JPS62174708A - 光導波路およびその製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光通信システム、光情報処理システム等におい
て有用な光学部品、特に平面光導波路の簡単で量産性の
点でも有利な製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の光部品は、プリズム、レンズ等の微小光学部品か
らなり、光軸合せ、組立が困燻であった。これらの繁雑
さを解決するために平面上に導波路を作成し、光の合、
分波、変調素子を要素とする種々の導波路が提案されて
きた。光導波路に用いられる材料には、例えば半導体、
誘電体、ガラス、高分子材料等がある。これらの材料に
より光導波路を作成するには、通常第４図に模式的に示
すようなプロセスによる。すなわち、表面平担な基板１
′上にクラツド？ｔＪ２、コア層５を順次堆積する〔第
４図の（ａ）及び（ｂ）工程〕。次にエツチングにより
コア層のパターン化を行う〔第４図の（Ｃ）工程〕。さ
らにクラッド層４を堆積する〔第４図の（ｄ）工程〕。

以上によシ、平面導波路が作成される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記したように従来法では、堆積→エツチング→堆積と
いった手順をふむために、工程が多く、基板の汚染によ
り、堆積した膜がはがれるトカ、エツチングの際のサイ
ドエツチングによりパターン幅の制御が難しいという問
題があった。

そこで、本発明の目的は、このような問題点を解消し、
簡単かつ量産性に富む光導波路およびその製造方法を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はまず基板上に所望の導波パターンを凸型に残す
ようにエツチングにより形成した後、クラッド層、コア
層、クラッド層を連続して堆積することにより、上記し
た目的を達成するものである。

すなわち本発明は基板に光伝搬領域を限定する凸部を有
し、その上部にコア層、クラッド層を有してなる光導波
路および、基板に光伝搬領域たる凸部を形成した後、コ
ア層、クラッド層を連続的に形成することを特徴とする
光導波路の製造方法に関する。

本発明の先導波路の１例を第１図に示す。光伝搬領域を
限定する凸部を有する基板１の上に、クラッド層２、コ
ア層３、クラッド層４が順次積層されたものである。

第１図のような構成の本発明の光導波路を形成する方法
の１例を、第２図に模式的に示す。

まず表面が平板状の基板１′を用意し〔第２図（ａ）工
程〕、例えばフォトレジスト５によシ光導波路部分をカ
バーし〔第２図（ｂ）工程〕、光導波路部分以外の部分
をエツチングし、その後レジストを除去する等の手段で
光導波部分たる凸部を有する基板１を形成する〔第２図
（Ｃ）工程〕。次に該基板１上に、順次クラッド層２、
コア層３、クラッド層４を堆積し〔第２図（ｄ）〜（ｆ
）工程〕、これを切出すことにより、第１図の光導波路
を得る。

本発明において用いる基板としては、通常の石英又はシ
リコン基板でよく、特に制限されるところはない。

基板上に光伝搬領域となる凸部を形成するには、上述の
ように光伝搬領域以外を溝状に削除すればよく、エツチ
ング例えば反応性イオンエツチング、イオンビームエツ
チング等のドライエツチングやウェットエツチング、レ
ーザ加工、超音波加工等によればよい。

また該凸部を有する基板上に順次クラッド層、コア層を
堆積する方法としては、例えば熱ＣＶＤ法、火炎加水分
解堆積法、プラズマＣＶＤ法等の化学気相堆噴法、スパ
ッタ法、蒸着法等の公知の手段を用いることができる。

第２図の工程（′ｂ）〜（Ｃ）で例えばＩＦ／ＮＨ，Ｆ
を用いたウェットエツチングを行うと、基板の断面は第
３図に示すようになるが、この場合にも第２図（ｃ）に
示した断面の基板と同様の結果を得られる。

（作用） 導波路作成工程の簡略化により従来のような基板汚染に
よるハクリ等を防止でき、幅制御も容易で量産性が可能
になる。本発明ではまず、基板に所望の導波パターンを
凸形に残るように形成した後に、クラッド層、コア層、
クラッド層を一連の連続した工程で実施でき、添加剤の
種類の変更あるいはその供給量を変化させるだけで屈折
率を変化させることができるので、平面導波路を簡単に
形成することができる。またパターン幅制御が容易であ
る。

〔実施例〕

以下実施例により本発明の光導波路およびその製造方法
を更に具体的に説明する。ただし本発明の範囲は以下の
実施例により何等制限されるものではない。

まず平担な石英基板を用意して、導波路パターンをフォ
トレジスト（ＡＺ−１３５０，Ｔ）ＩＣより形成した。

この時レジストは導波路部分となる基板をおおっている
。Ｃｏ’）　参照。

次に反応性イオンエツチング装置にＣＦ４（１０ｓｃｃ
ｍ）　＋　Ｈ２（２ｓｃｃｍ　）を混合して導入しＲＦ
パワー２００Ｗ、真空度１０−”　ｔｏｒｒの条件で基
板を５０μｍエツチングし、レジストをハクリした後、
基板を有機洗浄した。これによシ導波路部分が凸状に残
った基板が形成された。この基板上に熱ＣＶＤ装置を用
いて、クラッド、コア、クラッド層を連続的に形成して
いくために、まず基板を１０００℃に加熱し、ｓ　ｉ　
ｃ　ｔ４および０□の混合ガスを夫々５００．１０００
　ｃｃ／分なる流量で導入し、クラッド層として５１０
２を５μｍ基板上に堆積させた。

次Ｋ　コア層として５ｉＣＬ４　；ＴｉＣ４，０２Ｏ混
合ガスを夫々５００．３０．１０００　ｃｃ／分なる流
量で導入し、Ｔ１を含有するＳｉＯ□層を５０μｍ堆積
した。

さらにクラッド層として８　ｉ　Ｃ１４、ｏ２の混合ガ
スを夫々５００．１０００　ｃｃ／分なる流量で導入し
８１０２　層を２０μｍ厚さに堆積した。

これを切り出すことによシ第１図に示したような構造の
光導波路が容易に得られた。

かくして得られた導波路は分岐導波路として使用した場
合に１＝１に分岐し伝搬損失は、０、２５　ｄＢ　と極
めて良好なものであった。（実施例１） またＨＦ（１）：ＮＦ４Ｆ（７）を用いてウエットエチ
ングを行い、第３図の構造の基板について上記と同様に
光導波路を作成し、分岐導波路として用いたところ、上
記と同様の結果を得た。（実施例２） 〔発明の効果〕 本発明の先導波路および製造方法は、まず化学気相堆積
法を利用してクラッド層、コア層、クラッド層を形成し
て極めて低損失の光導波路を得ることができ、また、凸
構造により光伝搬領域を限定することによシ、作成プロ
セスが簡略化され、光導波路を小型化することができる
。

従って、本発明は光通信システム、光情報処理システム
等の各種光応用機器において有用な各種形状の、また各
種パターンを有する、光導波路及びその有利な製造方法
であるので本発明は光応用分野において極めて有用な技
術である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光導波路の実施態様を説明する図、第
２図は本発明の光導波路の製造方法を工程順に説明する
図、第３図は本発明の別の実施態様を説明する図、第４
図は従来品の製造方法を工程順に説明する図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板に光伝搬領域を限定する凸部を有し、その上
   部にコア層、クラツド層を有してなる光導波路。
2. （２）基板に光伝搬領域たる凸部を形成した後、コア層
   、クラツド層を連続的に形成することを特徴とする光導
   波路の製造方法。
3. （３）コア層、クラツド層形成を化学気相堆積法で行う
   特許請求の範囲第（１）項に記載される光導波路の製造
   方法。
4. （４）コア層、クラツド層がガラス形成用原料ガスと添
   加剤との混合ガスの化学気相反応により形成される特許
   請求の範囲第（３）項に記載される光導波路の製造方法
   。