JPH11133266A - 光導波路部品の製造方法 - Google Patents
光導波路部品の製造方法Info
- Publication number
- JPH11133266A JPH11133266A JP9300314A JP30031497A JPH11133266A JP H11133266 A JPH11133266 A JP H11133266A JP 9300314 A JP9300314 A JP 9300314A JP 30031497 A JP30031497 A JP 30031497A JP H11133266 A JPH11133266 A JP H11133266A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical waveguide
- groove
- grooves
- substrate
- layer
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- Pending
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Mechanical Coupling Of Light Guides (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｖ溝を有する光導波路部品のコストダウンを
図ることができる光導波路部品の製造方法を提供する。 【解決手段】 基板１上に平面光導波路コア部４ａおよ
びＶ溝１ｄを有する光導波路部品の製造方法であって、
基板１上に下部クラッド層３、コア層４を順次積層し、
その後、コア層４をエッチングして光導波路コア部４ａ
を形成するとともに、下部クラッド層３とコア層４をマ
スクにして基板１面のＶ溝１ｄを形成する部分を露出さ
せる工程と、前記露出した基板面１ｃをエッチングして
Ｖ溝１ｄを形成し、次いで、上部クラッド層５を積層し
た後、Ｖ溝１ｄ上の上部クラッド層５を除去する工程を
有する。
図ることができる光導波路部品の製造方法を提供する。 【解決手段】 基板１上に平面光導波路コア部４ａおよ
びＶ溝１ｄを有する光導波路部品の製造方法であって、
基板１上に下部クラッド層３、コア層４を順次積層し、
その後、コア層４をエッチングして光導波路コア部４ａ
を形成するとともに、下部クラッド層３とコア層４をマ
スクにして基板１面のＶ溝１ｄを形成する部分を露出さ
せる工程と、前記露出した基板面１ｃをエッチングして
Ｖ溝１ｄを形成し、次いで、上部クラッド層５を積層し
た後、Ｖ溝１ｄ上の上部クラッド層５を除去する工程を
有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、位置決め用のＶ溝
を有し、端面に光ファイバコネクタを接続して使用する
光導波路部品の製造方法に関する。
を有し、端面に光ファイバコネクタを接続して使用する
光導波路部品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波路部品には、基板上に所定パター
ンの光導波路コア部をクラッド部内に埋設して形成した
ＰＬＣ(Planar Lightwave Circuits: 平面光波回路) を
有するものがある。この光導波路部品はその端面に、単
心または多心の光ファイバコネクタを光学的に接続して
使用する。この光導波路部品と光ファイバコネクタを光
学的に接続する際には、光導波路コア部の光軸と光ファ
イバコネクタの光軸とを合わせる煩雑な調心作業が必要
である。そこで、この調心作業を不要とする無調心接続
方法が検討されている。例えば、光導波路部品の光導波
路コア部を位置基準にして、所望の幅と深さを有する位
置決め用のＶ溝を光導波路コア部と平行に研削などの機
械加工で形成し、このＶ溝にピン嵌合するなどして光フ
ァイバコネクタを位置決めしている（特開平８−２４８
２６９号公報参照）。
ンの光導波路コア部をクラッド部内に埋設して形成した
ＰＬＣ(Planar Lightwave Circuits: 平面光波回路) を
有するものがある。この光導波路部品はその端面に、単
心または多心の光ファイバコネクタを光学的に接続して
使用する。この光導波路部品と光ファイバコネクタを光
学的に接続する際には、光導波路コア部の光軸と光ファ
イバコネクタの光軸とを合わせる煩雑な調心作業が必要
である。そこで、この調心作業を不要とする無調心接続
方法が検討されている。例えば、光導波路部品の光導波
路コア部を位置基準にして、所望の幅と深さを有する位
置決め用のＶ溝を光導波路コア部と平行に研削などの機
械加工で形成し、このＶ溝にピン嵌合するなどして光フ
ァイバコネクタを位置決めしている（特開平８−２４８
２６９号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光導波
路部品のＶ溝を機械加工で精密に形成する場合、Ｖ溝の
本数が多くなるとともに、コストが増加するという問題
があった。本発明は、コストダウンを図るために、複数
の位置決め用のＶ溝を一括して形成する光導波路部品の
製造方法を提供することを目的とする。
路部品のＶ溝を機械加工で精密に形成する場合、Ｖ溝の
本数が多くなるとともに、コストが増加するという問題
があった。本発明は、コストダウンを図るために、複数
の位置決め用のＶ溝を一括して形成する光導波路部品の
製造方法を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決すべくなされたもので、基板上に平面光導波路および
Ｖ溝を有する光導波路部品の製造方法であって、基板上
に下部クラッド層、コア層を順次積層し、その後、コア
層をエッチングして光導波路コア部を形成するととも
に、下部クラッド層とコア層をマスクにして基板面のＶ
溝を形成する部分を露出させる工程と、前記露出した基
板面をエッチングしてＶ溝を形成し、次いで、上部クラ
ッド層を積層した後、Ｖ溝上の上部クラッド層を除去し
て、光導波路コア部を有する平面光導波路およびＶ溝を
形成する工程とを有することを特徴とするものである。
決すべくなされたもので、基板上に平面光導波路および
Ｖ溝を有する光導波路部品の製造方法であって、基板上
に下部クラッド層、コア層を順次積層し、その後、コア
層をエッチングして光導波路コア部を形成するととも
に、下部クラッド層とコア層をマスクにして基板面のＶ
溝を形成する部分を露出させる工程と、前記露出した基
板面をエッチングしてＶ溝を形成し、次いで、上部クラ
ッド層を積層した後、Ｖ溝上の上部クラッド層を除去し
て、光導波路コア部を有する平面光導波路およびＶ溝を
形成する工程とを有することを特徴とするものである。
【０００５】本発明は、上述のように、光導波路を構成
する下部クラッド層およびコア層をマスクにして基板面
のＶ溝を形成する部分を露出させ、エッチングによりＶ
溝を形成するため、基板上に複数のＶ溝を一括して形成
することができるので、Ｖ溝の本数にかかわらず一定の
工数でＶ溝を形成することができる。
する下部クラッド層およびコア層をマスクにして基板面
のＶ溝を形成する部分を露出させ、エッチングによりＶ
溝を形成するため、基板上に複数のＶ溝を一括して形成
することができるので、Ｖ溝の本数にかかわらず一定の
工数でＶ溝を形成することができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
形態について説明する。図１（ａ）〜（ｈ）は本発明に
かかる光導波路部品の製造方法の一実施形態の製造工程
の説明図である。この製造工程は以下の通りである。即
ち、 １）面方位（１００）のシリコン基板１の表面に、熱酸
化法により厚さ約０．５μｍのシリコン酸化膜２を形成
する。次いで、フォトリソグラフィ法により、平面光導
波路を形成する領域（＜０１１＞方向のストライプ）以
外をマスキングし、平面光導波路を形成する領域のシリ
コン酸化膜２をリアクティブイオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）により除去する。この基板１を、ＫＯＨ水溶液をエ
ッチャントとして、約３０μｍの深さまで異方性エッチ
ングを行い、（１００）面と溝の側面との角度が５４．
７°であるストライプ状の溝１ａを形成する（図１
（ａ））。 ２）次いで、火炎堆積法（ＦＨＤ）により、厚さ約４０
μｍの石英系ガラス膜からなる下部クラッド層３を形成
する。この際、下部クラッド層３の表面は、ほぼシリコ
ン基板１の溝１ａの段差に対応した凹凸形状をなす（図
１（ｂ））。 ３）次に、シリコン基板１表面を機械加工により研磨
し、シリコン酸化膜２を除去し、溝１ａ上の下部クラッ
ド層３ａと溝１ａ以外のシリコン基板面１ｂとがほぼ同
レベルになるようにする（図１（ｃ））。 ４）次いで、基板１上に厚さ８μｍの石英系ガラス膜を
ＦＨＤにより形成し、コア層４とする。この際、コア層
４と下部クラッド層３ａ間の比屈折率差が約０．３％と
なるように、コア層４にはGeO2もしくはTiO2をドーパン
トとして添加する（図１（ｄ））。 ５）次いで、ＲＩＥを用いてマスキングによりコア層４
を部分的に除去してパターン化し、下部クラッド層３ａ
上の所定の位置に光導波路コア部４ａを形成すととも
に、＜０１１＞方向のストライプ状のＶ溝を形成する領
域のシリコン基板面１ｃを露出させる（図１（ｅ））。 ６）次いで、下部クラッド層３ａとコア層４をマスクと
し、ＫＯＨ水溶液をエッチャントとしてシリコン基板面
１ｃに異方性エッチングを施し、Ｖ溝１ｄを形成する
（図１（ｆ））。 ７）次いで、再びＦＨＤにより、下部クラッド層３と整
合された屈折率を有する上部クラッド層５を積層し、光
導波路コア部４ａおよびＶ溝１ｄを覆う（図１
（ｇ））。 ８）最後に、Ｖ溝１ｄを覆う上部クラッド層５を、ＲＩ
Ｅを用いて除去する（図１（ｈ））。 上述の加工プロセスにより形成した、基板１全長にわた
るＶ溝１ｄと埋め込み型の平面光導波路を有する光導波
路部品を図２に示す。本実施形態において、Ｖ溝１ｄと
光導波路コア部４ａとの位置合わせ精度は、前記工程５
におけるマスキングの精度で決まり、±１μｍ以下にす
ることができた。
形態について説明する。図１（ａ）〜（ｈ）は本発明に
かかる光導波路部品の製造方法の一実施形態の製造工程
の説明図である。この製造工程は以下の通りである。即
ち、 １）面方位（１００）のシリコン基板１の表面に、熱酸
化法により厚さ約０．５μｍのシリコン酸化膜２を形成
する。次いで、フォトリソグラフィ法により、平面光導
波路を形成する領域（＜０１１＞方向のストライプ）以
外をマスキングし、平面光導波路を形成する領域のシリ
コン酸化膜２をリアクティブイオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）により除去する。この基板１を、ＫＯＨ水溶液をエ
ッチャントとして、約３０μｍの深さまで異方性エッチ
ングを行い、（１００）面と溝の側面との角度が５４．
７°であるストライプ状の溝１ａを形成する（図１
（ａ））。 ２）次いで、火炎堆積法（ＦＨＤ）により、厚さ約４０
μｍの石英系ガラス膜からなる下部クラッド層３を形成
する。この際、下部クラッド層３の表面は、ほぼシリコ
ン基板１の溝１ａの段差に対応した凹凸形状をなす（図
１（ｂ））。 ３）次に、シリコン基板１表面を機械加工により研磨
し、シリコン酸化膜２を除去し、溝１ａ上の下部クラッ
ド層３ａと溝１ａ以外のシリコン基板面１ｂとがほぼ同
レベルになるようにする（図１（ｃ））。 ４）次いで、基板１上に厚さ８μｍの石英系ガラス膜を
ＦＨＤにより形成し、コア層４とする。この際、コア層
４と下部クラッド層３ａ間の比屈折率差が約０．３％と
なるように、コア層４にはGeO2もしくはTiO2をドーパン
トとして添加する（図１（ｄ））。 ５）次いで、ＲＩＥを用いてマスキングによりコア層４
を部分的に除去してパターン化し、下部クラッド層３ａ
上の所定の位置に光導波路コア部４ａを形成すととも
に、＜０１１＞方向のストライプ状のＶ溝を形成する領
域のシリコン基板面１ｃを露出させる（図１（ｅ））。 ６）次いで、下部クラッド層３ａとコア層４をマスクと
し、ＫＯＨ水溶液をエッチャントとしてシリコン基板面
１ｃに異方性エッチングを施し、Ｖ溝１ｄを形成する
（図１（ｆ））。 ７）次いで、再びＦＨＤにより、下部クラッド層３と整
合された屈折率を有する上部クラッド層５を積層し、光
導波路コア部４ａおよびＶ溝１ｄを覆う（図１
（ｇ））。 ８）最後に、Ｖ溝１ｄを覆う上部クラッド層５を、ＲＩ
Ｅを用いて除去する（図１（ｈ））。 上述の加工プロセスにより形成した、基板１全長にわた
るＶ溝１ｄと埋め込み型の平面光導波路を有する光導波
路部品を図２に示す。本実施形態において、Ｖ溝１ｄと
光導波路コア部４ａとの位置合わせ精度は、前記工程５
におけるマスキングの精度で決まり、±１μｍ以下にす
ることができた。
【０００７】本実施形態では、複数のＶ溝１ｄを基板１
上に一括して形成することができるため、Ｖ溝１ｄの本
数にかかわらず一定の工数でＶ溝１ｄを形成することが
できる。また、一般的にガラスの成膜を行うなどして高
温で熱処理されたシリコン基板表面には多くの結晶欠陥
が発生するため、きれいなＶ溝を異方性エッチングによ
って形成することが困難である。これに対して、本実施
形態では、熱処理されたシリコン基板面１ｂを研磨する
工程（前記工程３）を含んでいるため、基板面１ｂに発
生した結晶欠陥を少なくし、きれいなＶ溝を形成するこ
とができる。さらに、導波路が高さのある凸状部をなす
場合、マスキングして底部にＶ溝パターンを位置精度よ
く形成することは容易ではない。しかしながら、本実施
形態では、基板１面が平坦化し、導波路コア４ａとＶ溝
１ｄがほぼ同じレベルにあるため、Ｖ溝１ｄを位置精度
よく形成することができる。
上に一括して形成することができるため、Ｖ溝１ｄの本
数にかかわらず一定の工数でＶ溝１ｄを形成することが
できる。また、一般的にガラスの成膜を行うなどして高
温で熱処理されたシリコン基板表面には多くの結晶欠陥
が発生するため、きれいなＶ溝を異方性エッチングによ
って形成することが困難である。これに対して、本実施
形態では、熱処理されたシリコン基板面１ｂを研磨する
工程（前記工程３）を含んでいるため、基板面１ｂに発
生した結晶欠陥を少なくし、きれいなＶ溝を形成するこ
とができる。さらに、導波路が高さのある凸状部をなす
場合、マスキングして底部にＶ溝パターンを位置精度よ
く形成することは容易ではない。しかしながら、本実施
形態では、基板１面が平坦化し、導波路コア４ａとＶ溝
１ｄがほぼ同じレベルにあるため、Ｖ溝１ｄを位置精度
よく形成することができる。
【０００８】なお、上記実施形態において、エッチング
のマスクパターンを変えることにより、図３に示すよう
に、基板１の両端に２本づつ、相対する位置がずれるよ
うにＶ溝１ｄを設けることができるなど、所望の位置に
所望の形状のＶ溝を形成することができる。また、本発
明は上記実施形態に限らず、図４に示すように、下部ク
ラッド層３ａと光導波路コア部４ａの間に、下部クラッ
ド層３ａと同じ屈折率で所望の厚さ（例えば１０μｍ程
度）の高さ調整層６を介在させてもよい。こうすること
により、基板１面よりも高い位置の光ファイバコネクタ
と光導波路コア部４ａとを位置合わせすることができ
る。
のマスクパターンを変えることにより、図３に示すよう
に、基板１の両端に２本づつ、相対する位置がずれるよ
うにＶ溝１ｄを設けることができるなど、所望の位置に
所望の形状のＶ溝を形成することができる。また、本発
明は上記実施形態に限らず、図４に示すように、下部ク
ラッド層３ａと光導波路コア部４ａの間に、下部クラッ
ド層３ａと同じ屈折率で所望の厚さ（例えば１０μｍ程
度）の高さ調整層６を介在させてもよい。こうすること
により、基板１面よりも高い位置の光ファイバコネクタ
と光導波路コア部４ａとを位置合わせすることができ
る。
【０００９】
【発明の効果】本発明によれば、複数のＶ溝をエッチン
グにより一括して形成するため、Ｖ溝の本数にかかわら
ず一定の工数でＶ溝を有する光導波路部品を製造するこ
とができ、コストダウンを図ることができるという優れ
た効果がある。
グにより一括して形成するため、Ｖ溝の本数にかかわら
ず一定の工数でＶ溝を有する光導波路部品を製造するこ
とができ、コストダウンを図ることができるという優れ
た効果がある。
【図１】（ａ）〜（ｈ）は、本発明に係る光導波路部品
の製造方法の一実施形態の製造工程の説明図である。
の製造方法の一実施形態の製造工程の説明図である。
【図２】上記実施形態の製造方法で作製された光導波路
部品の斜視図である。
部品の斜視図である。
【図３】上記実施形態の製造方法で作製された他の光導
波路部品の斜視図である。
波路部品の斜視図である。
【図４】他の実施形態の製造方法で作製された光導波路
部品の断面図である。
部品の断面図である。
１ 基板 １ａ 溝 １ｂ、１ｃ 基板面 １ｄ Ｖ溝 ２ シリコン酸化膜 ３、３ａ 下部クラッド層 ４ コア層 ４ａ 光導波路コア部 ５ 上部クラッド層 ６ 高さ調整層
Claims (1)
- 【請求項１】 基板上に平面光導波路およびＶ溝を有す
る光導波路部品の製造方法であって、基板上に下部クラ
ッド層、コア層を順次積層し、その後、コア層をエッチ
ングして光導波路コア部を形成するとともに、下部クラ
ッド層とコア層をマスクにして基板面のＶ溝を形成する
部分を露出させる工程と、前記露出した基板面をエッチ
ングしてＶ溝を形成し、次いで、上部クラッド層を積層
した後、Ｖ溝上の上部クラッド層を除去して、光導波路
コア部を有する平面光導波路およびＶ溝を形成する工程
とを有することを特徴とする光導波路部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9300314A JPH11133266A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 光導波路部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9300314A JPH11133266A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 光導波路部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11133266A true JPH11133266A (ja) | 1999-05-21 |
Family
ID=17883297
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9300314A Pending JPH11133266A (ja) | 1997-10-31 | 1997-10-31 | 光導波路部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11133266A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100532184B1 (ko) * | 2003-07-14 | 2005-11-30 | 주식회사 오랜텍 | 광도파로 소자 제조방법 |
| KR100650820B1 (ko) | 2003-09-26 | 2006-11-27 | 엘에스전선 주식회사 | 평면 광도파로 소자의 제조방법 |
| WO2024009457A1 (ja) * | 2022-07-07 | 2024-01-11 | 日本電信電話株式会社 | 光導波路デバイスおよびその製造方法 |
-
1997
- 1997-10-31 JP JP9300314A patent/JPH11133266A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100532184B1 (ko) * | 2003-07-14 | 2005-11-30 | 주식회사 오랜텍 | 광도파로 소자 제조방법 |
| KR100650820B1 (ko) | 2003-09-26 | 2006-11-27 | 엘에스전선 주식회사 | 평면 광도파로 소자의 제조방법 |
| WO2024009457A1 (ja) * | 2022-07-07 | 2024-01-11 | 日本電信電話株式会社 | 光導波路デバイスおよびその製造方法 |
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