JP3271594B2 - 光平面回路の製造方法 - Google Patents
光平面回路の製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は基板上に光導波路と
光素子を一体的に搭載した通信用光モジュール等に用い
られる光平面回路の製造方法に関する。
光素子を一体的に搭載した通信用光モジュール等に用い
られる光平面回路の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光通信は光ファイバ、レーザダイオード
（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、フォトダイオー
ド（ＰＤ）を始めとして、光スイッチ、光変調器、アイ
ソレータ、光導波路等の受動、能動素子の高性能、高機
能化により応用範囲が拡大されつつある。近年、より多
くの情報を伝達する要求が高まる中で、コンピュータ端
末間、交換器や大型コンピュータ間のデータ伝送を実時
間で並列に行う並列伝送、あるいは一般家庭への高度情
報サービス等、加入者系への適用が考えられている。こ
の光加入者系の場合、光素子はもとより光素子を機能的
に構成した光モジュールの低価格化が不可欠とされてい
る。そのためには、光素子をマイクロオプティック的に
ブロック状に配列する従来の同軸型のモジュール構成か
ら、複数の光素子を同一基板上に配列する光平面回路の
モジュール構成が望ましいとされている。
（ＬＤ）、発光ダイオード（ＬＥＤ）、フォトダイオー
ド（ＰＤ）を始めとして、光スイッチ、光変調器、アイ
ソレータ、光導波路等の受動、能動素子の高性能、高機
能化により応用範囲が拡大されつつある。近年、より多
くの情報を伝達する要求が高まる中で、コンピュータ端
末間、交換器や大型コンピュータ間のデータ伝送を実時
間で並列に行う並列伝送、あるいは一般家庭への高度情
報サービス等、加入者系への適用が考えられている。こ
の光加入者系の場合、光素子はもとより光素子を機能的
に構成した光モジュールの低価格化が不可欠とされてい
る。そのためには、光素子をマイクロオプティック的に
ブロック状に配列する従来の同軸型のモジュール構成か
ら、複数の光素子を同一基板上に配列する光平面回路の
モジュール構成が望ましいとされている。
【０００３】図３（ａ）及び（ｂ）は、この種の光平面
回路の一例を示す平面図とそのＢＢ線拡大断面図であ
る。シリコン（Ｓｉ）基板３０上に石英系材料を積層し
て形成した石英系光導波路層（以下、光導波路層）３１
に石英系光導波路（以下、光導波路）３２，３３が形成
されており、前記光導波路層３１の光導波路３２，３３
に臨む領域を選択的にエッチング除去し、そのエッチン
グ除去した領域にそれぞれＬＤ２１、ＰＤ２２、光ファ
イバ２３、波長フィルタ２５を配置し、これにより、Ｌ
Ｄ２１とＰＤ２２を光ファイバ２３に光学的に接続した
平面型光回路の双方向光モジュールが構成されている。
なお、この双方向光モジュールでは、送信源であるＬＤ
２１からの波長１．３μｍの出射光は光導波路３２に入
射し、光ファイバ２３に伝送されて光の送信がなされ
る。一方、光ファイバ２３を経由して伝送された波長
１．５μｍの信号光は光導波路３２から光導波路３３に
光路変換され、ＰＤ２２に入射して光の受信がなされ
る。
回路の一例を示す平面図とそのＢＢ線拡大断面図であ
る。シリコン（Ｓｉ）基板３０上に石英系材料を積層し
て形成した石英系光導波路層（以下、光導波路層）３１
に石英系光導波路（以下、光導波路）３２，３３が形成
されており、前記光導波路層３１の光導波路３２，３３
に臨む領域を選択的にエッチング除去し、そのエッチン
グ除去した領域にそれぞれＬＤ２１、ＰＤ２２、光ファ
イバ２３、波長フィルタ２５を配置し、これにより、Ｌ
Ｄ２１とＰＤ２２を光ファイバ２３に光学的に接続した
平面型光回路の双方向光モジュールが構成されている。
なお、この双方向光モジュールでは、送信源であるＬＤ
２１からの波長１．３μｍの出射光は光導波路３２に入
射し、光ファイバ２３に伝送されて光の送信がなされ
る。一方、光ファイバ２３を経由して伝送された波長
１．５μｍの信号光は光導波路３２から光導波路３３に
光路変換され、ＰＤ２２に入射して光の受信がなされ
る。
【０００４】ここで、光導波路と前記光素子とが光結合
される光導波路層の端面、特にＬＤ２１側、及び光ファ
イバ２３側の端面は、ＬＤ２１や光ファイバ２３との効
率良い光の結合を得るためには、光導波路３２の光軸に
対して略垂直である必要がある。しかしながら、前記し
たようにＬＤ２１や光ファイバ２３を搭載する領域の前
記光導波路層３１はエッチングによって形成しており、
そのエッチング方法としてはドライエッチングや強酸に
よるウェットエッチングで形成されるが、エッチング深
さが数十μｍであるので、図３（ｂ）から判るように、
光導波路層３１の端面３１ａが傾斜した状態になり、前
記したような垂直端面を形成することは困難となる。
される光導波路層の端面、特にＬＤ２１側、及び光ファ
イバ２３側の端面は、ＬＤ２１や光ファイバ２３との効
率良い光の結合を得るためには、光導波路３２の光軸に
対して略垂直である必要がある。しかしながら、前記し
たようにＬＤ２１や光ファイバ２３を搭載する領域の前
記光導波路層３１はエッチングによって形成しており、
そのエッチング方法としてはドライエッチングや強酸に
よるウェットエッチングで形成されるが、エッチング深
さが数十μｍであるので、図３（ｂ）から判るように、
光導波路層３１の端面３１ａが傾斜した状態になり、前
記したような垂直端面を形成することは困難となる。
【０００５】このため、従来では、光導波路層に対して
ダイシング加工を行って垂直溝を形成する技術が提案さ
れている。この技術では、例えば、図３（ａ）に示すよ
うに、ＬＤ２１と光導波路３２との光結合部に沿う破線
に沿って光導波路層を垂直面に切削加工してダイシング
溝として形成する。そして、そのダイシング溝の側面で
光導波路層３１に垂直面を形成した後に、ＬＤ２１等を
搭載する領域の光導波路層１２を選択的に除去し、ＬＤ
２１の搭載を行っている。このため、このダイシング加
工によって光導波路の端面が垂直面となり、光結合効率
の高い光平面回路を得ることが可能となる。
ダイシング加工を行って垂直溝を形成する技術が提案さ
れている。この技術では、例えば、図３（ａ）に示すよ
うに、ＬＤ２１と光導波路３２との光結合部に沿う破線
に沿って光導波路層を垂直面に切削加工してダイシング
溝として形成する。そして、そのダイシング溝の側面で
光導波路層３１に垂直面を形成した後に、ＬＤ２１等を
搭載する領域の光導波路層１２を選択的に除去し、ＬＤ
２１の搭載を行っている。このため、このダイシング加
工によって光導波路の端面が垂直面となり、光結合効率
の高い光平面回路を得ることが可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の光モジュールにおいて、送信側であるＬＤ２１の信号
が受信側であるＰＤ２２へ漏れ込むことか要因となるク
ロストークを低減するために、図４に示すように、ＬＤ
２１とＰＤ２２を離して配置する光平面回路を構成しよ
うとした場合には、ＬＤ２１とＰＤ２２を対角の位置に
配するとともに、受信光をミラー２４で折り返して光導
波路３５でＰＤ２２に導波する構成が検討される。しか
しながら、このような構成に前記したダイシング溝によ
る光導波路の端面構造を形成しようとすると、ＬＤ２１
の光結合部に設けたダイシング溝３４によって、受信用
の光導波路３３及３５を分断してしまうことになり、結
果としてこのような光平面回路を形成することが困難に
なる。これは、光平面回路の選択された一部にのみダイ
シング加工を行うことは、作業効率、加工位置精度の点
で実質的に困難なことが理由である。なお、このような
光導波路３３，３５の分断を回避するには、図５のよう
に、Ｓｉ基板３０の幅寸法を拡大し、その幅方向の端部
にＰＤ２２を配置するとともに、ミラー２４とＰＤ２２
とを結ぶ光導波路３５をダイシング溝３４を横断しない
光導波路３５を形成することが考えられるが、光導波路
３３の分断は回避することができないとともに、モジュ
ール形状の拡大を招き、製作コストが高くなるという問
題が生じる。
の光モジュールにおいて、送信側であるＬＤ２１の信号
が受信側であるＰＤ２２へ漏れ込むことか要因となるク
ロストークを低減するために、図４に示すように、ＬＤ
２１とＰＤ２２を離して配置する光平面回路を構成しよ
うとした場合には、ＬＤ２１とＰＤ２２を対角の位置に
配するとともに、受信光をミラー２４で折り返して光導
波路３５でＰＤ２２に導波する構成が検討される。しか
しながら、このような構成に前記したダイシング溝によ
る光導波路の端面構造を形成しようとすると、ＬＤ２１
の光結合部に設けたダイシング溝３４によって、受信用
の光導波路３３及３５を分断してしまうことになり、結
果としてこのような光平面回路を形成することが困難に
なる。これは、光平面回路の選択された一部にのみダイ
シング加工を行うことは、作業効率、加工位置精度の点
で実質的に困難なことが理由である。なお、このような
光導波路３３，３５の分断を回避するには、図５のよう
に、Ｓｉ基板３０の幅寸法を拡大し、その幅方向の端部
にＰＤ２２を配置するとともに、ミラー２４とＰＤ２２
とを結ぶ光導波路３５をダイシング溝３４を横断しない
光導波路３５を形成することが考えられるが、光導波路
３３の分断は回避することができないとともに、モジュ
ール形状の拡大を招き、製作コストが高くなるという問
題が生じる。
【０００７】本発明の目的は、光導波路の端面を垂直に
形成して光結合効率を改善するとともに、製造の簡易化
を図った光平面回路の製造方法を提供することにある。
形成して光結合効率を改善するとともに、製造の簡易化
を図った光平面回路の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光平面回路の製
造方法は、基板上に石英系材料を積層して光導波路を含
む光導波路層を形成する工程と、前記光導波路に光結合
する光素子を搭載する領域の前記光導波路層を選択的に
除去する工程と、前記光導波路層が除去された領域の前
記基板上に前記光素子を搭載する工程とを含む光平面回
路の製造方法において、前記光導波路層の前記光素子と
の光結合領域に不純物を選択的に注入し、かつレーザを
照射して前記光結合領域の前記光導波路層を選択的に除
去し、その除去した前記光導波路層の端面を垂直面に形
成する工程を含むことを特徴とする。
造方法は、基板上に石英系材料を積層して光導波路を含
む光導波路層を形成する工程と、前記光導波路に光結合
する光素子を搭載する領域の前記光導波路層を選択的に
除去する工程と、前記光導波路層が除去された領域の前
記基板上に前記光素子を搭載する工程とを含む光平面回
路の製造方法において、前記光導波路層の前記光素子と
の光結合領域に不純物を選択的に注入し、かつレーザを
照射して前記光結合領域の前記光導波路層を選択的に除
去し、その除去した前記光導波路層の端面を垂直面に形
成する工程を含むことを特徴とする。
【０００９】ここで、前記不純物の注入はゲルマニウ
ム、リン等の金属をイオン注入し、前記レーザの照射は
紫外線エキシマレーザを照射する工程とする。また、本
発明の製造方法では、前記光導波路層の前記光素子を搭
載する領域をエッチング法により除去し、しかる後に前
記不純物の注入とレーザの照射を行う工程を含むことが
好ましい。
ム、リン等の金属をイオン注入し、前記レーザの照射は
紫外線エキシマレーザを照射する工程とする。また、本
発明の製造方法では、前記光導波路層の前記光素子を搭
載する領域をエッチング法により除去し、しかる後に前
記不純物の注入とレーザの照射を行う工程を含むことが
好ましい。
【００１０】本発明によれば、光導波路の光結合領域の
端面の加工を従来のダイシングではなく、紫外線照射に
よるレーザ加工で行うことにより、光導波路層の任意の
箇所だけを瞬時に加工して光結合領域に垂直面を形成す
ることが可能となり、ダイシング加工の際に生じた光導
波路の分断を回避でき、導波路設計の自由度を拡大し、
かつ小型な光平面回路を容易に形成することが可能とな
る。
端面の加工を従来のダイシングではなく、紫外線照射に
よるレーザ加工で行うことにより、光導波路層の任意の
箇所だけを瞬時に加工して光結合領域に垂直面を形成す
ることが可能となり、ダイシング加工の際に生じた光導
波路の分断を回避でき、導波路設計の自由度を拡大し、
かつ小型な光平面回路を容易に形成することが可能とな
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１（ａ）は本発明の光平面回路の
一実施形態の平面図、図１（ｂ）はそのＡＡ線拡大断面
図である。Ｓｉ基板１１上に石英系の材料を積層して下
部クラッド層１３、光導波路となるコア層１４、上部ク
ラッド層１５からなる光導波路層１２が形成される。こ
こで、前記光導波路１４は、平面構成上は第１の光導波
路ＬＧ１と第２の光導波路ＬＧ２で構成され、各光導波
路ＬＧ１，ＬＧ２は光結合領域ＬＣにおいて互いに光結
合されている。そして、前記光導波路ＬＧ１，ＬＧ２に
臨む所要の領域の前記光導波路層１２が選択的に除去さ
れて前記Ｓｉ基板１１の表面が露呈されており、このＳ
ｉ基板１１の表面上にＬＤ２１、ＰＤ２２、光ファイバ
２３が搭載され、前記光導波路ＬＧ１，ＬＧ２にそれぞ
れ光結合されている。なお、ここでは、送信側の信号と
受信側の信号とのクロストークを低減するために、前記
ＬＤ２１とＰＤ２２とは光導波路層の離れた部分に配置
しており、かつ前記光導波路ＬＧ２とＰＤ２２とを光結
合するために、第３の光導波路ＬＧ３を設けるととも
に、前記第３の光導波路ＬＧ３と前記第２の光導波路Ｌ
Ｇ２とを前記光導波路層１２の端面に設けたミラー２４
によって光結合している。前記ミラー２４は、前記光導
波路層１２の端面に金属膜を選択的に形成することによ
って形成されている。
参照して説明する。図１（ａ）は本発明の光平面回路の
一実施形態の平面図、図１（ｂ）はそのＡＡ線拡大断面
図である。Ｓｉ基板１１上に石英系の材料を積層して下
部クラッド層１３、光導波路となるコア層１４、上部ク
ラッド層１５からなる光導波路層１２が形成される。こ
こで、前記光導波路１４は、平面構成上は第１の光導波
路ＬＧ１と第２の光導波路ＬＧ２で構成され、各光導波
路ＬＧ１，ＬＧ２は光結合領域ＬＣにおいて互いに光結
合されている。そして、前記光導波路ＬＧ１，ＬＧ２に
臨む所要の領域の前記光導波路層１２が選択的に除去さ
れて前記Ｓｉ基板１１の表面が露呈されており、このＳ
ｉ基板１１の表面上にＬＤ２１、ＰＤ２２、光ファイバ
２３が搭載され、前記光導波路ＬＧ１，ＬＧ２にそれぞ
れ光結合されている。なお、ここでは、送信側の信号と
受信側の信号とのクロストークを低減するために、前記
ＬＤ２１とＰＤ２２とは光導波路層の離れた部分に配置
しており、かつ前記光導波路ＬＧ２とＰＤ２２とを光結
合するために、第３の光導波路ＬＧ３を設けるととも
に、前記第３の光導波路ＬＧ３と前記第２の光導波路Ｌ
Ｇ２とを前記光導波路層１２の端面に設けたミラー２４
によって光結合している。前記ミラー２４は、前記光導
波路層１２の端面に金属膜を選択的に形成することによ
って形成されている。
【００１２】ここで、図１（ｂ）の断面図から判るよう
に、前記ＬＤ２１（ＰＤ２２、光ファイバ２３について
も同様）と光結合する前記光導波路ＬＧ１の光導波路層
１２の端面１２ａは、光導波路ＬＧ１を構成するコア層
１４の光軸と垂直となるように、前記Ｓｉ基板１１の表
面に対して垂直な面として構成されている。このため、
例えば、ＬＤ２１から出射される光は光導波路層１２の
端面に対して垂直な方向から入射されることになり、光
導波路層の端面が光軸に対して傾斜している場合に比較
して、光導波路ＬＧ１の端面での光反射が低減され、光
結合効率が改善される。また、その一方で、ＬＤ２１と
光導波路ＬＧ１との光結合部を含む光平面回路には、ダ
イシング加工による溝が存在していないため、第３の光
導波路ＬＧ３がダイシング溝によって分断されることも
なく、ＰＤ２２の配置の自由度が高められ、かつ第３の
光導波路ＬＧ１を迂回形成することによる大型化が生じ
ることもなく、小型な光平面回路を構成することも可能
となる。
に、前記ＬＤ２１（ＰＤ２２、光ファイバ２３について
も同様）と光結合する前記光導波路ＬＧ１の光導波路層
１２の端面１２ａは、光導波路ＬＧ１を構成するコア層
１４の光軸と垂直となるように、前記Ｓｉ基板１１の表
面に対して垂直な面として構成されている。このため、
例えば、ＬＤ２１から出射される光は光導波路層１２の
端面に対して垂直な方向から入射されることになり、光
導波路層の端面が光軸に対して傾斜している場合に比較
して、光導波路ＬＧ１の端面での光反射が低減され、光
結合効率が改善される。また、その一方で、ＬＤ２１と
光導波路ＬＧ１との光結合部を含む光平面回路には、ダ
イシング加工による溝が存在していないため、第３の光
導波路ＬＧ３がダイシング溝によって分断されることも
なく、ＰＤ２２の配置の自由度が高められ、かつ第３の
光導波路ＬＧ１を迂回形成することによる大型化が生じ
ることもなく、小型な光平面回路を構成することも可能
となる。
【００１３】図２は前記光平面回路の製造方法を工程順
に示す断面図であり、図１（ｂ）に対応する部分を示し
ている。先ず、図２（ａ）のように、Ｓｉ基板１１上に
下部クラッド層１３、コア層１４、上部クラッド層１５
を形成し、前記第１ないし第３の光導波路ＬＧ１〜ＬＧ
３を含む光導波路層１２を形成する。次いで、図２
（ｂ）のように、前記光導波路層１２の表面上に、前記
ＬＤ２１、ＰＤ２２、光ファイバ２３を搭載する領域以
外を覆うマスクとして例えば、フォトレジストの厚いマ
スク１６を形成する。そして、このフォトレジストのマ
スク１６を用いて、例えば強酸により前記光導波路層１
２を選択的にエッチング除去する。このエッチングで
は、前記光導波路層１２の厚さが数十μｍと厚いため、
そのエッチング端面１２ｂは同図のように傾斜した面と
して形成される。
に示す断面図であり、図１（ｂ）に対応する部分を示し
ている。先ず、図２（ａ）のように、Ｓｉ基板１１上に
下部クラッド層１３、コア層１４、上部クラッド層１５
を形成し、前記第１ないし第３の光導波路ＬＧ１〜ＬＧ
３を含む光導波路層１２を形成する。次いで、図２
（ｂ）のように、前記光導波路層１２の表面上に、前記
ＬＤ２１、ＰＤ２２、光ファイバ２３を搭載する領域以
外を覆うマスクとして例えば、フォトレジストの厚いマ
スク１６を形成する。そして、このフォトレジストのマ
スク１６を用いて、例えば強酸により前記光導波路層１
２を選択的にエッチング除去する。このエッチングで
は、前記光導波路層１２の厚さが数十μｍと厚いため、
そのエッチング端面１２ｂは同図のように傾斜した面と
して形成される。
【００１４】次いで、図２（ｃ）のように、前記マスク
１６の平面領域のうち、前記ＬＤ２１、ＰＤ２２、光フ
ァイバ２３と光結合される前記光導波路層１２の光結合
領域部分のみを除去する。そして、このマスク１６を除
去した領域１７に、ゲルマニウウム（Ｇｅ）やリン
（Ｐ）の不純物をドーピングする。しかる上で、図２
（ｄ）のように、前記マスク１６を全て除去した上で、
前記光導波路層１２の表面に対して略垂直方向に波長１
９３ｎｍのエキシマレーザを照射する。この実施形態で
は、パルス幅１０ｎｓ、パワー約０．５ＧＷ／ｃｍ2 、
ビーム径約１００μｍのエキシマレーザを照射する。こ
のエキシマレーザの照射により、不純物がドーピングさ
れていない領域ではエキシマレーザが素通りしてしまう
が、不純物がドーピングされた前記光結合領域１７の部
分では光導波路層１２に対してエキシマレーザが吸収さ
れ、この吸収に伴う温度上昇によって、当該光結合領域
１７の光導波路層１２はＳｉ基板１１の表面から剥離さ
れる。この結果、第２図（ｅ）のように、前記エキシマ
レーザを照射した光導波路層１２の光結合領域の部分は
垂直に向けられた端面１２ａとして形成されることにな
る。
１６の平面領域のうち、前記ＬＤ２１、ＰＤ２２、光フ
ァイバ２３と光結合される前記光導波路層１２の光結合
領域部分のみを除去する。そして、このマスク１６を除
去した領域１７に、ゲルマニウウム（Ｇｅ）やリン
（Ｐ）の不純物をドーピングする。しかる上で、図２
（ｄ）のように、前記マスク１６を全て除去した上で、
前記光導波路層１２の表面に対して略垂直方向に波長１
９３ｎｍのエキシマレーザを照射する。この実施形態で
は、パルス幅１０ｎｓ、パワー約０．５ＧＷ／ｃｍ2 、
ビーム径約１００μｍのエキシマレーザを照射する。こ
のエキシマレーザの照射により、不純物がドーピングさ
れていない領域ではエキシマレーザが素通りしてしまう
が、不純物がドーピングされた前記光結合領域１７の部
分では光導波路層１２に対してエキシマレーザが吸収さ
れ、この吸収に伴う温度上昇によって、当該光結合領域
１７の光導波路層１２はＳｉ基板１１の表面から剥離さ
れる。この結果、第２図（ｅ）のように、前記エキシマ
レーザを照射した光導波路層１２の光結合領域の部分は
垂直に向けられた端面１２ａとして形成されることにな
る。
【００１５】したがって、前記光導波路層１２には、前
記ＬＤ２１、ＰＤ２２、光ファイバ２３を搭載する領域
のみが選択的に、しかも光導波路ＬＧ１，ＬＧ２との光
結合領域の端面が垂直端面として除去されることにな
る。そして、各除去部分のＳｉ基板１１上に前記ＬＤ２
１、ＰＤ２２、光ファイバ２３の各光素子をこれまでと
同様に搭載することで、光素子との光結合効率の高い光
導波路が形成できる。なお、前記ミラー２４は、前記光
導波路層１２の側面に金属膜を蒸着法等によって形成
し、かつこの金属膜を選択エッチングして必要箇所にの
み残すことで形成できる。
記ＬＤ２１、ＰＤ２２、光ファイバ２３を搭載する領域
のみが選択的に、しかも光導波路ＬＧ１，ＬＧ２との光
結合領域の端面が垂直端面として除去されることにな
る。そして、各除去部分のＳｉ基板１１上に前記ＬＤ２
１、ＰＤ２２、光ファイバ２３の各光素子をこれまでと
同様に搭載することで、光素子との光結合効率の高い光
導波路が形成できる。なお、前記ミラー２４は、前記光
導波路層１２の側面に金属膜を蒸着法等によって形成
し、かつこの金属膜を選択エッチングして必要箇所にの
み残すことで形成できる。
【００１６】したがって、この光平面回路では、ＬＤ２
１、ＰＤ２２、光ファイバ２３と光導波路１４（ＬＧ
１，ＬＧ２）との光結合領域では、光導波路の端面は光
軸と垂直な面に形成されるため、前記したように光結合
効率の高い光平面回路を製造することが可能となる。ま
た、この実施形態のように、前記ＬＤ２１、ＰＤ２２、
光ファイバ２３の搭載領域は、選択エッチング法とエキ
シマレーザ照射によって選択的に形成できるため、ダイ
シング加工法に比較して高精度にかつ局部的に形成する
ことができる。特に、集束光学系を形成することにより
任意の場所に微小のレーザスポットを照射でき、必要な
箇所だけを瞬時に加工することが可能である。そのた
め、従来のように第３の光導波路がダイシング溝によっ
て分断されることもない。
１、ＰＤ２２、光ファイバ２３と光導波路１４（ＬＧ
１，ＬＧ２）との光結合領域では、光導波路の端面は光
軸と垂直な面に形成されるため、前記したように光結合
効率の高い光平面回路を製造することが可能となる。ま
た、この実施形態のように、前記ＬＤ２１、ＰＤ２２、
光ファイバ２３の搭載領域は、選択エッチング法とエキ
シマレーザ照射によって選択的に形成できるため、ダイ
シング加工法に比較して高精度にかつ局部的に形成する
ことができる。特に、集束光学系を形成することにより
任意の場所に微小のレーザスポットを照射でき、必要な
箇所だけを瞬時に加工することが可能である。そのた
め、従来のように第３の光導波路がダイシング溝によっ
て分断されることもない。
【００１７】ここで、前記エキシマレーザの照射による
光導波路層の選択的な除去工程においては、石英系材料
に対するエキシマレーザの吸収効率は、当該石英系材料
での不純物の濃度に比例する傾向があるので、イオン注
入あるいはイオン交換によって高濃度にゲルマニウムや
リン、あるいは他の金属イオンをドーピングすることに
より、エキシマレーザの吸収効率を高めて、光導波路層
の除去に必要とされる加工時間の短縮を図ることができ
る。なお、前記ＬＤ、ＰＤ、光ファイバを搭載する領域
を、前記エキシマレーザの照射のみによっても形成する
ことは可能であるが、搭載する領域の面積が大きくかつ
光導波路層の厚さが厚い場合には、加工効率の面では前
記した実施形態のように最初に選択エッチングにより光
導波路層の一部を除去しておくことが好ましい。
光導波路層の選択的な除去工程においては、石英系材料
に対するエキシマレーザの吸収効率は、当該石英系材料
での不純物の濃度に比例する傾向があるので、イオン注
入あるいはイオン交換によって高濃度にゲルマニウムや
リン、あるいは他の金属イオンをドーピングすることに
より、エキシマレーザの吸収効率を高めて、光導波路層
の除去に必要とされる加工時間の短縮を図ることができ
る。なお、前記ＬＤ、ＰＤ、光ファイバを搭載する領域
を、前記エキシマレーザの照射のみによっても形成する
ことは可能であるが、搭載する領域の面積が大きくかつ
光導波路層の厚さが厚い場合には、加工効率の面では前
記した実施形態のように最初に選択エッチングにより光
導波路層の一部を除去しておくことが好ましい。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明の製造方法
は、光導波路層の光素子との光結合領域に不純物を選択
的に注入し、かつレーザを照射して光導波路層を選択的
に除去することにより光導波路層の端面を垂直面に形成
しているので、光結合領域の断面を垂直断面として光結
合効率の高い光平面回路を形成する場合に、光導波路の
光結合領域の端面の加工を従来のダイシングで行う必要
がなく、これにより、光導波路層の任意の箇所だけを瞬
時に加工して光結合領域に垂直面を形成することが可能
となり、ダイシング加工の際に生じた光導波路の分断を
回避でき、導波路設計の自由度を拡大し、かつ小型な光
平面回路を容易に形成することが可能となる。
は、光導波路層の光素子との光結合領域に不純物を選択
的に注入し、かつレーザを照射して光導波路層を選択的
に除去することにより光導波路層の端面を垂直面に形成
しているので、光結合領域の断面を垂直断面として光結
合効率の高い光平面回路を形成する場合に、光導波路の
光結合領域の端面の加工を従来のダイシングで行う必要
がなく、これにより、光導波路層の任意の箇所だけを瞬
時に加工して光結合領域に垂直面を形成することが可能
となり、ダイシング加工の際に生じた光導波路の分断を
回避でき、導波路設計の自由度を拡大し、かつ小型な光
平面回路を容易に形成することが可能となる。
【図１】本発明の光平面回路の一実施形態の平面図とそ
のＡＡ線拡大断面図である。
のＡＡ線拡大断面図である。
【図２】図１の光平面回路の製造方法を説明するための
図１（ｂ）と同じ箇所の断面図である。
図１（ｂ）と同じ箇所の断面図である。
【図３】従来の光平面回路の一例の平面図とそのＢＢ線
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図４】従来の要望される光平面回路の平面図である。
【図５】従来の問題が生じている光平面回路の平面図で
ある。
ある。
１１ Ｓｉ基板 １２ 光導波路層 １３ 下部クラッド層 １４ コア層（光導波路） １５ 上部クラッド層 ２１ ＬＤ（レーザダイオード） ２２ ＰＤ（フォトダイオード） ２３ 光ファイバ ２４ ミラー ３０ Ｓｉ基板 ３１ 光導波路層 ３２，３３，３５ 光導波路 ３４ ダイシング溝
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平10−48449（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−166715（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−125072（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−133159（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−188495（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 6/12 - 6/138 H01S 5/00 - 5/50 H01L 21/302
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に石英系材料を積層して光導波路
を含む光導波路層を形成する工程と、前記光導波路に光
結合する光素子を搭載する領域の前記光導波路層を選択
的に除去する工程と、前記光導波路層が除去された領域
の前記基板上に前記光素子を搭載する工程とを含む光平
面回路の製造方法において、前記光導波路層の前記光素
子との光結合領域に不純物を選択的に注入し、かつレー
ザを照射して前記光結合領域の前記光導波路層を選択的
に除去し、その除去した前記光導波路層の端面を垂直面
に形成する工程を含むことを特徴とする光平面回路の製
造方法。 - 【請求項２】 前記不純物の注入はゲルマニウム、リン
等の金属をイオン注入し、前記レーザの照射は紫外線エ
キシマレーザを照射する工程である請求項１に記載の光
平面回路の製造方法。 - 【請求項３】 前記光導波路層の前記光素子を搭載する
領域をエッチング法により除去し、しかる後に前記不純
物の注入とレーザの照射を行う工程を含む請求項１また
は２に記載の光平面回路の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35732098A JP3271594B2 (ja) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | 光平面回路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP35732098A JP3271594B2 (ja) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | 光平面回路の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000180647A JP2000180647A (ja) | 2000-06-30 |
| JP3271594B2 true JP3271594B2 (ja) | 2002-04-02 |
Family
ID=18453522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP35732098A Expired - Fee Related JP3271594B2 (ja) | 1998-12-16 | 1998-12-16 | 光平面回路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3271594B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100427582B1 (ko) * | 2002-08-08 | 2004-04-28 | 한국전자통신연구원 | 광도파로 플랫폼 및 그 제조 방법 |
-
1998
- 1998-12-16 JP JP35732098A patent/JP3271594B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000180647A (ja) | 2000-06-30 |
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