JPH1062638A - 光導波路及びその製造方法 - Google Patents
光導波路及びその製造方法Info
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- JPH1062638A JPH1062638A JP21983496A JP21983496A JPH1062638A JP H1062638 A JPH1062638 A JP H1062638A JP 21983496 A JP21983496 A JP 21983496A JP 21983496 A JP21983496 A JP 21983496A JP H1062638 A JPH1062638 A JP H1062638A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- glass film
- polymer precursor
- region
- oxygen
- Prior art date
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【課題】均一性及び平坦化に優れ、且つ低損失な光導波
路及びその製造方法を提供することにある。 【解決手段】コア領域、クラッド領域、及びバッファ層
の一部又は全部を熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体を
出発原料とするガラス膜によって形成したこと、スピン
コート法と熱分解時の雰囲気によって屈折率を制御する
方法を用いたことにある。
路及びその製造方法を提供することにある。 【解決手段】コア領域、クラッド領域、及びバッファ層
の一部又は全部を熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体を
出発原料とするガラス膜によって形成したこと、スピン
コート法と熱分解時の雰囲気によって屈折率を制御する
方法を用いたことにある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光導波路、特にスピ
ンナー塗布或は気相成長によってガラス膜が容易に形成
される熱硬化型無機高分子ポリマーから成る新規な光導
波路及びその製造方法に関するものである。
ンナー塗布或は気相成長によってガラス膜が容易に形成
される熱硬化型無機高分子ポリマーから成る新規な光導
波路及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光導波路は一般に、平面の基板上にコア
と呼ばれる屈折率の高い領域とそれを囲むクラッドと呼
ばれるコアよりも屈折率の低い領域とから成り、光は屈
折率の高いコア領域に閉じ込められて伝搬する。また基
板による光の吸収、偏向依存性等の影響を回避するた
め、光の伝搬領域と基板とを光学的に隔離するバッファ
層が必要に応じて形成される。
と呼ばれる屈折率の高い領域とそれを囲むクラッドと呼
ばれるコアよりも屈折率の低い領域とから成り、光は屈
折率の高いコア領域に閉じ込められて伝搬する。また基
板による光の吸収、偏向依存性等の影響を回避するた
め、光の伝搬領域と基板とを光学的に隔離するバッファ
層が必要に応じて形成される。
【０００３】光導波路は通常、通信或は情報処理の分野
で有用なガラス材料を用いて製造される。ガラス材料を
用いた光導波路に於いて、コア領域、クラッド領域、及
びバッファ領域を構成するガラス膜の形成法として、火
炎堆積法、ＣＶＤ（ChemicalVapour Deposition）法、
スパッタリング法、蒸着法等様々な形成方法が従来より
検討されている。
で有用なガラス材料を用いて製造される。ガラス材料を
用いた光導波路に於いて、コア領域、クラッド領域、及
びバッファ領域を構成するガラス膜の形成法として、火
炎堆積法、ＣＶＤ（ChemicalVapour Deposition）法、
スパッタリング法、蒸着法等様々な形成方法が従来より
検討されている。
【０００４】火炎堆積法は厚膜でしかも平坦なガラス膜
を得ることができるため、基板上に形成されるバッファ
層やコア領域を覆う上部クラッド領域の形成に広く用い
られている。またＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法
等は比較的低温で、且つ均一な膜厚のガラス膜形成に有
効である。
を得ることができるため、基板上に形成されるバッファ
層やコア領域を覆う上部クラッド領域の形成に広く用い
られている。またＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法
等は比較的低温で、且つ均一な膜厚のガラス膜形成に有
効である。
【０００５】一方、最近になってＳＯＧ（Spin On Glas
s ）を用いた簡易なガラス膜形成法が注目を集めてい
る。特に電子デバイスにおける多層配線の層間絶縁膜の
成膜方法として多用されている。このＳＯＧはスピンコ
ートにより前駆体を基板上に塗布し、熱処理を加えるだ
けで良質なガラス膜が形成される。このように光導波路
を構成するためのガラス膜の形成には、従来より様々な
方法が検討されている。
s ）を用いた簡易なガラス膜形成法が注目を集めてい
る。特に電子デバイスにおける多層配線の層間絶縁膜の
成膜方法として多用されている。このＳＯＧはスピンコ
ートにより前駆体を基板上に塗布し、熱処理を加えるだ
けで良質なガラス膜が形成される。このように光導波路
を構成するためのガラス膜の形成には、従来より様々な
方法が検討されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述したように様々な
ガラス膜形成方法が検討されているが、それぞれの成膜
方法には以下に記すような問題点がある。
ガラス膜形成方法が検討されているが、それぞれの成膜
方法には以下に記すような問題点がある。
【０００７】まず火炎堆積法は、透明ガラス化を図る工
程で１０００℃を越える高温での熱処理が必要であるた
め基板や導波路形状を変形させてしまう危惧がある。ま
たＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法等は平坦な膜形
成や段差の被覆性、すなわちステップカバレッジが難し
く段差のあるコア領域上部のクラッド膜の形成には不適
である。
程で１０００℃を越える高温での熱処理が必要であるた
め基板や導波路形状を変形させてしまう危惧がある。ま
たＣＶＤ法、スパッタリング法、蒸着法等は平坦な膜形
成や段差の被覆性、すなわちステップカバレッジが難し
く段差のあるコア領域上部のクラッド膜の形成には不適
である。
【０００８】更にＣＶＤ法によってＳｉＨ4 ガスやＴＥ
ＯＳ系材料を用いてガラス膜を形成する場合には、作製
される膜中にＯＨ基やＳｉＨ基等導波路の損失要因とな
る成分が残留し易い。つまり低損失な光導波路を作製す
ることが難しい。
ＯＳ系材料を用いてガラス膜を形成する場合には、作製
される膜中にＯＨ基やＳｉＨ基等導波路の損失要因とな
る成分が残留し易い。つまり低損失な光導波路を作製す
ることが難しい。
【０００９】またスパッタリング法は成膜速度が遅くミ
クロンオーダーの膜を形成するにはかなりの時間が必要
である。そして上記で説明したＣＶＤ法、スパッタリン
グ法、蒸着法はいずれも高価な成膜装置を必要とする。
つまり光導波路の製造コストが高いという問題がある。
クロンオーダーの膜を形成するにはかなりの時間が必要
である。そして上記で説明したＣＶＤ法、スパッタリン
グ法、蒸着法はいずれも高価な成膜装置を必要とする。
つまり光導波路の製造コストが高いという問題がある。
【００１０】一方ＳＯＧを用いたガラス膜は安価な装置
で膜形成が可能であるが、従来のＳＯＧはケイ素化合物
にガラス質形成材、有機バインダーを加え、これらを有
機溶媒に溶解した前駆体溶液を用いている。このような
ＳＯＧではＯＨ基やＣＨ基を多量に含有しており、熱処
理の工程で熱分解により膜が大きく収縮してクラックが
発生してしまう。従って厚膜のガラス膜形成は困難であ
る。またＣＨ基がガラス膜の構成元素として取り込まれ
ているため、通信で用いる波長帯での伝送損失が大きく
なる。
で膜形成が可能であるが、従来のＳＯＧはケイ素化合物
にガラス質形成材、有機バインダーを加え、これらを有
機溶媒に溶解した前駆体溶液を用いている。このような
ＳＯＧではＯＨ基やＣＨ基を多量に含有しており、熱処
理の工程で熱分解により膜が大きく収縮してクラックが
発生してしまう。従って厚膜のガラス膜形成は困難であ
る。またＣＨ基がガラス膜の構成元素として取り込まれ
ているため、通信で用いる波長帯での伝送損失が大きく
なる。
【００１１】従って本発明の目的は、前記した従来技術
の問題点を解決し、均一性及び平坦化に優れ、且つ低損
失な光導波路及びその製造方法を提供することにある。
の問題点を解決し、均一性及び平坦化に優れ、且つ低損
失な光導波路及びその製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を実
現するため、半導体、ガラス、高分子樹脂の何れかより
成る基板上に形成された光導波路に於いて、該光導波路
を構成する略矩形断面なコア領域、クラッド領域、及び
バッファ層の一部又は全部を熱硬化型無機高分子ポリマ
ー前駆体を出発原料とするガラス膜によって形成するこ
とを特徴とする光導波路を用いた。
現するため、半導体、ガラス、高分子樹脂の何れかより
成る基板上に形成された光導波路に於いて、該光導波路
を構成する略矩形断面なコア領域、クラッド領域、及び
バッファ層の一部又は全部を熱硬化型無機高分子ポリマ
ー前駆体を出発原料とするガラス膜によって形成するこ
とを特徴とする光導波路を用いた。
【００１３】前記熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体は
スピンコート法によって塗布され、その後該熱硬化型無
機高分子ポリマー前駆体を熱処理により熱分解すること
によってガラス化し、少なくとも１回以上塗布又は熱処
理の工程を繰り返す製造方法を用いるのが好ましい。
スピンコート法によって塗布され、その後該熱硬化型無
機高分子ポリマー前駆体を熱処理により熱分解すること
によってガラス化し、少なくとも１回以上塗布又は熱処
理の工程を繰り返す製造方法を用いるのが好ましい。
【００１４】また、前記熱硬化型無機高分子ポリマー前
駆体を出発原料とするガラス膜の屈折率は、前記熱処理
における熱分解時の雰囲気を窒素、酸素、又は窒素及び
酸素の混合とし、該窒素及び酸素の含有量により制御す
るのが良い。
駆体を出発原料とするガラス膜の屈折率は、前記熱処理
における熱分解時の雰囲気を窒素、酸素、又は窒素及び
酸素の混合とし、該窒素及び酸素の含有量により制御す
るのが良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第一の実施例の光
導波路の断面図を示す。１は基板、２はコア領域、３は
クラッド領域を表す。基板１は石英基板を使用している
ので、基板の吸収損失や偏向依存性のような光学的な影
響は小さく、特にバッファ層は必要では無い。そのため
基板１上に直接コア領域２を形成することができる。ま
た基板１はコア領域の下部を囲むクラッド領域の働きも
兼ねている。
導波路の断面図を示す。１は基板、２はコア領域、３は
クラッド領域を表す。基板１は石英基板を使用している
ので、基板の吸収損失や偏向依存性のような光学的な影
響は小さく、特にバッファ層は必要では無い。そのため
基板１上に直接コア領域２を形成することができる。ま
た基板１はコア領域の下部を囲むクラッド領域の働きも
兼ねている。
【００１６】第一の実施例では熱硬化型無機高分子ポリ
マーとして、化１に示したセラミック前駆体であるペル
ヒドロポリシラザン（東燃製）を用いた。このポリマー
は組成上ＣやＯを含有していない完全な無機質であり、
Ｓｉ、Ｎ、Ｈのみによって構成され、芳香族、エステル
等殆どの有機溶媒に可溶である。従って有機系樹脂と同
様の方法により塗布することができる。
マーとして、化１に示したセラミック前駆体であるペル
ヒドロポリシラザン（東燃製）を用いた。このポリマー
は組成上ＣやＯを含有していない完全な無機質であり、
Ｓｉ、Ｎ、Ｈのみによって構成され、芳香族、エステル
等殆どの有機溶媒に可溶である。従って有機系樹脂と同
様の方法により塗布することができる。
【００１７】
【化１】
【００１８】更にこの材料は、比較的低い温度で熱分解
が開始しガラス化が容易である。またＯＨ基やＣＨ基を
含んでいないため、それらの基による吸収が無く、低損
失な光導波路を実現することができる。
が開始しガラス化が容易である。またＯＨ基やＣＨ基を
含んでいないため、それらの基による吸収が無く、低損
失な光導波路を実現することができる。
【００１９】また前駆体中の有機バインダーが蒸散しな
がらガラス化する従来のＳＯＧ（Spin On Glass ）とは
異なり、ＮやＨが外部雰囲気のＯと置換しながらガラス
化するので、熱分解によりガラス化する時の体積収縮率
が小さい。このためクラック、ボイド等の欠陥が無い良
質な厚膜のガラス層を形成することが可能である。それ
にポリマーであるため半導体、ガラス、高分子樹脂等様
々な基板上に成膜が可能であり、またこれら種々の材料
とを組み合わせた光導波路の構成も可能である。
がらガラス化する従来のＳＯＧ（Spin On Glass ）とは
異なり、ＮやＨが外部雰囲気のＯと置換しながらガラス
化するので、熱分解によりガラス化する時の体積収縮率
が小さい。このためクラック、ボイド等の欠陥が無い良
質な厚膜のガラス層を形成することが可能である。それ
にポリマーであるため半導体、ガラス、高分子樹脂等様
々な基板上に成膜が可能であり、またこれら種々の材料
とを組み合わせた光導波路の構成も可能である。
【００２０】基板１にポリシラザン前駆体をスピンコー
ト法により塗布し、予備加熱により溶媒を蒸散させた
後、電気炉で焼成温度６００℃にてガラス化させる。こ
れにより膜厚約３μｍのコア層を得る。このコア層はフ
ォトリソグラフィー法による導波路のパターニングとド
ライエッチング法によって矩形断面のコア領域２に加工
される。
ト法により塗布し、予備加熱により溶媒を蒸散させた
後、電気炉で焼成温度６００℃にてガラス化させる。こ
れにより膜厚約３μｍのコア層を得る。このコア層はフ
ォトリソグラフィー法による導波路のパターニングとド
ライエッチング法によって矩形断面のコア領域２に加工
される。
【００２１】コア領域２はそれを囲む周辺部分より相対
的に屈折率が高くなければならない。そのため焼成時の
焼成雰囲気は窒素２０％を含む酸素との混合ガス雰囲気
とした。これにより波長６３２．８nmで屈折率１．４９
のコア膜を形成することができた。
的に屈折率が高くなければならない。そのため焼成時の
焼成雰囲気は窒素２０％を含む酸素との混合ガス雰囲気
とした。これにより波長６３２．８nmで屈折率１．４９
のコア膜を形成することができた。
【００２２】図２にはペルヒドロポリシラザン膜の屈折
率の熱処理依存成を示す。キシレン溶媒で希釈されたポ
リシラザン前駆体を基板上にスピンコートし、その後溶
媒の沸点付近の比較的低い温度で予備加熱を行い溶媒を
蒸散させる。次に熱分解によりガラス化するために適当
な温度及び雰囲気中で熱処理を行う。この時の熱処理条
件である焼成温度、焼成雰囲気を選ぶことにより、屈折
率１．４４から２．０と広範囲な屈折率を有するガラス
膜を得ることができる。特に酸素雰囲気中では５００℃
以下の比較的低い温度で、Ｓｉの熱酸化によって形成さ
れるＳｉＯ2 膜とほぼ等しい屈折率のガラス膜を得る事
ができる。このように熱処理中の雰囲気を選ぶことによ
り、ガラス膜の窒素及び酸素の含有量を制御し、屈折率
を変化させることができる。
率の熱処理依存成を示す。キシレン溶媒で希釈されたポ
リシラザン前駆体を基板上にスピンコートし、その後溶
媒の沸点付近の比較的低い温度で予備加熱を行い溶媒を
蒸散させる。次に熱分解によりガラス化するために適当
な温度及び雰囲気中で熱処理を行う。この時の熱処理条
件である焼成温度、焼成雰囲気を選ぶことにより、屈折
率１．４４から２．０と広範囲な屈折率を有するガラス
膜を得ることができる。特に酸素雰囲気中では５００℃
以下の比較的低い温度で、Ｓｉの熱酸化によって形成さ
れるＳｉＯ2 膜とほぼ等しい屈折率のガラス膜を得る事
ができる。このように熱処理中の雰囲気を選ぶことによ
り、ガラス膜の窒素及び酸素の含有量を制御し、屈折率
を変化させることができる。
【００２３】コア領域を形成するに当たって重要なこと
は、緻密なガラス膜を形成することである。コア膜の緻
密性が乏しいと散乱損失が増加するだけでなく、ドライ
エッチングによってコア領域を加工するとき導波路のパ
ターン幅に大きな目減りが生じマスクパターン通りの寸
法精度が得られない。本実施例で形成したコア膜の密度
は２．２ｇ／cm3 で十分な緻密性を有している。
は、緻密なガラス膜を形成することである。コア膜の緻
密性が乏しいと散乱損失が増加するだけでなく、ドライ
エッチングによってコア領域を加工するとき導波路のパ
ターン幅に大きな目減りが生じマスクパターン通りの寸
法精度が得られない。本実施例で形成したコア膜の密度
は２．２ｇ／cm3 で十分な緻密性を有している。
【００２４】図３は本発明の第二の実施例の光導波路の
断面図を示す。１は基板、２はコア領域、３はクラッド
領域、４はバッファ層を表す。この第二の実施例は吸収
損失や偏向依存性等の基板の光学的影響を抑制するた
め、光導波路と基板との間に設けられるバッファ層に本
発明を適用した例である。
断面図を示す。１は基板、２はコア領域、３はクラッド
領域、４はバッファ層を表す。この第二の実施例は吸収
損失や偏向依存性等の基板の光学的影響を抑制するた
め、光導波路と基板との間に設けられるバッファ層に本
発明を適用した例である。
【００２５】光導波路は基板１、相対的にクラッド領域
３より屈折率が高いコア領域２、相対的にコア領域２よ
り屈折率が低いクラッド領域３、そして光の伝搬領域と
基板１とを光学的に隔離するバッファ層４から構成され
る。基板として半導体基板や有機高分子フィルム等損失
性媒体からなる材料を使用する場合には、このバッファ
層４は不可欠である。ポリシラザン前駆体をスピンコー
ト法により基板１に多層回重ね塗りし、予備加熱して溶
媒を蒸散させた後、電気炉にて焼成温度４５０℃でガラ
ス化させる。これにより膜厚１０μｍのバッファ層４を
得た。
３より屈折率が高いコア領域２、相対的にコア領域２よ
り屈折率が低いクラッド領域３、そして光の伝搬領域と
基板１とを光学的に隔離するバッファ層４から構成され
る。基板として半導体基板や有機高分子フィルム等損失
性媒体からなる材料を使用する場合には、このバッファ
層４は不可欠である。ポリシラザン前駆体をスピンコー
ト法により基板１に多層回重ね塗りし、予備加熱して溶
媒を蒸散させた後、電気炉にて焼成温度４５０℃でガラ
ス化させる。これにより膜厚１０μｍのバッファ層４を
得た。
【００２６】この実施例ではバッファ層４は基板１から
の光学的影響から光導波路を隔離するためだけではな
く、コア領域２の下部を囲むクラッド層の働きもかねて
いる。そのためガラス化のための焼成雰囲気は酸素１０
０％とした。その結果、バッファ層４の屈折率は波長６
３２．８nmで１．４５と熱酸化によるＳｉＯ2 の屈折率
とほぼ等しいガラス膜を得ることができた。
の光学的影響から光導波路を隔離するためだけではな
く、コア領域２の下部を囲むクラッド層の働きもかねて
いる。そのためガラス化のための焼成雰囲気は酸素１０
０％とした。その結果、バッファ層４の屈折率は波長６
３２．８nmで１．４５と熱酸化によるＳｉＯ2 の屈折率
とほぼ等しいガラス膜を得ることができた。
【００２７】バッファ層４を形成するに当たって重要な
ことは、バッファ層４と基板１との付着力である。第二
の実施例によるバッファ層４は基板が半導体、ガラス、
高分子樹脂いずれの場合にも良好な付着力を示した。ま
た表面が平坦な基板を用いてバッファ層４形成したが、
表面に凹凸のある基板でも本発明によれば表面の形状が
平坦化したガラス層の形成が可能である。従って多層構
造の光導波路の形成にも適用できる。
ことは、バッファ層４と基板１との付着力である。第二
の実施例によるバッファ層４は基板が半導体、ガラス、
高分子樹脂いずれの場合にも良好な付着力を示した。ま
た表面が平坦な基板を用いてバッファ層４形成したが、
表面に凹凸のある基板でも本発明によれば表面の形状が
平坦化したガラス層の形成が可能である。従って多層構
造の光導波路の形成にも適用できる。
【００２８】図４に本発明の第三の実施例の光導波路の
断面図を示す。１は基板、２はコア領域、３はクラッド
領域を表す。基板１として石英基板を用い、この基板１
の上にコア領域２を形成した後、ポリシラザン前駆体を
スピンコート法により多数回重ね塗りし、予備加熱によ
り溶媒を蒸散させた後、電気路で焼成温度４５０℃にて
ガラス化させる。これによりコア領域２の上部を覆う膜
厚約１０μｍのクラッド領域３を得る。
断面図を示す。１は基板、２はコア領域、３はクラッド
領域を表す。基板１として石英基板を用い、この基板１
の上にコア領域２を形成した後、ポリシラザン前駆体を
スピンコート法により多数回重ね塗りし、予備加熱によ
り溶媒を蒸散させた後、電気路で焼成温度４５０℃にて
ガラス化させる。これによりコア領域２の上部を覆う膜
厚約１０μｍのクラッド領域３を得る。
【００２９】クラッド領域３の屈折率は焼成温度を４５
０℃、焼成雰囲気を酸素とすることにより１．４５を達
成した。この屈折率はコア領域２よりも低い屈折率であ
る。ただし波長６３２．８nmでの値である。コア領域２
の上部を覆うクラッド領域３を形成するに当たって重要
なことは、段差を持つコア領域の被覆性、すなわちステ
ップカバレッジに優れていることである。ステップカバ
レッジが不良であると、コア領域２とクラッド領域３と
の間に空隙が生じ、伝送損失を著しく増加させる。
０℃、焼成雰囲気を酸素とすることにより１．４５を達
成した。この屈折率はコア領域２よりも低い屈折率であ
る。ただし波長６３２．８nmでの値である。コア領域２
の上部を覆うクラッド領域３を形成するに当たって重要
なことは、段差を持つコア領域の被覆性、すなわちステ
ップカバレッジに優れていることである。ステップカバ
レッジが不良であると、コア領域２とクラッド領域３と
の間に空隙が生じ、伝送損失を著しく増加させる。
【００３０】以下、その他の実施例について説明する。
コア領域２の材料としてガラス以外の材料、例えば熱硬
化型有機高分子ポリマーを用いた場合にも本発明は適用
できる。有機高分子ポリマーは特に非線形光学効果が大
きな材料が容易に得られ、能動型光導波路を形成する上
で重要な材料が多い。
コア領域２の材料としてガラス以外の材料、例えば熱硬
化型有機高分子ポリマーを用いた場合にも本発明は適用
できる。有機高分子ポリマーは特に非線形光学効果が大
きな材料が容易に得られ、能動型光導波路を形成する上
で重要な材料が多い。
【００３１】しかしながら、有機高分子ポリマーは吸湿
性が大きく長期信頼性が一般にガラス導波路よりも劣る
という欠点があり、従来技術ではこれにクラッド領域を
形成することは難しかった。しかし本発明によればこの
ような有機高分子ポリマーをコア領域に用いた導波路で
もクラッド領域の形成は可能であり、水蒸気透過率を
０．６ｇ／ｍ2 ／ｄａｙ程度に抑えることができる。た
だし１気圧、膜厚０．６μｍでの値である。このため有
機高分子ポリマーから成るコア領域を外部環境から保護
する働きも兼ねることができる。
性が大きく長期信頼性が一般にガラス導波路よりも劣る
という欠点があり、従来技術ではこれにクラッド領域を
形成することは難しかった。しかし本発明によればこの
ような有機高分子ポリマーをコア領域に用いた導波路で
もクラッド領域の形成は可能であり、水蒸気透過率を
０．６ｇ／ｍ2 ／ｄａｙ程度に抑えることができる。た
だし１気圧、膜厚０．６μｍでの値である。このため有
機高分子ポリマーから成るコア領域を外部環境から保護
する働きも兼ねることができる。
【００３２】また、本発明によればコア上部を覆うクラ
ッド層の表面形状は平坦化されるので、クラッド領域を
さらに厚くするには本発明によるクラッド領域３を形成
した後、ＣＶＤ法や蒸着法又はスパッタリング法等の従
来法により追加して膜を形成すれば良い。
ッド層の表面形状は平坦化されるので、クラッド領域を
さらに厚くするには本発明によるクラッド領域３を形成
した後、ＣＶＤ法や蒸着法又はスパッタリング法等の従
来法により追加して膜を形成すれば良い。
【００３３】第一及び第三の実施例では基板１は石英基
板である。前述のように基板として半導体や高分子樹脂
フィルム等損失性の材料を使用する場合は、光の伝搬領
域と基板とを光学的に隔離するためバッファ層が必要と
なる。第一及び第三の実施例ではそれぞれコア領域、ク
ラッド領域のみに本発明を適用した場合について説明し
たが、コア、クラッド、バッファ層すべてに本発明を適
用しても良く、一部領域に本発明を適用しその他の領域
にはＣＶＤ法や蒸着法又はスパッタリング法等従来法に
よるガラス層を併用して光導波路を構成しても良い。
板である。前述のように基板として半導体や高分子樹脂
フィルム等損失性の材料を使用する場合は、光の伝搬領
域と基板とを光学的に隔離するためバッファ層が必要と
なる。第一及び第三の実施例ではそれぞれコア領域、ク
ラッド領域のみに本発明を適用した場合について説明し
たが、コア、クラッド、バッファ層すべてに本発明を適
用しても良く、一部領域に本発明を適用しその他の領域
にはＣＶＤ法や蒸着法又はスパッタリング法等従来法に
よるガラス層を併用して光導波路を構成しても良い。
【００３４】また屈折率の制御に関しては、上記の実施
例ではＳｉ、Ｎ、Ｈのみで構成されるペルヒドロポリシ
ラザンを用いて焼成時のガス雰囲気によって制御する場
合について説明した。屈折率は焼成時のガス雰囲気だけ
でなく、ポリシラザン前駆体に屈折率制御用のドーパン
トを添加しても変えることができる。例えば、コア領域
に用いるポリシラザン前駆体には屈折率を増加させるド
ーパントＰ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒの少なくと
も一種類を添加する。或はクラッド領域に用いるポリシ
ラザン前駆体には屈折率を減少させるドーパントＢ又は
Ｆを添加する。これによりコア領域とクラッド領域を焼
成する時、ガス雰囲気が同じでもコア領域の屈折率はク
ラッド領域の屈折率より高くなる。
例ではＳｉ、Ｎ、Ｈのみで構成されるペルヒドロポリシ
ラザンを用いて焼成時のガス雰囲気によって制御する場
合について説明した。屈折率は焼成時のガス雰囲気だけ
でなく、ポリシラザン前駆体に屈折率制御用のドーパン
トを添加しても変えることができる。例えば、コア領域
に用いるポリシラザン前駆体には屈折率を増加させるド
ーパントＰ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｚｒの少なくと
も一種類を添加する。或はクラッド領域に用いるポリシ
ラザン前駆体には屈折率を減少させるドーパントＢ又は
Ｆを添加する。これによりコア領域とクラッド領域を焼
成する時、ガス雰囲気が同じでもコア領域の屈折率はク
ラッド領域の屈折率より高くなる。
【００３５】更に上記の実施例に於いて、膜の形成は全
てスピンナー塗布によるものについて説明したが、熱硬
化型無機高分子ポリマーをバブリングにより気化し、こ
れを原料ガスとして熱或はプラズマによる気相成長によ
りガラス化することもできる。この場合バブリング時に
用いるガスを窒素或は酸素にすることによって形成され
るガラス膜の屈折率を制御することができる。
てスピンナー塗布によるものについて説明したが、熱硬
化型無機高分子ポリマーをバブリングにより気化し、こ
れを原料ガスとして熱或はプラズマによる気相成長によ
りガラス化することもできる。この場合バブリング時に
用いるガスを窒素或は酸素にすることによって形成され
るガラス膜の屈折率を制御することができる。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、コア領域、クラッド領
域、及びバッファ層の一部又は全部を熱硬化型無機高分
子ポリマー前駆体を出発原料とするガラス膜によって形
成することを特徴とする光導波路を用いたこと、熱硬化
型無機高分子ポリマー前駆体はスピンコート法によって
塗布し、その後該熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体を
熱処理により熱分解することによってガラス化し、少な
くとも１回以上塗布又は熱処理の工程を繰り返すことを
特徴とする製造方法を用いたこと、及び熱硬化型無機高
分子ポリマー前駆体を出発原料とするガラス膜の屈折率
は、前記熱処理における熱分解時の雰囲気を窒素、酸
素、又は窒素及び酸素の混合とし、窒素及び酸素の含有
量により制御することを特徴とする製造方法を用いたこ
とで次の如き優れた効果を発揮する。
域、及びバッファ層の一部又は全部を熱硬化型無機高分
子ポリマー前駆体を出発原料とするガラス膜によって形
成することを特徴とする光導波路を用いたこと、熱硬化
型無機高分子ポリマー前駆体はスピンコート法によって
塗布し、その後該熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体を
熱処理により熱分解することによってガラス化し、少な
くとも１回以上塗布又は熱処理の工程を繰り返すことを
特徴とする製造方法を用いたこと、及び熱硬化型無機高
分子ポリマー前駆体を出発原料とするガラス膜の屈折率
は、前記熱処理における熱分解時の雰囲気を窒素、酸
素、又は窒素及び酸素の混合とし、窒素及び酸素の含有
量により制御することを特徴とする製造方法を用いたこ
とで次の如き優れた効果を発揮する。
【００３７】熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体を熱処
理する時のガス雰囲気を変えるだけで、コア領域からク
ラッド領域まで適用できる広範囲な屈折率を持つガラス
層の形成が可能である。
理する時のガス雰囲気を変えるだけで、コア領域からク
ラッド領域まで適用できる広範囲な屈折率を持つガラス
層の形成が可能である。
【００３８】安価な装置で均一性、ステップカバレッジ
に優れた成膜が可能である。
に優れた成膜が可能である。
【００３９】平坦で厚膜のガラス膜形成が可能であり、
特にコア領域上部を覆うクラッド領域の形成に好適であ
る。
特にコア領域上部を覆うクラッド領域の形成に好適であ
る。
【００４０】比較的低温でガラス化が可能であり、熱に
よる基板の変形や導波路形状の変形を抑制することがで
きる。
よる基板の変形や導波路形状の変形を抑制することがで
きる。
【００４１】半導体、ガラス、高分子樹脂等種々の基板
上に形成でき、またこのような各種の複合材料から成る
光導波路の構成が可能である。
上に形成でき、またこのような各種の複合材料から成る
光導波路の構成が可能である。
【図１】本発明の第一の実施例の光導波路の断面図であ
る。
る。
【図２】第一の実施例に係わり、屈折率の熱処理温度依
存性を示すグラフである。
存性を示すグラフである。
【図３】本発明の第二の実施例の光導波路の断面図であ
る。
る。
【図４】本発明の第三の実施例の光導波路の断面図であ
る。
る。
１ 基板 ２ コア領域 ３ クラッド領域 ４ バッファ層
Claims (11)
- 【請求項１】半導体、ガラス、高分子樹脂の何れかより
成る基板上に形成された光導波路に於いて、該光導波路
を構成する略矩形断面なコア領域、クラッド領域、及び
バッファ層の一部又は全部を熱硬化型無機高分子ポリマ
ー前駆体を出発原料とするガラス膜によって形成するこ
とを特徴とする光導波路。 - 【請求項２】前記熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体を
出発原料とするガラス膜の屈折率は、窒素及び酸素の含
有量によって制御され、相対的に窒素含有量が多い領域
を屈折率の高いコア領域とすることを特徴とする請求項
１記載の光導波路。 - 【請求項３】前記熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体を
出発原料とするガラス膜の屈折率は、窒素及び酸素の含
有量によって制御され、相対的に酸素含有量が多い領域
を屈折率の低いクラッド領域とすることを特徴とする請
求項１記載の光導波路。 - 【請求項４】前記略矩形断面なコア領域を覆う前記クラ
ッド領域は、その一部又は全部が熱硬化型無機高分子ポ
リマー前駆体を出発原料とするガラス膜によって形成さ
れ、該ガラス膜により前記コア領域上部の形状が平坦化
されていることを特徴とする請求項１記載の光導波路。 - 【請求項５】前記コア領域は熱硬化型有機高分子ポリマ
ーから成り、該コア領域の上部を覆う前記クラッド領域
は、その一部又は全部が熱硬化型無機高分子ポリマー前
駆体を出発原料とするガラス膜によって形成されている
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路。 - 【請求項６】前記熱硬化型無機高分子ポリマーは、ポリ
シラザン、或いは該ポリシラザンにＰ、Ｂ、Ｆ、Ｔｉ、
Ｇｅ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｚｎのうち少なくとも一種類の元素
を添加したものであることを特徴とする請求項１記載の
光導波路。 - 【請求項７】基板上にバッファ層、コア領域及びクラッ
ド領域からなる光導波路を形成する方法において、前記
コア領域、クラッド領域、及びバッファ層の一部又は全
部を熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体を出発原料とす
るガラス膜によって形成することを特徴とする光導波路
の製造方法。 - 【請求項８】前記熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体は
スピンコート法によって塗布され、その後該熱硬化型無
機高分子ポリマー前駆体を熱処理により熱分解すること
によってガラス化し、少なくとも１回以上塗布又は熱処
理の工程を繰り返すことを特徴とする請求項７記載の光
導波路の製造方法。 - 【請求項９】前記熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体を
出発原料とするガラス膜の屈折率は、前記熱処理におけ
る熱分解時の雰囲気を窒素、酸素、又は窒素及び酸素の
混合とし、該窒素及び酸素の含有量により制御すること
を特徴とする請求項７記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項１０】前記熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体
はバブリングにより気化し、熱或いはプラズマを用いた
気相成長によりガラス化することを特徴とする請求項７
記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項１１】前記熱硬化型無機高分子ポリマー前駆体
を出発原料とするガラス膜の屈折率は、窒素、酸素、又
は窒素及び酸素の混合ガスを用いて前記熱硬化型無機高
分子ポリマー前駆体をバブリングにより気化し、該窒素
及び酸素の含有量により制御することを特徴とする請求
項７記載の光導波路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21983496A JPH1062638A (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | 光導波路及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21983496A JPH1062638A (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | 光導波路及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1062638A true JPH1062638A (ja) | 1998-03-06 |
Family
ID=16741787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21983496A Pending JPH1062638A (ja) | 1996-08-21 | 1996-08-21 | 光導波路及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1062638A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004295118A (ja) * | 2003-03-12 | 2004-10-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 光導波路 |
| US7561774B2 (en) | 2003-03-12 | 2009-07-14 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Optical waveguide |
| JP2011079917A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Adeka Corp | 絶縁膜形成用塗布液、それを用いた絶縁膜およびそれに用いる化合物の製造方法 |
-
1996
- 1996-08-21 JP JP21983496A patent/JPH1062638A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004295118A (ja) * | 2003-03-12 | 2004-10-21 | Sanyo Electric Co Ltd | 光導波路 |
| US7561774B2 (en) | 2003-03-12 | 2009-07-14 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Optical waveguide |
| JP2011079917A (ja) * | 2009-10-05 | 2011-04-21 | Adeka Corp | 絶縁膜形成用塗布液、それを用いた絶縁膜およびそれに用いる化合物の製造方法 |
| US8940380B2 (en) | 2009-10-05 | 2015-01-27 | Adeka Corporation | Coating liquid for forming insulation film, insulation film using the same, and method for producing compound used in the same |
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