JP2023511567A - 複合フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
複合フィルム（１００、２００）及びその製造方法を開示し、前記複合フィルム（１００、２００）は、基質（１１０、２１０）と、基質（１００、２００）の上面に位置する第１分離層（１３０）と、第１分離層（１３０）上に位置し、光変調層（１５０）と光伝送層（１７０）と光を生成する活性層（１９０）とによって形成される積層構造を有する光学フィルム構造（Ａ、Ｂ）と、を含む。活性層（１９０）は、光変調層（１５０）及び光伝送層（１７０）のうちの１つと接触する。
Description
本発明は、複合フィルム及びその製造方法に関し、特に、活性層と光伝送層と光変調層とを有する複合フィルム及びその製造方法に関する。
リン化インジウムなどのＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体などは、直接バンドギャップ（ｄｉｒｅｃｔ ｂａｎｄｇａｐ）構造を有するとともに、大きいバンドギャップ（例えば、１．１ｅＶよりも大きいバンドギャップ）を有し、リン化インジウムなどのＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体などから放出される光の波長は光ファイバ通信に適用されることができるため、リン化インジウムなどのＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体などは、発光材料として光通信の分野に広く適用されている。
ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）などの電気光学材料は、優れる非線形光学特性、電気光学特性及び音響光学特性を有し、光信号処理、情報記憶等の分野に幅広く適用されることができる。例えば、電気光学材料は、その電気光学効果に基づき、上記の発光材料から放出された光の位相、振幅、強度または偏光状態などの特性を変調して、情報を光波にロードすることができる。したがって、上記の電気光学材料は、光変調層又は導波層として光通信、高出力レーザー合成、レーザーレーダ、精密計測、センサ等の分野で広く利用されることができる。しかし、上記の電気光学材料が光導波路構造の形成に使用される場合、エッチングし難いため、従来のエッチング工程では、上記の電気光学材料の表面などが非常に粗くなって光損失が多くなる。したがって、光損失を低減するために、一般には、平坦なエッチング面の取得のために特別なエッチング技術を用いる必要があり、これにより、上記の電気光学材料の適用が制限される。
シリコン、窒化シリコン、酸化シリコンなどの光導波路材料は、大きいバンドギャップ及び高い屈折率を有するため、シリコン、窒化シリコン、酸化シリコンなどの光導波路材料は、良好な光伝送性能を有することができる。また、既存の光導波路の製造工程において、シリコン、窒化シリコン、酸化シリコンなどの光導波路材料は、加工が容易であり、上記の光導波路材料の製造工程も成熟されている。
本開示に係る実施例において、上記の３種類の材料を組み合わせることにより、リン化インジウムなどのＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体の発光特性と、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウムなどの材料の電気光学特性と、シリコン、窒化シリコン、酸化シリコンなどの光導波路材料の光伝送特性と、を同時に利用して、優れる性能を有する複合フィルムを製造することができる。当該複合フィルムは、安定しかつ効率的な工業化生産を容易に実現することができ、幅広い応用展望を有する。
本開示の目的の１つは、光変調層、光伝送層及び活性層を含む複合フィルムを提供することである。
本開示の目的は、複合フィルムの製造方法を提供することである。
本開示の目的は、ニオブ酸リチウムなどの電気光学結晶の加工が難しいという問題を解決して、ニオブ酸リチウムなどを含む電気光学デバイスの工業化生産を実現することができる複合フィルムを提供することである。
本開示に係る実施例の複合フィルムは、基質と、基質の上面に位置する第１分離層と、第１分離層上に位置し、光変調層と光伝送層と光を生成する活性層とによって形成される積層構造を有する光学フィルム構造と、を含む。活性層は、光変調層及び光伝送層のうちの１つと接触する。
本開示に係る実施例では、光学フィルム構造において、光変調層は、第１分離層に設けられ、光伝送層は、光変調層に設けられ、活性層は、光伝送層に設けられる。
本開示に係る実施例では、光学フィルム構造において、活性層は、第１分離層に設けられ、光伝送層は、活性層に設けられ、光変調層は、光伝送層に設けられる。
本開示に係る実施例では、光学フィルム構造は、光伝送層と光変調層との間に位置する第２分離層をさらに含む。
本開示に係る実施例では、前記複合フィルムは、基質の、上面と対応する下面に位置する補償層をさらに含み、補償層は、第１分離層と同じ材料を有する。
本開示に係る実施例では、第１分離層は、単層構造又は多層構造である。
本開示に係る実施例では、第１分離層が多層構造である場合、第１分離層は、酸化シリコンと窒化シリコンとが交互に積層されて形成される積層構造を有する。
本開示に係る実施例では、光変調層は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ＫＤＰ、ＤＫＤＰ又は石英を含む。
本開示に係る実施例では、光波伝送層は、シリコン又は窒化シリコンを含む。
本開示に係る実施例では、断面視、活性層は、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＧａＡｓＰ及びＩｎＧａＡｓＰのうちの少なくとも１つから形成される。
本開示に係る実施例の複合フィルムの製造方法は、第１基質の上面に第１分離層を堆積するステップと、第１分離層上に光学フィルム層を形成するステップと、を含む。光学フィルム層は、光変調層と光伝送層と光を生成する活性層とによって形成される積層構造を有し、活性層は、光変調層及び光伝送層のうちの１つと接触する。
本開示に係る実施例では、第１分離層上に光学フィルム層を形成するステップは、イオン注入工程及びウェーハボンディング工程を利用して、光学フィルム層の光変調層、光伝送層及び活性層をそれぞれ形成するステップを含む。
本開示に係る実施例では、光学フィルム層は、光変調層と光伝送層との間に位置する第２分離層をさらに含み、第２分離層は、光伝送層の形成のための基板に対して熱酸化工程を実行して形成される。
本開示に係る実施例では、第１分離層上に光学フィルム層を形成するステップは、第１分離層上に光変調層を形成するステップと、光変調層上に光伝送層を形成するステップと、光伝送層上に活性層を形成するステップと、を含む。光変調層を形成するステップは、イオン注入法を利用して、イオンを電気光学材料基板の１つの表面に注入することにより
、電気光学材料基板にフィルム層、残材層、及びフィルム層と残材層との間に位置する注入層を形成し、注入されたイオンが注入層内に分布されるステップと、電気光学材料基板のフィルム層が形成されている表面と第１分離層の上面とを接合させて第１接合体を形成するステップと、第１接合体を所定の温度まで加熱して所定の時間保温することにより、フィルム層を第１分離層上に移転させるステップと、フィルム層が所定の厚さになるまで研削研磨して、基質と第１分離層と光変調層とを有する第１複合構造を得るステップと、を含む。光伝送層を形成するステップは、イオン注入法を利用してイオンを光伝送材料基板の１つの表面に注入して、光伝送材料基板にフィルム層、残材層、及びフィルム層と残材層との間に位置する注入層を形成し、注入されたイオンが注入層内に分布されるステップと、光伝送材料基板のフィルム層が形成されている表面と光変調層の上面とを接合させて第２接合体を形成するステップと、第２接合体を所定の温度に加熱して所定の時間保温することにより、フィルム層を光変調層上に移転させるステップと、フィルム層が所定の厚さになるまで研削研磨して、基質と第１分離層と光変調層と光伝送層とを有する第２複合構造を得るステップと、を含む。活性層を形成するステップは、イオン注入法を利用してイオンを活性材料基板の１つの表面に注入して、活性材料基板にフィルム層、残材層、及びフィルム層と残材層との間に位置する注入層を形成し、注入されたイオンが注入層内に分布されるステップと、活性材料基板のフィルム層が形成されている表面と光伝送層の上面とを接合させて第３接合体を形成するステップと、第３接合体を所定の温度に加熱して所定の時間保温することにより、フィルム層を光伝送層上に移転させるステップと、フィルム層が所定の厚さになるまで研削研磨して、基質と第１分離層と光変調層と光伝送層と活性層とを有する複合フィルムを得るステップと、を含む。
、電気光学材料基板にフィルム層、残材層、及びフィルム層と残材層との間に位置する注入層を形成し、注入されたイオンが注入層内に分布されるステップと、電気光学材料基板のフィルム層が形成されている表面と第１分離層の上面とを接合させて第１接合体を形成するステップと、第１接合体を所定の温度まで加熱して所定の時間保温することにより、フィルム層を第１分離層上に移転させるステップと、フィルム層が所定の厚さになるまで研削研磨して、基質と第１分離層と光変調層とを有する第１複合構造を得るステップと、を含む。光伝送層を形成するステップは、イオン注入法を利用してイオンを光伝送材料基板の１つの表面に注入して、光伝送材料基板にフィルム層、残材層、及びフィルム層と残材層との間に位置する注入層を形成し、注入されたイオンが注入層内に分布されるステップと、光伝送材料基板のフィルム層が形成されている表面と光変調層の上面とを接合させて第２接合体を形成するステップと、第２接合体を所定の温度に加熱して所定の時間保温することにより、フィルム層を光変調層上に移転させるステップと、フィルム層が所定の厚さになるまで研削研磨して、基質と第１分離層と光変調層と光伝送層とを有する第２複合構造を得るステップと、を含む。活性層を形成するステップは、イオン注入法を利用してイオンを活性材料基板の１つの表面に注入して、活性材料基板にフィルム層、残材層、及びフィルム層と残材層との間に位置する注入層を形成し、注入されたイオンが注入層内に分布されるステップと、活性材料基板のフィルム層が形成されている表面と光伝送層の上面とを接合させて第３接合体を形成するステップと、第３接合体を所定の温度に加熱して所定の時間保温することにより、フィルム層を光伝送層上に移転させるステップと、フィルム層が所定の厚さになるまで研削研磨して、基質と第１分離層と光変調層と光伝送層と活性層とを有する複合フィルムを得るステップと、を含む。
本開示に係る実施例では、第１分離層上に光学フィルム層を形成するステップは、イオン注入工程及びウェーハボンディング工程を利用して、光変調層及び活性層をそれぞれ形成し、堆積工程を利用して光伝送層を形成するステップを含む。
本開示に係る実施例では、光伝送層は、ＬＰＣＶＤによって形成される。
本開示に係る実施例では、第１分離層上に光学フィルム層を形成するステップは、第１分離層上に光変調層を形成するステップと、堆積工程を利用して光変調層上に光伝送層を形成するステップと、光伝送層上に活性層を形成するステップとを、含む。光変調層を形成するステップは、イオン注入法を利用して、イオンを電気光学材料基板の１つの表面に注入することにより、電気光学材料基板にフィルム層、残材層、及びフィルム層と残材層との間に位置する注入層を形成し、注入されたイオンが注入層内に分布されるステップと、電気光学材料基板のフィルム層が形成されている表面と第１分離層の上面とを接合させて第１接合体を形成するステップと、第１接合体を所定の温度まで加熱して所定の時間保温することにより、フィルム層を第１分離層上に移転させるステップと、フィルム層が所定の厚さになるまで研削研磨して、基質と第１分離層と光変調層とを有する第１複合構造を得るステップと、を含む。活性層を形成するステップは、イオン注入法を利用してイオンを活性材料基板の１つの表面に注入して、活性材料基板にフィルム層、残材層、及びフィルム層と残材層との間に位置する注入層を形成し、注入されたイオンが注入層内に分布されるステップと、活性材料基板のフィルム層が形成されている表面と光伝送層の上面とを接合させて第４接合体を形成するステップと、第４接合体を所定の温度に加熱して所定の時間保温することにより、フィルム層を光伝送層上に移転させるステップと、フィルム層が所定の厚さになるまで研削研磨して、基質と第１分離層と光変調層と光伝送層と活性層とを有する複合フィルムを得るステップと、を含み得る。
本開示に係る実施例では、第１分離層上に光学フィルム層を形成するステップは、第１分離層上に光変調層を形成するステップと、第２基質の上面に犠牲分離層を堆積するステップと、犠牲分離層上に活性層を形成するステップと、堆積工程を利用して活性層上に光
伝送層を堆積するステップと、光伝送層と光変調層とを接合させて第６接合体を形成するステップと、第６接合体を所定の温度まで加熱して所定の時間保温するステップと、エッチング工程により第２基質及び犠牲分離層を除去して複合フィルムを取得するステップと、を含む。光変調層を形成するステップは、イオン注入法を利用して、イオンを電気光学材料基板の１つの表面に注入することにより、電気光学材料基板にフィルム層、残材層、及びフィルム層と残材層との間に位置する注入層を形成し、注入されたイオンが注入層内に分布されるステップと、電気光学材料基板のフィルム層が形成されている表面と第１分離層の上面とを接合させて第１接合体を形成するステップと、第１接合体を所定の温度まで加熱して所定の時間保温することにより、フィルム層を第１分離層上に移転させるステップと、フィルム層が所定の厚さになるまで研削研磨して、基質と第１分離層と光変調層とを有する第１複合構造を得るステップと、を含む。活性層を形成するステップは、イオン注入法を利用してイオンを活性材料基板の１つの表面に注入して、活性材料基板にフィルム層、残材層、及びフィルム層と残材層との間に位置する注入層を形成し、注入されたイオンが注入層内に分布されるステップと、活性材料基板のフィルム層が形成されている表面と犠牲分離層の上面とを接合させて第５接合体を形成するステップと、第５接合体を所定の温度に加熱して所定の時間保温することにより、フィルム層を犠牲分離層上に移転させるステップと、フィルム層が所定の厚さになるまで研削研磨して、第２基質と犠牲分離層と活性層とを有する第３複合フィルムを得るステップと、を含む。
伝送層を堆積するステップと、光伝送層と光変調層とを接合させて第６接合体を形成するステップと、第６接合体を所定の温度まで加熱して所定の時間保温するステップと、エッチング工程により第２基質及び犠牲分離層を除去して複合フィルムを取得するステップと、を含む。光変調層を形成するステップは、イオン注入法を利用して、イオンを電気光学材料基板の１つの表面に注入することにより、電気光学材料基板にフィルム層、残材層、及びフィルム層と残材層との間に位置する注入層を形成し、注入されたイオンが注入層内に分布されるステップと、電気光学材料基板のフィルム層が形成されている表面と第１分離層の上面とを接合させて第１接合体を形成するステップと、第１接合体を所定の温度まで加熱して所定の時間保温することにより、フィルム層を第１分離層上に移転させるステップと、フィルム層が所定の厚さになるまで研削研磨して、基質と第１分離層と光変調層とを有する第１複合構造を得るステップと、を含む。活性層を形成するステップは、イオン注入法を利用してイオンを活性材料基板の１つの表面に注入して、活性材料基板にフィルム層、残材層、及びフィルム層と残材層との間に位置する注入層を形成し、注入されたイオンが注入層内に分布されるステップと、活性材料基板のフィルム層が形成されている表面と犠牲分離層の上面とを接合させて第５接合体を形成するステップと、第５接合体を所定の温度に加熱して所定の時間保温することにより、フィルム層を犠牲分離層上に移転させるステップと、フィルム層が所定の厚さになるまで研削研磨して、第２基質と犠牲分離層と活性層とを有する第３複合フィルムを得るステップと、を含む。
本開示に係る実施例では、上記の方法により活性層と光伝送層と光変調層とを有する複合フィルムを得ることができる。本開示に係る実施例では、従来の光導波路材料で形成された光伝送層と、ニオブ酸リチウムなどの電気光学結晶からなる光変調層とを組み合わせて、光電子デバイスに適用される複合フィルムを形成するため、ニオブ酸リチウムの複雑な加工工程を回避でき、さらに、ニオブ酸リチウムなどの電気光学結晶を含む電気光学デバイスの工業化生産を実現できる。本開示に係る実施例では、第１分離層は、屈折率が互いに異なる層が交互に積層された積層構造であってもよいため、光学フィルム構造と基質との間に量子井戸を形成して、光学フィルム構造から漏れる光を光学フィルム構造へ反射させて戻して、光損失をさらに低減させることができる。本開示に係る実施例では、基質の底面に補償層を形成することにより、基質の２つの面に印加される応力が互いに相殺されて、基質の反りが改善される。
以上の態様及び／又は他の態様は、例示的な実施例に対する以下の図面を参照した説明から明らかになり、より容易に理解することができる。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの断面図である。
本開示に係る別の例示的な実施例の光電フィルムの断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。
以下、本発明の技術的構成がより明らかになるように、図面及び例示的な実施例を参照して、本発明の原理についてより詳細に説明する。しかし、本発明は、多くの異なる形態で実施されることができ、本明細書に記載の実施形態に限定されることではない。逆に、これらの実施例の提供により、当業者は、本開示の徹底的でかつ完全な技術的思想を十分に把握することができる。例示的な実施例が異なる方法で実施される場合、工程の具体的な順序は、記載された順序と異なる順に実行されてもよい。例えば、２つの連続的に記載された工程は、基本的に同時に実行されても、記載された順序と異なる順に実行されてもよい。また、図面における同じ符号は、同じ要素を表す。図面において、明確にするために、層及び領域のサイズ及び相対的なサイズが誇張的に図示される場合がある。
要素又は層が、別の要素又は層の「上」に「ある（又は設置／位置）」、別の要素又は層に「接続」又は「接合」との場合は、当該要素又は層が前記別の要素又は層上に直接あり（又は直接設置／直接位置）、前記別の要素又は層に直接接続又は直接接合されてもよく、中間要素又は層が存在してもよい。しかし、要素又は層が、別の要素又は層の「上」に「直接ある（又は直接設置／直接位置）」、別の要素又は層に「直接接続」又は「直接接合」との場合は、中間要素又は層は存在しない。
図１は、本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの断面図である。以下、図１を参照しながら、本開示に係る例示的な実施例の複合フィルム１００を詳細に説明する。
図１を参照すると、本発明に係る例示的な実施例の複合フィルム１００は、第１基質１１０と、第１分離層１３０と、光学フィルム構造Ａと、を含み得る。光学フィルム構造Ａは、光変調層（又は電気光学材料層）１５０と、光伝送層１７０と、活性層１９０と、を含み得る。
具体的には、図１に示すように、第１分離層１３０は、第１基質１１０上に設けられて、第１基質１１０の上面を覆う。光学フィルム構造Ａは、第１分離層１３０上に設けられ、第１分離層１３０によって第１基質１１０から分離されて、光が光学フィルム構造Ａから第１基質１１０に漏れることを回避することができる。
光学フィルム構造Ａにおいて、光変調層１５０と光伝送層１７０と活性層１９０とは、この順に積層される。具体的には、光変調層１５０は、第１分離層１３０に設けられ、第１分離層１３０によって第１基質１１０から分離され、光伝送層１７０は、光変調層１５０に設けられて、光変調層１５０の上面を覆い、活性層１９０は、光伝送層１７０の上面に設けられる。しかし、本開示に係る実施例において、光変調層１５０と光伝送層１７０と活性層１９０との積層順序は、これに限定されず、例えば、活性層１９０は、光変調層１５０及び光伝送層１７０のうちの１つと接触してもよい。
以下、図１を参照しながら複合フィルム１００の各層を詳細に説明する。
第１基質１１０は、その上に位置するフィルム又は構成要素を支持するためのものである。本開示に係る例示的な実施例において、第１基質１１０は、シリコン基質、石英基質、酸化シリコン基質、ニオブ酸リチウム（ＬＮ，ＬｉＮｉＯ３）基質またはタンタル酸リチウム（ＬＴ，ＬｉＴａＯ３）基質などであることができる。しかし、本開示に係る例示的な実施例は、これに限定されず、第１基質１１０は、他の適切な材料で形成されてもよい。本開示に係る実施例において、説明の便宜上、第１基質１１０がシリコン基質である場合を例として説明する。また、第１基質１１０は、マイクロメートルレベルからミリメートルレベルまでの厚さを有することができる。例えば、第１基質１１０の厚さは、約０
．１ｍｍ～約１ｍｍであることができる。好ましくは、第１基質１１０の厚さは、約０．１ｍｍ～約０．２ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．５ｍｍ又は約０．２ｍｍ～約０．５ｍｍであることができる。
．１ｍｍ～約１ｍｍであることができる。好ましくは、第１基質１１０の厚さは、約０．１ｍｍ～約０．２ｍｍ、約０．３ｍｍ～約０．５ｍｍ又は約０．２ｍｍ～約０．５ｍｍであることができる。
第１分離層１３０は、第１基質１１０と光学フィルム構造Ａとの間に位置して、基質１１０と光学フィルム構造Ａとを分離させる。第１分離層１３０は、光学フィルム構造Ａの第１分離層１３０と接触する層の屈折率よりも小さい屈折率を有することにより、光学フィルム構造Ａで伝送される光が漏れることを回避することができる。
第１分離層１３０は、単層であっても、多層であってもよい。本開示に係る例示的な実施例において、第１分離層１３０は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）及び窒化シリコン（ＳｉＮｙ）のうちの少なくとも１つで製造されたものであり、例えば、第１分離層１３０は、ＳｉＯ２からなる単層であっても、ＳｉＯ２とＳｉ３Ｎ４とが交互に積層されて形成される多層であってもよい。しかし、本開示に係る例示的な実施例は、これに限定されず、第１分離層１３０は、いずれの適切な材料で製造されてもよい。第１分離層１３０が酸化シリコン（ＳｉＯｘ）と窒化シリコン（ＳｉＮｙ）とが交互に積層されて形成された多層である場合、第１分離層１３０における交互に積層された材料層に屈折率差があるため、光学フィルム構造Ａと第１基質１１０との間に量子井戸（ｑｕａｎｔｕｍ ｗｅｌｌ）を形成して、光が漏れて光損失を低減することをさらに防止することができる。
また、本開示に係る例示的な実施例において、断面視、第１分離層１３０は、約１０ｎｍ～約１０μｍの距離を有することができる。好ましくは、第１分離層１３０の厚さは、約１００ｎｍ～約８μｍ、約５００ｎｍ～約６μｍ又は約１μｍ～約４μｍであってもよいし、これらの数字に限定されるいずれの範囲内であってもよい。
光変調層１５０は、第１分離層１３０上に設けられる。平面視、光変調層１５０は、第１分離層１３０の上面を覆う。光変調層１５０は、電気光学効果に基づいて光信号を変調するためのものである。本開示に係る実施例において、光変調層１５０は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ＫＤＰ（リン酸二水素カリウム）、ＤＫＤＰ（重水素リン酸カリウム）又は石英などを含み得る。しかし、本開示係る実施例は、これに限定されない。本開示に係る実施例において、説明の便宜上、光変調層１５０がニオブ酸リチウムを含む場合を例として説明する。
また、光変調層１５０の厚さは、約１００ｎｍ～約１００μｍであることができる。好ましくは、光変調層１５０の厚さは、約２００ｎｍ～約８０μｍ、約３００ｎｍ～約６０μｍ、約４００ｎｍ～約４０μｍ、約５００ｎｍ～約２０μｍ、約６００ｎｍ～約１μｍであってもよいし、これら数字に限定されるいずれの範囲内、例えば約５００ｎｍ～約６０μｍ又は約３００ｎｍ～約４０μｍなどであってもよい。
光伝送層１７０は、光を伝送するための光導波層である。図１に示すように、光伝送層１７０は、光変調層１５０上に設けられる。本開示に係る例示的な実施例において、光伝送層１７０は、シリコン、窒化シリコン又は酸化シリコンなどによって形成されることができる。しかし、本開示に係る例示的な実施例は、これに限定されず、例えば、光伝送層１７０は、いずれの適切な材料によって形成されてもよい。本開示に係る実施例において、説明の便宜上、光伝送層１７０がシリコン又は窒化シリコンからなる場合を例として説明する。
光伝送層１７０の厚さは、光を伝送する品質及び容量に影響を与え得る。光伝送層１７０の厚さが薄い場合、伝送される光は、シングルモード光であることができ、光の伝送品質がよい。光伝送層１７０の厚さが厚くなる場合、伝送される光のモードが増加されて伝
送容量が増加されるが、光伝送層１７０の厚さの増加に伴って伝送される光のモードが増加されることにより、周波数混合が発生して、光の伝送品質が低下してしまう。本開示に係る実施例において、光伝送層１７０の厚さは、約５０ｎｍ～約２μｍであることができる。好ましくは、光伝送層１７０の厚さは、約５０ｎｍ～約１．８μｍ、約５０ｎｍ～約１．６μｍ、約２００ｎｍ～約１．４μｍ、約４００ｎｍ～約１．２μｍ、約６００ｎｍ～約１μｍであってもよいし、これら数字に限定されるいずれの範囲内、例えば約４００ｎｍ～約１．８μｍ又は約２００ｎｍ～約１．６μｍなどであってもよい。
送容量が増加されるが、光伝送層１７０の厚さの増加に伴って伝送される光のモードが増加されることにより、周波数混合が発生して、光の伝送品質が低下してしまう。本開示に係る実施例において、光伝送層１７０の厚さは、約５０ｎｍ～約２μｍであることができる。好ましくは、光伝送層１７０の厚さは、約５０ｎｍ～約１．８μｍ、約５０ｎｍ～約１．６μｍ、約２００ｎｍ～約１．４μｍ、約４００ｎｍ～約１．２μｍ、約６００ｎｍ～約１μｍであってもよいし、これら数字に限定されるいずれの範囲内、例えば約４００ｎｍ～約１．８μｍ又は約２００ｎｍ～約１．６μｍなどであってもよい。
活性層１９０は、所定の光を生成するためのものである。図１に示すように、活性層１９０は、光伝送層１７０上に設けられる。本開示に係る例示的な実施例において、活性層１９０は、ＩＩＩ－Ｖ族化合物半導体によって形成される。具体的には、活性層１９０は、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＧａＡｓＰ及びＩｎＧａＡｓＰのうちの少なくとも１つによって形成される。しかし、本開示に係る例示的な実施例は、これに限定されない。本開示に係る実施例において、説明の便宜上、活性層１９０がＩｎＰからなる場合を例として説明する。
本開示に係る実施例において、活性層１９０の厚さは、約５０ｎｍ～約２μｍであることができる。好ましくは、活性層１９０の厚さは、約１００ｎｍ～約１．５μｍ、約２００ｎｍ～約１μｍ、約２００ｎｍ～約９００ｎｍ、約３００ｎｍ～約７００ｎｍ、約３００ｎｍ～約５００ｎｍであってもよいし、これら数字に限定されるいずれの範囲内、例えば約１００ｎｍ～約９００μｍ又は約２００ｎｍ～約７００μｍなどであってもよい。
図１に、光変調層１５０、光伝送層１７０及び活性層１９０がその順に積層されている構造を示したが、本開示に係る実施例において、光変調層１５０、光伝送層１７０及び活性層１９０の積層順序は、これに限定されない。例えば、一実施例において、活性層１９０が第１分離層１３０上に直接設けられ、光変調層１５０が活性層１９０と光伝送層１７０との間に設けられてもよい。別の実施例において、活性層１９０が第１分離層１３０上に直接設けられ、光伝送層１７０が活性層１９０と光変調層１５０との間に位置してもよい。
また、本開示に係る複合フィルム１００又は光学フィルム構造Ａは、上記の構造に限定されない。例えば、複合フィルム１００又は光学フィルム構造Ａは、他の機能層をさらに含み得る。
図２は、本開示に係る別の例示的な実施例の光電フィルムの断面図である。以下、主に、図２に示す複合フィルム２００又は光学フィルム構造Ｂと、図１に示す複合フィルム１００又は光学フィルム構造Ａとの間の違いについて説明する。本明細書において、同じ符号は、同じ要素を示し、冗長性を回避するために、同じ要素に対する重複説明は省略する。
図２に示すように、複合フィルム２００は、第１基質１１０の下面に設けられた補償層１３０′をさらに含む。補償層１３０′は、第１分離層１３０と同じ構造を有し、補償層１３０′と第１分離層１３０とは、第１基質１１０に対して対称的な構造を有することができる。具体的には、補償層１３０′は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）及び窒化シリコン（ＳｉＮｙ）のうちの少なくとも１つから製造され、例えば、補償層１３０′は、ＳｉＯ２からなる単層であっても、ＳｉＯ２及びＳｉ３Ｎ４が交互に積層されて形成された多層であってもよい。また、補償層１３０′と第１分離層１３０とは、同一の工程により同時に形成されることができる。本発明に係る実施例において、補償層１３０′は、第１分離層１３０を形成する際に第１基質１１０の反りの発生を抑制することができる。
図２に示すように、図１の光学フィルム構造Ａと比較して、光学フィルム構造Ｂは、光変調層１５０と光伝送層１７０との間に設けられた第２分離層１６０をさらに含む。第２分離層１６０は、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）によって形成されることができ、例えば、第２分離層１６０は、ＳｉＯ２からなる単層である。
第２分離層１６０の屈折率は、光伝送層１７０及び光変調層１５０の屈折率よりも低い。したがって、第２分離層１６０は、光が光伝送層１７０から光変調層１５０へ漏れることを防止して、光の伝送損失を低減することができる。この場合、光変調層１５０と光伝送層１７０との分離により、光の伝送と光の変調とは、互いに独立する。
本開示に係る実施例において、第２分離層１６０の厚さは、約１０ｎｍ～約１００ｎｍであることができる。好ましくは、第２分離層１６０の厚さは、約１０ｎｍ～約９０ｎｍ、約１０ｎｍ～約８０ｎｍ、約２０ｎｍ～約７０ｎｍ、約３０ｎｍ～約６０ｎｍ、約４０ｎｍ～約５０ｎｍであってもよく、これら数字に限定されるいずれの範囲内、例えば約１０ｎｍ～約６０ｎｍ等であってもよい。
図３～図１５は、本開示に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法の断面図である。以下、図３～図１５を参照しながら、本発明に係る例示的な実施例の複合フィルムの製造方法を詳細に説明する。
図３に示すように、第１基質１１０を準備してから、プラズマ化学気相成長（ＰＥＣＶＤ）工程、減圧化学気相成長（ＬＰＣＶＤ）又は熱酸化法などにより、第１基質１１０の上面に第１分離層１３０を形成する。
例えば、第１分離層１３０が多層を含む場合、第１基質１１０の上面に酸化シリコンと窒化シリコンとを堆積工程で交互に堆積して、量子井戸構造を有する第１分離層１３０を形成することができる。本開示に係る別の実施例において、第１分離層１３０が単層を含む場合、熱酸化法で第１基質１１０上に酸化シリコンを形成することができる。
また、複合フィルムが補償層１３０′を含む場合、第１分離層１３０を形成すると同時に、第１基質１１０の下面に補償層１３０′を形成し、第１分離層１３０及び補償層１３０′は、互いに対称的な構造を有する。
次に、第１分離層１３０上に光学フィルム構造を形成する工程について説明する。光学フィルム構造における光変調層、光伝送層及び活性層は、異なる積層順序を有するため、光学フィルム構造における光変調層、光伝送層及び活性層の積層順序に応じて、光変調層、光伝送層及び活性層の形成順序を変更する。
以下、図４～図１１を参照しながら、光学フィルム構造Ａにおける光変調層、光伝送層及び活性層を、イオン注入及びウェーハボンディング工程で第１分離層１３０上にそれぞれ形成する方法について説明する。
図４～図６は、光変調層１５０を形成する工程を示す。
図４に示すように、電気光学材料基板１５０－１を準備してから、イオン注入法で電気光学材料基板１５０－１にイオンを注入することにより、電気光学材料基板１５０－１が、フィルム層１５０－１１、残材層１５０－１３、及びフィルム層１５０－１１と残材層１５０－１３との間に位置する分離層１５０－１２を含むように形成され、注入されたイオンは、分離層１５０－１２内に分布されている。
イオン注入工程の実行時、イオン（例えば、Ｈ＋、Ｈ２
＋、Ｈｅ＋又はＨｅ２＋）を利用して電気光学材料基板１５０－１の１つの表面にイオンを注入して、電気光学材料基板１５０－１に分離層（注入層ともする）１５０－１２を形成する。注入されたイオンは、分離層１５０－１２内に分布されている。分離層１５０－１２は、電気光学材料基板１５０－１を上、下２つの領域に区画し、１つは、注入されたイオンの大部分が通過した領域であり、フィルム層１５０－１１と呼ばれ、もう１つは、注入されたイオンの大部分が通過しない領域であり、残材層１５０－１３と呼ばれる。フィルム層１５０－１１の厚さは、イオン注入エネルギーなどによって決定される。例えば、本発明に係る例示的な実施例において、イオン注入エネルギーは、約１００～８００ＫｅＶ、約１５０～７５０ＫｅＶ、約１７０～７００ＫｅＶ、約１８０～６５０ＫｅＶ、約１９０～６００ＫｅＶ、約２００～５５０ＫｅＶ、約２１０～５００ＫｅＶ、約２２０～４５０ＫｅＶ、約２３０～４００ＫｅＶ、約２４０～３５０ＫｅＶ、約２５０～３００ＫｅＶであってもよいし、これら数字に限定されるいずれの範囲内、例えば約１６０～４００ＫｅＶ、約１８０～６００ＫｅＶ又は約２００～７５０ＫｅＶなどであってもよい。本発明に係る例示的な実施例において、イオン注入量は、約１×１０１５～１×１０１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２、約１×１０１５～６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２、約１×１０１５～４×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２、約２×１０１５～１×１０１ｉｏｎｓ／ｃｍ２、約４×１０１５～１×１０１７ｉｏｎｓ／ｃｍ２であってもよいし、これら数字に限定されるいずれの範囲内、例えば約２×１０１５～６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２又は約２×１０１５～４×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２などであってもよい。
また、イオン注入法は、従来のイオン注入機による注入法、プラズマ浸漬イオン注入法、及び異なる注入温度を用いる段階別に注入するイオン注入法を含み得る。
ここで、イオン注入の目的は、大量のイオンを電気光学材料基板１５０－１の表層に注入させることであり、分離層１５０－１２に注入されたイオンは電気光学材料基板１５０－１内で不安定な状態であるため、注入されたイオンは格子欠陥に埋め込んで体積歪みが生じ、それにより分離層が応力集中領域となって、電気光学材料基板１５０－１の分離層１５０－１２近くにある部分の機械的強度が低下される。
次に、図５に示すように、ウェーハボンディング法を利用して、電気光学材料基板１５０－１のフィルム層１５０－１１と第１分離層１３０の研磨面とを近づけてから一体に貼り合わせ、それに圧力を印加して図５に示す第１接合体を形成する。フィルム層１５０－１１及び第１分離層１３０の表面の分子力（例えば、ファンデルワールス力）の作用により、２つの表面の分子が直接接触して接合体を形成する。しかし、本発明に係る例示的な実施例は、これに限定されない。例えば、２つの基板に圧力を印加せず、分子間の作用力のみにより接合体を形成してもよい。本発明によれば、ウェーハボンディング法は、直接接合法、陽極接合法、低温接合法、真空接合法、プラズマ強化接合法、及び接着接合法から選択されるいずれか１つであり得る。
次に、図６に示すように、第１接合体を加熱装置に入れて、所定の温度で所定の時間保温する。このプロセスにおいて、分離層１５０－１２におけるイオンは、化学反応を起こして気体分子や原子になって微小な気泡を発生し、加熱時間の延長または加熱温度の上昇に伴って、気泡がますます多くなり、体積も徐々に大きくなる。これらの気泡が連結されて１つになると、残材層１５０－１３と分離層１５０－１２との分離が実現され、これにより、フィルム層１５０－１１を第１分離層１３０上に移転させて第１初期複合構造を形成する。次に、第１初期複合構造を加熱装置に入れて、所定の温度で所定の時間保温することにより、イオン注入工程による損傷をさらに除去させることができる。続いて、第１分離層１３０上のフィルム層１５０－１１が所定の厚さになるまで研削研磨して、第１分離層１３０上に光変調層１５０を形成して第１複合構造を取得する。
図７～図９は、光伝送層１７０を形成する工程を示す。
図７及び図９に示すように、図４～図６で説明された工程と同様に、光伝送材料基板１７０－１を準備してから、イオン注入法により光伝送材料基板１７０－１にイオンを注入することにより、光伝送材料基板１７０－１が、フィルム層１７０－１１、残材層１７０－１３、及びフィルム層１７０－１１と残材層１７０－１３との間に位置する分離層１７０－１２を含むように形成される。
次に、ウェーハボンディング法を利用して、光伝送材料基板１７０－１のフィルム層１７０－１１と第１複合構造の光変調層１５０の研磨面とを近づけて一体に貼り合わせ、それに圧力を印加して図８に示す第２接合体を形成する。
次に、第２接合体を加熱装置に入れて、所定の温度で所定の時間保温することにより、フィルム層１７０－１１を光変調層１５０上に移転させて第２初期複合構造を形成する。次に、第２初期複合構造を加熱装置に入れて、所定の温度で所定の時間保温することにより、イオン注入工程による損傷をさらに除去させることができる。続いて、光変調層１５０上のフィルム層１７０－１１が所定の厚さになるまで研削研磨して、光変調層１５０上に光伝送層１７０を形成して第２複合構造を取得する。
また、図２に示すように、光学フィルム構造Ｂが光伝送層１７０と光変調層１５０との間に位置する第２分離層１６０を含む場合、光伝送層１７０を形成する前に、光変調層１５０上に酸化シリコン層を堆積してから、酸化シリコン層を所定の厚さまで研磨して第２分離層１６０を形成する。
しかし、光伝送層１７０を形成する工程は、図７～図９に説明の工程に限定されない。例えば、堆積工程で光伝送層を形成してもよい。一実施例において、光伝送層１７０が窒化シリコンから形成される場合、堆積工程で光変調層１５０又は活性層１９０上に窒化シリコン層を堆積してから、接合工程で複合フィルムを形成することができ、これについては、後記の具体的な実施例で説明する。
図１０及び図１１は、活性層１９０を形成する工程を示す。
図１０及び図１１に示すように、図４～図６に説明の工程と同様に、活性材料基板１９０－１を準備してから、イオン注入法で活性材料基板１９０－１にイオンを注入することにより、活性材料基板１９０－１が、フィルム層１９０－１１、残材層１９０－１３、及びフィルム層１９０－１１と残材層１９０－１３との間に位置する分離層１９０－１２を含むように形成される。
次に、ウェーハボンディング法を利用して、活性材料基板１９０－１のフィルム層１９０－１１と光伝送層１７０の研磨面とを互いに近づけて一体に貼り合わせ、それに圧力を印加して図１１に示す第３接合体を形成する。
次に、第３接合体を加熱装置にいれて、所定の温度で所定の時間保温することにより、フィルム層１９０－１１を光伝送層１７０上に移転させて第３初期複合構造を形成する。次に、第３初期複合構造を加熱装置に入れて、所定の温度で所定の時間保温することにより、イオン注入工程による損傷をさらに除去させることができる。続いて、光伝送層１７０上のフィルム層１９０－１１が所定の厚さになるまで研削研磨して、光伝送層１７０上に活性層１９０を形成して第３複合構造を取得する。
また、本開示に係る実施例の複合フィルムの形成方法は、これに限定されない。以下、図１２～図１５を参照しながら、本開示の別の実施例の複合フィルムの製造方法について説明し、ここで、第１分離層１３０及び光変調層１５０を形成するステップは、図３～図６に説明のステップと同じであるため、その説明は省略する。
図１２及び図１３に示すように、第２基質２１０を準備し、第２基質２１０上に犠牲分離層２３０を形成する。続いて、図１０に示すステップと同様に、活性材料基板１９０－１にイオンを注入する。続いて、ウェーハボンディング法を利用して、光伝送材料基板１９０－１のフィルム層１９０－１１と犠牲分離層２３０の研磨面とを互いに近づけて一体に貼り合わせ、それに圧力を印加して図１２に示す第４接合体を形成する。次に、第４接合体を加熱装置に入れて、所定の温度で所定の時間保温することにより、フィルム層１９０－１１を犠牲分離層２３０上に移転させて第４初期複合構造を形成する。次に、第４初期複合構造を加熱装置に入れて、所定の温度で所定の時間保温することにより、イオン注入工程による損傷をさらに除去させることができる。続いて、犠牲分離層２３０上のフィルム層１９０－１１が所定の厚さになるまで研削研磨して、犠牲分離層２３０上に活性層１９０を形成して第４複合構造を取得する。
次に、図１４に示すように、堆積工程で光伝送層１７０を図１３に示す活性層１９０上に形成する。しかし、本開示に係る実施例は、これに限定されず、例えば、別の実施例において、堆積工程で光伝送層１７０を光変調層１５０上に形成してもよい。
次に、ウェーハボンディング法を利用して、図１５に示すように、光伝送層１７０と光変調層１５０とを互いに近づけて一体に貼り合わせ、それに圧力を印加して図１５に示す第５複合構造を形成する。続いて、乾式エッチングで第２基質２１０及び犠牲分離層２３０を除去して複合フィルムを形成する。
以下、実施例を参照しながら、本開示に係る実施例の複合フィルムを製造する具体的なプロセスを詳細に説明する。
実施例１
サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。
サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。
次に、電気光学材料基板として、サイズが３インチであるニオブ酸リチウムウエハを準備する。イオン注入法で４×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量のヘリウムイオン（Ｈｅ１＋）をニオブ酸リチウムウエハに注入し、注入エネルギーは、２００ｋｅＶである。イオンをニオブ酸リチウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でニオブ酸リチウムウエハのフィルム層とシリコンウエハ基質のＳｉＯ２層とを接合して第１接合体を形成する。続いて、第１接合体を加熱装置に入れてフィルム層がＳｉＯ２層上に移転されるまで３５０℃で４ｈ保温して第１初期複合構造を取得する。フィルム層が４００ｎｍになるまで化学機械研磨法（ＣＭＰ）で研磨して、ナノメートルレベル厚さのニオブ酸リチウム単結晶フィルムを有する第１複合構造を得る。
次に、光伝送材料基板として、サイズが３インチであるシリコンウエハを準備する。イオン注入法で６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量の水素イオン（Ｈ＋）をシリコンウエハに注入し、注入エネルギーは、４０ｋｅＶである。イオンをシリコンウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でシリコンウエハのフィルム層と上記のニオブ酸リチウム単結晶フィルムとを接合して第２接合体を形
成する。続いて、第２接合体を加熱装置に入れて、シリコンウエハのフィルム層がニオブ酸リチウム単結晶フィルム上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第２初期複合構造を取得する。続いて、第２初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、シリコン単結晶フィルムが２２０ｎｍになるまで研磨して、ナノメートルレベル厚さのフィルムを２層有する第２複合構造を得る。
成する。続いて、第２接合体を加熱装置に入れて、シリコンウエハのフィルム層がニオブ酸リチウム単結晶フィルム上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第２初期複合構造を取得する。続いて、第２初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、シリコン単結晶フィルムが２２０ｎｍになるまで研磨して、ナノメートルレベル厚さのフィルムを２層有する第２複合構造を得る。
次に、活性材料基板として、サイズが３インチであるリン化インジウムウエハを準備する。イオン注入法で６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量の水素イオン（Ｈ＋）をリン化インジウムウエハに注入し、注入エネルギーは、１００ｋｅＶである。イオンをリン化インジウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でリン化インジウムウエハのフィルム層と上記のシリコンウエハのフィルム層とを接合して第３接合体を形成する。続いて、第３接合体を加熱装置に入れて、リン化インジウムウエハのフィルム層が上記のシリコンウエハのフィルム層上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第３初期複合構造を取得した。続いて、第３初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、リン化インジウムウエハのフィルム層が６００ｎｍになるまで研磨して、ナノメートルレベル厚さのフィルムを３層有する複合フィルムを得る。
上記の方法によって得られた活性層、光伝送層及び光変調層を含む複合フィルムにおいて、自己発光材料としてのリン化インジウムから放出される光は、シリコンフィルム層に伝送され、シリコンは、導波路の加工が容易であり、光を伝送させることができ、シリコン導波層のサイズが十分に小さい場合、光がは、容易にニオブ酸リチウム層に伝送されて、ニオブ酸リチウムフィルム層内で規制された状態で横方向へ伝播することができる。
実施例２
サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。
サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。
次に、電気光学材料基板として、サイズが３インチであるニオブ酸リチウムウエハを準備する。イオン注入法で４×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量のヘリウムイオン（Ｈｅ１＋）をニオブ酸リチウムウエハに注入し、注入エネルギーは、２００ｋｅＶである。イオンをニオブ酸リチウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でニオブ酸リチウムウエハのフィルム層とシリコンウエハ基質のＳｉＯ２層とを接合して第１接合体を形成する。続いて、第１接合体を加熱装置に入れてフィルム層がＳｉＯ２層上に移転されるまで３５０℃で４ｈ保温して第１初期複合構造を取得する。フィルム層が４００ｎｍになるまで化学機械研磨法（ＣＭＰ）で研磨して、ナノメートルレベル厚さのニオブ酸リチウム単結晶フィルムを有する第１複合構造を得る。
次に、第１複合構造を洗浄した後、ＰＥＣＶＤ方法で厚さ７００ｎｍのＳｉ３Ｎ４フィルムをニオブ酸リチウム単結晶フィルム上に形成して第２初期複合構造を得る。続いて、Ｓｉ３Ｎ４フィルムが２００ｎｍになるまで研磨して第２複合構造を取得する。
次に、活性材料基板として、サイズが３インチであるリン化インジウムウエハを準備する。イオン注入法で６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量の水素イオン（Ｈ＋）をリン化インジウムウエハに注入し、注入エネルギーは、１００ｋｅＶである。イオンをリン化インジウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でリン化インジウムウエハのフィルム層と上記のＳｉ３Ｎ４フィルムとを接合して第２接合体を形成する。続いて、第２接合体を加熱装置に入れてリン化インジウム
ウエハのフィルム層が上記のＳｉ３Ｎ４フィルム上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第３初期複合構造を取得する。続いて、第３初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、リン化インジウムウエハのフィルム層が６００ｎｍになるまで研磨して、ナノメートルレベル厚さのフィルムを３層有する複合フィルムを得る。
ウエハのフィルム層が上記のＳｉ３Ｎ４フィルム上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第３初期複合構造を取得する。続いて、第３初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、リン化インジウムウエハのフィルム層が６００ｎｍになるまで研磨して、ナノメートルレベル厚さのフィルムを３層有する複合フィルムを得る。
上記の方法によって得られた活性層、光伝送層及び光変調層を含む複合フィルムにおいて、自己発光材料としてのリン化インジウムから放出される光は、窒化シリコン層に伝送され、窒化シリコン層は、導波路の加工が容易であり、光を伝送させることができ、窒化シリコン導波層のサイズが十分に小さい場合、光は、容易にニオブ酸リチウム層に伝送されて、ニオブ酸リチウムフィルム層内で規制された状態で横方向へ伝播することができる。
上記の方法により、活性層、光伝送層及び光変調層を含む複合フィルムを得ることができる。実施例１で得られた複合フィルムと比較して、窒化シリコン層とニオブ酸リチウム層とは、屈折率が近く、結合損失が低く、非線形吸収効果がないため、光伝送損失をさらに低減させることができる。
実施例３
サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。
サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。
次に、電気光学材料基板として、サイズが３インチであるニオブ酸リチウムウエハを準備する。イオン注入法で４×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量のヘリウムイオン（Ｈｅ１＋）をニオブ酸リチウムウエハに注入し、注入エネルギーは、２００ｋｅＶである。イオンをニオブ酸リチウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でニオブ酸リチウムウエハのフィルム層とシリコンウエハ基質のＳｉＯ２層とを接合して第１接合体を形成する。続いて、第１接合体を加熱装置に入れてフィルム層がＳｉＯ２層上に移転されるまで３５０℃で４ｈ保温して第１初期複合構造を取得する。フィルム層が４００ｎｍになるまで化学機械研磨法（ＣＭＰ）で研磨して、ナノメートルレベル厚さのニオブ酸リチウム単結晶フィルムを有する第１複合構造を得る。
次に、ニオブ酸リチウム単結晶フィルム層を洗浄した後、２００～３００℃温度で、ＰＥＣＶＤを使用して、厚さが２．５μｍであるＳｉＯ２をニオブ酸リチウム単結晶フィルム層上に堆積してから、ＳｉＯ２層が２μｍになるまで研削研磨して分離層を形成する。
次に、光伝送材料基板として、サイズが３インチであるシリコンウエハを準備する。イオン注入法で６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量の水素イオン（Ｈ＋）シリコンウエハに注入し、注入エネルギーは、４０ｋｅＶである。イオンをシリコンウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でシリコンウエハのフィルム層と上記の二酸化シリコン層とを接合して第２接合体を形成する。続いて、第２接合体を加熱装置に入れてシリコンウエハのフィルム層が二酸化シリコン層上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第２初期複合構造を取得する。続いて、第２初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、シリコン単結晶フィルムが２２０ｎｍになるまで研磨して、ＬＮ／ＳｉＯ２／Ｓｉの積層構造を有する第２複合構造を得る。
次に、活性材料基板として、サイズが３インチであるリン化インジウムウエハを準備す
る。イオン注入法で６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量の水素イオン（Ｈ＋）をリン化インジウムウエハに注入し、注入エネルギーは、１００ｋｅＶである。イオンをリン化インジウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でリン化インジウムウエハのフィルム層と上記のＳｉ３Ｎ４フィルムとを接合して第３接合体を形成する。続いて、第３接合体を加熱装置に入れてリン化インジウムウエハのフィルム層が上記のシリコン単結晶フィルム層上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第３初期複合構造を取得する。続いて、第３初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、リン化インジウムウエハのフィルム層が６００ｎｍになるまで研磨して、ＬＮ／ＳｉＯ２／Ｓｉ／ＩｎＰの積層構造を有する複合フィルムを得る。
る。イオン注入法で６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量の水素イオン（Ｈ＋）をリン化インジウムウエハに注入し、注入エネルギーは、１００ｋｅＶである。イオンをリン化インジウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でリン化インジウムウエハのフィルム層と上記のＳｉ３Ｎ４フィルムとを接合して第３接合体を形成する。続いて、第３接合体を加熱装置に入れてリン化インジウムウエハのフィルム層が上記のシリコン単結晶フィルム層上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第３初期複合構造を取得する。続いて、第３初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、リン化インジウムウエハのフィルム層が６００ｎｍになるまで研磨して、ＬＮ／ＳｉＯ２／Ｓｉ／ＩｎＰの積層構造を有する複合フィルムを得る。
上記の方法によって得られた活性層、光伝送層及び光変調層を含む複合フィルムにおいて、自己発光材料としてのリン化インジウムから放出される光は、シリコン層に伝送され、シリコン層は、導波路の加工が容易であり、光を伝送することができ、シリコン導波層のサイズが十分に小さい場合、光は、二酸化シリコン層に容易に伝送され、その後、二酸化シリコン層からニオブ酸リチウム層へ伝送されて、ニオブ酸リチウムフィルム層内で規制された状態で横方向へ伝播することができる。
上記の方法により、活性層、光伝送層及び光変調層を含む複合フィルムを得ることができる。実施例１で得られる複合フィルムと比較して、ＬＮフィルム層とＳｉフィルム層との間に、二酸化シリコン層が１層増加され、二酸化シリコン層は、屈折率がＬＮフィルム層及びＳｉフィルム層よりも低いため、Ｓｉフィルム層で正常的に伝送される光がＬＮフィルム層へ漏れることを防止することができ、Ｓｉフィルム層の断面のサイズが一定の程度まで小さくなった場合にのみ、光がＬＮフィルム層へ伝送されるため、光のＳｉフィルム層での伝送損失を低減させることができる。
実施例４
サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。
サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。
次に、電気光学材料基板として、サイズが３インチであるニオブ酸リチウムウエハを準備する。イオン注入法で４×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量のヘリウムイオン（Ｈｅ１＋）をニオブ酸リチウムウエハに注入し、注入エネルギーは、２００ｋｅＶである。イオンをニオブ酸リチウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でニオブ酸リチウムウエハのフィルム層とシリコンウエハ基質のＳｉＯ２層とを接合して第１接合体を形成する。続いて、第１接合体を加熱装置に入れてフィルム層がＳｉＯ２層上に移転されるまで３５０℃で４ｈ保温して第１初期複合構造を取得する。フィルム層が４００ｎｍになるまで化学機械研磨法（ＣＭＰ）で研磨して、ナノメートルレベル厚さのニオブ酸リチウム単結晶フィルムを有する第１複合構造を得る。
次に、第２基質として、サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。
次に、活性材料基板として、サイズが３インチであるリン化インジウムウエハを準備する。イオン注入法で６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量の水素イオン（Ｈ＋）をリン化インジウムウエハに注入し、注入エネルギーは、１００ｋｅＶである。イオンをリン化イ
ンジウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でリン化インジウムウエハのフィルム層と上記の第２基質としてのシリコンウエハ上の二酸化シリコン層とを接合して第２接合体を形成する。続いて、第２接合体を加熱装置に入れてリン化インジウムウエハのフィルム層が上記の第２基質としてのシリコンウエハ上の二酸化シリコン層上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第２初期複合構造を取得する。続いて、第２初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、リン化インジウムウエハのフィルム層が６００ｎｍになるまで研磨して第２複合構造を得る。
ンジウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でリン化インジウムウエハのフィルム層と上記の第２基質としてのシリコンウエハ上の二酸化シリコン層とを接合して第２接合体を形成する。続いて、第２接合体を加熱装置に入れてリン化インジウムウエハのフィルム層が上記の第２基質としてのシリコンウエハ上の二酸化シリコン層上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第２初期複合構造を取得する。続いて、第２初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、リン化インジウムウエハのフィルム層が６００ｎｍになるまで研磨して第２複合構造を得る。
次に、第２複合構造を洗浄した後、ＬＰＣＶＤを用いてリン化インジウム単結晶フィルム上に厚さが２００ｎｍであるＳｉ３Ｎ４フィルムを形成する。
次に、プラズマボンディング法で洗浄後の第１複合構造のニオブ酸リチウムフィルム層と第２複合構造におけるＳｉ３Ｎ４フィルムとを接合して第３接合体を得る。続いて、第３接合体をオーブンに入れて３５０℃で４ｈ保温する。次に、乾式エッチングを用いて第２複合構造のシリコン基質及び二酸化シリコン層を除去して複合フィルムを製造する。
実施例２に説明の方法と比較して、ＬＰＣＶＤで製造された窒化シリコン層は、ＰＥＣＶＤで製造された窒化シリコン層よりもＨの含有量が少なく、光の伝送損失をより一層低減させることができる。
実施例５
サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成した。
サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成した。
次に、電気光学材料基板として、サイズが３インチであるニオブ酸リチウムウエハを準備する。イオン注入法で４×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量のヘリウムイオン（Ｈｅ１＋）をニオブ酸リチウムウエハに注入し、注入エネルギーは、２００ｋｅＶである。イオンをニオブ酸リチウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でニオブ酸リチウムウエハのフィルム層とシリコンウエハ基質のＳｉＯ２層とを接合して第１接合体を形成する。続いて、第１接合体を加熱装置に入れてフィルム層がＳｉＯ２層上に移転されるまで３５０℃で４ｈ保温して第１初期複合構造を取得する。フィルム層が４００ｎｍになるまで化学機械研磨法（ＣＭＰ）で研磨して、ナノメートルレベル厚さのニオブ酸リチウム単結晶フィルムを有する第１複合構造を得る。
次に、光伝送材料基板として、サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハを準備する。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。次に、イオン注入法で６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量の水素イオン（Ｈ＋）をシリコンウエハに注入し、注入エネルギーは、１００ｋｅＶである。イオンをシリコンウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でシリコンウエハのフィルム層上の二酸化シリコン層と上記のニオブ酸リチウム単結晶フィルム層とを接合して第２接合体を形成する。続いて、第２接合体を加熱装置に入れてシリコンウエハのフィルム層がニオブ酸リチウム単結晶フィルム層上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第２初期複合構造を取得する。続いて、第２初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、シリコン単結晶フィルムが２２０ｎｍになるまで研磨してＬＮ／ＳｉＯ２／Ｓｉの積層構造を有する第２複合構造を得る。
次に、活性材料基板として、サイズが３インチであるリン化インジウムウエハを準備する。イオン注入法で６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量の水素イオン（Ｈ＋）をリン化インジウムウエハに注入し、注入エネルギーは、１００ｋｅＶである。イオンをリン化インジウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でリン化インジウムウエハのフィルム層と上記のシリコン単結晶フィルムとを接合して第３接合体を形成する。続いて、第３接合体を加熱装置に入れてリン化インジウムウエハのフィルム層が上記のシリコン単結晶フィルム層上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第３初期複合構造を取得する。続いて、第３初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、リン化インジウムウエハのフィルム層が６００ｎｍになるまで研磨してＬＮ／ＳｉＯ２／Ｓｉ／ＩｎＰの積層構造を有する複合フィルムを得る。
実施例３で得られる複合フィルムと比較して、第２分離層は、熱酸化方法で製造されるものであり、熱酸化で製造される二酸化シリコン層は、ＰＥＣＶＤで製造される二酸化シリコン層よりもＨの含有量が少なく、光の伝送損失をより一層低減させることができる。
上記の複合フィルムを得た後、エッチング工程、堆積工程及びフォトリソグラフィー工程などで対応する光電子デバイスを形成し、以下、実施例６を参照して、本開示に係る実施例の上記の複合フィルムで製造した光電子デバイスの例を説明する。
実施例６
サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。
サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハ基質を準備し、シリコンウエハ基質の表面を平滑にした。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。
次に、活性材料基板として、サイズが３インチであるリン化インジウムウエハを準備する。イオン注入法で６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量の水素イオン（Ｈ＋）をリン化インジウムウエハに注入し、注入エネルギーは、１００ｋｅＶである。イオンをリン化インジウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でリン化インジウムウエハのフィルム層と上記のシリコン基質の二酸化シリコン層とを接合して第１接合体を形成する。続いて、第１接合体を加熱装置に入れてリン化インジウムウエハのフィルム層が上記の二酸化シリコン層上移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第１初期複合構造を取得する。続いて、リン化インジウム単結晶フィルム層が６００ｎｍになるまで研磨して、ナノメートルレベル厚さのリン化インジウム単結晶フィルムを有する第１複合構造を得る。
次に、電気光学材料基板として、サイズが３インチであるニオブ酸リチウムウエハを準備する。イオン注入法で４×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量のヘリウムイオン（Ｈｅ１＋）をニオブ酸リチウムウエハに注入し、注入エネルギーは、２００ｋｅＶである。イオンをニオブ酸リチウムウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でニオブ酸リチウムウエハのフィルム層とリン化インジウム単結晶フィルム層とを接合して第２接合体を形成する。続いて、第２接合体を加熱装置に入れてフィルム層がリン化インジウム単結晶フィルム層上に移転されるまで３５０℃で４ｈ保温して第２初期複合構造を取得する。ニオブ酸リチウムフィルム層を化学機械研磨法（ＣＭＰ）で４００ｎｍになるまで研磨して、リン化インジウム（ＩｎＰ）／ニオブ酸リチウム（ＬＮ）の積層構造を有する第２複合構造を得る。
次に、光伝送材料基板として、サイズが３インチでありかつ厚さが０．４ｍｍであるシリコンウエハを準備する。シリコンウエハ基質を十分に洗浄した後、熱酸化法を用いてシリコンウエハ基質の平滑面に厚さが２μｍであるＳｉＯ２層を形成する。次に、イオン注
入法で６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量の水素イオン（Ｈ＋）をシリコンウエハに注入し、注入エネルギーは、１００ｋｅＶである。イオンをシリコンウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でシリコンウエハのフィルム層上の二酸化シリコン層と上記のニオブ酸リチウム単結晶フィルム層とを接合して第３接合体を形成する。続いて、第３接合体を加熱装置に入れてシリコンウエハのフィルム層がニオブ酸リチウム単結晶フィルム層上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第３初期複合構造を取得する。続いて、第３初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、シリコン単結晶フィルムが２２０ｎｍになるまで研磨して、ＩｎＰ／ＬＮ／ＳｉＯ２／Ｓｉの積層構造を有する第３複合構造を得る。
入法で６×１０１６ｉｏｎｓ／ｃｍ２注入量の水素イオン（Ｈ＋）をシリコンウエハに注入し、注入エネルギーは、１００ｋｅＶである。イオンをシリコンウエハに注入した後、フィルム層、分離層及び残材層が形成される。プラズマボンディング法でシリコンウエハのフィルム層上の二酸化シリコン層と上記のニオブ酸リチウム単結晶フィルム層とを接合して第３接合体を形成する。続いて、第３接合体を加熱装置に入れてシリコンウエハのフィルム層がニオブ酸リチウム単結晶フィルム層上に移転されるまで４００℃で４ｈ保温して第３初期複合構造を取得する。続いて、第３初期複合構造をオーブンに入れて５００℃で４ｈ保温して注入による損傷を除去させる。最後に、シリコン単結晶フィルムが２２０ｎｍになるまで研磨して、ＩｎＰ／ＬＮ／ＳｉＯ２／Ｓｉの積層構造を有する第３複合構造を得る。
次に、ＩＣＰ工程を使用して上記の構造における光学フィルム層をエッチングすることにより、上記の光学フィルム層に所定のパタンを形成する。続いて、堆積及びフォトリソグラフィーなどの工程で光学フィルム層の所定のパタンに電極を作成して、Ｍ－Ｚ変調デバイスを取得する。
本開示に係る実施例では、上記の方法により活性層と光伝送層と光変調層とを有する複合フィルムを容易に得ることができる。本開示に係る実施例において、従来の光導波路材料からなる光伝送層とニオブ酸リチウムなどの電気光学結晶からなる光変調層とを組み合わせて、光電子デバイスに適用される複合フィルムを形成するため、ニオブ酸リチウムの複雑な加工工程を回避することができ、さらに、ニオブ酸リチウムなどの電気光学結晶を含む電気光学デバイスの工業化生産を実現することができる。本開示に係る実施例において、第１分離層は、屈折率が互いに異なる層を交互に積層した積層構造であってもよいため、光学フィルム構造と基質との間に量子井戸を形成して、光学フィルム構造から漏れる光を光学フィルム構造へ反射させて戻して、光損失を低減させることができる。本開示に係る実施例において、基質の下面に補償層を形成することにより、基質の２つの面に印加される応力が互いに相殺されて、基質の反りが改善される。
以上では、添付図面を参照しながら、本開示に係る例示的な実施形態の光導波路集積デバイスを説明したが、本開示はこれに限定されない。当業者は、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができる。
１００、２００ 複合フィルム
１１０ 第１基質
１３０ 第１分離層
１５０ 光変調層
１７０ 光伝送層
１９０ 活性層
１６０ 第２分離層
１３０′ 補償層
１５０－１ 電気光学材料基板
１７０－１ 光伝送材料基板
１９０－１ 活性材料基板
１５０－１１、１７０－１１、１９０－１１ フィルム層
１５０－１２、１７０－１２、１９０－１２ 分離層
１５０－１３、１７０－１３、１９０－１３ 残材層
２１０ 第２基質
２３０ 犠牲分離層
Ａ、Ｂ 光学フィルム構造
１１０ 第１基質
１３０ 第１分離層
１５０ 光変調層
１７０ 光伝送層
１９０ 活性層
１６０ 第２分離層
１３０′ 補償層
１５０－１ 電気光学材料基板
１７０－１ 光伝送材料基板
１９０－１ 活性材料基板
１５０－１１、１７０－１１、１９０－１１ フィルム層
１５０－１２、１７０－１２、１９０－１２ 分離層
１５０－１３、１７０－１３、１９０－１３ 残材層
２１０ 第２基質
２３０ 犠牲分離層
Ａ、Ｂ 光学フィルム構造
Claims (15)
- 基質と、
基質の上面に位置する第１分離層と、
第１分離層上に位置し、光変調層と光伝送層と光を生成する活性層とによって形成される積層構造を有する光学フィルム構造と、を含み、
活性層は、光変調層及び光伝送層のうちの１つと接触する、
ことを特徴とする複合フィルム。 - 光学フィルム構造において、光変調層は、第１分離層上に設けられ、光伝送層は、光変調層上に設けられ、活性層は、光伝送層上に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の複合フィルム。 - 光学フィルム構造において、活性層は、第１分離層上に設けられ、光伝送層は、活性層上に設けられ、光変調層は、光伝送層上に設けられる、
ことを特徴とする請求項１に記載の複合フィルム。 - 光学フィルム構造は、光伝送層と光変調層との間に位置する第２分離層をさらに含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の複合フィルム。 - 前記複合フィルムは、基質の、上面と対応する下面に位置する補償層をさらに含み、
補償層は、第１分離層と同じ材料を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の複合フィルム。 - 第１分離層は、単層構造又は多層構造である、
ことを特徴とする請求項１に記載の複合フィルム。 - 第１分離層が多層構造である場合、第１分離層は、酸化シリコンと窒化シリコンとが交互に積層されて形成される積層構造を有する、
ことを特徴とする請求項６に記載の複合フィルム。 - 光変調層は、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、ＫＤＰ、ＤＫＤＰ又は石英を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の複合フィルム。 - 光波伝送層は、シリコン又は窒化シリコンを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載の複合フィルム。 - 活性層は、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＧａＳｂ、ＩｎＰ、ＡｌＡｓ、ＡｌＧａＡｓ、ＡｌＧａＡｓＰ、ＧａＡｓＰ及びＩｎＧａＡｓＰのうちの少なくとも１つによって形成される、
ことを特徴とする請求項１に記載の複合フィルム。 - 第１基質の上面に第１分離層を堆積するステップと、
第１分離層上に光学フィルム層を形成するステップと、を含み、
光学フィルム層は、光変調層と光伝送層と光を生成する活性層とによって形成される積層構造を有し、
活性層は、光変調層及び光伝送層のうちの１つと接触する、
ことを特徴とする複合フィルムの製造方法。 - 第１分離層上に光学フィルム層を形成するステップは、
イオン注入工程及びウェーハボンディング工程を利用して、光学フィルム層の光変調層、光伝送層及び活性層をそれぞれ形成するステップを含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。 - 光学フィルム層は、光変調層と光伝送層との間に位置する第２分離層をさらに含み、
第２分離層は、光伝送層の形成のための基板に対して熱酸化工程を実行して形成される、
ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。 - 第１分離層上に光学フィルム層を形成するステップは、
イオン注入工程及びウェーハボンディング工程を利用して、光変調層及び活性層をそれぞれ形成し、堆積工程を利用して光伝送層を形成するステップを含む、
ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。 - 光伝送層は、ＬＰＣＶＤによって形成される、
ことを特徴とする請求項１４に記載の方法。
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