JPS6366512A - 石英系光導波路の製造方法 - Google Patents
石英系光導波路の製造方法Info
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- JPS6366512A JPS6366512A JP21221086A JP21221086A JPS6366512A JP S6366512 A JPS6366512 A JP S6366512A JP 21221086 A JP21221086 A JP 21221086A JP 21221086 A JP21221086 A JP 21221086A JP S6366512 A JPS6366512 A JP S6366512A
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- film
- glass film
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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】
シリコ基板上に石英系光導波路を製造する方法であって
、シリコン基板上に透明なガラス膜を滑産性良く形成す
るため、予めシリコン基板上に厚さ１．０μｍ以上の熱
酸化膜を形成した後、その上にクラッド用及びコア用の
多孔質ガラス膜を形成することにより、常に安定して透
明ガラス膜を得るものである。
、シリコン基板上に透明なガラス膜を滑産性良く形成す
るため、予めシリコン基板上に厚さ１．０μｍ以上の熱
酸化膜を形成した後、その上にクラッド用及びコア用の
多孔質ガラス膜を形成することにより、常に安定して透
明ガラス膜を得るものである。
産業上の利用分野
本発明は光通信用デバイス等に使用される光導波路、特
に石英系ガラスより形成される光導波路の製造方法に関
する。
に石英系ガラスより形成される光導波路の製造方法に関
する。
近年光通信の進展に伴い、光分岐・結合回路や光分波・
合波器等の光部品を大吊且つ安（凸に供給としては、プ
リズム、レンズまたはフィルタなどすることが要求され
ている。従来これらの光部品の組合せからなるバルク型
光部品が用いられていた。しかし、これらのバルク型光
部品は、組立て調整に長時間を要するために生産性が悪
く、光部品の高価格化を招き、また小型化も難しいため
光通信方式の諸分野への発展が阻害されていた。最近、
上記の問題を解決する方法として、平面基板上に光導波
路を作成すると共に、この平面基板上に発光素子、受光
素子等の各種機能素子を搭載し、先導波路端部を光ファ
イバと結合させる光モジー１−ルが開発されている。こ
のように光導波路の利用形態が、最近になり益々発展し
てぎているため、効率良く光導波路を製造することので
きる光導波路製造方法が要望されている。
合波器等の光部品を大吊且つ安（凸に供給としては、プ
リズム、レンズまたはフィルタなどすることが要求され
ている。従来これらの光部品の組合せからなるバルク型
光部品が用いられていた。しかし、これらのバルク型光
部品は、組立て調整に長時間を要するために生産性が悪
く、光部品の高価格化を招き、また小型化も難しいため
光通信方式の諸分野への発展が阻害されていた。最近、
上記の問題を解決する方法として、平面基板上に光導波
路を作成すると共に、この平面基板上に発光素子、受光
素子等の各種機能素子を搭載し、先導波路端部を光ファ
イバと結合させる光モジー１−ルが開発されている。こ
のように光導波路の利用形態が、最近になり益々発展し
てぎているため、効率良く光導波路を製造することので
きる光導波路製造方法が要望されている。
従来の技術
従来の石英系先導波路用のガラス膜形成方法としては、
シリコン基板上に直接ガラス膜を形成する方法と、多孔
質ガラス膜を形成した後、これを高温に加熱して焼結し
、透明ガラス膜を形成Ｊる方法とが知られている。
シリコン基板上に直接ガラス膜を形成する方法と、多孔
質ガラス膜を形成した後、これを高温に加熱して焼結し
、透明ガラス膜を形成Ｊる方法とが知られている。
前者の方法の一例を挙げると、まずシリコン基板を水蒸
気雰囲気中で加熱することにより熱酸化させて厚さ４．
５μｍのクラッド用ガラスを形成した後、その上にＴｉ
を添加したＳｉＯ２ガラスをスパッタリングにより形成
してコアガラス股とする。光導波路とするためには、以
上のようにしてシリコン基板上に形成したガラス膜をリ
ソグラフィーにより、積層されたクラッド用及びコア用
ガラス膜を所定形状にパターン化し、続いて５１０２ガ
ラスを該パターン上にＣＶＤ法等により形成しクラッド
ガラスとすることにより、光導波路を得でいる。
気雰囲気中で加熱することにより熱酸化させて厚さ４．
５μｍのクラッド用ガラスを形成した後、その上にＴｉ
を添加したＳｉＯ２ガラスをスパッタリングにより形成
してコアガラス股とする。光導波路とするためには、以
上のようにしてシリコン基板上に形成したガラス膜をリ
ソグラフィーにより、積層されたクラッド用及びコア用
ガラス膜を所定形状にパターン化し、続いて５１０２ガ
ラスを該パターン上にＣＶＤ法等により形成しクラッド
ガラスとすることにより、光導波路を得でいる。
後者の方法におい°Ｃは、第２図に示づような装置を使
用する。第２図において、６はターンテーブルであり、
図示矢印方向に間欠的に回転される。
用する。第２図において、６はターンテーブルであり、
図示矢印方向に間欠的に回転される。
ターンテーブル６上にはシリコン基板１が複数個載置さ
れており、このシリコン基板１−ヒに火炎加水分解用バ
ーナ５によりト（，０２及び３ｉＣｌ ４ 萱の原料ガ
スを吹き付けて堆積させる。まずシリコン基板１上にク
ラッド用多孔質ガラス膜を堆積させ、続いて組成を変え
てコア用多孔質ガラス膜を堆積させる。続いてシリコ基
板１を約１３００℃に加熱して、多孔質ガラス膜を焼結
して透明ガラスにする。光導波路とづるためには、この
ようにしてシリコン基板上に形成しＩζ透明ガラス膜を
リソグラフィーにより所定形状にパターン化し、続いて
このパターン上に５ｉｎ２ガラスをＣＶＤ法等により形
成しクラッドガラスとして、石英ガラス系光導波路が得
られる。
れており、このシリコン基板１−ヒに火炎加水分解用バ
ーナ５によりト（，０２及び３ｉＣｌ ４ 萱の原料ガ
スを吹き付けて堆積させる。まずシリコン基板１上にク
ラッド用多孔質ガラス膜を堆積させ、続いて組成を変え
てコア用多孔質ガラス膜を堆積させる。続いてシリコ基
板１を約１３００℃に加熱して、多孔質ガラス膜を焼結
して透明ガラスにする。光導波路とづるためには、この
ようにしてシリコン基板上に形成しＩζ透明ガラス膜を
リソグラフィーにより所定形状にパターン化し、続いて
このパターン上に５ｉｎ２ガラスをＣＶＤ法等により形
成しクラッドガラスとして、石英ガラス系光導波路が得
られる。
発明が解決しようとする問題点
従来のガラス膜形成方法のうち、直接シリコン基板上に
ガラス膜を形成する方法では、透明度の良いガラス膜が
比較的簡単に形成できるが、作業性が悪いという欠点が
あった。例えば、厚さ４゜５μｍのクラッド用ガラスを
形成Ｊるのに、約２５ＲＩ？０要しさらにコアガラスの
Ｊ１１積速α６非常に小さい。
ガラス膜を形成する方法では、透明度の良いガラス膜が
比較的簡単に形成できるが、作業性が悪いという欠点が
あった。例えば、厚さ４゜５μｍのクラッド用ガラスを
形成Ｊるのに、約２５ＲＩ？０要しさらにコアガラスの
Ｊ１１積速α６非常に小さい。
シリコン基板上に多孔質ガラスをまず形成してからこれ
を透明ガラス化号−る方法ｒ＋よ、厚さ４゜５μｍの透
明なりラッドガラス、厚さ４５μｍの透明なコアガラス
を形成するのに、約２時間あれば十分である。しかしこ
の方法では、透明ガラス化条件を厳しく制御する必要が
ある。
を透明ガラス化号−る方法ｒ＋よ、厚さ４゜５μｍの透
明なりラッドガラス、厚さ４５μｍの透明なコアガラス
を形成するのに、約２時間あれば十分である。しかしこ
の方法では、透明ガラス化条件を厳しく制御する必要が
ある。
例えば、ＳｉＯ−Ｐ２Ｏ３−８２０３から成る多孔質ガ
ラスをシリコン基板上に形成し、１２６０℃で１５分間
加熱したところ、シリコン基板上の一部では透明なガラ
ス膜が形成できたが、一部では焼結が完了せず不透明で
あった。引続いて同一温度で１５分間加熱したところ、
今度は以前に透明なガラス膜ができていたところのガラ
スが多数の気泡を含み、以前に不透明であったところが
透明なガラス膜になっているのが観察された。
ラスをシリコン基板上に形成し、１２６０℃で１５分間
加熱したところ、シリコン基板上の一部では透明なガラ
ス膜が形成できたが、一部では焼結が完了せず不透明で
あった。引続いて同一温度で１５分間加熱したところ、
今度は以前に透明なガラス膜ができていたところのガラ
スが多数の気泡を含み、以前に不透明であったところが
透明なガラス膜になっているのが観察された。
また同じ組成のガラスを、１２９０℃で１５分間加熱し
たところ、やはり一部は気泡を含み、一部は透明なガラ
ス膜になっているのが観察された。
たところ、やはり一部は気泡を含み、一部は透明なガラ
ス膜になっているのが観察された。
以上のようにこの方法ではシリコン基板上に安定して透
明なガラス膜を形成するのが困難であるという問題があ
る。
明なガラス膜を形成するのが困難であるという問題があ
る。
本発明はこのような点に鑑みなされたものであリ、その
目的とするとろは、作業性が良くシリコン基板上に安定
して透明ガラス膜を形成することのできる石英系光導波
路の製造方法を提供することである。
目的とするとろは、作業性が良くシリコン基板上に安定
して透明ガラス膜を形成することのできる石英系光導波
路の製造方法を提供することである。
問題点を解決するための手段
本発明によれば、シリコン基板１上に光導波路用のガラ
ス膜を形成するのに、加熱したシリコン基板１上に水蒸
気を吹込むこのとにより、第１図に示すように、予め厚
さ１．０μｍ以上の熱酸化膜（ＳｉＯ２）、２を形成す
る。その後、熱酸化膜２上にクラッド用多孔質ガラス膜
３、コア用多孔質ガラス膜４を形成し、これらを高温に
加熱して焼結化することにより透明ガラス膜を得るよう
にしている。
ス膜を形成するのに、加熱したシリコン基板１上に水蒸
気を吹込むこのとにより、第１図に示すように、予め厚
さ１．０μｍ以上の熱酸化膜（ＳｉＯ２）、２を形成す
る。その後、熱酸化膜２上にクラッド用多孔質ガラス膜
３、コア用多孔質ガラス膜４を形成し、これらを高温に
加熱して焼結化することにより透明ガラス膜を得るよう
にしている。
作 用
このように熱酸化膜２をシリコン基板１上に形成すると
、透明化後のクラッドガラスＩ！Ｊ ３と熱酸化膜２と
の馴染みが良く、この界面で気泡が発生することがなく
なる。このため、多孔質ガラスを高温で長時間加熱して
も、ガラス中に気泡が発生することがなく、多孔質ガラ
スの透明ガラス化を容易に達成することができる。
、透明化後のクラッドガラスＩ！Ｊ ３と熱酸化膜２と
の馴染みが良く、この界面で気泡が発生することがなく
なる。このため、多孔質ガラスを高温で長時間加熱して
も、ガラス中に気泡が発生することがなく、多孔質ガラ
スの透明ガラス化を容易に達成することができる。
実 施 例
以下本発明の実施例を詳細に説明することにする。
シリコン基板を水蒸気雰囲気中で１２００℃で１００分
間加熱して、シリコン基板上に厚さ１゜０μ瓦の５１０
２熱酸化膜を形成した。次にこの基板上に第２図に示す
ような装置を使い、３ｉ０−Ｐ Ｏ−Ｂ２０３から成る
クラッド用多孔質ガラス、及びＳ ｉ ０２−Ｂ２０５
−８２０３−ＴｉＯ２からなるコア用多孔質ガラスを順
次形成した。続いて、このように多孔質ガラス膜が形成
されたシリコン基板を１３００℃で３０分間加熱して多
孔質ガラスを焼結して透明なりラッド用ガラス膜及びコ
ア用ガラス膜を形成した。これらのガラス膜は気泡を含
まず、また曇りのない透明なガラス膜より構成されてい
るのが確認された。
間加熱して、シリコン基板上に厚さ１゜０μ瓦の５１０
２熱酸化膜を形成した。次にこの基板上に第２図に示す
ような装置を使い、３ｉ０−Ｐ Ｏ−Ｂ２０３から成る
クラッド用多孔質ガラス、及びＳ ｉ ０２−Ｂ２０５
−８２０３−ＴｉＯ２からなるコア用多孔質ガラスを順
次形成した。続いて、このように多孔質ガラス膜が形成
されたシリコン基板を１３００℃で３０分間加熱して多
孔質ガラスを焼結して透明なりラッド用ガラス膜及びコ
ア用ガラス膜を形成した。これらのガラス膜は気泡を含
まず、また曇りのない透明なガラス膜より構成されてい
るのが確認された。
第１図は上述のようにしてシリコン基板上に形成された
ガラス膜の断面図であり、シリコン基板１上に厚さ１．
０μ卯の熱酸化ＭＩＡ２が形成されており、この熱酸化
膜上にクラッド用ガラス膜３及びコア用ガラス膜４が積
層されている。本実施例においては、クラッド用ガラス
ＷＡ３の厚さは４．５μｍ１コア用ガラス膜４の厚さは
４５μｍであった。
ガラス膜の断面図であり、シリコン基板１上に厚さ１．
０μ卯の熱酸化ＭＩＡ２が形成されており、この熱酸化
膜上にクラッド用ガラス膜３及びコア用ガラス膜４が積
層されている。本実施例においては、クラッド用ガラス
ＷＡ３の厚さは４．５μｍ１コア用ガラス膜４の厚さは
４５μｍであった。
種々実験した結果、熱酸化膜が１．０μｍ以上の厚さで
あれば、上述した実施例と同様にしてクラッド用及びコ
ア用の透明なガラス膜が容易に得られたが、熱酸化膜の
厚さがさらに薄く例えば０゜８μｍのときには、多孔質
ガラスを加熱して透明ガラス化しようとすると、熱酸化
膜の全（形成されていないときと同じようにガラス膜中
に気泡が形成されてしまった。このため熱酸化膜の厚さ
は、１．０μｍ以上が必要条件であり、その上限としで
は格別な臨界値はないが、２．０μＩｎ以下が望ましい
。
あれば、上述した実施例と同様にしてクラッド用及びコ
ア用の透明なガラス膜が容易に得られたが、熱酸化膜の
厚さがさらに薄く例えば０゜８μｍのときには、多孔質
ガラスを加熱して透明ガラス化しようとすると、熱酸化
膜の全（形成されていないときと同じようにガラス膜中
に気泡が形成されてしまった。このため熱酸化膜の厚さ
は、１．０μｍ以上が必要条件であり、その上限としで
は格別な臨界値はないが、２．０μＩｎ以下が望ましい
。
本実施例では、基板としてシリコン基板を採用いている
が、シリコン基板は熱伝導が良く、ＱａＡｓ系光半導光
半導体素子波路と組合せで使用するとき、熱放散性が良
いというメリットがあるためである。
が、シリコン基板は熱伝導が良く、ＱａＡｓ系光半導光
半導体素子波路と組合せで使用するとき、熱放散性が良
いというメリットがあるためである。
このようにシリコン基板１上に熱酸化膜２、クラッド用
ガラス膜３、コア用ガラス膜４を形成した後、先導波路
とするためには、クラッド用ガラスＩｔ！３及びコア用
ガラス膜４をリソグラフィーにより所定形状にパターン
化し、次いでこのパターン上にＳ ｉ Ｏ，、ガラスを
ＣＶ ｌ）法により形成してクラッドガラスとすること
により光導波路を形成した。
ガラス膜３、コア用ガラス膜４を形成した後、先導波路
とするためには、クラッド用ガラスＩｔ！３及びコア用
ガラス膜４をリソグラフィーにより所定形状にパターン
化し、次いでこのパターン上にＳ ｉ Ｏ，、ガラスを
ＣＶ ｌ）法により形成してクラッドガラスとすること
により光導波路を形成した。
及」Ｊυ」里
本発明は以上詳述したように、シリコン基板上に熱酸化
膜を形成し、この熱酸化膜上にクラッド用ガラス膜及び
コア用ガラス膜を形成するようにしたので、クラッド用
ガラス膜と熱酸化膜との間に気泡が発生することがなく
、透明なガラス膜を容易に形成できるという効果を奏す
る。さらに多孔質ガラスをまず形成して、この多孔質ガ
ラスを焼結により透明化しているので、シリコン基板上
に直接ガラス膜を形成する方法に比較して生産性が良い
という効果もある。
膜を形成し、この熱酸化膜上にクラッド用ガラス膜及び
コア用ガラス膜を形成するようにしたので、クラッド用
ガラス膜と熱酸化膜との間に気泡が発生することがなく
、透明なガラス膜を容易に形成できるという効果を奏す
る。さらに多孔質ガラスをまず形成して、この多孔質ガ
ラスを焼結により透明化しているので、シリコン基板上
に直接ガラス膜を形成する方法に比較して生産性が良い
という効果もある。
第１図は本発明により形成された光導波路用ガラス膜断
面図、 第２図は多孔質ガラス膜堆積装置の概略構成図である。 １・・・シリコン基板、 ２・・・熱酸化ｇ！ （Ｓ
＋ ０２ ）、３・・・クラッド用ガラス膜、 ４・・
・コア用ガラス膜、５・・・火炎加水分解用バーナ、６
・・・ターンデープル。
面図、 第２図は多孔質ガラス膜堆積装置の概略構成図である。 １・・・シリコン基板、 ２・・・熱酸化ｇ！ （Ｓ
＋ ０２ ）、３・・・クラッド用ガラス膜、 ４・・
・コア用ガラス膜、５・・・火炎加水分解用バーナ、６
・・・ターンデープル。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 シリコン基板（１）上にクラッド用多孔質ガラス膜（３
）及びコア用多孔質ガラス膜（４）をこの順に形成し、
これらのガラス膜（３、４）を高温に加熱して焼結する
ことにより透明ガラス膜とした後、リソグラフィーによ
り積層されたクラッド用及びコア用透明ガラス膜を所定
形状にパターン化し、次いで該パターン上にクラッドガ
ラスを積層する石英系光導波路の製造方法において、 前記シリコン基板（１）上に厚さ１．０μｍ以上の熱酸
化膜（２）を形成した後、 該熱酸化膜（２）上にクラッド用多孔質ガラス膜（３）
及びコア用多孔質ガラス膜（４）を形成し、これらの多
孔質ガラス膜（３、４）を高温に加熱して焼結すること
を特徴とする石英系光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61212210A JPH07119848B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 石英系光導波路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61212210A JPH07119848B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 石英系光導波路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6366512A true JPS6366512A (ja) | 1988-03-25 |
| JPH07119848B2 JPH07119848B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=16618751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61212210A Expired - Lifetime JPH07119848B2 (ja) | 1986-09-09 | 1986-09-09 | 石英系光導波路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07119848B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2651509B2 (ja) * | 1990-06-29 | 1997-09-10 | フォトニック インテグレイション リサーチ，インコーポレイテッド | 金属化基板に光導波路を有する光電装置及びその光導波路の形成方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6039605A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波膜の製造方法 |
-
1986
- 1986-09-09 JP JP61212210A patent/JPH07119848B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6039605A (ja) * | 1983-08-12 | 1985-03-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波膜の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2651509B2 (ja) * | 1990-06-29 | 1997-09-10 | フォトニック インテグレイション リサーチ，インコーポレイテッド | 金属化基板に光導波路を有する光電装置及びその光導波路の形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07119848B2 (ja) | 1995-12-20 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |