JPH1114860A

JPH1114860A - 光結合構造

Info

Publication number: JPH1114860A
Application number: JP10104532A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Nakada; 英彦中田; Koji Nakagawa; 剛二中川; Yosuke Yamazaki; 洋介山崎
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-04-30
Filing date: 1998-04-15
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】光結合構造に関し、加工時間の短縮が図れ、
かつ光部品と光導波部品との間で高精度な光結合が得ら
れることを課題とする。【解決手段】光素子又は光導波路を含む光部品に光フ
ァイバ又は該光ファイバを収容するフェルール等の光導
波部品７を突き合わせ、これらの光軸を合わせるように
前記光導波部品を支持する光結合構造において、光導波
部品７を支持すべく光軸方向に延びる溝部３であって、
光導波部品７を位置決めするための必要最小限のＶ字状
又は台形状の溝３ｂを結晶基板１の異方性エッチングに
より形成すると共に、それ以外の部分は機械的手段によ
り切削された凹溝３ａ，３ｃとなし、異方性エッチング
時間の短縮と、Ｖ字状又は台形状の溝３ｂの面精度の改
善を図る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光結合構造に関し、
更に詳しくは光素子又は光導波路を含む光部品に光導波
部品を突き合わせてこれらの光軸を合わせるように支持
する光結合構造に関する。今日、光伝送は高速・大容量
の情報通信に不可欠なものとなっており、光通信網の整
備が進められている。光通信網では電気−光及び光−電
気信号変換を行う光伝送モジュールの大きな需要が見込
まれるため、モジュールの部品数、工数、製造時間等を
可能な限り低減すると共に、光部品と光ファイバ等の光
導波部品との位置合わせを高精度、高信頼性で行えるこ
とが必要とされる。

【０００２】

【従来の技術】図１８〜図２０は従来技術を説明する図
（１）〜（３）である。図１８（Ａ）は結晶基板の異方
性エッチングを利用した光結合構造の外観斜視図、図１
８（Ｂ）はエッチング工程の平面図、図１８（Ｃ）は光
ファイバ実装状態の側面図を夫々示している。

【０００３】図１８（Ａ）において、１は例えばシリコ
ン（Ｓ_i）による支持基板、２はＳ _iＯ₂によるマスク
（絶縁膜）、３は光ファイバ６を搭載するプラットフォ
ーム（Ｖ溝）、４は光導波路のクラッド層、５は該光導
波路のコア層、６は光ファイバである。係る構成では、
光ファイバ６をＶ溝３の壁面（斜面）に当接（搭載）す
ることにより、光ファイバ６と光導波路の両コア層（光
軸）が一致し、精密な光結合が得られる。

【０００４】Ｖ溝３の製造プロセスを言うと、Ｓ_i基板
１の＜１１０＞結晶軸と平行にＳ_iＯ₂による矩形状マ
スク２を形成し、該マスク領域内のＳ_i結晶をＫＯＨ水
溶液によりエッチングする。この場合に、基板１の（１
１１）面と（１００）面のエッチング速度比は約１：１
００となるため、このエッチング速度の異方性により正
確に角度５４．７°のＶ溝３が形成される。このような
Ｖ溝３は理論的には原子単位の精度で加工可能であるた
め、高精度な光結合が得られる。また安価な基板材料
（Ｓ_i等）を用い、一括処理・生産することで大量の部
品を安価に供給できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記手法は光
ファイバ（外径φ＝１２５μｍ程度）搭載用の浅いＶ溝
３を形成する場合は良いが、光ファイバ６を収容した細
径フェルール等の比較的大径の光導波部品を搭載する場
合には、例えば１０倍程度の深いＶ溝３が必要となり、
異方性エッチングに長時間を必要とする欠点がある。例
えばＳ_i基板のエッチング速度は１５〜２０μｍ／時間
であり、細径フェルールの固定に必要となる深さ６５０
μｍのＶ溝３を形成するためには３０時間以上を要す
る。

【０００６】また、上記Ｓ_i基板上にマスク２を形成す
るフォトリソ工程では、通常円形基板（ウエハ）に設け
てある切り欠き部（オリエンテーション・フラット）を
基準とするが、基板製作上の限界からこのオリエンテー
ション・フラットには＜１１０＞結晶軸から±１°程度
の誤差が存在する。このためマスク２の辺と＜１１０＞
軸との間に±１°程度の誤差が生じる。

【０００７】図１８（Ｂ）において、マスクパターン２
Ａの長辺と＜１１０＞軸との間に角度θの傾きがある
と、図示の如くマスクパターン２Ａの長辺から結晶の＜
１１０＞軸と平行となる方向に略（１１１）面のエッチ
ングが異常な速度で進み、このためエッチング時間と共
にＶ溝３の幅が増大してしまう。この場合に、光ファイ
バ搭載用の浅いＶ溝を形成する（エッチング時間が短
い）場合はあまり問題とはならないが、フェルール搭載
用の深いＶ溝を形成する（エッチング時間が長い）場合
は問題となる。

【０００８】今、マスクパターン２Ａの長さをＬ，幅を
Ｗとすると、異常なエッチングが最大まで進んだ場合
に、角度θによるＶ溝幅の増分△Ｗは約Ｌｓｉｎθとな
る。例えばフェルール搭載用マスクパターン２Ａのサイ
ズを４ｍｍ×１．５ｍｍ，傾きθ＝１°とすると、△Ｗ
≒６９μｍとなり、従って、μｍオーダの正確な位置合
わせが要求される光ファイバとの光結合は不可能とな
る。

【０００９】この問題を解決するものとして、従来は、
マスクパターン２Ａの長手方向に複数の突起部を持たせ
ることによりＶ溝幅Ｗの増加分△Ｗを減少させた光結合
構造が知られている（特開平７−３５９４８）。これを
図１９に従って説明する。図１９（Ａ）において、光フ
ァイバ６は複数の突起部に形成されたＶ溝３₁，３₂の
斜面に当接して支持される。

【００１０】図１９（Ｂ）はエッチング工程の平面図を
示しており、一例のマスクパターン２Ａはその長手方向
に幅ａの突起部２₁，２₂（左右対称）を有する。これ
をＫＯＨ等により異方性エッチングすると、有用なＶ溝
３₁，３₂となる部分の長さａは、Ｖ溝全体の長さＬよ
りも十分に短いため、この場合のＶ溝幅Ｗの増分△Ｗは
約ａｓｉｎθと小さくできる。従って、光ファイバ６の
実装精度が向上する。

【００１１】しかし、この手法でも、光ファイバ用の浅
いＶ溝３₁，３₂を形成する場合は良いが、例えばフェ
ルール用の深いＶ溝３₁，３₂を形成するような場合に
は、その異方性エッチングに長時間を要する。しかも、
この異方性エッチングを長時間行うと、Ｖ溝３₁，３₂
の角部が削れてくるため、最悪の場合はＶ溝３₁，３ ₂
の斜面が消失してしまう。

【００１２】また上記光素子とフェルールとの位置合わ
せの問題を解決する他の方法として、従来は、ファイバ
突出し型のフェルールを使用したレセプタクル型光伝送
モジュールが知られている｛１９９６年電子情報通信学
会総合大会講演論文集Ｃ−２０７（文献１），１９９６
年電子情報通信学会総合大会講演論文集ＳＣ−２−７
（文献２）｝。文献１（文献２も同様）の内容を図２０
に従って説明する。

【００１３】この光伝送モジュールは、トランスファモ
ールドパッケージ５０とレセプタクル（スリーブ）６０
との２部品から構成される。実装プロセスでは、まずＳ
_i基板５１にＬＤ搭載用インデックスマーカ５２と、光
ファイバ用浅溝５３と、フェルール用深溝５４とを異方
性エッチングにより夫々形成する。次に、得られたＳ_i
−Ｖ溝基板５１にＬＤ５５を搭載する。次にファイバ突
出し型のフェルール５６をＳ_i−Ｖ溝基板５１上に搭載
し、耐熱性エポキシ樹脂により固定する。次にＬＤ５５
とファイバ５７とをＳ_iキャップ５８で覆い、周囲を耐
熱性エポキシ樹脂で固定・封止する。次にフェルール５
６の終端部を除いて、Ｓ_i基板５１とキャップ５８との
全体を低熱膨張性のエポキシ系樹脂でモールドするもの
である。

【００１４】この構造によれば、光ファイバ用浅溝５３
に搭載された光ファイバ５７とＬＤ５５との間の精密な
位置合わせが行える。しかし、上記の如く一般に光ファ
イバ用浅溝５３の精度に対してフェルール用深溝５４の
精度は必ずしも十分では無い。このためファイバ突出し
型のフェルール５６をＳ_i−Ｖ溝基板５１上に搭載した
際には、光ファイバ５７とフェルール５６との境界部分
に歪み応力が掛かり易くなり、信頼性の面で疑問があ
る。

【００１５】またフェルール５６から突き出した光ファ
イバ５７はその取り回し（実装プロセス等における取
扱）が困難であり、量産化の際の隘路になると考えられ
る。本発明は上記従来技術の問題点に鑑み成されたもの
で、その目的とする所は、加工時間の短縮が図れ、かつ
量産性、低価格性に優れると共に、高精度・高信頼性の
光結合が得られる光結合構造を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記の課題は例えば図１
の構成により解決される。即ち、本発明（１）の光結合
構造は、光素子又は光導波路を含む光部品に光ファイバ
又は該光ファイバを収容するフェルール等の光導波部品
７を突き合わせ、これらの光軸を合わせるように前記光
導波部品を支持する光結合構造において、前記光導波部
品を支持すべく光軸方向に延びる溝部３であって、機械
的手段により切削された第１の溝３ａの床面側に結晶基
板の異方性エッチングにより形成された断面Ｖ字状又は
台形状の第２の溝３ｂを備えるものである。

【００１７】本発明（１）によれば、予め機械的手段に
より切削された第１の溝３ａを備えるので、その床面側
に所要の断面Ｖ字状（又は台形状）溝３ｂを得るための
異方性エッチングは比較的短時間で終了する。しかも、
この異方性エッチングの時間が短ければ、仮にＳ_i基板
上のマスクパターンの長辺と＜１１０＞結晶軸との間に
角度θの傾きがあっても、該長辺から＜１１０＞軸と平
行になる方向へ進む異常エッチングの進み程度を小さく
止める事が可能となり、Ｖ字状（又は台形状）溝３ｂの
幅精度が向上する。

【００１８】好ましくは、本発明（２）においては、上
記本発明（１）において、第２の溝３ｂの床面側に機械
的手段により切削された第３の溝３ｃを備える。第２の
溝３ｂの床面側に第３の溝３ｃを備えれば、光導波部品
７とプラットフォーム３との干渉を有効に避けられると
共に、第２の溝３ｂを形成するための異方性エッチング
の時間（深さ）を必要最小限に短くできる。従って、第
２の溝３ｂの幅精度は更に向上する。

【００１９】また上記の課題は例えば図４の構成により
解決される。即ち、本発明（３）の光結合構造は、光素
子又は光導波路を含む光部品に光ファイバ又は該光ファ
イバを収容するフェルール等の光導波部品７を突き合わ
せ、これらの光軸を合わせるように前記光導波部品を支
持する光結合構造において、前記光導波部品を支持すべ
く光軸方向に延びる溝部３であって、結晶基板の異方性
エッチングにより形成された断面Ｖ字状又は台形状の第
１の溝３ｂの床面側に機械的手段により切削された第２
の溝３ｃを備えるものである。

【００２０】光素子又は光導波路との光結合位置が高い
ような用途では、基板１の表面にいきなり第１の溝３ｂ
を形成できる。この場合でも該第１の溝３ｂの床面側に
機械的手段により切削された第２の溝３ｃを備えるの
で、異方性エッチングの時間（深さ）を必要最小限に短
縮できる。従って、第１の溝３ｂの幅精度が向上する。
また上記の課題は例えば図５の構成により解決される。
即ち、本発明（４）の光結合構造は、光素子又は光導波
路を含む光部品に光ファイバ又は該光ファイバを収容す
るフェルール等の光導波部品７を突き合わせ、これらの
光軸を合わせるように前記光導波部品を支持する光結合
構造において、前記光導波部品を支持すべく光軸方向に
延びる溝部３であって、機械的手段により階段状に切削
された凹溝３ａ〜３ｄの壁面を結晶基板の異方性エッチ
ングにより連続した斜面に形成した断面Ｖ字状又は台形
状の溝３を備えるものである。

【００２１】予め機械的手段により複数の凹溝３ａ〜３
ｄを目標の斜面に沿って階段状に設ければ、該凹溝３ａ
〜３ｄの各壁面を連続した斜面に形成するための異方性
エッチングを比較的短時間で高精度に行える。従って、
Ｖ字状（又は台形状）溝３の幅精度が向上する。また上
記の課題は例えば図７の構成により解決される。即ち、
本発明（５）の光結合構造は、光素子又は光導波路を含
む光部品に光ファイバ又は該光ファイバを収容するフェ
ルール等の光導波部品７を突き合わせ、これらの光軸を
合わせるように前記光導波部品を支持する光結合構造に
おいて、結晶基板１の異方性エッチングにより該結晶基
板上に複数の独立した断面Ｖ字状又は台形状の第１の溝
３ ₁〜３₃を所要長Ｌに渡って一列に形成すると共に、
前記第１の各溝３₁〜３₃の間を機械的手段により列と
直角方向に切削して前記光導波部品７を搭載可能に構成
したものである。

【００２２】本発明（５）によれば、第１の各溝３₁〜
３₃は相互に離れて異方性エッチングされるので、各溝
３₁〜３₃には夫々に良好な斜面が得られる。即ち、仮
に長時間の異方性エッチングを行っても斜面の角部が消
失する心配は無い。また、各マスクパターン２Ａ₁〜２
Ａ₃の長さａを小さくできるので、各溝幅Ｗの増分△Ｗ
を小さくできる。更にまた、各溝３₁〜３₃の有効な各
斜面は、基板１の結晶軸＜１１０＞との間の角度ずれの
存在にも係わらず、マスクパターン２Ａ₁〜２Ａ₃の配
列方向に一列に整列しているので、各溝幅Ｗの増分△Ｗ
が存在していても、光導波部品７の正確な位置出しが行
える。

【００２３】好ましくは、本発明（６）においては、上
記本発明（５）において、例えば図１０に示す如く、所
要長に渡って一列に並ぶ複数の第１の溝３₁〜３₃の上
部及び又は下部側に機械的手段により列方向に切削され
た第２及び又は第３の溝９₃を更に備える。これは上記
本発明（５）に上記本発明（１）〜（３）の構成を適用
したものである。従って、この場合も異方性エッチング
の時間（深さ）を大幅に短縮でき、第１の各溝３₁〜３
₃の幅精度は更に向上する。

【００２４】また上記の課題は例えば図１２，図１３
（Ｂ）の構成により解決される。即ち、本発明（７）の
光結合構造は、光素子又は光導波路を含む光部品に光導
波部品を突き合わせ、これらの光軸を合わせるように支
持する光結合構造において、共通の支持基板１上に形成
されたＶ溝３上に、該Ｖ溝と相補的な傾きを有する凸状
斜面１２ａ，１２ｂを前記Ｖ溝上に当接して支持される
ように構成された光部品１２と、光導波部品（例えばフ
ェルール７）とを夫々搭載し、前記光部品１２と光導波
部品７の各端面を突き合わせるように支持したものであ
る。

【００２５】図１３（Ｂ）において、支持基板１のＶ溝
３上に光部品１２の凸状斜面１２ａ，１２ｂを重ね合わ
せると、Ｖ溝３の斜面３ａ，３ｂと光部品１２の凸状斜
面１２ａ，１２ｂとは相補的（傾斜角が同一で反対向
き）であるため、溝幅Ｗ２の所を境にして互いに密着す
ることになる。この時、光部品１２の光入／出力端子は
溝幅Ｗ２の中心から所定長だけ真下の位置にある。この
状態で、前記Ｖ溝３に例えばフェルール７を搭載する
と、該フェルール７はその外周面と斜面３ａ，３ｂとの
作用によりＸ，Ｚ軸方向に位置合わせされる。即ち、フ
ェルール７のＸ軸方向の中心は常に溝幅Ｗ２の中心にあ
る。またフェルール７のＺ軸方向の中心は前記溝幅Ｗ２
の中心から前記所定長だけ真下の位置にあるように、例
えばフェルール外径を定められる。従って、本発明
（７）によれば、光部品１２とフェルール７とを共通の
Ｖ溝３上で単に突き合わせるだけで、Ｘ，Ｚ軸かつＹ軸
方向の高精度な位置合わせが自動的に得られる。

【００２６】しかも、この位置合わせの精度は、支持基
板１のＶ溝３の幅や深さの精度には依存しない。このこ
とを図１３（Ｃ）に従って説明する。今、Ｖ溝３の幅が
規定値よりもΔＷだけ増加したとすると、この場合の光
部品１２は、その凸状斜面１２ｂがＶ溝３の斜面３ｂ上
を図の右下側にずれ落ちる結果、反対側の斜面１２ａが
同斜面３ａに当接するところで新たに支持されることと
なり、これに伴い光部品１２の光入／出力端子も図の右
下側にずれ落ちる。

【００２７】しかし、この場合でも新たなＶ溝３に搭載
されたフェルール７の中心は常に底幅Ｗ２の中心から前
記所定長だけ真下の位置にある。従って、この場合も両
者間で正確な位置合わせが自動的に得られる。好ましく
は、本発明（８）においては、上記本発明（７）におい
て、光部品１２は、凸状斜面の交差する側に断面台形と
なるような支持平面を有する支持部材と、前記支持平面
上に支持固定された光素子及び又は光導波路を含む光回
路部品とを備える。

【００２８】即ち、支持部材と光回路部品とが別部品の
場合であり、様々な光回路部品を支持部材に搭載・固定
（接着，ハンダ付け等）できる。また好ましくは、本発
明（９）においては、上記本発明（８）において、光回
路部品は、半導体結晶基板からなる支持部材上にデバイ
スプロセスにより一体的に作り込まれている。

【００２９】即ち、半導体結晶基板からなる支持部材上
にハイブリッド方式又はモノリシック方式により光回路
（ＬＤ，ＰＤ，光導波路等）を直接的に集積した（作り
込んだ）場合であり、部品数（光回路部品）を減らせる
上、接着，ハンダ付け等を削除できるため、光部品（即
ち、光モジュールの全体）を高精度に形成できる。また
好ましくは、本発明（１０）においては、上記本発明
（７）において、例えば図１２に示す如く、光導波部品
は、光ファイバ６を内蔵したフェルール７である。

【００３０】また好ましくは、本発明（１１）において
は、上記本発明（７）において、例えば図１７に示す如
く、光導波部品１９は、Ｖ溝３と相補的な傾きを有する
凸状斜面１９ａ，１９ｂを該Ｖ溝上に当接して支持され
るように構成されている。即ち、光部品１２と光導波部
品１９とが共に夫々の凸状斜面（１２ａ，１２ｂ），
（１９ａ，１９ｂ）によって共通のＶ溝３により支持さ
れる場合である。

【００３１】また好ましくは、本発明（１２）において
は、上記本発明（７）において、例えば図１３（Ａ）に
示す如く、光部品１２と光導波部品７との間の光結合部
に透光性樹脂１７を充填したものである。従って、光部
品１２を保護できると共に、光結合部における光の反射
や損失を有効に抑制できる。

【００３２】また好ましくは、本発明（１３）において
は、上記本発明（７）において、支持基板１と、光部品
１２と、光導波部品７／１９の内の１つ以上が材料とし
てシリコンを用い、かつ斜面がシリコンの異方性エッチ
ングにより形成されているものである。シリコンは安価
に得られると共に、シリコンの異方性エッチングにより
高精度な斜面（Ｖ溝３，凸状斜面１２ａ，１２ｂ／１９
ａ，１９ｂ等）が容易に得られる。

【００３３】また好ましくは、本発明（１４）において
は、上記本発明（８）において、支持基板１と、支持部
材１２と、光導波部品７／１９の内の１つ以上がモール
ド成形品により製作されている。凸状斜面１２ａ，１２
ｂ／１９ａ，１９ｂのサイズ（特に溝幅Ｗ２）を正確に
維持すれば、上記本発明（７）で述べた如く、仮に支持
基板１のＶ溝３の幅が増加／減少していても光軸の正確
な位置合わせが得られる。従って、例えば支持基板１を
安価なモールド成形品とでき、かつ光伝送モジュールの
製造プロセスを大幅に簡略化できる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に
好適なる複数の実施の形態を詳細に説明する。図１は第
１の実施の形態による光結合構造を説明する図である。
図１（Ａ）において、このプラットフォーム３はＳ_i基
板１の＜１１０＞軸と直角の方向に段差を有する溝部３
ａ〜３ｃを有し、その内の溝部３ａ，３ｃは機械的加工
（例えばダイシング）により、また斜面部３ｂはＳ_i基
板１の異方性エッチングにより形成されている。この斜
面部３ｂにフェルール７を当接（搭載）することでフェ
ルール７（即ち、光ファイバ６）の高精度な位置出しを
行う。

【００３５】図１（Ｂ）は図１（Ａ）を矢印ａ方向に見
た側面図である。溝部３ａ〜３ｃの各寸法は、光ファイ
バ６の光結合位置及びフェルール７の外径寸法に基づき
決定できる。斜面部３ｂの広さは、フェルール７の側面
に当接して該フェルール７の正確な位置出し及び固定を
行うに十分な接触面が得られる広さとする。溝部３ａの
深さｄ₁及び溝部３ｃの幅ｗ₃は、好ましくは、上記条
件を満足する斜面部３ｂの深さ（ｄ₂−ｄ₁）を最小と
するように決定される。これにより異方性エッチング時
間の短縮を図り、結晶軸＜１１０＞からの傾きに起因す
る異常エッチングの進行を短く押さえ、もって斜面部３
ｂの幅精度が向上する。また、溝部３ａの幅ｗ₁はその
壁面がフェルール７と干渉しない程度に選ばれ、かつ溝
部３ｃの深さｄ₃はその床面がフェルール７と干渉しな
い程度に選ばれる。

【００３６】図２は第１の実施の形態による光結合構造
の製法を説明する図である。図２（Ａ）では、機械的手
段（ダイシングソー等）によりＳ_i基板１の上面に長さ
Ｌ（例えば４ｍｍ），幅ｗ₁（例えば１．５ｍｍ），深
さｄ₁（例えば４８０μｍ）の溝部３ａを形成する。ダ
イシングソーを使用した場合の加工精度は、深さ方向に
±１μｍ程度、幅方向に２μｍ程度となる。

【００３７】図２（Ｂ）では、まず上記加工後のＳ_i基
板表面に熱酸化膜製造装置により厚さ５０００ÅのＳ_i
Ｏ₂膜を製膜する。次にフォトリソ工程により溝部３ａ
の床面中央部に長さＬ（＝４ｍｍ），幅ｗ₂（＝８５０
μｍ）のマスク２Ａをパターニングし、ＲＩＥによりＳ
_iＯ₂膜をエッチングする。次の斜面３ｂの形成の際に
は、このＳ_iＯ₂膜をマスク材として用いる。

【００３８】図２（Ｃ）では、Ｓ_i基板１をＫＯＨの水
溶液につけて少なくとも深さΔｄ（＝ｄ₂−ｄ₁）以上
の異方性エッチングを行う。一例のエッチング時間は約
２．５時間であり、これによるエッチングの深さΔｄ≒
５０μｍとなる。その際には、マスクパターン２Ａの結
晶軸＜１１０＞からの傾きθにより、上記異常エッチン
グが進み、Ｖ溝３ｂの幅Ｗが増大することが考えられ
る。

【００３９】なお、この明細書では正確には台形状の溝
であっても説明の便宜上Ｖ溝と呼ぶことがある。このエ
ッチング工程を図３に示す。本第１の実施の形態によれ
ば、必要なサイズの斜面部３ｂを得るためのエッチング
時間は、例えば上記２．５時間と十分に短いために、Ｖ
溝幅Ｗの増分△Ｗが小さい間にエッチングを終了するこ
とが可能である。図３（Ａ）では本第１の実施の形態に
よる異常エッチングの進み状態を太線で模式的に示して
おり、Ｖ溝幅Ｗの増加は点線で示す従来｛図１８
（Ｂ）｝の場合よりも十分に手前で停止している。

【００４０】図２に戻り、図２（Ｄ）では、上記エッチ
ング後の斜面部３ｂの底を機械的手段（ダイシングソー
等）により浚うことで、長さＬ，幅ｗ₃（＜ｗ₂），基
板１からの深さｄ₃の溝部３ｃを形成する。かくして、
比較的短時間の加工で高精度なプラットフォーム３を形
成できる。なお、上記本工程は予め溝部３ａ，３ｃの機
械的加工を同時に行い、その後、溝部３ａ，３ｃの間に
形成された角部を異方性エッチングすることで斜面３ｂ
を形成してもよい。これにより全体の加工時間の短縮が
図れる。

【００４１】図１に戻り、光ファイバ６を収容したフェ
ルール７をプラットフォーム３上に搭載し、かつＳ_i基
板１の表面（プラットフォーム３の周囲）にエポキシ系
接着剤を塗布した後、例えばＳ_iよりなる上蓋８を被
せ、フェルール７を斜面部３ｂに圧接固定する。その際
には、フェルール７は斜面部３ｂの作用によりＸ，Ｚ軸
方向の位置を一義的に決定され、またフェルール７の端
面を溝部３の短辺に当接する事によりＹ軸方向の位置も
一義的に決定される。

【００４２】なお、上記エポキシ系接着剤を使用する代
わりに、ハンダ等で固定する様にしても良い。また、上
蓋８を光透過性のガラス素材とすることにより紫外線硬
化形の光学接着剤による固定も可能となる。更にまた、
上蓋８は必ずしも結晶性部材である必要はなく、その凹
溝部分を型加工する等、精度の低い加工法を用いること
が可能である。

【００４３】図４は第２の実施の形態による光結合構造
を説明する図である。図４（Ａ）において、１１はレー
ザダイオード（ＬＤ）又はフォトダイオード（ＰＤ）等
の光素子であり、この例の光素子１１はサブキャリア１
１Ａにより支持されており、その光結合位置は図１の光
導波路の場合と比べて幾分高い位置にある。このため、
このプラットフォーム３には図１の様な溝３ａを設ける
必要は無く、Ｓ_i基板１の表面からの異方性エッチング
により形成されたＶ溝３ｂの床面側に機械的手段（例え
ばダイシング）により切削された溝３ｃを備える構造と
なっている。

【００４４】なお、予め機械的手段により溝３ｃを設け
た後、該溝上部の角部を異方性エッチングして斜面３ｂ
を形成しても良い。図４（Ｂ）において、フェルール７
は高精度の斜面３ｂに当接した状態で、上蓋８により圧
接固定される。図５は第３の実施の形態による光結合構
造を説明する図である。

【００４５】このプラットフォーム３は、フェルール７
を搭載すべく光軸方向に延びる溝部３であって、予め機
械的手段により階段状に切削された各凹溝３ａ〜３ｄの
壁面（角部）をＳ_i基板の異方性エッチングにより連続
した斜面｛即ち、（１１１）面｝に形成したＶ字状溝３
を備える。図５（Ｂ）において、光ファイバ６の光結合
位置及びフェルール７のサイズが決まると、フェルール
７の外周面に当接する斜面（Ｖ溝）のサイズが決まる。
各凹溝３ａ〜３ｄの寸法はこの斜面（５４．７°）に沿
うように決定できる。各凹溝３ａ〜３ｄにより形成され
る階段の段差の縦横比は例えば１：０．７０７である。
この凹溝を何段にするかは、最下段の凹溝（この例では
凹溝３ｄ）の床面側にもエッチングによるＶ溝が形成さ
れることを考慮して決定される。

【００４６】図６は第３の実施の形態による光結合構造
の製法を説明する図である。図６（Ａ）では、機械的手
段（ダイシングソー等）によりＳ_i基板１の上面に長さ
Ｌ，幅ｗ₁〜ｗ₄（ｗ₁＞ｗ₂＞ｗ₃＞ｗ₄），深さｄ
₁〜ｄ₄（ｄ₁＜ｄ ₂＜ｄ₃＜ｄ₄）の階段状の凹溝３
ａ〜３ｄを形成する。図６（Ｂ）では、凹溝３ａの回り
にマスクパターン２Ａを形成する。

【００４７】なお、予めＳ_i基板１にＳ_iＯ₂膜２を形
成し、これを切削して階段状の凹溝３ａ〜３ｄを形成し
ても良い。図６（Ｃ）では、Ｓ_i基板１をＫＯＨの水溶
液につけて異方性エッチングを行う。溝部３の壁面は階
段状であるため、異方性エッチングは各階段の凸部が削
れる様に進行する。

【００４８】図６（Ｄ）では、比較的短時間の異方性エ
ッチングによりＶ溝と同等の斜面が形成されている。従
って、溝幅Ｗの幅精度が向上する。図７は第４の実施の
形態による光結合構造を説明する図である。図７（Ａ）
において、このプラットフォーム３は、相互に離れた場
所で異方性エッチングされた複数のＶ溝３₁〜３₃と、
機械的手段によりこれらの間を結合する様に削り取られ
た溝９₁，９₂とを備える。Ｖ溝３₁〜３₃の間にフェ
ルール７を架け渡して載置し、光ファイバ６の位置出し
を行う。

【００４９】図７（Ｂ）にこのプラットフォーム３の製
法の概要を示す。Ｓ_i基板１の上面に幅ｗで、長さａの
矩形状マスクパターン２Ａ₁〜２Ａ₃を光軸方向の所要
長Ｌに渡って一直線上に配列し、各マスクパターン領域
内を異方性エッチングにより所要の深さにエッチングす
る。そして、得られた各Ｖ溝３₁〜３₃の間を結合する
様に機械的手段により光軸と垂直の方向に凹溝９₁，９
₂を形成する。

【００５０】なお、この凹溝９₁，９₂は、各Ｖ溝３₁
〜３₃の光軸方向にフェルール７を搭載できるだけの結
合が得られれば良く、必ずしもプラットフォーム３の幅
全体に渡って設ける必要はない。図８，図９は第４の実
施の形態による光結合構造の製法を説明する図（１），
（２）で、ここではＳ_iのウエハ上で複数のプラットフ
ォーム３を一括加工する場合を説明する。

【００５１】図８（Ａ）では、Ｓ_i基板１の上面に幅ｗ
で、長さａの矩形状マスクパターン２Ａ₁〜２Ａ₃を各
プラットフォーム３の所要長Ｌに渡って夫々一直線上に
配列形成する。各マスクパターン２Ａ₁〜２Ａ₃の周囲
はＳ_iＯ₂の保護膜２で覆われ、かつその内側ではＳ_i
結晶が露出している。この場合に、各マスクパターン２
Ａ₁〜２Ａ₃は不図示のオリエンテーション・フラット
に基づく加工軸方向と平行に形成され、かつ配列されて
いるが、この加工軸方向とＳ_i結晶の＜１１０＞軸との
間には角度θの誤差が生じている。

【００５２】図８（Ｂ）では、上記Ｓ_i基板（ウエハ）
１をＫＯＨの水溶液につけて異方性エッチングを行い、
相互に離れた場所でＶ溝３₁〜３₃を形成する。Ｖ溝３
₁〜３₃は相互に離れた場所で異方性エッチングされた
ため、所要の深さｄ₃を得るために比較的長時間のエッ
チングを行っても、夫々に良好なＶ溝形状が得られる。
またその際には、加工基準軸の角度θの傾きにより各Ｖ
溝３₁〜３₃のエッチング幅Ｗが増加するが、各Ｖ溝３
₁〜３₃の長さａが短いので、幅Ｗの増分△Ｗも小さく
抑えられる。特に図の斜面ｐ，ｑの部分は異常エッチン
グの進行の最も遅い部分であるため、この部分の当接位
置精度は最大となる。しかも、このような斜面ｐ，ｑは
３つのＶ溝３₁〜３₃で夫々に得られる。

【００５３】図９（Ａ）では、機械的手段（ダイシング
ソー等）により、オリエンテーション・フラットに基づ
く加工基準軸方向と直角の方向にダイシングを行い、Ｖ
溝３ ₁〜３₃の間をつなげるように凹溝９₁，９₂を形
成する。この溝加工はＳ_iのウエハ上に並ぶ複数のプラ
ットフォーム３につき一挙に行える。また、ダイシング
はＶ溝３₁〜３₃における各斜面ｐ，ｑの部分を残すよ
うに行う。

【００５４】図９（Ｂ）では、上記ダイシング終了後、
各プラットフォーム３を分割する。得られた各プラット
フォーム３への光部品の実装時には、フェルール７をＶ
溝３ ₁〜３₃上に載置する。この例のＶ溝３₁〜３₃の
各斜面は上記加工基準軸の傾きθにより異常エッチング
が進み、図の左右方向に多少広がっている。しかし、Ｖ
溝３₁〜３₃の縦方向に載置されたフェルール７はその
腹面を必然的に最良の各斜面ｐ，ｑと当接することにな
る。従って、光ファイバ６は光導波路のコア部５と正確
に位置合わせされる。

【００５５】また、図示しないが、更に蒸着やフォトリ
ソ工程等により必要な電極を形成し、光素子を固定す
る。その際には、溝部３を金属膜が付着した状態に保護
する。またフェルール７には予めメタルコーティングを
施し、上蓋８、フェルール７、プラットフォーム３の固
定はハンダ付けにより行う。図１０は第５の実施の形態
による光結合構造を説明する図である。

【００５６】図１０（Ａ）において、このプラットフォ
ーム３は、上記図７のプラットフォーム３の構成に加
え、各Ｖ溝３₁〜３₃の下部側に機械的手段により光軸
方向に切削された凹溝９₃を更に備える。図１０（Ｂ）
にこのプラットフォーム３の製法の概要を示す。Ｓ_i基
板１の上面に幅ｗで、長さａの矩形状マスクパターン２
Ａ₁〜２Ａ₃を光軸方向の所要長Ｌに渡って一直線上に
配列し、各マスクパターン領域内を異方性エッチングに
よりエッチングする。但し、この異方性エッチングはフ
ェルール７と当接するための必要最小限の深さのＶ溝３
₁〜３₃が得られれば良く、このためにエッチングの時
間（深さ）は短くて良い。そして、得られた各Ｖ溝３₁
〜３₃の間を結合する様に機械的手段により光軸と垂直
の方向に凹溝９₁，９₂を形成する。更に、載置された
フェルール７の円周面との干渉を避けるため、各Ｖ溝３
₁〜３₃の床面を所要深さに渡って光軸の方向に切削す
る。

【００５７】本第５の実施の形態によれば、Ｖ溝３₁〜
３₃の異方性エッチングの時間を短縮できるため、高精
度なＶ溝（特に斜面ｐ，ｑの部分）が得られ、フェルー
ル７の実装精度が格段に向上する。この場合に、もし必
要なら、上記図１の場合と同様にして予め幅ｗ₁，深さ
ｄ₁の凹溝３ａを形成し、その後異方性エッチングによ
りＶ溝３₁〜３₃を形成しても良い。

【００５８】図１１は実施の形態によるエッチング装置
を説明する図である。上記の異方性エッチングは例えば
ＫＯＨの水溶液を満たした液槽３０の中に複数のＳ_iウ
エハ１０を垂直に挿入し、かつＫＯＨ液を攪拌する等し
て、各マスクパターン２０₁〜２０_nの部分が夫々同一
の条件（温度条件等）でエッチングされるように維持さ
れる。

【００５９】しかし、実際上は同一のエッチング条件を
維持することが極めて困難であり、比較的長時間のエッ
チングを行うと、液槽３０の上部のマスクパターン２０
₁により形成されるＶ溝と、下部のマスクパターン２０
_nにより形成されるＶ溝との間で溝幅Ｗに顕著な相違が
生じてしまう。しかし、本発明によれば異方性エッチン
グの時間を短縮できるため、エッチング条件の相違に基
づく溝幅Ｗの相違も十分に抑制できる。

【００６０】図１２〜図１４は第６の実施の形態による
光結合構造を説明する図（１）〜（３）で、光素子や光
導波路を集積した光部品（ＰＬＣ：Planar light-wave
Circuit)と光導波部品（フェルール）とを共通の支持基
板（Ｖ溝）上で高精度に光結合可能としたレセプタクル
型光伝送モジュールへの適用例を示している。図１２は
光結合構造の組立概念図を示しており、図において、１
はＳ_iよりなる共通の支持基板、２は支持基板表面のマ
スク（Ｓ_iＯ₂膜）、３は支持基板１上に形成された共
通のプラットフォーム（Ｖ溝）、６は光ファイバ、７は
光ファイバ６を両端面で面一となるように収容している
フェルール（光導波部品）、８はＳ_i又はプラスチック
やセラミック等のモールド品からなる蓋部材、１２はＳ
_iよりなる光部品支持部材、１２Ａは支持部材１２の中
央部光軸方向に形成されたＶ凸部、１６はＶ凸部１２Ａ
の底面（図では上面）に設けられた光部品（ＰＬＣ）、
１３はスリーブ型の光コネクタ、１４は光コネクタ１３
に着脱自在に設けられた光アダプタ（レセプタクル）、
１５は光アダプタ１４に接続された光ケーブルである。

【００６１】挿入図（ａ）にＰＬＣ１６の概略平面図を
示す。一例のＰＬＣ１６はＳ_i，Ｇ_aＡ_S又はＩ_nＰ等
の結晶基板上に光導波路１６Ａ、フォトダイオード１６
Ｂ、レーザダイオード１６Ｃ、光波長フィルタ１６Ｄ等
を集積した光集積回路からなっている。ここでは、ＬＤ
１６Ｃからの射出ビームは光導波路端面１６ａより出射
し、また光導波路端面１６ａからの入射ビームはＰＤ１
６Ｂの側に導かれる。

【００６２】この光伝送モジュールの実装プロセスを概
説すると、予めＶ凸部１２Ａの下面の所定位置にＰＬＣ
１６を接着剤により接着・固定する。この時、ＰＬＣ１
６の水平方向（光軸）の位置合わせは光導波路端面１６
ａに対応して設けられたＰＬＣ１６上のマーカ（不図
示）をＶ凸部１２Ａの表面のマーカＭ１に一致させるこ
とで行い、また光軸からの傾き方向の位置合わせは例え
ばＰＬＣ１６の前面の両肩部をマーカＭ２，Ｍ３に一致
させることで行う。

【００６３】次に支持部材１２のＶ凸部１２Ａを下側に
して支持基板１のＶ溝３上に重ね合わせる。この時、支
持部材１２はＶ凸部１２Ａの両斜面１２ａ，１２ｂとＶ
溝３の両斜面３ａ，３ｂとが夫々に密着する位置で支持
される。そして、支持部材１２の両フランジ部と支持基
板１の上面との間に形成される隙間に接着剤１８を注入
して両者を接着・固定する。

【００６４】次にフェルール７をＶ溝３上に搭載し、該
フェルールの前面７ａを支持部材１２の端面１２ｃに突
き合わせることにより光軸方向の位置合わせを行う。こ
の時、光導波路端面１６ａとフェルール７（即ち、ファ
イバ６）との間の光軸と垂直方向の位置合わせはＶ凸部
１２Ａとフェルール７とを共通のＶ溝３上で突き合わせ
る構成により自動的に得られる。詳細は後述する。更
に、この状態でフェルール７の上から蓋部材８を被せ、
耐熱性エポキシ樹脂で固定する。またフェルールの前面
７ａとＰＬＣ１６との間の光結合部には透光性樹脂１７
を充填する。

【００６５】次にフェルール７の後端部７ｂより光コネ
クタ１３の孔部１３Ａを嵌入し、光コネクタ１３を支持
基板１及び蓋部材８の両端面に接着・固定する。こうし
て、光伝送モジュールの本体主要部が得られる。そし
て、この光コネクタ１３の孔部１３Ａに光アダプタ１４
のフェルール１４Ａを割りスリーブを付けて挿入するこ
とでファイバケーブル１５との光結合が得られる。

【００６６】かくして、本第６の実施の形態によれば、
光部品を搭載したＶ凸部１２Ａとファイバを突き出さな
いフェルール７とを共通のＶ溝（プラットフォーム）３
上で突き合わせる簡単な構造により、従来の光ファイバ
突出し型の光伝送モジュールが持っていた諸問題、即
ち、光ファイバの根元に応力が掛かることによる信頼性
の問題や、突き出した光ファイバの取り回しが困難であ
る製造上の問題を、全て回避できると共に、このような
光伝送モジュールの製作は容易かつ高精度・高信頼性で
行える。

【００６７】以下、細部の構造を説明する。図１３
（Ａ）は光結合構造の側面図を示している。支持部材１
２の前面１２ｃにフェルール７の前面７ａを突き当てる
ことで光軸（Ｙ軸）方向の位置合わせを行う。この場合
に、ＰＬＣ１６の前面はＶ凸部の前面１２ｃよりも少し
（通常は３０μｍ程度）後ろ側に設けられおり、よって
ＰＬＣ１６の前面がフェルール（即ち、ファイバ）の前
面７ａと直接に突き当たることは無い。これによりＰＬ
Ｃ１６の前面が保護される。また、これによりできた隙
間にはファイバ６のコア部と略同じ屈折率を有するよう
な透光性樹脂１７を充填し、これにより光結合部におけ
る光の反射や漏れ出し（損失）を有効に防止できる。

【００６８】図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のａ−ａ断面
図（１）を示している。支持基板１上のＶ溝３と、支持
部材１２のＶ凸部１２Ａとは共にＳ_i基板のＫＯＨ水溶
液による異方性エッチングにより作成されている。一例
のフェルール７の直径は２５００μｍであり、これを支
持するためのＶ溝３はフェルール７の高さの半分以上を
収容できるように設けられる。このようなＶ溝３は、深
溝となるため、一般にこれをエッチングプロセスだけで
製作するのは困難である。

【００６９】そこで、ここでは例えば上記図６の第３の
実施の形態で述べた如く、ダイシングソーにより予め表
面の粗いＶ溝３を製作した後に、異方性エッチングプロ
セスによって斜面３ａ，３ｂを平滑化するという手法を
用いる。こうして得られたＶ溝３の開口幅Ｗ１は例えば
３５１６μｍであり、斜面３ａ，３ｂの傾きは正確に５
４．７°である。

【００７０】一方、支持部材１２のＶ凸部１２Ａは、そ
の凸部底面の幅Ｗ２が３０９２μｍ（＜Ｗ１）であり、
その高さＨ２は３３０μｍと低くなっている。従って、
このようなＶ凸部１２Ａはエッチングプロセスだけで高
精度に製作することが可能であり、例えば図１４に示す
如く、Ｓ_iウェーハ１０のマスクパターン２以外の部分
を、深さ３３０μｍ（Ｖ凸部１２Ａの高さＨ２に相当）
まで異方性エッチングすると共に、得られたＶ溝の底面
中央部（点線部）をダイシングソー等により分割する。
こうして、各支持部材１２が多数取りされる。

【００７１】その際には、上記浅溝（比較的短時間）の
異方性エッチングにより、Ｖ凸部１２Ａの幅Ｗ２を正確
に維持することが可能である。勿論、斜面１２ａ，１２
ｂの傾きは正確に５４．７°である。図１３（Ｂ）に戻
り、支持基板１のＶ溝３に支持部材１２のＶ凸部１２Ａ
を重ね合わせると、これらの斜面３ａ，３ｂと斜面１２
ａ，１２ｂは常に溝幅Ｗ２の所を境にして互いに密着す
ることになる。

【００７２】この状態で、ＰＬＣ１６はＶ凸部１２Ａの
底面中央部に設けられており、該ＰＬＣ１６の中央部に
は光導波路端面１６ａが位置している。即ち、光導波路
端面１６ａは常にＶ凸部１２Ａの底幅Ｗ２の中心位置か
ら所定長だけ真下の位置にある。なお、このＶ凸部１２
Ａの底面には予めダイシングにより例えば幅５００μ
ｍ、深さ２０μｍの２つの接着用溝１２Ｂが製作されて
おり、該溝１２Ｂに注入した接着剤で両者を密着させる
ことにより、接着剤の染み出しを防止し、ＰＬＣ１６の
Ｖ凸部１２Ａの底面に対する高さ（Ｚ軸）方向の精度が
維持されている。

【００７３】更に、この状態で共通のＶ溝３にフェルー
ル７を搭載すると、該フェルール７はその外周面と斜面
３ａ，３ｂとの作用によりＸ，Ｚ軸方向に位置合わせさ
れる。即ち、フェルール７のＸ軸方向の中心は、上記両
斜面３ａ，３ｂの傾きが正確であるために、常にＶ凸部
１２Ａの底幅Ｗ２の中心の位置にある。またフェルール
７のＺ軸方向の中心は、常に底幅Ｗ２の中心位置から前
記所定長だけ真下の位置にあるようにフェルール７の直
径を決定、維持できる。従って、Ｖ溝３にフェルール７
を搭載すだけで、フェルール中心の光ファイバ６とＰＬ
Ｃ１６の光導波路端面１６ａとが正確に位置合わせされ
る。

【００７４】かくして、本第６の実施の形態によれば、
支持部材１２のＶ凸部１２Ａとフェルール７とを共通の
Ｖ溝３上で互いに突き合わせるだけで、Ｘ，Ｙ軸方向の
高精度な位置合わせが自動的に得られる。またＶ凸部１
２Ａの底幅Ｗ２を精密に維持（製作）するだけでＺ軸方
向の高精度な位置合わせも自動的に得られる。この場合
に、Ｖ凸部１２Ａは浅溝の異方性エッチングにより比較
的端時間に形成できるため、その底幅Ｗ２を精密に維持
することが可能である。

【００７５】しかも、この位置合わせの精度は、支持基
板１のＶ溝３の幅や深さの精度には依存しない。このこ
とを以下に説明する。図１３（Ｃ）は図１３（Ａ）のａ
−ａ断面図（２）を示している。例えばＶ溝３の異方性
エッチングによる深溝形成に長時間を要し、この期間に
Ｘ軸方向への異常エッチングが進み、Ｖ溝３の幅が斜面
３ａの側に換算して規定値よりもΔＷだけ増加したとす
る。但し、斜面３ａ，３ｂの角度は夫々正確に５４．７
°である。

【００７６】この状態では、図の点線で示す元の支持部
材１２は、そのＶ凸部１２Ａの斜面１２ｂがＶ溝３の斜
面３ｂの上を図の右下側にずれ落ちる結果、反対側の斜
面１２ａが反対側の斜面３ａに当接するところで新たに
支持されることになる。これに伴いＰＬＣ１６（即ち、
光導波路端面１６ａ）も同じ量だけ図の右下側にずれ落
ちる。

【００７７】しかし、この場合でもＶ凸部１２Ａの底幅
Ｗ２が正確に維持されていれば、該底幅Ｗ２を基準とす
る斜面３ａ，３ｂとの相対的な位置関係は上記図１３
（Ｂ）で述べたものと何ら変わるところは無い。即ち、
この場合でも新たなＶ溝３に搭載されたフェルール７の
中心は常に底幅Ｗ２の中央から前記所定長だけ真下の位
置にある。従って、この場合も光導波路端面１６ａと光
ファイバ６との間で正確な位置合わせが自動的に得られ
る。

【００７８】なお、支持部材１２がずれ落ちた分は該支
持部材１２と支持基板１との間に注入する接着剤１８の
量を減らすことで吸収できる。図１５，図１６は第７の
実施の形態による光結合構造を説明する図（１），
（２）で、支持部材１２上に、上記ＰＬＣ１６に代え
て、ＬＤやＰＤ等の光素子１１を搭載した場合を示して
いる。

【００７９】図１５は光結合構造の組立概念図を示して
おり、図において、１１はＬＤやＰＤ等からなる光素子
である。他の構成は上記図１２で述べたものと同様で良
い。但し、一般に光素子１１の搭載エリヤはＰＬＣ１６
の搭載エリヤに比べて小さくて良い。これに伴いＶ溝３
やＶ凸部１２Ａの幅、長さや深さ、及びフェルール７の
直径等の各サイズを小さくできる。

【００８０】光伝送モジュールの実装プロセスにおい
て、Ｖ凸部１２Ａの下面への光素子１１の実装は、例え
ばＶ凸部１２Ａの下面に形成された導体パターンへのハ
ンダ付けにより行う。ハンダ付けによる光素子１１の高
さ（Ｚ軸）方向の精度は、従来技術を使用しても、ハン
ダペーストの厚みと光素子ボンディング時の荷重や温度
等の条件を制御することで、±１μｍ以内の精度で制御
可能である。また光素子１１の横方向のずれもマーカを
用いて位置合わせをすることにより±１μｍ以内に抑え
ることが出来る。

【００８１】図１６（Ａ）は光結合構造の側面図を示し
ている。支持部材１２の前面１２ｃにフェルール７の前
面７ａを突き当てることで光軸（Ｙ軸）方向の位置合わ
せを行う。また光素子１１とファイバ６との間に形成さ
れる隙間には透光性樹脂１７を充填する。図１６（Ｂ）
は図１６（Ａ）のａ−ａ断面図を示している。

【００８２】この例では光素子１１が小さい分、Ｖ溝３
及びＶ凸部１２Ａの各サイズ及びフェルール７の直径等
を小さくできる。従って、Ｖ溝製造時間の短縮、位置合
わせ精度の一層の向上が得られる。図１７は第８の実施
の形態による光結合構造を説明する図で、共通のＶ溝３
上に、上記光導波部品としてのフェルール７に代えて、
Ｖ溝３と相補的な傾きを有する凸状斜面を該Ｖ溝３上に
当接して支持されるように構成された光導波部品１９を
搭載する場合を示している。

【００８３】図において、１９はＳ_i結晶を基に形成さ
れた光導波部品、１９Ａは光導波部品１９の中央部光軸
方向に形成されたＶ凸部、１９ＢはＶ凸部１９Ａの光軸
方向に形成された光導波路である。図１７（Ａ）は光結
合構造の側面図を示している。光部品支持部材１２の前
面１２ｃに光導波部品１９の前面１９ｃを突き当てるこ
とで光軸（Ｙ軸）方向の位置合わせを行う。また光素子
１１と光導波路１９Ｂとの間に形成される隙間には透光
性樹脂１７を充填する。

【００８４】図１７（Ｂ）は図１７（Ａ）のａ−ａ断面
図を示している。光導波部品１９（図の点線で示す）
は、上記光部品支持部材１２と同様に、Ｖ凸部１９Ａの
斜面１９ａ，１９ｂをＶ溝３の斜面３ａ，３ｂに夫々当
接することにより、支持及びＸ，Ｚ軸方向に位置合わせ
される。従って、この光導波部品１９についても、Ｖ凸
部１９Ａの底幅（図ではＶ凸部１２Ａの底幅と同一に描
かれているが、これに限らない）を正確に維持すること
で、常に光素子１１との正確な光軸合わせ状態が得られ
る。因みに、この例ではＶ凸部１９Ａの高さが低いの
で、Ｖ凸部１９Ａの底幅を正確に維持できる。

【００８５】なお、上記第１〜第５の各実施の形態では
プラットフォーム３に比較的大径の細径フェルール７を
搭載する場合を述べたが、本発明（１）〜（６）は比較
的小径の光ファイバ６を搭載する場合に適用しても効果
がある。また、上記第６〜第８の各実施の形態ではＶ凸
部１２Ａの底面にＰＬＣ１６又は光素子１１からなる光
部品を別部品として付加・固定する構成としたが、これ
に限らない。例えば結晶基板からなるＶ凸部１２Ａに対
してプレナー技術等によりＰＬＣ１６又は光素子１１を
直接に作り込んでも良い。こうすれば部品数や接着／ハ
ンダ付けの工程を削減できると共に、ＰＬＣ１６又は光
素子１１の実装精度が大幅に向上する。

【００８６】また、上記第６〜第８の各実施の形態では
共通のＶ溝３上で光部品と光導波部品との２つを位置合
わせする場合を述べたが、任意の３つ以上の位置合わせ
を行っても良いことは明らかである。また、上記各実施
の形態ではプラットフォーム３を構成する基板１がＳ_i
結晶の場合を述べたが、Ｓ_i結晶以外でも、適当なエッ
チング速度の異方性を有する各種の結晶性物質（Ｇ_aＡ
_s、Ｉ_nＰ等）を用いることが可能である。またそのエ
ッチング液も結晶に応じて公知の様々なものを選択でき
る。

【００８７】また、上記本発明に好適なる複数の実施の
形態を述べたが、本発明思想を逸脱しない範囲内で各部
の構成、製法、及びこれらの組合せの様々な変更が行え
ることは言うまでも無い。

【００８８】

【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、フェル
ール等の比較的大型の光導波部品搭載用の溝加工を簡易
で短時間に、かつ高精度で形成可能となり、この種の光
伝送モジュールの低価格化、量産性の向上に寄与すると
ころが極めて大きい。また、従来困難であったようなフ
ェルールと光部品との直接的な光結合を容易かつ精度よ
く行うことが可能となり、レセプタクル型光伝送モジュ
ールの高品質化、低損失化に寄与するところが極めて大
きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態による光結合構造を説明する
図である。

【図２】第１の実施の形態による光結合構造の製法を説
明する図である。

【図３】第１の実施の形態によるエッチング工程を説明
する図である。

【図４】第２の実施の形態による光結合構造を説明する
図である。

【図５】第３の実施の形態による光結合構造を説明する
図である。

【図６】第３の実施の形態による光結合構造の製法を説
明する図である。

【図７】第４の実施の形態による光結合構造を説明する
図である。

【図８】第４の実施の形態による光結合構造の製法を説
明する図（１）である。

【図９】第４の実施の形態による光結合構造の製法を説
明する図（２）である。

【図１０】第５の実施の形態による光結合構造を説明す
る図である。

【図１１】実施の形態によるエッチング装置を説明する
図である。

【図１２】第６の実施の形態による光結合構造を説明す
る図（１）である。

【図１３】第６の実施の形態による光結合構造を説明す
る図（２）である。

【図１４】第６の実施の形態による光結合構造を説明す
る図（３）である。

【図１５】第７の実施の形態による光結合構造を説明す
る図（１）である。

【図１６】第７の実施の形態による光結合構造を説明す
る図（２）である。

【図１７】第８の実施の形態による光結合構造を説明す
る図である。

【図１８】従来技術を説明する図（１）である。

【図１９】従来技術を説明する図（２）である。

【図２０】従来技術を説明する図（３）である。

【符号の説明】

１基板２マスク３プラットフォーム（Ｖ溝）４クラッド層５コア層６光ファイバ７フェルール８蓋部材９凹溝１０Ｓ_iウエハ１１光素子１２支持部材１２ＡＶ凸部１３光コネクタ１４光アダプタ１５光ケーブル１６光部品（ＰＬＣ）１７透光性樹脂１８接着剤１９光導波部品２０マスクパターン３０液槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光素子又は光導波路を含む光部品に光フ
ァイバ又は該光ファイバを収容するフェルール等の光導
波部品を突き合わせ、これらの光軸を合わせるように前
記光導波部品を支持する光結合構造において、前記光導波部品を支持すべく光軸方向に延びる溝部であ
って、機械的手段により切削された第１の溝の床面側に
結晶基板の異方性エッチングにより形成された断面Ｖ字
状又は台形状の第２の溝を備えることを特徴とする光結
合構造。
【請求項２】第２の溝の床面側に機械的手段により切
削された第３の溝を備えることを特徴とする請求項１に
記載の光結合構造。
【請求項３】光素子又は光導波路を含む光部品に光フ
ァイバ又は該光ファイバを収容するフェルール等の光導
波部品を突き合わせ、これらの光軸を合わせるように前
記光導波部品を支持する光結合構造において、前記光導波部品を支持すべく光軸方向に延びる溝部であ
って、結晶基板の異方性エッチングにより形成された断
面Ｖ字状又は台形状の第１の溝の床面側に機械的手段に
より切削された第２の溝を備えることを特徴とする光結
合構造。
【請求項４】光素子又は光導波路を含む光部品に光フ
ァイバ又は該光ファイバを収容するフェルール等の光導
波部品を突き合わせ、これらの光軸を合わせるように前
記光導波部品を支持する光結合構造において、前記光導波部品を支持すべく光軸方向に延びる溝部であ
って、機械的手段により階段状に切削された凹溝の壁面
を結晶基板の異方性エッチングにより連続した斜面に形
成した断面Ｖ字状又は台形状の溝を備えることを特徴と
する光結合構造。
【請求項５】光素子又は光導波路を含む光部品に光フ
ァイバ又は該光ファイバを収容するフェルール等の光導
波部品を突き合わせ、これらの光軸を合わせるように前
記光導波部品を支持する光結合構造において、結晶基板の異方性エッチングにより該結晶基板上に複数
の独立した断面Ｖ字状又は台形状の第１の溝を所要長に
渡って一列に形成すると共に、前記第１の各溝の間を機
械的手段により列と直角方向に切削して前記光導波部品
を搭載可能に構成したことを特徴とする光結合構造。
【請求項６】所要長に渡って一列に並ぶ複数の第１の
溝の上部及び又は下部側に機械的手段により列方向に切
削された第２及び又は第３の溝を更に備えることを特徴
とする請求項５に記載の光結合構造。
【請求項７】光素子又は光導波路を含む光部品に光導
波部品を突き合わせ、これらの光軸を合わせるように支
持する光結合構造において、共通の支持基板上に形成されたＶ溝上に、該Ｖ溝と相補
的な傾きを有する凸状斜面を前記Ｖ溝上に当接して支持
されるように構成された光部品と、光導波部品とを夫々
搭載し、前記光部品と光導波部品の各端面を突き合わせ
るように支持したことを特徴とする光結合構造。
【請求項８】光部品は、凸状斜面の交差する側に断面
台形となるような支持平面を有する支持部材と、前記支
持平面上に支持固定された光素子及び又は光導波路を含
む光回路部品とを備えることを特徴とする請求項７に記
載の光結合構造。
【請求項９】光回路部品は、半導体結晶基板からなる
支持部材上にデバイスプロセスにより一体的に作り込ま
れていることを特徴とする請求項８に記載の光結合構
造。
【請求項１０】光導波部品は、光ファイバを内蔵した
フェルールであることを特徴とする請求項７に記載の光
結合構造。
【請求項１１】光導波部品は、Ｖ溝と相補的な傾きを
有する凸状斜面を該Ｖ溝上に当接して支持されるように
構成されていることを特徴とする請求項７に記載の光結
合構造。
【請求項１２】光部品と光導波部品との間の光結合部
に透光性樹脂を充填したことを特徴とする請求項７に記
載の光結合構造。
【請求項１３】支持基板と、光部品と、光導波部品の
内の１つ以上が材料としてシリコンを用い、かつ斜面が
シリコンの異方性エッチングにより形成されていること
を特徴とする請求項７に記載の光結合構造。
【請求項１４】支持基板と、支持部材と、光導波部品
の内の１つ以上がモールド成形品により製作されている
ことを特徴とする請求項８に記載の光結合構造。