程とを
含むことを特徴とする光制御デバイスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14717893A JP2503880B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 光制御デバイスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14717893A JP2503880B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 光制御デバイスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0720508A true JPH0720508A (ja) | 1995-01-24 |
| JP2503880B2 JP2503880B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=15424350
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14717893A Expired - Fee Related JP2503880B2 (ja) | 1993-06-18 | 1993-06-18 | 光制御デバイスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2503880B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7509003B2 (en) | 2006-06-09 | 2009-03-24 | Fujitsu Limited | Optical waveguide, optical device, and manufacturing method of the optical waveguide |
-
1993
- 1993-06-18 JP JP14717893A patent/JP2503880B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7509003B2 (en) | 2006-06-09 | 2009-03-24 | Fujitsu Limited | Optical waveguide, optical device, and manufacturing method of the optical waveguide |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2503880B2 (ja) | 1996-06-05 |
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|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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