JPS608820A - 光導波路の形成方法 - Google Patents
光導波路の形成方法Info
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- JPS608820A JPS608820A JP58115839A JP11583983A JPS608820A JP S608820 A JPS608820 A JP S608820A JP 58115839 A JP58115839 A JP 58115839A JP 11583983 A JP11583983 A JP 11583983A JP S608820 A JPS608820 A JP S608820A
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- optical waveguide
- optical
- substrate
- electrode pattern
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/136—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by etching
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL 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
- G02F1/00—Devices 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
- G02F1/01—Devices 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
- G02F1/03—Devices 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
- G02F1/035—Devices 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分少ｆ〕
本発明は光来積回路などに用いられる光導波路のうち、
リッジ型と呼ばれる３次元光導波路の形成に糸り、特に
電気光学効果を用いる光変調器などに適する光導波路の
形成方法に１男する。
リッジ型と呼ばれる３次元光導波路の形成に糸り、特に
電気光学効果を用いる光変調器などに適する光導波路の
形成方法に１男する。
光４波路の構造にはいくつかの種鶏があるが、その中の
ｒＡ１図に示すような構造金持つリッジ型先導波路は導
波光の閉じ込め幼果が大きく、こ気光学効果を利用した
光変調器や光スィッチなどに良く用いられている。第１
図は従来のこの種の光４波路の構成列を示す図で、２４
はガリウム砒素基板、２３は高抵抗のガリウム砒素エピ
タキシャル成長膜、１１．１２はエピタキシャル膜をス
トライプ状にエツチングして形成したリッジ型先導波路
である。ストライプパターンの下部では実効的に屈折率
が商くなるために入射した光は、横方向に拡がることな
く効率良く光を伝搬できる。覗ヌＬ光学効果を有する光
導波路用材料には多数の種類があるが、以下の説明では
カリウム砒素を例にとって進める。
ｒＡ１図に示すような構造金持つリッジ型先導波路は導
波光の閉じ込め幼果が大きく、こ気光学効果を利用した
光変調器や光スィッチなどに良く用いられている。第１
図は従来のこの種の光４波路の構成列を示す図で、２４
はガリウム砒素基板、２３は高抵抗のガリウム砒素エピ
タキシャル成長膜、１１．１２はエピタキシャル膜をス
トライプ状にエツチングして形成したリッジ型先導波路
である。ストライプパターンの下部では実効的に屈折率
が商くなるために入射した光は、横方向に拡がることな
く効率良く光を伝搬できる。覗ヌＬ光学効果を有する光
導波路用材料には多数の種類があるが、以下の説明では
カリウム砒素を例にとって進める。
光導波路の六回と基板裏表とに各々ｉ肩９を形成し、両
者間にｔｌｉ圧を別え、光４波路層の屈折率をｔ（４，
気光学効果によって変化させ、光変調、光スィッチなど
の各種の能動的！１Ｆ！Ｉ作を行わせることができる。
者間にｔｌｉ圧を別え、光４波路層の屈折率をｔ（４，
気光学効果によって変化させ、光変調、光スィッチなど
の各種の能動的！１Ｆ！Ｉ作を行わせることができる。
これを行うだめにはＩａＩ王印／ＩＴＩのための外部回
路０図中の２１．２２および２５などの１極と２結ぶ必
要がめる。しかし光導波；洛の巾は一般に数ミクロンの
オーダーであり、しかも表面に凹凸が任在するため、こ
のような使小部の屯１ＩＩＩＳと外部との配線を行うこ
とは容易ではない。
路０図中の２１．２２および２５などの１極と２結ぶ必
要がめる。しかし光導波；洛の巾は一般に数ミクロンの
オーダーであり、しかも表面に凹凸が任在するため、こ
のような使小部の屯１ＩＩＩＳと外部との配線を行うこ
とは容易ではない。
このような困難さのために従来はストライプ電極上に針
を立てて外部と接続することが行われていたが、この方
法では接続のための手順が複雑であり、また安定性に欠
けるため、とうてい実用的な手段とは成り得ない。また
外部回路と接続するための電極をリッジ型光導波路上に
形成する方法も行われている。このｔｔ＄ｊ、？：影形
成る方法としてはマスク蒸着あるいはす７トオフ法など
がある。
を立てて外部と接続することが行われていたが、この方
法では接続のための手順が複雑であり、また安定性に欠
けるため、とうてい実用的な手段とは成り得ない。また
外部回路と接続するための電極をリッジ型光導波路上に
形成する方法も行われている。このｔｔ＄ｊ、？：影形
成る方法としてはマスク蒸着あるいはす７トオフ法など
がある。
しかし前者の方法はパターンの寸法精度あるいはマスク
合わせの精度を１０μｍ以下にｉ１３！Ｉ １ｔ’ｌｌ
することは非常に困難である。またリフトオフ法で成極
を形成する方法は高精度でパターンを形成できるが、第
２図に示すように工程が・腹雑となり、かつ段差のある
リッジ型光導波路上の金属膜が、段差の部分で断線を生
じ易いという問題がりる。
合わせの精度を１０μｍ以下にｉ１３！Ｉ １ｔ’ｌｌ
することは非常に困難である。またリフトオフ法で成極
を形成する方法は高精度でパターンを形成できるが、第
２図に示すように工程が・腹雑となり、かつ段差のある
リッジ型光導波路上の金属膜が、段差の部分で断線を生
じ易いという問題がりる。
本発明の目的は上記のような難点を克服するために先導
波路形成鎌、光４波路よりも屈折率の低い非導成性物質
を用いて素子表面を平坦化した段に亀惚ハターンを形成
することによって工程１略化、あるいは凹凸かめるため
に生じる独々の問題点を解決することにある。
波路形成鎌、光４波路よりも屈折率の低い非導成性物質
を用いて素子表面を平坦化した段に亀惚ハターンを形成
することによって工程１略化、あるいは凹凸かめるため
に生じる独々の問題点を解決することにある。
上記目的を達成するための本発明による光導波路の形成
方法は、誘電体あるいは半導体などの電気光学結晶また
はガラスなどの非晶質４板上にリッジ型光導波路を形成
した後、基板よりも屈折率の低い材料、たとえば８ ’
０２ 、８１３Ｎ４ ｉどの無磯拐科、あるいはＰＩ
Ｑ （ポリイミドイソインドロキナゾリンジオン樹脂の
日立化成ｉ（Ｋにおける商品名）などの有機材料を基板
表面に堆積、あるいは塗布して基板表面を平ｃ１を化し
、その上から光導波路に４圧を印加するための電極およ
び外部回路と接続を行うための電極などの全てのＩＪＬ
極パターンを一度に形成するものである。
方法は、誘電体あるいは半導体などの電気光学結晶また
はガラスなどの非晶質４板上にリッジ型光導波路を形成
した後、基板よりも屈折率の低い材料、たとえば８ ’
０２ 、８１３Ｎ４ ｉどの無磯拐科、あるいはＰＩ
Ｑ （ポリイミドイソインドロキナゾリンジオン樹脂の
日立化成ｉ（Ｋにおける商品名）などの有機材料を基板
表面に堆積、あるいは塗布して基板表面を平ｃ１を化し
、その上から光導波路に４圧を印加するための電極およ
び外部回路と接続を行うための電極などの全てのＩＪＬ
極パターンを一度に形成するものである。
以−Ｆ本発明の実施クリを第３図以下の図面を用いて説
明する。
明する。
実施例 １
第３凶の上部の図ば、′亀気光学結晶基Ｑ２４の上に形
成した光等波層２３をエツチングしてリッジ型光導波路
１１．１２を形成した光方向性結合器である。本実施例
においては同素子を以下のようにして作製した。厚さ約
４００μｍのガリウム砒素基板上に冒抵抗ガリウム砒素
層２３をエピタキシャル成長きせ、その上に光導波路と
なるパターンを通常のフォトリングラフ技術を用いて形
成し、アンモニア、過酸化水素、水の混合液全エツチン
グ液に用いて巾４μｍ１間隔４μｍ１リッジの高さ１μ
ｍの２本の光専波路全作製した。なお、ＧａＡｓおよび
ｉ） Ｉ Ｑの屈折率は谷々〜３．４ 、〜１．７であ
る。この表面上にＰｉＱ溶液を番板上に滴下した後、裁
也を回転して均一に生布し、約３００Ｃで刀口熱・硬化
させ、＃式約３μｎ１の平坦なＰＩＱ膜を形成した。こ
の膜勿ＰＩＱエツチング液（ヒドラジンヒトラード）で
エツチングし、第３図下部の図のように光導波路表面と
ｐｒｑ弐面とを同一平面とした。この上から第４図のよ
りな′亀惚パターンを通常のリフトオフ法によって形成
した。
成した光等波層２３をエツチングしてリッジ型光導波路
１１．１２を形成した光方向性結合器である。本実施例
においては同素子を以下のようにして作製した。厚さ約
４００μｍのガリウム砒素基板上に冒抵抗ガリウム砒素
層２３をエピタキシャル成長きせ、その上に光導波路と
なるパターンを通常のフォトリングラフ技術を用いて形
成し、アンモニア、過酸化水素、水の混合液全エツチン
グ液に用いて巾４μｍ１間隔４μｍ１リッジの高さ１μ
ｍの２本の光専波路全作製した。なお、ＧａＡｓおよび
ｉ） Ｉ Ｑの屈折率は谷々〜３．４ 、〜１．７であ
る。この表面上にＰｉＱ溶液を番板上に滴下した後、裁
也を回転して均一に生布し、約３００Ｃで刀口熱・硬化
させ、＃式約３μｎ１の平坦なＰＩＱ膜を形成した。こ
の膜勿ＰＩＱエツチング液（ヒドラジンヒトラード）で
エツチングし、第３図下部の図のように光導波路表面と
ｐｒｑ弐面とを同一平面とした。この上から第４図のよ
りな′亀惚パターンを通常のリフトオフ法によって形成
した。
ＧａＡｓおよびＰＩＱの屈折４ｖｉ谷ｈ 〜３．４．１
．７でりるから、このようにリッジ型光導波路金ＰＩＱ
で埋め込んだ侯も、光導波機能はその１ま保たれる。第
４図の点のある部分はリフトオフ電極パターンであり、
２１．２２のストライプ部分は、第３図下部の光導波路
１１．１２の表面に位置する。
．７でりるから、このようにリッジ型光導波路金ＰＩＱ
で埋め込んだ侯も、光導波機能はその１ま保たれる。第
４図の点のある部分はリフトオフ電極パターンであり、
２１．２２のストライプ部分は、第３図下部の光導波路
１１．１２の表面に位置する。
第４図２８．２９は外部回路と接続を行うためのポンデ
ィングパッドである。本実施例によれば光１ｄ変調器な
どを駆動するための圧意の電極パターンを１回のフォト
リングラフ工程で形成できる。
ィングパッドである。本実施例によれば光１ｄ変調器な
どを駆動するための圧意の電極パターンを１回のフォト
リングラフ工程で形成できる。
しかも木板表面が平坦であるだめに基板表面上形成した
電極用金属膜には段差がなく、断線などの問題は全く生
じない。本実施例では２本の導波路の、場合について説
明を行ったが、より４Ｘ雑な構造を持つ光回路において
もそのまま適用できる。
電極用金属膜には段差がなく、断線などの問題は全く生
じない。本実施例では２本の導波路の、場合について説
明を行ったが、より４Ｘ雑な構造を持つ光回路において
もそのまま適用できる。
実施例 ２
実施例１と同様にしてＧａＡｓ恭板上にリッジ型光導波
路を形成し、その上に厚さｄｌ、５μｍのＰＩＱ膜を形
成した。このときＰＩＱ表面は完全に平坦とはならず、
第５図に示すようにわずかの凹凸が残った。アルファス
テップで測定したところ、この段差（図中のδ）は約０
．５μｍであった。
路を形成し、その上に厚さｄｌ、５μｍのＰＩＱ膜を形
成した。このときＰＩＱ表面は完全に平坦とはならず、
第５図に示すようにわずかの凹凸が残った。アルファス
テップで測定したところ、この段差（図中のδ）は約０
．５μｍであった。
このＰＩＱｆｉ面をエツチングすることなく、直接リフ
トオフ去によって第４図と同様の電極パターン（Ａｔ）
を形成した。約０．５μｍの段差があったにもかかわら
ず、段差の形状が非常に滑らかなため、この上に形成し
た電極パターンは、表面の凹凸による影響は認められな
かった。裏面に成極を蒸着し、波長１．１５μｍのＨｅ
−Ｎｅレーザ光を入射し、面間に約２０Ｖの電圧を印加
したところ、実施例１によって作製した素子と同じく、
光スイツチング動作が確認できた。
トオフ去によって第４図と同様の電極パターン（Ａｔ）
を形成した。約０．５μｍの段差があったにもかかわら
ず、段差の形状が非常に滑らかなため、この上に形成し
た電極パターンは、表面の凹凸による影響は認められな
かった。裏面に成極を蒸着し、波長１．１５μｍのＨｅ
−Ｎｅレーザ光を入射し、面間に約２０Ｖの電圧を印加
したところ、実施例１によって作製した素子と同じく、
光スイツチング動作が確認できた。
実施例 ３
Ｙ−カットのＬ ｊ Ｎ ｂ Ｏｓ 基板表面にｌｌ＋
ｔを熱拡散して光纏波層を形成した説、基板表面上にフ
ォトリングラフ技術によってストライプ状の７オトレジ
ストパターンを形成し、これをマスクとしてイオンビー
ムエツチング法を用いて第３図上部のごときリッジ型光
導波路を形成した。光導波路の形状寸法は実施例１と同
様である。この素子の表面に酸化性雰囲気下でモノシラ
ンガスを熱分解させてＳｌＯ□膜を約８μｍ４積させた
。８μｍの堆積終了後の基板表面は全く平坦でらった。
ｔを熱拡散して光纏波層を形成した説、基板表面上にフ
ォトリングラフ技術によってストライプ状の７オトレジ
ストパターンを形成し、これをマスクとしてイオンビー
ムエツチング法を用いて第３図上部のごときリッジ型光
導波路を形成した。光導波路の形状寸法は実施例１と同
様である。この素子の表面に酸化性雰囲気下でモノシラ
ンガスを熱分解させてＳｌＯ□膜を約８μｍ４積させた
。８μｍの堆積終了後の基板表面は全く平坦でらった。
５ｊ０２膜を再びイオンビームエツチング法によってエ
ツチングし、Ｌ ｉ Ｎ ｂ ０３ 表面を露出させた
。Ｙ−カットＬｉＮｂＯ３と５ｊ０２のイオンビームの
エツチング速度はほぼ同・ｄ度であるので、多少オーツ
（−エツチングにすることにより、比較的容易に両者の
表面を同一にすることが可能である。このように表面を
平坦化した置に実施例１と同様の手法を用いて電極を形
成した。本実施列によれば任意の成極パターンを１回の
フォトリングラフ工程で形成でき、従来法にくらベニ程
を簡略化できる。
ツチングし、Ｌ ｉ Ｎ ｂ ０３ 表面を露出させた
。Ｙ−カットＬｉＮｂＯ３と５ｊ０２のイオンビームの
エツチング速度はほぼ同・ｄ度であるので、多少オーツ
（−エツチングにすることにより、比較的容易に両者の
表面を同一にすることが可能である。このように表面を
平坦化した置に実施例１と同様の手法を用いて電極を形
成した。本実施列によれば任意の成極パターンを１回の
フォトリングラフ工程で形成でき、従来法にくらベニ程
を簡略化できる。
本発明によれば基板上に形成されたリッジ型光導波路の
ような凹凸を有する光導波路上に任意の平面構造を持つ
電極パターンを、従来法にくらべ少ない工程で形成する
ことができる。また本発明のような平坦化を行わずにリ
ッジ型光導波路の上に直接配線のための電極パターンを
形成する従来法にくらべ、表面に段差があることに由来
する断線などの問題を元金に解決することができる。
ような凹凸を有する光導波路上に任意の平面構造を持つ
電極パターンを、従来法にくらべ少ない工程で形成する
ことができる。また本発明のような平坦化を行わずにリ
ッジ型光導波路の上に直接配線のための電極パターンを
形成する従来法にくらべ、表面に段差があることに由来
する断線などの問題を元金に解決することができる。
第１図は従来のリッジ型先導波路の一構成例、第２図ａ
）、ｂ）、Ｃ）は従来法による外部回路接続用成極の形
成法の政要図、第３図ａ）、ｂ）および第４図は本発明
の実施例における光導波路の正面図および平面図、５ｇ
５図は本発明の曲の実施列における光導波路の正面図で
ある。 １０・・・外部回路接、恍用ＪＡ子、２１．２２・・・
ストライプ電極、２３・・・光導波１４．２４・・・心
気光学結晶基板、２５・・・裏面成極、２８．２９・・
・ボンディングバンド、３１．３２・・・光導波路端面
、４１・・・低％ｌ （２） １θ 第２図 （０Ｌ） （Ｃ） 潴 ３ 図 （良）（ｂ） 第 ４ 口
）、ｂ）、Ｃ）は従来法による外部回路接続用成極の形
成法の政要図、第３図ａ）、ｂ）および第４図は本発明
の実施例における光導波路の正面図および平面図、５ｇ
５図は本発明の曲の実施列における光導波路の正面図で
ある。 １０・・・外部回路接、恍用ＪＡ子、２１．２２・・・
ストライプ電極、２３・・・光導波１４．２４・・・心
気光学結晶基板、２５・・・裏面成極、２８．２９・・
・ボンディングバンド、３１．３２・・・光導波路端面
、４１・・・低％ｌ （２） １θ 第２図 （０Ｌ） （Ｃ） 潴 ３ 図 （良）（ｂ） 第 ４ 口
Claims (1)
- 基板上に形成されたリッジ型３次元光導波路において、
光導波路よりも低い屈折率を有する非導屯性物質をその
上に堆積して光導波路を埋め込んで表面を平坦化し、そ
の後に成極となる金属膜を形成することを特徴とする先
導波路の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115839A JPS608820A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 光導波路の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58115839A JPS608820A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 光導波路の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS608820A true JPS608820A (ja) | 1985-01-17 |
Family
ID=14672393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58115839A Pending JPS608820A (ja) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | 光導波路の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS608820A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03229214A (ja) * | 1990-02-02 | 1991-10-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調素子 |
| EP0587500A1 (fr) * | 1992-09-11 | 1994-03-16 | France Telecom | Procédé de fabrication de dispositifs électro-optiques à ruban, notamment de lasers, et dispositifs ainsi obtenus |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP58115839A patent/JPS608820A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03229214A (ja) * | 1990-02-02 | 1991-10-11 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光変調素子 |
| EP0587500A1 (fr) * | 1992-09-11 | 1994-03-16 | France Telecom | Procédé de fabrication de dispositifs électro-optiques à ruban, notamment de lasers, et dispositifs ainsi obtenus |
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