[发明专利]光纤对准器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造领域，特别是涉及一种光纤对准器件，本发明还涉及一种光纤对准器件的制造方法。

背景技术

在光纤通讯等需要光纤连接的应用中，为了保证光纤精确对接，以减小信号损耗的目的需要用到光纤对准器件。

目前常用的光纤对准器件是在玻璃薄片基板上制作的。如图1所示，是现有形成于玻璃基片上的光纤对准器件的顶视图；现有光纤对准器件包括玻璃基片101，以及形成于玻璃基片101上且穿过玻璃基片101的上下表面的多个孔102，各孔102排列成阵列结构。每一个孔102可以实现两根光纤的对接，对接时两路光纤分别从玻璃基片101的上下表面穿入在玻璃基片101的孔102内部完成对接。现有技术中，孔102是采用激光在玻璃上打孔实现的，存在产能低和孔的尺寸精度差的缺点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种光纤对准器件，能采用集成电路加工工艺形成，能大幅度提高产能和加工精度。本发明还提供一种光纤对准器件的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的光纤对准器件包括：

一衬底结构，该衬底结构为硅衬底或玻璃衬底。

至少一沟槽，形成于所述衬底结构上。

一封闭薄片，形成于所述衬底结构表面并从顶部将所述沟槽封闭，各所述沟槽的长度方向的两侧供光纤插入。

各所述沟槽的宽度和深度都根据光纤直径的大小进行设置并使各所述沟槽的宽度和深度都略大于光纤直径的大小，设置范围为各所述沟槽的宽度和深度为126.3μm～150μm，使光纤插入到所述沟槽中后能和所述沟槽的两个侧面、底面和顶面都相切。

进一步的改进是，各所述沟槽之间在长度方向呈平行排列结构。

进一步的改进是，在各所述沟槽的长度方向上，各所述沟槽各位置处的宽度相同。

进一步的改进是，在各所述沟槽的长度方向上，各所述沟槽中间区域的宽度相同、各所述沟槽的两侧的宽度大于中间区域的宽度，用于方便光纤的插入。

为解决上述技术问题，本发明提供的光纤对准器件的制造方法包括如下步骤：

步骤一、提供一衬底结构，该衬底结构为硅衬底或玻璃衬底。

步骤二、在所述衬底结构上形成一硬质掩模层。

步骤三、采用光刻工艺在所述硬质掩模层上用光刻胶定义出一个以上的沟槽的图形结构，各所述沟槽的宽度根据光纤直径的大小进行设置，设置范围为各所述沟槽的宽度和深度为126.3μm～150μm，使光纤插入到所述沟槽中后能和所述沟槽的两个侧面都相切。

步骤四、以所述光刻胶为掩模依次对所述硬质掩模层和所述衬底结构进行刻蚀形成各所述沟槽，各所述沟槽的刻蚀深度根据光纤直径的大小进行设置，使光纤插入到所述沟槽中后能和所述沟槽的底面和顶面都相切。

步骤五、依次去除所述光刻胶和所述硬质掩模层。

步骤六、在所述衬底结构的表面形成封闭薄片，该封闭薄片从顶部将所述沟槽封闭，各所述沟槽的长度方向的两侧供光纤插入。

进一步的改进是，所述衬底结构为硅衬底时，所述硬质掩模层的材料为二氧化硅或氮化硅；所述衬底结构为玻璃衬底时，所述硬质掩模层的材料为多晶硅或氮化硅。

进一步的改进是，步骤四中各所述沟槽之间在长度方向呈平行排列结构。

进一步的改进是，在各所述沟槽的长度方向上，各所述沟槽各位置处的宽度相同。

进一步的改进是，在各所述沟槽的长度方向上，各所述沟槽中间区域的宽度相同、各所述沟槽的两侧的宽度大于中间区域的宽度，用于方便光纤的插入。

进一步的改进是，所述封闭薄片为平整度在20×20平方毫米范围内小于1微米的硬质材料，该硬质材料为二氧化硅、氮化硅、塑料、单晶硅或多晶硅。

本发明采用形成于衬底结构中的沟槽来作为光纤对准器件，能采用集成电路加工工艺形成，能够实现大规模的量产，如一片8英寸硅片上可以一次产出3000颗器件。本发明的沟槽的宽度和形状能够通过光刻工艺准确定义、沟槽的深度能够通过刻蚀工艺准确控制，从而能使沟槽的宽度和深度正好略大于光纤的的直径，能够实现光纤插入并实现准确对准，所以本发明还能大幅度提高加工精度，如一片8英寸硅片上的几千颗器件的加工精度可以控制在正负10%以内。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明:

图1是现有形成于玻璃基片上的光纤对准器件的顶视图；

图2是本发明实施例一光纤对准器件的剖面图；

图3是本发明实施例一光纤对准器件的俯视图；