JPH10133062A

JPH10133062A - 光接続部材及びその製造方法

Info

Publication number: JPH10133062A
Application number: JP28875196A
Authority: JP
Inventors: Koji Takemura; 浩二竹村
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1996-10-30
Filing date: 1996-10-30
Publication date: 1998-05-22

Abstract

(57)【要約】【課題】ガイドピンの繰り返し挿抜特性の信頼性に非
常に優れ、かつ生産性に優れた光接続部材及びその製造
方法を提供すること。【解決手段】基板１上に、光ファイバが配設されるフ
ァイバ用溝７と、該ファイバ用溝７と平行でガイドピン
が配設されるガイドピン用溝２とを設けて成る光接続部
材Ｃ１であって、基板１のガイドピン用溝２の表面が熱
酸化により形成された酸化膜から成る保護膜６で覆われ
ていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信や光情報処
理分野に用いられる光接続部材及びその製造方法に関
し、特に複数の光ファイバどうしまたは複数の光ファイ
バと光導波路等を一括に接続するための光接続部材及び
その製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、テープファイバ等の多心の光ファ
イバどうしまたは多心の光ファイバと複数の入出力ポー
トを有する光導波路（光半導体素子アレイ、光スイッ
チ、光分岐器等）を接続する手段として、樹脂を一括的
にモールド成形した多心フェルールを用いた光ファイバ
コネクタが知られており、これは、ＭＴコネクタとして
規格化されている。

【０００３】また、図２（ａ），（ｂ）に示すように、
複数心の光ファイバＦをガイドピンＰを用いて結合部Ａ
において接続させた光ファイバコネクタＪも知られてい
る。なお、図中Ｒはリボンファイバである。具体的に
は、シリコン等から成る基板３１上に光ファイバＦやガ
イドピンＰを正確に位置決め載置させるために、切削加
工またはエッチング手法により、基板３１に高精度にＶ
溝３２を形成させたものである（特開平６−６７０６６
号公報等を参照）。

【０００４】このような光ファイバコネクタに代表され
る光接続部材において、基板にＶ溝を切削加工により形
成させる場合、１枚毎に加工しなければならないこと
や、切削にダイヤモンドブレード等のブレードを用いる
ため、摩耗によるＶ溝の形状及び精度の劣化が経時的に
起こり問題である。また、この問題を回避するために、
ブレードの交換やドレッシングを頻繁に行っても、これ
により加工コストが増大してしまうのである。また、基
板に形成させるＶ溝の機械強度を増すために、切削加工
後に熱酸化を行う方法が提案されているが、これにより
さらに加工コストが増大するので問題である（特開平６
−２５８９６号公報等を参照）。

【０００５】また、シリコンの結晶性を利用して、いわ
ゆる異方性エッチングを施すことにより、シリコン基板
にＶ溝を作製する方法が知られている。この方法につい
て図３に基づき説明する。図３は、シリコン基板４１の
幅方向の（光ファイバの長さ方向に直交する）断面図に
て示したものである。

【０００６】まず、図３（ａ）に示すように、（１０
０）面を主面とするシリコン基板４１を用意し、次に、
図３（ｂ）に示すように、その表面を熱酸化させること
により（ここで、後記するエッチングを深く行なわせる
ために、窒化珪素（Ｓｉ₃Ｎ₄）膜をシリコン基板４１
の表面に成膜してもよい。）熱酸化膜４２を形成させ、
次いで図３（ｃ）に示すように、この熱酸化膜４２を通
常のフォトリソプロセスにより、Ｖ溝形成位置にＶ溝深
さに応じた開口幅を有するフォトレジスト膜４３を形成
し、ウェットエッチングまたはドライエッチングを施
す。

【０００７】次に、図３（ｄ）に示すように、残った熱
酸化膜（または窒化膜）４３をマスクとし、水酸化カリ
ウム（ＫＯＨ）等のアルカリエッチング液を用いてエッ
チングを行う。このとき、基板方位のエッチングレート
の差により、（１１１）面に沿った所定の角度でエッチ
ングが進行する。ここで、開口幅の狭い光ファイバを載
置整列させるためのファイバ用のＶ溝は、Ｖ溝完成と同
時にエッチングはほぼストップする。さらにエッチング
を進めると、ガイドピン用のＶ溝のエッチングが進行
し、最終的に図３（ｅ）に示すようなガイドピン用のＶ
溝４４と光ファイバ用のＶ溝４５が形成される。このよ
うにして光接続部材Ｃ０が完成するのである。こうし
た、異方性エッチングのみによりＶ溝を形成する方法
は、シリコンウエハの大口径化や、多数枚処理等により
量産化が可能で、一般に広く用いられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記異
方性エッチングにより光接続部材を形成した場合、熱酸
化膜をマスクとしてエッチングを行うので、最終的に形
成されるＶ溝の表面上には熱酸化膜（または窒化膜）が
残らない構成となっている。このため、Ｖ溝表面（特
に、ガイドピン用Ｖ溝）がガイドピンの挿抜時に破損す
る可能性が高い。また、これを防止するためにＶ溝形成
後に、再度、熱酸化工程を実施することもできるが、こ
れでは工程が増加し生産性が著しく低下してしまう。

【０００９】また、一般に異方性エッチングを用いて、
ガイドピン用のＶ溝のように深いＶ溝を形成する場合、
エッチング時間が長くなり、これにより生産性が低下す
るという問題点があった。

【００１０】そこで、本発明はこのような問題を解消
し、特にガイドピンの繰り返し挿抜特性の信頼性に非常
に優れ、かつ生産性に優れた光接続部材及びその製造方
法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の光接続部材は、基板上に、光ファイバが
配設されるファイバ用溝と、該ファイバ用溝と平行でガ
イドピンが配設されるガイドピン用溝とを設けて成る光
接続部材であって、基板のガイドピン用溝の表面が熱酸
化により形成された酸化膜から成る保護膜で覆われてい
ることを特徴とする。

【００１２】また、その製造方法は、基板の上面に切削
加工によりガイドピン用溝を形成するとともに、基板の
ファイバ用溝を形成する領域外に、熱酸化によって形成
される酸化膜から成る保護膜を形成し、しかる後に、基
板の上面に異方性エッチングによりファイバ用溝を形成
することを特徴とする。

【００１３】例えば、少なくとも下記（ａ）〜（ｄ）の
工程を順次行う。（ａ）（１００）面を主面とする単結晶のシリコン基板
を用意する。（ｂ）シリコン基板の一主面に所定深さのガイドピン用
溝を切削加工により形成する。（ｃ）シリコン基板の一主面の所定領域に保護膜を形成
する。（ｄ）基板の異方性エッチングにより、基板上面にガイ
ドピン用溝と平行に複数のファイバ用溝を形成する。

【００１４】ここで、熱酸化により形成された酸化膜
は、ガイドピン用溝の表面にはファイバ用溝の表面より
厚く形成されていることになる。

【００１５】なお、特に基板としてシリコン等の異方性
エッチングが可能な材料を選ぶと好適である。また、保
護膜は熱酸化により形成された酸化膜の上にこれ以外の
材質の膜が設けられていてもよい。

【００１６】

【発明の実施の形態】本発明の光接続部材およびその製
造方法の一実施形態を図面に基づいて説明する。本発明
の光ファイバコネクタの外観は、既に説明した図３に示
す通りであるのでこの説明については省略する。このよ
うな光ファイバコネクタに使用される光接続部材は、図
１（ｆ）に示すように、本発明の光接続部材Ｃ１では少
なくともガイドピン用溝２の表面には、熱酸化により形
成された酸化膜から成る保護膜６で覆われており、ガイ
ドピン用溝２より浅いファイバ用溝７には保護膜６は形
成されていない。なお、ファイバ用溝７に保護膜を形成
させたい場合や、ガイドピン用溝２のさらなる強度補強
のためには、工程は増えるが後記するエッチング終了後
に、保護膜６の下部を再度熱酸化する方法が考えられる
（この場合、保護膜の成膜はファイバ用溝７の精度を劣
化させるおそれがあるので、熱酸化を施して表面に酸化
膜を形成させるのが好ましい）。

【００１７】次に、このような光接続部材の製造方法に
ついて以下に説明する。図１は、本発明の光接続部材の
一実施形態を説明するための各製造工程の断面図であ
る。まず、図１（ａ）に示すように、主面（基板の上
面）が（１００）面である単結晶のシリコン基板１を用
意する。そして、図１（ｂ）に示すように、このシリコ
ン基板１の（１１０）方向へ、幅及び深さがともに０．
５〜１mm程度の位置決めＶ溝を成すガイドピン用溝２，
２を切削加工により形成する。

【００１８】次に、図１（ｃ）に示すように、ガイドピ
ン用溝２，２を形成したシリコン基板１上に、所定温度
にて熱酸化により形成された酸化珪素膜や窒化珪素膜等
の保護膜３を形成する。このときに形成させる保護膜３
の膜厚は、後のシリコン基板１のエッチングマスクとな
ることを考慮して設定する必要があるが、概ね０．５μ
ｍ〜１．５μm 程度が好適である。なお、窒化珪素膜を
形成する場合はＣＶＤ法などにより形成する。

【００１９】そして、図１（ｄ）に示すように、後記す
るガイドピン用溝２より一般に浅く形成するファイバ用
溝の形成位置を考慮して、所定領域に開口を設けたフォ
トマスクを用いて、保護膜３上に複数のファイバ用溝の
パターンが形成されたマスクパターン４を公知のフォト
リソグラフィ技術を用いて形成する。

【００２０】次に、図１（ｅ）に示すように、マスクパ
ターン４をマスクとしてフッ酸等を用いた保護膜３のエ
ッチングを行い、次工程のシリコン基板１のエッチング
マスクパターン５を作製する。

【００２１】最後に、図１（ｆ）に示すように、このエ
ッチングマスクパターン５をマスクとして、シリコン基
板１の異方性エッチングを行い、光接続部材Ｃ１を完成
させる。ここで、最終的にシリコン基板１の表面に形成
された保護膜６はガイドピン用溝２の表面が１〜２μm
程度、その他の領域は０．５〜１μm 程度であり（な
お、この場合、図１（ｆ）から更に熱酸化を行った場合
であり、そのような熱酸化を行わない場合は、ファイバ
用溝には保護膜は存在しない。）、ガイドピン用溝２の
表面が他の領域より厚く形成されることになる。

【００２２】ここで、図１（ｆ）におけるエッチャント
としては、水酸化カリウム（ＫＯＨ）の他に、ヒドラジ
ン、ＥＰＷ（エチレンジアミン−ピロカテコール−
水）、ＴＭＡＨ（水酸化テトラメチルアンモニウム）等
を用いることができる。

【００２３】さらに、必要に応じてシリコン基板１の表
面に対して熱酸化を施すことにより、ファイバ用溝部分
の表面の保護を行うこともできるし、上記の保護膜を熱
酸化以外の方法（例えばＣＶＤ法による窒化珪素膜）で
形成しておけば、ガイドピン用溝の表面が２層構造とな
りさらに挿抜特性の信頼性が増す。

【００２４】実際、各光ファイバの平均接続損失０．１
ｄＢ以下の多心光ファイバコネクタに対して、従来例の
保護膜が無い場合、１０回程度の挿抜で平均接続損失の
急激な変動が見られたのに対し、保護膜として酸化膜だ
けを設けたものについては３００回程度、さらに保護膜
が多層膜の場合は３００回以上の挿抜試験においてもほ
とんど変化は見られなかった。

【００２５】なお、上記実施形態においては、保護膜と
して酸化珪素膜及び窒化珪素膜を例に取り上げたが、こ
れに限定されるものではなく、シリコン基板のエッチン
グマスクとなり、かつガイドピン用溝の表面の保護膜と
なり得る材料であれば使用することが可能であり、少な
くともガイドピン用溝に形成されていればよい。

【００２６】

【発明の効果】本発明の光接続部材及びその製造方法を
採用することにより、ガイドピン用溝に厚い保護膜（単
層もしくは多層）を形成することができるため、繰り返
し挿抜特性の信頼性に非常に優れた光接続部材の接続を
実現することができる。

【００２７】しかも、深いガイドピン用溝を切削加工に
より形成し、次いでフォトリソグラフィ技術によりファ
イバ用溝を形成することにより、光接続部材の作製プロ
セスの生産性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）〜（ｆ）はそれぞれ本発明に係る光接続
部材の製造工程を説明するための断面図。

【図２】（ａ）は光ファイバコネクタの外観を説明する
ための一部破断平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面
図。

【図３】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ従来の光接続部材の
製造工程を説明するための断面図。

【符号の説明】

１・・・シリコン基板２・・・ガイドピン用溝３，６・・・保護膜７・・・ファイバ用溝Ｃ１・・・光接続部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、光ファイバが配設されるファ
イバ用溝と、該ファイバ用溝と平行でガイドピンが配設
されるガイドピン用溝とを設けて成る光接続部材であっ
て、前記基板のガイドピン用溝の表面が熱酸化により形
成された酸化膜から成る保護膜で覆われていることを特
徴とする光接続部材。
【請求項２】基板上に、光ファイバが配設されるファ
イバ用溝と、該ファイバ用溝と平行でガイドピンが配設
されるガイドピン用溝とを設けて成る光接続部材の製造
方法であって、前記基板の上面に切削加工によりガイド
ピン用溝を形成するとともに、前記基板のファイバ用溝
を形成する領域外に、熱酸化によって形成される酸化膜
から成る保護膜を形成し、しかる後に、前記基板の上面
に異方性エッチングによりファイバ用溝を形成すること
を特徴とする光接続部材の製造方法。