JP2001311845A - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
- Publication number
- JP2001311845A JP2001311845A JP2000128092A JP2000128092A JP2001311845A JP 2001311845 A JP2001311845 A JP 2001311845A JP 2000128092 A JP2000128092 A JP 2000128092A JP 2000128092 A JP2000128092 A JP 2000128092A JP 2001311845 A JP2001311845 A JP 2001311845A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- core
- optical waveguide
- film
- clad layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ボイドの発生を確実に防止できると共
に特にコアの膜厚管理が容易な光導波路の製造方法を提
供する。 【解決手段】 クラッド層によって覆われたコアを有
する光導波路を製造するにあたり、基板の表面に直接、
またはバッファ層を介してコア層を、膜厚管理容易な低
温成膜法により高い精度で成膜し、パターニングし、そ
の上部にクラッド層を狭い隙間にも充填容易な火炎堆積
法により成膜することで、ボイドがなく、かつ高精度な
光導波路が得られる。特に、上部クラッド層の成膜後に
加熱・加圧処理を施すことで、コア及び上部クラッド層
の残留内部応力を除去し、かつボイドが発生していても
これを塞ぐことができるため、ドープ剤を添加していな
いガラスを上部クラッド層として用いることができるな
ど、使用する材料及びドープ剤の選択自由度が向上す
る。
に特にコアの膜厚管理が容易な光導波路の製造方法を提
供する。 【解決手段】 クラッド層によって覆われたコアを有
する光導波路を製造するにあたり、基板の表面に直接、
またはバッファ層を介してコア層を、膜厚管理容易な低
温成膜法により高い精度で成膜し、パターニングし、そ
の上部にクラッド層を狭い隙間にも充填容易な火炎堆積
法により成膜することで、ボイドがなく、かつ高精度な
光導波路が得られる。特に、上部クラッド層の成膜後に
加熱・加圧処理を施すことで、コア及び上部クラッド層
の残留内部応力を除去し、かつボイドが発生していても
これを塞ぐことができるため、ドープ剤を添加していな
いガラスを上部クラッド層として用いることができるな
ど、使用する材料及びドープ剤の選択自由度が向上す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光通信など
において、信号光を伝送するデバイスに適用される光導
波路の製造方法に関する。
において、信号光を伝送するデバイスに適用される光導
波路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、光通信等に用いられる平面光
波回路（ＰＬＣ）として、所謂光スターカプラなどの光
導波路が例えば分岐器として用いられている。この光導
波路は、埋込み導波路構造でステップインデックス型屈
折率分布となっているものが一般的である。
波回路（ＰＬＣ）として、所謂光スターカプラなどの光
導波路が例えば分岐器として用いられている。この光導
波路は、埋込み導波路構造でステップインデックス型屈
折率分布となっているものが一般的である。
【０００３】このような光導波路としては、石英ある
いはシリコンウェーハ等からなる基板上にバッファ層
（または下部クラッド層）と、該バッファ層上に形成さ
れた所望の形状をなすコアと、このコアを覆う上部クラ
ッド層とを備えたものや、基板を、屈折率を考慮しバ
ッファ層としても機能する石英などで形成し、バッファ
層を省略したものなどがある。
いはシリコンウェーハ等からなる基板上にバッファ層
（または下部クラッド層）と、該バッファ層上に形成さ
れた所望の形状をなすコアと、このコアを覆う上部クラ
ッド層とを備えたものや、基板を、屈折率を考慮しバ
ッファ層としても機能する石英などで形成し、バッファ
層を省略したものなどがある。
【０００４】例えば上記の構造の光導波路を製造する
には、まず、基板の表面に、各種成膜法によりＳｉＯ2
を主成分とするバッファ層及びコア層を成膜し、コア層
の表面にフォトレジストによって所定の導波路パターン
を形成したのち、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ
Ｅｔｃｈｉｎｇ）などにより、所定パターンの導波路コ
アを成形する。その後、ＳｉＯ2を主成分とする低屈折
率の上部クラッド層を成膜する。最後にダイシング装置
によって所定形状に切断する。そして、光の入出力端面
を研磨することにより、各光導波路が完成する。
には、まず、基板の表面に、各種成膜法によりＳｉＯ2
を主成分とするバッファ層及びコア層を成膜し、コア層
の表面にフォトレジストによって所定の導波路パターン
を形成したのち、ＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ
Ｅｔｃｈｉｎｇ）などにより、所定パターンの導波路コ
アを成形する。その後、ＳｉＯ2を主成分とする低屈折
率の上部クラッド層を成膜する。最後にダイシング装置
によって所定形状に切断する。そして、光の入出力端面
を研磨することにより、各光導波路が完成する。
【０００５】尚、コアはその屈折率を、バッファ層及び
上部クラッド層の屈折率より０．２％〜０．８％程度高
くする必要がある。このため、コアを形成する際に、そ
の屈折率を高めるドープ剤を添加するか、あるいはバッ
ファ層および上部クラッド層を形成する際に、それらの
屈折率を下げるドープ剤を添加する。
上部クラッド層の屈折率より０．２％〜０．８％程度高
くする必要がある。このため、コアを形成する際に、そ
の屈折率を高めるドープ剤を添加するか、あるいはバッ
ファ層および上部クラッド層を形成する際に、それらの
屈折率を下げるドープ剤を添加する。
【０００６】また、上記の構造の光導波路の製造工程
は、の構造の光導波路の製造工程からバッファ層の成
膜工程を省略したものといえる。
は、の構造の光導波路の製造工程からバッファ層の成
膜工程を省略したものといえる。
【０００７】上記バッファ層、コア、上部クラッド層を
成膜する方法としては、例えば特開昭５８−１０５１１
１号公報、特開昭６１−２５９２０５号公報、特開昭６
２−２８８８０２号公報、特開平１−１８９６１４号公
報、特開平１−１９２７３２号公報等に記載されたよう
な火炎堆積法（ＦＨＤ法）と、各種化学蒸着法（ＣＶＤ
法、例えばプラズマＣＶＤ法など）や各種物理蒸着法
（ＰＶＤ法、例えば真空蒸着法など）、或いはこれら蒸
着法を組み合わせてなる蒸着法（以下、これら蒸着法を
総称して低温成膜法と記す）とがある。
成膜する方法としては、例えば特開昭５８−１０５１１
１号公報、特開昭６１−２５９２０５号公報、特開昭６
２−２８８８０２号公報、特開平１−１８９６１４号公
報、特開平１−１９２７３２号公報等に記載されたよう
な火炎堆積法（ＦＨＤ法）と、各種化学蒸着法（ＣＶＤ
法、例えばプラズマＣＶＤ法など）や各種物理蒸着法
（ＰＶＤ法、例えば真空蒸着法など）、或いはこれら蒸
着法を組み合わせてなる蒸着法（以下、これら蒸着法を
総称して低温成膜法と記す）とがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記低温成膜法は、そ
の膜厚管理やドープ剤を均一分布する上では後記する火
炎堆積法よりも有利であるが、例えばまたはの構造
の光導波路でコアが複数近接して配置されている場合、
隣接するコア同士間に上部クラッド層を成膜する際にガ
ラスが十分に充填されず、隙間（ボイド）が生じること
があり、このボイドにより光導波路が信号光を伝送する
際の信号光の損失が増加するという問題がある。
の膜厚管理やドープ剤を均一分布する上では後記する火
炎堆積法よりも有利であるが、例えばまたはの構造
の光導波路でコアが複数近接して配置されている場合、
隣接するコア同士間に上部クラッド層を成膜する際にガ
ラスが十分に充填されず、隙間（ボイド）が生じること
があり、このボイドにより光導波路が信号光を伝送する
際の信号光の損失が増加するという問題がある。
【０００９】また、火炎堆積法は、ガラス微粒子をトー
チなどで加熱しつつ基板表面に吹き付け、堆積させるも
のであり、堆積させる際にガラスの粘度を低くすれば、
上記したまたはの構造の光導波路の近接するコア同
士間にガラスが流れ込み、その内部が十分に充填される
が、この方法は膜厚管理が厄介であり、高い膜厚精度が
要求されるコアを成膜するのには必ずしも適していな
い。
チなどで加熱しつつ基板表面に吹き付け、堆積させるも
のであり、堆積させる際にガラスの粘度を低くすれば、
上記したまたはの構造の光導波路の近接するコア同
士間にガラスが流れ込み、その内部が十分に充填される
が、この方法は膜厚管理が厄介であり、高い膜厚精度が
要求されるコアを成膜するのには必ずしも適していな
い。
【００１０】一方、特に火炎堆積法を用いる場合、堆積
時の粘度、即ち堆積させるガラスの軟化点を低くするた
めにドープ剤を添加する必要があるが、ドープ剤を添加
すると屈折率が変化することから、それに応じて別途各
層にドープ剤を添加して各層の屈折率を調整する必要が
あり、実際には使用する材料、添加するドープ剤が限ら
れ、その選択自由度が低いものとなっていた。特に例え
ばコアにドープ剤を添加し、バッファ層及び上部クラッ
ド層にはドープ剤を添加しない構造の光導波路を製造し
ようとすると、上部クラッド層を形成するガラスの軟化
点が高く、即ち成膜時の粘度が高いため、成膜時に近接
するコア同士間へガラスが十分に充填されずボイドが生
じ、上記低温成膜法と同様な問題を抱えるものとなる。
加えて、火炎堆積法はガラス微粒子にドープ剤を混ぜて
吹き付けるため、ドープ剤を均一に分布させるのも厄介
であった。
時の粘度、即ち堆積させるガラスの軟化点を低くするた
めにドープ剤を添加する必要があるが、ドープ剤を添加
すると屈折率が変化することから、それに応じて別途各
層にドープ剤を添加して各層の屈折率を調整する必要が
あり、実際には使用する材料、添加するドープ剤が限ら
れ、その選択自由度が低いものとなっていた。特に例え
ばコアにドープ剤を添加し、バッファ層及び上部クラッ
ド層にはドープ剤を添加しない構造の光導波路を製造し
ようとすると、上部クラッド層を形成するガラスの軟化
点が高く、即ち成膜時の粘度が高いため、成膜時に近接
するコア同士間へガラスが十分に充填されずボイドが生
じ、上記低温成膜法と同様な問題を抱えるものとなる。
加えて、火炎堆積法はガラス微粒子にドープ剤を混ぜて
吹き付けるため、ドープ剤を均一に分布させるのも厄介
であった。
【００１１】ここで、堆積時の温度を高くすればドープ
剤を添加しなくても粘度を低くし、ドープ剤を均一に分
布することも可能であるが、あまり高い温度にすると、
既に積層した他の層が軟化したり、或る層に添加したド
ープ剤が別の層、基板に拡散するなどの悪影響が問題と
なるため、あまり現実的ではない。また、成膜後に熱処
理して上記凹部などに十分に充填させることも考えられ
るが、この場合の熱処理は一般に堆積時の温度よりも高
くなければならず、上記同様に基板や積層した層へのド
ープ剤拡散等の悪影響が問題となる。
剤を添加しなくても粘度を低くし、ドープ剤を均一に分
布することも可能であるが、あまり高い温度にすると、
既に積層した他の層が軟化したり、或る層に添加したド
ープ剤が別の層、基板に拡散するなどの悪影響が問題と
なるため、あまり現実的ではない。また、成膜後に熱処
理して上記凹部などに十分に充填させることも考えられ
るが、この場合の熱処理は一般に堆積時の温度よりも高
くなければならず、上記同様に基板や積層した層へのド
ープ剤拡散等の悪影響が問題となる。
【００１２】尚、いずれの方法で成膜された層にも内部
応力は残留し、偏波依存損失（ＰＤＬ）が大きくなるこ
とあり、これにより信号光の損失が増加するため、その
内部応力を除去することが望ましい。
応力は残留し、偏波依存損失（ＰＤＬ）が大きくなるこ
とあり、これにより信号光の損失が増加するため、その
内部応力を除去することが望ましい。
【００１３】本発明は、上記したような従来技術の問題
点に鑑みなされたものであり、その目的は、ボイドの発
生を確実に防止できると共に特にコアの膜厚管理が容易
な光導波路の製造方法を提供すること、更に使用する材
料、ドープ剤の選択自由度が向上し、しかも各成膜層の
残留内部応力をも除去して信号光の損失を低くすること
が可能な光導波路の製造方法を提供することにある。
点に鑑みなされたものであり、その目的は、ボイドの発
生を確実に防止できると共に特にコアの膜厚管理が容易
な光導波路の製造方法を提供すること、更に使用する材
料、ドープ剤の選択自由度が向上し、しかも各成膜層の
残留内部応力をも除去して信号光の損失を低くすること
が可能な光導波路の製造方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記した目的は、本発明
によれば、クラッド層によって覆われたコアを有する光
導波路の製造方法であって、基板の表面に直接、または
バッファ層を介してコア層を、化学蒸着法または物理蒸
着法またはこれらを組み合わせてなるいずれかの低温成
膜法により成膜し、パターニングし、その上部にクラッ
ド層を火炎堆積法により成膜することを特徴とする光導
波路の製造方法を提供することにより達成される。コア
層を膜厚管理容易な低温成膜法により高い精度で成膜
し、狭い隙間にも充填容易な火炎堆積法により成膜する
ことで、ボイドのない高精度な光導波路が得られる。
によれば、クラッド層によって覆われたコアを有する光
導波路の製造方法であって、基板の表面に直接、または
バッファ層を介してコア層を、化学蒸着法または物理蒸
着法またはこれらを組み合わせてなるいずれかの低温成
膜法により成膜し、パターニングし、その上部にクラッ
ド層を火炎堆積法により成膜することを特徴とする光導
波路の製造方法を提供することにより達成される。コア
層を膜厚管理容易な低温成膜法により高い精度で成膜
し、狭い隙間にも充填容易な火炎堆積法により成膜する
ことで、ボイドのない高精度な光導波路が得られる。
【００１５】特に、上部クラッド層の成膜後に加熱・加
圧処理を施すことにより、コア及び上部クラッド層の残
留内部応力を除去し、かつボイドが発生していてもこれ
を塞ぐことができる。従って、ドープ剤を添加していな
いガラスを上部クラッド層として用いることができるな
ど、使用する材料及びドープ剤の選択自由度が向上す
る。また、前記コア層の成膜後であって前記パターニン
グ前に、該コア層の成膜温度よりも高く、かつ前記加熱
・加圧処理の加熱温度よりも低い温度及び圧力による加
熱処理を施すことで、コア層のの残留内部応力を除去す
ると共に低温成膜時に残留する未反応物を除去し、その
後の加熱・加圧処理にこの未反応物による気泡の発生等
を防止できる。
圧処理を施すことにより、コア及び上部クラッド層の残
留内部応力を除去し、かつボイドが発生していてもこれ
を塞ぐことができる。従って、ドープ剤を添加していな
いガラスを上部クラッド層として用いることができるな
ど、使用する材料及びドープ剤の選択自由度が向上す
る。また、前記コア層の成膜後であって前記パターニン
グ前に、該コア層の成膜温度よりも高く、かつ前記加熱
・加圧処理の加熱温度よりも低い温度及び圧力による加
熱処理を施すことで、コア層のの残留内部応力を除去す
ると共に低温成膜時に残留する未反応物を除去し、その
後の加熱・加圧処理にこの未反応物による気泡の発生等
を防止できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施形態
について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
について、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】図１は本発明方法により製造された光導波
路１の斜視図である。この光導波路１は、埋込み導波路
構造を有し、光信号を分岐するようなパターンにコア４
が形成され、例えば光通信に分岐器として用いられるも
のである。例えば図示中左側に位置するコア４の一端６
（入力端）から信号光が入力され、図示中右側に位置す
る複数のコア４の他端７（出力端）から信号光が出力す
るようになっている。
路１の斜視図である。この光導波路１は、埋込み導波路
構造を有し、光信号を分岐するようなパターンにコア４
が形成され、例えば光通信に分岐器として用いられるも
のである。例えば図示中左側に位置するコア４の一端６
（入力端）から信号光が入力され、図示中右側に位置す
る複数のコア４の他端７（出力端）から信号光が出力す
るようになっている。
【００１８】図２は光導波路１のＩＩ−ＩＩ線について
見た断面図である。石英等のガラスまたはセラミックか
らなる基板２上に、バッファ層（下部クラッド層）３を
介してコア４が形成され、このコア４及びコア４のない
バッファ層３を覆うように上部クラッド層５が形成され
ている。
見た断面図である。石英等のガラスまたはセラミックか
らなる基板２上に、バッファ層（下部クラッド層）３を
介してコア４が形成され、このコア４及びコア４のない
バッファ層３を覆うように上部クラッド層５が形成され
ている。
【００１９】バッファ層３は、基板２上に例えば厚さが
２５μｍ程度の膜状に形成されている。また、コア４
は、断面が例えば一辺が８μｍ程度の正方形をなしてい
る。このコア４はバッファ層３及び上部クラッド層５よ
りもその屈折率が若干高く形成されており、その内部を
光通信などに用いられる信号光が通るようになってい
る。上部クラッド層５は、バッファ層３と共にコア４を
覆うように、バッファ層３及びコア４上に、例えば厚さ
が２５μｍ程度の膜状に形成されている。
２５μｍ程度の膜状に形成されている。また、コア４
は、断面が例えば一辺が８μｍ程度の正方形をなしてい
る。このコア４はバッファ層３及び上部クラッド層５よ
りもその屈折率が若干高く形成されており、その内部を
光通信などに用いられる信号光が通るようになってい
る。上部クラッド層５は、バッファ層３と共にコア４を
覆うように、バッファ層３及びコア４上に、例えば厚さ
が２５μｍ程度の膜状に形成されている。
【００２０】以下に、上記光導波路１の製造手順につい
て図３（ａ）〜図３（ｅ）、図４及び図５を参照して説
明する。まず、基板２の表面に、火炎堆積法によりＳｉ
Ｏ2を主成分とするバッファ層３を成膜する（図３
（ａ））。ここで、図４に示すように、本構成では、火
炎堆積法として、例えば酸素及び水素が供給されるトー
チ２０で発生させた火炎内にガラス微粒子を供給して加
熱し、合成しつつ基板２の表面に吹き付け、堆積させ、
その後加熱して膜化させる方法を採用する。実際にはこ
の酸水素バーナの方式による火炎堆積法に限定されず、
火炎内にガラス微粒子を供給して合成し、基板表面に吹
き付け膜化させるものであれば良い。
て図３（ａ）〜図３（ｅ）、図４及び図５を参照して説
明する。まず、基板２の表面に、火炎堆積法によりＳｉ
Ｏ2を主成分とするバッファ層３を成膜する（図３
（ａ））。ここで、図４に示すように、本構成では、火
炎堆積法として、例えば酸素及び水素が供給されるトー
チ２０で発生させた火炎内にガラス微粒子を供給して加
熱し、合成しつつ基板２の表面に吹き付け、堆積させ、
その後加熱して膜化させる方法を採用する。実際にはこ
の酸水素バーナの方式による火炎堆積法に限定されず、
火炎内にガラス微粒子を供給して合成し、基板表面に吹
き付け膜化させるものであれば良い。
【００２１】次に、バッファ層３の表面に、低温成膜法
としてのＣＶＤ法によりＳｉＯ2を主成分とするコア層
４′を成膜する（図３（ｂ））。ここで、図５に示すよ
うに、本構成に用いるＣＶＤ装置は、反応室２２内にて
ホルダ２３に基板２を保持し、ヒータ２４により加熱し
た状態で反応ガスを供給し、基板２のバッファ層３の表
面にコア層４′を析出させる一般的な常圧ＣＶＤ装置で
あるが、これに限定されず、プラズマＣＶＤ装置や、Ｐ
ＶＤ装置、真空蒸着装置、スパッタリング装置、イオン
プレーティング装置等の各種低温成膜法による成膜装置
を用いることができる。
としてのＣＶＤ法によりＳｉＯ2を主成分とするコア層
４′を成膜する（図３（ｂ））。ここで、図５に示すよ
うに、本構成に用いるＣＶＤ装置は、反応室２２内にて
ホルダ２３に基板２を保持し、ヒータ２４により加熱し
た状態で反応ガスを供給し、基板２のバッファ層３の表
面にコア層４′を析出させる一般的な常圧ＣＶＤ装置で
あるが、これに限定されず、プラズマＣＶＤ装置や、Ｐ
ＶＤ装置、真空蒸着装置、スパッタリング装置、イオン
プレーティング装置等の各種低温成膜法による成膜装置
を用いることができる。
【００２２】このコア層４′の成膜時、バッファ層３よ
りも０．２％〜０．８％程度屈折率が高くなるように、
リン（Ｐ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、
アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）及びフッ素（Ｆ）
から選択される１種または２種以上の屈折率調整用のド
ープ剤をコア層４′に添加する。ここで、リン（Ｐ）、
チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アルミニウム
（Ａｌ）は、屈折率を高めるためのドープ剤であり、ホ
ウ素（Ｂ）、フッ素（Ｆ）は屈折率を低くするためのド
ープ剤である。これらを単独で、または併せて添加する
ことで所望の屈折率を得ることができる。この状態でコ
ア層４′の成膜温度よりも高く、かつ後記する加熱・加
圧処理の加熱温度よりも低い温度及び圧力による加熱処
理を施す。
りも０．２％〜０．８％程度屈折率が高くなるように、
リン（Ｐ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、
アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）及びフッ素（Ｆ）
から選択される１種または２種以上の屈折率調整用のド
ープ剤をコア層４′に添加する。ここで、リン（Ｐ）、
チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、アルミニウム
（Ａｌ）は、屈折率を高めるためのドープ剤であり、ホ
ウ素（Ｂ）、フッ素（Ｆ）は屈折率を低くするためのド
ープ剤である。これらを単独で、または併せて添加する
ことで所望の屈折率を得ることができる。この状態でコ
ア層４′の成膜温度よりも高く、かつ後記する加熱・加
圧処理の加熱温度よりも低い温度及び圧力による加熱処
理を施す。
【００２３】ここで、一般的に、コア層４′の屈折率は
光通信に用いられる光ファイバのコアの屈折率と同じ方
が良い。このため、コア層４′の屈折率を調整するのみ
ではガラス基板２及び上部クラッド層５との屈折率の差
を確保しつつ光ファイバのコアの屈折率と同じ屈折率と
することができない場合は、バッファ層３の成膜時に屈
折率を下げるドープ剤を添加し、上部クラッド層５の成
膜時にも屈折率を下げるドープ剤を添加し、各々の屈折
率を調整しても良い。
光通信に用いられる光ファイバのコアの屈折率と同じ方
が良い。このため、コア層４′の屈折率を調整するのみ
ではガラス基板２及び上部クラッド層５との屈折率の差
を確保しつつ光ファイバのコアの屈折率と同じ屈折率と
することができない場合は、バッファ層３の成膜時に屈
折率を下げるドープ剤を添加し、上部クラッド層５の成
膜時にも屈折率を下げるドープ剤を添加し、各々の屈折
率を調整しても良い。
【００２４】次に、コア層４′の表面にフォトレジスト
によって所定の導波路パターンを形成し、ＲＩＥ等のエ
ッチングを行うことにより、所定パターンの導波路コア
４を形成する（図３（ｃ））。
によって所定の導波路パターンを形成し、ＲＩＥ等のエ
ッチングを行うことにより、所定パターンの導波路コア
４を形成する（図３（ｃ））。
【００２５】その後、上記同様の火炎堆積法によって、
ＳｉＯ2を主成分とする低屈折率の上部クラッド層５を
成膜する（図３（ｄ））。このとき、コア４を近接して
複数形成した場合でも、ドープ剤を添加してその軟化点
を低くしておけば、隣接するコア４間に、上部クラッド
層５を形成するＳｉＯ2が充分に充填される。
ＳｉＯ2を主成分とする低屈折率の上部クラッド層５を
成膜する（図３（ｄ））。このとき、コア４を近接して
複数形成した場合でも、ドープ剤を添加してその軟化点
を低くしておけば、隣接するコア４間に、上部クラッド
層５を形成するＳｉＯ2が充分に充填される。
【００２６】また、例えば隙間が極めて狭い場合、また
は上部クラッド層５に軟化点を低くするドープ剤を添加
していない場合などにはボイド８が生じることがある。
は上部クラッド層５に軟化点を低くするドープ剤を添加
していない場合などにはボイド８が生じることがある。
【００２７】そのため、光導波路１に、上部クラッド層
５が露出した状態で、熱間静水圧加圧法（ＨＩＰ法：Ｈ
ｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ、以下、
単にＨＩＰ法と記す）によって周囲から加熱し、かつ加
圧することにより（加熱・加圧処理）、ボイド８を実用
上問題のない大きさまで小さくするか、あるいは消滅さ
せると共に基板２、各層３、４に成膜時に生じた内部応
力を除去する（図３（ｅ））。このＨＩＰ法では、アル
ゴン（Ａｒ）などの不活性ガスを用いて１５００ｋｇｆ
／ｃｍ2 まで加圧し、かつ１１００℃まで加熱した状態
を２時間程度維持するのが望ましい。ここで、ＨＩＰ法
によって加熱及び加圧すると、光導波路１全体を周囲か
ら均等に加圧することとなるので、コア形状等が変化す
る心配がない。
５が露出した状態で、熱間静水圧加圧法（ＨＩＰ法：Ｈ
ｏｔ Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ Ｐｒｅｓｓｉｎｇ、以下、
単にＨＩＰ法と記す）によって周囲から加熱し、かつ加
圧することにより（加熱・加圧処理）、ボイド８を実用
上問題のない大きさまで小さくするか、あるいは消滅さ
せると共に基板２、各層３、４に成膜時に生じた内部応
力を除去する（図３（ｅ））。このＨＩＰ法では、アル
ゴン（Ａｒ）などの不活性ガスを用いて１５００ｋｇｆ
／ｃｍ2 まで加圧し、かつ１１００℃まで加熱した状態
を２時間程度維持するのが望ましい。ここで、ＨＩＰ法
によって加熱及び加圧すると、光導波路１全体を周囲か
ら均等に加圧することとなるので、コア形状等が変化す
る心配がない。
【００２８】本発明者らは、このＨＩＰ法における温度
条件及び圧力条件を表１に示すようにパラメトリックに
変化させたときのボイド８の消滅状況を観察した。尚、
表１において、温度は８００℃、１０００℃及び１１０
０℃と変化させ、圧力を３００ｋｇｆ／ｃｍ2 、１００
０ｋｇｆ／ｃｍ2 、１５００ｋｇｆ／ｃｍ2 及び１７０
０ｋｇｆ／ｃｍ2 と変化させている。
条件及び圧力条件を表１に示すようにパラメトリックに
変化させたときのボイド８の消滅状況を観察した。尚、
表１において、温度は８００℃、１０００℃及び１１０
０℃と変化させ、圧力を３００ｋｇｆ／ｃｍ2 、１００
０ｋｇｆ／ｃｍ2 、１５００ｋｇｆ／ｃｍ2 及び１７０
０ｋｇｆ／ｃｍ2 と変化させている。
【００２９】
【表１】
【００３０】この表１によれば、圧力が３００ｋｇｆ／
ｃｍ2 と１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 のとき及び温度が８０
０℃のときには、ボイド８を消滅させるのが困難である
のが明らかになった。また圧力が１５００ｋｇｆ／ｃｍ
2 の時には温度が１１００℃以上のときにボイド８を消
滅させることができ、圧力が１７００ｋｇｆ／ｃｍ2の
時には温度が１０００℃以上のときにボイド８を消滅さ
せることができるのが明らかになった。
ｃｍ2 と１０００ｋｇｆ／ｃｍ2 のとき及び温度が８０
０℃のときには、ボイド８を消滅させるのが困難である
のが明らかになった。また圧力が１５００ｋｇｆ／ｃｍ
2 の時には温度が１１００℃以上のときにボイド８を消
滅させることができ、圧力が１７００ｋｇｆ／ｃｍ2の
時には温度が１０００℃以上のときにボイド８を消滅さ
せることができるのが明らかになった。
【００３１】従って、本実施形態においては、ＨＩＰ法
による加熱・加圧条件を、圧力が１５００ｋｇｆ／ｃｍ
2 でかつ温度が１１００℃としているが、圧力が１７０
０ｋｇｆ／ｃｍ2 でかつ温度が１０００℃以上としても
良い。ただし、ドープ剤の他の層への拡散等を考慮して
処理温度及び圧力はボイドを埋めることができる範囲で
最低限とし、必要以上の加熱・加圧は避けることが望ま
しい。
による加熱・加圧条件を、圧力が１５００ｋｇｆ／ｃｍ
2 でかつ温度が１１００℃としているが、圧力が１７０
０ｋｇｆ／ｃｍ2 でかつ温度が１０００℃以上としても
良い。ただし、ドープ剤の他の層への拡散等を考慮して
処理温度及び圧力はボイドを埋めることができる範囲で
最低限とし、必要以上の加熱・加圧は避けることが望ま
しい。
【００３２】ここで、ＨＩＰ法により加熱・加圧処理す
る場合、上部クラッド層５内にアルゴン（Ａｒ）が侵入
して耐久性等が低下することが懸念されるが、上記する
加熱・加圧範囲では、即ちボイド８を実用上問題のない
大きさまで小さくするか、あるいは消滅させると共に基
板２、各層３、４、５に成膜時に生じた内部応力を除去
する程度の温度及び圧力では、上部クラッド層５内にア
ルゴン（Ａｒ）が侵入しても耐久性に問題がないことが
耐久評価により見いだされた。従って、通常、ＨＩＰ法
により加熱・加圧処理する場合に一時的に設ける保護膜
を省略することができ、その工程が簡便になっている。
る場合、上部クラッド層５内にアルゴン（Ａｒ）が侵入
して耐久性等が低下することが懸念されるが、上記する
加熱・加圧範囲では、即ちボイド８を実用上問題のない
大きさまで小さくするか、あるいは消滅させると共に基
板２、各層３、４、５に成膜時に生じた内部応力を除去
する程度の温度及び圧力では、上部クラッド層５内にア
ルゴン（Ａｒ）が侵入しても耐久性に問題がないことが
耐久評価により見いだされた。従って、通常、ＨＩＰ法
により加熱・加圧処理する場合に一時的に設ける保護膜
を省略することができ、その工程が簡便になっている。
【００３３】最後に、ダイシング装置によって、基板２
を所定形状に切断し、入出力端６、７の端面を研磨する
ことにより、光学的に平坦に仕上げて、図１に示すよう
な光スターカプラなどの個々の光導波路１を得る。
を所定形状に切断し、入出力端６、７の端面を研磨する
ことにより、光学的に平坦に仕上げて、図１に示すよう
な光スターカプラなどの個々の光導波路１を得る。
【００３４】尚、上記構成では基板上にバッファ層を介
してコア及び上部クラッド層を形成したが、基板を石英
等の低屈折率のガラス基板とし、バッファ層としても機
能させれば別途バッファ層を設ける必要がなく、基板上
に直接コア及び上部クラッド層を形成することができ、
図３（ａ）に示すバッファ層の成膜工程及びそれに付随
する工程が簡略化される。
してコア及び上部クラッド層を形成したが、基板を石英
等の低屈折率のガラス基板とし、バッファ層としても機
能させれば別途バッファ層を設ける必要がなく、基板上
に直接コア及び上部クラッド層を形成することができ、
図３（ａ）に示すバッファ層の成膜工程及びそれに付随
する工程が簡略化される。
【００３５】
【発明の効果】上記した説明により明らかなように、本
発明による光導波路の製造方法によれば、クラッド層に
よって覆われたコアを有する光導波路を製造するにあた
り、基板の表面に直接、またはバッファ層を介してコア
層を、膜厚管理容易な低温成膜法により高い精度で成膜
し、パターニングし、その上部にクラッド層を狭い隙間
にも充填容易な火炎堆積法により成膜することで、ボイ
ドがなく、かつ高精度な光導波路が得られる。
発明による光導波路の製造方法によれば、クラッド層に
よって覆われたコアを有する光導波路を製造するにあた
り、基板の表面に直接、またはバッファ層を介してコア
層を、膜厚管理容易な低温成膜法により高い精度で成膜
し、パターニングし、その上部にクラッド層を狭い隙間
にも充填容易な火炎堆積法により成膜することで、ボイ
ドがなく、かつ高精度な光導波路が得られる。
【００３６】特に、上部クラッド層の成膜後に加熱・加
圧処理を施すことで、コア及び上部クラッド層の残留内
部応力を除去し、かつボイドが発生していてもこれを塞
ぐことができるため、ドープ剤を添加していないガラス
を上部クラッド層として用いることができるなど、使用
する材料及びドープ剤の選択自由度が向上する。また、
コア層の成膜後であってパターニング前に、コア層の成
膜温度よりも高く、かつ加熱・加圧処理の加熱温度より
も低い温度及び圧力による加熱処理を施すことで、コア
層のの残留内部応力を除去すると共に低温成膜時に残留
する未反応物を除去し、その後の加熱・加圧処理にこの
未反応物による気泡の発生等を防止できる。
圧処理を施すことで、コア及び上部クラッド層の残留内
部応力を除去し、かつボイドが発生していてもこれを塞
ぐことができるため、ドープ剤を添加していないガラス
を上部クラッド層として用いることができるなど、使用
する材料及びドープ剤の選択自由度が向上する。また、
コア層の成膜後であってパターニング前に、コア層の成
膜温度よりも高く、かつ加熱・加圧処理の加熱温度より
も低い温度及び圧力による加熱処理を施すことで、コア
層のの残留内部応力を除去すると共に低温成膜時に残留
する未反応物を除去し、その後の加熱・加圧処理にこの
未反応物による気泡の発生等を防止できる。
【００３７】ここで、コア及び上部クラッド層の残留内
部応力を除去し、かつボイドを塞ぐ程度の例えばＨＩＰ
法による加熱・加圧処理は、上部クラッド層またはコア
が表面に露出した状態で施しても、それに用いるＡｒ等
が各層に侵入量は微量であり、耐久性等に影響が出るこ
とはないため、加熱・加圧処理を保護膜なしで行うこと
ができ、その成膜・除去工程を必要とせず、工程が簡便
になる。
部応力を除去し、かつボイドを塞ぐ程度の例えばＨＩＰ
法による加熱・加圧処理は、上部クラッド層またはコア
が表面に露出した状態で施しても、それに用いるＡｒ等
が各層に侵入量は微量であり、耐久性等に影響が出るこ
とはないため、加熱・加圧処理を保護膜なしで行うこと
ができ、その成膜・除去工程を必要とせず、工程が簡便
になる。
【図１】本発明が適用された光導波路としての光スター
カプラの斜視図。
カプラの斜視図。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線について見た断面図。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は、図１の光導波路の製造工程
を示す工程説明図。
を示す工程説明図。
【図４】火炎堆積法について説明する概念図。
【図５】ＣＶＤ法について説明する概念図。
１ 光導波路 ２ ガラス基板 ３ バッファ層 ４ コア ４′ コア層 ５ 上部クラッド層 ６、７ 入出力端 ８ ボイド ２０ トーチ ２２ 反応室 ２３ ホルダ ２４ ヒータ
Claims (5)
- 【請求項１】 クラッド層によって覆われたコアを有
する光導波路の製造方法であって、 基板の表面に直接、またはバッファ層を介してコア層
を、化学蒸着法または物理蒸着法またはこれらを組み合
わせてなるいずれかの低温成膜法により成膜し、パター
ニングし、その上部にクラッド層を火炎堆積法により成
膜することを特徴とする光導波路の製造方法。 - 【請求項２】 前記上部クラッド層の成膜後に加熱・
加圧処理を施すことを特徴とする請求項１に記載の光導
波路の製造方法。 - 【請求項３】 前記コア層の成膜後であって前記パタ
ーニング前に、該コア層の成膜温度よりも高く、かつ前
記加熱・加圧処理の加熱温度よりも低い温度及び圧力に
よる加熱処理を施すことを特徴とする請求項２に記載の
光導波路の製造方法。 - 【請求項４】 前記加熱・加圧処理を、前記上部クラ
ッド層が表面に露出した状態で施すことを特徴とする請
求項２または請求項３に記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項５】 前記加熱・加圧処理を熱間静水圧加圧
法により施すことを特徴とする請求項１乃至請求項５の
いずれかに記載の光導波路の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000128092A JP2001311845A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 光導波路の製造方法 |
| US09/616,224 US6605228B1 (en) | 1998-10-19 | 2000-07-14 | Method for fabricating planar optical waveguide devices |
| CA002314957A CA2314957A1 (en) | 1999-08-06 | 2000-08-03 | Method for fabricating planar optical waveguide devices |
| EP00202766A EP1074864A3 (en) | 1999-08-06 | 2000-08-04 | Method of fabricating planar optical waveguide devices |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000128092A JP2001311845A (ja) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | 光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001311845A true JP2001311845A (ja) | 2001-11-09 |
Family
ID=18637589
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000128092A Pending JP2001311845A (ja) | 1998-10-19 | 2000-04-27 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001311845A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100443591B1 (ko) * | 2002-08-31 | 2004-08-09 | 우리로광통신주식회사 | 평판형 광도파로의 제조방법 |
-
2000
- 2000-04-27 JP JP2000128092A patent/JP2001311845A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100443591B1 (ko) * | 2002-08-31 | 2004-08-09 | 우리로광통신주식회사 | 평판형 광도파로의 제조방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6605228B1 (en) | Method for fabricating planar optical waveguide devices | |
| US6768828B2 (en) | Integrated optical circuit with dense planarized cladding layer | |
| JP3703013B2 (ja) | 干渉計光回路及びその製造方法 | |
| CN104635298B (zh) | 一种平面光波导及其制备方法 | |
| JP3299700B2 (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| US6690872B2 (en) | Silica based optical waveguide and production method therefor | |
| US6795631B2 (en) | Optical waveguide apparatus and method of producing the same | |
| JPH09211240A (ja) | 位相調整機能付光導波路及びその作製方法 | |
| JP2001311845A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| US6483964B1 (en) | Method of fabricating an optical component | |
| JPH05100123A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| EP1074864A2 (en) | Method of fabricating planar optical waveguide devices | |
| JP2001311844A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| JP3070018B2 (ja) | 石英系光導波路及びその製造方法 | |
| JP2001116942A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| WO2002057512A1 (en) | Low loss optical waveguide device | |
| JP2002040275A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| JP2682919B2 (ja) | 光導波路及びその製造方法 | |
| KR20020040551A (ko) | 광도파로 및 그 제조방법 | |
| JPS63184707A (ja) | 平面状光導波路の製造方法 | |
| Li et al. | Process technologies of MPACVD planar waveguide devices and fiber attachment | |
| JP3945374B2 (ja) | 光導波路グレーティング素子の製造方法 | |
| JPH06331844A (ja) | 石英系光導波路及びその製造方法 | |
| Fiorello et al. | Codoped silica-on-silicon waveguides fabricated by PECVD technique | |
| JPH0735935A (ja) | 光分岐・結合器の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20061101 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061102 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20071225 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080129 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20081007 |