JP3820849B2 - 光導波路の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野で広く用いられる光導波路の製造方法に係り、コア径変換光導波路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光通信分野で広く用いられる光導波路の内、幅の異なるコアを有する光導波路が知られている。
【０００３】
この種のものでは、図３ａ〜図３ｋに示すように、例えば、石英基板１上にコア材料２を８μｍ堆積し、このコア材料２の上にエッチングマスクとなるＷＳｉ３をスパッタ法により堆積する。つぎに、フォトリソグラフイ及び反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって、ＷＳｉ３をエッチングし、幅が徐々に変化するコアパターン４を形成する。この場合、コアパターン４の幅は最大のもので９μｍ、最小のもので５μｍとする。
【０００４】
つぎに、ＷＳｉ３をマスクにして、コア材料２をフォトリソグラフイ及び反応性イオンエッチングによってエッチングし、コア５を形成する。そして、上記ＷＳｉ３を除去した後、コア５および石英基板１上に、オーバークラッド６を堆積して導波路を形成する。
【０００５】
この場合、幅が最大のコア５および最小のコア５の幅（７ｅ、７ｆ）、及び高さ（８ｅ、８ｆ）を測定した。
【０００６】
上記製法によると、幅が最大のコア５の幅７ｅは８．２μｍ、高さ８ｅは８．０μｍであった。また、幅が最小のコア５の幅７ｆは４・２μｍ、高さ８ｆは高さ８ｅと等しく８．０μｍであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光導波路のコア形成法では、コア材料を堆積し、該堆積膜（コア膜）をエッチングして矩形状のコアを形成するため、コア５の高さはコア膜の厚さで決まり、高さの異なるコア５を同一面内に同時に形成することはできない。
【０００８】
一方、光導波路において、モードフィールド径を変化させるために、コア５の径を変化させることが有効である。
【０００９】
しかし、従来の構成では、光導波路においてコア５の高さが一定であるため、コア５の幅のみを変化させて対応しなければならず、モードフィールド径を変化させるのに十分な効果が得られない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、高さの異なるコアを同一面に同時に形成することができる光導波路の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、アンダークラッド上に、幅が異なり且つ断面形状が矩形のコアを形成する工程と、コア及びアンダークラッド上に表面保護膜を堆積する工程とを備え、コア及び表面保護膜をプラズマ中でスパッタエッチングしコアの中で最大の幅の部分の断面形状が三角形となるまでエッチングすることによりコアの断面形状が相似形を保ちながら三角形とする工程と、コア及びアンダークラッド上にオーバークラッドを堆積する工程を含み、コアの幅に比例してコアの高さが異なると共に断面形状が三角形となるコアを同一面内に形成することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１において、プラズマがＡｒガス又はＡｒを含むガスを導入したプラズマであることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１において、光導波路が石英系ガラス光導波路であり、表面保護膜が石英系ガラスであり、プラズマがＯ２ガスを導入したプラズマであることを特徴とする。
【００１６】
つぎに、本発明の動作を説明する。
【００１７】
断面形状が矩形状の構造物を、Ａｒ等のプラズマ中でスパッタエッチングすると、矩形上部の２点の角が選択的にエッチングされ、断面形状が六角形となる。さらにエッチングを続けると、上部の２斜面は底面に対して一定の角度を保ちながら、他の面よりも速くエッチングされ、断面形状は三角形となる。断面形状が三角形となった後さらにエッチングを続けると、２斜面は底面に対して一定の角度を保ちながら、底面よりも速くエッチングされて、断面形状は相似形を保ちながら、幅、高さが小さくなる。
【００１８】
すなわち、アンダークラッド上に幅の異なる、断面形状が矩形状のコアを形成し、該コアをＡｒ等のプラズマ中でスパッタエッチングし、幅が最大のコアが三角形になるまでエッチングすると、コアの断面形状は相似な三角形となり、該コアの高さは幅に比例して異なる。以上により、幅及び高さが異なるコアを同一面内に形成することができる。
【００１９】
本発明では、解決すべき課題を克服するために、アンダークラッド上に、幅が異なり且つ断面形状が矩形のコアを形成し、該コアをＡｒ等のプラズマ中でスパッタエッチングして断面形状が三角形になるまでエッチングし、該コア及びアンダークラッド上にオーバークラッドを堆積して、幅及び高さが異なるコアを同一面内に有する光導波路を形成する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
第一の実施形態
図１ａ〜図１ｍにおいて、１は石英基板を示している。この石英基板１上にはコア材料２を厚さ８μｍ堆積し、このコア材料２の上には、エッチングマスクとなるＷＳｉ３をスパッタ法で堆積する。
【００２２】
基板は、石英基板１に限定されず、基板上にアンダークラッドを形成し、その上にコア材料２を堆積してもよい。なお、本明細書では、アンダークラッドと呼称した場合、石英基板１を含めるものとする。つぎに、フォトリソグラフイ及び反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によってＷＳｉ３をエッチングして、幅が徐々に変化するコアパターン４を形成する。この場合、コアパターン４の幅は最大のもので９μｍ、最小のもので５μｍとする。
【００２３】
つぎに、ＷＳｉ３をマスクにして、コア材料２を、ＲＩＥによってエッチングして、コア５を形成する。さらに、ＷＳｉ３を除去した後、Ａｒガス又はＡｒを含むガスを導入したプラズマ中で、コア５および石英基板１をスパッタエッチングして、図１ｋに示すように、コア５の断面形状が、幅が最大のものでも、三角形になるように処理する。
【００２４】
この処理の手順を、より詳細に説明する。
【００２５】
すなわち、断面形状が矩形状の構造物（図１ｉ）を、Ａｒ等のプラズマ中でスパッタエッチングすると、図示は省略したが、矩形上部の２点の角が選択的にエッチングされて、まず、断面形状が六角形となる。
【００２６】
さらにエッチングを続けると、上部の２斜面は、底面に村して一定の角度を保ちながら、他の面よりも速くエッチングされて、断面形状が三角形となる。断面形状が三角形となった後、さらにエッチングを続けると、２斜面は底面に対して一定の角度を保ちながら、底面よりも速くエッチングされて、断面形状は相似形を保ちながら、コアの幅、高さが小さくなる。
【００２７】
このようにアンダークラッド上に幅の異なる、断面形状が矩形状のコアを形成し、該コアをＡｒ等のプラズマ中でスパッタエッチングし、幅が最大のコアが三角形になるまでエッチングすると、コアの断面形状が相似な三角形となり、該コアの高さが幅に比例して異なるものとなる。これにより、幅及び高さの異なるコアを同一面内に形成することができる。
【００２８】
そして、最後に、コア５および石英基板１上に、オーバークラッド６を堆積することにより石英系ガラス光導波路を形成する。
【００２９】
この場合、幅が最大のコア５および最小のコア５の幅（７ａ、７ｂ）、及び高さ（８ａ、８ｂ）を測定した。
【００３０】
上記製法によると、幅が最大のコア５の幅７ａは７．１μｍ、高さ８ａは６．１μｍであった。また、幅が最小のコア５の幅７ｂは３．０μｍ、高さ８ｂは２．６μｍであった。
【００３１】
本実施形態では、アンダークラッド上に、幅が異なり且つ断面形状が矩形のコア５を形成し、該コア５をＡｒ等のプラズマ中でスパッタエッチングして断面形状が三角形になるまでエッチングし、該コア５及びアンダークラッド上にオーバークラッド６を堆積しているため、幅及び高さが異なるコア５を同一面内に有した光導波路を形成することができる。
【００３２】
第二の実施形態
この実施形態では、断面形状が矩形のコア５を形成し、ＷＳｉ３を除去するまでの工程が、上記第一の実施形態と同じである。
【００３３】
その後、図２ａ〜図２ｇに示すように、石英基板１及びコア５上に表面保護膜９として石英系ガラス等のＳｉＯ2膜をＯ2ガスを導入したプラズマＣＶＤにより堆積し、Ａｒプラズマ中でコア５、表面保護膜９及び石英基板１をスパッタエッチングして、コア５の断面形状が、幅が最大のものでも三角形であり、且つ表面保護膜９がなくなるまでエッチングする。
【００３４】
そして、コア５及び石英基板１上に、オーバークラッド６を堆積して石英系ガラス光導波路を形成する。
【００３５】
この場合、幅が最大のコア５および最小のコア５の幅（７ｃ、７ｄ）、及び高さ（８ｃ、８ｄ）を測定した。
【００３６】
上記製法によると、幅が最大のコア５の幅７ｃは７．９μｍ、高さ８ｃは６．９μｍであった。また、幅が最小のコア５の幅７ｄは４．１μｍ、高さ８ｄは３．５μｍであった。
【００３７】
この実施形態では、石英基板１及びコア５上に表面保護膜９が形成されるため、スパッタエッチングする場合、石英基板１及びコア５が保護され、製品歩留まりが向上する等の効果が得られる。
【００３８】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、断面形状が相似な三角形を保ちつつ幅及び高さが徐々に変化するコアを有する光導波路を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第一の実施形態の工程図である。
【図２】本発明による第二の実施形態の工程図である。
【図３】従来方法の工程図である。
【符号の説明】
１ 石英基板
２ コア材料
３ ＷＳｉ
４ コアパターン
５ コア
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ コア幅
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ コア高さ
９ 表面保護膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野で広く用いられる光導波路の製造方法に係り、コア径変換光導波路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光通信分野で広く用いられる光導波路の内、幅の異なるコアを有する光導波路が知られている。
【０００３】
この種のものでは、図３ａ〜図３ｋに示すように、例えば、石英基板１上にコア材料２を８μｍ堆積し、このコア材料２の上にエッチングマスクとなるＷＳｉ３をスパッタ法により堆積する。つぎに、フォトリソグラフイ及び反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によって、ＷＳｉ３をエッチングし、幅が徐々に変化するコアパターン４を形成する。この場合、コアパターン４の幅は最大のもので９μｍ、最小のもので５μｍとする。
【０００４】
つぎに、ＷＳｉ３をマスクにして、コア材料２をフォトリソグラフイ及び反応性イオンエッチングによってエッチングし、コア５を形成する。そして、上記ＷＳｉ３を除去した後、コア５および石英基板１上に、オーバークラッド６を堆積して導波路を形成する。
【０００５】
この場合、幅が最大のコア５および最小のコア５の幅（７ｅ、７ｆ）、及び高さ（８ｅ、８ｆ）を測定した。
【０００６】
上記製法によると、幅が最大のコア５の幅７ｅは８．２μｍ、高さ８ｅは８．０μｍであった。また、幅が最小のコア５の幅７ｆは４・２μｍ、高さ８ｆは高さ８ｅと等しく８．０μｍであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光導波路のコア形成法では、コア材料を堆積し、該堆積膜（コア膜）をエッチングして矩形状のコアを形成するため、コア５の高さはコア膜の厚さで決まり、高さの異なるコア５を同一面内に同時に形成することはできない。
【０００８】
一方、光導波路において、モードフィールド径を変化させるために、コア５の径を変化させることが有効である。
【０００９】
しかし、従来の構成では、光導波路においてコア５の高さが一定であるため、コア５の幅のみを変化させて対応しなければならず、モードフィールド径を変化させるのに十分な効果が得られない。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、高さの異なるコアを同一面に同時に形成することができる光導波路の製造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、アンダークラッド上に、幅が異なり且つ断面形状が矩形のコアを形成する工程と、コア及びアンダークラッド上に表面保護膜を堆積する工程とを備え、コア及び表面保護膜をプラズマ中でスパッタエッチングしコアの中で最大の幅の部分の断面形状が三角形となるまでエッチングすることによりコアの断面形状が相似形を保ちながら三角形とする工程と、コア及びアンダークラッド上にオーバークラッドを堆積する工程を含み、コアの幅に比例してコアの高さが異なると共に断面形状が三角形となるコアを同一面内に形成することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１において、プラズマがＡｒガス又はＡｒを含むガスを導入したプラズマであることを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１において、光導波路が石英系ガラス光導波路であり、表面保護膜が石英系ガラスであり、プラズマがＯ２ガスを導入したプラズマであることを特徴とする。
【００１６】
つぎに、本発明の動作を説明する。
【００１７】
断面形状が矩形状の構造物を、Ａｒ等のプラズマ中でスパッタエッチングすると、矩形上部の２点の角が選択的にエッチングされ、断面形状が六角形となる。さらにエッチングを続けると、上部の２斜面は底面に対して一定の角度を保ちながら、他の面よりも速くエッチングされ、断面形状は三角形となる。断面形状が三角形となった後さらにエッチングを続けると、２斜面は底面に対して一定の角度を保ちながら、底面よりも速くエッチングされて、断面形状は相似形を保ちながら、幅、高さが小さくなる。
【００１８】
すなわち、アンダークラッド上に幅の異なる、断面形状が矩形状のコアを形成し、該コアをＡｒ等のプラズマ中でスパッタエッチングし、幅が最大のコアが三角形になるまでエッチングすると、コアの断面形状は相似な三角形となり、該コアの高さは幅に比例して異なる。以上により、幅及び高さが異なるコアを同一面内に形成することができる。
【００１９】
本発明では、解決すべき課題を克服するために、アンダークラッド上に、幅が異なり且つ断面形状が矩形のコアを形成し、該コアをＡｒ等のプラズマ中でスパッタエッチングして断面形状が三角形になるまでエッチングし、該コア及びアンダークラッド上にオーバークラッドを堆積して、幅及び高さが異なるコアを同一面内に有する光導波路を形成する。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。
【００２１】
第一の実施形態
図１ａ〜図１ｍにおいて、１は石英基板を示している。この石英基板１上にはコア材料２を厚さ８μｍ堆積し、このコア材料２の上には、エッチングマスクとなるＷＳｉ３をスパッタ法で堆積する。
【００２２】
基板は、石英基板１に限定されず、基板上にアンダークラッドを形成し、その上にコア材料２を堆積してもよい。なお、本明細書では、アンダークラッドと呼称した場合、石英基板１を含めるものとする。つぎに、フォトリソグラフイ及び反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によってＷＳｉ３をエッチングして、幅が徐々に変化するコアパターン４を形成する。この場合、コアパターン４の幅は最大のもので９μｍ、最小のもので５μｍとする。
【００２３】
つぎに、ＷＳｉ３をマスクにして、コア材料２を、ＲＩＥによってエッチングして、コア５を形成する。さらに、ＷＳｉ３を除去した後、Ａｒガス又はＡｒを含むガスを導入したプラズマ中で、コア５および石英基板１をスパッタエッチングして、図１ｋに示すように、コア５の断面形状が、幅が最大のものでも、三角形になるように処理する。
【００２４】
この処理の手順を、より詳細に説明する。
【００２５】
すなわち、断面形状が矩形状の構造物（図１ｉ）を、Ａｒ等のプラズマ中でスパッタエッチングすると、図示は省略したが、矩形上部の２点の角が選択的にエッチングされて、まず、断面形状が六角形となる。
【００２６】
さらにエッチングを続けると、上部の２斜面は、底面に村して一定の角度を保ちながら、他の面よりも速くエッチングされて、断面形状が三角形となる。断面形状が三角形となった後、さらにエッチングを続けると、２斜面は底面に対して一定の角度を保ちながら、底面よりも速くエッチングされて、断面形状は相似形を保ちながら、コアの幅、高さが小さくなる。
【００２７】
このようにアンダークラッド上に幅の異なる、断面形状が矩形状のコアを形成し、該コアをＡｒ等のプラズマ中でスパッタエッチングし、幅が最大のコアが三角形になるまでエッチングすると、コアの断面形状が相似な三角形となり、該コアの高さが幅に比例して異なるものとなる。これにより、幅及び高さの異なるコアを同一面内に形成することができる。
【００２８】
そして、最後に、コア５および石英基板１上に、オーバークラッド６を堆積することにより石英系ガラス光導波路を形成する。
【００２９】
この場合、幅が最大のコア５および最小のコア５の幅（７ａ、７ｂ）、及び高さ（８ａ、８ｂ）を測定した。
【００３０】
上記製法によると、幅が最大のコア５の幅７ａは７．１μｍ、高さ８ａは６．１μｍであった。また、幅が最小のコア５の幅７ｂは３．０μｍ、高さ８ｂは２．６μｍであった。
【００３１】
本実施形態では、アンダークラッド上に、幅が異なり且つ断面形状が矩形のコア５を形成し、該コア５をＡｒ等のプラズマ中でスパッタエッチングして断面形状が三角形になるまでエッチングし、該コア５及びアンダークラッド上にオーバークラッド６を堆積しているため、幅及び高さが異なるコア５を同一面内に有した光導波路を形成することができる。
【００３２】
第二の実施形態
この実施形態では、断面形状が矩形のコア５を形成し、ＷＳｉ３を除去するまでの工程が、上記第一の実施形態と同じである。
【００３３】
その後、図２ａ〜図２ｇに示すように、石英基板１及びコア５上に表面保護膜９として石英系ガラス等のＳｉＯ2膜をＯ2ガスを導入したプラズマＣＶＤにより堆積し、Ａｒプラズマ中でコア５、表面保護膜９及び石英基板１をスパッタエッチングして、コア５の断面形状が、幅が最大のものでも三角形であり、且つ表面保護膜９がなくなるまでエッチングする。
【００３４】
そして、コア５及び石英基板１上に、オーバークラッド６を堆積して石英系ガラス光導波路を形成する。
【００３５】
この場合、幅が最大のコア５および最小のコア５の幅（７ｃ、７ｄ）、及び高さ（８ｃ、８ｄ）を測定した。
【００３６】
上記製法によると、幅が最大のコア５の幅７ｃは７．９μｍ、高さ８ｃは６．９μｍであった。また、幅が最小のコア５の幅７ｄは４．１μｍ、高さ８ｄは３．５μｍであった。
【００３７】
この実施形態では、石英基板１及びコア５上に表面保護膜９が形成されるため、スパッタエッチングする場合、石英基板１及びコア５が保護され、製品歩留まりが向上する等の効果が得られる。
【００３８】
以上、一実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は、これに限定されるものでないことは明らかである。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、断面形状が相似な三角形を保ちつつ幅及び高さが徐々に変化するコアを有する光導波路を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第一の実施形態の工程図である。
【図２】本発明による第二の実施形態の工程図である。
【図３】従来方法の工程図である。
【符号の説明】
１ 石英基板
２ コア材料
３ ＷＳｉ
４ コアパターン
５ コア
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ、７ｅ、７ｆ コア幅
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ、８ｅ、８ｆ コア高さ
９ 表面保護膜
Claims (3)
- アンダークラッド上に、幅が異なり且つ断面形状が矩形のコアを形成する工程と、上記コア及び上記アンダークラッド上に表面保護膜を堆積する工程とを備え、上記コア及び上記表面保護膜をプラズマ中でスパッタエッチングし上記コアの中で最大の幅の部分の断面形状が三角形となるまでエッチングすることにより上記コアの断面形状が相似形を保ちながら三角形とする工程と、上記コア及び上記アンダークラッド上にオーバークラッドを堆積する工程を含み、上記コアの幅に比例して上記コアの高さが異なると共に断面形状が三角形となるコアを同一面内に形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
- 請求項１において、上記プラズマがＡｒガス又はＡｒを含むガスを導入したプラズマであることを特徴とする光導波路の製造方法。
- 請求項１において、光導波路が石英系ガラス光導波路であり、表面保護膜が石英系ガラスであり、プラズマがＯ２ガスを導入したプラズマであ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 |
|---|---|---|---|
| JP2000192153A JP3820849B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 光導波路の製造方法 |
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|---|---|---|---|
| JP2000192153A JP3820849B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 光導波路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002006162A JP2002006162A (ja) | 2002-01-09 |
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ID=18691324
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2000192153A Expired - Lifetime JP3820849B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
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|---|---|
| JP (1) | JP3820849B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012084213A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-04-26 | Seiko Instruments Inc | 近接場光発生素子、及び近接場光発生素子の製造方法、近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの製造方法並びに情報記録再生装置 |
| CN108328567A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-07-27 | 东南大学 | 一种获得高密度不等高晶体微针阵列的方法 |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000192153A patent/JP3820849B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012084213A (ja) * | 2010-09-14 | 2012-04-26 | Seiko Instruments Inc | 近接場光発生素子、及び近接場光発生素子の製造方法、近接場光ヘッド、近接場光ヘッドの製造方法並びに情報記録再生装置 |
| CN108328567A (zh) * | 2018-01-08 | 2018-07-27 | 东南大学 | 一种获得高密度不等高晶体微针阵列的方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002006162A (ja) | 2002-01-09 |
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