DE4338856A1

DE4338856A1 - Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von planaren Lichtwellenleitern

Info

Publication number: DE4338856A1
Application number: DE19934338856
Authority: DE
Inventors: Johann Dr Springer; Sigrun Dipl Ing Schneider
Original assignee: Alcatel SEL AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1993-11-13
Filing date: 1993-11-13
Publication date: 1995-05-18

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von planaren Lichtwellenleitern auf einem Substrat, auf dem eine Schicht aus einem für die untere Bufferschicht geeigneten Werkstoff und darüber eine Schicht aus einem für den Lichtwellenleiterkern geeigneten Werkstoff angeordnet sind.

Bei einem bekannten, derzeit angewendeten Verfahren werden die beschichteten Substrate von solchen Herstellern bezogen, welche das Beschichten von Siliziumsubstraten nach einem flammhydrolytischen Abscheidungsverfahren beherrschen. Bei einem Hersteller von optoelektronischen Bauelementen werden aus solchen Substraten die Lichtwellenleiterkerne geätzt, beispielsweise nach dem RIE-Verfahren (RIE= reactive-ion-etching). Danach werden die derart behandelten Substrate wieder an den Substrathersteller zurückgeschickt, damit dieser die obere Bufferschicht auf die Substrate aufbringt.

Abgesehen davon, daß dieses bekannte Verfahren sehr aufwendig und daher auch kostspielig ist, birgt es auch noch die Gefahr in sich, daß die empfindliche Oberfläche der Wellenleiter verschmutzt und beschädigt werden kann.

Das der Erfindung zugrunde liegendetechnische Problem besteht darin, das bekannte Verfahren in der Weise zu verbessern, daß die Herstellung der oberen Bufferschicht beim Substrathersteller nicht mehr erforderlich ist.

Dieses technische Problem ist erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte gelöst:

a) aus der Lichtwellenleiterkern-Schicht werden durch Ätzen die Lichtwellenleiterkerne erzeugt,
b) auf das derart vorbereitete Substrat wird eine Glasplatte aus einem als Buffer geeignetem Werkstoff, bei der wenigstens die den Lichtwellwenleiterkernen zugewandte Oberfläche geschliffen und optisch poliert ist, aufgelegt,
c) das Substrat wird dann im Vakuum und unter Druck auf eine Temperatur erhitzt, welche über der Erweichungstemperatur der Glasplatte liegt.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die obere Bufferschicht durch den Bauelementehersteller unmittelbar mit verhältnismäßig einfachen Mitteln selbst hergestellt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachstehen anhand der Abbildungen a) bis d) der Figur erläutert.

Die Abbildung a) zeigt das Substrat wie es vom Hersteller angeliefert wird. Es besteht aus dem Basismaterial 1, beispielsweise Silizium, und den Schichten 2 und 3. Die Schicht 2 besteht aus einem Werkstoff, welche für die untere Bufferschicht geeignet ist. Das kann beispielsweise in der Weise dotiertes SiO₂ sein, daß es einen niedrigeren Brechungsindex besitzt als der Werkstoff der Schicht 3, als welchem die Lichtwellenleiterkerne hergestellt werden.

Abbildung b) zeigt das Substrat, nachdem aus der Schicht 3 die Lichtwellenleiterkerne 4 durch Ätzen erzeugt worden sind.

Die Abbildung c) zeigt das Substrat, nachdem eine Glasplatte 5 auf die Anordnung gemäß Abb. b) gelegt worden ist. Die Glasplatte 5 besitzt eine Schichtdicke von ca. 0,2 bis 2 mm. Sie besteht aus einem Werkstoff, welcher als obere Bufferschicht geeignet ist. Ihre den Lichtwellenleiterkernen 4 zugewandte Oberfläche ist geschliffen und optisch poliert. Derartige Glasplatten werden beispielsweise von der Fa. Schott unter der Typenbezeichnung FK54 vertrieben.

Wenn nun die in Abb. c) gezeigte Anordnung in einem Vakuumofen auf eine Temperatur erhitzt wird, welche über der Erweichungstemperatur der Werkstoffes der Glasplatte 5 liegt, dann legt sich die erweichte Glasplatte auf das Substrat und verbindet sich mit dessen Oberfläche, wie Abb. d) verdeutlicht. Dieser Vorgang kann dadurch unterstützt werden, daß die Glasplatte 5 durch ein Gewicht beschwert wird.

Anstelle des Vakuumofens für das Aufbringen der Glasplatte 5 können auch eine Heißpresse oder eine Heiß-Isostat-Presse verwendet werden. Eine andere Möglichkeit bietet das Zonenschmelzverfahren, bei dem das Erweichen der Glasplatte (durch eine Flamme oder in einem Ofen mit schmaler Heizzone) nur in einem schmalen, über das Substrat wandernden Bereich erfolgt. Dadurch wird die Temperaturbelastung der Anordnung verringert und das Erzeugen von Gasblasen-Einschlüssen vermieden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Mehrzahl von planaren Lichtwellenleitern auf einem Substrat, auf dem eine Schicht aus einem für die untere Bufferschicht geeigneten Werkstoff und darüber eine Schicht aus einem für den Lichtwellenleiterkern geeigneten Werkstoff angeordnet sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) aus der Lichtwellenleiterkern-Schicht (3) werden durch Ätzen die Lichtwellenleiterkerne (4) erzeugt,
b) auf das derart vorbereitete Substrat wird eine Glasplatte (5) aus einem als Buffer geeigneten Werkstoff, bei der wenigstens die den Lichtwellenleiterkernen zugewandte Oberfläche geschliffen und optisch poliert ist, aufgelegt,
b) das Substrat wird dann im Vakuum und unter Druck auf eine Temperatur erhitzt, welche über der Erweichungstemperatur der Glasplatte (5) liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufbringen der Glasplatte mittels des Zonenschmelzverfahrens erfolgt.