(57)【要約】【課題】本願発明は、熱電気効果または素子の急激な温度変化に起因する素子の表面を横切る温度変化の結果として、光変調器として機能するように形成された集積光素子に生じるエラーの減少方法および装置を提供する。【解決手段】本願発明の光素子は上面、＋Ｚ面および−Ｚ面を有し、リチウムニオブ酸縁等の高い電子−光係数を有する結晶から形成する。当該光素子の部品を方向付ける目的で、＋Ｚ結晶軸が＋Ｚ面から外側に伸びている。素子の上面に形成された＋Ｚ軸と直交する入力導波路は入力ポートから光信号を受信し、この信号を導波路ネットワークを介して、導波路ネットワークを出力ポートに接続する出力導波路に通す。金属被覆が第１および第２のレールを形成するために光素子の上面上に施され、当該第１および第２のレールは、入力導波路の一部に非常に近接してまたがるように配置される。導通ブリッジは第１および第２のレールを接続し、第１および第２のレール間に電荷差が展開するのを防止する。【選択図】図１
2008026921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集積光素子であって、
上面と、＋Ｚ面と−Ｚ面とを有し、前記光素子は、高い電子−光係数と従来のＸ、ＹおよびＺ結晶軸とを有する結晶から形成されており、前記集積光素子はさらに、
光信号を受信し、そして当該光信号を導波路ネットワークに結合するよう適合された入力導波路と、
第１及び第２のレールとを含み、前記第１及び第２のレールの双方は前記光素子の前記上面に形成され、前記第１および第２のレールが前記入力導波路の長さの一部について前記入力導波路のそれぞれの側に配置されており、さらに、
前記第１および第２のレールに接続して伝導ネットワークを形成し、前記第１および第２のレール間に電荷差が生じるのを防止する、前記光素子の上面上に形成された導通ブリッジとを含み、前記導通ブリッジは、第１および第２のレールを異なる電位に駆動するように外部駆動回路の接続を可能とすることを特徴とする集積光素子。
【請求項２】
請求項１に記載の集積光素子において、
前記第１および第２のレールは各々、それぞれの第１の端部および第２の端部を有し、前記第１のレールの第１の端部は前記光導波路の入力の近くにあり、前記第２のレールの第２の端部は前記光導波路の入力の近くにあり、そして前記導通ブリッジは、前記第１のレールの第１の端部と前記第２のレールの第２の端部との間を接続することを特徴とする集積光素子。
【請求項３】
請求項１に記載の集積光素子において、
前記第１および第２のレールは各々、それぞれの第１の端部および第２の端部を有し、前記第１のレールの第１の端部は前記光導波路の入力の近くにあり、前記第２のレールの第２の端部は前記光導波路の入力の近くにあり、前記光素子はさらに、
第１の接合パッドと、
第２の接合パッドとを有し、
前記第１のレールの第１の端部は前記第１の接合パッドに接続され、前記第２のレールの第２の端部は第２の接合パッドに接続され、前記第１および第２の接合パッドは互いに接続されていることを特徴とする集積光素子。
【請求項４】
請求項１記載の集積光素子において、
前記第１および第２のレールは各々、それぞれの第１の端部および第２の端部を有し、前記第１のレールの第１の端部は前記光導波路の入力の近くにあり、前記第２のレールの第２の端部は前記光導波路の入力の近くにあり、前記光素子はさらに、
第１の接合パッドと、
第２の接合パッドとを有し、
前記第１のレールの第１の端部は前記第１の接合パッドに接続され、前記第２のレールの第１の端部は前記第２の接合パッドに接続され、前記第１および第２の接合パッドは互いに接続されていることを特徴とする集積光素子。
【請求項５】
請求項１記載の集積光素子において、
前記第１および第２のレールは各々、それぞれの第１の端部および第２の端部を有し、
前記第１のレールの第１の端部は前記光導波路の入力の近くにあり、前記第２のレールの第２の端部は前記光導波路の入力の近くにあり、前記光素子はさらに、
第１の接合パッドと、
第２の接合パッドとを有し、
前記第１のレールの第２の端部は前記第２の接合パッドに接続され、前記第２のレールの第１の端部は前記第１の接合パッドに接続され、前記第１および第２の接合パッドは互いに接続されていることを特徴とする集積光素子。
【請求項６】
請求項１記載の集積光素子において、
前記第１および第２のレールは各々、それぞれの第１の端部および第２の端部を有し、前記第１のレールの第１の端部は前記光導波路の入力の近くにあり、前記第２のレールの第２の端部は前記光導波路の入力の近くにあり、前記光素子はさらに、
第１の接合パッドと、
第２の接合パッドとを有し、
前記第１のレールの第２の端部は前記第２の接合パッドに接続され、前記第２のレールの第２の端部は前記第１の接合パッドに接続され、前記第１および第２の接合パッドは互いに接続されている集積光素子。
【請求項７】
請求項３記載の集積光素子において、伝導ブリッジは、さらに、
半導体スイッチを含み、前記半導体スイッチは、前記第１の接合パッドに接続された第１の端子と、前記第２の接合パッドに接続された第２の端子とを有し、前記半導体スイッチは、第１および第２の端子を接続する導通チャンネルを有し、さらに、
基準電位に対して制御グリッドに印加される第１の電位に応じて導通チャンネルを導通状態に駆動し、そして基準電位に対して制御グリッドに印加される第２の電位に応じて導通チャンネルを非導通状態に駆動する制御グリッドを含むことを特徴とする集積光素子。
【請求項８】
請求項７記載の集積光素子において、半導体スイッチは、Ｎチャンネル型電界効果トランジスタ、Ｎチャンネル型接合トランジスタ、および光結合トランジスタまたはＥ−ＰＲＯＭ半導体スイッチを含むグループから選択されることを特徴とする集積光素子。
【請求項９】
請求項１記載の集積光素子において、前記伝導ブリッジは、最初、開回路であり、ジャンパ、抵抗、伝導性エポキシ樹脂の塊、または他の伝導手段からなるグループから選択された伝導体により閉回路に戻ることを特徴とする集積光素子。
【請求項１０】
請求項１記載の集積光素子において、
前記第１および第２のレールは各々、それぞれの第１の端部および第２の端部を有し、前記第１のレールの第１の端部は前記光導波路の入力の近くにあり、前記第２のレールの第２の端部は前記光導波路の入力の近くにあり、前記光素子はさらに、
第１の接合パッドと、
第２の接合パッドとを有し、
前記第１のレールの第１の端部は前記第１の接合パッドに接続され、前記第２のレールの第２の端部は前記第２の接合パッドに接続され、前記第１および第２の接合パッドは互いに接続され、
前記第１または第２の接合パッドのうちの少なくとも１つは、＋Ｚまたは−Ｚ面上の伝導性被覆物への電気的接続を容易にするために、前記光素子の上面の縁に配置されるか、または、前記光素子の上面の縁にある第３の接合パッドに導通接続されていることを特徴とする集積光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、集積光素子またはデバイスの分野に関し、特に、たとえばリチウム  ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ３  ）基板上に形成される集積光回路を有するもののような多機能集積光素子の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積光素子は、導波路を含み、”Ｙ”、”Ｙ−Ｙ”もしくはスター分割器または結合器や、ＷＤＭ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｃｏｕｐｌｅｒｓ  ；波長依存結合器）や変調器等の機能を実行するように設計される。多機能は、個別インターフェース光結合と関連する損失およびエラーを除去する単一デバイス上に組み込まれる。
【０００３】
デバイスは、低コストかつ高信頼性で多数の同一コンポーネントを形成するために、従来のフォトマスク、真空蒸着、化学槽およびエッチング技術を使用してリチウム  ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ３）の３乃至４インチ円形ウェハ上に、通常、多数製作される。上述の機能の多くを実行できるＭＩＯＣ（Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｈｉｐｓ  ｏｒ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ；多機能集積光素子またはコンポーネント）は、サニャック干渉計の原理に頼る中および高精度ＦＯＧ（光ファイバジャイロ）または回転センサ、あるいは、高安定性を必要とするマッハ＝ゼンダーまたはミケルソン干渉計の原理に頼るハイドロホン等の他の干渉計的光ファイバセンサの製作に必要なものである。
【０００４】
傾斜した温度環境試験を実行している間、過度のパワーヒステリシスを示していたＦＯＧ計器は、入力導波路にまたがるようにＭＩＯＣの表面上に配置された入力変調試験レールまたはプレートが、互いに短絡された時に、改善されたパワーヒステリシス性能を示した。試験レールまたはプレートは、デバイスがＦＯＧ計器内で動作した場合にＰＮＲ（偏光非相反性）の試験を容易にするために、ＭＩＯＣデバイス上に、複屈折変調器として使用するように形成されている。この試験は、レールが、入力導波路に沿って変調器プレートとして機能することを必要とした。したがって、プレートは、ＰＮＲ試験の間にスイッチング波形で駆動されるように、互いに分離された。
【０００５】
このデバイスは、リチウム  ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ３）から作られ、図１に示される寸法の関連技術デバイスとサイズが同じものであった。
【０００６】
ヒステリシス問題は、それ自体、デバイスが正または負の温度変化に続いて負または正の温度変化がある間にまず使用されるときに、デバイスのパワーのわずかな変化として表われる。素子の表面を横切って発生する電荷差は、素子の表面を横切る電荷漏洩に至る。時間および温度依存効果は、計器の送信パワーのヒステリシスと、光を伝播するＭＩＯＣ内の導波路の効率の一助となるように結合する。
【０００７】
さらなる背景として、本出願において特徴付けられるもののような集積光素子は、以下の関連米国特許に見出されるもののいくつかと同じプロセスおよびステップを使用して形成される。たとえば、導波路の両側に形成された２つの電極を含む複屈折変調器を示す、”集積された光学干渉計的ファイバジャイロスコープモジュールおよび方法”として１９８９年９月２５日に出願され、１９９１年８月６日にジョージ・エイ・パブラス（Ｇｅｏｒｇｅ  Ａ．Ｐａｖｌａｔｈ）に発行された米国特許第５，０３７，２０５号、”高い電子−光係数を有する多機能集積光素子を製作するプロセス”として１９９１年１１月２６日に出願され、１９９３年３月９日にチン・エル・チャン（Ｃｈｉｎ  Ｌ．Ｃｈａｎｇ）博士等に発行された米国特許第５，１９３，１３６号、”集積光素子およびそれに光ファイバを接続する方法”として１９８９年１２月１８日に出願され、１９９１年９月１０日にチン・エル・チャン博士に発行された米国特許第５，０４６，８０８号、”集積光素子およびＬｉＮｂＯ３  に対してそれに光ファイバを取り付けるレーザ溶発方法”として１９９３年６月２１日に出願され、１９９５年２月２８日にチン・エル・チャン（Ｃｈｉｎ  Ｌ．Ｃｈａｎｇ）博士等に発行された米国特許第５，３９３，３７１号、”電子−光導波路および位相変調器とその製作方法”として１９９５年８月１５日にチン・エル・チャン（Ｃｈｉｎ  Ｌ．Ｃｈａｎｇ）博士等に発行された米国特許第５，４４２，７１９号、”集積光素子への光ファイバの堅固な取り付け方法およびその製品”として１９８９年２月１３日に出願され、１９９０年１２月１１日にジー・パブラス（Ｇ．Ｐａｖｌａｔｈ）博士等に発行された米国特許第４，９７６，５０６号、および、”集積光素子への光ファイバの堅固な取り付け方法およびその製品”として１９９１年６月１８日に出願され、１９９２年９月８日にジー・パブラス（Ｇ．Ｐａｖｌａｔｈ）博士等に発行された米国特許第５，１４６，５２２号に見出される。”５２２”特許は、”素子の第１の表面に取り付けられた第１のプレート”を教示している。上述の特許は各々、共通の譲受人、カルフォルニア州ウッドランドヒルズのリトン  システムズ社を持っている。ここに引用された上述の特許は各々、集積光素子または多機能集積光回路がどのようにして製作されているかに関する背景情報を当業者に提供する目的で、参照によりここに含まれる。
【０００８】
上述の特許に加えて、ＳＰＩＥ第４６０巻，第４３ページの案内された波オプトエレクトロンクス材料の処理（１９８４）に問題のものが出ている、０７７３３，ニュージャージー州ホルムデルのＡＴ＆Ｔベル研究所のジャネット  レア  ジャッケル（Ｊａｎｅｔ  Ｌｅｈｒ  Ｊａｃｋｅｌ）とキャサリン  イー・ライス（Ｃａｔｈｅｒｉｎｅ  Ｅ．Ｒｉｃｅ）による”プロトン交換されたリチウム  ニオブ酸塩導波路における短期間および長期間安定性”と題する先行文書があった。
【特許文献１】米国特許第５，０３７，２０５号
【特許文献２】米国特許第５，１９３，１３６号
【特許文献３】米国特許第５，０４６，８０８号
【特許文献４】米国特許第５，３９３，３７１号
【特許文献５】米国特許第５，４４２，７１９号
【特許文献６】米国特許第４，９７６，５０６号
【特許文献７】米国特許第５，１４６，５２２号
【非特許文献１】「プロトン交換されたリチウム  ニオブ酸塩導波路における短期間および長期間安定性」（「案内された波オプトエレクトロンクス材料の処理」（ＳＰＩＥ、第４６０巻、第４３頁、１９８４年」
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
この出願は、特に、熱電気効果に起因する、または素子の急激な温度変化に起因する素子の表面を横切る温度変化の結果として、光変調器として機能するように形成された集積光素子に生じるエラーの減少方法および装置に向けられている。これと同時出願され、共通の譲受人を持つ、ケン  シェーファー（Ｋｅｎ  Ｓｈａｆｅｒ）等による”集積光素子における熱電気エラーを補正する低コスト高信頼性の方法”として１９９８年３月３１日に出願されたＳ／Ｎ６０／０８０，２６０を有する仮出願を正式にする、代理人事件番号ＧＣＤ９８−２１および米国シリアル番号０８／              を有する第２の出願が、発行に基づく参照によりここに含まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、高い電子−光係数と、従来のＸ、ＹおよびＺ結晶軸を有する結晶基板、リチウム  ニオブ酸塩上に形成される集積光素子を教示する。基板または素子は、上面、＋Ｚ面および−Ｚ面を有する。入力導波路は、入力ポートから光信号を受信するように接続されている。導波路は、この信号を導波路ネットワークに接続する。
【００１１】
少なくとも第１および第２のレールが、光素子の上面上に形成される。第１および第２のレールは、入力導波路の一部に近接してまたがるように配置される。導通ブリッジは、第１および第２のレールを接続して、導通ネットワークを形成し、電荷差が第１および第２のレール間に発生するのを防止する。
【００１２】
第１の好適な実施例では、レールと導通ブリッジの組み合わせで形成されるネットワークは、浮動している。それらは、システム電位に関係しない。導通ブリッジは、さらに、外部駆動回路が、コンポーネントの解析もしくは診断目的のためにまたは校正のために必要になり得るような異なる電位に第１および第２のレールを駆動することが可能になるように断続することができるものとして特徴付けられる。もし望むならば、他の実施例において、レールは、システム基準電圧と同じ電位に駆動することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、上面１２と、＋Ｚ面１４と、対向する側にある−Ｚ面１６とを有する光素子１０の略斜視図である。素子１０は、高い電子−光係数を有する結晶、たとえばリチウム  ニオブ酸塩（ＬｉＮｂＯ３）から形成される。＋Ｚ面から外部に伸びる＋Ｚ結晶軸と、上面１２から上方へ伸びる＋Ｘ軸と、光素子１０の長軸に沿って右に伸びる＋Ｙ軸を示す結晶軸が示されている。＋Ｚまたは−Ｚ軸が、素子の＋Ｚ面１４または−Ｚ面１６を介して外側に伸び、素子１２の上面に形成された入力導波路１８と直角になっていれば、結晶のＸ−Ｙ軸の方向は、＋Ｚおよび−Ｚ軸と相互に直交する結晶方向のいずれでも良いことが理解されるべきである。Ｙ軸に沿った２０ｍｍの長さ、Ｚ軸に沿った２ｍｍの幅および１ｍｍの厚さは、例示的なものであり、典型的な光素子１０のサイズがどんなものかを示すために提供されているだけである。
【００１４】
図１の光素子は、いくつかの機能を提供するＭＩＯＣである。入力導波路１８は、偏光器として機能する。”Ｙ”分岐２４は、単一５０／５０分割器として機能する。第１の出力導波路２６は、”Ｙ”分岐２４から出力面３０上の第１の出力ポート２８へ、次いで第１の出力ピグテール２９へ接続される。
【００１５】
第２の出力導波路３２は、分割器２４から出力面３０上の第２の出力ポート３４へ、次いで第２の出力ピグテール３５へ接続される。変調器は、それぞれ変調器駆動パッド３７ａ，３７ｂおよび３７ｃからの電気的駆動信号で駆動される変調器プレート３６ａ，３６ｂおよび３６ｃによって形成される。このように形成されるＭＩＯＣ１０は、従来の光ファイバジャイロで使用できるタイプからなる。入力導波路１８は、入力面２２上の入力ポート２０から光を受信する。入力導波路は、”Ｙ”分岐２４で、出力面３０上の第１の出力ポート２８に接続されている第１の出力導波路２６と、同様に出力面３０上の第２の出力ポート３４に接続されている。
【００１６】
入力導波路１８および出力導波路２６，３２は、偏光器として機能する導波路ネットワークを構成する。ＴＥモードへの光の偏光は、プロトン交換式導波路型入力導波路１８で達成される。なぜなら、プロトン交換式導波路は、導波路を通過する光信号のＴＭ成分（垂直に偏光された成分）に対する導波路の屈折率における負のΔｎすなわち変化を提供する。さらに、この導波路は、導波路を通過する光信号のＴＥ成分（水平に偏光された成分）に対する導波路の屈折率における正のΔｎすなわち変化を提供する。したがって、信号のＴＥモード成分は残されるが、ＴＭ成分は素子内で消散する。
【００１７】
このトポロジーは、変調器プレート３６ａ，３６ｂおよび３６ｃをゆうする位相変調器と組み合わせられる”Ｙ”分割器を形成する。出力導波路２６，３２は、光を位相変調してガイドし、導波路ネットワークを出力ポート２８，３４に接続するように機能する。
【００１８】
図２は、上面１２を見た光素子１０の略平面図である。＋Ｚ軸の方向は、入力導波路１８と実質的に直交している。入力導波路１８は、光ファイバピグテール３９を介して入力ポート２０から光信号（図示しない）を受信するように接続されている。入力導波路１８は、光信号を導波路ネットワークに接続する。導波路ネットワークは、図２の例において、それぞれ第１および第２の出力導波路２６，３２への入力導波路１８の分岐により形成される”Ｙ”分割器２４と、変調器電極または変調器プレート３６ａ−３６ｃおよびそれらの関連駆動回路とパッド３７ａ，３７ｂおよび３７ｃとからなる。
【００１９】
図２は、光素子の上面上に配置された第１および第２のレール３８，４０を示す。レールは、入力導波路１８の一部にまたがり、上面１２上の金属から形成されている。
【００２０】
図３は、レール３８，４０は各々、入力端部４３ａ，４３ｂおよび出力端部４４ａ，４４ｂを有する各テーパー付き入力セグメント４２ａ，４２ｂと、入力端部４６ａ，４６ｂおよび出力端部４８ａ，４８ｂを有する各平行セグメント４５ａ，４５ｂと、入力端部５０ａ，５０ｂおよび出力端部５１ａ，５１ｂを有する各テーパー付き出力セグメント４９ａ，４９ｂとを備えていることを示すために拡大された素子の略平面図である。
【００２１】
レール３８，４０は、設計により実質的に同じ長さになっている。レールの縁と導波路の縁との間隔は維持されなければならない。このギャップまたは間隔は、それを行うのが役に立つ限り縮められ、リソグラフィ、蒸着処理およびマスクの品質等の現在の処理限界によってのみ制限される。この間隔は、入力導波路１８の両側で１乃至５ミクロンと推定される。入力導波路は、３ミクロンから７ミクロンの幅を有すると推定される。ギャップは小さすぎてはいけない、すなわち、過度の導波路損失が起こるだろう。平行セグメントの間隔は、典型的には７−１５ミクロンと推定される。導波路の幅と，平行セグメント４５ａ，４５ｂの間隔は、導波路の設計波長によって決まるだろう。
【００２２】
本発明の目的は、”Ｙ”分岐と、変調器プレート３６ａ，３６ｂおよび３６ｃとの間の遮蔽を提供することにある。これらのプレートを駆動する信号は、典型的に、第１および第２の出力導波路２６，２８を通過する光信号に予め決められた位相変調を付加するように制御された振幅を有するスイッチング波形である。変調器駆動信号で生じる電界は、”Ｙ”分岐の最初の入力ポイントを出入りする光信号に振幅変調を発生させるのに十分である。十分な遮蔽がなければ、同じ素子の変調駆動信号の電界で”Ｙ”分岐において発生する振幅変調は、ＦＯＧの検出出力信号を受信して処理する処理エレクトロニクスにかなりの負担を付加するのに十分なものになる。
【００２３】
したがって、”Ｙ”分岐を通過する信号は、図２および図３の好適な実施例では、分岐する導波路２６，３２に沿って“Ｙ”分岐を通り過ぎてテーパー付き出力セグメント４９ａ，４９ｂの出力端部５１ａ，５１ｂを伸ばすことにより、変調駆動信号の電界から遮蔽される。レールは、導波路が入力導波路１８の幅の５倍以上の距離だけ分離されるポイントを通りすぎて延長される。各レールとその各出力導波路２６，３２間のギャップは、出力セグメント４９ａ，４９ｂの出力端部５１ａ，５１ｂまで３乃至５ミクロンに維持される。
【００２４】
図３は、各々のテーパー付き入力セグメント４２ａ，４２ｂが，入力ポート２０に近い，すなわち，図３の左端に向かい、入力導波路１８から損失または反射を最少限にするのに十分な入力導波路に直交する距離だけ離れている入力端部４３ａ，４３ｂを備えていることを示す。図２に示される間隔”Ｂ”は、入力導波路１８からのテーパー付き入力セグメントの各入力端部間の間隔を示す。
【００２５】
図３を参照すると、出力端部４４ａ，４４ｂは、平行セグメント４５ａ，４５ｂの入力端部４６ａ，４６ｂに通じている。これらは、入力導波路１８にまたがる平行セグメント４８ａ，４８ｂの入力端部４６ａ，４６ｂに断熱的にまたは接線的に近づくように光素子の表面上に形成され、位置している。各々のテーパー付き入力セグメント４２ａ，４２ｂの出力端部４４ａ，４４ｂは、対応する平行セグメント４５ａ，４５ｂの入力端部４６ａ，４６ｂと接線的に均質的に合体している。
【００２６】
用語断熱的は、平行セグメントを連結する時に、可能な限り入力導波路を通過する信号の外乱を避けるために漸次的になるようにレールの入力および出力セグメントの曲線を限定するという概念を示唆することを意味している。図のテーパー付き入力および出力セグメントの特徴は単なる例であることが理解されるべきである。
【００２７】
再び図２を参照すると、導通ブリッジ５２は、第１のレール伝導セグメント５４と、第１の接合パッド５５と、第２のレール伝導セグメント５６と、第２の接合パッド５７とからなる。第１および第２の接合パッド５５，５７は、伝導ジャンパブリッジ５８で接続されている。伝導交差セグメント５９は、第１のレール伝導セグメント５４の始まりの部分として示されている。
【００２８】
図３は、少なくとも１つの入力セグメント４２ａ，４２ｂの入力端部４３ａ，４３ｂが、伝導交差セグメント５８の第１の端部に接続されていることを示している。伝導交差セグメント５８は、非常に薄くなっており、入力導波路１８を通過する信号の最少の反射または損失を生じるように選択された角度”Ａ”で入力導波路１８を交差または横切るように特徴付けられている。
【００２９】
再び図３を参照すると、各々のテーパー付き出力セグメント４２ａ，４２ｂは、各平行セグメント４５ａ，４５ｂの各出力端部４８ａ，４８ｂに接続された入力端部５０ａ，５０ｂを備えている。テーパー付き出力セグメント４９ａ，４９ｂは、反射を避けかつ損失を少なくする断熱的な仕方で平行セグメント４５ａ，４５ｂおよび”Ｙ”分岐から離れるように曲がっている。
【００３０】
図２に示されるように、第１のレール３８は、第１のレール伝導セグメント５４を介して第１の接合パッド５５に接続されている。第２のレール４０は、第２のレール伝導セグメント５６を介して第２の接合パッド５７に接続されている。伝導ジャンパブリッジ５８は、第１の接合パッド５５を第２の接合パッド５７に接続することにより第１および第２のレール３８，４０を接続している。第１のレール伝導セグメント５４と、第２のレール伝導セグメント５６と、第１および第２の接合パッド５４，５５と、伝導ジャンパブリッジ５８とで形成される回路は、電荷差が第１および第２のレール３８，４０間に発生するのを防止するように動作する伝導ネットワークを形成する。
【００３１】
好適な実施例では、レール、パッドおよび伝導パスは、金属から形成される。しかしながら、匹敵する精度で配置される他の伝導材料も役立つことができる。レール、ブリッジおよびセグメントとしての伝導層を形成する金属は、典型的には、適当なフォトリソグラフィ的マスクまたは機械的マスクを使用して描かれた露出領域を有する表面上に真空蒸着またはスパッタリングされる金属を使用して蒸着される。レール用の金属は、典型的には、変調器プレート３６ａ−３６ｃおよびパッド３７ａ，３７ｂおよび３７ｃに使用されるのと同一タイプからなる。始めにチタニウム、次に金からなる複合層が使用されることもある。試される得る他の被覆物は、抵抗力スパッタリングされるパラジウム−金およびグラファイトペイントを含む。
【００３２】
図４は、入力導波路１８と一対のレール３８，４０を示す。第１のレール３８の第１の端部５８は、フライリードとして示されている導通ブリッジ５３によって第２のレール４０の第２の端部６４に接続された状態で示されている。第１および第２のレール３８，４０は各々、それぞれの第１の端部５８，６０と第２の端部６２，６４を有する。第１のレール５５の第１の端部５８は、入力面２２に最も近くなっている。第２のレール４０の第２の端部６４は、入力面２２に最も近くなっている。図４のトポロジーは、導通ブリッジ５３が、第１のレールの第１の端部５８と第２のレールの第２の端部６４の間に接続されている配置を示す。
【００３３】
目下、第１および第２のレール３８，４０と、第１および第２のレールを接続する導通ブリッジ５３からなる伝導ネットワークは、浮動している。しかしながら、他のアプリケーションでは、伝導ネットワークからシステム電圧、信号源または接地等の基準電位までの伝導パス（図示しない）を確立して、ネットワークが電荷を展開したり定義されない電位を帯びるのを防止するのが効果的である。
【００３４】
図１、２および６−９は、導通ブリッジ５３が、さらに、第１および第２の接合パッド５５，５７と、第１のレール接合パッド５４および第２の接合パッド５７に対して行なわれる外部接続により外部駆動回路が第１および第２のレールを異なる電位に駆動することができるべく断線されるように設計された伝導ジャンパブリッジ５８とを含むように特徴付けられている実施例を示す。
【００３５】
伝導ジャンパブリッジ５８は、レールとの電気的接触が、第１および第２の接合パッド５５，５７間のボール接合または音波接合されるリード線、または第１および第２の接合パッド５５，５７間の半田付けリード線を使用して行なわれた後、化学的手段、レーザを使用して、またはスクライブで機械的に断線することができる。
【００３６】
また、回路は、伝導ジャンパブリッジ５８の断線を横切る伝導性エポキシ樹脂の小滴で、または金もしくは同等材料のリフローで元に戻すことができる。第１のレール接合パッド５４および第２のレール接合パッド５５がパッケージピンに接続された場合は、導通ブリッジ５３は、パッケージの外部にあって、システム制御の下に導通状態または開放状態に動作されるものでも良い。
【００３７】
図５は、第１のレールの第１の端部から第１の接合パッド５５に接続された第１のレール伝導セグメント５４と、第２のレールの第２の端部６４から第２の接合パッド５７に接続された第２のレール伝導セグメントとを示す。伝導ジャンパブリッジ５８は、第１の接合パッドと第２の接合パッドを接続している。
【００３８】
図６は、第１のレールの第１の端部５８が第１の接合パッド５５に接続されている配置を示す。第２のレール４０の第２の端部６４は、第２の接合パッド５７に接続されている。第１の接合パッドと第２の接合パッドは、伝導ジャンパブリッジ５８で互いに接続されている。
【００３９】
図７は、第１のレールの第１の端部５８が第１の接合パッド５５に接続されている配置を示す。第２のレール４０の第１の端部６０は、第２の接合パッド５７に接続されている。第１および第２の接合パッド５５，５７は、伝導ジャンパブリッジ５８で互いに接続されている。
【００４０】
図８は、第１のレールの第２の端部６２が第２の接合パッド５７に接続されている実施例を示す。第２のレール４０の第１の端部６０は、第１の接合パッド５５に接続されている。第１の接合パッドと第２の接合パッドは、伝導ジャンパブリッジ５８で互いに接続されている。
【００４１】
図９は、第１のレール３８の第２の端部６２が第２の接合パッド５７に接続されている実施例を示す。第２のレールの第２の端部６４は、第２の接合パッド５７に接続されている。第１の接合パッドと第２の接合パッドは、伝導ジャンパブリッジ５８で互いに接続されている。
【００４２】
伝導ブリッジ５３を断線させる作用が、その導通チャンネルで導通ブリッジ５３を形成するようにＭＩＯＣの表面上のパッドに配置されたダイス型のＪ−ＦＥＴ（接合型ＦＥＴ）またはＮチャンネル型ＩＧＦＥＴ等の安価な半導体スイッチの使用により達成される、他の実施例をもくろむことが可能である。
【００４３】
コストがこのような方法に水を差すだろうが、製造量は少ない。しかし、自動アセンブリは、一部をレールの開放または短絡で試験することができるような追加部品の使用を奨励するトレードオフを発生させることができる。バイアス電源が、このようなスイッチのゲートに印加される必要があるだろう。また、このようなスイッチは、パッケージの外部に位置しても良い。
【００４４】
利用できるダイスの寸法は、伝導ジャンパブリッジを断線したり再接続したりするためのこのような手段の使用上の制限になり得る。調べることができる他の方策は、光結合トランジスタまたはＥ−ＰＲＯＭ半導体スイッチの使用を含む。
【００４５】
ｎチャンネル型Ｊ−ＦＥＴは、デバイスをオフするのが望ましい試験中だけそのゲートに負の駆動電圧を必要とするので、好適になり得る。Ｎチャンネル型ＩＧＦＥＴは、第１および第２の伝導パッドを互いに短絡するために、ＦＥＴをオンにする正のゲート電圧を必要とするが、駆動電力は消費しないだろう。
【００４６】
ＭＩＯＣデバイスの製造プロセスは、従来方法を使用して光素子を形成する方法に以下のステップを追加することにより、温度駆動ヒステリシス効果のないデバイスをメーカーに与える本発明の教示で改善される。追加のステップは、次のステップを含むだろう。
１．光素子の上面上に少なくとも第１および第２のレールを形成するステップ。第１および第２のレールは、入力導波路の一部にまたがるように配置される。
２．ステップ１と同時に、またはステップ１に続いて、第１および第２のレールを接続する導通ブリッジを形成するステップ。それにより、伝導ネットワークが構成され、第１および第２のレール間に電荷差が展開するのが防止される。
【００４７】
本発明は、詳細に開示され説明されたが、一例として例示されたものであり、制限としてとられるべきではないことが理解されるべきである。本発明の精神および範囲は、付随の請求項の言葉によってのみ制限されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】典型的なデバイス寸法を示す”Ｙ結合器および変調器”ＭＩＯＣの略斜視図である。
【図２】”Ｙ結合器および変調器”ＭＩＯＣの略平面図であり、誇張されたテーパー付き入口および出口を伴う入力導波路変調器レールと、素子の縁まで延長するように示された接合パッドとを示す。しかしながら、接合パッド５５，５７は、＋Ｚ面１４または−Ｚ面１６に接続するために光素子の両側まで延長しても良いししなくても良い。
【図３】ＭＩＯＣの一部の略部分平面図であり、第１および第２のレールと、それらのセグメントと、伝導交差セグメントと、第１のレール伝導セグメントの一部および第２のレール伝導セグメントの一部とを示す。
【図４】ＭＩＯＣの一部の略平面図であり、入力導波路および一対のレールを示し、第１のレールの第１の端部は、フライングリードとして示される導通ブリッジで第２のレールの第２の端部に接続された状態で示される。
【図５】ＭＩＯＣの一部の略平面図であり、入力導波路および一対のレールを示し、第１のレールの第１の端部は、導通ブリッジで第２のレールの第１の端部に接続された状態で示される。
【図６】ＭＩＯＣの一部の略平面図であり、入力導波路および一対のレールを示し、第１のレールの第１の端部は、第１のパッドに接続されている。第２のレールの第２の端部は、第２のパッドに接続され、第１および第２のパッドは、伝導ジャンパブリッジで接続されている。
【図７】ＭＩＯＣの一部の略平面図であり、入力導波路および一対のレールを示し、第１のレールの第１の端部は、第１のパッドに接続されている。第２のレールの第１の端部は、第２のパッドに接続され、第１および第２のパッドは、伝導ジャンパブリッジで接続されている。
【図８】ＭＩＯＣの一部の略平面図であり、入力導波路および一対のレールを示し、第１のレールの第２の端部は、第１のパッドに接続されている。第２のレールの第１の端部は、第２のパッドに接続されている。第１および第２のパッドは、伝導ジャンパブリッジで接続されている。
【図９】ＭＩＯＣの一部の略平面図であり、入力導波路および一対のレールを示す。第１のレールの第１の端部は、第１のパッドに接続されている。第２のレールの第２の端部は、第２のパッドに接続され、第１および第２のパッドは、伝導ジャンパブリッジで接続されている。
【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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【図９】
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