JPH10268150A - 光プラットフォームの製造方法 - Google Patents
光プラットフォームの製造方法Info
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- JPH10268150A JPH10268150A JP7848097A JP7848097A JPH10268150A JP H10268150 A JPH10268150 A JP H10268150A JP 7848097 A JP7848097 A JP 7848097A JP 7848097 A JP7848097 A JP 7848097A JP H10268150 A JPH10268150 A JP H10268150A
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- silicon substrate
- optical
- optical fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバーを固定するための溝を精度よく
形成できず、光導波路との位置決め精度が悪いという問
題があった。 【解決手段】 シリコン基板の表面部に溝を形成してこ
の溝部分に光ファイバーを固定する光プラットフォーム
の製造方法において、前記シリコン基板の表面部が線状
に露出するようにマスクを設けて陽極化成処理すること
により、このシリコン基板の露出部分を多孔質化し、こ
の多孔質化した領域をエッチングして前記溝を形成し、
しかる後この溝部分に前記光ファイバーを固定する。
形成できず、光導波路との位置決め精度が悪いという問
題があった。 【解決手段】 シリコン基板の表面部に溝を形成してこ
の溝部分に光ファイバーを固定する光プラットフォーム
の製造方法において、前記シリコン基板の表面部が線状
に露出するようにマスクを設けて陽極化成処理すること
により、このシリコン基板の露出部分を多孔質化し、こ
の多孔質化した領域をエッチングして前記溝を形成し、
しかる後この溝部分に前記光ファイバーを固定する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光ネットワークケ
ーブルによる光通信システムや光情報処理システムの分
野で使用される光プラットフォームの製造方法に関す
る。
ーブルによる光通信システムや光情報処理システムの分
野で使用される光プラットフォームの製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の光プラットフォームを図６に示
す。この光プラットフォームには、シリコン基板２１の
表面部に、光ファイバー（不図示）を高精度に位置決め
して固定するためのＶ溝２２、光ファイバーとレーザー
発振器や光変調器などのデバイス間を光結合させるため
の光導波路２３、及び搭載されるレーザ発振器や光変調
器などのデバイス位置決め用マーカー２４が形成されて
いる。
す。この光プラットフォームには、シリコン基板２１の
表面部に、光ファイバー（不図示）を高精度に位置決め
して固定するためのＶ溝２２、光ファイバーとレーザー
発振器や光変調器などのデバイス間を光結合させるため
の光導波路２３、及び搭載されるレーザ発振器や光変調
器などのデバイス位置決め用マーカー２４が形成されて
いる。
【０００３】この従来の光プラットフォームの光導波路
部分の製造方法を図７を用いて説明する。まず、同図
（ａ）に示すように、シリコン基板２１に、光導波路２
３の下部クラッド層を形成するために、深さ４０μｍ程
度の窪み２５をフォトリソエッチングにより形成する。
部分の製造方法を図７を用いて説明する。まず、同図
（ａ）に示すように、シリコン基板２１に、光導波路２
３の下部クラッド層を形成するために、深さ４０μｍ程
度の窪み２５をフォトリソエッチングにより形成する。
【０００４】次に、同図（ｂ）に示すように、下部クラ
ッド層２６を形成するために、火炎堆積（ＦＨＤ）法を
用いてガラス微粒子を基板２１上の全面に堆積させ、約
１３００℃の高温で焼き固めることでガラス層を形成す
る。
ッド層２６を形成するために、火炎堆積（ＦＨＤ）法を
用いてガラス微粒子を基板２１上の全面に堆積させ、約
１３００℃の高温で焼き固めることでガラス層を形成す
る。
【０００５】次に、同図（ｃ）に示すように、表面の凹
凸をなくすために研磨する。次に、同図（ｄ）に示すよ
うに、下部クラッド層２６ａとなるガラス微粒子と、屈
折率を制御した厚み約８μｍのコア部２７となるガラス
微粒子をＦＨＤ法で堆積する。下部クラッド層２６ａと
なるガラス微粒子をさらに堆積するのは、レーザー光の
出射口がレーザー搭載面より若干高いからである。この
ガラス微粒子を先と同様に１３００℃の高温で焼き固め
る。クラッド部２６、２６ａの屈折率に対してコア部２
７の屈折率が０．２５％高ければ、コア部２７の厚みは
８μｍ必要である。
凸をなくすために研磨する。次に、同図（ｄ）に示すよ
うに、下部クラッド層２６ａとなるガラス微粒子と、屈
折率を制御した厚み約８μｍのコア部２７となるガラス
微粒子をＦＨＤ法で堆積する。下部クラッド層２６ａと
なるガラス微粒子をさらに堆積するのは、レーザー光の
出射口がレーザー搭載面より若干高いからである。この
ガラス微粒子を先と同様に１３００℃の高温で焼き固め
る。クラッド部２６、２６ａの屈折率に対してコア部２
７の屈折率が０．２５％高ければ、コア部２７の厚みは
８μｍ必要である。
【０００６】次に、同図（ｅ）に示すように、２μｍ程
度の厚みを有するＡｌをマスクとして、クラッド部２
６、２６ａとコア部２７から成る導波路２３部分以外を
リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）などでエッチ
ングする。
度の厚みを有するＡｌをマスクとして、クラッド部２
６、２６ａとコア部２７から成る導波路２３部分以外を
リアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）などでエッチ
ングする。
【０００７】次に、同図（ｆ）に示すように、上部クラ
ッド層２８を形成するために、ＦＨＤ法でガラス微粒子
を堆積し、１３００℃程度の高温で焼き固めることによ
り、ガラス層を形成する。
ッド層２８を形成するために、ＦＨＤ法でガラス微粒子
を堆積し、１３００℃程度の高温で焼き固めることによ
り、ガラス層を形成する。
【０００８】最後に、同図（ｇ）に示すように、Ａｌな
どをマスクとしてＶ溝やデバイスを搭載する部分のガラ
ス層２８を例えばリアクティブイオンエッチング法によ
り除去する。
どをマスクとしてＶ溝やデバイスを搭載する部分のガラ
ス層２８を例えばリアクティブイオンエッチング法によ
り除去する。
【０００９】従来の光プラットフォームにおけるＶ溝部
分は、図８（ａ）に示すように、シリコン基板２１の
（１、０、０）面の所定部分をレジスト膜２９で被覆
し、同図（ｂ）に示すように、水酸化カリウム液に浸漬
することにより形成される。すなわち、シリコン基板２
１の所定部分が露出するようにレジスト膜２９で被覆し
て水酸化カリウム液に浸漬すると、露出した部分から異
方性エッチングが進んで（１、１、１）面が現れること
でＶ溝２２が形成される。なお、Ｖ溝２２は、異方性エ
ッチング以外にも、ダイシングによって形成されること
もある。ダイシングによってＶ溝２２を形成する場合
は、カッターで必要な部分を必要な深さまで削ることに
より形成される。
分は、図８（ａ）に示すように、シリコン基板２１の
（１、０、０）面の所定部分をレジスト膜２９で被覆
し、同図（ｂ）に示すように、水酸化カリウム液に浸漬
することにより形成される。すなわち、シリコン基板２
１の所定部分が露出するようにレジスト膜２９で被覆し
て水酸化カリウム液に浸漬すると、露出した部分から異
方性エッチングが進んで（１、１、１）面が現れること
でＶ溝２２が形成される。なお、Ｖ溝２２は、異方性エ
ッチング以外にも、ダイシングによって形成されること
もある。ダイシングによってＶ溝２２を形成する場合
は、カッターで必要な部分を必要な深さまで削ることに
より形成される。
【００１０】
【発明が解決しようとする問題点】ところが、この従来
の光プラットフォームの製造方法では、異方性エッチン
グでＶ溝２２を形成する場合、シリコン基板２１内に転
位の集中や溶液中の不純物が付着して、エッチング界面
が凹凸になり、光ファイバーの位置決め精度が悪化した
り、ウエットエッチングのためにＶ溝２２内の面内均一
性が悪くなるという問題があった。
の光プラットフォームの製造方法では、異方性エッチン
グでＶ溝２２を形成する場合、シリコン基板２１内に転
位の集中や溶液中の不純物が付着して、エッチング界面
が凹凸になり、光ファイバーの位置決め精度が悪化した
り、ウエットエッチングのためにＶ溝２２内の面内均一
性が悪くなるという問題があった。
【００１１】また、ダイシングによる方法では、カッタ
ーで必要な部分を必要な深さまで削るが、物理的な加工
であるために、シリコン基板２１に応力を与えたり、切
削時のパーティクルがシリコン基板２１上に大量に付着
し、十分な洗浄が必要となるなどの問題もあった。
ーで必要な部分を必要な深さまで削るが、物理的な加工
であるために、シリコン基板２１に応力を与えたり、切
削時のパーティクルがシリコン基板２１上に大量に付着
し、十分な洗浄が必要となるなどの問題もあった。
【００１２】さらに、Ｖ溝２２を異方性エッチングやダ
イシングで形成した後に、搭載されるレーザーなどのデ
バイス位置決め用マーカー２４をフォトリソ工程で形成
しようとすると、Ｖ溝２２部分のレジスト膜が凹凸にな
り、均一に塗布できないという問題もあった。
イシングで形成した後に、搭載されるレーザーなどのデ
バイス位置決め用マーカー２４をフォトリソ工程で形成
しようとすると、Ｖ溝２２部分のレジスト膜が凹凸にな
り、均一に塗布できないという問題もあった。
【００１３】さらにまた、従来の光プラットフォームで
は、デバイスと光導波路２３や光導波路２３と光ファイ
バーは、接続損失を低減するために、１μｍ以下の精度
で位置決めすることが必要であるが、従来の光プラット
フォームでは、光強度を測定しながら位置合せをすると
いったアクティブアライメントが必要であり、作成に時
間とコストがかかるという問題があった。
は、デバイスと光導波路２３や光導波路２３と光ファイ
バーは、接続損失を低減するために、１μｍ以下の精度
で位置決めすることが必要であるが、従来の光プラット
フォームでは、光強度を測定しながら位置合せをすると
いったアクティブアライメントが必要であり、作成に時
間とコストがかかるという問題があった。
【００１４】本発明に係る光プラットフォームの製造方
法は、このような従来装置の問題点に鑑みて成されたも
のであり、光ファイバーを固定するための溝を精度よく
形成することができる光プラットフォームの製造方法を
提供することを目的とする。
法は、このような従来装置の問題点に鑑みて成されたも
のであり、光ファイバーを固定するための溝を精度よく
形成することができる光プラットフォームの製造方法を
提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る光プラットフォームの製造方法では、
シリコン基板の表面部に溝を形成してこの溝部分に光フ
ァイバーを固定する光プラットフォームの製造方法にお
いて、前記シリコン基板の表面部が線状に露出するよう
にマスクを設けて陽極化成処理することにより、このシ
リコン基板の露出部分を多孔質化し、この多孔質化した
領域をエッチングして前記溝を形成し、しかる後この溝
部分に前記光ファイバーを固定する。
に、本発明に係る光プラットフォームの製造方法では、
シリコン基板の表面部に溝を形成してこの溝部分に光フ
ァイバーを固定する光プラットフォームの製造方法にお
いて、前記シリコン基板の表面部が線状に露出するよう
にマスクを設けて陽極化成処理することにより、このシ
リコン基板の露出部分を多孔質化し、この多孔質化した
領域をエッチングして前記溝を形成し、しかる後この溝
部分に前記光ファイバーを固定する。
【００１６】また、前記溝を形成する領域に連続した領
域が線状に露出するように前記マスクを設けて陽極化成
処理することにより多孔質化した第二の領域を設け、こ
の第二の領域を酸化して光導波路とすることが望まし
い。
域が線状に露出するように前記マスクを設けて陽極化成
処理することにより多孔質化した第二の領域を設け、こ
の第二の領域を酸化して光導波路とすることが望まし
い。
【００１７】さらに、前記マスクで前記シリコン基板に
搭載されるデバイス位置決め用マーカーを位置決めする
ことが望ましい。
搭載されるデバイス位置決め用マーカーを位置決めする
ことが望ましい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づき
詳細に説明する。図１は、本発明に係る光プラットフォ
ームの製造方法の一実施形態を示す図である。シリコン
基板１としては、ｐ型のものでも、ｎ型のものでもいず
れでも用いることができるが、ｐ型低抵抗（通常１０ｍ
Ω〜１Ωｃｍ程度）のものを用いることが望ましい。こ
れは、多孔質シリコンの多孔度や空孔の径を制御しやす
いからである。
詳細に説明する。図１は、本発明に係る光プラットフォ
ームの製造方法の一実施形態を示す図である。シリコン
基板１としては、ｐ型のものでも、ｎ型のものでもいず
れでも用いることができるが、ｐ型低抵抗（通常１０ｍ
Ω〜１Ωｃｍ程度）のものを用いることが望ましい。こ
れは、多孔質シリコンの多孔度や空孔の径を制御しやす
いからである。
【００１９】まず、図１（ａ）に示すように、溝４を形
成する部分のみ開口したマスク２をフォトリソ技術を用
いて形成する。このマスク２には、ＳｉＮx 、ａ−Ｓ
ｉ、Ａｕ、Ｐｔ、或いはレジスト膜等の耐フッ酸性を有
するものが用いられる。これらの膜を多層構造にして、
耐性を増すことも可能である。このマスク２に幅０．５
〜５μｍ程度の開口部２ａを設ける。光導波路やデバイ
ス位置決め用マーカーを同時に形成する場合は、シリコ
ン基板１上に、光ファイバー固定用溝４、光導波路、デ
バイス位置決め用マーカー部がそれぞれ開口したマスク
２を設ける。
成する部分のみ開口したマスク２をフォトリソ技術を用
いて形成する。このマスク２には、ＳｉＮx 、ａ−Ｓ
ｉ、Ａｕ、Ｐｔ、或いはレジスト膜等の耐フッ酸性を有
するものが用いられる。これらの膜を多層構造にして、
耐性を増すことも可能である。このマスク２に幅０．５
〜５μｍ程度の開口部２ａを設ける。光導波路やデバイ
ス位置決め用マーカーを同時に形成する場合は、シリコ
ン基板１上に、光ファイバー固定用溝４、光導波路、デ
バイス位置決め用マーカー部がそれぞれ開口したマスク
２を設ける。
【００２０】次に、同図（ｂ）に示すように、フッ酸溶
液中で陽極化成処理を行なうことにより、マスク２の開
口部２ａからシリコン基板１を選択的に多孔質化した領
域３を設ける。
液中で陽極化成処理を行なうことにより、マスク２の開
口部２ａからシリコン基板１を選択的に多孔質化した領
域３を設ける。
【００２１】陽極化成処理を行うための装置を図２に示
す。図２において、１はシリコン基板、５は化成チャン
バー、６は陽極白金電極、７は陰極白金電極、８はフッ
酸溶液、９は直流電源である。化成チャンバー５はフッ
素樹脂などから成る。この装置では、陽極白金電極６側
と陰極白金電極７側のフッ酸溶液８はシリコン基板１を
介して分離されている。陰極白金電極７が入ったフッ酸
溶液８がシリコン基板１の表面から多孔質化する。陽極
化成処理で用いるフッ酸溶液８は、フッ化水素酸とエタ
ノールと水の混合液で、フッ化水素酸濃度は１５〜５０
％である。陽極化成処理時の電流密度は、１０〜２５０
ｍＡ／ｃｍ2 である。シリコン基板１としてｎ型基板を
用いる場合は、陽極化成中にタングステンランプなどに
より、光を照射する必要があるが、ｐ型基板を用いる場
合は、光照射の必要はない。
す。図２において、１はシリコン基板、５は化成チャン
バー、６は陽極白金電極、７は陰極白金電極、８はフッ
酸溶液、９は直流電源である。化成チャンバー５はフッ
素樹脂などから成る。この装置では、陽極白金電極６側
と陰極白金電極７側のフッ酸溶液８はシリコン基板１を
介して分離されている。陰極白金電極７が入ったフッ酸
溶液８がシリコン基板１の表面から多孔質化する。陽極
化成処理で用いるフッ酸溶液８は、フッ化水素酸とエタ
ノールと水の混合液で、フッ化水素酸濃度は１５〜５０
％である。陽極化成処理時の電流密度は、１０〜２５０
ｍＡ／ｃｍ2 である。シリコン基板１としてｎ型基板を
用いる場合は、陽極化成中にタングステンランプなどに
より、光を照射する必要があるが、ｐ型基板を用いる場
合は、光照射の必要はない。
【００２２】図１（ｂ）に示すように、多孔質化はマス
ク２の開口部２ａから扇型半円状に進行する。この多孔
質化した領域３の大きさは、フッ酸濃度、化成電流密
度、化成時間、基板抵抗により制御が可能である。化成
時間２〜１２０分程度、基板抵抗０．００５〜数十Ωｃ
ｍ程度で化成する。多孔質化した領域３の深さや多孔度
は、面内分布や再現性とも±１％以内で任意に設定が可
能である。光ファイバーを固定するために、多孔質化し
た領域３の深さは８０〜１５０μｍに、多孔度は３５〜
７０％に設定する。
ク２の開口部２ａから扇型半円状に進行する。この多孔
質化した領域３の大きさは、フッ酸濃度、化成電流密
度、化成時間、基板抵抗により制御が可能である。化成
時間２〜１２０分程度、基板抵抗０．００５〜数十Ωｃ
ｍ程度で化成する。多孔質化した領域３の深さや多孔度
は、面内分布や再現性とも±１％以内で任意に設定が可
能である。光ファイバーを固定するために、多孔質化し
た領域３の深さは８０〜１５０μｍに、多孔度は３５〜
７０％に設定する。
【００２３】図３は、陽極化成時間と多孔質化した領域
３の厚みとの関係を示す図である。図３に示すように、
陽極化成時間と多孔質化する領域の厚みにはほぼ比例関
係がある。
３の厚みとの関係を示す図である。図３に示すように、
陽極化成時間と多孔質化する領域の厚みにはほぼ比例関
係がある。
【００２４】最後に、図１（ｃ）に示すように、リン酸
などシリコンが通常侵されない溶液に浸漬すると、多孔
質な領域３は表面積が大きいために、この領域３のみが
溶解して半円形の溝４が形成できる。
などシリコンが通常侵されない溶液に浸漬すると、多孔
質な領域３は表面積が大きいために、この領域３のみが
溶解して半円形の溝４が形成できる。
【００２５】図４は光導波路部分の形成方法を示す図で
ある。まず、同図（ａ）に示すように、光ファイバー固
定用溝４を形成するためのマスク２に、この固定用溝４
と光導波路及びデバイス位置決め用マーカー部分が開口
するように一括露光して光導波路部及び位置決め用マー
カー部を同時に形成する。このマスク２には、Ｓｉ
Ｎx 、ａ−Ｓｉ、Ａｕ、Ｐｔ、或いはレジスト膜など耐
フッ酸性を有するものが用いられる。これらの膜を多層
構造にして、耐性を増すことも可能である。このマスク
２に幅０．５〜５μｍ程度の開口部２ｂを設ける。この
工程は図１（ａ）の工程と同じである。
ある。まず、同図（ａ）に示すように、光ファイバー固
定用溝４を形成するためのマスク２に、この固定用溝４
と光導波路及びデバイス位置決め用マーカー部分が開口
するように一括露光して光導波路部及び位置決め用マー
カー部を同時に形成する。このマスク２には、Ｓｉ
Ｎx 、ａ−Ｓｉ、Ａｕ、Ｐｔ、或いはレジスト膜など耐
フッ酸性を有するものが用いられる。これらの膜を多層
構造にして、耐性を増すことも可能である。このマスク
２に幅０．５〜５μｍ程度の開口部２ｂを設ける。この
工程は図１（ａ）の工程と同じである。
【００２６】次に、図４（ｂ）に示すように、フッ酸溶
液中で陽極化成処理を行なうことにより、マスク２の開
口部２ｂからシリコン基板１を選択的に多孔質化した第
二の領域１０を設ける。この多孔質化した第二の領域１
０は、図１（ｂ）の光ファイバー固定用溝４を形成する
ための多孔質化した領域３に連続して設けられる。多孔
質化はマスク２の開口部２ｂから扇型半円状に進行す
る。この多孔質化した第二の領域１０の大きさは、フッ
酸濃度、化成電流密度、化成時間、基板抵抗により制御
が可能である。化成時間２〜１２０分程度、基板抵抗
０．００５〜数十Ωｃｍ程度で化成する。多孔質化した
第二の領域８の深さは８０〜１５０μｍに、多孔度は３
５〜７０％に設定する。この工程は図１（ｂ）の工程と
同じである。
液中で陽極化成処理を行なうことにより、マスク２の開
口部２ｂからシリコン基板１を選択的に多孔質化した第
二の領域１０を設ける。この多孔質化した第二の領域１
０は、図１（ｂ）の光ファイバー固定用溝４を形成する
ための多孔質化した領域３に連続して設けられる。多孔
質化はマスク２の開口部２ｂから扇型半円状に進行す
る。この多孔質化した第二の領域１０の大きさは、フッ
酸濃度、化成電流密度、化成時間、基板抵抗により制御
が可能である。化成時間２〜１２０分程度、基板抵抗
０．００５〜数十Ωｃｍ程度で化成する。多孔質化した
第二の領域８の深さは８０〜１５０μｍに、多孔度は３
５〜７０％に設定する。この工程は図１（ｂ）の工程と
同じである。
【００２７】次に、図４（ｃ）に示すように、光ファイ
バー固定用溝４部分（図１参照）が開口するように、他
の部分をレジスト１１で覆う。光導波路形成部分とデバ
イス位置決め用マーカー部の多孔質シリコンが覆われて
いればよいので精度は問題とならない。
バー固定用溝４部分（図１参照）が開口するように、他
の部分をレジスト１１で覆う。光導波路形成部分とデバ
イス位置決め用マーカー部の多孔質シリコンが覆われて
いればよいので精度は問題とならない。
【００２８】次に、リン酸に浸漬し光ファイバ固定用溝
４部分だけをエッチング除去する。（図１（ｃ））。リ
ン酸などシリコンが通常侵されない溶液に浸漬すると、
多孔質な領域は表面積が大きいために、この多孔質な領
域のみが溶解して半円形の溝が形成できる。なお、光フ
ァイバ固定用溝４部分以外は、レジスト１１で覆われて
いるため、エッチングされない。
４部分だけをエッチング除去する。（図１（ｃ））。リ
ン酸などシリコンが通常侵されない溶液に浸漬すると、
多孔質な領域は表面積が大きいために、この多孔質な領
域のみが溶解して半円形の溝が形成できる。なお、光フ
ァイバ固定用溝４部分以外は、レジスト１１で覆われて
いるため、エッチングされない。
【００２９】次に、図４（ｄ）に示すように、アセトン
で洗浄してレジスト１１を除去する。
で洗浄してレジスト１１を除去する。
【００３０】次に、図４（ｅ）に示すように、光導波路
形成部分に不純物１２をドーピングする。不純物として
は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃｄ、Ｙ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｌａ、
Ｎｂ、Ｓ、Ｂ、Ｓｒ、Ｇｅやそれらの酸化物、或いはそ
れらを含む化合物などがあり、シリコン基板１上に蒸
着、スピンコート、電着などの方法で不純物含有層を成
膜してドーピングする。ドーピング量は、ドープ材料に
よって異なる。通常は、コア部とクラッド部（Ｓｉ
Ｏ2 ）の比屈折率差（Δｎ（％））が０．２５〜２．０
程度になるように、不純物のドーピングを行う。Ｔｉを
ドーピングして形成される酸化チタンは、屈折率が２．
７１と石英の屈折率１．１４に対して非常に高く、微量
であってもコア部の屈折率をあげることができる。
形成部分に不純物１２をドーピングする。不純物として
は、Ｂｅ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃｄ、Ｙ、Ｐｂ、Ｔｉ、Ｌａ、
Ｎｂ、Ｓ、Ｂ、Ｓｒ、Ｇｅやそれらの酸化物、或いはそ
れらを含む化合物などがあり、シリコン基板１上に蒸
着、スピンコート、電着などの方法で不純物含有層を成
膜してドーピングする。ドーピング量は、ドープ材料に
よって異なる。通常は、コア部とクラッド部（Ｓｉ
Ｏ2 ）の比屈折率差（Δｎ（％））が０．２５〜２．０
程度になるように、不純物のドーピングを行う。Ｔｉを
ドーピングして形成される酸化チタンは、屈折率が２．
７１と石英の屈折率１．１４に対して非常に高く、微量
であってもコア部の屈折率をあげることができる。
【００３１】最後に、同図（ｆ）に示すように、酸化処
理を行なう。この酸化処理は、例えば３段階で行われ
る。まず、３００℃で多孔質化した第二の領域１０の空
孔表面部の酸化を行い、９００℃で多孔質化した第二の
領域１０を完全に酸化し、１１５０℃で溶融緻密化と不
純物の拡散を行なう。酸化によりＴｉなどの不純物は表
層部分から内部に向かって濃度勾配を持って分布する。
これにより光導波路が完成する。また、上部クラッド層
を設ける必要がある場合は、スピンオングラス法、ＣＶ
Ｄ法、ＦＨＤ法などで形成することができる。
理を行なう。この酸化処理は、例えば３段階で行われ
る。まず、３００℃で多孔質化した第二の領域１０の空
孔表面部の酸化を行い、９００℃で多孔質化した第二の
領域１０を完全に酸化し、１１５０℃で溶融緻密化と不
純物の拡散を行なう。酸化によりＴｉなどの不純物は表
層部分から内部に向かって濃度勾配を持って分布する。
これにより光導波路が完成する。また、上部クラッド層
を設ける必要がある場合は、スピンオングラス法、ＣＶ
Ｄ法、ＦＨＤ法などで形成することができる。
【００３２】デバイス搭載用の位置決め用マーカーは、
光ファイバー固定用溝４を作製するマスク２と同時にパ
ターニングしておくことで誤差無く作製することができ
る。以上のような方法を用いることで、シリコン基板１
上に光ファイバー固定用溝４を高精度に再現よく作成す
ることができる。さらに光ファイバー固定用溝４を作成
するときに用いるマスク２で一括露光により光導波路や
搭載されるデバイス位置決め用マーカーを形成すること
ができるので、光ファイバー固定溝４と光導波路とデバ
イス位置決め用マーカー間で位置ずれが全くない光プラ
ットフォームの作成が可能となる。よって、パッシブア
ライメントによる光ファイバーの固定と位置決めマーカ
ーを用いたデバイスの搭載が可能となり、光強度を測定
しながら位置合わせをするといったアクティブアライメ
ントの必要がなくなる。
光ファイバー固定用溝４を作製するマスク２と同時にパ
ターニングしておくことで誤差無く作製することができ
る。以上のような方法を用いることで、シリコン基板１
上に光ファイバー固定用溝４を高精度に再現よく作成す
ることができる。さらに光ファイバー固定用溝４を作成
するときに用いるマスク２で一括露光により光導波路や
搭載されるデバイス位置決め用マーカーを形成すること
ができるので、光ファイバー固定溝４と光導波路とデバ
イス位置決め用マーカー間で位置ずれが全くない光プラ
ットフォームの作成が可能となる。よって、パッシブア
ライメントによる光ファイバーの固定と位置決めマーカ
ーを用いたデバイスの搭載が可能となり、光強度を測定
しながら位置合わせをするといったアクティブアライメ
ントの必要がなくなる。
【００３３】
−実施例１− 基板として、（１、０、０）面方位でＰ型０．０５Ωｃ
ｍの抵抗を持つシリコン基板を用いた。基板上にＰ−Ｃ
ＶＤ装置を用いて２０００ÅのＳｉＮ膜を成膜した。フ
ォトリソ工程により光ファイバー固定用溝を形成する部
分が幅１μｍに開口したパターンを作製した。ＳｉＮの
エッチングは、リアクティブ・イオン・エッチング（Ｒ
ＩＥ）装置を用い、ＣＦ4 （６０ｓｃｃｍ）とＯ2 （５
ｓｃｃｍ）を用いて電力７００ｋＷで５分間行った。
ｍの抵抗を持つシリコン基板を用いた。基板上にＰ−Ｃ
ＶＤ装置を用いて２０００ÅのＳｉＮ膜を成膜した。フ
ォトリソ工程により光ファイバー固定用溝を形成する部
分が幅１μｍに開口したパターンを作製した。ＳｉＮの
エッチングは、リアクティブ・イオン・エッチング（Ｒ
ＩＥ）装置を用い、ＣＦ4 （６０ｓｃｃｍ）とＯ2 （５
ｓｃｃｍ）を用いて電力７００ｋＷで５分間行った。
【００３４】陽極化成処理は、図２の治具を用いて行っ
た。フッ酸濃度が２０％で、化成電流が２００ｍＡ／ｃ
ｍ2 であるとき、図３のように化成深さが決定できるの
で、約３０分間の化成を行い、深さ１２１μｍまで陽極
化成した。断面形状は、ほぼ半円形が得られた。
た。フッ酸濃度が２０％で、化成電流が２００ｍＡ／ｃ
ｍ2 であるとき、図３のように化成深さが決定できるの
で、約３０分間の化成を行い、深さ１２１μｍまで陽極
化成した。断面形状は、ほぼ半円形が得られた。
【００３５】次にリン酸に浸漬した。通常シリコンはリ
ン酸に溶解することがないが、多孔質部では表面積が大
きく完全に除去することができた。この溝は外径１２０
μｍの光ファイバーを±０．５μｍの高精度で搭載する
ことが可能であった。
ン酸に溶解することがないが、多孔質部では表面積が大
きく完全に除去することができた。この溝は外径１２０
μｍの光ファイバーを±０．５μｍの高精度で搭載する
ことが可能であった。
【００３６】−実施例２− 実施例１に示した光ファイバー固定用溝を形成するため
のマスクに、光導波路とデバイス位置決め用マーカー部
分が開口するように一括露光した（図１（ａ）と図４
（ａ））。実施例１と同様２０％ＨＦを用いて２００ｍ
Ａ／ｃｍ2 の電流密度で３０分間の化成処理を行った
（図１（ｂ）と図４（ｂ））。次に光ファイバー固定用
溝部が開口するように、フォトリソ工程によりレジスト
で覆った（図４（ｃ））。導波路形成部分とデバイス位
置決め用マーカー部分の多孔質シリコンが覆われていれ
ばよいので精度は問題とならない。リン酸に浸漬し溝部
を形成した（図１（ｃ））。アセトンで洗浄しレジスト
を剥離した（図４（ｄ））。次に有機Ｔｉが５％含まれ
た薄膜塗布型溶液に３分間浸漬し、表面が乾燥しないう
ちにアセトン中で揺動洗浄を３分間行った。細孔の表層
近くに屈折率制御用のＴｉが入り込む（図４（ｅ））。
最後に、酸化処理を行った。酸化プロファイルは、３段
階である。３００℃は多孔質シリコンの細孔部内部表面
の酸化、９００℃では多孔質シリコンの完全酸化、１１
５０℃では溶融緻密化と不純物の拡散のために行った。
酸化によりＴｉは表層から内部に濃度勾配を持って分布
した。
のマスクに、光導波路とデバイス位置決め用マーカー部
分が開口するように一括露光した（図１（ａ）と図４
（ａ））。実施例１と同様２０％ＨＦを用いて２００ｍ
Ａ／ｃｍ2 の電流密度で３０分間の化成処理を行った
（図１（ｂ）と図４（ｂ））。次に光ファイバー固定用
溝部が開口するように、フォトリソ工程によりレジスト
で覆った（図４（ｃ））。導波路形成部分とデバイス位
置決め用マーカー部分の多孔質シリコンが覆われていれ
ばよいので精度は問題とならない。リン酸に浸漬し溝部
を形成した（図１（ｃ））。アセトンで洗浄しレジスト
を剥離した（図４（ｄ））。次に有機Ｔｉが５％含まれ
た薄膜塗布型溶液に３分間浸漬し、表面が乾燥しないう
ちにアセトン中で揺動洗浄を３分間行った。細孔の表層
近くに屈折率制御用のＴｉが入り込む（図４（ｅ））。
最後に、酸化処理を行った。酸化プロファイルは、３段
階である。３００℃は多孔質シリコンの細孔部内部表面
の酸化、９００℃では多孔質シリコンの完全酸化、１１
５０℃では溶融緻密化と不純物の拡散のために行った。
酸化によりＴｉは表層から内部に濃度勾配を持って分布
した。
【００３７】またこの光導波路に１．５５μｍのレーザ
ー光を導波させたときのニアフィールドパターン（ＮＦ
Ｐ）は、図５のようになっていた。なお、図５（ａ）は
水平方向のニアフィールドパターンであり、図５（ｂ）
は垂直方向のニアフィールドパターンである。
ー光を導波させたときのニアフィールドパターン（ＮＦ
Ｐ）は、図５のようになっていた。なお、図５（ａ）は
水平方向のニアフィールドパターンであり、図５（ｂ）
は垂直方向のニアフィールドパターンである。
【００３８】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る光プラット
フォームの製造方法によれば、シリコン基板の表面部を
線状に多孔質化し、この多孔質化した領域をエッチング
除去して溝を形成し、しかる後この溝部分に光ファイバ
ーを固定することから、光ファイバ固定溝を精度よく形
成でき、光ファイバを正確に溝部に固定することができ
る。また、光ファイバーを固定する溝と光導波路とデバ
イス位置決め用マーカーを同一のマスクパターンで形成
できることから、光導波路やデバイスとの位置決めを正
確に行うことができる。
フォームの製造方法によれば、シリコン基板の表面部を
線状に多孔質化し、この多孔質化した領域をエッチング
除去して溝を形成し、しかる後この溝部分に光ファイバ
ーを固定することから、光ファイバ固定溝を精度よく形
成でき、光ファイバを正確に溝部に固定することができ
る。また、光ファイバーを固定する溝と光導波路とデバ
イス位置決め用マーカーを同一のマスクパターンで形成
できることから、光導波路やデバイスとの位置決めを正
確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光プラットフォームの製造方法
の一実施形態を示す工程図である。
の一実施形態を示す工程図である。
【図２】 本発明に係る光プラットフォームの製造方法
で用いられる陽極化成処理装置の概略構成図である。
で用いられる陽極化成処理装置の概略構成図である。
【図３】 本発明に係る光プラットフォームの製造方法
における化成時間と多孔質シリコン領域の深さとの関係
を示す図である。
における化成時間と多孔質シリコン領域の深さとの関係
を示す図である。
【図４】 本発明に係る光プラットフォームの製造方法
の他の実施形態を示す図である。
の他の実施形態を示す図である。
【図５】 本発明に係る光プラットフォームの製造方法
により製造した光導波路におけるニアフィールドパター
ンから求められる光強度のプロファイルを示す図であ
る。
により製造した光導波路におけるニアフィールドパター
ンから求められる光強度のプロファイルを示す図であ
る。
【図６】 従来の光プラットフォームを示す図である。
【図７】 従来の光プラットフォームの光導波路部分の
製造方法を示す図である。
製造方法を示す図である。
【図８】 従来の光プラットフォームのＶ溝部分の製造
方法を示す図である。
方法を示す図である。
１・・・シリコン基板、２・・・マスク、３・・・多孔
質化した領域、４・・・光ファイバ固定用溝、８・・・
多孔質化した第二の領域
質化した領域、４・・・光ファイバ固定用溝、８・・・
多孔質化した第二の領域
Claims (3)
- 【請求項１】 シリコン基板の表面部に溝を形成してこ
の溝部分に光ファイバーを固定する光プラットフォーム
の製造方法において、前記シリコン基板の表面部が線状
に露出するようにマスクを設けて陽極化成処理すること
により、このシリコン基板の露出部分を多孔質化し、こ
の多孔質化した領域をエッチングして前記溝を形成し、
しかる後この溝部分に前記光ファイバーを固定すること
を特徴とする光プラットフォームの製造方法。 - 【請求項２】 前記溝を形成する領域に連続した領域が
線状に露出するように前記マスクを設けて陽極化成処理
することにより多孔質化した第二の領域を設け、この第
二の領域を酸化して光導波路とすることを特徴とする請
求項１に記載の光プラットフォームの製造方法。 - 【請求項３】 前記マスクで前記シリコン基板に搭載さ
れるデバイス位置決め用マーカーを位置決めすることを
特徴とする請求項１に記載の光プラットフォームの製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7848097A JP3488800B2 (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 光プラットフォームの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7848097A JP3488800B2 (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 光プラットフォームの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10268150A true JPH10268150A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3488800B2 JP3488800B2 (ja) | 2004-01-19 |
Family
ID=13663172
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7848097A Expired - Fee Related JP3488800B2 (ja) | 1997-03-28 | 1997-03-28 | 光プラットフォームの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3488800B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6222974B1 (en) | 1998-07-30 | 2001-04-24 | Seiichi Nagata | Optical waveguide and manufacturing method thereof |
| CN103482566A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-01 | 杭州士兰集成电路有限公司 | 用于mems工艺中的深槽制造方法 |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP7848097A patent/JP3488800B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6222974B1 (en) | 1998-07-30 | 2001-04-24 | Seiichi Nagata | Optical waveguide and manufacturing method thereof |
| CN103482566A (zh) * | 2013-09-30 | 2014-01-01 | 杭州士兰集成电路有限公司 | 用于mems工艺中的深槽制造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3488800B2 (ja) | 2004-01-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |