JPH07261043A - コーナー導波路素子の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導波路形成工程と反射ミラー部形成工程のい
ずれを先に行っても反射損失の小さい反射ミラー型のコ
ーナー導波路素子を提供することにある。 【構成】 折れ曲げ導波部パターン４Ａは折れ曲げ導波
路パターン６Ａと反射ミラー部３Ａと相似形の反射ミラ
ー部相似パターン７Ａとの図形論理演算和を取るパター
ンとなっているレジストパターンをエッチングマスクと
してエッチングを行う。 【効果】 折れ曲げ導波部パターンは図形論理演算和を
取るパターンとなっていることによって、導波路形成工
程と反射ミラー部形成工程のいずれを先に行っても、エ
ッチングの間２次イオンの乱反射によるダメージを受け
ない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、導波層を有する誘電体
或いは半導体材料等の基板に光導波路及び反射ミラーを
形成する反射型のコーナー導波路素子の形成方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】反射型のコーナー導波路素子の形成方法
の流れとして、主に２通りがある。例えば、先に導波路
を形成し、次に反射ミラー面を形成する方法と先に反射
ミラー面を形成してから導波路を形成する方法である。
両工程ともにウェットかドライエッチング法が用いられ
ている。公知例として、例えば、 Trevor M.BensonがJ.
of Lightwave Technology,Vol.LT-2,No.1,Feb.,1984 に
発表した論文は、ウェットエッチングにより先に三角形
状のミラー部を形成してから導波路を形成したものであ
る。また、特開平４−７５０８号公報の製造方法や、Y.
Chung らがIEEE Photonics Technology Letters,Vol.4,
No.9,Sep.,1992. に発表した論文等も先に反射ミラー部
を形成してから折り曲げ導波路を形成する順序で、ドラ
イエッチングにより反射型光コーナー導波路素子を作製
している。又、E.GiniらがElectronics Letters Vol.2
8,No.5 Feb,1992. に発表した論文や、H.Appelmanらが
J.of Lightwave technology,Vol.8,No.1,Jan.,1990. に
発表した論文には、先に導波路を形成してから反射ミラ
ー面を形成する例が示されている。

【０００３】以下図７（ａ）〜（ｄ）に、一般的な一例
として反射型のコーナー導波路素子の形成方法を示す。
例えば、材料は化合物半導体であって、光導波路形成及
び反射ミラー面形成の順序で工程を進めた場合、次の
（１）〜（４）の工程に従って形成される。 （１）（ａ）の工程 ｎ型ＧａＡｓ基板に、ｎ型ＧａＡｓからなるＢｕｆｆｅ
ｒ層、ｎ型ＡｌＧａＡｓからなる下部クラッド層、ｎ型
ＧａＡｓからなるコア層、ｎ型ＡｌＧａＡｓからなる上
部クラッド層、及びｎ型ＧａＡｓからなるキャップ層を
有した多層膜をＭＯＣＶＤ法等により成長したウェハ基
板１を用意する。 （２）（ｂ）の工程 フォトリソグラフィ技術を用いて、光導波路用レジスト
パターン６を導波コア層上に形成する。レジストパター
ン６をマスクとして、ドライエッチングの一つである反
応性イオンビームエッチング（Reactive Ion Beam Etch
ing,以下ＲＩＢＥという）で、上部クラッド層内に所定
の深さまでエッチングし、２本の直線導波路からなる交
差角度９０°の折れ曲げリッジ導波路８を形成する。そ
の後、不必要になったレジストパターン６をリムーバ或
いは酸素プラズマにて除去する。

【０００４】（３）（ｃ）の工程 フォトリソグラフィ技術を用いて、例えば三角形状のエ
ッチング領域（目抜いた三角形状の窓）を有するレジス
トパターン５を前記のエッチング残厚を有した上部クラ
ッド層及び形成したリッジ導波路８の一部に形成する。 （４）（ｄ）の工程 レジストパターン５をマスクとして残留した上部クラッ
ド層及び折れ曲げ導波路の折れ曲がり部分の角の一部を
エッチングし、その折れ曲げ導波路８の折れ曲がり部分
のコーナーの一部に三角形状の反射ミラー部３を形成す
る。その後、レジストパターン５を除去して反射型光コ
ーナー導波路素子の形成工程が終了する。

【０００５】このように形成したコーナー導波路素子で
は、入射光が入射側直線導波路のコア層に閉じ込めら
れ、導波路に沿って伝搬し、コーナー部に到達して反射
ミラー面により反射され、他方の直線導波路に入射して
出射端に出射する。以上の工程を逆にして、先にコーナ
ー反射ミラー面を形成してから導波路形成するやり方も
ある。また、ＲＩＢＥの代わりに、反応性イオンエッチ
ング（ＲＩＥ）を用いることもあり、材料はＩｎＰ／Ｇ
ａＩｎＡｓＰ系を用いることもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この種の反射型コーナ
ー導波路素子の特性に大きな影響を与えるポイントは３
つある。第１は反射ミラー面９の位置精度、第２はエッ
チングしたミラー面９の垂直度、第３はミラー面９の平
滑度である。

【０００７】ところで、第１の反射ミラー面９の位置精
度に関しては、現在のフォトリソグラフィ技術はかなり
高精度にできるようになっている。例えば電子ビームに
よる露光はその１つの手段であり、通常の光露光でも１
μｍ以下の目合わせ精度ができる。しかし、第２のミラ
ー面９の垂直度及び第３のミラー面９の平滑度について
上記の形成工程ではまだ課題があった。エッチングミラ
ー面の垂直度は異方性ドライエッチングにより、材料及
びエッチングガス等を適切な選択及び最適なエッチング
条件により導波路形成工程と反射面形成工程を個別に行
う場合は垂直に近いエッチングが可能である。

【０００８】しかし、両工程を連続して継続的に行った
場合、どちらを先にする順序を取っても上記の両工程を
連続して継続的に行うやり方では、相互効果による悪影
響が生じてしまう。

【０００９】また、第３のミラー面９の平滑度、即ちエ
ッチング側面のモフォロジ特性（表面粗さ）も同様であ
る。例えば、図８は図７（ｃ）の反射ミラー９面側から
見た拡大図である。２回目のフォトリソグラフィ直後に
おける反射ミラー用レジストパターン５の側面の荒れ模
様が示されている。これは１回目のドライエッチングに
よるリッジ導波路形成工程で当然リッジ導波路８の上面
と底部に段差が生じ、２回目のフォトリソグラフィにお
けるレジスト目のパターン露光の際、どのような露光法
であっても段差の一方の側にしか露光ビームの焦点を合
わせることができないからである。

【００１０】例えば、リッジ導波路８の表面に露光ビー
ムの焦点を合わせた場合、リッジ導波路８の底面部分に
あるレジストパターンが凸凹となり、逆に底面に露光ビ
ームの焦点を合わせるとリッジ表面のレジストパターン
が凸凹となる。そして、ドライエッチング工程でこの凸
凹の荒れがそのまま導波層に転写してしまう。

【００１１】リッジ導波路８表面に露光ビームの焦点を
合わせた前者の場合、導波路の折れ曲げ部と反射ミラー
部と接する面は荒れが少ないが、反射ミラー部の他の領
域では荒れている。

【００１２】ところで、反射ミラー領域に光が通過する
際に、光導波路を伝搬する光はその反射ミラー領域で、
ある広がりを持ってほぼ折れ曲げ角方向に反射する。従
って、この反射ミラー領域を光が通過する際、その受け
る損失を小さくするためには、反射ミラー表面であるレ
ジストパターン側面のエッチング側壁をその全域に渡っ
て平坦にすることが必要である。従来の形成方法ではこ
の平坦性を向上させることが困難であった。

【００１３】また、底面に露光ビームの焦点を合わせる
後者の場合、導波路の折れ曲げ部と反射ミラー部と接す
る面に荒れが酷くなり、損失の増大が免れなくなる。

【００１４】また、従来の形成方法では、導波路を先に
形成するか、或いは反射ミラー面を先に形成するかの工
程順序において、どちらの順序を取っても第１回目のエ
ッチングパターンと第２回目のエッチングパターンが同
一表面上とはならず、必ず段差が生じているので、第２
回目のエッチング時この段差により、エッチングイオン
の散乱が生じ易くなり、２次イオンの乱反射による側壁
面のモフォロジ特性劣化が避けられないこととなる。本
発明は従来の上記した問題を解決し、導波路形成工程及
び反射ミラー部形成工程の順序に関係なく、エッチング
工程における段差の存在による側壁モフォロジ特性への
悪影響を除去することができる反射型のコーナー導波路
素子の形成方法の提供を目的とする。

【００１５】

【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、本発明においては以下のような解決手段を有し
ている。

【００１６】本発明のうち請求項１の反射型のコーナー
導波路素子の形成方法は、導波層を有する誘電体又は化
合物半導体からなる基板に、フォトリソグラフィ技術及
びドライエッチング技術を用いて折れ曲げ導波部及び該
折れ曲げ導波部の折り曲がった箇所に配置する反射ミラ
ー部を組み合わせて形成する反射型のコーナー導波路素
子の形成方法において、前記の反射ミラー部は多角形状
からなる反射ミラー部のパターンを有したミラーパター
ンマスクを用いてレジストパターンを形成し、該レジス
トパターンをエッチングマスクにして前記の基板をエッ
チングして凹状の多角形状の反射ミラー部を形成する工
程と、前記の折れ曲げ導波部は折れ曲げ角度α（０°＜
α＜１８０°）を有する２本の直線導波路からなる折れ
曲げ導波路のパターンと、前記のミラーパターンマスク
の反射ミラー部の多角形状パターンより少なくとも面積
が大きい相似形の反射ミラー部相似パターンとを互いに
図形論理演算和を取ることによってできる図形パターン
を折れ曲げ導波部パターンとし、この折れ曲げ導波部パ
ターンを有した折れ曲げ導波部パターンマスクを用いて
レジストパターンを形成し、この折れ曲げ導波部用レジ
ストパターンをエッチングマスクにして前記の基板をエ
ッチングして凸状の折れ曲げ導波部を形成する工程を有
することを特徴とする。

【００１７】本発明のうち請求項２の反射型のコーナー
導波路素子の形成方法は、折れ曲げ導波部を形成する工
程の次に反射ミラー部を形成する工程を有することを特
徴とする。

【００１８】本発明のうち請求項３の反射型のコーナー
導波路素子の形成方法は、反射ミラー部を形成する工程
の次に折れ曲げ導波部を形成する工程を有することを特
徴とする。

【００１９】本発明のうち請求項４の反射型のコーナー
導波路素子の形成方法は、反射ミラー部の一辺は前記の
折れ曲げ導波路のコーナー部に食い込み、長さが少なく
とも折れ曲げ導波路のコーナー部と２点交差でき、かつ
折れ曲げ角αの２等分線と直交するように配置したこと
を特徴とする。

【００２０】本発明のうち請求項５の反射型のコーナー
導波路素子の形成方法は、反射ミラー部の一辺の食い込
みは折れ曲げ導波路の折れ曲げ内角点を越えないことを
特徴とする。

【００２１】本発明方法は、例えば、反射ミラー部９は
図５に示した三角形状を有したものとし、図６に示した
平面形状を有した折れ曲げ角度α（０°＜α＜１８０
°）を有する２本の直線導波路からなる折れ曲げ導波路
８と、この三角形状の反射ミラー部９と相似形で同寸法
か若干大きい反射ミラー相似パターン９ａ、９ｂとを図
３に示したように配置して、折れ曲げ導波路８（８ａ、
８ｂ）と反射ミラー部９（９Ａ、９ｂ）の図形論理演算
和を取れば図形パターンが図４に示したようなパターン
形状４、（４ｂ）となる。図３（ａ）、図４（ａ）は反
射ミラー部９と反射ミラー相似パターン９ａが同寸法の
場合、図３（ｂ）、図４（ｂ）は反射ミラー部９に対し
て反射ミラー相似パターン９ｂが大きい寸法の場合の配
置図である。このパターンを導波路形成用マスクパター
ン４、（４ｂ）として用いることにより、例えば半導体
材料を使用し、以下の形成工程で行う。

【００２２】（ａ）折り曲げ導波路部を先に形成する場
合 半導体基板上にＭＯＣＶＤ法により所望厚みの導波層を
有する多層膜を漸次成長させて平坦な表面を有したウェ
ハーを準備する。次に、前記の図形論理演算和を用いて
設計した図４のパターンをマスクパターンとしてフォト
リソグラフィ技術により折り曲げ導波路部用レジストパ
ターンを形成する。この時、レジスト露光時の露光ビー
ムの焦点は基板ウェハー全域に渡って均一にその表面に
合わせることが可能となるので、その後に行う現像処理
により、平坦な側壁を有する折り曲げ導波路用レジスト
パターンの作成が行える。そして第１回目のドライエッ
チングにより、断面凸リッジ形状の折り曲げ導波路部が
形成される。次いで、反射ミラー部形成工程において、
フォトリソグラフィ技術を用いて反射ミラー部用レジス
トパターンを前記形成した折り曲げ導波路部のコーナー
反射部分と目合わせて形成し、そのレジストパターンを
マスクにして反射ミラー部を第２回目のドライエッチン
グにより形成する。この場合、折り曲げ導波路のコーナ
ー部分の表面は折り曲げ導波路部の他の部分の表面とで
は同一の平坦な表面上にあるため段差が全くないことか
ら、２回目のフォトリソグラフィ工程を行う際、焦点を
折り曲げ導波路部の表面に合わせば良いので、反射ミラ
ー部をドライエッチング工程で形成する際、段差の存在
によるイオンビームの乱反射問題もなくなる。従って、
綺麗な側壁を有した反射ミラーを形成することができ
る。

【００２３】（ｂ）反射ミラー部を先に形成する場合 折り曲げ導波路部を先に形成する場合と同様に平坦な表
面が有する多層膜のウェハーを用いて、反射ミラー部用
マスクパターンでフォトリソグラフィを行い、反射ミラ
ー部用レジストパターンを形成する。この時、レジスト
露光時の露光ビームの焦点は基板ウェハー全域に渡って
均一にその表面に合わせることが可能なので、その後に
行う現像処理により平坦な側壁を有する該反射ミラー部
用レジストパターンの作成が行える。そして第１回目の
ドライエッチングにより断面凹状の反射ミラー部が形成
される。その後、折り曲げ導波路形成工程において、フ
ォトリソグラフィ技術を用いて折り曲げ導波路部用レジ
ストパターンを形成する。この際、先に形成した反射ミ
ラー部の凹状穴がレジストに充満されている。また、反
射ミラー部と折り曲げ導波路のコーナー部分とを重なる
ように目合わせを行う。この場合もフォトリソグラフィ
工程を行う際、焦点を折り曲げ導波路部の表面に合わせ
る。この時、先に形成した反射ミラー部の凹状穴がレジ
ストに充填されていて、かつ穴の表面上に反射ミラー部
と同一寸法または大きい相似形状寸法を有した折れ曲げ
導波路のコーナー部が形成されているため、現像時穴内
のレジストが除去される心配がなく、さらに折り曲げ導
波路のコーナー部パターンによって保護される。このよ
うに形成されたレジストパターンをマスクにして折れ曲
げ導波路部を第２回目のドライエッチングにより断面凸
状の折り曲げリッジ導波路が形成される。尚、コーナー
部では、そもそも穴であるので、レジストのみが残って
いる。従って、レジストリムーバ或いは酸素プラズマに
よりレジストを除去すれば良いことになる。以上によ
り、第１回目及び第２回目のドライエッチングにおい
て、すべての被エッチング部分が同一平面上にあるの
で、段差の存在によるイオンビームの乱反射問題もなく
なる。

【００２４】

【作用】本発明のうち請求項１〜請求項５の反射型のコ
ーナー導波路素子の形成方法によれば、導波路形成工程
用マスクパターンは反射ミラー部用の図形パターンを含
んだ図形をマスクパターンとして用いるので、導波路形
成工程及び反射ミラー面形成工程の順序に関係なく、第
１回目及び第２回目のエッチング工程における段差の存
在による側壁モフォロジ特性への悪影響を除去すること
ができる。

【００２５】本発明のうち請求項２の反射型のコーナー
導波路素子の形成方法によれば、反射ミラー部を第２回
目のドライエッチングにより形成する際、折り曲げ導波
路のコーナー部分の表面は折り曲げ導波路部の他の部分
の表面とでは同一の平坦な表面上にあるので、段差が全
くないことから２回目のフォトリソグラフィ工程を行う
際、焦点を折り曲げ導波路部の表面に合わせば良いこと
になる。また、反射ミラー部をドライエッチング工程を
行う際、段差の存在によるイオンビームの乱反射問題も
なくなる。従って、綺麗な側壁を有した反射ミラーを形
成することができる。

【００２６】本発明のうち請求項３の反射型のコーナー
導波路素子の形成方法によれば、先に形成した反射ミラ
ー部の凹状穴がレジストに充填されていて、かつ穴の表
面上に反射ミラー部と同一寸法を有した折れ曲げ導波路
のコーナー部が形成されているため、現像時穴内のレジ
ストが除去される心配がなく、さらに折り曲げ導波路の
コーナー部パターンによって保護される。このように形
成されたレジストパターンをマスクにして折れ曲げ導波
路部を第２回目のドライエッチングにより断面凸状の折
り曲げリッジ導波路が形成される。尚、コーナー部で
は、そもそも穴であるので、レジストのみが残ってい
る。従って、レジストリムーバ或いは酸素プラズマによ
りレジストを除去すれば良いことになるので、第１回目
及び第２回目のドライエッチングにおいて、すべての被
エッチング部分が同一平面上にあるので、段差の存在に
よるイオンビームの乱反射問題もなくなる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。 実施例１ 図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の一実施例を示す反射型
の光コーナー導波路素子の形成方法を説明するための概
略の工程図である。図１（ａ）ではｎ型ＧａＡｓ基板上
にｎ型ＧａＡｓからなるＢｕｆｆｅｒ層、ｎ型ＡｌＧａ
Ａｓ下部クラッド層、ｉ型ＧａＡｓコア層、ｎ型ＡｌＧ
ａＡｓ上部クラッド層及びｐ型ＡｌＧａＡｓ上部クラッ
ド、そして最上層のｐ⁺ 型ＧａＡｓキャップ層等を順次
ＭＯＣＶＤ法により堆積成長させて導波コア層を有する
半導体ウェハーの基板１Ａを形成する。図１（ｂ）で
は、交差角度９０°の折り曲げ導波路パターン６Ａと、
反射ミラー部相似パターン７Ａとの図形演算論理和をと
った図形から折り曲げ導波路部レジストパターン４Ａの
形成をフォトリソグラフィ技術で行った工程を示したも
のである。

【００２８】但し、直角三角形の斜辺は両導波路の中心
線の交点の内側で、かつ交差角の２等分線と直交するよ
うに配置してから図形演算論理和をとった。尚、この実
施例では反射ミラー部相似パターン７Ａは反射ミラー部
３Ａの三角形状の面積より若干大きい相似三角形を用い
て図形論理和演算を行った。図１（ｃ）では折り曲げリ
ッジ導波路部２Ａを構成する導波路部レジストパターン
４Ａを折り曲げ導波路部パターンマスクとしてドライエ
ッチング装置であるＲＩＢＥ装置にて所定の深さまでエ
ッチングを行い、断面形状凸状の折り曲げリッジ導波部
２Ａを形成する。ドライエッチング装置として本実施例
ではＲＩＢＥ装置を用いたが反応性イオンエッチング装
置でも行うことができる。

【００２９】図１（ｄ）では、折り曲げリッジ導波路部
２Ａ上の導波路部レジストマスクパターン４Ａをリムー
バによって除去した後、再びフォトリソグラフィ技術に
より、反射ミラー部レジストパターン５Ａを折り曲げ導
波路部のコーナー部分と精度良くあわせて反射ミラー部
３Ａ用の窓を形成する。図１（ｅ）では、再びＲＩＢＥ
装置によりドライエッチングを行い、レジストの露出窓
部分のみエッチングし、断面凹状の反射ミラー部３Ａを
形成する。次に、エッチングマスクとなったレジスト残
膜をレジストリムーバにより除去し、反射型の折り曲げ
コーナー導波路素子の形成を行った。

【００３０】実施例２ 図２（ａ）〜（ｅ）は、本発明の第二の実施例を示す反
射型のコーナー導波路素子の形成方法を説明するための
概略の工程図である。図２（ａ）ではｎ型ＩｎＰ基板上
にｎ型ＩｎＰからなるＢｕｆｆｅｒ層及び下部クラッド
層、ノードープｎ型ＧａＩｎＡｓＰコア層、ｎ型ＩｎＰ
上部クラッド層、そして最上層のｐ型ＩｎＧａＡｓキャ
ップ層等を順次ＭＯＣＶＤ法により堆積成長させて導波
コア層を有する半導体ウェハーを形成した基板１Ｂであ
る。図２（ｂ）の工程では、四角形状を有する反射ミラ
ー部３Ｂをフォトリソグラフィ技術により、反射ミラー
部レジストパターン５Ｂを形成する。

【００３１】図２（ｃ）の工程では、反射ミラー部３Ｂ
を構成するレジストパターン５Ｂをマスクとし、ドライ
エッチング装置であるＲＩＢＥ装置にて反射ミラー部窓
に露出した半導体多層膜を所定深さまでエッチングを行
い、断面凹状の反射ミラー部３Ｂを形成する。図２
（ｄ）では、反射ミラー部３Ｂを除いて全表面に塗布さ
れたレジストマスクパターン５Ｂをリムーバによって除
去した後、再びフォトリソグラフィ技術により４５°折
り曲げ導波路部パターン４Ｂを形成する。但し、折り曲
げ導波路部２Ｂ全体の形状は四角形状の反射ミラー部３
Ｂの一番長い辺が４５°で交差する両直線導波路の中心
線の交点の内側で、かつ交差角を２等分線線と直交する
ように配置してから図形演算論理和をとったものであ
る。また、折り曲げ導波路部２Ｂのコーナー部分では先
に形成した反射ミラー部３Ｂと重なるように精度良く位
置合わせを行っている。

【００３２】図２（ｅ）の工程では、４５°折り曲げ導
波路部レジストパターン４Ｂをマスクにして、再びＲＩ
ＢＥ装置によりドライエッチングを行い、断面凸状のリ
ッジ導波路を形成する。最後にエッチングマスクである
折り曲げ導波路部レジスト４Ｂの残膜をレジストリムー
バにより除去して反射型の折り曲げコーナー導波路素子
の形成を行った。

【００３３】尚、ドライエッチング装置として上記の２
つの実施例ではＲＩＢＥ装置を用いたが反応性イオンエ
ッチング装置でも行うことができる。また、上記の２つ
の実施例ではレジストマスクをリムーバによって除去し
たが酸素プラズマで除去することもできる。

【００３４】さらに、本発明は上記の実施例に限定され
ず、例えばｐｎ接合構造を有した光スイッチ、発光素
子、受光素子等の機能素子の接続に用いられる複数のコ
ーナー導波路に形成しても良い。また、基板に変えて化
合物半導体材料からなる積層構造の光導波路用ウェハー
を用いて複数の折り曲げコーナー導波路を同時に製造す
るなど、種々の変形が可能である。さらにまた、実施例
ではマスク材料はレジスト材料を用いたが、エッチング
ガスに応じて、ＳｉＯ₂ 、ＳｉＮ_X 、金属マスク等の材
料に変えても良い。

【００３５】

【発明の効果】本発明の請求項１〜請求項５のコーナー
導波路素子の形成方法によれば、導波路形成工程用マス
クパターンは反射ミラー部用の図形パターンを含んだ図
形をマスクパターンとして用いるので、導波路形成工程
及び反射ミラー面形成工程の順序に関係なく、第１回目
及び第２回目のエッチング工程における段差の存在によ
る側壁モフォロジ特性への悪影響を除去することができ
る。即ち、基板上に形成すべき反射ミラー部及び折り曲
げコーナー導波路部の形状を先ず最適な配置を考慮し
て、反射ミラー部のパターン形状及び折り曲げコーナー
導波路部の相似パターン形状を配置された形で図形演算
論理和をとり、得られた図形を折り曲げコーナー導波路
部の全体の形状パターンとし、この形状パターンをフォ
トリソグラフィ技術によりマスク材料に転写してエッチ
ングマスクを形成するコーナー導波路素子の形成方法
は、従来のような反射ミラー表面の荒れによって生じる
光の反射損失を無くすことができるとともに、光の伝搬
特性の優れる反射型の折り曲げコーナー導波路素子を簡
単かつ的確に製造でき、しかも工程の順序に依存せず、
他の光導波路型機能素子との集積化を行う場合、より製
造工程の柔軟性、選択性、容易度を向上することが可能
となる。

【００３６】本発明の請求項２のコーナー導波路素子の
形成方法によれば、先に折り曲げ導波路部を形成するの
で、リッジ導波路の部分だけでなく、反射ミラー部の部
分も含んだマスクパターンを用いるので、平坦な基板上
にフォトリソグラフィ工程を行うことができ、平坦な側
壁かつ均一表面を有した折り曲げ導波路部が形成され
る。次いで反射ミラー形成用フォトリソグラフィ工程で
は、反射ミラー用レジスト窓のパターン形成は先に形成
した折り曲げリッジ導波路部のコーナー部の表面上に焦
点を合わせることができる。これにより、従来のように
反射ミラー面と折り曲げ導波路のコーナー部の間に生じ
た段差がないため、その後のエッチング工程において、
リッジ導波路の表面から徐々に所定の深さまでエッチン
グが進行することになり、段差による２次イオンの乱反
射問題が生じなくなる。従って、形成された反射ミラー
面の側壁では平滑な状態を有する。

【００３７】本発明の請求項３のコーナー導波路素子の
形成方法によれば、先に反射ミラー部を形成するので、
平坦な基板面上にミラー形成を行うことになり、フォト
リソグラフィに用いたレジスト露光時ビームの焦点を全
基板に渡って均一にその表面に合わせることができる。
従って、レジストパターンの側壁の凹凸が極めて少なく
なり、これを用いて形成したマスクパターン或いはレジ
ストそのものをマスクパターンとした場合、エッチング
工程で形成した反射ミラー面も平坦な表面を有する。次
いで折り曲げコーナー導波路部パターンを用いてフォト
リソグラフィ工程においてきれいに形成された反射ミラ
ー面が、この折り曲げ導波路部のコーナー部分の形状に
よって完全保護され、しかも次の導波路形成エッチング
工程において余計なイオンビームによるミラー面のダメ
ージ発生を防ぐことができる。

【００３８】また、反射ミラー部を先に形成しても折り
曲げコーナー導波路形成フォトリソグラフィ工程に用い
たレジスト露光時ビームの焦点を全基板に渡って均一に
その表面に合わせることができるため、きれいな側壁及
び形状を有するリッジ導波路が形成される。エッチング
の間、導波路のコーナー部と反射ミラー部の接する部分
に全く段差がないため、２次イオンの乱反射によるダメ
ージを全く受けない。従って、上記のいずれの順序を行
っても反射損失が極めて小さな伝搬特性の良い反射ミラ
ー型光折り曲げコーナー導波路素子を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のコーナー導波路素子の一実施例の形成
工程説明図である。

【図２】本発明のコーナー導波路素子の他の実施例の形
成工程説明図である。

【図３】折れ曲げ導波路と反射ミラー部拡大パターンの
配置図である。

【図４】図３の配置で図形論理和を取った後の折れ曲げ
導波部パターンである。

【図５】三角形状のミラーパターンである。

【図６】交差角度αの２本の折れ曲げ導波路のパターン
である。

【図７】従来のコーナー導波路素子の形成工程説明図で
ある。

【図８】図７（ｃ）の反射ミラー面側から見た拡大図で
ある。

【符号の説明】

１Ａ、１Ｂ 基板 ２Ａ、２Ｂ 折れ曲げ導波部 ３Ａ、３Ｂ 反射ミラー部 ４Ａ、４Ｂ 折れ曲げ導波部パターン ５Ａ、５Ｂ ミラーパターン ６Ａ 折れ曲げ導波路パターン ７Ａ 反射ミラー部相似パターン

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 導波層を有する誘電体又は化合物半導体
   からなる基板に、フォトリソグラフィ技術及びドライエ
   ッチング技術を用いて折れ曲げ導波部及び該折れ曲げ導
   波部の折り曲がった箇所に配置する反射ミラー部を組み
   合わせて形成する反射型のコーナー導波路素子の形成方
   法において、前記の反射ミラー部は多角形状からなる反
   射ミラー部のパターンを有したミラーパターンマスクを
   用いてレジストパターンを形成し、該レジストパターン
   をエッチングマスクにして前記の基板をエッチングして
   凹状の多角形状の反射ミラー部を形成する工程と、前記
   の折れ曲げ導波部は折れ曲げ角度α（０°＜α＜１８０
   °）を有する２本の直線導波路からなる折れ曲げ導波路
   のパターンと、前記のミラーパターンマスクの反射ミラ
   ー部の多角形状パターンより少なくとも面積が大きい相
   似形の反射ミラー部相似パターンとを互いに図形論理演
   算和を取ることによってできる図形パターンを折れ曲げ
   導波部パターンとし、この折れ曲げ導波部パターンを有
   した折れ曲げ導波部パターンマスクを用いてレジストパ
   ターンを形成し、この折れ曲げ導波部用レジストパター
   ンをエッチングマスクにして前記の基板をエッチングし
   て凸状の折れ曲げ導波部を形成する工程を有することを
   特徴とする反射型のコーナー導波路素子の形成方法。
2. 【請求項２】 折れ曲げ導波部を形成する工程の次に反
   射ミラー部を形成する工程を有することを特徴とする請
   求項１記載の反射型のコーナー導波路素子の形成方法。
3. 【請求項３】 反射ミラー部を形成する工程の次に折れ
   曲げ導波部を形成する工程を有することを特徴とする請
   求項１記載の反射型のコーナー導波路素子の形成方法。
4. 【請求項４】 反射ミラー部の一辺は前記の折れ曲げ導
   波路のコーナー部に食い込み、長さが少なくとも折れ曲
   げ導波路のコーナー部と２点交差でき、かつ折れ曲げ角
   αの２等分線と直交するように配置したことを特徴とす
   る請求項１記載の反射型のコーナー導波路素子の形成方
   法。
5. 【請求項５】 反射ミラー部の一辺の食い込みは、折れ
   曲げ導波路の折れ曲げ内角点を越えないことを特徴とす
   る請求項２記載の反射型のコーナー導波路素子の形成方
   法。