(57)【要約】液晶ベースのクロスコネクト光スイッチングデバイス用の光導波路を製造するのに適したゲルマニウム・シリコン・オキシド材料、ゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド材料およびシリカ・ゲルマニア・チタニア材料は、１５５０ｎｍでの約１．４８から約１．５２の屈折率および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の室温での熱膨張係数を有する。それらの組成は、ゲルマニウム・シリコン・オキシド材料、ゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド材料またはシリカ・ゲルマニア・チタニア材料の屈折率が、一般的な液晶材料の屈折率に厳密に一致し、それによって、液晶ベースのクロスコネクト光スイッチングデバイスの光学的性能が改善されるように調整される。ゲルマニウム・シリコン・オキシド材料、ゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド材料またはシリカ・ゲルマニア・チタニア材料の熱膨張係数は、シリコンの熱膨張係数に厳密に一致させられ、それによって、熱応力により生じる歪み誘発性複屈折が減少するかまたは防がれる。
2004538226.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
約０．２５から約０．４７のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ）モル比および０から約０．１のＮ／（Ｎ＋Ｏ）モル比を持つゲルマニウム・シリコン・オキシドまたはオキシニトライドを有してなるガラス組成物。
【請求項２】
前記Ｇｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ）モル比が約０．３５であり、前記Ｎ／（Ｎ＋Ｏ）モル比が約０．０５であることを特徴とする請求項１記載のガラス組成物。
【請求項３】
１５５０ｎｍで約１．４８から約１．５２の屈折率を示し、約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の室温での熱膨張係数を持つことを特徴とする請求項１記載のガラス組成物。
【請求項４】
１５５０ｎｍで約１．４８から約１．５２の屈折率を示し、約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の室温での熱膨張係数を持つことを特徴とする請求項１記載のガラス組成物。
【請求項５】
導波路コアおよび導波路クラッドを備えたプレーナ型光デバイスであって、
該導波路コアおよび該導波路クラッドの内の少なくとも一方が、約０．２５から約０．４７のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ）モル比および０から約０．１のＮ／（Ｎ＋Ｏ）モル比を持つゲルマニウム・シリコン・オキシドまたはオキシニトライド材料であることを特徴とするプレーナ型光デバイス。
【請求項６】
前記Ｇｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ）モル比が約０．３５であり、前記Ｎ／（Ｎ＋Ｏ）モル比が約０．０５であることを特徴とする請求項５記載のプレーナ型光デバイス。
【請求項７】
前記プレーナ型光デバイスが、交差する導波路の位置に液晶スイッチを有する光スイッチであることを特徴とする請求項６記載のプレーナ型光デバイス。
【請求項８】
前記プレーナ型光デバイスがクロスコネクト光スイッチングデバイスであることを特徴とする請求項７記載のプレーナ型光デバイス。
【請求項９】
１５５０ｎｍでの約１．４８から約１．５２の屈折率、および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の熱膨張係数を持つ導波路を備えたプレーナ型光デバイスをシリコン基板上に形成する方法であって、
シリコン基板上に、約０．２５から約０．４７のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ）モル比および０から約０．１のＮ／（Ｎ＋Ｏ）モル比を持つゲルマニウム・シリコン・オキシドまたはオキシニトライドのクラッド層をプラズマ化学的気相堆積により堆積させ、
前記クラッド層上に、約０．２５から約０．４７のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ）モル比および０から約０．１のＮ／（Ｎ＋Ｏ）モル比を持つゲルマニウム・シリコン・オキシドまたはオキシニトライドのコア層をプラズマ化学的気相堆積により堆積させる、
各工程を有してなり、
前記コア層の屈折率が前記クラッド層の屈折率よりも高いことを特徴とする方法。
【請求項１０】
前記クラッド層および前記コア層を酸化雰囲気において１０００℃より高い温度までアニーリングし、
該クラッド層および該コア層を２００℃／時間より速い速度でガラスの歪み点未満の温度まで冷却する、
各工程をさらに含むことを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記コア層および前記クラッド層が、シリコン前駆体、ゲルマニウム前駆体、窒素供給源を含む反応ガス混合物であって、必要に応じてキャリヤガスを含む反応ガス混合物に基板を露出することにより堆積され、プラズマが別々のＲＦ電源により駆動された２つの電極により形成され、チャンバのある領域が接地されており、前記基板が、１ＭＨｚ未満の周波数を持つＲＦ電源により駆動された一方の電極上に配置され、他方の電極が、１ＭＨｚより大きい周波数を持つＲＦ電源により駆動されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１２】
約０．０８から約０．１７のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ＋Ｔｉ）モル比および０から約０．０８のＴｉ／（Ｓｉ＋Ｇｅ＋Ｔｉ）モル比を持つシリカ・ゲルマニア・チタニアを有してなるガラス組成物。
【請求項１３】
１５５０ｎｍでの約１．４８から約１．５２の屈折率、および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の熱膨張係数を持つことを特徴とする請求項１２記載のガラス組成物。
【請求項１４】
導波路コアおよび導波路クラッドを備えたプレーナ型光デバイスであって、
該導波路コアおよび該導波路クラッドの内の少なくとも一方が、約０．０８から約０．１７のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ＋Ｔｉ）モル比および０から約０．０８のＴｉ／（Ｓｉ＋Ｇｅ＋Ｔｉ）モル比を持つシリカ・ゲルマニア・チタニアガラスであることを特徴とするプレーナ型光デバイス。
【請求項１５】
前記プレーナ型光デバイスが、交差する導波路の位置に液晶スイッチを有する光スイッチであることを特徴とする請求項１４記載のプレーナ型光デバイス。
【請求項１６】
前記プレーナ型光デバイスがクロスコネクト光スイッチングデバイスであることを特徴とする請求項１５記載のプレーナ型光デバイス。
【請求項１７】
シリコン基板上にプレーナ型光デバイスを形成する方法であって、
シリコン基板上に、約０．０８から約０．１７のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ＋Ｔｉ）モル比および０から約０．０８のＴｉ／（Ｓｉ＋Ｇｅ＋Ｔｉ）モル比を持つシリカ・ゲルマニア・チタニアのクラッド層をプラズマ化学的気相堆積により堆積させ、
前記クラッド層上に、約０．０８から約０．１７のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ＋Ｔｉ）モル比および０から約０．０８のＴｉ／（Ｓｉ＋Ｇｅ＋Ｔｉ）モル比を持つシリカ・ゲルマニア・チタニアのコア層をプラズマ化学的気相堆積により堆積させる、
各工程を有してなり、
前記コア層の屈折率が前記クラッド層の屈折率よりも高く、
前記デバイスが、１５５０ｎｍでの約１．４８から約１．５２の屈折率、および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の熱膨張係数を持つ導波路を備えていることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、２００１年２月９日に出願された「HIGH GERMANIUM CONTENT GERMANIUM-SILICON OXIDE AND OXYNITRIDE WAVEGUIDES」と題する米国仮特許出願第６０／２６７９０９号および２００１年７月２７日に出願された「HIGH GERMANIUM CONTENT WAVEGUIDE MATERIALS」と題する米国特許出願第０９／９１７０３９号の優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、多量のゲルマニウム陽イオンを含有するゲルマニウム・シリコン・オキシド材料、ゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド材料およびシリカ・ゲルマニア・チタニア材料、これらの材料を堆積し、緻密化する方法に関し、より詳しくは、光導波路への使用に適したそのような材料に関する。
【背景技術】
【０００３】
プレーナ型光デバイスは、導波路クラッド材料中に埋め込まれた、クラッドの屈折率よりも高い屈折率を持つ導波路コアを有してなる。このデバイスは一般に基板に支持されている。導波路コアおよびクラッドの材料は、一般に、シリカベースのガラスまたはポリマーのいずれかである。シリカガラス材料は、火炎加水分解堆積（ＦＨＤ）、化学的気相堆積（ＣＶＤ）、プラズマ化学的気相堆積（ＰＥＣＶＤ）、およびスパッタリング、電子ビーム堆積等を含む物理的気相堆積により堆積させることができる。火炎加水分解堆積およびプラズマ化学的気相堆積は、これらの技法により製造速度が速くでき、得られた導波路では伝搬損失が低くなるので、シリカベースのガラス導波路材料（クラッドおよびコアを含む）を堆積させるための好ましい技法である。プレーナ型光デバイスは一般にシリカ製光通信ファイバに使用するために設計されているので、このプレーナ型光デバイスの導波路材料の屈折率（ｎ）は一般にファイバの屈折率（通常、ｎは１５５０ｎｍで約１．４４である）に合わせられている。導波路のコアの寸法は一般に幅が約８μｍであり、コアの屈折率は一般に約０．２％から約２％だけクラッドの屈折率より大きい。導波路のコアとクラッドとの間のこの屈折率差は、通常は、コアの屈折率をクラッドの屈折率より上昇させるために、コア材料に窒素、またはゲルマニア、三酸化リン、チタニア、ジルコニア等のような屈折率の高い酸化物をドープすることにより一般に生じさせられる。あるいは、ホウ素およびフッ素のようなドーパントをクラッドに加えて、クラッドの屈折率をコアの屈折率より低くしてもよい。
【０００４】
液晶セルに基づくプレーナ型光クロスコネクト信号スイッチングデバイスは、プリズム液晶セルおよび液晶の通常の屈折率に一致したプレーナ型導波回路を用いて製造してもよい。一般的な液晶（例えば、ここに記載するような、ＢＬ００９）について、１５５０ｎｍでの通常の屈折率は約１．５０１である。それゆえ、液晶ベースのクロスコネクトデバイスに使用するのに好ましいプレーナ型導波回路は、１５５０ｎｍで約１．５０１の屈折率を持つ。シリカの屈折率（１５５０ｎｍでｎ＝１．４４）と一致した屈折率を持つ一般的なプレーナ型光波回路を使用すると、クロスコネクトの光学的性能が低下してしまう（すなわち、光クロストークが増大する）。
【０００５】
液晶ベースのクロスコネクト光スイッチングデバイスには、スイッチングを行うのに液晶分子の配向を変えるために、液晶が充填されたトレンチに亘り電場を印加するための接地電極が必要であるので、そのようなデバイスを製造する場合には、接地電極を堆積してもよいシリコン基板または導電性となるようにドープされた単結晶シリコン基板を使用することが非常に好ましい。歪み誘発複屈折および過剰なウェハー湾曲［フォトリソグラフィーおよび入出力光ファイバ（ピグテール）のアライメントを複雑にする］を生じ得る大きな熱応力を防ぐために、液晶の通常の屈折率（ｎ1550〜１．５０１）に一致させることに加えて、導波路材料が、シリコン基板のものに一致する熱膨張係数を有することも重要である。
【０００６】
１５５０ｎｍで約１．５の屈折率を持つシリコンオキシニトライドガラス材料は、ガラスの窒素含有量を調節することにより製造されるであろう。しかしながら、１５５０ｎｍで約１．５の屈折率を持つＳｉＯＮ膜は、シリコン基板の約３．８×１０-6／℃の熱膨張係数と比較して、約１×１０-6／℃の熱膨張係数を持つ。１５５０ｎｍで１．５の屈折率を持つＳｉＯＮ膜の熱膨張係数が低い（シリコンと比較して）ために、結果として、膜の歪みとウェハーの曲率が大きくなるであろう。さらに、窒素をガラスに加えると、Ｎ−Ｈ結合の濃度も増える。Ｎ−Ｈ結合は１５１０ｎｍで倍音を持ち、この倍音は、１５５０ｎｍ通信帯域において強力な光吸収を生じさせる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
それゆえ、液晶セルに基づくプレーナ型光クロスコネクト光信号スイッチングデバイスを製造するために、１５５０ｎｍでの約１．５の屈折率（すなわち、液晶の通常の屈折率に一致した）および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1（すなわち、シリコン基板に一致した）の熱膨張係数を持つ光導波路材料が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、約１．５の屈折率および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の熱膨張係数を持つ導波路用ガラス材料を提供する。これらの材料は、一般的な液晶材料の通常の屈折率に密接に一致した屈折率、およびシリコン基板のものに密接に一致した熱膨張係数を持つので、本発明の材料は、液晶ベースのクロスコネクト光スイッチングデバイスに使用する導波路の製造にとって非常に有用である。
【０００９】
本発明のある好ましい態様によれば、約０．２５から約０．４７のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ）モル比および約０．１以下のＮ／（Ｎ＋Ｏ）モル比を持つゲルマニウム・シリコン・オキシドまたはゲルマニウム・シリコン・オキシニトライドガラス組成物が液晶ベースのクロスコネクト光スイッチングデバイスに用いられる。本発明のゲルマニウム・シリコン・オキシドまたはゲルマニウム・シリコン・オキシニトライドガラス組成物は、好ましくは、１５５０ｎｍでの約１．４８から約１．５２の屈折率、および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の室温での熱膨張係数を持つ。
【００１０】
それに加え、本発明は、約０．２５から約０．４７のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ）モル比を持つゲルマニウム・シリコン・オキシドガラス組成物の膜を緻密化する方法、および約０．２５から約０．４７のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ）モル比および約０．１以下のＮ／（Ｎ＋Ｏ）モル比を持つ組成を有するゲルマニウム・シリコン・オキシニトライドガラスの完全に緻密な膜を堆積させる方法を提供する。
【００１１】
本発明の別の好ましい態様によれば、約０．０８から約０．１７のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ＋Ｔｉ）モル比およびゼロから０．０８のＴｉ／（Ｓｉ＋Ｇｅ＋Ｔｉ）モル比を持つシリカ・ゲルマニア・チタニアガラス組成物が、液晶ベースのクロスコネクト光スイッチングデバイスに使用するために提供される。本発明のシリカ・ゲルマニア・チタニアガラス組成物は、好ましくは、１５５０ｎｍでの約１．４８から約１．５２の屈折率、および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の室温での熱膨張係数を持つ。
【００１２】
本発明の追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、その説明から当業者には明らかであろう、または特許請求の範囲および添付の図面と共に、以下の詳細な説明に記載された本発明を実施することにより、認識されるであろう。
【００１３】
前述の説明は、単に本発明の例示であり、特許請求の範囲により定義されたように本発明の性質および特徴を理解する上での概要を与えることを意図したものと理解すべきである。添付の図面は、本発明をさらに理解するために盛り込まれたものであり、本明細書に含まれ、その一部を構成する。これらの図面は、その説明と共に、本発明の原理および操作を説明するように働く本発明の様々な性質および実施の形態を示している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
ある態様において、本発明は、プリズムの液晶充填トレンチを用いた全反射に基づく液晶ベースのクロスコネクト光スイッチングデバイスの製造に適したゲルマニウム・シリコン・オキシド（ＧｅＳｉＯ）およびオキシニトライド（ＧｅＳｉＯＮ）の組成物を提供する。液晶ベースのクロスコネクト光スイッチングデバイスに使用するための関心のあるＧｅＳｉＯＮ組成範囲は、複合材料の複合則を用いて、ＧｅＳｉＯＮ系の端成分から推定されるであろう。ここで用いているように、端成分は、前記組成物がそこから誘導される純粋な金属酸化物および窒化物である。系の端成分（ＳｉＯ2、ＧｅＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、およびＧｅ3Ｎ4）についての屈折率および熱膨張係数が表１に示されている。
【表１】
2004538226.tif 000003
【００１５】
図１は、端成分の値から推定されたＧｅＳｉＯＮ系についての一定の屈折率の線を示すグラフである。ＧｅＳｉＯＮガラスの屈折率は、モル分率で複合材料の複合則に従う。図２は、端成分の値から推定したＧｅＳｉＯＮ系についての一定の熱膨張係数の線を示す。これらのガラスの熱膨張係数は、体積分率で複合材料の複合則に従う。図１および２に示した推定した屈折率および熱膨張係数から、Ｇｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ）モル比が約０．２５から約０．４７であり、Ｎ／（Ｎ＋Ｏ）モル比が０．１以下であるときに、１５５０ｎｍでの約１．５の屈折率、および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の熱膨張係数を達成できることが分かった。図３は関心のある組成領域１０を示しており、この領域において、１５５０ｎｍでの約１．４８から約１．５２の屈折率、および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の熱膨張係数が達成される。所望の組成は、ｘおよびｙが０から１である、理想化された水素を含まない化学式Ｓｉ1-xＧｅxＯ2(1-y)Ｎ1.33yにより、パラメータｘおよびｙに関して表されるであろう。主な関心領域は、約０．３５のＧｅ／（Ｇｅ＋Ｓｉ）モル比および約０．０５のＮ／（Ｎ＋Ｏ）モル比を中心としており、適切な組成は、約０．２５から約０．４７のＧｅ／（Ｇｅ＋Ｓｉ）モル比および約０から約０．１のＮ／（Ｎ＋Ｏ）モル比を有する。
【００１６】
光導波路のコアおよびクラッドを構成するゲルマニウム・シリコン・オキシド膜またはゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド膜は、好ましくは、化学的気相堆積（ＣＶＤ）により堆積される。低圧ＣＶＤ（ＬＰＣＶＤ）、大気圧ＣＶＤ（ＡＰＣＶＤ）およびプラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）を用いても差し支えない。しかしながら、ＰＥＣＶＤが好ましい方法である。ＰＥＣＶＤの実施例を以下に説明する。
【００１７】
ＧｅＳｉＯＮの実施例
本発明のゲルマニウム・シリコン・オキシド膜またはゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド膜を、ＳＴＳ  Ｍｕｌｔｉｆｌｅｘ  ＰＥＣＶＤシステムを用いてＰＥＣＶＤにより堆積させた。このシステムは、前駆体ガスが頂部電極（シャワーヘッド）の孔のアレイを通って進入し、試料が底部電極に載置されている、平行板反応器を有してなる。このシステムはブロワーによりポンピングされ、プラズマは、低周波（３７５Ｈｚ）または高周波（１３．５６ＭＨｚ）いずれかのＲＦ発生器および適合するネットワークにより形成してもよい。あるいは、プラズマは、パルシング、または米国特許第４４６４２２３号明細書に記載されたような同時操作のいずれかにより、両方の発生器を用いて形成してもよい。
【００１８】
ゲルマニウム・シリコン・オキシド膜は、シラン（ＳｉＨ4）、重水素化シラン（ＳｉＤ4）、ゲルマン（ＧｅＨ4）、重水素化ゲルマン（ＧｅＤ4）、および適切なキャリヤガスを用いて形成される。ゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド膜は、シラン（ＳｉＨ4）、重水素化シラン（ＳｉＤ4）、ゲルマン（ＧｅＨ4）、亜酸化窒素（Ｎ2Ｏ）、窒素（Ｎ2）、必要に応じてのアンモニア（ＮＨ3）または重水素化アンモニア（ＮＤ3）、および適切なキャリヤガスを用いて形成される。あるいは、ゲルマニウム・シリコン・オキシド膜は、テトラエトキシシラン、テトラメトキシゲルマン、酸素、および窒素または適切なキャリヤから形成してもよく、ゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド膜は、テトラエトキシシラン、テトラメトキシゲルマン、酸素、アンモニアまたは重水素化アンモニア、および窒素または適切なキャリヤから形成してもよい。可能性のあるシリコン前駆体のより包括的なリストとしては、以下に制限されるものではないが、シラン、ジシラン、ジクロロシラン、四塩化ケイ素、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ジアセトキシジ−ｓｅｃ−ブトキシシラン、ジエトキシシラン、テトラキスジエチルアミノシラン、テトラキスジメチルアミノシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサンおよびビス−ｔ−ブチルアミノシランが挙げられる。可能性のあるゲルマニウム前駆体としては、以下に制限されるものではないが、ゲルマン、ジゲルマン、四塩化ゲルマニウム、テトラメトキシゲルマン、テトラエトキシゲルマン、テトラメチルゲルマン、テトラエチルゲルマン、ジエチルジクロロゲルマン、およびオクタメチルシクロテトラゲルモキサンが挙げられる。可能性のある酸化剤としては、以下に制限されるものではないが、亜酸化窒素、酸化窒素、酸素、およびオゾンが挙げられる。可能性のある窒素供給源としては、以下に制限されるものではないが、アンモニア、重水素化アンモニア、テトラメチルアミン、およびヒドラジンが挙げられる。可能性のあるキャリヤガスとしては、以下に制限されるものではないが、窒素、アルゴン、ヘリウム、キセノン、クリプトン、ネオン、および水素が挙げられる。
【００１９】
第１の実施例において、表２に「実施例Ａ1/2クラッド」として記載した条件下で各々を堆積させた、２つの８μｍ厚の層からなるゲルマニウム・シリコン・オキシドアンダークラッドを形成した。この上に、Δｎ＝０．３４％の比屈折率差を持つ６．２５μｍのゲルマニウム・シリコン・オキシドコアを、表２に「実施例Ａコア」として記載した条件下で堆積させた。これらの層は、堆積されたときにたった９８％の密度であったので、それに続く層を堆積させる前に、各々の層をアニールして、この膜を緻密にした。一般的な温度サイクルが図１２に示されている。酸化ゲルマニウムの還元を抑えるための蒸気の有無にかかわらず、アニーリングは酸化雰囲気中で行った。ゲルマニウムの豊富な相とゲルマニウムが少ない相に相分離するのを防ぐために、１，１００℃の最高温度からガラスの歪み点未満への２００℃／時間より速い冷却速度が必要であった。コアには、従来のフォトリソグラフィー技法および反応性イオンエッチング技法を用いて、パターンを形成し、エッチングした。パターンの形成されたコアに、アンダークラッドのものと一致した屈折率を持つ１６〜２０μｍ厚のガラスでオーバークラッドした。このオーバークラッドは、ＰＥＣＶＤまたはＦＨＤのいずれを用いて堆積させても差し支えない。このプロセスにより作製された直線導波路は、０．０９ｄＢ／ｃｍほど低い導波損失を有する（７．２ｃｍの長さのガイドについて０．５９ｄＢの損失が測定された。０．２ｄＢのファイバとガイドの結合損失が推定される）。
【００２０】
第２の実施例において、１６μｍ厚のゲルマニウム・シリコン・オキシニトライドアンダークラッド層を、表２の「実施例Ｂクラッド」として記載した条件下で堆積させた。この上に、Δｎ＝０．８８％の比屈折率差を持つ６．２５μｍのゲルマニウム・シリコン・オキシニトライドコアを、表２に「実施例Ｂコア」として記載した条件下で堆積させた。これらの層は、堆積されたときに１００％の密度であった。これらの層は、１つの連続プロセスで堆積させても、または不連続のプロセス工程で堆積させてもよい。
【００２１】
コアには、従来のフォトリソグラフィー技法および反応性イオンエッチング技法を用いて、パターンを形成し、エッチングした。パターンの形成されたコアに、アンダークラッドのものと一致した屈折率を持つ１６〜２０μｍ厚のガラス層でオーバークラッドした。このオーバークラッドは、ＰＥＣＶＤまたはＦＨＤのいずれを用いて堆積させても差し支えない。プリズム結合損失により測定されたスラブ導波路損失は、堆積させたときに、３．４ｄＢ／ｃｍであった。窒素または他の不活性ガス中において４００〜６００℃でアニーリングすることにより、スラブ導波路の損失は２．５ｄＢ／ｃｍまで減少した。ゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド膜のＦＴＩＲスペクトルが図１３に示されている。このスペクトルは、光学損失の原因がＮ−Ｈ吸収帯域の倍音であることを示している。
【００２２】
第３の実施例において、１６μｍ厚のゲルマニウム・シリコン・オキシニトライドアンダークラッド層を、表２の「実施例Ｃクラッド」として記載した条件下で堆積させた。この上に、Δｎ＝０．３９％の比屈折率差を持つ６．２５μｍのコアを、表２に「実施例Ｃコア」として記載した条件下で堆積させた。水素−窒素結合を含まない窒素供給源が好ましい。適切な窒素供給源の例としては、窒素ガスおよび亜酸化窒素が挙げられる。このプロセスにおいて、高周波（１３．５６ＭＨｚ）ＲＦ電力を頂部電極に印加して、気体の分離を増加させ、低周波（一般に、３８０ｋＨｚ）ＲＦ電力を、試料が載置されている底部電極に印加して、負の基板バイアスを与えた。三極管モードとして知られているこのプロセスにより、試料のイオン衝撃が増加した。これらの層は、堆積されたときに１００％の密度であった。これらの層は、１つの連続プロセスで堆積させても、または不連続のプロセス工程で堆積させてもよい。図１４は、水素化物の気相ゲルマンモル分率の関数として、電子マイクロプローブにより測定された膜屈折率および元素組成を示している。等しいゲルマンモル分率について、実施例Ｃに記載されたプロセスにより堆積された膜は、実施例Ａのプロセスから堆積されたものより、屈折率が高い。屈折率のこの増加の原因は、より高いゲルマニウム含有量ではない。何故ならば、マイクロプローブの結果が、ゲルマン陽イオンのモル分率が変化しなかったことを示しているからである。屈折率の増加の原因が図１５から分かる。この図は、堆積されたままのアンダークラッド／コアに関する入力波長の関数としてスラブ導波路光学損失を示している。１５５０ｎｍでのスラブ導波路損失はたったの０．３ｄＢ／ｃｍであるが、１ｄＢ／ｃｍの強い損失ピークが１５１０ｎｍで観察される。図１６はこの試料のＦＴＩＲスペクトルを示している。ＦＴＩＲスペクトルは、１５１０ｎｍ吸収ピークの原因がＦＴＩＲにおいて３４５０ｃｍ-1で見られたＮ−Ｈ結合の倍音であることを示している。それゆえ、ＦＴＩＲおよびスラブ導波路損失は、実施例Ｃの条件下で、窒素が膜中に含まれることを示している。さらに、Ｎ−Ｈ結合の幅はアンモニアで堆積された膜（実施例Ｂ）よりも狭く、Ｎ−Ｈ結合角の変動が小さいことを示している。
【表２】
2004538226.tif 000004
【表３】
2004538226.tif 000005
【００２３】
本発明の別の態様によれば、プリズム液晶セルおよびこれらの材料の光学品質の膜を堆積させるプロセスを用いた、全反射に基づく低屈折率クロスコネクト光スイッチングデバイスの製造に適したシリカ・ゲルマニア・チタニア（ＳｉＯ2−ＧｅＯ2−ＴｉＯ2）の組成物が開示される。液晶ベースのクロスコネクト光スイッチングデバイスに使用するための関心のあるシリカ・ゲルマニア・チタニア組成範囲は、相互作用条件がないとすると、二成分系のシリカ・チタニアおよびシリカ・ゲルマニアから推定されるであろう。シリカ・チタニアの二成分系については、「Handbook of Glass Properties」（Bansal, Narottam p. and Doremus, R.H., Academic Press (1986), Orlando, pp.138 and 552）から得られる屈折率および熱膨張係数のデータを直線近似した（図１７および１８）。入手できた文献のデータおよびＰＥＣＶＤ堆積試料より得たデータから、シリカ・ゲルマニアガラスの屈折率はモル分率で複合材料の複合則に従い（図１９）、バルクガラスの熱膨張は体積分率で複合材料の複合則に従う（図２０）ことが示されている。シリカ・ゲルマニア組成物の屈折率は、複合則の曲線の直線近似から推定し、熱膨張は二次曲線近似から推定した。
【００２４】
シリカ・チタニアガラスについて、モルパーセントで表したチタニアの組成変化による屈折率および熱膨張の変化に関する線形係数が表４に示されている。１５５０ｎｍでの屈折率の線形係数はナトリウムＤ線でのものと等しいと考えられた。
【表４】
2004538226.tif 000006
【００２５】
シリカ・ゲルマニアガラスについて、モルパーセントで表したゲルマニアの組成変化による１５５０ｎｍでの屈折率に関する線形係数および熱膨張の二次曲線近似に関する係数が表５に示されている。
【表５】
2004538226.tif 000007
【００２６】
シリカ・ゲルマニア・チタニアガラスの推定屈折率および熱膨張が、それぞれ、図２１および２２に示されている。関心のある領域は、約１．４８から約１．５２の１５５０ｎｍでの屈折率および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の熱膨張係数により定義できる。関心のあるシリカ・ゲルマニア・チタニアガラスの組成は、約８〜１７モルパーセントのゲルマニア（ＧｅＯ2）および０〜８モルパーセントのチタニア（ＴｉＯ2）を有する。関心のある組成が図２３に領域５３３として示されている。
【００２７】
シリカ・ゲルマニア・チタニアガラス膜は、例えば、プラズマ化学的気相堆積（ＰＥＣＶＤ）により堆積できる。これらの膜は様々な前駆体から堆積できる。可能性のあるシリコン前駆体としては、以下に制限されるものではないが、シラン、ジシラン、ジクロロシラン、四塩化ケイ素、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、ジアセトキシジセクブトキシシラン、ジエトキシシラン、テトラキスエチルアミノシラン、テトラキスジメチルアミノシラン、オクタメチルシクロテトラシラン、テトラメチルシクロテトラシランおよびビス−ｔ−ブチルアミノシランが挙げられる。可能性のあるゲルマニウム前駆体としては、以下に制限されるものではないが、ゲルマン、ジゲルマン、四塩化ゲルマニウム、テトラメトキシゲルマン、テトラエトキシゲルマン、テトラメチルゲルマン、テトラエチルゲルマン、ジエチルジクロロゲルマン、およびオクタメチルシクロテトラゲルモキサンが挙げられる。可能性のあるチタン前駆体としては、以下に制限されるものではないが、四塩化チタン、チタンイソプロポキシド、テトラキスジエチルアミノチタンおよびテトラキス（トリメチルシロキシ）チタンが挙げられる。可能性のある酸化剤としては、以下に制限されるものではないが、亜酸化窒素、酸化窒素、酸素およびオゾンが挙げられる。
【００２８】
ＳｉＯ2−ＧｅＯ2−ＴｉＯ2の実施例
ＳＴＳ  Ｍｕｌｔｉｆｌｅｘ  ＰＥＣＶＤシステムを用いて、シリカ・ゲルマニア・チタニア膜をＰＥＣＶＤにより堆積させた。これは、前駆体ガスが頂部電極（シャワーヘッド）の孔のアレイを通って進入し、試料が底部電極である回転しない加熱された試験台に載置されている平行板反応器である。このシステムをルーツ送風機でポンピングし、低周波（３７５Ｈｚ）または高周波（１３．５６ＭＨｚ）いずれかのＲＦ発生器および適合するネットワークを用いて、プラズマを発生させた。利用できるプロセスガスは、シラン（ＳｉＨ4）、ゲルマン（ＧｅＨ4）、重水素化アンモニア（ＮＤ4）、窒素（Ｎ2）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）、テトラメトキシゲルマン（ＴＭＯＧ）、トリメチルボレート（ＴＭＢ）、トリメチルホスファイト（ＴＭＰｉ）、および酸素であった。チタンイソプロポキシド（ＴＩＰ）およびテトラキス（トリメチルシロキシル）チタン（ＴＴＭＳＴ）のようなチタニア供給源を、フラッシュ蒸発器液体送出装置により導入した。例えば、重水素化ゲルマンおよび重水素化シランのような、当業者には明らかな他のプロセスガスを用いてもよい。
【００２９】
ＴＥＯＳ、ＴＭＯＧ、Ｏ2、およびＴＩＰまたはＴＴＭＳＴのいずれかを用いて、関心のある組成範囲のものの上に、ＧｅＳｉＯＮの実施例について記載したＰＥＣＶＤシステムを使用して、二系統のウェハーを堆積させた。試料は、１００ｍｍのＳｉウェハー、および３インチ（約７５ｍｍ）の石英ウェハー上に堆積させた。ウェハーの曲率を堆積の前後に測定し、膜の応力を計算した。プリズム結合システム（Ｍｅｔｒｉｃｏｎ）により、屈折率、光伝搬損失、および膜厚を測定した。［ＯＨ］、［ＳｉＯ］、［ＧｅＯ］および［ＴｉＯ］の各種の濃度を赤外分光法により調査し、組成は電子マイクロプローブにより決定した。膜の熱膨張係数は、温度の関数として被覆されたシリコンウェハーおよび石英ウェハーの曲げを測定することにより決定した。Δｎ＝０．７５％および０．３４％のコア組成およびクラッド組成についての手法は、実験データを所定の点の領域を通るように調整し、膜を堆積させ、このモデルを繰り返すことにより決定した。
【００３０】
得られたシリカ・ゲルマニア・チタニア膜は、プリズム形状の液晶充填トレンチの全反射に基づく液晶クロスコネクトスイッチングデバイスに適した低屈折率プレーナ型光波回路を製造するのに有用である。この組成により、ウェハーの反りが小さい状態で、所望の屈折率（約１．４８から約１．５２）が達成される。有機金属前駆体の表面移動度が大きいので、ルート割れに関連する問題が避けられるはずである。さらに、この全ての酸化物の組成は安定であり、リフローが可能である。
【００３１】
ＬＣクロスコネクトデバイス
図４は、本発明のＧｅＳｉＯＮ材料およびＧｅＯ2−ＳｉＯ2−ＴｉＯ2材料を取り入れてもよい例示としてのクロスコネクト装置を示している。この装置は、ここに引用する、本出願人による係属中の米国特許出願第０９／６０４０３９号明細書に十分に記載されている。この装置は、偏光スプリッター１２０に接続された入力ポート１１０を有する。スプリッター１２０は、ＴＭスイッチアレイ１３０およびＴＥスイッチアレイ１４０に接続されている。スイッチアレイ１３０，１４０は偏光コンバイナー１５０に接続され、コンバイナー１５０は出力ポート１６０に接続されている。入力ポート１１０は、ファイバのアレイを取り付けられる（ピグテール）プレーナ型導波路の線状アレイである。導波路間の間隔はピグテール能力により決まる。ファイバからの光が、入力ポート１１０に進入し、偏光スプリッター１２０に伝送される。
【００３２】
偏光スプリッターは光をＴＭ成分とＴＥ成分に分割する。次いで、ＴＭ成分はＴＭスイッチアレイ１３０に送られ、ＴＥ成分はＴＥスイッチアレイ１４０に送られる。以下に詳述するように、スイッチアレイ１３０および１４０の出力は、偏光コンバイナー１５０により結合され、出力ポート１６０に送られる。入力ポート１１０と同様に、出力ポート１６０は、ファイバのアレイを取り付けられるプレーナ型導波路の線状アレイである。ＴＭおよびＴＥは、ここでは、導波路の慣例によってではなく、ＬＣトレンチ界面での関連により定義される。
【００３３】
図５は、例示のクロスコネクト装置が２×２のクロスコネクトである、図４のクロスコネクト装置の詳細図である。ＬＣプリズム素子はプリズム液晶充填トレンチである。入力ポート１１０からの光が、例えば、図８に示されており、以下に説明されている、ＴＭ波をＴＭスイッチアレイ１３０に送る一方で、ＴＥ波をＴＥスイッチアレイ１４０に反射させる一対のＬＣプリズム１２５を含む偏光スプリッター１２０に進入する。スイッチアレイ１３０，１４０は、好ましくは、中心間が約５０から約５００μｍ、より好ましくは、中心間が約２５０μｍである。各々のスイッチアレイ１３０，１４０は、以下に説明するように、例えば、図１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ、および１１Ｂに示すように、それぞれ、光路１３１〜１３２および１４１〜１４２において、複数のＬＣ（液晶）プリズムスイッチング素子１３５，１４５を有する。各々の光路にある１つのスイッチング素子は、前記光を偏光コンバイナー１５０に送る反射状態に固定されている。ＴＥ波およびＴＭ波の光路長は実質的に同じであることに留意されたい。偏光コンバイナー１５０は、例えば、以下に説明されている図９に示されるように、各々がＴＥ波を反射させる一方でＴＭ波を透過させて、それらの波を再結合させる一対のＬＣプリズム１５５を含む。このように、ビームが再結合され、出力ポート１６０の適切な光路に送られる。
【００３４】
偏光スプリッター１２０、スイッチアレイ１３０，１４０、および偏光コンバイナー１５０は、好ましくは、同じ基本素子により形成される。この素子は、好ましくは、図６に示すように、プレーナ型導波路中のプリズム形状のＬＣが充填されたトレンチとして形成されるＬＣプリズム２３５である。この構造物は、以下に説明するように、引加された電圧に応じて、所望の素子として機能する。
【００３５】
導波路のパターンが上に形成されている支持板すなわち基板２１０は、その上に５つの堆積層を有する。第１の層は、金、アルミニウム、またはインジウム・スズ・酸化物のようなパターンの形成されていない導電性コーティングを有してなる接地電極のような、第１電極２２０である。接地電極は、１つの電極であってもセグメント電極であってもよい。クラッド層２３０が第１電極２２０上に堆積されており、この層は、プレーナ型導波路については、約１２から約５０μｍの厚さを持つクラッド層からなる。コア層２４０が、約４から約１０μｍの厚さまでクラッド層の上に堆積されている。クラッド層２３０と同様のクラッド層２５０が、約１２から約５０μｍの厚さまでコア層２４０の上に形成されている。各層２３０，２４０および２５０は、図５のグリッド構造体を与えるプリズム形状のトレンチ２３５を形成するように、フォトリソグラフィーにより画成されたマスクを通してエッチングされるか、他の様式でパターンが形成される。以下に論じるように、このトレンチは、プリズムを画成するような形状であり、好ましくは、三角形の形状である。
【００３６】
本発明の原理によれば、約０．２５から約０．４のＧｅ／（Ｓｉ＋Ｇｅ）モル比および０から約０．１のＮ／（Ｎ＋Ｏ）モル比を有し、それによって、材料の屈折率が１５５０ｎｍで約１．４８から約１．５２であり、室温での熱膨張係数が約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1であるＧｅＳｉＯＮガラス組成物から、プラズマ化学的気相堆積のような方法により、コア層２４０とクラッド層２３０および２５０が製造される。コア層２４０を構成する材料の屈折率が、クラッド層２３０，２５０の屈折率よりもわずかに高い（例えば、一般的に１％未満高い）ことが当業者には理解されるであろう。図１から分かるように、このことは、コア層中の窒素またはチタニアの含有量をクラッド層よりもわずかに高くすることにより、最も簡単に達成できる。
【００３７】
第１の配向層２５５が、クラッド層２５０の上、および層２３０，２４０，および２５０のエッチングまたはパターン形成により形成されるトレンチ２３６の壁上に堆積される。配向層２５５は、薄いコポリマー層、もしくは斜方蒸着ＳｉＯ、シランカップリング剤、またはＬＣ層２６０中のＬＣ材料のホメオトロピック配向を助けるポリマーのような、他の材料からなる。配向層２５５は、好ましくは、１つの単分子層から約１００の単分子層（例えば、約５ｎｍから約５００ｎｍ）の厚さまで堆積される。配向層２５５は、その屈折率による光学効果を生じないほど十分に薄くなければならない。次いで、液晶層２６０が、トレンチ２３５中とクラッド層２５０の上の、第１の配向層２５５上に堆積される。第１の配向層２５５上の液晶材料の厚さは、好ましくは、約２５μｍ未満である。ネマチック類（好ましい）および強誘電性類からのものを含む、どのような液晶材料を用いても差し支えない。使用できる液晶材料の１つは、約０．２８の複屈折を持つＢＬ００９（イー・エム・インダストリーズ社(EM Industries, Inc.)）である。ＬＣ材料の複屈折が大きいほど、この材料は、本発明の装置に使用するのにより好ましいことに留意されたい。プリズムトレンチの幾何学形状はＬＣ複屈折に依存し、複屈折が大きいほど、トレンチが小さくなり、スイッチングがより効率的になる。
【００３８】
第２の配向層２６５がＬＣ層２６０上に堆積される。第２の配向層２６５は、好ましくは、組成と厚さが配向層２５５と実質的に同じであるが、必ずしもその必要はない。
【００３９】
トッププレートは好ましくは２層を有する。第１のトッププレート層は、金、アルミニウム、またはインジウム・スズ・酸化物のようなパターンの形成された導電性コーティングからなるアドレス電極層２７０のような第２電極である。第２のトッププレート層は、第１のトッププレート層を被覆するものであり、カバーガラス２８０である。層２７０および２８０の厚さは、当業者に知られているように、重要ではなく、各々は、約０．３から約３００μｍまで、またはそれより大きい厚さを有していても差し支えない。第１電極と第２電極は、それぞれ、接地電極とアドレス電極として働いても差し支えなく、または第１電極と第２電極は、それぞれ、アドレス電極と接地電極として働いても差し支えないことに留意されたい。
【００４０】
図７Ａおよび７Ｂは、それぞれ、第２電極２７０に電圧が印加されていないときといるときの、トレンチ２３５中のＬＣ層２６０のＬＣ分子の配向を示している。図７Ａに示すように、実質的に電圧が印加されていない状態では、ＬＣ分子は、適切な選択された第１の配向層が被覆された任意の界面に対して実質的に垂直に配向する傾向にある。したがって、トレンチ２３５内のディレクタ軸は、導波路構造の平面にあり、トレンチの界面に対して垂直である。図７Ｂに示したように、前記アドレス電極に十分な電圧が印加されたときには、ＬＣ分子は電場と整合するように回転する。この場合、ディレクタ軸は、基板に対して実質的に垂直にある。アドレス電極を作動させるのに十分な電圧は、一般に、約３から約５ボルトである。閾値電圧は、用いられるＬＣ材料および電極間の極に依存する。印加される電圧が閾値電圧より高ければ高いほど、スイッチの作用が速くなることに留意されたい。
【００４１】
ＬＣ材料の複屈折は一般に約０．１から約０．３であるので、ＴＥおよびＴＭ導波モードの光学的性質は、実質的に異なり、印加される場により著しく変えられる。以下に説明するように、ＬＣプリズムは、偏光分割、ＴＥおよびＴＭスイッチング、偏光結合、信号分割、および様々な光減衰のために用いることができる。
【００４２】
偏光分割素子１２５として用いられるＬＣプリズム２３５が図８に示されている。スプリッター１２５として用いられるＬＣプリズムが、ＬＣ分子を図７Ｂに示したのと同様の向きの三角形のフェーセットに対して垂直に配向させるようにＬＣ材料の容積に亘り電場が印加されている状態で示されている。ＴＥ光は、ＬＣディレクタに平行に偏光されるので、異常な屈折率ｎe＝１．７を経て、ＬＣプリズム三角形の背面（すなわち、長い側面）で全反射される。ＴＭ光は、通常の屈折率ｎo＝１．５しか経ず、屈折も反射もせずに、ＬＣプリズム２３５を透過する。
【００４３】
図９は、偏光コンバイナー１５５として用いられるＬＣプリズムを示している。ＬＣプリズムは、ＬＣ分子を図７Ｂおよび８に示したのと同様の向きの三角形のフェーセットに垂直に配向させるようにＬＣ材料の容積に亘り電場が印加されている状態で示されている。図示したように、ＴＭ光は屈折も反射もせずにコンバイナー１５５を透過し、一方で、ＴＥ光はＬＣプリズム三角形の背面で反射される。このように、ＴＥ光およびＴＭ光の両方が三角形プリズムの同じ側から出る。
【００４４】
図１０Ａおよび１０Ｂは、ＴＥスイッチ１４５として用いられるＬＣプリズムを示している。電場が印加されていないときには、ＬＣ分子は、図７Ａに示したのと同様の向きの三角形のフェーセットに平行にホメオトロピックに配向される。この場合、ＴＥ偏光光は通常の屈折率しか経ず、ＬＣプリズムを透過する。スイッチングが望ましい場合には、電圧が、第１電極および第２電極に亘り、それゆえ、プリズムの容積に亘り印加され、それによって、ＬＣ分子を図７Ｂ、８および９に示したのと同様の向きに垂直に配向させる。偏光スプリッターと同様に、ＴＥ光はＬＣプリズム三角形の斜辺表面で反射して、ＴＥ光を、図１０Ａに示したものとは異なる面を通してＬＣプリズムを出させる。
【００４５】
図１１Ａおよび１１Ｂは、ＴＭスイッチ１３５として用いられるＬＣプリズムを示している。図１１Ａは、ＬＣ分子が図７Ｂ、８、９および１０Ｂに示したのと同様に垂直に配向されている、ＬＣプリズムの容積に亘り電場が印加されている状態のＴＭスイッチ１３５を示している。この状態では、ＴＭ光は、屈折も反射もせずにスイッチ１３５を透過する。図１１Ｂは、ＬＣプリズムに電場が印加されていないときのＴＭスイッチ１３５を示している。この状態では、ＬＣ分子は、三角表面に垂直に配向され、それゆえ、図７Ａおよび１０Ａと同様に配向される。この状態で、ＴＭ光は、三角形の斜辺表面で反射され、図１１Ｂに示すように、三角形の異なる面から出る。
【００４６】
当業者には明らかなように、偏光分割素子１２５および偏光結合素子１５５は双方向性である。同様に、ＴＭスイッチ１３５およびＴＥスイッチ１４５もそれぞれ双方向性である。それゆえ、光信号は、出力ポート１６０を通って入力され、入力ポート１１０から出てもよい。
【００４７】
本発明の上述した記載は、例証と説明を目的として提示されたものである。この記載は、網羅的であること、すなわち本発明を開示された正確な形態に制限することを意図したものではなく、様々な改変および変更が、上述した教示を考慮して可能であり、または本発明を実施することにより得られるであろう。図面および記載は、本発明の原理およびその実際的な用途を説明するために選択されたものである。本発明の範囲は、ここに添付された特許請求の範囲、およびその同等物により定義されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド系の推定屈折率を示すグラフ
【図２】ゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド系の推定熱膨張係数を示すグラフ
【図３】１５５０ｎｍでの約１．４８から約１．５２の屈折率、および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の熱膨張係数を持つゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド材料の組成範囲を示すグラフ
【図４】例示のクロスコネクト装置のブロック図
【図５】図４の２×２クロスコネクト装置の詳細図
【図６】プレーナ型導波路における例示のＬＣプリズムの側面断面図
【図７】２つの異なる配向状態にあるＬＣプリズムの側面断面図
【図８】偏光スプリッターとして機能するＬＣプリズムの斜視図
【図９】偏光コンバイナーとして機能するＬＣプリズムの斜視図
【図１０】ＴＥスイッチとして機能する、２つの異なる状態で示されたＬＣプリズムの斜視図
【図１１】ＴＭスイッチとして機能する、２つの異なる状態で示されたＬＣプリズムの斜視図
【図１２】多量のゲルマニウム陽イオンを含有するゲルマニウム・シリコン・オキシド膜を完全に緻密化する、一般的なアニーリング温度サイクルを示すグラフ
【図１３】ゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド膜のＦＴＩＲスペクトルを示すグラフ
【図１４】表２の実施例Ａの方法により堆積されたゲルマニウム・シリコン・オキシド膜、および表２の実施例Ｃの方法により堆積されたゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド膜の１５５０ｎｍでの屈折率（左側）および元素組成（右側）を比較するグラフ
【図１５】表２の実施例Ｃに記載された条件により堆積されたゲルマニウム・シリコン・オキシニトライド製プレーナ型導波路についての波長の関数としての、デュアル・プリズム・カプラーにより測定されたスラブ導波路損失を示すグラフ
【図１６】表２の実施例Ｃに記載された条件下で形成された堆積されたままのゲルマニウム・シリコン・オキシニトライドのＦＴＩＲスペクトログラフ
【図１７】シリカ・チタニアガラスについてのＴｉＯ2のモルパーセントの関数としてのナトリウムのＤ線での屈折率のプロット
【図１８】シリカ・チタニアガラスについてのＴｉＯ2のモルパーセントに対する熱膨張係数のプロット
【図１９】複合材料の複合則を用いて計算したシリカ・ゲルマニアガラスについてのＧｅＯ2モル分率に対する１５５０ｎｍでの屈折率のプロット
【図２０】複合材料の複合則を用いて計算したシリカ・ゲルマニアガラスについてのＧｅＯ2モル分率に対する熱膨張係数のプロット
【図２１】シリカ・ゲルマニア・チタニア系についての１５５０ｎｍでの推定屈折率を示すグラフ
【図２２】シリカ・ゲルマニア・チタニア系についての推定熱膨張係数を示すグラフ
【図２３】１５５０ｎｍでの約１．４８から約１．５２の屈折率、および約３×１０-6℃-1から約４．４×１０-6℃-1の熱膨張係数を持つシリカ・ゲルマニア・チタニア材料の組成範囲を示すグラフ
【符号の説明】
【００４９】
１１０  入力ポート
１２０  偏光スプリッター
１２５，１５５，２３５  ＬＣプリズム
１３０  ＴＭスイッチアレイ
１３１，１３２，１４１，１４２  光路
１３５，１４５  プリズムスイッチング素子
１４０  ＴＥスイッチアレイ
１５０  偏光コンバイナー
１６０  出力ポート
２１０  基板
２２０  第１電極
２３０，２５０  クラッド層
２４０  コア層
２５５，２６５  配向層
２６０  ＬＣ層
２７０  第２電極
２８０  カバーガラス
【図２】
2004538226.tif 000008
【図４】
2004538226.tif 000009
【図１２】
2004538226.tif 000010
【図１３】
2004538226.tif 000011
【図１４】
2004538226.tif 000012
【図１５】
2004538226.tif 000013
【図１６】
2004538226.tif 000014
【図１７】
2004538226.tif 000015
【図１８】
2004538226.tif 000016
【図１９】
2004538226.tif 000017
【図２０】
2004538226.tif 000018
【図２１】
2004538226.tif 000019
【図２２】
2004538226.tif 000020
【図２３】
2004538226.tif 000021
【国際公開パンフレット】
2004538226.tif 000022
2004538226.tif 000023
2004538226.tif 000024
2004538226.tif 000025
2004538226.tif 000026
2004538226.tif 000027
2004538226.tif 000028
2004538226.tif 000029
2004538226.tif 000030
2004538226.tif 000031
2004538226.tif 000032
2004538226.tif 000033
2004538226.tif 000034
2004538226.tif 000035
2004538226.tif 000036
2004538226.tif 000037
2004538226.tif 000038
2004538226.tif 000039
2004538226.tif 000040
2004538226.tif 000041
2004538226.tif 000042
2004538226.tif 000043
2004538226.tif 000044
2004538226.tif 000045
2004538226.tif 000046
2004538226.tif 000047
2004538226.tif 000048
2004538226.tif 000049
2004538226.tif 000050
2004538226.tif 000051
2004538226.tif 000052
2004538226.tif 000053
2004538226.tif 000054
2004538226.tif 000055
2004538226.tif 000056
2004538226.tif 000057
2004538226.tif 000058
2004538226.tif 000059
【国際調査報告】
2004538226.tif 000060
2004538226.tif 000061
2004538226.tif 000062