Brevet FR2753541A1 — publié le 19980320

Arrière plan de l'invention La présente invention concerne un procédé de fa- brication de composants de guides d'ondes optiques, compre- nant la formation de motifs de composants de guides d'ondes optiques sur un substrat de plaquette, par photolithographie. Généralement, les principaux problèmes à traiter lorsqu'on assemble des composants de guides d'ondes optiques à des fibres optiques, sont par exemple la perte par ré- flexion de Fresnel, la perte par défaut d'alignement et la dégradation des performances du composant de guide d'ondes optique du fait de la réflexion lumineuse à la jonction entre le composant de guide d'ondes optique et la fibre optique. Selon la technologie courante, les problèmes de pertes de jonction du fait d'un défaut d'alignement et de la réflexion de Fresnel, sont pratiquement réglés, mais une perte en retour d'environ 30 dB est produite lorsqu'on amène le guide d'ondes optique et la fibre optique en contact l'un avec l'autre. Par suite de cette perte en retour, de la dia- phonie est induite du fait du changement de chemin optique,20 ce qui affecte directement la stabilité de tout le système. Par suite, pour supprimer ce phénomène défavorable, les ex- trémités des guides d'ondes optiques et le réseau de fibres optiques sont meulés obliquement sous un angle de 7 à 8 de- grés avant que les composants optiques soient assemblés. Le procédé conventionnel de fabrication d'un com- posant de guide d'ondes optique à relier à la fibre optique, est illustré à la figure 1. En se référant aux figures 1 et 2, après avoir aligné verticalement une plaquette de silicium et un photomasque, on forme sur la plaquette 10, par pho- tolithographie, un certain nombre de motifs de composants de guides d'ondes optiques 30. Ensuite, les motifs de composants de guides d'ondes optiques 30 sont coupés suivant des lignes de tracé verticales 18 et des lignes de tracé horizontales 16. Les lignes de tracé verticales et horizontales 16, 18, formées à la pointe à tracer, se coupent les unes les autres perpendiculairement et, lorsqu'on coupe la plaquette suivant les deux ensembles de lignes de tracé, les motifs de composants de guides d'ondes optiques 30 sont séparés, chaque motif comprenant un certain nombre de guides d'ondes optiques 32 qui constituent un composant de guide d'ondes op- tique. Ensuite, les extrémités des composants de guides d'ondes optiques 32 sont meulées obliquement sous un angle d'environ 8 degrés, de façon que les faces de contact 34 soient toutes inclinées de 8 degrés. Comme décrit ci-dessus, le procédé conventionnel présente l'inconvénient que les mo- tifs de composants de guides d'ondes optiques 30 sont tout d'abord formés verticalement sur la plaquette, puis coupés suivant les lignes de tracé verticales et horizontales pour former un certain nombre de composants de guides d'ondes op- tiques séparés, tandis qu'enfin les faces d'extrémités de tous les composants de guides d'ondes optiques sont meulées obliquement sous un angle d'environ 8 degrés. Résumé de l'invention La présente invention a pour but de créer un pro- cédé de fabrication de composants de guides d'ondes optiques qui présente un temps de fabrication réduit et un coût de production réduit. A cet effet, la présente invention concerne un procédé de fabrication de composants de guides d'ondes opti- ques comprenant la formation de motifs de composants de gui- des d'ondes optiques sur un substrat de plaquette, par photolithographie, caractérisé en ce que les motifs de compo- sants de guides d'ondes optiques sont formés obliquement sous un angle spécifié 0 par rapport aux lignes de tracé vertica- les et horizontales, sur la plaquette. De préférence, le procédé comprend en outre la coupe de la plaquette suivant les lignes de tracé horizonta- les et verticales, pour former un certain nombre de compo- sants de guides d'ondes optiques. L'angle 0 peut être de 1 à 20 degrés. Les motifs de composants de guides d'ondes opti- ques peuvent être utilisés comme élément de guide d'ondes op- tique en silice, comme élément de guide d'ondes optique en polymère, comme diode laser, ou comme élément photodétecteur. Le substrat de plaquette peut être une plaquette de silicium, une plaquette d'arséniure de gallium, une pla- quette de niobate de lithium, ou une plaquette de quartz. Le procédé peut en outre comprendre la connexion des composants de guides d'ondes optiques à une ou plusieurs fibres optiques, sous l'angle 0. De préférence, l'angle 0 est supérieur à la va- leur de l'ouverture numérique (NA) propre aux composants de guides d'ondes optiques et aux fibres optiques. Brève description des dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation re- présentés sur les dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue plane, de dessus, de motifs de com- posants de guides d'ondes optiques formés à angles droits sur une plaquette; - la figure 2 est une vue agrandie de la partie "A" de la fi- gure 1; - la figure 3 est une vue plane, de dessus, de motifs de com- posants de guides d'ondes optiques formés obliquement sur une plaquette; - la figure 4 est un schéma illustrant les motifs de compo- sants de guides d'ondes optiques formés obliquement sous un angle 0 par rapport aux lignes de tracé sur une plaquette; et - la figure 5 est une vue agrandie de la partie "B" de la fi- gure 4. Description détaillée du mode de réalisation préférentiel En se référant aux figures 3 et 4, après avoir aligné une plaquette de silicium 10 et un photomasque sous un angle spécifié l'un par rapport à l'autre, on forme un cer- tain nombre de motifs de composants de guides d'ondes opti- ques 12 sur la plaquette 10, par un processus photolithograhique. Comme matériaux pour la plaquette, on peut utiliser de l'arséniure de gallium (GaAs), du niobate de lithium (LiNbO3) et du quartz (SiO2). Comme motifs de compo- sants de guides d'ondes optiques, on peut utiliser des élé- ments de guide d'ondes en silice, des éléments de guide d'ondes en polymère, des diodes laser, ou des éléments photo- détecteurs. A la figure 4, les motifs de composants de guides d'ondes optiques 12 sont formés obliquement sous un angle spécifié 0 par rapport aux lignes de tracé verticales et ho- rizontales 16, 18, sur la plaquette. Pour diminuer la perte en retour lorsque les fibres optiques sont raccordées aux composants de guides d'ondes optiques, l'angle 0 est réglé au-dessus de la valeur de l'ouverture numérique (NA) propre aux guides d'ondes optiques 14 et aux fibres optiques, c'est à dire plus particulièrement à un angle d'environ 1 à 20 de- grés. Ensuite, tous les motifs de composants de guides d'ondes optiques sont coupés suivant les lignes de tracé ver- ticales et horizontales 16, 18, en maintenant l'angle spéci- fié, de façon que tous les motifs de composants de guides d'ondes optiques 12 soient séparés, chaque motif comprenant un certain nombre de guides d'ondes optiques 14 qui consti- tuent un composant de guide d'ondes optique. Comme décrit ci-dessus, ce procédé de fabrication des composants de guides d'ondes optiques présente l'avantage que les motifs de composants de guides d'ondes optiques sont formés sous un angle spécifié, directement sur la plaquette, ce qui supprime les processus séparés de meulage et de polis- sage des extrémités des guides d'ondes optiques obliquement sous un angle spécifié, après la coupe, en évitant ainsi une diminution du rendement des composants de guides d'ondes op- tiques. De plus, la productivité peut être améliorée grâce à la réduction du temps de traitement et, par conséquent, le coût de production peut également être considérablement ré- duit. R E V E N D I C A T IONS 1 ) Procédé de fabrication de composants de guides d'ondes optiques (14), comprenant la formation de motifs de compo- sants de guides d'ondes optiques (12) sur un substrat de pla- quette (10), par photolithographie, caractérisé en ce que les motifs de composants de guides d'ondes optiques (12) sont formés obliquement sous un angle spécifié 0 par rapport à des lignes de tracé verticales (18) et horizontales (16) formées par une pointe à tracer sur la plaquette (10). 2 ) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu' il comprend en outre la coupe de la plaquette (10) suivant les lignes de tracé horizontales (16) et verticales (18), pour former un certain nombre de composants de guides d'ondes optiques (14). 3 ) Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'angle 0 est de 1 à 20 degrés. 4 ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que les motifs de composants de guides d'ondes optiques (12) sont utilisés comme élément de guide d'ondes optique en silice, comme élément de guide d'ondes optique en polymère, ou comme élément photodétecteur. ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que le substrat de plaquette (10) est une plaquette de silicium, une plaquette d'arséniure de gallium, une plaquette de nio- bate de lithium, ou une plaquette de quartz. 6 ) Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en outre en ce qu' il comprend la connexion des composants de guides d'ondes op- tiques (14) à une ou plusieurs fibres optiques, sous l'angle 7 ) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'angle 0 est supérieur à la valeur de l'ouverture numérique (NA) propre aux composants de guides d'ondes optiques et aux fibres optiques.