JP2002162526A - 光導波路およびその製造方法 - Google Patents
光導波路およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 方向性結合器等の光導波路型デバイスの再現
性に優れた回路特性を有する石英系光導波路を作製する
ために、高温処理時にコア部の傾倒、変形や基板の反
り、クラック等の欠陥を発生することのない光導波路お
よびその製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコン基板２と、該基板上に形成され
た石英系ガラスからなる下側クラッド膜と、石英系ガラ
スからなり前記下側クラッド膜上に形成された光を伝播
するコア部６と、石英系ガラスからなり前記コア部を埋
め込む上側クラッド膜７からなる石英系光導波路であっ
て、前記下側クラッド膜が、シリコン基板を熱酸化させ
て形成した下側第１石英ガラスクラッド膜３と石英ガラ
ス堆積膜からなる下側第２石英ガラスクラッド膜４の２
層からなることを特徴とする光導波路およびその製造方
法。
性に優れた回路特性を有する石英系光導波路を作製する
ために、高温処理時にコア部の傾倒、変形や基板の反
り、クラック等の欠陥を発生することのない光導波路お
よびその製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコン基板２と、該基板上に形成され
た石英系ガラスからなる下側クラッド膜と、石英系ガラ
スからなり前記下側クラッド膜上に形成された光を伝播
するコア部６と、石英系ガラスからなり前記コア部を埋
め込む上側クラッド膜７からなる石英系光導波路であっ
て、前記下側クラッド膜が、シリコン基板を熱酸化させ
て形成した下側第１石英ガラスクラッド膜３と石英ガラ
ス堆積膜からなる下側第２石英ガラスクラッド膜４の２
層からなることを特徴とする光導波路およびその製造方
法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信用の石英系
光導波路型デバイスを製造する時に、下側クラッド膜と
コア膜の熱変形、基板の反りおよびクラック等の欠陥の
発生を抑制した光導波路およびその製造方法に関するも
のである。
光導波路型デバイスを製造する時に、下側クラッド膜と
コア膜の熱変形、基板の反りおよびクラック等の欠陥の
発生を抑制した光導波路およびその製造方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】高速度、高密度の光通信デバイスにおい
ては、より低価格で高信頼性の光部品が求められてい
る。特に最近は、その光部品として基板上に形成された
光導波路型のデバイスが多く用いられ、中でもファイバ
との接続が容易な石英系光導波路が注目されている。
ては、より低価格で高信頼性の光部品が求められてい
る。特に最近は、その光部品として基板上に形成された
光導波路型のデバイスが多く用いられ、中でもファイバ
との接続が容易な石英系光導波路が注目されている。
【０００３】従来の光導波路型デバイスの一例として、
方向性結合器を説明する。これは図４（ａ）、（ｂ）に
示すように、基板８上に形成された下側クラッド膜９と
上側クラッド膜７との間に、光導波路を構成する２本の
コア部６、６が数μｍの間隔で近接して埋設されて光結
合部１０を形成している。この方向性結合器１は、導波
路型光回路の基本回路であり、光分岐部や光合波部等に
広く用いられている。
方向性結合器を説明する。これは図４（ａ）、（ｂ）に
示すように、基板８上に形成された下側クラッド膜９と
上側クラッド膜７との間に、光導波路を構成する２本の
コア部６、６が数μｍの間隔で近接して埋設されて光結
合部１０を形成している。この方向性結合器１は、導波
路型光回路の基本回路であり、光分岐部や光合波部等に
広く用いられている。
【０００４】このような光導波路を作製するには、基板
上に四塩化硅素を酸水素火炎の中で加水分解反応させて
石英ガラス膜を堆積する方法( 以下ＦＨＤ法という) や
同じく四塩化硅素をプラズマ内やオゾンを含む雰囲気で
反応させて石英ガラス膜を堆積する方法( 以下ＣＶＤ法
という) 等がある。
上に四塩化硅素を酸水素火炎の中で加水分解反応させて
石英ガラス膜を堆積する方法( 以下ＦＨＤ法という) や
同じく四塩化硅素をプラズマ内やオゾンを含む雰囲気で
反応させて石英ガラス膜を堆積する方法( 以下ＣＶＤ法
という) 等がある。
【０００５】以下、従来の光導波路の製造方法の一例を
図４および図５に基づいて説明する。ＦＨＤ法では、下
側クラッド膜９（図５（ｂ））を形成するのに四塩化硅
素の他に三塩化リン、三塩化ボロン等を出発原料にし
て、図５（ａ）に示す基板８上に多孔質の石英堆積膜を
形成し、この堆積した膜に１０００℃以上に加熱保持す
る高温処理を施して透明ガラス化する。基板８には、シ
リコン基板、石英ガラス基板等が用いられている。ＣＶ
Ｄ法では、下側クラッド膜９を形成するのにテトラエト
キシシラン等の有機硅素化合物もしくは四塩化硅素等を
出発原料にして、基板８上に透明な石英堆積膜を形成
し、さらにこの堆積した膜を８００℃以上に加熱保持し
て膜に含まれる炭素化合物、水酸基等を解離させて純度
の高い石英ガラス膜を作製する。
図４および図５に基づいて説明する。ＦＨＤ法では、下
側クラッド膜９（図５（ｂ））を形成するのに四塩化硅
素の他に三塩化リン、三塩化ボロン等を出発原料にし
て、図５（ａ）に示す基板８上に多孔質の石英堆積膜を
形成し、この堆積した膜に１０００℃以上に加熱保持す
る高温処理を施して透明ガラス化する。基板８には、シ
リコン基板、石英ガラス基板等が用いられている。ＣＶ
Ｄ法では、下側クラッド膜９を形成するのにテトラエト
キシシラン等の有機硅素化合物もしくは四塩化硅素等を
出発原料にして、基板８上に透明な石英堆積膜を形成
し、さらにこの堆積した膜を８００℃以上に加熱保持し
て膜に含まれる炭素化合物、水酸基等を解離させて純度
の高い石英ガラス膜を作製する。
【０００６】コア膜５（図５（ｃ））は、下側クラッド
膜９よりも屈折率を高くできる添加物、例えばＧｅ、Ｔ
ｉを含む化合物を硅素化合物とともに反応させること
で、上記ＦＨＤ法、もしくはＣＶＤ法、または電子線等
を用いた真空蒸着法で作製することができる。その後、
光を伝搬する２つのコア部６、６以外の不要なコア膜５
を反応性イオンエッチング法により除去（図５（ｄ））
し、続いて上側クラッド膜７をＦＨＤ法もしくはＣＶＤ
法によりコア部６、６を覆うように堆積して、上側クラ
ッド膜７を高温処理することにより、方向性結合器（図
５（ｅ））が得られる。
膜９よりも屈折率を高くできる添加物、例えばＧｅ、Ｔ
ｉを含む化合物を硅素化合物とともに反応させること
で、上記ＦＨＤ法、もしくはＣＶＤ法、または電子線等
を用いた真空蒸着法で作製することができる。その後、
光を伝搬する２つのコア部６、６以外の不要なコア膜５
を反応性イオンエッチング法により除去（図５（ｄ））
し、続いて上側クラッド膜７をＦＨＤ法もしくはＣＶＤ
法によりコア部６、６を覆うように堆積して、上側クラ
ッド膜７を高温処理することにより、方向性結合器（図
５（ｅ））が得られる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図４
（ａ）、（ｂ）に示した方向性結合器１は、その結合特
性が２本のコア部６、６の間隔に大きく依存しているた
め、その間隔を精度良く、工程によって変動しないよう
に製造することが望ましい。従来のＦＨＤ法では、クラ
ッド膜７、９、コア膜５を多孔質ガラスとして堆積する
ため、これらを１０００℃以上に高温処理することによ
って透明ガラス化させる必要がある。しかしこの高温処
理する際に軟化した下側クラッド膜９と２本のコア部
６、６と上側クラッド膜７とが流動し、これらが混ざり
合うという問題があった。
（ａ）、（ｂ）に示した方向性結合器１は、その結合特
性が２本のコア部６、６の間隔に大きく依存しているた
め、その間隔を精度良く、工程によって変動しないよう
に製造することが望ましい。従来のＦＨＤ法では、クラ
ッド膜７、９、コア膜５を多孔質ガラスとして堆積する
ため、これらを１０００℃以上に高温処理することによ
って透明ガラス化させる必要がある。しかしこの高温処
理する際に軟化した下側クラッド膜９と２本のコア部
６、６と上側クラッド膜７とが流動し、これらが混ざり
合うという問題があった。
【０００８】そこで、下側クラッド膜９、コア膜５、上
側クラッド膜７の順に透明ガラス化温度を下げること
で、コア膜５、上側クラッド膜７のガラス透明化工程を
行う際に、下側クラッド膜９の軟化またはコア部６、６
の軟化を抑えてきた。しかしその透明化温度を下げる範
囲にも限界があり、せいぜい２００℃程度しか無く、軟
化に伴う流動化を完全に防止することはできなかった。
側クラッド膜７の順に透明ガラス化温度を下げること
で、コア膜５、上側クラッド膜７のガラス透明化工程を
行う際に、下側クラッド膜９の軟化またはコア部６、６
の軟化を抑えてきた。しかしその透明化温度を下げる範
囲にも限界があり、せいぜい２００℃程度しか無く、軟
化に伴う流動化を完全に防止することはできなかった。
【０００９】また、ＦＨＤ法、ＣＶＤ法のいずれも基板
８上に新たに石英膜を堆積する方法であるので、基板８
が石英膜よりも熱膨張率が大きいシリコン基板を用いた
場合には、高温処理を行うことによって、石英膜が付い
た基板８が大きく反ってしまう。その大きさは、一例と
してシリコン基板（直径４インチ、厚み１ｍｍ）の上に
石英膜２０μｍを堆積した場合、１２００℃の熱処理を
行うと、約２００μｍの反りが生じてしまう。従って、
この反りの影響によって矩形状に加工したコア部６、６
においては、熱の影響を受け易く、上側クラッド膜７で
埋め込まれる際に、軟化に伴って傾いたり、また少し溶
融して円形になったり、また基板の反りによって傾いた
りしてしまう問題があった。
８上に新たに石英膜を堆積する方法であるので、基板８
が石英膜よりも熱膨張率が大きいシリコン基板を用いた
場合には、高温処理を行うことによって、石英膜が付い
た基板８が大きく反ってしまう。その大きさは、一例と
してシリコン基板（直径４インチ、厚み１ｍｍ）の上に
石英膜２０μｍを堆積した場合、１２００℃の熱処理を
行うと、約２００μｍの反りが生じてしまう。従って、
この反りの影響によって矩形状に加工したコア部６、６
においては、熱の影響を受け易く、上側クラッド膜７で
埋め込まれる際に、軟化に伴って傾いたり、また少し溶
融して円形になったり、また基板の反りによって傾いた
りしてしまう問題があった。
【００１０】このため、これらの変形、反り等の欠陥の
発生を抑制するのに、特許３０７００１８号に開示され
た方法は、図６に示したように、下側クラッド膜を基板
側から順に添加物を有するＦＨＤ法によって形成された
石英膜の第１下側クラッド膜１１、その上に純粋石英膜
からなる第２下側クラッド膜１２の二層構造とする方法
がある。
発生を抑制するのに、特許３０７００１８号に開示され
た方法は、図６に示したように、下側クラッド膜を基板
側から順に添加物を有するＦＨＤ法によって形成された
石英膜の第１下側クラッド膜１１、その上に純粋石英膜
からなる第２下側クラッド膜１２の二層構造とする方法
がある。
【００１１】しかしこの方法においても、高温ガラス化
処理する際に、第１下側クラッド膜１１は多少の軟化を
生じ、また第２下側クラッド膜１２は、スパッタもしく
はＣＶＤ法によって得られた純粋石英膜（堆積膜）のた
め、ガラス膜質は多孔質であまり良くないので高温処理
が必要であり、そのときに多少の軟化が生じてしまう。
また第１下側クラッド膜１１、第２下側クラッド膜１２
はいずれも堆積膜であるため、高温処理によって基板と
ともに反ってしまうことは否めない。
処理する際に、第１下側クラッド膜１１は多少の軟化を
生じ、また第２下側クラッド膜１２は、スパッタもしく
はＣＶＤ法によって得られた純粋石英膜（堆積膜）のた
め、ガラス膜質は多孔質であまり良くないので高温処理
が必要であり、そのときに多少の軟化が生じてしまう。
また第１下側クラッド膜１１、第２下側クラッド膜１２
はいずれも堆積膜であるため、高温処理によって基板と
ともに反ってしまうことは否めない。
【００１２】本発明は、かかる問題を解決するためにな
されたものであり、方向性結合器等の光導波路型デバイ
スの再現性に優れた回路特性を有する石英系光導波路を
作製するために、高温処理時にコア部の傾倒、変形や基
板の反り、クラック等の欠陥を発生することのない光導
波路およびその製造方法を提供することを主たる目的と
する。
されたものであり、方向性結合器等の光導波路型デバイ
スの再現性に優れた回路特性を有する石英系光導波路を
作製するために、高温処理時にコア部の傾倒、変形や基
板の反り、クラック等の欠陥を発生することのない光導
波路およびその製造方法を提供することを主たる目的と
する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の光導波路は、シリコン基板と、該基板上に
形成された石英系ガラスからなる下側クラッド膜と、石
英系ガラスからなり前記下側クラッド膜上に形成された
光を伝播するコア部と、石英系ガラスからなり前記コア
部を埋め込む上側クラッド膜からなる石英系光導波路で
あって、前記下側クラッド膜が、シリコン基板を熱酸化
させて形成した下側第１石英ガラスクラッド膜と石英ガ
ラス堆積膜からなる下側第２石英ガラスクラッド膜の２
層からなることを特徴としている（請求項１）。
に、本発明の光導波路は、シリコン基板と、該基板上に
形成された石英系ガラスからなる下側クラッド膜と、石
英系ガラスからなり前記下側クラッド膜上に形成された
光を伝播するコア部と、石英系ガラスからなり前記コア
部を埋め込む上側クラッド膜からなる石英系光導波路で
あって、前記下側クラッド膜が、シリコン基板を熱酸化
させて形成した下側第１石英ガラスクラッド膜と石英ガ
ラス堆積膜からなる下側第２石英ガラスクラッド膜の２
層からなることを特徴としている（請求項１）。
【００１４】このように、前記下側クラッド膜を、シリ
コン（Ｓｉ）基板を酸化性雰囲気において熱酸化した酸
化膜（ＳｉＯ2 ）からなる下側第１石英ガラスクラッド
膜と、その上に上記熱酸化法ではなく堆積法で作製され
た下側第２石英ガラスクラッド膜からなる２層構造とす
ることによって、その上に堆積法で形成されるコア膜、
上側クラッド膜を透明ガラス化するために高温処理する
場合にも変形、反り、クラック等を発生することは殆ど
ない。
コン（Ｓｉ）基板を酸化性雰囲気において熱酸化した酸
化膜（ＳｉＯ2 ）からなる下側第１石英ガラスクラッド
膜と、その上に上記熱酸化法ではなく堆積法で作製され
た下側第２石英ガラスクラッド膜からなる２層構造とす
ることによって、その上に堆積法で形成されるコア膜、
上側クラッド膜を透明ガラス化するために高温処理する
場合にも変形、反り、クラック等を発生することは殆ど
ない。
【００１５】すなわち、この熱酸化により形成された下
側第１石英ガラスクラッド膜は、シリコンそのものが酸
化されて石英膜となるため、添加物等をドープした膜で
はなく、純粋石英膜であり、またこの熱酸化膜は、他の
ガラス堆積膜に比べてガラスの密度が大きく、密度に依
存する屈折率では、直接気相合成法で得られるガラス堆
積膜の屈折率が１．４５７８であるのに対し、熱酸化法
で得られたガラス膜の屈折率は、１．４５８０〜１．４
５９０と大きくなる。またこの屈折率は、酸化する温度
によって大きくなるので、酸化温度が高い程、形成され
るガラス密度が大きくなり、流動性が殆どない硬いガラ
スが形成される。またシリコン基板の上に回路を形成す
る表側表面と同時にその裏面も酸化されるので、熱酸化
工程中も酸化膜形成後も基板が反ることは殆どなく、反
りのない極めて高品質の石英系光導波路となる。
側第１石英ガラスクラッド膜は、シリコンそのものが酸
化されて石英膜となるため、添加物等をドープした膜で
はなく、純粋石英膜であり、またこの熱酸化膜は、他の
ガラス堆積膜に比べてガラスの密度が大きく、密度に依
存する屈折率では、直接気相合成法で得られるガラス堆
積膜の屈折率が１．４５７８であるのに対し、熱酸化法
で得られたガラス膜の屈折率は、１．４５８０〜１．４
５９０と大きくなる。またこの屈折率は、酸化する温度
によって大きくなるので、酸化温度が高い程、形成され
るガラス密度が大きくなり、流動性が殆どない硬いガラ
スが形成される。またシリコン基板の上に回路を形成す
る表側表面と同時にその裏面も酸化されるので、熱酸化
工程中も酸化膜形成後も基板が反ることは殆どなく、反
りのない極めて高品質の石英系光導波路となる。
【００１６】この場合、下側第１石英ガラスクラッド膜
の膜厚が５μｍ以上であることが好ましい（請求項
２）。このように下側第１クラッド膜の膜厚を５μｍ以
上にしておけば、堆積法によって下側第２クラッド膜、
コア膜、上側クラッド膜を形成し、それぞれを高温処理
した場合にも、変形、反り、クラック等を発生すること
は殆どなく、優れた回路特性を有する光導波路となる。
の膜厚が５μｍ以上であることが好ましい（請求項
２）。このように下側第１クラッド膜の膜厚を５μｍ以
上にしておけば、堆積法によって下側第２クラッド膜、
コア膜、上側クラッド膜を形成し、それぞれを高温処理
した場合にも、変形、反り、クラック等を発生すること
は殆どなく、優れた回路特性を有する光導波路となる。
【００１７】次に、本発明に係る光導波路の製造方法
は、シリコン基板と、該基板上に形成された石英系ガラ
スからなる下側クラッド膜と、石英系ガラスからなり前
記下側クラッド膜上に形成した光を伝播するコア部と、
石英系ガラスからなり前記コア部を埋め込む上側クラッ
ド膜からなる石英系光導波路の製造方法において、前記
シリコン基板の表面を熱酸化法により酸化することによ
って下側第１石英ガラスクラッド膜を形成し、該下側第
１石英ガラス膜上に石英ガラス膜を堆積させて下側第２
石英ガラスクラッド膜を形成し、次いで下側クラッド膜
上にコア膜を堆積させた後、不要部分を除去してコア部
を形成し、さらに下側クラッド膜とコア部を覆う上側ク
ラッド膜を形成することを特徴としている（請求項
３）。
は、シリコン基板と、該基板上に形成された石英系ガラ
スからなる下側クラッド膜と、石英系ガラスからなり前
記下側クラッド膜上に形成した光を伝播するコア部と、
石英系ガラスからなり前記コア部を埋め込む上側クラッ
ド膜からなる石英系光導波路の製造方法において、前記
シリコン基板の表面を熱酸化法により酸化することによ
って下側第１石英ガラスクラッド膜を形成し、該下側第
１石英ガラス膜上に石英ガラス膜を堆積させて下側第２
石英ガラスクラッド膜を形成し、次いで下側クラッド膜
上にコア膜を堆積させた後、不要部分を除去してコア部
を形成し、さらに下側クラッド膜とコア部を覆う上側ク
ラッド膜を形成することを特徴としている（請求項
３）。
【００１８】このように、実質的に変形、反り、クラッ
ク等の欠陥のない石英系光導波路は、シリコン基板の表
面を熱酸化法により石英ガラス化させて下側第１石英ガ
ラスクラッド膜を形成し、この下側第１石英ガラス膜上
に石英ガラス膜を堆積させて下側第２石英ガラスクラッ
ド膜を形成することによって製造することができる。
ク等の欠陥のない石英系光導波路は、シリコン基板の表
面を熱酸化法により石英ガラス化させて下側第１石英ガ
ラスクラッド膜を形成し、この下側第１石英ガラス膜上
に石英ガラス膜を堆積させて下側第２石英ガラスクラッ
ド膜を形成することによって製造することができる。
【００１９】この場合、熱酸化法における酸化温度が１
１００℃以上であることが好ましい（請求項３）。熱酸
化法によって形成された熱酸化膜は、他のガラス堆積膜
に比べて石英ガラスの密度が大きく、密度に依存する屈
折率は酸化する温度によって大きくなるので、酸化温度
が高い程、形成される石英ガラス密度が大きくなり、流
動性が少ない硬いガラスが形成される。従って酸化温度
を１１００℃以上とすることが有効である。
１００℃以上であることが好ましい（請求項３）。熱酸
化法によって形成された熱酸化膜は、他のガラス堆積膜
に比べて石英ガラスの密度が大きく、密度に依存する屈
折率は酸化する温度によって大きくなるので、酸化温度
が高い程、形成される石英ガラス密度が大きくなり、流
動性が少ない硬いガラスが形成される。従って酸化温度
を１１００℃以上とすることが有効である。
【００２０】そしてこの場合、石英ガラス堆積膜の形成
方法が、ＦＨＤ法、ＣＶＤ法、スパッタ法の内から選択
される方法であることが好ましい（請求項５）。本発明
の場合、下側第１石英ガラスクラッド膜以外の石英ガラ
ス膜は、石英ガラス堆積膜で十分目的を達成することが
できるので、上記ＦＨＤ法、ＣＶＤ法、スパッタ法によ
り形成された堆積膜を高温処理してガラス化すればよ
い。
方法が、ＦＨＤ法、ＣＶＤ法、スパッタ法の内から選択
される方法であることが好ましい（請求項５）。本発明
の場合、下側第１石英ガラスクラッド膜以外の石英ガラ
ス膜は、石英ガラス堆積膜で十分目的を達成することが
できるので、上記ＦＨＤ法、ＣＶＤ法、スパッタ法によ
り形成された堆積膜を高温処理してガラス化すればよ
い。
【００２１】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明者等は、石英系光導波路の製造工程中で発生するコ
ア部の傾倒、変形、基板の反り、クラック等の発生を回
避するためには、先ず基板上の下側クラッド膜の密度を
高め、基板に密着させる必要があることを想到し、石英
ガラス膜を高密度化する形成条件を精査して本発明を完
成するに至った。
発明者等は、石英系光導波路の製造工程中で発生するコ
ア部の傾倒、変形、基板の反り、クラック等の発生を回
避するためには、先ず基板上の下側クラッド膜の密度を
高め、基板に密着させる必要があることを想到し、石英
ガラス膜を高密度化する形成条件を精査して本発明を完
成するに至った。
【００２２】すなわち、本発明は、シリコン基板と、該
基板上に形成された石英系ガラスからなる下側クラッド
膜と、石英系ガラスからなり前記下側クラッド膜上に形
成した光を伝播するコア部と、石英系ガラスからなり前
記コア部を埋め込む上側クラッド膜からなる石英系光導
波路の製造方法において、前記シリコン基板の表面を熱
酸化法により酸化することによって下側第１石英ガラス
クラッド膜を形成し、該下側第１石英ガラス膜上に石英
ガラス膜を堆積させて下側第２石英ガラスクラッド膜を
形成し、次いで下側クラッド膜上にコア膜を堆積させた
後、反応性イオンエッチング法等により不要部分を除去
してコア部を形成し、さらに下側クラッド膜とコア部を
覆う上側クラッド膜を形成することを特徴としている。
基板上に形成された石英系ガラスからなる下側クラッド
膜と、石英系ガラスからなり前記下側クラッド膜上に形
成した光を伝播するコア部と、石英系ガラスからなり前
記コア部を埋め込む上側クラッド膜からなる石英系光導
波路の製造方法において、前記シリコン基板の表面を熱
酸化法により酸化することによって下側第１石英ガラス
クラッド膜を形成し、該下側第１石英ガラス膜上に石英
ガラス膜を堆積させて下側第２石英ガラスクラッド膜を
形成し、次いで下側クラッド膜上にコア膜を堆積させた
後、反応性イオンエッチング法等により不要部分を除去
してコア部を形成し、さらに下側クラッド膜とコア部を
覆う上側クラッド膜を形成することを特徴としている。
【００２３】このように、シリコン基板を熱酸化するこ
とでもシリコン基板に石英膜を形成することができる。
この方法は、シリコンそのものが酸化されて石英膜とな
るため、添加物等をドープした膜ではなく、密度の高い
純石英膜となる。また、シリコン基板の上に回路を形成
する表側表面と同時に基板全体の表面が酸化され、裏面
側も酸化されるので、片側のみにガラス膜を堆積熱する
のと異なり酸化工程中も工程終了後の製品も基板が反る
ことはない。
とでもシリコン基板に石英膜を形成することができる。
この方法は、シリコンそのものが酸化されて石英膜とな
るため、添加物等をドープした膜ではなく、密度の高い
純石英膜となる。また、シリコン基板の上に回路を形成
する表側表面と同時に基板全体の表面が酸化され、裏面
側も酸化されるので、片側のみにガラス膜を堆積熱する
のと異なり酸化工程中も工程終了後の製品も基板が反る
ことはない。
【００２４】このことから熱酸化によって得られた石英
膜を基板上の下側クラッド膜として使用することは有効
である。光導波路に用いられる膜厚５〜３０μｍの熱酸
化石英膜は、１１００℃以上で長時間、水蒸気雰囲気に
曝して熱酸化反応を行うことで形成することができる。
膜を基板上の下側クラッド膜として使用することは有効
である。光導波路に用いられる膜厚５〜３０μｍの熱酸
化石英膜は、１１００℃以上で長時間、水蒸気雰囲気に
曝して熱酸化反応を行うことで形成することができる。
【００２５】この熱酸化膜は、前述のように他のガラス
堆積膜に比べてガラスの密度が大きく、密度に依存する
屈折率では、直接気相合成法（堆積法）で得られるガラ
ス膜の屈折率が、プリズムカップリング法で測定した場
合、１．４５７８に対して、熱酸化法で得られたガラス
膜の屈折率は、１．４５８０〜１．４５９０と大きくな
る。またこの屈折率は、酸化する温度に従って大きくな
るので、酸化温度が高い程、形成されるガラス密度が大
きくなり、流動性が少ない硬いガラスが形成されること
になる。
堆積膜に比べてガラスの密度が大きく、密度に依存する
屈折率では、直接気相合成法（堆積法）で得られるガラ
ス膜の屈折率が、プリズムカップリング法で測定した場
合、１．４５７８に対して、熱酸化法で得られたガラス
膜の屈折率は、１．４５８０〜１．４５９０と大きくな
る。またこの屈折率は、酸化する温度に従って大きくな
るので、酸化温度が高い程、形成されるガラス密度が大
きくなり、流動性が少ない硬いガラスが形成されること
になる。
【００２６】ところが、熱酸化によって得られたガラス
膜のみを上記下側クラッド膜として使用し、コア膜、上
側クラッド膜には他の堆積法で作製したガラス膜を使用
して、それらの膜を高温熱処理した場合は、従来の全て
の膜を堆積法で作製した場合とは異なり、熱酸化法で形
成した下側クラッド膜の流動性が乏しいために、下側ク
ラッド膜とコア膜もしくは上側クラッド膜との界面でガ
ラス同士がなじまずに、界面で数μｍのクラックがコア
膜もしくは上側クラッド膜に入ってしまう現象が起こ
る。
膜のみを上記下側クラッド膜として使用し、コア膜、上
側クラッド膜には他の堆積法で作製したガラス膜を使用
して、それらの膜を高温熱処理した場合は、従来の全て
の膜を堆積法で作製した場合とは異なり、熱酸化法で形
成した下側クラッド膜の流動性が乏しいために、下側ク
ラッド膜とコア膜もしくは上側クラッド膜との界面でガ
ラス同士がなじまずに、界面で数μｍのクラックがコア
膜もしくは上側クラッド膜に入ってしまう現象が起こ
る。
【００２７】従って、下側クラッド膜に熱酸化膜を使用
した場合は、堆積法で作製したガラス膜であるコア膜、
上側クラッド膜とのなじみを持たせるために、多少の流
動性を持った下側第２クラッド膜を酸化膜（下側第１石
英ガラス膜）上に形成する必要がある。この多少の流動
性を持った下側第２クラツド膜は、熱酸化法以外の堆積
法、例えばＦＨＤ法、ＣＶＤ法、スパッタ法、または蒸
着法等で作製すれば良い。
した場合は、堆積法で作製したガラス膜であるコア膜、
上側クラッド膜とのなじみを持たせるために、多少の流
動性を持った下側第２クラッド膜を酸化膜（下側第１石
英ガラス膜）上に形成する必要がある。この多少の流動
性を持った下側第２クラツド膜は、熱酸化法以外の堆積
法、例えばＦＨＤ法、ＣＶＤ法、スパッタ法、または蒸
着法等で作製すれば良い。
【００２８】なお下側第２クラツド膜は、下側第１クラ
ッド膜の屈折率になるべく合わせた方がよい。このコア
膜、上側クラッド膜とのなじみに必要な下側第２クラッ
ド膜の膜厚は、数μｍから１０μｍ程度あれば充分であ
る。これより厚いと、なじみのための下側第２クラツド
膜の流動性が逆にコア部、上側クラッド膜の傾倒や変形
を誘発する恐れがある。
ッド膜の屈折率になるべく合わせた方がよい。このコア
膜、上側クラッド膜とのなじみに必要な下側第２クラッ
ド膜の膜厚は、数μｍから１０μｍ程度あれば充分であ
る。これより厚いと、なじみのための下側第２クラツド
膜の流動性が逆にコア部、上側クラッド膜の傾倒や変形
を誘発する恐れがある。
【００２９】下側第１クラッド膜に使用する熱酸化膜
は、コア膜、上側クラッド膜のガラス透明化温度に近い
温度で酸化することで、流動性がコア膜、上側クラッド
膜のガラスよりも小さくなるため、通常のコア膜、上側
クラッド膜のガラス透明化温度、もしくはそれらのアニ
ール温度よりも高い温度である１１００℃以上とするの
が良い。但し酸化温度があまり高いと、シリコン基板に
スリップなどの欠陥が入り易くなるため、１３００℃以
下が望ましい。また下側クラッド膜として通常は５〜３
０μｍの厚みがあれば良いので、下側第１クラッド膜と
しての熱酸化膜は５〜２０μｍの厚みが望ましい。
は、コア膜、上側クラッド膜のガラス透明化温度に近い
温度で酸化することで、流動性がコア膜、上側クラッド
膜のガラスよりも小さくなるため、通常のコア膜、上側
クラッド膜のガラス透明化温度、もしくはそれらのアニ
ール温度よりも高い温度である１１００℃以上とするの
が良い。但し酸化温度があまり高いと、シリコン基板に
スリップなどの欠陥が入り易くなるため、１３００℃以
下が望ましい。また下側クラッド膜として通常は５〜３
０μｍの厚みがあれば良いので、下側第１クラッド膜と
しての熱酸化膜は５〜２０μｍの厚みが望ましい。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。本発明の石英系光導波路型デバイス
の一例として方向性結合器を概念的に表わす平面図およ
びそのＡ−Ａ線断面図を図１の（ａ）、（ｂ）に示す。
この方向性結合器１は、シリコン基板２とその表裏面に
熱酸化膜３、３が形成され、表側の酸化膜が下側第１ク
ラッド膜であり、その上に下側第２クラッド膜４が形成
されている。下側第２クラッド膜４の上には上側クラッ
ド膜７に埋設された２本のコア部６、６が設けられてい
る。コア部６、６は、光伝搬作用を有するもので、その
中央部が相互に近接状態となって光結合部１０を形成し
ている。
て図面に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定さ
れるものではない。本発明の石英系光導波路型デバイス
の一例として方向性結合器を概念的に表わす平面図およ
びそのＡ−Ａ線断面図を図１の（ａ）、（ｂ）に示す。
この方向性結合器１は、シリコン基板２とその表裏面に
熱酸化膜３、３が形成され、表側の酸化膜が下側第１ク
ラッド膜であり、その上に下側第２クラッド膜４が形成
されている。下側第２クラッド膜４の上には上側クラッ
ド膜７に埋設された２本のコア部６、６が設けられてい
る。コア部６、６は、光伝搬作用を有するもので、その
中央部が相互に近接状態となって光結合部１０を形成し
ている。
【００３１】かかる方向性結合器の製造工程を図２およ
び図３を参照して説明する（なお、図面はその概念を説
明するために用いているので、断面における各膜の厚さ
等のディメンジョンは実物と必ずしも一致していな
い）。図２（ａ）は、出発材料となるシリコン基板２を
示している。図２（ｂ）は、熱酸化工程であって、図３
に示した熱酸化装置２０を用いてシリコン基板２の表面
を熱酸化法により酸化することによって石英ガラス化さ
せ、下側第１石英ガラスクラッド膜３、３を基板の両面
に形成する。
び図３を参照して説明する（なお、図面はその概念を説
明するために用いているので、断面における各膜の厚さ
等のディメンジョンは実物と必ずしも一致していな
い）。図２（ａ）は、出発材料となるシリコン基板２を
示している。図２（ｂ）は、熱酸化工程であって、図３
に示した熱酸化装置２０を用いてシリコン基板２の表面
を熱酸化法により酸化することによって石英ガラス化さ
せ、下側第１石英ガラスクラッド膜３、３を基板の両面
に形成する。
【００３２】ここで熱酸化装置２０は、１０００℃以上
に加熱できるカンタルヒータ管状炉２１であって、石英
もしくは炭化硅素等からなる炉心管２２が配置され、そ
の中に石英もしくは炭化硅素製のボート２３を置き、シ
リコン基板２をセットする。炉心管２２の一端から高純
度の水蒸気等の酸化性ガスを導入し、熱電対からなる温
度センサ２４で炉心管２２内の温度が例えば１１００〜
１２５０℃になるようにヒータ２５を昇温して行く。こ
の温度に維持しながら酸化性ガスを導入することで、シ
リコン基板２の表面は、水蒸気等が分解して生じた活性
酸素によって下記化学式 Ｓｉ + Ｏ2 → Ｓ
ｉＯ2のように酸化され、シリコン基板２の全表面に密
度の高い純粋石英ガラス膜が形成される。
に加熱できるカンタルヒータ管状炉２１であって、石英
もしくは炭化硅素等からなる炉心管２２が配置され、そ
の中に石英もしくは炭化硅素製のボート２３を置き、シ
リコン基板２をセットする。炉心管２２の一端から高純
度の水蒸気等の酸化性ガスを導入し、熱電対からなる温
度センサ２４で炉心管２２内の温度が例えば１１００〜
１２５０℃になるようにヒータ２５を昇温して行く。こ
の温度に維持しながら酸化性ガスを導入することで、シ
リコン基板２の表面は、水蒸気等が分解して生じた活性
酸素によって下記化学式 Ｓｉ + Ｏ2 → Ｓ
ｉＯ2のように酸化され、シリコン基板２の全表面に密
度の高い純粋石英ガラス膜が形成される。
【００３３】次に下側第２クラッド膜４として、組成が
ＳｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 の多孔質石英膜をＦＨＤ
法で下側第１クラッド膜３の上に堆積し、高温処理して
透明ガラス化する（図２（ｃ））。このＦＨＤ法は、四
塩化硅素の他に三塩化リン、三塩化ボロン等を出発原料
にして、酸水素火炎の中で加水分解して反応させ、基板
等の上に多孔質の石英膜を堆積させる方法である。
ＳｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 の多孔質石英膜をＦＨＤ
法で下側第１クラッド膜３の上に堆積し、高温処理して
透明ガラス化する（図２（ｃ））。このＦＨＤ法は、四
塩化硅素の他に三塩化リン、三塩化ボロン等を出発原料
にして、酸水素火炎の中で加水分解して反応させ、基板
等の上に多孔質の石英膜を堆積させる方法である。
【００３４】この下側第２クラッド膜４は、ＦＨＤ法以
外に、ＣＶＤ法、スパッタ法で堆積形成しても同様の機
能を有するものを形成することができる。すなわち、テ
トラエトキシシランと酸素、アルゴンの混合ガスを高周
波電力によりプラズマ化させて、この反応物を約２００
℃に加熱した下側第１クラッド膜３が形成されたシリコ
ン基板２にＣＶＤ堆積させることができる。また、アル
ゴンガスと酸素の混合ガスをスパッタガスとして、純粋
石英板をターゲットとして高周波電力を加えて、ターゲ
ットから下側第１クラッド膜３が形成された基板上に下
側第２クラッド膜を堆積しても良い。
外に、ＣＶＤ法、スパッタ法で堆積形成しても同様の機
能を有するものを形成することができる。すなわち、テ
トラエトキシシランと酸素、アルゴンの混合ガスを高周
波電力によりプラズマ化させて、この反応物を約２００
℃に加熱した下側第１クラッド膜３が形成されたシリコ
ン基板２にＣＶＤ堆積させることができる。また、アル
ゴンガスと酸素の混合ガスをスパッタガスとして、純粋
石英板をターゲットとして高周波電力を加えて、ターゲ
ットから下側第１クラッド膜３が形成された基板上に下
側第２クラッド膜を堆積しても良い。
【００３５】次にコア膜５として、組成がＳｉＯ2 −Ｐ
2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＧｅＯ2 の石英ガラスを上記ＦＨＤ
法で堆積し、高温処理して透明ガラス化する（図２
（ｄ））。このコア膜５の堆積方法として、上記ＣＶＤ
法やスパッタ法等を用いても良い。
2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＧｅＯ2 の石英ガラスを上記ＦＨＤ
法で堆積し、高温処理して透明ガラス化する（図２
（ｄ））。このコア膜５の堆積方法として、上記ＣＶＤ
法やスパッタ法等を用いても良い。
【００３６】次いで、反応性イオンエッチング法等によ
りコア膜の内不要な部分を除去してコア部６、６を形成
する（図２（ｅ））。その後、ＦＨＤ法によりコア部
６、６を埋め込むように上側クラッド膜７として組成が
ＳｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3の石英系ガラス膜を堆積
し、高温処理して透明ガラス化することにより方向性結
合器を得る（図２（ｆ））。
りコア膜の内不要な部分を除去してコア部６、６を形成
する（図２（ｅ））。その後、ＦＨＤ法によりコア部
６、６を埋め込むように上側クラッド膜７として組成が
ＳｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3の石英系ガラス膜を堆積
し、高温処理して透明ガラス化することにより方向性結
合器を得る（図２（ｆ））。
【００３７】以上述べた工程で作製した石英系光導波路
回路は、その光結合部１０において、コア部６、６、下
側第１クラッド膜３、下側第２クラッド膜４の変形は生
じておらず、また、下側クラッド膜、コア部６、６、上
側クラッド膜７との界面にクラックの発生はなく、全体
の反りも少ない高品質のものである。
回路は、その光結合部１０において、コア部６、６、下
側第１クラッド膜３、下側第２クラッド膜４の変形は生
じておらず、また、下側クラッド膜、コア部６、６、上
側クラッド膜７との界面にクラックの発生はなく、全体
の反りも少ない高品質のものである。
【００３８】
【実施例】以下、本発明の実施例を挙げて本発明を具体
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。 （実施例）石英系光導波路型デバイスの一例として方向
性結合器を作製した。この方向性結合器の製造工程は前
記図２（ａ）から（ｆ）に示した工程順に行った。
的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものでは
ない。 （実施例）石英系光導波路型デバイスの一例として方向
性結合器を作製した。この方向性結合器の製造工程は前
記図２（ａ）から（ｆ）に示した工程順に行った。
【００３９】出発材料として直径４インチ、厚さ１ｍｍ
のシリコン基板を用意した。先ずこのシリコン基板を図
３に示した熱酸化装置を用いて、炉心管の温度を１１０
０〜１２５０℃に昇温し、酸化性ガスとして水蒸気を導
入して熱酸化し、シリコン基板の表裏両面に純粋石英膜
を形成し、下側第１石英ガラスクラッド膜とした。この
膜は１２００℃の温度で、約１００時間酸化すると、約
１０μｍの膜厚が得られる。この１０μｍ厚みの酸化膜
がついているシリコン基板の反りは３μｍと非常に小さ
かった。セキテクノトロン社製のメトリコン装置によっ
て測定した上記石英膜の屈折率は、１．４５８８と高く
高密度であった。
のシリコン基板を用意した。先ずこのシリコン基板を図
３に示した熱酸化装置を用いて、炉心管の温度を１１０
０〜１２５０℃に昇温し、酸化性ガスとして水蒸気を導
入して熱酸化し、シリコン基板の表裏両面に純粋石英膜
を形成し、下側第１石英ガラスクラッド膜とした。この
膜は１２００℃の温度で、約１００時間酸化すると、約
１０μｍの膜厚が得られる。この１０μｍ厚みの酸化膜
がついているシリコン基板の反りは３μｍと非常に小さ
かった。セキテクノトロン社製のメトリコン装置によっ
て測定した上記石英膜の屈折率は、１．４５８８と高く
高密度であった。
【００４０】次に下側第２クラッド膜として、組成がＳ
ｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 、厚み５μｍの石英膜を屈
折率が１．４５８０になるようにドーパントの量を決め
て、ＦＨＤ法で堆積し、高温処理してガラス化した。こ
のときの透明ガラス化温度は１２００℃のヘリウムガス
雰囲気で行った。下側第１および第２クラッド膜が付着
付したシリコン基板の反りは、３０μｍであった。
ｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 、厚み５μｍの石英膜を屈
折率が１．４５８０になるようにドーパントの量を決め
て、ＦＨＤ法で堆積し、高温処理してガラス化した。こ
のときの透明ガラス化温度は１２００℃のヘリウムガス
雰囲気で行った。下側第１および第２クラッド膜が付着
付したシリコン基板の反りは、３０μｍであった。
【００４１】次いでコア膜として、組成がＳｉＯ2 −Ｐ
2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＧｅＯ2 の石英ガラスをＦＨＤ法で
約７μｍの石英系多孔質ガラス膜を堆積した後、透明ガ
ラス化した。このときのガラス透明化温度は１１５０℃
とした。
2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 −ＧｅＯ2 の石英ガラスをＦＨＤ法で
約７μｍの石英系多孔質ガラス膜を堆積した後、透明ガ
ラス化した。このときのガラス透明化温度は１１５０℃
とした。
【００４２】続いて反応性イオンエッチング法により不
要なコア膜を除去して２本のコア部を形成した。その
後、ＦＨＤ法によりコア部を埋め込むように上側クラッ
ド膜として組成がＳｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 の石英
系多孔質ガラス膜を２０μｍ堆積し、１０５０℃で透明
ガラス化して方向性結合器を得た。
要なコア膜を除去して２本のコア部を形成した。その
後、ＦＨＤ法によりコア部を埋め込むように上側クラッ
ド膜として組成がＳｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 の石英
系多孔質ガラス膜を２０μｍ堆積し、１０５０℃で透明
ガラス化して方向性結合器を得た。
【００４３】作製した方向性結合器の光導波路回路のコ
ア部寸法は７×７μｍで、比屈折率差は０．７５％であ
った。そして光結合部において、コア部、下側第１クラ
ッド膜、下側第２クラッド膜には変形は生じておらず、
またコア部と上側クラッド膜との界面にクラックは生じ
ていなかった。また導波路を形成した後の基板全体の反
りは、２００μｍであった。これは下側クラッド膜、コ
ア膜、上側クラッド膜を全てＦＨＤ法で同じ膜厚になる
ように堆積を行い、前記同様の導波路回路を形成した後
の反り３００μｍよりも小さくなっており、反りが小さ
いとともにコア部の間隔の精度も高い高品質の石英系光
導波路を作製することができた。
ア部寸法は７×７μｍで、比屈折率差は０．７５％であ
った。そして光結合部において、コア部、下側第１クラ
ッド膜、下側第２クラッド膜には変形は生じておらず、
またコア部と上側クラッド膜との界面にクラックは生じ
ていなかった。また導波路を形成した後の基板全体の反
りは、２００μｍであった。これは下側クラッド膜、コ
ア膜、上側クラッド膜を全てＦＨＤ法で同じ膜厚になる
ように堆積を行い、前記同様の導波路回路を形成した後
の反り３００μｍよりも小さくなっており、反りが小さ
いとともにコア部の間隔の精度も高い高品質の石英系光
導波路を作製することができた。
【００４４】なお、本発明は、上記実施形態に限定され
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
るものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明
の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同
一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いか
なるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【００４５】例えば、上記実施形態においては、直径４
インチのシリコン基板に７×７μｍのコア部を形成した
一実施例について説明したが、本発明はこれには限定さ
れず、任意の基板直径、コア部寸法や比屈折率を有する
石英系光導波路にも適用することができる。また、作製
される光導波路としても、方向性結合器に限定されるも
のではない。
インチのシリコン基板に７×７μｍのコア部を形成した
一実施例について説明したが、本発明はこれには限定さ
れず、任意の基板直径、コア部寸法や比屈折率を有する
石英系光導波路にも適用することができる。また、作製
される光導波路としても、方向性結合器に限定されるも
のではない。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
シリコン基板と、該基板上に形成された石英系ガラスか
らなる下側クラッド膜と、石英系ガラスからなり下側ク
ラッド膜上に形成された光を伝播するコア部と、石英系
ガラスからなりコア部を埋め込む上側クラッド膜からな
る石英系光導波路であって、下側クラッド膜が、シリコ
ン基板を熱酸化させて形成した下側第１石英ガラスクラ
ッド膜と石英ガラス堆積膜からなる下側第２石英ガラス
クラッド膜の２層構造とすることで、下側クラッド膜の
熱変形を抑制し、かつ基板全体の反りを低減でき、さら
に下側クラッド膜およびコア膜となじみのある下側第２
クラッド膜を有することで、コア部等の光導波路形状部
分のクラック等を防止することが可能となり、高品質の
石英系光導波路を作製することができる。
シリコン基板と、該基板上に形成された石英系ガラスか
らなる下側クラッド膜と、石英系ガラスからなり下側ク
ラッド膜上に形成された光を伝播するコア部と、石英系
ガラスからなりコア部を埋め込む上側クラッド膜からな
る石英系光導波路であって、下側クラッド膜が、シリコ
ン基板を熱酸化させて形成した下側第１石英ガラスクラ
ッド膜と石英ガラス堆積膜からなる下側第２石英ガラス
クラッド膜の２層構造とすることで、下側クラッド膜の
熱変形を抑制し、かつ基板全体の反りを低減でき、さら
に下側クラッド膜およびコア膜となじみのある下側第２
クラッド膜を有することで、コア部等の光導波路形状部
分のクラック等を防止することが可能となり、高品質の
石英系光導波路を作製することができる。
【図１】本発明の光導波路型デバイスの１種である方向
性結合器の１例を示す概念図である。 （ａ）方向性結合器の平面図、 （ｂ）（ａ）のＡ−Ａ
線断面図、
性結合器の１例を示す概念図である。 （ａ）方向性結合器の平面図、 （ｂ）（ａ）のＡ−Ａ
線断面図、
【図２】（ａ）〜（ｆ）は本発明の製造方法の工程の１
例を示すフロー図である。
例を示すフロー図である。
【図３】熱酸化法で使用する熱酸化装置の１例を示す説
明図である。
明図である。
【図４】従来の方向性結合器の１例を示す概念図であ
る。（ａ）方向性結合器の平面図、 （ｂ）（ａ）のＡ
−Ａ線断面図、
る。（ａ）方向性結合器の平面図、 （ｂ）（ａ）のＡ
−Ａ線断面図、
【図５】（ａ）〜（ｅ）は従来の製造方法の１例を示す
フロー図である。
フロー図である。
【図６】従来の別の態様を示した例示図である。
１…方向性結合器、 ２…シリコン基板、３…下側第１
石英ガラスクラッド膜（熱酸化膜）、４…下側第２石英
ガラスクラッド膜、 ５…コア膜、 ６…コア部、７…
上側クラッド膜、 ８…基板、９…下側クラッド膜（堆
積膜）、 １０…光結合部、１１…第１下側クラッド膜
（堆積膜）、１２…第２下側クラッド膜（堆積膜）、２
０…熱酸化装置、 ２１…管状炉、 ２２…炉心管、２
３…ボート、 ２４…温度センサ、 ２５…ヒータ。
石英ガラスクラッド膜（熱酸化膜）、４…下側第２石英
ガラスクラッド膜、 ５…コア膜、 ６…コア部、７…
上側クラッド膜、 ８…基板、９…下側クラッド膜（堆
積膜）、 １０…光結合部、１１…第１下側クラッド膜
（堆積膜）、１２…第２下側クラッド膜（堆積膜）、２
０…熱酸化装置、 ２１…管状炉、 ２２…炉心管、２
３…ボート、 ２４…温度センサ、 ２５…ヒータ。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１４年２月１４日（２００２．２．１
４）
４）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
Claims (5)
- 【請求項１】 シリコン基板と、該基板上に形成された
石英系ガラスからなる下側クラッド膜と、石英系ガラス
からなり前記下側クラッド膜上に形成された光を伝播す
るコア部と、石英系ガラスからなり前記コア部を埋め込
む上側クラッド膜からなる石英系光導波路であって、前
記下側クラッド膜が、シリコン基板を熱酸化させて形成
した下側第１石英ガラスクラッド膜と石英ガラス堆積膜
からなる下側第２石英ガラスクラッド膜の２層からなる
ことを特徴とする光導波路。 - 【請求項２】 前記下側第１石英ガラスクラッド膜の膜
厚が５μｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載
した光導波路。 - 【請求項３】 シリコン基板と、該基板上に形成された
石英系ガラスからなる下側クラッド膜と、石英系ガラス
からなり前記下側クラッド膜上に形成した光を伝播する
コア部と、石英系ガラスからなり前記コア部を埋め込む
上側クラッド膜からなる石英系光導波路の製造方法にお
いて、前記シリコン基板の表面を熱酸化法により酸化す
ることによって下側第１石英ガラスクラッド膜を形成
し、該下側第１石英ガラス膜上に石英ガラス膜を堆積さ
せて下側第２石英ガラスクラッド膜を形成し、次いで下
側クラッド膜上にコア膜を堆積させた後、不要部分を除
去してコア部を形成し、さらに下側クラッド膜とコア部
を覆う上側クラッド膜を形成することを特徴とする光導
波路の製造方法。 - 【請求項４】 前記熱酸化法における酸化温度が１１０
０℃以上であることを特徴とする請求項３に記載した光
導波路の製造方法。 - 【請求項５】 前記石英ガラス堆積膜の形成方法が、Ｆ
ＨＤ法、ＣＶＤ法、スパッタ法の内から選択される方法
であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載
した光導波路の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000358177A JP2002162526A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 光導波路およびその製造方法 |
| KR1020010067111A KR20020040551A (ko) | 2000-11-24 | 2001-10-30 | 광도파로 및 그 제조방법 |
| EP01309812A EP1209493A1 (en) | 2000-11-24 | 2001-11-22 | An optical waveguide and a method for producing it |
| US09/990,299 US20020064360A1 (en) | 2000-11-24 | 2001-11-23 | Optical waveguide and a method for producing it |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000358177A JP2002162526A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 光導波路およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002162526A true JP2002162526A (ja) | 2002-06-07 |
Family
ID=18830127
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000358177A Pending JP2002162526A (ja) | 2000-11-24 | 2000-11-24 | 光導波路およびその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20020064360A1 (ja) |
| EP (1) | EP1209493A1 (ja) |
| JP (1) | JP2002162526A (ja) |
| KR (1) | KR20020040551A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020138053A1 (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | 日本電信電話株式会社 | 光信号処理装置および光信号処理装置の製造方法 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6618537B2 (en) * | 2002-01-14 | 2003-09-09 | Applied Wdm, Inc. | Optical waveguide structures and methods of fabrication |
| US6865308B1 (en) * | 2004-07-23 | 2005-03-08 | Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. | Backside deposition for relieving stress and decreasing warping in optical waveguide production |
| CN109669237B (zh) * | 2018-12-13 | 2020-12-15 | 吉林华微电子股份有限公司 | 半导体硅基光波导器件及其制备方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2622108B2 (ja) * | 1985-11-25 | 1997-06-18 | 日本電信電話株式会社 | 光導波膜付シリコンウエハの製造方法 |
| JP2582066B2 (ja) * | 1987-03-19 | 1997-02-19 | 株式会社日立製作所 | 光機能性デバイス |
| DE69224454T2 (de) * | 1991-09-30 | 1998-07-30 | At & T Corp | Verfahren zur Herstellung von planaren optischen Wellenleitern |
| US5431775A (en) * | 1994-07-29 | 1995-07-11 | Eastman Kodak Company | Method of forming optical light guides through silicon |
| GB2346452A (en) * | 1999-02-05 | 2000-08-09 | Univ Glasgow | Waveguides |
-
2000
- 2000-11-24 JP JP2000358177A patent/JP2002162526A/ja active Pending
-
2001
- 2001-10-30 KR KR1020010067111A patent/KR20020040551A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-11-22 EP EP01309812A patent/EP1209493A1/en not_active Withdrawn
- 2001-11-23 US US09/990,299 patent/US20020064360A1/en not_active Abandoned
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020138053A1 (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-02 | 日本電信電話株式会社 | 光信号処理装置および光信号処理装置の製造方法 |
| JP2020106608A (ja) * | 2018-12-26 | 2020-07-09 | 日本電信電話株式会社 | 光信号処理装置および光信号処理装置の製造方法 |
| JP7119990B2 (ja) | 2018-12-26 | 2022-08-17 | 日本電信電話株式会社 | 光信号処理装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20020064360A1 (en) | 2002-05-30 |
| KR20020040551A (ko) | 2002-05-30 |
| EP1209493A1 (en) | 2002-05-29 |
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