JP3213619B2 - Method for manufacturing optical waveguide device and optical waveguide device - Google Patents
Method for manufacturing optical waveguide device and optical waveguide deviceInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光導波路型デバイスの
製造方法に関し、さらに詳しくは、光損傷耐性の高い光
偏向器、光変調器等の光導波路型デバイスを得ることの
できる光導波路型デバイスの製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide device, and more particularly, to an optical waveguide device capable of obtaining an optical waveguide device such as an optical deflector or an optical modulator having high optical damage resistance. The present invention relates to a device manufacturing method.
【０００２】[0002]
【従来の技術】各種の光エレクトロニクスシステムを構
成する上で、外部から加える制御信号に従って光波の強
度、位相、進行方向等を変化させることは不可欠となる
場合が多い。このため、たとえば光偏向デバイス、光変
調デバイス等の光導波路型デバイスに関する研究が進め
られている。2. Description of the Related Art In configuring various optoelectronic systems, it is often indispensable to change the intensity, phase, traveling direction, etc. of a light wave according to a control signal applied from the outside. For this reason, studies on optical waveguide devices such as optical deflection devices and optical modulation devices are being advanced.
【０００３】従来、これらの光導波路型デバイスは、ニ
オブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3 ）単結晶の表面にチタン
（Ｔｉ）膜を成膜し、その後、該ＬｉＮｂＯ3 単結晶の
熱処理を行なうＴｉ拡散法により光導波路を形成し、次
いで、該ＬｉＮｂＯ3 単結晶上にアルミニウム（Ａｌ）
電極を形成することにより製造されていた。Conventionally, these optical waveguide devices have a titanium diffusion (Ti) method in which a titanium (Ti) film is formed on the surface of a lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal and then the LiNbO 3 single crystal is subjected to a heat treatment. An optical waveguide is formed, and then aluminum (Al) is formed on the LiNbO 3 single crystal.
It was manufactured by forming electrodes.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
方法により製造された光導波路型デバイスにおいては、
可視レーザー光を照射すると、結晶中の不純物（例えば
Ｆｅ）準位から電子が伝導帯に励起されて＋ｚ方向にド
リフトし、この途中で励起電子がトラップ準位に落ち込
んで結晶中に正に帯電した部分と負に帯電した部分とが
生じて空間電界が発生し、電気光学効果により屈折率が
変化してしまう現象、すなわち、いわゆる光損傷が生じ
てデバイスの特性が著しく劣化してしまうという問題が
あった。However, in the optical waveguide type device manufactured by the above method,
When a visible laser beam is applied, electrons are excited to the conduction band from the impurity (eg, Fe) level in the crystal and drift in the + z direction. In the middle of this, the excited electrons fall into the trap level and are positively charged in the crystal. A phenomenon in which a charged portion and a negatively charged portion are generated to generate a spatial electric field, and the refractive index is changed by an electro-optic effect, that is, a problem that so-called optical damage occurs and device characteristics are significantly deteriorated. was there.
【０００５】そこで、本発明者が光導波路型デバイスに
おける光損傷について検討を重ねたところ、この光損傷
はＬiＮbＯ3単結晶の表面にＡl電極を形成する際に電極
材料により光導波路の表面が還元されてしまうことに起
因することが判明した。本発明はかかる事情に基づいて
なされたものであり、本発明の第一の目的は、光損傷耐
性が向上していて所期の特性が劣化することのない光導
波路型のデバイスを得ることのできる光導波路型デバイ
スの製造方法を提供することにある。また、本発明の第
二の目的は、光損傷耐性が向上していて所期の特性が劣
化することのない光導波路型デバイスを提供することに
ある。 The inventors of the present invention have studied the optical damage in the optical waveguide device, and found that the optical damage is reduced by the electrode material when the Al electrode is formed on the surface of the LiNbO 3 single crystal. It turned out to be caused by being done. The present invention has been made in view of such circumstances, and a first object of the present invention is to provide an optical waveguide device having improved optical damage resistance and without deterioration of expected characteristics. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing an optical waveguide device which can be performed. In addition, the present invention
The second purpose is to improve the resistance to light damage and to reduce the expected characteristics.
To provide optical waveguide devices without
is there.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明は、ニオブ酸リチウム（Ｌi
ＮbＯ3）単結晶の表面にチタン（Ｔi）膜の導波路パタ
ーンを形成し、その後、該ニオブ酸リチウム（ＬiＮbＯ
3）単結晶内に熱処理を伴うチタン（Ｔi）拡散法により
光導波路を形成し、次いで、前記光導波路上に電極を形
成する光導波路型デバイスの製造方法において、前記電
極を形成してから酸化雰囲気中において３００℃以上４
００℃未満の温度で熱処理を行なうことを特徴とする光
導波路型デバイスの製造方法である。請求項２に記載の
発明は、ニオブ酸リチウム（ＬiＮbＯ3）単結晶の表面
にチタン（Ｔi）膜により形成された導波路パターン
と、熱処理を伴うチタン（Ｔi）拡散法により前記ニオ
ブ酸リチウム（ＬiＮbＯ3）単結晶内に形成された光導
波路と、前記光導波路上に形成され、２０００Å以上３
０００Å以下の厚さを有するアルミニウム（Ａl）電極
と、を備える光導波路型デバイスであって、前記アルミ
ニウム（Ａl）電極を形成後、酸化雰囲気中において３
００℃以上４５０℃以下の温度で熱処理が施されてい
る。Means for Solving the Problems To achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to lithium niobate (Li)
A waveguide pattern of a titanium (Ti) film is formed on the surface of a single crystal of NbO 3 ), and then the lithium niobate (LiNbO) is formed.
3 ) An optical waveguide is formed in a single crystal by a titanium (Ti) diffusion method involving heat treatment, and then , in the method of manufacturing an optical waveguide device in which an electrode is formed on the optical waveguide, oxidation is performed after forming the electrode. 300 ° C or higher in atmosphere 4
A method for manufacturing an optical waveguide device, wherein a heat treatment is performed at a temperature lower than 00 ° C. A second aspect of the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming a waveguide pattern formed of a titanium (Ti) film on a surface of a lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal; LiNbO 3) an optical waveguide formed in a single crystal, formed on the optical waveguide, 2000 Å or more 3
An aluminum (Al) electrode having a thickness of less than or equal to 000 °, wherein the aluminum (Al) electrode is formed and then formed in an oxidizing atmosphere.
The heat treatment is performed at a temperature of not less than 00 ° C and not more than 450 ° C.
【０００７】図１は本発明の製造方法を工程順に示す流
れ図である。図１に示すように、本発明の光導波路型デ
バイスの製造方法においては、先ず、ＬｉＮｂＯ3 単結
晶の表面にＴｉ膜の導波路パターンを形成する。このＴ
ｉ膜の導波路パターンの形成方法には、たとえば、Ｌｉ
ＮｂＯ3 単結晶の表面にＴｉ膜を成膜してから通常のフ
ォトリソグラフィーによりレジストパターンを形成し、
その後、Ｔｉをエッチングしてパターン化する方法を採
用することもできるし、あるいはレジストなどの反転パ
ターンを形成してからＴｉ膜を成膜し、続いて有機溶剤
に浸すことによりレジストを溶解・除去するいわゆるリ
フトオフ法を採用することもできる。なお、Ｔｉ膜は、
たとえば真空蒸着法、スパッタリング法を好適に採用し
て形成することが可能であり、Ｔｉ膜の膜厚は、通常、
１００〜１０００Å程度である。なお、光偏向器等の場
合、この導波路のパターンニングはＬｉＮｂＯ3 単結晶
の全面を導波路とするものであっても良い。FIG. 1 is a flowchart showing the manufacturing method of the present invention in the order of steps. As shown in FIG. 1, in the method of manufacturing an optical waveguide device according to the present invention, first, a waveguide pattern of a Ti film is formed on the surface of a LiNbO 3 single crystal. This T
The method of forming the waveguide pattern of the i-film includes, for example, Li
After forming a Ti film on the surface of the NbO 3 single crystal, a resist pattern is formed by ordinary photolithography,
Thereafter, a method of patterning by etching Ti can be employed, or a Ti film is formed after forming an inverted pattern such as a resist, and then the resist is dissolved and removed by dipping in an organic solvent. A so-called lift-off method may be employed. The Ti film is
For example, it can be formed by suitably employing a vacuum deposition method or a sputtering method.
It is about 100-1000 °. In the case of an optical deflector or the like, the waveguide patterning may be such that the entire surface of the LiNbO 3 single crystal is used as the waveguide.
【０００８】本発明の方法においては、このようにして
ＬｉＮｂＯ3 単結晶単結晶の表面にＴｉ膜の導波路パタ
ーンを形成した後、Ｔｉ拡散法により該結晶中に光導波
路を形成する。ここで、Ｔｉの拡散条件は、一般に次の
通りである。すなわち、拡散温度は結晶の分極状態を保
持するためにキュリー温度以下に設定する。具体的に
は、９００〜１１００℃である。なお、基板（ＬｉＮｂ
Ｏ3 単結晶）を１０００℃以上に加熱した場合には、Ｌ
ｉＯ2 の外拡散が生じるのを防止するために水蒸気を含
ませた酸素ガス、空気等の酸化雰囲気中で拡散させる。
ここで、酸化雰囲気を用いるのは、作製される導波路が
光損傷を起しにくい状態とするためである。拡散時間
は、通常、数時間〜１０時間程度である。拡散時間が１
０時間を超えると、ＬｉＮｂＯ3 単結晶の欠陥が生じて
光伝送損失が増加することがある。また、拡散は通常炉
心管内で行なうが、レーザーアニールによる加熱も可能
である。In the method of the present invention, after a waveguide pattern of a Ti film is formed on the surface of a LiNbO 3 single crystal single crystal in this way, an optical waveguide is formed in the crystal by a Ti diffusion method. Here, the diffusion conditions of Ti are generally as follows. That is, the diffusion temperature is set to be equal to or lower than the Curie temperature in order to maintain the polarization state of the crystal. Specifically, it is 900 to 1100 ° C. The substrate (LiNb)
When O 3 single crystal is heated to 1000 ° C. or higher, L
In order to prevent external diffusion of iO 2 , it is diffused in an oxidizing atmosphere such as oxygen gas or air containing water vapor.
Here, the oxidizing atmosphere is used to make the manufactured waveguide hardly cause optical damage. The diffusion time is usually about several hours to 10 hours. Diffusion time 1
If the time exceeds 0 hours, defects in the LiNbO 3 single crystal may occur, and the optical transmission loss may increase. Diffusion is usually performed in a furnace tube, but heating by laser annealing is also possible.
【０００９】このようにしてＬｉＮｂＯ3 単結晶中にＴ
ｉを拡散させて光導波路を形成した後、このＬｉＮｂＯ
3 単結晶上に電極を形成する。ここで、電極材料として
は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。電
極の形成は、電極材料を用いたリフトオフ法により、所
望の電極パターンをＬｉＮｂＯ3 単結晶上に形成するこ
とにより行なうことができる。電極膜厚は例えばＳＡＷ
電極の場合、２０００〜３０００Å程度である。ここ
で、導波路上に電極を形成する場合、導波路上に直接金
属膜を形成すると、ＴＭモードを使用する場合に大きな
光吸収が生じるので、電極と光導波路との間にバッファ
ー層を設けることが好ましい。このバッファー層は透明
で光導波路よりも屈折率が小さい絶縁膜により形成す
る。具体的には、スパッタリング法、ＣＶＤ法等の方法
により成膜されるＳｉＯ2 膜、Ａｌ2 Ｏ3 膜等によりバ
ッファー層を形成することができる。バッファー層の厚
さは、たとえばＳｉＯ2 膜の場合には１０００Å程度以
上である。なお、ＳｉＯ2 膜によりバッファー層を形成
する場合、ＳｉＯ2 膜の絶縁性はスパッター膜よりもＣ
ＶＤ膜の方が優れていることからＣＶＤ法を採用して成
膜することが好ましい。また、このＳｉＯ2 膜をさらに
高温で酸素アニール処理することも好ましい。一方、導
波路上以外の部位に電極を形成する場合には、電極の密
着性を補償するために電極とＬｉＮｂＯ3 単結晶との間
に、たとえばＴｉ膜を形成することが好ましい。このＴ
ｉ膜の膜厚は、２００〜３００Å程度である。[0009] Thus, in the LiNbO 3 single crystal, T
After diffusing i to form an optical waveguide, the LiNbO
3 Form electrodes on the single crystal. Here, examples of the electrode material include aluminum (Al). The electrodes can be formed by forming a desired electrode pattern on the LiNbO 3 single crystal by a lift-off method using an electrode material. The electrode film thickness is, for example, SAW
In the case of an electrode, it is about 2000-3000 °. Here, when an electrode is formed on the waveguide, if a metal film is formed directly on the waveguide, large light absorption occurs when the TM mode is used. Therefore, a buffer layer is provided between the electrode and the optical waveguide. Is preferred. This buffer layer is formed of an insulating film that is transparent and has a lower refractive index than the optical waveguide. Specifically, the buffer layer can be formed of a SiO 2 film, an Al 2 O 3 film, or the like formed by a method such as a sputtering method or a CVD method. The thickness of the buffer layer is, for example, about 1000 ° or more in the case of a SiO 2 film. In the case of forming the buffer layer by SiO 2 film, an insulating SiO 2 film than sputtered film C
Since the VD film is superior, it is preferable to form the film by using the CVD method. It is also preferable to subject this SiO 2 film to oxygen annealing at a higher temperature. On the other hand, when an electrode is formed in a portion other than on the waveguide, it is preferable to form, for example, a Ti film between the electrode and the LiNbO 3 single crystal in order to compensate for the adhesion of the electrode. This T
The thickness of the i film is about 200 to 300 °.
【００１０】本発明の方法においては、以上のようにし
てＬｉＮｂＯ3 単結晶中に光導波路を形成するととも
に、該結晶上に電極を形成した後、該結晶につき酸化雰
囲気中で熱処理を行なって前記の電極形成時に電極材料
によって還元状態にされた導波路表面を酸化して電極を
形成する前の状態に戻す。これにより本発明の方法によ
って製造される光導波路型のデバイスは光損傷耐性が著
しく向上したものとなる。In the method of the present invention, an optical waveguide is formed in a LiNbO 3 single crystal as described above, an electrode is formed on the crystal, and the crystal is heat-treated in an oxidizing atmosphere. When the electrode is formed, the surface of the waveguide reduced by the electrode material is oxidized to return to the state before the electrode is formed. Thus, the optical waveguide type device manufactured by the method of the present invention has significantly improved optical damage resistance.
【００１１】この熱処理の条件は次の通りである。すな
わち、温度は通常３００〜４５０℃、好ましくは３５０
〜４００℃である。この温度が３００℃よりも低いと、
酸化反応速度が充分でないことがあり、効率の低下を招
くことがある。一方、熱処理温度が４５０℃よりも高い
と、電極の劣化を招くことがある。また、熱処理時間
は、前記の熱処理温度により相違するので一様に決定す
ることは困難であるが、通常は３〜５時間程度で充分で
ある。いずれにせよ、この熱処理においては前記の電極
形成時に還元状態になった導波路表面を酸化して電極形
成前の状態に戻すことが可能であるとともに電極の劣化
を招かない条件を設定する。また、この熱処理は、たと
えばＯ2 ガス等を存在させて酸化雰囲気中で行なう。た
とえばＯ2 ガスを存在させる場合の流量は、熱処理炉の
大きさにもよるが、容積が２リットル程度の場合、通
常、１００ｍｌ／分〜５００ｍｌ／分程度である。な
お、この熱処理は、たとえば図２に示すように、光導波
路および電極を形成したＬｉＮｂＯ3 単結晶１を電熱炉
１０の炉心管１１内に設置することにより行なうことが
できる。なお、図２中、３はＬｉＮｂＯ3 単結晶１上に
形成されたＳＡＷ電極である。The conditions of this heat treatment are as follows. That is, the temperature is usually 300 to 450 ° C., preferably 350
４００400 ° C. If this temperature is lower than 300 ° C,
Oxidation reaction rate may not be sufficient and efficiency may be reduced. On the other hand, if the heat treatment temperature is higher than 450 ° C., the electrode may be deteriorated. Further, it is difficult to determine the heat treatment time uniformly because it differs depending on the heat treatment temperature, but usually about 3 to 5 hours is sufficient. In any case, in this heat treatment, conditions are set in which the surface of the waveguide which has been reduced at the time of the above-mentioned electrode formation can be oxidized and returned to the state before the electrode formation, and the electrode is not deteriorated. This heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere in the presence of, for example, O 2 gas. For example, the flow rate in the case where O 2 gas is present depends on the size of the heat treatment furnace, but is usually about 100 ml / min to about 500 ml / min when the volume is about 2 liters. This heat treatment can be performed, for example, by placing a LiNbO 3 single crystal 1 having an optical waveguide and electrodes formed therein in a furnace tube 11 of an electric furnace 10 as shown in FIG. In FIG. 2, reference numeral 3 denotes a SAW electrode formed on the LiNbO 3 single crystal 1.
【００１２】本発明の方法においては、以上のようにし
て熱処理を行なって得られる光導波路型デバイスの導波
路の表面状態をより安定なものとするために光導波路型
デバイスの表面に、たとえばＳｉＯ2 膜、Ａｌ2 Ｏ膜等
の酸化物膜を形成しても良い。このような酸化物膜は、
たとえばスパッタリング法、ＣＶＤ法等の方法により形
成することが可能であり、その膜厚は、通常、２００〜
３００Å程度である。In the method of the present invention, in order to make the surface state of the waveguide of the optical waveguide type device obtained by performing the heat treatment as described above more stable, the surface of the optical waveguide type device, for example, SiO 2 2 film may be formed of an oxide film such as Al 2 O film. Such an oxide film is
For example, it can be formed by a method such as a sputtering method or a CVD method.
It is about 300 °.
【００１３】以上のようにして得られる光導波路型デバ
イスは光損傷耐性が著しく向上したものである。The optical waveguide device obtained as described above has a remarkably improved optical damage resistance.
【００１４】[0014]
【作用】請求項１に記載の光導波路型デバイスの製造方
法においては、チタン（Ｔi）拡散法によりニオブ酸リ
チウム（ＬiＮbＯ3）単結晶中に光導波路を形成した
後、該光導波路上に電極を形成し、その後、酸化雰囲気
中において３００℃以上４００℃未満の温度で熱処理を
行なう。この酸化雰囲気中における３００℃以上４００
℃未満の温度での熱処理により、形成された電極の酸化
を抑制しつつ当該電極形成の際に電極材料により還元さ
れた光導波路の表面が酸化され、光導波路の表面は電極
形成前の状態となる。したがって、容易な温度制御によ
り実現可能な請求項１に記載の方法により製造される光
導波路型デバイスは、光導波路表面の還元状態が解消し
ているため光損傷耐性が著しく向上したものとなる。ま
た、請求項２に記載の光導波路型デバイスにおいては、
ニオブ酸リチウム（ＬiＮbＯ3）単結晶の表面にチタン
（Ｔi）膜により導波路パターンが形成されている。次
に、光導波路が、熱処理を伴うチタン（Ｔi）拡散法に
よりニオブ酸リチウム（ＬiＮbＯ3）単結晶内に形成さ
れている。更に、当該光導波路上に２０００Å以上３０
００Å以下の厚さを有するアルミニウム（Ａl）電極が
形成されている。そして、アルミニウム（Ａl）電極の
形成後、酸化雰囲気中において３００℃以上４５０℃以
下の温度で熱処理が施されている。このとき、当該酸化
雰囲気中における３００℃以上４００℃未満の温度での
熱処理により、形成された電極の酸化を抑制しつつ当該
電極形成の際に電極材料により還元された光導波路の表
面が酸化され、光導波路の表面は電極形成前の状態とな
っている。よって、請求項２に記載の光導波路型デバイ
スでは、容易な温度制御による熱処理により光導波路表
面の還元状態が解消しているため光損傷耐性が著しく向
上したものとなる。In the method of manufacturing the optical waveguide device according to the action] claim 1, after forming the optical waveguide in lithium niobate in (LiNbO 3) single crystal of titanium (Ti) diffusion method, the electrode on the optical waveguide After that, heat treatment is performed at a temperature of 300 ° C. or more and less than 400 ° C. in an oxidizing atmosphere. 300 ° C. or more and 400 in this oxidizing atmosphere
By the heat treatment at a temperature lower than ℃, the surface of the optical waveguide reduced by the electrode material during the formation of the electrode is oxidized while suppressing the oxidation of the formed electrode, and the surface of the optical waveguide is in the state before the electrode is formed. Become. Therefore, easy temperature control
In the optical waveguide device manufactured by the method according to the first aspect of the present invention, since the reduced state of the surface of the optical waveguide is eliminated, the optical damage resistance is significantly improved. In the optical waveguide device according to the second aspect,
A waveguide pattern is formed by a titanium (Ti) film on the surface of lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal. Next, an optical waveguide is formed in a lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal by a titanium (Ti) diffusion method involving heat treatment. In addition , more than 2000
An aluminum (Al) electrode having a thickness of less than 00 ° is formed. After the formation of the aluminum (Al) electrode, heat treatment is performed at a temperature of 300 ° C. or more and 450 ° C. or less in an oxidizing atmosphere. At this time, the heat treatment at a temperature of 300 ° C. or more and less than 400 ° C. in the oxidizing atmosphere oxidizes the surface of the optical waveguide reduced by the electrode material during the formation of the electrode while suppressing the oxidation of the formed electrode. The surface of the optical waveguide is in a state before the electrodes are formed. Therefore, in the optical waveguide device according to the second aspect, since the reduced state of the optical waveguide surface is eliminated by the heat treatment by the easy temperature control, the optical damage resistance is significantly improved.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例として２次元導波路を
用いた光偏向器を示し、本発明についてさらに具体的に
説明する。ｙ軸方向にカットしたニオブ酸リチウム単結
晶（ＬｉＮｂＯ3 ）を充分に洗浄してから該結晶上の全
面にわたって厚さ２００Åのチタン（Ｔｉ）膜をスパッ
タリングにより形成した。なお、スパッタリングは、マ
グネトロン型ＲＦスパッタ装置を使用し、Ｔｉターゲッ
ト径１０ｃｍ、ＲＦパワー１００ｗ、Ａｒガス圧２×１
０-2Ｔｏｒｒの条件下で行なった。Hereinafter, an optical deflector using a two-dimensional waveguide will be described as an embodiment of the present invention, and the present invention will be described more specifically. After the lithium niobate single crystal (LiNbO 3 ) cut in the y-axis direction was sufficiently washed, a titanium (Ti) film having a thickness of 200 ° was formed on the entire surface of the crystal by sputtering. The sputtering was performed using a magnetron type RF sputtering apparatus, a Ti target diameter of 10 cm, an RF power of 100 w, and an Ar gas pressure of 2 × 1.
The test was performed under the condition of 0 -2 Torr.
【００１６】次いで、拡散温度１０００℃、拡散時間７
時間、酸素および水蒸気の混合ガス雰囲気中でＴｉ拡散
を行なって光導波路を形成した。続いて、このＬｉＮｂ
Ｏ3 単結晶表面に、その全面にわたってレジストを１μ
ｍの厚さで塗布し、露光処理および現像処理を行なって
レジストパターンを形成した後、全面に膜厚２５０Åの
Ｔｉ膜を介して厚さ１，７５０ÅのＡｌ膜をスパッタリ
ング法により形成した。その後、有機溶剤（アセトン）
によりレジストおよび不要なＴｉ膜、Ａｌ膜を除去する
リフトオフ法を採用してＳＡＷ電極を形成した。Next, a diffusion temperature of 1000 ° C. and a diffusion time of 7
The optical waveguide was formed by performing Ti diffusion in a mixed gas atmosphere of oxygen and water vapor for a time. Subsequently, this LiNb
A resist of 1 μm is applied over the entire surface of the O 3 single crystal.
After coating with a thickness of m and performing exposure processing and development processing to form a resist pattern, an Al film having a thickness of 1,750 ° was formed on the entire surface via a Ti film having a thickness of 250 ° by a sputtering method. Then, organic solvent (acetone)
A SAW electrode was formed by adopting a lift-off method of removing a resist and an unnecessary Ti film and an Al film.
【００１７】次に、このＬｉＮｂＯ3 単結晶につき、温
度４００℃、Ｏ2 ガス流量１００ｍｌ／分の条件で３時
間の熱処理を行なって導波長４０ｍｍの光導波路型デバ
イスを作製した。図３はこの光導波路型デバイスを模式
的に示す説明図である。この光導波路型デバイスは、図
３に示すように、ＬｉＮｂＯ3 単結晶１中に光導波路２
が形成されているとともにＬｉＮｂＯ3 単結晶１上にＳ
ＡＷ電極３が形成されたものである。Next, the LiNbO 3 single crystal was subjected to a heat treatment at a temperature of 400 ° C. and an O 2 gas flow rate of 100 ml / min for 3 hours to produce an optical waveguide device having a waveguide length of 40 mm. FIG. 3 is an explanatory view schematically showing the optical waveguide device. As shown in FIG. 3, this optical waveguide type device has an optical waveguide 2 in a LiNbO 3 single crystal 1.
Is formed and S is formed on the LiNbO 3 single crystal 1.
The AW electrode 3 is formed.
【００１８】この光導波路型デバイスにＨｅ−Ｎｅレー
ザー光（ＴＥ0 モード）を導波させ、各インプットパワ
ーで５分間導波させた後のアウトプットパワーを測定し
た。結果を図４に示す。なお、アウトプット光は１．５
ｍｍφの絞りを通して検出した。一方、上記光導波路型
デバイスの作製において、熱処理を行なわなかった以外
は上記光導波路型デバイスの作製と同様にして比較サン
プルを作製し、この比較サンプルについて上記と同様に
してインプットパワーとアウトプットパワーとの関係を
求めた。結果を図５に示す。He-Ne laser light (TE 0 mode) was guided to this optical waveguide type device, and the output power after each input power was guided for 5 minutes was measured. FIG. 4 shows the results. The output light is 1.5
It was detected through a mmφ aperture. On the other hand, a comparative sample was produced in the same manner as in the production of the optical waveguide device except that the heat treatment was not performed in the production of the optical waveguide device, and the input power and the output power of this comparative sample were produced in the same manner as described above. And sought a relationship. The results are shown in FIG.
【００１９】図４および図５から明らかなように、比較
サンプルではアウトプットパワーの低下が見られること
から光損傷が発生しているものと推測されるのに対し、
本発明の方法により作製された光導波路型デバイスにお
いてはアウトプットパワーとインプットパワーとは比例
関係を示し、光損傷が生じていないことが確認された。As is clear from FIGS. 4 and 5, the output power of the comparative sample is decreased, and it is presumed that optical damage has occurred.
In the optical waveguide device manufactured by the method of the present invention, the output power and the input power showed a proportional relationship, and it was confirmed that no optical damage occurred.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明によれば、容易な温度制御により実現可能であると
共に 、電極の酸化を抑制しつつ光損傷耐性を著しく向上
させた光導波路型デバイスを効率良く得ることのできる
光導波路型デバイスの製造方法を提供することができ
る。また、請求項２に記載の発明によれば、容易な温度
制御による熱処理により電極の酸化を抑制しつつ光導波
路型デバイスにおける光損傷耐性を著しく向上させるこ
とができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, it can be realized by easy temperature control.
In both cases, it is possible to provide a method of manufacturing an optical waveguide device capable of efficiently obtaining an optical waveguide device in which oxidation of an electrode is suppressed and optical damage resistance is significantly improved. According to the second aspect of the present invention, the temperature can be easily adjusted.
Heat damage by control can significantly improve the optical damage resistance of the optical waveguide device while suppressing the oxidation of the electrodes.
【図１】本発明の光導波路型デバイスの製造方法の工程
の流れを示すフローチャートである。FIG. 1 is a flowchart showing a process flow of a method for manufacturing an optical waveguide device of the present invention.
【図２】本発明の光導波路型デバイスの製造方法におけ
る熱処理法の一例を示す説明図である。FIG. 2 is an explanatory view showing an example of a heat treatment method in the method for manufacturing an optical waveguide device of the present invention.
【図３】本実施例で製造された光導波路型デバイスの一
例を模式的に示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory view schematically showing an example of the optical waveguide device manufactured in the present embodiment.
【図４】本実施例で製造された光導波路型デバイスにＨ
ｅ−Ｎｅレーザー光を導波させた場合のインプットパワ
ーとアウトプットパワーとの関係を示すグラフである。FIG. 4 shows the optical waveguide type device manufactured in the present embodiment as H
It is a graph which shows the relationship between input power and output power when e-Ne laser light is guided.
【図５】比較サンプルにＨｅ−Ｎｅレーザー光を導波さ
せた場合のインプットパワーとアウトプットパワーとの
関係を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing a relationship between input power and output power when a He—Ne laser beam is guided to a comparative sample.
１ ＬｉＮｂＯ3 単結晶 ２ 光導波路 ３ ＳＡＷ電極DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 LiNbO 3 single crystal 2 Optical waveguide 3 SAW electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−47928（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−214527（ＪＰ，Ａ) Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏ ｌ．17 Ｎｏ．20 ｐｐ．3259−3263 （Ｏｃｔｏｂｅｒ．1978），Ｇ．Ｌ．Ｔ ａｎｇｏｎｅｎ ｅｔ．ａｌ．，「Ｅｌ ｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃ ｍｏｄｕｌａｔ ｉｏｎ ｉｎ Ｔｉ−ｄｉｆｆｕｓｅｄ ＬｉＴａＯ▲下３▼」 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/035 G02B 6/12 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-61-47928 (JP, A) JP-A-4-214527 (JP, A) Applied Optics, Vol. 17 No. 20 pp. 3259-3263 (October. 1978); L. Tangonen et. al. , “Electroptic modulating in Ti-diffused LiTaO (3)” (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G02F 1/035 G02B 6/12 JICST file (JOIS)
Claims (2)
の表面にチタン（Ｔi）膜の導波路パターンを形成し、
その後、該ニオブ酸リチウム（ＬiＮbＯ3）単結晶内に
熱処理を伴うチタン（Ｔi）拡散法により光導波路を形
成し、次いで、前記光導波路上に電極を形成する光導波
路型デバイスの製造方法において、 前記電極を形成してから酸化雰囲気中において３００℃
以上４００℃未満の温度で熱処理を行なうことを特徴と
する光導波路型デバイスの製造方法。1. A waveguide pattern of a titanium (Ti) film is formed on a surface of a lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal,
Thereafter, an optical waveguide is formed in the lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal by a titanium (Ti) diffusion method involving heat treatment, and then an electrode is formed on the optical waveguide. 300 ° C. in an oxidizing atmosphere after forming the electrodes
A method for manufacturing an optical waveguide device, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 400 ° C. or less .
の表面にチタン（Ｔi）膜により形成された導波路パタ
ーンと、 熱処理を伴うチタン（Ｔi）拡散法により前記ニオブ酸
リチウム（ＬiＮbＯ3）単結晶内に形成された光導波路
と、 前記光導波路上に形成され、２０００Å以上３０００Å
以下の厚さを有するアルミニウム（Ａl）電極と、 を備える光導波路型デバイスであって、 前記アルミニウム（Ａl）電極を形成後、酸化雰囲気中
において３００℃以上４５０℃以下の温度で熱処理が施
されていることを特徴とする光導波路型デバイス。2. A lithium niobate (LiNbO 3) and a waveguide pattern formed of titanium (Ti) film on the surface of the single crystal, the lithium niobate by titanium with heat treatment (Ti) diffusion method (LiNbO 3) single an optical waveguide formed in the crystal, are formed on the optical waveguide, 2000 Å or more 3000Å
An aluminum (Al) electrode having the following thickness: An optical waveguide device comprising: an aluminum (Al) electrode having the following thickness: a heat treatment at a temperature of 300 ° C. or more and 450 ° C. or less in an oxidizing atmosphere after forming the aluminum (Al) electrode. An optical waveguide device, comprising:
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Publications (2)
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|---|---|
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1991
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| Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，Ｖｏｌ．１７ Ｎｏ．２０ ｐｐ．３２５９−３２６３（Ｏｃｔｏｂｅｒ．１９７８），Ｇ．Ｌ．Ｔａｎｇｏｎｅｎ ｅｔ．ａｌ．，「Ｅｌｅｃｔｒｏｏｐｔｉｃ ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｉｎ Ｔｉ−ｄｉｆｆｕｓｅｄ ＬｉＴａＯ▲下３▼」 |
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| JPH04249215A (en) | 1992-09-04 |
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