JP3031176B2 - Optical fiber guiding structure and method of manufacturing the same - Google Patents
Optical fiber guiding structure and method of manufacturing the sameInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバ案内構造に
関し、特に産業用の各種制御システム、コンピュータ装
置間の配線システム等に用いられる光ファイバ案内構造
物とその製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber guide structure, and more particularly to an optical fiber guide structure used for various control systems for industrial use, a wiring system between computer devices, and the like, and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】光ファイバによって光回路素子相互を接
続して光回路を形成するためには、光ファイバのコアを
正確に光回路素子の光軸と一致させる必要がある。この
光ファイバのコアと光回路素子の光軸合わせを容易にす
るために、光ファイバ案内構造物が用いられている。例
えば、集積化光スイッチ、光カプラ等の光集積回路の終
端では、複数本の光導波路に対応させて、複数本の光フ
ァイバを一括して接続するために光多芯コネクタが使用
されている。その際、光導波路と光ファイバとの接続部
では接続損失が生じる。この接続損失は、光導波路と光
ファイバとの光軸が一致しているほど小さく好ましい。
従って、光多芯コネクタは前記光ファイバの固定位置を
正確に設定しうるものが要求されている。2. Description of the Related Art In order to form an optical circuit by connecting optical circuit elements with each other by an optical fiber, it is necessary to precisely align the core of the optical fiber with the optical axis of the optical circuit element. An optical fiber guide structure is used to facilitate alignment of the optical fiber core with the optical circuit element. For example, at the end of an optical integrated circuit such as an integrated optical switch or an optical coupler, an optical multi-core connector is used to collectively connect a plurality of optical fibers corresponding to a plurality of optical waveguides. . At that time, connection loss occurs at the connection between the optical waveguide and the optical fiber. The connection loss is preferably smaller as the optical axes of the optical waveguide and the optical fiber coincide.
Therefore, there is a demand for an optical multi-core connector capable of accurately setting the fixing position of the optical fiber.
【0003】従来、光多芯コネクタとしては、シリコン
(Si),ヒ化ガリウム(GaAs)等を材料とする半
導体基板に異方性エッチング法により断面がV形状の溝
を形成したものがある。図10は、このようなV溝形式
の光ファイバ案内構造物28を示す断面図であり、基板
21の上部に形成してある複数のV形状の溝27に沿っ
て光ファイバ29を固定して使用する。また、基板上に
光源、偏光子、コリメータ等の複数の光素子を一定の光
軸上に整列して配置し、これらの光素子の間を光ファイ
バで接続するために、同様にV溝を形成してある基板が
用いられている。すなわち、このV溝に光ファイバを固
定することによって、各光素子を光学的に接続すること
ができる。Conventionally, as an optical multi-core connector, there is a connector in which a V-shaped groove is formed in a semiconductor substrate made of silicon (Si), gallium arsenide (GaAs) or the like by an anisotropic etching method. FIG. 10 is a cross-sectional view showing such a V-groove type optical fiber guiding structure 28, in which an optical fiber 29 is fixed along a plurality of V-shaped grooves 27 formed on an upper portion of a substrate 21. use. In addition, a plurality of optical elements such as a light source, a polarizer, and a collimator are arranged on a substrate so as to be aligned on a predetermined optical axis, and a V-groove is similarly formed in order to connect these optical elements with an optical fiber. The formed substrate is used. That is, each optical element can be optically connected by fixing the optical fiber in the V-groove.
【0004】上述した光ファイバ案内構造物28のV形
状の溝27の形成法は、基板面の板面方位が(100)
のシリコン基板21の上面を酸化シリコン(Si
O2 ),白金(Pt),チタニウム(Ti)等のマスク
材で被覆しておき、所定の幅の窓を所定の間隔で、フォ
トリソグラフィ法により開ける。続いて、水酸化カリウ
ム水溶液、エチレンジアミン−ピロカテコール水溶液、
ヒドラジン水溶液等の異方性エッチング液中でエッチン
グを行う。その結果、断面がV形状の溝27が形成され
る。In the above-described method of forming the V-shaped groove 27 of the optical fiber guide structure 28, the orientation of the substrate surface is (100).
Silicon oxide (Si)
It is covered with a mask material such as O 2 ), platinum (Pt), or titanium (Ti), and windows having a predetermined width are opened at predetermined intervals by a photolithography method. Subsequently, an aqueous solution of potassium hydroxide, an aqueous solution of ethylenediamine-pyrocatechol,
Etching is performed in an anisotropic etching solution such as a hydrazine aqueous solution. As a result, a groove 27 having a V-shaped cross section is formed.
【0005】このような光ファイバ整列用V溝構造で
は、V形状の溝27の二つの斜面27aと27bとで光
ファイバ29を固定するので、V形状の溝27の寸法精
度が高くなく開口幅27cにばらつきがあっても、水平
方向については光ファイバ29の光軸29aの位置はほ
とんど変動しない。しかし、開口幅27cが広すぎる
と、光ファイバ29の光軸29aの位置は下がり、逆に
開口幅27cが狭すぎると、光ファイバ29の光軸29
aの位置は上がってしまい、垂直方向については光ファ
イバ29の光軸29aの位置は、大きく変動してしまう
ことになる。In such an optical fiber alignment V-groove structure, since the optical fiber 29 is fixed by the two inclined surfaces 27a and 27b of the V-shaped groove 27, the dimensional accuracy of the V-shaped groove 27 is not high and the opening width is not large. Even if there is a variation in 27c, the position of the optical axis 29a of the optical fiber 29 hardly changes in the horizontal direction. However, if the opening width 27c is too wide, the position of the optical axis 29a of the optical fiber 29 is lowered. Conversely, if the opening width 27c is too narrow, the optical axis 29 of the optical fiber 29 is lowered.
The position of “a” rises, and the position of the optical axis 29 a of the optical fiber 29 greatly changes in the vertical direction.
【0006】ところで、光導波路の終端を水平方向に広
げるのは容易であり、そうすれば光多芯コネクタの水平
方向の精度は、余り問題とならない。しかし、光導波路
の終端を垂直方向に広げるのは困難であり、光多芯コネ
クタでは、特に垂直方向の光軸の位置決め精度が要求さ
れる。By the way, it is easy to extend the end of the optical waveguide in the horizontal direction, so that the horizontal accuracy of the optical multi-core connector does not cause much problem. However, it is difficult to extend the end of the optical waveguide in the vertical direction, and in the optical multi-core connector, particularly, the positioning accuracy of the optical axis in the vertical direction is required.
【0007】また、光導波路の形状を取らない光源、偏
光子、コリメータ等の光素子については、上述のような
光導波路の端部形状の変更による光軸ずれの影響を緩和
することは望めず、水平・垂直両方向の光軸の位置決め
精度が要求される。Further, with respect to optical elements such as a light source, a polarizer, and a collimator that do not take the shape of an optical waveguide, it is impossible to reduce the influence of the optical axis shift due to the change in the end shape of the optical waveguide as described above. The positioning accuracy of the optical axis in both the horizontal and vertical directions is required.
【0008】しかし、V形状の溝を異方性エッチング法
により形成する場合には、基板中の残留応力や結晶欠陥
の存在、及びエッチング液中での反応速度が基板の場所
により一定でないことなどにより、V形状の溝の開口幅
にある程度のばらつきが生じるのは避けられない。その
結果、上述した光多芯コネクタや、基板上で一定の光軸
に合わせて整列した光素子間を光ファイバで接続する場
合、光軸の位置決め精度が、±0.5μmのものを製造
するのが限度であった。そのため、従来の光ファイバ案
内構造物は光ファイバの芯位置の上下変動に起因する接
続損失が大きく、また、可能な限り接続損失の少ない最
適位置に光ファイバ案内構造物を位置合わせをするため
に、多大の手間を要していた。However, when the V-shaped groove is formed by the anisotropic etching method, the presence of residual stress or crystal defects in the substrate, and the fact that the reaction rate in the etching solution is not constant depending on the location of the substrate. Therefore, it is inevitable that the opening width of the V-shaped groove has a certain degree of variation. As a result, when an optical fiber is used to connect the optical multi-core connector described above or an optical element aligned on a substrate to a predetermined optical axis with an optical fiber, the optical axis positioning accuracy is ± 0.5 μm. Was the limit. Therefore, the conventional optical fiber guide structure has a large connection loss due to the vertical fluctuation of the core position of the optical fiber, and also needs to adjust the optical fiber guide structure to an optimal position where the connection loss is as small as possible. It took a lot of trouble.
【0009】本発明は、上述の事情に鑑みてなされたも
ので、光ファイバの固定位置に関して、水平方向のみな
らず垂直方向にも寸法精度が優れ、接続損失が少なく、
軸合わせ、位置合わせが簡単な光ファイバ案内構造物及
びその製造方法を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has excellent dimensional accuracy not only in the horizontal direction but also in the vertical direction with respect to the fixing position of the optical fiber, and has a small connection loss.
It is an object of the present invention to provide an optical fiber guide structure that can be easily aligned and aligned, and a method of manufacturing the same.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明による光ファイバ
案内構造物は、シリコン単結晶層を表面又はその近傍に
有する基板の面上に、前記シリコン単結晶表面層の(1
11)面に平行に切られた複数の溝を有し、その複数の
溝の底面がその基板の表面下に埋め込まれた同一の高濃
度p型拡散層、同一の酸化シリコン層、又は酸化シリコ
ン層の下層を形成する同一のシリコン層により形成され
ていることを特徴としている。According to the present invention, there is provided an optical fiber guiding structure comprising a silicon single crystal surface layer (1) on a surface of a substrate having or near a silicon single crystal layer.
11) The same high-concentration p-type diffusion layer and the same silicon oxide layer having a plurality of grooves cut parallel to the plane, and the bottom surfaces of the plurality of grooves are buried under the surface of the substrate. Or the same silicon layer forming the lower layer of the silicon oxide layer.
【0011】この場合、前記シリコン単結晶層の板面方
位が(100)であり、前記基板の面上が基板の前記
(100)面上であり、前記溝の断面形状が略逆台形で
あるのが好ましい。In this case, the plane orientation of the silicon single crystal layer is (100), the surface of the substrate is on the (100) surface of the substrate, and the cross-sectional shape of the groove is substantially inverted trapezoid. Is preferred.
【0012】また、前記シリコン単結晶層の板面方位が
(110)であり、前記基板の面上が基板の前記(11
0)面上であり、前記溝の断面形状が矩形であるのが好
ましい。The plane orientation of the silicon single crystal layer is (110), and the surface of the substrate is (11).
0) on the surface, and the cross-sectional shape of the groove is preferably rectangular.
【0013】また、本発明による光ファイバ案内構造物
の製造方法は、シリコン単結晶基板面上に高濃度p型拡
散層を形成し、前記高濃度P型拡散層上に前記シリコン
単結晶基板と同じ結晶方位を有するノンドープ、n型、
又は低濃度p型のシリコン単結晶膜を所定の厚さに形成
し、前記シリコン単結晶膜の上部にマスク層を形成した
後に、前記マスク層部分を長手方向が前記シリコン単結
晶基板の(111)面に平行な溝形状に一部分を除去
し、続いて前記マスク層の除去により表面が露出した前
記シリコン単結晶膜部を除去して複数の溝の底面を同一
の高濃度p型拡散層で形成してなることを特徴としてい
る。In the method for manufacturing an optical fiber guide structure according to the present invention, a high-concentration p-type diffusion layer is formed on a silicon single-crystal substrate surface, and the silicon single-crystal substrate is formed on the high-concentration P-type diffusion layer. Non-doped, n-type having the same crystal orientation,
Alternatively, after forming a low-concentration p-type silicon single crystal film to a predetermined thickness and forming a mask layer on the silicon single crystal film, the longitudinal direction of the mask layer portion is (111) of the silicon single crystal substrate. A) removing a part of the groove parallel to the plane, and then removing the silicon single crystal film part whose surface is exposed by removing the mask layer, thereby making the bottom surfaces of the plurality of grooves the same.
Characterized by being formed of a high-concentration p-type diffusion layer .
【0014】この場合、前記シリコン単結晶基板の基板
面の板面方位が(100)であるのが好ましい。In this case, it is preferable that the orientation of the silicon single crystal substrate is (100).
【0015】また、前記シリコン単結晶基板の基板面の
板面方位が(110)であるのが好ましい。It is preferable that the orientation of the silicon single crystal substrate is (110).
【0016】更に、本発明による光ファイバ案内構造物
の製造方法は、シリコン基板とシリコン単結晶種基板の
両基板面を酸化させ、前記両基板面を対向させて密着、
熱処理して埋め込み酸化シリコン層を形成し、前記シリ
コン単結晶種基板側の基板面を所定の厚さだけ除去して
シリコン単結晶膜を形成し、前記シリコン単結晶種基板
側の基板面上に、前記シリコン単結晶膜の上部にマスク
層を形成した後に、前記マスク層部分を長手方向が前記
シリコン単結晶種基板の(111)面に平行な溝形状に
一部分を除去し、続いて前記マスク層の除去により表面
が露出した前記シリコン単結晶膜部を除去して、複数の
溝の底面を同一の埋め込み酸化シリコン層で形成し、又
は埋め込み酸化シリコン層を更に除去して埋め込み酸化
シリコン層の下層を形成するシリコン層で形成してなる
ことを特徴としている。Further, in the method for manufacturing an optical fiber guide structure according to the present invention, the two substrate surfaces of a silicon substrate and a silicon single crystal seed substrate are oxidized, and the two substrate surfaces are opposed to each other to be closely adhered.
A heat treatment is performed to form a buried silicon oxide layer, a substrate surface on the silicon single crystal seed substrate side is removed by a predetermined thickness to form a silicon single crystal film, and a silicon single crystal film is formed on the substrate surface on the silicon single crystal seed substrate side. Forming a mask layer on the silicon single crystal film, removing a portion of the mask layer portion into a groove shape whose longitudinal direction is parallel to the (111) plane of the silicon single crystal seed substrate, By removing the silicon single crystal film portion whose surface was exposed by removing the layer , a plurality of
The bottom of the groove is formed of the same buried silicon oxide layer, and
Removes the buried silicon oxide layer further
It is characterized by being formed by a silicon layer forming a lower layer of a silicon layer .
【0017】この場合、前記シリコン基板の基板面の板
面方位が任意であり、前記シリコン単結晶種基板の基板
面の板面方位が(100)であるのが好ましい。In this case, it is preferable that the orientation of the substrate surface of the silicon substrate is arbitrary, and the orientation of the substrate surface of the silicon single crystal seed substrate is (100).
【0018】また、前記シリコン基板の基板面の板面方
位が任意であり、前記シリコン単結晶種基板の基板面の
板面方位が(110)であるのが好ましい。Preferably, the orientation of the substrate surface of the silicon substrate is arbitrary, and the orientation of the substrate surface of the silicon single crystal seed substrate is (110).
【0019】[0019]
【作用】先ず、基板面の板面方位が(100)又は(1
10)のシリコン単結晶基板を用意し、このシリコン単
結晶基板の所定の表面に、エッチング停止層として高濃
度p型拡散層を形成する。ここで高濃度とは、ドーパン
ト濃度が1018原子cm -3以上の濃度をいう。濃度を限
定したのは、後述するエッチング工程において、通常の
ドープされていないシリコンと比較して、エッチング速
度が約1/20以下となり、ほとんどエッチングされな
いからである。高濃度p型拡散層を形成するには、ボロ
ン等のp型不純物元素を含む気体あるいは固体を拡散さ
せる方法や、イオン注入した後にアニールするイオン注
入法を用いればよい。First, the orientation of the substrate surface is (100) or (1).
10) A silicon single crystal substrate is prepared,
Highly concentrated on a given surface of the crystal substrate as an etching stop layer
A p-type diffusion layer is formed. Here, high concentration means dopan
10 concentration18Atom cm -3The above concentration is referred to. Limit concentration
The reason for this is that in the etching process
Etching speed compared to undoped silicon
Degree is less than about 1/20, almost no etching
Because it is. To form a high concentration p-type diffusion layer,
Gas or solid containing p-type impurity elements such as
Method, or ion implantation that anneals after ion implantation.
An input method may be used.
【0020】次に、被エッチング層を形成する。被エッ
チング層は、前記高濃度p型拡散層の表面にノンドー
プ、n型、又は低濃度p型のシリコン単結晶膜をエピタ
キシャル成長させて形成する。このとき、被エッチング
層の厚さは、光ファイバの直径に等しいか、光ファイバ
の直径よりわずかに小さい厚さとする。これは、光ファ
イバの側面を上方から押さえて溝底面に接触して保持す
るためには、光ファイバの側面を一部分溝から露出させ
る必要があるからである。Next, a layer to be etched is formed. The layer to be etched is formed by epitaxially growing a non-doped, n-type, or low-concentration p-type silicon single crystal film on the surface of the high-concentration p-type diffusion layer. At this time, the thickness of the layer to be etched is equal to or slightly smaller than the diameter of the optical fiber. This is because it is necessary to partially expose the side surface of the optical fiber from the groove in order to press the side surface of the optical fiber from above and hold the side surface of the optical fiber in contact with the groove bottom surface.
【0021】なお、エッチング停止層としては、酸化シ
リコン層を使用することも出来る。酸化シリコンは、酸
化していないシリコンに比較して、エッチング速度が約
1/500であり、ほとんどエッチングされないからで
ある。この場合には、まず、シリコン支持基板とシリコ
ン単結晶種基板を用意する。シリコン支持基板は単結晶
基板、多結晶基板のいずれでもよく、結晶方位の制約は
ない。シリコン単結晶種基板は、基板面の板面方位が
(100)又は(110)であることを要する。また、
各基板面は、接着に際して、十分な接着強度と寸法精度
を得るために、鏡面仕上げを施しておく。次に、シリコ
ン支持基板の表面とシリコン単結晶種基板の表面を酸化
し、酸化シリコン膜を形成する。酸化は、酸素雰囲気中
で酸化させる通常の酸化法等で行う。次に、両基板の基
板面を接触し、高温下で接着して一体化する。接着は、
両基板を機械的に加圧してもよいし、単に重ねただけで
も差し支えない。このとき、接着面の酸化シリコン膜は
融合して、エッチング停止層である埋め込みシリコン層
となる。更に、接着した基板のシリコン単結晶種基板側
を、そのシリコン単結晶基板のシリコン単結晶層が所定
の厚さとなるまで除去し、シリコン単結晶膜を形成せし
めてこれを被エッチング層とする。なお、除去方法は、
研磨等の通常の方法で差し支えない。また、エッチング
又は、研磨との併用によって除去してもよい。Note that a silicon oxide layer can be used as the etching stop layer. This is because silicon oxide has an etching rate of about 1/500 as compared with non-oxidized silicon and is hardly etched. In this case, first, a silicon support substrate and a silicon single crystal seed substrate are prepared. The silicon support substrate may be either a single crystal substrate or a polycrystalline substrate, and there is no restriction on the crystal orientation. The silicon single crystal seed substrate needs to have a (100) or (110) plane orientation of the substrate surface. Also,
At the time of bonding, each substrate surface is mirror-finished in order to obtain sufficient bonding strength and dimensional accuracy. Next, the surface of the silicon support substrate and the surface of the silicon single crystal seed substrate are oxidized to form a silicon oxide film. The oxidation is performed by an ordinary oxidation method or the like in which oxidation is performed in an oxygen atmosphere. Next, the substrate surfaces of both substrates are brought into contact with each other and bonded at high temperature to be integrated. Adhesion is
Both substrates may be mechanically pressurized, or may simply be overlapped. At this time, the silicon oxide film on the bonding surface fuses to form a buried silicon layer which is an etching stop layer. Further, the silicon single crystal seed substrate side of the bonded substrate is removed until the silicon single crystal layer of the silicon single crystal substrate has a predetermined thickness, and a silicon single crystal film is formed, which is used as a layer to be etched. The removal method is
A normal method such as polishing may be used. Moreover, you may remove by etching or combined use with grinding | polishing.
【0022】次に、上記いずれかの方法により形成した
エッチング停止層と被エッチング層を積層した、シリコ
ン単結晶基板又は接着した基板のシリコン単結晶基板側
の表面に、通常の酸素中及び水蒸気中で過熱する熱酸化
反応法により、酸化シリコン膜のマスク層を形成して、
エッチング停止層と被エッチング層及びマスク層(酸化
シリコン膜)よりなる積層体とする。この酸化シリコン
膜の形成には、高圧酸素を用いる高圧酸化法や、シロキ
サンを含む組成の液状原料をスピナー等により塗布した
後に、焼成する塗布法を用いてもよい。Next, the surface of the silicon single crystal substrate or the bonded substrate, on which the etching stop layer and the layer to be etched formed by any one of the above methods are laminated, is placed on the silicon single crystal substrate side in ordinary oxygen and water vapor. Forming a mask layer of a silicon oxide film by a thermal oxidation reaction method of overheating at
A laminated body including an etching stop layer, a layer to be etched, and a mask layer (silicon oxide film) is used. The silicon oxide film may be formed by a high-pressure oxidation method using high-pressure oxygen, or a coating method in which a liquid material having a composition containing siloxane is applied by a spinner or the like and then fired.
【0023】次に、このような方法で作成した積層体の
酸化シリコン膜に、以下の方法で開口部を設ける。即
ち、マスク露光、現像によりパターンを形成したフォト
レジストをマスクとして、例えば、HF−HFN4 −H
2 O等のフッ化水素水溶液(以下、「緩衝フッ化水素水
溶液」という。),HF−HNO3 −H2 O等のフッ化
水素系溶液によりエッチングを行う。また、この開口部
をドライエッチング法によって設けてもよい。このとき
酸化シリコン膜に設ける開口部の長さ方向は、シリコン
単結晶基板の(111)面に平行な方向に一致させる。
また、酸化シリコン膜に設ける開口部の幅は、形成され
るべき溝と等しいか、わずかに狭い幅とする。これは、
溝の深さ方向のエッチングが進行している間に(11
1)側面も僅かながらエッチングを受けるためである。
その量は例えば、深さ60μmの溝を掘る場合には1μ
m程度である。更にまた、形成されるべき溝の開口幅
を、光ファイバが溝の底面に接するように設定する。溝
側壁の傾斜角をθ、光ファイバの半径をr、溝の深さを
dとすると、溝の開口幅Wは、少なくとも W=2{rtan(θ/2)+d/tanθ} なければならない。被エッチング層の板面方位が(10
0)の時にはθ=54.74°である。従って、例え
ば、直径が125μmのファイバを深さ80μmの溝に
納めるには、開口幅は177.84μm以上あればよ
い。被エッチング層の板面方位が(110)の時にはθ
=90°である。従って、例えば、直径が125μmの
ファイバを溝に納めるには、開口幅は125μm以上あ
ればよい。従って、板面方位が(110)のシリコン基
板を用いれば、開口幅を抑えることが出来、その分一定
の長さの基板上に、より多くの溝を設けることが出来
る。なお、ファイバを挿入し易くするためには、開口幅
を上記計算値よりも0.数μm大きくしてもよいが、案
内溝の開口幅を余分に拡げると光ファイバの水平位置が
不確定となるので、この余裕は少ない程よい。Next, an opening is provided in the silicon oxide film of the laminate formed by such a method by the following method. That is, for example, HF-HFN 4 -H is used as a mask with a photoresist having a pattern formed by mask exposure and development.
Etching is performed using a hydrogen fluoride aqueous solution such as 2 O (hereinafter referred to as “buffered hydrogen fluoride aqueous solution”) or a hydrogen fluoride solution such as HF-HNO 3 —H 2 O. Further, this opening may be provided by a dry etching method. At this time, the length direction of the opening provided in the silicon oxide film is made to coincide with the direction parallel to the (111) plane of the silicon single crystal substrate.
The width of the opening provided in the silicon oxide film is equal to or slightly smaller than the groove to be formed. this is,
While the etching in the depth direction of the groove is progressing (11
1) The side surface is slightly etched.
The amount is, for example, 1 μm when digging a groove having a depth of 60 μm.
m. Furthermore, the opening width of the groove to be formed is set so that the optical fiber is in contact with the bottom surface of the groove. Assuming that the inclination angle of the groove side wall is θ, the radius of the optical fiber is r, and the depth of the groove is d, the opening width W of the groove must be at least W = 2 {rtan (θ / 2) + d / tan θ}. If the plate orientation of the layer to be etched is (10
At the time of 0), θ = 54.74 °. Therefore, for example, in order to fit a fiber having a diameter of 125 μm into a groove having a depth of 80 μm, the opening width may be 177.84 μm or more. When the orientation of the layer to be etched is (110), θ
= 90 °. Therefore, for example, in order to fit a fiber having a diameter of 125 μm into the groove, the opening width may be 125 μm or more. Therefore, when a silicon substrate having a plane orientation of (110) is used, the opening width can be suppressed, and more grooves can be provided on a substrate of a fixed length. In addition, in order to make it easy to insert the fiber, the opening width is set to be larger than the above calculated value by 0.1. Although the width may be increased by several μm, the horizontal position of the optical fiber becomes uncertain if the opening width of the guide groove is excessively increased. Therefore, the margin is preferably as small as possible.
【0024】なお、上記したマスク層としては、酸化シ
リコン層の他に、シリコンの異方向性エッチング液に腐
食されない白金、チタニウム等の金属膜を用いてもよ
い。この場合には、蒸着法あるいはスパッタ法によりマ
スク層を形成し、リフトオフ法によりマスク開口部を形
成する。As the above-mentioned mask layer, in addition to the silicon oxide layer, a metal film made of platinum, titanium or the like which is not corroded by an anisotropic etching solution of silicon may be used. In this case, a mask layer is formed by an evaporation method or a sputtering method, and a mask opening is formed by a lift-off method.
【0025】次に、エピタキシャル成長させた前記シリ
コン単結晶膜、又は、前記接着した基板面を研磨等して
形成した前記シリコン単結晶膜を、異方性エッチング液
によりエッチングする。異方性エッチング液としては、
水酸化カリウム系溶液を用いる。この他に、エチレンジ
アミン−ピロカテコール水溶液やヒドラジン溶液を使用
してもよい。これらの異方性エッチング液は、シリコン
単結晶基板の(100)、(110)面を優先的にエッ
チングし、(111)面をエッチングする速度が遅いた
め、(111)面が溝側面となるようにエッチングが進
行する。この場合、エッチングにより形成される溝の断
面形状は、被エッチング層の板面方位が(100)のと
きは、逆台形となり、被エッチング層の板面方位が(1
10)のときは、矩形となる。また、これらの異方性エ
ッチング液は、高濃度p型拡散層又は酸化シリコン層を
ほとんどエッチングしないため、前記異方性エッチング
液が到達しても、それ以上はエッチングが進行しない。
従って、総ての列の溝の深さが前記エッチング停止層上
のシリコン単結晶層の厚さに精度良く一致した、逆台形
又は矩形の溝を有する基板ができる。Next, the silicon single crystal film epitaxially grown or the silicon single crystal film formed by polishing the bonded substrate surface is etched with an anisotropic etching solution. As the anisotropic etchant,
Use potassium hydroxide solution. In addition, an ethylenediamine-pyrocatechol aqueous solution or a hydrazine solution may be used. These anisotropic etching solutions preferentially etch the (100) and (110) planes of the silicon single crystal substrate, and the (111) plane is a groove side surface because the etching speed of the (111) plane is low. Etching proceeds as follows. In this case, the cross-sectional shape of the groove formed by etching becomes an inverted trapezoid when the plane orientation of the layer to be etched is (100), and the plane direction of the layer to be etched is (1).
In the case of 10), it becomes a rectangle. Further, since these anisotropic etching solutions hardly etch the high-concentration p-type diffusion layer or the silicon oxide layer, even if the anisotropic etching solution reaches, the etching does not proceed any further.
Therefore, a substrate having an inverted trapezoidal or rectangular groove in which the depth of the grooves in all rows accurately matches the thickness of the silicon single crystal layer on the etching stop layer can be obtained.
【0026】このようにしてできた基板の溝に嵌め込ま
れる光ファイバは溝の底部に接して保持されるため各光
ファイバの垂直位置は一定に保たれる。前記逆台形又は
矩形の溝基板に光ファイバを嵌め込み、上部を押さえ板
で固定すれば、光多芯コネクタ等の光ファイバ案内構造
物となる。なお、押さえ板は、光ファイバを固定するこ
とができればよく、接着剤等を用いて押さえ板を基板表
面に接着せしめても、接着せしめなくても良い。The optical fiber fitted into the groove of the substrate thus formed is held in contact with the bottom of the groove, so that the vertical position of each optical fiber is kept constant. When an optical fiber is fitted into the inverted trapezoidal or rectangular groove substrate and the upper part is fixed with a pressing plate, an optical fiber guiding structure such as an optical multi-core connector is obtained. The holding plate only needs to be capable of fixing the optical fiber, and the holding plate may or may not be attached to the substrate surface using an adhesive or the like.
【0027】ところで、基板上にエピタキシャル成長し
たシリコン単結晶層の板面方位は、前記シリコン単結晶
板の板面方位と同一である。即ち、前記シリコン単結晶
板の板面方位を(100)とした場合には、基板上にエ
ピタキシャル成長したシリコン単結晶層の板面方位も
(100)となり、前記シリコン単結晶板の板面方位を
(110)とした場合は、基板上にエピタキシャル成長
したシリコン単結晶層の板面方位も(110)となる。
なお、接着した基板面を研磨等して被エッチング層を形
成した場合には、支持基板の方位に対する依存性がない
ことは言うまでも無い。また、溝を基板の(111)面
に平行な方向に一致させると断面形状が逆台形又は矩形
をした寸法精度の良い溝となり、それ以外の方向である
と寸法精度が悪くなる。板面方位が(100)の場合に
は、前記異方性エッチングにより、(111)面に平行
な溝を、基板面上において互いに直交する二方向に形成
することが可能である。板面方位が(110)の場合に
は、前記異方性エッチングにより、(111)面に平行
な溝を、基板面上において互いに70.52°の角度で
交差する二方向に形成することが可能である。The orientation of the silicon single crystal layer epitaxially grown on the substrate is the same as the orientation of the silicon single crystal plate. That is, when the orientation of the silicon single crystal plate is (100), the orientation of the silicon single crystal layer epitaxially grown on the substrate is also (100), and the orientation of the silicon single crystal plate is In the case of (110), the plane orientation of the silicon single crystal layer epitaxially grown on the substrate is also (110).
When the layer to be etched is formed by polishing the bonded substrate surface or the like, it goes without saying that there is no dependency on the orientation of the supporting substrate. When the groove is aligned with the direction parallel to the (111) plane of the substrate, the groove has an inverted trapezoidal or rectangular cross section and good dimensional accuracy, and the other direction deteriorates the dimensional accuracy. When the plane orientation is (100), grooves parallel to the (111) plane can be formed in two directions orthogonal to each other on the substrate plane by the anisotropic etching. When the plane orientation is (110), grooves parallel to the (111) plane may be formed in the two directions crossing each other at an angle of 70.52 ° on the substrate plane by the anisotropic etching. It is possible.
【0028】なお、溝の深さ方向のエッチングが進行し
ている間に(111)側面も僅かながらエッチングを受
ける結果、溝の上端において、マスク層の酸化膜(マス
ク酸化膜)が1μm程度庇状にはりだして残存する。こ
のような支持物の無い薄い酸化膜は、光ファイバ挿入時
等に、光ファイバの側面や端面と衝突し、破片として脱
落することがあるが、この破片が光ファイバや他の光学
部品の光軸上に侵入して付着すると光信号を散乱し減衰
させる原因となる。従って、前記異方性エッチングを終
了後、残存しているマスク酸化膜を前記緩衝ふっ化水素
酸溶液中で除去することが望ましい。この時、被エッチ
ング層を接着により形成した場合には、溝の形成により
露出した埋め込み酸化膜も一緒に除去されることとな
る。しかしながら、埋め込み酸化膜の厚さは高精度に一
定であるので、これを除去して露出する下地シリコン基
板面もまた高精度に平坦であり、従って、溝の底面が高
精度に一平面を形成するという本発明の特徴は何等損な
われることがない。但し、この場合には、光ファイバが
溝の底部に接するようにするために、前記形成されるべ
き溝の開口幅Wを算出するに際しては、埋め込み酸化膜
の厚さ分を考慮しておく。即ち、酸化膜の厚さをaとす
ると、溝の深さdからaを差し引いて算出する。従っ
て、溝の開口幅Wが、少なくとも W=2{rtan(θ/2)+(d−a)/tanθ} 以上あるように設定しておけばよい。While the etching in the depth direction of the groove is progressing, the (111) side surface is also slightly etched. As a result, the oxide film of the mask layer (mask oxide film) is overhanged by about 1 μm at the upper end of the groove. It remains out of shape. Such a thin oxide film without a support may collide with the side or end surface of the optical fiber when the optical fiber is inserted, and may fall off as a fragment. If the light penetrates and adheres on the axis, the light signal is scattered and attenuated. Therefore, after the anisotropic etching is completed, it is desirable to remove the remaining mask oxide film in the buffered hydrofluoric acid solution. At this time, if the layer to be etched is formed by bonding, the buried oxide film exposed by the formation of the groove is also removed together. However, since the thickness of the buried oxide film is constant with high precision, the surface of the underlying silicon substrate exposed by removing the buried oxide film is also flat with high precision, so that the bottom surface of the groove forms a plane with high precision. This feature of the present invention is not impaired at all. However, in this case, the thickness of the buried oxide film is taken into account when calculating the opening width W of the groove to be formed so that the optical fiber is in contact with the bottom of the groove. That is, assuming that the thickness of the oxide film is a, the calculation is performed by subtracting a from the depth d of the groove. Therefore, the opening width W of the groove may be set to be at least W = 2 {rtan (θ / 2) + (da) / tanθ}.
【0029】[0029]
【実施例】以下、実施例につき、図及び数値を用いてよ
り具体的に述べる。図1乃至図9中、1はシリコン単結
晶基板、2は高濃度p型拡散層、3はシリコンエピタキ
シャル膜、4はマスク層(酸化膜)、5はフォトレジス
ト膜、6は窓、7は溝、8は溝基板、11はシリコン単
結晶支持基板、12はシリコン単結晶種基板、13は酸
化シリコン層、14は埋め込み酸化シリコン層、15は
シリコン単結晶膜である。なお、各図における各部分の
大きさは、寸法に関する数値に対して比例的に描かれて
いない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments will be described more specifically with reference to figures and numerical values. 1 to 9, 1 is a silicon single crystal substrate, 2 is a high concentration p-type diffusion layer, 3 is a silicon epitaxial film, 4 is a mask layer (oxide film), 5 is a photoresist film, 6 is a window, 7 is a window. The groove, 8 is a groove substrate, 11 is a silicon single crystal support substrate, 12 is a silicon single crystal seed substrate, 13 is a silicon oxide layer, 14 is a buried silicon oxide layer, and 15 is a silicon single crystal film. In addition, the size of each part in each drawing is not drawn in proportion to the numerical value related to the size.
【0030】第1実施例 本発明による光ファイバ案内構造物の製造方法の第1実
施例について、図1(a)〜(g)を用いて説明する。 First Embodiment A first embodiment of a method for manufacturing an optical fiber guide structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 (a) to 1 (g).
【0031】シリコン単結晶基板1の基板面の板面方位
は、(100)である。シリコン単結晶基板1の表面
に、高濃度のホウ素を拡散させて、深さ3μmで表面で
のドーパント濃度が1020原子cm-3の高濃度p型拡散
層2を形成した〔図1(a)参照〕。なお、ドーパント
濃度は、二次イオン質量分析法(SIMS)により測定
した。続いて、前記高濃度p型拡散層2上にシリコンを
エピタキシャル成長させて、厚さ80μmのシリコン単
結晶膜であるシリコンエピタキシャル膜3を積層した
〔図1(b)参照〕。更に、シリコンエピタキシャル膜
3の表面を熱酸化して、酸化シリコンからなる厚さ0.
5μmのマスク層4を形成して、多層構造体を製造した
〔図1(c)参照〕。The orientation of the silicon single crystal substrate 1 is (100). A high-concentration boron was diffused on the surface of the silicon single crystal substrate 1 to form a high-concentration p-type diffusion layer 2 having a depth of 3 μm and a dopant concentration of 10 20 atom cm −3 on the surface [FIG. )reference〕. The dopant concentration was measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS). Subsequently, silicon was epitaxially grown on the high-concentration p-type diffusion layer 2 to form a silicon epitaxial film 3 as a silicon single crystal film having a thickness of 80 μm (see FIG. 1B). Further, the surface of the silicon epitaxial film 3 is thermally oxidized to a thickness of 0.1 mm made of silicon oxide.
By forming a mask layer 4 of 5 μm, a multilayer structure was manufactured (see FIG. 1C).
【0032】フォトレジストをマスク層4の上に塗布
後、露光、現像によりフォトレジスト膜5に、幅177
μmで長さ30mmの窓6を、250μmおきに平行に
3列形成した〔図1(d)参照〕。次に、HF:HFN
4 :H2 Oが1:15:5の組成の緩衝フッ化水素溶液
中でエッチングして、露出しているマスク層4を除去し
パターンを形成した〔図1(e)参照〕。次に、50重
量%水酸化カリウム水溶液を、液温度60℃で20分間
作用させて異方性エッチングを行い、露出しているシリ
コンエピタキシャル膜3を除去し、深さ80μm,幅1
78μm,長さ30mmの逆台形の溝7を平行に3列形
成した逆台形溝基板8を製造した〔図1(f)参照〕。
3列の溝7のすべての底面の位置は、±0.1μmのば
らつきの範囲内で一定平面にあった。なお、高濃度p型
拡散層2は、水酸化カリウム水溶液中でのエッチングに
よっては除去されなかった。また、異方性エッチングを
終了後、残存していたマスク酸化膜4を前記緩衝フッ化
水素水溶液中で除去した。図1(g)は、逆台形溝基板
8の各溝7に3芯光ケーブルの光ファイバ芯線9をはめ
込み、押さえ板10を溝基板8の表面に接着剤を用いて
接着せしめる等することにより上部を固定して、光ファ
イバ案内構造物としての使用状態を示したものである。After a photoresist is applied on the mask layer 4, the photoresist film 5 is exposed and developed to a width 177.
Three rows of windows 6 having a length of 30 μm and a length of 30 μm were formed in parallel at intervals of 250 μm (see FIG. 1D). Next, HF: HFN
4: H 2 O 1: 15: etched with buffered hydrogen fluoride solution having the composition 5 was removed to form a pattern of the mask layer 4 which is exposed [see FIG. 1 (e)]. Next, anisotropic etching is performed by applying a 50% by weight aqueous solution of potassium hydroxide at a liquid temperature of 60 ° C. for 20 minutes to remove the exposed silicon epitaxial film 3, and to obtain a depth of 80 μm and a width of 1 μm.
An inverted trapezoidal groove substrate 8 was formed in which three rows of inverted trapezoidal grooves 7 having a length of 78 μm and a length of 30 mm were formed in three rows [see FIG. 1 (f)].
The positions of all the bottom surfaces of the three rows of grooves 7 were on a constant plane within a range of variation of ± 0.1 μm. The high-concentration p-type diffusion layer 2 was not removed by etching in an aqueous potassium hydroxide solution. After the completion of the anisotropic etching, the remaining mask oxide film 4 was removed in the buffered hydrogen fluoride aqueous solution. FIG. 1 (g) shows the upper portion of the inverted trapezoidal groove substrate 8 by fitting the optical fiber core wire 9 of the three-core optical cable into each groove 7 and bonding the holding plate 10 to the surface of the groove substrate 8 using an adhesive. Is fixed to show the state of use as an optical fiber guide structure.
【0033】第1実施例において、シリコン単結晶基板
面の板面方位は、(100)でなければならない。それ
によって、シリコンエピタキシャル膜の板面方位も(1
00)となり、異方性エッチングにより断面が逆台形の
溝基板が形成される。また、溝の長手方向を、基板の
(111)面に平行な方向に一致させると、断面形状が
逆台形の寸法精度の良い溝が得られるが、それ以外の方
向であると、寸法精度が悪くなる。In the first embodiment, the orientation of the silicon single crystal substrate must be (100). Thereby, the plane orientation of the silicon epitaxial film is also (1)
00), a groove substrate having an inverted trapezoidal cross section is formed by anisotropic etching. Also, when the longitudinal direction of the groove is made to coincide with the direction parallel to the (111) plane of the substrate, a groove having an inverted trapezoidal cross section and good dimensional accuracy can be obtained. become worse.
【0034】第2実施例 本発明による光ファイバ案内構造物の製造方法の第2実
施例について、図2(a)〜(g)及び図3を用いて説
明する。 Second Embodiment A second embodiment of the method for manufacturing an optical fiber guide structure according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (g) and FIG.
【0035】シリコン単結晶支持基板11の基板面の板
面方位は、(100)であり、一方、シリコン単結晶種
基板12の基板面の板面方位は、(100)である。シ
リコン単結晶支持基板11及びシリコン単結晶種基板1
2を、酸素雰囲気中で両基板面を対向して配置し、温度
1100℃で20分間熱処理することにより、両基板面
表面に厚さ0.25μmの酸化シリコン層13を形成し
た〔図2(a)参照〕。続いて、上記の熱処理酸素雰囲
気及び温度を維持した状態で、対向している両基板面を
互いに接触させ、その後10分間熱処理を続行すること
により、シリコン単結晶支持基板11とシリコン単結晶
種基板12を強固に接着した。このとき、基板表面の酸
化シリコン層13は接触部において融合し、埋め込み酸
化シリコン層14となった〔図2(b)参照〕。The orientation of the substrate surface of the silicon single crystal supporting substrate 11 is (100), while the orientation of the substrate surface of the silicon single crystal seed substrate 12 is (100). Silicon single crystal support substrate 11 and silicon single crystal seed substrate 1
2 was placed in an oxygen atmosphere with the two substrate surfaces facing each other, and heat-treated at a temperature of 1100 ° C. for 20 minutes to form a silicon oxide layer 13 having a thickness of 0.25 μm on both substrate surfaces [FIG. a)]. Subsequently, in a state where the above-mentioned heat treatment oxygen atmosphere and the temperature are maintained, the opposing substrate surfaces are brought into contact with each other, and then the heat treatment is continued for 10 minutes, whereby the silicon single crystal support substrate 11 and the silicon single crystal seed substrate No. 12 was firmly adhered. At this time, the silicon oxide layer 13 on the substrate surface was fused at the contact portion, and became a buried silicon oxide layer 14 (see FIG. 2B).
【0036】次に、シリコン単結晶種基板12側を研磨
し厚さ80μmのシリコン単結晶層を露出せしめて、シ
リコン単結晶膜15を形成した〔図2(c)参照〕。続
いて、シリコン単結晶膜15の表面を熱酸化せしめて厚
さ0.5μmの酸化シリコンのマスク層4を形成して、
多層構造体を製造した。引き続き、フォトレジストを酸
化シリコンのマスク層4の上に塗布し、露光、現像によ
り、フォトレジスト膜5に、幅177μmで長さ30m
mの窓6を、250μmおきに平行に3本形成した〔図
2(d)参照〕。次に、第1実施例と同様にして、マス
ク層4の露出している部分を除去し〔図2(e)参
照〕、更に、第1実施例と同様にしてシリコン単結晶膜
15の露出している部分を除去し、深さ80μm,幅1
25μm,長さ30mmの逆台形の溝7を平行に3列形
成した逆台形の溝基板8を製造した〔図2(f)参
照〕。3列の溝7のすべての底面の位置は、±0.1μ
mのばらつきの範囲内で一定平面にあった。なお、埋め
込み酸化シリコン層14は、水酸化カリウム水溶液中で
のエッチングによっては除去されなかった。また、異方
性エッチングを終了後、残存していたマスク酸化膜4及
び酸化シリコン層13を前記緩衝フッ化水素水溶液中で
除去した。この時、溝底部に露出していた埋め込み酸化
シリコン層14も除去された。図2(g)は、略逆台形
の溝基板8の各溝7に3芯光ケーブルの光ファイバ芯線
9をはめ込み、押さえ板10を溝基板8の表面に接着剤
を用いて接着せしめる等することにより上部を固定し
て、光ファイバ案内構造物としての使用状態を示したも
のである。Next, the silicon single crystal seed substrate 12 was polished to expose a silicon single crystal layer having a thickness of 80 μm to form a silicon single crystal film 15 (see FIG. 2C). Subsequently, the surface of the silicon single crystal film 15 is thermally oxidized to form a 0.5 μm thick silicon oxide mask layer 4.
A multilayer structure was manufactured. Subsequently, a photoresist is applied on the silicon oxide mask layer 4 and exposed and developed to form a photoresist film 5 having a width of 177 μm and a length of 30 m.
m windows 6 were formed in parallel at intervals of 250 μm (see FIG. 2D). Next, the exposed portion of the mask layer 4 is removed in the same manner as in the first embodiment (see FIG. 2E), and the silicon single crystal film 15 is exposed in the same manner as in the first embodiment. 80μm depth, width 1
An inverted trapezoidal groove substrate 8 having three rows of inverted trapezoidal grooves 7 having a length of 25 μm and a length of 30 mm was manufactured [see FIG. 2 (f)]. The positions of all the bottom surfaces of the three rows of grooves 7 are ± 0.1 μm.
It was on a constant plane within the range of variation of m. The buried silicon oxide layer 14 was not removed by etching in an aqueous potassium hydroxide solution. After the completion of the anisotropic etching, the remaining mask oxide film 4 and silicon oxide layer 13 were removed in the buffered hydrogen fluoride aqueous solution. At this time, the buried silicon oxide layer 14 exposed at the bottom of the groove was also removed. FIG. 2G shows that the optical fiber core wire 9 of the three-core optical cable is fitted into each groove 7 of the substantially inverted trapezoidal groove substrate 8, and the holding plate 10 is bonded to the surface of the groove substrate 8 using an adhesive. Shows the state of use as an optical fiber guide structure with the upper part fixed.
【0037】なお、第2実施例においても、溝の長手方
向を、シリコン単結晶種基板12の(111)面に平行
な方向に一致させると、断面形状が略逆台形の寸法精度
の良い溝が得られるが、それ以外の方向であると、寸法
精度が悪くなる。Also in the second embodiment, when the longitudinal direction of the groove is made to coincide with the direction parallel to the (111) plane of the silicon single crystal seed substrate 12, the groove has a substantially inverted trapezoidal cross section and good dimensional accuracy. Is obtained, but in other directions, the dimensional accuracy deteriorates.
【0038】第2実施例における略逆台形の溝基板8
を、幅5mm×長さ25mmに切断し、各溝7に光ファ
イバ9を並べ、その上から押さえ板10で固定し、光多
芯コネクタを得た(図3参照)。そして、250μm間
隔で光導波路16を有する光集積回路基板17との光軸
合わせを行った。伝達される光強度をモニタしながら、
外側の2本の光ファイバ9a,9bの光軸を合わせるだ
けで、他の光ファイバ9cの光軸も合った。光導波路1
6と光ファイバ9との接続による接合損失は、すべて
0.5dB以下であり、従来品の半分以下の値であっ
た。A substantially inverted trapezoidal groove substrate 8 according to the second embodiment.
Was cut into a width of 5 mm × a length of 25 mm, and optical fibers 9 were arranged in each groove 7 and fixed thereon with a holding plate 10 to obtain an optical multi-core connector (see FIG. 3). Then, the optical axis was aligned with the optical integrated circuit substrate 17 having the optical waveguide 16 at intervals of 250 μm. While monitoring the transmitted light intensity,
Just by aligning the optical axes of the two outer optical fibers 9a and 9b, the optical axes of the other optical fibers 9c were also aligned. Optical waveguide 1
The joint loss due to the connection between the optical fiber 6 and the optical fiber 9 was all 0.5 dB or less, which was less than half of the conventional product.
【0039】第3実施例 本発明による光ファイバ案内構造物の製造方法の第3実
施例について、図4(a)〜(g)、及び図5(a)〜
(e)を用いて説明する。 Third Embodiment FIGS. 4 (a) to 4 (g) and FIGS. 5 (a) to 5 (a) to 5 (c) show a third embodiment of the method for manufacturing an optical fiber guide structure according to the present invention.
This will be described with reference to FIG.
【0040】シリコン単結晶基板1の基板面の板面方位
は、(110)である。シリコン単結晶基板1の表面
に、高濃度のホウ素を拡散させて、深さ3μmで表面で
のドーパント濃度が1020原子cm-3の高濃度p型拡散
層2を形成した〔図4(a)参照〕。なお、ドーパント
濃度は、二次イオン質量分析法(SIMS)により測定
した。続いて、高濃度p型拡散層2上にシリコンをエピ
タキシャル成長させて、厚さ80μmのシリコン単結晶
膜であるシリコンエピタキシャル膜3を積層した〔図4
(b)参照〕。更に、シリコンエピタキシャル膜3の表
面を熱酸化せしめて、酸化シリコンからなる厚さ0.5
μmのマスク層4を形成して、多層構造体を製造した
〔図4(c)参照〕。The plane direction of the substrate surface of the silicon single crystal substrate 1 is (110). A high-concentration boron was diffused on the surface of the silicon single crystal substrate 1 to form a high-concentration p-type diffusion layer 2 having a depth of 3 μm and a dopant concentration of 10 20 atom cm −3 on the surface [FIG. )reference〕. The dopant concentration was measured by secondary ion mass spectrometry (SIMS). Subsequently, silicon was epitaxially grown on the high-concentration p-type diffusion layer 2, and a silicon epitaxial film 3 as a silicon single crystal film having a thickness of 80 μm was laminated [FIG.
(See (b)). Further, the surface of the silicon epitaxial film 3 is thermally oxidized to a thickness of 0.5 of silicon oxide.
A multilayer structure was manufactured by forming a mask layer 4 having a thickness of μm (see FIG. 4C).
【0041】フォトレジストをマスク層4の上に塗布
後、露光、現像によりフォトレジスト膜5に、幅124
μmで長さ30mmの窓6を、250μmおきに平行に
3列形成した〔図4(d)参照〕。次に、HF:HFN
4 :H2 Oが1:15:5の組成の緩衝フッ化水素溶液
中でエッチングして、露出しているマスク層4を除去し
パターンを形成した〔図4(e)参照〕。次に、50重
量%水酸化カリウム水溶液を、液温度60℃で20分間
作用させて異方性エッチングを行い、露出しているシリ
コンエピタキシャル膜3を除去し、深さ80μm,幅1
25.2μm,長さ30mmの矩形の溝7を平行に3列
形成した矩形の溝基板8を製造した〔図4(f)参
照〕。3列の溝7のすべての底面の位置は、±0.1μ
mのばらつきの範囲内で一定平面にあった。なお、高濃
度p型拡散層2は、水酸化カリウム水溶液中でのエッチ
ングによっては除去されなかった。また、異方性エッチ
ングを終了後、残存していたマスク酸化膜4を前記緩衝
フッ化水素水溶液中で除去した。図4(g)は、矩形の
溝基板8の各溝7に3芯光ケーブルの光ファイバ芯線9
をはめ込み、押さえ板10を溝基板8の表面に接着剤を
用いて接着せしめる等することにより上部を固定して、
光ファイバ案内構造物としての使用状態を示したもので
ある。After a photoresist is applied on the mask layer 4, the photoresist film 5 is exposed and developed to a width 124.
Three rows of windows 6 having a length of 30 μm and a length of 30 μm were formed in parallel at intervals of 250 μm (see FIG. 4D). Next, HF: HFN
4: H 2 O 1: 15: etched with buffered hydrogen fluoride solution having the composition 5 was removed to form a pattern of the mask layer 4 which is exposed [see FIG. 4 (e)]. Next, anisotropic etching is performed by applying a 50% by weight aqueous solution of potassium hydroxide at a liquid temperature of 60 ° C. for 20 minutes to remove the exposed silicon epitaxial film 3, and to obtain a depth of 80 μm and a width of 1 μm.
A rectangular groove substrate 8 in which three rows of rectangular grooves 7 having a length of 25.2 μm and a length of 30 mm were formed in parallel was manufactured (see FIG. 4F). The positions of all the bottom surfaces of the three rows of grooves 7 are ± 0.1 μm.
It was on a constant plane within the range of variation of m. The high-concentration p-type diffusion layer 2 was not removed by etching in an aqueous potassium hydroxide solution. After the completion of the anisotropic etching, the remaining mask oxide film 4 was removed in the buffered hydrogen fluoride aqueous solution. FIG. 4G shows an optical fiber core wire 9 of a three-core optical cable in each groove 7 of the rectangular groove substrate 8.
And fixing the upper portion by, for example, bonding the holding plate 10 to the surface of the groove substrate 8 using an adhesive,
It shows a use state as an optical fiber guide structure.
【0042】また、上記実施例と同様の方法で光ファイ
バ案内構造物を製造した例を図5に示す。本実施例にお
いては、シリコンエピタキシャル膜3の表面のみにマス
ク層4を形成せしめた点を除き、フォトレジストをマス
ク層4の上に塗布するまで上記実施例と同様の条件で製
造工程を進めた〔図5(a)参照〕後、露光、現像によ
りフォトレジスト膜5に、幅123μmで長さ30mm
の窓6を、250μmおきに平行に5列形成した〔図5
(b)参照〕。次に、上記実施例と同様にして、マスク
層4の露出している部分を除去し〔図5(c)参照〕、
更に、上記実施例と同様にしてシリコン単結晶膜15の
露出している部分を除去し、深さ80μm,幅125μ
m,長さ30mmの矩形の溝7を平行に5列形成した矩
形溝基板8を製造した〔図5(d)参照〕。5本の溝7
のすべての底面の位置は、±0.1μmのばらつきの範
囲内で一定平面にあった。なお、高濃度p型拡散層2
は、水酸化カリウム水溶液中でのエッチングによっては
除去されなかった。図5(e)は、矩形溝基板8の各溝
7に5芯光ケーブルの光ファイバ芯線9をはめ込み、押
さえ板10を溝基板8の表面に接着剤を用いて接着せし
める等することにより上部を固定して、光ファイバ案内
構造物としての使用状態を示したものである。FIG. 5 shows an example in which an optical fiber guide structure is manufactured in the same manner as in the above embodiment. In the present embodiment, the manufacturing process proceeded under the same conditions as in the above embodiment until a photoresist was applied on the mask layer 4 except that the mask layer 4 was formed only on the surface of the silicon epitaxial film 3. [See FIG. 5 (a)] Then, the photoresist film 5 is exposed to light and developed to form a width of 123 μm and a length of 30 mm.
5 rows were formed in parallel at intervals of 250 μm [FIG.
(See (b)). Next, in the same manner as in the above embodiment, the exposed portion of the mask layer 4 is removed (see FIG. 5C).
Further, the exposed portion of the silicon single crystal film 15 is removed in the same manner as in the above embodiment to obtain a depth of 80 μm and a width of 125 μm.
A rectangular groove substrate 8 having five rows of rectangular grooves 7 having a length of 30 mm and a length of 30 mm was manufactured [see FIG. 5 (d)]. 5 grooves 7
Were located on a constant plane within a variation of ± 0.1 μm. The high concentration p-type diffusion layer 2
Was not removed by etching in an aqueous potassium hydroxide solution. FIG. 5E shows an optical fiber core wire 9 of a five-core optical cable inserted into each groove 7 of the rectangular groove substrate 8, and the holding plate 10 is adhered to the surface of the groove substrate 8 by using an adhesive or the like. FIG. 3 shows a state of use as an optical fiber guide structure when fixed.
【0043】第3実施例において、シリコン単結晶基板
面の板面方位は、(110)でなければならない。それ
により、シリコンエピタキシャル膜の板面方位も(11
0)となり、異方性エッチングにより断面が矩形の溝基
板が形成される。また、溝の長手方向を、基板の(11
1)面に平行な方向に一致させると、断面形状が矩形の
寸法精度の良い溝が得られるが、それ以外の方向である
と、寸法精度が悪くなる。In the third embodiment, the orientation of the silicon single crystal substrate must be (110). Thereby, the plane orientation of the silicon epitaxial film is also (11)
0), and a groove substrate having a rectangular cross section is formed by anisotropic etching. Also, the longitudinal direction of the groove is aligned with (11) of the substrate.
1) A groove having a rectangular cross-section and a high dimensional accuracy can be obtained if it is made coincident with a direction parallel to the plane, but dimensional accuracy is deteriorated in any other direction.
【0044】第4実施例 本発明による光ファイバ案内構造物の製造方法の第4実
施例について、図6(a)〜(g)、図7(a)〜
(g)及び、図8を用いて説明する。 Fourth Embodiment FIGS. 6A to 6G and FIGS. 7A to 7C show a fourth embodiment of the method for manufacturing an optical fiber guiding structure according to the present invention.
(G) and FIG.
【0045】シリコン単結晶支持基板11の基板面の板
面方位は、(100)であり、一方、シリコン単結晶種
基板12の基板面の板面方位は、(110)である。シ
リコン単結晶支持基板11及びシリコン単結晶種基板1
2を、酸素雰囲気中で両基板面を対向して配置し、温度
1100℃で20分間熱処理して、両基板面表面に厚さ
0.25μmの酸化シリコン層13を形成した〔図6
(a)参照〕。続いて、上記の熱処理酸素雰囲気中で、
対向している両基板面を互いに接触させ、その後10分
間熱処理を続行することにより、シリコン単結晶支持基
板11とシリコン単結晶種基板12を強固に接着した。
このとき、基板表面の酸化シリコン層13は接触部にお
いて融合し、埋め込み酸化シリコン層14となった〔図
6(b)参照〕。The orientation of the substrate surface of the silicon single crystal support substrate 11 is (100), while the orientation of the substrate surface of the silicon single crystal seed substrate 12 is (110). Silicon single crystal support substrate 11 and silicon single crystal seed substrate 1
2 was placed in an oxygen atmosphere with the two substrate surfaces facing each other, and heat-treated at a temperature of 1100 ° C. for 20 minutes to form a silicon oxide layer 13 having a thickness of 0.25 μm on both substrate surfaces [FIG.
(A)]. Subsequently, in the above-described heat treatment oxygen atmosphere,
By bringing the opposing substrate surfaces into contact with each other and continuing the heat treatment for 10 minutes thereafter, the silicon single crystal supporting substrate 11 and the silicon single crystal seed substrate 12 were firmly bonded.
At this time, the silicon oxide layer 13 on the surface of the substrate was fused at the contact portion to form a buried silicon oxide layer 14 (see FIG. 6B).
【0046】次に、シリコン単結晶種基板12側を研磨
し厚さ80μmのシリコン単結晶層を露出せしめて、シ
リコン単結晶膜15を形成した〔図6(c)参照〕。続
いて、シリコン単結晶膜15の表面を熱酸化せしめて厚
さ0.5μmの酸化シリコンのマスク層4を形成して、
多層構造体を製造した。引き続き、フォトレジストを酸
化シリコンのマスク層4の上に塗布し、露光、現像によ
り、フォトレジスト膜5に、幅124μmで長さ30m
mの窓6を、250μmおきに平行に3本形成した〔図
6(d)参照〕。次に第3実施例と同様にして、マスク
層4の露出している部分を除去し〔図6(e)参照〕、
更に、第3実施例と同様にしてシリコン単結晶膜15の
露出している部分を除去して、深さ80μm,幅12
5.2μm,長さ30mmの矩形の溝7を平行に3列形
成した矩形の溝基板8を製造した〔図6(f)参照〕。
3列の溝7のすべての底面の位置は、±0.1μmのば
らつきの範囲内で一定平面にあった。なお、埋め込み酸
化シリコン層14は、水酸化カリウム水溶液中でのエッ
チングによっては除去されなかった。また、異方性エッ
チングを終了後、残存していたマスク酸化膜4及び酸化
シリコン層13を前記緩衝フッ化水素水溶液中で除去し
た。この時、溝底部に露出していた埋め込み酸化シリコ
ン層14も除去された。図6(g)は、矩形溝基板8の
各溝7に3芯光ケーブルの光ファイバ芯線9をはめ込
み、押さえ板10を溝基板8の表面に接着剤を用いて接
着せしめる等することにより上部を固定して、光ファイ
バ案内構造物としての使用状態を示したものである。Next, the silicon single crystal seed substrate 12 was polished to expose a silicon single crystal layer having a thickness of 80 μm, thereby forming a silicon single crystal film 15 (see FIG. 6C). Subsequently, the surface of the silicon single crystal film 15 is thermally oxidized to form a 0.5 μm thick silicon oxide mask layer 4.
A multilayer structure was manufactured. Subsequently, a photoresist is applied on the silicon oxide mask layer 4 and exposed and developed to form a photoresist film 5 having a width of 124 μm and a length of 30 m.
M windows 6 were formed in parallel at intervals of 250 μm (see FIG. 6D). Next, similarly to the third embodiment, the exposed portions of the mask layer 4 are removed (see FIG. 6E).
Further, the exposed portion of the silicon single crystal film 15 is removed in the same manner as in the third embodiment to obtain a depth of 80 μm and a width of 12 μm.
A rectangular groove substrate 8 in which three rectangular grooves 7 each having a length of 5.2 μm and a length of 30 mm were formed in parallel (see FIG. 6F).
The positions of all the bottom surfaces of the three rows of grooves 7 were on a constant plane within a range of variation of ± 0.1 μm. The buried silicon oxide layer 14 was not removed by etching in an aqueous potassium hydroxide solution. After the completion of the anisotropic etching, the remaining mask oxide film 4 and silicon oxide layer 13 were removed in the buffered hydrogen fluoride aqueous solution. At this time, the buried silicon oxide layer 14 exposed at the bottom of the groove was also removed. FIG. 6G shows an optical fiber core wire 9 of a three-core optical cable inserted into each groove 7 of the rectangular grooved substrate 8, and a pressing plate 10 is adhered to the surface of the grooved substrate 8 by using an adhesive. FIG. 3 shows a state of use as an optical fiber guide structure when fixed.
【0047】また、上記実施例と同様の方法で光ファイ
バ案内構造物を製造した例を図7に示す。本実施例にお
いては、フォトレジストをマスク層4の上に塗布するま
で上記実施例と同様の条件で製造工程を進めた後、露
光、現像によりフォトレジスト膜5に、幅123μmで
長さ30mmの窓6を、250μmおきに平行に3列形
成した〔図7(a)、(b)、(c)、(d)参照〕。
次に、上記実施例同様にして、マスク層4の露出してい
る部分を除去し〔図7(e)参照〕、更に、上記実施例
と同様にしてシリコン単結晶膜15の露出している部分
を除去して、深さ80μm,幅125μm,長さ30m
mの矩形の溝7を平行に3列形成した矩形の溝基板8を
製造した〔図7(f)参照〕。3列の溝7のすべての底
面の位置は、±0.1μmのばらつきの範囲内で一定平
面にあった。なお、埋め込み酸化シリコン層14は、水
酸化カリウム水溶液中でのエッチングによっては除去さ
れなかった。図7(g)は、矩形の溝基板8の各溝7に
3芯光ケーブルの光ファイバ芯線9をはめ込み、押さえ
板10を溝基板8の表面に接着剤を用いて接着せしめる
等することにより上部を固定して、光ファイバ案内構造
物としての使用状態を示したものである。FIG. 7 shows an example in which an optical fiber guide structure is manufactured in the same manner as in the above embodiment. In this embodiment, after the manufacturing process is advanced under the same conditions as in the above embodiment until a photoresist is applied on the mask layer 4, the photoresist film 5 is exposed and developed to a width of 123 μm and a length of 30 mm. The windows 6 were formed in three rows in parallel at intervals of 250 μm (see FIGS. 7A, 7B, 7C, and 7D).
Next, as in the above embodiment, the exposed portion of the mask layer 4 is removed (see FIG. 7E), and the silicon single crystal film 15 is exposed as in the above embodiment. Remove the part, depth 80μm, width 125μm, length 30m
A rectangular groove substrate 8 in which three rows of m rectangular grooves 7 were formed in parallel was manufactured (see FIG. 7F). The positions of all the bottom surfaces of the three rows of grooves 7 were on a constant plane within a range of variation of ± 0.1 μm. The buried silicon oxide layer 14 was not removed by etching in an aqueous potassium hydroxide solution. FIG. 7 (g) shows an upper portion of the rectangular grooved substrate 8 in which the optical fiber core wire 9 of the three-core optical cable is fitted into each groove 7 and the holding plate 10 is adhered to the surface of the grooved substrate 8 using an adhesive. Is fixed to show the state of use as an optical fiber guide structure.
【0048】なお、第4実施例においても、溝の長手方
向を、シリコン単結晶種基板12の(111)面に平行
な方向に一致させると、断面形状が矩形の寸法精度の良
い溝が得られるが、それ以外の方向であると、寸法精度
が悪くなる。Also in the fourth embodiment, when the longitudinal direction of the groove is made to coincide with the direction parallel to the (111) plane of the silicon single crystal seed substrate 12, a groove having a rectangular cross section and good dimensional accuracy is obtained. However, if the direction is other than the above, the dimensional accuracy deteriorates.
【0049】第4実施例における矩形溝基板8を、幅5
mm×長さ25mmに切断し、各溝7に光ファイバ9を
並べ、上から押さえ板10で固定し、光多芯コネクタを
得た(図8参照)。そして、250μm間隔で光導波路
16を有する光集積回路基板17との光軸合わせを行っ
た。伝達される光強度をモニタしながら、外側の2本の
光ファイバ9a,9bの光軸を合わせるだけで、他の光
ファイバ9cの光軸も合った。光導波路16と光ファイ
バ9との接続による接合損失は、すべて0.5dB以下
であり、従来品の半分以下の値であった。The rectangular groove substrate 8 according to the fourth embodiment is
The optical fiber 9 was cut into each of the grooves 7 and fixed with a pressing plate 10 from above to obtain an optical multi-core connector (see FIG. 8). Then, the optical axis was aligned with the optical integrated circuit substrate 17 having the optical waveguide 16 at intervals of 250 μm. While monitoring the transmitted light intensity, only the optical axes of the two outer optical fibers 9a and 9b were aligned, and the optical axes of the other optical fibers 9c were also aligned. The joint loss due to the connection between the optical waveguide 16 and the optical fiber 9 was 0.5 dB or less in all cases, which was less than half the value of the conventional product.
【0050】第5実施例 本発明の光ファイバ案内構造物の第5実施例を、図9の
断面説明図に示す。第5実施例は、矩形の溝基板8を複
数積層して複数列の光ファイバ9を積層し、上層の矩形
溝基板8に押さえ板10を被装した例である。 Fifth Embodiment A fifth embodiment of the optical fiber guide structure according to the present invention is shown in FIG. The fifth embodiment is an example in which a plurality of rectangular grooved substrates 8 are laminated, a plurality of rows of optical fibers 9 are laminated, and a holding plate 10 is mounted on the upper rectangular grooved substrate 8.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上説明したように本発明により、垂直
方向の寸法精度が優れ、接続損失が小さく、位置合わ
せ、軸合わせが簡単な光ファイバ案内構造物及びその製
造方法を提供することができる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical fiber guide structure which is excellent in dimensional accuracy in the vertical direction, has small connection loss, and is easy to align and align. .
【図1】(a)〜(g)本発明による光ファイバ案内構
造物の製造方法の第1実施例を示す模式的説明図であ
る。1 (a) to 1 (g) are schematic explanatory views showing a first embodiment of a method for manufacturing an optical fiber guide structure according to the present invention.
【図2】(a)〜(g)本発明による光ファイバ案内構
造物の製造方法の第2実施例を示す模式的説明図であ
る。FIGS. 2A to 2G are schematic explanatory views showing a second embodiment of the method for manufacturing an optical fiber guide structure according to the present invention.
【図3】第2実施例における本発明による光ファイバ案
内構造物の光軸合わせ試験の説明図である。FIG. 3 is an explanatory view of an optical axis alignment test of an optical fiber guide structure according to the present invention in a second embodiment.
【図4】(a)〜(g)本発明による光ファイバ案内構
造物の製造方法の第3実施例を示す模式的説明図であ
る。4 (a) to 4 (g) are schematic explanatory views showing a third embodiment of the method for manufacturing an optical fiber guide structure according to the present invention.
【図5】(a)〜(e)本発明による光ファイバ案内構
造物の製造方法の第3実施例の変形例を示す模式的説明
図である。FIGS. 5A to 5E are schematic explanatory views showing a modification of the third embodiment of the method for manufacturing an optical fiber guide structure according to the present invention.
【図6】(a)〜(g)本発明による光ファイバ案内構
造物の製造方法の第4実施例を示す模式的説明図であ
る。6 (a) to 6 (g) are schematic explanatory views showing a fourth embodiment of the method for manufacturing an optical fiber guide structure according to the present invention.
【図7】(a)〜(g)本発明による光ファイバ案内構
造物の製造方法の第4実施例の変形例を示す模式的説明
図である。FIGS. 7A to 7G are schematic explanatory views showing a modification of the fourth embodiment of the method for manufacturing an optical fiber guide structure according to the present invention.
【図8】第4実施例における本発明による光ファイバ案
内構造物の光軸合わせ試験の説明図である。FIG. 8 is an explanatory view of an optical axis alignment test of an optical fiber guide structure according to the present invention in a fourth embodiment.
【図9】本発明による光ファイバ案内構造物の第5実施
例を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory view showing a fifth embodiment of the optical fiber guiding structure according to the present invention.
【図10】従来のV溝形式の光ファイバ案内構造物の説
明図である。FIG. 10 is an explanatory view of a conventional V-groove type optical fiber guiding structure.
1 シリコン単結晶基板 2 高濃度p型拡散層 3 エピタキシャル膜 4 マスク層(酸化膜) 5 フォトレジスト膜 6 窓 7 溝 8,21 溝基板 9 光ファイバ(芯線) 10 押さえ板 11 シリコン単結晶支持基板 12 シリコン単結晶種基板 13 酸化シリコン層 14 埋め込み酸化シリコン層 15 シリコン単結晶膜 16 光導波路 17 光集積回路基板 REFERENCE SIGNS LIST 1 silicon single crystal substrate 2 high concentration p-type diffusion layer 3 epitaxial film 4 mask layer (oxide film) 5 photoresist film 6 window 7 groove 8, 21 groove substrate 9 optical fiber (core wire) 10 holding plate 11 silicon single crystal support substrate 12 silicon single crystal seed substrate 13 silicon oxide layer 14 buried silicon oxide layer 15 silicon single crystal film 16 optical waveguide 17 optical integrated circuit substrate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 6/00 G02B 6/30 G02B 6/36 H01L 29/84 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G02B 6/00 G02B 6/30 G02B 6/36 H01L 29/84
Claims (9)
有する基板の面上に、前記シリコン単結晶表面層の(1
11)面に平行に切られた複数の溝を有し、その複数の
溝の底面がその基板の表面下に埋め込まれた同一の高濃
度p型拡散層、同一の酸化シリコン層、又は酸化シリコ
ン層の下層を形成する同一のシリコン層により形成され
ていることを特徴とする、光ファイバ案内構造物。1. The method according to claim 1, wherein the surface of the substrate having the silicon single crystal layer on or near the surface thereof has a (1) thickness of the silicon single crystal surface layer.
11) The same high-concentration p-type diffusion layer and the same silicon oxide layer having a plurality of grooves cut parallel to the plane, and the bottom surfaces of the plurality of grooves are buried under the surface of the substrate. Or the same silicon layer forming a lower layer of the silicon oxide layer.
00)であり、前記基板の面上が基板の前記(100)
面上であり、前記溝の断面形状が略逆台形であることを
特徴とする請求項1に記載の光ファイバ案内構造物。2. The method according to claim 1, wherein the plane orientation of the silicon single crystal layer is (1).
00), and the surface of the substrate is the (100) of the substrate.
The optical fiber guide structure according to claim 1, wherein the groove is substantially inverted trapezoidal on a surface.
10)であり、前記基板の面上が基板の前記(110)
面上であり、前記溝の断面形状が矩形であることを特徴
とする請求項1に記載の光ファイバ案内構造物。3. The silicon single crystal layer has a plane orientation of (1).
10), and the surface of the substrate is the (110) of the substrate.
The optical fiber guiding structure according to claim 1, wherein the groove is formed on a surface, and a cross-sectional shape of the groove is rectangular.
散層を形成し、前記高濃度P型拡散層上に前記シリコン
単結晶基板と同じ結晶方位を有するノンドープ、n型、
又は低濃度p型のシリコン単結晶膜を所定の厚さに形成
し、前記シリコン単結晶膜の上部にマスク層を形成した
後に、前記マスク層部分を長手方向が前記シリコン単結
晶基板の(111)面に平行な溝形状に一部分を除去
し、続いて前記マスク層の除去により表面が露出した前
記シリコン単結晶膜部を除去して複数の溝の底面を同一
の高濃度p型拡散層で形成してなる光ファイバ案内構造
物の製造方法。4. A high-concentration p-type diffusion layer is formed on the surface of a silicon single crystal substrate, and a non-doped, n-type,
Alternatively, after forming a low-concentration p-type silicon single crystal film to a predetermined thickness and forming a mask layer on the silicon single crystal film, the longitudinal direction of the mask layer portion is (111) of the silicon single crystal substrate. A) removing a part of the groove parallel to the plane, and then removing the silicon single crystal film part whose surface is exposed by removing the mask layer, thereby making the bottom surfaces of the plurality of grooves the same.
A method for manufacturing an optical fiber guiding structure formed of a high concentration p-type diffusion layer .
方位が(100)であることを特徴とする請求項2に記
載の光ファイバ案内構造物の製造方法。5. The method for manufacturing an optical fiber guide structure according to claim 2, wherein the plane orientation of the substrate surface of the silicon single crystal substrate is (100).
方位が(110)であることを特徴とする請求項2に記
載の光ファイバ案内構造物の製造方法。6. The method for manufacturing an optical fiber guide structure according to claim 2, wherein the plane orientation of the substrate surface of the silicon single crystal substrate is (110).
両基板面を酸化させ、前記両基板面を対向させて密着、
熱処理して埋め込み酸化シリコン層を形成し、前記シリ
コン単結晶種基板側の基板面を所定の厚さだけ除去して
シリコン単結晶膜を形成し、前記シリコン単結晶種基板
側の基板面上に、前記シリコン単結晶膜の上部にマスク
層を形成した後に、前記マスク層部分を長手方向が前記
シリコン単結晶種基板の(111)面に平行な溝形状に
一部分を除去し、続いて前記マスク層の除去により表面
が露出した前記シリコン単結晶膜部を除去して、複数の
溝の底面を同一の埋め込み酸化シリコン層で形成し、又
は埋め込み酸化シリコン層を更に除去して埋め込み酸化
シリコン層の下層を形成するシリコン層で形成してなる
光ファイバ案内構造物の製造方法。7. Oxidizing both substrate surfaces of a silicon substrate and a silicon single crystal seed substrate, bringing the two substrate surfaces into contact with each other,
A heat treatment is performed to form a buried silicon oxide layer, a substrate surface on the silicon single crystal seed substrate side is removed by a predetermined thickness to form a silicon single crystal film, and a silicon single crystal film is formed on the substrate surface on the silicon single crystal seed substrate side. Forming a mask layer on the silicon single crystal film, removing a portion of the mask layer portion into a groove shape whose longitudinal direction is parallel to the (111) plane of the silicon single crystal seed substrate, By removing the silicon single crystal film portion whose surface was exposed by removing the layer , a plurality of
The bottom of the groove is formed of the same buried silicon oxide layer, and
Removes the buried silicon oxide layer further
A method for manufacturing an optical fiber guiding structure formed of a silicon layer forming a lower layer of a silicon layer .
任意であり、前記シリコン単結晶種基板の基板面の板面
方位が(100)であることを特徴とする請求項3に記
載の光ファイバ案内構造物の製造方法。8. The silicon wafer according to claim 3, wherein the silicon substrate has an arbitrary plane orientation, and the silicon single crystal seed substrate has a plane orientation of (100). A method for manufacturing an optical fiber guide structure.
任意であり、前記シリコン単結晶種基板の基板面の板面
方位が(110)であることを特徴とする請求項3に記
載の光ファイバ案内構造物の製造方法。9. The silicon substrate according to claim 3, wherein the substrate orientation of the substrate surface of the silicon substrate is arbitrary, and the substrate orientation of the substrate surface of the silicon single crystal seed substrate is (110). A method for manufacturing an optical fiber guide structure.
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