JPH10239541A - 光導波路及びその製造方法 - Google Patents
光導波路及びその製造方法Info
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- JPH10239541A JPH10239541A JP3870597A JP3870597A JPH10239541A JP H10239541 A JPH10239541 A JP H10239541A JP 3870597 A JP3870597 A JP 3870597A JP 3870597 A JP3870597 A JP 3870597A JP H10239541 A JPH10239541 A JP H10239541A
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- layer
- optical waveguide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 石英系光導波路の生産性を向上し、低コスト
化を図ることができる光導波路及びその製造方法を提供
する。 【解決手段】 石英系光導波路２０は、Ｓｉ基板２１
と、下部クラッド層２２と、下部クラッド層２２よりも
高い屈折率を有する平面的なコア層１と、コア層１より
もさらに高い屈折率を有するパターニングされたコア層
２と、コア層１あるいはコア層２よりも低い屈折率を有
する上部クラッド層とを備える。
化を図ることができる光導波路及びその製造方法を提供
する。 【解決手段】 石英系光導波路２０は、Ｓｉ基板２１
と、下部クラッド層２２と、下部クラッド層２２よりも
高い屈折率を有する平面的なコア層１と、コア層１より
もさらに高い屈折率を有するパターニングされたコア層
２と、コア層１あるいはコア層２よりも低い屈折率を有
する上部クラッド層とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光集積回路におけ
る光導波路及びその製造方法に関し、詳細には、石英系
光導波路とその製造方法に関する。
る光導波路及びその製造方法に関し、詳細には、石英系
光導波路とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムの大容量化・高機能化が
求められる一方で、光ファイバネットワークの低コスト
化の要求が強い。光導波路（optical waveguide）は、
光デバイスの小型化、高集積化、低コスト化に必要不可
欠なものであり、カップラー、スイッチ、フィルタ、変
調器などの光導波路のみで構成されるデバイスに加え
て、光導波路が形成された基板の上に半導体レーザ、半
導体光検出器などのデバイスをハイブリッドに実装して
構成される機能デバイスなど、さまざまな検討がなされ
ている。
求められる一方で、光ファイバネットワークの低コスト
化の要求が強い。光導波路（optical waveguide）は、
光デバイスの小型化、高集積化、低コスト化に必要不可
欠なものであり、カップラー、スイッチ、フィルタ、変
調器などの光導波路のみで構成されるデバイスに加え
て、光導波路が形成された基板の上に半導体レーザ、半
導体光検出器などのデバイスをハイブリッドに実装して
構成される機能デバイスなど、さまざまな検討がなされ
ている。
【０００３】現在、光導波路を形成する材料としては、
石英系、強誘電体系、有機系、半導体系などが主に扱わ
れている。
石英系、強誘電体系、有機系、半導体系などが主に扱わ
れている。
【０００４】この中で石英系光導波路は、光伝搬損失が
小さく低損失デバイスが実現でき、特性が安定で光ファ
イバとの整合性に優れる特長を有する。また、大口径Ｓ
ｉ基板を用いることができるため、量産が可能で低コス
ト化が実現される。
小さく低損失デバイスが実現でき、特性が安定で光ファ
イバとの整合性に優れる特長を有する。また、大口径Ｓ
ｉ基板を用いることができるため、量産が可能で低コス
ト化が実現される。
【０００５】図５は従来の石英系光導波路の構造を示す
断面図である。
断面図である。
【０００６】図５において、Ｓｉ基板１１上に石英系材
料による下部クラッド層１２−コア層１３−上部クラッ
ド層１４の３層からなる。ここで、低損失光導波路を得
るにはクラッド層厚として１０μｍ以上が必要であり、
またコア層厚としては光ファイバとの高効率結合を考慮
すると５μｍ以上が必要である。
料による下部クラッド層１２−コア層１３−上部クラッ
ド層１４の３層からなる。ここで、低損失光導波路を得
るにはクラッド層厚として１０μｍ以上が必要であり、
またコア層厚としては光ファイバとの高効率結合を考慮
すると５μｍ以上が必要である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】現在、石英系光導波路
の製造方法にあたっては、石英系材料の堆積には火炎堆
積法やＣＶＤ法が用いられている。火炎堆積法では、石
英の粉を基板の上に堆積した後に、石英を透明化するの
に１５００℃前後で数時間の熱処理を要する。また、Ｃ
ＶＤ法では、熱処理を必要としないが、成膜に数時間を
要する。さらに、所定パターンの光導波路を形成するに
は、図６に示すように、ホトリソグラフィー工程及び５
μｍ以上のコア層に対するエッチング処理を施さなくて
はならない。
の製造方法にあたっては、石英系材料の堆積には火炎堆
積法やＣＶＤ法が用いられている。火炎堆積法では、石
英の粉を基板の上に堆積した後に、石英を透明化するの
に１５００℃前後で数時間の熱処理を要する。また、Ｃ
ＶＤ法では、熱処理を必要としないが、成膜に数時間を
要する。さらに、所定パターンの光導波路を形成するに
は、図６に示すように、ホトリソグラフィー工程及び５
μｍ以上のコア層に対するエッチング処理を施さなくて
はならない。
【０００８】以上のように、従来の石英系光導波路で
は、その製造に時間を要し生産性に問題があった。
は、その製造に時間を要し生産性に問題があった。
【０００９】本発明は、石英系光導波路の生産性を向上
し、低コスト化を図ることができる光導波路及びその製
造方法を提供することを目的とする。
し、低コスト化を図ることができる光導波路及びその製
造方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光導波路
は、石英系光導波路において、下部クラッド層と、下部
クラッド層よりも高い屈折率を有する平面的な第１のコ
ア層と、第１のコア層よりもさらに高い屈折率を有する
パターニングされた第２のコア層と、第１のコア層ある
いは第２のコア層よりも低い屈折率を有する上部クラッ
ド層とからなる。
は、石英系光導波路において、下部クラッド層と、下部
クラッド層よりも高い屈折率を有する平面的な第１のコ
ア層と、第１のコア層よりもさらに高い屈折率を有する
パターニングされた第２のコア層と、第１のコア層ある
いは第２のコア層よりも低い屈折率を有する上部クラッ
ド層とからなる。
【００１１】上記第２のコア層は、有機ポリマーであっ
てもよく、上記第２のコア層は、ホトレジストであって
もよい。
てもよく、上記第２のコア層は、ホトレジストであって
もよい。
【００１２】また、上記上部クラッド層は、有機ポリマ
ーであってもよく、上記上部クラッド層は、空気層であ
ってもよい。
ーであってもよく、上記上部クラッド層は、空気層であ
ってもよい。
【００１３】本発明に係る光導波路の製造方法は、石英
系光導波路の製造方法において、基板上に下部クラッド
層を形成する工程と、下部クラッド層よりも高い屈折率
を有する平面的な第１のコア層を形成する工程と、第１
のコア層よりもさらに高い屈折率を有するパターニング
された第２のコア層を形成する工程と、第１のコア層あ
るいは第２のコア層よりも低い屈折率を有する上部クラ
ッド層を形成する工程とを有することを特徴とする。
系光導波路の製造方法において、基板上に下部クラッド
層を形成する工程と、下部クラッド層よりも高い屈折率
を有する平面的な第１のコア層を形成する工程と、第１
のコア層よりもさらに高い屈折率を有するパターニング
された第２のコア層を形成する工程と、第１のコア層あ
るいは第２のコア層よりも低い屈折率を有する上部クラ
ッド層を形成する工程とを有することを特徴とする。
【００１４】上記第２のコア層をホトレジストにより形
成し、ホトレジストにより形成された第２のコア層を、
ホトリソグラフィーを用いてパターニングするものであ
ってもよい。
成し、ホトレジストにより形成された第２のコア層を、
ホトリソグラフィーを用いてパターニングするものであ
ってもよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明に係る光導波路及びその製
造方法は、光合分波器等に用いられる石英系光導波路に
適用することができる。
造方法は、光合分波器等に用いられる石英系光導波路に
適用することができる。
【００１６】図１は本発明の第１の実施形態に係る光導
波路の構造を示す断面図、図２はその構造を説明するた
めの模式図である。
波路の構造を示す断面図、図２はその構造を説明するた
めの模式図である。
【００１７】図１において、石英系光導波路２０は、Ｓ
ｉ基板２１上に、下部クラッド層２２と、下部クラッド
層２２よりも高い屈折率を有する平面的なコア層２３
（コア層１）（第１のコア層）と、コア層１よりもさら
に高い屈折率を有するパターニングされたコア層２４
（コア層２）（第２のコア層）と、コア層１あるいはコ
ア層２よりも低い屈折率を有する上部クラッド層２５と
から構成される。
ｉ基板２１上に、下部クラッド層２２と、下部クラッド
層２２よりも高い屈折率を有する平面的なコア層２３
（コア層１）（第１のコア層）と、コア層１よりもさら
に高い屈折率を有するパターニングされたコア層２４
（コア層２）（第２のコア層）と、コア層１あるいはコ
ア層２よりも低い屈折率を有する上部クラッド層２５と
から構成される。
【００１８】本発明者は、鋭意検討を重ねた結果、本発
明に係る光導波路では、現在光通信システムで使われて
いる近赤外域の光がコア層２及びコア層１においてコア
層２下の領域（図１の破線部分参照）に効率良く閉じ込
められることを見い出した。
明に係る光導波路では、現在光通信システムで使われて
いる近赤外域の光がコア層２及びコア層１においてコア
層２下の領域（図１の破線部分参照）に効率良く閉じ込
められることを見い出した。
【００１９】図２は、下部クラッド層の屈折率１．４
６、コア層１の厚み８μｍ・屈折率１．４６２、コア層
２の厚み２μｍ・幅１０μｍ・屈折率１．４７８、上部
クラッド層の屈折率１．０（空気）とした場合につい
て、波長１．３１μｍの基本モード光の電界分布を有限
要素法で計算した結果である。
６、コア層１の厚み８μｍ・屈折率１．４６２、コア層
２の厚み２μｍ・幅１０μｍ・屈折率１．４７８、上部
クラッド層の屈折率１．０（空気）とした場合につい
て、波長１．３１μｍの基本モード光の電界分布を有限
要素法で計算した結果である。
【００２０】図２から、本光導波路における基本モード
光の電界分布は、従来の光導波路と同様にガウス分布に
近く単一モード光ファイバと結合する上で問題のないこ
とが分かる。
光の電界分布は、従来の光導波路と同様にガウス分布に
近く単一モード光ファイバと結合する上で問題のないこ
とが分かる。
【００２１】また、本光導波路では、コア層２をパター
ニングするのに従来の光導波路と同様にホトリソグラフ
ィー工程及びエッチング処理を施さなくてはならない
が、コア層２の厚みは１〜２μｍと従来の石英系光導波
路のコア層の数分の１でよいため、エッチングに要する
時間を低減することができる。
ニングするのに従来の光導波路と同様にホトリソグラフ
ィー工程及びエッチング処理を施さなくてはならない
が、コア層２の厚みは１〜２μｍと従来の石英系光導波
路のコア層の数分の１でよいため、エッチングに要する
時間を低減することができる。
【００２２】また、本光導波路では、コア層２を有機ポ
リマーとしてもよい。一般に有機ポリマーは石英よりも
エッチングが容易であるので、この場合エッチング時間
をさらに低減することができる。特に、この有機ポリマ
ーをホトレジストとすればホトリソグラフィー工程のみ
でコア層２をパターングすることが可能である。
リマーとしてもよい。一般に有機ポリマーは石英よりも
エッチングが容易であるので、この場合エッチング時間
をさらに低減することができる。特に、この有機ポリマ
ーをホトレジストとすればホトリソグラフィー工程のみ
でコア層２をパターングすることが可能である。
【００２３】さらに、従来の石英系光導波路では、上部
クラッド層を空気とした場合単一モードとはならず多モ
ード導波路となり光通信システムに用いる際には問題が
生じるが、本光導波路では、上部クラッド層を空気とし
ても単一モード導波路とすることが可能であるので、そ
の堆積時間を低減することも可能である。但し、コア層
１及びコア層２を保護するため、上部クラッド層として
何らかの材料を堆積しておいても良い。この場合、上部
クラッド層の材料としてはコア層１あるいはコア層２よ
りも低く所定の値の屈折率を持つものであれば石英でも
有機ポリマーでもよいが、堆積の容易さから有機ポリマ
ーを用いるのが好ましい。
クラッド層を空気とした場合単一モードとはならず多モ
ード導波路となり光通信システムに用いる際には問題が
生じるが、本光導波路では、上部クラッド層を空気とし
ても単一モード導波路とすることが可能であるので、そ
の堆積時間を低減することも可能である。但し、コア層
１及びコア層２を保護するため、上部クラッド層として
何らかの材料を堆積しておいても良い。この場合、上部
クラッド層の材料としてはコア層１あるいはコア層２よ
りも低く所定の値の屈折率を持つものであれば石英でも
有機ポリマーでもよいが、堆積の容易さから有機ポリマ
ーを用いるのが好ましい。
【００２４】第１の実施形態では、図１に示した石英系
光導波路２０において、下部クラッド層２２、コア層２
３（コア層１）、コア層２４（コア層２）を石英とし、
上部クラッド層２５を空気として構成する。
光導波路２０において、下部クラッド層２２、コア層２
３（コア層１）、コア層２４（コア層２）を石英とし、
上部クラッド層２５を空気として構成する。
【００２５】以下、上述のように構成された石英系光導
波路２０の製造方法を説明する。
波路２０の製造方法を説明する。
【００２６】まず、テトラエトキシシラン（Ｓｉ（ＯＣ
2Ｈ5）4）をガスソースとした常圧ＣＶＤ法を用いてＳ
ｉ基板２１上に石英系材料の下部クラッド層２２、コア
層２３（コア層１）及びコア層２４（コア層２）を形成
する。
2Ｈ5）4）をガスソースとした常圧ＣＶＤ法を用いてＳ
ｉ基板２１上に石英系材料の下部クラッド層２２、コア
層２３（コア層１）及びコア層２４（コア層２）を形成
する。
【００２７】下部クラッド層２２、コア層１、コア層２
の厚さは、それぞれ１５μｍ、８μｍ、２μｍとし、屈
折率はそれぞれ１．４６、１．４６２、１．４７８とし
た。ここに、屈折率は燐（Ｐ）、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）、ボロン（Ｂ）を所望量ドーピングすることにより
制御した。
の厚さは、それぞれ１５μｍ、８μｍ、２μｍとし、屈
折率はそれぞれ１．４６、１．４６２、１．４７８とし
た。ここに、屈折率は燐（Ｐ）、ゲルマニウム（Ｇ
ｅ）、ボロン（Ｂ）を所望量ドーピングすることにより
制御した。
【００２８】次に、図３に示すように、ホトリソグラフ
ィー及び反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によりコア
層２を幅１０μｍに残し、深さ２μｍエッチングして、
直線導波路を形成した。このとき、エッチング速度は
０．１μｍ／ｍｉｎであった。
ィー及び反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によりコア
層２を幅１０μｍに残し、深さ２μｍエッチングして、
直線導波路を形成した。このとき、エッチング速度は
０．１μｍ／ｍｉｎであった。
【００２９】なお、比較例として、図５に示した従来の
石英系光導波路において、下部クラッド層１２、コア層
１３、上部クラッド層１４の厚さはそれぞれ１５μｍ、
１０μｍ、１５μｍとし、屈折率はそれぞれ１．４６、
１．４６２、１．４６として、直線導波路を形成した。
ここに、石英系材料の堆積・エッチングの条件は本実施
形態と同様にした。
石英系光導波路において、下部クラッド層１２、コア層
１３、上部クラッド層１４の厚さはそれぞれ１５μｍ、
１０μｍ、１５μｍとし、屈折率はそれぞれ１．４６、
１．４６２、１．４６として、直線導波路を形成した。
ここに、石英系材料の堆積・エッチングの条件は本実施
形態と同様にした。
【００３０】以上の製作方法により以下のような効果が
確認された。
確認された。
【００３１】すなわち、比較例では厚さ１０μｍのコア
層をエッチングするのに要した時間は約１００分であっ
たのに対し、本実施形態では厚さ２μｍのコア層２のエ
ッチング時間は約２０分と著しく低減することができ
た。さらに、比較例ではこの後試料をＣＶＤ反応チャン
バに戻し、１５μｍの上部クラッド層１４を成膜した
が、これを完了するまでに約４時間を要した。
層をエッチングするのに要した時間は約１００分であっ
たのに対し、本実施形態では厚さ２μｍのコア層２のエ
ッチング時間は約２０分と著しく低減することができ
た。さらに、比較例ではこの後試料をＣＶＤ反応チャン
バに戻し、１５μｍの上部クラッド層１４を成膜した
が、これを完了するまでに約４時間を要した。
【００３２】ここで、本実施形態の直線導波路に対し
て、波長１．３１μｍの基本モード光の強度分布を観察
したところ、比較例と同様にガウス分布に近く単一モー
ド光ファイバとの結合に当たって問題はなかった。ま
た、光伝搬損失は、比較例では０．０５ｄＢ／ｃｍであ
ったのに対し、実施形態では０．０６ｄＢ／ｃｍで実用
上何ら問題はなかった。
て、波長１．３１μｍの基本モード光の強度分布を観察
したところ、比較例と同様にガウス分布に近く単一モー
ド光ファイバとの結合に当たって問題はなかった。ま
た、光伝搬損失は、比較例では０．０５ｄＢ／ｃｍであ
ったのに対し、実施形態では０．０６ｄＢ／ｃｍで実用
上何ら問題はなかった。
【００３３】以上説明したように、第１の実施形態に係
る石英系光導波路２０は、Ｓｉ基板２１と、下部クラッ
ド層２２と、下部クラッド層２２よりも高い屈折率を有
する平面的なコア層１と、コア層１よりもさらに高い屈
折率を有するパターニングされたコア層２と、コア層１
あるいはコア層２よりも低い屈折率を有する上部クラッ
ド層とを備えているので、コア層のエッチング時間を著
しく低減あるいは不要にすることができ、石英系光導波
路の生産性を向上して、低コスト化を図ることができ
る。
る石英系光導波路２０は、Ｓｉ基板２１と、下部クラッ
ド層２２と、下部クラッド層２２よりも高い屈折率を有
する平面的なコア層１と、コア層１よりもさらに高い屈
折率を有するパターニングされたコア層２と、コア層１
あるいはコア層２よりも低い屈折率を有する上部クラッ
ド層とを備えているので、コア層のエッチング時間を著
しく低減あるいは不要にすることができ、石英系光導波
路の生産性を向上して、低コスト化を図ることができ
る。
【００３４】第２の実施形態に係る光導波路及びその製
造方法を説明する。
造方法を説明する。
【００３５】本実施形態では、図１に示した石英系光導
波路において、下部クラッド層２２及びコア層２３（コ
ア層１）を石英、コア層２４（コア層２）をポリメタク
リル酸メチル（ＰＭＭＡ）とし、上部クラッド層２５を
空気とした。
波路において、下部クラッド層２２及びコア層２３（コ
ア層１）を石英、コア層２４（コア層２）をポリメタク
リル酸メチル（ＰＭＭＡ）とし、上部クラッド層２５を
空気とした。
【００３６】以下、上述のように構成された石英系光導
波路の製造方法を説明する。
波路の製造方法を説明する。
【００３７】まず、第１の実施形態と同様にして、常圧
ＣＶＤ法を用いてＳｉ基板２１上に石英系材料の下部ク
ラッド層２２、コア層１を形成した。下部クラッド層２
２、コア層１の厚さはそれぞれ１５μｍ、８μｍとし、
屈折率はそれぞれ１．４６、１．４６８とした。
ＣＶＤ法を用いてＳｉ基板２１上に石英系材料の下部ク
ラッド層２２、コア層１を形成した。下部クラッド層２
２、コア層１の厚さはそれぞれ１５μｍ、８μｍとし、
屈折率はそれぞれ１．４６、１．４６８とした。
【００３８】次に、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭ
Ａ）をスピンコーティング法によって厚さ２μｍに成膜
しコア層２とした。コア層２の屈折率は１．４８とし
た。
Ａ）をスピンコーティング法によって厚さ２μｍに成膜
しコア層２とした。コア層２の屈折率は１．４８とし
た。
【００３９】次に、第１の実施形態と同様にして、ホト
リソグラフィー及び反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）
によりコア層２を幅１０μｍに残し、深さ２μｍエッチ
ングして、直線導波路を形成した。このとき、エッチン
グ速度は０．５μｍ／ｍｉｎであった。なお、第１の実
施形態に対する比較例を本実施形態にも比較例として用
いた。
リソグラフィー及び反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）
によりコア層２を幅１０μｍに残し、深さ２μｍエッチ
ングして、直線導波路を形成した。このとき、エッチン
グ速度は０．５μｍ／ｍｉｎであった。なお、第１の実
施形態に対する比較例を本実施形態にも比較例として用
いた。
【００４０】以上の製作方法により以下のような効果が
確認された。
確認された。
【００４１】すなわち、比較例では厚さ１０μｍのコア
層をエッチングするのに要した時間は約１００分であっ
たのに対し、本実施形態では厚さ２μｍのコア層２のエ
ッチング時間は約４分と著しく低減できた。さらに、比
較例ではこの後試料をＣＶＤ反応チャンバに戻し、５μ
ｍの上部クラッド層を成膜したが、これを完了するまで
に約４時間を要した。
層をエッチングするのに要した時間は約１００分であっ
たのに対し、本実施形態では厚さ２μｍのコア層２のエ
ッチング時間は約４分と著しく低減できた。さらに、比
較例ではこの後試料をＣＶＤ反応チャンバに戻し、５μ
ｍの上部クラッド層を成膜したが、これを完了するまで
に約４時間を要した。
【００４２】なお、本実施形態の直線導波路に対して、
波長１．３１μｍの基本モード光の強度分布を観察した
ところ、比較例と同様にガウス分布に近く、単一モード
光ファイバとの結合に当たって問題はなかった。また、
光伝搬損失は、比較例では０．０５ｄＢ／ｃｍであった
のに対し、実施形態では０．０８ｄＢ／ｃｍで実用上何
ら問題はなかった。
波長１．３１μｍの基本モード光の強度分布を観察した
ところ、比較例と同様にガウス分布に近く、単一モード
光ファイバとの結合に当たって問題はなかった。また、
光伝搬損失は、比較例では０．０５ｄＢ／ｃｍであった
のに対し、実施形態では０．０８ｄＢ／ｃｍで実用上何
ら問題はなかった。
【００４３】第３の実施形態に係る光導波路及びその製
造方法を説明する。
造方法を説明する。
【００４４】本実施形態では、図１に示した石英系光導
波路において、下部クラッド層２２及びコア層２３（コ
ア層１）を石英、コア層２４（コア層２）をホトレジス
トとし、上部クラッド層２５を空気とした。
波路において、下部クラッド層２２及びコア層２３（コ
ア層１）を石英、コア層２４（コア層２）をホトレジス
トとし、上部クラッド層２５を空気とした。
【００４５】以下、上述のように構成された石英系光導
波路の製造方法を説明する。
波路の製造方法を説明する。
【００４６】まず、第１の実施形態と同様にして、常圧
ＣＶＤ法を用いてＳｉ基板２１上に石英系材料の下部ク
ラッド層２２、コア層１を形成した。下部クラッド層２
２、コア層１の厚さはそれぞれ１５μｍ、８μｍとし、
屈折率はそれぞれ１．４６、１．４６８とした。
ＣＶＤ法を用いてＳｉ基板２１上に石英系材料の下部ク
ラッド層２２、コア層１を形成した。下部クラッド層２
２、コア層１の厚さはそれぞれ１５μｍ、８μｍとし、
屈折率はそれぞれ１．４６、１．４６８とした。
【００４７】次に、ホトレジストをスピンコーティング
法によって厚さ２μｍに成膜しコア層２とした。コア層
２の屈折率は１．４８２とした。
法によって厚さ２μｍに成膜しコア層２とした。コア層
２の屈折率は１．４８２とした。
【００４８】次に、図４に示すように、ホトリソグラフ
ィーによりコア層２を幅１０μｍに残し、直線導波路を
形成した。
ィーによりコア層２を幅１０μｍに残し、直線導波路を
形成した。
【００４９】特に、第３の実施形態では、コア層２をホ
トレジストとし、ホトレジストにより形成されたコア層
２を、ホトリソグラフィーを用いてパターニングするの
で、図４と前記図３とを比較して明らかなようにホトリ
ソグラフィー工程のみでコア層２をパターニングするこ
とができる。
トレジストとし、ホトレジストにより形成されたコア層
２を、ホトリソグラフィーを用いてパターニングするの
で、図４と前記図３とを比較して明らかなようにホトリ
ソグラフィー工程のみでコア層２をパターニングするこ
とができる。
【００５０】なお、第１の実施形態に対する比較例を本
実施形態にも比較例として用いた。
実施形態にも比較例として用いた。
【００５１】以上の製作方法により以下のような効果が
確認された。
確認された。
【００５２】すなわち、比較例では厚さ１０μｍのコア
層をエッチングするのに要した時間は約１００分であっ
たのに対し、本実施形態ではコア層２をホトリソグラフ
ィーのみで形成するのでエッチングを行う必要がない。
さらに、比較例ではこの後試料をＣＤＶ反応チャンバに
戻し、１５μｍの上部クラッド層を成膜したが、これを
完了するまでに約４時間を要した。
層をエッチングするのに要した時間は約１００分であっ
たのに対し、本実施形態ではコア層２をホトリソグラフ
ィーのみで形成するのでエッチングを行う必要がない。
さらに、比較例ではこの後試料をＣＤＶ反応チャンバに
戻し、１５μｍの上部クラッド層を成膜したが、これを
完了するまでに約４時間を要した。
【００５３】なお、本実施形態の直線導波路に対して、
波長１．３１μｍの基本モード光の強度分布を観察した
ところ、比較例と同様にガウス分布に近く単一モード光
ファイバとの結合に当たって問題はなかった。また、光
伝搬損失は、比較例では０．０５ｄＢ／ｃｍであったの
に対し、本実施形態では０．０９ｄＢ／ｃｍで実用上何
ら問題はなかった。
波長１．３１μｍの基本モード光の強度分布を観察した
ところ、比較例と同様にガウス分布に近く単一モード光
ファイバとの結合に当たって問題はなかった。また、光
伝搬損失は、比較例では０．０５ｄＢ／ｃｍであったの
に対し、本実施形態では０．０９ｄＢ／ｃｍで実用上何
ら問題はなかった。
【００５４】したがって、このような優れた特長を有す
る光導波路及びその製造方法を、石英系光導波路及びそ
の製造方法に適用すれば、従来の石英系光導波路を作製
するに当たって必要であったコア層のエッチング時間を
著しく低減あるいは不要にすることができ、石英系光導
波路の生産性が向上し、低コスト化が可能となる。
る光導波路及びその製造方法を、石英系光導波路及びそ
の製造方法に適用すれば、従来の石英系光導波路を作製
するに当たって必要であったコア層のエッチング時間を
著しく低減あるいは不要にすることができ、石英系光導
波路の生産性が向上し、低コスト化が可能となる。
【００５５】なお、上記各実施形態では、製造工程を最
も簡略化する方法として、上部クラッド層を空気とした
場合について述べたが、コア層１及びコア層２を保護す
るため、上部クラッド層として何らかの材料を堆積して
も良い。この場合、上部クラッド層の材料としてはコア
層１あるいは２よりも低く所定の値の屈折率をもつもの
であれば石英でも有機ポリマーでもよいが、堆積の容易
さから有機ポリマーを用いるのが好ましい。
も簡略化する方法として、上部クラッド層を空気とした
場合について述べたが、コア層１及びコア層２を保護す
るため、上部クラッド層として何らかの材料を堆積して
も良い。この場合、上部クラッド層の材料としてはコア
層１あるいは２よりも低く所定の値の屈折率をもつもの
であれば石英でも有機ポリマーでもよいが、堆積の容易
さから有機ポリマーを用いるのが好ましい。
【００５６】また、第２の実施形態では、コア層２の有
機ポリマーとしてポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）
を用いた場合について述べたが、これに限らず他の有機
ポリマー、例えばポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリス
チレンなどを用いても同様な効果が得られる。
機ポリマーとしてポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）
を用いた場合について述べたが、これに限らず他の有機
ポリマー、例えばポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリス
チレンなどを用いても同様な効果が得られる。
【００５７】さらに、上記光導波路及びその製造方法を
構成する基板、コア層、クラッド層等の種類、その製造
方法、さらにはこの光導波路を用いた光集積回路（例え
ば、光合分波器）などは上述した実施形態に限られず適
用できることは言うまでもない。
構成する基板、コア層、クラッド層等の種類、その製造
方法、さらにはこの光導波路を用いた光集積回路（例え
ば、光合分波器）などは上述した実施形態に限られず適
用できることは言うまでもない。
【００５８】
【発明の効果】本発明に係る光導波路及びその製造方法
では、下部クラッド層と、下部クラッド層よりも高い屈
折率を有する平面的な第１のコア層と、第１のコア層よ
りもさらに高い屈折率を有するパターニングされた第２
のコア層と、第１のコア層あるいは第２のコア層よりも
低い屈折率を有する上部クラッド層と備えているので、
コア層のエッチング時間を著しく低減あるいは不要にす
ることができ、石英系光導波路の生産性が向上し、低コ
スト化を図ることができる。
では、下部クラッド層と、下部クラッド層よりも高い屈
折率を有する平面的な第１のコア層と、第１のコア層よ
りもさらに高い屈折率を有するパターニングされた第２
のコア層と、第１のコア層あるいは第２のコア層よりも
低い屈折率を有する上部クラッド層と備えているので、
コア層のエッチング時間を著しく低減あるいは不要にす
ることができ、石英系光導波路の生産性が向上し、低コ
スト化を図ることができる。
【００５９】本発明に係る光導波路及びその製造方法で
は、第２のコア層をホトレジストにより形成し、ホトレ
ジストにより形成された第２のコア層を、ホトリソグラ
フィーを用いてパターニングするようにしているので、
ホトリソグラフィー工程のみでコア層２をパターニング
することができ、製造工程をさらに短縮してより生産性
を高めることができ、さらに低コスト化を図ることがで
きる。
は、第２のコア層をホトレジストにより形成し、ホトレ
ジストにより形成された第２のコア層を、ホトリソグラ
フィーを用いてパターニングするようにしているので、
ホトリソグラフィー工程のみでコア層２をパターニング
することができ、製造工程をさらに短縮してより生産性
を高めることができ、さらに低コスト化を図ることがで
きる。
【図１】本発明を適用した第１の実施形態に係る光導波
路の構造を示す断面図である。
路の構造を示す断面図である。
【図２】上記光導波路の構造を説明するための模式図で
ある。
ある。
【図３】上記光導波路の製造方法を説明するための工程
断面図である。
断面図である。
【図４】本発明を適用した第３の実施形態に係る光導波
路の製造方法を説明するための工程断面図である。
路の製造方法を説明するための工程断面図である。
【図５】従来の光導波路の構造を示す断面図である。
【図６】従来の光導波路の製造方法を説明するための工
程断面図である。
程断面図である。
２０ 石英系光導波路、２１ Ｓｉ基板、２２ 下部ク
ラッド層、２３ コア層（コア層１）（第１のコア
層）、２４ コア層（コア層２）（第２のコア層）、２
５ 上部クラッド層
ラッド層、２３ コア層（コア層１）（第１のコア
層）、２４ コア層（コア層２）（第２のコア層）、２
５ 上部クラッド層
Claims (7)
- 【請求項１】 石英系光導波路において、 下部クラッド層と、 前記下部クラッド層よりも高い屈折率を有する平面的な
第１のコア層と、 前記第１のコア層よりもさらに高い屈折率を有するパタ
ーニングされた第２のコア層と、 前記第１のコア層あるいは前記第２のコア層よりも低い
屈折率を有する上部クラッド層とからなることを特徴と
する光導波路。 - 【請求項２】 前記第２のコア層は、有機ポリマーであ
ることを特徴とする請求項１記載の光導波路。 - 【請求項３】 前記第２のコア層は、ホトレジストであ
ることを特徴とする請求項１又は２の何れかに記載の光
導波路。 - 【請求項４】 前記上部クラッド層は、有機ポリマーで
あることを特徴とする請求項１記載の光導波路。 - 【請求項５】 前記上部クラッド層は、空気層であるこ
とを特徴とする請求項１記載の光導波路。 - 【請求項６】 石英系光導波路の製造方法において、 基板上に下部クラッド層を形成する工程と、 前記下部クラッド層よりも高い屈折率を有する平面的な
第１のコア層を形成する工程と、 前記第１のコア層よりもさらに高い屈折率を有するパタ
ーニングされた第２のコア層を形成する工程と、 前記第１のコア層あるいは前記第２のコア層よりも低い
屈折率を有する上部クラッド層を形成する工程とを有す
ることを特徴とする光導波路の製造方法。 - 【請求項７】 前記第２のコア層をホトレジストにより
形成し、 前記ホトレジストにより形成された第２のコア層を、ホ
トリソグラフィーを用いてパターニングしたことを特徴
とする請求項６記載の光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3870597A JPH10239541A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 光導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3870597A JPH10239541A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 光導波路及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10239541A true JPH10239541A (ja) | 1998-09-11 |
Family
ID=12532742
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3870597A Withdrawn JPH10239541A (ja) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | 光導波路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10239541A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6946238B2 (en) * | 2001-06-29 | 2005-09-20 | 3M Innovative Properties Company | Process for fabrication of optical waveguides |
-
1997
- 1997-02-24 JP JP3870597A patent/JPH10239541A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6946238B2 (en) * | 2001-06-29 | 2005-09-20 | 3M Innovative Properties Company | Process for fabrication of optical waveguides |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040511 |