JP2000180642A - 石英系ガラス導波路及びその製造方法 - Google Patents
石英系ガラス導波路及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低損失化、小形化、低コスト化を実現する高
比屈折率差を有した石英系ガラス導波路及びその製造方
法を提供する。 【解決手段】 基板１２上にコア１４の周囲がクラッド
１３，１５で覆われ導波路部が形成されてなる石英系ガ
ラス導波路及びその製造方法において、ＳｉＯ2あるい
はＳｉ基板１２表面の上に、ＳｉＯ2 にフッ素を添加し
た低屈折率のクラッド１３を形成し、そのクラッド１３
上に、高屈折率を有したＴｉＯ2 やＧｅＯ2 等の屈折率
向上成分が添加されたＳｉＯ2 系ガラスやＳｉＯｘＮｙ
Ｈｚ系ガラスのコア１４を形成し、そのコア１４の周囲
を、ＳｉＯ2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッド１
５で覆い、その後８００℃〜１２００℃の温度で熱処理
を行うことによりクラッド１３，１５の表面のフッ素を
拡散させてＳｉＯ2 保護層１６を形成する。
比屈折率差を有した石英系ガラス導波路及びその製造方
法を提供する。 【解決手段】 基板１２上にコア１４の周囲がクラッド
１３，１５で覆われ導波路部が形成されてなる石英系ガ
ラス導波路及びその製造方法において、ＳｉＯ2あるい
はＳｉ基板１２表面の上に、ＳｉＯ2 にフッ素を添加し
た低屈折率のクラッド１３を形成し、そのクラッド１３
上に、高屈折率を有したＴｉＯ2 やＧｅＯ2 等の屈折率
向上成分が添加されたＳｉＯ2 系ガラスやＳｉＯｘＮｙ
Ｈｚ系ガラスのコア１４を形成し、そのコア１４の周囲
を、ＳｉＯ2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッド１
５で覆い、その後８００℃〜１２００℃の温度で熱処理
を行うことによりクラッド１３，１５の表面のフッ素を
拡散させてＳｉＯ2 保護層１６を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光フィルタ、光ス
イッチ、分散補償回路などに利用できる、高比屈折率差
を有した石英系ガラス導波路及び製造方法に関するもの
である。
イッチ、分散補償回路などに利用できる、高比屈折率差
を有した石英系ガラス導波路及び製造方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】石英系ガラス導波路は、光フィルタ、光
スイッチ、分散補償回路など、その応用範囲を広めてい
くために、低損失化、小形化、低コスト化が求められて
いる。
スイッチ、分散補償回路など、その応用範囲を広めてい
くために、低損失化、小形化、低コスト化が求められて
いる。
【０００３】これに対しては導波路のコアとクラッドと
の比屈折率差を大きくして、コア内への光の閉じ込めを
強くすることで対応しようとしている。
の比屈折率差を大きくして、コア内への光の閉じ込めを
強くすることで対応しようとしている。
【０００４】そのため、従来の石英系ガラス導波路及び
その製造方法では、この比屈折率差を大きくする方法と
して、屈折率向上成分の添加量を多くすることでコアの
屈折率を高くし、ＳｉＯ2 にフッ素を添加してクラッド
の屈折率を低くすることが一般的である。
その製造方法では、この比屈折率差を大きくする方法と
して、屈折率向上成分の添加量を多くすることでコアの
屈折率を高くし、ＳｉＯ2 にフッ素を添加してクラッド
の屈折率を低くすることが一般的である。
【０００５】この従来の石英系ガラス導波路の断面図を
図７に示す。
図７に示す。
【０００６】図７に示すように、従来の石英系ガラス導
波路は、コア３にはＳｉＯ2 にＧｅＯ2 、ＴｉＯ2 等の
屈折率向上成分を加えたものを用い、上下部クラッド
２，４はＳｉＯ2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッ
ドを用いる。コア３とクラッド２，４との比屈折率差
は、コア３に添加する屈折率向上成分の量で調整してい
る。
波路は、コア３にはＳｉＯ2 にＧｅＯ2 、ＴｉＯ2 等の
屈折率向上成分を加えたものを用い、上下部クラッド
２，４はＳｉＯ2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッ
ドを用いる。コア３とクラッド２，４との比屈折率差
は、コア３に添加する屈折率向上成分の量で調整してい
る。
【０００７】この従来の石英系ガラス導波路の製造方法
を、図８を用いて説明する。
を、図８を用いて説明する。
【０００８】図８（ａ）に示すように、最初にＳｉＯ2
あるいはＳｉの基板１上に、ＳｉＯ2 のクラッド２を、
プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、イオンビーム法等によ
り成膜する。
あるいはＳｉの基板１上に、ＳｉＯ2 のクラッド２を、
プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、イオンビーム法等によ
り成膜する。
【０００９】ついで、図８（ｂ）に示すように、ＳｉＯ
2 に、ＧｅＯ2 やＴｉＯ2 等の屈折率向上成分を添加
し、高屈折率を有する石英系ガラス材料のコア膜７を、
プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、イオンビーム法等によ
り成膜する。
2 に、ＧｅＯ2 やＴｉＯ2 等の屈折率向上成分を添加
し、高屈折率を有する石英系ガラス材料のコア膜７を、
プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、イオンビーム法等によ
り成膜する。
【００１０】さらに、図８（ｃ）に示すように、この上
にＷＳｉ膜８をスパッタにより成膜する。
にＷＳｉ膜８をスパッタにより成膜する。
【００１１】ついで、図８（ｄ）に示すように、フォト
リソグラフィ工程、ドライエッチング工程により、コア
膜７上にコアとなる場所を覆うＷＳｉマスクパターン９
を形成する。
リソグラフィ工程、ドライエッチング工程により、コア
膜７上にコアとなる場所を覆うＷＳｉマスクパターン９
を形成する。
【００１２】図８（ｅ）に示すように、ドライエッチン
グ工程により石英系ガラス材料のコア３を形成する。
グ工程により石英系ガラス材料のコア３を形成する。
【００１３】ついで、図８（ｆ）に示すように、ドライ
エッチングにより、ＷＳｉマスクパターン９を剥離す
る。
エッチングにより、ＷＳｉマスクパターン９を剥離す
る。
【００１４】最後に図８（ｇ）に示すように、ＳｉＯ2
にフッ素を添加した低屈折率のクラッド４で覆うことに
より、高比屈折率差を有した石英系ガラス導波路が製造
できる。
にフッ素を添加した低屈折率のクラッド４で覆うことに
より、高比屈折率差を有した石英系ガラス導波路が製造
できる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この製
造方法では、クラッド２，４中のフッ素により吸湿性が
大となるため、コア３、クラッド２，４中のＯＨ基の量
が増加により、１．３９μｍ帯の吸収損失が増大し、導
波路の伝送損失の増加が生じてしまい、石英系ガラス導
波路の応用範囲を広めていく上では問題となる。
造方法では、クラッド２，４中のフッ素により吸湿性が
大となるため、コア３、クラッド２，４中のＯＨ基の量
が増加により、１．３９μｍ帯の吸収損失が増大し、導
波路の伝送損失の増加が生じてしまい、石英系ガラス導
波路の応用範囲を広めていく上では問題となる。
【００１６】そこで、本発明の目的は、上記従来技術の
問題点を解決し、石英系ガラス導波路の応用範囲を広め
ていくため、低損失化、小形化、低コスト化を実現する
高比屈折率差を有した石英系ガラス導波路及びその製造
方法を提供することにある。
問題点を解決し、石英系ガラス導波路の応用範囲を広め
ていくため、低損失化、小形化、低コスト化を実現する
高比屈折率差を有した石英系ガラス導波路及びその製造
方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に請求項１の発明は、基板上にコアの周囲がクラッドで
覆われ導波路部が形成されてなる石英系ガラス導波路に
おいて、ＳｉＯ2 あるいはＳｉ基板表面の上に、ＳｉＯ
2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッドを形成し、そ
のクラッド上に、高屈折率を有したＴｉＯ2 やＧｅＯ2
等の屈折率向上成分が添加されたＳｉＯ2 系ガラスやＳ
ｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスのコアを形成し、そのコアの周
囲を、ＳｉＯ2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッド
で覆い、その後８００℃〜１２００℃の温度で熱処理を
行うことによりクラッドの表面のフッ素を拡散させてＳ
ｉＯ2 保護層を形成するものである。
に請求項１の発明は、基板上にコアの周囲がクラッドで
覆われ導波路部が形成されてなる石英系ガラス導波路に
おいて、ＳｉＯ2 あるいはＳｉ基板表面の上に、ＳｉＯ
2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッドを形成し、そ
のクラッド上に、高屈折率を有したＴｉＯ2 やＧｅＯ2
等の屈折率向上成分が添加されたＳｉＯ2 系ガラスやＳ
ｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスのコアを形成し、そのコアの周
囲を、ＳｉＯ2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッド
で覆い、その後８００℃〜１２００℃の温度で熱処理を
行うことによりクラッドの表面のフッ素を拡散させてＳ
ｉＯ2 保護層を形成するものである。
【００１８】請求項２の発明は、基板上に導波路部を製
造する石英系ガラス導波路の製造方法において、ＳｉＯ
2 あるいはＳｉ基板表面の上に、ＳｉＯ2 にフッ素を添
加した低屈折率のクラッドを形成し、そのクラッド上
に、高屈折率を有したＴｉＯ2やＧｅＯ2 等の屈折率向
上成分が添加されたＳｉＯ2 系ガラスやＳｉＯｘＮｙＨ
ｚ系ガラスのコアを形成し、そのコアの周囲を、ＳｉＯ
2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッドで覆い、その
後８００℃〜１２００℃の温度で熱処理を行うことによ
りクラッドの表面のフッ素を拡散させてＳｉＯ2 保護層
を形成する方法である。
造する石英系ガラス導波路の製造方法において、ＳｉＯ
2 あるいはＳｉ基板表面の上に、ＳｉＯ2 にフッ素を添
加した低屈折率のクラッドを形成し、そのクラッド上
に、高屈折率を有したＴｉＯ2やＧｅＯ2 等の屈折率向
上成分が添加されたＳｉＯ2 系ガラスやＳｉＯｘＮｙＨ
ｚ系ガラスのコアを形成し、そのコアの周囲を、ＳｉＯ
2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッドで覆い、その
後８００℃〜１２００℃の温度で熱処理を行うことによ
りクラッドの表面のフッ素を拡散させてＳｉＯ2 保護層
を形成する方法である。
【００１９】請求項３の発明は、基板上に導波路部を製
造する石英系ガラス導波路の製造方法において、（ａ）
ＳｉＯ2 あるいはＳｉ基板表面の上に、ＳｉＯ2 にフッ
素を添加した低屈折率のクラッドを形成する工程と、
（ｂ）クラッド上に、高屈折率を有したＴｉＯ2 やＧｅ
Ｏ2 等の屈折率向上成分を添加したＳｉＯ2 系ガラスや
ＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスのコアを形成し、その上にコ
ア膜を形成後、フォトリソグラフィ工程及びドライエッ
チング工程を経てコアを形成するためのマスクパターン
を形成する工程と、（ｃ）ついでこのマスクパターンを
用いて、ドライエッチング工程によりコアを形成し、そ
の上にプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＯ2 にフッ素を添
加した低屈折率のクラッドを成膜する工程と、（ｄ）最
後に８００℃〜１２００℃の温度で熱処理を行うことに
より上記クラッドの表面のフッ素を拡散させてＳｉＯ2
保護層を形成する工程とを備えた方法である。
造する石英系ガラス導波路の製造方法において、（ａ）
ＳｉＯ2 あるいはＳｉ基板表面の上に、ＳｉＯ2 にフッ
素を添加した低屈折率のクラッドを形成する工程と、
（ｂ）クラッド上に、高屈折率を有したＴｉＯ2 やＧｅ
Ｏ2 等の屈折率向上成分を添加したＳｉＯ2 系ガラスや
ＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスのコアを形成し、その上にコ
ア膜を形成後、フォトリソグラフィ工程及びドライエッ
チング工程を経てコアを形成するためのマスクパターン
を形成する工程と、（ｃ）ついでこのマスクパターンを
用いて、ドライエッチング工程によりコアを形成し、そ
の上にプラズマＣＶＤ法により、ＳｉＯ2 にフッ素を添
加した低屈折率のクラッドを成膜する工程と、（ｄ）最
後に８００℃〜１２００℃の温度で熱処理を行うことに
より上記クラッドの表面のフッ素を拡散させてＳｉＯ2
保護層を形成する工程とを備えた方法である。
【００２０】上記構成によれば、高屈折率のコアの周囲
をＳｉＯ2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッドで覆
い、その後８００℃〜１２００℃の温度で熱処理を行う
ことにより、クラッドの表面のフッ素を拡散させ、Ｓｉ
Ｏ2 保護層が形成される。このクラッドにより、ＳｉＯ
2 保護層で吸湿性を防止しながら、コアとクラッドの比
屈折率差を大きくすることができる。これにより、石英
系ガラス導波路の１．３９μｍ帯の吸収損失が低減さ
れ、光の閉じ込めが強くなるので、容易に低損失化、小
形化、低コスト化を実現することができる。
をＳｉＯ2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッドで覆
い、その後８００℃〜１２００℃の温度で熱処理を行う
ことにより、クラッドの表面のフッ素を拡散させ、Ｓｉ
Ｏ2 保護層が形成される。このクラッドにより、ＳｉＯ
2 保護層で吸湿性を防止しながら、コアとクラッドの比
屈折率差を大きくすることができる。これにより、石英
系ガラス導波路の１．３９μｍ帯の吸収損失が低減さ
れ、光の閉じ込めが強くなるので、容易に低損失化、小
形化、低コスト化を実現することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の好適一実施の形態
を添付図面に基づいて詳述する。
を添付図面に基づいて詳述する。
【００２２】図１に本発明にかかる石英系ガラス導波路
の断面図を示す。
の断面図を示す。
【００２３】図１に示すように、石英系ガラス導波路
は、ＳｉＯ2 あるいはＳｉの基板１２上に、コア１４の
周りが下部クラッド１３と上部クラッド１５で覆われた
直線導波路部が形成されている。
は、ＳｉＯ2 あるいはＳｉの基板１２上に、コア１４の
周りが下部クラッド１３と上部クラッド１５で覆われた
直線導波路部が形成されている。
【００２４】この導波路部は、基板１２上に下部クラッ
ド１３が積層され、更にその下部クラッド１３上に線状
のコア１４が形成され、更にそのコア１４の周りを覆っ
てこれら下部クラッド１３及びコア１４上に上部クラッ
ド１５が積層された構造である。
ド１３が積層され、更にその下部クラッド１３上に線状
のコア１４が形成され、更にそのコア１４の周りを覆っ
てこれら下部クラッド１３及びコア１４上に上部クラッ
ド１５が積層された構造である。
【００２５】コア１４は、高屈折率となるようにＴｉＯ
2 やＧｅＯ2 等の屈折率向上成分が添加されたＳｉＯ2
系ガラスやＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラス（ｘ，ｙ，ｚは任
意の自然数）で形成されており、更に、上下部クラッド
１３，１５は、低屈折率となるように内部がＳｉＯ2 に
フッ素を添加したフッ素添加ＳｉＯ2 層で形成されてい
ると共に、そのフッ素による吸湿性を低減すべく、表面
にフッ素を含まないＳｉＯ2 保護層１６が形成されてい
る。
2 やＧｅＯ2 等の屈折率向上成分が添加されたＳｉＯ2
系ガラスやＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラス（ｘ，ｙ，ｚは任
意の自然数）で形成されており、更に、上下部クラッド
１３，１５は、低屈折率となるように内部がＳｉＯ2 に
フッ素を添加したフッ素添加ＳｉＯ2 層で形成されてい
ると共に、そのフッ素による吸湿性を低減すべく、表面
にフッ素を含まないＳｉＯ2 保護層１６が形成されてい
る。
【００２６】次に、石英系ガラス導波路の製造方法を図
２を用いて説明する。
２を用いて説明する。
【００２７】図２は、図１の石英系ガラス導波路の各製
造工程終了時の状態を示したものである。
造工程終了時の状態を示したものである。
【００２８】図２（ａ）に示すように、ＳｉＯ2 あるい
はＳｉの基板１２上に、ＳｉＯ2 にフッ素を添加するこ
とで低屈折率としたクラッド下部１３を、プラズマＣＶ
Ｄ法により、材料ガスにＳｉＨ4 やＴＥＯＳ（Tetra Et
hoxy Silage ）を用い、フッ素原料としてはフッ化炭化
水素（ＣＦ4 ，Ｃ2 Ｆ6 など）を用い、酸化性ガスとし
てＯ2 やＮ2 Ｏを用いて成膜する。
はＳｉの基板１２上に、ＳｉＯ2 にフッ素を添加するこ
とで低屈折率としたクラッド下部１３を、プラズマＣＶ
Ｄ法により、材料ガスにＳｉＨ4 やＴＥＯＳ（Tetra Et
hoxy Silage ）を用い、フッ素原料としてはフッ化炭化
水素（ＣＦ4 ，Ｃ2 Ｆ6 など）を用い、酸化性ガスとし
てＯ2 やＮ2 Ｏを用いて成膜する。
【００２９】そして、図２（ｂ）に示すように、ＴｉＯ
2 やＧｅＯ2 等の屈折率向上成分が添加されたＳｉＯ2
系ガラスやＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスの高屈折率を有し
たコア膜１９を、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、イオ
ンビーム法などにより成膜する。
2 やＧｅＯ2 等の屈折率向上成分が添加されたＳｉＯ2
系ガラスやＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスの高屈折率を有し
たコア膜１９を、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、イオ
ンビーム法などにより成膜する。
【００３０】ついで、図２（ｃ）に示すように、このコ
ア膜１９上にＷＳｉ膜２０をスパッタ法により成膜す
る。
ア膜１９上にＷＳｉ膜２０をスパッタ法により成膜す
る。
【００３１】さらに、図２（ｄ）に示すように、フォト
リソグラフィ工程、ドライエッチング工程により、コア
膜１９上にコアとなる場所を覆うＷＳｉマスクパターン
２１を形成する。
リソグラフィ工程、ドライエッチング工程により、コア
膜１９上にコアとなる場所を覆うＷＳｉマスクパターン
２１を形成する。
【００３２】そして、図２（ｅ）に示すように、ドライ
エッチングによりコアとなる場所以外の領域を除去す
る。
エッチングによりコアとなる場所以外の領域を除去す
る。
【００３３】さらに、図２（ｆ）に示すように、ドライ
エッチング工程によりコア１４上のＷＳｉマスクパター
ン２１を取り除く（剥離する）。
エッチング工程によりコア１４上のＷＳｉマスクパター
ン２１を取り除く（剥離する）。
【００３４】ついで、図２（ｇ）に示すように、このコ
ア１４上に、ＳｉＯ2 にフッ素を添加することで低屈折
率とした上部クラッド１５を、プラズマＣＶＤ法によ
り、材料ガスにＳｉＨ4 やＴＥＯＳを用い、フッ素原料
としては、フッ化炭化水素（ＣＦ4 ，Ｃ2 Ｆ6 など）を
用い、酸化性ガスとしてＯ2 やＮ2 Ｏを用いて成膜す
る。
ア１４上に、ＳｉＯ2 にフッ素を添加することで低屈折
率とした上部クラッド１５を、プラズマＣＶＤ法によ
り、材料ガスにＳｉＨ4 やＴＥＯＳを用い、フッ素原料
としては、フッ化炭化水素（ＣＦ4 ，Ｃ2 Ｆ6 など）を
用い、酸化性ガスとしてＯ2 やＮ2 Ｏを用いて成膜す
る。
【００３５】最後に、図２（ｈ）に示すように、８００
℃〜１２００℃の温度で（数分〜数時間）熱処理を行う
ことにより、上下部クラッド１３，１５の表面のフッ素
をクラッド内で拡散させてＳｉＯ2 とし、ＳｉＯ2 保護
層１６を形成する。
℃〜１２００℃の温度で（数分〜数時間）熱処理を行う
ことにより、上下部クラッド１３，１５の表面のフッ素
をクラッド内で拡散させてＳｉＯ2 とし、ＳｉＯ2 保護
層１６を形成する。
【００３６】このＳｉＯ2 保護層１６により、導波路部
は、その周りが取り囲まれ、防湿される。これにより、
吸湿による伝送損失を低減すると共にコア１４とクラッ
ド１３，１５の比屈折率差を大きくすることができ、光
の閉じ込めを強くすることが可能となる。
は、その周りが取り囲まれ、防湿される。これにより、
吸湿による伝送損失を低減すると共にコア１４とクラッ
ド１３，１５の比屈折率差を大きくすることができ、光
の閉じ込めを強くすることが可能となる。
【００３７】次に、本発明にかかる製造方法を用いて直
線導波路の試作し、その試作結果について説明する。
線導波路の試作し、その試作結果について説明する。
【００３８】図２で説明した本発明で試作した石英系ガ
ラス導波路の断面図を図３に、その屈折率分布を図４に
示す。
ラス導波路の断面図を図３に、その屈折率分布を図４に
示す。
【００３９】図３に示すように、この石英系ガラス導波
路のコア２７の寸法は、シングルモードとなるように幅
４μｍ、高さ２．５μｍとした。また、コア２７の周囲
を覆うクラッド２６，２８の厚さは８μｍとした。Ｓｉ
Ｏ2 保護層２９の厚さは１μｍとした。これよりもＳｉ
Ｏ2 保護層２９の厚みが薄いと吸湿性を防止する効果は
低減してしまう。さらに導波路長は５０ｍｍである。
路のコア２７の寸法は、シングルモードとなるように幅
４μｍ、高さ２．５μｍとした。また、コア２７の周囲
を覆うクラッド２６，２８の厚さは８μｍとした。Ｓｉ
Ｏ2 保護層２９の厚さは１μｍとした。これよりもＳｉ
Ｏ2 保護層２９の厚みが薄いと吸湿性を防止する効果は
低減してしまう。さらに導波路長は５０ｍｍである。
【００４０】比屈折率差は、図４に示すように、コアに
ＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスを使用し、コアの比屈折率差
が＋１．８％となるように調節した。さらにＳｉＯ2 に
添加するフッ素の量を調節することでクラッドの比屈折
率差を−０．７％となるようにし、全体で２．５％とな
るようにした。
ＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスを使用し、コアの比屈折率差
が＋１．８％となるように調節した。さらにＳｉＯ2 に
添加するフッ素の量を調節することでクラッドの比屈折
率差を−０．７％となるようにし、全体で２．５％とな
るようにした。
【００４１】この本発明にかかる製造方法で石英系ガラ
ス導波路を製造すると、１．３９μｍ帯における損失は
０．１０ｄＢ／ｃｍであった。
ス導波路を製造すると、１．３９μｍ帯における損失は
０．１０ｄＢ／ｃｍであった。
【００４２】また、比較例として図８に示した従来の製
造方法で試作した石英系ガラス導波路の断面図を図５
に、その屈折率分布を図６に示す。
造方法で試作した石英系ガラス導波路の断面図を図５
に、その屈折率分布を図６に示す。
【００４３】図５に示すように、この石英系ガラス導波
路のコア３２の寸法は、シングルモードとなるように幅
４μｍ、高さ２．５μｍである。クラッド３１、３３の
厚さは８μｍである。さらに導波路長は５０ｍｍであ
る。
路のコア３２の寸法は、シングルモードとなるように幅
４μｍ、高さ２．５μｍである。クラッド３１、３３の
厚さは８μｍである。さらに導波路長は５０ｍｍであ
る。
【００４４】比屈折率差は、図６に示したように、コア
にＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスを使用し、コアの比屈折率
差が＋１．８％となるように調整した。さらにＳｉＯ2
に添加するフッ素の量を調整することでクラッドの比屈
折率差を−０．７％となるようにし、全体で２．５％と
なるようにした。
にＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスを使用し、コアの比屈折率
差が＋１．８％となるように調整した。さらにＳｉＯ2
に添加するフッ素の量を調整することでクラッドの比屈
折率差を−０．７％となるようにし、全体で２．５％と
なるようにした。
【００４５】この従来方法で製造した石英系ガラス導波
路の１．３９μｍ帯における損失は、０．５２ｄＢ／ｃ
ｍであった。
路の１．３９μｍ帯における損失は、０．５２ｄＢ／ｃ
ｍであった。
【００４６】これは、クラッドに添加したフッ素の吸湿
性により、コア、クラッドがＯＨ基により１．３９μｍ
帯の吸収損失の増大が生じたためである。
性により、コア、クラッドがＯＨ基により１．３９μｍ
帯の吸収損失の増大が生じたためである。
【００４７】以上のように、本発明によると、高比屈折
率差、低損失な石英系ガラス導波路を容易に得ることが
分かった。
率差、低損失な石英系ガラス導波路を容易に得ることが
分かった。
【００４８】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、ＴｉＯ2
やＧｅＯ2 等の屈折率向上成分を添加したＳｉＯ2 系ガ
ラスやＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスの高屈折率を有したコ
アの周囲を、ＳｉＯ2 にフッ素を添加することで低屈折
率としたクラッドで覆い、その後８００℃〜１２００℃
の温度で熱処理を行うことによりクラッドの表面のフッ
素を拡散させＳｉＯ2 保護層とすることにより、クラッ
ド中のフッ素による吸湿性を防止し、コア、クラッド中
に存在するＯＨ基の量を低減し、１．３９μｍ帯の吸収
損失の増大を防ぎながらコアとクラッドの比屈折率差を
大きくすることができ、光の閉じ込めを強くすることが
可能となる。従って、容易に石英系ガラス導波路の低損
失化、小形化、低コスト化を実現することができる。
やＧｅＯ2 等の屈折率向上成分を添加したＳｉＯ2 系ガ
ラスやＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスの高屈折率を有したコ
アの周囲を、ＳｉＯ2 にフッ素を添加することで低屈折
率としたクラッドで覆い、その後８００℃〜１２００℃
の温度で熱処理を行うことによりクラッドの表面のフッ
素を拡散させＳｉＯ2 保護層とすることにより、クラッ
ド中のフッ素による吸湿性を防止し、コア、クラッド中
に存在するＯＨ基の量を低減し、１．３９μｍ帯の吸収
損失の増大を防ぎながらコアとクラッドの比屈折率差を
大きくすることができ、光の閉じ込めを強くすることが
可能となる。従って、容易に石英系ガラス導波路の低損
失化、小形化、低コスト化を実現することができる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す石英系ガラス導波
路の断面図である。
路の断面図である。
【図２】本発明にかかる石英系ガラス導波路の製造方法
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図３】本発明により製造された石英系ガラス導波路の
断面図である。
断面図である。
【図４】図３の石英系ガラス導波路の屈折率分布を示す
図である。
図である。
【図５】従来の製造方法により製造された石英系ガラス
導波路の断面図である。
導波路の断面図である。
【図６】図５の石英系ガラス導波路の屈折率分布を示す
図である。
図である。
【図７】従来の石英系ガラス導波路の断面図である。
【図８】従来の石英系ガラス導波路の製造方法を説明す
るための図である。
るための図である。
１２ 基板 １３ 下部クラッド １４ コア １５ 上部クラッド １６ ＳｉＯ2 保護層
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上にコアの周囲がクラッドで覆われ
導波路部が形成されてなる石英系ガラス導波路におい
て、ＳｉＯ2 あるいはＳｉ基板表面の上に、ＳｉＯ2 に
フッ素を添加した低屈折率のクラッドを形成し、そのク
ラッド上に、高屈折率を有したＴｉＯ2 やＧｅＯ2 等の
屈折率向上成分が添加されたＳｉＯ2 系ガラスやＳｉＯ
ｘＮｙＨｚ系ガラスのコアを形成し、そのコアの周囲
を、ＳｉＯ2 にフッ素を添加した低屈折率のクラッドで
覆い、その後８００℃〜１２００℃の温度で熱処理を行
うことによりクラッドの表面のフッ素を拡散させてＳｉ
Ｏ2保護層を形成することを特徴とする石英系ガラス導
波路。 - 【請求項２】 基板上に導波路部を製造する石英系ガラ
ス導波路の製造方法において、ＳｉＯ2 あるいはＳｉ基
板表面の上に、ＳｉＯ2 にフッ素を添加した低屈折率の
クラッドを形成し、そのクラッド上に、高屈折率を有し
たＴｉＯ2 やＧｅＯ2 等の屈折率向上成分が添加された
ＳｉＯ2 系ガラスやＳｉＯｘＮｙＨｚ系ガラスのコアを
形成し、そのコアの周囲を、ＳｉＯ2 にフッ素を添加し
た低屈折率のクラッドで覆い、その後８００℃〜１２０
０℃の温度で熱処理を行うことによりクラッドの表面の
フッ素を拡散させてＳｉＯ2 保護層を形成することを特
徴とする石英系ガラス導波路の製造方法。 - 【請求項３】 基板上に導波路部を製造する石英系ガラ
ス導波路の製造方法において、（ａ）ＳｉＯ2 あるいは
Ｓｉ基板表面の上に、ＳｉＯ2 にフッ素を添加した低屈
折率のクラッドを形成する工程と、（ｂ）クラッド上
に、高屈折率を有したＴｉＯ2 やＧｅＯ2 等の屈折率向
上成分を添加したＳｉＯ2 系ガラスやＳｉＯｘＮｙＨｚ
系ガラスのコアを形成し、その上にコア膜を形成後、フ
ォトリソグラフィ工程及びドライエッチング工程を経て
コアを形成するためのマスクパターンを形成する工程
と、（ｃ）ついでこのマスクパターンを用いて、ドライ
エッチング工程によりコアを形成し、その上にプラズマ
ＣＶＤ法により、ＳｉＯ2 にフッ素を添加した低屈折率
のクラッドを成膜する工程と、（ｄ）最後に８００℃〜
１２００℃の温度で熱処理を行うことにより上記クラッ
ドの表面のフッ素を拡散させてＳｉＯ2 保護層を形成す
る工程とを備えたことを特徴とする石英系ガラス導波路
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35791298A JP2000180642A (ja) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | 石英系ガラス導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35791298A JP2000180642A (ja) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | 石英系ガラス導波路及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000180642A true JP2000180642A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18456585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35791298A Pending JP2000180642A (ja) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | 石英系ガラス導波路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000180642A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004106998A1 (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-09 | Jsr Corporation | ポリマー光導波路及び光学装置 |
| WO2010098295A1 (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-02 | 日本電気株式会社 | 光導波路、光導波回路、および光導波回路の製造方法 |
-
1998
- 1998-12-16 JP JP35791298A patent/JP2000180642A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004106998A1 (ja) * | 2003-05-28 | 2004-12-09 | Jsr Corporation | ポリマー光導波路及び光学装置 |
| WO2010098295A1 (ja) * | 2009-02-25 | 2010-09-02 | 日本電気株式会社 | 光導波路、光導波回路、および光導波回路の製造方法 |
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