JPH0566435A - 非線形光学素子の作製方法 - Google Patents
非線形光学素子の作製方法Info
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- JPH0566435A JPH0566435A JP25435291A JP25435291A JPH0566435A JP H0566435 A JPH0566435 A JP H0566435A JP 25435291 A JP25435291 A JP 25435291A JP 25435291 A JP25435291 A JP 25435291A JP H0566435 A JPH0566435 A JP H0566435A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】チャネル導波路の作製プロセスにおいて、２次
の非線形特性を劣化させることなしにチャネル導波路の
加工を行なう方法を提供する。 【構成】非線形光学特性を示す高分子材料をコアとし、
コアより僅かに屈折率の小さな高分子をクラッドとする
チャネル型光導波路を作製する工程において、任意の基
板１上に紫外線硬化樹脂２を塗布し、次に非線形光学特
性を示す高分子３を塗布し、次にスピンコート可能な水
溶性高分子４を塗布し、次に紫外線硬化樹脂５を塗布し
または金属膜を設け、さらに、レジスト６を塗布し、紫
外線を用いて任意のパタンに露光現像し、パタン化され
たレジストをマスクとして、反応性イオンエッチングに
より非線形高分子の層までエッチングし、その後、前記
水溶性高分子４より上の層を水でリフトオフし、その
後、紫外線硬化樹脂を塗布して作製することを特徴とす
る。
の非線形特性を劣化させることなしにチャネル導波路の
加工を行なう方法を提供する。 【構成】非線形光学特性を示す高分子材料をコアとし、
コアより僅かに屈折率の小さな高分子をクラッドとする
チャネル型光導波路を作製する工程において、任意の基
板１上に紫外線硬化樹脂２を塗布し、次に非線形光学特
性を示す高分子３を塗布し、次にスピンコート可能な水
溶性高分子４を塗布し、次に紫外線硬化樹脂５を塗布し
または金属膜を設け、さらに、レジスト６を塗布し、紫
外線を用いて任意のパタンに露光現像し、パタン化され
たレジストをマスクとして、反応性イオンエッチングに
より非線形高分子の層までエッチングし、その後、前記
水溶性高分子４より上の層を水でリフトオフし、その
後、紫外線硬化樹脂を塗布して作製することを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、非線形性を有する
高分子をコアとした光非線形チャネル導波路の作製方法
に関するものである。
高分子をコアとした光非線形チャネル導波路の作製方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び問題点】光非線形材料を用いた代表的
な応用として、２次非線形感受率の大きな材料を用いた
電気光学素子があり、能動素子として光集積回路に組み
入れられることが期待されている。２次の非線形性に起
因する１次電気光学効果（ポッケルス効果）を示す材料
としては、燐酸２水素カリウム（ＫＨ2ＰＯ4）やニオブ
酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）などの無機物が知られてい
たが、近年、これらの材料に比べ大きな電気光学定数
や、より速い応答性を示す有機結晶材料が見いだされて
きた。しかし、有機結晶材料は、一般に脆く、加工性に
劣るため電気光学素子作製には困難さが伴っていた。
な応用として、２次非線形感受率の大きな材料を用いた
電気光学素子があり、能動素子として光集積回路に組み
入れられることが期待されている。２次の非線形性に起
因する１次電気光学効果（ポッケルス効果）を示す材料
としては、燐酸２水素カリウム（ＫＨ2ＰＯ4）やニオブ
酸リチウム（ＬｉＮｂＯ3）などの無機物が知られてい
たが、近年、これらの材料に比べ大きな電気光学定数
や、より速い応答性を示す有機結晶材料が見いだされて
きた。しかし、有機結晶材料は、一般に脆く、加工性に
劣るため電気光学素子作製には困難さが伴っていた。
【０００３】これに対し、成形加工性に優れた高分子材
料の主鎖に２次非線形材料を結合させ、スピンコート法
などにより容易に薄膜作製を可能にすることができる材
料が開発された。代表的な材料としてポリメチルメタク
リレート（ＰＭＭＡ）の主鎖にアゾ色素を結合したもの
が知られている。これらの材料を電気光学素子として使
用する場合、上記材料をコアとし、上記材料より屈折率
の僅かに小さな材料をクラッドとしたチャネル型導波路
にして使用すると様々な応用展開がはかれ、さらに有利
である。
料の主鎖に２次非線形材料を結合させ、スピンコート法
などにより容易に薄膜作製を可能にすることができる材
料が開発された。代表的な材料としてポリメチルメタク
リレート（ＰＭＭＡ）の主鎖にアゾ色素を結合したもの
が知られている。これらの材料を電気光学素子として使
用する場合、上記材料をコアとし、上記材料より屈折率
の僅かに小さな材料をクラッドとしたチャネル型導波路
にして使用すると様々な応用展開がはかれ、さらに有利
である。
【０００４】従来行なわれていた非線形高分子チャネル
導波路の作製工程を図３に示す。ここでは、光透過性が
優れていることで知られているＰＭＭＡをクラッドとし
て使用した場合について図３に従って従来技術を説明す
る。まず、任意の基板１５上（（１）工程）にクラッド
となるＰＭＭＡ１６をスピンコートにより塗布し、充分
乾燥する。次に、コアとなる２次非線形材料を含む高分
子層１７をスピンコートする（（２）工程）。
導波路の作製工程を図３に示す。ここでは、光透過性が
優れていることで知られているＰＭＭＡをクラッドとし
て使用した場合について図３に従って従来技術を説明す
る。まず、任意の基板１５上（（１）工程）にクラッド
となるＰＭＭＡ１６をスピンコートにより塗布し、充分
乾燥する。次に、コアとなる２次非線形材料を含む高分
子層１７をスピンコートする（（２）工程）。
【０００５】このとき、下層のＰＭＭＡ１６と非線形高
分子１７がインターミキシングしないようにする必要が
ある。しかし、非線形高分子１７の溶媒がＰＭＭＡ１６
の良溶媒のときは、非線形高分子１７とＰＭＭＡ１６の
インターミキシングが起こり、境界が明瞭でなくなり問
題点となっていた。
分子１７がインターミキシングしないようにする必要が
ある。しかし、非線形高分子１７の溶媒がＰＭＭＡ１６
の良溶媒のときは、非線形高分子１７とＰＭＭＡ１６の
インターミキシングが起こり、境界が明瞭でなくなり問
題点となっていた。
【０００６】次に、上部クラッド層としてＰＭＭＡ１８
をスピンコートする。この場合にも、非線形高分子１７
の溶媒がＰＭＭＡ１８の良溶媒であれば、インターミキ
シングの問題が起こる。次に熱硬化樹脂１９をスピンコ
ートし、２００℃程度でベーキングをし、次に、シリコ
ン系フォトレジスト２０をスピンコートし、マスクを介
して紫外線露光し、レジスト２０を任意のパタンに現像
する（（３）工程）。このレジストパタンをマスクとし
て、反応性リアクティブイオンエッチング（酸素イオン
２１）によりコア層１７まで高分子層をエッチングする
（（４）工程）。次に、エッチングによりむき出しにな
ったコア層の側璧をクラッド材料で覆うため、ＰＭＭＡ
１６をスピンコートする（（５）工程）。
をスピンコートする。この場合にも、非線形高分子１７
の溶媒がＰＭＭＡ１８の良溶媒であれば、インターミキ
シングの問題が起こる。次に熱硬化樹脂１９をスピンコ
ートし、２００℃程度でベーキングをし、次に、シリコ
ン系フォトレジスト２０をスピンコートし、マスクを介
して紫外線露光し、レジスト２０を任意のパタンに現像
する（（３）工程）。このレジストパタンをマスクとし
て、反応性リアクティブイオンエッチング（酸素イオン
２１）によりコア層１７まで高分子層をエッチングする
（（４）工程）。次に、エッチングによりむき出しにな
ったコア層の側璧をクラッド材料で覆うため、ＰＭＭＡ
１６をスピンコートする（（５）工程）。
【０００７】最後にＰＭＭＡをスピンコートする工程の
前にレジスト２０や熱硬化樹脂１９を取り除くことが望
ましいが、レジスト２０を剥離する工程で、形成したチ
ャネル導波路の側面を強アルカリ溶液か強酸溶液に浸す
ことが必要になる。このときアゾ色素が酸またはアルカ
リに犯され、２次の非線形特性が著しく劣化するため、
従来は、レジスト２０の剥離ができなかった。従って、
従来は、レジスト２０を剥離しないまま、チャネル導波
路を作製していた。
前にレジスト２０や熱硬化樹脂１９を取り除くことが望
ましいが、レジスト２０を剥離する工程で、形成したチ
ャネル導波路の側面を強アルカリ溶液か強酸溶液に浸す
ことが必要になる。このときアゾ色素が酸またはアルカ
リに犯され、２次の非線形特性が著しく劣化するため、
従来は、レジスト２０の剥離ができなかった。従って、
従来は、レジスト２０を剥離しないまま、チャネル導波
路を作製していた。
【０００８】
【発明の目的】本発明の目的は、チャネル導波路の作製
プロセスにおいて、レジストを剥離する工程で、酸やア
ルカリを用いず、中性の水のみでレジストの剥離を行な
う方法により、２次の非線形特性を劣化させることなし
にチャネル導波路の加工を行なう方法を提供することに
ある。
プロセスにおいて、レジストを剥離する工程で、酸やア
ルカリを用いず、中性の水のみでレジストの剥離を行な
う方法により、２次の非線形特性を劣化させることなし
にチャネル導波路の加工を行なう方法を提供することに
ある。
【０００９】
【問題点を解決するための手段】上記問題点を解決する
ため、本発明による非線形光学素子の作製方法は、非線
形光学特性を示す高分子材料をコアとし、コアより僅か
に屈折率の小さな高分子をクラッドとするチャネル型光
導波路を作製する工程において、任意の基板上に紫外線
硬化樹脂を塗布し、次に非線形光学特性を示す高分子を
塗布し、次に水溶性高分子を塗布し、次に紫外線硬化樹
脂を塗布し、さらに、レジストを塗布し、紫外線を用い
て任意のパタンに露光現像し、パタン化されたレジスト
をマスクとして、反応性イオンエッチングにより非線形
高分子の層までエッチングし、その後、水溶性高分子よ
り上の層を水でリフトオフし、その後、紫外線硬化樹脂
を塗布して作製することを特徴とする。
ため、本発明による非線形光学素子の作製方法は、非線
形光学特性を示す高分子材料をコアとし、コアより僅か
に屈折率の小さな高分子をクラッドとするチャネル型光
導波路を作製する工程において、任意の基板上に紫外線
硬化樹脂を塗布し、次に非線形光学特性を示す高分子を
塗布し、次に水溶性高分子を塗布し、次に紫外線硬化樹
脂を塗布し、さらに、レジストを塗布し、紫外線を用い
て任意のパタンに露光現像し、パタン化されたレジスト
をマスクとして、反応性イオンエッチングにより非線形
高分子の層までエッチングし、その後、水溶性高分子よ
り上の層を水でリフトオフし、その後、紫外線硬化樹脂
を塗布して作製することを特徴とする。
【００１０】また本発明の第二の非線形光学素子の作製
方法によれば、非線形光学特性を示す高分子材料をコア
とし、コアより僅かに屈折率の小さな高分子をクラッド
とするチャネル型光導波路を作製する工程において、任
意の基板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、次に非線形光学
特性を示す高分子を塗布し、次に水溶性高分子を塗布
し、次にアルミニウムなどの金属を蒸着あるいはスパッ
タリングなどにより積層し、さらに、レジストを塗布
し、紫外線を用いて任意のパタンに露光現像し、パタン
化されたレジストをマスクとして、反応性イオンエッチ
ングにより非線形高分子の層までエッチングし、その
後、水溶性高分子より上の層を水でリフトオフし、その
後、紫外線硬化樹脂を塗布して作製することを特徴とす
る。
方法によれば、非線形光学特性を示す高分子材料をコア
とし、コアより僅かに屈折率の小さな高分子をクラッド
とするチャネル型光導波路を作製する工程において、任
意の基板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、次に非線形光学
特性を示す高分子を塗布し、次に水溶性高分子を塗布
し、次にアルミニウムなどの金属を蒸着あるいはスパッ
タリングなどにより積層し、さらに、レジストを塗布
し、紫外線を用いて任意のパタンに露光現像し、パタン
化されたレジストをマスクとして、反応性イオンエッチ
ングにより非線形高分子の層までエッチングし、その
後、水溶性高分子より上の層を水でリフトオフし、その
後、紫外線硬化樹脂を塗布して作製することを特徴とす
る。
【００１１】本発明を図面に基づき、さらに詳しく説明
する。
する。
【００１２】図１は本発明の第一の作製方法を示す工程
図であるが、この図より明らかなように、基板１
（（１）工程）の上に、クラッド材となる紫外線（Ｕ
Ｖ）硬化樹脂２をスピンコートし、ＵＶを照射し硬化さ
せ、次に、有機溶媒に溶かした２次非線形高分子３をス
ピンコートし乾燥する（（２）工程）。次に例えば、水
に溶かしたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）４をスピン
コートし、さらに、ＵＶ硬化樹脂５をスピンコートし、
ＵＶを照射し樹脂を硬化した後、シリコーン系ポジレジ
スト６をスピンコートで塗布し、任意のパタンに露光現
像をする（（３）工程）。このとき、現像液は、アルカ
リ溶液を用いるが、非線形高分子と直接接触することは
ないため、非線形高分子に影響は与えない。
図であるが、この図より明らかなように、基板１
（（１）工程）の上に、クラッド材となる紫外線（Ｕ
Ｖ）硬化樹脂２をスピンコートし、ＵＶを照射し硬化さ
せ、次に、有機溶媒に溶かした２次非線形高分子３をス
ピンコートし乾燥する（（２）工程）。次に例えば、水
に溶かしたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）４をスピン
コートし、さらに、ＵＶ硬化樹脂５をスピンコートし、
ＵＶを照射し樹脂を硬化した後、シリコーン系ポジレジ
スト６をスピンコートで塗布し、任意のパタンに露光現
像をする（（３）工程）。このとき、現像液は、アルカ
リ溶液を用いるが、非線形高分子と直接接触することは
ないため、非線形高分子に影響は与えない。
【００１３】次に、レジストをマスクとして、酸素雰囲
気中で、反応性リアクティブイオンエッチングを行な
い、酸素イオン７により、非線形高分子３の層までエッ
チングする（（４）工程）。比較的圧力の低い領域で酸
素ガス７による反応性リアクティブイオンエッチングを
行なうことにより基板面に対しほぼ垂直のエッチングが
可能である。次に、エッチング後の基板１を蒸留水に浸
すとＰＶＡ４が水に溶けるため、ＰＶＡ４から上の部分
が剥離される（（５）工程）。すなわち、リフトオフさ
れる。この基板を乾燥し、ＵＶ樹脂２をスピンコートす
ると非線形高分子は単一の高分子クラッド材に覆われる
ことになる。
気中で、反応性リアクティブイオンエッチングを行な
い、酸素イオン７により、非線形高分子３の層までエッ
チングする（（４）工程）。比較的圧力の低い領域で酸
素ガス７による反応性リアクティブイオンエッチングを
行なうことにより基板面に対しほぼ垂直のエッチングが
可能である。次に、エッチング後の基板１を蒸留水に浸
すとＰＶＡ４が水に溶けるため、ＰＶＡ４から上の部分
が剥離される（（５）工程）。すなわち、リフトオフさ
れる。この基板を乾燥し、ＵＶ樹脂２をスピンコートす
ると非線形高分子は単一の高分子クラッド材に覆われる
ことになる。
【００１４】ここでは、レジストを塗布する前に、水溶
性のＰＶＡを塗布することにより、レジストを剥離する
際、酸やアルカリを使用せずに水のみでレジストを剥離
することができる。上述の例ではＰＶＡを用いている
が、薄膜化が容易な、すなわち、水溶液がスピンコート
可能な水溶性高分子を使用することが望ましい。このよ
うな水溶性高分子としては、ＰＶＡ以外にもポリメタク
リル酸があり、ＰＶＡと同様に使用できる。
性のＰＶＡを塗布することにより、レジストを剥離する
際、酸やアルカリを使用せずに水のみでレジストを剥離
することができる。上述の例ではＰＶＡを用いている
が、薄膜化が容易な、すなわち、水溶液がスピンコート
可能な水溶性高分子を使用することが望ましい。このよ
うな水溶性高分子としては、ＰＶＡ以外にもポリメタク
リル酸があり、ＰＶＡと同様に使用できる。
【００１５】また、水溶性高分子の上に直接レジストを
塗布すると現像の際、水溶性高分子も同時に溶けてしま
うため、水に不溶でしかも、レジスト溶媒にも不溶の層
が必要になる。第一の作製方法では、この条件を満足す
る高分子として、有機溶媒に溶解したＵＶ硬化樹脂を用
いた。ＵＶ硬化樹脂のかわりに、図２に示すようにアル
ミニウムなどの金属層１２を蒸着などにより積層して使
用してもよい。この場合、レジストをマスクとしてアル
ミニウムをエッチングし、続いて、水溶性高分子、非線
形高分子とエッチングすることが必要になるが、非線形
高分子の層までエッチングした後に、水溶性高分子から
上の層を水でリフトオフできることに変わりはない。
塗布すると現像の際、水溶性高分子も同時に溶けてしま
うため、水に不溶でしかも、レジスト溶媒にも不溶の層
が必要になる。第一の作製方法では、この条件を満足す
る高分子として、有機溶媒に溶解したＵＶ硬化樹脂を用
いた。ＵＶ硬化樹脂のかわりに、図２に示すようにアル
ミニウムなどの金属層１２を蒸着などにより積層して使
用してもよい。この場合、レジストをマスクとしてアル
ミニウムをエッチングし、続いて、水溶性高分子、非線
形高分子とエッチングすることが必要になるが、非線形
高分子の層までエッチングした後に、水溶性高分子から
上の層を水でリフトオフできることに変わりはない。
【００１６】アゾ色素などの色素分子を側鎖に結合した
高分子は、モノクロルベンゼン、メチルエチルケトン、
トルエンなどの有機溶媒に溶け易く、水には不溶のもの
が多い。従って、水溶性高分子は、非線形高分子の上に
塗布しても非線形高分子とインターミキシングすること
がないという利点もある。このように、非線形高分子の
すぐ上にＰＶＡなど水溶性高分子を塗布する工程を用い
れば、非線形高分子のチャネル導波路を作製する上で有
利である。
高分子は、モノクロルベンゼン、メチルエチルケトン、
トルエンなどの有機溶媒に溶け易く、水には不溶のもの
が多い。従って、水溶性高分子は、非線形高分子の上に
塗布しても非線形高分子とインターミキシングすること
がないという利点もある。このように、非線形高分子の
すぐ上にＰＶＡなど水溶性高分子を塗布する工程を用い
れば、非線形高分子のチャネル導波路を作製する上で有
利である。
【００１７】以下、実施例に基づいて説明を行なう。
【００１８】
【実施例１】図１に、本発明の第一の実施例の工程図を
示す。
示す。
【００１９】まずシリコン基板１上に（（１）工程）、
アクリル系ＵＶ硬化樹脂２をスピンコート法により１５
μｍの厚さに塗布し、紫外線を１５分照射した。次に、
非線形高分子３して、アゾ色素を５×１０20ｃｍ-3含む
ＰＭＭＡ（M. AMANO and T.Kaino, J. Appl. Phys.、Vo
l. 68、p. 6024 (1990) ）をモノクロルベンゼンに溶か
した溶液をスピンコートにより、５μｍ塗布した
（（２）工程）。次に、５％ＰＶＡ４水溶液をスピンコ
ートにより、０．５μｍの厚さに塗布し、エチルアルコ
ールに溶かしたＵＶ硬化樹脂５を０．５μｍの厚さに塗
布し、１５分間紫外線７を照射した。次に、シリコーン
系フォトレジスト６を厚さ０．３μｍの厚さにスピンコ
ートした。この基板を紫外線露光器を用い、露光し、現
像し、幅５μｍの線に加工した（（３）工程）。このレ
ジストパタンをマスクとして、反応性リアクティブイオ
ンエッチング装置内で、酸素雰囲気中で酸素イオン７に
より、６０分反応性リアクティブイオンエッチングを行
ない、３の非線形高分子層までエッチングしたところ、
ほぼ図１工程（４）のようなパタンが得られた。次に、
蒸留水中に浸し、ＰＶＡ４より上の部分をリフトオフし
た。次に、その上から、アクリル系硬化樹脂２を１５μ
ｍスピンコートし、図１工程（６）のような構造の素子
を作製した。
アクリル系ＵＶ硬化樹脂２をスピンコート法により１５
μｍの厚さに塗布し、紫外線を１５分照射した。次に、
非線形高分子３して、アゾ色素を５×１０20ｃｍ-3含む
ＰＭＭＡ（M. AMANO and T.Kaino, J. Appl. Phys.、Vo
l. 68、p. 6024 (1990) ）をモノクロルベンゼンに溶か
した溶液をスピンコートにより、５μｍ塗布した
（（２）工程）。次に、５％ＰＶＡ４水溶液をスピンコ
ートにより、０．５μｍの厚さに塗布し、エチルアルコ
ールに溶かしたＵＶ硬化樹脂５を０．５μｍの厚さに塗
布し、１５分間紫外線７を照射した。次に、シリコーン
系フォトレジスト６を厚さ０．３μｍの厚さにスピンコ
ートした。この基板を紫外線露光器を用い、露光し、現
像し、幅５μｍの線に加工した（（３）工程）。このレ
ジストパタンをマスクとして、反応性リアクティブイオ
ンエッチング装置内で、酸素雰囲気中で酸素イオン７に
より、６０分反応性リアクティブイオンエッチングを行
ない、３の非線形高分子層までエッチングしたところ、
ほぼ図１工程（４）のようなパタンが得られた。次に、
蒸留水中に浸し、ＰＶＡ４より上の部分をリフトオフし
た。次に、その上から、アクリル系硬化樹脂２を１５μ
ｍスピンコートし、図１工程（６）のような構造の素子
を作製した。
【００２０】作製された素子を長さ１０ｍｍにカット
し、ポーリング装置にいれ、１４０℃に加熱し、２ＭＶ
／ｃｍの電圧を加え、１分／℃で室温まで冷却した。次
に、１．０６μｍのレーザーからファイバーを用いて１
００ｍＷの光を導入して、第２高調波（ＳＨＧ）の出力
を測定し、ＳＨＧの変換効率η（＝ＳＨＧ強度／入射パ
ワー）を求めたところ、０．３％となり、高い値を得
た。これは、水を用いたリフトオフにより非線形高分子
材料にダメージを与えることなく、また、ＵＶ樹脂をク
ラッドに使用することによりコアとインターミキシング
を起こさないチャネル型導波路を作製したからに他なら
ない。
し、ポーリング装置にいれ、１４０℃に加熱し、２ＭＶ
／ｃｍの電圧を加え、１分／℃で室温まで冷却した。次
に、１．０６μｍのレーザーからファイバーを用いて１
００ｍＷの光を導入して、第２高調波（ＳＨＧ）の出力
を測定し、ＳＨＧの変換効率η（＝ＳＨＧ強度／入射パ
ワー）を求めたところ、０．３％となり、高い値を得
た。これは、水を用いたリフトオフにより非線形高分子
材料にダメージを与えることなく、また、ＵＶ樹脂をク
ラッドに使用することによりコアとインターミキシング
を起こさないチャネル型導波路を作製したからに他なら
ない。
【００２１】
【実施例２】図２に、本発明の第二の実施例の工程図を
示す。
示す。
【００２２】シリコン基板８（（１）工程）上に、アク
リル系ＵＶ硬化樹脂９をスピンコート法により１５μｍ
の厚さに塗布し、紫外線を１５分照射した。次に、非線
形高分子１０して、アゾ色素を５×１０20ｃｍ-3含むＰ
ＭＭＡをモノクロルベンゼンに溶かした溶液をスピンコ
ートにより、５μｍ塗布した。次に、５％ＰＶＡ１１水
溶液をスピンコートにより、０．５μｍの厚さに塗布し
た。次に、真空蒸着装置内に基板を入れてアルミニウム
１２を０．１μｍ積層した。次に、シリコーン系フォト
レジスト１３を厚さ０．３μｍの厚さにスピンコートし
た。この基板を紫外線露光器を用い、露光し、現像し、
幅５μｍの線に加工した（（３）工程）。このレジスト
パタンをマスクとして、反応性リアクティブイオンエッ
チング装置内で、四塩化炭素中で３分、次に酸素雰囲気
中で５５分反応性リアクティブイオンエッチングを行な
い、四塩化炭素イオン又は酸素イオン１４で、線形高分
子層１０までエッチングしたところ、ほぼ図２（４）工
程のようなパタンが得られた。次に、蒸留水中に浸し、
ＰＶＡ１１より上の部分をリフトオフした（（５）工
程）。次に、その上から、アクリル系硬化樹脂を１５μ
ｍスピンコートし、図２工程（６）のような構造の素子
を作製した。
リル系ＵＶ硬化樹脂９をスピンコート法により１５μｍ
の厚さに塗布し、紫外線を１５分照射した。次に、非線
形高分子１０して、アゾ色素を５×１０20ｃｍ-3含むＰ
ＭＭＡをモノクロルベンゼンに溶かした溶液をスピンコ
ートにより、５μｍ塗布した。次に、５％ＰＶＡ１１水
溶液をスピンコートにより、０．５μｍの厚さに塗布し
た。次に、真空蒸着装置内に基板を入れてアルミニウム
１２を０．１μｍ積層した。次に、シリコーン系フォト
レジスト１３を厚さ０．３μｍの厚さにスピンコートし
た。この基板を紫外線露光器を用い、露光し、現像し、
幅５μｍの線に加工した（（３）工程）。このレジスト
パタンをマスクとして、反応性リアクティブイオンエッ
チング装置内で、四塩化炭素中で３分、次に酸素雰囲気
中で５５分反応性リアクティブイオンエッチングを行な
い、四塩化炭素イオン又は酸素イオン１４で、線形高分
子層１０までエッチングしたところ、ほぼ図２（４）工
程のようなパタンが得られた。次に、蒸留水中に浸し、
ＰＶＡ１１より上の部分をリフトオフした（（５）工
程）。次に、その上から、アクリル系硬化樹脂を１５μ
ｍスピンコートし、図２工程（６）のような構造の素子
を作製した。
【００２３】作製された素子を長さ１０ｍｍにカット
し、ポーリング装置にいれ、１４０℃に加熱し、２ＭＶ
／ｃｍの電圧を加え、１分／℃で室温まで冷却した。次
に、１．０６μｍのレーザーからファイバーを用いて１
００ｍＷの光を導入して、第２高調波（ＳＨＧ）の出力
を測定し、ＳＨＧの変換効率η（＝ＳＨＧ強度／入射パ
ワー）を求めたところ、実施例１と同様に０．２５％と
なり、高い値を得た。これは、水を用いたリフトオフに
より非線形高分子材料にダメージを与えることなく、ま
た、ＵＶ樹脂をクラッドに使用することによりコアとイ
ンターミキシングを起こさないチャネル型導波路を作製
したからに他ならない。
し、ポーリング装置にいれ、１４０℃に加熱し、２ＭＶ
／ｃｍの電圧を加え、１分／℃で室温まで冷却した。次
に、１．０６μｍのレーザーからファイバーを用いて１
００ｍＷの光を導入して、第２高調波（ＳＨＧ）の出力
を測定し、ＳＨＧの変換効率η（＝ＳＨＧ強度／入射パ
ワー）を求めたところ、実施例１と同様に０．２５％と
なり、高い値を得た。これは、水を用いたリフトオフに
より非線形高分子材料にダメージを与えることなく、ま
た、ＵＶ樹脂をクラッドに使用することによりコアとイ
ンターミキシングを起こさないチャネル型導波路を作製
したからに他ならない。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、非線形高分子のチ
ャネル導波路を作製するにあたって、ＰＶＡ等の水溶性
高分子を非線形高分子の上に積層する工程を挿入するこ
とにより、非線形高分子層にダメージを与えずに、非線
形素子を作製できる。
ャネル導波路を作製するにあたって、ＰＶＡ等の水溶性
高分子を非線形高分子の上に積層する工程を挿入するこ
とにより、非線形高分子層にダメージを与えずに、非線
形素子を作製できる。
【図１】本発明の請求項１、および、本発明の実施例１
を示すものであって、非線形高分子を用いたチャネル導
波路の作製工程図。
を示すものであって、非線形高分子を用いたチャネル導
波路の作製工程図。
【図２】本発明の請求項２、および本発明の実施例２を
示すものであって、非線形高分子を用いたチャネル導波
路の作製工程図。
示すものであって、非線形高分子を用いたチャネル導波
路の作製工程図。
【図３】従来の非線形高分子を用いたチャネル導波路の
作製工程図。
作製工程図。
１ 基板 ２ ＵＶ硬化樹脂 ３ 非線形高分子 ４ 水溶性高分子 ５ ＵＶ硬化樹脂 ６ フォトレジスト ７ 酸素イオン ８ 基板 ９ ＵＶ硬化樹脂 １０ 非線形高分子 １１ 水溶性高分子 １２ 金属膜 １３ フォトレジスト １４ 四塩化炭素イオンまたは酸素イオン １５ 基板 １６ ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ） １７ 非線形高分子 １８ ＰＭＭＡ １９ 熱硬化樹脂 ２０ フォトレジスト ２１ 酸素イオン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 都丸 暁 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 天野 道之 東京都千代田区内幸町一丁目１番６号 日 本電信電話株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】非線形光学特性を示す高分子材料をコアと
し、コアより僅かに屈折率の小さな高分子をクラッドと
するチャネル型光導波路を作製する工程において、任意
の基板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、次に非線形光学特
性を示す高分子を塗布し、次にスピンコート可能な水溶
性高分子を塗布し、次に紫外線硬化樹脂を塗布し、さら
に、レジストを塗布し、紫外線を用いて任意のパタンに
露光現像し、パタン化されたレジストをマスクとして、
反応性イオンエッチングにより非線形高分子の層までエ
ッチングし、その後、前記水溶性高分子より上の層を水
でリフトオフし、その後、紫外線硬化樹脂を塗布して作
製することを特徴とする非線形光学素子の作製方法。 - 【請求項２】非線形光学特性を示す高分子材料をコアと
し、コアより僅かに屈折率の小さな高分子をクラッドと
するチャネル型光導波路を作製する工程において、任意
の基板上に紫外線硬化樹脂を塗布し、次に非線形光学特
性を示す高分子を塗布し、次にスピンコート可能な水溶
性高分子を塗布し、次にアルミニウムなどの金属を蒸着
あるいはスパッタリングなどにより積層し、さらに、レ
ジストを塗布し、紫外線を用いて任意のパタンに露光現
像し、パタン化されたレジストをマスクとして、反応性
イオンエッチングにより非線形高分子の層までエッチン
グし、その後、前記水溶性高分子より上の層を水でリフ
トオフし、その後、紫外線硬化樹脂を塗布して作製する
ことを特徴とする非線形光学素子の作製方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25435291A JP3057621B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 非線形光学素子の作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25435291A JP3057621B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 非線形光学素子の作製方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0566435A true JPH0566435A (ja) | 1993-03-19 |
| JP3057621B2 JP3057621B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=17263802
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25435291A Expired - Fee Related JP3057621B2 (ja) | 1991-09-06 | 1991-09-06 | 非線形光学素子の作製方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3057621B2 (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996007116A3 (en) * | 1994-08-26 | 1996-05-23 | Akzo Nobel Nv | A method of making an optical waveguide to fibre convector using a free-standing, flexible waveguide sheet |
| JPH095550A (ja) * | 1995-06-21 | 1997-01-10 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路の作製方法 |
| US6160945A (en) * | 1997-09-12 | 2000-12-12 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Optical waveguide device for loss absorption and fabrication method thereof |
| KR100415625B1 (ko) * | 2001-08-06 | 2004-01-24 | 한국전자통신연구원 | 이온 교환법을 이용한 평면형 광도파로 제조 방법 |
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| US7317861B2 (en) * | 2004-01-16 | 2008-01-08 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method of producing polymer optical waveguide |
| US7569168B2 (en) | 2004-01-23 | 2009-08-04 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Method of producing polymer optical waveguide |
| US7582234B2 (en) | 2003-06-04 | 2009-09-01 | Fuji Xerox Co., Ltd. | Producing method of polymer optical waveguide |
| US7867956B2 (en) | 2004-12-27 | 2011-01-11 | Shell Oil Company | Urea-based lubricating grease composition |
| CN115016063A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-09-06 | 天津华慧芯科技集团有限公司 | 一种双层胶掩膜分步刻蚀亚纳米级精度波导工艺 |
-
1991
- 1991-09-06 JP JP25435291A patent/JP3057621B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1996007116A3 (en) * | 1994-08-26 | 1996-05-23 | Akzo Nobel Nv | A method of making an optical waveguide to fibre convector using a free-standing, flexible waveguide sheet |
| US6549709B1 (en) | 1994-08-26 | 2003-04-15 | Jds Uniphase Inc. | Method of making a polymeric optical waveguide device provided with fibre ends, and free-standing, flexible waveguide sheets used therein |
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| US6769274B2 (en) | 2001-08-06 | 2004-08-03 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Method of manufacturing a planar waveguide using ion exchange method |
| JP2006501523A (ja) * | 2002-10-03 | 2006-01-12 | ルーメラ・コーポレーション | ポリマー微細構造及びポリマー導波路の製造方法 |
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| US7867956B2 (en) | 2004-12-27 | 2011-01-11 | Shell Oil Company | Urea-based lubricating grease composition |
| CN115016063A (zh) * | 2022-05-26 | 2022-09-06 | 天津华慧芯科技集团有限公司 | 一种双层胶掩膜分步刻蚀亚纳米级精度波导工艺 |
| CN115016063B (zh) * | 2022-05-26 | 2024-04-12 | 天津华慧芯科技集团有限公司 | 一种双层胶掩膜分步刻蚀亚纳米级精度波导工艺 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3057621B2 (ja) | 2000-07-04 |
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