JPH03196025A - 平面光導波路型光デバイスおよび作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、平面光導波路型光デバイスおよびその作製方
法に関する。より詳細には、電気光学効果を利用した光
スィッチおよび光変調器等の新規な構成および作製方法
に関する。

従来の技術 電気光学効果を利用した平面光導波路型の光スィッチ、
光変調器等は、各種光デバイスの中でも最も重要なもの
の一つである。これらの光デバイスは、ＬｔＮｂＯ３等
の電気光学効果を有する材料を使用した平面光導波路と
、この平面導波路に電界を印加する電極とを具備する。

この電極が平面光導波路の上側にのみ配置されている構
成が、これらの光デバイスの最も基本的なものである。

これらの光デバイスをより低電圧で駆動することを目的
として、平面光導波路１本に対し、複数の電極を配置す
る構成が発表されている。第４図に、このような構成の
光変調器の一例の断面図を示す。第４図の光変調器は、
リッジ型と称され、ＬｔＮｂ０３基体４の凸部８に形成
された平面光導波路１と、凸部８の平面光導波路１と平
行な両側面にそれぞれバッファ層５．６を介して形成さ
れた電極２１．３１とを具備する。この光変調器では、
電極２１．３１間に電圧を印加して平面光導波路１に電
界を印加する。

第５図に、リッジ型光デバイスの他の例の断面図を示す
。第５図の光デバイスは、ＬｉＮｂＯ５基体４の凸部８
に２本の平面光導波路１１．１２を具備する。平面光導
波路１１．１２それぞれの上には、バッファ層６を介し
て電極３１．３２が配置され、凸部８の両側面には、電
極２１．２２が配置されている。この光デバイスでは、
電極２１．３１間に電圧を印加して平面光導波路１１に
電界を印加し、電極２２．３２間に電圧を印加して平面
光導波路１２に電界を印加する。

発明が解決しようとする課題 上記従来のりッジ型光デバイスは、基体の凸部に平面光
導波路を具備し、この凸部の側面に電極を具備していた
。この凸部は、基体４に平面光導波路１を形成した後、
第３図に示すように、平面光導波路１０両両側部をエツ
チング加工して形成されていた。平面光導波路１と凸部
８の側面との間の距離αは、サブミクロンのオーダーで
あり、上記の加工は非常に困難である。

また、第５図に示した複数の平面光導波路を具備する光
デバイスでは、平面光導波路に電界が有効に印加できず
、特に３本以上の平面光導波路を具備する光デバイスで
は、全ての平面光導波路に同じように電界を印加するこ
とは不可能であった。

そこで本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し
た新規な構成の平面導波路型光デバイスおよびその作製
方法を提供することにある。

課題を解決するための手段 本発明に従うと、電気光学効果を有する材料の基体に形
成された少なくとも１本の平面光導波路と、前記平面光
導波路に対応し、前記平面光導波路に電界を印加する一
対の電極とを具備する平面光導波路型光デバイスにおい
て、前記電極が、対応する前記平面光導波路の上側およ
び下側で且つ前記基体の上面および下面に配置されてい
ることを特徴とする平面光導波路型光デバイスが提供さ
れる。

また、本発明では、上記の平面光導波路型光デバイスを
作製する方法として、基板上に前記下側の電極を形成し
た後この基板上に前記材料の薄膜を形成し、該薄膜の前
記下側電極の上方に対応する平面光導波路を形成し、該
平面光導波路の上に対応する前記上側電極を形成するこ
とを特徴とする平面光導波路型光デバイスの作製方法が
提供される。

作用 本発明の平面光導波路型光デバイスは、各平面光導波路
の上下に電極が配置された構成であるところにその主要
な特徴がある。従って、全ての平面光導波路に等しく有
効な電界を印加することが可能である。また、本発明の
方法によれば、本発明の平面光導波路型光デバイスを作
製するのに、通常の薄膜形成技術およびフォトリソグラ
フィ技術しか必要とせず、従来のようにサブミクロンオ
ーダーでの加工は必要としない。

従って本発明の平面光導波路型光デバイスは、単に高性
能であるだけでなく、性能のばらつきがなく、作製の歩
留りもよい。

以下、本発明を実施例により、さらに詳しく説明するが
、以下の開示は本発明の単なる実施例に過ぎず、本発明
の技術的範囲をなんら制限するものではない。

実施例 第１図（ａ）および（５）に、本発明の平面光導波路型
光デバイスの一例の断面図および斜視図を示す。

第１図に示した本発明の平面光導波路型光デバイスは、
いＮ１）Ｏ，基体４に形成された３本の平面光導波路１
１．１２．１３を具備する。いＮｂＯ５基体４の上面に
はバッファ層６が形成され、バッファ層６上の平面光導
波路１１．１２．１３それぞれの上方には、平面光導波
路１１．１２．１３に沿って電極３１．３２．３３が形
成されている。また、ＬｉＮｂＯ５基体４の下面にはバ
ッファ層５が形成され、ＬｉＮｂＯ５基体４は、表面に
電極２１．２２．２３が形成されたＬｉＮｂＣ）＋基体
４よりも大きいＳｉ基板７上に、平面光導波路１１．１
２．１３がそれぞれ電極２１．２２．２３の上方にあり
、電極２１．２２．２３の両端が露出するように形成さ
れている。さらに電極２１．２２．２３．３１．３２．
３３の一端には、それぞれ端子２６．２７．２８．３６
．３７．３８が接続されている。

上記本発明の平面光導波路型光デバイスでは、平面光導
波路１１に電界を印加する場合には、端子２６．３６か
ら電極２１．３１間に電圧を印加する。平面光導波路１
２および１３に電界を印加する場合も同様に、端子２７
．３７＄よび端子２８．３８から電極２２．３２および
電極２３．３３間に電圧を印加する。各平面光導波路に
印加される電界の方向は、互いに平行であり、各平面光
導波路に垂直で、図面の上下方向に平行である。従って
、どの平面光導波路にも等しく有効な電界を印加するこ
とができる。

第２図（ａ）〜（１）を参照して、本発明の方法の一例
の工程を説明する。まず第２図（ａ）に示すよう８１基
板７の表面を酸化させて５ｉ０２絶縁層７１を形成する
。

次に第２図ら）に示すように５ｉＯｚ絶縁層７１上に下
側の電極となるＡｕ／Ｃｒ膜２を約５００　ｎｍの厚さ
に蒸着する。

第２図（Ｃ）に示すようにレジスト膜９で電極パターン
を形成し、エツチングによりＡｕ／Ｃｒ膜を下側電極２
１．２２に加工する。

第２図（６）に示すよう、５１０２膜１０を電極２Ｌ　
２２と等しい厚さに形成し、その上にさらにＳｉＯ２膜
を約５００　ｎｍ堆積させてバッファ層５を形成する。

バッファ層５から上に積層する層は、いずれも電極２１
．２２０両端が露出するような大きさとする。

第２図（ｅ）に示すようにバッファ層５上にＬｉＮｂ０
ａを約１０μｍの厚さに形成して、ＬｔＮｂＯｓ基体４
とする。ＬｉＮｂＯ３基体４は電気光学効果を有するよ
う結晶性よく形成しなければならない。

第２図（ｆ）に示すよう、ＬｔＮｂＯｓ基体４上にレジ
スト膜９で導波路パターンを形成する。この導波路パタ
ーンは、導波路がそれぞれ対応する下側電極上に形成さ
れるように形成する。

第２図（ｇ）に示すよう、第２図（ｆ）で形成した導波
路パターンに沿ってＴｉ膜１１１および１１２を堆積さ
せる。

第２図（社）に示すよう、Ｔ１をＬｉＮｂＯ３基体４中
に拡散させ、平面光導波路１１および１２を形成する。

第２図（ｉ）に示すようにＬｉＮｂ０ａ基体４上にＳｉ
ｎ。

を約５００　ｎｍ堆積させてバッファ層６を形成する。

第２図（Ｊ）に示すようにバッファ層６上に上側電極と
なるＡ　ｕ　／　Ｃｒ膜３を約５００　ｎｍの厚さに蒸
着する。

第２図（９）に示すよう、バッファ層６上の平面光導波
路１１および１２それぞれの上方に電極３１右よび３２
をエツチングで形成して、本発明の平面光導波路型光デ
バイスは完成する。第２図（１）に、完成した平面光導
波路型光デバイスの平面図を示す。

上記の本発明の方法は、通常の薄膜形成技術および加工
技術を組み合わせたものであり、特殊な加工技術は使用
せず、困難な加工は行っていない。

従って、本発明の方法を用いれば、容易に本発明の平面
光導波路型光デバイスが作製できる。

尚、従来の平面光導波路上にのみ電極を具備する平面光
導波路型光デバイスの平面光導波路下方に電極を形成す
ることにより、本発明の平面光導波路型光デバイスと同
様な電極の配置を、理論上は実現することが可能である
。しかしながら、この場合、平面光導波路を形成した基
体を厚さ１０μｍまでエツチングしなければならない。

基体の厚さを１０μｍにするようにエツチングを制御す
ることは非常に困難であり、また、仮に可能であっても
基体の強度が小さ過ぎ、実用性に欠ける。

発明の効果 以上、説明したように本発明の平面光導波路型光デバイ
スは、平面光導波路に電界を印加する電極をそれぞれの
平面光導波路の両側に配置している。従って、全ての平
面光導波路に電界が、等しく有効に印加でき、低電圧駆
動化が可能である。

また、本発明の方法に従えば、上記本発明の平面光導波
路型光デバイスを、特殊な加工を行わずに容易に作製で
きる。さらに、基板上に平面光導波路型光デバイスを作
製するので、特に強度上の信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の平面光導波路型光デバイスの概略図
であり、 第２図は、本発明の平面光導波路型光デバイスを本発明
の方法で作製する工程を示した概念図であり、 第３図は、従来の平面光導波路型光デバイスを作製する
加工の概念図であり、 第４図および第５図は、それぞれ従来の平面光導波路型
光デバイスの概略断面図である。 〔主な参照番号〕 １．１１．１２．１３・・・平面光導波路、２．３・・
・＾ｕ／Ｃｒ膜、 ４・・・Ｌ＋ＮｂＯ３基体、 ５．６・・・バッファ層、 ７・・・８１基板、 ９・・・レジスト、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気光学効果を有する材料の基体に形成された少
   なくとも１本の平面光導波路と、前記平面光導波路に対
   応し、前記平面光導波路に電界を印加する一対の電極と
   を具備する平面光導波路型光デバイスにおいて、前記電
   極が、対応する前記平面光導波路の上側および下側で且
   つ前記基体の上面および下面に配置されていることを特
   徴とする平面光導波路型光デバイス。
2. （２）電気光学効果を有する材料の基体に形成された少
   なくとも１本の平面光導波路と、前記平面光導波路の上
   側および下側で且つ前記基体の上面および下面に配置さ
   れている電極とを具備する平面光導波路型光デバイスを
   作製する方法において、基板上に前記下側の電極を形成
   した後この基板上に前記材料の薄膜を形成し、該薄膜の
   前記下側電極の上方に対応する平面光導波路を形成し、
   該平面光導波路の上に対応する前記上側電極を形成する
   ことを特徴とする平面光導波路型光デバイスの作製方法
   。