JPS61112103A - 光導波路の製造方法および製造装置 - Google Patents
光導波路の製造方法および製造装置Info
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- JPS61112103A JPS61112103A JP23392484A JP23392484A JPS61112103A JP S61112103 A JPS61112103 A JP S61112103A JP 23392484 A JP23392484 A JP 23392484A JP 23392484 A JP23392484 A JP 23392484A JP S61112103 A JPS61112103 A JP S61112103A
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- 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
- G02B6/132—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by deposition of thin films
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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】
〔発明の分野〕
本発明は光通信などに用いる光導波路のうち、基板上に
光導波路を作製する方法およびその装置に関する。
光導波路を作製する方法およびその装置に関する。
従来、基板上に石英系の光導波路を設ける方法としては
、シリコンウェハを酸素雰囲気中に１）００℃で２４〜
２７日間放置し、ＳｉＯ２を形成させる方法が知られて
いる（Ｄ、Ｂ、Ｚｅｌａ＋ｏｎ ｅｔ ａｌ、、＾ｐｐ
１．Ｐｈｙｓ。
、シリコンウェハを酸素雰囲気中に１）００℃で２４〜
２７日間放置し、ＳｉＯ２を形成させる方法が知られて
いる（Ｄ、Ｂ、Ｚｅｌａ＋ｏｎ ｅｔ ａｌ、、＾ｐｐ
１．Ｐｈｙｓ。
Ｌｅｔｔ、４２ （１９８３） ５６５参照）、この
方法においては厚さ約１５μｍ、損失１ ｄＢ／ｃｍ以
下の光導波路が得られている。しかしながら、この方法
においては、基板を１）００℃という高音に保持しなけ
ればならず、しかも基板表面を酸化させ光導波路とする
ものであるため、電子回路を有する基板上に光導波路を
作製することは不可能であった。
方法においては厚さ約１５μｍ、損失１ ｄＢ／ｃｍ以
下の光導波路が得られている。しかしながら、この方法
においては、基板を１）００℃という高音に保持しなけ
ればならず、しかも基板表面を酸化させ光導波路とする
ものであるため、電子回路を有する基板上に光導波路を
作製することは不可能であった。
さらに三次元導波路とするためには、この膜上の光導波
路をエツチングによりパターン化する工程も必要である
という欠点があった。
路をエツチングによりパターン化する工程も必要である
という欠点があった。
本発明は上述の点に鑑みなされたものであり、電子回路
を有する基板上にも光導波路を作製することができると
ともに、エツチングによりパターン化する工程を必要と
しない光導波路の製造方法およびこの光導波路の製造方
法を実施するための装置を提供することを目的とする。
を有する基板上にも光導波路を作製することができると
ともに、エツチングによりパターン化する工程を必要と
しない光導波路の製造方法およびこの光導波路の製造方
法を実施するための装置を提供することを目的とする。
したがって本発明による光導波路の製造方法は、少なく
とも光導波路を形成すべき部分を均一に加熱された基板
上に光導波路形成用原料ガ°スを導き、この原料ガスに
、前記原料ガスを分解あるいは反応させるための反応用
光線を照射するとともに、前記基板を局所的に加熱する
局所加熱用光線を照射し、前記局所加熱部と他の部分の
堆積物の屈折率を異ならしめたことを特徴とするもので
ある。
とも光導波路を形成すべき部分を均一に加熱された基板
上に光導波路形成用原料ガ°スを導き、この原料ガスに
、前記原料ガスを分解あるいは反応させるための反応用
光線を照射するとともに、前記基板を局所的に加熱する
局所加熱用光線を照射し、前記局所加熱部と他の部分の
堆積物の屈折率を異ならしめたことを特徴とするもので
ある。
また本発明による光導波路の製造装置は、ペルジャー内
に載置された基板上に光導波路形成用原料ガスを供給す
る原料ガス供給系と前記原料用ガスを分解あるいは反応
させ、前記基板上にガラス膜を堆積させるための反応用
光源を有する光導波路の製造装置において、前記基板の
、少なくとも光導波路を形成する部分全体に渡って均一
に加熱する手段と、前記基板を局所的に加熱する手段を
有することを特徴とするものである。
に載置された基板上に光導波路形成用原料ガスを供給す
る原料ガス供給系と前記原料用ガスを分解あるいは反応
させ、前記基板上にガラス膜を堆積させるための反応用
光源を有する光導波路の製造装置において、前記基板の
、少なくとも光導波路を形成する部分全体に渡って均一
に加熱する手段と、前記基板を局所的に加熱する手段を
有することを特徴とするものである。
本発明による光導波路の製造方法によれば、低温におい
て光導波路を形成できるため、基板として電子回路を搭
載したシリコンや化合物半導体基板上に光導波路を形成
でき、しかも堆積と同時に三次元光導波路を形成できる
ために膜形成後にエツチングなどによりパターンを形成
する必要がないという利点がある。
て光導波路を形成できるため、基板として電子回路を搭
載したシリコンや化合物半導体基板上に光導波路を形成
でき、しかも堆積と同時に三次元光導波路を形成できる
ために膜形成後にエツチングなどによりパターンを形成
する必要がないという利点がある。
また本発明による光導波路の製造装置によれば前記方法
を効率的に、また容易に実施できるという利点がある。
を効率的に、また容易に実施できるという利点がある。
本発明による光導波路の製造方法によれば、均一に加熱
された光導波路を形成すべき基板上にガラス膜形成用の
原料ガスを導く。
された光導波路を形成すべき基板上にガラス膜形成用の
原料ガスを導く。
この原料ガスは、光導波路を形成するような原料であれ
ば、本発明において基本的に限定されるものではない。
ば、本発明において基本的に限定されるものではない。
たとえば、珪素を含む分子、たとえばシラン、ジシラン
、四塩化珪素、テトラメチルシランなどの一種以上と、
酸素前駆物質、たとえば亜酸化窒素、酸素などの一種以
上およびＳｉＯ２系ガラスに含まれて屈折率を変化させ
る元素、たとえばゲルマニウム、アルミニウム、リン、
チタン、ホウ素、鉛等を含む分子の一種以上を含む原料
ガスであることができる。このような原料ガスの組成は
必要に応じ、機能的に定めることができる。
、四塩化珪素、テトラメチルシランなどの一種以上と、
酸素前駆物質、たとえば亜酸化窒素、酸素などの一種以
上およびＳｉＯ２系ガラスに含まれて屈折率を変化させ
る元素、たとえばゲルマニウム、アルミニウム、リン、
チタン、ホウ素、鉛等を含む分子の一種以上を含む原料
ガスであることができる。このような原料ガスの組成は
必要に応じ、機能的に定めることができる。
このような光導波路形成用原料ガスに反応用光線を照射
し、均一に加熱された基板上で分解あるいは反応させて
、前記基板上にガラス膜を堆積させる。この際、前記基
板を加熱用光線により局所的に加熱する。
し、均一に加熱された基板上で分解あるいは反応させて
、前記基板上にガラス膜を堆積させる。この際、前記基
板を加熱用光線により局所的に加熱する。
このような反応用光線は前記原料ガスを分解あるいは反
応させて基板上にガラス膜を堆積させるものであればい
かなるものでもよい。たとえば、エキシマレーザ、水銀
灯、アルゴンイオンレーザなどの第２高調波などのいわ
ゆる紫外線光源よりの光を用いることができる。
応させて基板上にガラス膜を堆積させるものであればい
かなるものでもよい。たとえば、エキシマレーザ、水銀
灯、アルゴンイオンレーザなどの第２高調波などのいわ
ゆる紫外線光源よりの光を用いることができる。
前記加熱用光線は本発明において基本的に限定されるも
のではなく、前記基板の局所を加熱可能なものであれば
いかなるものでもよい。たとえばＣＯ２レーザ光、Ａｒ
イオンレーザ光などを有効に用いることができる。
のではなく、前記基板の局所を加熱可能なものであれば
いかなるものでもよい。たとえばＣＯ２レーザ光、Ａｒ
イオンレーザ光などを有効に用いることができる。
第１図に一定の原料ガス混合比において基板温度の差異
により堆積したガラスの組成比が異なることを示す実験
の結果を示す、すなわち、シランガス、亜酸化窒素中に
、シランに対し約２％のゲルマニウムガスを混入した原
料ガスを用いた時、堆積したガス中に含まれる酸化ゲル
マニウムの量は基板温度により異なることが判る。
により堆積したガラスの組成比が異なることを示す実験
の結果を示す、すなわち、シランガス、亜酸化窒素中に
、シランに対し約２％のゲルマニウムガスを混入した原
料ガスを用いた時、堆積したガス中に含まれる酸化ゲル
マニウムの量は基板温度により異なることが判る。
すなわち一定の組成の原料ガスを流していても、基板温
度に局所的な温度分布を与えることにより部分的にガス
の組成比を変化せしめることが可能であることがわかる
。したがって、基板温度を局所的に変化させることによ
り、屈折率を変化させることができる。このような現象
が起こる原因については、詳細は不明であるが、原料ガ
スの活性化エネルギが関与していると考えられる。
度に局所的な温度分布を与えることにより部分的にガス
の組成比を変化せしめることが可能であることがわかる
。したがって、基板温度を局所的に変化させることによ
り、屈折率を変化させることができる。このような現象
が起こる原因については、詳細は不明であるが、原料ガ
スの活性化エネルギが関与していると考えられる。
次に本発明による光導波路の製造装置の一例を図面に基
づき説明する。
づき説明する。
第２図は本発明による光導波路製造装置の一例の概略図
であり、図中、ｌはペルジャー、２は試料台、３は基板
、４１．４２．４３は原料ガスボンベ、５はミキサー、
６は排気系、７は反応光線、８１．８２は窓、９は加熱
光、１）は紫外光光源、１３は基板加熱用ヒータ、１４
は前記加熱用ヒータ制御系、２１は加熱光源、２２は光
制御装置部を示している。
であり、図中、ｌはペルジャー、２は試料台、３は基板
、４１．４２．４３は原料ガスボンベ、５はミキサー、
６は排気系、７は反応光線、８１．８２は窓、９は加熱
光、１）は紫外光光源、１３は基板加熱用ヒータ、１４
は前記加熱用ヒータ制御系、２１は加熱光源、２２は光
制御装置部を示している。
この第２図より明らかなように、この装置においては、
ペルジャー１内に光導波路を形成すべき基板３を載置す
る試料台２が備えられており、この試料台２には前記基
ｆ！３を均一に加熱するためのヒータ１３が備えられ、
このヒータ１３にはこのヒータ１３を制御するための加
熱用ヒータ制御系１４が接続している。
ペルジャー１内に光導波路を形成すべき基板３を載置す
る試料台２が備えられており、この試料台２には前記基
ｆ！３を均一に加熱するためのヒータ１３が備えられ、
このヒータ１３にはこのヒータ１３を制御するための加
熱用ヒータ制御系１４が接続している。
さらにペルジャー１は原料ガスが収納されたボンベ４１
．４２．４３とこれらのボンベ４１．４２．４３よりの
原料ガスを混合するミキサ５からなる原料ガス供給系が
備えられているとともに、分解あるいは反応した排ガス
を排気するための排気系６を備えている。
．４２．４３とこれらのボンベ４１．４２．４３よりの
原料ガスを混合するミキサ５からなる原料ガス供給系が
備えられているとともに、分解あるいは反応した排ガス
を排気するための排気系６を備えている。
さらに反応光線７は基板３上を基板に平行に入射される
が、この反応光線７は紫外光？Ｒ１）より窓８１を透過
してペルジャー１内に導かれるようになっている。
が、この反応光線７は紫外光？Ｒ１）より窓８１を透過
してペルジャー１内に導かれるようになっている。
一方１、前記基板３を局所的に加熱するための加熱光線
９は加熱光源２１より光制御装置部２２および窓８２を
介してペルジャー１内に導かれ、基板３を局所的に加熱
するようになっている。
９は加熱光源２１より光制御装置部２２および窓８２を
介してペルジャー１内に導かれ、基板３を局所的に加熱
するようになっている。
次に本発明による前述の装置の作用について説明する。
まず、ペルジャー１内の試料台２上に載置された基板３
上に原料ガスを供給する。前記原料ガスは原料ボンベ４
１．４２．４３よりミキサー５を介して安定的にペルジ
ャー１に供給され、不用になった原料ガスは排気系６よ
りペルジャー１より排気される。
上に原料ガスを供給する。前記原料ガスは原料ボンベ４
１．４２．４３よりミキサー５を介して安定的にペルジ
ャー１に供給され、不用になった原料ガスは排気系６よ
りペルジャー１より排気される。
前記基板３はヒータ１３およびその制御系１４により均
一に加熱されている。
一に加熱されている。
このような状態で反応光線７を光源１）よりペルジャー
１に設けられた窓８１を通して基板３直上に平行に入射
する。この反応光線７を入射すると同時に加熱光源２１
よりの加熱光線９を窓８２を通して入射し、基板３の所
望の一部を加熱する。この加熱光線９は基板を効率よ（
加熱可能な波長の加熱光源２１よりの光をスリットや回
転ミラーからなる光制御装置部２２を介して照射され、
この光制御装置部２２により基板３上に所定形状に照射
できるようになっている。
１に設けられた窓８１を通して基板３直上に平行に入射
する。この反応光線７を入射すると同時に加熱光源２１
よりの加熱光線９を窓８２を通して入射し、基板３の所
望の一部を加熱する。この加熱光線９は基板を効率よ（
加熱可能な波長の加熱光源２１よりの光をスリットや回
転ミラーからなる光制御装置部２２を介して照射され、
この光制御装置部２２により基板３上に所定形状に照射
できるようになっている。
前記反応光線７は基板３上の原料ガスを分解または反応
させて、基板３上にＳｉ０２主成分とするガラスを堆積
させる。このとき加熱光線９により加熱された部分に堆
積したガラスは均一な温度に保持された部分に堆積した
ガラスとは成分の組成比が異なっており、屈折率にも差
異を住じる（第１図参照）。
させて、基板３上にＳｉ０２主成分とするガラスを堆積
させる。このとき加熱光線９により加熱された部分に堆
積したガラスは均一な温度に保持された部分に堆積した
ガラスとは成分の組成比が異なっており、屈折率にも差
異を住じる（第１図参照）。
次ぎに本発明の実施例について説明する。
実施例１
５％Ｎ１）希釈シランガス１００ｃｃ／ｌｌｌ１ｎ 、
５％Ｎ２希釈 ゲルマンガス ２Ｃｃ／１ＩＩｉｎ、
亜酸化窒素１００ｃｃ／ｗｉｎを原料ガスとして、真空
度１０Ｔｏｒｒの条件下でＡｒＦエキシマレーザ（波長
１９３ ｎｍ）を反応光線として光導波路を製造した。
５％Ｎ２希釈 ゲルマンガス ２Ｃｃ／１ＩＩｉｎ、
亜酸化窒素１００ｃｃ／ｗｉｎを原料ガスとして、真空
度１０Ｔｏｒｒの条件下でＡｒＦエキシマレーザ（波長
１９３ ｎｍ）を反応光線として光導波路を製造した。
加熱光線は基板上で１００μｍ幅、長さ４ ｃｍに成形
したＧＯ２レーザ光線を用い、基板全体を１００℃に保
持した。
したＧＯ２レーザ光線を用い、基板全体を１００℃に保
持した。
上述の条件において石英基板上に約１５μｍ厚の膜を堆
積させた結果、石英基板上に堆積したガラスは加熱部ｒ
ｚ ｄ ＝１．４８、非加熱部ｒｘ ｄ ＝１．４７二
幅１）０μ鋼の光導波路であり、０．６３μｌの光に対
する導波損失は０．９ ｄＢ／ｃｍであった。
積させた結果、石英基板上に堆積したガラスは加熱部ｒ
ｚ ｄ ＝１．４８、非加熱部ｒｘ ｄ ＝１．４７二
幅１）０μ鋼の光導波路であり、０．６３μｌの光に対
する導波損失は０．９ ｄＢ／ｃｍであった。
実施例２
シリコンウェハを２００℃に保持し、５％Ｎ２希釈シラ
ンガラス８０ｃｃ／ｗｉｎ ％酸素１２０ ｃｃ／ｗｉ
ｎ 。
ンガラス８０ｃｃ／ｗｉｎ ％酸素１２０ ｃｃ／ｗｉ
ｎ 。
および水銀蒸気を流しながら、低圧水銀灯を照射し、シ
リコンウェハ上に２μｍのＳｉＯｅを堆積させ、次ぎに
シリコンウェハを８０℃に保持し、５％Ｎ！希釈シラン
ガス８０ｃｃ／ｗｉｎ 、酸素１４０ ／ｍｉｎ 。
リコンウェハ上に２μｍのＳｉＯｅを堆積させ、次ぎに
シリコンウェハを８０℃に保持し、５％Ｎ！希釈シラン
ガス８０ｃｃ／ｗｉｎ 、酸素１４０ ／ｍｉｎ 。
トリメチルアルミニウム中をバブリングした窒素５ ｃ
ｃ／ｗｉｎおよび水銀蒸気を流しながら、反応用の低圧
水銀灯および加熱用としてＡｒイオンレーザを５０μｍ
幅、長さ３ ｃｍに成形し照射した。
ｃ／ｗｉｎおよび水銀蒸気を流しながら、反応用の低圧
水銀灯および加熱用としてＡｒイオンレーザを５０μｍ
幅、長さ３ ｃｍに成形し照射した。
その結果、厚さ約１０μｍのガラス膜が堆積し、加熱部
加熱部ｒｚ ｄ−１，４８、非加熱部ｒｘｄ＝ｌ。
加熱部ｒｚ ｄ−１，４８、非加熱部ｒｘｄ＝ｌ。
４６：幅６０μｍの光導波路をえた。導波損失は１．３
ｄＢ／ｃｍであった。
ｄＢ／ｃｍであった。
ここで水銀蒸気は気体原料の分解を効果的に行うための
増感剤であり、水銀灯からの光を吸収してこれを分解反
応に与える役割を果たすものである。
増感剤であり、水銀灯からの光を吸収してこれを分解反
応に与える役割を果たすものである。
以上説明したように本発明による光導波路の製造方法に
よれば、低温において光導波路を形成できるため、基板
として電子回路を搭載したシリコンや化合物半導体基板
上に光導波路を形成でき、しかも堆積と同時に三次元光
導波路を形成できるために膜形成後にエツチングなどに
よりパターンを形成する必要がないという利点がある。
よれば、低温において光導波路を形成できるため、基板
として電子回路を搭載したシリコンや化合物半導体基板
上に光導波路を形成でき、しかも堆積と同時に三次元光
導波路を形成できるために膜形成後にエツチングなどに
よりパターンを形成する必要がないという利点がある。
さらに通常の半導体プロセスと同様の装置系で行うこと
ができるために、０ＩＥＩＣ作製などに非常に有効であ
る。
ができるために、０ＩＥＩＣ作製などに非常に有効であ
る。
また本発明による光導波路の製造装置によれば前記方法
を効率的に、また容易に実施できるという利点がある。
を効率的に、また容易に実施できるという利点がある。
第１図は基板温度へのガラス組成比依存性を示すグラフ
、第２図は本発明による装置の一例の概略図である。 １ ・・・ペルジャー、 ２ ・・・試料台、３・・・
基板、 ７ ・・・反応光線、９ ・・・加熱光線。
、第２図は本発明による装置の一例の概略図である。 １ ・・・ペルジャー、 ２ ・・・試料台、３・・・
基板、 ７ ・・・反応光線、９ ・・・加熱光線。
Claims (2)
- （１）少なくとも光導波路を形成すべき部分を均一に加
熱された基板上に光導波路形成用原料ガスを導き、この
原料ガスに、前記原料ガスを分解あるいは反応させるた
めの反応用光線を照射するとともに、前記基板を局所的
に加熱する局所加熱用光線を照射し、前記局所加熱部と
他の部分の堆積物の屈折率を異ならしめたことを特徴と
する光導波路の製造方法。 - （２）ペルジャー内に載置された基板上に光導波路形成
用原料ガスを供給する原料ガス供給系と前記原料用ガス
を分解あるいは反応させ、前記基板上にガラス膜を堆積
させるための反応用光源を有する光導波路の製造装置に
おいて、前記基板の、少なくとも光導波路を形成する部
分全体に渡って均一に加熱する手段と、前記基板を局所
的に加熱する手段を有することを特徴とする光導波路製
造装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23392484A JPS61112103A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 光導波路の製造方法および製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23392484A JPS61112103A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 光導波路の製造方法および製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61112103A true JPS61112103A (ja) | 1986-05-30 |
Family
ID=16962732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23392484A Pending JPS61112103A (ja) | 1984-11-06 | 1984-11-06 | 光導波路の製造方法および製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61112103A (ja) |
-
1984
- 1984-11-06 JP JP23392484A patent/JPS61112103A/ja active Pending
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