JPH08110425A - 光導波路及びその製造方法並びに光伝送モジュール - Google Patents
光導波路及びその製造方法並びに光伝送モジュールInfo
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- JPH08110425A JPH08110425A JP24543994A JP24543994A JPH08110425A JP H08110425 A JPH08110425 A JP H08110425A JP 24543994 A JP24543994 A JP 24543994A JP 24543994 A JP24543994 A JP 24543994A JP H08110425 A JPH08110425 A JP H08110425A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】バッファ層及びコアガラス膜形成後のＳｉ基板
の反りを極めて小さくし、さらに、クラッド層形成後の
Ｓｉ基板の反りも極めて小さくする。 【構成】Ｓｉ基板２０の表面にバッファ層２１を形成
し、その上にコアガラス膜２２を形成する。バッファ層
２１及びコアガラス膜２２を形成することによって生じ
たＳｉ基板２０の反りを矯正するために、バッファ層２
１と同一組成で構成される石英系ガラス膜２３をＳｉ基
板２０の裏面に形成する。次いで、コアガラス膜２２を
加工してコア２４を形成し、コア上に多孔質ガラス層２
５を形成した後、多孔質ガラス層を透明ガラス化してク
ラッド層２６を形成する。クラッド層２６を形成するこ
とにより生じたＳｉ基板２０の反りを矯正するために、
Ｓｉ基板２０の裏面に形成した石英系ガラス膜２３上
に、さらにバッファ層２１またはクラッド層２６と同一
組成で構成される石英系ガラス膜２７を形成する。
の反りを極めて小さくし、さらに、クラッド層形成後の
Ｓｉ基板の反りも極めて小さくする。 【構成】Ｓｉ基板２０の表面にバッファ層２１を形成
し、その上にコアガラス膜２２を形成する。バッファ層
２１及びコアガラス膜２２を形成することによって生じ
たＳｉ基板２０の反りを矯正するために、バッファ層２
１と同一組成で構成される石英系ガラス膜２３をＳｉ基
板２０の裏面に形成する。次いで、コアガラス膜２２を
加工してコア２４を形成し、コア上に多孔質ガラス層２
５を形成した後、多孔質ガラス層を透明ガラス化してク
ラッド層２６を形成する。クラッド層２６を形成するこ
とにより生じたＳｉ基板２０の反りを矯正するために、
Ｓｉ基板２０の裏面に形成した石英系ガラス膜２３上
に、さらにバッファ層２１またはクラッド層２６と同一
組成で構成される石英系ガラス膜２７を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信部品分野に広範
囲な応用を持つ光導波路及びその製造方法並びに光伝送
モジュールに関する。
囲な応用を持つ光導波路及びその製造方法並びに光伝送
モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波路素子を形成したＳｉ基板上に、
半導体光源や半導体光検出器等の半導体光素子を搭載で
きるようにしたＳｉベンチをもつ光導波路が開発される
ようになってきた。図４は、そのような光導波路の製造
方法を示す工程図である。
半導体光源や半導体光検出器等の半導体光素子を搭載で
きるようにしたＳｉベンチをもつ光導波路が開発される
ようになってきた。図４は、そのような光導波路の製造
方法を示す工程図である。
【０００３】まず、Ｓｉ基板１（図４（ａ））上に光導
波路素子を形成する手順から説明する。この光導波路素
子を形成するために、最初に電子ビーム蒸着法により組
成ＳｉＯ2 のガラス膜をＳｉ基板１の全面にバッファ層
２として形成する（図４（ｂ））。次に、バッファ層２
上に電子ビーム蒸着法により組成ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2の
コアガラス膜３を形成する（図４（ｃ））。次に、コア
ガラス膜３をフォトリソグラフィ及び反応性イオンエッ
チングで加工してコア４を形成する（図４（ｄ））。さ
らにコア４を含むバッファ層２上に、火炎堆積法により
ＳｉＯ2 −Ｂ2Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系多孔質ガラス層５を３
００〜４００μｍ堆積させる（図４（ｅ））。これを電
気炉内に移してＨｅガス雰囲気中で熱処理を施し、多孔
質ガラス層５を透明ガラス化してＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −
Ｐ2 Ｏ5 系ガラスで構成されたクラッド層６を形成し、
これにより光導波路素子７を形成する（図４（ｆ））。
熱処理の温度は１３３０℃である。ここで、Ｂ2 Ｏ3 及
びＰ2 Ｏ5 のドーパント材は透明ガラス温度を下げる目
的で添加するものであり、また、クラッド層の屈折率は
光学特性上、バッファ層２と同等にする必要がある。
波路素子を形成する手順から説明する。この光導波路素
子を形成するために、最初に電子ビーム蒸着法により組
成ＳｉＯ2 のガラス膜をＳｉ基板１の全面にバッファ層
２として形成する（図４（ｂ））。次に、バッファ層２
上に電子ビーム蒸着法により組成ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2の
コアガラス膜３を形成する（図４（ｃ））。次に、コア
ガラス膜３をフォトリソグラフィ及び反応性イオンエッ
チングで加工してコア４を形成する（図４（ｄ））。さ
らにコア４を含むバッファ層２上に、火炎堆積法により
ＳｉＯ2 −Ｂ2Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系多孔質ガラス層５を３
００〜４００μｍ堆積させる（図４（ｅ））。これを電
気炉内に移してＨｅガス雰囲気中で熱処理を施し、多孔
質ガラス層５を透明ガラス化してＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −
Ｐ2 Ｏ5 系ガラスで構成されたクラッド層６を形成し、
これにより光導波路素子７を形成する（図４（ｆ））。
熱処理の温度は１３３０℃である。ここで、Ｂ2 Ｏ3 及
びＰ2 Ｏ5 のドーパント材は透明ガラス温度を下げる目
的で添加するものであり、また、クラッド層の屈折率は
光学特性上、バッファ層２と同等にする必要がある。
【０００４】次に、このようにして光導波路素子７を形
成したＳｉ基板１上に、半導体光源や半導体光検出器等
の半導体光素子を搭載するためのＳｉベンチ１０を形成
する。このＳｉベンチ１０を形成するためには、Ｓｉ基
板１上の光導波路素子部７以外の部分のＳｉ表面を露出
させる必要がある。これには、まず、クラッド層６の表
面にスパッタリング法により金属膜８を形成する（図４
（ｇ））。さらにフォトリソグラフィによりＳｉ基板１
の表面を露出させるためのパターン９を形成する（図４
（ｈ））。このパターン９をもとに反応性イオンエッチ
ングを用いて余剰な石英系ガラス層を削り取り、Ｓｉベ
ンチ１０を形成する。
成したＳｉ基板１上に、半導体光源や半導体光検出器等
の半導体光素子を搭載するためのＳｉベンチ１０を形成
する。このＳｉベンチ１０を形成するためには、Ｓｉ基
板１上の光導波路素子部７以外の部分のＳｉ表面を露出
させる必要がある。これには、まず、クラッド層６の表
面にスパッタリング法により金属膜８を形成する（図４
（ｇ））。さらにフォトリソグラフィによりＳｉ基板１
の表面を露出させるためのパターン９を形成する（図４
（ｈ））。このパターン９をもとに反応性イオンエッチ
ングを用いて余剰な石英系ガラス層を削り取り、Ｓｉベ
ンチ１０を形成する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た光導波路の製造方法では、Ｓｉ基板上にバッファ層と
してＳｉＯ2 ガラスを、光学特性に支障をきたさない程
度である１５μｍ以上成膜すると、ＳｉとＳｉＯ2 ガラ
スの線膨張係数差からＳｉ基板に反りが生じるという問
題がある。この反りの大きさはバッファ層の膜厚に依存
し膜厚が厚ければ反り量も比例して大きくなる。また、
バッファ層上にさらに膜厚６〜８μｍのコアガラス膜を
成膜するため、Ｓｉ基板の反り量はさらに大きくなる。
た光導波路の製造方法では、Ｓｉ基板上にバッファ層と
してＳｉＯ2 ガラスを、光学特性に支障をきたさない程
度である１５μｍ以上成膜すると、ＳｉとＳｉＯ2 ガラ
スの線膨張係数差からＳｉ基板に反りが生じるという問
題がある。この反りの大きさはバッファ層の膜厚に依存
し膜厚が厚ければ反り量も比例して大きくなる。また、
バッファ層上にさらに膜厚６〜８μｍのコアガラス膜を
成膜するため、Ｓｉ基板の反り量はさらに大きくなる。
【０００６】この後、フォトリソグラフィ及び反応性イ
オンエッチングを用いてコアを形成させるが、このＳｉ
基板の反りにより、フォトリソグラフィによるコアを形
成するための高精度なパターン形成が困難となる。
オンエッチングを用いてコアを形成させるが、このＳｉ
基板の反りにより、フォトリソグラフィによるコアを形
成するための高精度なパターン形成が困難となる。
【０００７】また、クラッド層形成後においては、この
反り量は〜１５０μｍにも達し、Ｓｉベンチ形成のため
のフォトリソグラフィによるパターニングは極めて困難
になる。さらに、この反りは、上記光導波路に光素子を
搭載し、光ファイバを接続した光伝送モジュールにもそ
のまま引き継がれることになるため、精度の高い光伝送
モジュールが得られない。
反り量は〜１５０μｍにも達し、Ｓｉベンチ形成のため
のフォトリソグラフィによるパターニングは極めて困難
になる。さらに、この反りは、上記光導波路に光素子を
搭載し、光ファイバを接続した光伝送モジュールにもそ
のまま引き継がれることになるため、精度の高い光伝送
モジュールが得られない。
【０００８】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、バッファ層及びコアガラス膜形成後のＳｉ基
板の反りが極めて小さく、さらに、クラッド層形成後の
Ｓｉ基板の反りも極めて小さい導波路及びその製造方法
並びに光伝送モジュールを提供することにある。
を解消し、バッファ層及びコアガラス膜形成後のＳｉ基
板の反りが極めて小さく、さらに、クラッド層形成後の
Ｓｉ基板の反りも極めて小さい導波路及びその製造方法
並びに光伝送モジュールを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の光導波路は、Ｓ
ｉ基板と、該Ｓｉ基板の表面に設けられたバッファ層
と、該バッファ層上に設けられたコアと、該コアを含む
バッファ層上に設けられたクラッド層と、前記Ｓｉ基板
の表面の一部を露出させることにより作られ、光素子が
搭載されるＳｉベンチと、前記Ｓｉ基板の裏面に設けら
れ、前記バッファ層とコアとを設ける過程で生じるＳｉ
基板の反りを矯正する第１の石英系ガラス膜と、該第１
の反り矯正層上に設けられ、前記クラッド層を設ける過
程で生じるＳｉ基板の反りを矯正する第２の石英系ガラ
ス膜とを備えたものである。
ｉ基板と、該Ｓｉ基板の表面に設けられたバッファ層
と、該バッファ層上に設けられたコアと、該コアを含む
バッファ層上に設けられたクラッド層と、前記Ｓｉ基板
の表面の一部を露出させることにより作られ、光素子が
搭載されるＳｉベンチと、前記Ｓｉ基板の裏面に設けら
れ、前記バッファ層とコアとを設ける過程で生じるＳｉ
基板の反りを矯正する第１の石英系ガラス膜と、該第１
の反り矯正層上に設けられ、前記クラッド層を設ける過
程で生じるＳｉ基板の反りを矯正する第２の石英系ガラ
ス膜とを備えたものである。
【００１０】本発明の光導波路の製造方法は、Ｓｉ基板
の表面に膜厚ｔ0 を有するバッファ層を形成し、該バッ
ファ層上に膜厚ｔ1 を有するコアガラス膜を形成し、前
記バッファ層及びコアガラス膜を形成することによって
生じたＳｉ基板の反りを矯正するために、前記バッファ
層と同一組成で構成される膜厚ｔ2 の第１の石英系ガラ
ス膜を前記Ｓｉ基板の裏面に形成し、次いで、前記コア
ガラス膜を加工してコアを形成し、該コアを含む前記バ
ッファ層上に多孔質ガラス層を形成した後、該記多孔質
ガラス層を透明ガラス化して膜厚ｔ3 を有するクラッド
層を形成し、前記クラッド層を形成することにより生じ
たＳｉ基板の反りを矯正するために、第１の石英系ガラ
ス膜上に、さらに前記バッファ層またはクラッド層と同
一組成で構成される膜厚ｔ4 の第２の石英系ガラス膜を
形成し、しかる後、前記Ｓｉ基板の表面に形成した余剰
な石英系ガラス層を除去することにより前記Ｓｉ基板表
面を露出させてＳｉベンチを形成するものである。
の表面に膜厚ｔ0 を有するバッファ層を形成し、該バッ
ファ層上に膜厚ｔ1 を有するコアガラス膜を形成し、前
記バッファ層及びコアガラス膜を形成することによって
生じたＳｉ基板の反りを矯正するために、前記バッファ
層と同一組成で構成される膜厚ｔ2 の第１の石英系ガラ
ス膜を前記Ｓｉ基板の裏面に形成し、次いで、前記コア
ガラス膜を加工してコアを形成し、該コアを含む前記バ
ッファ層上に多孔質ガラス層を形成した後、該記多孔質
ガラス層を透明ガラス化して膜厚ｔ3 を有するクラッド
層を形成し、前記クラッド層を形成することにより生じ
たＳｉ基板の反りを矯正するために、第１の石英系ガラ
ス膜上に、さらに前記バッファ層またはクラッド層と同
一組成で構成される膜厚ｔ4 の第２の石英系ガラス膜を
形成し、しかる後、前記Ｓｉ基板の表面に形成した余剰
な石英系ガラス層を除去することにより前記Ｓｉ基板表
面を露出させてＳｉベンチを形成するものである。
【００１１】上記光導波路の製造方法において、バッフ
ァ層及びコアガラス膜の形成によって生じるＳｉ基板の
反りを有効に矯正するために、Ｓｉ基板の裏面に形成す
る第１の石英系ガラス膜の膜厚ｔ2 はｔ0 ＋ｔ1 ≧ｔ2
とすることが好ましい。ｔ0＋ｔ1 ＜ｔ2 にすると矯正
過剰となって逆反りが生じるからである。また、第１の
石英系ガラス膜表面にさらに形成する第２の石英系ガラ
ス膜の膜厚ｔ4 はｔ3≧ｔ4 にすることが好ましい。同
様に、ｔ3 ＜4 とすると矯正過剰となって逆反りが生じ
るからである。
ァ層及びコアガラス膜の形成によって生じるＳｉ基板の
反りを有効に矯正するために、Ｓｉ基板の裏面に形成す
る第１の石英系ガラス膜の膜厚ｔ2 はｔ0 ＋ｔ1 ≧ｔ2
とすることが好ましい。ｔ0＋ｔ1 ＜ｔ2 にすると矯正
過剰となって逆反りが生じるからである。また、第１の
石英系ガラス膜表面にさらに形成する第２の石英系ガラ
ス膜の膜厚ｔ4 はｔ3≧ｔ4 にすることが好ましい。同
様に、ｔ3 ＜4 とすると矯正過剰となって逆反りが生じ
るからである。
【００１２】本発明の光伝送モジュールは、上記光導波
路において、前記ベンチに搭載した光素子と、光導波路
端部に接続した光ファイバとをさらに備えたものであ
る。
路において、前記ベンチに搭載した光素子と、光導波路
端部に接続した光ファイバとをさらに備えたものであ
る。
【００１３】
【作用】Ｓｉ基板上にバッファ層及びコアガラス膜を形
成するとＳｉ基板に反りが生じるが、バッファ層及びコ
アガラス膜形成後にＳｉ基板裏面にバッファ層と同一組
成で構成される石英系ガラス膜を形成すると、Ｓｉ基板
の反りが低減する。
成するとＳｉ基板に反りが生じるが、バッファ層及びコ
アガラス膜形成後にＳｉ基板裏面にバッファ層と同一組
成で構成される石英系ガラス膜を形成すると、Ｓｉ基板
の反りが低減する。
【００１４】さらにクラッド層を形成すると同様にＳｉ
基板に反りが生じるが、クラッド層形成後においても、
バッファ層やクラッド層と同一組成で構成される石英系
ガラス膜をＳｉ基板裏面側に形成すると、Ｓｉ基板の反
りが低減する。
基板に反りが生じるが、クラッド層形成後においても、
バッファ層やクラッド層と同一組成で構成される石英系
ガラス膜をＳｉ基板裏面側に形成すると、Ｓｉ基板の反
りが低減する。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的
に説明する。図２は本実施例による光導波路の断面図で
あり、光導波路は、Ｓｉ基板２０上に光導波路素子２８
とＳｉベンチ３１とを有する。
に説明する。図２は本実施例による光導波路の断面図で
あり、光導波路は、Ｓｉ基板２０上に光導波路素子２８
とＳｉベンチ３１とを有する。
【００１６】より具体的には、光導波路は、Ｓｉ基板２
０の表面に、バッファ層２１と、バッファ層２１上に設
けられたコア２４と、コア２４を含むバッファ層２４上
に設けられたクラッド層２６とからなる光導波路素子２
８を備える。また、露出させたＳｉ基板２０の表面の一
部に光素子を搭載するＳｉベンチ３１を備える。Ｓｉベ
ンチ３１は、Ｓｉ基板２０の表面に形成した余剰な石英
系ガラス層（２１、２４、２６）を除去して、前記Ｓｉ
基板表面を露出させることにより形成する。
０の表面に、バッファ層２１と、バッファ層２１上に設
けられたコア２４と、コア２４を含むバッファ層２４上
に設けられたクラッド層２６とからなる光導波路素子２
８を備える。また、露出させたＳｉ基板２０の表面の一
部に光素子を搭載するＳｉベンチ３１を備える。Ｓｉベ
ンチ３１は、Ｓｉ基板２０の表面に形成した余剰な石英
系ガラス層（２１、２４、２６）を除去して、前記Ｓｉ
基板表面を露出させることにより形成する。
【００１７】一方、Ｓｉ基板２０の裏面に、バッファ層
２１とコア２４とを設ける過程で生じるＳｉ基板２０の
反りを矯正する第１のＳｉ基板反り矯正用石英系ガラス
膜２３と、この上にさらに設けられクラッド層２６を設
ける過程で生じるＳｉ基板２０の反りを矯正する第２の
基板反り矯正用石英系ガラス膜２７とを備えて構成され
る。
２１とコア２４とを設ける過程で生じるＳｉ基板２０の
反りを矯正する第１のＳｉ基板反り矯正用石英系ガラス
膜２３と、この上にさらに設けられクラッド層２６を設
ける過程で生じるＳｉ基板２０の反りを矯正する第２の
基板反り矯正用石英系ガラス膜２７とを備えて構成され
る。
【００１８】このように本実施例による光導波路は、Ｓ
ｉ基板裏面に基板の反りを矯正する石英系ガラス膜を２
層にわたって設けてあるため、反りのない高精度の光導
波路が得られる。
ｉ基板裏面に基板の反りを矯正する石英系ガラス膜を２
層にわたって設けてあるため、反りのない高精度の光導
波路が得られる。
【００１９】次に上述した光導波路の製造方法を図１を
用いて説明する。
用いて説明する。
【００２０】まず、Ｓｉ基板２０上に光導波路素子を形
成する。この光導波路素子を形成するために、最初に外
径３インチ、厚さ１mmのＳｉ基板２０（図１（ａ））の
表面に、ＳｉＯ2 のガラス膜を電子ビーム蒸着法で２５
μｍ堆積させてバッファ層２１とした（図１（ｂ））。
バッファ層２１の屈折率ｎ0 は、Ｍｅｔｒｉｏｎ社製の
プリズム・カプラ（ＰＣ−２０１０）で測定したとこ
ろ、ｎ0 ＝１．４５７６であった。ここで、バッファ層
２１が形成されたＳｉ基板２０の反り量は５０μｍであ
った。
成する。この光導波路素子を形成するために、最初に外
径３インチ、厚さ１mmのＳｉ基板２０（図１（ａ））の
表面に、ＳｉＯ2 のガラス膜を電子ビーム蒸着法で２５
μｍ堆積させてバッファ層２１とした（図１（ｂ））。
バッファ層２１の屈折率ｎ0 は、Ｍｅｔｒｉｏｎ社製の
プリズム・カプラ（ＰＣ−２０１０）で測定したとこ
ろ、ｎ0 ＝１．４５７６であった。ここで、バッファ層
２１が形成されたＳｉ基板２０の反り量は５０μｍであ
った。
【００２１】次に、バッファ層２１上に、屈折率ｎ1 を
有するコアガラス膜２２を電子ビーム蒸着法で８μｍ形
成する（図１（ｃ））。屈折率ｎ1 はプリズム・カプラ
で測定したところｎ1 ＝１．４６２０であった。ここ
で、コアガラス膜２２が形成されたＳｉ基板２０の反り
量は８０μｍであった。
有するコアガラス膜２２を電子ビーム蒸着法で８μｍ形
成する（図１（ｃ））。屈折率ｎ1 はプリズム・カプラ
で測定したところｎ1 ＝１．４６２０であった。ここ
で、コアガラス膜２２が形成されたＳｉ基板２０の反り
量は８０μｍであった。
【００２２】このようにＳｉ基板２０上にバッファ層２
１及びコアガラス膜２２を形成したところで、上記反り
を矯正するために、Ｓｉ基板２０の裏面にＳｉＯ2 のガ
ラス膜を電子ビーム蒸着法で３０μｍ堆積させ、第１の
Ｓｉ基板反り矯正用石英系ガラス膜２３とした（図１
（ｄ））。ここで、第１のＳｉ基板反り矯正用石英系ガ
ラス膜２３をＳｉ基板２０の裏面に形成したことでＳｉ
基板２０の反り量は〜５μｍに低減した。
１及びコアガラス膜２２を形成したところで、上記反り
を矯正するために、Ｓｉ基板２０の裏面にＳｉＯ2 のガ
ラス膜を電子ビーム蒸着法で３０μｍ堆積させ、第１の
Ｓｉ基板反り矯正用石英系ガラス膜２３とした（図１
（ｄ））。ここで、第１のＳｉ基板反り矯正用石英系ガ
ラス膜２３をＳｉ基板２０の裏面に形成したことでＳｉ
基板２０の反り量は〜５μｍに低減した。
【００２３】次に、コアガラス膜２２の表面上に、マグ
ネトロン・スパッタリング法によりＷＳｉ膜（図示せ
ず）を１μｍ形成した。さらに、レジスト（図示せず）
を塗布後、マスクアライナでコアパターンを転写し、反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）でコアガラス膜２２を
エッチングしてコア２４を形成した（図１（ｅ））。
ネトロン・スパッタリング法によりＷＳｉ膜（図示せ
ず）を１μｍ形成した。さらに、レジスト（図示せず）
を塗布後、マスクアライナでコアパターンを転写し、反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）でコアガラス膜２２を
エッチングしてコア２４を形成した（図１（ｅ））。
【００２４】コア２４が形成されたＳｉ基板２０を、加
熱されたターンテーブルに置き、火炎堆積法を用いて、
まずＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系の多孔質ガラス層
２５を３００μｍ形成する（図１（ｆ））。その後、基
板２０は電気炉内で石英ガラス炉心管内に位置させ、Ｈ
ｅガス雰囲気で１３３０℃の温度で１時間保持すること
により多孔質ガラス層２５を透明化ガラス化して、クラ
ッド層２６を厚さ２５μｍ形成した（図１（ｇ））。こ
のクラッド層２６の屈折率ｎ2 は１．４５７６であり、
バッファ層２１と同じであることを確認した。また本実
施例ではコア２４の幅及び高さは共に８μｍ、コア２
４、バッファ層２１、クラッド層２６間の比屈折率差は
０．３％である。ここで、クラッド層２６が形成された
Ｓｉ基板２０の反り量は５０μｍとまた増加した。
熱されたターンテーブルに置き、火炎堆積法を用いて、
まずＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系の多孔質ガラス層
２５を３００μｍ形成する（図１（ｆ））。その後、基
板２０は電気炉内で石英ガラス炉心管内に位置させ、Ｈ
ｅガス雰囲気で１３３０℃の温度で１時間保持すること
により多孔質ガラス層２５を透明化ガラス化して、クラ
ッド層２６を厚さ２５μｍ形成した（図１（ｇ））。こ
のクラッド層２６の屈折率ｎ2 は１．４５７６であり、
バッファ層２１と同じであることを確認した。また本実
施例ではコア２４の幅及び高さは共に８μｍ、コア２
４、バッファ層２１、クラッド層２６間の比屈折率差は
０．３％である。ここで、クラッド層２６が形成された
Ｓｉ基板２０の反り量は５０μｍとまた増加した。
【００２５】次に、この反りを矯正するために、Ｓｉ基
板２０の裏面に形成したＳｉ基板反り矯正用石英系ガラ
ス膜２３の上に、さらにＳｉＯ2 のガラス膜を電子ビー
ム蒸着法で２５μｍ堆積させ第２のＳｉ基板反り矯正用
石英系ガラス膜２７とした（図１（ｈ））。ここで、第
２のＳｉ基板反り矯正用石英系ガラス膜２７をＳｉ基板
２０の裏面に形成させたことでＳｉ基板２０の反り量は
〜５μｍに低減した。
板２０の裏面に形成したＳｉ基板反り矯正用石英系ガラ
ス膜２３の上に、さらにＳｉＯ2 のガラス膜を電子ビー
ム蒸着法で２５μｍ堆積させ第２のＳｉ基板反り矯正用
石英系ガラス膜２７とした（図１（ｈ））。ここで、第
２のＳｉ基板反り矯正用石英系ガラス膜２７をＳｉ基板
２０の裏面に形成させたことでＳｉ基板２０の反り量は
〜５μｍに低減した。
【００２６】次に、Ｓｉ基板２０上に、半導体光源や半
導体光検出器等の半導体光素子を搭載するためのＳｉベ
ンチを形成する。このＳｉベンチを形成するためには、
Ｓｉ基板２０上に形成した光導波路素子部２８以外の部
分のＳｉ表面を露出させる必要がある。
導体光検出器等の半導体光素子を搭載するためのＳｉベ
ンチを形成する。このＳｉベンチを形成するためには、
Ｓｉ基板２０上に形成した光導波路素子部２８以外の部
分のＳｉ表面を露出させる必要がある。
【００２７】これには、まず、クラッド層２６の表面に
スパッタリング法により金属膜２９を形成する（図１
（ｉ））。さらにフォトリソグラフィによりＳｉ表面を
露出させるためのＳｉベンチパターン３０を形成する
（図１（ｊ））。このパターン３０をもとに反応性イオ
ンエッチングを用いて余剰な石英系ガラス層（２１、２
６）を削り取り、Ｓｉベンチ３１を形成する（図１
（ｋ））。
スパッタリング法により金属膜２９を形成する（図１
（ｉ））。さらにフォトリソグラフィによりＳｉ表面を
露出させるためのＳｉベンチパターン３０を形成する
（図１（ｊ））。このパターン３０をもとに反応性イオ
ンエッチングを用いて余剰な石英系ガラス層（２１、２
６）を削り取り、Ｓｉベンチ３１を形成する（図１
（ｋ））。
【００２８】かくして、Ｓｉ基板２０上に石英系ガラス
導波路素子２８と、Ｓｉベンチ３１が設けられた光導波
路が形成される。その製造過程で、バッファ層及びコア
ガラス膜を形成した後にＳｉ基板の裏面に基板反り矯正
用石英ガラス膜を形成してバッファ層、及びコアガラス
膜の形成により生じる基板の反りを矯正するようにした
ので、コアを形成するための高精度なパターン形成が容
易となる。またクラッド層形成後にもＳｉ基板裏面に基
板反り矯正用石英ガラス膜を形成してクラッド層の形成
により生じる基板の反りを矯正するようにしたので、ク
ラッド層形成後に行うＳｉベンチ形成のためのパターニ
ングが容易となる。その結果、精度の高い光導波路が形
成できる。
導波路素子２８と、Ｓｉベンチ３１が設けられた光導波
路が形成される。その製造過程で、バッファ層及びコア
ガラス膜を形成した後にＳｉ基板の裏面に基板反り矯正
用石英ガラス膜を形成してバッファ層、及びコアガラス
膜の形成により生じる基板の反りを矯正するようにした
ので、コアを形成するための高精度なパターン形成が容
易となる。またクラッド層形成後にもＳｉ基板裏面に基
板反り矯正用石英ガラス膜を形成してクラッド層の形成
により生じる基板の反りを矯正するようにしたので、ク
ラッド層形成後に行うＳｉベンチ形成のためのパターニ
ングが容易となる。その結果、精度の高い光導波路が形
成できる。
【００２９】このようにして形成された光導波路は、最
後に光素子が搭載され、光ファイバが接続されて光伝送
モジュールとなる。この光伝送モジュールは図３に示す
ように、Ｓｉベンチ３１にＬＤ（レーザダイオード）な
どの半導体光源３２や、ＰＤ（ホトディテクタ）などの
半導体光検出器３３が搭載され、これらはＳｉベンチ３
１に臨ませたコア２４の端部と光軸結合される。一方、
光導波路端には光ファイバ３４がコネクタ３５によって
接続され、コア２４の端部と光軸結合される。この場合
でも、光導波路が反りのない高精度の光導波路であるた
め、光軸結合は高精度に行うことができ、精度の高い光
伝送モジュールを構成できる。
後に光素子が搭載され、光ファイバが接続されて光伝送
モジュールとなる。この光伝送モジュールは図３に示す
ように、Ｓｉベンチ３１にＬＤ（レーザダイオード）な
どの半導体光源３２や、ＰＤ（ホトディテクタ）などの
半導体光検出器３３が搭載され、これらはＳｉベンチ３
１に臨ませたコア２４の端部と光軸結合される。一方、
光導波路端には光ファイバ３４がコネクタ３５によって
接続され、コア２４の端部と光軸結合される。この場合
でも、光導波路が反りのない高精度の光導波路であるた
め、光軸結合は高精度に行うことができ、精度の高い光
伝送モジュールを構成できる。
【００３０】
【発明の効果】本発明の導波路によれば、Ｓｉ基板に反
り矯正層を設けてあるため、Ｓｉ基板の反りの極めて少
ない導波路が得られる。
り矯正層を設けてあるため、Ｓｉ基板の反りの極めて少
ない導波路が得られる。
【００３１】本発明の導波路の製造方法によれば、Ｓｉ
基板上にバッファ層及びコアガラス膜を形成後、バッフ
ァ層と同一組成で構成される石英系ガラス膜をＳｉ基板
裏面に形成してＳｉ基板の反りを矯正するため、反りが
極めて少なくり、次工程のコアのパターンニングを極め
て高精度で行うことができる。また、クラッド層形成後
においても、同じく石英系ガラス膜をＳｉ基板裏面に形
成してＳｉ基板の反りを矯正するための、反りが極めて
少なくなり、次工程のＳｉベンチのパターンニングも極
めて高精度で行うことができる。
基板上にバッファ層及びコアガラス膜を形成後、バッフ
ァ層と同一組成で構成される石英系ガラス膜をＳｉ基板
裏面に形成してＳｉ基板の反りを矯正するため、反りが
極めて少なくり、次工程のコアのパターンニングを極め
て高精度で行うことができる。また、クラッド層形成後
においても、同じく石英系ガラス膜をＳｉ基板裏面に形
成してＳｉ基板の反りを矯正するための、反りが極めて
少なくなり、次工程のＳｉベンチのパターンニングも極
めて高精度で行うことができる。
【００３２】本発明の光伝送モジュールによれば、Ｓｉ
基板に反りの少ない導波路を用いているので、高精度の
光伝送モジュールが得られる。
基板に反りの少ない導波路を用いているので、高精度の
光伝送モジュールが得られる。
【図１】本発明の実施例による光導波路の製造方法の工
程図。
程図。
【図２】本発明の実施例による光導波路の断面図。
【図３】本発明の実施例による光伝送モジュールの斜視
図。
図。
【図４】従来の光導波路の製造方法の工程図。
２０ Ｓｉ基板 ２１ バッファ層 ２２ コアガラス膜 ２３ 第１のＳｉ基板反り矯正用石英系ガラス膜 ２４ コア ２５ 多孔質ガラス層 ２６ クラッド層 ２７ 第２のＳｉ基板反り矯正用石英系ガラス膜 ２８ 光導波路素子 ２９ 金属膜 ３０ Ｓｉベンチパターン ３１ Ｓｉベンチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺岡 達夫 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日立 電線株式会社オプトロシステム研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】Ｓｉ基板と、該Ｓｉ基板の表面に設けられ
たバッファ層と、該バッファ層上に設けられたコアと、
該コアを含むバッファ層上に設けられたクラッド層と、
前記Ｓｉ基板の表面の一部を露出させることにより形成
され、光素子が搭載されるＳｉベンチと、前記Ｓｉ基板
の裏面に設けられ、前記バッファ層とコアとを設ける過
程で生じるＳｉ基板の反りを矯正する第１の石英系ガラ
ス膜と、該第１の反り矯正層上に設けられ、前記クラッ
ド層を設ける過程で生じるＳｉ基板の反りを矯正する第
２の石英系ガラス膜とを備えた光導波路。 - 【請求項２】Ｓｉ基板の表面に膜厚ｔ0 を有するバッフ
ァ層を形成し、該バッファ層上に膜厚ｔ1 を有するコア
ガラス膜を形成し、前記バッファ層及びコアガラス膜を
形成することによって生じたＳｉ基板の反りを矯正する
ために、前記バッファ層と同一組成で構成される膜厚ｔ
2 の第１の石英系ガラス膜を前記Ｓｉ基板の裏面に形成
し、次いで、前記コアガラス膜を加工してコアを形成
し、該コアを含む前記バッファ層上に多孔質ガラス層を
形成した後、該記多孔質ガラス層を透明ガラス化して膜
厚ｔ3 を有するクラッド層を形成し、前記クラッド層を
形成することにより生じたＳｉ基板の反りを矯正するた
めに、第１の石英系ガラス膜上に、さらに前記バッファ
層またはクラッド層と同一組成で構成される膜厚ｔ4 の
第２の石英系ガラス膜を形成し、しかる後、前記Ｓｉ基
板の表面に形成した余剰な石英系ガラス層を除去するこ
とにより前記Ｓｉ基板表面を露出させてＳｉベンチを形
成することを特徴とする光導波路の製造方法。 - 【請求項３】請求項１に記載の光導波路の製造方法にお
いて、前記Ｓｉ基板の裏面に形成する第１の石英系ガラ
ス膜の膜厚ｔ2 は ｔ0 ＋ｔ1 ≧ｔ2 である光導波路の製造方法。 - 【請求項４】請求項１または２に記載の光導波路の製造
方法において、第１の石英系ガラス膜表面にさらに形成
する第２の石英系ガラス膜の膜厚ｔ4 は ｔ3 ≧ｔ4 である光導波路の製造方法。 - 【請求項５】請求項１に記載の光導波路において、前記
ベンチに搭載した光素子と、光導波路端部に接続した光
ファイバとをさらに備えた光伝送モジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24543994A JP3208744B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24543994A JP3208744B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 光導波路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110425A true JPH08110425A (ja) | 1996-04-30 |
| JP3208744B2 JP3208744B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=17133686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24543994A Expired - Fee Related JP3208744B2 (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3208744B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003012497A1 (en) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Asahi Optronics, Ltd. | Quartz-plane light circuit element and process for producing the same |
| US6844074B2 (en) * | 2000-09-06 | 2005-01-18 | Humo Laboratory, Ltd. | Crystal thin film and production method therefor |
| WO2016152771A1 (ja) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | 日本碍子株式会社 | グレーティング素子 |
| JP2017142423A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 古河電気工業株式会社 | 基板、光導波路素子、基板の製造方法、および光導波路素子の製造方法 |
-
1994
- 1994-10-11 JP JP24543994A patent/JP3208744B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6844074B2 (en) * | 2000-09-06 | 2005-01-18 | Humo Laboratory, Ltd. | Crystal thin film and production method therefor |
| US7186295B2 (en) | 2000-09-06 | 2007-03-06 | Humo Laboratory, Ltd. | Quartz thin film |
| WO2003012497A1 (en) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Asahi Optronics, Ltd. | Quartz-plane light circuit element and process for producing the same |
| WO2016152771A1 (ja) * | 2015-03-20 | 2016-09-29 | 日本碍子株式会社 | グレーティング素子 |
| JPWO2016152771A1 (ja) * | 2015-03-20 | 2018-01-11 | 日本碍子株式会社 | グレーティング素子 |
| JP2017142423A (ja) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 古河電気工業株式会社 | 基板、光導波路素子、基板の製造方法、および光導波路素子の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3208744B2 (ja) | 2001-09-17 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |