JPH0310205A - 基板型光導波路の製造方法 - Google Patents
基板型光導波路の製造方法Info
- Publication number
- JPH0310205A JPH0310205A JP1145577A JP14557789A JPH0310205A JP H0310205 A JPH0310205 A JP H0310205A JP 1145577 A JP1145577 A JP 1145577A JP 14557789 A JP14557789 A JP 14557789A JP H0310205 A JPH0310205 A JP H0310205A
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- JP
- Japan
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- optical waveguide
- refractive index
- layer
- loss
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
「産業上の利用分野」
この発明は、光通信および光情報処理の分野に係り、光
合分波器、光合分岐器等に用いて好適な基板型光導波路
の製造方法に関する。
合分波器、光合分岐器等に用いて好適な基板型光導波路
の製造方法に関する。
「従来の技術」
従来、基板型光導波路には、
■イオン交換によって形成するガラス光導波路。
■Ｔ ｉ拡散またはプロトン交換で光導波路を形成する
ＬｉＮｂＯ３光導波路。
ＬｉＮｂＯ３光導波路。
■溶融石英または８１基板上にＣＶ Ｄ （Ｃｈｅｍｉ
ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で形成
するＳ ｉｏ 、−Ｔ ｉ０２光導波路。
ｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法で形成
するＳ ｉｏ 、−Ｔ ｉ０２光導波路。
■ Ｓｉ基板」二にスパッタ法で形成するＳｉＯｘ’ｌ
” ｉ ０２光導波路。
” ｉ ０２光導波路。
などがある。
」二連した■のガラス光導波路では、第２図に示すよう
に溶融石英（Ｓ ｉｏ ＝）などのガラス基板ｌに電界
イオン交換などによってＮａ’などのイオン２を拡散さ
せ、本来ガラス基板ｌがもっているイオン３をイオン２
（Ｎａ”）で置き換えることにより屈折率を制御し光導
波路４を形成する。
に溶融石英（Ｓ ｉｏ ＝）などのガラス基板ｌに電界
イオン交換などによってＮａ’などのイオン２を拡散さ
せ、本来ガラス基板ｌがもっているイオン３をイオン２
（Ｎａ”）で置き換えることにより屈折率を制御し光導
波路４を形成する。
次に、■のＴｉ拡散によるＴ−１ＮｂＯｓ光導波路では
、Ｌ ＩＮ ｂ Ｏ３基板５にＴｉ（チタン）などの金
属６をストライプ状にパターニングした後（第３図（ａ
）、（ｂ）参照）、この金属６を熱拡散して高屈折率の
光導波路７を形成する（第３図（ｃ）参照）。また、プ
ロトン交換によるＬｉＮｂ０１光導波路ではｂＬｉＮｂ
０３基板５の」二に金属膜８を（−１着させ、これをフ
ォトリソクラフィ技術を用いて導波路パターン状に窓あ
（′Ｊを行う（第４図（ａ）参照）。そして、このＬ
ｉ Ｎ ｂｏ ３基板５を安息香酸（ＣＯＨ５ＣＯＯＩ
＋）溶液９の中に浸漬し、Ｌｌ’とＩ−ビどの交換を起
こしてＬ ｉ Ｎ ｂｏ ３基板５の中にｌ−１ｘＬ
Ｌ−ｘＮ ｂｏ３なる高屈折率の光導波路ＩＯを形成ず
ろ（第４図（ｂ）参照）。
、Ｌ ＩＮ ｂ Ｏ３基板５にＴｉ（チタン）などの金
属６をストライプ状にパターニングした後（第３図（ａ
）、（ｂ）参照）、この金属６を熱拡散して高屈折率の
光導波路７を形成する（第３図（ｃ）参照）。また、プ
ロトン交換によるＬｉＮｂ０１光導波路ではｂＬｉＮｂ
０３基板５の」二に金属膜８を（−１着させ、これをフ
ォトリソクラフィ技術を用いて導波路パターン状に窓あ
（′Ｊを行う（第４図（ａ）参照）。そして、このＬ
ｉ Ｎ ｂｏ ３基板５を安息香酸（ＣＯＨ５ＣＯＯＩ
＋）溶液９の中に浸漬し、Ｌｌ’とＩ−ビどの交換を起
こしてＬ ｉ Ｎ ｂｏ ３基板５の中にｌ−１ｘＬ
Ｌ−ｘＮ ｂｏ３なる高屈折率の光導波路ＩＯを形成ず
ろ（第４図（ｂ）参照）。
次に、■、■のＣＶ Ｄ法またはスパッタθｋによるＳ
！ ０２ Ｔ Ｉ Ｏ２光導波路では、溶融石英ま
た（ＪＳｉ基板ＩＩの」二にＣＶＤ法またはスパッタ法
によってＳ ＋ ０２下部クラッド層１２ 、Ｓ ｉＯ
ｔ−”ｆ’ ｉｏ ２光導波路層Ｊ３および５ｉＯＪ：
部クラット層１４を順次形成しく第５図（ａ ）、（ｂ
）参照）、この」二にレジスト１５によってストライ
プ状のボンパターンを作成する（第５図（ｃ）参照）。
！ ０２ Ｔ Ｉ Ｏ２光導波路では、溶融石英ま
た（ＪＳｉ基板ＩＩの」二にＣＶＤ法またはスパッタ法
によってＳ ＋ ０２下部クラッド層１２ 、Ｓ ｉＯ
ｔ−”ｆ’ ｉｏ ２光導波路層Ｊ３および５ｉＯＪ：
部クラット層１４を順次形成しく第５図（ａ ）、（ｂ
）参照）、この」二にレジスト１５によってストライ
プ状のボンパターンを作成する（第５図（ｃ）参照）。
そして、光導波路層１３の３次元化のためにＲ＋ Ｅ
（反応性イオンエツチング）によって両端をエツチング
して光導／＆ＷｆＩ３ａを形成した後（第５図（ｄ）参
照）、レジスト１５を除去する（第５図（ｅ）参照）。
（反応性イオンエツチング）によって両端をエツチング
して光導／＆ＷｆＩ３ａを形成した後（第５図（ｄ）参
照）、レジスト１５を除去する（第５図（ｅ）参照）。
「発明が解決しようとする課題」
ところで、上述した■のガラス光導波路および■のＩｉ
＋ Ｎ ｌ） ０３光導波路では、基板としてＳｉを
用いていないため、光ファイバを接続するガイド溝を基
板上に設けることが困難であり、また、受光素子などの
電子デバイスを同一基板に集積することが困難であると
いう問題を生じる。
＋ Ｎ ｌ） ０３光導波路では、基板としてＳｉを
用いていないため、光ファイバを接続するガイド溝を基
板上に設けることが困難であり、また、受光素子などの
電子デバイスを同一基板に集積することが困難であると
いう問題を生じる。
また、■、■のＳｉ基板上にＣＶＤ法、スパッタ法によ
り作成されるＳ ｉ Ｏ２Ｔ ｉＯ２光導波路では、３
次元化のために数ミクロンに渡るＳｉｎ、、クラット層
およびＳ ｒ Ｏ、Ｔ ｉ Ｏ、光導波路層のエツチン
グを行う必要がある。このエツチングの結果、光導波路
の側面に荒れが生じ、光導波損失が大きくなり、また、
エツチングとしてＲｆＥを用いた場合には、エツチング
に多大な時間を要し量産性に劣るという問題を生じる。
り作成されるＳ ｉ Ｏ２Ｔ ｉＯ２光導波路では、３
次元化のために数ミクロンに渡るＳｉｎ、、クラット層
およびＳ ｒ Ｏ、Ｔ ｉ Ｏ、光導波路層のエツチン
グを行う必要がある。このエツチングの結果、光導波路
の側面に荒れが生じ、光導波損失が大きくなり、また、
エツチングとしてＲｆＥを用いた場合には、エツチング
に多大な時間を要し量産性に劣るという問題を生じる。
この発明は、上述の問題点に鑑みてなさイまた６ので、
量産性に優れており、かつ、低損失の光導波路が作成で
き、さらに、光ファイバとの接続損失を低減することが
でき、また、光フアイバ支持部、受光素子などを同一基
板上に集積化できるＪｉｌｉ板型光板波光導波路方法を
提供することを目的としている。
量産性に優れており、かつ、低損失の光導波路が作成で
き、さらに、光ファイバとの接続損失を低減することが
でき、また、光フアイバ支持部、受光素子などを同一基
板上に集積化できるＪｉｌｉ板型光板波光導波路方法を
提供することを目的としている。
「課題を解決するための手段」
このような問題点を解決するために、請求項１記載の発
明では５ＩＪＩｌ）板を熱酸化することによりＳｉＯ２
層を形成し、前記５１０７層の上に当該５ｔ０２層の屈
折率を高める金属を所定の形状に形成した後に、酸化雰
囲気中で熱酸化および熱拡散することにより、ＳｉＯ３
下部クラッド層および高屈折率の光導波路を同時に形成
することを特徴とする 請求項２記載の発明では、」二紀請求項Ｉ発明の金属と
して金属酸化物を用いることを特徴上する。
明では５ＩＪＩｌ）板を熱酸化することによりＳｉＯ２
層を形成し、前記５１０７層の上に当該５ｔ０２層の屈
折率を高める金属を所定の形状に形成した後に、酸化雰
囲気中で熱酸化および熱拡散することにより、ＳｉＯ３
下部クラッド層および高屈折率の光導波路を同時に形成
することを特徴とする 請求項２記載の発明では、」二紀請求項Ｉ発明の金属と
して金属酸化物を用いることを特徴上する。
「作用 」
まず、８１基板を熱酸化することによりＳ ＋ Ｏ。
層を形成し、前記５１０７層の」二に当該ＳｉＯ２層の
イ 屈折率を高める金属または金属酸化物を所定の杉林に形
成する。さらに、これを酸化雰囲気中で熱酸化するとと
もに、前記金属または前記金属酸化物を熱拡散すること
によって５ｉＯｙ下部クラッド層および高屈折率の光導
波路を同時に形成する。
イ 屈折率を高める金属または金属酸化物を所定の杉林に形
成する。さらに、これを酸化雰囲気中で熱酸化するとと
もに、前記金属または前記金属酸化物を熱拡散すること
によって５ｉＯｙ下部クラッド層および高屈折率の光導
波路を同時に形成する。
「実施例」
次に図面を参照してこの発明の実施例について説明する
。
。
第１図は、この発明の一実施例による基板型光導波路の
製造方法を示す工程図である。第１図（ａ）に示すよう
に、まず、８１基板１１を水素燃焼法などを用いて１１
００℃で３５時間熱酸化することにより、膜厚４μｍの
５ｉＯｚ層Ｉ７を形成する。次に、スパッタリングなど
によってＳｉＯ２層Ｉ７の」二にこのＳｉｎ７層１７を
高屈折率にする金属２として′ｒＩを堆積させ、幅６μ
ｍ、厚さ２００人のストライプ状にパターニングする（
第１図（ｂ 、）参照）。これを再び水素燃焼法によっ
て熱酸化および金属６（Ｔｉ）の熱拡散を行い、所定の
膜厚を有する５ｉＯｐクラット層１８および高屈折率の
光導波路１９を同時形成した（第１図（ｃ）参照）。
製造方法を示す工程図である。第１図（ａ）に示すよう
に、まず、８１基板１１を水素燃焼法などを用いて１１
００℃で３５時間熱酸化することにより、膜厚４μｍの
５ｉＯｚ層Ｉ７を形成する。次に、スパッタリングなど
によってＳｉＯ２層Ｉ７の」二にこのＳｉｎ７層１７を
高屈折率にする金属２として′ｒＩを堆積させ、幅６μ
ｍ、厚さ２００人のストライプ状にパターニングする（
第１図（ｂ 、）参照）。これを再び水素燃焼法によっ
て熱酸化および金属６（Ｔｉ）の熱拡散を行い、所定の
膜厚を有する５ｉＯｐクラット層１８および高屈折率の
光導波路１９を同時形成した（第１図（ｃ）参照）。
このような製造方法によって得られた光導波路９は幅約
８μｍ、厚さ３μｍであった。また、ＳＯ，クラッド層
１８を高屈折率にず、るＴｉ原子（Ｊオージェ電子分光
分析の結果、光導波路９の深さ方向にガウス分布してい
た。 また、第１図（（」）に示すようにＣＶＤ法を用
いて光導波路１９の」−に膜厚ＩμｍのＳ ＋ Ｏ、」
ｚ部りラッド層２０を堆積させた場合の伝搬損失は０
、３ ｄ Ｂ ／ ｃ ｒｎてあっノこ。
８μｍ、厚さ３μｍであった。また、ＳＯ，クラッド層
１８を高屈折率にず、るＴｉ原子（Ｊオージェ電子分光
分析の結果、光導波路９の深さ方向にガウス分布してい
た。 また、第１図（（」）に示すようにＣＶＤ法を用
いて光導波路１９の」−に膜厚ＩμｍのＳ ＋ Ｏ、」
ｚ部りラッド層２０を堆積させた場合の伝搬損失は０
、３ ｄ Ｂ ／ ｃ ｒｎてあっノこ。
なお、」二連の高屈折率の光導波路Ｉ９を形成する金属
６としては、′Ｊ゛１以外にＮｉ、Ｃｕなどの遷移金属
、あるいはＴ ＋０２．Ｇ ｅｏ ２．Ｂ ２０３．Δ
１．ｏＪなどからなる金属酸化物を用いてもよい。
６としては、′Ｊ゛１以外にＮｉ、Ｃｕなどの遷移金属
、あるいはＴ ＋０２．Ｇ ｅｏ ２．Ｂ ２０３．Δ
１．ｏＪなどからなる金属酸化物を用いてもよい。
「発明の効果」
以上説明したように、この発明によれば、エソチング工
程がなく、熱拡散によりクラッド層と光導波路を同時に
形成するため量産性に優れており、かつ、光導波路の側
面に荒れが生じないので低損失の光導波路が作成できる
。 さらに、この発明による下部クラッド層は熱酸化に
よる良質なＳｉＯ２膜であるため、光導波路の伝搬損失
を低減することができる。 また、光導波路はＩ、１Ｎ
ｂ０３基板に作成した光導波路と比較して屈折率が低く
なり、光ファイバの屈折率に近くなるため、光ファイバ
と低損失て接続することがてき、さらに、Ｓｉ基板を用
いているため、光フアイバ支持部、受光素子などを同一
基板」−に集積できる利点が得られる。
程がなく、熱拡散によりクラッド層と光導波路を同時に
形成するため量産性に優れており、かつ、光導波路の側
面に荒れが生じないので低損失の光導波路が作成できる
。 さらに、この発明による下部クラッド層は熱酸化に
よる良質なＳｉＯ２膜であるため、光導波路の伝搬損失
を低減することができる。 また、光導波路はＩ、１Ｎ
ｂ０３基板に作成した光導波路と比較して屈折率が低く
なり、光ファイバの屈折率に近くなるため、光ファイバ
と低損失て接続することがてき、さらに、Ｓｉ基板を用
いているため、光フアイバ支持部、受光素子などを同一
基板」−に集積できる利点が得られる。
第１図は、この発明の一実施例による８１基板型光導波
路の製造方法を示す工程図、第２図および第３図（Ｊ各
々、ガラス光導波路およびＬｉＮｂＯ３光導波路の製造
方法を示す工程図、第４図はプロトン交換によるＬ Ｉ
Ｎ ｂｏ ３光導波路の製造方法を示す工程図、第５図
はＣＶＤ法またはスパッタ法によるＳ １０、− Ｔ
＋０２光導波路の製造方法を示す工程図である。 ６ ・ 金属、１１ ・８１基板、＋７ Ｓ １０゜ 層、１８ ・Ｓ １０２クラッド層、１９ 先導波 路。
路の製造方法を示す工程図、第２図および第３図（Ｊ各
々、ガラス光導波路およびＬｉＮｂＯ３光導波路の製造
方法を示す工程図、第４図はプロトン交換によるＬ Ｉ
Ｎ ｂｏ ３光導波路の製造方法を示す工程図、第５図
はＣＶＤ法またはスパッタ法によるＳ １０、− Ｔ
＋０２光導波路の製造方法を示す工程図である。 ６ ・ 金属、１１ ・８１基板、＋７ Ｓ １０゜ 層、１８ ・Ｓ １０２クラッド層、１９ 先導波 路。
Claims (2)
- （１）Ｓｉ基板を熱酸化することによりＳｉＯ＿２層を
形成し、前記ＳｉＯ＿２層の上に当該ＳｉＯ＿２層の屈
折率を高める金属を所定の形状に形成した後に、酸化雰
囲気中で熱酸化および熱拡散することにより、ＳｉＯ＿
２下部クラッド層および高屈折率の光導波路を同時に形
成することを特徴とする基板型光導波路の製造方法。 - （２）前記金属として金属酸化物を用いる請求項１記載
の基板型光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1145577A JPH0310205A (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 基板型光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1145577A JPH0310205A (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 基板型光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0310205A true JPH0310205A (ja) | 1991-01-17 |
Family
ID=15388319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1145577A Pending JPH0310205A (ja) | 1989-06-08 | 1989-06-08 | 基板型光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0310205A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5360982A (en) * | 1991-10-08 | 1994-11-01 | U.S. Philips Corporation | Optoelectronic semiconductor having a groove-shaped waveguide |
| US5857039A (en) * | 1996-03-20 | 1999-01-05 | France Telecom | Mixed silica/polymer active directional coupler, in integrated optics |
-
1989
- 1989-06-08 JP JP1145577A patent/JPH0310205A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5494834A (en) * | 1991-01-08 | 1996-02-27 | U.S. Philips Corporation | Optoelectronic semiconductor device comprising a waveguide and method of manufacturing such a device |
| US5360982A (en) * | 1991-10-08 | 1994-11-01 | U.S. Philips Corporation | Optoelectronic semiconductor having a groove-shaped waveguide |
| US5857039A (en) * | 1996-03-20 | 1999-01-05 | France Telecom | Mixed silica/polymer active directional coupler, in integrated optics |
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