(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気光学効果を有する単結晶からなり、主面に光導波路が形成された強誘電体基板と、該強誘電体基板の主面側に設けられたバッファ層と電極とを有し、
前記強誘電体基板の電気光学効果を誘起する軸は、前記強誘電体基板の前記主面と直交する方向であり、
前記バッファ層の上面の少なくとも前記電極が形成されていない領域および前記バッファ層の前記強誘電体基板の側面と略同一面の光導波方向の側面に、電気的に絶縁性であり、厚さが５０ないし２００ｎｍである保護膜が設けられたことを特徴とする電気光学素子。
【請求項２】
前記保護膜が、前記電極が形成された領域をも含む前記バッファ層の上面の全域にわたって設けられたことを特徴とする請求項１に記載の電気光学素子。
【請求項３】
前記バッファ層の上面に設けられた保護膜と、前記バッファ層の前記強誘電体基板の側面と略同一面の光導波方向の側面に設けられた保護膜とが、同じ材質であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気光学素子。
【請求項４】
前記保護膜が、アモルファス膜であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の電気光学素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学素子に関し、特に、光通信用あるいは光計測用の光導波路型変調器などに好適に使用される電気光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来の光導波路型変調器の一例を示した断面図である。
この光導波路型変調器は、強誘電体基板を使用した光導波路型変調器として最も一般的かつ実用的であるニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）からなる強誘電体基板を用いたものである。
図８において、符号１０は、Ｚカットのニオブ酸リチウムからなる強誘電体基板を示している。この強誘電体基板１０の電気光学効果を発現する軸は、光学主軸となるＺ軸方向（結晶学的ｃ軸）であり、図８に示すように、強誘電体基板１０の光導波路２、２が形成されている面（本明細書において、「主面」という。）に直交する方向となっている。
【０００３】
強誘電体基板１０の主面付近には、Ｔｉを熱拡散させた光導波路２、２が形成され、その上には、ＳｉＯ2からなるバッファ層３が形成されている。さらに、バッファ層３の上には、光導波路２、２に沿うように形成され、Ａｕからなる電極４が配設されている。この電極４とバッファ層３との間には、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉなどの遷移金属からなる遷移金属層５が設けられている。
【０００４】
このような光導波路型変調器を製造するには、まず、強誘電体基板１０の主面に、熱拡散法により光導波路２、２を形成し、光導波路２、２を形成した側の強誘電体基板１０の上に、真空蒸着法やスパッタリング法などによりバッファ層３を形成する。ついで、このバッファ層３の上面全体に、真空蒸着法により遷移金属膜およびＡｕ膜を順次形成し、さらに、このＡｕ膜の上に電解メッキ法で電極４、４を形成する領域である電極形成領域にのみＡｕを析出・堆積させて、電極４を形成する。その後、電極４、４の間に残ったＡｕ膜および遷移金属膜を化学エッチングすることにより除去し、遷移金属層５とする方法などによって行われる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような光導波路型変調器では、電極４、４の間に、バッファ層３が露出しているので、このバッファ層３の露出している表面３ａおよびバッファ層３内部がＫ、Ｔｉ、Ｃｒなどの汚染物質により汚染されやすいという不都合があった。
特に、光導波路型変調器の特性調整のために、真空蒸着法によりバッファ層３を形成して、バッファ層３の緻密度を低くした場合、汚染物質がバッファ層３の露出部分から侵入しやすく、問題となっていた。
【０００６】
光導波路型変調器のバッファ層３の表面３ａおよびバッファ層３内部が汚染されると、ｄｃドリフトが発生する場合がある。ｄｃドリフトとは、ＫやＮａなどのアルカリイオンや、プロトンなどの易動性のイオンの存在により、電極４、４に印加した電流がバッファ層３を通ってリークし、所望の電圧（デバイス）がかからなくなる現象のことで、光導波路型変調器の特性に悪影響を与える。
さらに、バッファ層３の汚染物質が、実装工程などにおける熱的処理によって強誘電体基板１０との界面にまで達した場合、汚染物質によって、ＳｉＯ2からなるバッファ層３の化学結合が切断されて、ニオブ酸リチウムからなる強誘電体基板１０とバッファ層３とを結び付けている結合手が減り、両者の接合強度が著しく弱められるという問題が生じる。
【０００７】
本発明は、前記事情を鑑みてなされたもので、上記の問題を解決し、バッファ層の表面およびバッファ層内部が汚染されにくい電気光学素子を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電気光学素子は、電気光学効果を有する単結晶からなり、主面に光導波路が形成された強誘電体基板と、該強誘電体基板の主面側に設けられたバッファ層と電極とを有し、前記強誘電体基板の電気光学効果を誘起する軸は、前記強誘電体基板の前記主面と直交する方向であり、前記バッファ層の上面の少なくとも前記電極が形成されていない領域および前記バッファ層の前記強誘電体基板の側面と略同一面の光導波方向の側面に、電気的に絶縁性であり、厚さが５０ないし２００ｎｍである保護膜が設けられたことを特徴とする。
【０００９】
ここでの「主面」とは、強誘電体基板の光導波路が形成されている面のことをいう。
【００１０】
また、ここでの「電気的に絶縁性である」とは、直流電流抵抗が２０ＭΩ、望ましくは５０ＭΩよりも大きいものであることをいう。
【００１１】
本発明の電気光学素子は、前記バッファ層の上面の少なくとも前記電極が形成されていない領域および前記バッファ層の前記強誘電体基板の側面と略同一面の光導波方向の側面に、保護膜が設けられているので、バッファ層の表面およびバッファ層の前記強誘電体基板の側面と略同一面の光導波方向の側面は露出することがない。このため、バッファ層の表面およびバッファ層内部が汚染されにくい電気光学素子となる。
したがって、バッファ層の表面およびバッファ層内部の汚染物質によって、電極に印加した電流がリークすることを防ぐことができ、電気光学素子の動作の安定性を確保することができる。したがって、電極に高周波に直流バイアスを重畳させて印加しても、印加状態に対して良好な安定性を有するものとなる。また、ｄｃドリフトの発生を防ぐことができる。
また、バッファ層が汚染されにくいものとなるので、バッファ層の汚染に起因する強誘電体基板とバッファ層との接合強度の低下が生じにくいものとなる。
【００１２】
また、前記保護膜が、電気的に絶縁性であるので、電極に印加した電流が前記保護膜によりリークするのを防ぐことができ、電気光学素子の動作の安定性を確保することができる。したがって、ｄｃドリフトの発生を防ぐ効果をより一層向上させることができる。
【００１３】
さらに、前記保護膜の厚さが５０ないし２００ｎｍであるので、効果的にｄｃドリフトの発生を防ぐことができる。
前記保護膜の厚さが５０ｎｍ未満であると、バッファ層の表面およびバッファ層内部の汚染を防ぐ効果が充分に得られないため、電極に印加した電流がリークしやすくなり、ｄｃドリフトの発生を充分に防ぐことができない場合があるので好ましくない。一方、２００ｎｍを越える保護膜の厚さとした場合、本来、ｄｃドリフトを抑制するために緻密度等を調整、最適化してあるバッファ層の厚さ（約１μｍ）の大部分をバッファ層と異質の保護膜が占めることとなり、バッファ層の効果が著しく薄れることとなり、ｄｃドリフトの発生を防ぐ効果が低下するため、好ましくない。
【００１４】
上記の電気光学素子においては、前記保護膜が、前記電極が形成された領域をも含む前記バッファ層の上面の全域にわたって設けられたものとするのが望ましい。
このような電気光学素子とすることにより、バッファ層上の表面の全体が保護膜で覆われることになり、保護膜形成後の電気光学素子の製造プロセス中にバッファ層が汚染されることを防ぐことができ、より一層、バッファ層に汚染物質が侵入することを防止できる。
さらに、バッファ層の表面の全体に保護膜を形成するので、バッファ層の表面の一部に保護膜を形成する場合と比較して、保護膜の形成が容易となる。
また、前記バッファ層の上面に設けられた保護膜と、前記バッファ層の前記強誘電体基板の側面と略同一面の光導波方向の側面に設けられた保護膜とが、同じ材質であることが望ましい。
このような電気光学素子とすることにより、バッファ層上に設けられた保護膜と前記バッファ層の前記強誘電体基板の側面と略同一面の光導波方向の側面に設けられた保護膜との化学的な接合力を高めることができる。しかも、バッファ層上に設けられた保護膜とバッファ層の側面に設けられた保護膜との熱膨張特性が同じとなるため、バッファ層上に設けられた保護膜とバッファ層の側面に設けられた保護膜との境界面における密着性が熱的にも安定なものとなる。これらのことから、保護層のバッファ層に対する汚染物質侵入防止効果をより高めることができるとともに、より安定して得ることができる。
【００１５】
上記の電気光学素子においては、前記保護膜が、アモルファス膜であることが望ましい。
アモルファス膜は、結晶膜と比較して膜構造の連続性があり、緻密である。このため、保護膜をアモルファス膜とすることで、バッファ層の表面およびバッファ層中がより一層汚染されにくい電気光学素子とすることができる。
【００１６】
また、前記保護膜は、バッファ層に含まれる元素と共通の元素を１種以上含む共有結合性の材料からなることが望ましい。さらに、バッファ層と同じであることがより望ましい。
このような電気光学素子とすることにより、保護膜とバッファ層の熱膨張率などの化学的特性が類似または同じとなり、保護膜とバッファ層との接着強度が良好なものとなる。
また、共有結合性の材料からなるものとすることで、イオン結合性の材料と比較して、安定した絶縁性を有するものとなる。
上記の電気光学素子においては、光導波路と直接接するバッファ層には、屈折率が低い酸化ケイ素（Ｓｉ−Ｏ）が好適に使用される。バッファ層が酸化ケイ素からなる場合、保護膜は、シリコン（Ｓｉ）、窒化ケイ素（Ｓｉ−Ｎ）、酸化窒化ケイ素（Ｓｉ−Ｏ−Ｎ）、酸化ケイ素（Ｓｉ−Ｏ）等が好ましく使用される。
【００１７】
さらに、前記強誘電体基板が、ニオブ酸リチウムからなる電気光学素子であることが望ましい。
ニオブ酸リチウムの単結晶は、大型結晶の成長が比較的容易であるので、強誘電体基板をニオブ酸リチウムからなるものとすることで、大型の集積デバイスを実現することができる。
また、ニオブ酸リチウムの単結晶のキュリー点が約１０００℃と高いため、電気光学素子の製造工程における温度の自由度が大きくなる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
図１は、本発明の電気光学素子からなる光導波路型変調器の一例を示した断面図である。
この光導波路型変調器は、強誘電体基板を使用した光導波路型変調器として最も一般的かつ実用的であるニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）からなる強誘電体基板を用いたものである。
図１において、符号１は、Ｚカットのニオブ酸リチウムからなる強誘電体基板を示している。この強誘電体基板１の電気光学効果を発現する軸は、光学主軸となるＺ軸方向（結晶学的ｃ軸）であり、図１に示すように、強誘電体基板１の主面に直交する方向となっている。
【００２２】
強誘電体基板１の主面には、Ｔｉを熱拡散させた光導波路２、２が形成されている。この光導波路型変調器の光導波方向は、光導波路２、２の長さ方向となっている。光導波路２、２の上には、バッファ層３が形成され、バッファ層３上の表面３ａ全体およびバッファ層３の光導波方向の側面３ｂには、保護膜７が形成されている。さらに、保護膜７の上には、光導波路２、２に沿うように形成され、Ａｕからなる電極４が配設されている。なお、図１において、中央に位置する電極４は、信号用電極であり、その両側に位置する電極４は、接地用電極である。この電極４と保護膜７との間には、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉなどの遷移金属からなる遷移金属層５が設けられている。
【００２３】
この光導波路型変調器においては、前記バッファ層３は、屈折率が低いＳｉＯ2からなるものとされる。
【００２４】
また、前記保護膜７には、電気的に絶縁性を有するアモルファス膜であり、バッファ層３と同様の材質であるＳｉＯ2が用いられ、その厚さは、５０ないし２００ｎｍとされている。
【００２５】
このような光導波路型変調器を製造するには、まず、強誘電体基板１の表面に、熱拡散法により光導波路２、２を形成し、光導波路２、２を形成した側の強誘電体基板１の上に、真空蒸着法によりバッファ層３を形成する。このとき、バッファ層を充分に酸化させるため、温度５００〜７００℃の酸化雰囲気中で５〜１０時間熱処理（アニール）を行う。ついで、バッファ層３が形成された強誘電体基板１を保護膜７を成膜する成膜装置内に設置して、バッファ層３上の表面３ａ全体に、スパッタリング法により保護膜７を形成する。このとき、保護膜７の形成に先立って、バッファ層３中の水分（Ｈ2Ｏ、−ＯＨ）を除去することと、保護膜７の膜質をより強固なものとすることを目的とする熱処理を行ってもよい。
その後、真空蒸着法またはスパッタリング法により遷移金属膜およびＡｕ膜を順次形成する。さらに、このＡｕ膜の上に電解メッキ法で、電極４、４を形成する領域である電極形成領域にのみＡｕを析出・堆積させて、電極４を形成する。その後、電極４、４の間に残ったＡｕ膜および遷移金属膜を化学エッチングすることにより除去し、電極４、４の下にのみ遷移金属層５を形成する。
続いて、強誘電体基板１をチップ形状に合わせて切断し、バッファ層３の側面３ｂに保護層７を形成する。バッファ層３の側面３ｂに保護層７を形成するには、バッファ層３の側面３ｂ以外の部分をレジストなどを使用して保護したのち、バッファ層３上に形成した保護膜７と同様のスパッタリング法などによって形成される。
上記の製造方法において、保護膜７の形成は、加熱しながら行ってもよいし、熱処理を終了した状態で行ってもよい。このときの熱処理条件は、例えば温度１００〜３００℃、処理時間１〜２０時間、真空度１×１０-5〜１×１０-1Ｐａ、とする。
【００２６】
このような光導波路型変調器は、バッファ層３上の表面３ａ全体および側面３ｂに、保護膜７が設けられているので、バッファ層３上の表面３ａおよび側面３ｂは露出することがなく、バッファ層３の表面３ａおよびバッファ層３内部が汚染されにくいものとなる。
さらに、保護膜７は、電気的に絶縁性であるので、電極４、４に印加した電流がリークすることを防止でき、光導波路型変調器の動作の安定性を確保することができる。したがって、ｄｃドリフトの発生を防ぐことができる。また、バッファ層３が汚染されにくいので、バッファ層３の汚染に起因する強誘電体基板１とバッファ層３との接合強度の低下が生じにくいものとなる。
【００２７】
さらにまた、バッファ層３が汚染されにくいものとなるので、緻密度が低いバッファ層３であっても汚染に起因する問題が発生しにくく、緻密度が低いバッファ層３が形成される真空蒸着法によって、バッファ層３を形成することも可能となる。また、バッファ層３の緻密度や形成方法を必要に応じて選択することができるようになる。
【００２８】
さらに、保護膜７の厚さが５０ないし２００ｎｍであるので、効果的にｄｃドリフトの発生を防ぐことができる。
【００２９】
また、保護膜７が、バッファ層３と電極４、４の下に設けられた遷移金属層５との間にも設けられ、バッファ層３上の表面３ａの全体が保護膜７で覆われているので、保護膜７形成後の光導波路型変調器の製造プロセス中にバッファ層３が汚染されることを防ぐことができる。
すなわち、保護膜７の上に、遷移金属層５および電極４、４を形成する工程におけるＡｕ膜および遷移金属膜の化学エッチングなどのプロセスによって、バッファ層３が汚染されることを防ぐことができる。
【００３０】
さらにまた、バッファ層３と遷移金属層５との間に、保護膜７が形成されているので、バッファ層３と遷移金属層５とが接することがなく、バッファ層３に吸着した水分などにより遷移金属層５が酸化して、遷移金属層５が脆くなるとともに、バッファ層３と遷移金属層５との接合強度が弱まり、光導波路型変調器の信頼性が低下するという現象を防止することができる。
さらに、バッファ層３上の表面３ａの全体に保護膜７を形成することで、バッファ層３上の表面３ａの一部に保護膜７を形成する場合と比較して、保護膜７の形成が容易となる。
【００３１】
さらに、保護膜７を、ＳｉＯ2からなるものとしたので、保護膜７とバッファ層３の熱膨張率などの化学的特性が同じとなり、保護膜７とバッファ層３との接着強度が良好なものとなる。
【００３２】
さらに、強誘電体基板１が、大型結晶の成長が比較的容易であるニオブ酸リチウムからなるものであるので、大型の集積デバイスを実現することができる。
また、ニオブ酸リチウムの単結晶のキュリー点が約１０００℃と高いため、電気光学素子の製造工程における温度の自由度を向上させることができる。
【００３３】
また、電極４と保護膜７との間に、遷移金属層５が設けられているので、電極４と保護膜７との接合強度を向上させることができる。
すなわち、遷移金属層５は、化学的に不活性であるＡｕからなる電極４との界面で、合金化（固溶）あるいは金属相間化合物を形成し、保護膜７との界面でも、化学的に付着・合体し、電極４と保護膜７を接合する接着剤としての機能を有する。したがって、電極４と保護膜７との接合強度を向上させることができる。
【００３４】
また、上記の製造方法では、スパッタリング法によって保護膜７を形成するので、容易に保護膜７を形成することができる。
さらに、保護膜７全体を同一の材質からなるものとしたので、少ない製造工程で容易に製造することができる。
また、バッファ層３が形成された強誘電体基板１を、保護膜７を形成する成膜装置内で加熱処理してから保護膜７を形成するので、バッファ層３を形成してから保護膜７を形成するまでの間にバッファ層３が水分を吸着していても、その水分を加熱処理によって取り除くことができる。したがって、動作の安定性に優れた電気光学装置を得ることができる。
【００３５】
本発明の電気光学素子においては、図１に示したように、バッファ層３上の表面３ａ全体および側面３ｂに、保護膜７を形成することが好ましいが、バッファ層３上の少なくとも電極４、４が形成されていない部分に、保護膜が設けられていればよい。
例えば、図２に示すように、保護膜７１をバッファ層３上の電極４、４が形成されていない部分と、バッファ層３と一部の電極４との間と、バッファ層３の側面３ｂとに設けてもよいし、図３に示すように、保護膜７２をバッファ層３上の電極４、４が形成されていない部分と、バッファ層３の側面３ｂとに設けてもよい。
また、図４に示すように、保護膜７３をバッファ層３上の表面３ａ全体に設けてもよいし、図５に示すように、保護膜７４をバッファ層３上の電極４、４が形成されていない部分と、バッファ層３と一部の電極４との間とに設けてもよいし、図６に示すように、保護膜７５をバッファ層３上の電極４、４が形成されていない部分のみに設けてもよい。
このような電気光学素子も、バッファ層３上の表面３ａは露出することがなく、バッファ層３上の表面３ａおよびバッファ層３内部が汚染されにくいものとなる。
【００３６】
また、本発明の電気光学素子においては、上述した例に示したように、強誘電体基板として、ニオブ酸リチウムからなるものを用いることが望ましいが、ニオブ酸リチウムのみに限定されるものではなく、例えば、タンタル酸リチウムからなるものなども使用できる。
【００３７】
本発明の電気光学素子においては、上述した例に示したように、電極４と保護膜７との間に、遷移金属層５を設けてもよいが、設けなくてもよく、特に限定されない。
さらに、本発明の電気光学素子においては、上述した例に示したように、光導波路２、２をＴｉを拡散させたものから形成することができるが、この材質に限定されるものではない。
【００３８】
さらにまた、本発明の電気光学素子においては、上述した例に示したように、バッファ層３を誘電率の低いＳｉＯ2からなるものとし、電極４を電気抵抗が充分に低いＡｕからなるものとすることが、電極４に高周波電気信号を伝搬させることを考慮すると好ましいが、バッファ層３および電極４を形成する材質は、上記の材質に限定されるものではない。
【００３９】
また、本発明の電気光学素子においては、上述した例に示したように、保護膜を、ＳｉＯ2からなるものとしてもよいが、電気的に絶縁性を有するものであればよく、特に限定されない。
例えば、保護膜をシリコン（Ｓｉ）や酸化窒化ケイ素（Ｓｉ−Ｏ−Ｎ）からなるものとしてもよい。シリコンを用いる場合、保護膜は、Ａｒガスをスパッタリングガスとして使用し、不純物ドープしていないシリコンをターゲットにして、高周波スパッタを行う方法などによって形成される。このとき、強誘電体基板の温度を２５０℃程度とすると、欠陥の少ない良好なＳｉ膜が成長し、電気抵抗が非常に高く、実質的に絶縁体であるＳｉ膜が得られる。シリコン（Ｓｉ）からなる保護膜は、酸素を含まないので、保護膜上に形成した遷移金属層を酸化劣化させることがない。したがって、遷移金属層が酸化することにより、遷移金属層が脆くなったり、バッファ層と遷移金属層との接合強度が弱まったりする恐れがなく、光導波路型変調器の信頼性を向上させることができる。
また、本発明の電気光学素子においては、上述した例に示したように、保護膜全体を同一の材質からなるものとしてもよいが、例えば、バッファ層上に設けられた保護膜とバッファ層の側面に設けられた保護膜とを異なる材質からなるものとしてもよく、特に限定されない。
【００４０】
本発明の電気光学素子の製造方法においては、上述した例に示したように、保護膜７は、バッファ層３が形成された強誘電体基板１を成膜装置内で加熱処理してから形成することが好ましいが、加熱処理を行わなくてもよい。
【００４１】
また、本発明の電気光学素子の製造方法においては、上述した例に示したように、バッファ層３は、真空蒸着法で形成してもよいが、真空蒸着法のみに限定されるものではなく、例えば、スパッタリング法などの高エネルギー成膜法で形成し、緻密度の高いバッファ層を設けてもよい。
【００４２】
なお、本発明の電気光学素子およびその製造方法においては、製造工程において生じる個体差などにより、電気光学素子のバッファ層３上の電極４が形成されていない領域が保護膜で完全に覆われない場合もあるが、バッファ層３上の電極４が形成されていない領域の一部に、保護膜が形成されていなくても、バッファ層３上の電極４が形成されていない領域のほぼ全域に保護膜が形成されていれば、本発明の目的を達成することができる。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明を実施例を示して詳しく説明する。
（実施例１）
Ｚカットのニオブ酸リチウムからなる強誘電体基板１の表面に、Ｔｉからなる厚さ９０ｎｍの光導波路パターンを１０００℃の酸素雰囲気中で２０時間拡散処理することにより光導波路２、２を形成し、その上に、真空蒸着法によりバッファ層３となる厚さ１μｍのＳｉＯ2膜を成膜した。そして、温度６００℃の酸素気流中で５時間熱処理した後、バッファ層３の上面全体に、高周波スパッタを行うことによりＳｉＯ2からなる厚さ５０ｎｍの保護膜７３を形成した。
【００４４】
続いて、この保護膜７３の上に、真空蒸着法により厚さ５０ｎｍのＴｉからなる遷移金属膜と、厚さ５０ｎｍのＡｕ膜を同一真空装置中で順次形成した。ついで、このＡｕ膜上にフォトリソグラフィー技術を用いてレジストパターンを形成し、レジストマスクが形成されていない部分、すなわち、Ａｕ膜が露出している部分にのみ電解メッキ法でＡｕを析出・堆積させて、電極４を形成した。続いて、レジストマスクを有機溶媒で除去し、電極４、４間に残ったＡｕ膜および遷移金属膜をそれぞれヨウ素ヨウ化カリウム液およびアンモニア／過酸化水素水混合液でエッチング除去し、図４に示す光導波路型変調器を得た。
【００４５】
（実施例２）
実施例１と同様の強誘電体基板１を使用し、実施例１と同様にして光導波路２、２およびバッファ層３を形成し、バッファ層３の上面全体に、実施例１と同様にして、厚さ２００ｎｍの保護膜７３を形成した。
続いて、この保護膜７３の上に、実施例１と同様にして遷移金属層５および電極４を形成し、図４に示す光導波路型変調器を得た。
【００４６】
（実施例３）
実施例１と同様の強誘電体基板１を使用し、実施例１と同様にして光導波路２、２およびバッファ層３を形成し、それを保護膜７３を成膜する成膜装置内に設置して、温度２５０℃、真空度２×１０-5Ｐａの雰囲気で１時間の加熱処理を行った。続いて、温度を２５０℃に保ったまま、Ａｒガスをスパッタリングガスとして使用して０．２Ｐａまで導入し、不純物ドープしていないシリコンをターゲットにして、高周波スパッタを行うことにより、バッファ層３の上面全体に、厚さ１００ｎｍの保護膜７３を形成した。
ついで、この保護膜７３の上に、実施例１と同様にして遷移金属層５および電極４を形成し、図４に示す光導波路型変調器を得た。なお、この光導波路型変調器の電極間抵抗は、３０ＭΩ以上であった。
【００４７】
（従来例１）
実施例１と同様の強誘電体基板１を使用し、実施例１と同様にして光導波路２、２およびバッファ層３を形成し、このバッファ層３の上に、実施例１と同様にして、遷移金属層５および電極４を形成し、図８に示す光導波路型変調器を得た。
【００４８】
（比較例１）
実施例１と同様の強誘電体基板１を使用し、実施例１と同様にして光導波路２、２と厚さ１００ｎｍのバッファ層３を形成し、バッファ層３の上面全体に、実施例１と同様にして、厚さ９００ｎｍの保護膜７３を形成した。
続いて、この保護膜７３の上に、実施例１と同様にして遷移金属層５および電極４を形成し、図４に示す光導波路型変調器を得た。
【００４９】
このようにして得られた実施例１〜実施例４、従来例１、比較例１の光導波路型変調器の安定性を調べるために、以下の試験を行った。
すなわち、実施例１〜実施例４、従来例１、比較例１の光導波路型変調器を８５℃の恒温槽に入れて、３．５Ｖの初期ｄｃバイアスを印加して６０時間動作させ、光出力信号の変調状態をオシロスコープで確認しながら、その変調状態が初期ｄｃバイアスを印加したときと同じ状態となるように、印加ｄｃバイアスをフィードバック制御し、その印加ｄｃバイアスの変動を記録した。
その結果を図７に示す。
【００５０】
図７に示すように、保護膜７３が設けられていない従来例１では、印加ｄｃバイアスは、時間の経過とともに著しく上昇している。一方、実施例１〜実施例３では、従来例１と比較して印加ｄｃバイアスの上昇が小さい。また、保護膜７３の厚さが好ましい範囲を越える比較例１は、実施例１〜実施例３と比較して印加ｄｃバイアスの上昇が大きい。
印加ｄｃバイアスの変動が小さいものほど、ｄｃドリフトが小さく、光導波路型変調器からの光出力信号の安定性が良好であることから、保護膜７３によって、光導波路型変調器の動作の安定性を向上させることが可能であることがわかる。  また、保護膜７３の厚さは、２００ｎｍ以下とするのが好ましいことが明らかとなった。
【００５１】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の電気光学素子は、前記バッファ層の上面の少なくとも前記電極が形成されていない領域および前記バッファ層の前記強誘電体基板の側面と略同一面の光導波方向の側面に電気的に絶縁性である保護膜が設けられているので、バッファ層の表面は露出することがない。このため、バッファ層の表面およびバッファ層内部が汚染されにくい電気光学素子となる。
したがって、バッファ層の表面およびバッファ層内部の汚染物質によって、電極に印加した電流がリークすることを防ぐことができ、電気光学素子の動作の安定性を確保することができる。したがって、電極に高周波に直流バイアスを重畳させて印加しても、印加状態に対して良好な安定性を有するものとなる。また、ｄｃドリフトの発生を防ぐことができる。
また、バッファ層が汚染されにくいものとなるので、バッファ層の汚染に起因する強誘電体基板とバッファ層との接合強度の低下が生じにくいものとなる。
【００５２】
また、前記保護膜が、電気的に絶縁性であるので、電極に印加した電流がリークすることをより一層確実に防ぐことができ、電気光学素子の動作の安定性を確保することができる。したがって、ｄｃドリフトの発生を防ぐ効果をより一層向上させることができる。
【００５３】
さらに、前記保護膜の厚さが５０ないし２００ｎｍであるので、効果的にｄｃドリフトの発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の電気光学素子からなる光導波路型変調器の一例を示した断面図である。
【図２】  本発明の電気光学素子からなる光導波路型変調器の他の例を示した断面図である。
【図３】  本発明の電気光学素子からなる光導波路型変調器の他の例を示した断面図である。
【図４】  本発明の電気光学素子からなる光導波路型変調器の他の例を示した断面図である。
【図５】  本発明の電気光学素子からなる光導波路型変調器の他の例を示した断面図である。
【図６】  本発明の電気光学素子からなる光導波路型変調器の他の例を示した断面図である。
【図７】  印加バイアス電圧と動作時間との関係を示したグラフである。
【図８】  従来の光導波路型変調器の一例を示した断面図である。
【符号の説明】
１、１０  強誘電体基板
２  光導波路
３  バッファ層
４  電極
５  遷移金属層
７、７１、７２、７３、７４、７５  保護膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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