DE69608664T2 - Verfahren zur Herstellung eines Hohlraumfreien optischen Wellenleiters - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Hohlraumfreien optischen Wellenleiters

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Description

    GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Wellenleiters unter Verwendung von Quarzmaterialien und insbesondere auf ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Wellenleiters für unterschiedliche Arten von optische Vorrichtungen, die in optischen Fasernetzwerken verwendet werden.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • In den letzten Jahren hat sich eine hohe Leistungsfähigkeit optischer Kommunikationssysteme entwickelt, und es wird ein gutes multifunktionales System benötigt. Außerdem ist es nötig, ein optisches Fasernetzwerk mit niedrigem Kostenaufwand zu strukturieren. Für einen optischen Wellenleiter ist es unabdingbar notwendig, dass er klein ist, hoch integriert ist und niedrige Kosten mit sich bringt, da der optische Wellenleiter in einer optischen Vorrichtung, wie etwa einem Koppler, einem Schalter, einem Filter oder einem Modulator Verwendung findet. Der optische Wellenleiter wird auch in solch einem Funktionsbaustein verwendet, der einen Halbleiterlaser und einen Halbleiterfotodetektor umfasst, die in Hybridform zusammen mit einer optischen Vorrichtung auf einem Substrat angebracht sind. Die Forschung und die Entwicklung dieser Vorrichtungen werden aktiv vorangetrieben.
  • Zur Zeit werden Quarzmaterialien, ferroelektrische Materialien, organische Materialien, Halbleitermaterialien etc. als Material für den optischen Wellenleiter verwendet. Da der optische Wellenleiter aus Quarzmaterial den geringsten Transmissionsverlust für Licht aufweist, ist ein optischer Wellenleiter mit einem geringen Transmissionsverlust für Licht einfach durch die Verwendung des Quarzmaterials realisierbar. Da der optische Wellenleiter außerdem auf einem Si-Substrat mit einem großen Durchmesser hergestellt werden kann, sind niedrige Kosten und Massenproduktion realisiert.
  • Ein konventioneller optischer Wellenleiter umfasst typischerweise ein Substrat und eine untere Deckschicht, Kerne sowie eine obere Deckschicht, die auf dem Substrat gezüchtet sind.
  • Um einen optischen Wellenleiter mit einem geringen Transmissionsverlust für Licht zu erhalten, müssen sowohl die untere und die obere Deckschicht als auch die Kerne eine vorbestimmte Dicke aufweisen.
  • Zur Zeit werden für die Abscheidung des Quarzmaterials ein Hitzeabscheideverfahren (Flame Depositing Method) oder ein CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition) unter Verwendung von Silangas, Chloridgas, einer organischen Materialquelle etc. verwendet.
  • Im Hitzeabscheideverfahren werden Puder aus Quarz auf dem Substrat abgeschieden, und die Puder werden auf eine Temperatur von etwa 1500ºC geheizt und bei dieser Temperatur verschmolzen, um sie transparent werden zu lassen, so dass ein optischer Wellenleiter entsteht. Auf Grund dieser Wärmebehandlung wird eine hohe thermische Spannung in die Quarzschicht eingebracht, so dass darin eine Tendenz zum Auftreten von Rissen besteht. Daher ist es schwierig, beim Herstellen eines optischen Wellenleiters ein Si-Substrat mit einem großen Durchmesser, z. B. 6 Inches, zu verwenden. Außerdem tritt auf Grund von Verzerrungen, die durch die thermische Spannung verursacht werden, Doppelbrechung auf, so dass die optischen Kenngrößen verschlechtert werden, was zu einer Polarisationsabhängigkeit etc. führt.
  • Andererseits ist es im CVD-Verfahren, in welchem Silangas, Chloridgas etc. verwendet wird, möglich, eine feine und transparente Quarzschicht unmittelbar nach deren Abscheidung zu bilden. Wenn jedoch die obere Deckschicht abgeschieden wird, um die beiden benachbarten Kerne einzubetten, ist die Abscheidungsrate an den Stellen der Seitenwand, der Bodenfläche und der oberen Ecke eines jeden Kerns verschieden. Genauer gesagt, die Abscheidungsrate ist an der oberen Ecke jedes Kerns groß. Als Ergebnis besteht die Tendenz, dass in der oberen Deckschicht zwischen den beiden benachbarten Kernen ein Hohlraum auftritt.
  • Daher muss durch den Rückfluss der oberen Deckschicht bei hoher Temperatur ein Hohlraum beseitigt werden. Wegen dieses Prozesses wird die interne Spannung auf Grund der Wärmebehandlung für die Beseitigung des Hohlraums erhöht, zusätzlich zu der Spannung, die in der oberen Deckschicht unmittelbar nach deren Abscheiden vorhanden ist. Selbst im CVD-Verfahren tritt Doppelbrechung auf Grund von Verzerrungen, die durch die oben erklärten Spannungen verursacht werden, auf. Als Ergebnis sind die optischen Kenngrößen verschlechtert, was in der resultierenden optischen Vorrichtung zu Polarisationsabhängigkeit etc. führt.
  • Wie oben beschrieben worden ist, haben die konventionellen Verfahren zum Herstellen eines optischen Wellenleiters mittels Hitzeabscheideverfahren oder CVD-Verfahren die Nachteile, dass die unten stehenden Anforderungen nicht gleichzeitig erfüllt werden können;
  • (a) die Abscheidung eines Quarzmaterials mit einer Dicke, die für die Herstellung eines optischen Wellenleiters notwendig ist, wird auf einem Si-Substrat mit einem großen Durchmesser realisiert,
  • (b) die optischen Kenngrößen sind in einem hergestellten optischen Wellenleiter nicht verschlechtert, und
  • (c) das Auftreten eines Hohlraums in der oberen Deckschicht zwischen zwei benachbarten Kernen wird vermieden.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Entsprechend ist es ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Wellenleiters zur Verfügung zu stellen, das es ermöglicht, gleichzeitig auf einem Si- Substrat mit einem großen Durchmesser ein Quarzmaterial abzuscheiden, das eine Dicke besitzt, die zum Bilden eines optischen Wellenleiters nötig ist, und das die Verschlechterung der optischen Kenngrößen sowie das Entstehen eines Hohlraums in der oberen Deckschicht zwischen zwei benachbarten Kernen vermeidet.
  • Andere Ziele der Erfindung werden klar werden, wenn die Beschreibung voranschreitet.
  • Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Wellenleiters die Schritte:
  • Bilden einer unteren Deckschicht auf einem Substrat mittels eines CVD-Verfahrens, wobei die untere Deckschicht aus einem Quarzmaterial besteht;
  • Bilden einer Kernbildungsschicht mittels eines CVD- Verfahrens auf der unteren Deckschicht, wobei die Kernbildungsschicht aus einem Quarzmaterial besteht;
  • Bilden mindestens zweier Kerne durch Strukturieren der Kernbildungsschicht; und
  • Bilden einer oberen Deckschicht auf den Kernen und der unteren Deckschicht mittels eines CVD-Verfahrens, in dem ein oder mehrere organische Materialien als Quelle/Quellen verwendet werden, wobei die obere Deckschicht aus einem Quarzmaterial besteht, das einen oder mehrere Dotierstoffe enthält, die aus Phosphor, Bor und Germanium ausgewählt sind, wobei die Quellen ein identisches Alkoxylradikal beinhalten.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Erfindung wird in größerem Detail in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • Fig. 1 ist eine schematische Querschnittsansicht zum Erklären eines ersten konventionellen Verfahrens zum Herstellen eines optischen Wellenleiters;
  • Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht zum Erklären eines zweiten konventionellen Verfahrens zum Herstellen eines optischen Wellenleiters; und
  • Fig. 3 ist eine schematische Querschnittsansicht zum Erklären eines Verfahrens zum Herstellen eines optischen Wellenleiters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
    • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Bevor ein Verfahren zum Herstellen eines optischen Wellenleiters in den bevorzugten Ausführungsformen gemäß der Erfindung beschrieben wird, wird das zuvor erwähnte konventionelle Verfahren zum Herstellen eines optischen Wellenleiters in den Fig. 1 und 2 erläutert.
  • Fig. 1 zeigt einen ersten konventionellen optischen Wellenleiter, der üblicherweise ein Substrat 1 und eine untere Deckschicht 2, Kerne 3 und eine obere Deckschicht 4 umfasst, die auf dem Substrat 1 gebildet sind. Um einen opti schen Wellenleiter mit einem geringen Transmissionsverlust für Licht zu erhalten, müssen sowohl die untere als auch die obere Deckschicht 2 und 4 eine Dicke von etwa 10 um besitzen. Außerdem muss jeder der Kerne 3 eine Dicke von etwa 3 bis 10 um besitzen, um die Kerne 3 mit hohem Wirkungsgrad an eine optische Faser anschließen zu können. Daher müssen die drei Schichten, die obere und untere Deckschicht 2 und 4 sowie die Kerne 3, eine Gesamtdicke von etwa 25 um aufweisen, um den optischen Wellenleiter mit geringem Transmissionsverlust für Licht zu erhalten.
  • In der Flammenabscheidemethode werden Puder aus Quarz auf ein Substrat abgeschieden, und die Puder aus Quarz werden auf eine Temperatur von etwa 1500ºC geheizt und bei dieser Temperatur verschmolzen, um sie transparent werden zu lassen, wodurch der optische Wellenleiter gebildet wird. Daher ist es einfach möglich, die obere Deckschicht 4 über und zwischen den benachbarten Kernen 3 abzuscheiden. Da jedoch eine große thermische Spannung zugeführt wird, treten Risse in der oberen Deckschicht 4 etc. auf.
  • Andererseits ist es im CVD-Verfahren, in dem Silangas oder Chloridgas etc. verwendet wird, möglich, eine feine und transparente Quarzschicht unmittelbar nach dem Abscheiden zu bilden. Wenn die obere Deckschicht über und zwischen den beiden benachbarten Kernen 3 abgeschieden wird, ist die Abscheiderate jedoch an den Positionen der Seitenwand, der Bodenfläche und der oberen Ecke eines jeden Kerns 3 unterschiedlich. Insbesondere ist die Abscheiderate an der oberen Ecke eines jeden Kerns 3 hoch. Als Ergebnis tritt, wie in Fig. 2 gezeigt, ein Hohlraum 5 in der oberen Deckschicht 4 zwischen den beiden benachbarten Kernen 3 auf.
  • Daher wird im CVD-Verfahren der Hohlraum beseitigt, indem ein Rückfluss der oberen Deckschicht 4 bei einer hohen Temperatur veranlasst wird. Als Ergebnis wird zu der Spannung, die unmittelbar nach dem Abscheiden der Deckschicht 4 in dieser verbleibt, eine interne Spannung hinzugefügt, die beim Heizen der oberen Deckschicht 4 zum Beseitigen des Hohlraumes auftritt.
  • Mit Fig. 3 schreitet die Beschreibung zu einem Verfahren zum Herstellen eines optischen Wellenleiters gemäß einer Ausführungsform der Erfindung fort.
  • In Fig. 3 ist ein Substrat 1 in einer bekannten Weise so vorbereitet, dass es eine Hauptoberfläche 1a besitzt. Das Substrat 1 ist z. B. aus Si hergestellt. Eine untere Deckschicht 6 wird unter Verwendung eines CVD-Verfahrens auf der Hauptoberfläche 1a des Substrats 1 gebildet. Die untere Deckschicht 6 ist aus einem Quarzmaterial hergestellt. Die untere Deckschicht 6 hat eine Dicke von etwa 10 bis 20 um. Als Nächstes wird eine Kernschicht 7 mittels des CVD-Verfahrens auf der unteren Deckschicht 6 gebildet. Die Kernschicht 7 ist aus einem Quarzmaterial hergestellt. Als Nächstes werden durch Strukturieren der Kernschicht 7 mindestens zwei Kerne 8 als Kanäle gebildet. Jeder der beiden Kerne 8 besitzt eine Dicke von etwa 3 bis 10 um.
  • Als Nächstes wird ein obere Deckschicht 9 mittels des CVD- Verfahrens, in welchem ein organisches Material als Quelle verwendet wird, auf den Kernen 8 und der unteren Deckschicht 6 gebildet. Die obere Deckschicht 9 ist aus einem Quarzmaterial hergestellt, das mindestens einen Dotierstoff, der aus Phosphor, Bor und Germanium ausgewählt ist, enthält, wobei die Quelle ein Alkoxylradikal einschließt. Die obere Deckschicht 9 hat eine Dicke von etwa 10 bis 20 um.
  • Die Kerne 8 sind aus einem Material hergestellt, dessen Brechungsindex höher ist als der der unteren und oberen Deckschichten 6 und 9. Die Brechungsindizes der unteren und der oberen Deckschicht 6 und 9 sowie der Kerne 8 werden durch die Dichte der Dotierstoffe gesteuert. Im Falle, dass die Kerne 8 aus einem Material der gleichen Zusammensetzung wie die untere und die obere Deckschicht 6 und 9 hergestellt sind, unterscheidet sich das Verhältnis der Zusammensetzung der Kerne 8 von dem der unteren und der oberen Deckschicht 6 und 9.
  • In der bevorzugten Ausführungsform ist das CVD-Verfahren, in welchem das organische Material als Quelle verwendet wird, entweder ein CVD-Verfahren bei Atmosphärendruck (APCVD, Atmospheric Pressure CVD), ein Plasma-CVD-Verfahren (PCVD) oder ein CVD-Verfahren bei niedrigem Druck (LPCVD, Low Pressure CVD).
  • Die untere Deckschicht 6 ist vorzugsweise aus undotiertem SiO&sub2; (NSG) hergestellt. Die untere Deckschicht 6 kann aus einem Material hergestellt sein, das das NSG sowie ein oder mehrere Dotierstoffe, wie etwa Phosphor, Bor oder Germanium, mit denen das NSG dotiert ist, einschließt. Die untere Deckschicht 6 ist vorzugsweise mittels des CVD-Verfahrens hergestellt, in welchem als Quelle ein organisches Si- Material, wie etwa Tretraethoxysilan (Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) oder Tetramethylorthosilikat (Si(OCH&sub3;)&sub4;), verwendet wird. Im Falle des Dotierens der unteren Deckschicht mit Fremdatomen wird ein organisches Material, das das Gleiche ist wie für die obere Deckschicht 9, zusammen mit dem organischen Si-Material verwendet.
  • Die Kernschicht 7 wird vorzugsweise unter Verwendung des CVD-Verfahrens, in welchem ein organisches Material als Quelle verwendet wird, gebildet. In diesem Fall werden Tretraethoxysilan (Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) und Tetramethylorthosilikat (Si(OCH&sub3;)&sub4;) als organisches Si-Material verwendet. Trimethylphosphit (P(OCH&sub3;)&sub3;), Trimehtylphosphat (PO(OCH&sub3;)&sub3;) und Triethylphosphat (PO(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;) werden als ein organisches Material für das Dotieren mit Phosphor verwendet. Triethylborat (B(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;) und Trimethylborat (B(OCH&sub3;)&sub3;) werden als organisches Material zum Dotieren mit Bor verwendet. Tetrame thoxygermanium (Ge(OCH&sub3;)&sub4;) und Tetraethoxygermanium (Ge(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) werden als organisches Material für das Dotieren mit Germanium verwendet.
  • Diese organischen Materialien werden in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Kerns geeignet gewählt. Nachdem alle der organischen Materialien als Quelle verdampft und gemischt sind, werden die organischen Materialien in die Reaktionskammer eingebracht. Zusätzlich zur organischen Quelle wird in der Reaktionskammer Sauerstoff nach der Ozonisierung zur Verfügung gestellt. Die Kernschicht 7 wird durch Verwendung entweder des CVD-Verfahrens bei Atmosphärendruck, des Plasma-CVD-Verfahrens oder des CVD-Verfahrens mit niedrigem Druck gebildet. Die Temperatur in der Reaktionskammer beim Bilden der Kernschicht 7 beträgt vorzugsweise zwischen 200 und 800ºC.
  • Wenn sowohl die untere Deckschicht 6 als auch die Kerne 8 durch das CVD-Verfahren, in welchem die organische Quelle verwendet wird, gebildet werden, ist es möglich, die untere Deckschicht 6 und die Kerne 8 zu bilden, ohne das Substrat 1 der Atmosphäre auszusetzen. Außerdem ist es, da es möglich ist, eine Schicht zu bilden, die eine geringe Spannung aufweist, möglich, eine dicke Schicht zu bilden, die eine geringe Spannung besitzt, selbst wenn ein Substrat mit einem großen Durchmesser verwendet wird. Nachdem eine Oxidschicht für die Kerne 8 gezüchtet worden ist, werden die Kerne 8 dadurch gebildet, dass die Kernschicht strukturiert wird. Die Strukturierung der Kernschicht 7 wird unter Verwendung eine Ätzverfahrens, wie etwa RIE (Reactive Ion Etching, reaktives Ionenätzen) oder IBE (Ion Beam Etching, Ionenstrahlätzen) ausgeführt.
  • Um den Brechungsindex zu erhöhen, werden die Kerne 8 aus einem Material hergestellt, das aus dem NSG und den Fremdatomen, mit denen das NSG dotiert ist, besteht. Die Kerne 8 können aus einem Material hergestellt sein, das aus den folgenden Stoffen ausgewählt ist: SiO&sub2;, das dotiertes Germaniumoxid (GeO&sub2;) einschließt und das nachfolgend GeSG genannt wird, SiO&sub2;, das dotiertes Germaniumoxid (GeO&sub2;) und Phosphoroxid (P&sub2;O&sub5;) einschließt und das nachfolgend GePSG genannt wird, SiO&sub2;, das dotiertes Germaniumoxid (GeO&sub2;) und Boroxid (B&sub2;O&sub3;) einschließt und das nachfolgend GeBSG genannt wird, und SiO&sub2;, das dotiertes Germaniumoxid (GeO&sub2;) Phosphoroxid und Boroxid (B&sub2;O&sub3;) einschließt und das nachfolgend GeBPSG genannt wird, SiO&sub2;, das dotiertes Phosphoroxid (P&sub2;O&sub5;) einschließt und das nachfolgend PSG genannt wird, und SiO&sub2;, das dotiertes Phosphoroxid und Boroxid einschließt und das nachfolgend BPSG genannt wird.
  • Die obere Deckschicht 9 ist aus einem Material hergestellt, das das NSG und Fremdatome (Dotierstoff) enthält. Die obere Deckschicht 9 ist aus einem Material hergestellt, das aus den folgenden Stoffen ausgewählt ist: PSG, das aus NSG besteht, welches mit Phosphoroxid dotiert ist, Glasmaterial, das aus NSG besteht, welches mit Boroxid dotiert ist und das nachfolgend BSG genannt wird, BPSG, das aus NSG besteht, welches mit Phosphoroxid und Boroxid dotiert ist, GeSG, das aus NSG besteht, welches mit Germaniumoxid dotiert ist, GePSG, das aus NSG besteht, welches mit Germaniumoxid und Phosphoroxid dotiert ist, GeßSG, das aus NSG besteht, welches mit Germaniumoxid und Boroxid dotiert ist, und GeßPSG, das aus NSG besteht, welches mit Germaniumoxid, Phosphoroxid und Boroxid dotiert ist.
  • Die obere Deckschicht 9 wird gebildet, indem das CVD-Verfahren verwendet wird, in welchem ein organisches Material verwendet wird. Das organische Material der oberen Deckschicht 9 ist das Gleiche wie das der Kerne 8. Die Glasschicht wird gebildet, indem in die Reaktionskammer Gas aus Tretraethoxysilan (Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) oder Tetramethylorthosilikat (Si(OCH&sub3;)&sub4;), Gas von zumindest einer organischen Quelle für Dotierstoffe sowie Ozon eingeführt wird. Die Bildung der oberen Deckschicht 9 wird vorzugsweise mittels des CVD-Ver fahrens bei normalem Druck durchgeführt. Die Bildung der oberen Deckschicht 9 wird auch entweder durch das Plasma- CVD-Verfahren oder das CVD-Verfahren bei niedrigem Druck ausgeführt. Die Temperatur in der Reaktionskammer beträgt beim Bilden der oberen Deckschicht vorzugsweise 200 bis 800ºC.
  • Der Erfinder der Erfindung hat herausgefunden, dass die Abscheiderate eines Quarzmaterials an Stellen der Seitenwand, der Bodenfläche und der oberen Ecken der Kerne 8 ausgeglichen wird, nämlich dass die Abscheiderate eines Quarzmaterials an den oberen Ecken der Kerne 8 geringer wird, falls alle organischen Quellenmaterialien dasselbe Alkoxylradikal einschließen, wenn die obere Deckschicht 9 über und zwischen den benachbarten Kernen 8, die mit einem schmalen Zwischenraum zwischen ihnen angeordnet sind, gebildet wird.
  • Daher ist es möglich, die beiden benachbarten Kerne 8 ohne Auftreten eines Hohlraums einzubetten, wenn die Schichten nur unter Verwendung organischer Quellen, die ein identisches Alkoxylradikal enthalten, gebildet werden. Als Ergebnis ist der Rückfluss der oberen Deckschicht 9 bei einer hohen Temperatur, wie im konventionellen Verfahren, in der Erfindung nicht nötig. Das Quarzglas wird durch die Verwendung des CVD-Verfahrens, in dem die organischen Quellen mit einem identischen Alkoxylradikal verwendet werden, ursprünglich in einem Zustand mit einer geringen inneren Spannung gebildet. Erfindungsgemäß ist es möglich, den Zustand mit geringer innerer Spannung in einem optischen Wellenleiter zu erhalten, da ein Heizen der oberen Deckschicht auf hohe Temperaturen nicht durchgeführt zu werden braucht. Als Ergebnis kann die Erfindung die Verschlechterung der optischen Kenngrößen, die durch Doppelbrechung etc. verursacht wird, verhindern.
  • Die obere Deckschicht 9 wird vorzugsweise mit zumindest einem der Stoffe Trimethylphosphat (PO(OCH&sub3;)&sub3;), Trimethylbo rat (B(OCH&sub3;)&sub3;) und Tetramethoxygermanium (Ge(OCH&sub3;)&sub4;) als organischen Quellenmaterialien für einen Dotierstoff gebildet, falls Tretraethoxysilan (Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) als organisches Si-Material verwendet wird. Ebenso wird die obere Deckschicht 9 vorzugsweise mit zumindest einem der Stoffe Trimethylphosphit (P(OCH&sub3;)&sub3;), Trimethylborat (B(OCH&sub3;)&sub3;) und Tetramethoxygermanium (Ge(OCH&sub3;)&sub4;) als organischen Quellenmaterialen für einen Dotierstoff gebildet, falls Tretraethoxysilan (Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) als organisches Si-Material verwendet wird. Außerdem wird die obere Deckschicht 9 vorzugsweise mit mindestens einem der Stoffe Triethylphosphat (PO(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;), Triethylborat (B(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;) und Tetraethoxygermanium (Ge(OC&sub2;R&sub5;)&sub4;) als organischen Quarzmaterialien gebildet, falls Tretraethoxysilan (Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) als organisches Si-Material verwendet wird.
    • [ERSTE REALISIERUNG]
  • Die Beschreibung wird nun zu einer ersten erfindungsgemäßen Realisierung fortschreiten. Die untere Deckschicht 6, nämlich NSG, wird auf das Si-Substrat 1 mit einem Durchmesser von 6 Inches mittels des APCVD-Verfahrens, in welchem (Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) als Quelle verwendet wird, bei einer Abscheidetemperatur von 400ºC so abgeschieden, dass sie eine Dicke von 20 um besitzt. GeSG zum Bilden der Kerne wird auf die untere Deckschicht 6 mittels des APCVD-Verfahrens, in welchem (Si(OCH&sub3;)&sub4;) und (Ge(OCH&sub3;)&sub4;) als Quellen verwendet werden, bei einer Abscheidetemperatur von 400ºC so abgeschieden, dass es eine Dicke von 6 um besitzt. Die beiden Kerne 8, von denen jeder eine Breite von 6 um besitzt, werden durch Strukturierung der GeSG-Schicht mittels RIE mit einem Zwischenraum von 5 um zwischen ihnen gebildet. Als Nächstes wird die obere Deckschicht 9, nämlich PSG, mittels des APCVD-Verfahrens, in welchem (Si(OCH&sub3;)&sub4;) und (PO(OCH&sub3;)&sub3;) als Quellen verwendet werden, bei einer Abscheidetemperatur von 400ºC so abgeschieden, dass sie eine Dicke von 20 um besitzt.
    • [ZWEITE REALISIERUNG]
  • Die Beschreibung wird nun zu einer zweiten erfindungsgemäßen Realisierung fortschreiten. Die untere Deckschicht 6 und die Kerne 8 werden ähnlich wie in der ersten praktischen Ausführungsform gebildet. Die obere Deckschicht 6, nämlich BSG, wird mittels des APCVD-Verfahrens, in welchem (Si(OCH&sub3;)&sub4;) und (B(OCH&sub3;)&sub3;) als Quellen verwendet werden, bei einer Abscheidetemperatur von 400ºC so abgeschieden, dass sie eine Dicke von 20 um besitzt.
    • [DRITTE REALISIERUNG]
  • Die Beschreibung wird nun zu einer dritten erfindungsgemäßen Realisierung fortschreiten. Die untere Deckschicht 6, nämlich NSG, wird auf dem Si-Substrat 1 mit 6 Inches mittels des LPCVD-Verfahrens, in welchem (Si(OCH&sub3;)&sub4;) als Quelle verwendet wird, so abgeschieden, dass es eine Dicke von 15 um besitzt. GePSG zum Bilden der Kerne 8 wird auf der unteren Deckschicht 6 mittels des APCVD-Verfahrens, in welchem (Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;), (Ge(OCH&sub3;)&sub4;) und (PO(OCH&sub3;)&sub3;) als Quellen verwendet werden, so abgeschieden, dass es eine Dicke von 5 um besitzt. Die beiden Kerne 8, von denen jeder eine Breite von 5 um besitzt, werden durch Strukturieren des GeSG- Schicht mittels IBE mit einem Abstand von 7 um zwischen ihnen gebildet. Als Nächstes wird die obere Deckschicht 9, nämlich GePSG, mittels des APCVD-Verfahrens, in welchem (Si(OCH&sub3;)&sub4;), (Ge(OCH&sub3;)&sub4;) und (PO(OCH&sub3;)&sub3;) als Quellen verwendet werden, bei einer Abscheidetemperatur von 400ºC so abgeschieden, dass sie eine Dicke von 15 um besitzt.
    • [VIERTE REALISIERUNG]
  • Die Beschreibung wird nun zu einer vierten erfindungsgemäßen Realisierung fortschreiten. Die untere Deckschicht 6, nämlich NSG wird auf dem Si-Substrat mit einem Durchmesser von 8 Inches mittels des APCVD-Verfahrens, in welchem (Si(OCH&sub3;)&sub4;) als Quelle verwendet wird, so abgeschieden, dass sie eine Dicke von 20 um besitzt. GePSG zum Bilden der Kerne 8 wird auf die untere Deckschicht 6 mittels des PCVD- Verfahrens, in welchem (Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;), (Ge(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) und (PO(OCH&sub3;)&sub3;) als Quellen verwendet werden, so abgeschieden, dass es eine Dicke von 10 um besitzt. Die beiden Kerne 8, von denen jede eine Breite von 10 um besitzt, werden durch Strukturieren der GePSG-Schicht mittels RIE mit einem Abstand von 10 um zwischen ihnen gebildet. Als Nächstes wird die obere Deckschicht, nämliche GeBSG, mittels des APCVD- Verfahrens, in welchem (Si(OCH&sub3;)&sub4;), (Ge(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) und (B(OC- &sub2;H&sub5;)&sub3;) als Quellen verwendet werden, bei einer Abscheidetemperatur von 400ºC so abgeschieden, dass sie eine Dicke von 20 um besitzt.
  • Dann wurden die Si-Wafer, die in der ersten bis vierten Realisierung verarbeitet worden sind, geschnitten, um eine vorbestimmte Zahl an optischen Wellenleitern zu liefern, die dann im Hinblick auf ihre optischen Kenngrößen ausgewertet wurden. In der Auswertung wurde herausgefunden, dass keine Risse auftreten, es wurde keine Doppelbrechung in den optischen Wellenleitern beobachtet, und es wurde herausgefunden, dass die zufriedenstellenden optischen Kenngrößen für jeden optischen Wellenleiter erzielt werden.
  • Obwohl die Erfindung mit Bezug auf spezifische Ausführungsformen zur vollständigen und klaren Offenbarung beschrieben worden ist, sollen die angehängten Ansprüche nicht beschränkt werden, sondern sollen so ausgelegt werden, dass sie alle Modifikationen und Alternativkonstruktionen, die sich dem Fachmann ergeben, die völlig innerhalb der hier dargelegten Lehre liegen, verkörpern.

Claims (7)

1. Verfahren der Herstellung eines optischen Wellenleiters mit den Schritten:
Ausbilden einer unteren Deckschicht (6) auf einem Substrat (1) mittels CVD, wobei die untere Deckschicht (6) aus einem Quarzmaterial gefertigt ist,
Ausbilden einer Kernbildungsschicht (7) auf der unteren Deckschicht (6) mittels CVD, wobei die Kernbildungsschicht (7) aus einem Quarzmaterial gefertigt ist,
Bilden von zumindest zwei Kernen (8) durch Strukturieren der Kernbildungsschicht (7) und
Ausbilden einer oberen Deckschicht (9) auf den Kernen (8) und der unteren Deckschicht (6) mittels CVD, wobei organische Materialien als Quellen verwendet werden, wobei die obere Deckschicht (9) aus einem Quarzmaterial gefertigt ist, das ein oder mehrere Dotiermittel enthält, das aus Phosphor, Bor und Germanium ausgewählt ist, wobei die Quellen ein identisches Akoxyl-Radikal einschließen.
2. Verfahren zur Herstellung eines optischen Wellenleiters nach Anspruch 1, wobei die Schritte der Ausbildung der unteren Deckschicht (6), der Kernbildungsschicht (7) und der oberen Deckschicht (9) CVD einsetzen, das aus Atmosphärendruck-CVD, Plasma-CVD und Niederdruck-CVD ausgewählt ist.
3. Verfahren der Herstellung eines optischen Wellenleiters nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bildens der oberen Deckschicht (9) eine Quelle/Quellen verwendet, die ausgewählt sind aus Trimethylphosphat (PO(OCH&sub3;)), Trimethylborat (B(OCH&sub3;)&sub3;) und Tetramethoxygermanium (Ge(OCH&sub3;)&sub4;) und Tetramethylortho-Silicat (Si(OCH&sub3;)&sub4;).
4. Verfahren zum Herstellen eines optischen Wellenleiters nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Ausbildens der oberen Deckschicht (9) die Quelle/Quellen verwendet, die aus Trimethylphosphit (P(OCM&sub3;)&sub3;), Trimethylborat (B(OCH&sub3;)&sub3;) und Tetramethoxygermanium (Ge(OCH&sub3;)&sub4;) und Tetramethylortho-Silicat (Si(OCH&sub3;)&sub4;) ausgewählt sind.
5. Verfahren zum Herstellen eines optischen Wellenleiters nach Anspruch 1, wobei der Schritt des Bildens der oberen Deckschicht (9) die Quelle/Quellen verwendet, die aus Triethylphosphat (PO(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;), Triethylborat (B(OC&sub2;H&sub5;)&sub3;) und Tetraethoxygermanium (Ge(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) und Tetraethoxysilan (Si(OC&sub2;H&sub5;)&sub4;) ausgewählt sind.
6. Verfahren der Herstellung eines optischen Wellenleiters nach Anspruch 1, wobei die Schritte zur Ausbildung der unteren Deckschicht (6) und der Kernbildungsschicht (7) die Quelle/Quellen verwendet, die aus organischen Materialien ausgewählt sind.
7. Verfahren zur Herstellung eines optischen Wellenleiters nach Anspruch 6, wobei die Schritte der Ausbildung der unteren Deckschicht (6) und der Kernbildungsschicht (7) CVD verwendet, das aus Atmosphärendruck-CVD, Plasma-CVD und Niederdruck-CVD ausgewählt ist.
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