JPH0621039A - 薄膜テーパー形状の形成方法 - Google Patents
薄膜テーパー形状の形成方法Info
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- JPH0621039A JPH0621039A JP17714592A JP17714592A JPH0621039A JP H0621039 A JPH0621039 A JP H0621039A JP 17714592 A JP17714592 A JP 17714592A JP 17714592 A JP17714592 A JP 17714592A JP H0621039 A JPH0621039 A JP H0621039A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光導波路端のテーパー形状や、半導体装置の配
線段差部のテーパー形状の形成に応用される薄膜テーパ
ー形状の形成方法を提供する。 【構成】基板１上に、同一エッチング溶液でエッチング
され且つ上層ほどエッチング溶液に対するエッチレート
が大きくなるような第１，第２の薄膜層２，３の２層を
この順番で順次積層し、その上にマスク５を形成し、そ
のマスク５を用いてエッチング溶液によって第２の薄膜
層３と第１の薄膜層２を選択的にエッチングしテーパー
形状を形成する薄膜テーパー形状の形成方法において、
エッチング溶液によるエッチングと、それに続くリンス
工程を複数回繰り返すことにより第２の薄膜層３と第１
の薄膜層２を選択的にエッチングすることを特徴とす
る。 【効果】従来に比べ、より緩やかで大きなテーパー比の
テーパー形状を形成することができ、フォトリソグラフ
ィー法と同程度の位置決め精度も得られる。
線段差部のテーパー形状の形成に応用される薄膜テーパ
ー形状の形成方法を提供する。 【構成】基板１上に、同一エッチング溶液でエッチング
され且つ上層ほどエッチング溶液に対するエッチレート
が大きくなるような第１，第２の薄膜層２，３の２層を
この順番で順次積層し、その上にマスク５を形成し、そ
のマスク５を用いてエッチング溶液によって第２の薄膜
層３と第１の薄膜層２を選択的にエッチングしテーパー
形状を形成する薄膜テーパー形状の形成方法において、
エッチング溶液によるエッチングと、それに続くリンス
工程を複数回繰り返すことにより第２の薄膜層３と第１
の薄膜層２を選択的にエッチングすることを特徴とす
る。 【効果】従来に比べ、より緩やかで大きなテーパー比の
テーパー形状を形成することができ、フォトリソグラフ
ィー法と同程度の位置決め精度も得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光集積回路におけるＴ
Ｅ−ＴＭモード分離素子や導波路間光結合素子、あるい
は半導体装置におけるコンタクトホール等の段差部など
に応用される薄膜テーパー形状の形成方法に関する。
Ｅ−ＴＭモード分離素子や導波路間光結合素子、あるい
は半導体装置におけるコンタクトホール等の段差部など
に応用される薄膜テーパー形状の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光導波路から受光素子や、膜厚・
屈折率の異なる他の光導波路に導波光を損失を少なくし
て滑らかに導く方法として、文献：IEEE,J.Q.E.,QE-2
2,845(1986)T.Suhara,and H.Nishihara"Integrated Opt
ics Components and Devices Using Periodic Structur
es"、及び文献：平成元年 春期 第３６回応物学会
予稿集1a-PB-9,山口，佐藤、國分「テーパー型導波路の
対向重畳によるスポットサイズ変換器（ＳＳＴ）の低損
失化」で示されたテーパー型導波路構造があり、文献
では、導波路からテーパー構造を介して導波路とモノリ
シックに形成された受光素子に光を導き、では、膜厚
・屈折率の異なる導波路間をテーパー構造で結合し、導
波光を結合させている。一方、半導体の配線技術におい
ては、コンタクトホール等の段差部における配線材の断
線を防止するため、段差部形状をテーパー状に形成する
方法があり、：特開昭５７−１８３２７号公報に「半
導体装置の製造方法」として開示されている。
屈折率の異なる他の光導波路に導波光を損失を少なくし
て滑らかに導く方法として、文献：IEEE,J.Q.E.,QE-2
2,845(1986)T.Suhara,and H.Nishihara"Integrated Opt
ics Components and Devices Using Periodic Structur
es"、及び文献：平成元年 春期 第３６回応物学会
予稿集1a-PB-9,山口，佐藤、國分「テーパー型導波路の
対向重畳によるスポットサイズ変換器（ＳＳＴ）の低損
失化」で示されたテーパー型導波路構造があり、文献
では、導波路からテーパー構造を介して導波路とモノリ
シックに形成された受光素子に光を導き、では、膜厚
・屈折率の異なる導波路間をテーパー構造で結合し、導
波光を結合させている。一方、半導体の配線技術におい
ては、コンタクトホール等の段差部における配線材の断
線を防止するため、段差部形状をテーパー状に形成する
方法があり、：特開昭５７−１８３２７号公報に「半
導体装置の製造方法」として開示されている。
【０００３】ここで、図３は前記文献に示されている
テーパー構造による受光素子部への導波光結合部であ
る。同図（ａ）では、Ｓｉ基板１上に受光素子（ＰＮフ
ォトダイオード）部１２を形成し、その上のバッファ層
（この場合は熱酸化膜）５の上に、バッファ層５よりエ
ッチレートの大きい高エッチレート層（図示せず）を積
層し、さらにその上に、受光素子１２の上部以外にフォ
トレジスト（図示せず）が残るように形成し、ウェット
エッチングによってバッファ層５と高エッチレート層と
のエッチレート差を利用して、バッファ層５をテーパー
状に形成した後、高エッチレート層を除去し、次にテー
パー形成されたバッファ層５上に導波層２０を積層して
いる。また、同図（ｂ）では、バッファ層５（熱酸化
膜）をＬＯＣＯＳ法を用いて形成し、その時できるバー
ズビーク部分のテーパーを受光素子１２への導波光結合
に利用している。尚、上記２種のテーパ形成方法では、
テーパー比は１：５程度までしか得られていない。
テーパー構造による受光素子部への導波光結合部であ
る。同図（ａ）では、Ｓｉ基板１上に受光素子（ＰＮフ
ォトダイオード）部１２を形成し、その上のバッファ層
（この場合は熱酸化膜）５の上に、バッファ層５よりエ
ッチレートの大きい高エッチレート層（図示せず）を積
層し、さらにその上に、受光素子１２の上部以外にフォ
トレジスト（図示せず）が残るように形成し、ウェット
エッチングによってバッファ層５と高エッチレート層と
のエッチレート差を利用して、バッファ層５をテーパー
状に形成した後、高エッチレート層を除去し、次にテー
パー形成されたバッファ層５上に導波層２０を積層して
いる。また、同図（ｂ）では、バッファ層５（熱酸化
膜）をＬＯＣＯＳ法を用いて形成し、その時できるバー
ズビーク部分のテーパーを受光素子１２への導波光結合
に利用している。尚、上記２種のテーパ形成方法では、
テーパー比は１：５程度までしか得られていない。
【０００４】一方、別のテーパー形成方法として、文献
によるシャドウマスク法がある（図４参照）。これ
は、導波層２１，２２をスパッタ法、ＣＶＤ法等のステ
ップカバレッジの良い成膜法で形成する時に、基板１上
にシャドウマスク６０，６１を設置して、シャドウマス
ク端への反応種の回り込みによりテーパーを形成する方
法である。この形成方法では、図４（ａ）で、まず一方
の導波路層２２の端をテーパー状に形成し、次に同図
（ｂ）でシャドウマスク端を導波路層２２のテーパー端
に合わせて、次の導波路層２１をテーパー状に形成す
る。尚、この方法では、テーパー角度１deg 以下が得ら
れている。
によるシャドウマスク法がある（図４参照）。これ
は、導波層２１，２２をスパッタ法、ＣＶＤ法等のステ
ップカバレッジの良い成膜法で形成する時に、基板１上
にシャドウマスク６０，６１を設置して、シャドウマス
ク端への反応種の回り込みによりテーパーを形成する方
法である。この形成方法では、図４（ａ）で、まず一方
の導波路層２２の端をテーパー状に形成し、次に同図
（ｂ）でシャドウマスク端を導波路層２２のテーパー端
に合わせて、次の導波路層２１をテーパー状に形成す
る。尚、この方法では、テーパー角度１deg 以下が得ら
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記３種類のテーパー
形成方法のうち、図３（ａ），（ｂ）ではテーパー比が
約１：５程度しか得られないが、光導波路素子でこの程
度のテーパー比では、テーパー部分での導波損失が大き
く、また、場合によっては、テーパー部で導波光のモー
ド変換が起こり、変換したモードは、等価屈折率が当初
設計した値と異なるため、当初設計した光路を導波しな
くなる等の問題点がある。また、図４のシャドウマスク
法では、緩やかなテーパーは得られるが、位置決め精度
が得られないという問題点がある。光導波路素子におい
て、上記導波損失や不必要なモード変換を押え、効率の
良い導波光結合を実現するためには、より大きなテーパ
ー比を有する導波路層のテーパー形成方法が必要であ
り、かつフォトリソグラフィー法と同程度の位置決め精
度も必要とされる。
形成方法のうち、図３（ａ），（ｂ）ではテーパー比が
約１：５程度しか得られないが、光導波路素子でこの程
度のテーパー比では、テーパー部分での導波損失が大き
く、また、場合によっては、テーパー部で導波光のモー
ド変換が起こり、変換したモードは、等価屈折率が当初
設計した値と異なるため、当初設計した光路を導波しな
くなる等の問題点がある。また、図４のシャドウマスク
法では、緩やかなテーパーは得られるが、位置決め精度
が得られないという問題点がある。光導波路素子におい
て、上記導波損失や不必要なモード変換を押え、効率の
良い導波光結合を実現するためには、より大きなテーパ
ー比を有する導波路層のテーパー形成方法が必要であ
り、かつフォトリソグラフィー法と同程度の位置決め精
度も必要とされる。
【０００６】また、半導体素子のコンタクトホール等の
段差部への配線技術として、前記の特許出願等があ
る。この方法では、図３（ａ）と同様に、段差部を形成
する絶縁被膜層上にプラズマ堆積法によりＰ−Ｓｉ3Ｎ4
層を形成する。そして上記絶縁被膜層に対するＰ−Ｓｉ
3Ｎ4層のＢＨＦ（ＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：１０ のエッチン
グ溶液）に対するエッチレートが最大約６倍まで変化さ
せ得ることを利用して、段差部にテーパーを形成してい
る。しかし、この方法を光導波路層のテーパー形成に応
用しても、テーパー比は、そのエッチレート差程度しか
作り得ず、光導波路層のテーパー比としては前述の形成
方法と同様にまだ不十分である。
段差部への配線技術として、前記の特許出願等があ
る。この方法では、図３（ａ）と同様に、段差部を形成
する絶縁被膜層上にプラズマ堆積法によりＰ−Ｓｉ3Ｎ4
層を形成する。そして上記絶縁被膜層に対するＰ−Ｓｉ
3Ｎ4層のＢＨＦ（ＨＦ：ＮＨ4Ｆ＝１：１０ のエッチン
グ溶液）に対するエッチレートが最大約６倍まで変化さ
せ得ることを利用して、段差部にテーパーを形成してい
る。しかし、この方法を光導波路層のテーパー形成に応
用しても、テーパー比は、そのエッチレート差程度しか
作り得ず、光導波路層のテーパー比としては前述の形成
方法と同様にまだ不十分である。
【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あって、光導波路素子のテーパー形状の形成に適用した
際に、効率の良い導波光結合が得られ、また、フォトリ
ソグラフィー法と同程度の位置決め精度も得られ、か
つ、極端に大きなテーパー比を有するテーパー形状をも
形成可能な薄膜テーパー形状の形成方法を提供すること
を目的とする。
あって、光導波路素子のテーパー形状の形成に適用した
際に、効率の良い導波光結合が得られ、また、フォトリ
ソグラフィー法と同程度の位置決め精度も得られ、か
つ、極端に大きなテーパー比を有するテーパー形状をも
形成可能な薄膜テーパー形状の形成方法を提供すること
を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、基板上に、同一エッチング溶液でエッ
チングされ且つ上層ほど前記エッチング溶液に対するエ
ッチレートが大きくなるような第１，第２の薄膜層の２
層をこの順番で順次積層し、その上にマスクを形成し、
そのマスクを用いて前記エッチング溶液によって前記第
２の薄膜層と前記第１の薄膜層を選択的にエッチング
し、テーパー形状を形成する薄膜テーパー形状の形成方
法において、前記エッチング溶液によるエッチングと、
それに続くリンス工程を複数回繰り返すことにより、前
記第２の薄膜層と前記第１の薄膜層を選択的にエッチン
グすることを特徴とする。
め、本発明では、基板上に、同一エッチング溶液でエッ
チングされ且つ上層ほど前記エッチング溶液に対するエ
ッチレートが大きくなるような第１，第２の薄膜層の２
層をこの順番で順次積層し、その上にマスクを形成し、
そのマスクを用いて前記エッチング溶液によって前記第
２の薄膜層と前記第１の薄膜層を選択的にエッチング
し、テーパー形状を形成する薄膜テーパー形状の形成方
法において、前記エッチング溶液によるエッチングと、
それに続くリンス工程を複数回繰り返すことにより、前
記第２の薄膜層と前記第１の薄膜層を選択的にエッチン
グすることを特徴とする。
【０００９】
【作用】本発明の薄膜テーパー形状の形成方法において
は、間欠的にエッチングとリンスを繰り返してエッチン
グを行なっているので、リンス中に横方向のエッチング
のみを進行させる作用があり、従来に比べ、より緩やか
なテーパー形状を形成することが可能となる。
は、間欠的にエッチングとリンスを繰り返してエッチン
グを行なっているので、リンス中に横方向のエッチング
のみを進行させる作用があり、従来に比べ、より緩やか
なテーパー形状を形成することが可能となる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。図１は請求項１記載の発明の一実施例を示
す薄膜テーパー形状の形成工程の説明図である。以下、
本実施例における薄膜テーパー形状の形成方法について
順次説明する。図１（ａ）において、半導体基板１０上
に熱酸化法でＳｉＯ2層（バッファ層）１１を形成し、
光集積回路の基板１とする。その上に原料ガスとしてＳ
ｉＨ4，ＮＨ3，Ｎ2Ｏ及び不活性キャリアガスを用いた
プラズマＣＶＤ法によりシリコンオキシナイトライド
（以下、ＳｉＯＮと記す）からなる光導波路層２を第１
の薄膜層として形成し、さらにその上に、上記と同じガ
ス種を用いたプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＮ層３を第
２の薄膜層として形成する。
に説明する。図１は請求項１記載の発明の一実施例を示
す薄膜テーパー形状の形成工程の説明図である。以下、
本実施例における薄膜テーパー形状の形成方法について
順次説明する。図１（ａ）において、半導体基板１０上
に熱酸化法でＳｉＯ2層（バッファ層）１１を形成し、
光集積回路の基板１とする。その上に原料ガスとしてＳ
ｉＨ4，ＮＨ3，Ｎ2Ｏ及び不活性キャリアガスを用いた
プラズマＣＶＤ法によりシリコンオキシナイトライド
（以下、ＳｉＯＮと記す）からなる光導波路層２を第１
の薄膜層として形成し、さらにその上に、上記と同じガ
ス種を用いたプラズマＣＶＤ法によりＳｉＯＮ層３を第
２の薄膜層として形成する。
【００１１】尚、各層の特性は、本出願人が先に出願し
た、：特願平２−２４７６８８号、：特願平３−２
２０５２１号に記載されている方法を用いることによ
り、次のようになる。 ＳｉＯＮ層３ ：エッチレート約16000
Å／min 光導波路層（ＳｉＯＮ層）２ ：エッチレート約800Å
／min，屈折率約1.87 バッファ層（ＳｉＯ2 層）１１：エッチレート約500Å
／min，屈折率約1.46 従って、同一のエッチング溶液に対するエッチレートは
上層程大きくなっている。上記各層を形成した後に、Ｓ
ｉＯＮ層４の上にフォトリソグラフィー技術によりフォ
トレジスト層５をマスクとして所望のパターンに形成す
る。
た、：特願平２−２４７６８８号、：特願平３−２
２０５２１号に記載されている方法を用いることによ
り、次のようになる。 ＳｉＯＮ層３ ：エッチレート約16000
Å／min 光導波路層（ＳｉＯＮ層）２ ：エッチレート約800Å
／min，屈折率約1.87 バッファ層（ＳｉＯ2 層）１１：エッチレート約500Å
／min，屈折率約1.46 従って、同一のエッチング溶液に対するエッチレートは
上層程大きくなっている。上記各層を形成した後に、Ｓ
ｉＯＮ層４の上にフォトリソグラフィー技術によりフォ
トレジスト層５をマスクとして所望のパターンに形成す
る。
【００１２】次に、前記第２の薄膜層３と前記第１の薄
膜層２をエッチングし得るエッチング溶液として、上記
先願，記載のフッ酸系溶液によってフォトレジスト
層５をマスクとしてエッチングすると、図１（ｂ）に示
すように、エッチングはフォトレジスト層５に被われて
いない部分Ａから進行し始め、薄膜層３，２の深さ方向
に進行するのと同時に、第２の薄膜層３のエッチレート
が第１の薄膜層２のエッチレートに比べ大きな値を有す
るために、フォトレジスト層５に被われている部分Ｂに
於いて横方向にも進行し、アンダーカット部を形成す
る。このため、第１の薄膜層（光導波路層）２はテーパ
ー形状にエッチングされる。そしてこの薄膜層（光導波
路層）２の膜厚の途中までエッチングが進行した段階で
エッチング溶液への浸漬を停止する。
膜層２をエッチングし得るエッチング溶液として、上記
先願，記載のフッ酸系溶液によってフォトレジスト
層５をマスクとしてエッチングすると、図１（ｂ）に示
すように、エッチングはフォトレジスト層５に被われて
いない部分Ａから進行し始め、薄膜層３，２の深さ方向
に進行するのと同時に、第２の薄膜層３のエッチレート
が第１の薄膜層２のエッチレートに比べ大きな値を有す
るために、フォトレジスト層５に被われている部分Ｂに
於いて横方向にも進行し、アンダーカット部を形成す
る。このため、第１の薄膜層（光導波路層）２はテーパ
ー形状にエッチングされる。そしてこの薄膜層（光導波
路層）２の膜厚の途中までエッチングが進行した段階で
エッチング溶液への浸漬を停止する。
【００１３】続いて、付着しているエッチング溶液を除
去するために、速やかにリンス液中でリンスを行なう。
この時、フォトレジスト層５で被われていない部分Ａで
は、付着しているエッチング溶液は即時にリンス液に置
換されるため、速やかにエッチングが停止する。一方、
フォトレジスト層５で被われている部分Ｂのアンダーカ
ット部に浸入したエッチング溶液は、アンダーカット部
の奥行きに比して、その間口が微小なために、リンス液
がアンダーカット部奥まで浸入し、エッチング溶液を完
全に置換するまでに一定の時間を要し、その間にもフォ
トレジスト層５の下部でエッチングを進行させる。従っ
て、図１（ｃ）に示すように、この間はフォトレジスト
層５に被われていない部分Ａではエッチングが停止して
いるが、フォトレジスト層５に被われた部分Ｂでは、ほ
ぼ横方向にエッチングが未だ進行し、より緩やかなテー
パー形状を形成する作用をする。また、場合によって
は、フォトレジス層５の端が若干垂れ下がり、上記作用
を更に強調する。そして、フォトレジスト層５に被われ
た部分Ｂのアンダーカット部奥までリンス液で完全に置
換された段階で、リンスを終了する。
去するために、速やかにリンス液中でリンスを行なう。
この時、フォトレジスト層５で被われていない部分Ａで
は、付着しているエッチング溶液は即時にリンス液に置
換されるため、速やかにエッチングが停止する。一方、
フォトレジスト層５で被われている部分Ｂのアンダーカ
ット部に浸入したエッチング溶液は、アンダーカット部
の奥行きに比して、その間口が微小なために、リンス液
がアンダーカット部奥まで浸入し、エッチング溶液を完
全に置換するまでに一定の時間を要し、その間にもフォ
トレジスト層５の下部でエッチングを進行させる。従っ
て、図１（ｃ）に示すように、この間はフォトレジスト
層５に被われていない部分Ａではエッチングが停止して
いるが、フォトレジスト層５に被われた部分Ｂでは、ほ
ぼ横方向にエッチングが未だ進行し、より緩やかなテー
パー形状を形成する作用をする。また、場合によって
は、フォトレジス層５の端が若干垂れ下がり、上記作用
を更に強調する。そして、フォトレジスト層５に被われ
た部分Ｂのアンダーカット部奥までリンス液で完全に置
換された段階で、リンスを終了する。
【００１４】次に、再び前記エッチング溶液によってエ
ッチングを実施し、前記工程（図１（ｂ））と同様に薄
膜層３，２の深さ方向及び横方向にエッチングを進行さ
せ、図１（ｄ）に示すように、フォトレジスト層５に被
われていない部分Ａの薄膜層２が溶解し、下地基板１の
ＳｉＯ2 層１１が露出した段階で、エッチング溶液への
浸漬を停止する。続いて再度付着しているエッチング溶
液を除去するために、速やかにリンス液中でリンスを行
なう。この時も前記工程（図１（ｃ））と同様に、フォ
トレジスト層５に被われていない部分Ａではエッチング
が停止しているが、フォトレジスト層５に被われた部分
Ｂでは、ほぼ横方向にエッチングが進行し、図１（ｅ）
に示すように、より緩やかなテーパー形状を形成する作
用をする。そして、フォトレジスト層５に被われた部分
Ｂのアンダーカット部奥まで、リンス液で完全に置換さ
れた段階でリンスを終了する。
ッチングを実施し、前記工程（図１（ｂ））と同様に薄
膜層３，２の深さ方向及び横方向にエッチングを進行さ
せ、図１（ｄ）に示すように、フォトレジスト層５に被
われていない部分Ａの薄膜層２が溶解し、下地基板１の
ＳｉＯ2 層１１が露出した段階で、エッチング溶液への
浸漬を停止する。続いて再度付着しているエッチング溶
液を除去するために、速やかにリンス液中でリンスを行
なう。この時も前記工程（図１（ｃ））と同様に、フォ
トレジスト層５に被われていない部分Ａではエッチング
が停止しているが、フォトレジスト層５に被われた部分
Ｂでは、ほぼ横方向にエッチングが進行し、図１（ｅ）
に示すように、より緩やかなテーパー形状を形成する作
用をする。そして、フォトレジスト層５に被われた部分
Ｂのアンダーカット部奥まで、リンス液で完全に置換さ
れた段階でリンスを終了する。
【００１５】次に図１（ｆ）に示すように、フォトレジ
スト層５を除去し、更にＳｉＯＮ層３を薄く希釈したフ
ッ酸系溶液で除去する。この時、ＳｉＯＮ層３は光導波
路層（ＳｉＯＮ層）２及びバッファ層（ＳｉＯ2 層）１
１に比べはるかに大きいエッチレートを有しているため
に、ＳｉＯＮ層３を除去した後の光導波路層３及びバッ
ファ層１１の膜減りやテーパー形状の変化は極くわずか
であり、支障はない。最後に、図１（ｇ）に示すよう
に、光導波路層３及びバッファ層１１の上に別の光導波
路層２０を、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法、または上
記と同様のプラズマＣＶＤ法等により形成する。この光
導波路層２０の屈折率は例えば約1.55とする。そして、
この光導波路層２０に導波光８０を図１（ｇ）に示すよ
うに図の左側から導波させると、光導波路層２のテーパ
ー部分で光導波路層２の屈折率が光導波路層２０の屈折
率に比べて大きいために、導波光８０は光導波路層２０
から光導波路層２へ結合する。この時、光導波路層２の
テーパー形状は従来に比べて充分緩やかに形成されてい
るので、結合損失を従来に比べ低減させることができ
る。
スト層５を除去し、更にＳｉＯＮ層３を薄く希釈したフ
ッ酸系溶液で除去する。この時、ＳｉＯＮ層３は光導波
路層（ＳｉＯＮ層）２及びバッファ層（ＳｉＯ2 層）１
１に比べはるかに大きいエッチレートを有しているため
に、ＳｉＯＮ層３を除去した後の光導波路層３及びバッ
ファ層１１の膜減りやテーパー形状の変化は極くわずか
であり、支障はない。最後に、図１（ｇ）に示すよう
に、光導波路層３及びバッファ層１１の上に別の光導波
路層２０を、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法、または上
記と同様のプラズマＣＶＤ法等により形成する。この光
導波路層２０の屈折率は例えば約1.55とする。そして、
この光導波路層２０に導波光８０を図１（ｇ）に示すよ
うに図の左側から導波させると、光導波路層２のテーパ
ー部分で光導波路層２の屈折率が光導波路層２０の屈折
率に比べて大きいために、導波光８０は光導波路層２０
から光導波路層２へ結合する。この時、光導波路層２の
テーパー形状は従来に比べて充分緩やかに形成されてい
るので、結合損失を従来に比べ低減させることができ
る。
【００１６】尚、本実施例では、バッファ層１１として
ＳｉＯ2 層、光導波路層２としてプラズマＣＶＤ法によ
るＳｉＯＮ層、更にその上の層３として同じくプラズマ
ＣＶＤ法によるＳｉＯＮ層を用い、上層ほどエッチレー
トが大きくなるようにしているが、各層の成膜方法は、
本実施例中で示した成膜方法以外であっても構わないこ
とは明らかである。また、本実施例よりもエッチング及
びリンスの工程数を増やせば、より緩やかなテーパー形
状が形成できることは、本実施例の説明より明らかであ
る。また、本実施例では光集積回路におけるＴＥ−ＴＭ
モード分離素子や導波路間光結合素子として応用される
テーパー状光導波路を例に揚げて説明したが、半導体装
置におけるコンタクトホール等の段差部形状をテーパー
状に形成する場合にも同様に実施することができる。
ＳｉＯ2 層、光導波路層２としてプラズマＣＶＤ法によ
るＳｉＯＮ層、更にその上の層３として同じくプラズマ
ＣＶＤ法によるＳｉＯＮ層を用い、上層ほどエッチレー
トが大きくなるようにしているが、各層の成膜方法は、
本実施例中で示した成膜方法以外であっても構わないこ
とは明らかである。また、本実施例よりもエッチング及
びリンスの工程数を増やせば、より緩やかなテーパー形
状が形成できることは、本実施例の説明より明らかであ
る。また、本実施例では光集積回路におけるＴＥ−ＴＭ
モード分離素子や導波路間光結合素子として応用される
テーパー状光導波路を例に揚げて説明したが、半導体装
置におけるコンタクトホール等の段差部形状をテーパー
状に形成する場合にも同様に実施することができる。
【００１７】ここで、図２により本発明の効果を具体的
に示す。先ず、図２（ａ）は前記先願，に記載され
た方法により形成されたテーパー形状の測定例である。
この場合は連続的に膜厚約３０００Åをエッチングし
て、テーパー長さ約５２μｍが得られている。図２
（ｂ）は本発明の方法により形成されたテーパー形状の
測定例である。薄膜の構成及び成膜条件は図２（ａ）と
同一であり、前記実施例で述べた本発明の方法を適用し
て、エッチングとリンスを繰り返し各３回実施して、膜
厚約３０００Åをエッチングした。この時、テーパー長
さとして、約８５μｍが得られ、図２（ａ）の先願，
に記載された方法により形成されたテーパー形状に比
べ、より緩やかなテーパー形状が形成できることが確認
された。尚、図２（ａ），（ｂ）のテーパー形状は、図
１（ｆ）の工程後に測定した薄膜層２のテーパー形状で
ある。また、測定は、触針式段差計で行なった。
に示す。先ず、図２（ａ）は前記先願，に記載され
た方法により形成されたテーパー形状の測定例である。
この場合は連続的に膜厚約３０００Åをエッチングし
て、テーパー長さ約５２μｍが得られている。図２
（ｂ）は本発明の方法により形成されたテーパー形状の
測定例である。薄膜の構成及び成膜条件は図２（ａ）と
同一であり、前記実施例で述べた本発明の方法を適用し
て、エッチングとリンスを繰り返し各３回実施して、膜
厚約３０００Åをエッチングした。この時、テーパー長
さとして、約８５μｍが得られ、図２（ａ）の先願，
に記載された方法により形成されたテーパー形状に比
べ、より緩やかなテーパー形状が形成できることが確認
された。尚、図２（ａ），（ｂ）のテーパー形状は、図
１（ｆ）の工程後に測定した薄膜層２のテーパー形状で
ある。また、測定は、触針式段差計で行なった。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜テー
パー形状の形成方法においては、間欠的にエッチングと
リンスを繰り返してエッチングを行なっているので、リ
ンス中に横方向のエッチングのみを進行させる作用があ
り、従来に比べ、より緩やかなテーパー形状を形成する
ことができる。また、フォトリソグラフィー技術を用い
ているので、基板内でのテーパー形成位置の位置決め精
度も高いという効果も得られる。
パー形状の形成方法においては、間欠的にエッチングと
リンスを繰り返してエッチングを行なっているので、リ
ンス中に横方向のエッチングのみを進行させる作用があ
り、従来に比べ、より緩やかなテーパー形状を形成する
ことができる。また、フォトリソグラフィー技術を用い
ているので、基板内でのテーパー形成位置の位置決め精
度も高いという効果も得られる。
【図１】本発明の一実施例を示す薄膜テーパー形状の形
成工程の説明図である。
成工程の説明図である。
【図２】本発明の効果を説明するための図であって、
（ａ）は先願技術の方法により形成されたテーパー形状
の測定例を示す線図、（ｂ）は本発明の方法により形成
されたテーパー形状の測定例を示す線図である。
（ａ）は先願技術の方法により形成されたテーパー形状
の測定例を示す線図、（ｂ）は本発明の方法により形成
されたテーパー形状の測定例を示す線図である。
【図３】従来技術の一例を示す薄膜テーパー形状の形成
方法の説明図である。
方法の説明図である。
【図４】従来技術の別の例を示す薄膜テーパー形状の形
成方法の説明図である。
成方法の説明図である。
１・・・基板 ２・・・光導波路層（ＳｉＯＮ層） ３・・・ＳｉＯＮ層 ５・・・フォトレジスト層（マスク） １０・・・半導体基板 １１・・・バッファ層（ＳｉＯ2 層） ２０・・・光導波路層
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に、同一エッチング溶液でエッチン
グされ且つ上層ほど前記エッチング溶液に対するエッチ
レートが大きくなるような第１，第２の薄膜層の２層を
この順番で順次積層し、その上にマスクを形成し、その
マスクを用いて前記エッチング溶液によって前記第２の
薄膜層と前記第１の薄膜層を選択的にエッチングし、テ
ーパー形状を形成する薄膜テーパー形状の形成方法にお
いて、 前記エッチング溶液によるエッチングと、それに続くリ
ンス工程を複数回繰り返すことにより、前記第２の薄膜
層と前記第１の薄膜層を選択的にエッチングすることを
特徴とする薄膜テーパー形状の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17714592A JPH0621039A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 薄膜テーパー形状の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17714592A JPH0621039A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 薄膜テーパー形状の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0621039A true JPH0621039A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16025980
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17714592A Pending JPH0621039A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 薄膜テーパー形状の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621039A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004008203A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-22 | Redfern Integrated Optics Pty Ltd | Planar waveguide with tapered region |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP17714592A patent/JPH0621039A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004008203A1 (en) * | 2002-07-11 | 2004-01-22 | Redfern Integrated Optics Pty Ltd | Planar waveguide with tapered region |
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