JP3031066B2 - Method for manufacturing oxide film and method for manufacturing optical waveguide - Google Patents

Method for manufacturing oxide film and method for manufacturing optical waveguide

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JP3031066B2
JP3031066B2 JP18697292A JP18697292A JP3031066B2 JP 3031066 B2 JP3031066 B2 JP 3031066B2 JP 18697292 A JP18697292 A JP 18697292A JP 18697292 A JP18697292 A JP 18697292A JP 3031066 B2 JP3031066 B2 JP 3031066B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、酸化膜の製造方法及び
光導波路の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an oxide film and a method for manufacturing the same.
The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide .

【0002】[0002]

【従来の技術】光通信の発展に伴ない光デバイスには
大量生産性、高信頼性、結合時の無調整化、自動
組立の容易性、低損失性等が要求されるようになって
きたので、これらの要求に答えるため導波路型の光デバ
イスが注目されるようになってきた。
2. Description of the Related Art With the development of optical communication, optical devices have been required to have mass productivity, high reliability, no adjustment at the time of connection, ease of automatic assembly, low loss, and the like. Therefore, waveguide type optical devices have come to attract attention in order to meet these requirements.

【0003】光導波路の中で特に石英系ガラス光導波路
は、導波路自体が低損失で、光ファイバとの接続損失も
非常に小さいため有望視されている。
[0003] Among the optical waveguides, in particular, a silica glass optical waveguide is considered to be promising because the waveguide itself has a low loss and a connection loss with an optical fiber is very small.

【0004】図5は、従来のこの種の石英系ガラス光導
波路を製造するための火炎堆積法(宮下:光導波路技
術,1.最近の光導波路技術,O plus E,N
o.78,pp.59−67参照)の説明図である。
FIG. 5 shows a conventional flame deposition method for manufacturing this type of silica-based glass optical waveguide (Miyashita: Optical waveguide technology, 1. Recent optical waveguide technology, O plus E, N).
o. 78 pp. FIG. 59 is an explanatory diagram of FIG.

【0005】同図に示すように、まずSi基板1上に石
英ガラスからなるバッファ用多孔質膜2を形成し、この
バッファ用多孔質膜の2上に屈折率制御用添加物(T
i、Ge等)を含んだ石英ガラスからなるコア用多孔質
膜3を形成する(a)。
As shown in FIG. 1, a buffer porous film 2 made of quartz glass is first formed on a Si substrate 1 and a refractive index control additive (T) is formed on the buffer porous film 2.
i, Ge, etc.) to form a core porous film 3 made of quartz glass (a).

【0006】両多孔質膜2、3が形成された基板1を、
加熱して透明化(焼結)することにより、バッファ層2
a及びコア層3aを有する平面光導波膜を形成する
(b)。
The substrate 1 on which the porous films 2 and 3 are formed is
The buffer layer 2 is made transparent by heating (sintering).
a and a planar optical waveguide film having a core layer 3a is formed (b).

【0007】コア層3aの上にマスク4をフォトリソグ
ラフィにより形成する(c)。
A mask 4 is formed on the core layer 3a by photolithography (c).

【0008】バッファ層2a上に、断面が略矩形のコア
層3bのパターンを、ドライエッチングプロセスにより
形成する(d)。
A pattern of a core layer 3b having a substantially rectangular cross section is formed on the buffer layer 2a by a dry etching process (d).

【0009】バッファ層2a及びコア層3bの上に、石
英ガラスからなるクラッド用多孔質膜5を形成する
(e)。
On the buffer layer 2a and the core layer 3b, a clad porous film 5 made of quartz glass is formed (e).

【0010】クラッド用多孔質膜5を、加熱して透明化
することによりクラッド層5bを形成する(f)。
The clad porous film 5 is heated to be transparent to form a clad layer 5b (f).

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た石英系ガラス光導波路の製造方法には次のような問題
点がある。
However, the above-described method of manufacturing a silica glass optical waveguide has the following problems.

【0012】(1)コア層の屈折率とクラッド層の屈折
率との差(屈折率差)の大きいガラス導波路を製造する
ために、屈折率制御用添加物を含んだ屈折率の高いガラ
ス膜をバッファ層の上に形成すると、基板全体が熱膨張
係数の違いによって反りを生じ、その反り量が10μm
をはるかに超える大きな値となるので、高精度の光回路
をパターニングすることが難しく、屈折率差を大きくす
るには限界があった。
(1) In order to produce a glass waveguide having a large difference (refractive index difference) between the refractive index of the core layer and the refractive index of the cladding layer, a glass having a high refractive index containing an additive for controlling the refractive index. When the film is formed on the buffer layer, the entire substrate warps due to the difference in thermal expansion coefficient, and the amount of the warp is 10 μm.
, It is difficult to pattern a high-precision optical circuit, and there is a limit in increasing the refractive index difference.

【0013】(2)コア層及びクラッド層の比屈折率差
には限界がある。すなわち、屈折率の高いコア用多孔質
膜を堆積させても、図5(b)の焼結プロセスで屈折率
制御用添加物が揮散してしまい、屈折率の高いコア層を
実現することが難しく、1.47を超えることはなかっ
た。そのため、比屈折率差はたかだか1%程度が限界で
あった。
(2) There is a limit to the relative refractive index difference between the core layer and the cladding layer. That is, even if a porous film for a core having a high refractive index is deposited, the additive for controlling the refractive index volatilizes in the sintering process of FIG. 5B, so that a core layer having a high refractive index can be realized. It was difficult and never exceeded 1.47. Therefore, the relative refractive index difference is limited to at most about 1%.

【0014】(3)屈折率制御用添加物を多く含んだコ
ア層を、図5(d)に示すようにドライエッチングプロ
セスによりパターニングすると、コア層を構成するSi
2 のエッチング速度と添加物のエッチング速度との違
いによりエッチング層面が凹凸状に荒れ、散乱損失が増
大する。
(3) When the core layer containing a large amount of the additive for controlling the refractive index is patterned by a dry etching process as shown in FIG.
Due to the difference between the etching rate of O 2 and the etching rate of the additive, the surface of the etching layer becomes rough in an uneven shape, and the scattering loss increases.

【0015】(4)屈折率の高いコア層を形成しようと
すると、Ti、Ge、Al、P等の屈折率制御用添加物
を10モル%以上も添加させなければならない。しか
し、それにつれて熱膨張係数も大きく変化する。そのた
め、コア層を形成する時に基板に反りが生じ、(1)に
述べたような問題点につながる。
(4) In order to form a core layer having a high refractive index, an additive for controlling the refractive index such as Ti, Ge, Al, or P must be added in an amount of 10 mol% or more. However, the coefficient of thermal expansion changes greatly with this. Therefore, when the core layer is formed, the substrate is warped, which leads to the problem described in (1).

【0016】(5)屈折率制御用添加物を増加すると、
吸収及び散乱損失が増加し、低損失の光導波路を実現す
ることが困難となる。
(5) When the additive for controlling the refractive index is increased,
Absorption and scattering losses increase, making it difficult to realize a low-loss optical waveguide.

【0017】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、酸化膜製造時における基板の反りの発生が少なく、
しかも高屈折率、高透明度の酸化膜を形成すると共に、
低損失、高精度、低コストの光導波路の製造方法を提供
することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to reduce the occurrence of substrate warpage during the production of an oxide film.
In addition to forming an oxide film with high refractive index and high transparency,
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a low-loss, high-precision, low-cost optical waveguide.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板上にSiO2 の多孔質膜を形成し、多
孔質膜をHeを含むNH3 雰囲気内で加熱して透明な酸
化膜に形成したものである。
According to the present invention, a porous film of SiO 2 is formed on a substrate, and the porous film is heated in an NH 3 atmosphere containing He to form a transparent film. It is formed on an oxide film.

【0019】また、本発明は、基板上にコア層を形成
し、コア層及び基板上にコア層の屈折率より低い屈折率
を有するクラッド層を形成した光導波路の製造方法にお
いて、SiO2 ガラスの屈折率と略等しい屈折率の層を
有する基板上にコア層となるSiO2 の多孔質膜を形成
し、多孔質膜をHeを含むNH3 雰囲気中で加熱して透
明な酸化膜に形成し、酸化膜をフォトリソグラフィ及び
ドライエッチングにより断面が略矩形状のコア層に形成
し、コア層を、コア層の屈折率より低い屈折率を有する
クラッド層で覆うように形成したものである。
Further, the present invention is a core layer formed on the substrate, in the manufacturing method of the optical waveguide forming a cladding layer having a refractive index lower than the refractive index of the core layer to the core layer and the substrate, SiO 2 glass A porous film of SiO 2 serving as a core layer is formed on a substrate having a layer having a refractive index substantially equal to the refractive index of the substrate, and the porous film is heated in an NH 3 atmosphere containing He to form a transparent oxide film. Then, an oxide film is formed on a core layer having a substantially rectangular cross section by photolithography and dry etching, and the core layer is formed so as to be covered with a cladding layer having a refractive index lower than that of the core layer.

【0020】[0020]

【作用】上記構成によれば、基板上にSiO2 の多孔質
膜を形成し、この多孔質膜をHeを含むNH3 雰囲気内
で加熱して透明な酸化膜に形成することにより、多孔質
膜から透明酸化膜に変化する過程で酸化膜中にNが含ま
れるので、屈折率を大きくすることができ、しかも反り
が発生しにくくなる。この透明な酸化膜をフォトリソグ
ラフィ及びドライエッチングによりコア層に形成するこ
とにより高精度、低損失、低コストの光導波路を形成す
ることができる。
According to the above construction, a porous film of SiO 2 is formed on a substrate, and this porous film is heated in an NH 3 atmosphere containing He to form a transparent oxide film. Since N is contained in the oxide film in the process of changing from the film to the transparent oxide film, the refractive index can be increased, and warpage is less likely to occur. By forming this transparent oxide film on the core layer by photolithography and dry etching, an optical waveguide with high precision, low loss and low cost can be formed.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0022】図1は本発明の酸化膜の製造方法を示す説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a method of manufacturing an oxide film according to the present invention.

【0023】図1(a)に示すように、まず基板10上
にSiO2 からなるコア用の多孔質膜11を形成する。
基板10の材料にはガラス(石英系ガラス、多成分系ガ
ラス等)、半導体(Si、GaAs、InP、酸化膜付
きSi等)、磁性体、強誘電体(LiNbO3 、LiT
aO3 等)のいずれか1種類が用いられる。
As shown in FIG. 1A, first, a porous film 11 for a core made of SiO 2 is formed on a substrate 10.
The material of the substrate 10 is glass (quartz glass, multi-component glass, etc.), semiconductor (Si, GaAs, InP, Si with oxide film, etc.), magnetic material, ferroelectric material (LiNbO 3 , LiT
aO 3 etc.) is used.

【0024】多孔質膜11にはSiO2 あるいはSiO
2 にGe、P、Ti、Al、Nb、Zn、Zr、Na、
K、B等の屈折率制御用添加物を少なくとも1種類含ん
だものが用いられる。そして、この多孔質膜11は火炎
堆積法、火炎加水分解法、熱CVD法、ゾル・ゲル法等
の方法によって形成されるが、その膜厚は数μmから百
数十μmの範囲から選ばれる。
The porous film 11 is made of SiO 2 or SiO
2 , Ge, P, Ti, Al, Nb, Zn, Zr, Na,
Those containing at least one kind of additive for controlling the refractive index such as K and B are used. The porous film 11 is formed by a flame deposition method, a flame hydrolysis method, a thermal CVD method, a sol-gel method, or the like, and the film thickness is selected from a range of several μm to one hundred and several tens μm. .

【0025】次に、図1(b)に示すように多孔質膜1
1が形成された基板10を、電気炉12のガラス管13
内に挿入し、ガラス管13内にHeガスとNH3 ガスと
を導入し、電気炉12の温度を上げて加熱し透明な酸化
膜を形成する。尚、加熱方法には次の2つの方法がある
が、いずれの方法を用いてもよい。
Next, as shown in FIG.
The substrate 10 on which the substrate 1 is formed is placed in a glass tube 13 of an electric furnace 12.
Then, He gas and NH 3 gas are introduced into the glass tube 13, and the temperature of the electric furnace 12 is increased and heated to form a transparent oxide film. In addition, there are the following two methods as the heating method, and either method may be used.

【0026】第1の加熱方法は、多孔質膜11が透明に
なる前の仮焼結温度(約500〜1200℃)で加熱し
た後、焼結温度(約1300〜1450℃)に保って透
明化する方法である。第2の加熱方法は、焼結温度に保
って一度で透明化する方法である。
In the first heating method, the porous film 11 is heated at a temporary sintering temperature (about 500 to 1200 ° C.) before it becomes transparent, and then kept at the sintering temperature (about 1300 to 1450 ° C.) to be transparent. It is a method to become. The second heating method is a method in which the sintering temperature is maintained and the material is made transparent at one time.

【0027】Heガスの導入は、多孔質膜11中へのN
の混入を容易にする効果と、多孔質膜11中の脱ガス化
を容易にする効果と、多孔質膜11の透明化を容易にす
る効果がある。尚、前述した加熱を加圧雰囲気下で行な
うと、より効果的にNを多孔質膜11中に添加すること
ができる。
The introduction of He gas is performed by introducing N gas into the porous film 11.
There is an effect of facilitating the mixing of water, an effect of facilitating degassing in the porous film 11, and an effect of facilitating the transparency of the porous film 11. If the above-described heating is performed in a pressurized atmosphere, N can be more effectively added to the porous film 11.

【0028】図1(c)は、上述のようにして透明なコ
ア用の酸化膜11aが形成された基板10の断面図であ
る。
FIG. 1C is a cross-sectional view of the substrate 10 on which the transparent core oxide film 11a has been formed as described above.

【0029】ここで、上述した酸化膜の製造方法の具体
例について述べる。
Here, a specific example of the above-described method for manufacturing an oxide film will be described.

【0030】基板10にはSi基板(直径3インチ、厚
さ0.45mm)を用い、このSi基板上にSiO2
2 5 −B2 3 系の多孔質膜11を、火炎堆積法に
よって約20μmの厚さに形成した。この多孔質膜11
を焼結させることにより透明な酸化膜11aに形成し
た。この酸化膜11aの屈折率は約1.458( 波長
0.63μmでの値)であるが、図1(b)に示すよう
に、NH3 ガス雰囲気下においてNH3 ガス流量を変え
て焼結(温度約1350℃、時間約3時間)した結果、
酸化膜11aの屈折率が1.90の範囲のものを得るこ
とができた。しかもこの酸化膜11aの形成された基板
10の反りはわずか35μm以下であった。
[0030] Using the Si substrate (3 inch diameter, thickness 0.45 mm) to the substrate 10, SiO 2 on the Si substrate -
The P 2 O 5 -B 2 O 3 based porous film 11 was formed to a thickness of about 20μm by flame hydrolysis deposition. This porous membrane 11
Was formed on the transparent oxide film 11a by sintering. Although the refractive index of the oxide film 11a is about 1.458 (a value at a wavelength of 0.63 μm), as shown in FIG. 1B, the oxide film 11a is sintered by changing the NH 3 gas flow rate in an NH 3 gas atmosphere. (Temperature about 1350 ° C, time about 3 hours)
An oxide film 11a having a refractive index in the range of 1.90 could be obtained. Moreover, the warpage of the substrate 10 on which the oxide film 11a was formed was only 35 μm or less.

【0031】図2は図1に示した方法によって製造した
酸化膜を用いた導波路の製造方法を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a method of manufacturing a waveguide using an oxide film manufactured by the method shown in FIG.

【0032】同図(a)に示す酸化膜11aが形成され
た基板10は、前述した図1(a)から図1(c)まで
の工程により形成された基板10である。
The substrate 10 on which the oxide film 11a shown in FIG. 1A is formed is the substrate 10 formed by the above-described steps from FIG. 1A to FIG. 1C.

【0033】この基板10上に形成した酸化膜11a上
に、マスク用のメタル膜(たとえば、WSi膜)15を
スパッタリング法により形成する。このメタル膜15の
厚さは数千オングストロームから1μmの範囲が好まし
い(図2(b))。
On the oxide film 11a formed on the substrate 10, a mask metal film (for example, a WSi film) 15 is formed by a sputtering method. The thickness of the metal film 15 is preferably in the range of several thousand angstroms to 1 μm (FIG. 2B).

【0034】メタル膜15の上にフォトレジストを塗付
した後、紫外線露光、ベーキング、現像、定着等のフォ
トリソグラフィ工程により、フォトレジスト膜のマスク
パターン16を形成する(図2(c))。
After applying a photoresist on the metal film 15, a mask pattern 16 of the photoresist film is formed by a photolithography process such as ultraviolet exposure, baking, development, and fixing (FIG. 2C).

【0035】メタル膜15を、マスクパターン16を用
いてドライエッチングしてメタルパターン15aを形成
する。このドライエッチングは、例えば、NF3 ガスを
用いてプラズマ雰囲気下で行なわれる(図2(d))。
The metal film 15 is dry-etched using the mask pattern 16 to form a metal pattern 15a. This dry etching is performed in a plasma atmosphere using, for example, NF 3 gas (FIG. 2D).

【0036】さらに酸化膜11aを、メタルパターン1
5aをマスクにしてドライエッチングを行ない酸化膜1
1bを形成する。このエッチングには、例えばCHF3
ガスが用いられる(図2(e))。
Further, the oxide film 11a is
Dry etching is performed using 5a as a mask to form oxide film 1.
1b is formed. For this etching, for example, CHF 3
Gas is used (FIG. 2 (e)).

【0037】酸化膜11b上のメタル膜15をドライエ
ッチングにより剥離する(図2(f))。
The metal film 15 on the oxide film 11b is peeled off by dry etching (FIG. 2F).

【0038】最後に図2(g)に示すように、酸化膜1
1bの屈折率よりも低い材質のクラッド膜17を形成
し、酸化膜11bを埋め込んだ、いわゆる埋込型光導波
路を得ることができる。
Finally, as shown in FIG.
A so-called embedded optical waveguide in which the cladding film 17 made of a material lower than the refractive index 1b is formed and the oxide film 11b is embedded can be obtained.

【0039】次に実施例の作用を述べる。Next, the operation of the embodiment will be described.

【0040】基板10上にSiO2 の多孔質膜11を形
成し、NH3 雰囲気内で加熱してこの多孔質膜11を透
明な酸化膜11aに形成することにより、多孔質膜11
が酸化膜11aに変化する過程で酸化膜11aにNが含
まれるので、屈折率を大きくすることができ、しかも基
板10に反りが発生しにくくなる。この酸化膜11aを
フォトリソグラフィ及びドライエッチングによりコア層
に形成することにより高精度、低損失、低コストの光導
波路を形成することができる。
A porous film 11 of SiO 2 is formed on a substrate 10 and heated in an NH 3 atmosphere to form the porous film 11 on a transparent oxide film 11a.
Since the oxide film 11a contains N in the process of changing into the oxide film 11a, the refractive index can be increased, and the substrate 10 is less likely to warp. By forming the oxide film 11a on the core layer by photolithography and dry etching, an optical waveguide with high precision, low loss and low cost can be formed.

【0041】図3は本発明の酸化膜の製造方法の他の実
施例を示す説明図であり、図4は図3に示した方法によ
って製造した酸化膜を用いた導波路の製造方法を示す説
明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing another embodiment of the method of manufacturing an oxide film according to the present invention, and FIG. 4 shows a method of manufacturing a waveguide using the oxide film manufactured by the method shown in FIG. FIG.

【0042】図3において図1に示した実施例と異なる
点は、基板10上に予め低屈折率値の第1クラッド膜2
0を形成してこれをバッファ層としても用い、その上に
Nを含んだコア用の多孔質膜11を形成した点である。
この第1クラッド膜20を基板10上に形成しておくこ
とにより、基板10の材質としてガラス、半導体、磁性
体及び強誘電体のいずれの材質でも幅広く用いることが
できる。なお、この第1クラッド膜20の屈折率は酸化
膜の屈折率よりも低い値である。
FIG. 3 is different from the embodiment shown in FIG. 1 in that the first clad film 2 having a low refractive index value is previously formed on the substrate 10.
0 is formed and used as a buffer layer, and a porous film 11 for N containing N is formed thereon.
By forming the first cladding film 20 on the substrate 10, any of glass, semiconductor, magnetic material and ferroelectric material can be used as the material of the substrate 10. The refractive index of the first cladding film 20 is lower than the refractive index of the oxide film.

【0043】また、図4において図2に示した実施例と
異なる点は、図4(a)のコア用の酸化膜付きの基板と
して、基板10上に予め第1クラッド膜20が形成さ
れ、その上に酸化膜11aが形成されたものを用いた点
である。後の図4(b)から図4(g)の工程は図2と
同様の工程からなる。
4 is different from the embodiment shown in FIG. 2 in that a first clad film 20 is previously formed on a substrate 10 as a substrate with an oxide film for a core shown in FIG. The point is that an oxide film 11a is formed thereon. The subsequent steps of FIG. 4B to FIG. 4G include the same steps as FIG.

【0044】以上において、本実施例によれば、基板1
0上にSiO2 の多孔質膜11を形成し、NH3 雰囲気
内で加熱して多孔質膜11を透明な酸化膜11aに形成
したので、製造時における基板10に反りの発生が少な
く、しかも高屈折率、高透明度の酸化膜を形成すること
ができる。
As described above, according to the present embodiment, the substrate 1
Since the porous film 11 of SiO 2 is formed on the substrate 0 and heated in an NH 3 atmosphere to form the porous film 11 on the transparent oxide film 11a, the substrate 10 is hardly warped at the time of manufacturing. An oxide film having a high refractive index and high transparency can be formed.

【0045】また、SiO2 ガラスの屈折率と略等しい
屈折率の層を有する基板10上にコア層となるSiO2
の多孔質膜11を形成し、多孔質膜11をNH3 雰囲気
中で加熱して透明な酸化膜11aに形成し、この酸化膜
11aをフォトリソグラフィ及びドライエッチングによ
り断面が略矩形状のコア層を形成し、このコア層を、コ
ア層の屈折率より低い屈折率を有するクラッド層で覆う
ように形成したので、低損失、高精度、低コストの光導
波路を製造することができる。
Further, SiO 2 which is a core layer on the substrate 10 having a layer of substantially equal refractive index to the refractive index of the SiO 2 glass
Is formed in a transparent oxide film 11a by heating the porous film 11 in an NH 3 atmosphere, and the oxide film 11a is formed into a core layer having a substantially rectangular cross section by photolithography and dry etching. Is formed so as to cover this core layer with a cladding layer having a refractive index lower than the refractive index of the core layer, so that a low-loss, high-precision, low-cost optical waveguide can be manufactured.

【0046】すなわち、 (1)基板上に屈折率が1.46〜1.90の範囲の高
屈折率で、かつ透明度が良く、さらに基板10に反りを
ほとんど発生させずにSix y z の透明な酸化膜1
1aを形成することができ、この酸化膜11aの屈折率
の値はNH3 ガスの濃度、加熱透明化の温度、加熱時間
によって制御することができる。
[0046] That is, (1) a high refractive index in the range of the refractive index on the substrate from 1.46 to 1.90, and good transparency, Si x without further little warped on substrate 10 O y N z transparent oxide film 1
1a can be formed, and the value of the refractive index of the oxide film 11a can be controlled by the concentration of the NH 3 gas, the temperature for heat transparency, and the heating time.

【0047】(2)屈折率制御用添加物は基板と酸化膜
との熱膨張係数の整合用添加物として使うことができる
ので、種々の材質の基板を用いることができる。
(2) Since the additive for controlling the refractive index can be used as an additive for adjusting the thermal expansion coefficient between the substrate and the oxide film, substrates of various materials can be used.

【0048】(3)加熱透明化する際にHeガスを添加
することにより、多孔質膜中にNを容易に混入させるこ
とができ、また多孔質膜の透明化を促進することができ
る。さらにClガスを添加すれば、多孔質膜中に含有し
ているOH基を取除くことができ、透明化したNを含有
している酸化膜中のOH基の含有量を最小限にすること
ができる。
(3) By adding He gas during the heat-transparency, N can be easily mixed into the porous film, and the transparency of the porous film can be promoted. By further adding Cl gas, the OH groups contained in the porous film can be removed, and the content of OH groups in the oxide film containing transparent N is minimized. Can be.

【0049】(4)比屈折率差が約0.5〜10数%の
光導波路を実現することができる。また基板に反りがほ
とんど生じないので偏光依存性の少ない光回路を実現す
ることができ、フォトリソグラフィの際に高寸法制度の
パターンをパターニングすることができるので、所望設
計値通りの光回路を実現することができる。
(4) An optical waveguide having a relative refractive index difference of about 0.5-10% can be realized. Also, since the substrate hardly warps, an optical circuit with little polarization dependence can be realized, and a pattern with a high dimensional accuracy can be patterned during photolithography, thus achieving an optical circuit according to a desired design value. can do.

【0050】また高比屈折率差の実現により、従来の導
波路型光回路に比し、1/3から1/50以下の超小型
光回路を達成することができる。さらにこの超小型化に
伴ない、低損失化、低コスト化を達成することができ
る。またドライエッチングの際のコア側面荒れの少ない
いわゆる散乱損失の低い光回路を得ることができる。
Also, by realizing a high relative refractive index difference, an ultra-small optical circuit having a size of 1/3 to 1/50 or less can be achieved as compared with a conventional waveguide type optical circuit. Further, with the miniaturization, it is possible to achieve low loss and low cost. Further, it is possible to obtain an optical circuit having less so-called scattering loss with less core side roughness during dry etching.

【0051】(5)コアの屈折率を広範囲に選べ、コア
に屈折率制御用添加物を入れることにより、熱膨張係
数、屈折率の異なる種々の基板を用いても光導波機能を
実現することができ、熱膨張係数のバランスがとれる。
(5) The refractive index of the core can be selected over a wide range, and by adding an additive for controlling the refractive index to the core, the optical waveguide function can be realized even when various substrates having different coefficients of thermal expansion and refractive indexes are used. And the thermal expansion coefficient can be balanced.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
In summary, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.

【0053】(1)基板上に高屈折率で、かつ透明度が
良く、さらに基板に反りをほとんど発生させずにSix
y z の透明な酸化膜を形成することができ、しかも
この酸化膜の屈折率の値はNH3 ガスの濃度、加熱透明
化の温度、加熱時間によって制御することができる。
(1) A high refractive index and good transparency on a substrate, and a Si x
O y N z can form a transparent oxide film, moreover the concentration of the refractive index values NH 3 gas in the oxide film, the heating clearing temperature can be controlled by heating time.

【0054】(2)基板にはガラス、半導体、磁性体、
強誘電体等種々の材質を用いることができる。
(2) Glass, semiconductor, magnetic material,
Various materials such as a ferroelectric can be used.

【0055】(3)加熱透明化する際にHeガスを添加
することにより、多孔質膜中にNを容易に混入させるこ
とができ、多孔質膜の透明化を促進することができる。
さらにClガスを添加すれば、多孔質膜中に含有してい
るOH基を取除くことができ、透明化したNを含有して
いる酸化膜中のOH基の含有量を最小限にすることがで
きる。
(3) When He gas is added during heating and transparency, N can be easily mixed into the porous film, and the transparency of the porous film can be promoted.
By further adding Cl gas, the OH groups contained in the porous film can be removed, and the content of OH groups in the oxide film containing transparent N is minimized. Can be.

【0056】(4)比屈折率差が約0.5〜10数%の
光導波路を実現することができ、偏光依存性の少なく、
高寸法制度のコアパターンを形成することができる。
(4) It is possible to realize an optical waveguide having a relative refractive index difference of about 0.5 to several tens%, and has little polarization dependency.
A core pattern of a high dimension system can be formed.

【0057】また高比屈折率差の実現により、従来の導
波路型光回路に比し、1/3から1/50以下の超小型
光回路を達成することができる。さらにこの超小型化に
伴ない、低損失化、低コスト化を達成することができ
る。またドライエッチングの際のコア側面荒れの少ない
いわゆる散乱損失の低い光回路を得ることができる。
Also, by realizing a high relative refractive index difference, an ultra-small optical circuit of 1/3 to 1/50 or less can be achieved as compared with a conventional waveguide type optical circuit. Further, with the miniaturization, it is possible to achieve low loss and low cost. Further, it is possible to obtain an optical circuit having less so-called scattering loss with less core side roughness during dry etching.

【0058】(5)コアの屈折率を広範囲に選べ、コア
に屈折率制御用添加物を入れることにより、熱膨張係
数、屈折率の異なる種々の基板を用いても光導波機能を
実現することができ、熱膨張係数のバランスがとれる。
(5) The refractive index of the core can be selected over a wide range, and by adding an additive for controlling the refractive index to the core, the optical waveguide function can be realized even when various substrates having different coefficients of thermal expansion and refractive indexes are used. And the thermal expansion coefficient can be balanced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の酸化膜の製造方法の一実施例を示す説
明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing one embodiment of a method of manufacturing an oxide film according to the present invention.

【図2】図1に示した方法によって製造した酸化膜を用
いた導波路の製造方法を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory view showing a method of manufacturing a waveguide using an oxide film manufactured by the method shown in FIG.

【図3】本発明の酸化膜の製造方法の他の実施例を示す
説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view showing another embodiment of the method of manufacturing an oxide film according to the present invention.

【図4】図3に示した方法によって製造した酸化膜を用
いた導波路の製造方法を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view showing a method for manufacturing a waveguide using an oxide film manufactured by the method shown in FIG. 3;

【図5】従来の石英系ガラス光導波路を製造するための
火炎堆積法を説明するための説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a conventional flame deposition method for manufacturing a silica glass optical waveguide.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基 板 11 多孔質膜 11a,11b 酸化膜 12 電気炉 13 ガラス管 Reference Signs List 10 base plate 11 porous film 11a, 11b oxide film 12 electric furnace 13 glass tube

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G02B 6/13 G02B 6/12 N // H01L 27/15 M (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C03B 8/00 C03B 19/12 C03B 19/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 7 identification code FI G02B 6/13 G02B 6/12 N // H01L 27/15 M (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C03B 8/00 C03B 19/12 C03B 19/14

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】基板上にSiO2 の多孔質膜を形成し、該
多孔質膜をHeを含むNH3 雰囲気内で加熱して透明な
酸化膜に形成したことを特徴とする酸化膜の製造方法。
1. A process for producing an oxide film, comprising forming a porous film of SiO 2 on a substrate and heating the porous film in an NH 3 atmosphere containing He to form a transparent oxide film. Method.
【請求項2】前記NH 3 雰囲気に、更にCl 2 を含ませ
たことを特徴とする請求項1に記載の酸化膜の製造方
法。
2. The NH 3 atmosphere further contains Cl 2.
The method for manufacturing an oxide film according to claim 1, wherein
Law.
【請求項3】基板上にコア層を形成し、該コア層及び該
基板上に該コア層の屈折率より低い屈折率を有するクラ
ッド層を形成した光導波路の製造方法において、SiO
2 ガラスの屈折率と略等しい屈折率の層を有する基板上
にコア層となるSiO 2 の多孔質膜を形成し、該多孔質
膜をHeを含むNH 3 雰囲気中で加熱して透明な酸化膜
に形成し、該酸化膜をフォトリソグラフィ及びドライエ
ッチングにより断面が略矩形状のコア層に形成し、該コ
ア層を、該コア層の屈折率より低い屈折率を有するクラ
ッド層で覆うように形成したことを特徴とする光導波路
の製造方法。
3. A core layer is formed on a substrate, and the core layer and the core layer are formed.
A substrate having a refractive index lower than that of the core layer on the substrate;
In the method for manufacturing an optical waveguide having a pad layer formed thereon, the method for producing
(2) On a substrate having a layer with a refractive index substantially equal to that of glass
A porous SiO 2 film serving as a core layer is formed on the
Heating the film in an NH 3 atmosphere containing He, a transparent oxide film
The oxide film is formed by photolithography and dry etching.
The core layer having a substantially rectangular cross section is formed by etching.
Layer having a refractive index lower than that of the core layer.
Optical waveguide formed so as to be covered with a pad layer
Manufacturing method.
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