(57)【要約】【課題】  偏波依存性損失の低い高性能の光導波路部品の提供。【解決手段】  基板１１の下部クラッド層１２上に所望形状のコア１３が設けられ、該下部クラッド層上に主成分が酸化ケイ素からなる第一上部クラッド層１４が形成され、該第一上部クラッド層上にドーパントを含むガラスからなる第二上部クラッド層１５が形成されてなることを特徴とする光導波路部品１０。基板の下部クラッド層上に所望形状のコアを形成し、次いで該下部クラッド層上に主成分が酸化ケイ素からなる第一上部クラッド層を形成し、次いで該第一上部クラッド層上にドーパントを含むガラスを堆積し、これを加熱してリフローさせることにより第二クラッド層を形成し光導波路部品を製造することを特徴とする光導波路部品の製造方法。第一上部クラッド層の厚さはコア高さよりも低いことが好ましい。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の下部クラッド層上に所望形状のコアが設けられ、該下部クラッド層上に主成分が酸化ケイ素からなる第一上部クラッド層が形成され、該第一上部クラッド層上にドーパントを含むガラスからなる第二上部クラッド層が形成されてなることを特徴とする光導波路部品。
【請求項２】
前記第一上部クラッド層の厚さがコア高さよりも低いことを特徴とする請求項１に記載の光導波路部品。
【請求項３】
基板の下部クラッド層上に所望形状のコアを形成し、次いで該下部クラッド層上に主成分が酸化ケイ素からなる第一上部クラッド層を形成し、次いで該第一上部クラッド層上にドーパントを含むガラスを堆積し、これを加熱してリフローさせることにより第二クラッド層を形成し光導波路部品を製造することを特徴とする光導波路部品の製造方法。
【請求項４】
前記第一上部クラッド層の厚さがコア高さよりも低いことを特徴とする請求項３に記載の光導波路部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマ気相堆積法を用いてクラッド領域とコア領域とを含む光導波路層を基板上に堆積し、光導波路部品を製造する方法及び光導波路部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
光導波路部品は、従来から、プラズマ気相堆積（Plasma Chemical Vapor Deposition；ＰＣＶＤ）法を用いた製造方法により製造されてる。この製造方法では、ＴＥＯＳ（Tetraethoxysilane）ガス及び酸素（Ｏ２）ガス等が原料ガスとして用いられ、まず、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる下部クラッド層及びコア層が基板上に順次形成される。次にフォトリソグラフィによりコア層がパターニングされた後、エッチングによりコア領域が形成される。その後、前記の材料が再び用いられ、コア領域を有する下部クラッド層の上に上部クラッド層が形成される。
【０００３】
上部クラッド層を形成する際には、火炎堆積法（Flame Hydrolysis Deposition；ＦＨＤ）により純粋石英や、ＢとＰを共添加してガラスの軟化点を下げたＢＰＳＧ膜を堆積するものや（例えば、特許文献１参照。）、ＢＰＳＧ膜を数百度の温度に加熱し、リフローすることによって、Ｙ分岐部分の狭いギャップの部分を埋め込む方法（例えば、特許文献２参照。）などが使われてきた。これらの方法を用いないで、純粋石英膜を堆積させようとすると、図１に示すように、コア領域３のＹ分岐部分にボイドが生じてしまう。図１はＹ分岐部分を有するコア領域３の周囲に純粋石英膜を堆積させてクラッド領域２を形成した場合に得られる光導波路部品１を例示する断面図であり、この図中符号１は光導波路、２は純粋石英膜を堆積させて形成したクラッド領域、３はコア領域、４はボイドである。
【特許文献１】特開平７−３０６３２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１３１０５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、ＦＨＤ法を用いて上部クラッド層を堆積させる場合、装置自体が高価であること、また、プロセス自体に工数がかかるという問題点があった。
また、ＢＰＳＧ膜を上部クラッド層として用いる場合、上部クラッド層（ＢＰＳＧ膜）と純粋石英からなる下部クラッド層との線膨張係数が異なるため、コア近傍に大きな応力が発生し、挿入損失の偏波依存性が大きくなってしまうという問題があった。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされ、偏波依存性損失の低い高性能の光導波路部品の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明は、基板の下部クラッド層上に所望形状のコアが設けられ、該下部クラッド層上に主成分が酸化ケイ素からなる第一上部クラッド層が形成され、該第一上部クラッド層上にドーパントを含むガラスからなる第二上部クラッド層が形成されてなることを特徴とする光導波路部品を提供する。
【０００７】
また本発明は、基板の下部クラッド層上に所望形状のコアを形成し、次いで該下部クラッド層上に主成分が酸化ケイ素からなる第一上部クラッド層を形成し、次いで該第一上部クラッド層上にドーパントを含むガラスを堆積し、これを加熱してリフローさせることにより第二クラッド層を形成し光導波路部品を製造することを特徴とする光導波路部品の製造方法を提供する。
本発明の製造方法において、前記第一上部クラッド層の厚さがコア高さよりも低いことが好ましい。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、基板の下部クラッド層上に所望形状のコアを形成し、次いで該下部クラッド層上に主成分が酸化ケイ素からなる第一上部クラッド層を形成し、次いで該第一上部クラッド層上にドーパントを含むガラスを堆積し、これを加熱してリフローさせることにより第二クラッド層を形成し光導波路部品を製造するので、コア近傍に発生する応力を抑制することができ、偏波依存性損失を低下させることができる。
また、コアのＹ分岐部分の狭ギャップ部分を埋め込むことができ、コアのＹ分岐部分のボイド発生を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図２は本発明の光導波路部品の一実施形態を示す断面図であり、図２中符号１０は光導波路部品、１１は基板、１２は下部クラッド層、１３はコア、１４は第一上部クラッド層、１５は第二上部クラッド層である。
【００１０】
この光導波路部品１０は、シリコン（Ｓｉ）などの基板１１上に、主成分が酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる下部クラッド層１２が形成され、この下部クラッド層１２上に所望形状のコア１３が形成され、下部クラッド層１２上に、コア１３を覆うように主成分が酸化ケイ素からなる第一上部クラッド層１４が形成され、該第一上部クラッド層１４上に、ＢＰＳＧなどの軟化点が酸化ケイ素（ＳｉＯ２）よりも低いガラスからなる第二上部クラッド層１５が形成された構成になっている。
【００１１】
この光導波路部品１０において、第一上部クラッド層１４の厚さｂは、コア高さａよりも低くなっている（すなわち、ａ＞ｂ）。第一上部クラッド層１４の厚さｂを、コア高さａ以上とすると、コア１３のＹ分岐部分の狭ギャップ部分を埋め込むことができなくなり、この部分にボイドが生じて損失増加、光分岐特性の劣化等をまねく可能性がある。
【００１２】
この光導波路部品１０の製造するには、まず、シリコン（Ｓｉ）などの適当な基板１１の上に、ＰＣＶＤ法で主成分が酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる下部クラッド層１２を形成する。
次に、下部クラッド層１２上に、Ｇｅ添加酸化ケイ素などの下部クラッド層１２よりも屈折率の高い透明材料からなるコア層を形成し、続いてフォトリソグラフィ及びエッチングによって所望形状のコア領域を残すパターニングを行ってコア１３を形成する。
【００１３】
次に、このコア１３を埋めるように、主成分が酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる第一上部クラッド層１４を形成する。この第一上部クラッド層１４の厚さｂは、コア高さａよりも薄くしておく。
次に、この第一上部クラッド層１４上に、Ｂ，Ｐなどのドーパントを含む低軟化点ガラス（ＢＰＳＧ）を堆積し、第二上部クラッド層１５を形成する。続いて、作製物を７００〜１１００℃程度の電気炉内に入れ、第二上部クラッド層１５が十分リフローされるまで熱処理を行う。熱処理後、図２に示す光導波路部品１０が得られる。
【００１４】
このような方法を用いることにより、コア１３のＹ分岐部分にボイドを生じることなく、上部クラッド層を堆積させることができる。また、このような手法をとることにより、コア１３近傍の領域は、同一の材質である酸化ケイ素膜で囲まれることとなり、コア１３に加わる応力を抑えることができる。よって、コア１３の歪みの発生が抑えられ、偏波依存性損失が低減される。
【００１５】
なお、前記の説明においては、基板１１上に、下部クラッド層１２、コア１３及び第一、第二クラッド層１４，１５を順次堆積して光導波路部品１０を製造する方法について述べたが、基板として石英ガラス基板を使用すれば、下部クラッド層１２の堆積が不要となり、石英ガラス基板上に、コア及びキャップ層である第一、第二クラッド層を堆積すればよいことになる。この場合でもコア領域に歪みは生じず、偏波依存性損失の発生を十分に抑制することができる。
【実施例】
【００１６】
［実施例１］
図２に示すように構成された光導波路部品１０を製造した。Ｓｉ基板１１上にＰＣＶＤ法によって純粋石英からなる下部クラッド層１２を形成し、さらにＰＣＶＤ法によってＧｅ添加石英からなる厚さ７μｍのコア層を形成し、フォトリソグラフィによってＹ分岐部分を有する形状のコア１３をパターニングして形成した。次に、下部クラッド層１２とコア１３の上に、ＰＣＶＤ法で純粋石英からなる厚さｂが４μｍの第一上部クラッド層１４を形成した。さらに、第一上部クラッド層１４上にＢＰＳＧ膜を１５μｍの厚さで堆積して第二上部クラッド層１５を形成した。
【００１７】
第二上部クラッド層１５を形成後、作製物を７００〜１１００℃の電気炉に入れ、第二上部クラッド層１５が十分リフローされるまで熱処理を行った。このときの熱処理温度は、上部クラッド層に含まれるＢ、Ｐの濃度によって異なり、リフローが十分なされる温度で行った。
このサンプル（１*８スプリッタ）の偏波依存性損失（ＰＤＬ）を測定した。結果を図４中、実施例として示す。
【００１８】
［比較例］
図３に示すように、Ｓｉ基板２１上にＰＣＶＤ法によって純粋石英からなる下部クラッド層２２を形成し、この下部クラッド層２２上にコア２３を形成し、下部クラッド層２２とコア２３上に、ＰＣＶＤ法でＢＰＳＧ膜を堆積し厚さ１５μｍの上部クラッド層２４を形成した比較例の光導波路部品２０を製造した。１５μｍ厚のＢＰＳＧ膜を堆積させた後は、７００〜１１００℃の電気炉で、上部クラッド層２４が十分リフローされるまで熱処理を行った。
このサンプル（１*８スプリッタ）の偏波依存性損失（ＰＤＬ）を測定した。結果を図４中、比較例として示す。
【００１９】
図４の結果から、ＢＰＳＧ膜からなる上部クラッド層のみでコアを覆った構造の比較例に比べ、純粋石英からなる第一上部クラッド層でコアを囲み、その後ＢＰＳＧ膜からなる第二上部クラッド層を形成した実施例のサンプルは、コアの歪みの発生が抑えられ、偏波依存性損失が低減されることがわかる。
【００２０】
［実施例２］
図２に示す構造の光導波路部品１０において、第一上部クラッド層１４の厚さｂを２μｍ、４μｍ、６μｍ、８μｍ、１０μｍと変えていき、その上に第二上部クラッド層１５を堆積させた時のコア１３のＹ分岐部分の埋め込み具合を確認したところ、第一上部クラッド層１４の厚さｂが８μｍ以上のものについては、図５に示すようなオーバーハングによるボイド１６が発生し、Ｙ分岐部分の埋め込みはなされていなかった。この時のコア高さは７μｍであった。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】ボイドが形成された光導波路部材を例示する断面図である。
【図２】本発明の光導波路部品の一実施形態を示す断面図である。
【図３】比較例で作製した光導波路部品の構造を示す断面図である。
【図４】実施例と比較例のサンプルの偏波依存性損失の測定結果を示すグラフである。
【図５】第一上部クラッド層をコア高さよりも厚くした時に発生するオーバーハングによるボイドを例示する断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０…光導波路部品、１１…基板、１２…下部クラッド層、１３…コア、１４…第一上部クラッド層、１５…第二上部クラッド層。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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