DE69125790T2

DE69125790T2 - Optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp

Info

Publication number: DE69125790T2
Application number: DE69125790T
Authority: DE
Inventors: Toshimasa Ishida; Hideaki Okayama
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1991-11-13
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2011-11-14
Also published as: DE69125790D1; EP0485993B1; JPH04179931A; US5153934A; EP0485993A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1) Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp, beispielsweise einen optischen Schalter.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Vorgeschlagen wurden bis jetzt optische Vorrichtungen vom Wellenleitertyp mit Metallelektroden, die auf einer Pufferschicht vorgesehen waren. Diese optischen Vorrichtungen vom Wellenleitertyp werden nachfolgend unter Bezugnahme auf einige der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels der konventionellen optischen Vorrichtungen vom Wellenleitertyp. Die in dieser Zeichnung gezeigte optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp ist ein typischer optischer Schalter, der mit einem Substrat 10, in dem Substrat 10 gebildeten Wellenleitungswegen 12, 14, einer Pufferschicht 1 6, die auf einer Oberfläche 10a des Substrats 1 0 gebildet ist, wobei die Oberfläche loa auf der Seite der Wellenleitungswege 12, 14 liegt, und Elektroden 18, 20, die auf der Pufferschicht 16 vorgesehen sind.
In diesem typischen Beispiel ist das Substrat ein Z-Schnitt eines LiNbO&sub3;-Substrats, und die Wellenleitungswege 12, 14 wurden durch Diffusion von Ti in das Substrat 10 gebildet. Die Pufferschicht 16 ist eine SiO&sub2;-Schicht. Die Elektroden 18, 20 sind in Gebieten gerade oberhalb der Wellenleitungswege 12 bzw. 14 auf der Pufferschicht 16 vorgesehen.
Fig. 13 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels der konventionellen optischen Vorrichtungen vom Wellenleitertyp, in der ähnliche Strukturelemente wie die entsprechenden Elemente im oben beschriebenen konventionellen Beispiel mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
In diesem Beispiel ist das Substrat 10 ein X-Schnitt eines LiNbO&sub3;-Substrats. Die Pufferschicht ist in drei Pufferschichten 22, 24, 26 geteilt, um die Wellenleitungswege 12, 14 freizulegen. Über den jeweiligen Pufferschichten 22, 24, 26 sind Elektroden 28, 30, 32 vorgesehen.
Die beiden oben beschriebenen optischen Vorrichtungen vom Wellenleitertyp haben den Vorteil, daß die Ausbreitungsdämpfung und Streuung von Licht durch Metallelektroden verhindert werden kann, da die Elektroden auf der Pufferschicht vorgesehen sind.
Als weiteres Beispiel solcher optischer Schalter hat man einen optischen Schalter mit einer Indiumzinnoxid-Schicht (ITO-Schicht; ITO = lndium Tin Oxide) als Pufferschicht vorgeschlagen, beispielsweise in Applied Physics Letters, 47, 211 (1. August 1985).
Bei jeder der in Fig. 1 2 und 1 3 gezeigten optischen Vorrichtungen vom Wellenleitertyp ist der Widerstand der Pufferschicht hoch, so daß, wenn eine Spannung an die Elektroden angelegt wird, um den Betrieb zu steuern, ein raumladungsbegrenzender Strom aus der positiven Elektrode in das Substrat fließt und außerdem Ladungsträger in die Pufferschicht injiziert oder eingespeist werden, besonders in einen Teil der Pufferschicht, der der negativen Elektrode benachbart ist. Als Folge werden durch die injizierten Ladungsträger Raumladungen erzeugt und einem mittels der Elektroden zur Betriebssteuerung entwickelten elektrischen Feld überlagert. Dies führte zu dem Problem, daß sich die für die optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp benötigte Ansteuerspannung verändert.
Fig. 14 zeigt schematisch Veränderungen der Ansteuerspannung. Dieses Diagramm zeigt die Ergebnisse eines Experiments, das an der in Fig. 12 gezeigten optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp durchgeführt wurde. In Fig. 14 ist die Ansteuerspannung entlang der Ordinatenachse aufgetragen, während die nach dem Start des Anlegens der Spannung verstrichene Zeit (d.h. die Spannungsanlegezeit) entlang der Abszissenachse aufgetragen ist.
Wie in Fig. 14 gezeigt, fällt die Spannung (d.h. die Ansteuerspannung) - die an die Elektroden anzulegen ist, damit die optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp Licht mit einer vorbestimmten Ausgangsleistung aus einer gewünschten Ausgangsöffnung ausgibt - mit der nach dem Start des Anlegens der Spannung verstrichenen Zeit ab und bleibt über einen gewissen Zeitpunkt hinaus im wesentlichen auf einem konstanten Wert. Der Abfall der Ansteuerspannung beträgt ungefähr 1 0% der Ansteuerspannung im Zeitpunkt des Starts des Anlegens der Spannung.
Im praktischen Gebrauch einer optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp ist es notwendig, eine an Elektroden der optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp angelegte Spannung konstant zu halten, um die Steuerung zu vereinfachen. Der Wert einer Spannung, die benötigt wird, um eine vorbestimmte Ausgangsleistung zu erhalten (z.B. die Ansteuerspannung), fällt bei konventionellen optischen Vorrichtungen vom Wellenleitertyp wie oben beschrieben jedoch schließlich ab. Dies führte zu dem Problem, daß Licht nicht mit einer gewünschten Ausgangsleistung aus einer vorbestimmten Ausgangsöffnung ausgegeben werden kann, wenn die an die Elektroden angelegte Spannung konstant gehalten wird.
Um das Auftreten solcher Probleme zu vermeiden, wird als Pufferschicht in dem in der oben angegebenen Literatur offenbarten optischen Schalter eine ITO-Schicht verwendet. Den optischen Schalter begleitet jedoch das weitere Problem, daß die Schaltgeschwindigkeit langsam wird, wenn ein hochfrequentes Signal eingegeben wird.
Maehnss et al. (SPIE Vol 1141, 5th European Conference on lntegrated Optics: ECIO'89, S.135) offenbart eine optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp, ausgestattet mit einem dielektrischen Substrat, Wellenleitungswegen, die in dem dielektrischen Substrat gebildet sind, und Elektroden zur Erzeugung eines elektrischen Feldes zur Steuerung der Wellenleitungswege. Ferner ist ein Trägereinfangschicht- Teil offenbart, der Einfangstellen aufweist und in einem Gebiet vorgesehen ist, in das aus einer Elektrode Ladungsträger injiziert werden.
Die EP-A-O 444 959, die unter Artikel 54(3) EPÜ angegeben wird, offenbart eine optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp, ausgestattet mit einem dielektrischen Substrat, Wellenleitungswegen, die in dem dielektrischen Substrat gebildet sind, Elektroden zur Erzeugung eines betriebssteuernden elektrischen Feldes für die Wellenleitungswege, einer Pufferschicht, die zwischen dem Substrat und den Elektroden vorgesehen ist, und zwei halbleitenden Schichten, die zwischen der Pufferschicht und den Elektroden gebildet sind. Dieses Dokument offenbart jedoch keinen Trägereinfangschicht-Teil, der Einfangstellen aufweist und in einem Gebiet vorgesehen ist, in das aus wenigstens einer der Elektroden Ladungsträger injiziert werden.

ABRISS DER ERFINDUNG

Eine optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß der vorliegenden Erfindung ist im Anspruch 1 offenbart. Die Ansprüche 2 und 3 offenbaren Ausführungsformen der Erfindung.
Aufgabe ist es, eine optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp mit einer Schicht zum Einfangen injizierter Ladungsträger zu schaffen um die oben beschriebenen Probleme der konventionellen optischen Vorrichtungen vom Wellenleitertyp zu überwinden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp geschaffen, die mit einem dielektrischen Substrat, Wellenleitungswegen, die in dem dielektrischen Substrat gebildet sind, und Elektroden zur Erzeugung eines betriebssteuernden elektrischen Feldes für die Wellenleitungswege ausgestattet ist. Ein Trägereinfangschicht-Teil mit Einfangstellen ist in einem Gebiet vorgesehen, in das aus wenigstens einer der Elektroden Ladungsträger injiziert werden.
Aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus können Ladungsträger von der Trägereinfangschicht eingefangen werden. Da injizierte Ladungsträger hauptsächlich in einer Oberflächenschicht der Trägereinfangschicht verteilt sind, kann der Grad der Überlagerung eines zur Betriebssteuerung entwickelten elektrischen Feldes mit einem durch eingefangene Ladungsträger erzeugten elektrischen Feld verringert werden. Der Grad der Überlagerung kann gesteuert werden, indem zum Beispiel die Dicke der Trägereinfangschicht oder die Einfangstellendichte geändert wird. Veränderungen der Ansteuerspannung für die optische Vorrichtung vom Wellen- Ieitertyp können weiter verringert werden, wenn der Grad der Überlagerung eines zur Betriebssteuerung zu entwickelnden elektrischen Feldes verringert wird.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist ein vereinfachter schematischer Querschnitt einer optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 ist ein vereinfachter schematischer Querschnitt einer Modifizierung der ersten Ausführungsform,
Fig. 3 ist ein vereinfachter schematischer Querschnitt einer optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 4 ist ein vereinfachter schematischer Querschnitt einer optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 5 ist ein vereinfachter schematischer Querschnitt einer Modifizierung der dritten Ausführungsform,
Fig. 6 ist eine Diagrammdarstellung der Ansteuerspannung für die optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp der zweiten Ausführungsform,
Fig. 7 ist ein vereinfachter schematischer Querschnitt einer optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 8 ist ein vereinfachter schematischer Querschnitt einer optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß einer fünften Ausführungsform,
Fig. 9 ist ein vereinfachter schematischer Querschnitt einer optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß einer sechsten Ausführungsform
Fig. 10 ist ein vereinfachter schematischer Querschnitt einer optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 11 ist eine Diagrammdarstellung, die Veränderungen der Stärke E(x) eines elektrischen Feldes zeigt,
Fig. 12 ist ein vereinfachter schematischer Querschnitt einer konventionellen optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp,
Fig. 13 ist ein vereinfachter schematischer Querschnitt einer weiteren konventionellen optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp, und
Fig. 14 ist eine Diagrammdarstellung der Ansteuerspannung für die konventionelle optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp von Fig. 12.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

In der folgenden Beschreibung fallen die erste, die dritte, die vierte und die siebente Ausführungsform in den Schutzbereich der Erfindung, wie durch die Patentansprüche definiert, während die zweite, die fünfte und die sechste Ausführungsform Referenzbeispiele zeigen.
Unter Bezugnahme zuerst auf Fig. 1 wird die optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp ist ausgestattet mit Wellenleitungswegen 36, 38, die in einem dielektrischen Substrat 34 gebildet sind, und Elektroden 40, 42 zur Erzeugung eines betriebssteuernden elektrischen Feldes in bezug auf die Wellenleitungswege 36, 38. Weiterhin ist eine Trägereinfangschicht 44, die Einfangstellen aufweist, in einem Gebiet vorgesehen, in das aus der Elektrode 40 Ladungsträger injiziert oder eingespeist werden.
Detaillierter beschrieben wird als das Substrat 34 ein Z-Schnitt eines LiNbO&sub3;- Substrats verwendet, und in eine Seite des Substrats 34 wird Ti diffundiert, um die Wellenleitungswege 36, 38 zu bilden. Auf der gesamten Fläche einer Substratoberfläche 34a, die seitlich der Wellenleitungswege liegt, ist eine SiO&sub2;-Schicht vorgesehen. Als Dotierungsmittel ist der SiO&sub2;-Schicht Phosphor hinzugefügt. Das mit Dotierungsmittel versehene Gebiet der SiO&sub2;-Schicht dient als die Trägereinfangschicht 44, während das übrige Gebiet der SiO&sub2;-Schicht als eine Pufferschicht 46 wirkt. Die Pufferschicht 46 liegt zwischen der Trägereinfangschicht 44 und dem Wellenleitungsweg 36.
Danach wird ein halbleitender Film 48 aus Si oder dergleichen gebildet, der die gesamten Flächen der Trägereinfangschicht 4 und der Pufferschicht 46 bedeckt. Der halbleitende Film 48 ist vorgesehen, um durch den pyroelektrischen Effekt verursachte Veränderungen der Ansteuerspannung zu verhindern oder zu verringern. Wenn durch den pyroelektrischen Effekt Ladungen auf der Substratoberfläche 34a erzeugt werden, werden auf der Oberfläche des halbleitenden Films 48 Ladungen mit der entgegengesetzten Polarität wie die ersteren entwickelt, so daß durch diese Ladungen ein gleichförmiges elektrisches Feld auf der Substratoberfläche 34a und dem halbleitenden Film 48 gebildet wird. Dieses gleichförmige elektrische Feld wird daher einem mit Hilfe der Elektroden zur Betriebssteuerung erzeugten elektrischen Feld überlagert, wodurch es möglich wird, durch den pyroelektrischen Effekt verursachte Veränderungen der Ansteuerspannung zu verhindern.
Ferner sind die Elektroden 40, 42 als negative und positive Elektroden auf dem halbleitenden Film 48 vorgesehen, in Positionen gerade oberhalb der Wellenleitungswege 36 bzw. 38. Bei diesem Aufbau sind es Elektronen zur Injizierung mittels der Elektrode 40, die am leichtesten in die Pufferschicht 46 aus SiO&sub2; injiziert werden können. Veränderungen der Ansteuerspannung können daher wirksam verhindert werden, wenn die Trägereinfangschicht 44 allein für die Elektrode 40 vorgesehen ist.
Die Trägereinfangschicht 44 wird dann in der Nähe der Elektrode 40 vorgesehen. Die Trägereinfangschicht 44 wird hier so angeordnet, daß die Trägereinfangschicht 44 in der Draufsicht eine Größe hat, die gleich dem oder größer als das Anordnungsgebiet der Elektrode 40 ist, wobei es zwischen der Trägereinfangschicht 44 und der Elektrode 40 eine Überlappung gibt.
Als nächstes wird unter Bezugnahme auf Fig. 2, in der gleichen Strukturelementen wie in der ersten Ausführungsform entsprechende Strukturelemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, eine Modifizierung der ersten Ausführungsform beschrieben. Nachfolgend werden Punkte beschrieben, die von der ersten Ausführungsform abweichen, und von einer detaillierten Beschreibung von der ersten Ausführungsform ähnlichen Punkten wird hier abgesehen.
In dieser Modifizierung ist zusätzlich eine Trägereinfangschicht 52 für die positive Elektrode 42 vorgesehen, um außerdem als Ladungsträger injizierte Löcher einzufangen. Zwischen die Trägereinfangschicht 52 und den Wellenleitungsweg 38 ist eine Pufferschicht 46 gelegt.
Als nächstes wird eine weitere Modifizierung der ersten Ausführungsform beschrieben. Die Trägereinfangschicht 44 in der ersten Ausführungsform wurde gebildet, indem der SiO&sub2;-Schicht P hinzugefügt wurde, es können aber auch Sb, As, Zn, Sn oder dergleichen als Dotierungsmittel hinzugefügt werden. Als weitere Alternative kann die Trägereinfangschicht 44 auch ein Gebiet, das gebildet wird, indem die SiO&sub2;-Schicht einem Elektronenstrahl oder Gammastrahlen ausgesetzt wird, um Gitterdefekte darin zu erzeugen, oder ein Gebiet sein, das gebildet wird, indem der SiO&sub2;-Schicht H&sub2;O hinzugefügt wird. Die Trägereinfangschicht 44 kann aus SiO&sub2; gebildet werden, oder sie kann die Form einer Halbleiterschicht oder einer dielektrischen Schicht mit einem Dotierungsmittel haben. Das Hinzufügen von Dotierungsmittel kann durch lonenimplantation, Diffusion oder irgendein anderes geeignetes Verfahren durchgeführt werden.
In der ersten Ausführungsform war der halbleitende Film 48 vorgesehen, um die gesamten Oberflächen der Trägereinfangschicht 44 und der Pufferschicht 46 zu bedecken, und die Elektroden 40, 42 waren auf dem halbleitenden Film 48 vorgesehen. Es reicht jedoch aus, wenn der halbleitende Film 48 zumindest im Kontakt mit den Elektroden 40, 42 und zwischen den Elektroden 40 und 42 vorgesehen ist. Der halbleitende Film 48 kann daher nur zwischen den Elektroden 40 und 42 vorgesehen werden, oder die Elektroden 40, 42 können auf der Trägereinfangschicht 44 bzw. der Pufferschicht 46 vorgesehen werden, und der halbleitende Film 48 kann dann über den Elektroden 40, 42 vorgesehen werden. Indem die Elektrode 40 im Kontakt mit der Trägereinfangschicht 44 vorgesehen wird, können Elektronen wirkungsvoller eingefangen werden und können die so eingefangenen Elektronen mittels der positiven Elektrode wirkungsvoller an eine externe elektrische Schaltung freigegeben werden.
Als ein Referenzbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 3, in der gleichen Strukturelementen wie in der ersten Ausführungsform entsprechende Strukturelemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, eine zweite Ausführungsform einer optischen Vorrichtung vom Wellenleitertyp beschrieben. Nachfolgend werden Punkte beschrieben, die von der ersten Ausführungsform abweichen, und von einer detaillierten Beschreibung von der ersten Ausführungsform ähnlichen Punkten wird hier abgesehen.
In der zweiten Ausführungsform dient als Trägereinfangschicht 52 eine geglühte Si-Schicht oder eine geglühte Cermet-Schicht, z.B. eine Cr-SiO-Cermet-Schicht. Auf der Substratoberfläche 34a werden aufeinanderfolgend eine Pufferschicht 46 und die Trägereinfangschicht 52 gebildet. Die Trägereinfangschicht 52 ist vorgesehen, die gesamte Oberfläche der Pufferschicht 46 zu bedecken, und die Elektroden 40, 42 sind so auf der Trägereinfangschicht 52 vorgesehen, daß die Elektroden 40, 42 mit der Trägereinfangschicht 52 in direktem Kontakt stehen. Der halbleitende Film 48 ist zwar nicht vorgesehen, jedoch hat die geglühte Si-Schicht oder die geglühte Cr-SiO-Cermet-Schicht auch die Funktion des halbleitenden Films 48. Die Bildung der Si-Schicht oder der Cr-SiO-Cermet-Schicht kann unter Verwendung von Verdampfung, Sputtern oder irgendeines anderen geeigneten Verfahrens zur Filmerzeugung durchgeführt werden.
Die zweite Ausführungsform kann zu einem solchen Aufbau modifiziert werden, daß die Trägereinfangschicht 52 an einem Teil gerade unterhalb der Elektrode 40 und/oder an einem Teil gerade unter der Elektrode 42 übrigbleibt und in den übrigen Teilen entfernt wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4, in der gleichen Strukturelementen wie in der ersten Ausführungsform entsprechende Strukturelemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, wird nun die optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Nachfolgend werden Punkte beschrieben, die von der ersten Ausführungsform abweichen, und von einer detaillierten Beschreibung von der ersten Ausführungsform ähnlichen Punkten wird hier abgesehen.
In der dritten Ausführungsform ist als eine Trägereinfangschicht 53 eine P-dotierte SiO&sub2;-Schicht vorgesehen. Auf der Substratoberfläche 34a werden aufeinanderfolgend eine Pufferschicht 46, die Trägereinfangschicht 53 und ein halbleitender Film 48 gebildet. Um die Trägereinfangschicht 53 zu bilden, wird durch Schleuderbeschichten eine Mischung aus P und SiO&sub2; auf die Pufferschicht 46 aufgetragen und dann gebrannt, um eine SiO&sub2;-Schicht mit hinzugefügtem oder hineingemischtem P zu bilden. Als Alternative kann eine SiO&sub2;-Schicht mit hinzugefügtem oder hineingemischtem P beispielsweise auch durch gleichzeitiges Ablagern von P und SiO&sub2; gebildet werden, wobei P bzw. SiO&sub2; als Ablagerungsquellen verwendet werden, oder durch Verwendung von P und SiO&sub2; als Zielen und gleichzeitigem Beschichten des P und SiO&sub2; durch Sputtern.
Die dritte Ausführungsform kann zu einem solchen Aufbau modifiziert werden, daß die Trägereinfangschicht 53 an Teilen gerade unterhalb der Elektroden übrigbleibt und die übrigen Teile entfernt werden.
Als ein Referenzbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 5 eine Modifizierung der dritten Ausführungsform beschrieben. In dieser Modifizierung sind die Trägereinfangschicht 53, der halbleitende Film 48 und die Elektroden 40, 42 aufeinanderfolgend vorgesehen und ist die Pufferschicht 46 nicht vorgesehen. Die anderen Punkte sind der oben beschriebenen dritten Ausführungsform ähnlich.
Veränderungen der Ansteuerspannung für die zweite Ausführungsform sind in Fig. 6 gezeigt, in der die Ansteuerspannung (Einheit: V) entlang der Ordinatenachse aufgetragen ist, während die nach dem Start des Anlegens der Spannung verstrichene Zeit (d.h. die Spannungsanlegezeit (Einheit: Stunden)) entlang der Abszissenachse aufgetragen ist.
Wie man aus Fig. 6 erkennt, wurde empirisch bestätigt, daß Veränderungen der Ansteuerspannung im wesentlichen beseitigt werden können. In dem Experiment konnten durch Ladungsträgerinjizierung verursachte Veränderungen (Gleichspannungsdrift) der Ansteuerspannung auf 0,1 V/Std. oder weniger verringert werden. Dies ist offenbar dem Einfang von Ladungsträgern zuzuschreiben, die aus der Elektrode eingespeist werden, so daß den Ladungsträgern nicht gestattet wird, nach der Seite der Wellenleitungswege der Pufferschicht 46 durchzudringen. Ähnlich wie die in Fig. 6 gezeigte Ansteuerspannung wurde außerdem empirisch bestätigt, daß die Ansteuerspannung für die dritte Ausführungsform im wesentlichen frei von Veränderungen war.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7, in der gleichen Strukturelementen wie in der Modifizierung der ersten Ausführungsform entsprechende Strukturelemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, wird als nächstes die optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Nachfolgend werden Punkte beschrieben, die von der Modifizierung der ersten Ausfiihrungsform abweichen, und von einer detaillierten Beschreibung von der Modifizierung der ersten Ausführungsform ähnlichen Punkten wird hier abgesehen.
in der vierten Ausführungsform ist eine zusammenhängende Trägereinfangschicht 44 vom halbleitenden Film 48 zum Wellenleitungsweg 36 vorgesehen, so daß die Trägereinfangschicht 44 mit dem Wellenleitungsweg 36 in Kontakt steht. Die Pufferschicht 46 ist nicht zwischen der Trägereinfangschicht 44 und dem Wellenleitungsweg 36 vorgesehen. Ähnlich ist eine zusammenhängende Trägereinfangschicht 50 vom halbleitenden Film 48 zum Wellenleitungsweg 38 vorgesehen, wodurch die Trägereinfangschicht 50 mit dem Wellenleitungsweg 38 in Kontakt steht und die Pufferschicht 46 nicht zwischen der Trägereinfangschicht 50 und dem Wellenleitungsweg 38 vorgesehen ist. Als Folge ist die Pufferschicht 46 in drei Teile 46a, 46b, 46c geteilt. Die Bildung der Trägereinfangschichten 44, 45 wird zum Beispiel durch Verdampfung oder Sputtern durchgeführt.
Die vierte Ausführungsform als ein Referenzbeispiel kann so modifiziert werden, daß sie einen Aufbau derart hat, daß die Trägereinfangschicht 50 weggelassen wird, indem sie durch die Pufferschicht ersetzt wird.
Als ein Referenzbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 8, in der gleichen Strukturelementen wie in der Modifizierung der ersten Ausführungsform entsprechende Strukturelemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, die optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß der fünften Ausführungsform beschrieben.
Nachfolgend werden Punkte beschrieben, die von der Modifizierung der ersten Ausführungsform abweichen, und von einer detaillierten Beschreibung von der Modifizierung der ersten Ausführungsform ähnlichen Punkten wird hier abgesehen.
In der fünften Ausführungsform wird ein X-Schnitt eines LiNbO&sub3;-Substrats als ein Substrat 35 verwendet. Auf einer Substratoberfläche 35a des Substrats 35 ist eine Pufferschicht in einer in drei Pufferschichten 46a, 46b, 46c geteilten Form vorgesehen. Die Pufferschichten 46a, 46b, 46c sind mit Abstand voneinander angeordnet, und zwischen den benachbarten Pufferschichten 46a und 46b und zwischen den benachbarten Pufferschichten 46b und 46c liegen Wellenleitungswege 36 bzw. 38 frei. Ferner sind auf den Pufferschichten 46a, 46b, 46c Trägereinfangschichten 54, 56 bzw. 58 vorgesehen. Zusätzlich sind auf diesen Einfangschichten 54, 56, 58 Elektroden 60, 62 bzw. 64 vorgesehen. Die Resist-Schicht 48 ist nicht vorgesehen. Die Bildung der Trägereinfangschichten 54, 56, 58 wird beispielsweise durch lonenimplantation oder -diffusion bewirkt.
Zur Bildung der Pufferschichten und Trägereinfangschichten werden eine SiO&sub2;- Schicht zur Bildung dieser Pufferschichten und Trägereinfangschichten auf die Substratoberfläche 35a des Substrats 35 geschichtet, wobei die Substratoberfläche 35a auf der Seite der Wellenleitungswege 36, 38 liegt. Gebieten in einem Oberflächenteil der SiO&sub2;-Schicht, die den Trägereinfangschichten 54, 56 bzw. 58 entsprechen, wird ein Dotierungsmittel hinzugefügt. Diese SiO&sub2;-Schicht wird dann durch Ätzen in drei Teile geteilt, so daß die Wellenleitungswege 36, 38 freiliegen. Dotierte Gebiete der drei geteilten Teile der SiO&sub2;-Schicht bilden die Trägereinfangschichten 54, 56 bzw. 58, und die übrigen Gebiete werden die Pufferschichten 46a, 46b bzw. 46c.
Die fünfte Ausführungsform kann so modifiziert werden, daß sie einen Aufbau derart hat, daß die Trägereinfangschichten 54, 58 weggelassen werden, indem sie durch die Pufferschicht ersetzt werden.
Als ein Referenzbeispiel wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 9, in der gleichen Strukturelementen wie in der fünften Ausführungsform entsprechende Strukturelemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, die optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß der sechsten Ausführungsform beschrieben. Nachfolgend werden Punkte beschrieben, die von der fünften Ausführungsform abweichen, und von einer detaillierten Beschreibung von der fünften Ausführungsform ähnlichen Punkten wird hier abgesehen.
In der sechsten Ausführungsform ist nur eine Trägereinfangschicht 54 zwischen der Elektrode 60 und dem Substrat 35 vorgesehen, und die Pufferschicht 46a ist nicht vorgesehen. Zwischen der Elektrode 62 und dem Substrat 35 ist nur einer Trägereinfangschicht 56 vorgesehen, und die Pufferschicht 46b ist weggelassen. Ferner ist zwischen der Elektrode 64 und dem Substrat 35 nur eine Trägereinfangschicht 58 vorgesehen, und die Pufferschicht 46c ist weggelassen. Zur Bildung der Trägereinfangschichten wird beispielsweise durch Verdampfung oder Sputtern eine P-dotierte SiO&sub2;-Schicht auf die Substratoberfläche 35a des Substrats 35 geschichtet, wobei die Substratoberfläche 35a auf der Seite der Wellenleitungswege 36, 38 liegt. Die P-dotierte SiO&sub2;-Schicht wird dann durch Ätzen in drei Teile geteilt, so daß die Wellenleitungswege 36, 38 freiliegen. Die durch Unterteilen der P-dotierten SiO&sub2;-Schicht gebildeten drei Teile dienen als die Trägereinfangschichten 54, 56 bzw. 58.
Die sechste Ausführungsform kann so modifiziert werden, daß sie einen Aufbau derart hat, daß die Trägereinfangschichten 54, 58 weggelassen werden, indem sie durch die Pufferschicht ersetzt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 10, in der gleichen Strukturelementen wie in der fünften Ausführungsform entsprechende Strukturelemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind, wird als nächstes die optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp gemäß der siebenten Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Nachfolgend werden Punkte beschrieben, die von der fünften Ausführungsform abweichen, und von einer detaillierten Beschreibung von der fünften Ausführungsform ähnlichen Punkten wird hier abgesehen.
In der siebenten Ausführungsform werden auf der Substratoberfläche 35a eine Pufferschicht 46 aus SiO&sub2;, eine Trägereinfangschicht 66 aus P-dotiertern SiO&sub2;, ein halbleitender Film 48 aus Si oder dergleichen und Elektroden 60, 62, 64 aufeinanderfolgend vorgesehen. Die Pufferschicht 46, die Trägereinfangschicht 66 und der halbleitende Film 48 erstrecken sich über die gesamte Substratoberfläche 35a. Die Bildung der Trägereinfangschicht 66 wird beispielsweise durch Verdampfung oder Sputtern durchgeführt. In Draufsicht gesehen ist die Elektrode 62 zwischen den Wellenleitungswegen 36 und 38 angeordnet, ist die Elektrode 60 an einer der Elektrode 62 gegenüberliegenden Seite des Wellenleitungsweges 36 angeordnet und ist die Elektrode 64 an eine der Elektrode 62 gegenüberliegenden Seite des Wellenleitungsweges 38 gelegt.
In jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen eins bis sieben sind die Elektroden und die Trägereinfangschicht oder -schichten entweder direkt oder über den halbleitenden Film elektrisch miteinander in Kontakt. Wenn dabei das Anlegen einer Ansteuerspannung im Anschluß an das Anlegen einer Ansteuerspannung an die Elektroden gestoppt wird, können injizierte Ladungsträger unverzliglich an eine externe Schaltung freigegeben werden. Daher kann eine Fehlfunktion der Vorrichtung verhindert werden, die andernfalls durch ein elektrisches Feld stattfinden würde, das von injizierten Ladungsträgern entwickelt wird, die noch in der Vorrichtung zurückbleiben, nachdem das Anlegen einer Ansteuerspannung gestoppt worden ist.
Als nächstes werden mögliche Gründe für die erfolgreiche Verhinderung von Veränderungen der Ansteuerspannung durch so eine Trägereinfangschicht erörtert. Obwohl diese noch nicht vollständig aufgeklärt sind, werden nachstehend höchst wahrscheinliche Theorien beschrieben.

(Erste Theorie)

Wenn die Konzentration der aus der Elektrode injizierten Ladungsträger (nachfolgend einfach als "injizierte Ladungsträger" bezeichnet) höher als die der im Substrat vorhandenen thermisch angeregten Ladungsträger wird, fließt ein raumladungsbegrenzender Strom und erzeugt Raumladungen, die eine Veränderung der Ansteuerspannung verursachen können. Angenommen, daß diese Raumladungen beim Anlegen einer Spannung mit einem Wert V an die Elektroden auftreten, kann der Spannungswert V im Falle von flachen Einfangstellen (d.h. Einfangstellen, deren Energieniveaus nahe am Leitungsband liegen) durch die folgende Formel (1) ausgedrückt werden:
V = e n&sub0; L².Kº&epsi; ... (1)
wobei e: elektrische Elementarladung, n&sub0;: Konzentration der thermisch angeregten Ladungsträger im Substrat, E: Dielektrizitätskonstante und L: Abstand zwischen den Elektroden. in K=n/nt bedeutet n die Summe der Konzentration injizierter Ladungsträger und der Konzentration der thermisch angeregten Ladungsträger, und nt bezeichnet die Konzentration der von den Einfangstellen eingefangenen injizierten Ladungsträger.
K wird kleiner, wenn nt größer wird, so daß im Falle von flachen Einfangstellen der Spannungswert V mit nt größer wird, wie aus Formel (1) ersichtlich.
Andererseits kann der Spannungswert V im Falle von tiefen Einfangstellen (d.h. Einfangstellen, deren Energieniveaus nahe am Valenzband liegen) durch die folgende Formel (2) ausgedrückt werden:
V = e nt L²/&epsi; ... (2)
Aus Formel (2) ist ersichtlich, daß auch im Falle von tiefen Einfangstellen der Spannungswert V mit nt größer wird.
Gemäß der ersten Theorie wird der Spannungswert größer, wenn die Dichte der pro Volumeneinheit der Trägereinfangschicht enthaltenen Einfangstellen (nachfolgend "Einfangstellendichte" genannt) größer gemacht wird. Als Folge können durch injizierte Ladungsträger verursachte Veränderungen der Ansteuerspannung verhindert werden. Außerdem gibt es gemäß dieser Theorie keine Korrelation zwischen der Verhinderung von Veränderungen der Ansteuerspannung und der Dicke der Trägereinfangschicht.
Referenzilteratur in bezug auf diese Theorie ist "Current lnjection in Solid", gemeinsam geschrieben von M. A. Lampert und P. Marck, Academic Press (1970).

(Zweite Theorie)

Man stelle sich eine X-Achse senkrecht zu einer Substratoberfläche vor. Die Position des Randes einer Trägereinfangschicht, der auf einer Seite liegt, die der Elektrode in der Richtung entlang der X-Achse näher liegt, liege in einem Ursprung O (siehe Fig. 2 und Fig. 7-9). Es wird nun die Konzentrationsverteilung n(x) von injizierten Trägern in einer Position im Abstand x vom Ursprung O entlang der X- Achse erörtert.
Die Konzentration n(x) kann in der in Fig. 7 gezeigten vierten Ausführungsform und in der in Fig. 9 gezeigten sechsten Ausführungsform durch die folgende Formel (3) ausgedrückt werden:
w = - u - In(1-u) ... (3)
wobei
Ln = natürlicher Logarithmus
u = n&sub0;/n(x),
w = e² n&sub0; µ x/K &epsi; J,
n&sub0;: Konzentration freier Elektronen im Substrat,
µ: Beweglichkeit der Elektronen, und
J: Stärke eines Stroms, der über die positive und die negative Elektrode fließt.
Wenn die Dichte der Einfangstellen in der Trägereinfangschicht größer gemacht wird, um K kleiner zu machen, wird die Konzentration n(x) injizierter Ladungsträger, wie sich aus Formel (3) ergibt, in einem Gebiet, das dem Ursprung äußerst nahe ist, hoch und in den anderen Gebieten sehr niedrig. Da die Stärke des elektrischen Feldes, das von durch injizierte Ladungsträger gelieferten Elektronen erzeugt wird, in einem Gebiet, in dem die Konzentration n(x) hoch ist, stark ist, ist das Gebiet, in dem das durch Ladungsträger erzeugte elektrische Feld stark wird, ein dünnes Gebiet, das äußerst nahe an der Elektrode liegt.
Unter Verwendung des dünnen Gebietes äußerst nahe an der Elektrode als das Gebiet, in dem durch Ladungsträger ein starkes elektrisches Feld erzeugt wird, wie oben beschrieben, kann ein elektrisches Feld hergestellt werden - das durch die Überlagerung des durch Ladungsträger verursachten elektrischen Feldes und des durch die an die Elektroden angelegte Spannung erzeugten elektrischen Feldes gebildet wird - das ungefähr gleich dem elektrischen Feld ist, das durch die an die Elektroden angelegte Spannung allein induziert wird. Als Folge scheint es möglich zu sein, Veränderungen der Ansteuerspannung im wesentlichen zu beseitigen.
Als nächstes wird die Konzentration n(x) in der Modifizierung der ersten Ausführungsform, in der in Fig. 2 gezeigten Modifizierung und in der in Fig. 8 gezeigten fünften Ausführungsform erörtert. In diesem Fall werden die Dichteverteilung n(x) in einem Gebiet 1, in dem mehr Ladungsträger eingefangen werden, und die Dichteverteilung n(x) in einem Gebiet II, in dem weniger Ladungsträger eingefangen werden, getrennt erörtert (bezüglich der Gebiete 1 und II vgl Fig. 2 und 8).
Unter der Voraussetzung, daß n&sub0; sehr klein ist, kann die Konzentrationsverteilung n(x) im Gebiet 1 durch die folgende Formel (4) ausgedrückt werden:
Unter der weiteren Voraussetzung, daß n&sub0; sehr klein ist, kann die Konzentrationsverteilung n(x) im Gebiet II durch die folgende Formel (5) ausgedrückt werden:
Wenn die Dichte der Einfangstellen in der Trägereinfangschicht erhöht wird, um K kleiner zu machen, wird die Konzentration n(x) injizierter Ladungsträger in einem dünnen Gebiet äußerst nahe am Ursprung sehr hoch und in den anderen Gebieten sehr niedrig, wie sich aus den Formeln (4) und (5) ergibt. Da die Stärke des elektrischen Feldes - das wiederum durch injizierte Ladungsträger induziert worden ist (und nachfolgend auch "durch Ladungsträger erzeugtes elektrisches Feld" genannt wird) - in einem Gebiet mit hoher Konzentration n(x) größer wird, ist das Gebiet, in dem durch Ladungsträger ein starkes elektrisches Feld erzeugt wird, das dünne Gebiet äußerst nahe an der Elektrode.
Durch Bildung eines Gebietes, in dem durch Ladungsträger ein starkes elektrisches Feld erzeugt wird, als ein dünnes Gebiet äußerst nahe an einer Elektrode, wie oben beschrieben, scheint es möglich zu sein, ein überlagertes elektrisches Feld aus dem durch Ladungsträger erzeugten elektrischen Feld und einem mittels der Elektrode entwickelten elektrischen Feld herzustellen, das dem von der Elektrode allein entwickelten Feld ungefähr gleich ist. Dies macht die Ansteuerspannung offenbar im wesentlichen frei von Veränderungen.
Gemäß der zweiten Theorie ist es daher möglich, Veränderungen der Ansteuerspannung, die andernfalls induziert werden würden, durch Erhöhung der Einfangstellendichte zu verhindern.
Ferner ist das Gebiet, das die Verteilung der injizierten Ladungsträger darin gestattet, das Gebiet, das äußerst nahe an der Elektrode liegt und außerdem dünn ist. Die Verteilung der Ladungsträger erreicht daher in einer sehr kurzen Zeit nach dem Start der Injizierung der Ladungsträger einen stationären Zustand, und sobald der stationäre Zustand erreicht ist, wird die Ansteuerspannung im wesentlichen auf dem gleichen Pegel stabilisiert. Daher tauchen in der Praxis keine Probleme auf.

(Dritte Theorie)

In allen Ausführungsformen von Fig. 2 und 7-9 kann die Stärke E(x) eines elektrischen Feldes, das durch Überlagerung eines mittels der Elektrode induzierten elektrischen Feldes und eines durch injizierte Ladungsträger erzeugten elektrischen Feldes erzeugt wird (d.h. ein elektrisches Feld, das außerhalb der Trägereinfangschicht erzeugt wird) durch die folgende Formel (6) ausgedrückt werden:
Wenn x/L > l/L,
wobei
L: Abstand zwischen den Elektroden,
V&sub0;: Größe einer an die Elektroden angelegten Spannung, und
l: Länge der Trägereinfangschicht in der Richtung entlang der X-Achse (siehe Fig. 2 und 7-9).
Wenn die folgenden Formeln (7) - (8) in der Formel (6) erfüllt sind, kann E(x) V&sub0;/L erhalten werden.
x/L - l/L < 1 < l/L 1/K ... (7)
l?l < 1 ... (8)
Da ein durch E(x) V&sub0;/L dargestelltes elektrisches Feld ungefähr gleich einem elektrischen Feld ist, das ohne Injizierung von Ladungsträgern mittels Elektroden erzeugt wird, wird es für möglich erachtet, Veränderungen der Ansteuerspannung zu verhindern, indem eine optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp hergestellt wird, so daß die Formeln (7) und (8) erfüllt sind.
Gemäß der dritten Theorie ist es daher möglich, Veränderungen der Ansteuerspannung zu verhindern, indem die Einfangstellendichte hoch und/oder die Dicke der Trägereinfangschicht (die oben angegebene Länge l) klein gemacht wird. In der dritten Theorie gibt es eine Korrelation zwischen der Verhinderung von Veränderungen der Ansteuerspannung und der Dicke der Trägereinfangschicht.
Die erfolgreiche Verhinderung von Veränderungen der Ansteuerspannung kann wie folgt erläutert werden:
(1) Da der Strom an der Grenze zwischen der Pufferschicht und der Trägereinfangschicht stetig ist, ist der durch die Pufferschicht fließende Strom gleich dem durch die Trägereinfangschicht fließenden Strom. Die Trägereinfangschicht fängt Ladungsträger ein, so daß nur ein Teil der Ladungen (Ladungsträger), die zu Raumladungen beitragen, zum Strom in der Trägereinfangschicht beiträgt, mit anderen Worten, zur Elektrizitätsleitung durch die Trägereinfangschicht. Es wird nämlich nur nicht eingefangenen Ladungsträgern gestattet, sich durch die Trägereinfangschicht zu bewegen, so daß der durch die Trägereinfangschicht fließende Strom klein ist. Der durch die Pufferschicht fließende Strom ist daher klein. Das heißt, daß die Menge der in die Pufferschicht zu injizierenden Ladungsträger gering ist. In der Pufferschicht sind daher nur wenige Ladungen vorhanden, wodurch diese Ladungen fast gleichmäßig verteilt werden und ein im wesentlichen gleichförmiges elektrisches Feld in der Pufferschicht erzeugt wird.
2) Wenn die Dicke der Trägereinfangschicht signifikant klein ist, wird das Potential der Trägereinfangschicht, das zum Gesamtpotential (d.h. der Spannung) beiträgt, niedriger.
Wenn eine optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp hergestellt wird, die die oben beschriebenen Formeln (7) und (8) erfüllt, bleibt die Beziehung zwischen dem elektrischen Feld und der Spannung in der Pufferschicht im wesentlichen die gleiche wie die, die ohne Injizierung von Ladungsträgern in die Pufferschicht beobachtet wird, wie aus den obigen Gründen 1) und 2) klar wird, selbst wenn Ladungsträger in die Pufferschicht injiziert werden. Als Folge kann eine Gleichspannungsdrift durch die Pufferschicht verhindert werden, so daß Veränderungen der Ansteuerspannung verhindert werden können.
Wenn 0 < x/L < l/L, kann die Stärke E(x) des überlagerten elektrischen Feldes des mittels der Elektroden erzeugten und des durch die Ladungsträger erzeugten elektrischen Feldes (d.h. das in der Trägereinfangschicht entwickelte elektrische Feld) durch die folgende Formel (9) ausgedrückt werden:
Als Referenz ist ein Beispielzustand von Veränderungen der elektrischen Feldstärke E(x) in Fig. 11 gezeigt, in der die elektrische Feldstärke E(x) entlang der Ordinatenachse aufgetragen ist und x/L entlang der Abszissenachse aufgetragen ist, und die auf der Basis der oben beschriebenen Formeln (6) und (9) berechneten Resultate sind schematisch gezeigt. in dem Beispiel von Fig. 11 sind Veränderungen von E(x), wenn l/L auf 0,03 eingestellt wurde und K auf 1, 0,1, 0,01 bzw. 0,001 eingestellt wurde, durch Kurven , , und angezeigt. In dem Diagramm zeigt die gestrichelte Linie die Intensität E(x) = V&sub0;/L eines allein mittels der Elektroden entwickelten elektrischen Feldes an. Wie man aus diesen Kurven bis und der gestrichelten Linie erkennt, sind die überlagerten elektrischen Felder der durch injizierte Ladungsträger erzeugten elektrischen Felder, beispielsweise bei K = 0,001 bzw. 0,001, und des mittels der Elektroden entwickelten elektrischen Feldes dem elektrischen Feld ähnlich, das allein mittels der Elektroden entwickelt wird. Als Folge können Veränderungen der Ansteuerspannung praktisch beseitigt werden.
Man beachte, daß die vorliegende Erfindung nicht auf ihre oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist und daß die Form, die Abmessungen, die Position, der Aufbau, die Bildung, das Material und andere Eigenschaften jedes Elements nach Wunsch geeignet modifiziert werden können.
Beispielsweise kann die Trägereinfangschicht nur für die Elektrode, durch die Elektronen als Ladungsträger injiziert werden, nur für die Elektrode, durch die Löcher als Ladungsträger injiziert werden, oder für beide Elektroden vorgesehen werden, durch die Elektronen bzw. Löcher injiziert werden.
Andererseits kann zur Erzeugung des halbleitenden Films Si, ZnO oder Cr-SiO- Cermet oder irgendein anderes gewünschtes geeignetes Material verwendet werden. Ein besonders niedriger Widerstand des halbleitenden Films erlaubt einen großen Stromfluß durch die Elektroden der Vorrichtung, so daß die Vorrichtung zerstört werden kann oder nicht in einem gewünschten Betriebszustand gesteuert werden kann. Es ist daher wünschenswert, einen halbleitenden Film zu erzeugen, der einen Widerstand hat, der frei von solchen Mißständen ist, zum Beispiel 1 MΩ bis 100 MΩ.
Wie sich aus der vorhergehenden Beschreibung ergibt, ist in einem optischen Träger vom Weiienieitertyp eine Trägereinfangschicht in einem Gebiet vorgesehen, in das Ladungsträger aus wenigstens einer Elektrode injiziert werden, so daß die Ladungsträger durch die Trägereinfangschicht eingefangen werden. Der Grad der Überlagerung eines elektrischen Feldes, das durch die so eingefangenen Ladungsträger erzeugt wird, mit einem zur Betriebssteuerung zu entwickelnden elektrischen Feld kann verringert werden, indem zum Beispiel die Dicke der Trägereinfangschicht oder die Dichte der Einfangstellen darin eingestellt wird. Dies macht es möglich, Veränderungen der Ansteuerspannung zu minimieren.

Claims

1. Optische Vorrichtung vom Wellenleitertyp, ausgestattet mit

einem dielektrischen Substrat (34, 35),

Wellenleitungswegen (36, 38), die in dem dielektrischen Substrat (34, 35) gebildet sind,

Elektroden (40, 42, 60, 62, 64) zur Erzeugung eines betriebssteuernden elektrischen Feldes für die Wellenleitungswege (36, 38),

wenigstens einen Trägereinfangschicht-Teil (44, 50, 52, 53, 54, 56, 58, 66) mit Einfangstellen, der in einem Gebiet vorgesehen ist, in das aus wenigstens einer der Elektroden (40, 42, 60, 62, 64) Ladungsträger injiziert werden, und

eine Pufferschicht (46), die zwischen dem Substrat (34, 35) und den Elektroden (40, 42, 60, 62, 64) vorgesehen ist,

gekennzeichnet durch eine halbleitende Schicht (48), die zwischen der Pufferschicht (46) und den Elektroden (40, 42, 60, 62, 64) gebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pufferschicht (46) den Trägereinfangschicht-Teil (44, 50) enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägereinfangschicht-Teil (53, 66) auf der gesamten Oberfläche der Pufferschicht (46) vorgesehen ist, daß die halbleitende Schicht (48) über die gesamte Oberfläche des Trägereinfangschicht-Teils (53, 66) hinweg vorgesehen ist und daß die Elektroden (40, 42, 60, 62, 64) auf der halbleitenden Schicht (48) angeordnet sind.