光调制元件制造技术

在向电极施加高频信号而进行光调制的波导路型光调制元件中，提高电极的设计自由度而能实现进一步的宽带化。光调制元件(10)具备设置于基板(100)的光波导(104等)和控制在该光波导中传播的光波的电极(108等)，使高频信号向该电极传播而进行光调制，其中，所述电极包括：导电层(108a等)，由铜(Cu)或铜合金构成；及保护层(108b等)，由除了铜及铜合金以外的材料构成。

Optical modulator

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光调制元件
本专利技术涉及控制在光波导内传播的光波而进行光调制的光调制元件，特别是涉及通过宽带的高频信号而能提高进行该光波的控制的电极的设计自由度的光调制元件。
技术介绍
近年来，在光通信或光计测的领域中，多使用在具有电光效应的基板上配置有光波导的波导路型光调制元件。光波导型的光调制元件通常与上述光波导一起具备用于控制在该光波导内传播的光波的控制电极。作为这样的波导路型光调制元件，广泛地使用例如将作为强电介质结晶的铌酸锂(LiNbO3)(也称为“LN”)使用于基板的马赫-曾德尔型光调制元件。马赫-曾德尔型光调制元件具有用于从外部导入光波的输入光波导和用于使通过该输入光波导导入的光波分成2条路径地传播的光分支部。而且，马赫-曾德尔型光调制元件具有使在该光分支部之后被分支的各个光波传播的2条并行光波导和将在该2条并行光波导中传播的光波合成而向外部输出用的输出光波导。而且，马赫-曾德尔型光调制元件具备通过施加电压而利用电光效应使在上述并行光波导内传播的光波的相位变化来进行控制用的控制电极。该控制电极通常由在上述并行光波导的上部或其附近配置的信号电极(高频电极)和与该信号电极分离地配置的接地电极构成，构成使高频信号以与并行光波导内的光波的传播速度相同的速度传播的信号线路。以往，作为使用了LN基板的马赫-曾德尔型光调制元件中的上述控制电极的原料，从原料的长期稳定性及键合等的制造容易性的观点出发而使用金(Au)。另一方面，从使高频信号向控制电极构成的信号线路传播而进行的光调制动作的观点出发，希望具有更高的导电性且导体损失少。即，为了减少控制电极中的高频传播损失与特性阻抗的权衡的制约而以所希望的特性阻抗实现宽带化，需要减少控制电极的导体损失。因此，以往，进行增厚控制电极或者增宽控制电极的一部分的宽度而使该截面为蘑菇状，由此增大该控制电极的截面积而减少导体损失的情况(参照专利文献1、2)。然而，通过对控制电极的截面形状或尺寸想办法而能实现的导体损失的减少的程度存在极限，面向进一步的宽带化，希望进一步减少上述权衡的限制而扩宽控制电极的设计自由度。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平1-91111号公报专利文献2：日本特开平8-122722号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题从上述背景出发，在使高频信号向形成于光波导上的控制电极传播而进行光调制的波导路型光调制元件中，希望扩宽控制电极的设计自由度，能实现进一步的宽带化。用于解决课题的方案本专利技术的一个方式涉及一种光调制元件，具备设置于基板的光波导和控制在该光波导中传播的光波的控制电极，使高频信号向该控制电极传播而进行光调制，其中，所述电极包括：导电层，由铜(Cu)或铜合金构成；及保护层，由除了铜及铜合金以外的材料构成。根据本专利技术的另一个方式，所述保护层的至少一部分设置在所述基板上，所述导电层设置于所述保护层的设置在所述基板上的所述至少一部分上。根据本专利技术的另一个方式，所述保护层的至少一部分以覆盖所述导电层的表面的方式设置。根据本专利技术的另一个方式，所述保护层的一部分设置在所述基板上，所述导电层设置在所述保护层的所述一部分上，所述保护层的另一部分以覆盖所述导电层的表面的方式设置。根据本专利技术的另一个方式，所述保护层未设置在所述基板的基板面的区域中的未设置所述电极的区域上。根据本专利技术的另一个方式，所述保护层由金属氮化物及硅(Si)构成，或者，所述保护层由金属氮化物或硅(Si)构成。根据本专利技术的另一个方式，所述金属氮化物是SiN、CrN、TiN及CuN，或者，所述金属氮化物是SiN、CrN、TiN或CuN。根据本专利技术的另一个方式，在所述电极的上表面的至少一部分形成有由金(Au)构成的表面层。此外，该说明书包括在2017年3月31日提出申请的日本国专利出愿、特愿2017-69820号的全部的内容。附图说明图1是表示本专利技术的一个实施方式的光调制元件的结构的图。图2是图1所示的光调制元件的AA剖面向视图。图3是表示构成光调制元件的控制电极的第一变形例的结构的图。图4是表示构成光调制元件的控制电极的第二变形例的结构的图。具体实施方式以下，参照附图，说明本专利技术的实施方式。图1是表示本专利技术的一个实施方式的光调制元件的结构的图。而且，图2是图1所示的光调制元件的AA剖面向视图。本光调制元件10是在基板100上配置有马赫-曾德尔(MZ，Mach-Zehnder)型光波导102的马赫-曾德尔型光调制元件。基板100是由具有电光效应的铌酸锂(LN)构成的基板，例如为Z切割的LN基板。在基板100上配置有由非导电性的材料构成的非导电层120。该非导电层120可以是以例如避免在MZ型光波导102中传播的光波被后述的信号电极108等吸收而产生光损失的情况等为目的而设置的所谓缓冲层。这样的缓冲层由例如介电常数比基板100低的材料(关于具体的材料在后文叙述)构成。MZ型光波导102具有作为并行光波导的光波导104、106。在光波导104、106的正上部分别沿该光波导104、106配置有被施加高频信号的信号电极108、110。而且，以从信号电极108、110分别离开规定的分离距离而夹持该信号电极108、110的方式配置接地电极112、114、116。信号电极108和接地电极112、114、及信号电极110和接地电极114、116分别构成高频信号传播的信号线路(高频信号线路)。从MZ型光波导102的图示左端输入的光波按照上述的高频信号来调制(例如，强度调制)，从图示右端输出。特别是在本实施方式的光调制元件10中，信号电极108、110及接地电极112、114、116分别包括由铜(Cu)或铜合金构成的导电层108a、110a、112a、114a、116a。作为铜合金，可以使用例如Al-Cu合金、Ni-Cu合金、Be-Cu合金、Sn-Cu合金。上述的铜(Cu)或铜合金的导电率比在以往的光调制元件中作为电极材料使用的金(Au)高。因此，在光调制元件10中，信号电极108、110及接地电极112、114、116构成的高频信号线路的导体损失有效地减少。并且，通过该导体损失的减少，减轻信号电极108、110等构成的高频信号线路中的高频传播损失与特性阻抗的权衡的制约(即，扩宽构成该信号线路的信号电极108、110及接地电极112、114、116的设计自由度)，以所希望的特性阻抗实现进一步的宽带化的情况变得容易。此外，在本实施方式的光调制元件10中，信号电极108、110及接地电极112、114、116分别具有在其上部设有导电层108a、110a、112a、114a、116a的保护层108b、110b、112b、114b、116b。上述的保护层108b、110b、112b、114b、116b由除了铜(Cu)及铜合金以外材料构成，例如，由金属氮化物及/或硅(Si)构成。该金属氮化物可以设为例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光调制元件，具备设置于基板的光波导和控制在该光波导中传播的光波的电极，使高频信号向该电极传播而进行光调制，其中，/n所述电极包括：/n导电层，由铜(Cu)或铜合金构成；及/n保护层，由除了铜及铜合金以外的材料构成。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170331 JP 2017-0698201.一种光调制元件，具备设置于基板的光波导和控制在该光波导中传播的光波的电极，使高频信号向该电极传播而进行光调制，其中，
所述电极包括：
导电层，由铜(Cu)或铜合金构成；及
保护层，由除了铜及铜合金以外的材料构成。


2.根据权利要求1所述的光调制元件，其中，
所述保护层的至少一部分设置在所述基板上，所述导电层设置于所述保护层的设置在所述基板上的所述至少一部分上。


3.根据权利要求1所述的光调制元件，其中，
所述保护层的至少一部分以覆盖所述导电层的表面的方式设置。


4.根据权利要求1所述的光调制元件，其中，
所述保护层的一部分设置在所述基板上，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤野哲也，本谷将之，后藤哲也，
申请(专利权)人：住友大阪水泥股份有限公司，国立大学法人东北大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP