JP3208744B2 - Manufacturing method of optical waveguide - Google Patents
Manufacturing method of optical waveguideInfo
- Publication number
- JP3208744B2 JP3208744B2 JP24543994A JP24543994A JP3208744B2 JP 3208744 B2 JP3208744 B2 JP 3208744B2 JP 24543994 A JP24543994 A JP 24543994A JP 24543994 A JP24543994 A JP 24543994A JP 3208744 B2 JP3208744 B2 JP 3208744B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- film
- optical waveguide
- layer
- core
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光通信部品分野に広範
囲な応用を持つ光導波路の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an optical waveguide having a wide application in the field of optical communication components.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光導波路素子を形成したＳｉ基板上に、
半導体光源や半導体光検出器等の半導体光素子を搭載で
きるようにしたＳｉベンチをもつ光導波路が開発される
ようになってきた。図４は、そのような光導波路の製造
方法を示す工程図である。2. Description of the Related Art On an Si substrate on which an optical waveguide element is formed,
An optical waveguide having a Si bench capable of mounting a semiconductor optical element such as a semiconductor light source and a semiconductor photodetector has been developed. FIG. 4 is a process chart showing a method for manufacturing such an optical waveguide.
【０００３】まず、Ｓｉ基板１（図４（ａ））上に光導
波路素子を形成する手順から説明する。この光導波路素
子を形成するために、最初に電子ビーム蒸着法により組
成ＳｉＯ2 のガラス膜をＳｉ基板１の全面にバッファ層
２として形成する（図４（ｂ））。次に、バッファ層２
上に電子ビーム蒸着法により組成ＳｉＯ2 −ＴｉＯ2の
コアガラス膜３を形成する（図４（ｃ））。次に、コア
ガラス膜３をフォトリソグラフィ及び反応性イオンエッ
チングで加工してコア４を形成する（図４（ｄ））。さ
らにコア４を含むバッファ層２上に、火炎堆積法により
ＳｉＯ2 −Ｂ2Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系多孔質ガラス層５を３
００〜４００μｍ堆積させる（図４（ｅ））。これを電
気炉内に移してＨｅガス雰囲気中で熱処理を施し、多孔
質ガラス層５を透明ガラス化してＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −
Ｐ2 Ｏ5 系ガラスで構成されたクラッド層６を形成し、
これにより光導波路素子７を形成する（図４（ｆ））。
熱処理の温度は１３３０℃である。ここで、Ｂ2 Ｏ3 及
びＰ2 Ｏ5 のドーパント材は透明ガラス温度を下げる目
的で添加するものであり、また、クラッド層の屈折率は
光学特性上、バッファ層２と同等にする必要がある。First, a procedure for forming an optical waveguide element on a Si substrate 1 (FIG. 4A) will be described. To form the optical waveguide element, initially to form a glass film having the composition SiO 2 on the entire surface of the Si substrate 1 by an electron beam evaporation method as a buffer layer 2 (Figure 4 (b)). Next, the buffer layer 2
A core glass film 3 having a composition of SiO 2 —TiO 2 is formed thereon by an electron beam evaporation method (FIG. 4C). Next, the core glass film 3 is processed by photolithography and reactive ion etching to form the core 4 (FIG. 4D). Further, on the buffer layer 2 including the core 4, a SiO 2 —B 2 O 3 —P 2 O 5 based porous glass layer 5 is formed by a flame deposition method.
It is deposited to a thickness of 00 to 400 μm (FIG. 4E). This was transferred into an electric furnace and subjected to a heat treatment in a He gas atmosphere to make the porous glass layer 5 transparent and vitrified to form SiO 2 —B 2 O 3 —
Forming a cladding layer 6 made of P 2 O 5 glass;
Thus, the optical waveguide element 7 is formed (FIG. 4F).
The temperature of the heat treatment is 1330 ° C. Here, the dopant materials of B 2 O 3 and P 2 O 5 are added for the purpose of lowering the transparent glass temperature, and the refractive index of the cladding layer needs to be equal to that of the buffer layer 2 in terms of optical characteristics. is there.
【０００４】次に、このようにして光導波路素子７を形
成したＳｉ基板１上に、半導体光源や半導体光検出器等
の半導体光素子を搭載するためのＳｉベンチ１０を形成
する。このＳｉベンチ１０を形成するためには、Ｓｉ基
板１上の光導波路素子部７以外の部分のＳｉ表面を露出
させる必要がある。これには、まず、クラッド層６の表
面にスパッタリング法により金属膜８を形成する（図４
（ｇ））。さらにフォトリソグラフィによりＳｉ基板１
の表面を露出させるためのパターン９を形成する（図４
（ｈ））。このパターン９をもとに反応性イオンエッチ
ングを用いて余剰な石英系ガラス層を削り取り、Ｓｉベ
ンチ１０を形成する。[0004] Next, on the Si substrate 1 on which the optical waveguide element 7 is formed, a Si bench 10 for mounting a semiconductor optical element such as a semiconductor light source or a semiconductor photodetector is formed. In order to form the Si bench 10, it is necessary to expose the Si surface other than the optical waveguide element 7 on the Si substrate 1. For this, first, a metal film 8 is formed on the surface of the cladding layer 6 by a sputtering method.
(G)). Furthermore, the Si substrate 1 is formed by photolithography.
A pattern 9 for exposing the surface of is formed.
(H)). An excess quartz-based glass layer is scraped off based on the pattern 9 using reactive ion etching to form a Si bench 10.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た光導波路の製造方法では、Ｓｉ基板上にバッファ層と
してＳｉＯ2 ガラスを、光学特性に支障をきたさない程
度である１５μｍ以上成膜すると、ＳｉとＳｉＯ2 ガラ
スの線膨張係数差からＳｉ基板に反りが生じるという問
題がある。この反りの大きさはバッファ層の膜厚に依存
し膜厚が厚ければ反り量も比例して大きくなる。また、
バッファ層上にさらに膜厚６〜８μｍのコアガラス膜を
成膜するため、Ｓｉ基板の反り量はさらに大きくなる。However, in the above-described method for manufacturing an optical waveguide, when SiO 2 glass is formed as a buffer layer on a Si substrate to a thickness of 15 μm or more which does not impair the optical characteristics, the Si There is a problem that the Si substrate is warped due to a difference in linear expansion coefficient of the SiO 2 glass. The magnitude of this warpage depends on the thickness of the buffer layer, and the thicker the film thickness, the larger the amount of warpage. Also,
Since a core glass film having a thickness of 6 to 8 μm is further formed on the buffer layer, the warpage of the Si substrate is further increased.
【０００６】この後、フォトリソグラフィ及び反応性イ
オンエッチングを用いてコアを形成させるが、このＳｉ
基板の反りにより、フォトリソグラフィによるコアを形
成するための高精度なパターン形成が困難となる。Thereafter, a core is formed by using photolithography and reactive ion etching.
Due to the warpage of the substrate, it is difficult to form a highly accurate pattern for forming a core by photolithography.
【０００７】また、クラッド層形成後においては、この
反り量は〜１５０μｍにも達し、Ｓｉベンチ形成のため
のフォトリソグラフィによるパターニングは極めて困難
になる。さらに、この反りは、上記光導波路に光素子を
搭載し、光ファイバを接続した光伝送モジュールにもそ
のまま引き継がれることになるため、精度の高い光伝送
モジュールが得られない。After the formation of the cladding layer, the amount of warpage reaches up to 150 μm, and patterning by photolithography for forming a Si bench becomes extremely difficult. Further, since this warp is also taken over by the optical transmission module in which an optical element is mounted on the optical waveguide and an optical fiber is connected, a highly accurate optical transmission module cannot be obtained.
【０００８】本発明の目的は、前記した従来技術の欠点
を解消し、バッファ層及びコアガラス膜形成後のＳｉ基
板の反りが極めて小さく、さらに、クラッド層形成後の
Ｓｉ基板の反りも極めて小さい導波路及びその製造方法
並びに光伝送モジュールを提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to minimize the warpage of the Si substrate after the formation of the buffer layer and the core glass film, and to minimize the warpage of the Si substrate after the formation of the cladding layer. An object of the present invention is to provide a waveguide, a method of manufacturing the same, and an optical transmission module.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明の光導波路の製造
方法は、Ｓｉ基板の表面に膜厚ｔ 0 を有するバッファ層
を形成し、該バッファ層上に膜厚ｔ 1 を有するコアガラ
ス膜を形成し、前記バッファ層及びコアガラス膜を形成
することによって生じたＳｉ基板の反りを矯正するため
に、前記バッファ層と同一組成で構成される膜厚ｔ 2 の
第１の石英系ガラス膜を前記Ｓｉ基板の裏面に電子ビー
ム蒸着法により形成し、次いで、前記コアガラス膜を加
工してコアを形成し、該コアを含む前記バッファ層上に
多孔質ガラス層を形成した後、該多孔質ガラス層を透明
ガラス化して膜厚ｔ 3 を有するクラッド層を形成し、前
記クラッド層を形成することにより生じたＳｉ基板の反
りを矯正するために、第１の石英系ガラス膜上に、さら
に前記バッファ層またはクラッド層と同一組成で構成さ
れる膜厚ｔ 4 の第２の石英系ガラス膜を電子ビーム蒸着
法により形成した後、前記Ｓｉ基板の表面に形成した余
剰な石英系ガラス層を除去することにより前記Ｓｉ基板
表面を露出させてＳｉベンチを形成するものである。SUMMARY OF THE INVENTION Fabrication of the optical waveguide of the present invention
The method comprises the steps of: providing a buffer layer having a thickness t 0 on a surface of a Si substrate ;
And a core glass having a film thickness t 1 on the buffer layer.
Forming a buffer film and a core glass film.
To correct the warpage of the Si substrate caused by
The thickness t 2 of the same composition as the buffer layer
The first quartz glass film is coated on the back surface of the Si substrate with an electronic beam.
Then, the core glass film is applied.
To form a core, on the buffer layer containing the core
After forming the porous glass layer, the porous glass layer is made transparent.
Vitrification to form a cladding layer having a thickness t 3 ,
The reaction of the Si substrate caused by forming the cladding layer
On the first quartz glass film to correct
The same composition as the buffer layer or the cladding layer.
Beam evaporation of a second quartz glass film with a thickness t 4
After forming by the method, the residual formed on the surface of the Si substrate
The Si substrate is removed by removing an excess quartz glass layer.
The surface is exposed to form a Si bench .
【００１０】[0010]
【００１１】上記光導波路の製造方法において、バッフ
ァ層及びコアガラス膜の形成によって生じるＳｉ基板の
反りを有効に矯正するために、Ｓｉ基板の裏面に形成す
る第１の石英系ガラス膜の膜厚ｔ2 はｔ0 ＋ｔ1 ≧ｔ2
とすることが好ましい。ｔ0＋ｔ1 ＜ｔ2 にすると矯正
過剰となって逆反りが生じるからである。また、第１の
石英系ガラス膜表面にさらに形成する第２の石英系ガラ
ス膜の膜厚ｔ4 はｔ3≧ｔ4 にすることが好ましい。同
様に、ｔ3 ＜4 とすると矯正過剰となって逆反りが生じ
るからである。In the above-described method of manufacturing an optical waveguide, the thickness of the first quartz glass film formed on the back surface of the Si substrate is set to effectively correct the warpage of the Si substrate caused by the formation of the buffer layer and the core glass film. t 2 is t 0 + t 1 ≧ t 2
It is preferable that This is because if t 0 + t 1 <t 2 , overcorrection occurs and reverse warpage occurs. It is preferable that the thickness t 4 of the second quartz glass film further formed on the surface of the first quartz glass film is t 3 ≧ t 4 . Similarly, if t 3 < 4 , the correction becomes excessive and reverse warpage occurs.
【００１２】[0012]
【００１３】[0013]
【作用】Ｓｉ基板上にバッファ層及びコアガラス膜を形
成するとＳｉ基板に反りが生じるが、バッファ層及びコ
アガラス膜形成後にＳｉ基板裏面にバッファ層と同一組
成で構成される石英系ガラス膜を形成すると、Ｓｉ基板
の反りが低減する。When the buffer layer and the core glass film are formed on the Si substrate, the Si substrate is warped. After forming the buffer layer and the core glass film, a quartz glass film having the same composition as the buffer layer is formed on the back surface of the Si substrate. When formed, the warpage of the Si substrate is reduced.
【００１４】さらにクラッド層を形成すると同様にＳｉ
基板に反りが生じるが、クラッド層形成後においても、
バッファ層やクラッド層と同一組成で構成される石英系
ガラス膜をＳｉ基板裏面側に形成すると、Ｓｉ基板の反
りが低減する。When a clad layer is further formed, Si
Although the substrate warps, even after forming the cladding layer,
When a quartz glass film having the same composition as the buffer layer and the cladding layer is formed on the back surface of the Si substrate, the warpage of the Si substrate is reduced.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的
に説明する。図２は本実施例による光導波路の断面図で
あり、光導波路は、Ｓｉ基板２０上に光導波路素子２８
とＳｉベンチ３１とを有する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical waveguide according to the present embodiment. The optical waveguide has an optical waveguide element 28 on a Si substrate 20.
And a Si bench 31.
【００１６】より具体的には、光導波路は、Ｓｉ基板２
０の表面に、バッファ層２１と、バッファ層２１上に設
けられたコア２４と、コア２４を含むバッファ層２４上
に設けられたクラッド層２６とからなる光導波路素子２
８を備える。また、露出させたＳｉ基板２０の表面の一
部に光素子を搭載するＳｉベンチ３１を備える。Ｓｉベ
ンチ３１は、Ｓｉ基板２０の表面に形成した余剰な石英
系ガラス層（２１、２４、２６）を除去して、前記Ｓｉ
基板表面を露出させることにより形成する。More specifically, the optical waveguide is a Si substrate 2
The optical waveguide element 2 includes a buffer layer 21, a core 24 provided on the buffer layer 21, and a clad layer 26 provided on the buffer layer 24 including the core 24 on the surface of the optical waveguide element 2.
8 is provided. Further, an Si bench 31 for mounting an optical element is provided on a part of the exposed surface of the Si substrate 20. The Si bench 31 removes excess quartz glass layers (21, 24, 26) formed on the surface of the Si
It is formed by exposing the substrate surface.
【００１７】一方、Ｓｉ基板２０の裏面に、バッファ層
２１とコア２４とを設ける過程で生じるＳｉ基板２０の
反りを矯正する第１のＳｉ基板反り矯正用石英系ガラス
膜２３と、この上にさらに設けられクラッド層２６を設
ける過程で生じるＳｉ基板２０の反りを矯正する第２の
基板反り矯正用石英系ガラス膜２７とを備えて構成され
る。On the other hand, on the back surface of the Si substrate 20, a first Si substrate warpage correcting quartz glass film 23 for correcting the warpage of the Si substrate 20 generated in the process of providing the buffer layer 21 and the core 24, Further, a second substrate-warp correcting quartz glass film 27 for correcting the warpage of the Si substrate 20 generated in the process of providing the clad layer 26 is provided.
【００１８】このように本実施例による光導波路は、Ｓ
ｉ基板裏面に基板の反りを矯正する石英系ガラス膜を２
層にわたって設けてあるため、反りのない高精度の光導
波路が得られる。As described above, the optical waveguide according to the present embodiment has the S
A quartz glass film for correcting the warpage of the substrate
Since it is provided over the layers, a highly accurate optical waveguide without warpage can be obtained.
【００１９】次に上述した光導波路の製造方法を図１を
用いて説明する。Next, a method of manufacturing the above-described optical waveguide will be described with reference to FIG.
【００２０】まず、Ｓｉ基板２０上に光導波路素子を形
成する。この光導波路素子を形成するために、最初に外
径３インチ、厚さ１mmのＳｉ基板２０（図１（ａ））の
表面に、ＳｉＯ2 のガラス膜を電子ビーム蒸着法で２５
μｍ堆積させてバッファ層２１とした（図１（ｂ））。
バッファ層２１の屈折率ｎ0 は、Ｍｅｔｒｉｏｎ社製の
プリズム・カプラ（ＰＣ−２０１０）で測定したとこ
ろ、ｎ0 ＝１．４５７６であった。ここで、バッファ層
２１が形成されたＳｉ基板２０の反り量は５０μｍであ
った。First, an optical waveguide device is formed on a Si substrate 20. In order to form this optical waveguide element, first, a SiO 2 glass film is formed on a surface of a Si substrate 20 (FIG. 1A) having an outer diameter of 3 inches and a thickness of 1 mm by electron beam evaporation.
A buffer layer 21 was formed by depositing a thickness of μm (FIG. 1B).
The refractive index n 0 of the buffer layer 21 was measured with a prism coupler manufactured by Metrion (PC-2010), and as a result, n 0 = 1.4576. Here, the warpage of the Si substrate 20 on which the buffer layer 21 was formed was 50 μm.
【００２１】次に、バッファ層２１上に、屈折率ｎ1 を
有するコアガラス膜２２を電子ビーム蒸着法で８μｍ形
成する（図１（ｃ））。屈折率ｎ1 はプリズム・カプラ
で測定したところｎ1 ＝１．４６２０であった。ここ
で、コアガラス膜２２が形成されたＳｉ基板２０の反り
量は８０μｍであった。Next, a core glass film 22 having a refractive index of n 1 is formed to a thickness of 8 μm on the buffer layer 21 by an electron beam evaporation method (FIG. 1C). The refractive index n 1 was determined by a prism coupler to be n 1 = 1.4620. Here, the warpage of the Si substrate 20 on which the core glass film 22 was formed was 80 μm.
【００２２】このようにＳｉ基板２０上にバッファ層２
１及びコアガラス膜２２を形成したところで、上記反り
を矯正するために、Ｓｉ基板２０の裏面にＳｉＯ2 のガ
ラス膜を電子ビーム蒸着法で３０μｍ堆積させ、第１の
Ｓｉ基板反り矯正用石英系ガラス膜２３とした（図１
（ｄ））。ここで、第１のＳｉ基板反り矯正用石英系ガ
ラス膜２３をＳｉ基板２０の裏面に形成したことでＳｉ
基板２０の反り量は〜５μｍに低減した。As described above, the buffer layer 2 is formed on the Si substrate 20.
After the first and core glass films 22 are formed, in order to correct the warpage, a SiO 2 glass film is deposited on the back surface of the Si substrate 20 by an electron beam evaporation method to a thickness of 30 μm, and the first Si substrate warp correcting quartz system is used. A glass film 23 (FIG. 1)
(D)). Here, by forming the first Si substrate warp correcting quartz glass film 23 on the back surface of the Si substrate 20,
The warpage of the substrate 20 was reduced to 〜5 μm.
【００２３】次に、コアガラス膜２２の表面上に、マグ
ネトロン・スパッタリング法によりＷＳｉ膜（図示せ
ず）を１μｍ形成した。さらに、レジスト（図示せず）
を塗布後、マスクアライナでコアパターンを転写し、反
応性イオンエッチング（ＲＩＥ）でコアガラス膜２２を
エッチングしてコア２４を形成した（図１（ｅ））。Next, a 1 μm-thick WSi film (not shown) was formed on the surface of the core glass film 22 by magnetron sputtering. Further, a resist (not shown)
After coating, the core pattern was transferred by a mask aligner, and the core glass film 22 was etched by reactive ion etching (RIE) to form a core 24 (FIG. 1E).
【００２４】コア２４が形成されたＳｉ基板２０を、加
熱されたターンテーブルに置き、火炎堆積法を用いて、
まずＳｉＯ2 −Ｂ2 Ｏ3 −Ｐ2 Ｏ5 系の多孔質ガラス層
２５を３００μｍ形成する（図１（ｆ））。その後、基
板２０は電気炉内で石英ガラス炉心管内に位置させ、Ｈ
ｅガス雰囲気で１３３０℃の温度で１時間保持すること
により多孔質ガラス層２５を透明化ガラス化して、クラ
ッド層２６を厚さ２５μｍ形成した（図１（ｇ））。こ
のクラッド層２６の屈折率ｎ2 は１．４５７６であり、
バッファ層２１と同じであることを確認した。また本実
施例ではコア２４の幅及び高さは共に８μｍ、コア２
４、バッファ層２１、クラッド層２６間の比屈折率差は
０．３％である。ここで、クラッド層２６が形成された
Ｓｉ基板２０の反り量は５０μｍとまた増加した。The Si substrate 20 on which the core 24 is formed is placed on a heated turntable, and the flame is deposited using a flame deposition method.
First, an SiO 2 —B 2 O 3 —P 2 O 5 based porous glass layer 25 is formed to a thickness of 300 μm (FIG. 1F). Thereafter, the substrate 20 is placed in the quartz glass furnace tube in the electric furnace,
The porous glass layer 25 was made transparent and vitrified by maintaining it at a temperature of 1330 ° C. for 1 hour in an e gas atmosphere to form a cladding layer 26 having a thickness of 25 μm (FIG. 1 (g)). The cladding layer 26 has a refractive index n 2 of 1.4576,
It was confirmed that it was the same as the buffer layer 21. In this embodiment, the width and height of the core 24 are both 8 μm,
4. The relative refractive index difference between the buffer layer 21 and the cladding layer 26 is 0.3%. Here, the amount of warpage of the Si substrate 20 on which the cladding layer 26 was formed increased to 50 μm again.
【００２５】次に、この反りを矯正するために、Ｓｉ基
板２０の裏面に形成したＳｉ基板反り矯正用石英系ガラ
ス膜２３の上に、さらにＳｉＯ2 のガラス膜を電子ビー
ム蒸着法で２５μｍ堆積させ第２のＳｉ基板反り矯正用
石英系ガラス膜２７とした（図１（ｈ））。ここで、第
２のＳｉ基板反り矯正用石英系ガラス膜２７をＳｉ基板
２０の裏面に形成させたことでＳｉ基板２０の反り量は
〜５μｍに低減した。Next, in order to correct this warp, a SiO 2 glass film is further deposited on the quartz glass film 23 for correcting the warp formed on the back surface of the Si substrate 20 by 25 μm by electron beam evaporation. Thus, a second quartz glass film 27 for straightening the Si substrate was formed (FIG. 1H). Here, the amount of warpage of the Si substrate 20 was reduced to 裏面 5 μm by forming the second Si substrate warp correcting quartz glass film 27 on the back surface of the Si substrate 20.
【００２６】次に、Ｓｉ基板２０上に、半導体光源や半
導体光検出器等の半導体光素子を搭載するためのＳｉベ
ンチを形成する。このＳｉベンチを形成するためには、
Ｓｉ基板２０上に形成した光導波路素子部２８以外の部
分のＳｉ表面を露出させる必要がある。Next, an Si bench for mounting a semiconductor optical device such as a semiconductor light source and a semiconductor photodetector is formed on the Si substrate 20. To form this Si bench,
It is necessary to expose the Si surface other than the optical waveguide element section 28 formed on the Si substrate 20.
【００２７】これには、まず、クラッド層２６の表面に
スパッタリング法により金属膜２９を形成する（図１
（ｉ））。さらにフォトリソグラフィによりＳｉ表面を
露出させるためのＳｉベンチパターン３０を形成する
（図１（ｊ））。このパターン３０をもとに反応性イオ
ンエッチングを用いて余剰な石英系ガラス層（２１、２
６）を削り取り、Ｓｉベンチ３１を形成する（図１
（ｋ））。For this, first, a metal film 29 is formed on the surface of the cladding layer 26 by a sputtering method.
(I)). Further, a Si bench pattern 30 for exposing the Si surface is formed by photolithography (FIG. 1 (j)). Excess quartz glass layers (21, 2) are formed by reactive ion etching based on the pattern 30.
6) to form a Si bench 31 (FIG. 1)
(K)).
【００２８】かくして、Ｓｉ基板２０上に石英系ガラス
導波路素子２８と、Ｓｉベンチ３１が設けられた光導波
路が形成される。その製造過程で、バッファ層及びコア
ガラス膜を形成した後にＳｉ基板の裏面に基板反り矯正
用石英ガラス膜を形成してバッファ層、及びコアガラス
膜の形成により生じる基板の反りを矯正するようにした
ので、コアを形成するための高精度なパターン形成が容
易となる。またクラッド層形成後にもＳｉ基板裏面に基
板反り矯正用石英ガラス膜を形成してクラッド層の形成
により生じる基板の反りを矯正するようにしたので、ク
ラッド層形成後に行うＳｉベンチ形成のためのパターニ
ングが容易となる。その結果、精度の高い光導波路が形
成できる。Thus, an optical waveguide provided with the quartz glass waveguide element 28 and the Si bench 31 is formed on the Si substrate 20. In the manufacturing process, after forming a buffer layer and a core glass film, a quartz glass film for correcting substrate warpage is formed on the back surface of the Si substrate to correct the warpage of the buffer layer and the substrate caused by the formation of the core glass film. Therefore, it is easy to form a high-precision pattern for forming the core. Also, after the formation of the clad layer, a quartz glass film for correcting the substrate warpage is formed on the back surface of the Si substrate to correct the warpage of the substrate caused by the formation of the clad layer. Becomes easier. As a result, a highly accurate optical waveguide can be formed.
【００２９】このようにして形成された光導波路は、最
後に光素子が搭載され、光ファイバが接続されて光伝送
モジュールとなる。この光伝送モジュールは図３に示す
ように、Ｓｉベンチ３１にＬＤ（レーザダイオード）な
どの半導体光源３２や、ＰＤ（ホトディテクタ）などの
半導体光検出器３３が搭載され、これらはＳｉベンチ３
１に臨ませたコア２４の端部と光軸結合される。一方、
光導波路端には光ファイバ３４がコネクタ３５によって
接続され、コア２４の端部と光軸結合される。この場合
でも、光導波路が反りのない高精度の光導波路であるた
め、光軸結合は高精度に行うことができ、精度の高い光
伝送モジュールを構成できる。The optical waveguide thus formed is finally mounted with an optical element and connected to an optical fiber to form an optical transmission module. In this optical transmission module, as shown in FIG. 3, a semiconductor light source 32 such as an LD (laser diode) and a semiconductor photodetector 33 such as a PD (photodetector) are mounted on a Si bench 31.
The optical axis is coupled to the end of the core 24 facing the first. on the other hand,
An optical fiber 34 is connected to an end of the optical waveguide by a connector 35 and is optically coupled to an end of the core 24. Even in this case, since the optical waveguide is a high-precision optical waveguide without warpage, optical axis coupling can be performed with high accuracy, and a highly accurate optical transmission module can be configured.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明の導波路の製造方法によれば、Ｓ
ｉ基板上にバッファ層及びコアガラス膜を形成後、バッ
ファ層と同一組成で構成される石英系ガラス膜をＳｉ基
板裏面に形成してＳｉ基板の反りを矯正するため、反り
が極めて少なくなり、次工程のコアのパターニングを極
めて高精度で行うことができる。また、クラッド層形成
後においても、同じく石英系ガラス膜をＳｉ基板裏面に
形成してＳｉ基板の反りを矯正するための、反りが極め
て少なくなり、次工程のＳｉベンチのパターニングも極
めて高精度で行うことができる。According to the waveguide manufacturing method of the present invention, S
After forming the buffer layer and core glass film on the i-substrate ,
The quartz glass film composed of the same composition as the
Formed on the back of the plate to correct the warpage of the Si substrate
Is extremely low, and the patterning of the core in the next process is extremely
It can be performed with high accuracy. Also, clad layer formation
Later, a quartz glass film is also applied to the backside of the Si substrate.
Extremely high warpage for forming and correcting the warpage of Si substrate
And the next step of Si bench patterning is extremely
Ru can be done with Umate high accuracy.
【００３１】[0031]
【００３２】[0032]
【図１】本発明の実施例による光導波路の製造方法の工
程図。FIG. 1 is a process chart of a method for manufacturing an optical waveguide according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例による光導波路の断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of an optical waveguide according to an embodiment of the present invention.
【図３】本発明の実施例による光伝送モジュールの斜視
図。FIG. 3 is a perspective view of an optical transmission module according to an embodiment of the present invention.
【図４】従来の光導波路の製造方法の工程図。FIG. 4 is a process chart of a conventional optical waveguide manufacturing method.
２０ Ｓｉ基板 ２１ バッファ層 ２２ コアガラス膜 ２３ 第１のＳｉ基板反り矯正用石英系ガラス膜 ２４ コア ２５ 多孔質ガラス層 ２６ クラッド層 ２７ 第２のＳｉ基板反り矯正用石英系ガラス膜 ２８ 光導波路素子 ２９ 金属膜 ３０ Ｓｉベンチパターン ３１ Ｓｉベンチ Reference Signs List 20 Si substrate 21 Buffer layer 22 Core glass film 23 First Si substrate warpage correcting quartz glass film 24 Core 25 Porous glass layer 26 Clad layer 27 Second Si substrate warping correcting quartz glass film 28 Optical waveguide element 29 Metal film 30 Si bench pattern 31 Si bench
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 樋口 恵一 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日 立電線株式会社オプトロシステム研究所 内 (72)発明者 上塚 尚登 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日 立電線株式会社オプトロシステム研究所 内 (72)発明者 寺岡 達夫 茨城県日立市日高町５丁目１番１号 日 立電線株式会社オプトロシステム研究所 内 (56)参考文献 特開 昭63−184708（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−53464（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Keiichi Higuchi 5-1-1, Hidaka-cho, Hitachi City, Ibaraki Prefecture Inside the Opto-System Research Laboratories, Hitachi Cable Ltd. (72) Naoto Uezuka, Hitachi City, Ibaraki Prefecture 5-1-1, Hidakacho Opto-System Research Laboratories, Hitachi Cable, Ltd. (72) Tatsuo Teraoka Inventor 5-1-1, Hidaka-cho, Hitachi City, Ibaraki Pref. (56) References JP-A-63-184708 (JP, A) JP-A-6-53464 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02B 6/12-6 /14
Claims (3)
ファ層を形成し、該バッファ層上に膜厚ｔ 1 を有するコ
アガラス膜を形成し、前記バッファ層及び該コアガラス
膜を形成することによって生じたＳｉ基板の反りを矯正
するために、前記バッファ層と同一組成で構成される膜
厚ｔ 2 の第１の石英系ガラス膜を前記Ｓｉ基板の裏面に
電子ビーム蒸着法により形成し、次いで、前記コアガラ
ス膜を加工してコアを形成し、該コアを含む前記バッフ
ァ層上に多孔質ガラス層を形成した後、該多孔質ガラス
層を透明ガラス化して膜厚ｔ 3 を有するクラッド層を形
成し、前記クラッド層を形成することにより生じたＳｉ
基板の反りを矯正するために、第１の石英系ガラス膜上
に、さらに前記バッファ層またはクラッド層と同一組成
で構成される膜厚ｔ 4 の第２の石英系ガラス膜を電子ビ
ーム蒸着法により形成した後、前記Ｓｉ基板の表面に形
成した余剰な石英系ガラス層を除去することにより前記
Ｓｉ基板表面を露出させてＳｉベンチを形成することを
特徴とする光導波路の製造方法。 A battery having a film thickness of t 0 on a surface of a Si substrate.
A buffer layer having a thickness t 1 on the buffer layer.
Forming a glass layer, the buffer layer and the core glass;
Straightening of Si substrate warpage caused by film formation
A film having the same composition as the buffer layer
A first quartz glass film having a thickness of t 2 is formed on the back surface of the Si substrate.
Formed by electron beam evaporation, and then the core glass
Forming a core by processing a film, and the buffer including the core
After forming a porous glass layer on the porous glass layer, the porous glass
Form a cladding layer having a thickness t 3 layers with transparent glass
Formed by forming the cladding layer
On the first quartz glass film to correct the warpage of the substrate
And the same composition as the buffer layer or the cladding layer.
A second quartz glass film having a thickness t 4 composed of
After being formed by the vapor deposition method, the shape is formed on the surface of the Si substrate.
By removing the surplus quartz-based glass layer formed
Exposing the Si substrate surface to form a Si bench
A method for manufacturing an optical waveguide.
おいて、前記Ｓｉ基板の裏面に形成する第１の石英系ガ
ラス膜の膜厚ｔ 2 はｔ 0 ＋ｔ 1 ≧ｔ 2 である光導波路の
製造方法。2. The method of manufacturing an optical waveguide according to claim 1, wherein
A first quartz-based gas formed on the back surface of the Si substrate.
The film thickness t 2 is t 0 + t 1 ≧ t 2 der Ruhikarishirube waveguide manufacturing method of Las film.
造方法において、第１の石英系ガラス膜表面にさらに形
成する第２の石英系ガラス膜の膜厚ｔ 4 はｔ 3 ≧ｔ 4 で
ある光導波路の製造方法。3. An optical waveguide according to claim 1, wherein
In the fabrication method, the first quartz glass film surface is further shaped.
The thickness t 4 of the second quartz glass film to be formed is t 3 ≧ t 4 A method for manufacturing an optical waveguide.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24543994A JP3208744B2 (en) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | Manufacturing method of optical waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24543994A JP3208744B2 (en) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | Manufacturing method of optical waveguide |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08110425A JPH08110425A (en) | 1996-04-30 |
| JP3208744B2 true JP3208744B2 (en) | 2001-09-17 |
Family
ID=17133686
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24543994A Expired - Fee Related JP3208744B2 (en) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | Manufacturing method of optical waveguide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3208744B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3273279A4 (en) * | 2015-03-20 | 2018-11-14 | NGK Insulators, Ltd. | Grating element |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3592218B2 (en) * | 2000-09-06 | 2004-11-24 | 株式会社ヒューモラボラトリー | Manufacturing method of crystal thin film |
| WO2003012497A1 (en) * | 2001-07-31 | 2003-02-13 | Asahi Optronics, Ltd. | Quartz-plane light circuit element and process for producing the same |
| JP2017142423A (en) * | 2016-02-12 | 2017-08-17 | 古河電気工業株式会社 | Base plate, optical waveguide device, method for manufacturing base plate, and method for manufacturing optical waveguide device |
-
1994
- 1994-10-11 JP JP24543994A patent/JP3208744B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3273279A4 (en) * | 2015-03-20 | 2018-11-14 | NGK Insulators, Ltd. | Grating element |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08110425A (en) | 1996-04-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6769274B2 (en) | Method of manufacturing a planar waveguide using ion exchange method | |
| JP3208744B2 (en) | Manufacturing method of optical waveguide | |
| JPH1039151A (en) | Optical waveguide and its production | |
| JP3307505B2 (en) | Quartz-based corner mirror waveguide and manufacturing method thereof | |
| JP3245367B2 (en) | Method of forming optical waveguide | |
| JP3208555B2 (en) | Method for manufacturing hybrid optical integrated circuit | |
| JP3031066B2 (en) | Method for manufacturing oxide film and method for manufacturing optical waveguide | |
| JPH09222525A (en) | Production of optical waveguide | |
| JP3144666B2 (en) | Method for manufacturing silica-based glass optical waveguide | |
| JP3293411B2 (en) | Method for manufacturing quartz-based glass waveguide device | |
| JP2927597B2 (en) | Manufacturing method of glass waveguide | |
| EP1209493A1 (en) | An optical waveguide and a method for producing it | |
| JP3575342B2 (en) | Method for manufacturing silica glass optical waveguide | |
| JPH05181031A (en) | Optical waveguide and its production | |
| US20220231473A1 (en) | Manufacturing Method of a Channel Type Planar Waveguide Amplifier and a Channel Type Planar Waveguide Amplifier Thereof | |
| JP2827657B2 (en) | Glass waveguide and manufacturing method thereof | |
| JPS59218406A (en) | Optical guide and its production | |
| JP2953173B2 (en) | Optical waveguide | |
| JP3398292B2 (en) | Method of forming optical waveguide | |
| JPH08236747A (en) | Manufacture of hybrid light integrated circuit | |
| JP2570822B2 (en) | Manufacturing method of optical waveguide | |
| JP3840835B2 (en) | Method for manufacturing silica-based glass waveguide element | |
| JP3809792B2 (en) | Manufacturing method of optical waveguide | |
| JP2603652B2 (en) | Optical waveguide manufacturing method | |
| JPH0664213B2 (en) | Optical splitter / coupler |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |