JPH1031127A - 整列マークを有する光学装置およびその製造方法 - Google Patents

整列マークを有する光学装置およびその製造方法

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JPH1031127A
JPH1031127A JP9074124A JP7412497A JPH1031127A JP H1031127 A JPH1031127 A JP H1031127A JP 9074124 A JP9074124 A JP 9074124A JP 7412497 A JP7412497 A JP 7412497A JP H1031127 A JPH1031127 A JP H1031127A
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optical
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JP9074124A
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Hans-Peter Mayer
− ペーター・マイヤー ハンス
Martin Lehnich
マルティン・レーニヒ
Jamal Bouayad-Amine
− アミネ ヤマル・ボウアヤド
Reinold Weinmann
ライノルト・バインマン
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Alcatel Alsthom Compagnie Generale dElectricite
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    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4219Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、光導波体層パッケージで形成され
た光導波体リッジストライプと光学的に検出可能な整列
マークを有し、基板上での整列を容易に正確に行うこと
のできる光学装置およびその製造方法を提供することを
目的とする。 【解決手段】 この光学装置では、光導波体リッジスト
ライプWLは上部層DSによって覆われた埋設ストライ
プ光導波体であり、整列マークJMは少なくとも部分的
に光導波体リッジストライプWLと同じ水平に付着され
た光導波体層パッケージWSで形成されていることを特
徴とする。整列マークJMはメサストライプとして形成
され、誘電体層DIによって被覆されていてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光導波体層パッケ
ージで形成された光導波体リッジストライプおよび光学
的に検出可能な整列マークを有する光学装置、およびそ
のような整列マークおよび埋設ストライプを有する光学
装置を製造するための方法に関する。
【0002】
【従来の技術】上述のような装置およびその他の素子あ
るいは光ファイバは、共通の基板上に設置される。整列
マークは、光学装置と光ファイバあるいは共通の基板上
の光導波体の間の反射点における結合損失を最小にする
ために、光学装置を光ファイバあるいは共通の基板上に
位置された光導波体と整列させるために使用される。そ
れ故に、光学装置上の整列マークの位置との正確度が共
通の基板上の整列の達成可能な正確度を決定することが
知られている。整列のために、整列マークの実際の位置
が光学的に検出され、それを移動させることによって装
置が予め定められた最適な位置に移動される。従って、
光学手段によって整列マークが容易に検出されることは
重要である。
【0003】整列マークを有する光学装置は、M.S.Cohe
n 氏等による会議用文献“Packaging of High-Density
Fiber/Laser Modules Using Passive Alignment Techni
ques”(Proc. ECTC 1992, pages 98-107 参照)から知
られている。この装置は、十字形のような形の整列マー
クを有しており、それは、フォトリソグラフによって装
置の金属コンタクト層に与えられ、エッチングされる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】フォトリソグラフによ
って整列マークを装置上に与えるためには、リソグラフ
マスクを装置と整列させる必要がある。リソグラフマス
クの整列は、認識可能な光導波体構造の装置で行われ
る。特に、もはや構造を検出することができない埋設ス
トライプ光導波体を有する装置の場合、リソグラフマス
クの整列およびその結果としての整列マークの位置は不
正確である。
【0005】基本的に異なる調整装置を有する光学装置
は、米国特許第5,355,386 号明細書から知られている。
その装置は、機械的な調節を助けるためにV字溝を有し
ており、それは光導波体層パッケージから横方向の突出
を有している。その装置は、上部層によって埋設されな
い波形の導波体を有している。ファイバと光導波体の間
の整列は、ファイバをV字溝に挿入することによって達
成された。機械的整列にはこの形式の整列補助手段が使
用されるが、光学的整列には整列マークが使用される。
ファイバの太さおよびエッチングされたV字溝の深さに
おける許容誤差を機械的整列で保証することはできな
い。さらに、このプロセスは、共通の基板上の装置の整
列に適していない。
【0006】従って、本発明の目的は、上述の困難を回
避し、基板上での整列に適した整列マークを有する光学
装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明の整
列マークを有する光学装置によって達成される。本発明
は、光導波体層パッケージで形成された光導波体リッジ
ストライプおよび光学的に検出可能な整列マークを有す
る光学装置において、光導波体リッジストライプは上部
層によって覆われた埋設ストライプ光導波体であり、整
列マークは少なくとも部分的に光導波体リッジストライ
プと同じ水平に付着された光導波体層パッケージで形成
されていることを特徴とする。利点を有する実施形態
は、その従属請求項に記載されている。本発明により新
しい光学装置の製造方法も提供されている。第1の製造
方法は、特許請求の範囲の請求項4に記載されており、
第2の製造方法は請求項5に記載されている。
【0008】
【発明の実施の形態】図1において、本発明による光学
装置BE1 の第1の実施形態が示されており、そこにお
いて、基板SUBの上には光導波体層パッケージWSお
よびそれを覆った状態の層DSが位置されている。基板
SUBはn型ドープされたInPで作られており、覆っ
ている層DSはp型ドープされたInPで作られてい
る。
【0009】光導波体層パッケージWSは、1以上の光
学的に能動の半導体層ASを含んでいる。簡単なものに
するために、この1つあるいは複数の光学的に能動の半
導体層ASは、さらに能動層パッケージとして識別さ
れ、図1および2において太線で描かれている。能動層
パッケージASは、例えば異なるバンドギャップエネル
ギを有するInGaAsP層とInGaAs層とを交互
に連続したいわゆる多重量子波動層で構成された量子膜
層パッケージである。ドープされていない、あるいはわ
ずかにドープされたInPを含むことができる光導波体
層は、能動層パッケージASの上方あるいは下方に位置
される。能動層パッケージASと共に、それらは光導波
体層パッケージWSを形成する。
【0010】基板SUBの下側および上部層DS上に位
置された金属コンタクト層は本発明を理解するにあたっ
て重要でないので記載されておらず、また、上部層DS
と金属コンタクト層との間に位置される高濃度にドープ
されたコンタクト層も同じ理由のために記載されていな
い。
【0011】光導波体層パッケージWSは、メサストラ
イプの形状に構成されている。このメサストライプは、
光学装置において埋設光導波体リッジストライプWLを
形成する。
【0012】実施形態における光学装置は、B.Fernier
氏等による会議用テキスト“High Yield 2”Technology
for Fabrication of 1.3mm SLMQW DFB Laser Suitable
forSTM 16 Applications”(Proc. ECOC 1994, page 8
41f参照)に記載されているように、埋設光導波体リッ
ジストライプ構造(BRS)を有するレーザに代表され
る。
【0013】第2のメサストライプは、埋設光導波体リ
ッジストライプWLに並列に配置され、それもまた光導
波体層パッケージWSから形成されている。この第2の
メサストライプは整列マークJMであり、光導波体とし
て機能することはない。整列マークJMは上部層DSに
よって覆われず、それ故に光学手段によって検出される
ことができる。それはSiO2 あるいはSiNの薄い誘
電体層DIによって覆われ、その層は製造プロセスの最
後に剥離されて取除かれることができる。
【0014】図2において、図1のものと類似した装置
BE2 が第2の実施形態として示されており、それは整
列マークJMが誘電体層によって覆われておらず、被覆
層DSおよび頂部の光導波体層からエッチングされてい
る点で異なっている。上部層DSによって埋設されない
ので光学的に検出可能なままである整列マークを設ける
ための製造のエッチングステップは、能動層パッケージ
ASが上部層DSおよび光導波体層とは異なった材料で
構成されているという事実に基づいている。選択的に作
用するエッチング液がこのステップに使用され、それに
よって光導波体の被覆層および頂部層が剥離されるが、
能動層パッケージASが損なわれることはない。この方
法において、整列マークJMは能動層パッケージASの
レベルまで露出される。付加的な利点は、能動層パッケ
ージASの正確な位置を決定することができ、それによ
って半導体層のエピタキシ成長を制御できることであ
る。
【0015】本発明の利点は以下のようなものである。
すなわち、両方の構造が同じ処理ステップにおいて光導
波体層パッケージWSからエッチングされ、また、装置
における両方の構造の位置を決定するエッチングマスク
が単一のリソグラフマスクを使用する単一のリソグラフ
ステップにおいて構成されるので、装置BE1 およびB
E2 における光導波体リッジストライプWLに関して整
列マークJMの位置が正確にわかることである。整列マ
ークJMが機能および装置の製造を妨害することはな
く、それは、整列マークJMと光導波体リッジストライ
プWLとの間には光導波体リンクが存在しないからであ
る。
【0016】利点を有したストライプ形状の整列マーク
JMは、レーザと光ファイバとの整列に特に適してい
る。レーザ光は光導波体リッジストライプWLの前部か
ら出る。レーザと光ファイバの間の結合損失に関する整
列の影響は、光の伝播方向に関して横方向のものであ
り、すなわち、特に光導波体リッジストライプWLとフ
ァイバの間の平行な変位と、基板SUBの平面における
ファイバと光導波体リッジストライプWLの間の角度の
誤整列である。両方の自由度は、ストリップ形状の整列
マークJMによって特別の正確度で整列させることがで
きる。光の伝播方向に関して縦方向の整列は、結合損失
に対して顕著な影響を与えない。光導波体リッジストラ
イプとファイバの間の垂直方向の変位は、製造中に基板
SUBおよび光導波体層パッケージWSの厚さを正確に
制御することによって避けなければならず、光学装置お
よび光ファイバに取付けられる装置は、それに応じて共
通の基板上に作られる。
【0017】本発明に従って装置を製造するためのプロ
セスの第1の実施形態において、以下のステップが順次
実行される。
【0018】第1のステップにおいて、光導波体層パッ
ケージWSが基板SUB上に水平に付着される。
【0019】第2のステップにおいて、光導波体リッジ
ストライプWLおよび整列マークがエッチングによって
形成される。図3のaにおいて、この第2のステップの
後の装置の様子が示されており、そこにおいて、この実
施形態の光導波体リッジストライプWLおよび整列マー
クJMは等しくメサストライプに構成されている。
【0020】第3のステップにおいて、整列マークJM
が例えばSiO2 あるいはSiN等の薄い誘電体層DI
で覆われる。
【0021】第4のステップにおいて、上部層DSがエ
ピタキシによって装置上に付着される。上部層DSの半
導体材料は、誘電体層DI上で成長することができない
ため、整列マークJMは上部層DSで覆われないままで
残される。誘電体層は、それに続いて取除かれることが
できる。この第4のステップ後の光の伝播方向に垂直に
切り取られた断面図が図3のbに示されている。
【0022】本発明のプロセスの第2の実施形態におい
て、第1の実施形態の第1および第2のステップの後、
第3のステップにおいて表面全体の上に上部層DSがエ
ピタキシによって付着され、第4のステップにおいて上
部層DSおよび光導波体層パッケージWSの頂部層が整
列マークJMの領域で取除かれる。これは例えば化学的
湿式エッチングによって行われることができ、そこにお
いて、選択的に作用するエッチング液が使用され、上部
層DSおよび光導波体の頂部層が剥離されるが、その異
なる材料組成のために、能動層パッケージASを全く損
なわないか、あるいは損なうとしても、非常に速度が遅
い。例えば感光性ラッカー被覆をエッチングマスクとし
て使用することができ、それによって整列マークJMの
周囲の領域が覆われないままで残される。図3のcにお
いて、この第4のステップの後の装置の様子が示されて
いる。整列マークJM上の頂部は、エッチングストッパ
として作用する能動層パッケージASである。エッチン
グされた溝は、整列マークの両側で基板SUBに到達す
る。
【0023】InPおよびInGaAsPに加えて、光
学装置は、例えばGaAs等のIII/V族化合物タイプ
の別の半導体を有することもできる。また、IV/IV
族あるいはII/VI族化合物タイプの半導体、ならびに
ポリマあるいは例えばシリコン基板上のSiO2 等の誘
電体化合物を使用することもできる。
【0024】本発明は、1以上の能動半導体層を含んで
いる光学装置およびそれを製造するプロセスの2つの実
施形態に限定されない。増幅されていない光を導く純粋
な受動光導波体層パッケージから光導波体および整列マ
ークを形成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による光学装置の第1の実施形態の概略
的斜視図。
【図2】本発明による光学装置の第2の実施形態の概略
的斜視図。
【図3】第1および第2のプロセスの異なる製造段階の
期間中の光導波体の光の伝播方向に垂直に切り取られた
装置の断面図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 マルティン・レーニヒ ドイツ連邦共和国、71229 レオンベルク、 アハールムシュトラーセ 6 (72)発明者 ヤマル・ボウアヤド − アミネ ドイツ連邦共和国、71642 ルードビヒス ブルク、ホーエンラインシュトラーセ 20 (72)発明者 ライノルト・バインマン ドイツ連邦共和国、73733 エスリンゲン、 バウアーナッカー・ベーク 8

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光導波体層パッケージで形成された光導
    波体リッジストライプおよび光学的に検出可能な整列マ
    ークを有する光学装置において、 光導波体リッジストライプは上部層によって覆われた埋
    設ストライプ光導波体であり、 整列マークは少なくとも部分的に光導波体リッジストラ
    イプと同じ水平に付着された光導波体層パッケージで形
    成されていることを特徴とする光学装置。
  2. 【請求項2】 整列マークはメサストライプであること
    を特徴とする請求項1記載の装置。
  3. 【請求項3】 整列マークは誘電体層によって被覆され
    ていることを特徴とする請求項1記載の光学装置。
  4. 【請求項4】 整列マークを有する光学装置の製造方法
    において、 a)光導波体層パッケージをエピタキシによって基板上
    に水平に付着し、 b)光導波体リッジストライプおよび整列マークを光導
    波体層パッケージからエッチングし、 c)整列マークを誘電体層で被覆し、 d)上部層をエピタキシによって付着するステップを含
    んでいる光学装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 整列マークを有する光学装置を製造する
    ための方法において、 a)光導波体層パッケージをエピタキシによって基板上
    に水平に付着し、 b)光導波体リッジストライプおよび整列マークを光導
    波体層パッケージからエッチングし、 c)上部層をエピタキシによって付着し、 d)選択的に作用するエッチング液によって整列マーク
    をエッチングするステップを含んでいる光学装置の製造
    方法。
JP9074124A 1996-03-26 1997-03-26 整列マークを有する光学装置およびその製造方法 Pending JPH1031127A (ja)

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DE19611907A DE19611907A1 (de) 1996-03-26 1996-03-26 Optisches Bauelement mit Justiermarke und Verfahren zur Herstellung

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JP9074124A Pending JPH1031127A (ja) 1996-03-26 1997-03-26 整列マークを有する光学装置およびその製造方法

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EP0798576A3 (de) 1997-10-15
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