JPS6080803A - Production of optical waveguide - Google Patents

Production of optical waveguide

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JPS6080803A
JPS6080803A JP18804983A JP18804983A JPS6080803A JP S6080803 A JPS6080803 A JP S6080803A JP 18804983 A JP18804983 A JP 18804983A JP 18804983 A JP18804983 A JP 18804983A JP S6080803 A JPS6080803 A JP S6080803A
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JP
Japan
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substrate
optical waveguide
reaction
manufacturing
thin film
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JP18804983A
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Japanese (ja)
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Akiyuki Tate
彰之 館
Takeshi Yamada
武 山田
Takashi Kurokawa
隆志 黒川
Masayoshi Ono
大野 正善
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To form the pattern of optical waveguides by making a beam for reaction incident in parallel with a substrate and a beam for heating incident perpendicularly thereto and controlling the intersected region of these beams to deposit a thin film generated by photoinduced reaction with a gaseous reactant or said reactant and precursor material contg. oxygen to the substrate. CONSTITUTION:A beam 2 for reaction of diffusion is made incident in parallel with a substrate 1 and a beam 3 for heating is made incident perpendicularly thereto. The intersected region of the beams 2, 3 is controlled to deposit a thin film 4 generated by photoinduced reaction with the gaseous reactant alone or said reactant and precursor material contg. oxygen on the substrate 1. Molecules contg. Si, B, Ge, Al, P, etc. are used for the gaseous reactant and N2O, NO2, NO, etc. are used as the precursor material contg. oxygen. A gaseous material for sensitizing photodissociation reaction is added to the substrate atmosphere to increase the rate of depositing the thin film. The shape and irradiating positions of the beams 1, 2 are further changed to change the depositing position and shape. The thin films having different compsn. are formed by changing the material and concn. of the substrate atmosphere. Various kinds of photoelements are thus integrated on the same substrate.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、基板上に光導波路をパターン化して形成する
光導波路の製造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a method of manufacturing an optical waveguide in which an optical waveguide is patterned and formed on a substrate.

[従来技術] 従来、光導波部を選択的に形成し、相異なる組成より形
成された導波路を一体化する技術としては、集積回路製
造工程で見られるように、レジストおよびエツチングプ
ロセスを利用したものがあった。しかし、かかる作製方
法によれば、−組成に対して、薄膜形成−レシスト塗布
−パターン転写−視像−エツチング−レジスト除去とい
う多数の工程を必要とする。
[Prior Art] Conventionally, as a technique for selectively forming optical waveguides and integrating waveguides formed from different compositions, there has been a technique using a resist and etching process, as seen in the integrated circuit manufacturing process. There was something. However, according to such a manufacturing method, a large number of steps are required depending on the composition: - thin film formation - resist coating - pattern transfer - visual image - etching - resist removal.

さらに、相異なる組成の導波部を形成する場合には、パ
ターン転写時に位置合せを精度よく行うことが必要であ
る。しかし、相異なる組成を有する多数の導波路を作成
する方法は工程が多く複雑となるので、量産性を向上さ
せる妨げとなっていた。
Furthermore, when forming waveguides with different compositions, it is necessary to accurately align the waveguides during pattern transfer. However, the method of creating a large number of waveguides having different compositions requires many steps and is complicated, which has been an obstacle to improving mass productivity.

また、レジストやエツチングプロセスにおいて使用され
る薬品に対する耐性、さらには所望の屈折率を得るため
に必要とされる多成分組成の薄膜を形成する方法の有無
など、種々の観点から材料選択の自由度が制限され、こ
のことが特性の良い光導波路を作成するうえで大きな問
題点となっていた。
In addition, the degree of freedom in material selection is determined from various viewpoints, including resistance to chemicals used in resist and etching processes, and whether or not there is a method for forming a thin film with the multicomponent composition required to obtain the desired refractive index. This has been a major problem in creating optical waveguides with good characteristics.

[目 的] 本発明の第1の目的は、上述の点に鑑み、数多くのプロ
セスを除去して量産性の向上を図った光導波路の製造方
法を提供することにある。
[Objective] In view of the above-mentioned points, a first object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical waveguide that eliminates many processes and improves mass productivity.

また、本発明の第2の目的は、ドライプロセスを採用す
ることにより使用し得る材料の範囲を広げ、もって良好
な特性を呈す、る光導波路の製造方法を提供することに
ある。
A second object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical waveguide that uses a dry process to expand the range of usable materials and exhibits good characteristics.

[発明の構成] かかる目的を達成するために、本発明では、基板上に薄
膜を形成して光導波路を製造する方法において、反応も
しくは分解用光線として基板と平行に入射される第1の
光線と、加熱用光線とじて基板に対して垂直に入射され
る第2の光線との交差領域を制御することによって、気
相反応体単独もしくは気相反応体と酸素含有前駆物質と
の光誘起反応により生じる薄膜を基板に被着する。
[Structure of the Invention] In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing an optical waveguide by forming a thin film on a substrate, in which a first light beam incident parallel to the substrate as a reaction or decomposition light beam is provided. By controlling the intersection area of the heating beam and a second beam incident perpendicularly to the substrate, the photoinduced reaction of the gas phase reactant alone or the gas phase reactant and the oxygen-containing precursor can be performed. The resulting thin film is deposited on the substrate.

ここで、上述の気相反応体にはケイ素、ポロン、ゲルマ
ニウム、アルミニウム、燐、ガリウム、インジウム、チ
タン、タングステン、ハーフニウム、亜鉛、タンタル、
鉛、バリウム、ナトリウム、アンチモンもしくはセレン
を含む分子を含有させるのが好適である。
Here, the above gas phase reactants include silicon, poron, germanium, aluminum, phosphorus, gallium, indium, titanium, tungsten, halfnium, zinc, tantalum,
It is preferred to include molecules containing lead, barium, sodium, antimony or selenium.

また、酸素含有前駆物質は亜酸化窒素、二酸化窒素、−
醇化窒素、−酸化32素もしくは酸素分子とするのが好
適である。
Additionally, oxygen-containing precursors include nitrous oxide, nitrogen dioxide, -
It is preferable to use nitrogen liquefaction, -32 element oxide or oxygen molecules.

本発明の好適実施例によれば、基板の雰囲気に光解離反
応の増感気相物質を添加し、もって薄膜の被着速度を速
めることができる。
According to a preferred embodiment of the present invention, a photodissociation sensitizing vapor phase material is added to the atmosphere of the substrate, thereby increasing the rate of thin film deposition.

また、本発明による別の好適実施例によれば、第1およ
び第2の光線の両方またはこれら光線のいずれか一方に
関して、そのビーム形状および基板に対する照射位置を
変化させることにより、これら光線の交差領域を変化さ
せ、もって薄膜の被着位置、形状を特定することができ
る。
According to another preferred embodiment of the present invention, the beam shape and the irradiation position of the first and second light rays, or either one of these rays, are changed so that the intersection of these rays is changed. By changing the area, the position and shape of the thin film can be specified.

更に、本発明による別の好適実施例によれば、基板の雰
囲気における含有物質およびそれらの濃度を逐次変化さ
せ1組成の異なる薄膜を同一基板上に形成することがで
きる。
Furthermore, according to another preferred embodiment of the present invention, thin films having different compositions can be formed on the same substrate by sequentially changing the substances contained in the atmosphere of the substrate and their concentrations.

[実 施 例] 以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。[Example] The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図(A)および(B)は本発明の詳細な説明する図
であり、同図(A)は基板lを上方から見た状態を、同
図(B)は基板1を側方から見た状態を示す、ここで、
基板1は所定の組成を有する気相物質の雰囲気中に配置
する。そして、°°分解もしくは反応用”光束2と“基
板加熱用°゛光束とを基板およびその近傍に入射させ、
このことにより両光束2および3が交差する領域の基板
上に薄膜4を形成するものである。かくして、これら両
光束2および3の交差位置を制御することにより、薄膜
4の形成位置を選択することができる。
FIGS. 1(A) and 1(B) are diagrams explaining the present invention in detail; FIG. 1(A) shows the substrate 1 viewed from above, and FIG. 1(B) shows the substrate 1 viewed from the side. Here is what it looks like,
The substrate 1 is placed in an atmosphere of a gas phase substance having a predetermined composition. Then, the light beam 2 for decomposition or reaction and the light beam for heating the substrate are made to enter the substrate and its vicinity,
As a result, a thin film 4 is formed on the substrate in the area where the two light beams 2 and 3 intersect. Thus, by controlling the intersection position of these two light beams 2 and 3, the formation position of the thin film 4 can be selected.

また、気相物質の組成を順次変えていくことにより形成
される薄膜の組成も変化していくので、これら光束の交
差位置と気相物質の組成とをそれぞれ制御することによ
り、同一基板上に光導波路をパターン化しつつ、組成の
異なる光導波路を同一工程にて形成することができる。
In addition, by sequentially changing the composition of the gas phase substance, the composition of the thin film formed will also change, so by controlling the intersecting position of these light beams and the composition of the gas phase substance, it is possible to Optical waveguides with different compositions can be formed in the same process while patterning the optical waveguides.

第2図(A)および(B)は、上述した基板1を収納す
るための反応室の一例を示す。ここで、同図(A)は反
応室の横断面を、同図(B)は反応室の縦断面を表わし
ている。
FIGS. 2(A) and 2(B) show an example of a reaction chamber for housing the substrate 1 described above. Here, Figure (A) shows a cross section of the reaction chamber, and Figure (B) shows a longitudinal cross section of the reaction chamber.

試料基板lは試料保持台5上に固定されており、カス導
入口6から供給され吸引ロアより排出される気相物質に
さらされている。そして、光導入窓8.1を経てこの基
板lと平行な方向から入射する°゛分解しくは反応用°
°平行光は基板表面の近傍を照射する。これと同時に、
基板の垂直上方から入射する゛′基板加熱用″平行光が
基板1を照射する。このようにして、基板lは両光束2
および3の露光を受ける。
The sample substrate 1 is fixed on the sample holder 5 and is exposed to a gas phase substance supplied from the waste introduction port 6 and discharged from the suction lower. Then, through the light introduction window 8.1, light enters from a direction parallel to the substrate 1 for decomposition or reaction.
°The parallel light illuminates the vicinity of the substrate surface. At the same time,
Parallel light for "substrate heating" incident from vertically above the substrate irradiates the substrate 1. In this way, the substrate 1 is exposed to both light beams 2.
and 3 exposures.

また、供給量制御装置18は気相物質の種類。Moreover, the supply amount control device 18 is a type of gas phase substance.

濃度などの組成ならびに流量を制御し、供給管8.1〜
l]、nを介して混合器10に気相物質を送出する。そ
して、a合器lOによって均一化された気相物質は、ガ
ス導入口6を経て反応室内に供給される。
The composition such as concentration and flow rate are controlled, and the supply pipe 8.1~
1], n to the mixer 10. Then, the gas phase substance homogenized by the combiner 1O is supplied into the reaction chamber through the gas inlet 6.

なお、シリコンウェハなとは直径15cmに達するもの
も存在するので、反応室の試料保持台5はこのような大
きい基板にも適用し得るような大きさとしておくのが好
適である。また、光導入窓8.1には、例えばスブラジ
ル・シリカ、フッ化カルシウム、石英などの紫外光透過
材、あるいはフッ化バリウム、セレン化亜鉛などの炭酸
ガスレーザ透過材、その他使用すべき光線に適合した透
明材を用いるのが好適である。
Note that, since some silicon wafers have a diameter of up to 15 cm, it is preferable that the sample holding table 5 in the reaction chamber be sized so that it can be applied to such large substrates. The light introduction window 8.1 may be made of an ultraviolet light transmitting material such as subbrasil silica, calcium fluoride, or quartz, or a carbon dioxide laser transmitting material such as barium fluoride or zinc selenide, or other light beams to be used. Preferably, a compatible transparent material is used.

第3図は、本発明を実施するための装置全体を例示する
ものである。ここで、試料基板は反応容器】1中に設置
される。そして、光ビーム制御装置12によって制御さ
れる6分解もしくは反応用°”光束装W113および°
°基板加熱用”光束装置14より射出され、光導入窓8
.1,8.2を経て導入される光線に試料基板がさらさ
れる。
FIG. 3 illustrates the entire apparatus for carrying out the invention. Here, the sample substrate is placed in a reaction vessel [1]. and a 6-resolution or reaction beam device W113 controlled by a light beam controller 12 and a
°The light is emitted from the light flux device 14 for heating the substrate, and the light is emitted from the light introduction window 8.
.. The sample substrate is exposed to the light beam introduced via 1, 8.2.

°′分解もしくは反応用”光束光源としては、光束の平
行性を必要とするので、活性化物質にF2 、ArF、
KrF、XeCl、 N2 、XeFなどを用いた気体
エキシマレーザ(電子遷移に基づく紫外吸収に合致した
紫外レーザ)の他、反応気体の格子振動吸収に合致した
赤外レーザなどを使用する。
As a luminous flux light source for decomposition or reaction, parallelization of the luminous flux is required, so F2, ArF,
In addition to gas excimer lasers using KrF, XeCl, N2, XeF, etc. (ultraviolet lasers that match ultraviolet absorption based on electronic transition), infrared lasers that match lattice vibration absorption of reaction gases, etc. are used.

°°基板加熱用゛光束光源として広い面積を照射する場
合には、赤外ランプ、Xeランプ、Wランプなどを用い
た強力な光源を用いる。あるいは、広い面積を照射する
のみならず光ビームを走査させる場合には、°°基板加
熱用°′光束光源としてCO2、Ar、Ar” 、He
−Neなどのレーザを基板の吸収波長に合せて使用する
°°When irradiating a wide area as a luminous flux light source for substrate heating, a powerful light source using an infrared lamp, a Xe lamp, a W lamp, etc. is used. Alternatively, when not only irradiating a wide area but also scanning the light beam, CO2, Ar, Ar'', He
A laser such as -Ne is used in accordance with the absorption wavelength of the substrate.

上述した2種の光束について露光すべき形状を制御する
方法、ならびにこれら光束の照射位置を制御する方法に
ついては、使用する光源の種類に応じて適宜変更する必
要がある0例えば、平行性の悪い赤外ランプ、Xeラン
プ、Wランプなどを゛基板加熱用”光束光源として用い
る場合には。
The method of controlling the shape to be exposed for the two types of light beams mentioned above and the method of controlling the irradiation position of these light beams need to be changed appropriately depending on the type of light source used. When using an infrared lamp, Xe lamp, W lamp, etc. as a luminous flux light source for "substrate heating".

基板全面を照射すると共に、°゛分解しくは反応用″°
光束光源には上述の紫外あるいは赤外レーザを用いる。
In addition to irradiating the entire surface of the substrate, it is also used for decomposition or reaction.
The above-mentioned ultraviolet or infrared laser is used as the luminous flux light source.

そして、レンズ、スリット、ピンホール、ミラー、シャ
ッタなどの光学素子を用いてビームの形状変換、露光位
置の移動、ビームのオン/オフ切り換え等を行い、もっ
て2光束の露光形状および照射位置を制御する。
Then, optical elements such as lenses, slits, pinholes, mirrors, and shutters are used to convert the beam shape, move the exposure position, and switch the beam on/off, thereby controlling the exposure shape and irradiation position of the two beams. do.

これに対して、平行性の良いレーザを゛°基板加熱用°
′光東光源として用いる場合には、赤外ランプ、Xeラ
ンプ、Wランプ等を用いた場合と同様の制御方法を採る
他、紫外あるいは赤外レーザ光を基板と平行な方向から
照射して全面露光を行うと共に、既述と同様な光学素子
を用いて°′基板加熱用°′光束の照射位置9強度分布
を制御することもできる。
On the other hand, lasers with good parallelism are used for heating substrates.
'When used as a Koto light source, in addition to adopting the same control method as when using an infrared lamp, Xe lamp, W lamp, etc., the entire surface is irradiated with ultraviolet or infrared laser light from a direction parallel to the substrate. While performing the exposure, it is also possible to control the intensity distribution of the irradiation position 9 of the °' substrate heating °' light beam using an optical element similar to that described above.

気相物質は、供給装置15.1,15.2.・・・15
.nから供給量制御装置16を介して反応容器11中に
導入される。ここで、気相物質としては、気相反応体、
酸素含有前駆物質、増感剤蒸気、希釈ガスがある。
Gas phase substances are supplied to supply devices 15.1, 15.2. ...15
.. n into the reaction vessel 11 via the supply amount control device 16. Here, the gas phase substances include gas phase reactants,
There is an oxygen-containing precursor, a sensitizer vapor, and a diluent gas.

そして、気相反応体には、シラン、ジシラン、シリコン
塩化物、ジポラン、三塩化ホウ素、ゲルマン、テトラメ
チルゲルマン、トリメチルアルミニウム、ホスフィン、
トリメチルガリウム、トリメチルインジウム、四塩化チ
タン、六フフ化タングステン、水素化ハーフニウム、ト
リメチル亜鉛などを用いることができる。また、酸化含
有前駆物質には亜酸化窒素、二酸化窒素、−酪化窒素。
and gas phase reactants include silane, disilane, silicon chloride, diporane, boron trichloride, germane, tetramethylgermane, trimethylaluminum, phosphine,
Trimethylgallium, trimethylindium, titanium tetrachloride, tungsten hexafluoride, halfnium hydride, trimethylzinc, etc. can be used. Also, oxidation-containing precursors include nitrous oxide, nitrogen dioxide, and butyride.

−S化炭素、酸素などを用いることができる。更に、被
着速度を増加させるための増感剤蒸気には水銀2重水素
などを、希釈ガスとしてはアルゴン、窒素、水素、ヘリ
ウムなどを使用することができる。
-S carbon, oxygen, etc. can be used. Furthermore, mercury dihydrogen or the like can be used as a sensitizer vapor to increase the deposition rate, and argon, nitrogen, hydrogen, helium or the like can be used as a diluent gas.

なお、−S化炭素など充填圧の低い気体は、ガス温度を
高めることにより必要な蒸気圧を得ることができる。更
に、トリメチルアルミニウムなど室温で蒸気圧の低い気
体では、加温し且つキャリアガスの併用等によって必要
な蒸気圧を得ることができる。その後に、供給装置15
.1〜15.nから供給量制御装置18への供給を行う
For gases with low filling pressure, such as -S-carbon, the necessary vapor pressure can be obtained by increasing the gas temperature. Furthermore, in the case of a gas such as trimethylaluminum which has a low vapor pressure at room temperature, the necessary vapor pressure can be obtained by heating it and using a carrier gas in combination. After that, the supply device 15
.. 1-15. Supply to the supply amount control device 18 is performed from n.

反応容器11内の不要な気相物質は、排気装置17を用
いて除去する。
Unnecessary gas phase substances within the reaction vessel 11 are removed using an exhaust device 17.

第4図ないし第6図は、それぞれ本発明の一実施例によ
り形成した光導波路を示す。以下、各々の実施例につい
て具体的に述べる。
4 through 6 each illustrate an optical waveguide formed according to an embodiment of the present invention. Each example will be described in detail below.

実施例1 基板として石英ガラスを用い、赤外線ランプにより基板
全面を照射すると共に、紫外レーザ(波長183nm)
を′°分解もしくは反応用パ光源として用いた。そして
、シリンドリカル・レンズと幅50gmのスリットとを
用いて、第4図に示す如く、基板と平行に横方向へビー
ムを移動した。
Example 1 Using quartz glass as a substrate, the entire surface of the substrate was irradiated with an infrared lamp and an ultraviolet laser (wavelength 183 nm)
was used as a light source for decomposition or reaction. Then, using a cylindrical lens and a slit with a width of 50 gm, the beam was moved laterally parallel to the substrate, as shown in FIG.

この時、反応体をシラン(SiHa ) 、ゲルマン(
GeH,、)とし、酸素含有前駆物質を亜酸化窒素とし
、希釈ガスをアルゴンとして、反応体中のSiH4、G
eH4濃度を第4図の右方に示す如く、それぞれ100
重量部から80重量部、0重量部から20重量部へと連
続的に変化させ、もってグレーデッド型光導波路51を
得た。
At this time, the reactants are silane (SiHa), germane (
GeH, , ), the oxygen-containing precursor is nitrous oxide, and the diluent gas is argon.
As shown on the right side of Figure 4, the eH4 concentration was 100% each.
The weight part was changed continuously from 80 parts by weight and from 0 parts by weight to 20 parts by weight, thereby obtaining a graded optical waveguide 51.

実施例2 基板として市販のシリコンウェハを用い、その基板なシ
ラン5重量部、−酸化炭素100重量部の混合ガスをヘ
リウムで希釈した雰囲気中に置いた。そして、Arレー
ザおよびレンズ系を用いて直径10mmの平行光束を得
、ざらに輻10ILmのスリットを用いて細長いビーム
(第5図(A)および(B)参照)を形成し、これによ
り基板上を走査した。
Example 2 A commercially available silicon wafer was used as a substrate, and the substrate was placed in an atmosphere in which a mixed gas of 5 parts by weight of silane and 100 parts by weight of -carbon oxide was diluted with helium. Then, a parallel beam with a diameter of 10 mm is obtained using an Ar laser and a lens system, and a long and narrow beam (see FIGS. 5(A) and (B)) is formed using a slit with a rough radiation of 10 ILm. was scanned.

これと同時に、第5図(A)および(B)に示す如く、
紫外レーザ(波長1!33nm)ビームを基板と平行に
入射し、徐々に同じ幅の2ビームに分離し、もって同図
(C)に示す2分岐の光導波路61を得た。
At the same time, as shown in FIGS. 5(A) and (B),
An ultraviolet laser beam (wavelength: 1~33 nm) was incident parallel to the substrate and gradually separated into two beams of the same width, thereby obtaining a two-branch optical waveguide 61 shown in FIG.

実施例3 一辺が2mmの水晶片71を基板として用いた。Example 3 A crystal piece 71 having a side of 2 mm was used as a substrate.

そして、幅50用層、長さ50ルmの正方形炭醇ガスレ
ーザビームを2方向により照射すると共に、幅10gm
、長さ10#La+のビーム形状にした紫外光レーザを
y方向より入射し、X方向に両ビームを重ね合せてスキ
ャンすることにより。
Then, a square carbon dioxide laser beam with a width of 50 mm and a length of 50 lm is irradiated in two directions, and a layer with a width of 10 g
, by injecting an ultraviolet laser with a beam shape of 10#La+ in length from the y direction, and scanning by overlapping both beams in the x direction.

水素希釈シランガス雰囲気を分解し、もって第6図(A
)に示すような非晶質5i−Hの薄膜を面積5Qpm 
X100 jL ffiにわたって形成した。
The hydrogen-diluted silane gas atmosphere is decomposed and the result is shown in Figure 6 (A
) A thin film of amorphous 5i-H with an area of 5 Qpm as shown in
Formed over X100 jL ffi.

その後、被着部上0.1■の地点に電極形成用マスクを
合せ、y方向より紫外レーザビームを全面照射すると共
に、炭酸ガスレーザビームをZ方向より基板全面にわた
って照射することによりトリメチルアルミニウム雰囲気
から金属アルミを分解生成せしめ、もって第6図(B)
に示す電極73を形成した。
Thereafter, an electrode forming mask is placed at a point 0.1 cm above the adhered part, and the entire surface of the substrate is irradiated with an ultraviolet laser beam from the y direction, and a carbon dioxide laser beam is irradiated from the z direction over the entire surface of the substrate to remove the trimethylaluminum atmosphere. Metal aluminum is decomposed and produced, resulting in Fig. 6 (B)
An electrode 73 shown in FIG.

更にその後、y方向より紫外レーザビームを全面にわた
って照射すると共に1幅50)Lm 、長さ100 g
mの炭酸ガスレーザビームを2方向より照射し、第6図
(C)に示す如く80°の曲りを有する光導波路をシラ
ン1重量部、ゲルマン1重量部、−酸化窒素400重量
部、窒素希釈の混合雰囲気より反応被着せしめ、もって
光導波路74および光検出部72.73を一体として有
する素子を得た。
Furthermore, after that, the entire surface was irradiated with an ultraviolet laser beam from the y direction, and a width of 50) Lm and a length of 100 g was applied.
An optical waveguide having an 80° bend as shown in FIG. Reactive deposition was carried out in a mixed atmosphere, thereby obtaining an element having an optical waveguide 74 and photodetecting sections 72 and 73 as one body.

[効 果] 以上説明したとおり、本発明によれば、2種の光ビーム
が重なり合う部分の形状およびその位置、ならびに反応
ガスの組成を適宜選択することにより、所望の膜厚、屈
折率分布、形状および組成を有する先導波路を形成する
ことができるので、ドライプロセスによる生産性の向上
を図った光4波路の製造方法を得ることができる。殊に
、本発明は同一製造装置内において、同一基板上に各種
の光素子を集積化する場合などに好適である。また、本
発明は、この他に選択ドーピングにも応用することがで
きる。
[Effect] As explained above, according to the present invention, the desired film thickness, refractive index distribution, Since it is possible to form a leading waveguide having a specific shape and composition, it is possible to obtain a method for manufacturing a four-wavelength optical waveguide with improved productivity using a dry process. In particular, the present invention is suitable for integrating various optical elements on the same substrate within the same manufacturing apparatus. Furthermore, the present invention can also be applied to selective doping.

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

第1図(A)および(B)は2種の光束を交差させるこ
とによって@膜を形成する本発明の原理を示す模式図、 第2図(A)および(B)は基板を収納する反応容器の
一例を示す構成断面図、 第3図は本発明を実施するための装置全体を例示する概
略構成図、 第4図はグレーデッド型先導波路の形成方法および屈折
率分布を示す概念図、 第5図(A)〜(C)は二分岐光導波路の形成方法1・
・・試料基板、 2・・パ°分解もしくは反応用′°光東、3・・パ°基
板加熱用°”光束、 4・・・薄膜被着部、 5・・・基板支持台、 6・・・ガス導入口、 I 7・・・ガス吸入口。 8.1,8.2・・・光導入窓、 8.1〜8.n・・・ガス供給管。 10・・・ガス混合器、 11・・・反応容器、 12・・・光ビーム制御装置、 13・・パ分解もしくは反応用”光束装置、14・・・
°°基板加熱用°°光束装置、15.1〜15.n・・
・反応、キャリア、希釈ガス供給装置。 16・・・供給量制御装置、 51・・・グレーデッド型光導波路、 81・・・二分岐光導波路、 ?!・・・水晶片、 ?2・・・非晶質5i−H1 73・・・アルミ電極、 74・・・曲り光導波路。 i 1fiJlt入 日本電信電話公社第1図 第2図 (A)
Figures 1 (A) and (B) are schematic diagrams illustrating the principle of the present invention in which a film is formed by intersecting two types of light beams. Figures 2 (A) and (B) are reaction reactions that accommodate the substrate. 3 is a schematic configuration diagram illustrating the entire apparatus for carrying out the present invention; FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a method for forming a graded type leading waveguide and a refractive index distribution; Figures 5 (A) to (C) show the method 1 for forming a bifurcated optical waveguide.
・・Sample substrate, 2. Temperature lamp for decomposition or reaction, 3. Luminous flux for substrate heating, 4. Thin film deposition part, 5. Substrate support stand, 6. ... Gas inlet, I 7... Gas inlet. 8.1, 8.2... Light introduction window, 8.1-8.n... Gas supply pipe. 10... Gas mixer , 11... Reaction container, 12... Light beam control device, 13... Light flux device for PA decomposition or reaction, 14...
°°Light flux device for heating substrates, 15.1-15. n...
・Reaction, carrier, and dilution gas supply equipment. 16... Supply amount control device, 51... Graded optical waveguide, 81... Bifurcated optical waveguide, ? ! ...Crystal piece? 2... Amorphous 5i-H1 73... Aluminum electrode, 74... Curved optical waveguide. i 1fiJlt included Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation Figure 1 Figure 2 (A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 l)基板上に薄膜を形成して光導波路を製造する方法に
おいて、 反応もしくは分解用光線として前記基板と平行に入射さ
れる第1の光線と、加熱用光線として前記基板に対して
垂直に入射される第2の光線との交差領域を制御するこ
とによって、気相反応体単独もしくは該気相反応体と酸
素含有前駆物質との光誘起反応により生じる薄膜を前記
基板に被着することを特徴とする光導波路の製造方法。 2)前記気相反応体はケイ素、ポロン、ゲルマニウム、
アルミニウム、燐、ガリウム、インジウム、チタン、タ
ングステン、ハーフニウム、亜鉛、タンタル、鉛、バリ
ウム、ナトリウム、アンチモンもしくはセレンを含む分
子を含有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の光導波路の製造方法。 3)前記#素含有前駆物質が亜酸化窒素、二酸化窒素、
−酸化窒素、−酸化炭素もしくは酸素分子であることを
特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項のいずれ
かに記載の光導波路の製造方法。 4)前記基板の雰囲気に光解離反応の増感気相物質を添
加し、前記薄膜の被着速度を速めることを特徴とする特
許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記載の光
導波路の製造方法。 5)前記第1および第2の光線の両方またはこれら光線
のいずれか一方に関して、そのビーム形状および基板に
対する照射位置を変化させることにより、これら光線の
交差領域を変化させて前記薄膜の被着位置、形状を特定
することを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第4
項のいずれかに記載の先導波路の製造方法。 6)前記基板の雰囲気における含有物質およびそれらの
濃度を逐次変化させ、組成の異なる薄膜を同一基板上に
形成することを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし
第5項のいずれかに記載の光導波路の製造方法。 (以下、余白)
[Claims] l) A method for manufacturing an optical waveguide by forming a thin film on a substrate, comprising: a first light beam incident parallel to the substrate as a reaction or decomposition light beam; and a first light beam incident on the substrate as a heating light beam. By controlling the area of intersection with a second beam incident perpendicularly to the substrate, a thin film resulting from a photoinduced reaction of the gas phase reactant alone or with an oxygen-containing precursor is applied to the substrate. 1. A method for manufacturing an optical waveguide, characterized in that the optical waveguide is coated. 2) The gas phase reactant is silicon, poron, germanium,
The optical waveguide according to claim 1, characterized in that it contains molecules containing aluminum, phosphorus, gallium, indium, titanium, tungsten, halfnium, zinc, tantalum, lead, barium, sodium, antimony, or selenium. manufacturing method. 3) The # element-containing precursor is nitrous oxide, nitrogen dioxide,
The method for manufacturing an optical waveguide according to claim 1 or 2, characterized in that - nitrogen oxide, - carbon oxide, or oxygen molecules are used. 4) A method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a photodissociation reaction-sensitizing gas phase substance is added to the atmosphere of the substrate to increase the deposition rate of the thin film. A method for manufacturing an optical waveguide. 5) By changing the beam shape and the irradiation position of the first and second light beams or any one of these light beams with respect to the substrate, the intersecting area of these light beams is changed to change the deposition position of the thin film. , Claims 1 to 4 are characterized in that the shape is specified.
A method for manufacturing a guiding waveguide according to any one of paragraphs. 6) The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that thin films having different compositions are formed on the same substrate by sequentially changing the substances contained in the atmosphere of the substrate and their concentrations. A method for manufacturing an optical waveguide. (Hereafter, margin)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5112645A (en) * 1985-06-03 1992-05-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Phototreating method and apparatus therefor

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