JPH11237516A - Quartz glass waveguide and its production - Google Patents

Quartz glass waveguide and its production

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JPH11237516A
JPH11237516A JP10039087A JP3908798A JPH11237516A JP H11237516 A JPH11237516 A JP H11237516A JP 10039087 A JP10039087 A JP 10039087A JP 3908798 A JP3908798 A JP 3908798A JP H11237516 A JPH11237516 A JP H11237516A
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JP
Japan
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core
glass
refractive index
sio
film
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JP10039087A
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Japanese (ja)
Inventor
Akihiro Hori
彰弘 堀
Katsuyuki Imoto
克之 井本
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a waveguide of a low loss with a large difference of specified refractive index by heating the waveguide in a process of heat treatment to heat to a specified temp. range in the production process of the waveguide so that a part of fluorine is diffused and transferred from a core embedding layer in contact with a core. SOLUTION: This waveguide has such a structure that intermediate layers 3, 5 which is embedded so as to cover the periphery of a core 4 having an almost square cross section, and SiO2 -based clad layers 2, 6 which is embedded so as to cover the periphery of the intermediate layers 3, 5 (core embedding layers) are formed on a substrate 1. The core 4 consists of a SiO2 glass or SiO2 Ny Hz glass having high refractive index with addition of a component to control the refractive index (dopants to increase the refractive index such as GeO2 and TiO2 ). The intermediate layers consist of a fluorine-doped SiO2 glass having a low refractive index. In the production process of the waveguide above described, the waveguide is heated once or more times in a heat treatment process to the temp, range of 800 to 1200 deg.C so that a part of fluorine is diffused and transferred from the core embedding layers 3, 5 in contact with the core.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】高屈折率のコアと、これを覆
う低屈折率層とを有する石英系ガラス導波路およびその
製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a silica glass waveguide having a high refractive index core and a low refractive index layer covering the core, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の石英系ガラス導波路の構成におい
て、コアを高屈折率とするため、上記コアの構成ガラス
として屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスあるいはS
iOxNyHz系ガラスが用いられ、コアを覆う埋込層
の構成ガラスとしてSiO2 系ガラスが用いられる。上
記屈折率向上成分としては、GeO2 、TiO2 などの
屈折率制御用ドーパントが挙げられる。
BACKGROUND OF THE INVENTION a conventional quartz-based glass waveguide arrangement, for the core and a high refractive index, the refractive index as a glass of the core-improving component added SiO 2 based glass or S
iOxNyHz-based glass is used, and SiO 2 -based glass is used as a constituent glass of a buried layer covering the core. Examples of the refractive index improving component include refractive index controlling dopants such as GeO 2 and TiO 2 .

【0003】上記の従来の石英系ガラス導波路の問題
は、コア中のOH基に起因する波長1.39μm帯の吸
収およびSi−H基、N−H基に起因する波長1.5μ
m帯の吸収による損失であり、石英系ガラス導波路の応
用範囲を拡大するために低損失化が求められている。
[0003] The above-mentioned problems of the conventional silica glass waveguide are caused by absorption in the 1.39 μm band caused by OH groups in the core and 1.5 μm in wavelength caused by Si—H groups and NH groups.
This is a loss due to absorption in the m-band, and low loss is required to expand the application range of the silica glass waveguide.

【0004】従来における上記低損失化の方法として
は、石英系ガラス導波路の製造工程におけるコア形成後
あるいはコアを埋込むクラッド層形成後に高温熱処理し
て、コア中のHを除去してOH基、Si−H基、N−H
基を除去しようとする方法が一般的である。
As a conventional method of reducing the loss, a high-temperature heat treatment is performed after forming a core or after forming a cladding layer in which a core is buried in a manufacturing process of a silica-based glass waveguide, thereby removing H in the core to remove an OH group. , Si-H group, NH
It is common to try to remove the group.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記高温熱処
理によってコア中のHを除去しようとすると1200℃
よりも高い温度を必要とするので、コアなどが熱変形し
て所望のガラス導波路特性を得ることができない。ま
た、熱処理の温度を1200℃以下にするとコア中にO
H基、Si−H基、N−H基が残留して目的とする低損
失化を達成できない。
However, when H in the core is removed by the high-temperature heat treatment, 1200 ° C.
Since a higher temperature is required, the core or the like is thermally deformed, so that desired glass waveguide characteristics cannot be obtained. When the temperature of the heat treatment is set to 1200 ° C. or less, O
H group, Si—H group, and N—H group remain, and the desired reduction in loss cannot be achieved.

【0006】そこで、本発明はこれらの問題点を有効に
解決することを目的とする、高比屈折率差で低損失の石
英系ガラス導波路およびその製造方法を提供する。
Accordingly, the present invention provides a quartz glass waveguide having a high relative refractive index difference and a low loss, and a method for manufacturing the same, which aims to effectively solve these problems.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の導波路は、基板
と、上記基板上に構成された略矩形状断面を有する高屈
折率ガラスから成るコアを低屈折率ガラスから成るコア
埋込層で覆うように埋込んだ構造物を含む石英系ガラス
導波路において、上記高屈折率ガラスが屈折率向上成分
添加SiO2 系ガラスあるいはSiOxNyHz系ガラ
スであり、上記低屈折率ガラスがフッ素添加SiO2
ガラスであり、且つ上記導波路の製造工程中に、800
℃〜1200℃の温度範囲に加熱する熱処理工程によっ
て1回または2回以上加熱されて上記コアが接触する上
記コア埋込層からフッ素の一部を拡散・移行されている
石英系ガラス導波路である。
A waveguide according to the present invention comprises a substrate and a core buried layer formed of a high refractive index glass having a substantially rectangular cross section and formed of a low refractive index glass formed on the substrate. In the quartz-based glass waveguide including the structure embedded so as to be covered with, the high-refractive-index glass is a SiO 2 -based glass or a SiOxNyHz-based glass to which a refractive index improving component is added, and the low refractive index glass is a fluorine-added SiO 2. Glass, and 800 during the manufacturing process of the waveguide.
A quartz glass waveguide in which a part of fluorine is diffused / transferred from the core buried layer which is heated once or twice or more by a heat treatment step of heating to a temperature range of 1 to 1200 ° C. is there.

【0008】本発明の導波路の製造方法は、フッ素添加
SiO2 系ガラスから成るコア埋込用低屈折率ガラス層
で略矩形状断面を有し、且つ屈折率向上成分添加SiO
2 系ガラスあるいはSiOxNyHz系ガラスから成る
高屈折率ガラスコアを埋込んだ構造を形成する石英系ガ
ラス導波路の製造方法において、上記基板上にSiO2
系ガラス層を形成しあるいは形成せずに、上記コア埋込
用低屈折率ガラス層用の下部膜を形成し、形成された上
記下部膜上に上記高屈折率コア用のコア膜を形成し、形
成された上記コア膜より略矩形状断面を有する上記コア
を形成し、形成された略矩形状断面を有する上記コアの
両側面および上面を覆うように、上記コア埋込用低屈折
率ガラス層用の上部膜を形成して、上記コアを上記低屈
折率ガラス層用の上部膜および下部膜で埋込むように
し、且つ上記コア膜の形成後あるいは、上記コア膜の形
成後および上記コア埋込用ガラス層用上部膜の形成後あ
るいは、上記コア膜の形成後および導波路構造全体の形
成後に、800℃〜1200℃の温度範囲で熱処理して
コア埋込用低屈折率ガラス中のフッ素の一部を高屈折率
ガラスコア中へ拡散・移行させる石英系ガラス導波路の
製造方法である。
According to the method of manufacturing a waveguide of the present invention, a core-embedded low-refractive-index glass layer made of a fluorine-added SiO 2 glass having a substantially rectangular cross section and a refractive-index-improving component-added SiO
In a method for manufacturing a quartz-based glass waveguide having a structure in which a high-refractive-index glass core made of two- system glass or SiOxNyHz-based glass is embedded, SiO 2
Forming or not forming a system glass layer, forming a lower film for the core embedded low refractive index glass layer, and forming a core film for the high refractive index core on the formed lower film. Forming the core having a substantially rectangular cross-section from the formed core film, and covering both side surfaces and an upper surface of the core having the formed substantially rectangular cross-section, so as to cover the low refractive index glass for embedding the core. Forming an upper film for the layer, embedding the core with the upper film and the lower film for the low refractive index glass layer, and after forming the core film or after forming the core film and the core After the formation of the upper film for the burying glass layer or after the formation of the core film and the formation of the entire waveguide structure, a heat treatment is performed in a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. in the low refractive index glass for burying the core. Part of fluorine diffuses into high refractive index glass core A method for producing a silica-based glass waveguide shifting.

【0009】本発明においては、コアとして高屈折率ガ
ラスから成るコアを選択し、コア埋込用低屈折率ガラス
層としてフッ素添加SiO2 系ガラス層を選択し、さら
に場合に応じて上記コア埋込用低屈折率ガラス層を覆う
ガラス層としてSiO2 系ガラスから成るガラス層を選
択して、規定された積層構造を形成し、且つ上記積層構
造の形成の工程中に設けられた一個または二個以上の熱
処理工程によって加熱して上記コア埋込用低屈折率ガラ
ス層中のフッ素の一部がこれと接触するコア中に拡散・
移行されるようにする。
In the present invention, a core made of high refractive index glass is selected as the core, and a fluorine-added SiO 2 glass layer is selected as the low refractive index glass layer for embedding the core. A glass layer made of SiO 2 -based glass is selected as a glass layer covering the low-refractive-index glass layer to form a prescribed laminated structure, and one or two glass layers provided during the step of forming the laminated structure are selected. By heating through a heat treatment step of more than one piece, part of the fluorine in the low refractive index glass layer for core embedding diffuses into the core in contact therewith.
Be migrated.

【0010】なお、下出の実施例などの説明において
は、上記コア埋込用低屈折率ガラス層を中間層と表し、
また上記コア埋込用低屈折率ガラス層を覆うガラス層を
クラッド層と表す場合がある。
In the description of the embodiments below, the low refractive index glass layer for embedding the core is referred to as an intermediate layer.
The glass layer covering the core-embedding low refractive index glass layer may be referred to as a cladding layer.

【0011】なおまた、本発明における上記コアは、屈
折率向上成分添加SiO2 系ガラスあるいはSiOxN
yHz系ガラスから成り、且つ石英系ガラス導波路の製
造工程中の熱処理によってコアを覆うフッ素添加SiO
2 埋込層から拡散・移行したフッ素を含む。
In the present invention, the core is made of a SiO 2 -based glass or a SiOxN
Fluorine-doped SiO2 made of yHz-based glass and covering the core by heat treatment during the manufacturing process of the quartz-based glass waveguide
2 Includes fluorine diffused and migrated from buried layer.

【0012】本発明の基板としては、SiO2 系ガラス
基板、Si基板が挙げられる。
The substrate of the present invention includes a SiO 2 glass substrate and a Si substrate.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の導波路であって、具体化
された一群のものは、基板と、上記基板上に構成された
略矩形状断面を有する高屈折率ガラスから成るコアを低
屈折率ガラスから成るコア埋込層で覆うように埋込んだ
構造物を含む石英系ガラス導波路において、上記高屈折
率ガラスが屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスあるい
はSiOxNyHz系ガラスであり、上記コアとこれを
覆ったコア埋込層とから成る構造物がさらにSiO2
ガラスで覆われた構造を有し、且つ上記導波路の製造工
程中に、800℃〜1200℃の温度範囲に加熱する熱
処理工程によって1回または2回以上加熱されて上記コ
アが接触する上記コア埋込層からフッ素の一部を拡散・
移行されている石英系ガラス導波路である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A group of embodied waveguides according to the present invention comprises a substrate and a core made of high refractive index glass having a substantially rectangular cross section formed on the substrate. In a quartz glass waveguide including a structure embedded so as to be covered with a core embedding layer made of a refractive index glass, the high refractive index glass is a refractive index improving component-added SiO 2 glass or a SiOxNyHz glass. A structure comprising a core and a core burying layer covering the core has a structure further covered with SiO 2 -based glass, and is heated to a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. during the manufacturing process of the waveguide. Is heated one or more times by a heat treatment step to diffuse and partially diffuse fluorine from the core burying layer with which the core comes into contact.
This is a quartz-based glass waveguide that has been migrated.

【0014】本発明の導波路であって、具体化された一
群のものは、基板と、上記基板上に構成された略矩形状
断面を有する高屈折率ガラスから成るコアを低屈折率ガ
ラスから成るコア埋込層で覆うように埋込んだ構造物を
含む石英系ガラス導波路において、上記高屈折率ガラス
が屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスあるいはSiO
xNyHz系ガラスであり、上記低屈折率ガラスがフッ
素添加SiO2 系ガラスであり、上記コアとこれを覆っ
た上記埋込層とが略矩形の外周断面を有する構造物を成
し、上記構造物がSiO2 系ガラスで覆われて居り、且
つ上記導波路の製造工程中に、800℃〜1200℃の
温度範囲に加熱する熱処理工程によって1回または2回
以上加熱されて上記コアが接触する上記コア埋込層から
フッ素の一部を拡散・移行されている石英系ガラス導波
路である。
A group of embodied waveguides according to the present invention comprises a substrate and a core made of a high-refractive-index glass having a substantially rectangular cross section formed on the substrate, made of a low-refractive-index glass. in silica-based glass waveguide including a structure is embedded, so as to cover the core buried layer made, the high refractive index glass is improved refractive index component added SiO 2 based glass or SiO
xNyHz-based glass, wherein the low-refractive-index glass is a fluorine-added SiO 2 -based glass, and the core and the burying layer covering the core form a structure having a substantially rectangular outer peripheral cross section. Is covered with SiO 2 -based glass, and is heated once or twice or more by a heat treatment step of heating to a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. during the manufacturing process of the waveguide, and the core comes into contact therewith. This is a quartz glass waveguide in which a part of fluorine is diffused and transferred from the core burying layer.

【0015】本発明の導波路であって、具体化された一
群のものは、基板上に構成された略矩形状断面を有する
高屈折率ガラスから成るコアの外周を、低屈折率ガラス
から成るコア埋込層で覆って成る略矩形状外周断面を有
する構造物の外周をSiO2系ガラス層で覆った構造を
有する導波路において、基板がSiO2 系ガラス基板で
あり、上記高屈折率ガラスが屈折率向上成分添加SiO
系ガラスあるいはSiOxNyHz系ガラスであり、上
記低屈折率ガラスがフッ素添加SiO2 系ガラスであ
り、上記SiO2 系ガラス層が、上記基板と上記構造物
の両面および上面を覆うように形成されたSiO2 系ガ
ラス層上部膜とから構成され、且つ上記導波路の製造工
程中に、800℃〜1200℃の温度範囲に加熱する熱
処理工程によって1回または2回以上加熱されて上記コ
アが接触する上記コア埋込層からフッ素の一部を拡散・
移行されている石英系ガラス導波路である。
A group of embodied waveguides according to the present invention comprises a core made of a high-refractive-index glass having a substantially rectangular cross-section formed on a substrate, and a core made of a low-refractive-index glass. In a waveguide having a structure in which the outer periphery of a structure having a substantially rectangular outer peripheral cross section covered with a core burying layer is covered with a SiO 2 glass layer, the substrate is a SiO 2 glass substrate, and the high refractive index glass Is the refractive index improving component added SiO
A system glass or SiOxNyHz glass, the low refractive index glass is fluorine added SiO 2 -based glass, the SiO 2 based glass layer was formed so as to cover both sides and the top surface of the substrate and the structure SiO is composed of a 2 glass layer upper layer, and the waveguide in the manufacturing process of, above it is heated one or more times by a heat treatment step of heating to a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. and to contact the core Diffusion of part of fluorine from core buried layer
This is a quartz-based glass waveguide that has been migrated.

【0016】本発明の導波路であって、具体化された一
群のものは、基板上に構成された略矩形状断面を有する
高屈折率ガラスから成るコアの外周を、低屈折率ガラス
から成るコア埋込層で覆って成る略矩形状外周断面を有
する構造物の外周をSiO2系ガラス層で覆った構造を
有する導波路において、基板がSi基板であり、且つそ
の上にSiO2 系ガラス膜が形成されて居り、上記高屈
折率ガラスが屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスある
いはSiOxNyHz系ガラスであり、上記低屈折率ガ
ラスがフッ素添加SiO2 系ガラスであり、上記SiO
2 系ガラス層が、上記Si基板上に形成されたSiO2
系ガラス膜と上記構造物の両側面および上面を覆うよう
に形成されたSiO2 系ガラス上部膜とから構成され、
且つ上記導波路の製造工程中に、800℃〜1200℃
の温度範囲に加熱する熱処理工程によって1回または2
回以上加熱されて上記コアが接触する上記コア埋込層か
らフッ素の一部を拡散・移行されている石英系ガラス導
波路である。
A group of embodied waveguides according to the present invention comprises a core made of a high-refractive-index glass having a substantially rectangular cross-section and formed on a substrate, and a core made of a low-refractive-index glass. In a waveguide having a structure in which the outer periphery of a structure having a substantially rectangular outer peripheral cross section covered with a core burying layer is covered with a SiO 2 -based glass layer, the substrate is a Si substrate, and the SiO 2 -based glass is A film is formed, the high refractive index glass is a SiO 2 -based glass or SiOxNyHz-based glass added with a refractive index improving component, the low refractive index glass is a fluorine-added SiO 2 -based glass,
SiO 2 2 based glass layer formed on the Si substrate
A SiO 2 -based glass upper film formed so as to cover both side surfaces and the upper surface of the structure, and
And 800 ° C. to 1200 ° C. during the manufacturing process of the waveguide.
1 or 2 depending on the heat treatment step of heating to the temperature range of
This is a quartz glass waveguide in which a part of fluorine is diffused and transferred from the core buried layer, which is heated more than once and the core is in contact with the core.

【0017】本発明の導波路の製造方法であって、具体
化された一群のものは、基板上に、フッ素添加SiO2
系ガラスから成るコア埋込用低屈折率ガラス層で略矩形
状断面を有し、且つ屈折率向上成分添加SiO2 系ガラ
スあるいはSiOxNyHz系ガラスから成る高屈折率
ガラスコアを埋込んだ構造を形成する石英系ガラス導波
路の製造方法において、上記基板上に、SiO2 系ガラ
ス層を形成しあるいは形成せずに、上記コア埋込用低屈
折率ガラス層用の下部膜を形成し、形成された上記下部
膜上に上記高屈折率コア用のコア膜を形成し、形成され
た上記コア膜より略矩形状断面を有する上記コアを形成
し、形成された略矩形状断面を有する上記コアの両側面
および上面を覆うように、上記コア埋込用低屈折率ガラ
ス層用の上部膜を形成して、上記コアを上記低屈折率ガ
ラス層用の上部膜および下部膜で埋込むようにし、さら
に形成された上記コア埋込用低屈折率ガラス層用の上部
膜上に上記SiO2 系ガラス層用の上部膜を形成し、且
つ上記コア膜の形成後に800℃〜1200℃の温度範
囲で熱処理してコア埋込用低屈折率ガラス中のフッ素の
一部を高屈折率ガラスコア中へ拡散・移行させる石英系
ガラス導波路の製造方法である。
A method of manufacturing a waveguide according to the present invention, which is embodied as a group, comprises a step of forming a fluorine-added SiO 2 on a substrate.
A low refractive index glass layer for embedding a core made of a system glass, having a substantially rectangular cross section, and forming a structure in which a high refractive index glass core made of a SiO 2 system glass or SiOxNyHz system glass added with a refractive index improving component is embedded. In the method for manufacturing a silica-based glass waveguide, a lower film for the core-embedded low-refractive-index glass layer is formed by forming or not forming an SiO 2 -based glass layer on the substrate. Forming a core film for the high refractive index core on the lower film, forming the core having a substantially rectangular cross section from the formed core film, and forming the core having a substantially rectangular cross section. An upper film for the core embedding low refractive index glass layer is formed so as to cover both side surfaces and the upper surface, and the core is embedded with the upper film and the lower film for the low refractive index glass layer. In addition, the above A) forming an upper film for the SiO 2 -based glass layer on the upper film for the low refractive index glass layer for embedding, and heat-treating the core film after forming the core film in a temperature range of 800 to 1200 ° C. This is a method for manufacturing a quartz-based glass waveguide in which part of fluorine in a low-refractive-index glass is diffused and transferred into a high-refractive-index glass core.

【0018】本発明の導波路の製造方法であって具体化
された一群のものは、基板上に、フッ素添加SiO2
ガラスから成るコア埋込用低屈折率ガラス層で略矩形状
断面を有し、且つ屈折率向上成分添加SiO2 系ガラス
あるいはSiOxNyHz系ガラスから成る高屈折率ガ
ラスコアを埋込んだ構造を形成する石英系ガラス導波路
の製造方法において、上記基板上に、SiO2 系ガラス
層を形成しあるいは形成せずに、上記コア埋込用低屈折
率ガラス層用の下部膜を形成し、形成された上記下部膜
上に上記高屈折率コア用のコア膜を形成し、形成された
上記コア膜と上記下部膜とから略矩形状断面を有する上
記コアとその下面に接する略同幅のコア埋込用低屈折率
ガラス層下部とを形成し、形成された略矩形状断面を有
する上記コアとその下部の上記コア埋込用低屈折率ガラ
ス層下部とから成る構造物の両側面および上面を覆うコ
ア埋込用低屈折率ガラス層用の上部膜を形成し、形成さ
れた構造物より上記コアの外周を上記コア埋込用低屈折
率ガラス層で覆った略矩形状断面を有する構造物を形成
し、形成された構造物の両側面および上面を上記SiO
2 系ガラス層用の上部膜で覆って埋込むようにし、且つ
上記コア膜の形成後に800℃〜1200℃の温度範囲
で熱処理して低屈折率ガラス中のフッ素の一部が高屈折
率ガラスコア中へ拡散・移行さる石英系ガラス導波路の
製造方法である。
A group of embodied methods for manufacturing a waveguide according to the present invention includes a low-refractive-index glass layer for embedding a core made of a fluorine-added SiO 2 glass having a substantially rectangular cross section on a substrate. In the method for manufacturing a quartz glass waveguide having a structure in which a high refractive index glass core made of SiO 2 glass or SiOxNyHz glass having a refractive index improving component is embedded, the SiO 2 glass is formed on the substrate. Forming or not forming a glass layer, forming a lower film for the core embedded low refractive index glass layer, forming a core film for the high refractive index core on the formed lower film, From the formed core film and the lower film, the core having a substantially rectangular cross-section and the lower part of the low-refractive index glass layer for embedding the core having substantially the same width in contact with the lower surface thereof are formed, and the substantially rectangular shape is formed. The core having a cross section and the core Forming an upper film for a core-embedded low-refractive-index glass layer covering both sides and an upper surface of a structure comprising the lower part of the core-embedded low-refractive-index glass layer, and forming the core from the formed structure. Is formed with a substantially rectangular cross section in which the outer periphery is covered with the core embedding low refractive index glass layer, and both sides and the upper surface of the formed structure are formed of SiO 2.
A part of fluorine in the low-refractive-index glass is subjected to heat treatment in a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. after the core film is formed so as to cover and bury the upper film for the second system glass layer. This is a method for manufacturing a silica-based glass waveguide that is diffused and transferred into a core.

【0019】本発明の導波路の製造方法であって具体化
された一群のものは、基板上に、フッ素添加SiO2
ガラスから成るコア埋込用低屈折率ガラス層で略矩形状
断面を有し、且つ屈折率向上成分添加SiO2 系ガラス
あるいはSiOxNyHz系ガラスから成る高屈折率ガ
ラスコアを埋込んだ構造を形成する石英系ガラス導波路
の製造方法において、上記基板上に、SiO2 系ガラス
層を形成しあるいは形成せずに、上記コア埋込用低屈折
率ガラス層用の下部膜を形成し、形成された上記下部膜
上に上記高屈折率コア用のコア膜を形成し、形成された
上記コア膜より略矩形状断面を有する上記コアを形成
し、形成された略矩形状断面を有する上記コアの両側面
および上面を覆うように、上記コア埋込用低屈折率ガラ
ス層用の上部膜を形成して上記コアを上記コア埋込用低
屈折率ガラス層用の上部膜および下部膜で埋込むように
し、且つ上記コア膜の形成後に800℃〜1200℃の
温度範囲で熱処理して低屈折率ガラス中のフッ素の一部
が高屈折率ガラスコア中へ拡散・移行させ、さらに上記
コア埋込用低屈折率ガラス層用の上部膜の形成後にも8
00℃〜1200℃の温度範囲で熱処理する石英系ガラ
ス導波路の製造方法である。
A group of embodied methods for manufacturing a waveguide according to the present invention comprises a low-refractive-index glass layer for embedding a core made of fluorine-containing SiO 2 -based glass having a substantially rectangular cross section on a substrate. In the method for manufacturing a quartz glass waveguide having a structure in which a high refractive index glass core made of SiO 2 glass or SiOxNyHz glass having a refractive index improving component is embedded, the SiO 2 glass is formed on the substrate. Forming or not forming a glass layer, forming a lower film for the core embedded low refractive index glass layer, forming a core film for the high refractive index core on the formed lower film, The core embedding low-refractive-index glass layer is formed so as to form the core having a substantially rectangular cross section from the formed core film, and to cover both side surfaces and an upper surface of the formed core having a substantially rectangular cross section. Form upper film for The core is embedded in the upper film and the lower film for the core embedding low refractive index glass layer, and heat treatment is performed in a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. after the formation of the core film. Some of the fluorine contained therein diffuses and migrates into the high-refractive-index glass core.
This is a method for manufacturing a quartz-based glass waveguide that is heat-treated in a temperature range of 00 ° C to 1200 ° C.

【0020】本発明の導波路の製造方法であって具体化
された一群のものは、基板上に、フッ素添加SiO2
ガラスから成るコア埋込用低屈折率ガラス層で略矩形状
断面を有し、且つ屈折率向上成分添加SiO2 系ガラス
あるいはSiOxNyHz系ガラスから成る高屈折率ガ
ラスコアを埋込んだ構造を形成する石英系ガラス導波路
の製造方法において、上記基板上に、SiO2 系ガラス
層を形成しあるいは形成せずに、上記コア埋込用低屈折
率ガラス層用の下部膜を形成し、形成された上記下部膜
上に上記高屈折率コア用のコア膜を形成し、形成された
上記コア膜より略矩形状断面を有する上記コアを形成
し、形成された略矩形状断面を有する上記コアの両側面
および上面を覆うように、上記コア埋込用低屈折率ガラ
ス層用の上部膜を形成して上記コアを上記コア埋込用低
屈折率ガラス層用の上部膜および下部膜で埋込むように
し、さらに形成された上記コア埋込用低屈折率ガラス層
用の上部膜上に上記SiO2 系ガラス層用の上部膜を形
成し、且つ上記コア膜の形成後に800℃〜1200℃
の温度範囲で熱処理してコア埋込用低屈折率ガラス中の
フッ素の一部を高屈折率ガラスコア中へ拡散・移行さ
せ、さらに上記SiO2系ガラス層用の上部膜の形成後
にも800℃〜1200℃の温度範囲で熱処理する石英
系ガラス導波路の製造方法である。
A group of embodied methods of manufacturing a waveguide according to the present invention is a low refractive index glass layer for embedding a core made of a fluorine-added SiO 2 glass having a substantially rectangular cross section on a substrate. In the method for manufacturing a quartz glass waveguide having a structure in which a high refractive index glass core made of SiO 2 glass or SiOxNyHz glass having a refractive index improving component is embedded, the SiO 2 glass is formed on the substrate. Forming or not forming a glass layer, forming a lower film for the core embedded low refractive index glass layer, forming a core film for the high refractive index core on the formed lower film, The core embedding low-refractive-index glass layer is formed so as to form the core having a substantially rectangular cross section from the formed core film, and to cover both side surfaces and an upper surface of the formed core having a substantially rectangular cross section. Form upper film for The core so as to fill the upper film and the lower film for the low refractive index glass layer for the core embedded Te, the SiO 2 further formed on the upper layer for the core embedding the low-refractive index glass layer Forming an upper film for the system glass layer, and forming the core film at 800 ° C. to 1200 ° C.
Diffusion and is shifted to a high refractive index glass core in a portion of the fluorine in the low refractive index glass core embedded in a heat treatment at a temperature range, further also after the formation of the upper layer for the SiO 2 based glass layer 800 This is a method for manufacturing a quartz-based glass waveguide that is heat-treated in a temperature range of from 1C to 1200C.

【0021】本発明の導波路の製造方法であって具体化
された一群のものは、基板上に、フッ素添加SiO2
ガラスから成るコア埋込用低屈折率ガラス層で略矩形状
断面を有し、且つ屈折率向上成分添加SiO2 系ガラス
あるいはSiOxNyHz系ガラスから成る高屈折率ガ
ラスコアを埋込んだ構造を形成する石英系ガラス導波路
の製造方法において、上記基板上に、SiO2 系ガラス
層を形成しあるいは形成せずに、上記コア埋込用低屈折
率ガラス層用の下部膜を形成し、形成された上記下部膜
上に上記高屈折率コア用のコア膜を形成し、形成された
上記コア膜と上記下部膜とから略矩形状断面を有する上
記コアとその下面に接する略同幅のコア埋込用低屈折率
ガラス層下部とを形成し、形成された略矩形状断面を有
する上記コアとその下部の上記コア埋込用低屈折率ガラ
ス層用下部とから成る構造物の両側面および上面を覆う
コア埋込用低屈折率ガラス層用の上部膜を形成し、形成
された構造物より上記コアの外周を上記コア埋込用低屈
折率ガラス層で覆った略矩形状断面を有する構造物を形
成し、形成された構造物の両側面および上面を上記Si
2 系ガラス層用の上部膜で覆って埋込むようにし、且
つ上記コア膜の形成後に800℃〜1200℃の温度範
囲で熱処理して低屈折率ガラス中のフッ素の一部を高屈
折率ガラスコア中へ拡散・移行させ、さらに上記SiO
2 系ガラス層用の上部膜の形成後にも800℃〜120
0℃の温度範囲で熱処理する石英系ガラス導波路の製造
方法である。
A group of embodied methods for manufacturing a waveguide according to the present invention includes a low refractive index glass layer for embedding a core made of a fluorine-added SiO 2 glass having a substantially rectangular cross section on a substrate. In the method for manufacturing a quartz glass waveguide having a structure in which a high refractive index glass core made of SiO 2 glass or SiOxNyHz glass having a refractive index improving component is embedded, the SiO 2 glass is formed on the substrate. Forming or not forming a glass layer, forming a lower film for the core embedded low refractive index glass layer, forming a core film for the high refractive index core on the formed lower film, From the formed core film and the lower film, the core having a substantially rectangular cross-section and the lower part of the low-refractive index glass layer for embedding the core having substantially the same width in contact with the lower surface thereof are formed, and the substantially rectangular shape is formed. The core having a cross section and the core Forming an upper film for the core-embedded low-refractive-index glass layer covering both sides and the upper surface of the structure comprising the lower part for the core-embedded low-refractive-index glass layer, and forming the upper film from the formed structure. Forming a structure having a substantially rectangular cross section in which the outer periphery of the core is covered with the core embedding low-refractive-index glass layer, and forming both sides and the upper surface of the formed structure with the Si
A part of fluorine in the low-refractive-index glass is subjected to a high-refractive-index glass by covering with an upper film for an O 2 -based glass layer and embedding it, and after forming the core film, heat-treating in a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. Diffusion and transfer into the glass core
800 ° C. to 120 ° C. even after the formation of the upper film for the second glass layer
This is a method for manufacturing a quartz glass waveguide that is heat-treated in a temperature range of 0 ° C.

【0022】[0022]

【実施例】以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づ
いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0023】図1は、本発明の石英系導波路の一例の概
略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view of an example of the silica-based waveguide of the present invention.

【0024】図1に示される導波路は、基板1上に略矩
形状断面を有するコア4の周囲を覆うように埋込んだ中
間層3,5と、さらに上記中間層(コア埋込層)3,5
の周囲を覆うように埋込んだSiO2 系クラッド層2,
6を形成させた構造を有し、上記コア4は高屈折率を有
する屈折率制御用添加成分(GeO2 、TiO2 などの
屈折率向上ドーパント)添加SiO2 系ガラスあるいは
SiOxNyHz系ガラスから成り、上記中間層は低屈
折率を有するフッ素(F)添加SiO2 系ガラスから成
る導波路である。なお、基板1としてSiO2 系ガラス
基板を用いる場合は、下部のクラッド層2を省略でき
る。
The waveguide shown in FIG. 1 includes intermediate layers 3 and 5 embedded on a substrate 1 so as to cover a periphery of a core 4 having a substantially rectangular cross section, and further includes the intermediate layer (core embedded layer). 3,5
SiO 2 cladding layer 2 embedded so as to cover the periphery of
6, the core 4 is made of a SiO 2 -based glass or SiOxNyHz-based glass added with a refractive index controlling additive component having a high refractive index (refractive index improving dopant such as GeO 2 or TiO 2 ). The intermediate layer is a waveguide made of a fluorine (F) -doped SiO 2 glass having a low refractive index. When a SiO 2 glass substrate is used as the substrate 1, the lower cladding layer 2 can be omitted.

【0025】図2〜図5は、本発明の石英系導波路の製
造方法の一例の概略工程図(分部図)である。
FIGS. 2 to 5 are schematic process diagrams (partial views) of an example of a method for manufacturing a quartz-based waveguide according to the present invention.

【0026】図2に示されるように、ステップ(a)に
おいてSiから成る基板7上にSiO2 系クラッド層8
を形成する。上記SiO2 系クラッド層8を形成する成
膜技術としては、プラズマCVD法、スパッタ法、イオ
ンビーム法などが挙げられる。なお、基板7としてSi
2 系ガラス基板を使用する場合は、ステップ(a)に
おけるクラッド層8の形成を省略して、ステップ(b)
による中間層形成を行うことができる。
As shown in FIG. 2, in step (a), an SiO 2 clad layer 8 is formed on a substrate 7 made of Si.
To form Examples of film forming techniques for forming the SiO 2 clad layer 8 include a plasma CVD method, a sputtering method, and an ion beam method. Note that, as the substrate 7, Si
When an O 2 -based glass substrate is used, the formation of the cladding layer 8 in step (a) is omitted, and step (b)
To form an intermediate layer.

【0027】図2のステップ(b)において、前ステッ
プで形成されたクラッド層上に中間層用の膜9を形成す
る。上記膜9は、フッ素添加により低屈折率とされたフ
ッ素添加SiO2 系ガラスから成り、その膜形成のため
の成膜技術としては、プラズマCVD法が挙げられる。
この場合、ケイ素(Si)成分原料としては、Si
4 、TEOSなどが、フッ素原料としてはフッ素化炭
化水素(CF4 、C2 6など)が酸化性ガス(O2
と反応せしめられる。なお、基板7としてSiO2系ガ
ラス基板を使用する場合は、基板7上に上記膜9を形成
することができる。
In step (b) of FIG. 2, a film 9 for an intermediate layer is formed on the clad layer formed in the previous step. The film 9 is made of a fluorine-added SiO 2 -based glass having a low refractive index by adding fluorine, and a plasma CVD method is used as a film forming technique for forming the film.
In this case, the silicon (Si) component raw material is Si (Si).
H 4 , TEOS, etc., and fluorinated hydrocarbons (CF 4 , C 2 F 6, etc.) as fluorinated materials are oxidizing gases (O 2 ).
Is reacted with. When a SiO 2 glass substrate is used as the substrate 7, the film 9 can be formed on the substrate 7.

【0028】図2のステップ(c)において、前ステッ
プで形成された中間層用の膜9の上にコア用のコア膜1
0を形成する。上記コア膜10は屈折率向上成分(Ge
2、TiO2 など)添加SiO2 系ガラスあるいはS
iOxNyHz系ガラスから成り、その形成のための成
膜技術としては、プラズマCVD法、スパッタ法、イオ
ンビーム法などが挙げられる。
In step (c) of FIG. 2, the core film 1 for the core is placed on the film 9 for the intermediate layer formed in the previous step.
0 is formed. The core film 10 has a refractive index improving component (Ge
O 2 , TiO 2 etc.) added SiO 2 glass or S
It is made of iOxNyHz-based glass, and as a film forming technique for forming the same, a plasma CVD method, a sputtering method, an ion beam method, and the like can be given.

【0029】図2のステップ(d)において、コア膜9
の形成後の熱処理を行う。熱処理条件は、酸素あるいは
窒素雰囲気中で800℃〜1200℃の温度範囲とす
る。
In step (d) of FIG. 2, the core film 9
Is performed after the formation of. The heat treatment is performed in a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. in an oxygen or nitrogen atmosphere.

【0030】図2のステップ(e)において、前ステッ
プで熱処理されたコア用のコア膜10上にスパッタ法に
よりwsi膜11を形成する。
In step (e) of FIG. 2, a wsi film 11 is formed by a sputtering method on the core film 10 for the core that has been heat-treated in the previous step.

【0031】図3のステップ(f)において、前ステッ
プで形成されたwsi膜11をフォトリソグラフィ工
程、ドライエッチング工程により処理してコア13用の
wsiマスクパターン12を上記コア膜10上に形成す
る。
In step (f) of FIG. 3, the wsi film 11 formed in the previous step is processed by a photolithography process and a dry etching process to form a wsi mask pattern 12 for the core 13 on the core film 10. .

【0032】図3のステップ(g)において、前ステッ
プ(f)で形成されたwsiマスクパターン12を付け
たコア膜10をドライエッチング工程でエッチングして
wsiマスクパターン12付のコア13を形成する。
In step (g) of FIG. 3, the core film 10 with the wsi mask pattern 12 formed in the previous step (f) is etched by a dry etching process to form the core 13 with the wsi mask pattern 12. .

【0033】図3のステップ(h)において、前ステッ
プ(g)で形成されたwsiマスクパターン12付コア
13をドライエッチング工程でエッチングしてwsiマ
スクパターン12を除去してコア13を形成する。
In step (h) of FIG. 3, the core 13 with the wsi mask pattern 12 formed in the previous step (g) is etched by a dry etching process to remove the wsi mask pattern 12, thereby forming the core 13.

【0034】図4のステップ(i)において、前ステッ
プ(h)で形成されたコア13の両側面および上面を覆
ってこれを埋込むように中間層用のフッ素含有SiO2
系ガラスから成る膜14を形成する。上記膜14の形成
のための成膜技術としてはプラズマCVD法が挙げられ
る。この場合、ケイ素(Si)成分原料としては、Si
4 、TEOSなどが、フッ素原料としてはフッ素化炭
化水素(CF4 、C26 など)が酸化性ガス(O2
と反応せしめられる。
In step (i) of FIG. 4, fluorine-containing SiO 2 for the intermediate layer is formed so as to cover and embed both side surfaces and the upper surface of the core 13 formed in the previous step (h).
A film 14 made of a system glass is formed. As a film forming technique for forming the film 14, a plasma CVD method may be mentioned. In this case, the silicon (Si) component raw material is Si (Si).
H 4 , TEOS, etc., and fluorinated hydrocarbons (CF 4 , C 2 F 6, etc.) as fluorinated materials are oxidizing gases (O 2 ).
Is reacted with.

【0035】図4のステップ(j)において、前ステッ
プ(i)で形成された中間層用の膜14上にスパッタ法
によってwsi膜15を形成する。
In step (j) of FIG. 4, a wsi film 15 is formed by a sputtering method on the intermediate layer film 14 formed in the previous step (i).

【0036】図4のステップ(k)において、前ステッ
プ(j)で形成されたwsi膜15をフォトリソグラフ
ィ工程、ドライエッチング工程により処理して中間層1
7,18用のwsiマスクパターン16を形成する。
In step (k) of FIG. 4, the wsi film 15 formed in the previous step (j) is processed by a photolithography process and a dry etching process to
A wsi mask pattern 16 for 7 and 18 is formed.

【0037】図5のステップ(l)において、前ステッ
プ(k)で形成されたwsiマスクパターン16付の中
間層用の膜9,14をドライエッチング工程でドライエ
ッチングしてwsiマスクパターン付中間層17,18
用を形成する。
In step (l) of FIG. 5, the films 9 and 14 for the intermediate layer with the wsi mask pattern 16 formed in the previous step (k) are dry-etched in a dry etching process to perform the intermediate layer with the wsi mask pattern. 17,18
Forming

【0038】図5のステップ(m)において、wsiマ
スクパターンを除去して中間層17,18用を形成す
る。
In step (m) of FIG. 5, the wsi mask pattern is removed to form intermediate layers 17 and 18.

【0039】図5のステップ(n)において、前ステッ
プ(m)で形成されたコア13を埋込んだ中間層17,
18の両側面および上面を覆ってこれを埋込むようにS
iO 2 系ガラスから成る上部のクラッド層19を形成す
る。
In step (n) of FIG.
An intermediate layer 17 in which a core 13 formed by
18 so as to cover and embed both sides and the upper surface of
iO TwoAn upper clad layer 19 made of a base glass is formed.
You.

【0040】図5のステップ(o)において、前ステッ
プ(n)で形成された上部のクラッド層19付積層物
7,8,13,17,18,19(但し、基板7として
SiO2 系ガラス基板を使用する場合には、下部クラッ
ド層8を省略できる)を熱処理して導波路を得る。この
場合熱処理条件は、酸素または窒素雰囲気中で800℃
〜1200℃の温度範囲とする。
In step (o) of FIG. 5, the laminates 7, 8, 13, 17, 18, and 19 with the upper clad layer 19 formed in the previous step (n) (however, the SiO 2 glass When a substrate is used, the lower clad layer 8 can be omitted) to obtain a waveguide by heat treatment. In this case, the heat treatment condition is 800 ° C. in an oxygen or nitrogen atmosphere.
温度 1200 ° C.

【0041】以上のステップ(a)からステップ(o)
の工程によって高屈折率で略矩形状断面を有するコア1
3を低屈折率の中間層がこれを覆うように埋込み、さら
に上記中間層17,18をSiO2 系ガラス層(7,
8,19または7,19、但し後者の場合は基板7がS
iO2 系ガラス基板)で覆うように埋込んだ構造が構成
されている。
The above steps (a) to (o)
1 having a high refractive index and a substantially rectangular cross section by the step of
3 is embedded so that an intermediate layer having a low refractive index covers it, and the intermediate layers 17 and 18 are further formed of SiO 2 glass layers (7 and 7).
8, 19 or 7, 19, in which case the substrate 7 is S
An embedded structure is formed so as to cover with an iO 2 -based glass substrate).

【0042】図6は、本発明の石英系導波路の他の一例
の概略断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view of another example of the silica-based waveguide of the present invention.

【0043】図7は、本発明の石英系導波路の屈折率分
布図である。
FIG. 7 is a refractive index distribution diagram of the silica-based waveguide of the present invention.

【0044】図6に示される導波路は、上記図2〜図5
ステップ(a)〜ステップ(o)の工程によって製造さ
れた本発明の石英系導波路であって、図7に示される屈
折率分布を有し、その詳細は以下の通りである。コア2
3の寸法は巾6μm、高さ6μmでシングルモードであ
る。中間層23,24の厚さ2μmである。クラッド層
21,25の厚さは8μmである。さらに導波路長は5
0μmである。
The waveguide shown in FIG.
A silica-based waveguide of the present invention manufactured by the steps (a) to (o), having a refractive index distribution shown in FIG. 7, and details thereof are as follows. Core 2
The dimension 3 is a single mode with a width of 6 μm and a height of 6 μm. The thickness of the intermediate layers 23 and 24 is 2 μm. The thickness of the cladding layers 21 and 25 is 8 μm. Further, the waveguide length is 5
0 μm.

【0045】また、屈折率については以下のようにした
(図7参照)。コア23はSiOxNyHz系ガラスで
構成し、比屈折率差が+0.8%となるようにN量を設
定・調節した。中間層22,24はフッ素添加SiO2
系ガラスで構成し、比屈折率差が−2.0%となるよう
にフッ素量を設定・調節した。全体としての比屈折率差
は2.8%である。
The refractive index was as described below (see FIG. 7). The core 23 was made of SiOxNyHz glass, and the amount of N was set and adjusted so that the relative refractive index difference was + 0.8%. The intermediate layers 22 and 24 are made of fluorine-added SiO 2
The amount of fluorine was set and adjusted so that the glass was composed of a system glass and the relative refractive index difference was -2.0%. The relative refractive index difference as a whole is 2.8%.

【0046】コア23中のフッ素濃度については以下の
通りである。
The fluorine concentration in the core 23 is as follows.

【0047】コア用のコア膜10成形後の熱処理を、酸
素流量を2.5l/minとして、1200℃で3時間
行うことによって、コア膜10中のフッ素濃度は2.9
%の値を有するようにされた。また、上部のクラッド層
19の形成後の熱処理を、酸素流量を2.5l/min
として、1200℃で3時間行うことによって、コア1
2中のフッ素濃度は5.6%の値を有するようにされ
た。
The heat treatment after forming the core film 10 for the core is performed at 1200 ° C. for 3 hours at an oxygen flow rate of 2.5 l / min, so that the fluorine concentration in the core film 10 is 2.9.
% Values. The heat treatment after the formation of the upper cladding layer 19 was performed by adjusting the oxygen flow rate to 2.5 l / min.
As a result, the core 1 was treated at 1200 ° C. for 3 hours.
The fluorine concentration in 2 was made to have a value of 5.6%.

【0048】図8は、本発明の石英系ガラス導波路の損
失特性図である。
FIG. 8 is a loss characteristic diagram of the quartz glass waveguide of the present invention.

【0049】図8に示される損失特性は、上記図6に示
され、且つ以上に説明した工程によって製造された本発
明の石英系ガラス導波路に関するものである。波長1.
39μmにおける損失は0.13dB/cmであり、波
長1.5μmにおける損失は0.12dB/cmであっ
て全域的に低損失であった。
The loss characteristics shown in FIG. 8 relate to the quartz glass waveguide of the present invention shown in FIG. 6 and manufactured by the steps described above. Wavelength 1.
The loss at 39 μm was 0.13 dB / cm, and the loss at 1.5 μm was 0.12 dB / cm, which was low throughout.

【0050】表1に、本発明と従来の導波路の損失特性
の比較結果を示す。本発明の数値は上記の場合を示し、
従来の数値は以下に説明される。
Table 1 shows comparison results of the loss characteristics between the present invention and the conventional waveguide. The numerical value of the present invention indicates the above case,
Conventional numerical values are described below.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】以下、比較のため従来の石英系ガラス導波
路およびその製造方法について図に基づいて説明する。
Hereinafter, a conventional silica glass waveguide and a method of manufacturing the same will be described with reference to the drawings for comparison.

【0053】図9、10は、従来の石英系ガラス導波路
の製造方法の概略工程図(分部図)である。
FIGS. 9 and 10 are schematic process diagrams (partial views) of a conventional method for manufacturing a silica glass waveguide.

【0054】図9のステップ(a)において、基板26
上にSiO2 系ガラスクラッド層27をプラズマCVD
法、スパッタ法、イオンビーム法などの成膜技術によっ
て形成する。
In step (a) of FIG.
SiO 2 based glass clad layer 27 on top of plasma CVD
It is formed by a film forming technique such as a sputtering method, a sputtering method, and an ion beam method.

【0055】図9のステップ(b)において、前ステッ
プ(a)で形成されたSiO2 系ガラスクラッド層27
上に屈折率向上成分(GeO2 、TiO2 など)添加S
iO2 系ガラスあるいはSiOxNyHz系ガラスから
成る高屈折率のコア用のコア膜28をプラズマCVD
法、スパッタ法、イオンビーム法などの成膜技術によっ
て形成する。
In step (b) of FIG. 9, the SiO 2 -based glass clad layer 27 formed in the previous step (a) is formed.
Addition of refractive index improving component (GeO 2 , TiO 2, etc.)
The core film 28 for a core having a high refractive index made of iO 2 -based glass or SiOxNyHz-based glass is formed by plasma CVD.
It is formed by a film forming technique such as a sputtering method, a sputtering method, and an ion beam method.

【0056】図9のステップ(c)において、前ステッ
プ(b)で形成された積層体(26,27,28)をコ
ア膜形成後熱処理する。上記熱処理は、酸素あるいは窒
素雰囲気中で1200℃以上の温度で行う。
In step (c) of FIG. 9, the laminate (26, 27, 28) formed in the previous step (b) is subjected to a heat treatment after the formation of the core film. The heat treatment is performed at a temperature of 1200 ° C. or more in an oxygen or nitrogen atmosphere.

【0057】図9のステップ(d)において、前ステッ
プ(c)で得られた熱処理後のコア膜28上に、スパッ
タ法によりwsi膜を形成する。
In step (d) of FIG. 9, a wsi film is formed by sputtering on the heat-treated core film 28 obtained in the previous step (c).

【0058】図9のステップ(e)において、前ステッ
プ(d)で形成されたwsi膜をフォトリソグラフィ工
程、ドライエッチング工程で処理してコア用のwsiマ
スクパターン30を形成する。
In step (e) of FIG. 9, the wsi film formed in the previous step (d) is processed by a photolithography process and a dry etching process to form a wsi mask pattern 30 for a core.

【0059】図10のステップ(e)において、前ステ
ップ(d)で形成されたwsi膜をドライエッチング工
程によりエッチングしてwsiマスクパターン30を除
去して、略矩形状断面を有するコア31を形成する。
In step (e) of FIG. 10, the wsi film formed in the previous step (d) is etched by a dry etching process to remove the wsi mask pattern 30, thereby forming a core 31 having a substantially rectangular cross section. I do.

【0060】図10のステップ(h)において、前ステ
ップ(g)で形成されたコア31の両側面および上面を
覆うように埋込む上部のクラッド層32を形成する。
In step (h) of FIG. 10, an upper clad layer 32 is formed so as to cover both sides and the upper surface of the core 31 formed in the previous step (g).

【0061】図10のステップ(i)において、前ステ
ップ(h)で形成された積層物を酸素または窒素雰囲気
中で1200℃以上の温度に加熱して石英系ガラス導波
路を得る。
In step (i) of FIG. 10, the laminate formed in step (h) is heated to a temperature of 1200 ° C. or more in an oxygen or nitrogen atmosphere to obtain a quartz glass waveguide.

【0062】図11は、従来の石英系ガラス導波路の概
略断面図である。
FIG. 11 is a schematic sectional view of a conventional silica glass waveguide.

【0063】図12は、従来の石英系ガラス導波路の屈
折率分布図である。
FIG. 12 is a refractive index distribution diagram of a conventional silica glass waveguide.

【0064】図13は、従来の石英系ガラス導波路の損
失特性図である。
FIG. 13 is a loss characteristic diagram of a conventional silica glass waveguide.

【0065】図11に基づいて、上記図9〜10のステ
ップ(a)〜(i)の工程で得られた従来の石英系ガラ
ス導波路について説明する。コア35の寸法は巾6μ
m、高さ7.5μmで、シングルモードである。導波路
長は50mmである。コアはSiOxNgHz系ガラス
から成り、Nの量を設定・調節して比屈折率差を+0.
8%とした(図12参照)。コア膜形成後の熱処理条件
は窒素流量2.5l/minとして、1300℃、3時
間とした。また、上部のクラッド層形成後の熱処理条件
は、酸素流量2.5l/min、1250℃、3時間と
した。
With reference to FIG. 11, a description will be given of a conventional quartz glass waveguide obtained in the steps (a) to (i) of FIGS. The size of the core 35 is 6 μ in width.
m, 7.5 μm height and single mode. The waveguide length is 50 mm. The core is made of SiOxNghz-based glass, and the relative refractive index difference is set to +0.
8% (see FIG. 12). The heat treatment after forming the core film was performed at 1300 ° C. for 3 hours with a nitrogen flow rate of 2.5 l / min. The heat treatment conditions after the formation of the upper clad layer were an oxygen flow rate of 2.5 l / min, 1250 ° C. for 3 hours.

【0066】図13に基づいて、上に得られた従来の石
英系ガラス導波路の損失特性について説明する。波長
1.39μmにおける損失は0.29dB/cm、波長
1.5μmにおける損失は0.64dB/cmであっ
た。本発明の石英系ガラス導波路における損失と対比す
ると、両波長ともに損失が顕著に大きいことが判る(表
1参照)。これは、コア中のHの除去が不十分であるの
で、波長1.39μmにおけるOH基による吸収、波長
1.5μmにおけるSi−HあるいはN−H基による吸
収として損失が検出されるためである。
With reference to FIG. 13, the loss characteristics of the conventional silica glass waveguide obtained above will be described. The loss at a wavelength of 1.39 μm was 0.29 dB / cm, and the loss at a wavelength of 1.5 μm was 0.64 dB / cm. In comparison with the loss in the quartz glass waveguide of the present invention, it is found that the loss is remarkably large at both wavelengths (see Table 1). This is because, since the removal of H in the core is insufficient, the loss is detected as absorption by an OH group at a wavelength of 1.39 μm and absorption by a Si—H or NH group at a wavelength of 1.5 μm. .

【0067】以上のように、本発明の構造およびその製
造方法による、高比屈折率差を有する石英系ガラス導波
路が容易に得られる。
As described above, a silica-based glass waveguide having a high relative refractive index difference can be easily obtained by the structure of the present invention and the method of manufacturing the same.

【0068】[0068]

【発明の効果】低損失の高比屈折率差石英系ガラス導波
路およびその製造方法を可能とする。
The present invention enables a low-loss, high relative refractive index difference silica-based glass waveguide and a method of manufacturing the same.

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

【図1】本発明の石英系ガラス導波路の一例の概略断面
図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an example of a silica-based glass waveguide of the present invention.

【図2】本発明の石英系ガラス導波路の製造方法の一例
の概略工程図である。
FIG. 2 is a schematic process diagram illustrating an example of a method for manufacturing a silica-based glass waveguide according to the present invention.

【図3】本発明の石英系ガラス導波路の製造方法の一例
の概略工程図である。
FIG. 3 is a schematic process drawing of an example of a method for manufacturing a silica glass waveguide of the present invention.

【図4】本発明の石英系ガラス導波路の製造方法の一例
の概略工程図である。
FIG. 4 is a schematic process drawing of an example of a method for manufacturing a silica glass waveguide according to the present invention.

【図5】本発明の石英系ガラス導波路の製造方法の一例
の概略工程図である。
FIG. 5 is a schematic process drawing of an example of a method for manufacturing a silica glass waveguide of the present invention.

【図6】本発明の石英系ガラス導波路の他の一例の概略
断面図である。
FIG. 6 is a schematic sectional view of another example of the silica-based glass waveguide of the present invention.

【図7】本発明の石英系ガラス導波路の屈折率分布図で
ある。
FIG. 7 is a refractive index distribution diagram of the silica glass waveguide of the present invention.

【図8】本発明の石英系ガラス導波路の損失特性図であ
る。
FIG. 8 is a loss characteristic diagram of the quartz glass waveguide of the present invention.

【図9】従来の石英系ガラス導波路の製造方法の概略工
程図である。
FIG. 9 is a schematic process chart of a conventional method for manufacturing a silica glass waveguide.

【図10】従来の石英系ガラス導波路の製造方法の概略
工程図である。
FIG. 10 is a schematic process chart of a conventional method for manufacturing a silica glass waveguide.

【図11】従来の石英系ガラス導波路の概略断面図であ
る。
FIG. 11 is a schematic sectional view of a conventional silica glass waveguide.

【図12】従来の石英系ガラス導波路の屈折率分布図で
ある。
FIG. 12 is a refractive index distribution diagram of a conventional silica glass waveguide.

【図13】従来の石英系ガラス導波路の損失特性図であ
る。
FIG. 13 is a loss characteristic diagram of a conventional silica glass waveguide.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,7,20,26,33 基板 2,6,8,19,21,25,27,32,34,3
6 クラッド層 3,5,17,18,22,24 中間層(コア埋込
層) 4,13,23,31,35 コア 9,14 中間層の膜 10,28 コア膜 11,15,29 wsi膜 12,16,30 wsiマスクパターン
1,7,20,26,33 substrate 2,6,8,19,21,25,27,32,34,3
6 Cladding layer 3,5,17,18,22,24 Intermediate layer (core burying layer) 4,13,23,31,35 Core 9,14 Intermediate layer film 10,28 Core film 11,15,29 wsi Film 12, 16, 30 wsi mask pattern

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板と、上記基板上に構成された略矩形
状断面を有する高屈折率ガラスから成るコアを低屈折率
ガラスから成るコア埋込層で覆うように埋込んだ構造物
を含む石英系ガラス導波路において、上記高屈折率ガラ
スが屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスあるいはSi
OxNyHz系ガラスであり、上記低屈折率ガラスがフ
ッ素添加SiO2 系ガラスであり、且つ上記導波路の製
造工程中に、800℃〜1200℃の温度範囲に加熱す
る熱処理工程によって1回または2回以上加熱されて上
記コアが接触する上記コア埋込層からフッ素の一部を拡
散・移行されている石英系ガラス導波路。
1. A semiconductor device comprising: a substrate; and a structure in which a core made of a high-refractive-index glass having a substantially rectangular cross-section and formed on the substrate is embedded with a core burying layer made of a low-refractive-index glass. In the quartz glass waveguide, the high refractive index glass is made of SiO 2 glass or Si
OxNyHz-based glass, wherein the low-refractive-index glass is fluorine-added SiO 2 -based glass, and once or twice by a heat treatment step of heating to a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. during the manufacturing process of the waveguide. A quartz glass waveguide in which a part of fluorine is diffused and transferred from the core buried layer which is heated and contacts the core.
【請求項2】 基板と、上記基板上に構成された略矩形
状断面を有する高屈折率ガラスから成るコアを低屈折率
ガラスから成るコア埋込層で覆うように埋込んだ構造物
を含む石英系ガラス導波路において、上記高屈折率ガラ
スが屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスあるいはSi
OxNyHz系ガラスであり、上記低屈折率ガラスがフ
ッ素添加SiO2 系ガラスであり、上記コアとこれを覆
ったコア埋込層とから成る構造物がさらにSiO2 系ガ
ラスで覆われた構造を有し、且つ上記導波路の製造工程
中に、800℃〜1200℃の温度範囲に加熱する熱処
理工程によって1回または2回以上加熱されて上記コア
が接触する上記コア埋込層からフッ素の一部を拡散・移
行されている石英系ガラス導波路。
2. A semiconductor device comprising: a substrate; and a structure in which a core made of high refractive index glass having a substantially rectangular cross section and formed on the substrate is covered with a core burying layer made of low refractive index glass. In the quartz glass waveguide, the high refractive index glass is made of SiO 2 glass or Si
OxNyHz-based glass, wherein the low-refractive-index glass is fluorine-added SiO 2 -based glass, and a structure comprising the core and a core burying layer covering the core is further covered with SiO 2 -based glass. A part of fluorine from the core buried layer, which is heated once or twice or more by a heat treatment step of heating to a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. during the manufacturing process of the waveguide and the core comes into contact with; A quartz glass waveguide that has been diffused and migrated.
【請求項3】 基板と、上記基板上に構成された略矩形
状断面を有する高屈折率ガラスから成るコアを低屈折率
ガラスから成るコア埋込層で覆うように埋込んだ構造物
を含む石英系ガラス導波路において、上記高屈折率ガラ
スが屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスあるいはSi
OxNyHz系ガラスであり、上記低屈折率ガラスがフ
ッ素添加SiO2 系ガラスであり、上記コアとこれを覆
った上記埋込層とが略矩形の外周断面を有する構造物を
成し、上記構造物がSiO2 系ガラスで覆われて居り、
且つ上記導波路の製造工程中に、800℃〜1200℃
の温度範囲に加熱する熱処理工程によって1回または2
回以上加熱されて上記コアが接触する上記コア埋込層か
らフッ素の一部を拡散・移行されている石英系ガラス導
波路。
3. A structure including a substrate and a structure in which a core made of a high-refractive index glass having a substantially rectangular cross section and formed on the substrate is covered with a core burying layer made of a low-refractive index glass. In the quartz glass waveguide, the high refractive index glass is made of SiO 2 glass or Si
An OxNyHz-based glass, wherein the low-refractive-index glass is a fluorine-added SiO 2 -based glass, and the core and the burying layer covering the core form a structure having a substantially rectangular outer peripheral cross section; Is covered with SiO 2 glass,
And 800 ° C. to 1200 ° C. during the manufacturing process of the waveguide.
1 or 2 depending on the heat treatment step of heating to the temperature range of
A silica-based glass waveguide in which a part of fluorine is diffused and transferred from the core buried layer, which is heated at least twice and the core is in contact with the core.
【請求項4】 基板上に構成された略矩形状断面を有す
る高屈折率ガラスから成るコアの外周を、低屈折率ガラ
スから成るコア埋込層で覆って成る略矩形状外周断面を
有する構造物の外周をSiO2 系ガラス層で覆った構造
を有する導波路において、基板がSiO2 系ガラス基板
であり、上記高屈折率ガラスが屈折率向上成分添加Si
2 系ガラスあるいはSiOxNyHz系ガラスであ
り、上記低屈折率ガラスがフッ素添加SiO2 系ガラス
であり、上記SiO2 系ガラス層が、上記基板と上記構
造物の両側面および上面を覆うように形成されたSiO
2系ガラス層上部膜とから構成され、且つ上記導波路の
製造工程中に、800℃〜1200℃の温度範囲に加熱
する熱処理工程によって1回または2回以上加熱されて
上記コアが接触する上記コア埋込層からフッ素の一部を
拡散・移行されている石英系ガラス導波路。
4. A structure having a substantially rectangular outer peripheral cross section formed by covering the outer periphery of a core made of high refractive index glass having a substantially rectangular cross section and formed on a substrate with a core burying layer made of low refractive index glass. In a waveguide having a structure in which the outer periphery of an object is covered with a SiO 2 -based glass layer, the substrate is an SiO 2 -based glass substrate, and the high-refractive-index glass is made of a material having a refractive index improving component-added Si.
O 2 -based glass or SiOxNyHz-based glass, wherein the low-refractive-index glass is fluorine-added SiO 2 -based glass, and the SiO 2 -based glass layer is formed so as to cover both side surfaces and the upper surface of the substrate and the structure. SiO
Is composed of a 2 glass layer upper layer, and the waveguide in the manufacturing process of, above it is heated one or more times by a heat treatment step of heating to a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. and to contact the core A silica glass waveguide in which part of fluorine is diffused and transferred from the core buried layer.
【請求項5】 基板上に構成された略矩形状断面を有す
る高屈折率ガラスから成るコアの外周を、低屈折率ガラ
スから成るコア埋込層で覆って成る略矩形状外周断面を
有する構造物の外周をSiO2 系ガラス層で覆った構造
を有する導波路において、基板がSi基板であり、且つ
その上にSiO2 系ガラス膜が形成されて居り、上記高
屈折率ガラスが屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスあ
るいはSiOxNyHz系ガラスであり、上記低屈折率
ガラスがフッ素添加SiO2 系ガラスであり、上記Si
2 系ガラス層が、上記Si基板上に形成されたSiO
2 系ガラス膜と上記構造物の両側面および上面を覆うよ
うに形成されたSiO2系ガラス上部膜とから構成さ
れ、且つ上記導波路の製造工程中に、800℃〜120
0℃の温度範囲に加熱する熱処理工程によって1回また
は2回以上加熱されて上記コアが接触する上記コア埋込
層からフッ素の一部を拡散・移行されている石英系ガラ
ス導波路。
5. A structure having a substantially rectangular outer peripheral cross section formed by covering the outer periphery of a core made of a high refractive index glass having a substantially rectangular cross section and formed on a substrate with a core burying layer made of a low refractive index glass. In a waveguide having a structure in which the outer periphery of an object is covered with a SiO 2 -based glass layer, the substrate is a Si substrate, and a SiO 2 -based glass film is formed thereon, and the high refractive index glass improves the refractive index. Component-added SiO 2 -based glass or SiOxNyHz-based glass, wherein the low-refractive-index glass is fluorine-added SiO 2 -based glass;
O 2 -based glass layer is formed on the Si substrate
A two -layer glass film and a SiO 2 -based glass upper film formed so as to cover both side surfaces and the upper surface of the above-mentioned structure;
A quartz-based glass waveguide that has been heated once or twice or more by a heat treatment step of heating to a temperature range of 0 ° C., and a part of fluorine has been diffused and transferred from the core burying layer with which the core comes into contact.
【請求項6】 基板上に、フッ素添加SiO2 系ガラス
から成るコア埋込用低屈折率ガラス層で略矩形状断面を
有し、且つ屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスあるい
はSiOxNyHz系ガラスから成る高屈折率ガラスコ
アを埋込んだ構造を形成する石英系ガラス導波路の製造
方法において、上記基板上にSiO2系ガラス層を形成
しあるいは形成せずに、上記コア埋込用低屈折率ガラス
層用の下部膜を形成し、形成された上記下部膜上に上記
高屈折率コア用のコア膜を形成し、形成された上記コア
膜より略矩形状断面を有する上記コアを形成し、形成さ
れた略矩形状断面を有する上記コアの両側面および上面
を覆うように、上記コア埋込用低屈折率ガラス層用の上
部膜を形成して、上記コアを上記低屈折率ガラス層用の
上部膜および下部膜で埋込むようにし、且つ上記コア膜
の形成後に800℃〜1200℃の温度範囲で熱処理し
てコア埋込用低屈折率ガラス中のフッ素の一部を高屈折
率ガラスコア中へ拡散・移行させる石英系ガラス導波路
の製造方法。
6. A low-refractive-index glass layer for embedding a core made of fluorine-containing SiO 2 glass having a substantially rectangular cross section on a substrate and formed of a SiO 2 -based glass or SiOxNyHz-based glass containing a refractive index improving component. In the method of manufacturing a quartz-based glass waveguide having a structure in which a high-refractive-index glass core is embedded, the low-refractive-index for embedding the core is formed with or without forming an SiO 2 -based glass layer on the substrate. Forming a lower film for a glass layer, forming a core film for the high refractive index core on the formed lower film, forming the core having a substantially rectangular cross section from the formed core film; An upper film for the core embedding low-refractive-index glass layer is formed so as to cover both side surfaces and the upper surface of the formed core having a substantially rectangular cross-section, and the core is formed on the low-refractive-index glass layer. In the upper and lower membrane A part of fluorine in the low-refractive-index glass for core embedding is diffused and transferred into the high-refractive-index glass core by heat treatment in a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. after the formation of the core film. A method for manufacturing a quartz glass waveguide.
【請求項7】 基板上に、フッ素添加SiO2 系ガラス
から成るコア埋込用低屈折率ガラス層で略矩形状断面を
有し、且つ屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスあるい
はSiOxNyHz系ガラスから成る高屈折率ガラスコ
アを埋込んだ構造を形成する石英系ガラス導波路の製造
方法において、上記基板上にSiO2系ガラス層を形成
しあるいは形成せずに、上記コア埋込用低屈折率ガラス
層用の下部膜を形成し、形成された上記下部膜上に上記
高屈折率コア用のコア膜を形成し、形成された上記コア
膜より略矩形状断面を有する上記コアを形成し、形成さ
れた略矩形状断面を有する上記コアの両側面および上面
を覆うように、上記コア埋込用低屈折率ガラス層用の上
部膜を形成して、上記コアを上記低屈折率ガラス層用の
上部膜および下部膜で埋込むようにし、さらに形成され
た上記コア埋込用低屈折率ガラス層用の上部膜上に上記
SiO2 系ガラス層用の上部膜を形成し、且つ上記コア
膜の形成後に800℃〜1200℃の温度範囲で熱処理
してコア埋込用低屈折率ガラス中のフッ素の一部を高屈
折率ガラスコア中へ拡散・移行させる石英系ガラス導波
路の製造方法。
7. A core-embedded low-refractive-index glass layer made of fluorine-added SiO 2 glass having a substantially rectangular cross section on a substrate and made of a SiO 2 -based glass or SiOxNyHz-based glass added with a refractive index improving component. In the method of manufacturing a quartz-based glass waveguide having a structure in which a high-refractive-index glass core is embedded, the low-refractive-index for embedding the core is formed with or without forming an SiO 2 -based glass layer on the substrate. Forming a lower film for a glass layer, forming a core film for the high refractive index core on the formed lower film, forming the core having a substantially rectangular cross section from the formed core film; An upper film for the core embedding low-refractive-index glass layer is formed so as to cover both side surfaces and the upper surface of the formed core having a substantially rectangular cross-section, and the core is formed on the low-refractive-index glass layer. In the upper and lower membrane An upper film for the SiO 2 -based glass layer is formed on the formed upper film for the low-refractive-index glass layer for embedding the core, and 800 ° C. to 1200 ° C. after the formation of the core film. A method for producing a quartz glass waveguide in which a part of fluorine in a low-refractive index glass for embedding a core is diffused and transferred into a high-refractive index glass core by heat treatment in a temperature range of ° C.
【請求項8】 基板上に、フッ素添加SiO2 系ガラス
から成るコア埋込用低屈折率ガラス層で略矩形状断面を
有し、且つ屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスあるい
はSiOxNyHz系ガラスから成る高屈折率ガラスコ
アを埋込んだ構造を形成する石英系ガラス導波路の製造
方法において、上記基板上にSiO2系ガラス層を形成
しあるいは形成せずに、上記コア埋込用低屈折率ガラス
層用の下部膜を形成し、形成された上記下部膜上に上記
高屈折率コア用のコア膜を形成し、形成された上記コア
膜と上記下部膜とから略矩形状断面を有する上記コアと
その下面に接する略同巾のコア埋込用低屈折率ガラス層
下部とを形成し、形成された略矩形状断面を有する上記
コアと上記コア埋込用低屈折率ガラス層下部とから成る
構造物の両側面および上面を覆うコア埋込用低屈折率ガ
ラス層用の上部膜を形成し、形成された構造物より上記
コアの外周を上記コア埋込用低屈折率ガラス層で覆った
略矩形状断面を有する構造物を形成し、形成された構造
物の両側面および上面を上記SiO2 系ガラス層用の上
部膜で覆って埋込むようにし、且つ上記コア膜の形成後
に800℃〜1200℃の温度範囲で熱処理してコア埋
込用低屈折率ガラス中のフッ素の一部を高屈折率ガラス
コア中へ拡散・移行させる石英系ガラス導波路の製造方
法。
8. A low refractive index glass layer for embedding a core made of fluorine-containing SiO 2 glass having a substantially rectangular cross-section on a substrate, and made of SiO 2 glass or SiOxNyHz glass having a refractive index improving component added. In the method of manufacturing a quartz-based glass waveguide having a structure in which a high-refractive-index glass core is embedded, the low-refractive-index for embedding the core is formed with or without forming an SiO 2 -based glass layer on the substrate. Forming a lower film for a glass layer, forming a core film for the high refractive index core on the formed lower film, and forming a substantially rectangular cross section from the formed core film and the lower film; Forming a core and a lower part of a low refractive index glass layer for embedding the core having substantially the same width in contact with the lower surface thereof, and forming the core having a substantially rectangular cross section and the lower part of the low refractive index glass layer for embedding the core. Sides of the structure comprising An upper film for the core-embedded low refractive index glass layer covering the upper surface is formed, and the formed structure has a substantially rectangular cross section in which the outer periphery of the core is covered with the core embedded low-refractive index glass layer. A structure is formed, and both sides and an upper surface of the formed structure are covered with the upper film for the SiO 2 -based glass layer so as to be embedded, and a temperature range of 800 ° C. to 1200 ° C. after the formation of the core film. A method for producing a silica glass waveguide in which a part of fluorine in the low refractive index glass for embedding the core is diffused and transferred into the high refractive index glass core by heat treatment.
【請求項9】 基板上に、フッ素添加SiO2 系ガラス
から成るコア埋込用低屈折率ガラス層で略矩形状断面を
有し、且つ屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスあるい
はSiOxNyHz系ガラスから成る高屈折率ガラスコ
アを埋込んだ構造を形成する石英系ガラス導波路の製造
方法において、上記基板上にSiO2系ガラス層を形成
しあるいは形成せずに、上記コア埋込用低屈折率ガラス
層用の下部膜を形成し、形成された上記下部膜上に上記
高屈折率コア用のコア膜を形成し、形成された上記コア
膜より略矩形状断面を有する上記コアを形成し、形成さ
れた略矩形状断面を有する上記コアの両側面および上面
を覆うように、上記コア埋込用低屈折率ガラス層用の上
部膜を形成して、上記コアを上記埋込用低屈折率ガラス
層用の上部膜および下部膜で埋込むようにし、且つ上記
コア膜の形成後に800℃〜1200℃の温度範囲で熱
処理してコア埋込用低屈折率ガラス中のフッ素の一部を
高屈折率ガラスコア中へ拡散・移行させ、さらに上記コ
ア埋込用低屈折率ガラス層用の上部膜の形成後にも80
0℃〜1200℃の温度範囲で熱処理する石英系ガラス
導波路の製造方法。
9. A low-refractive-index glass layer for embedding a core made of fluorine-containing SiO 2 glass having a substantially rectangular cross-section on a substrate and made of SiO 2 -based glass or SiOxNyHz-based glass added with a refractive index improving component. In the method of manufacturing a quartz-based glass waveguide having a structure in which a high-refractive-index glass core is embedded, the low-refractive-index for embedding the core is formed with or without forming an SiO 2 -based glass layer on the substrate. Forming a lower film for a glass layer, forming a core film for the high refractive index core on the formed lower film, forming the core having a substantially rectangular cross section from the formed core film; An upper film for the core embedding low refractive index glass layer is formed so as to cover both side surfaces and the upper surface of the formed core having a substantially rectangular cross section, and the core is embedded with the embedding low refractive index. Top membrane and bottom for glass layer Part of fluorine in the low-refractive-index glass for core embedding is diffused into the high-refractive-index glass core by performing heat treatment at a temperature in the range of 800 ° C. to 1200 ° C. after the formation of the core film.・ After the transfer and the formation of the upper film for the low refractive index glass layer for embedding the core,
A method for manufacturing a quartz-based glass waveguide which is heat-treated in a temperature range of 0 ° C to 1200 ° C.
【請求項10】 基板上に、フッ素添加SiO2 系ガラ
スから成るコア埋込用低屈折率ガラス層で略矩形状断面
を有し、且つ屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスある
いはSiOxNyHz系ガラスから成る高屈折率ガラス
コアを埋込んだ構造を形成する石英系ガラス導波路の製
造方法において、上記基板上にSiO2 系ガラス層を形
成しあるいは形成せずに、上記コア埋込用低屈折率ガラ
ス層用の下部膜を形成し、形成された上記下部膜上に上
記高屈折率コア用のコア膜を形成し、形成された上記コ
ア膜より略矩形状断面を有する上記コアを形成し、形成
された略矩形状断面を有する上記コアの両側面および上
面を覆うように、上記コア埋込用低屈折率ガラス層用の
上部膜を形成して、上記コアを上記埋込用低屈折率ガラ
ス層用の上部膜および下部膜で埋込むようにし、さらに
形成された上記コア埋込用低屈折率ガラス層用の上部膜
上に上記SiO2 系ガラス層用の上部膜を形成し、且つ
上記コア膜の形成後に800℃〜1200℃の温度範囲
で熱処理してコア埋込用低屈折率ガラス中のフッ素の一
部を高屈折率ガラスコア中へ拡散・移行させ、さらに上
記SiO2 系ガラス層用の上部膜の形成後にも800℃
〜1200℃の温度範囲で熱処理する石英系ガラス導波
路の製造方法。
10. A low refractive index glass layer for embedding a core made of fluorine-containing SiO 2 glass having a substantially rectangular cross-section on a substrate, and a refractive index improving component-added SiO 2 glass or SiOxNyHz glass. In the method of manufacturing a quartz-based glass waveguide having a structure in which a high-refractive-index glass core is embedded, the low-refractive-index for embedding the core is formed with or without forming an SiO 2 -based glass layer on the substrate. Forming a lower film for a glass layer, forming a core film for the high refractive index core on the formed lower film, forming the core having a substantially rectangular cross section from the formed core film; An upper film for the core embedding low refractive index glass layer is formed so as to cover both side surfaces and the upper surface of the formed core having a substantially rectangular cross section, and the core is embedded with the embedding low refractive index. An upper membrane for the glass layer and An upper film for the SiO 2 -based glass layer is formed on the formed upper film for the low refractive index glass layer for embedding the core, and after forming the core film, ° C. was heat treated at a temperature in the range of to 1200 ° C. diffusion and to shift to a high refractive index glass core in a portion of the fluorine in the low refractive index glass core embedded in further upper layer for the SiO 2 based glass layer 800 ° C after formation
A method for manufacturing a quartz-based glass waveguide which is heat-treated in a temperature range of -1200 ° C.
【請求項11】 基板上に、フッ素添加SiO2 系ガラ
スから成るコア埋込用低屈折率ガラス層で略矩形状断面
を有し、且つ屈折率向上成分添加SiO2 系ガラスある
いはSiOxNyHz系ガラスから成る高屈折率ガラス
コアを埋込んだ構造を形成する石英系ガラス導波路の製
造方法において、上記基板上にSiO2 系ガラス層を形
成しあるいは形成せずに、上記コア埋込用低屈折率ガラ
ス層用の下部膜を形成し、形成された上記下部膜上に上
記高屈折率コア用のコア膜を形成し、形成された上記コ
ア膜と上記下部膜とから略矩形状断面を有する上記コア
とその下面に接する略同幅のコア埋込用低屈折率ガラス
層下部とを形成し、形成させた略矩形状断面を有する上
記コアとその下部の上記コア埋込用低屈折率ガラス層下
部とから成る構造物の両側面および上面を覆うコア埋込
用低屈折率ガラス層用の上部膜を形成し、形成された構
造物より上記コアの外周を上記コア埋込用低屈折率ガラ
ス層で覆った略矩形状断面を有する構造物を形成し、形
成された構造物の両側面および上面を上記SiO2 系ガ
ラス層用の上部膜で覆って埋込むようにし、且つ上記コ
ア膜の形成後に800℃〜1200℃の温度範囲で熱処
理してコア埋込用低屈折率ガラス中のフッ素の一部を高
屈折率ガラスコア中へ拡散・移行させ、さらに上記Si
2 系ガラス層用の上部膜の形成後にも800℃〜12
00℃の温度範囲で熱処理する石英系ガラス導波路の製
造方法。
11. A core-embedded low refractive index glass layer made of fluorine-containing SiO 2 glass having a substantially rectangular cross-section on a substrate and made of SiO 2 glass or SiOxNyHz glass with a refractive index improving component added. In the method of manufacturing a quartz-based glass waveguide having a structure in which a high-refractive-index glass core is embedded, the low-refractive-index for embedding the core is formed with or without forming an SiO 2 -based glass layer on the substrate. Forming a lower film for a glass layer, forming a core film for the high refractive index core on the formed lower film, and forming a substantially rectangular cross section from the formed core film and the lower film; A core having a substantially rectangular cross-section formed by forming a core and a lower part of a low refractive index glass layer for embedding the core having substantially the same width in contact with the lower surface thereof, and the low refractive index glass layer for embedding the core below the core; Of the structure consisting of the lower part A substantially rectangular shape in which an upper film for a core-embedded low-refractive-index glass layer covering both side surfaces and an upper surface is formed, and the outer periphery of the core is covered with the core-embedded low-refractive-index glass layer from the formed structure. A structure having a cross section is formed, and both side surfaces and an upper surface of the formed structure are covered and covered with the upper film for the SiO 2 -based glass layer, and after the formation of the core film, 800 ° C. to 1200 ° C. A part of fluorine in the low-refractive-index glass for embedding the core is diffused and transferred into the high-refractive-index glass core.
800 ° C. to 12 ° C. even after forming the upper film for the O 2 glass layer.
A method for producing a quartz glass waveguide which is heat-treated in a temperature range of 00 ° C.
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