JP2003004966A

JP2003004966A - Method of manufacturing film thickness changing thin film and optical waveguide using the same

Info

Publication number: JP2003004966A
Application number: JP2001190645A
Authority: JP
Inventors: Ryoichi Kasahara; 亮一笠原; Toshimi Kominato; 俊海小湊; Hisaaki Okazaki; 久晃岡崎; Takashi Saida; 隆志才田
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2001-06-25
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2003-01-08
Anticipated expiration: 2021-06-25
Also published as: JP3794472B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method which easily makes thin films freely controlled in layer thickness with high accuracy on a substrate. SOLUTION: The first thin film 2a is formed on a substrate 1 and the formed first thin film 2a is processed to coarse and dense patterns in conformity with a prescribed thin film distribution. The second thin films 2b are formed thereon. The second thin films 2b intrude into the recessed parts of the first thin film formed and patterned by a method of lowering the viscosity during the forming process step.

Description

【発明の詳細な説明】【０００１】【発明の属する技術分野】本発明は膜厚変化薄膜の製造
方法及び及びこれを用いた光導波路に関し、特に膜厚が
変化するコア、下部クラッド等の薄膜の製造方法及びこ
の製造方法を用いて作製される膜厚が変化するコア、下
部クラッドを有する埋め込み型光導波路に適用して有用
なものである。【０００２】【従来の技術】近年、大容量光ネットワークの実現が強
く望まれており、さまざまな通信用光部品の研究開発が
盛んに行われている。特に、平面導波路型光部品は、微
細加工技術を用いて導波路の寸法や長さを高精度に制御
して様々な干渉回路を実現できること、また、半導体レ
ーザやフォトダイオードなどの光能動素子を集積化でき
ることなどの特長から、高機能光部品の実現手段として
期待されている。平面導波路型光部品においては、光フ
ァイバや半導体レーザ、フォトダイオードなどの他の光
素子と光導波路とを低損失に光結合させるために、光導
波路のスポット径を変換する必要がある。また、平面導
波路型光部品内に溝を形成して薄膜フィルタなどの薄膜
型光素子を挿入する場合には、回折による損失を低減す
るために、スポット径を拡大することが望ましい。スポ
ット径を低損失に変換するためには、コアの幅と厚さを
十分な長さに渡って連続的に変化させる必要がある。ま
た、平面導波路型光部品に溝を形成し、その溝の中に光
導波路と光結合するように半導体レーザやフォトダイオ
ードなどの他の光素子を集積するハイブリッド集積光部
品においては、下部クラッドの膜厚を調整して、光導波
路と集積する光素子の基板表面に対する開口位置を一致
させる必要がある。この場合も、光導波路の開口位置を
低損失に変換するためには、基板に対して垂直方向の曲
げによる損失が発生しないように、下部クラッドの膜厚
を十分な長さに渡って連続的に変化させる必要がある。【０００３】平面導波路型光部品において、基板に対し
て水平方向の連続的な寸法変化を与えるには、リソグラ
フィの工程で用いるマスクに所望の形状を描画すれば容
易に実現できる。しかし、基板に垂直方向、即ち、膜厚
方向に連続的な寸法変化を与えるのは水平方向と比較し
て非常に困難である。これまでに、基板上に膜厚が連続
的に変化する膜厚変化薄膜を製造する方法として、図１
２に示すマスクを用いた方法（特願平１１−２３３８５
３）が考案されている。まず、基板１（同図（ａ））上
に第一の薄膜２ａを形成する（同図（ｂ））。その上に
マスク１０を基板１から浮かせるように設置しながら第
二の薄膜２ｂを形成する（同図（ｃ））。この方法で
は、マスク１０の下方に形成される第二の薄膜２ｂの膜
厚分布が、第二の薄膜２ｂのマスク１０の下方への回り
込み量に依存する。回り込み量の分布は、マスク１０の
下方の奥へ行くほど滑らかに減少するため、膜厚が連続
的に変化する膜厚変化薄膜を形成することができる。【０００４】【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来の製造方法では、薄膜形成装置内でマスク１０を基
板１から浮かせた状態で設置するため、基板１とマスク
１０を高精度に位置合わせすることが困難であった。し
たがって、第二の薄膜２ｂの形成位置を、他の回路パタ
ーンから少なくとも基板１とマスク１０の位置合わせ精
度以上離して配置する必要があり、回路の小型化の制限
要因となっていた。また、多水準の膜厚が混在する薄膜
を形成する場合には、必要となるマスク１０の種類と薄
膜形成工程数が膜厚の水準数とともに増大するため、作
製工程が煩雑になるという欠点があった。【０００５】本発明は、上記従来技術に鑑み、微細加工
技術を用いることで、形成される薄膜の膜厚を自在に、
且つ高精度に制御でき、更に多水準の膜厚が混在する薄
膜を形成する場合でも工程が煩雑にならない膜厚変化薄
膜の製造方法を提供することを目的とする。更には、こ
の製造方法を用いて、膜厚が自在に、且つ高精度に制御
されたコア、若しくは下部クラッドを有する光導波路を
提供することを目的としている。【０００６】【課題を解決するための手段】上記目的を達成する膜厚
変化薄膜の製造方法の構成は、次の点を特徴とする。【０００７】１）基板上に、膜厚が変化する薄膜を形
成する製造方法であって、基板上に第一の薄膜を形成す
る工程と、この第一の薄膜を所定の膜厚分布に合わせて
粗密パターンに加工する工程と、第二の薄膜を形成する
工程を含むとともに、第二の薄膜を形成する工程におい
て、少なくとも第二の薄膜材料の粘度が低下し、パター
ン化された第一の薄膜の凹部に入り込むようにしたこ
と。【０００８】上記１）に記載する膜厚変化薄膜の製造方
法では、基板上に形成され、且つ、所定の膜厚分布に合
わせた粗密パターンに加工された第一の薄膜の上に第二
の薄膜を形成する際に、第二の薄膜材料の粘度が低下す
るため、パターン化された第一の薄膜の凹部に入り込
む。凹部に入り込む量はパターン化された第一の薄膜の
粗密の程度によって制御される。第一の薄膜のパターン
化は、微細加工技術により、自在に且つ、高精度に制御
できるため、膜厚が自在に、且つ高精度に制御された薄
膜を形成することができる。更に、パターン化された第
一の薄膜の粗密の程度を調整することによって、薄膜の
膜厚を連続的に制御できるために、工程数を増やすこと
なく、多種類の膜厚が混在する膜厚変化薄膜を簡易に提
供することができる。ここで、第二の薄膜材料の粘度
は、第一の薄膜の凹部に入り込める程度に低下し、且
つ、流動して膜厚変化薄膜の膜厚が第一の薄膜の粗密パ
ターンに関係なく一定にならない程度に高い状態とす
る。【０００９】２）上記１）に記載する膜厚変化薄膜の
製造方法であって、第二の薄膜を形成する工程におい
て、第二の薄膜材料のみならず第一の薄膜材料も粘度が
低下するようにしたこと。【００１０】上記２）に記載する膜厚変化薄膜の製造方
法では、上記１）に記載した膜厚変化薄膜の製造方法に
おいて、特に第二の薄膜を形成する際に第二の薄膜のみ
ならず第一の薄膜も粘度が低下するため、パターン化さ
れた第一の薄膜の形状を反映した膜厚分布の揺らぎを低
減することができ、極めて滑らかに膜厚が変化する膜厚
変化薄膜を形成することができる。【００１１】３）基板上に、膜厚が変化する薄膜を形
成する製造方法であって、〔請求項１〕又は〔請求項
２〕に記載する膜厚変化薄膜の製造方法で膜厚が変化す
る薄膜を形成する工程と、この工程で形成した膜厚変化
薄膜をエッチングする工程を含むこと。【００１２】上記３）に記載する膜厚変化薄膜の製造方
法では、特に上記１）又は２）に記載した製造方法を用
いて膜厚変化薄膜を形成した後に、膜厚変化薄膜をエッ
チングすることで、相対的な膜厚変化薄膜を維持したま
ま膜厚の絶対値を減少することができ、任意の膜厚分布
を有する膜厚変化薄膜を形成することができる。【００１３】４）上記１）乃至３）の何れか一つに記
載する膜厚変化薄膜の製造方法であって、第一の薄膜と
第二の薄膜に同一の材料を使用すること。【００１４】上記４）に記載する膜厚変化薄膜の製造方
法では、上記１）乃至３）の何れか一つに記載した膜厚
変化薄膜の製造方法において、特に第一の薄膜と第二の
薄膜が同一の材料からなり、第一の薄膜と第二の薄膜が
ともに低粘度化して混合されても組成が等しく異常生成
物が生じないため、組成の均一性に優れた膜厚変化薄膜
を安定に形成することができる。【００１５】５）上記１）乃至４）に記載する何れか
一つの膜厚変化薄膜の製造方法であって、薄膜材料に、
石英を主成分とするガラス材料を使用したこと。【００１６】上記５）に記載する膜厚変化薄膜の製造方
法では、上記１）乃至４）の何れか一つに記載した膜厚
変化薄膜の製造方法において、特に薄膜材料が石英を主
成分とするガラス材料からなるため、透明性、温度安定
性に優れた膜厚変化薄膜を形成することができる。【００１７】６）上記５）に記載する膜厚変化薄膜の
製造方法であって、石英を主成分とするガラス材料の形
成方法に、火炎堆積法を用いたこと。【００１８】上記６）に記載する膜厚変化薄膜の製造方
法では、上記５）に記載した膜厚変化薄膜の製造方法に
おいて、特に石英を主成分とするガラス材料からなる薄
膜材料の形成方法に火炎堆積法を用いたので、低粘度化
させるのに必要な温度を低下させる効果があるＢやＰと
いった物質を安定に、且つ容易に添加することができ、
より簡便に、且つ低温度で膜厚が変化する薄膜を形成す
ることができる。【００１９】一方、上記目的を達成する膜厚変化薄膜の
製造方法を用いた光導波路の構成は、次の点を特徴とす
る。【００２０】７）基板上に形成され、十分な厚さのク
ラッドで埋め込まれ、膜厚が変化するコアを有する埋め
込み型光導波路であって、当該コアが、上記１）乃至
６）の何れか一つに記載する膜厚変化薄膜の製造方法を
用いて形成したものであること。【００２１】上記７）に記載した光導波路は、基板上に
形成され、十分な厚さのクラッド層に囲まれた厚さが変
化するコアを有する埋め込み型光導波路において、特
に、コアが上記１）乃至６）のいずれか一つに記載した
膜厚変化薄膜の製造方法で形成されているため、その膜
厚を自在に、且つ高精度に制御することができ、スポッ
ト径が自在に、且つ高精度に、しかも低損失で変換され
る埋め込み型光導波路を形成することができる。【００２２】８）基板上に形成され、十分な厚さのク
ラッドで埋め込まれたコアを有し、且つ下部クラッドの
膜厚が変化する埋め込み型光導波路であって、当該下部
クラッドが、上記１）乃至６）の何れか一つの膜厚変化
薄膜の製造方法を用いて形成したものであること。【００２３】上記８）に記載した光導波路は、基板上に
形成され、十分な厚さのクラッド層に囲まれたコアを有
し、且つ下部クラッドの膜厚が変化する埋め込み型光導
波路において、特に下部クラッドが上記１）から６）の
いずれかに記載した膜厚変化薄膜の製造方法で形成され
ているため、その膜厚を自在に、且つ高精度に制御する
ことができ、基板に対する光導波路の開口位置が自在
に、且つ高精度に、しかも低損失に変換される埋め込み
型光導波路を形成することができる。【００２４】【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の
実施の形態では、基板としてシリコンを用いたが、これ
に限定されるものではなく、薄膜を形成する際に変形し
ない材質からなるものであれば、石英基板など他の材質
からなる基板を使用することができる。また、薄膜材料
として、石英を主成分とするガラス材料を用いたが、こ
れに限定されるものではなく、例えば他の無機誘電体材
料や有機誘電体材料などのあらゆる材料を薄膜材料とし
て使用することができる。さらに、薄膜形成方法として
は、火炎堆積法を用いたが、これに限定されるものでは
なく、薄膜形成時に薄膜材料が低粘度化する方法であれ
ば、例えばスパッタ法やＣＶＤ法などの気相堆積法で堆
積し、その後に高温炉内で溶解させる方法などの他の薄
膜形成方法も使用することができる。また、第一の薄膜
のパターン化の形状を、図３（ｂ）に示す形状とした
が、これに限定されるものではなく、図１１（ａ）から
図１１（ｆ）に示す形状を始めとするドットパターンや
ストライプパターンや格子パターンなどのあらゆる形状
を用いることができる。【００２５】［第１の実施の形態］本発明の第１の実施
の形態に係る膜厚変化薄膜を図２に示す。同図は斜視図
である。本実施の形態は、本発明の膜厚変化薄膜の製造
方法を用いて、シリコン基板１上に、Ｙ方向には膜厚が
一定で、Ｘ方向に連続的に膜厚が変化するガラス膜２を
形成した一例である。なお、本実施の形態では、第一の
ガラス膜２ａと第二のガラス膜２ｂを同一の組成とし、
第二のガラス膜２ｂを形成する工程において、第二のガ
ラス膜２ｂのみならず、第一のガラス膜２ａも低粘度化
するようにした。【００２６】本実施の形態は、図１に示した膜厚変化薄
膜の製造方法を使用して作製した。まず、シリコン基板
１（同図（ａ））上に第一のガラス膜２ａを火炎堆積法
で形成した（同図（ｂ））。次に、フォトリソグラフィ
技術と反応性ドライエッチング技術を用いて、第一のガ
ラス膜２ａをパターン化し（同図（ｃ））、その上に第
二のガラス膜２ｂを火炎堆積法で形成した（同図
（ｄ））。【００２７】本実施の形態において、ガラス膜２の膜厚
設計値は、ａ−ｂ間で１４μｍ、ｃ−ｄ間で１０μｍ、
ｅ−ｆ間で７μｍ、ｇ−ｈ間で１２μｍ、ｉ−ｊ間で８
μｍとし、ｂ−ｃ間、ｄ−ｅ間、ｆ−ｇ間、ｈ−ｉ間の
領域では、両隣の領域の膜厚を連続的に変換することと
した。また、各領域の長さは、ａ−ｂ、ｃ−ｄ、ｅ−
ｆ、ｇ−ｈ、ｉ−ｊ間を４００μｍ、ｂ−ｃ、ｆ−ｇ間
を３００μｍ、ｄ−ｃ間を２００μｍ、ｈ−ｉ間を５０
０μｍとした。本実施の形態では、第一のガラス膜２ａ
の膜厚Ｔ_2a、及び第二のガラス膜２ｂの膜厚Ｔ_2bをとも
に７μｍにし、第一のガラス膜２ａのパターン化を行う
際のエッチング深さＴ_c1を７μｍとした。上記の膜厚分
布を得るために、第一のガラス膜２ａを図３（ａ）と図
３（ｂ）に示す形状にパターン化した。図３（ａ）は上
面図、図３（ｂ）は図３（ａ）中の実線枠Ｉ内の拡大図
である。本実施の形態では、図３（ｂ）に示されるよう
に、破線で示した正方形の単位領域において、その中心
に配置された正方形の領域を除く領域のみをエッチング
した。本実施の形態では、単位領域の一辺（図３（ｂ）
中のＡ）を５０μｍとし、単位領域に対する第一のガラ
ス膜２ａがエッチングされない領域の密度Ｄの分布を図
３（ｃ）のように設定した。【００２８】以下、第一のガラス膜２ａのパターン化に
よるガラス膜２の膜厚制御原理について詳細に述べる。
図３（ｂ）において、単位領域の一辺をＡμｍ、第一の
ガラス膜２ａがエッチングされない領域の一辺をＢμｍ
とすると、密度Ｄは、Ｄ＝｛（Ｂ²／Ａ²）×１００｝
％で表される。膜厚がＴ_2aμｍの第一のガラス膜２ａを
密度Ｄ％の形状に、Ｔ_c1μｍの深さでエッチングし、そ
の上に膜厚がＴ_2bμｍの第二のガラス膜２ｂを形成した
場合、ガラス膜２の膜厚Ｔは、Ｔ＝｛（Ｔ_2a−Ｔ_c1）＋
（Ｔ_c1×Ｄ／１００）＋Ｔ_2b｝μｍとなる。密度Ｄを０
〜１００％の範囲で変化させると、ガラス膜２の膜厚を
Ｔ＝（Ｔ_2a−Ｔ_c1＋Ｔ_2b）〜（Ｔ_2a＋Ｔ _2b）μｍの範囲
で変化させることができる。したがって、本実施の形態
の場合には、ガラス膜２の膜厚Ｔを７〜１４μｍの範囲
で連続的に変化させることができる。【００２９】作製したガラス膜２のａ−ｊ間での膜厚分
布を図４（ａ）に、ｃ−ｄ間での膜厚分布を図４（ｂ）
に示す。【００３０】ガラス膜２の膜厚分布は、図３（ｃ）に示
す密度Ｄの分布と形状が良く一致している。この結果
は、本実施の形態に係る膜厚変化薄膜の製造方法が、パ
ターン化した第一のガラス膜２ａの密度Ｄを変化するこ
とで、ガラス膜２の膜厚分布を自在に、且つ高精度に制
御可能であることを示している。また、図４（ｂ）に示
す領域ｃ−ｄ間の局所的な膜厚分布を見ると、パターン
化された第一のガラス膜２ａの５０μｍ周期の形状を反
映した膜厚揺らぎが見られた。本実施の形態では、第二
のガラス膜２ｂを形成する際に第一のガラス膜２ａも低
粘度化するため、膜厚揺らぎの振幅は０．０１μｍと極
めて小さかった。第二のガラス膜２ｂを形成する際に第
一のガラス膜２ａを低粘度化しない場合、膜厚揺らぎの
振幅は０．１μｍ程度であり、パターン化された第一の
ガラス膜２ａの凹凸形状と比べると十分に滑らかな膜厚
分布を得られるが、本実施の形態のように、第二のガラ
ス膜２ｂを形成する際に第一のガラス膜２ａを低粘度化
させると、極めて滑らかに膜厚が変化するガラス膜の形
成することができる。【００３１】従来技術に係る製造方法を用いた場合、本
実施の形態と同一の構造を実現するためには、４枚のマ
スクと５回の薄膜形成工程が必要になり製造工程が煩雑
になる。また、従来技術に係る製造方法では、本実施の
形態のように、膜厚変換領域の長さを自在に変化させる
ことは困難である。以上を考慮すると、本発明の実施の
形態に係る膜厚変化薄膜の製造方法は、自在に膜厚が変
化する薄膜の製造方法として、工程簡略化や膜厚高精度
制御の観点からその効果は絶大である。【００３２】［第２の実施の形態］本発明の第２の実施
の形態に係る膜厚変化薄膜を図６に示す。図６（ａ）は
斜視図、図６（ｂ）はガラス膜２の膜厚分布を示すグラ
フである。本実施の形態は、第１の実施形態と同様に、
本発明に係る膜厚変化薄膜の製造方法を用いて、シリコ
ン基板１上に、Ｙ方向には膜厚が一定で、Ｘ方向に連続
的に膜厚が変化するガラス膜２を形成した一例である。
なお、本実施の形態においても、第一のガラス膜２ａと
第二のガラス膜２ｂに同量のＢとＰを添加して、第二の
ガラス膜２ｂを形成する工程において、第一のガラス膜
２ａも低粘度化するようにした。【００３３】本実施の形態は、図５に示した膜厚変化薄
膜の製造方法を使用して作製した。まず、シリコン基板
１（同図（ａ））上に第一のガラス膜２ａを火炎堆積法
で形成した（同図（ｂ））。次に、フォトリソグラフィ
技術と反応性ドライエッチング技術を用いて、第一のガ
ラス膜２ａをパターン化し（同図（ｃ））、その上に第
二のガラス膜２ｂを火炎堆積法で形成した（同図
（ｄ））。最後に、ガラス膜２を全面に渡ってエッチン
グした。（同図（ｅ））。【００３４】本実施の形態において、ガラス膜２の膜厚
設計値は、ａ−ｂ間で８μｍ、ｃ−ｄ間で４μｍ、ｅ−
ｆ間で１μｍ、ｇ−ｈ間で６μｍ、ｉ−ｊ間で２μｍと
し、ｂ−ｃ間、ｄ−ｅ間、ｆ−ｇ間、ｈ−ｉ間の領域で
は、両隣の領域の膜厚を連続的に変換することとした。
また、各領域の長さを、第１の実施の形態と同様に、ａ
−ｂ、ｃ−ｄ、ｅ−ｆ、ｇ−ｈ、ｉ−ｊ間を４００μ
ｍ、ｂ−ｃ、ｆ−ｇ間を３００μｍ、ｄ−ｅ間を２００
μｍ、ｈ−ｉ間を５００μｍとした。更に、第１の実施
の形態と同様に、第一のガラス膜２ａの膜厚Ｔ_2a、及び
第二のガラス膜２ｂの膜厚Ｔ_2bをともに７μｍにし、第
一のガラス膜２ａのパターン化を行う際のエッチング深
さＴ_c1を７μｍにした。また、基板１の全面に渡って行
うエッチングのエッチング量Ｔ_a2は６μｍとした。第一
のガラス膜２ａのパターン化は、第１の実施の形態と同
様に、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す形状に行った。
単位領域に対する第一のガラス膜２ａが残留する領域の
密度Ｄの分布も、第１の実施の形態と同様に、図３
（ｃ）のように設定した。第一のガラス膜２ａのパター
ン化によるガラス膜２の膜厚制御の原理の概要は第１の
実施の形態で記述した通りであるが、本実施の形態で
は、更に基板１の全面に渡ってＴ_c2μｍエッチングする
工程を含むため、密度Ｄを０〜１００％の範囲に変化さ
せた場合の膜厚制御範囲は、Ｔ＝（Ｔ_2a−Ｔ_c1＋Ｔ_2b−
Ｔ_c2）〜（Ｔ_2a＋Ｔ_2b−Ｔ_c2）μｍ、即ち１〜８μｍで
ある。【００３５】作製したガラス膜２のａ−ｊ間での膜厚分
布を図６（ｂ）に示す。第１の実施の形態と同様に、ガ
ラス膜２の膜厚分布は、図３（ｂ）に示す密度Ｄの分布
と形状が良く一致している。また、第一のガラス膜２ａ
と第二のガラス膜２ｂが同一材料であるため、各領域に
おける細かな膜厚揺らぎも、第１の実施の形態と同様
に、その振幅は０．０１μｍと極めて小さかった。図１
に示す製造方法では、前述の通り、密度Ｄを０〜１００
％に変化させた場合のガラス膜２の膜厚制御範囲は（Ｔ
_2a−Ｔ_e1＋Ｔ_2b）〜（Ｔ_2a＋Ｔ_2b）であり、ガラス膜２
の膜厚の最大値Ｔ _maxと最小値Ｔ_minの差ΔＴはΔＴ＝
Ｔ_e1である。ここで、ΔＴが最大になるようにＴ_e1＝Ｔ
_2aにした場合、Ｔ_min＝Ｔ_2bになるが、ガラス膜２の上
面を滑らかにするためにＴ_2b≧Ｔ_e1の制限が課されて、
Ｔ_minはＴ_min＝Ｔ_2b≧Ｔ_e1＝ΔＴに制限されていた。
それに対して、本実施の形態では、作製中にエッチング
工程を導入することで、Ｔ_minの制限をなくし、任意の
膜厚分布を実現することができる。【００３６】以上の結果は、本実施の形態に係る膜厚変
化薄膜の製造方法が、パターン化される第一のガラス膜
２ａの密度Ｄを制御することで、ガラス膜２の膜厚分布
を自在に、且つ高精度に制御可能であることを示してい
る。更に、エッチング工程を導入することで、原理的な
ガラス膜２の膜厚制限を無くし、任意の膜厚を実現する
ことができることを示している。【００３７】従来技術に係る製造方法を用いて、本実施
の形態と同一の構造を実現するためには、４枚のマスク
と５回の薄膜形成工程が必要になり製造工程が煩雑にな
る。また、従来技術に係る製造方法では、膜厚変換領域
の長さを自在に変化させることは困難である。以上を考
慮すると、本実施の形態に係る膜厚変化薄膜の製造方法
は、自在に膜厚が変化する薄膜の製造方法として、工程
簡略化や膜厚高精度制御の観点からその効果は絶大であ
る。【００３８】［第３の実施の形態］本発明の第３の実施
の形態に係る外部共振型光源を図７に示す。図７（ａ）
は上面図、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ′線上での
断面図、図７（ｃ）はコア４の膜厚Ｔ₄の分布を示すグ
ラフである。本実施の形態では、本発明に係る膜厚変化
薄膜の製造方法を用いて作製した膜厚が連続的に変化す
るコア４を有し、このコア４が十分な厚さのクラッド
３、５で埋め込まれた埋め込み型光導波路に、半導体レ
ーザ７と薄膜フィルタ８を集積して外部共振型光源を構
成した例である。本実施の形態では、各ガラス膜中のＢ
とＰの添加量は、下部クラッド３、コア４、上部クラッ
ド５の順に多くなるように設定した。したがって、溶解
温度は、下部クラッド３、コア４、上部クラッド５の順
に低くなる。コア４を形成する第一のコアと第二のコア
には同量のＢとＰを添加した。また、コア４にはＧｅを
添加し、下部クラッド３、上部クラッド５と比較して、
屈折率が比屈折率差Δで２．０％分だけ高くなるように
設定した。【００３９】本実施の形態は、図８に示した手順により
作製した。まず、シリコン基板１上に膜厚が１０μｍの
下部クラッド３を形成した（同図（ａ））。次に、図５
に示す膜厚変化薄膜の製造方法で膜厚が３〜１１μｍの
範囲で変化するコア４を形成した（同図（ｂ））。次
に、コア４をパターン化し（同図（ｃ））、その上に膜
厚が２０μｍの上部クラッド５を形成した（同図
（ｃ））。半導体レーザを搭載する領域に、下部クラッ
ド３、コア４、上部クラッド５をシリコン基板１の表面
まで除去した光素子搭載溝を形成して、その底部に膜厚
が１μｍの電気配線６を形成し、更にブレードを用いて
薄膜フィルタ８を挿入するための深さ１００μｍの薄膜
フィルタ挿入用溝を形成した（同図（ｄ））。最後に、
光素子搭載溝内に半導体レーザ７を搭載し、薄膜フィル
タ挿入用溝に薄膜フィルタ８を挿入し、光ファイバ９を
接続した（同図（ｅ））。【００４０】コア４の膜厚は図７（ｃ）に示すように、
ａ−ｂ間とｅ−ｆ間で１１μｍ、ｃ−ｄ間とｇ−ｈ間で
５μｍ、ｉ−ｊ間で３μｍであり、ｂ−ｃ間、ｄ−ｅ
間、ｆ−ｇ間、ｈ−ｉ間では、両脇の膜厚が滑らかに変
換されるように設定した。コア４の断面形状が正方形に
なるように、コア４の幅を膜厚と一致するように変化さ
せた。各領域の長さは、ａ−ｂ、ｃ−ｄ、ｅ−ｆ、ｇ−
ｈ、ｉ−ｊ間を２００μｍ、ｂ−ｃ、ｄ−ｅ、ｆ−ｇ間
を５００μｍ、ｈ−ｉ間を２００μｍに設定した。コア
４を形成する際には、第一のコアを、第１の実施の形態
及び第２の実施の形態と同様に、図３（ｂ）に示す形状
にパターン化し、第一のコアの膜厚を８μｍ、第二のコ
アの膜厚を８μｍ、第一のコアをパターン化する際のエ
ッチング量を８μｍ、基板全面に渡るエッチングのエッ
チング量を５μｍとした。第一のコアをエッチングしな
い領域の密度Ｄはコア４の膜厚Ｔ₄に合わせて、Ｄ＝
｛（Ｔ ₄−３）／８×１００｝％にした。ここでは、第
一のコアのパターン化によるコア４の膜厚制御の詳細な
説明は省略する。半導体レーザ７は、１．５５μｍ帯用
で、前端に無反射コート、後端に高反射コートを施した
ものを使用し、薄膜フィルタ８は、反射波長１．５５μ
ｍ、半値幅０．２ｎｍのものを使用した。半導体レーザ
７の開口位置はその下面から１０．５μｍであり、厚さ
１μｍの電気配線６の上に搭載することで、埋込み型光
導波路と光軸が一致するように接続される。半導体レー
ザ７の後端と薄膜フィルタ８との間で共振器が構成され
ている。各光素子の光強度が１／ｅ²となるスポット径
は、光ファイバ９が１０．０μｍ、半導体レーザ７が
３．０μｍである。また、薄膜フィルタは厚さが１９μ
ｍである。【００４１】作製した埋め込み型光導波路のコア４の寸
法は、ａ−ｂ間とｅ−ｆ間で１１μｍ角、ｃ−ｄ間とｇ
−ｈ間で５μｍ角、ｉ−ｊ間で３μｍ角であり、その他
の領域では断面寸法が滑らかに変換されている。埋め込
み型光導波路の光強度が１／ｅ²となるスポット径は、
ａ−ｂ間とｅ−ｆ間で１０．０μｍ、ｃ−ｄ間とｇ−ｈ
間で５．２μｍ、ｉ−ｊ間で４．２μｍである。本形態
において、ＳＭＦと光導波路との接続点（ａ点）、ＬＤ
と光導波路との接続点（ｉ点）での接続損失は、それぞ
れ０．３、０．４ｄＢであった。【００４２】また、薄膜フィルタ８の挿入部における回
折損失は０．２ｄＢであった。本実施の形態では、ＳＭ
Ｆで受光される光強度は２．０ｍＷであった。コア４の
断面寸法を変化させずに、全領域で５μｍ角にした場合
は、ＳＭＦと光導波路との接続点（ａ点）、ＬＤと光導
波路との接続点（ｉ点）での接続損失は、それぞれ１．
７、１．３ｄＢであり、また、薄膜フィルタ８の挿入部
における回折損失は、１．９ｄＢでありＳＭＦで受光さ
れる光強度は０．４ｍＷであった。ＳＭＦと光導波路と
の接続点（ａ点）での接続損失を１．４ｄＢ、ＬＤと光
導波路との接続点（ｉ点）での接続損失を０．９ｄＢ、
薄膜フィルタ８の挿入部における回折損失を１．７ｄＢ
低減し、それにより、ＳＭＦで受光される光強度を６．
６ｄＢ改善することができた。本実施の形態では、各領
域の長さをスポット径変換の程度に合わせて、上記の長
さに最短化した。図１２に示す従来技術に係る製造方法
では、膜厚変化領域の長さを柔軟に制御することが困難
であり、また、作製の際に基板とマスクの位置を高精度
に制御するのが困難であるために、本実施の形態よりも
回路寸法が大きくなる。【００４３】以上の結果から、本発明に係る膜厚変化薄
膜の製造方法をコアの形成に適用することで、埋め込み
型光導波路のスポット径を自在に、且つ高精度に、且つ
低損失に変換して、光ファイバ９や半導体レーザ７との
接続点ではスポット径の整合をとり、且つ、薄膜フィル
タ挿入部では回折損失を低く抑えることができ、同一回
路中に複数の異なるスポット径を有する光素子が集積さ
れる光部品を実現する上で、特性改善や回路小型化の観
点から、その効果は絶大である。【００４４】［第４の実施の形態］本発明の第４の実施
の形態に係る二波長光源を図９に示す。図９（ａ）は上
面図、図９（ｂ）はＢ−Ｂ′線上での断面図、図９
（ｃ）はＣ−Ｃ′線上での断面図である。本実施の形態
では、本発明に係る膜厚変化薄膜の製造方法により作製
した膜厚が連続的に変化する下部クラッド３１を有し、
コア４１が十分な厚さのクラッド３１、５１で埋め込ま
れた埋め込み型光導波路に、開口位置と発振波長が異な
る二種類の半導体レーザを集積して二波長光源を構成し
た例である。本実施の形態では、各ガラス膜中のＢとＰ
の添加量は、下部クラッド３１、コア４１、上部クラッ
ド５１の順に多くなるように設定した。したがって、溶
解温度は、下部クラッド３１、コア４１、上部クラッド
５１の順に低くなる。コア４１を形成する第一のコアと
第二のコアには同量のＢとＰを添加した。また、コア４
１にはＧｅを添加し、下部クラッド３１、上部クラッド
５１と比較して、屈折率が比屈折率差Δで２．０％分だ
け高くなるように設定した。【００４５】本実施の形態は、図１０に示した手順によ
り作製した。まず、図１に示す膜厚変化薄膜の製造方法
でシリコン基板１上に膜厚が６〜１２μｍの範囲で変化
する下部クラッド３１を形成した（同図（ａ））。次
に、膜厚が５μｍのコア４１を形成した（同図
（ｂ））。次に、コア４１をパターン化し（同図
（ｃ））、その上に膜厚が２０μｍの上部クラッド５１
を形成した（同図（ｃ））。半導体レーザを搭載する領
域に、下部クラッド３１、コア４１、上部クラッド５１
をシリコン基板１の表面まで除去した光素子搭載溝を形
成して、その底部に膜厚が１μｍの電気配線６を形成し
た（同図（ｄ））。最後に、光素子搭載溝内に半導体レ
ーザ７１，７２を搭載し、光ファイバ９を接続した（同
図（ｅ））。【００４６】下部クラッド３１の膜厚は、Ｂ−Ｂ′線上
では６μｍ一定になるように、Ｃ−Ｃ′線上では６μｍ
から連続的に１２μｍに変化するように設定した。コア
４１はＹ分岐回路が構成されており、分岐後の２本の光
導波路間の距離を３００μｍ、Ｙ分岐回路から半導体レ
ーザ７１，７２までの距離を３００μｍとした。また、
コア４１の断面寸法は５μｍ角一定とした。下部クラッ
ド３１を形成する際には、第一の下部クラッドを、図３
（ｂ）に示す形状にパターン化し、第一の下部クラッド
の膜厚を６μｍ、第二の下部クラッドの膜厚を６μｍ、
第一のコアをパターン化する際のエッチング量を６μｍ
とした。単位領域に対する第一の下部クラッドをエッチ
ングしない領域の密度Ｄは下部クラッド３１の膜厚Ｔ₃
に合わせて、Ｄ＝｛（Ｔ₃−６）／６×１００｝％にし
た。ここでは、第一の下部クラッドのパターン化による
下部クラッド３１の膜厚制御の詳細な説明は省略する。【００４７】作製した埋め込み型光導波路の下部クラッ
ド３１の膜厚は、上記設定値の通り、Ｂ−Ｂ′線上で
は、６μｍ一定であり、Ｃ−Ｃ′線上では、６μｍから
１２μｍに連続的に変化している。また、コア４１は比
屈折率差Δが２．０％で断面寸法が５μｍ角であるの
で、半導体レーザ７１を接続する側では、スポット径が
５．２μｍ、開口位置がシリコン基板表面から８．５μ
ｍで、半導体レーザ７２を接続する側では、スポット径
が５．２μｍ、開口位置がシリコン基板１の表面から１
４．５μｍである。半導体レーザ７１の開口位置はその
下面から７．５μｍ、半導体レーザ７２の開口位置はそ
の下面から１３．５μｍであり、膜厚が１μｍの電気配
線６の上に搭載されているため、埋め込み型光導波路と
光軸が一致するように接続されている。半導体レーザ７
１，７２はともにファブリベロー型半導体レーザであ
り、発振波長は半導体レーザ７１が１．３１μｍ、半導
体レーザ７２が１．５５μｍであり、スポット径は半導
体レーザ７１，７２ともに３μｍである。【００４８】本実施の形態において、光導波路と半導体
レーザ７１，７２の接続点での接続損失は、ともに１．
２ｄＢであり、また、光導波路とＳＭＦの接続点での接
続損失は１．７ｄＢであった。ＳＭＦで受光される光強
度は１．０ｍＷであった。下部クラッド３１の膜厚を９
μｍ一定として、半導体レーザ７１と７２が光導波路と
同程度結合するようにした場合、ともに３μｍの光軸ず
れが生じて、接続損失は１０．０ｄＢとなり、ＳＭＦで
受光される光強度もともに０．２ｍＷ程度であり、本発
明に係る膜厚変化薄膜の製造方法を用いて下部クラッド
３１の膜厚を連続的に変化させ、光導波路と半導体レー
ザ７１、７２の光軸を一致させたことにより、約９ｄＢ
の特性改善を行うことができた。【００４９】図１２に示す従来技術に係る膜厚変化薄膜
の製造方法を使用した場合、基板とマスクの位置合わせ
精度が低いため、分岐後の２本の導波路の間隔とＹ分岐
回路から半導体レーザまでの距離を１ｍｍ程度にする必
要があったが、本実施の形態では高精度に位置決めがで
きるため、ともに３００μｍに設定することができ、回
路を小型化することかができた。【００５０】以上の結果から、本発明に係る膜厚変化薄
膜の製造方法を下部クラッドの形成に適用することで、
埋め込み型光導波路の開口位置を自在に、且つ、低損失
に変換させて、接続する半導体レーザとの接続点では光
軸を一致させることができ、同一回路中に複数の異なる
開口位置を有する光素子が集積される光部品を実現する
上で、特性改善、工程簡素化、回路小型化の観点から、
その効果は絶大である。【００５１】【発明の効果】以上、実施の形態に基づいて具体的に説
明したように、本発明の膜厚変化薄膜の製造方法では、
基板上に第一の薄膜を形成し、その第一の薄膜を微細加
工技術でパターン化し、その上に形成工程中に低粘度化
することを特徴とする薄膜形成方法で第二の薄膜を形成
することで、膜厚が自在に、且つ高精度に制御され、膜
厚が連続的に変化する薄膜を簡便に、且つ安定に形成す
ることができる。更に、第二の薄膜を形成する工程で第
一の薄膜も低粘度化する様に材料を選定することで、極
めて滑らかに膜厚が変化する薄膜を形成することができ
る。また、本発明の膜厚変化薄膜の製造方法を埋め込み
型光導波路のコアの形成に使用することで、コアの膜厚
を自在に、且つ高精度に膜厚が制御することができるた
め、光ファイバや半導体光素子との光結合損失が小さ
く、また薄膜フィルタなどの薄膜光機能素子を低損失に
集積することができる埋め込み型光導波路を簡便に、且
つ安定に提供することができる。更に、本発明の膜厚変
化薄膜の製造方法を埋め込み型光導波路の下部クラッド
の形成に使用することで、光導波路の基板からの開口位
置が自在に、且つ高精度に、しかも低損失に変化する埋
め込み型光導波路を簡便に、且つ安定に提供することが
できる。したがって、本発明の膜厚変化薄膜の製造方法
は、膜厚が自在に、且つ高精度に制御された膜厚変化薄
膜、及び、コア、若しくは、下部クラッドの膜厚が自在
に、且つ高精度に制御された埋め込み型光導波路を実用
する上で極めて効果的である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a film having a variable thickness.
Method and an optical waveguide using the same, particularly when the film thickness is
Method of manufacturing thin film such as changing core, lower clad, etc.
The thickness of the core is changed by using the manufacturing method of
Useful for embedded optical waveguides with partial cladding
It is something. [0002] 2. Description of the Related Art In recent years, the realization of large-capacity optical networks has been strong.
Research and development of various communication optical components
It is being actively performed. In particular, planar waveguide optical components are
High-precision control of waveguide dimensions and length using fine processing technology
To realize a variety of interference circuits.
Optical active devices such as lasers and photodiodes can be integrated.
Of high-performance optical components
Expected. In planar waveguide optical components,
Other light such as fiber, semiconductor laser, photodiode
In order to optically couple the device and the optical waveguide with low loss,
It is necessary to convert the spot diameter of the wave path. In addition,
Grooves formed in waveguide type optical components and thin films such as thin film filters
When inserting an optical device, reduce the loss due to diffraction.
Therefore, it is desirable to increase the spot diameter. Sports
To convert the core diameter to low loss, the core width and thickness must be adjusted.
It must be varied continuously over a sufficient length. Ma
In addition, a groove is formed in the planar waveguide type optical component, and light is
Semiconductor lasers and photodiodes are optically coupled to waveguides.
Hybrid integrated optical unit for integrating other optical elements
Product, the thickness of the lower cladding is adjusted to
Match the opening position of the optical device integrated with the path to the substrate surface
Need to be done. Also in this case, the opening position of the optical waveguide is
To convert to low loss, bend the board vertically.
Thickness of the lower cladding to prevent loss due to
Must be varied continuously over a sufficient length. In a planar waveguide type optical component, a substrate
Lithography to provide continuous horizontal dimensional change
If a desired shape is drawn on the mask used in the
It can be easily realized. However, in the direction perpendicular to the substrate,
Giving a continuous dimensional change in the direction
And very difficult. Until now, the film thickness is continuous on the substrate
FIG.
2 using a mask (Japanese Patent Application No. 11-23385).
3) has been devised. First, on the substrate 1 ((a) in the figure)
Next, a first thin film 2a is formed (FIG. 2B). in addition
While installing the mask 10 so as to float from the substrate 1,
A second thin film 2b is formed (FIG. 3 (c)). using this method
Is a film of the second thin film 2b formed below the mask 10.
The thickness distribution of the second thin film 2b around the lower portion of the mask 10
It depends on the amount. The distribution of the wraparound amount is
The film thickness is continuous because it decreases smoothly as it goes deeper down
It is possible to form a thin film having a thickness that changes gradually. [0004] However, the above-mentioned problem is not solved.
In the conventional manufacturing method, the mask 10 is used in a thin film forming apparatus.
Substrate 1 and mask to be installed in a state of floating from plate 1
It was difficult to position 10 with high accuracy. I
Therefore, the formation position of the second thin film 2b is changed to another circuit pattern.
At least the alignment of the substrate 1 and the mask 10
Must be placed more than two degrees apart, which limits circuit miniaturization.
Was a factor. Also, thin films with mixed levels of film thickness
When forming the mask, the type of the mask 10 required and the thinness
Since the number of film forming processes increases with the number of film thickness levels,
There is a disadvantage that the manufacturing process becomes complicated. [0005] In view of the above prior art, the present invention relates to fine processing.
By using technology, the thickness of the formed thin film can be freely adjusted,
It can be controlled with high precision, and it is thin with multiple levels of film thickness.
Even if a film is formed, the film thickness changes without complicating the process.
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a film. Furthermore, this
Thickness can be controlled freely and with high precision using the manufacturing method
Core or optical waveguide with lower cladding
It is intended to provide. [0006] A film thickness which achieves the above object.
The configuration of the method for manufacturing a variable thin film is characterized by the following points. 1) A thin film having a variable thickness is formed on a substrate.
Forming a first thin film on a substrate.
And adjusting the first thin film to a predetermined thickness distribution.
Step of processing into a dense and dense pattern and forming a second thin film
Including the step of forming the second thin film.
The viscosity of at least the second thin film material decreases,
Into the recess of the first thin film
When. [0008] The method of manufacturing a film having a variable thickness described in 1) above
According to the method, it is formed on a substrate and conforms to a predetermined film thickness distribution.
A second thin film on the first thin film
When forming a thin film, the viscosity of the second thin film material decreases.
To enter the recesses of the patterned first thin film
No. The amount that enters the recess is the amount of the patterned first thin film.
It is controlled by the degree of density. First thin film pattern
Is controlled freely and with high precision by fine processing technology
It is possible to control the film thickness freely and precisely.
A film can be formed. In addition, the patterned
By adjusting the degree of density of one thin film,
Increasing the number of processes so that the film thickness can be controlled continuously
Without changing the thickness of the film.
Can be offered. Where the viscosity of the second thin film material
Is reduced to such an extent that it can enter the concave portion of the first thin film, and
The thickness of the flowing thin film changes and the thickness of the first thin film
High enough that it does not stay constant regardless of turn
You. [0009] 2) The film thickness change thin film described in 1) above
The manufacturing method, wherein the step of forming the second thin film is performed.
Therefore, not only the second thin film material but also the first thin film material has viscosity.
That it was going to drop. [0010] The method for producing a film having a variable thickness according to the above 2)
In the method, the method for producing a film with a variable thickness described in 1) above is used.
In particular, when forming the second thin film, only the second thin film
However, the viscosity of the first thin film also decreases, so
Fluctuation of the film thickness distribution reflecting the shape of the first thin film
Film thickness that can be reduced and the film thickness changes extremely smoothly
A changeable thin film can be formed. 3) Forming a thin film having a variable thickness on a substrate
Manufacturing method comprising: [Claim 1] or [Claim 1
The film thickness changes by the method of manufacturing a film having a variable thickness described in 2).
Process of forming a thin film, and the change in film thickness formed in this process
Including a step of etching the thin film. [0012] The method for producing a film having a variable thickness described in 3) above
In the method, particularly, the production method described in 1) or 2) above is used.
After forming the thin film with thickness change, the thin film with thickness change is etched.
To maintain the relative thickness change thin film.
In addition, the absolute value of the film thickness can be reduced,
Can be formed. 4) Any one of the above items 1) to 3)
A method for manufacturing a thickness-changing thin film to be mounted, comprising:
Using the same material for the second thin film. [0014] The method of manufacturing a film having a variable thickness described in 4) above
In the method, the film thickness described in any one of 1) to 3) above
In the manufacturing method of the change thin film, especially the first thin film and the second thin film
The thin films are made of the same material, and the first thin film and the second thin film
Abnormal formation of equal composition even when both are mixed with reduced viscosity
Thickness-changed thin film with excellent composition uniformity because no substances are generated
Can be formed stably. 5) Any of the above 1) to 4)
One method of manufacturing a film with a variable thickness, in which
The use of a glass material mainly composed of quartz. The method for producing a film having a variable thickness according to the above 5)
In the method, the film thickness described in any one of 1) to 4) above
In the method of manufacturing variable thin films, quartz is mainly used as the thin film material.
Transparency and temperature stability due to glass material used as a component
It is possible to form a film having a variable thickness with excellent properties. 6) The film thickness change thin film described in 5) above
A method for producing a glass material mainly composed of quartz.
The flame deposition method was used for the formation method. The method for producing a film having a variable thickness according to the above 6)
In the method, the method for manufacturing a film with a variable thickness described in 5) above is used.
In particular, a thin plate made of a glass material mainly composed of quartz
Use of flame deposition method for forming film material reduces viscosity
B and P, which have the effect of lowering the temperature required for
Such substances can be added stably and easily,
Forming a thin film whose film thickness changes more easily and at low temperature
Can be On the other hand, a thin film having a variable thickness to achieve the above object
The configuration of the optical waveguide using the manufacturing method is characterized by the following points.
You. 7) A crucible formed on a substrate and having a sufficient thickness
Buried with lad, core with variable thickness
Embedded optical waveguide, wherein the core is 1) to
6) The method for producing a film having a variable thickness according to any one of
It must be formed using The optical waveguide described in the above 7) is provided on a substrate.
Formed and surrounded by a sufficiently thick cladding layer.
Embedded optical waveguides with
The core is described in any one of the above 1) to 6)
Since the film is formed by a method of manufacturing a thin film having a variable thickness, the film
Thickness can be controlled freely and with high precision.
The diameter can be converted freely, with high precision, and with low loss.
Embedded optical waveguide can be formed. 8) A clamp formed on a substrate and having a sufficient thickness
With core embedded in lad and lower cladding
An embedded optical waveguide having a variable thickness,
The cladding has a thickness change of any one of the above 1) to 6)
It should be formed using a thin film manufacturing method. The optical waveguide described in the above 8) is provided on a substrate.
With a core formed and surrounded by a sufficiently thick cladding layer
Buried light guide that changes the thickness of the lower cladding
In the wave path, in particular, the lower clad is
It is formed by the method for manufacturing a film having a thickness varying according to any of the above.
Control the thickness freely and with high precision
Position of the optical waveguide relative to the substrate
Embedded with high accuracy and low loss
Type optical waveguide can be formed. [0024] Embodiments of the present invention will be described below.
This will be described in detail with reference to the drawings. In addition, the following
In the embodiment, silicon is used as the substrate.
It is not limited to
Other materials such as quartz substrates
Can be used. Also, thin film materials
Used a glass material mainly composed of quartz.
It is not limited to this, for example, other inorganic dielectric materials
All materials such as materials and organic dielectric materials are used as thin film materials.
Can be used. Furthermore, as a method of forming a thin film
Used the flame deposition method, but is not limited to this.
No matter how thin film material becomes thinner during thin film formation
For example, deposition by vapor deposition such as sputtering or CVD
Other thin layers such as stacking and then melting in a high-temperature furnace.
Film forming methods can also be used. Also, the first thin film
Was formed into the shape shown in FIG.
However, the present invention is not limited to this.
A dot pattern including the shape shown in FIG.
Any shape such as stripe pattern or lattice pattern
Can be used. [First embodiment] First embodiment of the present invention
FIG. 2 shows a film with a variable thickness according to the embodiment. The figure is a perspective view
It is. This embodiment is directed to the production of a film having a variable thickness according to the present invention.
By using the method, a film thickness is formed on the silicon substrate 1 in the Y direction.
A glass film 2 having a constant thickness that changes continuously in the X direction
It is an example formed. In the present embodiment, the first
The glass film 2a and the second glass film 2b have the same composition,
In the step of forming the second glass film 2b, the second gas
Not only the glass film 2b but also the first glass film 2a has a low viscosity.
I did it. In the present embodiment, the thin film thickness change shown in FIG.
It was produced using a method for producing a film. First, the silicon substrate
1 (FIG. 3A), a first glass film 2a is deposited by a flame deposition method.
(FIG. 6B). Next, photolithography
Technology and reactive dry etching technology
The lath film 2a is patterned (FIG. 3 (c)).
A second glass film 2b was formed by a flame deposition method (see FIG.
(D)). In the present embodiment, the thickness of the glass film 2
The design values are 14 μm between a and b, 10 μm between cd and
7 μm between ef, 12 μm between gh, and 8 between ij
μm, between bc, between de, between fg, and between hi.
In the region, the film thickness in both adjacent regions is continuously converted.
did. The length of each area is ab, cd, e-
400 μm between f, gh and ij, between bc and fg
300 μm, 200 μm between dc and 50 μm between hi
It was set to 0 μm. In the present embodiment, the first glass film 2a
Film thickness T_2aAnd the thickness T of the second glass film 2b_2bWith
To 7 μm, and pattern the first glass film 2a.
Etching depth T_c1Was set to 7 μm. The above film thickness
In order to obtain a cloth, the first glass film 2a is
It was patterned into the shape shown in FIG. Fig. 3 (a) is the top
FIG. 3B is an enlarged view of a solid frame I in FIG. 3A.
It is. In the present embodiment, as shown in FIG.
In the square unit area shown by the broken line,
Only the area excluding the square area placed in
did. In the present embodiment, one side of the unit area (FIG. 3B)
A) is 50 μm, and the first glass for the unit area is
The distribution of the density D in the region where the etching film 2a is not etched is shown.
3 (c). Hereinafter, the patterning of the first glass film 2a will be described.
The principle of controlling the thickness of the glass film 2 according to the method will be described in detail.
In FIG. 3B, one side of the unit area is A μm,
One side of the region where the glass film 2a is not etched is B μm
Then, the density D becomes D = ｛(B^Two/ A^Two) × 100｝
It is expressed in%. Thickness is T_2aμm first glass film 2a
In the shape of density D%, T_c1Etch to a depth of μm
Film thickness on top of_2bμm second glass film 2b was formed
In this case, the thickness T of the glass film 2 is T = ｛(T_2a−T_c1) +
(T_c1× D / 100) + T_2b｝ Μm. Density D is 0
When the thickness is changed in the range of 100% to 100%, the thickness of the glass film 2 becomes
T = (T_2a−T_c1+ T_2b)-(T_2a+ T _2b) Μm range
Can be changed. Therefore, this embodiment
In the case of the above, the thickness T of the glass film 2 is set in the range of 7 to 14 μm.
Can be changed continuously. The film thickness between a and j of the produced glass film 2
FIG. 4A shows a cloth, and FIG. 4B shows a film thickness distribution between cd.
Shown in The thickness distribution of the glass film 2 is shown in FIG.
The shape and distribution of the density D match well. As a result
Is a method for manufacturing a thin film having a variable thickness according to the present embodiment.
The density D of the turned first glass film 2a is changed.
With this, the film thickness distribution of the glass film 2 can be freely and precisely controlled.
Control is possible. Also, as shown in FIG.
Looking at the local film thickness distribution between the regions c and d, the pattern
The shape of the first glass film 2a having a period of 50 μm
The reflected film thickness fluctuation was observed. In the present embodiment, the second
When forming the first glass film 2b, the first glass film 2a is also low.
In order to increase the viscosity, the amplitude of the film thickness fluctuation is 0.01 μm
It was small. When forming the second glass film 2b,
When the viscosity of one glass film 2a is not reduced, the thickness fluctuation
The amplitude is on the order of 0.1 μm and the first patterned
Sufficiently smooth film thickness compared to the irregular shape of the glass film 2a
Although the distribution can be obtained, as in the present embodiment, the second glass
Lowering the viscosity of the first glass film 2a when forming the glass film 2b
The shape of the glass film, the thickness of which changes very smoothly
Can be achieved. When the manufacturing method according to the prior art is used,
In order to realize the same structure as the embodiment, four
Complicates the manufacturing process because a disk and five thin film forming steps are required
become. Further, in the manufacturing method according to the related art, the present embodiment
As in the embodiment, the length of the film thickness conversion region is freely changed.
It is difficult. In view of the above, the implementation of the present invention
In the method for manufacturing a film having a variable thickness according to the embodiment, the film thickness can be changed freely.
As a method of manufacturing thin films, simplification of the process and high-precision film thickness
The effect is enormous from a control point of view. [Second embodiment] Second embodiment of the present invention
FIG. 6 shows a thickness-changed thin film according to the embodiment. FIG. 6 (a)
FIG. 6B is a perspective view showing a film thickness distribution of the glass film 2.
It is. This embodiment is similar to the first embodiment,
Using the method for producing a film with a variable thickness according to the present invention,
On the substrate 1, the film thickness is constant in the Y direction and continuous in the X direction.
This is an example in which a glass film 2 whose film thickness is changed is formed.
Note that, also in the present embodiment, the first glass film 2a and
The same amounts of B and P are added to the second glass film 2b,
In the step of forming the glass film 2b, the first glass film
2a was also reduced in viscosity. In this embodiment, the film thickness change shown in FIG.
It was produced using a method for producing a film. First, the silicon substrate
1 (FIG. 3A), a first glass film 2a is deposited by a flame deposition method.
(FIG. 6B). Next, photolithography
Technology and reactive dry etching technology
The lath film 2a is patterned (FIG. 3 (c)).
A second glass film 2b was formed by a flame deposition method (see FIG.
(D)). Finally, etch the glass film 2 over the entire surface
I did it. (FIG. (E)). In the present embodiment, the thickness of the glass film 2
The design values are 8 μm between a and b, 4 μm between cd and e,
1 μm between f, 6 μm between gh, 2 μm between ij
And between bc, de, fg, and hi
Is to continuously convert the film thickness in both adjacent regions.
Further, the length of each region is set to a as in the first embodiment.
400 μm between -b, cd, ef, gh, ij
300 μm between m, bc and fg, 200 between de
The distance between μm and hi was 500 μm. Furthermore, the first implementation
As in the embodiment described above, the film thickness T of the first glass film 2a_2a,as well as
Thickness T of second glass film 2b_2bAre both 7 μm,
Etching depth when patterning one glass film 2a
Sa T_c1Was set to 7 μm. In addition, the operation is performed over the entire surface of the substrate 1.
Etching amount T_a2Was 6 μm. first
The patterning of the glass film 2a is the same as in the first embodiment.
As shown in FIG. 3A and FIG.
Of the region where the first glass film 2a remains with respect to the unit region
As in the first embodiment, the distribution of the density D is similar to that of FIG.
(C). Putter of first glass film 2a
The outline of the principle of controlling the film thickness of the glass film 2 by
As described in the embodiment,
Is T over the entire surface of the substrate 1_c2μm etching
In order to include the process, the density D is changed in the range of 0 to 100%.
In this case, the film thickness control range is T = (T_2a−T_c1+ T_2b−
T_c2)-(T_2a+ T_2b−T_c2) Μm, ie 1-8 μm
is there. The thickness of the produced glass film 2 between a and j
The cloth is shown in FIG. As in the first embodiment, the
The thickness distribution of the lath film 2 is the distribution of the density D shown in FIG.
And the shape match well. Also, the first glass film 2a
And the second glass film 2b are made of the same material.
Small fluctuations in film thickness in the same manner as in the first embodiment.
In addition, the amplitude was as small as 0.01 μm. FIG.
In the manufacturing method shown in FIG.
%, The thickness control range of the glass film 2 is (T
_2a−T_e1+ T_2b)-(T_2a+ T_2b) And the glass film 2
Of film thickness T _maxAnd the minimum value T_minΔT is ΔT =
T_e1It is. Here, T is set so that ΔT is maximized._e1= T
_2aIf T_min= T_2bBut on the glass film 2
T to smooth the surface_2b≧ T_e1Restrictions are imposed,
T_minIs T_min= T_2b≧ T_e1= ΔT.
In contrast, in this embodiment, etching is performed during fabrication.
By introducing a process, T_minEliminate the restrictions of any
A film thickness distribution can be realized. The above results indicate that the film thickness variation according to this embodiment is
First glass film to be patterned
The thickness distribution of the glass film 2 is controlled by controlling the density D of the glass film 2a.
Indicates that it can be controlled freely and with high precision.
You. Furthermore, by introducing an etching process,
Eliminates restrictions on the thickness of the glass film 2 and achieves an arbitrary thickness
Indicates that it can be done. The present embodiment is performed using the manufacturing method according to the prior art.
In order to realize the same structure as in the first embodiment, four masks
And five thin film forming steps are required, making the manufacturing process complicated.
You. Further, in the manufacturing method according to the related art, the thickness conversion region
It is difficult to change the length freely. Considering the above
Considering the above, the method of manufacturing the film with a variable thickness according to the present embodiment
Is a method of manufacturing a thin film whose thickness changes freely.
The effect is enormous from the viewpoint of simplification and high-precision control of film thickness.
You. [Third Embodiment] Third Embodiment of the Present Invention
FIG. 7 shows an external resonance type light source according to the embodiment. FIG. 7 (a)
7B is a top view, and FIG. 7B is a sectional view taken along line AA 'in FIG.
FIG. 7C is a cross-sectional view, and FIG._FourGroup showing the distribution of
It is rough. In the present embodiment, the film thickness change according to the present invention is described.
The film thickness produced using the thin film manufacturing method changes continuously
Having a core 4 having a sufficient thickness
The semiconductor laser is embedded in the buried optical waveguide embedded in steps 3 and 5.
The laser 7 and the thin film filter 8 are integrated to form an external resonance type light source.
This is an example that has been completed. In this embodiment, B in each glass film
And the amounts of P added are lower clad 3, core 4, upper clad 3,
The order was set to increase in the order of C5. Therefore, dissolution
The temperature is lower cladding 3, core 4 and upper cladding 5 in this order.
Lower. First core and second core forming core 4
, The same amounts of B and P were added. In addition, Ge is used for the core 4.
To the lower clad 3 and the upper clad 5,
So that the refractive index is increased by 2.0% in relative refractive index difference Δ
Set. This embodiment is based on the procedure shown in FIG.
Produced. First, a 10 μm-thick
The lower clad 3 was formed (FIG. 2A). Next, FIG.
In the method of manufacturing a film having a thickness varying as shown in FIG.
A core 4 changing in a range was formed (FIG. 2B). Next
Next, the core 4 is patterned (FIG. 3C), and a film is formed thereon.
An upper clad 5 having a thickness of 20 μm was formed (see FIG.
(C)). In the area where the semiconductor laser is mounted,
3, core 4, and upper clad 5 on the surface of silicon substrate 1.
After removing the optical element mounting groove, the bottom
Forms an electric wiring 6 of 1 μm and further uses a blade
100 μm deep thin film for inserting the thin film filter 8
A filter insertion groove was formed (FIG. 4D). Finally,
The semiconductor laser 7 is mounted in the optical element mounting groove,
Insert the thin film filter 8 into the groove for inserting
The connection was made ((e) in the figure). The thickness of the core 4 is as shown in FIG.
11 μm between a and b and ef, and between cd and gh
5 μm, 3 μm between ij, bc, de
, F-g, and h-i, the film thickness on both sides changed smoothly.
Was set to be changed. The cross section of the core 4 is square
So that the width of the core 4 is changed to match the film thickness.
I let you. The length of each region is ab, cd, ef, g-
200 μm between h and ij, between bc, de and fg
Was set to 500 μm, and between h-i was set to 200 μm. core
When forming the first embodiment, the first core is connected to the first embodiment.
Similarly to the second embodiment, the shape shown in FIG.
The first core has a thickness of 8 μm and the second core has a thickness of 8 μm.
The thickness of the core is 8 μm, and the
The etching amount is 8 μm, and the etching
The amount of chin was 5 μm. Do not etch the first core
The density D of the core 4 is the thickness T of the core 4_FourAccording to, D =
｛(T _Four-3) / 8 × 100%. Here,
Detailed control of film thickness of core 4 by patterning one core
Description is omitted. The semiconductor laser 7 is for 1.55 μm band
With a non-reflective coat on the front end and a high reflection coat on the rear end
The thin film filter 8 has a reflection wavelength of 1.55 μm.
m and a half width of 0.2 nm were used. Semiconductor laser
7, the opening position is 10.5 μm from the lower surface, and the thickness is
By mounting it on the 1 μm electrical wiring 6, the embedded optical
The waveguide and the optical axis are connected so as to coincide with each other. Semiconductor laser
A resonator is formed between the rear end of the laser 7 and the thin film filter 8.
ing. Light intensity of each optical element is 1 / e^TwoSpot diameter
Is that the optical fiber 9 is 10.0 μm and the semiconductor laser 7 is
3.0 μm. The thin film filter has a thickness of 19μ.
m. Dimensions of core 4 of embedded optical waveguide fabricated
The method is 11 μm square between a and b and ef, and between cd and g
5 μm square between −h, 3 μm square between i and j, and others
In the region, the cross-sectional dimensions are smoothly converted. Embedding
The light intensity of the optical waveguide is 1 / e^TwoThe spot diameter becomes
10.0 μm between a and b and ef, and g and h between cd and
And 5.2 μm between ij. This form
At the connection point (point a) between the SMF and the optical waveguide, the LD
The connection loss at the connection point (point i) between the optical waveguide and
Were 0.3 and 0.4 dB. The rotation at the insertion portion of the thin film filter 8 is performed.
The folding loss was 0.2 dB. In the present embodiment, SM
The light intensity received at F was 2.0 mW. Core 4
5 μm square over the entire area without changing the cross-sectional dimensions
Is the connection point (point a) between the SMF and the optical waveguide, and the LD and the optical waveguide
The connection loss at the connection point (point i) with the wave path is 1.
7, 1.3 dB, and the insertion portion of the thin film filter 8.
At 1.9 dB and received by the SMF.
The resulting light intensity was 0.4 mW. SMF and optical waveguide
The connection loss at the connection point (point a) is 1.4 dB,
The connection loss at the connection point (point i) with the waveguide is 0.9 dB,
1.7 dB of diffraction loss at the insertion part of the thin film filter 8
5. thereby reducing the light intensity received by the SMF.
6 dB could be improved. In this embodiment,
Adjust the length of the area according to the spot diameter conversion
It was shortest. Manufacturing method according to prior art shown in FIG.
Difficult to flexibly control the length of the film thickness change area
In addition, the position of the substrate and the mask can be precisely
Because it is difficult to control
The circuit size increases. From the above results, it can be seen that the thickness change according to the present invention is small.
Embedding by applying the film manufacturing method to the core formation
The spot diameter of the optical waveguide can be adjusted freely, with high accuracy, and
By converting to low loss, the optical fiber 9 and the semiconductor laser 7
At the connection point, match the spot diameter and
The insertion loss can reduce the diffraction loss to the same
Optical elements with different spot diameters are integrated in the path
In order to realize optical components,
In that respect, the effect is enormous. [Fourth Embodiment] Fourth Embodiment of the Present Invention
FIG. 9 shows a two-wavelength light source according to the embodiment. Fig. 9 (a) is the top
FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG.
(C) is a cross-sectional view taken along line CC '. This embodiment
Then, the film is manufactured by the method for manufacturing a film having a variable thickness according to the present invention.
Having a lower clad 31 whose thickness changes continuously,
Core 41 is embedded with claddings 31 and 51 of sufficient thickness
In the embedded optical waveguide, the aperture position and oscillation wavelength are different.
A two-wavelength light source by integrating two types of semiconductor lasers
This is an example. In the present embodiment, B and P in each glass film
The addition amount of the lower clad 31, the core 41, the upper clad
The setting is made so as to increase in the order of C51. Therefore,
The solution temperature is lower clad 31, core 41, upper clad
It becomes lower in the order of 51. A first core forming the core 41;
The same amount of B and P was added to the second core. In addition, core 4
Ge is added to 1 and the lower clad 31 and the upper clad 31
Compared to 51, the refractive index is 2.0% of the relative refractive index difference Δ
It was set to be higher. This embodiment is based on the procedure shown in FIG.
Made. First, a method of manufacturing the film with a variable thickness shown in FIG.
Changes the film thickness on the silicon substrate 1 in the range of 6 to 12 μm
The lower clad 31 to be formed was formed as shown in FIG. Next
Then, a core 41 having a thickness of 5 μm was formed (see FIG.
(B)). Next, the core 41 is patterned (see FIG.
(C)), an upper clad 51 having a thickness of 20 μm thereon
Was formed (FIG. (C)). Area for mounting semiconductor laser
In the region, the lower clad 31, the core 41, the upper clad 51
Forming the optical element mounting groove with the surface removed to the surface of the silicon substrate 1.
To form an electric wiring 6 having a thickness of 1 μm on the bottom thereof.
((D) in the figure). Finally, the semiconductor laser is placed in the optical element mounting groove.
Lasers 71 and 72 were mounted and the optical fiber 9 was connected.
Figure (e). The thickness of the lower cladding 31 is on the line BB '.
6 μm on the line CC ′ so as to be constant at 6 μm.
From 12 to 12 μm. core
Reference numeral 41 denotes a Y branch circuit, and the two light beams after the branch are formed.
The distance between the waveguides is 300 μm.
The distance to the users 71 and 72 was 300 μm. Also,
The cross-sectional dimension of the core 41 was fixed at 5 μm square. Lower crack
When forming the gate 31, the first lower cladding is
Patterning into the shape shown in (b), first lower cladding
The thickness of the second lower clad is 6 μm,
6 μm etching amount when patterning the first core
And Etch first lower cladding for unit area
The density D of the uncoated region is determined by the film thickness T of the lower clad 31._Three
In accordance with, D = ｛(T_Three-6) / 6 x 100%
Was. Here, by patterning the first lower cladding
Detailed description of controlling the film thickness of the lower clad 31 will be omitted. The lower crack of the buried optical waveguide thus produced
The film thickness of the gate 31 is on the line BB 'as set above.
Is constant at 6 μm, and is 6 μm on the line CC ′.
It changes continuously to 12 μm. The core 41 is
The refractive index difference Δ is 2.0% and the cross-sectional dimension is 5 μm square.
On the side where the semiconductor laser 71 is connected, the spot diameter is
5.2 μm, opening position 8.5 μm from silicon substrate surface
m, the spot diameter on the side to which the semiconductor laser 72 is connected is
Is 5.2 μm and the opening position is 1 mm from the surface of the silicon substrate 1.
It is 4.5 μm. The opening position of the semiconductor laser 71 is
The opening position of the semiconductor laser 72 is 7.5 μm from the lower surface.
13.5 μm from the lower surface of the
Since it is mounted on the line 6, the buried optical waveguide and the
They are connected so that the optical axes coincide. Semiconductor laser 7
Reference numerals 1 and 72 denote Fabry-BelloW semiconductor lasers.
The oscillation wavelength of the semiconductor laser 71 is 1.31 μm,
The body laser 72 is 1.55 μm and the spot diameter is semi-conductive.
Each of the body lasers 71 and 72 is 3 μm. In this embodiment, the optical waveguide and the semiconductor
The connection loss at the connection point of the lasers 71 and 72 is 1.
2 dB, and at the connection point between the optical waveguide and the SMF.
The follow-on loss was 1.7 dB. Light intensity received by SMF
The degree was 1.0 mW. The thickness of the lower cladding 31 is 9
With the μm constant, the semiconductor lasers 71 and 72
In the case of the same degree of coupling, both have an optical axis of 3 μm
As a result, the connection loss becomes 10.0 dB and the SMF
The received light intensity is both about 0.2 mW.
Lower cladding using the method of manufacturing a film with a variable thickness according to the present invention
The thickness of the optical waveguide and the semiconductor laser are
Approximately 9 dB by matching the optical axes of the
The characteristics could be improved. FIG. 12 shows a thin film with a variable thickness according to the prior art.
Alignment of substrate and mask when using the manufacturing method
Due to low accuracy, the distance between the two waveguides after branching and the Y branch
The distance from the circuit to the semiconductor laser must be about 1 mm.
Although it was necessary, in the present embodiment, accurate positioning was not possible.
Can be set to 300 μm.
The road could be made smaller. From the above results, it is clear that the film thickness change according to the present invention is small.
By applying the film manufacturing method to the formation of the lower clad,
Flexible opening position of embedded optical waveguide and low loss
At the connection point with the semiconductor laser to be connected.
Axis can be matched, multiple different in the same circuit
To realize an optical component in which an optical element having an opening position is integrated
From the viewpoints of characteristic improvement, process simplification, and circuit miniaturization,
The effect is enormous. [0051] The present invention has been specifically described based on the embodiments.
As described above, in the method for producing a film with a variable thickness according to the present invention,
A first thin film is formed on a substrate, and the first thin film is finely processed.
Patterning with engineering technology, and lowering the viscosity during the forming process
Forming a second thin film by the thin film forming method
In this way, the film thickness can be freely and precisely controlled,
Conveniently and stably form thin films with continuously changing thickness
Can be Further, in the step of forming the second thin film,
By selecting a material so that even one thin film has low viscosity,
To form a thin film whose thickness changes smoothly
You. Further, the method for manufacturing a film with a variable thickness according to the present invention is embedded.
Used to form the core of the optical waveguide
Thickness can be controlled freely and with high precision.
Optical coupling loss with optical fibers and semiconductor optical devices
And low loss thin film optical functional devices such as thin film filters
An embedded optical waveguide that can be integrated is simply and easily provided.
It can be provided stably. Further, the film thickness variation of the present invention
Method for manufacturing thinned optical waveguides
The opening position of the optical waveguide from the substrate can be
Installation that changes freely, with high precision, and with low loss
Provide a simple and stable embedded optical waveguide
it can. Therefore, the method of manufacturing a film with a variable thickness according to the present invention
Is a high-precision film thickness change control
Free thickness of film and core or lower clad
Practical use of buried optical waveguides controlled with high precision
It is extremely effective in doing so.

【図面の簡単な説明】【図１】本発明の第１の実施の形態に係る膜厚変化薄膜
の作製手順を示す工程図である。【図２】本発明の第１の実施の形態に係る膜厚変化薄膜
の概略構成を示す斜視図である。【図３】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る膜
厚変化薄膜における、第一の薄膜２ａをパターン化する
形状の概略構成を示す上面図である。（ｂ）は、（ａ）
の一部を拡大した上面図である。（ｃ）は、（ａ）はａ
−ｉ間における、単位領域に対する第一の薄膜２ａが残
留する領域の密度Ｄの分布を示すグラフである。【図４】（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係る膜
厚変化薄膜の、ａ−ｉ間での膜厚分布を示すグラフであ
る。（ｂ）は、ｃ−ｄ間での膜厚分布を示すグラフであ
る。【図５】本発明の第２の実施の形態に係る膜厚変化薄膜
の作製手順を示す工程図である。【図６】（ａ）は、本発明の第２の実施の形態に係る膜
厚変化薄膜の概略構成を示す斜視図である。（ｂ）は、
本発明の第２の実施の形態に係る膜厚変化薄膜の、ａ−
ｉ間での膜厚分布を示すグラフである。【図７】（ａ）は、本発明の第３の実施の形態に係る外
部共振型光源の概略構成を示す上面図である。（ｂ）
は、（ａ）中のＡ−Ａ′線での断面図である。（ｃ）
は、（ａ）中のＡ−Ａ′線上でのコア４の膜厚を示すグ
ラフである。【図８】本発明の第３の実施の形態に係る外部共振型光
源の作製手順を示す工程図である。【図９】（ａ）は、本発明の第４の実施の形態に係る二
波長光源の概略構成を示す上面図である。（ｂ）は、
（ａ）中のＢ−Ｂ′線での断面図である。（ｃ）は、
（ａ）中のＣ−Ｃ′線での断面図である。【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る二波長光源
の作製手順を示す工程図である。【図１１】本発明の膜厚変化薄膜の製造方法に適用でき
る、第一のガラス膜のパターン化形状の例を示す上面図
である。【図１２】従来技術に係る膜厚変化薄膜の作製手順を示
す工程図である。【符号の説明】１シリコン基板２ガラス膜２ａ第一のガラス膜２ｂ第二のガラス膜３下部クラッド４コア５上部クラッド６電気配線７半導体レーザ８薄膜フィルタ９光ファイバ１０マスク３１下部クラッド４１コア５１上部クラッド７１第一の半導体レーザ７２第二の半導体レーザBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a process chart showing a procedure for producing a film with a variable thickness according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view showing a schematic configuration of a film thickness changing thin film according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3A is a top view showing a schematic configuration of a shape for patterning a first thin film 2a in a film thickness changing thin film according to the first embodiment of the present invention. (B) is (a)
It is the top view which expanded a part of. (C), (a) is a
13 is a graph showing the distribution of the density D of the region where the first thin film 2a remains with respect to the unit region between -i. FIG. 4A is a graph showing a film thickness distribution between a and i of the film thickness change thin film according to the first embodiment of the present invention. (B) is a graph showing a film thickness distribution between cd. FIG. 5 is a process chart showing a procedure for manufacturing a film with a variable thickness according to a second embodiment of the present invention. FIG. 6A is a perspective view illustrating a schematic configuration of a film with a variable thickness according to a second embodiment of the present invention. (B)
In the film thickness change thin film according to the second embodiment of the present invention, a-
It is a graph which shows the film thickness distribution between i. FIG. 7A is a top view illustrating a schematic configuration of an external resonance type light source according to a third embodiment of the present invention. (B)
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. (C)
Is a graph showing the thickness of the core 4 on the line AA 'in FIG. FIG. 8 is a process chart showing a procedure for manufacturing an external resonance type light source according to a third embodiment of the present invention. FIG. 9A is a top view illustrating a schematic configuration of a two-wavelength light source according to a fourth embodiment of the present invention. (B)
It is sectional drawing in the BB 'line in (a). (C)
It is sectional drawing in the CC 'line in (a). FIG. 10 is a process chart showing a procedure for manufacturing a two-wavelength light source according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 11 is a top view showing an example of a patterned shape of a first glass film, which can be applied to the method of manufacturing a film with a variable thickness according to the present invention. FIG. 12 is a process chart showing a procedure for manufacturing a film with a variable thickness according to a conventional technique. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Glass film 2a First glass film 2b Second glass film 3 Lower cladding 4 Core 5 Upper cladding 6 Electrical wiring 7 Semiconductor laser 8 Thin film filter 9 Optical fiber 10 Mask 31 Lower cladding 41 Core 51 upper cladding 71 first semiconductor laser 72 second semiconductor laser

フロントページの続き (72)発明者岡崎久晃東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社 (72)発明者才田隆志東京都千代田区大手町二丁目３番１号日本電信電話株式会社Ｆターム(参考） 2H047 KA04 PA03 PA05 PA24 QA04 RA08 TA11 TA41 4G014 AH00 Continuation of front page (72) Inventor Hisaaki Okazaki 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Sun Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Takashi Saida 2-3-1 Otemachi, Chiyoda-ku, Tokyo Sun Nippon Telegraph and Telephone Corporation F term (reference) 2H047 KA04 PA03 PA05 PA24 QA04 RA08 TA11 TA41 4G014 AH00

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】基板上に、膜厚が変化する薄膜を形成す
る製造方法であって、基板上に第一の薄膜を形成する工程と、この第一の薄膜
を所定の膜厚分布に合わせて粗密パターンに加工する工
程と、第二の薄膜を形成する工程を含むとともに、第二の薄膜を形成する工程において、少なくとも第二の
薄膜材料の粘度が低下し、パターン化された第一の薄膜
の凹部に入り込むようにしたことを特徴とする膜厚変化
薄膜の製造方法。【請求項２】〔請求項１〕に記載する膜厚変化薄膜の
製造方法であって、第二の薄膜を形成する工程において、第二の薄膜材料の
みならず第一の薄膜材料も粘度が低下するようにしたこ
とを特徴とする膜厚変化薄膜の製造方法。【請求項３】基板上に、膜厚が変化する薄膜を形成す
る製造方法であって、〔請求項１〕又は〔請求項２〕に記載する膜厚変化薄膜
の製造方法で膜厚が変化する薄膜を形成する工程と、こ
の工程で形成した膜厚変化薄膜をエッチングする工程を
含むことを特徴とする膜厚変化薄膜の製造方法。【請求項４】〔請求項１〕乃至〔請求項３〕の何れか
一つに記載する膜厚変化薄膜の製造方法であって、第一の薄膜と第二の薄膜に同一の材料を使用することを
特徴とする膜厚変化薄膜の製造方法。【請求項５】〔請求項１〕乃至〔請求項４〕に記載す
る何れか一つの膜厚変化薄膜の製造方法であって、薄膜材料に、石英を主成分とするガラス材料を使用した
ことを特徴とする膜厚変化薄膜の製造方法。【請求項６】〔請求項５〕に記載する膜厚変化薄膜の
製造方法であって、石英を主成分とするガラス材料の形成方法に、火炎堆積
法を用いたことを特徴とする膜厚変化薄膜の製造方法。【請求項７】基板上に形成され、十分な厚さのクラッ
ドで埋め込まれ、膜厚が変化するコアを有する埋め込み
型光導波路であって、当該コアが、〔請求項１〕乃至〔請求項６〕の何れか一
つに記載する膜厚変化薄膜の製造方法を用いて形成した
ものであることを特徴とする埋め込み型光導波路。【請求項８】基板上に形成され、十分な厚さのクラッ
ドで埋め込まれたコアを有し、且つ下部クラッドの膜厚
が変化する埋め込み型光導波路であって、当該下部クラッドが、〔請求項１〕乃至〔請求項６〕の
何れか一つの膜厚変化薄膜の製造方法を用いて形成した
ものであることを特徴とする埋め込み型光導波路。Claims 1. A method for forming a thin film having a variable thickness on a substrate, comprising the steps of: forming a first thin film on the substrate; A process of forming a dense / dense pattern in accordance with the film thickness distribution and a process of forming a second thin film.In the process of forming the second thin film, at least the viscosity of the second thin film material is reduced, A method of manufacturing a thin film having a variable thickness, wherein said method is adapted to enter a concave portion of said first thin film. 2. A method for producing a film having a variable thickness according to claim 1, wherein in the step of forming the second thin film, not only the second thin film material but also the first thin film material has a viscosity. A method of manufacturing a thin film having a variable thickness, wherein the thickness is reduced. 3. A method for forming a thin film having a variable thickness on a substrate, wherein the film thickness is changed by the method for manufacturing a thin film having a variable thickness according to [1] or [2]. Forming a thin film to be formed, and etching the thin film having a variable thickness formed in this step. 4. A method for manufacturing a film having a variable thickness according to any one of claims 1 to 3, wherein the same material is used for the first thin film and the second thin film. A method for producing a film having a variable thickness. 5. The method according to claim 1, wherein a glass material containing quartz as a main component is used as the thin film material. A method for producing a film with a variable thickness, characterized by the following. 6. The method for producing a film having a variable thickness according to claim 5, wherein a flame deposition method is used as a method for forming a glass material containing quartz as a main component. Manufacturing method of changeable thin film. 7. A buried optical waveguide having a core formed on a substrate, buried with a clad having a sufficient thickness, and having a variable thickness, wherein the core is [1] to [1]. 6) A buried optical waveguide formed by using the method for manufacturing a film with a variable thickness described in any one of the above 6). 8. A buried optical waveguide having a core formed on a substrate, buried with a clad having a sufficient thickness, and having a variable thickness of a lower clad, wherein the lower clad is [claims] 7. A buried optical waveguide formed by using the method for manufacturing a film with a variable thickness according to any one of [1] to [6].