JPH05173036A - 光導波路形成法 - Google Patents
光導波路形成法Info
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- JPH05173036A JPH05173036A JP35443991A JP35443991A JPH05173036A JP H05173036 A JPH05173036 A JP H05173036A JP 35443991 A JP35443991 A JP 35443991A JP 35443991 A JP35443991 A JP 35443991A JP H05173036 A JPH05173036 A JP H05173036A
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- Japan
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- substrate
- layer
- etching
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- 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
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/1228—Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 光結合における損失を十分に低減することに
より、高性能な光集積回路を実現する。 【構成】 半導体基板１上あるいは誘電体基板上に形成
したテーパー状光導波路の形成において、（１）半導体
あるいは誘電体基板上に、下部クラッド層２およびコア
層３を積層する工程、（２）幅方向にテーパー形状を有
するエッチングマスク４を用い、前記下部クラッド層お
よびコア層のうち少なくともコア層を、選択的エッチン
グにより、上記マスクと同形のテーパー状でかつリッジ
形状に加工する工程、（３）当該エッチングマスクを除
去後、下部クラッド層、コア層あるいは基板上に粘性の
ある物質を塗布する工程、（４）前記粘性のある物質上
部から全面をエッチングし、前記コア層の厚さをテーパ
ー状に加工する工程、（５）さらに、下部クラッド層お
よびコア層上部に上部クラッド層を積層する工程からな
る。
より、高性能な光集積回路を実現する。 【構成】 半導体基板１上あるいは誘電体基板上に形成
したテーパー状光導波路の形成において、（１）半導体
あるいは誘電体基板上に、下部クラッド層２およびコア
層３を積層する工程、（２）幅方向にテーパー形状を有
するエッチングマスク４を用い、前記下部クラッド層お
よびコア層のうち少なくともコア層を、選択的エッチン
グにより、上記マスクと同形のテーパー状でかつリッジ
形状に加工する工程、（３）当該エッチングマスクを除
去後、下部クラッド層、コア層あるいは基板上に粘性の
ある物質を塗布する工程、（４）前記粘性のある物質上
部から全面をエッチングし、前記コア層の厚さをテーパ
ー状に加工する工程、（５）さらに、下部クラッド層お
よびコア層上部に上部クラッド層を積層する工程からな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光導波路形成法、詳
しくは半導体基板上あるいは誘電体基板上に形成した光
導波路の形成法に関するものである。
しくは半導体基板上あるいは誘電体基板上に形成した光
導波路の形成法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び問題点】レーザ、変調素子、結合素
子、フォトダイオードなどの光素子を一つの結晶基板上
に形成し、各素子間を光導波路で光学的に結合したいわ
ゆる光集積回路は、各素子間を光ファイバなどで結合す
るいわゆるハイブリッド光回路に比べて、素子間の光軸
合わせが不必要でかつ高い結合効率が得られるという利
点を有している。しかし各素子の構造は互いに異なるた
め、光導波路による１００％の光結合は困難であり、ま
た光集積回路への光入力端あるいはここからの光出力端
では光ファイバとの結合による光損失が生じる。この問
題を回避するため、導波路幅を徐々に変化させたいわゆ
るテーパー導波路が用いられている。このテーパー導波
路の入射端に入射された光ビームは導波路の幅の変化と
共にその広がりが変化して出射端より出射される。しか
し従来の、導波路の幅のみを変化させたテーパー導波路
では光ビームの横方向の広がりしか変化できず、縦方向
の広がりは変化できないため、光結合における損失を十
分に低減できないという問題点があった。
子、フォトダイオードなどの光素子を一つの結晶基板上
に形成し、各素子間を光導波路で光学的に結合したいわ
ゆる光集積回路は、各素子間を光ファイバなどで結合す
るいわゆるハイブリッド光回路に比べて、素子間の光軸
合わせが不必要でかつ高い結合効率が得られるという利
点を有している。しかし各素子の構造は互いに異なるた
め、光導波路による１００％の光結合は困難であり、ま
た光集積回路への光入力端あるいはここからの光出力端
では光ファイバとの結合による光損失が生じる。この問
題を回避するため、導波路幅を徐々に変化させたいわゆ
るテーパー導波路が用いられている。このテーパー導波
路の入射端に入射された光ビームは導波路の幅の変化と
共にその広がりが変化して出射端より出射される。しか
し従来の、導波路の幅のみを変化させたテーパー導波路
では光ビームの横方向の広がりしか変化できず、縦方向
の広がりは変化できないため、光結合における損失を十
分に低減できないという問題点があった。
【０００３】
【発明の目的】本発明の目的は、上記従来技術の問題点
を解消し、各素子が本来有する性能を十分に引き出し得
る光集積回路用導波路の形成法を提供することにある。
を解消し、各素子が本来有する性能を十分に引き出し得
る光集積回路用導波路の形成法を提供することにある。
【０００４】
【問題点を解決するための手段】上記問題点を解決する
ため、本発明による光導波路形成法は、半導体基板上あ
るいは誘電体基板上に形成したテーパー状光導波路の形
成において、（１）半導体あるいは誘電体基板上に、下
部クラッド層およびコア層を積層する工程、（２）幅方
向にテーパー形状を有するエッチングマスクを用い、前
記下部クラッド層およびコア層のうち少なくともコア層
を、選択的エッチングにより、上記マスクと同形のテー
パー状でかつリッジ形状に加工する工程、（３）当該エ
ッチングマスクを除去後、下部クラッド層、コア層ある
いは基板上に粘性のある物質を塗布する工程、（４）前
記粘性のある物質上部から全面をエッチングし、前記コ
ア層の厚さをテーパー状に加工する工程、（５）さら
に、下部クラッド層およびコア層上部に上部クラッド層
を積層する工程、を含むことを特徴とする。
ため、本発明による光導波路形成法は、半導体基板上あ
るいは誘電体基板上に形成したテーパー状光導波路の形
成において、（１）半導体あるいは誘電体基板上に、下
部クラッド層およびコア層を積層する工程、（２）幅方
向にテーパー形状を有するエッチングマスクを用い、前
記下部クラッド層およびコア層のうち少なくともコア層
を、選択的エッチングにより、上記マスクと同形のテー
パー状でかつリッジ形状に加工する工程、（３）当該エ
ッチングマスクを除去後、下部クラッド層、コア層ある
いは基板上に粘性のある物質を塗布する工程、（４）前
記粘性のある物質上部から全面をエッチングし、前記コ
ア層の厚さをテーパー状に加工する工程、（５）さら
に、下部クラッド層およびコア層上部に上部クラッド層
を積層する工程、を含むことを特徴とする。
【０００５】本発明は、半導体基板上あるいは誘電体基
板上に、光の導波方向に沿って幅が変化したテーパー導
波路を形成し、その後のエッチングによってこの導波路
を厚さ方向にもテーパー状に加工することを特徴とする
ものであり、従来の、幅のみをテーパー状にした導波路
と比べて、素子間の光結合が極めて高効率に行なえると
いう利点がある。
板上に、光の導波方向に沿って幅が変化したテーパー導
波路を形成し、その後のエッチングによってこの導波路
を厚さ方向にもテーパー状に加工することを特徴とする
ものであり、従来の、幅のみをテーパー状にした導波路
と比べて、素子間の光結合が極めて高効率に行なえると
いう利点がある。
【０００６】
【実施例】図１ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは本発明の実施例を
説明する図であって、１はＩｎＰ基板、２はＩｎＰ下部
クラッド層、３はＩｎＧａＡｓＰコア層、４は窒化硅素
マスク、５はレジスト、６はＩｎＰ上部クラッド層であ
る。この導波路の形成方法は以下のとおりである。
説明する図であって、１はＩｎＰ基板、２はＩｎＰ下部
クラッド層、３はＩｎＧａＡｓＰコア層、４は窒化硅素
マスク、５はレジスト、６はＩｎＰ上部クラッド層であ
る。この導波路の形成方法は以下のとおりである。
【０００７】（１）図１ａに示すように、まずＩｎＰ基
板（半導体基板あるいは誘電体基板）１上に、たとえば
ＭＯＶＰＥ法を用いて厚さ０．５μｍのＩｎＰからなる
下部クラッド層２、厚さ０．５μｍのＩｎＧａＡｓＰか
らなるコア層３を順次エピタキシャル成長する。そして
プラズマＣＶＤ法を用いてコア層３上部全面に厚さ０．
２μｍの窒化硅素膜を堆積し、その後のフォトプロセス
およびフッ素系ＲＩＥ法により長さ５００μｍ、一方の
端での幅５μｍ、他方の端での幅２μｍのテーパー状の
エッチングマスク４を形成する。
板（半導体基板あるいは誘電体基板）１上に、たとえば
ＭＯＶＰＥ法を用いて厚さ０．５μｍのＩｎＰからなる
下部クラッド層２、厚さ０．５μｍのＩｎＧａＡｓＰか
らなるコア層３を順次エピタキシャル成長する。そして
プラズマＣＶＤ法を用いてコア層３上部全面に厚さ０．
２μｍの窒化硅素膜を堆積し、その後のフォトプロセス
およびフッ素系ＲＩＥ法により長さ５００μｍ、一方の
端での幅５μｍ、他方の端での幅２μｍのテーパー状の
エッチングマスク４を形成する。
【０００８】（２）その後、塩素系ＲＩＥ法を用いてエ
ッチングを行なう。塩素系ＲＩＥ法においてはエッチン
グマスク４下部はエッチングされないため、エッチング
マスクと同形の、幅方向にテーパー状のリッジ形状を有
するコア層３が形成される。エッチング後、緩衝フッ酸
により窒化硅素マスク３を除去する（図１ｂ）。なお、
ここではコア層３のみを幅方向にテーパー状のリッジ形
状に加工する構造について説明したが、下部クラッド層
２の一部あるいは全部を上記コア層３と同様の形状に加
工してもよい。
ッチングを行なう。塩素系ＲＩＥ法においてはエッチン
グマスク４下部はエッチングされないため、エッチング
マスクと同形の、幅方向にテーパー状のリッジ形状を有
するコア層３が形成される。エッチング後、緩衝フッ酸
により窒化硅素マスク３を除去する（図１ｂ）。なお、
ここではコア層３のみを幅方向にテーパー状のリッジ形
状に加工する構造について説明したが、下部クラッド層
２の一部あるいは全部を上記コア層３と同様の形状に加
工してもよい。
【０００９】（３）図１ｃに示すように、基板上全面に
粘性のある物質としてレジスト５を塗布する。ここでレ
ジスト５は粘性を有するため、リッジの幅が広い部分の
リッジ上には厚く、リッジの幅が狭い部分のリッジ上に
は薄く塗布される。
粘性のある物質としてレジスト５を塗布する。ここでレ
ジスト５は粘性を有するため、リッジの幅が広い部分の
リッジ上には厚く、リッジの幅が狭い部分のリッジ上に
は薄く塗布される。
【００１０】（４）しかる後、塩素系ＲＩＥ法を用いて
基板全面をリッジ全体が露出するまでエッチングし、そ
の後残ったレジストを有機溶剤で除去する。ここで塩素
系ＲＩＥ法においてはレジストが薄い場所ほど早期にレ
ジストがなくなり、コア層がエッチングされる量が多く
なるため、図１ｄのような、テーパー状に厚さが変化す
るコア層３が形成される。
基板全面をリッジ全体が露出するまでエッチングし、そ
の後残ったレジストを有機溶剤で除去する。ここで塩素
系ＲＩＥ法においてはレジストが薄い場所ほど早期にレ
ジストがなくなり、コア層がエッチングされる量が多く
なるため、図１ｄのような、テーパー状に厚さが変化す
るコア層３が形成される。
【００１１】（５）さらに下部クラッド層２およびコア
層３を覆うようにして厚さ１μｍのＩｎＰからなる上部
クラッド層をＭＯＶＰＥ法を用いて形成する（図１
ｅ）。
層３を覆うようにして厚さ１μｍのＩｎＰからなる上部
クラッド層をＭＯＶＰＥ法を用いて形成する（図１
ｅ）。
【００１２】本実施例においては、マスクとして窒化硅
素を用いた例を示したが、これ以外にも酸化硅素やレジ
ストなどを用いることができる。また基板全面に塗布す
る物質としてレジストを用いた例を示したが、これ以外
にもポリイミドなど塗布可能な高分子物質であれば同様
の効果が期待できる。
素を用いた例を示したが、これ以外にも酸化硅素やレジ
ストなどを用いることができる。また基板全面に塗布す
る物質としてレジストを用いた例を示したが、これ以外
にもポリイミドなど塗布可能な高分子物質であれば同様
の効果が期待できる。
【００１３】さらに、本実施例においては光導波路の材
料として半導体を用いた例を示したが、誘電体材料を用
いても同様の形成法により、コア層が幅方向、厚さ方向
ともに光の導波方向に沿ってテーパー状に変化する光導
波路を形成することが可能である。
料として半導体を用いた例を示したが、誘電体材料を用
いても同様の形成法により、コア層が幅方向、厚さ方向
ともに光の導波方向に沿ってテーパー状に変化する光導
波路を形成することが可能である。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように、半導体基板上ある
いは誘電体基板上に、テーパー状に厚さが変化する光導
波路を形成することにより、高性能な光集積回路を実現
できるという利点がある。
いは誘電体基板上に、テーパー状に厚さが変化する光導
波路を形成することにより、高性能な光集積回路を実現
できるという利点がある。
【図１ａ〜ｅ】本発明の実施例において例示した光導波
路形成過程を示した図。
路形成過程を示した図。
１ ＩｎＰ基板 ２ ＩｎＰ下部クラッド層 ３ ＩｎＧａＡｓＰコア層 ４ 窒化硅素マスク ５ レジスト ６ ＩｎＰ上部クラッド層
Claims (1)
- 【請求項１】 半導体基板上あるいは誘電体基板上に形
成したテーパー状光導波路の形成において、（１）半導
体あるいは誘電体基板上に、下部クラッド層およびコア
層を積層する工程、（２）幅方向にテーパー形状を有す
るエッチングマスクを用い、前記下部クラッド層および
コア層のうち少なくともコア層を、選択的エッチングに
より、上記マスクと同形のテーパー状でかつリッジ形状
に加工する工程、（３）当該エッチングマスクを除去
後、下部クラッド層、コア層あるいは基板上に粘性のあ
る物質を塗布する工程、（４）前記粘性のある物質上部
から全面をエッチングし、前記コア層の厚さをテーパー
状に加工する工程、（５）さらに、下部クラッド層およ
びコア層上部に上部クラッド層を積層する工程、を含む
ことを特徴とする光導波路形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35443991A JP3074885B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 光導波路形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35443991A JP3074885B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 光導波路形成法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05173036A true JPH05173036A (ja) | 1993-07-13 |
| JP3074885B2 JP3074885B2 (ja) | 2000-08-07 |
Family
ID=18437578
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35443991A Expired - Fee Related JP3074885B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 光導波路形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3074885B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7103252B2 (en) * | 2001-10-25 | 2006-09-05 | Fujitsu Limited | Optical waveguide and fabricating method thereof |
| CN1307445C (zh) * | 2003-11-17 | 2007-03-28 | 索尼株式会社 | 光波导管元件、光源组件和光学信息处理装置 |
| US7346260B2 (en) | 2003-09-05 | 2008-03-18 | Sony Corporation | Optical waveguide and optical information processing device |
| JP2009170710A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光集積素子および光集積素子の製造方法 |
| JP2010061171A (ja) * | 2009-12-16 | 2010-03-18 | Sony Corp | 光結合装置及びその製造方法 |
| JP2010117396A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スポットサイズ変換素子の作製方法 |
| JP2016200676A (ja) * | 2015-04-08 | 2016-12-01 | 日本電信電話株式会社 | 光導波路の作製方法 |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP35443991A patent/JP3074885B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7103252B2 (en) * | 2001-10-25 | 2006-09-05 | Fujitsu Limited | Optical waveguide and fabricating method thereof |
| US7346260B2 (en) | 2003-09-05 | 2008-03-18 | Sony Corporation | Optical waveguide and optical information processing device |
| CN1307445C (zh) * | 2003-11-17 | 2007-03-28 | 索尼株式会社 | 光波导管元件、光源组件和光学信息处理装置 |
| JP2009170710A (ja) * | 2008-01-17 | 2009-07-30 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 光集積素子および光集積素子の製造方法 |
| JP2010117396A (ja) * | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | スポットサイズ変換素子の作製方法 |
| JP2010061171A (ja) * | 2009-12-16 | 2010-03-18 | Sony Corp | 光結合装置及びその製造方法 |
| JP2016200676A (ja) * | 2015-04-08 | 2016-12-01 | 日本電信電話株式会社 | 光導波路の作製方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3074885B2 (ja) | 2000-08-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |