JPH09297237A - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
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- JPH09297237A JPH09297237A JP11450296A JP11450296A JPH09297237A JP H09297237 A JPH09297237 A JP H09297237A JP 11450296 A JP11450296 A JP 11450296A JP 11450296 A JP11450296 A JP 11450296A JP H09297237 A JPH09297237 A JP H09297237A
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Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の製造方法は工程数が多いために製造時
間長くなり、その結果、コスト高となる。一方、石英基
板を用いると基板の表面近傍をクラッドとしての機能を
持たせることが出来るので、基板上のバッファ層を省く
ことが出来る。しかしながら、石英基板上に直接コア層
を形成したのでは基板の表面近傍に存在する不純物によ
って導波損失が増大する問題があった。 【解決手段】 基板１０上に光導波路を形成するに先立
ち、ＣＦ4ガスを用いたドライエッチングによって基板
１０の表面を１〜５０μｍ除去し、かつドライエッチン
グのプラズマ電子密度はＩＣＰ法によって１０10／ｃｍ
3以上で行なう方法である。
間長くなり、その結果、コスト高となる。一方、石英基
板を用いると基板の表面近傍をクラッドとしての機能を
持たせることが出来るので、基板上のバッファ層を省く
ことが出来る。しかしながら、石英基板上に直接コア層
を形成したのでは基板の表面近傍に存在する不純物によ
って導波損失が増大する問題があった。 【解決手段】 基板１０上に光導波路を形成するに先立
ち、ＣＦ4ガスを用いたドライエッチングによって基板
１０の表面を１〜５０μｍ除去し、かつドライエッチン
グのプラズマ電子密度はＩＣＰ法によって１０10／ｃｍ
3以上で行なう方法である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムに
使用される光導波路の製造方法に関する。
使用される光導波路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高度情報か時代への発展にともない広範
囲の光通信技術の利用が期待されており、この実現のた
めに、光信号を処理、制御する機能を持つ光受動部品の
低コストで容易に製作できる技術が望まれている。この
分野に共通に使用される部品として基板の上に光スイッ
チ、光カプラ等を形成した光導波路がある。
囲の光通信技術の利用が期待されており、この実現のた
めに、光信号を処理、制御する機能を持つ光受動部品の
低コストで容易に製作できる技術が望まれている。この
分野に共通に使用される部品として基板の上に光スイッ
チ、光カプラ等を形成した光導波路がある。
【０００３】これらの光導波路を製造する典型的な方法
のフローを図５に示す。先ず、火炎堆積法により、石英
やシリコン等の基板１０１上にガラス微粒子１０２'を
堆積させ（同図（ａ））、次いでこれを１２００℃以上
の温度で加熱し、堆積したガラス微粒子層を透明ガラス
化してバッファ層１０２を形成する（同図（ｂ）／ガラ
ス組成：ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｐ2Ｏ5）。次に、火炎堆積
法により、バッファ層１０２上にコア用のガラス微粒子
層１０３'を堆積させ（同図（ｃ））、この後、再び１
２００℃以上の温度で加熱し、このガラス微粒子層１０
３'を透明ガラス化してコア層１０３を形成する（同図
（ｄ）／ガラス組成：ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｐ2Ｏ5−Ｇｅ
Ｏ2）。次に、フォトリソグラフィ技術により、コア層
１０３上にマスクパターンを形成した後、これをマスク
としてエッチングを行い、所望のパターンの光導波路１
０３ａを形成する（同図（ｅ））。そして、この上に再
び火炎堆積法でガラス微粒子層１０４'を堆積した後
（同図（ｆ））、透明ガラス化してオーバクラッド層１
０４を形成する（同図（ｇ）／ガラス組成：ＳｉＯ2−
Ｂ2Ｏ3−Ｐ2Ｏ5）。
のフローを図５に示す。先ず、火炎堆積法により、石英
やシリコン等の基板１０１上にガラス微粒子１０２'を
堆積させ（同図（ａ））、次いでこれを１２００℃以上
の温度で加熱し、堆積したガラス微粒子層を透明ガラス
化してバッファ層１０２を形成する（同図（ｂ）／ガラ
ス組成：ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｐ2Ｏ5）。次に、火炎堆積
法により、バッファ層１０２上にコア用のガラス微粒子
層１０３'を堆積させ（同図（ｃ））、この後、再び１
２００℃以上の温度で加熱し、このガラス微粒子層１０
３'を透明ガラス化してコア層１０３を形成する（同図
（ｄ）／ガラス組成：ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ｐ2Ｏ5−Ｇｅ
Ｏ2）。次に、フォトリソグラフィ技術により、コア層
１０３上にマスクパターンを形成した後、これをマスク
としてエッチングを行い、所望のパターンの光導波路１
０３ａを形成する（同図（ｅ））。そして、この上に再
び火炎堆積法でガラス微粒子層１０４'を堆積した後
（同図（ｆ））、透明ガラス化してオーバクラッド層１
０４を形成する（同図（ｇ）／ガラス組成：ＳｉＯ2−
Ｂ2Ｏ3−Ｐ2Ｏ5）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、光導波路をこ
のような多くの工程を経て形成されるのでは製造時間な
らびに製造コストの点から好ましくない。一方、石英基
板を用いると基板の表面近傍をクラッドとしての機能を
持たせることが出来るので、バッファ層１０２の製造工
程を省くことが出来る。しかしながら、石英基板上に直
接コア層を形成したのでは基板の表面近傍に存在する不
純物によって導波損失が増大する問題があった。そこで
本発明の目的は、コアを形成する石英基板の表面を速や
かに削除して清浄な面を形成し、その上に導波路を形成
する低損失光導波路の製造方法を提供するものである。
のような多くの工程を経て形成されるのでは製造時間な
らびに製造コストの点から好ましくない。一方、石英基
板を用いると基板の表面近傍をクラッドとしての機能を
持たせることが出来るので、バッファ層１０２の製造工
程を省くことが出来る。しかしながら、石英基板上に直
接コア層を形成したのでは基板の表面近傍に存在する不
純物によって導波損失が増大する問題があった。そこで
本発明の目的は、コアを形成する石英基板の表面を速や
かに削除して清浄な面を形成し、その上に導波路を形成
する低損失光導波路の製造方法を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる光導波路
の製造方法は、石英基板上に光導波路を製造する方法で
あって、石英基板の表面を除去する第１工程と、ガラス
の屈折率を高める添加物を火炎バーナに供給し、除去さ
れた基板の表面上に、コア用の第１ガラス微粒子層を堆
積させる第２工程と、前記第１ガラス微粒子層を焼結し
て透明ガラス化する第３工程と、透明ガラス化した前記
第１ガラス微粒子層を所定のコア形状にパターニングす
る第４工程と、パターニングされた前記第１ガラス微粒
子層上に、オーバクラッド用の第２ガラス微粒子層を堆
積させる第５工程と、堆積された前記第２ガラス微粒子
層を焼結して透明ガラス化する第６工程とを備え、前記
第１工程は、ＣＦ4ガスを用いたドライエッチングによ
って基板の表面を１〜５０μｍ除去し、かつドライエッ
チングのプラズマ電子密度はＩＣＰ法によって１０10／
ｃｍ3以上であることを特徴とする。
の製造方法は、石英基板上に光導波路を製造する方法で
あって、石英基板の表面を除去する第１工程と、ガラス
の屈折率を高める添加物を火炎バーナに供給し、除去さ
れた基板の表面上に、コア用の第１ガラス微粒子層を堆
積させる第２工程と、前記第１ガラス微粒子層を焼結し
て透明ガラス化する第３工程と、透明ガラス化した前記
第１ガラス微粒子層を所定のコア形状にパターニングす
る第４工程と、パターニングされた前記第１ガラス微粒
子層上に、オーバクラッド用の第２ガラス微粒子層を堆
積させる第５工程と、堆積された前記第２ガラス微粒子
層を焼結して透明ガラス化する第６工程とを備え、前記
第１工程は、ＣＦ4ガスを用いたドライエッチングによ
って基板の表面を１〜５０μｍ除去し、かつドライエッ
チングのプラズマ電子密度はＩＣＰ法によって１０10／
ｃｍ3以上であることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本実施形態
の光導波路の製造工程を示す図である。まず、表面が平
坦に処理された厚さ１ｍｍの石英基板１０を用意し、ア
セトン液の中で表面を超音波洗浄した（図示せず）。
発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本実施形態
の光導波路の製造工程を示す図である。まず、表面が平
坦に処理された厚さ１ｍｍの石英基板１０を用意し、ア
セトン液の中で表面を超音波洗浄した（図示せず）。
【０００７】一方、本発明者は各種石英基板について、
それらの表面をエッチングし、エッチングの深さとその
上に形成した導波路の導波損失との関係から不純物の影
響について検討した。その結果、図２に示すように１〜
５０μｍ、好ましくは１０〜５０μｍエッチングすると
導波損失は実用上影響を及ぼさないことが分かった。
それらの表面をエッチングし、エッチングの深さとその
上に形成した導波路の導波損失との関係から不純物の影
響について検討した。その結果、図２に示すように１〜
５０μｍ、好ましくは１０〜５０μｍエッチングすると
導波損失は実用上影響を及ぼさないことが分かった。
【０００８】次いで、この基板１０の表面をＩＣＰ（Ｉ
ｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｐｌａｓｍａ）
法によって除去した（図１（ａ））。ＩＣＰ法は図３に
示すように、外周にコイル４が設けられた真空チャンバ
６内に石英基板１０が配置され、チャンバ６内にＣＦ4
ガスを吹き込んで石英基板１０の表面をエッチングし
た。エッチング用ガス２の流量は２００（ｓｃｃｍ）、
圧力は１．０（Ｐａ）、コイル４の印加電力は２ｋＷ以
下で行なった。その結果、１０10／ｃｍ3のプラズマ電
子密度を安定に発生することが出来た。この条件によっ
て基板１０の表面を５０μｍエッチングするために要し
た時間は５０分であった。一方、従来の反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ）法で発生させることの出来た最大の
プラズマ電子密度は１０9／ｃｍ3であった。エッチング
速度は図４に示すように、プラズマ電子密度に依存し、
特に１０10／ｃｍ3近傍で大きく変化することが分かっ
た。
ｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｐｌａｓｍａ）
法によって除去した（図１（ａ））。ＩＣＰ法は図３に
示すように、外周にコイル４が設けられた真空チャンバ
６内に石英基板１０が配置され、チャンバ６内にＣＦ4
ガスを吹き込んで石英基板１０の表面をエッチングし
た。エッチング用ガス２の流量は２００（ｓｃｃｍ）、
圧力は１．０（Ｐａ）、コイル４の印加電力は２ｋＷ以
下で行なった。その結果、１０10／ｃｍ3のプラズマ電
子密度を安定に発生することが出来た。この条件によっ
て基板１０の表面を５０μｍエッチングするために要し
た時間は５０分であった。一方、従来の反応性イオンエ
ッチング（ＲＩＥ）法で発生させることの出来た最大の
プラズマ電子密度は１０9／ｃｍ3であった。エッチング
速度は図４に示すように、プラズマ電子密度に依存し、
特に１０10／ｃｍ3近傍で大きく変化することが分かっ
た。
【０００９】次に、表面を平坦にエッチングした基板１
０を用いて光導波路を形成した。酸水素火炎中に、原料
ガスとしてＳｉＣｌ4、ＢＣｌ3、ＧｅＣｌ4を導入し、
火炎加水分解反応によりＢ、Ｐ、Ｇｅが添加されたＳｉ
Ｏ2微粒子を発生させて石英基板１０上に堆積した（図
１（ｂ））。堆積したコアガラスの微粒子層１１’を１
５００℃で４時間焼結して厚さ８μｍのコア層１１を形
成した（図１（ｃ））。
０を用いて光導波路を形成した。酸水素火炎中に、原料
ガスとしてＳｉＣｌ4、ＢＣｌ3、ＧｅＣｌ4を導入し、
火炎加水分解反応によりＢ、Ｐ、Ｇｅが添加されたＳｉ
Ｏ2微粒子を発生させて石英基板１０上に堆積した（図
１（ｂ））。堆積したコアガラスの微粒子層１１’を１
５００℃で４時間焼結して厚さ８μｍのコア層１１を形
成した（図１（ｃ））。
【００１０】次に、コア層１１上に厚さ１μｍの感光性
レジスト層２０を形成する（図１（ｄ））。レジスト層
２０は帯状をなし、その幅はコアの寸法と等しく選択し
た。
レジスト層２０を形成する（図１（ｄ））。レジスト層
２０は帯状をなし、その幅はコアの寸法と等しく選択し
た。
【００１１】次いで、レジスト層２０をエッチングマス
クとして反応性イオンエッチングを行い、コア層１１の
露出部分を基板１０の上面が露出するまで除去した。こ
れにより、石英基板１０上に柱状のコア部材１１ａが形
成された（図１（ｅ））。
クとして反応性イオンエッチングを行い、コア層１１の
露出部分を基板１０の上面が露出するまで除去した。こ
れにより、石英基板１０上に柱状のコア部材１１ａが形
成された（図１（ｅ））。
【００１２】次に、酸水素火炎中に、原料ガスとしてＳ
ｉＣｌ4、ＢＣｌ3、ＰＯＣｌ3を導入し、火炎加水分解
反応によりＢ、Ｐが添加されたＳｉＯ２微粒子を発生さ
せて堆積した（図１（ｆ））。堆積したオーバクラッド
層の微粒子層１２’を１２００℃で４時間焼結して厚さ
３０μｍのオーバクラッド層１２を得た（図１
（ｇ））。導波路の構造は、コア断面形状が８μｍ×８
μｍ、比屈折率差が０．３％となるように合成した。石
英基板１０とオーバクラッド層１２は一体となって一つ
のクラッド層を構成しており、導波路はこのクラッド層
内に埋め込まれた状態で固定される。以上の工程を経て
作製した直線光導波路の導波損失は、０．０６±０．０
３ｄＢ／ｃｍであった。
ｉＣｌ4、ＢＣｌ3、ＰＯＣｌ3を導入し、火炎加水分解
反応によりＢ、Ｐが添加されたＳｉＯ２微粒子を発生さ
せて堆積した（図１（ｆ））。堆積したオーバクラッド
層の微粒子層１２’を１２００℃で４時間焼結して厚さ
３０μｍのオーバクラッド層１２を得た（図１
（ｇ））。導波路の構造は、コア断面形状が８μｍ×８
μｍ、比屈折率差が０．３％となるように合成した。石
英基板１０とオーバクラッド層１２は一体となって一つ
のクラッド層を構成しており、導波路はこのクラッド層
内に埋め込まれた状態で固定される。以上の工程を経て
作製した直線光導波路の導波損失は、０．０６±０．０
３ｄＢ／ｃｍであった。
【００１３】〈 比較例 １ 〉石英基板１０の表面を除
去せずに直接図１に示した工程に従ってコア層１１、オ
ーバクラッド層１２を形成した。作製された直線光導波
路の導波損失は、０．６±０．１ｄＢ／ｃｍであり、低
損失の光導波路は得られなかった。
去せずに直接図１に示した工程に従ってコア層１１、オ
ーバクラッド層１２を形成した。作製された直線光導波
路の導波損失は、０．６±０．１ｄＢ／ｃｍであり、低
損失の光導波路は得られなかった。
【００１４】〈 比較例 ２ 〉また、ＩＣＰ法の替わり
にコンデンサを用いた従来のＲＩＥ法によって石英基板
１０の表面を除去したが、プラズマ電子密度は１０9／
ｃｍ3以上増加することが出来ず、５０μｍエッチング
するために１０時間を費やし、低コストで生産する目的
に合致しなかった。
にコンデンサを用いた従来のＲＩＥ法によって石英基板
１０の表面を除去したが、プラズマ電子密度は１０9／
ｃｍ3以上増加することが出来ず、５０μｍエッチング
するために１０時間を費やし、低コストで生産する目的
に合致しなかった。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
施され、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１６】石英基板上にバッファ層を設けないので製
造工程が少なく、製造時間が短縮される。
造工程が少なく、製造時間が短縮される。
【００１７】高密度プラズマを発生させてドライエッチ
ングすると、エッチング速度が著しく増大し、製造時間
が短縮される。
ングすると、エッチング速度が著しく増大し、製造時間
が短縮される。
【図１】本実施形態に係わる光導波路の製造工程を示す
図である。
図である。
【図２】エッチングの深さと導波損失の関係を示す図で
ある。
ある。
【図３】ＩＣＰ法によるエッチングの構成を示す図であ
る。
る。
【図４】エッチング速度とプラズマ電子密度の関係を示
す図である。
す図である。
【図５】従来の光導波路の製造工程を示す図である。
１：ドライエッチングの方向 １1、１2・・：エッチングの面 ２：ドライエッチング用ガス ３：排気ガス ４：コイル ５：加速用電源 ６：真空チャンバ １０：基板 １１：コア層 １１’：コア部のガラス微粒子層 １２：オーバクラッド層 １２’：オーバクラッド部のガラス微粒子層 １３：バッファ層 １３’：バッファ部のガラス微粒子層 ２０：感光性レジスト層
Claims (1)
- 【請求項１】 石英基板上に光導波路を製造する方法で
あって、 石英基板の表面を除去する第１工程と、 ガラスの屈折率を高める添加物を火炎バーナに供給し、
除去された基板の表面上に、コア用の第１ガラス微粒子
層を堆積させる第２工程と、 前記第１ガラス微粒子層を焼結して透明ガラス化する第
３工程と、 透明ガラス化した前記第１ガラス微粒子層を所定のコア
形状にパターニングする第４工程と、 パターニングされた前記第１ガラス微粒子層上に、オー
バクラッド用の第２ガラス微粒子層を堆積させる第５工
程と、 堆積された前記第２ガラス微粒子層を焼結して透明ガラ
ス化する第６工程とを備え、 前記第１工程は、ＣＦ4ガスを用いたドライエッチング
によって基板の表面を１〜５０μｍ除去し、かつドライ
エッチングのプラズマ電子密度はＩＣＰ法によって１０
10／ｃｍ3以上であることを特徴とする光導波路の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11450296A JPH09297237A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11450296A JPH09297237A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09297237A true JPH09297237A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=14639365
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11450296A Pending JPH09297237A (ja) | 1996-05-09 | 1996-05-09 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09297237A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010073495A (ko) * | 2000-01-15 | 2001-08-01 | 이형종 | 고온 분위기에서 광대역 불꽃 가수분해 증착법을 이용한광소자용 평판형 실리카 박막의 제조법 |
| US7106937B2 (en) | 2004-01-27 | 2006-09-12 | Tdk Corporation | Optical waveguide and method of fabricating the same |
-
1996
- 1996-05-09 JP JP11450296A patent/JPH09297237A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010073495A (ko) * | 2000-01-15 | 2001-08-01 | 이형종 | 고온 분위기에서 광대역 불꽃 가수분해 증착법을 이용한광소자용 평판형 실리카 박막의 제조법 |
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