JPH1010348A - 光導波路デバイスの製造方法 - Google Patents

光導波路デバイスの製造方法

Info

Publication number
JPH1010348A
JPH1010348A JP8165627A JP16562796A JPH1010348A JP H1010348 A JPH1010348 A JP H1010348A JP 8165627 A JP8165627 A JP 8165627A JP 16562796 A JP16562796 A JP 16562796A JP H1010348 A JPH1010348 A JP H1010348A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
substrate
single crystal
manufacturing
grinding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8165627A
Other languages
English (en)
Inventor
Minoru Imaeda
美能留 今枝
Tatsuo Kawaguchi
竜生 川口
Takahiro Inoue
隆弘 井上
Masatomo Yamauchi
正智 山内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Priority to JP8165627A priority Critical patent/JPH1010348A/ja
Priority to US08/882,232 priority patent/US6129864A/en
Priority to EP97304478A priority patent/EP0816880A3/en
Publication of JPH1010348A publication Critical patent/JPH1010348A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/132Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by deposition of thin films
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/136Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by etching
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12035Materials
    • G02B2006/1204Lithium niobate (LiNbO3)
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12083Constructional arrangements
    • G02B2006/12097Ridge, rib or the like
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B2006/12166Manufacturing methods
    • G02B2006/12197Grinding; Polishing

Abstract

(57)【要約】 【課題】少なくとも光導波路を含むリッジ構造部分を備
えている光導波路デバイスを製造するのに際して、光導
波路における加工変質層の生成を防止し、短時間でリッ
ジ構造部分を量産できるようにする。 【解決手段】光導波路層を備えている被加工基板に、リ
ッジ構造部分12、18を形成する方法として、研削加
工法を用いる。好ましくは、リッジ構造部分のリッジ幅
が3μm以上、20μm以下であり、研削加工法とし
て、精密マイクログラインダー装置を使用し、ダイヤモ
ンド砥石をレジン系結合剤によって結合した砥石を使用
する。好ましくは、被加工基板が本体1と、本体1上の
光導波路層とを備えており、光導波路層を平面研磨加工
することによって、光導波路層の厚さが3μm以上、2
0μm以下となるように仕上げ、次いでリッジ構造部分
12、18を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、疑似位相整合方式
の第二高調波発生デバイス、光変調素子等として好適に
使用できる光導波路デバイスの製造方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】現在、各種材料に光導波路を形成し、光
を制御するデバイスを開発しようとする研究がなされて
おり、こうしたデバイスが、光通信用のシステムに組み
込まれようとしている。特に、いわゆるリッジ型光導波
路が、光変調器、光スイッチング素子等において期待さ
れている。また、光ピックアップ等に用いられる青色レ
ーザー用光源として、ニオブ酸リチウムやタンタル酸リ
チウム単結晶に周期的な分極反転構造を形成した光導波
路を使用した疑似位相整合(Quasi-Phase-Matched :Q
PM)方式の第二高調波発生(Second-Harmonic-Genera
tion:SHG)デバイスが期待されている。第二高調波発生
デバイスは、光ディスクメモリー用、医学用、光化学
用、各種光計測用等の幅広い応用が可能である。
【0003】例えば、ニオブ酸リチウムを用いた光導波
路型変調器やSHG等のデバイス、ニオブ酸リチウムカ
リウムを用いたSHG等のデバイス、さらにはシリコン
基板上の石英ガラス導波路において、リッジ構造の光導
波路層を作製することが行われている。こうした場合に
は、RIE(反応性イオンエッチング)等のエッチング
法によってリッジ構造の光導波路を形成することが行わ
れてきた。更に説明すると、リッジ型の構造を形成する
際には、フォトリソグラフィー技術によって基板上にマ
スクパターンを転写し、このマスクパターン以外の部分
を例えばイオンエッチングによって除去する方法が常識
であった。
【0004】この方法の概略について、図3(a)およ
び(b)を参照しつつ、簡単に説明する。図3(a)に
示すように、電気光学単結晶からなる基板21の上にエ
ピタキシャル膜22を形成し、エピタキシャル膜22の
主面22aに、フォトリソグラフィー法によって所定パ
ターンのマスク23を形成する。次いで、エピタキシャ
ル膜22をエッチングして、図3(b)に示すようなリ
ッジ型光導波路27を形成する。ここで、エピタキシャ
ル膜22のうちマスクされていない部分が除去されるた
めに、図3(b)に示すエピタキシャル膜24の厚さが
小さくなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このプロセス
では、高エネルギーのイオンを基板21に対して照射す
るため、基板21にダメージを与え易く、肝心の光が導
波する光導波路27に加工変質層が生成してしまう。こ
の加工変質層の厚さは数μm程度に及ぶために、この加
工変質層の影響によって、光屈折率等の特性が変化す
る。この結果、デバイスのシュミレーション結果と、実
際に製造したデバイスの特性とが食い違ってしまうとい
う問題点があった。また、光導波路の安定性が低くなる
ために、光導波路の挿入損失や消光比が悪くなるという
問題が発生することが判明してきた。
【0006】また、例えば3インチウエハーの全体を均
一に数ミクロンの深さだけエッチングしようとした場
合、非常に長時間を要するため、製造コストが著しく高
くなる。
【0007】更に、材料の光屈折率等に基づいて算出し
た光デバイスのシュミレーション結果と、実際に製造さ
れた光デバイスの構造とが一致しないために、素子の光
吸収特性や消光比特性等が十分には得られないという問
題があった。これは、リッジ型光導波路27の表面26
はほぼ平坦であるが、側面28が傾斜するからである。
【0008】光導波路27の側面28が傾斜してくる理
由は、次のように考えられる。エピタキシャル膜24の
主面24aにリッジ型光導波路27が突出するが、この
際、リッジ型光導波路27の高さdの幅Wに対する比率
d/Wを大きくし、光導波路27を高く突出させるため
には、光導波路27の周囲を、できる限り深くエッチン
グする必要がある。しかし、基板側とマスク23とのエ
ッチングレートの比率は、通常2:1〜5:1程度であ
るために、リッジ型光導波路27の周囲を深くエッチン
グするためには、これに相応して厚さの大きいマスク2
3を使用する必要がある。しかし、このように厚いマス
ク23を使用すると、今度はマスクの周囲でエッチング
レートが低下してくるために、リッジ角θが90°より
も著しく小さくなってくる。
【0009】本発明の課題は、少なくとも光導波路を含
むリッジ構造部分を備えている光導波路デバイスを製造
するのに際して、光導波路における加工変質層の生成を
防止できるようにすることであり、また短時間でリッジ
構造部分を量産できるようにすることである。また、本
発明の課題は、リッジ構造部分の側面を基板の表面に対
してほぼ垂直にできるようにすることである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも光
導波路を含むリッジ構造部分を備えている光導波路デバ
イスを製造する方法であって、光導波路層を備えている
被加工基板に、リッジ構造部分を形成する方法として、
研削加工法を用いることを特徴とする。
【0011】研削加工を用いた加工分野においては、セ
ラミックスや単結晶材料への各種取組がなされている。
例えば、磁気ヘッド用のフェライトにおいては、研削加
工により、幅10μm程度のトラックを加工する技術が
知られている。しかしながら、光部品ないし光デバイス
においては、このような技術は、未だ実用的な技術とし
て適用されておらず、検討されてもいない。
【0012】本発明者は、こうした高精度研削加工法
を、リッジ構造を有する屈折率制御型光導波路に適用し
たところ、驚くべく高い加工精度と少ない加工歪とをも
って、リッジ型の光導波路を加工および形成できること
を発見した。
【0013】しかも、本発明者は、リッジ構造の光導波
路を研削加工によって形成してみた結果、加工変質層ま
たは加工歪の発生領域が、僅かに0.1μm以下に抑制
されるという、驚くべき効果を確認し、本発明を完成し
た。
【0014】
【発明の実施形態】本発明において使用できる研削加工
装置としては、各種装置が可能であるが、現在、その機
械精度の高さから、精密マイクログラインダーと呼ばれ
ている研削装置を使用することが特に好ましいことを見
いだした。
【0015】次いで、研削加工に用いるダイヤモンド砥
石について検討した結果、ダイヤモンドの結合剤として
レジン系の結合剤を使用した砥石、即ち一般的にレジン
ボンド砥石と呼ばれるものが、特に好適に使用できるこ
とを見いだした。金属を結合剤とするメタルボンド砥石
を使用した場合は、光導波路の上部に小さなクラックや
欠けが生じ、良好な加工は困難であった。これは、ダイ
ヤモンドの結合が強いことにより、加工中にリッジ構造
のエッジ部分に、微小な衝撃および応力が加わり、光導
波路の上部に小さなクラックや欠けが生じたものと考え
られる。また、結合剤としてレジンと金属を混合して用
いたレジメタボンド砥石でも、良好な加工が可能であっ
た。
【0016】また、リッジ加工を行うときには、砥石の
ドレッシングおよび形状修正が必要である。本発明者
は、砥石のドレッシングおよび形状修正工程を、砥石を
研削加工装置にセットした状態で行うことにより、特に
良好な加工が可能であることを見いだした。更に具体的
には、非常に微細な調整を必要とする砥石修正を、マイ
クログラインダにセットしたまま行う方法として、カッ
プツルア等が好適に用いられる。カップツルアについて
は、「砥粒加工学会誌」Vol.39,No.5,19
95年9月号第9頁に記載されている。
【0017】このようにして、リッジ構造部分の加工に
関しては、目標とする光導波路の幅(リッジ幅)に対し
て、±0.2μm以下の非常な高精度で加工ができる。
これは、理論設計通りの光導波路を実現できることを意
味している。これを言い換えると、各材質の屈折率等の
特性および光導波路の模型に基づいた計算機シュミレー
ションの結果とほとんど食い違いのない光デバイスを量
産できることを意味しており、この点で本発明は画期的
な製造技術である。
【0018】また、光導波路の形状安定性については、
従来の反応性イオンエッチングによると、台形状のリッ
ジ型光導波路しか形成することができず、光導波路の側
面の傾きが70〜80°程度にしか加工できなかった。
これに対して、本発明の加工では、砥石の形状を最適に
調整することにより、基板表面に対してほぼ90°の角
度(垂直)な側面を有する、横断面が長方形のリッジ型
光導波路を安定して作製できた。
【0019】更に、砥石を高速で回転させ、砥石の送り
速度を高速化することによって、反応性イオンエッチン
グに比べて十分に短時間で、光デバイスの形成ができ
る。更には、砥石を複数列設け、配列した研削加工装置
を用いることにより、ウエハー形状の基板の全体に同時
に複数のリッジ構造を形成することができ、これによっ
て、1枚のウエハーに複数のチップを同時に、短時間で
加工および形成することが可能になった。
【0020】次に、基板の厚さ方向の制御に関しては、
シリコンウエハー等の研磨加工に一般的に用いられてい
たケミカルメカニカルポリシングを、基板の厚さ方向の
制御について適用できることを見出した。
【0021】一般に、液相エピタキシャル成長によって
育成された単結晶厚膜は、15μmの厚さに対して±
1.5μm程度の厚さのバラツキがある。そこで、ま
ず、基板上に液相エピタキシャル法によって成膜された
光導波路層の表面から、精密研削加工を行い、光導波路
層の厚さを、例えば11±0.2μmに仕上げることが
できた。こうした精密研削加工法としては、ELID研
削(電解作用によりドレッシングしながら研削を行う方
法)を適用できる。ELID研削とは、砥石を電解作用
によりドレッシングしながら研削作業に供し、加工性能
を改善、安定させる加工法であり、「砥粒加工学会誌」
Vol.39,No.5,1995年9月号第2頁に記
載されている。
【0022】更に、仕上げの平面研磨加工の方法とし
て、ケミカルメカニカルポリシングを用いることによ
り、光導波路層の膜厚を10±0.2μmとし、、表面
粗さRaを10Å以下とするという、驚くべき精度で仕
上げ加工が可能であることを見いだした。
【0023】つまり、この平面研磨加工により、光導波
路層の厚さを、目標とする所定の厚さに対して、±0.
2μm以下の非常な高精度で加工できることを見出し
た。つまり、事実上、理論設計通りのリッジ型光導波路
を実現し、量産できる。
【0024】また、3インチ基板の全面に、こうした高
精度での加工が可能であるため、光導波路チップを3イ
ンチ基板の全面に形成できる。従って、量産性にとりわ
け優れた加工方法であった。
【0025】なお、この加工方法は、上記の説明におい
ては、主として酸化物単結晶およびそのエピタキシャル
膜への適用を示したが、石英ガラス導波路を使用した平
面回路などへも適用可能であった。
【0026】リッジ型光導波路を作製するための研削条
件としては、次の諸条件が好ましい。まず、使用する砥
石はレジンボンドが好ましい。例えばメタルボンドの砥
石を用いると、基板に与えるダメージが大きく、伝搬損
失あるいは消光比が低下する傾向があるからである。砥
石の粒径は、2μm〜3μmが好ましい。粒径が1μm
以下の場合には、砥石の研削能力が低下し、目詰まりを
生じやすいからである。また粒径が4μm以上である
と、チッピングが発生しやすくなり、歩留まりが低下す
るからである。
【0027】砥粒の集中度は75〜200が好ましい。
砥石の回転数は5000rpm以上、20000rpm
以下が好ましい。ブレードの送り速度は、1〜100m
m/minが好ましく、10〜30mm/minが更に
好ましい。スピンドルの振動は0.1μm以下が好まし
い。
【0028】以下、本発明の各実施形態について、図面
を参照しつつ説明する。図1(a)、(b)は、それぞ
れ被加工基板5A、5Bを示す正面図である。まず強誘
電性光学単結晶からなる基板本体1を準備する。1a、
1dは基板本体1の主面であり、1c、1bは側面であ
る。図1(a)に示す例においては、この基板本体1の
一方の主面1a上に、光導波路層2を形成している。光
導波路層2は、エピタキシャル膜や蒸着膜であって良
い。光導波路層2の屈折率は、基板本体1の屈折率より
も大きい。
【0029】図1(b)の例においては、基板本体1の
主面1a上に、中間層4および光導波路層3を順次形成
している。いずれも、エピタキシャル膜や蒸着膜であっ
て良い。この際、光導波路層3の屈折率は、中間層4の
屈折率よりも大きくする。
【0030】光導波路層2、3、中間層4の表面は、好
ましくは前記のようにして精密平面研削加工し、その厚
さを所定範囲内に制御する。次いで、図1(c)に示す
ように、被加工基板5B(または5A)の細長い方の側
面1bに対して平行な方向へと向かって、研削加工を行
う。図1(c)の実施形態においては、研削歯を備えた
回転体6を使用し、回転体6を矢印7のように回転させ
ながら、矢印8のように進行させ、基板本体1、中間層
4および光導波路層3を、同時に研削する。この際、回
転体6の進行方向は、側面1bと平行な方向とする。
【0031】破線9に沿って被加工基板5B(5A)を
研削する。この際には、好ましくは回転体6を側面1b
に対して平行な方向に向かって多数回往復させること
で、基板本体1の側面1bの方から破線9の方へと向か
って徐々に研削を進めることによって、リッジ構造部分
以外の領域を除去する。
【0032】この研削加工の過程で、被加工基板からリ
ッジ構造部分を削りだすことによって、例えば図2
(a)、(b)に示す光導波路基板11A、11Bを作
製できる。図2(a)の光導波路基板11Aにおいて
は、基板1の主面10から突出するようにリッジ構造部
分12が形成されている。リッジ構造部分12の基部1
6は、基板本体1を構成する材質、好ましくは強誘電性
光学単結晶からなり、基部16の上に光導波路13が形
成されている。基部16の側面16aは基板本体の主面
10に対してほぼ垂直に延びており、側面16aと光導
波路13の側面13bとが連続している。光導波路13
の上面13aは、主面10に対して略並行である。
【0033】図2(b)の光導波路基板11Bにおいて
は、基板1の主面10に中間層15が形成されており、
中間層15から突出するように、リッジ構造部分18が
形成されている。リッジ構造部分18の基部17は、中
間層15を構成する材質からなり、基部17の上に、光
導波路13が形成されている。基部17の側面17a
は、基板本体の主面10に対してほぼ垂直に延びてお
り、側面17aと光導波路13の側面13bとが連続し
ている。
【0034】こうした光導波路基板においては、光導波
路13の中を伝搬する光のビーム14の断面形状がほぼ
円形となり、光ビームの歪みが生じない。光導波路13
の側面13bが互いに平行であって、光導波路13の断
面形状が正方形もしくは長方形であるために、光のビー
ム14の対称性が高く、その伝搬の効率が最も高くな
る。
【0035】こうした光導波路基板を使用して、光の強
度、位相を変調するための光変調器なしい光スイッチン
グ素子などを作製できる。この際、光を変調するための
電極の形態は特に制限されない。
【0036】基板本体の材質は、酸化物単結晶とするこ
とが特に好ましい。この際、酸化物単結晶として、ニオ
ブ酸リチウム単結晶、タンタル酸リチウム単結晶および
ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶か
らなる群より選ばれた一種以上の酸化物単結晶を用いる
ことが特に好ましい。
【0037】また、好適な態様においては、酸化物単結
晶として、ニオブ酸リチウムカリウムおよびタンタル酸
リチウムからなる群より選ばれた一種以上の酸化物単結
晶を用いる。
【0038】本発明においては、d/Wを2以上とする
ことによって、リッジ部分内の光導波路に加わる電界が
基板の方へと広がりにくくなるので、好ましい。また、
d/Wを100以下とすることによって、このリッジ部
分を備えた光導波路基板の取扱いが容易となり、基板の
取扱いの最中にリッジ部分の破損が生じにくくなる。
【0039】
【実施例】(実施例1) 図1(b)に示す被加工基板を製造し、本発明に従って
リッジ型光導波路を形成した。まず、3インチウエハー
サイズのニオブ酸リチウム単結晶基板1上に、液相エピ
タキシャル法によって、ニオブ酸リチウム−タンタル酸
リチウム固溶体単結晶からなる中間層4を形成した。
【0040】基板となるウエハーの外周部の3カ所を、
白金製のホルダーで保持し、水平ディッピング方式によ
って成膜を行った。溶融体の仕込み組成は、16mol
%LiNbO3 −4mol%LiTaO3 −80mol
%LiVO3 とした。この溶融体の飽和温度は、約10
50℃であった。この溶融体を1200°Cで保持し
て、完全に均一に溶解させ、次いで、920°Cまで冷
却し、24時間以上保持した。この間に、過飽和分のL
iNbO3 は、固相として析出し、液相部分は完全な飽
和状態になった。
【0041】次いで、この溶融体の温度を910℃と
し、前記ウエハーを液相中に浸漬し、単結晶膜を形成し
た。溶融体に対してウエハーが接触する時間は、16分
間とした。ウエハー中央部に、厚さ約20μmのニオブ
酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶薄膜が形
成された。ウエハー面内で、形成された単結晶薄膜の膜
厚分布を調べた結果、20μm±1μmであった。
【0042】次いで、ELID研削による精密平面精研
削を行い、ニオブ酸リチウム−タンタル酸リチウム固溶
体単結晶膜の膜厚を、ウエハー全面で16μm±0.2
μmの精度に加工した後、ケミカルメカニカルポリシン
グによって膜厚15μm±0.2μm、表面粗さRa=
10オングストローム以下の仕上げ研磨を行った。こう
して中間層4を形成した。
【0043】次いで、液相エピタキシャル法によってニ
オブ酸リチウム単結晶からなる光導波路層3を形成し
た。溶融体の仕込み組成は20mol%LiNbO 3
80mol%LiVO3 とした。この溶融体の飽和温度
は、約960℃であった。この溶融体を1150°Cで
保持して、完全に均一に溶解させ、次いで、905°C
まで冷却し、24時間以上保持した。
【0044】次いで、この溶融体の温度を900℃と
し、前記ウエハーを液相中に浸漬し、単結晶膜を形成し
た。溶融体に対してウエハーが接触する時間は、10分
間とした。ウエハー中央部に、厚さ約10μmのニオブ
酸リチウム単結晶薄膜が形成された。ウエハー面内で、
形成された単結晶薄膜の膜厚分布を調べた結果、10μ
m±1μmであった。
【0045】次いで、ELID研削による精密平面研削
を行い、ニオブ酸リチウム単結晶薄膜の膜厚を、ウエハ
ー全面で8μm±0.2μmの精度に加工した後、ケミ
カルメカニカルポリシングによって、膜厚5μm±0.
2μm、表面粗さRa=10オングストローム以下の仕
上げ研磨を行い、光導波路層3を形成した。以上の工程
によって、厚さ15μmの中間層4と厚さ5μmの光導
波路層3とを形成した。
【0046】次いで、マイクログラインダーによる研削
加工によって、基板表面に、幅5μm、高さ10μmの
リッジ構造部分18を形成した。3インチウエハーに、
長さ20mm、幅5mmのデバイス約60個を形成する
ための加工を行った。加工には、外径φ100mm、厚
さ1.2mm、粒径2〜3μmのレジンボンド砥石を使
用した。砥石は、カップツルアによってドレッシングお
よび先端形状制御を行った後、回転数8000rpm、
送り速度20mm/minで研削加工を行った。
【0047】リッジ構造部分の形成に必要な時間は、3
0分であった。加工変質層の厚さは約0.05μmであ
った。このようにして形成した、リッジ型薄膜導波路の
特性を評価した結果、伝搬損失は、波長0.84μmに
おいて約0.2dB/cmであり、消光比は40dB以
上であった。
【0048】(比較例1)実施例1と同様にして、ニオ
ブ酸リチウム単結晶基板1上に、中間層4と光導波路層
3とを順次形成した。次いで、アルゴンガスを用いたイ
オンミリング法によって、幅5μm、高さ5μmのリッ
ジ構造部分を形成した。
【0049】リッジ構造部分の形成に必要な時間は、4
時間であった。加工変質層の厚さは約1μmであった。
このようにして形成したリッジ構造部分のリッジ角は、
約80°であった。このリッジ型薄膜導波路の特性を評
価した結果、伝搬損失は、波長0.84μmにおいて約
3dB/cmであり、消光比は約25dBであった。ま
た、2mWの出射光パワーに対して、光損傷が発生し、
光のビームのパターンが乱れた。
【0050】(実施例2)図1(a)に示す被加工基板
を製造し、本発明に従ってリッジ型光導波路を形成し
た。3インチウエハーサイズのニオブ酸リチウム単結晶
基板1上に、厚さ約500オングストロームのチタン膜
を、蒸着法によって形成した。このチタン膜を、105
0℃で10時間熱処理することによって、平面チタン拡
散光導波路層2を形成した。
【0051】次いで、マイクログラインダーによる研削
加工によって、基板1の表面に、幅10μm、高さ20
μmのリッジ構造部分12を形成した(図2(a)参
照)。3インチウエハーに、長さ20mm、幅5mmの
デバイス約60個を形成するための加工を行った。加工
に際しては、外径φ100mm、厚さ1.2mm、粒径
2〜3μmのレジンボンド砥石を使用した。砥石は、カ
ップツルアによってドレッシングおよび先端形状制御を
行った後、回転数8000rpm、送り速度20mm/
minで研削加工を行った。
【0052】リッジ構造部分の形成に必要な時間は、3
0分であった。加工変質層の厚さは約0.05μmであ
った。このようにして形成した、リッジ型チタン拡散導
波路13の特性を評価した結果、伝搬損失は波長1.3
μmにおいて約0.2dB/cmであり、消光比40d
B以上であった。
【0053】(比較例2)実施例2と同様にして、ニオ
ブ酸リチウム単結晶基板1上に、平面チタン拡散光導波
路層2を形成した。次いで、アルゴンガスを用いたイオ
ンミリング法によって、幅5μm、高さ5μmのリッジ
構造部分を形成した。
【0054】リッジ構造部分の形成に必要な時間は、5
時間であった。加工変質層の厚さは約0.5μmであっ
た。このようにして形成したリッジ構造部分のリッジ角
は、75°であった。このリッジ型薄膜導波路の特性を
評価した結果、伝搬損失は、波長0.84μmにおいて
約4dB/cmであり、消光比は約20dBであった。
【0055】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、少
なくとも光導波路を含むリッジ構造部分を備えている光
導波路デバイスを製造するのに際して、光導波路におけ
る加工変質層の生成を防止でき、短時間でリッジ構造部
分を量産できる。また、リッジ構造部分の側面を基板の
表面に対してほぼ垂直にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は、基板本体1上に光導波路層2を形成
した状態を示す側面図であり、(b)は、基板本体1上
に中間層4および光導波路層3を形成した状態を示す側
面図であり、(c)は、被加工基板5B(5A)を研削
加工している状態を模式的に示す斜視図である。
【図2】(a)、(b)は、それぞれ、光導波路基板1
1A、11Bを示す正面図である。
【図3】(a)、(b)は、従来方法によるリッジ型光
導波路の作製プロセスを説明するための模式的断面図で
ある。
【符号の説明】
1 基板本体 1a、1d 被加工基板1の主面
1c、1b 基板本体1の側面 2、3 光導波路層
4、15 中間層 5A、5B 被加工基板
6 研削歯を備えた回転体 7 回転体6の回転方向 8 回転体6の進行方向 11A、11B 光導波路
基板 12、18リッジ構造部分 13 リッジ型
の光導波路 14 光導波路の中を伝搬する光のビー
ム 16 リッジ構造部分12の基部 17 リッ
ジ構造部分18の基部
【手続補正書】
【提出日】平成9年6月25日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項10
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0041
【補正方法】変更
【補正内容】
【0041】次いで、この溶融体の温度を910℃と
し、前記ウエハーを液相中に浸漬し、単結晶膜を形成し
た。溶融体に対してウエハーが接触する時間は、16分
間とした。ウエハーに、厚さ約20μmのニオブ酸リチ
ウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶薄膜が形成され
た。ウエハー面内で、形成された単結晶薄膜の膜厚分布
を調べた結果、20μm±1μmであった。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0044
【補正方法】変更
【補正内容】
【0044】次いで、この溶融体の温度を900℃と
し、前記ウエハーを液相中に浸漬し、単結晶膜を形成し
た。溶融体に対してウエハーが接触する時間は、10分
間とした。ウエハーに、厚さ約10μmのニオブ酸リチ
ウム単結晶薄膜が形成された。ウエハー面内で、形成さ
れた単結晶薄膜の膜厚分布を調べた結果、10μm±1
μmであった。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山内 正智 愛知県名古屋市瑞穂区須田町2番56号 日 本碍子株式会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも光導波路を含むリッジ構造部分
    を備えている光導波路デバイスを製造する方法であっ
    て、光導波路層を備えている被加工基板に前記リッジ構
    造部分を形成する方法として研削加工法を用いることを
    特徴とする、光導波路デバイスの製造方法。
  2. 【請求項2】前記リッジ構造部分のリッジ幅が3μm以
    上、20μm以下であることを特徴とする、請求項1記
    載の光導波路デバイスの製造方法。
  3. 【請求項3】前記研削加工法として、精密マイクログラ
    インダー装置を使用して研削加工を行うことを特徴とす
    る、請求項1または2記載の光導波路デバイスの製造方
    法。
  4. 【請求項4】前記研削加工法として、ダイヤモンド砥石
    をレジン系結合剤によって結合した砥石を使用すること
    を特徴とする、請求項1または2記載の光導波路デバイ
    スの製造方法。
  5. 【請求項5】前記研削加工法を実施するのに際して、砥
    石を加工装置にセットした状態でこの砥石のドレッシン
    グおよび形状修正を行うことを特徴とする、請求項1記
    載の光導波路デバイスの製造方法。
  6. 【請求項6】被加工基板が本体とこの本体上の光導波路
    層とを備えており、この光導波路層を平面研磨加工する
    ことによって、光導波路層の厚さが3μm以上、20μ
    m以下となるように仕上げ、次いで前記リッジ構造部分
    を形成することを特徴とする、請求項1〜5のいずれか
    一つの請求項に記載の光導波路デバイスの製造方法。
  7. 【請求項7】前記平面研磨加工の方法として、ケミカル
    メカニカルポリシングを用いることを特徴とする、請求
    項6記載の光導波路デバイスの製造方法。
  8. 【請求項8】前記被加工基板の材質を酸化物単結晶とす
    ることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一つの請
    求項に記載の光導波路デバイスの製造方法。
  9. 【請求項9】前記酸化物単結晶として、ニオブ酸リチウ
    ム単結晶、タンタル酸リチウム単結晶およびニオブ酸リ
    チウム−タンタル酸リチウム固溶体単結晶からなる群よ
    り選ばれた一種以上の酸化物単結晶を用いることを特徴
    とする、請求項8記載の光導波路デバイスの製造方法。
  10. 【請求項10】前記酸化物単結晶として、ニオブ酸リチ
    ウムカリウムおよびタンタル酸リチウムカリウムからな
    る群より選ばれた一種以上の酸化物単結晶を用いること
    を特徴とする、請求項8記載の光導波路デバイスの製造
    方法。
JP8165627A 1996-06-26 1996-06-26 光導波路デバイスの製造方法 Pending JPH1010348A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8165627A JPH1010348A (ja) 1996-06-26 1996-06-26 光導波路デバイスの製造方法
US08/882,232 US6129864A (en) 1996-06-26 1997-06-25 Process for producing optical waveguide substrate
EP97304478A EP0816880A3 (en) 1996-06-26 1997-06-25 A process for producing optical waveguide substrate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8165627A JPH1010348A (ja) 1996-06-26 1996-06-26 光導波路デバイスの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1010348A true JPH1010348A (ja) 1998-01-16

Family

ID=15815964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8165627A Pending JPH1010348A (ja) 1996-06-26 1996-06-26 光導波路デバイスの製造方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6129864A (ja)
EP (1) EP0816880A3 (ja)
JP (1) JPH1010348A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002365680A (ja) * 2001-06-05 2002-12-18 Ngk Insulators Ltd 三次元光導波路、光導波路デバイス、高調波発生装置および三次元光導波路の製造方法
JP2008256812A (ja) * 2007-04-03 2008-10-23 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 加工用ブレードの製造方法及び加工用ブレード、並びにそれを用いた光学素子の製造方法及び光学素子
JP5278986B2 (ja) * 2004-09-29 2013-09-04 日本碍子株式会社 光変調器
CN104503024A (zh) * 2014-12-20 2015-04-08 吉林大学 一种带有斜面耦合端口的聚合物光波导的制备方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1082921A (ja) * 1996-09-06 1998-03-31 Ngk Insulators Ltd 光導波路基板、光導波路部品、第二高調波発生デバイスおよび光導波路基板の製造方法
JP3863277B2 (ja) 1998-02-17 2006-12-27 日本碍子株式会社 強誘電体結晶基板の加工方法
US6282358B1 (en) * 1998-12-21 2001-08-28 Lsi Logic Corporation On-chip single layer horizontal deflecting waveguide and damascene method of fabricating the same
EP1473576A1 (en) * 2003-05-02 2004-11-03 ThreeFive Photonics B.V. Integrated optical waveguide
US7589886B1 (en) 2008-08-12 2009-09-15 Hc Photonics Corp. Wavelength converter structure and method for preparing the same
US8201947B2 (en) * 2008-12-10 2012-06-19 Hc Photonics Corp. Wavelength converter and green light source and projection apparatus using the same
US11567353B2 (en) 2019-11-27 2023-01-31 HyperLight Corporation Electro-optic devices having engineered electrodes
US11940713B2 (en) * 2020-11-10 2024-03-26 International Business Machines Corporation Active electro-optic quantum transducers comprising resonators with switchable nonlinearities

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8901875A (nl) * 1989-07-20 1991-02-18 Philips Nv Kalium-lithium niobaat kristallen.
DE4228853C2 (de) * 1991-09-18 1993-10-21 Schott Glaswerke Optischer Wellenleiter mit einem planaren oder nur geringfügig gewölbten Substrat und Verfahren zu dessen Herstellung sowie Verwendung eines solchen
JPH06317718A (ja) * 1993-05-07 1994-11-15 Japan Steel Works Ltd:The リッジ型光導波路の製造方法
US5363462A (en) * 1993-07-02 1994-11-08 Eastman Kodak Company Multilayer waveguide using a nonlinear LiNb Ta1-x O3 optical film
US5759481A (en) * 1994-10-18 1998-06-02 Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corp. Silicon nitride having a high tensile strength
JP3432993B2 (ja) * 1996-03-29 2003-08-04 日本碍子株式会社 光導波路デバイスの製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002365680A (ja) * 2001-06-05 2002-12-18 Ngk Insulators Ltd 三次元光導波路、光導波路デバイス、高調波発生装置および三次元光導波路の製造方法
JP5278986B2 (ja) * 2004-09-29 2013-09-04 日本碍子株式会社 光変調器
JP2008256812A (ja) * 2007-04-03 2008-10-23 Sumitomo Osaka Cement Co Ltd 加工用ブレードの製造方法及び加工用ブレード、並びにそれを用いた光学素子の製造方法及び光学素子
CN104503024A (zh) * 2014-12-20 2015-04-08 吉林大学 一种带有斜面耦合端口的聚合物光波导的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
US6129864A (en) 2000-10-10
EP0816880A2 (en) 1998-01-07
EP0816880A3 (en) 1998-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5083865B2 (ja) 光導波路基板および高調波発生デバイス
US6257224B1 (en) Process for working a preform made of an oxide single crystal, and a process for producing functional devices
JPH1010348A (ja) 光導波路デバイスの製造方法
JP2002357797A (ja) 光導波路デバイス、その製造方法および進行波形光変調器
JP5601709B2 (ja) 光導波路デバイスおよび高調波発生デバイス
US20080087632A1 (en) Fabrication Method for Quasi-Phase-Matched Waveguides
US7290328B2 (en) Method of manufacturing optical modulator
JP2003107545A (ja) リッジ型光導波路素子の製造方法
JPH10246900A (ja) 強誘電体単結晶基板の微小構造の製造方法
JP2002501468A (ja) エッチング方法
JP3999589B2 (ja) 波長変換素子用薄膜基板の製造方法及び波長変換素子用薄膜基板並びに波長変換素子の製造方法
JP7263285B2 (ja) 高調波発生素子の製造方法
JP3885939B2 (ja) 光導波路デバイスの製造方法
JPH06317718A (ja) リッジ型光導波路の製造方法
CN113285201B (zh) 一种微米级矩形波导的制备方法及系统
CN115128738B (zh) 一种具有梯形衬底的ppln脊形波导器件及其制作方法
JPH11352350A (ja) 光導波路素子の製造方法
JP2003177263A (ja) 光導波路の製造方法および光導波路素子
CN109613648B (zh) 一种全晶体波导耦合器的制备方法
JPH03114310A (ja) 弾性表面波フィルター用基板およびその製造方法
JP2002365680A (ja) 三次元光導波路、光導波路デバイス、高調波発生装置および三次元光導波路の製造方法
JP2007079465A (ja) 光制御素子及びその製造方法
JPH06174908A (ja) 導波路型回折格子の製造方法
JP2022068748A (ja) 酸化物単結晶ウエハ、複合基板用ウエハ、複合基板、酸化物単結晶ウエハの加工方法、酸化物単結晶ウエハの製造方法、複合基板用ウエハの製造方法および複合基板の製造方法
JP5556787B2 (ja) 光制御素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20040107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040316

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040706