JPH05210020A - 導波路の作成方法 - Google Patents
導波路の作成方法Info
- Publication number
- JPH05210020A JPH05210020A JP4015095A JP1509592A JPH05210020A JP H05210020 A JPH05210020 A JP H05210020A JP 4015095 A JP4015095 A JP 4015095A JP 1509592 A JP1509592 A JP 1509592A JP H05210020 A JPH05210020 A JP H05210020A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- pattern
- waveguide pattern
- clad layer
- light
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- 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.)
- Pending
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱的なダメージを低減して導波路パターンを
円形化する。 【構成】 シリコン基板１１０に下部クラッド層１２５
及びコア層１５０を積層し所定のパターンにしたがって
その部分を残すようにドライエッチングして、導波路パ
ターン１８０を形成する（図１（ａ）（ｂ）（ｃ））。
炭酸ガスレーザからの光１７０を集光し、導波路パター
ン１８０を部分的に溶融する（図２（ｄ））。光１７０
及びレンズ１６０を走査して、導波路のパターンに沿っ
て、ゆっくり動かしてゆく。溶融部１３０の軌跡には、
いったん溶融して固まってできた部分が形成され、丸く
なった導波路パターン１９０が形成される（図２
（ｅ））。上部クラッド層１２０を堆積し燒結し、丸く
なった導波路パターン１９０を埋め込む。（図２
（ｆ））。
円形化する。 【構成】 シリコン基板１１０に下部クラッド層１２５
及びコア層１５０を積層し所定のパターンにしたがって
その部分を残すようにドライエッチングして、導波路パ
ターン１８０を形成する（図１（ａ）（ｂ）（ｃ））。
炭酸ガスレーザからの光１７０を集光し、導波路パター
ン１８０を部分的に溶融する（図２（ｄ））。光１７０
及びレンズ１６０を走査して、導波路のパターンに沿っ
て、ゆっくり動かしてゆく。溶融部１３０の軌跡には、
いったん溶融して固まってできた部分が形成され、丸く
なった導波路パターン１９０が形成される（図２
（ｅ））。上部クラッド層１２０を堆積し燒結し、丸く
なった導波路パターン１９０を埋め込む。（図２
（ｆ））。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、通信情報処理分野にお
ける光部品の一つである導波路に関する。
ける光部品の一つである導波路に関する。
【０００２】
【従来の技術】導波路作成方法としては、「光学 第１
８巻第１２号(1989.12)p.681」に記載されているような
方法が一般的である。この方法を簡単に説明するとつぎ
のようになっている。基板上に、下部クラッド層及びコ
ア導波路層を積層する。つぎに、所定のパターンを残す
ようにコア導波路層をエッチングして導波路パターンを
加工する。そして、上部クラッド層を積層して導波路を
作成する。
８巻第１２号(1989.12)p.681」に記載されているような
方法が一般的である。この方法を簡単に説明するとつぎ
のようになっている。基板上に、下部クラッド層及びコ
ア導波路層を積層する。つぎに、所定のパターンを残す
ようにコア導波路層をエッチングして導波路パターンを
加工する。そして、上部クラッド層を積層して導波路を
作成する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述の導波路作成方法
では、導波路パターンの加工をエッチングで行ってい
る。そのため、その断面は矩形であり、ファイバとの接
続の際モードミスマッチによる接続損失が大きくなると
いう欠点がある。これの対策として、導波路パターンの
加工後、基板全体を加熱し導波路パターンを円形化する
方法（IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,VOL.3.NO.
3.MARCH 1991 P.238 ）が知られている。しかし、この
方法では、加熱時の熱的なダメージにより、導波路パタ
ーンとともに基板、クラッド層が歪んでしまうという問
題がある。また、光ＩＣ内部にこの導波路を形成する場
合、ともに集積された他の素子に熱的なダメージを与え
てしまう。このように、導波路は光ＩＣの基本技術とし
て重要なものであるが、上述のような問題を有してい
た。
では、導波路パターンの加工をエッチングで行ってい
る。そのため、その断面は矩形であり、ファイバとの接
続の際モードミスマッチによる接続損失が大きくなると
いう欠点がある。これの対策として、導波路パターンの
加工後、基板全体を加熱し導波路パターンを円形化する
方法（IEEE PHOTONICS TECHNOLOGY LETTERS,VOL.3.NO.
3.MARCH 1991 P.238 ）が知られている。しかし、この
方法では、加熱時の熱的なダメージにより、導波路パタ
ーンとともに基板、クラッド層が歪んでしまうという問
題がある。また、光ＩＣ内部にこの導波路を形成する場
合、ともに集積された他の素子に熱的なダメージを与え
てしまう。このように、導波路は光ＩＣの基本技術とし
て重要なものであるが、上述のような問題を有してい
た。
【０００４】本発明は、前述の問題点に鑑み、熱的なダ
メージを低減して導波路パターンを円形化し、ファイバ
との良好な接続ができる導波路を提供することをその目
的とする。
メージを低減して導波路パターンを円形化し、ファイバ
との良好な接続ができる導波路を提供することをその目
的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の導波路の作成方法は、基板上に下部クラッ
ド層とコア導波路層を積層したのち所定の導波路パター
ンを設け、光源からの光を導波路パターンの局所領域に
集光させて前記導波路パターンの溶融したのち、基板上
にさらに導波路パターンよりも屈折率の小さいクラッド
層を形成することを特徴とする。
に、本発明の導波路の作成方法は、基板上に下部クラッ
ド層とコア導波路層を積層したのち所定の導波路パター
ンを設け、光源からの光を導波路パターンの局所領域に
集光させて前記導波路パターンの溶融したのち、基板上
にさらに導波路パターンよりも屈折率の小さいクラッド
層を形成することを特徴とする。
【０００６】
【作用】本発明の導波路の作成方法では、集光された光
源からの光により導波路パターンの局所領域だけが溶融
する。このとき、下部クラッド層との表面張力により局
所領域が丸くなる。溶融させる局所領域を導波路パター
ンに沿って移動させると、一度溶融した局所領域が固化
し、その軌跡には丸くなった導波路パターンが形成され
る。ここで、必要な部分だけについて導波路パターンを
丸く形成する場合、その部分を溶融させればよい。そし
て、基板上にさらに導波路パターンよりも屈折率の小さ
いクラッド層を形成すると、導波路パターンをコアとす
る導波路が形成される。
源からの光により導波路パターンの局所領域だけが溶融
する。このとき、下部クラッド層との表面張力により局
所領域が丸くなる。溶融させる局所領域を導波路パター
ンに沿って移動させると、一度溶融した局所領域が固化
し、その軌跡には丸くなった導波路パターンが形成され
る。ここで、必要な部分だけについて導波路パターンを
丸く形成する場合、その部分を溶融させればよい。そし
て、基板上にさらに導波路パターンよりも屈折率の小さ
いクラッド層を形成すると、導波路パターンをコアとす
る導波路が形成される。
【０００７】
【実施例】図１は、本発明の一実施例の工程の概略を示
したものである。この図を参照してその工程を説明す
る。
したものである。この図を参照してその工程を説明す
る。
【０００８】まず、シリコン基板（Ｓｉ基板）１１０を
所定の時間熱酸化して、ＳｉＯ2とし下部クラッド層１
２５を形成したのち（図１（ａ））、火炎堆積法（ＦＨ
Ｄ）で所定の不純物濃度分布をもち屈折率を高めたＳｉ
Ｏ2 のコア層１５０を１０μｍ程度形成する（図１
（ｂ））。つぎに、所定のパターンにしたがってその部
分を残すようにドライエッチングして、導波路パターン
１８０を形成する（図１（ｃ））。そして、炭酸ガスレ
ーザからの光１７０をレンズ１６０にて導波路パターン
１８０上の大きさ８μｍφ程度の領域に集光し、導波路
パターン１８０を部分的に溶融する（図２（ｄ））。こ
のとき、導波路パターン１８０が融解した溶融部１３０
は、下部クラッド層１２５との表面張力により丸くな
る。
所定の時間熱酸化して、ＳｉＯ2とし下部クラッド層１
２５を形成したのち（図１（ａ））、火炎堆積法（ＦＨ
Ｄ）で所定の不純物濃度分布をもち屈折率を高めたＳｉ
Ｏ2 のコア層１５０を１０μｍ程度形成する（図１
（ｂ））。つぎに、所定のパターンにしたがってその部
分を残すようにドライエッチングして、導波路パターン
１８０を形成する（図１（ｃ））。そして、炭酸ガスレ
ーザからの光１７０をレンズ１６０にて導波路パターン
１８０上の大きさ８μｍφ程度の領域に集光し、導波路
パターン１８０を部分的に溶融する（図２（ｄ））。こ
のとき、導波路パターン１８０が融解した溶融部１３０
は、下部クラッド層１２５との表面張力により丸くな
る。
【０００９】つぎに、光１７０及びレンズ１６０を走査
して、溶融部１３０を導波路パターン１８０に沿ってゆ
っくり動かしてゆく。溶融部１３０の軌跡には、いった
ん溶融して固まってできた部分が形成され、丸くなった
導波路パターン１８０が形成される（図２（ｅ））。導
波路パターン１９０の形成後、ＦＨＤまたはＣＶＤによ
りフッ素をドープして低屈折率としたＳｉＯ2 の上部ク
ラッド層１２０を堆積し焼結し、導波路を埋め込む（図
２（ｆ））。図２（ｅ）では分かりにくいのであるが、
導波路パターン１９０の端部は光入射方向の断面が丸く
なっており、この上に上部クラッド層１２０を堆積する
と端部が外部に現れなくなる。そのため、導波路の端部
を研磨し、端部を露出させる。
して、溶融部１３０を導波路パターン１８０に沿ってゆ
っくり動かしてゆく。溶融部１３０の軌跡には、いった
ん溶融して固まってできた部分が形成され、丸くなった
導波路パターン１８０が形成される（図２（ｅ））。導
波路パターン１９０の形成後、ＦＨＤまたはＣＶＤによ
りフッ素をドープして低屈折率としたＳｉＯ2 の上部ク
ラッド層１２０を堆積し焼結し、導波路を埋め込む（図
２（ｆ））。図２（ｅ）では分かりにくいのであるが、
導波路パターン１９０の端部は光入射方向の断面が丸く
なっており、この上に上部クラッド層１２０を堆積する
と端部が外部に現れなくなる。そのため、導波路の端部
を研磨し、端部を露出させる。
【００１０】このようにして作成された導波路はいった
ん溶融した部分の断面が丸くなっており、特に、端部に
ついてはファイバの断面と同様丸いものになっている。
そのため、この端部でファイバと接続した場合、良好な
モードマッチングがえられ、接続損失は減少している。
ん溶融した部分の断面が丸くなっており、特に、端部に
ついてはファイバの断面と同様丸いものになっている。
そのため、この端部でファイバと接続した場合、良好な
モードマッチングがえられ、接続損失は減少している。
【００１１】前述のように、導波路のコアを円形化する
ために、導波路パターンの形成後、導波路パターンの一
部に絞り込んだガスレーザの光を照射することにより導
波路表面だけを溶融し円形化する。これによって、基板
全体を加熱することがなく、熱的なダメージがほとんど
なくなり、基板或いはクラッド層の歪みが押さえられて
いる。また、必要な部分だけ溶融部を動かすことも可能
であり、例えば、導波路の端部などだけに限って溶融す
ると、より熱的なダメージが減少することになる。特
に、光ＩＣに用いた場合、そのＩＣを構成する光部品
（光電集積回路では電子部品など）のいろいろな素子に
熱的なダメージを与えることがほとんどなく、良好な光
ＩＣを製作することが可能になる。また、導波路の端部
を溶融することでこの部分が球状になり、クラッド層だ
けをエッチングするとこの部分が露出し入射・出射効率
が向上するようになる。
ために、導波路パターンの形成後、導波路パターンの一
部に絞り込んだガスレーザの光を照射することにより導
波路表面だけを溶融し円形化する。これによって、基板
全体を加熱することがなく、熱的なダメージがほとんど
なくなり、基板或いはクラッド層の歪みが押さえられて
いる。また、必要な部分だけ溶融部を動かすことも可能
であり、例えば、導波路の端部などだけに限って溶融す
ると、より熱的なダメージが減少することになる。特
に、光ＩＣに用いた場合、そのＩＣを構成する光部品
（光電集積回路では電子部品など）のいろいろな素子に
熱的なダメージを与えることがほとんどなく、良好な光
ＩＣを製作することが可能になる。また、導波路の端部
を溶融することでこの部分が球状になり、クラッド層だ
けをエッチングするとこの部分が露出し入射・出射効率
が向上するようになる。
【００１２】本発明は前述の実施例に限らず様々な変形
が可能である。
が可能である。
【００１３】例えば、光源には、吸収波長帯がマッチし
ているため、炭酸ガスレーザを用いたが、導波路パター
ンを溶融し得るものならば他の光源を用いてもよい。ま
た、下部クラッド層を熱酸化ＳｉＯ2コアを所定の不純
物濃度分布をもつＳｉＯ2 、上部クラッドをフッ素ドー
プのＳｉＯ2 としたが、同様の屈折率差があれば他の組
み合わせでもよい。さらに、基板には、融点が高く熱伝
導率が良いシリコンを用いたがこれに限られない。
ているため、炭酸ガスレーザを用いたが、導波路パター
ンを溶融し得るものならば他の光源を用いてもよい。ま
た、下部クラッド層を熱酸化ＳｉＯ2コアを所定の不純
物濃度分布をもつＳｉＯ2 、上部クラッドをフッ素ドー
プのＳｉＯ2 としたが、同様の屈折率差があれば他の組
み合わせでもよい。さらに、基板には、融点が高く熱伝
導率が良いシリコンを用いたがこれに限られない。
【００１４】
【発明の効果】以上の通り本発明の導波路の作成方法に
よれば、光源からの光を集光させて導波路パターンを局
所的に溶融させて、導波路パターンを丸く形成するの
で、熱的なダメージを小さくすることができ、また、必
要な部分だけについて丸く形成された導波路を作成する
ことができ、より熱的なダメージを小さくすることがで
きる。
よれば、光源からの光を集光させて導波路パターンを局
所的に溶融させて、導波路パターンを丸く形成するの
で、熱的なダメージを小さくすることができ、また、必
要な部分だけについて丸く形成された導波路を作成する
ことができ、より熱的なダメージを小さくすることがで
きる。
【図１】本発明の工程の概略図。
【図２】本発明の工程の概略図。
１１０…Ｓｉ基板，１２０…上部クラッド層，１２５…
下部クラッド層、１３０…溶融部，１８０，１９０…導
波路パターン。
下部クラッド層、１３０…溶融部，１８０，１９０…導
波路パターン。
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に下部クラッド層を形成後、前記
下部クラッド層よりも屈折率の大きいコア層を形成した
のち、所定の導波路パターンを設け、 光源からの光を前記導波路パターンの局所領域に集光さ
せて前記導波路パターンの溶融したのち、 前記基板上にさらに前記導波路パターンよりも屈折率の
小さいクラッド層を形成することを特徴とする導波路の
作成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4015095A JPH05210020A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 導波路の作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4015095A JPH05210020A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 導波路の作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05210020A true JPH05210020A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=11879285
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4015095A Pending JPH05210020A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 導波路の作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05210020A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7024093B2 (en) | 2002-12-02 | 2006-04-04 | Shipley Company, Llc | Methods of forming waveguides and waveguides formed therefrom |
| CN107346048A (zh) * | 2016-05-04 | 2017-11-14 | 苏州旭创科技有限公司 | 平面光波导器件及其制作方法 |
-
1992
- 1992-01-30 JP JP4015095A patent/JPH05210020A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7024093B2 (en) | 2002-12-02 | 2006-04-04 | Shipley Company, Llc | Methods of forming waveguides and waveguides formed therefrom |
| CN107346048A (zh) * | 2016-05-04 | 2017-11-14 | 苏州旭创科技有限公司 | 平面光波导器件及其制作方法 |
| CN107346048B (zh) * | 2016-05-04 | 2020-02-18 | 苏州旭创科技有限公司 | 平面光波导器件及其制作方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |