JPH08304648A - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
- Publication number
- JPH08304648A JPH08304648A JP10492495A JP10492495A JPH08304648A JP H08304648 A JPH08304648 A JP H08304648A JP 10492495 A JP10492495 A JP 10492495A JP 10492495 A JP10492495 A JP 10492495A JP H08304648 A JPH08304648 A JP H08304648A
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- JP
- Japan
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- core
- optical waveguide
- film
- substrate
- polymer material
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 製造工程数が少なく、ポリマ導波路を寸法精
度良く成形し損失の小さい光導波路の製造方法を提供す
る。 【構成】 基板１上に、石英系ガラス材料から成る光
導波路の一部分がポリマ材料で成る光導波路を製造する
方法において、上記一部分を除いた区間のコア３１，３
３を石英系ガラス材料にて成形し、次いで上記一部分の
コア５１をポリマ材料にて成形する。
度良く成形し損失の小さい光導波路の製造方法を提供す
る。 【構成】 基板１上に、石英系ガラス材料から成る光
導波路の一部分がポリマ材料で成る光導波路を製造する
方法において、上記一部分を除いた区間のコア３１，３
３を石英系ガラス材料にて成形し、次いで上記一部分の
コア５１をポリマ材料にて成形する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光フィルタ、光スイッ
チ、電気光学効果素子などに利用できるポリマ導波路埋
め込み石英系ガラス導波路の製造方法に関するものであ
る。
チ、電気光学効果素子などに利用できるポリマ導波路埋
め込み石英系ガラス導波路の製造方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】石英系ガラス材料からなる光導波路の一
部分がポリマ材料からなる光導波路である、ポリマ埋め
込み石英系ガラス導波路は、光フィルタ、光スイッチ、
電気光学効果素子などに利用され、その製造方法が、フ
ォトリソグラフィやドライエッチング等の技術の応用で
あるため、光導波路を任意の形状と寸法精度で製造でき
る特長を持っている。
部分がポリマ材料からなる光導波路である、ポリマ埋め
込み石英系ガラス導波路は、光フィルタ、光スイッチ、
電気光学効果素子などに利用され、その製造方法が、フ
ォトリソグラフィやドライエッチング等の技術の応用で
あるため、光導波路を任意の形状と寸法精度で製造でき
る特長を持っている。
【０００３】従来のポリマ埋め込み石英系ガラス導波路
の製造方法は図４に示すように、石英ガラスあるいはＳ
ｉの基板１上に、ＳｉＯ2 膜、ＴｉＯ2 、ＧｅＯ2 等の
屈折率制御用ドーパントを添加したＳｉＯ2 膜、または
ＳｉＯx Ｎy Ｈz 膜等の石英系ガラス材料からなるコア
膜３をプラズマＣＶＤ法、スパッタ法、イオンビーム法
等により積層する（図４（ａ））。
の製造方法は図４に示すように、石英ガラスあるいはＳ
ｉの基板１上に、ＳｉＯ2 膜、ＴｉＯ2 、ＧｅＯ2 等の
屈折率制御用ドーパントを添加したＳｉＯ2 膜、または
ＳｉＯx Ｎy Ｈz 膜等の石英系ガラス材料からなるコア
膜３をプラズマＣＶＤ法、スパッタ法、イオンビーム法
等により積層する（図４（ａ））。
【０００４】次に、フォトリソグラフィにより、図４
（ｂ）に示すコア３０の部分をマスクとする金属膜パタ
ーンをコア膜３上に成形し、ドライエッチングを施して
コア３０を成形し（図４（ｂ））、更に、フォトリソグ
ラフィにより、図４（ｃ）に示すコア３２の部分以外を
マスクとする金属膜パターンをコア膜３０及び基板上に
成形し、ドライエッチングを施してコア３２を除去する
（図４（ｃ））。
（ｂ）に示すコア３０の部分をマスクとする金属膜パタ
ーンをコア膜３上に成形し、ドライエッチングを施して
コア３０を成形し（図４（ｂ））、更に、フォトリソグ
ラフィにより、図４（ｃ）に示すコア３２の部分以外を
マスクとする金属膜パターンをコア膜３０及び基板上に
成形し、ドライエッチングを施してコア３２を除去する
（図４（ｃ））。
【０００５】更に、この基板１上に、ポリメチルメタク
リレート、ポリカーボネイト、ポリイミド等のポリマ材
料によりコア膜５を積層し（図４（ｄ））、その後、フ
ォトリソグラフィによる金属膜パターンとドライエッチ
ングによりポリマ導波路となるコア５１を成形すると共
に、石英系ガラス材料のコア３１，３３の周囲のポリマ
材料からなるコア膜５を除去した（図４（ｅ））。
リレート、ポリカーボネイト、ポリイミド等のポリマ材
料によりコア膜５を積層し（図４（ｄ））、その後、フ
ォトリソグラフィによる金属膜パターンとドライエッチ
ングによりポリマ導波路となるコア５１を成形すると共
に、石英系ガラス材料のコア３１，３３の周囲のポリマ
材料からなるコア膜５を除去した（図４（ｅ））。
【０００６】最後に、図４（ｆ）に示すように光導波路
３３，５１，３１を石英系ガラス材料あるいはポリマ材
料からなるクラッド層６で覆うようにしていた。
３３，５１，３１を石英系ガラス材料あるいはポリマ材
料からなるクラッド層６で覆うようにしていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
方法は、図４（ｂ）に示したように、一度コア３０を成
形してから、さらに、フォトリソグラフィとドライエッ
チングを施し、図４（ｃ）に示したようなコア３２の除
去を行っているが、この場合、コア３２を除去するため
のフォトリソグラフィとして、図４（ｂ）の工程後に、
マスク用の金属膜を基板１とコア３０上に成形しなけれ
ばならない。しかし金属膜はコア３０のような凸形状の
上では、金属膜の形成が不良となり、その後に続くドラ
イエッチングを行うと、図４の（ｃ）に示すコア３２の
除去の寸法精度が悪くなり、そこにポリマ導波路を成形
しても石英系ガラス材料からなる導波路との良好な接続
が得られず、伝送損失が大きくなるという問題があっ
た。
方法は、図４（ｂ）に示したように、一度コア３０を成
形してから、さらに、フォトリソグラフィとドライエッ
チングを施し、図４（ｃ）に示したようなコア３２の除
去を行っているが、この場合、コア３２を除去するため
のフォトリソグラフィとして、図４（ｂ）の工程後に、
マスク用の金属膜を基板１とコア３０上に成形しなけれ
ばならない。しかし金属膜はコア３０のような凸形状の
上では、金属膜の形成が不良となり、その後に続くドラ
イエッチングを行うと、図４の（ｃ）に示すコア３２の
除去の寸法精度が悪くなり、そこにポリマ導波路を成形
しても石英系ガラス材料からなる導波路との良好な接続
が得られず、伝送損失が大きくなるという問題があっ
た。
【０００８】そこで、図５に示す以下の方法が提案され
ている。すなわち、まず石英ガラスあるいはＳｉの基板
１上に、ＳｉＯ2 膜、ＴｉＯ2 、ＧｅＯ2 等の屈折率制
御用ドーパントを添加したＳｉＯ2 膜、またはＳｉＯx
Ｎy Ｈz 膜等の石英系ガラス材料からなるコア膜３をプ
ラズマＣＶＤ法、スパッタ法、イオンビーム法等により
積層する（図５（ａ））。
ている。すなわち、まず石英ガラスあるいはＳｉの基板
１上に、ＳｉＯ2 膜、ＴｉＯ2 、ＧｅＯ2 等の屈折率制
御用ドーパントを添加したＳｉＯ2 膜、またはＳｉＯx
Ｎy Ｈz 膜等の石英系ガラス材料からなるコア膜３をプ
ラズマＣＶＤ法、スパッタ法、イオンビーム法等により
積層する（図５（ａ））。
【０００９】次に、先に述べたフォトリソグラフィによ
る金属膜パターンとドライエッチングによりコア３０を
成形し（図５（ｂ））、その基板１上に石英系ガラス材
料あるいはポリマ材料からなるクラッド層４を積層する
（図５（ｃ））。さらにポリマ導波路を成形するため
に、フォトリソグラフィとドライエッチングによりクラ
ッド層４２とコア３２を除去しスリットを成形した（図
５（ｄ））。
る金属膜パターンとドライエッチングによりコア３０を
成形し（図５（ｂ））、その基板１上に石英系ガラス材
料あるいはポリマ材料からなるクラッド層４を積層する
（図５（ｃ））。さらにポリマ導波路を成形するため
に、フォトリソグラフィとドライエッチングによりクラ
ッド層４２とコア３２を除去しスリットを成形した（図
５（ｄ））。
【００１０】更に、このスリットにポリメチルメタクリ
レート、ポリカーボネイト、ポリイミド等のポリマ材料
を滴下してスピンコート法により選択的に積層し、加熱
・乾燥を行いコア膜５を成形し（図５の（ｅ））、フォ
トリソグラフィとドライエッチングによりポリマ導波路
５１を成形し（図５の（ｆ））、クラッド層４と同材料
からなるクラッド層７でポリマ導波路５１を覆うように
した（図５の（ｇ））。
レート、ポリカーボネイト、ポリイミド等のポリマ材料
を滴下してスピンコート法により選択的に積層し、加熱
・乾燥を行いコア膜５を成形し（図５の（ｅ））、フォ
トリソグラフィとドライエッチングによりポリマ導波路
５１を成形し（図５の（ｆ））、クラッド層４と同材料
からなるクラッド層７でポリマ導波路５１を覆うように
した（図５の（ｇ））。
【００１１】この方法によれば、ドライエッチング前の
図５の（ａ）、（ｃ）の各工程でフォトリソグラフィ用
の金属膜を積層する際、良好な膜が得られるが、工程数
が７と多いため製造コストが増大する問題があった。
図５の（ａ）、（ｃ）の各工程でフォトリソグラフィ用
の金属膜を積層する際、良好な膜が得られるが、工程数
が７と多いため製造コストが増大する問題があった。
【００１２】更に、図５の（ｄ）に示す工程で、クラッ
ド層４２とコア３２をエッチングにより除去する際、コ
ア及びクラッドの材質の違いによりエッチング速度が異
なるため、ポリマ導波路を成形する部分が凹凸形状とな
り、後に続くポリマ導波路の成形が困難になってしまう
という問題があった。
ド層４２とコア３２をエッチングにより除去する際、コ
ア及びクラッドの材質の違いによりエッチング速度が異
なるため、ポリマ導波路を成形する部分が凹凸形状とな
り、後に続くポリマ導波路の成形が困難になってしまう
という問題があった。
【００１３】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、製造工程数が少なく、ポリマ導波路を寸法精度良く
成形し損失の少ない光導波路の製造方法を提供すること
にある。
し、製造工程数が少なく、ポリマ導波路を寸法精度良く
成形し損失の少ない光導波路の製造方法を提供すること
にある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、基板上に、石英系ガラス材料から成る光導
波路の一部分がポリマ材料から成る光導波路を製造する
方法において、上記基板上に石英系ガラス材料を積層し
一回のフォトリソグラフィと一回のドライエッチングで
上記一部分を除いた区間を成形した後、次いで上記一部
分のコアをポリマ材料にて成形するものである。
に本発明は、基板上に、石英系ガラス材料から成る光導
波路の一部分がポリマ材料から成る光導波路を製造する
方法において、上記基板上に石英系ガラス材料を積層し
一回のフォトリソグラフィと一回のドライエッチングで
上記一部分を除いた区間を成形した後、次いで上記一部
分のコアをポリマ材料にて成形するものである。
【００１５】
【作用】本発明の方法により、石英系ガラス材料からな
る光導波路となる部分を一回のフォトリソグラフィと一
回のドライエッチングで形成する。またマスク用の金属
膜を形成する際、基板表面は凹凸のない平面であるため
金属膜が良好に形成される。
る光導波路となる部分を一回のフォトリソグラフィと一
回のドライエッチングで形成する。またマスク用の金属
膜を形成する際、基板表面は凹凸のない平面であるため
金属膜が良好に形成される。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
て詳述する。
【００１７】図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の方法による
光導波路の製造方法の製造工程を示したものである。
光導波路の製造方法の製造工程を示したものである。
【００１８】まず、石英ガラスあるいはＳｉの基板１上
に、ＳｉＯ2 膜、ＴｉＯ2 、ＧｅＯ2 等の屈折率制御用
ドーパントを添加したＳｉＯ2 膜、またはＳｉＯx Ｎy
Ｈz 膜等の石英系ガラス材料からなるコア膜３をプラズ
マＣＶＤ法、スパッタ法、イオンビーム法等により厚さ
ｄ＝２．５μｍに積層する（図１（ａ））。
に、ＳｉＯ2 膜、ＴｉＯ2 、ＧｅＯ2 等の屈折率制御用
ドーパントを添加したＳｉＯ2 膜、またはＳｉＯx Ｎy
Ｈz 膜等の石英系ガラス材料からなるコア膜３をプラズ
マＣＶＤ法、スパッタ法、イオンビーム法等により厚さ
ｄ＝２．５μｍに積層する（図１（ａ））。
【００１９】次に、フォトリソグラフィにより、コア膜
３上に、図２に示すような幅ｗ＝４μｍで間隔Ｉ＝５０
ｍｍでコア３１，３３部分をマスクする金属膜パターン
７０を成形し、ドライエッチングを施して図１（ｂ）に
示すようなコア３１，３３を成形し、金属膜パターン７
０を剥離する。
３上に、図２に示すような幅ｗ＝４μｍで間隔Ｉ＝５０
ｍｍでコア３１，３３部分をマスクする金属膜パターン
７０を成形し、ドライエッチングを施して図１（ｂ）に
示すようなコア３１，３３を成形し、金属膜パターン７
０を剥離する。
【００２０】更に、この基板１上に、ポリメチルメタク
リレート、ポリカーボネイト、ポリイミド等のポリマ材
料によりコア膜５を厚さＤ＝２．５μｍに積層し（図１
（ｃ））、フォトリソグラフィにより、コア膜５上に、
図１（ｄ）に示す幅ｗ＝４μｍで長さＩ＝５０ｍｍのコ
ア５１部分とコア３１，３３部分をマスクとする金属膜
パターン（図示せず）を成形し、ドライエッチングを施
してコア５１を成形し、金属膜パターンを剥離する（図
１（ｄ））。
リレート、ポリカーボネイト、ポリイミド等のポリマ材
料によりコア膜５を厚さＤ＝２．５μｍに積層し（図１
（ｃ））、フォトリソグラフィにより、コア膜５上に、
図１（ｄ）に示す幅ｗ＝４μｍで長さＩ＝５０ｍｍのコ
ア５１部分とコア３１，３３部分をマスクとする金属膜
パターン（図示せず）を成形し、ドライエッチングを施
してコア５１を成形し、金属膜パターンを剥離する（図
１（ｄ））。
【００２１】最後に、図３に示すように石英系ガラス材
料あるいはポリマ材料からなる、比屈折率差Δ＝２％の
クラッド層６で覆う。
料あるいはポリマ材料からなる、比屈折率差Δ＝２％の
クラッド層６で覆う。
【００２２】以上の方法によれば、工程数は５と少な
く、また、マスクとなる金属膜を成形する工程におい
て、つまり図１の（ａ）と（ｃ）の工程後、金属膜を積
層する際、基板の表面は凹凸のない平面であり、マスク
用の金属膜は良好に形成されるため、寸法精度の良い光
導波路を成形できる。
く、また、マスクとなる金属膜を成形する工程におい
て、つまり図１の（ａ）と（ｃ）の工程後、金属膜を積
層する際、基板の表面は凹凸のない平面であり、マスク
用の金属膜は良好に形成されるため、寸法精度の良い光
導波路を成形できる。
【００２３】更に、上記の方法により成形した光導波路
に波長１．３μｍの光信号を伝送させて、損失特性を測
定した。また比較例として、本実施例と同材料で、図４
及び図５に示した従来の方法で光導波路を成形し、同様
に損失特性を測定し、これらの測定結果を表１に示す。
に波長１．３μｍの光信号を伝送させて、損失特性を測
定した。また比較例として、本実施例と同材料で、図４
及び図５に示した従来の方法で光導波路を成形し、同様
に損失特性を測定し、これらの測定結果を表１に示す。
【００２４】
【表１】
【００２５】本発明の方法による光導波路は０．１２ｄ
Ｂ／ｃｍと低損失であり、石英系ガラス材料の光導波路
とポリマ材料の光導波路が精度よく接続している。
Ｂ／ｃｍと低損失であり、石英系ガラス材料の光導波路
とポリマ材料の光導波路が精度よく接続している。
【００２６】図４に示した従来の方法による光導波路は
５．２ｄＢ／ｃｍと高い損失を示し、これは石英系ガラ
ス材料の光導波路とポリマ材料の光導波路が精度よく接
続していないことを示している。また図５に示した方法
による光導波路はポリマ導波路を形成する部分が凹凸形
状となり、後に続くポリマ導波路の形成ができず測定は
できなかった。この測定により本発明の著しい効果が実
証された。
５．２ｄＢ／ｃｍと高い損失を示し、これは石英系ガラ
ス材料の光導波路とポリマ材料の光導波路が精度よく接
続していないことを示している。また図５に示した方法
による光導波路はポリマ導波路を形成する部分が凹凸形
状となり、後に続くポリマ導波路の形成ができず測定は
できなかった。この測定により本発明の著しい効果が実
証された。
【００２７】
【発明の効果】以上要するに本発明の方法によれば、石
英系ガラス材料からなる光導波路となる部分を一回のフ
ォトリソグラフィと一回のドライエッチングで形成する
ため、工程数は減少し、製造コストを低く抑えることが
できる。また、マスク用の金属膜が良好に形成されるた
め、ポリマ導波路を寸法精度良く形成することができ、
低損失の光導波路を形成することができる。
英系ガラス材料からなる光導波路となる部分を一回のフ
ォトリソグラフィと一回のドライエッチングで形成する
ため、工程数は減少し、製造コストを低く抑えることが
できる。また、マスク用の金属膜が良好に形成されるた
め、ポリマ導波路を寸法精度良く形成することができ、
低損失の光導波路を形成することができる。
【図１】本発明の光導波路の製造方法の一実施例を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】石英系ガラス材料から成る光導波路形成用の金
属膜パターンを示す平面図である。
属膜パターンを示す平面図である。
【図３】本発明の方法により成形した光導波路を示す斜
視図である。
視図である。
【図４】従来の光導波路の製造方法の工程を示す斜視図
である。
である。
【図５】従来の光導波路の製造方法の工程を示す斜視図
である。
である。
１ 基板 ３１、３３ 石英系ガラス材料からなる光導波路 ５１ ポリマ材料からなる光導波路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 忍 茨城県土浦市木田余町3550番地 日立電線 株式会社アドバンスリサーチセンタ内
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に、石英系ガラス材料から成る光
導波路の一部分がポリマ材料で成る光導波路を製造する
方法において、上記一部分を除いた区間のコアを石英系
ガラス材料にて成形し、次いで上記一部分のコアをポリ
マ材料にて成形することを特徴とする光導波路の製造方
法。 - 【請求項２】 基板上に、石英系ガラス材料から成る光
導波路の一部分がポリマ材料で成る光導波路を製造する
方法において、上記基板上に石英系ガラス材料を積層し
一回のフォトリソグラフィと一回のドライエッチングで
上記一部分を除いた区間を成形した後、次いで上記一部
分のコアをポリマ材料にて成形することを特徴とする光
導波路の製造方法。 - 【請求項３】 上記光導波路のコアを成形した後に、コ
ア全体を石英系ガラス材料あるいはポリマ材料にてクラ
ッド層を被覆する請求項１又は２記載の光導波路の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10492495A JPH08304648A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10492495A JPH08304648A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08304648A true JPH08304648A (ja) | 1996-11-22 |
Family
ID=14393658
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10492495A Pending JPH08304648A (ja) | 1995-04-28 | 1995-04-28 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08304648A (ja) |
-
1995
- 1995-04-28 JP JP10492495A patent/JPH08304648A/ja active Pending
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