(57)【要約】      （修正有）【課題】透明性等の光学特性に優れた光導波路を、少ない工程で簡単且つ容易に得ることができる新規な光導波路の製造方法を提供する。【解決手段】少なくともコア層とクラッド層とを形成して導波路を製造する方法であって、コア層およびクラッド層の形成を、コア層の前駆体を含む原料溶液１４ａおよびクラッド層の前駆体を含む原料溶液４ａをそれぞれ霧化または液滴化し（霧化・液滴化工程）、得られたそれぞれのミストまたは液滴を基体１０上で熱反応させる（成膜工程）ことにより光導波路を製造する。【選択図】図１
2019191462.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともコア層とクラッド層とを形成して光導波路を製造する方法であって、前記コア層およびクラッド層の形成を、コア層の前駆体を含む原料溶液およびクラッド層の前駆体を含む原料溶液をそれぞれ霧化または液滴化し、得られたそれぞれのミストまたは液滴を基体上で熱反応させることにより行うことを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項２】
前記コア層の前駆体が第１の金属を含む請求項１記載の製造方法。
【請求項３】
第１の金属が、周期律表第１４族金属である請求項２記載の製造方法。
【請求項４】
前記クラッド層の前駆体が第２の金属を含む請求項１〜３のいずれかに記載の製造方法。
【請求項５】
第２の金属が、周期律表第１４族金属である請求項４記載の製造方法。
【請求項６】
前記霧化または前記液滴化を、超音波振動を用いて行う請求項１〜５のいずれかに記載の製造方法。
【請求項７】
前記霧化または液滴化の後、得られたそれぞれのミストまたは液滴にキャリアガスを供給し、該キャリアガスでもって前記ミストまたは前記液滴をそれぞれ前記基体まで搬送し、ついで、前記熱反応を行う請求項１〜６のいずれかに記載の製造方法。
【請求項８】
前記熱反応を、非酸素雰囲気下で行う請求項１〜７のいずれかに記載の製造方法。
【請求項９】
熱反応を、１５０℃以下の温度で行う請求項１〜８のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信、光配線または光ストレージ等の光学素子に用いられる光導波路の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信や光ストレージの普及に伴い、それを構成する光学素子の需要が増大している。特に光通信においては、光波長多重伝送の実用化に伴い、光ファイバーを中心としたいわゆる基幹系から、メトロ、アクセス系への利用が加速している。このため、光信号のアド・ドロップ等に用いられる光学素子もバルク材を組み合わせたものから、薄膜の光学材料を用いた小型で集積化しやすい平面導波路の利用が進んでいる。
【０００３】
平面導波路は、通常、石英基板もしくはシリコン基板上にシリコン酸化物を中心とした非晶質材料で形成される。薄膜の形成方法には、積層した材料を火炎堆積法により溶融形成する方法や化学蒸着法（ＣＶＤ法）などによる気相成長法が用いられている。形成された薄膜は、所望により反応性イオンエッチング法などにより所定の寸法形状に加工し、光学素子としている。
【０００４】
特許文献１には、石英基板上に、ゾルゲル法を用いて形成した光導波路材料層に対して、所望する導波路パターンに応じた局所的な熱処理を行うことにより、光導波路材料層を部分的に加熱・焼結してガラス化させて、光導波路を形成することが記載されている。しかしながら、特許文献１に記載の方法は、焼結工程に時間がかかり、また局所的な加熱などの複雑な工程が必要であるため、工業上有用な方法ではなかった。また、光導波路材料層の材料に含まれる収縮緩和剤、増粘剤、触媒等が、得られる光導波路の特性に悪影響を及ぼしてしまい、透明性等も十分に満足できるものではなかった。
【０００５】
また、特許文献２には、エアロゾルデポジション法を用いて、Ｐｂ１−ｘＬａｘ（ＺｒｙＴｉ１−ｙ）１−ｘ／４Ｏ３（ＰＬＺＴ）からなるコア層およびクラッド層を成膜して導波路を形成することが開示されている。しかしながら、特許文献２に記載の製法で得られた導波路は、透過率等の光学特性において、十分に満足できるものではなかった。また、得られたコア層およびクラッド層は、空孔・異相の存在等により、膜の均一性にも問題があった。また、特許文献２に記載のエアロゾルデポジション法は、真空装置が必須であり、さらに、得られる膜表面を平坦化する工程も必要であるなど、工程が複雑である問題があった。
【０００６】
特許文献３には、エアロゾルデポジション法によって、Ｐｂ（Ｚｒ０．３Ｔｉ０．７）Ｏ３を形成した後、局所加熱によって光吸収端を変化させて、コア部およびクラッド部を含む光導波路を作製することが記載されている。しかしながら、エアロゾルデポジション法により形成したコア部またはクラッド部は、その内部に屈折率の異なる微粒子が含まれている等の影響で、安定した特性が得られない問題があった。また、局所加熱等の複雑な工程が必要であり、さらに局所加熱が、コア部とクラッド部との界面に悪影響を及ぼし、散乱によって伝送損失が増大してしまうなどの問題があった。
【０００７】
そのため、上記した問題がなく、透明性等の光学特性に優れた光導波路を工業的有利に製造できる方法が待ち望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２９２３３５号公報
【特許文献２】特開２００５−１８１９９５号公報
【特許文献３】特開２００７−２９８８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、透明性等の光学特性に優れた光導波路を少ない工程で簡単且つ容易に得ることができる新規な製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、少なくともコア層とクラッド層とを形成して導波路を製造する方法において、前記コア層およびクラッド層の形成を、コア層の前駆体を含む原料溶液およびクラッド層の前駆体を含む原料溶液をそれぞれ霧化または液滴化し、得られたそれぞれのミストまたは液滴を基体上で熱反応させることにより行うと、透明性等の光学特性に優れた光導波路を、局所加熱や焼結工程を行う必要がなく、少ない工程で簡単且つ容易に製造できることを知見し、このような製造方法が、上記した従来の問題を一挙に解決できるものであることを見出した。
また、本発明者らは、上記知見を得た後、さらに検討を重ねて、本発明を完成させるに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、以下の発明に関する。
［１］  少なくともコア層とクラッド層とを形成して光導波路を製造する方法であって、前記コア層およびクラッド層の形成を、コア層の前駆体を含む原料溶液およびクラッド層の前駆体を含む原料溶液をそれぞれ霧化または液滴化し、得られたそれぞれのミストまたは液滴を基体上で熱反応させることにより行うことを特徴とする光導波路の製造方法。
［２］  前記コア層の前駆体が第１の金属を含む前記［１］記載の製造方法。
［３］  第１の金属が、周期律表第１４族金属である前記［２］記載の製造方法。
［４］  前記クラッド層の前駆体が第２の金属を含む前記［１］〜［３］のいずれかに記載の製造方法。
［５］  第２の金属が、周期律表第１４族金属である前記［４］記載の製造方法。
［６］  前記霧化または前記液滴化を、超音波振動を用いて行う前記［１］〜［５］のいずれかに記載の製造方法。
［７］  前記霧化または液滴化の後、得られたそれぞれのミストまたは液滴にキャリアガスを供給し、該キャリアガスでもって前記ミストまたは前記液滴をそれぞれ前記基体まで搬送し、ついで、前記熱反応を行う前記［１］〜［６］のいずれかに記載の製造方法。
［８］  前記熱反応を、非酸素雰囲気下で行う前記［１］〜［７］のいずれかに記載の製造方法。
［９］  熱反応を、１５０℃以下の温度で行う前記［１］〜［８］のいずれかに記載の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の実施態様にかかる成膜方法によれば、透明性等の光学特性に優れた光導波路を、少ない工程で簡単且つ容易に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例において用いた成膜装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施態様にかかるスラブ型の光導波路を示す模式的断面図である。
【図３】本発明の実施態様にかかる埋め込み型の光導波路を示す模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施態様にかかる成膜方法は、少なくともコア層とクラッド層とを形成して導波路を製造する方法であって、前記コア層およびクラッド層の形成を、コア層の前駆体を含む原料溶液およびクラッド層の前駆体を含む原料溶液をそれぞれ霧化または液滴化し（霧化・液滴化工程）、得られたそれぞれのミストまたは液滴を基体上で熱反応させる（成膜工程）ことにより行う。
【００１５】
（霧化・液滴化工程）
前記霧化・液滴化工程は、コア層の前駆体を含む原料溶液およびクラッド層の前駆体を含む原料溶液をそれぞれ霧化または液滴化してミストまたは液滴を発生させる。霧化・液滴化手段は、コア層の前駆体を含む原料溶液（コア層の原料溶液）およびクラッド層の前駆体を含む原料溶液（クラッド層の原料溶液）をそれぞれ霧化または液滴化できさえすれば特に限定されず、公知の霧化手段であってよいが、本発明の実施態様においては、超音波を用いる霧化・液滴化手段であるのが好ましい。前記ミストは、初速度がゼロで、空中に浮遊するものが好ましく、例えば、スプレーのように吹き付けるのではなく、空間に浮かびガスとして搬送することが可能なミストであるのがより好ましい。ミストの液滴サイズは、特に限定されず、数ｍｍ程度の液滴であってもよいが、好ましくは５０μｍ以下であり、より好ましくは１〜１０μｍである。
【００１６】
（コア層の原料溶液）
コア層の原料溶液は、コア層の前駆体を少なくとも含んでおり、霧化または液滴化が可能であれば、特に限定されず、無機材料を含んでいてもよいし、有機材料を含んでいてもよい。また、前記原料溶液は、無機材料および有機材料の両方の材料を含んでいてもよい。
【００１７】
（コア層の前駆体）
前記コア層の前駆体は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されず、無機材料であってもよいし、有機材料であってもよい。本発明の実施態様においては、前記コア層の前駆体が、金属（以下、第１の金属ともいう）を含むのが好ましい。第１の金属は、金属単体であっても、金属化合物であってもよいが、本発明の実施態様においては、金属化合物であるのが好ましい。第１の金属としては、例えば、周期律表第１４族金属またはその金属化合物等が好適な例として挙げられる。周期律表第１４族金属としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）または鉛（Ｐｂ）等が挙げられるが、本発明の実施態様においては、第１の金属がケイ素（Ｓｉ）であるのが、より良質な光導波路を形成することができるので、好ましく、ケイ素含有化合物であるのがより好ましい。
【００１８】
前記ケイ素含有化合物は、少なくとも一つのケイ素を含む化合物であれば特に限定されない。前記ケイ素含有化合物としては、例えば、シラン、シロキサン、シラザン、ポリシラザンなどが挙げられる。前記シランとしては、例えば、モノシラン（ＳｉＨ４）、アルコキシシランなどが挙げられる。前記アルコキシシランとしては、例えば、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラアミロキシシラン、テトラオクチルオキシシラン、テトラノニルオキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、ジメトキシジイソプロポキシシラン、ジエトキシジイソプロポキシシラン、ジエトキシジブトキシシラン、ジエトキシジトリチルオキシシランまたはこれらの混合物などが挙げられる。前記シロキサンとしては、例えばヘキサメチルジシロキサン、１，３−ジブチルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジフェニルテトラメチルジシロキサン、１，３−ジビニルテトラメチルジシロキサン、ヘキサエチルジシロキサン及び３−グリシドキシプロピルペンタメチルジシロキサンなどが挙げられる。シラザンとしては、例えばヘキサメチルジシラザン及びヘキサエチルジシラザンなどが挙げられる。
【００１９】
本発明の実施態様においては、前記ケイ素含有化合物が、ポリシラザンであるのが好ましい。前記ポリシラザンは、下記式（１）で表される繰り返し単位を有するポリシラザンであるのが好ましく、下記式（２）で表される繰り返し単位を有するポリシラザンであるのがより好ましい。なお、下記式（１）または（２）において、平均繰り返し数は、整数であれば特に限定されないが、２〜１０００であるのが好ましく、２〜１００であるのがより好ましく、２〜１０であるのが最も好ましい。
【００２０】
【化１】
2019191462.tif 000003
（式中、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３は、それぞれ同一または異なって、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよい炭化水素基または置換基を有していてもよい複素環基を表し、Ｒ１、Ｒ２およびＲ３から選ばれる任意の２つの基が結合して環を形成してもよい。）
【００２１】
【化２】
2019191462.tif 000004
（式中、ｎは、平均繰り返し数であって、整数である。）
【００２２】
前記コア層の前駆体の使用量は、特に限定されないが、溶媒に完全に溶ける量であるのが好ましい。例えば、溶媒を含めた原料溶液中、前記コア層の前駆体を約０．０１〜５０体積％の濃度となるように溶解させるのが好ましく、０．１〜３０体積％の濃度となるように溶解させるのがより好ましく、約１〜１０体積％の濃度となるように溶解させるのが最も好ましい。
【００２３】
（クラッド層の原料溶液）
クラッド層の原料溶液は、クラッド層の前駆体を少なくとも含んでおり、霧化または液滴化が可能であれば、特に限定されず、無機材料を含んでいてもよいし、有機材料を含んでいてもよい。また、前記原料溶液は、無機材料および有機材料の両方の材料を含んでいてもよい。
【００２４】
（クラッド層の前駆体）
前記クラッド層の前駆体は、本発明の目的を阻害しない限り、特に限定されず、無機材料であってもよいし、有機材料であってもよい。本発明の実施態様においては、前記コア層の前駆体が、金属（以下、第２の金属ともいう）を含むのが好ましい。第２の金属は、金属単体であっても、金属化合物であってもよいが、本発明の実施態様においては、金属化合物であるのが好ましい。第２の金属としては、例えば、周期律表第１４族金属またはその金属化合物等が好適な例として挙げられる。周期律表第１４族金属としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）または鉛（Ｐｂ）等が挙げられるが、本発明の実施態様においては、第２の金属がケイ素（Ｓｉ）であるのが、より良質な光導波路を形成することができるので、好ましく、ケイ素含有化合物であるのがより好ましい。前記ケイ素含有化合物としては、上記ケイ素含有化合物として例示した化合物等が挙げられる。本発明の実施態様においては、第２の金属が、第１の金属と同じ金属であるのが、コア層とクラッド層との界面がより良好なものとなり、より透明性に優れた光導波路が得られるため、好ましく、前記クラッド層の前駆体が前記コア層の前駆体と同じであるのが、より好ましい。
【００２５】
前記クラッド層の前駆体の使用量は、特に限定されないが、溶媒に完全に溶ける量であるのが好ましい。例えば、溶媒を含めた原料溶液中、前記クラッド層の前駆体を約０．０１〜５０体積％の濃度となるように溶解させるのが好ましく、０．１〜３０体積％の濃度となるように溶解させるのがより好ましく、約１〜１０体積％の濃度となるように溶解させるのが最も好ましい。
【００２６】
本発明の実施態様においては、前記コア層の原料溶液および前記クラッド層の原料溶液（以下、単に「前記原料溶液」ともいう。）が、酸化剤を含むのが好ましい。前記酸化剤は、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されず、公知の酸化剤であってよい。前記酸化剤としては、例えば、過酸化水素水、硝酸、硝酸アンモニウム、硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸カリウム、過塩素酸、過塩素酸アンモニウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸カリウム、過よう素酸、過よう素酸ナトリウム、過よう素酸カリウム、メタンスルホン酸、硫酸および硫酸エチレンジアミンから選ばれる１種または２種以上などが挙げられる。本発明の実施態様においては、前記酸化剤が、過酸化水素水であるのが好ましい。
【００２７】
前記酸化剤の使用量は、特に限定されないが、溶媒に完全に溶ける量であるのが好ましい。例えば、溶媒を含めた原料溶液中、前記酸化剤を約０．１〜７０％の濃度となるように溶解させるのが好ましく、約１〜５０％の濃度となるように溶解させるのがより好ましく、約１０〜５０％の濃度となるように溶解させるのが最も好ましい。
【００２８】
なお、本発明の実施態様においては、前記原料溶液として、前記コア層の前駆体または前記クラッド層の前駆体と所望により酸化剤とを、溶媒に溶解または分散させたものを好適に用いることができる。前記溶媒としては、有機溶媒または水等の無機溶媒などが挙げられる。前記有機溶媒としては、例えば、エステル溶媒（例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチルなど）、エーテル溶媒（例えば、ジエチルエーテル、ｔｅｒｔ−ブチルメチルエーテル、ジグライム（例えば、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル）、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフランなど）、アミド溶媒（例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンなど）、ケトン溶媒（例えば、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノンなど）、ニトリル溶媒（例えば、アセトニトリル、プロピオニトリルなど）、アルコール溶媒（例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、１−ブタノール、２−ブタノールなど）、ハロゲン化溶媒（例えば、塩化メチレン、クロロホルムなど）、芳香族溶媒（例えば、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ニトロベンゼンなど）などが挙げられるが、好ましくはエステル溶媒である。なお、前記原料溶液には、本発明の目的を阻害しない限り、公知の各種添加剤等が含まれていてもよい。水が添加されていてもよい。
【００２９】
（成膜工程）
成膜工程では、前記霧化・液滴化工程で得られたそれぞれのミストまたは液滴を、前記基体上で熱反応させることによって、基体上に、成膜する。前記熱反応は、熱でもって前記ミストまたは液滴が反応すればそれでよく、反応条件等も本発明の目的を阻害しない限り特に限定されない。本工程では、前記熱反応を、通常、３００℃以下で行うが、１５０℃以下が好ましく、１００℃以下がより好ましい。また、熱反応は、本発明の目的を阻害しない限り、真空下、非酸素雰囲気下、還元ガス雰囲気下および酸素雰囲気下のいずれの雰囲気下で行われてもよいが、非酸素雰囲気下または酸素雰囲気下で行われるのが好ましく、非酸素雰囲気下で行われるのがより好ましい。また、大気圧下、加圧下および減圧下のいずれの条件下で行われてもよいが、本発明の実施態様においては、大気圧下で行われるのが好ましい。なお、膜厚は、成膜時間を調整することにより、設定することができる。
【００３０】
本発明の実施態様においては、前記霧化または液滴化の後、得られたそれぞれのミストまたは液滴に、キャリアガスを供給し、該キャリアガスでもって前記ミストまたは前記液滴をそれぞれ前記基体まで搬送し、ついで、前記熱反応を行うのも、吹き付ける場合等と全く異なり、形成されるコア層とクラッド層との界面の密着性等をさらに一段と良好なものとすることができ、得られる光導波路の表面凹凸をより良好に抑制できるので、好ましい。前記キャリアガスとしては、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されず、例えば、酸素、オゾン、窒素やアルゴン等の不活性ガス、または水素ガスやフォーミングガス等の還元ガスなどが好適な例として挙げられる。また、キャリアガスの種類は１種類であってよいが、２種類以上であってもよく、流量を下げた希釈ガス（例えば１０倍希釈ガス等）などを、第２のキャリアガスとしてさらに用いてもよい。また、キャリアガスの供給箇所も１箇所だけでなく、２箇所以上あってもよい。キャリアガスの流量は、特に限定されないが、０．０１〜２０Ｌ／分であるのが好ましく、１〜１０Ｌ／分であるのがより好ましい。希釈ガスの場合には、希釈ガスの流量が、０．００１〜２Ｌ／分であるのが好ましく、０．１〜１Ｌ／分であるのがより好ましい。
【００３１】
また、本発明の実施態様においては、前記コア層の前駆体またはクラッド層の前駆体と、前記酸化剤とを別々の原料溶液とするのが好ましい。例えば、前記コア層の前駆体または前記クラッド層の前駆体を前記溶媒に混合して第１の原料溶液とし、前記酸化剤を前記溶媒に混合して第２の原料溶液とすること等が挙げられる。この場合、第１の原料溶液のミストおよび第２の原料溶液のミストは、前記霧化または液滴化の後、キャリアガスをミストに供給する前に混合してもよいし、前記キャリアガスによる搬送の途中に混合してもよいし、キャリアガスによる搬送後、基体上で混合して成膜してもよい。本発明においては、第１の原料溶液のミストおよび第２の原料溶液のミストを、前記キャリアガスによる搬送の途中に混合するのが好ましい。
【００３２】
（基体）
前記基体は、前記コア層およびクラッド層を支持できるものであれば特に限定されない。前記基体の材料も、本発明の目的を阻害しない限り特に限定されず、公知の基体であってよく、有機化合物であってもよいし、無機化合物であってもよい。多孔質構造体であってもよい。前記基体の形状としては、どのような形状のものであってもよく、あらゆる形状に対して有効であり、例えば、平板や円板等の板状、繊維状、棒状、円柱状、角柱状、筒状、螺旋状、球状、リング状などが挙げられるが、本発明の実施態様においては、基板が好ましい。基板の厚さは、本発明の実施態様においては特に限定されないが、１０μｍ〜１００ｍｍが好ましく、１００μｍ〜１０ｍｍがより好ましい。
【００３３】
前記基板は、板状であって、前記シリコン酸化膜の支持体となるものであれば特に限定されない。絶縁体基板であってもよいし、半導体基板であってもよいし、金属基板や導電性基板であってもよい。また、これらの表面の一部または全部の上に、金属膜、半導体膜、導電性膜および絶縁性膜の少なくとも１種の膜が形成されているものも、前記基板として好適に用いることができる。本発明の実施態様においては、前記基板が、ガラス基板であるのが好ましく、また、金属膜、半導体膜、導電性膜および絶縁性膜の少なくとも１種の膜を表面に有するガラス基板であるのも好ましい。前記金属膜の構成金属としては、例えば、ガリウム、鉄、インジウム、アルミニウム、バナジウム、チタン、クロム、ロジウム、ニッケル、コバルト、亜鉛、マグネシウム、カルシウム、シリコン、イットリウム、ストロンチウムおよびバリウムから選ばれる１種または２種以上の金属などが挙げられる。半導体膜の構成材料としては、例えば、シリコン、ゲルマニウムのような元素単体、周期表の第３族〜第５族、第１３族〜第１５族の元素を有する化合物、金属酸化物、金属硫化物、金属セレン化物、または金属窒化物等が挙げられる。また、前記導電性膜の構成材料としては、例えば、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、アルミニウムドープ酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウムドープ酸化亜鉛（ＧＺＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）などが挙げられるが、本発明の実施態様においては、導電性酸化物からなる導電性膜であるのが好ましく、スズドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）膜であるのがより好ましい。前記絶縁性膜の構成材料としては、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化シリコン（ＳｉＯ２）、窒化シリコン（Ｓｉ３Ｎ４）、酸窒化シリコン（Ｓｉ４Ｏ５Ｎ３）などが挙げられる。
【００３４】
なお、金属膜、半導体膜、導電性膜および絶縁性膜の形成手段は、特に限定されず、公知の手段であってよい。このような形成手段としては、例えば、ミストＣＶＤ法、スパッタ法、ＣＶＤ法（気相成長法）、ＳＰＤ法（スプレー熱分解堆積法）、蒸着法、ＡＬＤ（原子層堆積）法、塗布法（例えばディッピング、滴下、ドクターブレード、インクジェット、スピンコート、刷毛塗り、スプレー塗装、ロールコーター、エアーナイフコート、カーテンコート、ワイヤーバーコート、グラビアコート、インクジェット塗布等）などが挙げられる。
【００３５】
また、本発明の実施態様においては、前記コア層および前記クラッド層を、前記基体上に直接成膜してもよいし、バッファ層（緩衝層）や応力緩和層等の他の層を介して成膜してもよい。バッファ層（緩衝層）や応力緩和層等の他の層の形成手段は、特に限定されず、公知の手段であってよいが、本発明の実施態様においては、ミストＣＶＤ法が好ましい。
【００３６】
本発明の実施態様においては、前記光導波路の形状は、特に限定されず、公知の形状であってよい。前記光導波路の形状としては、例えば、スラブ型、埋め込み型、半埋め込み型、リッジ型等が挙げられる。
【００３７】
また、前記クラッド層および前記コア層を形成する順番等は、特に限定されないが、本発明の実施態様においては、例えば、図２に示すようなスラブ型の光導波路を製造する場合には、前記基体２３上に、下部クラッド層２１ａを形成し、得られた下部クラッド層２１ａ上に、前記コア層２２を形成し、ついで、前記コア層２２上に上部クラッド層２２ｂを形成することにより、前記光導波路を製造するのが好ましい。また例えば、図３に示すような埋め込み型の光導波路を製造する場合には、前記基体２３上に、下部クラッド層２１ａを形成し、得られた下部クラッド層上２１ａに、前記コア層２２を、公知のパターン形成手段等を用いてパターン状に形成し、ついで、前記コア層上２２に上部クラッド層２１ｂを形成して前記コア層２２を埋め込むことにより、前記光導波路を製造するのが好ましい。前記パターン形成手段としては、例えば、反応性イオンエッチング、ホトリソグラフィー法、インプリンティング法、フォトブリーチング法等が挙げられる。なお、本発明の実施態様においては、前記下部クラッド層２１ａとして、前記基体２３を用いるのも好ましい。
【００３８】
また、本発明の実施態様においては、前記コア層および前記クラッド層を含む積層体上に、さらに電極を設けてもよい。前記電極は、本発明においては、特に限定されず、公知のものであってよい。前記電極としては、例えば、ＩＴＯ、金、銀、クロム、アルミニウム、チタン、ＩＺＯ、またはアルミニウムドープ酸化亜鉛等が挙げられる。また、前記電極の形成手段も特に限定されず、公知の手段を用いることができる。前記電極の形成手段としては、例えば、ミストＣＶＤ法、スパッタ法やＣＶＤ法（気相成長法）、ＳＰＤ法（スプレー熱分解堆積法）等が挙げられる。
【００３９】
上記のようにして成膜することで、透明性等の光学特性に優れた良質な光導波路を、少ない工程で容易に製造することができる。また、前記コア層および前記クラッド層の厚さも、成膜時間を調整することにより、容易に調整することができる。また、前記コア層および前記クラッド層の屈折率も、前記成膜温度等を調整したり、前記酸化剤の濃度を調節したりすること等により、容易に調整することができる。
【００４０】
本発明の製造方法によって得られた光導波路は、例えば、例えば、携帯電話、ゲーム機、ルーター装置、ＷＤＭ（波長分割多重方式）装置、パソコン、テレビ、ホーム・サーバー等の電子機器類に好適に用いることができる。
【実施例】
【００４１】
以下、図２に示すスラブ型の光導波路を製造した例を用いて本発明の実施例を説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４２】
（実施例１）
１．成膜装置
図１を用いて、本実施例で用いたミストＣＶＤ装置（１）を説明する。ミストＣＶＤ装置（１）は、キャリアガスを供給するキャリアガス源（２ａ、１２ａ）と、キャリアガス源（２ａ、１２ａ）から送り出されるキャリアガスの流量を調節するための流量調節弁（３ａ、１３ａ）と、原料溶液（４ａ、１４ａ）が収容されるミスト発生源（４、１４）と、水（５ａ、１５ａ）が入れられている容器（５、１５）と、容器（５、１５）の底面に取り付けられた超音波振動子（６、１６）と、成膜室（７）と、ミスト発生源（４、１４）から基板（１０）付近までをつなぐ供給管（９、１９）と、成膜室（７）内に設置されたホットプレート（８）とを少なくとも備えている。なお、ホットプレート（８）上には、基板（１０）が設置されている。また、原料溶液（４ａ、１４ａ）は、２種類あり、それぞれ、キャリアガス源（２ａ、１２ａ）、キャリアガス（希釈）源（２ｂ、１２ｂ）、流量調節弁（３ａ、３ｂ、１３ａ、１３ｂ）、ミスト発生源（４、１４）、容器（５、１５）、超音波振動子（６、１６）、供給管（９、１９）が備え付けられている。
【００４３】
２．原料溶液の作製
２−１．第１の原料溶液の作製
ポリシラザンの濃度が１．６体積％となるように、ポリシラザンと酢酸ブチルとを混合し、第１の原料溶液を得た。
２−２．第２の原料溶液の作製
過酸化水素水と蒸留水とを混合し、第２の原料溶液（コア層用）を得た。また、過酸化水素水濃度を第２の原料溶液（コア層用）よりも低くした第２の原料溶液（クラッド層用）を得た。
【００４４】
３．成膜準備
上記２−１．で得られた第１の原料溶液４ａを、第１のミスト発生源４内に収容した。また、上記２−２．で得られた第２の原料溶液（コア層用）１４ａを第２のミスト発生源１４内に収容した。次に、基板１０として、ガラス基板（下部クラッド層）をホットプレート８上に設置し、ホットプレート８を作動させて基板１０の温度を７０℃にまで昇温させた。次に、流量調節弁３ａおよび１３ａを開いて、キャリアガス源であるキャリアガス供給手段２ａおよび１２ａからキャリアガスを成膜室７内に供給し、成膜室７の雰囲気をキャリアガスで十分に置換した後、キャリアガスの流量を１．０Ｌ／分に調節した。なお、キャリアガスとして窒素を用いた。
【００４５】
４．コア層の形成
次に、超音波振動子６を２．４ＭＨｚで振動させ、その振動を、水（５ａ、１５ａ）を通じて原料溶液（４ａ、１４ａ）に伝播させることによって、原料溶液（４ａ、１４ａ）を霧化させてミスト（４ｂ、１４ｂ）を生成させた。このミスト（４ｂ、１４ｂ）にキャリガスを供給し、該キャリアガスによって、供給管（９、１９）内を通ってミスト（４ｂ、１４ｂ）を基板１０へと搬送した。なお、ミスト４ｂおよびミスト１４ｂは、該キャリアガスによる搬送中に混合されて、基板１０へと搬送された。そして、搬送後、大気圧下、７０℃にて、基板１０近傍でミストが熱反応して、基板１０上にコア層が形成され、コア層付きの基板を得た。なお、得られたコア層の厚さは３００ｎｍであり、成膜時間は、２０分であった。
【００４６】
５．クラッド層（上部クラッド層）の形成
第２の原料溶液として、第２の原料溶液（クラッド層用）を用いたこと、基板として、上記４．で得られたコア層付きの基板を用いたこと以外は、上記４．と同様にして成膜を行い、コア層付きの基板上にクラッド層（上部クラッド層）を形成した。なお、得られたクラッド層（上部クラッド層）の厚さは３００ｎｍであり、成膜時間は２０分であった。
【００４７】
６．評価
得られた光導波路は、ガラス基板（下部クラッド層）とコア層、およびコア層と上部クラッド層との密着性にそれぞれ優れていた。また、得られた積層体につき、分光光度計を用いて光透過率を測定した結果、光透過率は８９％であり、優れた透明性を有していた。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明の成膜方法は、透明性等の光学特性に優れた良質な光導波路を、工業的有利に製造することができる光導波路を用いる種々の製造分野に利用可能である。本発明の製造方法によれば、特に、低温、大気圧下および非真空で光導波路を製造することができ、焼結工程も不要であるため、基板等の制限も特になく、本発明により得られた光導波路を、電子機器等に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１    ミストＣＶＤ装置
２ａ  （第１の）キャリアガス源
３ａ  （第１の）流量調節弁
４    （第１の）ミスト発生源
４ａ  （第１の）原料溶液
４ｂ  （第１の）ミスト
５    （第１の）容器
５ａ  （第１の）水
６    （第１の）超音波振動子
７    成膜室
８    ホットプレート
９    （第１の）供給管
１０    基板
１２ａ  （第２の）キャリアガス源
１３ａ  （第２の）流量調節弁
１４    （第２の）ミスト発生源
１４ａ  （第２の）原料溶液
１４ｂ  （第２の）ミスト
１５    （第２の）容器
１５ａ  （第２の）水
１６    （第２の）超音波振動子
１９    （第２の）供給管
２１ａ  下部クラッド層
２１ｂ  上部クラッド層
２２    コア層
２３    基体
【図１】
2019191462.tif 000005
【図２】
2019191462.tif 000006
【図３】
2019191462.tif 000007