JPH0384518A

JPH0384518A - 光部品及びその製造法

Info

Publication number: JPH0384518A
Application number: JP1222303A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Abe; 博明阿部; Yoshinari Kozuka; 小塚　義成
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1989-08-29
Filing date: 1989-08-29
Publication date: 1991-04-10
Anticipated expiration: 2011-08-21
Also published as: JP2526292B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は光部品及びその製造法に係り、特に酸化物単結
晶上に透明導電膜を設けてなる光部品において、かかる
透明導電膜の付着強度を向上せしめる技術に関するもの
である。

（背景技術）従来から、ビスマス・シリコン・オキサイド（ＢＳＯ，
Ｂｉｌ！ＳｉＯ，。）単結晶、ビスマス・ゲルマニウム
・オキサイド（ＢＧ○；Ｂｔ、□ＧｅＯ２゜）単結晶等
の酸化物単結晶を利用して、この単結晶上に透明導電膜
を設けた構造の光部品を用いた各種の機器が、提案され
ている。

例えば、第１図にその基本的な構造が示される光電圧セ
ンサにおいて、酸化物単結晶であるＢＳＯ単結晶ｌの表
面には電極（透明導電膜）２及び３が設けられており、
そしてそれら電極２．３が入力電圧源４に接続され、そ
れにより・電圧が印加せしめられる一方、入射光５が偏
光子６．λ／４波長板７を通じて導かれ、そして電圧の
印加されたＢＳＯ単結晶１を透過せしめられた後、検光
子８を通じて取り出される出射光を検出し、その光量変
化量から印加電圧の大きさが検知されるようになってい
る。

ところで、このようなセンサにおける光部品構造にあっ
ては、光が透過せしめられるものであるところから、Ｂ
ＳＯ単結晶１に設けられる電極２及び３は透明導電膜か
らなるものであることが必要不可欠とされ、従来より、
そのような透明導電膜には、一般に、酸化インジウム及
び／又は酸化スズを主成分とする膜が用いられ、蒸着法
やスパッタ法等によってＢＳ○単結晶１上に直接に形成
されていた。

しかしながら、このようにＢＳＯ単結晶等の酸化物単結
晶上に直接に形成される酸化インジウム／酸化スズを主
成分とする透明導電膜は、酸化物単結晶に対する付着強
度が弱く、剥がれ易い問題を内在しており、光部品の長
期信頼性を損なうという欠点があった。

（解決課題）ここにおいて、本発明は、かかる事情を背景にして為さ
れたものであって、その課題とするところは、ＢＳＯ単
結晶等の酸化物単結晶の表面に透明導電膜を形成してな
る光部品において、酸化物単結晶と透明導電膜の付着強
度を向上し、光部品の長期信頼性を確保することにある
。

（解決手段）そして、本発明は、かかる課題解決のために、酸化物単
結晶上に透明導電膜を設けてなる光部品において、該透
明導電膜が酸化インジウム及び／又は酸化スズを主成分
とするものにて構成されるようにすると共に、かかる透
明導電膜が、前記酸化物単結晶の表面に設けられた、５
μｍ未満の膜厚の一酸化ケイ素又は二酸化ケイ素を主成
分とする下地層上に形成されるようにしたのである。

また、前記酸化物単結晶には、Ｂｉ＋ｚＳｉＣ）２゜。

Ｂ　ｉ＋ｔＧｅｏｚｏ、Ｂ　ｉ＋ｚＴｉｏｚｏ＋　　Ｂ
　１４ｓｉｚ○１□。

Ｂ　１　ａＧ　ｅ３０＋ｔまたはＢ　ｉ　４ｏＧ　ａ　
Ｏｂ３からなる単結晶が用いられるものである。

さらに、そのような光部品は、所定の酸化物単結晶の表
面に、−酸化ケイ素または二酸化ケイ素を主成分とする
下地層を、５μｍ未満の膜厚において形成した後、かか
る下地層上に、更に、酸化インジウム及び／又は酸化ス
ズを主成分とする透明導電膜を形成することにより、実
現されるものである。

（具体的構成）要するに、本願発明は、第２図に要部断面図として示す
ように、酸化物単結晶１１上に、−酸化ケイ素または二
酸化ケイ素を主成分とする、膜厚が５μｍ未満の下地層
１２を第１層として設け、更にその上に、酸化インジウ
ム及び／又は酸化スズを主成分とする透明導電膜１３を
第２層として設けたものであり、そこでは、酸化物単結
晶１１として、前述の如きＢＳＯ単結晶やＢＧＯ単結晶
の他、Ｂｉ、□Ｔｉｅ、。単結晶、Ｂ　ｉ４Ｓ　ｉｚｏ
＋□単結晶、Ｂ　１４Ｇｅｚｏ＋ｚ単結晶、ＢｆｎｏＧ
ａ○６．単結晶等が用いられることとなる。

また、かかる酸化物単結晶ｌｌ上に、−酸化ケイ素（Ｓ
　ｉ　Ｏ）または二酸化ケイ素（ＳｉＯよ）を主成分と
する膜（Ｉ２）を所定厚さで形成するには、公知の各種
の手法が適宜に採用され、例えば（ａ）シリコンのアル
コキシドまたはアルコキシシランをディッピング法また
はスピンコード法にて塗布した後、加熱せしめることに
より、形成する方法、（ｂ）蒸着またはスパッタリング
により形成する方法、（ｃ）ＣＶＤによる方法等が用い
られることとなる。

ところで、このようにして、酸化物単結晶ｌｌ上に形成
される、−酸化ケイ素または二酸化ケイ素を主成分とす
る下地層１２は、５μｍよりも薄い膜厚のものとする必
要がある。その膜厚が５μｍ以上となると、酸化物単結
晶１１から膜が剥離し易くなり、本発明の目的を充分に
達成し得なくなるからであり、また透明導電膜１３を通
じて酸化物単結晶１１に電圧を印加した時に、変調度が
低下する等の問題を惹起する。なお、かかる下地Ｎ１２
の膜厚の下限は、０．０１μｍ程度とされることが望ま
しい。かかる下地層１２の膜厚が余りにも薄くなると、
透明導電膜１３の付着強度の向上効果を充分に達威し得
なくなるからであり、また電圧を印加した場合において
、膜の耐圧特性が低くなる等の問題を惹起する。

さらに、このようにして酸化物単結晶１１上に一酸化ケ
イ素または二酸化ケイ素を主成分とする下地層１２が所
定厚さに形成された後、かかる下地７１１２上には、酸
化インジウム及び／又は酸化スズを主成分とする透明導
電膜１３、例えばインジウム・ナイン・オキサイド（ｉ
ｎｄｉｕｍ　ｔｉｎ　ｏｘｉｄｅ　；Ｉ　Ｔｏ）膜等が
、蒸着法やスパッタ法等の公知の手法に従って所定厚さ
で形成され、目的とする光部品が形成されるのである。

（実施例）以下に、本発明を更に具体的に明らかにするために、本
発明の幾つかの実施例を示すが、本発明が、そのような
実施例の記載によって、また前述した槽底の具体的な、
説明によって、何等制限的に解釈されるものでないこと
は、言うまでもないところである。本発明には、その趣
旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づき、
種々なる変更、修正、改良等が加えられ得るものであり
、本発明が、また、そのような実施形態のものをも含む
ものであることが、理解されるべきである。

先ず、形状が７鴫角、厚みが２ｍｍの、両面研磨をそれ
ぞれ行なったＢｉ１□Ｓｉｎ、。単結晶。

Ｂ　ｉ＋ｚＣ；　ｅ　Ｏ１ｏ単結晶、Ｂ　ｔ４ｓ　ｉ：
＋ｏ＋ｚ単結晶及びＢｉａＧｅ＋Ｏ４単結晶の複数を準
備した。

次いで、それら各単結晶（１１）のそれぞれの両面に、
真空蒸着法によって、酸化インジウム及び酸化スズを主
成分とする表面抵抗：８ｏΩ／ｃｍ　２のＩＴＯ膜（Ｉ
３）を直接に形成した素子と、各単結晶（１１）のそれ
ぞれの両面に、第２図の如く、二酸化ケイ素からなる下
地層（１２）を真空蒸着法により０．２μｍの厚さで形
成した後、更に該下地層（１２）上に、真空蒸着法によ
り表面抵抗：８０Ω／　ｃｍ　”のＩＴＯ膜（１３）を
形成した素子を、それぞれ複数作製した。

かくして得られた各種の光学素子（光部品）について、
それぞれの透明導電膜（１３）の付着強度を評価するた
め、粘着テープによる剥離試験を行なったところ、下記
第１表の如き結果を得た。

なお、第１表における素子Ａとは、各単結晶に■ＴＯ膜
を直接に形成した素子であり、また素子Ｂとは、各単結
晶に下地層として二酸化ケイ素膜を形成した後、その上
に透明導電膜としてのＩＴＯ膜を形成した素子である。

かかる第１表から明らかなように、本発明に従って、各
単結晶とＩＴＯ膜との間に二酸化ケイ素からなる下地層
を介在せしめてなる素子Ｂにあっては、ＩＴＯ膜が全く
剥がれることがなく、その付着強度が著しく向上せしめ
られていることが認められた。

また、上記の素子のうち、Ｂｉ、ｚＳｉＯ□。単結晶を
用いた素子について、第１図に示される如き構成の光電
圧センサを作製し、Ｏ■〜５００ｖの電圧範囲において
、センサ出力を測定した結果、単結晶に透明導電膜を直
接形成した従来の素子と同等の性能を得た。

また、実用上では１ｍ以上の厚みで用いられるＢ　Ｉ　
Ｉ！Ｓ　Ｉ　ＯＨ０単結晶の厚み：ｄｌｌを種々変える
一方、かかる単結晶の両面に形威される二酸化ケイ素か
らなる下地層の厚み：ｄ、を種々変えて、その上に上記
と同様にしてＩＴＯ膜を形威し、所定の電圧を印加して
、変調度を調べ、その結果を下記第２表に示した。

ここで、Ｂｉ、□５ｉｎ２゜単結晶の厚みをｄｌ、その
誘電率をε６、かかる単結晶に印加される電圧をＶＢと
すると、下式が戒り立つ。なお、二酸化ケイ素からなる
下地層の膜厚をｄｓ、誘電率をε、とする。

Ｖ　Ｈｄ　ｙｒ　！　３Ｖ　　　　ｄｓεｓ＋２ｄｘε８（但し、εｓ　＝５．０、εｍ＝５６）また、ＢＳＯ結
晶に印加される電圧の割合は、次式にて表わされる。

（Ｖｍ　／Ｖ）　Ｘ　１００第　　　２　　　表光電圧センサの変調度は、ＢＳＯ結晶に印加される電圧
に比例するため、かかる第２表の結果より明らかなよう
に、下地層の厚みが厚くなると、変調度が低下するよう
になるのである。

（発明の効果）以上の説明から明らかなように、酸化物単結晶の表面に
酸化インジウム及び／又は酸化スズを主成分とする透明
導電膜を形成するに際して、本発明に従って、かかる透
明導電膜と酸化物単結晶との間に、５μｍよりも薄い膜
厚の一酸化ケイ素または二酸化ケイ素を主成分とする下
地層を介在せしめることにより、かかる透明導電膜の付
着強度が著しく向上せしめられ得るのであり、以て光電
圧センサ等の光部品の長期信頼性を確保することが出来
ることとなったのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、光電圧センサの基本構造を示す概略説明図で
あり、第２図は、本発明に係る光部品の一例を示す要部
断面図である。ＢＳＯ単結晶入力端子源偏光子検光子酸化物単結晶透明導電膜２．３：電極５：入射光７：λ／４波長板９：出射光１２：下地層

Claims

【特許請求の範囲】

（１）酸化物単結晶上に透明導電膜を設けてなる光部品
にして、該透明導電膜が酸化インジウム及び／又は酸化
スズを主成分とするものであり、且つ該透明導電膜が、
前記酸化物単結晶の表面に設けられた、５μｍ未満の膜
厚の一酸化ケイ素又は二酸化ケイ素を主成分とする下地
層上に形成されていることを特徴とする光部品。
（２）前記酸化物単結晶が、Ｂｉ＿１＿２ＳｉＯ＿２＿
０、Ｂｉ＿１＿２ＧｅＯ＿２＿０、Ｂｉ＿１＿２ＴｉＯ
＿２＿０、Ｂｉ＿４Ｓｉ＿３Ｏ＿１＿２、Ｂｉ＿４Ｇｅ
＿３Ｏ＿１＿２、またはＢｉ＿４＿０ＧａＯ＿６＿３か
らなる単結晶である請求項（１）記載の光部品。
（３）所定の酸化物単結晶の表面に、一酸化ケイ素また
は二酸化ケイ素を主成分とする下地層を、５μｍ未満の
膜厚において形成した後、かかる下地層上に、酸化イン
ジウム及び／又は酸化スズを主成分とする透明導電膜を
形成することを特徴とする光部品の製造法。