JP2002148462A - 二酸化シリコン膜生成方法及び光導波路生成方法 - Google Patents
二酸化シリコン膜生成方法及び光導波路生成方法Info
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- JP2002148462A JP2002148462A JP2000342893A JP2000342893A JP2002148462A JP 2002148462 A JP2002148462 A JP 2002148462A JP 2000342893 A JP2000342893 A JP 2000342893A JP 2000342893 A JP2000342893 A JP 2000342893A JP 2002148462 A JP2002148462 A JP 2002148462A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 厚膜の二酸化シリコン膜を、シリコン基板の
融点よりも十分に低い温度で、また高圧処理を必要とす
ることなく生成する方法、及びその技術を利用してシリ
コン基板上に光導波路を生成する方法を提供する。 【解決手段】 ポリシリコンを堆積せしめてポリシリコ
ン膜を形成するポリシリコン堆積工程と、ポリシリコン
膜を熱酸化処理して二酸化シリコン膜にせしめるポリシ
リコン熱酸化工程とを、必要に応じて複数回繰り返し、
所定厚さの二酸化シリコン膜を生成する。この方法によ
り、シリコン基板上に、厚膜の二酸化シリコン膜により
形成される、クラッド層に埋め込まれた光導波路を生成
する。
融点よりも十分に低い温度で、また高圧処理を必要とす
ることなく生成する方法、及びその技術を利用してシリ
コン基板上に光導波路を生成する方法を提供する。 【解決手段】 ポリシリコンを堆積せしめてポリシリコ
ン膜を形成するポリシリコン堆積工程と、ポリシリコン
膜を熱酸化処理して二酸化シリコン膜にせしめるポリシ
リコン熱酸化工程とを、必要に応じて複数回繰り返し、
所定厚さの二酸化シリコン膜を生成する。この方法によ
り、シリコン基板上に、厚膜の二酸化シリコン膜により
形成される、クラッド層に埋め込まれた光導波路を生成
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、厚膜の二酸化シリ
コン膜を生成する方法及びその方法を利用して光導波路
を生成する方法に関する。
コン膜を生成する方法及びその方法を利用して光導波路
を生成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光集積デバイスなどにおける光導波路
は、シリコン基板上にアンダークラッド層、そしてその
上にコア層を生成し、コア層を光導波路回路パターンに
成形し、アンダークラッド層及びコア層上にオーバクラ
ッド層を生成することにより、シリコン基板上にクラッ
ド層に埋め込まれた光導波路が形成される。アンダーク
ラッド層、コア層、そしてオーバクラッド層を生成する
材料としては、二酸化シリコンのような石英ガラス系の
材料が用いられる。これらの層の生成には下記のごとき
方法が用いられる。
は、シリコン基板上にアンダークラッド層、そしてその
上にコア層を生成し、コア層を光導波路回路パターンに
成形し、アンダークラッド層及びコア層上にオーバクラ
ッド層を生成することにより、シリコン基板上にクラッ
ド層に埋め込まれた光導波路が形成される。アンダーク
ラッド層、コア層、そしてオーバクラッド層を生成する
材料としては、二酸化シリコンのような石英ガラス系の
材料が用いられる。これらの層の生成には下記のごとき
方法が用いられる。
【０００３】（１）直接熱酸化法：シリコン基板の表面
を直接熱酸化することにより二酸化シリコンの膜層を生
成する方法である。この方法は、薄膜の場合には膜厚は
酸化時間に比例するが、酸化反応は生成された酸化膜を
通して行われるので、厚膜になると膜厚は酸化時間の１
／２乗に比例する。したがって、光導波路に用いられる
比較的厚膜の二酸化シリコン膜の生成は、時間がかか
り、形成が非常に困難である。酸化雰囲気を高圧にする
ことにより酸化速度を高める高圧酸化法がある。この方
法は、高圧に関する法規制、高額な設備費などのため
に、特に少量の生産のような場合には適さない。この直
接熱酸化法は、アンダークラッド層の形成はできるが、
その上のコア層及びオーバークラッド層の形成はできな
い。
を直接熱酸化することにより二酸化シリコンの膜層を生
成する方法である。この方法は、薄膜の場合には膜厚は
酸化時間に比例するが、酸化反応は生成された酸化膜を
通して行われるので、厚膜になると膜厚は酸化時間の１
／２乗に比例する。したがって、光導波路に用いられる
比較的厚膜の二酸化シリコン膜の生成は、時間がかか
り、形成が非常に困難である。酸化雰囲気を高圧にする
ことにより酸化速度を高める高圧酸化法がある。この方
法は、高圧に関する法規制、高額な設備費などのため
に、特に少量の生産のような場合には適さない。この直
接熱酸化法は、アンダークラッド層の形成はできるが、
その上のコア層及びオーバークラッド層の形成はできな
い。
【０００４】（２）火炎堆積法：この方法は、ガラス化
させるべき元素のハロゲン化物を酸水素バーナーの中に
供給してガラス微粒子を生成し、これを堆積させて多孔
質のガラス微粒子膜を生成し、電気炉中で高温（１２０
０〜１４００℃、１３００℃以上が望ましい）で加熱焼
結し、透明なガラス層を形成するものである。この方法
は、アンダークラッド層の焼結温度をシリコン基板の軟
化温度よりも低く、またコア層の焼結温度をアンダーク
ラッド層の軟化温度よりも低く、さらにオーバークラッ
ド層の焼結温度をコア層の軟化温度よりも低くする必要
がある。したがって、この方法には、焼結温度をシリコ
ンの融点よりも高くしないようにする、シリコン基板と
ガラス層との熱膨張係数の違いによりクラックが発生し
ないようにする、などのための制御の困難な問題があ
る。
させるべき元素のハロゲン化物を酸水素バーナーの中に
供給してガラス微粒子を生成し、これを堆積させて多孔
質のガラス微粒子膜を生成し、電気炉中で高温（１２０
０〜１４００℃、１３００℃以上が望ましい）で加熱焼
結し、透明なガラス層を形成するものである。この方法
は、アンダークラッド層の焼結温度をシリコン基板の軟
化温度よりも低く、またコア層の焼結温度をアンダーク
ラッド層の軟化温度よりも低く、さらにオーバークラッ
ド層の焼結温度をコア層の軟化温度よりも低くする必要
がある。したがって、この方法には、焼結温度をシリコ
ンの融点よりも高くしないようにする、シリコン基板と
ガラス層との熱膨張係数の違いによりクラックが発生し
ないようにする、などのための制御の困難な問題があ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実に鑑
みてなされたもので、その主たる技術的課題は、所望の
厚膜の二酸化シリコン膜を、シリコン基板の融点よりも
十分に低い温度で、また高圧処理を必要とすることなく
生成する方法、及びその技術を利用してシリコン基板上
に光導波路を生成する方法を提供することである。
みてなされたもので、その主たる技術的課題は、所望の
厚膜の二酸化シリコン膜を、シリコン基板の融点よりも
十分に低い温度で、また高圧処理を必要とすることなく
生成する方法、及びその技術を利用してシリコン基板上
に光導波路を生成する方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るため、本発明によれば、シリコン基板上に所定厚さの
二酸化シリコン膜を生成する方法にして、該シリコン基
板上に、あるいは熱酸化処理によって該シリコン基板上
に形成された二酸化シリコン膜上に、ポリシリコンを堆
積せしめてポリシリコン膜を形成するポリシリコン堆積
工程と、該ポリシリコン膜を熱酸化処理して二酸化シリ
コン膜にせしめるポリシリコン熱酸化工程と、を含むこ
とを特徴とする二酸化シリコン膜生成方法が提供され
る。
るため、本発明によれば、シリコン基板上に所定厚さの
二酸化シリコン膜を生成する方法にして、該シリコン基
板上に、あるいは熱酸化処理によって該シリコン基板上
に形成された二酸化シリコン膜上に、ポリシリコンを堆
積せしめてポリシリコン膜を形成するポリシリコン堆積
工程と、該ポリシリコン膜を熱酸化処理して二酸化シリ
コン膜にせしめるポリシリコン熱酸化工程と、を含むこ
とを特徴とする二酸化シリコン膜生成方法が提供され
る。
【０００７】すなわち、本発明による二酸化シリコン膜
生成方法においては、ポリシリコンの酸化速度の速いこ
とを利用して、ポリシリコンにより生成した膜を熱酸化
処理することにより、直接熱酸化法のように酸化促進の
ために高圧処理をすることなく、また火炎堆積法のよう
にシリコン基板の融点よりも温度を上げることなく、二
酸化シリコン膜を形成することができるようにする。
生成方法においては、ポリシリコンの酸化速度の速いこ
とを利用して、ポリシリコンにより生成した膜を熱酸化
処理することにより、直接熱酸化法のように酸化促進の
ために高圧処理をすることなく、また火炎堆積法のよう
にシリコン基板の融点よりも温度を上げることなく、二
酸化シリコン膜を形成することができるようにする。
【０００８】好適実施形態においては、該ポリシリコン
堆積工程と該ポリシリコン熱酸化工程とを、複数回繰り
返し遂行する。また、該ポリシリコン堆積工程において
は、化学的気相堆積法によって該ポリシリコン膜が形成
される。さらに、該ポリシリコン膜は多孔質である。そ
して、ポリシリコン堆積工程とポリシリコン熱酸化工程
とを繰り返すことにより、所望の厚膜の二酸化シリコン
膜を容易に形成することができるようにする。
堆積工程と該ポリシリコン熱酸化工程とを、複数回繰り
返し遂行する。また、該ポリシリコン堆積工程において
は、化学的気相堆積法によって該ポリシリコン膜が形成
される。さらに、該ポリシリコン膜は多孔質である。そ
して、ポリシリコン堆積工程とポリシリコン熱酸化工程
とを繰り返すことにより、所望の厚膜の二酸化シリコン
膜を容易に形成することができるようにする。
【０００９】また、本発明によれば、シリコン基板上に
光導波路を生成する光導波路生成方法にして、該シリコ
ン基板上に所定厚さの二酸化シリコン膜を生成してアン
ダークラッド層を形成するアンダークラッド層形成工程
と、該アンダークラッド層上にポリシリコンを堆積せし
めてポリシリコン膜を形成し、次いで該ポリシリコン膜
を熱酸化して二酸化シリコン膜にせしめてコア層を形成
するコア層形成工程と、該コア層を導波路回路パターン
に形成するパターン形成工程と、該コア層上に二酸化シ
リコン膜を生成してオーバークラッド層を形成するオー
バークラッド層形成工程と、を含むことを特徴とする光
導波路生成方法が提供される。
光導波路を生成する光導波路生成方法にして、該シリコ
ン基板上に所定厚さの二酸化シリコン膜を生成してアン
ダークラッド層を形成するアンダークラッド層形成工程
と、該アンダークラッド層上にポリシリコンを堆積せし
めてポリシリコン膜を形成し、次いで該ポリシリコン膜
を熱酸化して二酸化シリコン膜にせしめてコア層を形成
するコア層形成工程と、該コア層を導波路回路パターン
に形成するパターン形成工程と、該コア層上に二酸化シ
リコン膜を生成してオーバークラッド層を形成するオー
バークラッド層形成工程と、を含むことを特徴とする光
導波路生成方法が提供される。
【００１０】そして、ポリシリコン膜の酸化速度の速い
ことを利用してコア層を生成することにより、コア層を
光ファイバと整合性の良い厚膜に、容易に形成すること
ができるようにする。
ことを利用してコア層を生成することにより、コア層を
光ファイバと整合性の良い厚膜に、容易に形成すること
ができるようにする。
【００１１】好適実施形態においては、該アンダークラ
ッド層形成工程においては、該シリコン基板上に、ある
いは熱酸化処理によって該シリコン基板上に形成された
二酸化シリコン膜上に、ポリシリコンを堆積せしめてポ
リシリコン膜を形成するポリシリコン堆積と該ポリシリ
コン膜を熱酸化処理して二酸化シリコン膜にせしめるポ
リシリコン熱酸化とが繰り返し遂行される。また、該オ
ーバクラッド層形成工程においては、該シリコン基板上
に、あるいは熱酸化処理によって該シリコン基板上に形
成された二酸化シリコン膜上に、ポリシリコンを堆積せ
しめてポリシリコン膜を形成するポリシリコン堆積と該
ポリシリコン膜を熱酸化処理して二酸化シリコン膜にせ
しめるポリシリコン熱酸化とが繰り返し遂行される。さ
らに、該ポリシリコンの堆積は、化学的気相堆積法によ
って該ポリシリコン膜を形成することによって遂行され
る。また、該ポリシリコン膜は多孔質である。そして、
所望の厚膜の二酸化シリコン膜による光導波路を容易に
形成することができるようにする。
ッド層形成工程においては、該シリコン基板上に、ある
いは熱酸化処理によって該シリコン基板上に形成された
二酸化シリコン膜上に、ポリシリコンを堆積せしめてポ
リシリコン膜を形成するポリシリコン堆積と該ポリシリ
コン膜を熱酸化処理して二酸化シリコン膜にせしめるポ
リシリコン熱酸化とが繰り返し遂行される。また、該オ
ーバクラッド層形成工程においては、該シリコン基板上
に、あるいは熱酸化処理によって該シリコン基板上に形
成された二酸化シリコン膜上に、ポリシリコンを堆積せ
しめてポリシリコン膜を形成するポリシリコン堆積と該
ポリシリコン膜を熱酸化処理して二酸化シリコン膜にせ
しめるポリシリコン熱酸化とが繰り返し遂行される。さ
らに、該ポリシリコンの堆積は、化学的気相堆積法によ
って該ポリシリコン膜を形成することによって遂行され
る。また、該ポリシリコン膜は多孔質である。そして、
所望の厚膜の二酸化シリコン膜による光導波路を容易に
形成することができるようにする。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る二酸化シリコ
ン膜の生成方法、及びその方法を用いた光導波路の生成
方法の実施形態について、さらに詳細に説明する。
ン膜の生成方法、及びその方法を用いた光導波路の生成
方法の実施形態について、さらに詳細に説明する。
【００１３】図１及び図２を参照して、先ずシリコン基
板上に、あるいは熱酸化処理によってシリコン基板上に
形成された二酸化シリコン膜上に、所定厚さの二酸化シ
リコン膜を生成する方法について説明する。この方法
は、ポリシリコンを堆積せしめてポリシリコン膜を形成
するポリシリコン堆積工程と、このポリシリコン膜を熱
酸化処理して二酸化シリコン膜にせしめるポリシリコン
熱酸化工程とを含んでいる。以下、生成の順を追って説
明する。
板上に、あるいは熱酸化処理によってシリコン基板上に
形成された二酸化シリコン膜上に、所定厚さの二酸化シ
リコン膜を生成する方法について説明する。この方法
は、ポリシリコンを堆積せしめてポリシリコン膜を形成
するポリシリコン堆積工程と、このポリシリコン膜を熱
酸化処理して二酸化シリコン膜にせしめるポリシリコン
熱酸化工程とを含んでいる。以下、生成の順を追って説
明する。
【００１４】（１）シリコン基板の熱酸化：図１（ａ）
に示すシリコン基板２を電気炉において熱酸化し、図１
（ｂ）に示すようにシリコン基板２の表面に二酸化シリ
コン膜４を生成する。熱酸化の方法としては、乾燥酸素
によるドライ酸化、水蒸気によるウエット酸化などの方
法が用いられる。例えば、ウエット酸化は１０８０℃の
温度において行われる。この工程によって、１μｍ程度
の膜厚を生成する。
に示すシリコン基板２を電気炉において熱酸化し、図１
（ｂ）に示すようにシリコン基板２の表面に二酸化シリ
コン膜４を生成する。熱酸化の方法としては、乾燥酸素
によるドライ酸化、水蒸気によるウエット酸化などの方
法が用いられる。例えば、ウエット酸化は１０８０℃の
温度において行われる。この工程によって、１μｍ程度
の膜厚を生成する。
【００１５】（２）ポリシリコン堆積工程：上述の二酸
化シリコン膜４上に、図１（ｃ）に示すように、ポリシ
リコンを化学的気相堆積法によって堆積させ多孔質のポ
リシリコン膜６を生成する。化学的気相堆積法( ＣＶ
Ｄ：Chemical Vapor Deposition ）は、ＩＣなどの半導
体製造において半導体ウエーハ上に薄い酸化膜を形成す
る方法の一つとして用いられている技術である。気相中
での熱分解あるいは化学反応を利用してウエーハ上に薄
膜を堆積させる。化学的気相堆積法( ＣＶＤ）として
は、減圧気相堆積法、あるいはプラズマ気相堆積法が用
いられる。減圧気相堆積法によれば、例えばシラン（Si
H4）を６２０℃で熱分解して堆積させポリシリコン膜を
生成する。このポリシリコン堆積工程によって１．５〜
２μｍの膜厚を生成する。
化シリコン膜４上に、図１（ｃ）に示すように、ポリシ
リコンを化学的気相堆積法によって堆積させ多孔質のポ
リシリコン膜６を生成する。化学的気相堆積法( ＣＶ
Ｄ：Chemical Vapor Deposition ）は、ＩＣなどの半導
体製造において半導体ウエーハ上に薄い酸化膜を形成す
る方法の一つとして用いられている技術である。気相中
での熱分解あるいは化学反応を利用してウエーハ上に薄
膜を堆積させる。化学的気相堆積法( ＣＶＤ）として
は、減圧気相堆積法、あるいはプラズマ気相堆積法が用
いられる。減圧気相堆積法によれば、例えばシラン（Si
H4）を６２０℃で熱分解して堆積させポリシリコン膜を
生成する。このポリシリコン堆積工程によって１．５〜
２μｍの膜厚を生成する。
【００１６】（３）ポリシリコン熱酸化工程：上述の
「（１）シリコン基板の熱酸化」と同様にして、電気炉
においてポリシリコン膜６を熱酸化処理し、図１（ｄ）
に示すように、最初の二酸化シリコン膜４の上に同質の
二酸化シリコン膜８を生成する。これにより、シリコン
基板２上に二酸化シリコン膜４と二酸化シリコン膜８と
によって３〜３．５μｍの厚さの二酸化シリコン膜を形
成する。
「（１）シリコン基板の熱酸化」と同様にして、電気炉
においてポリシリコン膜６を熱酸化処理し、図１（ｄ）
に示すように、最初の二酸化シリコン膜４の上に同質の
二酸化シリコン膜８を生成する。これにより、シリコン
基板２上に二酸化シリコン膜４と二酸化シリコン膜８と
によって３〜３．５μｍの厚さの二酸化シリコン膜を形
成する。
【００１７】（４）堆積工程及び熱酸化工程の繰り返
し：図１（ｅ）及び（ｆ）に示すように、上述の「ポリ
シリコン堆積工程」と「ポリシリコン熱酸化工程」と
を、所定の厚さＴの厚膜を生成するまで、複数回繰り返
す。なお、上述のシリコンの酸化反応は、図２に示すよ
うに、シリコン基板あるいはシリコン膜上に時間の経過
とともに生成される二酸化シリコン膜を通して継続され
る。
し：図１（ｅ）及び（ｆ）に示すように、上述の「ポリ
シリコン堆積工程」と「ポリシリコン熱酸化工程」と
を、所定の厚さＴの厚膜を生成するまで、複数回繰り返
す。なお、上述のシリコンの酸化反応は、図２に示すよ
うに、シリコン基板あるいはシリコン膜上に時間の経過
とともに生成される二酸化シリコン膜を通して継続され
る。
【００１８】図１及び図２とともに図３を参照して、上
述の二酸化シリコン膜の生成方法における作用について
説明する。
述の二酸化シリコン膜の生成方法における作用について
説明する。
【００１９】（１）ポリシリコン：図１（ａ）及び図１
（ｂ）に示されているシリコン基板２を熱酸化する場合
においては、図３（ａ）に示すようにシリコンSiは単結
晶のために未結合手がなく、表面反応律速状態のときの
膜成長速度が小さい。しかしながら、図１（ｃ）及び図
１（ｄ）に示されているポリシリコン堆積により生成さ
れたポリシリコン膜６を熱酸化する場合においては、図
３（ｂ）に示すように、未結合手が存在し、またある程
度の大きさの結晶粒（グレイン）の多孔質になっている
ので、ポリシリコン膜６中を酸素ｏが拡散しやすい。し
たがって、単結晶シリコンでは、酸化膜が厚くなると酸
化膜成長速度が酸素の酸化膜中拡散速度律速となってし
まうのに対して、ポリシリコンにおいては酸化速度が速
いので、厚膜の生成が容易である。
（ｂ）に示されているシリコン基板２を熱酸化する場合
においては、図３（ａ）に示すようにシリコンSiは単結
晶のために未結合手がなく、表面反応律速状態のときの
膜成長速度が小さい。しかしながら、図１（ｃ）及び図
１（ｄ）に示されているポリシリコン堆積により生成さ
れたポリシリコン膜６を熱酸化する場合においては、図
３（ｂ）に示すように、未結合手が存在し、またある程
度の大きさの結晶粒（グレイン）の多孔質になっている
ので、ポリシリコン膜６中を酸素ｏが拡散しやすい。し
たがって、単結晶シリコンでは、酸化膜が厚くなると酸
化膜成長速度が酸素の酸化膜中拡散速度律速となってし
まうのに対して、ポリシリコンにおいては酸化速度が速
いので、厚膜の生成が容易である。
【００２０】（２）化学的気相堆積法：ポリシリコンの
堆積は、ＩＣなどの半導体製造において用いられる化学
的気相堆積法( ＣＶＤ）の技術を基本にしているので、
安定した、高品質のポリシリコン膜を形成することがで
きる。また、火炎堆積などの方法に比べて低温で成膜す
ることができるので、膜の組成制御、高純度化なども容
易である。
堆積は、ＩＣなどの半導体製造において用いられる化学
的気相堆積法( ＣＶＤ）の技術を基本にしているので、
安定した、高品質のポリシリコン膜を形成することがで
きる。また、火炎堆積などの方法に比べて低温で成膜す
ることができるので、膜の組成制御、高純度化なども容
易である。
【００２１】（３）厚膜の生成速度：ポリシリコンの膜
を生成することと、生成された膜を熱酸化することを繰
り返し行うことにより、酸化速度の大きいポリシリコン
膜の部分を常に熱酸化することができ、短期間での厚膜
の成膜が可能である。従来のような高圧酸化法を用いる
必要もない。
を生成することと、生成された膜を熱酸化することを繰
り返し行うことにより、酸化速度の大きいポリシリコン
膜の部分を常に熱酸化することができ、短期間での厚膜
の成膜が可能である。従来のような高圧酸化法を用いる
必要もない。
【００２２】（４）厚膜の生成温度、圧力：上述のよう
に、例えばポリシリコン堆積が６２０℃において、ポリ
シリコン熱酸化が１０８０℃において行われるので、二
酸化シリコン膜は、シリコン基板の融点温度１４１０℃
よりも十分に低い温度で形成される。
に、例えばポリシリコン堆積が６２０℃において、ポリ
シリコン熱酸化が１０８０℃において行われるので、二
酸化シリコン膜は、シリコン基板の融点温度１４１０℃
よりも十分に低い温度で形成される。
【００２３】次に、図４を参照して、シリコン基板上に
光導波路を生成する光導波路生成方法について説明す
る。
光導波路を生成する光導波路生成方法について説明す
る。
【００２４】（１）アンダークラッド層形成工程：図４
（ａ）に示すように、シリコン基板２上に前述の二酸化
シリコン膜生成方法により、ポリシリコンを堆積せしめ
ポリシリコン膜を形成し、次いでポリシリコン膜を熱酸
化して二酸化シリコン膜にせしめ、所定の厚さ例えば５
μｍのアンダークラッド層１０を形成する。
（ａ）に示すように、シリコン基板２上に前述の二酸化
シリコン膜生成方法により、ポリシリコンを堆積せしめ
ポリシリコン膜を形成し、次いでポリシリコン膜を熱酸
化して二酸化シリコン膜にせしめ、所定の厚さ例えば５
μｍのアンダークラッド層１０を形成する。
【００２５】（２）コア層形成工程：同様にして、アン
ダークラッド層１０上に、所定の厚さ例えば５μｍの二
酸化シリコン膜によるコア層１２を形成する。
ダークラッド層１０上に、所定の厚さ例えば５μｍの二
酸化シリコン膜によるコア層１２を形成する。
【００２６】（３）パターン形成工程：次に、図４
（ｂ）に示すように、コア層１２をリソグラフィとエッ
チングプロセスにより、導波路回路パターン１４に成形
する。
（ｂ）に示すように、コア層１２をリソグラフィとエッ
チングプロセスにより、導波路回路パターン１４に成形
する。
【００２７】（３）オーバークラッド層形成工程：図４
（ｃ）に示すように、導波路回路パターン１４を埋め込
むように、例えば５μｍのオーバークラッド層１６を、
アンダークラッド層１０及びコア層１２と同様の二酸化
シリコン膜生成方法によって形成する。かくして、図４
（ｄ）に示すように、シリコン基板２上にクラッド層１
８に埋め込まれた導波路回路パターン１４による光導波
路が完成される。
（ｃ）に示すように、導波路回路パターン１４を埋め込
むように、例えば５μｍのオーバークラッド層１６を、
アンダークラッド層１０及びコア層１２と同様の二酸化
シリコン膜生成方法によって形成する。かくして、図４
（ｄ）に示すように、シリコン基板２上にクラッド層１
８に埋め込まれた導波路回路パターン１４による光導波
路が完成される。
【００２８】図４を参照して、上述の光導波路の生成方
法の作用について説明する。
法の作用について説明する。
【００２９】（１）製作容易：厚膜の二酸化シリコン膜
の生成が容易であるので、光導波路を生成するためのア
ンダークラッド層１０、コア層１２、そしてオーバーク
ラッド層１６の形成が容易である。また、アンダークラ
ッド層１０、コア層１２、そしてオーバークラッド層１
６の全てを純粋な二酸化シリコンで形成することができ
るので、材質的に安定であり、材料的に低コストであ
り、製作期間の短縮、低コストが可能になる。
の生成が容易であるので、光導波路を生成するためのア
ンダークラッド層１０、コア層１２、そしてオーバーク
ラッド層１６の形成が容易である。また、アンダークラ
ッド層１０、コア層１２、そしてオーバークラッド層１
６の全てを純粋な二酸化シリコンで形成することができ
るので、材質的に安定であり、材料的に低コストであ
り、製作期間の短縮、低コストが可能になる。
【００３０】（２）品質向上：厚膜の二酸化シリコン膜
は、膜と膜の積み重ね部分の少ない優れた膜質の厚膜を
提供する。したがって、高光透過率、高制御性、高集積
化などを実現する光導波路の作成を可能にする。また、
ＩＣなどの半導体製造方法を基本にするので、実績のあ
る先端技術、整備された生産環境、徹底した品質管理の
もとに、製品を提供することができる。さらに、製作の
歩留りの高い、均一性の高い、再現性の高い品質が提供
される。
は、膜と膜の積み重ね部分の少ない優れた膜質の厚膜を
提供する。したがって、高光透過率、高制御性、高集積
化などを実現する光導波路の作成を可能にする。また、
ＩＣなどの半導体製造方法を基本にするので、実績のあ
る先端技術、整備された生産環境、徹底した品質管理の
もとに、製品を提供することができる。さらに、製作の
歩留りの高い、均一性の高い、再現性の高い品質が提供
される。
【００３１】（３）光ファイバ伝送モードとの整合性：
厚膜の二酸化シリコン膜の生成が容易であるので、光フ
ァイバと略同じ寸法のコア層、すなわち光導波路を容易
に形成することができる。したがって、光ファイバとの
接続を良好にすることができ、光ファイバ伝送モードと
の整合性の良い光導波路を作ることができる。
厚膜の二酸化シリコン膜の生成が容易であるので、光フ
ァイバと略同じ寸法のコア層、すなわち光導波路を容易
に形成することができる。したがって、光ファイバとの
接続を良好にすることができ、光ファイバ伝送モードと
の整合性の良い光導波路を作ることができる。
【００３２】以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細
に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の範囲内においてさまざまな変形
あるいは修正ができるものである。
に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の範囲内においてさまざまな変形
あるいは修正ができるものである。
【００３３】（１）膜厚：本発明の実施の形態において
は、光導波路を形成するアンダークラッド層、コア層、
そしてオーバークラッド層の厚さを、それぞれ同じ厚さ
の５μｍにしているが、これらの厚さは光導波路の適用
条件に合わせ、適宜に容易に変えることができる。
は、光導波路を形成するアンダークラッド層、コア層、
そしてオーバークラッド層の厚さを、それぞれ同じ厚さ
の５μｍにしているが、これらの厚さは光導波路の適用
条件に合わせ、適宜に容易に変えることができる。
【００３４】（２）ドーパント：本発明の実施の形態に
おいては、光導波路を形成するアンダークラッド層、コ
ア層、そしてオーバークラッド層全てを、純粋な二酸化
シリコンによって形成したが、例えばコア層との必要な
屈折率差をつける、屈折率を上げる、などのために二酸
化シリコンに適宜のドーパントを混ぜるようにしてもよ
い。
おいては、光導波路を形成するアンダークラッド層、コ
ア層、そしてオーバークラッド層全てを、純粋な二酸化
シリコンによって形成したが、例えばコア層との必要な
屈折率差をつける、屈折率を上げる、などのために二酸
化シリコンに適宜のドーパントを混ぜるようにしてもよ
い。
【００３５】
【発明の効果】本発明に従って構成された二酸化シリコ
ン膜生成方法によれば、所望の厚膜の二酸化シリコン膜
を、シリコン基板の融点よりも十分に低い温度で、また
高圧処理を必要とすることなく生成することができる方
法、及びその技術を利用してシリコン基板上に、製作が
容易で、また品質の向上した光導波路を生成する方法が
提供される。
ン膜生成方法によれば、所望の厚膜の二酸化シリコン膜
を、シリコン基板の融点よりも十分に低い温度で、また
高圧処理を必要とすることなく生成することができる方
法、及びその技術を利用してシリコン基板上に、製作が
容易で、また品質の向上した光導波路を生成する方法が
提供される。
【図１】本発明に係る二酸化シリコン膜の生成方法の工
程を示した説明図。
程を示した説明図。
【図２】二酸化シリコン膜の生成過程を示した説明図。
【図３】単結晶シリコンとポリシリコンの酸化作用を示
した説明図。
した説明図。
【図４】本発明に係る光導波路生成方法の工程を示した
説明図。
説明図。
２：シリコン基板 ４：二酸化シリコン膜 ６：ポリシリコン膜 ８：二酸化シリコン膜 １０：アンダークラッド層 １２：コア層 １４：導波路回路パターン １６：オーバークラッド層
Claims (9)
- 【請求項１】 シリコン基板上に所定厚さの二酸化シリ
コン膜を生成する方法にして、 該シリコン基板上に、あるいは熱酸化処理によって該シ
リコン基板上に形成された二酸化シリコン膜上に、ポリ
シリコンを堆積せしめてポリシリコン膜を形成するポリ
シリコン堆積工程と、 該ポリシリコン膜を熱酸化処理して二酸化シリコン膜に
せしめるポリシリコン熱酸化工程と、 を含むことを特徴とする二酸化シリコン膜生成方法。 - 【請求項２】 該ポリシリコン堆積工程と該ポリシリコ
ン熱酸化工程とを、複数回繰り返し遂行する、請求項１
記載の二酸化シリコン膜生成方法。 - 【請求項３】 該ポリシリコン堆積工程においては、化
学的気相堆積法によって該ポリシリコン膜が形成され
る、請求項１又は２記載の二酸化シリコン膜生成方法。 - 【請求項４】 該ポリシリコン膜は多孔質である、請求
項１から３までのいずれかに記載の二酸化シリコン膜生
成方法。 - 【請求項５】 シリコン基板上に光導波路を生成する光
導波路生成方法にして、 該シリコン基板上に所定厚さの二酸化シリコン膜を生成
してアンダークラッド層を形成するアンダークラッド層
形成工程と、 該アンダークラッド層上にポリシリコンを堆積せしめて
ポリシリコン膜を形成し、次いで該ポリシリコン膜を熱
酸化して二酸化シリコン膜にせしめてコア層を形成する
コア層形成工程と、 該コア層を導波路回路パターンに形成するパターン形成
工程と、 該コア層上に二酸化シリコン膜を生成してオーバークラ
ッド層を形成するオーバークラッド層形成工程と、 を含むことを特徴とする光導波路生成方法。 - 【請求項６】 該アンダークラッド層形成工程において
は、該シリコン基板上に、あるいは熱酸化処理によって
該シリコン基板上に形成された二酸化シリコン膜上に、
ポリシリコンを堆積せしめてポリシリコン膜を形成する
ポリシリコン堆積と該ポリシリコン膜を熱酸化処理して
二酸化シリコン膜にせしめるポリシリコン熱酸化とが繰
り返し遂行される、請求項５記載の光導波路生成方法。 - 【請求項７】 該オーバクラッド層形成工程において
は、該シリコン基板上に、あるいは熱酸化処理によって
該シリコン基板上に形成された二酸化シリコン膜上に、
ポリシリコンを堆積せしめてポリシリコン膜を形成する
ポリシリコン堆積と該ポリシリコン膜を熱酸化処理して
二酸化シリコン膜にせしめるポリシリコン熱酸化とが繰
り返し遂行される、請求項５又は６記載の光導波路生成
方法。 - 【請求項８】 該ポリシリコンの堆積は、化学的気相堆
積法によって該ポリシリコン膜を形成することによって
遂行される、請求項５から７までのいずれかに記載の光
導波路生成方法。 - 【請求項９】 該ポリシリコン膜は多孔質である、請求
項５から８までのいずれかに記載の光導波路生成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000342893A JP3697155B2 (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 二酸化シリコン膜生成方法及び光導波路生成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000342893A JP3697155B2 (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 二酸化シリコン膜生成方法及び光導波路生成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002148462A true JP2002148462A (ja) | 2002-05-22 |
| JP3697155B2 JP3697155B2 (ja) | 2005-09-21 |
Family
ID=18817352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000342893A Expired - Lifetime JP3697155B2 (ja) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | 二酸化シリコン膜生成方法及び光導波路生成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3697155B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003048041A1 (fr) * | 2001-12-06 | 2003-06-12 | Kst World Corp. | Procede permettant de former une couche de dioxyde de silicium |
| CN104934297A (zh) * | 2014-03-18 | 2015-09-23 | 英飞凌科技股份有限公司 | 用于从晶体硅主体移除晶体原生颗粒的方法 |
-
2000
- 2000-11-10 JP JP2000342893A patent/JP3697155B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
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|---|---|---|---|---|
| WO2003048041A1 (fr) * | 2001-12-06 | 2003-06-12 | Kst World Corp. | Procede permettant de former une couche de dioxyde de silicium |
| US7754286B2 (en) | 2001-12-06 | 2010-07-13 | Kst World Corp. | Method of forming a silicon dioxide film |
| CN104934297A (zh) * | 2014-03-18 | 2015-09-23 | 英飞凌科技股份有限公司 | 用于从晶体硅主体移除晶体原生颗粒的方法 |
| US20150270130A1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-09-24 | Infineon Technologies Ag | Method for Removing Crystal Originated Particles from a Crystalline Silicon Body |
| US9679774B2 (en) * | 2014-03-18 | 2017-06-13 | Infineon Technologies Ag | Method for removing crystal originated particles from a crystalline silicon body |
| CN104934297B (zh) * | 2014-03-18 | 2018-02-06 | 英飞凌科技股份有限公司 | 用于从晶体硅主体移除晶体原生颗粒的方法 |
| US10217638B2 (en) | 2014-03-18 | 2019-02-26 | Infineon Technologies Ag | Method for removing crystal originated particles from a crystalline silicon body using an etch process |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3697155B2 (ja) | 2005-09-21 |
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