JPH0527132A - 導波路型光部品の製造方法 - Google Patents
導波路型光部品の製造方法Info
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- JPH0527132A JPH0527132A JP3184658A JP18465891A JPH0527132A JP H0527132 A JPH0527132 A JP H0527132A JP 3184658 A JP3184658 A JP 3184658A JP 18465891 A JP18465891 A JP 18465891A JP H0527132 A JPH0527132 A JP H0527132A
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- Japan
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- waveguide type
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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
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 伝搬損失が小さい導波路型光部品を提供す
る。 【構成】 基板１の上に石英ガラスから成る下部クラッ
ド部２を形成し、前記下部クラッド部２の表面に、帯電
防止層と所望パターンを有するマスク層とをこの順序で
形成し、前記マスク層の上から電子ビームを照射して、
前記下部クラッド部２内に前記所望パターンのコア部６
を形成し、前記マスク層と前記帯電防止層を除去して前
記下部クラッド部２の表面を露出させ、更に、前記下部
クラッド部２の露出面の上に、前記コア部６よりも低屈
折率の上部クラッド部７を形成する導波路型光部品の製
造方法。 【効果】 全体の表面とコア部が離れているので、表面
の微小凹凸に基づく散乱損失は低減する。安価に伝搬損
失の小さい導波路型光部品を製造できる。
る。 【構成】 基板１の上に石英ガラスから成る下部クラッ
ド部２を形成し、前記下部クラッド部２の表面に、帯電
防止層と所望パターンを有するマスク層とをこの順序で
形成し、前記マスク層の上から電子ビームを照射して、
前記下部クラッド部２内に前記所望パターンのコア部６
を形成し、前記マスク層と前記帯電防止層を除去して前
記下部クラッド部２の表面を露出させ、更に、前記下部
クラッド部２の露出面の上に、前記コア部６よりも低屈
折率の上部クラッド部７を形成する導波路型光部品の製
造方法。 【効果】 全体の表面とコア部が離れているので、表面
の微小凹凸に基づく散乱損失は低減する。安価に伝搬損
失の小さい導波路型光部品を製造できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は導波路型光部品の製造方
法に関し、更に詳しくは、伝搬損失の小さい導波路型光
部品を安価に製造する方法に関する。
法に関し、更に詳しくは、伝搬損失の小さい導波路型光
部品を安価に製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】広範囲に亘って光ファイバ通信システム
を組み立てるに当たっては、そこに組み込む光部品、例
えば光分岐結合器や光合分波器を大量かつ安価に供給す
ることが必要とされる。とくに、石英ガラスを主材料と
する導波路型光部品は、光ファイバとの結合特性や光の
伝搬特性が優れているため、その大量かつ安価な供給が
強く望まれている。
を組み立てるに当たっては、そこに組み込む光部品、例
えば光分岐結合器や光合分波器を大量かつ安価に供給す
ることが必要とされる。とくに、石英ガラスを主材料と
する導波路型光部品は、光ファイバとの結合特性や光の
伝搬特性が優れているため、その大量かつ安価な供給が
強く望まれている。
【０００３】このような要請に応えることができ、比較
的少ない工数で安価に導波路型光部品を製造する方法と
して、電子ビーム照射法が注目を集めている。この従来
の電子ビーム照射法につき、以下図面に基づいて説明す
る。まず、図１で示したように、Ｓｉ基板１の上に、火
炎堆積法，プラズマエンハンスドＣＶＤ法，ゾルーゲル
法，電子ビーム蒸着法などによって、石英ガラスから成
る下部クラッド部２を１０〜３０μｍ程度の厚みで形成
する。
的少ない工数で安価に導波路型光部品を製造する方法と
して、電子ビーム照射法が注目を集めている。この従来
の電子ビーム照射法につき、以下図面に基づいて説明す
る。まず、図１で示したように、Ｓｉ基板１の上に、火
炎堆積法，プラズマエンハンスドＣＶＤ法，ゾルーゲル
法，電子ビーム蒸着法などによって、石英ガラスから成
る下部クラッド部２を１０〜３０μｍ程度の厚みで形成
する。
【０００４】ついで、図２で示したように、下部クラッ
ド部２の上に、例えば金属アルミニウムから成り、厚み
が約３００Å程度の帯電防止層３と、例えば金から成
り、厚みが約６０００Å程度の薄膜層４ａとを、例えば
スパッタ法や真空蒸着法で順次成膜する。その後、この
薄膜層４ａに、例えばホトリソグラフィーと反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）を順次適用することにより、形
成すべき導波路のパターンに相当する前記薄膜層部分の
みを除去して、所望するパターンのマスク層４を形成す
る（図３）。
ド部２の上に、例えば金属アルミニウムから成り、厚み
が約３００Å程度の帯電防止層３と、例えば金から成
り、厚みが約６０００Å程度の薄膜層４ａとを、例えば
スパッタ法や真空蒸着法で順次成膜する。その後、この
薄膜層４ａに、例えばホトリソグラフィーと反応性イオ
ンエッチング（ＲＩＥ）を順次適用することにより、形
成すべき導波路のパターンに相当する前記薄膜層部分の
みを除去して、所望するパターンのマスク層４を形成す
る（図３）。
【０００５】ついで、図４で示したように、マスク層４
の上から電子ビーム５を照射する。通常電子ビームの加
速電圧は１５〜２５ｋＶ程度で、ドース量は１〜２Ｃ／
cm2 程度である。この電子ビームの照射を受けた下部ク
ラッド部２の部分では、その石英ガラスが収縮して、他
の部分に比べて高屈折率となる。すなわち、その部分が
コア部６となる。
の上から電子ビーム５を照射する。通常電子ビームの加
速電圧は１５〜２５ｋＶ程度で、ドース量は１〜２Ｃ／
cm2 程度である。この電子ビームの照射を受けた下部ク
ラッド部２の部分では、その石英ガラスが収縮して、他
の部分に比べて高屈折率となる。すなわち、その部分が
コア部６となる。
【０００６】この場合、コア部６の厚みは照射した電子
ビームの加速電圧の大小によって適宜に設定することが
でき、またコア部６と下部クラッド部２との比屈折率差
は電子ビームのドース量によって任意の値に設定するこ
とができる。例えば、上記した条件で電子ビームを照射
すると、コア部６の高さは２〜７μｍ，比屈折率差は0.
３５％程度のコア層が形成される。
ビームの加速電圧の大小によって適宜に設定することが
でき、またコア部６と下部クラッド部２との比屈折率差
は電子ビームのドース量によって任意の値に設定するこ
とができる。例えば、上記した条件で電子ビームを照射
すると、コア部６の高さは２〜７μｍ，比屈折率差は0.
３５％程度のコア層が形成される。
【０００７】最後に、マスク層４と帯電防止層３を順次
除去することにより、下部クラッド部２の中に所望のパ
ターンでコア部６が導波路として存在する導波路型光部
品が得られる（図５）。
除去することにより、下部クラッド部２の中に所望のパ
ターンでコア部６が導波路として存在する導波路型光部
品が得られる（図５）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上記した方法は比較的
低コストで導波路型光部品を製造することができる。し
かしながら、一般に成膜技術に関していえることである
が、図１で示したように形成された下部クラッド部２
は、その表面が完全な平滑面とならず、その表面には微
小凹凸が生じている。したがって、図５で示した光部品
においては、下部クラッド部２内に形成されたコア部６
は、その上面が下部クラッド部２の前記微小凹凸と接触
した状態にあり、そのためコア部６は大気に接触するこ
とになる。
低コストで導波路型光部品を製造することができる。し
かしながら、一般に成膜技術に関していえることである
が、図１で示したように形成された下部クラッド部２
は、その表面が完全な平滑面とならず、その表面には微
小凹凸が生じている。したがって、図５で示した光部品
においては、下部クラッド部２内に形成されたコア部６
は、その上面が下部クラッド部２の前記微小凹凸と接触
した状態にあり、そのためコア部６は大気に接触するこ
とになる。
【０００９】このような状態においては、コア部６を伝
搬する光は、前記した微小凹凸に起因して散乱損失が大
きくなり、その結果、散乱損失をも一要因とする伝搬損
失が大きくなってしまう。本発明は電子ビーム照射法で
製造した導波路型光部品における上記した問題を解決
し、コア部と光部品表面の凹凸との間の距離を大きくす
ることにより、伝搬損失が低減した導波路型光部品の製
造方法の提供を目的とする。
搬する光は、前記した微小凹凸に起因して散乱損失が大
きくなり、その結果、散乱損失をも一要因とする伝搬損
失が大きくなってしまう。本発明は電子ビーム照射法で
製造した導波路型光部品における上記した問題を解決
し、コア部と光部品表面の凹凸との間の距離を大きくす
ることにより、伝搬損失が低減した導波路型光部品の製
造方法の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、基板の上に石英ガラスから
成る下部クラッド部を形成する工程；前記下部クラッド
部の表面に、帯電防止層と所望パターンを有するマスク
層とをこの順序で形成する工程；前記マスク層の上から
電子ビームを照射して、前記下部クラッド部内に前記所
望パターンのコア部を形成する工程；前記マスク層と前
記帯電防止層を除去して前記下部クラッド部の表面を露
出させる工程；および、前記下部クラッド部の露出面の
上に、前記コア部よりも低屈折率の上部クラッド部を形
成する工程；を備えていることを特徴とする導波路型光
部品の製造方法が提供される。
ために、本発明においては、基板の上に石英ガラスから
成る下部クラッド部を形成する工程；前記下部クラッド
部の表面に、帯電防止層と所望パターンを有するマスク
層とをこの順序で形成する工程；前記マスク層の上から
電子ビームを照射して、前記下部クラッド部内に前記所
望パターンのコア部を形成する工程；前記マスク層と前
記帯電防止層を除去して前記下部クラッド部の表面を露
出させる工程；および、前記下部クラッド部の露出面の
上に、前記コア部よりも低屈折率の上部クラッド部を形
成する工程；を備えていることを特徴とする導波路型光
部品の製造方法が提供される。
【００１１】本発明方法においては、図１〜図５で示し
た工程に続けて、図６で示したように、下部クラッド部
２の上に上部クラッド部７を形成してコア部６をクラッ
ドの中に埋設する。この場合、上部クラッド部７の表面
にも微小凹凸は生じているが、コア部６は大気と接触せ
ず、またコア部６と前記微小凹凸とは上部クラッド部７
の厚み分だけ距離が離れているので、コア部６を伝搬す
る光はこの微小凹凸に起因する散乱損失が低減するよう
になる。
た工程に続けて、図６で示したように、下部クラッド部
２の上に上部クラッド部７を形成してコア部６をクラッ
ドの中に埋設する。この場合、上部クラッド部７の表面
にも微小凹凸は生じているが、コア部６は大気と接触せ
ず、またコア部６と前記微小凹凸とは上部クラッド部７
の厚み分だけ距離が離れているので、コア部６を伝搬す
る光はこの微小凹凸に起因する散乱損失が低減するよう
になる。
【００１２】この上部クラッド部７の厚みは、格別限定
されないが、一般にその厚みが厚いほど上記した効果の
実現を維持することができる。例えば、波長1.３μｍ用
の通常の光ファイバとのフィールドミスマッチ損失を最
適化すべく設計された導波路型光部品の場合、上部クラ
ッド部７の厚みが0.１μｍ程度であっても、散乱損失の
低減に寄与するようになり、２０μｍ以上の厚みになれ
ば、略完全にその効果を達成することができる。
されないが、一般にその厚みが厚いほど上記した効果の
実現を維持することができる。例えば、波長1.３μｍ用
の通常の光ファイバとのフィールドミスマッチ損失を最
適化すべく設計された導波路型光部品の場合、上部クラ
ッド部７の厚みが0.１μｍ程度であっても、散乱損失の
低減に寄与するようになり、２０μｍ以上の厚みになれ
ば、略完全にその効果を達成することができる。
【００１３】また、上部クラッド部７を構成する材料
は、コア部よりも低屈折率の材料であればよい。上部ク
ラッド部７は、下部クラッド部２の場合と同じように、
火炎堆積法，プラズマエンハンスドＣＶＤ法，ゾルーゲ
ル法，電子ビーム蒸着法などの方法で形成することがで
きるが、とくに火炎堆積法が好適である。例えば、火炎
堆積法によって下部クラッド部２と同じ石英ガラスで上
部クラッド部７を形成すると、非常に低損失な導波路型
光部品を得ることができる。
は、コア部よりも低屈折率の材料であればよい。上部ク
ラッド部７は、下部クラッド部２の場合と同じように、
火炎堆積法，プラズマエンハンスドＣＶＤ法，ゾルーゲ
ル法，電子ビーム蒸着法などの方法で形成することがで
きるが、とくに火炎堆積法が好適である。例えば、火炎
堆積法によって下部クラッド部２と同じ石英ガラスで上
部クラッド部７を形成すると、非常に低損失な導波路型
光部品を得ることができる。
【００１４】
【実施例】Ｓｉ基板１の上に火炎堆積法で厚みが約２５
μｍである石英ガラスの下部クラッド部２を形成した
（図１）。ついで、この下部クラッド部２の上に、スパ
ッタ法で、厚み約３００Åのアルミ層（帯電防止層）３
と厚み約６０００Åの金薄層４ａを順次成膜した（図
２）。
μｍである石英ガラスの下部クラッド部２を形成した
（図１）。ついで、この下部クラッド部２の上に、スパ
ッタ法で、厚み約３００Åのアルミ層（帯電防止層）３
と厚み約６０００Åの金薄層４ａを順次成膜した（図
２）。
【００１５】この金薄層４ａにホトリソグラフィーと反
応性イオンエッチングを行なって、金薄層４ａを導波路
幅が約８μｍのパターンを有するマスク層４にした（図
３）。ついで、マスク層４の上から加速電圧２５ｋＶで
電子ビーム５を照射した。そのドース量は約１Ｃ／cm2
とした。高さが約５μｍ，幅が約８μｍで、比屈折率差
約0.３５％のコア部６が形成された（図４）。
応性イオンエッチングを行なって、金薄層４ａを導波路
幅が約８μｍのパターンを有するマスク層４にした（図
３）。ついで、マスク層４の上から加速電圧２５ｋＶで
電子ビーム５を照射した。そのドース量は約１Ｃ／cm2
とした。高さが約５μｍ，幅が約８μｍで、比屈折率差
約0.３５％のコア部６が形成された（図４）。
【００１６】この状態における光の伝搬損失は、0.３ｄ
Ｂ／cmであった。ついで、マスク層４，アルミ層３を順
次除去して下部クラッド部２を露出させ（図５）、この
上に、火炎堆積法によって、下部クラッド部と同じ石英
ガラスから成り、厚みが約２０μｍの上部クラッド部７
を形成してコア部６を埋設した。得られた光部品の伝搬
損失は0.１ｄＢ／cmであった。
Ｂ／cmであった。ついで、マスク層４，アルミ層３を順
次除去して下部クラッド部２を露出させ（図５）、この
上に、火炎堆積法によって、下部クラッド部と同じ石英
ガラスから成り、厚みが約２０μｍの上部クラッド部７
を形成してコア部６を埋設した。得られた光部品の伝搬
損失は0.１ｄＢ／cmであった。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明方
法によれば、コア部６は上部クラッド部で埋め込まれ、
このコア部は光部品全体の表面（上部クラッド部の表
面）から離隔しているので、コア部を伝搬する光は、全
体表面の微小凹凸に起因する散乱損失が低減し、そのた
めこの散乱損失をも一要因とする伝搬損失の低減が実現
される。
法によれば、コア部６は上部クラッド部で埋め込まれ、
このコア部は光部品全体の表面（上部クラッド部の表
面）から離隔しているので、コア部を伝搬する光は、全
体表面の微小凹凸に起因する散乱損失が低減し、そのた
めこの散乱損失をも一要因とする伝搬損失の低減が実現
される。
【００１８】また、この導波路型光部品は、電子ビーム
照射法を適用して製造されるので、その工数は少なく、
製造コストは低くなる。
照射法を適用して製造されるので、その工数は少なく、
製造コストは低くなる。
【図１】基板に下部クラッド部を形成した状態を示す概
略断面図である。
略断面図である。
【図２】下部クラッド部に帯電防止層と金属薄膜層を成
膜した状態を示す概略断面図である。
膜した状態を示す概略断面図である。
【図３】マスク層を形成した状態を示す概略断面図であ
る。
る。
【図４】電子ビームを照射してコア部を形成した状態を
示す概略断面図である。
示す概略断面図である。
【図５】マスク層、帯電防止層を除去した状態を示す概
略断面図である。
略断面図である。
【図６】上部クラッド部を形成した状態を示す概略断面
図である。
図である。
１ 基板
２ 下部クラッド部
３ 帯電防止層
４ マスク層
４ａ 薄膜層
５ 電子ビーム
６ コア部
７ 上部クラッド部
Claims (2)
- 【請求項１】 基板の上に石英ガラスから成る下部クラ
ッド部を形成する工程；前記下部クラッド部の表面に、
帯電防止層と所望パターンを有するマスク層とをこの順
序で形成する工程；前記マスク層の上から電子ビームを
照射して、前記下部クラッド部内に前記所望パターンの
コア部を形成する工程；前記マスク層と前記帯電防止層
を除去して前記下部クラッド部の表面を露出させる工
程；および、前記下部クラッド部の露出面の上に、前記
コア部よりも低屈折率の上部クラッド部を形成する工
程；を備えていることを特徴とする導波路型光部品の製
造方法。 - 【請求項２】 前記上部クラッド部が火炎堆積法で形成
される請求項１の導波路型光部品の製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184658A JPH0527132A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 導波路型光部品の製造方法 |
| US07/917,838 US5291575A (en) | 1991-07-24 | 1992-07-21 | Manufacturing method for waveguide-type optical components |
| EP92112495A EP0525606B1 (en) | 1991-07-24 | 1992-07-22 | Waveguide fabrication by electron beam irradiation of silica |
| DE69227077T DE69227077T2 (de) | 1991-07-24 | 1992-07-22 | Wellenleiterherstellung durch Bestrahlung von Siliziumoxyd mit Elektronen |
| CA002074536A CA2074536C (en) | 1991-07-24 | 1992-07-23 | Manufacturing method for waveguide-type optical components |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184658A JPH0527132A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 導波路型光部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0527132A true JPH0527132A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16157089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3184658A Pending JPH0527132A (ja) | 1991-07-24 | 1991-07-24 | 導波路型光部品の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5291575A (ja) |
| EP (1) | EP0525606B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0527132A (ja) |
| CA (1) | CA2074536C (ja) |
| DE (1) | DE69227077T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11780781B2 (en) | 2014-12-30 | 2023-10-10 | The Boeing Company | Bonding dissimilar ceramic components |
Families Citing this family (9)
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| DE69418752T2 (de) * | 1993-03-18 | 2000-01-27 | Nippon Telegraph And Telephone Corp., Tokio/Tokyo | Herstellungsverfahren von optischen Wellenleitern aus Polyimid |
| DE19642964A1 (de) * | 1996-10-18 | 1998-04-23 | Happich Gmbh Gebr | Airbagvorrichtung |
| FR2798222B1 (fr) * | 1999-09-07 | 2002-03-01 | Centre Nat Rech Scient | Equipement et procede de fabrication de composants optiques |
| US7026634B2 (en) * | 2001-06-28 | 2006-04-11 | E-Beam & Light, Inc. | Method and apparatus for forming optical materials and devices |
| US6778319B2 (en) * | 2001-09-10 | 2004-08-17 | Np Photonics, Inc. | Side-pumped multi-port optical amplifier and method of manufacture using fiber drawing technologies |
| US6618537B2 (en) * | 2002-01-14 | 2003-09-09 | Applied Wdm, Inc. | Optical waveguide structures and methods of fabrication |
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| US20230393340A1 (en) * | 2022-06-06 | 2023-12-07 | Globalfoundries U.S. Inc. | Cladding structure in the back end of line of photonics chips |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6145202A (ja) * | 1984-08-10 | 1986-03-05 | Hitachi Ltd | 光導波路 |
| JPS61204603A (ja) * | 1985-03-08 | 1986-09-10 | Hitachi Ltd | 高分子光導波路及びその製造方法 |
| US4789642A (en) * | 1987-03-26 | 1988-12-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Method for fabricating low loss crystalline silicon waveguides by dielectric implantation |
| US5178658A (en) * | 1991-09-17 | 1993-01-12 | The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. | Method for forming an optical waveguide by selective volatization |
-
1991
- 1991-07-24 JP JP3184658A patent/JPH0527132A/ja active Pending
-
1992
- 1992-07-21 US US07/917,838 patent/US5291575A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-22 EP EP92112495A patent/EP0525606B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-07-22 DE DE69227077T patent/DE69227077T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-07-23 CA CA002074536A patent/CA2074536C/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11780781B2 (en) | 2014-12-30 | 2023-10-10 | The Boeing Company | Bonding dissimilar ceramic components |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0525606B1 (en) | 1998-09-23 |
| CA2074536C (en) | 2002-04-23 |
| EP0525606A1 (en) | 1993-02-03 |
| DE69227077T2 (de) | 1999-05-27 |
| DE69227077D1 (de) | 1998-10-29 |
| CA2074536A1 (en) | 1993-01-25 |
| US5291575A (en) | 1994-03-01 |
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