JPH11344649A - Lens fiber coupler assembly and method for producing the assembly - Google Patents

Lens fiber coupler assembly and method for producing the assembly

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JPH11344649A
JPH11344649A JP11127707A JP12770799A JPH11344649A JP H11344649 A JPH11344649 A JP H11344649A JP 11127707 A JP11127707 A JP 11127707A JP 12770799 A JP12770799 A JP 12770799A JP H11344649 A JPH11344649 A JP H11344649A
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Japan
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substrate wafer
optical fiber
optical
groove
acid
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JP11127707A
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Japanese (ja)
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Eric R Anderson
エリック・アール・アンダーソン
Dean Tran
ディーン・トラン
Ronald L Strijek
ロナルド・エル・ストリイェク
Edward A Rezek
エドワード・エイ・レゼク
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Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
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TRW Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the coupling efficiency between optical component elements by providing grooves with a substrate wafer aligned with a waveguide means, an input end for accepting light energy and an output end for focusing the light energy. SOLUTION: The substrate wafer input surface 26 of the lens fiber coupler assembly 20 including two short tapered (formed as lenses) single mode fibers 2 mounted at a substrate wafer holder 24 made of a III-V semiconductor material is aligned with the output surface 28 of a dual output silicon waveguide 30 and attached to it. The dual fiber assembly 46 is formed by fixing the optical fibers 22 into the U-shaped grooves 36 formed on the surface 38 of the substrate wafer 24. The grooves 36 are separated by a predetermined distance and are aligned at the spacing between the two output waveguides 40 on a silicon waveguide structure 30. A cap 42 is arbitrarily mounted at the substrate wafer 24 and further the optical fibers 22 are fixed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置同士の間
の光エネルギーを結合するためのレンズファイバカップ
ラー組立体と、フォトリソグラフィ処理とIII−V半
導体の異方性エッチ特性とを使用したその製造方法とに
関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a lens fiber coupler assembly for coupling light energy between optical devices, and to its use of a photolithographic process and the anisotropic etch characteristics of III-V semiconductors. A manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】マイクロ光学装置用のコンパクトでかつ
頑丈な光学結合系は、光通信系において不可欠である。
光学装置と系との間で光エネルギーを結合するための次
第に普及しつつある方法は、ファイバとマイクロ光学レ
ンズとに依っている。ファイバは、結合効率を改良する
ことで、光学装置同士の間の効果的な伝達媒体となる。
マイクロ光学レンズは、光ファイバ端部からの発散性の
光エネルギー出力を集束することによってさらなる結合
効率を与える。特に、光ファイバ技術は電気通信の分野
においてますます応用されつつある。こうした用途の多
くは、検出器、レーザーダイオード及び光集積回路のよ
うな光学構成要素間に、非常に高い結合効率を必要とす
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION Compact and robust optical coupling systems for micro-optical devices are essential in optical communication systems.
An increasingly popular method for coupling light energy between optical devices and systems relies on fibers and micro-optic lenses. Fibers are an effective transmission medium between optical devices by improving the coupling efficiency.
Micro-optic lenses provide additional coupling efficiency by focusing the divergent light energy output from the end of the optical fiber. In particular, fiber optic technology is being increasingly applied in the field of telecommunications. Many of these applications require very high coupling efficiencies between optical components such as detectors, laser diodes and optical integrated circuits.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】高結合効果的な系の製
造において、多くの仕事がなされてきたが、ほとんどの
結合組立体はコンパクトではなく、大量生産に適しても
いない。加えて、従来技術において周知の結合組立体の
多くは、半導体微細加工技術、III−V半導体材料及
びマイクロ光学技術を活用していない。大量生産技術を
使用して製造できる、簡易、コンパクト及び高信頼度な
結合系は非常に望ましい。
Although much work has been done in the production of highly coupling effective systems, most coupling assemblies are neither compact nor suitable for mass production. In addition, many of the coupling assemblies known in the prior art do not utilize semiconductor microfabrication techniques, III-V semiconductor materials, and micro-optics techniques. A simple, compact and reliable coupling system that can be manufactured using mass production techniques is highly desirable.

【0004】光電子結合機構に関する従来技術において
周知の技術に基づくと、導波路から光電子装置へ光を結
合するために、レンズファイバ組立体は非常に望まし
い。
[0004] Based on techniques well known in the prior art for optoelectronic coupling mechanisms, lens fiber assemblies are highly desirable for coupling light from waveguides to optoelectronic devices.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の態様は、光エネ
ルギーを伝達するための導波路手段を有する光学装置
と;光学装置に隣接しかつ表面に形成されている溝を有
する基板ウェーハであって、溝は導波路手段とアライン
メントされている基板ウェーハと;溝内に配置されかつ
光エネルギーを受け入れるための入力端部と光エネルギ
ーを集束するための出力端部とを有する光ファイバと;
を含む、光学装置同士の間の光エネルギーを結合するた
めの光学結合組立体を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An aspect of the present invention is an optical device having waveguide means for transmitting light energy; and a substrate wafer having grooves formed on a surface adjacent to the optical device. A groove wherein the groove is aligned with the waveguide means; an optical fiber disposed within the groove and having an input end for receiving light energy and an output end for focusing light energy;
An optical coupling assembly for coupling light energy between optical devices, comprising:

【0006】また本発明の態様は、光学装置同士の間の
光エネルギーを結合するための光学結合組立体を製造す
るための方法を提供することにある。本方法は、出力面
と光エネルギーを伝達するための導波路手段とを有する
光学装置を提供する工程と;表面と入力面とを有する基
板ウェーハを提供する工程と;基板ウェーハの表面を覆
うようにフォトレジスト材料の層をコートする工程と;
基板ウェーハをベークする工程と;マスクを基板ウェー
ハの表面に選択的にアラインメントする工程と;フォト
レジスト材料の層でコートされた基板ウェーハの表面
を、光源により露光して、フォトレジストマスクを形成
する工程と;基板ウェーハの表面を現像する工程と;基
板ウェーハの表面を選択的にエッチして、その中に溝を
形成する工程と;フォトレジストマスクを除去してか
ら、基板ウェーハの表面を洗浄する工程と;入力端部と
出力端部とを有する光ファイバを、基板ウェーハの溝中
に取付ける工程と;導波路手段を溝にアラインメントす
る工程と;光学装置の出力面を基板ウェーハの入力面に
取付ける工程とを含む。
[0006] It is also an aspect of the present invention to provide a method for manufacturing an optical coupling assembly for coupling light energy between optical devices. The method comprises providing an optical device having an output surface and waveguide means for transmitting light energy; providing a substrate wafer having a surface and an input surface; and covering a surface of the substrate wafer. Coating a layer of a photoresist material on the substrate;
Baking the substrate wafer; selectively aligning the mask on the surface of the substrate wafer; exposing the surface of the substrate wafer coated with the layer of photoresist material with a light source to form a photoresist mask Developing the surface of the substrate wafer; selectively etching the surface of the substrate wafer to form a groove therein; removing the photoresist mask and cleaning the surface of the substrate wafer Mounting an optical fiber having an input end and an output end in a groove in the substrate wafer; aligning the waveguide means in the groove; and connecting the output surface of the optical device to the input surface of the substrate wafer. Attaching to the main body.

【0007】[0007]

【実施例】半導体微細加工技術は、大量に低コストのフ
ォトニクス系を製造するための新技術となりつつある。
マイクロ光学と組合せたこの技術は、大量に低コストの
光学系を製造するための新方法も提供しつつある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Semiconductor microfabrication technology is becoming a new technology for producing low-cost photonics systems in large quantities.
This technology in combination with micro-optics is also offering new ways to produce low-cost optics in large quantities.

【0008】選択性化学エッチングは、半導体を微細加
工するための方法である。半導体材料の化学エッチング
は、半導体の結晶面に強く依存する。III−V半導体
材料においては、表面はIII族原子またはV族原子を
含む。こうした原子は異なる速度でエッチされ、別個の
構造を生じる。エッチング液とエッチング条件とを選択
することで、エッチされた表面の質が決定される。解説
のため、III−V半導体ウェーハ16の様々な結晶面
と、エッチング法により製造される可能な構造10、1
1、12、13、14、及び15とを図1に示す。半導
体材料のエッチング特性を使用することで、小さな光フ
ァイバをアラインメントしかつ保持するための様々な微
細構造を形成できる。
[0008] Selective chemical etching is a method for microfabricating semiconductors. Chemical etching of semiconductor materials strongly depends on the crystal plane of the semiconductor. In III-V semiconductor materials, the surface includes Group III or Group V atoms. These atoms are etched at different rates, resulting in distinct structures. By choosing the etchant and the etching conditions, the quality of the etched surface is determined. For the purpose of illustration, the various crystal faces of the III-V semiconductor wafer 16 and the possible structures 10, 1
1, 12, 13, 14, and 15 are shown in FIG. By using the etching properties of semiconductor materials, various microstructures can be formed to align and hold small optical fibers.

【0009】III−V半導体のエッチ特性とウェーハ
製造技術とを使用して、本発明は一般に、導波路からの
光エネルギーを結合し、光エネルギーを光電子回路に集
束するための組立体と、この組立体を製造するための方
法とに関する。
Using the etch characteristics of III-V semiconductors and wafer fabrication techniques, the present invention generally provides an assembly for coupling light energy from a waveguide and focusing the light energy into optoelectronic circuits, and And a method for manufacturing the assembly.

【0010】前述したように本発明は、光学結合組立体
に関し、特に、図2に示す通り、III−V半導体材料
で作られた基板ウェーハホルダ24に取付けられた二つ
の短いテーパ付き(レンズ化された)単一モードファイ
バ22を含むファイバレンズカップラー組立体20に関
し、この組立体20では、基板ウェーハ入力面26は、
デュアル出力シリコン導波路30の出力面28にアライ
ンメントされかつ取付けられている。ファイバレンズカ
ップラー組立体20は、好ましくは8ミクロン角の単一
モード導波路30の出力32(好適な実施例においては
ビーム発散度110.22マイクロラジアンを有するT
EM 00モードガウス形ビームである)を25ミクロ
ン光電検出器34へと中継する。光ファイバ22を、基
板ウェーハ24の表面38に形成されたu−型状溝36
(図8も参照されたい)内に固定して、デュアルファイ
バ組立体46を形成する。溝36を予め決定された距
離、例えば750μmだけ分離し、シリコン導波路構造
30上の二つの出力導波路40の間隔でアラインメント
する。デュアルファイバ組立体46の出力面44は、約
10ミクロンのテーパ付きでかつファイバ22から一対
の検出器34に光エネルギー32の出力を集束する二つ
のレンズ化光ファイバ端部48を含む。任意でキャップ
42を基板ウェーハ24に取付けて、さらに光ファイバ
22を固定する。
As noted above, the present invention relates to an optical coupling assembly, and in particular, as shown in FIG. 2, two short tapered (lensed) mounted to a substrate wafer holder 24 made of III-V semiconductor material. A fiber lens coupler assembly 20 including a single mode fiber 22 in which a substrate wafer input surface 26 includes
Aligned and attached to output surface 28 of dual output silicon waveguide 30. The fiber lens coupler assembly 20 preferably has an output 32 of an 8 micron square single mode waveguide 30 (T in the preferred embodiment having a beam divergence of 110.22 microradians).
EM 00 mode Gaussian beam) to a 25 micron photodetector 34. The optical fiber 22 is inserted into a u-shaped groove 36 formed on the surface 38 of the substrate wafer 24.
(See also FIG. 8) to form a dual fiber assembly 46. The grooves 36 are separated by a predetermined distance, for example, 750 μm, and are aligned at an interval between two output waveguides 40 on the silicon waveguide structure 30. The output surface 44 of the dual fiber assembly 46 includes two lensed optical fiber ends 48 that are tapered about 10 microns and focus the output of the light energy 32 from the fiber 22 to a pair of detectors 34. Optionally, a cap 42 is attached to the substrate wafer 24, and the optical fiber 22 is further fixed.

【0011】図3に示す通り、導波路での基板遷移(tr
ansition)50への後方反射を低減するために、デュア
ルファイバ組立体46の入力面26を約8度の角度52
でポリシングして、同様に角度54を約8度にポリシン
グされた導波路30の出力面28と整合させる。する。
ポリシングにより入力面26は出力面28と接合でき、
それによって、遷移50に空気ポケットの無い物理的接
触界面を作り出す。
As shown in FIG. 3, the substrate transition (tr
input surface 26 of dual fiber assembly 46 at an angle 52 of about 8 degrees to reduce back reflection to
To align the output surface 28 of the waveguide 30 with the angle 54 also polished to about 8 degrees. I do.
The input surface 26 can be joined to the output surface 28 by polishing,
This creates a physical contact interface without air pockets at transition 50.

【0012】本発明の原則を、導波路から他のタイプの
光学装置への光エネルギーの結合に適用可能なことは、
理解できるはずである。本発明の例示する実施例では二
つの導波路と光ファイバ対を説明するが、組立体は、用
途の要件によって決まる一つまたはアレイ状の導波路と
光ファイバを有してよいことは、さらに理解できるはず
である。
The applicability of the principles of the present invention to the coupling of light energy from waveguides to other types of optical devices is:
You should understand. Although the illustrated embodiment of the present invention describes two waveguide and optical fiber pairs, it is further noted that the assembly may have one or an array of waveguides and optical fibers depending on the requirements of the application. You should understand.

【0013】解説のために、本光学結合組立体を製造す
るための方法をさらに、図4〜12において、説明しか
つ図示する。具体的にまた図面と関連させて、光学結合
組立体製造の第一の工程は、図4〜7に示す通り、半導
体デュアルファイバホルダ24を形成することに関す
る。
For purposes of illustration, a method for making the present optical coupling assembly is further described and illustrated in FIGS. Specifically and in conjunction with the drawings, the first step in manufacturing the optical coupling assembly involves forming a semiconductor dual fiber holder 24, as shown in FIGS.

【0014】半導体ウェーハの優先的な結晶学的エッチ
ング特性を活用し、u−型状溝を半導体ウェーハの表面
にエッチすることによりホルダを製造する。III−V
半導体材料の独特の結晶面特性により、図1に示す通
り、半導体基板ウェーハの表面で一対のu−型状溝を優
先的にエッチすることが可能になる。溝は、光学カップ
ラー組立体の一部である光ファイバを保持しかつ光ファ
イバのためのアラインメントを提供する。半円形の場
合、円形光ファイバと半導体ウェーハホルダの間でより
大きい表面積での接触が可能になり、それによって光学
カップラー組立体の全体の安定性が大きくなるため、u
−型状溝は重要である。
Utilizing the preferential crystallographic etching characteristics of the semiconductor wafer, the holder is manufactured by etching a u-shaped groove on the surface of the semiconductor wafer. III-V
The unique crystal plane properties of the semiconductor material allow preferential etching of the pair of u-shaped grooves on the surface of the semiconductor substrate wafer, as shown in FIG. The grooves hold optical fibers that are part of the optical coupler assembly and provide alignment for the optical fibers. The semi-circular shape allows for greater surface area contact between the circular optical fiber and the semiconductor wafer holder, thereby increasing the overall stability of the optical coupler assembly, and
The mold groove is important;

【0015】溝製造方法の第一の工程は、図4に示す通
り、フォトレジスト材料56の層で、リン化インジウム
(InP)基板ウェーハ24の表面34全体を覆ってコ
ートすることである。好ましいフォトレジスト材料56
は、キシレンとヘキサメチルジシロザン(hexametyldis
ilozane)(HDMS)との中の2−エトキシエチルア
セテート(2-ethoxpyethylacetate)(60%)とn−
酢酸ブチル(5%)であり、これは様々なエッチ技術と
共に使用するのに適しているため好ましい。リン化イン
ジウム基板ウェーハ24を、その結晶学的エッチング特
性という理由から選択する。他の材料を、基板ウェーハ
24用及びフォトレジストコーティング56用に使用で
きることに留意するのは重要である。例えば、基板ウェ
ーハ24は、任意のIII−V半導体材料とすることが
でき、ヒ化ガリウム(GaAs)、ヒ化インジウム(I
nAs)、及びリン化ガリウム(GaP)を挙げること
ができる。フォトレジストコーティング材料56として
は、キシレン溶媒中の2−エトキシエチルアセテート+
n−酢酸ブチル、キシレン中の2−エトキシエチルアセ
テート+n−酢酸ブチルと二酸化ケイ素(SiO2)、
キシレン中の2−エトキシエチルアセテート+n−酢酸
ブチルと窒化ケイ素(Si34)、二酸化ケイ素(Si
2)と複合(complex)窒化ケイ素(Sixy)、また
は酸化アルミニウム(Al23)を挙げることができ
る。
The first step in the trench fabrication method is to coat a layer of photoresist material 56 over the entire surface 34 of the indium phosphide (InP) substrate wafer 24, as shown in FIG. Preferred photoresist material 56
Is xylene and hexamethyldisilozane (hexametyldis
2-ethoxpyethylacetate (60%) and n-
Butyl acetate (5%), which is preferred because it is suitable for use with various etch techniques. The indium phosphide substrate wafer 24 is selected because of its crystallographic etching properties. It is important to note that other materials can be used for the substrate wafer 24 and for the photoresist coating 56. For example, the substrate wafer 24 can be any III-V semiconductor material, such as gallium arsenide (GaAs), indium arsenide (I
nAs), and gallium phosphide (GaP). As the photoresist coating material 56, 2-ethoxyethyl acetate + in xylene solvent +
n-butyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate in xylene + n-butyl acetate and silicon dioxide (SiO 2 ),
2-ethoxyethyl acetate + n-butyl acetate in xylene, silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon dioxide (Si
O 2) and the composite (complex), silicon nitride (Si x N y), or can be given aluminum oxide (Al 2 O 3).

【0016】フォトレジスト材料56の層を基板ウェー
ハ24の表面34を覆ってコーティングした後、基板ウ
ェーハ24を約100℃の温度で約45分間ソフトベー
クし、フォトレジスト材料56から溶媒を除去する。
After coating a layer of photoresist material 56 over surface 34 of substrate wafer 24, substrate wafer 24 is soft baked at a temperature of about 100 ° C. for about 45 minutes to remove solvent from photoresist material 56.

【0017】次に図5に示す通り、パターンマスク58
を使用して、溝パターン60をマスク58から基板ウェ
ーハ24に転写する。マスク58を基板ウェーハ24に
アラインメントし、次にフォトレジスト材料56の層を
紫外(UV)光源62によりマスク58を通して露光
し、溝パターン60をフォトレジスト材料56に転写す
る。次に図6に示す通り、図5のフォトレジスト材料5
6の層を現像して、基板ウェーハ24の表面34上にフ
ォトレジストマスク64を形成する。
Next, as shown in FIG.
Is used to transfer the groove pattern 60 from the mask 58 to the substrate wafer 24. Mask 58 is aligned with substrate wafer 24, and then a layer of photoresist material 56 is exposed through mask 58 with an ultraviolet (UV) light source 62 to transfer groove pattern 60 to photoresist material 56. Next, as shown in FIG. 6, the photoresist material 5 of FIG.
The sixth layer is developed to form a photoresist mask 64 on the surface 34 of the substrate wafer 24.

【0018】前述したフォトリソグラフィ工程に続い
て、基板ウェーハ24を、フォトレジストマスク64で
保護されていない領域で優先的にエッチし、図7に示す
通り、一対のu−型状溝36を形成する。この優先的な
エッチング工程を、湿式化学エッチ法により行うが、こ
の方法では基板24を、K2Cr27:HBr:H3CC
OOHの溶液を使用してエッチする。代わりの湿式化学
エッチ溶液としては、臭素:メタノール(Br2:H3
OH)、臭素:イソプロパノール(Br2:H5 2
H)、脱イオン水:臭化水素酸:酢酸(H2O:HB
r:H3CCOOH)、脱イオン水:重クロム酸カリウ
ム:硫酸:塩酸(H2O:K2Cr27:H2SO4:HC
l)、リン酸:塩酸(H3PO4:HCl)、リン酸:塩
酸:脱イオン水(H3PO4:HCl:H2O)、リン
酸:塩酸:過酸化水素(H3PO4:HCl:H22)、
照射下の塩化鉄:塩酸(FeCl3:HCl)、過ヨウ
素酸カリウム:塩酸(KIO3:HCl)、塩酸:酢
酸:過酸化水素(HCl:酢酸:H22)、塩酸:過酸
化水素:脱イオン水(HCl:H22:H2O)、硫
酸:過酸化水素:脱イオン水(H2SO4:H22:H2
O)、クエン酸:過酸化水素:脱イオン水(クエン酸:
22:H2O)、臭素:メタノール(Br2:CH3
H)、硝酸:フッ酸:脱イオン水(HNO3:HF:H2
O)、または過酸化水素:水酸化アンモニウム(amoniu
m hydroxide):脱イオン水(H22:NH4OH:H 2
O)を挙げることができる。
Following the photolithography process described above,
Then, the substrate wafer 24 is
Etch preferentially in unprotected areas, shown in FIG.
As a result, a pair of u-shaped grooves 36 are formed. This priority
The etching process is performed by wet chemical etching.
In the method of (1), the substrate 24 isTwoCrTwoO7: HBr: HThreeCC
Etch using a solution of OOH. Alternative wet chemistry
As an etch solution, bromine: methanol (BrTwo: HThreeC
OH), bromine: isopropanol (BrTwo: HFiveC TwoO
H), deionized water: hydrobromic acid: acetic acid (HTwoO: HB
r: HThreeCCOOH), deionized water: potassium dichromate
: Sulfuric acid: hydrochloric acid (HTwoO: KTwoCrTwoO7: HTwoSOFour: HC
l), phosphoric acid: hydrochloric acid (HThreePOFour: HCl), phosphoric acid: salt
Acid: deionized water (HThreePOFour: HCl: HTwoO), phosphorus
Acid: hydrochloric acid: hydrogen peroxide (HThreePOFour: HCl: HTwoOTwo),
Iron chloride under irradiation: hydrochloric acid (FeClThree: HCl), period
Potassium citrate: hydrochloric acid (KIOThree: HCl), hydrochloric acid: vinegar
Acid: hydrogen peroxide (HCl: acetic acid: HTwoOTwo), Hydrochloric acid: peracid
Hydrogen: deionized water (HCl: HTwoOTwo: HTwoO), sulfuric acid
Acid: Hydrogen peroxide: Deionized water (HTwoSOFour: HTwoOTwo: HTwo
O), citric acid: hydrogen peroxide: deionized water (citric acid:
HTwoOTwo: HTwoO), bromine: methanol (Br)Two: CHThreeO
H), nitric acid: hydrofluoric acid: deionized water (HNOThree: HF: HTwo
O) or hydrogen peroxide: ammonium hydroxide (amoniu
m hydroxide): Deionized water (HTwoOTwo: NHFourOH: H Two
O).

【0019】基板ウェーハの表面24をエッチしてu−
型状溝36を形成した後、フォトレジストマスク64を
基板ウェーハ24の表面34から除去する。基板ウェー
ハ24の表面34をアセトンを使用して洗浄する。次
に、アセトンを基板ウェーハ24の表面34からイソプ
ロパノールを用いて除去してから、イソプロパノールを
脱イオン水を使用して除去する。最後に、酸化物類を表
面34から水酸化カリウム(KOH)を使用して除去
し、エッチ残渣を硫酸:過酸化水素:脱イオン水(H2
SO4:H22:H2O)の溶液を使用して表面34から
除去する。
The surface 24 of the substrate wafer is etched and u-
After forming the mold grooves 36, the photoresist mask 64 is removed from the surface 34 of the substrate wafer 24. The surface 34 of the substrate wafer 24 is cleaned using acetone. Next, the acetone is removed from the surface 34 of the substrate wafer 24 using isopropanol, and then the isopropanol is removed using deionized water. Finally, oxides are removed from surface 34 using potassium hydroxide (KOH), and the etch residue is removed from sulfuric acid: hydrogen peroxide: deionized water (H 2
It is removed from surface 34 using a solution of SO 4 : H 2 O 2 : H 2 O).

【0020】ホルダ組立体を完成するために、光ファイ
バ22を、半導体ウェーハ表面34上に形成されている
溝36中で半導体ウェーハ24に取付ける。ファイバの
取付けは、はんだ付けまたはエポキシのいずれかにより
成し遂げることができる。はんだ付けによる取付けは、
好適な実施例によれば、光ファイバ22と半導体ウェー
ハホルダ24とのメタライゼーションを必要とする。図
8に示す通り、半導体ウェーハ24をスパッタリング法
によりメタライズする。具体的に、基板ウェーハホルダ
24の表面全体覆ってチタン(Ti)の層86を蒸着9
2し、チタンの層86を覆って白金(Pt)の層88を
蒸着し、白金の層88を覆って金(Au)の層90を蒸
着する。メタライゼーション法に続いて、標準的な合金
処理を金属層86、88、及び90に適用して、より良
好な接着を得るために諸層を接合する。最後に図9に示
す通り、メタライズ済み光ファイバ22を、共晶(Au
Sn)はんだ23を使用して溝36中に取付け、レンズ
化ファイバ端部48はファイバホルダ組立体46の出力
面44近くに位置させる。
To complete the holder assembly, optical fibers 22 are mounted to semiconductor wafer 24 in grooves 36 formed on semiconductor wafer surface 34. Attachment of the fiber can be accomplished by either soldering or epoxy. For mounting by soldering,
According to the preferred embodiment, the optical fiber 22 and the semiconductor wafer holder 24 require metallization. As shown in FIG. 8, the semiconductor wafer 24 is metallized by a sputtering method. Specifically, a titanium (Ti) layer 86 is deposited over the entire surface of the substrate wafer holder 24.
Then, a layer 88 of platinum (Pt) is deposited over the layer 86 of titanium, and a layer 90 of gold (Au) is deposited over the layer 88 of platinum. Following the metallization method, standard alloying is applied to the metal layers 86, 88, and 90 to join the layers for better adhesion. Finally, as shown in FIG. 9, the metallized optical fiber 22 is eutectic (Au)
Sn) Mounting in groove 36 using solder 23, with lensed fiber end 48 located near output surface 44 of fiber holder assembly 46.

【0021】前述したように光ファイバ22は、代わり
にエポキシ取付けによりボンディングしてよい。メタラ
イゼーションはエポキシ取付けの場合には必要ではな
く、光ファイバ22を、例えば熱硬化または光学的な紫
外線(UV)硬化エポキシ類のようなエポキシ材料を使
用して、半導体ホルダ24に直接取付ける。
As mentioned above, the optical fiber 22 may alternatively be bonded by epoxy mounting. Metallization is not required for epoxy mounting, and the optical fiber 22 is mounted directly to the semiconductor holder 24 using an epoxy material such as, for example, a thermoset or optical ultraviolet (UV) cured epoxy.

【0022】任意で、図10に示す通り、キャップ42
をファイバホルダ組立体46に取付けて半導体ウェーハ
24とキャップ42との間で光ファイバ22をさらに固
定してもよい。キャップ42を、既に説明したはんだ付
けまたはエポキシ取付け工程により、半導体ウェーハ2
4に固定してよい。
Optionally, as shown in FIG.
May be attached to the fiber holder assembly 46 to further fix the optical fiber 22 between the semiconductor wafer 24 and the cap 42. The cap 42 is attached to the semiconductor wafer 2 by the soldering or epoxy attaching process described above.
4 may be fixed.

【0023】ファイバ取付けに続いて、ファイバホルダ
組立体46を選択的にポリシングして、導波路からファ
イバホルダ組立体46への光エネルギー遷移の後方反射
を除く。図11に示すように、ホルダ組立体46をマウ
ントし、ファイバホルダ組立体46の入力面26を約8
度の角度でラッピングすることでポリシングして、入力
面26が導波路の出力面に接合しそれによって空気ポケ
ットの無い物理的接触を作った際の後方反射を約60d
Bに低減する。導波路とホルダ組立体との間の傾斜遷移
が無い場合、伝送される光エネルギーの一部は反射して
その発信源に戻ることがあり、源の効果的な光エネルギ
ー伝送能力を妨げるため、後方反射の低減は重要であ
る。傾斜遷移は、他の場合なら反射してその源に戻るこ
とがある光エネルギーを、光エネルギー源から逸らすこ
とを可能にする。任意で、導波路出力面とファイバホル
ダ組立体入力面遷移とを反射防止(AR)膜でコートす
ることにより、後方反射をさらに低減できる。
Following fiber attachment, the fiber holder assembly 46 is selectively polished to eliminate back reflection of light energy transitions from the waveguide to the fiber holder assembly 46. As shown in FIG. 11, the holder assembly 46 is mounted, and the input surface 26 of the fiber holder assembly 46 is set to about 8 mm.
Polishing by lapping at an angle of about 60 d reduces back reflections when the input surface 26 joins the output surface of the waveguide, thereby creating a physical contact without air pockets.
B. In the absence of a tilt transition between the waveguide and the holder assembly, some of the transmitted light energy may reflect back to its source, hindering the source's ability to effectively transmit light energy, Reduction of back reflection is important. The tilt transition allows light energy that might otherwise be reflected back to its source to be diverted from the light energy source. Optionally, back reflection can be further reduced by coating the waveguide output surface and the fiber holder assembly input surface transition with an anti-reflective (AR) film.

【0024】導波路とファイバホルダ組立体46との間
の光学結合効率をさらに最適化するために、図12に示
す通り、ファイバホルダ組立体46のポリシングした背
面26を、任意で選択的にエッチして除去し、光ファイ
バ入力端部70の小さい部分を露出させる。選択的エッ
チングにより、物理的接触での結合接続が、導波路でフ
ァイバホルダ組立体遷移へと確立されるのが可能にな
り、それによって後方反射を低減する。
To further optimize the optical coupling efficiency between the waveguide and the fiber holder assembly 46, the polished back surface 26 of the fiber holder assembly 46 is optionally selectively etched as shown in FIG. To expose a small portion of the optical fiber input end 70. The selective etching allows a coupling connection at the physical contact to be established at the waveguide to the fiber holder assembly transition, thereby reducing back reflections.

【0025】加えて、結合の増進と後方反射の低減と
を、ファイバホルダ組立体46のレンズファイバ端部4
8を反射防止(AR)膜でコートすることにより得るこ
とができる。
In addition, the enhancement of coupling and the reduction of back reflections can be reduced by the lens fiber end 4 of the fiber holder assembly 46.
8 can be obtained by coating it with an anti-reflection (AR) film.

【0026】最後に、図2に示す通り、ファイバホルダ
組立体46を、導波路出力面28にアラインメントし、
はんだ付けまたはエポキシ樹脂で接着する。はんだ取付
けの場合、既にはんだ取付け工程で説明した通り、光学
導波路30をTiPtAuと標準的な共晶(AuSn)
はんだとを用いてメタライズする。取付け前に、また、
図3に示す通りに、導波路出力面28を約8度の角度で
ポリシングし、ファイバホルダ組立体46のポリシング
した入力面26を整合させる。導波路30とファイバホ
ルダ組立体46との間の角度間界面は、後方反射を低減
するもので、また、高性能伝送用途に一般に使用される
技術である。
Finally, as shown in FIG. 2, the fiber holder assembly 46 is aligned with the waveguide output surface 28,
Solder or glue with epoxy resin. In the case of soldering, as described in the soldering process, the optical waveguide 30 is made of TiPtAu and standard eutectic (AuSn).
Metallize using solder. Before installation,
As shown in FIG. 3, the waveguide output surface 28 is polished at an angle of about 8 degrees to align the polished input surface 26 of the fiber holder assembly 46. The angular interface between waveguide 30 and fiber holder assembly 46 reduces back reflections and is a technique commonly used in high performance transmission applications.

【0027】好適な実施例のレンズ化ファイバ結合組立
体20は、図2に示す通り、III−V半導体製造技術
を使用して構成されるファイバホルダ組立体46と、半
導体ホルダ24のu溝36中にアラインメントされかつ
取付けられるレンズ化光ファイバ22とにより示され
る。ファイバホルダ組立体46の入力面26を、導波路
組立体30の出力面28に取付け、そこでは光エネルギ
ー32は導波路30から光ファイバ22に通過し、一対
の光電検出器34上に集束する。
The lensed fiber coupling assembly 20 of the preferred embodiment includes a fiber holder assembly 46 constructed using III-V semiconductor fabrication techniques and a u-groove 36 in the semiconductor holder 24, as shown in FIG. The lensed optical fiber 22 is aligned and mounted therein. The input face 26 of the fiber holder assembly 46 is attached to the output face 28 of the waveguide assembly 30, where light energy 32 passes from the waveguide 30 to the optical fiber 22 and is focused on a pair of photodetectors 34. .

【0028】明らかに本発明の多くの修正と変形とが、
上記の教示に照らして可能である。従って添付の請求の
範囲内で、本発明は、上記に具体的に説明したものとは
別の方法で実施できることは理解できるはずである。
Obviously, many modifications and variations of the present invention,
This is possible in light of the above teachings. Therefore, it is to be understood that, within the scope of the appended claims, the invention may be practiced otherwise than as specifically described above.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】III−V半導体ウェーハの自然の結晶面の等
角図である。
FIG. 1 is an isometric view of a natural crystal plane of a III-V semiconductor wafer.

【図2】本発明による光学結合組立体の図である。FIG. 2 is an illustration of an optical coupling assembly according to the present invention.

【図3】本発明による光学結合組立体の側面図である。FIG. 3 is a side view of an optical coupling assembly according to the present invention.

【図4】本発明による半導体ホルダ製造工程の図であ
る。
FIG. 4 is a diagram of a semiconductor holder manufacturing process according to the present invention.

【図5】本発明による半導体ホルダ製造工程の図であ
る。
FIG. 5 is a diagram of a semiconductor holder manufacturing process according to the present invention.

【図6】本発明による半導体ホルダ製造工程の図であ
る。
FIG. 6 is a diagram of a semiconductor holder manufacturing process according to the present invention.

【図7】本発明による半導体ホルダ製造工程の図であ
る。
FIG. 7 is a diagram of a semiconductor holder manufacturing process according to the present invention.

【図8】本発明による半導体ホルダのメタライゼーショ
ン法の図である。
FIG. 8 is a diagram of a metallization method of a semiconductor holder according to the present invention.

【図9】本発明によるファイバホルダ組立体の図であ
る。
FIG. 9 is a view of a fiber holder assembly according to the present invention.

【図10】本発明によるファイバホルダ組立体の代わり
の実施例の図である。
FIG. 10 is an alternate embodiment of a fiber holder assembly according to the present invention.

【図11】本発明によるファイバホルダ組立体のポリシ
ング済み入力面の図である。
FIG. 11 is an illustration of a polished input surface of a fiber holder assembly according to the present invention.

【図12】本発明によるファイバホルダ組立体のポリシ
ング済み入力面の代わりの実施例の図である。
FIG. 12 is an alternate embodiment of a polished input surface of a fiber holder assembly according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 ファイバレンズカップラー組立体 22 単一モードファイバ 23 共晶(AuSn)はんだ 24 基板ウェーハホルダ 26 基板ウェーハ入力面 28 デュアル出力シリコン導波路30の出力面 30 デュアル出力シリコン導波路 32 出力 34 基板ウェーハ24の表面(光電検出器) 36 u−型状溝 38 基板ウェーハ24の表面 40 出力導波路 42 キャップ 44 デュアルファイバ組立体46の出力面 46 デュアルファイバ組立体 48 レンズ化光ファイバ端部 50 基板遷移 52、54 角度 56 フォトレジストコーティング 58 パターンマスク 60 溝パターン 62 紫外(UV)光源 64 フォトレジストマスク 70 光ファイバ入力端部 86 チタンの層 88 白金の層 90 金の層 92 蒸着 Reference Signs List 20 fiber lens coupler assembly 22 single mode fiber 23 eutectic (AuSn) solder 24 substrate wafer holder 26 substrate wafer input surface 28 output surface of dual output silicon waveguide 30 30 dual output silicon waveguide 32 output 34 of substrate wafer 24 Surface (photoelectric detector) 36 u-shaped groove 38 Surface of substrate wafer 24 40 Output waveguide 42 Cap 44 Output surface of dual fiber assembly 46 Dual fiber assembly 48 Lensed optical fiber end 50 Substrate transition 52, 54 Angle 56 Photoresist coating 58 Pattern mask 60 Groove pattern 62 Ultraviolet (UV) light source 64 Photoresist mask 70 Optical fiber input end 86 Titanium layer 88 Platinum layer 90 Gold layer 92 Evaporation

フロントページの続き (72)発明者 ディーン・トラン アメリカ合衆国カリフォルニア州92683, ウエストミンスター,コロネット・アベニ ュー 9331 (72)発明者 ロナルド・エル・ストリイェク アメリカ合衆国カリフォルニア州92083, ヴィスタ,カントリー・ヴュー・レーン 1466 (72)発明者 エドワード・エイ・レゼク アメリカ合衆国カリフォルニア州90505, トーランス,パセオ・トーチュガス 4720Continuing on the front page (72) Inventor Dean Tran, Coronette Avenue, Westminster, California 92331, USA 9331 (72) Inventor Ronald El Stolyek, 92083, California, United States, Vista, Country View Lane 1466 ( 72) Inventor Edward A. Rezek, Paseo Tortugas 4720, Torrance, CA 90505, USA

Claims (41)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光エネルギーを伝達するための導波路手
段を有する光学装置と;該光学装置に隣接しかつ表面に
形成されている溝を有する基板ウェーハであって、前記
溝は前記導波路手段とアラインメントされている基板ウ
ェーハと;前記溝内に配置されかつ前記光エネルギーを
受け入れるための入力端部と前記光エネルギーを集束す
るための出力端部とを有する光ファイバと;を備える、
光学結合組立体。
1. An optical device having waveguide means for transmitting light energy; and a substrate wafer having a groove formed on a surface adjacent to the optical device, wherein the groove is formed by the waveguide means. An optical fiber disposed in the groove and having an input end for receiving the light energy and an output end for focusing the light energy.
Optical coupling assembly.
【請求項2】 前記光学装置と前記基板ウェーハは各々
ポリシングされた面を有する、請求項1に記載の光学組
立体。
2. The optical assembly according to claim 1, wherein the optical device and the substrate wafer each have a polished surface.
【請求項3】 前記光学装置の前記ポリシングされた面
は、約8度の角度で形成される、請求項2に記載の光学
結合組立体。
3. The optical coupling assembly according to claim 2, wherein the polished surface of the optical device is formed at an angle of about 8 degrees.
【請求項4】 前記基板ウェーハの前記ポリシングされ
た面は、約8度の角度で形成される、請求項2に記載の
光学結合組立体。
4. The optical coupling assembly of claim 2, wherein said polished surface of said substrate wafer is formed at an angle of about 8 degrees.
【請求項5】 前記基板ウェーハの前記ポリシングされ
た面は、前記光学装置の前記ポリシングされた面に隣接
する、請求項2に記載の光学結合組立体。
5. The optical coupling assembly according to claim 2, wherein the polished surface of the substrate wafer is adjacent to the polished surface of the optical device.
【請求項6】 前記光ファイバの入力端部は、前記基板
ウェーハの前記ポリシングされた面に一致してアライン
メントされる、請求項2に記載の光学結合組立体。
6. The optical coupling assembly according to claim 2, wherein the input end of the optical fiber is aligned with the polished surface of the substrate wafer.
【請求項7】 前記基板ウェーハは、ヒ化ガリウム(G
aAs)、リン化ガリウム(GaP)、リン化インジウ
ム(InP)、またはヒ化インジウム(InAs)から
なる群から選択されるIII−V半導体材料を含む、請
求項1に記載の光学結合組立体。
7. The method according to claim 1, wherein the substrate wafer is gallium arsenide (G).
The optical coupling assembly of claim 1, comprising an III-V semiconductor material selected from the group consisting of: aAs), gallium phosphide (GaP), indium phosphide (InP), or indium arsenide (InAs).
【請求項8】 前記溝はu−型状に形成される、請求項
1に記載の光学結合組立体。
8. The optical coupling assembly according to claim 1, wherein the groove is formed in a u-shape.
【請求項9】 前記光ファイバは単一モードファイバで
ある、請求項1に記載の光学結合組立体。
9. The optical coupling assembly according to claim 1, wherein said optical fiber is a single mode fiber.
【請求項10】 前記光ファイバはテーパ付き光ファイ
バである、請求項1に記載の光学結合組立体。
10. The optical coupling assembly according to claim 1, wherein said optical fiber is a tapered optical fiber.
【請求項11】 前記テーパ付き光ファイバの出力端部
は約10ミクロンのテーパ付きである、請求項10に記
載の光学結合組立体。
11. The optical coupling assembly according to claim 10, wherein the output end of the tapered optical fiber is tapered about 10 microns.
【請求項12】 前記光ファイバの入力端部は約8度の
角度でポリシングされている、請求項1に記載の光学結
合組立体。
12. The optical coupling assembly of claim 1, wherein the input end of the optical fiber is polished at an angle of about 8 degrees.
【請求項13】 前記基板ウェーハ表面に隣接したキャ
ップをさらに備え、それによって前記光ファイバを前記
キャップと前記基板ウェーハとの間に配置する、請求項
1に記載の光学結合組立体。
13. The optical coupling assembly according to claim 1, further comprising a cap adjacent to the substrate wafer surface, whereby the optical fiber is disposed between the cap and the substrate wafer.
【請求項14】 光学結合組立体を製造するための方法
であって:出力面と光エネルギーを伝達するための導波
路手段とを有する光学装置を提供する工程と;表面と入
力面とを有する基板ウェーハを提供する工程と;該基板
ウェーハの表面を覆うようにフォトレジスト材料の層を
コートする工程と;前記基板ウェーハをベークする工程
と;マスクを基板ウェーハの表面に選択的にアラインメ
ントする工程と;フォトレジスト材料の前記層でコート
された前記基板ウェーハの表面を、光源により露光し
て、フォトレジストマスクを形成する工程と;前記基板
ウェーハの表面を現像する工程と;前記基板ウェーハの
表面を選択的にエッチして、その中に溝を形成する工程
と;前記フォトレジストマスクを除去してから、前記基
板ウェーハの表面を洗浄する工程と;入力端部と出力端
部とを有する光ファイバを、前記基板ウェーハの前記溝
中に取付ける工程と;前記導波路手段を前記溝にアライ
ンメントする工程と;前記光学装置の出力面を前記基板
ウェーハの入力面に取付ける工程と;を含む前記方法。
14. A method for manufacturing an optical coupling assembly, comprising: providing an optical device having an output surface and waveguide means for transmitting light energy; and having a surface and an input surface. Providing a substrate wafer; coating a layer of photoresist material over the surface of the substrate wafer; baking the substrate wafer; and selectively aligning a mask on the surface of the substrate wafer. Exposing the surface of the substrate wafer coated with the layer of photoresist material with a light source to form a photoresist mask; developing the surface of the substrate wafer; and surface of the substrate wafer. Selectively etching to form a groove therein; removing the photoresist mask and then washing the surface of the substrate wafer. Cleaning an optical fiber having an input end and an output end in the groove of the substrate wafer; aligning the waveguide means in the groove; and an output surface of the optical device. Attaching to an input surface of the substrate wafer.
【請求項15】 前記光学装置の出力面を約8度の角度
でポリシングする工程をさらに含む、請求項14に記載
の方法。
15. The method of claim 14, further comprising polishing the output surface of the optical device at an angle of about 8 degrees.
【請求項16】 前記基板ウェーハを提供する工程は、
III−V半導体材料の前記基板ウェーハを、ヒ化ガリ
ウム(GaAs)、リン化ガリウム(GaP)、リン化
インジウム(InP)、またはヒ化インジウム(InA
s)からなる群から選択する工程をさらに含む、請求項
14に記載の方法。
16. The step of providing a substrate wafer,
The substrate wafer of III-V semiconductor material is prepared by using gallium arsenide (GaAs), gallium phosphide (GaP), indium phosphide (InP), or indium arsenide (InA).
15. The method of claim 14, further comprising selecting from the group consisting of: s).
【請求項17】 前記基板ウェーハの表面を覆うように
フォトレジスト材料の前記層をコートする工程は、前記
フォトレジスト材料を、キシレン中の2−エトキシエチ
ルアセテート+n−酢酸ブチル、キシレンとヘキサメチ
ルジシロザンとの中の2−エトキシエチルアセテート+
n−酢酸ブチル、キシレン中の2−エトキシエチルアセ
テート+n−酢酸ブチルと二酸化ケイ素(SiO2)、
キシレン中の2−エトキシエチルアセテート+n−酢酸
ブチルと窒化ケイ素(Si34)、二酸化ケイ素(Si
2)と複合窒化ケイ素(Sixy)、または酸化アル
ミニウム(Al23)からなる群から選択する工程をさ
らに含む、請求項14に記載の方法。
17. The method of coating the layer of photoresist material over a surface of the substrate wafer, comprising: coating the photoresist material with 2-ethoxyethyl acetate + n-butyl acetate in xylene, xylene and hexamethyldiethyl acetate. 2-ethoxyethyl acetate with Rosan +
n-butyl acetate, 2-ethoxyethyl acetate in xylene + n-butyl acetate and silicon dioxide (SiO 2 ),
2-ethoxyethyl acetate + n-butyl acetate in xylene, silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon dioxide (Si
O 2) and the composite silicon nitride (Si x N y), or further comprising the step of selecting from the group consisting of aluminum oxide (Al 2 O 3), The method of claim 14.
【請求項18】 前記基板ウェーハをベークする工程
は、前記基板ウェーハを約100℃の温度でベークする
工程をさらに含む、請求項14に記載の方法。
18. The method of claim 14, wherein baking the substrate wafer further comprises baking the substrate wafer at a temperature of about 100.degree.
【請求項19】 前記基板ウェーハの前記表面を選択的
にエッチして前記溝を形成する工程は、湿式化学エッチ
ングする工程をさらに含む、請求項14に記載の方法。
19. The method of claim 14, wherein selectively etching the surface of the substrate wafer to form the trench further comprises wet chemical etching.
【請求項20】 湿式化学エッチングして前記溝を形成
するする工程は、前記溝をu−型状に形成する工程をさ
らに含む、請求項19に記載の方法。
20. The method of claim 19, wherein forming the groove by wet chemical etching further comprises forming the groove in a u-shape.
【請求項21】 湿式化学エッチングする工程は、重ク
ロム酸カリウム:臭化水素酸:酢酸(K2Cr27:H
Br:H3CCOOH)、臭素:メタノール(Br2:H
3COH)、臭素:イソプロパノール(Br2:H52
H)、脱イオン水:臭化水素酸:酢酸(H2O:HB
r:H3CCOOH)、脱イオン水:重クロム酸カリウ
ム:硫酸:塩酸(H2O:K2Cr27:H2SO4:HC
l)、リン酸:塩酸(H3PO4:HCl)、リン酸:塩
酸:脱イオン水(H3PO4:HCl:H2O)、リン
酸:塩酸:過酸化水素(H3PO4:HCl:H22)、
照射下の塩化鉄:塩酸(FeCl3:HCl)、過ヨウ
素酸カリウム:塩酸(KIO3:HCl)、塩酸:酢
酸:過酸化水素(HCl:酢酸:H22)、塩酸:過酸
化水素:脱イオン水(HCl:H22:H2O)、硫
酸:過酸化水素:脱イオン水(H2SO4:H22:H2
O)、クエン酸:過酸化水素:脱イオン水(クエン酸:
22:H2O)、臭素:メタノール(Br2:CH3
H)、硝酸:フッ酸:脱イオン水(HNO3:HF:H2
O)、または過酸化水素:水酸化アンモニウム:脱イオ
ン水(H22:NH4OH:H2O)からなる群から湿式
化学エッチ溶液を選択する工程をさらに含む、請求項1
9に記載の方法。
21. The step of wet chemical etching comprises: potassium dichromate: hydrobromic acid: acetic acid (K 2 Cr 2 O 7 : H).
Br: H 3 CCOOH, bromine: methanol (Br 2 : H
3 COH), bromine: isopropanol (Br 2 : H 5 C 2 O)
H), deionized water: hydrobromic acid: acetic acid (H 2 O: HB)
r: H 3 CCOOH), deionized water: potassium dichromate: sulfuric acid: hydrochloric acid (H 2 O: K 2 Cr 2 O 7 : H 2 SO 4 : HC)
1), phosphoric acid: hydrochloric acid (H 3 PO 4 : HCl), phosphoric acid: hydrochloric acid: deionized water (H 3 PO 4 : HCl: H 2 O), phosphoric acid: hydrochloric acid: hydrogen peroxide (H 3 PO 4) : HCl: H 2 O 2 ),
Irradiated iron chloride: hydrochloric acid (FeCl 3 : HCl), potassium periodate: hydrochloric acid (KIO 3 : HCl), hydrochloric acid: acetic acid: hydrogen peroxide (HCl: acetic acid: H 2 O 2 ), hydrochloric acid: hydrogen peroxide : Deionized water (HCl: H 2 O 2 : H 2 O), sulfuric acid: hydrogen peroxide: deionized water (H 2 SO 4 : H 2 O 2 : H 2)
O), citric acid: hydrogen peroxide: deionized water (citric acid:
H 2 O 2 : H 2 O), bromine: methanol (Br 2 : CH 3 O)
H), nitric acid: hydrofluoric acid: deionized water (HNO 3 : HF: H 2)
O), or hydrogen peroxide: ammonium hydroxide: deionized water (H 2 O 2: NH 4 OH: from H 2 O) consisting of the group further comprises the step of selecting a wet chemical etch solution of claim 1
10. The method according to 9.
【請求項22】 前記光ファイバを取付ける工程は、単
一モード光ファイバを取付ける工程をさらに含む、請求
項14に記載の方法。
22. The method of claim 14, wherein attaching the optical fiber further comprises attaching a single mode optical fiber.
【請求項23】 前記光ファイバを取付ける工程は、テ
ーパ付き光ファイバを取付ける工程をさらに含む、請求
項14に記載の方法。
23. The method of claim 14, wherein attaching the optical fiber further comprises attaching a tapered optical fiber.
【請求項24】 前記テーパ付き光ファイバを取付ける
工程は、約10ミクロンのテーパ付きの前記出力端部を
有する前記テーパ付き光ファイバを取付ける工程をさら
に含む、請求項23に記載の方法。
24. The method of claim 23, wherein installing the tapered optical fiber further comprises installing the tapered optical fiber having the output end tapered about 10 microns.
【請求項25】 前記光ファイバを前記基板ウェーハ溝
中に取付ける工程は、前記光ファイバ入力端部を前記基
板ウェーハ入力面近くに位置させて取付ける工程をさら
に含む、請求項14に記載の方法。
25. The method of claim 14, wherein mounting the optical fiber in the substrate wafer groove further comprises positioning and mounting the optical fiber input end near the substrate wafer input surface.
【請求項26】 前記光ファイバを前記基板ウェーハ溝
中に取付ける工程は、前記光ファイバ出力端部を前記基
板ウェーハ出力面近くに位置させて取付ける工程をさら
に含む、請求項14に記載の方法。
26. The method of claim 14, wherein mounting the optical fiber in the substrate wafer groove further comprises positioning and mounting the optical fiber output end near the substrate wafer output surface.
【請求項27】 前記光ファイバを前記基板ウェーハ溝
中に取付ける工程は、前記光ファイバを前記基板ウェー
ハにはんだ付けする工程をさらに含む、請求項14に記
載の方法。
27. The method of claim 14, wherein mounting the optical fiber in the substrate wafer groove further comprises soldering the optical fiber to the substrate wafer.
【請求項28】 前記光ファイバを前記基板ウェーハに
はんだ付けする工程は、前記基板ウェーハをメタライズ
する工程をさらに含む、請求項27に記載の方法。
28. The method of claim 27, wherein soldering the optical fibers to the substrate wafer further comprises metallizing the substrate wafer.
【請求項29】 前記光ファイバを前記基板ウェーハに
はんだ付けする工程は、金属コートした光ファイバを提
供する工程をさらに含む、請求項27に記載の方法。
29. The method of claim 27, wherein soldering the optical fiber to the substrate wafer further comprises providing a metal coated optical fiber.
【請求項30】 前記光ファイバを前記基板ウェーハ溝
中に取付ける工程は、前記光ファイバを前記基板ウェー
ハにエポキシ樹脂で接着する工程をさらに含む、請求項
14に記載の方法。
30. The method of claim 14, wherein mounting the optical fiber in the substrate wafer groove further comprises bonding the optical fiber to the substrate wafer with an epoxy resin.
【請求項31】 キャップを前記基板ウェーハ表面に取
付けて、さらに前記光ファイバを固定する工程をさらに
含む、請求項14に記載の方法。
31. The method of claim 14, further comprising attaching a cap to the substrate wafer surface and further securing the optical fiber.
【請求項32】 前記キャップを前記基板ウェーハ表面
に取付ける工程は、前記キャップを前記基板ウェーハ表
面にはんだ付けする工程をさらに含む、請求項31に記
載の方法。
32. The method of claim 31, wherein attaching the cap to the substrate wafer surface further comprises soldering the cap to the substrate wafer surface.
【請求項33】 前記キャップを前記基板ウェーハ表面
にはんだ付けする工程は、前記キャップをメタライズす
る工程をさらに含む、請求項32に記載の方法。
33. The method of claim 32, wherein soldering the cap to the substrate wafer surface further comprises metallizing the cap.
【請求項34】 前記キャップを前記基板ウェーハ表面
にはんだ付けする工程は、前記基板ウェーハをメタライ
ズする工程をさらに含む、請求項32に記載の方法。
34. The method of claim 32, wherein soldering the cap to the substrate wafer surface further comprises metallizing the substrate wafer.
【請求項35】 前記キャップを前記基板ウェーハ表面
に取付ける工程は、前記キャップを前記基板ウェーハ表
面にエポキシ樹脂で接着する工程をさらに含む、請求項
31に記載の方法。
35. The method of claim 31, wherein attaching the cap to the substrate wafer surface further comprises bonding the cap to the substrate wafer surface with an epoxy resin.
【請求項36】 前記基板ウェーハの前記入力面を約8
度の角度でポリシングする工程をさらに含む、請求項1
4に記載の方法。
36. The input surface of the substrate wafer may be about 8
2. The method of claim 1 further comprising the step of polishing at a degree angle.
4. The method according to 4.
【請求項37】 前記光ファイバの前記入力端部を約8
度の角度でポリシングする工程をさらに含む、請求項3
6に記載の方法。
37. The input end of the optical fiber having a length of about 8
4. The method of claim 3, further comprising the step of polishing at a degree angle.
7. The method according to 6.
【請求項38】 前記光学装置出力面を前記基板ウェー
ハ入力面に取付ける工程は、前記出力面を前記入力面に
はんだ付けする工程をさらに含む、請求項14に記載の
方法。
38. The method of claim 14, wherein attaching the optical device output surface to the substrate wafer input surface further comprises soldering the output surface to the input surface.
【請求項39】 前記出力面を前記入力面にはんだ付け
する工程は、前記光学装置をメタライズする工程をさら
に含む、請求項38に記載の方法。
39. The method of claim 38, wherein soldering the output surface to the input surface further comprises metallizing the optical device.
【請求項40】 前記出力面を前記入力面にはんだ付け
する工程は、前記基板ウェーハをメタライズする工程を
さらに含む、請求項38に記載の方法。
40. The method of claim 38, wherein soldering the output surface to the input surface further comprises metallizing the substrate wafer.
【請求項41】 前記光学装置出力面を前記基板ウェー
ハ入力面に取付ける工程は、前記出力面を前記入力面に
エポキシ樹脂で接着する工程をさらに含む、請求項14
に記載の方法。
41. The step of attaching the output surface of the optical device to the input surface of the substrate wafer further comprises the step of bonding the output surface to the input surface with an epoxy resin.
The method described in.
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