JPH0145881B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0145881B2
JPH0145881B2 JP57109795A JP10979582A JPH0145881B2 JP H0145881 B2 JPH0145881 B2 JP H0145881B2 JP 57109795 A JP57109795 A JP 57109795A JP 10979582 A JP10979582 A JP 10979582A JP H0145881 B2 JPH0145881 B2 JP H0145881B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quartz
substrate
core
sputtering
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP57109795A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS592008A (ja
Inventor
Nobuyuki Imoto
Hidefumi Mori
Nobuo Shimizu
Masahiro Ikeda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP57109795A priority Critical patent/JPS592008A/ja
Publication of JPS592008A publication Critical patent/JPS592008A/ja
Publication of JPH0145881B2 publication Critical patent/JPH0145881B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/10Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
    • G02B6/12Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
    • G02B6/13Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
    • G02B6/132Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by deposition of thin films

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は低損失にして温度安定性、長期信頼性
に優れる光集積回路用の埋め込み型石英光導波路
の製造方法に関するものである。
光フアイバ伝送技術の開発に伴い、従来空間中
で行われた光分岐、光フイルタ、光分波等の機能
を光導波回路で実現することが望まれている。特
に石英ガラスを媒質とする光導波路は低損失が見
込まれ、光フアイバとの結合に適し、機械的にも
化学的にも安定な導波路として期待されるため、
いくつかの製造法が提案されている。第1図に化
学蒸着法による石英光導波路の製造方法を示す
(文献:森他電子通信学会技術報告OQE80−135,
1980)。すなわち、マスフローコントローラ
MFC1により流量を制御された酸素を、Sicl4
Gecl4,Pcl3,BBr3の各蒸気を伴つて高温炉2に
導入し、ここで導波路の主成分となるSio2及び不
純物となるGeO2,P2O5,B2O3の微粒子を生成
し、基板石英3上に堆積させた後、熱処理によつ
て透明ガラス化して導波路のコア4を形成するも
のである。この方法で作製した導波路は一様性が
悪いため散乱損失が大きい上に、伝搬定数に一様
性を要求される方向性結合器等の応用に不向きで
ある。また1500℃程度の熱処理を伴うのでクラツ
クも生じやすい等の欠点がある。他の方法として
発明者は先にスパツタリングを用いる石英光導波
路の製造方法を提案した(特願昭56−199490)。
この方法は一様性及び熱処理を伴わない点で上記
の化学蒸着法より優れているが、熱処理により石
英ガラスを溶かしこむプロセスがないため、任意
の凹凸上に導波路を作製して埋めこむことができ
ない。たとえば、石英基板上に設けた10μm角の
溝や約1μmピツチのグレーテイングの上に石英
をスパツタすると、埋め込まれずに中空部を生ず
る。第2図に本発明者による実験及び顕微鏡観察
により得られた断面図を示す。aは10μm角の
溝、bはa図に示す溝の上に石英をスパツタした
状態を示す。cは約1μmピツチのグレーテイン
グの場合である。3は石英基板、4はスパツタし
た石英膜、5は中空部を示す。この結果からわか
るように、上記の方法では凹凸をつけた基板を埋
めこむことができず、これが埋め込み型導波路の
作製法としては致命的な欠点となつている。
本発明はこれらの欠点を除去するため、スパツ
タリング時に基板側にRF電力を印加することに
より基板の溝や突起を完全に埋めこんでコアを形
成する光導波路製造法を提案することを目的とす
る。
前記の目的を達成するため、本発明は石英又は
石英にドーパントを添加したものをターゲツトと
するスパツタリングにより石英基板上に基板より
屈折率の高い石英層を堆積させ、該石英層を導波
路のコアとすべき所望の形状を残してエツチング
したものの上に、再び石英をターゲツトとするス
パツタリングによりクラツドとすべき石英層を堆
積させてコアを埋め込むプロセスにおいて、第二
回目のスパツタリングの際、RF電力を基板側電
極に印加することを特徴とする埋め込み型石英光
導波路の作製方法を発明の要旨とするものであ
る。
さらに本発明は石英基板上に導波路のコアとす
べき所望の形状をした溝をエツチングにより設
け、石英又は石英にドーパントを添加したものを
ターゲツトとするスパツタリングにより該石英基
板上に基板より屈折率の高い石英層を堆積させる
に際し、RF電力を基板側電極に印加しながらタ
ーゲツト材で前出の溝を埋め、かつ表面が平面に
なるまで堆積させた後、石英基板の最初の表面が
現れるまでエツチングし、再び石英をターゲツト
とするスパツタリングによりクラツドとすべき石
英層を堆積させることを特徴とする埋め込み型石
英光導波路の製造方法を発明の要旨とするもので
ある。
次に本発明の実施例を添附図面について説明す
る。なお実施例は一つの例示であつて、本発明の
精神を逸脱しない範囲内で、種々の変更あるいは
改良を行いうることは云うまでもない。
第3図は本発明による光導波路の作製手順を示
す実施例である。図において3は基板石英ガラ
ス、4はスパツタリングにより堆積させたコアガ
ラス、6は石英をドライエツチするためのマスク
として用いるTi蒸着膜、7はフオトレジスタ、
8はスパツタリングにより堆積させたクラツドガ
ラスである。aは基板3の上にコアガラス4を堆
積させ、Ti膜6を蒸着した上にフオトレジスト
7をスピナにより塗布した状態である。bは導波
路パターンを残しレジストを除去した状態であ
り、cでそのレジストをマスクとしてTiをエツ
チングし、dではそのTiをマスクとしてコアガ
ラス4をエツチングする。eでは突起状に残つた
コアガラス4の上にクラツドとなる石英ガラス8
をスパツタリングにより堆積させる。通常のスパ
ツタリングでは第2図のように空隙が生じる。本
実施例では基板側電極にもRF電力を加えること
により空隙の発生を防ぎ、第3図eのようにコア
を完全に埋め込みながらクラツドを堆積させるこ
とを実現したものである。基板側にRF電力を加
えることにより空隙の発生を防ぐプロセスの機溝
は次のように解釈できる。ターゲツト側電極とベ
ルジヤーとの間に、RF電力(13.56MH2)を加え
ると、ターゲツト表面にグロー放電が発生し、ア
ルゴンガスを電離し、プラスイオンがターゲツト
の石英に衝突し、石英粒子がベルジヤー内に充満
し、石英粒子が基板表面に堆積される。通常のス
パツタリングでは堆積する石英微粒子の付着に方
向性がないため、基板に段差がある所では段差の
上面を覆うようにオーバーハング状に堆積して行
く。第4図aにその様子を示した。オーバーハン
グの下の部分は影となるので石英粒子が届かず、
空隙となる。そのまま堆積を続けるとbに示すよ
うに空隙5を残したまま堆積される。一方、基板
側にもRF電力を印加した場合、堆積とエツチン
グが同時に進行する。堆積が当方向的であるのに
対し、エツチングは傾斜のついた面ほど速く進行
する(文献:S.Matuo,JJAP,Vol.15,No..7,
P.1253,(1976))。従つて横方向の堆積は抑制さ
れ、逆にcに示すように壁がけずられながら堆積
するので台形状になる。従つてスパッタされた石
英微粒子が溝の中に到達するのを防げるものが無
くなるので、dのように溝の埋めこみが完全に行
われる。なお、a〜dの各段階共、本発明者によ
る実験結果を断面観察することにより得られた。
実験的にはターゲツトに印加する単位面積当りの
RF電力の1/7〜1/10のRFパワーを基板にも印加
すれば、溝の埋めこみを行うことができた。具体
的にはターゲツト側のパワーを2W/cm2,基板側
を0.3W/cm2とした。
第5図に本実施例で用いたRFスパツタ装置を
示す。3は石英基板、9は基板側電極、10は基
板側のRF電源、11は石英又はドープ材を含む
石英のターゲツト、12はターゲツト側電極、1
3はターゲツト側RF電源、14はシヤツタ、1
5はベルジヤーで、14,15はアースされてい
る。
第6図は本発明の他の実施例を示す。前の実施
例と異るところは、第3図ではdのようにコア部
を突起状に残したのに対し、本実施例ではコア部
を溝の中に埋めこむ点が異つている。即ち、a基
板3の上にTi膜6を蒸着した上にフオトレジス
ト7を塗布し、b導波路パターンの部分のレジス
トを除去し、cそのパターンをTi膜に転写する。
dTi膜をマスクとして石英基板にコアとなる溝を
エツチングにより設け、ついでフオトレジスト7
を除去する。eスパツタリング法によりコアとな
る石英ガラス4を溝に埋めこむ。このとき前の実
施例と同様、ターゲツト側RF電力の程度のRF電
力を基板側に印加する。コアガラスの堆積を十分
行うとeのように上面が平らになる。次にfに示
すように元の基板3の面までコアガラス4をエツ
チングする。その上にクラツドガラス8をスパツ
タリングにより堆積させ、gに示すようにコアガ
ラスを基板3の溝内に埋め込む。
第7図は本発明をグレーテイングの埋め込みに
応用する例を示す。16はコアガラスの上面に設
けたグレーテイングを示す。a石英基板3の上に
スパツタリングによりコアガラス4を堆積させ
る。bコアガラスの上にグレーテイングを形成す
る。グレーテイングの形成には干渉露光法及び石
英のドライエツチングが利用できる。c前出の実
施例と同様に、基板側にもRF電力を印加しなが
ら、クラツドとなる石英をスパツタリングにより
堆積させる。実験的には1μmのピツチ、深さ0.5μ
mのグレーテイングの上に石英ガラスをスパツタ
するとき、ターゲツト側RF電力を1.8W/cm2、基
板側を0.16W/cm2とした。その結果第6図cのよ
うに完全に埋めこまれることを、断面の電子顕微
鏡観察により確認した。
なお、本発明で用いるターゲツトとしては、化
学蒸着法により不純物を添加したもの(文献:特
願昭56−199490)の他、石英と不純物の焼結体等
も利用できる。
以上説明したように、本発明によれば石英のス
パツタリングのみを用いて複雑な構造の導波路の
コア及びクラツドを堆積させるため、全工程が低
温ドライプロセスで統一される。従つて大量生産
に向いているのみならず、熱処理に伴う破損や変
形がない。またスパツタリングによる膜は均一で
散乱が少いので、より低損失で精度の高い導波回
路素子の作製が可能である等の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の化学蒸着法による石英光導波路
製造装置、第2図a〜cは通常の石英のスパツタ
リングにより生ずる空隙を示す導波路断面図、第
3図a〜eは本発明による製造プロセスを説明す
る図、第4図a〜dはスパツタリングによる空隙
の生因を説明する図、第5図は本発明において用
いられるスパツタリング装置、第6図a〜gは本
発明の他の実施例を示す説明図、第7図a〜c図
は本発明をグレーテイング付き導波路の製造に応
用したときのプロセスを示す。 1…マスフローコントローラ、2…高温炉、3
…石英基板、4…コアとなる石英ガラス、5…空
隙、6…Ti蒸着膜、7…フオトレジスト、8…
クラツドとなる石英ガラス、9…基板側電極、1
0…RF電源、11…ターゲツト、12…ターゲ
ツト側電極、13…RF電源、14…シヤツタ、
15…ベルジヤー、16…グレーテイング。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 石英又は石英にドーパントを添加したものを
    ターゲツトとする第1回目のスパツタリングによ
    り石英基板上に基板より屈折率の高い石英層を堆
    積させ、該石英層を導波路のコアとすべき所望の
    形状を残してエツチングしたものの上に、再び石
    英をターゲツトとする第2回目のスパツタリング
    によりクラツドすべき石英層を堆積させてコアを
    埋め込む製造方法において、第2回目のスパツタ
    リングの際、ターゲツト側電極と接地された電極
    との間に実質的にRF電力を印加すると共に、そ
    れより弱いRF電力を基板側電極と接地された電
    極の間にも印加することを特徴とする埋め込み型
    石英光導波路の製造方法。 2 石英基板上に導波路のコアとすべき所望の形
    状をした溝をエツチングにより設け、石英又は石
    英にドーパントを添加したものをターゲツトとす
    る第1回目のスパツタリングにより該石英基板上
    に基板より屈折率の高い石英層を堆積させるに際
    し、ターゲツト側電極と接地された電極との間に
    実質的にRF電力を印加すると共に、それより弱
    いRF電力を基板側電極と接地された電極の間に
    も印加しながらターゲツト材で前記の溝を埋め、
    かつ表面が平面になるまで堆積させた後、石英基
    板の最初の表面が現れるまでエツチングし、再び
    石英をターゲツトとする第2回目のスパツタリン
    グによりクラツドとすべき石英層を堆積させるこ
    とを特徴とする埋め込み型石英光導波路の製造方
    法。
JP57109795A 1982-06-28 1982-06-28 埋め込み型石英光導波路の製造方法 Granted JPS592008A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57109795A JPS592008A (ja) 1982-06-28 1982-06-28 埋め込み型石英光導波路の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57109795A JPS592008A (ja) 1982-06-28 1982-06-28 埋め込み型石英光導波路の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS592008A JPS592008A (ja) 1984-01-07
JPH0145881B2 true JPH0145881B2 (ja) 1989-10-05

Family

ID=14519409

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57109795A Granted JPS592008A (ja) 1982-06-28 1982-06-28 埋め込み型石英光導波路の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS592008A (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8414878D0 (en) * 1984-06-11 1984-07-18 Gen Electric Co Plc Integrated optical waveguides
JPS6197996A (ja) * 1984-10-19 1986-05-16 株式会社日立製作所 機構部品塔載用シヤ−シ
GB8514826D0 (en) * 1985-06-12 1985-07-17 Gen Electric Co Plc Optical waveguide
JPS62121407A (ja) * 1985-11-21 1987-06-02 Hitachi Ltd 光フイルタおよびそれを用いた波長多重伝送デバイス
US4973117A (en) * 1988-10-11 1990-11-27 Sony Corporation Secondary harmonic generator having waveguides for a laser beam
CA2249094A1 (en) * 1997-10-02 1999-04-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of manufacturing optical waveguide device using inductively coupled plasma system

Also Published As

Publication number Publication date
JPS592008A (ja) 1984-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4384038A (en) Method of producing integrated optical waveguide circuits and circuits obtained by this method
US20030024274A1 (en) Method of manufacturing a planar waveguide using ion exchange method
JP2006512611A (ja) 光導波路の作製方法
JPH0145881B2 (ja)
US6732550B2 (en) Method for performing a deep trench etch for a planar lightwave circuit
JP2621519B2 (ja) 光導波路及びその製造方法
JPH0527132A (ja) 導波路型光部品の製造方法
JP2000147293A (ja) 基板型光導波路およびその製造方法
JP4001416B2 (ja) 埋込プレーナ光波回路素子の製造方法
KR20020040551A (ko) 광도파로 및 그 제조방법
JPH05181031A (ja) 光導波路及びその製造方法
JP2927597B2 (ja) ガラス導波路の製造法
US20220179151A1 (en) Optical waveguide and manufacturing method thereof
JP2001074959A (ja) 埋め込み型光導波路及びその製造方法
JP3943149B2 (ja) 光導波路およびその製造方法
JP2606679B2 (ja) 光導波路の製造方法
JP2738121B2 (ja) 石英系光導波路の製造方法
KR100352645B1 (ko) 고온기판 화염가수분해증착법을 이용한 광소자용 평판형 실리카 광도파로 제작방법
KR100443591B1 (ko) 평판형 광도파로의 제조방법
JPH05150129A (ja) ガラス導波路の製造方法
JP3018688B2 (ja) Si基板を用いたガラス導波路の製造方法
JP2005345953A (ja) 光導波路とその製造方法
JPH095551A (ja) 石英系ガラス導波路素子の製造方法
JPH09243846A (ja) 高比屈折率差光導波路の製造方法
JPH06331844A (ja) 石英系光導波路及びその製造方法