JPH087385Y2 - 導波路型光デバイス - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は，導波路型光デバイスに関し，特に，光導波
路基板上に形成された電極を保護するカバーの構造に関
する。

〔従来の技術〕

LiNbO₃あるいはLiTaO₃等の電気光学効果を有する基板
を用いて，スイッチング機能，変調機能をもたせた導波
路型光デバイスでは，導波路が形成された基板の光導波
路の上部または近傍に電極が形成されている。そして，
この電極に電圧を外部から印加して，光導波路に電界を
生じさせ，基板の電気光学効果を利用して，光導波路の
屈折率を変化させ，スイッチングや変調を行っている。

ここで，光導波路基板に形成された電極は通常2000Å
〜数μｍの厚さで幅が数μｍの金属膜からなり，また，
光導波路の構成上から，数本の電極が近接していること
が多い。ところが，微細加工された電極はデバイス周囲
の環境，特に，湿度の影響を非常に受けやすい。特に，
高湿度中で電極に電圧（通常５〜100V）を印加すると空
気中の水分が電極周辺で電気分解をおこし，気泡が発生
し，電極の劣化を引起こしてしまい，これが進むと電極
の断線等の障害が起こる。また，湿度等の影響のほかに
も，非常に近接した電極間に粉じん等が付着すると電極
間でショートをおこし，デバイスの特性が不安定になる
ばかりが，電極破壊を引き起こす場合がある。

上述のような電極の劣化あるいは破壊を防ぐため，従
来第３図及び第４図に示すように，光導波路基板１の上
面に形成された電極４の部分を覆うように中空の保護カ
バー２を耐湿性封止用接着剤を用いて光導波路基板１に
固着している。

保護カバー２は，電極パターンのうち電界を発生させ
るために光導波路の上部または近傍に設けられた部分を
おおい，外部端子と接続するための配線６が接続される
電極配線パッド部５は保護カバー２により保護されてい
ない。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上述した電極保護用の保護カバーでは，光導波路に電
界を印加する部分の電極と，外部端子との接続をする配
線用のパッドを結ぶ部分の電極パターンに保護カバーと
光導波路基板との固着部があるので，特に，この部分で
耐湿性封止用接着剤による気密封止が完全でないという
問題点がある。つまり，電極を構成する金属膜の厚み及
び光導波路基板上に被膜されたSiO₂バッファ層及び電極
近傍にチャージされた電荷をディスチャージする役割を
もつSi低抵抗膜が原因となって気密封止が不完全となっ
てしまう。

前述のように，電極を構成する金属膜は,2000Åから
数μｍの厚みをもち，特に，電極の容量低減が重要とな
る高速変調器などでは,1μｍ以上の膜厚を有する。この
ように膜厚が厚い電極が形成された光導波路基板に保護
カバーを固着すると，保護したい光導波路上部あるいは
近傍の電極微細な部分と配線用パッド部分を結ぶ電極パ
ターンの部分で，すき間を生じ，気密がとれない恐れが
ある。また，例えば，光導波路上部に電極を形成する場
合,TM光の金属膜による吸収損失を防ぐために，光導波
路基板上面にSiO₂バッファ層を予め被膜する。さらに，
LiNbO₃基板等を用いると無電効果によって電極近傍に電
荷がチャージされ，これにより不要電界が発生し，デバ
イスの特性を不安定にしてしまう。これを防ぐため,Si
等による低抵抗膜を電極の下あるいは上から被膜する。
ところが，このようなSiO₂あるいはSi膜の上部から上述
したように保護カバーを固着すると，固着部は気密を保
つことができるが，膜が外気にさらされるので，まずこ
れらの膜自体が，特に湿気により劣化し，さらにはこの
劣化した膜を通して，保護カバー内に湿気が侵入すると
いう問題点がある。また，外部端子との接続を行う配線
のための電極パッド部において，気密がとられていない
ため，ワイヤボンディング等の配線強度が劣化，断線を
起こしてしまうという問題点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の導波路型光デバイスは，光導波路が形成され
た光導波路基盤と光導波路の上部または近傍に形成され
た電極と，この電極を保護する保護カバーとを有してい
る。

電極パターンは光導波路に電界を発生させるための光
導波路上部または近傍の微細な部分と，外部端子との接
続を行う配線用パッド部分があるが，本発明では，光導
波路上部または近傍の電極パターンだけでなく，配線用
パッドも含んで，光導波路基板に保護カバーを固着して
いる。

保護カバーは，光導波路基板に被膜された薄膜を介し
てではなく，光導波路基板そのものと直接接合され，さ
らに，配線用パッドからの配線は保護カバーに設けられ
た貫通孔（穴）を通して外部に取り出され，穴と配線の
間は，穴の周囲にメタライズされた部分に半田付を行う
ことにより気密封止されている。

〔実施例〕

次に，本考案について実施例によって説明する。

第１図及び第２図を参照して，光導波路基板１として
LiNbO₃が用いられ，このLiNbO₃基板にTiを導波路形状に
パターニング，熱拡散して光導波路３が形成されてい
る。この光導波路基板１の光導波路３が形成された面に
はSiO₂バッファ層９を介して光導波路３に電界を生じさ
せ，これによってスイッチングを行うための電極４が光
導波路３の上部に形成されている。ただし，SiO₂バッフ
ァ層９の一部分は，配線用パッド５を含む電極４が形成
されている部分に対応して被膜されており，光導波路基
板１の外周部は被膜されていない。このように，SiO₂バ
ッファ層９が被膜された上から，金属膜（Cr−Au）を被
膜し，電極形状にパターニングすることによって電極４
が形成される。

上述した一連のデバイス作製プロセスを経た後，配線
用パッド５にAuワイヤボンディングにより配線６を施し
た。この配線６を保護カバー２の貫通孔（穴）７に通し
た後，保護カバー２を光導波路基板１に耐湿性封止用接
着剤によって固着する。この際，保護カバー２は，光導
波路基板１のSiO₂バッファ層９が被膜されていない外周
部で光導波路基板１に固着されており，つまり，直接光
導波路基板１に固着されているため，SiO₂バッファ層９
の湿度による劣化はなく，また，SiO₂バッファ層９の劣
化による封止効果の低下もない。こうして，保護カバー
２を固着した後に，一旦保護カバー２の内を真空とし
て，窒素置換した後，保護カバー２のメタライズ部８と
配線６を半田付し，気密封止をとった。

以上のように，本考案を用いると，光導波路基板と保
護カバーとをSiO₂バッファ層等の膜を介さず直接固着し
て，電極パターン全体を保護カバーにより保護できる。
また，配線パッド部も気密封止するので,Auワイヤボン
ディング等が適用が可能となる。さらに，保護カバーの
貫通孔（穴）を半田付により気密封止する際，窒素置換
ができ，より高い信頼性が実現できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本考案では，光導波路基板の電極
を保護する保護用カバーを配線用パッド部も含め，電極
パターン全体をおおい外部端子への配線は，保護用カバ
ーに設けられた穴を通して外部へ取り出され，光導波路
基板と保護用カバーおよび保護用カバーの配線穴を気密
封止することにより，強固に光導波路基板と保護用カバ
ーを固着でき，また，光導波路基板に被膜されたバッフ
ァ層や低抵抗膜の劣化とこれらの膜を通しての空気の侵
入を防ぐことができる。さらに，電極パッドの配線部も
気密封止されるので，配線の信頼性の向上も図れる。こ
のように本考案では，導波路型光デバイスの電極，被
膜，配線部の信頼性を大きく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による導波路型光デバイスを示す斜視
図，第２図は第１図のＡ−Ａ′線断面図，第３図は従来
の導波路型光デバイスを示す斜視図，第４図は第３図の
Ｂ−Ｂ′線断面図である。 １…光導波路基板,2…保護カバー,3…光導波路,4…電
極,5…配線用パッド,6…配線,7…穴（貫通孔）,8…メタ
ライズ部,9…SiO₂バッファ層。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】表面上に光導波路が形成された光導波路基
   板と、該光導波路基板上に形成され、前記光導波路に電
   界を印加するための電極と、前記光導波路基板上に形成
   され、前記電極と外部端子とを接続するためのパッドと
   を備える導波路型光デバイスにおいて、前記光導波路基
   板上には前記光導波路、前記電極、及び前記パットを保
   護するための保護カバーが前記光導波路基板に対して、
   気密封止するように直接接合され、前記保護カバーには
   前記パッドに接続された配線を通すための貫通孔が形成
   されており、該貫通孔に前記配線が通された状態で前記
   貫通孔の周辺がメタライズされ、該メタライズの部分が
   半田によって気密封止されていることを特徴とする導波
   路型光デバイス。