JPH06148446A - 石英系光導波路およびその製造方法 - Google Patents
石英系光導波路およびその製造方法Info
- Publication number
- JPH06148446A JPH06148446A JP32360692A JP32360692A JPH06148446A JP H06148446 A JPH06148446 A JP H06148446A JP 32360692 A JP32360692 A JP 32360692A JP 32360692 A JP32360692 A JP 32360692A JP H06148446 A JPH06148446 A JP H06148446A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sio
- layer
- core
- refractive index
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 ＳｉＯ2 の真空蒸着条件を変えて基板上に形
成した、屈折率の異なる２種類のＳｉＯ2 をコア層およ
びクラッド層とする石英系光導波路、及びＳｉＯ2 の真
空蒸着条件を一定としてＳｉＯ2 膜を基板上に堆積し所
定の屈折率を有するクラッド層を形成した後、その上に
真空蒸着条件を変えて前記クラッド層より屈折率の大き
いＳｉＯ2 のコア層を堆積し、この層を所望のパターン
にエッチングした後、その上部に前記クラッド層の形成
時と同一の条件でＳｉＯ2 膜を堆積しクラッド層を形成
することを特徴とする石英系光導波路の製造方法。 【効果】 真空蒸着条件を変えるのみで屈折率の異なる
層が形成でき、簡略な製造設備で、工業的に有利に石英
系光導波路を製造できる。
成した、屈折率の異なる２種類のＳｉＯ2 をコア層およ
びクラッド層とする石英系光導波路、及びＳｉＯ2 の真
空蒸着条件を一定としてＳｉＯ2 膜を基板上に堆積し所
定の屈折率を有するクラッド層を形成した後、その上に
真空蒸着条件を変えて前記クラッド層より屈折率の大き
いＳｉＯ2 のコア層を堆積し、この層を所望のパターン
にエッチングした後、その上部に前記クラッド層の形成
時と同一の条件でＳｉＯ2 膜を堆積しクラッド層を形成
することを特徴とする石英系光導波路の製造方法。 【効果】 真空蒸着条件を変えるのみで屈折率の異なる
層が形成でき、簡略な製造設備で、工業的に有利に石英
系光導波路を製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信用部品の分野に広
範囲に利用される石英材料製の光導波路およびその製造
方法に関する。さらに詳しく言えば、ＳｉＯ2 の真空蒸
着条件を変えることにより得られる屈折率の異なる２種
類のＳｉＯ2 をコア層およびクラッド層とする石英系光
導波路とその製造方法に関する。
範囲に利用される石英材料製の光導波路およびその製造
方法に関する。さらに詳しく言えば、ＳｉＯ2 の真空蒸
着条件を変えることにより得られる屈折率の異なる２種
類のＳｉＯ2 をコア層およびクラッド層とする石英系光
導波路とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術およびその課題】光通信用部品に用いられ
る光導波路は、コア部分およびクラッド部分との２層構
造のガラス材料からなり、コア層の屈折率をクラッド層
の屈折率より僅かに高くして、コア内の光をクラッド層
との境界面で全反射させコア内に閉込めて伝搬してい
る。
る光導波路は、コア部分およびクラッド部分との２層構
造のガラス材料からなり、コア層の屈折率をクラッド層
の屈折率より僅かに高くして、コア内の光をクラッド層
との境界面で全反射させコア内に閉込めて伝搬してい
る。
【０００３】従来の光導波路のクラッド層およびコア層
は、屈折率の異なる材料、例えば、ＳｉＯ2 （クラッド
層）とＳｉＯ2 ＋ＧｅＯ2 （コア層）、ＳｉＯ2 （クラ
ッド層）とＳｉＯ2 ＋Ｐ2 Ｏ5 （コア層）、ＳｉＯ2 ＋
Ｂ2 Ｏ 3（クラッド層）とＳｉＯ2 （コア層）、ＳｉＯ
2 ＋Ｆ（クラッド層）とＳｉＯ2 （コア層）等異なる材
料を用いて火炎堆積法あるいはＣＶＤ法（ Chemical va
per deposition )等により形成されているが、その製造
に際しては、当然各成分に対応する異なる材料を準備す
る必要がある。
は、屈折率の異なる材料、例えば、ＳｉＯ2 （クラッド
層）とＳｉＯ2 ＋ＧｅＯ2 （コア層）、ＳｉＯ2 （クラ
ッド層）とＳｉＯ2 ＋Ｐ2 Ｏ5 （コア層）、ＳｉＯ2 ＋
Ｂ2 Ｏ 3（クラッド層）とＳｉＯ2 （コア層）、ＳｉＯ
2 ＋Ｆ（クラッド層）とＳｉＯ2 （コア層）等異なる材
料を用いて火炎堆積法あるいはＣＶＤ法（ Chemical va
per deposition )等により形成されているが、その製造
に際しては、当然各成分に対応する異なる材料を準備す
る必要がある。
【０００４】また、石英系の光導波路としてＳｉＯ2 と
ＳｉＯ2 ＋ＧｅＯ2 との組合わせからなるものがある。
このうち、コアの直径が約８μｍのものは、クラッドと
の屈折率差が約0.3 である必要がある。このコアを製造
するに際しては、原料として酸素（Ｏ2 ）、テトラクロ
ロシラン（ＳｉＣｌ4 ）、テトラクロロゲルマニウム
（ＧｅＣｌ4 ）が用いられているが、ＳｉＯ2 膜の形成
と同時に塩素が発生するため、塩素処理のプロセスを必
要とするという問題がある。
ＳｉＯ2 ＋ＧｅＯ2 との組合わせからなるものがある。
このうち、コアの直径が約８μｍのものは、クラッドと
の屈折率差が約0.3 である必要がある。このコアを製造
するに際しては、原料として酸素（Ｏ2 ）、テトラクロ
ロシラン（ＳｉＣｌ4 ）、テトラクロロゲルマニウム
（ＧｅＣｌ4 ）が用いられているが、ＳｉＯ2 膜の形成
と同時に塩素が発生するため、塩素処理のプロセスを必
要とするという問題がある。
【０００５】従って、本発明の課題は、光導波路の製造
方法における上記の問題点を解消すること、すなわち、
ドープ材料を使用せずにＳｉＯ2 の形成条件を制御し、
かつ取り扱いにくい塩素ガス等を発生しないプロセスで
光導波路を製造する方法を提供することにある。
方法における上記の問題点を解消すること、すなわち、
ドープ材料を使用せずにＳｉＯ2 の形成条件を制御し、
かつ取り扱いにくい塩素ガス等を発生しないプロセスで
光導波路を製造する方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、石英系の
光導波路における、コア層とクラッド層の間で必要とさ
れる屈折率の差が 0.3％程度という比較的微小なもので
あることに着目し、従来法のように屈折率の異なる材料
をＳｉＯ2 にドープせずに真空蒸着条件を変えることに
よって、屈折率が0.3 ％程度の差となるように制御出来
るのではないかと考えて鋭意検討を重ねた。その結果、
真空蒸着条件を制御することにより、形成されるＳｉＯ
2 膜の屈折率を1.430 から1.461 の間で支えることがで
き、0.03％程度の差に制御できることを確認し本発明を
完成した。
光導波路における、コア層とクラッド層の間で必要とさ
れる屈折率の差が 0.3％程度という比較的微小なもので
あることに着目し、従来法のように屈折率の異なる材料
をＳｉＯ2 にドープせずに真空蒸着条件を変えることに
よって、屈折率が0.3 ％程度の差となるように制御出来
るのではないかと考えて鋭意検討を重ねた。その結果、
真空蒸着条件を制御することにより、形成されるＳｉＯ
2 膜の屈折率を1.430 から1.461 の間で支えることがで
き、0.03％程度の差に制御できることを確認し本発明を
完成した。
【０００７】すなわち、本発明は１）ＳｉＯ2 の真空蒸
着条件を変えて基板上に形成した、異なる屈折率を有す
る２種類のＳｉＯ2 をコア層およびクラッド層としてな
ることを特徴とする石英系光導波路、２）真空蒸着条件
を一定としてＳｉＯ2 膜を基板上に堆積して所定の屈折
率を有する第１のクラッド層を形成した後、その上に真
空蒸着条件を変えて前記クラッド層より屈折率の大きい
ＳｉＯ2 のコア層を堆積し、このコア層を所望のパター
ンにエッチングしてコアを形成し、その上に前記第１の
クラッド層の形成時と同じ真空蒸着条件でＳｉＯ2 膜を
堆積して第２のクラッド層を形成することを特徴とする
石英系光導波路の製造方法、
着条件を変えて基板上に形成した、異なる屈折率を有す
る２種類のＳｉＯ2 をコア層およびクラッド層としてな
ることを特徴とする石英系光導波路、２）真空蒸着条件
を一定としてＳｉＯ2 膜を基板上に堆積して所定の屈折
率を有する第１のクラッド層を形成した後、その上に真
空蒸着条件を変えて前記クラッド層より屈折率の大きい
ＳｉＯ2 のコア層を堆積し、このコア層を所望のパター
ンにエッチングしてコアを形成し、その上に前記第１の
クラッド層の形成時と同じ真空蒸着条件でＳｉＯ2 膜を
堆積して第２のクラッド層を形成することを特徴とする
石英系光導波路の製造方法、
【０００８】３）真空蒸着条件を一定としてＳｉＯ2 膜
を基板上に堆積して所定の屈折率を有する第１のクラッ
ド層を形成した後、その上に蒸着速度のみを上げて前記
クラッド層より屈折率の大きいＳｉＯ2 のコア層を堆積
し、このコア層を所望のパターンにエッチングしてコア
を形成し、その上に前記第１のクラッド層の形成時と同
じ真空蒸着条件でＳｉＯ2 膜を堆積して第２のクラッド
層を形成することを特徴とする前記２に記載の石英系光
導波路の製造方法、４）真空蒸着条件を一定としてＳｉ
Ｏ2 膜を基板上に堆積して所定の屈折率を有する第１の
クラッド層を形成した後、その上に蒸着圧力のみを下げ
て前記クラッド層より屈折率の大きいＳｉＯ2 のコア層
を堆積し、このコア層を所望のパターンにエッチングし
てコアを形成し、その上に前記第１のクラッド層の形成
時と同じ真空蒸着条件でＳｉＯ2 膜を堆積して第２のク
ラッド層を形成することを特徴とする前記２に記載の石
英系光導波路の製造方法、および５）真空条件を一定と
してＳｉＯ2 膜を基板上に堆積して所定の屈折率を有す
る第１のクラッド層を形成した後、その上に基板温度の
みを上げて前記クラッド層よりＳｉＯ2 のコアを堆積
し、このコア層を所望のパターンにエッチングしてコア
を形成し、その上に前記第１のクラッド層の形成時と同
じ真空蒸着条件でＳｉＯ2 膜を堆積して第２のクラッド
層を形成することを特徴とする前記２に記載の石英系光
導路の製造方法を提供したものである。
を基板上に堆積して所定の屈折率を有する第１のクラッ
ド層を形成した後、その上に蒸着速度のみを上げて前記
クラッド層より屈折率の大きいＳｉＯ2 のコア層を堆積
し、このコア層を所望のパターンにエッチングしてコア
を形成し、その上に前記第１のクラッド層の形成時と同
じ真空蒸着条件でＳｉＯ2 膜を堆積して第２のクラッド
層を形成することを特徴とする前記２に記載の石英系光
導波路の製造方法、４）真空蒸着条件を一定としてＳｉ
Ｏ2 膜を基板上に堆積して所定の屈折率を有する第１の
クラッド層を形成した後、その上に蒸着圧力のみを下げ
て前記クラッド層より屈折率の大きいＳｉＯ2 のコア層
を堆積し、このコア層を所望のパターンにエッチングし
てコアを形成し、その上に前記第１のクラッド層の形成
時と同じ真空蒸着条件でＳｉＯ2 膜を堆積して第２のク
ラッド層を形成することを特徴とする前記２に記載の石
英系光導波路の製造方法、および５）真空条件を一定と
してＳｉＯ2 膜を基板上に堆積して所定の屈折率を有す
る第１のクラッド層を形成した後、その上に基板温度の
みを上げて前記クラッド層よりＳｉＯ2 のコアを堆積
し、このコア層を所望のパターンにエッチングしてコア
を形成し、その上に前記第１のクラッド層の形成時と同
じ真空蒸着条件でＳｉＯ2 膜を堆積して第２のクラッド
層を形成することを特徴とする前記２に記載の石英系光
導路の製造方法を提供したものである。
【０００９】以下本発明を詳細に説明する。本発明にお
いては、真空蒸着によりＳｉＯ2 膜を基板に形成する条
件を変えることにより、形成されるＳｉＯ2 膜の密度、
ひいては屈折率を制御するものである。真空蒸着で形成
されるＳｉＯ2 膜の性質を支配する主な因子として蒸着
速度、蒸着圧力、基板温度が挙げられる。ＳｉＯ2 の真
空蒸着では、一般に蒸着圧力は１×１０-3〜１×１０-5
Torrの範囲に設定されるが、蒸着圧力が低いほど緻密で
高密度、高屈折率の膜が形成される。また、蒸着速度は
毎秒１〜６０オングストローム程度の範囲で実施され、
蒸着速度が速いほど緻密な膜が形成される。さらに、基
板温度は室温〜３００℃程度の範囲に設定され、基板温
度が高いほど緻密な膜が形成される。
いては、真空蒸着によりＳｉＯ2 膜を基板に形成する条
件を変えることにより、形成されるＳｉＯ2 膜の密度、
ひいては屈折率を制御するものである。真空蒸着で形成
されるＳｉＯ2 膜の性質を支配する主な因子として蒸着
速度、蒸着圧力、基板温度が挙げられる。ＳｉＯ2 の真
空蒸着では、一般に蒸着圧力は１×１０-3〜１×１０-5
Torrの範囲に設定されるが、蒸着圧力が低いほど緻密で
高密度、高屈折率の膜が形成される。また、蒸着速度は
毎秒１〜６０オングストローム程度の範囲で実施され、
蒸着速度が速いほど緻密な膜が形成される。さらに、基
板温度は室温〜３００℃程度の範囲に設定され、基板温
度が高いほど緻密な膜が形成される。
【００１０】これら蒸着速度、蒸着圧力、基板温度を自
動的に制御できる装置は、例えば、（株）昭和真空から
「光学膜用真空蒸着装置」として市販されている。本発
明者らは、まず、上記の市販の真空蒸着装置を使用し、
蒸着圧力１×１０-4Torr、基板温度を室温に設定して、
Ｓｉ基板に対して蒸着速度を毎秒５、１０、２０および
４０オングストロームと変えて、膜厚4000オングストロ
ームのＳｉＯ2 膜を形成し、得られた膜の屈折率を波長
６３３ｎｍの光によりエリプソメータを用いて２０箇所
ずつ測定した。測定結果（平均値）を図１に示す。
動的に制御できる装置は、例えば、（株）昭和真空から
「光学膜用真空蒸着装置」として市販されている。本発
明者らは、まず、上記の市販の真空蒸着装置を使用し、
蒸着圧力１×１０-4Torr、基板温度を室温に設定して、
Ｓｉ基板に対して蒸着速度を毎秒５、１０、２０および
４０オングストロームと変えて、膜厚4000オングストロ
ームのＳｉＯ2 膜を形成し、得られた膜の屈折率を波長
６３３ｎｍの光によりエリプソメータを用いて２０箇所
ずつ測定した。測定結果（平均値）を図１に示す。
【００１１】図１から明らかなように、蒸着速度を変え
るのみで屈折率が異なるＳｉＯ2 膜が得られ、光導波路
のコアとクラッドに要求される屈折率の差（約0.3 ％）
を満たすＳｉＯ2 膜が形成できることが確認できた。さ
らに、上記の真空蒸着装置を使用し、蒸着速度を毎秒１
０オングストローム、基板温度を室温に設定して、蒸着
圧力を５×１０-5、７×１０-5、１０×１０-5Torrと変
えて膜厚4000オングストロームのＳｉＯ2 膜を形成し、
得られた膜の屈折率をエリプソメータを用いて同様に測
定したところ図２に示す結果が得られた。
るのみで屈折率が異なるＳｉＯ2 膜が得られ、光導波路
のコアとクラッドに要求される屈折率の差（約0.3 ％）
を満たすＳｉＯ2 膜が形成できることが確認できた。さ
らに、上記の真空蒸着装置を使用し、蒸着速度を毎秒１
０オングストローム、基板温度を室温に設定して、蒸着
圧力を５×１０-5、７×１０-5、１０×１０-5Torrと変
えて膜厚4000オングストロームのＳｉＯ2 膜を形成し、
得られた膜の屈折率をエリプソメータを用いて同様に測
定したところ図２に示す結果が得られた。
【００１２】図２から、蒸着圧力を変えるのみで屈折率
が異なるＳｉＯ2 膜が得られ、光導波路のコアとクラッ
ドに要求される屈折率の差（約0.3 ％）を満たすＳｉＯ
2 膜が形成できることが確認できた。。さらに、上記の
真空蒸着装置を使用し、蒸着速度を毎秒１０オングスト
ローム、蒸着圧力を１×１０-4Torrに設定して、基板温
度を室温（３０℃）、１００、２００、３００℃と変え
て膜厚4000オングストロームのＳｉＯ2 膜を形成し、得
られた膜の屈折率をエリプソメータを用いて同様に測定
したところ、図３に示す結果が得られた。図３から基板
温度を変えるのみで屈折率が異なるＳｉＯ2 膜が得ら
れ、光導波路のコアとクラッドに要求される屈折率の差
（約0.3 ％）を満たすＳｉＯ2 膜が形成できることが確
認できた。以下、図面を参照して、本発明の光導波路お
よびその製造方法について説明する。
が異なるＳｉＯ2 膜が得られ、光導波路のコアとクラッ
ドに要求される屈折率の差（約0.3 ％）を満たすＳｉＯ
2 膜が形成できることが確認できた。。さらに、上記の
真空蒸着装置を使用し、蒸着速度を毎秒１０オングスト
ローム、蒸着圧力を１×１０-4Torrに設定して、基板温
度を室温（３０℃）、１００、２００、３００℃と変え
て膜厚4000オングストロームのＳｉＯ2 膜を形成し、得
られた膜の屈折率をエリプソメータを用いて同様に測定
したところ、図３に示す結果が得られた。図３から基板
温度を変えるのみで屈折率が異なるＳｉＯ2 膜が得ら
れ、光導波路のコアとクラッドに要求される屈折率の差
（約0.3 ％）を満たすＳｉＯ2 膜が形成できることが確
認できた。以下、図面を参照して、本発明の光導波路お
よびその製造方法について説明する。
【００１３】図４（ａ）〜図４（ｄ）は本発明の光導波
路の構築工程を示す断面図である。例えば、シリコン、
石英等の鏡面研磨した平滑度の高い基板１を、真空蒸着
装置にセットし、所定の真空蒸着条件で、厚さ１０〜２
０μｍの第１の下部クラッド層２を形成させる。
路の構築工程を示す断面図である。例えば、シリコン、
石英等の鏡面研磨した平滑度の高い基板１を、真空蒸着
装置にセットし、所定の真空蒸着条件で、厚さ１０〜２
０μｍの第１の下部クラッド層２を形成させる。
【００１４】次に、その上にクラッド層よりも0.3 ％程
度高い屈折率を持つ膜を蒸着するように真空蒸着条件を
セットして、厚さ８μｍののコア層３を形成させる（図
４（ａ））。次いで光分岐回路や光混合回路など所望の
光回路のパターンマスクのコア３ａをフォトリソグラフ
ィー技術および反応性イオンエッチング技術で形成す
る。すなわち、コア層３の上にフォトレジストやＳｉ膜
などからなるエッチングマスク４を配置した後（図４
（ｂ））、ＣＦ4 、Ｃ4 Ｆ8 等の反応性ガスによるイオ
ンエッチングによりコア層３の不必要部分を除去し、図
３（ｃ）のようにコア部３ａを形成する。
度高い屈折率を持つ膜を蒸着するように真空蒸着条件を
セットして、厚さ８μｍののコア層３を形成させる（図
４（ａ））。次いで光分岐回路や光混合回路など所望の
光回路のパターンマスクのコア３ａをフォトリソグラフ
ィー技術および反応性イオンエッチング技術で形成す
る。すなわち、コア層３の上にフォトレジストやＳｉ膜
などからなるエッチングマスク４を配置した後（図４
（ｂ））、ＣＦ4 、Ｃ4 Ｆ8 等の反応性ガスによるイオ
ンエッチングによりコア層３の不必要部分を除去し、図
３（ｃ）のようにコア部３ａを形成する。
【００１５】かくして形成されたコア３ａ部分を有する
基板を再び真空蒸着装置にセットして、下部クラッド層
の真空蒸着条件と同一の条件で厚さ１０〜２０μｍの第
２の上部クラッド層５を形成することにより、光導波路
を得ることができる（図４（ｄ））。
基板を再び真空蒸着装置にセットして、下部クラッド層
の真空蒸着条件と同一の条件で厚さ１０〜２０μｍの第
２の上部クラッド層５を形成することにより、光導波路
を得ることができる（図４（ｄ））。
【００１６】
【発明の効果】本発明による光導波路は、原料のＳｉＯ
2 の真空蒸着条件を変えるのみで、光導波路のクラッド
とコアとの間で必要な程度に屈折率が異なる２種類のＳ
ｉＯ2膜を形成したものであり、通信用石英系光ファイ
バと接続する光導波路を真空蒸着条件を制御するのみで
形成できること、製造時に取扱いにくい塩素ガスなどが
発生しないことなどの利点を有し、製造設備が簡略化で
き、工業的に有利に光導波路を製造することができる。
2 の真空蒸着条件を変えるのみで、光導波路のクラッド
とコアとの間で必要な程度に屈折率が異なる２種類のＳ
ｉＯ2膜を形成したものであり、通信用石英系光ファイ
バと接続する光導波路を真空蒸着条件を制御するのみで
形成できること、製造時に取扱いにくい塩素ガスなどが
発生しないことなどの利点を有し、製造設備が簡略化で
き、工業的に有利に光導波路を製造することができる。
【００１７】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明は下記の実施例のみに限定されるものではない。 実施例１ 直径７５ｍｍ、厚さ0.5 ｍｍのシリコン基板を真空蒸着
装置にセットし、蒸着速度を毎秒２５オングストローム
にセットして、厚さ１０μｍの第１の下部クラッド層２
を形成させた。かくして形成されるＳｉＯ2 クラッド層
２の屈折率は1.457 であった。
本発明は下記の実施例のみに限定されるものではない。 実施例１ 直径７５ｍｍ、厚さ0.5 ｍｍのシリコン基板を真空蒸着
装置にセットし、蒸着速度を毎秒２５オングストローム
にセットして、厚さ１０μｍの第１の下部クラッド層２
を形成させた。かくして形成されるＳｉＯ2 クラッド層
２の屈折率は1.457 であった。
【００１８】次に、その上に蒸着速度を毎秒４０オング
ストロームにセットして、厚さ８μｍのコア層３を形成
させた（図４（ａ）参照）。得られたコア層３の屈折率
は1.461 であった。次にエッチングマスクを配置した
後、反応性ガス（Ｃ4 Ｆ8 ）を使用して、イオンエッチ
ングによりコア層の不要部分を除去し、断面形状が一辺
８μｍの正方形のコア部分を形成した（図４（ｃ）参
照）。その後、下部クラッド層と同一の条件で上部クラ
ッド層を形成し光導波路を構築した（図４（ｄ）参
照）。
ストロームにセットして、厚さ８μｍのコア層３を形成
させた（図４（ａ）参照）。得られたコア層３の屈折率
は1.461 であった。次にエッチングマスクを配置した
後、反応性ガス（Ｃ4 Ｆ8 ）を使用して、イオンエッチ
ングによりコア層の不要部分を除去し、断面形状が一辺
８μｍの正方形のコア部分を形成した（図４（ｃ）参
照）。その後、下部クラッド層と同一の条件で上部クラ
ッド層を形成し光導波路を構築した（図４（ｄ）参
照）。
【図１】 蒸着速度と、形成されたＳｉＯ2 膜の屈折率
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図２】 蒸着圧力と、形成されたＳｉＯ2 膜の屈折率
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図３】 基板温度と、形成されたＳｉＯ2 膜の屈折率
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
【図４】 図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）および（ｄ）は
本発明の光導波路の構築工程を示す断面図である。
本発明の光導波路の構築工程を示す断面図である。
１ 基板 ２ 下部クラッド層 ３ コア層 ３ａ コア ４ エッチング用マスク ５ 上部クラッド層
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年１２月２５日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】 また、石英系の光導波路としてＳｉＯ２
とＳｉＯ２＋ＧｅＯ２との組合わせからなるものがあ
る。このうち、コアの直径が約８μｍのものは、クラッ
ドとの比屈折率差が約０．３％である必要がある。この
コアを製造するに際しては、原料として酸素（Ｏ２）、
テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）、テトラクロロゲル
マニウム（ＧｅＣｌ４）が用いられているが、ＳｉＯ２
膜の形成と同時に塩索が発生するため、塩素処理のプロ
セスを必要とするという問題がある。
とＳｉＯ２＋ＧｅＯ２との組合わせからなるものがあ
る。このうち、コアの直径が約８μｍのものは、クラッ
ドとの比屈折率差が約０．３％である必要がある。この
コアを製造するに際しては、原料として酸素（Ｏ２）、
テトラクロロシラン（ＳｉＣｌ４）、テトラクロロゲル
マニウム（ＧｅＣｌ４）が用いられているが、ＳｉＯ２
膜の形成と同時に塩索が発生するため、塩素処理のプロ
セスを必要とするという問題がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、石英系の
光導波路における、コア層とクラッド層の間で必要とさ
れる比屈折率差が０．３％程度という比較的微小なもの
であることに着目し、従来法のように屈折率の異なる材
料をＳｉＯ２にドープせずに真空蒸着条件を変えること
によって、比屈折率差が０．３％程度となるように制御
出来るのではないかと考えて鋭意検討を重ねた。その結
果、真空蒸着条件を制御することにより、形成されるＳ
ｉＯ２膜の屈折率を１．４３０から１．４６１の間で変
えることができ、比屈折率差を０．３％程度に制御でき
ることを確認し本発明を完成した。
光導波路における、コア層とクラッド層の間で必要とさ
れる比屈折率差が０．３％程度という比較的微小なもの
であることに着目し、従来法のように屈折率の異なる材
料をＳｉＯ２にドープせずに真空蒸着条件を変えること
によって、比屈折率差が０．３％程度となるように制御
出来るのではないかと考えて鋭意検討を重ねた。その結
果、真空蒸着条件を制御することにより、形成されるＳ
ｉＯ２膜の屈折率を１．４３０から１．４６１の間で変
えることができ、比屈折率差を０．３％程度に制御でき
ることを確認し本発明を完成した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】 図１から明らかなように、蒸着速度を変
えるのみで屈折率が異なるＳｉＯ２膜が得られ、光導波
路のコアとクラッドに要求される比屈折率差（約０．３
％）を満たすＳｉＯ２膜が形成できることが確認でき
た。さらに、上記の真空蒸着装置を使用し、蒸着速度を
毎秒１０オングストローム、基板温度を室温に設定し
て、蒸着圧力を５×１０−５、７×１０−５、１０×１
０−５Ｔｏｒｒと変えて膜厚４０００オングストローム
のＳｉＯ２膜を形成し、得られた膜の屈折率をエリプソ
メータを用いて同様に測定したところ図２に示す結果が
得られた。
えるのみで屈折率が異なるＳｉＯ２膜が得られ、光導波
路のコアとクラッドに要求される比屈折率差（約０．３
％）を満たすＳｉＯ２膜が形成できることが確認でき
た。さらに、上記の真空蒸着装置を使用し、蒸着速度を
毎秒１０オングストローム、基板温度を室温に設定し
て、蒸着圧力を５×１０−５、７×１０−５、１０×１
０−５Ｔｏｒｒと変えて膜厚４０００オングストローム
のＳｉＯ２膜を形成し、得られた膜の屈折率をエリプソ
メータを用いて同様に測定したところ図２に示す結果が
得られた。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】 図２から、蒸着圧力を変えるのみで屈折
率が異なるＳｉＯ２膜が得られ、光導波路のコアとクラ
ッドに要求される比屈折率差（約０．３％）を満たすＳ
ｉＯ２膜が形成できることが確認できた。さらに、上記
の真空蒸着装置を使用し、蒸着速度を毎秒１０オングス
トローム、蒸着圧力を１×１０−４Ｔｏｒｒに設定し
て、基板温度を室温（３０℃）、１００、２００、３０
０℃と変えて膜厚４０００オングストロームのＳｉＯ２
膜を形成し、得られた膜の屈折率をエリプソメータを用
いて同様に測定したところ、図３に示す結果が得られ
た。図３から基板温度を変えるのみで屈折率が異なるＳ
ｉＯ２膜が得られ、光導波路のコアとクラッドに要求さ
れる比屈折率差（約０．３％）を満たすＳｉＯ２膜が形
成できることが確認できた。以下、図面を参照して、本
発明の光導波路およびその製造方法について説明する。
率が異なるＳｉＯ２膜が得られ、光導波路のコアとクラ
ッドに要求される比屈折率差（約０．３％）を満たすＳ
ｉＯ２膜が形成できることが確認できた。さらに、上記
の真空蒸着装置を使用し、蒸着速度を毎秒１０オングス
トローム、蒸着圧力を１×１０−４Ｔｏｒｒに設定し
て、基板温度を室温（３０℃）、１００、２００、３０
０℃と変えて膜厚４０００オングストロームのＳｉＯ２
膜を形成し、得られた膜の屈折率をエリプソメータを用
いて同様に測定したところ、図３に示す結果が得られ
た。図３から基板温度を変えるのみで屈折率が異なるＳ
ｉＯ２膜が得られ、光導波路のコアとクラッドに要求さ
れる比屈折率差（約０．３％）を満たすＳｉＯ２膜が形
成できることが確認できた。以下、図面を参照して、本
発明の光導波路およびその製造方法について説明する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】 次に、その上にクラッド層よりも０．３
％程度高い比屈折率を持つ膜を蒸着するように真空蒸着
条件をセットして、厚さ８μｍののコア層３を形成させ
る（図４（ａ））。次いで光分岐回路や光混合回路など
所望の光回路のパターンマスクのコア３ａをフォトリソ
グラフィー技術および反応性イオンエッチング技術で形
成する。すなわち、コア層３の上にフォトレジストやＳ
ｉ膜などからなるエッチングマスク４を配置した後（図
４（ｂ））、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８等の反応性ガスによるイ
オンエッチングによりコア層３の不必要部分を除去し、
図３（ｃ）のようにコア部３ａを形成する。
％程度高い比屈折率を持つ膜を蒸着するように真空蒸着
条件をセットして、厚さ８μｍののコア層３を形成させ
る（図４（ａ））。次いで光分岐回路や光混合回路など
所望の光回路のパターンマスクのコア３ａをフォトリソ
グラフィー技術および反応性イオンエッチング技術で形
成する。すなわち、コア層３の上にフォトレジストやＳ
ｉ膜などからなるエッチングマスク４を配置した後（図
４（ｂ））、ＣＦ４、Ｃ４Ｆ８等の反応性ガスによるイ
オンエッチングによりコア層３の不必要部分を除去し、
図３（ｃ）のようにコア部３ａを形成する。
Claims (5)
- 【請求項１】 ＳｉＯ2 の真空蒸着条件を変えて基板上
に形成した、異なる屈折率を有する２種類のＳｉＯ2 を
コア層およびクラッド層としてなることを特徴とする石
英系光導波路。 - 【請求項２】 真空蒸着条件を一定としてＳｉＯ2 膜を
基板上に堆積して所定の屈折率を有する第１のクラッド
層を形成した後、その上に真空蒸着条件を変えて前記ク
ラッド層より屈折率の大きいＳｉＯ2 のコア層を堆積
し、このコア層を所望のパターンにエッチングしてコア
を形成し、その上に前記第１のクラッド層の形成時と同
じ真空蒸着条件でＳｉＯ2 膜を堆積して第２のクラッド
層を形成することを特徴とする石英系光導波路の製造方
法。 - 【請求項３】 真空蒸着条件を一定としてＳｉＯ2 膜を
基板上に堆積して所定の屈折率を有する第１のクラッド
層を形成した後、その上に蒸着速度のみを上げて前記ク
ラッド層より屈折率の大きいＳｉＯ2 のコア層を堆積
し、このコア層を所望のパターンにエッチングしてコア
を形成し、その上に前記第１のクラッド層の形成時と同
じ真空蒸着条件でＳｉＯ2 膜を堆積して第２のクラッド
層を形成することを特徴とする請求項２に記載の石英系
光導波路の製造方法。 - 【請求項４】 真空蒸着条件を一定としてＳｉＯ2 膜を
基板上に堆積して所定の屈折率を有する第１のクラッド
層を形成した後、その上に蒸着圧力のみを下げて前記ク
ラッド層より屈折率の大きいＳｉＯ2 のコア層を堆積
し、このコア層を所望のパターンにエッチングしてコア
を形成し、その上に前記第１のクラッド層の形成時と同
じ真空蒸着条件でＳｉＯ2 膜を堆積して第２のクラッド
層を形成することを特徴とする請求項２に記載の石英系
光導波路の製造方法。 - 【請求項５】 真空蒸着条件を一定としてＳｉＯ2 膜を
基板上に堆積して所定の屈折率を有する第１のクラッド
層を形成した後、その上に基板温度のみを上げて前記ク
ラッド層より屈折率の大きいＳｉＯ2 のコア層を堆積
し、このコア層を所望のパターンにエッチングしてコア
を形成し、その上に前記第１のクラッド層の形成時と同
じ真空蒸着条件でＳｉＯ2 膜を堆積して第２のクラッド
層を形成することを特徴とする請求項２に記載の石英系
光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32360692A JPH06148446A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 石英系光導波路およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32360692A JPH06148446A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 石英系光導波路およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148446A true JPH06148446A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=18156598
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32360692A Pending JPH06148446A (ja) | 1992-11-09 | 1992-11-09 | 石英系光導波路およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06148446A (ja) |
-
1992
- 1992-11-09 JP JP32360692A patent/JPH06148446A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6768828B2 (en) | Integrated optical circuit with dense planarized cladding layer | |
| JP3551895B2 (ja) | 石英系光導波路及びその製造方法 | |
| US6775454B2 (en) | Silica-based optical waveguide circuit and fabrication method thereof | |
| US5179614A (en) | Quartz optical waveguide and method for producing the same | |
| US5243677A (en) | Quartz optical waveguide and method for producing the same | |
| JPH09133827A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| KR100322126B1 (ko) | 광도파로 제작용 기판 및 그 제작방법 | |
| JPH06148446A (ja) | 石英系光導波路およびその製造方法 | |
| JP3070018B2 (ja) | 石英系光導波路及びその製造方法 | |
| JP2738121B2 (ja) | 石英系光導波路の製造方法 | |
| JPH05181031A (ja) | 光導波路及びその製造方法 | |
| JP4001416B2 (ja) | 埋込プレーナ光波回路素子の製造方法 | |
| JP2000121859A (ja) | 埋め込み型光導波路の製造方法 | |
| JPH05257021A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| JP2603652B2 (ja) | 光導波路製造方法 | |
| JPH0777620A (ja) | 石英系光導波路およびその製造方法 | |
| JPH04128808A (ja) | 石英導波路の製造方法 | |
| JPH08136754A (ja) | 光導波路の作製方法 | |
| JPH06148445A (ja) | 石英系光導波路およびその製造方法 | |
| KR100377929B1 (ko) | 광도파로 소자 및 그 제조방법 | |
| JP2707980B2 (ja) | 光導波路およびその製造方法 | |
| JP2001056415A (ja) | 石英系光導波路及びその製造方法 | |
| JPH05241035A (ja) | 光導波路およびその製造方法 | |
| KR20020089871A (ko) | 광도파로 소자 및 그의 제조방법 | |
| JPH08160236A (ja) | 光導波路の作製方法 |