JPH05264832A - ガイド溝付き光導波路の製作方法 - Google Patents
ガイド溝付き光導波路の製作方法Info
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- JPH05264832A JPH05264832A JP4091996A JP9199692A JPH05264832A JP H05264832 A JPH05264832 A JP H05264832A JP 4091996 A JP4091996 A JP 4091996A JP 9199692 A JP9199692 A JP 9199692A JP H05264832 A JPH05264832 A JP H05264832A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 調心作業を必要とせず、コアとガイド溝の相
対位置の精度が高い光導波路を製作できるようにする。 【構成】 シリコン基板１の表面に光導波路のバッファ
層２を、その上にコア層３を形成し、同コア層３の表面
にコアパターンとガイド溝パターンとが表示されている
フォトマスクを重ね、それらのパターンをコア層３に転
写してコア層３の上に同パターンと同じ形状のマスク材
４を形成し、同シリコン基板１のうちマスク材４でマス
クされない部分をエッチングしてエッチングされない部
分にガイド溝縁５とコア６とを形成し、同ガイド溝縁５
の上を溝縁用マスク材７でマスクしてマスクしてコア６
の回りにクラッド層８を形成し、シリコン異方性エッチ
ングによりシリコン基板１のうち隣合うガイド溝縁５の
内側にガイド溝９を形成する。
対位置の精度が高い光導波路を製作できるようにする。 【構成】 シリコン基板１の表面に光導波路のバッファ
層２を、その上にコア層３を形成し、同コア層３の表面
にコアパターンとガイド溝パターンとが表示されている
フォトマスクを重ね、それらのパターンをコア層３に転
写してコア層３の上に同パターンと同じ形状のマスク材
４を形成し、同シリコン基板１のうちマスク材４でマス
クされない部分をエッチングしてエッチングされない部
分にガイド溝縁５とコア６とを形成し、同ガイド溝縁５
の上を溝縁用マスク材７でマスクしてマスクしてコア６
の回りにクラッド層８を形成し、シリコン異方性エッチ
ングによりシリコン基板１のうち隣合うガイド溝縁５の
内側にガイド溝９を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバとの接続に使
用されるガイド溝付き光導波路の製作方法に関するもの
である。
用されるガイド溝付き光導波路の製作方法に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光導波路と光ファイバを接続するには、
従来は光導波路と光ファイバのコアとが一致するように
調心した後、光ファイバを光導波路に接着剤で固定して
いた。しかし、接着剤は硬化時に収縮するため固定時に
光導波路と光ファイバとの位置がずれてしまい、精度良
く接続することが困難であった。また、微調整による調
心や接着剤による固定を行う必要があるため接続作業に
時間がかかり、また光ファイバを光導波路から取外すこ
とができないため光導波路の利用が著しく限定されてし
まうという問題があった。
従来は光導波路と光ファイバのコアとが一致するように
調心した後、光ファイバを光導波路に接着剤で固定して
いた。しかし、接着剤は硬化時に収縮するため固定時に
光導波路と光ファイバとの位置がずれてしまい、精度良
く接続することが困難であった。また、微調整による調
心や接着剤による固定を行う必要があるため接続作業に
時間がかかり、また光ファイバを光導波路から取外すこ
とができないため光導波路の利用が著しく限定されてし
まうという問題があった。
【０００３】上記問題を解決するため従来は光ファイバ
を接続剤を用いずに接続でき、しかも光ファイバの着脱
が可能な光導波路が提案されている。この光導波路は図
３のようにコネクタベ−スＡと、導波路基板Ｂと、二本
のガイドピンＣとから構成さている。この光導波路の組
立ては、導波路基板Ｂをコネクタベ−スＡに接着固定
し、次に、ガイドピンＣを導波路基板５１に挿入し、ガ
イドピンＣを導波路基板Ｂのコアと設計値通りの位置関
係になる様に調心してから、ガイドピンＣをコネクタベ
−スＡに接着固定して行なわれている。
を接続剤を用いずに接続でき、しかも光ファイバの着脱
が可能な光導波路が提案されている。この光導波路は図
３のようにコネクタベ−スＡと、導波路基板Ｂと、二本
のガイドピンＣとから構成さている。この光導波路の組
立ては、導波路基板Ｂをコネクタベ−スＡに接着固定
し、次に、ガイドピンＣを導波路基板５１に挿入し、ガ
イドピンＣを導波路基板Ｂのコアと設計値通りの位置関
係になる様に調心してから、ガイドピンＣをコネクタベ
−スＡに接着固定して行なわれている。
【０００４】次に、前記光導波路のコアと光ファイバＤ
との接続は、光ファイバＤが固定されているコネクタＥ
の嵌合穴ＱにガイドピンＣを挿入することにより行な
う。しかし、この方法でもガイドピンＣの調心が必要で
あるためコネクタベ−スＡ、導波路基板Ｂ、ガイドピン
Ｃの組み立てに時間がかかる。
との接続は、光ファイバＤが固定されているコネクタＥ
の嵌合穴ＱにガイドピンＣを挿入することにより行な
う。しかし、この方法でもガイドピンＣの調心が必要で
あるためコネクタベ−スＡ、導波路基板Ｂ、ガイドピン
Ｃの組み立てに時間がかかる。
【０００５】従来は図３の光導波路の他に図４の光導波
路も提案されている（特開平１−２９１２０４）。これ
は、コアＦの両側にＶ字状のガイド溝Ｇを形成した導波
路基板Ｈの上に、台形状の重合溝Ｉが形成されている重
合基板Ｊを重合してなる。そして前記ガイド溝Ｇと重合
溝Ｉとで形成される嵌合穴Ｋに、光ファイバＬが挿入固
定されている光コネクタＭのガイドピンＮを嵌入するこ
とにより、光ファイバＬと光導波路のコアＦとが光接続
されるようにしてある。この光導波路は部品の組み立て
に調心を必要とせず組み立てが簡単であるという利点が
ある。
路も提案されている（特開平１−２９１２０４）。これ
は、コアＦの両側にＶ字状のガイド溝Ｇを形成した導波
路基板Ｈの上に、台形状の重合溝Ｉが形成されている重
合基板Ｊを重合してなる。そして前記ガイド溝Ｇと重合
溝Ｉとで形成される嵌合穴Ｋに、光ファイバＬが挿入固
定されている光コネクタＭのガイドピンＮを嵌入するこ
とにより、光ファイバＬと光導波路のコアＦとが光接続
されるようにしてある。この光導波路は部品の組み立て
に調心を必要とせず組み立てが簡単であるという利点が
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図４の導波路基板Ｈは
シリコン（Ｓｉ）基板上に石英ガラスを通常の火炎堆積
法により堆積してコアＦを形成し、同コアＦの両側に機
械加工によりガイド溝Ｇを形成してある。この場合、ガ
イド溝ＧとコアＦとの相対的位置の精度を良くしなけれ
ばならないが、従来はコアＦとガイド溝Ｇを別々の装置
で別工程で形成しているので、前記の相対的位置が設計
値通りになりにくい。また、ガイドピンＮの製作もコア
Ｆ、ガイド溝Ｇの製作と別に行なわれるので、組み立て
作業の悪化、組み立て精度の低下を招き、光導波路と光
コネクタＭとを接続したときに光導波路のコアＦと光コ
ネクタＭの光ファイバＮとが位置ずれして接続ロスが増
加するという問題があった。
シリコン（Ｓｉ）基板上に石英ガラスを通常の火炎堆積
法により堆積してコアＦを形成し、同コアＦの両側に機
械加工によりガイド溝Ｇを形成してある。この場合、ガ
イド溝ＧとコアＦとの相対的位置の精度を良くしなけれ
ばならないが、従来はコアＦとガイド溝Ｇを別々の装置
で別工程で形成しているので、前記の相対的位置が設計
値通りになりにくい。また、ガイドピンＮの製作もコア
Ｆ、ガイド溝Ｇの製作と別に行なわれるので、組み立て
作業の悪化、組み立て精度の低下を招き、光導波路と光
コネクタＭとを接続したときに光導波路のコアＦと光コ
ネクタＭの光ファイバＮとが位置ずれして接続ロスが増
加するという問題があった。
【０００７】本発明の目的は調心作業を必要とせず、し
かもガイド溝とコアとの相対位置の精度が良好な光導波
路を製作できるガイド溝付き光導波路の製作方法を提供
することにある。
かもガイド溝とコアとの相対位置の精度が良好な光導波
路を製作できるガイド溝付き光導波路の製作方法を提供
することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するためコアとガイド溝との製作を一枚のフォトマスク
を用いて同じ工程で形成するようにしたものである。即
ち、図１（ａ）のようにシリコン基板１の表面に光導波
路のバッファ層２を、その上にコア層３を形成し、同コ
ア層３の表面にコアパターンとガイド溝パターンとが表
示されているフォトマスクを重ね、それらのパターンを
コア層３に転写して図１（ｂ）のようにコア層３の上に
同パターンと同じ形状のマスク材４を形成し、同シリコ
ン基板１のうちマスク材４でマスクされない部分をエッ
チングしてエッチングされない部分に図１（ｃ）のよう
にガイド溝縁５とコア６とを形成し、同ガイド溝縁５の
上を図１（ｄ）のように溝縁用マスク材７でマスクして
コア６の回りにクラッド層８を形成し、図１（ｅ）のよ
うにシリコン異方性エッチングによりシリコン基板１の
うち隣合うガイド溝縁５の内側にガイド溝９を形成する
ものである。
するためコアとガイド溝との製作を一枚のフォトマスク
を用いて同じ工程で形成するようにしたものである。即
ち、図１（ａ）のようにシリコン基板１の表面に光導波
路のバッファ層２を、その上にコア層３を形成し、同コ
ア層３の表面にコアパターンとガイド溝パターンとが表
示されているフォトマスクを重ね、それらのパターンを
コア層３に転写して図１（ｂ）のようにコア層３の上に
同パターンと同じ形状のマスク材４を形成し、同シリコ
ン基板１のうちマスク材４でマスクされない部分をエッ
チングしてエッチングされない部分に図１（ｃ）のよう
にガイド溝縁５とコア６とを形成し、同ガイド溝縁５の
上を図１（ｄ）のように溝縁用マスク材７でマスクして
コア６の回りにクラッド層８を形成し、図１（ｅ）のよ
うにシリコン異方性エッチングによりシリコン基板１の
うち隣合うガイド溝縁５の内側にガイド溝９を形成する
ものである。
【０００９】
【作用】本発明のガイド溝付き光導波路の製作方法によ
ればコア６とガイド溝９の相対位置が一枚のフォトマス
クで決められるので、コア６とガイド溝９の相対位置の
精度が向上する。また、ガイド溝９の深さは隣合うガイ
ド溝縁５間の間隔で決められるので、その間隔をフォト
マスク上でコントロ−ルすることによりガイド溝９の深
さを任意に選択することもできる。
ればコア６とガイド溝９の相対位置が一枚のフォトマス
クで決められるので、コア６とガイド溝９の相対位置の
精度が向上する。また、ガイド溝９の深さは隣合うガイ
ド溝縁５間の間隔で決められるので、その間隔をフォト
マスク上でコントロ−ルすることによりガイド溝９の深
さを任意に選択することもできる。
【００１０】
【実施例】図１に本発明のガイド溝付き光導波路の製作
方法の一実施例を示す。その製作は次の〜の順に行
なう。
方法の一実施例を示す。その製作は次の〜の順に行
なう。
【００１１】．図１（ａ）のＳｉ基板１として（１０
０）面結晶のものを使用し、同Ｓｉ基板１の表面に石英
ガラスを火炎堆積法を用いて積法させて、下にバッファ
層２を、その上にコア層３を形成する。
０）面結晶のものを使用し、同Ｓｉ基板１の表面に石英
ガラスを火炎堆積法を用いて積法させて、下にバッファ
層２を、その上にコア層３を形成する。
【００１２】．コア層３の表面に図示しないレジスト
を塗布し、その上に図示しないガイド溝パターンとコア
パターンが表示されているフォトマスクをのせ、その上
から光を照射してガイド溝パターンとコアパターンの部
分を感光してコア層３の上にガイド溝パターンとコアパ
ターンを転写し、図１（ｂ）のように同パターンと同じ
形状のマスク材４を形成する。このとき、ガイド溝パタ
ーンはＳｉ基板１の（１１０）面と平行になるように、
例えば、Ｓｉ基板１のオリエンテ−ションフラットを基
準に位置合わせをする。また、位置合わせの精度を上げ
る為にプリエッチングを行ない、それをもとに位置合わ
せをする。
を塗布し、その上に図示しないガイド溝パターンとコア
パターンが表示されているフォトマスクをのせ、その上
から光を照射してガイド溝パターンとコアパターンの部
分を感光してコア層３の上にガイド溝パターンとコアパ
ターンを転写し、図１（ｂ）のように同パターンと同じ
形状のマスク材４を形成する。このとき、ガイド溝パタ
ーンはＳｉ基板１の（１１０）面と平行になるように、
例えば、Ｓｉ基板１のオリエンテ−ションフラットを基
準に位置合わせをする。また、位置合わせの精度を上げ
る為にプリエッチングを行ない、それをもとに位置合わ
せをする。
【００１３】．フッ素系エッチングガスによる反応性
イオンエッチングを行なって、図１（ｃ）のようにバッ
ファ層２、コア層３のうちマスク材４でマスクされてい
ない部分のみをエッチングし、残りの部分にガイド溝パ
ターンと同じ形状のガイド溝縁５と、コアパターンと同
じ形状のコア６とを形成する。エッチングは完全にＳｉ
基板１が露出するまで行う。エッチングの終了後、除去
剤を用いてマスク材４を除去する。
イオンエッチングを行なって、図１（ｃ）のようにバッ
ファ層２、コア層３のうちマスク材４でマスクされてい
ない部分のみをエッチングし、残りの部分にガイド溝パ
ターンと同じ形状のガイド溝縁５と、コアパターンと同
じ形状のコア６とを形成する。エッチングは完全にＳｉ
基板１が露出するまで行う。エッチングの終了後、除去
剤を用いてマスク材４を除去する。
【００１４】．再び火災堆積法を用いて図１（ｄ）の
ようにコア６の回りにクラッド層８を形成する。このと
き、ガイド溝縁５の上にそれを埋込まない様に板状の溝
縁用マスク板７をのせて仮固定し、ガイド溝縁５にクラ
ッド層８が堆積しないようにする。この溝縁用マスク板
７はクラッド層８を形成した後に取り除く。
ようにコア６の回りにクラッド層８を形成する。このと
き、ガイド溝縁５の上にそれを埋込まない様に板状の溝
縁用マスク板７をのせて仮固定し、ガイド溝縁５にクラ
ッド層８が堆積しないようにする。この溝縁用マスク板
７はクラッド層８を形成した後に取り除く。
【００１５】．図１（ｅ）のガイド溝縁５をマスクと
してＳｉ基板１を異方性エッチングする。この場合、エ
チレンジアミンピロカテコ−ル等のアルカリエッチング
液に図１（ｃ）のＳｉ基板１を浸せば、Ｓｉ基板１のう
ちが露出している箇所のみエッチングされて、図１
（ｅ）のように隣り合うガイド溝縁５の間にＶ字状のガ
イド溝９が形成される。
してＳｉ基板１を異方性エッチングする。この場合、エ
チレンジアミンピロカテコ−ル等のアルカリエッチング
液に図１（ｃ）のＳｉ基板１を浸せば、Ｓｉ基板１のう
ちが露出している箇所のみエッチングされて、図１
（ｅ）のように隣り合うガイド溝縁５の間にＶ字状のガ
イド溝９が形成される。
【００１６】本発明のガイド溝付き光導波路の製作方法
では、図１（ｄ）のクラッド層８を形成する工程と、図
１（ｅ）のガイド溝９を形成する工程の順序を逆にして
も良い。
では、図１（ｄ）のクラッド層８を形成する工程と、図
１（ｅ）のガイド溝９を形成する工程の順序を逆にして
も良い。
【００１７】本発明のガイド溝付き光導波路の製作方法
で製作した光導波路と、光ファイバが固定された光コネ
クタとを接続するには図２のようにする。先ず、光導波
路２０に重合基板２１を重合し接着固定し、光導波路２
０のガイド溝９と重合基板２１にエッチングや機械加工
等で製作されている重合溝２２とにより嵌合穴２３を形
成する。この場合、重合基板２１にはＳｉ基板１と熱膨
張係数が同じシリコンか、ほぼ同じであるボロシリケ−
トガラス等を使用する。
で製作した光導波路と、光ファイバが固定された光コネ
クタとを接続するには図２のようにする。先ず、光導波
路２０に重合基板２１を重合し接着固定し、光導波路２
０のガイド溝９と重合基板２１にエッチングや機械加工
等で製作されている重合溝２２とにより嵌合穴２３を形
成する。この場合、重合基板２１にはＳｉ基板１と熱膨
張係数が同じシリコンか、ほぼ同じであるボロシリケ−
トガラス等を使用する。
【００１８】次に、図２の嵌合穴２３に光コネクタ２４
から突出しているガイドピン２５を嵌入して、光コネク
タ２４に挿入されている光ファイバ２６の接合端面２７
を光導波路２０のコア６に光学的に接合する。
から突出しているガイドピン２５を嵌入して、光コネク
タ２４に挿入されている光ファイバ２６の接合端面２７
を光導波路２０のコア６に光学的に接合する。
【００１９】
【発明の効果】本発明のガイド溝付き光導波路の製作方
法によれば次のような効果がある。 ．コア６とガイド溝９の相対位置の精度が高い光導波
路を製作できる。 ．コア６とガイド溝９の相対位置の精度が高いので、
光導波路のガイド溝９に、光コネクタ２４のガイドピン
２５を嵌入するだけで光導波路２０のコア６と光コネク
タ２４の光ファイバ２５の光軸が一致し、調心作業を必
要としないので接合作業が容易になる。 ．ガイド溝９の深さを容易に調節でき、しかも深さの
精度を高めることもできる。
法によれば次のような効果がある。 ．コア６とガイド溝９の相対位置の精度が高い光導波
路を製作できる。 ．コア６とガイド溝９の相対位置の精度が高いので、
光導波路のガイド溝９に、光コネクタ２４のガイドピン
２５を嵌入するだけで光導波路２０のコア６と光コネク
タ２４の光ファイバ２５の光軸が一致し、調心作業を必
要としないので接合作業が容易になる。 ．ガイド溝９の深さを容易に調節でき、しかも深さの
精度を高めることもできる。
【図１】（ａ）〜（ｅ）は本発明のガイド溝付き光導波
路の製作方法の工程説明図。
路の製作方法の工程説明図。
【図２】本発明の製作方法で製作されたガイド溝付き光
導波路を用いた光ファイバの接続方法の説明図。
導波路を用いた光ファイバの接続方法の説明図。
【図３】従来の光導波路と光ファイバの接続方法の説明
図。
図。
【図４】従来の光導波路と光ファイバの他の接続方法の
説明図。
説明図。
１ シリコン基板 ２ バッファ層 ３ コア層 ４ マスク材 ５ ガイド溝縁 ６ コア ７ 溝縁用マスク材 ８ クラッド層 ９ ガイド溝
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコン基板１の表面に光導波路のバッ
ファ層２を、その上にコア層３を形成し、同コア層３の
表面にコアパターンとガイド溝パターンとが表示されて
いるフォトマスクを重ね、それらのパターンをコア層３
に転写してコア層３の上に同パターンと同じ形状のマス
ク材４を形成し、同シリコン基板１のうちマスク材４で
マスクされない部分をエッチングしてエッチングされな
い部分にガイド溝縁５とコア６とを形成し、同ガイド溝
縁５の上を溝縁用マスク材７でマスクしてマスクしてコ
ア６の回りにクラッド層８を形成し、シリコン異方性エ
ッチングによりシリコン基板１のうち隣合うガイド溝縁
５の内側にガイド溝９を形成することを特徴とするガイ
ド溝付き光導波路の製作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04091996A JP3133474B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | ガイド溝付き光導波路の製作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04091996A JP3133474B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | ガイド溝付き光導波路の製作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05264832A true JPH05264832A (ja) | 1993-10-15 |
| JP3133474B2 JP3133474B2 (ja) | 2001-02-05 |
Family
ID=14042045
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04091996A Expired - Fee Related JP3133474B2 (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | ガイド溝付き光導波路の製作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3133474B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000019343A (ja) * | 1998-07-02 | 2000-01-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路素子 |
| GB2381082A (en) * | 2001-10-17 | 2003-04-23 | Marconi Caswell Ltd | Optical waveguide with alignment feature in core layer |
| CN100367059C (zh) * | 2001-01-16 | 2008-02-06 | 莫列斯公司 | 光纤的无源对准连接 |
| JP2015064413A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | 富士通株式会社 | 光半導体素子とその製造方法 |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP04091996A patent/JP3133474B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000019343A (ja) * | 1998-07-02 | 2000-01-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路素子 |
| CN100367059C (zh) * | 2001-01-16 | 2008-02-06 | 莫列斯公司 | 光纤的无源对准连接 |
| GB2381082A (en) * | 2001-10-17 | 2003-04-23 | Marconi Caswell Ltd | Optical waveguide with alignment feature in core layer |
| JP2015064413A (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-09 | 富士通株式会社 | 光半導体素子とその製造方法 |
| US9239438B2 (en) | 2013-09-24 | 2016-01-19 | Fujitsu Limited | Optical semiconductor element and method of manufacturing the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3133474B2 (ja) | 2001-02-05 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |