DE19638680B4 - Verfahren zur Herstellung eines Mehrschicht-Dünnfilms aus Polymer für eine elektro-optische Vorrichtung sowie Mehrschicht-Dünnfilm - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer elektro-optischen Modulations-/Schalt-Vorrichtung unter Verwendung eines Mehrschicht-Dünnfilms aus Polymer, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Ausbilden einer unteren Elektrode (2) auf einem Substrat (1);
Ausbilden einer unteren Überzugsschicht (3) auf der unteren Elektrode (2);
Lichtbleichen der unteren Überzugsschicht (3) mit Licht einer vorbestimmten Intensität und Wellenlänge;
Ausbilden einer Lichtwellen-Leitungsschicht (4) auf der unteren Überzugsschicht (3);
Lichtbleichen der Lichtwellen-Leitungsschicht (4) mit Licht einer vorbestimmten Intensität und Wellenlänge;
Ausbilden einer oberen Überzugsschicht (5) auf der Lichtwellen-Leitungsschicht (4); und
Ausbilden einer oberen Elektrode (6) auf der oberen Überzugsschicht (5).

Description

  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrschicht-Dünnfilms zum Erzeugen eines elektro-optischen Modulators oder Schalters aus Polymer und insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen eines Mehrschicht-Dünnfilms aus Polymer für eine elektro-optische Vorrichtung, der geeignete Mehrfachschichten aufweist, sowie auf einen Mehrschicht-Dünnfilm. Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung werden optische Bleich- bzw. Ausbleicheigenschaften von Polymeren ausgenutzt.
  • 1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Mehrschicht-Dünnfilms eines herkömmlichen optischen Lichtwellenleiters aus Polymer. 1 zeigt eine untere Elektrode 2, die auf einem Substrat 1 ausgebildet ist, und eine untere Überzugsschicht oder Kaschierungsschicht 3, die auf dieser ausgebildet ist. Eine Wellenleitungsschicht 4 ist auf der unteren Überzugsschicht 3 ausgebildet. Eine obere Überzugsschicht 5 ist auf der Wellenleitungsschicht 4 ausgebildet, und eine obere Elektrode 6 ist nachfolgend auf der oberen Überzugsschicht 5 ausgebildet.
  • Die herkömmliche Vorrichtung, die für optische Modulation und Schaltvorgänge verwendet wird und die wie vorstehend aufgebaut ist, unterliegt den folgenden, bei Herstellung von Mehrschicht-Dünnfilmen auftretenden Problemen. Wenn entweder der Lichtwellenleiter bzw. die Wellenleitungsschicht 4 auf die untere Überzugsschicht 3 aufgebracht wird oder wenn die obere Überzugsschicht 5 auf den Lichtwellenleiter 4 aufgebracht wird, tritt eine Rißbildung in der unteren Schicht oder ein Schmelzphänomen auf. Ebenso kann aufgrund einer mechanischen Zugspannungsdifferenz ein Rißphänomen zwischen jeder Schicht beobachtet werden. Diese Phänomene erhöhen die Möglichkeit der Beschädigung des Lichtwellenleiters, und sie verursachen ein ernsthaftes Problem wie beispielsweise einen elektrischen Kurzschluß beim Polierverfahren.
  • Dementsprechend müssen die zur Herstellung des Lichtwellenleiters aus Polymer verwendeten Substanzen nicht nur einen geeigneten Brechungsindex haben, sondern sie müssen auch so ausgewählt werden, daß die vorstehend erwähnten Probleme hinsichtlich der Herstellung vermieden werden.
  • Es ist jedoch schwierig, diejenigen Substanzen aus den real verfügbaren Substanzen herauszufinden, die all diese Bedingungen erfüllen.
    •
  • Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren bereitzustellen, bei dem das bei der Herstellung von Mehrschicht-Dünnfilmen auftretende Rißbildungsphänomen vermieden wird.
  • Verfahren zur Herstellung eines Mehrschicht-Dünnfilms aus Polymer, bei denen wenigstens eine Polymerschicht durch Lichtbleichen bearbeitet wird, sind aus Van Eck, T.E. et al.: Complementary optical tab fabricated in an electro-optic polymer waveguide, Appl. Phys. Lett., Vol. 58, No. 15 (1991), S. 1588-1590 sowie aus Shuto, Y. et. al.: Optical intensity modulators using diazo-dye-substituted polymer cahnnel waveguides, IEEE J. Quant. Electron. Vol. 31, No. 8 (August 1995), S. 1451-1459 bekannt.
  • Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung werden Oberflächeneigenschaften von Dünnfilmen aus Polymer mit Hilfe von Photo- bzw. Lichtbleichen (photo bleaching) verändert.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung einer elektro-optischen Modulations/Schalt-Vorrichtung auf der Basis eines Mehrschicht-Dünnfilms aus Polymer geschaffen, das die folgenden Schritte aufweist: Ausbilden einer unteren Elektrode auf einem Substrat, Ausbilden einer unteren Überzugsschicht auf der unteren Elektrode, Lichtbleichen der unteren Überzugsschicht mit Strahlung bzw. Licht einer vorbestimmten Intensität und Wellenlänge, Ausbilden einer Lichtwellen-Leitungsschicht auf der unteren Überzugsschicht, Lichtbleichen der Lichtwellen-Leitungsschichtmaske mit Licht einer vorbestimmten Intensität und Wellenlänge, Ausbilden einer oberen Überzugsschicht auf der Lichtwellen-Leitungsschicht und Ausbilden einer oberen Elektrode auf der oberen Überzugsschicht.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 eine Querschnittsansicht eines typischen optischen Lichtwellenleiters aus Polymer,
  • 2 (2A – 2C) Schritte zur Ausbildung des Mehrschicht-Dünnfilms aus Polymer durch Lichtbleichen gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei
  • 2A ein Verfahren zum Lichtbleichen einer Oberfläche einer unteren Überzugsschicht;
  • 2B ein Verfahren zum Lichtbleichen einer Oberfläche einer Lichtwellenleitermaske; und
  • 2C eine Querschnittsansicht einer optischen Modulations-/Schalt-Vorrichtung zeigt, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
  • Die 2A bis 2C zeigen Querschnittsansichten, die Umwandlungsvorgänge der Filmoberfläche durch Lichtbleichen zeigen. 2A zeigt einen Veränderungsvorgang der Oberfläche einer unteren Überzugsschicht durch Lichtbleichen; 2B zeigt einen Veränderungsvorgang der Oberfläche einer Lichtwellen-Führungsschicht durch Lichtbleichen und 2C zeigt eine Querschnittsansicht des Endprodukts.
    •
  • Eine untere Elektrode 2 und eine untere Überzugsschicht 3 werden nacheinander auf einem Substrat 1 ausgebildet und die Oberfläche der unteren Überzugsschicht 3 wird mit Licht einer vorbestimmten Intensität und Wellenlänge gebleicht, wie in 2A gezeigt ist. Nachfolgend wird eine Lichtwellen- Leitungsschicht 4 auf der lichtgebleichten unteren Überzugsschicht 3 ausgebildet. Die Lichtwellen-Leitungsschicht 4 wird mit Licht einer vorbestimmten Intensität und Wellenlänge gebleicht, wie in 2B gezeigt ist.
  • Daraufhin wird eine obere Überzugsschicht 5 auf der lichtgebleichten Lichtwellen-Leitungsschicht 4 ausgebildet und eine obere Elektrode 6 wird, wie in 2C gezeigt ist, auf dieser ausgebildet.
  • Wie oben beschrieben werden gemäß der vorliegenden Erfindung die obere Überzugsschicht 3 und die auf dieser ausgebildeten Wellenleitungsschicht 4 jeweils einer Lichtbleichung ausgesetzt, wobei dadurch eine Vorrichtung hergestellt wird. Dies bedeutet, daß die Oberfläche des nichtlinearen Polymers durch Licht gebleicht wird, wobei dadurch das Rißbildungsphänomen vermieden wird, das sonst beim Ausbilden des Mehrschicht-Dünnfilms auftritt.
  • Der lichtgebleichte Dünnfilm hat einen geringeren Brechungsindex als der ohne Lichtbleichen hergestellte Dünnfilm. Ein kurzzeitiges Lichtbleichen verändert jedoch nur die chemischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Oberfläche, ohne die optischen Eigenschaften der Vorrichtung zu beeinflussen, so daß kein Rißbildungs- oder Schmelzphänomen auftritt, wenn die Mehrschicht-Dünnfilme ausgebildet werden.
  • Wie vorstehend beschrieben worden ist, können gemäß der vorliegenden Erfindung Mehrschicht-Dünnfilme aus Polymer erhalten werden, die elektro-optische Eigenschaften hoher Qualität aufweisen. Dabei wird ein einfacheres Verfahren angewendet, das insbesondere auf Herstellungsverfahren für Lichtwellenleiter aus Polymer anwendbar ist.
  • Damit betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrschicht-Dünnfilms aus Polymer für eine elektro-optische Vorrichtung, der geeignete Mehrfachschichten aufweist, und zwar unter Ausnutzung der Lichtbleicheigenschaften von Polymer, sowie einen Mehrschicht-Dünnfilm.
  • Lichtbleichen während eines geeigneten Zeitraums verändert nur die chemischen, mechanischen und elektrischen Eigenschaften der Oberfläche des Dünnfilms, ohne einen Einfluß auf Eigenschaften der Vorrichtung zu haben. Dadurch wird Rißbildung aufgrund eines Lösungsmittels oder eines Schmelzschritts und/oder Rißbildung aufgrund der mechanischen Zugspannungsdifferenz zwischen jeder Schicht verhindert, wenn der Mehrschicht-Dünnfilm ausgebildet wird, so daß dadurch ein reiner Mehrschicht-Dünnfilm erhalten wird.

Claims (1)

  1. Verfahren zur Herstellung einer elektro-optischen Modulations-/Schalt-Vorrichtung unter Verwendung eines Mehrschicht-Dünnfilms aus Polymer, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: Ausbilden einer unteren Elektrode (2) auf einem Substrat (1); Ausbilden einer unteren Überzugsschicht (3) auf der unteren Elektrode (2); Lichtbleichen der unteren Überzugsschicht (3) mit Licht einer vorbestimmten Intensität und Wellenlänge; Ausbilden einer Lichtwellen-Leitungsschicht (4) auf der unteren Überzugsschicht (3); Lichtbleichen der Lichtwellen-Leitungsschicht (4) mit Licht einer vorbestimmten Intensität und Wellenlänge; Ausbilden einer oberen Überzugsschicht (5) auf der Lichtwellen-Leitungsschicht (4); und Ausbilden einer oberen Elektrode (6) auf der oberen Überzugsschicht (5).
DE19638680A 1995-12-21 1996-09-20 Verfahren zur Herstellung eines Mehrschicht-Dünnfilms aus Polymer für eine elektro-optische Vorrichtung sowie Mehrschicht-Dünnfilm Expired - Lifetime DE19638680B4 (de)

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