JPH1010348A

JPH1010348A - 光導波路デバイスの製造方法

Info

Publication number: JPH1010348A
Application number: JP8165627A
Authority: JP
Inventors: 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
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1996-06-26
Filing date: 1996-06-26
Publication date: 1998-01-16
Also published as: US6129864A; EP0816880A3; EP0816880A2

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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。