JP2000221458A - Production of waveguide type optical device - Google Patents

Production of waveguide type optical device

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JP2000221458A
JP2000221458A JP11027462A JP2746299A JP2000221458A JP 2000221458 A JP2000221458 A JP 2000221458A JP 11027462 A JP11027462 A JP 11027462A JP 2746299 A JP2746299 A JP 2746299A JP 2000221458 A JP2000221458 A JP 2000221458A
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waveguide
optical device
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crystal substrate
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process for producing a waveguide type optical device without damaging the waveguide formed on a crystal substrate or the substrate surface on the periphery of the waveguide. SOLUTION: This process consists in producing the waveguide type optical device of transverse electric field electrode constitution which has an optical waveguide part on the surface of the crystal substrate, is formed with transparent electrode films on both sides of the optical waveguide part or is formed with buffer films and is further formed with metallic films on these buffer films. In this process for producing the waveguide type optical device, the optical waveguide part formed on the surface of the crystal substrate is selectively protected by protective films and thereafter, the transparent electrode films or buffer films are formed by a sputtering method on the surface of the crystal substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速光通信、光ス
イッチングネットワーク、光情報処理、光画像処理等の
各種システムに用いられる導波路型光変調器や導波路型
光スイッチ等の導波路型光デバイス製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveguide type optical modulator and a waveguide type optical switch used in various systems such as high-speed optical communication, optical switching network, optical information processing and optical image processing. The present invention relates to an optical device manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】導波路型光変調器、および導波路型光ス
イッチは、高速光通信、光スイッチングネットワーク、
光情報処理、光画像処理等の各種システムの実現におい
て非常に重要な要素となるものである。これらの光変調
器または光スイッチにおいて、とりわけLiNbO
3(以下LNと略称する)基板を用いた光デバイス(以
下LNデバイス)は、変調時の波長チャーピングが小さ
いことから有望視されている。
2. Description of the Related Art Waveguide-type optical modulators and waveguide-type optical switches are used for high-speed optical communication, optical switching networks,
This is a very important element in realizing various systems such as optical information processing and optical image processing. In these optical modulators or optical switches, among others, LiNbO
An optical device (hereinafter, LN device) using a 3 (hereinafter abbreviated as LN) substrate is promising because of its small wavelength chirping at the time of modulation.

【0003】このLN光デバイスでは、LNへのチタン
の内部拡散によって基板内に低損失ストリップ導波路が
形成され、その上にバッファ膜を介して電極が形成され
た構造を有しており、この構造により電気光学効果を有
し、スイッチまたは変調器の動作実現されている。
This LN optical device has a structure in which a low-loss strip waveguide is formed in a substrate by internal diffusion of titanium into LN, and an electrode is formed thereon via a buffer film. The structure has an electro-optic effect and realizes the operation of a switch or a modulator.

【0004】図2は、横電界電極構成の導波路型光デバ
イスについて、光導波路が1つの場合について模式図に
示したものである。
FIG. 2 is a schematic view of a waveguide type optical device having a lateral electric field electrode structure in a case where there is one optical waveguide.

【0005】図2(a)は、横電界電極構成の導波路型
光デバイスの斜視図であり、LN基板201に設けられ
た導波路202の両側に電極203(信号電極と接地電
極)を接地し、横電界を有する(例えばx−カット、又
はy−カット結晶に適用)。
FIG. 2A is a perspective view of a waveguide type optical device having a lateral electric field electrode structure, and electrodes 203 (signal electrode and ground electrode) are grounded on both sides of a waveguide 202 provided on an LN substrate 201. And has a lateral electric field (e.g., applied to x-cut or y-cut crystals).

【0006】このタイプの導波路型光デバイスについて
は、以下に示す引用文献−1に紹介されている。 引用文献−1:「Waveguide Electrooptic Modulator
s (導波路型電気光学変調器」と題する論文(IEEE T
ransactions on Microwave Theory and Technique
s、第MTT-30巻第8号(1982)、1121-1137ペー
ジ)。
A waveguide type optical device of this type is introduced in the following cited reference-1. Reference 1: "Waveguide Electrooptic Modulator"
s (guided electro-optic modulator) (IEEE T
ransactions on Microwave Theory and Technique
s, MTT-30, Vol. 8, No. 8 (1982), pp. 1121-1137).

【0007】導波路型光変調器の帯域幅は、主に、電極
の種類、材料、配置と、基板の誘電率に依存する。広帯
域のためには、進行波電極(Traveling wave electro
de)が広く用いられている。その概念は、電極を伝送線
路の延長として構成することである。そのため、電極の
特性インピーダンスは、マイクロ波電源および負荷(L
oad)の特性インピーダンスと同じでなくてはならな
い。その場合の変調速度は、光波およびマイクロ波の走
行時間(または位相速度または有効屈折率)の差により
制限される。
[0007] The bandwidth of the waveguide type optical modulator mainly depends on the type, material and arrangement of the electrodes and the dielectric constant of the substrate. For a wide band, the traveling wave electrode
de) is widely used. The concept is to configure the electrode as an extension of the transmission line. Therefore, the characteristic impedance of the electrode depends on the microwave power source and the load (L
od). The modulation speed in that case is limited by the difference in transit time (or phase speed or effective refractive index) of the light wave and the microwave.

【0008】広く使われている進行波電極構造として
は、1)一つの信号電極と一つの接地電極からなる非対
称ストリップライン(Asymmetric strip line、以
下、ASLと略称する)型または、非対称平面ストリッ
プ(Asymmetric coplanar strip 以下、ACPSと
略称する)型電極構造。2)一つの信号電極と二つの接
地電極からなる平面導波(Coplanar waveguide以下、
CPWと略称する)型電極構造の2種類がある。
[0008] Traveling wave electrode structures widely used include: 1) an asymmetric strip line (hereinafter abbreviated as ASL) type comprising one signal electrode and one ground electrode, or an asymmetric planar strip (hereinafter abbreviated as ASL). Asymmetric coplanar strip (hereinafter abbreviated as ACPS) type electrode structure. 2) Coplanar waveguide consisting of one signal electrode and two ground electrodes,
There are two types of electrode structures, abbreviated as CPW).

【0009】これらの内容については、以下に示す引用
文献−2に紹介されている。 引用文献-2:「A wide band Ti:LiNbO3 optical
modulator with a conventional coplanar wavegu
ide type electrode (従来の平面導波型電極を備え
た、広帯域 Ti:LiNbO3変調器)」と題する論
文(IEEE Photonics Technology Letters、第4巻第9
号(1992)、1020−1022ページ) 図3は、普通または平面導波型進行波電極が形成された
2つ光導波路を有する横電界電極構成の例である。その
二つの導波路は変調器又は光スイッチ(方向性結合器、
いわゆるdirectional coupler)の二つのアーム又はMa
ch-Zehnder変調器の二つのアームに代表される。図3
(a)は、斜視図であり、LN基板301の表面に2つ
の導波路302を有し、その両側に電極303が形成さ
れ、横電界を有する電極構成となっている。
These contents are introduced in the following cited reference-2. Cited Reference-2: "A wide band Ti: LiNbO 3 optical
modulator with a conventional coplanar wavegu
ide type Electrode (with a conventional planar waveguide type electrode, broadband Ti: LiNbO 3 modulators) entitled "Article (IEEE Photonics Technology Letters, Vol. 4 No. 9
No. (1992), pp. 1020-1022) FIG. 3 is an example of a lateral electric field electrode configuration having two optical waveguides on which ordinary or planar waveguide traveling wave electrodes are formed. The two waveguides are modulators or optical switches (directional couplers,
So-called directional coupler) two arms or Ma
It is represented by two arms of a ch-Zehnder modulator. FIG.
(A) is a perspective view, which has two waveguides 302 on the surface of an LN substrate 301, electrodes 303 formed on both sides thereof, and has an electrode configuration having a lateral electric field.

【0010】上記の導波路型光デバイスの構造につい
て、図2(b)〜(d)および図3(b)〜(d)を用
いて説明し、さらに、それらデバイスの製造方法につい
て、図4を用いて説明を行う。
The structure of the above waveguide type optical device will be described with reference to FIGS. 2 (b) to 2 (d) and FIGS. 3 (b) to 3 (d). This will be described with reference to FIG.

【0011】図2(b)、図2(c)及び図2(d)
は、図2(a)で示したA−B間でカットした断面図で
あり、図2(a)の横電界電極構成の導波路型光デバイ
スにおける断面構造のバリエーションを示したものであ
る。導波路202の両側に形成された電極203は、例
えば金属電極または透明電極を示す。
FIGS. 2 (b), 2 (c) and 2 (d)
2A is a cross-sectional view cut along the line AB shown in FIG. 2A, and shows a variation of the cross-sectional structure of the waveguide optical device having the in-plane switching electrode configuration of FIG. 2A. The electrodes 203 formed on both sides of the waveguide 202 are, for example, metal electrodes or transparent electrodes.

【0012】図2(b)は、LN基板201の上に、電
極203が直接形成された場合であり、図2(c)及び
図2(d)は、LN基板201上にバッファ膜を介して
電極が形成された場合である。図2(c)のバッファ膜
204は、電極の下のみに形成されており、図2(d)
のバッファ膜204は、電極の外側にも形成された状態
を示す。
FIG. 2B shows a case where the electrode 203 is directly formed on the LN substrate 201. FIGS. 2C and 2D show a case where the electrode 203 is formed on the LN substrate 201 via a buffer film. In this case, the electrodes are formed. The buffer film 204 shown in FIG. 2C is formed only under the electrode, and the buffer film 204 shown in FIG.
Buffer film 204 is also formed outside the electrode.

【0013】図3(b)、図3(c)及び図3(d)
は、図3(a)に示したA−B間でカットした断面図で
あり、図3(a)の横電極構成の導波路型光デバイスに
おける断面構造のバリエーションを示したものである。
LN基板301に、2つの導波路302が形成され、こ
の導波路302の両側に電極303が形成された横電界
電極構成をなしている。
FIGS. 3 (b), 3 (c) and 3 (d)
3A is a cross-sectional view cut along a line AB shown in FIG. 3A, and shows a variation of the cross-sectional structure in the waveguide-type optical device having the horizontal electrode configuration of FIG. 3A.
Two waveguides 302 are formed on the LN substrate 301, and a lateral electric field electrode configuration is formed in which electrodes 303 are formed on both sides of the waveguide 302.

【0014】断面構造は、図3(b)に示すように、L
N基板201の上に、電極203が直接形成された場
合、図3(c)及び図3(d)は、LN基板201上に
バッファ膜を介して電極が形成された場合等がある。図
3(c)のバッファ膜304は、電極の下のみに形成さ
れており、図3(d)のバッファ膜304は、電極の外
側にも形成された状態を示す。
[0014] As shown in FIG.
In the case where the electrode 203 is directly formed on the N substrate 201, there are cases where the electrode is formed on the LN substrate 201 via a buffer film in FIGS. 3C and 3D. The buffer film 304 in FIG. 3C is formed only under the electrode, and the buffer film 304 in FIG. 3D is also formed outside the electrode.

【0015】このように、図2(a)または図3(a)
に示した横電界構成の場合においては、例えば変調器を
例示できるが、光とマイクロ波の位相整合のため、電極
の下バッファ膜を使われる場合がある。
As described above, FIG. 2A or FIG.
In the case of the horizontal electric field configuration shown in (1), for example, a modulator can be exemplified, but a buffer film below the electrode may be used for phase matching between light and microwaves.

【0016】図4は、図2(c)に示した1つの光導波
路を有する横電界電極構成の導波路型光デバイスでの製
造方法を示している。図3に示した2つの光導波路を有
する光デバイスについても、製造工程は同様である。
FIG. 4 shows a method of manufacturing a waveguide type optical device having a lateral electric field electrode configuration having one optical waveguide shown in FIG. 2C. The manufacturing process is the same for the optical device having two optical waveguides shown in FIG.

【0017】電気光学効果を有する結晶基板(例えばL
N基板)401の上に、導波路402を形成する(工程
1)。この導波路402の形成方法については、チタン
金属膜ストリップを成膜し、さらに結晶中に拡散させる
ことにより形成する。
A crystal substrate (for example, L
A waveguide 402 is formed on an (N substrate) 401 (step 1). The waveguide 402 is formed by forming a titanium metal film strip and then diffusing it into the crystal.

【0018】その上に誘電体層であるバッファ膜又は透
明電極膜(ITO)403をスパッタ方法により形成す
る(工程2)。
A buffer film or a transparent electrode film (ITO) 403 as a dielectric layer is formed thereon by a sputtering method (step 2).

【0019】バッファ膜403の上にフォトレジスト
(PR)404を形成し、パターニング(露光、現像
等)を行う(工程3及び工程4)。
A photoresist (PR) 404 is formed on the buffer film 403, and patterning (exposure, development, etc.) is performed (steps 3 and 4).

【0020】ついで、パターニングされたレジストをマ
スクとして用いて、バッファ膜を、エッチング加工す
る。エッチングは、例えばECR装置またはRIE装置
を用いたドライエッチング又はエッチング液を用いたウ
エットエッチングにより行われる(工程5)。
Next, the buffer film is etched using the patterned resist as a mask. The etching is performed by, for example, dry etching using an ECR apparatus or an RIE apparatus or wet etching using an etchant (Step 5).

【0021】その後フォトレジストを除去する(工程
6)。
Thereafter, the photoresist is removed (step 6).

【0022】所定の形状にバッファ膜または透明電極を
形成した基板上に、必要に応じて、金属膜5を形成する
(工程7)。
On the substrate on which the buffer film or the transparent electrode is formed in a predetermined shape, a metal film 5 is formed as required (Step 7).

【0023】次いでこの金属膜405の上に新たなフォ
トレジスト404を成膜し(工程8)、このフォトレジ
スト404をパターニングし(工程9)、ドライエッチ
ング又はウエットエッチングにより金属膜405を所定
形状に加工する(工程10)。
Next, a new photoresist 404 is formed on the metal film 405 (Step 8), the photoresist 404 is patterned (Step 9), and the metal film 405 is formed into a predetermined shape by dry etching or wet etching. Processing (step 10).

【0024】加工後の金属膜405上に残ったフォトレ
ジスト404を除去し、素子が完成する(工程11)。
The photoresist 404 remaining on the processed metal film 405 is removed to complete the device (step 11).

【0025】上記工程のうち、工程4でバッファ膜又透
明電極膜403を形成する際に、スパッタ法を用いるこ
とにより、基板との良好な密着性、良質な膜を得ること
ができる。その場合、導波路2及びその周辺(光導波路
部)の結晶基板表面がスパッタ雰囲気にさらされること
により、ダメージを受ける。このダメージは、結晶の中
に欠陥や抵抗の低下等の問題を発生させやすく、そのた
め、素子の信頼性(高DCドリフト発生、温度特性の低下
等)が悪化する。この信頼性の悪化については、以下の
引用文献−3及び引用文献−4に記載されている。 引用文献-3:「Ultra-broad-band and highly stab
le LiNbO3 optical modulators for optical tra
nsmission systems」と題する論文、国際学会IOOC'95
(International Conference on Integrated Opt
ics and OpticalFibre Communication)のテクニカ
ルダイジェストボリューム2、100-101ページ。 引用文献-4:「Siダブルスリットを有する高信頼性LiN
bO3光変調器」と題する論文電子情報通信学会技術研究
報告、{機構デバイス}1998年8月28日発行、EM
D98-52、61-66ページ)。
Of the above steps, when forming the buffer film or the transparent electrode film 403 in step 4, by using a sputtering method, it is possible to obtain a film having good adhesion to the substrate and good quality. In that case, the waveguide 2 and the crystal substrate surface around the waveguide 2 (optical waveguide portion) are damaged by being exposed to a sputtering atmosphere. This damage easily causes a problem such as a defect or a decrease in resistance in the crystal, thereby deteriorating the reliability of the device (such as high DC drift and a decrease in temperature characteristics). This deterioration in reliability is described in the following references 3 and 4. Reference-3: "Ultra-broad-band and highly stab
le LiNbO3 optical modulators for optical tra
nsmission systems, IOOC'95
(International Conference on Integrated Opt
ics and OpticalFibre Communication) Technical Digest Volume 2, pages 100-101. Reference-4: "Highly Reliable LiN with Si Double Slit
bO 3 Optical Modulator ”IEICE Technical Report, {Mechanical Devices} August 28, 1998, EM
D98-52, pp. 61-66).

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題に
鑑み、特に結晶基板に形成された導波路または導波路周
辺の基板面にダメージを与えることなく、導波路型光デ
バイスを製造する製造方法を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-mentioned problems, the present invention provides a method of manufacturing a waveguide type optical device without damaging a waveguide formed on a crystal substrate or a substrate surface around the waveguide. The aim is to provide a method.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明は、結晶基板の表
面に光導波路部を有し、該光導波路部の両側に、透明電
極膜が形成されているか、またはバッファ膜が形成さ
れ、さらにそのバッファ膜の上に金属膜が形成されてい
る横電界電極構成の導波路型光デバイスの製造方法であ
って、前記結晶基板の表面に形成された前記光導波路部
を、保護膜により選択的に保護し、次いで前記結晶基板
表面上に前記透明電極膜または前記バッファ膜をスパッ
タ法により形成することを特徴とする導波路型光デバイ
スの製造方法に関する。
According to the present invention, an optical waveguide is provided on a surface of a crystal substrate, and a transparent electrode film or a buffer film is formed on both sides of the optical waveguide. A method for manufacturing a waveguide-type optical device having a lateral electric field electrode structure in which a metal film is formed on the buffer film, wherein the optical waveguide portion formed on the surface of the crystal substrate is selectively formed by a protective film. And then forming the transparent electrode film or the buffer film on the surface of the crystal substrate by a sputtering method.

【0028】前記保護膜の形成については、電子ビーム
蒸着法またはCVD法により行うことにより、光導波路
にダメージを与えずに形成することができる。
The protective film can be formed without damaging the optical waveguide by performing an electron beam evaporation method or a CVD method.

【0029】前記保護膜については、Ti、Au、A
l、Cr、W、Mo、WSi2、MoSi2、TiS
2、TaSi2、TiN、TiW、SiO2、In23
をドープしたSiO2、PSG、BPSGまたはSi3
4からなる膜であることが好ましい。
The protective film is made of Ti, Au, A
1, Cr, W, Mo, WSi 2 , MoSi 2 , TiS
i 2 , TaSi 2 , TiN, TiW, SiO 2 , In 2 O 3
Doped with SiO 2 , PSG, BPSG or Si 3 N
Preferably, the film is composed of four .

【0030】また、前記透明電極については、ITO膜
または酸化亜鉛膜であることが好ましい。
Further, it is preferable that the transparent electrode is an ITO film or a zinc oxide film.

【0031】このように本発明は、導波路の形成後、ス
パッタ方法で透明電極やバッファ膜を形成する前に、導
波路と電極間の基板の部分にダメージを与えないよう
に、基板電子ビーム蒸着法を使い保護膜(たとえば金
属、Ti、チタン膜等)を形成し、さらに通常のスパッタ
法により透明電極またはバッファ膜を形成する導波路型
光デバイスの製造方法である。
As described above, according to the present invention, after forming a waveguide and before forming a transparent electrode or a buffer film by a sputtering method, the substrate electron beam is prevented from damaging a portion of the substrate between the waveguide and the electrode. This is a method of manufacturing a waveguide-type optical device in which a protective film (for example, a metal, Ti, titanium film, or the like) is formed using an evaporation method, and a transparent electrode or a buffer film is formed by a normal sputtering method.

【0032】このように、特に透明電極膜またはバッフ
ァ膜をスパッタ形成する際に、光導波路を保護すること
で、スパッタによる結晶中の欠陥、抵抗の低減等の問題
が発生することはなく、素子の信頼性を確保することは
できる。
As described above, especially when the transparent electrode film or the buffer film is formed by sputtering, by protecting the optical waveguide, problems such as defects in crystals due to sputtering and reduction of resistance do not occur. Reliability can be ensured.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】本発明による基本的な導波路型光
デバイスの工程断面図を図1に示す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view showing the steps of a basic waveguide type optical device according to the present invention.

【0034】電気光学効果を有する結晶基板(例えばL
N基板)101の上に、導波路102を形成する(工程
1)。この導波路102の形成方法については、チタン
金属膜ストリップを成膜し、さらに結晶中に拡散させる
ことにより形成する。
A crystal substrate having an electro-optical effect (for example, L
A waveguide 102 is formed on an (N substrate) 101 (step 1). The waveguide 102 is formed by forming a titanium metal film strip and then diffusing the strip into a crystal.

【0035】その上に保護膜106を基板上に形成する
(工程2)。この保護膜の種類については、電子ビーム
蒸着法、またはCVD法を用いて、光導波路部にダメー
ジを与えずに形成できる金属膜、絶縁膜を用いることが
できる。
A protective film 106 is formed on the substrate (Step 2). As for the type of the protective film, a metal film or an insulating film which can be formed by using an electron beam evaporation method or a CVD method without damaging the optical waveguide portion can be used.

【0036】例えば、Ti、Au、Al、Cr、W、M
o、WSi2、MoSi2、TiSi 2、TaSi2、Ti
N、TiW等の金属膜、SiO2、In23をドープし
たSiO2、PSG(Phosposilicate glass)、BPS
GまたはSi34からなる膜等を挙げることができ、電
子ビーム蒸着法を用いて形成することにより、光導波路
部にダメージを与えることなく形成できる。図5は、電
子ビーム蒸着法の原理を模式化した図である。るつぼ5
01の中に保持された上記保護膜の原料502に電子ビ
ームを照射することにより蒸発させ、発生した蒸気に基
板503をさらし保護膜504を形成する方法である。
For example, Ti, Au, Al, Cr, W, M
o, WSiTwo, MoSiTwo, TiSi Two, TaSiTwo, Ti
Metal film of N, TiW, etc., SiOTwo, InTwoOThreeDope
SiOTwo, PSG (Phosposilicate glass), BPS
G or SiThreeNFourFilm consisting of
The optical waveguide is formed by using the sub-beam evaporation method.
It can be formed without damaging the part. FIG.
It is the figure which modeled the principle of the child beam evaporation method. Crucible 5
01 to the protective film raw material 502 held in
Vaporized by irradiating the
In this method, the plate 503 is exposed to form a protective film 504.

【0037】また、上記列挙した膜のうち、Al、W、
Mo、WSi2、MoSi2、TiSi2、TaSi2、S
iO2、PSG、BPSGまたはSi34を用いた膜に
ついては、CVD法で形成することも可能である。この
場合、電子ビーム蒸着法を用いた場合同様、光導波路部
にダメージを与えることはない。
Of the films listed above, Al, W,
Mo, WSi 2 , MoSi 2 , TiSi 2 , TaSi 2 , S
The film using iO 2 , PSG, BPSG or Si 3 N 4 can be formed by a CVD method. In this case, as in the case where the electron beam evaporation method is used, the optical waveguide portion is not damaged.

【0038】さらに、バッファ膜と保護膜は、異なった
工程で別々にエッチング加工する必要があるために、そ
れぞれ互いに異なった膜で形成することが好ましい。例
えば、バッファ膜が、SiO2の場合は、保護膜として
SiO2以外の膜を用いることが好ましい。
Furthermore, since the buffer film and the protective film need to be separately etched in different steps, it is preferable that the buffer film and the protective film are formed of different films. For example, when the buffer film is SiO 2 , it is preferable to use a film other than SiO 2 as the protective film.

【0039】これらの保護膜の厚みについては、数百Å
あるいはそれ以上の厚みに形成することにより、基板が
後工程でスパッタ雰囲気にさらされても、光導波路部に
ダメージが及ぶことはない。
The thickness of these protective films is several hundreds
Alternatively, by forming the substrate to a thickness larger than that, even if the substrate is exposed to a sputtering atmosphere in a later step, the optical waveguide portion is not damaged.

【0040】次いで、保護膜106の上にフォトレジス
ト(PR)104を全面に形成し、次いでパターニング
(露光、現像等)を行い、所望の位置にのみフォトレジ
スト(PR)104を残す。(工程3)。
Next, a photoresist (PR) 104 is formed on the entire surface of the protective film 106, and then patterned (exposure, development, etc.) to leave the photoresist (PR) 104 only at a desired position. (Step 3).

【0041】次いで、この残したフォトレジスト104
をマスクとして用いて、光導波路部上に保護膜106を
残す(工程4)。
Next, the remaining photoresist 104
Is used as a mask to leave the protective film 106 on the optical waveguide (step 4).

【0042】その後、バッファ膜又は透明電極膜(以下
バッファ膜等)103をスパッタ方法を用いて形成する
(工程5)。この際に、光導波路部については、保護膜
により保護されているために、スパッタ法によりダメー
ジを受けることはない。透明電極膜については、ITO
膜または、酸化亜鉛膜を好適な例として挙げることがで
きる。また、バッファ膜については、SiO2膜、Al2
3膜を好適な例として挙げることができる。
Thereafter, a buffer film or a transparent electrode film (hereinafter referred to as a buffer film) 103 is formed by a sputtering method (step 5). At this time, the optical waveguide portion is not damaged by the sputtering method since it is protected by the protective film. For transparent electrode films, ITO
A film or a zinc oxide film can be given as a preferable example. As for the buffer film, SiO 2 film, Al 2
An O 3 film can be mentioned as a preferable example.

【0043】次いで、バッファ膜等103のうち、保護
膜106の上に形成されている部分を除去するために、
所望も位置にフォトレジスト(PR)104を形成する
(工程6)。
Next, in order to remove a portion of the buffer film or the like 103 formed on the protective film 106,
A photoresist (PR) 104 is formed at desired positions (step 6).

【0044】次いで、バッファ膜等103のうち、保護
膜106の上に形成されている部分をECR装置または
RIE装置を用いたドライエッチングプロセス又は、エ
ッチング液を用いたウエットエッチングプロセスにより
除去し、その後フォトレジスト104を取り除く(工程
7)。この結果、光導波路部以外の所望の位置に、バッ
ファ膜等103が形成される。
Next, of the buffer film 103 or the like, a portion formed on the protective film 106 is removed by a dry etching process using an ECR device or an RIE device or a wet etching process using an etching solution. The photoresist 104 is removed (Step 7). As a result, a buffer film or the like 103 is formed at a desired position other than the optical waveguide.

【0045】次いで、金属膜105を形成し、さらにフ
ォトレジスト104を形成する(工程8)。
Next, a metal film 105 is formed, and a photoresist 104 is formed (Step 8).

【0046】次いで、所望の位置に金属膜を残すべく、
フォトレジスト104をパターニング(露光、現像)す
る(工程9)。
Next, to leave a metal film at a desired position,
The photoresist 104 is patterned (exposed and developed) (step 9).

【0047】次いで、フォトレジスト104をマスクと
して用いて、金属膜105及びバッファ膜等103の一
部をドライエッチングプロセスまたはウエットエッチン
グプロセスにより除去する(工程10)。
Next, using the photoresist 104 as a mask, a part of the metal film 105 and a part of the buffer film 103 are removed by a dry etching process or a wet etching process (Step 10).

【0048】次いで、マスクとして用いたフォトレジス
ト104を除去する(工程11)。
Next, the photoresist 104 used as a mask is removed (step 11).

【0049】次いで、光導波路部に残った保護膜106
を除去し、最終的な導波路型光デバイスが完成する(工
程12)。この保護膜の除去方法としては、ウエットエ
ッチングにより行い、除去の際に光導波路部にダメージ
を与えないようにする。
Next, the protective film 106 remaining on the optical waveguide portion
Is removed, and a final waveguide type optical device is completed (Step 12). The protective film is removed by wet etching so as not to damage the optical waveguide during the removal.

【0050】また、設計上必要に応じて、保護膜を残す
場合もあり、その際は、工程11を経た段階で、導波路
型光デバイスが完成する。
In some cases, a protective film may be left if necessary in design. In such a case, a waveguide type optical device is completed after step 11.

【0051】上記に示した工程においては、透明電極膜
を形成した場合も、さらに金属電極膜を形成している
が、透明電極のみでもよい。その場合は、工程1〜工程
7までは同様に行い、所望の位置に透明電極膜を形成し
た後に、さらに工程12にすすみ、保護膜除去を行うこ
とにより、最終形態である導波路型光デバイスを形成す
ることができる。
In the above-described steps, when a transparent electrode film is formed, a metal electrode film is further formed, but only a transparent electrode may be used. In that case, steps 1 to 7 are performed in the same manner, and after forming a transparent electrode film at a desired position, further proceeding to step 12 and removing the protective film, the waveguide type optical device in the final form is obtained. Can be formed.

【0052】[0052]

【発明の効果】今までは、横電界電極構成のデバイスの
場合、導波路の上の面と電極間の基板の上の面にスパッ
タによるダメージが与えられ、結晶の中に欠陥、抵抗の
低減等の問題が発生しやすくなった。その結果、素子の
信頼性(高DCドリフト発生、温度特性の低下等)が悪化
する。本発明は、導波路と電極間の基板の部分にスパッ
タダメージを防止し、素子の信頼性を確保できる、保護
膜を使った、新製造方法である。
Until now, in the case of a device having a lateral electric field electrode structure, the upper surface of the waveguide and the upper surface of the substrate between the electrodes are damaged by sputtering, thereby reducing defects and resistance in the crystal. And other problems are likely to occur. As a result, the reliability of the element (high DC drift occurrence, deterioration of temperature characteristics, etc.) deteriorates. The present invention is a new manufacturing method using a protective film, which can prevent spatter damage on a portion of a substrate between a waveguide and an electrode and can secure the reliability of an element.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態である基本的な導波路型光
デバイスの工程断面図を示す。
FIG. 1 is a process sectional view of a basic waveguide type optical device according to an embodiment of the present invention.

【図2】一つの光導波路を有する横電界電極構成を使っ
ている光デバイスの構造を示す。図2(a)は、斜視図
を示し、図2(b)〜図2(d)は、図2(a)のA−
B間で断面カットした断面図である。
FIG. 2 shows the structure of an optical device using a lateral electric field electrode configuration having one optical waveguide. FIG. 2A shows a perspective view, and FIGS. 2B to 2D show A-
It is sectional drawing which cut | disconnected the cross section between B.

【図3】二つの光導波路を有する横電界電極構成を使っ
ている光デバイスの構造を示す。図3(a)は、斜視図
を示し、図3(b)〜図3(d)は、図3(a)のA−
B間で断面カットした断面図である。
FIG. 3 shows the structure of an optical device using a lateral electric field electrode configuration having two optical waveguides. FIG. 3A shows a perspective view, and FIGS. 3B to 3D show A-
It is sectional drawing which cut | disconnected the cross section between B.

【図4】従来技術を用いた導波路型光デバイスの工程断
面図を示す。
FIG. 4 is a process sectional view of a waveguide type optical device using a conventional technique.

【図5】本発明において保護膜を形成するときに用いる
電子ビーム蒸着法の原理を説明するための模式図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the principle of an electron beam evaporation method used when forming a protective film in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、401 電気光学効果を有する結晶基板 102、402 光導波路 103、403 バッファ膜又は透明電極膜 104、404 フォトレジスト(PR) 105、405 金属膜 106 保護膜 201、301 電気光学効果を有する結晶基板 202、302 光導波路 203、303 電極 204、304 バッファ膜 501 るつぼ 502 保護膜原料 503 基板 504 保護膜 101, 401 Crystal substrate having electro-optic effect 102, 402 Optical waveguide 103, 403 Buffer film or transparent electrode film 104, 404 Photoresist (PR) 105, 405 Metal film 106 Protective film 201, 301 Crystal substrate having electro-optic effect 202, 302 Optical waveguide 203, 303 Electrode 204, 304 Buffer film 501 Crucible 502 Material for protective film 503 Substrate 504 Protective film

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 結晶基板の表面に光導波路部を有し、該
光導波路部の両側に、透明電極膜が形成されているか、
またはバッファ膜が形成され、さらにそのバッファ膜の
上に金属膜が形成されている横電界電極構成の導波路型
光デバイスの製造方法であって、前記結晶基板の表面に
形成された前記光導波路部を、保護膜により選択的に保
護し、次いで前記結晶基板表面上に前記透明電極膜また
は前記バッファ膜をスパッタ法により形成することを特
徴とする導波路型光デバイスの製造方法。
An optical waveguide portion is provided on a surface of a crystal substrate, and a transparent electrode film is formed on both sides of the optical waveguide portion.
Alternatively, a method for manufacturing a waveguide-type optical device having a lateral electric field electrode structure, in which a buffer film is formed and a metal film is formed on the buffer film, wherein the optical waveguide formed on the surface of the crystal substrate Wherein the transparent electrode film or the buffer film is formed on the surface of the crystal substrate by a sputtering method.
【請求項2】 前記保護膜の形成を、電子ビーム蒸着法
またはCVD法により行うことを特徴とする請求項1記
載の導波路型光デバイスの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the protection film is formed by an electron beam evaporation method or a CVD method.
【請求項3】 前記保護膜が、Ti、Au、Al、C
r、W、Mo、WSi 2、MoSi2、TiSi2、Ta
Si2、TiN、TiW、SiO2、In23をドープし
たSiO2、PSG、BPSGまたはSi34からなる
膜であることを特徴とする請求項2記載の導波路型光デ
バイスの製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the protective film is made of Ti, Au, Al, C
r, W, Mo, WSi Two, MoSiTwo, TiSiTwo, Ta
SiTwo, TiN, TiW, SiOTwo, InTwoOThreeDope
SiOTwo, PSG, BPSG or SiThreeNFourConsists of
3. The optical waveguide device according to claim 2, wherein the optical waveguide is a film.
Vice manufacturing method.
【請求項4】 前記透明電極膜が、ITO膜または、酸
化亜鉛膜であることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載の導波路型光デバイスの製造方法。
4. The method for manufacturing a waveguide-type optical device according to claim 1, wherein said transparent electrode film is an ITO film or a zinc oxide film.
【請求項5】 前記バッファ膜が、SiO2膜、Al2
3膜であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに
記載の導波路型光デバイスの製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the buffer film is an SiO 2 film, Al 2 O
The method for manufacturing a waveguide-type optical device according to any one of claims 1 to 4, wherein the film comprises three films.
【請求項6】 前記結晶基板が、LiNbO3、LiT
aO2、KTiOPO 4であることを特徴とする請求項1
〜5のいずれかに記載の導波路型光デバイスの製造方
法。
6. The method according to claim 1, wherein the crystal substrate is LiNbO.Three, LiT
aOTwo, KTiOPO Four2. The method according to claim 1, wherein
6. A method of manufacturing a waveguide-type optical device according to any one of items 1 to 5,
Law.
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