JPH08220355A - 平面型光導波路およびその製造方法 - Google Patents
平面型光導波路およびその製造方法Info
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- JPH08220355A JPH08220355A JP2512795A JP2512795A JPH08220355A JP H08220355 A JPH08220355 A JP H08220355A JP 2512795 A JP2512795 A JP 2512795A JP 2512795 A JP2512795 A JP 2512795A JP H08220355 A JPH08220355 A JP H08220355A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/14—Other methods of shaping glass by gas- or vapour- phase reaction processes
- C03B19/1453—Thermal after-treatment of the shaped article, e.g. dehydrating, consolidating, sintering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
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- C03B19/1415—Reactant delivery systems
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/08—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant
- C03B2201/12—Doped silica-based glasses doped with boron or fluorine or other refractive index decreasing dopant doped with fluorine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/20—Doped silica-based glasses doped with non-metals other than boron or fluorine
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 屈折率分布の異方性を低減した平面型光導波
路を提供する。 【構成】 純度が９９．９９％以上の石英ガラスから成
る基板１００と、フッ素を０．５重量％以上含有する石
英ガラスから成り、基板１００上に形成されたクラッド
部２００と、塩素を０．１重量％以上含有するとともに
塩素以外の不純物を実質的に含有しない石英ガラスから
成り、クラッド部２００よりも高い屈折率を有するとと
もに、光の入射端および光の出射端を除いてクラッド部
２００に取り囲まれたコア部３００と備える。
路を提供する。 【構成】 純度が９９．９９％以上の石英ガラスから成
る基板１００と、フッ素を０．５重量％以上含有する石
英ガラスから成り、基板１００上に形成されたクラッド
部２００と、塩素を０．１重量％以上含有するとともに
塩素以外の不純物を実質的に含有しない石英ガラスから
成り、クラッド部２００よりも高い屈折率を有するとと
もに、光の入射端および光の出射端を除いてクラッド部
２００に取り囲まれたコア部３００と備える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信システムの中で
使用される光導波路回路を備える平面型光導波路および
平面型光導波路の製造方法に関するものである。
使用される光導波路回路を備える平面型光導波路および
平面型光導波路の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年の光通信技術の発展にともない、光
の分岐素子、合波素子、または分波素子などの光部品の
需要が高まってきている。また、これらの光部品の高密
度化が求められる。石英ガラス系光平面導波回路がその
低い導波損失や光ファイバとの低損失な接続が可能であ
る。例えば、特開昭５８−１０５１１１号に開示されて
いるように、シリコンや石英ガラスの基板上に火炎加水
分解法（ＦＨＤ法）などを使用して、石英ガラスにＢ2
Ｏ3 、Ｐ2 Ｏ5 、ＧｅＯ2 、ＴｉＯ2 などを所望の屈折
率構造をとるように添加して、バッファ層（下部クラッ
ド層）およびコア層を形成するガラス膜を順次成膜後、
光回路パターンを半導体技術を応用した反応性イオンエ
ッチング法（ＲＩＥ法）で形成し、その後に上部クラッ
ド層を成膜する手法で埋め込み型石英導波路が開示され
ている（以後、従来例１と呼ぶ）。
の分岐素子、合波素子、または分波素子などの光部品の
需要が高まってきている。また、これらの光部品の高密
度化が求められる。石英ガラス系光平面導波回路がその
低い導波損失や光ファイバとの低損失な接続が可能であ
る。例えば、特開昭５８−１０５１１１号に開示されて
いるように、シリコンや石英ガラスの基板上に火炎加水
分解法（ＦＨＤ法）などを使用して、石英ガラスにＢ2
Ｏ3 、Ｐ2 Ｏ5 、ＧｅＯ2 、ＴｉＯ2 などを所望の屈折
率構造をとるように添加して、バッファ層（下部クラッ
ド層）およびコア層を形成するガラス膜を順次成膜後、
光回路パターンを半導体技術を応用した反応性イオンエ
ッチング法（ＲＩＥ法）で形成し、その後に上部クラッ
ド層を成膜する手法で埋め込み型石英導波路が開示され
ている（以後、従来例１と呼ぶ）。
【０００３】また、同様の導波路の製造方法として、特
開平３−１８８０３号に示されるようプラズマ化学気相
成長法（以後、ＰＣＶＤ法と呼ぶ）で、石英基板上にバ
ッファ層およびコア層を順次形成し、次いで光回路パタ
ーンを形成した後に、ＰＣＶＤ法で上部クラッド層を形
成する手法が開示されている（以後、従来例２と呼
ぶ）。
開平３−１８８０３号に示されるようプラズマ化学気相
成長法（以後、ＰＣＶＤ法と呼ぶ）で、石英基板上にバ
ッファ層およびコア層を順次形成し、次いで光回路パタ
ーンを形成した後に、ＰＣＶＤ法で上部クラッド層を形
成する手法が開示されている（以後、従来例２と呼
ぶ）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来例１および従来例
２の方法で平面型光導波路を製造すると、シリコンまた
は石英基板に導波路を形成した際、基板のシリコンと導
波路と石英系ガラス膜との間に熱膨張率差があるため、
基板に対して水平方向の屈折率分布と垂直方向の屈折率
分布とで異方性が生じる問題がある。この屈折率分布の
異方性により、基板に対する軸方向毎の光の伝搬速度が
異なることから、光の分岐、合波を行う際に、結合距離
が光の軸方向毎に異なってしまうため、分岐比が偏波依
存性を持つことになる。
２の方法で平面型光導波路を製造すると、シリコンまた
は石英基板に導波路を形成した際、基板のシリコンと導
波路と石英系ガラス膜との間に熱膨張率差があるため、
基板に対して水平方向の屈折率分布と垂直方向の屈折率
分布とで異方性が生じる問題がある。この屈折率分布の
異方性により、基板に対する軸方向毎の光の伝搬速度が
異なることから、光の分岐、合波を行う際に、結合距離
が光の軸方向毎に異なってしまうため、分岐比が偏波依
存性を持つことになる。
【０００５】また、基板の材料として石英ガラスを用い
た場合、基板上に石英ガラスを焼結するには１４５０℃
以上に加熱する必要があり、この温度では、シリコン基
板の融点を越え、石英ガラス基板の変形温度となってし
まう。
た場合、基板上に石英ガラスを焼結するには１４５０℃
以上に加熱する必要があり、この温度では、シリコン基
板の融点を越え、石英ガラス基板の変形温度となってし
まう。
【０００６】さらに、金属酸化物や添加にあたって、金
属酸化物の種類によって最適の添加状態（基板の温度、
加水分解ガスの流量）が異なることがある。例えば、Ｇ
ｅＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 は基板温度により添加量が変化しやす
く、ガス流量や加熱温度を厳密な制御におく必要があ
り、生産にあたって再現性に問題が生じる。
属酸化物の種類によって最適の添加状態（基板の温度、
加水分解ガスの流量）が異なることがある。例えば、Ｇ
ｅＯ2 、Ｂ2 Ｏ3 は基板温度により添加量が変化しやす
く、ガス流量や加熱温度を厳密な制御におく必要があ
り、生産にあたって再現性に問題が生じる。
【０００７】本発明は、上記を鑑みてなされたものであ
り、屈折率分布の異方性を低減した平面型光導波路を提
供することを目的とする。
り、屈折率分布の異方性を低減した平面型光導波路を提
供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の平面型光導波路
は、（ａ）純度が９９．９９％以上の石英ガラスから成
る基板と、（ｂ）フッ素を０．５重量％（ｗｔ％）以上
含有する石英ガラスから成り、基板上に形成されたクラ
ッド部と、（ｃ）塩素を０．１重量％以上含有するとと
もに塩素以外の不純物を実質的に含有しない石英ガラス
から成り、クラッド部よりも高い屈折率を有するととも
に、光の入射端および光の出射端を除いて前記クラッド
部に取り囲まれたコア部と、備えることを特徴とする。
は、（ａ）純度が９９．９９％以上の石英ガラスから成
る基板と、（ｂ）フッ素を０．５重量％（ｗｔ％）以上
含有する石英ガラスから成り、基板上に形成されたクラ
ッド部と、（ｃ）塩素を０．１重量％以上含有するとと
もに塩素以外の不純物を実質的に含有しない石英ガラス
から成り、クラッド部よりも高い屈折率を有するととも
に、光の入射端および光の出射端を除いて前記クラッド
部に取り囲まれたコア部と、備えることを特徴とする。
【０００９】本発明の平面型光導波路の製造方法は、
（ａ）純度が９９．９９％以上の石英ガラスから成る基
板上に、火炎加水分解法によって石英ガラス微粒子から
なる第１の多孔質体を形成する第１の工程と、（ｂ）第
１の多孔質体を、不活性ガス、酸素および４フッ化珪素
ガスからなる雰囲気中で高温加熱処理し、フッ素添加の
第１の石英ガラス薄膜を基板上に形成する第２の工程
と、（ｃ）第１の石英ガラス薄膜上に、塩素を０．１重
量％以上含有するとともに塩素以外の不純物を実質的に
含有せず、第１の石英ガラス薄膜よりも高い屈折率を有
する第２の石英ガラス薄膜を形成する第３の工程と、
（ｄ）光リソグラフィ法により、光導波回路パターンを
第２の石英ガラス薄膜の表面上に指定する第４の工程
と、（ｅ）光導波回路パターンとして指定された表面領
域以外の表面領域下の第２の石英ガラス薄膜をエッチン
グ法により除去して、コアパターンを形成する第５の工
程と、（ｆ）第５の工程で露出した第１の石英ガラス薄
膜上と第５の工程後に残った第２の石英ガラス薄膜上と
に、火炎加水分解法によって石英ガラス微粒子からなる
第２の多孔質体を形成する第６の工程と、（ｇ）第２の
多孔質体を、不活性ガス、酸素および４フッ化珪素ガス
からなる雰囲気中で高温加熱処理し、フッ素添加の第３
の石英ガラス薄膜を第５の工程で露出した第１の石英ガ
ラス薄膜上と第５の工程後に残った第２の石英ガラス薄
膜上とに形成する第７の工程と、を備えることを特徴と
する。
（ａ）純度が９９．９９％以上の石英ガラスから成る基
板上に、火炎加水分解法によって石英ガラス微粒子から
なる第１の多孔質体を形成する第１の工程と、（ｂ）第
１の多孔質体を、不活性ガス、酸素および４フッ化珪素
ガスからなる雰囲気中で高温加熱処理し、フッ素添加の
第１の石英ガラス薄膜を基板上に形成する第２の工程
と、（ｃ）第１の石英ガラス薄膜上に、塩素を０．１重
量％以上含有するとともに塩素以外の不純物を実質的に
含有せず、第１の石英ガラス薄膜よりも高い屈折率を有
する第２の石英ガラス薄膜を形成する第３の工程と、
（ｄ）光リソグラフィ法により、光導波回路パターンを
第２の石英ガラス薄膜の表面上に指定する第４の工程
と、（ｅ）光導波回路パターンとして指定された表面領
域以外の表面領域下の第２の石英ガラス薄膜をエッチン
グ法により除去して、コアパターンを形成する第５の工
程と、（ｆ）第５の工程で露出した第１の石英ガラス薄
膜上と第５の工程後に残った第２の石英ガラス薄膜上と
に、火炎加水分解法によって石英ガラス微粒子からなる
第２の多孔質体を形成する第６の工程と、（ｇ）第２の
多孔質体を、不活性ガス、酸素および４フッ化珪素ガス
からなる雰囲気中で高温加熱処理し、フッ素添加の第３
の石英ガラス薄膜を第５の工程で露出した第１の石英ガ
ラス薄膜上と第５の工程後に残った第２の石英ガラス薄
膜上とに形成する第７の工程と、を備えることを特徴と
する。
【００１０】ここで、第３の工程における第２の石英ガ
ラス薄膜の形成には、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ
リング法を使用することができる。
ラス薄膜の形成には、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ
リング法を使用することができる。
【００１１】また、第２の工程での雰囲気ガスの組成
と第７の工程での雰囲気ガスの組成とは略同一であり、
第２の工程での高温加熱処理の加熱温度および処理時
間と第７の工程での高温加熱処理の加熱温度および処理
時間とは略同一である、ことが実用的である。
と第７の工程での雰囲気ガスの組成とは略同一であり、
第２の工程での高温加熱処理の加熱温度および処理時
間と第７の工程での高温加熱処理の加熱温度および処理
時間とは略同一である、ことが実用的である。
【００１２】
【作用】従来の技術によって生じる問題点を整理する
と、 基板との熱膨張差に起因する偏波依存性の発生 金属酸化物添加の制御の困難性 となる。
と、 基板との熱膨張差に起因する偏波依存性の発生 金属酸化物添加の制御の困難性 となる。
【００１３】のような現象は、基板と導波路層に充分
な熱膨張差があれば生じうるものであり、石英ガラス基
板を用いた場合でも、導波路層に金属酸化物の添加が、
ガラス化温度の低下や屈折率分布の形成のため必要であ
ることから、必然的に熱膨張差が生じることになる。し
かしながら、ガラス化温度の低下、屈折率分布の形成の
ため、何らかの添加物が必要である。
な熱膨張差があれば生じうるものであり、石英ガラス基
板を用いた場合でも、導波路層に金属酸化物の添加が、
ガラス化温度の低下や屈折率分布の形成のため必要であ
ることから、必然的に熱膨張差が生じることになる。し
かしながら、ガラス化温度の低下、屈折率分布の形成の
ため、何らかの添加物が必要である。
【００１４】発明者は、各種添加物について調査した結
果、ハロゲン元素を添加した場合、特にフッ素を石英ガ
ラスに添加した場合において、熱膨張率に変化が少ない
とともに、ガラス化温度を低下可能で屈折率の変化を大
きくとれることを見出した。
果、ハロゲン元素を添加した場合、特にフッ素を石英ガ
ラスに添加した場合において、熱膨張率に変化が少ない
とともに、ガラス化温度を低下可能で屈折率の変化を大
きくとれることを見出した。
【００１５】図１は、添加物の種類と添加量とによる石
英ガラスの熱膨張係数および屈折率の変化を示すグラフ
である。図１（ａ）は添加物の種類と添加量とによる石
英ガラスの熱膨張係数の変化を示すグラフであり、図１
（ｂ）は添加物の種類と添加量とによる石英ガラスの屈
折率の変化を示すグラフである。図１から、金属酸化物
の添加では、充分な屈折率変化を発生するのに必要な添
加量の添加を行うと大きな熱膨張係数の変化が発生する
が、フッ素を添加した場合には屈折率の変化量に対して
熱膨張係数の変化が金属酸化物の場合よりも小さいこと
が判る。
英ガラスの熱膨張係数および屈折率の変化を示すグラフ
である。図１（ａ）は添加物の種類と添加量とによる石
英ガラスの熱膨張係数の変化を示すグラフであり、図１
（ｂ）は添加物の種類と添加量とによる石英ガラスの屈
折率の変化を示すグラフである。図１から、金属酸化物
の添加では、充分な屈折率変化を発生するのに必要な添
加量の添加を行うと大きな熱膨張係数の変化が発生する
が、フッ素を添加した場合には屈折率の変化量に対して
熱膨張係数の変化が金属酸化物の場合よりも小さいこと
が判る。
【００１６】本発明の平面型光導波路では、純度が９
９．９９％重量以上の石英ガラスから成る基板上に、フ
ッ素を０．５重量％以上含有する石英ガラスから成るク
ラッド部と、塩素を０．１重量％以上含有するとともに
塩素以外の不純物を実質的に含有しない石英ガラスから
成り、前記クラッド部よりも高い屈折率を有するととも
に、光の入射端および光の出射端を除いてクラッド部に
取り囲まれたコア部と、が形成されている。そして、ク
ラッド部とコア部とで光導波路部を構成している。
９．９９％重量以上の石英ガラスから成る基板上に、フ
ッ素を０．５重量％以上含有する石英ガラスから成るク
ラッド部と、塩素を０．１重量％以上含有するとともに
塩素以外の不純物を実質的に含有しない石英ガラスから
成り、前記クラッド部よりも高い屈折率を有するととも
に、光の入射端および光の出射端を除いてクラッド部に
取り囲まれたコア部と、が形成されている。そして、ク
ラッド部とコア部とで光導波路部を構成している。
【００１７】本発明の平面型光導波路では、ガラス化温
度の低下、屈折率分布の形成のために金属酸化物の添加
物を一切を使用しないので、上記のの困難性は発生し
ない。
度の低下、屈折率分布の形成のために金属酸化物の添加
物を一切を使用しないので、上記のの困難性は発生し
ない。
【００１８】表１は、石英ガラスに添加物（ＧｅＯ2 、
Ｂ2 Ｏ3 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｆ）を１種だけ添加して比屈折率
差を石英ガラスから０．３％変化させた場合の各添加物
が添加された石英ガラス材料の熱膨張係数の一覧であ
る。なお、表１には、比較のためシリコン結晶と石英ガ
ラスとの熱膨張係数を掲載している。表１から判るよう
に、基板の石英ガラスの熱膨張係数は０．５×１０-6／
℃程度であり、フッ素を添加した石英ガラスの熱膨張係
数は、例えば「P.K.Bachmann et.al. : J.Material Sci
ence 23(1988), pp2584-2588」に示されるよう添加量に
従い低下する傾向にある。この熱膨張の低下の割合はフ
ッ素添加量が１重量％に対して約０．１×１０-6／℃で
ある。なお、フッ素添加量が１重量％毎に石英ガラスに
対する比屈折率差は０．２７％低下する。ところで、光
導波路として機能させるには、導波路の比屈折率差を
０．２から０．５％程度とる必要がある。仮に０．３％
低下させたガラスを考えると、純粋石英ガラスに対して
約０．３×１０-6程度の熱膨張の低下が計算される。こ
の値は、他の金属酸化物を用いた場合に比較し、小さい
ものである。
Ｂ2 Ｏ3 、Ｐ2 Ｏ5 、Ｆ）を１種だけ添加して比屈折率
差を石英ガラスから０．３％変化させた場合の各添加物
が添加された石英ガラス材料の熱膨張係数の一覧であ
る。なお、表１には、比較のためシリコン結晶と石英ガ
ラスとの熱膨張係数を掲載している。表１から判るよう
に、基板の石英ガラスの熱膨張係数は０．５×１０-6／
℃程度であり、フッ素を添加した石英ガラスの熱膨張係
数は、例えば「P.K.Bachmann et.al. : J.Material Sci
ence 23(1988), pp2584-2588」に示されるよう添加量に
従い低下する傾向にある。この熱膨張の低下の割合はフ
ッ素添加量が１重量％に対して約０．１×１０-6／℃で
ある。なお、フッ素添加量が１重量％毎に石英ガラスに
対する比屈折率差は０．２７％低下する。ところで、光
導波路として機能させるには、導波路の比屈折率差を
０．２から０．５％程度とる必要がある。仮に０．３％
低下させたガラスを考えると、純粋石英ガラスに対して
約０．３×１０-6程度の熱膨張の低下が計算される。こ
の値は、他の金属酸化物を用いた場合に比較し、小さい
ものである。
【００１９】
【表１】
【００２０】図２は、石英ガラスおよびフッ素添加の石
英ガラスの粘性の温度変化を示したグラフである（「M.
Kyoto et al., J. Material Science, Vol.28, 1993, p
p2738-2744」）。図１に示す石英ガラスおよびフッ素添
加の石英ガラスの粘性の温度依存性から、石英ガラス単
体の粘性に比べてフッ素添加の石英ガラスの粘性が小さ
いことが判る。このため、ガラススートの焼結工程のよ
うに１３００〜１４００℃という高温に晒されると、石
英ガラスを主成分とした基板では粘性流動による変形が
発生する。この変形を低減するためには、不純物の少な
い石英ガラス基板を用いることが用いることが望まし
い。更に、石英ガラス中に含有されるＯＨ基も粘度の低
下に寄与するので、１００ｐｐｍ未満の不純物含有量と
することが望ましい。
英ガラスの粘性の温度変化を示したグラフである（「M.
Kyoto et al., J. Material Science, Vol.28, 1993, p
p2738-2744」）。図１に示す石英ガラスおよびフッ素添
加の石英ガラスの粘性の温度依存性から、石英ガラス単
体の粘性に比べてフッ素添加の石英ガラスの粘性が小さ
いことが判る。このため、ガラススートの焼結工程のよ
うに１３００〜１４００℃という高温に晒されると、石
英ガラスを主成分とした基板では粘性流動による変形が
発生する。この変形を低減するためには、不純物の少な
い石英ガラス基板を用いることが用いることが望まし
い。更に、石英ガラス中に含有されるＯＨ基も粘度の低
下に寄与するので、１００ｐｐｍ未満の不純物含有量と
することが望ましい。
【００２１】本発明の光導波路の製造方法では、まず、
純度が９９．９９％以上の石英ガラスから成る基板上
に、火炎加水分解法によって石英ガラス微粒子からなる
第１の多孔質体を形成する。具体的には、ＳｉＣｌ4 の
火炎加水分解反応でＳｉＯ2 ガラス微粒子を形成させ、
これを基板上に積層させて、第１の多孔質体を形成す
る。
純度が９９．９９％以上の石英ガラスから成る基板上
に、火炎加水分解法によって石英ガラス微粒子からなる
第１の多孔質体を形成する。具体的には、ＳｉＣｌ4 の
火炎加水分解反応でＳｉＯ2 ガラス微粒子を形成させ、
これを基板上に積層させて、第１の多孔質体を形成す
る。
【００２２】引き続き、第１の多孔質体を、不活性ガ
ス、酸素および４フッ化珪素ガスからなる雰囲気中で高
温加熱処理し、フッ素添加の第１の石英ガラス薄膜を基
板上に形成する。具体的には、この加熱処理透明化工程
で、不活性ガス、酸素とともに４フッ化珪素ガス雰囲気
にさらすことで、 ３ＳｉＯ2 ＋ＳｉＦ4 →４ＳｉＯ1.5 Ｆ …（１） の反応の気相平衡上、第１の多孔質体の微粒子中にフッ
素が添加される。このフッ素の添加と並行して、第１の
多孔質体は透明化され、下部クラッドとなるフッ素添加
の第１の石英ガラス薄膜が形成される。
ス、酸素および４フッ化珪素ガスからなる雰囲気中で高
温加熱処理し、フッ素添加の第１の石英ガラス薄膜を基
板上に形成する。具体的には、この加熱処理透明化工程
で、不活性ガス、酸素とともに４フッ化珪素ガス雰囲気
にさらすことで、 ３ＳｉＯ2 ＋ＳｉＦ4 →４ＳｉＯ1.5 Ｆ …（１） の反応の気相平衡上、第１の多孔質体の微粒子中にフッ
素が添加される。このフッ素の添加と並行して、第１の
多孔質体は透明化され、下部クラッドとなるフッ素添加
の第１の石英ガラス薄膜が形成される。
【００２３】フッ素添加に用いる弗素化合物ガスとして
はＳｉＦ4 が最も望ましい成分である。（１）式から明
らかなように、ＳｉＦ4 を用いた場合には過剰な成分が
無いので、ＣＦ4 、ＳＦ6 などのガスを用いた場合に発
生するススによるエッチングが生じないためである。ま
た、不活性ガスはＨｅが望ましい、その他のガスでは、
気泡の残留が生じやすい。また、 ＳｉＯ2 ＋ＳｉＦ4 →２ＳｉＦ2 ＋Ｏ2 …（２） の反応の平衡を考えたときに明らかなように、酸素はＳ
ｉＦ4 によるＳｉＯ2 の微量なエッチングを防止する働
きを持つ。
はＳｉＦ4 が最も望ましい成分である。（１）式から明
らかなように、ＳｉＦ4 を用いた場合には過剰な成分が
無いので、ＣＦ4 、ＳＦ6 などのガスを用いた場合に発
生するススによるエッチングが生じないためである。ま
た、不活性ガスはＨｅが望ましい、その他のガスでは、
気泡の残留が生じやすい。また、 ＳｉＯ2 ＋ＳｉＦ4 →２ＳｉＦ2 ＋Ｏ2 …（２） の反応の平衡を考えたときに明らかなように、酸素はＳ
ｉＦ4 によるＳｉＯ2 の微量なエッチングを防止する働
きを持つ。
【００２４】次に、第１の石英ガラス薄膜上に、塩素を
０．１重量％以上含有するとともに塩素以外の不純物を
実質的に含有せず、第１の石英ガラス薄膜よりも高い屈
折率を有する第２の石英ガラス薄膜を形成する。
０．１重量％以上含有するとともに塩素以外の不純物を
実質的に含有せず、第１の石英ガラス薄膜よりも高い屈
折率を有する第２の石英ガラス薄膜を形成する。
【００２５】こうした屈折率組成構造を実現する際に問
題となる事項は、第２の石英ガラスをコアとしなければ
ならない点であるが、スート法で第１の石英ガラスを製
造する場合には、１４５０℃以上の温度が必要なため好
ましくない。そこで、１４５０℃以下で処理が可能なプ
ラズマＣＶＤ（ＰＣＶＤ）法やスパッタリング法で、低
温で緻密な膜を形成することが好ましい。
題となる事項は、第２の石英ガラスをコアとしなければ
ならない点であるが、スート法で第１の石英ガラスを製
造する場合には、１４５０℃以上の温度が必要なため好
ましくない。そこで、１４５０℃以下で処理が可能なプ
ラズマＣＶＤ（ＰＣＶＤ）法やスパッタリング法で、低
温で緻密な膜を形成することが好ましい。
【００２６】膜形成の原料は、ＰＣＶＤ法では、Ｓｉの
ハロゲン化物（ＳｉＣｌ4 、ＳｉＨＣｌ3 など）を使用
し、これを酸素などとともにプラズマ中に投入すること
で、Ｃｌが添加された石英ガラス膜が基板上に蒸着され
る。スパッタリングの場合は、石英ガラスをＡｒイオン
でスパッタして基板へ蒸着する際の雰囲気中にＣｌ2を
含有させる。
ハロゲン化物（ＳｉＣｌ4 、ＳｉＨＣｌ3 など）を使用
し、これを酸素などとともにプラズマ中に投入すること
で、Ｃｌが添加された石英ガラス膜が基板上に蒸着され
る。スパッタリングの場合は、石英ガラスをＡｒイオン
でスパッタして基板へ蒸着する際の雰囲気中にＣｌ2を
含有させる。
【００２７】コアとなるべき第２の石英ガラス膜の石英
ガラスへＣｌを添加することで、蒸着された石英ガラス
膜中の欠陥（例えば、ＳｉＯ3 2+）にＣｌが結合する。
この結果、ガラス膜質が向上し、光導波時の光損失が低
減する。また、Ｓｉ−Ｃｌ結合が増加すると、少々の屈
折率の上昇が発生するので、クラッド部へのＦの添加量
を低減することも可能になる。なお、「S.Ishikawa, OE
C'92, 16D2-2, "Chlorine Doping Effect of Silica Gl
ass"」によれば、Ｃｌ添加量が１ｗｔ％あたり、屈折率
は０．１３％程度上昇する。
ガラスへＣｌを添加することで、蒸着された石英ガラス
膜中の欠陥（例えば、ＳｉＯ3 2+）にＣｌが結合する。
この結果、ガラス膜質が向上し、光導波時の光損失が低
減する。また、Ｓｉ−Ｃｌ結合が増加すると、少々の屈
折率の上昇が発生するので、クラッド部へのＦの添加量
を低減することも可能になる。なお、「S.Ishikawa, OE
C'92, 16D2-2, "Chlorine Doping Effect of Silica Gl
ass"」によれば、Ｃｌ添加量が１ｗｔ％あたり、屈折率
は０．１３％程度上昇する。
【００２８】また、全般的に、ハロゲン元素が石英ガラ
スに添加されるとガラスの粘性が低下するので、ハロゲ
ン添加ガラス膜の熱収縮による基板の変形は小さくな
る。
スに添加されるとガラスの粘性が低下するので、ハロゲ
ン添加ガラス膜の熱収縮による基板の変形は小さくな
る。
【００２９】次いで、光リソグラフィ法により、光導波
回路パターンを第２の石英ガラス薄膜の表面上に指定
後、光導波回路パターンとして指定された表面領域以外
の表面領域下の第２の石英ガラス薄膜をエッチング法に
より除去して、コアパターンを形成する。
回路パターンを第２の石英ガラス薄膜の表面上に指定
後、光導波回路パターンとして指定された表面領域以外
の表面領域下の第２の石英ガラス薄膜をエッチング法に
より除去して、コアパターンを形成する。
【００３０】なお、低温で形成されたガラス膜は、僅か
ながら理想的な密度に達していない。そこで、アニール
処理などの緻密化処理が通常行われるが、それによる収
縮で基板材料の反り返りなどが頻繁に発生する。基板に
反り返りが生じた場合、その後のパターリング工程で基
板とマスクの密着性が悪くなり、回路パターンの転写が
不完全になる。それ故、膜を形成後パターン形成は熱処
理せずに行うのが望ましい。
ながら理想的な密度に達していない。そこで、アニール
処理などの緻密化処理が通常行われるが、それによる収
縮で基板材料の反り返りなどが頻繁に発生する。基板に
反り返りが生じた場合、その後のパターリング工程で基
板とマスクの密着性が悪くなり、回路パターンの転写が
不完全になる。それ故、膜を形成後パターン形成は熱処
理せずに行うのが望ましい。
【００３１】引き続き、露出した第１の石英ガラス薄膜
上と残った第２の石英ガラス薄膜上とに、火炎加水分解
法によって石英ガラス微粒子からなる第２の多孔質体を
形成する。そして、下部クラッドの形成時と同様に、第
２の多孔質体を、不活性ガス、酸素および４フッ化珪素
ガスからなる雰囲気中で高温加熱処理し、上部クラッド
となるフッ素添加の第３の石英ガラス薄膜を露出した下
部クラッド上とコアとなる第２の石英ガラス薄膜上とに
形成する。
上と残った第２の石英ガラス薄膜上とに、火炎加水分解
法によって石英ガラス微粒子からなる第２の多孔質体を
形成する。そして、下部クラッドの形成時と同様に、第
２の多孔質体を、不活性ガス、酸素および４フッ化珪素
ガスからなる雰囲気中で高温加熱処理し、上部クラッド
となるフッ素添加の第３の石英ガラス薄膜を露出した下
部クラッド上とコアとなる第２の石英ガラス薄膜上とに
形成する。
【００３２】この加熱処理工程で、コア部のガラスの緻
密化が生じる。ただし、このときはすでに回路パターン
が形成され、緻密化する部分の面積が微少であるため、
基板の変形は生じにくい。
密化が生じる。ただし、このときはすでに回路パターン
が形成され、緻密化する部分の面積が微少であるため、
基板の変形は生じにくい。
【００３３】なお、下部クラッドと上部クラッドとは同
一の屈折率となることが好ましいので、下部クラッド
の形成工程での雰囲気ガスの組成、加熱温度、加熱処理
時間と上部クラッド形成工程でのそれらとは略同一とす
ることが好ましいし、また実用的である。
一の屈折率となることが好ましいので、下部クラッド
の形成工程での雰囲気ガスの組成、加熱温度、加熱処理
時間と上部クラッド形成工程でのそれらとは略同一とす
ることが好ましいし、また実用的である。
【００３４】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の平面型光
導波路および平面型光導波路の製造方法の実施例を説明
する。なお、図面の説明にあたって同一の要素には同一
の符号を付し、重複する説明を省略する。
導波路および平面型光導波路の製造方法の実施例を説明
する。なお、図面の説明にあたって同一の要素には同一
の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００３５】図３は、本発明の平面型光導波路の実施例
の構成図である。本実施例の平面型光導波路は、２×２
分岐回路を４回路分集積したものである。
の構成図である。本実施例の平面型光導波路は、２×２
分岐回路を４回路分集積したものである。
【００３６】図３（ａ）に示すように、この平面型光導
波路は、（ａ）石英ガラス基板（ＯＨ含有量５０ｐｐ
ｍ）１００と、（ｂ）基板１００の表面上に形成され
た、屈折率ｎ2 を有するフッ素添加の石英ガラスから成
る下部クラッド部２１０と、（ｃ）下部クラッド部２１
０の表面上に形成された、屈折率ｎ2 よりも大きな屈折
率ｎ1 を有し、塩素を０．１重量％以上含有するととも
に塩素以外の不純物を実質的に含有しない石英ガラスか
ら成る、光を導波するコア部３００と、（ｄ）下部クラ
ッド部２１０の表面のコア部３００が形成された領域に
隣接する領域上およびコア部３００の表面上に形成さ
れ、下部クラッド部２１０と一体となってコア部３００
を介在領域無しで取り囲むクラッド部２００を構成す
る、下部クラッド部２１０と同じ組成の材料から成る上
部クラッド部２２０と、を備える。そして、クラッド部
２００とコア部３００とで光導波路部を構成する。
波路は、（ａ）石英ガラス基板（ＯＨ含有量５０ｐｐ
ｍ）１００と、（ｂ）基板１００の表面上に形成され
た、屈折率ｎ2 を有するフッ素添加の石英ガラスから成
る下部クラッド部２１０と、（ｃ）下部クラッド部２１
０の表面上に形成された、屈折率ｎ2 よりも大きな屈折
率ｎ1 を有し、塩素を０．１重量％以上含有するととも
に塩素以外の不純物を実質的に含有しない石英ガラスか
ら成る、光を導波するコア部３００と、（ｄ）下部クラ
ッド部２１０の表面のコア部３００が形成された領域に
隣接する領域上およびコア部３００の表面上に形成さ
れ、下部クラッド部２１０と一体となってコア部３００
を介在領域無しで取り囲むクラッド部２００を構成す
る、下部クラッド部２１０と同じ組成の材料から成る上
部クラッド部２２０と、を備える。そして、クラッド部
２００とコア部３００とで光導波路部を構成する。
【００３７】図３（ｂ）は、光学的な接続に注目した本
実施例の平面型光導波路の構成図である。図３に示すよ
うに、光導波路部は、信号光を導波するコア部３００
（Ｃ1 〜Ｃ8 ）と、コア部３００を取り囲むクラッド
部２００と、を備える。そして、コア部Ｃi （ｉ＝１，
３，５，７）とコア部Ｃi の周辺のクラッド部とから構
成される光導波路とコア部Ｃi+1 とコア部Ｃi+1 の周辺
のクラッド部とから構成される光導波路との対で２×２
分岐回路の１回路となる。
実施例の平面型光導波路の構成図である。図３に示すよ
うに、光導波路部は、信号光を導波するコア部３００
（Ｃ1 〜Ｃ8 ）と、コア部３００を取り囲むクラッド
部２００と、を備える。そして、コア部Ｃi （ｉ＝１，
３，５，７）とコア部Ｃi の周辺のクラッド部とから構
成される光導波路とコア部Ｃi+1 とコア部Ｃi+1 の周辺
のクラッド部とから構成される光導波路との対で２×２
分岐回路の１回路となる。
【００３８】図４および図５は、本発明の平面型光導波
路の製造方法に係る一実施例の製造工程図である。本実
施例の光導波路は、図４および図５に示す工程によって
以下のようにして製造される。
路の製造方法に係る一実施例の製造工程図である。本実
施例の光導波路は、図４および図５に示す工程によって
以下のようにして製造される。
【００３９】まず、石英ガラス基板（ＯＨ含有量５０ｐ
ｐｍ）の基板を用意し、火炎堆積法（以下、ＦＨＤ法と
も呼ぶ）により、ガラス合成用のバーナ５００に燃料と
原料ガス（ＳｉＣｌ4 ，Ｈ2 ，Ｏ2 ）とを供給しつつ石
英基板１００の表面上を走査する。このバーナ５００に
よって合成されたガラス微粒子は、火炎にともなって基
板１００上に供給され、基板１００上にＳｉＯ2 から成
る多孔質ガラス層２１１が堆積される（図４（ａ）参
照）。堆積量は７ｍｇ／ｃｍ2 とした。この堆積量は、
透明化した際での約３０μｍの膜厚に相当する。
ｐｍ）の基板を用意し、火炎堆積法（以下、ＦＨＤ法と
も呼ぶ）により、ガラス合成用のバーナ５００に燃料と
原料ガス（ＳｉＣｌ4 ，Ｈ2 ，Ｏ2 ）とを供給しつつ石
英基板１００の表面上を走査する。このバーナ５００に
よって合成されたガラス微粒子は、火炎にともなって基
板１００上に供給され、基板１００上にＳｉＯ2 から成
る多孔質ガラス層２１１が堆積される（図４（ａ）参
照）。堆積量は７ｍｇ／ｃｍ2 とした。この堆積量は、
透明化した際での約３０μｍの膜厚に相当する。
【００４０】引き続き、多孔質ガラス層２１１が形成さ
れた基板１００を石英ガラス製の治具にセットし、石英
ガラス製の炉心管を持つ電気抵抗加熱炉に挿入し、熱処
理して、フッ素添加および透明化を行う（図４（ｂ）参
照）。
れた基板１００を石英ガラス製の治具にセットし、石英
ガラス製の炉心管を持つ電気抵抗加熱炉に挿入し、熱処
理して、フッ素添加および透明化を行う（図４（ｂ）参
照）。
【００４１】本実施例では、以下の熱処理を実施した。
まず、Ｈｅ：１０ｓｌｍ（standardlittle per minut
e）および０2 ：０．２ｓｌｍの条件でガスを流しつ
つ、７００℃から１０００℃まで毎分５℃で昇温した。
引き続き、１０００℃に達した後、ＳｉＦ4 を０．５ｓ
ｌｍの条件で供給開始し、同じ昇温速度で１３７０℃ま
で昇温した。次に、１３７０℃で、１時間温度を固定し
た。引き続き、ＳｉＦ4 の供給を停止し、毎分５℃の降
温温度で、７００℃まで温度を下げた後、基板を取り出
した。この熱処理で得られたフッ化添加ガラス膜２１０
の屈折率は、基板１００に対して０．３１％低下したも
のであった。
まず、Ｈｅ：１０ｓｌｍ（standardlittle per minut
e）および０2 ：０．２ｓｌｍの条件でガスを流しつ
つ、７００℃から１０００℃まで毎分５℃で昇温した。
引き続き、１０００℃に達した後、ＳｉＦ4 を０．５ｓ
ｌｍの条件で供給開始し、同じ昇温速度で１３７０℃ま
で昇温した。次に、１３７０℃で、１時間温度を固定し
た。引き続き、ＳｉＦ4 の供給を停止し、毎分５℃の降
温温度で、７００℃まで温度を下げた後、基板を取り出
した。この熱処理で得られたフッ化添加ガラス膜２１０
の屈折率は、基板１００に対して０．３１％低下したも
のであった。
【００４２】次に、ガラス膜２１０上に、ＰＣＶＤ法で
塩素添加の石英ガラス膜３０１（コアとなる部分）を堆
積する（図４（ｃ）参照）。本実施例では、原料ガスに
ＳｉＣｌ4 とＯ2 とを用いるとともに、マイクロ波プラ
ズマによるＰＣＶＤ法を用い、堆積速度＝約０．１μｍ
／分で石英ガラス膜３０１を約７μｍ堆積した。ＥＯＭ
Ａ法で測定した結果、得られた石英ガラス膜３０１のＣ
ｌ濃度は約２０００ｐｐｍであった。
塩素添加の石英ガラス膜３０１（コアとなる部分）を堆
積する（図４（ｃ）参照）。本実施例では、原料ガスに
ＳｉＣｌ4 とＯ2 とを用いるとともに、マイクロ波プラ
ズマによるＰＣＶＤ法を用い、堆積速度＝約０．１μｍ
／分で石英ガラス膜３０１を約７μｍ堆積した。ＥＯＭ
Ａ法で測定した結果、得られた石英ガラス膜３０１のＣ
ｌ濃度は約２０００ｐｐｍであった。
【００４３】次いで、石英ガラス膜３０１上にレジスト
材でレジスト膜４００を形成後、光リソグラフィ法によ
り光回路パターン部のレジスト材４１０以外のレジスト
材を除去する（図４（ｄ）参照）。
材でレジスト膜４００を形成後、光リソグラフィ法によ
り光回路パターン部のレジスト材４１０以外のレジスト
材を除去する（図４（ｄ）参照）。
【００４４】引き続き、反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）法で、コア部３００を残して石英ガラス膜３０１を
エッチングした（図５（ａ）参照）後、レジスト材４１
０を除去する（図５（ｂ）参照）。
Ｅ）法で、コア部３００を残して石英ガラス膜３０１を
エッチングした（図５（ａ）参照）後、レジスト材４１
０を除去する（図５（ｂ）参照）。
【００４５】次に、ＦＨＤ法により、ガラス合成用のバ
ーナ５００に燃料と原料ガス（ＳｉＣｌ4 ，Ｈ2 ，
Ｏ2 ）とを供給しつつ、ガラス膜２１０およびコア部３
００の表面上を走査する。このバーナ５００によって合
成されたガラス微粒子は、火炎にともなってガラス膜２
１０およびコア部３００の表面に供給され、ガラス膜２
１０およびコア部３００の表面にＳｉＯ2 から成る多孔
質ガラス層２２１が堆積される（図５（ｃ）参照）。堆
積量は７ｍｇ／ｃｍ2 以上とした。
ーナ５００に燃料と原料ガス（ＳｉＣｌ4 ，Ｈ2 ，
Ｏ2 ）とを供給しつつ、ガラス膜２１０およびコア部３
００の表面上を走査する。このバーナ５００によって合
成されたガラス微粒子は、火炎にともなってガラス膜２
１０およびコア部３００の表面に供給され、ガラス膜２
１０およびコア部３００の表面にＳｉＯ2 から成る多孔
質ガラス層２２１が堆積される（図５（ｃ）参照）。堆
積量は７ｍｇ／ｃｍ2 以上とした。
【００４６】引き続き、多孔質ガラス層２２１が形成さ
れた基板１００を石英ガラス製の治具にセットし、石英
ガラス製の炉心管を持つ電気抵抗加熱炉に挿入し、熱処
理して、フッ素添加および透明化を行い、ガラス膜２１
０と一体となってクラッド部２００を形成するガラス膜
２２０を形成した（図５（ｄ）参照）。
れた基板１００を石英ガラス製の治具にセットし、石英
ガラス製の炉心管を持つ電気抵抗加熱炉に挿入し、熱処
理して、フッ素添加および透明化を行い、ガラス膜２１
０と一体となってクラッド部２００を形成するガラス膜
２２０を形成した（図５（ｄ）参照）。
【００４７】本実施例では、以下の熱処理を実施した。
まず、Ｈｅ：１０ｓｌｍ（standardlittle per minut
e）および０2 ：０．２ｓｌｍの条件でガスを流しつ
つ、７００℃から１０００℃まで毎分５℃で昇温した。
引き続き、１０００℃に達した後、ＳｉＦ4 を０．５ｓ
ｌｍの条件で供給開始し、同一の昇温速度で１３７０℃
まで昇温した。次に、１３７０℃で、１時間温度を固定
した。ついで、ＳｉＦ4 の供給を停止し、毎分５℃の降
温温度で、７００℃まで温度を下げた。なお、この熱処
理によって、コア部３００のガラスの緻密化も同時に行
われる。
まず、Ｈｅ：１０ｓｌｍ（standardlittle per minut
e）および０2 ：０．２ｓｌｍの条件でガスを流しつ
つ、７００℃から１０００℃まで毎分５℃で昇温した。
引き続き、１０００℃に達した後、ＳｉＦ4 を０．５ｓ
ｌｍの条件で供給開始し、同一の昇温速度で１３７０℃
まで昇温した。次に、１３７０℃で、１時間温度を固定
した。ついで、ＳｉＦ4 の供給を停止し、毎分５℃の降
温温度で、７００℃まで温度を下げた。なお、この熱処
理によって、コア部３００のガラスの緻密化も同時に行
われる。
【００４８】こうして、コア径＝７μｍ、コア部３００
とクラッド部２００との比屈折率差＝０．３２％の埋め
込み型の平面型光導波路が得られた。
とクラッド部２００との比屈折率差＝０．３２％の埋め
込み型の平面型光導波路が得られた。
【００４９】光導波路の回路パターンは、図３に示す様
に、２×２分岐回路を４回路分集積したものであり、分
岐比は２：８に設計された。得られた光導波路の損失の
偏波依存性を測定したところ、分岐比２のポートでも、
損失変動が０．１ｄＢと非常に良い値を示した。
に、２×２分岐回路を４回路分集積したものであり、分
岐比は２：８に設計された。得られた光導波路の損失の
偏波依存性を測定したところ、分岐比２のポートでも、
損失変動が０．１ｄＢと非常に良い値を示した。
【００５０】（比較例）火炎堆積法（ＦＨＤ）法で、シ
リコン基板上にコア／クラッド構造を持つガラス層を形
成し、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法でコア径
６．５μｍ、比屈折率差０．３％の埋め込み型導波路を
従来の方法で作製した。ここで、コアの組成はＰ2 Ｏ5
を５ｗｔ％、Ｂ2 Ｏ3 を７ｗｔ％、ＧｅＯ2 を１０ｗｔ
％含有するＳｉＯ2 であり、クラッド部の組成はＰ2 Ｏ
5 を１０ｗｔ％、Ｂ2 Ｏ3 を１７ｗｔ％添加したＳｉＯ
2 とした。
リコン基板上にコア／クラッド構造を持つガラス層を形
成し、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）法でコア径
６．５μｍ、比屈折率差０．３％の埋め込み型導波路を
従来の方法で作製した。ここで、コアの組成はＰ2 Ｏ5
を５ｗｔ％、Ｂ2 Ｏ3 を７ｗｔ％、ＧｅＯ2 を１０ｗｔ
％含有するＳｉＯ2 であり、クラッド部の組成はＰ2 Ｏ
5 を１０ｗｔ％、Ｂ2 Ｏ3 を１７ｗｔ％添加したＳｉＯ
2 とした。
【００５１】光導波路の回路パターンは、上記実施例と
同様に、２×２分岐回路を４回路分集積したものであ
り、分岐比は２：８に設計された。得られた導波路の損
失の偏波依存性を測定したところ、分岐比２のポートで
は、損失変動が１ｄＢと非常に大きい値であった。
同様に、２×２分岐回路を４回路分集積したものであ
り、分岐比は２：８に設計された。得られた導波路の損
失の偏波依存性を測定したところ、分岐比２のポートで
は、損失変動が１ｄＢと非常に大きい値であった。
【００５２】本発明は、上記の実施例に限定されるもの
ではなく変形が可能である。例えば、実施例の平面型光
導波路は２×２分岐４回路としたが、回路数は４以外で
もよいし、また独立して機能を果たす光回路であれば機
能種を問わず本発明の適用が可能である。
ではなく変形が可能である。例えば、実施例の平面型光
導波路は２×２分岐４回路としたが、回路数は４以外で
もよいし、また独立して機能を果たす光回路であれば機
能種を問わず本発明の適用が可能である。
【００５３】
【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の平
面型光導波路によれば、コア部やクラッド部に金属酸化
物を添加せずにハロゲン元素のみを添加して光導波構造
を実現したので、基板との熱膨張差に起因する偏波依
存性の発生や金属酸化物添加の制御の困難性の問題な
く、屈折率分布の異方性を低減した平面型光導波路を提
供することができる。
面型光導波路によれば、コア部やクラッド部に金属酸化
物を添加せずにハロゲン元素のみを添加して光導波構造
を実現したので、基板との熱膨張差に起因する偏波依
存性の発生や金属酸化物添加の制御の困難性の問題な
く、屈折率分布の異方性を低減した平面型光導波路を提
供することができる。
【００５４】また、本発明の平面型光導波路の製造方法
によれば、コア部用ガラス膜やクラッド部用ガラス膜の
製造にあたって、石英ガラスに金属酸化物を添加せずに
ハロゲン元素のみを添加することとしたので、金属酸化
物添加の制御の困難性の問題なく、屈折率分布の異方性
を低減した本発明の平面型光導波路を製造することがで
きる。
によれば、コア部用ガラス膜やクラッド部用ガラス膜の
製造にあたって、石英ガラスに金属酸化物を添加せずに
ハロゲン元素のみを添加することとしたので、金属酸化
物添加の制御の困難性の問題なく、屈折率分布の異方性
を低減した本発明の平面型光導波路を製造することがで
きる。
【図１】石英ガラスへの添加物の添加による熱膨張係数
および屈折率の変化を示すグラフである。
および屈折率の変化を示すグラフである。
【図２】石英ガラスへのフッ素添加による粘性率の温度
依存性を示すグラフである。
依存性を示すグラフである。
【図３】本発明の光導波路の実施例の構成図である。
【図４】本発明の光導波路の製造方法の実施例の製造工
程図（前半）である。
程図（前半）である。
【図５】本発明の光導波路の製造方法の実施例の製造工
程図（後半）である。
程図（後半）である。
１００…基板、２００…クラッド部、２１０…下部クラ
ッド部、２２０…上部クラッド部、２１１，２２１…多
孔質ガラス層、３００…コア部、４００，４１０…レジ
スト材、５００…バーナ。
ッド部、２２０…上部クラッド部、２１１，２２１…多
孔質ガラス層、３００…コア部、４００，４１０…レジ
スト材、５００…バーナ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 広瀬 智財 神奈川県横浜市栄区田谷町１番地 住友電 気工業株式会社横浜製作所内
Claims (4)
- 【請求項１】 純度が９９．９９重量％以上の石英ガラ
スから成る基板と、 フッ素を０．５重量％以上含有する石英ガラスから成
り、前記基板上に形成されたクラッド部と、 塩素を０．１重量％以上含有するとともに塩素以外の不
純物を実質的に含有しない石英ガラスから成り、前記ク
ラッド部よりも高い屈折率を有するとともに、光の入射
端および光の出射端を除いて前記クラッド部に取り囲ま
れたコア部と、 備えることを特徴とする平面型光導波路。 - 【請求項２】 純度が９９．９９％以上の石英ガラスか
ら成る基板上に、火炎加水分解法によって石英ガラス微
粒子からなる第１の多孔質体を形成する第１の工程と、 前記第１の多孔質体を、不活性ガス、酸素および４フッ
化珪素ガスからなる雰囲気中で高温加熱処理し、フッ素
添加の第１の石英ガラス薄膜を前記基板上に形成する第
２の工程と、 前記第１の石英ガラス薄膜上に、塩素を０．１重量％以
上含有するとともに塩素以外の不純物を実質的に含有せ
ず、前記第１の石英ガラス薄膜よりも高い屈折率を有す
る第２の石英ガラス薄膜を形成する第３の工程と、 光リソグラフィ法により、光導波回路パターンを前記第
２の石英ガラス薄膜の表面上に指定する第４の工程と、 光導波回路パターンとして指定された表面領域以外の表
面領域下の前記第２の石英ガラス薄膜をエッチング法に
より除去して、コアパターンを形成する第５の工程と、 前記第５の工程で露出した前記第１の石英ガラス薄膜上
と前記第５の工程後に残った前記第２の石英ガラス薄膜
上とに、火炎加水分解法によって石英ガラス微粒子から
なる第２の多孔質体を形成する第６の工程と、 前記第２の多孔質体を、不活性ガス、酸素および４フッ
化珪素ガスからなる雰囲気中で高温加熱処理し、フッ素
添加の第３の石英ガラス薄膜を前記第５の工程で露出し
た前記第１の石英ガラス薄膜上と前記第５の工程後に残
った前記第２の石英ガラス薄膜上とに形成する第７の工
程と、 を備えることを特徴とする平面型光導波路の製造方法。 - 【請求項３】 前記第３の工程における前記第２の石英
ガラス薄膜は、プラズマＣＶＤ法およびスパッタリング
法のいずれか一方で形成される、ことを特徴とする請求
項２記載の平面型光導波路の製造方法。 - 【請求項４】 前記第２の工程での雰囲気ガスの組成と
前記第７の工程での雰囲気ガスの組成とは略同一であ
り、 前記第２の工程での高温加熱処理の加熱温度および処理
時間と前記第７の工程での高温加熱処理の加熱温度およ
び処理時間とは略同一である、 ことを特徴とする請求項２記載の平面型光導波路の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2512795A JPH08220355A (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 平面型光導波路およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2512795A JPH08220355A (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 平面型光導波路およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08220355A true JPH08220355A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12157292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2512795A Pending JPH08220355A (ja) | 1995-02-14 | 1995-02-14 | 平面型光導波路およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08220355A (ja) |
-
1995
- 1995-02-14 JP JP2512795A patent/JPH08220355A/ja active Pending
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