JP2002530689A - 光デバイスの調整 - Google Patents

光デバイスの調整

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Abstract

(57)【要約】 導波路を含む光デバイスを調整する方法であり、導波路の光特性を変更するために、局部加熱をデバイスに与える工程を含む方法である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、導波路の特性を変更するための導波路の熱処理に関する。
【０００２】
【発明の背景】
平面光導波路デバイスの構造は、周知である。これらは、通常、シリコン基板
の上部に層を堆積させることによって構築され、堆積（およびエッチング）層の
部分は、感光性にされ、次に、光学特性を操作するように選択された波長の光に
曝される。このように、大抵の場合非常に複雑な光導波路デバイスは、シリコン
基板上に構築され得る。
【０００３】 光導波路がその一部を形成する、あらゆる複雑なデバイスの特性を調整するた
めの光導波路の後処理のシステムを提供することが望まれる。
【０００４】
【発明の概要】
本発明の第１の態様によると、導波路を備えた光デバイスを調整する方法であ
って、導波路の光学特性を変更するために局部加熱を光デバイスに与える工程を
含む方法を提供する。
【０００５】 局部加熱は、紫外線または赤外線レーザデバイスなどのレーザデバイスによっ
て与えることができる。
【０００６】 デバイスは、基板上に形成された導波路を含む場合がある。
【０００７】 この方法は、例えば、干渉デバイスの１つのアームを調整することに用いられ
得る。
【０００８】 局部加熱は、熱緩和、熱拡散を引き起こし、またはデバイス内での構造変化を
誘導するために用いられ得る。
【０００９】 １つの実施形態では、この方法は、格子構造を導波路に書き込むために用いら
れ得る。
【００１０】 他の任意の形態も本発明の範囲内に入り得るが、以下、本発明の好ましい形態
を例示のみを目的として添付の図面を参照しながら説明する。
【００１１】
【好ましい実施形態および他の実施形態の説明】
好ましい実施形態では、ウェハの局部熱処理は、赤外線または紫外線レーザデ
バイスを用いて行なわれる。ゲルマニウムを含む珪酸塩（germanosilicate）の
平坦な導波路内に負の指数（negative index）の格子を含む適切な感熱導波路は
、エム・ブイ・バジィレンコ（M V Bazylenko）、エム・グロス（M Gross）、エ
ー・サイモニアン（A Simonian）、ピー・エル・チュー（P L Chu）著の、真空
科学技術ジャーナル（Journal of Vacuum Science and Techonology）、Ａ１４
、（２）３３６〜３４５頁、１９９６年発行、およびジェー・カニング（J
Canning）、ディー・モス（D Moss）、エム・アズランド(M Aslund)、エム・バ
ジィレンコ（M Bazylenko）著の、エレクション・レタース（Election Letters
）、３４（４）、３６６〜３６７頁（１９９８年発行）に概説されているような
ホローカソードプラズマ強化化学蒸着（ＨＣＰＥＣＶＤ）プロセスを用いること
によって製造することができる。
【００１２】 ここで、図１を参照する。局部加熱は、好ましくは、光学特性を変更するため
に導波路１の領域で用いられる。好ましくは、用いられる熱処理は、導波路１に
対するその他の影響が最小になるように設計されている。
【００１３】 したがって、紫外線レーザが用いられる場合、矢印１０で示すように、紫外線
に不透明なシリコン基板２上で用いられ、一方、赤外線レーザは矢印１２で示す
ように導波路１の上部から用いられ得る。
【００１４】 局部加熱は、デバイス１４において局部的な変化をもたらすために用いられ得
る。この変化としては、内部応力の熱緩和、材料の熱拡散または材料層の熱損傷
を挙げることができる。
【００１５】 例えば、図２は、ウェハ上でまず構築され、次に、点（例えば、１１、１２）
においてアームを紫外線調整ではなく熱調整することによって調整され得るマッ
ハ−ツェンダー原理を用いて構築される付加ドロップ（add-drop）マルチプレク
サ１０を示す。
【００１６】 図３に示すように、導波路１００内に望ましくない影響を与え得る局部照射を
用いることが所望される場合、不透明層（例えば、１５）は、導波路１００の上
方に形成され、導波路１００のエリアにおける感光性変化を最小限に抑え得る。
【００１７】 局部加熱は、多数の用途に用いることができる。第１に、前述したように、導
波路の特性を変更するための使用がある。このような使用は、例えば、マッハ−
ツェンダー型デバイスにおいて理想的である。他のデバイスとしては、各アーム
が熱処理され、特性を調節することができるマルチモードデバイスが含まれ得る
。
【００１８】 局部熱加熱のための他の用途としては、ウェハをアニールまたは損傷させるこ
とにより応力を制御または緩和するための基板／ウェハの局部加熱が挙げられる
。例えば、シリコン基板上でプラズマ強化化学蒸着プロセスを用いて内部導波路
構造を有する光導波路デバイスを構築することが公知である。残念なことに、大
抵の場合、非対称複屈折の影響は、形成プロセスから生じる。β形成で示される
第１の複屈折の影響は、導波路の周囲特性に起因する。β応力で示される第２の
影響は、基板と堆積層との間の熱係数不適合に関連したいくらかの応力に起因す
る。
【００１９】 したがって、本発明の実施形態では、上記の構造の局部熱加熱は、存在する応
力を緩和するかまたはさらに応力を導入することによって、導波路内の全体的な
複屈折を変更する方法を提供し得る。例えば、図４に示すように、β応力２００
の「符号」が、β形成２０２の符号と反対である場合、得られる複屈折２０４は
、β応力２００の方向にさらなる応力を導入することによって取り消すことがで
きる。
【００２０】 あるいは、局部熱加熱は、導波路特性を測定しながら同時にウェハ全体を次第
にアニールするようなアニーリングの形態として用いられ得る。このように、基
板全体は、マウント上で熱アニールされ、局部加熱によって、一般的な対流加熱
を用いる場合よりもさらに正確なアニーリングが提供される。このように熱アニ
ーリングは、任意の特定の点において密接にモニタおよび変更され得る。
【００２１】 局部熱加熱の原理は、小さなスポットサイズを用いて、導波路を光学的誘導で
はなく熱誘導変更するための熱形成されたデバイス構造の実際の直接的な書込み
にも適用され得る。これもまた、調整またはさらに複雑な導波路デバイスの構築
を成し遂げるための導波路の後処理に用いられ得る。
【００２２】 例示的な応用としては、基板を加熱することによる偏光制御のプロセスが挙げ
られる。理想的なレーザ源は、基板および導波路によって吸収される８１０ｎｍ
のダイオードバーアレイであり得る。ＣＯ／ＣＯ2レーザは、表面を加熱し、内
部導波路に影響を与えるために用いられ得る。さらに、デバイスは、導波路また
は基板のいずれかにおいて調整され得る。好ましくは、赤外線源は、基板を損傷
させずに、熱加熱するのに用いられる。
【００２３】 多数の変更および／または改変が、広範囲にわたって記載したような本発明の
趣旨または範囲から逸脱せずに、特定の実施形態で示した本発明に対してなされ
得るということが、当該分野の技術者には明らかであろう。したがって、本実施
形態は、すべての点において、例示的であり、本発明を限定するものではないと
考えられるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 導波路の熱処理のプロセスを概略的に示す図である。
【図２】 ＭＺＩ型デバイスにおける例示的な応用を示す図である。
【図３】 導波路型デバイスの処理の代替形態を示す図である。
【図４】 本発明を具現する方法におけるβ応力とβ形成との間の関係を示
す図である。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１２月６日（２０００．１２．６）
【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】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】
【発明の概要】 本発明の第１の態様によると、局部加熱にかけられる光デバイスが提供される 。このデバイスは、光導波路および所定波長の光を吸収する材料を含む。局部加 熱は、導波路の領域の光学特性を永久に変化させ、材料を加熱するのに十分なエ ネルギーレベルで、デバイスを前記所定波長の光に曝すことによって発生する。 材料は、熱の少なくともいくらかを領域に転送し、デバイスを光に曝すとともに 光学的に誘導された導波路の変更を最小限に抑えるように配置されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】 デバイスは干渉システムを備える場合があり、導波路は干渉システムの１つの アームを備える場合がある。 局部加熱は、熱緩和、熱拡散を引き起こすか、またはデバイス内に構造上の変 化を誘導するために用いられ得る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】 １つの実施形態では、局部加熱は、格子構造を導波路に書き込むために用いら れる。 材料は、導波路の外側に配置され得る。例えば、材料は、導波路が形成される 基板を含み得る。 あるいは、材料は、導波路内に配置される場合がある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】 本発明の第２の態様によると、局部加熱に曝される光デバイスが提供される。 デバイスは、所定波長の光を吸収するように選択される基板上に形成された光導 波路を有し、導波路は、所定波長に対して実質的に透明になるように選択され、 局部加熱は、導波路の領域の光学特性を永久に変化させ、基板を加熱するのに十 分なエネルギーレベルで、デバイスを所定波長の光に曝すことによって発生する 。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】 所定波長は、８１０ｎｍなどのサブミクロン波長である場合がある。所定波長 は、実質的に導波路との界面で基板によって吸収される場合がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＡＵ，ＣＡ，Ｊ Ｐ，ＫＲ，ＵＳ (72)発明者 アスランド、マティアス オーストラリア国、1430 ニュー・サウ ス・ウェールズ、イヴレイ、オーストラリ アン・テクノロジー・パーク、ナショナ ル・イノヴェイション・センター 101、 オーストラリアン・フォトニクス・プロプ ライエタリー・リミテッド Ｆターム(参考） 2H047 KA12 LA01 LA12 PA24 PA30

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 導波路を備えた光デバイスを調整するための方法であって、
    前記導波路の光学特性を変化させるために、局部加熱を前記光デバイスに与える
    工程を含む方法。
  2. 【請求項２】 前記局部加熱は、レーザデバイスによって与えられる請求項
    １に記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記レーザデバイスは、紫外線または赤外線レーザデバイス
    からなる請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】 干渉システムの１つのアームの調整に用いられる請求項１乃
    至請求項３の内のいずれか１項に記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記導波路が形成される基板の熱アニーリングに用いられる
    請求項１乃至請求項４の内のいずれか１項に記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記局部加熱は、熱緩和、熱拡散を引き起こすか、または前
    記基板に損傷を与える請求項１乃至請求項５の内のいずれか１項に記載の方法。
  7. 【請求項７】 さらに、前記局部加熱を前記導波路に構造を書き込むために
    用いる工程を含む請求項１乃至請求項６の内のいずれか１項に記載の方法。
JP2000582830A 1998-11-12 1999-11-12 光デバイスの調整 Withdrawn JP2002530689A (ja)

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AUPP7167A AUPP716798A0 (en) 1998-11-12 1998-11-12 Laser tuning and polarization control of planar devices
AU7166 1998-11-12
AUPP7166A AUPP716698A0 (en) 1998-11-12 1998-11-12 Birefringence compensation in planar waveguides using negative index changes
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