DE69223463T2

DE69223463T2 - Optische Halbleiter-Wellenleitervorrichtung und ihr Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69223463T2
Application number: DE69223463T
Authority: DE
Inventors: Keiro Komatsu
Original assignee: NEC Corp; Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1991-07-10
Filing date: 1992-07-10
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2012-07-11
Also published as: EP0526023A3; US5455433A; JP2754957B2; EP0526023B1; JPH0521904A; US5334551A; DE69223463D1; EP0526023A2

Description

Diese Erfindung betrifft optische Halbleiter-Wellenleitervorrichtungen wie zum Beispiel optische Schalter und optische Modulatoren und ein Herstellungsverfahren dafür.
Vor kurzem ist festgestellt worden, daß optische Schalter und optische Modulatoren Schlüsselelemente in optischen Hochgeschwindigkeitskornmunikationssystemen und optischen Informationsverarbeitungssystemen der Zukunft sind, und als Ergebnis sind viele Forschungen und Entwicklungen unternommen worden. Unter diesen Umständen sind Vorrichtungen für diesen Zweck, die ein dielektrisches Material wie LiNbO&sub3; oder dergleichen verwenden, und jene, die einen Halbleiter wie GaAs, InP oder dergleichen verwenden, bekannt.
Die jüngsten Anforderungen an optische Halbleiterschalter und Modulatoren bestehen darin, daß sie mit anderen optischen Elementen, einschließlich optischen Verstärkern, und/oder Elektronikschaltungen, einschließlich Feldeffekttransistoren (FET), integriert werden können, und daß sie leicht kompakt und mehrkanalig hergestellt werden. Um diese Anforderungen zu erfüllen, ist es vom Standpunkt der oben erwähnten Anwendungsgebiete betrachtet erforderlich, daß sie bei hoher Geschwindigkeit und bei niedrigen Verlustpegeln, Leistungsaufnahme und angelegter Spannung arbeiten, und leicht mit anderen Komponenten hochintegriert werden können. Die physikalischen Effekte, die für optische Halbleiterschalter oder -Modulatoren benutzt werden können, schließen einen Bandfülleffekt oder einen Effekt eines freien Trägerplasmas ein, wodurch der Brechungsindex durch Anlegen eines elektrischen Stroms variiert wird, einen elektrooptischen Effekt, wodurch der Brechungsindex durch Anlegen einer Spannung variiert wird, und einen Quanteneinschlußstarteffekt (QESE), wodurch der Brechungsindex variiert, begleitet durch eine Verschiebung einer Excitonenabsorptionsspitze, wenn eine Spannung an eine Mehrfachquantenquelle angelegt wird. Andere Effekte sind ebenfalls identifiziert worden. Viele Versuche und Untersuchungen sind in Gang, die die obenerwähnten Effekte benutzen. Mit solchen Untersuchungen ist gezeigt worden, daß ein optischer Schalter oder optischer Modulator, der den Bandfülleffekt oder den Effekt eines freien Trägerplasmas benutzt, gesteuert durch die Anwendung eines elektrischen Injektionsstroms, unter Problemen leidet, daß die Arbeitsgeschwindigkeit niedrig ist und die Leistungsaufnahme groß ist. Es ist auch festgestellt worden, daß bei Vorrichtungen, die den QESE verwenden, als Resultat der Mehrfachquantenquellenstruktur das Problem auftaucht, daß die Vorrichtungen schwierig bei niedrigen Verlustpegeln zu betreiben sind.
Andererseits neigt ein optischer Schalter oder optischer Modulator, der den elektrooptischen Effekt benutzt, dazu, eine längere Länge aufzuweisen, als jene, die andere Effekte nutzen. Jedoch werden ein Hochgeschwindigkeitsbetrieb und ein energiesparender Betrieb als auch ein verlustarmer Betrieb vorteilhafterweise möglich. Bezugnehmend auf das Erfordernis nach einem Betrieb mit niedrigen Verlusten, ist ein optischer Wellenleiter, der einen so niedrigen Verlust wie 0,15 dB/cm mit einer wellenlänge von 1,52 µm aufweist realisiert worden, der einen GaAs/AlGaAs-System-Halbleiter nutzt, wie durch E. Kapon und andere im "Journal of Applied Physics Letters" Ausg.50, Nr. 23, s. 1628 bis 2230, 1987 berichtet wird. Es ist möglich, einen solchen verlustarmen optischen Wellenleiter wie oben zu verwirklichen, da die Bandlückenwellenlängen von GaAs und AlGaAs ausreichend kurz verglichen mit den Betriebswellenlängen von 1,3 bzw. 1,5 µm sind. Daher ist die Abhängigkeit des elektronischen Effekts von der Wellenlänge klein und als Ergebnis ist, selbst wenn die Betriebswellenlänge von der Bandlückenwellenlänge verschieden ist, die Änderung des Brechungsindex nicht so anders als jene, wenn sie in der Nähe der Bandlückenwellenlänge ist. Nebenbei bemerkt, wurde der wie oben berichtete verlustarme optische Wellenleiter durch ein chemisches Naßätzverfahren gebildet.
Im obenerwähnten Fall wurde ein chemisches Naßätzverfahren zum Bilden des optischen Wellenleiters benutzt. Dies macht es möglich, einen verlustarmen Betrieb zu erreichen, aber es ist nicht möglich, ein großes Oberflächengebiet mit guter Reproduzierbarkeit zu bilden. Dies bedeutet, daß es schwierig ist, es zu verwenden, um einen optischen Wellenleiter herzustellen, der in einer optischen Vorrichtung integriert ist, oder diskrete optische Vorrichtungen in Mengen zu fertigen.
Die Anwendung eines Trockenätzverfahrens anstelle des chemischen Naßätzverfahrens macht es möglich, einen feinen optischen Wellenleiter über ein großes Oberflächengebiet mit guter Reproduzierbarkeit zu bilden. Mit herkömmlicher Trockenätztechnologie ist es jedoch unvermeidbar, daß leichte Unregelmäßigkeiten auf einer geätzten Bodenoberfläche und/oder geätzten Seitenoberfläche gebildet werden, und das sich in dem Wellenleiter ausbreitende Licht wird durch leichte Unregelmäßigkeiten gestreut werden. Folglich ist die Verminderung der Verluste begrenzt. Zusätzlich kann Trockenätzung einen Schaden an der geätzten Bodenoberfläche verursachen, was Verluste des sich ausbreitenden Lichts verursacht. Daher ist es schwierig, einen optischen Halbleiterwellenleiter durch die Trockenätztechnik herzustellen, der kleinere Verluste erreicht, als einer der durch die chemische Naßätztechnik präpariert wird.
Überdies ist für InP-System-Material gezeigt worden, daß die Trockenätztechnologie selbst noch nicht befriedigend eta bliert ist. Dies ist so, da wenn ein InP-Systemmaterial unter Verwendung eines Chlorgases oder einer Mischung eines Chlorgases und anderer Gase (die allgemein bei der Trockenätzung eines Verbindungshalbleitermaterials wie zum Beispiel GaAs benutzt werden) trockengeätzt wird, ein chemisch stabiles Chlorid InCl&sub3; gebildet wird, das die Ätzung daran hindert, fortzuschreiten. Als Ergebnis ist es schwierig, eine praktisch akzeptable Ätzgeschwindigkeit zu erhalten. Um die Bildung eines solchen chemisch stabilen Chlorids von Indium in Schranken zu halten, kann es als möglich erachtet werden, die chemische Reaktivität des Materials einzuschränken, indem es hauptsächlich durch einen physikalischen Sputterprozeß geätzt wird. In diesem Fall wird der Schaden an einer geätzten Bodenoberfläche unerwünscht groß.
In letzter Zeit ist eine Technik vorgeschlagen worden, durch die ein Methansystemgas in der Trockenätzung des InP-Systemmaterials eingeführt wird. Jedoch wird, wenn das Methansystemgas verwendet wird, eine Verunreinigung des Halbleitermaterials durch Kohlenstoff unvermeidbar, was zu einem weiteren zu lösenden Problem führt.
Wie oben erläutert, sind optische Wellenleitervorrichtungen wie der optischen Halbleiterschalter und optische -Modulator, die den elektrooptischen Effekt nutzen, vielversprechend. Da jedoch insbesondere die Trockenätztechnologie selbst noch nicht völlig etabliert ist, ist eine befriedigende Technologie zum Herstellen einen feinen, verlustarmen optischen Wellenleiters, der fähig zur Anwendung für die Hochintegration von optischen Vorrichtungen oder Massenproduktion von einzelnen optischen Vorrichtungen noch nicht etabliert worden.
Die Japanische Patentanmeldung JP-A-3119311 beschreibt einen optischen Modulator, in der ein streifenförmiger Wellenleiter auf einem (111)-orientierten Substrat von GaAs/AlGaAS gebildet wird. Die Seitenebenen des Wellenleiters sind parallel zueinander und erstrecken sich senkrecht von dem Substrat. Elektroden sind zum Anlegen eines elektrischen Feldes vorgesehen, um die Brechungsindizes der Lagen der Struktur durch den grundlegenden elektrooptischen Effekt zu verändern.
Die Japanische Patentanmeldungen JP-A-3031814 und JP-A- 3031815 beschreiben optische Schalter, in denen Wellenleiter auf GaAs-Substraten gebildet werden. Die Seitenebenen der Wellenleiter sind parallel zueinander und erstrecken sich senkrecht von dem Substraten Die Wellenleiter bestehen aus ZnS/ZnSe und werden selektiv epitaxiales Wachstum auf den Substraten in Gebieten gebildet, die durch gemusterte SiO&sub2;-Maskenlagen ungeschützt sind. Elektroden zum Anlegen elektrische Felder an den Wellenleiter sind auf bekannte Weise vorgesehen.
Die Japanische Patentanmeldung JP-A-2281231 beschreibt einen optischen Schalter, in dem eine Lage eines mehrlagigen optischen Wellenleiters auf einem Substrat durch selektives epitaxiales Wachstum gebildet wird. Der Wellenleiter wird aus einem II-VI-Verbindungshalbleiter gebildet. Der Schalter wird durch Injizieren von Ladungsträgern in den optischen Wellenleiter über eine Elektrode gesteuert. Die Seitenebenen des Wellenleiters sind parallel zueinander und erstrecken sich senkrecht von dem Substrat.
Eine Abhandlung von S. Ritchie et al im "Journal of the Institution of Electronic and Radio Engineers", Ausg. 57 (1987) Nr. 1 (Anhang), auf den Seiten S44 bis S50 und dem Titel ,,Optical Waveguides in III-V Semiconductors" bespricht den neuesten Stand der Technik bei der Herstellung von Halbleiterwellenleitern, wobei sie sich auf die Bildung von Wellenleitern mit erhobenen Rippen konzentriert. Alle der beschriebenen Verfahren betreffen das Wachstum von dünnen epitaxialen Lagen auf einem Substrat, gefolgt durch Bearbeiten der Lagen durch Ätzung, um die Gestalt des Wellenleiters zu bilden. Eine große Anzahl von Verfahren werden als geeignet für den Lagenwachstumsschritt beschrieben, wobei diese die Molekularstrahl-Epitaxie (MBE), die Flüssigphasen-Epitaxie (LPE), Dampfphasen-Epitaxie (VPE), und die metallorganische Dampfphasen-Epitaxie (MOVPE) sind. Die als geeignet für die Bearbeitung der Lagen beschriebenen Verfahren sind die nasse chemische Ätzung und trockene chemische Ätzung.
Wie oben erläutert, sind optische Wellenleitervorrichtungen wie der optischen Halbleiterschalter und optische -Modulator, die den elektrooptischen Effekt nutzen, vielversprechend. Da jedoch insbesondere die Trockenätztechnologie selbst noch nicht völlig etabliert ist, ist eine befriedigende Technologie zum Herstellen einen feinen, verlustarmen optischen Wellenleiters, der fähig zur Anwendung für die Hochintegration von optischen Vorrichtungen oder Massenproduktion von einzelnen optischen Vorrichtungen noch nicht etabliert worden.
Die Erfindung stellt eine optische Halbleiter-Wellenleitervorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung wie in den beigefügten unabhängigen Patentansprüchen definiert bereit, auf die nun Bezug genommen werden sollte. Bevorzugte Merkmale der Erfindung werden in den abhängigen Unteransprüchen definiert.
Die erfindungsgemäße optische Halbleiter-Wellenleitervorrichtung weist einen Steg-artigen optischen Halbleiter-Wellenleiter auf, der durch einen Kristallwachstumsprozeß gebildet wird, so daß der optische Wellenleiter vorzugsweise über ein großes Gebiet mit guter Reproduzierbarkeit gebildet werden kann, was folglich eine Massenproduktion möglich macht. Zusätzlich kann, um den Kristallwachstumsprozeß durchzuführen, eine Maske (die zum Beispiel aus einem dünnen dielektrischen Film aus SiO&sub2; besteht) durch ein Ätzverfahren gemustert und dann ein Halbleiter selektiv kristallographisch gezüchtet werden, um einen optischen Wellenleiter zu bilden. Es ist folglich unnötig, den Halbleiter zu ätzen Die Feinmusterung einer Maske wie eines dielektrischen Films ist äußerst einfach durchzuführen, verglichen mit der Ätzung eines Halbleiters bei einem Mikrometertiefenniveau. Als Ergebnis kann sie mit einer feinen Struktur hergestellt werden, was zu der Möglichkeit der Integration führt.
Erfindungsgemäß ist die Kristallebene des Substrats, auf dem die gezüchtete Struktur gebildet wird, die (100)-Ebene, und die Kristallebene der Seitenoberflächen des Steges ist die (111)-Ebene. Die Tatsache, daß die Seitenoberflächen des Steges die (111)-Kristallebene sind, ist darin vorteilhaft, daß die Streuung des Lichts an diesen Oberflächen verhindert werden kann.
Zusätzlich sind alle der Oberflächen des Steges glatte Kristallebenen, so daß kein Lichtverlust durch Streuung auftritt, und der Halbleiter wird keiner Trockenätzung unterzogen, so daß keine Verluste auftreten, die durch eine Beschädigung am Halbleiter verursacht werden, die durch Ätzung verursacht wird. Es ist daher möglich, die Vorrichtung bei einem niedrigen Verlustpegel zu betreiben.
In einer bevorzugten Ausführungsform, weist der optische Halbleiter-Wellenleiter gezüchtete Lagen auf, die aufweisen: eine erste Halbleiter-Plattierungslage, eine Halbleiter-Führungslage und eine zweite Halbleiter-Plattierungslage, die in dieser Reihenfolge gezüchtet werden, und einen Steg, der eine dritte Halbleiter-Plattierungslage und eine Halbleiter-Abdecklage aufweist, die in dieser Reihenfolge auf der zweiten Halbleiter-Plattierungslage gezüchtet werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein optischer Wellenleiter gebildet, und durch Anlegen eines elektrischen Feldes an den optischen Wellenleiter durch die Elektroden kann einfallendes Licht einer Phasenmodulation unterworfen werden. In diesem Fall wird ein optischer Phasenmodulator bereitgestellt.
In weiteren bevorzugten Ausführungsform werden zwei optische Wellenleiter nahe beieinander gebildet, und ein elektrisches Feld kann durch die Elektroden unabhängig an diese beiden Wellenleiter angelegt werden. So kann durch Anlegen eines elektrischen Feldes an diese beiden optischen Wellenleiter einfallendes Licht geschaltet werden. In diesem Fall wird ein optischer Schalter der Art eines Richtungskopplers bereitgestellt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform, weist der optische Wellenleiter ein Lichtverzweigungsteilstück, ein Lichtververeinigungsteilstück und zwei dazwischen ausgebildete Phasenmodulationsteilstücke auf, und die Elektroden sind so angeordnet, daß sie unabhängig ein elektrisches Feld an diese beiden Phasenmodulationsteilstücke anlegen. So kann durch Anlegen eines elektrischen Feldes an diese beiden Phasenmodulationsteilstücke einfallendes Licht unabhängig entweder geschaltet oder moduliert werden. In diesem Fall wird ein Mach-Zehnderartiger optischer Schalter oder optischer Modulator bereitgestellt.
Im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird ein Schritt des Bildens eines Steges des optischen Wellenleiters vorzugsweise in einer solchen Art verwirklicht, daß eine Maske, die eine Öffnung an einer Stelle, wo der Steg gebildet werden soll, über eine Lage gemustert wird, auf der der Steg gebildet werden soll, und dann der Steg durch einen Kristallwachstumsprozeß wie das metallorganische Dampfphasen-Epitaxie-(MOVPE)-Verfahren hergestellt wird. Jedoch kann jedes andere Verfahren zu diesem Zweck benutzt werden, wenn es den Steg auf eine selektive Kristallwachstumsart bilden kann.
Die für das Kristallwachstum zu verwendende Maske ist vorzugsweise ein dielektrischer Film, der aus SiO&sub2; als einem nicht einschränkenden Beispiel besteht. Jedes andere Material kann zu diesem Zweck verwendet werden, wenn es dieselben Funktionen wie oben erfüllen kann.
Eine solche Maske wird vorzugsweise durch Ätzung unter Verwendung einer Photolithographietechnologie als ein nicht einschränkendes Beispiel gemustert. Jedoch kann jedes Verfahren für diesen Zweck benutzt werden, wenn der Film gemustert werden kann, um eine Maske zu bilden.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Schritt des Bildens des optischen Wellenleiters einen Schritt des Züchtens einer ersten Halbleiter-Plattierungslage, einer Halbleiter- Führungslage und einer zweiten Halbleiter-Plattierungslage in dieser Reihenfolge auf. In diesem Fall wird der Steg auf der zweiten Plattierungslage gebildet.
Überdies weist in einer bevorzugten Ausführungsform der Schritt des Bildens des Steges einen Schritt des Züchtens einer dritten Halbleiter-Plattierungslage und einer Halbleiter-Abdecklage in dieser Reihenfolge auf.
Die Elektroden können durch jedes bekannte Verfahren gebildet werden.
Die Bildung der oben beschriebenen Lagen auf dem Halbleitersubstrat kann durch Verwendung eines Dünnfilm-Kristallwachstumsverfahrens wie typischerweise dem MOVPE-Verfahren erreicht werden.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren kann für die Herstellung von verschiedenen optischen Wellenleitervorrichtungen einschließlich eines optischen Phasenmodulators, eines Richtungskoppler-artigen optischen Schalters und eines Mach- Zehnder-artigen optischen Schalters oder optischen Modulators durch geeignetes Ändern des Aufbaus der Maske und der Anordnung der Elektroden angewendet werden.
Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens können sol che optischen Wellenleitervorrichtungen mit einem hohen Ausbeuteniveau hergestellt werden. Die Vorrichtungen können auch leicht hergestellt werden, aufgrund des Vorteils, daß die Halbleiterätzung nicht erforderlich ist.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines optischen In- GaAsP/InP-Phasenmodulators, dessen Beschreibung hierin dazu dient, ein Herstellungsverfahren eines Stegteilstücks einer Vorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zu beschreiben.
Figuren 2a bis 2i sind Teilquerschnitte, die ein Herstellungsverfahren des in Fig. 1 gezeigten Seitenteilstücks zeigen.
Fig. 3 ist ein Schaubild, das eine Phasenmodulationskennlinie eines in Fig. 1 gezeigten Seitenteilstücks zeigt.
Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines InGaAsP/InP Richtungskoppler-artigen optischen Schalters gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 5 ist eine Teildraufsicht, die ein Maskenmuster zeigt, das für das Kristallwachstum eines Steges des in Fig. 4 gezeigten optischen Schalters benutzt wird.
Fig. 6 ist ein Schaubild, das eine Schaltkennlinie des in Fig. 4 gezeigten optischen Schalters zeigt.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Mach-Zehnderartigen optischen InGaAsP/InP-Modulators gemäß einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung.
Fig. 8 ist ein Schaubild, das eine Extinktionskennlinie des in Fig. 7 gezeigten optischen Modulators zeigt.
Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung werden unten beschrieben werden, während auf die beigefügten Zeichnungen bezug genommen wird.
Die Figuren 4 bis 8 betreffen Ausführungsformen der Erfindung, in der Stegteilstücke, die durch Einschnitte getrennt sind, über Substraten gebildet werden. Die Figuren 1 bis 3 dienen dazu, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Stegteilstücks zu veranschaulichen, das in den Figuren 1 bis 3 die Form eines optischen InGaAsP/InP-Phasenmodulators annimmt. Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind auf einem n-Typ-InP-Substrat 101 der (100)-Ebenenorientierung in dieser Reihenfolge eine n-Typ-InP-Plattierungslage 102 mit einer Dicke von etwa 1 µm, eine i-Typ-InGaAsP-Führungslage 103 mit einer Dicke von 0,3 µm und einer Wellenlängenzusammensetzung von 1,15 µm und eine i-Typ-InP-Plattierungslage 104 mit einer Dicke von 0,3 µm gezüchtet. Auf der i-Typ-InP-Plattierungslage 104 ist ein Steg 131 ausgebildet, der eine p-Typ-InP-Plattierungslage 105 mit einer Dicke von 0,6 µm und eine p-Typ-InGaAs-Abdecklage 106 mit einer Dicke von 0,2 µm aufweist. Dieser Steg ist von im wesentlichen trapezoidförmigem Querschnitt und erstreckt sich linear longitudinal des Substrats 101. Der Steg 131 erstreckt sich längs der [011] -Richtung, und seine Breite beträgt 4 µm an einem Kontaktabschnitt mit der i-Typ-InP-Plattierungslage 104. Beide Seiten des Steges 131 sind glatte (111)-B-Ebenen. Der Steg 131 wird durch ein selektives Kristallwachstumsverfahren gebildet.
Beide Seiten 130 des Steges 131 und der Oberfläche auf der i-Typ-InP-Plattierungslage 104 (andere, als die, die durch den Steg 131 abgedeckt sind) sind mit einem SiO&sub2;-Film 107 als Schutzfilm abgedeckt. Die obere Oberfläche des Steges 131 ist nicht mit dem SiO&sub2;-Film 101 abgedeckt, jedoch mit einer p-seitigen Elektrode 108, die sich aus Titan (Ti) und Gold (Au) zusammensetzt. Auf dem SiO&sub2;-Film 107 ist eine p-seitige Elektrodenanschlußfläche 109 ausgebildet, die mit der p-seitigen Elektrode 108 verbunden ist. Auf der unteren Oberfläche des n-Typ- InP-Substrats 101, ist eine n-seitige Elektrode 110 ausgebildet, die sich aus AuGeNi/AuNi zusammensetzt
Im Gebrauch wird einfallendes Licht LI von einer Endoberfläche der i-Typ-InGaAsP-Führungslage 103 in deren Inneres eingegeben, breitet sich längs des Steges 130 aus und wird auf dessen anderen Ende als abgehendes Licht LO abgegeben. Die Lichteingangs- und Ausgangsebenen der Vorrichtung sind Spaltungsebenen.

Herstellungsverfahren der Vorrichtung der Fig. 1

Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren des oben beschriebenen optischen Phasenmodulators erläutert werden, wäh rend auf die Figuren 2a bis 2i bezug genommen wird. Zuerst werden auf der oberen Oberfläche des n-Typ-InP-Substrats 101 der (100)-Ebenenorientierung die n-Typ-InP-Plattierungslage 102 mit einer Dicke von etwa 1 µm, die i-Typ-InGaAsP- Führungslage 103 mit einer Dicke von 0,3 µm und mit einer Wellenlängenzusammensetzung von 1, 15 µm und die i-Typ-InP-Plattierungslage 104 mit einer Dicke von 0,3 µm in dieser Reihenfolge durch ein metallorganische Dampfphasen-Epitaxie- (MOVPE-)Verfahren (Fig. 2a) gezüchtet.
Anschließend wird der SiO&sub2;-Film 201 auf der i-Typ-InP-Plattierungslage 104 (Fig. 2b) gebildet und dann durch eine Photolithographietechnik (Fig. 2c) gemustert. Der so gebildete SiO&sub2;Film 201 dient als Maske, wenn der Steg 131 später in dem Prozeß selektiv gezüchtet wird, und ist so gemustert, daß eine streifenförmige Lücke 202 an der Stelle gebildet wird, wo der Steg 131 gebildet werden soll (Fig. 2c). In diesem Fall erstreckt sich die Lücke 202 längs der [011]-Richtung und weist eine Breite von 4 µm auf.
Danach werden wiederum unter Benutzung des MOVPE-Verfahrens die p-Typ-InP-Plattierungslage 105 mit einer Dicke von 0,6 µm und dann die p-Typ-InGaAs-Abdecklage 106 mit einer Dicke von 0,2 µm auf der streifenförmigen Lücke 202 (Fig. 2d) selektiv gezüchtet. Der so gebildete Steg 131 weist eine im wesentlichen trapezoidförmige Gestalt auf und seine geneigten Seitenoberflächen sind glatte (111)-B-Ebenen.
Dann wird nach der Entfernung des SiO&sub2;-Films 201, der die Maske für das selektive Kristallwachstum (Fig. 2e) bereitstellte, der SiO&sub2;-Film 107 auf der i-Typ-InP-Plattierungslage 104 und der Steg 131 als Schutzfilm (Fig. 2f) gebildet. Anschließend wird ein Fenster 203 in dem SiO&sub2;-Film 107 auf der oberen Oberfläche des Steges 131 gebildet, das zum Bilden der p-seitigen Elektrode dort durch (Fig. 29) benutzt werden soll, und danach wird die aus Ti und Au zusammengesetzte p-seitige Elektrode 108 in dem Fenster 203 (Fig. 2h) gebildet.
Dann wird die untere Oberfläche des n-Typ-InP-Substrats 101 poliert, um sie etwa 100 µm dick zu machen, und die aus AuGeNi/AuNi zusammengesetzte n-seitige Elektrode 110 wird darauf gebildet (Fig. 2i). Danach werden mehrere optische Phasenmodulatoren, die auf dem Substrat 101 wie oben erläutert gebildet worden sind, einzeln durch ein Spaltungsverfahren- isoliert und eine reflexionsmindernde Beschichtung wird wenn notwendig an den Lichteingangs- und Ausgangsoberflächen hergestellt, wodurch folglich die Herstellung des optischen Phasenmodulators beendet wird.

Arbeitsweise der Vorrichtung der Fig. 1

Der oben beschriebene optische Phasenmodulator arbeitet wie folgt:
Wenn eine Sperr-Vorspannung an die p-seitige Elektrode 108 und n-seitige Elektrode 110 angelegt wird, werden die i-Typ- InGaAsp-Führungslage 103 und i-Typ-InP-Plattierungslage 104 einem elektrischen Feld ausgesetzt, und die Brechungsindizes beider Lagen 103 und 104 verändern sich infolge dieses elektrooptischen Effekts (Pockels Effekt), der durch dieses elektrische Feld verursacht wird. Dementsprechend kann, wenn Licht, das eine Wellenlänge aufweist, die größer als die Bandlückenwellenlänge (λg = 1,15 µm) der i-Typ-InGaAsP-Führungslage 103 ist, in diesen Modulator eingegeben wird, es von dessen Ausgangsober fläche fast ohne Verlust ausgegeben werden, obwohl das Licht einer Phasenmodulation in der Vorrichtung infolge der Anwendung der Sperr-Vorspannung unterworfen werden kann.
Fig. 3 ist ein Schaubild, das die Beziehung der angelegten Sperr-Vorspannung zu der Phasenänderung zeigt, wenn die Gesamtlänge des optischen Phasenmodulators 3 mm beträgt und Licht mit einer Wellenlänge von 1,3 µm angewendet wird. Die Spannung Vic, die erforderlich ist, um eine Phasenänderung von π (rad) zu erhalten, beträgt 5,8 V. Wenn die Gesamtlänge des Modulators 3 mm beträgt, der Modulator eine Kapazität C von 2,2 pF aufweist, und in einem System, dessen Wellenwiderstand 50 Ω beträgt, wird eine Modulationsfrequenzbandbreite von etwa 3 GHz erhalten.
Ein Merkmal des in Fig. 1 gezeigten optischen Phasenmodulators ist es, daß der Steg 131 durch selektives Kristallwachstum gebildet wird, und als Ergebnis alle Oberflächen, ein schließlich der geneigten Seitenoberflächen 130 des Steges 131 glatte Kristallebenen sind. Daher können die Streuverluste beseitigt werden, die in einem durch ein Ätzverfahren gebildeten optischen Wellenleiter unvermeidlich sind. Als Ergebnis ist der optische Modulator bei einem beträchtlich verminderten Verlustpegel betreibbar, verglichen mit den oben schon beschrieben vorher bekannten.
Nach Experimenten, die durch die Erfinder ausgeführt wurden, mit Ausnahme der Tatsache, daß alle Lagen nicht dotiert waren, war mit einem Wellenleiter, der die gleiche Struktur wie jener des in Fig. 1 gezeigten optischen Phasenmodulators aufwies, wenn die Wellenlänge des angewendeten Licht 1,3 µm betrug, der Ausbreitungsverlust so niedrig wie 0,07 dB/cm, was extrem wenig ist. Dies ist so, da Streuverluste durch das Herstellungsverfahren dieser Ausführungsform vermieden werden können. Es wird keine Trockenätzung verwendet und so kann eine Beschädigung der geätzten Oberflächen vermieden werden. Zusätzlich ist die InGaAsP-Wellenleiterlage mit einer Wellenlängenzusammensetzung von 1,15 µm für Licht von 1,3 µm Wellenlänge durchlässig, was bestätigt, daß kein Verlust auftritt.
In der ersten Ausführungsform, in der dotierte Lagen vorgesehen sind, um das elektrische Feld an die Wellenleiterlage anzulegen, sind die Verluste des sich ausbreitenden Lichts verglichen mit dem obigen Fall groß, in dem die Lagen undotiert sind. Jedoch selbst wenn die Gesamtlänge 3 mm beträgt, ist es möglich, den Ausbreitungsverlust so niedrig wie 0,4 dB zu machen, was äußerst wenig ist.

Erste Ausführungsform

Fig 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Richtungskoppier-artigen optischen InGaAsP/InP-Schalters gemäß einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung. Der in Fig. 4 gezeigte Schalter weist fast dieselbe Struktur wie der in Fig. 1 gezeigte Modulator auf, außer daß zwei Stege nahe beieinander angeordnet sind, wobei jeder der beiden durch einen Einschnitt in zwei Teilstücke geteilt wird, und diese vier so erhaltenen Stegteilstücke Elektroden aufweisen, so daß an jedes unabhängig ein elektrisches Feld angelegt werden kann.
Auf einem n-Typ-InP-Substrat 301 der (100)-Ebenenorientierung sind in Reihenfolge eine n-Typ-InP-Plattierungslage mit einer Dicke von etwa 1 µm, eine i-Typ-InGaAsP-Führungslage 303 mit einer Dicke von 0,3 µm und einer Wellenlängenzusammensetzung von 1,15 µm und eine i-Typ-InP-Plattierungslage 304 mit einer Dicke von 0,3 µm gezüchtet. Auf der i-Typ-InP-Plattierungslage 304 sind zwei Stege 331 ausgebildet, von denen jeder eine p-Typ-InP-Plattierungslage 305 mit einer Dicke von 0,6 µm und eine p-Typ-InGaAs-Abdecklage 306 mit einer Dicke von 0,2 µm so gezüchtet hat, daß jeder Steg von im wesentlichen trapezoidförmigen Querschnitt ist und sich linear longitudinal des Substrats 301 erstreckt. Jeder Steg 331 ist in zwei Teilstücke durch Vorsehen eines Schlitzes 340 an deren longitudinaler Mitte geteilt und jeder Steg erstreckt sich längs der [011]- Richtung. Die Breite jedes Steges beträgt 4 µm an seinem Kontaktabschnitt mit der i-Typ-InP-Plattierungslage 304. Auch sind beide Seiten 330 jedes Steges 331 glatte (111)-B-Ebenen. Jeder Steg 331 wird durch ein selektives Kristallwachstumsverfahren gebildet.
Beide Seitenoberflächen 330 jedes der vier Teilstücke der beiden Stege 331 und die nicht durch die Stege 331 bedeckte Oberfläche der i-Typ-InP-Plattierungslage 304 sind mit einem SiO&sub2;-Film 307 als Schutzfilm abgedeckt. Die oberen Oberflächen der vier Teilstücke der Stege 331,-auf dem der SiO&sub2;-Film 307 nicht ausgebildet ist, sind mit den p-seitigen Elektroden 308a, 308b, 308c und 308d abgedeckt, die jeweils aus Ti und Au zusammengesetzt sind. Auf dem SiO&sub2;-Film 307 sind p-seitige Elektrodenanschlußflächen 309 ausgebildet, die jeweils mit den Elektroden 308a, 308b, 308c und 308d verbunden sind. Elektrische Felder können unabhängig an jedes der vier Teilstücke angelegt werden.
Auf der unteren Oberfläche des n-Typ-InP-Substrats 301 ist eine n-seitige Elektrode 310 ausgebildet, die sich aus AuGeNi/AuNi zusammensetzt. Die Lichteingangs- und Ausgangsebenen sind jeweils Spaltungsebenen. Einfallendes Licht LI tritt von einer Endoberfläche der i-Typ-GaAsP-Führungslage 303 (der Eingangsebene) in deren Inneres ein, breitet sich langs einem der Stege 331 aus und wird von dem anderen Ende (der Ausgangsebene) als abgehendes Licht LOA oder LOB abgegeben.
In diesem Richtungskoppler-artigen optischen Schalter werden die Stege 331 wieder durch ein selektives Wachstumsverfahren gebildet, so daß alle der Oberflächen der Stege 331 glatte Kristallebenen sind. Dies bedeutet, daß wie in der Vorrichtung der Fig. 1 die Vorrichtung bei einem beträchtlich verringerten Verlustpegel verglichen mit der oben beschriebene herkömmlichen arbeiten kann.

Herstellungsverfahren der ersten Ausführungsform

Da das Herstellungsverfahren der optischen Schalter dieser ersten Ausführungsform ähnlich zu jenem des optischen Phasenmodulators der Fig. 1 ist, werden die Details hier nicht erläutert werden. Die einzigen Unterschiede zur Vorrichtung der Fig. 1 sind die Gestalt der SiO&sub2;-Maske, die verwendet wird, wenn die Stege 331 selektiv gezüchtet werden sollen, und die Gestalt der p-seitigen Elektrode.
Fig. 5 ist eine Draufsicht einer SiO&sub2;-Maske, die zum selektiven Züchten der Stege verwendet werden soll. Um die beiden nah beabstandeten Stege 331 zu bilden, werden zwei streifenförmige Lücken 402 jeweils mit einer Breite W in einer Entfernung d zueinander angeordnet. Zusätzlich ist in dieser ersten Ausführungsform, um den abwechselnden Δβ-Betrieb möglich zu machen, jede Lücke 402 durch einen streifenförmigen Abschnitt 411 in zwei Teilstücke geteilt. Die Lücken 402, die jeweils eine Breite W von 4 µm aufweisen, sind durch eine Entfernung d von 2 µm getrennt. Der SiO&sub2;-Film 401 für den selektiven Wachstumsgebrauch weist eine Breite Wm von 15 µm auf, und die Länge jeder einzelnen Vorrichtung beträgt 4 mm und der streifenförmige Abschnitt 411 weist eine Länge 5 von 4 µm auf.

Arbeitsweise der ersten Ausführungsform

Für den wie oben strukturierten optischen Schalter wird die Arbeitsweise unten beschrieben werden.
Wenn eine Sperr-Vorspannung über die p-seitigen Elektroden 308a und 308d und die n-Typ-Elektrode 310 angelegt wird, wird ein elektrisches Feld an die i-Typ-InGaAsP-Führungslage 303 und i-Typ-InP-Plattierungslage 304 genau unter den p-seitigen Elektroden 308a und 308d angelegt, so daß die Brechungsindizes der beiden Lagen 303 und 304 infolge des elektrooptischen Effekts (Pockels Effekt) variieren, der durch dieses elektrische Feld verursacht wird. Also kann mittels dieser Sperr-Vorspannung, die Kopplungsbedingung des in einem Wellenleiter und/oder den anderen Wellenleiter einfallenden Lichts LI gesteuert werden.
Fig. 6 ist ein Schaltkennlinienfeld der optischen Schalter dieser Ausführungsform für einfallendes Licht mit einer Wellen länge von 1,3 µm. Diese Schaltkennlinien wurden bei einem optischen Schalter mit einer Gesamtlänge von 4 mm erhalten, der in einem abwechselnden Δβ-Betrieb betrieben wurde. Die Beziehung zwischen den relativen optischen Ausgangsgrößen der abgehenden Lichtsignale LOA und LOB und der Sperr-Vorspannung wer den graphisch gezeigt. Wie in Fig. 6 gezeigt, kann ein Zustand, in dem die einfallende Lichtenergie perfekt von einem Wellenleiter zum anderen verschoben wird, realisiert werden, wenn die Sperr-Vorspannung 6,5 V beträgt (was durch die (x)-Markierung in der Figur gezeigt wird) und andererseits kann ein Zustand, in dem das Licht von dem Wellenleiter auf der Einfallsseite abgegeben wird, realisiert werden, wenn sie 14,2 V beträgt (was durch die (=)-Markierung in der Figur gezeigt wird). Zusätzlich beträgt die Kapazität C 3 pF und eine Schaltfrequenzbandbreite von 2,2 GHz kann aufrechterhalten werden.

Zweite Ausführungsform

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines Mach-Zehnderartigen optischen InGaAsP/InP-Modulators einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung. Dieser optische Modulator ist in der Struktur im wesentlichen ähnlich zu dem Phasenmodulator der Fig. 1, unterscheidet sich jedoch darin davon, daß der Modulator dieser Ausführungsform einen Steg aufweist, der an dessen Mittenabschnitt in zwei Teilstücke geteilt ist, wobei diese beiden Teilstücke durch Schlitze dazwischen einzeln isoliert sind, und die so geteilten beiden Teilstücke jeweils Elektroden für das unabhängige Anlegen von elektrischen Feldern an sie aufweisen.
Wie in Fig. 7 gezeigt, sind auf einem n-Typ-InP-Substrat 501 der (100)-Ebenenorientierung in dieser Reihenfolge eine n- Typ-InP-Plattierungslage 502 mit einer Dicke von etwa 1 µm, eine i-Typ-InGaAsP-Führungslage 503 mit einer Dicke von 0,3 µm und einer Wellenlängenzusammensetzung von 1,15 µm und eine i-Typ InP-Plattierungslage 504 mit einer Dicke von 0,3 µm gezüchtet. Auf der i-Typ-Plattierungslage 504 sind eine p-Typ-InP-Plattierungslage 505 mit einer Dicke von 0,6 µm und eine p-Typ-InGaAs- Abdecklage 506 mit einer Dicke von 0,2 µm in dieser Reihenfolge gezüchtet, wodurch ein Steg 531 gebildet wird, der eine trapezoidförmig Querschnittsgestalt aufweist und der sich longitudinal längs des Substrats 501 erstreckt.
Der so gebildete Steg 531 wird an dessen Mittelabschnitt in zwei Teilstücke geteilt, wobei die beiden Teilstücke einzeln durch vier Schlitze 540 isoliert werden. Der Steg 531 ist in die [011)-Richtung orientiert und weist eine Breite von 4 µm an seinem Kontaktabschnitt mit der i-Typ-InP-Plattierungslage 504 auf. Auch sind beide Seitenoberflächen 530 des Steges 531 glatte (111)-B-Ebenen. Der Steg 531 wird durch ein selektives Kristallwachstumsverfahren gebildet.
Der Steg 531 ist in ein 3 dB-Lichtverzweigungsteilstück 610, zwei Phasenmodulatorteilstücke 611 und ein Lichtververeinigungsteilstück 612 aufgeteilt. Die beiden Phasenmodulatorteilstücke 611 sind 20 µm voneinander beabstandet und jedes von ihnen weist eine Länge von 3 mm auf. Jeder zum elektrischen Isolieren der Phasenmodulatorteilstücke 611 vorgesehene Schlitz 540 weist eine Breite von 4 µm auf. Das 3 dB-Lichtverzweigungsteilstück 610 und das Lichtververeinigungsteilstück 612 sind jeweils im wesentlichen Y-förmig, wobei der gekrümmte Abschnitt einen Krümmungsradius von 5 mm aufweist. Die Oberflächen des 3 dB-Lichtverzweigungsteilstück 610 und des Lichtververeinigungsteilstücks 612, beide Seitenoberflächen der Phasenmodulatorteilstücke 611 und die Oberfläche der i-Typ-InP-Plattierungslage 504, auf der der Steg 531 nicht ausgebildet ist, sind mit einem SiO&sub2;-Film 507 als Schutzfilm bedeckt. Die oberen Oberflächen der Phasenmodulatorteilstücke 611, auf dem der SiO&sub2;- Film 507 nicht ausgebildet ist, sind jeweils mit p-seitigen Elektroden 508 bedeckt, die aus Ti und Au zusammengesetzt sind. Auf der Oberfläche des SiO&sub2;-Films 507 sind p-seitige Elektrodenanschlußflächen 509 jeweils mit p-seitigen Elektroden 508 verbunden. Es ist möglich, unabhängig an die beiden Phasenmo dulatorteilstücke 611 ein elektrisches Feld anzulegen.
Auf der unteren Oberfläche des n-Typ-InP-Substrats 501 ist eine n-seitige Elektrode 510 ausgebildet, die sich aus AuGeNi/AuNi zusammensetzt. Die Einfalisebene und die Lichtausgangsebene sind beide Spaltungsebenen. Einfallendes Licht LI tritt von einem Ende der i-Typ-InGaAsP-Führungslage 503 in deren Inneres ein, breitet sind dann längs beider Phasenmodulationsteilstücke 611 aus und wird von deren anderem Ende abgegeben.
In dieser zweiten Ausführungsform, wird der Steg 531 durch ein selektives Kristallwachstumsverfahren gebildet. Alle Oberflächen des Steges sind glatte Kristallebenen und als Ergebnis können dieselben Effekte wie jene, die in der ersten Ausführungsform erhalten werden, erhalten werden.

Herstellungsverfahren der zweiten Ausführungsform

Der optische Mach-Zehnder-artige Modulator dieser Ausführungsform kann durch im wesentlichen dasselbe Verfahren wie für die Vorrichtung der Fig. 1 und für die erste Ausführungsform hergestellt werden, folglich wird hier keine Erläuterung gegeben.

Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform

Die Arbeitsweise dieses optischen Modulators wird unten erläutert werden.
Wenn eine Sperr-Vorspannung über eine der p-seitigen Elektroden 508 und die n-Typ-Elektrode 510 angelegt wird, wird ein elektrisches Feld an die i-Typ-InGaAsP-Führungs 503 und i-Typ- InP-Plattierungslage 504 genau darunter angelegt, so daß die Brechungsindizes der Lagen 503 und 504 infolge des elektrooptischen Effekts (Pockels Effekt) variieren, der durch dieses elektrische Feld verursacht wird. Als Ergebnis wird eines der beiden gleichverzweigten Lichtsignale, die von dem einfallenden Licht LI abgeleitet werden, das sich durch das 3 dB-Lichtverzweigungsteilstück 615 ausbreitet, einer Phasenmodulation infolge des Anlegens einer Sperr-Vorspannung unterworfen und dann, wenn das so phasenmodulierte Lichtsignal mit dem anderen Lichtsignal im Lichtververeinigungsteilstück 612 kombiniert wird, wird diese Phasenmodulation in eine Intensitätsmodulation umgesetzt. Folglich kann, wenn eine Sperr-Vorspannung Vπ an eine p-seitige Elektrode 508 der beiden Phasenmodulatorteilstücke 611 angelegt wird, um einem Lichtsignal darin eine Phasenänderung von π (rad) zu erteilen, das einfallende Licht LI ausgelöscht werden.
Fig. 8 ist ein Schaubild, das eine Extinktionskennlinie des optischen Modulators dieser Ausführungsform zeigt, wenn Licht mit einer Wellenlänge von 1,3 µm eingegeben wird. Wenn die angelegte Sperr-Vorspannung null (0) V beträgt, wird Licht durchgelassen, wenn sie 5,8 V beträgt, wird das Licht ausgelöscht und wenn die Spannung weiter gesteigert wird, werden solche Zustände zyklisch wiederholt. Zusätzlich beträgt die Kapazität C dieses Modulators 2,2 pF und eine Modulationsfrequenzbandbreite von 3 GHz kann aufrechterhalten werden.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen werden optische Wellenleitervorrichtungen, die Halbleitermaterialien des InP- Systems verwenden, als die bevorzugten Beispiele genommen, sind aber nicht darauf beschränkt und als Ergebnis kann diese Erfindung auf Vorrichtungen angewendet werden, die Halbleitermaterialen anderer Systeme einschließlich dem GaAs-System verwenden. Zusätzlich ist es selbstverständlich, daß die Vorrichtungskonfigurationen, das heißt, die Dicke und Zusammensetzung jeder Lage und die Größe des Wellenleiters, nicht auf jene beschränkt ist, die in diesen Ausführungsformen gezeigt werden.

Claims

1. Optische Halbleiter-Wellenleitervorrichtung mit einem durch einen selektiven Kristallwachstumsprozeß auf einem Halbleitersubstratabschnitt (301-304, 501-504) gebildeten Halbleitersteg (331, 531), um einen optischen Wellenleiter zu bilden, und zwei oder mehr Elektroden (308,310,508,510) zum Anlegen eines elektrischen Feldes an den optischen Wellenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg Seitenoberflächen aufweist, von denen jede eine (111)-B-Ebene ist, der Substratabschnitt eine (100)-Ebenenorientierung aufweist, der Steg sich längs einer [011]-Richtung erstreckt, und jede der Seitenoberflächen und der oberen Oberfläche des Steges eine durch Kristallwachstum gebildete Kristallebene ist, und daß der Steg zwei Stegteilstücke (308a,308b,308c,308d, 531) aufweist, die durch einen Einschnitt (340,540) getrennt sind, ein oder beide Stegteilstücke eine Elektrode aufweisen, so daß ein elektrisches Feld an das oder jedes Stegteilstück unabhängig angelegt werden kann.

2. Optische Halbleiter-Wellenleitervorrichtung nach Anspruch 1, in der der Substratabschnitt aufweist:

eine erste Halbleiter-Plattierungslage (302, 502), eine Halbleiterführungslage (303, 503) und eine zweite Halbleiter-Plattierungslage (304, 504), die in dieser Reihenfolge auf einem Halbleitersubstrat (301, 501) gezüchtet werden, und der Steg aufweist:

eine dritte Halbleiter-Plattierungslage (305, 505) und eine Halbleiter-Abdecklage (306, 506), die in dieser Reihenfolge auf der zweiten Halbleiter-Plattierungslage gezüchtet werden.

3. Optische Halbleiter-Wellenleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, in der ein optischer Wellenleiter vorgesehen ist und durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden ein elektrisches Feld an den optischen Wellenleiter angelegt wird und einfallendes Licht einer Phasenmodulation unterzogen wird.

4. Optische Halbleiter-Wellenleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, in der zwei optische Wellenleiter (331) nahe zueinander ausgebildet sind und die Elektroden so angeordnet sind, daß ein elektrisches Feld unabhängig an jeden optischen Wellenleiter angelegt werden kann, um einen optischen Schalter zu bilden.

5. Optische Halbleiter-Wellenleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, in der der optische Wellenleiter ein Lichtverzweigungsteilstück (610) und ein Lichtververeinigungsteilstück (612) aufweist, die durch zwei Phasenmodulatorteilstücke (611) gekoppelt sind, und die Elektroden so angeordnet sind, daß ein elektrisches Feld unabhängig an jedes Phasenmodulatorteilstück angelegt werden kann, so daß durch Anlegen elektrischer Felder an die beiden Phasenmodulatorteilstücke einfallendes Licht wirksam geschaltet werden kann.

6. Verfahren zur Herstellung einer optischen Halbleiter-Wellenleitervorrichtung, das die Schritte aufweist:

Benutzung eines selektiven Kristallwachstumsprozesses, um einen Halbleitersteg auf einem Halbleitersubstratabschnitt zu bilden, um einen optischen Wellenleiter zu bilden, und Bilden von zwei oder mehr Elektroden zum Anlegen eines elektrischen Feldes an den optischen Wellenleiter, dadurch gekennzeichnet, daß der Steg Seitenoberflächen aufweist, von denen jede eine (111)-B-Ebene ist, der Substratabschnitt eine (100)-Orientierung aufweist, der Steg längs einer [011]-Richtung gebildet wird, und jede der Seitenoberflächen und der oberen Oberfläche des Steges eine durch Kristallwachstum gebildete Kristallebene ist, und daß der Steg zwei Stegteilstücke aufweist, die durch einen Einschnitt getrennt sind, wobei ein oder beide Stegteilstücke eine Elektrode aufweisen, so daß ein elektrisches Feld an das oder jedes Stegteilstück unabhängig angelegt werden kann.

7. Verfahren nach Anspruch 6, in dem der Schritt des Bildens des Steges einen Schritt des Bildens einer Maske über dem Substratabschnitt, wobei die Maske eine Öffnung an einer Stelle aufweist, wo jedes Stegteilstück gebildet werden soll, und einen Schritt des kristallographischen Züchtens eines Materials, um den Steg in den Öffnungen der Maske zu bilden, aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, in dem ein dielektrischer Film als die Maske verwendet wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, in dem die Maske durch eine Photolithographietechnik gemustert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 6, 7, 8 oder 9, in dem der Substratabschnitt durch einen Prozeß gebildet wird, der die Schritte des Züchtens einer ersten Halbleiter-Plattierungslage, einer Halbleiterführungslage und einer zweiten Halbleiter-Plattierungslage in dieser Reihenfolge auf einem Halbleitersubstrat aufweist, wobei der Steg auf der zweiten Plattierungslage gebildet wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, in dem der Schritt des Bildens des Steges einen Schritt des Züchtens einer dritten Halbleiter-Plattierungslage und einer Halbleiter-Abdecklage in dieser Reihenfolge aufweist.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 11, in dem der Schritt des Bildens des Steges durch ein metallorganisches Dampfphasen-Epitaxie-Verfahren ausgeführt wird.