DE19712529A1 - Optokoppler und Verfahren zum Herstellen desselben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Optokoppler, wie er dazu ver­ wendet wird, Licht in ein Wellenleiterbauteil einzuleiten, und sie betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Optokopplers.

Ein beispielhafter Optokoppler, wie er zum Einleiten von Licht in ein Wellenleiterbauteil verwendet wird, ist ein Prismenkoppler mit einem Prisma, das in Druckkontakt mit einem Wellenleiter steht. Ein Prismenkoppler arbeitet unter Ausnutzung des folgenden Effekts. Wenn Licht in der Nähe der Grenze zwischen einem Bereich, in dem ein Prisma vorhanden ist, und einem Bereich, in dem kein Prisma vorhanden ist, einfällt, wird das Licht durch den Luftspalt zwischen dem Prisma und dem Wellenleiter auf Tunneleffektweise im Be­ reich, in dem das Prisma vorhanden ist, hindurchgestrahlt, und es fällt auf den Wellenleiter. Nachdem das einfallende Licht an einem Substrat reflektiert wurde, wird das reflek­ tierte Licht an einem Austritt aus dem Wellenleiter gehin­ dert, da im Lichtpfad des so reflektierten Lichts kein Pris­ ma vorhanden ist. So breitet sich das Licht innerhalb des Wellenleiters aus.

In dieser Beschreibung wird die obengenannte Grenze als "Kantenfläche" bezeichnet.

Ein Prismenkoppler ist hinsichtlich einer Änderung der Wel­ lenlänge des einfallenden Lichts relativ unempfindlich, je­ doch ist es schwierig mit einem Wellenleiter zu integrieren. Demgemäß wird ein herkömmlicher Prismenkoppler dadurch her­ gestellt, daß ein Prisma mittels eines Klebers mit einem Wellenleiter verbunden wird.

Die Fig. 12A, 12B und 12C sind Schnittansichten, die Kon­ struktionen von Prismenkopplern 200a, 200b und 200c zeigen, wie sie im Dokument JP-A-4-159503 beschrieben sind.

Der in Fig. 12A dargestellte Prismenkoppler 200a umfaßt ein Substrat 201, eine auf dem Substrat 201 vorhandene Wellen­ leiterschicht 202 sowie eine auf der Wellenleiterschicht 202 vorhandene Ersatzspaltschicht 203. Die Ersatzspaltschicht 203 verfügt über niedrigeren Brechungsindex als die Wellen­ leiterschicht 202. Mittels einer Klebeschicht 205 ist ein Prisma 204 auf die Ersatzspaltschicht 203 geklebt. Bei die­ ser Konstruktion wird auf das Prisma 204 auftreffendes Licht (nicht dargestellt) durch die Klebeschicht 205 und die Er­ satzspaltschicht 203 auf Tunneleffektweise hindurchge­ strahlt, wodurch es in die Wellenleiterschicht 202 eintritt und sich in dieser ausbreitet.

Der in Fig. 12B dargestellte Prismenkoppler 200b umfaßt eine Lichtabschirmungsschicht 205, die am Rand der Klebe­ schicht 205 vorhanden ist, zusätzlich zur Konstruktion des in Fig. 12A dargestellten Prismenkopplers 200a. Die Licht­ abschirmungsschicht 207 besteht aus einem dielektrischen Dünnfilm.

Der in Fig. 12C dargestellte Prismenkoppler 200c umfaßt eine Lichtabschirmungsschicht 206, die auf der Ersatzspalt­ schicht 203 vorhanden ist, zusätzlich zur Konstruktion des in Fig. 12A dargestellten Prismenkopplers 200a. Die Licht­ abschirmungsschicht 206 besteht aus einer metallischen Dünn­ schicht.

Die Lichtabschirmungsschicht 207 bzw. 206 verfügt über Öff­ nungen 211 bzw. 213. Bei jedem der in den Fig. 12A, 12B und 12C dargestellten Prismenkoppler 200a, 200b und 200c wird auf das Prisma 204 fallendes Licht 209 durch die Klebe­ schicht 205 und die Ersatzspaltschicht 203 auf Tunneleffekt­ weise hindurchgestrahlt, und es tritt dann in die Wellenlei­ terschicht 202 ein und breitet sich in dieser aus.

Beim in Fig. 12A dargestellten Prismenkoppler 200a besteht das folgende Problem.

Die Kantenfläche der Klebeschicht 205 schneidet die Obersei­ te des Wellenleiters nicht entlang einer geraden Linie. (In dieser Beschreibung bezeichnet "gerade Kantenfläche" eine Kantenfläche, die die Oberfläche des Wellenleiters entlang einer geraden Linie schneidet.) Demgemäß ändert sich selbst dann, wenn Licht so einfällt, daß die Einfallsposition des Lichtflecks in der Richtung seines längeren Durchmessers op­ timal ist, der Kopplungswirkungsgrad entsprechend der Ein­ fallsposition des Lichtflecks in der Richtung des kürzeren Durchmessers.

Der Fleck des einfallenden Lichts ist auf der Wellenleiter­ schicht 202 elliptisch, wobei der längere Durchmesser in der Einfallsrichtung liegt. Die Einfallsposition ist durch den Abstand zwischen der Kantenfläche und dem Zentrum des Licht­ flecks bestimmt. Der Begriff "Kopplungswirkungsgrad" be­ trifft den Umsetzungswirkungsgrad von einfallendem Licht in Licht, das sich in der Wellenleiterschicht ausbreitet.

Bei der in Fig. 12A dargestellten Konstruktion ist es schwierig, die Einfallsposition, an der der Kopplungswir­ kungsgrad maximal ist, genau zu bestimmen, da sich der Kopp­ lungswirkungsgrad ändert, wie oben beschrieben. Selbst dann, wenn die Einfallsposition als Position festgelegt wird, die als optimal angesehen wird, kann nicht notwendigerweise der maximale Kopplungswirkungsgrad erzielt werden.

Das Ausmaß der Geradheit der Linie, entlang der die Kanten­ fläche die Oberfläche des Wellenleiters schneidet, ist rela­ tiv in bezug auf den längeren Durchmesser des Flecks des einfallenden Lichts festgelegt. Wenn z. B. der Fleck des einfallenden Lichts einen größeren Durchmesser von ungefähr 10 µm aufweist, ist der Kopplungswirkungsgrad auf 90% des Maximalniveaus verringert, wenn die Einfallsposition um un­ gefähr ± 2,5 µm versetzt ist. Auf Grundlage dieser Tatsache betrifft der Begriff "gerade Linie" in dieser Beschreibung eine Linie, die in bezug auf einen relativ kleinen Fleck einfallenden Lichts als gerade angesehen werden kann, d. h. eine gerade Linie, wie sie photolithographisch erhalten wird. In der Praxis betrifft der Begriff "gerade Linie" in dieser Beschreibung eine Linie, die gegenüber der Mittelli­ nie um ungefähr ± 0,5 µm oder weniger versetzt ist.

Beim in den Fig. 12B und 12C dargestellten Prismen­ koppler 200b bzw. 200c wird eine gerade Kantenfläche der Klebe­ schicht 205 dadurch hergestellt, daß die Lichtabschirmungs­ schichten 207 bzw. 206 ausgebildet werden. Jedoch existiert z. B. beim in Fig. 12C dargestellten Prismenkoppler 200c nur die Ersatzspaltschicht 203 zwischen der Wellenleiterschicht 202 und der metallischen Lichtabschirmungsschicht 206. Dem­ gemäß wird sich in der Wellenleiterschicht 202 ausbreitendes Licht durch die metallische Lichtabschirmungsschicht 206 ab­ sorbiert und so allmählich geschwächt. So ist der Kopplungs­ wirkungsgrad wesentlich verringert.

Fig. 13 ist eine Schnittansicht, die die Konstruktion eines Prismenkopplers 300 zeigt, der in ein Wellenleiterbauteil integriert ist, wie im Dokument MP-A-4-289531 offenbart.

Dieser Prismenkoppler 300 umfaßt eine dielektrische Schicht 305 (eine zweite Spaltschicht). Die dielektrische Schicht 305 bildet in einem Bereich, in dem Licht einfällt, eine ge­ rade Kantenfläche 309. Die zweite Spaltschicht 305 verhin­ dert das Wiedereinkoppeln von Licht von der Wellenleiter­ schicht; d. h., daß verhindert ist, daß durch das Prisma hindurchgestrahlte und in die Wellenleiterschicht gekoppel­ tes Licht daran gehindert ist, zum Prisma hin auszutreten. Das Prisma 307 ist aus Flintglas mit relativ hohem Bre­ chungsindex hergestellt.

Der in Fig. 13 dargestellte Prismenkoppler wird vorzugsweise auf die folgende Weise hergestellt.

Ein Substrat 301 wird aus Si hergestellt. Auf einer Oberflä­ che dieses Substrats 301 wird eine Pufferschicht 302 aus SiO₂ hergestellt. Auf der Pufferschicht 302 wird eine Kern­ schicht 303 (die als Wellenleiterschicht wirkt) aus SiON hergestellt. Auf der Kernschicht 303 wird eine erste Spalt­ schicht 304 und eine zweite Spaltschicht 305 aufeinanderfol­ gend aus SiO₂ hergestellt. So wird ein Wellenleiter ausge­ bildet. Eine Klebeschicht 306 wird durch Einspritzen eines durch Licht härtbaren Klebers zu einem Graben in der zweiten Spaltschicht 305 ausgebildet, wodurch das Prisma 307 mit dem Wellenleiter verklebt wird.

Dieser Prismenkoppler 300 arbeitet auf die folgende Weise.

Auf das Prisma 307 auffallendes Licht 308 wird durch die Klebeschicht 306 (wo die zweite Spaltschicht 305 nicht vor­ handen ist) und die erste Spaltschicht 304 auf Tunneleffekt­ weise hindurchgestrahlt, und es tritt dann in die Kern­ schicht 303 ein. Danach wird das Licht 308 an der Grenzflä­ che zwischen der Kernschicht 303 und der Pufferschicht 302 reflektiert, und dann breitet es sich zur Oberfläche des Wellenleiters aus. Auf dem Lichtpfad des so reflektierten Lichts liegt die zweite Spaltschicht 305 vor. Daher ist die Gesamtdicke der Schichten auf der Kernschicht 303 (erste und zweite Spaltschichten 304 und 305) im Lichtpfad des reflek­ tierten Lichts größer als die Dicke der Schicht im Lichtpfad des einfallenden Lichts (es ist nur die erste Spaltschicht 304 auf der Kernschicht 303 vorhanden). Demgemäß wird das reflektierte Licht 308 daran gehindert, aus der Kernschicht 303 auszutreten. So breitet sich das Licht 308 in der Kern­ schicht 303 aus. Im Ergebnis ist das Ausmaß eines Wiederein­ koppelns von Licht 308 verringert.

Das Substrat 301 verfügt an einer vorgegebenen Position über eine Photodiode 310. Die Pufferschicht 302 verfügt über einen Graben unmittelbar über der Photodiode 310, und so steht die Kernschicht 303 in direktem Kontakt mit dem Sub­ strat 301. Das Licht 308, das sich in der Kernschicht 303 ausgebreitet hat, wird durch den Graben zur Photodiode 310 geführt.

Die Kantenfläche 309, d. h. der stufenförmige Abschnitt der ersten und zweiten Spaltschichten 304 und 305, wird auf die folgende Weise hergestellt. Nachdem eine SiO₂-Schicht herge­ stellt wurde, wird ein bestimmter Bereich dieser SiO₂-Schicht heruntergeätzt, um die Dicke der ersten Spaltschicht 304 zu belassen. So wird die Kantenfläche 309 als Grenze zwischen einem Bereich, in dem die zweite Spaltschicht 305 vorhanden ist, und einem Bereich, in dem sie nicht vorhanden ist, ausgebildet.

Beim obenbeschriebenen Prismenkoppler 300 besteht das fol­ gende Problem.

Die Differenz zwischen dem Brechungsindex sowohl der ersten Spaltschicht 304 als auch der zweiten Spaltschicht 305 (wie zwischen der Kernschicht 303 und der Klebeschicht 306 vor­ handen) und dem Brechungsindex der als Wellenleiterschicht wirkenden Kernschicht 303 ist relativ klein. Aufgrund der zweiten Spaltschicht 305 wird das sich in der Kernschicht 303 ausbreitende Licht durch einen Abschnitt mit hohem Bre­ chungsindex weniger beeinflußt, der an der Oberseite der zweiten Spaltschicht 305 vorhanden ist und einen höheren Brechungsindex als die Kernschicht 303 aufweist. Bei diesem Beispiel umfaßt der Abschnitt mit hohem Brechungsindex die Klebeschicht 306 und das Prisma 307. Demgemäß ist es für Licht, das einmal in den Wellenleiter einschließlich der Kernschicht 303 eingetreten ist, schwierig, den Wellenleiter zu verlassen.

Jedoch sind die Kernschicht 303, in der die Lichtleistung konzentriert ist und der Abschnitt mit hohem Brechungsindex selbst durch die zweite Spaltschicht 305 nicht vollständig voneinander getrennt. So geht durch Wiedereinkopplung Licht hinsichtlich eines Teils des Abschnitts mit hohem Brechungs­ index verloren, das von der Eintrittsposition in Richtung der Lichtausbreitung strahlt. Theoretisch kann die Wieder­ einkopplung dadurch vollständig verhindert werden, daß die Dicke der zweiten Spaltschicht 305 auf ein ausreichendes Niveau erhöht wird. Wenn jedoch die Dicke der zweiten Spalt­ schicht 305 übermäßig erhöht wird, entstehen unerwünschte Einflüsse wie eine Zunahme von Spannungen in den Schichten und Änderungen der optischen Eigenschaften des Wellenleiter­ bauteils einschließlich des Optokopplers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Optokoppler mit stabilem Kopplungswirkungsgrad, der nicht durch Wieder­ einkopplung von Licht verringert wird, während Schichten in einem Wellenleiterbauteil, in das der Optokoppler integriert ist, ausreichend dünn gehalten werden, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Optokopplers zu schaffen.

Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Optokopplers durch die Lehre von Anspruch 1 sowie hinsichtlich des Verfahrens durch die Lehre von Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltun­ gen und Weiterbildungen sind Gegenstand jeweiliger abhängi­ ger Ansprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Opto­ kopplers gemäß einem ersten Beispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 2A ist eine Draufsicht eines Wellenleiterbauteils, mit dem ein Optokoppler zu integrieren ist, und Fig. 2B ist eine zugehörige Schnittansicht;

Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines Wellenleiterbauteils mit dem in Fig. 1 dargestellten Optokoppler;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht eines Optokopplers bei einer Modifizierung des ersten Beispiels;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht eines Optokopplers, die ver­ anschaulicht, wie die Höhe der Kantenfläche einer Klebe­ schicht bestimmt wird;

Fig. 6A, 6B und 6C sind Kurvenbilder, die die Beziehung zwi­ schen der Höhe der Kantenfläche und der normierten Durch­ strahlungsleistung des Optokopplers gemäß dem ersten Bei­ spiel veranschaulichen;

Fig. 7A bis 7G veranschaulichen ein Verfahren zum Herstellen des in Fig. 1 dargestellten Optokopplers;

Fig. 8A und 8B sind Schnittansichten von Optokopplern gemäß weiteren Modifizierungen des ersten Beispiels;

Fig. 9 ist eine Schnittansicht, die den Aufbau eines Opto­ kopplers gemäß einem zweiten Beispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 10 ist eine Schnittansicht eines Wellenleiterbauteils mit dem in Fig. 9 dargestellten Optokoppler;

Fig. 11A bis 11F veranschaulichen ein Verfahren zum Herstel­ len des in Fig. 9 dargestellten Optokopplers;

Fig. 12A, 12B und 12C sind jeweilige Schnittansichten, die die Konstruktionen herkömmlicher Prismenkoppler zeigen; und

Fig. 13 ist eine Schnittansicht eines anderen herkömmlichen Prismenkopplers.

Beispiel 1

Der Optokoppler 100 gemäß Fig. 1 umfaßt ein Substrat 3, eine erste, auf diesem Substrat 3 vorhandene dielektrische Schicht 1, eine auf dieser ersten dielektrischen Schicht 1 vorhandene zweite dielektrische Schicht 2 sowie ein Prisma (Lichteinfallskomponente) 4, die mittels einer Klebeschicht 5 auf die zweite dielektrische Schicht 2 geklebt ist. Die Klebeschicht 5 verfügt über eine für den Optokopplungsvor­ gang verwendete Kantenfläche 7. Das Substrat 3, die erste dielektrische Schicht 1 und die zweite dielektrische Schicht 2 sind in einem Wellenleiter 6 enthalten.

Der für die Klebeschicht 5 verwendete Kleber ist vorzugswei­ se transparent. Die Kantenfläche 7 schneidet die Oberseite des Wellenleiters 6 entlang einer geraden Linie. Als Teil des Lichteinfallsabschnitts, der das Prisma 4 und die Klebe­ schicht 5 umfaßt, steht das Prisma 4 von der Kantenfläche 7 mit vorbestimmter Länge in der Richtung vor, in der sich Licht ausbreitet. Zwischen dem vorstehenden Teil und der Oberseite des Wellenleiters 6 ist ein Luftspalt vorhanden. Die Höhe des Luftspalts entspricht der Höhe der Kanten­ fläche 7.

Im in Fig. 1 dargestellten Optokoppler 100 ist das Prisma 4 auf den Wellenleiter 6 geklebt. Da Prisma 4 führt auf es einfallendes Licht von der Luft in einen Bereich mit einem Brechungsindex, der höher als der des Wellenleiters 6 ist. Die Kantenfläche 7 der Klebeschicht 5 nimmt aktiv am Opto­ kopplungsvorgang teil.

Nachfolgend wird das Prinzip des Optokopplungsvorgangs be­ schrieben.

Auf das Prisma 4 fallendes Licht, das die Kantenfläche 7 oder deren Nachbarschaft erreicht, fällt unter solchem Win­ kel auf die Grenzfläche zwischen der Klebeschicht 5 und der zweiten dielektrischen Schicht 2, daß sich Totalreflexion ergibt. Jedoch wird das Licht auf Tunneleffektweise durch die zweite dielektrische Schicht 2 hindurchgestrahlt und tritt dann in die erste dielektrische Schicht 1 ein. Dann wird das Licht durch die Grenzfläche zwischen dem Substrat 3 und der ersten dielektrischen Schicht 1 totalreflektiert, ohne in das Substrat 3 einzutreten, und es wird zur Obersei­ te des Wellenleiters 6 gelenkt. Jedoch existiert auf der zweiten dielektrischen Schicht 2 im optischen Pfad des so reflektierten Lichts die Klebeschicht 5 nicht. Demgemäß wird das Licht an der Oberseite des Wellenleiters 6 totalreflek­ tiert und zum Substrat 3 gelenkt. Auf diese Weise wird das Licht wiederholt totalreflektiert und breitet sich im Wel­ lenleiter 6 aus.

Nun werden Materialien beschrieben, wie sie für jedes Ele­ ment des Optokopplers 100 geeignet sind.

Das Material für das Substrat 3 wird geeigneterweise ent­ sprechend der Verwendung des Wellenleiterbauteils mit dem Optokoppler 100 ausgewählt. Für das Substrat 3 kann ein di­ elektrisches Material wie ein Glasmaterial verwendet werden. Außerdem umfaßt das Substrat 3, wenn der Optokoppler 100 in einem Wellenleiterbauteil enthalten ist, das mit einem Lichtempfangselement integriert ist, vorzugsweise eine Si-Schicht sowie eine auf dieser vorhandene dielektrische Schicht. Zu verwendbaren dielektrischen Materialien gehören SiO₂, mit Phosphor dotiertes Silikatglas (PSG) sowie schleu­ derbeschichtetes Glas (SOG).

Die erste dielektrische Schicht 1 wird vorzugsweise aus SiON oder dem von Corning, Inc. hergestellten Glas #7059 herge­ stellt, obwohl das bevorzugte Material vom Material der Wel­ lenleiterschicht des Wellenleiterbauteils mit dem Optokopp­ ler 100 abhängt. Beim ersten Beispiel ist das Glas #7059 verwendet.

Die zweite dielektrische Schicht 2 besteht vorzugsweise aus einem Material mit einem Brechungsindex, der kleiner als der der ersten dielektrischen Schicht 1 ist. Wenn z. B. das Glas #7059 für die erste dielektrische Schicht 1 verwendet wird, wird die zweite dielektrische Schicht 2 aus SiO₂ oder SOG hergestellt.

Nun wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2A, 2B und 3 ein Wel­ lenleiterbauteil 120 mit dem Optokoppler 100 beschrieben. Fig. 2A ist eine Draufsicht des Wellenleiterbauteils 120 und Fig. 2B ist eine Schnittansicht desselben. Der Optokoppler 100 ist in einem Bereich zu integrieren, der in Fig. 2A durch den Buchstaben A gekennzeichnet ist.

Die Brechungsindizes des Prismas 4, der Klebeschicht 5, der ersten dielektrischen Schicht 1, der zweiten dielektrischen Schicht 2 und des Substrats 3 werden mit n_p, n_b, n₁, n₂ bzw. n_s bezeichnet. Wenn das Substrat 3 eine Halbleiterschicht, wie eine Si-Schicht, oder eine Metallschicht aufweist und eine dielektrische Schicht darauf vorhanden ist, kennzeich­ net das Symbol n_s den Brechungsindex der dielektrischen Schicht. In dieser Beschreibung wird die Dicke der ersten dielektrischen Schicht mit t gekennzeichnet, und die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht wird mit u gekennzeich­ net.

Wie es schematisch in Fig. 2A dargestellt ist, wird Licht, das zwei Arten polarisierten Lichts (nämlich TE-polarisier­ tes Licht und TM-polarisiertes Licht) enthält, die gleich­ zeitig einfallen und sich ausbreiten, durch einen Auftei­ lungsabschnitt 9 für polarisiertes Licht in TE-polarisiertes Licht und TM-polarisiertes Licht aufgeteilt. Das TE-polari­ sierte Licht wird von einer Photodiode 8a empfangen, und das TM-polarisierte Licht wird von einer Photodiode 8b empfan­ gen. Die Photodioden 8a und 8b werden zusammenfassend als Photodiode 8 bezeichnet.

Wie es in Fig. 2B dargestellt ist, umfaßt das Substrat 3 ein Si-Substrat 11 sowie eine auf diesem vorhandene dielek­ trische Schicht 10. In einem Bereich der Oberseite des Sub­ strats 3, der dem Aufteilungsabschnitt 9 für polarisiertes Licht entspricht, ist eine Ta₂O₅-Schicht 9a mit einer Dicke von ungefähr 80 nm vorhanden. Von oben gesehen, hat die Ta₂O₅-Schicht die Form zweier sich teilweise überlappender Dreiecke.

Auf der Oberseite des Substrats 3 ist die aus dem Glas #7059 bestehende erste dielektrische Schicht 1 vorhanden, die die Ta₂O₅-Schicht 9a bedeckt. Diese erste dielektrische Schicht 1 hat eine Dicke von ungefähr 570 nm und einen Brechungsin­ dex n₁ von ungefähr 1,53. So ist der Wellenleiter 6 gebil­ det. Die dielektrische Schicht 10 besteht aus SiO₂, und sie verfügt über einen Brechungsindex n_s von ungefähr 1,44. Die obengenannten Brechungsindizes beziehen sich alle auf Licht mit einer Wellenlänge von 780 nm.

Fig. 3 ist eine Schnittansicht des Wellenleiters 100 mit dem Optokoppler 100 im in Fig. 2A gekennzeichneten Bereich A.

Auf der aus dem Glas #7059 bestehenden ersten dielektrischen Schicht 1 befindet sich die zweite, aus SiO₂ bestehende di­ elektrische Schicht 2. Diese zweite dielektrische Schicht 2 hat einen Brechungsindex n₂ von ungefähr 1,43. Das Prisma 4 ist mittels der Klebeschicht 5 auf die zweite dielektrische Schicht 2 geklebt. Der Brechungsindex n₂ der zweiten dielek­ trischen Schicht 2 (SiO₂) ist kleiner als jeder der Bre­ chungsindizes n₁, n_p und n_b der ersten dielektrischen Schicht 1, des Prismas 4 bzw. der Klebeschicht 5.

Der Brechungsindex n_p des Prismas 4 muß größer als jeder der Brechungsindizes n₁, n₂ und n_s der ersten dielektrischen Schicht 1, der zweiten dielektrischen Schicht 2 und des Sub­ strats 3 sein. Vorzugsweise entspricht der Brechungsindex n_p dem Brechungsindex n_b der Klebeschicht 5 oder liegt dicht bei diesem, um Lichtreflexion durch die Grenzfläche zwischen dem Prisma 4 und der Klebeschicht 5 zu unterdrücken. Wenn z. B. der Einfallswinkel von Licht auf die Grenzfläche zwi­ schen dem Prisma 4 und der Klebeschicht 5 Θ_bi entspricht, muß der Brechungsindex n_b der Klebeschicht 5 so eingestellt werden, daß die folgenden zwei Ausdrücke 1 und 2 erfüllt sind, um das Reflexionsvermögen von Licht durch die Grenz­ fläche zwischen dem Prisma 4 und der Klebeschicht 5 auf einem vorgeschriebenen Wert R oder darunter zu halten:

[n_pcosΘ_bi-(n_b²-n_p²sin²Θ_bi)^1/2]²/[n_pcosΘ_bi + (n_b²-n_p²sin²Θ_bi)^1/2]² < R Ausdruck 1

[n_ncosΘ_bi-(n_p/n_b) · (n_b²-n_p²sinΘ_bi)^1/2]² /[n_bcosΘ_bi + (n_p-n_p²sin²Θ_bi)^1/2]² < R Ausdruck 2

Wenn z. B. das Prisma 4 aus einem Material mit einem Bre­ chungsindex n_p von ungefähr 1,57 (z. B. dem Glasmaterial LF5) hergestellt wird, wird das Reflexionsvermögen für Licht durch die Grenzfläche zwischen dem Prisma 4 und der Klebe­ schicht 5 dann ungefähr null, wenn die Klebeschicht 5 aus einem durch UV-Licht härtbaren Kleber mit einem Brechungsin­ dex n_b hergestellt wird, der ausreichend nahe am Brechungs­ index n_p des Prismas 4, d. h. bei ungefähr 1,57, liegt. Zum Beispiel kann von Locktite Corp. hergestelltes LX-2310C ver­ wendet werden.

Nachfolgend wird eine Vorgehensweise zum Einstellen der Di­ cke und der Brechungsindizes der Elemente des Optokopplers 100 beschrieben.

Um für TE-polarisiertes Licht und für TM-polarisiertes Licht Kopplungswirkungsgrade zu erhalten, die im wesentlichen ein­ ander gleich sind und die auch so nahe wie möglich am maxi­ mal möglichen Wirkungsgrad liegen, wird der Optokoppler 100 so hergestellt, daß der optimale Einfallswinkel Θ_TE für TE-po­ larisiertes Licht sowie der optimale Einfallswinkel Θ_TM für TM-polarisiertes Licht im wesentlichen einander gleich sind. Unter Berücksichtigung der folgenden Ausdrücke 3 und 4, die die effektiven Brechungsindizes N_TE und N_TM hinsicht­ lich TE-polarisierten Lichts und TM-polarisierten Lichts verwenden, können Θ_TE und Θ_TM dann im wesentlichen gleich sein, wenn N_TE ≃ N_TM erzielt ist. Die effektiven Brechungs­ indizes N_TE und N_TM werden jeweils dadurch erhalten, daß die Phasenkonstanten der Moden TE und TM durch die Wellen­ zahl k₀ = 2π/λ (λ: Wellenlänge) geteilt werden:

Θ_TE = sin^-1(N_TE/n_b) Ausdruck 3
Θ_TM = sin^-1(N_TM/n_b) Ausdruck 4

Die effektiven Brechungsindizes N_TE und N_TM werden als reel­ le Teile komplexer Lösungen β_TE und β_TM der im folgenden Ausdruck 5 enthaltenen Gleichung erhalten, wobei die Bre­ chungsindizes von Luft, der Klebeschicht 5, der ersten di­ elektrischen Schicht 1, der zweiten dielektrischen Schicht 2 und des Substrats 3 mit n_a, n_b, n₁, n₂ bzw. n_s bezeichnet sind; die Dicken der ersten dielektrischen Schicht 1 und der zweiten dielektrischen Schicht 2 mit t bzw. u bezeichnet sind und die Höhe der Kantenfläche 7 der Klebeschicht 5 aus­ gehend von der Oberseite des Wellenleiters 6 mit h bezeich­ net ist.

Ausdruck 5

mit s = u + t,
wobei für TE-polarisiertes Licht folgendes gilt:

und für TM-polarisiertes Licht folgendes gilt:

mit i = 6, a, 2, 1 und s (b, a, 2, 1 und s entsprechen den jeweils bei den Brechungsindizes verwendeten Indizes).

Im obigen Ausdruck 5 sind β_TE und β_TM komplexe Lösungen der darin enthaltenen Gleichung.

In der Gleichung des Ausdrucks 5 gilt h = 0 in einem Be­ reich, in dem Licht einfällt. Durch Lösen der im Ausdruck 5 enthaltenen Gleichung mit n_a = 1,0, n_b = ungefähr 1,57, n₁ = ungefähr 1,53, n₂ = ungefähr 1,43, n_s = ungefähr 1,44 und t = ungefähr 570 nm werden, wenn u = ungefähr 100 nm gilt, N_TE = 1,4852 und N_TM = 1,4842 erhalten. So ist die Bedingung N_TE ≃ N_TM erfüllt. Demgemäß werden die Dicken und die Bre­ chungsindizes der Elemente des Optokopplers 100 so einge­ stellt, wie es oben beschrieben ist, um für TE-polarisiertes Licht und TM-polarisiertes Licht jeweils einen Wirkungsgrad zu erhalten, die im wesentlichen miteinander übereinstimmen und die auch so nahe wie möglich am maximal möglichen Wir­ kungsgrad liegen.

Nachfolgend wird die Form des Prismas 4 in der obenbeschrie­ benen Konstruktion beschrieben.

Wenn als Prisma 4 ein quaderförmiges Prisma verwendet wird, verläuft die schräge Fläche dieses Prismas 4 im wesentlichen rechtwinklig zur optimalen Einfallsrichtung für TE- und für TM-polarisiertes Licht, wobei der Grundwinkel Φ des Prismas 4 im wesentlichen dem Winkel Θ_op gleich gemacht wird, der durch den untenangegebenen Ausdruck 6 erhalten wird. So wer­ den die Kopplungswirkungsgrade für TE- und für TM-polari­ siertes Licht einander im wesentlichen gleich, und sie lie­ gen auch so nahe wie möglich am Wert des maximal möglichen Wirkungsgrads.

Θ_op = sin^-1{(N_TE + N_TM)/2n_b} Ausdruck 6

Durch Einsetzen von N_TE = 1,4852 und N_TM = 1,4842 in den Ausdruck 6 wird ein Winkel Θ_op = ungefähr 71° erhalten. Dem­ gemäß wird der Grundwinkel des Prismas 4 auf ungefähr 71° eingestellt. Zusätzlich zum Einstellen der Form des Prismas 4 auf diese Weise wird das Reflexionsvermögen für Licht durch die Einfallsfläche des Prismas 4 weiter dadurch ver­ ringert, daß die Oberfläche des Prismas 4 mit einer nicht reflektierenden Beschichtung überzogen wird.

Die Form des Prismas 4 wird so festgelegt, daß der durch Reflexion in Einfallsrichtung des Lichts hervorgerufene op­ tische Verlust minimal ist. Fig. 4 zeigt einen Optokoppler 150 mit einem Prisma 4a, das anstelle des Prismas 4 im Opto­ koppler 100 verwendbar ist. Wenn das Prisma 4a verwendet wird, wird einfallendes Licht an der Oberfläche desselben totalreflektiert und fällt dann auf den Wellenleiter 6. In Fig. 4 tragen Elemente, die mit solchen identisch sind, wie sie bereits unter Bezugnahme auf Fig. 4 erörtert wurden, die gleichen Bezugszahlen, und zugehörige Beschreibungen werden weggelassen.

Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird nun eine Weise zum Einstel­ len der Höhe h der Kantenfläche 7 der Klebeschicht 5 ausge­ hend von der Oberseite der zweiten dielektrischen Schicht 2 beschrieben.

Beim Optokoppler 100 des ersten Beispiels wird, wenn die Hö­ he h der Kantenfläche 7 nicht ausreichend ist, Licht, das sich im Wellenleiter 6 ausbreitet, zum Abschnitt mit hohem Brechungsindex mit dem Prisma 4 durchgestrahlt (d. h. neu eingekoppelt), der vom Wellenleiter 6 um die Höhe h entfernt ist, wie es in Fig. 5 dargestellt ist, wodurch sich der Kopplungswirkungsgrad verringert.

Wenn die Länge des Teils eines Lichteinfallsabschnitts (der das Prisma 4 und die Klebeschicht 5 umfaßt), der von der Lichteinfallsposition ausgehend vorsteht, P_L ist und wenn der Strahlungskoeffizient mit größerem Absolutwert unter den Strahlungskoeffizienten hinsichtlich TE- und TM-polarisier­ ten Licht α_r (Funktion von h) ist, erfüllt die Höhe h der Kantenfläche 7 der Klebeschicht 5 ausgehend von der Obersei­ te des Wellenleiters 6 vorzugsweise den folgenden Ausdruck 7. Der Strahlungskoeffizient in bezug auf sowohl TE- als auch TM-polarisiertes Licht ist der Imaginärteil der komple­ xen Lösungen B_TE und β_TM.

1-exp(k₀α_rP_L) ≃ 1
(k₀ = 2π/λ, wobei λ die Wellenlänge des einfallenden Lichts ist) Ausdruck 7.

Die Fig. 6A, 6B und 6C sind Kurvenbilder, die die Beziehung zwischen der Höhe h der Kantenfläche 7 der Klebeschicht 5 und der normierten Übertragungsleistung für den Fall zeigen, daß Licht mit einer Wellenlänge von 780 nm auf das auf den Wellenleiter 6 geklebte Prisma 4 fällt, wobei die Brechungs­ indizes n_s, n₁ und n₂ des Substrats 3, der ersten dielektri­ schen Schicht 1 und der zweiten dielektrischen Schicht 2 un­ gefähr 1,44, ungefähr 1,53 bzw. ungefähr 1,43 betragen. Die normierte Übertragungsleistung betrifft eine Verringerung des Kopplungswirkungsgrads ausgehend vom maximal möglichen Niveau, hervorgerufen durch optische Verluste, wie sie durch Wiedereinkopplung hervorgerufen werden, und sie entspricht der linken Seite des Ausdrucks 7. In den Fig. 6A, 6B und 6C kennzeichnet die vertikale Achse die normierte Übertragungs­ leistung für den Fall P_L = 1 mm. Wenn sich dieser Wert 1 nähert, wird die Verringerung des Kopplungswirkungsgrads kleiner. Die Fig. 6A, 6B und 6C veranschaulichen die obenge­ nannte Beziehung für den Fall, daß der Brechungsindex n_p des Prismas 4 den Wert 1,58, 1,57 bzw. 1,56 hat. Der Bre­ chungsindex n_b der Klebeschicht 5 entspricht im wesentlichen dem Brechungsindex n_p des Prismas 4.

In jeder der Fig. 6A, 6B und 6C wurde eine Kurve A dann er­ halten, wenn TE-polarisiertes Licht einfiel und die erste dielektrische Schicht 1 eine Dicke von ungefähr 100 nm hat­ te. Die Kurve B wurde erhalten, wenn TE-polarisiertes Licht einfiel und die erste dielektrische Schicht 1 eine Dicke von ungefähr 50 nm hatte. Die Kurve C wurde erhalten, wenn TM-polarisiertes Licht einfiel und die erste dielektrische Schicht 1 eine Dicke von ungefähr 100 nm hatte. Die Kurve D wurde erhalten, wenn TM-polarisiertes Licht einfiel und die erste dielektrische Schicht eine Dicke von ungefähr 50 nm hatte.

Wie es in den Fig. 6A, 6B und 6C dargestellt ist, kann selbst dann, wenn sich der Brechungsindex n_b der Klebe­ schicht 5 ändert, ein Wiedereinkoppeln beinahe vollständig verhindert werden, und es kann eine Verringerung des Kopp­ lungswirkungsgrads beschränkt werden, solange die Höhe h der Kantenfläche 7 der Klebeschicht 105 ungefähr 0,6 µm oder mehr beträgt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 7A, 7B, 7C, 7D, 7E, 7F und 7G wird nun ein Verfahren zum Herstellen des Optokopplers 100 gemäß dem ersten Beispiel der Erfindung beschrieben. Fig. 7C ist eine der Fig. 7B entsprechende Draufsicht, und Fig. 7E ist eine der Fig. 7D entsprechende Draufsicht.

Als erstes wird der Wellenleiter 6 dadurch hergestellt, daß auf einem Substrat 3 die erste dielektrische Schicht 1 und die zweite dielektrische Schicht 2 aufeinanderfolgend unter Verwendung der bereits beschriebenen Materialien aufgebracht werden.

Dann wird ein Photoresist 5a auf den Wellenleiter 6 aufge­ tragen, wie es in Fig. 7A dargestellt ist, um die Klebe­ schicht 5 herzustellen. Die Dicke W des Photoresists 5a ent­ spricht der Höhe h der Kantenfläche 7. Wie oben beschrieben, ist, wenn die Höhe h der Kantenfläche 7 ungefähr 0,6 µm oder mehr beträgt, eine Verringerung des Kopplungswirkungsgrads durch Wiedereinkopplung vernachlässigbar. Demgemäß muß die Dicke W des Photoresists 5a ungefähr 0,6 µm oder mehr betra­ gen. Es sei darauf hingewiesen, daß, da der Brechungsindex des Klebers abhängig von verschiedenen Bedingungen, ein­ schließlich der Umgebungstemperatur, variiert, die Dicke W des Photoresists 5a ausreichend größer als ungefähr 0,6 µm gemacht wird, um zu verhindern, daß die Klebeschicht 5 als Dünnfilm wirkt. Hierbei bedeutet ein Vermeiden, daß die Klebeschicht 5 als Dünnfilm wirkt, ein Bestimmen der Dicke W des Photoresists 5 in solcher Weise, daß Mehrfachreflexion unterdrückt ist. Die nachteiligen Wirkungen einer Mehrfach­ reflexion werden dann beinahe vollständig vermieden, wenn Mehrfachreflexion innerhalb dem dem Strahldurchmesser L ent­ sprechenden Bereich verhindert wird.

So wird, um Mehrfachreflexion zu vermeiden, die Dicke W des Photoresists 5a, d. h. die Höhe h der Kantenfläche 7, so er­ stimmt, daß der Ausdruck 8 erfüllt ist:

W = L/tanΘ_i (h < L/tanΘ_i) Ausdruck 8

Als nächstes wird, wie es in den Fig. 7B und 7C dargestellt ist, der Photoresist 5a strukturiert, um einen Graben 5b herzustellen, in den der Kleber eingespritzt wird.

In einem Schritt nach dem Herstellen des Grabens 5a wird vorzugsweise ein RIE-Prozeß (ein Sauerstoffplasmaprozeß) ausgeführt, um organische Reste des Photoresistentwicklers zu beseitigen, wie sie an der Oberfläche des Wellenleiters 6 beim Schritt des Herstellens des Grabens erzeugt wurden, und um auch eine gestörte Oberflächenschicht des Wellenleiters 6 zu entfernen. Ein derartiger Prozeß erhöht die Aufklebe­ kraft des Prismas 4 auf den Wellenleiter 6.

Dann wird, wie es in den Fig. 7D und 7E dargestellt ist, das Prisma 4 auf die Photoresistschicht 5a mit dem Graben 5b aufgesetzt. Die Position des Prismas 4 wird durch eine Posi­ tionseinstelleinrichtung 117 so eingestellt, daß die Kanten M des Prismas 4 parallel zu den Kanten N des Grabens 5b ver­ laufen. Dann wird das Prisma 4, das durch die Positionsein­ stelleinrichtung 117 in der eingestellten Position gehalten wird, auf den Photoresist 5a aufgedrückt.

Das Prisma 4 wird vorzugsweise so, wie es in Fig. 7D darge­ stellt ist, auf den Photoresist 5a über dem Graben 5b aufge­ setzt. Durch diese Einstellung wird das Prisma 4 an zwei Positionen mit dem Photoresist 5a verklebt, wobei die Unter­ seite des Prismas 4 in einer eher parallelen Beziehung zur Oberfläche des Wellenleiters 6 angeordnet wird. Es wird ver­ hindert, daß der Grundwinkel des Prismas 4 (der so bestimmt ist, daß das Reflexionsvermögen von Licht minimiert ist, das mit solchem optimalem Einfallswinkel einfällt, daß der Kopplungswirkungsgrad maximiert ist) in bezug auf den Winkel zwischen der Oberfläche des Wellenleiters 6 und dem Ein­ fallswinkel versetzt ist. So wird eine Verringerung des Kopplungswirkungsgrads, wie durch einen Versatz des Ein­ fallswinkels in bezug auf den optimalen Einfallswinkel her­ vorgerufen, minimiert. Dieser Effekt wird dadurch erhöht, daß das Prisma 4 auf den Wellenleiter 6 gedrückt wird, wenn es auf die obenbeschriebene Weise fixiert wird.

Dann wird, wie es in Fig. 7F dargestellt ist, ein Kleber 5c in den Graben 5b eingespritzt. Der Kleber 5c ist vorzugswei­ se ein durch Licht härtbares Material, z. B. ein durch UV-Licht härtbares Material. Der Kleber 5c wird durch Einstrah­ len von UV-Licht oder dergleichen ausgehärtet, wodurch das Prisma 4 befestigt wird. Der Kleber 5c kann von anderen Ar­ ten von Materialien als einem durch Licht härtbaren Material sein, jedoch ist ein derartiges Material dahingehend von Vorteil, daß die zum Befestigen des Prismas 4 erforderliche Zeitspanne kürzer ist und demgemäß eine Verringerung des Kopplungswirkungsgrads minimiert ist, wie sie z. B. durch einen Positionsversatz des Prismas 4 während dessen Befesti­ gung hervorgerufen wird.

Der Kleber 5c und der Photoresist 5a müssen chemisch stabil sein, wenn die zwei in Kontakt miteinander stehen. Wenn z. B. als Kleber 5c das von Locktite Corp. hergestellte Ma­ terial LX-2310C verwendet wird, wird vorzugsweise als Photo­ resist 5a ein Positivphotoresist verwendet, z. B. das von Tokyo Ohka K. K. hergestellte Material PMER.

Wie es in Fig. 7G dargestellt ist, wird, nachdem das Prisma 4 befestigt wurde, der Photoresist 5a entfernt. Das Entfer­ nen des Photoresists 5a im Bereich, der zwischen dem Prisma 4 und dem Wellenleiter 6 eingebettet ist, läuft schneller ab, wenn der Spalt zwischen dem Prisma 4 und dem Wellenlei­ ter 6 größer ist. Um das Entfernen des Photoresists 5a in einem solchen Bereich zu erleichtern, wird der Photoresist 5a vorzugsweise ausreichend dick aufgetragen. Z. B. wird ein ausreichend viskoses Material mit ausreichender Dicke als Photoresist 5a aufgetragen. In einem speziellen Fall wurde das obengenannte Material PMER mit einer Dicke von ungefähr 15 µm aufgetragen und gebrannt, und dann wurde dieses Mate­ rial erneut mit einer Dicke von ungefähr 15 µm aufgetragen. So wurde eine Höhe h von ungefähr 30 µm für die Kantenfläche 7 der Klebeschicht 5 erhalten.

Die Kantenfläche 7 der Klebeschicht 5, wie sie der Seiten­ fläche des Grabens 5b der Photoresistschicht 5a entspricht, wie auf diese Weise hergestellt, schneidet die Oberfläche des Wellenleiters 6 entlang einer geraden Linie.

In Fig. 7G verläuft die Kantenfläche 7 rechtwinklig zur Oberfläche des Wellenleiters 6 (d. h., daß die Kantenfläche 7 die Oberfläche des Wellenleiters 6 unter einem Winkel von 90° schneidet); jedoch ist der Schnittwinkel nicht auf 90° beschränkt. Z. B. kann die Kantenfläche 7 im Fall des in Fig. 8A dargestellten Optokopplers 170 den Wellenleiter 6 unter einem Winkel unter 90°, z. B. 70°, schneiden. Selbst wenn die Kantenfläche 7 schräg zur Oberfläche des Wellenlei­ ters 6 geneigt ist, verringert sich der Kopplungswirkungs­ grad nicht, da die Ausbreitungslänge in einem der schrägen Kantenfläche 7 entsprechenden Bereich kurz ist. Die Kanten­ fläche 7 kann in der entgegengesetzten Richtung zur Oberflä­ che des Wellenleiters 6 geneigt sein.

Während der Herstellung des Optokopplers 100, wie unter Be­ zugnahme auf die Fig. 7A bis 7G beschrieben, ist es schwie­ rig, dafür zu sorgen, daß das Prisma 4 vollständig am Pho­ toresist 5a anhaftet. Im Ergebnis kann der Kleber 5c in ei­ nen Zwischenraum zwischen den Photoresist 5a und dem Prisma 4 eindringen. Fig. 8B zeigt einen in einem solchen Fall er­ haltenen Optokoppler 180. Jedoch ist im Optokoppler 180 ein Teil des Prismas 4, der mit dem Kopplungsvorgang zu tun hat, lediglich durch verlängerte Teile 5d der Kleberschicht 5 er­ setzt. Solange die Differenz zwischen dem Brechungsindex des Klebers 5c und demjenigen des Prismas 4 ausreichend und klein ist, unterscheiden sich die Betriebseigenschaften sich ergebender Optokoppler 180 nicht wesentlich. Ferner tritt, solange die Höhe h der Kantenfläche 7 ausreichend groß ist, kein ungünstiger Fall auf. Im in Fig. 8B dargestellten Opto­ koppler 180 ist die Höhe h der Abstand zwischen der Obersei­ te des Wellenleiters 6 und der Unterseite der verlängerten Teile 5d der Klebeschicht 5.

In den Fig. 8A und 8B tragen Elemente, die mit solchen über­ einstimmen, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wur­ den, dieselben Bezugszahlen, und die zugehörige Beschreibung wird weggelassen.

Nachfolgend wird der Kopplungswirkungsgrad beim Optokoppler 100 des ersten Beispiels beschrieben.

Wenn Licht mit einem längeren Strahlfleckdurchmesser (durch den Buchstaben L in Fig. 3 gekennzeichnet) von ungefähr 10 µm unter dem optimalen Einfallswinkel (d. h. Θ_op = Θ_i in Fig. 3) so einfällt, daß das Zentrum des einfallenden Strahls ungefähr 4 µm entfernt von der Kantenfläche 7 der Klebeschicht 5 liegt, beträgt der Kopplungswirkungsgrad so­ wohl für TE- als auch TM-polarisiertes Licht ungefähr 80%. Der Kopplungswirkungsgrad wird durch überlappende Integra­ tion von (i) der Feldverteilung in der x-Richtung auf dem Wellenleiter 6, die durch exp(-k₀α_rx) in bezug auf den Ima­ ginärteil α_r der komplexen Lösungen β_TE und β_TM der im Aus­ druck 5 erhaltenen Gleichung ausgedrückt ist, und (ii) der Form der Normalverteilung des einfallenden Lichts in der x-Richtung erhalten. Hierbei ist die "x-Richtung" die Rich­ tung, in der sich Licht ausbreitet und die rechtwinklig zum Wellenleiter 6 verläuft.

Beispiel 2

Fig. 9 ist eine Schnittansicht, die die Konstruktion eines Optokopplers 200 gemäß einem zweiten Beispiel der Erfindung zeigt.

Der Optokoppler 200 umfaßt ein Substrat 23, eine auf diesem vorhandene erste dielektrische Schicht 21, eine auf dieser vorhandene zweite dielektrische Schicht 22 sowie einen zur Optokopplung verwendeten Klebeabschnitt 25 mit einer Kanten­ fläche 27. Das Substrat 23, die erste dielektrische Schicht 21 und die zweite dielektrische Schicht 22 sind in einem Wellenleiter 26 enthalten.

Auf dem Klebeabschnitt 25 ist eine dielektrische Platte (eine Lichteinfallskomponente) 24 aufgeklebt. Vorzugsweise ist der für den Klebeabschnitt 25 verwendete Kleber transpa­ rent. Die Kantenfläche 27 schneidet die Oberseite des Wel­ lenleiters 6 entlang einer geraden Linie.

Als Teil eines Lichteinfallsabschnitts, der die Lichtein­ fallskomponente und den Klebeabschnitt enthält, steht der Klebeabschnitt 25 mit vorgeschriebener Länge von der Kanten­ fläche 27 in der Richtung vor, in der sich das Licht aus­ breitet. Zwischen dem vorstehenden Teil des Klebeabschnitts 25 und der Oberseite des Wellenleiters 26 ist ein Luftspalt vorhanden. Der Luftspalt verfügt über vorgegebene Höhe, die der Höhe der Kantenfläche 27 entspricht.

Die Position der dielektrischen Platte 24 wird so einge­ stellt, daß ihre Oberfläche rechtwinklig zur Einfallsrich­ tung verläuft, wobei diese durch den optimalen Einfallswin­ kel Θ_op zum Optokoppler 200 definiert ist, wie durch die ef­ fektiven Brechungsindizes N_TE und N_TM für TE- bzw. TM-pola­ risiertes Licht, wie es auf den Optokoppler 200 fällt, be­ stimmt. Anders gesagt, wird die Position der dielektrischen Platte 24 so eingestellt, daß der Winkel zwischen ihr und der Oberseite des Wellenleiters 26 im wesentlichen dem opti­ malen Einfallswinkel Θ_op entspricht.

Licht, das durch die dielektrische Platte 24 und den Klebe­ abschnitt 25 auf die Kantenfläche 27 oder deren Nähe auf­ trifft, fällt ferner auf die Grenzfläche zwischen dem Klebe­ abschnitt 25 und der zweiten dielektrischen Schicht 22. Dann wird das Licht auf Tunneleffektweise durch die zweite di­ elektrische Schicht 22 hindurchgestrahlt, und dann tritt es in die erste dielektrische Schicht 21 ein. Dann wird das Licht durch die Grenzfläche zwischen dem Substrat 23 und der ersten dielektrischen Schicht 21 totalreflektiert, ohne in das Substrat 23 einzudringen, und es wird zur Oberseite des Wellenleiters 26 gerichtet. Jedoch existiert die Klebe­ schicht 25 im Lichtpfad des so reflektierten Lichts nicht auf der zweiten dielektrischen Schicht 22. Demgemäß wird das Licht an der Oberseite des Wellenleiters 26 totalreflek­ tiert, und es wird zum Substrat 23 gerichtet. Auf diese Wei­ se wird das Licht wiederholt totalreflektiert, und es brei­ tet sich im Wellenleiter 26 aus.

Nun werden für jedes Element des Optokopplers 200 verwendba­ re Materialien beschrieben.

Das Material für das Substrat 23 wird geeigneterweise ent­ sprechend der Verwendung des Wellenleiterbauteils mit dem Optokoppler 200 ausgewählt. Für das Substrat 23 kann ein di­ elektrisches Material wie ein Glasmaterial verwendet werden. Außerdem umfaßt das Substrat 23, wenn der Optokoppler 200 in einem Wellenleiterbauteil enthalten ist, das mit einem Lichtempfangselement integriert ist, vorzugsweise eine Si-Schicht und eine auf dieser vorhandene dielektrische Schicht. Zu verwendbaren dielektrischen Materialien gehören SiO₂, mit Phosphor dotiertes Silikatglas (PSG) und durch Schleudern auftragbares Glas (SOG). Beim zweiten Beispiel umfaßt das Substrat 23 auf seiner Oberfläche eine SiO₂-Schicht, deren Brechungsindex n_s ungefähr 1,44 beträgt.

Die erste dielektrische Schicht 21 besteht vorzugsweise aus SiON oder dem von Corning, Inc. hergestellten Glas #7059, obwohl das bevorzugte Material vom Material der Wellenlei­ terschicht des Wellenleiterbauteils mit dem Optokoppler 200 abhängt. Beim zweiten Beispiel wird als Material für die erste dielektrische Schicht 21 das von Corning, Inc. herge­ stellte Glas #7059 mit einem Brechungsindex von ungefähr 1,53 verwendet. Die Dicke t der ersten dielektrischen Schicht 21 beträgt ungefähr 570 nm.

Die zweite dielektrische Schicht 22 ist vorzugsweise aus einem Material mit einem Brechungsindex hergestellt, der niedriger als der der ersten dielektrischen Schicht 21 ist. Z. B. wird die zweite dielektrische Schicht 22 aus SiO₂ oder SOG hergestellt, wenn das Glas #7059 für die erste dielek­ trische Schicht 21 verwendet ist.

Fig. 10 ist eine Schnittansicht eines Wellenleiterbauteils 220, bei dem der Optokoppler 200 im in Fig. 2A dargestellten Bereich A vorhanden ist. Identische Elemente, die zuvor un­ ter Bezugnahme auf die Fig. 1, 2A, 2B und 3 erörtert wurden, tragen die gleichen Bezugszahlen wie dort, und die zugehöri­ gen Beschreibungen werden hier weggelassen. Z. B. entspre­ chen die Elemente mit den Bezugszahlen 28, 29, 29a, 30 und 31 in Fig. 10 den Elementen mit den Bezugszahlen 8, 9, 9a, 10 bzw. 11 in Fig. 3.

Nachfolgend wird eine Vorgehensweise zum Einstellen der Di­ cken und der Brechungsindizes der Elemente des Optokopplers 200 beschrieben.

Um für TE- und TM-polarisiertes Licht im wesentlichen über­ einstimmende Kopplungswirkungsgrade zu erhalten, die auch so nahe wie möglich am maximal möglichen Wirkungsgrad liegen, wird der Optokoppler 200 so hergestellt, daß der optimale Einfallswinkel Θ_TE für TE-polarisiertes Licht sowie der op­ timale Einfallswinkel Θ_TM für TM-polarisiertes Licht im we­ sentlichen miteinander übereinstimmen. Die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht 22 wird so bestimmt, daß die Bedin­ gung N_TE ≃ N_TM erfüllt ist. Wenn z. B. die zweite dielektri­ sche Schicht 22 aus SiO₂ einen Brechungsindex n₂ von unge­ fähr 1,43 aufweist und die Klebeschicht 25 aus LX-2310C (von Locktite Corp. hergestellter, durch UV-Licht härtbarer Kle­ ber) besteht, wird die Dicke u der zweiten dielektrischen Schicht 22 so bestimmt, daß sie ungefähr 100 nm beträgt.

Unter diesen Bedingungen werden N_TE = 1,4852 und N_TM = 1,4842 erhalten; anders gesagt, ist die Bedingung N_TE ≃ N_TM erfüllt. Der optimale Einfallswinkel Θ_op auf den Optokoppler 200 beträgt ungefähr 71°. Demgemäß wird die dielektrische Platte 24 so positioniert, daß sie mit ungefähr 71° zur Oberfläche des Wellenleiters 26 geneigt ist, so daß das Re­ flexionsvermögen an der Oberfläche der dielektrischen Platte 24 für mit dem optimalen Einfallswinkel einfallendes Licht minimal ist. Zusätzlich zu einer solchen Einstellung wird das Reflexionsvermögen für Licht durch die Einfallsfläche der dielektrischen Platte 24 dadurch weiter verringert, daß auf ihr eine nicht reflektierende Beschichtung aufgetragen wird.

Die Höhe h der Kantenfläche 27 der Klebeschicht 25 ausgehend von der Oberseite der zweiten dielektrischen Schicht 22 wird auf dieselbe Weise wie beim ersten Beispiel bestimmt. Genau­ er gesagt, beträgt die Wellenlänge von Licht 780 nm; die Brechungsindizes des Substrats 23, der ersten dielektrischen Schicht 21, der zweiten dielektrischen Schicht 22 und des Klebeabschnitts 25 betragen ungefähr 1,44, ungefähr 1,53, ungefähr 1,43 bzw. ungefähr 1,57; die Dicke t der ersten di­ elektrischen Schicht 21 beträgt ungefähr 570 nm und die Di­ cke u der zweiten dielektrischen Schicht 22 beträgt ungefähr 100 nm. Unter diesen Bedingungen ist, solange die Höhe h der Kantenfläche 27 des Klebeabschnitts 25 ungefähr 0,6 µm oder mehr beträgt, das Wiedereinkoppeln von Licht beinahe voll­ ständig verhindert, wodurch eine Verringerung des Kopplungs­ wirkungsgrads verhindert ist.

Der Unterschied zwischen dem Brechungsindex des Klebeab­ schnitts 25 und demjenigen der dielektrischen Platte 24 ist vorzugsweise so klein wie möglich. Z. B. werden, um das Re­ flexionsvermögen durch die Grenzfläche zwischen dem Klebeab­ schnitt 25 und der dielektrischen Platte 24 auf einen vorge­ schriebenen Wert R oder weniger zu begrenzen, der Brechungs­ index n_b des Klebeabschnitts 25 sowie der Brechungsindex n_p der dielektrischen Platte 24 so eingestellt, daß der Aus­ druck 9 auf Grundlage der Tatsache erfüllt ist, daß das Licht im wesentlichen rechtwinklig auf die dielektrische Platte 24 fällt.

(n_b - n_p)²/(n_b + n_p)² < R Ausdruck 9

Wenn z. B. das von Locktite Corp. hergestellte Material LX-2310C für den Klebeabschnitt 25 verwendet wird, wird die dielektrische Platte 24 vorzugsweise aus einem Material mit einem Brechungsindex von ungefähr 1,57 hergestellt, um das Reflexionsvermögen R zu minimieren, da der Brechungsindex des Klebeabschnitts 25 ungefähr 1,57 beträgt.

Da die dielektrische Platte 24 durch Bearbeitung leichter als ein Prisma herstellbar ist, wird der in Fig. 9 darge­ stellte Optokoppler 200 billiger als der in Fig. 1 darge­ stellte Optokoppler 100 hergestellt.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 11A, 11B, 11C, 11D, 11E und 11F wird nun ein Verfahren zum Herstellen des Optokopplers 200 gemäß dem zweiten Beispiel der Erfindung beschrieben. Fig. 11D ist eine Draufsicht, die Fig. 11C entspricht.

Als erstes wird der Wellenleiter 26 dadurch hergestellt, daß auf einem Substrat 23 die erste dielektrische Schicht 21 und die zweite dielektrische Schicht 22 aufeinanderfol­ gend unter Verwendung der oben beschriebenen Materialien aufgebracht werden.

Dann wird ein Photoresist 25a auf den Wellenleiter 26 aufge­ tragen, wie es in Fig. 11A dargestellt ist, um die Klebe­ schicht 25 herzustellen. Die Dicke W des Photoresists 25a entspricht der Höhe h der Kantenfläche 27. Wie oben be­ schrieben, ist, wenn die Höhe h der Kantenfläche 27 ungefähr 0,6 µm oder mehr beträgt, die Verringerung des Kopplungswir­ kungsgrads aufgrund einer Wiedereinkopplung vernachlässig­ bar. Demgemäß muß die Dicke W des Photoresists 25a ungefähr 0,6 µm oder mehr betragen. Es sei darauf hingewiesen, da der Brechungsindex des Klebers abhängig von verschiedenen Bedin­ gungen, wie der Umgebungstemperatur, variiert, die Dicke W des Photoresists 25a ausreichend größer als ungefähr 0,6 µm sein muß, um zu verhindern, daß die Klebeschicht 25 als Dünnfilm wirkt.

Danach wird, wie es in Fig. 11B dargestellt ist, der Photo­ resist 25a strukturiert, um einen Graben 25b herzustellen, in den der Kleber eingespritzt wird.

In einem Schritt nach dem Herstellen des Grabens 25b wird vorzugsweise ein RIE-Prozeß (ein Sauerstoffplasmaprozeß) ausgeführt, um organische Reste des Photoresistentwicklers zu beseitigen, wie sie im Schritt zum Herstellen des Grabens an der Oberfläche des Wellenleiters 26 erzeugt wurden, und um auch eine beeinträchtigte Oberflächenschicht des Wellen­ leiters 26 zu entfernen. Ein derartiger Prozeß erhöht die Klebekraft zwischen der dielektrischen Platte 24 und dem Wellenleiter 26.

Dann wird, wie es in den Fig. 11C und 11D dargestellt ist, die dielektrische Platte 24 auf die Photoresistschicht 25a aufgesetzt, nachdem ihre Position durch eine Positionsein­ stelleinrichtung 127 eingestellt wurde. Die Position der di­ elektrischen Platte 24 wird so eingestellt, daß die Kanten M′ der dielektrischen Platte 24 parallel zu den Kanten N′ des Grabens 25b verlaufen. In diesem Zustand wird ein Kleber 25c in den Graben 25b eingespritzt. Der Kleber 25c ist vor­ zugsweise ein durch Licht härtbares Material, z. B. ein durch UV-Licht härtbares Material.

Anschließend wird, wie es in Fig. 11E dargestellt ist, der Kleber 25c durch Einstrahlen von UV-Licht oder dergleichen gehärtet, wodurch die dielektrische Platte 24 befestigt wird. Der Kleber 25c kann aus anderen Arten von Materialien als einem durch Licht härtbaren Material bestehen, jedoch ist ein durch Licht härtbares Material dahingehend von Vor­ teil, daß die zum Befestigen der dielektrischen Platte 24 erforderliche Zeitspanne kürzer ist und daß demgemäß eine Verringerung des Kopplungswirkungsgrads minimiert ist, wie sie z. B. durch einen Positionsversatz der dielektrischen Platte 24 während deren Befestigung hervorgerufen wird. Der Kleber 25c und der Photoresist 25a müssen chemisch stabil sein, wenn die beiden in Kontakt miteinander stehen. Genauer gesagt, werden die Materialien für den Kleber 25c und den Photoresist 25a so ausgewählt, daß der Kleber 25c den Pho­ toresist 25a nicht auflöst und daß die Einstrahlung von UV-Licht keine andere Änderung als das Härten des Klebers 25c bewirkt. Z. B. sollte an der Grenzfläche zwischen dem Kleber 25c und dem Photoresist 25a kein Gas erzeugt werden. Insbe­ sondere wird, wenn für den Kleber 25c das von Locktite Corp. hergestellte Material LX-2310C verwendet wird, für den Pho­ toresist 25a vorzugsweise ein Positivphotoresist, z. B. das von Tokyo Ohka K. K. hergestellte Material PMER verwendet werden.

Wie es in Fig. 11F dargestellt ist, wird, nachdem die di­ elektrische Platte 24 befestigt wurde, der Photoresist 25a entfernt. Das Entfernen des Photoresists 25a in einem Be­ reich, der zwischen dem Kleber 25c und dem Wellenleiter 26 eingebettet ist, läuft schneller ab, wenn der Spalt zwischen dem Kleber 25c und dem Wellenleiter 26 größer ist. Um das Entfernen des Photoresists 26a in einem solchen Bereich zu erleichtern, wird der Photoresist 25a vorzugsweise ausrei­ chend dick aufgetragen. Z. B. wird ein ausreichend viskoses Material mit ausreichender Dicke als Photoresist 25a aufge­ tragen. Genauer gesagt, wird das obengenannte Material PMER mit einer Dicke von ungefähr 15 µm aufgetragen und gebrannt, und dann wird dieses Material PMER erneut mit einer Dicke von ungefähr 15 µm aufgetragen. So wird die Höhe h der Kan­ tenfläche 27 der Klebeschicht 25 ungefähr 30 µm.

Die Kantenfläche 27 der Klebeschicht 25, die der Seitenflä­ che des Grabens 25b des Photoresists 25a entspricht, wie auf diese Weise hergestellt, schneidet die Oberfläche des Wel­ lenleiters 26 entlang einer geraden Linie.

In Fig. 11G verläuft die Kantenfläche 27 rechtwinklig zur Oberfläche des Wellenleiters 26; anders gesagt, schneidet die Kantenfläche 27 die Oberfläche des Wellenleiters 26 un­ ter 90°. Jedoch ist der Schnittwinkel nicht auf 90° be­ grenzt. Selbst wenn die Kantenfläche 27 gegen die Oberfläche des Wellenleiters 26 geneigt ist, ist der Kopplungswirkungs­ grad aus dem beim ersten Beispiel angegebenen Grund nicht verringert.

Wenn Licht mit einem längeren Strahlfleckdurchmesser (in Fig. 3 durch den Buchstaben L gekennzeichnet) von ungefähr 10 µm unter dem optimalen Einfallswinkel (d. h. Θ_op = Θ_i in Fig. 10) so auffällt, daß das Zentrum des einfallenden Strahls ungefähr 4 µm entfernt von der Kantenfläche 27 der Klebeschicht 25 liegt, beträgt der Kopplungswirkungsgrad für sowohl TE- als auch TM-polarisiertes Licht ungefähr 80%.

Wie oben beschrieben, verbindet die Klebeschicht (der Klebe­ abschnitt) bei einem erfindungsgemäßen Optokoppler die Lichteinfallskomponente (z. B. das Prisma oder die dielek­ trische Platte) mit dem Wellenleiter, und sie koppelt mit­ tels ihrer Kantenfläche auch Licht ein. So kann der Opto­ koppler in eine Wellenleiterkomponente integriert werden, ohne daß die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht zu erhöhen ist oder daß das Funktionsvermögen des Wellenlei­ terbauteils gestört wird. Ferner können Probleme wie eine Zunahme von Spannungen in den Schichten vermieden werden.

Durch geeignetes Einstellen der Höhe der Kantenfläche der Klebeschicht (oder des Klebeabschnitts) ausgehend von der Oberfläche der zweiten dielektrischen Schicht kann ein Be­ reich, der oberhalb der zweiten dielektrischen Schicht liegt und einen Brechungsindex über dem der ersten dielektrischen Schicht (z. B. das Prisma und die Klebeschicht) aufweist, vollständig vom Wellenleiter getrennt werden. Demgemäß kann ein durch Wiedereinkopplung hervorgerufener optischer Ver­ lust grundsätzlich verhindert werden. So kann in einem Wel­ lenleiterbauteil mit diesem Optokoppler ein Wiedereinkoppeln verringert werden, ohne daß die Dicke des Wellenleiters er­ höht wird.

Durch geeignetes Einstellen der Dicken und der Brechungsin­ dizes der verschiedenen Elemente des Optokopplers können die Kopplungswirkungsgrade für TE- und TM-polarisiertes Licht einander im wesentlichen gleich gemacht werden. Ferner kön­ nen der Brechungsindex der Klebeschicht und der Brechungs­ index des Prismas oder der dielektrischen Platte einander im wesentlichen gleich sein. So kann das Reflexionsvermögen durch die Grenzfläche zwischen der Klebeschicht (oder dem Klebeabschnitt) und dem Prisma oder der dielektrischen Plat­ te minimiert werden.

Wenn ein Prisma verwendet wird, ist die Klebeschicht (oder der Klebeabschnitt) zwischen dem Prisma und dem Wellenleiter ausreichend dünn. Im Ergebnis kann Mehrfachreflexion, wie sie hervorgerufen wird, wenn die Klebeschicht als Dünnfilm wirkt, beinahe vollständig verhindert werden.

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Optokopplers gemäß der Erfindung wird die Kantenfläche der Klebeschicht (oder des Klebeabschnitts), die das Einkoppeln von Licht ausführt, dadurch hergestellt, daß die Form eines im Photoresist aus­ gebildeten Grabens übertragen wird. Die Höhe der Kantenflä­ che wird durch die Dicke des Photoresists bestimmt. Demgemäß erhält die Kantenfläche der Klebeschicht durch Einstellen der Dicke des Photoresists auf einen ausreichenden Wert eine Höhe, die dazu ausreicht, die nachteiligen Effekte einer Wiedereinkopplung beinahe vollständig zu vermeiden.

Wenn ein durch Licht härtbarer Kleber verwendet wird, ist die Herstellzeit verkürzt, und es ist auch verhindert, daß das Prisma oder die dielektrische Platte positionsmäßig ver­ setzt wird, während das Aushärten und die Befestigungen er­ folgen. So ist eine Verringerung des Kopplungswirkungsgrads verhindert. Die Herstellkosten eines Optokopplers sind ver­ ringert, wenn eine dielektrische Platte, die leichter als ein Prisma herstellbar ist, anstelle eines Prismas verwendet wird.

Die Klebekraft, mit der die Lichteinfallskomponente wie das Prisma oder die dielektrische Platte mit dem Wellenleiter verklebt ist, wird dadurch erhöht, daß nach dem Grabenher­ stellprozeß und vor dem Aufkleben des Prismas oder der di­ elektrischen Platte auf dem Wellenleiter der genannte RIE-Prozeß (der Sauerstoffplasmaprozeß) ausgeführt wird. Der RIE-Prozeß soll Reste des Resistentwicklers und einer be­ einträchtigten Schicht entfernen, wie sie während der Her­ stellung des Grabens an der Oberfläche des Wellenleiters er­ zeugt wurden.

Claims (13)

1. Optokoppler mit:

• - einem Substrat (3, 23);
• - einer auf dem Substrat vorhandenen Wellenleiterstruktur mit mindestens einer auf dem Substrat vorhandenen ersten dielek­ trischen Schicht (1, 21) und einer auf dieser vorhandenen zweiten dielektrischen Schicht (2, 22);
• - einer auf der Wellenleiterstruktur vorhandenen Lichtein­ fallskomponente (4, 24) und
• - einem Klebeabschnitt (5, 25) zum Aufkleben der Lichtein­ fallskomponente auf die Wellenleiterstruktur;

dadurch gekennzeichnet, daß

• - der Brechungsindex n_b des Klebeabschnitts, der Brechungs­ index n₁ der ersten dielektrischen Schicht und der Bre­ chungsindex n₂ der zweiten dielektrischen Schicht die Bezie­ hung n_b < n₁ < n₂ einhalten;
• - der Klebeabschnitt eine Kantenfläche (7, 27) aufweist, die die Oberfläche der Wellenleiterstruktur entlang einer gera­ den Linie schneidet; und
• - ein Lichteinfallsabschnitt, der die Lichteinfallskomponen­ te und den Klebeabschnitt umfaßt, um eine Länge P_L in einer Richtung über die Kantenfläche vorsteht, in der sich das Licht in der Wellenleiterstruktur ausbreitet, wobei der vor­ stehende Teil und die Oberfläche der Wellenleiterstruktur einen Luftspalt mit einer Höhe einschließen, die der Höhe h der Kantenfläche entspricht oder größer ist.

2. Optokoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe h der Kantenfläche (7, 27) so eingestellt ist, daß sie einem ersten und einem zweiten Ausdruck genügt, in dem n_a der Brechungsindex von Luft ist, n_s der Brechungsin­ dex des Substrats (3, 23) ist, n₁ der Brechungsindex der ersten dielektrischen Schicht (1, 21) ist, n₂ der Brechungs­ index der zweiten dielektrischen Schicht (2) ist, t die Dicke der ersten dielektrischen Schicht ist, u die Dicke der zweiten dielektrischen Schicht ist, β_TE und β_TM komplexe Lö­ sungen einer Gleichung im zweiten Ausdruck für TE- bzw. TM-polarisiertes Licht sind, und α_r eine Funktion der Höhe ha der Kantenfläche ist, wobei sie derjenige der Imaginärteile der komplexen Lösungen β_TE und β_TM ist, der größer als der andere ist, wobei die Ausdrücke die folgenden sind: erster Ausdruck:
1-exp(k₀α_rP_L) = 1
(k₀ = 2π/λ, wobei λ die Wellenlänge des einfallenden Lichts ist)zweiter Ausdruck: mit s = u + t,
wobei für TE-polarisiertes Licht folgendes gilt: und für TM-polarisiertes Licht folgendes gilt: mit i = b, a, 2, 1 und s (b, a, 2, 1 und s entsprechen den jeweils bei den Brechungsindizes verwendeten Indizes).

3. Optokoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die effektiven Brechungsindizes für TE- und TM-polari­ siertes Licht im wesentlichen einander gleich sind.

4. Optokoppler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex n_s ungefähr 1,44 beträgt, der Bre­ chungsindex n_b ungefähr 1,57 beträgt, der Brechungsindex n₁ ungefähr 1,53 beträgt, der Brechungsindex n₂ ungefähr 1,43 beträgt, die Dicke t ungefähr 570 nm beträgt und die Dicke u ungefähr 100 nm beträgt.

5. Optokoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteinfallskomponente ein Prisma (4. 24) ist.

6. Optokoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichteinfallskomponente eine dielektrische Platte (24) ist, die unter einem vorbestimmten Winkel auf das Sub­ strat (23) geklebt ist.

7. Optokoppler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Brechungsindex der Lichteinfallskomponente und der Brechungsindex des Klebeabschnitts im wesentlichen einander gleich sind.

8. Verfahren zum Herstellen eines Optokopplers, gekenn­ zeichnet durch die folgenden Schritte:

• - Herstellen einer Wellenleiterstruktur (1, 2; 21, 22) auf einem Substrat (3; 23);
• - Auftragen eines Photoresists auf eine Oberfläche der Wel­ lenleiterstruktur;
• - Herstellen eines Grabens im Photoresist;
• - Positionieren einer Lichteinfallskomponente (4, 24) auf dem Photoresist;
• - Aufkleben und Befestigen der Lichteinfallskomponente mit­ tels eines Klebers auf die Wellenleiterstruktur und
• - Entfernen des Photoresists.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Kleber ein durch Licht härtbarer Kleber verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

• - als Lichteinfallskomponente ein Prisma (4) verwendet wird und
• - der Schritt des Aufklebens und Befestigens folgende Schritte umfaßt:
  • - Positionieren des Prismas über dem Graben und
  • - Einspritzen des Klebers in den Graben, um dadurch das Prisma auf die Wellenleiterstruktur zu kleben und es an ihr zu befestigen.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß

• - als Lichteinfallskomponente eine dielektrische Platte (24) verwendet wird und der Schritt des Aufklebens und Befesti­ gens die folgenden Schritte umfaßt:
  • - Haltern der dielektrischen Platte unter einem vorbestimm­ ten Winkel in bezug auf die Oberfläche der Wellenleiter­ struktur und
  • - Auftragen des Klebers in solcher Weise, daß der Graben bedeckt wird, wodurch die dielektrische Platte auf die Wel­ lenleiterstruktur geklebt und an ihr befestigt wird.

12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Herstellens des Grabens den Schritt des Aus­ führens eines Prozesses mit reaktivem Ionenätzen nach der Herstellung des Grabens umfaßt.