JPH04344603A - 光導波路膜の形成方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光導波路の製造に適用す
ることができる光導波路膜の形成方法に関する。

【０００２】近年、光通信システムを加入者系に適用す
るための研究及び開発が実用化レベルで行われている。 加入者系において波長分割多重を利用した双方向光通信
を実現するためには、異なる波長の光信号を分離し或い
は合流するための光分波器が必要不可欠であり、この光
分波器の量産技術の確立が、加入者系光通信システムを
実用化する上でのキーテクノロジーの一つとなっている
。

【０００３】光分波器等の光デバイスの量産化に適した
形態として、光導波路型のものが知られている。この種
の導波路型光デバイスを製造するに際しては、良質な光
導波路膜を形成することが要求される。

【０００４】

【従来の技術】従来、光導波路膜の形成方法として火炎
堆積法が知られている。この方法は、原料ガスが供給さ
れるバーナの炎を基板に対して走査することを繰り返し
て、基板上に又は基板上に形成された光導波路膜上に酸
化物ガラススートを堆積させ、酸化物ガラススートを高
温下にてガラス化させるようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した光導波路膜の
形成方法による場合、基板上又は光導波路膜上に複数層
堆積させた酸化物ガラススートの組成が初期層と他の層
とで異なり、厚み方向に均一な屈折率の光導波路膜の形
成が困難であるという問題がある。

【０００６】例えば、第１クラッド上に形成されたコア
を被覆する目的で形成される第２クラッドの屈折率が厚
み方向に一定でないと、コアから第２クラッドへの伝搬
光の滲み出しが生じ、漏話や損失の増大等の不都合が生
じる。

【０００７】本発明はこのような点に鑑みて創作された
もので、屈折率が厚み方向について一定な光導波路膜の
形成方法の提供を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、原料ガスが供
給されるバーナの炎を基板に対して走査することを繰り
返して上記基板上に又は該基板上に形成された光導波路
膜上に酸化物ガラススートを堆積させ、該酸化物ガラス
スートを高温下にてガラス化させるようにした光導波路
膜の形成方法において、上記酸化物ガラススートの初期
層が堆積される際には、該初期層のガラス化後の屈折率
が低下するように上記原料ガスの組成を調整するように
したものである。

【０００９】

【作用】本発明方法によると、酸化物ガラススートの初
期層が堆積されるに際して、初期層のガラス化後の屈折
率が低下するように原料ガスの組成を調整するようにし
ているので、厚み方向に屈折率が一定な光導波路膜の形
成が可能になる。

【００１０】原料ガスがＳｉＣｌ４　及びＢＣｌ３　を
含んでいる場合には、原料ガスの組成の調整はＢＣｌ３
　の濃度が高くなるように行えば良い。

【００１１】また、原料ガスがＳｉＣｌ４　及びＰＯＣ
ｌ３　を含んでいる場合には、原料ガスの組成の調整は
ＰＯＣｌ３　の濃度が低下するように行えば良い。

【００１２】

【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１３】図１は本発明の望ましい実施例を示す光導
波路膜の形成装置の主要部の構成図である。２は原料ガ
ス並びに燃焼用のＯ２　及びＨ２　が供給されるバーナ
であり、このバーナ２は、Ｘ軸駆動装置４によって図中
の左右方向に等速度（例えば１００ｍｍ／秒）で往復走
査される。

【００１４】４はその上に基板８が載置されるステージ
であり、このステージ６は、Ｙ軸駆動装置１０によって
紙面の表面側から裏面側に向かう方向或いは裏面側から
表面側に向かう方向に等速度（例えば１ｍｍ／秒）で往
復動作する。基板８としては、半導体製造用に通常使用
されるシリコンウエハを採用することができる。

【００１５】１２は燃焼制御装置であり、Ｏ２　及びＨ
２　を所定の混合比で混合して所定の流量でバーナ２に
供給する。

【００１６】１４Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ燃料ガス供給装
置であり、ガスフローメータ１６Ａ，Ｂ，Ｃからそれぞ
れ送り込まれるＯ２　等のキャリアガスの流量に応じた
原料ガスを送り出す。原料ガス供給装置１４Ａ，Ｂ，Ｃ
にはそれぞれこの例ではＳｉＣｌ４　，ＰＯＣｌ３　，
ＢＢｒ３　が液相で充填されている。気相のＢＣｌ３　
を用いて、その流量を直接ガスフローメータで調整する
ようにしてもよい。１８は混合された原料ガスの総流量
を制御するためのガスフローメータである。

【００１７】バーナ２から吹き出された原料ガスは、燃
焼にともなう火炎加水分解によりＳｉＯ２　等の酸化物
となり、この酸化物は白色粉末状の酸化物ガラススート
として基板８上に堆積される。

【００１８】バーナ２の走査及びステージ６の移動によ
って、基板８上には均一の厚みで酸化物ガラススート２
０が堆積される。尚、基板８上に堆積した酸化物ガラス
スート２０は、次工程における電気炉等による加熱によ
ってガラス化され、光導波路膜となる。

【００１９】図２は、本実施例において形成された光導
波路膜を用いて構成される光導波路の厚み方向の屈折率
分布を従来技術による場合と比較した図である。（Ａ）
は従来技術を示し、（Ｂ）は本実施例を示す。

【００２０】８は基板、２２は基板８上に形成された比
較的低屈折率な第１クラッド、２４は第１クラッド２２
上に形成された比較的高屈折率なコア、２６はコア２４
を覆うように第１クラッド２２上に形成された第２クラ
ッドである。第２クラッド２６の屈折率は第１クラッド
２２の屈折率とほぼ等しい。コア２４は、コアとなるべ
き光導波路膜をエッチングして得ることができる。

【００２１】図中光導波路の右側に表された線図は、光
導波路の厚み方向の屈折率分布を表すグラフであり、縦
軸は光導波路の厚み方向の位置を表し、横軸は屈折率を
表す。屈折率はグラフ中で右側にいく程高くなる。また
、グラフにおいて実線で示されるのはコア２４を横切ら
ない断面における光導波路の厚み方向の屈折率分布を表
し、破線で示されるのはコア２４を横切る断面における
光導波路の厚み方向の屈折率分布を表す。

【００２２】従来技術による場合、図２（Ａ）に示すよ
うに、第１クラッド２２の基板８側の部分及び第２クラ
ッド２６の第１クラッド２２側の部分が部分的に高屈折
率になっていることがわかる。第２クラッド２６の第１
クラッド２２側の部分が高屈折率になっていると、コア
２４から第１クラッド２６内への伝搬光の滲み出しが発
生し、漏話特性が劣化するとともに損失が増大する。

【００２３】このようにクラッドの屈折率分布が不均一
になるのは、酸化物ガラススートの組成が、酸化物ガラ
ススートが堆積するものの温度に依存するからである。

【００２４】即ち、基板８上或いは第１クラッド２２上
に酸化物ガラススートの初期層が堆積される際には、被
堆積面は比較的低温でありしかも熱伝導性が良いので、
析出温度が低温になり屈折率が高くなるのに対して、堆
積された酸化物ガラススート上に次の酸化物ガラススー
トが堆積される際には、被堆積面が比較的高温でありし
かも熱伝導性が悪いので、析出温度は高温になり、屈折
率が低くなる。

【００２５】本実施例では、酸化物ガラススートの初期
層が堆積される際に、初期層のガラス化後の屈折率が低
下するように原料ガスの組成を調整し、図２（Ｂ）に示
すように、光導波路（第１クラッド２２及び第２クラッ
ド２６）の厚み方向の屈折率が一定になるようにしてい
る。

【００２６】これにより、製造された光導波路において
、コアからクラッドへの伝搬光の滲み出しがなくなり、
漏話特性を良好に維持することができるようになるとと
もに、損失特性が改善される。

【００２７】原料ガスの組成の調整を説明する。図２（
Ａ）に示された例においては、各キャリアガスをＳｉＣ
ｌ４　，ＰＯＣｌ３　に対してそれぞれ３００ｍｌ／分
、２００ｍｌ／分にしたときに、ＢＣｌ３の流量が４０
ｍｌ／分で一定にして、酸化物ガラススートを６層堆積
していた。また、分析結果から、酸化物ガラススートの
ガラス化後、第２クラッド２６の基板に近い側の２層に
相当する部分においてＢ２　Ｏ３　の濃度が低く、屈折
率が部分的に高くなっていることが明らかになった。

【００２８】そこで、本実施例においては、酸化物ガラ
ススートの初期の２層の堆積時にバーナに供給するＢＣ
ｌ３　の流量を６０ｍｌ／分とし、後半の４層に相当す
る部分を堆積するときのＢＣｌ３　の流量を４０ｍｌ／
分とした。また、他の原料ガスについては変更しなかっ
た。

【００２９】このようにして堆積した酸化物ガラススー
トを約１３００℃でガラス化したところ、図２（Ｂ）に
示したように、厚み方向に一定の屈折率を有するクラッ
ドが得られた。

【００３０】尚、ＢＣｌ３　の濃度を低下させることに
代えて、ＰＯＣｌ３　の濃度が高くなるようにしても良
い。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
屈折率が厚み方向について一定な光導波路の形成が可能
になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の望ましい実施例を示す光導波路膜の形
成装置の主要部の構成図である。

【図２】光導波路の厚み方向の屈折率分布の説明図であ
る。

【符号の説明】

２　　バーナ ６　　ステージ ８　　基板 ２０　　酸化物ガラススート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原料ガスが供給されるバーナ（２）　
   の炎を基板（８）　に対して走査することを繰り返して
   上記基板上に又は該基板上に形成された光導波路膜上に
   酸化物ガラススート（２０）を堆積させ、該酸化物ガラ
   ススートを高温下にてガラス化させるようにした光導波
   路膜の形成方法において、上記酸化物ガラススート（２
   ０）の初期層が堆積される際には、該初期層のガラス化
   後の屈折率が低下するように上記原料ガスの組成を調整
   することを特徴とする光導波路膜の形成方法。
2. 【請求項２】　　上記原料ガスはシリコン化合物及びホ
   ウ素化合物を含み、上記原料ガスの組成の調整は上記ホ
   ウ素化合物の濃度が高くなるようになされることを特徴
   とする請求項１に記載の光導波路膜の形成方法。
3. 【請求項３】　　上記原料ガスはシリコン化合物及びリ
   ン化合物を含み、上記原料ガスの組成の調整は上記リン
   化合物の濃度が低下するようになされることを特徴とす
   る請求項１に記載の光導波路膜の形成方法。