JP2002363749A - 結晶膜の製造方法 - Google Patents
結晶膜の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３およびＫ１−ｙＬｉ
ｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ３のＣＶＤ法による結晶膜の製造
方法の提供。 【解決手段】 ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（０＜ｘ＜１）
の組成を有する結晶膜の製造方法は、第１の出発材料成
分として一般式（１）で表されるＫのβ−ジケトン錯体
（ここでＲは１から７の炭素数を有するアルキル基であ
り、Ｒ′はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎ
は１から３である）と、第２の出発材料成分としてＴａ
のガス状化合物およびＴａの蒸発可能な化合物の少なく
とも１つと、第３の出発材料成分としてＮｂのガス状化
合物およびＮｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つ
と、酸化剤として使用される酸素含有ガスとを、それぞ
れガス流として基板を設けた反応系に導入し、これらの
成分を気相または前記基板上で反応させ、基板上にＫＴ
ａ１−ｘＮｂｘＯ３の結晶を生成する。 【化１】
ｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ３のＣＶＤ法による結晶膜の製造
方法の提供。 【解決手段】 ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（０＜ｘ＜１）
の組成を有する結晶膜の製造方法は、第１の出発材料成
分として一般式（１）で表されるＫのβ−ジケトン錯体
（ここでＲは１から７の炭素数を有するアルキル基であ
り、Ｒ′はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎ
は１から３である）と、第２の出発材料成分としてＴａ
のガス状化合物およびＴａの蒸発可能な化合物の少なく
とも１つと、第３の出発材料成分としてＮｂのガス状化
合物およびＮｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つ
と、酸化剤として使用される酸素含有ガスとを、それぞ
れガス流として基板を設けた反応系に導入し、これらの
成分を気相または前記基板上で反応させ、基板上にＫＴ
ａ１−ｘＮｂｘＯ３の結晶を生成する。 【化１】
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】光通信用部品に使用する結晶
膜の製造方法であり、特にＣＶＤ法を用いる製造方法に
関するものである。
膜の製造方法であり、特にＣＶＤ法を用いる製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】現在、光通信システムの大容量・高速化
ならびに高機能化に対する要求は、急激に高まってお
り、その実現に向けた光信号処理デバイスの開発が急務
となっている。これまでの光信号処理では半導体デバイ
スが中心であったが、高速性、低雑音性を考慮すれば、
誘電体の非線形効果を利用した方が有利であることは知
られている。
ならびに高機能化に対する要求は、急激に高まってお
り、その実現に向けた光信号処理デバイスの開発が急務
となっている。これまでの光信号処理では半導体デバイ
スが中心であったが、高速性、低雑音性を考慮すれば、
誘電体の非線形効果を利用した方が有利であることは知
られている。
【０００３】その中でも、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（Ｋ
ＴＮ）およびＫ１−ｙＬｉｙＴａ１ −ｘＮｂｘＯ３（Ｋ
ＬＴＮ）の組成を有する結晶材料は、非常に大きな２次
の電気光学効果および電界印加型の２次の非線形光学効
果を有しており、その高い性能指数から、デバイスへの
応用が期待されてきた。しかし、その性能指数を引き出
すためには、導波路化が必須であるが、これまでＫＴＮ
結晶の導波路化は実現されていない。これは、導波路作
製に必要な結晶膜の製造方法が確立されていないためで
ある。
ＴＮ）およびＫ１−ｙＬｉｙＴａ１ −ｘＮｂｘＯ３（Ｋ
ＬＴＮ）の組成を有する結晶材料は、非常に大きな２次
の電気光学効果および電界印加型の２次の非線形光学効
果を有しており、その高い性能指数から、デバイスへの
応用が期待されてきた。しかし、その性能指数を引き出
すためには、導波路化が必須であるが、これまでＫＴＮ
結晶の導波路化は実現されていない。これは、導波路作
製に必要な結晶膜の製造方法が確立されていないためで
ある。
【０００４】従来、一般的な結晶膜の作製にはスパッタ
法やＣＶＤ法が用いられている。ＫＴＮやＫＬＴＮのス
パッタでは、所望の組成を得るためには、製造する結晶
よりもＫ濃度が高いターゲットを用いなければならな
い。このＫリッチなターゲットは潮解性があり、安定な
製造が困難であるという問題がある。また、スパッタ法
では、１０μｍ以上の厚さを有する膜を製造するには、
成膜速度が不充分である。また、スパッタ法で成膜した
結晶は、欠陥濃度が高く導波路では損失が高いという問
題がある。
法やＣＶＤ法が用いられている。ＫＴＮやＫＬＴＮのス
パッタでは、所望の組成を得るためには、製造する結晶
よりもＫ濃度が高いターゲットを用いなければならな
い。このＫリッチなターゲットは潮解性があり、安定な
製造が困難であるという問題がある。また、スパッタ法
では、１０μｍ以上の厚さを有する膜を製造するには、
成膜速度が不充分である。また、スパッタ法で成膜した
結晶は、欠陥濃度が高く導波路では損失が高いという問
題がある。
【０００５】一方、ＣＶＤ法は、条件によっては１０μ
ｍ／時間以上の成膜速度が実現でき、かつ均質な膜が得
られる方法であり、導波路の作製法としても実績のある
方法で、石英ガラスの導波路作製法としても利用されて
いる。
ｍ／時間以上の成膜速度が実現でき、かつ均質な膜が得
られる方法であり、導波路の作製法としても実績のある
方法で、石英ガラスの導波路作製法としても利用されて
いる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ＣＶＤ法は、
構成成分を含む原料を気化させ、気相あるいは基板上で
反応させる方法であるため、ＣＶＤ法で成膜する場合に
は、構成成分を含む揮発性化合物が必須である。ＫＴＮ
またはＫＬＴＮにおいて、ＴａやＮｂはハロゲン化物あ
るいはアルコキシドが高い揮発性を有しており、ＣＶＤ
法を用いる場合の原料として使用することができる。
構成成分を含む原料を気化させ、気相あるいは基板上で
反応させる方法であるため、ＣＶＤ法で成膜する場合に
は、構成成分を含む揮発性化合物が必須である。ＫＴＮ
またはＫＬＴＮにおいて、ＴａやＮｂはハロゲン化物あ
るいはアルコキシドが高い揮発性を有しており、ＣＶＤ
法を用いる場合の原料として使用することができる。
【０００７】しかし、ＫおよびＬｉについては十分な蒸
気圧を有する化合物があまり知られておらず、特にＫに
ついては、ＣＶＤ法に用いるのに有効な原料が知られて
いない。これは、ＫおよびＬｉなどのアルカリ金属元素
は、イオン性が高く、揮発に必要な分子性を持たせるこ
とが困難であるという本質的な理由による。
気圧を有する化合物があまり知られておらず、特にＫに
ついては、ＣＶＤ法に用いるのに有効な原料が知られて
いない。これは、ＫおよびＬｉなどのアルカリ金属元素
は、イオン性が高く、揮発に必要な分子性を持たせるこ
とが困難であるという本質的な理由による。
【０００８】そこで、本発明では、ＫＴＮおよびＫＬＴ
ＮのＣＶＤ法による結晶膜の製造方法を提供する。そし
て、この方法によって得られた結晶膜を備える、光信号
処理デバイスを提供する。
ＮのＣＶＤ法による結晶膜の製造方法を提供する。そし
て、この方法によって得られた結晶膜を備える、光信号
処理デバイスを提供する。
【０００９】
【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ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（０＜ｘ＜１）の
組成を有する結晶膜の製造方法は、第１の出発材料成分
として一般式（１）
に、本発明のＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（０＜ｘ＜１）の
組成を有する結晶膜の製造方法は、第１の出発材料成分
として一般式（１）
【００１０】
【化７】
【００１１】で表されるＫのβ−ジケトン錯体（ここで
Ｒは１から７の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ′
はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から
３である）と、第２の出発材料成分としてＴａのガス状
化合物およびＴａの蒸発可能な化合物の少なくとも１つ
と、第３の出発材料成分としてＮｂのガス状化合物およ
びＮｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、酸化剤
として使用される酸素含有ガスとを、それぞれガス流と
して基板を設けた反応系に導入し、これらの成分を気相
または基板上で反応させ、基板上にＫＴａ１−ｘＮｂｘ
Ｏ３の結晶を生成する。
Ｒは１から７の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ′
はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から
３である）と、第２の出発材料成分としてＴａのガス状
化合物およびＴａの蒸発可能な化合物の少なくとも１つ
と、第３の出発材料成分としてＮｂのガス状化合物およ
びＮｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、酸化剤
として使用される酸素含有ガスとを、それぞれガス流と
して基板を設けた反応系に導入し、これらの成分を気相
または基板上で反応させ、基板上にＫＴａ１−ｘＮｂｘ
Ｏ３の結晶を生成する。
【００１２】本発明のＫ１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘ
Ｏ３（０＜ｘ＜１、および０＜ｙ＜１）の組成を有する
結晶膜の製造方法は、第１の出発材料成分として一般式
（１）
Ｏ３（０＜ｘ＜１、および０＜ｙ＜１）の組成を有する
結晶膜の製造方法は、第１の出発材料成分として一般式
（１）
【００１３】
【化８】
【００１４】で表されるＫのβ−ジケトン錯体（ここで
Ｒは１から７の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ′
はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から
３である）と、第２の出発材料成分として一般式（２）
Ｒは１から７の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ′
はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から
３である）と、第２の出発材料成分として一般式（２）
【００１５】
【化９】
【００１６】で表されるＬｉのβ−ジケトン錯体（ここ
でＲは１から７の炭素数を有するアルキル基であり、
Ｒ′はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１
から３である）と、第３の出発材料成分としてＴａのガ
ス状化合物およびＴａの蒸発可能な化合物の少なくとも
１つと、第４の出発材料成分としてＮｂのガス状化合物
およびＮｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、酸
化剤として使用される酸素含有ガスと、をそれぞれガス
流として基板を設けた反応系に導入し、これらの成分を
気相または基板上で反応させ、基板上にＫ１−ｙＬｉｙ
Ｔａ１−ｘＮｂｘＯ３の結晶を生成する。
でＲは１から７の炭素数を有するアルキル基であり、
Ｒ′はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１
から３である）と、第３の出発材料成分としてＴａのガ
ス状化合物およびＴａの蒸発可能な化合物の少なくとも
１つと、第４の出発材料成分としてＮｂのガス状化合物
およびＮｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、酸
化剤として使用される酸素含有ガスと、をそれぞれガス
流として基板を設けた反応系に導入し、これらの成分を
気相または基板上で反応させ、基板上にＫ１−ｙＬｉｙ
Ｔａ１−ｘＮｂｘＯ３の結晶を生成する。
【００１７】本発明の他のＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（０
＜ｘ＜１）の組成を有する結晶膜の製造方法は、第１の
出発材料成分として一般式（１）
＜ｘ＜１）の組成を有する結晶膜の製造方法は、第１の
出発材料成分として一般式（１）
【００１８】
【化１０】
【００１９】で表されるＫのβ−ジケトン錯体（ここで
Ｒは１から７の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ’
はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から
３である）と、第２の出発材料成分としてＴａのガス状
化合物およびＴａの蒸発可能な化合物の少なくとも１つ
と、第３の出発材料成分としてＮｂのガス状化合物およ
びＮｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、をそれ
ぞれガス流として基板を設けた反応系に導入し、これら
の成分を気相または基板上で反応させ、基板上にＫＴａ
１−ｘＮｂｘＯ３の結晶を生成する。
Ｒは１から７の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ’
はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から
３である）と、第２の出発材料成分としてＴａのガス状
化合物およびＴａの蒸発可能な化合物の少なくとも１つ
と、第３の出発材料成分としてＮｂのガス状化合物およ
びＮｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、をそれ
ぞれガス流として基板を設けた反応系に導入し、これら
の成分を気相または基板上で反応させ、基板上にＫＴａ
１−ｘＮｂｘＯ３の結晶を生成する。
【００２０】本発明の他のＫ１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮ
ｂｘＯ３（０＜ｘ＜１、および０＜ｙ＜１）の組成を有
する結晶膜の製造方法は、第１の出発材料成分として一
般式（１）
ｂｘＯ３（０＜ｘ＜１、および０＜ｙ＜１）の組成を有
する結晶膜の製造方法は、第１の出発材料成分として一
般式（１）
【００２１】
【化１１】
【００２２】で表されるＫのβ−ジケトン錯体（ここで
Ｒは１から７の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ’
はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から
３である）と、第２の出発材料成分として一般式（２）
Ｒは１から７の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ’
はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から
３である）と、第２の出発材料成分として一般式（２）
【００２３】
【化１２】
【００２４】で表されるＬｉのβ−ジケトン錯体（ここ
でＲは１から７の炭素数を有するアルキル基であり、
Ｒ’はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１
から３である）と、第３の出発材料成分としてＴａのガ
ス状化合物およびＴａの蒸発可能な化合物の少なくとも
１つと、第４の出発材料成分としてＮｂのガス状化合物
およびＮｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、を
それぞれガス流として基板を設けた反応系に導入し、こ
れらの成分を気相または基板上で反応させ、基板上にＫ
１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ３の結晶を生成する。
でＲは１から７の炭素数を有するアルキル基であり、
Ｒ’はアルキル基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１
から３である）と、第３の出発材料成分としてＴａのガ
ス状化合物およびＴａの蒸発可能な化合物の少なくとも
１つと、第４の出発材料成分としてＮｂのガス状化合物
およびＮｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、を
それぞれガス流として基板を設けた反応系に導入し、こ
れらの成分を気相または基板上で反応させ、基板上にＫ
１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ３の結晶を生成する。
【００２５】ここで、前述の酸素含有ガスが、酸素、ま
たは酸素と、水素および窒素の少なくとも１つとの混合
ガスであることが好ましい。
たは酸素と、水素および窒素の少なくとも１つとの混合
ガスであることが好ましい。
【００２６】また、反応に必要なエネルギーが、熱、
光、およびプラズマの少なくとも１つから供給されるこ
とが好ましい。
光、およびプラズマの少なくとも１つから供給されるこ
とが好ましい。
【００２７】さらに、本発明は、上述の製造方法によっ
て製造された結晶膜を具える光通信用部品を提供する。
て製造された結晶膜を具える光通信用部品を提供する。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、より詳細
に説明する。
に説明する。
【００２９】本発明では、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（０
＜ｘ＜１）（以下、単にＫＴＮと記載する）の結晶膜を
製造するために、Ｋの原料化合物としてＫのβ−ジケト
ン錯体を用い、Ｋ１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ
３（０＜ｘ＜１および０＜ｙ＜１）（以下、単にＫＬＴ
Ｎと記載する）の結晶膜を製造するために、ＫおよびＬ
ｉの原料化合物としてそれぞれの金属β−ジケトン錯体
を用いることを特徴としている。Ｋのβ−ジケトン錯体
およびＬｉのβ−ジケトン錯体は、それぞれ一般式
（１）および（２）で表される。
＜ｘ＜１）（以下、単にＫＴＮと記載する）の結晶膜を
製造するために、Ｋの原料化合物としてＫのβ−ジケト
ン錯体を用い、Ｋ１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ
３（０＜ｘ＜１および０＜ｙ＜１）（以下、単にＫＬＴ
Ｎと記載する）の結晶膜を製造するために、ＫおよびＬ
ｉの原料化合物としてそれぞれの金属β−ジケトン錯体
を用いることを特徴としている。Ｋのβ−ジケトン錯体
およびＬｉのβ−ジケトン錯体は、それぞれ一般式
（１）および（２）で表される。
【００３０】
【化１３】
【００３１】
【化１４】
【００３２】（上記式中、Ｒは１から７の炭素数を有す
るアルキル基であり、Ｒ′はアルキル基またはＣｎＦ
２＋１であり、ｎは１から３である）一般式（１）およ
び（２）からもわかるように、金属β−ジケトン錯体
は、金属イオンに酸素を介して有機物が配位した構造に
なっており、ＫまたはＬｉを含む酸素と炭素の６員環に
電子が非局在化する事によって、安定化されている。
るアルキル基であり、Ｒ′はアルキル基またはＣｎＦ
２＋１であり、ｎは１から３である）一般式（１）およ
び（２）からもわかるように、金属β−ジケトン錯体
は、金属イオンに酸素を介して有機物が配位した構造に
なっており、ＫまたはＬｉを含む酸素と炭素の６員環に
電子が非局在化する事によって、安定化されている。
【００３３】また、この６員環の電子状態は、炭素原子
に結合する２種類の置換基ＲおよびＲ′によって制御可
能である。また、この置換基は立体的な構造を決定する
ため、ＫまたはＬｉを取り囲むような構造を実現すれ
ば、揮発性を増すことができる。この金属β−ジケトン
錯体を用いれば、ＫまたはＬｉを３００℃以下の温度で
揮発させ、ＣＶＤ法に必要な蒸気圧を確保することが可
能である。
に結合する２種類の置換基ＲおよびＲ′によって制御可
能である。また、この置換基は立体的な構造を決定する
ため、ＫまたはＬｉを取り囲むような構造を実現すれ
ば、揮発性を増すことができる。この金属β−ジケトン
錯体を用いれば、ＫまたはＬｉを３００℃以下の温度で
揮発させ、ＣＶＤ法に必要な蒸気圧を確保することが可
能である。
【００３４】しかし、一般にこの化合物は揮発と分解が
競合するため、置換基ＲおよびＲ′を選択し、分解に対
する安定性を向上させることが重要である。この安定性
を確保するためには、置換基が炭素数の多いアルキル基
であることが望ましい。一方、揮発性をあげるにはアル
キル基の水素をフッ素に置換することが効果的である。
したがって、本発明においては、分解に対する熱安定性
を重視する場合には、直鎖の長いアルキル基あるいはｔ
−ブチル基を用い、揮発性を望む場合にはＣｎＦ
２ｎ＋１を用いる。また、安定性および揮発性のバラン
スを取るために、２つの置換基のうち一つＲをアルキル
基にし、もう一方Ｒ′をフッ素置換アルキル基とするこ
とも効果的である。
競合するため、置換基ＲおよびＲ′を選択し、分解に対
する安定性を向上させることが重要である。この安定性
を確保するためには、置換基が炭素数の多いアルキル基
であることが望ましい。一方、揮発性をあげるにはアル
キル基の水素をフッ素に置換することが効果的である。
したがって、本発明においては、分解に対する熱安定性
を重視する場合には、直鎖の長いアルキル基あるいはｔ
−ブチル基を用い、揮発性を望む場合にはＣｎＦ
２ｎ＋１を用いる。また、安定性および揮発性のバラン
スを取るために、２つの置換基のうち一つＲをアルキル
基にし、もう一方Ｒ′をフッ素置換アルキル基とするこ
とも効果的である。
【００３５】具体的に、好ましいＫのβ−ジケトン錯体
としては、限定するものではないが、２，２−ジメチル
３，５−オクタンジオン、２，２−ジメチル６，６，６
−トリフルオロ３，５−ヘキサンジオン、５，５，５−
トリフルオロ２，４−ペンタンジオン、２，２−ジメチ
ル６，６，７，７，７−ペンタフルオロ３，５−ヘプタ
ンジオン、および２，２−ジメチル６，６，７，７，
８，８，８−ヘプタンフルオロ３，５−オクタンジオン
などを配位子として有するものが挙げられる。また、好
ましいＬｉのβ−ジケトン錯体としては、限定するもの
ではないが、２，２，６，６−テトラメチル３，５−ヘ
プタンジオンなどを配位子として有するものが挙げられ
る。
としては、限定するものではないが、２，２−ジメチル
３，５−オクタンジオン、２，２−ジメチル６，６，６
−トリフルオロ３，５−ヘキサンジオン、５，５，５−
トリフルオロ２，４−ペンタンジオン、２，２−ジメチ
ル６，６，７，７，７−ペンタフルオロ３，５−ヘプタ
ンジオン、および２，２−ジメチル６，６，７，７，
８，８，８−ヘプタンフルオロ３，５−オクタンジオン
などを配位子として有するものが挙げられる。また、好
ましいＬｉのβ−ジケトン錯体としては、限定するもの
ではないが、２，２，６，６−テトラメチル３，５−ヘ
プタンジオンなどを配位子として有するものが挙げられ
る。
【００３６】本発明のＫＴＮの結晶膜を製造する方法
は、上述したＫのβ−ジケトン錯体と、結晶膜を構成す
る金族元素の１つであるＴａのガス状化合物および／ま
たはＴａの蒸発可能な化合物と、Ｎｂのガス状化合物お
よび／または蒸発可能な化合物と、酸化剤としての酸素
含有ガスとを、ガス流として反応系に導入する。この反
応系には基板が設けてあり、導入された成分は気相また
は基板上で反応して、基板上にＫＴＮの結晶膜を製造す
る。
は、上述したＫのβ−ジケトン錯体と、結晶膜を構成す
る金族元素の１つであるＴａのガス状化合物および／ま
たはＴａの蒸発可能な化合物と、Ｎｂのガス状化合物お
よび／または蒸発可能な化合物と、酸化剤としての酸素
含有ガスとを、ガス流として反応系に導入する。この反
応系には基板が設けてあり、導入された成分は気相また
は基板上で反応して、基板上にＫＴＮの結晶膜を製造す
る。
【００３７】また、本発明のＫＬＴＮの結晶膜を製造す
る方法は、上述したＫのβ−ジケトン錯体と、Ｌｉのβ
−ジケトン錯体と、結晶膜を構成する金族元素であるＴ
ａのガス状化合物および／またはＴａの蒸発可能な化合
物と、Ｎｂのガス状化合物および／または蒸発可能な化
合物と、酸化剤としての酸素含有ガスとを、ガス流とし
て反応系に導入する。この反応系には基板が設けてあ
り、導入された成分は気相または基板上で反応して、基
板上にＫＬＴＮの結晶膜を製造する。
る方法は、上述したＫのβ−ジケトン錯体と、Ｌｉのβ
−ジケトン錯体と、結晶膜を構成する金族元素であるＴ
ａのガス状化合物および／またはＴａの蒸発可能な化合
物と、Ｎｂのガス状化合物および／または蒸発可能な化
合物と、酸化剤としての酸素含有ガスとを、ガス流とし
て反応系に導入する。この反応系には基板が設けてあ
り、導入された成分は気相または基板上で反応して、基
板上にＫＬＴＮの結晶膜を製造する。
【００３８】ここで、本発明で用いるＴａのガス状化合
物および／または蒸発可能な化合物としては、好ましく
は、Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５のようなアルコキシド、Ｔａ
Ｃｌ ５のようなハロゲン化物などを挙げることができ、
Ｎｂのガス状化合物および／または蒸発可能な化合物と
しては、好ましくはＮｂ（ＯＣ２Ｈ５）５のようなアル
コキシド、ＮｂＣｌ５のようなハロゲン化物などを挙げ
ることができる。
物および／または蒸発可能な化合物としては、好ましく
は、Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５）５のようなアルコキシド、Ｔａ
Ｃｌ ５のようなハロゲン化物などを挙げることができ、
Ｎｂのガス状化合物および／または蒸発可能な化合物と
しては、好ましくはＮｂ（ＯＣ２Ｈ５）５のようなアル
コキシド、ＮｂＣｌ５のようなハロゲン化物などを挙げ
ることができる。
【００３９】上述した酸素含有ガスとは、好ましくは酸
素、または水素および窒素の少なくとも１つと、酸素と
を含有するガスである。また、Ｋのβ−ジケトン錯体お
よび／またはＬｉ−ジケトン錯体の置換基にフッ素化ア
ルキルを用いる場合は、フッ素ゲッターとして水素を含
む酸素含有ガスを用いることが好ましい。
素、または水素および窒素の少なくとも１つと、酸素と
を含有するガスである。また、Ｋのβ−ジケトン錯体お
よび／またはＬｉ−ジケトン錯体の置換基にフッ素化ア
ルキルを用いる場合は、フッ素ゲッターとして水素を含
む酸素含有ガスを用いることが好ましい。
【００４０】本発明に用いられる基板としては、ＳｒＴ
ｉＯ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＮｄＧａ
Ｏ３、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３およびＫ１−ｙＬｉｙＴ
ａ１ −ｘＮｂｘＯ３、Ｋ１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘ
Ｏ３などが挙げられる。反応時の基板の温度は４００〜
１２００℃が、作成したＫＴＮあるいはＫＬＴＮの結晶
性が均質であるということから好ましい。
ｉＯ３、ＳｉＯ２、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＮｄＧａ
Ｏ３、ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３およびＫ１−ｙＬｉｙＴ
ａ１ −ｘＮｂｘＯ３、Ｋ１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘ
Ｏ３などが挙げられる。反応時の基板の温度は４００〜
１２００℃が、作成したＫＴＮあるいはＫＬＴＮの結晶
性が均質であるということから好ましい。
【００４１】また、Ｋのβ−ジケトン錯体およびＬｉの
β−ジケトン錯体は、金属イオンに既に酸素が結合して
いるため、酸化剤を使用しなくても熱分解によって酸化
物を生成できるという利点もある。但し、炭素の混入を
防止するため、酸素含有ガスを導入することが好まし
い。
β−ジケトン錯体は、金属イオンに既に酸素が結合して
いるため、酸化剤を使用しなくても熱分解によって酸化
物を生成できるという利点もある。但し、炭素の混入を
防止するため、酸素含有ガスを導入することが好まし
い。
【００４２】この方法を用いると成膜速度も速く１００
〜１５０μｍ／時間で成膜できる。
〜１５０μｍ／時間で成膜できる。
【００４３】このようにして製造されたＫＴａ１−ｘＮ
ｂｘＯ３および／またはＫ１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂ
ｘＯ３の結晶膜は、非線形光学効果および電気光学効果
を有し、波長変換、波形整形、および光増幅などの光信
号処理デバイスに用いることができる。
ｂｘＯ３および／またはＫ１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂ
ｘＯ３の結晶膜は、非線形光学効果および電気光学効果
を有し、波長変換、波形整形、および光増幅などの光信
号処理デバイスに用いることができる。
【００４４】
【実施例】上記の本発明の効果を実施例を用いて説明す
る。
る。
【００４５】（実施例１）本実施例で用いたＣＶＤ装置
の概略図を図１に示す。Ｋ原料としては、置換基の両方
がｔ−ブチル基である、Ｋ（ＤＰＭ）（２，２，６，６
−テトラメチル３，５−ヘプタンジオン錯体）を用い、
Ｔａ原料にはＴａ（ＯＣ２Ｈ５)５、Ｎｂ原料にはＮｂ
（ＯＣ２Ｈ５)５を用いた。Ｋ（ＤＰＭ）は固体原料で
あり、Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５)５およびＮｂ（ＯＣ２Ｈ５)５
は液体原料である。原料はそれぞれ独立に温度制御が可
能なバブラー、すなわちＴａ原料バブラー１、Ｎｂ原料
バブラー２、およびＫ原料バブラー３に充填し、ヒータ
ー（図１中に記載なし）によって温度制御した。原料の
キャリアガスとしては、Ｋ（ＤＰＭ）はアルゴンを用
い、その他のＴａおよびＮｂ原料については酸素を用い
た。原料温度はＫ（ＤＰＭ）が２００℃、Ｔａ（ＯＣ２
Ｈ5)５は１４２℃、Ｎｂ（ＯＣ２Ｈ５)５は１４５℃と
し、供給量はキャリアガス流量で調整した。配管は原料
の凝縮を防止するために２０５℃に温度管理した。原料
ガスを混合器４にて混合した後、反応管５に導入した。
装置内の圧力は１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）の減圧と
し、基板７は外部加熱（電気炉）６により、６００℃、
７００℃、８００℃、９００℃、１０００℃、および１
１００℃に加熱した。基板にはＳｒＴｉＯ３を用いた。
の概略図を図１に示す。Ｋ原料としては、置換基の両方
がｔ−ブチル基である、Ｋ（ＤＰＭ）（２，２，６，６
−テトラメチル３，５−ヘプタンジオン錯体）を用い、
Ｔａ原料にはＴａ（ＯＣ２Ｈ５)５、Ｎｂ原料にはＮｂ
（ＯＣ２Ｈ５)５を用いた。Ｋ（ＤＰＭ）は固体原料で
あり、Ｔａ（ＯＣ２Ｈ５)５およびＮｂ（ＯＣ２Ｈ５)５
は液体原料である。原料はそれぞれ独立に温度制御が可
能なバブラー、すなわちＴａ原料バブラー１、Ｎｂ原料
バブラー２、およびＫ原料バブラー３に充填し、ヒータ
ー（図１中に記載なし）によって温度制御した。原料の
キャリアガスとしては、Ｋ（ＤＰＭ）はアルゴンを用
い、その他のＴａおよびＮｂ原料については酸素を用い
た。原料温度はＫ（ＤＰＭ）が２００℃、Ｔａ（ＯＣ２
Ｈ5)５は１４２℃、Ｎｂ（ＯＣ２Ｈ５)５は１４５℃と
し、供給量はキャリアガス流量で調整した。配管は原料
の凝縮を防止するために２０５℃に温度管理した。原料
ガスを混合器４にて混合した後、反応管５に導入した。
装置内の圧力は１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）の減圧と
し、基板７は外部加熱（電気炉）６により、６００℃、
７００℃、８００℃、９００℃、１０００℃、および１
１００℃に加熱した。基板にはＳｒＴｉＯ３を用いた。
【００４６】結晶の組成はＫＴａ０．６５Ｎｂ０．３５
Ｏ３になるよう、キャリアガスを制御し、厚さ２．０μ
ｍに膜を形成した。各温度で形成された各結晶膜につい
てその形態をＳＥＭで観察し、結晶相をＸ線回折によっ
て同定した。また、波長１．５５μｍにおける光透過損
失はプリズムカップリング法によって測定し、結晶膜の
均質性は第２次高調波の強度分布を測定することによっ
て測定した。各結果を表１に示す。
Ｏ３になるよう、キャリアガスを制御し、厚さ２．０μ
ｍに膜を形成した。各温度で形成された各結晶膜につい
てその形態をＳＥＭで観察し、結晶相をＸ線回折によっ
て同定した。また、波長１．５５μｍにおける光透過損
失はプリズムカップリング法によって測定し、結晶膜の
均質性は第２次高調波の強度分布を測定することによっ
て測定した。各結果を表１に示す。
【００４７】基板温度６００℃で作製したＫＴＮの膜は
Ｘ線回折の結果、アモルファスであった。また、光透過
損失は０．０８ｄＢ／ｃｍであり、導波路材料として
は、十分に低損失な膜が得られた。成膜速度は０．３μ
ｍ／ｍｉｎであった。
Ｘ線回折の結果、アモルファスであった。また、光透過
損失は０．０８ｄＢ／ｃｍであり、導波路材料として
は、十分に低損失な膜が得られた。成膜速度は０．３μ
ｍ／ｍｉｎであった。
【００４８】この膜を、大気中１０００℃で２時間熱処
理する事によって結晶化し、多結晶膜が得られた。Ｘ線
回折により、大気中１０００℃で２時間処理した後の膜
は基板であるＳｒＴｉＯ３に配向していることが明らか
になった。ＳＥＭ観察の結果、平均粒径は７μｍであっ
た。なお、この膜での光透過損失は０．１ｄＢ／ｃｍ
で、結晶化による散乱損失の顕著な増加はみられず、Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザの入射でも、とくに粒界部分での光散乱
は確認できなかった。
理する事によって結晶化し、多結晶膜が得られた。Ｘ線
回折により、大気中１０００℃で２時間処理した後の膜
は基板であるＳｒＴｉＯ３に配向していることが明らか
になった。ＳＥＭ観察の結果、平均粒径は７μｍであっ
た。なお、この膜での光透過損失は０．１ｄＢ／ｃｍ
で、結晶化による散乱損失の顕著な増加はみられず、Ｈ
ｅ−Ｎｅレーザの入射でも、とくに粒界部分での光散乱
は確認できなかった。
【００４９】基板温度を７００℃、８００℃、および９
００℃にした場合は、基板に配向した多結晶膜が得られ
た。それぞれの温度における成膜速度は、０．５μｍ／
ｍｉｎ、０．９μｍ／ｍｉｎ、１．５μｍ／ｍｉｎであ
った。また温度の上昇とともに結晶膜の粒径が、増加し
ており９００℃では平均粒径が２５μｍに達していた。
これら多結晶膜の光透過損失は、いずれも０．１ｄＢ／
ｃｍ前後であり、光学的に均質な膜が作製できた。
００℃にした場合は、基板に配向した多結晶膜が得られ
た。それぞれの温度における成膜速度は、０．５μｍ／
ｍｉｎ、０．９μｍ／ｍｉｎ、１．５μｍ／ｍｉｎであ
った。また温度の上昇とともに結晶膜の粒径が、増加し
ており９００℃では平均粒径が２５μｍに達していた。
これら多結晶膜の光透過損失は、いずれも０．１ｄＢ／
ｃｍ前後であり、光学的に均質な膜が作製できた。
【００５０】基板温度が１０００℃では、ＳＥＭならび
にＸ線回折の結果、単結晶膜が得られていることが明ら
かになった。この膜の光学特性はほぼ多結晶膜と同じで
あるが、わずかに散乱損失の低減が確認できた。
にＸ線回折の結果、単結晶膜が得られていることが明ら
かになった。この膜の光学特性はほぼ多結晶膜と同じで
あるが、わずかに散乱損失の低減が確認できた。
【００５１】図２に基板温度１０００℃で成長させた結
晶の誘電率の温度依存性を示す。この図から明らかなよ
うに、相転移温度付近で、３００００という高い比誘電
率に達しており、この膜が均質で、バルクの単結晶とほ
ぼ同様の特性を有していることがわかる。
晶の誘電率の温度依存性を示す。この図から明らかなよ
うに、相転移温度付近で、３００００という高い比誘電
率に達しており、この膜が均質で、バルクの単結晶とほ
ぼ同様の特性を有していることがわかる。
【００５２】また、基板温度１１００℃の場合は、単結
晶膜の作製が可能であったが、Ｋ２Ｏの揮発が顕著にな
っており、Ｋ（ＤＰＭ）の供給量を増加させる必要があ
った。
晶膜の作製が可能であったが、Ｋ２Ｏの揮発が顕著にな
っており、Ｋ（ＤＰＭ）の供給量を増加させる必要があ
った。
【００５３】
【表１】
【００５４】＊６００＝６００℃で成膜した後に大気中
１０００℃で２時間熱処理をおこなったものである。
１０００℃で２時間熱処理をおこなったものである。
【００５５】（実施例２〜７）実施例１の基板をＳｒＴ
ｉＯ３の代わりに、ＳｉＯ２（実施例２）、ＭｇＯ（実
施例３）、ＭｇＡｌ２Ｏ４（実施例４）、ＮｄＧａＯ３
（実施例５）、ＫＴａ １−ｘＮｂｘＯ３およびＫ１−ｙ
ＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（実施例６）、ならびにＫ
１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（実施例７）を用い
ることを除いて、実施例１と同様にして各実施例につき
各温度にて結晶膜を製造した。
ｉＯ３の代わりに、ＳｉＯ２（実施例２）、ＭｇＯ（実
施例３）、ＭｇＡｌ２Ｏ４（実施例４）、ＮｄＧａＯ３
（実施例５）、ＫＴａ １−ｘＮｂｘＯ３およびＫ１−ｙ
ＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（実施例６）、ならびにＫ
１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（実施例７）を用い
ることを除いて、実施例１と同様にして各実施例につき
各温度にて結晶膜を製造した。
【００５６】得られた各結晶膜について実施例１と同様
にして結晶相の同定、結晶粒径、光透過損失、均質性に
ついて測定した。得られた結果は、実施例１と同様であ
った。それぞれ測定結果を表２（実施例２）、表３（実
施例３）、表４（実施例４）、表５（実施例５）、表６
（実施例６）、および表７（実施例７）に示す。
にして結晶相の同定、結晶粒径、光透過損失、均質性に
ついて測定した。得られた結果は、実施例１と同様であ
った。それぞれ測定結果を表２（実施例２）、表３（実
施例３）、表４（実施例４）、表５（実施例５）、表６
（実施例６）、および表７（実施例７）に示す。
【００５７】
【表２】
【００５８】
【表３】
【００５９】
【表４】
【００６０】
【表５】
【００６１】
【表６】
【００６２】
【表７】
【００６３】（実施例８〜１２）実施例１の、Ｋ原料に
用いるβ−ジケトンの配位子が、２，２−ジメチル３，
５−オクタンジオン（実施例８）、２，２−ジメチル
６，６，６−トリフルオロ３，５−ヘキサンジオン（実
施例９）、５，５，５−トリフルオロ２，４−ペンタン
ジオン（実施例１０）、２，２−ジメチル６，６，７，
７，７−ペンタフルオロ３，５−ヘプタンジオン（実施
例１１）、２，２−ジメチル６，６，７，７，８，８，
８−ヘプタンフルオロ３，５−オクタンジオン（実施例
１２）であることを除いて、実施例１と同様にして各実
施例につき各温度にて結晶膜を製造した。
用いるβ−ジケトンの配位子が、２，２−ジメチル３，
５−オクタンジオン（実施例８）、２，２−ジメチル
６，６，６−トリフルオロ３，５−ヘキサンジオン（実
施例９）、５，５，５−トリフルオロ２，４−ペンタン
ジオン（実施例１０）、２，２−ジメチル６，６，７，
７，７−ペンタフルオロ３，５−ヘプタンジオン（実施
例１１）、２，２−ジメチル６，６，７，７，８，８，
８−ヘプタンフルオロ３，５−オクタンジオン（実施例
１２）であることを除いて、実施例１と同様にして各実
施例につき各温度にて結晶膜を製造した。
【００６４】得られた各結晶膜について実施例１と同様
にして結晶相の同定、結晶粒径、光透過損失、均質性に
ついて測定した。これらの実施例８〜１２はいずれも、
実施例１と同様の特性を有する結晶膜が得られたが、フ
ッ素を含有する原料を用いた場合（実施例９、実施例１
０、実施例１１、および実施例１２）には、成長速度の
低下が見られ、Ｈ２Ｏを反応系に導入することで、低下
を抑制することができた。
にして結晶相の同定、結晶粒径、光透過損失、均質性に
ついて測定した。これらの実施例８〜１２はいずれも、
実施例１と同様の特性を有する結晶膜が得られたが、フ
ッ素を含有する原料を用いた場合（実施例９、実施例１
０、実施例１１、および実施例１２）には、成長速度の
低下が見られ、Ｈ２Ｏを反応系に導入することで、低下
を抑制することができた。
【００６５】各測定結果を、表８（実施例８）、表９
（実施例９）、表１０（実施例１０）、表１１（実施例
１１）、および表１２（実施例１２）に示す。
（実施例９）、表１０（実施例１０）、表１１（実施例
１１）、および表１２（実施例１２）に示す。
【００６６】
【表８】
【００６７】
【表９】
【００６８】
【表１０】
【００６９】
【表１１】
【００７０】
【表１２】
【００７１】（実施例１３）出発原料として、Ｋ（ＤＰ
Ｍ）に加え、Ｌｉ（ＤＰＭ）を用い、ＴａＣｌ５、Ｎｂ
Ｃｌ５を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、各温
度において結晶膜を作製した。得られた各膜の組成はＫ
０．９Ｌｉ０．１Ｔａ０．６５Ｎｂ０．３５Ｏ３であっ
た。得られた各結晶膜について実施例１と同様にして結
晶相の同定、結晶粒径、光透過損失、均質性について測
定した。得られた結果を表１３に示す。
Ｍ）に加え、Ｌｉ（ＤＰＭ）を用い、ＴａＣｌ５、Ｎｂ
Ｃｌ５を用いた以外は、実施例１と同様の方法で、各温
度において結晶膜を作製した。得られた各膜の組成はＫ
０．９Ｌｉ０．１Ｔａ０．６５Ｎｂ０．３５Ｏ３であっ
た。得られた各結晶膜について実施例１と同様にして結
晶相の同定、結晶粒径、光透過損失、均質性について測
定した。得られた結果を表１３に示す。
【００７２】
【表１３】
【００７３】結晶膜の形態および透過特性は、実施例１
とほぼ同様であり、この方法によって高品質なＫＬＴＮ
結晶が得られることがわかる。
とほぼ同様であり、この方法によって高品質なＫＬＴＮ
結晶が得られることがわかる。
【００７４】図３に１０００℃で得られた結晶膜の誘電
率の温度依存性を示す。この誘電率測定から、均質な膜
が得られていることが明らかである。
率の温度依存性を示す。この誘電率測定から、均質な膜
が得られていることが明らかである。
【００７５】（実施例１４）本実施例では、本発明の一
例である図４に示すような波長変換デバイスを形成す
る。図４（ａ）は、波長変換デバイスの斜視図であり、
図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａに沿った断面図であ
る。
例である図４に示すような波長変換デバイスを形成す
る。図４（ａ）は、波長変換デバイスの斜視図であり、
図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａに沿った断面図であ
る。
【００７６】ＳｉＯ２基板９に下部電極１０としてＡｕ
膜を蒸着したものを用い、基板の温度を９００℃にして
実施例１と同様の方法で、ＫＴＮ結晶膜を基板の上に５
μｍ形成し、その上に、実施例２の方法で膜厚０．４μ
ｍのＫＬＴＮ結晶膜を形成した。いずれの結晶膜も粒径
１５μｍの多結晶体であった。このＫＬＴＮ結晶膜をフ
ォトリソグラフィーによって、幅０．４μｍのリッジ導
波路１２に加工した。その後、さらに実施例１の方法
で、基板全面にＫＴＮ結晶膜を形成した。このＫＴＮ結
晶膜は、ＫＬＴＮ結晶膜の上に膜厚３μｍになるように
成長させた。このようにして、ＫＴＮ結晶膜１１に囲ま
れたＫＬＴＮ結晶膜よりなる導波路を得た。
膜を蒸着したものを用い、基板の温度を９００℃にして
実施例１と同様の方法で、ＫＴＮ結晶膜を基板の上に５
μｍ形成し、その上に、実施例２の方法で膜厚０．４μ
ｍのＫＬＴＮ結晶膜を形成した。いずれの結晶膜も粒径
１５μｍの多結晶体であった。このＫＬＴＮ結晶膜をフ
ォトリソグラフィーによって、幅０．４μｍのリッジ導
波路１２に加工した。その後、さらに実施例１の方法
で、基板全面にＫＴＮ結晶膜を形成した。このＫＴＮ結
晶膜は、ＫＬＴＮ結晶膜の上に膜厚３μｍになるように
成長させた。このようにして、ＫＴＮ結晶膜１１に囲ま
れたＫＬＴＮ結晶膜よりなる導波路を得た。
【００７７】製造した導波路の屈折率差は２．５％であ
り、高次モードのカットオフ波長は０．６μｍであり、
これより長波長は単一モード導波路として機能する。製
造した導波路長は３ｃｍであり、導波路の光透過損失は
０．１５ｄＢ／ｃｍであった。
り、高次モードのカットオフ波長は０．６μｍであり、
これより長波長は単一モード導波路として機能する。製
造した導波路長は３ｃｍであり、導波路の光透過損失は
０．１５ｄＢ／ｃｍであった。
【００７８】このＫＴＮ結晶膜の上部に金蒸着で上部電
極１３を形成した。電極のピッチは、０．７７３μｍを
ポンプ光とし１．５５μｍ帯の光を波長変換するために
必要な擬似位相整合を実現するグレーティングピッチに
対応している。この場合、電極ピッチは１２μｍとな
る。したがって、この導波路は波長変換デバイスとして
機能する。
極１３を形成した。電極のピッチは、０．７７３μｍを
ポンプ光とし１．５５μｍ帯の光を波長変換するために
必要な擬似位相整合を実現するグレーティングピッチに
対応している。この場合、電極ピッチは１２μｍとな
る。したがって、この導波路は波長変換デバイスとして
機能する。
【００７９】このようにして、図４に示すような電極を
具備した波長変換デバイスを製造した。電極に１ｋＶ／
ｃｍに対応する電圧を印加し、入射端から偏波保持ファ
イバを用いて、１．５４μｍの信号光と０．７７３μｍ
のポンプ光を同時に入射し、出射光を光スペクトラムア
ナライザを用いて測定した。
具備した波長変換デバイスを製造した。電極に１ｋＶ／
ｃｍに対応する電圧を印加し、入射端から偏波保持ファ
イバを用いて、１．５４μｍの信号光と０．７７３μｍ
のポンプ光を同時に入射し、出射光を光スペクトラムア
ナライザを用いて測定した。
【００８０】図５に、測定された波長変換後のスペクト
ルを示す。図中、１４は信号光の波長を表しており、１
５はポンプ光の二次回折光の波長を表しており、１６は
変換光の波長を表している。図５から明らかなように、
差周波発生による波長変換が実現されていることが明ら
かである。さらに、信号光および変換光波パラメトリッ
ク増幅されており、入力信号光に対する変換光の利得は
約１５ｄＢに達している。これは、従来のＬＮの波長変
換デバイスでは実現できない、高い利得である。この図
から明らかなように、本発明の方法を用いれば、ＳｉＯ
２基板上に、機能性を有するＫＴＮあるいはＫＬＴＮ導
波路を積層配置する事が可能である。
ルを示す。図中、１４は信号光の波長を表しており、１
５はポンプ光の二次回折光の波長を表しており、１６は
変換光の波長を表している。図５から明らかなように、
差周波発生による波長変換が実現されていることが明ら
かである。さらに、信号光および変換光波パラメトリッ
ク増幅されており、入力信号光に対する変換光の利得は
約１５ｄＢに達している。これは、従来のＬＮの波長変
換デバイスでは実現できない、高い利得である。この図
から明らかなように、本発明の方法を用いれば、ＳｉＯ
２基板上に、機能性を有するＫＴＮあるいはＫＬＴＮ導
波路を積層配置する事が可能である。
【００８１】（実施例１５）基板温度を１０００℃に設
定したことを除いて実施例１４と同様にして波長変換デ
バイスを製造した。基板温度を変えたことにより、成膜
した結晶が単結晶であったが、実施例１４とほぼ同様の
特性が得られた。
定したことを除いて実施例１４と同様にして波長変換デ
バイスを製造した。基板温度を変えたことにより、成膜
した結晶が単結晶であったが、実施例１４とほぼ同様の
特性が得られた。
【００８２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によって、従
来では実現できなかったＫＴＮ結晶およびＫＬＴＮ結晶
のＣＶＤ法による結晶膜の作製が可能となった。さら
に、この方法では、アモルファス、多結晶、単結晶の製
造が可能であり、光学的に高品質な膜の製造が可能であ
るため、単なるパッシブ導波路に限らず、非線形光学効
果や電気光学効果を有する光信号処理デバイスの製造が
可能である。さらに、ＳｉＯ２基板上にも製造が可能で
あるため、現在、光通信分野で幅広く使用されている石
英系光波回路上への機能性デバイスの作製が可能となる
という利点もある。
来では実現できなかったＫＴＮ結晶およびＫＬＴＮ結晶
のＣＶＤ法による結晶膜の作製が可能となった。さら
に、この方法では、アモルファス、多結晶、単結晶の製
造が可能であり、光学的に高品質な膜の製造が可能であ
るため、単なるパッシブ導波路に限らず、非線形光学効
果や電気光学効果を有する光信号処理デバイスの製造が
可能である。さらに、ＳｉＯ２基板上にも製造が可能で
あるため、現在、光通信分野で幅広く使用されている石
英系光波回路上への機能性デバイスの作製が可能となる
という利点もある。
【図１】実施例１における成膜装置の概略図である。
【図２】実施例１で製造したＫＴＮ膜の誘電率測定結果
を表すグラフである。
を表すグラフである。
【図３】実施例１３で製造したＫＬＴＮ膜の誘電率測定
結果を表すグラフである。
結果を表すグラフである。
【図４】実施例１４で製造した波長変換デバイスの図で
あり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
に沿った断面図である。
あり、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ
に沿った断面図である。
【図５】実施例１４で製造した波長変換デバイスを用い
て測定された波長変換スペクトルを表す図である。
て測定された波長変換スペクトルを表す図である。
１ Ｔａ原料バブラー ２ Ｎｂ原料バブラー ３ Ｋ原料バブラー ４ 混合器 ５ 反応管 ６ 電気炉 ７ 基板 ８ ロータリーポンプ ９ ＳｉＯ２基板 １０ 下部電極 １１ ＫＬＴ結晶膜 １２ ＫＬＴＮ導波路 １３ 上部電極 １４ 信号光 １５ ポンプ光の２次回折光 １６ 変換光
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2K002 AB12 BA03 BA04 CA02 DA06 EA04 EA07 FA05 FA17 HA21 4G048 AA03 AA04 AB01 AC08 AD02 AE05 4K030 AA11 AA14 BA01 BA13 BA17 BA42 BB05 DA08
Claims (7)
- 【請求項１】 ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（０＜ｘ＜１）
の組成を有する結晶膜の製造方法であって、 第１の出発材料成分として一般式（１） 【化１】 で表されるＫのβ−ジケトン錯体（ここでＲは１から７
の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ′はアルキル基
またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から３である）
と、 第２の出発材料成分としてＴａのガス状化合物およびＴ
ａの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、 第３の出発材料成分としてＮｂのガス状化合物およびＮ
ｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、 酸化剤として使用される酸素含有ガスとを、それぞれガ
ス流として基板を設けた反応系に導入し、これらの成分
を気相または前記基板上で反応させ、基板上にＫＴａ
１−ｘＮｂｘＯ３の結晶を生成することを特徴とする結
晶膜の製造方法。 - 【請求項２】 Ｋ１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ
３（０＜ｘ＜１、および０＜ｙ＜１）の組成を有する結
晶膜の製造方法であって、 第１の出発材料成分として一般式（１） 【化２】 で表されるＫのβ−ジケトン錯体（ここでＲは１から７
の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ′はアルキル基
またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から３である）
と、 第２の出発材料成分として一般式（２） 【化３】 で表されるＬｉのβ−ジケトン錯体（ここでＲは１から
７の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ′はアルキル
基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から３である）
と、 第３の出発材料成分としてＴａのガス状化合物およびＴ
ａの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、 第４の出発材料成分としてＮｂのガス状化合物およびＮ
ｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、 酸化剤として使用される酸素含有ガスと、をそれぞれガ
ス流として基板を設けた反応系に導入し、これらの成分
を気相または前記基板上で反応させ、基板上にＫ１−ｙ
ＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ３の結晶を生成することを特
徴とする結晶膜の製造方法。 - 【請求項３】 ＫＴａ１−ｘＮｂｘＯ３（０＜ｘ＜１）
の組成を有する結晶膜の製造方法であって、 第１の出発材料成分として一般式（１） 【化４】 で表されるＫのβ−ジケトン錯体（ここでＲは１から７
の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ’はアルキル基
またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から３である）
と、 第２の出発材料成分としてＴａのガス状化合物およびＴ
ａの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、 第３の出発材料成分としてＮｂのガス状化合物およびＮ
ｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、をそれぞれ
ガス流として基板を設けた反応系に導入し、これらの成
分を気相または前記基板上で反応させ、基板上にＫＴａ
１−ｘＮｂｘＯ３の結晶を生成することを特徴とする結
晶膜の製造方法。 - 【請求項４】 Ｋ１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ
３（０＜ｘ＜１、および０＜ｙ＜１）の組成を有する結
晶膜の製造方法であって、 第１の出発材料成分として一般式（１） 【化５】 で表されるＫのβ−ジケトン錯体（ここでＲは１から７
の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ’はアルキル基
またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から３である）
と、 第２の出発材料成分として一般式（２） 【化６】 で表されるＬｉのβ−ジケトン錯体（ここでＲは１から
７の炭素数を有するアルキル基であり、Ｒ’はアルキル
基またはＣｎＦ２ｎ＋１であり、ｎは１から３である）
と、 第３の出発材料成分としてＴａのガス状化合物およびＴ
ａの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、 第４の出発材料成分としてＮｂのガス状化合物およびＮ
ｂの蒸発可能な化合物の少なくとも１つと、をそれぞれ
ガス流として基板を設けた反応系に導入し、これらの成
分を気相または前記基板上で反応させ、基板上にＫ
１−ｙＬｉｙＴａ１−ｘＮｂｘＯ３の結晶を生成するこ
とを特徴とする結晶膜の製造方法。 - 【請求項５】 前記酸素含有ガスが、酸素、または酸素
と、水素および窒素の少なくとも１つとの混合ガスであ
ることを特徴とする請求項１または２に記載の結晶膜の
製造方法。 - 【請求項６】 前記反応に必要なエネルギーが、熱、
光、およびプラズマの少なくとも１つから供給されるこ
とを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の結晶
膜の製造方法。 - 【請求項７】 請求項１から６のいずれかに記載の製造
方法によって製造された結晶膜を具えることを特徴とす
る光通信用部品。
Priority Applications (9)
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|---|---|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007248140A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 熱型光センサおよび熱型光センサの作製方法 |
| KR100888299B1 (ko) * | 2003-03-19 | 2009-03-11 | 니폰덴신뎅와 가부시키가이샤 | 광스위치 |
-
2001
- 2001-05-31 JP JP2001165283A patent/JP2002363749A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100888299B1 (ko) * | 2003-03-19 | 2009-03-11 | 니폰덴신뎅와 가부시키가이샤 | 광스위치 |
| KR100888297B1 (ko) * | 2003-03-19 | 2009-03-11 | 니폰덴신뎅와 가부시키가이샤 | 파장가변 필터 |
| JP2007248140A (ja) * | 2006-03-14 | 2007-09-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 熱型光センサおよび熱型光センサの作製方法 |
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