DE3873300T2

DE3873300T2 - Verfahren zur herstellung von mikro-lichtleitern mit niedrigen optischen ausbreitungsverlusten durch aufbringen von mehrfachschichten.

Info

Publication number: DE3873300T2
Application number: DE8888403267T
Authority: DE
Inventors: Serge Valette
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1993-02-11
Anticipated expiration: 2008-12-22
Also published as: FR2625333B1; JPH0782133B2; US4929302A; FI95843B; DE3873300D1; FR2625333A1; FI95843C; FI885972A; EP0323317B1; JPH01196005A; EP0323317A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Mikrolichtleiter, die Strukturen sind, in denen elektromagnetische Energie eingeschlossen wird und gemäß zum elektromagnetischen Feld gehörenden Moden fließt, die zugleich von den Abmessungen und den Brechungsindexen des Mikroleiters und der Wellenlänge der transportierten elektromagnetischen Strahlung abhängen. Selbstverständlich ist die Bezeichnung Mikrolichtleiter nicht auf das sichtbare Licht beschränkt und kann sich über die infraroten oder ultravioletten Strahlungen erstrecken.
Die wesentliche Eigenschaft eines derartigen Mikrolichtleiters ist, mit den geringst möglichen optischen Verlusten zu arbeiten, mit anderen Worten am Ausgang eine elektromagnetische Energie herauszugeben, die derjenigen, die am Eingang eingeführt wurde, so nahe wie möglich ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere diejenigen unter den Mikroleitern, die man durch Aufbringen von mehrfachen Schichten hergestellt. Diese Mikroleiter umfassen wenigstens drei übereinanderliegende Schichten aus Materialien, von denen eines (im Fall von drei Schichten die mittlere Schicht) einen höheren Brechungsindex als die zwei anderen umfaßt, diese Schicht wird im weiteren Text Leiterschicht genannt. Diese verschiedenen Schichten werden in bekannter Weise zum Beispiel mit Hilfe einer chemischen Auftragung in Dampfphase unterstützt durch Plasma hergestellt, insbesondere, wenn es sich um Siliziumdioxyd SiO&sub2; handelt (Technik, die in angelsächsischer Terminologie unter dem Kürzel PECVD bekannt ist) oder durch andere chemische Auftragungsverfahren in Dampfphase wie die Flammenhydrolyse und die chemische Auftragung in Dampfphase bei niedrigem Druck, insbesondere, wenn es sich um Siliziumnitrid Si&sub3;N&sub4; handelt (Technologie, die in angelsächsischer Terminologie mit dem Kürzel LPCVD bezeichnet wird). Die Erfindung betrifft ebenso die Mehrfachschichtstrukturen, die man durch Kathodenzerstäubung oder durch Verdampfung unter Vakuum erhalten kann.
Ansonsten, wenn die Schichten den gleichen Grundbestandteil, zum Beispiel das Sililziumdioxyd, haben, führt man um einen Brechungsindexunterschied zu haben, allgemeinerweise eine Dotierung einer, mehrerer oder aller dieser Schichten durch bekannte Verfahren durch, unter denen man die Anwendung chemischer Reaktionen in Anwesenheit von reaktiven Gasen, die Ionenimplantation und die Diffusion von verschiedenen Ionen oder Atomen anführen kann.
Für das gute Verständnis der Erfindung beginnt man mit der Erinnerung an die klassischen Herstellungsverfahren von Mikrolichtleitern, indem man das Beispiel eines aus Siliziumdioxyd SiO&sub2; hergestellten Mikroleiters nimmt, und man erklärt dann die Fehler dieser Mikroleiter, die das erfindungsgemäße Verfahren gerade zu verdecken ermöglicht.
Die Beschreibung der bekannten früheren Technik auf diesem Gebiet der Herstellung von Mikroleitern wird, indem man sich auf die beigefügten Figuren 1 bis 5 bezieht, die die verschiedenen aufeinanderfolgenden Schritte einer derartigen bekannten Herstellung zeigen, in Erinnerung gerufen.
In der Figur 1 ist schematisch ein Substrat 1 zum Beispiel aus Silizium gezeigt, auf dem in ebenfalls bekannter Weise zwei aufeinanderfolgende Schichten aus Siliziumdioxyd SiO&sub2; aufgebracht sind, nämlich zum Beispiel eine erste Schicht aus reinem Siliziumdioxyd 2 und eine zweite Schicht aus dotiertem Siliziumdioxyd 3. Da die Siliziumdioxydschicht 3 einen größeren Brechungsindex als die Schicht 2 haben muß, wird die Schicht 3 mit einer Dotierung dotiert, die es ermöglicht, den Index des Siliziumdioxyds zu erhöhen, wie zum Beispiel mit Phosphor, Germanium oder auch Titan. Ansonsten kann das Substrat 1 aus Silizium, durch ein Substrat aus Glas oder aus Siliziumdioxyd oder durch jedes andere Material, auf dem Schichten hergestellt werden können, ersetzt werden.
Der folgende bekannte Herstellungsschritt des Mikroleiters ist in der Figur 2 zu sehen, in der man die vorhergehenden Schichten 1, 2 und 3 findet und wo die Herstellung einer streifenförmigen Schutzmaske der Breite W auf der Oberfläche der Siliziumdioxydschicht 3, welche die weitere Ätzung dieser letzteren erlaubt, gezeigt wird. Das diese Maske bildende Material kann insbesondere aus lichtempfindlichem Harz oder aus Metall sein.
Der folgende in der Figur 3 gezeigte Schritt besteht im Ätzen der Schicht 3 aus dotiertem SiO&sub2; durch die Schutzmaske 4, was zur Herstellung der eigentlichen Leiterschicht des Mikroleiters in Stegform 3 aus dotiertem Siliziumdioxyd mit rechteckigem Querschnitt und zur Entfernung der Maske führt.
In den drei Figuren 1, 2 und 3 hat die Schicht 2 einen Brechungsindex n und die Schicht 3 einen Index n+ Δn&sub1;.
In der folgenden Figur 4 ist der letzte Herstellungsschritt dargestellt, der darin besteht, die gesamte Struktur der Figur 3 mit einer Schicht 5 aus Siliziumdioxyd SiO&sub2; mit Brechungsindex n+ Δn&sub2;, wobei Δn&sub2; < Δn&sub1;, oder auch mit einem Brechungsindex n- n&sub2;, wobei in diesem Fall Δn&sub2; < Δn&sub1; oder Δn&sub2; > Δn&sub1;, zu bedecken. Meistens haben die Siliziumdioxydschichten 2 und 5 übrigens den gleichen Index n und der Mikroleiter 3 hat den Brechungsindex n+ Δn&sub1;; das wesentliche in allen Fällen der Figuren, die in Betracht gezogen werden können, ist, daß die tatsächlich als Leiterschicht dienende Schicht 3 gleichzeitig einen höheren Brechungsindex hat als die Schicht 2 und die Schicht 5, so daß das angestrebte Einfangen der elektromagnetischen Lichtwelle realisiert wird. Mit anderen Worten können die Schichten 2 und 5 einfach undotierte Siliziumdioxydschichten sein, und wenn es dotierte Siliziumdioxydschichten sind, müssen sie es schwächer sein als es die Schicht 3 ist, die den Mikroleiter bildet. Die Schichten 2 und 5 könnten ebenso Siliziumdioxydschichten sein, die mit Dotierungen wie Bor oder Fluor dotiert sind, welche es ermöglichen, den Brechungsindex des Siliziumdioxyds zu erniedrigen; in diesem Fall könnte die Schicht 3 aus reinem Siliziumdioxyd sein.
Ein Beispiel von dem, was gerade als Stand der Technik beschrieben wurde, kann man in der Akte GB-A-2 066 805 finden, die unter Bezug auf ihre Figuren 18A bis 18E und ihre Seiten 9 und 10 die Herstellung eines Wellenleiters mit drei Schichten aus verschieden dotierten Quarzgläsern beschreibt.
Die so hergestellten bekannten Mikrolichtleiter weisen gemäß ihres Aufbaus verschiedene optische Ausbreitungsintensitätsverluste auf, die jedoch für gewisse Anwendungen oft zu hoch sind. Insbesondere steigen die Verluste derartiger Mikroleiter stark an, wenn die Breite W der Leiterschicht 3 abnimmt, und man kann insbesondere sagen, daß die Verluste sehr schnell steigen, wenn die Abweichung des Indexes Δn&sub1; zwischen der Leiterschicht und den angrenzenden Schichten einige 10&supmin;³ ist und wenn W gleich oder kleiner einem Wert von 5 bis 6 Mikrometern ist.
Der Grund für diesen erheblichen Anstieg der Verluste ist bekannt, und er hat zwei wesentliche Ursachen, die die folgenden sind:
- einerseits führen die Ätzprozesse der Leiterschicht zu Oberflächenfehlern der Schichten 2 und 3, die übrigens entsprechend den verwendeten Atzmethoden (Ionenätzung, reaktive Ionenätzung, chemische Ätzung, etc.), ferner entsprechend den Ätzbedingungen (Art der verwendeten Gase bei einer reaktiven Ionenätzung, Art der chemischen Atzlösung bei einer chemischen Atzung) ebenso wie entsprechend der Art der für die Herstellung der Maske 4 verwendeten Schutzmaterialien mehr oder weniger gewichtig sein können.
- andererseits bringt die Verringerung der Abmessung W der Leiterschicht 3 eine Entwicklung der Systemfunktion zu einer geführten Mode, deren Zahl von Totalreflexionen in der Leiterschicht steigt, mit sich. Daraus folgen somit mehr Wechselwirkungen mit den vorher erwähnten Oberflächenfehlern und infolgedessen eine relative Zunahme der optischen Verluste.
Um die Oberflächenfehler der bekannten Technik, von der gerade die Rede war, zu veranschaulichen, möchte man sich auf die Figur 5 beziehen, die die gleiche Struktur wie die in Figur 4 zeigt, aber in der man durch Wellenlinien, die über die seitlichen Oberflächen der Leiterschicht 3 und auf der Grenzfläche zwischen den Schichten 2 und 5 verteilt sind, die Unregelmäßigkeiten der Verbindungen zwischen diesen verschiedenen Schichten, die in der Tat das tatsächlich durch die Prozesse, die gerade beschrieben wurden, erhaltene Endergebnis wiedergeben, anschaulich gemacht hat.
Die vorliegende Erfindung hat just ein Herstellungsverfahren von Mikrolichtleitern mit niedrigerem optischem Ausbreitungsverlust durch Aufbringen von Mehrfachschichten zur Aufgabe, das es durch eine einfache und wirkungsvolle Methode ermöglicht, die Folgenschwere der vorher beschriebenen und in der Figur 5 gezeigten Ätzfehler zu minimieren.
Dieses Herstellungsverfahren von Mikrolichtleitern mit niedrigen optischen Ausbreitungsverlusten durch Aufbringen von Mehrfachschichten, die in dieser Reihenfolge auf ein Substrat aufgebracht, eine erste Schicht mit Brechungsindex n, eine zweite eigentliche Leiterschicht mit Brechungsindex n± Δn&sub1; und eine dritte die zwei vorhergehenden bedeckende Schicht mit Index n± Δn&sub2; mit Δn&sub2; < Δn&sub1; umfassen, ist dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leiterschicht 3 in drei aufeinanderfolgenden Schritten hergestellt wird, welche umfassen:
- einen ersten Schritt zum Aufbringen einer ersten Unterschicht 3a;
- einen zweiten Schritt zum teilweisen Entferrnen der ersten Unterschicht durch eine geeignete schützende Maske, die den gesamten Teil bedeckt, der dazu bestimmt ist, von dem Rest der ersten Unterschicht 3a in solcher Weise, daß der gesamte nicht maskierte Teil der ersten Unterschicht auf eine Dicke reduziert wird, die, gerechnet von der Grenzfläche, die sich zwischen der ersten Schicht und der ersten Unterschicht befindet, gleich h ist, wobei h wenigstens die Unsicherheit in der Ätzgenauigkeit beträgt, damit nicht die Grenzfläche erste Schicht 2-zweite Schicht 3 erreicht wird;
- einen dritten Schritt zum Aufbringen einer zweiten Unterschicht 3b aus einem Material mit demselben Index n+ Δn&sub1; wie die vorhergehende erste Unterschicht 3a, die diese um eine Höhe h' übersteigt, die ausreicht, um Atzfehler auf der Oberfläche der geätzten Bereiche zu absorbieren und zu beseitigen, wobei die gesamte Dicke h+h' des geätzten Teils der zweiten Leiterschicht 3 mit dem Funktionieren des Mikroleiters kompatibel sein muß, das heißt, daß die Dicke gering genug sein muß, damit die Strahlungsenergie, die eventuell in diesen Bereich geführt werden kann, sich nicht ausbreiten kann, während die Strahlungsenergie sich in dem nicht geätzten Teil der zweiten Schicht ausbreiten kann.
Anders ausgedrückt muß die Dicke h+h' dünn genug sein, damit sich die Lichtenergie, die eventuell in diesen Bereich geführt werden kann, nicht ausbreiten kann. (Dies bedeutet, daß die Dicke h+h' entweder geringer ist als die Dicke des Schnitts, der dem so gebildeten flachen Leiter zugeordnet ist, oder daß die verschwindende Welle, die der geführten Mode dieses flachen Leiters zugeordnet ist, durch das Substrat absorbiert werden kann, wenn dieses nicht für die Arbeitswellenlänge transparent ist oder durch eine dotierte Absorptionsschicht (metallisch), die mit Vorbedacht auf die über der Schicht 5 begrenzte Struktur aufgebracht wird, absorbiert wird.)
Im wesentlichen versteht man, daß das erfindungsgemäße Verfahren auf der Herstellung der zweiten Leiterschicht 3 in zwei aufeinanderfolgenden Schritten beruht, die zwei aufeinanderliegenden identifizierbaren und genau durch die Ätzfehler, die man minimieren möchte, getrennten Unterschichten mit gleichem Index entsprechen (wohlgemerkt bis auf den maskierten Bereich der Schicht 3a).
Gemäß der Erfindung ist der erste Atzschritt der Schicht 3 derjenige der ersten Unterschicht 3a, der bei einer Höhe h über der Oberfläche der Schicht 2 aufhört, wobei die geätzte Oberfläche dieser Unterschicht 3a die gleichen Fehler wie die Fehler der Schichten 2 und 3 der bisherigen Technik aufweist.
Der Erfindung entsprechend entledigt man sich der früheren Oberflächenfehler, indem man auf die Unterschicht 3a eine zweite Unterschicht 3b in einem Material mit gleichem Index n+ Δn&sub1; wie die Unterschicht 3a aufbringt. Diese zweite Unterschicht 3b ist mit einer ausreichenden Dicke h' ausgestattet, um zu absorbieren ohne die auf der Grenzfläche zwischen den Unterschichten 3a und 3b befindlichen Ätzfehler zu wiederholen, wobei die Dicke h+h' ansonsten hinreichend klein ist, um mit dem Funktionieren des Mikroleiters kompatibel zu sein.
Schließlich ist die vorstehende Einheit mit einer Schicht 5 mit einem kleineren Brechungsindex als demjenigen der Unterschichten 3a und 3b bedeckt, wie es bei der Schicht 5 in der in den Figuren 1 bis 5 beschriebenen bisherigen Technik der Fall war.
Auf jeden Fall wird die Erfindung besser verstanden, indem man sich auf die folgende Beschreibung eines Beispiels für eine bestimmte Ausführung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens für Mikroleiter bezieht, das mit unverbindlichem und nicht einschränkendem Anspruch gegeben wird.
Diese Beschreibung wird unter Bezug auf die folgenden schematischen Figuren 6 bis 9 gegeben, in denen:
- die Figur 6 das Aufbringen der ersten dotierten Unterschicht des Mikrolichtleiters zeigt,
- die Figur 7 das Aufbringen der zweiten Unterschicht des Mikrolichtleiters zeigt,
- die Figur 8 das Aufbringen der dritten Deckschicht 5 des Mikrolichtleiters zeigt und
- die Figur 9 die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Herstellung einer Leiterschicht der Breite W und der Dicke H erklärt.
Die Figur 10 zeigt schließlich das Aufbringen einer bezüglich der Strukturen der Figuren 8 und 9 zusätzlichen metallischen Absorptionsschicht.
In dem unter Bezug auf die Figuren 6 bis 9 beschriebenen Ausführungsbeispiel ist das Substrat 1 zum Beipiel aus Silizium und die Schichten 2, 3a, 3b und 5 aus SiO&sub2;, wobei die Schichten 2 und 5 einen Index n und die Unterschichten 3a und 3b einen Index n+ Δn&sub1; haben. Es handelt sich wohlgemerkt um einen speziellen interessanten Ausführungsfall der vorliegenden Erfindung; wie jedoch weiter dargestellt wird, können ebenso andere Triaden von Materialien oder Dotierungen gemäß den speziellen Anwendungsfällen der Erfindung verwendet werden.
In der Figur 6 wird das Substrat aus Silizium 1 gezeigt, auf dem aufeinanderfolgend die erste Schicht 2 aus SiO&sub2; mit Index n und die erste Unterschicht 3a mit Brechungsindex n+ Δn&sub1; aufgebracht werden. Diese Schicht 3a wurde teilweise mit jedem bekannten Mittel durch eine geeignete Maske geätzt. Die restliche Dicke des geätzten Teils der Schicht 3a, gerechnet von der Grenzfläche erste Schicht 2-zweite Schicht 3a, ist gleich h. In dem speziellen beschriebenen Fall kann der Wert von h zum Beispiel zwischen 0,1 und 0,5 Mikrometern liegen; das wesentliche ist tatsächlich, daß man sicher ist, daß man bei der vorherigen Ätzung nicht die Grenzfläche zwischen den Schichten 2 und 3a erreicht. Die Genauigkeit dieser Art von Ätzung ist, wenn man die Inhomogenitäten der Auftragungen in Betracht zieht, in der Größenordnung von 5% der Dicke der Schicht 3a; man kann für h einen Wert gleich 0,25 Mikrometern wählen, wenn die Dicke der ersten Unterschicht 3a gleich 5 Mikrometern ist.
In der Figur 6 werden durch graphische Wellenlinien schematisch die unvermeidlichen Oberflächenfehler gezeigt, die in diesem Fertigungsstadium auf den geätzten Bereichen der ersten Schicht 3a vorhanden sind.
Die Figur 7 zeigt dann den zweiten Schritt des Aufbringens eines Materials mit gleichem Index wie demjenigen der ersten Schicht 3a, das diese letztere mit einer Dicke h' bedeckt. Im beschriebenen Beispiel wird diese zweite Unterschicht 3b wie die erste Unterschicht 3a aus dotiertem Siliziumdioxyd SiO&sub2; mit dem Brechungsindex n+ Δn&sub1; hergestellt. Die Wahl der Dicke h' ergibt sich aus einem Kompromiß zwischen zwei gegensätzlichen Anforderungen, nämlich der Notwendigkeit, daß h' ausreicht, um die Oberflächenfehler der ersten Unterschicht 3a zu absorbieren und zu beseitigen und der Notwendigkeit, daß h+h' nicht zu groß ist, um mit dem Funktionieren des Mikroleiters 3 kompatibel zu sein. Im beschriebenen Beispiel liegt die Dicke h' zwischen 0,5 und 2 Mikrometern und Δn&sub1; ist von der Größenordnung 5.10&supmin;³. Die Höhe h des geätzten Bereichs der ersten Unterschicht 3a ist in der Größenordnung von 5% der Dicke der Unterschicht 3a.
Die Figur 8 zeigt schließlich den abschließenden Herstellungsschritt, der in einem letzten Aufbringen einer Schicht 5 aus Siliziumdioxyd SiO&sub2; der gleichen Art wie der in Figur 4 beschriebenen besteht, deren Dicke im allgemeinen einige Mikrometer ist, wobei sich die Hauptanforderung, was diese Dicke anbetrifft, aus der Notwendigkeit ergibt, daß sie dicker ist als die Tiefe der verschwindenden Welle, die der geführten Mode zugeordnet ist.
Unter Bezug auf die Figur 9, werden nun die praktischen Modalitäten der Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn man eine Leiterschicht herstellen will, deren Abmessungen die Breite W und die Höhe H sind, beschrieben. Wie man unter Bezug auf diese Figur 9 versteht, bestehen die notwendigen Arbeitsgänge im:
a) - Aufbringen einer Unterschicht 3a mit Index n+ Δn&sub1; der Dicke H-h' auf die erste Schicht 2 mit Brechungsindex n;
b) - teilweisen Ätzen der ersten Unterschicht 3a aus einem Material mit Index n+ Δn&sub1; in der Form eines Strukturelements der Breite W-2h' bis der geätzte Bereich eine Dicke h hat;
c) - Aufbringen der zweiten Unterschicht 3b aus einem Material mit gleichem Brechungsindex wie das Material der Schicht 3a und mit der durchgängigen Dicke h';
d) - Vervollständigen der Einheit von vorangehenden Schichten durch eine Schicht 5 über der zweiten Unterschicht 3b aus einem Material mit Brechungsindex n± Δn&sub2;, der kleiner als derjenige der Schichten 3a und 3b ist.
Erfindungsgemäß können die Materialien, die die drei Schichten 2, 3 und 5 bilden, aus den Triaden der folgenden Gestalt ausgewählt werden:
SiO&sub2;, SiO&sub2; dotiert +, SiO&sub2;;
SiO&sub2; dotiert -, SiO&sub2;, SiO&sub2; dotiert -;
SiO&sub2;, Si&sub3;N&sub4;, SiO&sub2;;
SiO&sub2;, ZnO, SiO&sub2;;
SiO&sub2;, Si&sub3;N&sub4;, Al&sub2;O&sub3;;
SiO&sub2;, SiON, SiO&sub2;.
In diesen Beispielen sind die Unterschichten 3a und 3b der Schicht 3 von der gleichen Art.
Ansonsten versteht man unter "dotiert +" eine Dotierung, die zu einer Erhöhung des Brechungsindexes des Grundmaterials führt und unter "dotiert -" eine Dotierung, die zu einer Erniedrigung des Brechungsindexes des Grundmaterials führt.
Wenn das zwischen zwei Schichten aus Siliziumdioxyd liegende, die Leiterschicht bildende Material aus dem Nitrid des Siliziums Si&sub3;N&sub4; oder aus dem Oxyd des Zinks ZnO ist, ist es vorteilhaft, für die Höhe H der Leiterschicht einen Wert zwischen 0,05 und 0,2 Mikrometern, eine Dicke h zwischen 0,02 um und 0,08 um zu wählen, wobei der Brechungsindexunterschied Δn&sub1; in der Nähe von 0,55 liegt.
Unter den Vorteilen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens kann man die folgenden Punkte anmerken:
a) - Die Schwere der Ätzfehler der ersten Unterschicht 3a, welche wohlgemerkt unvermeidlich sind, wird minimiert, da die Abweichung des Brechungsindexes auf der Grenzfläche der Unterschichten 3a und 3b null ist, weil die beiden Unterschichten den gleichen Brechungsindex haben;
b) - Die Leiterschicht 3 hat abgerundete Ecken und besitzt ein geführtes Modenprofil, das demjenigen der optischen Einmoden-Fasern mit zirkularer Symmetrie näher ist, was eine einfachere Kopplung zwischen den erhaltenen Mikroleitern und den früheren optischen Einmoden-Fasern ermöglicht;
c) Für eine gegebene Abmessung H der Höhe der Leiterschicht ist die Tiefe der durchgeführten Ätzung anstatt H, was der Tiefe der notwendigen Atzung in den Methoden der früheren Technik entspricht, nur H-h-h', was zu einem nicht vernachlässigbaren Zeitgewinn und einer verringerten Verschmutzung des Rahmens führt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsart der Erfindung wählt man für die Lichtleiterschicht eine Breite W, die im wesentlichen gleich ihrer Höhe H ist, was eine besonders gut an den Fall, daß man die Mikrolichtleiter in mit optischen Fasern gekoppelter Form verwendet, angepaßte Wahl ist.
Die Figur 10 zeigt schließlich die Verwendung einer ergänzenden absorbierenden Schicht 6, beispielsweise aus Metall, um zu verhindern, daß sich Störlicht außerhalb des Mikroleiters (dessen Leiterschicht die Dicke H hat) in dem flachen Leiter der Dicke h+h' ausbreitet.
Die Dicke einer derartigen Schicht ist mit der Erfindung insofern verknüpft wie in der früheren Technik h + h' = 0, und das Licht kann sich folglich nicht in dem flachen Leiter ausbreiten, der aufgrund dieser Tatsache nicht existiert.
Die absorbierende Schicht, zum Beispiel aus Metall, 6 kann auf die Bereiche 6a, die sich links und rechts der Figur 10, über dem flachen Leiter 7 der Dicke h+h' befinden, beschränkt werden oder gar nicht beschränkt und dann fortgesetzt werden. In diesem letzteren Fall setzt das natürlich voraus, daß die Dicke der SiO&sub2;-Schicht 5, welche die Schicht 3 überragt, ausreicht, damit das geführte Licht in dieser Leiterschicht 3 nicht in der absorbierenden Schicht 6 absorbiert wird.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Mikrolichtleitern mit geringen optischen Ausbreitungsverlusten durch Aufbringen von Mehrfachschichten, die in dieser Reihenfolge auf einem Substrat (1) aufgebracht umfassen: eine erste Schicht (2) mit Index n, eine zweite, eigentliche Leiterschicht (3) mit Index n+Δn&sub1; und eine dritte, die beiden vorhergehenden abdeckende Schicht (5) mit Index n±Δn&sub2;, wobei Δn&sub2;< Δn&sub1;, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Leiterschicht (3) in drei aufeinanderfolgenden Schritten hergestellt wird, die umfassen:

- einen ersten Schritt zum Aufbringen einer ersten Unterschicht (3a);

- einen zweiten Schritt zum teilweisen Entfernen der ersten Unterschicht durch eine geeignete, schützende Maske, die den gesamten Teil bedeckt, der dazu bestimmt ist, den Mikroleiter zu bilden, von dem Rest der ersten Unterschicht (3a) in solcher Weise, daß der gesamte nicht maskierte Teil der ersten Unterschicht auf eine Dicke reduziert wird, die, gezählt von der Grenzfläche, die sich zwischen der ersten Schicht und der ersten Unterschicht befindet, gleich h ist, wobei h wenigstens die Unsicherheit in der Ätzgenauigkeit beträgt, damit nicht die Grenzfläche erste Schicht (2)- zweite Schicht (3) erreicht wird;

- einen dritten Schritt zum Aufbringen einer zweiten Unterschicht (3b) aus einem Material mit demselben Index n+Δn&sub1; wie die vorhergehende erste Unterschicht (3a), die diese um einen Höhe h' übersteigt, die ausreicht, um Ätzfehler auf der Oberfläche der geätzten Bereiche zu absorbieren und zu beseitigen, wobei die gesamte Dicke h+h' des geätzten Teils der zweiten Leiterschicht (3) mit dem Funktionieren des Mikroleiters kompatibel sein muß, das heißt, daß die Dicke gering genug sein muß' damit die Strahlungsenergie, die eventuell in diesen Bereich geführt werden kann, sich nicht ausbreiten kann, während die Strahlungsenergie sich in dem nicht geätzten Teil der zweiten Schicht ausbreiten kann.

2. Verfahren zum Herstellen von Mikrolichtleitern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) aus Silizium besteht und daß die drei Schichten (2, 3, 5) aus Siliziumoxyd bestehen, wobei die ersten (2) und dritten (5) Schichten denselben Brechungsindex n besitzen und die zweite Schicht (3) dotiert ist und den Index n+Δn&sub1; besitzt, mit Δn&sub1; in der Größenordnung 5 10&supmin;³, wobei h in der Größenordnung von 5% der Dicke der ersten Unterschicht (3a) liegt und h' zwischen 0,5 und 2 um liegt.

3. Verfahren zur Herstellung von Mikrolichtleitern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Materialien, die die drei Schichten (2, 3, 5) bilden, aus den folgenden Triaden auswählt:

SiO&sub2;, SiO&sub2;dotiert +, SiO&sub2;;

SiO&sub2;dotiert -, SiO&sub2;, SiO&sub2; dotiert -;

SiO&sub2;, Si&sub3;N&sub4;, SiO&sub2;;

SiO&sub2;, ZiO, SiO&sub2;;

SiO&sub2;, Si&sub3;N&sub4;, Al&sub2;O&sub3;;

SiO&sub2;, SiON, SiO&sub2;.

4. Verfahren zur Herstellung von Mikrolichtleitern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtleiterschicht eine Breite W im wesentlichen gleich ihrer Höhe H besitzt.

5. Verfahren zur Herstellung von Mikrolichtleitern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der Leiterschicht (3) ausgewählt wird aus dem Siliziumnitrid Si&sub3;N&sub4; oder dem Zinkoxyd ZnO, wobei die Höhe H der Leiterschicht (3) zwischen 0,05 und 0,2 um liegt, wobei die Dicke h zwischen 0,02 und 0,08 um liegt.

6. Verfahren zur Herstellung von Mikrolichtleitern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Struktur durch Aufbringen einer absorbierenden Schicht (6) auf der dritten abdeckenden Schicht (5) vervollständigt.