光学元件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种容易制作且所用基片的选择性强、对基片进行接合的结构的光学元件的制造方法，其中，在波导基片和基体基片的至少一边的主面上形成作为非接合区域的凹部，以把上述非接合区域夹持在上述波导基片和上述基体基片之间的方式，对上述波导基片与基体基片们进行接合。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在接合基片上形成的。
技术介绍
把2块基片接合起来形成的光学元件，对一块基片进行薄片化后进行脊形加工，即可形成脊形光波导。在对该基片进行接合的情况下，不使用粘接剂等使基片之间牢固接合的技术，已知的是直接接合技术。利用直接接合，能对玻璃、半导体、强电介质、压电陶瓷等各种材料进行高精度的接合，有希望应用于光学元件。作为电介质基片、半导体基片、玻璃基片等直接接合基片中的光学元件的一例提出了光波导型元件。例如在(日本)专利第2574594号公报和特开平06-222229号公报中，公开了使强电介质结晶基片铌酸锂和钽酸锂与同种类基片或玻璃基片进行直接接合而形成光波导的方法。并且，在二块基片之间通过薄膜使其接合而形成的光学元件，也已提出了几种方案。用2块基片，一块作为波导层的光学元件，成为波导层的基片，折射率不高不行。因此，在基片间布置折射率比波导层低的薄膜，能不受基片波导率的影响，对光进行波导。例如，在上述(日本)专利第2574594号公报和特开平06-222229号公报中，说明采用SiO2和SiN作为薄膜材料。并且，在(日本)专利第2574606号公报中，说明采用低熔点玻璃作为薄膜材料。并且，(日本)专利特开平06-289347号公报中，说明采用金属氧化物等作为薄膜材料。如前所述，不设置薄膜层，而是用折射率相等的同种类的基片构成的光学元件，不能作为光波导使用。并且，例如，像直接接合铌酸锂基片和Mg掺杂铌酸锂基片的情况那样，即使在直接接合折射率不同的2种基片的情况下，也不能在折射率小的基片上形成光波导。在2块基片之间设置薄膜，就能解决上述问题。但是，在2块基片之间设置薄膜很困难。如(日本)专利2574594号公报和特开平06-222229号公报所示，例如在采用SiO2作为薄膜的情况下，很难控制薄膜层的表面光洁度，通过溅射和蒸发淀积的薄膜，其表面光洁度差。这种表面光洁度不适合直接接合。例如，用CVD(化学汽相淀积)设备等来形成薄膜，能提高表面光洁度。但CVD设备存在的问题是价格昂贵，体积大。并且，根据薄膜形成条件等不同，薄膜和基片的贴紧性和接合强度分布不均匀，在对已接合的基片进行机械加工时，达不到足够的适应强度。此外，如(日本)专利2574606号公报所示，在采用低熔点玻璃作为薄膜层的情况下，例如采用的方法是，在基片上涂敷浆状的溶化玻璃，进行接合的基片在贴紧后进行烧结。所以，很难控制膜厚的均匀性。再有，在特开平06-289347号公报所述的技术中，不能具体特定薄膜所用的金属氧化物材料，缺乏实用性。并且，在直接接合基片上，形成光波导时的光波导的高度控制和光波导的高度均匀性控制，重要的措施是对直接接合的基片中形成光波导的基片的厚度和均匀性进行测量。但是，存在的问题是，一般，上述光波导相对于形成基片的厚度均匀性测量很难用光学方式来进行，而是依靠直接接合基片整体的厚度测量，所以，光波导的厚度均匀性很差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种容易制作且所用基片的选择性强、对基片进行接合的结构的。本专利技术的是，在波导基片和基体基片的至少一边的主面上形成作为非接合区域的凹部，把上述非接合区域夹持在上述波导基片和上述基体基片之间，为此对上述波导基片和上述基体基片进行接合。这样，不管波导基片和基体基片的折射率如何，都能制作出波导特性良好的光学元件。再者，希望对上述波导基片和上述基体基片中的任一边的主面上在基片的厚度方向上进行凹状加工，以形成上述凹部。这样，不用薄膜，不管波导基片和基体基片的折射率如何，均能制作波导特性良好的光学元件。并且，也可以在上述基体基片和波导基片的任一边的主面上形成薄膜，在厚度方向上对该薄膜进行凹状加工，这样来形成上述凹部。再者，希望在进行凹状加工的面上形成薄膜，对形成上述薄膜的面进行CMP加工，使其平整，对上述波导基片和基体基片的主面之间进行直接接合，使上述非接合区域夹持在上述波导基片和基体基片之间。这样，可以制作出薄膜和波导基片相连接的光学元件。因此，不管波导基片和基体基片的折射率如何，均能制作波导特性良好的光学元件。并且，希望在上述基体基片上形成上述凹部，在上述波导基片的主面上形成薄膜，对上述波导基片和基体基片之间进行接合，使上述薄膜形成在上述非接合区域内。这样，不必研磨薄膜层，能减少工序数。再者，希望在对上述波导基片和基体基片之间进行接合之后，在上述波导基片和基体基片之间，在通过上述凹部而形成的间隙内，充填一种折射率比上述波导基片小的充填材料。这样，能制作出树脂和波导基片进行连接的光学元件。因此，不管波导基片和基体基片的折射率如何，均能制作出波导特性良好的光学元件。并且，希望上述波导基片和基体基片之间的接合是直接接合。这样，能制作接合精度高的光学元件。再者，本专利技术的其他，通过在厚度方向上对基体基片进行凹状加工，形成按等间隔布置的多个沟槽，在上述基体基片上，对其他基体基片进行接合，使各上述沟槽互相对面，而且，各上述沟槽垂直，对上述基片进行研磨，使上述沟槽露出。这样进行形成积层基体基片的积层工序，对上述积层基体基片，按预定次数重复进行上述积层工序。这样，容易制作光子学晶体。附图说明图1是表示涉及本专利技术第1实施例的光学元件结构的斜视图。图2是表示溅射膜的原子间力显微镜的表面光洁度测量结果的图，图2(a)是表示Ta氧化物溅射膜的表面光洁度测量结果，图2(b)表示SiO2溅射膜的表面光洁度测量结果。图3是表示涉及本专利技术第1实施例的光学元件的另一种结构的斜视图。图4是图3的光学元件的第三象限法的正投影图。图5是表示涉及本专利技术第2实施例的光学元件的结构的斜视图。图6是关于薄膜层的各表面上的反射光的说明图。图7是表示薄膜层的厚度T与光反射率R的关系的特性图。图8是表示涉及本专利技术第3实施例的光学元件的结构的斜视图。图9是表示第3实施例的光学元件的非接合区域的布置位置用的图，是采用第三象限法的正投影图。图10是表示涉及本专利技术第3实施例的光学元件的其他结构的斜视图。图11是表示涉及本专利技术第4实施例的光学元件的结构的斜视图。图12是表示涉及本专利技术第4实施例的光学元件的其他结构的斜视图。图13是表示涉及本专利技术第4实施例的光学元件的另一其他结构的斜视图。图14是按制造工序顺序来表示涉及本专利技术的第5实施例的光学元件的正视图。图15是表示涉及本专利技术第5实施例的其他光学元件的结构的图，图15(a)是光学元件的斜视图，图15(b)是光学元件的正视图。图16是表示涉及本专利技术第6实施例的光学元件的结构的斜视图。图17是表示涉及本专利技术第6实施例的其他光学元件的结构的斜视图。具体实施例方式以下详细说明本专利技术的实施例。在此，光学元件以光波导型元件为例，形成光波导的波导基片的材料，采用强电介质晶体、即掺杂MgO的LiNbO3晶体(以下简称为MgO:LN晶体)，对作为光学元件的基片的基体基片，以采用LiNbO3晶体(以下简称LN晶体)的情况为例进行说明。本专利技术并非仅限于该结构。直接接合技术已知的是不采用粘合剂等，使基片进行牢固接合的技术，它能对玻璃、半导体、强电介质、压电陶瓷等各种材料进行高精度接合。直接接合基片例如可以使接合基片(接合的二块一组的基片)中的二块经过薄片化后进行脊形加工作为光波导使用，它作为制作光学元件的有效方法之本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学元件的制造方法，其特征在于：在波导基片和基体基片的至少一个基片的主面上形成作为非接合区域的凹部，以把上述非接合区域夹持在上述波导基片和上述基体基片之间的方式，对上述波导基片与基体基片进行接合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：杉田知也，水内公典，山本和久，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]