JPH1114850A - 光学素子の製造方法 - Google Patents
光学素子の製造方法Info
- Publication number
- JPH1114850A JPH1114850A JP9165474A JP16547497A JPH1114850A JP H1114850 A JPH1114850 A JP H1114850A JP 9165474 A JP9165474 A JP 9165474A JP 16547497 A JP16547497 A JP 16547497A JP H1114850 A JPH1114850 A JP H1114850A
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- JP
- Japan
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- substrate
- optical
- ridge structure
- optical waveguide
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 リッジ構造の光導波路における光の伝搬ロス
を少なくすること。 【解決手段】 本発明は、先ず、電気光学効果を有する
基板１に光導波路２０を形成し、基板１における光導波
路２０の周囲をエッチングしてリッジ構造を形成する。
その後、このリッジ構造となった基板１の表面に、その
基板１と同じ材質でそのリッジ構造となった基板１の表
面より凹凸の少ない薄膜４を形成する。
を少なくすること。 【解決手段】 本発明は、先ず、電気光学効果を有する
基板１に光導波路２０を形成し、基板１における光導波
路２０の周囲をエッチングしてリッジ構造を形成する。
その後、このリッジ構造となった基板１の表面に、その
基板１と同じ材質でそのリッジ構造となった基板１の表
面より凹凸の少ない薄膜４を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信装置に用い
られる光信号の制御を行う光学素子の製造方法に関す
る。
られる光信号の制御を行う光学素子の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】高度情報化社会では、伝送する情報容量
の増加に伴い、光通信の実用化が進んできている。特
に、伝送する光信号の切り換えを行う光スイッチングの
必要性が高まってきており、新しい光加入者システム
（スイッチドアクセススター：ＳＡＳ）の提案もなさ
れ、光スイッチングはますます重要なデバイスとなって
きている。
の増加に伴い、光通信の実用化が進んできている。特
に、伝送する光信号の切り換えを行う光スイッチングの
必要性が高まってきており、新しい光加入者システム
（スイッチドアクセススター：ＳＡＳ）の提案もなさ
れ、光スイッチングはますます重要なデバイスとなって
きている。
【０００３】この光スイッチングにおいては、従来プリ
ズムやミラー、ファイバー等によって構成する機械的な
ものが考えられていたが、速度、形状、信頼性等の観点
から集積化には不向きである。
ズムやミラー、ファイバー等によって構成する機械的な
ものが考えられていたが、速度、形状、信頼性等の観点
から集積化には不向きである。
【０００４】そこで、リチウムナイオベイト（ＬｉＮｂ
Ｏ3 ：以下、「ＬＮ」と言う。）等の強誘電体材料を基
板として用い、チタン（Ｔｉ）をその基板中に拡散させ
て光導波路を形成した光学素子が多く適用されてきてい
る。
Ｏ3 ：以下、「ＬＮ」と言う。）等の強誘電体材料を基
板として用い、チタン（Ｔｉ）をその基板中に拡散させ
て光導波路を形成した光学素子が多く適用されてきてい
る。
【０００５】このような光導波路を備えた光学素子で
は、光導波路に電界がかかることで光の屈折率が電気光
学効果により変化することを利用し、光導波路を伝搬す
る光の位相を変化させ、スイッチングや変調を行ってい
る。
は、光導波路に電界がかかることで光の屈折率が電気光
学効果により変化することを利用し、光導波路を伝搬す
る光の位相を変化させ、スイッチングや変調を行ってい
る。
【０００６】さらに、光導波路を伝搬する光のロス（伝
搬ロス）を低減するため、例えば「Highly Efficient 4
0-GHz Bandwidth Ti:LiNbO3 Optical Modulator Employ
ingRidge Structure 」K.Noguchi,O.Mitomi,K.Kawano,a
nd M.Yanagibashi,IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTER
S,VOL.5,NO.1,p52(1993)に示されるようなリッジ構造を
持つ光学素子が提案されている。
搬ロス）を低減するため、例えば「Highly Efficient 4
0-GHz Bandwidth Ti:LiNbO3 Optical Modulator Employ
ingRidge Structure 」K.Noguchi,O.Mitomi,K.Kawano,a
nd M.Yanagibashi,IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTER
S,VOL.5,NO.1,p52(1993)に示されるようなリッジ構造を
持つ光学素子が提案されている。
【０００７】図３および図４は従来の光学素子の製造方
法を説明する断面図である。すなわち、先ず図３（ａ）
に示すように、ＬＮの基板１上に所定幅のＴｉパターン
２を形成する。次に、図３（ｂ）に示すように、熱拡散
炉を用いてＴｉパターン２（図３（ａ）参照）の熱拡散
（例えば、１０００℃、８時間）を行い、基板１に図示
するような断面視半円形状の光導波路２０を形成する。
法を説明する断面図である。すなわち、先ず図３（ａ）
に示すように、ＬＮの基板１上に所定幅のＴｉパターン
２を形成する。次に、図３（ｂ）に示すように、熱拡散
炉を用いてＴｉパターン２（図３（ａ）参照）の熱拡散
（例えば、１０００℃、８時間）を行い、基板１に図示
するような断面視半円形状の光導波路２０を形成する。
【０００８】次いで、図３（ｃ）に示すように、光導波
路２０上にマスク３を形成した後、図４（ａ）に示すよ
うに、Ｃ2 Ｆ6 −Ａｒ等のガスを用い、エッチング（Ｅ
ＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）、ＲＩＥ（Reac
tive Ion Etching）、プラズマエッチング等）を行って
リッジ構造を形成する。
路２０上にマスク３を形成した後、図４（ａ）に示すよ
うに、Ｃ2 Ｆ6 −Ａｒ等のガスを用い、エッチング（Ｅ
ＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）、ＲＩＥ（Reac
tive Ion Etching）、プラズマエッチング等）を行って
リッジ構造を形成する。
【０００９】そして、マスク３をフッ化水素酸等で除去
した後、図４（ｂ）に示すように、リッジ構造を覆うよ
うにバッファ層５（ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等）を形成す
る（蒸着、スパッタ、プラズマＣＶＤ等）。この後は、
バッファ層５上に図示しない電極を形成して光学素子を
完成させる。
した後、図４（ｂ）に示すように、リッジ構造を覆うよ
うにバッファ層５（ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等）を形成す
る（蒸着、スパッタ、プラズマＣＶＤ等）。この後は、
バッファ層５上に図示しない電極を形成して光学素子を
完成させる。
【００１０】このようなリッジ構造を持つ光学素子で
は、導波光の閉じ込めが非常に強く、放射損失も極めて
小さいものとなる。したがって、この光学素子における
伝搬ロスは、主として導波路側壁での光散乱によって決
まることになる。
は、導波光の閉じ込めが非常に強く、放射損失も極めて
小さいものとなる。したがって、この光学素子における
伝搬ロスは、主として導波路側壁での光散乱によって決
まることになる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな光学素子の製造方法においては、リッジ構造を形成
するにあたりＥＣＲやＲＩＥまたはプラズマエッチング
等でＬＮ基板をエッチングしているため、その側壁の荒
れ（凹凸）が大きくなってしまい、光導波路を伝搬する
光の伝搬ロスが大きくなってしまうという問題がある。
うな光学素子の製造方法においては、リッジ構造を形成
するにあたりＥＣＲやＲＩＥまたはプラズマエッチング
等でＬＮ基板をエッチングしているため、その側壁の荒
れ（凹凸）が大きくなってしまい、光導波路を伝搬する
光の伝搬ロスが大きくなってしまうという問題がある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような課
題を解決するために成された光学素子の製造方法であ
る。すなわち、本発明は、電気光学効果を有する基板に
光導波路を形成する工程と、基板における光導波路の周
囲をエッチングしてリッジ構造を形成する工程と、リッ
ジ構造となった基板の表面に、その基板と同じ材質でそ
のリッジ構造となった基板の表面より凹凸の少ない薄膜
を形成する工程とを備えている。
題を解決するために成された光学素子の製造方法であ
る。すなわち、本発明は、電気光学効果を有する基板に
光導波路を形成する工程と、基板における光導波路の周
囲をエッチングしてリッジ構造を形成する工程と、リッ
ジ構造となった基板の表面に、その基板と同じ材質でそ
のリッジ構造となった基板の表面より凹凸の少ない薄膜
を形成する工程とを備えている。
【００１３】本発明では、電気光学効果を有する基板に
形成した光導波路の周囲をエッチングしてリッジ構造を
形成した後、そのリッジ構造となった基板の表面に、基
板と同じ材質でリッジ構造となった基板の表面より凹凸
の少ない薄膜を形成していることから、光導波路側壁に
おける光散乱を抑制でき、伝搬ロスを少なくできるよう
になる。
形成した光導波路の周囲をエッチングしてリッジ構造を
形成した後、そのリッジ構造となった基板の表面に、基
板と同じ材質でリッジ構造となった基板の表面より凹凸
の少ない薄膜を形成していることから、光導波路側壁に
おける光散乱を抑制でき、伝搬ロスを少なくできるよう
になる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の光学素子の製造
方法における実施の形態を図に基づいて説明する。図１
および図２は、本実施形態における光学素子の製造方法
を順に説明する断面図である。
方法における実施の形態を図に基づいて説明する。図１
および図２は、本実施形態における光学素子の製造方法
を順に説明する断面図である。
【００１５】本実施形態では、電気光学効果を有する基
板を利用して、この基板に光導波路を形成し、光信号を
効率良く伝搬しながらスイッチングや変調を行う光学素
子を製造するものである。
板を利用して、この基板に光導波路を形成し、光信号を
効率良く伝搬しながらスイッチングや変調を行う光学素
子を製造するものである。
【００１６】なお、ここでは基板１としてＬＮを使用す
る場合を例として説明を行うが、このＬＮには、特性改
善のためにＣｒ、Ｃｕ、Ｍｇ、ＭｇＯ、Ｎｂをドープし
たものを含むこととする。
る場合を例として説明を行うが、このＬＮには、特性改
善のためにＣｒ、Ｃｕ、Ｍｇ、ＭｇＯ、Ｎｂをドープし
たものを含むこととする。
【００１７】先ず、先ず図１（ａ）に示すように、例え
ばＬＮの基板１上に所定幅のＴｉパターン２を形成す
る。所定幅のＴｉパターン２を形成するには、基板１上
にスパッタ法によってＴｉ膜を形成した後、レジストを
塗布してＴｉパターン２を形成する位置を残すようにパ
ターニングする。その後、このレジストをマスクとして
Ｔｉ膜をエッチングして所定幅のＴｉパターン２のみを
残すようにする。
ばＬＮの基板１上に所定幅のＴｉパターン２を形成す
る。所定幅のＴｉパターン２を形成するには、基板１上
にスパッタ法によってＴｉ膜を形成した後、レジストを
塗布してＴｉパターン２を形成する位置を残すようにパ
ターニングする。その後、このレジストをマスクとして
Ｔｉ膜をエッチングして所定幅のＴｉパターン２のみを
残すようにする。
【００１８】あるいは、基板１上にレジストを塗布して
Ｔｉパターン２を形成する位置を除去するパターニング
を行い、このレジストをマスクとしてスパッタ法によっ
てＴｉ膜を形成する。その後、レジストを除去して所定
幅のＴｉパターン２を形成するようにしてもよい（リフ
トオフ法）。
Ｔｉパターン２を形成する位置を除去するパターニング
を行い、このレジストをマスクとしてスパッタ法によっ
てＴｉ膜を形成する。その後、レジストを除去して所定
幅のＴｉパターン２を形成するようにしてもよい（リフ
トオフ法）。
【００１９】次に、図１（ｂ）に示すように、熱拡散炉
を用いてＴｉパターン２（図１（ａ）参照）の熱拡散
（例えば、１０００℃、８時間）を行い、基板１に図示
するような断面視半円形状の光導波路２０を形成する。
を用いてＴｉパターン２（図１（ａ）参照）の熱拡散
（例えば、１０００℃、８時間）を行い、基板１に図示
するような断面視半円形状の光導波路２０を形成する。
【００２０】次いで、図１（ｃ）に示すように、光導波
路２０上にマスク３を形成した後、図２（ａ）に示すよ
うに、Ｃ2 Ｆ6 −Ａｒ等のガスを用い、エッチング（Ｅ
ＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）、ＲＩＥ（Reac
tive Ion Etching）、プラズマエッチング等）を行って
リッジ構造を形成する。
路２０上にマスク３を形成した後、図２（ａ）に示すよ
うに、Ｃ2 Ｆ6 −Ａｒ等のガスを用い、エッチング（Ｅ
ＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）、ＲＩＥ（Reac
tive Ion Etching）、プラズマエッチング等）を行って
リッジ構造を形成する。
【００２１】その後、マスク３をフッ化水素酸等で除去
した後、図２（ｂ）に示すように、リッジ構造となった
基板１の表面に、その基板１と同じ材質であるＬＮを例
えば液相エピタキシャル成長させて薄膜４を形成する。
した後、図２（ｂ）に示すように、リッジ構造となった
基板１の表面に、その基板１と同じ材質であるＬＮを例
えば液相エピタキシャル成長させて薄膜４を形成する。
【００２２】液相エピタキシャル成長の原料としては、
例えば、Ｌｉ2 ＣＯ3 とＮｂ2 Ｏ5とを用いた溶液を溶
解して９００℃で２秒エピタキシャル成長させ、約０．
５μｍ厚のＬＮから成る薄膜４を形成する。
例えば、Ｌｉ2 ＣＯ3 とＮｂ2 Ｏ5とを用いた溶液を溶
解して９００℃で２秒エピタキシャル成長させ、約０．
５μｍ厚のＬＮから成る薄膜４を形成する。
【００２３】反応式は以下のようになる。 Ｌｉ2 ＣＯ3 ＋Ｎｂ2 Ｏ5 →２ＬｉＮｂＯ3 ＋ＣＯ2
【００２４】このような液相エピタキシャル成長によっ
てＬＮの薄膜４を形成することにより、スパッタによっ
てリッジ構造を形成した際に生じている表面の凹凸より
も滑らかな薄膜４が形成され、光導波路２０の側壁にお
ける光散乱を抑制できるようになる。
てＬＮの薄膜４を形成することにより、スパッタによっ
てリッジ構造を形成した際に生じている表面の凹凸より
も滑らかな薄膜４が形成され、光導波路２０の側壁にお
ける光散乱を抑制できるようになる。
【００２５】基板１の表面にＬＮの薄膜４をエピタキシ
ャル成長させた後は、図２（ｃ）に示すように、この薄
膜４の上にバッファ層５（ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等）を
形成する（蒸着、スパッタ、プラズマＣＶＤ等）。これ
により、光学素子が完成する。また、使用態様に応じて
バッファ層５上に電極を形成してもよい。
ャル成長させた後は、図２（ｃ）に示すように、この薄
膜４の上にバッファ層５（ＳｉＯ2 、Ａｌ2 Ｏ3 等）を
形成する（蒸着、スパッタ、プラズマＣＶＤ等）。これ
により、光学素子が完成する。また、使用態様に応じて
バッファ層５上に電極を形成してもよい。
【００２６】なお、上記実施形態では、基板１および薄
膜４としてＬＮを用いる例を説明したが、ＬＮ以外でも
電気光学効果を有するＬｉＴａＯ3 、ＫＮｂＯ3 、Ｂａ
ＴｉＯ3 や、これらの他の組成のものなどであってもよ
い。
膜４としてＬＮを用いる例を説明したが、ＬＮ以外でも
電気光学効果を有するＬｉＴａＯ3 、ＫＮｂＯ3 、Ｂａ
ＴｉＯ3 や、これらの他の組成のものなどであってもよ
い。
【００２７】さらに、薄膜４を形成する方法として液相
エピタキシャル法を用いたが、本発明はこれに限定され
ず、リッジ構造を形成した際の基板１の表面より凹凸の
少ない薄膜４を形成できればどのような方法であっても
よい。
エピタキシャル法を用いたが、本発明はこれに限定され
ず、リッジ構造を形成した際の基板１の表面より凹凸の
少ない薄膜４を形成できればどのような方法であっても
よい。
【００２８】また、上記実施形態で示した数値条件は一
例であり、これに限定されるものではない。
例であり、これに限定されるものではない。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学素子
の製造方法によれば次のような効果がある。すなわち、
リッジ構造から成る光導波路を形成した後、基板と同じ
材質でその表面より凹凸の少ない薄膜を形成すること
で、光導波路側壁における光散乱を抑制することがで
き、伝搬ロスの少ない良好な光学素子を製造することが
可能となる。
の製造方法によれば次のような効果がある。すなわち、
リッジ構造から成る光導波路を形成した後、基板と同じ
材質でその表面より凹凸の少ない薄膜を形成すること
で、光導波路側壁における光散乱を抑制することがで
き、伝搬ロスの少ない良好な光学素子を製造することが
可能となる。
【図１】本実施形態における光学素子の製造方法を順に
説明する断面図（その１）である。
説明する断面図（その１）である。
【図２】本実施形態における光学素子の製造方法を順に
説明する断面図（その２）である。
説明する断面図（その２）である。
【図３】従来の光学素子の製造方法を順に説明する断面
図（その１）である。
図（その１）である。
【図４】従来の光学素子の製造方法を順に説明する断面
図（その２）である。
図（その２）である。
１ 基板 ２ Ｔｉパターン ３ マスク ４ 薄膜 ５ バッファ層 ２０ 光導波路
Claims (2)
- 【請求項１】 電気光学効果を有する基板に光導波路を
形成する工程と、 前記基板における前記光導波路の周囲をエッチングして
リッジ構造を形成する工程と、 前記リッジ構造となった基板の表面に、その基板と同じ
材質で前記リッジ構造となった基板の表面より凹凸の少
ない薄膜を形成する工程とを備えていることを特徴とす
る光学素子の製造方法。 - 【請求項２】 前記薄膜をエピタキシャル成長によって
形成することを特徴とする請求項１記載の光学素子の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9165474A JPH1114850A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 光学素子の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9165474A JPH1114850A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 光学素子の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1114850A true JPH1114850A (ja) | 1999-01-22 |
Family
ID=15813103
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9165474A Pending JPH1114850A (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 光学素子の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1114850A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7177490B2 (en) | 2003-03-20 | 2007-02-13 | Fujitsu Limited | Optical waveguide, optical device, and method of manufacturing optical waveguide |
| JP2007094440A (ja) * | 2007-01-11 | 2007-04-12 | Fujitsu Ltd | 光導波路、光デバイスおよび光導波路の製造方法 |
| TWI565985B (zh) * | 2012-12-14 | 2017-01-11 | 鴻海精密工業股份有限公司 | 脊型光波導的製造方法 |
-
1997
- 1997-06-23 JP JP9165474A patent/JPH1114850A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7177490B2 (en) | 2003-03-20 | 2007-02-13 | Fujitsu Limited | Optical waveguide, optical device, and method of manufacturing optical waveguide |
| JP2007094440A (ja) * | 2007-01-11 | 2007-04-12 | Fujitsu Ltd | 光導波路、光デバイスおよび光導波路の製造方法 |
| TWI565985B (zh) * | 2012-12-14 | 2017-01-11 | 鴻海精密工業股份有限公司 | 脊型光波導的製造方法 |
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