JPH02293351A - 光導波路の製造法とそれに使用するイオン交換マスク - Google Patents
光導波路の製造法とそれに使用するイオン交換マスクInfo
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- JPH02293351A JPH02293351A JP2094900A JP9490090A JPH02293351A JP H02293351 A JPH02293351 A JP H02293351A JP 2094900 A JP2094900 A JP 2094900A JP 9490090 A JP9490090 A JP 9490090A JP H02293351 A JPH02293351 A JP H02293351A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light 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
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- G02B6/134—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms
- G02B6/1345—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by substitution by dopant atoms using ion exchange
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、イオン交換マスクを備えないガラス基板表面
エリア内でイオンの源とガラス基板との間のイオン交換
が生じる、ガラス基板内でのイオン交換技術による光導
波路の製造法とその製造に用いるイオン交換マスクに関
する。
エリア内でイオンの源とガラス基板との間のイオン交換
が生じる、ガラス基板内でのイオン交換技術による光導
波路の製造法とその製造に用いるイオン交換マスクに関
する。
（従来の技術）
ガラス基板内でのイオン交換技術により製造された光導
波路は、光通信、センサ、及び他の関連する分野での光
信号処理の応用における使用のために有用である。
波路は、光通信、センサ、及び他の関連する分野での光
信号処理の応用における使用のために有用である。
イオン交換において、ガラス内に元々存在するイオン（
Ｎａ”イオン）を外部のイオン源からの他のイオン（Ｃ
ｓ”，Ｒｂ”，Ｌｉ’、Ｋ゛、Ａｇ”、Ｔビなど）と拡
散により交換することによってガラス基板の屈折率を局
所的に変更（増加）するとき、光導波路がガラス基板内
に形成される。イオン源は、一般的に、熔融塩溶液また
はガラスの表面に蒸着した銀膜からなる。イオン交換技
術の原理については、次の論文が参照される。
Ｎａ”イオン）を外部のイオン源からの他のイオン（Ｃ
ｓ”，Ｒｂ”，Ｌｉ’、Ｋ゛、Ａｇ”、Ｔビなど）と拡
散により交換することによってガラス基板の屈折率を局
所的に変更（増加）するとき、光導波路がガラス基板内
に形成される。イオン源は、一般的に、熔融塩溶液また
はガラスの表面に蒸着した銀膜からなる。イオン交換技
術の原理については、次の論文が参照される。
［１］アール．グイ．ラマスワミ （Ｒ．Ｖ．Ｒａｍａ
ｓｗａｍｙ）著、イオン交換されるガラス導彼路：レ
ビュー（Ｉｏｎ−ｅｘｃｈａｎｇｅｄＧｌａｓｓ Ｗ
ａｖｅｇｕｉｄｅ： Ａ Ｒｅｖｉｅｗ）、Ｊｏｕ
ｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙ，第６巻第６号、１９８８年６月。
ｓｗａｍｙ）著、イオン交換されるガラス導彼路：レ
ビュー（Ｉｏｎ−ｅｘｃｈａｎｇｅｄＧｌａｓｓ Ｗ
ａｖｅｇｕｉｄｅ： Ａ Ｒｅｖｉｅｗ）、Ｊｏｕ
ｒｎａｌ ｏｆ Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈ
ｎｏｌｏｇｙ，第６巻第６号、１９８８年６月。
伝統的に、マスク層として作用する金属膜は、ガラス基
板の表面の上に蒸着される。光導波路に対応する開口す
なわち窓は、次に、リングラフィ技術により金属膜にパ
ターンが形成される。イオンは、昇温された温度で開口
すなわち窓を通ってガラスの中に拡散される。イオン交
換の結果、ガラス基板の屈折率は、マスク開口で増加し
、このため、ガラス内に光導波路すなわち光チャネルが
形成される。
板の表面の上に蒸着される。光導波路に対応する開口す
なわち窓は、次に、リングラフィ技術により金属膜にパ
ターンが形成される。イオンは、昇温された温度で開口
すなわち窓を通ってガラスの中に拡散される。イオン交
換の結果、ガラス基板の屈折率は、マスク開口で増加し
、このため、ガラス内に光導波路すなわち光チャネルが
形成される。
イオン源が熔融塩からなるとき、今日普通には、ピンホ
ールすなわちマスクを貫通する点状腐食の形成を防ぐた
めの膜マスクとして、２層マスク（例えばＡ Ｉ ／Ａ
Ｉ ，０３）を使用する。しかし、般に、熔融塩溶液
は、長い拡散時間を必要とする深い光導波路の製造が困
難な程度にすべての金属マスクを腐食する。熔融塩溶液
に関連したマスクの使用の例は、次の論文に記載されて
いる。
ールすなわちマスクを貫通する点状腐食の形成を防ぐた
めの膜マスクとして、２層マスク（例えばＡ Ｉ ／Ａ
Ｉ ，０３）を使用する。しかし、般に、熔融塩溶液
は、長い拡散時間を必要とする深い光導波路の製造が困
難な程度にすべての金属マスクを腐食する。熔融塩溶液
に関連したマスクの使用の例は、次の論文に記載されて
いる。
［２］エイチ．ジエイ、リリエンホフ（Ｈ． ＪＬｉ
Ｉ ｉｅｎｈｏｆ）著、ガラス内の電界増大イオン交
換によるマルチモード光ストリノブ導波路の屈折率プロ
ファイル（Ｉ ｎｄｅｘ Ｐｒｏ ｆ ｉｌｅ ｏ
ｆ Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ ＯｐｔｉｃａＩ Ｓｔ
ｒｉｐ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｂｙ Ｆｉｅｌｄ
−ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ
ｉｎ Ｇｌａｓｓ）、Ｏｐｔ ｉｃｓＣｏｍｍｕｎ
ｉ ｃａ ｔ ｉ ｏｎ ｓ，第３５巻第１号、１９
８０年１０月。
Ｉ ｉｅｎｈｏｆ）著、ガラス内の電界増大イオン交
換によるマルチモード光ストリノブ導波路の屈折率プロ
ファイル（Ｉ ｎｄｅｘ Ｐｒｏ ｆ ｉｌｅ ｏ
ｆ Ｍｕｌｔｉｍｏｄｅ ＯｐｔｉｃａＩ Ｓｔ
ｒｉｐ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｂｙ Ｆｉｅｌｄ
−ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ
ｉｎ Ｇｌａｓｓ）、Ｏｐｔ ｉｃｓＣｏｍｍｕｎ
ｉ ｃａ ｔ ｉ ｏｎ ｓ，第３５巻第１号、１９
８０年１０月。
［３］エイジ オクダ（Ｅ ｉ ｊ ｉ Ｏｋｕｄａ
）著、ブレーナ勾配屈折率ガラス導波路と４端子分岐回
路と星型結合回路（Ｐｌａｎａｒ Ｇｒａｄｉｅｎｔ
−Ｉｎｄｅｘ Ｇｌａｓｓ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ
ａｎｄ ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ｔｏ ａ ４−ｐｏｒｔ Ｂｒａｎｃｈｅｄ
Ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ Ｓｔａｒ
Ｃｏｕｐｌｅｒ）、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，
第２３巻第１１号、１９８４年６月。
）著、ブレーナ勾配屈折率ガラス導波路と４端子分岐回
路と星型結合回路（Ｐｌａｎａｒ Ｇｒａｄｉｅｎｔ
−Ｉｎｄｅｘ Ｇｌａｓｓ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ
ａｎｄ ｉｔｓ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ
ｔｏ ａ ４−ｐｏｒｔ Ｂｒａｎｃｈｅｄ
Ｃｉｒｃｕｉｔ ａｎｄ Ｓｔａｒ
Ｃｏｕｐｌｅｒ）、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｏｐｔｉｃｓ，
第２３巻第１１号、１９８４年６月。
銀の薄膜は、熔融塩のイオン源の代わりに使用出来る。
銀（Ａｇ）の膜はガラス基板の表面に蒸着される。その
ため、イオン交換はこの銀膜と基板の他の側に位置する
カソード膜との間に結合される電界の影響の下に起こる
。光チャネルを製造するために、（銀膜に面する）アノ
ード側はパターンを形成せねばならない。このパターン
は、銀膜に直接に形成できる。わずかにより容易に実行
できる技法は、リングラフィ技法がアルミニウムに対し
てより適用しやすいので、ガラスと銀膜との間にパター
ンを形成したアルミニウムマスク膜を使用することであ
る。リソグラフィ工程は、高品質ガラス基板の上のクロ
ムのマスク膜からなる市販のＣｒマスクガラスを使用す
ることによって、省くことができる。製造者は、集積回
路の生産において非常に高精度で信頼性が高く使用され
るリソグラフィ技法によりクロム膜をパターン化する。
ため、イオン交換はこの銀膜と基板の他の側に位置する
カソード膜との間に結合される電界の影響の下に起こる
。光チャネルを製造するために、（銀膜に面する）アノ
ード側はパターンを形成せねばならない。このパターン
は、銀膜に直接に形成できる。わずかにより容易に実行
できる技法は、リングラフィ技法がアルミニウムに対し
てより適用しやすいので、ガラスと銀膜との間にパター
ンを形成したアルミニウムマスク膜を使用することであ
る。リソグラフィ工程は、高品質ガラス基板の上のクロ
ムのマスク膜からなる市販のＣｒマスクガラスを使用す
ることによって、省くことができる。製造者は、集積回
路の生産において非常に高精度で信頼性が高く使用され
るリソグラフィ技法によりクロム膜をパターン化する。
これらのクロムマスクは、熔融塩溶液がクロムを腐食す
るため、熔融塩溶液には使用出来ない。銀膜を有するマ
スクの使用の例は、次の論文に記載されている。
るため、熔融塩溶液には使用出来ない。銀膜を有するマ
スクの使用の例は、次の論文に記載されている。
［４］エス，ホンカネ７ （Ｓ．Ｈｏｎｋａｎｅｎ）Ｉ
Ｆ、ファイバ光センサ応用のための導波結合回路の製造
のためのイオン交換工程（Ｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ
Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｆａｂｒｉｃａｔｉ
ｏｎ ｏｆ ＷａｖｅｇｕｉｄｅＣｏｕｐｌｅｒｓ
ｆｏｒ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃ Ｓｅｎｓ
ｏｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）、Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、第６
１巻第５２頁〜第５６頁、１９８７年１月。
Ｆ、ファイバ光センサ応用のための導波結合回路の製造
のためのイオン交換工程（Ｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ
Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ Ｆａｂｒｉｃａｔｉ
ｏｎ ｏｆ ＷａｖｅｇｕｉｄｅＣｏｕｐｌｅｒｓ
ｆｏｒ Ｆｉｂｅｒ Ｏｐｔｉｃ Ｓｅｎｓ
ｏｒ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ）、Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ、第６
１巻第５２頁〜第５６頁、１９８７年１月。
［５コエー．ターボネン（Ａ．Ｔｅ ｒｖＯｎｅｎ）著
、導波路結合回路の製造のためのガラス内のイオン交換
法（Ｊｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｅ
ｓ ｉｎ Ｇｌａｓｓ ｆｏｒ Ｆａｂｒｉｃ
ａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｃｏｕ
ｐｌｅｒｓ）、ＳＰＩＥ第８６２巻一〇ｐｔｉｃａｌ
ｉｎｔｅｒｃｏｎｅｃｔｉｏｎＳ （１９８７年）
第３２頁〜第３９頁。
、導波路結合回路の製造のためのガラス内のイオン交換
法（Ｊｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｅ
ｓ ｉｎ Ｇｌａｓｓ ｆｏｒ Ｆａｂｒｉｃ
ａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｃｏｕ
ｐｌｅｒｓ）、ＳＰＩＥ第８６２巻一〇ｐｔｉｃａｌ
ｉｎｔｅｒｃｏｎｅｃｔｉｏｎＳ （１９８７年）
第３２頁〜第３９頁。
銀膜はマスク膜の開口を通してガラス基板に接触するよ
うにされているので、マスクにおける段落及び／又は端
部は、深い光チャネルを形成し厚い銀膜を使用するとき
に、イオン交換の制御を乱す。文献［５］に開示された
方法では、ガラスの表面に形成されたカリウムを含むゾ
ーンが金属膜の面の中に使用され、こうして、銀膜を上
に形成するための平らな面を得る。この方法の問題は、
マスクゾーン内のカリウムイオンが処理温度（約２００
゜Ｃ）で低い移動度を有するけれども、カリウムイオン
の一部は銀イオンで置換され、マスクエリア内の屈折率
を変えることである。この理由のために、長い拡散時間
を要する深い光チャネルが製造されるときに、カリウム
を含むゾーンが十分効率的には作用しない。さらに、こ
れは、ある応用においては異なったチャネルの間でのク
ロストークを生じることがある。
うにされているので、マスクにおける段落及び／又は端
部は、深い光チャネルを形成し厚い銀膜を使用するとき
に、イオン交換の制御を乱す。文献［５］に開示された
方法では、ガラスの表面に形成されたカリウムを含むゾ
ーンが金属膜の面の中に使用され、こうして、銀膜を上
に形成するための平らな面を得る。この方法の問題は、
マスクゾーン内のカリウムイオンが処理温度（約２００
゜Ｃ）で低い移動度を有するけれども、カリウムイオン
の一部は銀イオンで置換され、マスクエリア内の屈折率
を変えることである。この理由のために、長い拡散時間
を要する深い光チャネルが製造されるときに、カリウム
を含むゾーンが十分効率的には作用しない。さらに、こ
れは、ある応用においては異なったチャネルの間でのク
ロストークを生じることがある。
本発明の目的は、上述の問題点を防止した光導波路の新
しい製造法とイオン交換マスクを提供することである。
しい製造法とイオン交換マスクを提供することである。
（問題点を解決するための手段）
本発明に係る光導波路の製造法は、第１のイオン交換マ
スクを備えないガラス基板表面エリア内でイオン源とガ
ラス基板との間のイオン交換が生じる、ガラス基板内で
のイオン交換技術による光導波路の製造法において、上
記のイオン交換マスクがガラス基板の表面に刑成される
空乏エリアによって形成されることを特徴とする。
スクを備えないガラス基板表面エリア内でイオン源とガ
ラス基板との間のイオン交換が生じる、ガラス基板内で
のイオン交換技術による光導波路の製造法において、上
記のイオン交換マスクがガラス基板の表面に刑成される
空乏エリアによって形成されることを特徴とする。
本発明に係る第２の光導波路の製造法においては、上記
の空乏エリアの形成工程が、上記の第１の製造法におけ
るガラス基板の表面に第１の金属膜を蒸着する工程と、
光導波路を形成するためのエリアから第１金属膜を除去
する工程と、ガラス基板の反対側に第２の金属膜を蒸着
する工程と、第１金属膜の下のガラス基板の表面内のイ
オンが表面の近くから移動して、空乏エリアが表面内に
形成されるように、第１と第２の金属膜の間に電界を結
合する工程と、上記の両金属膜を除去する工程とからな
ることを特徴とする。
の空乏エリアの形成工程が、上記の第１の製造法におけ
るガラス基板の表面に第１の金属膜を蒸着する工程と、
光導波路を形成するためのエリアから第１金属膜を除去
する工程と、ガラス基板の反対側に第２の金属膜を蒸着
する工程と、第１金属膜の下のガラス基板の表面内のイ
オンが表面の近くから移動して、空乏エリアが表面内に
形成されるように、第１と第２の金属膜の間に電界を結
合する工程と、上記の両金属膜を除去する工程とからな
ることを特徴とする。
さらに本発明に係るイオン交換マスクは、ガラス基板内
でのイオン交換技術による光導波路の製造法のために使
用するイオン交換マスクであって、イオン交換マスクが
ガラス基板の表面に形成される空乏エリアからなること
を特徴とする。
でのイオン交換技術による光導波路の製造法のために使
用するイオン交換マスクであって、イオン交換マスクが
ガラス基板の表面に形成される空乏エリアからなること
を特徴とする。
（作用）
本発明の基本的思想は、ガラス基板の１つの側に形成さ
れた金属膜マスク（アノード）とガラス基板の他方の側
に形成された金属膜（カソード）との間に、昇温された
温度で、電界が結合されることである。そこで、この金
属膜の下の（ナトリウムイオンなどの）陽イオンは、表
面の近《から移動して、いわゆる空乏エリア（デブリー
ションエリア）を形成する。ここで用いられたように、
「空乏エリア」という用語は、ナトリウムイオンがたと
えあるとしてもほとんど存在しないガラス基板のエリア
をいう。金属マスクが除去されるとき、空乏エリアパタ
ーンがガラス基板の表面に残される。この空乏エリアの
パターンは、金属膜マスクパターンの「コピー」である
。次に、通常のイオン交換工程が、イオン源として銀膜
または熔融塩を用いて、実行される。ガラス基板の表面
に形成された空乏エリアはイオン交換マスクとして作用
し、イオン交換は、空乏エリアの間の領域内において（
元の金属マスクの開口で）のみ起こる。
れた金属膜マスク（アノード）とガラス基板の他方の側
に形成された金属膜（カソード）との間に、昇温された
温度で、電界が結合されることである。そこで、この金
属膜の下の（ナトリウムイオンなどの）陽イオンは、表
面の近《から移動して、いわゆる空乏エリア（デブリー
ションエリア）を形成する。ここで用いられたように、
「空乏エリア」という用語は、ナトリウムイオンがたと
えあるとしてもほとんど存在しないガラス基板のエリア
をいう。金属マスクが除去されるとき、空乏エリアパタ
ーンがガラス基板の表面に残される。この空乏エリアの
パターンは、金属膜マスクパターンの「コピー」である
。次に、通常のイオン交換工程が、イオン源として銀膜
または熔融塩を用いて、実行される。ガラス基板の表面
に形成された空乏エリアはイオン交換マスクとして作用
し、イオン交換は、空乏エリアの間の領域内において（
元の金属マスクの開口で）のみ起こる。
（発明の効果）
本発明の効果には次のようなものがある。
元の金属マスク内に含まれるピンホールは、空乏エリア
内でふさがれる。これは、電界を使用した長いイオン交
換工程において非常に重要である。
内でふさがれる。これは、電界を使用した長いイオン交
換工程において非常に重要である。
金属マスクとは異なっているので、イオン交換マスクで
ある空乏エリアのマスクは、長い工程でさえも熔融塩溶
液によって疲労しないし、腐食されない。
ある空乏エリアのマスクは、長い工程でさえも熔融塩溶
液によって疲労しないし、腐食されない。
空乏エリアのマスクは、ガラス基板内に比較的深く侵入
出来、これにより、基板の表面の方向での側方のイオン
交換を制限する。これは、非常に対称的な一様な光導波
路の生産を可能にする。さラニ、元の金属マスクの開口
よりさらに狭い光チャネルを提供することが可能になり
、これは、適用されるリングラフィ技術から要求される
標準を減少する。
出来、これにより、基板の表面の方向での側方のイオン
交換を制限する。これは、非常に対称的な一様な光導波
路の生産を可能にする。さラニ、元の金属マスクの開口
よりさらに狭い光チャネルを提供することが可能になり
、これは、適用されるリングラフィ技術から要求される
標準を減少する。
この発明は、市販のＣｒマスクガラスの使用を可能にす
る。
る。
完全な平面の表面が得られ、厚い銀膜からの長いイオン
交換を利用出来る。もしイオン交換が銀膜の蒸着中に真
空中で実行されるならば、銀膜は、表面にパターンが形
成されたマスクを使用する場合よりも、ガラスに良く付
着する。
交換を利用出来る。もしイオン交換が銀膜の蒸着中に真
空中で実行されるならば、銀膜は、表面にパターンが形
成されたマスクを使用する場合よりも、ガラスに良く付
着する。
（実施例）
本発明は、以下で、添付の図面を参照して、実施例によ
りさらに詳細に説明される。第１図から第５図までは、
本発明の製造法の異なった操作ステップを示す。
りさらに詳細に説明される。第１図から第５図までは、
本発明の製造法の異なった操作ステップを示す。
本発明に係る光導波路の製造法において、金属の薄膜２
が、たとえばスパッタリングによって、好ましくはシー
ト状のガラス基板ｌの１つの平らな表面に付着される。
が、たとえばスパッタリングによって、好ましくはシー
ト状のガラス基板ｌの１つの平らな表面に付着される。
開口４は、第１図に示すように、リングラフィ技法によ
って、金属の膜２の中にパターンが形成される。本発明
で使用される薄膜マスクは、いわゆるポジティブマスク
パターンを形成する。ここで、開口４は、所望の光導波
路に対応し、マスク膜２Ａと２Ｂからなる薄膜エリア２
は、イオン交換とその結果生じる光導波路の形成とが起
こるエリアに対応する。さらに、金属膜３が、ガラス基
板Ｉの反対側に形成される。
って、金属の膜２の中にパターンが形成される。本発明
で使用される薄膜マスクは、いわゆるポジティブマスク
パターンを形成する。ここで、開口４は、所望の光導波
路に対応し、マスク膜２Ａと２Ｂからなる薄膜エリア２
は、イオン交換とその結果生じる光導波路の形成とが起
こるエリアに対応する。さらに、金属膜３が、ガラス基
板Ｉの反対側に形成される。
別の方法として、文献［５］に記載されたような市販の
マスク板、すなわちガラス基板に蒸着されたクロムの薄
膜のマスクを使用してもよい。
マスク板、すなわちガラス基板に蒸着されたクロムの薄
膜のマスクを使用してもよい。
本実施例の方法の第２の操作ステップでは、ガラス基板
ｌの温度が（たとえば３５０’Ｃに）上昇され、電源の
正側の端子をマスク膜２Ａ，２Ｂに、ｉ側の端子を金属
膜３に結合することにより、マスク膜２Ａ，２Ｂと金属
膜３との間に電界が印加される。電界の作用の下でマス
ク膜２Ａ，２Ｂの下方のガラス基板ｌの表面内のナトリ
ウムイオンＮａ’は、表面近くから離れて金属膜３（カ
ソード）の方へ動《。第２図に示すように、ナトリウム
イオンをたとえあるとしてもほとんど含まないいわゆる
空乏エリア５Ａ，５Ｂが、マスク膜２Ａ，２Ｂ（アノー
ド）の下に、ガラス基板１内に所定の深さまで侵入して
、形成される。マスク膜の開口４では、ナトリウムイオ
ンの空乏（デブリーション）は生じないので、ナトリウ
ムイオンの量は、基板ｌの表面内において開口４に残る
エリア６内で正常である。
ｌの温度が（たとえば３５０’Ｃに）上昇され、電源の
正側の端子をマスク膜２Ａ，２Ｂに、ｉ側の端子を金属
膜３に結合することにより、マスク膜２Ａ，２Ｂと金属
膜３との間に電界が印加される。電界の作用の下でマス
ク膜２Ａ，２Ｂの下方のガラス基板ｌの表面内のナトリ
ウムイオンＮａ’は、表面近くから離れて金属膜３（カ
ソード）の方へ動《。第２図に示すように、ナトリウム
イオンをたとえあるとしてもほとんど含まないいわゆる
空乏エリア５Ａ，５Ｂが、マスク膜２Ａ，２Ｂ（アノー
ド）の下に、ガラス基板１内に所定の深さまで侵入して
、形成される。マスク膜の開口４では、ナトリウムイオ
ンの空乏（デブリーション）は生じないので、ナトリウ
ムイオンの量は、基板ｌの表面内において開口４に残る
エリア６内で正常である。
続いて、金属膜２Ａ，２Ｂと３は、第３Ａ図に示される
ように除かれる。これにより、上に説明したように形成
された空乏エリア５Ａと５Ｂは、ガラス基板１の表面内
に永久的に残り、元のマスクパターンの「コピー」を形
成する。ここで、空乏エリア５Ａ，５Ｂは、前に金属マ
スク２Ａ，２Ｂで覆われたエリアに対応する。
ように除かれる。これにより、上に説明したように形成
された空乏エリア５Ａと５Ｂは、ガラス基板１の表面内
に永久的に残り、元のマスクパターンの「コピー」を形
成する。ここで、空乏エリア５Ａ，５Ｂは、前に金属マ
スク２Ａ，２Ｂで覆われたエリアに対応する。
生成された空乏エリア５Ａと５Ｂの間のエリア６は、好
ましくは、金属膜２内の元の開口４よりわずかに狭くさ
れる。これは、リングラフィ技法から要求される標準を
低くする。
ましくは、金属膜２内の元の開口４よりわずかに狭くさ
れる。これは、リングラフィ技法から要求される標準を
低くする。
この発明により空乏エリアでマスクされたガラス基板ｌ
は、通常のイオン交換技法と結合して，そういうものと
して使用できる。
は、通常のイオン交換技法と結合して，そういうものと
して使用できる。
第４Ａ図において、例えば、イオン源として作用する熔
融塩溶液（ＡｇＮ○３など）は、上昇した温度（たとえ
ば２５０゜Ｃ）でガラス基板ｌのマスクされた表面に影
響することか可能になる。実際、ガラス基仮ｌは熔融塩
の中に浸される。塩溶ｌ夜Ａ ｇ Ｎ Ｏ ３とガラス
基板Ｉとの間のイオン交換は、ナトリウムイオンを含む
マスクされていないエリア６内でだけ起こり、マスクさ
れた空乏エリア５Ａと５Ｂ内では、ナトリウムイオンは
Ａｇ゛イオンとの置換により含まれないので、イオン交
換は起こらない。イオン交換が十分長時間続くと、大量
のＡｇ゜イオンがエリア６内に集まる。Δｇ゜イオンは
、この特定のエリア６内でガラス屈折率を増加して、第
５図に示すような光導波路６、８を形成する。池の広く
使用されている熔融塩溶液には、ＫＮＯ３、Ｃ ｓ Ｎ
Ｏ ３、ＴＩＮ○３、ＮａＮｏ３がある。
融塩溶液（ＡｇＮ○３など）は、上昇した温度（たとえ
ば２５０゜Ｃ）でガラス基板ｌのマスクされた表面に影
響することか可能になる。実際、ガラス基仮ｌは熔融塩
の中に浸される。塩溶ｌ夜Ａ ｇ Ｎ Ｏ ３とガラス
基板Ｉとの間のイオン交換は、ナトリウムイオンを含む
マスクされていないエリア６内でだけ起こり、マスクさ
れた空乏エリア５Ａと５Ｂ内では、ナトリウムイオンは
Ａｇ゛イオンとの置換により含まれないので、イオン交
換は起こらない。イオン交換が十分長時間続くと、大量
のＡｇ゜イオンがエリア６内に集まる。Δｇ゜イオンは
、この特定のエリア６内でガラス屈折率を増加して、第
５図に示すような光導波路６、８を形成する。池の広く
使用されている熔融塩溶液には、ＫＮＯ３、Ｃ ｓ Ｎ
Ｏ ３、ＴＩＮ○３、ＮａＮｏ３がある。
側方のイオン交換は、エリア６と空乏エリア５Δ ５Ｂ
との間で可能でなく、これは、より対称的な一様な光導
波路の製造を可能にする。
との間で可能でなく、これは、より対称的な一様な光導
波路の製造を可能にする。
他の方法では、第３Ｂ図に示すように、元のマスク膜２
Ａ，２Ｂは、空乏エリア５Ａ，５Ｂの形成の後で除去で
き、イオン源として作用する銀膜７は、第４Ｂ図に示す
ように、ガラス基板１の表面の上に直接に形成出来る。
Ａ，２Ｂは、空乏エリア５Ａ，５Ｂの形成の後で除去で
き、イオン源として作用する銀膜７は、第４Ｂ図に示す
ように、ガラス基板１の表面の上に直接に形成出来る。
電界は、上昇された温度で、銀膜７と金属膜３（基板の
反対側に設けられる）との間で結合される。こうして、
イオン交換は、第４Ａ図を用いて説明されたのと同様に
、前にマスクされていないエリア６内でだけ起こる。
反対側に設けられる）との間で結合される。こうして、
イオン交換は、第４Ａ図を用いて説明されたのと同様に
、前にマスクされていないエリア６内でだけ起こる。
その結果、第５図の光導波路が得られる。
なお、上記の説明と図面は、本発明を説明するためにの
み用いられた。しかし、本発明に係る方法は、特許請求
の範囲の記載事項内で変更してもよい。
み用いられた。しかし、本発明に係る方法は、特許請求
の範囲の記載事項内で変更してもよい。
第１図、第２図、第３Ａ図、第３Ｂ図、第４Ａ図、第４
Ｂ図および第５図は、光導波路の製造法の操作ステノブ
を順次示す断面図である。 １・・ガラス基板、 ２・・・金属膜（マスク膜）、 ３ ・金属膜、 ４・・・開口 ５Ａ，５Ｂ・・・空乏エリア、 ７・銀膜、 ８・・・光導波路。 特許出願人 オイ・ノ牛ア・アクチポラゲノト代理人
弁理士 青山 葆 はか１名
Ｂ図および第５図は、光導波路の製造法の操作ステノブ
を順次示す断面図である。 １・・ガラス基板、 ２・・・金属膜（マスク膜）、 ３ ・金属膜、 ４・・・開口 ５Ａ，５Ｂ・・・空乏エリア、 ７・銀膜、 ８・・・光導波路。 特許出願人 オイ・ノ牛ア・アクチポラゲノト代理人
弁理士 青山 葆 はか１名
Claims (6)
- （１）イオン交換マスクを備えないガラス基板表面エリ
ア内でイオン源とガラス基板との間のイオン交換が生じ
る、ガラス基板内でのイオン交換技術による光導波路の
製造法において、 上記のイオン交換マスクがガラス基板の表面に形成され
る空乏エリアによって形成されることを特徴とする光導
波路の製造法。 - （２）ガラス基板の表面に第１の金属膜を蒸着する工程
と、 光導波路を形成するためのエリアから第１金属膜を除去
する工程と、 ガラス基板の反対側に第２の金属膜を蒸着する工程と、 第１金属膜の下のガラス基板の表面内のイオンが表面の
近くから移動して、空乏エリアが表面内に形成されるよ
うに、第１と第２の金属膜の間に電界を結合する工程と
、 上記の両金属膜を除去する工程と によって上記の空乏エリアが形成されることを特徴とす
る請求項１に記載された製造法。 - （３）上記のイオンがナトリウムイオンであることを特
徴とする請求項１又は請求項２に記載された製造法。 - （４）上記のイオン源が熔融塩溶液からなることを特徴
とする請求項１、請求項２または請求項３に記載された
製造法。 - （５）上記のイオン源がガラス基板の表面の上に直接形
成された銀の膜からなることを特徴とする請求項１、請
求項２または請求項３に記載された製造法。 - （６）ガラス基板内でのイオン交換技術による光導波路
の製造法のために使用するイオン交換マスクであって、
イオン交換マスクがガラス基板の表面に形成される空乏
エリアからなることを特徴とするイオン交換マスク。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI891767 | 1989-04-13 | ||
| FI891767A FI82989C (fi) | 1989-04-13 | 1989-04-13 | Foerfarande foer framstaellning av en ljusvaogledare. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02293351A true JPH02293351A (ja) | 1990-12-04 |
Family
ID=8528244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2094900A Pending JPH02293351A (ja) | 1989-04-13 | 1990-04-10 | 光導波路の製造法とそれに使用するイオン交換マスク |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5035734A (ja) |
| EP (1) | EP0392375B1 (ja) |
| JP (1) | JPH02293351A (ja) |
| DE (1) | DE69010249T2 (ja) |
| ES (1) | ES2055820T3 (ja) |
| FI (1) | FI82989C (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015034108A (ja) * | 2013-08-08 | 2015-02-19 | 国立大学法人東京工業大学 | 両面化学強化ガラスおよびその製造方法 |
| JP2020200208A (ja) * | 2019-06-07 | 2020-12-17 | 国立大学法人東京工業大学 | 両面化学強化ガラス板、その製造方法、並びに両面化学強化ガラス板を含む製品 |
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Cited By (2)
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| JP2020200208A (ja) * | 2019-06-07 | 2020-12-17 | 国立大学法人東京工業大学 | 両面化学強化ガラス板、その製造方法、並びに両面化学強化ガラス板を含む製品 |
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