(57)【要約】【課題】クラックおよび気泡の発生を抑え、かつ、屈折率のばらつきを低減した高品質の光導波路およびその製造方法を提供する。【解決手段】本発明の光導波路は、基板１０上に形成されたクラッド２０により周囲を取り囲まれたコア３０を備えて構成され、シリカガラス系材料からなるクラッド２０およびコア３０をそれぞれ形成する有機ソースとして、トリアルキルシリル系化合物を用いるようにしたことを特徴とする。【選択図】図１
2004020834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トリアルキルシリル系化合物を含んだ有機ソースを用いて形成されたシリカガラス系材料からなるコアおよびクラッドを備えて構成されることを特徴とする光導波路。
【請求項２】
請求項１に記載の光導波路であって、
前記有機ソースに含まれるトリアルキルシリル系化合物は、Ｓｉ−Ｏ−Ｇｅ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔａ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｂ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むことを特徴とする光導波路。
【請求項３】
請求項１に記載の光導波路であって、
前記有機ソースは、トリアルキルシリル系化合物に加えてアルコキシ系化合物を含むことを特徴とする光導波路。
【請求項４】
シリカガラス系材料からなるコアおよびクラッドを備えた光導波路の製造方法において、トリアルキルシリル系化合物を含んだ有機ソースを用いてコアおよびクラッドを形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の光導波路の製造方法であって、
基板上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｂ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むトリアルキルシリル系化合物を有機ソースとして下部クラッド層を形成し、
該下部クラッド層上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｇｅ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔａ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むトリアルキルシリル系化合物を有機ソースとしてコア層を形成し、
該コア層をパターニングして所定の形状のコアを形成し、
前記下部クラッド層上で前記コアの周囲を取り囲むように、Ｓｉ−Ｏ−Ｂ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むトリアルキルシリル系化合物を有機ソースとして上部クラッド層を形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信分野において各種の光伝送装置に適用される光導波路およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、光伝送装置に適用される一般的な光導波路の構造例を示す断面図である。
図５に示す光導波路は、例えば、基板１１０上に形成したクラッド１２０によって周囲を取り囲まれたコア１３０を備えて構成される。この光導波路の製作プロセスは、例えば化学気相堆積（ＣＶＤ：ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｖａｐｏｒ　ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いて基板１１０上にシリカガラスによる下部クラッド層１２１およびコア層１３０を順に堆積し、そのコア層１３０の上に導波路パターンをフォトリソグラフィ法によりパターニングする。そして、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：ｒｅａｃｔｉｖｅ　ｉｏｎ　ｅｔｃｈｉｎｇ）法によりコア層１３０の不要部分を除去することで線状のコア１３０を形成する。さらに、コア１３０が形成された基板１１０に対してシリカガラスを堆積して上部クラッド層１２２を形成し、コア１３０を埋め込む。これにより周囲をクラッド１２０に囲まれたコア１３０からなる光導波路が得られる。
【０００３】
上記のクラッド１２０には、基板１１０との線膨張係数を整合させると共に内部応力の発生を抑えるためにホウ素（Ｂ）や燐（Ｐ）を添加したボロン燐添加シリカガラス（ＢＰＳＧ：ｂｏｒｏｐｈｏｓｐｈｏ　ｓｉｌｉｃａｔｅ　ｇｌａｓｓ）膜が一般的に用いられる。このＢＰＳＧ膜の形成は、例えば、有機ソースとしてテトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ：ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ，　Ｓｉ（ＯＣ２Ｈ５）４）、テトラメトキシシラン（ＴＭＯＳ：ｔｅｔｒａｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ，　Ｓｉ（ＯＣＨ３）４）、トリエチルフォスフェイト（ＴＥＯＰ：ｔｒｉｅｔｈｙｌｐｈｏｓｐｈａｔｅ，　ＰＯ（ＯＣ２Ｈ５）３）、トリメチルフォスフェイト（ＴＭＯＰ：ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｐｈｏｓｐｈａｔｅ，　ＰＯ（ＯＣＨ３）３）、トリエチルボレート（ＴＥＢ：ｔｒｉｅｔｈｙｌｂｏｒａｔｅ，　Ｂ（ＯＣ２Ｈ５）３）およびトリメチルボレート（ＴＭＢ：ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｂｏｒａｔｅ，　Ｂ（ＯＣＨ３）３）のうちの少なくとも１種類以上の組み合わせにて、厚さ１５〜２０μｍの成膜により行われる。
【０００４】
また、コア層１３０には、光の伝搬に必要な屈折率差を与えるため、ゲルマニウムや燐を添加したゲルマ隣添加シリカガラス（ＧＰＳＧ：ｇｅｒｍａｎｏｐｈｏｓｐｈｏ　ｓｉｌｉｃａｔｅ　ｇｌａｓｓ）膜が一般に用いられる。このＧＰＳＧ膜の形成は、例えば、有機ソースとしてＴＥＯＳ、ＴＭＯＳ、ＴＥＯＰ、ＴＭＯＰ、テトラエトキシゲルマニウム（ＴＥＧ：ｔｅｔｒａｅｔｈｏｘｙｇｅｒｍａｎｉｕｍ，　Ｇｅ（ＯＣ２Ｈ５）４）およびテトラメトキシゲルマニウム（ＴＭＧ：ｔｅｔｒａｍｅｔｈｏｘｙｇｅｒｍａｎｉｕｍ，　Ｇｅ（ＯＣＨ３）４）のうちの少なくとも１種類以上の組み合わせにて、厚さ１０μｍ以下の成膜により行われる。
【０００５】
上記のような一般的な光導波路のクラッド層１２０およびコア層１３０を形成する有機ソースとして用いられる材料はアルコキシ系化合物と総称され、例えば、トリエチルボレート（ＴＥＢ）は図６に示すような構造を有する化合物である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のようなＣＶＤ法による光導波路の製作プロセスにおいては、光導波路に作用する内部応力等が要因となって発生する偏光依存性の低減と、１枚のウェハの面内または複数のウェハ間における屈折率分布の均一化とが不可欠である。前述したようにアルコキシ系化合物を用いた有機ソースの場合、光導波路を偏光無依存に近づけるためには、例えばクラッド層１２０の成膜において、ホウ素濃度を増加させればよいことが知られている。しかしながら、ホウ素濃度が増加すると、クラッド層１２０が厚膜であるため、クラックが発生し易くなる、成膜後の熱処理（例えば８００℃以上）にて気泡が生じるなどの影響を受けることになる。このようなクラックや気泡の発生は、光導波路の損失等の要因となるため問題である。
【０００７】
図７は、例えば、ＴＥＯＳ、ＴＭＯＰおよびＴＥＢを組み合わせた有機ソースを常圧ＣＶＤ法によりオゾン（Ｏ３）で分解してクラッド１２０を形成した場合について、ホウ素および燐の各組成（ｗｔ％）に対するクラックおよび気泡の関係を例示した図である。なお、ここでは１ｍｍ厚で直径６インチのシリコン基板上に、４５０℃の成膜温度で２０μｍの膜厚のクラッド層を形成し、成膜後に８８０℃の熱処理を施したときの測定結果が示してある。
【０００８】
図７にあるように、クラッド層の有機ソースとしてアルコキシ系化合物を用いた場合、燐（Ｐ）の組成が実線で示した直線よりも小さな値になるとクラックが発生し、また、ホウ素および燐（Ｂ＋Ｐ）の組成が破線で示した直線よりも右側の領域になると気泡が発生するようになる。このため、クラックおよび気泡の発生がないフリー領域は、図７中の斜線部分に限られることになり、クラッド層に含まれるホウ素および燐の各濃度の設定に制約が生じることになる。ホウ素および燐の濃度設定はクラッド層の屈折率を決定することになるので、設計自由度の高い光導波路を実現するためには、組成選択範囲をより広くすることが望まれる。
【０００９】
また、光導波路の屈折率に関しては、例えば方向性結合器などの光導波路デバイスにおいて屈折率のばらつき低減に対する要求が高まっている。しかしながら、アルコキシ系化合物を用いたこれまでの有機ソースでは、成膜中の熱ゆらぎによるドーピング不均一性のためにウェハの面内や複数のウェハ間で組成が変動してしまい、屈折率のばらつき低減にも限界があった。
【００１０】
次の表１に示すデータは、ＴＥＯＳ、ＴＭＯＰおよびＴＥＢのアルコキシ系化合物を組み合わせた有機ソースを常圧ＣＶＤ法によりオゾンで分解してクラッド層を形成した場合について、１枚のウェハの面内および複数のウェハ間における屈折率のばらつきを評価した結果である。なお、成膜条件は上記の図７における場合と同様である。ここでは、１枚のウェハ面内の５点（中央、上下および左右）について屈折率の測定を行うと共に、面内の均一性およびウェハ間の再現性については、（（最大値−最小値）÷平均値）×５０を計算して評価値としている。
【００１１】
【表１】
2004020834.tif 000003
【００１２】
表１のデータでは、アルコキシ系化合物を有機ソースとした場合、屈折率のばらつきを示す面内の均一性およびウェハ間の再現性の値が最大で０．０１７％に達しており、概略で０．０２％以下の屈折率のばらつきが生じるものと考えられる。
本発明は上記の点に着目してなされたもので、アルコキシ系化合物に代わる新たな化合物を有機ソースに用いてコアおよびクラッドを形成することにより、クラックおよび気泡の発生を抑え、かつ、屈折率のばらつきを低減した高品質の光導波路およびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の光導波路はトリアルキルシリル系化合物を含んだ有機ソースを用いて形成されたシリカガラス系材料からなるコアおよびクラッドを備えて構成されることを特徴とするものである。かかる光導波路では、コアおよびクラッドを形成する有機ソースとしてトリアルキルシリル系化合物を用いることで、成膜時の熱の影響が少なくなるため、コアおよびクラッドの組成変動が抑えられるようになり屈折率のばらつきを低減することができる。また、トリアルキルシリル系化合物の使用によりダングリングボンド等も減少するため、クラックおよび気泡の発生が抑えられてコアおよびクラッドの組成選択範囲を拡大することが可能になる。
【００１４】
上記の光導波路について、有機ソースに含まれるトリアルキルシリル系化合物は、Ｓｉ−Ｏ−Ｇｅ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔａ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｂ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むようにするのがよい。具体的に、コアの有機ソースとしては、Ｓｉ−Ｏ−Ｇｅ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔａ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合をトリアルキルシリル系化合物を用い、また、クラッドの有機ソースとしては、Ｓｉ−Ｏ−Ｂ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むトリアルキルシリル系化合物を用いるのが好ましい。
【００１５】
また、上記の有機ソースは、トリアルキルシリル系化合物に加えてアルコキシ系化合物を含むようにしてもよい。これにより、シリカガラスに含まれる添加物の割合が調整し易くなる。
本発明の光導波路の製造方法は、トリアルキルシリル系化合物を含んだ有機ソースを用いて、シリカガラス系材料からなるコアおよびクラッドを形成することを特徴とする方法である。具体的には、基板上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｂ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むトリアルキルシリル系化合物を有機ソースとして下部クラッド層を形成する工程と、該下部クラッド層上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｇｅ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔａ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むトリアルキルシリル系化合物を有機ソースとしてコア層を形成する工程と、該コア層をパターニングして所定の形状のコアを形成する工程と、前記下部クラッド層上で前記コアの周囲を取り囲むように、Ｓｉ−Ｏ−Ｂ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むトリアルキルシリル系化合物を有機ソースとして上部クラッド層を形成する工程とを含んでなる製造方法とするのがよい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明にかかる光導波路の一実施形態を示す断面図である。
図１において、本光導波路の断面構造は、上述の図５に示した一般的な光導波路と同様に、例えば、基板１０上に形成したクラッド２０によって周囲を取り囲まれたコア３０を備えて構成される。本光導波路が一般的な光導波路と異なる点は、クラッド２０およびコア３０の形成に用いられる有機ソースとして、アルコキシ系化合物に代えてトリアルキルシリル系化合物を使用するようにした点である。
【００１７】
基板１１０は、例えば、シリコンまたは石英・ガラス基板等が使用される。
クラッド２０は、基板１０上に形成された下部クラッド２１と、その下部クラッド２１上でパターニングされたコア３０の周囲を取り囲むように形成された上部クラッド２２からなる。このクラッド２０の有機ソースとして用いられるトリアルキルシリル系化合物は、例えば、トリス（トリメチルシリル）ボレート（ＳｉＯＢ：ｔｒｉｓ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）ｂｏｒａｔｅ，　Ｂ（ＯＳｉ（ＣＨ３）３）３）、トリス（トリメチルシリル）フォスフェイト（ＳｉＯＰ：ｔｒｉｓ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）ｐｈｏｓｐｈａｔｅ，　Ｐ（ＯＳｉ（ＣＨ３）３）３）等が使用可能である。
【００１８】
コア３０は、クラッド２０に対して光の導波に必要とされる所要の屈折率差が得られるような屈折率を有し、所望の形状にパターニングされている。このコア３０の有機ソースとして用いられるトリアルキルシリル系化合物は、例えば、テトラキス（トリメチルシリル）ゲルマニウム（ＳｉＯＧ：ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）ｇｅｒｍａｎｉｕｍ，　Ｇｅ（ＯＳｉ（ＣＨ３）３）４）、テトラキス（トリメチルシリル）チタニウム（ＳｉＯＴ：ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）ｔｉｔａｎｉｕｍ，　Ｔｉ（ＯＳｉ（ＣＨ３）３）４）、テトラキス（トリメチルシリル）タンタル（ＳｉＯＴａ：ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｔｒｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｙｌ）ｔａｎｔａｌｕｍ，　Ｔａ（ＯＳｉ（ＣＨ３）３）４）等が使用可能である。
【００１９】
ここで、トリアルキルシリル系化合物について詳しく説明する。
トリアルキルシリル系化合物は、分子構造内に内にＳｉＲ３−Ｏ−ａ結合（ただし、Ｒはアルキル基であり、ａはＢ，Ｐ，Ｇ，Ｔｉ，Ｔａ等の添加物に相当する物質である）を有する公知の化合物である。具体的に、例えば図２に示すトリス（トリメチルシリル）ボレート（ＳｉＯＢ）は、分子構造内に内にＳｉ（ＣＨ３）３−Ｏ−Ｂのトリメチルシリル結合を持つ。
【００２０】
このような分子構造を有するトリアルキルシリル系化合物は、上記ＳｉＲ３−Ｏ−ａ結合におけるＳｉ−Ｏの結合エネルギーが高いため、成膜時の熱の影響が少ないという１つの特長を持つ。また、例えば図２でハッチングを施した領域に示すようにＳｉ−Ｏ−Ｂの結合が最初から有機ソースに含まれているため、アルコキシ系化合物を有機ソースとする場合に比べてダングリングボンド（未結合手）が少なくなるという特長もある。
【００２１】
なお、有機ソースとしてトリアルキルシリル系化合物を使用することについては、例えば、特開２００１−１９６３６５号公報や特開２００１−２２３２１４号公報、特開２００１−２８４３４７号公報、特開平２−１２９１６号公報、特開平５−１９０４８１号公報、特開平２−１５６２９号公報、特開平６−２８３５０７号公報、特開平６−３１０４９３号公報、特開昭６３−２２８６２６号公報等において公知である。しかしながら、これらの公知技術は、いずれも半導体装置における絶縁膜の低誘電率化や平坦性、絶縁特性、耐湿性の向上を図ることを目的としたものであり、これに対して本発明がトリアルキルシリル系化合物を有機ソースとして用いる目的は、光導波路におけるクラックや気泡の発生を抑えて組成選択範囲の拡大を図ると共に、屈折率のばらつきを低減することにある。
【００２２】
次に、本光導波路の製作プロセスについて図３を参照しながら詳しく説明する。
本光導波路の製作プロセスは、下部クラッド２１の成膜を行う第１工程、コア３０の成膜を行う第２工程、コアパターンの形成を行う第３工程、上部クラッド２２の成膜を行う第４工程に大別される。これらの第１〜第４工程は、クラッド２０およびコア３０を形成する有機ソースとしてトリアルキルシリル系化合物を用いる点を除いて、アルコキシ系化合物を用いる一般的な光導波路の製作プロセスと同様であり、使用する製造装置や成膜条件は基本的に共通であるため、既存の設備をそのまま利用することが可能である。以下、各工程で行われる処理について具体的に説明する。
【００２３】
第１工程では、図３の最上段に示すように、ＳｉＯＢおよびＳｉＯＰを有機ソースとし、常圧ＣＶＤ装置を用いて有機ソースをオゾンで分解することにより、基板１上に下部クラッド層２１が形成される。具体的には、例えば３８０〜４５０℃の成膜温度にて、１５〜２０μｍの膜厚のＢＰＳＧ膜を基板１０上に堆積させて下部クラッド層２１とすることが可能である。この下部クラッド層２１は、さらに、水分やカーボンを除去するために、８００〜１０００℃のファーネスタイプの熱処理炉にて１時間程度のアニール処理が施される。
【００２４】
なお、第１工程により形成される下部クラッド層２１については、偏光依存性の低減を図るために、ホウ素の濃度を１ｗｔ％以上とするのがよい。また、コア３０との屈折率差を大きくするためには燐の濃度を下げる必要があるが、クラックの発生を防ぐことを考慮すると燐の濃度は１ｗｔ％以上とするのが望ましい。具体的には、後述するクラックおよび気泡の発生がないフリー領域内でホウ素および燐の各組成を選択して下部クラッド層２１を形成することになる。
【００２５】
第２工程では、図３の２段目に示すように、ＳｉＯＧおよびＳｉＯＰを有機ソースとし、常圧ＣＶＤ装置を用いて有機ソースをオゾンで分解することにより、下部クラッド層２１上にコア層３０が形成される。具体的には、例えば３８０〜４５０℃の成膜温度にて、５〜７μｍの膜厚のＧＰＳＧ膜を下部クラッド層２１上に堆積させてコア層３０とすることが可能である。このコア層３０についても下部クラッド層２１と同様のアニール処理が施される。なお、コア層３０のゲルマニウムの濃度は、下部クラッド２１に対して光の導波に必要とされる所要の屈折率差が得られるように調整されているものとする。
【００２６】
第３工程では、コア層３０上に所要のコアパターンがフォトリソグラフィ法によりパターニングされる。そして、ＲＩＥ装置により選択エッチングを行うことでコア層３０の不要部分が除去されて、図３の３段目に示すような線状のコア３０が形成される。
第４工程では、前述した第１工程と同一の条件にて、下部クラッド層２１またはコア３０の上に上部クラッド層２２が形成される。下部クラッド２１と同一の条件で形成された上部クラッド２２の屈折率は、下部クラッド２１の屈折率と一致することになる。
【００２７】
上記のような第１〜第４工程により製作された光導波路は、前述したようなトリメチルシリル結合におけるＳｉ−Ｏの高い結合エネルギーにより成膜時の熱の影響が少なくなるため、成膜後のクラッド２０およびコア３０の組成の変動が抑えられ、屈折率のばらつきを低減することが可能になる。また、トリアルキルシリル系化合物を有機ソースとしたことでダングリングボンドが減少するため、成膜時に炭素（Ｃ）や水素（Ｈ）と反応する割合が低下し、クラック耐性の向上や熱処理時の気泡の低減を図ることが可能になる。本光導波路の光学特性については、例えば、伝播損失が０．１ｄＢ／ｃｍ以下、偏光依存性損失（ＰＤＬ：ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　ｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅ　ｌｏｓｓ）が１ｄＢ以下となることが確認されており、各種の光伝送装置に適用される光導波路として十分に耐え得る特性を実現することが可能である。
【００２８】
なお、上記の実施形態では、コア３０を形成する有機ソースとしてＳｉＯＧおよびＳｉＯＰを用い、屈折率をクラッド２０よりも高くするための主な添加物をゲルマニウムとする一例について説明したが、コア３０の添加物はこれに限らず、例えばチタン（Ｔｉ）やタンタル（Ｔａ）としてもよい。屈折率を高くするための添加物をチタンとする場合には、ＳｉＯＧに代えてＳｉＯＴを有機ソースとして用い、タンタルとする場合には、ＳｉＯＧに代えてＳｉＯＴａを有機ソースとして用いるようにすればよい。
【００２９】
また、上記の実施形態では、トリメチルシリル系化合物のみの組み合わせによりクラッド２０およびコア３０の有機ソースを構成するようにしたが、この場合、シリカガラスに含まれる添加物の割合を調整し難いという欠点がある。具体的に、例えばクラッド２０の有機ソースにＳｉＯＢおよびＳｉＯＰを用いた場合、Ｓｉに対するＢおよびＰの割合は前述の図２からも明らかなように３：１で一定となる。シリカガラスに含まれる添加物の割合の調整を容易にするための１つの方法としては、トリアルキルシリル系化合物にアルコキシ系化合物を組み合わせて有機ソースを構成するようにしてもよい。具体的な一例を挙げると、クラッド２０の有機ソースとしてＳｉＯＢおよびＴＭＯＰを使用し、コア３０の有機ソースとしてＳｉＯＧおよびＴＭＯＰを使用することが可能である。
【００３０】
図４は、ＳｉＯＢおよびＴＭＯＰを組み合わせた有機ソースを常圧ＣＶＤ法によりオゾンで分解してクラッド層を形成した場合について、ホウ素および燐の各組成（ｗｔ％）に対するクラックおよび気泡の関係を例示した図である。なお、ここでは１ｍｍ厚で直径６インチのシリコン基板上に、４５０℃の成膜温度で２０μｍの膜厚のクラッド層を形成し、成膜後に８８０℃の熱処理を施したときの測定結果が示してある。
【００３１】
図４に示した関係は、上述の図７に示したアルコキシ系化合物のみを用いた場合の関係との比較から明らかなように、図中の斜線部分に示すクラックおよび気泡の発生がないフリー領域が拡大されることを示しており、ホウ素および燐の各組成の選択範囲が格段に広がっていることが分かる。このような効果は、ここでは図示しないがコア側についても同様であり、有機ソースにトリアルキルシリル系化合物を含ませることで、クラッドおよびコアの各屈折率を高い自由度で設計することが可能になる。
【００３２】
次の表２に示すデータは、ＳｉＯＢおよびＴＭＯＰを組み合わせた有機ソースを常圧ＣＶＤ法によりオゾンで分解してクラッド層を形成した場合について、１枚のウェハの面内および複数のウェハ間における屈折率のばらつきを評価した結果である。なお、成膜条件は上記の図４における場合と同様である。ここでは、１枚のウェハ面内の５点（中央、上下および左右）について屈折率の測定を行うと共に、面内の均一性およびウェハ間の再現性については、（（最大値−最小値）÷平均値）×５０を計算して評価値としている。
【００３３】
【表２】
2004020834.tif 000004
【００３４】
上記の表２のデータと、上述の表１に示したアルコキシ系化合物のみを用いた場合のデータとを比較すると、アルコキシ系化合物のみを有機ソースとした場合、屈折率のばらつきを示す面内の均一性およびウェハ間の再現性の値が最大で０．０１７％となるのに対して、トリアルキルシリル系化合物を用いることにより、面内の均一性およびウェハ間の再現性の値が最大で０．００９％となり、屈折率のばらつきを低減する効果が十分に得られていることが分かる。
【００３５】
以上、本明細書で開示した主な発明について以下にまとめる。
【００３６】
（付記１）　トリアルキルシリル系化合物を含んだ有機ソースを用いて形成されたシリカガラス系材料からなるコアおよびクラッドを備えて構成されることを特徴とする光導波路。
【００３７】
（付記２）　付記１に記載の光導波路であって、
前記有機ソースに含まれるトリアルキルシリル系化合物は、Ｓｉ−Ｏ−Ｇｅ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔａ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｂ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むことを特徴とする光導波路。
【００３８】
（付記３）　付記２に記載の光導波路であって、
前記コアの有機ソースに含まれるトリアルキルシリル系化合物は、Ｓｉ−Ｏ−Ｇｅ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔａ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むことを特徴とする光導波路。
【００３９】
（付記４）　付記２に記載の光導波路であって、
前記クラッドの有機ソースに含まれるトリアルキルシリル系化合物は、Ｓｉ−Ｏ−Ｂ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むことを特徴とする光導波路。
【００４０】
（付記５）　付記１に記載の光導波路であって、
前記有機ソースは、トリアルキルシリル系化合物に加えてアルコキシ系化合物を含むことを特徴とする光導波路。
【００４１】
（付記６）　付記１に記載の光導波路であって、
前記コアおよび前記クラッドは、各々に対応した前記有機ソースを常圧ＣＶＤ法によりオゾンで分解することによって形成されることを特徴とする光導波路。
【００４２】
（付記７）　付記１に記載の光導波路であって、
前記クラッドは、基板上に形成した下部クラッド層と、該下部クラッド層上に形成された前記コアの周囲を取り囲むように形成した上部クラッド層とを備えたことを特徴とする光導波路。
【００４３】
（付記８）　付記１に記載の光導波路を用いて構成されたことを特徴とする光伝送装置。
【００４４】
（付記９）　シリカガラス系材料からなるコアおよびクラッドを備えた光導波路の製造方法において、トリアルキルシリル系化合物を含んだ有機ソースを用いてコアおよびクラッドを形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
【００４５】
（付記１０）　付記９に記載の光導波路の製造方法であって、
基板上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｂ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むトリアルキルシリル系化合物を有機ソースとして下部クラッド層を形成し、
該下部クラッド層上に、Ｓｉ−Ｏ−Ｇｅ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔｉ結合、Ｓｉ−Ｏ−Ｔａ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むトリアルキルシリル系化合物を有機ソースとしてコア層を形成し、
該コア層をパターニングして所定の形状のコアを形成し、
前記下部クラッド層上で前記コアの周囲を取り囲むように、Ｓｉ−Ｏ−Ｂ結合およびＳｉ−Ｏ−Ｐ結合のうちの少なくとも１つ以上の結合を含むトリアルキルシリル系化合物を有機ソースとして上部クラッド層を形成することを特徴とする光導波路の製造方法。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の光導波路およびその製造方法によれば、コアおよびクラッドを形成する有機ソースとしてトリアルキルシリル系化合物を用いるようにしたことで、シリカガラス系材料の組成変動が抑えられるようになり屈折率のばらつきを低減することができると共に、クラックおよび気泡の発生が抑えられてコアおよびクラッドの組成選択範囲を拡大することが可能になる。これにより、クラッドおよびコアの各屈折率を高い自由度で設計することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる光導波路の一実施形態を示す断面図である。
【図２】上記の実施形態において有機ソースとして用いられるトリアルキルシリル系化合物の一例を示す図である。
【図３】図１の光導波路の製作プロセスを説明するための図である。
【図４】上記の実施形態に関連して、ＳｉＯＢおよびＴＭＯＰを組み合わせた有機ソースを用いてクラッドを形成した場合のホウ素および燐の各組成に対するクラックおよび気泡の関係を例示する図である。
【図５】一般的な光導波路の構造例を示す断面図である。
【図６】一般的な光導波路において有機ソースとして用いられるアルコキシ系化合物の一例を示す図である。
【図７】一般的な光導波路について、ＴＥＯＳ、ＴＭＯＰおよびＴＥＢを組み合わせた有機ソースを用いてクラッドを形成した場合のホウ素および燐の各組成に対するクラックおよび気泡の関係を例示する図である。
【符号の説明】
１０　　基板
２０　　クラッド
２１　　下部クラッド
２２　　上部クラッド
３０　　コア
【図１】
2004020834.tif 000005
【図２】
2004020834.tif 000006
【図３】
2004020834.tif 000007
【図４】
2004020834.tif 000008
【図５】
2004020834.tif 000009
【図６】
2004020834.tif 000010
【図７】
2004020834.tif 000011