JPH09288241A - Film optical waveguide device and production - Google Patents

Film optical waveguide device and production

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JPH09288241A
JPH09288241A JP8348401A JP34840196A JPH09288241A JP H09288241 A JPH09288241 A JP H09288241A JP 8348401 A JP8348401 A JP 8348401A JP 34840196 A JP34840196 A JP 34840196A JP H09288241 A JPH09288241 A JP H09288241A
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JP
Japan
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waveguide
layer
metal film
cladding
upper cladding
Prior art date
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Application number
JP8348401A
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Japanese (ja)
Inventor
M Boiseru Robert
エム.ボイセル ロバート
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Texas Instruments Inc
Original Assignee
Texas Instruments Inc
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Publication date
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  • Optical Communication System (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form an optical waveguide device on a semiconductor wafer by using a standard stage. SOLUTION: An upper cladding layer 110 is partly removed from above a waveguide 106 and a temporary spacer layer 114 is deposited in place of the removed upper cladding 110 as this method. A metallic film 116 is deposited and patterned on the temporary spacer 114. The temporary spacer 114 is removed and the metallic film 116 is suspended on the waveguide 106. When a difference of voltage is applied between the metallic film 116 and an electrode 108 formed on the lower cladding 102, the metallic film 116 collapses and leans on the waveguide 106. The waveguide 106 attenuates the arbitrary light propagated therein.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術の分野】この発明は、光学的処理の
分野に関し、特に、スイッチおよび減衰器のような光導
波管デバイスの製造に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to the field of optical processing, and in particular to the manufacture of optical waveguide devices such as switches and attenuators.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバ導波管は、その小さな寸法と
極度に高い帯域幅のゆえに通信システムに多用されてい
る。光ファイバ自体は非常に小さくて比較的安価である
が、変調器、スイッチ、減衰器など関連の光デバイスを
ファイバ光学の可能出力を十分に利用できるほど安価に
生産することが困難である。
Optical fiber waveguides are widely used in communication systems due to their small size and extremely high bandwidth. Although the optical fiber itself is very small and relatively inexpensive, it is difficult to produce related optical devices such as modulators, switches and attenuators so cheaply that the available output of fiber optics can be fully utilized.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】標準の半導体ウエハ製
造工程を用いて、シリコンやガリウム砒素などの半導体
ウエハ上に光デバイスを製造する方法の開発のために、
多くの努力が払われている。たとえば、抵抗熱やフリー
・キャリアの制御によって、デバイスを通過する光を変
調する電子デバイスの形成のために、シリコンに不純物
を添加することができる。標準的な工程を用いて半導体
ウエハ上に光デバイスを形成できれば、そのデバイスは
既存の半導体の導波管に、ずっと容易に組み込まれて、
光ファイバ・デバイスの実用的なアプリケーションの数
を増加させるであろう。
In order to develop a method for manufacturing an optical device on a semiconductor wafer such as silicon or gallium arsenide using a standard semiconductor wafer manufacturing process,
Many efforts have been made. For example, resistive heat or control of free carriers can be used to add impurities to silicon to form electronic devices that modulate light passing through the device. If standard devices could be used to form optical devices on semiconductor wafers, the devices would be much easier to integrate into existing semiconductor waveguides,
It will increase the number of practical applications of fiber optic devices.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】この発明の一つの面は、
製造工程の間、金属膜を導波管の上方へ支持するための
臨時のスペーシング層を用いて、スイッチや減衰器のよ
うな光導波管を製造する方法である。この臨時のスペー
シング層は、除去されて、金属膜が下部クラッディング
に形成された電極へ向かって偏向されるのを可能にす
る。偏向されると、金属膜は導波管の内部反射全体を打
ち負かせて、導波管で運ばれる光を減衰させる。この製
造工程は、容易に製造できる新規な光デバイスを生み出
す。
Means for Solving the Problems One aspect of the present invention is:
A method of manufacturing an optical waveguide, such as a switch or an attenuator, using a temporary spacing layer to support a metal film above the waveguide during the manufacturing process. This temporary spacing layer is removed, allowing the metal film to be deflected towards the electrodes formed in the lower cladding. When deflected, the metal film defeats the entire internal reflection of the waveguide, attenuating the light carried in the waveguide. This manufacturing process produces a new optical device that can be easily manufactured.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】光導波管は、そのインナー・コア
とこれを取り巻くクラッディングと呼ばれる物質の間の
インターフェイスにより光が完全に反射されるときに、
インナー・コアを光が自由に通過できることにより作動
する。インナー・コアの屈折指数とクラッディングの屈
折指数の間の比率が、光がインターフェースに射したと
きに伝送された光が完全に反射する最大角度を決定す
る。この角度が大きければ大きいほど、導波管はより多
くのモードをサポートし、ファイバへのアドミタンス角
が大きくなる。アドミタンス角が大きければ、導波管を
隣接した光学装置に整列させるときの許容誤差が大きく
なる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Optical waveguides are characterized by the fact that light is completely reflected by the interface between its inner core and the surrounding material called cladding.
It works by allowing light to pass freely through the inner core. The ratio between the index of refraction of the inner core and the index of refraction of the cladding determines the maximum angle at which the transmitted light is completely reflected when it strikes the interface. The larger this angle, the more modes the waveguide supports and the larger the admittance angle to the fiber. Larger admittance angles result in larger tolerances in aligning the waveguide with adjacent optical devices.

【0006】空気は適当なクラッディングであるが、隣
接した光ファイバのような物体が光ファイバに接触する
のを防止できない。もしも隣接の光ファイバが第一の光
ファイバに接触すれば、隣接の光ファイバは第一の光フ
ァイバに対してクラッディングとして作用するので、全
体の内部反射を打ち負かす。近くにある物体が内部反射
を打ち負かすのを防ぐには、不純物を添加したガラスな
どを用いて、他の物体や光ファイバが光ファイバに接触
して内部反射を打ち負かすのを防止する。
Although air is a suitable cladding, it does not prevent an object, such as an adjacent optical fiber, from contacting the optical fiber. If the adjacent optical fiber contacts the first optical fiber, the adjacent optical fiber acts as a cladding for the first optical fiber, thus defeating the total internal reflection. In order to prevent internal reflections from being defeated by nearby objects, glass or the like with impurities is used to prevent other objects or optical fibers from contacting the optical fibers and defeating internal reflections.

【0007】半導体導波管は、窒化物のインナー・コア
を取り巻くツーピースの酸化物のクラッディングを用い
て形成できる。半導体導波管は、典型的に、まず二酸化
珪素の下部クラッディングを沈積させ、次に窒化珪素の
導波管を下部クラッディングの上に沈積およびパターン
形成する。次に、酸化物のもう一つの層を、窒化物と下
部クラッディングの上に沈積させて、上部クラッディン
グとする。
Semiconductor waveguides can be formed using a two-piece oxide cladding surrounding a nitride inner core. Semiconductor waveguides are typically deposited by first depositing a lower cladding of silicon dioxide and then depositing and patterning a waveguide of silicon nitride on the lower cladding. Then another layer of oxide is deposited over the nitride and bottom cladding to form the top cladding.

【0008】米国特許第5278925号「集積光導波
管デバイスおよび方法」1994年1月11日発行が教
示するようないくつかのタイプの光導波管装置は、導波
管に近接した位置または接触した位置へ金属膜を空隙で
偏向させることにより、導波管に伝送する光を変調す
る。この金属膜は、導波管の有効屈折指数を変えて、導
波管で伝送される光を減衰させる。光デバイスの減衰効
果が増大するにつれて、光デバイスはスイッチのように
働き、導波管で伝送されるすべての光を効果的にブロッ
クする。
Some types of optical waveguide devices, such as taught in US Pat. No. 5,278,925, "Integrated Optical Waveguide Devices and Methods," issued Jan. 11, 1994, have been placed in proximity to or in contact with a waveguide. The light transmitted to the waveguide is modulated by deflecting the metal film to a position with an air gap. This metal film modifies the effective index of refraction of the waveguide to attenuate the light transmitted in the waveguide. As the attenuation effect of the optical device increases, the optical device acts like a switch, effectively blocking all light transmitted in the waveguide.

【0009】理想的には、金属膜は上部クラッディング
のプレーナ面に形成することができ、上部クラッディン
グを金属膜の一部分の下から除去して、金属膜が導波管
のコアへ向かって偏向が可能である。この製造方法は、
屈折指数約1.45の上部クラッディング材料で、金属
膜の選択された領域の下からアンダーカットし、または
除去できるものを必要とする。残念なことに、適当な材
料の開発が非常に困難であり、現存する低指数の材料の
大部分はフッ素を含んでおり、これがクラッディングを
覆うアルミニウムの金属膜の沈積とエッチングを複雑な
ものにしている。
Ideally, the metal film may be formed on the planar surface of the upper cladding and the upper cladding is removed from underneath a portion of the metal film so that the metal film is directed toward the waveguide core. Deflection is possible. This manufacturing method is
What is needed is an upper cladding material with a refractive index of about 1.45 that can be undercut or removed from underneath selected areas of the metal film. Unfortunately, the development of suitable materials is very difficult and most of the existing low index materials contain fluorine, which complicates the deposition and etching of aluminum metal films over the cladding. I have to.

【0010】上を覆う金属膜を沈積した後に容易にアン
ダーカットできる適当な上部クラッディングが存在しな
いことは、代わりのデバイス設計や製造工程の研究を駆
り立てた。一つの有望な解決は、上部クラッディングの
一部を除去して、容易にアンダーカットできるプレーナ
ライジング・スペーサ層で置き換える。金属膜は、プレ
ーナライジング・スペーサ層の頂部に沈積される。膜を
沈積した後に、プレーナライジング・スペーサ層は除去
されて、導波管の上に懸架された膜が残る。この二材料
の方法は、適当な屈折指数を有し容易にアンダーカット
できる理想的な単一の材料を必要とせず、代わりに、適
当な屈折指数を提供する酸化物のクラッディング層と、
容易にアンダーカットできる臨時のプレーナライジング
層との二つの材料を使用する。
The lack of a suitable upper cladding that can be easily undercut after depositing an overlying metal film has prompted research into alternative device designs and manufacturing processes. One promising solution is to remove some of the upper cladding and replace it with a planarizing spacer layer that can be easily undercut. The metal film is deposited on top of the planarizing spacer layer. After depositing the film, the planarizing spacer layer is removed, leaving the film suspended above the waveguide. This two-material method does not require an ideal single material that has a suitable index of refraction and can be easily undercut, but instead an oxide cladding layer that provides a suitable index of refraction,
Two materials are used, with a temporary planarizing layer that can be easily undercut.

【0011】図1から図7は、製造工程のいくつかのス
テップにおけるこの発明による光デバイスを示す。図1
において、半導体ウエハなどの基板100が準備され、
下部クラッディング層102と導波管コア層104が準
備された基板100上に沈積される。下部クラッディン
グ層102は典型的に酸化珪素であり、一方、コア層1
04は典型的に窒化珪素である。シリコン・ウエハは、
典型的に、シリコン・ウエハの表面に形成された電子デ
バイスを有しており、その中にはシリコン・ウエハの表
面に形成された電極103が含まれる。これらの電子デ
バイスは、光デバイスの作動を制御するために使用され
る。
1 to 7 show an optical device according to the invention at several steps of the manufacturing process. FIG.
In, a substrate 100 such as a semiconductor wafer is prepared,
A lower cladding layer 102 and a waveguide core layer 104 are deposited on the prepared substrate 100. The lower cladding layer 102 is typically silicon oxide, while the core layer 1
04 is typically silicon nitride. Silicon wafers
It typically has an electronic device formed on the surface of a silicon wafer, which includes electrodes 103 formed on the surface of the silicon wafer. These electronic devices are used to control the operation of optical devices.

【0012】コア層104が沈積された後に、導波管を
形成するために模様をつけることができる。図2におい
て、コア層104は、二つの平行な導波管106を形成
するように模様をつけられている。図2には二つの導波
管106が示されているが、任意の数の導波管106が
使用できる。導波管106は、典型的に二つの導波管1
06の間でクロストークを形成するのに十分なほど近接
して形成される。導波管が形成された後に、ウエハ10
0は熱せられて、導波管をリフロー(reflow)し
て、導波管に丸みのある上面を与える。
After the core layer 104 is deposited, it can be patterned to form a waveguide. In FIG. 2, the core layer 104 is patterned to form two parallel waveguides 106. Although two waveguides 106 are shown in FIG. 2, any number of waveguides 106 can be used. Waveguide 106 is typically two waveguides 1.
It is formed close enough to form crosstalk between 06. After the waveguide is formed, the wafer 10
The 0's are heated to reflow the waveguide, giving it a rounded top surface.

【0013】次に、薄い金属層が下部クラッディング層
102上の導波管106の近くに沈積され、電極108
を形成するように模様をつけられる。図1から図7まで
の断面は、図8に示されるように、異なった点でのデバ
イスの各半分を貫通している。これにより、図1から図
7までが、できるだけの詳細を示すことができる。
Next, a thin metal layer is deposited on the lower cladding layer 102 near the waveguide 106 and the electrode 108.
Is patterned to form a. The cross-sections of FIGS. 1 through 7 pass through each half of the device at different points, as shown in FIG. This allows FIGS. 1 to 7 to show as much detail as possible.

【0014】電極の上方に絶縁体が突出できるように、
電極は典型的に櫛形に模様付けされる。絶縁体は、後で
形成される金属膜が電極に接触して、デバイスを短絡す
るのを防止する。櫛の形が示されているが、他の多くの
構成が使用できる。たとえば、代わりの具体例として、
電極の中に穴を形成して、絶縁ポストを電極の上方へ形
成できるようにして、偏向した金属膜から電極を絶縁す
る。または、絶縁ポストを、中実の電極の頂部に直接に
形成する。
In order that the insulator can protrude above the electrodes,
The electrodes are typically comb-shaped. The insulator prevents the subsequently formed metal film from contacting the electrodes and shorting the device. Although a comb shape is shown, many other configurations can be used. For example, as an alternative,
A hole is formed in the electrode to allow an insulating post to be formed above the electrode to insulate the electrode from the deflected metal film. Alternatively, the insulating post is formed directly on top of the solid electrode.

【0015】電極が形成された後に、上部クラッディン
グ層110が、典型的には酸化珪素で、下部クラッディ
ング層102、導波管106、電極108の頂部の上に
形成される。前に論じたように、この上部クラッディン
グ層110は、導波管を通過している光が全部内部へ反
射されるようにし、また、近接した物体が導波管のコア
を制約して内部反射全体を打ち負かすのを防止する。
After the electrodes have been formed, an upper cladding layer 110, typically silicon oxide, is formed on top of the lower cladding layer 102, waveguide 106, and electrodes 108. As discussed previously, this upper cladding layer 110 ensures that all light passing through the waveguide is internally reflected and that adjacent objects constrain the core of the waveguide and cause Prevents the entire reflection from beating.

【0016】上部クラッディング層110は、金属膜が
そこで偏向するであろう電極の上方の領域から除去され
る。図3は、上部クラッディングが除去された後の部分
的に完成したデバイスを示し、パターン化された電極1
08と導波管106を露出している。上部クラッディン
グ110が除去された場合は、電極108が上部クラッ
ディングのエッチングを停止する時を指示するのに使用
できる。理想的には、上部クラッディングの中に形成さ
れたピットの底が、電極108の頂部の面と同一平面に
なるやいなや上部クラッディングのエッチングが停止さ
れる。電極108はそれからエッチングし返されて、上
部クラッディングから残った酸化物が、電極の櫛の歯の
間に突出するようにされる。上に議論したように、この
突出が、金属膜が電極108に接触するのを防止する。
The upper cladding layer 110 is removed from the area above the electrodes where the metal film will deflect. FIG. 3 shows the partially completed device after the top cladding has been removed, and the patterned electrode 1
08 and the waveguide 106 are exposed. If the upper cladding 110 is removed, the electrodes 108 can be used to indicate when to stop etching the upper cladding. Ideally, the etching of the upper cladding is stopped as soon as the bottom of the pit formed in the upper cladding is flush with the top surface of the electrode 108. The electrodes 108 are then etched back so that the oxide remaining from the upper cladding projects between the comb teeth of the electrodes. As discussed above, this protrusion prevents the metal film from contacting the electrode 108.

【0017】上部クラッディング層110は、容易にア
ンダーカットまたはエッチングで除去できる臨時のプレ
ーナライジング・スペーサに置き換えられる。上部クラ
ッディング層110に臨時に置き換えるのに有用な材料
の一つはFUTURREXで、上部クラッディング層1
10の除去により形成された大きなステップをプレーナ
ライジングするのに特に適したフォト・レジストであ
る。プレーナ層でデバイスに塗布できて、容易に除去で
きるどんな化合物も役立つであろう。表面をプレーナラ
イズするために、化合物は、シリコン・ウエハ上で厚い
層に回転で形成されることが望ましい。化合物の感光性
が弱ければ弱いほど、その上に金属膜を構成する平らな
表面ができる可能性が一層高まる。
The upper cladding layer 110 is replaced with a temporary planarizing spacer that can be easily undercut or etched away. One useful material to temporarily replace the upper cladding layer 110 is FUTURREX, the upper cladding layer 1
It is a photoresist particularly suitable for planarizing the large steps formed by the removal of 10. Any compound that can be applied to the device with a planar layer and that can be easily removed will be useful. To planarize the surface, the compound is preferably spun into a thick layer on a silicon wafer. The weaker the photosensitivity of the compound, the more likely it is to have a flat surface on which to form the metal film.

【0018】典型的に10ないし15マイクロメートル
のFUTURREXまたは他の臨時のスペーサ114
が、ピット112を覆ってウエハの上に回転形成され
る。理想的には、臨時のスペーサ114は、ピットを満
たすだけで、周囲の上部クラッディング110の上面と
同一平面にある上面を有する。しかしながら、実際に
は、臨時のスペーサ114は、ウエハ全体を覆い、図4
に示すように上部クラッディング110の上面よりも上
方に臨時のスペーサ114の上面がある。臨時のスペー
サ114の上面は、典型的には完全に平面ではなく、ピ
ット112のエッジに、スロープ領域116を有するで
あろう。これらのスロープ領域116は、導波管106
を覆う領域がほぼ平面である限り、受け入れられるもの
である。
FUTURREX or other temporary spacer 114, typically 10 to 15 micrometers
Are rotatably formed on the wafer, covering the pits 112. Ideally, the temporary spacer 114 has a top surface that only fills the pits and is flush with the top surface of the surrounding upper cladding 110. However, in practice, the temporary spacer 114 covers the entire wafer,
As shown in, the upper surface of the temporary spacer 114 is located above the upper surface of the upper cladding 110. The upper surface of the temporary spacer 114 will typically not be perfectly flat, but will have a sloped region 116 at the edge of the pit 112. These slope regions 116 form the waveguide 106.
It is acceptable as long as the area covering is approximately flat.

【0019】臨時のスペーサ114は、塗布された後
に、将来の処理の間に安定であるように硬化される。次
に、臨時のスペーサ114は、支持のために上部クラッ
ディング110層と機械的に接触できる領域を形成する
ようにパターン化され、ウエハ100上で電極に電気的
に接触できるようにされる。理想的な臨時のスペーサの
材料は感光性ではないので、臨時のスペーサを覆って酸
化層が生成され、また堅いエッチングのマスクが形成さ
れて臨時のスペーサ材料をパターン付けするのに使用さ
れる。
The temporary spacers 114 are applied and then cured to be stable during future processing. The temporary spacers 114 are then patterned to form areas that can be mechanically contacted with the upper cladding 110 layer for support, allowing electrical contact with electrodes on the wafer 100. Since the ideal temporary spacer material is not photosensitive, an oxide layer is created over the temporary spacers, and a hard etch mask is formed and used to pattern the temporary spacer material.

【0020】金属膜と上部クラッディングの間の機械的
結合は、金属膜が導波管106に対して下方へ偏向した
ときに、金属膜を支持する。第一の具体例によれば、こ
の機械的結合は、図5と図8Bの左半分に示したよう
に、金属膜と上部クラッディングの間の一連の経路によ
って形成される。図5と図8Bの右半分に示した他の具
体例においては、金属膜は単に臨時のスペーサ層114
のエッジを越えて沈積して、金属膜の二つのエッジに沿
って金属膜と上部クラッディング層の間に連続的な結合
を形成する。
The mechanical coupling between the metal film and the upper cladding supports the metal film as it deflects downwards with respect to the waveguide 106. According to the first embodiment, this mechanical connection is formed by a series of paths between the metal film and the upper cladding, as shown in the left half of FIGS. 5 and 8B. In another embodiment shown in the right half of FIGS. 5 and 8B, the metal film is simply a temporary spacer layer 114.
Of the metal film to form a continuous bond between the metal film and the upper cladding layer along the two edges of the metal film.

【0021】ウエハ表面上の金属膜と電極の間の電気的
接続は、単一経路(singlevia)をしようする
か、またはウエハ100と下部クラッディング102、
下部クラッディング102と上部クラッディング11
0、および最終的に上部クラッディング110と金属膜
による間接的な接続を通じて形成される。
The electrical connection between the metal film on the surface of the wafer and the electrode uses a single via, or wafer 100 and lower cladding 102.
Lower cladding 102 and upper cladding 11
0, and finally through an indirect connection with the upper cladding 110 and a metal film.

【0022】電気的接続の方法は、二つの層の間の経路
ステップの範囲により選択される。もしも経路が十分に
幅広くて、膜層からの金属が経路の両側に十分な力で保
たれ、単一経路が金属膜をウエハ上で電極に接続でき
る。もしも構造的に良好な経路が金属膜とウエハ表面の
間に形成できなければ、そのときは層の間の複数の経路
を間接的に使用しなければならない。金属を経路に沈積
したときに得られるステップの範囲が貧弱なために、大
部分のデバイスはウエハ表面上の電極を金属膜へ接続す
るために複数の経路を必要とする。
The method of electrical connection is selected by the range of path steps between the two layers. If the vias are wide enough, the metal from the film layer is kept with sufficient force on both sides of the via, and a single via connects the metal film to the electrodes on the wafer. If a structurally good path cannot be formed between the metal film and the wafer surface, then multiple paths between the layers must be used indirectly. Most devices require multiple paths to connect the electrodes on the wafer surface to the metal film due to the poor range of steps that can be obtained when depositing metal in the paths.

【0023】臨時のスペーサ層がパターン付けされた後
に、金属層がウエハを覆って沈積されてパターン付けさ
れて金属膜116を形成する。金属膜116は、典型的
に0.5マイクロメートル厚のアルミニウム層である。
金属膜116が形成された後に、臨時のスペーサ層が除
去されて、図6に示すように露出した導波管および電極
の上に懸架された膜が残る。
After the temporary spacer layer is patterned, a metal layer is deposited over the wafer and patterned to form a metal film 116. Metal film 116 is typically a 0.5 micrometer thick layer of aluminum.
After the metal film 116 is formed, the temporary spacer layer is removed, leaving the film suspended over the exposed waveguides and electrodes as shown in FIG.

【0024】デバイスを作動させるために、金属膜とピ
ットの底の電極との間で電圧ポテンシャルを生ずる。図
7に示すように、この電圧ポテンシャルは、膜と電極の
間に静電力を生じ、膜を電極の方へつぶれさせる。高く
された酸化物の絶縁体が、膜を電極に触れないようにす
るが、導波管の露出した長さの大部分に沿って膜が導波
管に触れるのを許容する。膜と導波管の間の接触が、導
波管の内部屈折を打ち負かし、導波管を通る光の伝搬を
妨げる。デバイスをスイッチとして使用するには、第一
の導波管から伝送された光は、第二の導波管の中へ、こ
の二つの導波管の間の狭い隙間により、結合される。第
一の導波管に連合された金属膜は、このとき偏向して、
第一の導波管を通っている光を減衰またはブロックす
る。第二の導波管に連合された金属膜は偏向せず、第二
の導波管の中へ結合された光は、第二の導波管を通るこ
とができる。
To activate the device, a voltage potential is created between the metal film and the electrode at the bottom of the pit. As shown in FIG. 7, this voltage potential creates an electrostatic force between the membrane and the electrode, causing the membrane to collapse towards the electrode. The elevated oxide insulator keeps the film from touching the electrodes, but allows the film to touch the waveguide along most of the exposed length of the waveguide. The contact between the membrane and the waveguide defeats the internal refraction of the waveguide and prevents light from propagating through the waveguide. To use the device as a switch, the light transmitted from the first waveguide is coupled into the second waveguide by the narrow gap between the two waveguides. The metal film associated with the first waveguide is deflected at this time,
Attenuate or block light passing through the first waveguide. The metal film associated with the second waveguide does not deflect and light coupled into the second waveguide can pass through the second waveguide.

【0025】以上、これまでに光導波管デバイスのため
の特定の具体例およびこうしたデバイスの製造方法を開
示してきたが、こうした詳細な言及は、以下のクレーム
に示される以外については、この発明の範囲の限定を意
図するものではない。さらに、ここに説明した詳細な具
体例のいくつかに関しては、さらなる修正が、この技術
に熟達した者にとっては今や自明であることが理解され
るべきであり、添付のクレームの範囲に入るそうしたす
べての修正を含むことを意図している。
While we have disclosed above specific embodiments for optical waveguide devices and methods of making such devices, such detailed references, except as set forth in the following claims, are of this invention. It is not intended to limit the scope. Furthermore, it is to be understood that, with respect to some of the detailed embodiments described herein, further modifications are now apparent to those skilled in the art and are all within the scope of the appended claims. It is intended to include modifications.

【0026】以上の説明に関して更に以下の項を開示す
る。
With regard to the above description, the following items will be further disclosed.

【0027】(1) 基板上に下部クラッディング層を
形成し、前記クラッディング層上に導波管を形成し、前
記下部クラッディング層および前記導波管上に上部クラ
ッディング層を沈積させ、前記上部クラッディング層の
一部を前記導波管に近接した領域から取り除き、臨時の
スペーサ層を前記領域内で前記導波管上に沈積させ、前
記スペーサ層上に金属層を沈積させ、前記スペーサ層を
取り除くことを備えた光デバイスの製造方法。
(1) forming a lower cladding layer on a substrate, forming a waveguide on the cladding layer, and depositing an upper cladding layer on the lower cladding layer and the waveguide; Removing a portion of the upper cladding layer from a region adjacent to the waveguide, depositing a temporary spacer layer on the waveguide in the region, depositing a metal layer on the spacer layer, A method of manufacturing an optical device comprising removing a spacer layer.

【0028】(2) 前記下部クラッディングは酸化物
である第1項記載の方法。
(2) The method according to claim 1, wherein the lower cladding is an oxide.

【0029】(3) 前記上部クラッディングは酸化物
である第1項記載の方法。
(3) The method according to claim 1, wherein the upper cladding is an oxide.

【0030】(4) 前記臨時のスペーサ層はFUTU
RREXである第1項記載の方法。
(4) The temporary spacer layer is FUTU
The method of paragraph 1 which is RREX.

【0031】(5) 前記金属層は、アルミニウム合金
である第1項記載の方法。
(5) The method according to item 1, wherein the metal layer is an aluminum alloy.

【0032】(6) 前記下部クラッディング層上に電
極層を形成するステップを更に含んでなる第1項記載の
方法。
(6) The method according to claim 1, further comprising the step of forming an electrode layer on the lower cladding layer.

【0033】(7) 基板と、前記基板に支持された下
部クラッディングと、前記下部クラッディング上の少な
くとも一つの電極と、前記下部クラッディングに支持さ
れた導波管と、前記導波管の第一の部分を覆い前記導波
管の第二の部分を覆わない上部クラッディングと、前記
上部クラッディングの上に間隔をあけて置かれ前記導波
管の前記第二の部分を覆って延びている金属膜とを含ん
でなる光デバイス。
(7) A substrate, a lower cladding supported by the substrate, at least one electrode on the lower cladding, a waveguide supported by the lower cladding, and a waveguide of the waveguide. An upper cladding that covers the first portion and does not cover the second portion of the waveguide, and extends over the second portion of the waveguide that is spaced over the upper cladding. An optical device comprising a metal film being formed.

【0034】(8) 基板内に形成された電子デバイス
を更に含んでなる第7項記載の光デバイス。
(8) The optical device according to item 7, further including an electronic device formed in the substrate.

【0035】(9) 前記上部クラッディングは酸化物
である第7項記載の光デバイス。
(9) The optical device according to item 7, wherein the upper cladding is an oxide.

【0036】(10) 前記下部クラッディングは酸化
物である第7項記載の光デバイス。
(10) The optical device according to item 7, wherein the lower cladding is an oxide.

【0037】(11) 前記導波管は窒化物である第7
項記載の光デバイス。
(11) The waveguide is a nitride of the seventh
The optical device according to the item.

【0038】(12) 光導波管デバイスの製造方法で
あって、導波管の上方から上部クラッディング層110
の一部分を除去し、除去された上部クラッディング11
0の代わりに臨時のスペーサ層114を沈積することを
含む。臨時のスペーサ114の上に金属膜116が沈積
およびパターン付けされ、この臨時のスペーサ114が
除去されて、金属膜116が導波管106の上に懸架さ
れる。金属膜116と、下部クラッディング102に形
成された電極108との間に電圧の差が加えられると、
金属膜116はつぶれて導波管106にもたれかかり、
導波管106で伝搬される任意の光を減衰する。
(12) A method of manufacturing an optical waveguide device, wherein the upper cladding layer 110 is formed from above the waveguide.
Of the upper cladding 11 by removing a part of the
Including a temporary spacer layer 114 instead of zero. A metal film 116 is deposited and patterned on the temporary spacer 114, the temporary spacer 114 is removed, and the metal film 116 is suspended on the waveguide 106. When a voltage difference is applied between the metal film 116 and the electrode 108 formed on the lower cladding 102,
The metal film 116 is crushed and leans against the waveguide 106,
Attenuate any light propagating in the waveguide 106.

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

この発明とその長所のより完全な理解のために、前記の
説明に添付した図面は、以下の通りである。
For a more complete understanding of the present invention and its advantages, the drawings accompanying the above description are as follows.

【図1】この発明の一つの具体例による光デバイスの断
面図で、下部クラッディング上の導波管のパターン付け
をする以前のものである。
FIG. 1 is a cross-sectional view of an optical device according to one embodiment of the present invention, prior to patterning the waveguide on the lower cladding.

【図2】図1の光デバイスの断面図で、上部クラッディ
ングを示す。
2 is a cross-sectional view of the optical device of FIG. 1, showing the upper cladding.

【図3】図2の光デバイスの断面図、上部クラッディン
グがエッチングされてピットを形成した後を示す。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of the optical device of FIG. 2 after the upper cladding has been etched to form pits.

【図4】図3の光デバイスの断面図で、エッチングされ
たピットに臨時のプレーナライジング・スペーサが沈積
された後を示す。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical device of FIG. 3 after the temporary planarizing spacers have been deposited in the etched pits.

【図5】図4の光デバイスの断面図で、臨時のプレーナ
ライジング・スペーサの上に金属膜が形成された後を示
す。
5 is a cross-sectional view of the optical device of FIG. 4 after a metal film is formed on the temporary planarizing spacer.

【図6】図5の光デバイスの断面図で、臨時のプレーナ
ライジング・スペーサが除去された後を示す。
FIG. 6 is a cross-sectional view of the optical device of FIG. 5 after the temporary planarizing spacers have been removed.

【図7】図6の光デバイスの断面図で、金属膜の一部分
の偏向を示す。
7 is a cross-sectional view of the optical device of FIG. 6 showing the deflection of a portion of the metal film.

【図8】Aは図1から図7までの光デバイスの平面図
で、下部クラッディング層上に形成された電極を示す。
Bは図1から図7までの光デバイスの平面図で、完成さ
れた金属膜を示す。
FIG. 8A is a plan view of the optical device of FIGS. 1-7, showing electrodes formed on a lower cladding layer.
B is a plan view of the optical device shown in FIGS. 1 to 7, showing a completed metal film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 基板 102 下部クラッディング層 104 コア層 106 導波管 108 電極 110 上部クラッディング層 112 ピット 114 臨時のスペーサ層 116 金属膜 100 Substrate 102 Lower Cladding Layer 104 Core Layer 106 Waveguide 108 Electrode 110 Upper Cladding Layer 112 Pit 114 Temporary Spacer Layer 116 Metal Film

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に下部クラッディング層を形成
し、前記クラッディング層上に導波管を形成し、前記下
部クラッディング層および前記導波管上に上部クラッデ
ィング層を沈積させ、前記上部クラッディング層の一部
を前記導波管に近接した領域から取り除き、臨時のスペ
ーサ層を前記領域内で前記導波管上に沈積させ、前記ス
ペーサ層上に金属層を沈積させ、前記スペーサ層を取り
除くことを備えた光デバイスの製造方法。
1. A lower cladding layer is formed on a substrate, a waveguide is formed on the cladding layer, and an upper cladding layer is deposited on the lower cladding layer and the waveguide. Removing a portion of the upper cladding layer from a region adjacent to the waveguide, depositing a temporary spacer layer on the waveguide in the region, depositing a metal layer on the spacer layer, A method of manufacturing an optical device comprising removing a layer.
【請求項2】 基板と、前記基板に支持された下部クラ
ッディングと、前記下部クラッディング上の少なくとも
一つの電極と、前記下部クラッディングに支持された導
波管と、前記導波管の第一の部分を覆い前記導波管の第
二の部分を覆わない上部クラッディングと、前記上部ク
ラッディングの上に間隔をあけて置かれ前記導波管の前
記第二の部分を覆って延びている金属膜とを備えた光デ
バイス。
2. A substrate, a lower cladding supported by the substrate, at least one electrode on the lower cladding, a waveguide supported by the lower cladding, and a first waveguide of the waveguide. An upper cladding that covers one portion and does not cover the second portion of the waveguide, and extends over the second portion of the waveguide that is spaced over the upper cladding. An optical device having a metal film.
JP8348401A 1995-12-29 1996-12-26 Film optical waveguide device and production Pending JPH09288241A (en)

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