JP2010117396A - スポットサイズ変換素子の作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】幅方向に加えて膜厚方向にも寸法が漸次変化するテーパ形状のシリコンコアが、容易に形成できるようにする。
【解決手段】副パターン１４２は、主パターン１４１のテーパー形状の部分において、先端に行くほど主パターン１４１との間隔が広くなるように形成する。これらのように、酸化シリコン層１０３の上にレジストパターン層１０４を形成したら、よく知られたドライエッチング（反応性イオンエッチング）により、レジストパターン層１０４をマスクとして酸化シリコン層１０３を選択的にエッチングする。例えば、容量結合型高周波プラズマを用いたドライエッチング装置を用いればよい。また、エッチングガスとして、ハロゲン系ガスを用いる。
【選択図】 図１Ａ

Description

本発明は、コアの断面寸法が徐々に小さくなるテーパ形状のコアを備えるスポットサイズ変換素子の作製方法に関するものである。

近年、ＳＯＩ基板などを用いて作製されたシリコンコアよりなる光導波路を用い、様々な光素子をモノリシックに集積した光デバイスの開発が進められている。この光導波路のシリコンコアは、断面の幅および高さがサブミクロンオーダーとされている。これに対し、光情報通信網を構成しているシングルモード光ファイバのコアは、直径が９μｍ程度であり、上述した光導波路のシリコンコアとは、コア径が大きく異なっている。このため、光情報通信網に上述したシリコンコアよりなる光導波路を用いた光デバイスを導入する場合、異なるコア径を整合させた光の透過効率のよい結合が求められる。このような、高い効率の光結合を実現するために、スポットサイズ変換素子が用いられている。

スポットサイズ変換素子では、図３の斜視図に示すように、下部クラッド層３０１の上に、径の小さいシリコンコア３０２と、シリコンコア３０２の先端部を覆うように形成された径の大きいコア３０３とを備えるようにしている（特許文献１参照）。コア３０３の光入出射端に光ファイバが接して用いられる。また、コア３０３に覆われているシリコンコア３０２の先端部は、幅が徐々に先細りとなるテーパ状に形成されている。なお、上部クラッドは図示せず省略している。これらの構成により、導波する光のスポットサイズを変換し、光ファイバとの高効率光結合を実現している。

上述した例では、シリコンコア３０２の先端部を、幅が徐々に狭くなるようにしているが、これに加え、高さも徐々に小さくなるように変化させ、先端に行くほど全体に小さい径となるようにした方が、より高い結合効率が得られるようになる。また、先端に行くほど全体に小さい径となる構成は、偏波依存性の抑制にも有効である。

特開２００４−１３３４６６号公報

しかしながら、先端に行くほど、幅に加えて高さも小さくなるテーパ形状のコアは、作製が容易ではないという問題がある。このようなシリコンのコアは、一般的に、よく知られた半導体装置の製造プロセスにより作製されている。このような製造プロセスでは、基板の上に一様な膜厚の膜を堆積させ、形成した膜を一様に加工し、また、一様に厚さを減少させるようにしている。このため、図４の斜視図に示すように、幅方向に寸法の変化するテーパ形状のコアは容易に形成できる。しかしながら、図５の斜視図に示すように、膜厚方向にも寸法の変化するテーパ形状のコアは、上述した製造プロセスでは作成することが容易ではない。

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、幅方向に加えて膜厚方向にも寸法が漸次変化するテーパ形状のシリコンコアが、容易に形成できるようにすることを目的とする。

本発明に係るスポットサイズ変換素子の作製方法は、下部クラッド層，シリコン層，および酸化シリコン層がこの順に積層された基板を用意する第１工程と、酸化シリコン層の上に、一端が先端に行くほど漸次幅が狭くなるテーパ形状のテーパ部を備える主パターン、および、この主パターンの両脇に配置され、テーパ部において、先端に行くほど主パターンとの間隔が広くなる２つの複パターンを備えるレジストパターン層を形成する第２工程と、ハロゲン系のエッチングガスを用いた反応性イオンエッチングにより、レジストパターン層をマスクとして酸化シリコン層にエッチングし、主パターンの下部に、先端に行くほど漸次幅および膜厚が小さくなる酸化シリコンのマスクパターンを形成する第３工程と、反応性イオンエッチングによりマスクパターンをマスクとしてシリコン層をエッチングし、先端に行くほど漸次幅および膜厚が小さくなるテーパ部を備えたシリコンよりなる第１コアを形成する第４工程と、第１コアのテーパ部を覆い、第１コアより径の大きい第２コアを、下部クラッド層の上に形成する第５工程とを少なくとも備えるようにした方法である。

以上説明したように、本発明によれば、レジストによるマスクの開口幅を、第１コアの延在する方向に変化させるようにして、ドライエッチングを行うようにしたので、幅方向に加えて膜厚方向にも寸法が漸次変化するテーパ形状のシリコンコアが、容易に形成できるようになるという優れた効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

［実施の形態１］
始めに、本発明の実施の形態１について説明する。まず、図１Ａに示すように、下部クラッド層１０１の上にシリコン層１０２が形成され、シリコン層１０２の上に酸化シリコン層１０３が形成された基板を用意する。例えば、ＳＯＩ（Silicon on Insulator）基板を用いることができる。ＳＯＩ基板の埋め込み絶縁層を下部クラッド層１０１とし、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層をシリコン層１０２として用いればよい。また、このＳＯＩ基板の上に、例えば、公知のＣＶＤ法などにより酸化シリコンを堆積することで、酸化シリコン層１０３が形成できる。

次に、よく知られたリソグラフィー技術により、酸化シリコン層１０３の上に、レジストパターン層１０４を形成する。レジストパターン層１０４は、後述するコアの部分を形成するための主パターン１４１と、主パターン１４１の両脇に配置された２つの副パターン１４２を備えている。レジストパターン層１０４は、よく知られたポジ型のフォトレジストを、紫外線を用いたフォトリソグラフィー技術によりパターニングすることで形成すればよく、有機樹脂から構成されたものである。

図１Ｂの平面図に示すように、主パターン１４１は、先端部において、先端に行くほど幅が狭くなるテーパ形状に形成されている。例えば、主パターン１４１は、主部がコア幅０．４μｍとされ、テーパ形状の先端部が０．０８μｍとされている。また、副パターン１４２は、主パターン１４１のテーパー形状の部分において、先端に行くほど主パターン１４１との間隔が広くなるように形成されている。例えば、主パターン１４１の主部においては、主パターン１４１と副パターン１４２との間隔は３μｍとされている。また、主パターン１４１の先端部と副パターン１４２の先端部との間隔は３０μｍとされている。従って、主パターン１４１の両脇の酸化シリコン層１０３の露出領域は、主パターン１４１のテーパー形状の部分において、先端に行くほど広くなっている。

以上のように、酸化シリコン層１０３の上にレジストパターン層１０４を形成したら、よく知られたドライエッチング（反応性イオンエッチング）により、レジストパターン層１０４をマスクとして酸化シリコン層１０３を選択的にエッチングする。例えば、容量結合型高周波プラズマを用いたドライエッチング装置を用いればよい。また、エッチングガスとして、ハロゲン系ガスを用いる。例えば、ＳＦ₆とＣ₂Ｆ₆とを混合した混合ガスを用いればよい。

このような、ハロゲン系ガスを用いた酸化シリコン層１０３のドライエッチングによれば、エッチングの反応生成物として酸素を含む物質が生成される。このようなエッチングにより、エッチングされている酸化シリコン層１０３の露出部分より生成される反応生成物は、系内で拡散してプラズマに晒されることになり、例えば酸素イオンが生成されることになる。このようにして、生成された酸素イオンは、上述した酸化シリコン層１０３のドライエッチングにおいて、有機材料から構成されたレジストパターン層１０４のエッチングレートを上昇させる。

ここで、エッチングの反応生成物は、当然のことではあるが、酸化シリコン層１０３の露出している面積が広い領域ほど、狭い領域に比較して相対的に生成量が多くなる。このため、図１Ｃの断面図に示すように、酸化シリコン層１０３の露出している面積が広い領域１１１、言い換えると、主パターン１４１の先端部ほど、エッチングに伴い生成される反応生成物の密度が大きく、結果として、レジストパターン層１０４をエッチングする酸素イオンの発生量も多くなる。これに対し、図１Ｄに示すように、主パターン１４１の主部における隣り合う副パターン１４２との間隔が狭い領域１１２においては、反応生成物の密度が小さく、レジストパターン層１０４をエッチングする酸素イオンの発生量も少ない。

このように、レジストパターン層１０４近傍の露出している下層（酸化シリコン層１０３）の面積を変化させることで、エッチング反応生成物の生成量（供給量）を変化させることができる。このようなエッチング反応生成物の供給量は、スポットサイズ変換素子のコアに形成するテーパ部の長さ（数百μｍ）の範囲であれば、上述したようなレジストパターンの間隔を変化させるようなエッチング条件により、十分に変化させることができる。

従って、図１Ｃに示すように、レジストパターン層１０４（主パターン１４１）は、酸化シリコン層１０３の露出している面積が広い領域１１１である先端部ほど、膜厚方向のエッチングレートが高くなる。露出している面積を連続的に変化させることで、テーパ部の先端からコア主部の方向にかけて、レジストパターン層１０４のエッチングレートを連続的に変化させるとができる。

例えば、容量結合型プラズマエッチング装置を用い、Ｃ₂Ｆ₆／ＳＦ₆＝１００／１、１０Ｐａ、ＲＦパワー２００Ｗの条件でエッチングを行う。この条件では、主パターン１４１と副パターン１４２との間隔が３μｍの箇所に対し、主パターン１４１の先端部と副パターン１４２の先端部との間隔が３０μｍの箇所では、これらのレジストパターン層１０４のエッチングレートが１．６倍程度になる。

なお、よく知られているように、反応性イオンエッチングでは、いわゆる垂直異方性の高い状態でエッチングが進行し、膜厚方向のエッチングが支配的に起こる。このため、上述した酸素イオンによるレジストパターン層１０４のエッチングも、膜厚方向が支配的となる。

以上のようにして、レジストパターン層１０４をマスクとした酸化シリコン層１０３のドライエッチングを行うと、酸化シリコン層１０３の選択的なエッチングが進行していく中で、主パターン１４１は、より多くエッチングされる先端部の膜厚がより多く減少する。この結果、図１Ｅに示すように、主パターン１４１の先端部が、先端方向と反対側に後退していき、これに伴い、エッチングされている酸化シリコン層１０３においては、断面が先端部（図中左方向）に行くほどより多くエッチングされて膜厚が薄くなる。

例えば、主パターン１４１と副パターン１４２との間隔が３μｍの箇所では、上記エッチングにおいてＣ₂Ｆ₆／ＳＦ₆＝１００／１の条件により、レジストパターン層１０４は４２．７ｎｍ／ｍｉｎのエッチングレートとなり、酸化シリコン層１０３のエッチングレートは４８．１ｎｍ／ｍｉｎのエッチングレートとなる。このとき、間隔３０μｍとされている先端部では、反応生成物の生成により、膜厚方向のエッチングレートは、４２７×１．６＝６９．５２ｎｍ／ｍｉｎまで増大している。

ここで、主パターン１４１の厚さを１８０ｎｍ、酸化シリコン層１０３の厚さを１４０ｎｍとし、エッチング時間を４分とすると、間隔が３μｍの箇所の主パターン１４１は、厚さが「１８０−４２．７×４＝９．２ｎｍ」残る。これに対し、間隔が３０μｍの先端部では、「１８０／６９．５１＝２．５９分」となり、２分３５秒でレジスト部分消滅し、これ以降の１分２５秒は、酸化シリコン層１０３がエッチングされる。酸化シリコン層１０３の先端部に残存する厚さは、「１４０−４８．１×１．４２＝７１．７ｎｍ」となる。なお、先端部に行くほど、反応生成物により発生する酸素イオンの影響を受け、レジストパターン層１０４（主パターン１４１）の幅も狭くなるが、上述したように、膜厚方向のエッチングが支配的であり、レジストパターン幅が、高々片側数ｎｍ減少する程度である。

この結果、図１Ｆに示すように、上記エッチングにより形成される酸化シリコンのマスクパターン１３１は、断面視において、先端に行くほど膜厚が薄いテーパ形状となる。また、図１Ｂに示したように、主パターン１４１は、平面視で、先端に行くほど幅が狭くなるテーパ形状に形成されているので、この形状が転写されるマスクパターン１３１においても、先端に行くほど幅が狭くなるテーパ形状に形成されている。

以上のようにしてマスクパターン１３１を形成した後、マスクパターン１３１をマスクとし、公知の反応性イオンエッチングにより、マスクパターン１３１と共にシリコン層１０２をエッチングする。

例えば、ＣＦ₄／ＳＦ₆／ＣＯ₂＝４．５／１．２／０．５の混合ガス条件で、基板に１２Ｗの高周波電圧を印加してＥＣＲプラズマエッチング装置で加工することにより、シリコン：７３．７ｎｍ／ｍｉｎ、ＳｉＯ₂：３１．２ｎｍ／ｍｉｎのエッチングレートが得られる。この条件で、間隔が３μｍの箇所で、厚さ３μｍの矩形のシリコンコアを形成するために、４分２０秒間エッチングを行うと、ＳｉＯ₂からなるマスクパターン１３１は、「３１．２×４．３３＝１３５．８ｎｍ」加工（エッチング）される。

このとき、間隔が３０μｍの先端部では、「７１．７／３１．２＝２．２９８分」となり、２分１８秒でマスクパターン１３１の先端部は消滅する。これ以降の２分２秒でエッチングされる先端部のシリコン層１０２は、「７１．７×２．０３３＝１４９．６ｎｍ」となり、シリコン層１０２には、厚さ「３００−１４９．６＝１５０．４ｎｍ」の部分が残る。

上述したエッチングにより、図１Ｇに示すように、先端に行くほど連続的に膜厚が薄くなるテーパ形状のシリコンコア（第１コア）１２１を、下部クラッド層１０１の上に形成することができる。また、前述したように、マスクパターン１３１は、平面視で、先端に行くほど幅が狭くなるテーパ形状に形成されているので、この形状が転写されるシリコンコア１２１も、先端に行くほど幅が狭くなるテーパ形状に形成される。なお。このエッチングにおいて、シリコンコア１２１の周囲に露出する下部クラッド層１０１もある程度エッチングされる。

以上のようにしてシリコンコア１２１を形成した後、公知の技術により、シリコンコア１２１のテーパ形状の先端部（テーパ部）が覆われるようにシリコンコア１２１より径の大きいコア（第２コア）を形成し、これらコアを覆う上部クラッド層を形成すれば、スポットサイズ変換素子が形成できる。テーパ部を覆う径の大きいコアは、図３を用いて説明したコア３０３と同様である。このように、本実施の形態におけるスポットサイズ変換素子の作製方法によれば、従来公知のフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いることで、先端に行くほど幅および膜厚が漸次減少するテーパ形状のシリコンコア１２１が、容易に形成できる。なお、例えば空気を上部クラッドとしてもよく、上部クラッド層は必要なものではない。

［実施の形態２］
次に、本発明の実施の形態２について説明する。本実施の形態では、下部クラッド層の上に、シリコンからなり、一端が先端に行くほど漸次幅が狭くなるテーパ形状のテーパ部を備える第１コアを形成する工程と、第１コアを覆うレジスト膜を下部クラッド層の上に形成する工程と、上記テーパ部が中央に露出し、第１コアが延在している方向においては、テーパ部と同じ長さに形成され、第１コアが延在している方向の幅がテーパ部の細くなる先端部に行くほど広くなる開口部をレジスト膜に形成する工程と、フッ化炭素系ガスおよび炭化水素系ガスのエッチングガスを用いた反応性イオンエッチングにより、レジスト膜および上記開口部に露出するテーパ部をエッチングし、テーパ部を、先端に行くほど漸次膜厚が小さくなる形状に加工する工程と、レジスト膜を除去した後、第１コアのテーパ部を覆い、第１コアより径の大きい第２コアを、下部クラッド層の上に形成する第５工程とを少なくとも備えるようにした。

ここで、上記開口部は、テーパ部が中央に露出する平面視矩形の主開口部と、第１コアが延在する方向において、主開口部の両脇に配置された２つの副開口部とから構成し、副開口部は、第１コアが延在している方向の幅が、テーパ部の先端部に行くほど、主開口部より離れる方向に漸次広がるように形成してもよい。

以下、より詳細に説明する。まず、図２Ａの斜視図に示すように、下部クラッド層２０２の上に、主部の幅が０．４μｍ程度のシリコンコア（第１コア）２０３を形成する。下部クラッド層２０２は、シリコン支持基板２０１の上に形成されている。例えば、ＳＯＩ基板を用いることができる。ＳＯＩ基板の埋め込み絶縁層を下部クラッド層２０２とし、ＳＯＩ基板のＳＯＩ層を、公知のフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術によりパターニングすることで、シリコンコア２０３が形成できる。シリコンコア２０３は、先端部に行くほど漸次幅が狭くなるテーパ部を備えて形成されている。

次に、図２Ｂの斜視図に示すように、シリコンコア２０３を埋め込むように、下部クラッド層２０２の上にレジスト膜２０４を形成する。例えば、よく知られたポジ型のフォトレジスト材料を塗布することで、レジスト膜２０４を形成すればよい。次に、公知のフォトリソグラフィー技術により、レジスト膜２０４をパターニングし、図２Ｃの平面図に示すように、テーパ形状とされているシリコンコア２０３の先端部がほぼ中央に露出する主開口部２４１を形成する。主開口部２４１は、シリコンコア２０３以外の領域においては、下部クラッド層２０２の表面が露出している。主開口部２４１は、シリコンコア２０３が延在している方向の幅が３μｍ程度とされた平面視矩形に形成されている。また、主開口部２４１は、シリコンコア２０３が延在している方向において、シリコンコア２０３のテーパ部と同じ長さに形成されている。

加えて、シリコンコア２０３が延在する方向において、主開口部２４１の両脇に配置され、下部クラッド層２０２にまで貫通する２つの副開口部２４２を形成する。副開口部２４２は、シリコンコア２０３が延在している方向において、シリコンコア２０３のテーパ部と同じ長さに形成されている。従って、この方向の長さは、主開口部１４１と副開口部２４２とは同じである。一方、シリコンコア２０３が延在している方向の副開口部２４２の幅は、テーパ部の細くなる先端部に行くほど、主開口部１４１より離れるように漸次広がって形成されている。例えば、シリコンコア２０３のテーパ部の先端においては、副開口部２４２の幅は３０μｍとされている。従って、副開口部２４２は、平面視、直角三角形とされている。なお、副開口部２４２は、主開口部２４１より、例えば、１μｍ程度離間している。

以上のように、主開口部２４１および２つの副開口部２４２を形成した後、公知の反応性イオンエッチングにより、フッ化炭素系ガスおよび炭化水素系ガスをエッチングガスとしたドライエッチングを行う。このドライエッチングでは、まず、レジスト膜２０４がエッチングされ、反応生成物として炭素化合物を含む不活性物質が生成される。この反応生成物は、系内で拡散し、主開口部２４１および２つの副開口部２４２の内部にも移動していく。このようにして生成された反応生成物は、主開口部２４１内に露出しているシリコンコア２０３のテーパ部のエッチングレートを低下させる。例えば、このドライエッチングにより生成した不活性物質は、シリコンコア２０３の上に付着し、シリコンコア２０３のエッチングを妨げ、シリコンのエッチングレートを低下させる。

ここで、エッチングの反応生成物は、当然のことではあるが、平面視でレジスト膜２０４の存在している領域が広いほど、狭い領域に比較して相対的に生成量が多くなる。このため、図２Ｄに示すように、副開口部２４２の開口幅がより広く、レジスト膜２０４の存在がより少ない領域、言い換えると、シリコンコア２０３の先端部ほど、エッチングに伴い生成される反応生成物の密度が小さく、結果として、シリコンコア２０３のテーパ部のエッチング抑制に寄与する反応生成物の発生量も少なくなる。

これに対し、図２Ｅに示すように、副開口部２４２の開口幅がより狭く、レジスト膜２０４の存在がより多い領域においては、エッチングに伴い生成される反応生成物の密度が大きく、結果として、シリコンコア２０３のテーパ部のエッチング抑制に寄与する反応生成物の発生量も多くなる。

このように、シリコンコア２０３のテーパ部において、レジスト膜２０４の開口している面積を変化させることで、エッチング反応生成物の生成量（供給量）を変化させることができる。このようなエッチング反応生成物の供給量は、スポットサイズ変換素子のコアに形成するテーパ部の長さ（数百μｍ）の範囲であれば、上述したような開口部の開口幅を変化させるようなエッチング条件により、十分に変化させることができる。

従って、図２Ｄの断面図に示すように、副開口部２４２がより広く形成されている領域に対応するシリコンコア２０３のテーパ部先端は、シリコンコア２０３のエッチングを抑制する反応生成物の生成がより少なく、シリコンコア２０３のエッチングレートが高くなる。一方、図２Ｅの断面図に示すように、副開口部２４２がより狭く形成されている領域に対応するシリコンコア２０３の幅の広いテーパ部は、シリコンコア２０３のエッチングを抑制する反応生成物の生成がより多く、シリコンコア２０３のエッチングレートが低くなる。副開口部２４２の開口幅を連続的に変化させることで、主開口部２４１に露出しているシリコンコア２０３のエッチングレートを、テーパ部の先端から主部の方向にかけて、エッチングレートを連続的に変化させることができる。

以上のようにして、レジスト膜２０４を形成した後、主開口部２４１および副開口部２４２を用い、主開口部２４１に露出するシリコンコア２０３のテーパ部をドライエッチングすることで、テーパ部の先端ほどより多くエッチングすることができる。この結果、図２Ｆの断面図に示すように、シリコンコア２０３のテーパ部が、先端に行くほど漸次薄くなるテーパ形状となる。また、図２Ａに示したように、シリコンコア２０３のテーパ部は、平面視で先端に行くほど漸次幅が狭くなるテーパ形状に形成されているので、上記エッチングにより、シリコンコア２０３のテーパ部は、先端に行くほど径が漸次小さくなる形状となる。

以上のようにしてシリコンコア２０３を形成し、また、レジスト膜２０４を除去した後、公知の技術により、シリコンコア２０３のテーパ形状の先端部が覆われるようにシリコンコア２０３より径の大きいコア（第２コア）を形成し、これらコアを覆う上部クラッド層を形成すれば、スポットサイズ変換素子が形成できる。テーパ部を覆う径の大きいコアは、図３を用いて説明したコア３０３と同様である。なお、空気を上部クラッドとすることも可能であり、この場合、上部クラッド層は必要がない。このように、本実施の形態におけるスポットサイズ変換素子の作製方法によれば、従来公知のフォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いることで、先端に行くほど幅および膜厚が漸次減少するテーパ形状のシリコンコア２０３が、容易に形成できる。

なお、上述では、主開口部２４１と副開口部２４２とを各々離間させて個別に形成したが、これらを一体とした開口部を用いるようにしてもよい。この場合、テーパ形状とされているシリコンコア２０３の先端部（テーパ部）がほぼ中央に露出する１つの開口部を形成することになる。この開口部は、シリコンコア２０３が延在している方向において、シリコンコア２０３のテーパ部と同じ長さに形成され、シリコンコア２０３が延在している方向の幅が、テーパ部の細くなる先端部に行くほど広くなるように形成されていればよい。

本発明の実施の形態１におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための部分を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための部分を模式的に示す平面図である。 本発明の実施の形態１におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための部分を模式的に示す断面図であり、図１ＢのＣＣ線の断面図である。 本発明の実施の形態１におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための部分を模式的に示す断面図であり、図１ＢのＤＤ線の断面図である。 本発明の実施の形態１におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。 本発明の実施の形態１におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための部分を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態１におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための部分を模式的に示す断面図である。 本発明の実施の形態２におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための部分を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態２におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための部分を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態２におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための部分を模式的に示す平面図である。 本発明の実施の形態２におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための部分を模式的に示す断面図であり、図２ＣのＤＤ線の断面図である。 本発明の実施の形態２におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための部分を模式的に示す断面図であり、図２ＣのＥＥ線の断面図である。 本発明の実施の形態２におけるスポットサイズ変換素子の作製方法を説明するための部分を模式的に示す断面図であり、図２ＣのＦＦ線の断面図である。 スポットサイズ変換素子の一部構成を示す斜視図である。 スポットサイズ変換素子に用いられるコアの形状を部分的に示す斜視図である。 スポットサイズ変換素子に用いられるコアの形状を部分的に示す斜視図である。

符号の説明

１０１…下部クラッド層、１０２…シリコン層、１０３…酸化シリコン層、１０４…レジストパターン層、１１１…領域、１１２…領域、１２１…シリコンコア、１３１…マスクパターン、１４１…主パターン、１４２…副パターン、２０１…シリコン支持基板、２０２…下部クラッド層、２０３…シリコンコア、２０４…レジスト膜、２４１…主開口部、２４２…副開口部。

Claims (1)

1. 下部クラッド層，シリコン層，および酸化シリコン層がこの順に積層された基板を用意する第１工程と、
   前記酸化シリコン層の上に、一端が先端に行くほど漸次幅が狭くなるテーパ形状のテーパ部を備える主パターン、および、この主パターンの両脇に配置され、前記テーパ部において、先端に行くほど前記主パターンとの間隔が広くなる２つの複パターンを備えるレジストパターン層を形成する第２工程と、
   ハロゲン系のエッチングガスを用いた反応性イオンエッチングにより、前記レジストパターン層をマスクとして前記酸化シリコン層にエッチングし、前記主パターンの下部に、先端に行くほど漸次幅および膜厚が小さくなる酸化シリコンのマスクパターンを形成する第３工程と、
   反応性イオンエッチングにより前記マスクパターンをマスクとして前記シリコン層をエッチングし、先端に行くほど漸次幅および膜厚が小さくなるテーパ部を備えたシリコンよりなる第１コアを形成する第４工程と、
   前記第１コアのテーパ部を覆い、前記第１コアより径の大きい第２コアを、前記下部クラッド層の上に形成する第５工程と
   を少なくとも備えることを特徴とするスポットサイズ変換素子の作製方法。

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