JPS5897006A - 光導波路の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は基板の内部に光導波路を形成する光導波路の製
造方法に関する。

元集積回路用線鮎なといわゆる平ｖｊＪ型光回路に用い
られる光導波路は、基本的には比較的高屈折率を有する
コア部が比較的低い屈折率を有するクラ、ド部によって
覆われた構造罠なっている。

従来、このような光導波路の製造方法として、本出願の
発明者が発明者の一人となっている同日出願の発明があ
る。これはドライ式の電界拡散法であって、ガラスなど
の基板に銀イオンなど基板の屈折率を高める金属イオン
を電界印加の下に拡散させて高屈折率層を形成し、さら
にナトリウムイオンなど基板の屈折率を前記高屈折率層
の屈折率よりも小さくする金属イオンを電界印加の下に
拡散させることにより、前記高屈折率層を基板の内部に
埋め込んで光導波路を形成せしめるものである。この方
法は光導波路をすべてドライプロセスで形成できるとと
もに１光導波路を深く埋め込むことができ、しかも、埋
め込みＫｌ［’する時間が短かくてすむという特長があ
りた。

しかし、塩め込みに用いる金属イオンは一般に拡散すべ
き基板の中を容易に移動できるため、高屈折率層を形成
する金属イオンを移動させるのに必要な量以上の金属イ
オンが一度に基板の中に浸透してしまり。そのため、前
記高屈折率層が所期の深さに埋め込まれるまでの間埋め
込みに用いる金属イオンの基板への浸透を保つには、埋
め込みに用いる金属イオンの拡散源となる薄膜の厚さを
必要以上に厚くしておかなければならないが、との膜厚
が厚くなると、基板や基板の上に形成した電極などの他
の薄膜との膨張係数の差や相互の付着力の弱さのため薄
膜が基板からはがれやすくなり、埋め込みプロセスに障
害を生じやすいという欠点があった。

本発明の目的は上記の欠点を除去し、すべてドライプロ
セスで形成できるとと亀に、光導波路を深く埋め込むこ
とができ、しかも埋め込みに要する時間が短かくて済む
という特長を保ちつつ、さらに１埋め込みに用いる金属
イオンの拡散源となる薄膜の厚さを不易ＩＮＫ厚くしな
いで済ませ、しかも薄膜の基板からのはがれを生じに＜
＜シて安定な埋め込みプロセスが行なえるような光導波
路の製造方法を提供することＫある。

以下に、本発明による光導波路の製造方法について実施
例により図面を参照して説明する。

第１図〜第７図は本発明による光導波路の製造方法の最
も好ましい一実施例を示したものである。

本実施例による製造方法では、第１図に示すように、ま
ず厚さ１〜３　ｍｍ　ｆ）　Ｂ　Ｋ　７ガラスのガラス
基板ｌの上に、す７トオ７法によりパターン形成が施さ
れ真空蒸着により塗布されたアル＜＝ラムの薄膜からな
る拡散阻止層２を設ける。次に第２図に示すように１真
空蒸着により約１〜５μｍの厚さで拡散源の金属となる
鎖の薄膜３を設け、さらに上下両ＩＩＫ電極４，４′を
形成する。その後第３図に示すように１前記各金属の層
２，３，４゜４′が設けられたガラス基板ｌを２５０℃
〜５５０℃位のガラス歪温度以下に加熱器５を用いて加
熱するとともに２〜３００　Ｖ／ｍｍの電界を印加する
ことＫより、第４図に示すように、銀イオンをガラス基
板１の中に拡散させ、所期の拡散深さを有する高屈折率
部６を形成せしめる。ここで、拡散阻止層２．残存する
銀の薄膜３．電極４，４′を除去した後、第５図に示す
ように、まずガラス基板１の上にアルミニウムの薄膜か
らなり、埋め込みに用いる金属イオンの流れを制限する
ためのイオン流制限層７を設け、その上に、上下の薄膜
７゜９の接着力の強化を計るためのクロムからなる第１
の接着力強化層８を設ける。この第１の接着力強化層８
は埋め込みに用いる前記金属イオンの流れを制限する働
きも兼ねている。次に第１の接着力強化層８の上に、前
記高屈折率部６を基板内部に埋め込むための金属イオン
の拡散源となる弗化す）　ＩＪウムの薄膜９を約２〜１
０μｍの厚さで設け、その上に１クロムからなる第２の
接着力強化層１０を介して、電極１１を設ける。さらに
、前記各薄膜層７，８，９１１０．１１が設けられた側
とは反対側の基板表面に電極１１’を設ける。ここで前
記各薄膜層７．８１９，１０，１１．１１’はいずれも
真空蒸着により形成されている。その徒弟６図に示すよ
うに、前記各薄膜層７，８，９゜１０．１１．１１’が
設けられた前記ガラス基板ｌ−を再び２５０℃〜５５０
℃位のガラス歪温度以下に加熱器５を用いて加熱すると
ともに２〜３００Ｖ／ｍｍの電界を印加することにより
、ナトリウムイオンをガラス基板１の中に拡散させ、前
記高屈折率部６を所期の埋め込み深さまで埋め込む。そ
の結果、第７図に示すように、ガラス基板１ｏＩ！２面
から所定の距離を有する位置に高屈折率層６が形成され
る。これが光導波路として働く。

本実施例により作られ走光導波路として、基板との屈折
率差Δｎが０．Ｏ２Ｎ２．０７、高屈折率部の断面の直
径が５０μｍ以上、埋め込み深さが３０μｍ以上のもの
が得られる。これは多モードの光導波路として極めて適
しており、また光導波損失も極めて小さい。ｔた光導波
路パターンは、前記拡散阻止層２のパターンを従来から
良く知られている７オトエ、チングやリフトオフ法を用
いて形成することにより任意の形状に形成することがで
きる。

以上に本発明の一実施例について述べた。ここで本実施
例において祉基板としてガラスを用いたが、ＬｉＮｂＯ
５等の結晶基板を用いてもよい。まえ、第１の薄膜に含
まれる金属として銀を用いたが、弗化リチウムなどに含
まれるリチウムなど、金属イオンとして浸透したとき、
基板の屈折率よりも屈折率が大きくなる他の金属を用い
てもよいことは明らかである。また、前記各薄膜層の形
成には真空蒸着法を用いたが、スバ、タリング法や化学
沈着法を用いてもよい。なお、多モート°系に適した光
導波路が得られることはもちろんであるが、金属イオン
の拡散時間や拡散阻止層のパターン幅を、多モード系を
目的とした光導波路のときよりも小さくすることにより
、単一モード系に適し走光導波路が得られることも言う
までもない。

最仮に、本発明による光導波路の製造方法の特徴を列挙
すれば、すべてドライの処理工程で製作できること、ま
た、埋め込み用の金属イオンの拡散源の膜厚が従来より
も薄くて済むため、拡散源となる薄膜がはがれにくく々
りたことにより安定した埋め込みプロセスを行なうこと
ができること、さらには形成され走光導波路は光導波損
失がｌトさく、熱的にも機械的にも安定であること岬で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第７図は光導波路製造の各プロセスにおける基
板の側面図を示したものである。 なお図面に使用した符号はそれぞれ以下のものを示す。 ｌ・・・・・・ガラス基板、２・・・・・・拡散阻止層
、３・旧・・第１の薄膜、４・・・・・・電極（陽極）
、４１・・・・・・電極（陰極）、５・・・・・・加熱
器、６・・・・・・高屈折率層、７・・・・・・イオン
流制限層、８，１０・・・・・・接着力強化層、９・・
・・・・第２の薄膜、１１・・・・・・電極（陽極）、
１１’・・・・・・電極（陰極）。 第１図 第３図 第４図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光学的に透明度の高い基板の上に１この基板の中に金属
   イオンとして浸透したとき前記基板の屈折率が大きくな
   る少なくとも一種類の金属を含有する第１の薄膜を設け
   、この第１の薄膜を設けた前記基板を加熱するとともに
   電界を印加するととＫより、前記第１の薄膜に含有され
   る前記金属を金属イオンとして前記基板に浸透させて表
   面近傍に高屈折率層を形成し、しかる後に、前記基板の
   上に、この基板の中に金属イオンとして浸透したとき前
   記基板の屈折率が前記高屈折率層の屈折率よりも小さく
   なる少なくとも一種類の金属を含有する第２の薄膜を設
   け、この第２の薄膜を設けた前記基板を加熱するととも
   に電界を印加して、前記第２の薄膜に含有される前記金
   属を金属イオンとして前記基板に浸透させることにより
   、前記基板の表面から所定の距離にある基板内部に前記
   高屈折率層を埋め込んで光導波路を形成せしめる光導波
   路の製造方法において、前記第２の薄膜と前記基板の間
   Ｋ、電界を印加したとき前記第２の薄膜に含まれる金属
   の金属イオイが流れる量を制限するイオン流制限層を少
   なくとも一層設けたことを％做とする光導波路の製造方
   法。