JPH08160236A - Production of optical waveguide - Google Patents

Production of optical waveguide

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JPH08160236A
JPH08160236A JP30374494A JP30374494A JPH08160236A JP H08160236 A JPH08160236 A JP H08160236A JP 30374494 A JP30374494 A JP 30374494A JP 30374494 A JP30374494 A JP 30374494A JP H08160236 A JPH08160236 A JP H08160236A
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JP
Japan
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layer
clad layer
optical waveguide
glass fine
refractive index
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Application number
JP30374494A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomokane Hirose
智財 広瀬
Hiroo Kanamori
弘雄 金森
Tetsuya Hattori
哲也 服部
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Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To produce an optical waveguide which is less deformed and exhibits a good polarization characteristic by removing the upper part of an upper clad layer, which part has a large fluctuation width in refractive index, thereby molding the upper clad layer to have an adequate thickness. CONSTITUTION: The upper clad layer 31 is subjected to etching to remove the upper part thereof. The upper clad layer 31 is molded to have an adequate thickness corresponding to silicon, which is a substrate material, and the quartz glass formed on a substrate. As a result, the fluctuation width in refractive index along the thickness direction of the upper clad layer 31 is sufficiently lowered. Namely, the silicon wafer 1 is cut and divided into chips and thereafter, the chips are immersed into an HF-NH4 F soln. to carry out the wet etching of the quartz glass layer, i.e., waveguide layer, on the chip. As a result, the upper clad layer 31 on the chip is removed over the entire surface and the upper part thereof and the layer thickness is made to be about 30μm.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、火炎堆積法を用いた光
導波路の作製方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing an optical waveguide using a flame deposition method.

【0002】[0002]

【従来の技術】火炎堆積法を用いた従来の光導波路の作
製方法には、例えば、特開昭58−105111に記載
されるようなものがある。図1は、この作製方法を説明
するフローチャートである。この方法では、まず、火炎
バーナにSiCl4 、BBr3およびPOCl3 を供給
しながら火炎中で生成されたガラス微粒子をシリコンウ
ェーハに吹き付けて、ウェーハ上に下部クラッド層とな
るべき多孔質のガラス微粒子層(SiO2 +B2 3
2 5 )を形成する。次に、バーナにSiCl4 、G
eCl4 、BCl3 およびPOCl3 を供給しながら火
炎中で生成されたガラス微粒子をシリコンウェーハに吹
き付けて、下部クラッド層の上にコアとなる多孔質のガ
ラス微粒子層(SiO2 +GeO2 +B2 3 +P2
5 )を形成する。これらのガラス微粒子層はスス状のも
のなので、ガラス微粒子層を形成する上記の工程はスス
付けと呼ばれる(図1のステップ100)。
2. Description of the Related Art A conventional method for producing an optical waveguide using a flame deposition method is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-105111. FIG. 1 is a flowchart explaining this manufacturing method. In this method, first, while supplying SiCl 4 , BBr 3 and POCl 3 to a flame burner, the glass particles produced in the flame are blown onto a silicon wafer to form porous glass particles to be a lower clad layer on the wafer. Layer (SiO 2 + B 2 O 3 +
P 2 O 5 ) is formed. Next, SiCl 4 , G is added to the burner.
While supplying eCl 4 , BCl 3 and POCl 3 , glass particles produced in a flame are blown onto a silicon wafer to form a porous glass particle layer (SiO 2 + GeO 2 + B 2 O) serving as a core on the lower clad layer. 3 + P 2 O
5 ) to form. Since these glass fine particle layers are soot-shaped, the above-mentioned process for forming the glass fine particle layer is called sooting (step 100 in FIG. 1).

【0003】続いて、これら二つのガラス微粒子層を焼
結してから徐冷して透明ガラス化する(ステップ20
0)。次に、このようにして形成したコア層に適当なパ
ターニング加工を施して、所望の光導波路パターンを有
するコアを形成する(ステップ300)。通常は、大量
生産のために複数のコアを一度に形成する。
Subsequently, these two glass fine particle layers are sintered and then gradually cooled to form a transparent glass (step 20).
0). Next, the core layer thus formed is subjected to appropriate patterning to form a core having a desired optical waveguide pattern (step 300). Typically, multiple cores are formed at once for mass production.

【0004】この後、下部クラッド層及びコアの上に上
部クラッド層となるべきガラス微粒子層を下部クラッド
層と同様にしてスス付けし(ステップ400)、その
後、焼結、徐冷して上部クラッド層を形成する(ステッ
プ500)。最後に、シリコンウェーハをダイシング
し、各コアが形成された部分ごと切り分けてチップ化す
る(ステップ600)。このようにすることで、複数の
光導波路を一括して作製することができる。
After this, a glass fine particle layer to be an upper clad layer is sooted on the lower clad layer and the core in the same manner as the lower clad layer (step 400), and then sintered and gradually cooled to form an upper clad layer. A layer is formed (step 500). Finally, the silicon wafer is diced, and the portions where each core is formed are cut into chips (step 600). By doing so, it is possible to collectively manufacture a plurality of optical waveguides.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】従来の作製方法では、
上記の石英系ガラスとシリコンのようにガラス導波層と
基板とで熱膨脹係数が異なる場合、ガラス微粒子層の透
明ガラス化の際にガラス層の内部(主として上部クラッ
ド層)に不均一な応力が発生する。これにより、ガラス
層の内部で屈折率が不均一となる結果、TEモードおよ
びTMモードの伝送特性に異なる影響を与えて偏波特性
が劣化するという問題が生じる。また、応力の発生によ
って光導波路に変形が生じるため、この光導波路に光コ
ネクタ等を用いて光ファイバを接続する場合、光導波路
のコアと光ファイバのコアとの間に位置ずれが生じやす
く、接続損失が大きくなりやすい。
According to the conventional manufacturing method,
When the glass waveguide layer and the substrate have different coefficients of thermal expansion like the above-mentioned quartz glass and silicon, non-uniform stress is generated inside the glass layer (mainly the upper clad layer) when the glass fine particle layer is made into transparent glass. appear. As a result, the refractive index becomes non-uniform inside the glass layer, and as a result, the transmission characteristics of the TE mode and the TM mode are affected differently, and the polarization characteristic deteriorates. Further, since the optical waveguide is deformed due to the generation of stress, when an optical fiber is connected to this optical waveguide by using an optical connector or the like, a positional deviation easily occurs between the core of the optical waveguide and the core of the optical fiber, Connection loss tends to increase.

【0006】さらに、基板をチップに切り分ける際、ガ
ラス導波層の側部に機械的な歪みが生じて残留するが、
この残留歪もガラス層の屈折率を不均一にして伝送特性
に影響を与え偏波特性を劣化させるので、光導波路の作
製上問題となる。
Further, when the substrate is cut into chips, mechanical strain is generated and remains on the side portions of the glass waveguide layer.
This residual strain also makes the refractive index of the glass layer non-uniform and affects the transmission characteristics and deteriorates the polarization characteristics, which is a problem in manufacturing the optical waveguide.

【0007】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、変形が少なく良好な偏波特性を示す光
導波路を作製することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to produce an optical waveguide exhibiting good polarization characteristics with little deformation.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明の光導波路の作製方法は、基板上に形成
された下部クラッド層と、この下部クラッド層の上に形
成されたコアとを有する光導波路基体を用意する第1の
工程と、この光導波路基体の上に火炎中で生成したガラ
ス微粒子を吹き付けて上部クラッド層となるガラス微粒
子層を形成する第2の工程と、このガラス微粒子層に熱
処理を施すことにより、このガラス微粒子層を透明ガラ
ス化して上部クラッド層を形成する第3の工程と、上記
の工程によりガラス層が形成された基板を切り分けてコ
アを有するチップにする第4の工程と、このチップが有
する上部クラッド層の上部を除去することにより、次の
ような下部クラッド層との屈折率差比Δn Δn=(n−n2 )/n2 ×100[%] (nは対象物の屈折率、n2 は前記下部クラッド層の屈
折率)を用いて表現される上部クラッド層の層厚方向に
沿った屈折率分布において屈折率差比Δnの変動幅が約
0.05[%]以下となるような厚さに上部クラッド層
を成形する第5の工程とを備えている。
In order to solve the above problems, an optical waveguide manufacturing method according to the present invention comprises a lower clad layer formed on a substrate and a lower clad layer formed on the lower clad layer. A first step of preparing an optical waveguide substrate having a core, and a second step of spraying glass fine particles generated in a flame onto the optical waveguide substrate to form a glass fine particle layer to be an upper clad layer, A chip having a core formed by cutting the substrate on which the glass layer is formed by the third step of forming the upper clad layer by transparentizing the glass fine particle layer by subjecting the glass fine particle layer to heat treatment. And the upper step of the upper clad layer of this chip is removed to obtain the following refractive index difference ratio Δn Δn = (n−n 2 ) / n 2 × 10 with the lower clad layer. 0 [%] (n is the refractive index of the object, n 2 is the refractive index of the lower cladding layer) expressed by the refractive index difference ratio Δn in the refractive index distribution along the layer thickness direction of the upper cladding layer. And a fifth step of molding the upper clad layer to a thickness such that the fluctuation range is about 0.05 [%] or less.

【0009】第1の工程は、火炎中で生成したガラス微
粒子を基板に吹き付けて前記下部クラッド層となるガラ
ス微粒子層を形成し、次いで、このガラス微粒子層の上
に火炎中で生成したガラス微粒子を吹き付けてコアとな
るガラス微粒子層を形成し、この後、これらのガラス微
粒子層に熱処理を施することによりこれらのガラス微粒
子層を透明ガラス化して、下部クラッド層およびコア層
を形成し、続いて、このコア層にパターニング加工を施
し、所定の光導波路パターンを形成することにより、光
導波路基体を作製する工程であっても良い。また、下部
クラッド層となるガラス微粒子層に熱処理を施して透明
ガラス化してから、コアとなるガラス微粒子層を形成
し、これに熱処理を施して透明ガラス化することによ
り、光導波路基体を作製しても良い。
In the first step, glass fine particles produced in a flame are sprayed onto a substrate to form a glass fine particle layer to be the lower clad layer, and then glass fine particles produced in a flame are formed on the glass fine particle layer. To form a glass fine particle layer serving as a core, and then heat-treating these glass fine particle layers to make these glass fine particle layers transparent vitrified to form a lower clad layer and a core layer. Then, the core layer may be subjected to a patterning process to form a predetermined optical waveguide pattern, thereby producing an optical waveguide substrate. Further, the glass fine particle layer to be the lower clad layer is heat-treated to be transparent vitrified, then the glass fine particle layer to be the core is formed, and then heat-treated to be transparent vitrified to prepare an optical waveguide substrate. May be.

【0010】また、第5の工程における上部クラッド層
の上部の除去は、エッチングや研磨により行うことがで
き、特に、ウェットエッチングによって行うと良い。こ
のウェットエッチングは、HF−NH4 F溶液をエッチ
ング液として用いることにより行うことができる。
Further, the removal of the upper portion of the upper clad layer in the fifth step can be carried out by etching or polishing, and it is particularly preferable to carry out it by wet etching. The wet etching may be performed by using a HF-NH 4 F solution as an etching solution.

【0011】基板としてシリコンウェーハを用い、ガラ
ス微粒子として石英系のガラス微粒子を吹き付ける場合
には、第5の工程において、上部クラッド層を約10〜
約30μmの厚さに成形すると良い。このとき、第5の
工程において、前記上部クラッド層の上部を約10〜約
20μmだけ除去するとさらに良い。
When a silicon wafer is used as the substrate and silica glass fine particles are sprayed as the glass fine particles, the upper clad layer is coated with about 10 to 10 parts in the fifth step.
It is preferable to mold it to a thickness of about 30 μm. At this time, in the fifth step, it is more preferable to remove the upper part of the upper clad layer by about 10 to about 20 μm.

【0012】[0012]

【作用】本発明者らの知見によれば、火炎堆積法を用い
た光導波路の作製方法において、上部クラッド層の形成
の際、すなわち上部クラッド層となるガラス微粒子層の
透明ガラス化の際に発生する内部応力は、上部クラッド
層のうち上面に近い部分ほど大きくなる。そこで、本発
明の光導波路の作製方法では、上部クラッド層のうち、
内部応力が大きく、したがって屈折率変動幅の大きい上
部を除去することによって、除去後の上部クラッド層の
内部応力を十分に抑え、その層厚方向に沿った屈折率の
変動幅を約0.05%以下と十分に小さくしている。こ
のため、本発明により作製される光導波路は、変形が少
なく、良好な偏波特性を示す。
According to the knowledge of the present inventors, in the method of manufacturing an optical waveguide using the flame deposition method, when the upper clad layer is formed, that is, when the glass fine particle layer to be the upper clad layer is made into transparent glass. The internal stress generated becomes larger in the portion of the upper cladding layer closer to the upper surface. Therefore, in the method for producing an optical waveguide of the present invention, among the upper clad layers,
By removing the upper part having a large internal stress and thus a large fluctuation range of the refractive index, the internal stress of the upper clad layer after the removal is sufficiently suppressed, and the fluctuation range of the refractive index along the layer thickness direction is about 0.05. % Or less, which is sufficiently small. Therefore, the optical waveguide manufactured according to the present invention is little deformed and exhibits good polarization characteristics.

【0013】また、本発明のうちウェットエッチングに
より上部クラッド層の上部を除去する方法では、ガラス
導波層の側面からもエッチングが進行することにより、
チップ化の際に導波層側部に形成された歪み部が除去さ
れる。これによって、ガラス導波層の屈折率変動がさら
に低減されるので、この方法により作製される光導波路
は、変形が非常に小さく、極めて良好な偏波特性を示
す。
In the method of removing the upper portion of the upper clad layer by wet etching in the present invention, the etching progresses also from the side surface of the glass waveguide layer.
The distorted portion formed on the side of the waveguide layer during chip formation is removed. As a result, fluctuations in the refractive index of the glass waveguide layer are further reduced, so that the optical waveguide manufactured by this method has very small deformation and exhibits extremely good polarization characteristics.

【0014】本発明者らの知見によれば、基板としてシ
リコンウェーハを用い、ガラス微粒子層として石英系の
ガラス微粒子層を形成した場合には、上部クラッド層を
約μm以下の厚さに成形すると、層厚方向に沿った上部
クラッド層の屈折率変動幅が約0.05%以下になる。
また、上部クラッド層を約10μm以上の厚さに成形す
ると、十分な光の閉じ込め作用が得られ、伝送損失が十
分に低い光導波路が作製される。特に、上部クラッド層
を約10〜約30μmの厚さに成形すると、上部クラッ
ド層の層厚方向に沿った屈折率変動幅が極めて低いうえ
に、伝搬光の放射損失も十分に低い光導波路が得られる
ので、非常に好適である。
According to the knowledge of the present inventors, when a silicon wafer is used as a substrate and a silica-based glass fine particle layer is formed as the glass fine particle layer, the upper clad layer is formed to have a thickness of about μm or less. The fluctuation range of the refractive index of the upper clad layer along the layer thickness direction is about 0.05% or less.
When the upper clad layer is formed to a thickness of about 10 μm or more, a sufficient light confining action is obtained, and an optical waveguide having a sufficiently low transmission loss is manufactured. In particular, when the upper clad layer is formed to have a thickness of about 10 to about 30 μm, an optical waveguide in which the fluctuation range of the refractive index along the layer thickness direction of the upper clad layer is extremely low and the radiation loss of propagating light is sufficiently low is obtained. As it is obtained, it is very suitable.

【0015】また、基板としてシリコンウェーハを用
い、ガラス微粒子層として石英系のガラス微粒子層を形
成した場合には、ウェットエッチングにより上部クラッ
ド層を約10μm以上除去すると、導波層の歪み部が十
分に除去される。また、上部クラッド層の除去部の厚さ
を約20μm以下にすると、エッチングにより生じる導
波層側面の面だれが十分に抑えられる。これにより、変
形が少なく、良好な偏波特性を示す光導波路が作製され
る。
When a silicon wafer is used as the substrate and a silica-based glass fine particle layer is formed as the glass fine particle layer, the strained portion of the waveguide layer is sufficiently removed by removing the upper clad layer by about 10 μm or more by wet etching. Will be removed. When the thickness of the removed portion of the upper clad layer is about 20 μm or less, the sagging of the side surface of the waveguide layer caused by etching can be sufficiently suppressed. As a result, an optical waveguide having a small amount of deformation and exhibiting good polarization characteristics is manufactured.

【0016】[0016]

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本発明の実施
例を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の
要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same elements will be denoted by the same reference symbols, without redundant description.

【0017】図2は、本実施例の光導波路の作製方法を
説明するフローチャートである。また、図3〜図9は、
本実施例の作製方法の一部を示す工程図である。本実施
例では、直径4インチ、厚さ1.0mmのシリコンウェ
ーハを基板として用意し、このウェーハ上に火炎堆積法
を用いて石英系ガラスからなる導波層を形成する。
FIG. 2 is a flow chart for explaining the method of manufacturing the optical waveguide of this embodiment. Further, FIGS.
It is process drawing which shows a part of manufacturing method of a present Example. In this example, a silicon wafer having a diameter of 4 inches and a thickness of 1.0 mm is prepared as a substrate, and a waveguide layer made of silica glass is formed on the wafer by the flame deposition method.

【0018】まず、図3のように、シリコンウェーハ1
上に下部クラッド層となる第1のガラス微粒子層10を
形成する。これは、酸水素炎バーナ50を用い、酸水素
炎中にガラス微粒子10の原料となるSiCl4 等の原
料ガスを燃料(O2 、H2 )とともに送り込みながら、
火炎中で生成される石英系ガラスの微粒子をシリコンウ
エーハ1に直接吹き付けることにより行う。バーナ50
をシリコンウェーハ1の上方で繰り返し移動させること
により、厚さの均一なガラス微粒子層を形成する(図
3)。続いて、同様の方法により、第1のガラス微粒子
層10上にコアとなる第2のガラス微粒子層20を形成
する(図4)。
First, as shown in FIG. 3, a silicon wafer 1
A first glass fine particle layer 10 serving as a lower clad layer is formed thereon. Using an oxyhydrogen flame burner 50, while feeding a raw material gas such as SiCl 4 which is a raw material of the glass fine particles 10 into the oxyhydrogen flame together with a fuel (O 2 , H 2 ),
This is performed by directly spraying the silica-based glass particles generated in the flame onto the silicon wafer 1. Burner 50
Is repeatedly moved over the silicon wafer 1 to form a glass fine particle layer having a uniform thickness (FIG. 3). Subsequently, the second glass fine particle layer 20 serving as a core is formed on the first glass fine particle layer 10 by the same method (FIG. 4).

【0019】これらのガラス微粒子層はスス状のものな
ので、ガラス微粒子層を形成する上記の工程はスス付け
と呼ばれる(図2のステップ100)。
Since these glass fine particle layers are soot-shaped, the above process for forming the glass fine particle layer is called sooting (step 100 in FIG. 2).

【0020】第1のガラス微粒子層10を形成するとき
には、ドーパント原料たるBCl3およびPOCl4
ガスをガラス原料のSiCl4 とともに酸水素炎中に送
り込む。第2のガラス微粒子層20を形成するときは、
BCl3 およびPOCl4 に加えて、コアの屈折率を高
めるドーパントの原料ガスとしてGeCl4 を送り込
む。
When forming the first glass fine particle layer 10, the gases of BCl 3 and POCl 4 which are dopant raw materials are sent into the oxyhydrogen flame together with SiCl 4 which is a glass raw material. When forming the second glass fine particle layer 20,
In addition to BCl 3 and POCl 4 , GeCl 4 is fed as a raw material gas of a dopant for increasing the refractive index of the core.

【0021】次に、ガラス微粒子層10および20が形
成されたシリコンウエーハ1を焼結炉中で加熱した後、
徐冷して、ガラス微粒子層10および20を焼結する
(図2のステップ200)。二つのガラス微粒子層は透
明ガラス化し、これによりシリコンウエーハ1上に下部
クラッド層11(SiO2 +B2 3 +P2 5 )、お
よびコア層21(SiO2 +GeO2 +B2 3 +P2
5 )が形成されることになる(図5)。このように、
本実施例では、下部クラッド層11とコア層21を同時
に透明ガラス化することにより、効率良く作業を行って
いる。
Next, after heating the silicon wafer 1 on which the glass fine particle layers 10 and 20 are formed in a sintering furnace,
The glass fine particle layers 10 and 20 are annealed to be sintered (step 200 in FIG. 2). The two glass fine particle layers are made into transparent glass, whereby the lower clad layer 11 (SiO 2 + B 2 O 3 + P 2 O 5 ) and the core layer 21 (SiO 2 + GeO 2 + B 2 O 3 + P 2 ) are formed on the silicon wafer 1.
O 5 ) will be formed (FIG. 5). in this way,
In this embodiment, the lower clad layer 11 and the core layer 21 are simultaneously made into transparent glass, so that the work is efficiently performed.

【0022】次いで、コア層21にパターニング加工を
施すべく、コア層21の上面にフォトリソグラフィ技術
を用いて所定の光導波路パターンを有するフォトレジス
ト60を形成する(図6)。この後、コア層21に対し
て反応性イオンエッチングを施し、その後、フォトレジ
スト60を除去して、1×8分岐のコア22を形成す
る。このコア22は、順次に設けられたY分岐部によっ
て1本から8本に分岐する形状のものである(図7)。
以上が、コア加工である(図2のステップ300)。
Next, in order to perform patterning processing on the core layer 21, a photoresist 60 having a predetermined optical waveguide pattern is formed on the upper surface of the core layer 21 by using a photolithography technique (FIG. 6). Thereafter, the core layer 21 is subjected to reactive ion etching, and then the photoresist 60 is removed to form the 1 × 8 branched core 22. The core 22 has a shape in which one core is branched into eight cores by a Y branch portion that is sequentially provided (FIG. 7).
The above is the core processing (step 300 in FIG. 2).

【0023】なお、図6や図7では単一のコア22を示
してあるが、実際には、複数の光導波路パターンを有す
るフォトレジストを用いて反応性イオンエッチングを行
い、図10のように、ウェーハ1上に複数のコア22を
形成する。これによって、本実施例の光導波路基体が完
成する。
Although a single core 22 is shown in FIGS. 6 and 7, in reality, reactive ion etching is performed using a photoresist having a plurality of optical waveguide patterns, and as shown in FIG. , A plurality of cores 22 are formed on the wafer 1. As a result, the optical waveguide substrate of this example is completed.

【0024】次に、この光導波路基体の上に上部クラッ
ド層となる第3のガラス微粒子層30をスス付けする
(図2のステップ400)。これは、第1のガラス微粒
子層10と同様に、酸水素炎中にドーパント原料たるB
Br3 およびPOCl4 のガスをSiCl4 とともに送
り込みながら、火炎中で生成されるガラス微粒子をコア
22および下部クラッド層11の上面に吹き付けること
により行う(図8)。
Next, a third glass fine particle layer 30 to be an upper clad layer is sooted on the optical waveguide substrate (step 400 in FIG. 2). This is similar to the first glass fine particle layer 10 in that B, which is a dopant raw material in the oxyhydrogen flame.
This is performed by blowing the glass particles generated in the flame onto the upper surfaces of the core 22 and the lower cladding layer 11 while feeding the gas of Br 3 and POCl 4 together with SiCl 4 (FIG. 8).

【0025】この後、このガラス微粒子層30を焼結し
て、ドーパントの添加された上部クラッド層31(Si
2 +B2 3 +P2 5 )を形成する(図2のステッ
プ500)。この上部クラッド層31は、下部クラッド
層11と組み合わさって一つのクラッドを構成してお
り、このクラッドはコア22の側周面を包囲している
(図9)。
Thereafter, the glass fine particle layer 30 is sintered to obtain a dopant-added upper clad layer 31 (Si
O 2 + B 2 O 3 + P 2 O 5 ) is formed (step 500 in FIG. 2). The upper clad layer 31 is combined with the lower clad layer 11 to form one clad, and the clad surrounds the side peripheral surface of the core 22 (FIG. 9).

【0026】コアやクラッド層のドーパント濃度は、光
導波路の比屈折率差が、0.3%になるように設定す
る。本実施例では、上部クラッド層31に5.6wt%
のB23 および3.3wt%のP2 5 を添加してい
る。また、コア22には、2.3wt%のB2 3
1.6wt%のP2 5 、5.4wt%のGeO2 を添
加している。下部クラッド層11には2.3wt%のB
2 3 および1.6wt%のP2 5 を添加している。
これにより、コア22の屈折率は1.4632に、上部
および下部クラッド層の屈折率は1.4588に設定さ
れる。
The dopant concentration of the core and clad layers is set so that the relative refractive index difference of the optical waveguide is 0.3%. In this embodiment, the upper clad layer 31 contains 5.6 wt%.
B 2 O 3 and 3.3 wt% P 2 O 5 are added. Further, the core 22 contains 2.3 wt% of B 2 O 3 ,
1.6 wt% P 2 O 5 and 5.4 wt% GeO 2 are added. 2.3 wt% B is contained in the lower clad layer 11.
2 O 3 and 1.6 wt% P 2 O 5 are added.
As a result, the refractive index of the core 22 is set to 1.4632, and the refractive indices of the upper and lower clad layers are set to 1.4588.

【0027】下部クラッド層11の層厚は約40μm、
上部クラッド層31の層厚(コアの上面から上部クラッ
ド層31の上面までの厚さ)は約40μmとし、コア2
2は8×8μmの断面を有するように形成する。これに
より、シリコンウェーハ1上に約90μmの層厚を有す
るガラス導波層が形成される。
The lower clad layer 11 has a layer thickness of about 40 μm,
The layer thickness of the upper clad layer 31 (the thickness from the upper surface of the core to the upper surface of the upper clad layer 31) is about 40 μm, and the core 2
2 is formed to have a cross section of 8 × 8 μm. As a result, a glass waveguide layer having a layer thickness of about 90 μm is formed on the silicon wafer 1.

【0028】次に、シリコンウェーハ1(図10)をダ
イシングソーを用いてダイシングし、各コア22が形成
された部分ごとに切り分けてチップ化する。各チップ
は、5mm×40mmの平面形状を有している。これら
のチップは、1×8分岐型の光導波路として機能する。
Next, the silicon wafer 1 (FIG. 10) is diced using a dicing saw, and each portion where the cores 22 are formed is cut into chips. Each chip has a planar shape of 5 mm × 40 mm. These chips function as a 1 × 8 branch type optical waveguide.

【0029】以上の手順は、従来の光導波路の作製方法
と同様である。一般に、上記のような火炎堆積法を用い
た光導波路の作製方法では、ガラス微粒子層を焼結炉中
で加熱した後、徐冷する際に、基板材料であるシリコン
の方が導波層を構成する石英系ガラスよりも熱膨張係数
が大きいことから、シリコンウェーハが強く収縮する。
これにより、ガラス導波層の内部には積層面に沿った方
向に応力が発生する。下部クラッド層とコアを形成して
から上部クラッド層を形成する方法では、この応力は主
として上部クラッド層に発生し、その大きさは導波層の
表面に近いほど大きい。
The above procedure is the same as the conventional method for manufacturing an optical waveguide. Generally, in the method for producing an optical waveguide using the flame deposition method as described above, when the glass fine particle layer is heated in a sintering furnace and then gradually cooled, silicon as a substrate material is more likely to form the waveguide layer. Since the thermal expansion coefficient is larger than that of the constituent quartz glass, the silicon wafer contracts strongly.
As a result, stress is generated inside the glass waveguide layer in the direction along the laminated surface. In the method in which the lower clad layer and the core are formed and then the upper clad layer is formed, this stress is mainly generated in the upper clad layer, and the magnitude of the stress increases as it approaches the surface of the waveguide layer.

【0030】ガラスの内部に応力が発生すると、光弾性
効果により応力発生部の屈折率が増加する。ガラス導波
層内部の応力の大きさは導波層の表面に近いほど大きい
ので、上部クラッド層の屈折率増加量も導波層の表面に
近いほど大きくなる。これにより、コアと上部クラッド
層との屈折率差が低くなるので、光の閉じ込め作用が弱
まり、放射損失が増加する。
When stress is generated inside the glass, the refractive index of the stress generating portion increases due to the photoelastic effect. Since the magnitude of the stress inside the glass waveguide layer is larger as it is closer to the surface of the waveguide layer, the increase amount of the refractive index of the upper cladding layer is larger as it is closer to the surface of the waveguide layer. As a result, the difference in refractive index between the core and the upper clad layer is reduced, so that the light confinement action is weakened and the radiation loss is increased.

【0031】上記のように上部クラッド層31では層厚
方向に沿って屈折率増加量が変化しているので、導波モ
ードであるTEモードとTMモードとでは屈折率変化の
影響が異なり、その結果、TEモードとTMモードとで
放射損失の増加量が異なることになる。このため、両モ
ード間の伝送損失の差、すなわち、偏波特性が大きくな
る。偏波方向によって伝送特性が異なると通信上好まし
くないので、偏波方向に応じた伝送特性の差が増大した
ことは、偏波特性が劣化したと言うこともできる。
As described above, in the upper clad layer 31, the amount of increase in the refractive index changes along the layer thickness direction, so that the TE mode and the TM mode, which are waveguide modes, have different effects of the refractive index change, and As a result, the amount of increase in radiation loss differs between the TE mode and the TM mode. Therefore, the difference in transmission loss between the two modes, that is, the polarization characteristic becomes large. Since it is not preferable for communication if the transmission characteristics differ depending on the polarization direction, an increase in the transmission characteristics difference depending on the polarization direction can be said to be deterioration of the polarization characteristics.

【0032】本実施例では、上部クラッド層31にエッ
チングを施してその上部を除去し、上部クラッド層31
を基板材料であるシリコンと基板上に形成する石英系ガ
ラスに応じた適切な厚さに成形することにより、上部ク
ラッド層31の層厚方向に沿った屈折率の変動幅を十分
に小さくしている。
In this embodiment, the upper cladding layer 31 is etched to remove the upper portion thereof, and the upper cladding layer 31 is removed.
Is formed into an appropriate thickness according to the substrate material of silicon and the silica-based glass to be formed on the substrate, thereby sufficiently reducing the fluctuation range of the refractive index along the layer thickness direction of the upper cladding layer 31. There is.

【0033】すなわち、本実施例では、シリコンウェー
ハ1を切り分けてチップ化した後、チップをHF−NH
4 F溶液に200分間浸漬して、チップ上の石英ガラス
層、すなわち導波層のウェットエッチングを行う(図2
のステップ700)。エッチング液としてHF−NH4
F溶液を用いたのは、液としての安定性やエッチングの
均一性を考慮したものである。
That is, in this embodiment, the silicon wafer 1 is cut into chips and the chips are cut into HF-NH.
Wet in 4 F solution for 200 minutes to perform wet etching of the quartz glass layer on the chip, that is, the waveguide layer (Fig. 2).
Step 700). HF-NH 4 as etching liquid
The reason why the F solution is used is that the stability as a solution and the uniformity of etching are taken into consideration.

【0034】これにより、チップ上の上部クラッド層3
1(厚さ約40μm)が全面エッチングされてその上部
が10μm除去され、層厚が約30μmになる。本実施
例の光導波路の作製は、以上のようにして完了する。
As a result, the upper clad layer 3 on the chip is
1 (thickness: about 40 μm) is entirely etched to remove 10 μm on the upper portion, and the layer thickness becomes about 30 μm. The fabrication of the optical waveguide of this example is completed as described above.

【0035】本実施例では、ウェットエッチングによっ
て、上部クラッド層31のうち屈折率変動幅の大きい上
部が除去される。これにより、エッチング後に残る上部
クラッド層31の屈折率変動幅は小さくなる。
In this embodiment, the upper portion of the upper cladding layer 31 having a large fluctuation range in refractive index is removed by wet etching. As a result, the fluctuation range of the refractive index of the upper clad layer 31 remaining after etching becomes small.

【0036】また、一般に、基板を切り分けてチップ化
する際には、機械的変形が生じて、ガラス導波層の側部
に歪が残留する。この残留歪も導波層の屈折率変動を生
じさせて偏波特性を劣化させる。
Further, generally, when the substrate is cut into chips, mechanical deformation occurs and strain remains on the side portions of the glass waveguide layer. This residual strain also causes a change in the refractive index of the waveguide layer and deteriorates the polarization characteristics.

【0037】本実施例では、ウェットエッチングにより
ガラス導波層の上部のみならずその側部も除去されるの
で、これにより導波層の歪み部が除去される。したがっ
て、本実施例によれば、上部クラッド層31の上部除去
による効果と導波層の歪み部除去による効果とが相舞っ
て、エッチング後に残る上部クラッド層31の屈折率変
動幅は極めて小さくなる。
In this embodiment, not only the upper portion of the glass waveguide layer but also the side portions thereof are removed by wet etching, so that the strained portion of the waveguide layer is removed. Therefore, according to the present embodiment, the effect of removing the upper portion of the upper cladding layer 31 and the effect of removing the strained portion of the waveguide layer are mixed, and the fluctuation range of the refractive index of the upper cladding layer 31 remaining after etching becomes extremely small. .

【0038】図11は、本実施例により作製された光導
波路について、ガラス導波層の層厚方向に沿った屈折率
分布を示すグラフである。グラフの横軸座標はシリコン
ウェーハ1の上面からガラス導波層の各部に至るまでの
ガラス層の厚さを示し、縦軸座標はガラス導波層と下部
クラッド層11との屈折率差を表す屈折率差比Δnであ
る。この屈折率差比Δnは公知のRNF(屈折ニアフィ
ールド)法により測定されたものである。なお、RNF
法は、光工学ハンドブック(朝倉書店、1986年)の
370頁に記載されている。
FIG. 11 is a graph showing the refractive index distribution along the layer thickness direction of the glass waveguide layer in the optical waveguide produced in this example. The abscissa axis of the graph represents the thickness of the glass layer from the upper surface of the silicon wafer 1 to each part of the glass waveguide layer, and the ordinate axis represents the refractive index difference between the glass waveguide layer and the lower cladding layer 11. The refractive index difference ratio Δn. The refractive index difference ratio Δn is measured by a known RNF (refractive near field) method. In addition, RNF
The method is described on page 370 of the Optical Engineering Handbook (Asakura Shoten, 1986).

【0039】屈折率差比Δnは、 Δn=(n−n2 )/n2 ×100[%] のように表される。ここで、nはガラス導波層の各部に
おける屈折率であり、n2 は下部クラッド層の屈折率で
ある。なお、下部クラッド層の屈折率n2 は、石英ガラ
スに添加されるドーパントの種類とその添加濃度により
定まる設計値である。
The refractive index difference ratio Δn is expressed as Δn = (n−n 2 ) / n 2 × 100 [%]. Here, n is the refractive index of each part of the glass waveguide layer, and n 2 is the refractive index of the lower cladding layer. The refractive index n 2 of the lower clad layer is a design value determined by the type of dopant added to the silica glass and its concentration.

【0040】図11のように、本実施例により作製され
た光導波路では、上部クラッド層における屈折率変動の
幅は約0.05%となっており、コアの屈折率差比(約
0.3%)と比較しても、屈折率分布がほぼ均一である
と言える程度の大きさに屈折率変動幅が抑えられてい
る。
As shown in FIG. 11, in the optical waveguide manufactured according to this example, the fluctuation range of the refractive index in the upper cladding layer is about 0.05%, and the refractive index difference ratio of the core (about 0. (3%), the fluctuation range of the refractive index is suppressed to the extent that the refractive index distribution can be said to be almost uniform.

【0041】このことは、上部クラッド層31の内部応
力が十分に小さくなっていることを示すものであり、し
たがって、本実施例により作製される光導波路は変形が
小さいものとなる。
This means that the internal stress of the upper cladding layer 31 is sufficiently small, and therefore the optical waveguide manufactured according to this example has a small deformation.

【0042】本発明者らの知見によれば、本実施例のよ
うに基板材料がシリコンで、導波層を構成するガラスの
種類が石英を主成分とする石英系ガラスの場合には、上
部クラッド層を約30μm以下の厚さに成形すると、層
厚方向に沿った上部クラッド層の屈折率変動幅が約0.
05%以下になる。また、上部クラッド層を約10μm
以上の厚さに成形すると、十分な光の閉じ込め作用が得
られ、伝送損失が十分に低い光導波路が作製される。特
に、上部クラッド層を約10〜約20μmの厚さに成形
すると、層厚方向に沿った屈折率変動幅が極めて低く、
伝搬光の放射損失も十分に低くなので、変形が少なく極
めて良好な偏波特性を示す光導波路が得られる。
According to the knowledge of the present inventors, when the substrate material is silicon and the glass constituting the waveguiding layer is a silica-based glass containing quartz as the main component as in this embodiment, the upper portion When the clad layer is formed to have a thickness of about 30 μm or less, the fluctuation range of the refractive index of the upper clad layer along the layer thickness direction is about 0.
It will be less than 05%. In addition, the upper clad layer is about 10 μm
When molded to the above thickness, a sufficient light confining action is obtained, and an optical waveguide having a sufficiently low transmission loss is manufactured. In particular, when the upper clad layer is molded to a thickness of about 10 to about 20 μm, the fluctuation range of the refractive index along the layer thickness direction is extremely low,
Since the radiation loss of propagating light is also sufficiently low, an optical waveguide exhibiting extremely good polarization characteristics with little deformation can be obtained.

【0043】本発明者らは、上記実施例との比較のた
め、エッチングにより上部クラッド層の厚さを約30μ
mにする代わりに、当初から上部クラッド層を30μm
の厚さに形成して光導波路を作製した(比較例1)。上
部クラッド層をシリコンウェーハ1上に形成した後は、
実施例1と同様にウェーハ1を切り分けチップ化する。
このチップは、実施例1と同様の平面形状(5mm×4
0mm)を有するものである。
The inventors of the present invention, for comparison with the above-mentioned embodiment, performed etching to reduce the thickness of the upper clad layer to about 30 μm.
Instead of increasing the thickness to 30 m, the upper clad layer has a thickness of 30 μm from the beginning.
To form an optical waveguide (Comparative Example 1). After forming the upper clad layer on the silicon wafer 1,
As in Example 1, the wafer 1 is cut into chips.
This chip has the same plane shape (5 mm × 4) as that of the first embodiment.
0 mm).

【0044】この方法は、上部クラッド層が厚いほど屈
折率変動幅が大きいことに着目して上部クラッド層の厚
さを調整することにより、ガラス微粒子層の透明ガラス
化の際に発生する応力を低減しようとするものである。
This method adjusts the thickness of the upper clad layer by paying attention to the fact that the thicker the upper clad layer is, the larger the fluctuation range of the refractive index is. It is something to reduce.

【0045】本発明者らは、本実施例および上記比較例
1により作製された光導波路について、その偏波特性、
伝送損失および8本の光ファイバを内蔵する光コネクタ
との接続損失を測定した。測定は、8本に分岐した各コ
アについて行った。次の表は、各分岐コアについて測定
した結果のうち、最大値および最小値を示すものであ
る。
The inventors of the present invention and the comparative example 1 prepared the optical waveguides according to their polarization characteristics,
The transmission loss and the connection loss with an optical connector containing eight optical fibers were measured. The measurement was performed on each core branched into eight. The following table shows the maximum and minimum values of the results measured for each branch core.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】この表に示されるように、本実施例により
作製された光導波路は、屈折率変動幅が十分に低くなっ
ている結果、良好な偏波特性を示すとともに、光コネク
タとの接続損失も十分に小さくなっている。
As shown in this table, the optical waveguide manufactured according to this example has a sufficiently small fluctuation range of the refractive index and, as a result, exhibits good polarization characteristics and connection with an optical connector. The loss is also small enough.

【0048】各分岐コア間で伝送損失のばらつきが少な
くなっており、好適である。また、比較例1により作製
された光導波路も、形成する上部クラッド層の厚さを調
整したことにより十分に良好な偏波特性を示し、接続損
失も十分に低くなっている。しかし、比較例1の方法で
は、シリコンウェーハ1のチップ化の際に生ずる導波層
の歪み部が除去されない。この歪み部の影響は導波層の
側面に近い分岐コアほど大きいので、比較例1による光
導波路は、表1のように偏波特性や伝送損失が各分岐コ
ア間で多少ばらつきが大きくなっている。
The variation of the transmission loss between the branch cores is small, which is preferable. The optical waveguide manufactured in Comparative Example 1 also exhibits sufficiently good polarization characteristics by adjusting the thickness of the upper clad layer to be formed, and the connection loss is sufficiently low. However, the method of Comparative Example 1 does not remove the strained portion of the waveguide layer that occurs when the silicon wafer 1 is made into chips. Since the influence of this strained portion is greater in the branch core closer to the side surface of the waveguide layer, in the optical waveguide according to Comparative Example 1, as shown in Table 1, the polarization characteristics and the transmission loss are slightly different among the branch cores. ing.

【0049】これに対し、本実施例による光導波路は、
導波層の歪み部が除去されているので、良好な偏波特性
を示すのみならず、偏波特性や伝送損失のばらつきも小
さくなっているので極めて好適である。
On the other hand, the optical waveguide according to the present embodiment is
Since the distorted portion of the waveguide layer is removed, not only good polarization characteristics are exhibited, but also variations in polarization characteristics and transmission loss are reduced, which is very suitable.

【0050】さらに、本発明者らは、本実施例との比較
のため、ウェットエッチングによる上部クラッド層31
の除去部の厚さを本実施例よりも大きくして光導波路を
作製した(比較例2)。
Further, for comparison with the present embodiment, the inventors of the present invention have performed an upper clad layer 31 by wet etching.
An optical waveguide was manufactured by making the thickness of the removed portion larger than that of this example (Comparative Example 2).

【0051】すなわち、比較例2の方法では、上部クラ
ッド層31を約59μmの厚さに形成してから、シリコ
ンウェーハ1をチップ化(チップの平面形状は実施例と
同じ。)した後、このチップをHF−NH4 F溶液に約
600分間浸漬する。このウェットエッチングにより、
チップ上の上部クラッド層31の厚さを実施例と同じ約
30μmにする。
That is, in the method of Comparative Example 2, after forming the upper clad layer 31 to a thickness of about 59 μm, the silicon wafer 1 was made into chips (the plane shape of the chips is the same as that of the embodiment), and then this. chips immersed about 600 minutes to HF-NH 4 F solution. By this wet etching,
The thickness of the upper clad layer 31 on the chip is set to about 30 μm, which is the same as in the embodiment.

【0052】エッチング後の上部クラッド層31の厚さ
は実施例と同じであるが、実施例では上部クラッド層3
1の上部が約10μmだけ除去されているのに対し、比
較例2では約29μm除去されている点が実施例と異な
っている。
The thickness of the upper clad layer 31 after etching is the same as that of the example, but in the example, the upper clad layer 3 is formed.
1 is removed by about 10 μm, whereas Comparative Example 2 is removed by about 29 μm.

【0053】比較例2の場合も、本実施例と同様に、エ
ッチングによって上部クラッド層31のうち屈折率変動
幅の大きい上部が除去される。また、ガラス導波層の側
面からもエッチングが進行する結果、導波層の側部も上
部クラッド層31の上部と同様に除去されて導波層の歪
み部が除去される。このようにして作製された光導波路
について、ガラス導波層の屈折率分布をRNF法を用い
て測定したところ、上部クラッド層31の屈折率変動幅
は0.05%以下と十分に小さくなっていた。
Also in the case of Comparative Example 2, the upper portion of the upper clad layer 31 having a large fluctuation range of the refractive index is removed by etching, as in the present Example. Further, as a result of the etching progressing also from the side surface of the glass waveguide layer, the side portion of the waveguide layer is removed similarly to the upper portion of the upper cladding layer 31, and the strained portion of the waveguide layer is removed. When the refractive index distribution of the glass waveguide layer of the optical waveguide thus manufactured was measured by the RNF method, the fluctuation range of the refractive index of the upper cladding layer 31 was 0.05% or less, which was sufficiently small. It was

【0054】しかしながら、比較例2の方法では、エッ
チングにより除去されるガラス層側部の厚さが大きいの
で、エッチングによって生じる導波層側面の面だれが顕
著になる。このような面だれが生じた端面に光コネクタ
の平坦な端面を当接させて光導波路と光コネクタとを接
続しようとすると、光導波路と光ファイバとのコア同士
の間に位置ずれ及び角度ずれが生じやすくなる。これ
は、光線路の伝送損失を増大させる原因となって好まし
くない。
However, in the method of Comparative Example 2, since the thickness of the side portion of the glass layer removed by etching is large, the sagging of the side surface of the waveguide layer caused by etching becomes remarkable. When attempting to connect the optical waveguide and the optical connector by bringing the flat end surface of the optical connector into contact with the end surface having such surface sagging, positional deviation and angular deviation are caused between the cores of the optical waveguide and the optical fiber. Is likely to occur. This is not preferable because it increases the transmission loss of the optical line.

【0055】本発明者らは、上記比較例2により作製さ
れた光導波路について、その偏波特性、伝送損失および
8本の光ファイバを内蔵する光コネクタとの接続損失を
測定した。次の表は、各分岐コアについて測定した結果
のうち、最大値および最小値を示すものであり、実施例
により作製された光導波路についての測定結果も併記し
てある。
The inventors of the present invention measured the polarization characteristics, transmission loss and connection loss with an optical connector containing eight optical fibers of the optical waveguide prepared in Comparative Example 2 above. The following table shows the maximum value and the minimum value of the results measured for each branch core, and the measurement results for the optical waveguides manufactured according to the examples are also shown.

【0056】[0056]

【表2】 [Table 2]

【0057】この表に示されるように、比較例2による
光導波路の偏波特性は十分に小さくなっている。しかし
ながら、各分岐コア間でのばらつきが実施例にくらべて
大きく、さらに、伝送損失や接続損失も大きくなってい
る。
As shown in this table, the polarization characteristic of the optical waveguide according to Comparative Example 2 is sufficiently small. However, the variation among the branch cores is larger than that of the embodiment, and the transmission loss and the connection loss are also larger.

【0058】本発明者らの知見によれば、本実施例のよ
うに基板材料がシリコンで、導波層を構成するガラスの
種類が石英を主成分とする石英系ガラスの場合には、エ
ッチングにより上部クラッド層31の上部を約10μm
以上除去すれば、導波層の歪み部を十分に除去すること
ができる。また、エッチングによる上部クラッド層31
の除去部の厚さを約20μm以下とすれば、導波層側面
の面だれを十分に抑えることができる。したがって、基
板材料がシリコンで、導波層を構成するガラスの種類が
石英を主成分とする石英系ガラスの場合には、上部クラ
ッド層の上部を約10〜約20μmだけ除去すると、変
形が少なく、極めて良好な偏波特性を示し、なおかつ光
コネクタと接続した場合にも接続損失や伝送損失が十分
に低い光導波路を作製することができる。
According to the knowledge of the present inventors, when the substrate material is silicon and the glass constituting the waveguiding layer is a silica-based glass whose main component is quartz, as in this embodiment, etching is performed. Is about 10 μm above the upper clad layer 31.
With the above removal, the strained portion of the waveguide layer can be sufficiently removed. In addition, the upper clad layer 31 formed by etching
If the thickness of the removed portion is about 20 μm or less, the sagging of the side surface of the waveguide layer can be sufficiently suppressed. Therefore, in the case where the substrate material is silicon and the type of glass forming the waveguiding layer is silica-based glass whose main component is quartz, removing the upper portion of the upper cladding layer by about 10 to about 20 μm reduces deformation. It is possible to manufacture an optical waveguide that exhibits extremely good polarization characteristics and has sufficiently low connection loss and transmission loss even when connected to an optical connector.

【0059】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、様々な変形が可能である。例えば、基板材料や導
波層を構成するガラスの種類が本実施例と異なる場合で
も、上部クラッド層の上部を適切な厚さだけ除去して、
諸条件に応じた適切な厚さに成形することで、上部クラ
ッド層の屈折率変動幅を十分に抑えることができる。こ
れにより、変形が少なく、良好な偏波特性を示し、光コ
ネクタとの接続損失の小さい光導波路を作製することが
できる。
The present invention is not limited to the above embodiment, but various modifications can be made. For example, even when the substrate material or the type of glass forming the waveguide layer is different from that of this embodiment, the upper portion of the upper clad layer is removed by an appropriate thickness,
By molding to an appropriate thickness according to various conditions, the fluctuation range of the refractive index of the upper cladding layer can be sufficiently suppressed. This makes it possible to manufacture an optical waveguide that exhibits little deformation, exhibits excellent polarization characteristics, and has a small connection loss with the optical connector.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の光
導波路の作製方法では、上部クラッド層のうち屈折率変
動幅の大きい上部を除去して、上部クラッド層を適切な
厚さに成形することにより、除去後の上部クラッド層の
屈折率変動幅を約0.05%以下と十分に小さくしてい
る。したがって、本発明によれば、変形が少なく、良好
な偏波特性を示す光導波路を作製することができる。
As described above in detail, in the method of manufacturing an optical waveguide of the present invention, the upper clad layer having a large fluctuation range of the refractive index is removed and the upper clad layer is formed to an appropriate thickness. By doing so, the fluctuation range of the refractive index of the upper clad layer after the removal is sufficiently reduced to about 0.05% or less. Therefore, according to the present invention, it is possible to manufacture an optical waveguide exhibiting good polarization characteristics with little deformation.

【0061】本発明のうちウェットエッチングを用いる
方法では、ガラス導波層の側面からもエッチングが進行
することを利用して、チップ化の際に導波層側部に形成
された歪み部を除去し、これによって、ガラス導波層の
屈折率変動をさらに低減する。したがって、この方法に
よれば、変形が非常に小さく、極めて良好な偏波特性を
示す光導波路を作製することができる。
In the method of using wet etching of the present invention, the fact that the etching also proceeds from the side surface of the glass waveguide layer is utilized to remove the strained portion formed on the side portion of the waveguide layer during chip formation. This further reduces the variation of the refractive index of the glass waveguide layer. Therefore, according to this method, it is possible to fabricate an optical waveguide which has very small deformation and exhibits extremely good polarization characteristics.

【0062】基板としてシリコンウェーハを用い、ガラ
ス微粒子層として石英系のガラス微粒子層を形成した場
合には、上部クラッド層を約10〜約30μmの厚さに
成形すると、上部クラッド層の屈折率変動幅が十分に抑
えられるとともに伝搬光の放射損失も十分に低くなるの
で、良好な偏波特性を示す好適な光導波路を作製するこ
とができる。特に、上部クラッド層を約10〜約20μ
mの厚さに成形すると、極めて良好な偏波特性を示す光
導波路を作製することができ、非常に好適である。
When a silicon wafer is used as the substrate and a silica-based glass fine particle layer is formed as the glass fine particle layer, if the upper clad layer is molded to a thickness of about 10 to about 30 μm, the refractive index fluctuation of the upper clad layer is Since the width is sufficiently suppressed and the radiation loss of the propagating light is also sufficiently reduced, it is possible to manufacture a suitable optical waveguide exhibiting good polarization characteristics. In particular, the upper clad layer is about 10 to about 20μ.
Molding to a thickness of m makes it possible to produce an optical waveguide exhibiting extremely good polarization characteristics, which is very suitable.

【0063】また、基板としてシリコンウェーハを用
い、ガラス微粒子層として石英系のガラス微粒子層を形
成した場合、上部クラッド層の上部を約10〜約20μ
mだけ除去すると、導波層の歪み部が十分に除去される
とともに導波層側面の面だれが十分に抑えられるので、
良好な偏波特性を示す光導波路を作製することができ
る。
When a silicon wafer is used as the substrate and a silica-based glass fine particle layer is formed as the glass fine particle layer, the upper part of the upper clad layer is about 10 to about 20 μm.
When only m is removed, the strained portion of the waveguide layer is sufficiently removed and the sag of the side surface of the waveguide layer is sufficiently suppressed.
An optical waveguide exhibiting good polarization characteristics can be manufactured.

【0064】[0064]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】従来の光導波路の作製方法を説明するフローチ
ャートである。
FIG. 1 is a flowchart illustrating a conventional method of manufacturing an optical waveguide.

【図2】本実施例の光導波路の作製方法を説明するフロ
ーチャートである。
FIG. 2 is a flow chart illustrating a method of manufacturing an optical waveguide of this example.

【図3】本実施例の作製方法を示す第1の工程図であ
る。
FIG. 3 is a first process chart showing the manufacturing method of the present embodiment.

【図4】本実施例の作製方法を示す第2の工程図であ
る。
FIG. 4 is a second process chart showing the manufacturing method of the present embodiment.

【図5】本実施例の作製方法を示す第3の工程図であ
る。
FIG. 5 is a third process chart showing the manufacturing method of the present embodiment.

【図6】本実施例の作製方法を示す第4の工程図であ
る。
FIG. 6 is a fourth process chart showing the manufacturing method of the present embodiment.

【図7】本実施例の作製方法を示す第5の工程図であ
る。
FIG. 7 is a fifth process chart showing the manufacturing method of the present embodiment.

【図8】本実施例の作製方法を示す第6の工程図であ
る。
FIG. 8 is a sixth process chart showing the manufacturing method of the present embodiment.

【図9】本実施例の作製方法を示す第7の工程図であ
る。
FIG. 9 is a seventh process chart showing the manufacturing method of the present embodiment.

【図10】複数のコア22が形成されたシリコンウェー
ハ1を示す平面図である。
FIG. 10 is a plan view showing a silicon wafer 1 having a plurality of cores 22 formed therein.

【図11】本実施例により作製された光導波路につい
て、ガラス導波層の層厚方向に沿った屈折率分布を示す
グラフである。
FIG. 11 is a graph showing the refractive index distribution along the layer thickness direction of the glass waveguide layer in the optical waveguide manufactured according to this example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコンウェーハ、10…第1のガラス微粒子層、
11…下部クラッド層、20…第2のガラス微粒子層、
21…コア層、22…1×8分岐のコア、30…第3の
ガラス微粒子層、31…上部クラッド層、50…酸水素
炎バーナ、60…フォトレジスト。
1 ... Silicon wafer, 10 ... First glass fine particle layer,
11 ... Lower clad layer, 20 ... Second glass fine particle layer,
21 ... Core layer, 22 ... 1 × 8 branch core, 30 ... Third glass fine particle layer, 31 ... Upper clad layer, 50 ... Oxygen flame burner, 60 ... Photoresist.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に形成された下部クラッド層と、
この下部クラッド層の上に形成されたコアとを有する光
導波路基体を用意する第1の工程と、 この光導波路基体の上に火炎中で生成したガラス微粒子
を吹き付けて上部クラッド層となるガラス微粒子層を形
成する第2の工程と、 このガラス微粒子層に熱処理を施すことにより、このガ
ラス微粒子層を透明ガラス化して上部クラッド層を形成
する第3の工程と、 上記の工程によりガラス層が形成された前記基板を切り
分けて前記コアを有するチップにする第4の工程と、 このチップが有する前記上部クラッド層の上部を除去す
ることにより、次のような前記下部クラッド層との屈折
率差比Δn Δn=(n−n2 )/n2 ×100[%] (nは対象物の屈折率、n2 は前記下部クラッド層の屈
折率)を用いて表現される前記上部クラッド層の層厚方
向に沿った屈折率分布において屈折率差比Δnの変動幅
が約0.05[%]以下となるような厚さに前記上部ク
ラッド層を成形する第5の工程と、 を備えることを特徴とする光導波路の作製方法。
1. A lower clad layer formed on a substrate,
A first step of preparing an optical waveguide substrate having a core formed on the lower clad layer, and glass fine particles to be an upper clad layer by spraying glass fine particles generated in a flame onto the optical waveguide substrate. The second step of forming a layer, the third step of heat-treating the glass fine particle layer to make the glass fine particle layer transparent vitrified to form an upper clad layer, and the glass layer formed by the above steps. A fourth step of cutting the formed substrate into chips having the core, and removing the upper portion of the upper clad layer of the chips to obtain the following refractive index difference ratio with the lower clad layer. Δn Δn = (n-n 2 ) / n 2 × 100 [%] (n is the refractive index of the object, n 2 is the refractive index of the lower clad layer) layer of the upper cladding layer and is represented by A fifth step of molding the upper clad layer to a thickness such that the fluctuation range of the refractive index difference ratio Δn in the refractive index distribution along the direction is about 0.05 [%] or less. And a method for manufacturing an optical waveguide.
【請求項2】 前記第1の工程は、 火炎中で生成したガラス微粒子を基板に吹き付けて前記
下部クラッド層となるガラス微粒子層を形成し、 次いで、このガラス微粒子層の上に火炎中で生成したガ
ラス微粒子を吹き付けて前記コアとなるガラス微粒子層
を形成し、 この後、これらのガラス微粒子層に熱処理を施すること
によりこれらのガラス微粒子層を透明ガラス化して、前
記下部クラッド層、および前記コアとなるコア層を形成
し、 続いて、このコア層にパターニング加工を施し、所定の
光導波路パターンを有する複数の前記コアを形成するこ
とにより、前記光導波路基体を作製する工程であること
を特徴とする請求項1記載の光導波路の作製方法。
2. In the first step, glass fine particles produced in a flame are sprayed onto a substrate to form a glass fine particle layer serving as the lower clad layer, and then the glass fine particle layer is produced on the glass fine particle layer in a flame. The glass fine particles are sprayed to form a glass fine particle layer serving as the core, and thereafter, these glass fine particle layers are heat-treated to be transparent vitrified, and the lower clad layer, and the above A step of forming the core layer to be a core, and subsequently subjecting the core layer to a patterning process to form a plurality of the cores having a predetermined optical waveguide pattern, thereby producing the optical waveguide substrate. The method for producing an optical waveguide according to claim 1, which is characterized in that.
【請求項3】 前記第5の工程は、前記チップ上のガラ
ス層にウェットエッチングを施す工程であることを特徴
とする請求項1または2記載の光導波路の作製方法。
3. The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein the fifth step is a step of performing wet etching on the glass layer on the chip.
【請求項4】 前記ウェットエッチングは、HF−NH
4 F溶液をエッチング液として用いることにより行うこ
とを特徴とする請求項3記載の光導波路の作製方法。
4. The wet etching is HF-NH
The method for producing an optical waveguide according to claim 3, wherein the 4F solution is used as an etching solution.
【請求項5】 前記基板としてシリコンウェーハを用
い、 前記ガラス微粒子として石英系のガラス微粒子を吹き付
け、 前記第5の工程において、前記上部クラッド層を約10
〜約30μmの厚さに成形することを特徴とする請求項
1〜4のいずれか記載の光導波路の作製方法。
5. A silicon wafer is used as the substrate, and silica-based glass fine particles are sprayed as the glass fine particles. In the fifth step, the upper clad layer is coated with about 10
The method for producing an optical waveguide according to claim 1, wherein the optical waveguide is molded to a thickness of about 30 μm.
【請求項6】 前記第5の工程において、前記上部クラ
ッド層の上部を約10〜約20μmだけ除去することを
特徴とする請求項5記載の光導波路の作製方法。
6. The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 5, wherein in the fifth step, the upper portion of the upper clad layer is removed by about 10 to about 20 μm.
JP30374494A 1994-12-07 1994-12-07 Production of optical waveguide Pending JPH08160236A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011118163A (en) * 2009-12-03 2011-06-16 Shinko Electric Ind Co Ltd Optoelectric module, method of manufacturing the same, and photoelectric module substrate

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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