• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1985004021A1
    申请号:PCT/EP1985/000072
    申请日:1985-02-28
    公开日:1985-09-12
    发明作者:Hans Volz
    申请人:International Standard Electric Corporation, New Y；
    IPC主号:G02B6-00
    专利说明:
    [0001] Verfahren zum Herstellen eines o p t is c h e n Phasenverzögerungsgliedes und danach Hergestelltes Phasenverzögerungsglied
    [0002] Die Erfindung oetrifft ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Phasenverzögerungsgliedes, wobei auf ein Substrat aus einem L i thiumniobat-Kristall eine scnmale Streifenstruktur aus Titan aufgebracht und anscnließend in aas Substrat eindiffundiert wird, sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes optisches Phasen verzögerungsglied.
    [0003] Die Nachrichtenübermittlung mittels Lichtwellen gewinnt Zusehens an Bedeutung. Dazu werden Bauelemente benötigt - z.B. optische Sender und Empfänger -, bei denen man, ähnlich wie bei den elektrischen Sauelementen, bestrebt ist, sie in Form integrierter Schaltungen nerzustellen. Zum Herstellen optischer Phasen verzögerungslieder werden Bauelemente benötigt, mit denen sicn die Lichtintensität (Amplitude) modulieren und/oder die Frequenz (oder auch die Laufzeit) verschieben läßt. Dies wird z. B. dadurch erreicht, daß auf ein Substrat aus einem Lithiumniobat-Einkristall 4 um breite Titanstreifen aufgebracht und dann in das Substrat eindiffundiert werden. Dabei wird das Titan an die Stelle der Nioo-Atome eingebaut und erhöht den Brechungsindex des Substratkristalls, so daß eine Licntwelle in dem durch das eindiffundierte Material gebildeten Kanal gefünrt wird. Durch Anlegen eines elextriscnen Feldes läßt sich der Polarisationszustand des Kristalls und damit auch die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes in diesem Medium verändern.
    [0004] Bei einem in der Praxis oekannt gewordenen Verfahren wird auf eine geschliffene, polierte und gereinigte Operfläcne eines Litniumniobat-Substrats in einer Sputteranlage eine Titanscnicnt aufgeoracht. Unter Sputtern versteht man das Beschießen eines Festkörpers oder einer Scnmelze im Vakuum mit Teilchenstrahlen, wooei die Teilchen entweder einzelne Atome, Ionen oder Moleküle sein können (vgl. Maissel & Glang, Handbook of Tnin Film Technologie, Mc Graw Hill, 1970). Die Titanooerfläche wird mit einem
    [0005] Pnotolack beschientet und diese Schicht entsprechend der gewünschten LichtkanaIstruktur maskiert und dann oelichtet. Nach dem Entwickeln werden die nicht belichteten Bereicπe der Titanschicht weggeätzt, so d a ß nur der oder die gewünschten Titanstreifen auf dem Suostrat verbleiben. Diese werden dann durch Erhitzen in das Substrat eindiffundiert, entlang der damit gebildeten optischen Kanälen müssen noch elektrische Kontakte angebracht werden, über die das zum Steuern erforderliche elektrische Feld angelegt werden kann.
    [0006] Das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren ist aufwendig und außerdem ist es schwierig, die Kontakte nachträglich paralell auf die Kanten des Kanals aufzuoringen. Die Bildung einer Lithiumdioxidschicht beim Tempern verursacht einen erheblichen dielektrischen Verlust beim Ansteuern des optischen Kanals.
    [0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vereinfachtes Herstellungsverfahren zu schaffen, das insoesondere ein nachträgliches Beeinflussen des Lichtkanals vermeidet.
    [0008] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Verfahren gelöst. Ein erfindungsgemäßes optisches Phasenverzögerungsglied ist durch den Ansprucn 7 gekennzeichnet.
    [0009] Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsoeispieles erläutert.
    [0010] Die Figur zeigt verschiedene Stadien A bis E bei der erfindungsgemäßen Herstellung eines optischen Phasenverzögerungsgliedes.
    [0011] In Zeile A der Figur ist schematisch ein Lithiumniobat-Einkristall 1 dargestellt, auf dessen polierter und gereinigter Ooerfläche eine etwa 100 nm dicke schicntförmige Diffusionssperre 2 aus einmm sauerstoff inerten Werkstoff, z. B. in Form einer Platinschicht, abgeschieden worden ist. Diese Platinschicht ist entweder durch ElektronenstrahIverdampfung oder durch Gleichstromoder Hochf requenz-Sputtern aufgebracht. Aus Zeile B ist ein auf die
    [0012] Platinschicht aufgebrachtes negatives PhotolackbiId 3 des zu bildenden Kanals 4 ersichtlich. Dieses negative Bild wird in bekannter Weise durch Maskieren, Belichten und Entwickeln eines auf die oberfläcne des Substrats 1 aufgebrachten negativen Photolacks hergestellt.
    [0013] Danach wird die P l a t ins c h ic h t d u r c h Sp u tte r n w eg g eä t zt , s o d a ß d as Lithiumniobat an der Stelle eines Streifens 6, entlang dem das Titan eindiffundiert werαen soll, wieder freiliegt (Zeile C).
    [0014] Auf die nun teilweise mit Platin oedeckte und teilweise offenliegende Oberfläche des Substrats 2 wird nun eine etwa 30 nm starke Titanschicht 7 durch ElektronenstrahIverdampfen oder durch Sputtern aufgeoracht (Zeile D) .
    [0015] Das Substrat wirα danach in einem Diffusionsofen unter Sauerstoffatmospnäre ernitzt. Dabei diffundiert das Titan im Bereich des Streifens 6 in das LiNb03 des Substrats 2 ein und bildet einen streifenförmigen Lιchtκanal 8, während die Titanschicht an ihrer Obeifläcne oxidiert wird und somit eine TiO-Schicht 9 oildet. Der Lichtkanal 8 ist dann seitlich durch zwei parallele Platinstreifen 10 und 11 begrenzt (Zeile E). Die Platinstreifen 10, 11 Dilden bereits die zum Anlegen eines elektrischen Feldes und damit zum Steuern des Phasenverzögerungsgliedes erforderlichen Kontakte. Sie müssen dann lediglich noch jeweils zu einem Kontakt strukturiert werden, was auch durch die oxidierte Titanschicht hindurch einfach möglich ist, und rnit einem elektrischen Anschluß verbunden werden.
    [0016] Durch die Erfindung werden die zum Herstellen eines optischen Pnasenverzögerungsgliedes erforderlichen Fertigungsschritte verringert. Die Platinstreifen 10 und 11 bilden Kontakte, die mit der Kante des Lichtkanals 8 bündig sind. Sie justieren sich von selbst. Beim Tempern bildet sich unter dem Kontakt kein Litniumoxid mit niederer Dielektrizitätskonstante als Passivierungsschicnt, das angelegte elextrische Feld kann deshalb ohne dielektrische Verluste besser am Licntkanal wirκen.
    权利要求:
    ClaimsPatentansprüche
    1. Verfahren zum Herstellen eines optischen Phasenverzögerungsgliedes, wobei auf ein Substrat aus einem Lithiumniobat-Kristall eine schmale Streifenstruktur aus Titan aufgebracht und anschließend in das Substrat eindiffundiert wird, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Verfahrensschritte: auf die Oberfläche des Substrats wird eine schichtförmige sauerstoffinerte Diffusionssperre aufgeb rächt, der gewünschten Streifenstruktur entsprechende Streifen werden aus der Diffusionssperre herausgeätzt, - auf die Oberfläche wird eine Titanschicht aufgebracht, - die Diffusionssperre wird durch Erhitzen in Sauerstoffatmosphäre oxidiert und an den freiliegenden Substratstellen in das Substrat eindiffundiert, und - die Diffusionssperre wird durch die oxidierte Titanschicht hindurch zu einem Kontakt strukturiert und mit einem elektrischen Anschluß verbunden.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als sauerstoffinerte Diffusionssperre eine P l a t in s c h i c h t aufgebracht wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionssperre durch Elektronenstranlverdampfen aufgebracht wird.
    4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionssperre durch Gleichstromoder Hochfrequenz-Sputtern aufgebracht wird.
    5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Titanschicnt durch Elektronenstrahlverdampfen oder Sputtern aufgebracht wird.
    6. Verfahren nacn Ansprucn 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Titanschicht nach dem Aufbringen in einem Diffusionsofen unter Sauerstoffatmosphäre erhitzt wird.
    7. Optisches Phasenverzögerungsglied mit einem optischen Kanal, der aus einem Titanstreifen, der in ein Substrat aus Lithiumniobat eindiffundiert ist, und aus parallel zu dem Kanal angeordneten Kontakten zum Anlegen eines elektrischen Feldes besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (10,11) aus einer auf die Oberfläche des Substrats (1) aufgebrachten schichtförmigen sauerstoffinerten Diffusionssperre
    (2) bestehen, aus der ein dem optischen Kanal (8) entsprechender Streifen (6) herausgeätzt worden ist.
    8. Phasenverzögerungsglied nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionssperre (2) eine Platinschicht ist.
    类似技术:
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    同族专利:
    公开号 | 公开日
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1985-09-12| AK| Designated states|Designated state(s): JP US |
    1985-09-12| AL| Designated countries for regional patents|Designated state(s): AT BE CH DE FR GB LU NL SE |
    优先权:
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