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

2001 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 日本山村硝子株式会社, ニューガラス研究所, 研究グループリーダー ; 邱 建備 神戸大学, 理学部, 日本学術振興会外国人特別研究員 ; 小路谷 将範 神戸大学, 大学院・自然科学研究科, 助手 (20304123)
• Keywords: ガラス / 薄膜 / プラズマCVD / 大気圧プラズ / 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、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、80AlF_3・20BaF_2組成および60AlF_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] Yoji Kawamoto: "Preparation and etching processing of planar thin film of Pr^<3+>-doped fluorozirconate glass"Journal of Materials Science. 36. 5013-5016 (2001)
• [Publications] Masanori Shojiya: "Preparation of amorphous fluoride thin films by electron cyclotron resonance plasma-enhanced chemical vapor deposition"Journal of Non-Crystalline Solids. 284. 153-159 (2001)