特開 2024-110338 光デバイス、光送受信器及び光トランシーバ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024110338

(43)【公開日】2024-08-15

(54)【発明の名称】光デバイス、光送受信器及び光トランシーバ

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/035 20060101AFI20240807BHJP

   G02B 6/122 20060101ALI20240807BHJP

【ＦＩ】

G02F1/035

G02B6/122

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023014877

(22)【出願日】2023-02-02

(71)【出願人】

【識別番号】309015134

【氏名又は名称】富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】三田村 宣明

【テーマコード（参考）】

2H147

2K102

【Ｆターム（参考）】

2H147AB11

2H147AC01

2H147BA05

2H147BD02

2H147BE01

2H147BE13

2H147CA01

2H147CA08

2H147CA22

2H147CA23

2H147CD02

2H147CD04

2H147DA08

2H147EA05A

2H147EA12A

2H147EA12D

2H147EA13A

2H147EA13C

2H147EA14B

2H147FA09

2H147GA17

2H147GA20

2K102AA21

2K102BA03

2K102BA40

2K102BB01

2K102BB04

2K102BC04

2K102BD01

2K102CA23

2K102DA05

2K102DB05

2K102DC08

2K102DD03

2K102DD05

2K102EA07

2K102EA12

2K102EA21

2K102EB10

2K102EB12

2K102EB20

2K102EB22

2K102EB25

2K102EB29

2K102EB30

(57)【要約】

【課題】非気密封止による信頼性の確保を図る光デバイス等を提供する。
【解決手段】光デバイスは、基板表面に光導波路が形成された基板と、前記光導波路上に積層されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成された電極と、前記電極を覆う絶縁層と、前記電極と前記絶縁層との間に形成された密着層と、を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板表面に光導波路が形成された基板と、
前記光導波路上に積層されたバッファ層と、
前記バッファ層上に形成された電極と、
前記電極を覆う絶縁層と、
前記電極と前記絶縁層との間に形成された密着層と、
を有することを特徴とする光デバイス。

【請求項2】

前記密着層と前記絶縁層との間に水蒸気バリア層をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項3】

前記絶縁層の代わりに水蒸気バリア層が形成されたことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項4】

前記電極は、
材料としてＡｕを含み、
前記密着層は、
ＺｎＳ又は、ＺｎＳ及びＳｉＯ_２の混合物を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光デバイス。

【請求項5】

前記電極は、
材料としてＡｕを含み、
前記密着層及び前記絶縁層は、
ＺｎＳ又は、ＺｎＳ及びＳｉＯ_２の混合物を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光デバイス。

【請求項6】

前記電極は、
材料としてＡｕを含み、
前記密着層は、
Ｐｔ又はＲｕを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の光デバイス。

【請求項7】

前記電極は、
材料としてＡｕを含み、
前記水蒸気バリア層は、
ＺｎＳとＳｉＯ_２を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の光デバイス。

【請求項8】

前記電極は、
材料としてＡｕを含み、
前記水蒸気バリア層は、
Ａｌ_２Ｏ_３を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の光デバイス。

【請求項9】

前記電極は、
材料としてＡｕを含み、
前記水蒸気バリア層及び前記絶縁層は、
Ａｌ_２Ｏ_３を含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の光デバイス。

【請求項10】

前記水蒸気バリア層は、
原子層堆積法によりＡｌ_２Ｏ_３で形成されていることを特徴とする請求項８に記載の光デバイス。

【請求項11】

前記電極は、
材料としてＡｕを含み、
前記絶縁層は、
ＳｉＯ_２で形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の光デバイス。

【請求項12】

光送信器と、光受信器とを有する光送受信器であって、
前記光送信器は、
基板表面に光導波路が形成された基板と、
前記光導波路上に積層されたバッファ層と、
前記バッファ層上に形成された電極と、
前記電極を覆う絶縁層と、
前記電極と前記絶縁層との間に形成された密着層と、
を有することを特徴とする光送受信器。

【請求項13】

光送信器と、光受信器と、前記光送信器及び前記光受信器の信号処理を実行するプロセッサとを有する光トランシーバであって、
前記光送信器は、
基板表面に光導波路が形成された基板と、
前記光導波路上に積層されたバッファ層と、
前記バッファ層上に形成された電極と、
前記電極を覆う絶縁層と、
前記電極と前記絶縁層との間に形成された密着層と、
を有することを特徴とする光トランシーバ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光デバイス、光送受信器及び光トランシーバに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、インターネットプロトコル（ＩＰ）データの通信量の急増により、光ネットワークの大容量化が求められている。加えて、空間的に光トランシーバの収容効率を増やすために光変調器のさらなる小型化が望まれている。

【0003】

図９は、従来の光デバイスの一例を示す断面模式図である。図９に示す光デバイス２００は、例えば、ＤＰ－ＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）等のコヒーレント用の光変調器を内蔵した光デバイスである。光デバイス２００は、気密封止用パッケージ２０１と、リッド２０２とで気密封止の筐体構造を備え、その内部に光変調器チップ２０３を収容している。尚、光変調器チップ２０３は、気密封止用パッケージ２０１の底面に接着して固定されている。

【0004】

光デバイス２００は、気密封止用パイプ２０４と、ブロック２０５と、コリメートレンズ２０６と、ＰＲ（Polarization Rotator）２０７と、ＰＢＣ（Polarization Beam Combiner)２０８と、を有する。更に、光デバイス２００は、気密封止用窓２０９と、集光レンズ２１０と、フェルール２１１とを有する。

【0005】

気密封止用パイプ２０４は、入力側光ファイバ２２１を気密封止用パッケージ２０１内に挿入するための金属パイプである。ブロック２０５は、気密封止用パイプ２０４内に挿入された入力側光ファイバ２２１と光変調器チップ２０３内の光導波路２０３Ａとをバットジョイント接続で光結合するための部位である。フェルール２１１は、出力側光ファイバ２２２を光デバイス２００に実装するための圧着端子である。

【0006】

光変調器チップ２０３は、入力側光ファイバ２２１からの信号光を電気信号で変調して変調光を出力する光変調器素子である。コリメートレンズ２０６は、光変調器チップ２０３からの変調光を平行光にするレンズである。ＰＲ２０７は、コリメートレンズ２０６からの平行光の変調光を偏波回転する偏波回転部である。ＰＢＣ２０８は、偏波回転ありの変調光と、偏波回転なしの変調光とを偏波多重する偏波結合部である。ＰＢＣ２０８は、偏波多重後の変調光を、気密封止用窓２０９を経て集光レンズ２１０に集光する。集光レンズ２１０は、集光した変調光を出力側光ファイバ２２２に出力するレンズである。

【0007】

気密封止用パッケージ２０１とリッド２０２とを溶接することで、気密封止用パッケージ２０１を気密封止している。気密封止用パイプ２０４の内面は、入力側光ファイバ２２１の表面に形成された金メッキと半田とで封止されている。更に、気密封止用窓２０９も、気密封止用窓２０９の表面に形成された金メッキと気密封止用パッケージ２０１とを銀ロウで気密封止されている。光変調器チップ２０３は、複数のＭＺＭ（Mach-Zehnder Modulator）を内蔵している。

【0008】

図１０は、光変調器チップ２０３内のＭＺＭ２４０の一例を示す断面模式図である。図１０に示すＭＺＭ２４０は、光変調器チップ２０３内のＭＺＭである。ＭＺＭ２４０は、図示せぬＳｉ基板と、Ｓｉ基板上に形成された中間層２３１と、中間層２３１に形成された光導波路２３２と、光導波路２３２上に形成されたバッファ層２３３と、を有する。更に、ＭＺＭ２４０は、バッファ層２３３上に形成された信号電極２３５Ａ（２３５）及び接地電極２３５Ｂ（２３５）を有する。

【0009】

中間層２３１は、例えば、ＳｉＯ_２で形成される層である。光導波路２３２は、例えば、リブ２３２Ａと、スラブ２３２Ｂとを有するリッジ導波路である。光導波路２３２は、例えば、ＬｉＮｂＯ_３(以下、ＬＮと称する)で形成される光導波路である。光導波路２３２は、信号電極２３５Ａと接地電極２３５Ｂとの間にリブ２３２Ａが配置されている。バッファ層２３３は、例えば、ＳｉＯ_２で形成される層である。

【0010】

中間層２３１及びバッファ層２３３を形成するＳｉＯ_２は、光導波路２３２を形成するＬＮに比較して屈折率が低いため、光が光導波路２３２内に閉じ込められて伝搬されることになる。

【0011】

信号電極２３５Ａ及び接地電極２３５Ｂは、Ａｕ電極層２３７で構成し、バッファ層２３３とＡｕ電極層２３７との間を電極密着層２３４で接合している。電極密着層２３４は、例えば、Ｔｉがよく用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【特許文献1】特開２０２０－１７３４０８号公報

【特許文献2】特開２０１５－２２２２４号公報

【特許文献3】米国特許出願公開第２０１６／０２４６００４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

近年、ＱＳＦＰ（Quad Small Form-factor Pluggable）５６ＤＤ等の小型フォームファクターの９６Ｇボーレート／秒のコヒーレント光トランシーバが流通している。しかしながら、今後、例えば、１３０Ｇボーレート／秒の高ボーレートの次世代の光トランシーバにおいてもＱＳＦＰ５６ＤＤサイズの小型化の要求がある。小型の光トランシーバに光変調器を収容するには、光変調器チップ２０３の設計を工夫して小型化することに加え、気密封止用パッケージ２０１に入れずに、金属板上に固定するだけのオンボード型にする方法が考えられる。従って、オンボード型の光デバイスでは、従来技術で採用した気密封止用パッケージ２０１が不要となるため、気密封止に関わる作業負担が軽減できる。

【0014】

しかしながら、オンボード型の光デバイスでは、非気密封止構造であるため、バッファ層２３３の水分吸収によるＤＣドリフトの寿命への悪影響や、Ｔｉ等の電極密着層２３４の水酸化による剥離等が考えられる。しかも、オンボード型の光デバイスでは、信号電極２３５Ａと接地電極２３５Ｂとの間での導電性異物の付着による信号電極２３５Ａと接地電極２３５Ｂとの間のショートが考えられる。従って、オンボード型の光デバイスでは、非気密封止による信頼性の確保が求められているのが実情である。

【0015】

一つの側面では、非気密封止による信頼性の確保を図る光デバイス等を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0016】

一つの態様の光デバイスは、基板表面に光導波路が形成された基板と、前記光導波路上に積層されたバッファ層と、前記バッファ層上に形成された電極と、前記電極を覆う絶縁層と、前記電極と前記絶縁層との間に形成された密着層と、を有する。

【発明の効果】

【0017】

一つの側面によれば、非気密封止による信頼性の確保を図る。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、本実施例の光デバイスの一例を示す断面模式図である。

【図2】図２は、光変調器チップの一例を示す平面模式図である。

【図3】図３は、実施例１のＤＣ側子ＭＺＭの一例を示す断面模式図である。

【図4】図４は、実施例２のＤＣ側子ＭＺＭの一例を示す断面模式図である。

【図5】図５は、実施例３のＤＣ側子ＭＺＭの一例を示す断面模式図である。

【図6】図６は、実施例４のＤＣ側子ＭＺＭの一例を示す断面模式図である。

【図7】図７は、実施例５のＤＣ側子ＭＺＭの一例を示す断面模式図である。

【図8】図８は、本実施例の光トランシーバの一例を示す説明図である。

【図9】図９は、従来の光デバイスの一例を示す断面模式図である。

【図10】図１０は、従来の光変調器チップ内のＭＺＭの一例を示す断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

本出願人は、信号電極と接着電極との間を含め、光変調器チップの表面全面に、ＳｉＯ_２からなる絶縁層を形成することで、非気密封止の影響を抑制できる光デバイスを提案している。しかしながら、信号電極及び接地電極が低抵抗のＡｕ電極である場合、Ａｕが極めて不活性であるため、ＳｉＯ_２の絶縁層がＡｕに密着せず、絶縁層が容易にＡｕ電極から剥離してしまうという問題を見出した。

【0020】

そこで、このような事態に対処する光デバイス等の実施の形態につき、図面に基づいて詳細に説明する。尚、本実施例により、開示技術が限定されるものではない。また、以下に示す各実施例は、矛盾を起こさない範囲で適宜組み合わせても良い。

【実施例0021】

図１は、本実施例の光デバイス１の一例を示す断面模式図である。図１に示す光デバイス１は、例えば、ＤＰＱＰＳＫ（Dual Polarization-Quadrature Phase Shift Keying）等のコヒーレント用の光変調器を内蔵した光デバイスであって、非気密封止のオンボード型の光デバイスである。光デバイス１は、金属板２と、光変調器チップ３と、ブロック４と、コリメートレンズ５と、ＰＲ（Polarization Rotator）６と、ＰＢＣ（Polarization Beam Combiner)７と、集光レンズ８と、フェルール９と、を有する。これら光変調器チップ３、ブロック４、コリメートレンズ５、ＰＲ６、ＰＢＣ７、集光レンズ８及びフェルール９等の部品を金属板２上に実装している。

【0022】

ブロック４は、入力側光ファイバ２１と光変調器チップ３内の光導波路３Ａとをバットジョイント接続で光結合するための部位である。フェルール９は、出力側光ファイバ２２を光デバイス１に実装するための圧着端子である。

【0023】

光変調器チップ３は、入力側光ファイバ２１からの信号光を電気信号で変調して変調光を出力する。コリメートレンズ５は、光変調器チップ３からの変調光を平行光にするレンズである。ＰＲ６は、コリメートレンズ５からの平行光の変調光を偏波回転する偏波回転部である。ＰＢＣ７は、偏波回転あり変調光と、偏波回転なしの変調光とを偏波多重する偏波結合部である。ＰＢＣ７は、偏波多重後の変調光を集光レンズ８に集光する。集光レンズ８は、集光した変調光を出力側光ファイバ２２に出力するレンズである。

【0024】

図２は、光変調器チップ３の平面模式図である。図２に示す光変調器チップ３は、光導波路３Ａと、光入力部３１と、分岐部３２と、Ｘ偏波ＭＺＭ３３Ａと、Ｙ偏波ＭＺＭ３３Ｂとを有する。光変調器チップ３は、ＰＲ６と、ＰＢＣ７と、光出力部３８とを有する。

【0025】

光入力部３１は、図示せぬ光源からのレーザ光を入力する。分岐部３２は、光入力部３１からのレーザ光を光分岐し、光分岐後のレーザ光をＸ偏波ＭＺＭ３３Ａ及びＹ偏波ＭＺＭ３３Ｂに出力する。

【0026】

Ｘ偏波ＭＺＭ３３Ａは、分岐部３２で分岐後のレーザ光をＸ偏波のデータ信号で直交位相変調し、Ｘ偏波のＩＱ成分の信号光をＰＢＣ７に出力する。Ｙ偏波ＭＺＭ３３Ｂは、分岐部３２で分岐後のレーザ光をＹ偏波のデータ信号で直交位相変調し、Ｙ偏波のＩＱ成分の信号光をＰＲ６に出力する。ＰＲ６は、Ｙ偏波ＭＺＭ３３ＢからのＹ偏波のＩＱ成分の信号光を偏波回転してＸ偏波のＩＱ成分の信号光に変換し、変換後のＸ偏波のＩＱ成分の信号光をＰＢＣ７に出力する。更に、ＰＢＣ７は、Ｘ偏波ＭＺＭ３３ＡからのＸ偏波のＩＱ成分の信号光と、ＰＲ６からの変換後のＸ偏波のＩＱ成分の信号光とを合波して偏波多重信号光を光出力部３８に出力する。

【0027】

Ｘ偏波ＭＺＭ３３Ａは、２個のＲＦ側ＭＺＭ３４と、２個のＤＣ側子ＭＺＭ３５と、ＤＣ側親ＭＺＭ３６と、合波部３７と、を有する。

【0028】

ＲＦ側ＭＺＭ３４は、信号電極４１Ａと、接地電極４１Ｂとを有する。信号電極４１Ａ及び接地電極４１Ｂは、例えば、Ａｕ等の金属材料で構成する電極４１である。ＲＦ側ＭＺＭ３４は、信号電極４１Ａから接地電極４１Ｂへの高速信号に応じてレーザ光を高速変調し、高速変調後のレーザ光をＤＣ側子ＭＺＭ３５に出力する。

【0029】

一方のＤＣ側子ＭＺＭ３５は、信号電極４２Ａと、接地電極４２Ｂとを有する。信号電極４２Ａ及び接地電極４２Ｂは、例えば、Ａｕ等の金属材料で構成する電極４２である。ＤＣ側子ＭＺＭ３５は、高速変調後のレーザ光を信号電極４２Ａから接地電極４２Ｂへのデータ信号に応じて位相変調し、位相変調後のＩ成分の信号光をＤＣ側親ＭＺＭ３６に出力する。

【0030】

他方のＤＣ側子ＭＺＭ３５は、信号電極４２Ａと、接地電極４２Ｂとを有する。信号電極４２Ａ及び接地電極４２Ｂは、例えば、Ａｕ等の金属材料で構成する電極４２である。ＤＣ側子ＭＺＭ３５は、高速変調後のレーザ光を信号電極４２Ａから接地電極４２Ｂへのデータ信号に応じて位相変調し、位相変調後のＱ成分の信号光をＤＣ側親ＭＺＭ３６に出力する。

【0031】

ＤＣ側親ＭＺＭ３６は、信号電極４３Ａと、接地電極４３Ｂとを有する。信号電極４３Ａ及び接地電極４３Ｂは、例えば、Ａｕ等の金属材料で構成する電極４３である。一方のＤＣ側親ＭＺＭ３６は、信号電極４３Ａから接地電極４３Ｂへの駆動電圧信号に応じて位相変調後のＩ成分の信号光を直交変調し、直交変調後のＸ偏波のＩ成分の信号光を合波部３７に出力する。他方のＤＣ側親ＭＺＭ３６は、信号電極４３Ａと、接地電極４３Ｂとを有する。信号電極４３Ａ及び接地電極４３Ｂは、例えば、Ａｕ等の金属材料で構成する電極４３である。他方のＤＣ側親ＭＺＭ３６は、信号電極４３Ａから接地電極４３Ｂへの駆動電圧信号に応じて位相変調後のＱ成分の信号光を直交変調し、直交変調後のＸ偏波のＱ成分の信号光を合波部３７に出力する。

【0032】

合波部３７は、一方のＤＣ側親ＭＺＭ３６からのＸ偏波のＩ成分の信号光と、他方のＤＣ側親ＭＺＭ３６からのＸ偏波のＱ成分の信号光とを合波し、合波後のＸ偏波のＩＱ成分の信号光をＰＢＣ７に出力する。

【0033】

Ｙ偏波ＭＺＭ３３Ｂは、２個のＲＦ側ＭＺＭ３４と、２個のＤＣ側子ＭＺＭ３５と、ＤＣ側親ＭＺＭ３６と、合波部３７とを有する。

【0034】

ＲＦ側ＭＺＭ３４は、信号電極４１Ａと、接地電極４１Ｂとを有する。ＲＦ側ＭＺＭ３４は、信号電極４１Ａから接地電極４１Ｂへの高速信号に応じてレーザ光を高速変調し、高速変調後のレーザ光をＤＣ側子ＭＺＭ３５に出力する。

【0035】

一方のＤＣ側子ＭＺＭ３５は、信号電極４２Ａと、接地電極４２Ｂとを有する。ＤＣ側子ＭＺＭ３５は、高速変調後のレーザ光を信号電極４２Ａから接地電極４２Ｂへのデータ信号に応じて位相変調し、位相変調後のＩ成分の信号光をＤＣ側親ＭＺＭ３６に出力する。

【0036】

他方のＤＣ側子ＭＺＭ３５は、信号電極４２Ａと、接地電極４２Ｂとを有する。ＤＣ側子ＭＺＭ３５は、高速変調後のレーザ光を信号電極４２Ａから接地電極４２Ｂへのデータ信号に応じて位相変調し、位相変調後のＱ成分の信号光をＤＣ側親ＭＺＭ３６に出力する。

【0037】

ＤＣ側親ＭＺＭ３６は、信号電極４３Ａと、接地電極４３Ｂとを有する。ＤＣ側親ＭＺＭ３６は、信号電極４３Ａから接地電極４３Ｂへの駆動電圧信号に応じて位相変調後のＩ成分の信号光を直交変調し、直交変調後のＹ偏波のＩ成分の信号光を合波部３７に出力する。ＤＣ側親ＭＺＭ３６は、信号電極４３Ａから接地電極４３Ｂへの駆動電圧信号に応じて位相変調後のＱ成分の信号光を直交変調し、直交変調後のＹ偏波のＱ成分の信号光を合波部３７に出力する。

【0038】

合波部３７は、他方のＤＣ側親ＭＺＭ３６からのＹ偏波のＩ成分の信号光と、一方のＤＣ側親ＭＺＭ３６からのＹ偏波のＱ成分の信号光とを合波する。そして、合波部３７は、合波後のＹ偏波のＩＱ成分の信号光をＰＲ６に出力する。ＰＲ６は、合波部３７からのＹ偏波のＩＱ成分の信号光を偏波回転し、偏波回転後のＸ偏波のＩＱ成分の信号光をＰＢＣ７に出力する。ＰＢＣ７は、合波部３７からのＸ偏波のＩＱ成分の信号光と、ＰＲ６からのＸ偏波のＩＱ成分の信号光とを偏波多重し、偏波多重信号を光出力部３８から出力する。

【0039】

図３は、実施例１のＤＣ側子ＭＺＭ３５の一例を示す断面模式図である。図３に示すＤＣ側子ＭＺＭ３５は、図示せぬ基板と、基板上に積層された中間層５１と、中間層５１上に積層された光導波路５２と、光導波路５２上に積層されたバッファ層５３と、バッファ層５３上に形成された信号電極４２Ａ及び接地電極４２Ｂとを有する。ＤＣ側子ＭＺＭ３５は、バッファ層５３、信号電極４２Ａ及び接地電極４２Ｂ上に形成された密着層５６と、密着層５６上に積層された絶縁層５７とを有する。

【0040】

基板は、例えば、Ｓｉ基板である。中間層５１は、例えば、ＳｉＯ_２で形成された層である。光導波路５２は、例えば、ＬｉＮｂＯ_３(以下、ＬＮと称する)を主成分とする光導波路である。尚、光導波路５２は、ＬＮに限定されるものではなく、例えば、ＡｌＧａＡｓＰ、ＩｎＧａＡｓＰ、Ｓｉ等でも良く、適宜変更可能である。光導波路５２は、例えば、リブ５２Ａと、スラブ５２Ｂとを有するリッジ導波路である。光導波路５２は、信号電極４２Ａと接地電極４２Ｂとの間にリブ５２Ａが配置されている。バッファ層５３は、例えば、ＳｉＯ_２で形成されているクラッド層である。

【0041】

信号電極４２Ａ及び接地電極４２Ｂは、Ａｕ電極層５５と、電極密着層５４とを有する電極４２である。Ａｕ電極層５５は、主成分をＡｕとする電極層である。電極密着層５４は、主成分を、例えば、ＺｎＳとし、Ａｕ電極層５５とバッファ層５３との間を接合する層である。密着層５６は、主成分を、例えば、ＺｎＳとし、バッファ層５３及びＡｕ電極層５５の表面を保護する保護膜である。ＺｎＳは、膜が密着しにくい不活性なＡｕ電極層５５にも強く密着する絶縁性の材料であり、ＺｎＳ上のＳｉＯ_２の絶縁層５７とも密着性が高い。尚、密着層５６は、ＺｎＳに限定されるものではなく、ＺｎＳとＳｉＯ_２との混合物でも良く、適宜変更可能である。絶縁層５７は、主成分を、例えば、ＳｉＯ_２とし、密着層５６表面を絶縁する層である。密着層５６上の絶縁層５７は、ＺｎＳとの密着性が高いため、例えば、１μｍ～４μｍ程度に厚くでき、密着層５６の耐電圧性を十分に確保しながら、導電性異物の付着による電極４２間のショートを防止できる。

【0042】

尚、図３は、ＤＣ側子ＭＺＭ３５の信号電極４２Ａ及び接地電極４２Ｂを例示したが、ＲＦ側ＭＺＭ３４内の信号電極４１Ａ及び接地電極４１Ｂや、ＤＣ側親ＭＺＭ３６内の信号電極４３Ａ及び接地電極４３Ｂにも適用可能である。

【0043】

次に実施例１の光変調器チップ３内のＡｕ電極層５５及びバッファ層５３の表面上にＺｎＳの密着層５６を５ｎｍ～１００ｎｍ程度の膜厚で形成する。密着層５６は、例えば、ＺｎＳからなるターゲットを用いて、ＲＦスパッタ等の物理的成膜方法(ＰＶＤ:Physical Vapor Deposition)で容易に形成が可能である。この際、ＲＦスパッタでは、Ａｒガスを用いるが、Ａｒスパッタ圧力を０．１Ｐａ～１Ｐａ程度まで高くすることにより、ＺｎＳ粒子の平均自由工程が短くなり、回り込み(ステップカバレージ)が良くなり、Ａｕ電極層５５の側面にもＺｎＳ膜が成膜されることになる。

【0044】

また、例えば、ジエチル亜鉛（Zn(CH₂CH₃)2）、塩化亜鉛（ZnCl₂）、ヨウ化亜鉛（ZnI₂）のいずれかと、硫酸（H₂S）のガスをプリカーサとして用いてＺｎＳ膜をＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）で成膜することもできる。この場合、ＲＦスパッタよりも更に回り込み(ステップカバレージ)が良くなり、Ａｕ電極層５５の側面にも十分にＺｎＳ膜が成膜されることになる。

【0045】

続いて、ＺｎＳからなる密着層５６上に、ＳｉＯ_２からなる絶縁層５７を１μｍ～４μｍ程度の膜厚で形成する。ＳｉＯ_２からなる絶縁層５７は、例えば、ＳｉをターゲットとしたＤＣスパッタや、ＳｉＯ_２をターゲットとしたＲＦスパッタ等のＰＶＤで容易に形成が可能である。

【0046】

実施例１のＺｎＳからなる密着層５６では、Ａｕ電極層５５及びＳｉＯ_２の絶縁層５７との密着性が高く、Ａｕ電極層５５から剥離することがない。また、１μｍ～４μｍ程度の厚い膜厚のＳｉＯ_２からなる絶縁層５７がＡｕ電極層５５上に形成されているので、数ボルト～数十ボルトの電圧を印加しても十分な耐電圧を有する。従って、オンボード型の非気密封止構造を適用した際に、信号電極４２Ａと接地電極４２Ｂとの間に導電性異物が付着したとしても、信号電極４２Ａと接地電極４２Ｂとの間のショートを防止できる。つまり、オンボード型の光デバイス１であっても、非気密封止による信頼性の確保を図ることができる。

【0047】

尚、Ａｕ電極層５５との密着層５６であるＺｎＳ自体が絶縁膜でもあるので、ＺｎＳ膜を１μｍ～４μｍ程度に厚くしてＳｉＯ_２の絶縁層５７の代わりとしても良く、適宜変更可能である。この場合、ＳｉＯ_２の絶縁層５７は不要となる。

【0048】

尚、本実施例では、Ａｕ電極層５５と電極密着層５４とを有する信号電極４２Ａ及び接地電極４２Ｂを光変調器に適用した構成を例示したが、光受光器、光減衰器、ヒータにおける信号電極及び接地電極にも適用可能である。

【実施例0049】

図４は、実施例２のＤＣ側子ＭＺＭ３５Ａの一例を示す断面模式図である。尚、実施例１の光デバイス１と同一の構成には同一符号を付すことで、その重複する構成及び動作の説明については省略する。図４に示すＤＣ側子ＭＺＭ３５Ａと図３に示すＤＣ側子ＭＺＭ３５とが異なるところは、密着層５６の代わりに、Ａｕ電極層５５と絶縁層５７との間にＺｎＳ及びＳｉＯ_２の混合物から成る密着層５６Ａを形成した点にある。

【0050】

バッファ層５３及びＡｕ電極層５５上にＺｎＳ及びＳｉＯ_２の混合物からなる密着層５６Ａを５ｎｍ～１００ｎｍ程度の膜厚で形成する。ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物からなる密着層５６Ａは、例えば、ＺｎＳからなるターゲットを用いてＲＦスパッタで成膜しつつ、ＳｉＯ_２からなるターゲットを用いてＲＦスパッタで成膜する、いわゆる二元スパッタで容易に形成が可能である。この際、ＺｎＳ及びＳｉＯ_２それぞれのターゲットに印加するＲＦ電力を適切な値とし、ＺｎＳ及びＳｉＯ_２の成膜速度を適切な比率にすることにより、ＺｎＳとＳｉＯ_２との混合比を所望の混合比に調整できる。ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合比を８０：２０程度とすることにより、水蒸気透過率が低減するので、実施例１の効果に加えて、バッファ層５３の水分吸収によるＤＣドリフトの寿命への悪影響や、Ｔｉ等の電極密着層５４の酸化、水酸化による剥離の防止効果も得られる。

【0051】

続いて、実施例１と同様に、ＺｎＳ及びＳｉＯ_２の混合物からなる密着層５６Ａ上に、ＳｉＯ_２からなる絶縁層５７を１μｍ～４μｍ程度の膜厚で、ＲＦスパッタで形成する。

【0052】

実施例２のＺｎＳ及びＳｉＯ_２の混合物からなる密着層５６Ａでは、ＺｎＳを多く含んでいるので、Ａｕ電極層５５と絶縁層５７との密着性が高く、Ａｕ電極層５５から剥離することがない。また、１μｍ～４μｍ程度の厚い膜厚のＳｉＯ_２からなる絶縁層５７がＡｕ電極層５５上に形成されているので、数ボルト～数十ボルトの電圧を印加しても十分な耐電圧を有する。従って、オンボード型の非気密封止構造を適用した際に、信号電極４２Ａと接地電極４２Ｂとの間上に導電性異物が付着したとしても、信号電極４２Ａと接地電極４２Ｂとの間のショートを防止できる。

【0053】

さらに、密着層５６Ａは、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合比を８０：２０程度とすることにより、水蒸気透過率が低減するので、バッファ層５３の水分吸収によるＤＣドリフトの寿命への悪影響や、Ｔｉ等の電極密着層５４の酸化、水酸化による剥離の防止効果が得られる。

【0054】

尚、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合物からなる密着層５６Ａの下に、実施例１と同様に、ＺｎＳからなる密着層５６を追加しても良い。この場合、Ａｕ電極層５５と密着層５６との密着性が更に高まる。

【0055】

その他、ＺｎＳとＳｉＯ_２の二元スパッタで、ＺｎＳとＳｉＯ_２のターゲットにプラズマを発生させたまま、成膜初期の２ｎｍ～２０ｎｍ程度までＺｎＳターゲット側のシャッターのみを開けてＺｎＳのみをＲＦスパッタで成膜する。そして、途中からＳｉＯ_２ターゲット側のシャッターも開けてＺｎＳとＳｉＯ_２のＲＦ二元スパッタを行うことも可能である。この場合、Ａｕ電極層５５と密着層５６Ａとの密着性が上がり、かつ、ＺｎＳと、ＺｎＳ及びＳｉＯ_２の混合物膜との界面が存在しないので、ＺｎＳと、ＺｎＳ及びＳｉＯ_２の混合物膜との界面での剥離は皆無となる。なお、Ａｕとの密着層５６ＡであるＺｎＳ及びＳｉＯ_２の混合膜自体が絶縁膜でもあるので、ＺｎＳとＳｉＯ_２の混合膜を１μｍ～４μｍ程度に厚くしてＳｉＯ_２膜の代わりとしても良い。この場合、ＳｉＯ_２膜の絶縁層５７が不要となる。つまり、オンボード型の光デバイス１であっても、非気密封止による信頼性の確保を図ることができる。

【0056】

尚、ＤＣ側子ＭＺＭ３５Ａの信号電極４２Ａ及び接地電極４２Ｂに適用する場合を例示したが、例えば、ＲＦ側ＭＺＭ３４内の信号電極４１Ａ及び接地電極４１Ｂや、ＤＣ側親ＭＺＭ３６内の信号電極４３Ａ及び接地電極４３Ｂにも適用可能である。