Lithium niobate is a material of great interest in the field of on-chip optical circuits due to its electrically tunable properties and high second-order nonlinearity. Accordingly, lots of experiments are conducted to improve the optical loss for more integrated on chip devices. However, damage due to ion implantation during lithium niobate thin film fabrication has limited such researches. Therefore, in this paper, we investigated the effect of thermal annealing process to lithium niobate thin films fabricated by conventional ion implantation method to reduce the optical propagation loss as longer optical path length. For this purpose, rutherford backscattering measurement and the change of quality factor after thermal annealing in disc shaped resonator were analyzed. Especially, the quality factor increased from $1.37 \times 10^6$ to $3.80 \times 10^6$ following thermal annealing. In addition, this paper proposes wafer bonding and high-quality polishing techniques as methods for fabricating low-loss thin films.
리튬 나이오베이트는 전기적으로 조절 가능한 특성과 높은 2차 비선형성으로 인해 온 칩 광학 회로 분야에서 크게 주목받고 있는 물질이다. 이에 따라 더 통합된 온 칩 광학 소자를 제작하기 위해 광학 거리가 증가함에 따른 높아지는 광손실을 줄이기위한 연구가 활발히 진행 중이다. 그러나 현재 이러한 연구는 리튬 나이오베이트 박막을 제작할 때 수반되는 이온 주입에 의한 손실에 의해 제한되고 있다. 따라서 본 논문에서는 증가하는 광학 거리에 따른 광 손실을 줄이기 위해 기존에 사용하던 이온 주입 방식으로 제작된 리튬 나이오베이트 박막에 열처리과정을 적용해 그 효과를 확인하였다. 이 과정에서 러더퍼드 후방 산란 측정 결과와 디스크형 광공진기에 대한 품질 지수 변화를 분석하였다. 특히, 품질 지수의 경우 그 변화량이 가장 클 때, 기존 $1.37 \times 10^6$에서 열처리 후 $3.80 \times 10^6$으로 증가하였다. 또한 본 논문에서는 저손실의 박막 제작을 위한 방법으로 웨이퍼 본딩과 고품질 연마 기술을 제안한다.
