JPH0455802A - Production of optical integrated circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光集積回路の製造方法にかかるものであり、
特に、光ピツクアップなどにおけるフォトダイオードの
受光に好適な光集積回路の製造方法に関するものである
。The present invention relates to a method for manufacturing an optical integrated circuit,
In particular, the present invention relates to a method of manufacturing an optical integrated circuit suitable for light reception by a photodiode in an optical pickup or the like.
フォトダイオードを用いる光集積回路としては、例えば
、第３図に示すような光ピツクアップがある。この従来
例は、電子通信学会論文誌、８６１５゜Ｖｏｌ、Ｊ６９
−ＣＮｏ、５ ｒ光ディスクピックアップの光集積回
路化コないし特開昭第６１−２９６５４０号公報に開示
されたものである。
同図において、Ｓｉなどの基板１０上には、５ｉ０２な
どによってバンファＮ１２が形成されており、更にこの
バッファＮ１２上には、誘電体による光導波ＩＩ！ｒ１
４が形成されている。この光導波路１４の一方には、レ
ーザダイオード１６がハイブリッドに集積化されており
、基板１０上には、フォトダイオードアレイ１８．２０
が各々集積化されている。また、光導波路１４の他方の
側には、フォーカシンググレーティングカップラ２２．
フォーカシングビームスプリンタ２４が各々集積化され
ている。
フォトダイオードアレイ１８は、フォトダイオード１８
ａ、１８ｂによって各々構成されており、フォトダイオ
ードアレイ２０は、フォトダイオード２０ａ、２０ｂに
よって各々構成されている。
そして、これらのフォトダイオードアレイ１８゜２０の
出力側は、演算回路２８に接続されている。
以上のような光ピツクアップの動作について説明すると
、レーザダイオード１６から出力された光は、光導波路
１４中を伝播し、フォーカシンググレーティングカップ
ラ２２に入射する。レーザ光は、その後、フォーカシン
ググレーティングカップラ２２の回折作用によって、光
デイスク２６上に集光する。
次に、光ディスク２６によって反射された光は、光路を
逆に進行して再びフォーカシンググレーティングカップ
ラ２２に入射し、導波路を逆進する。
逆進した光は、フォーカシングビームスプリンタ２４に
よって、波面が２分割される。分割された戻りレーザ光
は、フォトダイオードアレイ１８゜２０付近に各々集光
される。
これらのフォトダイオードアレイ１８，２０によって光
電変換された信号に対しては、演算回路２８において所
望の演算が行なわれ、検出信号。
フォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号が各々
出力される。
以上の各部のうち、フォトダイオード１８ｂの光入射側
は、例えば第４図に示すようになっている。同図は、第
３図の矢印Ｆ方向の断面を示すものである。同図におい
て、フォトダイオード１８ｂは、基板１０及び基板１０
と導電型が異なる導電Ｎ３０の界面におけるＰ−Ｎ接合
として形成されている。バッファ層１２は、導電４３０
に達する終端部分でテーパ状に形成されている。かかる
テーパ形状３２によって、光導波路１４中のレーザ光が
、導電層３０内に進入するようになっている。なお、他
のダイオード１８ｂ、２０ａ、２０ｂについても同様で
ある。An example of an optical integrated circuit using a photodiode is an optical pickup as shown in FIG. This conventional example is published in Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers, Vol. 8615, J69.
-CNo. 5R Optical integrated circuit for optical disk pickup disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 61-296540. In the figure, on a substrate 10 made of Si or the like, a buffer N12 is formed of 5i02 or the like, and further on this buffer N12 is an optical waveguide II! made of dielectric material. r1
4 is formed. A laser diode 16 is hybrid-integrated on one side of the optical waveguide 14, and a photodiode array 18, 20 is on the substrate 10.
are each integrated. Further, on the other side of the optical waveguide 14, a focusing grating coupler 22.
Focusing beam splinters 24 are each integrated. The photodiode array 18 includes a photodiode 18
The photodiode array 20 is composed of photodiodes 20a and 20b, respectively. The output sides of these photodiode arrays 18.degree. 20 are connected to an arithmetic circuit 28. To explain the operation of the optical pickup as described above, the light output from the laser diode 16 propagates through the optical waveguide 14 and enters the focusing grating coupler 22. The laser light is then focused onto the optical disk 26 by the diffraction effect of the focusing grating coupler 22. Next, the light reflected by the optical disk 26 travels the optical path in the opposite direction, enters the focusing grating coupler 22 again, and travels backward through the waveguide. The wavefront of the backwardly traveling light is divided into two by the focusing beam splinter 24. The divided return laser beams are respectively focused near the photodiode arrays 18 and 20. A desired calculation is performed on the signals photoelectrically converted by these photodiode arrays 18 and 20 in an arithmetic circuit 28 to obtain a detection signal. A focus error signal and a tracking error signal are each output. Among the above-mentioned parts, the light incident side of the photodiode 18b is as shown in FIG. 4, for example. This figure shows a cross section taken in the direction of arrow F in FIG. 3. In the figure, the photodiode 18b is connected to the substrate 10 and the substrate 10.
It is formed as a PN junction at the interface of conductive N30 having different conductivity types. Buffer layer 12 is electrically conductive 430
It is tapered at the terminal end. This tapered shape 32 allows the laser light in the optical waveguide 14 to enter the conductive layer 30. Note that the same applies to the other diodes 18b, 20a, and 20b.
しかしながら、従来は、良好なテーパ形状３２を形成す
る有効な手段がなく、やむを得ず、熱酸化の際にできる
バーズビークをテーパ形状３２として利用していた。し
かし、かかる手法では、十分なテーパ形状を得ることは
できない。
具体的には、光導波路１４中の光を導電Ｎ３０に効率的
に導入するためには、テーパ形状３２の長さＤＬとバッ
ファ層１２の厚さＤＴとの比が、ＤＬ ： ＤＴ＝５
： １
であることが、理論的に知られている。第２図には、か
かる理想的なテーパ形状が示されている。
ところが、上述した従来の手法では、
ＤＬ ： ＤＴ＝１ ： １
となり、とても満足し得るものではない。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、必要とさ
れるテーパ形状を再現性よく形成でき、導波光の受光を
効率よく行なうことができる光集積回路の製造方法を提
供することをその目的とするものである。However, in the past, there was no effective means for forming a good taper shape 32, and bird's beaks formed during thermal oxidation were unavoidably used as the taper shape 32. However, with this method, a sufficient taper shape cannot be obtained. Specifically, in order to efficiently introduce the light in the optical waveguide 14 into the conductive layer N30, the ratio between the length DL of the tapered shape 32 and the thickness DT of the buffer layer 12 is DL:DT=5.
It is theoretically known that: 1. FIG. 2 shows such an ideal tapered shape. However, in the conventional method described above, DL:DT=1:1, which is not very satisfactory. The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical integrated circuit that can form a required taper shape with good reproducibility and can efficiently receive guided light. This is the purpose.
本発明は、基板上に形成された光導波路中の光を受光手
段に導入するテーパ形状を有する光集積回路の製造方法
において、前記テーパ形状を、そのテーパ形状の形成部
とエツチング速度の異なる被膜を利用して形成すること
を特徴とするものである。The present invention provides a method for manufacturing an optical integrated circuit having a tapered shape in which light in an optical waveguide formed on a substrate is introduced into a light receiving means, in which the tapered shape is etched with a coating having an etching rate different from that of the portion where the tapered shape is formed. It is characterized in that it is formed using.
本発明によれば、被膜のエツチングに対応して生ずるエ
ツチング時間の差異に比例してテーパ形状が形成される
。According to the present invention, the tapered shape is formed in proportion to the difference in etching time that occurs in response to the etching of the film.
以下、本発明にかかる光集積回路の製造方法の一実施例
について、添付図面を参照しながら説明する。なお、上
述した従来例と同様又は相当する構成部分については、
同一の符号を用いることとする。
第１図には、本実施例の各工程が各々示されている。最
初に、同図（Ａ）に示すように、Ｓｉ基板１０が用意さ
れる。そして、このＳｉ基板１０に対して熱酸化が行な
われ、５ｉ０２によるバッファ層１２が形成される（同
図（Ｂ）参照）。
次に、かかるバッファ層１２上に、被膜形成用塗布液（
以下ｒｓＯＧＪという）が塗布され、更に熱処理が行な
われて第２の５ｉ０２層４０が形成される（同図（Ｃ）
参照）。このＳＯＧとしては、例えば、東京応化工業株
式会社製の商品名「０ＣＤＪが用いられる。この○ＣＤ
は、以下の第１表に示すように、熱処理の温度によって
、熱酸化に近い速度からその１００倍以上の速度までエ
ツチング速度を可変できるという特性を有してい次に、
以上のようなＳｉＯ；Ｊ！４０上には、フォトレジスト
４２が塗布形成され（同図（Ｄ）参照）、所定のパター
ニングが行なわれる（同図（Ｅ）参照）。
その後、フッ酸によるエツチングが行なわれる（同図（
Ｆ）参照）。すると、バッファ層１２とＳｉＯ２層４０
とのエツチング速度の相違から、同図に示すようにテー
パ形状４４が形成される。
すなわち、Ｓｉ０２層４０は、バッファ層１２と比較し
てエンチング速度が大きいため、フォトレジスト４２の
内側にエツチングが進行する。しかし、バッファ層１２
は、比較的エツチング速度が小さいため、徐々にエツチ
ングが行なわれ、エツチング液に触れた時間に比例して
エツチングが行なわれるようになる。従って、バッファ
Ｎ１２のうち、フォトレジスト４２のない外側は大きく
。
内側は小さくエツチングされるようになり、結果的に同
図に示すようなテーパ形状４４が得られることとなる。
その後、フォトレジスト４２．Ｓｉ０２層４０が各々順
に除去され（同図（Ｇ）及び（Ｈ）参照）、その上に光
導波路１４の形成が行なわれる（同図（Ｉ）参照）。
以上のように、本実施例によれば、バッファ層１２及び
Ｓ ｉ ０２Ｍ４０のエツチング速度の相違を利用して
いるので、第２図に示すような理想的なテーパ形状４４
を再現性よく得ることができる。
従って、光導波路１４内を進行する光の受光を効率よく
良好に行なうことができる。
なお、本発明は、何ら上記実施例に限定されるものでは
なく、例えば、第２のＳｉＯ２層として、適当なエツチ
ング速度が得られる他の材料を用いてもよい。エツチン
グ手法として、ドライエツチングを用いてもよい。
また、上記実施例は、本発明を光ピツクアンプに適用し
たものであるが、受光素子を有する他の光集積回路に対
しても適用可能である。
［発明の効果］
以上説明したように、本発明にかかる光集積回路の製造
方法によれば、受光手段に対するテーパ形状を、エツチ
ング速度の異なる被膜を利用して形成することとしたの
で、良好なテーパ形状を得ることができるという効果が
ある。An embodiment of the method for manufacturing an optical integrated circuit according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Regarding the components similar to or equivalent to the conventional example described above,
The same symbols will be used. FIG. 1 shows each step of this embodiment. First, as shown in FIG. 2A, a Si substrate 10 is prepared. Then, thermal oxidation is performed on this Si substrate 10, and a buffer layer 12 of 5i02 is formed (see FIG. 3B). Next, on the buffer layer 12, a coating liquid for film formation (
(hereinafter referred to as rsOGJ) is applied, and heat treatment is further performed to form a second 5i02 layer 40 (see figure (C)).
reference). As this SOG, for example, the product name "0CDJ" manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. is used.
As shown in Table 1 below, etching has the characteristic that the etching rate can be varied from a rate close to thermal oxidation to a rate more than 100 times that of thermal oxidation depending on the heat treatment temperature.
SiO;J! A photoresist 42 is coated on the photoresist 40 (see (D) in the same figure), and predetermined patterning is performed (see (E) in the same figure). After that, etching with hydrofluoric acid is performed (see figure (
See F). Then, the buffer layer 12 and the SiO2 layer 40
Due to the difference in etching speed between the two, a tapered shape 44 is formed as shown in the figure. That is, since the etching rate of the Si02 layer 40 is higher than that of the buffer layer 12, etching progresses inside the photoresist 42. However, the buffer layer 12
Since the etching speed is relatively low, etching is carried out gradually, and etching is carried out in proportion to the time of contact with the etching solution. Therefore, the outer side of the buffer N12 where there is no photoresist 42 is large. The inner side is etched to a small extent, resulting in a tapered shape 44 as shown in the figure. After that, photoresist 42. The Si02 layers 40 are removed one after another (see (G) and (H) in the same figure), and the optical waveguide 14 is formed thereon (see (I) in the same figure). As described above, according to this embodiment, since the difference in etching speed between the buffer layer 12 and the SiO2M40 is utilized, the ideal taper shape 44 as shown in FIG.
can be obtained with good reproducibility. Therefore, the light traveling within the optical waveguide 14 can be efficiently and favorably received. It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments; for example, other materials that can provide an appropriate etching rate may be used for the second SiO2 layer. Dry etching may be used as the etching method. Furthermore, although the above embodiment applies the present invention to an optical pick amplifier, it is also applicable to other optical integrated circuits having a light receiving element. [Effects of the Invention] As explained above, according to the method for manufacturing an optical integrated circuit according to the present invention, the tapered shape of the light receiving means is formed using films having different etching speeds. There is an effect that a tapered shape can be obtained.
第１図は本発明にかかる光集積回路の製造方法の一実施
例を示す説明図、第２図は理想的なテーパ形状を示す断
面図、第３図は光ピツクアップの一例を示す斜視図、第
４図は従来のテーパ形状を示す断面図である。
１０・・・基板、１２・・・バッファ層、１４・・・光
導波路、１６・・ルーザダイオード、１８．２０・・・
フォトダイオードアレイ、２２・・・フォーカシンググ
レーティングカップラ、２４川フオーカシングビームス
プリンタ、２６川光デイスク、２８・・・演算回路、４
０・・・ＳｉＯ２層、４２川フオトレジスト。
４４・・・テーパ形状。
特許出願人 日本ビクター株式会社FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the method for manufacturing an optical integrated circuit according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view showing an ideal tapered shape, and FIG. 3 is a perspective view showing an example of an optical pickup. FIG. 4 is a sectional view showing a conventional tapered shape. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Substrate, 12... Buffer layer, 14... Optical waveguide, 16... Loser diode, 18.20...
Photodiode array, 22... Focusing grating coupler, 24 Focusing beam splinter, 26 River optical disk, 28... Arithmetic circuit, 4
0...SiO2 layer, 42-way photoresist. 44...Tapered shape. Patent applicant: Victor Japan Co., Ltd.
Claims (1)
るテーパ形状を有する光集積回路の製造方法において、 前記テーパ形状を、そのテーパ形状の形成部とエッチン
グ速度の異なる被膜を利用して形成することを特徴とす
る光集積回路の製造方法。[Claims] A method for manufacturing an optical integrated circuit having a tapered shape for introducing light in an optical waveguide formed on a substrate into a light receiving means, wherein the tapered shape is formed by forming a portion of the tapered shape and an etching rate. A method for manufacturing an optical integrated circuit, characterized in that it is formed using different films.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2166518A JPH0455802A (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Production of optical integrated circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2166518A JPH0455802A (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Production of optical integrated circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0455802A true JPH0455802A (en) | 1992-02-24 |
Family
ID=15832809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2166518A Pending JPH0455802A (en) | 1990-06-25 | 1990-06-25 | Production of optical integrated circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0455802A (en) |
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-
1990
- 1990-06-25 JP JP2166518A patent/JPH0455802A/en active Pending
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