JPH0453105B2 - - Google Patents
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- JPH0453105B2 JPH0453105B2 JP60264718A JP26471885A JPH0453105B2 JP H0453105 B2 JPH0453105 B2 JP H0453105B2 JP 60264718 A JP60264718 A JP 60264718A JP 26471885 A JP26471885 A JP 26471885A JP H0453105 B2 JPH0453105 B2 JP H0453105B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
- H01L21/302—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
- H01L21/306—Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
- H01L21/3063—Electrolytic etching
- H01L21/30635—Electrolytic etching of AIIIBV compounds
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Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は光集積回路の製造に利用する。特に、
遠距離通信やその他の信号の処理に適した集積回
路の製造方法に関する。 〔概要〕 本発明は、光集積回路の光伝送層を加工する方
法において、 強度が線形に変化する半影を上記光伝送層に照
射し、光照射により活性化される電解エツチング
を行うことにより、 上記光伝送層をテーパ状にエツチングして他の
素子との光学的な接続を容易にするものである。 〔従来の技術〕 光周波数で動作する光能動素子の発達により、
光周波数の信号を用いて遠距離通信を行うことが
可能となつた。このような素子としては、例えば
光源、光検出器、変調器およびスイツチ等があ
る。これらの素子は光信号で動作するが、通常は
電子的に制御する必要がある。したがつて、光能
動素子を含む光集積回路を製造するためには、光
信号（トラヒツク）を伝送するパスと、電子的な
制御信号を伝達するパスとを、同一の半導体チツ
プ上に形成する必要がある。ここで光集積回路と
は、光学的な機能と電子的な機能とが同一の半導
体チツプに集積化された素子をいう。 光集積回路を製造するには、特に、光信号のパ
ス、電子的な制御信号のパスおよび能動素子等
を、エピタキシヤル成長およびエツチングにより
層構造に形成する必要がある。このような構造で
は、光信号パスとして、例えばインジウム・リン
やガリウム・ヒ素等の光伝送材料で形成された適
当な形状のストリツプを用いる。光能動素子の光
信号パスを相互に接続する必要があるが、このた
めには、光信号パスの終端部をテーパ状すなわち
先細りの形状にすると有効であることが公知であ
る。 光照射により電解エツチングの速度を制御して
光のパスを形成する技術はすでに確立されてい
る。ベル研究所による論文では、このような方法
によりレンズを製造した例を開示しており、適当
な光パターンを用いて任意の形状に製造できるこ
とを開示している。米国特許第4415414号明細書
には、不透明の部分と透明の部分とがリング状に
交互に配置されたマスクを用いたレンズの製造方
法が開示れている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、光集積回路を製造するためには、テー
パ状の形状の部分の位置および大きさを正確に制
御する必要がある。 本発明は、光電子素子の光信号パスをテーパ状
に加工するための簡単な方法を提供することを目
的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の光集積回路の製造方法は、光集積回路
に設けられた光伝送層に半影部を含む光線を照射
し、この半影部の連続的に変化する光強度により
エツチング速度を制御して、上記光伝送層をテー
パ状に加工することを特徴とする。 光源に対して影を作ると、その境界線には光源
の一部分のみから照射された影の部分が生じ、明
るさが連続的に変化する。この部分を「半影」と
いう。 本発明の方法は、テーパ状の形状を広い範囲で
変化させることができる。例えば、光伝送層の５
ないし1000倍の長さにわたりテーパ状に加工でき
る。実用的には、厚さに対して20ないし150倍、
特に60ないし70倍の長さで先細る形状が望まし
い。厚さは通常は２ないし10μｍ、例えば3μｍで
ある。本発明の方法は、テーパ状の領域の大きさ
を容易に調整できる。 本発明の第二の発明は上記の方法を実施する装
置である。すなわち、電解エツチングを行うため
の反応容器と、この反応容器の外側に配置された
光源と、この反応容器と上記光源との間に配置さ
れ、上記光源からの光線の半影を作るスクリーン
とを備えたことを特徴とする。 〔作用〕 本発明の光集積回路の製造方法は、光信号パス
の終端部をテーパ状に加工するために、スクリー
ンにより生じる半影を用いる。半影の光学的性質
から、基板表面に強度が線形に変化する光を照射
できる。したがつて、照射光強度により反応速度
の変化する電解エツチングを行い、光信号パスの
表面を斜めにエツチングできる。光信号パスだけ
を選択的にエツチングする方法は多くの方法が公
知である。 〔実施例〕 第１図および第２図は本発明実施例光集積回路
の製造装置の概略を示す説明図である。 ガラス製の反応容器２０内に電解液２１を入
れ、この電解液２１に三つの電極、すなわちアノ
ード電極２２、カソード電極２４および制御用の
カロメル電極２８を入れる。インジウム・リン、
ガリウム・インジウム・ヒ素・リンまたはガリウ
ム・インジウム・ヒ素をエツチングする場合に
は、電解液２１として水酸化アンモニウムおよび
酒石酸アンモニウムの水溶液を用いる。アノード
電極２２としてはエツチング処理しようとする素
子を用い、カソード電極２４としてはグラフアイ
ト棒を用いる。 アノード電極２２、カソード電極２４およびカ
ロメル電極２８は、エツチングを行うための電力
を供給する外部回路２３に接続される。外部回路
２３は、アノード電極２２、カソード電極２４お
よびカロメル電極２８に接続されたポテンシヨス
タツトを備えている。ポテンシヨスタツトは、エ
ツチング電流を連続的に調節し、アノード電極２
２とカロメル電極２８すなわち電解液２１との電
位差をあらかじめ設定された値に保つ。 電解液２１によるアノード電極２２のエツチン
グ反応は、スリツト２６で収束された水銀ランプ
２５からの光が照射されたときだけ進行する。水
銀ランプ２５およびスリツト２６は、反応容器２
０の外側に配置されている。水銀ランプ２５とア
ノード電極２２との間（反応容器２０の外側）に
は、スクリーン２７が配置される。反応容器２０
の少なくとも光が入射する部分は、光の散乱およ
び歪を許容レベルに保つことができる程度の品質
に製造されている。 第２図はスリツト２６とスクリーン２７との正
確な配置を示す図である。 スリツト２６とスクリーン２７との距離をＵ、
スクリーン２７とアノード電極２２との距離を
Ｖ、スリツト２６の開口部の幅をＳとする。スリ
ツト２６の開口部から球面状に光線が拡散すると
仮定すると、アノード電極２２上に生じる半影の
長さＰ（第２図における点Ａと点Ｂとの間）は、 Ｐ＝（Ｖ／Ｕ）Ｓ で表される。距離Ｕ、Ｖおよび幅Ｓの値を広い範
囲で簡単に調節できるので、半影の長さＰの値も
同様に調節可能である。この半影の長さＰが、エ
ツチングにより形成されるテーパ状の部分の長さ
に一致する。 例えば、スリツト２６の開口部の幅Ｓを500μ
ｍとし、スリツト２６とスクリーン２７との距離
Ｕを５cm、スクリーン２７とアノード電極２２と
の距離Ｖを2.5cmとなるように配置する。スリツ
ト２６の開口部から放射された光線がアノード電
極２２を照らし、スクリーン２７はアノード電極
２２に影を落とす。点Ａと点Ｘとの間の領域は、
完全な影になるためエツチング反応が生じない。
点Ｂと点Ｙとの間の領域は完全に照射されるため
速いエツチング反応が生じる。点Ａと点Ｂとの間
の領域は、照射強度が線形に変化する半影部とな
る。点Ａではエツチングの反応速度が遅く、点Ｂ
に近づくほど反応速度が速くなる。このため、こ
の領域をテーパ状にエツチングすることができ
る。点Ａと点Ｂとの間の領域の長さは、スリツト
２６の開口部の幅Ｓの半分すなわち250μｍであ
る。 以上の理論はスクリーン２７での回折の影響を
考慮していない。回折の影響を考慮し、スリツト
２６が幅の無い線源すなわちＳ＝０と仮定できる
場合には、半影の長さＱは、 Ｑ＝〔（Ｖ／Ｕ）（Ｖ＋Ｕ）λ〕0.5 で表される。ここで、距離Ｕ、Ｖについては既に
定義した。λは照射光の波長である。この半影の
長さＱは回折により生じる全体の長さを示す。 下記の表に、幅Ｓ、距離Ｕ、Ｖおよび波長λの
値に対する半影の長さＰ、Ｑの計算値と、エツチ
ングにより得られたテーパ状の部分の長さの測定
値Ｍとを示す。ここで、Ａ、Ｂの場合には、エツ
チングされる層としてn+GaAsを用い、Ｃの場合
には、n+InPを用いた。
遠距離通信やその他の信号の処理に適した集積回
路の製造方法に関する。 〔概要〕 本発明は、光集積回路の光伝送層を加工する方
法において、 強度が線形に変化する半影を上記光伝送層に照
射し、光照射により活性化される電解エツチング
を行うことにより、 上記光伝送層をテーパ状にエツチングして他の
素子との光学的な接続を容易にするものである。 〔従来の技術〕 光周波数で動作する光能動素子の発達により、
光周波数の信号を用いて遠距離通信を行うことが
可能となつた。このような素子としては、例えば
光源、光検出器、変調器およびスイツチ等があ
る。これらの素子は光信号で動作するが、通常は
電子的に制御する必要がある。したがつて、光能
動素子を含む光集積回路を製造するためには、光
信号（トラヒツク）を伝送するパスと、電子的な
制御信号を伝達するパスとを、同一の半導体チツ
プ上に形成する必要がある。ここで光集積回路と
は、光学的な機能と電子的な機能とが同一の半導
体チツプに集積化された素子をいう。 光集積回路を製造するには、特に、光信号のパ
ス、電子的な制御信号のパスおよび能動素子等
を、エピタキシヤル成長およびエツチングにより
層構造に形成する必要がある。このような構造で
は、光信号パスとして、例えばインジウム・リン
やガリウム・ヒ素等の光伝送材料で形成された適
当な形状のストリツプを用いる。光能動素子の光
信号パスを相互に接続する必要があるが、このた
めには、光信号パスの終端部をテーパ状すなわち
先細りの形状にすると有効であることが公知であ
る。 光照射により電解エツチングの速度を制御して
光のパスを形成する技術はすでに確立されてい
る。ベル研究所による論文では、このような方法
によりレンズを製造した例を開示しており、適当
な光パターンを用いて任意の形状に製造できるこ
とを開示している。米国特許第4415414号明細書
には、不透明の部分と透明の部分とがリング状に
交互に配置されたマスクを用いたレンズの製造方
法が開示れている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかし、光集積回路を製造するためには、テー
パ状の形状の部分の位置および大きさを正確に制
御する必要がある。 本発明は、光電子素子の光信号パスをテーパ状
に加工するための簡単な方法を提供することを目
的とする。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の光集積回路の製造方法は、光集積回路
に設けられた光伝送層に半影部を含む光線を照射
し、この半影部の連続的に変化する光強度により
エツチング速度を制御して、上記光伝送層をテー
パ状に加工することを特徴とする。 光源に対して影を作ると、その境界線には光源
の一部分のみから照射された影の部分が生じ、明
るさが連続的に変化する。この部分を「半影」と
いう。 本発明の方法は、テーパ状の形状を広い範囲で
変化させることができる。例えば、光伝送層の５
ないし1000倍の長さにわたりテーパ状に加工でき
る。実用的には、厚さに対して20ないし150倍、
特に60ないし70倍の長さで先細る形状が望まし
い。厚さは通常は２ないし10μｍ、例えば3μｍで
ある。本発明の方法は、テーパ状の領域の大きさ
を容易に調整できる。 本発明の第二の発明は上記の方法を実施する装
置である。すなわち、電解エツチングを行うため
の反応容器と、この反応容器の外側に配置された
光源と、この反応容器と上記光源との間に配置さ
れ、上記光源からの光線の半影を作るスクリーン
とを備えたことを特徴とする。 〔作用〕 本発明の光集積回路の製造方法は、光信号パス
の終端部をテーパ状に加工するために、スクリー
ンにより生じる半影を用いる。半影の光学的性質
から、基板表面に強度が線形に変化する光を照射
できる。したがつて、照射光強度により反応速度
の変化する電解エツチングを行い、光信号パスの
表面を斜めにエツチングできる。光信号パスだけ
を選択的にエツチングする方法は多くの方法が公
知である。 〔実施例〕 第１図および第２図は本発明実施例光集積回路
の製造装置の概略を示す説明図である。 ガラス製の反応容器２０内に電解液２１を入
れ、この電解液２１に三つの電極、すなわちアノ
ード電極２２、カソード電極２４および制御用の
カロメル電極２８を入れる。インジウム・リン、
ガリウム・インジウム・ヒ素・リンまたはガリウ
ム・インジウム・ヒ素をエツチングする場合に
は、電解液２１として水酸化アンモニウムおよび
酒石酸アンモニウムの水溶液を用いる。アノード
電極２２としてはエツチング処理しようとする素
子を用い、カソード電極２４としてはグラフアイ
ト棒を用いる。 アノード電極２２、カソード電極２４およびカ
ロメル電極２８は、エツチングを行うための電力
を供給する外部回路２３に接続される。外部回路
２３は、アノード電極２２、カソード電極２４お
よびカロメル電極２８に接続されたポテンシヨス
タツトを備えている。ポテンシヨスタツトは、エ
ツチング電流を連続的に調節し、アノード電極２
２とカロメル電極２８すなわち電解液２１との電
位差をあらかじめ設定された値に保つ。 電解液２１によるアノード電極２２のエツチン
グ反応は、スリツト２６で収束された水銀ランプ
２５からの光が照射されたときだけ進行する。水
銀ランプ２５およびスリツト２６は、反応容器２
０の外側に配置されている。水銀ランプ２５とア
ノード電極２２との間（反応容器２０の外側）に
は、スクリーン２７が配置される。反応容器２０
の少なくとも光が入射する部分は、光の散乱およ
び歪を許容レベルに保つことができる程度の品質
に製造されている。 第２図はスリツト２６とスクリーン２７との正
確な配置を示す図である。 スリツト２６とスクリーン２７との距離をＵ、
スクリーン２７とアノード電極２２との距離を
Ｖ、スリツト２６の開口部の幅をＳとする。スリ
ツト２６の開口部から球面状に光線が拡散すると
仮定すると、アノード電極２２上に生じる半影の
長さＰ（第２図における点Ａと点Ｂとの間）は、 Ｐ＝（Ｖ／Ｕ）Ｓ で表される。距離Ｕ、Ｖおよび幅Ｓの値を広い範
囲で簡単に調節できるので、半影の長さＰの値も
同様に調節可能である。この半影の長さＰが、エ
ツチングにより形成されるテーパ状の部分の長さ
に一致する。 例えば、スリツト２６の開口部の幅Ｓを500μ
ｍとし、スリツト２６とスクリーン２７との距離
Ｕを５cm、スクリーン２７とアノード電極２２と
の距離Ｖを2.5cmとなるように配置する。スリツ
ト２６の開口部から放射された光線がアノード電
極２２を照らし、スクリーン２７はアノード電極
２２に影を落とす。点Ａと点Ｘとの間の領域は、
完全な影になるためエツチング反応が生じない。
点Ｂと点Ｙとの間の領域は完全に照射されるため
速いエツチング反応が生じる。点Ａと点Ｂとの間
の領域は、照射強度が線形に変化する半影部とな
る。点Ａではエツチングの反応速度が遅く、点Ｂ
に近づくほど反応速度が速くなる。このため、こ
の領域をテーパ状にエツチングすることができ
る。点Ａと点Ｂとの間の領域の長さは、スリツト
２６の開口部の幅Ｓの半分すなわち250μｍであ
る。 以上の理論はスクリーン２７での回折の影響を
考慮していない。回折の影響を考慮し、スリツト
２６が幅の無い線源すなわちＳ＝０と仮定できる
場合には、半影の長さＱは、 Ｑ＝〔（Ｖ／Ｕ）（Ｖ＋Ｕ）λ〕0.5 で表される。ここで、距離Ｕ、Ｖについては既に
定義した。λは照射光の波長である。この半影の
長さＱは回折により生じる全体の長さを示す。 下記の表に、幅Ｓ、距離Ｕ、Ｖおよび波長λの
値に対する半影の長さＰ、Ｑの計算値と、エツチ
ングにより得られたテーパ状の部分の長さの測定
値Ｍとを示す。ここで、Ａ、Ｂの場合には、エツ
チングされる層としてn+GaAsを用い、Ｃの場合
には、n+InPを用いた。
以上説明したように、本発明の光集積回路の製
造方法は、非常に簡単な方法で制御性が良く均一
に光伝送材料をテーパ状に加工できる。テーパ状
に加工された部分は、他の光能動素子との光結合
に利用することができる。したがつて、光集積回
路を安価にしかも均一に製造できる効果がある。
造方法は、非常に簡単な方法で制御性が良く均一
に光伝送材料をテーパ状に加工できる。テーパ状
に加工された部分は、他の光能動素子との光結合
に利用することができる。したがつて、光集積回
路を安価にしかも均一に製造できる効果がある。
第１図は本発明実施例光集積回路の製造方法を
示す説明図。第２図はスリツトとスクリーンとの
正確な配置を示す図。第３図は光集積回路の終端
部に形成された光能動素子の平面図。第４図は光
能動素子の側面図。 １０……光能動素子、１１……光伝送層、１２
……均等部、１３……テーパ部、１４……外表
面、２０……反応容器、２１……電解液、２２…
…アノード電極、２３……外部回路、２４……カ
ソード電極、２５……水銀ランプ、２６……スリ
ツト、２７……スクリーン、２８……カロメル電
極。
示す説明図。第２図はスリツトとスクリーンとの
正確な配置を示す図。第３図は光集積回路の終端
部に形成された光能動素子の平面図。第４図は光
能動素子の側面図。 １０……光能動素子、１１……光伝送層、１２
……均等部、１３……テーパ部、１４……外表
面、２０……反応容器、２１……電解液、２２…
…アノード電極、２３……外部回路、２４……カ
ソード電極、２５……水銀ランプ、２６……スリ
ツト、２７……スクリーン、２８……カロメル電
極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 光集積回路に設けられた光伝送層を光照射に
より活性化し電解エツチングにより加工する方法
を含む光集積回路の製造方法において、 上記光伝送層に半影部を含む光線を照射し、 この半影部の光強度の変化によるエツチング速
度の差を用いて上記光伝送層をテーパ状に形成す
る 方法を含むことを特徴とする光集積回路の製造
方法。 ２ 半影部の光伝送層表面上における長さは、こ
の光伝送層の厚さの５ないし1000倍である特許請
求の範囲第１項に記載の光集積回路の製造方法。 ３ 半影部の光伝送層表面上における長さは、こ
の光伝送層の厚さの20ないし150倍である特許請
求の範囲第２項に記載の光集積回路の製造方法。 ４ 電解エツチングを行うための反応容器と、 この反応容器の外側に配置された光源と、 この反応容器と上記光源との間に配置され、上
記光源からの光線の半影を作るスクリーンと を備えた光集積回路の製造装置。 ５ 光源はスクリーンの端部に対して平行なスリ
ツトを含む特許請求の範囲第４項に記載の光集積
回路の製造装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB848429701A GB8429701D0 (en) | 1984-11-23 | 1984-11-23 | Integrated optoelectronic devices |
| GB8429701 | 1984-11-23 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61159761A JPS61159761A (ja) | 1986-07-19 |
| JPH0453105B2 true JPH0453105B2 (ja) | 1992-08-25 |
Family
ID=10570199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60264718A Granted JPS61159761A (ja) | 1984-11-23 | 1985-11-22 | 光集積回路の製造方法および製造装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JPS61159761A (ja) |
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| DE (1) | DE3568239D1 (ja) |
| GB (1) | GB8429701D0 (ja) |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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| GB8429701D0 (en) | 1985-01-03 |
| JPS61159761A (ja) | 1986-07-19 |
| US4675086A (en) | 1987-06-23 |
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|---|---|---|---|
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