JPH0519128A - 光導波路作成方法 - Google Patents
光導波路作成方法Info
- Publication number
- JPH0519128A JPH0519128A JP3197012A JP19701291A JPH0519128A JP H0519128 A JPH0519128 A JP H0519128A JP 3197012 A JP3197012 A JP 3197012A JP 19701291 A JP19701291 A JP 19701291A JP H0519128 A JPH0519128 A JP H0519128A
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- optical waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い制御性と生産性を備えた低損失の埋め込
み型光導波路の作成方法を提供する。 【構成】 基板１１上に、ＴＥＯＳを用いた第１ＣＶＤ
膜１２、不純物膜のパターン１３、第１ＣＶＤ膜と同様
の第２ＣＶＤ膜１４を形成する。これを酸素を含む雰囲
気中で熱処理して、ＣＶＤ膜を緻密化したＳｉＯ2 膜１
５とし、同時に、不純物を拡散して、導波路部１６を形
成する。
み型光導波路の作成方法を提供する。 【構成】 基板１１上に、ＴＥＯＳを用いた第１ＣＶＤ
膜１２、不純物膜のパターン１３、第１ＣＶＤ膜と同様
の第２ＣＶＤ膜１４を形成する。これを酸素を含む雰囲
気中で熱処理して、ＣＶＤ膜を緻密化したＳｉＯ2 膜１
５とし、同時に、不純物を拡散して、導波路部１６を形
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信等の分野で用い
られる光導波路の作成方法に関するものである。
られる光導波路の作成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】基板上に光導波路を作成する方法として
は、火炎堆積法やイオン交換法を利用する方法が知られ
ている。
は、火炎堆積法やイオン交換法を利用する方法が知られ
ている。
【０００３】図３は、火炎堆積法を利用する方法の説明
図である。ＳｉＯ2基板３１上に、ドープ材、例えば、
Ｇｅを含むＳｉＣｌ4 のガスを用いた火炎加水分解法に
よりＳｉＯ2 基板３１より屈折率の高いＳｉＯ2 層を堆
積させ、ガラス化して、（Ａ）図に示すように、導波路
となるＳｉＯ2 層３２を形成する。ついで、エッチング
マスク３３を導波路を形成する部分にパターニングし、
エッチングによって、導波路となる部分以外のＳｉＯ2
層３２を除去する。エッチングマスク３２を除去した
後、その上に、ドープ材を含まないＳｉＣｌ4 のガスを
用いた火炎加水分解法によりＳｉＯ2 層３４を堆積し
て、ガラス化し、（Ｃ）図に示すように光導波路が作成
される。
図である。ＳｉＯ2基板３１上に、ドープ材、例えば、
Ｇｅを含むＳｉＣｌ4 のガスを用いた火炎加水分解法に
よりＳｉＯ2 基板３１より屈折率の高いＳｉＯ2 層を堆
積させ、ガラス化して、（Ａ）図に示すように、導波路
となるＳｉＯ2 層３２を形成する。ついで、エッチング
マスク３３を導波路を形成する部分にパターニングし、
エッチングによって、導波路となる部分以外のＳｉＯ2
層３２を除去する。エッチングマスク３２を除去した
後、その上に、ドープ材を含まないＳｉＣｌ4 のガスを
用いた火炎加水分解法によりＳｉＯ2 層３４を堆積し
て、ガラス化し、（Ｃ）図に示すように光導波路が作成
される。
【０００４】この方法は、比較的精度よく導波路の形成
ができるが、ＳＭ型でも、コア部の径が９〜１０μｍ程
度であるから、（Ｂ）図で説明したエッチング工程にお
いて、１０μｍ程度の深さに及ぶエッチングを行なわね
ばならないという問題がある。
ができるが、ＳＭ型でも、コア部の径が９〜１０μｍ程
度であるから、（Ｂ）図で説明したエッチング工程にお
いて、１０μｍ程度の深さに及ぶエッチングを行なわね
ばならないという問題がある。
【０００５】図４は、イオン交換法を利用する方法の説
明図である。（Ａ）図に示すように、ＳｉＯ2 基板４１
の上に、マスク４２をパターニングし、ＳｉＯ2 基板４
１の屈折率を高めるイオン、例えば、銀，タリウム，セ
シウム等のイオンを含む溶融塩中に入れるなどによって
イオン交換を行ない、（Ｂ）図に示すように、ＳｉＯ2
基板４１の表面近くのマスク４２で覆われなかった部分
に沿って、屈折率の高い導波路部４３が形成される。次
に、電界イオン交換によって導波路部４３をＳｉＯ2 基
板中に引き込み、（Ｃ）図に示すように、光導波路が作
成される。
明図である。（Ａ）図に示すように、ＳｉＯ2 基板４１
の上に、マスク４２をパターニングし、ＳｉＯ2 基板４
１の屈折率を高めるイオン、例えば、銀，タリウム，セ
シウム等のイオンを含む溶融塩中に入れるなどによって
イオン交換を行ない、（Ｂ）図に示すように、ＳｉＯ2
基板４１の表面近くのマスク４２で覆われなかった部分
に沿って、屈折率の高い導波路部４３が形成される。次
に、電界イオン交換によって導波路部４３をＳｉＯ2 基
板中に引き込み、（Ｃ）図に示すように、光導波路が作
成される。
【０００６】この方法は、イオン交換の制御性に乏し
く、精度のよい光導波路の形成が困難であるという問題
がある。
く、精度のよい光導波路の形成が困難であるという問題
がある。
【０００７】基板中にイオンを導入する方法としては、
イオン打ち込み法も知られているが、イオン拡散の性質
等のために、パターニングして作製される光導波路の寸
法に限度があり、数１０μｍ幅程度のサイズまでの光導
波路を形成することは容易であるが、それ以上の微細な
光導波路パターンを形成することは、制御技術が高度な
ものとなるため、容易ではないという問題がある。
イオン打ち込み法も知られているが、イオン拡散の性質
等のために、パターニングして作製される光導波路の寸
法に限度があり、数１０μｍ幅程度のサイズまでの光導
波路を形成することは容易であるが、それ以上の微細な
光導波路パターンを形成することは、制御技術が高度な
ものとなるため、容易ではないという問題がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した問
題点を解決するためになされたもので、高い制御性と生
産性を備えた低損失の埋め込み型光導波路の作成方法を
提供することを目的とするものである。
題点を解決するためになされたもので、高い制御性と生
産性を備えた低損失の埋め込み型光導波路の作成方法を
提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、光導波路作成
方法において、基板上に有機シラン，シロキサン等のケ
イ素化合物を用いて第１のＣＶＤ膜を形成する工程と、
該ＣＶＤ膜上に不純物膜のパターンを形成する工程と、
その上に、有機シラン，シロキサン等のケイ素化合物を
用いて第２のＣＶＤ膜を形成する工程と、酸素を含む雰
囲気中で熱処理する工程を有することを特徴とするもの
である。
方法において、基板上に有機シラン，シロキサン等のケ
イ素化合物を用いて第１のＣＶＤ膜を形成する工程と、
該ＣＶＤ膜上に不純物膜のパターンを形成する工程と、
その上に、有機シラン，シロキサン等のケイ素化合物を
用いて第２のＣＶＤ膜を形成する工程と、酸素を含む雰
囲気中で熱処理する工程を有することを特徴とするもの
である。
【００１０】
【作用】本発明によれば、第１のＣＶＤ膜と第２のＣＶ
Ｄ膜との間に不純物層をサンドイッチ状に挟んだことに
より、埋め込み型の光導波路が形成でき、高純度な原料
を選択してＣＶＤ膜を形成できるから、イオン交換法に
おけるような、基板の不安定な組成変化による問題もな
い。導波路は、不純物層をパターニングすることにより
形成されるから、不純物の量の制御は容易であり、ま
た、拡散の制御も温度と時間の制御でできるから、容易
である。
Ｄ膜との間に不純物層をサンドイッチ状に挟んだことに
より、埋め込み型の光導波路が形成でき、高純度な原料
を選択してＣＶＤ膜を形成できるから、イオン交換法に
おけるような、基板の不安定な組成変化による問題もな
い。導波路は、不純物層をパターニングすることにより
形成されるから、不純物の量の制御は容易であり、ま
た、拡散の制御も温度と時間の制御でできるから、容易
である。
【００１１】
【実施例】図１は、本発明の光導波路の作成方法の一実
施例に用いられるＣＶＤ装置の概略構成図である。図
中、１は反応炉、２はＴＥＯＳ槽、３は不活性ガス流入
管、４は酸素流入管、５はオゾン発生装置、６はバル
ブ、７は排気管、８は基板である。基板８は、反応炉１
中に、適当な支持手段により支持されている。反応炉１
には、有機シランの一種であるＴＥＯＳ（Ｓｉ（Ｃ2 Ｈ
5 ）4 ）が導入されるが、ＴＥＯＳは、キャリアガスと
して不活性ガス、例えば、ＡｒをＴＥＯＳ槽２にバブリ
ングすることにより霧状原料として、導入される。一
方、オゾン発生装置５は、酸素流入管４より取り入れた
酸素によりオゾンを発生させて、反応炉１に導入する。
反応炉１は、２００〜３００℃程度の低温に加熱し、常
圧、または、排気管７に図示しない真空ポンプを接続し
て、適当な圧力に減圧しておく。反応炉１中に導入され
たＴＥＯＳは、オゾンと反応して、基板８上にＳｉＯ2
のＣＶＤ膜を形成する。
施例に用いられるＣＶＤ装置の概略構成図である。図
中、１は反応炉、２はＴＥＯＳ槽、３は不活性ガス流入
管、４は酸素流入管、５はオゾン発生装置、６はバル
ブ、７は排気管、８は基板である。基板８は、反応炉１
中に、適当な支持手段により支持されている。反応炉１
には、有機シランの一種であるＴＥＯＳ（Ｓｉ（Ｃ2 Ｈ
5 ）4 ）が導入されるが、ＴＥＯＳは、キャリアガスと
して不活性ガス、例えば、ＡｒをＴＥＯＳ槽２にバブリ
ングすることにより霧状原料として、導入される。一
方、オゾン発生装置５は、酸素流入管４より取り入れた
酸素によりオゾンを発生させて、反応炉１に導入する。
反応炉１は、２００〜３００℃程度の低温に加熱し、常
圧、または、排気管７に図示しない真空ポンプを接続し
て、適当な圧力に減圧しておく。反応炉１中に導入され
たＴＥＯＳは、オゾンと反応して、基板８上にＳｉＯ2
のＣＶＤ膜を形成する。
【００１２】図２は、図１で説明したＣＶＤ膜を用いて
光導波路を作成する方法を説明するための工程図であ
る。図中、１１は石英基板、１２は第１ＣＶＤ膜、１３
は不純物膜、１４は第２ＣＶＤ膜、１５はＳｉＯ2 膜、
１６は導波路部である。
光導波路を作成する方法を説明するための工程図であ
る。図中、１１は石英基板、１２は第１ＣＶＤ膜、１３
は不純物膜、１４は第２ＣＶＤ膜、１５はＳｉＯ2 膜、
１６は導波路部である。
【００１３】まず、図２（Ａ）に示すように、石英基板
１１を用意し、図１で説明した反応炉にセットする。上
述したＣＶＤ法により、図２（Ｂ）に示すように、石英
基板１１の表面にＴＥＯＳによる第１ＣＶＤ膜が着膜さ
れる。第１ＣＶＤ膜は、ＳｉＯ2 を主としたものである
が、酸化反応も十分ではなく、温度も低いから緻密なＳ
ｉＯ2 といえるものではない。
１１を用意し、図１で説明した反応炉にセットする。上
述したＣＶＤ法により、図２（Ｂ）に示すように、石英
基板１１の表面にＴＥＯＳによる第１ＣＶＤ膜が着膜さ
れる。第１ＣＶＤ膜は、ＳｉＯ2 を主としたものである
が、酸化反応も十分ではなく、温度も低いから緻密なＳ
ｉＯ2 といえるものではない。
【００１４】石英基板１１を反応炉１から取り出し、こ
の第１ＣＶＤ膜上に、不純物となる物質を、例えば、蒸
着により成膜し、フォトリソグラフィー技術を用いて、
図２（Ｃ）に示すように、光導波路となる領域に不純物
膜１３をパターニングする。不純物としては、屈折率を
上げるドープ材となる物質、例えば、Ｇｅ，Ｔｉ，Ｎｂ
などの金属や、ＧｅＯ，ＴｉＯなどの酸化物が用いられ
る。
の第１ＣＶＤ膜上に、不純物となる物質を、例えば、蒸
着により成膜し、フォトリソグラフィー技術を用いて、
図２（Ｃ）に示すように、光導波路となる領域に不純物
膜１３をパターニングする。不純物としては、屈折率を
上げるドープ材となる物質、例えば、Ｇｅ，Ｔｉ，Ｎｂ
などの金属や、ＧｅＯ，ＴｉＯなどの酸化物が用いられ
る。
【００１５】石英基板１１を再び反応炉１に挿入して、
上述したと同じ工程により、図２（Ｄ）に示すように第
２ＣＶＤ膜１４を形成する。この結果、不純物膜１３
は、第１ＣＶＤ膜１２と第２ＣＶＤ膜１４に挟まれた形
となる。このようにすることで、光導波路を埋め込み構
造とすることが可能となる。
上述したと同じ工程により、図２（Ｄ）に示すように第
２ＣＶＤ膜１４を形成する。この結果、不純物膜１３
は、第１ＣＶＤ膜１２と第２ＣＶＤ膜１４に挟まれた形
となる。このようにすることで、光導波路を埋め込み構
造とすることが可能となる。
【００１６】最後に、熱処理が行なわれる。酸素を含む
雰囲気中で８００〜１０００℃程度の温度で熱処理する
ことにより、図２（Ｅ）に示すように、第１および第２
ＣＶＤ膜は、緻密なＳｉＯ2 膜１５とすることができ、
不純物膜１３は、ＳｉＯ2 膜１５中に熱拡散して導波路
部１６を形成する。不純物としてＧｅやＴｉなどの金属
を用いた場合には、この熱処理工程において、酸化さ
れ、同時に拡散される。
雰囲気中で８００〜１０００℃程度の温度で熱処理する
ことにより、図２（Ｅ）に示すように、第１および第２
ＣＶＤ膜は、緻密なＳｉＯ2 膜１５とすることができ、
不純物膜１３は、ＳｉＯ2 膜１５中に熱拡散して導波路
部１６を形成する。不純物としてＧｅやＴｉなどの金属
を用いた場合には、この熱処理工程において、酸化さ
れ、同時に拡散される。
【００１７】なお、上述した実施例においては、ＣＶＤ
膜を形成するために、ＴＥＯＳを用いたが、他の有機シ
ランや、シロキサン、例えば、ＯＭＣＴＳ（Ｏｃｔａ
Ｍｅｔｈｙｌ Ｃｙｃｌｏ Ｔｅｔｒａ Ｓｉｌｏｘａ
ｎｅ）など、ＳｉＯ2 のＣＶＤ膜が形成できる他のケイ
素化合物を用いることができる。
膜を形成するために、ＴＥＯＳを用いたが、他の有機シ
ランや、シロキサン、例えば、ＯＭＣＴＳ（Ｏｃｔａ
Ｍｅｔｈｙｌ Ｃｙｃｌｏ Ｔｅｔｒａ Ｓｉｌｏｘａ
ｎｅ）など、ＳｉＯ2 のＣＶＤ膜が形成できる他のケイ
素化合物を用いることができる。
【００１８】また、基板も石英基板に限られるものでは
なく、光学ガラス，パイレックス，シリコン等、適宜の
基板を用いることができる。
なく、光学ガラス，パイレックス，シリコン等、適宜の
基板を用いることができる。
【００１９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、容易に埋め込み導波路が形成でき、工程も、
蒸着や熱処理といった精度の高い工程から成るため、制
御性の高い作成方法を提供できる。導波路は、あらかじ
め導入された不純物の拡散により形成されるから、精度
よく、生産性が高いという効果がある。
によれば、容易に埋め込み導波路が形成でき、工程も、
蒸着や熱処理といった精度の高い工程から成るため、制
御性の高い作成方法を提供できる。導波路は、あらかじ
め導入された不純物の拡散により形成されるから、精度
よく、生産性が高いという効果がある。
【図１】本発明の光導波路の作成方法の一実施例に用い
られるＣＶＤ装置の概略構成図である。
られるＣＶＤ装置の概略構成図である。
【図２】本発明の光導波路作成方法を説明するための工
程図である。
程図である。
【図３】火炎堆積法を利用する従来の光導波路作成方法
の説明図である。
の説明図である。
【図４】イオン交換法を利用する従来の光導波路作成方
法の説明図である。
法の説明図である。
１ 反応炉 ２ ＴＥＯＳ槽 ３ 不活性ガス流入管 ５ オゾン発生装置 ８ 基板 １１ 石英基板 １２ 第１ＣＶＤ膜 １３ 不純物膜 １４ 第２ＣＶＤ膜 １５ ＳｉＯ2 膜 １６ 導波路部
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 基板上に有機シラン，シロキサン等のケ
イ素化合物を用いて第１のＣＶＤ膜を形成する工程と、
該ＣＶＤ膜上に不純物膜のパターンを形成する工程と、
その上に、有機シラン，シロキサン等のケイ素化合物を
用いて第２のＣＶＤ膜を形成する工程と、酸素を含む雰
囲気中で熱処理する工程を有することを特徴とする光導
波路作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3197012A JPH0519128A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 光導波路作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3197012A JPH0519128A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 光導波路作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0519128A true JPH0519128A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=16367318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3197012A Pending JPH0519128A (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 光導波路作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0519128A (ja) |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP3197012A patent/JPH0519128A/ja active Pending
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