JPH10206810A - リッジ型光導波路素子及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 強誘電体単結晶基板にリッジ側面が垂直で十
分なリッジ高さのリッジ型光導波路を形成したリッジ型
光導波路素子を得る。 【解決手段】 強誘電体単結晶基板３１の自発分極を有
する結晶方位に垂直な基板面にリッジ型光導波路を形成
する場合において、前記リッジ型光導波路のパターンに
対応した第１の基板領域３１ａ，３１ｂと残りの第２の
基板領域３１ｃ，３１ｄ，３１ｅの分極方向が互いに反
転するように前記強誘電体単結晶基板３１に分極反転処
理を施し、分極反転処理後の強誘電体単結晶基板３１を
エッチング液を用いたウエットエッチング処理で前記第
２の基板領域３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを所要の厚さで除
去することにより前記第１の基板領域３１ａ，３１ｂを
リッジ型に残してリッジ型光導波路３２を形成してい
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、光通信用に使用す
る光変調素子等のリッジ型光導波路素子及びその製造方
法に係り、とくに強誘電体単結晶基板を分極反転とウエ
ットエッチングを利用して加工したリッジ型光導波路素
子及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、光通信の発達が著しくそれに伴っ
て光デバイスの需要も高まってきている。中でも強誘電
体単結晶基板ＬiＮbＯ₃（ニオブ酸リチウム；以下ＬＮ
と言う）、ＬiＴaＯ₃（タンタル酸リチウム；以下ＬＴ
と言う）等を利用した光導波路型素子への要求に対して
は、従来よりプレーナ型光導波路素子が採用されてきた
のに対して、新しくリッジ型光導波路素子が開発されつ
つある。

【０００３】図７は従来のプレーナ型導波路光変調素子
の一例を示す構成図である。この図において、１は例え
ばＬＮなどの強誘電体単結晶基板、２は基板１にＴi
（チタン）の熱拡散によって形成された光導波路であ
る。

【０００４】この図７で左側から光導波路２に入った入
力光は、光導波路の部分上に形成されている変調用電極
３，４によって、変調用駆動電圧源５の出力電圧Ｖによ
る電界が印加され、電気光学効果によって、２路に分か
れた互いの光に位相差が生じる。この原理によって、変
調用駆動電圧源５の出力電圧Ｖを変えることにより、出
力光の強度変調を行うことができる。

【０００５】また、図８は開発段階にあるリッジ型導波
路光変調素子の一例を示す構成図であり、例えば特開平
４−１２３０１８号公報に提案されているものである。
この図において、１１は例えばＬＮなどの強誘電体単結
晶基板、１２は基板１１をリッジ型に加工して形成され
た光導波路である。

【０００６】この図８の構成においても、左側から光導
波路１２に入った入力光は、光導波路の部分に形成され
ている変調用電極１３，１４によって、変調用駆動電圧
源１５の出力電圧Ｖによる電界が印加され、電気光学効
果によって、２路に分かれた互いの光に位相差が生じ
る。このように、図８におけるリッジ型導波路光変調素
子も前記プレーナ型導波路光変調素子と同様の原理で同
様に光の強度変調を行うことができる。

【０００７】しかしながら、従来のプレーナ型導波路光
変調素子は主として次の３つの特性が十分ではなく、改
善点として残されている。即ち、(1)低駆動電圧化、(2)
温度及び長期ＤＣドリフトフリー化、(3)広帯域化の３
点である。

【０００８】一方、開発段階にあるリッジ型導波路光変
調素子は、プレーナ型導波路光変調素子では十分でない
前記３つの特性が十分に改善されることが特開平４−１
２３０１８号公報、宮澤、他「Ｔi：ＬiＮbＯ₃光変調器
のリッジ構造とＤＣドリフト」１９９４年、応用物理学
会春期予稿集２９ａ−Ｇ−１０、野口、他「超高速Ｌi
ＮbＯ₃光変調器の開発」電子情報通信学会技術報告ＭＷ
９６−３５，ＯＰＥ９６−１５（１９９６−０６）ｐ
ｐ．１９−２４等の文献に報告されている。

【０００９】図９及び図１０はプレーナ型導波路光変調
素子とリッジ型導波路光変調素子との優劣の比較、とく
に駆動電圧特性を比較したものである。図９及び図１０
において、Γは入力光の電界と変調用駆動電界との相互
作用を表す電界補正係数であり、Γ＝１の時に最も低い
駆動電圧が得られる。図９のβはリッジ型光導波路のリ
ッジ角を表し、図１０のｄ／Ｗはリッジ型光導波路の
（リッジの高さ）／（リッジ幅） を表している。βが
９０度（即ちリッジ表面に対してリッジ側面が垂直）
で、ｄ／Ｗ＝１（即ちリッジ高さがリッジ幅に等しい）
時に最も低い駆動電圧が得られることが示されている。
β＝０の時及びｄ／Ｗ＝０の時が従来のプレーナ型光導
波路に相当しており、リッジ型導波路光変調素子はプレ
ーナ型導波路光変調素子に比べて、低駆動電圧化の点で
優れていることが分かる。

【００１０】また、長期ＤＣドリフトについて対比した
場合、プレーナ型導波路光変調素子は長期ＤＣドリフト
が短時間で発生するのに対して、リッジ型導波路光変調
素子の長期ＤＣドリフトはリッジ幅を適切に設定するこ
とで、長時間（常温動作において数十年以上）に渡って
発生しないようにすることが可能であることが分かって
いる。

【００１１】また、光応答特性の周波数帯域幅について
対比した場合、プレーナ型導波路光変調素子では−３ｄ
Ｂ以上を保持する周波数帯域は約２０ＧＨｚ程度で比較
的帯域幅が狭いのに対して、リッジ型導波路光変調素子
は１１０ＧＨｚと飛躍的に帯域幅が広く、はるかに優れ
ていることが判明している。

【００１２】さて、リッジ型光導波路素子のリッジ型光
導波路を加工形成するに当たって、従来の多くは反応性
ガスを用いたプラズマエッチング等のドライエッチング
法が採用されてきている。

【００１３】図１１は、マグネトロンＲＩＥ装置を用
い、ＣＦ₄ガスプラズマエッチングによって加工形成し
たＬＮのリッジ型光導波路の断面を示し、２１はＬＮ基
板、２２はＬＮ基板に形成されたリッジ型光導波路、２
３はＣr（クロム）のエッチングマスク、２４はＬＮ基
板にエッチング形成されたリッジ型光導波路２２の側面
にエッチング中に堆積した残渣である。図１２は、エッ
チング中における残渣の堆積する過程を示し、残渣の堆
積は同図（Ａ）,（Ｂ）,（Ｃ）,…,（Ｆ）の状態で順に
進み、堆積された残渣が障害となって、エッチングされ
るＬＮ基板の側面がテーパー状になってゆく過程が示さ
れている。エッチング終了後に残渣２４を除去して得ら
れるリッジ型光導波路２２のリッジ角度は７０度前後で
ある。また、ドライエッチングによる加工速度は０.０
１５μｍ／分程度と遅く、必要とされている、リッジ幅
に等しい加工深さ６〜９μｍを得るには７〜１０時間と
長時間を要する。

【００１４】図１３は、沸酸（ＨＦ）と硝酸（ＮＨ
Ｏ₃）の混合液をエッチング液としたウエットエッチン
グによって形成したＬＮのリッジ型光導波路の断面を示
す図である。２１はＬＮ基板、２５はＬＮ基板に形成さ
れたリッジ型光導波路、２６はＡｕ（金）又はＣr（ク
ロム）のエッチングマスクである。ＬＮ基板２１に形成
されたリッジ型光導波路２５は、ウエットエッチングで
はリッジ角４５度となり、垂直なリッジ角は得られな
い。

【００１５】なお、強誘電体単結晶基板の分極反転につ
いては、栗村 直「光第２高調波発生と分極反転」固体
物理Vol.２９，No.１，１９９４年、７５乃至８２頁、
特開平８−２７１９４０号等に開示されているが、いず
れも高調波発生を目的としたもので、リッジ型光導波路
形成を目的としたものではない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】以上示してきたよう
に、ドライエッチング法ではＬＮ、ＬＴ等の強誘電体単
結晶基板にリッジ型光導波路を垂直に加工形成すること
ことは極めて困難であり、また加工速度も遅く、実用的
ではない。また、ウエットエッチング法ではリッジ角度
は４５度しか得られない。

【００１７】本発明の第１の目的は、上記の点に鑑み、
ＬＮ、ＬＴ等の強誘電体単結晶基板にリッジ側面が垂直
で十分なリッジ高さのリッジ型光導波路を形成してなる
リッジ型光導波路素子を提供することにある。

【００１８】本発明の第２の目的は、ＬＮ、ＬＴ等の強
誘電体単結晶基板に、リッジ側面が垂直でリッジ高さの
十分高いリッジ型光導波路を速い加工速度で加工形成可
能なリッジ型光導波路素子の製造方法を提供することを
目的とする。

【００１９】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のリッジ型光導波路素子は、強誘電体単結晶
基板の自発分極を有する結晶方位に垂直な基板面にリッ
ジ型光導波路を形成してなり、前記リッジ型光導波路の
側面が前記基板面に垂直でかつ前記強誘電体単結晶基板
の分極反転の境界から立ち上がっていることを特徴とし
ている。

【００２１】また、本発明に係るリッジ型光導波路素子
の製造方法は、強誘電体単結晶基板の自発分極を有する
結晶方位に垂直な基板面にリッジ型光導波路を形成する
場合において、前記リッジ型光導波路のパターンに対応
した第１の基板領域と残りの第２の基板領域の分極方向
が互いに反転するように前記強誘電体単結晶基板に分極
反転処理を施し、分極反転処理後の強誘電体単結晶基板
をエッチング液を用いたウエットエッチング処理で前記
第２の基板領域を所要の厚さで除去することにより前記
第１の基板領域をリッジ型に残してリッジ型光導波路を
形成することを特徴としている。

【００２２】前記リッジ型光導波路素子の製造方法にお
いて、強誘電体単結晶基板の自発分極を有する結晶方位
に垂直な一方の基板面に前記リッジ型光導波路のパター
ン又は当該導波路のパターンの逆パターンのパターン電
極を形成し、他方の基板面に一様な平面電極を形成し
て、前記パターン電極と前記平面電極間に電圧を印加す
ることにより前記分極反転処理を実行してもよい。

【００２３】あるいは、強誘電体単結晶基板の自発分極
を有する結晶方位に垂直な一方の基板面に一様な平面電
極を形成して該平面電極を接地又は一定電位に保持し、
他方の基板面に前記リッジ型光導波路のパターン又は当
該導波路のパターンの逆パターンを電子ビーム又はイオ
ンビームにより描画することで前記分極反転処理を実行
してもよい。

【００２４】前記エッチング液の液温は、前記第２の基
板領域に対するエッチングレートが０.１５μｍ／分以
上となる温度に設定するとよい。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るリッジ型光導
波路素子及びその製造方法の実施の形態を図面に従って
説明する。

【００２６】図１乃至図５を用いて本発明に係るリッジ
型光導波路素子及びその製造方法の第１の実施の形態を
説明する。

【００２７】図１及び図２は第１の実施の形態によって
得られるリッジ型光導波路素子の横断面図及び斜視図で
あり、３１は結晶軸Ｃ軸（自発分極を有する結晶方位）
に対して垂直に切り出された（Ｚカット）ＬＮ又はＬＴ
の強誘電体単結晶基板、３２は前記Ｃ軸に垂直な基板面
に形成されたリッジ型光導波路（例えば光変調器用光導
波路）である。ここで、基板内の各領域３１ａ乃至３１
ｅにある矢印は、各領域の分極方向を示しており、前記
リッジ型光導波路３２の配された基板領域３１ａ，３１
ｂは光導波路の位置する表側が＋Ｃ面で裏側が−Ｃ面と
なっており、他の基板領域３１ｃ，３１ｄ，３１ｅは分
極反転されて表側が−Ｃ面で裏側が＋Ｃ面となってい
る。そして、リッジ型光導波路３２の側面は前記基板面
に垂直でかつ強誘電体単結晶基板３１の分極反転の境界
Ｓから立ち上がっている。

【００２８】次に第１の実施の形態の場合の製造方法に
ついて説明する。

【００２９】まず、図３の斜視図及び図３のIV−IV断面
図である図４のように、結晶軸Ｃ軸に対して垂直に切り
出された（Ｚカット）ＬＮ又はＬＴの強誘電体単結晶基
板３１の一方の基板面（自発分極の−Ｃ面）に一様な平
面電極３３を、他方の基板面（自発分極の＋Ｃ面）に導
波路逆パターン電極３４をそれぞれ形成する。例えば、
強誘電体単結晶基板３１としては厚さが０.５mmのＬＮ
基板を使用可能であり、平面電極３３はアルミニウム等
で形成でき、導波路逆パターン電極３４はフォトリソグ
ラフィー技術を用いてアルミニウム等で所望形状に形成
可能である。但し、導波路逆パターン電極３４は、光導
波路の配置パターン部分には電極が無く、それ以外の基
板面に電極が形成されているものである。３５は電極３
３，３４間にパルス波電圧を印加するための分極反転用
パルス波電源である。

【００３０】上記のように電極３３，３４を形成した強
誘電体単結晶基板３１を真空中に設置し、外部よりパル
ス波電源３５によって、前記平面電極３３と前記逆パタ
ーン電極３４間に分極抗反転電界以上（例えばＬＮ基板
における分極抗反転電界強度は２０ｋＶ／mm）のパルス
波電圧を、平面電極３３側が負となり、逆パターン電極
３４側が正となるように印加して分極反転処理を実行す
る。

【００３１】図４に図３のIV−IV断面を示し、図４中の
基板３１内の各領域３１ａ乃至３１ｅにある矢印は、分
極反転処理後の各領域の分極方向を示している。ここ
で、基板３１内の基板領域３１ｃ，３１ｄ，３１ｅは導
波路以外の領域（導波路逆パターン領域）であり、分極
が反転した領域であって、逆パターン電極３４から平面
電極３３の方向に向いている。従って、基板領域３１
ｃ，３１ｄ，３１ｅの逆パターン電極３４側は−Ｃ面と
なっている。それ以外の領域、つまり導波路を設ける領
域となる基板領域３１ａ，３１ｂでは、分極は反転され
ておらず、基板領域３１ｃ，３１ｄ，３１ｅとは逆方向
に向いている。従って、導波路を設ける基板領域３１
ａ，３１ｂの逆パターン電極３４側は＋Ｃ面となってい
る。

【００３２】強誘電体単結晶基板３１の導波路逆パター
ン領域、即ち基板領域３１ｃ，３１ｄ，３１ｅを上記の
如く真空中でパルス波電源３５を用いて分極反転するこ
とによって、基板３１の沿面放電が抑制されて分極反転
の横方向への拡大が抑えられ、均一且つ基板表面に垂直
で深い分極反転構造が形成される。

【００３３】そして、上述のように分極反転処理後の強
誘電体単結晶基板３１を沸酸と硝酸の混合液であるエッ
チング液に浸漬してウエットエッチング処理し、分極反
転領域と非反転領域とで前記エッチング液に対する性質
が異なることを利用して、基板領域３１ｃ，３１ｄ，３
１ｅのみを所要の厚さで除去する（同時に分極反転のた
めに形成した電極も溶解、除去する）ことで、図１及び
図２に示すように、強誘電体単結晶基板３１の基板面に
対し垂直に側面が立ち上がったリッジ型光導波路３２を
有するリッジ型光導波路素子が得られる。即ち、導波路
逆パターン電極３４側が−Ｃ面に分極反転された基板領
域３１ｃ，３１ｄ，３１ｅは沸酸と硝酸の混合液で迅速
にエッチングされ、分極反転されておらず導波路逆パタ
ーン電極３４側が＋Ｃ面となっている導波路領域の基板
領域３１ａ，３１ｂはエッチングされずに残る。従っ
て、図１及び図２における導波路領域は側面が垂直に立
ち上がったリッジ型光導波路３２として形成されること
になり、また、リッジ型光導波路３２の側面は強誘電体
単結晶基板３１の分極反転の境界Ｓから立ち上がってい
る。

【００３４】前述の如く基板３１の導波路領域となる基
板領域３１ａ，３１ｂ以外の領域は、真空中でパルス波
電源３５を用いて分極反転されているため、均一で且つ
基板表面に垂直で深く分極反転されている。従って、沸
酸と硝酸の混合液で導波路領域となる基板領域３１ａ，
３１ｂ以外の領域がエッチング除去されて形成された光
導波路３２は、断面が強誘電体単結晶基板３１の基板面
に対して垂直に立ち上がり且つ十分な高さ５〜１０μｍ
を持つリッジ型に形成される。

【００３５】図５は、エッチング液である沸酸と硝酸の
混合液の温度に対するＬＮ基板のエッチングレートを表
す図である。エッチング液温が７０〜８０℃でエッチン
グレートが０.１５μｍ／分となり、従来のドライエッ
チングによるエッチングレート０.０１５μｍ／分の１
０倍となって、実用レベルに達する。また、エッチング
液温９０℃では、リッジ型光導波路３２のリッジ幅（導
波路幅）６〜９μｍと等しいエッチング深さ６〜９μｍ
は２０〜３０分で得られることが分かる。エッチング温
度９０℃以上を採用し、かつ複数枚同時にエッチングす
るバッチ処理等を併用すれば、基板１枚処理時間が１分
程度という高いスループットでリッジ型光導波路素子を
加工形成できることが分かる。

【００３６】この第１の実施の形態によれば、次の通り
の効果を得ることができる。

【００３７】(1) ＺカットＬＮ基板等の強誘電体単結
晶基板３１に対して、光導波路型素子の導波路領域（基
板領域３１ａ，３１ｂの導波路側）を、結晶面（基板
面）が＋Ｃ面となるように、導波路以外（基板領域３１
ｃ，３１ｄ，３１ｅ）を−Ｃ面となるように分極を基板
表面に対して垂直に深く反転させ、分極反転処理後の基
板３１を所定のエッチング液でウエットエッチング処理
することで、−Ｃ面である導波路以外の領域だけがエッ
チング除去され、＋Ｃ面である導波路領域はエッチング
されずに残り（分極の向きによりエッチング液に対する
性質が異なるため）、基板表面に対して垂直で且つリッ
ジ高さの高いリッジ型光導波路３２を形成可能である。

【００３８】(2) 沸酸と硝酸の混合液等によるエッチ
ング液の温度を、導波路以外の基板領域に対するエッチ
ングレートが０.１５μｍ／分以上の実用的なレベルと
なる高い温度に設定することによって、光導波路型素子
の加工速度を従来のドライエッチングに比較してかなり
高速化することで、高スループットが得られる。

【００３９】(3) 前述した分極反転処理を、真空中で
パルス波電源３５を用いて平面電極３３と導波路逆パタ
ーン電極３４との間に高電圧を印加して行うことによ
り、均一で且つ基板表面に垂直で深く分極反転させるこ
とが可能であり、従ってウエットエッチング処理後のリ
ッジ型光導波路３２のリッジ幅６〜９μｍと等しいエッ
チング深さ６〜９μｍを容易に形成でき、リッジ型光導
波路側面を垂直に形成することができる。

【００４０】図６は本発明の第２の実施の形態を示す。
この場合、３１はＬＮ等の強誘電体単結晶基板、４３は
基板３１の＋Ｃ面に形成された一様な平面電極である。
基板３１の＋Ｃ面の平面電極４３を接地して（又は一定
電位として）、基板３１の−Ｃ面上に電子ビーム４５を
照射して導波路パターン４４を直接描画する。強誘電体
単結晶基板３１の−Ｃ面に照射された電子が当該基板３
１内に拡散することによって、基板３１の−Ｃ面の電子
ビームを照射した導波路パターン４４の領域が分極反転
されて、＋Ｃ面となる。このように、電子ビームを照射
し、パターンを直接描画する方法を用いて、所定の導波
路領域を＋Ｃ面に分極反転することができる。

【００４１】図６の第２の実施の形態の場合において
も、強誘電体単結晶基板３１の導波路パターン４４で規
定された所定の導波路領域を分極反転した後、第１の実
施の形態と同様のエッチング液を用いたウエットエッチ
ング処理を実行することによって図１及び図２に示すリ
ッジ型光導波路を基板面に形成してなるリッジ型光導波
路素子が得られる。

【００４２】この第２の実施の形態によれば、直接電子
ビームを照射して導波路パターン４４の領域を分極反転
処理できるため、強誘電体単結晶基板３１の片側のみに
平面電極を設ければよく、電極形成のための工程を簡素
化できる。

【００４３】さらに、その他の実施の形態として、強誘
電体単結晶基板の＋Ｃ面にフォトレジストで導波路パタ
ーンを形成し、該パターンを含めて全面に渡って導電膜
を被覆するか、又は該パターン以外の部分に導電膜を形
成し、さらに−Ｃ面に一様な平面電極を形成して、該導
電膜と該平面電極間に電圧を印加して該基板の所定の領
域を分極反転させることもできる。

【００４４】また、分極反転のための電圧の印加法とし
ては、前述のパルス波電圧又は直流電圧を用いる方法の
他に、前記強誘電体単結晶基板の−Ｃ面の平面電極を接
地して、＋Ｃ面の導電膜上にアルゴン等の正イオンを照
射する方法、あるいはまた、該基板＋Ｃ面の導波路の逆
パターン電極を接地し、−Ｃ面上の平面電極に電子ビー
ム又は負イオンを照射する方法によって電圧を印加する
こともできる。これらの場合、該基板の＋Ｃ面は導電膜
又はレジストによって全面的に覆われているため、大気
中で電圧印加しても基板表面の沿面放電は抑制されて分
極反転の横方向への拡大が抑えられ、均一且つ基板表面
に垂直で深い分極反転構造が形成される。また、前記強
誘電体単結晶基板の＋Ｃ面にイオンを全面照射しても、
該基板の導波路領域は覆われているため、導波路領域が
損傷を受けることはない。

【００４５】ここで述べたその他の実施の形態において
も、分極反転処理後、前述した実施の形態に示す沸酸及
び硝酸の混合液等のエッチング液を用いてウエットエッ
チングすることによって、図１及び図２に示したリッジ
型光導波路が形成される。

【００４６】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。

【００４７】

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明のリッ
ジ型光導波路素子は、リッジ型光導波路の側面が、前記
強誘電体単結晶基板の分極反転の境界から基板面に垂直
に立ち上がった構造を有しており、かつリッジの高さの
高い構造を有していることによって、リッジ型導波路光
変調素子として使用した場合には、駆動電圧の低電圧
化、長期ＤＣドリフトのフリー化、光応答特性の広帯域
化等の優れた特性を容易に実現可能である。

【００４８】また、本発明のリッジ型光導波路素子の製
造方法によれば、分極反転とウエットエッチングによっ
て、強誘電体単結晶基板表面に垂直でリッジ高さの高い
リッジ型光導波路が効率よく加工形成でき、従来のプレ
ーナ型光導波路素子の特性に比べてはるかに優れた特性
を持つリッジ型光導波路素子を実用レベルの効率で作成
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態であってリッジ型光
導波路の形成完了状態のリッジ型光導波路素子の横断面
図である。

【図２】同斜視図である。

【図３】第１の実施の形態における分極反転処理工程を
説明する斜視図である。

【図４】同じく図３のIV−IV断面図である。

【図５】エッチング液としての沸酸及び硝酸の混合液の
温度とＬＮ基板のエッチングレートとの相関図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態であって分極反転処
理工程を説明する斜視図である。

【図７】従来のプレーナ型導波路光変調素子の構成図で
ある。

【図８】リッジ型導波路光変調素子の構成図である。

【図９】リッジ型光導波路のリッジ角βと電界補正係数
Γとの関係を示す相関図である。

【図１０】リッジ型光導波路の（リッジ高さ）／（リッ
ジ幅）と電界補正係数Γとの関係を示す相関図である。

【図１１】ドライエッチングで形成されたリッジ型光導
波路を示す斜視図である。

【図１２】ドライエッチングによる残渣の堆積する過程
を示す説明図である。

【図１３】従来のウエットエッチングで形成されたリッ
ジ型光導波路を示す斜視図である。

【符号の説明】

１，１１，２１，３１ 強誘電体単結晶基板 ３，４，１３，１４ 変調用電極 ５，１５ 変調用駆動電圧源 １２，２２，２５，３２ リッジ型光導波路 ２３，２６ エッチングマスク ３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ，３１ｅ 基板領域 ３３，４３ 平面電極 ３４ 導波路逆パターン電極 ３５ 分極反転用パルス波電源 ４５ 電子ビーム

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 強誘電体単結晶基板の自発分極を有する
   結晶方位に垂直な基板面にリッジ型光導波路を形成して
   なるリッジ型光導波路素子であって、 前記リッジ型光導波路の側面が前記基板面に垂直でかつ
   前記強誘電体単結晶基板の分極反転の境界から立ち上が
   っていることを特徴とするリッジ型光導波路素子。
2. 【請求項２】 強誘電体単結晶基板の自発分極を有する
   結晶方位に垂直な基板面にリッジ型光導波路を形成する
   リッジ型光導波路素子の製造方法であって、 前記リッジ型光導波路のパターンに対応した第１の基板
   領域と残りの第２の基板領域の分極方向が互いに反転す
   るように前記強誘電体単結晶基板に分極反転処理を施
   し、分極反転処理後の強誘電体単結晶基板をエッチング
   液を用いたウエットエッチング処理で前記第２の基板領
   域を所要の厚さで除去することにより前記第１の基板領
   域をリッジ型に残してリッジ型光導波路を形成すること
   を特徴とするリッジ型光導波路素子の製造方法。
3. 【請求項３】 強誘電体単結晶基板の自発分極を有する
   結晶方位に垂直な一方の基板面に前記リッジ型光導波路
   のパターン又は当該導波路のパターンの逆パターンのパ
   ターン電極を形成し、他方の基板面に一様な平面電極を
   形成して、前記パターン電極と前記平面電極間に電圧を
   印加することにより前記分極反転処理を実行する請求項
   ２記載のリッジ型光導波路素子の製造方法。
4. 【請求項４】 強誘電体単結晶基板の自発分極を有する
   結晶方位に垂直な一方の基板面に一様な平面電極を形成
   して該平面電極を接地又は一定電位に保持し、他方の基
   板面に前記リッジ型光導波路のパターン又は当該パター
   ンの逆パターンを電子ビーム又はイオンビームにより描
   画することで前記分極反転処理を実行する請求項２記載
   のリッジ型光導波路素子の製造方法。
5. 【請求項５】 前記エッチング液の液温は、前記第２の
   基板領域に対するエッチングレートが０.１５μｍ／分
   以上となる温度に設定されている請求項２，３又は４記
   載のリッジ型光導波路素子の製造方法。