JP5447321B2

JP5447321B2 - 光制御素子

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Publication number: JP5447321B2
Application number: JP2010222429A
Authority: JP
Inventors: 将之本谷; 雅之市岡; 潤一郎市川
Original assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Osaka Cement Co Ltd
Priority date: 2010-09-30
Filing date: 2010-09-30
Publication date: 2014-03-19
Anticipated expiration: 2030-09-30
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Description

本発明は、ＬＮ（ＬｉＮｂＯ_３、ニオブ酸リチウム）チップと回路基板とから構成される光制御素子に関する。

ＬＮチップの制御部、及び接続ランド、接続配線と電気コネクタ、中継基板などとの電気的接続は、ワイヤーボンディング、リボンボンディングが広く用いられており、ＬＮチップ上における信号電極の接続ランド部（パッド部）は、工程に応じたサイズが必要である。光変調器（光制御素子）としての主要機能部分である信号電極が配される部分の光導波路の間隔は２０μｍ〜２００μｍ、広くても３００μｍ程度が一般的であるが、接続ランド部の長さ分としてさらに数百μｍが必要となる。その分、チップの幅が広くなり、１枚のＬＮウェハから得られる素子数が減ってしまう。また、ネスト型ＭＺ変調器や複数の電極を有する変調器の場合、制御信号のタイミングを合わせる必要があり、配線電極を屈曲させるなどの構成が必要である。このような構成の場合、さらに広いチップ幅が必要になるので１枚のＬＮウェハから得られる素子数がさらに減ってしまう。

また、配線電極を大きく屈曲させることによる制御信号の減衰および高周波特性の劣化といった問題もある。さらには、ＬＮのＸ板のように、基板主面内の誘電率の異方性が大きい材料を基板として用いてチップの側方に電極を取り出す場合、インピーダンスの不連続を防ぐための設計が複雑になるといった問題がある。

この問題を解決するために、特許文献１が提案されている。これは、フリップチップ実装などを用いて、ＬＮチップを配線基板にフェースダウンして実装する方式である。この構成では、接続ランド部の電極幅と光導波路との作用部での電極の幅が同じことを前提としており、ＬＮチップを用いた高周波変調器では、電極の幅が１０μｍまたはそれ以下で、高さは３０μｍ以上の高アスペクト構造となる。

しかしながら、このような細い電極では、半田との溶融による線切れが生じやすく、半田リフローによる配線基板との実装には、厳密な半田の量、温度の制御などが必要となり、量産への適用は容易ではない。また、高アスペクト構造のため、応力により変形しやすく、フリップチップボンディングによる接続では、信号電極の変形や倒れが発生しやすく、量産への適用は容易ではない。

特開２００６−２８４８３８号公報国際公開ＷＯ２００７／１１４３６７号公報

しかしながら、半田リフロー工程やフリップチップボンディングが可能となるようなチップの構成については、基本的に接続ランド部を大きく形成するのだが、単純な構成で配線を太くした場合はインピーダンスの不整合や寄生容量が大きくなり、光変調器としての特性、特に高周波帯での特性が大幅に劣化してしまう。
特に、特許文献２（図３）に記載されたようなＬＮチップの両面を電極で挟んだ構造においては上記の問題が顕著である。

本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、その目的は、ＬＮチップと回路基板を少ない面積で実装した光変調器を提供することである。
またＬＮチップと回路基板との接続構成を工夫することにより、光制御素子の特性を劣化させることなくＬＮチップの小型化が可能な光制御素子を提供することを目的の一つとしている。

本発明の光制御素子は、配線電極が設けられた回路基板と、電気光学効果を有する材料からなる厚さ１０μｍ以下の素子基板と、前記素子基板に形成された光導波路と、前記素子基板の厚さ方向一方の主面側に設けられた第１電極と、前記素子基板の他方の主面側に設けられた第２電極と、を備え、前記第１電極は、少なくとも信号電極と第一の接地電極とからなるコプレーナ型の電極であるとともに、信号電極は光導波路を通る光の位相を制御する制御部と当該制御部に接続された接続ランド部とからなり、前記第２電極は、少なくとも第二の接地電極を有し、前記素子基板の厚さ方向で前記第１電極と対向するとともに前記接続ランド部とは対向しない領域に設けられるとともに、前記制御部と協働して前記光導波路に電界を印加し、前記接続ランド部は、前記制御部の電極幅よりも広い幅を有して当該制御部と接続されており、前記制御部と前記回路基板の前記配線電極とを電気的に接続していることを特徴とする。

また、前記接続ランド部が前記信号電極の長手方向両端の少なくとも一方に設けられている構成としてもよい。

また、前記信号電極を複数有し、これら複数の前記信号電極にはそれぞれ独立した制御信号が入力される構成としてもよい。

また、前記素子基板の前記他方の主面側には、低誘電率層を介して保持基板が設けられており、前記第１電極と同一面上に設けられる前記信号電極と前記接地電極との間隔が、前記低誘電率層の厚さに応じて設定される構成としてもよい。

また、前記面実装ボンディングは、半田リフローボンディングまたはフリップチップボンディングである構成としてもよい。

また、前記チップの前記制御部は前記光導波路に沿って直線状に形成されている構成としてもよい。

また、前記電気光学効果を有する材料が、ニオブ酸リチウム又はタンタル酸リチウムである構成としてもよい。

本発明によれば、光制御素子における電極構造は主要部電極がＧ−ＣＰＷ構造となっている一方、接続ランド部における電極構造はＧ−ＣＰＷ構造ではなくＣＰＷ構造にすることで、フリップチップボンディングやリフローボンディング等のコンパクト実装下でもインピーダンスの不整合や寄生容量の増加、高周波特性の劣化を回避することができる。
従来は、制御部の端部を素子基板の側方へ向かって湾曲させる構造であったためチップの幅を広くとる必要があったが、本発明では、制御部の端部を素子基板の側方へ向かって湾曲させない構造のため、チップの幅を狭くすることができる。
また、制御信号の伝搬方向が変わることがないので、誘電率に異方性がある材料を素子基板にした場合でも電極の設計が複雑にならない。
また第２電極は、少なくとも第二の接地電極を有し、素子基板の厚さ方向で第１電極と対向するとともに接続ランド部とは対向しない領域に設けられているため、インピーダンスの不整合や寄生容量が大きくなることがなく、光変調器としての特性、特に高周波帯での特性の劣化を大幅に抑制できる。
これにより、電極の設計自由度が向上するとともに、光制御素子の特性を劣化させることなく、１枚のウェハからのチップの取り数を大幅に向上することが可能となる。

光制御素子の概略構成を示す断面図。（ａ）は、ＬＮチップの概略構成を示す平面図、図２（ｂ）はＬＮチップの概略構成を示す断面図、図２（ｃ）はＬＮチップの概略構成を示す平面図。回路基板の概略構成を示す斜視図。ＬＮチップと回路基板との接続の仕方を説明する断面図。従来の光制御素子の概略構成を示す図。

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。
図１は、光制御素子の概略構成を示す断面図である。図２（ａ）は、ＬＮチップの概略構成を示す平面図、図２（ｂ）は図２（ａ）におけるＸ，Ｘ間のＬＮチップの概略構成を示す断面図であり、便宜上、光導波路１３ａ及び１３ｄを図示している。図２（ｃ）はＬＮチップの概略構成を示す平面図である。ここで、図２（ｃ）では、低誘電率層及び補強基板の図示を省略している。
また、図３は、回路基板の概略構成を示す斜視図であり、図４はＬＮチップと回路基板との接続の仕方を説明する断面図である。

本実施形態では、フェースダウンボンディングの一形態であるフリップチップボンディングにより、図２に示すＬＮチップ１０を図３に示す回路基板３０に接続することで、図１に示すような本実施形態の光制御素子（光変調器）１００を構成している。
まず、ＬＮチップ１０、回路基板３０について説明する。

〔ＬＮチップ〕
図２（ａ）〜（ｃ）に示すＬＮチップ１０は、誘電体であるニオブ酸リチウム結晶（ＬＮ）に変調用電極を形成し、細長い板状にカットしたものである。
ＬＮチップ１０は、図２（ａ）に示すように、厚さ１０μｍ以下の平板形状の素子基板１１を有して構成され、その表面（一方の主面）１１ａの近傍に複数の光導波路１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄが形成されている。光導波路１３ａは、一端が入力用の光ファイバ４１に接続され、他端がＹ分岐によって２つの光導波路１３ｂ、光導波路１３ｃに接続されている。これら２つの光導波路１３ｂ、１３ｃは互いに略平行な直線部分を有し、再びＹ分岐によって１つの光導波路１３ｄに接続され、他端は出力用の光ファイバ４２に接続されている。本実施形態における光導波路１３ａ〜１３ｄは、マッツエンダー（ＭＺ）型の光導波路を構成している。

本実施例の光導波路１３ａ〜１３ｄは、素子基板１１の表面１１ａにおいて、光導波路１３ａ〜１３ｄの両側に凹部や溝を設けることで直接形成された、もしくは素子基板１１の表面１１ａ上に部分的成膜により形成されたリッジ型光導波路であるが、本発明はこれに限定されることなく光導波路の両側に溝を有さない従来の構造など、他の光導波路構造においても適用可能である。

図２（ｂ）に示すように、光導波路１３ａ〜１３ｄが形成された素子基板１１の表面１１ａ上には、膜状の第一のバッファ層１２Ａが設けられている。この第一のバッファ層１２Ａは、光の導波損失を避けるために、素子基板１１と第１電極２１（信号電極１４、第一の接地電極１５）との間に設けられたＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）の膜であり、光導波路１３ａ〜１３ｄを覆うようにして素子基板１１の表面１１ａの全体に形成されている。なお、構成によっては第一のバッファ層１２Ａを必要としない場合もある。そして、第一のバッファ層１２Ａ上には第１電極２１が形成されている。

第１電極２１は、少なくとも信号電極１４と第一の接地電極１５とからなるコプレーナ型（Coplanar waveguide：ＣＰＷ電極）の電極である。本実施形態では信号電極１４を一対（２つ）有している。これら信号電極１４は、光導波路１３ａ〜１３ｄのＭＺ干渉計の分岐した光が平行に伝搬する部分にそれぞれ形成され、制御信号を印加することによって並行する光の位相を変化させて、出力光の位相や強度を制御する。

一対の信号電極１４及び第一の接地電極１５は、Ａｕ電極である。信号電極１４は、光導波路１３ｂ、１３ｃ上でこれら光導波路１３ｂ、１３ｃの互いに平行な直線部分に対してそれぞれ平行に配置され、直線状に形成されている。そして、各信号電極１４の長手方向両端部にはそれぞれ接続ランド部１６Ａ，１６Ｂが設けられており、本実施形態においては、素子基板１１上に４つの接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂが設けられている。
本実施例では接続ランド部１６Ａ，１６Ｂは信号電極１４の長手方向両端に設けられている構成としたが、回路基板３０との接続点が１点もしくは２点より多い場合は、その接続点に各々設けてもよく、適宜設計することができる。

本実施形態では一対（２つ）の信号電極１４が設けられた構成となっているが、１つ、あるいは３つ以上設けた構成としても構わない。詳しくは後述するが、ＬＮチップ１０を、オートバイアス回路等を含む周辺経路が配置された回路基板３０へ実装することで、これら複数の信号電極１４にはそれぞれ独立した制御信号が入力されることになる。
従来の構成では、３つ以上の電極を持つ光制御素子はＬＮチップの幅を更に大きくすることになるが、本発明の構成を適用することでＬＮチップの幅を抑えることができ、１枚のウェハからのチップの取り数を向上さることができるため、効果は更に大きいものとなる。

第一の接地電極１５には、光導波路１３ｂ、１３ｃ（信号電極１４）の少なくとも直線部分（制御部１９）に対応する領域を含む大きさで形成された一対の開口部１５ｃ，１５ｃが設けられている。開口部１５ｃは信号電極１４の形成領域よりも広い開口面積を有するもので、これら各開口部１５ｃ，１５ｃ内の略中央部分に信号電極１４が配置された構成となっている。ここで、開口部１５ｃ，１５ｃの大きさ、つまり、第一の接地電極１５と信号電極１４との間隔は、後述する低誘電率層１７の厚さと信号電極１４の幅、素子基板１１の誘電率と厚さ、第一のバッファ層１２Ａ及び第二のバッファ層１２Ｂの誘電率と厚さとの関係によって定められる。

接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂは、ＬＮチップ１０を回路基板３０上へ実装する際、ＬＮチップ１０の信号電極１４の制御部１９と回路基板３０の配線電極とを電気的に接続するためのもので、上記したようにＬＮチップ１０における素子基板１１に対して第１電極２１と同一面上に形成されている。接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂは信号電極１４の制御部１９の幅（延在方向に交差する方向の幅）よりも広い幅を有し、本実施形態においては信号電極１４から遠ざかるほど漸次広がる形状であり、平面視略三角形状を呈している。接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂの平面視における形状はこれに限ったものではなく、平面視略四角形状であってもよい。
接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂは、後述する回路基板３０との接続方法に応じて設定され、適当な幅（太さ）、平面形状とされる。

一方、素子基板１１の裏面（他方の主面）１１ｂ上には第二のバッファ層１２Ｂを介して第二の接地電極としての第２電極２２が形成されている。
第２電極２２は、素子基板１１の表面側に設けられた信号電極１４と協働して光導波路１３ａ〜１３ｄに電界を印加するもので、素子基板１１の厚さ方向において上記第１電極２１と対向する領域全体に形成され、上記した４つの接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂと対向する領域には設けられていない。図１では、素子基板１１の裏面１２ｂ側において、接続ランド部１６Ａ，１６Ａと対向する領域には第２電極２２が設けられていないことを示している。

第二のバッファ層１２Ｂは、ＳｉＯ_２（二酸化ケイ素）の膜であり、低誘電率層１７は、酸化シリコン、窒化ケイ素、アルミナなどの公知の材料や接着剤を含む樹脂を用いて形成され、素子基板１１を構成する材質の誘電率よりも低い誘電率を有する材料からなる層である。

図２（ｃ）に示すように、第２電極２２には、接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂと対応する４つの開口部２２ｃが形成されている。各開口部２２ｃは、個々の接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂと対向する領域をそれぞれ含む大きさであって、各接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂの形成領域よりも大きい開口面積を有する。図２（ｃ）において、各開口部２２ｃは平面視矩形状を呈し、それぞれが素子基板１１の短辺方向一方の側辺に達する大きさで形成されているが、各開口部２２ｃの平面視における形状はこれに限ったものではない。平面視円形状など適宜選択できる。すなわち、第２電極２２の形状が、素子基板１１の厚さ方向で接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂと重なることのない形状であればよい。

本実施形態においては、接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂ以外の領域では上記した第２電極２２の構成により第１電極２１における電極構成がＧ−ＣＰＷ構造とされ、接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂにおける電極構成がＣＰＷ構造となっている。

第２電極２２が形成された素子基板１１の裏面１１ｂ側には、低誘電率層１７を介して補強基板（保持基板）１８が設けられている。
補強基板１８は、石英ガラスなどのガラス基板より構成されている。補強基板１８としては、素子基板１１を構成する材質の誘電率よりも低い誘電率を有する材料からなるものであればよく、特に素子基板１１を構成する材質と同じ熱膨張係数を有するものが望ましい。

上記のように構成されたＬＮチップ１０の信号電極１４に電圧を印加して電界を生じさせると、ＬＮチップ１０すなわちニオブ酸リチウムの結晶の屈折率が変化する電気光学効果により、信号電極１４の下層に配置された２つの光導波路１３ｂ、１３ｃを通る光の位相がそれぞれ変化する。そして、これら２つの光導波路１３ｂ、１３ｃが合成するＹ分岐において位相の異なる２つの光が合波され、強度変調が行われる。このようにして、光出力用の光ファイバ４１から出力される光が変調される。

〔回路基板〕
次に、回路基板３０の構成を説明する。
図３に示すように、回路基板３０の基板３１は、高周波に対応の配線基板であり材質はセラミックを用いる。基板３１の表面に電極及び配線が配置され、ＬＮチップ１０を制御する駆動回路、オートバイアス回路等を構成する回路部品が取り付けられるが、図３においてこのような配線や回路部品は省略し、ＬＮチップ１０を接続する一対の信号電極３２ａ、一対の信号電極３２ｂ、３つ接地電極３３ａ及び３つの接地電極３３ｂを示す。

信号電極３２ａは基板３１の長手方向一方の側部に配置され、信号電極３２ｂは基板３１の長手方向他方の側部に配置されており、信号電極３２ａ及び３２ｂの各々の一端には接続ランド部３５ａ，３５ｂが設けられている。具体的には、信号電極３２ａの信号電極３２ｂ側の一端には接続ランド部３５ａが設けられ、信号電極３２ｂの信号電極３２ａ側の一端には接続ランド部３５ｂが設けられている。

図２に示すＬＮチップ１０をその表面側を回路基板３０の表面と対向させて実装させたときに、ＬＮチップ１０の各信号電極１４の一端にそれぞれ設けられた接続ランド部１６Ａが回路基板３０の信号電極３２ａの接続ランド部３５ａにバンプ３４を介して接続され、信号電極１４の他端にそれぞれ設けられた接続ランド部１６Ｂが回路基板３０の信号電極３２ｂの接続ランド部３５ｂにバンプ３４を介してそれぞれ接続されることとなる。

接地電極３３ａおよび接地電極３３ｂは、信号電極３２ａ、３２ｂと平面視で重ならない領域にこれらとは所定の間隔をおいて配置されており、回路基板３０の幅方向に、３つの接地電極３３ａと２つの信号電極３２ａとが交互に配置されているとともに、３つの接地電極３３ｂと信号電極３２ｂとが交互に配置されている。そして、接地電極３３ａおよび接地電極３３ｂの一端にはそれぞれ接続ランド部３６が設けられている。回路基板３０上にＬＮチップ１０を実装させた際に、接続ランド部３６はＬＮチップ１０の第一の接地電極１５に接続されることとなる。

また、一対の信号電極３２ａ及び一対の信号電極３２ｂは、それぞれの一端側がゆるやかな曲率で基板３１の短手方向一方の側方に向かう曲げ形状とされ、基板３１の側方に達した各々の端部が不図示のコネクタに接続される。
なお、信号電極３２ａ，３２ｂ、接地電極３３ａ，３３ｂの配線形状やピッチはパッケージやそのコネクタ位置等の条件により適宜選択できる。

次に、回路基板３０上へのＬＮチップ１０の実装方法について述べる。
回路基板３０の信号電極３２ａ，３２ｂ及び接地電極３３ａ，３３ｂと、ＬＮチップ１０の信号電極１４及び第一の接地電極１５との接続は、次のように行う。

図４に示すように、まず、回路基板３０の接続ランド部３５ａ，３５ｂ及び接続ランド部３６上に、金、半田等のバンプ３４をそれぞれ形成する。そして、各接続ランド部３５ａ，３５ｂ，３６上にバンプ３４が形成された回路基板３０上に、ＬＮチップ１０を上下反対向きにして第１電極２１が形成された表面側を回路基板３０と対向させて載置させる。このとき、ＬＮチップ１０の接続ランド部１６Ａ，１６Ｂ及び第一の接地電極１５と、回路基板３０の接続ランド部３５ａ，３５ｂ，３６との位置合わせを行いながら、回路基板３０上にＬＮチップ１０を載置させ、リフローや熱圧着等の方法によりボンディングを行う。このようにして、図１に示した光制御素子１００を構成する。

ＬＮチップ１０と回路基板３０との接続方法には、一般的なフリップチップボンダ等の装置を用いることができる。ＬＮチップ１０の一対の接続ランド部１６Ａと回路基板３０の一対の接続ランド部３５ａ、ＬＮチップ１０の一対の接続ランド部１６Ｂと回路基板３０一対の接続ランド部３５ｂ、ＬＮチップ１０の第一の接地電極１５と回路基板３０接続ランド部３６（接地電極３３ａ，３３ｂ）とが、それぞれバンプ３４を介して接続される。このため、これらの電極の間に空気層が設けられ、入力された光を正しく変調させることができる。

上記した本実施形態のＬＮチップ１０は、素子基板１１の裏面１１ｂ側において、第１電極２１（信号電極１４及び第一の接地電極１５）と対向する領域には第２電極２２が形成されており、Ｇ−ＣＰＷ構造となっている。これに対し、接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂと対向する領域には第２電極２２が形成されておらず、ＣＰＷ構造が採用されている。
ＬＮのような比誘電率の高い材料からなる薄い基材を素子基板１１として用いる場合、その厚さ方向で接続ランド部と第２電極２２とが対向するＧ−ＣＰＷの構成で接続ランド部の幅を広くすると、インピーダンスが非常に大きくなり、インピーダンス不連続の発生、あるいは、寄生容量の増大による高周波特性の劣化が生じてしまう。
しかしながら、本実施形態のように、素子基板１１の裏面１１ｂ上において接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂと対向する領域には第２電極２２を形成しない、ＣＰＷ構造とすることによって、上記したようなインピーダンスの不整合の発生や寄生容量の増加を抑えることができ、特に、高周波領域での光変調の特性劣化を防止することができる。

また、図５に示す従来のように、信号電極１４（制御部１９）の端部をＬＮチップ１０の側方へ湾曲させて形成する必要がないため製造が容易になる。また、従来は、信号電極１４（制御部１９）の端部を素子基板１１の側方へ向かって湾曲させる構造であったためチップの幅を広くとる必要があったが、本発明では、信号電極１４の端部を素子基板１１の側方へ向かって湾曲させない構造のためチップの幅を狭くすることができ、１枚のウェハからのチップの取り数を大幅に向上することが可能となる。
特に、リッジ型光導波路の場合は加工時間も多くかかるためコスト面での効果が非常に大きい。
また、ＬＮチップ１０および周辺回路を１枚の回路基板３０に実装することができるので、低コスト化を図ることができる。

また、信号電極１４をストレートすなわち直線状に形成することで、制御信号の伝搬送方向が変わることがないので、誘電率に異方性のある材料を素子基板１１にした場合でも、電極の設計が複雑になることはない。
また、信号電極１４を曲線構造にしていた従来の構成と異なり、高周波応答成分の劣化及び反射を低減することができる。
また、信号電極１４をＬＮチップ１０上で取り回す必要がなくなり、複数信号の位相差の調整経路の設計などの自由度が増すとともに、短尺化も可能となり、特性の向上が得られる。

また、接続ランド部１６Ａ，１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｂは、ＬＮチップ１０と回路基板３０との接続方法に応じて設定され、適当な幅（太さ）、平面形状とされる。これにより半田リフローによる接続の際、半田との溶融による線切れを回避することができるとともに、厳密な半田の量、温度の制御許容幅などが緩和され、量産への適用が容易になる。

また、信号電極１４はＧ−ＣＰＷ構造のため、回路基板３０との接続のために単に線幅を広くしただけでは、インピーダンスの不整合や寄生容量が大きくなり、光制御素子１００としての特性が大幅に低下してしまうことが懸念されていた。しかしながら、本実施形態のように、信号電極１４の両端に信号電極１４より広い幅を有する接続ランド部１６Ａ，１６Ｂをそれぞれ設けることにより、回路基板３０へのプリップチップボンディング実装時の応力による信号電極１４の変形や倒れなどを回避することができる。
また、ＬＮチップ１０の信号電極１４と回路基板３０とを接続ランド部１６Ａ，１６Ｂを介して直接接続するため、寄生容量を生じる余地が少ない。

なお、ＬＮチップ１０に形成される光導波路および電極の形状、これに対応する回路基板３０の電極の形状、電極上にバンプを形成する位置や個数等は、上記で説明した形態に限定されず、各種の形態とすることができる。

本発明は、ＬＮチップと回路基板から構成される光変調器に用いられる。また、本発明は、ＬＮ変調器に限定されるものではなく、半導体材料、ポリマー材料で作成された変調器においても利用可能である。

１１…素子基板、１１ａ…表面（一方の主面）、１１ｂ…裏面（他方の主面）、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ…光導波路、１４，３２ａ，３２ｂ…信号電極、１５，３３ａ，３３ｂ…接地電極、１５ｃ，２２ｃ…開口部、１６Ａ，１６Ｂ，３５ａ，３５ｂ，３６…接続ランド部、１７…低誘電率層、１８…補強基板（保持基板）、１９…制御部、２１…第１電極、２２…第２電極、３０…回路基板、３１…基板、３３ａ，３３ｂ…第二の接地電極、１００…光制御素子

Claims

配線電極が設けられた回路基板と、
電気光学効果を有する材料からなる厚さ１０μｍ以下の素子基板と、
前記素子基板に形成された光導波路と、
前記素子基板の厚さ方向一方の主面側に設けられた第１電極と、
前記素子基板の他方の主面側に設けられた第２電極と、を備え、
前記第１電極は、少なくとも信号電極と第一の接地電極とからなるコプレーナ型の電極であるとともに、信号電極は光導波路を通る光の位相を制御する制御部と当該制御部に接続された接続ランド部とからなり、
前記第２電極は、少なくとも第二の接地電極を有し、前記素子基板の厚さ方向で前記第１電極と対向するとともに前記接続ランド部とは対向しない領域に設けられるとともに、前記制御部と協働して前記光導波路に電界を印加し、
前記接続ランド部は、前記制御部の電極幅よりも広い幅を有して当該制御部と接続されており、前記制御部と前記回路基板の前記配線電極とを電気的に接続していることを特徴とする光制御素子。
前記接続ランド部が前記信号電極の長手方向端の少なくとも一方に設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載の光制御素子。
前記信号電極を複数有し、これら複数の前記信号電極にはそれぞれ独立した制御信号が入力される
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光制御素子。