JPH0743542A - 光結合構造とその製造方法 - Google Patents

光結合構造とその製造方法

Info

Publication number
JPH0743542A
JPH0743542A JP19037093A JP19037093A JPH0743542A JP H0743542 A JPH0743542 A JP H0743542A JP 19037093 A JP19037093 A JP 19037093A JP 19037093 A JP19037093 A JP 19037093A JP H0743542 A JPH0743542 A JP H0743542A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
waveguide
optical
groove
anisotropic etching
optical fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP19037093A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2663841B2 (ja
Inventor
Naoki Kitamura
直樹 北村
Yutaka Nishimoto
裕 西本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP5190370A priority Critical patent/JP2663841B2/ja
Publication of JPH0743542A publication Critical patent/JPH0743542A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2663841B2 publication Critical patent/JP2663841B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 煩雑な工程を必要とせずに作製でき、光導波
路と光ファイバの高効率結合を可能にする構造の提供。 【構成】 光導波路と光ファイバの結合構造において光
ファイバに接する導波路端面近傍部分が基板の表面より
上方に、その基板に対して間隙を置いているこのような
構造の採用により従来導波路端面下において出現してい
た(111)面による光ファイバとの結合の妨害が生じ
ないようにすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光ファイバと光導波路の
結合構造に関して、特に簡便かつ高精度の位置合わせを
与える結合構造に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に光通信、光交換システムを構成す
る際にその基本構成要素として光変調器、光合分波器、
光スイッチ等がよく用いられる。これらの構成要素は一
般に光導波路デバイスで構成されるから、光導波路と光
ファイバとの結合は必要不可欠である。特に近年、加入
者網の光化に向けて研究が進み、さらに光デバイスを基
板上へ集積する研究がなされるにつれ、光導波路と光フ
ァイバの光結合はますますその重要性を増し、光の低損
失、作製の簡便性、外力、熱に対する安定性等の特性が
望まれている。
【0003】光導波路と光ファイバの結合に用いられる
従来の一般的な方法は、光学治具を用いて光の結合損失
が最も小さくなるように両者を最適位置に調整し、その
状態に両者を保持し、光学接着剤等で固定する方法であ
った。しかしこの方法には、最適位置調整に時間がか
かる、一括して処理できないので量産性に適さない、
外力等による信頼性の低下、等の欠点があった。これ
らの欠点を改善する方法の一つとして、光ファイバを設
置する結晶基板の面方位(100)面を異方性エッチン
グにより除去し、面方位(111)面からなるV字状の
溝を形成し、このV溝を案内構造として光ファイバを設
置する方法がある。この方法による光結合構造を図4
(a)に示す。この方法の利点は、V溝を形成するの
に用いるマスクの位置合わせが通常のフォトリソグラフ
ィーの工程で行われるため、位置合わせ精度が良く、
一括処理が可能であるため量産性に適する、異方性エ
ッチングにより光ファイバの設置面を作製するため設置
面の角度が正確でありまた面精度がよく、光ファイバを
このV溝上に置くだけで光導波路との位置調整を最適に
とすることができる、等である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】光ファイバの案内構造
としてV溝を用いた従来の光結合構造では上記のように
数多くの利点があるものの、以下に記する欠点も有して
いる。すなわち、図4(a)に示す様に異方性エッチン
グによりマスク3によって形成される光ファイバ案内用
の(111)面12の他に光導波路6の端面下部におい
て(111)面11が形成される。この(111)面1
1が存在することによって図3(b)に示す様に光ファ
イバ8を光導波路6に近づけることが不可能となり、光
結合におけるの光の損失を招いてしまう。
【0005】この(111)面11を除去する方法の1
つとして光導波路端面部分を機械的に加工することによ
って(111)面11を削り取る方法があるが、この方
法では光結合構造の作製工程が煩雑になり、一括処理が
できない。そこで(111)面を削り取る従来の方法に
はり量産性に適さないという欠点がある。
【0006】本発明の目的はこのような煩雑な工程を必
要とせずに、一括して光導波路近傍の(111)面11
を除去し、光導波路と光ファイバの高効率結合を可能に
することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】第1の発明においては、
光導波路が形成された結晶基板の異方性エッチングによ
るV溝を用いた光結合装置に関して、光ファイバと接す
る導波路端面近傍部分が基板の表面と接していないこと
を特徴とする。
【0008】第2の発明は第1の発明による光結合装置
の製造方法に関して、基板上の導波路を設置すべき端面
近傍部分に異方性エッチング液に容易に溶解する材質の
薄膜を装荷しさらにその上に光導波路を形成した後、基
板の異方性エッチングによるV溝形成を行う際に上記の
薄膜が除去されることを特徴とする。
【0009】第3の発明は第1の発明による光結合装置
の製造方法に関して、異方性エッチングによるV溝形成
の際に該導波路端面近傍の側面も異方性エッチングされ
る構造とすることにより該導波路端面近傍の下部の基板
表面を除去することを特徴とする。
【0010】
【作用】第1の発明においては、光ファイバと接する導
波路端面近傍部分が基板の表面と接していない構造を持
つことにより、光ファイバと結合させる時にこれを妨げ
る(111)面11が導波路端面近傍部分において出現
しないために、光ファイバと光導波路との結合が容易に
行える。
【0011】第2の発明は第1の発明の光結合装置の製
造方法であり、導波路端面近傍部分において基板上に異
方性エッチングによって容易に溶解する材質の薄膜を装
荷した後に導波路を形成することにより、異方性エッチ
ングによってV溝を形成する際に上記の薄膜は溶解しこ
の薄膜が装荷されていた部分の基板表面も異方性エッチ
ングを受けることになる。この方法により導波路端面近
傍部分の基板表面の除去が1回の異方性エッチングによ
り行うことができるため、一括処理が可能となり、量産
性に適する。
【0012】第3の発明もまた第1の発明の光結合装置
の製造方法であり、導波路端面近傍の側面も異方性エッ
チングを行うことにより、導波路端面近傍の側面及び前
面によって設けられるコーナー部分の異方性エッチング
が過度に進行するため導波路端面近傍の下部の基板表面
部分が除去される。即ち異方性エッチングの速度はその
結晶軸により(nn1)>(100)>(111)(n
は2〜4の整数)の関係があるためこの(nn1)面あ
るいは(100)面を導波路端面近傍に設けることによ
り導波路端面近傍下部の基板表面部分が除去される。こ
の方法により、導波路端面近傍部分の基板表面の除去が
マスクの構造を変えるだけで従来と同じ工程で行えるた
め、プロセスが煩雑にならず、量産性に適する。
【0013】これらの第2、第3の発明によって、第1
の発明に記した構造が得られ、光ファイバと光導波路と
の結合を容易に行うことができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
【0015】図1は第2の発明による製造方法の実施例
を示す工程図であり、この実施例の製造方法により第1
の発明の光結合構造の一実施例が製造される。
【0016】図1(a)は、導波路端面近傍部分に結晶
の異方性エッチング液に容易に溶解する材質の薄膜2を
装荷する工程を示している。この薄膜2の材料に求めら
れる条件は、基板結晶1の異方性エッチング速度より十
分速いエッチング速度を有することであり、Si基板結
晶の異方性エッチング液としてよく用いられるKOH、
KOH+アルコール等に対してはZnO等の材料が選ば
れる。また薄膜2の膜厚は後の工程で形成される導波路
に影響を及ぼさない程度に抑える必要がある。具体的に
は、導波路のコア4とクラッド3の膜厚が合計10〜2
0μm以上であるから薄厚0.1〜1.0μm程度にす
るのが望ましい。さらに薄膜2の大きさについて述べる
と、導波路軸方向に対しては従来例における(111)
面11が導波路端面より内部に納まる程度の長さが薄膜
2に必要であり、導波路軸と垂直な方向においてV溝幅
より広い薄膜2が必要がある。
【0017】図1(b)はV溝を形成する際に用いるマ
スク3を形成する工程を示している。マスク3に用いら
れる材料としては、基板結晶1の異方性エッチング液に
対して基板結晶1の(100)面よりエッチング速度の
遅い材料が選ばれる。主に金属膜や誘電体膜であり、例
えば基板結晶1がSiであればSiの熱酸化膜等がマス
ク3の材料に用いられる。
【0018】図1(c)は光導波路を形成する工程の図
であり、下部クラッド層4を全面に形成した後、下部ク
ラッド層4よりも屈折率の高いコア層6を成膜後パター
ン化することにより形成し、最後に上部クラッド層5を
形成する。
【0019】図1(d)は光導波路の端面をマスク7を
用いてパターン化により露出させる工程の図である。こ
の工程により光ファイバと結合すべき光導波路端面と、
次の工程で行われるV溝形成用のマスク3が露出する。
【0020】図1(e)は異方性エッチングによりV溝
を形成する工程の図である。また図1(e’)はV溝用
のマスク3と薄膜2の位置関係を示すための図であり図
1(e)の平面図である。この図(e)のエッチング工
程においては、導波路端面近傍部分に装荷される薄膜2
が先にエッチングされるから、導波路端面近傍下部の基
板も異方性エッチングを受けこのエッチングにより従来
の異方性エッチングによって出現する(111)面11
は、導波路端面よりも内側に出現するため光ファイバと
の結合に何ら障害を与えない。
【0021】図2は第3の発明による製造方法の実施例
を示す工程図でありこの製造方法により第一の発明の光
結合構造の別の実施例が製造される。
【0022】図2(a)は図1(b)と同様にV溝を形
成する際に用いるマスク3を形成する工程を示してい
る。
【0023】図2(b)は図1(c)と同様に光導波路
を形成する工程図である。
【0024】図2(c)は光導波路の端面とV溝形成用
のマスク3をパターン化により露出させる工程の図であ
る。本実施例においてはこの光導波路の端面のパターニ
ングの際に該導波路端面近傍の側面も異方性エッチング
を受けるようなマスク7が形成される。
【0025】図2(d)はV溝を形成する工程の図であ
る。
【0026】次に図2の実施例に用いたマスク7の形状
の例とV溝形成用のマスク3の位置関係を図3に示す。
図3(a−1)においてはマスク7は導波路端面近傍の
側面において露出した構造であり側面と端面は直角の関
係にある。このマスク7を用いて基板結晶の異方性エッ
チングを行うと、理想的には側面と端面の結晶方位はそ
れぞれ(110)、(−1,1,0)であるためエッチ
ング速度の遅い(111)面が出現し図3(a−2)に
示す様に従来問題となっている(111)面11が残
る。しかし実際は導波路側面と端面のコーナー部分はパ
ターニングの際のなまり等によって正確に直角にはなら
ずエッチング速度の速い(100)面等が現れるため異
方性エッチングを行うとこのコーナー部分の(100)
面のエッチングが過度に進行し、図3(a−3)に示す
様に導波路端面近傍の下の基板はエッチングにより除去
される。よって従来の異方性エッチングによって出現す
る(111)面11は、導波路端面近傍において出現し
ないため光ファイバとの結合に何ら障害を与えない。
【0027】図3(b)、図3(c)は第3の発明の他
の実施例であり、コーナー部分における過度のエッチン
グの進行を助長させるべくマスク7は形成されている。
【0028】上記の実施例は1対の光導波路と光ファイ
バの結合構造であるが、さらに本発明は複数本の光ファ
イバと光導波路とからなる結合にも適用でき、第1、第
2の実施例に示した結合構造と同様に全ての光導波路と
光ファイバに対して正確な位置合わせが可能であること
は明らかである。
【0029】この結合装置を構成しうる基板として用い
得るものには一般にSi、GaAs、InP等の結晶基
板があり、Si基板の場合光導波路としてP、Ge、
B、Ti等をドープした石英系の光導波路が用いられ、
その作製方法にはCVD法、EB蒸着法、スパッタリン
グ法、火炎堆積法等がある。InP、GaAs基板の場
合はInGaAsP、AlGaAs等の半導体系の光導
波路がよく用いられる。また異方性エッチング液として
Si結晶基板に対しては一般にKOH、KOH+アルコ
ール、エチレンジアミン+ピロカテコール、等の溶液が
用いられ、GaAs、InP結晶基板に対してはH2
4 +H2 2 +H2 O、HCl、HBr、等の溶液が
用いられる。
【0030】さらにマスク材には上記のエッチング液に
対して基板結晶の(100)面よりエッチング速度の遅
い材料が選ばれ、主に金属膜や誘電体膜、特にSi基板
の場合Siの熱酸化膜等が用いられる。
【0031】
【発明の効果】本発明の光結合構造によると煩雑な工程
を必要とせず、一括して光導波路と光ファイバを高い効
率で結合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第2の発明の方法により、第1の発明の構造を
作製する実施例を示す工程図である。
【図2】第3の発明の方法により、第1の発明の構造を
作製する実施例を示す工程図である。
【図3】第3の発明の実施例を示す平面図である。
【図4】従来の光結合構造を示す斜視図(a)及び側面
図(b)図である。
【符号の説明】
1 基板 2 薄膜 3 V溝形成用マスク 4 下部クラッド層 5 上部クラッド層 6 コア層 7 光導波路端面出し用マスク 8 光ファイバ 11 (111)面 12 光ファイバガイド用(111)面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 V溝および光導波路が設けられた結晶基
    板と、一つの端部が前記V溝に収められて前記光導波路
    に光結合する位置で前記V溝に固着されている光ファイ
    バとでなり、前記V溝が異方性エッチングで形成されて
    いる光結合構造において、 前記光ファイバに光結合する前記光導波路の端部が前記
    V溝の側縁より上側にあって該V溝に臨んでいることを
    特徴とする光結合構造。
  2. 【請求項2】 異方性エッチングにより結晶基板にV溝
    を形成し、またエピタキシャル成長により該結晶基板に
    光導波路を設け、光ファイバの一つの端部を前記V溝に
    収めて該V溝に固着することにより前記光ファイバの端
    部と前記光導波路の端部との位置合せをし、前記光ファ
    イバと前記光導波路とを光結合させる構造の製造方法に
    おいて、 前記光ファイバに光結合する前記光導波路の端部が設け
    られるべき位置の前記結晶基板に異方性エッチングにお
    いて周辺の材料より溶解し易い材質の薄膜を予め装荷し
    ておき、その薄膜の上に前記光導波路の形成をし、この
    光導波路の形成の後に前記薄膜が除去される深さまで前
    記異方性エッチングを前記結晶基板に施すことにより、
    前記V溝を形成することを特徴とする光結合構造の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 異方性エッチングにより結晶基板にV溝
    を形成し、またエピタキシャル成長により該結晶基板に
    光導波路を設け、光ファイバの一つの端部を前記V溝に
    収めて該V溝に固着することにより前記光ファイバの端
    部と前記光導波路の端部との位置合せをし、前記光ファ
    イバと前記光導波路とを光結合させる構造の製造方法に
    おいて、 前記光ファイバに光結合する前記光導波路の端部が周辺
    より前記V溝側に突出して残る形に前記結晶基板にマス
    クを施してから前記異方性エッチングをすることによ
    り、前記光導波路の端部において該端部の両脇から該端
    部の下側を通って前記V溝に撃がる切り込みを設けるこ
    とを特徴とする光結合構造の製造方法。
JP5190370A 1993-07-30 1993-07-30 光結合構造の製造方法 Expired - Fee Related JP2663841B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5190370A JP2663841B2 (ja) 1993-07-30 1993-07-30 光結合構造の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5190370A JP2663841B2 (ja) 1993-07-30 1993-07-30 光結合構造の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0743542A true JPH0743542A (ja) 1995-02-14
JP2663841B2 JP2663841B2 (ja) 1997-10-15

Family

ID=16257054

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5190370A Expired - Fee Related JP2663841B2 (ja) 1993-07-30 1993-07-30 光結合構造の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2663841B2 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6184543B1 (en) 1997-04-28 2001-02-06 Nec Corporation Optical semiconductor device and method for fabricating the same
KR100650820B1 (ko) * 2003-09-26 2006-11-27 엘에스전선 주식회사 평면 광도파로 소자의 제조방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS597913A (ja) * 1982-07-07 1984-01-17 Fujitsu Ltd 光フアイバ固定装置およびその製造方法
JPH04313710A (ja) * 1990-03-14 1992-11-05 Fujitsu Ltd 光導波路部品の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS597913A (ja) * 1982-07-07 1984-01-17 Fujitsu Ltd 光フアイバ固定装置およびその製造方法
JPH04313710A (ja) * 1990-03-14 1992-11-05 Fujitsu Ltd 光導波路部品の製造方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6184543B1 (en) 1997-04-28 2001-02-06 Nec Corporation Optical semiconductor device and method for fabricating the same
US6319746B1 (en) 1997-04-28 2001-11-20 Nec Corporation Optical semiconductor device and method for fabricating the same
KR100650820B1 (ko) * 2003-09-26 2006-11-27 엘에스전선 주식회사 평면 광도파로 소자의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2663841B2 (ja) 1997-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7184630B2 (en) Optical coupling module with self-aligned etched grooves and method for fabricating the same
JP2565094B2 (ja) 光結合構造
US5787214A (en) Connection between an integrated optical waveguide and an optical fibre
US5579424A (en) Arrangement for an optical coupling of a fiber to a planar optical waveguide and a method of forming the arrangement
US6890450B2 (en) Method of providing optical quality silicon surface
JPH027010A (ja) タンデム溝を有した素子の製造方法
JP2000089054A (ja) Soi光導波路を利用したハイブリッド光集積回路用基板の製造方法
JP2964941B2 (ja) 光デバイスの製造方法及び実装構造
JPH0961664A (ja) 光伝送装置用部品
JP2752851B2 (ja) 光導波路の製造方法
JP2663841B2 (ja) 光結合構造の製造方法
JP3014035B2 (ja) 光結合装置用基板、光結合装置およびそれらの製造方法
EP0762162A1 (en) Article comprising fiber-to-planar waveguide coupling and method of making the article
JP3019271B2 (ja) 光導波路形成法
JP2982861B2 (ja) 光結合器及びその製造方法
JPS61267010A (ja) 光導波回路及びその製造方法
JP2715995B2 (ja) 光結合装置の製造方法
Chang et al. Multiple fiber interconnect using silicon V-grooves
JP3175688B2 (ja) 光接続装置およびその製造方法
JP2743847B2 (ja) 光ファイバ実装型光導波路回路及びその製造方法
JP2001051144A (ja) 光導波路及びその作製方法
KR100687738B1 (ko) 광도파로와 광섬유간의 수동정렬이 가능한 광모듈의제조방법
JPH0212110A (ja) 光集積回路製造法
GB2381082A (en) Optical waveguide with alignment feature in core layer
KR100540260B1 (ko) 실리카 하이브리드 플랫폼용 브이 그루브 구조

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 19960723

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19970520

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080620

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090620

Year of fee payment: 12

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees