JPH1184157A - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
- Publication number
- JPH1184157A JPH1184157A JP25595697A JP25595697A JPH1184157A JP H1184157 A JPH1184157 A JP H1184157A JP 25595697 A JP25595697 A JP 25595697A JP 25595697 A JP25595697 A JP 25595697A JP H1184157 A JPH1184157 A JP H1184157A
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- Japan
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- core
- cladding layer
- layer
- silicon dioxide
- deposition
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コアや下部クラッド層等に悪影響を与えるこ
となくこれらに対する上部クラッド層の密着性を高める
ことができる光導波路の製造方法を提供する。蒸着材料
を提供する。 【解決手段】 基板４上にプラズマ蒸着法を用いて下部
クラッド層３を成膜する（工程１）。下部クラッド層３
上にコア層１’を形成した後、コア層１’の不要な部分
を除去してコア１を形成する（工程２）。二酸化ケイ素
を主成分とし、これに五酸化リンと酸化ホウ素を混合し
てなる蒸着材料を使用して、イオン化蒸着法により上部
クラッド層２を成膜する（工程３）。蒸着材料中におけ
る五酸化リンと酸化ホウ素の含有量は均等とする。その
後、所定時間熱処理する。二酸化ケイ素よりも融点が低
い物質を含有した蒸着材料を使用したことにより、イオ
ン化蒸着法により成膜を行った後の熱処理において、純
粋な二酸化ケイ素の融点よりも低い温度下で上部クラッ
ド層２を溶融させて、下部クラッド層３及びコア１表面
に対する上部クラッド層２の密着性を向上できる。
となくこれらに対する上部クラッド層の密着性を高める
ことができる光導波路の製造方法を提供する。蒸着材料
を提供する。 【解決手段】 基板４上にプラズマ蒸着法を用いて下部
クラッド層３を成膜する（工程１）。下部クラッド層３
上にコア層１’を形成した後、コア層１’の不要な部分
を除去してコア１を形成する（工程２）。二酸化ケイ素
を主成分とし、これに五酸化リンと酸化ホウ素を混合し
てなる蒸着材料を使用して、イオン化蒸着法により上部
クラッド層２を成膜する（工程３）。蒸着材料中におけ
る五酸化リンと酸化ホウ素の含有量は均等とする。その
後、所定時間熱処理する。二酸化ケイ素よりも融点が低
い物質を含有した蒸着材料を使用したことにより、イオ
ン化蒸着法により成膜を行った後の熱処理において、純
粋な二酸化ケイ素の融点よりも低い温度下で上部クラッ
ド層２を溶融させて、下部クラッド層３及びコア１表面
に対する上部クラッド層２の密着性を向上できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光コンピ
ューティングに用いられる石英系光導波路の製造技術に
関わり、特に光導波路のコアを覆うクラッドをイオン化
蒸着法により成膜してなる光導波路の製造方法に関する
ものである。
ューティングに用いられる石英系光導波路の製造技術に
関わり、特に光導波路のコアを覆うクラッドをイオン化
蒸着法により成膜してなる光導波路の製造方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】図２（ａ）、（ｂ）は石英光導波路カプ
ラの光導波路構造を示す断面図である。図２（ａ）に示
す光導波路は、基板４上に下部クラッド層３を形成し、
その上にコア層１’を形成した後、コア層１’の余分な
部分をエッチング除去して断面矩形状のコア１を形成
し、さらにそのコア１を埋め込むようにして上部クラッ
ド層２を形成してなる。図２（ｂ）に示す光導波路は、
低屈折率の合成石英基板５を使用して下部クラッド３を
省略し、基板５上に直接コア１を設けたものである。コ
ア１は二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）に屈折率制御用ドーパン
ト（ＴｉＯ2 等）を添加したものからなり、上部クラッ
ド層２及び下部クラッド層３は純粋な二酸化珪素からな
る。上部クラッド層２及び下部クラッド層３は、真空蒸
着法の一種であるイオン化蒸着法により成膜される。イ
オン化蒸着法では、気化した蒸着物質を気体プラズマ中
でイオン化させて堆積させることにより、或いは、イオ
ン化した気体分子を電界により加速してターゲットに衝
突させ、ターゲット表面から叩き出された蒸着物質を堆
積させることにより成膜を行う。そして、イオン化蒸着
法により成膜を行った後、熱処理を行って被蒸着面に対
する上部クラッド層２の密着度を高める。
ラの光導波路構造を示す断面図である。図２（ａ）に示
す光導波路は、基板４上に下部クラッド層３を形成し、
その上にコア層１’を形成した後、コア層１’の余分な
部分をエッチング除去して断面矩形状のコア１を形成
し、さらにそのコア１を埋め込むようにして上部クラッ
ド層２を形成してなる。図２（ｂ）に示す光導波路は、
低屈折率の合成石英基板５を使用して下部クラッド３を
省略し、基板５上に直接コア１を設けたものである。コ
ア１は二酸化珪素（ＳｉＯ2 ）に屈折率制御用ドーパン
ト（ＴｉＯ2 等）を添加したものからなり、上部クラッ
ド層２及び下部クラッド層３は純粋な二酸化珪素からな
る。上部クラッド層２及び下部クラッド層３は、真空蒸
着法の一種であるイオン化蒸着法により成膜される。イ
オン化蒸着法では、気化した蒸着物質を気体プラズマ中
でイオン化させて堆積させることにより、或いは、イオ
ン化した気体分子を電界により加速してターゲットに衝
突させ、ターゲット表面から叩き出された蒸着物質を堆
積させることにより成膜を行う。そして、イオン化蒸着
法により成膜を行った後、熱処理を行って被蒸着面に対
する上部クラッド層２の密着度を高める。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来は上部ク
ラッド層２の蒸着材料に融点の高い純粋な二酸化ケイ素
を使用していたため、イオン化蒸着法により成膜を行っ
た後における熱処理において、上部クラッド層２を十分
に溶融させることができない。これは、二酸化ケイ素の
融点である１５００℃程度まで加熱すると、コア１が溶
融し変形する等の問題を招くためである。その結果、被
蒸着面に対する上部クラッド層２の密着性が悪くなり、
図３に示すようにコア１の埋め込みが不完全になること
があった。このような不良箇所があると、その部分のコ
ア１表面から伝搬光が漏洩し伝送損失が著しく増大す
る。そこで本発明の解決すべき課題は、コアや下部クラ
ッド層等に悪影響を与えることなくこれらに対する上部
クラッド層の密着性を高めることができる光導波路の製
造方法を提供することにある。
ラッド層２の蒸着材料に融点の高い純粋な二酸化ケイ素
を使用していたため、イオン化蒸着法により成膜を行っ
た後における熱処理において、上部クラッド層２を十分
に溶融させることができない。これは、二酸化ケイ素の
融点である１５００℃程度まで加熱すると、コア１が溶
融し変形する等の問題を招くためである。その結果、被
蒸着面に対する上部クラッド層２の密着性が悪くなり、
図３に示すようにコア１の埋め込みが不完全になること
があった。このような不良箇所があると、その部分のコ
ア１表面から伝搬光が漏洩し伝送損失が著しく増大す
る。そこで本発明の解決すべき課題は、コアや下部クラ
ッド層等に悪影響を与えることなくこれらに対する上部
クラッド層の密着性を高めることができる光導波路の製
造方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、基板表面又は該基板表面に形成された下
部クラッド層の表面にコアを突設した後、該コアを埋め
込むようにしてイオン化蒸着法により上部クラッド層を
成膜してなる光導波路の製造方法において、二酸化ケイ
素と、該二酸化ケイ素のモル数よりも少ない量の五酸化
リン及び酸化ホウ素とを混合してなる蒸着材料を使用し
てイオン化蒸着法により前記上部クラッド層を成膜した
後、酸化ホウ素の融点温度以上で且つ二酸化ケイ素の融
点温度未満の温度下で熱処理を行うようにしたことを特
徴とする。下記の表１に示すように、五酸化リンと酸化
ホウ素は共に二酸化ケイ素よりも融点が低いため、これ
らの物質を含有した蒸着材料を使用してイオン化蒸着法
により形成された蒸着膜は、純粋な二酸化ケイ素の融点
よりも低い温度で溶融する。したがって、イオン化蒸着
法により上部クラッド層の成膜を行った後、酸化ホウ素
の融点温度以上で且つ二酸化ケイ素の融点温度未満の温
度下で熱処理を行うことにより、コアや下部クラッド層
等を融解させることなく、上部クラッド層のみ融解させ
ることができるので、コアや下部クラッド層等に悪影響
を与えることなくこれらに対する上部クラッド層の密着
性を高めることができる。
めに本発明は、基板表面又は該基板表面に形成された下
部クラッド層の表面にコアを突設した後、該コアを埋め
込むようにしてイオン化蒸着法により上部クラッド層を
成膜してなる光導波路の製造方法において、二酸化ケイ
素と、該二酸化ケイ素のモル数よりも少ない量の五酸化
リン及び酸化ホウ素とを混合してなる蒸着材料を使用し
てイオン化蒸着法により前記上部クラッド層を成膜した
後、酸化ホウ素の融点温度以上で且つ二酸化ケイ素の融
点温度未満の温度下で熱処理を行うようにしたことを特
徴とする。下記の表１に示すように、五酸化リンと酸化
ホウ素は共に二酸化ケイ素よりも融点が低いため、これ
らの物質を含有した蒸着材料を使用してイオン化蒸着法
により形成された蒸着膜は、純粋な二酸化ケイ素の融点
よりも低い温度で溶融する。したがって、イオン化蒸着
法により上部クラッド層の成膜を行った後、酸化ホウ素
の融点温度以上で且つ二酸化ケイ素の融点温度未満の温
度下で熱処理を行うことにより、コアや下部クラッド層
等を融解させることなく、上部クラッド層のみ融解させ
ることができるので、コアや下部クラッド層等に悪影響
を与えることなくこれらに対する上部クラッド層の密着
性を高めることができる。
【０００５】
【表１】
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示した実施の形
態により本発明の詳細を説明する。図１は図２（ａ）に
示した構造の光導波路を本発明の方法を用いて製造する
際の工程説明図である。まず、基板４上にプラズマ蒸着
法を用いて下部クラッド層３を成膜する（工程１）。下
部クラッド層３の蒸着材料には従来と同じく純粋な二酸
化ケイ素を使用する。ついで、下部クラッド層３上にコ
ア層１’を形成した後、フォトリソグラフィーと反応性
イオンエッチングにより、コア層１’の不要な部分を除
去して、コア１を形成する（工程２）。コア層１の材料
には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）に屈折率制御用ドーパ
ントとして例えばＴｉＯ2 を添加したものを使用する。
その後、本発明の蒸着材料、すなわち二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ2 ）を主成分とし、これに五酸化リン（Ｐ2 Ｏ5 ）
と酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）を混合してなる蒸着材料を使
用して、イオン化蒸着法により上部クラッド層２を成膜
する（工程３）。蒸着材料中における五酸化リンと酸化
ホウ素の含有量は均等とする。以上の工程は図示しない
減圧室内で行われる。その後、下部クラッド層３、コア
１、及び上部クラッド層２が形成された基板４を図示し
ない電気炉内に移送し、主に上方から所定時間熱処理す
る。このときの熱処理温度は、酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）
の融点温度である４６０℃から二酸化ケイ素（ＳｉＯ
2 ）の融点温度である１５００℃の間である。そして熱
処理後、基板４全体を自然冷却して光導波路が完成す
る。上記のように、二酸化ケイ素を主成分とし、これよ
りも融点が低い物質である五酸化リンと酸化ホウ素を含
有した蒸着材料を使用して、イオン化蒸着法により上部
クラッド層２を成膜することにより、イオン化蒸着法に
より成膜を行った後の熱処理において、純粋な二酸化ケ
イ素の融点よりも低い温度下で上部クラッド層２を溶融
させて、下部クラッド層３及びコア１表面に対する上部
クラッド層２の密着性を高めることができる。
態により本発明の詳細を説明する。図１は図２（ａ）に
示した構造の光導波路を本発明の方法を用いて製造する
際の工程説明図である。まず、基板４上にプラズマ蒸着
法を用いて下部クラッド層３を成膜する（工程１）。下
部クラッド層３の蒸着材料には従来と同じく純粋な二酸
化ケイ素を使用する。ついで、下部クラッド層３上にコ
ア層１’を形成した後、フォトリソグラフィーと反応性
イオンエッチングにより、コア層１’の不要な部分を除
去して、コア１を形成する（工程２）。コア層１の材料
には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）に屈折率制御用ドーパ
ントとして例えばＴｉＯ2 を添加したものを使用する。
その後、本発明の蒸着材料、すなわち二酸化ケイ素（Ｓ
ｉＯ2 ）を主成分とし、これに五酸化リン（Ｐ2 Ｏ5 ）
と酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）を混合してなる蒸着材料を使
用して、イオン化蒸着法により上部クラッド層２を成膜
する（工程３）。蒸着材料中における五酸化リンと酸化
ホウ素の含有量は均等とする。以上の工程は図示しない
減圧室内で行われる。その後、下部クラッド層３、コア
１、及び上部クラッド層２が形成された基板４を図示し
ない電気炉内に移送し、主に上方から所定時間熱処理す
る。このときの熱処理温度は、酸化ホウ素（Ｂ2 Ｏ3 ）
の融点温度である４６０℃から二酸化ケイ素（ＳｉＯ
2 ）の融点温度である１５００℃の間である。そして熱
処理後、基板４全体を自然冷却して光導波路が完成す
る。上記のように、二酸化ケイ素を主成分とし、これよ
りも融点が低い物質である五酸化リンと酸化ホウ素を含
有した蒸着材料を使用して、イオン化蒸着法により上部
クラッド層２を成膜することにより、イオン化蒸着法に
より成膜を行った後の熱処理において、純粋な二酸化ケ
イ素の融点よりも低い温度下で上部クラッド層２を溶融
させて、下部クラッド層３及びコア１表面に対する上部
クラッド層２の密着性を高めることができる。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る光導
波路の製造方法によれば、基板表面又は該基板表面に形
成された下部クラッド層の表面にコアを突設した後、該
コアを埋め込むようにしてイオン化蒸着法により上部ク
ラッド層を成膜してなる光導波路の製造方法において、
イオン化蒸着法により上部クラッド層の成膜を行った
後、酸化ホウ素の融点温度以上で且つ二酸化ケイ素の融
点温度未満の温度下で熱処理を行うようにしたことによ
り、コアや下部クラッド層等を融解させることなく、上
部クラッド層のみ融解させることができるので、コアや
下部クラッド層等に悪影響を与えることなくこれらに対
する上部クラッド層の密着性を高めることができる。
波路の製造方法によれば、基板表面又は該基板表面に形
成された下部クラッド層の表面にコアを突設した後、該
コアを埋め込むようにしてイオン化蒸着法により上部ク
ラッド層を成膜してなる光導波路の製造方法において、
イオン化蒸着法により上部クラッド層の成膜を行った
後、酸化ホウ素の融点温度以上で且つ二酸化ケイ素の融
点温度未満の温度下で熱処理を行うようにしたことによ
り、コアや下部クラッド層等を融解させることなく、上
部クラッド層のみ融解させることができるので、コアや
下部クラッド層等に悪影響を与えることなくこれらに対
する上部クラッド層の密着性を高めることができる。
【図１】本発明に係る光導波路の製造方法の一例を示す
工程説明図である。
工程説明図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は石英系光導波路の基本構造を
示す断面図である。
示す断面図である。
【図３】従来の蒸着材料を用いて段差のある面に対して
イオン化蒸着法により石英系の膜を形成した場合の成膜
状態を示す説明図である。
イオン化蒸着法により石英系の膜を形成した場合の成膜
状態を示す説明図である。
１ コア、１’ コア層、２ 上部クラッド層、３ 下
部クラッド層、４ 基板
部クラッド層、４ 基板
Claims (1)
- 【請求項１】 基板表面又は該基板表面に形成された下
部クラッド層の表面にコアを突設した後、該コアを埋め
込むようにしてイオン化蒸着法により上部クラッド層を
成膜してなる光導波路の製造方法において、 二酸化ケイ素と、該二酸化ケイ素のモル数よりも少ない
量の五酸化リン及び酸化ホウ素とを混合してなる蒸着材
料を使用してイオン化蒸着法により前記上部クラッド層
を成膜した後、酸化ホウ素の融点温度以上で且つ二酸化
ケイ素の融点温度未満の温度下で熱処理を行うようにし
た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 |
|---|---|---|---|
| JP25595697A JPH1184157A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25595697A JPH1184157A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1184157A true JPH1184157A (ja) | 1999-03-26 |
Family
ID=17285924
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25595697A Pending JPH1184157A (ja) | 1997-09-04 | 1997-09-04 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1184157A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003012497A1 (en) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Asahi Optronics, Ltd. | Quartz-plane light circuit element and process for producing the same |
-
1997
- 1997-09-04 JP JP25595697A patent/JPH1184157A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003012497A1 (en) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Asahi Optronics, Ltd. | Quartz-plane light circuit element and process for producing the same |
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