JPH0359603A - Ｔｉ拡散ＬｉＮｂＯ↓３光導波路とその製造方法 - Google Patents
Ｔｉ拡散ＬｉＮｂＯ↓３光導波路とその製造方法Info
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- JPH0359603A JPH0359603A JP1196399A JP19639989A JPH0359603A JP H0359603 A JPH0359603 A JP H0359603A JP 1196399 A JP1196399 A JP 1196399A JP 19639989 A JP19639989 A JP 19639989A JP H0359603 A JPH0359603 A JP H0359603A
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- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 9
- 229910003327 LiNbO3 Inorganic materials 0.000 abstract description 12
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、Ｔｉ拡散ＬしＮｂ０ｔ光導波路に関する。
より詳細には、ＬｉＮｂＯ３基板の表面にパターニング
したＴｉ層を熱拡散して得られるＴｉ拡散ＬｉＮｂＯ３
光導波路において、特に伝播損失の少ない新規な先導波
路の構成とその製造方法に関する。
したＴｉ層を熱拡散して得られるＴｉ拡散ＬｉＮｂＯ３
光導波路において、特に伝播損失の少ない新規な先導波
路の構成とその製造方法に関する。
従来の技術
昨今発達の著しい光技術の分野において、種々の光素子
を実現する方法としていＮｂＯ３基板を使用した先導波
路の使用が研究されている。
を実現する方法としていＮｂＯ３基板を使用した先導波
路の使用が研究されている。
即ち、ＬｉＮｂ○、基板を使用した光導波路は、ＬｉＮ
ｂ０．基板上にＴｉ層をパターニングし、熱拡散によっ
てＴｉをＬｉＮｂＯ３基板中に拡散するという工程で作
製される。このような光導波路の作製方法は、比較的容
易に先導波路のパターニングが可能なことから、光ＩＣ
に代表される光素子の実用化には必須の技術であると見
られている。
ｂ０．基板上にＴｉ層をパターニングし、熱拡散によっ
てＴｉをＬｉＮｂＯ３基板中に拡散するという工程で作
製される。このような光導波路の作製方法は、比較的容
易に先導波路のパターニングが可能なことから、光ＩＣ
に代表される光素子の実用化には必須の技術であると見
られている。
第２図（ａ）（ｂ）は、上述のようなＴｉ拡散光導波路
の作製過程を工程を追って示す図である。
の作製過程を工程を追って示す図である。
即ち、まず、第２図（ａ）に示すように、ＬｔＮｂＯ＊
単結晶基板単結晶基板型上パターンに沿ったＴｉ層２を
形成する。尚、このＴｉ層２の形成は、ＲＦスパッタリ
ング法等の公知の蒸着法により行われる。
単結晶基板単結晶基板型上パターンに沿ったＴｉ層２を
形成する。尚、このＴｉ層２の形成は、ＲＦスパッタリ
ング法等の公知の蒸着法により行われる。
次いで、第２図ら）に示すように、Ｔｉ層２を搭載した
ＬｉＮｂＯ３基板ｌを炉中で加熱して、Ｔｉ層２をＬｉ
ＮｂＯ３基板１中に熱拡散させることにより、Ｔｉ拡散
光導波路３を形成する。
ＬｉＮｂＯ３基板ｌを炉中で加熱して、Ｔｉ層２をＬｉ
ＮｂＯ３基板１中に熱拡散させることにより、Ｔｉ拡散
光導波路３を形成する。
尚、実際には、上述のようにして得られた光導波路の入
射端並びに出射端を含む基板の端面を光学研磨した後、
使用に供される。
射端並びに出射端を含む基板の端面を光学研磨した後、
使用に供される。
発明が解決しようとする課題
上述のようなＴｉ拡散光導波路を作製する場合、光導波
路の断面積は拡散するＴｉの量に左右される。
路の断面積は拡散するＴｉの量に左右される。
そこで、断面の大きな光導波路を作製する場合は、拡散
処理時間を延長する他、場合によっては拡散源としての
Ｔｉ層を相当厚くする必要がある。ところが、このよう
にＴｉ層を厚くして先導波路を作製した場合には、最終
的に得られる光導波路の伝播損失が著しく増加すること
が知られている。
処理時間を延長する他、場合によっては拡散源としての
Ｔｉ層を相当厚くする必要がある。ところが、このよう
にＴｉ層を厚くして先導波路を作製した場合には、最終
的に得られる光導波路の伝播損失が著しく増加すること
が知られている。
そこで、本発明は、上記従来技術の問題点を解決し、そ
の作製過程において拡散源としてのＴｉ層を厚くした場
合にも伝播損失が増加しない、新規なＴｉ拡散ＬｔＮｂ
Ｏ３光導波路を提供することをその目的としている。
の作製過程において拡散源としてのＴｉ層を厚くした場
合にも伝播損失が増加しない、新規なＴｉ拡散ＬｔＮｂ
Ｏ３光導波路を提供することをその目的としている。
課題を解決するための手段
即ち、本発明に従うと、ＬｉＮｂＯ３基板の表面にパタ
ーニングしたＴｉ層を熱拡散して得られるＴｉ拡散いＮ
ｂＯ３光導波路において、拡散されたＴｉを含むＬｉＮ
ｂ○、基板の表面粗さＲＸＡＸが、０．０３ μｍ以下
であることを特徴とするＴｉ拡散ＬしＮｂＯ５光導波路
が提供される。
ーニングしたＴｉ層を熱拡散して得られるＴｉ拡散いＮ
ｂＯ３光導波路において、拡散されたＴｉを含むＬｉＮ
ｂ○、基板の表面粗さＲＸＡＸが、０．０３ μｍ以下
であることを特徴とするＴｉ拡散ＬしＮｂＯ５光導波路
が提供される。
また、上記Ｔｉ拡散ＬｉＮｂ○、光導波路を製造する方
法として、本発明により、ＬｉＮｂ○、基板の表面に、
所望のパターンに沿うＴｉ層を形成した後加熱し、該Ｔ
ｉ層を該ＬｉＮｂＯ３基板内に熱拡散させる工程を含む
先導波路の製造方法において、前記熱拡散工程後に、前
記Ｔｉ層を拡散された基板の表面を、該表面が十分に平
滑になるまで研磨する工程を含むことを特徴とするＴｉ
拡散Ｌ＋Ｎｂ０ｚ光導波路の製造方法が提供される。
法として、本発明により、ＬｉＮｂ○、基板の表面に、
所望のパターンに沿うＴｉ層を形成した後加熱し、該Ｔ
ｉ層を該ＬｉＮｂＯ３基板内に熱拡散させる工程を含む
先導波路の製造方法において、前記熱拡散工程後に、前
記Ｔｉ層を拡散された基板の表面を、該表面が十分に平
滑になるまで研磨する工程を含むことを特徴とするＴｉ
拡散Ｌ＋Ｎｂ０ｚ光導波路の製造方法が提供される。
作用
前述のような従来技術の問題点について多くの検討を重
ねた結果、Ｔｉ層を厚くした場合の伝播損失の増加は、
光導＄ｉ路の表面性状の劣化に起因することが見出され
、本発明は完成された。
ねた結果、Ｔｉ層を厚くした場合の伝播損失の増加は、
光導＄ｉ路の表面性状の劣化に起因することが見出され
、本発明は完成された。
即ち、その作製過程において、特に拡散源のＴｉ層を厚
くして熱拡散処理を行った場合、最終的に得られるＴｉ
拡散先導波路の表面性状が劣化し、このために伝播光の
散乱が増加することが、伝播損失の増加を招いているこ
とが判明した。
くして熱拡散処理を行った場合、最終的に得られるＴｉ
拡散先導波路の表面性状が劣化し、このために伝播光の
散乱が増加することが、伝播損失の増加を招いているこ
とが判明した。
そこで、拡散処理後に、先導波路の形成された基板の表
面を研磨する等して表面性状を改善することによって、
Ｔｉ拡散光導波路の伝播損失が著しく改善される。
面を研磨する等して表面性状を改善することによって、
Ｔｉ拡散光導波路の伝播損失が著しく改善される。
尚、光導波路の伝播損失を有効に改善するためには、基
板表面の表面粗さＲ）ＩＡＸは、０．０３μｍ以下であ
ることが好ましい。即ち、具体的に後述するように、こ
の範囲を越えて先導波路の表面に起伏がある場合は、そ
の先導波路の伝播損失は有意に低下する。
板表面の表面粗さＲ）ＩＡＸは、０．０３μｍ以下であ
ることが好ましい。即ち、具体的に後述するように、こ
の範囲を越えて先導波路の表面に起伏がある場合は、そ
の先導波路の伝播損失は有意に低下する。
このような本発明に係るＴｉ拡散ＬｉＮｂ○３光導波路
は、実際には、Ｔｉ拡散工程後に、基板の表面を研磨す
ることによって得られる。
は、実際には、Ｔｉ拡散工程後に、基板の表面を研磨す
ることによって得られる。
具体的には、Ｔｉを熱拡散する処理よりも後の工程にお
いて、平均粒径０．０２μｍφ以下の微細な研磨剤を使
用して基板の表面を研磨することによって、先導波路を
含む基板の表面粗さＲＭＡＸを０．０３μｍ以下とする
ことができる。
いて、平均粒径０．０２μｍφ以下の微細な研磨剤を使
用して基板の表面を研磨することによって、先導波路を
含む基板の表面粗さＲＭＡＸを０．０３μｍ以下とする
ことができる。
以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明するが
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。
、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎず、本発明の技
術的範囲を何ら限定するものではない。
実施例
本発明に係るＴｉ拡散ＬｉＮｂＯ３光導波路は、以下の
ようにして作製することができる。即ち、第１図（ａ）
、（ｂ）および（Ｃ）は、本発明に係るＴｉ拡散ＬｉＮ
ｂＯ３光導波路の作製過程を示す図である。
ようにして作製することができる。即ち、第１図（ａ）
、（ｂ）および（Ｃ）は、本発明に係るＴｉ拡散ＬｉＮ
ｂＯ３光導波路の作製過程を示す図である。
まず、第１図（ａ）に示すように、Ｌ＋ＮｂＯ３単結晶
基板１上に、所望のパターンに沿ったＴｉ層２を形成す
る。次いで、第１図（ｂ）に示すように、Ｔｉ層２を搭
載したＬｉＮｂＯ３基板ｌを炉中で加熱して、Ｔｉ層２
をＬｉＮｂ○、基板１中に熱拡散させることにより、Ｔ
】拡散光導波路３を形成する。ここまでの工程は、第２
図（ａ）および（ｂ）を参照して既に説明した従来の光
導波路の作製過程と同様である。
基板１上に、所望のパターンに沿ったＴｉ層２を形成す
る。次いで、第１図（ｂ）に示すように、Ｔｉ層２を搭
載したＬｉＮｂＯ３基板ｌを炉中で加熱して、Ｔｉ層２
をＬｉＮｂ○、基板１中に熱拡散させることにより、Ｔ
】拡散光導波路３を形成する。ここまでの工程は、第２
図（ａ）および（ｂ）を参照して既に説明した従来の光
導波路の作製過程と同様である。
次に、本発明に係る先導波路の作製においては、第１図
（Ｃ）に示すように、形成されたＴｉ拡散光導波路３を
含むＬｉＮｂ○、基板１の表面を、表面が十分に平滑に
なるまで研磨する。
（Ｃ）に示すように、形成されたＴｉ拡散光導波路３を
含むＬｉＮｂ○、基板１の表面を、表面が十分に平滑に
なるまで研磨する。
最後に、先導波路３の入射端および出射端を含む基板ｌ
の端面を研磨することは、従来の光導波路の作製と同様
である。
の端面を研磨することは、従来の光導波路の作製と同様
である。
以上のようにして得られたＴ！拡散ＬしＮｂ○３光導波
路は、光導波路３の表面性状が滑らかで、表面に於ける
伝播光の散乱が生じないので、伝播損失は極めて少ない
。
路は、光導波路３の表面性状が滑らかで、表面に於ける
伝播光の散乱が生じないので、伝播損失は極めて少ない
。
作製例
上述のような工程で、本発明に係るＴｉ拡散いＮｂ○、
光導波路を実際に作製した。
光導波路を実際に作製した。
基板としては、直径５Ｑｍｍφ、厚さ０．５ｍｍの光学
グレードの市販いＮｂ０ａ単結晶基板を２枚使用した。
グレードの市販いＮｂ０ａ単結晶基板を２枚使用した。
この２枚の基板に対して、フォトレジストとしてヘキス
ト社製のＡＺ−１４００を使用し、リフトオフ法により
幅ｌＯμｍ、厚さ８００人のＴｉ層を同じ条件でそれぞ
れ形成した。更に、このＴｉ層を搭載したＬｉＮｂＯ５
基板を、炉中で、１０００℃に８時間保持することによ
ってＴｉを基板中に拡散した。こうして、ＬｔＮｂＯａ
基板上に長さｌ０μｍの直線状の先導波路が形成された
。尚、上述のような処理を終えたＬ＋ＮｂＣ）＋基板の
表面を蜆察したところ、Ｔｉ拡散光導波路上では、表面
に最大１０００人程度０凹凸が見られた。
ト社製のＡＺ−１４００を使用し、リフトオフ法により
幅ｌＯμｍ、厚さ８００人のＴｉ層を同じ条件でそれぞ
れ形成した。更に、このＴｉ層を搭載したＬｉＮｂＯ５
基板を、炉中で、１０００℃に８時間保持することによ
ってＴｉを基板中に拡散した。こうして、ＬｔＮｂＯａ
基板上に長さｌ０μｍの直線状の先導波路が形成された
。尚、上述のような処理を終えたＬ＋ＮｂＣ）＋基板の
表面を蜆察したところ、Ｔｉ拡散光導波路上では、表面
に最大１０００人程度０凹凸が見られた。
以上のような工程を経たＬ＋Ｎｂ０ｚ基板のうち、一方
はそのまま保存し、他方は表面を研磨する処理に付した
。研磨は、平均粒径０．０２μｍφ以下の微細な研磨剤
を使用して、ＬｉＮｂＯ３基板の表面から約１μｍまで
を除去するまで研磨した。
はそのまま保存し、他方は表面を研磨する処理に付した
。研磨は、平均粒径０．０２μｍφ以下の微細な研磨剤
を使用して、ＬｉＮｂＯ３基板の表面から約１μｍまで
を除去するまで研磨した。
こうして得られた、光導波路を形成した２種のＬｉＮｂ
Ｏ５基板の端面を光学研磨して、それぞれに実際に光を
注入してそれぞれの伝播損失を測定したところ、光導波
路の出射端において、表面研磨を行わなかった試料では
３ｄＢの減衰が、表面研磨を行った試料では２ｄＢの減
衰がそれぞれ観測された。このように、本発明に従うＴ
ｉ拡散光導波路は、従来の光導波路よりも明らかに伝播
損失が少ない。
Ｏ５基板の端面を光学研磨して、それぞれに実際に光を
注入してそれぞれの伝播損失を測定したところ、光導波
路の出射端において、表面研磨を行わなかった試料では
３ｄＢの減衰が、表面研磨を行った試料では２ｄＢの減
衰がそれぞれ観測された。このように、本発明に従うＴ
ｉ拡散光導波路は、従来の光導波路よりも明らかに伝播
損失が少ない。
発明の効果
以上詳述のように、本発明に係る先導波路は、その表面
を平滑に槽底することによって表面における伝播光の拡
散を防止し、その伝播損失を減少させている。
を平滑に槽底することによって表面における伝播光の拡
散を防止し、その伝播損失を減少させている。
このような伝播損失の少ないＴｉ拡散ＬｉＮｂＯ３光導
波路は、光ＩＣに代表される光素子の作製に有利に使用
することができる。
波路は、光ＩＣに代表される光素子の作製に有利に使用
することができる。
第１図（ａ）、わ）および（Ｃ）は、本発明に係るＴ！
拡散ＬしＮｂＯ５光導波路の製造過程を模式的に示す図
であり、 第２図（ａ）および（ｂ）は、従来のＴｉ拡散１．１Ｎ
ｂ０３光導波路の作製過程を説明するための図である。 〔主な参照番号〕 ■・・・Ｌ＋ＮｂＣ）＋基板、 ２・・・Ｔｉ層、 ３・・・先導波路（Ｔｉ拡散層）
拡散ＬしＮｂＯ５光導波路の製造過程を模式的に示す図
であり、 第２図（ａ）および（ｂ）は、従来のＴｉ拡散１．１Ｎ
ｂ０３光導波路の作製過程を説明するための図である。 〔主な参照番号〕 ■・・・Ｌ＋ＮｂＣ）＋基板、 ２・・・Ｔｉ層、 ３・・・先導波路（Ｔｉ拡散層）
Claims (2)
- （１）ＬｉＮｂＯ＿３基板の表面にパターニングしたＴ
ｉ層を熱拡散して得られるＴｉ拡散ＬｉＮｂＯ＿３光導
波路において、 拡散されたＴｉを含むＬｉＮｂＯ＿３基板の表面の粗さ
Ｒ＿Ｍ＿Ａ＿Ｘが、０．０３μｍ以下であることを特徴
とするＴｉ拡散ＬｉＮｂＯ＿３光導波路。 - （２）ＬｉＮｂＯ＿３基板の表面に、所望のパターンに
沿うＴｉ層を形成した後加熱し、該Ｔｉ層を該ＬｉＮｂ
Ｏ＿３基板内に熱拡散させる工程を含む光導波路の製造
方法において、 前記熱拡散工程後に、前記Ｔｉ層を拡散された基板の表
面を、該表面が十分に平滑になるまで研磨する工程を含
むことを特徴とするＴｉ拡散ＬｉＮｂＯ＿３光導波路の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1196399A JPH0359603A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | Ｔｉ拡散ＬｉＮｂＯ↓３光導波路とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1196399A JPH0359603A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | Ｔｉ拡散ＬｉＮｂＯ↓３光導波路とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0359603A true JPH0359603A (ja) | 1991-03-14 |
Family
ID=16357221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1196399A Pending JPH0359603A (ja) | 1989-07-28 | 1989-07-28 | Ｔｉ拡散ＬｉＮｂＯ↓３光導波路とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0359603A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5238877A (en) * | 1992-04-30 | 1993-08-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Conformal method of fabricating an optical waveguide on a semiconductor substrate |
| KR100487377B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2005-05-03 | 엘지전자 주식회사 | 나선형 송풍팬 |
| RU2594987C1 (ru) * | 2015-07-29 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Интегрально-оптический элемент |
-
1989
- 1989-07-28 JP JP1196399A patent/JPH0359603A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5238877A (en) * | 1992-04-30 | 1993-08-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Conformal method of fabricating an optical waveguide on a semiconductor substrate |
| KR100487377B1 (ko) * | 2002-12-10 | 2005-05-03 | 엘지전자 주식회사 | 나선형 송풍팬 |
| RU2594987C1 (ru) * | 2015-07-29 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук | Интегрально-оптический элемент |
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