JPS59220703A - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
- Publication number
- JPS59220703A JPS59220703A JP9496083A JP9496083A JPS59220703A JP S59220703 A JPS59220703 A JP S59220703A JP 9496083 A JP9496083 A JP 9496083A JP 9496083 A JP9496083 A JP 9496083A JP S59220703 A JPS59220703 A JP S59220703A
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- JP
- Japan
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- oxide film
- substrate
- cladding
- core
- silicon
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/13—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method
- G02B6/136—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by etching
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
発つ】の技術分野
本発明は光導波路の製造方法に関し、特にシリコン（８
％）から成る基板に溝を掘削形成し、この溝に形成する
光導波路の製造方法に関するものであるっ 技術の背景 光導波路は、よく知られているように、その横断面にお
ける中央部に配設形成されたコア部と、このコア部の外
周面に密着してコア部を取囲んで配設形成されたクラッ
ド部とから構成される場合が多い。そして、このコア部
は、クラッド部の材料（例えば、Ｓｉｎ、）よシも屈折
率の高い材料（例えば、ＳｉＯ２にＴｉを混入した材料
）から形成されている。このような光導波路内を伝播す
る光は、コア部とクラッド部の境界面で反射をくり返し
ながらコア部内を伝播する。従って、この境界面が、構
造的に不均一である場合、すなわち、凹凸部等を有して
十分滑らかでない場合は、この凹凸部で光の乱反射が発
生し、光の一部がコア部の外へ出る放射モードに変換さ
れるため、光の伝播損失が増加する。このため、この種
の光導波路においては、コア部とクラッド部の境界面を
十分滑らかに形成することが可能な光導波路の製造方法
が要望されている。
％）から成る基板に溝を掘削形成し、この溝に形成する
光導波路の製造方法に関するものであるっ 技術の背景 光導波路は、よく知られているように、その横断面にお
ける中央部に配設形成されたコア部と、このコア部の外
周面に密着してコア部を取囲んで配設形成されたクラッ
ド部とから構成される場合が多い。そして、このコア部
は、クラッド部の材料（例えば、Ｓｉｎ、）よシも屈折
率の高い材料（例えば、ＳｉＯ２にＴｉを混入した材料
）から形成されている。このような光導波路内を伝播す
る光は、コア部とクラッド部の境界面で反射をくり返し
ながらコア部内を伝播する。従って、この境界面が、構
造的に不均一である場合、すなわち、凹凸部等を有して
十分滑らかでない場合は、この凹凸部で光の乱反射が発
生し、光の一部がコア部の外へ出る放射モードに変換さ
れるため、光の伝播損失が増加する。このため、この種
の光導波路においては、コア部とクラッド部の境界面を
十分滑らかに形成することが可能な光導波路の製造方法
が要望されている。
従来技術と問題点
この杜の光導波路の従来の射込方法は、シリコン基板上
にドライエツチング加工（例えは、リアクティブイオン
エツチング）等によシ、先導波路用の溝を形成し、その
後、この溝をそのま＼の状態で使用し、溝の壁面及び基
板上面にシリコンの熱酸化ル″’−（ｓｔｏ２）を形成
してこれを第１のクラッド部とし、次いで、この溝内に
コア部材（例えば、５ｉ０２ とＴｉの混合材）をスパ
ッタ法等によりて埋設し、その後、このコア部上に、第
２のクラッド部として、シリコン酸化膜（Ｓ１０１）を
蒸着法等によりて堆租形成する手法が採られていた。
にドライエツチング加工（例えは、リアクティブイオン
エツチング）等によシ、先導波路用の溝を形成し、その
後、この溝をそのま＼の状態で使用し、溝の壁面及び基
板上面にシリコンの熱酸化ル″’−（ｓｔｏ２）を形成
してこれを第１のクラッド部とし、次いで、この溝内に
コア部材（例えば、５ｉ０２ とＴｉの混合材）をスパ
ッタ法等によりて埋設し、その後、このコア部上に、第
２のクラッド部として、シリコン酸化膜（Ｓ１０１）を
蒸着法等によりて堆租形成する手法が採られていた。
従って、この従来の製造方法では％ ｌｆ’ａの壁面が
溝の掘削時に形成された表面状態のま＼でコア部と５ｓ
ｌのクラッド部の境界面を形成することになる。
溝の掘削時に形成された表面状態のま＼でコア部と５ｓ
ｌのクラッド部の境界面を形成することになる。
しかしながら、基板上に、このようにして形成した溝の
壁面は、その平滑度が良好でなく、例えば、壁面の表面
あらさが１〜２μｎ程度の微小な変動（凹凸）を伴りて
形成される場合がほとんどである。このため、この従来
の製造方法は、光導波路にこのような境界面の変動（凹
凸）を生じさせ、この結果、前述したような光伝播損失
を増大化させるという問題がある。
壁面は、その平滑度が良好でなく、例えば、壁面の表面
あらさが１〜２μｎ程度の微小な変動（凹凸）を伴りて
形成される場合がほとんどである。このため、この従来
の製造方法は、光導波路にこのような境界面の変動（凹
凸）を生じさせ、この結果、前述したような光伝播損失
を増大化させるという問題がある。
発明の目的
本発明の目的は、上記従来技術の即題点に鑑み製造工程
を工夫改善することによシ、光導波路におけるコア部と
クラッド部の境界面の変動（凹凸）を除去して、きわめ
て滑らかな境界面を形成することができ、光伝播損失を
大幅に低減化し得る光導波路の製造方法を提供すること
にある。
を工夫改善することによシ、光導波路におけるコア部と
クラッド部の境界面の変動（凹凸）を除去して、きわめ
て滑らかな境界面を形成することができ、光伝播損失を
大幅に低減化し得る光導波路の製造方法を提供すること
にある。
発明の構成
そして、この目的を達成するために、本発明に依れば、
シリコン基板上に光導波路用の溝を掘削形成し、次いで
前記基板を熱酸化し、該熱酸化によって形成された熱酸
化膜を除去し、該熱酸化膜が除去されたシリコン基板上
に第１のクラッド部としてのシリコン酸化膜を形成し、
次いで、該 ゛第１のクラッド部よシも屈折率の高
いコア部材を前記第１のクラッド部上に形成し、該コア
部材表面上にレジストを塗布し、次いで、ドライエツチ
ングを行なって前記第１のクラッド部表面を露出させ、
次いで、第２のクラッド部としてのシリコン酸化膜を形
成するようにしたことを４）徴とする光導波路の製造方
法が提供される。
シリコン基板上に光導波路用の溝を掘削形成し、次いで
前記基板を熱酸化し、該熱酸化によって形成された熱酸
化膜を除去し、該熱酸化膜が除去されたシリコン基板上
に第１のクラッド部としてのシリコン酸化膜を形成し、
次いで、該 ゛第１のクラッド部よシも屈折率の高
いコア部材を前記第１のクラッド部上に形成し、該コア
部材表面上にレジストを塗布し、次いで、ドライエツチ
ングを行なって前記第１のクラッド部表面を露出させ、
次いで、第２のクラッド部としてのシリコン酸化膜を形
成するようにしたことを４）徴とする光導波路の製造方
法が提供される。
発明の実施例
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。
。
第１図から第８図は本発明の詳細な説明するための図で
あって、先導波路の製造方法における工程順序を示す断
面図である。尚、これらの図において、同一部分には同
一符号が付されている。
あって、先導波路の製造方法における工程順序を示す断
面図である。尚、これらの図において、同一部分には同
一符号が付されている。
先づ、第１図に示すように、シリコン（Ｓｉ）からなる
基板ｌＯ上に、先導波路のパターンに相当する部分が取
り除かれたアルミニウム（Ａｔ）等からなるマスク１２
を蒸着等により形成し、次に、このパターン部分に光導
波路用の溝１１を、ドライエツチング（例えば、リアク
ティブイオンエツチング］等の手法によシ、形成する。
基板ｌＯ上に、先導波路のパターンに相当する部分が取
り除かれたアルミニウム（Ａｔ）等からなるマスク１２
を蒸着等により形成し、次に、このパターン部分に光導
波路用の溝１１を、ドライエツチング（例えば、リアク
ティブイオンエツチング］等の手法によシ、形成する。
この溝１１のエツチング加工において、その壁面１１ａ
は微小な変動（凹凸）が必ず形成される。この変動
（凹凸）の表面あらさく凸部と凹部の高低差寸法）は、
例えば、１〜２μｍ程度の場合が多い。
は微小な変動（凹凸）が必ず形成される。この変動
（凹凸）の表面あらさく凸部と凹部の高低差寸法）は、
例えば、１〜２μｍ程度の場合が多い。
その後、マスク１２をエツチング工程で除去して、第２
図に示すように、シリコン基板１０自体の状態にする。
図に示すように、シリコン基板１０自体の状態にする。
次に、このシリコン基板ｌＯを電気炉の中に入れて加熱
しく例えば、１２００℃〜１３００℃〕、ウェット酸素
を流して反応（気相反応）させて、第３図に示すように
、基板ｌＯの上面１０ａ及び溝１１の壁面１１ａにシリ
コンの熱酸化膜（Ｓｉ０２）１３を型底する。この熱酸
化膜１３の厚さを、前出の第１図で述べた溝１１の壁面
１１ａの表面あらさくこの場合１〜２μｍ）の２〜３倍
程度に設定すると、第３図に示すように、酸化膜（Ｓｉ
Ｏ２）１３と基板】Ｏのシリコン（Ｓｉ）部とが明確に
区別された境界面が形成されると共に、との境界面轄鏡
面状にきわめて平滑度が良好に形成される。
しく例えば、１２００℃〜１３００℃〕、ウェット酸素
を流して反応（気相反応）させて、第３図に示すように
、基板ｌＯの上面１０ａ及び溝１１の壁面１１ａにシリ
コンの熱酸化膜（Ｓｉ０２）１３を型底する。この熱酸
化膜１３の厚さを、前出の第１図で述べた溝１１の壁面
１１ａの表面あらさくこの場合１〜２μｍ）の２〜３倍
程度に設定すると、第３図に示すように、酸化膜（Ｓｉ
Ｏ２）１３と基板】Ｏのシリコン（Ｓｉ）部とが明確に
区別された境界面が形成されると共に、との境界面轄鏡
面状にきわめて平滑度が良好に形成される。
すなわち、この場合の境界面は、その表面あらさが、例
えば０．０１μｍ程度以下に十分溝らかに形成される。
えば０．０１μｍ程度以下に十分溝らかに形成される。
次に、この熱酸化膜（ＳｉＯ２） ｌ ３ （第３図）
を、フッｗ（Ｈｐ）とフッ化アンモニウム（ＮｒｔｔＦ
）を約】対ＪＯの酌合で混合した混合溶液を用いてケミ
カルエツチングで除去して、第４図に示すように、再び
シリコン基板１０自体の状態にする。
を、フッｗ（Ｈｐ）とフッ化アンモニウム（ＮｒｔｔＦ
）を約】対ＪＯの酌合で混合した混合溶液を用いてケミ
カルエツチングで除去して、第４図に示すように、再び
シリコン基板１０自体の状態にする。
との場合、前記熱酸化膜１３（第３図）が除去されたシ
リコン基板１０の上面Ｊ （１）’ａ 及び溝１１’
の壁面１１’ａは、ｎｉｌ出の第３図における酸化膜（
Ｓｉ０２月３のべ・、界面が露出されることになシ、前
述したように、きわめて良好な平ｆ１？度を有している
。尚、従来はとの工程を施さず、第３図における熱酸化
膜（Ｓｉｎ２） １３をそのま＼の状態で光導波路の第
１のクラッド部として形成し、この酸化膜（８１０，７
１３上にコア部材を直接埋設していたため、従来波相の
欄で述べたように、コア部と龜 クラッド部の境界面に必ず変動（凹凸）が生じていた。
リコン基板１０の上面Ｊ （１）’ａ 及び溝１１’
の壁面１１’ａは、ｎｉｌ出の第３図における酸化膜（
Ｓｉ０２月３のべ・、界面が露出されることになシ、前
述したように、きわめて良好な平ｆ１？度を有している
。尚、従来はとの工程を施さず、第３図における熱酸化
膜（Ｓｉｎ２） １３をそのま＼の状態で光導波路の第
１のクラッド部として形成し、この酸化膜（８１０，７
１３上にコア部材を直接埋設していたため、従来波相の
欄で述べたように、コア部と龜 クラッド部の境界面に必ず変動（凹凸）が生じていた。
さて、次に、このシリコン基板１０（ｍ４図）の上面１
０′ａ及びｇｊ ］、 ］’の９面１１’ａに、第５図
に示すように、第１のクラッド部としてのシリコン酸化
膜（Ｓｉｎ、） ］ ４を形成する。この場合のシリコ
ン酸化膜１４は、前出の第３図におけるシリコンの熱酸
化膜１３と同様に熱酸化によって形成してもよく、又は
蒸着法等によって堆積形成してもよい。そして、この場
合の酸化＠１４の厚さは、伝播される光の波長（λ）に
対応して設定されるもので、例えばλ＝０．８μｍの場
合は、１μｍ 稈度に設定される。
０′ａ及びｇｊ ］、 ］’の９面１１’ａに、第５図
に示すように、第１のクラッド部としてのシリコン酸化
膜（Ｓｉｎ、） ］ ４を形成する。この場合のシリコ
ン酸化膜１４は、前出の第３図におけるシリコンの熱酸
化膜１３と同様に熱酸化によって形成してもよく、又は
蒸着法等によって堆積形成してもよい。そして、この場
合の酸化＠１４の厚さは、伝播される光の波長（λ）に
対応して設定されるもので、例えばλ＝０．８μｍの場
合は、１μｍ 稈度に設定される。
そして、次に、第６図に示すように、このｎ４の壁面１
１′ａ及び基板上面１０’ａ（第５図）上に、コア部材
１．（例えば、５ｉ０２とＴｉの混合物）１５をスパッ
タ法等によって堆積形成する。尚、当然のことながら、
このコア部材１５は前記第１のクラッド部（ａ化膜１４
）よりも高い屈折率を有するように形成されている。
１′ａ及び基板上面１０’ａ（第５図）上に、コア部材
１．（例えば、５ｉ０２とＴｉの混合物）１５をスパッ
タ法等によって堆積形成する。尚、当然のことながら、
このコア部材１５は前記第１のクラッド部（ａ化膜１４
）よりも高い屈折率を有するように形成されている。
次に、このコア部１ｊ’１５の表面上に、第６図に一点
鎖線で示すように、レジスト１８をその表面が平面状に
なるように塗布する。
鎖線で示すように、レジスト１８をその表面が平面状に
なるように塗布する。
その後、ドライエツチングを杓なって、第７図に示すよ
うに、第１のクラッド部（酸化膜１４）の表面が露出す
るまでコア部月１５を除去する。
うに、第１のクラッド部（酸化膜１４）の表面が露出す
るまでコア部月１５を除去する。
この結果、第１のクラッド部１４の上面は第５図におけ
る基板上面１０’ａと略一致して露出され、溝１１′内
に残留（埋込まれた）したコア部材がコア部】６として
形成される。尚、この場合、コア部１６の上面１６ａは
、前記ドライエツチング加工によって、第１のクラッド
部１４の上面１０’ａと同一平面内に形成される。
る基板上面１０’ａと略一致して露出され、溝１１′内
に残留（埋込まれた）したコア部材がコア部】６として
形成される。尚、この場合、コア部１６の上面１６ａは
、前記ドライエツチング加工によって、第１のクラッド
部１４の上面１０’ａと同一平面内に形成される。
そして、最後に、第８図に示すように、第１のクラッド
部１４０表面（基板上面１０’ａ）上及びコア部上面１
６ａ上に、スパッタ法船によって、第２のクラッド部（
１７）としてシリコン酸化膜（８１０２）１７を堆積形
成する。以上の工程を終了することによシ、第１のクラ
ッド部（１４）と第２のクラッド部（１７）が協同して
コア部１６を密着状態で取ｈ Ｉ？ｔ＋んだ状態となる
。本実施例に依ればこのようにして、光導波路９を形成
し、との光導波路９におけるコア部１６と、第１及び第
２のクラッド部（１４，１７）との境界面をきわめて良
好な平滑度に形成することができる。
部１４０表面（基板上面１０’ａ）上及びコア部上面１
６ａ上に、スパッタ法船によって、第２のクラッド部（
１７）としてシリコン酸化膜（８１０２）１７を堆積形
成する。以上の工程を終了することによシ、第１のクラ
ッド部（１４）と第２のクラッド部（１７）が協同して
コア部１６を密着状態で取ｈ Ｉ？ｔ＋んだ状態となる
。本実施例に依ればこのようにして、光導波路９を形成
し、との光導波路９におけるコア部１６と、第１及び第
２のクラッド部（１４，１７）との境界面をきわめて良
好な平滑度に形成することができる。
発明の効果
以上、詳細に説明したように、本発明に依る先導波路の
製造方法は、シリコン（Ｓｔ）と熱酸化膜（Ｓｉｎ、）
のエツチング選択比の違いを巧みに利用して製造工程を
工夫改曽することによシ、光導波路のコア部とクラッド
部の境界面をきわめて滑らかに形成することを可能とし
、光伝播損失を大幅に低減化し得るといりた効果大なる
ものがあシ、さらには、光導波路の信頼性の向上にも寄
与し得るものである。
製造方法は、シリコン（Ｓｔ）と熱酸化膜（Ｓｉｎ、）
のエツチング選択比の違いを巧みに利用して製造工程を
工夫改曽することによシ、光導波路のコア部とクラッド
部の境界面をきわめて滑らかに形成することを可能とし
、光伝播損失を大幅に低減化し得るといりた効果大なる
ものがあシ、さらには、光導波路の信頼性の向上にも寄
与し得るものである。
第１図から第８図は、本発明の詳細な説明するための図
であって、光導波路の製造方法における工程順序を示す
断面図である。 ９・・・先導波路（第８図）、ｌＯ・・・シリコン基板
、１０ａ・・・基板（１０〕の上面、１０’ａ ・・・
熱酸化膜（１３）を除去した後の基板（１０）の上面（
同時に第１のクラッド１４の上面） 、１１・・・最初
に形成した溝、ｌｌａ・・・溝１１の壁面、１１’・・
・熱酸化膜（１３）を除去した後の溝、ｌｌ’ａ・・・
溝１１’の壁面（同時に第１のクラッド部１４の表面〕
、１３・・・シリコンの熱酸化膜（Ｓ ｉａｔ ） 、
１４・・・ｍｌのクラッド部としてのシリコン酸化Ｆ
（ＳｉＯ２）、１５・・・コア部材（例えば、５ｔｏ２
とＴＩの混合物］、１６・・・コア部、１７・・・第２
のクラッド９ｉ（としてのシリコン酸化膜（Ｓｉｎ、）
、１８・・・レジスト、。 特許出願人 富士通株式会社 特許用に１１代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士内田幸男 弁理士 山 口 昭 之
であって、光導波路の製造方法における工程順序を示す
断面図である。 ９・・・先導波路（第８図）、ｌＯ・・・シリコン基板
、１０ａ・・・基板（１０〕の上面、１０’ａ ・・・
熱酸化膜（１３）を除去した後の基板（１０）の上面（
同時に第１のクラッド１４の上面） 、１１・・・最初
に形成した溝、ｌｌａ・・・溝１１の壁面、１１’・・
・熱酸化膜（１３）を除去した後の溝、ｌｌ’ａ・・・
溝１１’の壁面（同時に第１のクラッド部１４の表面〕
、１３・・・シリコンの熱酸化膜（Ｓ ｉａｔ ） 、
１４・・・ｍｌのクラッド部としてのシリコン酸化Ｆ
（ＳｉＯ２）、１５・・・コア部材（例えば、５ｔｏ２
とＴＩの混合物］、１６・・・コア部、１７・・・第２
のクラッド９ｉ（としてのシリコン酸化膜（Ｓｉｎ、）
、１８・・・レジスト、。 特許出願人 富士通株式会社 特許用に１１代理人 弁理士 青 木 朗 弁理士西舘和之 弁理士内田幸男 弁理士 山 口 昭 之
Claims (1)
- １、 シリコン基板上に光導波路用の溝を掘削形成し、
次いで前記基板を熱酸化し、該熱酸化によって形成され
た熱酸化膜を除去し、該熱酸化膜が除去されたシリコン
基板上に第１のクラッド部としてのシリコン酸化膜を形
成し、次いで、該第１のクラッド部よシも屈折率の高い
コア部材を前記第１のクラッド部上に形成し、該コア部
相表面上にレジストを塗布し、次いで、ドライエツチン
グを行なって前記ｇｌ ｌのクラッド部表面を露出させ
、次いで、第２のり２ラド部としてのシリコン酸化膜を
形成するようにしたことを特徴とする光導波路の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9496083A JPS59220703A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9496083A JPS59220703A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 光導波路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59220703A true JPS59220703A (ja) | 1984-12-12 |
Family
ID=14124494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9496083A Pending JPS59220703A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59220703A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6294823A (ja) * | 1985-10-22 | 1987-05-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 導波形光変調器 |
| EP0358414A2 (en) * | 1988-09-03 | 1990-03-14 | Gec-Marconi Limited | Optical waveguide |
| FR2664390A1 (fr) * | 1990-07-09 | 1992-01-10 | Commissariat Energie Atomique | Procede de realisation de composants optiques integres. |
| US5271801A (en) * | 1990-07-09 | 1993-12-21 | Commissariat A L'energie Atomique | Process of production of integrated optical components |
| EP0661561A2 (en) * | 1993-12-27 | 1995-07-05 | Hitachi, Ltd. | Integrated optical waveguide device |
| US5962896A (en) * | 1994-12-20 | 1999-10-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | Thin film transistor including oxidized film by oxidation of the surface of a channel area semiconductor |
| JP2006171157A (ja) * | 2004-12-14 | 2006-06-29 | Sony Corp | 光導波装置、光導波モジュール及び光・電気複合デバイス |
-
1983
- 1983-05-31 JP JP9496083A patent/JPS59220703A/ja active Pending
Cited By (10)
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