JPH1078518A - 光導波路ブラッグ反射格子 - Google Patents
光導波路ブラッグ反射格子Info
- Publication number
- JPH1078518A JPH1078518A JP9209343A JP20934397A JPH1078518A JP H1078518 A JPH1078518 A JP H1078518A JP 9209343 A JP9209343 A JP 9209343A JP 20934397 A JP20934397 A JP 20934397A JP H1078518 A JPH1078518 A JP H1078518A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core glass
- glass layer
- layer
- refractive index
- optical waveguide
- 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
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims description 20
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 59
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 claims abstract description 12
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000005253 cladding Methods 0.000 claims description 11
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 9
- -1 germanium ions Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims 2
- 230000004807 localization Effects 0.000 claims 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 36
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 12
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 9
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 7
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 6
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 6
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N hydridophosphorus(.) (triplet) Chemical compound [PH] BHEPBYXIRTUNPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002513 implantation Methods 0.000 description 2
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 2
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 2
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000012792 core layer Substances 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000002839 fiber optic waveguide Methods 0.000 description 1
- 238000005429 filling process Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000005389 semiconductor device fabrication Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/124—Geodesic lenses or integrated gratings
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12083—Constructional arrangements
- G02B2006/12107—Grating
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B2006/12166—Manufacturing methods
- G02B2006/12188—Ion implantation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光導波路ブラッグ反射格子の形成において、
光ファイバー中にブラッグ格子を形成するためのフォト
リフラクティブ効果の使用のみではなく、光導波路中に
ブラッグ格子を形成するエッチング及び充填の並びにイ
オン交換の方法の使用から生じる格子の達成可能な鮮鋭
度及び制御の問題を回避する。 【解決手段】 光導波路ブラッグ格子の分光選択的反射
器はガイドの有効屈折率を局所的に高めるためにフォト
リソグラフィーによるマスク１２を通してイオンビーム
注入により作られる。このことは、フォトリフラクティ
ブ効果の作用を通して屈折率を高めるためにＵＶ光を使
用する従来法とよい対照をなす。
光ファイバー中にブラッグ格子を形成するためのフォト
リフラクティブ効果の使用のみではなく、光導波路中に
ブラッグ格子を形成するエッチング及び充填の並びにイ
オン交換の方法の使用から生じる格子の達成可能な鮮鋭
度及び制御の問題を回避する。 【解決手段】 光導波路ブラッグ格子の分光選択的反射
器はガイドの有効屈折率を局所的に高めるためにフォト
リソグラフィーによるマスク１２を通してイオンビーム
注入により作られる。このことは、フォトリフラクティ
ブ効果の作用を通して屈折率を高めるためにＵＶ光を使
用する従来法とよい対照をなす。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光導波路における分
光選択的反射器に関し、特にブラッグ格子型の反射器に
関する。
光選択的反射器に関し、特にブラッグ格子型の反射器に
関する。
【０００２】
【従来の技術】光に、局在化された屈折率変化の対応す
るパターンを引き起こさせるフォトリフラクティブ効果
に依存して、比較的高強度の紫外光の縞模様によりファ
イバーを横方向から照射することにより、光ファイバー
中に上記の格子が形成されることが知られている。望み
の分光特性に適正な厳密さで適合するための分光選択的
反射器の構造は、絶対局所屈折率値、アポダイセーショ
ン及び導波路全体にわたる均一性の上で、対応する厳密
な制御を必要とする。フォトリフラクティブ効果を利用
して上記記載の横方向の発光方法により光ファイバー中
にブラッグ格子を書き込むことは達成が難しい。このこ
とは、一つは格子がクラッドを通して光コア中に書き込
まれなければならないからであり、他にはフォトリフラ
クティブ効果は使用される物質系中での利用が簡単では
ないからである。
るパターンを引き起こさせるフォトリフラクティブ効果
に依存して、比較的高強度の紫外光の縞模様によりファ
イバーを横方向から照射することにより、光ファイバー
中に上記の格子が形成されることが知られている。望み
の分光特性に適正な厳密さで適合するための分光選択的
反射器の構造は、絶対局所屈折率値、アポダイセーショ
ン及び導波路全体にわたる均一性の上で、対応する厳密
な制御を必要とする。フォトリフラクティブ効果を利用
して上記記載の横方向の発光方法により光ファイバー中
にブラッグ格子を書き込むことは達成が難しい。このこ
とは、一つは格子がクラッドを通して光コア中に書き込
まれなければならないからであり、他にはフォトリフラ
クティブ効果は使用される物質系中での利用が簡単では
ないからである。
【０００３】光ファイバー導波路ではない光導波路中の
分光選択的反射器の製造に対し、コアにマスク物質の層
を適用して、窓を通した屈折率改良ドーパントの選択的
なイオン交換拡散により、又は後でより低い屈折率の物
質により充填される溝を形成するための窓を通した選択
的なエッチングにより、下にあるコアを改良するため、
窓の組を提供するためにこの物質をパターニングするこ
とを含む数多くの技術が提案されてきた。
分光選択的反射器の製造に対し、コアにマスク物質の層
を適用して、窓を通した屈折率改良ドーパントの選択的
なイオン交換拡散により、又は後でより低い屈折率の物
質により充填される溝を形成するための窓を通した選択
的なエッチングにより、下にあるコアを改良するため、
窓の組を提供するためにこの物質をパターニングするこ
とを含む数多くの技術が提案されてきた。
【０００４】エッチングと充填のアプローチは、例えば
アメリカ特許第５，１９５，１６１号に記載され、反応
性イオンエッチングによる一組の凹んだ形状（溝）をエ
ッチングし、そしてその後、そこにより低い屈折率の物
質を充填するためのフォトリソグラフマスキングの調製
に対し簡潔に言及している。同様の充填アプローチは、
その要約がイオンエッチングにより形成されたものであ
るとして窪みの特定をしてはいないが、Ｐａｔｅｎｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ ｏｆ Ｊａｐａｎの第１２巻の３５
４号（Ｐ−７６１）記載の日本特許公開昭６３−１０６
６０５号の要約中にもまた記載されていることが明らか
である。イオン交換拡散のアプローチは、例えばアメリ
カ特許第５，０８０，５０３号に記載され、その中に導
波路が形成された基板上にマスキング物質の薄膜を堆積
し、そのマスク物質中に窓を開けて後でそのマスク中の
窓を通してイオン交換を起こさせるためにマスクされた
基板を溶融塩槽の中に浸すことを記載する。更に、特に
光導波路中のブラッグ反射格子に関するものではない
が、代わりとして光導波路中のブラッグ回折格子に関し
て、アメリカ特許第４，２６２，９９６号は好ましい実
施例の中で、格子構造を与える屈折率変調がコルゲーシ
ョン若しくはエッチング（化学、プラズマ、イオンビー
ム等）により、メッキにより、又は光導波路の物質中へ
のドーパントの拡散により、光導波路の表面上に達成さ
れることを簡潔に記載する。
アメリカ特許第５，１９５，１６１号に記載され、反応
性イオンエッチングによる一組の凹んだ形状（溝）をエ
ッチングし、そしてその後、そこにより低い屈折率の物
質を充填するためのフォトリソグラフマスキングの調製
に対し簡潔に言及している。同様の充填アプローチは、
その要約がイオンエッチングにより形成されたものであ
るとして窪みの特定をしてはいないが、Ｐａｔｅｎｔ
Ａｂｓｔｒａｃｔ ｏｆ Ｊａｐａｎの第１２巻の３５
４号（Ｐ−７６１）記載の日本特許公開昭６３−１０６
６０５号の要約中にもまた記載されていることが明らか
である。イオン交換拡散のアプローチは、例えばアメリ
カ特許第５，０８０，５０３号に記載され、その中に導
波路が形成された基板上にマスキング物質の薄膜を堆積
し、そのマスク物質中に窓を開けて後でそのマスク中の
窓を通してイオン交換を起こさせるためにマスクされた
基板を溶融塩槽の中に浸すことを記載する。更に、特に
光導波路中のブラッグ反射格子に関するものではない
が、代わりとして光導波路中のブラッグ回折格子に関し
て、アメリカ特許第４，２６２，９９６号は好ましい実
施例の中で、格子構造を与える屈折率変調がコルゲーシ
ョン若しくはエッチング（化学、プラズマ、イオンビー
ム等）により、メッキにより、又は光導波路の物質中へ
のドーパントの拡散により、光導波路の表面上に達成さ
れることを簡潔に記載する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】光導波路ブラッグ反射
格子の形成のためのエッチングと充填のアプローチ、同
様にイオン交換拡散アプローチ、及び拡散は、かかる格
子のピッチは単に約５００ｎｍでなければならないとい
う事実を考慮し、達成可能な鮮鋭度及び制御の観点から
フォトリフラクティブ効果アプローチと比較すると皆全
て魅力がない。
格子の形成のためのエッチングと充填のアプローチ、同
様にイオン交換拡散アプローチ、及び拡散は、かかる格
子のピッチは単に約５００ｎｍでなければならないとい
う事実を考慮し、達成可能な鮮鋭度及び制御の観点から
フォトリフラクティブ効果アプローチと比較すると皆全
て魅力がない。
【０００６】本発明は、光ファイバー中にブラッグ格子
を形成するためのフォトリフラクティブ効果の使用のみ
ではなく、光導波路中にブラッグ格子を形成するエッチ
ング及び充填の並びにイオン交換の方法の上記使用から
生じるこれら問題の回避に関する。
を形成するためのフォトリフラクティブ効果の使用のみ
ではなく、光導波路中にブラッグ格子を形成するエッチ
ング及び充填の並びにイオン交換の方法の上記使用から
生じるこれら問題の回避に関する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明に従い、より低い
屈折率のクラッドガラスの層上に支持されるコアガラス
のリブを有し、該コアガラスリブは選択的なイオン注入
により形成されて、一組の高められた屈折率の局在化領
域がブラッグ反射格子を構成するよう協同する光導波路
が提供される。
屈折率のクラッドガラスの層上に支持されるコアガラス
のリブを有し、該コアガラスリブは選択的なイオン注入
により形成されて、一組の高められた屈折率の局在化領
域がブラッグ反射格子を構成するよう協同する光導波路
が提供される。
【０００８】本発明はまた、コアガラスの層を、より低
い屈折率のクラッドガラスの層上に形成する段階と、選
択的なイオン注入によりコアガラスの層中に一組の高め
られた屈折率の局在化された領域を設ける段階と、該一
組の局在化された領域を含むストリップ導波路構造を生
成するためにコアガラス層の領域を選択的に除去する段
階と、を含む、ブラッグ反射格子を具備する光導波路の
生成方法を提供する。
い屈折率のクラッドガラスの層上に形成する段階と、選
択的なイオン注入によりコアガラスの層中に一組の高め
られた屈折率の局在化された領域を設ける段階と、該一
組の局在化された領域を含むストリップ導波路構造を生
成するためにコアガラス層の領域を選択的に除去する段
階と、を含む、ブラッグ反射格子を具備する光導波路の
生成方法を提供する。
【０００９】
【発明の実施の形態】エッチングと充填による、イオン
交換による、又は拡散によるブラッグ格子の形成の際に
可能な解像度は、それぞれのマスクをパターン化するた
めに使用されたリソグラフィー技術によって少なくとも
一部が限定される。リソグラフィーはまた、イオン注入
によるブラッグ格子の形成のためのマスクパターニング
においても使用され、そのため、外観上同様の解像度が
これら三種のブラッグ格子形成技術の何れによっても等
しく簡単に達成可能であるはずと考えられる。製造方法
のより詳細な実験により、より高い解像度はイオン注入
を使用する場合に、より簡単に達成可能であることが確
認されうる。このことは、各例に含まれる製造方法の性
質の考察により明らかになる。イオン注入の場合、レジ
スト層より他にマスキング層は含まれず、そしてこのレ
ジストに必要なことのすべては、第一に窓の形成のため
にパターニングされうることであり、第二に窓の間の部
分は該窓を通した注入のために使用されるイオンを捕捉
するのに十分頑強であることである。これらの要求は単
純な高解像度フォトレジストとＥ（電子）ビームレジス
トにより難なく満足される。イオンビームエッチングの
場合、レジスト層はパターニングが可能でなければなら
ず、そして更に、自身がイオンエッチングに耐えること
が可能であるか、又はイオンエッチングに耐えうる第二
のマスキング層と一緒に使用されなければならない。両
方の例における追加要求は、作り終えた生成物におい
て、達成可能な解像度の劣化を含みやすいことである。
それ以上の問題は、エッチング工程の間のアンダーカッ
ティングの発生に関連するものであり、それから、その
次の充填工程の間に起こりやすい特性変化や、充填の間
の意図しない欠陥形成の可能性と関連する更なる問題が
ある。拡散若しくはイオン交換拡散の場合、拡散の起こ
る工程条件は、単純なレジスト層が耐えるには活性すぎ
る傾向があり、そのためパターニングされたレジスト
は、マスク物質の層のパターニング及び基礎となるため
に今度は使用されなけれならない。このことが負わせる
解像度の劣化に加えて、マスク境界の下での横に広がる
拡散の問題及びパターンのそれ以上の劣化無しに拡散が
完了された後でのマスク除去の問題がある。更に、イオ
ンドーピングの工程中で供給されうる使用量は、拡散作
業中に供給された対応する使用量に比べて比較的高い精
度をもってより容易に制御可能である傾向がある。
交換による、又は拡散によるブラッグ格子の形成の際に
可能な解像度は、それぞれのマスクをパターン化するた
めに使用されたリソグラフィー技術によって少なくとも
一部が限定される。リソグラフィーはまた、イオン注入
によるブラッグ格子の形成のためのマスクパターニング
においても使用され、そのため、外観上同様の解像度が
これら三種のブラッグ格子形成技術の何れによっても等
しく簡単に達成可能であるはずと考えられる。製造方法
のより詳細な実験により、より高い解像度はイオン注入
を使用する場合に、より簡単に達成可能であることが確
認されうる。このことは、各例に含まれる製造方法の性
質の考察により明らかになる。イオン注入の場合、レジ
スト層より他にマスキング層は含まれず、そしてこのレ
ジストに必要なことのすべては、第一に窓の形成のため
にパターニングされうることであり、第二に窓の間の部
分は該窓を通した注入のために使用されるイオンを捕捉
するのに十分頑強であることである。これらの要求は単
純な高解像度フォトレジストとＥ（電子）ビームレジス
トにより難なく満足される。イオンビームエッチングの
場合、レジスト層はパターニングが可能でなければなら
ず、そして更に、自身がイオンエッチングに耐えること
が可能であるか、又はイオンエッチングに耐えうる第二
のマスキング層と一緒に使用されなければならない。両
方の例における追加要求は、作り終えた生成物におい
て、達成可能な解像度の劣化を含みやすいことである。
それ以上の問題は、エッチング工程の間のアンダーカッ
ティングの発生に関連するものであり、それから、その
次の充填工程の間に起こりやすい特性変化や、充填の間
の意図しない欠陥形成の可能性と関連する更なる問題が
ある。拡散若しくはイオン交換拡散の場合、拡散の起こ
る工程条件は、単純なレジスト層が耐えるには活性すぎ
る傾向があり、そのためパターニングされたレジスト
は、マスク物質の層のパターニング及び基礎となるため
に今度は使用されなけれならない。このことが負わせる
解像度の劣化に加えて、マスク境界の下での横に広がる
拡散の問題及びパターンのそれ以上の劣化無しに拡散が
完了された後でのマスク除去の問題がある。更に、イオ
ンドーピングの工程中で供給されうる使用量は、拡散作
業中に供給された対応する使用量に比べて比較的高い精
度をもってより容易に制御可能である傾向がある。
【００１０】リン、ゲルマニウム及びホウ素イオンのイ
オン注入は、半導体技術における公知の製法であり、そ
のようなドーパントはまた、導波路の屈折率制御のため
のドーパントとして特に適当である。１０20個イオンｍ
-2に近い注入量は、５０から１００ｎｍのオーダーで埋
め込まれるガウスドーピング特性をほぼ与えるエネルギ
ーで達成可能である。このような条件下では、下部の上
側表面中に増大された屈折率の領域を作り出し、その後
上部で該下部を覆って二つの部分にコアを構成すること
は容易であり、そのため、増大された屈折率の領域はコ
アの中間面上若しくは近傍にある。このことは、屈折率
が、基本的導波モードの場は最も強いが次に高次のモー
ドのそれは低い領域で変調されることが可能であり、そ
のため変調は基本的なモードとすっと強く相互作用する
という利点を有する。イオン注入に引き続き、もし望む
なら、ガイドは拡散効果により濃度特性を調製するため
に焼成されうる。格子のアポダイセーションは増大され
た屈折率の領域のピッチ、それらの幅、若しくは導波路
の軸方向のそれらの長さ、若しくはこれら三つの要因の
何れかの結合を徐々に変化することにより容易に達成さ
れうる。該領域の方向はブレーズ格子の形成のために協
同するように選択される。
オン注入は、半導体技術における公知の製法であり、そ
のようなドーパントはまた、導波路の屈折率制御のため
のドーパントとして特に適当である。１０20個イオンｍ
-2に近い注入量は、５０から１００ｎｍのオーダーで埋
め込まれるガウスドーピング特性をほぼ与えるエネルギ
ーで達成可能である。このような条件下では、下部の上
側表面中に増大された屈折率の領域を作り出し、その後
上部で該下部を覆って二つの部分にコアを構成すること
は容易であり、そのため、増大された屈折率の領域はコ
アの中間面上若しくは近傍にある。このことは、屈折率
が、基本的導波モードの場は最も強いが次に高次のモー
ドのそれは低い領域で変調されることが可能であり、そ
のため変調は基本的なモードとすっと強く相互作用する
という利点を有する。イオン注入に引き続き、もし望む
なら、ガイドは拡散効果により濃度特性を調製するため
に焼成されうる。格子のアポダイセーションは増大され
た屈折率の領域のピッチ、それらの幅、若しくは導波路
の軸方向のそれらの長さ、若しくはこれら三つの要因の
何れかの結合を徐々に変化することにより容易に達成さ
れうる。該領域の方向はブレーズ格子の形成のために協
同するように選択される。
【００１１】
【実施例】添付図面を参照すると、通常はシリコン基板
（図示されない）若しくはシリカの自己保持可能な基板
上に成長されたシリカの層である石英ガラスのクラッド
ガラスの層１０の上に、下にあるクラッドガラス１０の
値より大きな屈折率を有するコアガラスの層１１が例え
ばプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）により成長され
る。このコア層は通常、下にあるクラッドガラス層１０
より約０．０１までその屈折率を高めるのに対応し、約
２．５から３．０μｍ厚のゲルマニウム、ホウ素及びリ
ンでドープされたシリカの層である。次に、コアガラス
層１１は、通常は約５００ｎｍの付近のピッチを持ち、
それぞれが通常は１から４μｍの間の幅を持つ、実質的
に矩形状の窓２０（図２）の列を開けるためにパターニ
ングされるフォトリソグラフィー用レジストの層１２で
被覆される。レジストの被覆された表面はその後、約１
０19−１０20個イオンｍ-2の適応量を供給するために約
３４０ＭｅＶのエネルギーで通常はリン又はゲルマニウ
ムのイオンビームを用いて窓３０の近傍でラスタスキャ
ンされる。これらのイオンがフォトレジストにぶつかる
ところでは、それによって吸収されるが；レジスト中の
窓内においてイオンは、コアガラス層１１の露出された
表面下の短い距離に置かれた領域３０（図４）中に留ま
るようになる。コアガラス層１１はその後もう一層のコ
アガラス４０（図４）で被覆される。両方のコアガラス
層は好ましくは同一の屈折率を有し、同一の方法で堆積
されて、通常は同一の組成であり、実質的に同じ厚さで
ある。次の新たなマスキング層（図示されない）はコア
ガラス層に適用され、リブ７０の中心軸に沿う列に横切
って延びる領域３０であって、一組のイオン注入により
屈折率が高められた領域３０を含む残りのコアガラスの
リブ７０（図７）を明確に仕切る側壁６０（図６）を残
すために、コアガラス層の領域の除去の準備のためにパ
ターニングされる。コアガラス層の不要な領域は、比較
的に真っ直ぐで直角の側壁６０を残すために、反応性イ
オンエッチングにより簡単に除去される。最後に、上部
クラッドガラス層５０（図５）がリブ７０の露出する上
部及び側部の表面を覆うために堆積される。この上部ク
ラッドガラス層５０は二つのコアガラス層の値に比べよ
り低い屈折率を有する。それはコアガラス層と同じ方法
で堆積され、下にあるリブ７０の歪みを引き起こすその
堆積の危険を最小にするために、ドープされないシリカ
の値より低い軟化温度を有するようにドープされたシリ
カの層であることが好ましい。そのドーパントは、ホウ
素及び又はフッ素のような屈折率低下ドーパントととも
にゲルマニウム及び／又はリンを含む。
（図示されない）若しくはシリカの自己保持可能な基板
上に成長されたシリカの層である石英ガラスのクラッド
ガラスの層１０の上に、下にあるクラッドガラス１０の
値より大きな屈折率を有するコアガラスの層１１が例え
ばプラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）により成長され
る。このコア層は通常、下にあるクラッドガラス層１０
より約０．０１までその屈折率を高めるのに対応し、約
２．５から３．０μｍ厚のゲルマニウム、ホウ素及びリ
ンでドープされたシリカの層である。次に、コアガラス
層１１は、通常は約５００ｎｍの付近のピッチを持ち、
それぞれが通常は１から４μｍの間の幅を持つ、実質的
に矩形状の窓２０（図２）の列を開けるためにパターニ
ングされるフォトリソグラフィー用レジストの層１２で
被覆される。レジストの被覆された表面はその後、約１
０19−１０20個イオンｍ-2の適応量を供給するために約
３４０ＭｅＶのエネルギーで通常はリン又はゲルマニウ
ムのイオンビームを用いて窓３０の近傍でラスタスキャ
ンされる。これらのイオンがフォトレジストにぶつかる
ところでは、それによって吸収されるが；レジスト中の
窓内においてイオンは、コアガラス層１１の露出された
表面下の短い距離に置かれた領域３０（図４）中に留ま
るようになる。コアガラス層１１はその後もう一層のコ
アガラス４０（図４）で被覆される。両方のコアガラス
層は好ましくは同一の屈折率を有し、同一の方法で堆積
されて、通常は同一の組成であり、実質的に同じ厚さで
ある。次の新たなマスキング層（図示されない）はコア
ガラス層に適用され、リブ７０の中心軸に沿う列に横切
って延びる領域３０であって、一組のイオン注入により
屈折率が高められた領域３０を含む残りのコアガラスの
リブ７０（図７）を明確に仕切る側壁６０（図６）を残
すために、コアガラス層の領域の除去の準備のためにパ
ターニングされる。コアガラス層の不要な領域は、比較
的に真っ直ぐで直角の側壁６０を残すために、反応性イ
オンエッチングにより簡単に除去される。最後に、上部
クラッドガラス層５０（図５）がリブ７０の露出する上
部及び側部の表面を覆うために堆積される。この上部ク
ラッドガラス層５０は二つのコアガラス層の値に比べよ
り低い屈折率を有する。それはコアガラス層と同じ方法
で堆積され、下にあるリブ７０の歪みを引き起こすその
堆積の危険を最小にするために、ドープされないシリカ
の値より低い軟化温度を有するようにドープされたシリ
カの層であることが好ましい。そのドーパントは、ホウ
素及び又はフッ素のような屈折率低下ドーパントととも
にゲルマニウム及び／又はリンを含む。
【００１２】この方法で形成されたブラッグ反射格子の
特徴は、たった１００ｎｍ×１００ｎｍを測定する半導
体素子製造において最近使用される小さな窓に比べて、
個別の窓２０の面積がずっと大きいことである。これ
は、該技術が、必要な場合に格子アポダイセーションの
良好な制御を提供する一組の窓の領域の比較的正確な徐
々に進行するグレーディングを達成するのに必要な鋭敏
さを提供することを意味する。単位面積あたりのイオン
数の単一値でのイオン注入は、窓領域のグレーディング
により、比較的広い範囲の有効な屈折率増大を提供す
る。もし必要であるなら、この範囲は多重注入の使用に
より拡張されうる。
特徴は、たった１００ｎｍ×１００ｎｍを測定する半導
体素子製造において最近使用される小さな窓に比べて、
個別の窓２０の面積がずっと大きいことである。これ
は、該技術が、必要な場合に格子アポダイセーションの
良好な制御を提供する一組の窓の領域の比較的正確な徐
々に進行するグレーディングを達成するのに必要な鋭敏
さを提供することを意味する。単位面積あたりのイオン
数の単一値でのイオン注入は、窓領域のグレーディング
により、比較的広い範囲の有効な屈折率増大を提供す
る。もし必要であるなら、この範囲は多重注入の使用に
より拡張されうる。
【００１３】
【発明の効果】本発明によれば、光ファイバー中にブラ
ッグ格子を形成するためのフォトリフラクティブ効果の
使用のみではなく、光導波路中にブラッグ格子を形成す
るエッチング及び充填の並びにイオン交換の方法の使用
から生じる格子の達成可能な鮮鋭度及び制御の問題を回
避することが可能となる。
ッグ格子を形成するためのフォトリフラクティブ効果の
使用のみではなく、光導波路中にブラッグ格子を形成す
るエッチング及び充填の並びにイオン交換の方法の使用
から生じる格子の達成可能な鮮鋭度及び制御の問題を回
避することが可能となる。
好ましい形態で本発明を具体化するブラッグ反射格子を
備えた光導波路の製造に関する説明を示す。説明は添付
の図面を参照する。
備えた光導波路の製造に関する説明を示す。説明は添付
の図面を参照する。
【図１】導波路及びそのブラッグ格子の形成における連
続した工程を示す要部の縦断面図である。
続した工程を示す要部の縦断面図である。
【図２】導波路及びそのブラッグ格子の形成における連
続した工程を示す要部の縦断面図である。
続した工程を示す要部の縦断面図である。
【図３】導波路及びそのブラッグ格子の形成における連
続した工程を示す要部の縦断面図である。
続した工程を示す要部の縦断面図である。
【図４】導波路及びそのブラッグ格子の形成における連
続した工程を示す要部の縦断面図である。
続した工程を示す要部の縦断面図である。
【図５】導波路及びそのブラッグ格子の形成における連
続した工程を示す要部の縦断面図である。
続した工程を示す要部の縦断面図である。
【図６】完成された導波路格子の一部を示す概要図であ
る。
る。
【図７】完成された導波路格子の一部を示す横断面図で
ある。
ある。
１０ クラッドガラス層 １１ コアガラス層 １２ フォトリソグラフィー用レジスト層 ３０ 窓 ４０ コアガラス層 ５０ 上部クラッドガラス層 ６０ 側壁 ７０ リブ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 テリ ヴィクター クラップ イギリス国，ハートフォードシャー エス ジー11 １エルエイチ，スタンドン，ハド ハム・ロード，グリーン・レイズ・コテー ジズ ７番
Claims (8)
- 【請求項１】 より低い屈折率のクラッドガラスの層上
に支持されるコアガラスのリブを有し、該コアガラスリ
ブは選択的なイオン注入により形成されて、一組の高め
られた屈折率の局在化領域がブラッグ反射格子を構成す
るよう協同する光導波路。 - 【請求項２】 該注入されたイオンはリンとゲルマニウ
ムのイオンからなる請求項１記載の光導波路。 - 【請求項３】 該リブは該コアガラスの値より小さい屈
折率を有するもう一つのクラッドガラス層で覆われてい
る請求項１記載の光導波路。 - 【請求項４】 該注入されたイオンはリンとゲルマニウ
ムのイオンからなる請求項３記載の光導波路。 - 【請求項５】 コアガラスの層を、より低い屈折率のク
ラッドガラスの層上に形成する段階と、 選択的なイオン注入によりコアガラスの層中に一組の高
められた屈折率の局在化された領域を設ける段階と、 該一組の局在化された領域を含むストリップ導波路構造
を生成するためにコアガラス層の領域を選択的に除去す
る段階と、を含む、ブラッグ反射格子を具備する光導波
路の生成方法。 - 【請求項６】 コアガラス層の該領域の選択的な除去の
段階の後に、コアガラス層の値より小さい屈折率を有す
るもう一つのクラッドガラス層を有する一組の高められ
た屈折率の局在化領域を含むコアガラス層の残存領域を
被覆する段階が含まれる、請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 高められた屈折率の局在化された領域の
組の生成の段階後であって、導波路構造を生成するため
にコアガラス層の領域を選択的に除去する段階の前に、
コアガラスの既にある層の上にもう一層のコアガラスを
形成する段階が含まれ、ストリップ導波路構造を生成す
るためにコアガラスの領域を選択的に除去する段階は、
該既にあるコアガラス層と該その上のガラス層の両方の
領域を選択的に除去する段階である、請求項５記載の方
法。 - 【請求項８】 コアガラス層の該領域の選択的な除去の
段階の後に、コアガラス層の値より小さい屈折率を有す
るもう一つのクラッドガラス層により一組の高められた
屈折率の局在化領域を含むコアガラス層の残存領域を被
覆する段階を含む、請求項７記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9616839:8 | 1996-08-10 | ||
| GBGB9616839.8A GB9616839D0 (en) | 1996-08-10 | 1996-08-10 | Optical waveguide bragg reflection gratings |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1078518A true JPH1078518A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=10798320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9209343A Pending JPH1078518A (ja) | 1996-08-10 | 1997-08-04 | 光導波路ブラッグ反射格子 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6115518A (ja) |
| JP (1) | JPH1078518A (ja) |
| CA (1) | CA2211244A1 (ja) |
| GB (1) | GB9616839D0 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015170590A1 (ja) * | 2014-05-07 | 2015-11-12 | 日本碍子株式会社 | グレーティング素子の実装構造の製造方法 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2217806A1 (en) * | 1997-10-07 | 1999-04-07 | Mark Farries | Grating and method of providing a grating in an ion diffused waveguide |
| WO2000043828A1 (en) * | 1999-01-26 | 2000-07-27 | Templex Technology, Inc. | Dynamically reconfigurable composite grating filters for temporal waveform processing |
| JP3456927B2 (ja) | 1999-08-06 | 2003-10-14 | 学校法人早稲田大学 | グレーティング並びにグレーティング形成方法及び装置 |
| US7016589B2 (en) * | 2000-05-19 | 2006-03-21 | Optinetrics, Inc. | Thermally-assisted photo-lithographic process using sol-gel derived glass and products made thereby |
| US6881530B1 (en) | 2000-05-19 | 2005-04-19 | Optinetrics, Inc. | Thin film sol-gel derived glass |
| US7039289B1 (en) | 2000-05-19 | 2006-05-02 | Optinetrics, Inc. | Integrated optic devices and processes for the fabrication of integrated optic devices |
| WO2002031550A2 (en) * | 2000-10-10 | 2002-04-18 | Lightcross, Inc | Waveguide having a light drain |
| US6792180B1 (en) | 2001-03-20 | 2004-09-14 | Kotura, Inc. | Optical component having flat top output |
| JP2003057469A (ja) * | 2001-04-11 | 2003-02-26 | Makoto Fujimaki | 光導波路グレーティング、その形成方法、およびその形成用マスク |
| JP4541708B2 (ja) * | 2002-03-05 | 2010-09-08 | コーニング インコーポレイテッド | 光学部材および光学部材と光学系の性能を予測する方法 |
| US6816648B2 (en) * | 2002-05-01 | 2004-11-09 | Intel Corporation | Integrated waveguide gratings by ion implantation |
| JP3896481B2 (ja) * | 2002-06-03 | 2007-03-22 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 光導波路素子の作製方法 |
| US7245792B2 (en) * | 2002-08-16 | 2007-07-17 | Intel Corporation | Silicon-based tunable single passband optical filter |
| WO2005081027A1 (en) * | 2004-02-23 | 2005-09-01 | Waseda University | Optical device with optical waveguide and manufacturing method thereof |
| US8380027B2 (en) | 2010-05-10 | 2013-02-19 | Intel Corporation | Erasable ion implanted optical couplers |
| US11131601B2 (en) * | 2017-11-30 | 2021-09-28 | Rain Tree Photonics Pte. Ltd. | Method for in-line optical testing |
| US12085751B2 (en) * | 2022-07-08 | 2024-09-10 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Semiconductor device and methods of formation |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4262996A (en) * | 1979-05-29 | 1981-04-21 | Rockwell International Corporation | Chirp-grating lens for guided-wave optics |
| FR2500177A1 (fr) * | 1981-02-13 | 1982-08-20 | Thomson Csf | Dispositif dioptrique a ondes magnetostatiques |
| JPS63106605A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-11 | Hitachi Ltd | 薄膜導波路型光回折素子 |
| JPS63192004A (ja) * | 1987-02-05 | 1988-08-09 | Hitachi Ltd | 導波路形光学素子およびその製造方法 |
| US4963177A (en) * | 1988-08-24 | 1990-10-16 | Canadian Patents And Development Limited/Societe Canadienne Des Brevets Et D'exploitation Limitee | Method for making a grating assisted optical waveguide device |
| US5080503A (en) * | 1989-12-12 | 1992-01-14 | Ecole Polytechnique | Optical waveguide device and method for making such device |
| US5195161A (en) * | 1991-12-11 | 1993-03-16 | At&T Bell Laboratories | Optical waveguide comprising Bragg grating coupling means |
| CA2101411C (en) * | 1992-08-14 | 2003-06-10 | Jean-Pierre Weber | Tunable optical filter |
| US5581639A (en) * | 1995-05-04 | 1996-12-03 | National Research Council Of Canada | Raman-nath diffraction grating |
| US5710849A (en) * | 1995-11-01 | 1998-01-20 | Northern Telecom, Ltd. | Taper shapes for flatband response and sidelobe suppression in grating assisted optical coupler filters |
-
1996
- 1996-08-10 GB GBGB9616839.8A patent/GB9616839D0/en active Pending
-
1997
- 1997-07-17 US US08/896,092 patent/US6115518A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-07-23 CA CA002211244A patent/CA2211244A1/en not_active Abandoned
- 1997-08-04 JP JP9209343A patent/JPH1078518A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015170590A1 (ja) * | 2014-05-07 | 2015-11-12 | 日本碍子株式会社 | グレーティング素子の実装構造の製造方法 |
| CN106233176A (zh) * | 2014-05-07 | 2016-12-14 | 日本碍子株式会社 | 光栅元件的安装结构的制造方法 |
| JPWO2015170590A1 (ja) * | 2014-05-07 | 2017-04-20 | 日本碍子株式会社 | グレーティング素子の実装構造の製造方法 |
| US9874694B2 (en) | 2014-05-07 | 2018-01-23 | Ngk Insulators, Ltd. | Production method for mounting structure for grating elements |
| CN106233176B (zh) * | 2014-05-07 | 2019-08-16 | 日本碍子株式会社 | 光栅元件的安装结构的制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6115518A (en) | 2000-09-05 |
| GB9616839D0 (en) | 1996-09-25 |
| CA2211244A1 (en) | 1998-02-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH1078518A (ja) | 光導波路ブラッグ反射格子 | |
| US8236481B2 (en) | Method to fabricate a redirecting mirror in optical waveguide devices | |
| US6514674B1 (en) | Method of forming an optical element | |
| KR100450935B1 (ko) | 테이퍼형 광도파로 제조방법 | |
| US6200711B1 (en) | Phase mask for manufacturing diffraction grating, and method of manufacture | |
| EP0940695B1 (en) | Phase mask for machining optical fibers and method of manufacturing the same | |
| US6821903B2 (en) | Method for making an integrated optical circuit | |
| KR100471380B1 (ko) | 레이저 직접 묘화법을 이용한 광 도파로 제작방법 및 이를이용한 광 도파로 | |
| US6197608B1 (en) | Mask for area forming selective grating and selective area growth and method for fabricating semiconductor device by utilizing the same | |
| US6859602B2 (en) | Method for fabricating planar light waveguide circuits with vertical taper structure | |
| KR0127662B1 (ko) | 반도체 소자의 위상반전 마스크 제조방법 | |
| CN102738698A (zh) | 一种基于紫外光刻工艺的深亚微米刻蚀槽制作方法 | |
| KR100668611B1 (ko) | 파장필터 하부 클래딩층의 패턴 제작을 위한 몰드 및도파로형 파장필터의 제작방법 | |
| GB2316185A (en) | Optical waveguide Bragg reflection gratings by ion implantation | |
| JP2824314B2 (ja) | 反射型光曲げ導波路の製造方法 | |
| EP0490320B1 (en) | A method for producing a diffraction grating | |
| JP3723101B2 (ja) | 光導波路の形成方法 | |
| US20050048409A1 (en) | Method of making an optical device in silicon | |
| JPH041703A (ja) | 位相シフト型回折格子の製造方法 | |
| JP2616562B2 (ja) | 位相シフトマスクの作製方法 | |
| JPH06148413A (ja) | 回折格子の作成方法 | |
| JP2004077771A (ja) | 回折格子マスク | |
| JP3818518B2 (ja) | 光ファイバー加工用位相マスクの製造方法 | |
| JPH02213182A (ja) | 回折格子の製造方法 | |
| KR100277896B1 (ko) | 반도체소자의 마스크 제작방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20040913 |