JPH02244106A - 薄膜光学定数の測定方法及びそれを用いて作製した光集積回路もしくは半導体素子 - Google Patents
薄膜光学定数の測定方法及びそれを用いて作製した光集積回路もしくは半導体素子Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は薄膜の光学定数の測定方法及びその測定装置に
係り、特に被破壊で簡便かつ高精度な測定方法に係る。
係り、特に被破壊で簡便かつ高精度な測定方法に係る。
また、上記測定方法による光学定数の測定値を薄膜形成
プロセスにフィードバックして作成した光集積回路もし
くは半導体素子に係る。
プロセスにフィードバックして作成した光集積回路もし
くは半導体素子に係る。
従来、薄膜光学定数の測定方法として、１）偏光解析法
、２）干渉顕微鏡法などが良く知られている。先ず、偏
光解析法は比較的厚い膜（≦３０００人）の場合、測定
値に周期解が存在するため、膜厚がある程度既知でない
と屈折率が定量できない欠点があった。また、屈折率の
測定精度は一般にＩＸＩＱ−’程度と低い。さらに、屈
折率分布の測定方法として適用できない欠点があった。
、２）干渉顕微鏡法などが良く知られている。先ず、偏
光解析法は比較的厚い膜（≦３０００人）の場合、測定
値に周期解が存在するため、膜厚がある程度既知でない
と屈折率が定量できない欠点があった。また、屈折率の
測定精度は一般にＩＸＩＱ−’程度と低い。さらに、屈
折率分布の測定方法として適用できない欠点があった。
次に、干渉顕微鏡は測定媒質を薄片化し、しかも光学研
磨する必要がある。したがって、思料作製に多大な時間
を必要とする。しかも、破壊検査であるため、試料の再
生ができない欠点があった。
磨する必要がある。したがって、思料作製に多大な時間
を必要とする。しかも、破壊検査であるため、試料の再
生ができない欠点があった。
また、マイケルソン等の干渉計を用いた場合、測定値と
して屈折率×膜厚、すなわち光学的距離が得られるため
、いずれかが既知であることが前提条件となる欠点があ
った。
して屈折率×膜厚、すなわち光学的距離が得られるため
、いずれかが既知であることが前提条件となる欠点があ
った。
一方、近年半導体レーザに関する研究の進展に伴い、−
枚の基板上に上記レーザ等受発行素子や各種導波路形光
学素子を集積した光集積回路の研究が活発に行われてい
る。この光集積回路の最も基本的な構成要素の一つとし
光導波路がある。先導波路の実効屈折率の測定方法とし
ては、アブラインドオブティクス、１０．１１ （１９
７１年）第２３９５頁から第２４１３頁（Ａｐｐｌｉｅ
ｄＯｐｉｔｉｃｓ ＶｏｌｌＯ，Ｎｏ１ｌ （１９７
１）ｐｐ２３９５−２４１３）等に論じられているよう
にプリズムカップラ法が一般に広く知られている。
枚の基板上に上記レーザ等受発行素子や各種導波路形光
学素子を集積した光集積回路の研究が活発に行われてい
る。この光集積回路の最も基本的な構成要素の一つとし
光導波路がある。先導波路の実効屈折率の測定方法とし
ては、アブラインドオブティクス、１０．１１ （１９
７１年）第２３９５頁から第２４１３頁（Ａｐｐｌｉｅ
ｄＯｐｉｔｉｃｓ ＶｏｌｌＯ，Ｎｏ１ｌ （１９７
１）ｐｐ２３９５−２４１３）等に論じられているよう
にプリズムカップラ法が一般に広く知られている。
上記従来技術は、光導波路上に屈折率ｎｐのプリズムを
空気層をはさんで密着させる。そして、プリズム１面に
所定の角度θｐで光ビームを入射させ光導波路との位相
整合をとる事により導波光を励振し、第２のプリズムに
より導波光を外部へ取り出す、この場合、出射光の角度
が光導波路の導波モードにより異なる原理を用いて、光
導波路の実効屈折率を算出する。しかし、本漬では、プ
リズム底面が平面であるため、結合効率が小さく。
空気層をはさんで密着させる。そして、プリズム１面に
所定の角度θｐで光ビームを入射させ光導波路との位相
整合をとる事により導波光を励振し、第２のプリズムに
より導波光を外部へ取り出す、この場合、出射光の角度
が光導波路の導波モードにより異なる原理を用いて、光
導波路の実効屈折率を算出する。しかし、本漬では、プ
リズム底面が平面であるため、結合効率が小さく。
しかもプリズムを２個使用するため、ＳＮが低下し高精
度な測定ができない欠点があった。また、光導波路の屈
折率が連続的に変化している場合。
度な測定ができない欠点があった。また、光導波路の屈
折率が連続的に変化している場合。
使用できない欠点があった。さらに、光導波路の伝搬損
失の測定に応用した場合、結合効率のバラツキが大きく
実用に乏しい問題があった。
失の測定に応用した場合、結合効率のバラツキが大きく
実用に乏しい問題があった。
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、非
破壊で簡便に、しかも高精度な屈折率分布測定方法及び
その測定装置を提供することにある。また１本測定方法
を用いた作製した光集積回路もしくは半導体素子を提供
することにある。さらに、光導波路の伝搬損失の高精度
測定方法を提供することにある。
破壊で簡便に、しかも高精度な屈折率分布測定方法及び
その測定装置を提供することにある。また１本測定方法
を用いた作製した光集積回路もしくは半導体素子を提供
することにある。さらに、光導波路の伝搬損失の高精度
測定方法を提供することにある。
上記目的は、前述したプリズムカップラ法において、導
波光を第二のプリズムで取り出すのに対して、受光素子
と一体化したプリズムを用いて、プリズムに対する入射
ビームの角度と、プリズム底面での反射光強度との関係
を連続的に測定することにより媒質の実効屈折率を求め
る。また、プリズム底面を球面加工することにより結合
効率を向上させている１次に、上記した実効効率測定デ
ータを少なくとも２個測定し、数値計算により屈折率と
膜厚を同時に定量化する。また、屈折率が分布している
場合逆ＷＫＢ法を用いて定量化することができる。
波光を第二のプリズムで取り出すのに対して、受光素子
と一体化したプリズムを用いて、プリズムに対する入射
ビームの角度と、プリズム底面での反射光強度との関係
を連続的に測定することにより媒質の実効屈折率を求め
る。また、プリズム底面を球面加工することにより結合
効率を向上させている１次に、上記した実効効率測定デ
ータを少なくとも２個測定し、数値計算により屈折率と
膜厚を同時に定量化する。また、屈折率が分布している
場合逆ＷＫＢ法を用いて定量化することができる。
なお、上記した光学定数の測定方法において、例えば屈
折率の測定精度はビームの入射角測定精度にほぼ依存す
る。そこで、角度を±３秒の精度で測定した場合、屈折
率測定精度は１×１０−’と極めて高精度な値が原理的
に得られる。したがって、本漬による光学定数を各種薄
膜形成プロセスのモニタとして測定し、成膜条件にフィ
ードバックすることができる。また、プリズムをさらに
二個追加することにより、光導波路の伝搬損失の測定法
として応用できる。この場合、第３のプリズムをモニタ
として用いるため、第２のプリズムを移動させても結合
効率が損失の測定精度に影響されない特徴がある。
折率の測定精度はビームの入射角測定精度にほぼ依存す
る。そこで、角度を±３秒の精度で測定した場合、屈折
率測定精度は１×１０−’と極めて高精度な値が原理的
に得られる。したがって、本漬による光学定数を各種薄
膜形成プロセスのモニタとして測定し、成膜条件にフィ
ードバックすることができる。また、プリズムをさらに
二個追加することにより、光導波路の伝搬損失の測定法
として応用できる。この場合、第３のプリズムをモニタ
として用いるため、第２のプリズムを移動させても結合
効率が損失の測定精度に影響されない特徴がある。
基板（屈折率ｎ、）上に形成した薄膜の屈折率ｎ。
と圧膜ｎを測定する場合、薄膜に受光素子と一体化し底
面を球面加工したプリズムを密着させ、プリズムにレー
ザ光を入射させる。そして、入射角θ、を変化させプリ
ズム底面からの反射光強度が最小となる入射角θ□を読
み取り、伝搬モードに対応した実効屈折率Ｎを（１）式
で算出する。
面を球面加工したプリズムを密着させ、プリズムにレー
ザ光を入射させる。そして、入射角θ、を変化させプリ
ズム底面からの反射光強度が最小となる入射角θ□を読
み取り、伝搬モードに対応した実効屈折率Ｎを（１）式
で算出する。
Ｎ＝ｓｉｎ ａ ｆｉ下−５ｉｎ ｅ 、 ＋ｃｏｓ
ａ ・ｓｉｎ ８１−（１）二二で、αニブリズム頂角
、ｎ、ニブリズムの屈折率である。
ａ ・ｓｉｎ ８１−（１）二二で、αニブリズム頂角
、ｎ、ニブリズムの屈折率である。
次に、マックスウェルの波動方程式から導出される次の
導波モードの固有値方程式（２）にＮを代入し、（２）
式を連立させてｎ、とｈを算出する。
導波モードの固有値方程式（２）にＮを代入し、（２）
式を連立させてｎ、とｈを算出する。
ここで、ｍはモード番号であり、ｍ＝ｏ、１゜２・・・
ｋ、、γ、γ。はレーザ光の入射方向の伝搬定数であり
、 γ、＝ｌ（、’ｌ’ｒ Ｌ＝に６４；’Ｔ’了、γ、＝
ｋｏ ｐマー（３）波数に０＝２π／λ λ：波長 である。
ｋ、、γ、γ。はレーザ光の入射方向の伝搬定数であり
、 γ、＝ｌ（、’ｌ’ｒ Ｌ＝に６４；’Ｔ’了、γ、＝
ｋｏ ｐマー（３）波数に０＝２π／λ λ：波長 である。
次に、媒質の深さ方向の屈折率が連続的に変化している
場合、これを伝搬する光ビームは円弧の軌跡を描き、伝
搬モードにより異なった軌跡を描く。そこで、上記と同
様に伝搬モードに対応した実効屈折率Ｎを（１）式で算
出する。
場合、これを伝搬する光ビームは円弧の軌跡を描き、伝
搬モードにより異なった軌跡を描く。そこで、上記と同
様に伝搬モードに対応した実効屈折率Ｎを（１）式で算
出する。
次に、屈折率分布がｎ（ｙ）の二次元光導波路における
ＴＥモードの波動方程式は、マックスウェルの方程式か
ら、 と表わされる。
ＴＥモードの波動方程式は、マックスウェルの方程式か
ら、 と表わされる。
ここで、β：Ｘ方向の伝搬定数、μ。：真空中の透磁率
、ω：光の角周波数 である。
、ω：光の角周波数 である。
上記した実効屈折率Ｎを用いると（４）式は。
となる。ｎ （ｙ）が既知のとき、（７）式を満たす等
側屈折率を求めることは固有値問題となる。ここで、Ｗ
ＫＢの近似法によれば、以下の固有値方程式が得られる
。
側屈折率を求めることは固有値問題となる。ここで、Ｗ
ＫＢの近似法によれば、以下の固有値方程式が得られる
。
ｍ＝１． ２． ・・・・・・
ここでｙｔｍ：ｍ次モードの転移点、ｎｏ：表面屈折率
である。
である。
次に、逆ＷＫＢ法は、上述した各伝搬モードの実効屈折
率Ｎ工、Ｎ２・・・・・・Ｎｍから、それぞれの転移点
ｙｔ工、ｙｔ２・・・・・・・・・ｙｔｍを求め１点列
（Ｎｔ＋ ’／ｊｘ）ｙ （Ｎｔｍｒ ３’Ｔｍ）を
得る方法である。この点列を結べば屈折率分布を求める
ことができる。
率Ｎ工、Ｎ２・・・・・・Ｎｍから、それぞれの転移点
ｙｔ工、ｙｔ２・・・・・・・・・ｙｔｍを求め１点列
（Ｎｔ＋ ’／ｊｘ）ｙ （Ｎｔｍｒ ３’Ｔｍ）を
得る方法である。この点列を結べば屈折率分布を求める
ことができる。
さらに、薄膜の屈折率よりも基板の屈折率が大きい場合
、一般にリーキーモードと呼ばれ次の固有値方程式を連
立させて薄膜の屈折率ｎ、と薄膜りを測定することがで
きる。
、一般にリーキーモードと呼ばれ次の固有値方程式を連
立させて薄膜の屈折率ｎ、と薄膜りを測定することがで
きる。
π” （ｍ＋１）”
Ｎ：ｎ’ ２ｎｒ（Ｋｏｈ）” ””””””）〔
実施例〕 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例〕 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例 １゜
第１図は、本発明の一実施例を示し、基板１にＬｉＮｂ
０．結晶を用い、基板１の深さ方向に屈折率が連続的に
変化している先導波路２の屈折率分布の測定例を示す。
０．結晶を用い、基板１の深さ方向に屈折率が連続的に
変化している先導波路２の屈折率分布の測定例を示す。
光導波路２は、金属Ｔｉの熱拡散法により作成した。作
成条件は基板１上にＴｉを１０００人スパッタリング法
により堆積させた後、１０００°Ｃ１０□雰囲気中で２
０時間熱拡散した。次に、先導波路２上に、底面を球面
加工したプリズム３を空気層を介して密着させる。ここ
で、プリズム３はＴｉｅ、（ルチル）製を用い、頂角５
５度、プリズム屈折率ｎｐ＝２．８５４、底面の曲率半
径２５０■を用いた。プリズム３への光ビーム入射方法
は、光源４に波長０．６３３μｍのＨｅ−Ｎｅレーザを
用い、入射角の調整はパルスモータ（図示せず）で駈動
される角度分解能０．５秒の回転テーブル５で行った。
成条件は基板１上にＴｉを１０００人スパッタリング法
により堆積させた後、１０００°Ｃ１０□雰囲気中で２
０時間熱拡散した。次に、先導波路２上に、底面を球面
加工したプリズム３を空気層を介して密着させる。ここ
で、プリズム３はＴｉｅ、（ルチル）製を用い、頂角５
５度、プリズム屈折率ｎｐ＝２．８５４、底面の曲率半
径２５０■を用いた。プリズム３への光ビーム入射方法
は、光源４に波長０．６３３μｍのＨｅ−Ｎｅレーザを
用い、入射角の調整はパルスモータ（図示せず）で駈動
される角度分解能０．５秒の回転テーブル５で行った。
第２図は、プリズム３の支持方法を示す。プリズム３は
、ホルダ６に固定し、押しネジ７により基板１との密着
度を調整する。
、ホルダ６に固定し、押しネジ７により基板１との密着
度を調整する。
第３図は、光ビームをプリズム３に種々の角度で光ビー
ムを入射させ、光導波路２を伝搬する光線及びプリズム
底面で反射する光線の軌跡を示す。
ムを入射させ、光導波路２を伝搬する光線及びプリズム
底面で反射する光線の軌跡を示す。
ここで、前述したように、光導波路２を伝搬する光線は
光ビームの入射角度に対して離散的な値をとる。したが
って、光ビームの入射角度とプリズム３の底面で反射す
る光強度を、プリズム３と保持具９により一体化した受
光素子８で連続的に測定する。第４図に測定データの一
例を示す、横軸は光ビームのプリズム入射角θＰであり
、縦軸は受光素子による反射光強度を示す。同図におい
て、反射光強度が最小値を示す入射角度が各伝搬モード
の実効屈折率Ｎに対応し、（１）式により値を算出する
。次に、上述した伝搬モードに対応した実効屈折率の測
定データを用いて、（８）式により、実効屈折率と転移
点との点列を算出する。第１表に実効屈折率と転移点の
計算結果の一例を示す。また、第５図に示したように屈
折率分布をガウス分布と仮定した理論曲線（実線）と計
算値が良く対応し、水洗の有効性を確認することができ
た。なお、プリズム入射角θｐの測定精度は±３秒であ
った。
光ビームの入射角度に対して離散的な値をとる。したが
って、光ビームの入射角度とプリズム３の底面で反射す
る光強度を、プリズム３と保持具９により一体化した受
光素子８で連続的に測定する。第４図に測定データの一
例を示す、横軸は光ビームのプリズム入射角θＰであり
、縦軸は受光素子による反射光強度を示す。同図におい
て、反射光強度が最小値を示す入射角度が各伝搬モード
の実効屈折率Ｎに対応し、（１）式により値を算出する
。次に、上述した伝搬モードに対応した実効屈折率の測
定データを用いて、（８）式により、実効屈折率と転移
点との点列を算出する。第１表に実効屈折率と転移点の
計算結果の一例を示す。また、第５図に示したように屈
折率分布をガウス分布と仮定した理論曲線（実線）と計
算値が良く対応し、水洗の有効性を確認することができ
た。なお、プリズム入射角θｐの測定精度は±３秒であ
った。
また、繰′返し測定による再現性についても、３α＝０
．００１と良好であった。
．００１と良好であった。
以下余白
第１表
上記した屈折率分布の測定方法は、金属拡散型光導波路
以外の応用として、半導体素子の製造工程において、Ｓ
ｉ基板への不純物拡散やイオン打込みによる不純物濃度
分布の測定及びエピタキシャル成長層の厚さ測定などに
ついて、光源として赤外線を用いることにより可能であ
る。
以外の応用として、半導体素子の製造工程において、Ｓ
ｉ基板への不純物拡散やイオン打込みによる不純物濃度
分布の測定及びエピタキシャル成長層の厚さ測定などに
ついて、光源として赤外線を用いることにより可能であ
る。
実施例 ２゜
次に、光集積回路の形成において、先導波路上に光波制
御用装荷層として使用するＴｉ○２薄膜の屈折率及び膜
厚の測定例を示す。基板１としてＢＫ−７ガラスを用い
、反応性スパッタ法でＴｉＯ□膜２を形成した。第２表
は、スパッタ条件とじて０、／Ａγの分圧比を変化させ
て作製した膜のｎ。
御用装荷層として使用するＴｉ○２薄膜の屈折率及び膜
厚の測定例を示す。基板１としてＢＫ−７ガラスを用い
、反応性スパッタ法でＴｉＯ□膜２を形成した。第２表
は、スパッタ条件とじて０、／Ａγの分圧比を変化させ
て作製した膜のｎ。
とｈの測定結果を示す。この結果、０２／Ａγ分圧比と
ｎｔの間に顕著な相関が認められる。したがって、ｎ、
の値を成膜時のモニタとして測定し、成膜条件にフィー
ドバックすることにより膜形成プロセスの安定化が図れ
る。
ｎｔの間に顕著な相関が認められる。したがって、ｎ、
の値を成膜時のモニタとして測定し、成膜条件にフィー
ドバックすることにより膜形成プロセスの安定化が図れ
る。
第２表
上記したモニタリングの方法として、１）試料の抜取り
検査、２）真空チャンバ内にモニタ室を設は適宜試料を
モニタ室に導入し、インプロセスで測定する方法などが
ある。また、上記方法は。
検査、２）真空チャンバ内にモニタ室を設は適宜試料を
モニタ室に導入し、インプロセスで測定する方法などが
ある。また、上記方法は。
真空蒸着法やＣＶＤ法など各種薄膜形法及びそれを用い
て形成した各種薄膜に適用できる。
て形成した各種薄膜に適用できる。
実施例 ３゜
半導体素子や光集積回路の製造工程で重要なＳｉ熱酸化
膜の測定例を第６図に示す、試料の作製は、厚さ４００
μＩのＳｉ単結晶基板を石英管式電気炉を用いて、水蒸
気加湿した流通酸素雰囲気で、 １２００℃で約３０時
間加熱し、厚さ約５μｍのＳｉＯ□膜を形成した。第６
図は、実施例１で述べた第４図と同様に横軸はレーザ光
のプリズムへの入射角θｐであり、縦軸は受光素子によ
りプリズム底面からの反射光強度を示す、第３表に各モ
ードに対応した入射角−９の測定結果を示す。また、第
４表に（９）式を用いたＳｉｎ、膜の屈折率ｎｆと膜厚
りの計算結果を示す。一般にＳｉｏ２の屈折率は１．４
６とされている。これに対して１本方法では１．４５８
９８１が得られた。また、各モード毎に算出したｎ、の
標準偏差は２．４６Ｘ１０−’と良好な値が得られた。
膜の測定例を第６図に示す、試料の作製は、厚さ４００
μＩのＳｉ単結晶基板を石英管式電気炉を用いて、水蒸
気加湿した流通酸素雰囲気で、 １２００℃で約３０時
間加熱し、厚さ約５μｍのＳｉＯ□膜を形成した。第６
図は、実施例１で述べた第４図と同様に横軸はレーザ光
のプリズムへの入射角θｐであり、縦軸は受光素子によ
りプリズム底面からの反射光強度を示す、第３表に各モ
ードに対応した入射角−９の測定結果を示す。また、第
４表に（９）式を用いたＳｉｎ、膜の屈折率ｎｆと膜厚
りの計算結果を示す。一般にＳｉｏ２の屈折率は１．４
６とされている。これに対して１本方法では１．４５８
９８１が得られた。また、各モード毎に算出したｎ、の
標準偏差は２．４６Ｘ１０−’と良好な値が得られた。
一方、膜厚の測定結果は標準偏差で３．２８Ｘ１０−’
μ閣とｎｆに比較して若干低下するが、光集積回路や半
導体素子を形成する上で十分な精度と考える。
μ閣とｎｆに比較して若干低下するが、光集積回路や半
導体素子を形成する上で十分な精度と考える。
第３表
第４表
−ション膜など各種薄膜に適用できる。
実施例 ４゜
第７図は本発明の他の実施例を示し、光集積回路を形成
する上で重要な先導波路の伝搬損失の測定方法を示す。
する上で重要な先導波路の伝搬損失の測定方法を示す。
第７図は第１図に示した基本構成に加えて、光導波路２
を伝搬する導波光を外部に取り出すための第２の移動用
プリズム３′及びモニタ用の第３のプリズム３“を備え
ている。ここで、プリズム３の位置を原点にとり、プリ
ズム３′の位置をＸ２．プリズム３′の移動後の位置を
ｘ′２゜プリズム ３′の位置をＸ、とすると、光導波
路２の伝搬損失αは なお、上記した測定方法はレジストやパッシベとなる。
を伝搬する導波光を外部に取り出すための第２の移動用
プリズム３′及びモニタ用の第３のプリズム３“を備え
ている。ここで、プリズム３の位置を原点にとり、プリ
ズム３′の位置をＸ２．プリズム３′の移動後の位置を
ｘ′２゜プリズム ３′の位置をＸ、とすると、光導波
路２の伝搬損失αは なお、上記した測定方法はレジストやパッシベとなる。
ここで、Ｐｚ＋ Ｐ２’はプリズム３′のｘ２及びｘ′
２における放射光強度であり、Ｐ、はプリズム３′を除
去した場合のプリズム３′の放射光強度であり、Ｐ、’
、 Ｐ３″′はＰ２及びＰ２′ と同期したプリズム
３′の放射光強度である。
２における放射光強度であり、Ｐ、はプリズム３′を除
去した場合のプリズム３′の放射光強度であり、Ｐ、’
、 Ｐ３″′はＰ２及びＰ２′ と同期したプリズム
３′の放射光強度である。
上記した伝搬損失の測定例として、実施例１に示したＴ
ｉ拡散ＬｉＮｂ０．光導波路のαを測定した結果、α＝
０．５ｄＢ／ａｎが得られた。また、繰返し測定誤差は
０．５％以下と良好な結果が得られた０本法によれば、
第３のモニタ用プリズム３′を設けることにより、第２
のプリズム３′の結合効率が測定に影響しないため、測
定精度の向上が図れた。
ｉ拡散ＬｉＮｂ０．光導波路のαを測定した結果、α＝
０．５ｄＢ／ａｎが得られた。また、繰返し測定誤差は
０．５％以下と良好な結果が得られた０本法によれば、
第３のモニタ用プリズム３′を設けることにより、第２
のプリズム３′の結合効率が測定に影響しないため、測
定精度の向上が図れた。
以上述べたように本発明によれば、薄膜の光学定数（屈
折率、薄膜、屈折率分布など）が高精度に測定できる。
折率、薄膜、屈折率分布など）が高精度に測定できる。
また、これらの測定値を薄膜形成プロセスにフィードバ
ックすることにより、高性能な光集積回路や半導体素子
が再現性良く、安定して生産できる。また、上記した薄
膜光学定数の測定方法にプリズムを２個追加することに
より、光導波路の伝搬損失が高精度で測定できるため、
光集積回路の性能向上及び光学設計の最適化ができるな
どの効果がある。
ックすることにより、高性能な光集積回路や半導体素子
が再現性良く、安定して生産できる。また、上記した薄
膜光学定数の測定方法にプリズムを２個追加することに
より、光導波路の伝搬損失が高精度で測定できるため、
光集積回路の性能向上及び光学設計の最適化ができるな
どの効果がある。
第１図は本発明に係る薄膜光学定数測定装置の一実施例
を示す斜視図、第２図はプリズム保持部を示す正面図、
第３図は本発明の一実施例を示し、プリズムを介した媒
質への光線軌跡を示す正面図、第４，６図は本発明によ
るプリズム入射角と受光素子による反射光強度の関係を
示す特性の測定例を示す図、第５図は本発明による屈折
率分布特性の測定例を示す図、第７図は本発明の他の実
施例を示し、光導波路の伝搬損失測定装置を示す斜視図
である。 １・・・基板。 ２・・・先導波路。 ３・・・プリズム。 ４・・光源。 ５・・・回転テーブル。 第 １ 図 第 ３ 図 ￥Ｊ２図 ８ 受尤毫孕 ９ 、保埼具 第 図 プリズム入射鳥θＰ （度） 反射′Ｌ佳皮（ｍＶ） 第 図 基板表面からの距敲χ（μｍ） 第 閃 χ−ゴ ８完叉豐力台
を示す斜視図、第２図はプリズム保持部を示す正面図、
第３図は本発明の一実施例を示し、プリズムを介した媒
質への光線軌跡を示す正面図、第４，６図は本発明によ
るプリズム入射角と受光素子による反射光強度の関係を
示す特性の測定例を示す図、第５図は本発明による屈折
率分布特性の測定例を示す図、第７図は本発明の他の実
施例を示し、光導波路の伝搬損失測定装置を示す斜視図
である。 １・・・基板。 ２・・・先導波路。 ３・・・プリズム。 ４・・光源。 ５・・・回転テーブル。 第 １ 図 第 ３ 図 ￥Ｊ２図 ８ 受尤毫孕 ９ 、保埼具 第 図 プリズム入射鳥θＰ （度） 反射′Ｌ佳皮（ｍＶ） 第 図 基板表面からの距敲χ（μｍ） 第 閃 χ−ゴ ８完叉豐力台
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、受光素子と一体化したプリズムを媒質に密着させ、
該プリズムへのレーザ光入射角度及びプリズム底面での
反射光強度の関係より媒質の光学定数を算出し、その測
定値を媒質の形成プロセスにフィードバック制御し作成
した媒質を用いたことを特徴とする光集積回路。 ２、光導波器及び光波制御用装荷層などの素子構成薄膜
の屈折率、膜厚及び屈折率分布をプリズムを用いた方法
で測定し、その値をもとに設計・製作することを特徴と
する光集積回路。 ３、Ｓｉ熱酸化膜、レジスト膜、表面保護膜などの素子
構成薄膜の屈折率、膜厚及び屈折率分布をプリズムを用
いた方法で測定しその値をもとに設計・製作することを
特徴とする半導体素子。 ４、プリズムを用いた光学定数の測定方法において、プ
リズムと被測定物の間に光学定数が既知の媒質を介在さ
せ、屈折率と膜厚を同時に定量化することを特徴とする
薄膜光学定数の測定方法。 ５、プリズムを用いた屈折率の測定方法において、屈折
率測定精度が１×１０＾−＾３以上の測定方法を用いて
屈折率をインプロセスで測定し、屈折率の測定値を成膜
条件にフィードバック制御して作製することを特徴とす
る半導体薄膜の製造方法。 ６、プリズムを用いた薄膜の光学定数の測定法において
、底面を球面加工し、結合効率を向上させたことを特徴
とする結合用プリズム。 ７、プリズムを用いた屈折率、膜厚の測定方法において
、該プリズムへのレーザ光入射角とプリズム底面での反
射光強度の関係より媒質の実効屈折率を少なくとも二個
測定し、数値計算により屈折率、膜厚及び屈折率分布を
求めることを特徴とする薄膜光学定数の測定方法及び該
測定方法を用いて作製した光集積回路。 ８、光源、受光素子と一体化したプリズム、該プリズム
ならびに媒質の保持機構、回転テーブル及び計算機制御
モジュールを備えたことを特徴とする光学定数測定装置
。 ９、プリズムを用いた薄膜光学定数の測定装置をチャン
バ内に備えた薄膜製造装置。 １０、光源として波長の異なる複数のレーザ光を用いて
、媒質の屈折率分散を求めることを特徴とする屈折率の
測定方法。 １１、光源として偏光状態の異なるレーザ光を用いたこ
とを特徴とする屈折率の測定方法。 １２、薄膜へのレーザ光入力用プリズムと、少なくとも
２個の導波光出力用プリズムを用いたことを特徴とする
薄膜光導波路の伝搬損失の測定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1063601A JPH02244106A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 薄膜光学定数の測定方法及びそれを用いて作製した光集積回路もしくは半導体素子 |
| US07/480,649 US5125740A (en) | 1989-03-17 | 1990-02-15 | Method and apparatus for measuring optical constants of a thin film as well as method and apparatus for fabricating a thin film utilizing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1063601A JPH02244106A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 薄膜光学定数の測定方法及びそれを用いて作製した光集積回路もしくは半導体素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02244106A true JPH02244106A (ja) | 1990-09-28 |
Family
ID=13233965
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1063601A Pending JPH02244106A (ja) | 1989-03-17 | 1989-03-17 | 薄膜光学定数の測定方法及びそれを用いて作製した光集積回路もしくは半導体素子 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5125740A (ja) |
| JP (1) | JPH02244106A (ja) |
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