JPS6325644B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6325644B2
JPS6325644B2 JP59239203A JP23920384A JPS6325644B2 JP S6325644 B2 JPS6325644 B2 JP S6325644B2 JP 59239203 A JP59239203 A JP 59239203A JP 23920384 A JP23920384 A JP 23920384A JP S6325644 B2 JPS6325644 B2 JP S6325644B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
guide
optical waveguide
etching
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP59239203A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS61117513A (ja
Inventor
Yasubumi Yamada
Masao Kawachi
Mitsuho Yasu
Morio Kobayashi
Hiroshi Terui
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP23920384A priority Critical patent/JPS61117513A/ja
Priority to CA000486477A priority patent/CA1255382A/en
Priority to US06/753,632 priority patent/US4750799A/en
Priority to DE8585108730T priority patent/DE3575208D1/de
Priority to EP85108730A priority patent/EP0171615B1/en
Publication of JPS61117513A publication Critical patent/JPS61117513A/ja
Priority to US07/038,127 priority patent/US4735677A/en
Publication of JPS6325644B2 publication Critical patent/JPS6325644B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信において必要な光フアイバと
光導波路との直接接続を容易としたフアイバ・ガ
イド付光回路およびその製造方法に関するもので
ある。
〔従来技術〕
光分岐回路、光合分波器等の導波形光部品を光
通信システムに導入する場合、これら光部品と光
フアイバとの接続法としては、効率が良く、信頼
性が高く、かつ短時間で行なえる方法が要求され
る。従来は、ただ単に光フアイバ端面と光導波路
端面とを直接つき合わせて接続する端面接続法が
主として用いられてきた。しかし、この方法に
は、(i)接続に先立ち、導波路端面の切断ならびに
研磨が必要である、(ii)光フアイバと光導波路との
精密な位置合わせが必要である、(iii)接続部の機械
的信頼性に欠けける、等の欠点がある。
これら従来の問題点を解決する方法として、石
英ガラス系光導波路上に光回路パタン化と同時に
光フアイバ位置合わせ用のガイドを形成し、この
ガイドを利用して接続を行なう接続法がある〔特
願昭58−125699号〕。この方法は上記従来の問題
点が解決でき、光導波路端面の切断、研磨および
光フアイバと導波路との位置合わせの必要なし
に、光フアイバと光導波路との高効率接続が可能
とするものである。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のガイドを形成する方法では、外径
125μm、コア径50μmの光フアイバを光導波路と
接続する場合、石英ガラス系光導波路を深さ
90μm程度エツチングする必要がある。この加工
には、アモルフアスSi(a−Si)をマスク、C2F6
C2,H4の混合ガスをエツチヤントとする反応性
イオンエツチングを用いているが、この方法で深
さ90μmにも及ぶ深いエツチングを行なうと、形
成された導波路幅が、フオトマスク段階のパタン
化幅を比較して、大きく減少するという問題があ
つた。したがつて、このパタン幅減少量をおさえ
るために従来は、光回路のエツチング深さを約
70μm程度にし、フアイバ端部の外径を70μm程度
のエツチングした光フアイバを用いて接続を行な
つていた。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明のフアイバ・ガイド付光回路は、上記
の問題点を解決する構成として、Si基板上に石英
ガラス系光導波路が形成されている光回路におい
て、光導波路端部付近に、光回路パタン化と同時
に形成した光フアイバ端部の位置決め用のガイド
を有し、かつ、ガイド中に光フアイバを挿入した
とき光フアイバコア部と光導波路コア部とが一致
するように少なくともガイド近傍のSi基板が適当
な深さにエツチングされていることを特徴とする
ものである。
また、上記のフアイバ・ガイド付光回路の製造
方法であるこの発明は、Si基板上に石英ガラス系
光導波路を形成し、その石英ガラス系光導波路を
フオトリソグラフイ技術を用いてSi基板に到る深
さまでエツチングを行ない所望の光導波路パター
ンと光フアイバ位置決め用のガイドとを同時に形
成し、次にガイド中に光フアイバを挿入したとき
光フアイバコア部と光導波路コア部とが一致する
ように少なくともガイド付近のSi基板をそのガイ
ドをマスクとして適当な深さまでエツチングする
ようにしたことを特徴とするものである。
〔実施例〕
第1図は、本発明の実施例であるフアイバ・ガ
イド付光回路の斜視図である。1はSi基板、1a
はSi(100)面、1bはエツチングによつて形成さ
れたSi(111)面、2はフアイバ・ガイド、3は光
導波路であり、3aはクラツド層、3bはコア
層、3cはバツフア層である。光導波路3及びフ
アイバ・ガイド2はいずれも石英系ガラスであ
る。
第2図は、第1図におけるガイド2、光導波路
3のコア部3bおよび、接続する光フアイバ7の
コア部7bとの位置関係を示したものである。ガ
イド2,2の間隔は、光フアイバ外径と一致して
おり、ガイド2の深さは、Si基板をエツチングす
ることにより調整し、光フアイバ7のコア部7b
と光導波路3のコア部3bとが一致するようにな
つている。したがつて、光フアイバ7をガイド
2,2中に挿入するだけで、その光フアイバ7
は、ガイド2,2によつて水平横方向の位置決め
がなされるとともに、Si基板1にエツチングされ
て形成された溝によつて高さ方向の位置決めがな
され、したがつて、光フアイバ7と光回路との高
精度な位置合わせが完了する。
第3図は、上記のようなフアイバ・ガイド付光
回路の製作方法を示したものである。第3図a
は、Si基板1上に石英系光導波膜31を形成する
工程である。本実施例では、Si基板1として
(100)面基板を用い、SiCl4,TiCl4,GeCl4
BCl3,PCl3等を原料ガスとする火炎加水分解反
応を利用して、このSi基板1上に石英系光導波膜
31を形成する。石英系光導波膜31は厚さ
53μmで3層構造をしており、31aはクラツド
層(厚さ3μm),31bはコア層(厚さ45μm),
31cはバツフア層(厚さ5μm)である。第3図
bは、石英系光導波膜31をエツチングして、所
望の光導波路及びフアイバ・ガイドをパタン化す
る工程である。このためには、まず、石英系光導
波膜31上にアモルフアスSi膜4を形成し、この
上にAZ系フオトレジスト5を塗布する。次いで
フオトマスク6を用いて、フオトリソグラフイの
手法により、AZ系フオトレジスト5をパタン化
する。フオトマスク6において、26はフアイ
バ・ガイドパタンで、ガイド間隔11は120μmに
設定してある。36は光導波路パタンで、光導波
路幅l2は45μmに設定してある。このように、フ
アイバ・ガイドパタン26と、光導波路パタン3
6とを有するフオトマスク6を用いることで、ガ
イド2,2と光導波路3のパタン化を一度で行え
るとともに、ガイド2,2と光導波路3の相対的
な位置合わせを高精度で、すなわちフオトマスク
6のパタン描画精度(0.1〜0.2μm程度)で行うこ
とができる。
また、AZ系レジストのパタン化にあたつては、
フアイバ・ガイドパタン26が、Si基板1の
〔110〕方向と、ほぼ平行になるようにする。AZ
系レジストのパタン化にひき続いて、パタン化し
たAZ系レジストをマスク、CBrF3をエツチヤン
トとする反応性イオン・エツチングによりアモル
フアスSi膜4をパタン化する。最後に、このアモ
ルフアスSiをマスク、C2,F6,C2,H4の混合ガ
スをエツチヤントとした反応性イオンエツチング
により、第3図cのように、Si基板1上に石英系
光導波膜よりなるフアイバ・ガイド2及び光導波
路3がパタン化される。石英系光導波膜のエツチ
ング深さは53μm必要である。これらのエツチン
グ工程に伴い、形成パタンには若干のパタン幅の
減少が生じて、ガイド間隔l3は約125μm、光導波
路幅l4、は約40μmとなる。次にSi基板をエツチ
ングしてガイド深さを調整する工程を行う。この
工程はSi基板1をエチレンジアミンピロカテコー
ル等のアルカリエツチ液に浸すと石英系光導波膜
でできたガイド2、および光導波路3がマスクと
なり、Si基板1が異方性エツチングされるもので
ある。すなわち、上記エツチ液を用いた場合、Si
結晶面とエツチング速度の関係は(100):
(110):(111)=50:30:3μm/hとなるので、
(111)面があらわれると、その面は、それ以上エ
ツチングされなくなる。この結果、第1図に示し
た形状の光回路が得られる。本実施例において
は、上記の方法でSi基板を35μmの深さにエツチ
ングを行なう。この結果、第2図に示すようにガ
イド中に外径125μm、コア径50μmの光フアイバ
を挿入するだけで石英系光導波路との位置合わせ
が行なえるようになる。
このように、Si基板をエツチングする工程を導
入することにより石英系光導波膜のエツチング深
さは53μmで十分である。一方、Si基板のエツチ
ング工程を入れずに、石英系光導波膜のエツチン
グのみで、外径125μmの光フアイバ用のガイドを
形成する場合には、石英系光導波膜のエツチング
深さは、約90μm必要となる。ところで第3図c
の工程の説明でも述べたように、エツチング工程
では若干のパタン幅の減少が生じて、最終的に形
成されるパタン幅は、初めに設計したフオトマス
クパタン幅よりも狭くなる。これは、第4図に示
すメカニズムで生ずる。第4図aは、石英系光導
波膜31のエツチング深さが比較的浅い場合を示
している。反応性イオンエツチングにおいては、
アモルフアスSiマスク4のエツヂ部分4aのよう
に、とがつた部分のエツチングの進行速度は他の
部分より速い傾向がある。このため、図中4aの
ように、この部分が削られ、マスク側面の垂直性
が劣化する。しかし、エツチングが浅い場合はマ
スクの下の石英系光導波膜31には、この影響が
表われないので、エツチングによつて形成される
パタン幅dは、フオトマスク段階の幅から変化す
ることはない。しかし第4図bのように、エツチ
ングがある程度深くなると、アモルフアスSiマス
ク4の側面4aの垂直性劣化の影響が表われ、エ
ツチングにより形成されるパタン幅に2Δdの減少
が生じる。第4図cは、さらにエツチングが深く
なつた場合である。アモルフアスSiマスク4の側
面4aの垂直性の劣化は、第4図a,bよりも著
しくなるので、エツチングの進行に伴うパタン幅
の減少量2Δdは、さらに大きくなり、しかも、減
少速度も速くなる。第5図は、パタン幅減少量と
エツチング深さとの関係を調べたものである。こ
のグラフより、エツチング深さ50μm程度の時は、
パタン幅減少量は約5μm程度であるのに対してエ
ツチング深さ90μmになると、パタン幅減少量は
20μm程度にも達することがわかる。
このように、実施例により、精度よく外径
125μm光フアイバ用のガイドが形成できる。長さ
15mmの直線導波路の両端にガイドを設けた光回路
における接続損失の測定では、光源に0.85μmの
LEDを用いた場合、入力部および出力部を合わ
せた接続損失は1.9dBであつた。この値は、比較
のために行なつた通常の端面接続の場合の接続損
失と同程度であり、本方法によつても、高効率接
続ができることが明らかになつた。なお、本実施
例において、上述のように形成された光導波路の
コア部の寸法は幅40μm×高さ45μmであるが、こ
れはコア径50μmのグレイデイツドインデツクス
フアイバ(50GIフアイバ)を用いて、50GIフア
イバ=光回路(ステツプインデツクス)=50GIフ
アイバと接続した場合に、接続損失が最小になる
寸法である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、光回路
形成と同時に形成した光フアイバと光回路との軸
合わせ用のガイド中に光フアイバを挿入して、光
フアイバと光回路との結合を行なうので無調整で
光フアイバ=光回路の高効率接続ができる。それ
に加えて、本発明においては、ガイド近傍のSi基
板が適当な深さにエツチングされているので、通
常の光フアイバとの接続を容易に行うことができ
るとともに、光フアイバと光回路との位置合わせ
を高精度で行うことができる。また、本発明の方
法によれば、光回路、ガイド形成工程において、
石英系光導波膜のエツチング深さを必要最小限に
抑え、不足分を、基板であるSi基板をエツチング
することにより深さ調整を行なつている。したが
つて、反応性イオン、エツチングで深いエツチン
グを行なう際に問題となるパタン幅の減少量を大
幅に小さくできるので、加工精度の向上がはかれ
る。それに加えて、本発明の方法によれば、光導
波路パタンとガイドとを同時に形成し、ガイド付
近のSi基板をそのガイドをマスクとしてエツチン
グするものであるので、ガイドの位置を光導波路
の位置に対して極めて高精度に合致させることが
できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例であるガイド付光回
路の斜視図、第2図は、第1図の光回路における
ガイド、光導波路および光フアイバの寸法の関係
を示した図、第3図a〜cは、ガイド付光回路の
製造方法を示した説明図、第4図a〜cは、光回
路幅の減少のようすを示した模式図、第5図は、
エツチング深さとパタン幅減少量との関係を示す
グラフである。 1……Si基板、1a……Si(100)面、1b……
Si(111)面、2……光フアイバ、・ガイド、3…
…光導波路、3a……クラツド層、3b……コア
層、3c……バツフア層、7……光フアイバ、7
b……光フアイバのコア部、31……石英系光導
波膜、31a……クラツド層、31b……コア
層、31c……バツフア層、4……アモルフアス
Siマスク、4a……アモルフアスSiマスク側面、
5……AZ系レジスト、6……フオトマスク、2
6……ガイド・パタン、36……光回路パタン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 Si基板上に石英ガラス系光導波路が形成され
    ている光回路において、光導波路端部付近に、光
    回路パタン化と同時に形成した光フアイバ端部の
    位置決め用のガイドを有し、かつ、ガイド中に光
    フアイバを挿入したとき光フアイバコア部と光導
    波路コア部とが一致するように少なくともガイド
    近傍のSi基板が適当な深さにエツチングされてい
    ることを特徴とするフアイバ・ガイド付光回路。 2 Si基板上に石英ガラス系光導波路を形成する
    工程と、その石英ガラス系光導波路をフオトリソ
    グラフイ技術を用いてSi基板に到る深さまでエツ
    チングを行い所望の光導波路パタンと光フアイバ
    位置決め用のガイドとを同時に形成する工程と、
    それに引き続いてガイド中に光フアイバを挿入し
    たとき光フアイバコア部と光導波路コア部とが一
    致するように少なくともガイド付近のSi基板をそ
    のガイドをマスクとして適当な深さまでエツチン
    グする工程とを有するフアイバ・ガイド付光回路
    の製造方法。
JP23920384A 1984-08-10 1984-11-13 フアイバ.ガイド付光回路およびその製造方法 Granted JPS61117513A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23920384A JPS61117513A (ja) 1984-11-13 1984-11-13 フアイバ.ガイド付光回路およびその製造方法
CA000486477A CA1255382A (en) 1984-08-10 1985-07-08 Hybrid optical integrated circuit with alignment guides
US06/753,632 US4750799A (en) 1984-08-10 1985-07-10 Hybrid optical integrated circuit
DE8585108730T DE3575208D1 (de) 1984-08-10 1985-07-12 Optischer, integrierter hybridschaltkreis und verfahren zu seiner herstellung.
EP85108730A EP0171615B1 (en) 1984-08-10 1985-07-12 Hybrid optical integrated circuit and fabrication method thereof
US07/038,127 US4735677A (en) 1984-08-10 1987-04-02 Method for fabricating hybrid optical integrated circuit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP23920384A JPS61117513A (ja) 1984-11-13 1984-11-13 フアイバ.ガイド付光回路およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61117513A JPS61117513A (ja) 1986-06-04
JPS6325644B2 true JPS6325644B2 (ja) 1988-05-26

Family

ID=17041262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP23920384A Granted JPS61117513A (ja) 1984-08-10 1984-11-13 フアイバ.ガイド付光回路およびその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61117513A (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6396609A (ja) * 1986-10-14 1988-04-27 Nec Corp 光接続回路
US4810049A (en) * 1987-04-02 1989-03-07 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Reducing bend and coupling losses in integrated optical waveguides
FR2623915B1 (fr) * 1987-11-26 1990-04-13 Corning Glass Works Procede de production d'un composant optique integre en verre comprenant des tranchees de positionnement et de fixation de fibres optiques en alignement avec des guides d'ondes et composants ainsi produits
JP2893093B2 (ja) * 1989-02-10 1999-05-17 日本電信電話株式会社 ファイバ・ガイド部付き光導波路の製作方法
EP0419767B1 (de) * 1989-09-29 1993-11-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines Körpers aus Silizium
US5077818A (en) * 1989-09-29 1991-12-31 Siemens Aktiengesellschaft Coupling arrangement for optically coupling a fiber to a planar optical waveguide integrated on a substrate
US5299276A (en) * 1991-10-11 1994-03-29 Fujitsu Limited Waveguide type optical device and method for manufacturing the same

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4953453A (ja) * 1972-06-26 1974-05-24

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4953453A (ja) * 1972-06-26 1974-05-24

Also Published As

Publication number Publication date
JPS61117513A (ja) 1986-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5600745A (en) Method of automatically coupling between a fiber and an optical waveguide
US7184630B2 (en) Optical coupling module with self-aligned etched grooves and method for fabricating the same
EP0571924A1 (en) Method of connecting an optical fiber to an optical waveguide
US5064266A (en) Circular channel waveguides and lenses formed from rectangular channel waveguides
JP2964941B2 (ja) 光デバイスの製造方法及び実装構造
JP2784503B2 (ja) ガイド付光導波路およびその製造方法
JPS6325644B2 (ja)
JPH08313756A (ja) 光ファイバ固定溝付き平面光回路部品およびその作製方法
JP2771167B2 (ja) 光集積回路の実装方法
JP3201864B2 (ja) 石英系光導波路部品の製造方法
JP2893093B2 (ja) ファイバ・ガイド部付き光導波路の製作方法
JP2743847B2 (ja) 光ファイバ実装型光導波路回路及びその製造方法
JPS61267010A (ja) 光導波回路及びその製造方法
JPH0664217B2 (ja) フアイバ・ガイド付光導波路
JPH0627334A (ja) 光導波路
JPH0727888B2 (ja) ドライエツチング方法
JP2663841B2 (ja) 光結合構造の製造方法
JP3243021B2 (ja) 光導波路素子の作製方法
JPH06118256A (ja) 石英系光導波路部品およびその製造方法
JPS5933883B2 (ja) 光ファイバ接続溝の形成方法
JP3264256B2 (ja) 光デバイスの製造方法及び実装構造
JPH05257035A (ja) 導波路装置の作製方法
JPH11133267A (ja) 光導波路部品の製造方法
JPH11133266A (ja) 光導波路部品の製造方法
JPH08111518A (ja) ハイブリッド光集積回路及びその製造方法並びに光伝送モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term