プラズマCVDおよび大気圧プラズマによるフッ化物ガラス薄膜光導波回路素子の試作

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13555174
• Research Institution: KOBE UNIVERSITY
• Principal Investigator: 河本 洋二 神戸大学, 理学部, 教授 (00030776)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小西 明男 日本山村ガラス(株), ニューガラス研究所, 研究グループリーダー ; 邱 建備 北陸先端科学技術大学院大学, ナノマテリアルテクノロジーセンター, 助手 (40345666) ; 内野 隆司 神戸大学, 理学部, 助教授 (50273511)
• Keywords: ガラス / 薄膜 / プラズマCVD / 大気圧プラズマ / 光導波回路

Research Abstract

電子サイクロトロン共鳴プラズマCVD装置を用いて、Zr(hfa)_4、Ba(hfa)_2(tg)、Pr(fod)_3とNF_3ガスから無色透明な60ZrF_4・35BaF_2・5PrF_3組成のフッ化物ガラス薄膜をCaF_2(111)結晶基板およびCaFK95ガラス基板上に作製することを試みた。基板温度300℃、膜作製速度1.7μm・h^<-1>の条件下で、ガラス薄膜の作製に成功した。この膜を用いて、Ar、CF_4、SF_6、Cl_2、Cl_2-BCl_3のガスによる乾式エッチングとZrOCl_2-HCl溶液による湿式エッチングにより光導波回路の作製を試みた。その結果、ZrOCl_2-HCl溶液による湿式エッチングは極めて速いエッチング速度を示したが、エッチング側面が乱れることが分かった。エッチング速度は遅いが、Arガスを用いたエッチングが光導波回路の作製には一番好ましいことが分かった。
電子サイクロトロン共鳴プラズマCVD装置を用いて、Zn(thd)_2、Ba(hfa)_2(tg)、Al(pd)_3、Pr(fod)_3とNF_3ガスからCaF_2(111)基板上にアモルファス形態のZnF_2、ZnF_2-BaF_2系、AlF_3組成、AlF_3-BaF_2系の薄膜作製を試みた。その結果、ZnF_2組成ではアモルファス膜は得られたが・膜は黄褐色に着色し、不純物による赤外吸収を持った。AlF_3組成、60ZnF_2・40BaF_2組成・80AIF_3・20BaF_2組成および60AIF_3・40BaF_2組成において、無色透明なガラス薄膜の作製に成功した。

Research Products

• [Publications] Masanori Shojiya: "Preparation of Amorphous Fluoride Thin Films by Electron Cyclotron Resonance Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition"J. Non-Cryst. Solids. 284. 153-159 (2001)
• [Publications] Yoji Kawamoto: "Preparation and Etching Processing of Planar Thin Film of Pr^<3+>-Doped Fluorozirconate Glass"J. Mat. Sci.. 36. 5013-5016 (2001)
• [Publications] Shuhe Takahashi: "Preparation and Characterization of Amorphous GaF_3-BaF_3-BaF_2 Thin Films by ECR Microwave Plasma-Enhanced CVD"Thin Solid Films. (In press). (2003)