JP3479112B2 - Method for treating lithium niobate single crystal substrate and method for producing electro-optical article - Google Patents
Method for treating lithium niobate single crystal substrate and method for producing electro-optical articleInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、電気光学単結晶基板の
処理方法及び電気光学品の製造方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for treating an electro-optical single crystal substrate and a method for manufacturing an electro-optical article.
【0002】[0002]
【従来の技術】ニオブ酸リチウム(LiNbO3 ) 単結
晶、タンタル酸リチウム(LiTaO3 )単結晶が、オ
プトエレクトロニクス用材料として期待されている。ニ
オブ酸リチウム単結晶等からなる基板の上に、液相エピ
タキシャル法によってニオブ酸リチウム薄膜を得ること
が知られている。例えば、「Appl. Phys.Letters 」 Vo
l.26 No.1 (1975)の第8〜10頁の記載によれば、タ
ンタル酸リチウム単結晶基板上に液相エピタキシャル法
によってニオブ酸リチウム単結晶薄膜を形成している。
「Mat. Res. Bull」 Vol.10(1975) の第1373〜1
377頁の記載によれば、ニオブ酸リチウム単結晶基板
上に液相エピタキシャル法によってニオブ酸リチウム単
結晶薄膜を形成している。「J. Appl. Phys.」 Vo
l.70, No.5,( 1991 )の第2536〜2541頁によ
れば、酸化マグネシウムをドープしたニオブ酸リチウム
単結晶基板上に、液相エピタキシャル法によってニオブ
酸リチウム単結晶薄膜を形成している。2. Description of the Related Art Lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal and lithium tantalate (LiTaO 3 ) single crystal are expected as materials for optoelectronics. It is known to obtain a lithium niobate thin film by a liquid phase epitaxial method on a substrate made of a lithium niobate single crystal or the like. For example, "Appl. Phys. Letters" Vo
According to the description on pages 8 to 10 of l.26 No. 1 (1975), a lithium niobate single crystal thin film is formed on a lithium tantalate single crystal substrate by a liquid phase epitaxial method.
"Mat. Res. Bull" Vol.10 (1975) No. 1373-1
According to the description on page 377, a lithium niobate single crystal thin film is formed on a lithium niobate single crystal substrate by a liquid phase epitaxial method. "J. Appl. Phys." Vo
According to pp. 2536 to 2541 of L.70, No.5, (1991), a lithium niobate single crystal thin film is formed by a liquid phase epitaxial method on a lithium niobate single crystal substrate doped with magnesium oxide. There is.
【0003】液相エピタキシャル法における成膜方法を
説明する。図5は、液相エピタキシャル法における溶融
体の温度スケジュールを模式的に示すグラフであり、図
6は、例えばLiNbO3 ─LiVO3 擬二元系の溶解
度曲線を示すグラフである。まず、例えばニオブ酸リチ
ウム(溶質)とLiVO3 (溶融媒体)とを仕込んで混
合する。この溶融体の仕込み組成に対応する飽和温度を
T0 とする。この溶融体の温度を、飽和温度T0 よりも
高温T1 で保持し、ニオブ酸リチウムとLiVO3 とを
均一に溶融させる。図5において、「A」が、この溶融
状態に対応する。次いで、溶融体の温度を、飽和温度T
0 よりも低い温度T4 まで冷却して溶融体を過冷却状態
とする。図5において、「C」が、この過冷却状態に対
応する。過冷却状態の溶融体に対して、基板を接触させ
る。A film forming method in the liquid phase epitaxial method will be described. FIG. 5 is a graph schematically showing a temperature schedule of a melt in the liquid phase epitaxial method, and FIG. 6 is a graph showing a solubility curve of, for example, LiNbO 3 —LiVO 3 pseudo binary system. First, for example, lithium niobate (solute) and LiVO 3 (melting medium) are charged and mixed. The saturation temperature corresponding to the composition of the melt charged is T 0 . The temperature of the melt is held at a high temperature T 1 than the saturation temperature T 0, uniformly melt lithium niobate and LiVO 3. In FIG. 5, “A” corresponds to this molten state. Then, the temperature of the melt is set to the saturation temperature T
It is cooled to a temperature T 4 lower than 0 to bring the melt into a supercooled state. In FIG. 5, “C” corresponds to this supercooled state. The substrate is brought into contact with the melt in the supercooled state.
【0004】また、こうした単結晶の結晶性は、X線ロ
ッキングカーブの半値幅によって評価することができ
る。例えば、「J. Cryst. Growth.」 132 (1993) の
第48〜60頁の記載によれば、酸化マグネシウムをド
ープしたニオブ酸リチウム単結晶基板を使用し、この基
板と同程度に小さい半値幅をもつニオブ酸リチウム単結
晶薄膜を作製している。The crystallinity of such a single crystal can be evaluated by the half width of the X-ray rocking curve. For example, according to the description of “J. Cryst. Growth.” 132 (1993), pages 48 to 60, a lithium oxide niobate single crystal substrate doped with magnesium oxide is used, and the half width is as small as this substrate. A lithium niobate single crystal thin film having
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】現在は、LiNbO3
単結晶等の基板は、引き上げ法によって形成されてい
る。しかし、従来は、こうした単結晶基板の上に、この
単結晶基板よりも結晶性の良い単結晶膜を形成すること
はできなかった。この結果、この単結晶膜の方に、光導
波路基板、SHGデバイス等を作成した場合に、光導波
路の耐光損傷特性が劣っており、光導波路において導波
できる光のエネルギーのしきい値が低かった。このた
め、従来は、引き上げ法によって作成された基板を機械
加工して、光導波路基板として使用しており、液相エピ
タキシャル法による単結晶膜は、こうした製品の材料と
して有効に使用されておらず、解決が待望されていた。Currently, LiNbO 3 is used.
A substrate such as a single crystal is formed by a pulling method. However, conventionally, a single crystal film having better crystallinity than this single crystal substrate could not be formed on such a single crystal substrate. As a result, when an optical waveguide substrate, an SHG device, or the like is formed on this single crystal film, the optical waveguide is inferior in optical damage resistance, and the threshold of light energy that can be guided in the optical waveguide is low. It was Therefore, conventionally, the substrate prepared by the pulling method is machined and used as the optical waveguide substrate, and the single crystal film by the liquid phase epitaxial method is not effectively used as a material for such products. , There was a long-awaited solution.
【0006】本発明の課題は、引き上げ法等によって製
造された電気光学単結晶基板の結晶性を向上させる方法
を提供することである。更に本発明の課題は、こうした
電気光学単結晶基板の結晶性を向上させることにより、
この基板の上に、結晶性の良い単結晶膜を形成できるよ
うにすることである。An object of the present invention is to provide a method for improving the crystallinity of an electro-optical single crystal substrate manufactured by a pulling method or the like. A further object of the present invention is to improve the crystallinity of such an electro-optical single crystal substrate,
A single crystal film having good crystallinity can be formed on this substrate.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明に係る電気光学単
結晶基板の処理方法は、電気光学単結晶基板の少なくと
も加工面を、溶質と溶融媒体とを含む平衡状態の溶融体
に対して接触させることにより、この加工面の結晶性を
改質することを特徴とする。According to the method of processing an electro-optic single crystal substrate of the present invention, at least the processed surface of the electro-optic single crystal substrate is brought into contact with a melt in an equilibrium state containing a solute and a melting medium. It is characterized in that the crystallinity of the machined surface is modified by doing so.
【0008】また、本発明は、電気光学単結晶基板と電
気光学単結晶膜とを有する電気光学品を製造する方法で
あって、電気光学単結晶基板の少なくとも加工面を、溶
質と溶融媒体とを含む平衡状態の溶融体に対して接触さ
せることにより、この加工面の結晶性を改質し、次いで
溶融体の液相を過冷却状態にすることによって加工面側
に前記電気光学単結晶膜を形成することを特徴とする方
法に係るものである。Further, the present invention is a method for manufacturing an electro-optical product having an electro-optical single crystal substrate and an electro-optical single crystal film, wherein at least the processed surface of the electro-optical single crystal substrate is provided with a solute and a molten medium. The electro-optic single crystal film on the processed surface side is modified by bringing the melted material into equilibrium containing The present invention relates to a method of forming
【0009】[0009]
【作用】本発明者は、特に光学グレードの電気光学単結
晶基板の上に、この単結晶基板よりも結晶性の良い単結
晶膜を形成することが困難な理由について、検討した。
この結果、次の原因を発見するに至った。The present inventor has examined the reason why it is difficult to form a single crystal film having better crystallinity than the single crystal substrate on an optical grade electro-optical single crystal substrate.
As a result, the following causes were discovered.
【0010】即ち、一般に光導波路等に使用される電気
光学単結晶基板を製造するには、まず略円柱形状のブー
ルを引き上げ法によって作成する。この際には、電気光
学単結晶はいわゆる調和溶融組成である。次に、このブ
ールを研削加工して円柱形状とし、この円柱形状のブー
ルを、その軸方向と垂直に切断して円盤形状のウエハー
を作成する。このウエハーの表面を精密に研磨加工した
後、この加工面上に電気光学単結晶膜を液相エピタキシ
ャル法によって形成する。That is, in order to manufacture an electro-optic single crystal substrate generally used for an optical waveguide or the like, first, a boule having a substantially cylindrical shape is prepared by a pulling method. In this case, the electro-optical single crystal has a so-called harmonic melting composition. Next, this boule is ground into a cylindrical shape, and this cylindrical boule is cut perpendicularly to its axial direction to form a disk-shaped wafer. After precisely polishing the surface of this wafer, an electro-optic single crystal film is formed on this processed surface by a liquid phase epitaxial method.
【0011】しかし、図2(a)に模式的に示すよう
に、上記した切断及び研磨加工の際に、電気光学単結晶
基板2の表面2aに、応力による歪や結晶格子の乱れが
導入されることが多い。そのような状態になると、次に
光導波路等のデバイスを作製したとき、デバイスの特性
にばらつきが発生し、不良品の原因となり、歩留りの低
下の原因となるわけである。However, as schematically shown in FIG. 2 (a), during the above-mentioned cutting and polishing, stress-induced strain and disorder of the crystal lattice are introduced into the surface 2a of the electro-optical single crystal substrate 2. Often. In such a state, when a device such as an optical waveguide is manufactured next time, the characteristics of the device vary, causing defective products and lowering the yield.
【0012】更に、本発明者は、このようにして表面に
ダメージが導入された電気光学単結晶基板を改質するた
め、研究を進めていたが、その過程で、以下のような方
法を開発した。Further, the present inventors have been conducting research to modify the electro-optical single crystal substrate having the surface thus damaged, but in the process, the following method was developed. did.
【0013】即ち、図1に模式的に示すように、液相エ
ピタキシャル法において通常使用される溶融体4を、ル
ツボ3内において、まず飽和温度以下に冷却した状態で
長時間保持し、固相5を析出させた。この状態では、溶
融体4は完全に固相5と液相1との平衡状態であるの
で、電気光学単結晶基板2を溶融体4に接触させても、
当然膜は成長しないし、見かけ上はなにも起こらない。That is, as schematically shown in FIG. 1, a melt 4 usually used in a liquid phase epitaxial method is first kept in a crucible 3 in a state of being cooled to a saturation temperature or lower for a long time, and a solid phase is obtained. 5 was deposited. In this state, the melt 4 is completely in equilibrium with the solid phase 5 and the liquid phase 1. Therefore, even if the electro-optic single crystal substrate 2 is brought into contact with the melt 4,
Of course the film does not grow, and apparently nothing happens.
【0014】ところが、図2(b)に模式的に示すよう
に、この電気光学単結晶基板7を溶融体4から取り出
し、加工表面7a側を分析してみると、処理前に比べて
加工面7aのダメージが改善され、その結晶性が向上し
ていることが判明した。However, as schematically shown in FIG. 2B, when this electro-optic single crystal substrate 7 is taken out of the melt 4 and the processed surface 7a side is analyzed, the processed surface is compared with that before processing. It was found that the damage of 7a was improved and its crystallinity was improved.
【0015】この理由は明らかではない。しかし、溶融
体が固液平衡状態となっていることから、おそらく基板
表面2a付近ではミクロ的な分子の入れ替え、再配列が
起こっており、この過程で、基板表面2a近傍の結晶性
が改善されたのではないかと推定される。The reason for this is not clear. However, since the melt is in a solid-liquid equilibrium state, microscopic molecule replacement and rearrangement probably occur near the substrate surface 2a. In this process, the crystallinity near the substrate surface 2a is improved. It is presumed that it might have happened.
【0016】本発明者は、更に、図3に模式的に示すよ
うに、未飽和状態の溶融体6に対しても、電気光学単結
晶基板2の加工面2aを接触させ、次いで基板を溶融体
6から取り出し、加工表面を分析してみた。この結果、
図4(a)に示すように、やはり処理前に比べて基板8
の加工面8aのダメージが改善され、その結晶性が向上
していることが判明した。The present inventor further brings the processed surface 2a of the electro-optical single crystal substrate 2 into contact with the melt 6 in an unsaturated state, and then melts the substrate, as schematically shown in FIG. It was taken out from the body 6 and the processed surface was analyzed. As a result,
As shown in FIG. 4 (a), the substrate 8 is also compared with that before processing.
It was found that the damage of the processed surface 8a was improved and the crystallinity thereof was improved.
【0017】従って、電気光学単結晶基板2の少なくと
も加工面2aを、平衡状態の溶融体に対して接触させる
ことにより、この加工面2aの結晶性を改質できるもの
と考えられる。Therefore, it is considered that the crystallinity of the processed surface 2a can be modified by bringing at least the processed surface 2a of the electro-optic single crystal substrate 2 into contact with the melt in the equilibrium state.
【0018】更に、本発明者は、電気光学単結晶基板2
の少なくとも加工面2aを、溶質と溶融媒体とを含む固
液平衡状態の溶融体4に対して接触させることにより、
この加工面2aの結晶性を改質し、次いで溶融体4の液
相1を過冷却状態にすることによって、結晶性が改質さ
れた加工面7a側に電気光学単結晶膜を形成して見た。
この結果、従来は作成不可能であった、電気光学単結晶
基板よりもX線ロッキングカーブの半値幅が小さい単結
晶膜を形成することに成功した。Further, the present inventor has found that the electro-optic single crystal substrate 2
By contacting at least the processed surface 2a with the melt 4 in a solid-liquid equilibrium state containing a solute and a melting medium,
By modifying the crystallinity of the processed surface 2a and then bringing the liquid phase 1 of the melt 4 into a supercooled state, an electro-optic single crystal film is formed on the processed surface 7a whose crystallinity is modified. saw.
As a result, we succeeded in forming a single crystal film having a half-width of the X-ray rocking curve smaller than that of the electro-optic single crystal substrate, which could not be prepared conventionally.
【0019】また、本発明者は、電気光学単結晶基板2
の少なくとも加工面2aを、図3に模式的に示す未飽和
状態の溶融体6の液相に対して接触させることにより、
この加工面2aの結晶性を改質した後、液相6を過冷却
状態にすることによって、改質された加工面8a側に、
図4(b)に示すように、電気光学単結晶膜10を形成
して見た。この結果、従来は作成不可能であった、電気
光学単結晶基板よりもX線ロッキングカーブの半値幅が
小さい単結晶膜10を形成することに成功した。これら
の結果は、単結晶膜の結晶性が、基板表面の結晶性によ
って基本的に大きく左右されるからであろう。The present inventor has also found that the electro-optic single crystal substrate 2
By contacting at least the processed surface 2a of the liquid phase with the liquid phase of the melt 6 in an unsaturated state schematically shown in FIG.
After modifying the crystallinity of the machined surface 2a, the liquid phase 6 is placed in a supercooled state, so that the modified machined surface 8a is
As shown in FIG. 4B, the electro-optic single crystal film 10 was formed and viewed. As a result, it has succeeded in forming the single crystal film 10 having a half width of the X-ray rocking curve smaller than that of the electro-optic single crystal substrate, which could not be prepared conventionally. These results are probably because the crystallinity of the single crystal film is largely influenced by the crystallinity of the substrate surface.
【0020】本発明者は、前記方法により、単結晶基板
よりもX線ロッキングカーブの半値幅が小さい単結晶膜
を形成し、これに光導波路を形成し、その光学特性を測
定してみた。この結果、光導波路の耐光損傷特性が顕著
に向上することを確認した。この結果、本発明の電気光
学品9を、各種光学部品として利用することが可能にな
った。The present inventor formed a single crystal film having a half width of the X-ray rocking curve smaller than that of the single crystal substrate by the above method, formed an optical waveguide on the single crystal film, and measured its optical characteristics. As a result, it was confirmed that the optical damage resistance of the optical waveguide was significantly improved. As a result, the electro-optical product 9 of the present invention can be used as various optical components.
【0021】ここで、X線ロッキングカーブの半値幅に
ついて説明する。単結晶基板及び単結晶膜の結晶性は、
X線ロッキングカーブの半値幅によって評価することが
できる。一般に、この半値幅が小さいほど、単結晶の結
晶性が良好であると判断できる。この値そのものは、X
線測定装置において使用する基準結晶等によって変動す
るので、絶対値を特定することはできない。The full width at half maximum of the X-ray rocking curve will be described below. The crystallinity of the single crystal substrate and the single crystal film is
It can be evaluated by the full width at half maximum of the X-ray rocking curve. In general, it can be judged that the smaller the half width is, the better the crystallinity of the single crystal is. This value itself is X
The absolute value cannot be specified because it varies depending on the reference crystal used in the line measuring device.
【0022】しかし、液相エピタキシャル法により作製
される単結晶薄膜の結晶性は、単結晶基板の結晶性の影
響を強く受ける。従って、作製した単結晶膜の結晶性の
優劣を判断するには、使用した基板のX線ロッキングカ
ーブの半値幅を基準にしなければならない。特に、光学
グレードの単結晶基板は、現在引き上げ法によって作成
されているので、単結晶膜のX線ロッキングカーブの半
値幅が、光学グレードの単結晶基板のそれよりも小さい
ことが好ましい。However, the crystallinity of the single crystal thin film produced by the liquid phase epitaxial method is strongly influenced by the crystallinity of the single crystal substrate. Therefore, in order to judge the crystallinity of the produced single crystal film, the half width of the X-ray rocking curve of the substrate used must be used as a reference. In particular, since an optical grade single crystal substrate is currently produced by the pulling method, it is preferable that the full width at half maximum of the X-ray rocking curve of the single crystal film is smaller than that of the optical grade single crystal substrate.
【0023】電気光学単結晶基板の少なくとも加工面
を、未飽和状態の溶融体の液相に対して接触させること
により、この加工面の結晶性を改質した後、液相を過冷
却状態にすることによって加工面側に電気光学単結晶膜
を形成した場合には、更に次の作用がある。At least the processed surface of the electro-optical single crystal substrate is brought into contact with the liquid phase of the unsaturated melt to modify the crystallinity of the processed surface, and then the liquid phase is supercooled. When the electro-optic single crystal film is formed on the processed surface by doing so, the following effect is further obtained.
【0024】本発明者の研究によれば、液相エピタキシ
ャル法においては、成膜を繰り返すうちに析出成分の減
少により溶融体の組成が変化し、膜成長速度あるいは膜
特性が変化するという問題がある。しかし、加工面を、
未飽和状態の溶融体の液相に対して接触させると、電気
光学単結晶基板から溶質が溶融体中へと溶出する。この
溶融体の飽和温度をT0 とし、溶融体の温度を、T0 よ
りもΔTだけ高いT1 とすると、この溶融体は、ΔTに
相当するだけ未飽和の状態であり、基板を浸漬すると、
ΔTに相当する所定量だけ、溶質が溶出する。According to the research conducted by the present inventor, in the liquid phase epitaxial method, there is a problem that the composition of the melt changes due to the decrease of the precipitation component during the repeated film formation, and the film growth rate or the film characteristic changes. is there. However,
When brought into contact with the liquid phase of the unsaturated melt, the solute is eluted from the electro-optic single crystal substrate into the melt. If the saturation temperature of this melt is T 0 and the temperature of the melt is T 1 which is higher than T 0 by ΔT, this melt is in an unsaturated state corresponding to ΔT, and when the substrate is dipped. ,
The solute is eluted by a predetermined amount corresponding to ΔT.
【0025】しかし、所定量だけ基板が溶解した後、溶
融体の温度を、飽和温度T0 以下まで下げ、溶融体を過
冷却状態とすると、溶融体中へとメルトバックした量と
同量の単結晶膜が成長する。即ち、未飽和状態では、基
板からの溶質のメルトバックにより、溶融体の濃度が上
昇するが、次の膜成長の段階では、メルトバックした量
と同量の溶質が、基板の方に付着し、単結晶膜がホモエ
ピタキシャル成長する。従って、溶融体の組成は、成膜
の前後において変化しない。However, after the substrate is melted by a predetermined amount, if the temperature of the melt is lowered to the saturation temperature T 0 or lower and the melt is supercooled, the same amount as the amount melted back into the melt is obtained. A single crystal film grows. That is, in the unsaturated state, the concentration of the melt increases due to the melt back of the solute from the substrate, but in the next film growth stage, the same amount of solute as the melted back amount adheres to the substrate. , A single crystal film grows homoepitaxially. Therefore, the composition of the melt does not change before and after film formation.
【0026】この結果、液相エピタキシャル法による成
膜を、同一の溶融体を使用して多数回繰り返して実施し
ても、単結晶膜の成長速度あるいは膜特性が劣化、変化
することはない。As a result, even if the film formation by the liquid phase epitaxial method is repeated many times using the same melt, the growth rate or film characteristics of the single crystal film is not deteriorated or changed.
【0027】[0027]
【実施例】本発明においては、電気光学単結晶基板から
溶融体へと向かって、溶出する過程が存在しているの
で、電気光学単結晶基板と、溶融体の溶質とは同一であ
ることが好ましく、従って、電気光学単結晶基板と電気
光学単結晶膜とは,同一の物質によって形成することが
好ましい。EXAMPLES In the present invention, since there is a process of elution from the electro-optical single crystal substrate toward the melt, the electro-optical single crystal substrate and the solute of the melt may be the same. Therefore, it is preferable that the electro-optic single crystal substrate and the electro-optic single crystal film are formed of the same material.
【0028】電気光学単結晶としては、ニオブ酸リチウ
ム(LiNbO3 )単結晶、タンタル酸リチウム(Li
TaO3 )単結晶、LiNbx Ta1-x O3 単結晶(0
<x<1)が好ましい。As the electro-optic single crystal, lithium niobate (LiNbO 3 ) single crystal, lithium tantalate (Li
TaO 3 ) single crystal, LiNb x Ta 1-x O 3 single crystal (0
<X <1) is preferable.
【0029】現在のところ、電気光学単結晶基板は、引
き上げ法によって製造されており、ニオブ酸リチウム単
結晶基板については、結晶性の良い光学グレードの単結
晶基板が得られている。しかし、現在の段階では、引き
上げ法により製造されるタンタル酸リチウム単結晶基板
は、ニオブ酸リチウム単結晶基板に比べて結晶性が悪
い。もともと結晶性が悪いタンタル酸リチウム単結晶基
板の上に、単結晶膜を形成しても、光学グレードのニオ
ブ酸リチウム単結晶基板上に作製した膜よりも優れた結
晶性を持つ単結晶膜を得るのは、困難である。At present, the electro-optical single crystal substrate is manufactured by the pulling method, and as the lithium niobate single crystal substrate, an optical grade single crystal substrate having good crystallinity has been obtained. However, at the present stage, the crystallinity of the lithium tantalate single crystal substrate manufactured by the pulling method is worse than that of the lithium niobate single crystal substrate. Even if a single crystal film is formed on a lithium tantalate single crystal substrate that is originally poor in crystallinity, a single crystal film having better crystallinity than a film formed on an optical grade lithium niobate single crystal substrate is obtained. Hard to get.
【0030】この理由から、現段階では、光学グレード
のニオブ酸リチウム単結晶を基板として使用することが
好ましい。ただし、この問題は、引き上げ法による製造
技術の問題であるので、将来ニオブ酸リチウム単結晶基
板と同等の結晶性を持つ、光学グレードのタンタル酸リ
チウム単結晶基板が開発されれば、これを基板として好
ましく使用することができる。For this reason, at this stage, it is preferable to use an optical grade lithium niobate single crystal as the substrate. However, this problem is a problem with the manufacturing technology by the pulling method, so if an optical grade lithium tantalate single crystal substrate with crystallinity equivalent to that of the lithium niobate single crystal substrate is developed in the future, this will be the substrate. Can be preferably used as.
【0031】溶質がニオブ酸リチウム、タンタル酸リチ
ウム及びLiNbx Ta 1-x O3 からなる群より選ばれ
た1種以上の溶質である場合には、溶融媒体をLiVO
3 とLiBO2 とからなる群より選ばれた1種以上の溶
融媒体とすることが好ましい。この溶質と溶融媒体との
組み合わせを採用した場合には、溶融体の仕込み組成
は、溶質10mol%─溶媒90mol%〜溶質60m
ol%─溶媒40mol%とすることが好ましい。The solute is lithium niobate or lithium tantalate.
Um and LiNbxTa 1-xO3Selected from the group consisting of
In the case of one or more solutes, the melting medium is LiVO
3And LiBO2One or more melts selected from the group consisting of
It is preferable to use a melting medium. Between this solute and the melting medium
When a combination is used, the composition of the melt
Is solute 10 mol% -solvent 90 mol% to solute 60 m
ol% -solvent 40 mol% is preferable.
【0032】溶質の割合が10mol%よりも小さい場
合には、例えば図6に示すように、溶質─溶融媒体の擬
二元系の相図において、液相線の傾きが急になりすぎ、
膜成長による溶融体の濃度変化が大きくなり、成膜条件
を安定して保つのが困難になる。溶質の割合が60mo
l%よりも大きい場合には、飽和温度が高くなるため、
成膜温度が高くなりすぎて結晶性の良い単結晶膜を作製
するのが困難になる。When the ratio of solute is less than 10 mol%, as shown in FIG. 6, for example, in the pseudo-binary phase diagram of solute-melt medium, the slope of the liquidus line becomes too steep,
The change in the concentration of the melt due to film growth becomes large, and it becomes difficult to maintain stable film forming conditions. Solute ratio is 60mo
If it is larger than 1%, the saturation temperature becomes high,
The film forming temperature becomes too high, which makes it difficult to form a single crystal film having good crystallinity.
【0033】本発明の一つの態様では、電気光学単結晶
基板2の少なくとも加工面2aを、溶質と溶融媒体とを
含む固液平衡状態の溶融体4に対して接触させることに
より、この加工面2aの結晶性を改質し、次いで溶融体
4の液相1を過冷却状態にすることによって、結晶性が
改質された加工面7a側に電気光学単結晶膜を形成す
る。In one embodiment of the present invention, at least the processed surface 2a of the electro-optic single crystal substrate 2 is brought into contact with a melt 4 in a solid-liquid equilibrium state containing a solute and a melting medium, so that the processed surface 2a is processed. The crystallinity of 2a is modified, and then the liquid phase 1 of the melt 4 is supercooled to form an electro-optic single crystal film on the processed surface 7a side of which the crystallinity is modified.
【0034】この態様においては、好ましくは、まず、
溶質と溶融媒体とを、ルツボ3内に仕込んで混合する。
この溶融体の飽和温度は、溶融体における溶質の濃度、
即ち、仕込み組成に対応して、一定値に定まる。この飽
和温度は、例えば図6に示すような液相線から算出する
ことができる。In this embodiment, preferably, first,
The solute and the melting medium are charged into the crucible 3 and mixed.
The saturation temperature of this melt is the concentration of solute in the melt,
That is, it is set to a constant value according to the composition of the charge. This saturation temperature can be calculated, for example, from the liquidus line as shown in FIG.
【0035】まず、この溶融体の温度を、飽和温度より
も高温で保持し、溶質と溶融媒体とを均一に溶融させ
る。次いで、溶融体の温度を、飽和温度よりも低い固相
析出温度まで冷却する。この状態では、溶融体は、最初
は過冷却状態となるが、この温度で十分に長い時間保持
すると、図1に模式的に示すように、溶融体から固相5
が析出し、溶融体が、液相1と固相5とに分離する。こ
の固相5は、主としてルツボ3の壁面に沿って析出す
る。First, the temperature of the melt is maintained at a temperature higher than the saturation temperature to uniformly melt the solute and the melting medium. The temperature of the melt is then cooled to a solid phase precipitation temperature below the saturation temperature. In this state, the melt is initially in a supercooled state, but if kept at this temperature for a sufficiently long time, as shown schematically in FIG.
Are precipitated and the melt is separated into a liquid phase 1 and a solid phase 5. The solid phase 5 is mainly deposited along the wall surface of the crucible 3.
【0036】この時点で、前記したように、本発明に従
って、電気光学単結晶基板の加工面を液相1に接触さ
せ、改質する。次いで、更に溶融体4の温度を下げて液
相1を過冷却状態にする。過冷却状態の液相1に対し
て、基板2を接触させ、単結晶膜をエピタキシャル成長
させる。At this point, as described above, according to the present invention, the processed surface of the electro-optical single crystal substrate is brought into contact with the liquid phase 1 to be modified. Next, the temperature of the melt 4 is further lowered to bring the liquid phase 1 into a supercooled state. The substrate 2 is brought into contact with the supercooled liquid phase 1 to epitaxially grow a single crystal film.
【0037】本態様においては、固相と液相が安定的に
共存している状態(図1の状態)を出発点とし、この状
態から温度を下げることによって、液相を過冷却状態と
している。このように、固相5と液相1とが共存してい
る状態では、系全体の飽和温度を越えない限り、液相1
における溶質の濃度は、固相析出温度における飽和濃度
に保たれる。In this embodiment, the state where the solid phase and the liquid phase coexist stably (state of FIG. 1) is used as the starting point, and the temperature is lowered from this state to bring the liquid phase into the supercooled state. . As described above, in the state where the solid phase 5 and the liquid phase 1 coexist, the liquid phase 1 does not exceed the saturation temperature of the entire system.
The concentration of solute in is maintained at a saturated concentration at the solid phase deposition temperature.
【0038】例えば、溶融体4における溶質の濃度が低
下したときには、固相析出温度において、固相5の量が
その分減少し、溶質の濃度が増加したときには、固相5
の量がその分増加する。従って、液相1の温度と濃度と
は、常に一定に保持される。そして、成膜温度も一定値
に設定するので、固相析出温度と成膜温度との差(過冷
却度)も一定に保持され、過冷却状態が正確に制御され
る。For example, when the concentration of the solute in the melt 4 is reduced, the amount of the solid phase 5 is reduced by that amount at the solid phase deposition temperature, and when the concentration of the solute is increased, the solid phase 5 is increased.
The amount of increases. Therefore, the temperature and concentration of the liquid phase 1 are always kept constant. Since the film forming temperature is also set to a constant value, the difference (supercooling degree) between the solid phase deposition temperature and the film forming temperature is also kept constant, and the supercooled state is accurately controlled.
【0039】本態様によれば、前記したように、一定品
質の単結晶膜を再現性良く作成できるというだけでな
く、単結晶膜の結晶性自体が一層顕著に向上する。この
理由は明らかではないが、おそらく、以下の理由による
と思われる。According to this aspect, as described above, not only can a single crystal film of constant quality be produced with good reproducibility, but the crystallinity of the single crystal film itself is significantly improved. The reason for this is not clear, but is probably due to the following reasons.
【0040】従来の液相エピタキシャル法では、溶融体
に基板を接触させるときには、溶融体全体が均一な液相
である。従って、基板が溶融体に接触した瞬間に、基板
の表面において、液相全体の中で初めて固相の析出が起
こる。このため、単結晶膜の成長が開始するためには、
比較的大きな核形成エネルギーが必要であると推定でき
る。従って基板と膜との界面において膜の成長が開始さ
れる時に、核形成エネルギーが大きいために、この界面
において膜の結晶性が乱れ、その上に析出する膜の結晶
性が、この結晶性の乱れを反映するものと思われる。In the conventional liquid phase epitaxial method, when the substrate is brought into contact with the melt, the entire melt is in a uniform liquid phase. Therefore, at the moment when the substrate comes into contact with the melt, the solid phase is first deposited in the entire liquid phase on the surface of the substrate. Therefore, in order to start the growth of the single crystal film,
It can be estimated that a relatively large nucleation energy is required. Therefore, when the growth of the film starts at the interface between the substrate and the film, the nucleation energy is large, so that the crystallinity of the film is disturbed at this interface, and the crystallinity of the film deposited on the interface is It seems to reflect the disorder.
【0041】一方、本態様においては、図1に示すよう
に、電気光学単結晶基板2が溶融体4に接触する前に、
あらかじめ溶融体4中に固相5が共存している。この状
態では、もともと固相5と液相4の界面では、微視的に
見れば溶融と析出とが起こっている。従って、あらたに
基板2を溶融体4に接触させても、スムーズに膜成長が
開始され、結晶性に優れた単結晶膜が作製できると考え
られる。On the other hand, in this embodiment, as shown in FIG. 1, before the electro-optical single crystal substrate 2 comes into contact with the melt 4,
The solid phase 5 coexists in the melt 4 in advance. In this state, at the interface between the solid phase 5 and the liquid phase 4, melting and precipitation have occurred microscopically. Therefore, even if the substrate 2 is newly brought into contact with the melt 4, it is considered that the film growth is started smoothly and a single crystal film having excellent crystallinity can be produced.
【0042】更に、具体的な実験結果について述べる。
(実験1)図1及び図2を使用して説明した方法を実施
した。20mol%LiNbO3(溶質)─80mol
%LiVO3 (溶融媒体)からなる溶融体を使用した。
この溶融体の飽和温度は、およそ955°Cであった。
この溶融体を1000°C〜1300°Cで保持して、
完全に均一に溶解させ、次いで、900°Cまで冷却
し、24時間以上保持した。この間に、過飽和分のLi
NbO3 は、固相5として析出し、液相部分1は完全な
飽和状態になった。Further, concrete experimental results will be described. (Experiment 1) The method described with reference to FIGS. 1 and 2 was performed. 20 mol% LiNbO 3 (solute) -80 mol
A melt consisting of% LiVO 3 (melting medium) was used.
The saturation temperature of this melt was approximately 955 ° C.
Hold this melt at 1000 ° C-1300 ° C,
It was completely and uniformly dissolved, then cooled to 900 ° C and kept for 24 hours or more. During this period, supersaturated Li
NbO 3 was precipitated as the solid phase 5, and the liquid phase portion 1 was completely saturated.
【0043】この溶融体の温度を900°Cとし、Zカ
ットした厚さ1mmの光学グレードのニオブ酸リチウム
単結晶基板2を、液相1中に浸漬した。次いで、ニオブ
酸リチウム単結晶基板7を引き上げ、その加工面7aの
X線ロッキングカーブの半値幅を測定した。The temperature of this melt was set to 900 ° C., and a Z-cut optical grade lithium niobate single crystal substrate 2 having a thickness of 1 mm was immersed in a liquid phase 1. Then, the lithium niobate single crystal substrate 7 was pulled up, and the full width at half maximum of the X-ray rocking curve of the processed surface 7a was measured.
【0044】X線ロッキングカーブの半値幅の測定は、
二結晶法により、(0012)面の反射を用いて行った。
入射X線としてはCuKα1を使用し、モノクロメータ
としては、GaAs単結晶の(422)面を用いた。本
発明者が使用した光学グレードのニオブ酸リチウム単結
晶基板のX線ロッキングカーブの半値幅は、いずれも
6.8〜6.9〔arc sec 〕であった。The full width at half maximum of the X-ray rocking curve is measured by
The double crystal method was used with reflection of the (001 2) plane.
CuKα1 was used as the incident X-ray, and the (422) plane of GaAs single crystal was used as the monochromator. The half widths of the X-ray rocking curves of the optical grade lithium niobate single crystal substrates used by the present inventors were all 6.8 to 6.9 [arc sec].
【0045】浸漬時間と、基板の加工面近傍のX線ロッ
キングカーブの半値幅との関係を、表1に示す。Table 1 shows the relationship between the immersion time and the full width at half maximum of the X-ray rocking curve near the processed surface of the substrate.
【0046】[0046]
【表1】 [Table 1]
【0047】表1からわかるように、液相1へのニオブ
酸リチウム単結晶基板2の浸漬を実施しなかった場合に
は、前記半値幅が6.9arc secであるが、これ
を固液平衡状態の液相1内へと浸漬して処理すると、前
記半値幅が顕著に減少しており、結晶性が改善している
ことがわかる。As can be seen from Table 1, when the lithium niobate single crystal substrate 2 was not immersed in the liquid phase 1, the half width was 6.9 arc sec. It can be seen that the half width is remarkably reduced and the crystallinity is improved by immersing in the liquid phase 1 in the state.
【0048】特に、基板2の加工面2aと、液相との接
触時間は、1分間以上とすることが好ましく、5分間以
上とすることが更に好ましい。また、5分間を越える範
囲で、この浸漬時間を増加させても、前記半値幅の減少
は見られない。従って、実用的には、20分間以内とす
ることが好ましい。In particular, the contact time between the processed surface 2a of the substrate 2 and the liquid phase is preferably 1 minute or longer, more preferably 5 minutes or longer. Further, even if the immersion time is increased within the range of more than 5 minutes, the full width at half maximum is not decreased. Therefore, practically, it is preferable to set the time within 20 minutes.
【0049】(実験2)図3及び図4を使用して説明し
た方法によって、基板を改質した。20mol%LiN
bO3 ─80mol%LiVO3 からなる溶融体を使用
した。この溶融体の飽和温度は、およそ955°Cであ
った。この溶融体を1000°C〜1300°Cで保持
して、完全に均一に溶解させ、次いで、960°Cまで
冷却し、24時間以上保持し、充分に安定させた。(Experiment 2) The substrate was modified by the method described with reference to FIGS. 20 mol% LiN
A melt consisting of bO 3 -80 mol% LiVO 3 was used. The saturation temperature of this melt was approximately 955 ° C. This melt was kept at 1000 ° C to 1300 ° C to completely and uniformly dissolve it, then cooled to 960 ° C and kept for 24 hours or more to be sufficiently stabilized.
【0050】Zカットした厚さ1mmの光学グレードの
ニオブ酸リチウム単結晶基板2を、液相6中に浸漬し
た。次いで、ニオブ酸リチウム単結晶基板7を引き上
げ、その加工面7a近傍のX線ロッキングカーブの半値
幅を測定した。浸漬時間と、基板の加工面近傍のX線ロ
ッキングカーブの半値幅との関係を、表2に示す。The Z-cut optical grade lithium niobate single crystal substrate 2 having a thickness of 1 mm was immersed in the liquid phase 6. Then, the lithium niobate single crystal substrate 7 was pulled up, and the half width of the X-ray rocking curve in the vicinity of the processed surface 7a was measured. Table 2 shows the relationship between the immersion time and the full width at half maximum of the X-ray rocking curve near the processed surface of the substrate.
【0051】[0051]
【表2】 [Table 2]
【0052】表2からわかるように、未飽和の溶融体6
へのニオブ酸リチウム単結晶基板2の浸漬を実施しなか
った場合には、前記半値幅が6.9arc secであ
るが、これを未飽和の溶融体6内へと浸漬して処理する
と、前記半値幅が顕著に減少しており、結晶性が改善し
ていることがわかる。As can be seen from Table 2, unsaturated melt 6
In the case where the lithium niobate single crystal substrate 2 was not dipped in, the half width was 6.9 arc sec, but when this was dipped into the unsaturated melt 6 and treated, It can be seen that the full width at half maximum is significantly reduced and the crystallinity is improved.
【0053】特に、基板2の加工面2aと、液相との接
触時間は、1分間以上とすることが好ましく、5分間以
上とすることが更に好ましい。また、5分間を越える範
囲で、この浸漬時間を増加させても、前記半値幅の減少
は見られない。従って、実用的には、20分間以内とす
ることが好ましい。In particular, the contact time between the processed surface 2a of the substrate 2 and the liquid phase is preferably 1 minute or longer, more preferably 5 minutes or longer. Further, even if the immersion time is increased within the range of more than 5 minutes, the full width at half maximum is not decreased. Therefore, practically, it is preferable to set the time within 20 minutes.
【0054】(実験3)図3及び図4を使用して説明し
た方法を使用して、電気光学単結晶基板に単結晶膜を形
成し、その結晶性を比較した。(Experiment 3) Using the method described with reference to FIGS. 3 and 4, a single crystal film was formed on an electro-optic single crystal substrate and its crystallinity was compared.
【0055】20mol%LiNbO3 ─80mol%
LiVO3 からなる溶融体を使用した。この溶融体を1
000°C〜1300°Cで保持して、完全に均一に溶
解させ、次いで、960°Cまで冷却し、24時間以上
保持し、充分に安定させた。20 mol% LiNbO 3 -80 mol%
A melt consisting of LiVO 3 was used. 1 of this melt
It was kept at 000 ° C to 1300 ° C to completely and uniformly dissolve it, then cooled to 960 ° C and kept for 24 hours or more to be sufficiently stabilized.
【0056】Zカットした厚さ1mmの光学グレードの
ニオブ酸リチウム単結晶基板2を、白金製のホルダーに
よって、ーZ面が下になるように水平に保持し、20r
pmで回転させながら、降下速度1mm/分で溶融体の
液面上約5mmまで降下させ、単結晶基板2と溶融体6
の温度とが平衡となるように、単結晶基板2を充分に予
熱した。A Z-cut optical grade lithium niobate single crystal substrate 2 having a thickness of 1 mm is horizontally held with a platinum holder so that the −Z surface faces downward, and 20 r
While rotating at pm, the single crystal substrate 2 and the melt 6 were lowered at a descent rate of 1 mm / min to about 5 mm above the liquid surface of the melt.
The single crystal substrate 2 was sufficiently preheated so that it would be in equilibrium with the temperature of.
【0057】次いで、単結晶基板2を5mm/分の降下
速度で下げ、基板2の加工面2aを、溶融体6の液表面
に接触させ、10分間保持した。次いで、溶融体6の温
度を950°Cまで下げ、溶融体を過冷却状態にし、ニ
オブ酸リチウム単結晶基板7の、改質された加工面7a
に、ニオブ酸リチウム単結晶膜をホモエピタキシャル成
長させた。Then, the single crystal substrate 2 was lowered at a descent rate of 5 mm / min, and the processed surface 2a of the substrate 2 was brought into contact with the liquid surface of the melt 6 and held for 10 minutes. Next, the temperature of the melt 6 is lowered to 950 ° C., the melt is supercooled, and the modified processed surface 7a of the lithium niobate single crystal substrate 7 is processed.
Then, a single crystal film of lithium niobate was homoepitaxially grown.
【0058】成膜終了後、単結晶基板を、100mm/
分の上昇速度で溶融体から引き離し、次いで単結晶基板
を800rpmで30秒間回転させて、基板に残った溶
融体を振り切った。その後基板を室温までゆっくり冷却
し、基板表面に残った溶融体を水洗して除去した。After the film formation, the single crystal substrate is set to 100 mm /
The melt was pulled away from the melt at a rise rate of 1 minute and then the single crystal substrate was spun at 800 rpm for 30 seconds to shake off the melt remaining on the substrate. After that, the substrate was slowly cooled to room temperature, and the melt remaining on the substrate surface was washed with water and removed.
【0059】この成膜工程を、表3に示す回数、繰り返
して実施した。各成膜回数ごとに、ニオブ酸リチウム単
結晶膜のX線ロッキングカーブの半値幅と、膜成長速度
と、溶融体の飽和温度とを、それぞれ測定した。This film forming process was repeated for the number of times shown in Table 3. The half width of the X-ray rocking curve of the lithium niobate single crystal film, the film growth rate, and the saturation temperature of the melt were measured for each number of times of film formation.
【0060】[0060]
【表3】 [Table 3]
【0061】表3からわかるように、各成膜工程ごと
に、960°Cで一旦未飽和の溶融体6へと基板2から
溶質を溶出させ、950°Cで過冷却状態の溶融体か
ら、改質された基板7へと成膜している。しかも、96
0°Cで一旦未飽和の溶融体6へと基板2を接触させる
ことで、基板2の改質をおこなっている。従って、ニオ
ブ酸リチウム単結晶基板よりも小さい前記半値幅を有す
るニオブ酸リチウム単結晶膜を形成できると共に、成膜
回数が増加しても、ニオブ酸リチウム単結晶膜の前記半
値幅が劣化しない。As can be seen from Table 3, at each film forming step, the solute was once eluted from the substrate 2 into the unsaturated melt 6 at 960 ° C, and the supercooled melt was melted at 950 ° C from the melt. The film is formed on the modified substrate 7. Moreover, 96
The substrate 2 is reformed by bringing the substrate 2 into contact with the unsaturated melt 6 once at 0 ° C. Therefore, a lithium niobate single crystal film having a half width smaller than that of the lithium niobate single crystal substrate can be formed, and the half width of the lithium niobate single crystal film does not deteriorate even if the number of times of film formation increases.
【0062】(実験4)20mol%LiNbO3 ─8
0mol%LiVO3 からなる溶融体を使用した。この
溶融体を1000°C〜1300°Cで保持して、完全
に均一に溶解させ、次いで、960°Cまで冷却し、2
4時間以上保持し、充分に安定させた。(Experiment 4) 20 mol% LiNbO 3 -8
A melt consisting of 0 mol% LiVO 3 was used. The melt was held at 1000 ° C-1300 ° C to completely and uniformly dissolve it, then cooled to 960 ° C and
It was kept for 4 hours or more and sufficiently stabilized.
【0063】Zカットした厚さ1mmの光学グレードの
ニオブ酸リチウム単結晶基板2を、白金製のホルダーに
よって、ーZ面が下になるように水平に保持し、20r
pmで回転させながら、降下速度1mm/分で溶融体の
液面上約5mmまで降下させ、単結晶基板2と溶融体6
の温度とが平衡となるように、単結晶基板2を充分に予
熱した。The Z-cut optical grade lithium niobate single crystal substrate 2 having a thickness of 1 mm was held horizontally by a holder made of platinum so that the −Z plane faced down, and 20 r
While rotating at pm, the single crystal substrate 2 and the melt 6 were lowered at a descent rate of 1 mm / min to about 5 mm above the liquid surface of the melt.
The single crystal substrate 2 was sufficiently preheated so that it would be in equilibrium with the temperature of.
【0064】次いで、溶融体6の温度を950°Cまで
下げ、溶融体を過冷却状態にした。次いで、単結晶基板
2を5mm/分の降下速度で下げ、基板2の加工面2a
を、溶融体6の液表面に接触させ、ニオブ酸リチウム単
結晶膜をエピタキシャル成長させた。Next, the temperature of the melt 6 was lowered to 950 ° C. and the melt was supercooled. Then, the single crystal substrate 2 is lowered at a descent rate of 5 mm / min, and the processed surface 2a of the substrate 2 is lowered.
Was brought into contact with the liquid surface of the melt 6 to epitaxially grow a lithium niobate single crystal film.
【0065】成膜終了後、単結晶基板を、100mm/
分の上昇速度で溶融体から引き離し、次いで単結晶基板
を800rpmで30秒間回転させて、基板に残った溶
融体を振り切った。その後基板を室温までゆっくり冷却
し、基板表面に残った溶融体を水洗して除去した。After the film formation, the single crystal substrate is set to 100 mm /
The melt was pulled away from the melt at a rise rate of 1 minute and then the single crystal substrate was spun at 800 rpm for 30 seconds to shake off the melt remaining on the substrate. After that, the substrate was slowly cooled to room temperature, and the melt remaining on the substrate surface was washed with water and removed.
【0066】この成膜工程を、表4に示す回数、繰り返
して実施した。各成膜回数ごとに、ニオブ酸リチウム単
結晶膜のX線ロッキングカーブの半値幅と、膜成長速度
と、溶融体の飽和温度とを、それぞれ測定した。This film forming process was repeated for the number of times shown in Table 4. The half width of the X-ray rocking curve of the lithium niobate single crystal film, the film growth rate, and the saturation temperature of the melt were measured for each number of times of film formation.
【0067】[0067]
【表4】 [Table 4]
【0068】表4からわかるように、成膜回数が1回目
の場合でも、前記した加工面の改質作用がないため、ニ
オブ酸リチウム単結晶膜の前記半値幅が、表3の場合に
比べて相対的に大きい。しかも、成膜回数が増加する
と、膜成長速度が顕著に減少し、これに伴い、単結晶膜
のX線ロッキングカーブの半値幅が一層顕著に劣化して
いる。ただし、成膜に必要な溶質の重量は少ないので、
こうした特性の低下は、過冷却状態の不安定さに起因す
るものと考えられる。As can be seen from Table 4, even when the number of times of film formation is the first, since there is no modification action on the processed surface, the half width of the lithium niobate single crystal film is smaller than that in Table 3. Relatively large. Moreover, as the number of times of film formation increases, the film growth rate significantly decreases, and along with this, the full width at half maximum of the X-ray rocking curve of the single crystal film deteriorates more significantly. However, since the weight of solute required for film formation is small,
It is considered that such deterioration in characteristics is due to instability of the supercooled state.
【0069】[0069]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、引
き上げ法等によって製造された電気光学単結晶基板を改
質し、その結晶性を向上させることができる。また、本
発明によれば、こうした電気光学単結晶基板の結晶性を
向上させることにより、この基板の上に、結晶性の良い
単結晶膜を形成することができる。As described above, according to the present invention, the electro-optical single crystal substrate manufactured by the pulling method or the like can be modified to improve its crystallinity. Further, according to the present invention, by improving the crystallinity of such an electro-optical single crystal substrate, a single crystal film having good crystallinity can be formed on this substrate.
【図1】固液平衡状態となった溶融体4の液相1に対し
て、電気光学単結晶基板2の加工面を接触させている状
態を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a state where a processed surface of an electro-optic single crystal substrate 2 is in contact with a liquid phase 1 of a melt 4 in a solid-liquid equilibrium state.
【図2】(a)は、電気光学単結晶基板2の加工面2a
に対して歪み等が導入された状態を説明するための模式
的断面図であり、(b)は、電気光学単結晶基板7の加
工面7aが改質された状態について説明するための模式
的断面図である。FIG. 2A is a processed surface 2a of an electro-optic single crystal substrate 2.
3B is a schematic cross-sectional view for explaining a state in which strain or the like is introduced, and FIG. 6B is a schematic cross-sectional view for explaining a state in which the processed surface 7a of the electro-optic single crystal substrate 7 is modified FIG.
【図3】未飽和状態の溶融体6に対して、電気光学単結
晶基板2の加工面を接触させている状態を模式的に示す
断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing a state where the processed surface of the electro-optic single crystal substrate 2 is in contact with the melt 6 in an unsaturated state.
【図4】(a)は、電気光学単結晶基板8の加工面8a
が、未飽和状態の溶融体6との接触によって改質された
状態について説明するための模式的断面図であり、
(b)は、電気光学単結晶基板8の加工面8aに膜10
が形成された状態を模式的に示す断面図である。FIG. 4A is a processed surface 8a of the electro-optic single crystal substrate 8.
Is a schematic cross-sectional view for explaining a state modified by contact with the melt 6 in an unsaturated state,
(B) shows the film 10 on the processed surface 8 a of the electro-optic single crystal substrate 8.
It is sectional drawing which shows the state in which was formed typically.
【図5】液相エピタキシャル法における溶融体の温度ス
ケジュールを模式的に示すグラフである。FIG. 5 is a graph schematically showing a temperature schedule of a melt in the liquid phase epitaxial method.
【図6】LiNbO3 ─LiVO3 擬二元系の溶解度曲
線を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a solubility curve of a LiNbO 3 —LiVO 3 pseudo binary system.
1 飽和状態の液相 2 電気光学単結晶基板 2
a 加工面 3 ルツボ 4 固液平衡状態の溶融
体 5 固相 6 未飽和状態の溶融体 7 飽
和状態の液相1との接触によって改質された電気光学単
結晶基板 8 未飽和状態の溶融体6との接触によっ
て改質された電気光学単結晶基板 9 電気光学品
10 電気光学単結晶膜1 saturated liquid phase 2 electro-optic single crystal substrate 2
a Worked surface 3 Crucible 4 Melt in solid-liquid equilibrium 5 Solid phase 6 Unsaturated melt 7 Electro-optical single crystal substrate modified by contact with saturated liquid phase 1 8 Unsaturated melt Electro-optic single crystal substrate modified by contact with 6 9 Electro-optic product
10 Electro-optic single crystal film
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭55−33034(JP,A) 特開 平3−136322(JP,A) 特開 平5−47684(JP,A) 特開 昭49−64576(JP,A) 特開 平3−69586(JP,A) 特開 平5−319992(JP,A) 特開 平6−64996(JP,A) 特開 平6−345594(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C30B 1/00 - 35/00 G02B 1/02 CA(STN)Continuation of front page (56) Reference JP-A-55-33034 (JP, A) JP-A-3-136322 (JP, A) JP-A-5-47684 (JP, A) JP-A-49-64576 (JP , A) JP-A-3-69586 (JP, A) JP-A-5-319992 (JP, A) JP-A-6-64996 (JP, A) JP-A-6-345594 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) C30B 1/00-35/00 G02B 1/02 CA (STN)
Claims (4)
加工面を、溶質と溶融媒体とを含む平衡状態の溶融体に
対して接触させることにより、この加工面の結晶性を改
質することを特徴とする、ニオブ酸リチウム単結晶基板
の処理方法。1. The crystallinity of this processed surface is modified by bringing at least the processed surface of a lithium niobate single crystal substrate into contact with a melt in an equilibrium state containing a solute and a melting medium. A method for treating a lithium niobate single crystal substrate.
徴とする、請求項1記載の電気光学単結晶基板の処理方
法。2. The method for treating an electro-optical single crystal substrate according to claim 1, wherein the melt is in a solid-liquid equilibrium state.
を特徴とする、請求項1記載の電気光学単結晶基板の処
理方法。3. The method for treating an electro-optical single crystal substrate according to claim 1, wherein the melt is in a liquid phase in an unsaturated state.
を有する電気光学品を製造する方法であって、電気光学
単結晶基板の少なくとも加工面を、溶質と溶融媒体とを
含む平衡状態の溶融体に対して接触させることにより、
この加工面の結晶性を改質し、次いで前記溶融体の液相
を過冷却状態にすることによって前記加工面側に前記電
気光学単結晶膜を形成し、単結晶膜のX線ロッキングカ
ーブの半値幅が、光学グレードの単結晶基板のそれより
も小さい、ことを特徴とする、電気光学品の製造方法。4. A method of manufacturing an electro-optical article having an electro-optical single crystal substrate and an electro-optical single crystal film, wherein at least a processed surface of the electro-optical single crystal substrate is in an equilibrium state containing a solute and a melting medium. By contacting the melt of
Modify the crystallinity of the processed surface, then the melt in the liquid phase to form said electro-optical single crystal film on the processed surface side by the supercooled state, X-rays rocking mosquito single crystal film
Full width at half maximum of that of an optical grade single crystal substrate
A method for manufacturing an electro-optical product, characterized in that it is also small .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05717294A JP3479112B2 (en) | 1994-03-28 | 1994-03-28 | Method for treating lithium niobate single crystal substrate and method for producing electro-optical article |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07267783A JPH07267783A (en) | 1995-10-17 |
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