(57)【要約】【課題】本発明は、強誘電体基板に周期的な分極反転領域を形成し、その領域とオーバラップするような光導波路を有するＳＨＧ素子およびこの製造方法に関し、ＳＨＧ素子の生産性を高めることを目的とする。【解決手段】本発明のＳＨＧ素子１は、ＳＨＧ素子１を構成する保護膜６の主面にさらにシリコン基板７を貼り合わせるとともに、強誘電体基板４、保護膜６およびシリコン基板７の端面で形成される光導波路３の入出射面を同一研磨面としたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体ウエハに分極反転領域を形成する工程と、前記強誘電体ウエハに支持基板を貼り合わせる工程と、前記強誘電体基板における前記支持基板が貼り合わされた面とは反対側の面を研磨する工程と、前記研磨された誘電体基板の面にトレンチを形成して光導波路を形成する工程と、前記強誘電体ウエハの光導波路が形成された面に保護膜を形成する工程と、前記強誘電体ウエハの保護膜が形成された面にシリコン基板を貼り合わせる工程と、前記シリコン基板を貼り合わせた強誘電体ウエハを個片分割する工程を備えたことを特徴とするＳＨＧ素子の製造方法。
【請求項２】
分極反転領域を有する強誘電体基板と、この強誘電体基板の主面に形成された光導波路と、前記強誘電体基板の主面に設けられた保護膜と、前記強誘電体基板の裏面に設けられた支持基板とを備え、前記保護膜の主面にシリコン基板を貼り合わせるとともに、前記強誘電体基板、保護膜およびシリコン基板の端面で形成される前記光導波路の入出射面を同一研磨面としたことを特徴とするＳＨＧ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、強誘電体基板に周期的な分極反転領域を形成し、その領域とオーバラップするような光導波路を有するＳＨＧ素子およびこの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の強誘電体基板に周期的な分極反転領域を形成しその領域とオーバラップするような光導波路を有し、入射される光線の波長を反波長に変換する光第２高調波発生素子（以下、ＳＨＧ素子と称す）は、背面に支持基板を貼り合わせた光導波路を構成するトレンチを形成した強誘電体基板の主面に保護膜が設けられた構成であった。
【０００３】
そして、このようなＳＨＧ素子を形成する場合、先ず分極反転領域を形成した強誘電体基板の裏面に支持基板を貼り付け、その後に強誘電体基板を厚み方向に研磨して所望の厚みとし、次いで強誘電体基板の主面に光導波路を構成するトレンチを形成するとともにその表面に保護膜を形成し、その後にダイシングにより個片分割し端面研磨するものである。
【０００４】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００６−１８２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようにして形成されたＳＨＧ素子は、光導波路を構成するトレンチ部分がＳＨＧ素子の外周面に近接配置されてしまうため、ウエハを用いた多数個一括成形におけるダイシングによる個片分割や、光導波路の入出射面の研磨においてトレンチの端部に大きな加工応力が集中的に加わり、この結果ＳＨＧ素子の製造過程における割れ、欠けの原因となっていた。
【０００６】
そこで、本発明はこのような問題を解決し、ＳＨＧ素子の生産性を高めることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
そして、この目的を達成するため本発明は、ＳＨＧ素子を構成する保護膜の主面にさらにシリコン基板を貼り合わせるとともに、光導波路の入出射面を研磨面となる強誘電体基板、保護膜およびシリコン基板の端面を同一研磨面としたのである。
【発明の効果】
【０００８】
この構成により、ＳＨＧ素子の生産性を向上させることが出来るのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。
【００１０】
図１はＳＨＧ素子１を金属ベース２上に実装した状態の断面構造を示したもので、光導波路３を形成した強誘電体基板４の主面に支持基板５を貼り合わせ、この一主面の反対側の一主面に保護膜６及びシリコン基板７を貼り合わせた構造である。
【００１１】
なお、強誘電体基板４はマグネシウムをドープした５°Ｙ−Ｃｕｔニオブ酸リチウム基板を使用しており、支持基板５はＹ−Ｃｕｔニオブ酸リチウム基板を使用しており、保護膜６は酸化ケイ素を使用している。
【００１２】
また、強誘電体基板４は図２で後述するように、保護膜６が設けられる一主面に一対のトレンチ８が形成されており、このトレンチ８の間に形成されたリッジ９が光導波路３を構成するとともに、この光導波路３に対してその延伸方向において周期的に複数の分極反転領域１０が配置することで波長変換を行う構造となっている。
【００１３】
そして、その製造方法としては図２に示すように、厚みが約３００μｍのウエハ状の強誘電体基板４の主面に分極反転構造のピッチ、幅に相当するパターンに形成された櫛型アルミ電極１１をフォトリソグラフィーによって形成するとともに、裏面の略全面にアルミ電極１２を形成する。次いで、櫛型アルミ電極１１とアルミ電極１２の間にパルス電界を印加することでそれぞれの櫛からＺ軸方向に分極反転領域１０が形成され、その後、アルカリ性のエッチング液に浸漬して櫛型アルミ電極１１とアルミ電極１２を除去する。
【００１４】
そして、櫛型アルミ電極１１が設けられていた面に厚みが約２００μｍの支持基板５をエポキシ系の接着剤１３を用いて貼り合わせてから、強誘電体基板４が約４．５μｍとなるまで鏡面研磨し、その後ドライエッチングにより一対のトレンチ８を形成し、この間に幅約１０μｍ、高さ約１．５μｍのリッジ９（光導波路３）を構成する。
【００１５】
なお、支持基板５と強誘電体基板４を直接接合する場合においては、接着剤１３で接合するものとは異なり接合する基板材料の屈折率に差がなくなり、光導波路３からの信号漏れが生じるため、特に図示していないがリッジ９と強誘電体基板４の間に屈折率が異なる樹脂などの材料を充填するギャップを設けることが必要となる。
【００１６】
次いで、光導波路３が形成された強誘電体基板４の表面にスパッタリングにより酸化ケイ素膜を保護膜６として形成し、その表面にエポキシ系の接着剤１４で厚みが約１５０μｍのシリコン基板７を貼り合わせるのである。なお、ここまでの一連の工程はウエハ基板（特に図示せず）を用いた多数個一括成形で実施しており、シリコン基板７を貼り合わせた後にダイシングにより個片分割し、個片化された各素子の入出射面を鏡面研磨することでＳＨＧ素子１を作成するのである。
【００１７】
そして、ＳＨＧ素子１の構成を光導波路３上に設けられた保護膜６上にさらにシリコン基板７を設けたことにより、ＳＨＧ素子１の生産性を従来の製造方法より高めることが出来たのである。すなわち、光導波路３上に設けられた保護膜６上にさらにシリコン基板７を設けることで、光導波路３を形成するリッジ９やトレンチ８の端面のエッジ部分が従来の構造に比して素子全体の中央部分に配置されることとなり、個片分割の際のダイシング時に加わる加工応力の影響が小さくなり製造過程における割れ、欠けによる歩留まり劣化を抑制できるのである。
【００１８】
また、鏡面研磨時においてもダイシング時と同様に割れ、欠け抑制が低減出来るとともに、ＳＨＧ素子１の入出射面の全面を同一研磨面として研磨するので、シリコン基板７まで形成されたウエハ状の基板をダイシングし研磨面の中央部分より外周部分の研磨量が大きくなってしまう現象、いわゆるダレ現象による光導波路３の端面精度への影響も併せて減少できるのである。
【００１９】
なお、保護膜６上にシリコン基板７を貼り合わせるにあたっては、単に基板同士を貼り合わせればシリコン基板７の厚み分だけＳＨＧ素子１の厚みが増して大型化してしまうのであるが、シリコン基板７を貼り合わせた後に支持基板５を研磨し厚みを調節することで製品の大型化を防止出来るのである。これは、支持基板５は光導波路３を形成する薄い強誘電体基板４の基板強度を補強するためのものであり、保護膜６上にシリコン基板７を設けた場合、このシリコン基板７も基板強度を補強することになるため、シリコン基板７により得られる補強強度分だけ支持基板５の厚みを小さく出来るので、シリコン基板７の貼り合わせに伴う製品の大型化を抑制することが出来るのである。
【００２０】
また、このようなＳＨＧ素子１は、光源となるレーザ発振素子が設けられた金属ベース２上に接着剤を用いて実装されるのであるが、レーザ発振素子の光軸とＳＨＧ素子１における光導波路３の光軸を一致させなければならず、この実装過程においては実装面の面内方向のみならず、この実装面に対する高さ方向をも高精度に合わせる必要がある。
【００２１】
そして、従来のＳＨＧ素子１の構成で有れば実装面となる保護膜６が酸化ケイ素からなる薄く硬い膜であり、このような保護膜６を挟み金属ベース２と光導波路３を形成するトレンチ８やリッジ９の端面エッジ部分が近接する構造となるため、このような構成でＳＨＧ素子１を金属ベース２に実装する場合保護膜６の強度を考慮しあまり大きな力で金属ベース２に圧接出来ず、接着剤による層厚が大きくなってしまい、接着剤の硬化収縮の影響を大きく受けてしまい、レーザ光源に対するＳＨＧ素子１の位置決め精度を高めることが困難であった。
【００２２】
しかしながら、図１に示すＳＨＧ素子１の構造で有れば保護膜６と金属ベース２との間にシリコン基板７がさらに介在するため、実装時においてシリコン基板７が光導波路３の保護層として作用するので、ＳＨＧ素子１を金属ベース２に十分に圧接でき、この結果としてＳＨＧ素子１と金属ベース２との間に介在する接着剤の層が薄くなり接着剤の硬化収縮の影響を抑制することが出来るのである。
【００２３】
また、近年においてＳＨＧ素子１に入射されるレーザ光源のパワーが大きくなっており、ＳＨＧ素子１における熱対策も重要な検討課題となっており、上述したようにＳＨＧ素子１の保護膜６の上にシリコン基板７を設けることでＳＨＧ素子１と金属ベース２との間に介在する接着剤１５の厚みを薄くでき、つまり、熱伝達経路における熱伝導性の悪い樹脂材料で形成される接着剤１５の厚みが小さくできるとともに、シリコン基板７自体の熱伝導率が接着剤１５や保護膜６より格段に高いことから、ＳＨＧ素子１の放熱性が高められるのである。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明に係るＳＨＧ素子およびこの製造方法ではＳＨＧ素子の生産性を高めることができ、主として光ピックアップ装置等に用いられる短波長レーザ発振モジュール用途において有用となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施形態のＳＨＧ素子を金属ベース上に実装した状態を示す断面図
【図２】同ＳＨＧ素子の製造方法を示す模式図
【符号の説明】
【００２６】
１  ＳＨＧ素子
３  光導波路
４  強誘電体基板（強誘電体ウエハ）
５  支持基板
６  保護膜
７  シリコン基板
８  トレンチ
１０  分極反転領域
【図１】
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【図２】
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