KR0180921B1 - 광도파로 및 그제조방법 - Google Patents

광도파로 및 그제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR0180921B1
KR0180921B1 KR1019940000463A KR19940000463A KR0180921B1 KR 0180921 B1 KR0180921 B1 KR 0180921B1 KR 1019940000463 A KR1019940000463 A KR 1019940000463A KR 19940000463 A KR19940000463 A KR 19940000463A KR 0180921 B1 KR0180921 B1 KR 0180921B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
core
glass
forming
pocl
Prior art date
Application number
KR1019940000463A
Other languages
English (en)
Inventor
치사이 히로세
히로오 가나모리
아키라 우라노
신지 이시카와
하루히코 아이카와
마사히데 사이토
타카시 코우고
Original Assignee
쿠라우찌 노리타카
스미도모덴기고오교오 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP5169259A external-priority patent/JPH06265743A/ja
Priority claimed from JP5188346A external-priority patent/JPH0743541A/ja
Application filed by 쿠라우찌 노리타카, 스미도모덴기고오교오 가부시키가이샤 filed Critical 쿠라우찌 노리타카
Application granted granted Critical
Publication of KR0180921B1 publication Critical patent/KR0180921B1/ko

Links

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C13/00—Fibre or filament compositions
    • C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
    • C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
    • 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
    • G02B6/132—Integrated optical circuits characterised by the manufacturing method by deposition of thin films

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

본 발명에 관한 광도파로를 형성하는 방법에서는, 석영을 주성분으로 하는 코어와 코어의 주위를 둘러싸는 클래드층을 포함하는 광도파로는, 화염가수분해퇴적에 의해 유리미세입자를 퇴적하고, 유리미세입자층을 유리화함으로써, 형성된다.
상기 방법은, 클래드층으로 되는 유리미세입자층을 형성할때에 화염버너에 인의 공급량을 일시적으로 증가하는 단계를 포함한다.
화염버너에 인을 공급함이 없이 유리미세입자층을 퇴적한 후에, 처음으로 상기 공정에서 인을 공급함으로써, 코어근처에 이물질의 발생을 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 광도파로의 제조방법은 화염가수분해퇴적에 의해 코어(132a)또는 코어(132a)를 둘러싸는 클래드층(122),(142)을 제조하기 위한 것으로서, 인을 함유한 유리미세입자층을 퇴적한 후에 유리미세입자층을 유리화함으로써, 10㎛ 이하의 두께를 가지는 유리막(122a),(122b)을 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 유리막형성단계는 2회 이상 반복하여, 코어 또는 코어를 둘러싸는 클래드층으로 되는 유리층을 형성한다. 본 발명은, 불균일하게 유리화된 막을 억제할수 있고, 특히 클래드층의 인의 농도를 균일하게 할수 있다. 결과적으로, 전파손실을 작게할 수 있다.

Description

광도파로 및 그제조방법
재1도(a). 제1도(b), 제1도(c), 제1도(d)는 광도파로의 제조과정을 각각 도시한 단면도.
제2도는 제1실시예에 있어서의 하부클래드층을 형성하기 위한 원료유리의 공급량을 나타내는 그래프.
제3도는 제1실시예에 있어서의 코어층을 형성하기 위한 원료유리의 공급량을 나타내는 그래프.
제4도는 제1실시예에 의한 방법으로 형성된 유리막의 조성을 나타내는 그래프.
제5도는 제1실시예에 있어서의 상부클래드층을 형성하기 위한 원료가스의 공급량을 나타내는 그래프.
제6도는 제1실시예에 제조된 광도파로의 유리막의 조성을 나타내는 그래프.
제7도는 제2실시예에 있어서의 원료기스의 공급량을 나타내는 그래프.
제8도는 제2실시예에 의해 제조된 광도파로의 유리막의 조성을 나타내는 그래프.
제9도는 제2실시예의 제어에 의한 원료의 공급량을 나타내는 그래프.
제10도는 상기 제어에 의해 제조된 광도파로의 유리막의 조성을 나타내는 그래프.
제11도(a), 제11도(b), 제11도(c), 제11도(d)는 광도파로의 제조공정을 각각 도시한 단면도.
제12도(a), 제12도(b), 제12도(c), 제12도(d)는 광도파로의 제조공정을 각각 도시한 단면도.
제13도는 제3실시예의 방법에 의해 준비된 유리막의 조성을 나타내는 그래프.
제14도는 제4실시예의 방법에 의해 준비된 유리막의 조성을 나타내는 그래프.
제15도는 제어에 의해 준비된 유리막의 조성을 나타내는 그래프.
제16도는(a), 제16도(b), 제16도(c), 제16도(d)는 POCl4의 공급유량의 변화패턴을 나타내는 그래프.
제17도(a)는 제조장치의 내부구조를 나타내는 사시도.
제17도(b)는 제17도(a)의 상세를 도시한 사시도.
제18도는 POCl4가스의 공급장치를 설명하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
12 : 화염버너 14 : 유리미세입자
16 : 턴테이블 110 : Si기판
120,120b,130,140 : 유리미세입자층 122 : 하부클래드층
122a,122b,122c : 유리막 132 : 코어층
132a : 코어 142 : 상부클래드층
181 : 탱크 183 : 콘덴서
300 : 반응용기 301 : 히터
302 : 열전대 303 : 방사온도계
본 발명은 화염가수분해퇴적(flame hydrolysis deposition)에 의해 제조된 광도파로 및 이 광도파로의 제조방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 인(P)을 함유한 유리막으로 코어 또는 클래드층(cladding, layer)을 형성하는 방법에 관한 것이다.
광도파로는 광시스템의 장래성있는 기본적인 요소중 하나로 기대된다. 광도파로의 다양한 영항이 제안되었고, 그중 하나는 석영을 주성분으로 하는 코어와 이 코어를 둘러싸는 클래드층을 포함하고, 이에 의해 신호광을 코어에 가두고, 이 코어를 통하여 전파한다.
이런 종류의 광도파로는 도우프된 코어 및 화염가수분해퇴적에 의한 클래드층을 가진다. 예를 들면, 공지된 화염가수분해퇴적법으로서, 화염 버너로부터 유리미세입자를 퇴적하여 다공질형상의 유리미세입자층을 형성한 후, 이 유리미세입자층을 가열하여 투명화하는 것이 일본국 특개소 58-105111호 공보에 개시되어 있다.
종래의 상기 화염가수분해퇴적법에 의해 형성된 광도파로의 전파손실은 충분히 낮지 않다. 본원의 발명자는, 광도파로의 높은 손실은 코어나 클래드층에서의 불균일한인의 농도에 기인하는 것을 알았다.
본 발명의 목적은 인(P)의 균일한 농도분포를 가지는 클래드층이나 코어를 포함하는 광도파로와 그 제조방법을 제공하는데 있다.
본 발명에 의한 광도파로의 제1제조방법은, 상기 광도파로가, 석영을 주성분으로하여 기판상에 형성되는 하부클래드층과, 석영을 주성분으로하여 상기 하부클래드층상에 형성되는 코어와, 상기 코어가 매몰되도록 석영을 주성분으로 하여 상기 하부클래드층상에 형성되는 상부클래드층을 포함하고, 상기 하부클래드층을 형성하는 프로세스는, 인을 함유한 가스와 실리콘을 함유한 가스를 버너에 공급하고, 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로하여 상기 버너로부터 불어내어 상기 기판에 퇴적하고 하부유리미세입자층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝이고, 상기 화염가수분해퇴적스텝은, 상기 인을 함유한 가스의 유량이 실리콘을 함유한 가스의 유량에 대해서 증가되는 시간주기를 포함하는 스텝과, 하부유리미세입자층을 가열하여 유리화하는 스텝을 포함하는 상기 광도파로의 제조방법에 관한 것이다.
상기 하부클래드층의 화염가수분해퇴적스텝에서는, 인을 함유한 가스의 유량은 선형함수적으로 일시적으로 증가하는 스텝이어도 된다. 상기 퇴적스텝에서는, 인을 함유한 가스의 유량의 최소값은 0이다.
높고 균일한 인의 농도를 가지는 하부클래드층을 형성하기 위한 제2방법은 다음 공정을 포함할 수 있다. 예를 들면, 인을 함유한 가스와 실리콘을 함유한 가스를 버너에 공급하고, 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로하여 상기 버너로부터 불어내어 유리미세입자층을 형성하는 스텝과, 유리미세입자층을 가열하여 유리화하는 스텝을 복수회 반복함으로써 상기 하부클래드층을 형성한다.
제1방법과 제2방법의 하부클래드층의 화염가수분해퇴적스텝에서는, 실리콘을 함유한 가스는 SiCl4로 될 수 있고, 인을 함유한 가스는 POCl3, POCl4및 그 혼합물 중 어느 하나로부터 선택될 수 있다.
제1, 제2제조방법에서는, 인을 함유한 가스와 실리콘을 함유한 가스를 버너에 공급하고 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로하여 버너로부터 하부클래드층에 불어넣어서 코어유리미세입자층을 형성한 화염가수분해퇴적스텝과, 코어유리미세입자를 가열하여 유리화하는 유리화스텝 및 하부클래드층을 노출하기 위하여 사진기술에 의해 코어층을 에칭하는 사진기술스텝에 의해서 상기 코어를 형성할 수 있다.
또한, 제1제조방법에서 하부유리미세입자층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝후에, 인을 함유한 가스와 실리콘을 함유한 가스를 버너에 공급하고, 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로하여 버너로부터 불어내어 상기 하부유리미세입자층위에 퇴적하는 화염가수분해퇴적스텝과, 코어층을 형성하기 위하여 하부유리미세입자층과 코어유리미세입자층을 가열하여 유리화하는 유리화스텝 및 하부클래드층을 노출하기 위하여 사진기술에 의해 상기 코어를 에칭하는 사진기술스텝에 의해서 상기 코어를 형성할 수 있다.
제1, 제2제조방법에서는, 하부클래드층을 형성한 바와 같이 화염가수분해퇴적스텝과 유리화스텝에 의해서, 상기 코어를 형성할 수 있다. 상부클래드층을 형성하기 위한 화염가수분해퇴적스텝에서도 마찬가지로 실리콘을 함유한 가스는 SiCl4이고, 인을 함유한 가스는 POCl3, Pcl4및 그 혼합물중 어느 하나로부터 선택된다.
상기 방법에 의해서, 상기 광도파로는, 인으로 도우프된 하부클래드층과 상부클래드층중 적어도 어느 하나를 가지고, 또한 두께방향으로 인의 농도가 그 최대값을 100으로 할 때에 최소값이 75이상으로 되는 균일성을 가진 인의 도우프층이 형성된다.
광도파로를 제조하는 제1방법에서는, 클래이드층이 되는 유리미세입자층을 퇴적할때에, 화염버너에 공급되는 인을 함유한 가스의 공급량을 일시적으로 증가시키는 스텝을 포함함으로써, 투명하게 마무리된 광도파로막의 인의 농도를 실질적으로 동일하게 할 수 있다.
실험적으로 증명되지는 않았지만, 화염버너로부터의 인이 퇴적되고 있는 유리미세입자층에 첨가될 뿐만 아니라 이미 퇴적된 유리미세입자층에도 첨가되는 것을 가정할 수 있다.
따라서, 유리미세입자층의 하부에 보다 많은 인이 분포되는 것을 고려할 수 있다.
유리미세입자층을 형성할때에, 유리미세입자층의 하부에서 퇴적을 위하여 소량으로 인이 첨가된 다음에, 퇴적을 위한 상기 양을 증가하고, 이에 의해 유리미세입자층에 인이 균일하게 분포되는 것을 고려할 수 있다. 따라서, 투명하게 마무리된 광도파로막에서 인의 농도는 균일하게 된다.
상기 광도파로막에서 인의 낮은 농도가 필요한때에는, 화염버너에 인을 공급함이 없이 유리미세입자를 퇴적하고, 이에 의해 일반적으로 인의 농도를 낮게할 수 있다.
본 발명에 의한 광도파로를 제조하는 방법에서는, 코어나 클래이드층으로 되는 유리층은 인을 함유한 유리막으로 형성된다. 유리막의 하부에서는 인이 다량으로 분포된다. 10㎛이하의 두께로 유리막을 형성함으로써 인의 분포변동을 작게할 수 있다. 이와같은 유리막을 형성함으로써, 소량의 인의 분포를 형성하는 코어나 클래드층을 필요한 두께로 형성할 수 있다.
본 발명에 의해서 상기와 같이 제조된 광도파로는 부분적으로 편차있는 인의 분포로부터 벗어날 수 있다.
본 발명의 제1실시예에 대하여 상세하게 이하 설명한다. 제1실시예에서는, 제17도(a)의 장치를 사용해서 화염가수분해퇴적방법에 의해 클래드층과 코어층을 형성한다.
퇴적될 유리미세입자를 위한 각각의 Si기판은 3인치(75㎜)직경의 Si웨이퍼이고, Si기판은 반응용기(300)의 턴테이블(16)위에 장착된다. 반응용기(300)는 740㎜폭, 760㎜ 두께 및 200㎜높이를 가지는 직각육면체용기이다.
반응용기(300)의 압력은 스크러버(Scrubber)(진공펌프)에 의해 감소된다(변의 : -0.1~-0.3㎜H2O).
턴테이블은 600㎜직경을 가지고, 또한 그안에 매몰된 히터(301)를 가진다(제17도(b)). 크로멜알루멜(Chromel-Alumel)의 열전대(302)가 턴테이블(16)에 접촉되어 있고, 따라서 히터(301)에 의해 가열된 Si기판(110)을 간접적으로 감시할 수 있다.
따라서 퇴적되는 유리미세입자(14)를 위한 Si기판(110)의 표면온도를 상기 열전대(302)에 의해 600℃정도로 유지할 수 있다.
동시에 턴테이블을 10rpm으로 회전하고, 화염버너(12)를 6㎜/mim의 평균속도로 회전방향의 직경방향으로 200㎜에 대해서 왕복운동을 한다. 따라서, 화염버너(12)로 부터의 유리미세입자(14)는 Si 기판(110)위에 균일하게 퇴적될 수 있다. 배기파이프(20)는 여분의 유리미세입자(14)를 배출하기 위하여 각각의 Si기판(110)근처에 위치된다.
유리미세입자의 퇴적시에 Si기판(110)의 표면온도는 방사온도계(303)에 의해 측정되었다. 상기 광고온계(303)는 기엔스주식회사에서 제조된 IT-1650이었다. 유리미세입자(14)를 퇴적하는 동안 화염버너(12)에 의해 가열되는 Si기판(110)의 표면온도가 상기 방사온도계에 의해 550℃정도로 측정되었다.
즉, 열전대(302)에 의해 측정된 Si기판(110)의 간접측정온도가 600℃일때에, 광고온계(303)에 의해 측정된 Si기판(110)의 온도는 550℃이다. 반응용기(300)를 균일한 온도로 유지하기 위하여 반응용기(300)의 내부벽에 열보온재를 설치한다.
다음에 Si기판(110)과 함께 Si기판(110)위에 퇴적된 유리미세입자(14)를 고온으로 가열하여 유리화하여 유리막을 형성하였다. 화학표면처리와 열세정(thermal cleaning)에 의해 Si기판을 세정하였다. 즉 Si기판(110)을 불화수소산으로 화학표면처리를 행한다음에, 수소가스의 산소가스가 소정의 비율로 공급되는 화염버너(12)를 Si기판(110)의 표면위를 횡단하면서 턴테이블(16)의 저장가열에 의해 600℃까지 가열된 반응용기(300)에 열세정을 위해 상기 Si기판(110)을 장착하였다. 열전대에 의해 온도를 측정하였다. 600℃까지의 온도상승율은 5℃/min이었다.
상기 장치를 사용하여, SiO2-P2O5-B2O3의 하부클래드층을 위한 하부미세입자층(120)(유리미세입자층)을 각각의 Si기판(110)위에 퇴적한 다음에 SiO2-GeO2-P2O5-B2O3의코어층을 퇴적하였다(제1도(a). 화염버너(12)에 공급되는 원료의 공급량은 다음과 같았다. 클레이드층을 위한 하부유리미세입자층(120)의 형성시에 사용되는 가스의 시간표는 제2도에 도시되어 있고, 코어층을 위한 코어미세입자층(130)의 형성시에 사용되는 가스의 시간표는 제3도에 도시되어 있다.
퇴적하는 동안 광고온계(303)에 의해 측정된 온도는 550℃이었다.
공급된 가스의 유량을 일본국 다이란(TYLAN) 주식회사에서 제조된 유량제어기로 측정하였다. 화염버너(12)는 제17도(b)에 도시한 바와 같이 4개의 원추형상으로 구성된 실린더를 포함한다. 화염버너(12)의 가장내부(제1내부)실린더는 POCl3가스, SiCl4가스,Gecl4가스,BCl3가스등을 공급한다. 수소가스는 제1내부실린더와 제2내부실린더사이에서 공급되고, 상기한 2ℓ/min의 Ar가스는 제2내부실린더와 제3내부실린더사이에서 공급된다. 산소는 제3내부실린더와 제4내부실린더사이에서 공급된다. 이와같이 Ar가스를 수소가스와 산소가스 사이에서 흐르도록 함으로써, 가스버너(12)의 가스분출관의 단부에서 수소가스와 산소가스 사이의 반응을 억제할 수 있다.
상기한 POCl3가스는 수소가스와 산소가스의 반응을 억제하는 Ar가스의 2ℓ/min 과 상이한 Ar가스의 캐리어에 대해서 제18도의 장치에 의해 반응용기(300)에 공급된다. 상기 장치에서, 우선 유량제어기(180)에 의해 제어되는 유량으로 파이프(184)를 통하여 탱크(181)의 POCl3에 Ar가스가 도입된다. 다음에, 액상의 POCl3에서 Ar가스의 거품이 생기고, POCl3를 함유한 Ar가스는 파이프에 도입된다. 반응용기의 화염버너(12)에 Ar가스와 POCl3가스가 공급되도록 파이프(182)와 반응용기(300)는 연통되어 있다. 파이프(182)의 일부에 파이프를 냉각시키는 콘덴서(183)기 설치되어 있고, 따라서 파이프(182)를 통과하여 흐르는 가스는 소정의 온도로 유지된다.
POCl3가스의 유량은 소정의 시간주기에서 5cc/min이었다. 소정의 시간주기 동안, 탱크(181)의 온도는 25℃이었고, 콘덴서(183)의 온도는 20℃이었고, POCl3의 증기압은 30㎜Hg이었고, 캐리어가스인 Ar의 유량은 POCl3가스의 5cc/min에 대응하는 121.7cc/min 이었다. 불활성기체인 Ar 가스는 POCl3가스와 반응하지 않고 POCl3가스에 대한 캐리어가스로서 유효하다. POCl3가스에 대한 캐리어가스로서 He, Ne, Kr, Xe등의 희귀가스를 사용할 수 있다.
본 실시예에서는, 인을 도우프하기 위하여 POCl3를 사용하고 있지만 POCl3대신에 POCl4를 사용하여도 된다.
이와같이 퇴적된 제1도(a)의 유리미세입자층(120),(130)의 이중구조를, He:O2=10:1의 분위기에서 1380℃까지 가열함으로써 유리화하고, 하부클래드층(122)과 코어층(132)을 포함하는 투명유리막을 형성하였다(제1도(b)). 투명화를 위한 가열온도를 도시되지 않은 전기로에 설치된 백금론 듐의 백금(13%)의 열전대에 의해 측정하였다.
이와같이 얻은 유리막의 두께방향으로 5산화인(P2O5)의 농도분포를 도시되지 않은 EPMA(Electron Probe X-ray Microanalyzer)에 의해 분석 하였다. 본 실시예에서 사용된 EPMA측정장치는 일본 전자주식회사(JEOL, LTD)에 의해 제조된 GXA-8621M이었다. 상기 농도를 측정하기 위하여 다이아몬드연마재를 사용하여 하부클래드층(122)과 코어층(132)을 연마하고, 이에 의해 두께방향의 단면을 노출하였다. 연마시에, 가능한한 편평하고 평활한 단면을 노출하기 위하여, 9㎛, 3㎛, 1㎛의 입자크기의 다이아몬드연마재를 사용하였다.
이와같이 준비된 샘플을 EPMA측정장치에 장착하고, 인의 농도를 7KV의 가속전압과 2×10-7A의 전류에서 측정하였다.
이와같이 얻은 하부클래드층(122)과 코어층(132)은 각각 10±0.6㎛의 두께와 30±1.5㎛의 두께를 가졌다. 일본전자주식회사에 의해 제조된 주사전자현미경으로 두께를 측정하였다. 측정된 인의 농도분포는 제4도에 도시되어 있다.
제4도의 실선은 제1도(b)의 단면(a-a')에 대한 5산화인(P2O5)의 농도 프로파일(Profile)(wt%)을 나타낸다. 제4도에 도시한 바와 같이, 하부클래드층(122)에서는 P2O5농도는 1.2~1.4wt%의 범위내에 있다. 유리막은 두께 방향으로 균일한 인의 농도분포를 가진다. 하부클래드층(122)에서 B2O3의농도는 실질적으로 균일한 1.8wt%이었다.
코어층(132)은, Ge를 함유하고, 하부클래드층(122)과 후에 형성되는 상부클래드층(142)보다 높은 굴절율을 가진다.
이와같이 형성된 유리미세입자층에서 인의 공급량을 증가함으로써 하부클래드층의 인의 농도를 균일하게 형성할 수 있는 이유에 대하여 이하와 같이 고려된다.
화염버너(12)의 인은 형성된 미세입자층에 첨가된다. 따라서, 유리미세입자층에 첨가된 인의 양은, 퇴적시에 첨가된 양과 퇴적후에 첨가된 양의 합계이다.
유리미세입자층에 첨가되는 인의 양은 유리미세입자층에 의존하지만, 화염버너(12)에 공급되는 인의 공급량의 변동효과는 퇴적후보다 유리미세입자층의 퇴적시에 일반적으로 상당히 고려된다. 따라서, 상기한 바와같이 퇴적하는 동안 화염버너(12)에 인의 공급량의 증가를 알맞게 조절함으로써, 상기 유리미세입자층을 유리화하여 얻은 광도파로나 유리미세입자층의 인의 농도를 실질적으로 균일하게 유지할 수 있다. 또한 하부유리미세입자층(120)을 형성한 후에 투명하게하기 위하여 기열에 의해 충분하게 인을 확산하는 것을 고려함으로써, 하부클래드층(122)의 인의 농도를 한층더 균일하게 할 수 있다.
제4도의 1점쇄선과 점선은 상기한 효과를 확실하게 하기 위한 제어의 결과를 나타낸다. 제4도의 1점쇄선은, 하부미세입자층(120)의 형성시에 POCl3의 공급량을 항상 5.0cc/min으로 유지한 경우에 (기타조건은 제1도(a)와 제1도(b)의 스텝과 동일함), 투명한 유리막의 조성물의 분석결과를 나타낸다. 하부클래드층(122)P2O5의 농도는 기관근처에서 2.2wt%이었고, 하부클래드층(122)의 20㎛ 깊이(기판과 하부클래드층의 경제를 원점으로함)에서 1.4wt%이었으며, 따라서 깊이방향으로 인의 농도분포가 크게 변동하고 있는 것을 알았다.
제4도의 점선은, 하부미세입자층(120)의 형성시에 POCl3의 공급량을 항상 3.0cc/min으로 유지한 경우에(기타조건은 제1도(a)와 제1도(b)의 스텝과 동일함), 투명한 유리막의 조성물의 분석결과를 나타낸다. 하부클래드층의 P2O5농도는 기판근처에서 1.3wt%이었고, 하부클래드층(122)의 20㎛ 깊이에서 0.8wt%이었다. 1점쇄선으로 표시한 바와 같이 인의 농도분포는 상당히 변동하고 있다.
따라서, 본 실시예에 의한 광도파로를 제조하는 방법에서는, 두께방향의 최대농도를 100으로 설정할때에 두계방향의 최소농도가 적어도 75이상으로 도우프된 하부클래드층(122)또는 상부클래드층(142)에서 두께방향으로 인의 농도를 가지는 광로파로를 제조할 수 있다. 본 실시예에서는 최소값은 95이상이었다.
다음에, 제1도(b)에서 형성된 코어층(132)을 위한 유리막의 영역을 사진기술과 반응성이온에칭(RIE)에 의해 10㎛폭의 직선리지(ridge)로 형성하였고, 코어(132a)를 형성하였다(제1도(c)). 이와같이 형성된 코어(132a)는 8㎛의 폭과 8㎛의 두께를 가졌다. RIE에서 사용된 반응가스는 C3H8과 CCl4이었다. 다음에, 코어(132a)외 하부클래드층(122)에 대해서, 상부클래드층에 대한 SiO2-P2O5-B2O3의 유리미세입자층(140)을 45분동안 퇴적하였다(제1도(d)). 상기 퇴적조건은 하부클래드층(122)의 퇴적조건과 다소 상이하였고, 화염버너(12)에 공급되는 원료의 공급량은 다음과 같았다. 제5도는 유리미세입자층(140)의 형성시 사용된 가스의 시간표를 도시한다.
턴테이블(16)의 회전수, 턴테이블의 직경, 화염버너(12)를 횡단하는 조건등은 제1도(a)에 도시된 스텝과 동일하였다. POCl3가스의 유량은 소정의 시간주기에서 10cc/min이었다. 소정의 시간주기동안, 탱크(181)의 온도는 40℃이었고, 콘덴서(183)의 온도는 35℃이었고, POCl3의 증기압은 60mmHg이었고, 캐리어가스인 Ar의 유량은 POCl3가스의 10cc/min에 대응하는 116.7cc/min이었다.
코어(132a)와 하부클래드층(122)을 포함하고 유리막위에 이와같이 형성된 유리미세입자층(140)을 투명화하게 하기 위하여 He:O2=10:1의 분위기에서 1250℃ 로 가열하였고, 하부클래드층(122)과 상부클래드층(142)사이의 코어(132a)를 포함하는 광도파로를 준비하였다. 제1도(e)는 광도파로의 단면구조를 도시한다.
제1도(e)에 도시한 바와같이, 하부클래드층(122)은 Si기판(110)위에 형성되고, 직선리지(ridge)의 형성시에 코어(132a)를 형성한다. 또한, 상부클래드층(142)은 코어(132a)를 덮도록 형성한다. 제1도(e)의 광도파로의 단면(A-A')의 원소분포는 EPMA에 의해 동일한 방식으로 측정하였다.
제6도에서 실선은 단면(A-A')에서의 5산화인의 농도프로파일을 나타낸다. 상부클래드층(142)에서의 P2O5농도는 3.7~4.0wt%의 범위내에 있었고 실질적으로 두께방향으로 균일하였다. P2O5의 농도는 상부클래드층(142)의 최상의 부분(유리막에서 65~70㎛두께방향의 위치)에서 감소되었고, 이것은 코어(132a)에서 광도파로조건에 대해서 실질적인 영향을 미치지 않는 것으로 고려된다.
제6도에 도시된 1점쇄선과 점선은 상기한 효과를 확실하게 하기위한 제어의 결과를 나타낸다. 제6도의 1점쇄선은 유리미세입자층의 형성시에 POCl3의 공급량을 항상 15cc/min으로 유지하는 경우에(기타조건은 제1도(d)와 제1도(e)의 스텝과 동일함), 투명화후의 유리막의 조성물의 분석결과를 나타낸다.
상부클래드층(142)의 P2O5의 농도는 5.9~1.0wt%의 범위내에서 변환되었고, 따라서 깊이 방향으로 인의 농도가 균일하게 형성될 수 없음을 알았다.
제6도의 점선은, 유리미세입자층의 형성시에 POCl3의 공급량을 10cc/min으로 유지하는 경우에(기타조건은 제1도(d)는 제1도 (e)의 스텝과 동일함), 투명화후의 유리막의 조성물의 분석결과를 나타낸다. 상부클래드층(142)의 P2O5의 농도는 4.0~2.6wt%의 범위내에서 변화하였고, 깊이방향으로 인의 농도가 균일하게 형성될 수 없음을 알았다.
제4도와 제6도의 결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 의한 광도파로를 제조하는 방법에서는 상기 조건을 다소 변경한 경우에도 클래드층(122),(142)은 실질적으로 불균일한 인의 조성물을 가질 수 있다. 즉, 화염버너(12)에 공급되는 인의 공급량의 증가를 적절하게 조절함으로써 유리화한 광도파로에 함유된 인의 농도를 균일하게 유지할 수 있다.
따라서, 클레드층과 코어의 굴절율분포를 실질적으로 균일하게 형성할 수 있고, 따라서 이와 같이 제조된 광도파로는 전파손실을 적게할 수 있다.
본 발명의 제2실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예에 의한 광도파로를 제조하는 방법은 유리막에서 폭의 방향으로 인의 농도를 균일하게 하는 것이다.
본 실시예는, 제1도(d)의 스텝에서 유리막(하부클래드층(122)과 코어(132a)위에 유리미세입자층(140)을 형성하는 조건과 이후의 열처리의 조건이 다소 변동되는 것을 제외하고는 제1실시예와 동일하다.
코어층(132)이 리지(ridge)로 되는 제1도(c)의 공정까지 행하여 코어(132a)를 형성한다. 다음에, SiO2-P2O5-B2O3의 상부클래드층을 위한 유리미세입자층(140)을 그 위에 퇴적한다(제1도(d)). 상기 퇴적조건은 6ℓ/min의 O2가스유량, 2ℓ/min의 H2가스유량, 2ℓ/min의 가스유량이었다. 상기 조건은, 제7도에 도시된 바와 같은 다른가스 (SiCl4, POCl3, BCl3)의 유량을 제외하고는 제1실시예의 조건과 동일하였다.
다음에, 기판위에 증착된 유리미세입자층(140)을 가열로에 의해 열처리하여 유리미세입자층(140)을 투명하게하고 상부클래드층(142)으로 합성하여 매몰형상의 광도파로를 얻었다. 상기 열처리를 행하기 위하여 실온(24℃)에서 20℃/min의 온도상승율로 1300℃까지 상승하였고, 열처리온도를 6시간 유지하였고, 다음에 1℃/min의 온도하강율로 실온까지 하강하였다.
따라서, 유리미세입자층(140)을 유리화하여 클래드층(142)을 형성하였다. 상기 조건에서 이와 같이 합성된 유리막(122),(142)은 25㎛의 두께를 가졌다.
이와같이 제조된 매몰형상의 광도파로를 관찰하였다. 코어(132a)근처에서 이물질이 발생하지 않았다. 제8도는 매몰형상의 광도파로의 단면에서 5산화인(P2O5)의 농도분포를 도시한다.
선(C-C')은 분석라인이다. 코어(132a)근처에서 인의 농도편차를 발견할 수 없었다. 유리막의 인의 농도는 실질적으로 균일하게 0.72wt%정도 이었다.
상기 효과를 확실하게 하기 위하여 유리미세입자층(140)의 퇴적을 위하여 제9도에 도시된 바와 같은 가스유량을 변경하면서(다른 조건은 동일함)제어실험을 행하였다.
이와같이 얻은 매몰형상의 광도파로를 관찰하였다. 코어(132a)의 축면을 따라서 이물질이 발견되었다. 제10도에 도시된 상기 매몰형상의 광도파로의 분석라인(B-B')를 따라서 인의 분포를 측정하였다.
코어의 측면근처에서 농도가 높은 인이 검출되었다(제10도). 농도가 높은 인이 검출된 위치에서 다수의 이물질이 발견되었다. 이물질의 발생은 반응용기(300)의 내부벽으로부터 불순물의 오염에 의한 결과로 고려된다. 즉, 이와 같이 광도파로를 형성하기 위해서는 극히 높은 온도가 필요하고, 화염버너(12)의 사용에 의해 반응용기(300)에서 가스의 대류를 일으키는 것을 추측하였고, 결과적으로 코어(132a) 근처에서 불순물이 혼합되었다.
상기 결과로부터 명백한 바와 같이, 본 발명에 의한 광도파로를 제조하는 방법에서는, 하부클래드층(122)과 코어(132a)위에 유리미세입자층(140)을 퇴적할때에, 인을 첨가하지 않은 상태에서 하부클래드층(122)과 코어(132a)사이의 공통면보다 높게 유리미세입자층(140)을 형성한다음에 인을 첨가함으로써, 투명화한 광도파로막(이경우에는 상부클래드층(142)과 코어(132a)에 함유한 인의 논도를 실질적으로 균일하게 유지할 수 있고, 또한 높은 농도의 인의 퇴적에 기인한 이물질의 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 이와같이 제조된 광도파로는 전파손실을 작게할 수 있다.
제1실시예와 제2실시예에서는, 유리미세입자층(120),(130),(140)을 형성하는 가스원료는, 예를들면 POCl3와 BCl3이었지만, 대신에 POCl3, Pcl4BBr2가 화염버너(12)에 공급될 수 있다.
상기한 실시예에서는, 화염버너(12)에 공급되는 POCl3의 유량을 일단 변경하였지만, 스텝의 처리에 따라서 점차적으로 POCl3의 유량을 변경할 수 있다. 즉, POCl3가스의 유량의 일시적인 변동이 제16도(a), 제16도(b), 제16도(c), 제16도(d)에 나타나있다. 제16도(a), 제16도(b), 제16도(c), 제16도(d)에서 가로축을 시간으로하고 세로축을 POCl3의 공급유량(a,u)으로 한다. POCl3의 공급유량을 제16도(a)와 제16도(b)에서는 스텝함수로 임의의 시간부터 증가하였다. 제16도(c)와 제16도(d)에서는 소정의 공급유량까지 선형적으로 증가하고, POCl3공급유량까지 선형적으로 증가하였다. POCl3의 가스유량의 일시적인 증가는 2차원함수, 지수함수 또는 대수함수로 증가할 수 있다.
POCl3가스가 공급될때에, 다른 가스의 유량을 일정하게 설정한다. 상부클래드층(142)과 하부클래드층(122)을 통하여 인의 농도를 균일하게 할 필요는 없다. 즉, 코어(132a)와 하부클래드층(122)사이의 경계면 부근의 하부클래드층(122)의 일부는 경계면으로부터 5㎛이하의 두께로 하면 충분하고, 코어(132a)와 상부클래드층(142)사이의 경계면부근의 상부클래드층(142)의 상부와 하부에 직접 연장된 부분은 경계면으로부터 5㎛이하의 두께로 하면 충분하다. 화염버너(12)에 공급되는 인의 공급량은, 상기 부분에 대응하는 유리미세입자층의 일부가 형성될때에 증가된다.
균일한 굴절율에 대해서는, 최대공급유량이 100으로 설정될때에 POCl3의 최소공급유량이 0~40인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 최소유량은 0~10이다.
또한 균일한 굴절률에 대해서는, POCl3의 최대유량값(max)과 최소유량값(min)의 비율(max/min)이 2.5이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는, 최대유량값(mix)과 최소유량값(min)사이의 비율(max/min)이 10이하이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 광도파로의 제조방법에는 클래드층(122), (142)으로 되는 유리미세입자층을 퇴적할 때에, 화염버너(12)에 공급되는 인의 공급량은 일시적으로 증가되고, 화염버너(12)에 공급되는 인의 공급량을 알맞게 조정함으로써, 투명화한 광도파로막에 함유된 인의 농도를 실질적으로 동일하게 할 수 있다. 따라서 클래드층의 굴절율은 실질적으로 균일하게 할 수 있고, 또한 이와같이 제조된 광로파는 전파손실을 적게할 수 있다.
화염버너(12)에 인을 공급함이 없이 유리미세입자층을 퇴적한후에 유리미세입자층을 퇴적하기 위하여 인을 공급하고, 이에 의해서 클래드층과 코어사이의 이물질의 발생을 억제할 수 있다.
이와같이 본 발명에서는 인을 함유하는 화염으로 유리를 퇴적하는 스텝의 전단계에서 특히 인의 공급량을 일시적으로 증가시킴으로써, 이와 같이 얻은 유리막에서의 인의 농도를 실질적으로 균일하게 할 수 있다. 유리막에서의 인의 농도를 균일하게 할수 있는 광도파로의 제2제조방법은 화염가수분해퇴적스텝의 반복을 포함하고, 투명화방법에 대하여는 본 발명의 제3, 제4실시예에 의해서 설명한다.
제3실시예에 대하여 도면을 참조하면서 이하 설명한다. 제1실시예와 동일한 방법을 사용하여 유리미세입자를 퇴적하였다. 즉, 제17도의 장치에서, 반응용기(300)에 설치되고 내부히터가 매몰된 턴테이블(16)위에 Si기판 (110)을 정착하고, Si기판 (110)의 표면온도를 600℃정도로 유지한 상태에서 턴테이블(16)을 회전하고, 회전방향의 직경방향으로 화염버너(12)를 왕복운동함으로써, 우리미세입자(14)가 퇴적된다. 상기 내용은 공지된 기술이다. 따라서 화염버너(12)로부터 유리미세입자(14)를 각각의 Si기판(110)위에 균일하게 퇴적하였다.
SiO2-P2O5-B2O3의 하부클래드층을 위한 유리미세입자층(120a)을 Si기판(110)위에 퇴적하였다(제11도(a). 유리미세입자층을 퇴적할 때에, H2와 O2를 2ℓ/min의 유량과 6ℓ/min의 유량으로 각각 화염버너 (12)에 공급하였고, 원료가스를 표 1의 조성물과 유량으로 공급하였고, 퇴적시간은 15분이었다.
Si기판(110)위에 퇴적된 유리미세입자층(120a)이 가열로(도시되지않음)에 의해 열처리되었고, 투명한 유리막(122a)을 얻었다(제11도(b)). 상기 열처리시에 실온에서 1380℃의 열처리온도까지 20℃/min의 온도상승율로 상승하였고, 열처리온도를 6시간 유지하였고 다음에 10℃/min의 온도하강비율로 실온까지 하강하였다.
다음에 동일한 조건하에서, 유리미세입자(120b)를 퇴적하고(제11도(c)), 유리화하여 유리막(122b)을 형성하였다(제11도(d)). 다음에 마찬가지로, 유리미세입자층을 퇴적하고 유리화하여 유리막(122C)을 형성하였다(제12도(a)). 따라서 유리미세입자층의 퇴적과 유리화를 3회 반복하였고, 유리막의 3개의 층으로 된 하부클래드층(122)을 형성하였다. 상기 하부클래드층(122)은 30㎛의 두께로 형성되었고, 각각의 유리막(122a),(122b),(122c)은 10㎛의 두께로 형성되었다.
제13도는 기판(110)위의 하부클래드층(122)에 대한 두께방향의 PO의 농도프로파일을 도시한다. 도시한 바와 같이, 하부클래드층(122)의 PO의 농도는 실질적으로 0.5wt%이고 ±0.13wt%의 범위내에 있다. 굴절율차이(△n)의 변화는 ±0.002%이다.
따라서 PO는 균일하게 분포된 것을 알수 있고, 따라서 균일한 유리막을 형성할 수 있다. 상기 실시예와 동일한 EPMA장치와 방법에 의해서, 상기 측정을 행하였다.
다음에 SiO-GeO-PO-BeO의 코어로 되는 유리미세입자층을 퇴적하였다. 이와같은 퇴적조건은 상기한 것과 동일하지만, GeCl를 원료가스에 첨가하였다. 상기 유리미세입자층을 열처리하여 코어를 위한 투명유리막(132)을 형성하였다(제12도(b)). 상기 유리막은 사진기술과 반응이온에칭(RIE)에 의해 설정된 패턴으로 에칭하여 코어(132a)를 형성하였다(제12도(c)). 하부클래드층에서와 같이 유리막의 형성을 반복하여 상부클래드층(142)을 형성하였다. 유리미세입자층의 퇴적을 위한 원료가스에 BCl를 첨가하였고, 보다 낮은 온도에서 열처리를 행하여 유리막을 형성하였다.
따라서, 도시한 바와같이, 하부클래드층(122)이 Si웨이퍼(110)위에 형성되고, 선형의 리지(ridge)의 형상으로 코어가 하부클래드층위에 형성된다. 상부클래드층(142)은 코어(132a)를 덮도록 형성되고, 광도파로를 완성하였다(제13도(d)). 상기클래드층에 대한 PO의 농도분포는 실질적으로 균일하고, 따라서 유리막은 실질적으로 균일한 굴절율을 가진다.
따라서 제3실시예에서는, 화염가수분해퇴적스텝과 유리화스텝을 3회 반복하였고, 이에 의해 실질적으로 설정된 인의 농도를 가지는 유리막을 형성할 수 있었다.
그러나, 발명자는 전파손실이 감소되는 광도파로를 제조하기 위하여, 균일한 인의 농도를 가지는 클래드층을 형성하는 것이 바람직하다는 것을 고려하였다. 다음에, 화염가수분해퇴적스텝과 유리화스텝을 수회반복함으로써, 인의 농도의 균일성을 한층더 개선할 수 있었다.
후에 설명하는 제4실시예는 상기 스텝을 6회반복했던 광도파로의 제조방법이다.
우선, 하부클래드층으로 되는 유리미세입자층(120)을 각각의 유리기판(110)위에 퇴적하였다(제11도(a)). 퇴적조건은, 표 2에 나타난 바와 같이, 원료가스( POCl)의 공급시에 공급량을 증가하였고, 퇴적시간이 7.5분이었던 것을 제외하고는, 제1실시예와 동일하였다. 유리미세입자층(120a)을 열처리하여 투명유리막(122a)을 형성하였다(제11도(b)).
유리미세입자층의 퇴적과 유리화를 6회 반복하였고, 5㎛정도의 두께를 가진층이 6개로 이루어진 하부클래드층(122)을 30㎛두께로 형성하였다.
제14도는 이와같이 얻은 하부클래드층(122)에 대한 PO의 농도분석결과를 나타낸다. 제14도에 나타난 바와같이 하부클래드층(122)에서는, PO의 농도는 실질적으로 0.5wt%이고, 굴절율차(△n)의 변동은 ±0.0015%이다. 이 경우에도 마찬가지로, PO가 균일하게 분포되는 것을 알았고, 이에 의해 균일한 유리막을 얻을 수 있었다.
다음에, 제1실시예와 마찬가지로 코어를 위한 투명유리막(132)을 형성하였다(제12도(b)). 다음에 에칭에 의해 코어(132a)를 형성한 다음에, 하부클래드층(122)의 형성시와 동일한 제조스텝을 행하고, 이에 의해 상부클래드층(142)을 형성하였다(제12도(d)). 클래드층에서의 PO농도분포는 실질적으로 균일하였고, 이와같이 제조된 광도파로는 굴절율이 실질적으로 균일한 유리막을 가졌다. 제15도는 제3, 제4실시예의 효과를 확실하게 하기 위하여 클래드층에서의 PO의 농도분포를 제어한 분석결과를 도시한다(실선은 제1제어를 나타내고, 1점쇄선은 제2제어를 나타낸다).
상기 제어에서, 상기한 실시예와 동일한 특성을 가지는 클래드층(막두께:30㎛인의 농도:0.5%)을 형성하기 위하여, 유리미세입자층을 형성하는 조건을 표 3에 도시한 바와같은 원료가스의 조성물로 사용하였다. 제1제어시에는, 퇴적시간을 22.5분으로 설정하여 유리미세입자층을 퇴적하였고, 이 유리미세입자층을 동일한 조건하에서 투명화하여 유리막을 형성하였다.
상기 유리막형성스텝을 2회반복하여 2층의 상기 유리막을 가지는 30㎛두께의 하부클래드층을 형성하였다. 제2제어시에는, 퇴적시간을 45분으로 설정하여 유리미세입자층을 퇴적하였고, 다음에 유리미세입자층을 상기한 실시예와 동일한 조건하에서 유리화하였고, 이에 의해 유리막(하부클래드층)(122)을 형성하였다. 즉, 30㎛두께의 하부클래드층(122)의 형성을 종래와 마찬가지로 1회 행하였다.
표 4는 하부클래드층(122)에 대한 PO의 농도변동과 적층한 유리막을 비교한다.
제13도, 제14도, 제15도로부터 명백한 바와같이, 클래드층의 인의 분포에 대해서는, 인의 농도변동은 유리막의 퇴적층의 회수를 감소시킴에 따라서 증가되고, 인의 농도변동은 제1제어 또는 제2제어하에서 ±0.13%의 범위내에 있지 않다.
제1제어와 제2제어에서 나타난 인의 농도변동은 10㎛이하의 두께방향의 위치에서 보다 큰 것이 확실하다. 그러나 1개의 유리막의 10㎛의 두께를 가지는 제3실시예에서는 상기와 같은 변동이 발견되지 않는다. 한번의 합성에 의해 10㎛이하의 두께로 형성된 유리막은 부분적인 편차를 가지는 인의 퇴적으로부터 벗어나는 것을 알 수 있다. 따라서, 유리막의 두께를 1개의 층마다 10㎛이하로 설정하고, 또한 이와같은 유리막을 클래드층과 같은 유리층으로 적층함으로써 실질적으로 균일한 인의 조성물을 거진 유리층(클래드층(122),(142))을 형성할 수 있고, 따라서 굴절율의 변동을 억제할 수 있다.
본 발명에 의한 광도파로의 제조방법은 실질적으로 균일한 굴절율을 가진 인의 조성물의 클래드층(122),(142)을 형성할 수 있고, 결과적으로 클래드층과 코어는 실질적으로 동일한 굴절율을 가질 수 있고 또한 이와 같이 제조된 광도파로는 전파손실을 감소할 수 있다.
제3, 제4실시예에서는, 유리층(122)(132),(142)의 형성을 위한 원료가스는 POCl와 BCl이었다. 상기 원료 가스대신에, POCl, Pcl, BBr등을 화염버너(12)에 공급하여도 된다. 상기한 실시예에서는, 코어(132a)가 클래드층(122),(142)보다 두껍지 않기 때문에 코어를 한번에 형성할 수 있지만, 클래드층과 같이 유리막을 적층하여 형성할 수 있다. 제1실시예와 마찬가지로 제16도(a), 제16도(b), 제16도(c), 제16도(d)의 패턴형상시에 화염버너(12)에 가스를 공급하여도 된다.
제3실시예와 제4실시예에서는, 화염가수분해퇴적스텝과 유리화스텝을 복수회 반복하여 하부클래드층(122)을 형성하였다. 그러나, 상기 공정을 상부클래드층(142)의 형성시에 적용할 수 있음은 물론이다. 따라서, 제3실시예와 제4실시예에 의한 광도파로의 제조방법에 따라서, 제조된 광도파로는, 인의 최대농도값을 100으로 나타낼때에 인의 최소농도값이 적어도 75이고 두께방향으로 균일한 인의 농도를 가지는 인을 도우프한 하부클래드층(122) 또는 상부클래드층(142)을 가진다.
상기한 바와같이, 본 발명에 의하면, 10㎛이하의 두께를 가지는 유리막을 적층함으로써 필요한 두께의 코어 또는 클래드층을 형성할 수 있다. 결과적으로, 부분적으로 편차를 가지는 인의 퇴적으로부터 벗어난 광도파로를 제조할 수 있다.

Claims (10)

  1. 광도파로는 석영을 주성분으로 하여 기판상에 형성되는 하부클래드층과 석영을 주성분으로하여 상기 하부클래드층상에 형성되는 코어와, 상기 코어가 매몰되도록 석영을 주성분으로 하여 상기 하부클래드층상에 형성되는 상부클래드층을 포함하고, 상기 하부클래드층을 형성하는 프로세스는, POCl3와 SiCl4를 버너에 공급하고 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로 하여 상기 버너로부터 불어내어 상기 기판에 퇴적하고 하부유리미세입자층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝이고, 상기 화염가수분해퇴적스텝은, 상기 POCl3의 유량이 상기 SiCl4의 유량에 대해서 증가되는 시간주기를 포함하는 스텝과, 하부유리미세입자층을 가열하여 유리화하는 스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 POCl3의 유량은, 하부클래드층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝에서, 함수적으로 일시적으로 증가하는 스텝인 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 POCl3의 유량은, 하부클래드층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝에서 선형적으로 일시적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 POCl3의 유량의 최소값은 0인 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 코어를 형성하는 프로세스는, POCl3와 SiCl4를 버너에 공급하고, 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로하여 상기 버너로부터 상기 하부클래드층에 불어내어 코어유리미세입자층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝과, 코어유리미세입자를 가열하여 유리화한 코어층을 형성하는 유리화스텝과, 사진기술에 의해 코어층을 에칭하여 상기 하부클래드층을 노출하는 사진기술스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조방법.
  6. 광도파로는 석영을 주성분으로하여 기판상에 형성되는 하부클래드층과, 석영을 주성분으로하여 상기 하부클래드층상에 형성되는 코어와, 상기 코어가 매몰되도록 석영을 주성분으로 하여 상기 하부클래드층상에 형성되는 상부 클래드층을 포함하고, 상기 하부클래드층을 형성하는 프로세스는, POCl3와 SiCl4를 버너에 공급하고, 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로 하여 상기 버너로부터 불어내기 상기 기판에 퇴적하고 하부유리미세입자층을 형성하는 화염가수분해퇴적이고, 상기 하부클래드층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝은, 상기 POCl3의 유량이 상기 SiCl4의 유량에 대해서 증가되는 시간주기를 포함하는 스텝과, 하부 유리미세입자층을 가열하여 유리화하는 스텝을 포함하고, 상기 코어를 형성하는 프로세스는, POCl3와 SiCl4를 버너에 공급하고, 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로 하여 상기 버너로부터 상기 하부클래드층에 불어내어 코어유리미세입자층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝과, 코어유리미세입자를 가열하여 유리화한 코어층을 형성하는 유리화스텝과, 사진기술에 의해 코어층을 에칭하여 상기 하부클래드층을 노출하는 사진기술스텝을 포함하고, 상기 상부 클래드층을 형성하는 프로세스는, POCl3와 SiCl4를 버너에 공급하고, 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로 하여 상기 버너로부터 상기 코어에 불어내고, 코어위에 상기 유리미세입자를 퇴적하여 상부 유리미세입자층을 형성하는 화염가수분해퇴적시스텝과, 상기 상부유리미세입자층을 가열하여 유리화하는 유리화스텝을 포함한 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조방법.
  7. 광도파로는 석영을 주성분으로하여 기판상에 형성되는 하부클래드층과, 석영을 주성분으로하여 상기 하부클래드층상에 형성되는 코어와, 상기 코어가 매몰되도록 석영을 주성분으로 하여 상기 하부클래드층상에 형성되는 상부 클래드층을 포함하고, 상기 하부클래드층을 형성하는 프로세스는, POCl3와 SiCl4를 버너에 공급하고, 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로 하여 상기 버너로부터 불어내어 상기 기판에 퇴적하고 하부유리미세입자층을 형성하는 화염가수분해퇴적이고, 상기 하부클래드층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝은, 상기 POCl3의 유량이 상기 SiCl4의 유량에 대해서 증가되는 시간주기를 포함하는 스텝과, 하부유리미세입자층을 가열하여 유리화하는 스텝을 포함하고, 상기 코어를 형성하는 프로세스는, POCl3와 SiCl4를 버너에 공급하고, 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로 하여 상기 버너로부터 상기 하부클래드층에 불어내어 코어유리미세입자층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝과, 코어유리미세입자를 가열하여 유리화한 코어층을 형성하는 유리화스텝과, 사진기술에 의해 코어층을 에칭하여 상기 하부클래드층을 노출하는 사진기술스텝을 포함하고, 상기 상부 클래드층을 형성하는 프로세스는, POCl3와 SiCl4를 버너에 공급하고, 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로 하여 상기 버너로부터 상기 코어에 불어내고 코어위에 상기 유리미세입자를 퇴적하여 상부유리미세입자층을 형성하는 화염가수분해퇴적시스텝과, 상기 상부유리미세입자층을 가열하여 유리화하는 유리화스텝을 포함하고, 상기 상부클래드층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝은, POCl3의 유량이 상기 SiCl4의 유량에 대해서 일시적으로 증가되는 시간주기를 포함한 스텝인 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 하부클래드층과 코어를 형성하는 프로세스는, 하부유리미세입자층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝 다음에 계속되고, POCl3와 SiCl4를 버너에 공급하고, 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로 하여 버너로부터 불어내어 상기 하부유리미세입자층위에 퇴적하는 화염가수분해퇴적스템과, 상기 하부유리미세입자층과 코어유리미세입자층을 가열하여 유리화한 코어층을 형성하는 유리화스텝과, 사진기술에 의해 코어층을 에칭하여 하부클래드층을 노출하는 사진기술스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서, 상부 클래드층을 형성하는 프로세스는, POCl3와 SiCl4를 버너에 공급하고, 인을 함유한 석영의 유리미세입자를 주성분으로 하여 상기 버너로부터 불어내어 상기 코어위에 퇴적하고 상부유리미세입자층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝과, 상기 상부유리미세입자층을 가열하여 유리화하는 유리화스텝을 포함하는 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서 상기 상부클래드층을 형성하는 화염가수분해퇴적스텝은, POCl3의 유량이 SiCl4의 유량에 대해서 일시적으로 증가되는 시간주기를 포함한 스텝인 것을 특징으로 하는 광도파로의 제조방법.
KR1019940000463A 1993-01-14 1994-01-13 광도파로 및 그제조방법 KR0180921B1 (ko)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP93-5073 1993-01-14
JP507393 1993-01-14
JP93-169259 1993-07-08
JP5169259A JPH06265743A (ja) 1993-01-14 1993-07-08 光導波路の作製方法
JP5188346A JPH0743541A (ja) 1993-07-29 1993-07-29 光導波路の作製方法
JP93-188346 1993-07-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR0180921B1 true KR0180921B1 (ko) 1999-05-15

Family

ID=27276579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019940000463A KR0180921B1 (ko) 1993-01-14 1994-01-13 광도파로 및 그제조방법

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5551966A (ko)
EP (1) EP0607884B1 (ko)
KR (1) KR0180921B1 (ko)
CN (1) CN1088522C (ko)
AU (1) AU665696B2 (ko)
CA (1) CA2113379A1 (ko)
DE (1) DE69417932T2 (ko)
TW (2) TW263566B (ko)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0854528A (ja) * 1994-08-10 1996-02-27 Furukawa Electric Co Ltd:The 光導波路の製造方法
GB2312525A (en) * 1996-04-24 1997-10-29 Northern Telecom Ltd Providing cladding on planar optical waveguide by heating to flow
GB2314346A (en) * 1996-06-22 1997-12-24 Northern Telecom Ltd Rapid thermal annealing
US7575784B1 (en) 2000-10-17 2009-08-18 Nanogram Corporation Coating formation by reactive deposition
WO2002032588A1 (en) * 2000-10-17 2002-04-25 Neophotonics Corporation Coating formation by reactive deposition
US6952504B2 (en) * 2001-12-21 2005-10-04 Neophotonics Corporation Three dimensional engineering of planar optical structures
US6919054B2 (en) * 2002-04-10 2005-07-19 Neophotonics Corporation Reactant nozzles within flowing reactors
US7384680B2 (en) 1997-07-21 2008-06-10 Nanogram Corporation Nanoparticle-based power coatings and corresponding structures
US6788866B2 (en) 2001-08-17 2004-09-07 Nanogram Corporation Layer materials and planar optical devices
US5930439A (en) * 1997-10-01 1999-07-27 Northern Telecom Limited Planar optical waveguide
DE19831719A1 (de) 1998-07-15 2000-01-20 Alcatel Sa Verfahren zur Herstellung planarer Wellenleiterstrukturen sowie Wellenleiterstruktur
GB2346452A (en) * 1999-02-05 2000-08-09 Univ Glasgow Waveguides
AU8015700A (en) * 1999-11-24 2001-06-04 Corning Incorporated Method for radially consolidating a porous optical fiber preform
JP3551895B2 (ja) * 2000-01-12 2004-08-11 住友電気工業株式会社 石英系光導波路及びその製造方法
JP2001281487A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Furukawa Electric Co Ltd:The 光導波路装置およびその製造方法
CA2427103A1 (en) * 2000-10-26 2002-06-06 Neophotonics Corporation Multilayered optical structures
US6947651B2 (en) 2001-05-10 2005-09-20 Georgia Tech Research Corporation Optical waveguides formed from nano air-gap inter-layer dielectric materials and methods of fabrication thereof
US6917511B1 (en) 2001-08-14 2005-07-12 Neophotonics Corporation Reactive deposition for the formation of chip capacitors
US7521097B2 (en) * 2003-06-06 2009-04-21 Nanogram Corporation Reactive deposition for electrochemical cell production
US8865271B2 (en) * 2003-06-06 2014-10-21 Neophotonics Corporation High rate deposition for the formation of high quality optical coatings
US7491431B2 (en) * 2004-12-20 2009-02-17 Nanogram Corporation Dense coating formation by reactive deposition
KR20100029126A (ko) * 2007-06-15 2010-03-15 나노그램 코포레이션 무기물 포일의 반응성 유동 증착 및 합성
US20090233088A1 (en) * 2008-03-13 2009-09-17 Lewis Mark A In situ nano-particle matrix loading of metal oxide coatings via combustion deposition
DE102010063176A1 (de) * 2010-12-15 2012-06-21 Hilti Aktiengesellschaft Elektrisch betreibbares Bolzensetzgerät
JP5781303B2 (ja) * 2010-12-31 2015-09-16 株式会社Sumco シリカガラスルツボ製造方法およびシリカガラスルツボ製造装置
CN108646345B (zh) * 2018-05-16 2020-04-14 德州尧鼎光电科技有限公司 一种深紫外平面光波导制作方法
CN108427159B (zh) * 2018-05-16 2020-04-14 德州尧鼎光电科技有限公司 一种深紫外平面光波导

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3823945A (en) * 1971-07-02 1974-07-16 Peripheral Syst Corp Controlled transport of a flexible medium
US4425146A (en) * 1979-12-17 1984-01-10 Nippon Telegraph & Telephone Public Corporation Method of making glass waveguide for optical circuit
JPS5781213A (en) * 1980-11-11 1982-05-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Production of thin film for optical waveguide
JPS58105111A (ja) * 1981-12-18 1983-06-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> ガラス光導波膜の製造方法および製造装置
US4494968A (en) * 1983-10-03 1985-01-22 Corning Glass Works Method of forming laminated single polarization fiber
CA1284921C (en) * 1984-02-27 1991-06-18 Hiroyuki Suda Method, apparatus and burner for fabricating an optical fiber preform
GB8515814D0 (en) * 1985-06-21 1985-07-24 British Telecomm Fabrication of optical waveguides
JP2599488B2 (ja) * 1990-02-26 1997-04-09 日本電信電話株式会社 光導波回路の特性調整方法およびその方法に使われる光導波回路
JP2855832B2 (ja) * 1990-09-20 1999-02-10 住友電気工業株式会社 石英系光導波路の製造方法
US5198008A (en) * 1990-11-09 1993-03-30 National Semiconductor Corporation Method of fabricating an optical interconnect structure
US5141549A (en) * 1991-05-17 1992-08-25 The Charles Stark Draper Laboratories Method of fabricating rare earth doped planar optical waveguide for integrated optical circuit
US5194079A (en) * 1991-09-17 1993-03-16 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Method of forming an optical channel waveguide by thermal diffusion
US5196041A (en) * 1991-09-17 1993-03-23 The Charles Stark Draper Laboratory, Inc. Method of forming an optical channel waveguide by gettering

Also Published As

Publication number Publication date
AU665696B2 (en) 1996-01-11
US5551966A (en) 1996-09-03
CN1092178A (zh) 1994-09-14
CN1088522C (zh) 2002-07-31
TW263566B (ko) 1995-11-21
EP0607884A1 (en) 1994-07-27
AU5314494A (en) 1994-07-21
DE69417932D1 (de) 1999-05-27
DE69417932T2 (de) 1999-09-30
CA2113379A1 (en) 1994-07-15
EP0607884B1 (en) 1999-04-21
TW243500B (ko) 1995-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0180921B1 (ko) 광도파로 및 그제조방법
EP0545432B1 (en) A method for fabricating an optical waveguide
US4425146A (en) Method of making glass waveguide for optical circuit
US5800860A (en) Method of manufacturing planar optical waveguides
JP2001264563A (ja) 石英系光導波路及びその製造方法
JPH0854528A (ja) 光導波路の製造方法
JPH05215929A (ja) ガラス導波路の製造方法
JPH05181031A (ja) 光導波路及びその製造方法
JP3971524B2 (ja) 光導波路の製造方法
JPH08136754A (ja) 光導波路の作製方法
KR100459770B1 (ko) 실리카 미립자가 증착된 웨이퍼의 고밀화 방법
JP2606679B2 (ja) 光導波路の製造方法
JP3326774B2 (ja) 酸化物ガラス薄膜の製造方法およびその製造装置
JP2000028836A (ja) 光導波路及びその製造方法
JPH05241035A (ja) 光導波路およびその製造方法
JPH06258538A (ja) 光導波路及びその製造方法
JP2005004054A (ja) 光導波路の製造方法
JPH10324532A (ja) 多孔質酸化物ガラス膜製造装置
JPH06265743A (ja) 光導波路の作製方法
JPH07318739A (ja) 石英系光導波路とその製造方法
JPH08220355A (ja) 平面型光導波路およびその製造方法
JPH0735936A (ja) 光導波路の作製方法
JPH0743541A (ja) 光導波路の作製方法
JP2001272562A (ja) 石英系光導波路の製造方法
JPH11352351A (ja) ガラス導波路の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20021122

Year of fee payment: 5

LAPS Lapse due to unpaid annual fee