专利名称：光调制器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及光调制器，尤其涉及包括薄板和增强板的光调制器，其中上述薄板由具有电光学效果的材料形成，并且其厚度为20μm以下，上述增强板与该薄板的背面粘接且厚度比该薄板厚。
背景技术：
以往，在光通信领域或光测定领域上，经常采用在具有电光学效果的基板上形成有光波导或调制电极的波导式光调制器。
在利用了具有电光学效果的基板的光调制器中，如专利文献1或2等，通过将如图1所示的导电膜形成在基板的侧面及背面并使之接地，从而抑制向光调制器所施加的微波在基板内共振的共振现象的发生、或在基板内所产生的热电效果。另外，能够提高电特性(S11、S21)、或抑制Baisjump等。S11是指电信号的反射特性，是一种对从外部端子输入到信号电极时的反射量进行测定而得到的特性。S21是指电信号的透过特性，是一种对所输出的信号相对于从外部端子输入到信号电极的信号的透过量进行测定而得到的特性。一般而言，被称为浸渍(dip)的现象是通过该透过特性(S21)来所表现的。另外，Baisjump是指，当X板时，因热电效果的影响而在基板的侧面产生电荷，而该电荷对形成在基板上的电极带来不良影响的情况。
此外，图1是光调制器的剖视图，1表示基板、2表示光波导、3表示缓冲层、4表示信号电极、5表示接地电极、6表示导电膜。以下，将信号电极4和接地电极5加在一起称为调制电极。
专利文献1特表平5-509415号公报 专利文献2特许第2919132号公报 另一方面，为了实现光调制器的宽带化，通过将基板的厚度由现有的500μm左右缩小到几十μm，从而满足微波与光波的速度的速度匹配条件，并且同时实现驱动电压的降低。
例如，在以下的专利文献3或4中，在具有30μm以下的厚度的薄基板上，装入光波导以及调制电极，将介电常数比第一基板低的其它基板接合，降低相对于微波的有效折射率，实现微波与光波的速度匹配、并且维持基板的机械强度。
专利文献3特开昭64-18121号公报 专利文献4特开2003-215519号公报 然而，在薄板化的基板(以下，成为“薄板”)的侧面形成了上述的导电膜时，由于基板的厚度薄，而且薄板侧面的面积极小，因此基板与导电膜的接合力弱，从而发生导电膜与基板容易剥离的不良情况。
另外，因基板变薄而导致在光波导上传播的光波约束减弱，结果产生光波的光分布在横向(与薄板的厚度方向垂直的方向)或薄板的厚度方向上扩展的现象，假如，当在基板的背面形成有导电膜时，会产生因该导电膜而导致光波被散射或吸收等不良情况。
发明内容
本发明所要解决的课题是解决上述的问题，提供一种光调制器及其制造方法，该光调制器采用了厚度为20μm以下的薄板，并且能够稳定地保持对基板内的微波的共振现象或热电效果等不良情况进行抑制的导电膜。
为了解决上述课题，本发明之一的光调制器，包括厚度为20μm以下的薄板，其由具有电光学效果的材料形成；光波导，其形成在该薄板的表面或背面；和调制电极，其形成在该薄板的表面，用于对通过该光波导内的光进行调制；上述光调制器具有增强板，其被接合在该薄板的背面；和导电膜，其从该薄板的侧面到该增强板的侧面连续地形成。
此外，该薄板的背面与增强板的接合，既可为直接接合、也可为基于粘接剂等的接合，当形成有采用粘接剂的粘接剂层的情况下，该导电膜从该薄板的侧面起隔着粘接剂层而连续地形成至该增强板的侧面。
本发明之二，是在本发明之一的光调制器中，该导电膜还形成在该增强板的背面。
本发明之三的光调制器，包括厚度为20μm以下的薄板，其由具有电光学效果的材料形成；光波导，其形成在该薄板的表面或背面；和调制电极，其形成在该薄板的表面，用于对通过该光波导内的光进行调制；在该薄板的背面隔着粘接层接合增强板；在该粘接层与该增强板之间形成有导电膜。
本发明之四，是在本发明之三的光调制器中，具有导电膜，该导电膜从该薄板的侧面到该增强板的侧面连续地形成。
本发明之五，在在本发明之一～本发明之四中任一项所述的光调制器中，形成该导电膜的材料包含Au、Ti、Si的至少某一个。
本发明之六的发明是一种光调制器的制造方法，该光调制器包括厚度为20μm以下的薄板，其由具有电光学效果的材料形成；光波导，其形成在该薄板的表面或背面；和调制电极，其形成在该薄板的表面，用于对通过该光波导内的光进行调制；上述制造方法包括接合工序，在该薄板的背面侧接合增强板；覆盖工序，用保护膜至少覆盖该薄板的表面和形成有该光波导的出射部和入射部的该薄板的侧面；导电膜形成工序，在该覆盖工序后，在未被保护膜所覆盖的薄板和增强板的露出部分形成导电膜；和除去工序，在该导电膜形成工序后，除去该保护膜。
发明效果 根据发明之一，由于光调制器包括厚度为20μm以下的薄板，其由具有电光学效果的材料形成；光波导，其形成在该薄板的表面或背面；和调制电极，其形成在该薄板的表面，用于对通过该光波导内的光进行调制；上述光调制器具有增强板，其被接合在该薄板的背面；和导电膜，其从该薄板的侧面到该增强板的侧面连续地形成，所以，因接合导电膜与增强板而产生的导电膜形成面积增大，从而使导电膜与薄板的接合力增大，能够有效地抑制导电膜与薄板剥离。
根据发明之二，由于导电膜还形成在该增强板的背面，所以经由该背面的导电膜，使形成在薄板侧面的导电膜彼此导通，能够有效地抑制基板内的微波的共振现象或热电效果。另外，通过使彼此的导电膜导通，还能够简化导电膜的接地作业。
根据本发明之三，由于光调制器包括厚度为20μm以下的薄板，其由具有电光学效果的材料形成；光波导，其形成在该薄板的表面或背面；和调制电极，其形成在该薄板的表面，用于对通过该光波导内的光进行调制；在该薄板的背面形成有隔着粘接层接合的增强板，在该粘接层与该增强板之间形成有导电膜，所以，能够在薄板的背面侧配置导电膜，能够有效地抑制在薄板的厚度方向上产生的热电效果。而且，由于导电膜是以通过粘接层而远离薄板的背面的方式配置的，因此在光波导上传播的光波也不会被散射和吸收。另外，当在增强板中采用电介质时，还能够抑制增强板中所产生的热电效果。
根据本发明之四，除在粘结层与增强板之间形成的导电膜之外，由于还具有导电膜，该导电膜从该薄板的侧面到该增强板的侧面连续地形成，所以，在通过使两个导电膜导通，还能简化导电膜的接地作业的基础上，还能够抑制基板内的微波的共振现象。
根据本发明之五，由于形成该导电膜的材料包含Au、Ti、Si的至少某一个，因此在抑制基板内的微波的共振现象或热电效果的基础上，能够确保足够的导电性，并且还能提高导电膜的基板与增强板的粘接性。
根据本发明之六，光调制器包括厚度为20μm以下的薄板，其由具有电光学效果的材料形成；光波导，其形成在该薄板的表面或背面；和调制电极，其形成在该薄板的表面，用于对通过该光波导内的光进行调制；上述光调制器的制造方法包括接合工序，在该薄板的背面侧接合增强板；覆盖工序，用保护膜至少覆盖该薄板的表面和形成有该光波导的出射部和入射部的该薄板的侧面；导电膜形成工序，在该覆盖工序后，在未被保护膜所覆盖的薄板和增强板的露出部分形成导电膜；和除去工序，在该导电膜形成工序后，除去该保护膜，所以，将导电膜从薄板的侧面到增强板的侧面连续地形成，并且与薄板、或增强板的侧面的导电膜一起，还在增强板的背面同时连续地形成导电膜，能够提高导电膜整体的一体性。
图1是现有的光调制器的剖视图。
图2是表示本发明所涉及的光调制器的第一实施例的图。
图3是表示本发明所涉及的光调制器的第一实施例的应用例的图。
图4是表示本发明所涉及的光调制器的第二实施例的图。
图5是表示本发明所涉及的光调制器的第二实施例的应用例的图。
图6是表示本发明所涉及的光调制器的制造方法中所使用的真空蒸镀法的图。
符号说明 1、10、20-基板； 2、11、21-光波导； 3、12、22-缓冲层； 4、13、23-信号电极； 5、14、24-接地电极； 6、17、18、27、28-导电膜； 15、25-粘接层； 16、26-增强板； 30-真空容器； 31-蒸镀材料； 32-目标保持体； 33-光调制元件芯片(chip)。
具体实施例方式 以下，采用适当的例子，详细地说明本发明。
图2是表示本发明所涉及的光调制器的第一实施例的图，表示光调制器的剖视图。
光调制器包括厚度为20μm以下的薄板10，其由具有电光学效果的材料形成；光波导11，其形成在该薄板的表面(光波导也可形成在薄板10的背面)；和调制电极(信号电极13、接地电极14)，其形成在该薄板的表面，用于对通过该光波导内的光进行调制；上述光调制器其特征在于，具有增强板16，其隔着粘接层15，被接合在该薄板的背面；和导电膜17，其从该薄板的侧面到该增强板的侧面连续地形成。根据该构成，因导电膜与增强板的接合而产生的接合面积增大，从而使导电膜与薄板的接合力增大，能够有效地抑制导电膜与薄板剥离。此外，薄板的背面与增强板的接合，不限于如图2所示那样隔着采用粘接剂的粘接层15的接合，也可进行直接结合(direct bonding)等直接接合。
在图2中作为薄板采用了X切式基板。在X切式基板中，通过导电膜17能够有效地抑制因温度变化所产生的热电效果而导致的在基板的横向上所产生的极化电荷。
另外，能够通过导电膜17的吸收，抑制向光调制器所施加的微波在基板内共振的共振现象的发生。
图3是第一实施例的应用例，导电膜18还形成在增强板的背面。根据该构成，使形成在薄板的侧面的导电膜，经由该背面的导电膜彼此导通，能够有效地抑制基板内的微波的共振现象或热电效果。另外，通过使彼此的导电膜导通，还能简化导电膜的接地作业，例如，仅仅将光调制器主体配置在导电性的壳体内，从而经由增强板背面的导电膜可使导电膜整体接地。
作为光波导11的形成方法，能够通过以热扩散法或质子交换法等在基板表面扩散Ti等来形成光波导11。另外，如专利文献5，在薄板10的表面与光波导的形状对应地形成隆起部(ridge)，来构成光波导。
信号电极13或接地电极14等的调制电极，可通过Ti和Au的电极图案的形成以及镀金方法等形成。再有，根据需要也可在光波导形成后的基板表面设置电介质SiO2等缓冲层12，并且在缓冲层上形成调制电极。
专利文献5特开平6-289341号公报 作为具有电光学效果的材料，例如可采用铌酸锂、钽酸锂、PLZT(锆钛酸铅镧)和石英系的材料以及它们的组合。尤其适合采用电光学效果高的铌酸锂(LN)结晶。
光调制元件的薄板的制造方法，在具有几百μm厚度的基板上形成光波导，对基板的背面进行研磨，来制作具有20μm以下的厚度的薄板。然后在薄板的表面加工调制电极。另外，也可在进行光波导或调制电极等的加工后，对基板的背面进行研磨。此外，如果施加光波导形成时的热冲击或各种处理时的因薄膜的操作而所产生的机械冲击等，则还存在薄板破损的危险性，所以优选在对基板进行研磨而薄板化之前，执行容易施加这些热冲击或机械冲击的工序。
作为使用于增强板的材料，能够采用各种材料，例如除了使用与薄板同样的材料之外，还可以使用石英、玻璃、氧化铝等介电常数比薄板低的材料，或者还可以如专利文献5那样使用具有与薄板不同的结晶方位的材料。其中，使光调制器相对于温度变化的调制特性稳定的基础上，优选选定线膨胀系数与薄板等同的材料。假如，当难以选定等同的材料时，如专利文献4，在接合薄板与增强板的粘接剂中，选定线膨胀系数与薄板同等的材料。
在薄板10与增强板16的接合中，作为粘接层15能够使用环氧系粘接剂、热硬化性粘接剂、紫外线硬化性粘接剂、焊料玻璃以及热硬化性、光硬化性或光增粘性的树脂粘接剂片材(sheet)等各种粘接材料。
作为导电膜的材料能够与调制电极同样地使用Au、Ti或Si。基本上，只要是具有能够抑制热电效果或微波的共振现象这种程度导电性的材料，就不会特别受限制。
接下来，对图2或图3所示的光调制器的导电膜的制造方法进行说明。
(1)采用了薄板的光调制元件的制作 如上所述，在基板形成光波导，通过对基板进行研磨来进行薄板化，进而在薄板的表面形成调制电极。根据需要，也可在形成光波导后，形成调制电极，进行研磨来进行薄板化。
(2)增强板的接合工序 在形成有光调制元件的薄板的背面隔着粘接层而接合增强板。其中，还可在基板背面形成光波导，在基板的背面侧接合增强板，将增强板用作研磨时的基板保持体，进行基板表面的研磨。在该情况下，研磨结束后在薄板表面形成调制电极。
通常，由于使用晶片基板来制作光调制器，因此在薄板接合增强板后，每个光调制元件的芯片(以下称作“光调制元件芯片”)被切断。
(3)保护膜的覆盖工序 在光调制元件芯片的外表面之内，以保护膜至少覆盖形成有调制电极的薄板表面、和形成有光波导的出射部以及入射部的薄板侧面。在保护膜中，可适合使用抗蚀膜。
(4)导电膜形成工序 覆盖工序之后，在未被保护膜所覆盖的薄板的侧面、增强板的露出部分(侧面或背面)形成导电膜。
作为导电膜的形成方法，适合采用真空蒸镀法，如图6所示，在真空容器30内配置目标保持体32所保持的光调制元件芯片33和导电膜形成材料31，排尽真空容器内的空气，一边使目标保持体32以附图中的箭头所示那样旋转，一边使导电膜形成材料汽化。
通过目标保持体32的旋转，能够针对多个芯片同时形成导电膜，并且能够均匀地蒸镀至芯片的侧面。
(5)保护膜的除去工序 导电膜形成工序后，用溶剂除去作为保护膜的抗蚀膜。从而，在未被保护膜所保护的光调制元件芯片的外表面均匀地形成导电膜。
接下来，对本发明所涉及的光调制器的第二实施例进行说明。
图4表示第二实施例所涉及的光调制器的剖视图。
第二实施例的光调制器，包括厚度为20μm以下的薄板20，其由具有电光学效果的材料形成；光波导21，其形成在该薄板的表面或背面；和调制电极(23、24)，其形成在该薄板的表面，用于对通过该光波导内的光进行调制；上述光调制器其特征在于，在该薄板20的背面隔着粘接层25接合增强板26，在该粘接层25与该增强板26之间形成有导电膜27。此外，22表示缓冲层。
薄板20是Z切式基板，通过导电膜27，在薄板的背面侧配置导电膜，能够有效地抑制在薄板的厚度方向上所产生的热电效果。另外，当作为增强板采用电介质时，还能够同时抑制增强板上所产生的热电效果的影响。
而且，由于导电膜是以通过粘接层而远离薄板的背面的方式配置的，因此在光波导上传播的光波也不会被散射和吸收。粘接层的厚度随着粘接剂的介电常数而不同，优选为在光波导上传播的光波不会被散射和吸收的程度。
图5是第二实施例的应用例，除了导电膜27之外，还有导电膜28从薄板的侧面到增强板的侧面连续地形成，并且根据需要形成至增强板的背面。根据该构成，使导电膜27接地的作业也能够通过与导电膜28的导通而进行，因此能够简化接地作业。再有，还能抑制基板内的微波的共振现象。
图4或图5所示的光调制器的导电膜27的形成方法中，有如下的方法。
(1)通过粘接剂将导电膜固定在薄板增强板的方法 在增强板的表面涂布粘接剂，在其上配置导电层(薄膜或薄片)，在导电层上涂布其他粘接剂，来接合薄板。
(2)将导电膜形成在增强板表面的方法 通过真空烝镀或镀敷等方法，在增强板的表面形成导电膜。另外，还可在增强板的表面涂布导电性粘接剂并使之干燥以后，在薄板背面或导电性粘接剂的表面涂布非导电性粘接剂，并接合两者。
再有，还可对增强板的表面按照具有导电性的方式进行改质，并将该改质部分作为导电膜。
如图5所示，在光调制元件芯片的周围形成导电膜的方法，如图2或图3中的光调制器的导电膜的制造方法所说明的那样，能够采用同样的方法。
工业实用性 如上所述，根据本发明，能够提供一种光调制器及其制造方法，该光调制器采用了厚度为20μm以下的薄板，并且能够稳定地保持对基板内的微波的共振现象或热电效果等不良情况进行抑制的导电膜。
权利要求
1、一种光调制器，包括厚度为20μm以下的薄板，其由具有电光学效果的材料形成；光波导，其形成在该薄板的表面或背面；和调制电极，其形成在该薄板的表面，用于对通过该光波导内的光进行调制；
上述光调制器具有
增强板，其被接合在该薄板的背面；和
导电膜，其从该薄板的侧面到该增强板的侧面连续地形成。
2、根据权利要求1所述的光调制器，其特征在于，
该导电膜还形成在该增强板的背面。
3、一种光调制器，包括厚度为20μm以下的薄板，其由具有电光学效果的材料形成；光波导，其形成在该薄板的表面或背面；和调制电极，其形成在该薄板的表面，用于对通过该光波导内的光进行调制；
在该薄板的背面形成有隔着粘接层接合的增强板；
在该粘接层与该增强板之间形成有导电膜。
4、根据权利要求3所述的光调制器，其特征在于，
具有导电膜，该导电膜从该薄板的侧面到该增强板的侧面连续地形成。
5、根据权利要求1～4中任一项所述的光调制器，其特征在于，
形成该导电膜的材料包含Au、Ti、Si的至少某一个。
6、一种光调制器的制造方法，该光调制器包括厚度为20μm以下的薄板，其由具有电光学效果的材料形成；光波导，其形成在该薄板的表面或背面；和调制电极，其形成在该薄板的表面，用于对通过该光波导内的光进行调制；
上述制造方法包括
接合工序，在该薄板的背面侧接合增强板；
覆盖工序，用保护膜至少覆盖该薄板的表面和形成有该光波导的出射部以及入射部的该薄板的侧面；
导电膜形成工序，在该覆盖工序后，在未被保护膜所覆盖的薄板和增强板的露出部分形成导电膜；和
除去工序，在该导电膜形成工序后，除去该保护膜。
全文摘要
目的在于提供一种光调制器及其制造方法，该光调制器采用了厚度为20μm以下的薄板，并且能够稳定地保持对基板内的微波的共振现象或热电效果等不良情况进行抑制的导电膜。一种光调制器，包括厚度为20μm以下的薄板(10)，其由具有电光学效果的材料形成；光波导(11)，其形成在该薄板的表面或背面；和调制电极(13，14)，其形成在该薄板的表面，用于对通过该光波导内的光进行调制；上述光调制器具有增强板(16)，其被接合在该薄板的背面；和导电膜(17)，其从该薄板的侧面到该增强板的侧面连续地形成。
文档编号G02F1/035GK101238404SQ200680028489
公开日2008年8月6日 申请日期2006年9月27日 优先权日2005年9月30日
发明者神力孝, 近藤胜利, 齐藤勉 申请人:住友大阪水泥股份有限公司