KR0137125B1

KR0137125B1 - 광도파로소자와 그 제조방법

Info

Publication number: KR0137125B1
Application number: KR1019930024103A
Authority: KR
Inventors: 카즈오 에다
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시기가이샤
Priority date: 1992-11-16
Filing date: 1993-11-13
Publication date: 1998-06-15
Also published as: EP0598395A1; DE69323958T2; DE69323958D1; US5785874A; KR940011975A; US5485540A; EP0598395B1

Abstract

본 발명은, 유전체나 반도체기판상에, 유리광도파로를 일체적으로 형성한 광도파로소자와 그 제조방법에 관한 것으로서, 유지기판상에, 유리재료에 의해서, 저전반(低傳搬)손실이고 광파이버와의 결합손실이 적은 광도파로를 형성하는 제조방법과 그구성을 제공하는 것을 목적으로 한 것이며, 그 구성에 있어서, 유지기판(1)과 유리기판(2)을, 직접접합한후, 유리기판(2)을 박판화하므로서 형성된 광도파로(3)를 유리기판(2)내 가진 광도파로소자를 실현하는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

광도파로소자와 그 제조방법

제 1도는, 본 발명의 제 1실시예의 구성도,

제 2도는, 본 발명의 제 2실시예의 구성도,

제 3도는, 본 발명의 제 3실시예의 구성도,

제 4도는, 본 발명의 제 4실시예의 구성도,

제 5도는, 본 발명의 제 5실시예의 구성도,

제 6도는, 본 발명의 제 6실시예의 구성도,

제 7도는, 본 발명의 제 7실시예의 구성도,

제 8도는, 본 발명의 제 8실시예의 구성도,

제 9도는, 본 발명의 제 9실시예의 구성도,

제 10도는 , 본 발명의 제 10실시예의 구성도,

제 11도는, 본 발명의 제 11실시예의 구성도,

제 12도는, 본 발명의 제 12실시예의 구성도,

제 13도는, 본 발명의 제 13실시예의 구성도,

제 14도는, 본 발명의 제 14실시예의 구성도,

제 15도는, 본 발명의 제 15실시예의 구성도,

제 16도는, 본 발명의 제 16실시예의 구성도,

제 17도는, 본 발명의 제 17실시예의 구성도,

제 18도는, 본 발명의 제 18실시예의 구성도,

제 19도는, 본 발명의 제 19실시예의 구성도,

제 20도는, 본 발명의 제 20실시예의 구성도,

제 21도는, 본 발명의 제조방법의 공정도,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1 : 유지기판(유전체)2 : 유리기판

3 : 광도파로부4 : 저굴절율층

5 : 규소층6 : 규소화합물층

11 : 반도체유지기판(si)12 : GaAs 또는 InP 기판,

13 : 유지기판(유리)14 : 유지기판(저굴절율유리)

21 : 유지기판(니오브산리튬 또는 탄탈산리튬)

22,23 : 유리기판광도파로부

24,25 : 저굴절율층

26,27 : 광파이버31 : 단부변반사부

32 : 포토다이오드33 : 광파이버

34 : 반도체레이저41 : 유지용의 제 1 유리기판

42 : 광도파로부43 : 저굴절율층

44 : 유지용기판에 형성된 광도파로

45,46 : 단부면반사부

47 : 광파이

본 발명은, 유전체나 반도체기판위에, 유리광도파로를 일체적으로 형성한 광도파로소자에 관한 것이다.

종래, 광도파로소자로서, 광의 전송로로서의 역할을 가진 광도파로, 도파광의 강도나 위상을 변화시키는 광변조기, 또 그것을 스위칭적으로 동작시킨 광스위치, 광을 증폭시키는 광도파로형 광증폭기, 광위상정합소자등이 알려져있다.

이들 광도파로소자의 종래의 기술에 대해서는, 예를들면, R.Alferness 에 의한, Waveguide Electroop-tic Mldulators IEEE Transactions on Microeave and Techniques, Vol. MTT-30, NO. 8,1121-1137(1982)에 기술되어 있다.

이들 광도파로소자에는 ,유전체기판에 형성된것, 유리기판에 형성된것, 반도체기판에 형성된것 등이 있다.

광도파로의 제조방법의 종래의 기술에 대해서는, 예를들면, I.Kamino에 의한 Optical Waveguide Modulators IEEE Transactions on Microwave and Techniques, Vol. MTT-23, NO. 1,57-70(1975)에 각종기술되어 있다.

예를들면, 유전체, 특히 전기광학효과를 가진 유전체기판에, 광도파로를 형성하는 방법으로서, 니오브산리튬기판등에 Ti를 확산하고, Ti확산부를 광도파로로 하는 방법이나 탄탈산리튬의 위에 니오브산리튬의 결정을 에피택셜성장시키거나, 니오브산리튬나 탄탈산리튬의 위에, 스퍼터링에 의해 니오브산리튬의 박막을 형성해서, 그 부분에 광도파로를 형성하는 방법등이 기술되어 있다.

반도체등의 각종기판위에 유리 또는 석영계광도파로소자를 형성하는 방법으로서, Si반도체기판위에, Si열산화막을 형성하고, 거기에 광도파로소자를 형성하는 방법이나, 유리나 석영계재료를 스퍼터링, 진공증착, 각종화학기상성장법, 화영퇴적법, 졸겔법등의 각종박막기술에 의해서 Si기판위에 퇴적시키고, 거기에 광도파로소자를 형성하는 방법이 알려져 있다.

예를들면, 일본국특허공개공보평 1-189614에는, 화염퇴적법에 의해서, Si기판위에 먼저 광도파로부보다도 굴절율의 낮은 유리등의 층(피복층)을 형성하고 그 위에 피복층보다도 굴절율이 높은 유리 또는 석영계재료로 이루어진 층(코이부)을 형성하고, 또 필요에 따라서 그 위에 굴절율이 낮은층(피복층)을 형성해서, 코이부에의 광의 가주어 넣기를 제어하게 하는 구성이 기술되어 있다. 이와 같은 구성으로 하므로서 광은 코어부에 대체로 가두어넣어지고, 광도파로소자로서 사용할 수 있다.

유리기판위에 유리광도파로를 가진 구조에 대해서는 예를들면, USP 5,193,137에는, 제막기술에 의해서, 석영유리기판위에, 저굴절율의 유리층을 개재해서, 석영유리의 코어부를 가진 구조가 기술되어 있다.

니오브산리튬등의 전기광학효과를 가진 유체기판에 Ti확산등에 의해 광도파로를 형성한 광도파로소자는, 응답이 빠르고 또 전기적으로 용이하게 도파광을 제어할 수 있기 때문에, 고속의 광변조기등이 제작되고 있다. 그러나 광도파로출사부의 형상, 치수, 굴절율이 광파이버의 그것과 크게 상이하기 때문에, 광파이버와의 결합손실이 크다고 하는 과제가 있다.

유리계광도파로소자는, 형상, 치수, 굴절율을 광파이버의 이것과 일치시키기 쉽기 때문에, 통상의 석영계광파이버와의 접속손실을 작게 할 수 있다고 하는 장점이 있으나, 그 자신, 전기광학효과가 없기 때문에, 전기적으로 도파광을 제어하는 것이 곤란하다. 그 때문에 가열등에 의한 굴절율변화를 이용해서 제어하는 방법이 알려지고 있으나, 전기광학효과를 이용한 것에 비해, 응답속도가 결정적으로 느리다고 하는 큰 과제가 있다.

또, 유리계광도파로소자는, 금속확산등의 방법으로 굴절율차이를 부여하는 방법으로는, 광도파로의 형상이 대칭성이 나쁜 형상으로 되고, 그 만큼 광파이버와의 결합손실을 저감할 수 없다. 또 금속원소를 확산한 광도파로는, 일반적으로 광전반손실의 확산원소때문에 증가하고, 그 만큼 양호한 광전반손실을 얻을 수 없다고 하는 과제가 있었다.

유전체, 유리, 반도체등의 각종기판위에, 유리 또는 석영계광도파로소자를 박막기술, 예를들면 스패터링법, 진공증착법, 화확기상성장법, 화염퇴적법, 졸겔법등에 의해서 형성한 구조, 및 제조방법에서는, 박막기술공통의 과제가 몇개인가가 있다.

먼저 제 1에, 광도파로부에 유리, 또는 석영계재료를 사용하는 경우, 일반적으로 순도가 높고 치밀한 재료가 될수록, 광의 전반손실이 작게 되어서 바람직하나, 상기 박막기술에서는, 일반적으로 막질의 제어성이나 굴절율의 제어성이 나빠 광전반손실이 작은 양질인 코어부를 얻기 어렵다.

제 2도, 광도파로와 광파이버를 접속할 경우, 그 형상 및 굴절율이 가까울수록, 결합손실을 작게 할 수 있으나, 싱글모우드광파이버의 코어직경이 10Mm정도 있기 때문에, 박막기술에 의해서 10Mm의 막두께를 양호한 막질이고 또한 균일하게 형성하는 것은 곤란하다. 또 동일한 조성을 사용해도, 박막기술에 의해서 형성한 막은, 본래의 유리기술(용융-고화시키는 방법)에 의해서 형성한 광파이버의 코어부의 굴절율에는 반드시 일치하지 않고, 굴절율을 일치시키는데 곤란함을 수반한다. 또 박막기술에 의해서 막두께가 두꺼운막을 형성하는 것은 생산성이 나쁘다. 또 박막에 사용할 수 있는 재료가 대단히 제한되기 때문에, 기능 및 설계의 자유도가 적다는 등의 과제가 있다.

Si기판상의 Si열산화막을 사용하는 방법에서는, 산화막의 형성속도가 1000C에서 0.1Mm/시간정도인것으로 인해서, 막두께가 두껍게 되면 시간이 걸리고 , 역시 생산성에 문제가 있다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 유지기판에, 수소, 또는 산소 또는 수산기에 의한 수소결합 또는 공유결합에 의해 직접접합된 유리기판내에 광도파로를 가지도록 한 것이다.

이와 같은 방법으로, 구성하므로서, 광전반손실이 적고, 광파이버와의 결합손실이 작고, 다른 광소자나 전자소자와의 집적화가 가능하며, 양산성에 뛰어난 광도파로소자를 얻을 수 있다.

이하 본 발명의 실시예의 광도파로소자의 구성과 그 제조방법에 대해서, 도면을 참조하면서 설명한다.

(실시예 1)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 1실시예를 제 1도에 표시한다. 동도면에 있어서, (1)은 유지기판, (2)는 일부에 광도파로부(3)을 가진 유리기판, (4)은 유리기판표면에 미리 형성된, 유리기판(2)보다도 굴절율이 낮은 유리층 또는 박막층이다.

유지기판(1)과 유리기판(2)는, 유지기판(1)과 유리기판(2)에 형성된 저굴절율층(3)의 접합예정부표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해, 직접 접합되어 있다.

여기서 직접접합에 대해서 설명한다.

기판표면을 극히 청정하게 하고, 표면을 친수화처리해서 순수에 침지하면, 기판표면에는 다수의 수산기가 흡착된다. 수산기는 산소와 수소로 이루어진다. 이 상태에서 기판끼리 맞포개면, 수산기를 개재해서 수소결합에 의해, 기판끼리가 강고하게 접합된다.

이 상태에서 가열해 가면, 차차로 접합계면으로부터 탈수가 일어나고, 또 수소가 이탈하므로서, 수산기의 중합이 진행되고, 접합은 강화된다. 또 온도를 상승해가면, 수소가 더욱 이탈하고, 산소를 개재해서의 결합이 주체가 된다. 유리기판에는 규소가 있고 이결합은 공유결합적인것으로 되어 접합강도는 더욱 강화된다. 접합강도는 300C 1시간정도의 열처리에서도, 용이하게수 10kg/1의 값을 얻을 수 있다.

접합계면은, TEM(투과전자현미경)관찰에 의하면, 원자오오더에 의해서 접합되어 있으며, 계면에서의 광산란이 없다.

또 유기물접착제에서는, 열에 의한 특성변화등이 있으나, 이와 같은 접합에 있어서는 그와같은 문제는 없다. 접합계면이 원자레벨에 의해서 접합되어있는 것 및 특별한 물질을 개재시키지 않은 것이므로, 이하, 이와 같은 방법으로 행하여진 접합을, 직접접합이라 호칭하기로 한다.

유리기판(2)의 일부(3)은 다른 부분보다도 약간 두껍게 되어 있으며, 이에의해 실효굴절율이 높게 되므로, 광은 이 부분에 가두어넣어져 광도파로로서 기능한다.

대표적 치수수치로서, 유지기판에 전기광학효과를 가진 유전체인 니오브산리튬 또는 탄탈리튬을 사용하여, 그 두께를 450Mm, 광도파로부(3)의 두께를 10Mm, 광도파로부가 없는 부분의 유리기판(2)의 두께를 4Mm, 저굴절율층(4)의 두께를 2Mm로 하고, 유리기판(2)에 파장 1.5Mm대역에서 굴절을 약 1.45의 고순도석영유리를, 저굴절율층(4)에 굴절율 약 1.4의, 스퍼터링이나 화확기상성장법등에 의해 형성한 저굴절율 유리 또는 산화규소 또는 질화규소를 사용하였을때, 광의 전반손실은 0.0dB/Cm이하, 또 코이직경 10μm의 싱글모우드광파이버와의 결합손실은, 0.05dB이하라고 하는 양호한 결과를 용이하게 얻을 수 있었다.

접합을 접착제를 사용해서 행하면, 접착제의 두께를 고정밀도로 제어하는 것이 곤란하기 때문에, 접착후의 기판평행도가 나쁘게 되어, 유리나 유전체의 가공 정밀도가 나쁘게 되고, 또, 내열성이나 내약품성의 면에서 그후의 유리나 유전체기판의 가공프로세스에 제한이 가해지게 되나, 본 실시예의 직접접합에 의한 구성이라면 그와 같은 문제가 없다. 또 장기적인특성의 안정성, 신뢰성에도 뛰어나다.

(실시예 2)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제2실시예를 제 2도에 표시한다. 동도면에 있어서, (1)에서부터 (4)의 각구성요소의 기능과 명칭은 실시예 1과 마찬가지이다. (5)는, 유지기판(1)의 표면에 형성된 비정질 또는 다결정의 규소층이다. 유지기판(1)과 유리기판(2)는, 상기 비정질규소 또는 다결정규소층(5)의 표면 및 저굴절율층(4)의 표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해 직접 접합되어 있다.

본 실시예의 구조에 있어서도, 대표적수치로서, 실시예 1의 값을 사용하여, 비정질규소층 또는 다결정규소층의 두께를 0.5Mm로 하므로서, 실시예 1과 거의 마찬가지의 양호한 광전반손실 및 광파이버와의 결합손실을 얻을 수 있었다.

(실시예 3)

본 실시예의 광도파로소자구조의 제 3실시예를 제 3도에 표시한다. 도면에 있어서 (1)에서부터 (4)의 각구성요소의 기능과 명칭은 실시예 1과 마찬가지이다. (6)은 유지기판(1)의 표면에 형성된 산화규소 또는 질화규소등의 규소화합물층이다.

유지기판(1)과 유리기판(2)는, 산화규소 또는 질화규소층(6)의 표면 및 저굴절율층(4)의 표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해 직접 접합되어 있다. 본 실시예의 구조에 있어서도, 대표적수치로서, 실시예 1의 값을 사용하여, 산화규소층 또는 질화규소층의 두께를 0.5Mm로 하므로서, 실시예 1과 거의 마찬가지의 양호한 광전반손실 및 광파이버와의 결합손실을 얻을 수 있었다.

(실시예 4)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 4실시예를 제 4도에 표시한다. 도면에 있어서, (2)에서부터 (4)의 각 구성요소의 명칭과 기능은 실시예 1과 마찬가지이다.

(11)은 유지기판이고, 이 경우에는, 반도체인 Si기판을 사용하고 있다. Si기판(11)과 유리기판(2)는, 상기Si기판 및 저굴절율층(4)표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해서, 직접 접합되어 있다. 또 유리기판(2)의 일부(3)은 다른 부분보다도 약간 두껍게 되어 있고, 이에 의해 실효굴절율이 높게 되는 것이므로, 광은 이부분에 가두어 넣어지고 광도파로로서 기능한다.

대표적수치로서, Si기판의 두께, 450Mm, 광도파로부(3)의 두께, 10Mm,광도파로가 없는 부분유리기판(2)의 두께, 4Mm, 저굴절율층(4)의 두께, 2Mm로 하고, 유리기판(2)에 파장 1,5Mm대역에서 굴절율 약 1.45의 고순도석영유리를, 저굴절율층(2)에 굴절율 약 1.4의 저굴절율 유리 또는 화학기상성장법등에 의해 형성한 산화규소 는 질화규소를 사용하였을 때, 광의 전반손실은, 0.05db/Cm이하라고 하는 극히 양호한 특성을 얻을 수 있었다. 또 코이직경 10Mm의 싱글모우드 광파이버와의 결합손실은, 0.5db이하라고 하는 양호한 결과를 용이하게 얻을 수 있었다.

(실시예 5)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 5실시예를 제 5도에 표시한다.

도면에 있어서, (2)에서부터 (4) 및 (11)의 각 구성요소의 기능과 명층은 실시예 4와 마찬가지이다. (5)는, Si기판(11)의 표면에 형성된 비정질규소 또는 다결정규소층이다. Si기판(11)과 유리기판(2)는, 비정질규소 또는 다결정규소층(5)의 표면 및 저굴절율층(4)의 표면에 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해 직접 접합되어 있다.

본 실시예의 구조에 있어서도, 대표적수치로서, 실시예 4의 값을 사용하여, 비정질규소층, 또는 다결정규소층의 두께를 0.5Mm로 하므로서, 실시예 4와 거의 마찬가지의 양호한 광전반손실 및 광파이버와의 결합손실을 얻을 수 있었다.

(실시예 6)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 6실시예를 제 6도에 표시한다. 동도면에 있어서, (2)에서부터 (4)및 (11)의 각 구성요소의 기능과 명칭은 실시예 4와 마찬가지이다. (6)은, Si기판(11)의 표면에 형성된 산화규소 또는 질화규소층이다.

Si기판(11)과 유리기판(2)는, 산화규소 또는질화규소층(6)의 표면 및 저굴절율층(4)의 표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해 직접 접합되어있다. 본 실시예의 구조에 있어서도, 대표적 수치로서, 실시예 4의 값을 사용하여, 산화규소층 또는 질화규소층의 두께를 0.5Mm로 하므로서, 실시예 4와 거의 마찬가지의 양호한 광전반손실 및 광파이버의 결합손실을 얻을 수 있었다.

(실시도 7)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 7실시예를 제 7도에 표시한다. 동도면에 있어서, (2)에서부터 (4)의 각구성요소의 기능과 명칭은 실시예 4와 마찬가지이다. (12)는 유지기판이나, 본 실시예에서는, 주기표 3족 및 5족의 원소를 조합해서 얻게 되는 3-5족 화합물반도체인 GaAs 또는 InP 기판(12)와 유리기판(2)는 GaAs 또는 InP 기판(12)의 표면 및 저굴절율층(4)의 표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해 직접 접합되어 있다.

본 실시예의 구조에 있어서도, 대표적수치로서, 실시예(4)의 값을 사용하여, GaAs 또는 InP 기판의 두께로서 450Mm로 하므로서, 실시예 4와 거의 마찬가지의, 양호한 광전반손실 및 광파이버와의 결합손실을 얻을 수 있었다.

(실시예 8)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 8도에 표시한다. 동도면에 있어서, (2)에서부터 (4)및 (12)의 각구성요소의 기능과 명칭은 실시예 7과 마찬가지이다. (5)는, GaAs 또는 InP 기판(12)의 표면에 형성된 비정질규소 또는 다결정규소층이다. GaAs 또는 InP 기판(12와 유리기판(2)는, 비정질규소 또는 다결정규소층(6)의 표면 및 저굴절율층(4)의 표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해 직접 접합되어 있다.

본 실시예의 구조에 있어서도, 대표적수치로서, 실시예 4의 값을 사용하여, 비정질규소층 또는 다결정규소층의 두께를 0.5Mm로 하고, GaAs 또는 InP 기판(12의 두께를 450Mm로 하므로서, 실시예 4와 거의 마찬가지의 양호한 광전반손실 및 광파이버와의 결합손실을 얻을 수 있었다.

(실시예 9)

본 실시예의 광파로소자의 구조의 제 9실시예를 제 9도에 표시한다. 도면에 있어서, (2)에서부터 (4)및 (12)의 각구성요소의 기능과 명칭은 실시예 7와 마찬가지이다. (6)은 GaAs 또는 InP 기판(12)의 표면에 형성된 산화규소 또는 질화규소층이다. GaAs 또는 InP 기판(12와 유리기판(2)는, 산화규소 또는 질화규소층(6)의 표면 및 저굴절율층(4)의 표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해 직접 접합되어 있다.

본 실시예의 구조에 있어서도, 대표적수치로서, 실시예 4의 값을 사용하여, GaAs 또는 InP 기판의 두께를 450Mm, 산화규소층 또는 질화규소층의 두께를 0.5Mm로 하므로서, 실시예 4와 거의 마찬가지의, 양호한 광전반손실 및 광파이버와의 결합손실을 얻을 수 있었다.

(실시예 10)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 10실시예를 제 10도에 표시한다. 동도면에 있어서, (2)에서부터 (4)의 각구성요소의 명칭과 기능은, 실시예 1와 마찬가지이다. (13)은 유지기판으로서, 본 실시예에서는 유리기판을 사용하고 있다. 유지용유리기판(13)과 광도파로용유리기판(2)는, 유지용유리기판(13)및 저굴절율층(4)표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해서, 직접 접합되어 있다.

대표적수치로서, 유지용유리기판의 두께, 450Mm, 광도파로부(3)의 두께, 10Mm광도파로부가 없는 부분의 유리기판(2)의 두께, 4Mm, 저굴절율층(4)의 두께, 2Mm로 하고, 유지용유리기판 및 광도파로용유리기판(13),(2)에 파장 1.5Mm대역에서 굴절율 약1.45의 고순도석영유리를, 저굴절율층(4)에 굴절율 약 1.4의 저굴절율 유리 또는 화학기상성장법등에 의해 형성한 산화규소 또는 질화규소를 사용하였을 때, 광의 전반손실은, 0.05db/Cm이하라고 하는 극히 양호한 특성을 얻을 수 있었다.

또 코이직경 10Mm의 싱글모우드광파이버와의 결합손실은, 0.5db이하라고 하는 양호한 결과를 용이하게 얻을 수 있었다.

접합을 수지등의 접착제를 사용해서 행하면, 접착제의 두께를 고정밀도로 제어하는 것이 곤란하기 때문에, 접착후의 기판평행도가 나쁘게 되어, 유리기판의 가공정밀도가 나쁘게 되고, 또, 내열성이나 내약품성의 면에서, 그후의 유리기판의 가공프레세스에 제한이 가해지나, 본 실시예의 구성이라면 그와같은 문제가 없다. 또 장기간의 특성의 안전성, 신뢰성에서 뛰어나다.

(실시예 11)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 11실시예를 제 11도에 표시한다. 동도면에 있어서, (2)에서부터 (4)및 (13)의 각구성요소의 기능과 명칭은 실시예 10와 마찬가지이다. (5)는, 유지용유리기판(13)의 표면에 형성된 비정질규소 또는 다결정규소층이다. 저굴절율층(4)는 유리기판(2)표면에 형성되어 있다. 유지용유리기판(13)과 유리기판(2)는, 비정질규소 또는 다결정규소층(5)의 표면 및 저굴절율층(4)의 표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해 직접 접합되어 있다.

본 실시예의 구조에 있어서도, 대표적수치로서, 실시예10의 값을 사용하여, 비정질규소층 또는 다결정규소층의 두께를 0.5Mm 하므로서, 실시예 10와 거의 마찬가지의 양호한 광전반손실 및 광파이버와의 결합손실을 얻을 수 있었다.

(실시예 12)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 12실시예를 제 12도에 표시한다. 동도면에 있어서, (2)에서부터 (4) 및 (13)의 각구성요소의 기능과 명칭은 실시예 10와 마찬가지이다. (6)은, 유지용유리기판(13)의 표면에 형성된 산화규소 또는 질화규소층이다. 유지용유리기판(13)과 유리기판(2)는, 산화규소또는 질화규소층(6)의 표면 및 저굴절율층(4)의 표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해 직접접합 되어 있다.

본 실시예의 구조에 있어서도, 대표적수치로서, 실시예10의 값을 사용하여, 산화규소층 또는 질화규소층의 두께를 0.5Mm로 하므로서, 실시예 10과 거의 마찬가지의, 양호한 광전반손실 및 광파이버와의 결합손실을 얻을 수 있었다.

(실시예 13)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 13실시예를 제 13도에 표시한다. 동도면에 있어서, (14)는 유지용유리기판, (2)는 그 일부에 광도파로부(3)을 가진 광도파로용유리기판이다. 유지용유리기판(14)와 유리기판(2)는, 각각의 유리기판표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해서, 직접접합되어 있다. 또 본 실시예에서는, 유지용유리기판의 굴절율보다도 광도파로용유리기판(2)의 굴절율이 크게 되도록 하고 있다. 또 유리기판(2)의 일부(3)은 다른 부분보다도 약간 두껍게 되어 있으며, 이에 의해 실효굴절율이 높게 되는 것이므로, 광은 이 부분에 가두어넣어지고 광도파로로서 기능한다.

대표적수치로서, 유지용유리기판(14)의 두께, 450Mm, 광도파로부(3)의 두께 10Mm, 광도파로부가 없는 부분의 유리기판(2)의 두께, 4Mm로 하고, 유지용유리기판(14)의 굴절율을 파장 1,5Mm대역에서, 1.40, 유리기판(2)에 파장 1,5Mm대역에서 굴절율 약 1.45의 고순도석영유리를 사용하였을때, 광의 전반손실은, 0.05db/Cm이하, 또 코어직경 10Mm의 싱글모우드광파이버와의 결합손실은, 0.5db이하라고 하는 양호한 결과를 용이하게 얻을 수 있었다.

(실시예 14)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 14실시예를 제 14도에 표시한다. 동도면에 있어서 (2),(3),(14)의 각 구성요소의 기능과 명칭은 실시예 13과 마찬가지이다. (5)는, 유지용유리기판(2)의 표면에 형성된 비정질규소 또는 다결정규소이다. 유지용유리기판(2)와 광도파로용유리기판(2)는, 비정질규소 또는 다결정규소층(5)의 표면 및 유리기판(2)의 표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해서 직접접합되어있다.

본 실시예의 구조에 있어서도, 대표적수치로서, 실시예 13의 값을 사용하여, 비정질규소층 또는 다결정규소층의 두께를 0.5Mm로 하므로서, 실시예 13와 거의 마찬가지의 양호한 광전반손실 및 광파이버와의 결합손실을 얻을 수 있었다.

(실시예 15)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 15실시예를 제 15도에 표시한다. 동도면에 있어서, (2),(3),(14)의 각 구성요소의 기능과 명칭은 실시예 13과 마찬가지이다. (6)은, 유지용유리기판(14)의 표면에 형성된 산화규소 또는 질화규소층이다. 유지용유리기판(14)와 광도파로용유리기판(2)는, 산화규소 또는 질화규소층(6)의 표면 및 유리기판(2)의 표면의 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해서 직접접합되어 있다.

본 실시예의 구조에 있어서도, 대표적수치로서, 실시예 13의 값을 사용하여, 산화규소층 또는 질화규소층의 두께 0.5Mm로 하므로서, 실시예 13와 거의 마찬가지의 , 양호한 광전반손실 및 광파이버와의 결합손실을 얻을 수 있었다.

(실시예 16)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 16실시예를 제 16도에 표시된다. 제 16도는, 유리기판위에 형성한 광도파로부의 단면구조를 모사한 것이다. 동도면에 있어서, (21)은, 전기광학효과를 가진 유전체기판인 니오브산리튬 또는 탄탈산리튬기판이다. (22),(23)은 유리기판위의 광도파로부이다. (24),(25)는 광도파로부(22),(23)보다도 굴절율이 낮은 유리 또는 박막층이다. 유리광도파로부(22),(23)은 실시예1과 마찬가지로, 유전체기판(21)에, 친수화처리 및 맞포갬열처리에 의해서 직접접합되어 있다. (26),(27)은 유리광도파로부(22)및 (23)에 접속되어 있는 광파이버이다. (28)은 유전체기판(21)에 형성된 광도파로형광변조기능등의 전기광학효과를 이용한 광소자, (29),(30)은 유전체기판위의 광도파로이며, 그 상부에 직접 접합된 유리기판광도파로부(22),(23)과, 저굴절율층(24),(25)를 개재해서, 광도파로형의 광방향성결합기를 구성하도록 제작되어 있다.

다음에 본 실시예의 구조의 소자의 동작기능을 설명한다. 광파이버(26)에 의해 외부로부터 전반해온 신호광은, 유리기판광도파로부(22)에 결합손실이 적은 상태에서 결합된다. 이 광도파로부에 입사한 광신호는, 그 하부에 직접 결합된 유전체기판(21)에 형성되어 있는 광도파로(29)와 광방향성결합기를 형성하고 있다. 광방향성결합기는 2개의 광도파로를 병행해서 형성하고, 그 간격과 길이, 광도파로폭등을 적당한 값으로 하므로서, 광을 어느 일정거리전반시켰을 때, 한쪽를 전반중인 광에너지를, 병행해서 형성된 다른쪽의 광도파로에 거의 전부이동시킬 수 있는 것이다. 유리기판광도파로부(22)와 그 하부의 저굴절율층(24)및 유전체기판위의 광도파로(29)의 치수, 형상, 두께, 굴절율을 적당히 설정하고, 마침 유리기판광도파로부(22)에 입사한 광에너지가 광도파로(29)에 이동하도록 광항향성결합기가 형성되어 있으므로, 광파이버(26)로부터 입사한 광은, 손실이 매우적은 상태에서, 광도파로(29)에 이동한다. 광도파로(29)는 광변조기등의 광소자(28)에 접속되어 있으며, 여기서 예를들면 광변조등의 제어를 행할 수 있다. 광소자(28)을 나온광은, 광도파로(30)에 입사한다. 광도파로(30)은, 그 상부에 형성된 유리기판광도파로부(23)과 광방향성결합기가 되도록 형성되어 있다. 이에 의해 광도파로(30)의 광에너지는, 유리기판광도파로부(23)에 이동하고, 접속되어 있는 광파이버(27)에 저손실로 결합되고, 외부로 인도된다.

이와같은 구성으로 하므로서 유리기판위의 광도파로소자와 전기광학효과를 이용한 광소자를 가진 유전체기판을 광학적으로 결합할 수 있고, 광도파로소자로서, 보다고도의 기능을 집적화할 수 있다. 유리기판광도파로부는, 그형상, 치수, 굴절율이 광파이버와 일치시키기 쉽기 때문에, 광파이버와의 결합손실을 니오브산리튬나 탄탈산리튬등 굴절율이 큰 재료에 형성한 광도파로에 결합하는 경우보다 휠씬 작게 할 수 있다.

또 유리광도파로는, 유전체광도파로보다도 광전반손실을 훨씬 작게 할 수 있다.

따라서, 이와같은 구성으로 하므로서 절반손실과 광도파로와의 결합손실이 적은 광도파로소자와 전기광학효과를 이용한 유전체광소자를 효율좋게 일체적으로 집적할 수 있다.

(실시예 17)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 17실시예를 제 17도에 표시한다. 제 17도는 상기 실시예에 있어서 사용한 도면의 광도파로부의 단면구조를 모사한 것이다. 동도면에 있어서, (11),(3),(4)의 각 구성요소의 기능과 명칭은 실시예 4와 마찬가지이다. (31)은, 광도파로(3)의 단부에 형성한 단부면반사부, (32)는 Si기판위에 형성한 포토다이오드, (33)은 광도파로(3)에 접속된 광파이버이다. 유지용 Si기판(11)과 유리기판은, 실시예 4와 마찬가지의 방법, 구성으로 직접 접합되어 있다. 광파이버(33)에 의해 외부로부터 전반해온 신호광은, 광도파로부(3)에 결합손실이 적은 상태에서 결합된다. 이 광도파로부에 들어간 광신호는, 그 일부에 형성한 단부면반사부(31)에 의해 Si기판에 입사되도록 되어 있다. 광이 입사하는 부분의 Si기판부에 광소자로서, 본 실시예와 같이 예를들면 다이오드를 형성해두면, 광도파로에 들어간 광신호를 전기신호로 변환할 수 있다. 이와 같은 구성으로 하므로서 유리기판위의 광도파로소자와 Si반도체기판을 광학적으로 결합할 수 있고, 광도파로소자로서, 보다 고도의 기능을 집적화할 수 있다. 동도면에는 특별히 표시하고 있지 않으나, 예를들면 Si기판의 다른 부분에 각종 트랜지스터등의 전자소자를 형성하고, 광으로부터 전기로 변환된 신호를 증폭하는 기능을 합쳐서 가지게 하는 것도 가능하다. 이와 같은 구성으로 하므로서 전반손실과 광파이버와의 결합손실이 적은 광도파로소자와 Si반도체광 전자회로를 효율좋게 일체적으로 집적할 수 있다.

(실시예 18)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 18실시예를 제 18도에 표시한다. 제 18도는, 실시예 17과 마찬가지의 광도파로부의 단면구조를 표시한 것이다. 도면에 있어서, (3),(4)및 (12)의 각 구성요소의 기능과 명칭은 실시예 7과 마찬가지이다. (31)은, 광도파로(3)의 단부에 형성한 단부면반사부, (34)는 GaAs 또는 InP기판(12)위에 형성한 면발광형반도체레이저, (33)은 광도파로(3)에 접속된 광파이버이다.

GaAs 또는 InP기판(12)와 유리기판(2)는, 실시예 7와 마찬가지의 방법, 구성으로 직접접합되어 있다., 면발광형반도체레이저(34)의 발광에 의해 형성된 광신호는, 광도파로부(3)의 단부면반사부(31)에서 광도파로(3)쪽으로 반사되고, 광도파로부(3)이 저손실로 접속된 광파이버(33)에 의해 외부로 전송된다. 이와 같은 구성으로 하므로서 유리기판위의 광도파로소자와 GaAs 또는 InP반도체기판을 광학적으로 결합할 수 있고, 광도파로소자로서, 보다 고도의 기능을 집적화할 수 있다. 동도면에는 특별히 표시하고 있지 않으나, 예를들면 GaAs 또는 InP기판의 다른 부분에 각종 트랜지스트등의 전자소자를 형성하고, 면발광반도체레이저를 구동하는 기능을 합쳐서 가지게 하는 것도 가능하다. 이와같은 구성으로 하므로서 전반손실과 광파이버와의 결합손실이 적은 광도파로소자와 GaAs 또는 InP반도체광전자회로를 효율좋게 일체적으로 집적할 수 있다.

(실시예 19)

본 실시예의 광도파로소자의 구조의 제 19실시예를 제 19도에 표시한다. 제 19도는, 유리기판위에 형성한 광도파로부의 단면구조를 광도파로를 따라서 표시한 것이다. 동도면에 있어서, (41)은, 유지기판이 되는 제 1의 유리기판, (42)는 제 1의 유리기판(41)위에 형성한 제 2의 유리기판에 형성된 광도파로(43)은 제 2의 유리기판보다도 굴절율이 낮은 저굴절율층, (44)는 유지기판인 제 21의 유리기판의 뒷면에 형성된 광도파로, (45)는 광도파로부 (42)의 단부면에 형성된 반사부, (46)은, 광도파로(44)의 일부에 형성된 단부면반사부이고, 단부면반사부는, 대향해서 형성되어 있다. (47)은, 광도파로부(22)에 접속되어있는 광파이버이다. 유지기판이 있는 제 1의 유리기판(41)과 광도파로부(42)는, 실시예 10와 마찬가지로, 친수화처리및 맞포갬열처리에 의해 직접접합되어 있다.

광파이버(47)에 의해 외부로부터 전반해왔던 신호광은, 광도파로부(42)에 결합손실이 적은 상태에서 결합된다. 이 광도파로부에 들어온 광신호는, 단부면반사부(45)및 (46)을 거쳐서, 손실이 극히 적은 상태에서, 광도파로(44)에 광학적으로 결합되어 있다. 이와 같은 구성으로 하므로서, 광신호를 기판의 다른쪽의 면위에 형성한 광도파로에 전송할 수 있으므로, 광도파로소자로서, 보다 고도의 기능을 집적화할 수 있다. 유지기판의 되는 유리기판(41)위의 광도파로(44)는, 예를들면, Ti확산등의 종래의 방법을 사용하므로서, 미리 형성해 두면 된다. 단부면반사부는, 접합전에 연마등에 의해서, 반사에 가장 적합한 각도, 예를들면, 45의 경사면이 되도록 가공하고, 전반시키는 광신호에 대해서, 45의 각도로 전면반사하도록 광학적반사막을 형성하므로서, 실현할 수 있다.

(실시예 20)

본 실시예의 광도파로소자의 구조에 제 20실시예를 제 20도에 표시한다. 동도면에 있어서, (2)에서부터 (4)의 각 구성요소의 기능과 명칭은 실시예 1와 마찬가지이다. (51)은 유지기판이며, 이 재료는, 지금까지의 실시예에서 설명한 바와 같이, 유전체인 니오브산리튬, 탄탈산리튬, 유리 또는 반도체를 사용하더라도 된다. (52)는, 광도파로부를 포함하는 유리기판(2)의 상부전체에 형성된 광도파로부보다도 굴절율이 낮은층(피복층)이다. 구제적으로는 산화규소나 질화규소등의 막에 의해서, 화학기상성장겁에 의해 용이하게 형성할 수 있다. 이와같은 구성으로 하므로서, 광도파로에의 광의 가두워 넣기를 보다 유효하게 또한 대칭으로 할 수 있어, 광파이버와의 결합이 보다 용이하게 된다.

(실시예 21)

본 실시예의 광도파로소자의 제조방법의 제 1의 예를, 제 21도에 표시한 제조공정도를 사용해서 설명한다.

먼저 유지기판의 접합부표면을 극히 청정하게 하고, 다음에 친수화처리한다. 니오브산리튬나 탄탈산리튬등의 유전체유리기판, Si반도체 기판등은, 불산계에칭액에 의해서, 표면 극히 약간의 애칭제거를 하고, 그후, 암모니아 과산화수소계용액에 침지하므로서, 그 표면이 친수화처리된다. 반도체가 GaAs 나 InP계의 경우는, 황산-과산화수소계의 애칭액에 의해서, 표면을 극히 약간의 애챙제거를 하고, 그 후 마찬가지의 친수화처리를 행하면 된다.

그후, 순수에 침시하므로서, 표면에의 물분자나 수산기흡착을 행할 수 있다. 한편, 광도파로용의 유리기판쪽은, 그대로 또는 기판구성재료보다도 굴절율이 낮은, 유리층 또는 산화규소층 또는 질화규소층을 화학기상성장법등의 방법에 의해서 형성한 후, 그 표면을 청정화 하고, 이어서 친수화처리를 행한다. 방법은 유지기판의 경우와 거의 마찬가지이다. 이와 같이 해서 유지기판 및 광도파로용유리기판표면을 친수화해서, 거기에 물분자나 수산기를 흡착시켜 맞포개면, 물분자나 수산기의 분자간의 힘에 의해 흡착하여 직접접합된다. 이 상태에서 열처리를 행하므로서, 계면으로부터 물분자가 차츰 뿌져 나가는 동시에 접합이 강화되어, 유지기판과 광도파로용유리기판이 직접 또는 저굴절율층를 개재해서 접합된다.

다음에 광도파로용 유리기판쪽을 연마, 절삭, 애칭등의 방법에 의해서, 소정의 두께까지 박판화한다. 다음에 광도파로의 형성을 행한다. 광도파로의 형성은, 애칭가공에 의해 광도파로부만을 다른부분보다도 두껍게 해서 남겨두는 방법과, 광도파로 형성부에 굴절율을 높이는 물질을 확산하는 방법이 가능하다. 전자의 방법의 경우 광도파로형성부에, 사진평판기술에 의해 레지스트마스크를 형성하고는, 다른 부분을 에칭해서 광도파로부보다도 얇게 하므로서, 소위 리지형의 광도파로를 형성할 수 있다. 또 후자의 경우는, 광도파로형성부에, 금속, 예를들면 Ti층을 진공증착 및 사진평판등에 의해 형성하고, 고온에서 열처리해서, Ti를 확산시키고, 확산부의 굴절율을 다른 부분보다도 높이므로서, 광도파로를 형성한다. 각종광도파로소자는, 이때 형상을 각각의 목적에 맞는 형상으로 가공하므로서 형성할 수 있다.

각 부분의 대표적치수, 굴절율은, 실시예 1등에서 설명한 대로이다. 최초의 유리기판의 두께는, 취급할 수 있는 강도를 가지고, 용이하게 박판가공할 수 있는 정도가 바람직하고, 통상 100~1000Mm정도이다. 접합강화의 열처리온도는 100C이상에서 효과가 있으며, 사용한 유리기판의 연화점을 초과하지 않는 범위에서 고온까지 행할 수 있다.

유지기판과 유리기판의 열팽창율을 합해서, 고연화온도, 고융점의 재료를 사용하므로서, 1000C정도까지 가능하다. 열처리시에 접합계면에 고전계를 인가해주므로서, 보다 저온에서 접합강도를 향상시킬 수도 있다.

이와같은 방법에 의해서 접합하면, 극히 양호한 기판평탄성을 얻을 수 있기 때문에 박판화가공을 행할 때에, 각부분의 두께제어를 매우 용이하게 행할 수 있고, 또 유리기판재료선택의 자유도가 크기 때문에, 양호한 광도파로를 얻을 수 있어, 실시예에서 설명한 바와 같은, 저전반손실, 저결합손실특성을 얻을 수 있다. 또 광도파로부를 박막기술에 의해서 형성하는 방법에 비해, 벌크재료로 광도파로부를 형성할 수 있으므로, 특성에 뛰어나, 제조재현성에 뛰어난 것을 얻을 수 있고, 또 양산에도 적합하고 있다.

(실시예 22)

본 실시예의 광도파로소자의 제조방법의 제 2의 예를 설명한다.

먼저 유지기판의 소정의 개소에, 나중에 실시하는 직접접합을 위한 열처리온도이상에서 행할 필요가 있는 프로세스, 예를들면, 확산프로세스등을 포함해서, 일연의 전자소자나 광소자형성프로세스처리를 행하여, 포토다이오드등의 전자소자나 광변조기나 광도파로등의 광소자를 형성한다. 때문에 유지기판접합부표면에, 규소 또는 규소화합물막을 형성한다. 규소막은 다결정이라도 비정질이라도된다. 규소화합물막은 산화규소, 질화규소등으로 된다. 이들 막은 어느것이나 화학기상성장법 또는 스퍼터링에 의해서 형성할 수 있다. 막두께는 예를들면 0.5Mm정도이다. 이후는 실시예 21과 마찬가지이다. 접합예정부의 규소 또는 규소화합물막표면을 극히 청정하게 하고, 친수화처리한다. 그 이후로 실시예 21과 마찬가지의 프로세스를 취하므로서, 실시예 2,3등에 표시한 구조의 광도파로소자를 얻을 수 있다.

(실시예 23)

본 실시예의 광도파로소자의 제조방법의 제 3의 예를 설명한다.

실시예 21의 제조방법에 있어서, 미리저굴절율층을 가진 유리기판의 단부면, 경사지게 가공한다. 예를들면, 연마에 의해 정당한 각도로 가공해둔다. 또 이면에 광도파로에 전반시키려고 파장의 광을 반사하는 광학적반사막을, 진공증착등에 의해 형성한다. 이와 같이 해두고, 이 단부면반사부가, 접합하는 반도체기판의 소정의 위치 예를들면 포토다이오드의 위에 오도록 배치해서, 실시예 21와 마찬가지의 방법에 의해 직접접합, 광도파로의 형성을 행한다. 이에 의해 실시예 17,18,19에서 설명한 구조의 광도파로부와 유지기판위의 광소자가 광학적으로 결합된 소자를 얻을 수 있다. 경사지기연마의 각도로서는, 예를들면 45로 하고, 반사방지막으로서는, 예를들면 산화규소-산화티탄의 다층막을 사용하면 된다.

상기 실시예에서는, 3-5족화합물반도체로서 GaAs 또는 InP를 사용하였으나, AIGaAs 또는 InGaAsP등 그외의 3-5족화합물반도체도표면의 화학적성질은 대단히 유사하기 때문에, 본 실시예의 구성, 제조방법을 마찬가지로 해서 적용할 수 있는 것이다.

또 실시예에서 표시한 각부의 치수는, 대표예이며, 이에 한정되는 것은 아니다.

또 실시예에서 표시한 유리광도파로의 구조는 다른 부분보다도 두께를 두껍게한 이른바 리지형광도파로구조로 표시하였으나, Ti등의 이온확산형광도파로, 프로톤교환형광도파로등의 다른 광도파로형성기술을 사용해도 된다.

본 발명은, 이상 설명한 바와 같은 구성과 제조방법으로 이루어진것으로서, 이하에 기재되는 바와같은 효과를 표시한다.

이는 실시예에 있어서도, 유전체기판이나 반도체기판에 유리광도파로소자를 일체적으로 직접화할 수 있다.

또 광도파로부에 대체로 임의의 유리재료를 사용할 수 있고, 또 벌코로서 가진성능을 그대로 유지할 수 있으므로, 대단히 광전반손실이 작은 광도파로소자를 얻을 수 있다.

또 광파이버의 코어계에 가까운 단면의 광도파로부형성으로 되고, 또한 그 부분의 굴절율을 균일하게 할 수 있기 때문에, 광파이버와의 결합손실이 작은 광도파로소자를 얻을 수 있다.

또 접합부에 유기재료를 사용하고 있지 않으므로, 온도특성, 환경조건에 대해서 안정한 것을 얻을 수 있다.

또 코이부의 두꺼운 것에 대해서 생산성이 양호하다.

또 전기광학효과를 가진 유전체기판이나, 전자소자나 광소자를 가진 반도체기판위에 일체적으로 형성할 수 있고, 또한 유리기판광도파로와 유지기판위의 광소자를 광학적으로 접속할 수 있기 때문에, 응답성, 제어성에 뛰어난 유전체광소자를, 저손실로 광파이버의 광학적으로 결합할 수 있다.

Claims

유지기판에, 수소 또는 산소 또는 수산기에 의한 수소결합 또는 공유결합에 의해 직접 접합된 유리기판내에 광도파로를 가진 것을 특징으로 하는 광도파로 소자.
제1항에 있어서, 유지기판이 유전체기판인 것을 특징으로 하는 .광도파로소자
제2항에 있어서, 유지기판이 전기광학효과를 가진 유전체기판인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제3항에 있어서, 유전체기판이 니오브산리륨 또는 탄탈산리륨인 것을 특징으로

하는 광도파로소자.
제2항에 있어서, 유지기판이 유리기판인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제1항에 있어서, 유지기판이 반도체기판인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제6항에 있어서, 반도체기판이 규소인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제6항에 있어서, 반도체기판이 3-5족 화합물반도체인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제8항에 있어서, 반도체기판이 GaAs인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제8항에 있어서, 유지기판 Inp기판인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
유지기판 또는 유리기판의 적어도 한쪽의 기판표면에 박막층을 가지고, 상기 기판끼리가, 수소 또는 산소 또는 수산기에 의한 수소결합 또는 공유결합에 의한 직접접합에 의해서, 일체화되어있고, 상기 유리기판내에 광도파로를 가진 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제11항에 있어서, 유지기판이 유전체기판인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제12항에 있어서, 유지기판이 전기광학효과를 가진 유전체기판인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제13항에 있어서, 유전체기판이 니오브산리튬 또는 탄탈산리튬인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제12항에 있어서, 유지기판이 유리기판인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제11항에 있어서, 유지기판이 반도체기판인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제16항에 있어서, 반도체기판이 규소인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제16항에 있어서, 반도체기판이 3-5족 화합물반도체인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제18항에 있어서, 반도체기판이 GaAs 인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제18항에 있어서, 유지기판이 Inp 기판인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제11항에 있어서, 박막층이 규소인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제11항에 있어서, 박막층이 규소화합물인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제22항에 있어서, 규소화합물이 산화규소인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제22항에 있어서, 규소화합물이 질화규소인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제22항에 있어서, 박막층의 굴절율이, 유리기판의 굴절율보다도 작은 것을 특징

으로 하는 광도파로소자.
제21항에 있어서, 규소가 비정질막인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제21항에 있어서, 규소가 다결정인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제1항에 있어서, 유리기판이 표면에 상기 유리기판보다도 저굴절율의 층을 가지고, 상기 저굴절율층쪽이 유지기판쪽에 직접결합되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제1항에 있어서, 유지기판과 유리기판내 광도파로가, 광학적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제29항에 있어서, 유지기판과 유리기판내 광도파로의 광학적결합이, 유리기판내 광도파로부와 유지기판내 광도파로부의 광방향성결합기를 이용해서 행하여지고 있는 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제29항에 있어서, 유지기판과 유리기판내 광도파로의 광학적결합이, 상기 유리기판내 광도파로부에 형성된 단부면 반사를 이용해서 행하여 지고 있는 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제1항에 있어서, 유지기판내에 광소자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제6항에 있어서, 반도체유지기판내에 전자소자 또는 / 및 광소자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제5항에 있어서, 유지기판에 사용하는 유리기판의 굴절율이, 광도파로를 가진 유리기판의 굴절율보다도 작은 것에 의해, 상기 광도파로를 가진 쪽의 유리기판부에, 광도파로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
유지기판, 및 유리기판표면을 청정하게 하고, 친수화처리를 한후, 맞포개서열처리하으로서, 상기 유지기판과 상기 유리기판을 직접 접합하고, 또 상기 유리기판을 박판화한 후, 형상가공 또는 확산처리에 의해 상기 유리기판박판부에 광도파로를 형성하는 것을 특징으로 하는 광도파로소자의 제조방법.
유지기판 또는 표면에 박막층을 가진 유지기판, 및 유리기판 또는 표면에 박막층을 가진 유리기판표면을 청정하게 국가, 친수화처리를 한후, 맞포개서 열처리하므로서, 상기 유지기판과 상기 유리기판을 직접접합하고, 또 상기 유리기판을 박판화한후, 형상가공 또는 확산처리에 의해 상기 유리기판박판부에 광도파로를 형성하는 것을 특징으로 하는 광도파로소자의 제조방법.
제36항에 있어서, 박막층이 규소 또는 규소화합물인 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제11항에 있어서, 유리기판이 표면에 상기 유리기판보다도 저굴절율의 층을 가지고, 상기 저굴절율층쪽이 유지기판쪽에 직접결합되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제11항에 있어서, 유지기판과 유리기판내 광도파로가, 광학적으로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제11항에 있어서, 유지기판내에 광소자가 형성되어 있는 것을 특징므로 하는 광도파로소자.
제16항에 있어서, 반도체유지기판내에 전자소자 또는 및 광소자가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로소자.
제15항에 있어서, 유지기판에 사용되는 유리기판의 굴절율이, 광도파로를 가진 유리기판의 굴절율보다도 작은 것에 의해, 상기 광도파로를 가진 쪽의 유리기판부에, 광도파로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광도파로소자.