JP3437109B2 - 光導波路成膜装置および光導波路成膜方法 - Google Patents
光導波路成膜装置および光導波路成膜方法Info
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- JP3437109B2 JP3437109B2 JP2845299A JP2845299A JP3437109B2 JP 3437109 B2 JP3437109 B2 JP 3437109B2 JP 2845299 A JP2845299 A JP 2845299A JP 2845299 A JP2845299 A JP 2845299A JP 3437109 B2 JP3437109 B2 JP 3437109B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、光通信等に使わ
れる光導波路の成膜装置と成膜方法に関する。
れる光導波路の成膜装置と成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信などの分野に利用される光導波路
は、光が導波するコア層と、その周りを覆うクラッド層
などによって構成される。コア層は、クラッド層の屈折
率よりもやや高めの屈折率とすることにより導波路とし
て成立する。この場合、コア層の屈折率を高めるための
元素（ドープ剤）として、Ｇｅ，Ｔｉなどが知られてい
る。
は、光が導波するコア層と、その周りを覆うクラッド層
などによって構成される。コア層は、クラッド層の屈折
率よりもやや高めの屈折率とすることにより導波路とし
て成立する。この場合、コア層の屈折率を高めるための
元素（ドープ剤）として、Ｇｅ，Ｔｉなどが知られてい
る。
【０００３】コア層の屈折率を制御する手段として、代
表的なものに常圧ＣＶＤ等におけるバブリング法があげ
られる。バブリング法は図９に模式的に示すように、ド
ープ剤としてのＧｅ液を収容したタンク１内にＮ2 等の
キャリアガスを流量制御装置２を介して導入し、キャリ
アガスによってＧｅ成分を反応室に運び、コア層を構成
するＳｉＯ2 膜にＧｅをドープする方法である。しかし
バブリング法では以下のような問題がある。
表的なものに常圧ＣＶＤ等におけるバブリング法があげ
られる。バブリング法は図９に模式的に示すように、ド
ープ剤としてのＧｅ液を収容したタンク１内にＮ2 等の
キャリアガスを流量制御装置２を介して導入し、キャリ
アガスによってＧｅ成分を反応室に運び、コア層を構成
するＳｉＯ2 膜にＧｅをドープする方法である。しかし
バブリング法では以下のような問題がある。
【０００４】（１）Ｇｅ液中のキャリアガスの泡によっ
てＧｅ成分を取り出すため、泡がＧｅ液を通過する距離
Ｈ（すなわちＧｅ液面の高さ）にＧｅドープ量が依存す
る。このためＧｅ液面の高さが下がるとＧｅドープ量が
変化してしまう。これを防ぐにはＧｅ液面の高さを常に
一定に保つようなＧｅ供給装置を用いるとか、キャリア
ガスの供給量を変化させるなどの特別な対策が必要とな
る。 （２）キャリアガスの泡という極めて不安定な状態のも
のにドープ量が依存しているため、ドープ量の制御に困
難を伴う。 （３）キャリアガスの量を制御することによってドープ
量を間接的に制御することになるため、正確なドープ量
を把握することが困難である。 （４）キャリアガス中に不純物が含まれているとＧｅ液
が劣化し、他の物質に変化してしまう。そうするとＧｅ
液の蒸気圧が変わってしまうため、キャリアガスを一定
に保っていてもドープ量が変化してしまう。
てＧｅ成分を取り出すため、泡がＧｅ液を通過する距離
Ｈ（すなわちＧｅ液面の高さ）にＧｅドープ量が依存す
る。このためＧｅ液面の高さが下がるとＧｅドープ量が
変化してしまう。これを防ぐにはＧｅ液面の高さを常に
一定に保つようなＧｅ供給装置を用いるとか、キャリア
ガスの供給量を変化させるなどの特別な対策が必要とな
る。 （２）キャリアガスの泡という極めて不安定な状態のも
のにドープ量が依存しているため、ドープ量の制御に困
難を伴う。 （３）キャリアガスの量を制御することによってドープ
量を間接的に制御することになるため、正確なドープ量
を把握することが困難である。 （４）キャリアガス中に不純物が含まれているとＧｅ液
が劣化し、他の物質に変化してしまう。そうするとＧｅ
液の蒸気圧が変わってしまうため、キャリアガスを一定
に保っていてもドープ量が変化してしまう。
【０００５】これらの理由から、バブリング法では光導
波路の製造プロセスでの歩留まり悪化の原因になった
り、所望の導波路性能を発揮できないことがある。この
問題はドープ剤による屈折率制御のみにとどまらない。
例えばＳｉＯ2 膜のＳｉソースである材料がＴＥＯＳ
（Tetraethoxysilane ）のような液体である場合に、前
述のバブリング法によるガス化手段を用いると、ドープ
剤による屈折率制御の場合と同様の問題が生じる。
波路の製造プロセスでの歩留まり悪化の原因になった
り、所望の導波路性能を発揮できないことがある。この
問題はドープ剤による屈折率制御のみにとどまらない。
例えばＳｉＯ2 膜のＳｉソースである材料がＴＥＯＳ
（Tetraethoxysilane ）のような液体である場合に、前
述のバブリング法によるガス化手段を用いると、ドープ
剤による屈折率制御の場合と同様の問題が生じる。
【０００６】そこで本発明者らは、バブリング法による
問題点を解決するために蒸気圧法の適用を考えた。蒸気
圧法は図１０に模式的に示すように、恒温槽などに収容
されたＧｅタンク３内のＧｅ液を加熱し、その蒸気圧に
よって、流量制御装置４を介して所望量のＧｅガスを反
応室に押し出すようにしている。このような蒸気圧法に
よれば、Ｇｅ液の液面高さにドープ量が左右されること
がない。また、Ｇｅ液の蒸気を使う（キャリアガスを使
用しない）ため純度が高く、しかもＧｅガスそのものを
マスフローコントローラ等の流量制御装置４によって正
確に流量制御できるなどの利点がある。
問題点を解決するために蒸気圧法の適用を考えた。蒸気
圧法は図１０に模式的に示すように、恒温槽などに収容
されたＧｅタンク３内のＧｅ液を加熱し、その蒸気圧に
よって、流量制御装置４を介して所望量のＧｅガスを反
応室に押し出すようにしている。このような蒸気圧法に
よれば、Ｇｅ液の液面高さにドープ量が左右されること
がない。また、Ｇｅ液の蒸気を使う（キャリアガスを使
用しない）ため純度が高く、しかもＧｅガスそのものを
マスフローコントローラ等の流量制御装置４によって正
確に流量制御できるなどの利点がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記蒸気
圧法は、Ｇｅ液の蒸気圧のみによってＧｅガスを反応室
に供給するため、蒸気圧が小さいと反応室へのＧｅ送り
出し力が小さく、Ｇｅタンク３から反応室までＧｅが安
定的に届かないことがある。特に、Ｇｅタンク３と反応
室とをつなぐＧｅ配管に多くの曲がりがあって流路抵抗
が大きい場合や、Ｇｅ配管と他のガス配管との合流部に
おいてＧｅ配管内の圧力上昇などによる抵抗によってＧ
ｅ液の蒸気圧が負けてしまうと、反応室へのＧｅ流量が
不安定となり、ドープ量を正確に制御することが困難と
なる。蒸気圧を高めるには蒸気圧の高いＧｅ液を使うと
か、加熱温度を高くするなどの対策が考えられるが、蒸
気圧の高い適当なＧｅ材料が無かったり、加熱温度を高
めることにより材料の劣化等が懸念されるなど、材料の
選択自由度が低いという問題がある。
圧法は、Ｇｅ液の蒸気圧のみによってＧｅガスを反応室
に供給するため、蒸気圧が小さいと反応室へのＧｅ送り
出し力が小さく、Ｇｅタンク３から反応室までＧｅが安
定的に届かないことがある。特に、Ｇｅタンク３と反応
室とをつなぐＧｅ配管に多くの曲がりがあって流路抵抗
が大きい場合や、Ｇｅ配管と他のガス配管との合流部に
おいてＧｅ配管内の圧力上昇などによる抵抗によってＧ
ｅ液の蒸気圧が負けてしまうと、反応室へのＧｅ流量が
不安定となり、ドープ量を正確に制御することが困難と
なる。蒸気圧を高めるには蒸気圧の高いＧｅ液を使うと
か、加熱温度を高くするなどの対策が考えられるが、蒸
気圧の高い適当なＧｅ材料が無かったり、加熱温度を高
めることにより材料の劣化等が懸念されるなど、材料の
選択自由度が低いという問題がある。
【０００８】従って本発明の目的は、蒸気圧法の長所を
いかすとともに蒸気圧法の欠点を補うことにより、所望
の液化ガスを反応室に安定して供給できるような成膜装
置を提供することにある。
いかすとともに蒸気圧法の欠点を補うことにより、所望
の液化ガスを反応室に安定して供給できるような成膜装
置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を果たすための
本発明の光導波路成膜装置は、反応室に接続されるメイ
ン配管と、前記メイン配管に第１のガスとしての酸素を
供給することによりメイン配管の内部に前記反応室に向
かって高速で通過するメインストリームを生じさせる第
１のガス供給源と、前記メイン配管の途中に接続される
分岐管と、光導波路の材料ガスである第２のガスを発生
しかつその蒸気圧によって第２のガスを前記分岐管に送
り出す第２のガス供給源とを有し、前記メイン配管と前
記分岐管との接続部分には、前記分岐管を前記メインス
トリームの流れ方向に対し側方に開口させ、前記メイン
ストリームによって前記分岐管の開口部付近に生じさせ
た静圧低下に基いて該開口部から第２のガスを前記メイ
ンストリーム中に引き込むことによって前記メイン配管
中の前記酸素ガスに前記第２のガスを混流させる合流部
を構成したことを特徴とする。
本発明の光導波路成膜装置は、反応室に接続されるメイ
ン配管と、前記メイン配管に第１のガスとしての酸素を
供給することによりメイン配管の内部に前記反応室に向
かって高速で通過するメインストリームを生じさせる第
１のガス供給源と、前記メイン配管の途中に接続される
分岐管と、光導波路の材料ガスである第２のガスを発生
しかつその蒸気圧によって第２のガスを前記分岐管に送
り出す第２のガス供給源とを有し、前記メイン配管と前
記分岐管との接続部分には、前記分岐管を前記メインス
トリームの流れ方向に対し側方に開口させ、前記メイン
ストリームによって前記分岐管の開口部付近に生じさせ
た静圧低下に基いて該開口部から第２のガスを前記メイ
ンストリーム中に引き込むことによって前記メイン配管
中の前記酸素ガスに前記第２のガスを混流させる合流部
を構成したことを特徴とする。
【００１０】本発明においては、反応室と酸素供給源と
をつなぐメイン配管の内部に前記反応室に向かってＯ2
ガスを高速で通過させることにより、このメイン配管の
内部にＯ2 ガスのメインストリームを生じさせ、前記メ
イン配管の途中に設けた合流部において分岐管を前記メ
インストリームの流れ方向に対し側方に開口させ、前記
メインストリームによって前記分岐管の開口部付近に静
圧低下を生じさせ、その負圧により、前記開口部から第
２のガスをメインストリーム中に引き込むようにしてい
る。前記反応室は減圧チャンバ等の負圧雰囲気中で反応
を行なうものが適している。
をつなぐメイン配管の内部に前記反応室に向かってＯ2
ガスを高速で通過させることにより、このメイン配管の
内部にＯ2 ガスのメインストリームを生じさせ、前記メ
イン配管の途中に設けた合流部において分岐管を前記メ
インストリームの流れ方向に対し側方に開口させ、前記
メインストリームによって前記分岐管の開口部付近に静
圧低下を生じさせ、その負圧により、前記開口部から第
２のガスをメインストリーム中に引き込むようにしてい
る。前記反応室は減圧チャンバ等の負圧雰囲気中で反応
を行なうものが適している。
【００１１】このような構成により、第２のガスを発生
するガス供給源の蒸気圧がそれほど高くなくても、すな
わち通常の蒸気圧法を用いていても、第２のガスは前記
合流部を介して反応室に向かって積極的に送りこまれ
る。このため、第２のガスの蒸気圧が配管系の流路抵抗
や他のガスの合流部での圧力上昇などに負けることがな
くなり、反応室において安定した成膜プロセスが進行す
るようになる。
するガス供給源の蒸気圧がそれほど高くなくても、すな
わち通常の蒸気圧法を用いていても、第２のガスは前記
合流部を介して反応室に向かって積極的に送りこまれ
る。このため、第２のガスの蒸気圧が配管系の流路抵抗
や他のガスの合流部での圧力上昇などに負けることがな
くなり、反応室において安定した成膜プロセスが進行す
るようになる。
【００１２】この発明において、前記第１のガスは例え
ばＣＶＤ用反応室に用いる酸素であり、第２のガスがＧ
ｅを含むアルコキシド（alkoxide）または、Ｇｅを含む
液体ソースである。あるいは第２のガスがＳｉを含むア
ルコキシドまたは、Ｓｉを含む液体ソースである。
ばＣＶＤ用反応室に用いる酸素であり、第２のガスがＧ
ｅを含むアルコキシド（alkoxide）または、Ｇｅを含む
液体ソースである。あるいは第２のガスがＳｉを含むア
ルコキシドまたは、Ｓｉを含む液体ソースである。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に本発明の第１の実施形態に
ついて図１から図４を参照して説明する。
ついて図１から図４を参照して説明する。
【００１４】図１に示す光導波路製造用の成膜装置１０
は、ＳｉＯ2 膜を成膜するための反応室１１と、この反
応室１１に酸素（Ｏ2 ガス）を供給するための第１のガ
ス供給源として機能する酸素供給源１２と、ＳｉＯ2 膜
用材料の一例であるＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane ：テ
トラエトキシシラン）を収容しそのガスを発生する材料
ガス供給源１３と、コア層の屈折率を高めるためのドー
プ剤の一例として用いるＧｅ液を貯留しそのガスを発生
する材料ガス供給源１４を備えている。
は、ＳｉＯ2 膜を成膜するための反応室１１と、この反
応室１１に酸素（Ｏ2 ガス）を供給するための第１のガ
ス供給源として機能する酸素供給源１２と、ＳｉＯ2 膜
用材料の一例であるＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane ：テ
トラエトキシシラン）を収容しそのガスを発生する材料
ガス供給源１３と、コア層の屈折率を高めるためのドー
プ剤の一例として用いるＧｅ液を貯留しそのガスを発生
する材料ガス供給源１４を備えている。
【００１５】一方の材料ガス供給源１３に貯留される液
としては、Ｓｉ（シリコン）を含むアルコキシドあるい
はＳｉを含む液体ソースなどでもよく、他方の材料ガス
供給源１４に貯留されるＧｅ液は、Ｇｅを含むアルコキ
シドあるいはＧｅを含む液体ソースなどでもよい。他方
の材料ガス供給源１４は、この発明でいう第２のガス供
給源に相当し、そこから発生するガスが第２のガスに相
当する。
としては、Ｓｉ（シリコン）を含むアルコキシドあるい
はＳｉを含む液体ソースなどでもよく、他方の材料ガス
供給源１４に貯留されるＧｅ液は、Ｇｅを含むアルコキ
シドあるいはＧｅを含む液体ソースなどでもよい。他方
の材料ガス供給源１４は、この発明でいう第２のガス供
給源に相当し、そこから発生するガスが第２のガスに相
当する。
【００１６】さらにこの成膜装置１０は、反応室１１と
酸素供給源１２をつなぐメイン配管２０と、一方の材料
ガス供給源１３と反応室１１をつなぐソース配管２１
と、他方の材料ガス供給源１４とメイン配管２０をつな
ぐ分岐管２２と、反応室１１の入口に連通する導入配管
２３などを備えている。
酸素供給源１２をつなぐメイン配管２０と、一方の材料
ガス供給源１３と反応室１１をつなぐソース配管２１
と、他方の材料ガス供給源１４とメイン配管２０をつな
ぐ分岐管２２と、反応室１１の入口に連通する導入配管
２３などを備えている。
【００１７】材料ガス供給源１３，１４はそれぞれ恒温
槽２５，２６を備えて構成され、加熱されることなどに
より一定の温度に保つことができるようになっている。
また材料ガス供給源１３，１４の出口部に、それぞれ流
量計などを備えたマスフローコントローラ等の流量制御
装置２７，２８が設けられていて、供給するガスの量を
調整できるようになっている。酸素供給源１２の出口部
にも流量計などを備えた流量制御装置２９が設けられて
いる。
槽２５，２６を備えて構成され、加熱されることなどに
より一定の温度に保つことができるようになっている。
また材料ガス供給源１３，１４の出口部に、それぞれ流
量計などを備えたマスフローコントローラ等の流量制御
装置２７，２８が設けられていて、供給するガスの量を
調整できるようになっている。酸素供給源１２の出口部
にも流量計などを備えた流量制御装置２９が設けられて
いる。
【００１８】反応室１１は、材料ガス供給源１３から供
給されるＴＥＯＳと、他方の材料ガス供給源１４から供
給されるＧｅ（ドープ剤）と、酸素供給源１２から供給
されるＯ2 ガスを用いて、例えばＣＶＤ法（Chemical V
apor Deposition ）などによって光導波路を構成するコ
ア層などのＳｉＯ2 膜を形成する。反応室１１の一例は
減圧チャンバ３０に収容され、例えばプラズマＣＶＤ等
のように大気圧よりも低い雰囲気中にて成膜プロセスを
行なうようになっている。
給されるＴＥＯＳと、他方の材料ガス供給源１４から供
給されるＧｅ（ドープ剤）と、酸素供給源１２から供給
されるＯ2 ガスを用いて、例えばＣＶＤ法（Chemical V
apor Deposition ）などによって光導波路を構成するコ
ア層などのＳｉＯ2 膜を形成する。反応室１１の一例は
減圧チャンバ３０に収容され、例えばプラズマＣＶＤ等
のように大気圧よりも低い雰囲気中にて成膜プロセスを
行なうようになっている。
【００１９】分岐管２２は、メイン配管２０の途中の接
続部分４０においてメイン配管２０に接続されている。
図２に示すように接続部分４０は、メイン配管２０の一
部である実質的にストレートな流路のメインストリーム
流通部２０ａと、このメインストリーム流通部２０ａに
対しほぼ直角な方向に接続された分岐管２２の一部であ
る材料ガス流通部２２ａによって構成されている。
続部分４０においてメイン配管２０に接続されている。
図２に示すように接続部分４０は、メイン配管２０の一
部である実質的にストレートな流路のメインストリーム
流通部２０ａと、このメインストリーム流通部２０ａに
対しほぼ直角な方向に接続された分岐管２２の一部であ
る材料ガス流通部２２ａによって構成されている。
【００２０】上記接続部分４０において、分岐管２２の
材料ガス流通部２２ａはメインストリーム流通部２０ａ
の流れる方向（流線）に対して側方に開口し、その開口
部２２ｂ付近において合流部４１を構成している。この
ような接続部分４０を含むメイン配管２０とソース配管
２１と分岐管２２などによって成膜装置１０の配管系４
２が構成されている。
材料ガス流通部２２ａはメインストリーム流通部２０ａ
の流れる方向（流線）に対して側方に開口し、その開口
部２２ｂ付近において合流部４１を構成している。この
ような接続部分４０を含むメイン配管２０とソース配管
２１と分岐管２２などによって成膜装置１０の配管系４
２が構成されている。
【００２１】次に、この実施形態の成膜装置１０の作用
について説明する。導波路コアの成膜プロセスにおいて
は、ＳｉソースであるＴＥＯＳと、屈折率制御のための
Ｇｅ（ドープ剤）と、大量のＯ2 ガスとを必要とする。
このため上記成膜装置１０では、酸素供給源１２から供
給されてくる大量のＯ2 ガスがメイン配管２０の内部を
高速で流れることにより、Ｏ2 ガスのメインストリーム
Ｓ１が生じる。
について説明する。導波路コアの成膜プロセスにおいて
は、ＳｉソースであるＴＥＯＳと、屈折率制御のための
Ｇｅ（ドープ剤）と、大量のＯ2 ガスとを必要とする。
このため上記成膜装置１０では、酸素供給源１２から供
給されてくる大量のＯ2 ガスがメイン配管２０の内部を
高速で流れることにより、Ｏ2 ガスのメインストリーム
Ｓ１が生じる。
【００２２】一方の材料ガス供給源１３はＳｉを含むガ
スを発生し、流量制御装置２７とソース配管２１を介し
てＴＥＯＳを反応室１１に送り出す。他方の材料ガス供
給源１４は蒸気圧法によってＧｅを含むガスを発生し、
その蒸気圧により、Ｇｅのガスを流量制御装置２８と分
岐管２２を介して合流部４１に送り出す。
スを発生し、流量制御装置２７とソース配管２１を介し
てＴＥＯＳを反応室１１に送り出す。他方の材料ガス供
給源１４は蒸気圧法によってＧｅを含むガスを発生し、
その蒸気圧により、Ｇｅのガスを流量制御装置２８と分
岐管２２を介して合流部４１に送り出す。
【００２３】材料ガス供給源１４から合流部４１に送り
出されてくるＧｅは、接続部分４０において、分岐管２
２の開口部２２ｂから出てゆくため、合流部４１付近に
Ｇｅの流れＳ２が生じる。メインストリームＳ１を形成
するＯ2 ガスの流量は、Ｇｅガスの流量の例えば数百倍
程度と大量である。
出されてくるＧｅは、接続部分４０において、分岐管２
２の開口部２２ｂから出てゆくため、合流部４１付近に
Ｇｅの流れＳ２が生じる。メインストリームＳ１を形成
するＯ2 ガスの流量は、Ｇｅガスの流量の例えば数百倍
程度と大量である。
【００２４】こうしてメイン配管２０中の内部をＯ2 ガ
スが高速で流れることにより、合流部４１において、図
２に示すように分岐管２２の開口部２２ｂの前方を横切
るように高速のメインストリームＳ１が通過するため、
いわばベンチュリー効果により、分岐管２２の開口部２
２ｂ付近に静圧低下が生じ、その負圧により、開口部２
２ｂから出てくるＧｅ（第２のガス）の流れＳ２がさら
に付勢され、メインストリームＳ１中にＧｅ（第２のガ
ス）が強く引き込まれることになる。
スが高速で流れることにより、合流部４１において、図
２に示すように分岐管２２の開口部２２ｂの前方を横切
るように高速のメインストリームＳ１が通過するため、
いわばベンチュリー効果により、分岐管２２の開口部２
２ｂ付近に静圧低下が生じ、その負圧により、開口部２
２ｂから出てくるＧｅ（第２のガス）の流れＳ２がさら
に付勢され、メインストリームＳ１中にＧｅ（第２のガ
ス）が強く引き込まれることになる。
【００２５】上記のように、メイン配管２０の内部に生
じるＯ2 ガスの大量でかつ強い流れ（メインストリーム
Ｓ１）を利用し、メインストリームＳ１中にＧｅガスの
流れＳ２を積極的に引き込むようにしたことにより、材
料ガス供給源１４からＧｅガス自体の蒸気圧によって押
し出されたＧｅを、メイン配管２０中のＯ2 ガスに十分
に混流させることが可能となる。
じるＯ2 ガスの大量でかつ強い流れ（メインストリーム
Ｓ１）を利用し、メインストリームＳ１中にＧｅガスの
流れＳ２を積極的に引き込むようにしたことにより、材
料ガス供給源１４からＧｅガス自体の蒸気圧によって押
し出されたＧｅを、メイン配管２０中のＯ2 ガスに十分
に混流させることが可能となる。
【００２６】上記配管系４２を備えた成膜装置１０によ
って導波路の試作品を成膜し、導波路コア中のＧｅドー
プ量が安定か否かを判定するために、ドープ量と屈折率
との関係を測定した。その結果を図３に示す。図３にお
いて縦軸は比屈折率差（溶融石英の屈折率に対しドープ
した膜の屈折率がどの程度上昇したかを百分率で示した
もの）を示す。横軸はＧｅドープ量を示している。前記
成膜装置１０においては、例えばシリコン１モルに対し
Ｇｅを０〜０．３モル程度ドープするようにした。
って導波路の試作品を成膜し、導波路コア中のＧｅドー
プ量が安定か否かを判定するために、ドープ量と屈折率
との関係を測定した。その結果を図３に示す。図３にお
いて縦軸は比屈折率差（溶融石英の屈折率に対しドープ
した膜の屈折率がどの程度上昇したかを百分率で示した
もの）を示す。横軸はＧｅドープ量を示している。前記
成膜装置１０においては、例えばシリコン１モルに対し
Ｇｅを０〜０．３モル程度ドープするようにした。
【００２７】図３において、比屈折率差とＧｅドープ量
との関係がほぼ比例関係にあり、ドープ量が安定してい
ることがわかる。また、ドープした膜内の膜厚方向のＧ
ｅ濃度分布をＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ）によ
って測定したところ、図４に示すような結果が得られ
た。この結果から、前記成膜装置１０によってドープさ
れたコア層はステップ型（膜内でＧｅの濃度がほぼ一
定）となり、光導波路として良好な結果が得られた。
との関係がほぼ比例関係にあり、ドープ量が安定してい
ることがわかる。また、ドープした膜内の膜厚方向のＧ
ｅ濃度分布をＥＰＭＡ（Ｘ線マイクロアナライザ）によ
って測定したところ、図４に示すような結果が得られ
た。この結果から、前記成膜装置１０によってドープさ
れたコア層はステップ型（膜内でＧｅの濃度がほぼ一
定）となり、光導波路として良好な結果が得られた。
【００２８】これに対し図５は、従来の蒸気圧法（ベン
チュリー効果を用いない配管系）によって成膜した結果
である。単なる蒸気圧法だけでは膜内でのＧｅ濃度が不
均一であり、グレーデッドインデックス型となって安定
ドープされていないことが確認された。
チュリー効果を用いない配管系）によって成膜した結果
である。単なる蒸気圧法だけでは膜内でのＧｅ濃度が不
均一であり、グレーデッドインデックス型となって安定
ドープされていないことが確認された。
【００２９】なお分岐管２２の接続部分４０は、図６に
示す分岐管２２のように、メイン配管２０に対して後側
に９０°以内の角度θで傾けて接続してもよいし、ある
いは図７に示す接続部分４０のように、メイン配管２０
の内径よりも小さい内径のベンチュリー管に相当する内
面形状の継手部材５０を用いることによって、合流部４
１におけるメインストリームＳ１の流速を早めて前述の
ベンチュリー効果を高めるようにしてもよい。
示す分岐管２２のように、メイン配管２０に対して後側
に９０°以内の角度θで傾けて接続してもよいし、ある
いは図７に示す接続部分４０のように、メイン配管２０
の内径よりも小さい内径のベンチュリー管に相当する内
面形状の継手部材５０を用いることによって、合流部４
１におけるメインストリームＳ１の流速を早めて前述の
ベンチュリー効果を高めるようにしてもよい。
【００３０】なお、前述のベンチュリー効果を適用でき
るのはメイン配管２０に対するＧｅドープ用の分岐管２
２の合流部４１に限ることはなく、例えば図８に示す配
管系６０のように、例えばＴＥＯＳ供給用の材料ガス供
給源１３とメイン配管２０とをつなぐ分岐管６１の接続
部分６２に適用することもできる。
るのはメイン配管２０に対するＧｅドープ用の分岐管２
２の合流部４１に限ることはなく、例えば図８に示す配
管系６０のように、例えばＴＥＯＳ供給用の材料ガス供
給源１３とメイン配管２０とをつなぐ分岐管６１の接続
部分６２に適用することもできる。
【００３１】図８はこの発明の第２の実施形態の成膜装
置１０を示している。この実施形態の成膜装置１０の配
管系６０も、前記実施形態と同様に反応室１１と酸素供
給源１２をつなぐメイン配管２０と、Ｇｅドープ用の材
料ガス供給源１４に接続される分岐管２２などを備えて
いる。Ｇｅドープ用の分岐管２２は、前記実施形態と同
様に、合流部４１において大量でかつ高速で流れるＯ2
ガスのメインストリームＳ１中にＧｅの流れＳ２を引き
込むことができるようにメイン配管２０の側面に開口し
ている。
置１０を示している。この実施形態の成膜装置１０の配
管系６０も、前記実施形態と同様に反応室１１と酸素供
給源１２をつなぐメイン配管２０と、Ｇｅドープ用の材
料ガス供給源１４に接続される分岐管２２などを備えて
いる。Ｇｅドープ用の分岐管２２は、前記実施形態と同
様に、合流部４１において大量でかつ高速で流れるＯ2
ガスのメインストリームＳ１中にＧｅの流れＳ２を引き
込むことができるようにメイン配管２０の側面に開口し
ている。
【００３２】ＴＥＯＳ用の材料ガス供給源１３に接続さ
れる分岐管６１は、メイン配管２０の途中の接続部分６
２においてメイン配管２０に接続されている。そしてこ
の接続部分６２において、前記メインストリームＳ１中
にＴＥＯＳの流れＳ３を引き込むことができるようにメ
イン配管２０の流線の側方に分岐管６１を開口させ、そ
の開口部付近に静圧低下を生じさせるようにしている。
従ってこの実施形態の場合、ＴＥＯＳ供給用の材料ガス
供給源１３と、Ｇｅドープ用の材料ガス供給源１４とが
第２のガス供給源に相当する。
れる分岐管６１は、メイン配管２０の途中の接続部分６
２においてメイン配管２０に接続されている。そしてこ
の接続部分６２において、前記メインストリームＳ１中
にＴＥＯＳの流れＳ３を引き込むことができるようにメ
イン配管２０の流線の側方に分岐管６１を開口させ、そ
の開口部付近に静圧低下を生じさせるようにしている。
従ってこの実施形態の場合、ＴＥＯＳ供給用の材料ガス
供給源１３と、Ｇｅドープ用の材料ガス供給源１４とが
第２のガス供給源に相当する。
【００３３】一方の材料ガス供給源１３は蒸気圧法によ
ってＳｉを含むガスを発生し、その蒸気圧によってガス
をソース配管２１に送り出す。他方の材料ガス供給源１
４も蒸気圧法によってＧｅを含むガスを発生し、その蒸
気圧によってガスをソース配管２１に送り出す。
ってＳｉを含むガスを発生し、その蒸気圧によってガス
をソース配管２１に送り出す。他方の材料ガス供給源１
４も蒸気圧法によってＧｅを含むガスを発生し、その蒸
気圧によってガスをソース配管２１に送り出す。
【００３４】このような第２の実施形態は、大量のＯ2
ガスが流れるメイン配管２０中のメインストリームＳ１
に、Ｇｅドープ用の分岐管２２とＴＥＯＳ供給用の分岐
管６１を接続し、これら２種類の材料ガスの流れＳ２，
Ｓ３を各合流部４１，６３において同時にメイン配管２
０中に引き込むようにした。
ガスが流れるメイン配管２０中のメインストリームＳ１
に、Ｇｅドープ用の分岐管２２とＴＥＯＳ供給用の分岐
管６１を接続し、これら２種類の材料ガスの流れＳ２，
Ｓ３を各合流部４１，６３において同時にメイン配管２
０中に引き込むようにした。
【００３５】このような配管系６０により、３種類のガ
ス（Ｏ2 ，ＴＥＯＳ，Ｇｅ）がメイン配管２０の内部に
おいて反応室１１に至る途中で十分ミキシングされ、安
定的な膜質が形成されるようになった。この結果、ＴＥ
ＯＳのドープ量で左右される成膜の速度（成膜レート）
を測定したことろ、安定導入できていることが確認でき
た。
ス（Ｏ2 ，ＴＥＯＳ，Ｇｅ）がメイン配管２０の内部に
おいて反応室１１に至る途中で十分ミキシングされ、安
定的な膜質が形成されるようになった。この結果、ＴＥ
ＯＳのドープ量で左右される成膜の速度（成膜レート）
を測定したことろ、安定導入できていることが確認でき
た。
【００３６】なお、この発明を実施するに当たって、配
管系を構成するメイン配管や分岐管あるいはその接続部
分の形状や構成、ガス供給源や反応室等の態様をはじめ
として、この発明の各構成要素をそれぞれ適宜に変形し
て実施できることは言うまでもない。
管系を構成するメイン配管や分岐管あるいはその接続部
分の形状や構成、ガス供給源や反応室等の態様をはじめ
として、この発明の各構成要素をそれぞれ適宜に変形し
て実施できることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】本発明の光導波路成膜装置と成膜方法に
よれば、第２のガスの蒸気圧が必要以上に高くなくて
も、第１のガスのメインストリームを利用して第２のガ
スを反応室まで安定的に供給することができる。本発明
を光導波路用の成膜装置のＧｅドープ配管に適用した場
合には、Ｇｅドープ量が安定なものになるため、所望の
安定的なコア層の屈折率制御を行なうことができる。ま
たＴＥＯＳ配管に適用した場合には、ＴＥＯＳ流量が安
定するため、成膜のレート（成膜速度）が安定し、その
結果、所望の高品質の膜厚が得られる。
よれば、第２のガスの蒸気圧が必要以上に高くなくて
も、第１のガスのメインストリームを利用して第２のガ
スを反応室まで安定的に供給することができる。本発明
を光導波路用の成膜装置のＧｅドープ配管に適用した場
合には、Ｇｅドープ量が安定なものになるため、所望の
安定的なコア層の屈折率制御を行なうことができる。ま
たＴＥＯＳ配管に適用した場合には、ＴＥＯＳ流量が安
定するため、成膜のレート（成膜速度）が安定し、その
結果、所望の高品質の膜厚が得られる。
【００３８】しかも本発明によれば、複数種類のガスが
反応室に達する前にガスどうしのミキシングが十分にな
されるため、成膜された膜質がさらに安定することにな
る。そしてこれらのことにより、例えば光導波路のコア
層などの屈折率制御を高精度に行なうことができ、再現
性に優れ、かつ、歩留まりの良い光導波路製造が可能と
なる。
反応室に達する前にガスどうしのミキシングが十分にな
されるため、成膜された膜質がさらに安定することにな
る。そしてこれらのことにより、例えば光導波路のコア
層などの屈折率制御を高精度に行なうことができ、再現
性に優れ、かつ、歩留まりの良い光導波路製造が可能と
なる。
【図１】 本発明の一実施形態の光導波路成膜装置の構
成を模式的に示す概略図。
成を模式的に示す概略図。
【図２】 図１に示された成膜装置の配管系の一部の断
面図。
面図。
【図３】 Ｇｅドープ量と比屈折率差との関係を示す
図。
図。
【図４】 図１に示された成膜装置によって成膜された
導波路コア層のＧｅ濃度を示す図。
導波路コア層のＧｅ濃度を示す図。
【図５】 従来の成膜装置によって成膜された導波路コ
ア層のＧｅ濃度を示す図。
ア層のＧｅ濃度を示す図。
【図６】 図１に示された成膜装置における配管系の合
流部の変形例を示す断面図。
流部の変形例を示す断面図。
【図７】 図１に示された成膜装置における配管系の合
流部のさらに別の変形例を示す断面図。
流部のさらに別の変形例を示す断面図。
【図８】 この発明の第２の実施形態の光導波路成膜装
置を模式的に示す該略図。
置を模式的に示す該略図。
【図９】 バブリング法を実施する装置を模式的に示す
断面図。
断面図。
【図１０】 蒸気圧法を実施する装置を模式的に示す断
面図。
面図。
１０…光導波路成膜装置
１１…反応室
１２…酸素供給源（第１のガス供給源）
１３，１４…ガス供給源
２０…メイン配管
２２…分岐管
２２ｂ…開口部
４０…接続部分
４１…合流部
６１…分岐管
６２…接続部分
６３…合流部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平７−94426（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−126872（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−12740（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−220506（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G02B 6/13
C23C 16/455
Claims (4)
- 【請求項１】反応室に接続されるメイン配管と、 前記メイン配管に第１のガスとしての酸素を供給するこ
とにより前記メイン配管の内部に前記反応室に向かって
高速で通過するメインストリームを生じさせる第１のガ
ス供給源と、 前記メイン配管の途中に接続される分岐管と、光導波路の材料ガスである 第２のガスを発生しかつその
蒸気圧によって第２のガスを前記分岐管に送り出す第２
のガス供給源とを有し、 前記メイン配管と前記分岐管との接続部分には、前記分
岐管を前記メインストリームの流れ方向に対し側方に開
口させ、前記メインストリームによって前記分岐管の開
口部付近に生じさせた静圧低下に基いて該開口部から第
２のガスを前記メインストリーム中に引き込むことによ
って前記メイン配管中の前記酸素ガスに前記第２のガス
を混流させる合流部を構成したことを特徴とする光導波
路成膜装置。 - 【請求項２】前記第１のガスがＣＶＤ用反応室に用いる
酸素であり、第２のガスがＧｅを含むアルコキシド（al
koxide）または、Ｇｅを含む液体ソースであることを特
徴とする請求項１記載の光導波路成膜装置。 - 【請求項３】前記第１のガスがＣＶＤ用反応室に用いる
酸素であり、第２のガスがＳｉを含むアルコキシドまた
は、Ｓｉを含む液体ソースであることを特徴とする請求
項１記載の光導波路成膜装置。 - 【請求項４】反応室と酸素供給源とをつなぐメイン配管
の内部に前記反応室に向かってＯ2ガスを高速で通過さ
せることにより、このメイン配管の内部にＯ2 ガスのメ
インストリームを生じさせ、前記メイン配管の途中に設
けた合流部において分岐管を前記メインストリームの流
れ方向に対し側方に開口させ、前記メインストリームに
よって前記分岐管の開口部付近に静圧低下を生じさせ、
その負圧により前記開口部から光導波路の材料ガスであ
る第２のガスを前記メインストリーム中に引き込むこと
により、前記メイン配管中の前記Ｏ 2 ガスに前記第２の
ガスを混流させることを特徴とする光導波路成膜方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2845299A JP3437109B2 (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 光導波路成膜装置および光導波路成膜方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2845299A JP3437109B2 (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 光導波路成膜装置および光導波路成膜方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000227525A JP2000227525A (ja) | 2000-08-15 |
| JP3437109B2 true JP3437109B2 (ja) | 2003-08-18 |
Family
ID=12249071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2845299A Expired - Fee Related JP3437109B2 (ja) | 1999-02-05 | 1999-02-05 | 光導波路成膜装置および光導波路成膜方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3437109B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4640745B2 (ja) * | 2001-05-21 | 2011-03-02 | 株式会社Ａｄｅｋａ | 化学気相成長用原料及びこれを用いたセラミックスの製造方法 |
| JP2003268551A (ja) * | 2002-03-14 | 2003-09-25 | Furukawa Co Ltd | Ｃｖｄ装置の原料供給装置 |
-
1999
- 1999-02-05 JP JP2845299A patent/JP3437109B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000227525A (ja) | 2000-08-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |