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JPH05188227A - Waveguide - Google Patents

Waveguide

Info

Publication number
JPH05188227A
JPH05188227A JP150592A JP150592A JPH05188227A JP H05188227 A JPH05188227 A JP H05188227A JP 150592 A JP150592 A JP 150592A JP 150592 A JP150592 A JP 150592A JP H05188227 A JPH05188227 A JP H05188227A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
core
waveguide
clad
film
moisture resistant
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP150592A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsuya Hattori
哲也 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
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
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP150592A priority Critical patent/JPH05188227A/en
Publication of JPH05188227A publication Critical patent/JPH05188227A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 導波路の耐湿性を高める。 【構成】 Si基板110にクラッド層120b及び導
波路パターン180を形成する(図1(a)(b))。
そして、プラズマCVDにより耐湿性の高いSiN(チ
ッ化ケイ素)膜220を3000オングストローム形成
する(図1(c))。つぎに、FHDまたはCVDにて
コア層150よりも低屈折率としたSiO2 のクラッド
層120bを堆積し焼結し、導波路パターン180を埋
め込む(図1(d))。その後、再びプラズマCVDに
よりSiN膜230を形成してもよい(図1(e))。
これによって、導波路パターン180をコアとする導波
路が形成される。
(57) [Abstract] [Purpose] To improve the moisture resistance of the waveguide. [Structure] A cladding layer 120b and a waveguide pattern 180 are formed on a Si substrate 110 (FIGS. 1A and 1B).
Then, a SiN (silicon nitride) film 220 having high moisture resistance is formed by plasma CVD to 3000 angstroms (FIG. 1C). Next, the cladding layer 120b of SiO 2 having a refractive index lower than that of the core layer 150 is deposited by FHD or CVD and sintered to embed the waveguide pattern 180 (FIG. 1 (d)). After that, the SiN film 230 may be formed again by plasma CVD (FIG. 1E).
Thereby, a waveguide having the waveguide pattern 180 as a core is formed.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、通信情報処理分野にお
ける光部品の一つである導波路に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a waveguide which is one of optical components in the field of communication information processing.

【0002】[0002]

【従来の技術】導波路作成方法としては、「光学 第1
8巻第12号(1989.12)p.681」に記載されているような
方法が一般的である。この方法を簡単に説明するとつぎ
のようになっている。基板上に、下部クラッド層及びコ
ア導波路層を積層する。つぎに、所定のパターンを残す
ようにコア導波路層をエッチングして導波路パターンを
加工する。そして、上部クラッド層を積層して導波路を
作成する。
2. Description of the Related Art As a method for producing a waveguide, there is "Optical No. 1".
Volume 8 No. 12 (1989.12) p.681 ”is generally used. A brief description of this method is as follows. A lower clad layer and a core waveguide layer are laminated on the substrate. Next, the core waveguide layer is etched so as to leave a predetermined pattern to process the waveguide pattern. Then, the upper clad layer is laminated to form a waveguide.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】導波路は他の光部品と
ともに集積化して光ICを構成することが考えられてい
る。そして、この光ICを光ファイバと組み合わせて、
光通信における光信号処理が行われる。そのため、光I
Cも光ファイバとともに屋外,水中や海中など様々なフ
ィールドに設けられることになる。このとき、水分の多
い環境下においては、水分子のOH基が光IC内部に浸
透し、導波路の光信号が伝搬するコアに侵入する恐れが
高い。これによって光IC内部の導波路が劣化すると、
水分子のOH基によって通信用の光が吸収され、光信号
の減衰が大きくなる。また、機械的強度も低下すること
になる。このように、前述の導波路では、水分の多い環
境下の対策がなされておらず信頼性に大きな問題を生じ
ることになる。導波路は光ICの基本技術として重要な
ものであるが、上述のように耐湿性に問題を有してい
た。
It is considered that a waveguide is integrated with other optical components to form an optical IC. And combining this optical IC with an optical fiber,
Optical signal processing in optical communication is performed. Therefore, the light I
C will be installed together with the optical fiber in various fields such as outdoors, underwater and undersea. At this time, in an environment with a large amount of water, there is a high possibility that the OH groups of water molecules will penetrate into the inside of the optical IC and enter the core where the optical signal of the waveguide propagates. If the waveguide inside the optical IC deteriorates due to this,
The light for communication is absorbed by the OH group of the water molecule, and the attenuation of the optical signal increases. In addition, the mechanical strength will also decrease. As described above, in the above-mentioned waveguide, no countermeasure is taken in an environment with a large amount of water, which causes a serious problem in reliability. The waveguide is important as a basic technique of the optical IC, but it has a problem in moisture resistance as described above.

【0004】本発明は、前述の問題点に鑑み、より耐湿
性の高い導波路を提供することをその目的とする。
In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a waveguide having higher moisture resistance.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の導波路は、コアと、このコアよりも屈折率
の小さいクラッドと、コアとクラッドとの間に耐湿膜
(例えば、SiNなど)とを有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the waveguide of the present invention comprises a core, a clad having a refractive index smaller than that of the core, and a moisture-proof film (for example, SiN, etc.).

【0006】また、クラッドの外側に、さらに、耐湿膜
を有することを特徴としてもよい。
Further, a moisture resistant film may be further provided on the outside of the clad.

【0007】或いは、シリコン基板上に、コアと、この
コアを挟んでコアよりも屈折率の小さい下部クラッド層
及び上部クラッド層とを有し、上部クラッド層とコアと
の間に耐湿膜を備えることを特徴としてもよい。
Alternatively, a silicon substrate is provided with a core and a lower clad layer and an upper clad layer having a smaller refractive index than that of the core with the core interposed therebetween, and a moisture resistant film is provided between the upper clad layer and the core. It may be characterized.

【0008】[0008]

【作用】本発明の導波路では、コアとクラッド(又は上
部クラッド層)との間に耐湿膜が設けられている。その
ため、水分の多い環境下においても、耐湿膜によってコ
アに水分(OH基)が浸透するのが防止されている。即
ち、光信号が伝搬するコアが耐湿膜によって保護され、
耐湿性が向上するのである。
In the waveguide of the present invention, the moisture resistant film is provided between the core and the clad (or the upper clad layer). Therefore, even in an environment with a large amount of water, the moisture resistant film prevents the water (OH group) from penetrating into the core. That is, the core through which the optical signal propagates is protected by the moisture resistant film,
Moisture resistance is improved.

【0009】クラッドの外側に、さらに、耐湿膜を有す
る場合、クラッドがこの耐湿膜によって保護され、より
耐湿性が向上する。
When a moisture resistant film is further provided outside the clad, the clad is protected by this moisture resistant film, and the moisture resistance is further improved.

【0010】[0010]

【実施例】図1は、本発明の導波路の作成方法の一実施
例の工程の概略を示したものである。この図を参照して
その工程を説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the outline of the steps of an embodiment of the method for producing a waveguide of the present invention. The process will be described with reference to this figure.

【0011】まず、シリコン基板(Si基板)110に
火炎堆積法(FHD)またはCVDにてSiO2 のクラ
ッド層120aを堆積し焼結した後、FHDで所定の不
純物濃度を持たせてクラッド層120aよりも高屈折率
としたSiO2 のコア層150を10μm程度形成する
(図1(a))。つぎに、所定のパターンにしたがって
その部分を残すようにドライエッチングして、導波路パ
ターン180を形成する(図1(b))。そして、プラ
ズマCVDにより耐湿性の高いSiN(チッ化ケイ素)
膜220を3000オングストローム形成する(図1
(c))。ここで、SiNは比較的高い屈折率を持つの
で、製作後に導波路パターン180がコアとして機能す
るようにSiN膜220を薄くする必要がある。また、
良好な耐湿性を持たせるためには、ピンホールが生ずる
ことなく十分に導波路パターン180を覆う程度の厚さ
にする必要がある。これらの両方を満たす程度の厚さに
SiN膜220を形成している。
First, a clad layer 120a of SiO 2 is deposited on a silicon substrate (Si substrate) 110 by a flame deposition method (FHD) or CVD and sintered, and then a clad layer 120a is provided with a predetermined impurity concentration by FHD. A core layer 150 of SiO 2 having a higher refractive index than that of about 10 μm is formed (FIG. 1A). Next, a waveguide pattern 180 is formed by dry etching according to a predetermined pattern so as to leave that portion (FIG. 1B). And SiN (silicon nitride) with high moisture resistance is formed by plasma CVD.
The film 220 is formed to 3000 angstroms (see FIG. 1).
(C)). Here, since SiN has a relatively high refractive index, it is necessary to thin the SiN film 220 so that the waveguide pattern 180 functions as a core after fabrication. Also,
In order to have good moisture resistance, it is necessary to make the thickness sufficient to cover the waveguide pattern 180 without causing pinholes. The SiN film 220 is formed to a thickness that satisfies both of these.

【0012】つぎに、FHDまたはCVDにてコア層1
50よりも低屈折率としたSiO2 のクラッド層120
bを堆積し焼結し、導波路パターン180を埋め込む
(図1(d))。その後、再びプラズマCVDによりS
iN膜230を形成してもよい(図1(e))。これに
よって、導波路パターン180をコアとする導波路が形
成される。
Next, the core layer 1 is formed by FHD or CVD.
SiO 2 clad layer 120 having a refractive index lower than 50
b is deposited and sintered to embed the waveguide pattern 180 (FIG. 1D). After that, S is again formed by plasma CVD.
The iN film 230 may be formed (FIG. 1E). Thereby, a waveguide having the waveguide pattern 180 as a core is formed.

【0013】このようにして作成された導波路は、コア
とクラッドとの間に耐湿膜であるSiN膜220が設け
られている(図1(d),(e))。そのため、クラッ
ドを浸透した水のOH基は、SiN膜220によって遮
断され、コアに浸透するのが防止されている。このよう
に、コアがSiN膜220によって保護されているた
め、水分子のOH基によるコアの劣化が防止され、耐湿
性が向上し、より長寿命でかつ高い信頼性を有するもの
となっている。また、クラッド層120bの上にSiN
膜230を形成した導波路(図1(e))では、クラッ
ドもこの耐湿膜によって保護され、水のOH基がクラッ
ドに侵入にくくなる。そのため、水のOH基による機械
的強度の劣化が防止されるとともにより耐湿性が向上
し、長寿命でかつ高い信頼性を有するものになる。
The waveguide thus formed has a SiN film 220 which is a moisture resistant film provided between the core and the clad (FIGS. 1D and 1E). Therefore, the OH group of water that has permeated the clad is blocked by the SiN film 220 and prevented from permeating the core. Since the core is protected by the SiN film 220 as described above, deterioration of the core due to OH groups of water molecules is prevented, moisture resistance is improved, and life is extended and reliability is high. .. In addition, SiN is formed on the clad layer 120b.
In the waveguide having the film 230 (FIG. 1E), the clad is also protected by the moisture resistant film, and the OH group of water is less likely to enter the clad. Therefore, deterioration of mechanical strength due to OH group of water is prevented, moisture resistance is further improved, and long life and high reliability are obtained.

【0014】本発明は前述の実施例に限らず様々な変形
が可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified.

【0015】例えば、耐湿膜には、現在の半導体プロセ
スで確立された工程で形成できるので、SiN膜とした
が、クラッドを形成し得るものならば他の材料を用いて
もよい。また、コアの下側にはSi基板があり、これに
よってOH基の侵入が防止されるが、より耐湿性を高め
るため、図1(a)と(b)の間で耐湿膜(SiN)を
設けた後に導波路パターン180を形成して、コアの下
側も耐湿膜で守られるようにしてもよい。さらに、コア
とクラッドの組み合わせについては導波路として動作し
得るような屈折率差があれば他の組み合わせでもよい。
また、基板には、シリコンを用いたがこれに限られな
い。
For example, since the moisture resistant film can be formed by the process established in the current semiconductor process, the SiN film is used, but other materials may be used as long as they can form a clad. Further, there is a Si substrate below the core, which prevents the penetration of OH groups, but in order to further improve the moisture resistance, a moisture resistant film (SiN) is provided between FIGS. 1 (a) and 1 (b). The waveguide pattern 180 may be formed after it is provided so that the lower side of the core is also protected by the moisture resistant film. Further, the combination of the core and the clad may be another combination as long as there is a difference in refractive index so that it can operate as a waveguide.
Although silicon is used for the substrate, it is not limited to this.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上の通り本発明の導波路によれば、光
信号が伝搬するコアが耐湿膜によって保護され、耐湿性
が向上するため、水分の多い環境下においても、コアの
劣化を小さくすることができ、より長寿命でかつ高い信
頼性を得ることができる。
As described above, according to the waveguide of the present invention, the core through which an optical signal propagates is protected by the moisture resistant film, and the moisture resistance is improved. Therefore, deterioration of the core is suppressed even in an environment with a lot of water. It is possible to obtain a long life and high reliability.

【0017】クラッドの外側に、さらに、耐湿膜を有す
る場合、クラッドもこの耐湿膜によって保護され、機械
的強度の劣化が防止されるとともにより耐湿性が向上す
るので、長寿命でかつ高い信頼性を得ることができる。
When a moisture resistant film is further provided on the outside of the clad, the clad is also protected by this moisture resistant film to prevent deterioration of mechanical strength and improve the moisture resistance, so that the clad has a long life and high reliability. Can be obtained.

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

【図1】本発明の工程の概略図。FIG. 1 is a schematic view of the process of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

110…Si基板,120a,120b…クラッド層,
180…導波路パターン,220,230…SiN膜。
110 ... Si substrate, 120a, 120b ... Clad layer,
180 ... Waveguide pattern, 220, 230 ... SiN film.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 コアと、このコアよりも屈折率の小さい
クラッドと、前記コアと前記クラッドとの間に耐湿膜と
を有することを特徴とする導波路。
1. A waveguide comprising a core, a clad having a refractive index smaller than that of the core, and a moisture resistant film between the core and the clad.
【請求項2】 前記クラッドの外側に、さらに、耐湿膜
を有することを特徴とする請求項1記載の導波路。
2. The waveguide according to claim 1, further comprising a moisture resistant film outside the clad.
【請求項3】 シリコン基板上に、コアと、前記コアを
挟んで前記コアよりも屈折率の小さい下部クラッド層及
び上部クラッド層とを有し、 前記上部クラッド層と前記コアとの間に耐湿膜を備える
ことを特徴とする導波路。
3. A silicon substrate having a core and a lower clad layer and an upper clad layer having a smaller refractive index than that of the core with the core sandwiched between the core and the moisture resistant layer between the upper clad layer and the core. A waveguide comprising a film.
JP150592A 1992-01-08 1992-01-08 Waveguide Pending JPH05188227A (en)

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