JPH05210021A - 導波路作製方法 - Google Patents
導波路作製方法Info
- Publication number
- JPH05210021A JPH05210021A JP4015099A JP1509992A JPH05210021A JP H05210021 A JPH05210021 A JP H05210021A JP 4015099 A JP4015099 A JP 4015099A JP 1509992 A JP1509992 A JP 1509992A JP H05210021 A JPH05210021 A JP H05210021A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- waveguide
- layer
- silicon
- impurities
- substrate
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
法により結晶成長させる。ここで、このドーピング層3
10aは、酸化シリコンの屈折率を上げるための不純物
として燐がドープされている(図1(a))。所定のパ
ターンを残すようにフォトレジスト150を形成し(図
1(b))、フォトレジスト150をマスクとしてコア
層330をエッチングして導波路パターンを加工する
(図1(c))。基板110を(O2 +H2 O)雰囲気
中で酸化処理を行い、不純物がドープされたコア層33
0と不純物を含まないクラッド層320を形成する(図
1(d))。エッチングマスク層140を除去する(図
1(e))。
Description
ける光部品の一つである導波路に関する。
8巻第12号(1989.12)p.681」に記載されているような
方法が一般的に知られている。一般的な導波路作製方法
を簡単に説明するとつぎのようになっている。
(a))、シリコン基板110上にFHD(火炎堆積
法)でガラス微粒子を堆積し焼結することによって、石
英を主成分とする下部クラッド層120及びコア層13
0を積層する(図4(b))。つぎに、コア層130を
エッチングするためのエッチングマスク層140を堆積
し(図4(c))、フォトリソグラフィ技術にて所定の
パターンを残すようにフォトレジスト150を形成する
(図4(d))。フォトレジスト150をマスクとして
エッチングマスク層140を反応性イオンエッチング
(RIE)でエッチングし(図5(e))、エッチング
マスク層140をマスクとしてコア導波路層をRIEで
エッチングして導波路パターンを加工する(図5
(f))。エッチングマスク層140を除去し(図5
(g))、石英を主成分とする上部クラッド層160を
堆積し(図5(h))焼結する(図6(i))。所望の
部分をダイシングして残し(図6(j))、端面を研磨
し鏡面加工する(図6(k))。そしてシングルモード
光ファイバ(SMF)210を実装する(図6
(l))。このようにして導波路が作製されている。
部クラッド層120及びコア層130を順次積層し、導
波路パターンを加工して上部クラッド層160を形成し
て導波路を作製している。これらの層を形成する際、水
酸基などの不純物が侵入すると、導波路を劣化させてし
まうことになる。しかし、この方法では、ガラス微粒子
を堆積し焼結するものであるので、このような不純物の
侵入を完全に除去するのは難しいものである。また、堆
積・焼結とエッチングとを繰り返すのでプロセスが繁雑
なものになっている。
に、本発明の導波路作製方法は、表面がシリコンである
基板(例えば、シリコン基板、シリコン膜が設けられた
基板など)上に、不純物(燐、ゲルマニウムなど酸化シ
リコンの屈折率を上げるもの)がドープされたシリコン
層を形成すべき導波路パターンに対応した所定のパター
ンで形成する第1の工程と、導波路パターン及び基板表
面のシリコンを酸化して、不純物を含むコアと不純物を
含まない下部クラッド層とを形成する第2の工程と、コ
アの上に、上部クラッド層を設ける第3の工程とを有す
ることを特徴とする。
をドープしたシリコン(単結晶シリコン,多結晶シリコ
ン,アモルファスシリコン)を結晶成長させ、エッチン
グして所定のパターンを形成することを特徴としてもよ
い。
ンに前記不純物を拡散させ、エッチングして所定のパタ
ーンを形成することを特徴としてもよい。
リシリコンからなることを特徴としてもよい。
純物ドープのシリコンからなる導波路パターンが形成さ
れる。この導波路パターンは、第2の工程で酸化され、
不純物ドープの酸化シリコンのパターン即ちコアとな
る。一方、基板表面のシリコンは、第2の工程で酸化さ
れると、コアにドープされた不純物を含まない酸化シリ
コン層即ちクラッド層となる。そして、このコアの上に
上部クラッド層を設けて、所定のパターンをもつ導波路
が作製される。
前述の従来例と同一または同等のものについてはその説
明を簡略化し若しくは省略するものとする。
作製方法における特徴的な部分が示されている。この図
1を用いて第1の実施例を説明する。
アル成長法(例えば、分子線エピタキシー「MBE」
法)によりシリコン結晶を約6μm結晶成長させる。こ
こで、このシリコン結晶(ドーピング層310a)は、
酸化シリコンの屈折率を上げるための不純物として燐
(P)が約0.5%の割合でドープされている(図1
(a))。つぎに、フォトリソグラフィ技術にて所定の
パターンを残すようにフォトレジスト150を形成する
(図1(c))。フォトレジスト150をマスクとして
反応性イオンエッチング(RIE)でドーピング層31
0aをエッチングして導波路パターンを加工し(図1
(d))、フォトレジスト150を除去する(図1
(e))。この基板110を水蒸気を含んだ酸素雰囲気
(O2 +H2 O)中で約1100℃,40時間の酸化処
理を行う。ドーピング層310a及び基板110の表面
の一部が酸化し、ドーピング層310aは、不純物
(燐)がドープされた酸化シリコン膜(SiO2 膜)即
ちコア層330になる。また、基板110の表面のシリ
コンは、不純物(燐)を含まないSiO2 膜即ちクラッ
ド層320になる(図1(b))。このあとは、前述の
従来技術でのべた図5(h)以降の工程とおなじであ
る。繰り返して示すとつぎのようになる。
を堆積し(図5(h))焼結する(図6(i))。所望
の部分をダイシングして残し(図6(j))、端面を研
磨し鏡面加工する(図6(k))。そしてシングルモー
ド光ファイバ(SMF)210を実装する(図6
(l))。
10aを結晶成長させて形成しているため、その膜厚
は、全体的に均一性がよく非常に精密にコントロールさ
れる。特に、MBE法で結晶成長させた場合、原子レベ
ルの制御が可能になる。また、熱酸化膜厚の制御につい
ても、理論的に十分解析され、実験的にも確立されてお
り、非常に精密に熱酸化膜厚を制御することが可能であ
る。そのため、コア層330及びクラッド層320は非
常に寸法精度が高く作られ、非常に精密な導波路にな
る。
成するものであるため、導波路を劣化させる水酸基など
の不純物が入りにくく、たとえ雰囲気に水酸基などが存
在していたとしても、還元されてしまい、内部に水酸基
が侵入することはない。そのため、導波損失が少ない高
品質なものになる。さらに、シリコンであるドーピング
層310aをエッチングして導波路パターンを加工して
いるので、エッチング速度がおよそ10倍速く、工程が
迅速なものになる。前述の従来例と比較して工程が簡素
化されている。
が形成されるのであるが、この点については、理論的に
十分解析され、実験的にも確立されており、予め膨脹を
見込んでドーピング層310aを形成しておけば良い。
2を用いて説明する。
板110に不純物として燐を約6μm熱拡散して燐が約
0.5%の割合でドープされたドーピング層310bを
形成する(図2(a))。このあと、前述の第1の実施
例と同様、ドーピング層310bのエッチングして導波
路パターンを形成し(図2(b)〜(d))、ドーピン
グ層310b及び基板110の表面の一部の熱酸化して
コア層330及びクラッド層320を形成する(図2
(e))。そして、図5(h)以降の工程で導波路を作
製する。
310bを形成する点が前述の第1の実施例と異なって
いるが、シリコン基板の不純物拡散は、温度などのパラ
メータを調節することで非常に高精度に制御が可能であ
る。このため、ドーピング層310bの膜厚は全体的に
均一性がよく非常に精密にコントロールされ、コア層3
30及びクラッド層320は非常に寸法精度が高く作ら
れて、非常に精密な導波路になる。また、第1の実施例
と同様、水酸基などの不純物が入りにくく、導波損失が
少ない高品質なものになる。
物を導入したが、イオン注入によって不純物を導入しド
ーピング層310bを形成しても良い。また、この実施
例では、ドーピング層310bをエッチングして導波路
パターンを形成したのであるが、これにかえて、選択拡
散にて導波路パターンをもつドーピング層310bを形
成しこれを熱酸化してコア層330及びクラッド層32
0を形成するようにしても良い。
3を用いて説明する。
板110上にCVD法にて多結晶シリコン(ポリシリコ
ン)またはアモルファスシリコンを約6μm形成する。
ここで、このポリシリコンまたはアモルファスシリコン
(ドーピング層310c)は、酸化シリコンの屈折率を
上げるための不純物として燐(P)が約0.5%の割合
でドープされている(図3(a))。このあと、前述の
第1の実施例と同様、ドーピング層310bのエッチン
グして導波路パターンを形成し(図2(b)〜
(d))、ドーピング層310b及び基板110の表面
の一部の熱酸化してコア層330及びクラッド層320
を形成する(図2(e))。そして、図5(h)以降の
工程で導波路を作製する。
ルファスシリコンのドーピング層310cを形成する点
が前述の第1の実施例と異なっているが、CVD法では
堆積速度を調節することで膜厚の高精度の制御が可能で
ある。このため、ドーピング層310cの膜厚は全体的
に均一性がよく非常に精密にコントロールされ、コア層
330及びクラッド層320は非常に寸法精度が高く作
られて、非常に精密な導波路になる。また、第1の実施
例と同様、水酸基などの不純物が入りにくく、導波損失
が少ない高品質なものになる。
が可能である。
を酸化してクラッド層を形成したが、予め基板に不純物
を含まないシリコン層を設け、このシリコン層のうえに
ドーピング層形成してから、コア層,クラッド層を形成
するようにしても良い。この場合、基板は、シリコン基
板に限られず、サファイアなど他の材料の基板を用いる
ことができる。また、不純物については燐に限られず、
ゲルマニウムなど酸化シリコンの屈折率を上げるものな
らば良い。
れば、シリコンを酸化することにより、コア層及びクラ
ッド層を形成しているので、導波路を劣化させる水酸基
などの不純物が入りにくく、また、第1の工程での導波
路パターン形成は非常に制御性のよく、迅速なものにな
っている。そのため、導波損失が少ない高品質で、精密
な導波路を作製することができる。さらに、本発明の導
波路作製方法では、その構成が簡単であるため、プロセ
スを非常に簡略にすることができる。
工程図。
工程図。
工程図。
b,c…ドーピング層,320…クラッド層,330…
コア層。
Claims (4)
- 【請求項1】 表面がシリコンである基板上に、不純物
がドープされたシリコン層を形成すべき導波路パターン
に対応した所定のパターンで形成する第1の工程と、 前記導波路パターン及び前記基板表面のシリコンを酸化
して、前記不純物を含むコアと前記不純物を含まない下
部クラッド層とを形成する第2の工程と、 前記コアの上に、上部クラッド層を設ける第3の工程と
を有することを特徴とする導波路作製方法。 - 【請求項2】 前記第1の工程は、前記基板表面に、不
純物をドープしたシリコンを結晶成長させ、エッチング
して所定のパターンを形成することを特徴とする請求項
1記載の導波路作製方法。 - 【請求項3】 前記第1の工程は、前記基板表面のシリ
コンに前記不純物を拡散させ、エッチングして所定のパ
ターンを形成することを特徴とする請求項1記載の導波
路作製方法。 - 【請求項4】 前記シリコン層がアモルファスシリコン
または多結晶シリコンからなることを特徴とする請求項
1記載の導波路作製方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4015099A JPH05210021A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 導波路作製方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4015099A JPH05210021A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 導波路作製方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05210021A true JPH05210021A (ja) | 1993-08-20 |
Family
ID=11879398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4015099A Pending JPH05210021A (ja) | 1992-01-30 | 1992-01-30 | 導波路作製方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05210021A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021079403A1 (ja) * | 2019-10-21 | 2021-04-29 | 日本電信電話株式会社 | 埋め込み光導波路構造およびその作製方法 |
-
1992
- 1992-01-30 JP JP4015099A patent/JPH05210021A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2021079403A1 (ja) * | 2019-10-21 | 2021-04-29 | 日本電信電話株式会社 | 埋め込み光導波路構造およびその作製方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7754286B2 (en) | Method of forming a silicon dioxide film | |
US5342478A (en) | Self-aligned V-grooves and waveguides | |
US7674573B2 (en) | Method for manufacturing layered periodic structures | |
JP3836698B2 (ja) | フォトニッククリスタルファイバの製造方法 | |
JPH05210021A (ja) | 導波路作製方法 | |
KR960002765B1 (ko) | 절연체 위에 단결정 반도체 제조방법 | |
JPH05210022A (ja) | 導波路作製方法 | |
JP3245367B2 (ja) | 光導波路の形成方法 | |
JP3245347B2 (ja) | 光導波路装置の製造方法 | |
US5269877A (en) | Field emission structure and method of forming same | |
JP3245368B2 (ja) | 光導波路の製造方法 | |
JP3047049B2 (ja) | 埋込み構造半導体レーザの製造方法 | |
JP3457848B2 (ja) | 光導波路の製造方法 | |
JPH05224055A (ja) | 導波路作製方法 | |
JP3457836B2 (ja) | 光導波路の形成方法 | |
JP3697155B2 (ja) | 二酸化シリコン膜生成方法及び光導波路生成方法 | |
JP3112114B2 (ja) | 半導体光導波路の製造方法 | |
JPH09243846A (ja) | 高比屈折率差光導波路の製造方法 | |
EP0552862B1 (en) | Fabrication method for lenses, optical systems and focusing mirrors by micromachining | |
JPH11194221A (ja) | 光導波路の形成方法および光導波路素子 | |
KR19980050572A (ko) | 회절격자 커플러 제조방법 | |
JPS61113230A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
KR100234005B1 (ko) | 산화알루미늄갈륨비소를 이용한 광전소자의 전류차단구조 형성방법 | |
JPH10101321A (ja) | シリコン基板上に厚膜二酸化シリコン層を形成する方法、およびシリコン基板上の光導波路製造方法 | |
JPH04115525A (ja) | 半導体素子の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060207 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080919 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080930 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081120 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100105 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100223 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100317 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100330 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130416 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140416 Year of fee payment: 4 |