非线性光学器件的制造方法技术

提供一种非线性光学器件的制造方法。在半导体基板(100)的表面形成凹部(10)。在减压环境下，在凹部(10)填充第1液体材料(31)。第2液体材料(32)与填充至凹部(10)的第1液体材料(31)接触，由此对第3液体材料(33)进行调制。第3液体材料(33)硬化，由此形成埋入部(310)。第1液体材料(31)包含第1溶质和第1溶剂，或者仅由该第1溶剂构成。第2液体材料(32)包含第2溶质和第2溶剂。第2溶质包含非线性光学聚合物。该第2液体材料(32)的该第2溶质的浓度高于该第1液体材料(31)的该第1溶质的浓度。液体材料(31)的该第1溶质的浓度。液体材料(31)的该第1溶质的浓度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非线性光学器件的制造方法


[0001]本专利技术涉及非线性光学器件的制造方法。本申请基于2020年7月31日申请的日本专利申请特愿2020－130371号而要求优先权。在该日本专利申请记载的全部记载内容通过参照而引入至本说明书。

技术介绍

[0002]研究了向在基板的表面形成的微小凹部填充液体材料的方法(例如，参照专利文献1至5、参照非专利文献1)。
[0003]专利文献1：日本特开2004－071934号公报
[0004]专利文献2：日本特开2004－103817号公报
[0005]专利文献3：日本特表2007－509769号公报
[0006]专利文献4：日本特开2011－210942号公报
[0007]专利文献5：日本特开2014－099525号公报
[0008]非专利文献1:H.Hiroshima、M.Komuro，“Control of BubbleDefects in UV Nanoimprint”Japanese Journal Applied Physics，Vol.46，pp.6391－6394(Sep.2007)

技术实现思路

[0009]本专利技术的一个方式所涉及的非线性光学器件的制造方法包含下
[0010]述工序：
[0011]在半导体基板的表面形成凹部；
[0012]在减压环境下，在所述凹部填充第1液体材料；
[0013]使第2液体材料与填充至所述凹部的所述第1液体材料接触，由此对第3液体材料进行调制；以及
[0014]使所述第3液体材料硬化，由此形成埋入部，
[0015]所述第1液体材料包含第1溶质和第1溶剂，或者仅由所述第1溶剂构成，
[0016]所述第2液体材料包含第2溶质和第2溶剂，
[0017]所述第2溶质包含非线性光学聚合物，
[0018]所述第2液体材料的所述第2溶质的浓度，高于所述第1液体材料的所述第1溶质的浓度。
附图说明
[0019]图1是本实施方式的非线性光学器件的制造方法的概略流程图。
[0020]图2是表示本实施方式的非线性光学器件的制造过程的第1概略剖视图。
[0021]图3是表示凹部的第1例的概略俯视图。
[0022]图4是表示凹部的第2例的概略俯视图。
[0023]图5是表示本实施方式的非线性光学器件的制造过程的第2概略剖视图。
[0024]图6是表示本实施方式的非线性光学器件的制造过程的第3概略剖视图。
[0025]图7是表示本实施方式的非线性光学器件的制造过程的第4概略剖视图。
[0026]图8是表示本实施方式的非线性光学器件的制造过程的第5概略剖视图。
[0027]图9是表示本实施方式的非线性光学器件的制造过程的第6概略剖视图。
[0028]图10是表示No.2的制造过程的第1概略剖视图。
[0029]图11是表示No.2的制造过程的第2概略剖视图。
[0030]图12是表示No.3的制造过程的概略剖视图。
[0031]图13是评价用器件的概略俯视图。
[0032]图14是No.2的光传输条纹图像的测定例。
[0033]图15是No.2的传输损耗的计算例。
[0034]图16是No.1至No.3的评价结果。
[0035]图17是表示底部的一个例子的概略剖视图。
[0036]图18是侧链共聚物的合成路线的一个例子。
具体实施方式
[0037]＜本专利技术所要解决的课题＞
[0038]在非线性光学(Nonlinear optics：NLO)器件研究出了埋入构造。埋入构造是通过向在半导体基板的表面形成的凹部填充NLO聚合物而形成的。例如，使用溶解了NLO聚合物的聚合物溶液。即，将聚合物溶液涂敷于具有凹部的半导体基板的表面，使其硬化，从而可形成埋入部。
[0039]随着NLO器件的小型化及高集成化的发展，要求在宽度变得更窄、更深的凹部填充聚合物溶液。成为宽度越窄、越深的凹部，则在填充后的凹部越容易残存空隙。例如，在埋入部包含光波导的情况下，由于埋入部内的空隙而光可能散射。其结果，有可能发生传输损耗。
[0040]为了减少空隙，例如考虑对填充至凹部的聚合物溶液进行加热。聚合物溶液的温度上升，由此气泡容易移动，期待空隙的减少。
[0041]在这里，NLO聚合物例如包含主体聚合物和客体分子。客体分子分散于主体聚合物中。客体分子为极性分子，具有NLO活性。如果对聚合物溶液进行加热，由此聚合物溶液的温度上升至NLO聚合物流动的程度，则由于偶极相互作用，客体分子有可能凝集。客体分子凝集，由此NLO活性有可能消失。
[0042]为了减少空隙，例如可想到在加压气氛下在凹部填充聚合物溶液。可想到通过加压而使气泡收缩。由于气泡的收缩，期待空隙的减少。但是，气泡只不过是与压力成反比地减小。因此，无法将空隙完全地去除。
[0043]为了减少空隙，例如考虑在减压气氛下，使填充至凹部的聚合物溶液脱泡。减压脱泡被认为伴随溶剂的挥发。溶剂的挥发是在聚合物溶液的表面发生的。因此，从聚合物溶液的表面开始硬化。在减压脱泡时，聚合物溶液从表面硬化，由此有可能妨碍脱泡、或在埋入部的表面形成凹凸。例如，在埋入部包含光波导的情况下，表面的凹凸有可能使光学特性降低。因此，要求使光波导从表面远离，以使得向光学特性的影响变得充分小。其结果，有可能妨碍NLO器件的小型化。
[0044]本专利技术的目的在于，在NLO器件形成埋入部，该埋入部具有平滑的表面，且空隙少。
[0045]＜本专利技术的效果＞
[0046]根据本专利技术，期待形成具有平滑的表面，且空隙少的埋入部。
[0047]＜本专利技术的实施方式的说明＞
[0048]首先，列举本专利技术的实施方式及其说明。但是，本专利技术的作用机理包含有推定。作用机理的正确与否并不限定权利要求的范围。
[0049]〔1〕本专利技术的一个方式所涉及的非线性光学器件的制造方法包含下述(a)至(d)。
[0050](a)在半导体基板的表面形成凹部。
[0051](b)在减压环境下，在凹部填充第1液体材料。
[0052](c)使第2液体材料与填充至凹部的第1液体材料接触，由此对第3液体材料进行调制。
[0053](d)使第3液体材料硬化，由此形成埋入部。
[0054]第1液体材料包含第1溶质和第1溶剂，或者仅由第1溶剂构成。第2液体材料包含第2溶质和第2溶剂。第2溶质包含非线性光学聚合物。第2液体材料的第2溶质的浓度，高于第1液体材料的第1溶质的浓度。
[0055]本专利技术的第2液体材料具有比第1液体材料高的浓度。在这里，第2液体材料还记为“高浓度溶液”。第1液体材料还记为“低浓度溶液”。但是、“高浓度及低浓度”表示第2液体材料和第1液体材料之间的相对浓度，不表示绝对浓度。
[0056]在本专利技术的NLO器件的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非线性光学器件的制造方法，其包含下述工序：在半导体基板的表面形成凹部；在减压环境下，在所述凹部填充第1液体材料；使第2液体材料与填充至所述凹部的所述第1液体材料接触，由此对第3液体材料进行调制；以及使所述第3液体材料硬化，由此形成埋入部，所述第1液体材料包含第1溶质和第1溶剂，或者仅由所述第1溶剂构成，所述第2液体材料包含第2溶质和第2溶剂，所述第2溶质包含非线性光学聚合物，所述第2液体材料的所述第2溶质的浓度，高于所述第1液体材料的所述第1溶质的浓度。2.根据权利要求1所述的非线性光学器件的制造方法，其中，所述第1溶质包含非线性光学聚合物。3.根据权利要求1或2所述的非线性光学器件的制造方法，其中，所述凹部的至少一部分形成为沿所述半导体基板的所述表面而线状地延伸。4.根据权利要求1至3中任一项所述的非线性光学器件的制造方法，其中，所述凹部的深度相对于所述凹部的宽度之比为0.5至12。5.根据权利要求1至4中任一项所述的非线性光学器件的制造方法，其中，所述凹部具有170nm以下的宽度。6.根据权利要求1至5中任一项所述的非线性光学器件的制造方法，其中，所述第1液体材料的所述第1溶质的浓度为0质量％至35质量％，所述第2液体材料的所述第2溶质的浓度为5质量％至40质量％。7.根据权利要求1至6中任一项所述的非线性光学器件的制造方法，其中，所述非线性光学聚合物包含通过下述式(I)...

【专利技术属性】
技术研发人员：田泽英久，村上泰典，大友明，山田俊树，横滨秀雄，上田里永子，
申请(专利权)人：住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：