JP3097698B2 - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製造時におけるコア部
の熱的な変形を抑制した光導波路の製造方法に関し、特
にコア部をゲルマニウムがドープされた石英ガラスで構
成した石英系光導波路に応用して好適な方法である。
の熱的な変形を抑制した光導波路の製造方法に関し、特
にコア部をゲルマニウムがドープされた石英ガラスで構
成した石英系光導波路に応用して好適な方法である。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの普及に伴って、より低
価格で信頼性の高い光部品に対する要求が高まって来て
いる。このような要求を満足するものの一つとして、光
導波路により構成される導波路型光回路が知られてお
り、この導波路型光回路はフォトリソグラフィ技術等に
より平面基板上に一括して大量に形成できるため、複雑
な回路の集積化の可能性のある部品形態として注目され
ている。
価格で信頼性の高い光部品に対する要求が高まって来て
いる。このような要求を満足するものの一つとして、光
導波路により構成される導波路型光回路が知られてお
り、この導波路型光回路はフォトリソグラフィ技術等に
より平面基板上に一括して大量に形成できるため、複雑
な回路の集積化の可能性のある部品形態として注目され
ている。
【０００３】かかる光導波路の材料として、ガラスや合
成樹脂或いは半導体結晶等が検討されているが、石英ガ
ラス基板やシリコン基板上に石英系ガラス材料を基本と
して構成される石英系光導波路は、石英系光ファイバと
の接続にも適し低損失であることから、実用的な導波路
形光回路として期待されている。
成樹脂或いは半導体結晶等が検討されているが、石英ガ
ラス基板やシリコン基板上に石英系ガラス材料を基本と
して構成される石英系光導波路は、石英系光ファイバと
の接続にも適し低損失であることから、実用的な導波路
形光回路として期待されている。
【０００４】従来の光導波路の一例として方向性結合器
の概念を表す図３及びそのIV−IV矢視断面形状を表す図
４に示すように、基板１上に形成された第一クラッド層
２と第二クラッド層３との間には、それぞれ光導波路を
構成する二本のコア部４,５が埋設されており、これら
コア部４,５の中央部分が相互に近接状態となって光結
合部６を形成している。この方向性結合器７は、導波路
型光回路の基本回路であり、光学的干渉系を構成するた
めの光分岐部や光合波部に用いられたり、或いは信号光
を任意の比率で分岐する光分岐回路等として用いられる
ことは、周知の通りである。
の概念を表す図３及びそのIV−IV矢視断面形状を表す図
４に示すように、基板１上に形成された第一クラッド層
２と第二クラッド層３との間には、それぞれ光導波路を
構成する二本のコア部４,５が埋設されており、これら
コア部４,５の中央部分が相互に近接状態となって光結
合部６を形成している。この方向性結合器７は、導波路
型光回路の基本回路であり、光学的干渉系を構成するた
めの光分岐部や光合波部に用いられたり、或いは信号光
を任意の比率で分岐する光分岐回路等として用いられる
ことは、周知の通りである。
【０００５】このような光導波路は、四塩化硅素（Ｓi
Ｃl4）等の火炎加水分解反応（FlameHydrolysis Deposi
tion）を利用するガラス膜堆積技術（以下、ＦＨＤ堆積
法と呼称する）と、反応性イオンエッチング法によるガ
ラス膜の微細加工技術との組み合わせにより形成され
る。
Ｃl4）等の火炎加水分解反応（FlameHydrolysis Deposi
tion）を利用するガラス膜堆積技術（以下、ＦＨＤ堆積
法と呼称する）と、反応性イオンエッチング法によるガ
ラス膜の微細加工技術との組み合わせにより形成され
る。
【０００６】即ち、その製造手順を表す図５〜図９に示
すように、四塩化硅素や四塩化ゲルマニウム（ＧeＣ
l4）,四塩化チタン（ＴiＣl4）,三塩化燐（ＰＣl3）,三
塩化硼素（ＢＣl3）等を出発原料として、図５に示す基
板１上に多孔質の第一クラッド層２をＦＨＤ堆積法によ
り形成し（図６参照）、同様にしてこの第一クラッド層
２の表面に多孔質のコア層８をＦＨＤ堆積法により堆積
させる（図７参照）。このようにして堆積した第一クラ
ッド層２及びコア層８を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。
すように、四塩化硅素や四塩化ゲルマニウム（ＧeＣ
l4）,四塩化チタン（ＴiＣl4）,三塩化燐（ＰＣl3）,三
塩化硼素（ＢＣl3）等を出発原料として、図５に示す基
板１上に多孔質の第一クラッド層２をＦＨＤ堆積法によ
り形成し（図６参照）、同様にしてこの第一クラッド層
２の表面に多孔質のコア層８をＦＨＤ堆積法により堆積
させる（図７参照）。このようにして堆積した第一クラ
ッド層２及びコア層８を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。
【０００７】しかる後、光導波路となるコア部４,５の
部分以外のコア層８の不必要な部分を反応性イオンエッ
チング法により除去し（図８参照）、続いて第二クラッ
ド層３をＦＨＤ堆積法により第一クラッド層２の表面に
堆積させてコア部４,５をこれら第一クラッド層二及び
第二クラッド層３で覆い（図９参照）、最後にこの第二
クラッド層３を高温処理して透明ガラス化することによ
り、図３及び図４に示す如き方向性結合器７が得られ
る。
部分以外のコア層８の不必要な部分を反応性イオンエッ
チング法により除去し（図８参照）、続いて第二クラッ
ド層３をＦＨＤ堆積法により第一クラッド層２の表面に
堆積させてコア部４,５をこれら第一クラッド層二及び
第二クラッド層３で覆い（図９参照）、最後にこの第二
クラッド層３を高温処理して透明ガラス化することによ
り、図３及び図４に示す如き方向性結合器７が得られ
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図３及び図４に示した
方向性結合器７は、その結合特性を光結合部６における
一対のコア部４,５の間隔に大きく依存しているため、
これらコア部４,５の間隔を精度良く製作することが極
めて重要となる。
方向性結合器７は、その結合特性を光結合部６における
一対のコア部４,５の間隔に大きく依存しているため、
これらコア部４,５の間隔を精度良く製作することが極
めて重要となる。
【０００９】５従来のＦＨＤ堆積法は、ガラスの堆積速
度が速いことから厚いガラス層を形成するのに有利であ
り、しかも一度に多数の光導波路を製造することができ
る等の利点を有している。しかし、ＦＨＤ堆積法では多
孔質のクラッド層２,３やコア層８が形成されるため、
これらを１０００℃以上の高温処理によって透明ガラス
化させる工程が必要となる。この結果、高温処理の際に
軟化した第一クラッド層２とコア層８及びコア部４,５
と第二クラッド部３とが流動し、これらが混ざり合って
しまう問題があった。
度が速いことから厚いガラス層を形成するのに有利であ
り、しかも一度に多数の光導波路を製造することができ
る等の利点を有している。しかし、ＦＨＤ堆積法では多
孔質のクラッド層２,３やコア層８が形成されるため、
これらを１０００℃以上の高温処理によって透明ガラス
化させる工程が必要となる。この結果、高温処理の際に
軟化した第一クラッド層２とコア層８及びコア部４,５
と第二クラッド部３とが流動し、これらが混ざり合って
しまう問題があった。
【００１０】そこで、クラッド層やコア部内の硼素や燐
の添加量を変化させ、第一クラッド層２、コア部４,
５、第二クラッド層３の順にガラスの透明化温度を低く
設定し、コア層８の透明ガラス化の際に既に透明化した
第一クラッド層２の軟化に伴う流動を防止する一方、第
二クラッド層３の透明ガラス化の際に既に透明化した第
一クラッド層２及びコア部４,５の軟化に伴う流動を防
止している。
の添加量を変化させ、第一クラッド層２、コア部４,
５、第二クラッド層３の順にガラスの透明化温度を低く
設定し、コア層８の透明ガラス化の際に既に透明化した
第一クラッド層２の軟化に伴う流動を防止する一方、第
二クラッド層３の透明ガラス化の際に既に透明化した第
一クラッド層２及びコア部４,５の軟化に伴う流動を防
止している。
【００１１】しかしながら、これら第一クラッド層２、
コア部４,５、第二クラッド層３の透明ガラス化温度を
最大でも２００度前後の差しか与えることができないた
め、コア層８や第二クラッド層３に対する１０００℃以
上の高温処理時に、既に透明ガラス化した第一クラッド
層２やコア部４,５の軟化を完全に防止することができ
ない。これによる影響は、特に矩形状の断面に加工した
コア部４,５に著しく現れることとなる。即ち、コア層
８を反応性イオンエッチング法によりエッチング処理し
て得られるコア部４,５を第二クラッド層３で埋め込む
際、このコア部４,５が図１０に示すようにその軟化に
伴って傾いたり、図１１に示すように円形断面に変形し
てしまう等、種々の問題が生じてしまう。
コア部４,５、第二クラッド層３の透明ガラス化温度を
最大でも２００度前後の差しか与えることができないた
め、コア層８や第二クラッド層３に対する１０００℃以
上の高温処理時に、既に透明ガラス化した第一クラッド
層２やコア部４,５の軟化を完全に防止することができ
ない。これによる影響は、特に矩形状の断面に加工した
コア部４,５に著しく現れることとなる。即ち、コア層
８を反応性イオンエッチング法によりエッチング処理し
て得られるコア部４,５を第二クラッド層３で埋め込む
際、このコア部４,５が図１０に示すようにその軟化に
伴って傾いたり、図１１に示すように円形断面に変形し
てしまう等、種々の問題が生じてしまう。
【００１２】このため、第一クラッド層２、コア部４,
５、第二クラッド層３を全てＦＨＤ堆積法で形成する従
来の方法では、これによって得られる方向性結合器の特
性が予め設計したものと大幅にかけ離れてしまう虞があ
り、光回路としての特性の再現性が余り良いものとは言
えなかった。
５、第二クラッド層３を全てＦＨＤ堆積法で形成する従
来の方法では、これによって得られる方向性結合器の特
性が予め設計したものと大幅にかけ離れてしまう虞があ
り、光回路としての特性の再現性が余り良いものとは言
えなかった。
【００１３】
【発明の目的】本発明は、製造時の熱的影響によるコア
部の変形等を生じることなく、方向性結合器等の光回路
における回路特性の再現性に優れた光導波路の製造方法
を提供することを目的とする。
部の変形等を生じることなく、方向性結合器等の光回路
における回路特性の再現性に優れた光導波路の製造方法
を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】第一番目の本発明による
光導波路の製造方法は、基板上に第一のクラッド層を形
成する工程と、この第一のクラッド層の表面にコア層を
形成する工程と、このコア層の不要部分を除去して前記
第一のクラッド層の表面にコア部を形成する工程と、前
記第一のクラッド層と共にこのコア部を覆うように第二
のクラッド層を形成する工程とを有する光導波路の製造
方法において、前記コア層を形成する工程が、電子サイ
クロトロン共鳴（Electron Cyclotron Resonance）によ
ってキャリアガスをイオン化したプラズマ流を前記第一
のクラッド層の表面に導く一方、このプラズマ流中に前
記コア層を形成するための原料ガスを導き、その反応生
成物を前記第一のクラッド層をターゲットとした高周波
スパッタにより、前記第一のクラッド層の表面に堆積さ
せて前記コア層を形成する方法であることを特徴とする
ものである。
光導波路の製造方法は、基板上に第一のクラッド層を形
成する工程と、この第一のクラッド層の表面にコア層を
形成する工程と、このコア層の不要部分を除去して前記
第一のクラッド層の表面にコア部を形成する工程と、前
記第一のクラッド層と共にこのコア部を覆うように第二
のクラッド層を形成する工程とを有する光導波路の製造
方法において、前記コア層を形成する工程が、電子サイ
クロトロン共鳴（Electron Cyclotron Resonance）によ
ってキャリアガスをイオン化したプラズマ流を前記第一
のクラッド層の表面に導く一方、このプラズマ流中に前
記コア層を形成するための原料ガスを導き、その反応生
成物を前記第一のクラッド層をターゲットとした高周波
スパッタにより、前記第一のクラッド層の表面に堆積さ
せて前記コア層を形成する方法であることを特徴とする
ものである。
【００１５】又、第二番目の本発明による光導波路の製
造方法は、上記第一番目の構成に加えて前記第二のクラ
ッド層を形成する工程が、原料ガスの火炎加水分解反応
によるガラス微粒子を前記第一のクラッド層と共に前記
コア部を覆うように堆積させた後、これを加熱して透明
ガラス化させる方法であることを特徴とするものであ
る。
造方法は、上記第一番目の構成に加えて前記第二のクラ
ッド層を形成する工程が、原料ガスの火炎加水分解反応
によるガラス微粒子を前記第一のクラッド層と共に前記
コア部を覆うように堆積させた後、これを加熱して透明
ガラス化させる方法であることを特徴とするものであ
る。
【００１６】ここで、前記キャリアガスとしては酸素等
を採用することができる。又、コア層を形成する工程で
の原料ガスとしては、シラン（ＳiＨ4）と水素化ゲルマ
ニウム（ＧeＨ4）との混合ガス等を採用することが可能
であり、第二のクラッド層を形成する工程での原料ガス
としては、四塩化硅素（ＳiＣl4）と三塩化燐（ＰＣ
l 3）と三塩化硼素（ＢＣl3）との混合ガス等を採用する
ことができる。
を採用することができる。又、コア層を形成する工程で
の原料ガスとしては、シラン（ＳiＨ4）と水素化ゲルマ
ニウム（ＧeＨ4）との混合ガス等を採用することが可能
であり、第二のクラッド層を形成する工程での原料ガス
としては、四塩化硅素（ＳiＣl4）と三塩化燐（ＰＣ
l 3）と三塩化硼素（ＢＣl3）との混合ガス等を採用する
ことができる。
【００１７】
【作用】基板上に第一のクラッド層を形成した後、電子
サイクロトロン共鳴によってキャリアガスをイオン化し
たプラズマ流を第一のクラッド層の表面に導くと共にこ
のプラズマ流中にコア層を形成するための原料ガスを導
き、コア層を形成するその反応生成物を第一のクラッド
層の表面に堆積させる。ここで、高エネルギ状態のプラ
ズマ流により原料ガスが分解反応し、その反応生成物が
第一のクラッド層をターゲットとした高周波スパッタに
より、コア層が多孔質化することなく緻密な透明状態で
堆積して行く。次に、この透明なコア層の不要部分を除
去して第一のクラッド層の表面に線状をなすコア部を形
成し、しかる後に第二のクラッド層を形成するための原
料ガスの火炎加水分解反応によって、ガラス微粒子を第
一のクラッド層と共にコア部を覆うように堆積させた
後、これを加熱透明ガラス化させて第二のクラッド層を
形成する。
サイクロトロン共鳴によってキャリアガスをイオン化し
たプラズマ流を第一のクラッド層の表面に導くと共にこ
のプラズマ流中にコア層を形成するための原料ガスを導
き、コア層を形成するその反応生成物を第一のクラッド
層の表面に堆積させる。ここで、高エネルギ状態のプラ
ズマ流により原料ガスが分解反応し、その反応生成物が
第一のクラッド層をターゲットとした高周波スパッタに
より、コア層が多孔質化することなく緻密な透明状態で
堆積して行く。次に、この透明なコア層の不要部分を除
去して第一のクラッド層の表面に線状をなすコア部を形
成し、しかる後に第二のクラッド層を形成するための原
料ガスの火炎加水分解反応によって、ガラス微粒子を第
一のクラッド層と共にコア部を覆うように堆積させた
後、これを加熱透明ガラス化させて第二のクラッド層を
形成する。
【００１８】なお、第一のクラッド層を形成する方法と
しては、この第二のクラッド層と同様なＦＨＤ堆積法等
を採用すれば良く、又、コア部は反応性イオンエッチン
グ法等の従来より周知の方法により、コア層の不要部分
を除去することによって形成することができる。
しては、この第二のクラッド層と同様なＦＨＤ堆積法等
を採用すれば良く、又、コア部は反応性イオンエッチン
グ法等の従来より周知の方法により、コア層の不要部分
を除去することによって形成することができる。
【００１９】
【実施例】本発明による光導波路の製造方法を実現し得
る装置の一例を表す図１に示すように、基板１１が載置
される試料台１２を有する反応堆積室１３の直上には、
プラズマ導入窓１４を介してこの反応堆積室１３に連通
するプラズマ生成室１５が形成されており、このプラズ
マ生成室１５の周囲には磁場形成用の電磁石１６が配置
されている。又、プラズマ生成室１５の直上には、下端
側がマイクロ波導入窓１７を介してこのプラズマ生成室
１５に接続するマイクロ波導入管１８が設けられてお
り、このマイクロ波導入管１８の上端側には図示しない
マイクロ波発生装置が取り付けられている。更に、前記
プラズマ生成室１５には一端側が図示しない酸素供給源
に接続すると共にこの酸素供給源からのキャリアガスと
なる酸素をプラズマ生成室１５内に供給するための酸素
供給配管１９の他端側が連通している。
る装置の一例を表す図１に示すように、基板１１が載置
される試料台１２を有する反応堆積室１３の直上には、
プラズマ導入窓１４を介してこの反応堆積室１３に連通
するプラズマ生成室１５が形成されており、このプラズ
マ生成室１５の周囲には磁場形成用の電磁石１６が配置
されている。又、プラズマ生成室１５の直上には、下端
側がマイクロ波導入窓１７を介してこのプラズマ生成室
１５に接続するマイクロ波導入管１８が設けられてお
り、このマイクロ波導入管１８の上端側には図示しない
マイクロ波発生装置が取り付けられている。更に、前記
プラズマ生成室１５には一端側が図示しない酸素供給源
に接続すると共にこの酸素供給源からのキャリアガスと
なる酸素をプラズマ生成室１５内に供給するための酸素
供給配管１９の他端側が連通している。
【００２０】従って、マイクロ波発生装置からのマイク
ロ波をマイクロ波導入管１８からマイクロ波導入窓１７
を通してプラズマ生成室１５に導くと共に前記電磁石１
６に通電してプラズマ生成室１５内に磁場を形成するこ
とにより、電子サイクロトロン共鳴に伴うプラズマがプ
ラズマ生成室１５内に発生し、このプラズマ生成室１５
内に供給される酸素をイオン化し、このプラズマ流がプ
ラズマ導入窓１４から反応堆積室１３内の基板１１の表
面に導かれるようになっている。
ロ波をマイクロ波導入管１８からマイクロ波導入窓１７
を通してプラズマ生成室１５に導くと共に前記電磁石１
６に通電してプラズマ生成室１５内に磁場を形成するこ
とにより、電子サイクロトロン共鳴に伴うプラズマがプ
ラズマ生成室１５内に発生し、このプラズマ生成室１５
内に供給される酸素をイオン化し、このプラズマ流がプ
ラズマ導入窓１４から反応堆積室１３内の基板１１の表
面に導かれるようになっている。
【００２１】一方、前記プラズマ導入窓１４直下の反応
堆積室１３の上端部には、環状をなす原料ガス噴出ノズ
ル２０が下向きに配置されており、この原料ガス噴出ノ
ズル２０にはガラス原料となるシラン（ＳiＨ4）等の第
一の原料ガス供給管２１とこの第一の原料ガスによるガ
ラスの屈折率を調整するためのドーパント原料となる水
素化ゲルマニウム（ＧeＨ4）等の第二の原料ガス供給管
２２とが接続し、これらが混合した状態で原料ガス噴出
ノズル２０から反応堆積室１３内に噴出するようになっ
ている。又、前記試料台１２にはこの試料台１２に高周
波スパッタ用の電圧を印加するための高周波電源２３が
電気的に接続しており、これにより前記プラズマ流中の
酸素イオンと原料ガス噴出ノズル２０から噴出するガラ
ス原料との反応による反応生成物が基板１１の表面に稠
密に堆積して行くようになっている。
堆積室１３の上端部には、環状をなす原料ガス噴出ノズ
ル２０が下向きに配置されており、この原料ガス噴出ノ
ズル２０にはガラス原料となるシラン（ＳiＨ4）等の第
一の原料ガス供給管２１とこの第一の原料ガスによるガ
ラスの屈折率を調整するためのドーパント原料となる水
素化ゲルマニウム（ＧeＨ4）等の第二の原料ガス供給管
２２とが接続し、これらが混合した状態で原料ガス噴出
ノズル２０から反応堆積室１３内に噴出するようになっ
ている。又、前記試料台１２にはこの試料台１２に高周
波スパッタ用の電圧を印加するための高周波電源２３が
電気的に接続しており、これにより前記プラズマ流中の
酸素イオンと原料ガス噴出ノズル２０から噴出するガラ
ス原料との反応による反応生成物が基板１１の表面に稠
密に堆積して行くようになっている。
【００２２】つまり、本装置は高周波スパッタと電子サ
イクロトロン共鳴による化学的気相堆積法とを同時に行
うことができるようになっている。なお、プラズマ生成
室１５と電磁石１６との間には、プラズマ生成室１５を
冷却するための冷却室２４が形成され、この冷却室２４
には図示しない冷却液給排手段に接続する冷却液給排管
２５が連通している。
イクロトロン共鳴による化学的気相堆積法とを同時に行
うことができるようになっている。なお、プラズマ生成
室１５と電磁石１６との間には、プラズマ生成室１５を
冷却するための冷却室２４が形成され、この冷却室２４
には図示しない冷却液給排手段に接続する冷却液給排管
２５が連通している。
【００２３】本装置を用いてコア層を第一のクラッド層
の表面に堆積させるには、前述のＦＨＤ堆積法により第
一のクラッド層を形成した基板１１を用い、キャリアガ
スとなる酸素を酸素供給管１９からプラズマ生成室１５
内に供給しつつ、マイクロ波発生装置からのマイクロ波
をマイクロ波導入管１８からマイクロ波導入窓１７を通
してプラズマ生成室１５に導くと共に前記電磁石１６に
通電してプラズマ生成室１５内に磁場を形成することに
より、電子サイクロトロン共鳴に伴うプラズマがプラズ
マ生成室１５内に発生し、このプラズマ生成室１５内に
供給される酸素がイオン化する。更に、この酸素イオン
プラズマをプラズマ流としてプラズマ導入窓１４から反
応堆積室１３内に導く一方、第一の原料ガス供給管２１
を介してガラス原料となるシラン（ＳiＨ4）及び第二の
原料ガス供給管２２を介して屈折率制御用の水素化ゲル
マニウム（ＧeＨ4）ガスとを混合状態で原料ガス噴出ノ
ズル２０から反応堆積室１３内に供給し、前記酸素イオ
ンプラズマ流と反応させ、反応生成物である二酸化硅素
（ＳiＯ2）と二酸化ゲルマニウム（ＧeＯ2）とが混合し
たコア層が基板１１表面の第一のクラッド層の上に付着
堆積する。
の表面に堆積させるには、前述のＦＨＤ堆積法により第
一のクラッド層を形成した基板１１を用い、キャリアガ
スとなる酸素を酸素供給管１９からプラズマ生成室１５
内に供給しつつ、マイクロ波発生装置からのマイクロ波
をマイクロ波導入管１８からマイクロ波導入窓１７を通
してプラズマ生成室１５に導くと共に前記電磁石１６に
通電してプラズマ生成室１５内に磁場を形成することに
より、電子サイクロトロン共鳴に伴うプラズマがプラズ
マ生成室１５内に発生し、このプラズマ生成室１５内に
供給される酸素がイオン化する。更に、この酸素イオン
プラズマをプラズマ流としてプラズマ導入窓１４から反
応堆積室１３内に導く一方、第一の原料ガス供給管２１
を介してガラス原料となるシラン（ＳiＨ4）及び第二の
原料ガス供給管２２を介して屈折率制御用の水素化ゲル
マニウム（ＧeＨ4）ガスとを混合状態で原料ガス噴出ノ
ズル２０から反応堆積室１３内に供給し、前記酸素イオ
ンプラズマ流と反応させ、反応生成物である二酸化硅素
（ＳiＯ2）と二酸化ゲルマニウム（ＧeＯ2）とが混合し
たコア層が基板１１表面の第一のクラッド層の上に付着
堆積する。
【００２４】この場合、反応生成物であるガラス粒子の
方向性が乱れた状態で第一のクラッド層の表面に堆積す
ると、得られるコア層の緻密性が悪くなって不透明な多
孔質状をなす虞がある。そこで、高周波電源２３により
基板１１に高周波電圧を印加し、基板１１をターゲット
として前記ガラス粒子を第一のクラッド層にスパッタす
ることにより、稠密なコア層を第一のクラッド層の表面
に形成することができる。
方向性が乱れた状態で第一のクラッド層の表面に堆積す
ると、得られるコア層の緻密性が悪くなって不透明な多
孔質状をなす虞がある。そこで、高周波電源２３により
基板１１に高周波電圧を印加し、基板１１をターゲット
として前記ガラス粒子を第一のクラッド層にスパッタす
ることにより、稠密なコア層を第一のクラッド層の表面
に形成することができる。
【００２５】前記コア層を堆積した後、反応性イオンエ
ッチング法によりコア層から光導波路となるコア部をパ
ターニングした後、前述したＦＨＤ堆積法を用いてコア
部を埋め込むように第二のクラッド層を形成するが、具
体的には酸水素炎中に四塩化硅素（ＳiＣl4）と三塩化
燐（ＰＣl3）と三塩化硼素（ＢＣl3）との混合ガスを供
給してこれらを火炎加水分解反応させ、得られる二酸化
硅素（ＳiＯ2）及び三酸化二燐（Ｐ2Ｏ3）及び三酸化二
硼素（Ｂ2Ｏ3）からなるガラス微粒子を第一のクラッド
層と共にコア部を覆うように堆積させた後、これを加熱
して透明ガラス化させ、このようにして石英系の光導波
回路を完成する。
ッチング法によりコア層から光導波路となるコア部をパ
ターニングした後、前述したＦＨＤ堆積法を用いてコア
部を埋め込むように第二のクラッド層を形成するが、具
体的には酸水素炎中に四塩化硅素（ＳiＣl4）と三塩化
燐（ＰＣl3）と三塩化硼素（ＢＣl3）との混合ガスを供
給してこれらを火炎加水分解反応させ、得られる二酸化
硅素（ＳiＯ2）及び三酸化二燐（Ｐ2Ｏ3）及び三酸化二
硼素（Ｂ2Ｏ3）からなるガラス微粒子を第一のクラッド
層と共にコア部を覆うように堆積させた後、これを加熱
して透明ガラス化させ、このようにして石英系の光導波
回路を完成する。
【００２６】上述のようにして得られるコア層は、すで
に透明ガラス状態で第一のクラッド層の表面に形成され
るため、従来のように透明化のための高温処理を必要と
せず、且つ第一のクラッド層に対する透明化温度を低下
させるための硼素や燐等をドープする必要がないため、
そのガラス軟化点を第二のクラッド層のガラス軟化点に
対して十分な差を与えることができる結果、第二のクラ
ッド層の透明ガラス化に際してコア部の倒れ込み等の変
形を引き起こすことがない。
に透明ガラス状態で第一のクラッド層の表面に形成され
るため、従来のように透明化のための高温処理を必要と
せず、且つ第一のクラッド層に対する透明化温度を低下
させるための硼素や燐等をドープする必要がないため、
そのガラス軟化点を第二のクラッド層のガラス軟化点に
対して十分な差を与えることができる結果、第二のクラ
ッド層の透明ガラス化に際してコア部の倒れ込み等の変
形を引き起こすことがない。
【００２７】このような方法にて製造したコア層形成時
の原料ガス中に占める水素化ゲルマニウム（ＧeＨ4）の
割合と石英ガラス（ＳiＯ2）に対する比屈折率差との関
係を表す図２に示すように、シラン（ＳiＨ4）に対する
水素化ゲルマニウム（ＧeＨ4）の混合比を調整すること
により、任意の比屈折率差のコア層を得ることができる
ことが判る。
の原料ガス中に占める水素化ゲルマニウム（ＧeＨ4）の
割合と石英ガラス（ＳiＯ2）に対する比屈折率差との関
係を表す図２に示すように、シラン（ＳiＨ4）に対する
水素化ゲルマニウム（ＧeＨ4）の混合比を調整すること
により、任意の比屈折率差のコア層を得ることができる
ことが判る。
【００２８】
【発明の効果】本発明の光導波路の製造方法によると、
高周波スパッタを伴った電子サイクロトロン共鳴による
化学的気相堆積法によりコア層を形成するようにしたの
で、このコア層の形成時に硼素や燐等の透明ガラス化温
度を低下させるためのドーパントを添加する必要がなく
なり、コア層の軟化温度を高めることができる結果、コ
ア部を覆う第二のクラッド層の透明ガラス化処理の際に
コア部の倒れ込み等の変形を防止することができる。
高周波スパッタを伴った電子サイクロトロン共鳴による
化学的気相堆積法によりコア層を形成するようにしたの
で、このコア層の形成時に硼素や燐等の透明ガラス化温
度を低下させるためのドーパントを添加する必要がなく
なり、コア層の軟化温度を高めることができる結果、コ
ア部を覆う第二のクラッド層の透明ガラス化処理の際に
コア部の倒れ込み等の変形を防止することができる。
【００２９】これにより、再現性に優れた光導波路を製
造することができる。
造することができる。
【図１】本発明による光導波路を製造し得る装置の一例
を表す概念図である。
を表す概念図である。
【図２】本発明によるコア層形成時の原料ガス中に占め
る水素化ゲルマニウムの割合と石英ガラスに対する屈折
率差の割合との関係を表すグラフである。
る水素化ゲルマニウムの割合と石英ガラスに対する屈折
率差の割合との関係を表すグラフである。
【図３】方向性結合器の一例を表す平面図である。
【図４】そのIV−IV矢視断面図である。
【図５】図４に示した方向性結合器の製造手順を図６〜
図９と共に表す工程断面図である。
図９と共に表す工程断面図である。
【図６】図４に示した方向性結合器の製造手順を図５及
び図７〜図９と共に表す工程断面図である。
び図７〜図９と共に表す工程断面図である。
【図７】図４に示した方向性結合器の製造手順を図５〜
図６及び図８〜図９と共に表す工程断面図である。
図６及び図８〜図９と共に表す工程断面図である。
【図８】図４に示した方向性結合器の製造手順を図５〜
図７及び図９と共に表す工程断面図である。
図７及び図９と共に表す工程断面図である。
【図９】図４に示した方向性結合器の製造手順を図５〜
図８と共に表す工程断面図である。
図８と共に表す工程断面図である。
【図１０】従来の製造方法による図４同様の方向性結合
器の構造の一例を表す断面図である。
器の構造の一例を表す断面図である。
【図１１】従来の製造方法による図４同様の方向性結合
器の構造の一例を表す断面図である。
器の構造の一例を表す断面図である。
１,１１は基板、２は第一クラッド層、３は第二クラッ
ド層、４,５はコア部、６は光結合部、７は方向性結合
器、８はコア層、１２は試料台、１３は反応堆積室、１
４はプラズマ導入窓、１５はプラズマ生成室、１６は電
磁石、１７はマイクロ波導入窓、１８はマイクロ波導入
管、１９は酸素供給配管、２０は原料ガス噴出ノズル、
２１は第一の原料ガス供給管、２２は第二の原料ガス供
給管、２３は高周波電源である。
ド層、４,５はコア部、６は光結合部、７は方向性結合
器、８はコア層、１２は試料台、１３は反応堆積室、１
４はプラズマ導入窓、１５はプラズマ生成室、１６は電
磁石、１７はマイクロ波導入窓、１８はマイクロ波導入
管、１９は酸素供給配管、２０は原料ガス噴出ノズル、
２１は第一の原料ガス供給管、２２は第二の原料ガス供
給管、２３は高周波電源である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−221904（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上に第一のクラッド層を形成する工
程と、この第一のクラッド層の表面にコア層を形成する
工程と、このコア層の不要部分を除去して前記第一のク
ラッド層の表面にコア部を形成する工程と、前記第一の
クラッド層と共にこのコア部を覆うように第二のクラッ
ド層を形成する工程とを有する光導波路の製造方法にお
いて、前記コア層を形成する工程が、電子サイクロトロ
ン共鳴によってキャリアガスをイオン化したプラズマ流
を前記第一のクラッド層の表面に導く一方、このプラズ
マ流中に前記コア層を形成するための原料ガスを導き、
その反応生成物を前記第一のクラッド層をターゲットと
した高周波スパッタにより、前記第一のクラッド層の表
面に堆積させて前記コア層を形成する方法であることを
特徴とする光導波路の製造方法。 - 【請求項２】 基板上に第一のクラッド層を形成する工
程と、この第一のクラッド層の表面にコア層を形成する
工程と、このコア層の不要部分を除去して前記第一のク
ラッド層の表面にコア部を形成する工程と、前記第一の
クラッド層と共にこのコア部を覆うように第二のクラッ
ド層を形成する工程とを有する光導波路の製造方法にお
いて、前記コア層を形成する工程が、電子サイクロトロ
ン共鳴によってキャリアガスをイオン化したプラズマ流
を前記第一のクラッド層の表面に導く一方、このプラズ
マ流中に前記コア層を形成するための原料ガスを導き、
その反応生成物を前記第一のクラッド層をターゲットと
した高周波スパッタにより、前記第一のクラッド層の表
面に堆積させて前記コア層を形成する方法であり、前記
第二のクラッド層を形成する工程が、原料ガスの火炎加
水分解反応によるガラス微粒子を前記第一のクラッド層
と共に前記コア部を覆うように堆積させた後、これを加
熱して透明ガラス化させる方法であることを特徴とする
光導波路の製造方法。 - 【請求項３】 キャリアガスが酸素であることを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載した光導波路の製造方
法。 - 【請求項４】 コア層を形成する工程での原料ガスがシ
ランと水素化ゲルマニウムとの混合ガスであることを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載した光導波路の製
造方法。 - 【請求項５】 第二のクラッド層を形成する工程での原
料ガスが塩化硅素と塩化燐と塩化硼素との混合ガスであ
ることを特徴とする請求項２に記載した光導波路の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10253391A JP3097698B2 (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10253391A JP3097698B2 (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 光導波路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04333006A JPH04333006A (ja) | 1992-11-20 |
| JP3097698B2 true JP3097698B2 (ja) | 2000-10-10 |
Family
ID=14329933
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10253391A Expired - Lifetime JP3097698B2 (ja) | 1991-05-08 | 1991-05-08 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3097698B2 (ja) |
-
1991
- 1991-05-08 JP JP10253391A patent/JP3097698B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04333006A (ja) | 1992-11-20 |
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