JP3389838B2 - 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
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光分岐機能を有した光
導波路の製造方法に関する。詳しくは、光導波路に形成
された反射溝により、伝搬光の一部を外部に分岐する光
導波路に関し、反射溝の深さを正確に制御できる製造方
法に関する。本発明は、光伝送路の短い区間で多数の光
分岐を行う場合に、各反射溝の各深さを精密に制御する
場合に、特に、有効である。 【０００２】 【従来の技術】一度のドライエッチングにより深さの異
なる溝を同時形成する方法として、Daeja Chin, Sang
H. Dhong, and Glenn J Long, "Structual effects on
a submicron trench process, "J. Electrochem. Soc.,
p.1706 (1985)と、特開平7-318740号公報が知られてい
る。 【０００３】第１の方法は、エッチングマスクのスリッ
ト幅を１μm 未満程度に非常に狭くした場合に生じるダ
イヴァージング・フィールド効果を利用した方法であ
る。この方法でのエッチング速度は、スリット幅が広い
場合に比べて４割程度遅くなり、同一エッチング時間で
は、溝の深さはスリット幅が広い場合に比べて４割程度
浅くなる。 【０００４】又、第２の方法は、ドライエッチングとウ
エットエッチングとを同時に行うことで、溝の幅と深さ
とを任意の値に制御可能として、所望の三角形状を断面
とする溝を得る方法である。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
両方法は、エッチング深さの制御可能範囲が狭いという
問題がある。即ち、深さの異なる溝を多数、一度に形成
するには、スリットの幅を変化させて行うことになる。
例えば、多数の溝の深さを０〜光導波路の厚さの範囲で
多段階的に連続して分布させる場合には、スリット幅も
それに応じて０から２０μｍ程度の範囲で多段階的に連
続して変化させる必要がある。しかしながら、スリット
幅を精密に狭くすることには限界があるため、このよう
な深さの異なる多数の溝を一度に形成することは困難で
ある。特に、上記の反射溝の形成において、スリットの
幅は０．２μｍ以下とする必要が生じるが、フォトリソ
グラフでスリット幅を０．２μｍ以下とすることは困難
である。 【０００６】本発明は上記の課題を解決するために成さ
れたものであり、第１の目的は反射溝の深さの制御を容
易にすることであり、第２の目的は光を多数分岐するた
めの深さの異なる多数の反射溝を一度に精度良く形成す
ることである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に形成
された所定幅と所定厚さを有する光導波路において、ス
リットを有するマスクを用いて光導波路をエッチングす
ることで、伝送光の少なくとも一部を外部に反射させる
反射溝を、所定幅方向に長さを有し、伝送光の伝搬方向
に幅を有し、所定厚さ方向に深さを有する形状に形成す
る製造方法において、光導波路の材料に、熱膨張係数が
基板の熱膨張係数よりも大きい材料を用い、エッチング
の工程において、光導波路の温度を所定温度に上昇させ
ることで、光導波路を基板に対して熱膨張させて、スリ
ットの幅を制御することで、溝の深さを所望の値に制御
することを特徴とする。 【０００８】上記のスリット幅の制御は、エッチング工
程において、温度によってスリット幅を０以外の当初の
幅よりも狭い値に制御する場合の他、温度によってスリ
ット幅を完全に０とする制御も含む。即ち、エッチング
工程において、光導波路の温度を所定温度に上昇させ
て、スリット幅を完全に０とし、その後のエッチングに
おいては、そのスリット下の反射溝のエッチングを停止
させるようにしても良い。又、エッチング工程は連続的
に行っても良いし、間に冷却工程を介在させたエッチン
グを繰り返しても良い。光導波路の温度の制御は、外部
から基板を冷却、又は、加熱して行っても良い。又、エ
ッチングにより光導波路の温度が上昇するので、１周期
のエッチング時間や冷却時間を変化させることで、光導
波路の温度を制御しても良い。即ち、エッチング時間の
デューティ比制御により光導波路の温度を制御すること
が可能である。 【０００９】要するに、光導波路の温度の制御方法によ
り、スリット幅を時間に対してアナログ的に変化させた
り、時間に対して開状態と閉状態とを繰り返すようにデ
ィジタル的に変化させることが可能である。いずれの場
合においても、本発明は、実際にエッチングしている期
間におけるスリット下の反射溝のエッチング速度の平均
値を制御することで、反射溝の深さを制御することを要
旨とする。そして、このエッチング速度の平均値は、ス
リット幅の時間的変化やスリットが完全に閉じている時
間割合により決定される。 【００１０】スリットの形状としては、概略長方形で光
導波路の幅方向に形成されている。又、スリットは光導
波路の全幅に渡り形成されている方が、スリットが一部
に形成されている場合よりもスリット幅の温度に対する
変化率は大きい。よって、スリットは光導波路の全幅に
形成されるのが望ましい。 【００１１】本発明は、光導波路を形成するためのエッ
チングと反射溝を形成するためのエッチングとを、必ず
しも、同一工程で行う必要はないが、所定のエッチング
時間に対して反射溝の深さを所望値にすることができる
ので、同一工程に行うことが望ましい。又、本発明は、
反射溝の深さを正確に制御する全ての光導波路の製造に
応用でき、反射溝の深さは１種類でも良い。しかし、ス
リット幅の初期値により、反射溝の深さを所望の値に制
御できるので、深さが段階的に連続して変化する多数の
反射溝を有した多分岐光導波路の製造に特に有効であ
る。 【００１２】又、反射溝の深さは、スリット幅の初期
値、隣接するスリット間の距離、基板と光導波路との熱
膨張係数差、エッチング時の光導波路の温度によって決
定される。即ち、上述したように、反射溝の深さは、反
射溝における実効的なエッチング速度の平均値で決定さ
れるが、そのエッチング速度の平均値は、スリット幅の
初期値、隣接するスリット間の距離、基板と光導波路と
の熱膨張係数差、エッチング時の光導波路の温度によっ
て決定することが可能である。 【００１３】又、エッチングにより反射溝の形成後に、
光導波路が体積収縮するような温度で加熱処理して、反
射溝の反射面の方位を所定値に制御する工程を設けるの
が望ましい。この工程により、伝搬光の反射方向を正確
に所期の方向とすることができる。さらに、本光導波路
は、光ファイバーと接続される場合もあるが、その場合
には、光導波路又は光ファイバーの少なくとも一端をガ
ラス転移点以上に加熱した後、両者を加圧接触すること
が望ましい。光導波路の光入出力端面は上記の熱処理に
より傾斜し、光ファイバーとの密着接触が困難となる
が、このような処理により光導波路の光入出力端面と光
ファイバーとを密着させることができ、伝送損失を低下
させることができる。 【００１４】上記の光導波路には、熱膨張係数が基板の
熱膨張係数よりも大きいものであれば、全ての高分子有
機材料を用いることができる。 【００１５】 【発明の作用及び効果】本発明では、光導波路の材料
に、熱膨張係数が基板の熱膨張係数よりも大きい材料を
用いているので、エッチングの工程において、光導波路
の温度を所定温度に上昇させることで、光導波路を基板
に対して熱膨張させて、スリットの幅を制御することが
できる。このスリットの幅の制御により、スリット下に
形成される反射溝のエッチング速度の平均値を制御する
ことが可能となり、反射溝の深さを所望の値に正確に制
御することが可能となる。このエッチング速度の平均値
は、スリット幅の時間的変化やエッチング期間における
スリットが完全に閉じている時間割合により決定され
る。 【００１６】スリット幅は、スリット幅の初期値、隣接
するスリット間の距離、基板と光導波路との熱膨張係数
差、エッチング時の光導波路の温度によって決定するこ
とができるので、反射溝の深さはこれらの値を所定値に
設定することで所定値を得ることができる。よって、溝
の深さの異なる複数の反射溝を一度のエッチング工程で
得ることができる。又、光導波路の形成と反射溝の形成
を同一のエッチング工程で行うこともでき、製造が容易
となる。 【００１７】反射溝の深さが正確に制御可能となること
から、反射溝の反射面の面積を正確に設定することが可
能となり、分岐光の光量を正確に所定値に設定すること
ができる。よって、複雑で多数の光分岐機能を有した光
導波路の製造が容易となる。複雑な光回路の設計及び製
造が容易となる。 【００１８】又、反射溝を形成した後、光導波路が体積
収縮する温度まで加熱処理することで、反射溝を形成す
る反射面の面方位を所定方位に設定することが可能とな
り、伝搬光の分岐方向を正確に設定することができる。 【００１９】 【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。なお本発明は下記実施例に限定され
るものではない。図１は、光分岐素子１の構造を示して
いる。光分岐素子１は光導波路であるコア層１０を有
し、そのコア層１０は周囲をクラッド層１１で囲まれて
いる。コア層１０の光の伝搬方向であるｘ軸に垂直な断
面は矩形形状をしている。このコア層１０の一端に光フ
ァイバ１２の一端が接続されている。又、コア層１０に
は、コア層１０の幅方向（ｙ軸）に長さを有し、コア層
１０の厚さ方向（ｚ軸）に深さを有した反射溝２０ａ、
２０ｂ、２０ｃが形成されている。それらの反射溝２０
ａ、２０ｂ、２０ｃの深さは、ｘ軸方向に沿ってそれぞ
れ深さが深くなっている。又、これらの反射溝２０ａ、
２０ｂ、２０ｃにはクラッド層１１と同一の物質が充填
されている。 【００２０】これらの反射溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃに
より、光ファイバ１２からコア層１０に入射した伝搬光
Ｌ０は、反射溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃの反射面２１
ａ、２１ｂ、２１ｃにより、それぞれ、分岐光Ｌａ、Ｌ
ｂ、Ｌｃとしてコア層１０の外部に出力される。分岐比
は、マルチモード伝走路の場合、コア層１０のｙ軸断面
の面積と反射面２１ａ、２１ｂ、２１ｃのｙ軸断面への
正射影の面積との比に等しい。本実施例に係る製造方法
はこのような光分岐機能を有した光導波路を製造する方
法である。本実施例では、反射溝２０ａ、２０ｂ、２０
ｃの形成と、コア層１０の成形とを同一の反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）工程で行っている。 【００２１】次に、光分岐素子の製造方法について説明
する。図２（ａ）に示すように、石英基板３０上に、順
次、ポリフルオロアルキルメタクリレートから成る厚さ
20μｍのアンダークラッド層１１１、ポリメチルメタク
リレート（ＰＭＭＡ）から成る厚さ100 μｍのコア層１
０が、ディップコーティング法により積層成膜された。
ディップコーティング法においては、ポリフルオロアル
キルメタクリレートをメチルエチルケトン溶媒に14wt％
溶解した溶液と、ＰＭＭＡをモノクロロベンゼン溶媒と
メチルイソブチルケトン溶媒の等重量比の混合溶媒中に
24wt％溶解した溶液が、それぞれ、用いられた。 【００２２】次に、コア層１０の上に、厚さ１μｍにAl
が蒸着され、さらに、レジストが塗布されて、通常のフ
ォトリソグラフィにより、レジストは導波路形状に成形
された。この時、Al膜にスリットが形成される位置のレ
ジストには幅がそれぞれ異なる複数のスリットが形成さ
れている。次に、成形されたレジストをマスクとし、混
合比を燐酸：酢酸：硝酸：水＝16:2:1:1とするエッチン
グ液を用いて、Al膜がエッチングされた。これにより、
図２（ｂ）に示すように、Alから成り、それぞれ、幅
（ｘ軸方向）の異なる複数のスリット３２ａ、３２ｂ、
３２ｃの形成されたエッチングマスク３１が得られた。 【００２３】次に、エッチングマスク３１を用いて、コ
ア層１０とアンダークラッド層１１１がエッチングされ
た。エッチングにはＲＩＥ法が用いられた。ＲＩＥ法に
は、直径40cmのカソード電極を有する平行平板電極型の
反応室が用いられ、エッチングガスとしてガス圧５Pa、
流量50SCCMの酸素が用いられた。又、印加電力はＲＦ周
波数13.56MHz、200Wである。このエッチング工程によ
り、図２（ｃ）に示すような形状に成形されたコア層１
０とアンダークラッド層１１１が得られた。又、コア層
１０には、それぞれ、深さの異なる複数の反射溝２０
ａ、２０ｂ、２０ｃが形成された。 【００２４】本実施例は、上記のエッチング工程におい
て、コア層１０の温度を所定温度に上昇させて温度制御
することで、各反射溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃの深さ
（ｚ軸方向）を制御することを特徴とする。 【００２５】次に、温度制御により各反射溝２０ａ、２
０ｂ、２０ｃの深さを制御できる原理について説明す
る。図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、25℃において、
コア層１０の端面１０ａからスリット３２ａまで間隔、
スリット３２ａ、３２ｂ、３２ｃ間のそれぞれの間隔、
スリット３２ｃからコア層１０の端面１０ｂまでの間隔
（以下、これらの間隔を自由端面間隔という）を5mm と
し、１つのスリット３２ａの幅（ｘ軸方向）を10μｍと
し、コア層１０の幅（ｙ軸方向）を100 μｍとする。石
英基板３０の温度を上昇させた場合、ｘ軸方向のスリッ
ト間隔5mm は、コア層１０の幅100 μｍに比べて十分に
長いため、コア層１０の熱膨張によるｘ軸方向の伸び量
は、ｙ軸方向の伸び量よりも十分に大きい。従って、ｙ
軸方向の伸びは無視でき、ｘ軸方向の伸びだけ考えれば
良い。 【００２６】ここで、コア層１０のＰＭＭＡの熱膨張係
数は約７×10-5cm・cm-1・℃-1であるので、温度上昇量
が30℃の時、コア層１０はｘ軸方向に長さ5mm 当たりで
10.5μm 長くなる。これに対し、基板３０の石英ガラス
の熱膨張係数は約７×10-7cm・cm-1・℃-1であるので、
膨張量は無視できる。従って、図３に示すように、コア
層１０は温度上昇によりコア層１０の熱膨張により圧縮
応力が生じ、反射溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃの形成され
る表面部分では、各反射溝の幅（ｘ軸方向）が狭くなる
ことで圧縮応力が緩和される。ＲＩＥにより基板温度が
25℃から55℃へと30℃上昇すると、コア層１０にはｘ軸
方向に長さ5mm 当たりで10.5μm の線膨張量に相当する
圧縮応力が発生するので、自由端面間隔5mm 、幅10μｍ
のスリット３２ａは、完全に閉じてしまう。スリット３
２ａが完全に閉じてしまえば、その後は反射溝２０ａは
エッチングされないので、その深さは大きくならない。
結局、エッチング工程において、反射溝２０ａはスリッ
ト３２ａが開口している間だけ有効にエッチングされる
ことになる。 【００２７】ＲＩＥ法の場合には、反射溝２０ａのｚ軸
方向のエッチング速度は、スリット３２ａの開度がある
値よりも小さな領域では、開度が小さくなる程エッチン
グ速度は小さくなる。よって、このスリット３２ａの開
度によって変化するエッチング速度のエンチング時間に
関する平均値を制御することで、反射溝２０ａの深さを
制御することが可能となる。スリット３２ａの開度は、
スリットの初期幅、自由端面間隔、基板３０とコア層１
０との間の熱膨張率の差、エッチング工程におけるコア
層１０の温度の過渡変化及び安定温度に依存する。よっ
て、光分岐素子１の設計規格によって決定される自由端
面間隔、基板３０とコア層１０の熱膨張率を考慮して、
スリットの初期幅を適正に設定し、エッチング工程にお
けるコア層１０の温度を制御することで、反射溝２０ａ
の深さを制御することが可能となる。尚、各反射溝２０
ａ、２０ｂ、２０ｃは同一エッチング工程で製造され、
各部分の温度を個別に制御することはできないので、ス
リット３２ａ、３２ｂ、３２ｃの各初期幅を適正に設定
することで各反射溝の各深さの制御が可能となる。 【００２８】本発明の１つの制御方法は、エッチング工
程において、反射溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃがそれぞれ
の所定深さまでエッチングされた時に、各スリット３２
ａ、３２ｂ、３２ｃが完全に閉じてしまうように、各ス
リットの初期幅を設定し、基板３０の温度を制御するこ
とである。尚、各スリット３２ａ、３２ｂ、３２ｃが完
全に閉じるためには、各スリットは、コア層１０の全幅
（ｙ軸）に渡り形成され、端面１０ａ、１０ｂに平行に
形成されている必要がある。 【００２９】次に、反射溝のエッチング速度の時間平均
値を制御するのに、連続してエッチングする他、所定時
間のエッチング期間と所定時間の冷却期間とを１周期と
してこれを繰り返してエッチングするようにしても良
い。次に、このような繰り返しエッチングにより反射溝
２０を形成し、その反射溝２０の深さとエッチング時間
との関係を測定した。図４に示すように、自由端面間隔
が5mm 、25℃における初期幅ΔＬを17μｍと30μm とす
る２つのスリットを形成した試料を準備した。反射溝２
０におけるエッチングの深さΔＨは、比ΔＨ／Ｈで評価
した。尚、Ｈは、図４に示すように、基板３０の面３０
ａが露出するまでのコア層１０とアンダークラッド層１
１１の総合した膜厚であり、Ｈ=120μである。この膜厚
Ｈだけエッチングが完了された時をエッチング終了時と
した。エッチングは、連続エッチング時間Ｅ=5〜20分
と、電力の印加を停止した自然冷却時間Ｃ=12 分とを１
周期とし、この周期を繰り返すことで行われた。基板３
０は、カソード電極と接触しており、このカソード電極
は温度25℃の循環水で一定温度に保持されている。基板
面３０ａが露出するまでの、120 μm の厚さのコア層１
０とアンダークラッド層１１１をエッチングするには、
エッチングの積算時間（時間Ｅの累積値）で約450 分を
要した。従って、エッチングの繰り返し回数は、450/Ｅ
である。このようなエッチングにおいて、連続エッチン
グ時間Ｅと比ΔＨ／Ｈとの関係を測定した。その結果を
図５に示す。 【００３０】図５から理解されることは、スリット幅Δ
Ｌが同一であれば、連続エッチング時間Ｅが増加するに
伴い、反射溝２０の深さΔＨが小さくなること、連続エ
ッチング時間Ｅが同一であれば、スリット幅ΔＬが大き
い程、反射溝２０の深さΔＨが大きくなることである。
この理由は次のように考えられる。ＲＩＥ法は被エッチ
ング材料であるコア層１０がプラズマ近くに配置される
ため、連続エッチング時間Ｅと冷却時間Ｃとの比が変化
すると、コア層１０の実際にエッチングされている期間
（連続エッチング時間Ｅだけを集合させた期間）におけ
る平均温度が変化する。現実に、20分間の連続エッチン
グ時間Ｅにおいて、コア層１０の表面温度は、25℃から
60℃程度まで上昇するものと推測される。又、スリット
幅ΔＬは上述したように、コア層１０の温度に依存して
変化し、スリット幅ΔＬが狭くなれば、反射溝２０のエ
ッチング速度は低下する。従って、エッチング速度の実
際のエッチング期間における時間平均値はコア層１０の
実際のエッチング時間における平均温度が高くなる程、
低下する。このような理由から図５に示す特性が得られ
る。尚、スリット幅が所定値よりも狭い領域では、スリ
ット幅が狭くなる程、エッチング速度が低下するのは、
ダイヴァージング・フィールド効果のためである。 【００３１】このように、図５の測定結果から、スリッ
トの初期幅とエッチング期間における温度を変化させる
ことで、反射溝２０の深さを任意の値にすることが可能
となることが理解される。図５から分かるように、スリ
ットの初期幅ΔＬが17μｍの時、連続エッチング時間を
5 〜20分に増加することで、比ΔＨ／Ｈを0.52から0.22
まで、ΔＨを62.4μｍから26.4μｍまで変化させること
ができ、スリットの初期幅ΔＬが30μｍの時は、比ΔＨ
／Ｈを0.82から0.45まで、ΔＨを98.4μｍから54μｍま
で変化させることができることが分かる。又、スリット
の初期幅を30μｍから17μｍと約0.57倍に狭くすること
で、比ΔＨ／Ｈを連続エッチング時間Ｅが５分で0.82か
ら0.52へと約0.63倍に小さく、連続エッチング時間Ｅが
20分で0.45から0.22へと約0.49倍に小さくすることがで
きることが分かる。 【００３２】尚、連続エッチング時間Ｅが20分の間に、
コア層１０の温度は約35℃だけ上昇し、初期幅17μｍ、
30μｍのスリットは、それぞれ、スリット幅5 μｍ、18
μｍになり、完全に閉じていない。しかし、コア層１０
の温度を49℃、86℃だけ上昇させれば、それぞれ、初期
幅17μｍ、30μｍのスリットを完全に閉じることができ
る。スリットを開状態と閉状態とで２値的に変化させて
も、開状態のデューティ比と開状態のスリット幅により
反射溝２０のエッチング速度を変化させることができ
る。コア層１０の温度の制御方法は、上記のように、連
続エッチング時間Ｅと冷却時間Ｃとの比を変化させる
他、外部からの熱源により制御するようにしても良い。
又、エッチング期間と冷却期間とを１周期として繰り返
すことでエッチングしているが、スリットの初期幅ΔＬ
とコア層１０の温度変化で反射溝２０の深さが決定され
るので、１回の連続エッチングでこれを行うことも可能
である。又、１回の連続エッチングにおいて、コア層１
０の温度を時間経過に対して漸増させて、各スリットが
閉状態となる各時期を制御することで、反射溝２０の各
深さを制御するようにしても良い。 【００３３】上述の方法で製造された反射溝２０は、表
面の凹凸が大きく、図６に示すように、反射面２１の傾
きθ／２も小さい。よって、表面を平滑にし、反射面２
１の傾きを所定角度に大きくすることが必要となる。そ
こで、コア層１０の材料のガラス転移点（ＰＭＭＡの場
合、約105 度) 以上の温度で熱処理することにより、コ
ア層１０の材料の表面張力と体積収縮により、反射面２
１の平滑化と傾斜角の調整を行うことができる。図６に
示すように、エッチングマスクを除去したコア層１０は
熱処理温度によって深さを不変にして反射面２１の角度
θ/2が変化する。 【００３４】熱処理による反射面２１の角度θ/2を測定
するために次の実験を行った。自由端面間隔３mm、スリ
ット幅ΔＬを10〜25μm の範囲で変化させた多数のスリ
ットをコア層１０の上に形成して、エッチングした。連
続エッチング時間Ｅは10分、自然冷却時間Ｃは11分、そ
の他のエッチング条件は前述した条件と同一である。こ
の時の各反射溝の深さΔＨの全エッチング厚さＨに対す
る割合ΔＨ／Ｈのスリット幅ΔＬに対する特性を測定し
た結果を図７に示す。反射溝２０の形成後の熱処理は、
窒素雰囲気中、147 ℃で10時間行った。そして、反射面
２１の角度θ/2を測定した。その結果を図７に示す。
尚、底角θは処理温度が大きくなるにしたがって大きく
なる。 【００３５】一方、コア層１０の一端面１０ａは垂直端
面を有する光ファイバ１２と接続するために垂直である
必要があるが、このような熱処理を行うと、図８（ａ）
に示すように、コア層１０の端面１０ａも傾斜する。端
面１０ａが傾斜する結果、端面１０ａと光ファイバ１２
の端面１２ａとの間に空隙が生じ、そこで、出射光の広
がりなどによる接続損失が増加する。 【００３６】そこで、図８（ｂ）に示すように、光ファ
イバ１２又はコア層１０の端部の少なくとも一方を、コ
ア層１０及びアンダークラッド層１１１のうちガラス転
移点が高い方の転移点温度以上に局所的に加熱し、両者
を押圧する。このことにより、コア層１０の端面１０ａ
に光ファイバ１２の端面１２ａを両者間に空隙なく密着
させることができる。このようにして接続損失の増加を
防ぐことができる。 【００３７】本発明の実施例の光分岐素子１では、アン
ダークラッド層１１１の材料であるポリフルオロアルキ
ルメタクリレートのガラス転移点がコア層１０の材料の
ＰＭＭＡより高く、そのガラス転移点温度は120 ℃であ
る。よって、130 ℃の熱風を直径１mmのノズルよりコア
層１０の端面１０ａに流量２リットル／分で吹き付けな
がら、光ファイバ１２（クラッド径140 μm 、コア径10
0 μm)を押し当てて空隙を取り除いた。接続損失は、空
隙がある場合1.4dB であったのに対し、空隙除去後は1.
0dB となった。
導波路の製造方法に関する。詳しくは、光導波路に形成
された反射溝により、伝搬光の一部を外部に分岐する光
導波路に関し、反射溝の深さを正確に制御できる製造方
法に関する。本発明は、光伝送路の短い区間で多数の光
分岐を行う場合に、各反射溝の各深さを精密に制御する
場合に、特に、有効である。 【０００２】 【従来の技術】一度のドライエッチングにより深さの異
なる溝を同時形成する方法として、Daeja Chin, Sang
H. Dhong, and Glenn J Long, "Structual effects on
a submicron trench process, "J. Electrochem. Soc.,
p.1706 (1985)と、特開平7-318740号公報が知られてい
る。 【０００３】第１の方法は、エッチングマスクのスリッ
ト幅を１μm 未満程度に非常に狭くした場合に生じるダ
イヴァージング・フィールド効果を利用した方法であ
る。この方法でのエッチング速度は、スリット幅が広い
場合に比べて４割程度遅くなり、同一エッチング時間で
は、溝の深さはスリット幅が広い場合に比べて４割程度
浅くなる。 【０００４】又、第２の方法は、ドライエッチングとウ
エットエッチングとを同時に行うことで、溝の幅と深さ
とを任意の値に制御可能として、所望の三角形状を断面
とする溝を得る方法である。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
両方法は、エッチング深さの制御可能範囲が狭いという
問題がある。即ち、深さの異なる溝を多数、一度に形成
するには、スリットの幅を変化させて行うことになる。
例えば、多数の溝の深さを０〜光導波路の厚さの範囲で
多段階的に連続して分布させる場合には、スリット幅も
それに応じて０から２０μｍ程度の範囲で多段階的に連
続して変化させる必要がある。しかしながら、スリット
幅を精密に狭くすることには限界があるため、このよう
な深さの異なる多数の溝を一度に形成することは困難で
ある。特に、上記の反射溝の形成において、スリットの
幅は０．２μｍ以下とする必要が生じるが、フォトリソ
グラフでスリット幅を０．２μｍ以下とすることは困難
である。 【０００６】本発明は上記の課題を解決するために成さ
れたものであり、第１の目的は反射溝の深さの制御を容
易にすることであり、第２の目的は光を多数分岐するた
めの深さの異なる多数の反射溝を一度に精度良く形成す
ることである。 【０００７】 【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に形成
された所定幅と所定厚さを有する光導波路において、ス
リットを有するマスクを用いて光導波路をエッチングす
ることで、伝送光の少なくとも一部を外部に反射させる
反射溝を、所定幅方向に長さを有し、伝送光の伝搬方向
に幅を有し、所定厚さ方向に深さを有する形状に形成す
る製造方法において、光導波路の材料に、熱膨張係数が
基板の熱膨張係数よりも大きい材料を用い、エッチング
の工程において、光導波路の温度を所定温度に上昇させ
ることで、光導波路を基板に対して熱膨張させて、スリ
ットの幅を制御することで、溝の深さを所望の値に制御
することを特徴とする。 【０００８】上記のスリット幅の制御は、エッチング工
程において、温度によってスリット幅を０以外の当初の
幅よりも狭い値に制御する場合の他、温度によってスリ
ット幅を完全に０とする制御も含む。即ち、エッチング
工程において、光導波路の温度を所定温度に上昇させ
て、スリット幅を完全に０とし、その後のエッチングに
おいては、そのスリット下の反射溝のエッチングを停止
させるようにしても良い。又、エッチング工程は連続的
に行っても良いし、間に冷却工程を介在させたエッチン
グを繰り返しても良い。光導波路の温度の制御は、外部
から基板を冷却、又は、加熱して行っても良い。又、エ
ッチングにより光導波路の温度が上昇するので、１周期
のエッチング時間や冷却時間を変化させることで、光導
波路の温度を制御しても良い。即ち、エッチング時間の
デューティ比制御により光導波路の温度を制御すること
が可能である。 【０００９】要するに、光導波路の温度の制御方法によ
り、スリット幅を時間に対してアナログ的に変化させた
り、時間に対して開状態と閉状態とを繰り返すようにデ
ィジタル的に変化させることが可能である。いずれの場
合においても、本発明は、実際にエッチングしている期
間におけるスリット下の反射溝のエッチング速度の平均
値を制御することで、反射溝の深さを制御することを要
旨とする。そして、このエッチング速度の平均値は、ス
リット幅の時間的変化やスリットが完全に閉じている時
間割合により決定される。 【００１０】スリットの形状としては、概略長方形で光
導波路の幅方向に形成されている。又、スリットは光導
波路の全幅に渡り形成されている方が、スリットが一部
に形成されている場合よりもスリット幅の温度に対する
変化率は大きい。よって、スリットは光導波路の全幅に
形成されるのが望ましい。 【００１１】本発明は、光導波路を形成するためのエッ
チングと反射溝を形成するためのエッチングとを、必ず
しも、同一工程で行う必要はないが、所定のエッチング
時間に対して反射溝の深さを所望値にすることができる
ので、同一工程に行うことが望ましい。又、本発明は、
反射溝の深さを正確に制御する全ての光導波路の製造に
応用でき、反射溝の深さは１種類でも良い。しかし、ス
リット幅の初期値により、反射溝の深さを所望の値に制
御できるので、深さが段階的に連続して変化する多数の
反射溝を有した多分岐光導波路の製造に特に有効であ
る。 【００１２】又、反射溝の深さは、スリット幅の初期
値、隣接するスリット間の距離、基板と光導波路との熱
膨張係数差、エッチング時の光導波路の温度によって決
定される。即ち、上述したように、反射溝の深さは、反
射溝における実効的なエッチング速度の平均値で決定さ
れるが、そのエッチング速度の平均値は、スリット幅の
初期値、隣接するスリット間の距離、基板と光導波路と
の熱膨張係数差、エッチング時の光導波路の温度によっ
て決定することが可能である。 【００１３】又、エッチングにより反射溝の形成後に、
光導波路が体積収縮するような温度で加熱処理して、反
射溝の反射面の方位を所定値に制御する工程を設けるの
が望ましい。この工程により、伝搬光の反射方向を正確
に所期の方向とすることができる。さらに、本光導波路
は、光ファイバーと接続される場合もあるが、その場合
には、光導波路又は光ファイバーの少なくとも一端をガ
ラス転移点以上に加熱した後、両者を加圧接触すること
が望ましい。光導波路の光入出力端面は上記の熱処理に
より傾斜し、光ファイバーとの密着接触が困難となる
が、このような処理により光導波路の光入出力端面と光
ファイバーとを密着させることができ、伝送損失を低下
させることができる。 【００１４】上記の光導波路には、熱膨張係数が基板の
熱膨張係数よりも大きいものであれば、全ての高分子有
機材料を用いることができる。 【００１５】 【発明の作用及び効果】本発明では、光導波路の材料
に、熱膨張係数が基板の熱膨張係数よりも大きい材料を
用いているので、エッチングの工程において、光導波路
の温度を所定温度に上昇させることで、光導波路を基板
に対して熱膨張させて、スリットの幅を制御することが
できる。このスリットの幅の制御により、スリット下に
形成される反射溝のエッチング速度の平均値を制御する
ことが可能となり、反射溝の深さを所望の値に正確に制
御することが可能となる。このエッチング速度の平均値
は、スリット幅の時間的変化やエッチング期間における
スリットが完全に閉じている時間割合により決定され
る。 【００１６】スリット幅は、スリット幅の初期値、隣接
するスリット間の距離、基板と光導波路との熱膨張係数
差、エッチング時の光導波路の温度によって決定するこ
とができるので、反射溝の深さはこれらの値を所定値に
設定することで所定値を得ることができる。よって、溝
の深さの異なる複数の反射溝を一度のエッチング工程で
得ることができる。又、光導波路の形成と反射溝の形成
を同一のエッチング工程で行うこともでき、製造が容易
となる。 【００１７】反射溝の深さが正確に制御可能となること
から、反射溝の反射面の面積を正確に設定することが可
能となり、分岐光の光量を正確に所定値に設定すること
ができる。よって、複雑で多数の光分岐機能を有した光
導波路の製造が容易となる。複雑な光回路の設計及び製
造が容易となる。 【００１８】又、反射溝を形成した後、光導波路が体積
収縮する温度まで加熱処理することで、反射溝を形成す
る反射面の面方位を所定方位に設定することが可能とな
り、伝搬光の分岐方向を正確に設定することができる。 【００１９】 【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的な実施例に
基づいて説明する。なお本発明は下記実施例に限定され
るものではない。図１は、光分岐素子１の構造を示して
いる。光分岐素子１は光導波路であるコア層１０を有
し、そのコア層１０は周囲をクラッド層１１で囲まれて
いる。コア層１０の光の伝搬方向であるｘ軸に垂直な断
面は矩形形状をしている。このコア層１０の一端に光フ
ァイバ１２の一端が接続されている。又、コア層１０に
は、コア層１０の幅方向（ｙ軸）に長さを有し、コア層
１０の厚さ方向（ｚ軸）に深さを有した反射溝２０ａ、
２０ｂ、２０ｃが形成されている。それらの反射溝２０
ａ、２０ｂ、２０ｃの深さは、ｘ軸方向に沿ってそれぞ
れ深さが深くなっている。又、これらの反射溝２０ａ、
２０ｂ、２０ｃにはクラッド層１１と同一の物質が充填
されている。 【００２０】これらの反射溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃに
より、光ファイバ１２からコア層１０に入射した伝搬光
Ｌ０は、反射溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃの反射面２１
ａ、２１ｂ、２１ｃにより、それぞれ、分岐光Ｌａ、Ｌ
ｂ、Ｌｃとしてコア層１０の外部に出力される。分岐比
は、マルチモード伝走路の場合、コア層１０のｙ軸断面
の面積と反射面２１ａ、２１ｂ、２１ｃのｙ軸断面への
正射影の面積との比に等しい。本実施例に係る製造方法
はこのような光分岐機能を有した光導波路を製造する方
法である。本実施例では、反射溝２０ａ、２０ｂ、２０
ｃの形成と、コア層１０の成形とを同一の反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）工程で行っている。 【００２１】次に、光分岐素子の製造方法について説明
する。図２（ａ）に示すように、石英基板３０上に、順
次、ポリフルオロアルキルメタクリレートから成る厚さ
20μｍのアンダークラッド層１１１、ポリメチルメタク
リレート（ＰＭＭＡ）から成る厚さ100 μｍのコア層１
０が、ディップコーティング法により積層成膜された。
ディップコーティング法においては、ポリフルオロアル
キルメタクリレートをメチルエチルケトン溶媒に14wt％
溶解した溶液と、ＰＭＭＡをモノクロロベンゼン溶媒と
メチルイソブチルケトン溶媒の等重量比の混合溶媒中に
24wt％溶解した溶液が、それぞれ、用いられた。 【００２２】次に、コア層１０の上に、厚さ１μｍにAl
が蒸着され、さらに、レジストが塗布されて、通常のフ
ォトリソグラフィにより、レジストは導波路形状に成形
された。この時、Al膜にスリットが形成される位置のレ
ジストには幅がそれぞれ異なる複数のスリットが形成さ
れている。次に、成形されたレジストをマスクとし、混
合比を燐酸：酢酸：硝酸：水＝16:2:1:1とするエッチン
グ液を用いて、Al膜がエッチングされた。これにより、
図２（ｂ）に示すように、Alから成り、それぞれ、幅
（ｘ軸方向）の異なる複数のスリット３２ａ、３２ｂ、
３２ｃの形成されたエッチングマスク３１が得られた。 【００２３】次に、エッチングマスク３１を用いて、コ
ア層１０とアンダークラッド層１１１がエッチングされ
た。エッチングにはＲＩＥ法が用いられた。ＲＩＥ法に
は、直径40cmのカソード電極を有する平行平板電極型の
反応室が用いられ、エッチングガスとしてガス圧５Pa、
流量50SCCMの酸素が用いられた。又、印加電力はＲＦ周
波数13.56MHz、200Wである。このエッチング工程によ
り、図２（ｃ）に示すような形状に成形されたコア層１
０とアンダークラッド層１１１が得られた。又、コア層
１０には、それぞれ、深さの異なる複数の反射溝２０
ａ、２０ｂ、２０ｃが形成された。 【００２４】本実施例は、上記のエッチング工程におい
て、コア層１０の温度を所定温度に上昇させて温度制御
することで、各反射溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃの深さ
（ｚ軸方向）を制御することを特徴とする。 【００２５】次に、温度制御により各反射溝２０ａ、２
０ｂ、２０ｃの深さを制御できる原理について説明す
る。図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、25℃において、
コア層１０の端面１０ａからスリット３２ａまで間隔、
スリット３２ａ、３２ｂ、３２ｃ間のそれぞれの間隔、
スリット３２ｃからコア層１０の端面１０ｂまでの間隔
（以下、これらの間隔を自由端面間隔という）を5mm と
し、１つのスリット３２ａの幅（ｘ軸方向）を10μｍと
し、コア層１０の幅（ｙ軸方向）を100 μｍとする。石
英基板３０の温度を上昇させた場合、ｘ軸方向のスリッ
ト間隔5mm は、コア層１０の幅100 μｍに比べて十分に
長いため、コア層１０の熱膨張によるｘ軸方向の伸び量
は、ｙ軸方向の伸び量よりも十分に大きい。従って、ｙ
軸方向の伸びは無視でき、ｘ軸方向の伸びだけ考えれば
良い。 【００２６】ここで、コア層１０のＰＭＭＡの熱膨張係
数は約７×10-5cm・cm-1・℃-1であるので、温度上昇量
が30℃の時、コア層１０はｘ軸方向に長さ5mm 当たりで
10.5μm 長くなる。これに対し、基板３０の石英ガラス
の熱膨張係数は約７×10-7cm・cm-1・℃-1であるので、
膨張量は無視できる。従って、図３に示すように、コア
層１０は温度上昇によりコア層１０の熱膨張により圧縮
応力が生じ、反射溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃの形成され
る表面部分では、各反射溝の幅（ｘ軸方向）が狭くなる
ことで圧縮応力が緩和される。ＲＩＥにより基板温度が
25℃から55℃へと30℃上昇すると、コア層１０にはｘ軸
方向に長さ5mm 当たりで10.5μm の線膨張量に相当する
圧縮応力が発生するので、自由端面間隔5mm 、幅10μｍ
のスリット３２ａは、完全に閉じてしまう。スリット３
２ａが完全に閉じてしまえば、その後は反射溝２０ａは
エッチングされないので、その深さは大きくならない。
結局、エッチング工程において、反射溝２０ａはスリッ
ト３２ａが開口している間だけ有効にエッチングされる
ことになる。 【００２７】ＲＩＥ法の場合には、反射溝２０ａのｚ軸
方向のエッチング速度は、スリット３２ａの開度がある
値よりも小さな領域では、開度が小さくなる程エッチン
グ速度は小さくなる。よって、このスリット３２ａの開
度によって変化するエッチング速度のエンチング時間に
関する平均値を制御することで、反射溝２０ａの深さを
制御することが可能となる。スリット３２ａの開度は、
スリットの初期幅、自由端面間隔、基板３０とコア層１
０との間の熱膨張率の差、エッチング工程におけるコア
層１０の温度の過渡変化及び安定温度に依存する。よっ
て、光分岐素子１の設計規格によって決定される自由端
面間隔、基板３０とコア層１０の熱膨張率を考慮して、
スリットの初期幅を適正に設定し、エッチング工程にお
けるコア層１０の温度を制御することで、反射溝２０ａ
の深さを制御することが可能となる。尚、各反射溝２０
ａ、２０ｂ、２０ｃは同一エッチング工程で製造され、
各部分の温度を個別に制御することはできないので、ス
リット３２ａ、３２ｂ、３２ｃの各初期幅を適正に設定
することで各反射溝の各深さの制御が可能となる。 【００２８】本発明の１つの制御方法は、エッチング工
程において、反射溝２０ａ、２０ｂ、２０ｃがそれぞれ
の所定深さまでエッチングされた時に、各スリット３２
ａ、３２ｂ、３２ｃが完全に閉じてしまうように、各ス
リットの初期幅を設定し、基板３０の温度を制御するこ
とである。尚、各スリット３２ａ、３２ｂ、３２ｃが完
全に閉じるためには、各スリットは、コア層１０の全幅
（ｙ軸）に渡り形成され、端面１０ａ、１０ｂに平行に
形成されている必要がある。 【００２９】次に、反射溝のエッチング速度の時間平均
値を制御するのに、連続してエッチングする他、所定時
間のエッチング期間と所定時間の冷却期間とを１周期と
してこれを繰り返してエッチングするようにしても良
い。次に、このような繰り返しエッチングにより反射溝
２０を形成し、その反射溝２０の深さとエッチング時間
との関係を測定した。図４に示すように、自由端面間隔
が5mm 、25℃における初期幅ΔＬを17μｍと30μm とす
る２つのスリットを形成した試料を準備した。反射溝２
０におけるエッチングの深さΔＨは、比ΔＨ／Ｈで評価
した。尚、Ｈは、図４に示すように、基板３０の面３０
ａが露出するまでのコア層１０とアンダークラッド層１
１１の総合した膜厚であり、Ｈ=120μである。この膜厚
Ｈだけエッチングが完了された時をエッチング終了時と
した。エッチングは、連続エッチング時間Ｅ=5〜20分
と、電力の印加を停止した自然冷却時間Ｃ=12 分とを１
周期とし、この周期を繰り返すことで行われた。基板３
０は、カソード電極と接触しており、このカソード電極
は温度25℃の循環水で一定温度に保持されている。基板
面３０ａが露出するまでの、120 μm の厚さのコア層１
０とアンダークラッド層１１１をエッチングするには、
エッチングの積算時間（時間Ｅの累積値）で約450 分を
要した。従って、エッチングの繰り返し回数は、450/Ｅ
である。このようなエッチングにおいて、連続エッチン
グ時間Ｅと比ΔＨ／Ｈとの関係を測定した。その結果を
図５に示す。 【００３０】図５から理解されることは、スリット幅Δ
Ｌが同一であれば、連続エッチング時間Ｅが増加するに
伴い、反射溝２０の深さΔＨが小さくなること、連続エ
ッチング時間Ｅが同一であれば、スリット幅ΔＬが大き
い程、反射溝２０の深さΔＨが大きくなることである。
この理由は次のように考えられる。ＲＩＥ法は被エッチ
ング材料であるコア層１０がプラズマ近くに配置される
ため、連続エッチング時間Ｅと冷却時間Ｃとの比が変化
すると、コア層１０の実際にエッチングされている期間
（連続エッチング時間Ｅだけを集合させた期間）におけ
る平均温度が変化する。現実に、20分間の連続エッチン
グ時間Ｅにおいて、コア層１０の表面温度は、25℃から
60℃程度まで上昇するものと推測される。又、スリット
幅ΔＬは上述したように、コア層１０の温度に依存して
変化し、スリット幅ΔＬが狭くなれば、反射溝２０のエ
ッチング速度は低下する。従って、エッチング速度の実
際のエッチング期間における時間平均値はコア層１０の
実際のエッチング時間における平均温度が高くなる程、
低下する。このような理由から図５に示す特性が得られ
る。尚、スリット幅が所定値よりも狭い領域では、スリ
ット幅が狭くなる程、エッチング速度が低下するのは、
ダイヴァージング・フィールド効果のためである。 【００３１】このように、図５の測定結果から、スリッ
トの初期幅とエッチング期間における温度を変化させる
ことで、反射溝２０の深さを任意の値にすることが可能
となることが理解される。図５から分かるように、スリ
ットの初期幅ΔＬが17μｍの時、連続エッチング時間を
5 〜20分に増加することで、比ΔＨ／Ｈを0.52から0.22
まで、ΔＨを62.4μｍから26.4μｍまで変化させること
ができ、スリットの初期幅ΔＬが30μｍの時は、比ΔＨ
／Ｈを0.82から0.45まで、ΔＨを98.4μｍから54μｍま
で変化させることができることが分かる。又、スリット
の初期幅を30μｍから17μｍと約0.57倍に狭くすること
で、比ΔＨ／Ｈを連続エッチング時間Ｅが５分で0.82か
ら0.52へと約0.63倍に小さく、連続エッチング時間Ｅが
20分で0.45から0.22へと約0.49倍に小さくすることがで
きることが分かる。 【００３２】尚、連続エッチング時間Ｅが20分の間に、
コア層１０の温度は約35℃だけ上昇し、初期幅17μｍ、
30μｍのスリットは、それぞれ、スリット幅5 μｍ、18
μｍになり、完全に閉じていない。しかし、コア層１０
の温度を49℃、86℃だけ上昇させれば、それぞれ、初期
幅17μｍ、30μｍのスリットを完全に閉じることができ
る。スリットを開状態と閉状態とで２値的に変化させて
も、開状態のデューティ比と開状態のスリット幅により
反射溝２０のエッチング速度を変化させることができ
る。コア層１０の温度の制御方法は、上記のように、連
続エッチング時間Ｅと冷却時間Ｃとの比を変化させる
他、外部からの熱源により制御するようにしても良い。
又、エッチング期間と冷却期間とを１周期として繰り返
すことでエッチングしているが、スリットの初期幅ΔＬ
とコア層１０の温度変化で反射溝２０の深さが決定され
るので、１回の連続エッチングでこれを行うことも可能
である。又、１回の連続エッチングにおいて、コア層１
０の温度を時間経過に対して漸増させて、各スリットが
閉状態となる各時期を制御することで、反射溝２０の各
深さを制御するようにしても良い。 【００３３】上述の方法で製造された反射溝２０は、表
面の凹凸が大きく、図６に示すように、反射面２１の傾
きθ／２も小さい。よって、表面を平滑にし、反射面２
１の傾きを所定角度に大きくすることが必要となる。そ
こで、コア層１０の材料のガラス転移点（ＰＭＭＡの場
合、約105 度) 以上の温度で熱処理することにより、コ
ア層１０の材料の表面張力と体積収縮により、反射面２
１の平滑化と傾斜角の調整を行うことができる。図６に
示すように、エッチングマスクを除去したコア層１０は
熱処理温度によって深さを不変にして反射面２１の角度
θ/2が変化する。 【００３４】熱処理による反射面２１の角度θ/2を測定
するために次の実験を行った。自由端面間隔３mm、スリ
ット幅ΔＬを10〜25μm の範囲で変化させた多数のスリ
ットをコア層１０の上に形成して、エッチングした。連
続エッチング時間Ｅは10分、自然冷却時間Ｃは11分、そ
の他のエッチング条件は前述した条件と同一である。こ
の時の各反射溝の深さΔＨの全エッチング厚さＨに対す
る割合ΔＨ／Ｈのスリット幅ΔＬに対する特性を測定し
た結果を図７に示す。反射溝２０の形成後の熱処理は、
窒素雰囲気中、147 ℃で10時間行った。そして、反射面
２１の角度θ/2を測定した。その結果を図７に示す。
尚、底角θは処理温度が大きくなるにしたがって大きく
なる。 【００３５】一方、コア層１０の一端面１０ａは垂直端
面を有する光ファイバ１２と接続するために垂直である
必要があるが、このような熱処理を行うと、図８（ａ）
に示すように、コア層１０の端面１０ａも傾斜する。端
面１０ａが傾斜する結果、端面１０ａと光ファイバ１２
の端面１２ａとの間に空隙が生じ、そこで、出射光の広
がりなどによる接続損失が増加する。 【００３６】そこで、図８（ｂ）に示すように、光ファ
イバ１２又はコア層１０の端部の少なくとも一方を、コ
ア層１０及びアンダークラッド層１１１のうちガラス転
移点が高い方の転移点温度以上に局所的に加熱し、両者
を押圧する。このことにより、コア層１０の端面１０ａ
に光ファイバ１２の端面１２ａを両者間に空隙なく密着
させることができる。このようにして接続損失の増加を
防ぐことができる。 【００３７】本発明の実施例の光分岐素子１では、アン
ダークラッド層１１１の材料であるポリフルオロアルキ
ルメタクリレートのガラス転移点がコア層１０の材料の
ＰＭＭＡより高く、そのガラス転移点温度は120 ℃であ
る。よって、130 ℃の熱風を直径１mmのノズルよりコア
層１０の端面１０ａに流量２リットル／分で吹き付けな
がら、光ファイバ１２（クラッド径140 μm 、コア径10
0 μm)を押し当てて空隙を取り除いた。接続損失は、空
隙がある場合1.4dB であったのに対し、空隙除去後は1.
0dB となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的な一実施例方法により製造され
る光分岐素子１の構造を示した断面図。 【図２】実施例に係る製造方法を示した説明図。 【図３】温度制御によりスリット幅が減少することを示
した説明図。 【図４】反射溝の深さ、スリット幅、全エッチング厚さ
の関係を示すための説明図。 【図５】反射溝の深さの比の連続エッチング時間に対す
る関係を示した測定図。 【図６】反射溝の反射面の傾斜角調整を示した説明図。 【図７】反射溝の深さの比、反射面角度のスリット幅に
対する関係を示した測定図。 【図８】本実施例の光分岐素子と光ファイバとを低損失
で接続する方法を示した説明図。 【符号の説明】 １…光分岐素子 １０…コア層 １０ａ、１０ｂ…端面 １１…クラッド層 １１１…アンダークラッド層 １２…光ファイバ ２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…反射溝 ２１…反射面 ３０…基板 ３１…エッチングマスク ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ…スリット
る光分岐素子１の構造を示した断面図。 【図２】実施例に係る製造方法を示した説明図。 【図３】温度制御によりスリット幅が減少することを示
した説明図。 【図４】反射溝の深さ、スリット幅、全エッチング厚さ
の関係を示すための説明図。 【図５】反射溝の深さの比の連続エッチング時間に対す
る関係を示した測定図。 【図６】反射溝の反射面の傾斜角調整を示した説明図。 【図７】反射溝の深さの比、反射面角度のスリット幅に
対する関係を示した測定図。 【図８】本実施例の光分岐素子と光ファイバとを低損失
で接続する方法を示した説明図。 【符号の説明】 １…光分岐素子 １０…コア層 １０ａ、１０ｂ…端面 １１…クラッド層 １１１…アンダークラッド層 １２…光ファイバ ２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ…反射溝 ２１…反射面 ３０…基板 ３１…エッチングマスク ３２ａ、３２ｂ、３２ｃ…スリット
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−318740（ＪＰ，Ａ)
特開 平１−231327（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−264870（ＪＰ，Ａ)
各務学 ｅｔ．ａｌ．，1995年春季第
42回応用物理学関係連合講演会予稿集,
1995年 ３月28日，第３分冊，ｐ．1089
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 6/12 - 6/14
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】基板上に形成された所定幅と所定厚さを有
する光導波路において、スリットを有するマスクを用い
て前記光導波路をエッチングすることで、伝送光の少な
くとも一部を外部に反射させる反射溝を、前記所定幅方
向に長さを有し、前記伝送光の伝搬方向に幅を有し、前
記所定厚さ方向に深さを有する形状に形成する製造方法
において、 前記光導波路の材料に、熱膨張係数が基板の熱膨張係数
よりも大きい材料を用い、前記エッチングの工程におい
て、前記光導波路の温度を所定温度に上昇させること
で、前記光導波路を前記基板に対して熱膨張させて、前
記スリットの前記幅を制御することで、前記溝の深さを
所望の値に制御することを特徴とする光導波路の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24962897A JP3389838B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24962897A JP3389838B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 光導波路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1172636A JPH1172636A (ja) | 1999-03-16 |
| JP3389838B2 true JP3389838B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=17195863
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24962897A Expired - Fee Related JP3389838B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3389838B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3762208B2 (ja) | 2000-09-29 | 2006-04-05 | 株式会社東芝 | 光配線基板の製造方法 |
-
1997
- 1997-08-29 JP JP24962897A patent/JP3389838B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 各務学 ｅｔ．ａｌ．，１９９５年春季第４２回応用物理学関係連合講演会予稿集，１９９５年 ３月２８日，第３分冊，ｐ．１０８９ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1172636A (ja) | 1999-03-16 |
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