JPH04217226A - 光導波路型デバイスの製造方法 - Google Patents

光導波路型デバイスの製造方法

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JPH04217226A
JPH04217226A JP2403952A JP40395290A JPH04217226A JP H04217226 A JPH04217226 A JP H04217226A JP 2403952 A JP2403952 A JP 2403952A JP 40395290 A JP40395290 A JP 40395290A JP H04217226 A JPH04217226 A JP H04217226A
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JP
Japan
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layer
guide path
light guide
optical waveguide
substrate
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Withdrawn
Application number
JP2403952A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Yamane
隆志 山根
Minoru Kiyono
實 清野
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/035Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure
    • G02F1/0356Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect in an optical waveguide structure controlled by a high-frequency electromagnetic wave component in an electric waveguide structure

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  • Optics & Photonics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光導波路型デバイスの製
造方法に関する。詳しくは、電気光学効果を有する基板
を用いて高周波数帯の光変調器や光スイッチなどの光導
波路型デバイスを構成する際に、それに用いる制御用電
極,たとえば、進行波電極の基板との密着性をよくし、
かつ、伝送速度の高速化にともなうマイクロ波信号の放
射損その他の損失を低減させ、信号の減衰を防止するよ
うにした光導波路型デバイスの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、光ファイバやレーザ光源の進歩・
発達に伴い、光通信をはじめ光技術を応用した各種のシ
ステム、デバイスが実用化され広く利用されるようにな
る一方で、その高度技術開発,とくに、最近の光通信シ
ステムの高速化の要求から、光導波路型デバイスを用い
て光信号を高速で制御する技術,たとえば、高速光変調
技術が必要になってきた。
【0003】たとえば、1.6 Gbps程度までの低
速光通信システムにおいては、レーザダイオード(LD
)を直接変調する方式を用いてきたが、変調周波数がよ
り高くなると、変調光波長の時間的微小変動, いわゆ
る、チャーピング現象や光ファイバの分散特性などのた
めに高速化と長距離通信への限界が生じる。
【0004】一方、高速光変調方式としては半導体レー
ザ光を外部で変調する外部変調方式がよく知られている
。とくに、電気光学効果を有する基板上に分岐光導波路
を設け、信号電極(制御用電極),たとえば、進行波信
号電極を用いて駆動するマッハツェンダ型外部変調器が
有力視されている。
【0005】図3は光導波路型デバイスの例を示す図で
、マッハツェンダ型外部変調器を例として図示してあり
、同図(イ)は上面図(基板上の電極,導波路配置),
同図(ロ)は同図(イ)のA ーA’  断面図である
【0006】図中、1はLiTaO3などの電気光学効
果を有する基板、2は光導波路で光入射端と光出射端と
の間に分岐光導波路2aおよび2bが形成されている。 この光導波路は通常基板の表面にTiなどの金属を光導
波路部分だけに選択的に拡散させ、その部分の屈折率を
回りの部分よりも少し大きくなるようにしてある。
【0007】3a,3b は光を変調する制御用電極、
4は光導波路上の電極金属層への光の吸収を小さくする
ためのバッファ層で,通常、SiO2などの薄膜が用い
られている。制御用電極3a,3b はバッファ層4を
介して光導波路上に、Auなどの金属を蒸着あるいはめ
っきによって形成している。
【0008】いま、半導体レーザ101 からの直流光
が左側の光入射端から光導波路2 に入り分岐光導波路
2a,2b の分岐点で2つに分けられ、分岐光導波路
2a,2b を通過する間に、制御用電極3a,3bに
制御用電源100から変調信号電圧を印加すると、基板
上に設けられた前記分岐光導波路2a,2b における
電気光学効果によって分岐された両光に位相差が生じる
【0009】この両光を再び合波点で合流させて、右側
の光導波路2 の光出射端から変調された光信号出力を
取り出し、光検知器102 で受光して電気信号に変換
するように構成されている。前記分岐光導波路2a,2
bにおける両光の位相差が0およびπになるように駆動
電圧を印加すれば光信号出力はONーOFF のパルス
信号として得られる。なお、RT は終端抵抗である。
【0010】図4は従来の電極形成方法の例を示す図で
、主な工程を順を追って図示したものである。以下その
概略を説明する。工程(1):たとえば、LiTaO3
からなる基板1に所定の寸法,形状の光導波路2(2a
,2b)を, たとえば、Ti拡散法で形成したあと、
バッファ層4として,たとえば、SiO2膜をスパッタ
形成する。
【0011】工程(2):上記処理基板の上に下地層3
0として、たとえば, 厚さ150 nmの金(Au)
を蒸着する。工程(3):上記処理基板の制御用電極の
形成領域以外の部分に厚さ10μm程度のレジストパタ
ーン5’を図示したごとく形成する。
【0012】工程(4):上記処理基板の前記レジスト
パターン5’が形成されていない下地層30の上に、ス
トレスが生じない金メッキ層, たとえば、粒径の大き
な金メッキ層からなる制御用電極3’a,3’bを形成
する。このような粒径の大きい厚い金メッキ層は, た
とえば、液温65℃のシアン系金メッキ液を用い3mA
/ cm2 の電流密度で30分程度電気メッキして形
成される。
【0013】工程(5):上記処理基板のレジストパタ
ーン5’を適当な剥離液で除去する。工程(6):上記
処理基板を, たとえば、沃素と沃化カリウムの混合水
溶液の中で30秒程度エッチングして、制御用電極の形
成領域以外の部分の下地層30のAuを溶解除去して、
光導波路型デバイス, たとえば、マッハツエンダ型光
変調器が形成されている。なお、このとき制御用電極3
’a,3’b のAuのエッチング量はごく僅かであり
無視してよい。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の制
御用電極3’(3’a,3’b) はデバイス特性をよ
くするために10μm以上の厚さに形成する必要があり
、したがって, 形成された膜にストレスが生じている
と基板1から剥離する。これを避けるために前記したよ
うに粒径の大きな,たとえば、数μmの粒径をもつよう
に金メッキ層を施している。その結果、形成された金メ
ッキ層の表面,すなわち、制御用電極3’(3’a,3
’b) の表面は大きな凹凸が生じてしまい、そこに流
れるマイクロ波,とくに、最近の数10GHz 以上と
いった高周波信号の放射損や伝送損が無視できない大き
さとなり、高周波用光導波路型デバイスの性能・品質を
損なうなどの問題が生じておりその解決が求められてい
る。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、基板1上
に光導波路2と該光導波路2を伝播する光を制御する制
御用電極3とが少なくとも設けられた光導波路型デバイ
スの製造方法において、前記制御用電極3の下層として
粒径が大きい厚い金メッキ層31を形成したあと、その
上に粒径が小さい薄い金層32を形成する光導波路型デ
バイスの製造方法によって解決することができる。具体
的には、前記粒径が小さい薄い金層32を、メッキ, 
または、真空蒸着により形成するようにすればよい。
【0016】
【作用】本発明によれば、制御用電極3の下層として粒
径が大きい厚い金メッキ層31を設けているので、全体
としてストレスが小さく基板1からの剥離が生じる恐れ
はない。しかも、その表面は粒径が小さい薄い金層32
で覆ってあるので、滑らかな表面が得られ、とくに,超
高周波帯の電気信号の放射損や伝送損が大きく低減され
るのである。
【0017】
【実施例】図1は本発明方法の一実施例を示す図で、主
な工程を順を追って図示したものである。以下その概略
を説明する。なお、前記の諸図面で説明したものと同等
の部分については同一符号を付し、かつ、同等部分につ
いての説明は省略する。
【0018】工程(1):基板1には,たとえば、大き
さ40mm×2mm,厚さ1mmのLiNbO3のZ板
の表面を鏡面研磨して使用する。この基板の上にTiを
約100 nmの厚さに真空蒸着し分岐光導波路2aお
よび2bを含む光導波路2に相当する部分にTiが残る
ように通常のホトエッチング法で処理したのち、湿気(
H2O)を含んだ酸素中で、約10500C, 10時
間加熱しTiをLiNbO3中に熱拡散させて光導波路
2を形成する。分岐光導波路部分の長さは25mm,光
導波路の幅は7 μmになるように調整し、分岐光導波
路2aおよび2bの間隔は約15μmとし、分岐部の角
度は2°程度に形成する。次いで、バッファ層としてS
iO2膜を500 nmの厚さにスパッタ法で形成する
【0019】工程(2):上記処理基板の上に下地層3
0として、たとえば, 厚さ150 nmの金(Au)
を蒸着する。工程(3):上記処理基板の制御用電極の
形成領域よりも、やゝ広く,たとえば、2μm位広い部
分に厚さ10μm程度のレジストパターン5を図示した
ごとく形成する。
【0020】工程(4):上記処理基板の前記レジスト
パターン5が形成されていない下地層30の上に、スト
レスが生じない金メッキ層, たとえば、粒径の大きな
厚い金メッキ層31をレジストパターン5の高さと同程
度に形成する。このような粒径の大きい厚い金メッキ層
は, たとえば、液温65℃のシアン系金メッキ液を用
い3mA/ cm2 の電流密度で30分程度電気メッ
キして形成される。
【0021】工程(5):上記処理基板のレジストパタ
ーン5を適当な剥離液で除去する。工程(6):上記処
理基板の制御用電極の形成領域以外の部分に、前記金メ
ッキ層31よりもやゝ厚く,たとえば、2μm程度厚く
レジストパターン6を図示したごとく形成する。このよ
うなレジストパターンはレジスト塗布時に,たとえば、
スピナーの回転数を遅くして形成すればよい。
【0022】工程(7):上記処理基板の前記金メッキ
層31の表面に、粒径が小さい薄い金層32を, たと
えば、電気メッキにより2μm程度の厚さに形成する。 このような粒径が小さい薄い金メッキ層は, たとえば
、液温65℃のノンシアン系金メッキ液を用い3mA/
 cm2の電流密度で6分程度電気メッキして形成でき
る。この時、金メッキ層31とレジストパターン6の間
の隙間は金層32で埋まって、所定寸法の制御用電極3
(3a,3b)が形成される。
【0023】工程(8):上記処理基板のレジストパタ
ーン6を適当な剥離液で除去したあと、たとえば,沃素
と沃化カリウムの混合水溶液の中で30秒程度エッチン
グして、制御用電極の形成領域以外の部分の下地層30
のAuを溶解除去すれば、本発明による光導波路型デバ
イス, たとえば、マッハツエンダ型光変調器が作製さ
れる。
【0024】なお、このとき制御用電極3(3a,3b
のAuのエッチング量はごく僅かであり無視してよい。 このようにして作製された光導波路型デバイスは制御用
電極3の剥離が生じることがなく、しかも, その表面
は粒径が小さい薄い金層32で覆ってあるので、滑らか
な表面が得られ、とくに,超高周波帯の電気信号の放射
損や伝送損が大巾に低減される。
【0025】図2は本発明方法の他の実施例を示す図で
、主な工程を順を追って図示したものである。以下その
概略を説明する。工程(1):図4に示した従来例の工
程(1) 〜(3) までと同様のプロセスにより、基
板1に光導波路2(2a,2b)を形成し、その上にバ
ッファ層4,下地層30を形成したあと、制御用電極の
形成領域以外の部分に厚さ10μm程度のレジストパタ
ーン5’を図示したごとく形成する。
【0026】工程(2):上記処理基板の前記レジスト
パターン5’が形成されていない下地層30の上に、ス
トレスが生じない金メッキ層, たとえば、粒径の大き
な金メッキ層からなる制御用電極31を形成する。この
ような粒径の大きい厚い金メッキ層は前記一実施例で説
明した方法に準じて形成すればよい。
【0027】工程(3):上記処理基板のレジストパタ
ーン5’を適当な剥離液で除去する。工程(4):上記
処理基板を, たとえば、沃素と沃化カリウムの混合水
溶液の中で30秒程度エッチングして、制御用電極の形
成領域以外の部分の下地層30のAuを溶解除去する。
【0028】工程(5):上記処理基板の前記金メッキ
層31の表面に、粒径が小さい薄い金層32を, たと
えば、電気メッキにより2〜3μm程度の厚さに形成す
る。このような粒径が小さい薄い金メッキ層は,たとえ
ば、液温65℃のノンシアン系金メッキ液を用い3mA
/ cm2 の電流密度で6分程度電気メッキして形成
できる。
【0029】これにより前記一実施例の場合と同様に本
発明方法になる光導波路型デバイスが作製される。本実
施例の場合は前記一実施例の場合に比較してレジスト処
理が一回少なくて済むと言う利点がある。
【0030】以上の実施例ではマッハツエンダ型光変調
器の場合を例にして示したが、その他各種の光導波路型
デバイスに適用できることは言うまでもない。また、上
記実施例は例を示したもので本発明の趣旨に反しない限
り、使用する素材や細部のプロセスなど適宜他のものを
選択使用してよいことは勿論である。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば制
御用電極3の下層として粒径が大きい厚い金メッキ層3
1を設けているので、全体としてストレスが小さく基板
1からの剥離が生じる恐れはない。しかも、その表面は
粒径が小さい薄い金層32で覆ってあるので、滑らかな
表面が得られ、とくに,超高周波帯に使用する光導波路
型デバイスの電気信号の放射損や伝送損の低減など性能
,品質の向上に寄与するところが極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明方法の一実施例を示す図である。
【図2】本発明方法の他の実施例を示す図である。
【図3】光導波路型デバイスの例を示す図である。
【図4】従来の電極形成方法の例を示す図である。
【符号の説明】
1は基板、2(2a,2b)は光導波路、3(3a,3
b)は制御用電極、4はバッファ層、5,5’,6はレ
ジストパターン、30は下地層、31は金メッキ層、3
2は金層、

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  基板(1) 上に光導波路(2) と
    該光導波路(2) を伝播する光を制御する制御用電極
    (3) とが少なくとも設けられた光導波路型デバイス
    の製造方法において、前記制御用電極(3) の下層と
    して粒径が大きい厚い金メッキ層(31)を形成したあ
    と、その上に粒径が小さい薄い金層(32)を形成する
    ことを特徴した光導波路型デバイスの製造方法。
  2. 【請求項2】  前記粒径が小さい薄い金層(32)が
    、メッキ, または、真空蒸着により形成されることを
    特徴とした請求項1記載の光導波路型デバイスの製造方
    法。
JP2403952A 1990-12-19 1990-12-19 光導波路型デバイスの製造方法 Withdrawn JPH04217226A (ja)

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