JPH11125727A - 光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路の製造方法Info
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- JPH11125727A JPH11125727A JP9289813A JP28981397A JPH11125727A JP H11125727 A JPH11125727 A JP H11125727A JP 9289813 A JP9289813 A JP 9289813A JP 28981397 A JP28981397 A JP 28981397A JP H11125727 A JPH11125727 A JP H11125727A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】光導波路を構成する各層を所望形状に正確に形
成でき、信号光の損失が低くかつ散乱が少い光導波路の
製造方法を提供する。 【解決手段】光導波路は基板に形成されるバッファ層と
コアと上部クラッド層とを備えている。この光導波路は
工程S1から工程S4にかけてCVD法及びPVD法等
によってバッファ層、コア及び上部クラッド層が形成さ
れる。そして工程S5において上部クラッド層の表面に
クロムなどからなる保護膜が蒸着されるなどして形成さ
れる。工程S6においてHIP法(熱間静水圧加圧法)
によってクラッド層の外周側から加熱・加圧することに
より、クラッド層などに含まれるボイドが埋まるととも
にバッファ層、コア及び上部クラッド層が高密度で透明
度が高く形成される。前記保護膜は、工程S7において
エッチングなどによって除去される。
成でき、信号光の損失が低くかつ散乱が少い光導波路の
製造方法を提供する。 【解決手段】光導波路は基板に形成されるバッファ層と
コアと上部クラッド層とを備えている。この光導波路は
工程S1から工程S4にかけてCVD法及びPVD法等
によってバッファ層、コア及び上部クラッド層が形成さ
れる。そして工程S5において上部クラッド層の表面に
クロムなどからなる保護膜が蒸着されるなどして形成さ
れる。工程S6においてHIP法(熱間静水圧加圧法)
によってクラッド層の外周側から加熱・加圧することに
より、クラッド層などに含まれるボイドが埋まるととも
にバッファ層、コア及び上部クラッド層が高密度で透明
度が高く形成される。前記保護膜は、工程S7において
エッチングなどによって除去される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば光通信など
において、信号光を伝送するデバイスに適用される光導
波路の製造方法に関する。
において、信号光を伝送するデバイスに適用される光導
波路の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば光通信には光集積回路(光IC)
として、図5に例示する光スターカプラなどの光導波路
21が用いられる。この光導波路21は、図6に示すよ
うに、埋込み導波路構造でステップインデックス型屈折
率分布を有している。
として、図5に例示する光スターカプラなどの光導波路
21が用いられる。この光導波路21は、図6に示すよ
うに、埋込み導波路構造でステップインデックス型屈折
率分布を有している。
【0003】前記光導波路21は、石英あるいはシリコ
ンウェーハ等からなる基板22上に形成されたバッファ
層23とコア24と上部クラッド層25とを備えてい
る。前記バッファ層23と上部クラッド層25とは本明
細書に記したクラッド層を形成している。
ンウェーハ等からなる基板22上に形成されたバッファ
層23とコア24と上部クラッド層25とを備えてい
る。前記バッファ層23と上部クラッド層25とは本明
細書に記したクラッド層を形成している。
【0004】図5に示す光導波路21としての光スター
カプラは、分岐器として用いられ、例えば図示中左側に
位置するコア24の一端26(入力端)から信号光が入
力され、図示中右側に位置する複数のコア24の他端2
7(出力端)から信号光が出力するようになっている。
カプラは、分岐器として用いられ、例えば図示中左側に
位置するコア24の一端26(入力端)から信号光が入
力され、図示中右側に位置する複数のコア24の他端2
7(出力端)から信号光が出力するようになっている。
【0005】前記光導波路21は、図7に一例を示す製
造工程を経て製造される。まず、工程S11から工程S
12に示すように、前記基板22の表面に、FHD法
(Flame Hydrolysis Deposition :火炎堆積法)、ある
いはCVD法(Chemical VaporDeposition :化学気相
蒸着法)、あるいはPVD法(Physical Vapor Deposit
ion :物理蒸着法)などの膜形成方法によって、SiO
2 を主成分とする前述したバッファ層23及びコア24
が形成される。
造工程を経て製造される。まず、工程S11から工程S
12に示すように、前記基板22の表面に、FHD法
(Flame Hydrolysis Deposition :火炎堆積法)、ある
いはCVD法(Chemical VaporDeposition :化学気相
蒸着法)、あるいはPVD法(Physical Vapor Deposit
ion :物理蒸着法)などの膜形成方法によって、SiO
2 を主成分とする前述したバッファ層23及びコア24
が形成される。
【0006】そして、工程S13において、前記コア2
4の表面にフォトレジストによって所定の導波路パター
ンを形成したのち、RIE(Reactive Ion Etching)な
どのエッチングを行うことにより、所定パターンの導波
路コア24部分を成形する。その後、工程S14におい
て、前述したCVD法あるいはPVD法等の膜形成方法
によって、SiO2 を主成分とする低屈折率の上部クラ
ッド層25を形成する。
4の表面にフォトレジストによって所定の導波路パター
ンを形成したのち、RIE(Reactive Ion Etching)な
どのエッチングを行うことにより、所定パターンの導波
路コア24部分を成形する。その後、工程S14におい
て、前述したCVD法あるいはPVD法等の膜形成方法
によって、SiO2 を主成分とする低屈折率の上部クラ
ッド層25を形成する。
【0007】最後に、工程S15において、ダイシング
装置によって所定形状に切断することにより、図5に示
す光スターカプラなどの個々の光導波路21を得る。そ
ののち、この光導波路21の入出力端26,27の端面
26a,27aを研磨することにより、光学的に平坦に
仕上げる。
装置によって所定形状に切断することにより、図5に示
す光スターカプラなどの個々の光導波路21を得る。そ
ののち、この光導波路21の入出力端26,27の端面
26a,27aを研磨することにより、光学的に平坦に
仕上げる。
【0008】なお、前記コア24を形成する際には、そ
の屈折率を、前記バッファ層23及び上部クラッド層2
5の屈折率より0.2%〜0.32%程度高くしてい
る。このため、コア24を形成する際に、その屈折率を
高めるドープ剤を添加するか、あるいはバッファ層23
および上部クラッド層25を形成する際に、それらの屈
折率を下げるドープ剤を添加している。
の屈折率を、前記バッファ層23及び上部クラッド層2
5の屈折率より0.2%〜0.32%程度高くしてい
る。このため、コア24を形成する際に、その屈折率を
高めるドープ剤を添加するか、あるいはバッファ層23
および上部クラッド層25を形成する際に、それらの屈
折率を下げるドープ剤を添加している。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】前述したFHD法は、
堆積速度が速いことから厚膜ガラスを形成するには適し
ている。FHD法を用いて前記バッファ層23、コア2
4および上部クラッド層25を形成する際には、主成分
がSiO2 などからなる粉を堆積させた後、1200℃
から1500℃の温度に加熱して、前述した粉を透明な
ガラス状に形成する必要がある。
堆積速度が速いことから厚膜ガラスを形成するには適し
ている。FHD法を用いて前記バッファ層23、コア2
4および上部クラッド層25を形成する際には、主成分
がSiO2 などからなる粉を堆積させた後、1200℃
から1500℃の温度に加熱して、前述した粉を透明な
ガラス状に形成する必要がある。
【0010】しかしながらFHD法は、前述した高温の
ため、ドープ剤が拡散したり、バッファ層23、コア2
4および上部クラッド層25の主成分のSiO2 からな
るガラスが流動して、前述した各層23,24,25が
所望の形状に形成しにくいなどの問題があった。
ため、ドープ剤が拡散したり、バッファ層23、コア2
4および上部クラッド層25の主成分のSiO2 からな
るガラスが流動して、前述した各層23,24,25が
所望の形状に形成しにくいなどの問題があった。
【0011】一方、前述したCVD法およびPVD法
は、FHD法にくらべて、例えば500℃などの比較的
低温な温度に加熱して前記バッファ層23、コア24お
よび上部クラッド層25を形成する。これらのCVD法
およびPVD法は、比較的低温で前述した各層23,2
4,25を形成するため、これら各層23,24,25
の厚さなどを歩留まり良く形成し、所望の厚さに形成す
ることが容易である。
は、FHD法にくらべて、例えば500℃などの比較的
低温な温度に加熱して前記バッファ層23、コア24お
よび上部クラッド層25を形成する。これらのCVD法
およびPVD法は、比較的低温で前述した各層23,2
4,25を形成するため、これら各層23,24,25
の厚さなどを歩留まり良く形成し、所望の厚さに形成す
ることが容易である。
【0012】しかし、図6に示すように、平板状のバッ
ファ層23の上に断面四角状のコア24を複数形成しか
つこの上に上部クラッド層25を形成する場合に、前記
コア24,24の間に、SiO2 などからなるガラスが
十分に充填されずに、隙間28(ボイド)が生じること
がある。特に前記コア24,24間の間隔が狭い場合に
は前記ボイド28が生じることが多い。
ファ層23の上に断面四角状のコア24を複数形成しか
つこの上に上部クラッド層25を形成する場合に、前記
コア24,24の間に、SiO2 などからなるガラスが
十分に充填されずに、隙間28(ボイド)が生じること
がある。特に前記コア24,24間の間隔が狭い場合に
は前記ボイド28が生じることが多い。
【0013】このボイド28によって、コア24,24
の埋込み性が完全でなくなる。そして、このボイド28
は、前記光導波路21が信号光を伝送する際に、この信
号光の損失を増加することとなる。
の埋込み性が完全でなくなる。そして、このボイド28
は、前記光導波路21が信号光を伝送する際に、この信
号光の損失を増加することとなる。
【0014】また、CVD法およびPVD法によって形
成された光導波路21は、比較的低温な温度で各層2
3,24,25が形成されるため、前述した各層23,
24,25の密度や、透明度が低くなる。このため、低
温膜形成方法によって形成された光導波路21は信号光
の散乱が大きいという問題がある。
成された光導波路21は、比較的低温な温度で各層2
3,24,25が形成されるため、前述した各層23,
24,25の密度や、透明度が低くなる。このため、低
温膜形成方法によって形成された光導波路21は信号光
の散乱が大きいという問題がある。
【0015】従って本発明の目的は、光導波路を構成す
る各層を所望の形状に正確に形成でき、ボイドの発生も
抑制され、信号光の損失が低くかつ散乱が少い光導波路
の製造方法を提供することにある。
る各層を所望の形状に正確に形成でき、ボイドの発生も
抑制され、信号光の損失が低くかつ散乱が少い光導波路
の製造方法を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決し目的を
達成するために、請求項1に記載の本発明の光導波路の
製造方法は、クラッド層によって覆われたコアを有する
光導波路の製造方法において、前記クラッド層およびコ
アを低温膜形成方法によって形成したのち、クラッド層
の周囲より前記低温膜形成方法よりも高い温度で加熱お
よび加圧処理を施すことを特徴としている。
達成するために、請求項1に記載の本発明の光導波路の
製造方法は、クラッド層によって覆われたコアを有する
光導波路の製造方法において、前記クラッド層およびコ
アを低温膜形成方法によって形成したのち、クラッド層
の周囲より前記低温膜形成方法よりも高い温度で加熱お
よび加圧処理を施すことを特徴としている。
【0017】請求項2に記載の本発明の光導波路の製造
方法は、請求項1に記載の光導波路の製造方法におい
て、前記クラッド層を形成する際に、このクラッド層に
屈折率調整用のドープ剤としてリン(P)、チタン(T
i)、ゲルマニウム(Ge)、アルミニウム(Al)、
ホウ素(B)、フッ素(F)とのうち、すべてあるいは
いずれかを選択して添加することを特徴としている。
方法は、請求項1に記載の光導波路の製造方法におい
て、前記クラッド層を形成する際に、このクラッド層に
屈折率調整用のドープ剤としてリン(P)、チタン(T
i)、ゲルマニウム(Ge)、アルミニウム(Al)、
ホウ素(B)、フッ素(F)とのうち、すべてあるいは
いずれかを選択して添加することを特徴としている。
【0018】請求項3に記載の本発明の光導波路の製造
方法は、請求項1または請求項2に記載の光導波路の製
造方法において、前記クラッド層の表面に金属またはセ
ラミックからなる保護膜を形成した後、前記加熱および
加圧処理を施すことを特徴としている。
方法は、請求項1または請求項2に記載の光導波路の製
造方法において、前記クラッド層の表面に金属またはセ
ラミックからなる保護膜を形成した後、前記加熱および
加圧処理を施すことを特徴としている。
【0019】請求項4に記載の本発明の光導波路の製造
方法は、請求項1から請求項3のうちいずれか一項記載
の光導波路の製造方法において、前記低温膜形成方法
が、CVD法またはPVD法またはこれらの組み合わせ
であり、前記加熱および加圧処理を施す際に、HIP法
を用いることを特徴としている。
方法は、請求項1から請求項3のうちいずれか一項記載
の光導波路の製造方法において、前記低温膜形成方法
が、CVD法またはPVD法またはこれらの組み合わせ
であり、前記加熱および加圧処理を施す際に、HIP法
を用いることを特徴としている。
【0020】請求項1に記載の光導波路の製造方法は、
クラッド層およびコアを、CVD法およびPVD法など
の例えば500℃などの比較的低温で膜形成が行われる
低温膜形成方法によって形成した後、それよりも高い温
度で周囲より加熱および加圧する。このため、低温膜形
成方法によって生じた隙間(ボイド)が埋まることによ
って減少ないし消滅するとともに、コアおよびクラッド
層が高密度で透明度が高い膜に形成される。
クラッド層およびコアを、CVD法およびPVD法など
の例えば500℃などの比較的低温で膜形成が行われる
低温膜形成方法によって形成した後、それよりも高い温
度で周囲より加熱および加圧する。このため、低温膜形
成方法によって生じた隙間(ボイド)が埋まることによ
って減少ないし消滅するとともに、コアおよびクラッド
層が高密度で透明度が高い膜に形成される。
【0021】請求項2に記載の光導波路の製造方法で
は、クラッド層にドープ剤を添加することによって、加
熱および加圧する際のクラッド層のガラス転移点の温度
がさがることとなる。
は、クラッド層にドープ剤を添加することによって、加
熱および加圧する際のクラッド層のガラス転移点の温度
がさがることとなる。
【0022】請求項3に記載の光導波路の製造方法で
は、前述の加熱および加圧処理は、クラッド層の表面に
ガスバリアとしての保護膜が形成された状態で行われる
ので、加熱および加圧する際に不活性ガスなどの流体を
用いてもこの流体が光導波路の内部に入り込むことがな
い。請求項4に記載の光導波路の製造方法は、HIP法
によって加熱および加圧するので、光導波路を周囲から
均等に加圧することとなる。
は、前述の加熱および加圧処理は、クラッド層の表面に
ガスバリアとしての保護膜が形成された状態で行われる
ので、加熱および加圧する際に不活性ガスなどの流体を
用いてもこの流体が光導波路の内部に入り込むことがな
い。請求項4に記載の光導波路の製造方法は、HIP法
によって加熱および加圧するので、光導波路を周囲から
均等に加圧することとなる。
【0023】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て、図1から図4を参照して説明する。例えば光通信に
は光集積回路(光IC)として、図1に示すような光ス
ターカプラなどの光導波路1が用いられる。
て、図1から図4を参照して説明する。例えば光通信に
は光集積回路(光IC)として、図1に示すような光ス
ターカプラなどの光導波路1が用いられる。
【0024】光導波路1は、図2に示すように、埋込み
導波路構造でステップインデックス型屈折率分布を有し
ている。光導波路1は、石英あるいはシリコンウェーハ
等からなる基板2上に形成されたバッファ層3と、コア
4と、上部クラッド層5とを備えている。なお、バッフ
ァ層3と上部クラッド層5とは本明細書に記したクラッ
ド層である。
導波路構造でステップインデックス型屈折率分布を有し
ている。光導波路1は、石英あるいはシリコンウェーハ
等からなる基板2上に形成されたバッファ層3と、コア
4と、上部クラッド層5とを備えている。なお、バッフ
ァ層3と上部クラッド層5とは本明細書に記したクラッ
ド層である。
【0025】前記バッファ層3は、表面が平坦な基板2
上に、例えば厚さが25μmなどの薄膜状に形成されて
いる。前記コア4は、断面形が例えば一辺が8μmの正
方形などの四角形に形成されているとともに、前記バッ
ファ層3および上部クラッド層5よりもその屈折率が若
干高く形成されており、光通信などに用いられる信号光
を伝送するようになっている。上部クラッド層5は、ハ
ッファ層3とともにコア4を覆うように、バッファ層3
及びコア4上に、例えば厚さが25μmなどの薄膜状に
形成されている。
上に、例えば厚さが25μmなどの薄膜状に形成されて
いる。前記コア4は、断面形が例えば一辺が8μmの正
方形などの四角形に形成されているとともに、前記バッ
ファ層3および上部クラッド層5よりもその屈折率が若
干高く形成されており、光通信などに用いられる信号光
を伝送するようになっている。上部クラッド層5は、ハ
ッファ層3とともにコア4を覆うように、バッファ層3
及びコア4上に、例えば厚さが25μmなどの薄膜状に
形成されている。
【0026】図1に示す光導波路1としての光スターカ
プラは、分岐器として用いられ、例えば図示中左側に位
置するコア4の一端6(入力端)から信号光が入力さ
れ、図示中右側に位置する複数のコア4の他端7(出力
端)から信号光が出力するようになっている。
プラは、分岐器として用いられ、例えば図示中左側に位
置するコア4の一端6(入力端)から信号光が入力さ
れ、図示中右側に位置する複数のコア4の他端7(出力
端)から信号光が出力するようになっている。
【0027】前記光導波路1は、図3に一例を示す製造
工程を経て製造される。まず、工程S1において、石英
あるいはシリコンウエーハ等からなる基板2(図2に示
す)の表面に、プラズマCVD法や熱CVD法などのC
VD法(Chemical Vapor Deposition :化学気相蒸着
法)あるいは真空蒸着やスパッリングなどのPVD法
(Physical Vapor Deposition :物理蒸着法)等の例え
ば500℃などの低温な温度で膜形成が行われる低温膜
形成方法によって、SiO2 を主成分とする低屈折率の
バッファ層3を形成する。
工程を経て製造される。まず、工程S1において、石英
あるいはシリコンウエーハ等からなる基板2(図2に示
す)の表面に、プラズマCVD法や熱CVD法などのC
VD法(Chemical Vapor Deposition :化学気相蒸着
法)あるいは真空蒸着やスパッリングなどのPVD法
(Physical Vapor Deposition :物理蒸着法)等の例え
ば500℃などの低温な温度で膜形成が行われる低温膜
形成方法によって、SiO2 を主成分とする低屈折率の
バッファ層3を形成する。
【0028】そして、工程S2において、バッファ層3
の上に、SiO2 に屈折率調整用のドープ剤などを添加
する手段によって屈折率をバッファ層3よりも0.2%
〜0.32%程度高めたコア4を形成する。なお、前記
工程S1において屈折率を下げる屈折率調整用のドープ
剤などの不純物をバッファ層3に添加することにより、
バッファ層3の屈折率をコア4の屈折率より下げる方法
をとってもよい。
の上に、SiO2 に屈折率調整用のドープ剤などを添加
する手段によって屈折率をバッファ層3よりも0.2%
〜0.32%程度高めたコア4を形成する。なお、前記
工程S1において屈折率を下げる屈折率調整用のドープ
剤などの不純物をバッファ層3に添加することにより、
バッファ層3の屈折率をコア4の屈折率より下げる方法
をとってもよい。
【0029】また、一般的に、コア4の屈折率は光通信
に用いられる光ファイバーのコアの屈折率と同じでなく
てはならない。このため、前記工程S1及び後述する工
程S4において、バッファ層3及び上部クラッド層5に
前述した屈折率を下げるドープ剤と屈折率を上げるドー
プ剤とを組合わせて添加して、これらバッファ層3及び
上部クラッド層5の屈折率を、コア4の屈折率より下げ
て形成するのが望ましい。
に用いられる光ファイバーのコアの屈折率と同じでなく
てはならない。このため、前記工程S1及び後述する工
程S4において、バッファ層3及び上部クラッド層5に
前述した屈折率を下げるドープ剤と屈折率を上げるドー
プ剤とを組合わせて添加して、これらバッファ層3及び
上部クラッド層5の屈折率を、コア4の屈折率より下げ
て形成するのが望ましい。
【0030】なお、屈折率を上げるドープ剤として、リ
ン(P)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ア
ルミニウム(Al)の内、すべてあるいはいずれかを選
択して用いるのが望ましく、屈折率を下げるドープ剤と
して、ホウ素(B)、フッ素(F)の内、すべてあるい
はいずれかを用いるのが望ましい。
ン(P)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ア
ルミニウム(Al)の内、すべてあるいはいずれかを選
択して用いるのが望ましく、屈折率を下げるドープ剤と
して、ホウ素(B)、フッ素(F)の内、すべてあるい
はいずれかを用いるのが望ましい。
【0031】そして、工程S3において、前記コア4の
表面にフォトレジストによって所定の導波路パターンを
形成したのち、RIE(Reactive Ion Etching)などの
方法によってエッチングを行うことにより、所定パター
ンの導波路コア4部分を形成する。
表面にフォトレジストによって所定の導波路パターンを
形成したのち、RIE(Reactive Ion Etching)などの
方法によってエッチングを行うことにより、所定パター
ンの導波路コア4部分を形成する。
【0032】その後、工程S4において、前述したCV
D法あるいはPVD法等の低温膜形成方法によって、S
iO2 を主成分とする低屈折率の上部クラッド層5を形
成する。このとき、図4に示すように、前記導波路コア
4部分を複数形成した場合には、互いの導波路コア4部
分の間に、上部クラッド層5を形成するSiO2 が十分
に充填されずに、隙間8(ボイド)が生じることがあ
る。
D法あるいはPVD法等の低温膜形成方法によって、S
iO2 を主成分とする低屈折率の上部クラッド層5を形
成する。このとき、図4に示すように、前記導波路コア
4部分を複数形成した場合には、互いの導波路コア4部
分の間に、上部クラッド層5を形成するSiO2 が十分
に充填されずに、隙間8(ボイド)が生じることがあ
る。
【0033】このため、工程S5において、図4に示す
ように、上部クラッド層5の表面にガスバリアとしての
保護膜9を形成したのち工程S6に進む。保護膜9は、
例えば融点が1400℃以上のクロム(Cr)やニッケ
ル(Ni)などの金属や、窒化ケイ素(Si3 N4 )な
どのセラミックなどから構成されている。保護膜9は、
前述した金属やセラミックを、蒸着やスパッタリングな
どのPVD法によって、例えば厚さ1μmなどの薄膜状
に形成されている。特に酸化しやすい金属膜の場合は上
にもう一層SiO2 膜をつけ酸化防止効果とガスバリヤ
ー効果がより期待できるため望ましい。
ように、上部クラッド層5の表面にガスバリアとしての
保護膜9を形成したのち工程S6に進む。保護膜9は、
例えば融点が1400℃以上のクロム(Cr)やニッケ
ル(Ni)などの金属や、窒化ケイ素(Si3 N4 )な
どのセラミックなどから構成されている。保護膜9は、
前述した金属やセラミックを、蒸着やスパッタリングな
どのPVD法によって、例えば厚さ1μmなどの薄膜状
に形成されている。特に酸化しやすい金属膜の場合は上
にもう一層SiO2 膜をつけ酸化防止効果とガスバリヤ
ー効果がより期待できるため望ましい。
【0034】工程S6においては、図4に示すように上
部クラッド層5の表面に保護膜9を形成した光導波路1
を、HIP法(Hot Isostatic Pressing:熱間静水圧加
圧法)などによって、周囲から加熱した状態で加圧する
ことにより、前記ボイド8を実用上問題のない大きさま
で小さくするか、あるいは消滅させるとともに、前述し
た各層3,4,5を高密度で透明度が高い膜に形成す
る。
部クラッド層5の表面に保護膜9を形成した光導波路1
を、HIP法(Hot Isostatic Pressing:熱間静水圧加
圧法)などによって、周囲から加熱した状態で加圧する
ことにより、前記ボイド8を実用上問題のない大きさま
で小さくするか、あるいは消滅させるとともに、前述し
た各層3,4,5を高密度で透明度が高い膜に形成す
る。
【0035】このHIP法を用いた場合には、アルゴン
(Ar)などの不活性ガスを用いて1500kgf/c
m2 まで加圧しかつ1100℃まで加熱した状態を2時
間程度維持するのが望ましい。
(Ar)などの不活性ガスを用いて1500kgf/c
m2 まで加圧しかつ1100℃まで加熱した状態を2時
間程度維持するのが望ましい。
【0036】クラッド層が前述したドープ剤としてリン
(P)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、アル
ミニウム(Al)、ホウ素(B)、フッ素(F)の内、
すべてあるいはいずれかを選択されて添加された場合に
は、クラッド層のガラス転移点の温度がさがり、前記H
IP法による加熱温度を下げることが可能となって、こ
のHIP法などによる加熱・加圧処理を容易に行うこと
ができる。なお、不活性ガスとしてアルゴンガスの代わ
りに窒素(N2 )ガスを用いてもよい。このHIP法を
用いることによって、光導波路1を略全周から略等圧で
加圧することができる。
(P)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、アル
ミニウム(Al)、ホウ素(B)、フッ素(F)の内、
すべてあるいはいずれかを選択されて添加された場合に
は、クラッド層のガラス転移点の温度がさがり、前記H
IP法による加熱温度を下げることが可能となって、こ
のHIP法などによる加熱・加圧処理を容易に行うこと
ができる。なお、不活性ガスとしてアルゴンガスの代わ
りに窒素(N2 )ガスを用いてもよい。このHIP法を
用いることによって、光導波路1を略全周から略等圧で
加圧することができる。
【0037】次に、工程S7において、前記保護膜9を
エッチングなどによって除去しかつ、工程S8におい
て、ダイシング装置によって、所定形状に切断して、図
1に示す光スターカプラなどの個々の光導波路1を得
る。そののち、この光導波路1の入出力端6,7の端面
6a,7a(図1に示す)を研磨することにより、光学
的に平坦に仕上げる。
エッチングなどによって除去しかつ、工程S8におい
て、ダイシング装置によって、所定形状に切断して、図
1に示す光スターカプラなどの個々の光導波路1を得
る。そののち、この光導波路1の入出力端6,7の端面
6a,7a(図1に示す)を研磨することにより、光学
的に平坦に仕上げる。
【0038】本発明者らは、このHIP法における温度
条件及び圧力条件を表1に示す様にパラメトリックに変
化させたときのボイド8の消滅状況を観察した。なお、
表1において、温度は800℃、1000℃及び110
0℃と変化させ、圧力を300kgf/cm2 、100
0kgf/cm2 、1500kgf/cm2 及び170
0kgf/cm2 と変化させている。
条件及び圧力条件を表1に示す様にパラメトリックに変
化させたときのボイド8の消滅状況を観察した。なお、
表1において、温度は800℃、1000℃及び110
0℃と変化させ、圧力を300kgf/cm2 、100
0kgf/cm2 、1500kgf/cm2 及び170
0kgf/cm2 と変化させている。
【0039】
【表1】
【0040】表1によれば、圧力が300kgf/cm
2 と1000kgf/cm2 のとき及び温度が800℃
のときには、ボイド8を消滅させるのが困難であるのが
明らかになった。また、圧力が1500kgf/cm2
の時には温度が1100℃以上のときにボイド8を消滅
させることができ、圧力が1700kgf/cm2 の時
には温度が1000℃以上のときにボイド8を消滅させ
ることができるのが明らかになった。
2 と1000kgf/cm2 のとき及び温度が800℃
のときには、ボイド8を消滅させるのが困難であるのが
明らかになった。また、圧力が1500kgf/cm2
の時には温度が1100℃以上のときにボイド8を消滅
させることができ、圧力が1700kgf/cm2 の時
には温度が1000℃以上のときにボイド8を消滅させ
ることができるのが明らかになった。
【0041】したがって、本実施形態においては、HI
P法による加熱・加圧条件を、圧力が1500kgf/
cm2 でかつ温度が1100℃としているが、圧力が1
700kgf/cm2 でかつ温度が1000℃以上とし
てもよい。
P法による加熱・加圧条件を、圧力が1500kgf/
cm2 でかつ温度が1100℃としているが、圧力が1
700kgf/cm2 でかつ温度が1000℃以上とし
てもよい。
【0042】本実施形態では、バッファ層3、コア4及
び上部クラッド層5を例えば500℃などの比較的低温
な温度で膜形成が行われるCVD法およびPVD法によ
って形成した後、HIP法などによって各層2,3,5
の外周側から加熱および加圧する。このため、CVD法
およびPVD法によって生じるボイド8を確実に埋める
ことができるとともに、前述した各層3,4,5を高密
度でかつ透明度が高い膜に形成することとができる。
び上部クラッド層5を例えば500℃などの比較的低温
な温度で膜形成が行われるCVD法およびPVD法によ
って形成した後、HIP法などによって各層2,3,5
の外周側から加熱および加圧する。このため、CVD法
およびPVD法によって生じるボイド8を確実に埋める
ことができるとともに、前述した各層3,4,5を高密
度でかつ透明度が高い膜に形成することとができる。
【0043】したがって、信号光の損失が低くかつ散乱
が少い光導波路1を得ることができる。さらに、比較的
低温なCVD法およびPVD法によって前述した各層
3,4,5を形成するので、FHD法による場合と比較
して、これらの層3,4,5が確実に所望の形状に形成
されることとなる。
が少い光導波路1を得ることができる。さらに、比較的
低温なCVD法およびPVD法によって前述した各層
3,4,5を形成するので、FHD法による場合と比較
して、これらの層3,4,5が確実に所望の形状に形成
されることとなる。
【0044】さらに、CVD法およびPVD法によって
前述した各層3,4,5を形成した後、上部クラッド層
5の表面に金属またはセラミックからなる保護膜9を形
成するので、HIP法などによって周囲から加熱・加圧
する際に、加圧されたアルゴンガスなどの不活性ガスが
光導波路1の内部に入り込むことがない。
前述した各層3,4,5を形成した後、上部クラッド層
5の表面に金属またはセラミックからなる保護膜9を形
成するので、HIP法などによって周囲から加熱・加圧
する際に、加圧されたアルゴンガスなどの不活性ガスが
光導波路1の内部に入り込むことがない。
【0045】したがって、確実に、不純物が少く、かつ
信号光の損失が低く、散乱が少い光導波路1を得ること
ができる。また、HIP法によって加熱および加圧する
場合には、光導波路1を周囲から均等に加圧することと
なるので、コア形状が変化することなく所望のパターン
が得られるため、より確実に、信号光を伝送する際の損
失が少く、かつ信号光の散乱が少い光導波路1を得るこ
とができる。
信号光の損失が低く、散乱が少い光導波路1を得ること
ができる。また、HIP法によって加熱および加圧する
場合には、光導波路1を周囲から均等に加圧することと
なるので、コア形状が変化することなく所望のパターン
が得られるため、より確実に、信号光を伝送する際の損
失が少く、かつ信号光の散乱が少い光導波路1を得るこ
とができる。
【0046】
【発明の効果】請求項1に記載の本発明によると、クラ
ッド層およびコアをCVD法およびPVD法などの低温
膜形成方法によって形成した後、その周囲より加熱およ
び加圧する。このため、低温膜形成方法によって生じた
隙間(ボイド)が埋まることにより、コアおよびクラッ
ド層が高密度でかつ透明度の高い膜に仕上がる。
ッド層およびコアをCVD法およびPVD法などの低温
膜形成方法によって形成した後、その周囲より加熱およ
び加圧する。このため、低温膜形成方法によって生じた
隙間(ボイド)が埋まることにより、コアおよびクラッ
ド層が高密度でかつ透明度の高い膜に仕上がる。
【0047】したがって、信号光の損失が低くかつ信号
光の散乱が少い光導波路を得ることができる。さらに、
CVD法およびPVD法などの比較的低温で膜形成が行
われる低温膜形成方法によってクラッド層とコアとを形
成するので、これらの層が確実に所望の形状に形成され
ることとなる。
光の散乱が少い光導波路を得ることができる。さらに、
CVD法およびPVD法などの比較的低温で膜形成が行
われる低温膜形成方法によってクラッド層とコアとを形
成するので、これらの層が確実に所望の形状に形成され
ることとなる。
【0048】請求項2に記載の光導波路の製造方法は、
クラッド層にドープ剤を添加することによって、加熱お
よび加圧する際のクラッド層のガラス転移点の温度がさ
がることとなる。したがって、クラッド層を周囲より加
熱及び加圧処理を施す際の加熱温度を下げることが可能
となって、この処理を容易に行うことができる。
クラッド層にドープ剤を添加することによって、加熱お
よび加圧する際のクラッド層のガラス転移点の温度がさ
がることとなる。したがって、クラッド層を周囲より加
熱及び加圧処理を施す際の加熱温度を下げることが可能
となって、この処理を容易に行うことができる。
【0049】請求項3に記載の光導波路の製造方法は、
クラッド層およびコアを、クラッド層の表面にガスバリ
アとしての保護膜を形成した後に前述の加熱および加圧
工程が行われるので、加圧する際に不活性ガスなどの流
体を用いてもこの流体が光導波路の内部に入り込むこと
がない。
クラッド層およびコアを、クラッド層の表面にガスバリ
アとしての保護膜を形成した後に前述の加熱および加圧
工程が行われるので、加圧する際に不活性ガスなどの流
体を用いてもこの流体が光導波路の内部に入り込むこと
がない。
【0050】したがって、信号光を伝送する際の損失が
少く、かつ透明度が高く信号光の散乱が少い光導波路を
得ることができる。さらに、CVD法およびPVD法な
どの低温膜形成方法によってクラッド層とコアとを形成
するので、これらの層が確実に所望形状に形成される。
少く、かつ透明度が高く信号光の散乱が少い光導波路を
得ることができる。さらに、CVD法およびPVD法な
どの低温膜形成方法によってクラッド層とコアとを形成
するので、これらの層が確実に所望形状に形成される。
【0051】請求項4に記載の光導波路の製造方法は、
HIP法によって加熱および加圧するので、光導波路を
周囲から均等に加圧することとなる。したがって、より
確実に、信号光を伝送する際の損失が少く、かつ透明度
が高く信号光の散乱が少い光導波路を得ることができ
る。
HIP法によって加熱および加圧するので、光導波路を
周囲から均等に加圧することとなる。したがって、より
確実に、信号光を伝送する際の損失が少く、かつ透明度
が高く信号光の散乱が少い光導波路を得ることができ
る。
【図1】本発明の一実施形態を示す光導波路としての光
スターカプラの斜視図。
スターカプラの斜視図。
【図2】図1中のii−ii線に沿う断面図。
【図3】図1に示された光導波路の製造工程の一例を示
す工程説明図。
す工程説明図。
【図4】上部クラッド層の表面に保護膜を形成した状態
を示す断面図。
を示す断面図。
【図5】従来の光導波路としての光スターカプラの斜視
図。
図。
【図6】図5中のvi−vi線に沿う断面図。
【図7】図5に示された従来の光導波路の製造工程の一
例を示す工程説明図。
例を示す工程説明図。
1…光導波路 3…バッファ層(クラッド層) 4…コア 5…上部クラッド層(クラッド層) 9…保護膜
Claims (4)
- 【請求項1】クラッド層によって覆われたコアを有する
光導波路の製造方法において、 前記クラッド層およびコアを低温膜形成方法によって形
成したのち、クラッド層の周囲より前記低温膜形成方法
よりも高い温度で加熱および加圧処理を施すことを特徴
とする光導波路の製造方法。 - 【請求項2】前記クラッド層を形成する際に、 このクラッド層に屈折率調整用のドープ剤としてリン
(P)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、アル
ミニウム(Al)、ホウ素(B)、フッ素(F)とのう
ち、すべてあるいはいずれかを選択して添加することを
特徴とする請求項1記載の光導波路の製造方法。 - 【請求項3】前記クラッド層の表面に金属またはセラミ
ックからなる保護膜を形成した後、前記加熱および加圧
処理を施すことを特徴とする請求項1または請求項2記
載の光導波路の製造方法。 - 【請求項4】前記低温膜形成方法が、CVD法(Chemic
al Vapor Deposition )またはPVD法(Physical Vap
or Deposition )またはこれらの組み合わせであり、前
記加熱および加圧処理を施す際に、HIP法(Hot Isos
tatic Pressing:熱間静水圧加圧法)を用いることを特
徴とする請求項1から請求項3のうちいずれか一項に記
載の光導波路の製造方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28981397A JP3299700B2 (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | 光導波路の製造方法 |
US09/175,137 US6122934A (en) | 1997-10-22 | 1998-10-19 | Hot Isostatic pressing of a planar optical waveguide |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28981397A JP3299700B2 (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | 光導波路の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11125727A true JPH11125727A (ja) | 1999-05-11 |
JP3299700B2 JP3299700B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=17748111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28981397A Expired - Fee Related JP3299700B2 (ja) | 1997-10-22 | 1997-10-22 | 光導波路の製造方法 |
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Country | Link |
---|---|
US (1) | US6122934A (ja) |
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US8285150B2 (en) | 2006-10-02 | 2012-10-09 | Futurewei Technologies, Inc. | Method and system for integrated DWDM transmitters |
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1997
- 1997-10-22 JP JP28981397A patent/JP3299700B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-10-19 US US09/175,137 patent/US6122934A/en not_active Expired - Fee Related
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