JPH0812490A - 単結晶膜の製造方法 - Google Patents
単結晶膜の製造方法Info
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- JPH0812490A JPH0812490A JP17601294A JP17601294A JPH0812490A JP H0812490 A JPH0812490 A JP H0812490A JP 17601294 A JP17601294 A JP 17601294A JP 17601294 A JP17601294 A JP 17601294A JP H0812490 A JPH0812490 A JP H0812490A
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気光学定数と屈折率差が大きい単結晶膜を
得る。 【構成】 単結晶基板あるいは薄膜が形成された単結晶
基板との屈折率差が、常光線および異常光線に対して５
／１００以上である単結晶薄膜の製造方法であって、単
結晶基板あるいは薄膜が形成された単結晶基板の上に、
製造しようとする単結晶膜と同物質から成るバッファー
層を形成した後、液相エピタキシャル法により単結晶膜
を形成することを特徴とする単結晶膜の製造方法。
得る。 【構成】 単結晶基板あるいは薄膜が形成された単結晶
基板との屈折率差が、常光線および異常光線に対して５
／１００以上である単結晶薄膜の製造方法であって、単
結晶基板あるいは薄膜が形成された単結晶基板の上に、
製造しようとする単結晶膜と同物質から成るバッファー
層を形成した後、液相エピタキシャル法により単結晶膜
を形成することを特徴とする単結晶膜の製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信等の基本素子で
ある光導波路用材料に関し、特には薄膜導波路形成用単
結晶基板の製造方法に関するものである。
ある光導波路用材料に関し、特には薄膜導波路形成用単
結晶基板の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】光学結晶は、大容量の情報伝送が可能な光
ファイバ通信などの分野で広く使用されている。特にＬ
ｉＮｂＯ3 単結晶は、大きな電気光学定数をもち、化学
的に安定であり、このＬｉＮｂＯ3 単結晶の光導波路を
形成して、光変調器（ＯｐｌｕｓＥ、１９９１年７月
号、ｐｐ１０４ー１１２）や光スイッチ（Ｏｐｌｕｓ
Ｅ、１９９１年７月号、ｐｐ１１３ー１１７）として用
いられる。ところで光変調器や光スイッチにおいては駆
動電圧の低減が要求されている。駆動電圧を低減させる
には、光と電界との相互作用長を長くしたりする方法、
あるいは導波路における光の閉じ込めを強くし電極間距
離を短くすることにより、電界は同じでも実質的に電圧
を下げる方法等が利用できる。しかしながら相互作用長
を長くすると素子が大きくなってしまう問題があり、実
質的には光の閉じ込めを強くした導波路が望まれてい
る。光の閉じ込めを強くするには導波層と基板あるいは
クラッド層の屈折率差を大きくすればよい。
ファイバ通信などの分野で広く使用されている。特にＬ
ｉＮｂＯ3 単結晶は、大きな電気光学定数をもち、化学
的に安定であり、このＬｉＮｂＯ3 単結晶の光導波路を
形成して、光変調器（ＯｐｌｕｓＥ、１９９１年７月
号、ｐｐ１０４ー１１２）や光スイッチ（Ｏｐｌｕｓ
Ｅ、１９９１年７月号、ｐｐ１１３ー１１７）として用
いられる。ところで光変調器や光スイッチにおいては駆
動電圧の低減が要求されている。駆動電圧を低減させる
には、光と電界との相互作用長を長くしたりする方法、
あるいは導波路における光の閉じ込めを強くし電極間距
離を短くすることにより、電界は同じでも実質的に電圧
を下げる方法等が利用できる。しかしながら相互作用長
を長くすると素子が大きくなってしまう問題があり、実
質的には光の閉じ込めを強くした導波路が望まれてい
る。光の閉じ込めを強くするには導波層と基板あるいは
クラッド層の屈折率差を大きくすればよい。
【０００３】ところで、ＬｉＮｂＯ3 単結晶の導波路を
形成する技術としては、 １）結晶構造が類似のＬｉＴａＯ3 単結晶基板上に液相
エピタキシャル成長法でＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜を成長
させ光導波路として使う方法、 ２）真空又は不活性雰囲気でＬｉＮｂＯ3 を約１０００
℃の高温に熱し結晶表面からＬｉ2 Ｏを外部に放出して
高屈折率層を形成して、その層を光導波路として使う方
法、 ３）ＬｉＮｂＯ3 表面に金属膜を付けておき、これをＡ
ｒ、Ｎ2 の不活性ガスあるいはＯ2 雰囲気中で約１００
０℃に熱し、表面に高屈折率の金属拡散層を得て、その
層を光導波路として使う方法、 ４）硝酸銀や安息香酸やピロ燐酸の溶融液中に結晶を浸
し、イオン交換を行って、その層を光導波路として使う
方法、 ５）サファイアなどを基板としてＲＦスパッタによりＬ
ｉＮｂＯ3 単結晶を成膜し光導波路として使う方法、等
がある。
形成する技術としては、 １）結晶構造が類似のＬｉＴａＯ3 単結晶基板上に液相
エピタキシャル成長法でＬｉＮｂＯ3 単結晶薄膜を成長
させ光導波路として使う方法、 ２）真空又は不活性雰囲気でＬｉＮｂＯ3 を約１０００
℃の高温に熱し結晶表面からＬｉ2 Ｏを外部に放出して
高屈折率層を形成して、その層を光導波路として使う方
法、 ３）ＬｉＮｂＯ3 表面に金属膜を付けておき、これをＡ
ｒ、Ｎ2 の不活性ガスあるいはＯ2 雰囲気中で約１００
０℃に熱し、表面に高屈折率の金属拡散層を得て、その
層を光導波路として使う方法、 ４）硝酸銀や安息香酸やピロ燐酸の溶融液中に結晶を浸
し、イオン交換を行って、その層を光導波路として使う
方法、 ５）サファイアなどを基板としてＲＦスパッタによりＬ
ｉＮｂＯ3 単結晶を成膜し光導波路として使う方法、等
がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の方法では以下のような問題点がある。上記１）の例で
は、結晶品質もよく電気光学定数もバルクなみのものが
得られているが常光線に対しては屈折率差は１００／１
０００以上と大きいが異常光線に対しては６／１０００
程度と小さい。上記２）の例では、屈折率は異常光線し
か変化せず屈折率差も１／１０００オーダーと極めて小
さい。上記３）の例では、金属拡散による屈折率差はた
かだか２０／１０００程度で充分に満足のゆく値ではな
い。上記４）の例では、異常光線の屈折率差は１００／
１０００以上と充分な値を示すが常光線に対しては屈折
率はほとんど変わらないか、あるいは減少してしまい光
導波路にならない。上記５）の例では、常光線、異常光
線に対する屈折率差とも３００／１０００以上あり充分
な値を示すがスパッタにより結晶性が悪いため伝搬損失
が大きいうえ電気光学定数が小さい等の問題点がある。
本願の目的は、光導波路の電気光学定数をバルク並みに
維持しつつ、光の閉じ込めを強くすべく高屈折率差の導
波路を得ることである。
の方法では以下のような問題点がある。上記１）の例で
は、結晶品質もよく電気光学定数もバルクなみのものが
得られているが常光線に対しては屈折率差は１００／１
０００以上と大きいが異常光線に対しては６／１０００
程度と小さい。上記２）の例では、屈折率は異常光線し
か変化せず屈折率差も１／１０００オーダーと極めて小
さい。上記３）の例では、金属拡散による屈折率差はた
かだか２０／１０００程度で充分に満足のゆく値ではな
い。上記４）の例では、異常光線の屈折率差は１００／
１０００以上と充分な値を示すが常光線に対しては屈折
率はほとんど変わらないか、あるいは減少してしまい光
導波路にならない。上記５）の例では、常光線、異常光
線に対する屈折率差とも３００／１０００以上あり充分
な値を示すがスパッタにより結晶性が悪いため伝搬損失
が大きいうえ電気光学定数が小さい等の問題点がある。
本願の目的は、光導波路の電気光学定数をバルク並みに
維持しつつ、光の閉じ込めを強くすべく高屈折率差の導
波路を得ることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願発明者は、これらの
問題を解決するために鋭意研究した結果、単結晶基板あ
るいは単結晶膜の上にバッファー層を形成してから液相
エピタキシャル法により膜を形成することにより高屈折
率差の導波路でありながら電気光学定数がバルク並みで
あることを実現したのである。
問題を解決するために鋭意研究した結果、単結晶基板あ
るいは単結晶膜の上にバッファー層を形成してから液相
エピタキシャル法により膜を形成することにより高屈折
率差の導波路でありながら電気光学定数がバルク並みで
あることを実現したのである。
【０００６】
【作用】一般に、液相エピタキシャル法は極めて高品質
な膜を作製できる。しかしながら基板に対して成長させ
ようとする膜の組成が異なる、いわゆるヘテロエピタキ
シャル成長を行おうとすると、単結晶基板にそのまま液
相エピタキシャル法で膜形成を行おうとすると、膜と基
板の格子定数が違い過ぎて膜が割れたり、表面が荒れた
りする。また、基板によっては液相エピタキシャル法で
使用する融液に単結晶基板が溶解してしまい膜形成がで
きない。一方、気相法により単結晶基板上に液相エピタ
キシャル法により形成する物質と同じ物質をエピタキシ
ャル形成する場合、形成される膜の結晶性がよくないた
め、かえって格子歪みに対しても許容力があり、得られ
る膜が割れたりすることは少ない。しかし、膜の結晶性
は悪く、電気光学定数がバルク並みのものを得ることが
できない。本願発明では、気相エピタキシャル法により
液相エピタキシャル法と同じ薄膜を形成し単結晶基板と
成長させる膜の格子歪みを緩和し、なおかつ液相エピタ
キシャル法に使用する融液に単結晶基板が侵されないよ
うに保護膜として作用させ、その後液相エピタキシャル
成長により、光導波路を形成することによりバルク並み
の電気光学定数が維持できるのである。
な膜を作製できる。しかしながら基板に対して成長させ
ようとする膜の組成が異なる、いわゆるヘテロエピタキ
シャル成長を行おうとすると、単結晶基板にそのまま液
相エピタキシャル法で膜形成を行おうとすると、膜と基
板の格子定数が違い過ぎて膜が割れたり、表面が荒れた
りする。また、基板によっては液相エピタキシャル法で
使用する融液に単結晶基板が溶解してしまい膜形成がで
きない。一方、気相法により単結晶基板上に液相エピタ
キシャル法により形成する物質と同じ物質をエピタキシ
ャル形成する場合、形成される膜の結晶性がよくないた
め、かえって格子歪みに対しても許容力があり、得られ
る膜が割れたりすることは少ない。しかし、膜の結晶性
は悪く、電気光学定数がバルク並みのものを得ることが
できない。本願発明では、気相エピタキシャル法により
液相エピタキシャル法と同じ薄膜を形成し単結晶基板と
成長させる膜の格子歪みを緩和し、なおかつ液相エピタ
キシャル法に使用する融液に単結晶基板が侵されないよ
うに保護膜として作用させ、その後液相エピタキシャル
成長により、光導波路を形成することによりバルク並み
の電気光学定数が維持できるのである。
【０００７】以下詳細に本願発明を説明する。本願発明
で使用される基板は、単結晶基板あるいは、単結晶膜が
形成された単結晶基板であれば何でもよいが、成長させ
る膜の屈折率よりも小さくその差が常光、異常光とも５
／１００以上である必要がある。屈折率差が５／１００
である理由は、これよりも小さいと本願発明の目的が達
成できないからである。本願発明で使用される具体例と
しては、成長させようとする膜がニオブ酸リチウムの場
合は、サファイア基板、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、
石英等がある。また、単結晶膜が形成された単結晶基板
としては、ニオブ酸リチウム基板上に形成されたサファ
イア膜、タンタル酸リチウム基板上に形成されたサファ
イア膜などの組み合わせがよい。また、単結晶基板上へ
の単結晶膜の形成方法としては、液相エピタキシャル
法、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法等により形成される。
で使用される基板は、単結晶基板あるいは、単結晶膜が
形成された単結晶基板であれば何でもよいが、成長させ
る膜の屈折率よりも小さくその差が常光、異常光とも５
／１００以上である必要がある。屈折率差が５／１００
である理由は、これよりも小さいと本願発明の目的が達
成できないからである。本願発明で使用される具体例と
しては、成長させようとする膜がニオブ酸リチウムの場
合は、サファイア基板、酸化マグネシウム、酸化亜鉛、
石英等がある。また、単結晶膜が形成された単結晶基板
としては、ニオブ酸リチウム基板上に形成されたサファ
イア膜、タンタル酸リチウム基板上に形成されたサファ
イア膜などの組み合わせがよい。また、単結晶基板上へ
の単結晶膜の形成方法としては、液相エピタキシャル
法、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法等により形成される。
【０００８】次に、この基板上に気相エピタキシャル法
によるバッファー層を形成する。バッファー層の形成方
法としては、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法、レーザアブレ
ーション法等がある。前記バッファー層の厚みは０．０
５μｍ〜０．５μｍが望ましい。その理由は０．０５μ
ｍよりも薄いと結晶格子の歪みが充分とれないからであ
る。また０．５μｍよりも厚いと最終的に得られる光導
波路中でのバッファー層の厚みが増えてしまうために、
光導波路として充分に低い伝搬損失や充分に大きい電気
光学定数が得られなくなるためである。
によるバッファー層を形成する。バッファー層の形成方
法としては、スパッタ法、ＭＯＣＶＤ法、レーザアブレ
ーション法等がある。前記バッファー層の厚みは０．０
５μｍ〜０．５μｍが望ましい。その理由は０．０５μ
ｍよりも薄いと結晶格子の歪みが充分とれないからであ
る。また０．５μｍよりも厚いと最終的に得られる光導
波路中でのバッファー層の厚みが増えてしまうために、
光導波路として充分に低い伝搬損失や充分に大きい電気
光学定数が得られなくなるためである。
【０００９】前記液相エピタキシャル法により形成する
薄膜は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムが
望ましい。その理由はニオブ酸リチウムやタンタル酸リ
チウムは化学的に安定であり、電気光学定数も大きく極
めて実用的であるからである。液相エピタキシャル法に
より形成する薄膜の厚さは使用する光導波路の用途によ
り適宜決められるが、０．３μｍ〜５μｍが望ましい。
その理由は薄膜の厚さが０．３μｍよりも薄いと光が導
波しなくなったり、光を導波路に結合させるのが難しく
なるからである。また膜厚が５μｍよりも厚いと光の伝
搬モード数が多く実用的でないからである。
薄膜は、ニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムが
望ましい。その理由はニオブ酸リチウムやタンタル酸リ
チウムは化学的に安定であり、電気光学定数も大きく極
めて実用的であるからである。液相エピタキシャル法に
より形成する薄膜の厚さは使用する光導波路の用途によ
り適宜決められるが、０．３μｍ〜５μｍが望ましい。
その理由は薄膜の厚さが０．３μｍよりも薄いと光が導
波しなくなったり、光を導波路に結合させるのが難しく
なるからである。また膜厚が５μｍよりも厚いと光の伝
搬モード数が多く実用的でないからである。
【００１０】以上の方法により単結晶基板上に形成しよ
うとする単結晶膜と同物質のバッファー層を形成しその
後液相エピタキシャル法により膜を形成することにより
高屈折率差の導波路でありながら電気光学定数がバルク
並みである導波路を実現したのである。
うとする単結晶膜と同物質のバッファー層を形成しその
後液相エピタキシャル法により膜を形成することにより
高屈折率差の導波路でありながら電気光学定数がバルク
並みである導波路を実現したのである。
【００１１】
（実施例１）以下に本発明の一つであるサファイア基板
にニオブ酸リチウム薄膜を形成した例を示す。基板とし
て市販のサファイア基板のＣ面を用いた。この基板にタ
ーゲットとしてニオブ酸リチウム（Ｌｉ／Ｎｂ＝２／
１）を用いＲＦスパッタリングによりニオブ酸リチウム
膜をサファイア基板上に形成した。スパッタ用ガスとし
てＡｒ／Ｏ2 ＝１／１のものを用い真空度は２×１０-1
でおこなった。基板温度は６００℃とした。ＲＦパワー
は１００Ｗで４時間おこなった。得られた薄膜は０．１
８μｍであった。次にこのバッファー層が形成された基
板を液相エピタキシャル成長法によりニオブ酸リチウム
薄膜を形成した。液相エピタキシャルに用いた融液の組
成はＬｉ／Ｖ／Ｎｂ＝５０／４５／５の組成のものを用
い、温度は８０６℃で１０分間育成を行った。得られた
液相エピタキシャル膜の膜厚は０．４μｍであった。こ
の膜をＸ線回折により測定したところニオブ酸リチウム
の（００６）面のピークが観察され配向していることが
観察された。このようにして得られた膜を切断して素子
とし伝搬損失と電気光学定数を測定した。プリズム結合
法により波長１．５５μｍの半導体レーザを用いて光を
導波したところｍラインが観測され、これにより光が導
波することがわかった。この素子の伝搬損失をプリズム
結合法により波長１．５５μｍで測定したところ１．２
デシベル／センチメートルと低損失であり実用的な導波
路であることがわかった。この素子の表面にＰＭＭＡ樹
脂をスピンコートにより塗布し、さらに素子の上下面に
Ａｌ電極を形成しプリズム結合法により電気光学定数ｒ
３３を測定した。その結果、ｒ３３は３０ｐｍ／Ｖであ
り、ほぼバルク並みの値がえられた。屈折率差をプリズ
ム結合法により波長１．５５μｍで測定したところ常光
で４６８／１０００、異常光で３９４／１０００であ
り、高屈折率差であることが分かった。
にニオブ酸リチウム薄膜を形成した例を示す。基板とし
て市販のサファイア基板のＣ面を用いた。この基板にタ
ーゲットとしてニオブ酸リチウム（Ｌｉ／Ｎｂ＝２／
１）を用いＲＦスパッタリングによりニオブ酸リチウム
膜をサファイア基板上に形成した。スパッタ用ガスとし
てＡｒ／Ｏ2 ＝１／１のものを用い真空度は２×１０-1
でおこなった。基板温度は６００℃とした。ＲＦパワー
は１００Ｗで４時間おこなった。得られた薄膜は０．１
８μｍであった。次にこのバッファー層が形成された基
板を液相エピタキシャル成長法によりニオブ酸リチウム
薄膜を形成した。液相エピタキシャルに用いた融液の組
成はＬｉ／Ｖ／Ｎｂ＝５０／４５／５の組成のものを用
い、温度は８０６℃で１０分間育成を行った。得られた
液相エピタキシャル膜の膜厚は０．４μｍであった。こ
の膜をＸ線回折により測定したところニオブ酸リチウム
の（００６）面のピークが観察され配向していることが
観察された。このようにして得られた膜を切断して素子
とし伝搬損失と電気光学定数を測定した。プリズム結合
法により波長１．５５μｍの半導体レーザを用いて光を
導波したところｍラインが観測され、これにより光が導
波することがわかった。この素子の伝搬損失をプリズム
結合法により波長１．５５μｍで測定したところ１．２
デシベル／センチメートルと低損失であり実用的な導波
路であることがわかった。この素子の表面にＰＭＭＡ樹
脂をスピンコートにより塗布し、さらに素子の上下面に
Ａｌ電極を形成しプリズム結合法により電気光学定数ｒ
３３を測定した。その結果、ｒ３３は３０ｐｍ／Ｖであ
り、ほぼバルク並みの値がえられた。屈折率差をプリズ
ム結合法により波長１．５５μｍで測定したところ常光
で４６８／１０００、異常光で３９４／１０００であ
り、高屈折率差であることが分かった。
【００１２】（実施例２）基板として市販のタンタル酸
リチウムのZ カット基板を用いた。この基板の上にター
ゲットにＡｌ2 Ｏ3 を用いてＲＦスパッタによりサファ
イア薄膜を形成した。スパッタ用ガスとしてＡｒ／Ｏ2
＝１／１のものを用い真空度は３×１０-1でおこなっ
た。基板温度は６００℃とした。ＲＦパワーは１２０Ｗ
で９時間おこなった。得られた薄膜は７．２μｍであっ
た。このようにして単結晶基板上の単結晶膜を得た。次
にターゲットとしてニオブ酸リチウム（Ｌｉ／Ｎｂ＝２
／１）を用いＲＦスパッタリングによりニオブ酸リチウ
ム膜をサファイア基板上に形成した。スパッタ用ガスと
してＡｒ／Ｏ2 ＝１／１のものを用い真空度は２×１０
-1でおこなった。基板温度は６００℃とした。ＲＦパワ
ーは１００Ｗで１０時間おこなった。得られた薄膜は
０．４３μｍであった。次にこのバッファー層が形成さ
れた基板を液相エピタキシャル成長法によりニオブ酸リ
チウム薄膜を形成した。液相エピタキシャルに用いた融
液の組成はＬｉ／Ｖ／Ｎｂ＝５０／４５／５の組成のも
のを用い、温度は８０４℃で１０分間育成を行った。得
られた液相エピタキシャル膜の膜厚は０．５μｍであっ
た。この膜をＸ線回折により測定したところニオブ酸リ
チウムの（００６）面のピークが観察され配向している
ことが観察された。このようにして得られた膜を切断し
て素子とし伝搬損失と電気光学定数を測定した。プリズ
ム結合法により波長１．５５μｍの半導体レーザを用い
て光を導波したところｍラインが観測され、これにより
光が導波することがわかった。この素子の伝搬損失をプ
リズム結合法により波長１．５５μｍで測定したところ
２．１デシベル／センチメートルと低損失であり実用的
な導波路であることがわかった。この素子の表面にＰＭ
ＭＡ樹脂をスピンコートにより塗布し、さらに素子の上
下面にＡｌ電極を形成しプリズム結合法により電気光学
定数ｒ３３を測定した。その結果、ｒ３３は２８ｐｍ／
Ｖであり、ほぼバルク並みの値がえられた。屈折率差を
プリズム結合法により波長１．５５μｍで測定したとこ
ろ常光で４３５／１０００、異常光で３８２／１０００
であり、高屈折率差であることが分かった。
リチウムのZ カット基板を用いた。この基板の上にター
ゲットにＡｌ2 Ｏ3 を用いてＲＦスパッタによりサファ
イア薄膜を形成した。スパッタ用ガスとしてＡｒ／Ｏ2
＝１／１のものを用い真空度は３×１０-1でおこなっ
た。基板温度は６００℃とした。ＲＦパワーは１２０Ｗ
で９時間おこなった。得られた薄膜は７．２μｍであっ
た。このようにして単結晶基板上の単結晶膜を得た。次
にターゲットとしてニオブ酸リチウム（Ｌｉ／Ｎｂ＝２
／１）を用いＲＦスパッタリングによりニオブ酸リチウ
ム膜をサファイア基板上に形成した。スパッタ用ガスと
してＡｒ／Ｏ2 ＝１／１のものを用い真空度は２×１０
-1でおこなった。基板温度は６００℃とした。ＲＦパワ
ーは１００Ｗで１０時間おこなった。得られた薄膜は
０．４３μｍであった。次にこのバッファー層が形成さ
れた基板を液相エピタキシャル成長法によりニオブ酸リ
チウム薄膜を形成した。液相エピタキシャルに用いた融
液の組成はＬｉ／Ｖ／Ｎｂ＝５０／４５／５の組成のも
のを用い、温度は８０４℃で１０分間育成を行った。得
られた液相エピタキシャル膜の膜厚は０．５μｍであっ
た。この膜をＸ線回折により測定したところニオブ酸リ
チウムの（００６）面のピークが観察され配向している
ことが観察された。このようにして得られた膜を切断し
て素子とし伝搬損失と電気光学定数を測定した。プリズ
ム結合法により波長１．５５μｍの半導体レーザを用い
て光を導波したところｍラインが観測され、これにより
光が導波することがわかった。この素子の伝搬損失をプ
リズム結合法により波長１．５５μｍで測定したところ
２．１デシベル／センチメートルと低損失であり実用的
な導波路であることがわかった。この素子の表面にＰＭ
ＭＡ樹脂をスピンコートにより塗布し、さらに素子の上
下面にＡｌ電極を形成しプリズム結合法により電気光学
定数ｒ３３を測定した。その結果、ｒ３３は２８ｐｍ／
Ｖであり、ほぼバルク並みの値がえられた。屈折率差を
プリズム結合法により波長１．５５μｍで測定したとこ
ろ常光で４３５／１０００、異常光で３８２／１０００
であり、高屈折率差であることが分かった。
【００１３】（比較例）基板として市販のサファイア基
板のＣ面を用いた。この基板にターゲットとしてニオブ
酸リチウム（Ｌｉ／Ｎｂ＝２／１）を用いＲＦスパッタ
リングによりニオブ酸リチウム膜をサファイア基板上に
形成した。スパッタ用ガスとしてＡｒ／Ｏ２＝１／１の
ものを用い真空度は２×１０-1でおこなった。基板温度
は６００℃とした。ＲＦパワーは１１０Ｗで１０時間お
こなった。得られた薄膜は０．４８μｍであった。この
ようにして得られた膜を切断して素子とし伝搬損失と電
気光学定数を測定した。プリズム結合法により波長１．
５５μｍの半導体レーザを用いて光を導波したところｍ
ラインが観測され、これにより光が導波することがわか
った。この素子の伝搬損失をプリズム結合法により波長
１．５５μｍで測定したところ６デシベル／センチメー
トルと伝搬損失が大きかった。 この素子の表面にＰＭ
ＭＡ樹脂をスピンコートにより塗布し、さらに素子の上
下面にＡｌ電極を形成しプリズム結合法により電気光学
定数ｒ３３を測定した。その結果、電気光学定数ｒ３３
は６ｐｍ／Ｖでありバルクに比べてかなり小さかった。
屈折率差をプリズム結合法により波長１．５５μｍで測
定したところ常光で３８６／１０００、異常光で３２２
／１０００であり、高屈折率差であることが分かった。
板のＣ面を用いた。この基板にターゲットとしてニオブ
酸リチウム（Ｌｉ／Ｎｂ＝２／１）を用いＲＦスパッタ
リングによりニオブ酸リチウム膜をサファイア基板上に
形成した。スパッタ用ガスとしてＡｒ／Ｏ２＝１／１の
ものを用い真空度は２×１０-1でおこなった。基板温度
は６００℃とした。ＲＦパワーは１１０Ｗで１０時間お
こなった。得られた薄膜は０．４８μｍであった。この
ようにして得られた膜を切断して素子とし伝搬損失と電
気光学定数を測定した。プリズム結合法により波長１．
５５μｍの半導体レーザを用いて光を導波したところｍ
ラインが観測され、これにより光が導波することがわか
った。この素子の伝搬損失をプリズム結合法により波長
１．５５μｍで測定したところ６デシベル／センチメー
トルと伝搬損失が大きかった。 この素子の表面にＰＭ
ＭＡ樹脂をスピンコートにより塗布し、さらに素子の上
下面にＡｌ電極を形成しプリズム結合法により電気光学
定数ｒ３３を測定した。その結果、電気光学定数ｒ３３
は６ｐｍ／Ｖでありバルクに比べてかなり小さかった。
屈折率差をプリズム結合法により波長１．５５μｍで測
定したところ常光で３８６／１０００、異常光で３２２
／１０００であり、高屈折率差であることが分かった。
【００１４】
【発明の効果】本願発明の製造方法では、光の閉じ込め
が強く電気光学定数がバルク並みであり、低電圧で作動
可能な光導波路素子を製造することができる。
が強く電気光学定数がバルク並みであり、低電圧で作動
可能な光導波路素子を製造することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｓ 3/10 Ｚ
Claims (5)
- 【請求項１】 単結晶基板との屈折率差が、常光線およ
び異常光線に対して５／１００以上である単結晶膜の製
造方法であって、 単結晶基板の上に、製造しようとする単結晶膜と同物質
から成るバッファー層を形成した後、液相エピタキシャ
ル法により単結晶膜を形成することを特徴とする単結晶
膜の製造方法。 - 【請求項２】 単結晶基板上に単結晶膜が形成され、そ
の単結晶膜との屈折率差が、常光線および異常光線に対
して５／１００以上である単結晶膜の製造方法であっ
て、 該単結晶基板上に形成された単結晶膜の上に製造しよう
とする単結晶膜と同物質から成るバッファー層を形成し
た後、液相エピタキシャル法により単結晶膜を形成する
ことを特徴とする単結晶膜の製造方法。 - 【請求項３】 前記バッファー層の形成方法が気相エピ
タキシャル法である請求項１あるいは２に記載の単結晶
膜の製造方法。 - 【請求項４】 前記単結晶基板あるいは単結晶基板上に
形成された単結晶膜は酸化物単結晶である請求項１ある
いは２に記載の単結晶膜の製造方法。 - 【請求項５】 前記液相エピタキシャル法により形成す
る膜はニオブ酸リチウムまたはタンタル酸リチウムであ
る請求項１あるいは２に記載の単結晶膜の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17601294A JPH0812490A (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 単結晶膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17601294A JPH0812490A (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 単結晶膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0812490A true JPH0812490A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=16006185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17601294A Pending JPH0812490A (ja) | 1994-07-04 | 1994-07-04 | 単結晶膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0812490A (ja) |
-
1994
- 1994-07-04 JP JP17601294A patent/JPH0812490A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20041019 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050315 |