JPH05157925A - 石英系光導波路及びその製造方法 - Google Patents
石英系光導波路及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH05157925A JPH05157925A JP32290391A JP32290391A JPH05157925A JP H05157925 A JPH05157925 A JP H05157925A JP 32290391 A JP32290391 A JP 32290391A JP 32290391 A JP32290391 A JP 32290391A JP H05157925 A JPH05157925 A JP H05157925A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- clad film
- film
- lower clad
- silica
- forming
- 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.)
- Granted
Links
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
- G02B2006/12133—Functions
- G02B2006/12147—Coupler
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 方向性結合器等の再現性に優れた回路特性を
有する石英系光導波路を製造する。 【構成】 基板１１上にＦＨＤ法によりホウ素やリンの
ドーパントを含むと共に純粋石英ガラスと同屈折率を有
する石英系ガラスからなる第一下側クラッド膜１２を形
成し、次に、ＥＣＲ堆積法、ＣＶＤ堆積法又はスパッタ
堆積法により純粋石英ガラスからなる第二下側クラッド
膜１３を形成し、この上にコア部１５、１６及び上側ク
ラッド膜１４を形成し、且つ第一下側クラッド膜１２の
膜厚を第二下側クラッド膜１３より大きくする。
有する石英系光導波路を製造する。 【構成】 基板１１上にＦＨＤ法によりホウ素やリンの
ドーパントを含むと共に純粋石英ガラスと同屈折率を有
する石英系ガラスからなる第一下側クラッド膜１２を形
成し、次に、ＥＣＲ堆積法、ＣＶＤ堆積法又はスパッタ
堆積法により純粋石英ガラスからなる第二下側クラッド
膜１３を形成し、この上にコア部１５、１６及び上側ク
ラッド膜１４を形成し、且つ第一下側クラッド膜１２の
膜厚を第二下側クラッド膜１３より大きくする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、製造時におけるコア部
の熱的な変形を抑制した石英系光導波路及びその製造方
法に関する。
の熱的な変形を抑制した石英系光導波路及びその製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの普及に伴って、より低
価格で信頼性の高い光部品に対する要求が高まって来て
いる。このような要求を満足するものの一つとして、光
導波路により構成される導波路型光回路が知られてお
り、この導波路型光回路はフォトリソグラフィ技術等に
より平面基板上に一括して大量に形成できるため、複雑
な回路の集積化の可能性のある部品形態として注目され
ている。
価格で信頼性の高い光部品に対する要求が高まって来て
いる。このような要求を満足するものの一つとして、光
導波路により構成される導波路型光回路が知られてお
り、この導波路型光回路はフォトリソグラフィ技術等に
より平面基板上に一括して大量に形成できるため、複雑
な回路の集積化の可能性のある部品形態として注目され
ている。
【０００３】かかる光導波路の材料として、ガラスや合
成樹脂或いは半導体結晶等が検討されているが、石英ガ
ラス基板やシリコン基板上に石英系ガラス材料を基本と
して構成される石英系光導波路は、石英系光ファイバと
の接続にも適し低損失であることから、実用的な導波路
形光回路として期待されている。
成樹脂或いは半導体結晶等が検討されているが、石英ガ
ラス基板やシリコン基板上に石英系ガラス材料を基本と
して構成される石英系光導波路は、石英系光ファイバと
の接続にも適し低損失であることから、実用的な導波路
形光回路として期待されている。
【０００４】従来の光導波路の一例として方向性結合器
の概念及びそのＢ−Ｂ線断面形状を図８及び図９に示
す。両図に示すように、基板１上に形成された下側クラ
ッド膜２と上側クラッド膜３との間には、それぞれ光導
波路を構成する二本のコア部４,５が埋設されており、
これらコア部４,５の中央部分が相互に近接状態となっ
て光結合部６を形成している。この方向性結合器７は、
導波路型光回路の基本回路であり、光学的干渉系を構成
するための光分岐部や光合波部に用いられたり、或いは
信号光を任意の比率で分岐する光分岐回路等として用い
られることは、周知の通りである。
の概念及びそのＢ−Ｂ線断面形状を図８及び図９に示
す。両図に示すように、基板１上に形成された下側クラ
ッド膜２と上側クラッド膜３との間には、それぞれ光導
波路を構成する二本のコア部４,５が埋設されており、
これらコア部４,５の中央部分が相互に近接状態となっ
て光結合部６を形成している。この方向性結合器７は、
導波路型光回路の基本回路であり、光学的干渉系を構成
するための光分岐部や光合波部に用いられたり、或いは
信号光を任意の比率で分岐する光分岐回路等として用い
られることは、周知の通りである。
【０００５】このような光導波路は、四塩化硅素（Ｓi
Ｃl4）等の火炎加水分解反応（FlameHydrolysis Deposi
tion）を利用するガラス膜堆積技術（以下、ＦＨＤ堆積
法と呼称する）と、反応性イオンエッチング法によるガ
ラス膜の微細加工技術との組み合わせにより形成され
る。
Ｃl4）等の火炎加水分解反応（FlameHydrolysis Deposi
tion）を利用するガラス膜堆積技術（以下、ＦＨＤ堆積
法と呼称する）と、反応性イオンエッチング法によるガ
ラス膜の微細加工技術との組み合わせにより形成され
る。
【０００６】即ち、その製造手順を表す図１０〜図１４
に示すように、四塩化ケイ素や四塩化ゲルマニウム（Ｇ
eＣl4）,四塩化チタン（ＴiＣl4）,三塩化リン（ＰＣ
l3）,三塩化ホウ素（ＢＣl3）等を出発原料として、図
１０に示す基板１上に多孔質の下側クラッド膜２をＦＨ
Ｄ堆積法により形成し（図１１参照）、同様にしてこの
下側クラッド膜２の表面に多孔質のコア膜８をＦＨＤ堆
積法により堆積させる（図１２参照）。このようにして
堆積した下側クラッド膜２及びコア膜８を１０００℃以
上に加熱保持する高温処理を施して透明ガラス化する。
に示すように、四塩化ケイ素や四塩化ゲルマニウム（Ｇ
eＣl4）,四塩化チタン（ＴiＣl4）,三塩化リン（ＰＣ
l3）,三塩化ホウ素（ＢＣl3）等を出発原料として、図
１０に示す基板１上に多孔質の下側クラッド膜２をＦＨ
Ｄ堆積法により形成し（図１１参照）、同様にしてこの
下側クラッド膜２の表面に多孔質のコア膜８をＦＨＤ堆
積法により堆積させる（図１２参照）。このようにして
堆積した下側クラッド膜２及びコア膜８を１０００℃以
上に加熱保持する高温処理を施して透明ガラス化する。
【０００７】しかる後、光導波路となるコア部４,５の
部分以外のコア膜８の不必要な部分を反応性イオンエッ
チング法により除去し（図１３参照）、続いて上側クラ
ッド膜３をＦＨＤ堆積法により下側クラッド膜２の表面
に堆積させてコア部４,５をこれら下側クラッド膜２及
び上側クラッド膜３で覆い（図２４参照）、最後にこの
上側クラッド膜３を高温処理して透明ガラス化すること
により、図８及び図９に示す如き方向性結合器７が得ら
れる。
部分以外のコア膜８の不必要な部分を反応性イオンエッ
チング法により除去し（図１３参照）、続いて上側クラ
ッド膜３をＦＨＤ堆積法により下側クラッド膜２の表面
に堆積させてコア部４,５をこれら下側クラッド膜２及
び上側クラッド膜３で覆い（図２４参照）、最後にこの
上側クラッド膜３を高温処理して透明ガラス化すること
により、図８及び図９に示す如き方向性結合器７が得ら
れる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図８及び図９に示した
方向性結合器７は、その結合特性を光結合部６における
一対のコア部４,５の間隔に大きく依存しているため、
これらコア部４,５の間隔を精度良く製作することが極
めて重要となる。
方向性結合器７は、その結合特性を光結合部６における
一対のコア部４,５の間隔に大きく依存しているため、
これらコア部４,５の間隔を精度良く製作することが極
めて重要となる。
【０００９】従来のＦＨＤ堆積法は、ガラスの堆積速度
が速いことから厚いガラス膜を形成するのに有利であ
り、しかも一度に多数の光導波路を製造することができ
る等の利点を有している。しかし、ＦＨＤ堆積法ではク
ラッド膜２,３やコア膜８を多孔質ガラスとして堆積す
るため、これらを１０００℃以上の高温処理によって透
明ガラス化させる工程が必要となる。この結果、高温処
理の際に軟化した下側クラッド膜２とコア膜８及びコア
部４,５と上側クラッド膜３とが流動し、これらが混ざ
り合ってしまう問題があった。
が速いことから厚いガラス膜を形成するのに有利であ
り、しかも一度に多数の光導波路を製造することができ
る等の利点を有している。しかし、ＦＨＤ堆積法ではク
ラッド膜２,３やコア膜８を多孔質ガラスとして堆積す
るため、これらを１０００℃以上の高温処理によって透
明ガラス化させる工程が必要となる。この結果、高温処
理の際に軟化した下側クラッド膜２とコア膜８及びコア
部４,５と上側クラッド膜３とが流動し、これらが混ざ
り合ってしまう問題があった。
【００１０】そこで、クラッド膜やコア部内のホウ素や
リンの添加量を変化させ、下側クラッド膜２、コア部
４,５、上側クラッド膜３の順にガラスの透明化温度を
低く設定し、コア膜８の透明ガラス化の際に既に透明化
した下側クラッド膜２の軟化に伴う流動を防止する一
方、上側クラッド膜３の透明ガラス化の際に既に透明化
した下側クラッド膜２及びコア部４,５の軟化に伴う流
動を防止している。
リンの添加量を変化させ、下側クラッド膜２、コア部
４,５、上側クラッド膜３の順にガラスの透明化温度を
低く設定し、コア膜８の透明ガラス化の際に既に透明化
した下側クラッド膜２の軟化に伴う流動を防止する一
方、上側クラッド膜３の透明ガラス化の際に既に透明化
した下側クラッド膜２及びコア部４,５の軟化に伴う流
動を防止している。
【００１１】しかしながら、これら下側クラッド膜２、
コア部４,５、上側クラッド膜３の透明ガラス化温度を
最大でも２００度前後の差しか与えることができないた
め、コア膜８や上側クラッド膜３に対する１０００℃以
上の高温処理時に、既に透明ガラス化した下側クラッド
膜２やコア部４,５の軟化を完全に防止することができ
ない。これによる影響は、特に矩形状の断面に加工した
コア部４,５に著しく現れることとなる。即ち、コア膜
８を反応性イオンエッチング法によりエッチング処理し
て得られるコア部４,５を上側クラッド膜３で埋め込む
際、このコア部４,５が図１５に示すようにその軟化に
伴って傾いたり、図１６に示すように円形断面に変形し
てしまう等、種々の問題が生じてしまう。
コア部４,５、上側クラッド膜３の透明ガラス化温度を
最大でも２００度前後の差しか与えることができないた
め、コア膜８や上側クラッド膜３に対する１０００℃以
上の高温処理時に、既に透明ガラス化した下側クラッド
膜２やコア部４,５の軟化を完全に防止することができ
ない。これによる影響は、特に矩形状の断面に加工した
コア部４,５に著しく現れることとなる。即ち、コア膜
８を反応性イオンエッチング法によりエッチング処理し
て得られるコア部４,５を上側クラッド膜３で埋め込む
際、このコア部４,５が図１５に示すようにその軟化に
伴って傾いたり、図１６に示すように円形断面に変形し
てしまう等、種々の問題が生じてしまう。
【００１２】このため、方向性結合器等の導波回路を精
度よく作製するためには、コア部４、５が第二クラッド
膜３の透明化する高温工程で変形しないよう、コア部
４、５の軟化温度をできるだけ高くする必要がある。そ
こで、電子サイクロトロン共鳴（Electron Cyclotron R
esananse）により酸素をイオン化したプラズマ流を用い
るＥＣＲ堆積法によりホウ素やリンをドーパントとして
一切使用しないで熱的に強固なコア部を作製する方法を
先に提案した（特願平３−１０２５３３号）。
度よく作製するためには、コア部４、５が第二クラッド
膜３の透明化する高温工程で変形しないよう、コア部
４、５の軟化温度をできるだけ高くする必要がある。そ
こで、電子サイクロトロン共鳴（Electron Cyclotron R
esananse）により酸素をイオン化したプラズマ流を用い
るＥＣＲ堆積法によりホウ素やリンをドーパントとして
一切使用しないで熱的に強固なコア部を作製する方法を
先に提案した（特願平３−１０２５３３号）。
【００１３】しかしながら、導波路コアを熱的に強固に
したとしても、下側クラッド膜はＦＨＤ堆積法で作製さ
れているため、上側クラッド作製するための高温処理時
に下側クラッド膜の軟化を完全に防止できない。そのた
め、図１７に示すように方向性結合器のコア部４、５自
身に変形が生じなくても、下側クラッド膜２が変形して
しまい結合特性が設計とずれてしまうという問題が生じ
る。
したとしても、下側クラッド膜はＦＨＤ堆積法で作製さ
れているため、上側クラッド作製するための高温処理時
に下側クラッド膜の軟化を完全に防止できない。そのた
め、図１７に示すように方向性結合器のコア部４、５自
身に変形が生じなくても、下側クラッド膜２が変形して
しまい結合特性が設計とずれてしまうという問題が生じ
る。
【００１４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、方向性結合器等の再現性に優れた回路特性を
有する石英系光導波路を作製するために、量産性を損な
うことなく高温処理時に倒れ込みや変形などが生じない
強固な石英系光導波路及びその製造方法を提供すること
を目的とする。
のであり、方向性結合器等の再現性に優れた回路特性を
有する石英系光導波路を作製するために、量産性を損な
うことなく高温処理時に倒れ込みや変形などが生じない
強固な石英系光導波路及びその製造方法を提供すること
を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明に係る石英系光導波路は、基板と、該基板上に形成さ
れた石英系ガラスからなる下側クラッド膜と、石英系ガ
ラスからなると共に前記下側クラッド膜上に形成されて
光伝搬作用を有するコア部と、石英ガラスからなると共
に前記コア部を埋め込む上側クラッド膜とからなる石英
系光導波路であって、前記下側クラッド膜が、ホウ素や
リンからなるドーパントを含むと共に純粋石英ガラスと
同屈折率を有する石英系ガラスからなる第一下側クラッ
ド膜と、該第一下側クラッド膜の上側に設けられると共
に石英ガラスからなる第二下側クラッド膜との二層構造
であり、且つ、前記第一下側クラッド膜の膜厚が下側ク
ラッド膜全体の膜厚の５０％以上を占めていることを特
徴とする。
明に係る石英系光導波路は、基板と、該基板上に形成さ
れた石英系ガラスからなる下側クラッド膜と、石英系ガ
ラスからなると共に前記下側クラッド膜上に形成されて
光伝搬作用を有するコア部と、石英ガラスからなると共
に前記コア部を埋め込む上側クラッド膜とからなる石英
系光導波路であって、前記下側クラッド膜が、ホウ素や
リンからなるドーパントを含むと共に純粋石英ガラスと
同屈折率を有する石英系ガラスからなる第一下側クラッ
ド膜と、該第一下側クラッド膜の上側に設けられると共
に石英ガラスからなる第二下側クラッド膜との二層構造
であり、且つ、前記第一下側クラッド膜の膜厚が下側ク
ラッド膜全体の膜厚の５０％以上を占めていることを特
徴とする。
【００１６】また、本発明に係る石英系光導波路の製造
方法は、基板上にホウ素やリンをドーパントとする石英
系ガラスからなる第一下側クラッド膜を形成する工程
と、該第一下側クラッドの上部に純粋石英ガラスからな
る第二下側クラッド膜を形成する工程と、この二層構造
の下側クラッド膜の表面にコア膜を形成する工程と該コ
ア膜の不要部分を除去して光伝搬作用をするコア部を形
成する工程と、前記下側クラッド膜とコア部を埋め込む
ように上側クラッド膜を形成する工程とを少なくとも有
する石英系光導波路の製造方法において、前記第一下側
クラッド膜および上側クラッド膜を形成する工程が、原
料ガスの火炎加水分解反応による石英系ガラス微粒子を
堆積した後、これを加熱により透明ガラス化する方法か
らなり、前記第二下側クラッド膜を形成する工程が、電
子サイクロトロン共鳴によって酸素をイオン化したプラ
ズマ流を前記第一下側クラッド膜の表面に導く一方、こ
のプラズマ流中に当該第二下側クラッド膜を形成するた
めのシランを導いて、その反応生成物を前記第一下側ク
ラッド膜上に堆積しつつ、当該堆積膜をターゲットとし
た高周波スパッタを行い、前記第一下側クラッド膜の表
面に第二下側クラッド膜を形成する方法（ＥＣＲ堆積
法）からなることを特徴とする。
方法は、基板上にホウ素やリンをドーパントとする石英
系ガラスからなる第一下側クラッド膜を形成する工程
と、該第一下側クラッドの上部に純粋石英ガラスからな
る第二下側クラッド膜を形成する工程と、この二層構造
の下側クラッド膜の表面にコア膜を形成する工程と該コ
ア膜の不要部分を除去して光伝搬作用をするコア部を形
成する工程と、前記下側クラッド膜とコア部を埋め込む
ように上側クラッド膜を形成する工程とを少なくとも有
する石英系光導波路の製造方法において、前記第一下側
クラッド膜および上側クラッド膜を形成する工程が、原
料ガスの火炎加水分解反応による石英系ガラス微粒子を
堆積した後、これを加熱により透明ガラス化する方法か
らなり、前記第二下側クラッド膜を形成する工程が、電
子サイクロトロン共鳴によって酸素をイオン化したプラ
ズマ流を前記第一下側クラッド膜の表面に導く一方、こ
のプラズマ流中に当該第二下側クラッド膜を形成するた
めのシランを導いて、その反応生成物を前記第一下側ク
ラッド膜上に堆積しつつ、当該堆積膜をターゲットとし
た高周波スパッタを行い、前記第一下側クラッド膜の表
面に第二下側クラッド膜を形成する方法（ＥＣＲ堆積
法）からなることを特徴とする。
【００１７】さらに、本発明に係る他の石英系光導波路
の製造方法は、前記方法において第二下側クラッド膜を
形成する工程を、ＥＣＲ堆積法の代りに、酸素とシラン
との混合ガスを高周波電力によりプラズマ化させて反応
させ、該反応物を第一下側クラッド膜上に堆積する方法
（ＣＶＤ堆積法）とするものであり、また、アルゴン及
び酸素の混合ガスをスパッタガスとして導入すると共に
純粋石英板をターゲットとして高周波スパッタ電力を加
えて該純粋石英板を削り、これを第一下側クラッド膜上
に堆積する方法（スパッタ堆積法）とするものである。
の製造方法は、前記方法において第二下側クラッド膜を
形成する工程を、ＥＣＲ堆積法の代りに、酸素とシラン
との混合ガスを高周波電力によりプラズマ化させて反応
させ、該反応物を第一下側クラッド膜上に堆積する方法
（ＣＶＤ堆積法）とするものであり、また、アルゴン及
び酸素の混合ガスをスパッタガスとして導入すると共に
純粋石英板をターゲットとして高周波スパッタ電力を加
えて該純粋石英板を削り、これを第一下側クラッド膜上
に堆積する方法（スパッタ堆積法）とするものである。
【００１８】
【作用】前記構成の石英系光導波路では、下側クラッド
膜を、ＦＨＤ堆積を用いた第一下側クラッドと熱的に強
固な石英ガラス膜を形成できるＥＣＲ堆積法、ＣＶＤ堆
積法またはスパッタ堆積法を用いた第二下側クラッドと
の二層構造にしている。したがって、高温時の変形を第
二クラッド膜で防止することができ、つまり下側クラッ
ド膜が熱的に強固となる。それ故、軟化温度が高いコア
膜を用いることができるので、上側クラッド膜透明化時
に導波路断面構造の変形を防止することができる。ま
た、下側クラッド膜の５０％以上を占める第一下側クラ
ッド膜を、堆積速度が早いＦＨＤ堆積法で形成するため
に、量産性を損なうことはない。
膜を、ＦＨＤ堆積を用いた第一下側クラッドと熱的に強
固な石英ガラス膜を形成できるＥＣＲ堆積法、ＣＶＤ堆
積法またはスパッタ堆積法を用いた第二下側クラッドと
の二層構造にしている。したがって、高温時の変形を第
二クラッド膜で防止することができ、つまり下側クラッ
ド膜が熱的に強固となる。それ故、軟化温度が高いコア
膜を用いることができるので、上側クラッド膜透明化時
に導波路断面構造の変形を防止することができる。ま
た、下側クラッド膜の５０％以上を占める第一下側クラ
ッド膜を、堆積速度が早いＦＨＤ堆積法で形成するため
に、量産性を損なうことはない。
【００１９】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
【００２０】本発明の石英系光導波路の一例として一実
施例に係る方向性結合器を概念的に示す平面図及びその
Ａ−Ａ線断面図を図１及び図２に示す。両図に示すよう
に、基板１１上には第一下側クラッド膜１２及び第二下
側クラッド膜１３が形成されており、該第二下側クラッ
ド膜１３上には上側クラッド膜１４に埋設されたコア部
１５、１６が設けられている。コア部１４、１５は光伝
搬作用を有するものでその中央部分が相互に近接状態と
なって光結合部１７を形成している。
施例に係る方向性結合器を概念的に示す平面図及びその
Ａ−Ａ線断面図を図１及び図２に示す。両図に示すよう
に、基板１１上には第一下側クラッド膜１２及び第二下
側クラッド膜１３が形成されており、該第二下側クラッ
ド膜１３上には上側クラッド膜１４に埋設されたコア部
１５、１６が設けられている。コア部１４、１５は光伝
搬作用を有するものでその中央部分が相互に近接状態と
なって光結合部１７を形成している。
【００２１】ここで、第一下側クラッド膜１２はホウ素
やリンをドーパントとして含むと共に純粋石英ガラスと
同屈折率を有する石英系ガラスで形成されており、第二
下側クラッド膜１３はドーパントを含まない純粋な石英
ガラスで形成されている。そして、第一下側クラッド膜
１２の厚さは、第一下側クラッド膜１２及び第二下側ク
ラッド膜１３の合計の厚さの５０％以上となっている。
やリンをドーパントとして含むと共に純粋石英ガラスと
同屈折率を有する石英系ガラスで形成されており、第二
下側クラッド膜１３はドーパントを含まない純粋な石英
ガラスで形成されている。そして、第一下側クラッド膜
１２の厚さは、第一下側クラッド膜１２及び第二下側ク
ラッド膜１３の合計の厚さの５０％以上となっている。
【００２２】かかる方向性結合器の製造手順を図３〜図
７を参照しながら説明する。
７を参照しながら説明する。
【００２３】即ち、例えば直径４インチ、厚さ１ｍｍの
シリコン基板１１上に、まず、ＦＨＤ堆積法によって第
一下側クラッド膜１２として組成がＳｉＯ2−Ｐ2 Ｏ5
−Ｂ 2 Ｏ3 の石英系ガラス膜を２０μｍ堆積する。な
お、ガラスの透明化は、温度１４００℃のＨｅとＯ2 の
混合雰囲気中で行った。
シリコン基板１１上に、まず、ＦＨＤ堆積法によって第
一下側クラッド膜１２として組成がＳｉＯ2−Ｐ2 Ｏ5
−Ｂ 2 Ｏ3 の石英系ガラス膜を２０μｍ堆積する。な
お、ガラスの透明化は、温度１４００℃のＨｅとＯ2 の
混合雰囲気中で行った。
【００２４】次に、第二下側クラッド膜１３として組成
がＳｉＯ2 の石英ガラスをＥＣＲ堆積法で３μｍ堆積す
る。即ち、電子サイクロトロン共鳴により酸素Ｏ2 をイ
オン化したプラズマ流を形成し、該プラズマ流を第一下
側クラッド膜１２の形成された基板１１上に導入すると
共に、シランＳｉＨ4 を基板１１上に導入して前記プラ
ズマ流中で反応せしめ、この反応物を基板１１上の第一
下側クラッド膜１２上に堆積しつつ、前記基板１１に高
周波スパッタ電力を加えて当該堆積膜をターゲットとし
た高周波スパッタにより当該堆積膜を削り、緻密な第二
クラッド膜１３を形成する。
がＳｉＯ2 の石英ガラスをＥＣＲ堆積法で３μｍ堆積す
る。即ち、電子サイクロトロン共鳴により酸素Ｏ2 をイ
オン化したプラズマ流を形成し、該プラズマ流を第一下
側クラッド膜１２の形成された基板１１上に導入すると
共に、シランＳｉＨ4 を基板１１上に導入して前記プラ
ズマ流中で反応せしめ、この反応物を基板１１上の第一
下側クラッド膜１２上に堆積しつつ、前記基板１１に高
周波スパッタ電力を加えて当該堆積膜をターゲットとし
た高周波スパッタにより当該堆積膜を削り、緻密な第二
クラッド膜１３を形成する。
【００２５】この第二下側クラッド膜１３は、ＥＣＲ堆
積法で形成する他、ＣＶＤ堆積法やスパッタ堆積法で形
成しても同様の機能を具えたものを形成することができ
る。即ち、酸素Ｏ2 とシランＳｉＨ4 の混合ガスを高周
波電力によりプラズマ化させて反応せしめ、この反応物
を第一下側クラッド膜１２の形成された基板１１上に堆
積（ＣＶＤ堆積）してもいいし、アルゴンＡｒと酸素Ｏ
2 の混合ガスをスパッタガスとして導入すると共に、純
粋石英板をターゲットとして高周波スパッタ電力を加え
て該純粋石英板を削り、これを第一下側クラッド膜12の
形成された基板１１上に堆積（スパッタ堆積）してもよ
い。
積法で形成する他、ＣＶＤ堆積法やスパッタ堆積法で形
成しても同様の機能を具えたものを形成することができ
る。即ち、酸素Ｏ2 とシランＳｉＨ4 の混合ガスを高周
波電力によりプラズマ化させて反応せしめ、この反応物
を第一下側クラッド膜１２の形成された基板１１上に堆
積（ＣＶＤ堆積）してもいいし、アルゴンＡｒと酸素Ｏ
2 の混合ガスをスパッタガスとして導入すると共に、純
粋石英板をターゲットとして高周波スパッタ電力を加え
て該純粋石英板を削り、これを第一下側クラッド膜12の
形成された基板１１上に堆積（スパッタ堆積）してもよ
い。
【００２６】次に、コア膜１８として組成がＳｉＯ2 −
ＧｅＯ2の石英系ガラスをＥＣＲ堆積法を用いて堆積し
た。なお、本実施例ではＥＣＲ堆積を用いたが、ＣＶＤ
堆積やスパッタ堆積およびホウ素ＢやリンＰのドーパン
ト濃度を調整して軟化温度を高くしたＦＨＤ堆積法を用
いても、コア膜１８を作製することが可能である。
ＧｅＯ2の石英系ガラスをＥＣＲ堆積法を用いて堆積し
た。なお、本実施例ではＥＣＲ堆積を用いたが、ＣＶＤ
堆積やスパッタ堆積およびホウ素ＢやリンＰのドーパン
ト濃度を調整して軟化温度を高くしたＦＨＤ堆積法を用
いても、コア膜１８を作製することが可能である。
【００２７】次いで、反応性イオンエッチングによりコ
ア部１５、１６を形成する。その後、ＦＨＤ堆積法によ
りコア部１５、１６を埋め込むように上側クラッド１４
として組成がＳｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 の石英系ガ
ラス膜を２０μｍ堆積する。なお、ガラスの透明化は、
温度１２００℃のＨｅとＯ2 の混合雰囲気中で行った。
ア部１５、１６を形成する。その後、ＦＨＤ堆積法によ
りコア部１５、１６を埋め込むように上側クラッド１４
として組成がＳｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 −Ｂ2 Ｏ3 の石英系ガ
ラス膜を２０μｍ堆積する。なお、ガラスの透明化は、
温度１２００℃のＨｅとＯ2 の混合雰囲気中で行った。
【００２８】作製した導波回路のコア寸法は６．５×
６．５μｍ、比屈折率差０．７５％である。そして、結
合部１７において下側クラッド膜１２、１３の変形は生
じておらず、導波路断面構造の変形を防止できたもので
あった。
６．５μｍ、比屈折率差０．７５％である。そして、結
合部１７において下側クラッド膜１２、１３の変形は生
じておらず、導波路断面構造の変形を防止できたもので
あった。
【００２９】以上一製造例について説明したが、これに
限定されるものではなく、また、任意のコア寸法や比屈
折率差を有する導波路に適用できるものである。
限定されるものではなく、また、任意のコア寸法や比屈
折率差を有する導波路に適用できるものである。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
下側クラッド膜を、ＦＨＤ堆積法を用いた第一下側クラ
ッド膜と熱的に強固な石英ガラス膜を形成できるＥＣＲ
堆積法、ＣＶＤ堆積法またはスパッタ堆積法を用いた第
二下側クラッドとの二層構造にすることにより、量産性
を損なうことなく下側クラッド膜を熱的に強固とするこ
とができる。したがって、導波路コアに熱的に強固なガ
ラス膜を用いても下側クラッドの変化が起こらないた
め、導波路形状の熱的変形を完全に防止することが可能
となり、再現性に優れた石英系光導波路を製作すること
ができる。
下側クラッド膜を、ＦＨＤ堆積法を用いた第一下側クラ
ッド膜と熱的に強固な石英ガラス膜を形成できるＥＣＲ
堆積法、ＣＶＤ堆積法またはスパッタ堆積法を用いた第
二下側クラッドとの二層構造にすることにより、量産性
を損なうことなく下側クラッド膜を熱的に強固とするこ
とができる。したがって、導波路コアに熱的に強固なガ
ラス膜を用いても下側クラッドの変化が起こらないた
め、導波路形状の熱的変形を完全に防止することが可能
となり、再現性に優れた石英系光導波路を製作すること
ができる。
【図１】本発明に一実施例に係る方向性結合器を示す平
面図である。
面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】一実施例の製造工程を説明する断面図である。
【図４】一実施例の製造工程を説明する断面図である。
【図５】一実施例の製造工程を説明する断面図である。
【図６】一実施例の製造工程を説明する断面図である。
【図７】一実施例の製造工程を説明する断面図である。
【図８】従来技術に係る方向性結合器を示す平面図であ
る。
る。
【図９】図８のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】従来技術に係る方向性結合器の製造工程を説
明する断面図である。
明する断面図である。
【図１１】従来技術に係る方向性結合器の製造工程を説
明する断面図である。
明する断面図である。
【図１２】従来技術に係る方向性結合器の製造工程を説
明する断面図である。
明する断面図である。
【図１３】従来技術に係る方向性結合器の製造工程を説
明する断面図である。
明する断面図である。
【図１４】従来技術に係る方向性結合器の製造工程を説
明する断面図である。
明する断面図である。
【図１５】従来技術に係る方向性結合器の構造の一例を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
【図１６】従来技術に係る方向性結合器の構造の一例を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
【図１７】従来技術に係る方向性結合器の構造の一例を
説明する断面図である。
説明する断面図である。
１１ 基板 １２ 第一下側クラッド膜 １３ 第二下側クラッド膜 １４ 上側クラッド膜 １５、１６ コア部 １７ 光結合部 １８ コア膜
Claims (4)
- 【請求項１】 基板と、該基板上に形成された石英系ガ
ラスからなる下側クラッド膜と、石英系ガラスからなる
と共に前記下側クラッド膜上に形成されて光伝搬作用を
有するコア部と、石英ガラスからなると共に前記コア部
を埋め込む上側クラッド膜とからなる石英系光導波路で
あって、 前記下側クラッド膜が、ホウ素やリンからなるドーパン
トを含むと共に純粋石英ガラスと同屈折率を有する石英
系ガラスからなる第一下側クラッド膜と、該第一下側ク
ラッド膜の上側に設けられると共に石英ガラスからなる
第二下側クラッド膜との二層構造であり、且つ、前記第
一下側クラッド膜の膜厚が下側クラッド膜全体の膜厚の
５０％以上を占めていることを特徴とする石英系光導波
路。 - 【請求項２】 基板上にホウ素やリンをドーパントとす
る石英系ガラスからなる第一下側クラッド膜を形成する
工程と、該第一下側クラッドの上部に純粋石英ガラスか
らなる第二下側クラッド膜を形成する工程と、この二層
構造の下側クラッド膜の表面にコア膜を形成する工程と
該コア膜の不要部分を除去して光伝搬作用をするコア部
を形成する工程と、前記下側クラッド膜とコア部を埋め
込むように上側クラッド膜を形成する工程とを少なくと
も有する石英系光導波路の製造方法において、 前記第一下側クラッド膜および上側クラッド膜を形成す
る工程が、原料ガスの火炎加水分解反応による石英系ガ
ラス微粒子を堆積した後、これを加熱により透明ガラス
化する方法からなり、 前記第二下側クラッド膜を形成する工程が、電子サイク
ロトロン共鳴によって酸素をイオン化したプラズマ流を
前記第一下側クラッド膜の表面に導く一方、このプラズ
マ流中に当該第二下側クラッド膜を形成するためのシラ
ンを導いて、その反応生成物を前記第一下側クラッド膜
上に堆積しつつ、当該堆積膜をターゲットとした高周波
スパッタを行い、前記第一下側クラッド膜の表面に第二
下側クラッド膜を形成する方法からなることを特徴とす
る光導波路の製造方法。 - 【請求項３】 基板上にホウ素やリンをドーパントとす
る石英系ガラスからなる第一下側クラッド膜を形成する
工程と、該第一下側クラッドの上部に純粋石英ガラスか
らなる第二下側クラッド膜を形成する工程と、この二層
構造の下側クラッド膜の表面にコア膜を形成する工程と
該コア膜の不要部分を除去して光伝搬作用をするコア部
を形成する工程と、前記下側クラッド膜とコア部を埋め
込むように上側クラッド膜を形成する工程とを少なくと
も有する石英系光導波路の製造方法において、 前記第一下側クラッド膜および上側クラッド膜を形成す
る工程が、原料ガスの火炎加水分解反応による石英系ガ
ラス微粒子を堆積した後、これを加熱により透明ガラス
化する方法からなり、 前記第二下側クラッド膜を形成する工程が、酸素とシラ
ンとの混合ガスを高周波電力によりプラズマ化させて反
応させ、該反応物を第一下側クラッド膜上に堆積する方
法からなることを特徴とする石英系光導波路の製造方
法。 - 【請求項４】 基板上にホウ素やリンをドーパントとす
る石英系ガラスからなる第一下側クラッド膜を形成する
工程と、該第一下側クラッドの上部に純粋石英ガラスか
らなる第二下側クラッド膜を形成する工程と、この二層
構造の下側クラッド膜の表面にコア膜を形成する工程と
該コア膜の不要部分を除去して光伝搬作用をするコア部
を形成する工程と、前記下側クラッド膜とコア部を埋め
込むように上側クラッド膜を形成する工程とを少なくと
も有する石英系光導波路の製造方法において、 前記第一下側クラッド膜および上側クラッド膜を形成す
る工程が、原料ガスの火炎加水分解反応による石英系ガ
ラス微粒子を堆積した後、これを加熱により透明ガラス
化する方法からなり、 前記第二下側クラッド膜を形成する工程が、アルゴン及
び酸素の混合ガスをスパッタガスとして導入すると共に
純粋石英板をターゲットとして高周波スパッタ電力を加
えて該純粋石英板を削り、これを第一下側クラッド膜上
に堆積する方法からなることを特徴とする石英系光導波
路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32290391A JP3070018B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 石英系光導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32290391A JP3070018B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 石英系光導波路及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05157925A true JPH05157925A (ja) | 1993-06-25 |
| JP3070018B2 JP3070018B2 (ja) | 2000-07-24 |
Family
ID=18148911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32290391A Expired - Lifetime JP3070018B2 (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 石英系光導波路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3070018B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997025636A1 (en) * | 1996-01-09 | 1997-07-17 | Northern Telecom Limited | Waveguide pair with cladding |
| EP0798768A1 (fr) * | 1996-03-25 | 1997-10-01 | Alcatel N.V. | Procédé pour fabriquer un composant optique à substrat de silicium cristallin |
| KR100352645B1 (ko) * | 1999-09-29 | 2002-09-12 | 이형종 | 고온기판 화염가수분해증착법을 이용한 광소자용 평판형 실리카 광도파로 제작방법 |
| US6915055B2 (en) | 2003-03-28 | 2005-07-05 | Fujitsu Limited | Optical waveguide, fabrication method therefor and optical waveguide device |
| JP2006337938A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ｙ分岐回路およびその製造方法 |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP32290391A patent/JP3070018B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997025636A1 (en) * | 1996-01-09 | 1997-07-17 | Northern Telecom Limited | Waveguide pair with cladding |
| EP0798768A1 (fr) * | 1996-03-25 | 1997-10-01 | Alcatel N.V. | Procédé pour fabriquer un composant optique à substrat de silicium cristallin |
| KR100352645B1 (ko) * | 1999-09-29 | 2002-09-12 | 이형종 | 고온기판 화염가수분해증착법을 이용한 광소자용 평판형 실리카 광도파로 제작방법 |
| US6915055B2 (en) | 2003-03-28 | 2005-07-05 | Fujitsu Limited | Optical waveguide, fabrication method therefor and optical waveguide device |
| JP2006337938A (ja) * | 2005-06-06 | 2006-12-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Ｙ分岐回路およびその製造方法 |
| US7499613B2 (en) | 2005-06-06 | 2009-03-03 | Ntt Electronics Corporation | Y branch circuit and method for manufacturing the same |
| JP4732806B2 (ja) * | 2005-06-06 | 2011-07-27 | 日本電信電話株式会社 | 石英系ｙ分岐光回路およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3070018B2 (ja) | 2000-07-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0625269B1 (en) | Method of fabricating a silica waveguide structure | |
| JPH07140336A (ja) | 光導波路 | |
| US4765819A (en) | Method for making planar lightwave guides | |
| JP3070018B2 (ja) | 石英系光導波路及びその製造方法 | |
| JPH09133827A (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| KR100679229B1 (ko) | 평면형 광도파로 및 그의 제조 방법 | |
| JP3196797B2 (ja) | 積層型石英系光導波路の製造方法 | |
| JPS59198407A (ja) | 回折格子付き光導波膜の製造方法 | |
| US20020064360A1 (en) | Optical waveguide and a method for producing it | |
| JP3097698B2 (ja) | 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 | |
| JP2739806B2 (ja) | 光導波路の製造方法 | |
| JP2682919B2 (ja) | 光導波路及びその製造方法 | |
| JPS63184707A (ja) | 平面状光導波路の製造方法 | |
| JP2927597B2 (ja) | ガラス導波路の製造法 | |
| JP2005037410A (ja) | エアゾール工程を用いたプレーナ型光導波管及びその製造方法 | |
| JP2001074959A (ja) | 埋め込み型光導波路及びその製造方法 | |
| JP2603652B2 (ja) | 光導波路製造方法 | |
| JPS59137346A (ja) | ガラス導波路の作製法 | |
| JPH06174952A (ja) | 基板型光導波路及びその製造方法 | |
| JPH0677088B2 (ja) | 平面光導波路の製造方法 | |
| JPS61279807A (ja) | 光平面導波路の製造方法 | |
| KR20020089871A (ko) | 광도파로 소자 및 그의 제조방법 | |
| JP2001183538A (ja) | 導波路型光デバイス | |
| JPH0659146A (ja) | グレーティング導波路の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000425 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090526 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090526 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100526 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110526 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120526 Year of fee payment: 12 |