JPH06300934A - 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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- JPH06300934A JPH06300934A JP8857293A JP8857293A JPH06300934A JP H06300934 A JPH06300934 A JP H06300934A JP 8857293 A JP8857293 A JP 8857293A JP 8857293 A JP8857293 A JP 8857293A JP H06300934 A JPH06300934 A JP H06300934A
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- optical waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【目的】膜厚及び屈折率の制御性を考慮した光導波路を
効率良く形成し、従来より信頼度の高い光導波路の製造
方法を提供する。 【構成】まず、Ｓｉ基板１の表面に厚さ５μｍのＳｉＯ
2 膜２を形成した。次に、このＳｉＯ2 膜２上に、電子
ビーム蒸着法により屈折率制御用ドーパントであるＧｅ
が６．８ｍｏｌ％添加されたＳｉ合金膜３を形成した。
ここで、電子ビーム蒸着法による膜形成は、Ｓｉと屈折
率制御用ドーパントであるＧｅが６．８ｍｏｌ％添加さ
れたＳｉ合金膜３を形成した。ここで、電子ビーム蒸着
法による膜形成は、Ｓｉと屈折率制御用ドーパントであ
るＧｅをそれぞれ別の蒸発源より蒸発させる二蒸発源方
式により行った。以上のような方法により形成されたＧ
ｅ添加Ｓｉ合金膜３の付いたＳｉ基板１を熱酸化を行
い、光導波路用のコア膜を形成させた。
効率良く形成し、従来より信頼度の高い光導波路の製造
方法を提供する。 【構成】まず、Ｓｉ基板１の表面に厚さ５μｍのＳｉＯ
2 膜２を形成した。次に、このＳｉＯ2 膜２上に、電子
ビーム蒸着法により屈折率制御用ドーパントであるＧｅ
が６．８ｍｏｌ％添加されたＳｉ合金膜３を形成した。
ここで、電子ビーム蒸着法による膜形成は、Ｓｉと屈折
率制御用ドーパントであるＧｅが６．８ｍｏｌ％添加さ
れたＳｉ合金膜３を形成した。ここで、電子ビーム蒸着
法による膜形成は、Ｓｉと屈折率制御用ドーパントであ
るＧｅをそれぞれ別の蒸発源より蒸発させる二蒸発源方
式により行った。以上のような方法により形成されたＧ
ｅ添加Ｓｉ合金膜３の付いたＳｉ基板１を熱酸化を行
い、光導波路用のコア膜を形成させた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特に通信、計測、情報
処理の分野に適した多機能な光集積回路を構成する信頼
性の高い光導波路の製造方法に関するものである。
処理の分野に適した多機能な光集積回路を構成する信頼
性の高い光導波路の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通信、計測、情報処理の分野において、
光をより高度に利用するため、いろいろな機能を持つ光
集積回路の研究が活発に行われている。このような光集
積回路を構成する基本要素としてＳｉＯ2 あるいはこれ
に何等かのドーパントを加えて屈折率の高い領域（コ
ア）と低い領域（クラッド）を形成し、コア領域に光を
閉じ込めて伝搬させる光導波路が検討されている。この
ような光導波路を形成する製造方法として、火災堆積法
を利用したものがある。これは、ガラスあるいはＳｉ基
板上に酸水素バーナによりＳｉＯ2 、あるいはこれを主
成分とするスートを堆積させたのち、焼結させてガラス
膜を形成するものである。ＳｉＯ2 よりも屈折率を高く
するには、ＴｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 、ＧｅＯ2 、Ｐ
2 Ｏ5 、Ｔａ2 Ｏ3などを、また屈折率を下げるには、
Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＦ4 などをドーパントとして用いる。屈
折率が高いコア領域のガラス膜は、ホトリソグラフィー
法により３次元に加工される。通常このようにして形成
された光導波路はシングルモードの光ファイバと結合す
る場合、導波路の高さおよび幅は１０μｍ程度である。
上記方法以外にも電子ビーム蒸着やスパッタリング法を
用いて、直接、ＳｉＯ2 系の酸化物膜を形成する方法も
ある。
光をより高度に利用するため、いろいろな機能を持つ光
集積回路の研究が活発に行われている。このような光集
積回路を構成する基本要素としてＳｉＯ2 あるいはこれ
に何等かのドーパントを加えて屈折率の高い領域（コ
ア）と低い領域（クラッド）を形成し、コア領域に光を
閉じ込めて伝搬させる光導波路が検討されている。この
ような光導波路を形成する製造方法として、火災堆積法
を利用したものがある。これは、ガラスあるいはＳｉ基
板上に酸水素バーナによりＳｉＯ2 、あるいはこれを主
成分とするスートを堆積させたのち、焼結させてガラス
膜を形成するものである。ＳｉＯ2 よりも屈折率を高く
するには、ＴｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 、ＧｅＯ2 、Ｐ
2 Ｏ5 、Ｔａ2 Ｏ3などを、また屈折率を下げるには、
Ｂ2 Ｏ3 、ＳｉＦ4 などをドーパントとして用いる。屈
折率が高いコア領域のガラス膜は、ホトリソグラフィー
法により３次元に加工される。通常このようにして形成
された光導波路はシングルモードの光ファイバと結合す
る場合、導波路の高さおよび幅は１０μｍ程度である。
上記方法以外にも電子ビーム蒸着やスパッタリング法を
用いて、直接、ＳｉＯ2 系の酸化物膜を形成する方法も
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
火災堆積法を利用した膜形成法は、膜厚の面内ばらつき
が大きく、膜中には気泡や欠陥などが混入しやすい。ま
た、電子ビーム蒸着やスパッタリング法による膜形成法
は、Ｏ2 ガスを導入しながら行わなければならないた
め、バルク材料に比べて膜の密度が低く、屈折率も不安
定となりやすい。これらの成膜方法により光導波路を形
成した場合、低損失な光導波路型デバイスを歩留り良く
作製することが難しい。
火災堆積法を利用した膜形成法は、膜厚の面内ばらつき
が大きく、膜中には気泡や欠陥などが混入しやすい。ま
た、電子ビーム蒸着やスパッタリング法による膜形成法
は、Ｏ2 ガスを導入しながら行わなければならないた
め、バルク材料に比べて膜の密度が低く、屈折率も不安
定となりやすい。これらの成膜方法により光導波路を形
成した場合、低損失な光導波路型デバイスを歩留り良く
作製することが難しい。
【０００４】本発明の目的は、前記した問題点を解消
し、膜厚及び屈折率の制御性を考慮した光導波路を効率
良く形成し、従来より信頼度の高い光導波路の製造方法
を提供することにある。
し、膜厚及び屈折率の制御性を考慮した光導波路を効率
良く形成し、従来より信頼度の高い光導波路の製造方法
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び作用】Ｓｉの熱酸化に
よって形成されたＳｉＯ2 膜は、その特性がバルクのＳ
ｉＯ2に近く高純度であることから、シリコンデバイ
ス、特にＭＯＳ ＬＳＩなどの絶縁膜及びパッシベーシ
ョン膜として使用されており、現有のＳｉＯ2 膜の中で
最も信頼度の高い薄膜材料である。また、現在では、そ
の膜厚が２〜３００Ａのものが必要とされてきており、
膜厚の制御性及び分布についてもかなりの精度向上が見
られる。
よって形成されたＳｉＯ2 膜は、その特性がバルクのＳ
ｉＯ2に近く高純度であることから、シリコンデバイ
ス、特にＭＯＳ ＬＳＩなどの絶縁膜及びパッシベーシ
ョン膜として使用されており、現有のＳｉＯ2 膜の中で
最も信頼度の高い薄膜材料である。また、現在では、そ
の膜厚が２〜３００Ａのものが必要とされてきており、
膜厚の制御性及び分布についてもかなりの精度向上が見
られる。
【０００６】一方、光導波路用のガラス膜の形成には、
（１）散乱などによる損失を小さくするため気泡や欠陥
などが混入しないこと、（２）ウエハ上に形成された多
数のデバイスの特性ばらつきを抑えるため膜厚及び屈折
率の分布が小さいこと、（３）デバイス作製の再現性を
向上させるために膜厚及び屈折率の制御性に優れている
ことなどが要求される。本発明の要旨はこのＳｉの熱酸
化によるＳｉＯ2 膜を活用したことにある。
（１）散乱などによる損失を小さくするため気泡や欠陥
などが混入しないこと、（２）ウエハ上に形成された多
数のデバイスの特性ばらつきを抑えるため膜厚及び屈折
率の分布が小さいこと、（３）デバイス作製の再現性を
向上させるために膜厚及び屈折率の制御性に優れている
ことなどが要求される。本発明の要旨はこのＳｉの熱酸
化によるＳｉＯ2 膜を活用したことにある。
【０００７】即ち、本発明の上記目的は、表面にＳｉＯ
2 膜に付加されたＳｉ基板上に屈折率制御用のドーパン
トを含むＳｉ合金膜を形成し、これを熱酸化によって屈
折率制御用のドーパントを含む透明なガラス膜に変換さ
せることによって、上記要求を満足した光の伝搬領域で
あるコア膜を形成するものである。
2 膜に付加されたＳｉ基板上に屈折率制御用のドーパン
トを含むＳｉ合金膜を形成し、これを熱酸化によって屈
折率制御用のドーパントを含む透明なガラス膜に変換さ
せることによって、上記要求を満足した光の伝搬領域で
あるコア膜を形成するものである。
【０００８】上記屈折率制御用のドーパントを含むＳｉ
合金膜は屈折率制御用ドーパントとＳｉとの少くとも２
蒸発源以上を有する電子ビーム蒸着法、或いは、屈折率
制御用のドーパントを含むＳｉ合金ターゲットを用いた
スパッタリング法、屈折率制御用のドーパントのターゲ
ットとＳｉターゲットを用いた同時スパッタリング法な
どにより形成が可能である。
合金膜は屈折率制御用ドーパントとＳｉとの少くとも２
蒸発源以上を有する電子ビーム蒸着法、或いは、屈折率
制御用のドーパントを含むＳｉ合金ターゲットを用いた
スパッタリング法、屈折率制御用のドーパントのターゲ
ットとＳｉターゲットを用いた同時スパッタリング法な
どにより形成が可能である。
【０００９】本発明の場合、前記屈折率制御用ドーパン
トとしてはＳｉの酸化物であるＳｉＯ2 よりも酸化後の
屈折率が高い材料例えばドーパントとしてＧｅ，Ｐ，Ｔ
ｉ，Ｔａ，Ｎｂの元素の内少くとも１種を含むことが望
ましい。又、前記形成された光導波路用コア膜を該光導
波路よりも低屈折率の膜で被覆保護することが望まし
い。
トとしてはＳｉの酸化物であるＳｉＯ2 よりも酸化後の
屈折率が高い材料例えばドーパントとしてＧｅ，Ｐ，Ｔ
ｉ，Ｔａ，Ｎｂの元素の内少くとも１種を含むことが望
ましい。又、前記形成された光導波路用コア膜を該光導
波路よりも低屈折率の膜で被覆保護することが望まし
い。
【００１０】本発明の方法によれば、屈折率制御用のド
ーパントとＳｉの組成比を微妙に調整することができる
ため、容易に屈折率の制御された導波路用コア膜が得ら
れる。また、直後、屈折率制御用のドーパントを含むＳ
ｉＯ2 膜を蒸着やスパッタリングによって形成する場合
と比較して、Ｏ2 ガスを導入せずに成膜が行えるため、
高純度かつ高密度で安定した膜が得られる。
ーパントとＳｉの組成比を微妙に調整することができる
ため、容易に屈折率の制御された導波路用コア膜が得ら
れる。また、直後、屈折率制御用のドーパントを含むＳ
ｉＯ2 膜を蒸着やスパッタリングによって形成する場合
と比較して、Ｏ2 ガスを導入せずに成膜が行えるため、
高純度かつ高密度で安定した膜が得られる。
【００１１】また、上記合金膜を熱酸化することによっ
て得られる酸化物膜は、屈折率が均一で、かつ気泡や欠
陥が少ないため、光学的に安定なコア膜となる。ここ
で、Ｓｉ基板表面にあらかじめ形成されるＳｉＯ2 膜
は、Ｓｉ合金膜を熱酸化する時にそこに含まれる屈折率
制御用のドーパントがコア領域をこえて拡散するのを防
止するためのバリア層となり、導波路形成時には下部ク
ラッド層の役割も果たす。さらに、本発明によれば、熱
酸化中に再分布がおこりやすい物質を屈折率制御用のド
ーパントとして用いた場合においても、（１）あらかじ
め合金膜形成時に膜厚方向に組成をずらして成膜する。
（２）熱酸化中にドーパントを拡散により補給するなど
の方法でドーパント濃度の均一化を容易に行える。
て得られる酸化物膜は、屈折率が均一で、かつ気泡や欠
陥が少ないため、光学的に安定なコア膜となる。ここ
で、Ｓｉ基板表面にあらかじめ形成されるＳｉＯ2 膜
は、Ｓｉ合金膜を熱酸化する時にそこに含まれる屈折率
制御用のドーパントがコア領域をこえて拡散するのを防
止するためのバリア層となり、導波路形成時には下部ク
ラッド層の役割も果たす。さらに、本発明によれば、熱
酸化中に再分布がおこりやすい物質を屈折率制御用のド
ーパントとして用いた場合においても、（１）あらかじ
め合金膜形成時に膜厚方向に組成をずらして成膜する。
（２）熱酸化中にドーパントを拡散により補給するなど
の方法でドーパント濃度の均一化を容易に行える。
【００１２】
（実施例−１）以下、本発明の実施例を図を用いて詳し
く説明する。
く説明する。
【００１３】図１に本発明の光導波路の一実施例である
断面構造とその製作工程を示す。
断面構造とその製作工程を示す。
【００１４】まず、Ｓｉ基板１の表面に厚さ５μｍのＳ
ｉＯ2 膜２を形成した。このＳｉＯ2 膜２は、Ｓｉ合金
膜を熱酸化する時にそこに含まれる屈折率制御用のドー
パントがコア領域をこえて拡散するのを防止するための
バリア層となり、導波路形成時には下部クラッド層の役
割を果たす。次に、このＳｉＯ2 膜２上に、電子ビーム
蒸着法により屈折率制御用ドーパントであるＧｅが６．
８ｍｏ１％添加されたＳｉ合金膜３を形成した。図１
（ａ）に示す。膜厚は８μｍとした。ここで、電子ビー
ム蒸着法よる膜形成は、Ｓｉと屈折率制御用のドーパン
トであるＧｅをそれぞれ別の蒸発源により蒸発させる二
蒸発源方式により行った。この方法を使用することによ
って、Ｓｉ中の屈折率制御用ドーパント濃度を制御性良
くコントロールすることができた。ただし、蒸着法は電
子ビーム加熱法に限らず、融点の低い材料を蒸着する場
合には抵抗加熱法でも良く、Ｓｉ−Ｇｅ合金を蒸発材料
とした一蒸発源方式で行っても良い。またこの屈折率制
御用ドーパントを含むＳｉ合金膜の形成法は、電子ビー
ム蒸着法などの高真空蒸着に限らず、スパッタリング法
を使用しても良い。スパッタリング法を使用する場合、
２つのカソードにＳｉターゲットと屈折率制御用ドーパ
ントであるＧｅターゲットをそれぞれ取り付け、同時ス
パッタ或いは交スパッタにより、膜を形成することがで
きる。またＧｅに屈折率制御用ドーパントを所望量混入
した合金をスパッタソースとした単独のスパッタリング
によっても膜形成を行うことが可能である。屈折率制御
用のドーパントもＧｅに限らずＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｐな
どを用いても良い。
ｉＯ2 膜２を形成した。このＳｉＯ2 膜２は、Ｓｉ合金
膜を熱酸化する時にそこに含まれる屈折率制御用のドー
パントがコア領域をこえて拡散するのを防止するための
バリア層となり、導波路形成時には下部クラッド層の役
割を果たす。次に、このＳｉＯ2 膜２上に、電子ビーム
蒸着法により屈折率制御用ドーパントであるＧｅが６．
８ｍｏ１％添加されたＳｉ合金膜３を形成した。図１
（ａ）に示す。膜厚は８μｍとした。ここで、電子ビー
ム蒸着法よる膜形成は、Ｓｉと屈折率制御用のドーパン
トであるＧｅをそれぞれ別の蒸発源により蒸発させる二
蒸発源方式により行った。この方法を使用することによ
って、Ｓｉ中の屈折率制御用ドーパント濃度を制御性良
くコントロールすることができた。ただし、蒸着法は電
子ビーム加熱法に限らず、融点の低い材料を蒸着する場
合には抵抗加熱法でも良く、Ｓｉ−Ｇｅ合金を蒸発材料
とした一蒸発源方式で行っても良い。またこの屈折率制
御用ドーパントを含むＳｉ合金膜の形成法は、電子ビー
ム蒸着法などの高真空蒸着に限らず、スパッタリング法
を使用しても良い。スパッタリング法を使用する場合、
２つのカソードにＳｉターゲットと屈折率制御用ドーパ
ントであるＧｅターゲットをそれぞれ取り付け、同時ス
パッタ或いは交スパッタにより、膜を形成することがで
きる。またＧｅに屈折率制御用ドーパントを所望量混入
した合金をスパッタソースとした単独のスパッタリング
によっても膜形成を行うことが可能である。屈折率制御
用のドーパントもＧｅに限らずＴｉ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｐな
どを用いても良い。
【００１５】次に、以上のような方法により形成された
Ｇｅ添加Ｓｉ合金膜３の付いたＳｉ基板１を熱酸化を行
い光導波路用のコア膜を形成させた。図２に示す高圧酸
化炉７の炉心管８内に入れ、高圧混合ガス導入口９より
水蒸気を含んだＯ2 ガス及びＮ2 ガスを導入し、炉心管
８内の圧力を１５ａｔｍに保持した。ここで、炉心管８
の外側には圧力調整用Ｎ2 ガス導入口１０よりＮ2 ガス
を導入し、炉心管内部との圧力調整を行った。また、高
圧混合ガス導入口９より導入する水蒸気は、Ｏ 2 ガスを
高純度脱イオン水の容器１１を通過させることにより生
成した。次に、上記炉心管８内のＳｉ基板１の温度を炉
心管外に設置したヒータ１２により９００℃まで上昇さ
せ、８時間の酸化を行った。この結果、厚さ８μｍのＧ
ｅ添加Ｓｉ合金膜３は透明ガラス化し、図１（ｂ）に示
すようにＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 ガラス膜４に変換された。
このときの酸化速度は１μｍ／ｈであり、単結晶Ｓｉの
酸化速度とほぼ同じであった。また、あらかじめ形成さ
れたＳｉＯ2 膜２中には、屈折率制御剤であるＧｅの混
入は見られなかった。
Ｇｅ添加Ｓｉ合金膜３の付いたＳｉ基板１を熱酸化を行
い光導波路用のコア膜を形成させた。図２に示す高圧酸
化炉７の炉心管８内に入れ、高圧混合ガス導入口９より
水蒸気を含んだＯ2 ガス及びＮ2 ガスを導入し、炉心管
８内の圧力を１５ａｔｍに保持した。ここで、炉心管８
の外側には圧力調整用Ｎ2 ガス導入口１０よりＮ2 ガス
を導入し、炉心管内部との圧力調整を行った。また、高
圧混合ガス導入口９より導入する水蒸気は、Ｏ 2 ガスを
高純度脱イオン水の容器１１を通過させることにより生
成した。次に、上記炉心管８内のＳｉ基板１の温度を炉
心管外に設置したヒータ１２により９００℃まで上昇さ
せ、８時間の酸化を行った。この結果、厚さ８μｍのＧ
ｅ添加Ｓｉ合金膜３は透明ガラス化し、図１（ｂ）に示
すようにＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 ガラス膜４に変換された。
このときの酸化速度は１μｍ／ｈであり、単結晶Ｓｉの
酸化速度とほぼ同じであった。また、あらかじめ形成さ
れたＳｉＯ2 膜２中には、屈折率制御剤であるＧｅの混
入は見られなかった。
【００１６】本発明において、熱酸化膜の形成法は、ド
ライＯ2 酸化、スチーム酸化などの方法を用いても良
い。本発明の一実施例として高圧酸化を利用したのは、
酸化速度が速く、低温で酸化を行うことができるため、
厚膜形成に優れ、ドーパントの拡散を最小限に抑えられ
るためである。以上のような方法により得られた酸化物
膜は、蒸着法やスパッタリング法により、直接、酸化物
膜を形成する場合に比較して、Ｏ2 ガスを導入せずに合
金膜を形成し、これを酸化するため、高純度かつ高密度
の膜である。また、膜中に散乱要因となる気泡などの存
在は見られなかった。
ライＯ2 酸化、スチーム酸化などの方法を用いても良
い。本発明の一実施例として高圧酸化を利用したのは、
酸化速度が速く、低温で酸化を行うことができるため、
厚膜形成に優れ、ドーパントの拡散を最小限に抑えられ
るためである。以上のような方法により得られた酸化物
膜は、蒸着法やスパッタリング法により、直接、酸化物
膜を形成する場合に比較して、Ｏ2 ガスを導入せずに合
金膜を形成し、これを酸化するため、高純度かつ高密度
の膜である。また、膜中に散乱要因となる気泡などの存
在は見られなかった。
【００１７】次に、上記ＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 透明ガラス
膜４上にホトリソグラフィー法を用いて導波路パターン
を形成する。このときの導波路パターンの幅は膜厚と同
じく８μｍとした。また、コアのリッジ加工は、ＣＨＦ
3 ガスを用いた反応性イオンエッチングにより行った。
ここで、エッチングにより形成されるＳｉＯ2 −ＧｅＯ
2 のリッジ部５の高さは、導波路幅と同じく８μｍとし
た。その断面を図１（ｃ）に示す。
膜４上にホトリソグラフィー法を用いて導波路パターン
を形成する。このときの導波路パターンの幅は膜厚と同
じく８μｍとした。また、コアのリッジ加工は、ＣＨＦ
3 ガスを用いた反応性イオンエッチングにより行った。
ここで、エッチングにより形成されるＳｉＯ2 −ＧｅＯ
2 のリッジ部５の高さは、導波路幅と同じく８μｍとし
た。その断面を図１（ｃ）に示す。
【００１８】最後に、熱酸化された酸化物リッジ部５の
火災堆積法により低屈折率のＳｉＯ2 グラッド層６で覆
い、図１（ｄ）に示すように導波路を形成する。これに
よりリッジ部の側面の粗さ、あるいは外部環境を影響を
受けにくい安定した光導波路を得る。ＳｉＯ2 クラッド
層６には屈折率あるいは応力調整のためＰやＢなどのド
ーパントを添加しても良い。
火災堆積法により低屈折率のＳｉＯ2 グラッド層６で覆
い、図１（ｄ）に示すように導波路を形成する。これに
よりリッジ部の側面の粗さ、あるいは外部環境を影響を
受けにくい安定した光導波路を得る。ＳｉＯ2 クラッド
層６には屈折率あるいは応力調整のためＰやＢなどのド
ーパントを添加しても良い。
【００１９】以上のようにして、試作した導波路の伝搬
損失は、０．１ｄＢ／ｃｍ以下と低損失なものであっ
た。
損失は、０．１ｄＢ／ｃｍ以下と低損失なものであっ
た。
【００２０】本実施例のように基板としてＳｉ基板を用
いることで、光集積回路において、光源や受光素子など
他の素子を集積化する場合に有効である。しかし、基板
としてＳｉＯ2 を使用しても同様のプロセスを用いて光
導波路を形成することが可能である。
いることで、光集積回路において、光源や受光素子など
他の素子を集積化する場合に有効である。しかし、基板
としてＳｉＯ2 を使用しても同様のプロセスを用いて光
導波路を形成することが可能である。
【００２１】（実施例−２）上記実施例−１において、
Ｇｅの添加されたＳｉ合金膜を熱酸化により透明ガラス
に変換すると、Ｇｅの再分布を生じることがある。この
ため実施例−２では熱酸化と同時に表面からＧｅを拡散
させることにより、分布の平坦化を行った。まず、図１
（ａ）の状態の基板を図２に示す高圧酸化路７の炉心管
８内に入れ、高圧ガス導入口９より水蒸気を含んだＯ2
ガス、並びにＮ2 ガスをキャリアとしてＧｅＣｌ4 を導
入し、熱酸化を行った。圧力、温度並びに処理時間は実
施例−１同様、１５ａｔｍ、９００℃、８時間とした。
その結果、Ｇｅの分布が均一化され、図１（ｂ）に示す
膜厚方向の屈折率が均一なＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 透明ガラ
ス膜を得ることができた。この他にも、熱酸化後にＧｅ
の分布が均一になるようにあらかじめ合金膜形成時に膜
厚方向に組成比をずらして成膜しても容易に同様の効果
を得ることができる。
Ｇｅの添加されたＳｉ合金膜を熱酸化により透明ガラス
に変換すると、Ｇｅの再分布を生じることがある。この
ため実施例−２では熱酸化と同時に表面からＧｅを拡散
させることにより、分布の平坦化を行った。まず、図１
（ａ）の状態の基板を図２に示す高圧酸化路７の炉心管
８内に入れ、高圧ガス導入口９より水蒸気を含んだＯ2
ガス、並びにＮ2 ガスをキャリアとしてＧｅＣｌ4 を導
入し、熱酸化を行った。圧力、温度並びに処理時間は実
施例−１同様、１５ａｔｍ、９００℃、８時間とした。
その結果、Ｇｅの分布が均一化され、図１（ｂ）に示す
膜厚方向の屈折率が均一なＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 透明ガラ
ス膜を得ることができた。この他にも、熱酸化後にＧｅ
の分布が均一になるようにあらかじめ合金膜形成時に膜
厚方向に組成比をずらして成膜しても容易に同様の効果
を得ることができる。
【００２２】
（１）屈折率制御用のドーパントを容易に制御性良く導
波路コア層中に入れることができる。
波路コア層中に入れることができる。
【００２３】（２）熱酸化によって得られる酸化物膜
は、性質がバルクに近いため屈折率が安定であり、光学
的にも信頼性が高い。
は、性質がバルクに近いため屈折率が安定であり、光学
的にも信頼性が高い。
【００２４】（３）散乱損失の原因となる欠陥や気泡を
大幅に低減できるため、低損失な導波路が実現する。
大幅に低減できるため、低損失な導波路が実現する。
【００２５】（４）Ｓｉ基板上に容易に導波路を形成す
ることができるため、将来ＬＤやＰＤなどの能動素子と
集積化することが可能であり、ガラス導波路の汎用性を
高めることができる。
ることができるため、将来ＬＤやＰＤなどの能動素子と
集積化することが可能であり、ガラス導波路の汎用性を
高めることができる。
【図１】本発明の光導波路の一実施例の断面構造とその
製作工程を示したものである。
製作工程を示したものである。
【図２】本発明に使用した熱酸化炉の一実施例である。
１ Ｓｉ基板 ２ ＳｉＯ2 膜 ３ Ｇｅの添加されたＳｉ合金膜 ４ ＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 ガラス膜 ５ ＳｉＯ2 −ＧｅＯ2 リッジ部 ６ ＳｉＯ2 クラッド層 ７ 高圧酸化炉 ８ 炉心管 ９ 高圧混合ガス導入口 １０ 圧力調整用Ｎ2 ガス導入口 １１ 高純度脱イオン水容器 １２ ヒータ １３ 高圧ガス出口 １４ 圧力調整用ガス出口
Claims (6)
- 【請求項１】Ｓｉを高温の酸化雰囲気中に曝し、表面に
酸化膜を形成する光導波路の製造方法において、あらか
じめＳｉ基板の表面にＳｉＯ2 膜を形成し、さらにその
上に屈折率制御用ドーパントも同時に添加されたＳｉ合
金膜を形成し、これを高温の酸化雰囲気中で酸化させる
ことにより光導波路用のコア膜を形成することを特徴と
する光導波路の製造方法。 - 【請求項２】前記屈折率制御用ドーパントを含むＳｉ合
金膜が、屈折率制御用ドーパントとＳｉとの少なくとも
２蒸発源以上を有する電子ビーム蒸着法によって形成さ
れることを特徴とする請求項１記載の光導波路の製造方
法。 - 【請求項３】前記屈折率制御用ドーパントを含むＳｉ合
金膜が、屈折率制御用ドーパントとＳｉの合金ターゲッ
トを用いたスパッタリング法、或いは屈折率制御用ドー
パントのターゲットとＳｉターゲットを用いた同時スパ
ッタリング法によって形成されることを特徴とする請求
項１記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項４】前記屈折率制御用ドーパントが、Ｓｉの酸
化物であるＳｉＯ2 よりも酸化後の屈折率が高い材料で
あることを特徴とする請求項１記載の光導波路の製造方
法。 - 【請求項５】前記屈折率制御用のドーパントとしてＧ
ｅ，Ｐ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｎｂの元素の内少なくとも１種を
含むことを特徴とする請求項４記載の光導波路の製造方
法。 - 【請求項６】前記形成された光導波路用コア膜を光導波
路よりも低屈折率の膜で被覆したことを特徴とする請求
項１〜５の内のいづれか１項に記載の光導波路の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8857293A JPH06300934A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8857293A JPH06300934A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06300934A true JPH06300934A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=13946583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8857293A Pending JPH06300934A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06300934A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2385677A (en) * | 2002-02-22 | 2003-08-27 | Bookham Technology Plc | Refractive index control of optic waveguide |
-
1993
- 1993-04-15 JP JP8857293A patent/JPH06300934A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2385677A (en) * | 2002-02-22 | 2003-08-27 | Bookham Technology Plc | Refractive index control of optic waveguide |
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