JPH0961664A

JPH0961664A - 光伝送装置用部品

Info

Publication number: JPH0961664A
Application number: JP21182495A
Authority: JP
Inventors: Naoki Yamamoto; 直樹山本; Koji Terada; 浩二寺田
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-08-21
Filing date: 1995-08-21
Publication date: 1997-03-07

Abstract

(57)【要約】【課題】製作時間の短縮、生産性の向上を図った、光導
波路上に光学部品を固定した光伝送装置用部品を提供す
る。【解決手段】一の面に形成された光導波路と該光導波路
と垂直方向に形成された溝を有するＳｉ基板と、異方性
エッチングにより形成され、高アスペクト比の溝が形成
されたＳｉのフタ部と、Ｓｉ基板の溝と高アスペクト比
の溝に挿入された薄板状の光学部品を有し、Ｓｉ基板と
フタ部とが一体に実装されて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光伝送装置用部品
に関し、特に光通信に使用される光学部品の光導波路上
への固定方法を特徴とし、光導波路に形成した溝への光
フィルタ等の薄膜、薄板状の光部品が実装される光伝送
装置用部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、加入者系への光ファイバ、光導波
路の導入に伴い、低コストを目的とした製作工程の短縮
が要求されている。このため、従来の光ファイバと光半
導体素子における光結合のみでなく、光導波路上に光半
導体素子や、波長選択用フィルタ、偏光子などの薄膜状
の光部品を精度良く簡単に実装する方法が必要となる。

【０００３】従来の波長選択用フィルタの固定方法を図
１１に示す。図において、１はＳｉ基板、２はクラッド
部、３はコア部、４はフィルタ、５はフィルタ固定用溝
を示し、コア部３及びクラッド部２で構成される光導波
路の途中にフィルタ４が固定された例である。

【０００４】更に、図において、図１１（ａ）は外観
図、図１１（ｂ）は、コア部３に沿う方向の断面図を示
す。

【０００５】従来装置においては、図１１にに示すよう
に、石英系光導波路のコア部分３まで達するフィルタ固
定用溝５をＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）に
より形成し、フィルタ４を紫外線硬化樹脂で固定してい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる構造
では、光導波路に垂直に掘った溝のみによって、フィル
タを支えるために、ある程度深い溝が必要となる。例え
ば、２ｍｍ×１ｍｍ、厚さ１０〜２０μｍのフィルタを
固定するには１００μｍ以上の深さの溝が必要である。
そして、この溝を石英系導波路にＲＩＥで製作する場
合、１０時間以上かかることが予想される。

【０００７】したがって、本発明の目的は、この製作時
間の短縮、生産性の向上を図った、光導波路上に光学部
品を固定した光伝送装置用部品に関する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を達成する本発
明にしたがう光伝送装置用部品の基本的構成は、一の面
に形成された光導波路と該光導波路と垂直方向に形成さ
れた溝を有するＳｉ基板と、異方性エッチングにより形
成され、高アスペクト比の溝が形成されたＳｉのフタ部
と、Ｓｉ基板の溝と該高アスペクト比の溝に挿入された
薄板状の光学部品を有し、Ｓｉ基板とフタ部とが一体に
実装されて構成される光伝送装置用部品。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下図面にしたがって、本発明の
実施の形態を説明する。尚、図面において、共通または
類似のものには、同一の参照番号及び記号を付して説明
する。図１は、本発明の原理説明図である。本発明のよ
り良き理解のため具体的形態の説明に先立って、図１を
参照して説明する。

【００１０】図１は、図１１（ｂ）における断面図と同
様の断面図として構成を示され、コア部３とクラッド層
２により構成される光導波路上にフィルタ４を固定した
部分の拡大図を示している。

【００１１】図中、１はＳｉ基板、２はクラッド部、３
はコア部、４はフィルタ、５はＲＩＥによる固定用溝、
６は異方性エッチングによる溝、７はＳｉ（１１０）基
板、８はバンプを示す。

【００１２】図のように、Ｓｉ（１１０）基板の異方性
エッチングを利用して、５００μｍ以上の深さの垂直溝
６を製作したフタ７に、あらかじめフィルタ４を紫外線
硬化樹脂で固定しておく。ついで、導波路のコア部分３
まで製作した溝５にマーカ等を利用してフィルタ４のフ
タ７からの突出部分を位置合わせした後、フタ７もしく
は導波路上に製作したハンダ状のバンプ８によって実装
する。あるいは、紫外線硬化樹脂によって固定してもよ
い。

【００１３】図の如く、フタ部７の高アスペクト形状を
持った垂直溝６により、フィルタ４を保持することが出
来る。したがって、光導波路上に形成する溝５の深さを
浅くでき、導波路の加工にかかる時間を短縮することが
できる。また、この溝はＳｉの（１１０）面の異方性エ
ッチングを利用しており、再現性、制御性ともに優れて
いる。さらに、フィルタ４を固定したフタ部７を光半導
体素子のように扱えるため、実装の自動化にも有効であ
る。

【００１４】図２、図３は、本発明の実装方法の実施の
形態を説明する図である。図２において、（１）はフタ
部７の製作過程である。

【００１５】（ステップＳ１）：先ずＳｉ（１１０）基
板７を準備し、これにＫＯＨ（水酸化カリウム）による
ウェットエッチングである異方性エッチングを行い溝６
を形成する。これにより５００μｍ以上の垂直溝６が設
けられたＳｉ（１１０）基板からなるフタ部７が製作さ
れる。更にハンダによりバンプ８を形成する。

【００１６】（ステップＳ２）：次に、形成された溝６
にフィルタ４となる部材４を挿入し、紫外線硬化性樹脂
により固定する。

【００１７】一方、図２（２）は、Ｓｉ基板１側の製作
工程である。

【００１８】（ステップＳ３）：Ｓｉ基板１を準備し、
この一面を酸化しＳｉＯ2 のクラッド層とする。更にコ
ア部３を形成するとともに、ドライエッチング法である
ＲＩＥによりフタ部７側の溝６と対応する溝１６が形成
される。

【００１９】（ステップＳ４）：次いで、ＳｉＯ2 クラ
ッド層２上にバンプ８と位置合わせマーカ９を形成す
る。

【００２０】このように形成されたフタ部７と基板部１
が位置合わせマークを用いて位置合わせし、一体に実装
される。この製作過程が図３に示される。

【００２１】この時、（フィルタ４の縦方向の長さ）−
（フタ部７に形成した溝６の深さ）がフタ部７から突出
するフィルタの長さである。そして、（導波路表面から
コア部までの深さ）＜（フタから突出するフィルタの長
さ）＜（導波路側の溝の深さ）とすることによりこの構
造が可能となる。

【００２２】図４は、本発明の実施の第２の形態を説明
する図である。フタ部７と基板部１が一体に実装され、
図１と同様に断面図でその特徴を示す図である。図４の
例は、フタ部７に異方性エッチングにより形成される溝
６を貫通孔としてものである。

【００２３】このようにフタ部７に形成された溝６を貫
通孔とした場合は、フタ部７と基板１とを一体に実装し
た後に、フィルタ４を貫通孔６の上部から挿入し、紫外
線硬化樹脂を流し込むようにして固定することが出来、
製作が容易となる。

【００２４】図５は、上記の貫通孔６を用いた場合の製
作工程を示す図である。上記のようにフタ部７に貫通孔
６を形成し、Ｓｉ基板１のＳｉＯ2 クラッド層２上にフ
タ部７を位置合わせする（ステップＳ５）。ついで、フ
ィルタ４を貫通孔６に挿入し、紫外線硬化樹脂を充填し
て固定する（ステップＳ６）。

【００２５】図６は、また別の実施の形態であり、図４
の実施の形態に対し、貫通孔６を傾斜して形成したもの
である。この場合には、透過光の反射が防止でき、光信
号のノイズを減少させることが出来る。

【００２６】図７は、更にまた別の実施の形態であり、
基板１側に形成した溝５が大きい場合の対応であり、溝
５におけるコア３を通る光信号の反射及び減衰を少なく
するためにマッチングオイル１１を充填したものであ
る。

【００２７】図８は、フタ部７に形成される溝６をダイ
シングソーを用いて形成した実施の形態における製作工
程を説明する図である。図示されるように、フタ部７
は、Ｓｉ（１１０）で形成され、更に溝６がダイシング
ソーを用いて形成されている。ダイシングソーによる場
合は、エッチングによって溝６を形成する場合より処理
時間が著しく短縮出来る。

【００２８】図９は、更に別の実施の形態であり、フィ
ルタ４を複数段に形成する場合である。したがって、フ
タ部７には光導波路に沿って、垂直に複数のフィルタ４
が配置されるように溝６が形成される。図９の例では、
溝６は図４の実施の形態と同様に貫通孔として形成され
ているが、これに限定されず上記に説明した実施の形態
のいずれの形態も利用することが可能である。

【００２９】ただし、図９における複数のフィルタ４
は、全体の透過特性に基づき、各々の透過特性が選択さ
れる。

【００３０】図１０は、更に別の実施の形態である。上
記実施の形態の説明においては、フィルタ４が光導波路
に挿入される例を説明したが、本発明はこれに限定され
ない。図１０の実施の形態では、ファラディ効果を利用
する光部品を光導波路に挿入される例である。

【００３１】即ち図１０において、フタ部７の溝６に光
偏向子１３を挿入している。更にフタ部７を覆う形で、
永久磁石１４が設けられる。溝６の形成の方法も上記し
たいずれの実施の形態も利用することが可能である。

【００３２】

【発明の効果】以上、図面にしたがって説明したよう
に、本発明によれば光導波路上に波長選択用フィルタ等
の薄膜状の光部品を溝を用いて固定する方法を対象とす
る。そして、異方性エッチングにより形成した、Ｓｉ基
板上の深い溝に光部品を挿入し、固定する。更に、フィ
ルタの突出部を光導波路側に形成した溝に位置合わせ
後、Ｓｉ基板を光導波路上に実装する。

【００３３】かかる構成により、光導波路側に形成する
溝を１００μｍ以下に浅くできるという効果を奏し、Ｒ
ＩＥにより光導波路上に光部品保持用の溝を形成する工
程の時間短縮が実現される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理図（断面）を示す図である。

【図２】本発明にしたがう製作工程の一部を説明する図
である。

【図３】本発明にしたがう製作工程において、図２の工
程の続きを説明する図である。

【図４】本発明の実施の一形態であり、貫通孔を用いた
例である。

【図５】図４の貫通孔を用いた例の製作工程を説明する
図である。

【図６】本発明の実施の他の形態であり、Ｓｉ（１１
０）から傾けて成長させた基板を用いた場合を説明する
図である。

【図７】本発明の実施の更に他の形態であり、Ｓｉ基板
側の溝より導波路側の溝が大きい場合を説明する図であ
る。

【図８】本発明の実施の別の形態であり、ダイシングソ
ーを用いて形成した溝を用いた場合の製作工程を説明す
る図である。

【図９】本発明の実施の更に別の形態であり、複数の部
品を固定した場合を説明する図である。

【図１０】本発明の実施の別の形態であり、フタ上に光
学部品に関連した部品を固定した場合を説明する図であ
る。

【図１１】従来の光導波路へのフィルタの固定方法を説
明する図である。

【符号の説明】

１Ｓｉ基板２Ｓｉクラッド層３コア４フィルタ５ＲＩＥによる溝６異方性エッチングによるミゾ７Ｓｉ（１１０）基板のフタ部８バンプ９マーカ１０紫外線硬化樹脂１１マッチングオイル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一の面に形成された光導波路と該光導波路
と垂直方向に形成された溝を有するＳｉ基板と、異方性エッチングにより形成され、高アスペクト比の溝
が形成されたＳｉのフタ部と、該Ｓｉ基板の溝と該高アスペクト比の溝に挿入された薄
板状の光学部品を有し、該Ｓｉ基板とフタ部とが一体に実装されて構成される光
伝送装置用部品。
【請求項２】請求項２において、前記薄板状の光学部品の前記フタ部の溝に挿入される割
合が前記Ｓｉ基板の溝に挿入される割合より大きくされ
たことを特徴とする光伝送装置用部品。
【請求項３】請求項３において、前記フタ部及び前記Ｓｉ基板の溝に挿入される前記薄板
状の光学部品の固定を紫外線硬化樹脂により行うことを
特徴とする光伝送装置用部品。
【請求項４】請求項１、２、又は３において、前記Ｓｉのフタ部は（１１０）面を有し、前記Ｓｉ基板
の溝は、リアクティブイオンエッチングにより形成され
ることを特徴とする光伝送装置用部品。
【請求項５】請求項１、２、又は３において、前記フタ部に形成される溝を貫通孔とし、前記薄板状の
光学部品は、該フタ部と前記Ｓｉ基板が一体に実装され
た後に外部より該貫通孔に挿入され、固定されることを
特徴とする光伝送装置用部品。
【請求項６】請求項１、２、又は３において、前記フタ部は（１１０）面を傾斜して成長されたもので
あり、前記異方性エッチングにより前記高アスペクトの
溝が傾斜して形成されていることを特徴とする光伝送装
置用部品。
【請求項７】請求項４、５、又は６において、前記フタ部とＳ基板の一体化が、ハンダバンプによって
行われていることを特徴とする光伝送装置用部品。
【請求項８】請求項４、５、又は６において、前記Ｓｉ基板に形成された溝の幅を、前記フタ部に形成
された溝の幅より大きくし、該Ｓｉ基板に形成された溝
にマッチングオイルが充填されていることを特徴とする
光伝送装置用部品。
【請求項９】請求項４、５、６、７又は８において、前記フタ部及びＳｉ基板に形成される溝を複数とし、該
複数の溝は、該Ｓｉ基板の導波路の方向に配列され、且
つそれぞれの溝は、該Ｓｉ基板の導波路の方向に垂直方
向に形成されたことを特徴とする光伝送装置用部品。
【請求項１０】請求項４、５、６、７又は８において、前記薄板状の光学部品が、フィルタ素子であることを特
徴とする光伝送装置用部品。
【請求項１１】請求項４、５、６、７又は８において、前記薄板状の光学部品の上部に、更に該光学部品と関連
する部品が固定されることを特徴とする光伝送装置用部
品。
【請求項１２】請求項１１において、前記薄板状の光学部品が、光偏向子であり、更に該光偏
向子と関連し固定される部品が永久磁石であることを特
徴とする光伝送装置用部品。