JPH0618737A - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
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- JPH0618737A JPH0618737A JP17667792A JP17667792A JPH0618737A JP H0618737 A JPH0618737 A JP H0618737A JP 17667792 A JP17667792 A JP 17667792A JP 17667792 A JP17667792 A JP 17667792A JP H0618737 A JPH0618737 A JP H0618737A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 基板に対するテーパ導波路の位置の高精度な
アライメントを可能として導波路と他の素子との集積化
を可能とする。 【構成】 光導波路の製造方法において、半導体あるい
は誘電体基板１０１上に第一の物質からなるコア層１０
２を積層し、そのコア層１０２上における光導波路１０
０を形成する領域の両側に光導波路方向に沿ってその間
隔が変化してなるエッチングマスク１０３，１０４を形
成し、このエッチングマスク１０３，１０４を用いてコ
ア層１０２を選択エッチングすることで光導波路方向に
沿ってその厚さが変化してなるコア層１０２とし、エッ
チングマスク１０３，１０４を除去した後にエッチング
によってストライプ状のコア１０５を形成し、このコア
１０５及び基板１０１上に第二の物質からなるクラッド
層を積層する。
アライメントを可能として導波路と他の素子との集積化
を可能とする。 【構成】 光導波路の製造方法において、半導体あるい
は誘電体基板１０１上に第一の物質からなるコア層１０
２を積層し、そのコア層１０２上における光導波路１０
０を形成する領域の両側に光導波路方向に沿ってその間
隔が変化してなるエッチングマスク１０３，１０４を形
成し、このエッチングマスク１０３，１０４を用いてコ
ア層１０２を選択エッチングすることで光導波路方向に
沿ってその厚さが変化してなるコア層１０２とし、エッ
チングマスク１０３，１０４を除去した後にエッチング
によってストライプ状のコア１０５を形成し、このコア
１０５及び基板１０１上に第二の物質からなるクラッド
層を積層する。
Description
【０００１】
【産業上の技術分野】本発明は半導体あるいは誘電体基
板上に形成する光導波路の製造方法に関するものであ
る。
板上に形成する光導波路の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】レーザ、変調器、方向性結合器、受光器
などの光素子を一つの結晶基板状に形成し、各素子間を
光導波路で光学的に結合した半導体光集積回路は各素子
間を光ファイバなどで結合するハイブリッド光回路に比
べて素子間の光軸合せが不必要で、且つ、回路全体の面
積が極めて小さい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、光導波路による高効率
な光結合は困難であり、また、半導体光集積回路への光
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に
コア層の厚さを徐々に変化させたテーパ導波路が用いら
れている（G.Muller他、”Tapered InP/InGaAsP Wavegu
ide Structure for Efficient Fibre-Chip Coupling"El
ectronicsLetters, Vol.27,No.20,p1836(1991年) 参照)
。
などの光素子を一つの結晶基板状に形成し、各素子間を
光導波路で光学的に結合した半導体光集積回路は各素子
間を光ファイバなどで結合するハイブリッド光回路に比
べて素子間の光軸合せが不必要で、且つ、回路全体の面
積が極めて小さい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、光導波路による高効率
な光結合は困難であり、また、半導体光集積回路への光
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に
コア層の厚さを徐々に変化させたテーパ導波路が用いら
れている（G.Muller他、”Tapered InP/InGaAsP Wavegu
ide Structure for Efficient Fibre-Chip Coupling"El
ectronicsLetters, Vol.27,No.20,p1836(1991年) 参照)
。
【０００３】図１４に従来の光導波路の製造方法を表す
概略を示す。図１４に示すように、ＩｎＰ基板１１の上
方のわずかに離れた位置にこのＩｎＰ基板１１を部分的
に覆うように蒸着マスク１２を配設する。そして、この
蒸着マスク１２の上方から蒸着種を照射すると、蒸着マ
スク１２に覆われていないＩｎＰ基板１１上の領域には
蒸着し、蒸着マスク１２に覆われているＩｎＰ基板１１
上の領域には蒸着しないが、その領域の蒸着マスク１２
に覆われていない領域の近傍では回り込みによって徐々
に変化した厚さに蒸着される。従って、ＩｎＰ基板１１
上にテーパ状のエッチングマスク１３を形成し、このエ
ッチングマスクを用いてコア層をテーパ状に加工してい
る。
概略を示す。図１４に示すように、ＩｎＰ基板１１の上
方のわずかに離れた位置にこのＩｎＰ基板１１を部分的
に覆うように蒸着マスク１２を配設する。そして、この
蒸着マスク１２の上方から蒸着種を照射すると、蒸着マ
スク１２に覆われていないＩｎＰ基板１１上の領域には
蒸着し、蒸着マスク１２に覆われているＩｎＰ基板１１
上の領域には蒸着しないが、その領域の蒸着マスク１２
に覆われていない領域の近傍では回り込みによって徐々
に変化した厚さに蒸着される。従って、ＩｎＰ基板１１
上にテーパ状のエッチングマスク１３を形成し、このエ
ッチングマスクを用いてコア層をテーパ状に加工してい
る。
【０００４】このように製造された従来の光導波路にお
いて、テーパ導波路の入射端に入射された光ビームは導
波路のコア層の厚さ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。
いて、テーパ導波路の入射端に入射された光ビームは導
波路のコア層の厚さ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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のテー
パ導波路においては、ＩｎＰ基板１１の上方に配設され
た蒸着マスク１２を用いてこのＩｎＰ基板１１上にテー
パ状のエッチングマスク１３を形成し、このエッチング
マスク１３を用いてコア層をテーパ状に加工している。
そのため、ＩｎＰ基板１１に対する蒸着マスク１２の位
置決めを高精度にアライメントできない。従って、他の
素子を同一基板上に集積することが困難であるばかりで
なく、複数のテーパ導波路を同時に形成することができ
ないという問題があった。
パ導波路においては、ＩｎＰ基板１１の上方に配設され
た蒸着マスク１２を用いてこのＩｎＰ基板１１上にテー
パ状のエッチングマスク１３を形成し、このエッチング
マスク１３を用いてコア層をテーパ状に加工している。
そのため、ＩｎＰ基板１１に対する蒸着マスク１２の位
置決めを高精度にアライメントできない。従って、他の
素子を同一基板上に集積することが困難であるばかりで
なく、複数のテーパ導波路を同時に形成することができ
ないという問題があった。
【０００６】本発明は上述した問題点を解決するもので
あって、光集積回路に適した光導波路の製造方法を提供
することを目的とするものである。
あって、光集積回路に適した光導波路の製造方法を提供
することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明の光導波路の製造方法は、半導体あるいは誘
電体基板上に第一の物質からなるコア層を積層し、該コ
ア層上における光導波路を形成する領域の両側に該光導
波路方向に沿ってその間隔が変化してなるエッチングマ
スクを形成し、該エッチングマスクを用いて前記コア層
を選択エッチングすることで前記光導波路方向に沿って
その厚さが変化してなるコア層を形成し、前記エッチン
グマスクを除去した後に該コア層の上部に第二の物質か
らなるクラッド層を積層することを特徴とするものであ
る。
めの本発明の光導波路の製造方法は、半導体あるいは誘
電体基板上に第一の物質からなるコア層を積層し、該コ
ア層上における光導波路を形成する領域の両側に該光導
波路方向に沿ってその間隔が変化してなるエッチングマ
スクを形成し、該エッチングマスクを用いて前記コア層
を選択エッチングすることで前記光導波路方向に沿って
その厚さが変化してなるコア層を形成し、前記エッチン
グマスクを除去した後に該コア層の上部に第二の物質か
らなるクラッド層を積層することを特徴とするものであ
る。
【０００８】また、本発明の光導波路の製造方法は、半
導体あるいは誘電体基板上に第一の物質からなるコア層
を積層し、形成する光導波路よりも該光導波路方向に短
く且つ光導波路とほぼ同様の幅を有するエッチングマス
クを前記コア層上に形成し、前記コア層及びエッチング
マスクの上方からイオンビームを照射すると共に、この
照射時に前記半導体あるいは誘電体基板の法線と前記光
導波路方向に平行な線とを含む平面内で前記基板に対す
るイオンビームの照射角度を変化させて前記エッチング
マスクを用いて前記コア層を選択エッチングすることで
前記光導波路方向に沿ってその厚さが変化してなるコア
層を形成し、その後、前記エッチングマスクを除去した
後に前記コア層の上部に第二の物質からなるクラッド層
を積層することを特徴とするものである。
導体あるいは誘電体基板上に第一の物質からなるコア層
を積層し、形成する光導波路よりも該光導波路方向に短
く且つ光導波路とほぼ同様の幅を有するエッチングマス
クを前記コア層上に形成し、前記コア層及びエッチング
マスクの上方からイオンビームを照射すると共に、この
照射時に前記半導体あるいは誘電体基板の法線と前記光
導波路方向に平行な線とを含む平面内で前記基板に対す
るイオンビームの照射角度を変化させて前記エッチング
マスクを用いて前記コア層を選択エッチングすることで
前記光導波路方向に沿ってその厚さが変化してなるコア
層を形成し、その後、前記エッチングマスクを除去した
後に前記コア層の上部に第二の物質からなるクラッド層
を積層することを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】基板上にコア層を積層し、コア層上における光
導波路を形成する領域の両側にその光導波路方向に沿っ
てその間隔が変化してなるエッチングマスクを形成し、
このエッチングマスクを用いてコア層を選択エッチング
することで光導波路方向に沿ってその厚さが変化してな
るテーパ状のコア層を形成し、エッチングマスクを除去
した後にテーパ状のコア層を選択エッチングして所定長
さで所定幅のストライプ状のコアを形成し、基板及びコ
アの上部にクラッド層を積層する。また、光導波路方向
に沿ってその厚さが変化してなるテーパ状のコア層に対
し、エッチングマスクを除去した後にテーパ状のコア層
の上部に所定長さで所定幅のストライプ状のクラッド層
を積層しても、クラッド層の下部のテーパ状のコア層に
コアが形成される。
導波路を形成する領域の両側にその光導波路方向に沿っ
てその間隔が変化してなるエッチングマスクを形成し、
このエッチングマスクを用いてコア層を選択エッチング
することで光導波路方向に沿ってその厚さが変化してな
るテーパ状のコア層を形成し、エッチングマスクを除去
した後にテーパ状のコア層を選択エッチングして所定長
さで所定幅のストライプ状のコアを形成し、基板及びコ
アの上部にクラッド層を積層する。また、光導波路方向
に沿ってその厚さが変化してなるテーパ状のコア層に対
し、エッチングマスクを除去した後にテーパ状のコア層
の上部に所定長さで所定幅のストライプ状のクラッド層
を積層しても、クラッド層の下部のテーパ状のコア層に
コアが形成される。
【００１０】また、基板上にコア層を積層し、形成する
光導波路よりもその光導波路方向に短く且つ光導波路と
ほぼ同様の幅を有するエッチングマスクをコア層上に形
成し、このコア層及びエッチングマスクの上方からイオ
ンビームを照射すると共に、この照射時に基板に対する
イオンビームの照射角度を変化させてコア層を選択エッ
チングすることで光導波路方向に沿ってその厚さが変化
してなるコア層を形成し、エッチングマスクを除去した
後にコア層の上部にクラッド層を積層する。
光導波路よりもその光導波路方向に短く且つ光導波路と
ほぼ同様の幅を有するエッチングマスクをコア層上に形
成し、このコア層及びエッチングマスクの上方からイオ
ンビームを照射すると共に、この照射時に基板に対する
イオンビームの照射角度を変化させてコア層を選択エッ
チングすることで光導波路方向に沿ってその厚さが変化
してなるコア層を形成し、エッチングマスクを除去した
後にコア層の上部にクラッド層を積層する。
【００１１】
【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。
に説明する。
【００１２】図１乃至図５に本発明の一実施例に係る光
導波路の製造方法を表す形成過程の概略、図６及び図７
にエッチング後の光導波路を表す断面を示す。
導波路の製造方法を表す形成過程の概略、図６及び図７
にエッチング後の光導波路を表す断面を示す。
【００１３】図５に示すように、本実施例の光導波路１
００は、ＩｎＰ半導体基板１０１上にＩｎＧａＡｓＰコ
ア層をエッチングマスクを用いて選択エッチングするこ
とで光導波路方向に沿ってその厚さが変化してなるコア
１０５を形成し、ＩｎＰ半導体基板１０１及びコア１０
５の上部にＩｎＰ上部クラッド層１０６を積層したもの
である。
００は、ＩｎＰ半導体基板１０１上にＩｎＧａＡｓＰコ
ア層をエッチングマスクを用いて選択エッチングするこ
とで光導波路方向に沿ってその厚さが変化してなるコア
１０５を形成し、ＩｎＰ半導体基板１０１及びコア１０
５の上部にＩｎＰ上部クラッド層１０６を積層したもの
である。
【００１４】而して、ＩｎＰ半導体基板１０１上に光導
波路方向に沿ってその厚さが変化してなるコア１０５が
形成されたことで、導波路の両端における導波光の基板
垂直方向の強度分布が大小異なるものとしている。この
結果、テーパ状に厚さが変化するコア１０５に光を導波
させることで基板垂直方向導波光が漸次増大または減少
する導波光分布を形成することができ、高効率な光結合
を可能としている。
波路方向に沿ってその厚さが変化してなるコア１０５が
形成されたことで、導波路の両端における導波光の基板
垂直方向の強度分布が大小異なるものとしている。この
結果、テーパ状に厚さが変化するコア１０５に光を導波
させることで基板垂直方向導波光が漸次増大または減少
する導波光分布を形成することができ、高効率な光結合
を可能としている。
【００１５】以下、本実施例の光導波路１００の製造方
法について、図１乃至図５を用いて説明する。
法について、図１乃至図５を用いて説明する。
【００１６】まず、図１に示すように、ＩｎＰ半導体基
板１０１上にＭＯＶＰＥ法（有機金属気相エピタキシャ
ル法）を用いて厚さ１μｍのＩｎＧａＡｓＰからなるコ
ア層１０２をエピタキシャル成長する。
板１０１上にＭＯＶＰＥ法（有機金属気相エピタキシャ
ル法）を用いて厚さ１μｍのＩｎＧａＡｓＰからなるコ
ア層１０２をエピタキシャル成長する。
【００１７】次に、図２に示すように、コア層１０２上
に厚さ０．２μｍの酸化珪素を堆積し、その後、フォト
プロセス及びフッ素系ＲＩＥ法（反応性イオンエッチン
グ法）により長さ５００μｍ、一方の端部での間隔が２
０μｍで他方の端部での間隔が１０μｍの一対のエッチ
ングマスク（酸化珪素膜）１０３，１０４を形成する。
に厚さ０．２μｍの酸化珪素を堆積し、その後、フォト
プロセス及びフッ素系ＲＩＥ法（反応性イオンエッチン
グ法）により長さ５００μｍ、一方の端部での間隔が２
０μｍで他方の端部での間隔が１０μｍの一対のエッチ
ングマスク（酸化珪素膜）１０３，１０４を形成する。
【００１８】そして、臭素系ＲＩＢＥ法（反応性イオン
ビームエッチング法）を用いてコア層１０２の選択エッ
チングを行う。エッチング条件としては、ガス圧が０．
５×１０-3TON 、反応性ガス種がＢｒ2 、その流量が７
SCCM、ＲＦ電圧が２５０Ｗ、加速電圧が０．４KV、エッ
チング時間が２０SEC である。
ビームエッチング法）を用いてコア層１０２の選択エッ
チングを行う。エッチング条件としては、ガス圧が０．
５×１０-3TON 、反応性ガス種がＢｒ2 、その流量が７
SCCM、ＲＦ電圧が２５０Ｗ、加速電圧が０．４KV、エッ
チング時間が２０SEC である。
【００１９】通常、図６に示すように、コア層１１１上
にエッチングマスク１１２によりリッジ１１３を形成す
る場合、エッチング後の形状はエッチングマスク１１２
の近傍で浅く、エッチングマスク１１２から離れるにし
たがって深くなり、全体として裾を引いたようなものと
なる。従って、本実施例のように、一対のエッチングマ
スク１０３，１０４に挟まれた領域は、図７に示すよう
に、その間隔の大きさによって深さが異なるものであ
り、エッチングマスク１０３，１０４の間隔が広いほど
エッチング量が大きくなり、狭いほどエッチング量が小
さくなる。その結果、基板１０１上にはエッチングマス
ク１０３，１０４の長さ方向にテーパ状に厚さの変化す
るコア層１０２が形成される。
にエッチングマスク１１２によりリッジ１１３を形成す
る場合、エッチング後の形状はエッチングマスク１１２
の近傍で浅く、エッチングマスク１１２から離れるにし
たがって深くなり、全体として裾を引いたようなものと
なる。従って、本実施例のように、一対のエッチングマ
スク１０３，１０４に挟まれた領域は、図７に示すよう
に、その間隔の大きさによって深さが異なるものであ
り、エッチングマスク１０３，１０４の間隔が広いほど
エッチング量が大きくなり、狭いほどエッチング量が小
さくなる。その結果、基板１０１上にはエッチングマス
ク１０３，１０４の長さ方向にテーパ状に厚さの変化す
るコア層１０２が形成される。
【００２０】そして、図３に示すように、コア層１０２
上からエッチングマスク１０３，１０４を除去して、硫
酸系のエッチング用いて選択エッチングすることによ
り、図４に示すように、コア層１０２のうち両側を除去
して長さ方向にテーパ状に厚さの変化するコア層１０２
の領域を、長さ５００μｍ、幅２μｍのストライプ形状
に加工する。従って、光導波路方向に沿ってその厚さが
変化してなるコア１０５が形成される。
上からエッチングマスク１０３，１０４を除去して、硫
酸系のエッチング用いて選択エッチングすることによ
り、図４に示すように、コア層１０２のうち両側を除去
して長さ方向にテーパ状に厚さの変化するコア層１０２
の領域を、長さ５００μｍ、幅２μｍのストライプ形状
に加工する。従って、光導波路方向に沿ってその厚さが
変化してなるコア１０５が形成される。
【００２１】その後、ＩｎＰ半導体基板１０１及びコア
１０５の上部に厚さ５μｍのＩｎＰからなる上部クラッ
ド層１０６をＭＯＶＰＥ法を用いて積層することで光導
波路１００が製造される。
１０５の上部に厚さ５μｍのＩｎＰからなる上部クラッ
ド層１０６をＭＯＶＰＥ法を用いて積層することで光導
波路１００が製造される。
【００２２】而して、上述の方法で製造されたコア１０
５は厚さが一端で０．１μｍ、他端で０．５μｍであ
り、各端での導波路の近視野像の測定からこの光導波路
１００を用いることによって導波光の広がりを５倍に拡
大することができる。
５は厚さが一端で０．１μｍ、他端で０．５μｍであ
り、各端での導波路の近視野像の測定からこの光導波路
１００を用いることによって導波光の広がりを５倍に拡
大することができる。
【００２３】なお、上述の実施例においては、コア層１
０２上に酸化珪素を堆積させてエッチングマスク１０
３，１０４を形成したが、酸化珪素以外に、窒化珪素や
ポリイミド、レジストなどを用いることもできる。ま
た、光導波路の材料（基板１０１）として半導体を用い
たが、誘電体材料を用いても前述した製造方法によって
層厚が光の導波方向に沿ってテーパ状に変化する光導波
路を形成することができる。更に、図４に示すように、
長さ方向にテーパ状に厚さの変化するコア層１０２の領
域をストライプ形状に加工する際に、コア層１０２の幅
方向においてもテーパ状に変化するように加工すること
で、光導波路方向に沿ってテーパ状にその厚さ及び幅が
変化してなるコア（導波路）を形成することができる。
０２上に酸化珪素を堆積させてエッチングマスク１０
３，１０４を形成したが、酸化珪素以外に、窒化珪素や
ポリイミド、レジストなどを用いることもできる。ま
た、光導波路の材料（基板１０１）として半導体を用い
たが、誘電体材料を用いても前述した製造方法によって
層厚が光の導波方向に沿ってテーパ状に変化する光導波
路を形成することができる。更に、図４に示すように、
長さ方向にテーパ状に厚さの変化するコア層１０２の領
域をストライプ形状に加工する際に、コア層１０２の幅
方向においてもテーパ状に変化するように加工すること
で、光導波路方向に沿ってテーパ状にその厚さ及び幅が
変化してなるコア（導波路）を形成することができる。
【００２４】また、上述の実施例では、図４及び図５に
示すように、基板１０１上にテーパ状に厚さの変化する
コア層１０２が形成し、選択エッチングによりコア層１
０２のうち両側を除去して長さ方向にテーパ状に厚さの
変化する領域をストライプ形状にしてコア１０５を形成
した後に上部クラッド層１０６を積層することで光導波
路１００を製造したが、本発明の導波路の製造方法にあ
っては、コア１０５の形成手段としてこの方法に限定さ
れるものではない。図８に別の導波路の製造方法におけ
る一部の形成過程の概略を示す。なお、エッチングマス
クを用いてコア層１０２のエッチングを行うことで基板
１０１上に長さ方向にテーパ状に厚さの変化するコア層
１０２が形成し、その後、コア層１０２上からエッチン
グマスクを除去する工程までは同一である。
示すように、基板１０１上にテーパ状に厚さの変化する
コア層１０２が形成し、選択エッチングによりコア層１
０２のうち両側を除去して長さ方向にテーパ状に厚さの
変化する領域をストライプ形状にしてコア１０５を形成
した後に上部クラッド層１０６を積層することで光導波
路１００を製造したが、本発明の導波路の製造方法にあ
っては、コア１０５の形成手段としてこの方法に限定さ
れるものではない。図８に別の導波路の製造方法におけ
る一部の形成過程の概略を示す。なお、エッチングマス
クを用いてコア層１０２のエッチングを行うことで基板
１０１上に長さ方向にテーパ状に厚さの変化するコア層
１０２が形成し、その後、コア層１０２上からエッチン
グマスクを除去する工程までは同一である。
【００２５】図８に示すように、コア層１０２上からエ
ッチングマスクを除去した後、コア層１０２のうち長さ
方向にテーパ状に厚さの変化するコア層１０２の所定の
領域、即ち、導波光のコア２０１となる部分の上部にス
トライプ状のＩｎＰからなる上部クラッド層２０２を積
層することでこのコア２０１に光を閉じ込めることがで
き、その結果、光導波路２００が製造される。
ッチングマスクを除去した後、コア層１０２のうち長さ
方向にテーパ状に厚さの変化するコア層１０２の所定の
領域、即ち、導波光のコア２０１となる部分の上部にス
トライプ状のＩｎＰからなる上部クラッド層２０２を積
層することでこのコア２０１に光を閉じ込めることがで
き、その結果、光導波路２００が製造される。
【００２６】而して、選択エッチングすることによりコ
ア層１０２のうち両側を除去して長さ方向にテーパ状に
厚さの変化するコア層１０２の領域をストライプ形状に
加工することなく、簡単に光導波路方向に沿ってその厚
さが変化してなるコア２０１を形成して、導波路２００
を製造することができる。
ア層１０２のうち両側を除去して長さ方向にテーパ状に
厚さの変化するコア層１０２の領域をストライプ形状に
加工することなく、簡単に光導波路方向に沿ってその厚
さが変化してなるコア２０１を形成して、導波路２００
を製造することができる。
【００２７】図９乃至図１３に本発明の他の実施例に係
る光導波路の製造方法を表す形成過程の概略を示す。
る光導波路の製造方法を表す形成過程の概略を示す。
【００２８】図１３に示すように、本実施例の光導波路
３００は、ＩｎＰ半導体基板３０１上のＩｎＧａＡｓＰ
コア層をエッチングマスクを用い、コア層及びエッチン
グマスクの上方からイオンビームを照射すると共にこの
照射時に基板３０１に対するイオンビームの照射角度を
変化させてコア層を選択エッチングすることで、光導波
路方向に沿ってその厚さが変化してなるコア層３０４を
形成し、コア層３０４の上部にＩｎＰ上部クラッド層３
０５を積層したものである。
３００は、ＩｎＰ半導体基板３０１上のＩｎＧａＡｓＰ
コア層をエッチングマスクを用い、コア層及びエッチン
グマスクの上方からイオンビームを照射すると共にこの
照射時に基板３０１に対するイオンビームの照射角度を
変化させてコア層を選択エッチングすることで、光導波
路方向に沿ってその厚さが変化してなるコア層３０４を
形成し、コア層３０４の上部にＩｎＰ上部クラッド層３
０５を積層したものである。
【００２９】以下、本実施例の光導波路３００の製造方
法について、図９乃至図１３を用いて説明する。
法について、図９乃至図１３を用いて説明する。
【００３０】まず、図９に示すように、ＩｎＰ半導体基
板３０１上にＭＯＶＰＥ法を用いて厚さ０．５μｍのＩ
ｎＧａＡｓＰからなるコア層３０２をエピタキシャル成
長する。次に、図１０に示すように、形成する光導波路
よりもその光導波路方向に短く、且つ、光導波路とほぼ
同様の幅を有するエッチングマスクをコア層上に形成す
る。即ち、本実施例では、コア層３０２上に厚さ１０μ
ｍのポリイミドを塗布し、その後、フォトプロセス及び
酸素系ＲＩＥ法により長さ１０μｍ、幅１００μｍのエ
ッチングマスク３０３を形成する。
板３０１上にＭＯＶＰＥ法を用いて厚さ０．５μｍのＩ
ｎＧａＡｓＰからなるコア層３０２をエピタキシャル成
長する。次に、図１０に示すように、形成する光導波路
よりもその光導波路方向に短く、且つ、光導波路とほぼ
同様の幅を有するエッチングマスクをコア層上に形成す
る。即ち、本実施例では、コア層３０２上に厚さ１０μ
ｍのポリイミドを塗布し、その後、フォトプロセス及び
酸素系ＲＩＥ法により長さ１０μｍ、幅１００μｍのエ
ッチングマスク３０３を形成する。
【００３１】そして、臭素系ＲＩＢＥ法を用いてコア層
３０２のエッチングを行う。この場合、コア層３０２及
びエッチングマスク３０３の上方からイオンビームを照
射すると共にこのイオンビーム照射時に基板３０１の法
線と光導波路方向に平行な線とを含む平面内で基板３０
１に対するイオンビームの照射角度を変化させてコア層
３０２をエッチングして光導波路方向に沿ってその厚さ
が変化してなるコア層３０４を形成する。
３０２のエッチングを行う。この場合、コア層３０２及
びエッチングマスク３０３の上方からイオンビームを照
射すると共にこのイオンビーム照射時に基板３０１の法
線と光導波路方向に平行な線とを含む平面内で基板３０
１に対するイオンビームの照射角度を変化させてコア層
３０２をエッチングして光導波路方向に沿ってその厚さ
が変化してなるコア層３０４を形成する。
【００３２】即ち、図１１に示すように、エッチング開
始時はイオンビームの照射方向に対して基板３０１の上
面を垂直方向（図１１において二点鎖線の状態）とし、
エッチングの進行と同時に基板３０１を紙面に直交する
軸を回転軸として矢印方向に回転する。すると、図１２
に示すように、コア層３０２においてエッチングマスク
３０３の影が広がることによりイオンビームの照射範囲
が変化することで、基板３０１上にはその長さ方向にテ
ーパ状に厚さの変化するコア層３０４が形成される。
始時はイオンビームの照射方向に対して基板３０１の上
面を垂直方向（図１１において二点鎖線の状態）とし、
エッチングの進行と同時に基板３０１を紙面に直交する
軸を回転軸として矢印方向に回転する。すると、図１２
に示すように、コア層３０２においてエッチングマスク
３０３の影が広がることによりイオンビームの照射範囲
が変化することで、基板３０１上にはその長さ方向にテ
ーパ状に厚さの変化するコア層３０４が形成される。
【００３３】そして、図１３に示すように、コア層３０
４上からエッチングマスク３０３を除去してコア層３０
４上に厚さ５μｍのＩｎＰからなる上部クラッド層１０
５をＭＯＶＰＥ法を用いて積層することで光導波路３０
０が製造される。
４上からエッチングマスク３０３を除去してコア層３０
４上に厚さ５μｍのＩｎＰからなる上部クラッド層１０
５をＭＯＶＰＥ法を用いて積層することで光導波路３０
０が製造される。
【００３４】なお、上述の実施例において、エッチング
開始時にはイオンビームの照射方向に対して基板３０１
を垂直方向に配置してエッチングの進行と同時にこの基
板３０１を回転することで、基板３０１上にはその長さ
方向にテーパ状に厚さの変化するコア層３０４が形成し
たが、コア層３０２のエッチング方法はこれに限定され
るものではない。例えば、エッチング開始時にはイオン
ビームの照射方向に対して基板３０１を傾斜方向に配置
してエッチングの進行と同時にこの基板３０１を垂直と
なるように前述とは逆方向に回転してエッチングを行っ
てもよく、また、エッチング開始時にイオンビームの照
射方向に対して垂直方向に配置した基板３０１をエッチ
ングの進行と同時に回転して傾斜方向とし、この状態か
ら逆方向に回転して垂直方向に戻してもよい。
開始時にはイオンビームの照射方向に対して基板３０１
を垂直方向に配置してエッチングの進行と同時にこの基
板３０１を回転することで、基板３０１上にはその長さ
方向にテーパ状に厚さの変化するコア層３０４が形成し
たが、コア層３０２のエッチング方法はこれに限定され
るものではない。例えば、エッチング開始時にはイオン
ビームの照射方向に対して基板３０１を傾斜方向に配置
してエッチングの進行と同時にこの基板３０１を垂直と
なるように前述とは逆方向に回転してエッチングを行っ
てもよく、また、エッチング開始時にイオンビームの照
射方向に対して垂直方向に配置した基板３０１をエッチ
ングの進行と同時に回転して傾斜方向とし、この状態か
ら逆方向に回転して垂直方向に戻してもよい。
【００３５】また、上述の実施例においては、エッチン
グマスク３０３としてポリイミドを使用したが、これ以
外に窒化珪素や酸化珪素、レジストなどを用いることも
でき、光導波路の材料としても半導体を用いたが、誘電
体材料を用いてもよい。
グマスク３０３としてポリイミドを使用したが、これ以
外に窒化珪素や酸化珪素、レジストなどを用いることも
でき、光導波路の材料としても半導体を用いたが、誘電
体材料を用いてもよい。
【００３６】
【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明の光導波路の製造方法によれば、半導体ある
いは誘電体基板上にコア層を積層し、光導波路を形成す
る領域の両側にその間隔が変化するエッチングマスクを
形成してこのエッチングマスクを用いてコア層を選択エ
ッチングするか、あるいは形成する光導波路よりも光導
波路方向に短く且つ光導波路とほぼ同様の幅を有するエ
ッチングマスクを形成して上方からイオンビームを照射
しながら基板の法線と光導波路方向に平行な線とを含む
平面内でイオンビームの照射角度を変化させてコア層を
選択エッチングすることで光導波路方向に沿ってその厚
さが変化してなるコア層を形成し、エッチングマスクを
除去した後にコア層の上部にクラッド層を積層するよう
にしたので、基板に対するテーパ導波路の位置の高精度
なアライメントを可能として光集積回路に適した光導波
路を製造することができ、その結果、導波路と他の素子
との集積化を可能とすることができる。
うに本発明の光導波路の製造方法によれば、半導体ある
いは誘電体基板上にコア層を積層し、光導波路を形成す
る領域の両側にその間隔が変化するエッチングマスクを
形成してこのエッチングマスクを用いてコア層を選択エ
ッチングするか、あるいは形成する光導波路よりも光導
波路方向に短く且つ光導波路とほぼ同様の幅を有するエ
ッチングマスクを形成して上方からイオンビームを照射
しながら基板の法線と光導波路方向に平行な線とを含む
平面内でイオンビームの照射角度を変化させてコア層を
選択エッチングすることで光導波路方向に沿ってその厚
さが変化してなるコア層を形成し、エッチングマスクを
除去した後にコア層の上部にクラッド層を積層するよう
にしたので、基板に対するテーパ導波路の位置の高精度
なアライメントを可能として光集積回路に適した光導波
路を製造することができ、その結果、導波路と他の素子
との集積化を可能とすることができる。
【図１】本発明の一実施例に係る光導波路の製造方法を
表す形成過程において、コア層積層工程の概略図であ
る。
表す形成過程において、コア層積層工程の概略図であ
る。
【図２】光導波路の製造方法を表す形成過程において、
エッチングマスク形成工程の概略図である。
エッチングマスク形成工程の概略図である。
【図３】光導波路の製造方法を表す形成過程において、
コア層加工工程の概略図である。
コア層加工工程の概略図である。
【図４】光導波路の製造方法を表す形成過程において、
コア形成工程の概略図である。
コア形成工程の概略図である。
【図５】光導波路の製造方法を表す形成過程において、
クラッド層積層工程の概略図である。
クラッド層積層工程の概略図である。
【図６】１つのエッチングマスクによるエッチング後の
光導波路を表す断面図である。
光導波路を表す断面図である。
【図７】２つのエッチングマスクによるエッチング後の
光導波路を表す断面図である。
光導波路を表す断面図である。
【図８】別の導波路の製造方法における一部を表す形成
過程において、導波路形成工程の概略図である。
過程において、導波路形成工程の概略図である。
【図９】本発明の他の実施例に係る光導波路の製造方法
を表す形成過程において、コア層積層工程の概略図であ
る。
を表す形成過程において、コア層積層工程の概略図であ
る。
【図１０】光導波路の製造方法を表す形成過程におい
て、エッチングマスク形成工程の概略図である。
て、エッチングマスク形成工程の概略図である。
【図１１】光導波路の製造方法を表す形成過程におい
て、エッチング工程の概略図である。
て、エッチング工程の概略図である。
【図１２】光導波路の製造方法を表す形成過程におい
て、エッチング工程の概略図である。
て、エッチング工程の概略図である。
【図１３】光導波路の製造方法を表す形成過程におい
て、クラッド層積層工程の概略図である。
て、クラッド層積層工程の概略図である。
【図１４】従来の光導波路の製造方法を表す概略図であ
る。
る。
１００，２００，３００ 光導波路 １０１，３０１ 半導体基板 １０２，３０２，３０４ コア層 １０３，１０４，３０３ エッチングマスク １０５，２０１ コア １０６，２０２，３０５ 上部クラッド層
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体あるいは誘電体基板上に第一の物
質からなるコア層を積層し、該コア層上における光導波
路を形成する領域の両側に該光導波路方向に沿ってその
間隔が変化してなるエッチングマスクを形成し、該エッ
チングマスクを用いて前記コア層を選択エッチングする
ことで前記光導波路方向に沿ってその厚さが変化してな
るコア層を形成し、前記エッチングマスクを除去した後
に該コア層の上部に第二の物質からなるクラッド層を積
層することを特徴とする光導波路の製造方法。 - 【請求項２】 半導体あるいは誘電体基板上に第一の物
質からなるコア層を積層し、形成する光導波路よりも該
光導波路方向に短く且つ光導波路とほぼ同様の幅を有す
るエッチングマスクを前記コア層上に形成し、前記コア
層及びエッチングマスクの上方からイオンビームを照射
すると共に、この照射時に前記半導体あるいは誘電体基
板の法線と前記光導波路方向に平行な線とを含む平面内
で前記基板に対するイオンビームの照射角度を変化させ
て前記エッチングマスクを用いて前記コア層を選択エッ
チングすることで前記光導波路方向に沿ってその厚さが
変化してなるコア層を形成し、その後、前記エッチング
マスクを除去した後に前記コア層の上部に第二の物質か
らなるクラッド層を積層することを特徴とする光導波路
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17667792A JP2752851B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17667792A JP2752851B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 光導波路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0618737A true JPH0618737A (ja) | 1994-01-28 |
| JP2752851B2 JP2752851B2 (ja) | 1998-05-18 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17667792A Expired - Fee Related JP2752851B2 (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 光導波路の製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2752851B2 (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000059708A (ko) * | 1999-03-08 | 2000-10-05 | 구자홍 | 가변광감쇠기의 차단형 광변조기 |
| WO2004074890A1 (ja) * | 2003-02-18 | 2004-09-02 | Fujitsu Limited | 光導波路デバイスの製造方法および光導波路デバイス |
| KR100450935B1 (ko) * | 2002-07-03 | 2004-10-02 | 삼성전자주식회사 | 테이퍼형 광도파로 제조방법 |
| US7068870B2 (en) * | 2000-10-26 | 2006-06-27 | Shipley Company, L.L.C. | Variable width waveguide for mode-matching and method for making |
| KR100664307B1 (ko) * | 2004-08-13 | 2007-01-04 | 삼성전자주식회사 | 쉐도우 마스크, 및 이를 이용한 수직 테이퍼링 구조물제작방법 |
| JP2008261957A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 平面光波回路 |
| JP5697778B1 (ja) * | 2014-04-03 | 2015-04-08 | 株式会社フジクラ | 基板型光導波路素子 |
| 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 |
| US11915555B2 (en) | 2018-04-09 | 2024-02-27 | Nintendo Co., Ltd. | Information processing system, information processing method, computer-readable non- transitory storage medium having stored therein information processing program, and information processing apparatus |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP17667792A patent/JP2752851B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000059708A (ko) * | 1999-03-08 | 2000-10-05 | 구자홍 | 가변광감쇠기의 차단형 광변조기 |
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| US9851504B2 (en) | 2014-04-03 | 2017-12-26 | Fujikura Ltd. | Planar optical waveguide device, DP-QPSK modulator, coherent receiver, and polarization diversity |
| 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 |
| US11915555B2 (en) | 2018-04-09 | 2024-02-27 | Nintendo Co., Ltd. | Information processing system, information processing method, computer-readable non- transitory storage medium having stored therein information processing program, and information processing apparatus |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2752851B2 (ja) | 1998-05-18 |
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