JP2624199B2 - Light control device and manufacturing method thereof - Google Patents
Light control device and manufacturing method thereofInfo
- Publication number
- JP2624199B2 JP2624199B2 JP6292625A JP29262594A JP2624199B2 JP 2624199 B2 JP2624199 B2 JP 2624199B2 JP 6292625 A JP6292625 A JP 6292625A JP 29262594 A JP29262594 A JP 29262594A JP 2624199 B2 JP2624199 B2 JP 2624199B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control device
- optical
- light control
- substrate
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION This invention, modulation of the light wave, the optical path switching relates to an optical control device for filtering wavelengths of light formed on the electro-optical crystal substrate having a particularly Li, such as LiNbO 3 and LiTaO 3 having a composition The present invention relates to a waveguide type optical control device that performs control using an optical waveguide and a method for manufacturing the same.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art With the practical use of optical communication systems, higher capacity and more sophisticated systems have been demanded, and new functions such as higher-speed generation of optical signals and switching and switching of optical transmission lines have been demanded. Is required.
【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。[0003] An optical switch is used as a means for obtaining a function of switching an optical transmission line or switching a network. An optical switch currently in practical use switches an optical path by mechanically moving a prism, a mirror, a fiber, and the like, and has disadvantages such as a low speed, a large shape, and unsuitability for matrix formation. As means for solving this problem, a waveguide type optical switch using an optical waveguide has been developed, and has features such as high speed, integration of many elements, and high reliability. In particular, those using a ferroelectric material such as lithium niobate (LiNbO 3 ) have characteristics such as low light absorption, low loss, and high efficiency due to a large electro-optic effect. Various types of optical control devices such as a directional coupler optical switch, a Mach-Zehnder optical switch, a balanced bridge optical switch, and a total reflection optical switch have been reported.
【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。In recent years, research and development on high-density integration of a waveguide type optical switch using a directional coupler formed in a LiNbO 3 electro-optic crystal substrate has been actively conducted. According to the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers OQE88-147, an 8 × 8 matrix optical switch in which 64 directional coupler optical switches are integrated using a Z-plate LiNbO 3 substrate is obtained. On the other hand, research and development of devices including a single optical switch element such as an external optical modulator are also actively pursued.
【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。The characteristic items of such an optical waveguide device include operation stability, switching voltage (power), crosstalk, extinction ratio, loss, switching speed, intensity, and phase modulation frequency band.
【０００６】[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。Among the above-mentioned characteristic items, operation stability is the most important problem.
【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。Here, the prior art will be described with reference to the drawings. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a structure of a waveguide type optical control device using an optical circuit (directional coupler) 5 including two optical waveguides 2a and 2b formed on a LiNbO 3 or LiTaO 3 substrate 1. . Buffer layer 3 which is an optically transparent film
The metal electrodes 4a the external control signal for controlling the guided light is applied, is used as an optical buffer layer for preventing absorption of the guided light by 4b, usually optically buffer layer 3 is SiO 2 is Used. This is because SiO 2 hardly absorbs light, LiNbO 3 substrate or LiNbO 3
This is because the refractive index is sufficiently smaller than that of the TaO 3 substrate. The electrodes 4a and 4b are usually made of a metal having a small volume resistivity so that high-speed operation can be performed.
a, 2b.
【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。Various optical waveguide type optical control devices such as an optical switch and an optical modulator having such a configuration have been studied. However, when a DC voltage is continuously applied, the optical output-applied voltage characteristic is reduced. At present, practical application does not proceed because the reliability problem called DC drift, which is shifting, has not been solved.
【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。The cause of DC drift is LiNbO 3 or L
Impurity ions contained in the SiO 2 buffer layer 3 deposited on the iTaO 3 electro-optic crystal substrate 1 by a CVD method, a sputtering method, or the like are significantly involved. That is, the Si generated by the voltage applied to the electrodes 4a and 4b from the outside
Due to the electric field in the O 2 buffer layer 3, the impurity ions move according to the polarity of the ions. Due to this ion movement, S generated by the voltage applied to the electrodes 4a and 4b
An anti-electric field for canceling the electric field in the iO 2 buffer layer 3 is formed. This phenomenon contributes to DC drift. The impurity ions that greatly contribute to the generation of the DC drift are Li mixed into the SiO 2 buffer layer 3 from the LiNbO 3 substrate or the LiTaO 3 substrate in addition to Na and K mixed from the natural world. Li is mixed from a LiNbO 3 or LiTaO 3 substrate under the influence of plasma or heat when depositing a buffer layer by a CVD method, a sputtering method, or the like.
【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。An object of the present invention is to provide a highly reliable light control device that reduces Li in a buffer layer and does not cause DC drift.
【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。Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing such a light control device.
【００１２】[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。According to the present invention, there is provided an optical waveguide formed on a substrate having an electro-optical effect and having a composition of Li, and an optically transparent first film provided on the substrate. An optical control device comprising a body and an electrode formed on the first film body, wherein the substrate and the first substrate are provided in a part or all of a region other than a propagation region of the guided light propagating through the optical waveguide. Ion polarization occurs in the membrane between the
A second film body is provided .
【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。 The second film body is a film made of a single element.
It is preferable to use a body or a metal film.
【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。According to the present invention, in the above-mentioned method for manufacturing a light control device, the second film body is formed on a part or all of a region other than a propagation region of the guided light propagating through the optical waveguide on the substrate surface. And a step of subsequently forming the first film body.
【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。Further, the present invention provides the method for manufacturing a light control device, wherein the step of forming the second film on the surface of the substrate, the step of forming the first film,
And a step of removing at least the first and second film bodies formed on the propagation region of the guided light.
【００１６】[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。When depositing a buffer layer made of SiO 2 or the like by a CVD method, a sputtering method, a vapor deposition method, or the like, the inventor crystallizes the buffer layer from a LiNbO 3 crystal substrate or a LiTaO 3 crystal substrate under the influence of plasma or heat. It was found that Li constituting the composition of the substrate was mixed. Therefore, in the present invention, a film is formed on the surface of the crystal substrate other than the propagation region of the guided light propagating through the channel type optical waveguide, and this film is deposited on a buffer layer such as SiO 2 by a CVD method or a sputtering method. In the case of LiNbO 3 or LiTaO 3
The buffer layer was designed to function as a blocking layer for preventing the incorporation of Li into the buffer layer from a crystal substrate having a composition of Li such as a crystal substrate. It has also been found that the incorporation of Li from the region of the Li blocking layer is significantly less than that of the region without the Li blocking layer.
【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。Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a highly reliable light control device in which Li in a buffer layer such as SiO 2 is reduced and DC drift does not occur, and a method of manufacturing the same.
【００１８】[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。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【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。FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a light control device according to one embodiment of the present invention.
【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。The optical control device shown in FIG. 1 comprises an optical circuit 5 comprising two channel type optical waveguides 2a and 2b formed on the surface of a LiNbO 3 substrate 1 by thermal diffusion of Ti, and an optical circuit 5 on the optical waveguides 2a and 2b. The electrodes 4a and 4b are formed via a buffer layer 3 which is an optically transparent film. In addition,
The optical circuit 5 is a directional coupler, a Mach-Zehnder type, a balance bridge type, or the like. The buffer layer 3 is mainly made of Si
O 2 -based materials are used, but other materials such as Al 2 O 3 , M
gF 2 , SiON, Si 3 N 4 or the like is used, and a CVD method, a sputtering method, a vapor deposition method, or the like is used as a deposition method. As a material of the electrodes 4a and 4b, Au, Al,
Various conductive substances such as Mo, Cu, WSi, ITO, ZnO-based materials, and conductive polymers are used.
【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。Between the surface of the LiNbO 3 crystal substrate 1 and the buffer layer 3, a film body 6 (hereinafter referred to as a Li blocking layer) different from the buffer layer is provided. In this example, the Li blocking layer 6
Are not formed in the region where the guided light propagates. Therefore, when the optical circuit 5 uses a coupling between two optical waveguides such as a directional coupler, or when the optical circuit 5 is an X-type or the like, the Li blocking layer 6 has the optical waveguides 2a and 2b as shown in FIG. And between the two optical waveguides 2a and 2b.
【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。The Li blocking layer 6 includes Si, Ti, Cu,
Metals and semiconductor materials composed of a single element such as V, Fe, Mo, Cr, etc., and quartz or Mg doped with phosphorus (P)
A dielectric, a metal, a semiconductor, an organic material, or the like, such as F 2 , Si 3 N 4 , WSi, GaAs, InP, and polyimide, in which ionic polarization is hardly generated by an electric field is used.
【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。It is apparent that the substrate used is not limited to the LiNbO 3 substrate, but may be any crystal substrate having a composition of Li such as LiTaO 3 .
【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。For depositing the Li blocking layer 6, a CVD method, a sputtering method, a vapor deposition method, or the like is used. In order to prevent the Li blocking layer 6 from being formed in a region where guided light propagates, an ordinary photolithography method is used.
【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。The optical waveguides 2a and 2b are 0.02 to 0.02.
0.15 nm thick Ti at 850-1100 ° C.
It was formed by heat diffusion for 0.5 to 20 hours.
【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。FIG. 2 is a sectional view showing the structure of a light control device according to one embodiment of the present invention. This light control device has a structure in which the Li blocking layer and the buffer layer 3 formed between the two optical waveguides 2a and 2b during manufacture are removed. This structure is similar to the embodiment of FIG.
This is effective when the coupling between two optical waveguides is used like a directional coupler, or when the Li blocking layer 6 is hard to remain between the optical waveguides 2a and 2b in the case of X type or the like. This is because the coverage area of the Li blocking layer 6 when depositing SiO 2 is shown in FIG.
This is because the amount of Li mixed into the SiO 2 buffer layer 3 can be further reduced, the occurrence of DC drift can be further suppressed, and a highly reliable light control device can be obtained. is there.
【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。FIG. 3 is a sectional view showing the structure of the light control device according to one embodiment of the present invention. The present embodiment is a case where the optical circuit 5 is an optical circuit such as a Mach-Zehnder type or a balanced bridge type in which guided light does not propagate between two optical waveguides 2a and 2b. Therefore, the Li blocking layer 6 has the optical waveguides 2a and 2a.
b. The effect is substantially the same as the embodiment of FIG. 1, for the coverage of Li blocking layer 6 can slightly wider than the embodiment of FIG. 1, further SiO 2 buffer layer 3
It is possible to reduce the amount of Li mixed into the semiconductor device, further suppress the occurrence of DC drift, and obtain a highly reliable light control device.
【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。FIG. 4 is a process chart showing a method for manufacturing a light control device according to the present invention. As an example, a method for manufacturing the light control device in FIG. 2 will be described.
【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。First, as shown in FIG. 4A, LiNbO
3 After forming a directional coupler 5 composed of two optical waveguides 2a and 2b on the substrate 1 by thermal diffusion of Ti, a film forming a Li blocking layer 6 is deposited on the substrate 1. In the present embodiment, the film forming the Li blocking layer 6 is an electron beam evaporation method,
Cr deposited by thermal evaporation, sputtering, etc.
Metal was used. Thereafter, the Li blocking layer 6 in the region where the electrodes 4a and 4b are to be formed is removed by using ordinary photolithography and etching.
【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。Next, as shown in FIG.
The buffer layer 3 is formed by depositing SiO 2 by a sputtering method or the like. In some cases, this buffer layer 3
Is annealed by heat treatment. Thereafter, the buffer layer 3 and the Li blocking layer 6 between the two optical waveguides 2a and 2b are removed by using ordinary photolithography and etching.
【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。Next, as shown in FIG. 4C, the electrodes 4a,
The film forming 4b is deposited by an electron beam evaporation method, a thermal evaporation method, a sputtering method, or the like, and thereafter, the electrodes 4a and 4b are formed by using ordinary photolithography and etching. Gold (Au) was used as a main material of the electrode.
【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。The removal of the buffer layer 3 and the Li blocking layer 6 between the two optical waveguides 2a and 2b is performed by removing the electrodes 4a and 4b.
May be performed after the formation.
【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。From the above description, the method of manufacturing the light control device shown in FIGS. 1 and 3 can be easily understood. That is, on the LiNbO 3 substrate, by thermal diffusion of Ti,
After forming a directional coupler composed of two optical waveguides, a film serving as a Li blocking layer is deposited on the substrate. Thereafter, the Li blocking layer in the region where the electrode is formed, or the Li blocking layer in the region where the electrode is formed and the region between the electrodes are removed. Thereafter, a buffer layer is formed.
【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。FIG. 5 shows the amount of Li mixed into the SiO 2 buffer layer from the region of the Li blocking layer formed on the surface of the LiNbO 3 substrate in the optical control device of the present invention,
3 SiO in conventional structure without Li blocking layer on substrate surface
FIG. 4 is a diagram showing the result of mixing Li into two buffer layers. In the light control device of the present invention and the light control device having the conventional structure, the SiO 2 buffer layer 3 was deposited by a sputtering method.
【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。As can be seen from FIG. 5, Li according to the present invention
In the structure using the blocking layer, compared to the conventional structure, SiO 2
(2) The amount of Li mixed into the buffer layer is reduced to about 1/50.
【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。Therefore, the light control device according to the present invention allows the SiO 2 to be formed by CVD or sputtering.
When depositing the buffer layer, LiNb
It can be seen that mixing of Li from the O 3 substrate into the SiO 2 buffer layer can be prevented.
【００３７】[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。According to the present invention, when a buffer layer is deposited by a CVD method, a sputtering method, or the like, it is possible to prevent mixing of Li into a buffer layer from a substrate having Li as a composition due to the influence of plasma or heat. it can. Therefore, since Li in the buffer layer can be reduced, the occurrence of DC drift can be suppressed, and a highly reliable light control device and a method for manufacturing the same can be obtained.
【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。FIG. 1 is a sectional view showing a structure of an embodiment of a light control device of the present invention.
【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。FIG. 2 is a sectional view showing the structure of another embodiment of the light control device of the present invention.
【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。FIG. 3 is a sectional view showing the structure of still another embodiment of the light control device of the present invention.
【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。FIG. 4 is a process chart showing a method for manufacturing the light control device of FIG. 2;
【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。FIG. 5 is a diagram showing the Li content in the buffer layers of the light control device of the present invention and the conventional light control device.
【図６】従来の光制御デバイスの構造を示す断面図であ
る。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional light control device.
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 Reference Signs List 1 substrate 2a, 2b optical waveguide 3 buffer layer 4a, 4b electrode 5 optical circuit 6 Li blocking layer
Claims (5)
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。An optical waveguide formed on a substrate having an electro-optical effect and having a composition of Li, an optically transparent first film provided on the substrate, and the first film In an optical control device comprising electrodes formed on a body, a part or all of a region other than a propagation region of guided light propagating through an optical waveguide is provided between the substrate and the first film body.
An optical control device, wherein a second film body in which ionic polarization hardly occurs in the film body is provided.
て、前記第２の膜体が、単一元素からなる膜体であるこThe second film body is a film body made of a single element.
とを特徴とする光制御デバイス。And a light control device.
て、前記第２の膜体が、金属膜であることを特徴とするWherein the second film body is a metal film
光制御デバイス。Light control device.
法において、前記第２の膜体を前記基板表面であって、In the method, the second film body is provided on the substrate surface,
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Part of the region other than the propagation region of the guided light propagating through the optical waveguide
または全部に形成する工程と、続いて、前記第１の膜体Or a step of forming the entirety, followed by the first film body
を形成する工程と、を含むことを特徴とする光制御デバForming a light control device.
イスの製造方法。How to make chairs.
法において、前記第２の膜体を前記基板表面に形成するForming the second film on the surface of the substrate.
工程と、続いて、前記第１の膜体を形成する工程と、続A step for forming the first film body, and a step for forming the first film body.
いて、少なくとも導波光の伝搬領域の上に形成された前At least before being formed on the propagation region of the guided light.
記第１および第２の膜体を除去する工程と、を含むことRemoving the first and second film bodies.
を特徴とする光制御デバイスの製造方法。A method for manufacturing a light control device, comprising:
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6292625A JP2624199B2 (en) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | Light control device and manufacturing method thereof |
| CA002159129A CA2159129C (en) | 1994-09-27 | 1995-09-26 | Optical control device and method for making the same |
| CA002256216A CA2256216C (en) | 1994-09-27 | 1995-09-26 | Optical control device and method for making the same |
| US08/535,477 US5687265A (en) | 1994-09-27 | 1995-09-27 | Optical control device and method for making the same |
| EP95306831A EP0704742A3 (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 (en) | 1994-11-28 | 1994-11-28 | Light control device and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08152586A JPH08152586A (en) | 1996-06-11 |
| JP2624199B2 true JP2624199B2 (en) | 1997-06-25 |
Family
ID=17784227
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6292625A Expired - Lifetime JP2624199B2 (en) | 1994-09-27 | 1994-11-28 | Light control device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2624199B2 (en) |
-
1994
- 1994-11-28 JP JP6292625A patent/JP2624199B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08152586A (en) | 1996-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3771287B2 (en) | Waveguide type electro-optic element | |
| JP2555942B2 (en) | Light control device | |
| JP2674535B2 (en) | Light control device | |
| JP2825056B2 (en) | Light control device | |
| JP2894961B2 (en) | Light control device | |
| US5687265A (en) | Optical control device and method for making the same | |
| JP2624199B2 (en) | Light control device and manufacturing method thereof | |
| JPH0675195A (en) | Optical control device | |
| JP4309571B2 (en) | Optical waveguide device | |
| JP2809112B2 (en) | Light control device and manufacturing method thereof | |
| JP2850899B2 (en) | Light control device | |
| JP3050202B2 (en) | Optical waveguide device and method of manufacturing the same | |
| JP2730465B2 (en) | Light control device and manufacturing method thereof | |
| CA2256216C (en) | Optical control device and method for making the same | |
| JP3222092B2 (en) | Manufacturing method of ridge structure optical waveguide | |
| JPH0815657A (en) | Waveguide type electro-optical element | |
| JP2801894B2 (en) | Waveguide type optical modulator | |
| JP2503880B2 (en) | Light control device manufacturing method | |
| JP2746090B2 (en) | Light control device and method of manufacturing the same | |
| JPH07234422A (en) | Optical waveguide element | |
| JPS6060622A (en) | Optical waveguide | |
| JPH06347839A (en) | Optical control device | |
| JPH0380228A (en) | Light control device | |
| JPH07287257A (en) | Waveguide type electro-optical element | |
| JPH07294759A (en) | Light control device and its production |
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 |