JP2962265B2 - 電気光学素子の製造方法 - Google Patents

電気光学素子の製造方法

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JP2962265B2 JP9053069A JP5306997A JP2962265B2 JP 2962265 B2 JP2962265 B2 JP 2962265B2 JP 9053069 A JP9053069 A JP 9053069A JP 5306997 A JP5306997 A JP 5306997A JP 2962265 B2 JP2962265 B2 JP 2962265B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気光学素子の製
造方法に関し、特に、電気光学効果を利用して被測定物
の電界を検出する信号波形測定装置に用いる電気光学素
子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の信号波形測定装置に従来用いら
れている電気光学素子について、図5に示す信号波形測
定装置の構成図を用いて、説明する。図5を参照して、
電気光学物体1を被測定物12に対して近接させ若しく
は接触させることにより、被測定物12の信号によって
発生した電界を電気光学物体1内に導き、電気光学物体
1の屈折率を変化させる。光源51より光11を電気光
学物体1に入射し、反射膜4で反射させることにより、
光の偏光を変化させる。その偏光が変化した反射光をビ
ームスプリッタ52で垂直方向に反射させ、検光子53
で光強度に変換し、光検出器54で検出することによ
り、信号波形を測定する。
【0003】電気光学素子55は、電気光学物体1の被
測定物体12に向く面には反射膜4を備え、その反対側
の面には透明導電膜2を備える構造となっている。反射
膜4は、電気光学物体1に入射された光を入射方向に反
射させる。一方、透明導電膜2は基準電位にされて、被
測定物12の電界を透明導電膜2の方向に誘導する。
【0004】ここで、図5に示す従来の電気光学素子5
5は、透明導電膜2を接地電位にするために、金属ワイ
ヤ6を用い、これを透明導電膜2に銀ペーストのような
導電性塗料で或いは接着剤と導電性塗料との組合せなど
(いずれも、図示は省略)で取り付ける構造であった。
叉、電気光学物体1の反射膜4側の面と透明導電膜2側
の面とが、平行な構造であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した信号波形測定
装置における従来の電気光学素子55においては、反射
膜4で反射された光の一部が、透明導電膜2と電気光学
物体1との界面で反射されてしまう。そのため、反射膜
4と透明導電膜2の間に多重反射が起き、正確な信号が
測定できないという問題が生じる。
【0006】また、透明導電膜2を基準(接地)電位に
するために、導電接着剤などで透明導電膜2に金属ワイ
ヤ6を接続する構造としていることから、製作が難しく
電気光学素子の小型化が困難である。その結果、小型化
による測定の高感度化が難しい。
【0007】従って、信号波形測定装置の精度を向上さ
せることのできる電気光学素子が望まれている。
【0008】本発明は、叉、信号波形測定装置の感度を
向上させることのできる電気光学素子を提供することを
目的とする。
【0009】そこで、本発明は、上記のような、信号波
形測定装置の高精度化、高感度化に寄与可能な電気光学
素子を容易に製造する方法を提供することを目的とする
ものである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の電気光学素子
は、外部から加わる電界に応じて屈折率が変化する板状
の電気光学物体の一方の面には反射膜を備え、他方の面
には透明導電膜を備える構造の電気光学素子であって
前記透明導電膜上に、金属膜からなるパッドを備えてい
る。
【0011】叉、前記電気光学物体と前記透明導電膜と
の間に、電気光学物体の側から、酸化膜及び反射防止膜
をこの順に備えている
【0012】更に、前記電気光学物体の透明導電膜が設
けられた側の面が、前記反射膜が設けられた側の面に対
し傾斜していることを特徴とする。
【0013】上記の電気光学素子は、外部から加わる電
界に応じて屈折率が変化する板状の電気光学物体の一方
の面には反射膜を設け、他方の面には透明導電膜を設け
る工程を含む電気光学素子の製造方法において、電気光
学物体の一方の面には反射膜を形成し他方の面には透明
導電膜を形成した後、前記透明導電膜上に金属膜を形成
する工程と、前記金属膜を、リソグラフィを用いたエッ
チングにより、一部をパッド状に残して、選択的に除去
する工程とを備えることを特徴とする製造方法によって
製造される。
【0014】叉、前記電気光学物体の他方の面上に前記
透明導電膜を形成するに先立って、前記電気光学物体の
他方の面上に酸化膜及び反射防止膜をこの順に形成する
工程を備えることを特徴とする製造方法によって製造さ
れる。
【0015】更には、前記透明導電膜上の金属膜を選択
的に除去するに先立って、前記電気光学物体の一方の面
上の前記反射膜上に、前記金属膜のエッチングに対する
反射膜の保護膜を形成する工程を備えることを特徴とす
る製造方法によって製造される。
【0016】本発明では、電気光学素子において、反射
膜と透明導電膜との間に角度を持たせることにより或い
は、透明導電膜と電気光学物体との間に反射防止膜を介
在させることにより、電気光学物体内で光の多重反射を
起こさせない。これにより、多重反射によるノイズを除
去し、信号波形測定の精度を高める。
【0017】本発明は、電気光学素子の製造に際し、リ
ソグラフィとエッチング技術とを用い、透明導電膜上に
形成した金属膜を一部分をパッド状に残して選択的に除
去する。そして、ワイヤボンディング技術を用い、残し
た方のパッド状金属膜に金属細線(ボンディングワイ
ヤ)をボンディング接続する。これにより、小型の電気
光学素子を容易に製造できる。
【0018】本発明によれば、小型でしかも電気光学物
体内での多重反射のない電気光学素子を、容易に製造で
きる。従って、信号波形測定装置の高感度化、高精度化
を容易に達成できる。
【0019】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て、数例の実施例を用い、図面を参照して詳説する。
【0020】〔実施例1〕図1は、本発明の第1の実施
例(実施例1)の信号波形測定装置における、電気光学
素子と被測定物12の近辺の様子を模式的に示す側面図
である。図1を参照して、この図に示す電気光学物体1
は下面に反射膜4を備え、上面には透明導電膜2と金属
パッド3とを備えている。金属パッド3は透明導電膜2
に対してその一部分上に形成された構造となっており、
ボンディングワイヤ5が金属パッド3にボンディング接
続されている。
【0021】図1において、ワイヤ5を接地することに
より透明導電膜2を接地電位にし、被測定物12から発
生した電界13を、横方向に漏れることなく透明導電膜
2に誘導する。このいわゆる縦型電場による電界によっ
て、電気光学物体1の屈折率を変化させる。透明導電膜
2の金属パッドに覆われていない部分の表面から光11
を入射し、その光を反射膜4によって反射させる。この
間、電気光学物体1を通過している過程で偏光が変化し
た光を、透明導電膜2の表面から入射方向へ出射させ
る。
【0022】本発明者は、この実施例1の電気光学素子
を、以下のようにして製造した。図1を参照して、電気
光学物体1として縦方向(紙面上下方向)の電界に対し
て電気光学効果を生じるGaAs、CdTe或いはZe
Teなどの結晶板を用いた。その電気光学物体1の下面
には、反射膜4として、AlやAgなどの金属膜や誘電
体多層膜を設け、上面には、インジウムの酸化物と錫の
酸化物とから成るITO製の透明導電膜2を設け、その
上にAu、Alなどの金属膜を形成し、フォトリソグラ
フィ技術を用い、ボンディングパッドとなる部分3を残
してエッチング除去した。尚、金属パッド3と透明導電
膜2との密着性を向上させるために、好ましくはそれら
の間にCu膜を配すると良い。金属パッド3は、光11
を透明導電膜2に入射させるように、透明導電膜の上に
全面に被着させた金属膜を、光11の透明導電膜2上で
のスポット直径の約2倍程度の面積で除去して形成し
た。金属パッド3にワイヤボンディングした金属細線5
には、直径30μm程度のAl線やAu線などを用い
た。
【0023】本実施例の電気光学素子は、ワイヤ5を金
属パッド3に直接ワイヤボンディングしているので、導
電性接着材などを用いる必要はなく、製造が容易であ
る。しかも、ワイヤボンディングは、例えばLSIの製
造など他の分野でも利用される接続技術であり、細密化
が非常に進んだ接続技術であるので、本実施例において
も、金属パッドの小面積化は何らの困難もなく可能で、
延いては信号波形測定装置の高感度化が可能である。
【0024】被測定物12と透明導電膜2との間の関係
は、被測定物12と反射膜4との間に構成されるコンデ
ンサ(容量値=C1 )と、反射膜4と透明導電膜2との
間に構成されるコンデンサ(容量値=C2 )の2つの平
行平板コンデンサとして解析できる。いま、被測定物1
2の電圧をVとすると、電気光学物体1に印加される電
圧VEOは、VEO=V/(1+C2 / C1 )で表され、電
気光学物体1の屈折率変化量は、この電圧VEOに比例す
る。従って、容量値C2 が小さいほど感度は向上する。
すなわち、素子の小型化によって、高感度の信号波形測
定ができるのである。
【0025】本実施例は、このように、金属パッド3に
ワイヤ5を直接ワイヤボンディング接続することによ
り、容易に製造できる。また、小型化が容易で、その小
型化により、高感度の信号波形測定を可能にする。
【0026】〔実施例2〕次に、本発明の第2の実施例
(実施例2)について、説明する。図2は、本発明の実
施例2による電気光学素子の側面図である。図2を参照
して、本実施例は、電気光学物体1の上面が下面に対し
て、傾斜角度21をもった傾斜面となっている点が、実
施例1と異なっている。電気光学物体1は、その下面に
反射膜4を備え、上面には、透明導電膜2と金属パッド
3とを備えている。金属パッド3は透明導電膜2に対し
てその一部分上に形成された構造となっており、ワイヤ
5が金属パッド3にワイヤボンディングされている。
【0027】本実施例において、反射膜4で反射された
光11は、その一部が電気光学物体1と透明導電膜2の
界面で反射される。しかし、透明導電膜2が形成されて
いる面が反射膜4に対して傾斜しているので、上記の透
明導電膜2からの反射光は、反射膜4に対して斜めに入
射することになる。従って、反射膜4と透明導電膜2と
の間で多重反射は起こらない。
【0028】本発明者は、この実施例の電気光学素子
を、次のようにして、製造した。図2を参照して、電気
光学物体1として、GaAs、CdTeやZeTeなど
のような、縦方向(紙面上下方向)の電界に対して電気
光学効果を生じる結晶板を用いた。その電気光学物体1
の下面には、反射膜4として、AlやAgなどの金属や
誘電体多層膜を設けた。上面は下面に対して、光11の
直径や集光レンズなどによるが、5度程度の傾斜角度2
1を持たせた傾斜面とした。そして、その傾斜を持った
上面に、インジウムの酸化物と錫の酸化物から成るIT
O製の透明導電膜2を形成し、さらにその上にAu、A
lなどの金属膜を形成したのち、ボンディングパッドと
なる部分3を残して、フォトリソグラフィ技術により、
エッチング除去した。尚、金属パッド3と透明導電膜2
との密着性を向上させるために、好ましくはそれらの間
にCu膜を配すると良い。金属パッド3は、光11が透
明導電膜2に入射されるように、全面状に被着させた金
属膜を、光11の透明導電膜2上でのスポット直径の約
2倍程度の面積をエッチング除去して、残した部分であ
る。
【0029】図2において、反射膜4で反射された光1
1は、その一部が電気光学物体1と透明導電膜2との界
面で反射される。ところが、透明導電膜2が形成されて
いる面が反射膜4に対して5度程度傾斜していることか
ら、その透明導電膜2からの反射光は反射膜4に対し
て、10度程度の角度で斜めに入射することになる。従
って、反射膜4と透明導電膜2との間で多重反射は、生
じない。
【0030】〔実施例3〕次に、本発明の第3の実施例
(実施例3)について、説明する。図3は、本実施例に
よる電気光学素子の側面図である。図3を参照して、本
実施例は、電気光学物体1の上面に、下層から順に、酸
化膜31と反射防止膜32とを備えており、その上に透
明導電膜2と金属パッド3とが形成されている点が、実
施例1と異なっている。金属パッド3は透明導電膜2に
対して、その一部分上に形成された構造となっており、
ワイヤ5が金属パッド3に、ワイヤボンディングされて
いる。電気光学素子1の下面には、反射膜が形成されて
いる。
【0031】本発明者は、この実施例の電気光学素子
を、図4に示す製造工程の流れ図に従って製造した。先
ず、両面が光学研磨された電気光学物体1の片面に酸化
膜形成41、反射防止膜形成42、透明導電膜形成43
および金属膜形成44を行い、もう一方の面に反射膜形
成45を行う。電気光学物体1としては、縦方向(紙面
上下方向)の電界に対して電気光学効果を生じるGaA
s、CdTeやZeTeなどの結晶板をを用い、その下
面に設ける反射膜4としては、AlやAgなどの金属や
誘電体多層膜を用いた。すなわち、酸化膜形成工程41
では、上記の電気光学物体1の一方の面上にSiO2
を、蒸着あるいは気相成長により成膜した。反射防止膜
形成42では、Al23 を蒸着あるいはスパッタによ
り成膜した。透明導電膜形成工程43では、ITOを蒸
着あるいはスパッタにより成膜した。金属膜形成44工
程では、Auを蒸着あるいはスパッタにより成膜した。
叉、電気光学物体1のもう一方の面に対する反射膜形成
工程45では、Alを蒸着あるいはスパッタにより成膜
した。
【0032】次に、金属膜パターニング工程46で、フ
ォトリソグラフィを用いたエッチングにより、金属パッ
ド3のパターンを形成する。この工程では、半導体デバ
イスの製造プロセスで一般的に用いられているリソグラ
フィ技術およびエッチング技術を利用して、Auなどの
金属膜を一部選択的に除去して、金属パッド3のパター
ンを残す。本実施例では、エッチング除去する金属膜
(パッド3以外の部分)の面積を、光11が透明導電膜
2に入射するように、光11の透明導電膜2上でのスポ
ット直径の約2倍程度の面積とした。尚、エッチングに
よりAlなどの反射膜がダメージを受けないように、フ
ォトレジストを反射膜上にも塗布、ベークして反射膜を
保護することが好ましい。また、金属パッド3と透明導
電膜2との間の密着性を向上させるために、好ましくは
それらの間にCu膜を介在させるとよい。
【0033】その後、素子毎に切断、分離47して、実
装48した後、ボンディング技術によりワイヤ接続49
を行う。すなわち、切断・分離工程47で、半導体デバ
イスの製造におけるダイシング技術を利用して300μ
m×300μmのサイズに切断した後、実装工程48
で、信号波形測定装置内に実装した。続くワイヤ接続工
程49では、金属パッド3に、直径30μmのAl細線
やAu細線などからなるボンディングワイヤをボンディ
ングした。このボンディングには、同じく半導体デバイ
スの製造に用いられる超音波ボンディングなどのワイヤ
ボンディング技術を利用した。
【0034】このようにして製造した本実施例の電気光
学素子においては、反射膜4で反射された光11は、そ
の一部が透明導電膜2から反射膜4方向に反射するのを
反射防止膜32によって妨げられ、多重反射を起こさな
い。本実施例も実施例2と同様に、実施例1における製
造の容易性、小型化の向上という効果に加えて、反射膜
4と透明導電膜2との間の光の多重反射に起因するノイ
ズの除去とそれに基づく波形測定精度の向上という効果
をもたらす。
【0035】
【発明の効果】本発明の第1の効果は、透明導電膜上に
金属パッドを設け、ワイヤボンディング技術により直接
ワイヤを接続できるようにすることにより、小型の電気
光学素子を容易に製造できるようにしたことである。本
発明によれば、ワイヤを接続するときに導電接着剤など
を用いる必要がなく、導電接着剤を硬化させる間に発生
するワイヤの位置ずれなどに対処する必要がないからで
ある。
【0036】これにより、本発明によれば、透明導電膜
に対するワイヤ接続用部分の面積を小さくし延いては、
電気光学素子の面積を小さくして素子の容量を小さくす
ることができ、電気光学物体により多く被測定物からの
電界を誘起して、信号波形測定の感度を高めることがで
きる。
【0037】本発明の第2の効果は、反射膜と透明導電
膜との間で光の多重反射が生じないようにすることがで
き、その結果、高精度の信号波形測定が可能になること
である。本発明によれば、反射膜と透明導電膜との間の
光の多重反射によるノイズの影響が除去できるからであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1による信号波形測定装置にお
ける電気光学素子の側面図である。
【図2】本発明の実施例2による信号波形測定装置にお
ける電気光学素子の側面図である。
【図3】本発明の実施例3による信号波形測定装置にお
ける電気光学素子の側面図である。
【図4】本発明の実施例3による電気光学素子の製造工
程を、工程順に示す流れ図である。
【図5】信号波形測定装置の構成及びこれに用いられる
従来の電気光学素子の構造を示す側面図である。
【符号の説明】
1 電気光学物体 2 透明導電膜 3 金属パッド 4 反射膜 5 ワイヤ 11 光 12 被測定物 13 電界 21 傾斜角度 31 酸化膜 32 反射防止膜 41 酸化膜形成工程 42 反射防止膜形成工程 43 透明導電膜形成工程 44 金属膜形成工程 45 反射膜形成工程 46 金属膜パターニング工程 47 切断・分離工程 48 実装工程 49 ワイヤ接続工程 51 光源 52 ビームスプリッタ 53 検光子 54 光検出器 55 電気光学素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01R 15/00 - 29/14 G02F 1/015 - 1/055 505 H01L 21/60 301

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部から加わる電界に応じて屈折率が変
    化する板状の電気光学物体の一方の面には反射膜を設
    け、他方の面には透明導電膜を設ける工程と、前記電気
    光学物体の他方の面上に設けた前記透明導電膜上に金属
    膜を形成する工程と、 前記電気光学物体の一方の面上に設けた前記反射膜上
    に、前記金属膜のエッチングに対する反射膜の保護膜を
    形成する工程と、 前記電気光学物体の他方の面側の金属膜を、リソグラフ
    ィを用いたエッチングにより、一部をパッド状に残し
    て、選択的に除去する工程とを備えることを特徴とする
    電気光学素子の製造方法
  2. 【請求項2】 外部から加わる電界に応じて屈折率が変
    化する板状の電気光学物体の一方の面には反射膜を設
    け、他方の面には酸化膜、反射防止膜及び透明導電膜を
    この順に設ける工程と、 前記電気光学物体の他方の面側に設けた前記透明導電膜
    上に金属膜を形成する工程と、 前記電気光学物体の一方の面上に設けた前記反射膜上
    に、前記金属膜のエッチングに対する反射膜の保護膜を
    形成する工程と、 前記電気光学物体の他方の面側の金属膜を、リソグラフ
    ィを用いたエッチングにより、一部をパッド状に残し
    て、選択的に除去する工程とを備えることを特徴とする
    電気光学素子の製造方法
  3. 【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載の電気光学
    素子の製造方法において、 前記パッド状に残した金属膜に、金属細線をワイヤボン
    ディングにより接続する工程を備えることを特徴とする
    電気光学素子の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006032952A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Shogen Koden Kofun Yugenkoshi 透明性導電層を含む全方向性リフレクタを有する発光ダイオード

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JP2006032952A (ja) * 2004-07-12 2006-02-02 Shogen Koden Kofun Yugenkoshi 透明性導電層を含む全方向性リフレクタを有する発光ダイオード

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