JPS6088905A - 光導波路素子基板の製造方法 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は光集積回路あるいは光信号制御素子等の応用の
ための光導波路素子と供給する、光導波路素子基板の製
造方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点 最近の尚度情報化にともない１光信号を用いた情報の伝
送、処理等の要求から光エロクトロニクス部分に対する
期待が萬まっている。特にこれらの部品の高密開化、小
型化を可能にする光集積回路は光信号処理の能力を一気
に同上させるもので、例えば従来の可動部分子待つ機械
的な元スイッチに替わり固定化された光導波路からなる
導彼路型スイノチケ用いて高密度化を実現する。従って
高性能の光集積回路を実現するために、光導波路素子に
関して性能の向上が期待されている。

従来の光導波路素子として最も多く使用あるいは研究さ
れているものは、Ｌ　ｉ　Ｎｂｏ３単結晶を基盤として
構成したものである。Ｌ　ｉ　１’１ｂＯ３は大きな電
気光学効果を持ち、徒たＴｉ　’ｆｚ拡散させるとその
部分の屈折率が属すので光導波路全構成させることが出
来る。動作素子部は導波路材料の眠気光学効果全利用し
て、任意の機能例えば光が通る導波路の切り換え等を行
なわせることが出来る。しかしながら電気光学効果の大
きいことで知られるＬ　ｌ　ｌＮｂＯ３’ｇ用いた素子
でさえ、光分な動作機能を行なわせるには大きな電圧（
例えば５ＯＶＯものがある）を必要とし、実用的な使用
例えばＴＴＬから直接駆動可能な６■程匿で動作するも
のは実現が困難であると考えられている。

この点２改善するため、専波路拐科としてさらに電気光
学効果の商いＰＬＺＴ化合物を用いたものがある。ＰＬ
ＺＴ化合物は鉛、ランタン、ジルコン。

チタンの谷成分を任意の側台ｉＣ詮んた複合酸化物でそ
の電気光学効果は組成を選ぶことによりＬ　ＩＩＮｂｏ
３の２桁以上大きくすることが可能であるが、導波路素
子として用いるためには透光性に優れた導波路薄膜を作
製することが重要な問題となってくる。透光性が良くな
るＰＬＺＴ化合物薄膜の組成は電気光学効果か大きくな
る組成と必ずしも一致せず、上記の拐料で導波路素子と
作る場合各々の特性の　協を考える必要があった。例え
は動作電圧を、Ｌ　ＩＮｂｏｓを用いた場合の１／１５
程変に洛としたＰＬＺＴ薄膜導波路素子においては、光
が導波路を通るときの伝搬損失は６３３　ａｍの波長で
２０　ｄ　Ｂ／ｃｎｔ程度であり、導波路素子として何
とか用いることが出来るが損失の大きさは否めず、素子
の集積化に当たっては実用は難しいと考えられてきた。

発明の目的 従って本発明の目的は、低電圧動作が出来光の伝搬損失
も少ない実用性に優れた１％効率の光導波、路素子定供
給することのできる光導波路素子基板の製造方法を提供
するものである。

発明の構成 本発明による光導波路素子基板の製造方法は、少なくと
も鉛、チタン、ランタンのぼ化物からなる薄膜導波路基
板を蒸着する除、動作素子を構成させる部分の基板温度
？他部より高めて、鉛の含有量が少なくなるように蒸着
するものである。少なくとも鉛、チタン、ランタンから
なるＰＬＺＴ化合物薄膜を筒効率の導波路素子に使用す
るには透光性・電気光学効果ともに後れたものでなけれ
ばならないが、同一組成でこの両者を満足するもの全作
ることは実現出来ていなかった。発明者等は。

効率よい動作が可能となる程の電気光学効果を持つ組５
ＳＥ　領域が透光性が良くなる組成領域より少し鉛が少
なくなればよいという発見に基づき、光導波路素子基板
の製造方法を発明した。

すなわち、光導彼路部は透光性の艮い組成の薄膜か有酸
される条件で蒸着茫行ない、元の伝搬損失の低い４彼路
を製造することが出来る。丑だ動作機能部となる部分は
他部よりも裁板温度が高くなっているため、鉛の含有量
が他部より少なくなって大きな亀気元学効果ケ示す４波
路が製造される。上記製造方法により、伝搬損失か小さ
くまた充分な動作機能を持つ光等波路素子を実現する導
波路基板がつくられるわけである。

１だ、本発明の光導波路素子基板の製造方法に、動作機
能を持たせる部分の鉛（ｐｂ　）とランタン（Ｌａ）の
富有モル比率を ０．１４（Ｌａ　／Ｌａ＋Ｐｂ＜０．４の範囲になるよ
うに蒸着すれば有効であることを確認した。ずな わち、第１図において電気光学効果の組成による変化を
曲線１１に示す。同図から領域１２に示す組成範囲でＬ
ｉＮｂＯ２の１ｉｉ１３よりも大きい電気光学効果が得
られ、上記組成範囲の薄膜を用いた動作機能部を持つ導
波路素子により低電圧駆動可能で効率の良いものが構成
されることがわかる。

１だ、蒸着時に基板の一部分を他部より高温にする方法
としては、加熱基板ホルダーを一部分のみに密層させる
方法がある。加熱元勝ケ基板の一部分に照射しながら蒸
着する方法もある。

実施例の説明 不発明の内容のより深い理解のために以下具体的な実ｌ
Ａ！１９１１により本発明を説明する。鉛、チタン。

ランタンの酸化物粉末を、各々のモル比率が例えは鉛（
ｐｂ）対ランタン（Ｌａ）対チタン（Ｔ１）を０．８　
：　０．２　：　０．９としたものをターゲットとしス
パッタ蒸着を行なう。その際第２図に示す如く、サファ
イア基板２１が加熱基板ホルダー２２と一部分２３で密
着するように固定する。この配置により密着部分２３は
他の部分２４より温度が高い状態で蒸着される。第３図
は作成された薄膜２２で導波路素子を作ったものである
。密着部分２３に蒸着すれた（　Ｌａ　／Ｌａ　＋Ｐｂ
　）　＝　０．２８という組成のもので、電気光学効果
はＬ　ｚＮｂｏ３の１０倍に達する。その他の部分２４
の薄膜の組成は（Ｌａ／Ｌａ＋Ｐｂ＝　０．１２　とな
り、透光性が優れている。上記領域２３が動作機能部と
なるように導波路パタ〜７３１を形成する。すなわち、
パターン３１は、パターン３１を除いて薄膜２２全体ｔ
エツチングし、凸状（リッジ状）の導波路構造としたも
のである。

アルミニウム電極３２．３２”ｉ付けて全反射型導Ｖ路
スイッチ素子ケ形成した。前記スイッチは２１からｕ３
　に進む光を亀＆３２，３２′間に電Ｕｉ：を加えて℃
２に偏光させるものであるか、動作車圧は５Ｖと非′常
に小さく伝搬損失も６３３　ｎｍの波長に対し１ｄＢ／
ｃｍ以下で、本発明による製造方法を用いて作った導波
路素子で優れた特性が得られた。

発明の効果 本発明の光等波路素子基板の製造方法は、伝搬損失か低
くかつ動作車圧も低いという両特性に優れた素子を供給
する基＆を与えるもので、本発明により尚効率の光信号
制御部品が出来るとともに、光集積回路の実用化も可能
にするものとなる。

【図面の簡単な説明】

）　第１図は２　ＫＶ／ｍｍの電解印加時の複屈折変化
音７・、１７．　ＩＩＱの（Ｌａ　／Ｌａ　＋Ｐｂ　）
比に対しプロットした図、第２図は本発明の一実施例に
かかる基板の加熱方法を示す図、第３図は本発明の方法
により作成された元辱波路素子基板で５全反射型スイッ
チ素子を作成した斜視図である。 １１・・・・・薄膜の組成と電気光学効果の関係を示す
曲線、１２・・・・・・電気光学効果の大きい組成領域
、１３・・・・・・Ｌ　ｚ　Ｎｂｏ３の２　ＫＶ／＃印
加時の複屈折変化呟、２１・・・・・サファイア基板、
２２・・・・・−加熱ホルダー、２３・・・・高占蒸着
部、２４・・・・・・高温にしない蒸着部、３１・・・
・・導波路、３２．３２’・旧・・アルミニウム電極。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名男　
１　図 Ｑ　Ｏｊ　Ｏ，２０，３０，４０，５ 第２図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）鉛、チタンおよびランタンの酸化物を含む薄膜導
   波路を蒸着形成する際に、動作素子を構成させる部分の
   基板温度を他部より高めて前記鉛の含有量が少なくなる
   ように蒸着することを特徴とする光等波路素子基板の製
   造方法。 （２）動作素子を構成させる部分の鉛（ｐｂ）とランタ
   ン（Ｌａ）の包有モル比率が ０．１４　（Ｌａ　／Ｌａ　＋Ｐｂ　（０４の範囲にな
   るように蒸着することを特徴とする特Ｊ「請求の範囲第
   １項記載の光等波路素子基板の製造方法。 （３）蒸着時の基板加熱の際、基板の一部分の与に加熱
   基板ホルダーを街着させ、その部分の温度を高めること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載の
   光等波路素子基板の製造方法。 （４）蒸着時の基板加熱の除、基板の一部分の与に加熱
   光線全照射させてその部分の温度を高めることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項捷たは第２項記載の光等波路
   素子基板の製造方法。