JP2992329B2 - 光導波路用ガラス膜の形成方法およびその装置ならびに光導波路 - Google Patents
光導波路用ガラス膜の形成方法およびその装置ならびに光導波路Info
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- JP2992329B2 JP2992329B2 JP2311897A JP31189790A JP2992329B2 JP 2992329 B2 JP2992329 B2 JP 2992329B2 JP 2311897 A JP2311897 A JP 2311897A JP 31189790 A JP31189790 A JP 31189790A JP 2992329 B2 JP2992329 B2 JP 2992329B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は希土類元素を添加した光導波路用ガラス膜の
形成方法およびその形成装置ならびに光導波路に関す
る。
形成方法およびその形成装置ならびに光導波路に関す
る。
［従来の技術］ 石英系光ファイバのコアに希土類元素を添加した非線
形の光ファイバ形レーザや光ファイバ増幅器が作製さ
れ、良好な特性が実現されている。この希土類元素添加
光ファイバの製造方法としては、MCVD法（Modified Che
mical Vapour Deposition:内付け化学気相析出法）、VA
D（Vapour−phase axial deposition:気相軸付け法）等
がある。MCVD法ではNdCl3あるいはErCl3の塩化物を熱分
解し、GeCl4,SiCl4と共に堆積させており、VAD法では、
コア用多孔質母材をNdCl3等の雰囲気中で透明ガラス化
することによって作製されている。
形の光ファイバ形レーザや光ファイバ増幅器が作製さ
れ、良好な特性が実現されている。この希土類元素添加
光ファイバの製造方法としては、MCVD法（Modified Che
mical Vapour Deposition:内付け化学気相析出法）、VA
D（Vapour−phase axial deposition:気相軸付け法）等
がある。MCVD法ではNdCl3あるいはErCl3の塩化物を熱分
解し、GeCl4,SiCl4と共に堆積させており、VAD法では、
コア用多孔質母材をNdCl3等の雰囲気中で透明ガラス化
することによって作製されている。
一方、石英ガラス基板やSi基板上に形成された石英ガ
ラス導波路は、上述した石英系光ファイバとの整合性が
良いことから実用的な導波路光部品の実現手段として研
究開発が進められている。これらの基板上の石英系ガラ
ス光導波路用ガラス膜を形成する方法として火炎堆積法
などがある。
ラス導波路は、上述した石英系光ファイバとの整合性が
良いことから実用的な導波路光部品の実現手段として研
究開発が進められている。これらの基板上の石英系ガラ
ス光導波路用ガラス膜を形成する方法として火炎堆積法
などがある。
［発明が解決しようとする課題］ 希土類添加光ファイバを用いて光部品を構成する場合
には、小型化、集積化が困難であるという問題がある。
には、小型化、集積化が困難であるという問題がある。
一方、ガラス光導波路の光伝搬部分であるコア部に希
土類元素を添加してレーザ、増幅器、あるいは増幅機能
付きの各種光回路を実現する場合には、光ファイバに比
して小型化、集積化が容易である反面、光ファイバのよ
うに長さを長くできない。このため希土類元素を高濃度
に添加する必要がある。また、低損失化を図るためには
希土類元素を均一に添加する必要がある。
土類元素を添加してレーザ、増幅器、あるいは増幅機能
付きの各種光回路を実現する場合には、光ファイバに比
して小型化、集積化が容易である反面、光ファイバのよ
うに長さを長くできない。このため希土類元素を高濃度
に添加する必要がある。また、低損失化を図るためには
希土類元素を均一に添加する必要がある。
しかしながら、光導波路用ガラス膜を形成するために
専ら用いられている火炎堆積法では、焼結時に希土類元
素が蒸発しやすいために高濃度化が難しく、また希土類
元素をガラス膜中に均一に添加することは困難である。
専ら用いられている火炎堆積法では、焼結時に希土類元
素が蒸発しやすいために高濃度化が難しく、また希土類
元素をガラス膜中に均一に添加することは困難である。
現状では、ガラス導波路中に希土類元素を高濃度かつ
均一に添加させる方法は未だ報告されていない。
均一に添加させる方法は未だ報告されていない。
本発明の目的は、上述した従来技術の問題点を解消
し、コアとなるガラス膜に希土類元素を高濃度かつ均一
に添加させることが可能な光導波路用ガラス膜の形成方
法およびその装置を提供することにある。
し、コアとなるガラス膜に希土類元素を高濃度かつ均一
に添加させることが可能な光導波路用ガラス膜の形成方
法およびその装置を提供することにある。
また、本発明の目的は、上記ガラス膜の形成方法によ
って得られたガラス膜を備えた光導波路を提供すること
にある。
って得られたガラス膜を備えた光導波路を提供すること
にある。
［課題を解決するための手段］ 本発明の光導波路用ガラス膜の形成方法は、真空に保
たれた低温プラズマ雰囲気（200℃〜500℃）中で、表面
が低屈折率で覆われた基板に屈折率制御用ドーパントと
希土類元素を含んだ有機オキシシランの蒸気を酸素を含
むガラス原料用ガスと共に吹き付けて、基板のガラス層
表面にこれよりも屈折率の高い屈折率制御用ドーパント
と希土類元素を含んだガラス膜を形成するようにしたも
のである。このプラズマCVD法（プラズマ化学気相成長
法）を用いた場合、プラズマ放電の条件により、多種の
ラジカルの生成や相互作用があって複雑な様相を呈す
る。また、放電条件に加えて用いられる装置や電極構
造、ガスの種類などによって多大の影響を受ける。この
放電状態をより安定なものとするために、プラズマ放電
されるその周りを、原料ガス導入の際のキャリアガスと
同じガスを流し、ガスでシールドできるようにする。
たれた低温プラズマ雰囲気（200℃〜500℃）中で、表面
が低屈折率で覆われた基板に屈折率制御用ドーパントと
希土類元素を含んだ有機オキシシランの蒸気を酸素を含
むガラス原料用ガスと共に吹き付けて、基板のガラス層
表面にこれよりも屈折率の高い屈折率制御用ドーパント
と希土類元素を含んだガラス膜を形成するようにしたも
のである。このプラズマCVD法（プラズマ化学気相成長
法）を用いた場合、プラズマ放電の条件により、多種の
ラジカルの生成や相互作用があって複雑な様相を呈す
る。また、放電条件に加えて用いられる装置や電極構
造、ガスの種類などによって多大の影響を受ける。この
放電状態をより安定なものとするために、プラズマ放電
されるその周りを、原料ガス導入の際のキャリアガスと
同じガスを流し、ガスでシールドできるようにする。
また、本発明の光導波路用ガラス膜の形成装置は、相
対向する面が平行かつ平らで、いずれか一方に表面が低
屈折率ガラス層で覆われた基板が設置される一対の電極
を内部に収納する反応容器と、この反応容器内を真空に
保つための排気手段と、電極間に高周波を印加して低温
プラズマを発生するプラズマ発生手段と、基板を低温加
熱する手段とを備えている。そしてさらに、基板の設置
されていない電極から屈折率制御用ドーパントと希土類
元素とを含んだ有機オキシシランの蒸気を酸素を含むガ
ラス原料用ガラスとともに反応容器内に導いて、基板設
置側電極に設置された基板上に吹き付けるガラス原料用
ガス供給手段と、上記いずれか一方の電極の外周に環状
に設けられる環状管を有し、ガラス膜形成反応を促進す
るガスをいずれか他方の電極の外周に筒状に流してプラ
ズマ雰囲気をシールドするガス導入手段とを備えて構成
される。
対向する面が平行かつ平らで、いずれか一方に表面が低
屈折率ガラス層で覆われた基板が設置される一対の電極
を内部に収納する反応容器と、この反応容器内を真空に
保つための排気手段と、電極間に高周波を印加して低温
プラズマを発生するプラズマ発生手段と、基板を低温加
熱する手段とを備えている。そしてさらに、基板の設置
されていない電極から屈折率制御用ドーパントと希土類
元素とを含んだ有機オキシシランの蒸気を酸素を含むガ
ラス原料用ガラスとともに反応容器内に導いて、基板設
置側電極に設置された基板上に吹き付けるガラス原料用
ガス供給手段と、上記いずれか一方の電極の外周に環状
に設けられる環状管を有し、ガラス膜形成反応を促進す
るガスをいずれか他方の電極の外周に筒状に流してプラ
ズマ雰囲気をシールドするガス導入手段とを備えて構成
される。
また、本発明の光導波路は、上述した光導波路用ガラ
ス膜の形成方法によって得られたガラス膜付き基板を用
いて構成されているものである。
ス膜の形成方法によって得られたガラス膜付き基板を用
いて構成されているものである。
［作用］ 本発明によれば、200〜500℃の範囲の低温プラズマ反
応プロセスであることと、得られるガラス膜は火炎堆積
法に比し、非常に緻密な膜であるために、希土類元素の
気化が少なく、基板のガラス層表面に形成されるガラス
膜に屈折率制御用ドーパントは勿論のこと、希土類元素
を高濃度に添加することが可能となる。しかも、減圧状
態であり、さらに反応系をガスでシールドしてあるた
め、対流によるプラズマ反応への影響を防ぐことがで
き、希土類元素がコア用ガラス膜中に均一に添加され
る。
応プロセスであることと、得られるガラス膜は火炎堆積
法に比し、非常に緻密な膜であるために、希土類元素の
気化が少なく、基板のガラス層表面に形成されるガラス
膜に屈折率制御用ドーパントは勿論のこと、希土類元素
を高濃度に添加することが可能となる。しかも、減圧状
態であり、さらに反応系をガスでシールドしてあるた
め、対流によるプラズマ反応への影響を防ぐことがで
き、希土類元素がコア用ガラス膜中に均一に添加され
る。
従って、この方法で得られたガラス膜付き基板を用い
て光導波路を作ることにより、小型、低損失、多機能性
の光デバイスを実現することが可能となる。
て光導波路を作ることにより、小型、低損失、多機能性
の光デバイスを実現することが可能となる。
また、基板を自公転させることにより電極上に配置し
た複数の基板上に、均一なガラス膜を形成できる。
た複数の基板上に、均一なガラス膜を形成できる。
［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
本発明の光導波路用ガラス膜の形成方法を実施するた
めの装置を第１図に示す。第１図において１はプラズマ
CVD装置である。その反応容器を構成する密閉ハウジン
グ２内には、相対向する面が平行でかつ平らな一対の円
板状の電極３、４が設けられている。これらは重力方向
に設けられ、上側を上部電極３、下側を下部電極４とい
う。
めの装置を第１図に示す。第１図において１はプラズマ
CVD装置である。その反応容器を構成する密閉ハウジン
グ２内には、相対向する面が平行でかつ平らな一対の円
板状の電極３、４が設けられている。これらは重力方向
に設けられ、上側を上部電極３、下側を下部電極４とい
う。
これら電極３、４間に高周波発生器50から高周波電力
（13.56MHz）を供給することによりプラズマ５が発生す
るように構成されている。円板状の電極3,4を用いるこ
とで、基板６を設置した電極４を回転させることにより
基板６を公転させたり、基板６そのものを自転させた
り、あるいは両者を組合せて自公転させることができ
る。これにより基板面内でのガラス膜厚の均一性を保つ
ことができ、また電極面内でのそれぞれの基板状のガラ
ス膜を均一に保つことができる。
（13.56MHz）を供給することによりプラズマ５が発生す
るように構成されている。円板状の電極3,4を用いるこ
とで、基板６を設置した電極４を回転させることにより
基板６を公転させたり、基板６そのものを自転させた
り、あるいは両者を組合せて自公転させることができ
る。これにより基板面内でのガラス膜厚の均一性を保つ
ことができ、また電極面内でのそれぞれの基板状のガラ
ス膜を均一に保つことができる。
下部電極４の上面には表面が低屈折率ガラス層で覆わ
れた基板６が複数枚設置される。この基板６が設置され
る下部電極４の下部にはヒータ７が取り付けられ、基板
６を200〜500℃の温度範囲に加熱するようになってい
る。この温度範囲は次の様な理由によって選んである。
200℃以下の低温ではガラス膜形成中に応力が発生して
厚いガラス膜が得られず、また500℃以上ではガラス膜
中に屈折率制御用ドーパントおよび希土類元素が高濃度
で添加されないことが実験的に確認されたためである。
れた基板６が複数枚設置される。この基板６が設置され
る下部電極４の下部にはヒータ７が取り付けられ、基板
６を200〜500℃の温度範囲に加熱するようになってい
る。この温度範囲は次の様な理由によって選んである。
200℃以下の低温ではガラス膜形成中に応力が発生して
厚いガラス膜が得られず、また500℃以上ではガラス膜
中に屈折率制御用ドーパントおよび希土類元素が高濃度
で添加されないことが実験的に確認されたためである。
また、上部電極３を中空構成とし、この中にガラス原
料用ガスが入り込むようにガス噴出管８が密閉ハウジン
グ２の天井部中央部からハウジング２内に挿入されて、
上部電極３と連結されている。上部電極３には多数の孔
を開け、上部電極３中に入り込んだガスをシャワー状に
下部電極４に向けて吹き付けるようにする。ガラス原料
用ガスをシャワー状に流すようにしたのは、電極３、４
間に均一なプラズマ流を発生させ、基板６上に均一なガ
ラス膜を形成させるためである。
料用ガスが入り込むようにガス噴出管８が密閉ハウジン
グ２の天井部中央部からハウジング２内に挿入されて、
上部電極３と連結されている。上部電極３には多数の孔
を開け、上部電極３中に入り込んだガスをシャワー状に
下部電極４に向けて吹き付けるようにする。ガラス原料
用ガスをシャワー状に流すようにしたのは、電極３、４
間に均一なプラズマ流を発生させ、基板６上に均一なガ
ラス膜を形成させるためである。
さらに、上部電極３の外周に環状のガス導入管31を設
け、このガス導入管31の下部電極４を向いた下面に多数
のガス噴出孔を開けて、これより反応促進ガスとなるO2
ガスをハウジング２内に導入し、上部電極３の外周から
下部電極４の外周に向けて流すようになっている。この
環状ガス導入管31も電極３、４間内のプラズマ流を安定
にさせるためと、反応を一様に促進させるため、さらに
は、電極３、４周辺で熱分解によって発生したガラス微
粒子を上記プラズマ流内に混入させないためである。
け、このガス導入管31の下部電極４を向いた下面に多数
のガス噴出孔を開けて、これより反応促進ガスとなるO2
ガスをハウジング２内に導入し、上部電極３の外周から
下部電極４の外周に向けて流すようになっている。この
環状ガス導入管31も電極３、４間内のプラズマ流を安定
にさせるためと、反応を一様に促進させるため、さらに
は、電極３、４周辺で熱分解によって発生したガラス微
粒子を上記プラズマ流内に混入させないためである。
電極部分の拡大図を第２図に示す。ガス導入管31の下
部には図に示さない多数の孔を開けてあり、O2ガス32が
下方向に筒状に流れるようにしてある。このO2ガスはガ
ラス膜へのOHイオンの混入をできるだけ少なくするため
の反応系へのO2ガス供給の他に、上下部電極３、４間の
プラズマ反応系をO2ガスでシールドすることにより、安
定した状態で反応を行わせるためのものである。なお、
O2ガスにかえてN2Oガスあるいは、不活性ガスを含んだ
上記ガス（O2ガスあるいはN2Oガス）を用いてもよい。
部には図に示さない多数の孔を開けてあり、O2ガス32が
下方向に筒状に流れるようにしてある。このO2ガスはガ
ラス膜へのOHイオンの混入をできるだけ少なくするため
の反応系へのO2ガス供給の他に、上下部電極３、４間の
プラズマ反応系をO2ガスでシールドすることにより、安
定した状態で反応を行わせるためのものである。なお、
O2ガスにかえてN2Oガスあるいは、不活性ガスを含んだ
上記ガス（O2ガスあるいはN2Oガス）を用いてもよい。
上記ハウジング２の底部中央には排出孔18が形成さ
れ、この排出孔18と下部電極４の中央部に形成した開口
部19とが短管20で連通され、ハウジング２内を真空排気
すべく排気孔18には液体窒素トラップ21、ロータリーポ
ンプ22および排気装置23が排気管24を介して順に接続さ
れている。
れ、この排出孔18と下部電極４の中央部に形成した開口
部19とが短管20で連通され、ハウジング２内を真空排気
すべく排気孔18には液体窒素トラップ21、ロータリーポ
ンプ22および排気装置23が排気管24を介して順に接続さ
れている。
このようにプラズマ流、ガラス原料用ガス流、O2ガス
流の方向が全て同一方向になっていることがガラス膜の
安定形成上最も好ましい。
流の方向が全て同一方向になっていることがガラス膜の
安定形成上最も好ましい。
本実施例において、ガラス原料用ガスの主体となる蒸
気ガス３種類の蒸気を混合したもので、上記ガス噴出管
８にはハウジング２外に設置した３個のガス供給タンク
９、10、11がバルブ12を有する共通のガス導入管13を介
して接続されている。これらのタンク９、10、11は恒温
槽からなり、各タンク９、10、11にはO2ガスを導入する
ための導入管14が挿入されている。
気ガス３種類の蒸気を混合したもので、上記ガス噴出管
８にはハウジング２外に設置した３個のガス供給タンク
９、10、11がバルブ12を有する共通のガス導入管13を介
して接続されている。これらのタンク９、10、11は恒温
槽からなり、各タンク９、10、11にはO2ガスを導入する
ための導入管14が挿入されている。
第１のタンク９は希土類元素を含んだ希土類化合溶液
15、例えばEr（C2H5）２（C5H4CH3）を収容しており、
その溶液をO2ガスで気泡化させて蒸気を発生するように
なっている。第２のタンク10は屈折率制御用ドーパント
を含んだ溶液16、例えばPO（OC2H5）3,B（OC2H5）4,Ge
（OC2H5）4,Sb（OC2H5）4,Al（OC2H5）３等を少なくと
も一種含んだ液を収容しており、その溶液をO2ガスで気
泡化させて蒸気を発生するようになっている。第３のタ
ンク11は有機オキシシラン17、例えばSi（OC2H5）4,Si
（OCH3）４等を収容しており、その有機オキシシラン17
をO2ガスで気泡化させて蒸気を発生するようになってい
る。
15、例えばEr（C2H5）２（C5H4CH3）を収容しており、
その溶液をO2ガスで気泡化させて蒸気を発生するように
なっている。第２のタンク10は屈折率制御用ドーパント
を含んだ溶液16、例えばPO（OC2H5）3,B（OC2H5）4,Ge
（OC2H5）4,Sb（OC2H5）4,Al（OC2H5）３等を少なくと
も一種含んだ液を収容しており、その溶液をO2ガスで気
泡化させて蒸気を発生するようになっている。第３のタ
ンク11は有機オキシシラン17、例えばSi（OC2H5）4,Si
（OCH3）４等を収容しており、その有機オキシシラン17
をO2ガスで気泡化させて蒸気を発生するようになってい
る。
次に上記装置を用いて光導波路用ガラス膜の形成方法
を説明する。
を説明する。
プラズマCVD装置１のハウジング２内において、下部
電極４上に載置した基板６をヒータ７により200〜500℃
の温度に加熱し、基板６を自公転させ、上下部の電極
３、４間に高周波発生器50から高周波電力を供給してプ
ラズマ５を発生させると共に、液体窒素トラップ装置2
1、ロータリーポンプ22および排気装置23の駆動により
ハウジング２内を真空排気する。かかる状態でタンク
９、10、11で発生する蒸気を混合状態でバルブ12を介し
てガス噴出管８からハウジング２内に導入し、上部電極
３を通じて下部電極４側に向けて噴出させて蒸気基板６
にシャワー状に吹き付け、基板６のガラス層表面にこれ
よりも屈折率の高い屈折率制御用ドーパントと希土類元
素とを含んだコア用ガラス膜を形成する。
電極４上に載置した基板６をヒータ７により200〜500℃
の温度に加熱し、基板６を自公転させ、上下部の電極
３、４間に高周波発生器50から高周波電力を供給してプ
ラズマ５を発生させると共に、液体窒素トラップ装置2
1、ロータリーポンプ22および排気装置23の駆動により
ハウジング２内を真空排気する。かかる状態でタンク
９、10、11で発生する蒸気を混合状態でバルブ12を介し
てガス噴出管８からハウジング２内に導入し、上部電極
３を通じて下部電極４側に向けて噴出させて蒸気基板６
にシャワー状に吹き付け、基板６のガラス層表面にこれ
よりも屈折率の高い屈折率制御用ドーパントと希土類元
素とを含んだコア用ガラス膜を形成する。
それぞれのO2ガスの流量あるいはタンク９、10、11の
温度によって原材料供給料が調節され、これによりガラ
ス膜、例えばErとＰとＢとを含んだSiO2膜等の屈折率が
制御される。
温度によって原材料供給料が調節され、これによりガラ
ス膜、例えばErとＰとＢとを含んだSiO2膜等の屈折率が
制御される。
このような方法によれば、200〜500℃の低温反応プロ
セスであるため、希土類元素の気化が少なく、基板６の
ガラス層表面に形成されるガラス膜に屈折率制御用ドー
パントは勿論のこと、希土類元素を高濃度に添加するこ
とができる。
セスであるため、希土類元素の気化が少なく、基板６の
ガラス層表面に形成されるガラス膜に屈折率制御用ドー
パントは勿論のこと、希土類元素を高濃度に添加するこ
とができる。
従って、この方法で得られたガラス膜付き基板６を用
いて光導波路を作ることにより、小型、低損失、多機能
性の光デバイスを容易に実現することが可能となる。
いて光導波路を作ることにより、小型、低損失、多機能
性の光デバイスを容易に実現することが可能となる。
その光導波路の作製プロセスを第３図により説明する
と、まず上述の方法で、低屈折率ガラス層を有する基板
表面にこれよりも屈折率が高く、希土類元素と屈折率制
御用ドーパントを含んだSiO2膜を形成した後（S1）、そ
の基板を高温（800〜1300℃）で熱処理する（S2）。こ
の熱処理はO2ガス雰囲気中で行うことが望ましい。この
熱処理によりSiO2膜をより緻密で透明なガラス膜にする
ことができる。
と、まず上述の方法で、低屈折率ガラス層を有する基板
表面にこれよりも屈折率が高く、希土類元素と屈折率制
御用ドーパントを含んだSiO2膜を形成した後（S1）、そ
の基板を高温（800〜1300℃）で熱処理する（S2）。こ
の熱処理はO2ガス雰囲気中で行うことが望ましい。この
熱処理によりSiO2膜をより緻密で透明なガラス膜にする
ことができる。
ついで、そのガラス膜表面にメタルマスク用の、例え
ばWSiを形成させ（S3）、そのメタル膜の上にフォトレ
ジストパターンを形成するためのフォトリソグラフィを
行った後（S4）、ドライエッチングプロセスを行う（S
5）。
ばWSiを形成させ（S3）、そのメタル膜の上にフォトレ
ジストパターンを形成するためのフォトリソグラフィを
行った後（S4）、ドライエッチングプロセスを行う（S
5）。
次いで、クラッド膜形成プロセス（S6）において、ガ
ラス膜のエッチングパターン全面にガラス膜の屈折率よ
りも低く、低屈折率ガラス層の屈折率を略等しい屈折率
のガラス膜を形成することにより、埋め込み形あるいは
リッジ形の光導波路が実現される。
ラス膜のエッチングパターン全面にガラス膜の屈折率よ
りも低く、低屈折率ガラス層の屈折率を略等しい屈折率
のガラス膜を形成することにより、埋め込み形あるいは
リッジ形の光導波路が実現される。
なお、上記実施例において、ガス導入管31は上部電極
３の外周に配管してあるが、本発明はこれに限定される
ものではなく、第４図に示すように、下部電極44の外周
にガス噴出管41を設置し、その環状部の上面に多数のガ
ス噴出孔を開けて、上方にガスが流れるようにしてもよ
い。この場合、上部電極43に基板46を設置すると共に、
原料ガス噴出管48を連結して、下部電極44よりシャワー
状にガラス原料用ガスを導入するようにする。さらに、
電極を上部と下部に配設する代りに、左右に配設するこ
とも可能である。
３の外周に配管してあるが、本発明はこれに限定される
ものではなく、第４図に示すように、下部電極44の外周
にガス噴出管41を設置し、その環状部の上面に多数のガ
ス噴出孔を開けて、上方にガスが流れるようにしてもよ
い。この場合、上部電極43に基板46を設置すると共に、
原料ガス噴出管48を連結して、下部電極44よりシャワー
状にガラス原料用ガスを導入するようにする。さらに、
電極を上部と下部に配設する代りに、左右に配設するこ
とも可能である。
［発明の効果］ 本発明によれば、減圧状態での低温プラズマ反応であ
り、さらにプラズマ反応が安定した状態になるように反
応促進ガスによるシールドを行っているので、１枚の基
板はもちろん、複数の基板のガラス層表面に形成される
ガラス膜に希土類元素を高濃度かつ均一に添加すること
ができる。特に基板を自公転させることにより、一層高
濃度かつ均一に添加することができる。
り、さらにプラズマ反応が安定した状態になるように反
応促進ガスによるシールドを行っているので、１枚の基
板はもちろん、複数の基板のガラス層表面に形成される
ガラス膜に希土類元素を高濃度かつ均一に添加すること
ができる。特に基板を自公転させることにより、一層高
濃度かつ均一に添加することができる。
また、このガラス膜付き基板を用いて光導波路を作る
ことにより、小型、低損失、多機能性の光デバイスを容
易に実現することが可能となる。
ことにより、小型、低損失、多機能性の光デバイスを容
易に実現することが可能となる。
第１図は本発明の光導波路用ガラス膜の形成方法を実施
するための装置を示す説明図、第２図は第１図の電極部
分の拡大図、第３図はその光導波路用ガラス膜を有する
基板を用いて光導波路を作製するプロセスを示す説明図
である。第４図は他の実施例を示すプラズマCVD装置の
電極部分の拡大図である。 １……プラズマCVD装置、２……密閉反応容器、３……
上部電極、４……下部電極、31、42……ガス導入管、５
……プラズマ、６……基板、７……ヒータ、８……原料
ガス噴出管、15……希土類化合溶液、16……屈折率制御
用ドーパント溶液、17は有機オキシシラン、18は排出
口、50……高周波発生器。
するための装置を示す説明図、第２図は第１図の電極部
分の拡大図、第３図はその光導波路用ガラス膜を有する
基板を用いて光導波路を作製するプロセスを示す説明図
である。第４図は他の実施例を示すプラズマCVD装置の
電極部分の拡大図である。 １……プラズマCVD装置、２……密閉反応容器、３……
上部電極、４……下部電極、31、42……ガス導入管、５
……プラズマ、６……基板、７……ヒータ、８……原料
ガス噴出管、15……希土類化合溶液、16……屈折率制御
用ドーパント溶液、17は有機オキシシラン、18は排出
口、50……高周波発生器。
Claims (9)
- 【請求項１】相対向する面が平行かつ平らな一対の電極
を備え、 その電極のいずれか一方に表面が低屈折率ガラス層で覆
われた基板を設置し、 上記電極間を真空に保たれた低温プラズマ雰囲気とし、 この低温プラズマ雰囲気の周りをガラス膜の形成反応を
さらに促進する反応促進ガスでシールドしつつ、上記基
板上にガラス原料用ガスを吹き付けて、 上記基板のガラス層表面にこれよりも屈折率の高い屈折
率制御用ドーパントと希土類元素とを含んだガラス膜を
形成することを特徴とする光導波路用ガラス膜の形成方
法。 - 【請求項２】上記基板の設置された基板設置側電極を加
熱し、 この基板を200〜500℃の低温に保ってガラス膜を形成す
ることを特徴とする請求項１に記載の光導波路用ガラス
膜の形成方法。 - 【請求項３】上記ガラス原料用ガスを基板の設置してい
ない側の電極から基板設置側電極に設置した基板にシャ
ワー状に吹き付けてガラス膜を形成することを特徴とす
る請求項１または２に記載の光導波路用ガラス膜の形成
方法。 - 【請求項４】上記一対の電極をその面が重力方向と直交
するように配置し、 下側に配置した下部電極に基板を設置し、 上側に配置した上部電極から下部電極に設置した基板に
シャワー状にガラス原料用ガスを吹き付け、 上部電極の外周から下部電極の外周に向けて反応促進ガ
スを筒状に流して、プラズマ雰囲気をシールドすること
によりガラス膜を形成することを特徴とする請求項１な
いし３のいずれかに記載の光導波路用ガラス膜の形成方
法。 - 【請求項５】上部電極に基板を設置し、 下部電極から上部電極に設置した基板にシャワー状にガ
ラス原料用ガスを吹き付け、 下部電極の外周から上部電極の外周に向けて反応促進ガ
スを筒状に流して、プラズマ雰囲気をシールドすること
によりガラス膜を形成することを特徴とする請求項１な
いし３のいずれかに記載の光導波路用ガラス膜の形成方
法。 - 【請求項６】基板設置側電極を回転させることによりガ
ラス膜を形成することを特徴とする請求項１ないし５の
いずれかに記載の光導波路用ガラス膜の形成方法。 - 【請求項７】上記基板自身を自転させることによりガラ
ス膜を形成することを特徴とする請求項１ないし６のい
ずれかに記載の光導波路用ガラス膜の形成方法。 - 【請求項８】相対向する面が平行かつ平らで、いずれか
一方に表面が低屈折率ガラス層で覆われた基板が設置さ
れる一対の電極を内部に収納する反応容器と、 この反応容器内を真空に保つための排気手段と、 上記電極間に高周波を印加して低温プラズマを発生する
プラズマ発生手段と、 上記基板を低温加熱する手段と、 上記基板の設置されていないいずれか一方の電極から屈
折率制御用ドーパントと希土類元素とを含んだ有機オキ
シシランの蒸気を酸素を含むガラス原料用ガスとともに
反応容器内に導いて、上記いずれか他方の電極に設置さ
れた基板上に吹き付けるガラス原料用ガス供給手段と、 上記いずれか一方の電極の外周に環状に設けられる環状
管を有し、ガラス膜形成反応を促進するガスをいずれか
他方の電極の外周に筒状に流してプラズマ雰囲気をシー
ルドするガス導入手段と を備えたことを特徴とするガラス導波路用ガラス膜の形
成装置。 - 【請求項９】上記請求項１ないし７のいずれかに記載の
光導波路用ガラス膜の形成方法によって形成されたガラ
ス膜を備えたガラス膜付き基板を用いて構成されている
ことを特徴とする光導波路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2311897A JP2992329B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 光導波路用ガラス膜の形成方法およびその装置ならびに光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2311897A JP2992329B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 光導波路用ガラス膜の形成方法およびその装置ならびに光導波路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04182325A JPH04182325A (ja) | 1992-06-29 |
| JP2992329B2 true JP2992329B2 (ja) | 1999-12-20 |
Family
ID=18022735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2311897A Expired - Fee Related JP2992329B2 (ja) | 1990-11-16 | 1990-11-16 | 光導波路用ガラス膜の形成方法およびその装置ならびに光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2992329B2 (ja) |
-
1990
- 1990-11-16 JP JP2311897A patent/JP2992329B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04182325A (ja) | 1992-06-29 |
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