(57)【要約】【課題】櫛歯電極の長手方向の端部において過剰に分極反転が進行することを防ぎ、均一で高精度な周期分極反転構造を高い製造歩留まりで実現する光機能素子の製造方法を得ること。【解決手段】強誘電体材料の基板の第１の主面上に、一方向に伸長した電極を所定の周期で櫛歯状に複数並列に配置した櫛歯電極１０５と、櫛歯電極１０５の周囲を覆うように形成される外枠電極１０６と、櫛歯電極１０５と外枠電極１０６とを結ぶ電極間配線１０７と、を形成し、第１の主面に対向する基板１０１の第２の主面上の全面に裏面電極１０４を形成し、第１の主面の外枠電極１０６と第２の主面の裏面電極１０４との間に電圧を印加して周期分極反転構造を形成し、該周期分極反転構造を形成した領域を切出して光機能素子を製造する際に、電極間配線１０７は絶縁層１０２を介して基板１０１上に形成される。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
強誘電体材料の基板の第１の主面上に、一方向に伸長した電極を所定の周期で櫛歯状に複数並列に配置した櫛歯電極と、前記櫛歯電極の周囲を覆うように形成される外枠電極と、前記櫛歯電極と前記外枠電極とを結ぶ電極間配線と、を形成し、前記第１の主面に対向する前記基板の第２の主面上の全面に裏面電極を形成し、前記第１の主面の前記外枠電極と前記第２の主面の前記裏面電極との間に電圧を印加して周期分極反転構造を形成し、該周期分極反転構造を形成した領域を切出して光機能素子を製造する光機能素子の製造方法であって、
前記電極間配線は絶縁層を介して前記基板上に形成されることを特徴とする光機能素子の製造方法。
【請求項２】
前記外枠電極の幅は、前記基板の厚さの１／３以上で前記基板の厚さ以下の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の光機能素子の製造方法。
【請求項３】
前記電極間配線の長さは、前記櫛歯電極の櫛歯周期幅の１／２以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の光機能素子の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁層は、固体材料からなる絶縁膜であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光機能素子の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁膜は、樹脂、シリコン酸化膜またはシリコン窒化物のいずれかであることを特徴とする請求項４に記載の光機能素子の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁層は、空気であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の光機能素子の製造方法。
【請求項７】
前記外枠電極は、前記電極間配線とともに前記絶縁層を介して前記基板上に形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の光機能素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、強誘電体材料基板に周期分極反転構造を形成した光機能素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子ビームや形状加工した電極を用いて強誘電体材料基板に電界を印加すると、任意箇所に分極反転領域を形成することができ、種々の光機能素子を実現することができる。たとえば、この技術を用いて強誘電体材料の非線形光学結晶基板に反転と非反転を繰り返す周期分極反転構造を形成することで、非線形光学結晶基板への入射波と非線形光学効果によって発生した第２高調波の擬似位相整合が成立し、高効率な光波長変換素子を製造することができる。
【０００３】
このような周期分極反転構造の形成方法として、Ｚ面でカットされたニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）の結晶基板に対して、結晶基板の＋Ｚ面へ櫛歯電極を設け、−Ｚ面へ平面電極を設け、櫛歯電極と平面電極との間に所定の分極反転電圧を印加し、櫛歯電極直下のＺ軸方向に分極反転領域を成長させ、周期分極反転構造を形成するものが提案されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし、この製造方法では、電圧が印加された櫛歯電極パターンの端部においてフリンジ効果と呼ばれる高電界が発生する現象があった。そのため、この製法で作製した周期分極反転構造は、櫛歯状の電極パターンの端部に近いほど櫛歯電極下以外にも分極反転が過剰に進行し（以下、この現象を過反転と呼ぶ）、電極パターンの端部と中央部では分極反転領域と非分極反転領域の比率が異なり不均一なものであった。
【０００５】
ところで、光波長変換素子の波長変換効率は、基板材料の非線形光学係数に依存するとともに、光入射方向において反転／非反転の１周期における反転／非反転幅の比率が５０：５０に近いほど、高い変換効率を得られることが知られている。そのため、特許文献１に開示された周期分極反転構造の形成方法により製造された波長変換素子は、光入射方向における反転／非反転幅の比率が不均一であるので、低い波長変換率しか得られなかった。これを改善するために、分極反転条件を調整して反転／非反転幅の比率が５０：５０の領域を櫛歯電極の中央部分に作り出しても、基板１枚あたりの有効利用面積が小さすぎて高コストになるため、産業面で活用することは困難であった。
【０００６】
そこで、フリンジ効果による高電界を抑制するために、電界を与える側の電極よりも接地側の電極を小さくしたり（たとえば、特許文献２参照）、櫛歯電極の外周に櫛歯幅ａ以上の電極幅ｃを持つ外枠電極を設けたり（たとえば、特許文献３参照）することが提案されている。
【０００７】
【特許文献１】特開平４−１９７１９号公報
【特許文献２】特開平７−２６１２１２号公報
【特許文献３】特開２００３−２７０６８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載の技術によって、フリンジ効果は特許文献１の場合に比して抑制することはできるが、完全にフリンジ効果による高電界を排除することはできないという問題点があった。また、一方の電極を小さくすることで他方のフリンジ効果による高電界領域は狭くなるが、一方の電極のサイズを小さくしすぎると逆に中央部の方が高電界となってしまうという問題が発生した。さらに、櫛歯電極を小さくすることは基板１枚あたりの素子取り数を低下させることになり、製造コストの増加を引き起こした。
【０００９】
また、特許文献３に記載の技術によって、分極反転初期での櫛歯電極の端部における過反転を抑制することはできるが、櫛歯電極の領域全てに周期分極反転構造を形成しようとすると、櫛歯電極の長手方向の端部において分極反転は過剰に進行し、櫛歯電極の長手方向の端部と中央部において反転：非反転の幅の比率を５０：５０にすることはできないという問題点があった。これは、たとえ櫛歯電極の外周に位置する外枠電極の電極幅ｃを基板厚以上に広くしても、同様の結果であった。
【００１０】
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、櫛歯電極の長手方向の端部において過剰に分極反転が進行することを防ぎ、均一で高精度な周期分極反転構造を高い製造歩留まりで実現する光機能素子の製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、この発明にかかる光機能素子の製造方法は、強誘電体材料の基板の第１の主面上に、一方向に伸長した電極を所定の周期で櫛歯状に複数並列に配置した櫛歯電極と、前記櫛歯電極の周囲を覆うように形成される外枠電極と、前記櫛歯電極と前記外枠電極とを結ぶ電極間配線と、を形成し、前記第１の主面に対向する前記基板の第２の主面上の全面に裏面電極を形成し、前記第１の主面の前記外枠電極と前記第２の主面の前記裏面電極との間に電圧を印加して周期分極反転構造を形成し、該周期分極反転構造を形成した領域を切出して光機能素子を製造する光機能素子の製造方法であって、前記電極間配線は絶縁層を介して前記基板上に形成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、フリンジ効果による高電界領域に櫛歯電極を配置することを回避でき、また電極間配線下における分極反転を回避できるので、櫛歯電極の端部において過剰な分極反転が起こらず、均一で高精度な周期分極反転構造を実現することができるという効果を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光機能素子の製造方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、以下の実施の形態で用いられる光機能素子の断面図は模式的なものであり、層の厚みと幅との関係や各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる。
【００１４】
実施の形態１．
強誘電体結晶基板に周期的な分極反転構造を形成するための光機能素子の製造方法を説明する。図１−１〜図１−５は、この実施の形態１にかかる光機能素子の製造方法の処理手順の一例を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１−３のＡ−Ａ断面図である。なお、以下の説明では強誘電体結晶基板としてニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）を用いるが、このニオブ酸リチウムの基板を単に「基板」と称して、この実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。また、明細書全文に表れている構成要素の形容やサイズは、あくまで例示であってこれらの記載に限定されるものではない。さらに、以下説明する製造方法では、ニオブ酸リチウムの基板を例にとって説明するが、電界の印加により分極反転を起こす非線形光学結晶であればニオブ酸リチウムに限られずに利用できる製造方法である。
【００１５】
まず、図１−１に示されるように、厚さ０．５ｍｍの基板１０１の表面に、３．０μｍの厚さとなるようにノボラック系などの感光性レジストを塗布し、フォトリソグラフィによって後述する電極間配線の形成位置の下に位置する絶縁層１０２を残すようにパターニングする。この感光性レジストによる絶縁層１０２は、絶縁性と耐電圧性を高めるために、ポストベークを行うことが好ましい。ポストベークの温度・時間は、用いる感光性レジストによって最適値が異なるが、たとえば、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ社の感光性レジストＡＺ４３３０（商品名）を用いる場合には、１４０℃で５時間以上のポストベークを行えばよい。ここで、図１中に示した絶縁層１０２が形成されている側の基板１０１の面は、ニオブ酸リチウム基板の＋Ｚ面である。
【００１６】
ついで、図１−２に示すように、基板１０１の表面（＋Ｚ面）に０．５μｍの金属膜１０３をスパッタ法や蒸着法、イオンプレーティング法などの成膜方法によって成膜する。さらに、基板１０１の裏面（−Ｚ面）にも厚さ０．５μｍの金属膜をスパッタ法や蒸着法、イオンプレーティング法などの成膜方法によって成膜し、裏面電極１０４を形成する。ここで、形成する金属膜１０３と裏面電極１０４には、基板１０１との密着性を考慮して、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｉ，ＮｉＣｒなどが有効である。一方で、成膜前にフッ酸洗浄などの基板洗浄を行った基板１０１を用いる場合には、Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕなどの低抵抗な金属を用いても、櫛歯間の電気抵抗を下げるので電界均一化の点で有効である。以下では、Ｃｒを金属膜材料として用いた場合を説明する。
【００１７】
ついで、フォトリソグラフィによって感光性レジストによるエッチングマスクを形成し、平行平板型プラズマエッチャによるＣＦ4プラズマで金属膜１０３をパターニングし、その後にエッチングマスクを除去する。その結果、図１−３の斜視図と図２の断面図に示されるように、櫛歯電極１０５、外枠電極１０６および電極間配線１０７が形成され、電極間配線１０７は絶縁層１０２上に形成されている。ここで、櫛歯電極１０５の櫛歯周期ａは１０μｍであり、櫛歯幅ｂは３μｍであり、外枠電極１０６の幅ｃは３００μｍである。また、電極間配線１０７の長さｄは１０μｍである。なお、金属膜１０３のエッチングに用いたレジストマスクの除去には、レジストである絶縁層１０２を残すために異方性の酸素プラズマアッシングが有効である。
【００１８】
ついで、上記の工程を経て作製した基板１０１の電極形成面を分極反転させる。具体的には、基板１０１上の外枠電極１０６と裏面電極１０４との間に電圧を印加し、基板１０１の櫛歯電極１０５が形成された領域を分極反転させる。その後、図１−４に示されるように、櫛歯電極１０５、外枠電極１０６、電極間配線１０７、裏面電極１０４および絶縁層１０２を、酸溶剤で除去する。基板１０１上の櫛歯電極１０５と外枠電極１０６が形成されていた領域は、電圧印加によって分極反転して分極反転領域２０１となり、櫛歯電極１０５と外枠電極１０６と接しなかった基板１０１上の領域は非分極反転領域２０２となる。以上の工程で櫛歯電極１０５の櫛歯周期ａと櫛歯幅ｂを適宜調整することによって、所望の周期で分極反転領域２０１と非分極反転領域２０２とが繰り返される周期分極反転構造が作製できる。
【００１９】
ここで、分極反転は材料固有の分極反転電界が印加されたときに発生するが、ニオブ酸リチウムの分極反転電界の強度は室温で約２０ｋＶ／ｍｍである。したがって、この実施の形態で説明している０．５ｍｍ厚のニオブ酸リチウム基板の例では、１０ｋＶ程度の電圧を印加することで分極反転が発生する。ここで、２０ｋＶの電圧を印加して分極反転電界の２倍となる４０ｋＶ／ｍｍの電界を印加すると、電極パターン外の部分まで分極反転が発生し、不均一で低精度な周期分極反転構造が形成されてしまう。つまり、印加する電界は、分極反転電界に近くかつ基板面内で均一であることが望ましい。
【００２０】
最後に、基板１０１外周の不要な領域をダイシングソーなどで切り落とし、断面を光学研磨することで、図１−５に示されるような均一で高精度な周期分極反転構造を持つ波長変換素子１１０を製造することができる。
【００２１】
ここで、この実施の形態１による方法で製造した周期分極反転構造について、従来の方法で製造した周期分極反転構造と比較して説明する。図３−１は、従来の方法で周期分極反転構造を形成する際に基板に形成される電極の状態を模式的に示す斜視図であり、図３−２は、図３−１の基板に電圧を印加して分極反転させて、電極を除去した状態を模式的に示す斜視図であり、図３−３は、図３−２のＢ−Ｂ断面図である。
【００２２】
図３−１に示されるように、従来の製造方法では、基板１０１の一方の主面上に櫛歯電極１０５と、櫛歯電極１０５の幅以上の電極幅を持つ外枠電極１０６を形成し、基板１０１の他方の対向する主面上の全面に裏面電極１０４を形成し、外枠電極１０６と裏面電極１０４との間に電圧を印加して、櫛歯電極１０５が形成された領域を分極反転させていた。外枠電極１０６と裏面電極１０４との間に電圧を印加すると、外枠電極１０６と櫛歯電極１０５の電極パターンに沿って分極反転が発生する。このとき、フリンジ効果による電界集中のために、外枠電極１０６における分極反転領域は急速に拡大する。この分極反転領域の拡大により、櫛歯電極１０５の櫛歯間にも分極反転が発生してしまう。その結果、図３−２と図３−３に示されるように、中心部付近の櫛歯の分極反転領域２０１の幅：非分極反転領域２０２の幅の比率は５０：５０となっているが、外周部付近では５０：５０になっていなかった。
【００２３】
一方、この実施の形態１の工程では、櫛歯電極１０５と外枠電極１０６を接続する電極間配線１０７の形成において、電極間配線１０７の位置にあらかじめ絶縁層１０３のパターンを形成することで、電極間配線１０７は直に基板１０１と接しない構造となっている。このため、電圧印加時、電極間配線１０７の領域が分極反転領域の拡大に対するストッパの役割を果たし、外枠電極１０６から進行する分極反転は櫛歯電極１０５の櫛歯間の領域まで進行せず、櫛歯電極１０５の下の分極反転パターンは、長手方向の端部においても中央部と同等の分極反転精度を有することができる。
【００２４】
図４は、図１−４の櫛歯電極の端部付近のＣ−Ｃ断面図である。この図に示されるように、櫛歯電極１０５の端部であっても分極反転領域２０１の幅と非分極反転領域２０２の幅の比率が５０：５０となっている。つまり、従来のように櫛歯電極１０５の端部において生じる過反転が発生せず、櫛歯電極１０５のパターン全面において高精度かつ均一に周期分極反転構造を形成することができる。
【００２５】
ここで、フリンジ効果の及ぼす範囲について説明する。本発明者らが鋭意検討した結果、櫛歯電極１０５の端部と中央部の電界比（櫛歯電極１０５の端部の中央部に対する電界比）を１３０％以内に収めることで分極反転領域の急速な拡大は抑制される。上記電界比を１３０％以内に収めるには、外枠電極１０６の幅は櫛歯電極１０５の櫛歯周期ａおよび櫛歯幅ｂによらず、少なくとも基板厚の１／３以上が必要であることを見出した。
【００２６】
図５は、この実施の形態１による光機能素子の製造方法における分極反転電圧印加時の電界強度の計算結果を示す図である。この図５において、横軸は櫛歯電極の延在方向に垂直な断面において、基板中央をＸ＝０としたときの基板位置（μｍ）を示し、縦軸は各基板位置Ｘでの電界強度をＸ＝０における電界強度で規格化した規格化電界強度を示している。この図５において、“−１５００≦Ｘ≦−１２００”および“１２００μｍ≦Ｘ≦１５００μｍ”の領域は、外枠電極１０６の直下５μｍにおける電界強度を示し、“−１２００μｍ＜Ｘ＜１２００μｍ”の領域は、櫛歯電極１０５の直下５μｍにおける電界強度を示す。
【００２７】
この図５に示されるように、電極端部のＸ＝±１５００μｍ近傍では、電界集中により中央部の数倍の電界が印加される。一方で、電極端部から離れるにつれて電界は急激に減衰しており、“−１２００μｍ＜Ｘ＜１２００μｍ”の領域にある櫛歯電極１０５の直下に印加される電界は、中央部の電界の１１０％程度の電界強度に抑制される。このため、分極反転領域の急速な拡大は抑制され、高精度な周期分極反転素子を製造できる。
【００２８】
たとえば、基板厚が０．５ｍｍならば、外枠電極１０６の幅ｃは０．１６７ｍｍ以上であればよい。ただし、外枠電極１０６の幅を広げることはプロービングエリアの拡張となって有効である一方、基板１枚あたりの有効利用面積の低下に繋がり製造コストを増加させる。そこで、本発明者らがさらに鋭意検討した結果、基板材料や電極形状によらず、外枠電極１０６の幅は基板厚以下でよいことを見出した。図５に示されるように、Ｘ＝±１０００μｍにおける電界強度は、中央部と同等である。これは、電極端から基板厚と同じ５００μｍまで離れた位置では、フリンジ効果による電界集中の影響がないことを示している。
【００２９】
さらに、基板厚と電界強度分布の関係を、図６および図７を用いて説明する。図６は、基板厚を２５０μｍとした場合の分極反転電圧印加時の電界強度の計算結果を示す図であり、図７は、基板厚を１０００μｍとした場合の分極反転電圧印加時の電界強度の計算結果を示す図である。図６に示されるように、基板厚が２５０μｍの場合には、規格化電界が１３０％となる位置は、Ｘ＝±１４３０μｍであり、電極端から７０μｍ離れた位置である。したがって、基板厚の１／３（２５０μｍ／３＝８３．３μｍ）の幅の外枠電極を設けることで、“−１４３０μｍ＜Ｘ＜１４３０μｍ”の領域における櫛歯電極１０５の端部の中央部との電界強度比を１３０％以下に抑えることができる。また、外枠電極の幅を基板厚と同等の２５０μｍまで広げると、中央部との電界比は１０１％となり十分に抑制される。
【００３０】
また、図７に示されるように、基板厚が１０００μｍの場合には、規格化電界が１３０％となる位置は、Ｘ＝±１２４０μｍであり、電極端から２６０μｍ離れた位置である。したがって、基板厚の１／３（１０００μｍ／３＝３３３．３μｍ）の幅の外枠電極を設けることで、“−１２４０μｍ＜Ｘ＜１２４０μｍ”の領域における櫛歯電極１０５の端部の中央部に対する電界強度比を１３０％以下に抑えることができる。また、外枠電極の幅を基板厚と同等の１０００μｍまで広げると、中央部との電界比は１０１％となり十分に抑制される。
【００３１】
したがって、基板厚以上に外枠電極の幅を広げることは、基板一枚あたりの素子有効面積が低下するので好ましくない。つまり、最適な外枠電極１０６の幅ｃは、基板厚によって決定され、基板厚の１／３以上〜基板厚以下であることが望ましいと分かる。
【００３２】
この実施の形態１で説明した上記の例では、外枠電極１０６の幅ｃを基板厚の１／３以上である３００μｍとしているので、フリンジ効果による高電界は外枠電極１０６の領域に収まっており、櫛歯電極１０５の端部では過反転が進行しない。
【００３３】
さらに、この実施の形態１の工程では、電極間配線１０７の長さｄが櫛歯電極１０５の櫛歯周期ａの１／２以上で櫛歯間で許容される過反転の幅以上になっており、仮に局所的な過反転が進行しても、隣接する櫛歯間の分極反転が繋がる前に外枠電極１０６と櫛歯電極１０５の反転が繋がることはないので、製造バラツキの小さい光機能素子の製造方法を提供することができる。
【００３４】
この実施の形態１によれば、従来の技術でフリンジ効果に起因して生じていた櫛歯電極１０５の端部での過反転を抑制できるので、均一で高精度な周期分極反転構造を高い製造歩留まりで実現する光機能素子の製造方法を提供することができるという効果を有する。
【００３５】
また、このようにして形成された周期分極反転構造を有する波長変換素子を光機能素子に適用すると、高精度な周期反転構造により波長変換素子での波長変換効率が上がり、この波長変換素子に入射させるレーザ光のパワーを抑えることができるのでレーザ光発生の消費エネルギを抑えることができ、また、レーザ光パワーの抑制にともない不要な発熱が低減されるので、光機能素子の冷却構造を小型化することができる、という効果を有する。
【００３６】
実施の形態２．
上述の実施の形態１では、ノボラック系のポジ型フォトレジストなどの感光性材料を絶縁層に使用する場合を説明したが、この実施の形態２では絶縁層１０２にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの無機材料を用いる場合を説明する。
【００３７】
実施の形態１のようにフォトレジストを絶縁層（犠牲層）１０２として用いる場合は、電圧印加時にレジストが絶縁破壊する場合や、不要なリーク電流により意図しない反転が発生する場合があった。そこで、絶縁層１０２にシリコン酸化膜などの無機材料を用いることでかかる問題を回避することとした。
【００３８】
この実施の形態２における光機能素子の製造方法は、絶縁層１０２がシリコン酸化膜になることで、絶縁層１０２のパターニングの際にレジストマスクを形成してＣＦ4プラズマなどで絶縁層１０２をエッチングする点が実施の形態１の工程と異なる他は、実施の形態１と同じ工程手順であるので、説明の煩雑さを避けるため工程の説明は省略する。
【００３９】
この実施の形態２によれば、実施の形態１で説明した効果に加えて、高温の工程を採用できるようになるので製造方法の自由度がより向上する利点がある。また、フォトレジストなどの樹脂材料の電気絶縁性や耐電圧性では、分極反転における高電圧印加時に不要な分極反転や絶縁破壊を起こす可能性があり、絶縁層１０２にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜などの無機材料を使用することで製造工程の信頼性が増すという効果も有する。なお、絶縁層１０２に使用する材料としては、シリコン酸化膜、シリコン窒化と同様の材料物性を有し、微細な加工が可能な材料を用いることが望ましい。
【００４０】
実施の形態３．
上述した実施の形態１，２では、電極間配線の下部にフォトレジストやシリコン酸化膜などの固体材料からなる絶縁層を形成する場合を説明したが、この実施の形態３では、電極間配線１０７の下部に固体材料を形成せずに空気層を設け、これを絶縁層１０２とする場合を説明する。
【００４１】
この実施の形態３の光機能素子の製造方法は、絶縁層１０２のレジストのポストベーク時において、実施の形態１の場合に比してポストベークの温度を低くし、時間を短くするように、１２０℃で３時間のポストベークを行うとともに、電極パターニング時において、金属膜１０３のエッチングに用いたレジストマスクの除去をアセトンなどの溶剤を用いて行うとともに、絶縁層１０２のレジストも除去する点が、前述の実施の形態１の工程と異なる。なお、その他は、実施の形態１と同じ工程手順であるので、説明の煩雑さを避けるため工程の説明は省略する。
【００４２】
図８は、電極パターニング後の基板の構造を模式的に示す断面図である。なお、この断面図は、図１−３のＡ−Ａ断面図に対応している。この図８に示されるように、この実施の形態３による製造方法を用いると、電極間配線１０７の下部（電極間配線１０７と基板１０１との間）は空気層１０８となっている。
【００４３】
この実施の形態３によれば、実施の形態１で説明した効果に加えて、絶縁層１０２が空気層１０８に変わることで電極間配線１０７下部の絶縁性および耐電圧性が向上するため、分極反転における高電圧印加時に不要な分極反転や絶縁破壊を実施の形態１よりも抑制することができるという効果を有する。
【００４４】
実施の形態４．
上述した実施の形態１〜３では、外枠電極は基板と直に接している場合を説明したが、この実施の形態４では外枠電極１０６を基板１０１に直に接触させず、分極反転時の高電圧印加時に外枠電極１０６の下で分極反転が進行しないようにする場合を説明する。
【００４５】
実施の形態１では、電極間配線１０７の長さをｄ櫛歯電極１０５の櫛歯周期ａの１／２以上とすることで、外枠電極１０６からの過反転が櫛歯電極１０５へ繋がることを抑制したが、それでも偶発的・局所的に外枠電極１０６からの過反転が櫛歯電極１０５に繋がる場合があった。そこで、外枠電極１０６下に絶縁膜を形成して、外枠電極１０６下には分極反転を起こさせないことでかかる問題を回避することとした。
【００４６】
図９−１〜図９−２は、この実施の形態４にかかる光機能素子の製造方法における電極パターン形成時の状態の一例を模式的に示す斜視図であり、図１０は、図９−２のＤ−Ｄ断面図である。これらの図に示されるように、この実施の形態４の光機能素子の製造方法は、外枠電極１０６下に絶縁層１０３を形成するために、実施の形態１のフォトリソグラフィのマスクパターンを変更して、外枠電極１０６を形成する領域全体に絶縁層１０２をパターニングし、外枠電極１０６の下にも絶縁層１０２が形成される構造となる点が前述の実施の形態１の工程と異なる。また、絶縁層１０２に囲まれた領域に所定の周期の櫛歯電極１０５を形成し、絶縁層１０２上に外枠電極１０６を形成するようにパターニングする。その他は、実施の形態１と同じ工程手順であるので、説明の煩雑さを避けるため工程の説明は省略する。
【００４７】
この実施の形態４によれば、実施の形態１で説明した効果に加えて、外枠電極１０６下での分極反転が櫛歯電極１０５へ繋がることを考慮しなくてよいため、設計の自由度が増すとともに、製造歩留りが増すという効果を有する。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
以上のように、この発明にかかる光機能素子の製造方法は、周期分極反転構造を有する強誘電体の製造に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１−１】この実施の形態１にかかる光機能素子の製造方法の処理手順の一例を模式的に示す斜視図である（その１）。
【図１−２】この実施の形態１にかかる光機能素子の製造方法の処理手順の一例を模式的に示す斜視図である（その２）。
【図１−３】この実施の形態１にかかる光機能素子の製造方法の処理手順の一例を模式的に示す斜視図である（その３）。
【図１−４】この実施の形態１にかかる光機能素子の製造方法の処理手順の一例を模式的に示す斜視図である（その４）。
【図１−５】この実施の形態１にかかる光機能素子の製造方法の処理手順の一例を模式的に示す斜視図である（その５）。
【図２】図１−３のＡ−Ａ断面図である。
【図３−１】従来の方法で周期分極反転構造を形成する際に基板に形成される電極の状態を模式的に示す斜視図である。
【図３−２】図３−１の基板に電圧を印加して分極反転させて、電極を除去した状態を模式的に示す斜視図である。
【図３−３】図３−２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】図１−４の櫛歯電極の端部付近のＣ−Ｃ断面図である。
【図５】この実施の形態１による光機能素子の製造方法における分極反転電圧印加時における電界強度分布を示すグラフである。
【図６】基板厚を０．２５ｍｍとした場合の分極反転電圧印加時における電界強度分布を示すグラフである。
【図７】基板厚を１．０ｍｍとした場合の分極反転電圧印加時における電界強度分布を示すグラフである。
【図８】電極パターニング後の基板の構造を模式的に示す断面図である。
【図９−１】この実施の形態４にかかる光機能素子の製造方法における電極パターン形成時の状態の一例を模式的に示す斜視図である（その１）。
【図９−２】この実施の形態４にかかる光機能素子の製造方法における電極パターン形成時の状態の一例を模式的に示す斜視図である（その２）。
【図１０】図９−２のＤ−Ｄ断面図である。
【符号の説明】
【００５０】
１０１  基板
１０２  絶縁層
１０３  金属膜
１０４  裏面電極
１０５  櫛歯電極
１０６  外枠電極
１０７  電極間配線
１０８  空気層
１１０  波長変換素子
２０１  分極反転領域
２０２  非分極反転領域
【図１−１】
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【図１−２】
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【図１−３】
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【図１−４】
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【図１−５】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図３−３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９−１】
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【図９−２】
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【図１０】
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