DE4321582A1

DE4321582A1 - Method for producing an oblique facet, in particular a reflecting facet, on the surface of a body

Info

Publication number: DE4321582A1
Application number: DE19934321582
Authority: DE
Inventors: Hartmut W Dr Schneider
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1995-01-12

Abstract

A method is specified for producing a facet (2), in particular a reflecting facet, extending obliquely at an angle ( alpha ) with respect to a defined plane of a body (1), on the surface (10) of this body (1), which makes it possible to position the oblique facet at an adjustable angle arbitrarily on the body. For this purpose, use is made of a body which contains at least one boundary face (12) which defines the plane, extends as far as the surface (10) of the body (1), and at which two materials, which can be etched isotropically, but with mutually different etching rates, by a specific etching agent, meet each other, and the surface (10) of the body (1) is etched for a specific period of time using the specific etching agent while simultaneously allowing this etching agent to act on the materials with the mutually different etching rates. Use in bidirectional transmission and reception modules, hybrids, multiplex components. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung einer ins besondere spiegelnden Fläche auf der Oberfläche eines Körpers nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a method for generating an ins special reflective surface on the surface of a body according to the preamble of claim 1.

Optische Schaltungen zur Verteilung, zum Empfang, zum Senden oder zur Verstärkung von optischen Signalen in der optischen Nachrichtentechnik werden heute vielfach als Glas in Planar technik, z. B. in dotiertem Quarzglas (SiO₂) auf Silizium scheiben ausgeführt (siehe C. H. Henry, G. E. Blonder, R. F. Kazarinov: J. Lightwave Technol. 7, 1530-1539 (1989)). Dabei stellt sich das Problem der verlustarmen und praktikablen Ein- und Auskopplung von Lichtsignalen entweder in der Ebene, nach oben aus der Oberfläche heraus oder nach unten durch das Substrat. Die Sender- oder Empfängermontage ließe sich wesentlich vereinfachen, wenn man das Licht aus der Wellen leiterebene heraus nach oben oder unten ablenken könnte. Ein Detektor könnte dann einfach auf die Glasoberfläche mit der lichtempfindlichen Seite nach unten montiert werden und ein Laser könnte von oben her einstrahlen. Sollen mehrere planare Wellenleiterschaltungen, die parallel zueinander angeordnet sind, etwa wie die Einschubkarten in einem Elektronikgehäuse, auf optischem Wege miteinander kommunizieren, so sind in einer Wellenleiterebene sowohl nach unten wie auch nach oben gerichtete emittierende bzw. empfangende Spiegel erforderlich.Optical circuits for distribution, reception, transmission or to amplify optical signals in the optical Communication technology is often used as glass in planar technology, e.g. B. in doped quartz glass (SiO₂) on silicon discs executed (see C. H. Henry, G. E. Blonder, R. F. Kazarinov: J. Lightwave Technol. 7, 1530-1539 (1989)). Here arises the problem of low loss and practical Coupling in and out of light signals either in the plane, up out of the surface or down through the Substrate. The transmitter or receiver assembly can be simplify considerably when you get the light out of the waves could distract from the managerial level up or down. A The detector could then simply be placed on the glass surface photosensitive side to be mounted down and one Laser could shine in from above. Shall have several planar Waveguide circuits arranged in parallel are, like the plug-in cards in an electronics housing, Communicate with each other optically, so are in a waveguide level both downwards and upwards directional emitting or receiving mirrors required.

Bisher wurden derartige Spiegel durch Schleifen und Polieren einer Chip-Kante hergestellt. Dieses Verfahren ist jedoch für eine Massenproduktion wenig geeignet und zwingt außerdem da zu, die Ein- und Auskopplung immer nach außen an den Rand zu verlegen. Außerdem neigt die dünne Glasschicht auf den Wel lenleitern zu Kantenausbrüchen.So far, such mirrors have been made by grinding and polishing a chip edge. However, this procedure is for mass production is unsuitable and also forces there to, the coupling and decoupling always towards the outside embarrassed. In addition, the thin layer of glass tends to the wel cable leads to edge breakouts.

Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, das es ge stattet, die schräge Fläche unter einstellbarem Winkel belie big auf dem Körper zu positionieren.The object of the invention specified in claim 1 is a Procedure of the type mentioned to indicate that it ge equips the inclined surface at an adjustable angle to position big on the body.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich beim gleichzeitigen Ätzen mindestens zweier isotroper Materialien mit unterschiedlicher Ätzrate an der Grenzfläche, an der diese Materialien aneinanderstoßen, eine zu dieser Grenzflä che geneigte Fläche ausbildet. Der Neigungswinkel, in dem diese schräge Fläche zur Grenzfläche geneigt ist, ist durch das Verhältnis der unterschiedlichen Ätzraten bestimmt und kann durch Wahl dieses Verhältnisses beliebig eingestellt werden. Der eingestellte Neigungswinkel ist unabhängig von der Ätzzeit.The invention is based on the knowledge that when simultaneous etching of at least two isotropic materials with different etching rate at the interface at which collide these materials, one to this interface surface forms. The angle of inclination at which this inclined surface is inclined to the interface is through determines the ratio of the different etching rates and can be set arbitrarily by choosing this ratio become. The set angle of inclination is independent of the etching time.

Bevorzugter- und vorteilhafterweise wird das erfindungsgemäße Verfahren mit einem ein Substrat mit Trägerfläche aufweisen dem Körper gemäß Anspruch 2 und nach den weiteren Maßgaben dieses Anspruchs 2 durchgeführt.The inventive method is preferred and advantageous Method having a substrate with a carrier surface the body according to claim 2 and according to the other requirements this claim 2 performed.

In Anspruch 3 ist ein Verfahren nach Anspruch 2 angegeben, mit dem eine von der Trägerfläche des Substrats fort orien tierte schräge Fläche erzeugt werden kann. Anspruch 4 gibt eine bevorzugte Ausgestaltung dieses Verfahrens nach Anspruch 3 an.Claim 3 specifies a method according to Claim 2, with the one orien away from the support surface of the substrate can be generated. Claim 4 there a preferred embodiment of this method according to claim 3 on.

In Anspruch 5 ist ein Verfahren nach Anspruch 2 angegeben, mit dem eine zur Trägerfläche des Substrats orientierte schräge Fläche erzeugbar ist. Anspruch 6 gibt eine bevorzugte Ausgestaltung dieses Verfahrens nach Anspruch 5 an. Claim 5 specifies a method according to Claim 2, with the one oriented towards the carrier surface of the substrate inclined surface can be generated. Claim 6 gives a preferred Embodiment of this method according to claim 5.

Eine Alternative zum Verfahren nach Anspruch 5 ist im An spruch 7 angegeben, wobei eine bevorzugte Ausgestaltung die ses Verfahrens nach Anspruch 7 aus Anspruch 8 hervorgeht.An alternative to the method according to claim 5 is in the stated 7, a preferred embodiment of the ses method according to claim 7 emerges from claim 8.

Die Verfahren nach den Ansprüchen 3 bis 8 lassen sich vor teilhafterweise kombinieren, insbesondere derart, daß auf der Trägerfläche des Substrats gleichzeitig schräge Flächen, die von der Trägerfläche fort, und schräge Flächen, die zur Trä gerfläche hin orientiert sind, erzeugt werden.The method according to claims 3 to 8 can be before partially combine, especially in such a way that on the Carrier surface of the substrate at the same time inclined surfaces away from the support surface and inclined surfaces leading to the support surface are generated.

Insbesondere zur Erzeugung spiegelnder schräger Flächen wird bei den Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 8 eine Schicht aus SiO₂ oder ein Schichtenstapel, dessen Schichten aus SiO₂ bestehen, verwendet. Eine bevorzugte und vorteilhafte Aus führungsform eines Verfahrens unter Verwendung eines Schich tenstapels aus SiO₂ ist im Anspruch 9 angegeben. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens nach Anspruch 9 gehen aus den Ansprüchen 10 und 11 hervor, die einer Kombination aus den Ansprüchen 4 bzw. 6 und 9 entsprechen.In particular for the generation of reflective inclined surfaces in the method according to claims 2 to 8 a layer made of SiO₂ or a layer stack, the layers of SiO₂ exist, used. A preferred and advantageous off embodiment of a method using a layer Ten stacks of SiO₂ is specified in claim 9. Preferred and advantageous embodiments of the method according to claim 9 emerge from claims 10 and 11, one Combination of claims 4 or 6 and 9 correspond.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 9 und dessen Ausgestaltungen ist die Schicht mit der größten Ätzrate, die eine den Nei gungswinkel und die Orientierung der schrägen Fläche bestim mende konsumtive Schicht ist, durch spezielle Dotierung des SiO₂ dieser Schicht hergestellt. Diese konsumtive Schicht muß aber nicht aus Glas bestehen. Sie kann auch aus einem ande ren, mit Glas kompatiblen Material bestehen, z. B. aus Si₃N₄. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen eines Verfahrens, bei dem die konsumtive Schicht des Schichtenstapels aus Si₃N₄, die übrigen Schichten des Schichtenstapels aus Glas bestehen, gehen aus den Ansprüchen 12 und 13 hervor, die sich auf Verfahren nach den Ansprüchen 3 oder 4 bzw. 5 oder 6 be ziehen.In the method according to claim 9 and its configurations is the layer with the highest etching rate, one of which is the Nei angle and the orientation of the inclined surface ming consumer layer, by special doping of the SiO₂ produced this layer. This consumer layer must but not made of glass. It can also be from another ren, glass-compatible material, z. B. from Si₃N₄. Preferred and advantageous embodiments of a method, in which the consuming layer of the layer stack Si₃N₄, the remaining layers of the layer stack made of glass exist, emerge from claims 12 and 13, which to methods according to claims 3 or 4 or 5 or 6 pull.

Eine bevorzugte Ausgestaltung eines Verfahrens nach Anspruch 7 oder 8, bei dem das konsumtive Material durch das Substrat material selbst gegeben ist, verwendet ein oder mehrere Schichten aus Glas und ist im Anspruch 14 angegeben.A preferred embodiment of a method according to claim 7 or 8, in which the consumable material through the substrate material is given, uses one or more Layers of glass and is specified in claim 14.

Bei allen Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 14, bei denen von einer zur Trägerfläche des Substrats im wesentlichen senkrechten Randfläche einer Schicht oder eines Schichtensta pels her geätzt wird, kann diese Randfläche vorteilhafter- und bevorzugterweise gemäß Anspruch 15 hergestellt werden.In all methods according to claims 2 to 14, in which from one to the support surface of the substrate essentially vertical edge surface of a layer or layer layer is etched here, this edge surface can advantageously and preferably produced according to claim 15.

Vorteilhaft kann es sein, abwechselnd mit zwei Ätzmitteln ge mäß Anspruch 16 zu ätzen.It can be advantageous to alternate with two etching agents to etch according to claim 16.

Eine Feinabstimmung des Verhältnisses der unterschiedlichen Ätzraten kann vorteilhafterweise durch Temperaturänderung ge mäß Anspruch 17 erreicht werden.A fine-tuning of the ratio of the different Etching rates can advantageously be achieved by changing the temperature according to claim 17 can be achieved.

Die Erfindung läßt sich vorteilhaft bei bidirektionalen Sende- und Empfangsmodulen und hybriden Multiplexkomponenten anwenden.The invention can be used advantageously in bidirectional Transmitter and receiver modules and hybrid multiplex components apply.

Die Erfindung wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand der nicht maßstäblichen Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:The invention is described in the following description of the figures, which are not to scale, exemplified. Show it:

Fig. 1 schematisch und im Schnitt senkrecht zur definier ten Ebene einen Körper mit einer diese Ebene defi nierenden Grenzfläche, an der zwei Materialien mit unterschiedlichen Ätzraten aneinandergrenzen, die von der Oberfläche des Körpers her geätzt werden, wobei das Profil dieser Oberfläche am Beginn des Ätzvorganges zum Zeitpunkt t₀ gestrichelt und nach fortgeschrittenem Ätzvorgang zu einem bestimmten Zeitpunkt t₁ durchgezogen dargestellt ist, Fig. 1 shows schematically and in section perpendicular to the defined plane a body with a defi ning this plane at the boundary of two materials with different etching rates that are etched from the surface of the body, the profile of this surface at the beginning of the etching process is dashed at time t₀ and is shown as a solid t₁ after advanced etching,

Fig. 2a bis 2f schematisch und im Schnitt senkrecht zu der die Ebene des Körpers definierenden Grenz fläche zwischen aneinandergrenzenden Mate rialien unterschiedlicher Ätzraten mehrere Körper, wie sie bei einem Ausführungsbei spiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung einer zur Trägerfläche eines Substrats orientierten schrägen Fläche er halten werden, wobei Fig. 2a einen Aus gangskörper, Fig. 2b bis 2e nach ver schiedenen Verfahrenszwischenstufen erhal tene Körper und Fig. 2f den nach einer Verfahrensendstufe erhaltenen Endkörper zeigen, Be. 2a to 2f schematically and vertically in the section to which the level of the body defining interfacial Fig between adjacent mate rials different etch rates several bodies as they play in a Ausführungsbei an inventive method for generating an oriented to the support surface of a substrate inclined surface, he hold wherein Fig. 2a an off transition body, Fig. 2b to 2e ver different process intermediates tene preserver body and Fig. 2f show the end body obtained by a process output stage,

Fig. 3a bis 3f schematisch und im Schnitt senkrecht zu der die Ebene des Körpers definierenden Grenz flächen zwischen aneinandergrenzenden Ma terialien unterschiedlicher Ätzraten meh rere Körper, wie sie bei einem Ausfüh rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ver fahrens zur Erzeugung einer zur Trägerflä che eines Substrats als auch einer von die ser Trägerfläche fort orientierten schrägen Fläche erhalten werden, wobei Fig. 3a ei nen Ausgangskörper, Fig. 3b bis 3e nach verschiedenen Verfahrenszwischenstufen er haltenen Körper und Fig. 3f den nach einer Verfahrensendstufe erhaltenen Endkörper zeigen, Fig. 3a to 3f schematically and in section perpendicular to the plane of the body defining interfaces between adjacent Ma terialien different etch rates meh eral body as approximately, for example at a exporting of a Ver invention proceedings for generating a to Trägerflä surface of a substrate as well as a from this support surface oriented oblique surface can be obtained, FIG. 3a showing a starting body, FIGS . 3b to 3e after various intermediate process stages, and FIG. 3f showing the end body obtained after a final stage of the method,

Fig. 4a bis 4c schematisch und im Schnitt senkrecht zu der die Ebene des Körpers definierenden Grenz fläche zwischen aneinandergrenzenden Mate rialien unterschiedlicher Ätzraten mehrere Körper, wie sie bei einem anderen Ausfüh rungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Ver fahrens zur Erzeugung einer zur Trägerflä che eines Substrats orientierten schrägen Fläche erhalten werden, wobei 4a einen Aus gangskörper, Fig. 4b einen nach einer Ver fahrenszwischenstufe erhaltenen Körper und Fig. 4c den nach einer weiteren Verfah rensstufe, die im wesentlichen die Verfah rensendstufe bildet, erhaltenen Endkörper zeigen, Fig. 4a to 4c schematically and in section perpendicular to the plane of the body defining interface between adjacent mate rialien different etching rates several bodies, as in another exemplary embodiment of a method according to the invention for producing an oblique surface oriented toward the carrier surface of a substrate are obtained, 4a showing an output body, FIG. 4b a body obtained after an intermediate process stage and FIG. 4c the final body obtained after a further process stage which essentially forms the final process stage,

Fig. 5 schematisch und im Schnitt senkrecht zu einer Trä gerfläche eines Substrats ein erstes Anwendungsbei spiel einer mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten spiegelnden schrägen Fläche, Fig. 5 shows schematically and in section perpendicular to a Trä gerfläche a substrate a first game application examples of a reflective inclined surface produced by a method according to the invention,

Fig. 6 schematisch und im Schnitt senkrecht zu einer Trä gerfläche eines Substrats ein zweites Anwendungs beispiel einer mit einem erfindungsgemäßen Verfah ren hergestellten spiegelnden schrägen Fläche und Fig. 6 schematically and in section perpendicular to a carrier surface of a substrate, a second application example of a reflective oblique surface produced with a method according to the invention and

Fig. 7 schematisch und im Schnitt senkrecht zu einer Trä gerfläche eines Substrats ein drittes Anwendungs beispiel einer mit einem erfindungsgemäßen Verfah ren hergestellten spiegelnden schrägen Fläche. Fig. 7 schematically and in section perpendicular to a carrier surface of a substrate, a third application example of a reflective inclined surface produced with a method according to the invention.

Bei allen Figuren sind die die bestimmte Ebene des Körpers definierenden Grenzflächen zwischen aneinandergrenzenden Ma terialien unterschiedlicher Ätzraten und/oder Trägerflächen von Substraten senkrecht zur Zeichenebene.In all figures, these are the specific level of the body defining interfaces between adjacent Ma materials of different etching rates and / or carrier areas of substrates perpendicular to the plane of the drawing.

Beim ausschnitthaft dargestellten Körper 1 nach Fig. 1 gren zen beispielsweise an der die bestimmte Ebene des Körpers 1 definierenden Grenzfläche 12 zwei Materialien aneinander, von denen das in der Fig. 1 oberhalb der Grenzfläche 12 liegende Material in Bezug auf ein bestimmtes, zum Ätzen verwendetes Ätzmittel eine geringere Ätzrate als das unterhalb dieser Grenzfläche 12 liegende Material aufweist. Es könnte auch um gekehrt sein, so wie es bei den später beschriebenen Grenz flächen 11 und 13 der Fall ist. When body 1 shown fragmentarily in FIG. Gren 1 zen, for example, at which the particular level of the body 1 defining the boundary surface 12, two materials to one another, one of which lying in FIG. 1 above the interface 12 material with respect to a specific, used for etching Etching agent has a lower etching rate than the material lying below this interface 12 . It could also be the other way around, as is the case with the boundary surfaces 11 and 13 described later.

Die beispielsweise senkrecht zur Grenzfläche 12 und zur Zei chenebene der Fig. 1 stehende Oberfläche des Körpers 1, von der her geätzt wird, ist mit 10 bezeichnet und gestrichelt gezeichnet.The surface of the body 1 , for example, perpendicular to the interface 12 and to the plane of the drawing in FIG. 1, from which etching is carried, is denoted by 10 and is shown in dashed lines.

Wird zum Zeitpunkt t₀ mit dem Ätzen begonnen, d. h. wirkt von diesem Zeitpunkt t₀ an das bestimmte Ätzmittel auf die Ober fläche 10 so ein, daß die beiden Materialien mit den unter schiedlichen Ätzraten gleichzeitig geätzt werden, so entsteht an der Grenzfläche 12 eine im Winkel α geneigte schräge Flä che 2. Die durchgezogene Linie in Fig. 1 zeigt das entstan dene Profil der Oberfläche 10 bzw. die Ätzfront mit der schrägen Fläche 2 zu einem bestimmten späteren Zeitpunkt t₁.Is started at the time t₀ with the etching, ie acts from this time t₀ on the specific etchant on the upper surface 10 in such a way that the two materials are etched simultaneously with the different etching rates, so there is an angle α at the interface 12 inclined sloping surface 2 . The solid line in Fig. 1 shows the entstan dene profile of the surface 10 or the etching front with the inclined surface 2 at a certain later time t₁.

Ist die Ätzrate des Materials oberhalb der Grenzfläche 12 gleich s₁ und die größere Ätzrate des Materials unterhalb der Grenzfläche 12 gleich s₂, so hat zum Zeitpunkt t₁ die Ätz front dem Material unterhalb der Grenzfläche 12 einen Abstand t₁ und im Material oberhalb der Grenzfläche 12 den klei neren Abstand s₁·t₁ von der ursprünglichen Oberfläche 10, wobei diese Ätzfronten parallel zur ursprünglichen Oberfläche 10 sind. Gleichzeitig hat sich im Material oberhalb der Grenzfläche 12 die zu dieser Fläche 12 schräg im Winkel α stehende Fläche 2 ausgebildet, welche von der Grenzfläche 12 ausgeht und die zur ursprünglichen Oberfläche 10 parallele Ätzfront im Material mit der größeren Ätzrate s₂ und den zur ursprünglichen Oberfläche 10 parallelen Abschnitt der Ätz front des Materials mit der kleineren Ätzrate s₁ verbindet. Umgekehrt lägen die Verhältnisse, wenn s₁ < s₂ wäre, d. h. die schräge Fläche 2 wäre nicht von der Grenzfläche 12 nach oben sondern nach unten geneigt und befände sich unterhalb dieser Grenzfläche 12, wobei auch die nach unten geneigte schräge Fläche 2 zur Grenzfläche 12 hin orientiert wäre.If the etching rate of the material above the interface 12 is s 1 and the larger etching rate of the material below the interface 12 is s 2, then at the time t 1 the etching front has the material below the interface 12 a distance t 1 and in the material above the interface 12 the klei neren distance s₁ · t₁ from the original surface 10 , these etching fronts are parallel to the original surface 10 . At the same time obliquely in the material above the interface 12 to this surface 12 has an angle α standing surface 2 is formed, which proceeds from the interface 12 and s₂ parallel to the original surface 10 of etch front in the material with the greater etching rate and the original surface 10 parallel section of the etching front of the material with the smaller etching rate s 1 connects. Conversely, the situation would be if s₁ <s₂, ie the inclined surface 2 would not be inclined from the interface 12 upwards but downwards and would be below this interface 12 , the inclined surface 2 inclined downwards being oriented towards the interface 12 would.

Die schräge Fläche 2 wächst auch in Richtung vertikal zur Grenzfläche 12 mit einer bestimmten Rate s₃, d. h. der verti kale Abstand zwischen dem Punkt 21, bei dem die schräge Flä che 2 in den zur ursprünglichen Oberfläche 10 parallelen Ab schnitt der Ätzfront im Material der kleineren Ätzrate s₁ übergeht, und der Grenzfläche 12 nimmt mit der Ätzdauer zu. Im Beispiel nach Fig. 1 ist dieser Abstand zum Zeitpunkt t₁ gleich s₃·t₁.The sloping surface 2 also grows in the direction vertical to the interface 12 at a certain rate s₃, ie the vertical distance between the point 21 , at which the sloping surface 2 in the parallel to the original surface 10 from section of the etching front in the material of the smaller Etching rate s 1 passes, and the interface 12 increases with the etching time. In the example of Fig. 1, this distance at the time t₁ is equal to s₃ · t₁.

Generell gilt: sin α = s₂/s₁ und s₃ = (s₂-s₁) tan α. Demnach ist der Winkel α unabhängig von der Ätzzeit. Ein Winkel α = 45° erhält man bei einem Ätzratenverhältnis s₂/s₁ = √.Generally applies: sin α = s₂ / s₁ and s₃ = (s₂-s₁) tan α. Therefore the angle α is independent of the etching time. An angle α = 45 ° is obtained with an etching rate ratio s₂ / s₁ = √.

Der Punkt 22, bei dem die schräge Fläche 2 in die zur ur sprünglichen Oberfläche 10 parallele Ätzfront im Material der größeren Ätzrate s₂ übergeht, bleibt auf der Grenzfläche 12 und wandert mit zunehmender Ätzzeit auf dieser Fläche 12 le diglich von der ursprünglichen Oberfläche 10 fort.The point 22 at which the sloped surface 2 passes s₂ 10 parallel etch front in the material of the larger etching rate in the sprünglichen to ur surface remains on the boundary surface 12 and travels with increasing etching time on this surface 12 le diglich from the original surface 10 continues.

Anhand der Fig. 2a bis 2f wird beispielhaft erläutert, wie an einem planaren optischen Wellenleiter aus Glas auf einer Trägerfläche eines Substrats eine zur Trägerfläche orien tierte spiegelnde schräge Fläche erzeugt werden kann.Referring to Figs. 2a to 2f is exemplified as a orien to the support surface oriented oblique reflective surface can be generated at a planar optical waveguide made of glass on a supporting surface of a substrate.

Das Verfahren geht von dem in Fig. 2a gezeigten Körper 1 aus, dessen gesamte Oberfläche mit 10 bezeichnet ist. Der Körper 1 besteht im wesentlichen aus dem Substrat 1₀ mit der Trägerfläche 10₀, auf der eine bestimmte Schicht 31₁ aufge bracht ist. Auf dieser bestimmten Schicht 31₁ ist der planare Wellenleiter 30 angeordnet. Der Wellenleiter 30 und die be stimmte Schicht 31₁ bilden zusammen den Schichtenstapel 3.The method is based on the body 1 shown in FIG. 2a, the entire surface of which is designated 10 . The body 1 consists essentially of the substrate 1 ₀ with the support surface 10 ₀, on which a certain layer 31 ₁ is brought up. On this particular layer 31 ₁ the planar waveguide 30 is arranged. The waveguide 30 and the certain layer 31 ₁ together form the layer stack 3rd

Der Wellenleiter 30 besteht aus drei Schichten 31, 32 und 33 aus SiO₂, die zur Modifikation ihrer physikalischen Eigen schaften, wie Transmission, Brechzahl, thermische Ausdehnung und Viskosität mit verschiedenen Zuschlägen versehen sind (siehe H. W. Schneider: Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 244, 337-342 (1992)) . Dazu zählen die Dotierstoffe B₂O₃, Al₂O₃, GeO₂, TiO₂, P₂O₅, As₂0₃, Sb₂O₃, Ta₂O₅, Er₂0₃, Nd₂O₃ und ande re. Mit diesen Zuschlägen, die einzeln oder summarisch bis zu 40 Mol-% betragen können, lassen sich auch die Lösungs- bzw. Ätzraten in flüssigen und die Ätzraten in gasförmigen Ätzmit teln einstellen.The waveguide 30 consists of three layers 31 , 32 and 33 made of SiO₂, the properties to modify their physical properties such as transmission, refractive index, thermal expansion and viscosity are provided with various additives (see HW Schneider: Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 244, 337-342 (1992)). These include the dopants B₂O₃, Al₂O₃, GeO₂, TiO₂, P₂O₅, As₂0₃, Sb₂O₃, Ta₂O₅, Er₂0₃, Nd₂O₃ and others. With these additions, which can be up to 40 mol% individually or in total, the solution or etching rates can also be set in liquid and the etching rates in gaseous etching agents.

Ein oft verwendeter Zuschlag ist B₂O₃. Die Lösungs- bzw. Ätz raten von mit B₂O₃ dotiertem SiO₂ beispielsweise in Fluß säure-Ammoniumfluorid-Lösungen (BHF) sind in A. S. Tenney, M. Ghezzo: J. Electrochem. Soc. 120, 1091 (1973) dargelegt. Durch Erhöhung des B-Gehalts läßt sich die Ätzrate in BHF (10 Teile NH₄F, 40% + 1 Teil HF 48%) über einem Bereich von 70 nm/min bis 25 nm/min beeinflussen. In ähnlicher Weise ist die Ätzrate in einem CF₄O₂-Plasma materialabhängig. Läßt man die plasma-aktivierte Gasmischung ungerichtet auf den geeignet ausgebildeten Schichtenstapel einwirken, so lassen sich eben falls schräge Flächen erzeugen.A frequently used supplement is B₂O₃. The solution or etching rates of B₂O₃ doped SiO₂, for example in hydrofluoric acid ammonium fluoride solutions (BHF) are in AS Tenney, M. Ghezzo: J. Electrochem. Soc. 120, 1091 (1973). By increasing the B content, the etching rate in BHF ( 10 parts NH₄F, 40% + 1 part HF 48%) can be influenced over a range from 70 nm / min to 25 nm / min. Similarly, the etch rate in a CF₄O₂ plasma is material dependent. If the plasma-activated gas mixture is left to act in an undirected manner on the suitably designed layer stack, it is also possible to produce inclined surfaces.

Beim Körper 1 nach Fig. 2a muß die bestimmte Schicht 31₁ ei ne größere Ätzrate aufweisen, als die Schichten 31, 32 und 33 des planaren Wellenleiters 30, so daß sie als konsumtive Schicht wirkt. Die Zusammensetzung der Schicht 31₁ muß so gewählt werden, daß sich das vorbestimmte Verhältnis der Ätz raten zwischen dem Material dieser Schicht 31 und dem Materi al der Schichten 31, 32 und 33 des planaren Wellenleiters 30 ergibt. Die Grenzfläche 12 zwischen dieser Schicht 31₁ und der Schicht 31 des planaren Wellenleiters 30 definiert die bestimmte Ebene des Körpers 1 und ist parallel zur Trägerflä che 10₀ des Substrats 1₀ ist.In the body 1 of Fig. 2a, the particular layer 31 ₁ ei ne must have a larger etching rate than the layers 31 , 32 and 33 of the planar waveguide 30 , so that it acts as a consumable layer. The composition of the layer 31 ₁ must be chosen so that the predetermined ratio of the etching rates between the material of this layer 31 and the materi al of the layers 31 , 32 and 33 of the planar waveguide 30 results. The interface 12 between this layer 31 ₁ and the layer 31 of the planar waveguide 30 defines the particular plane of the body 1 and is parallel to the carrier surface 10 ₀ of the substrate 1 ₀.

Beispielsweise besteht der planare Wellenleiter 30 nach Fig. 2a aus einer Schicht 31 aus mit 10 Mol-% B₂O₃-dotiertem SiO₂ und einer Dicke von 15 µm, einer Schicht 32 aus mit 10 Mol-% B₂O₂ und mit bis zu 2 Mol-% TiO₂-dotiertem SiO₂ und einer Dicke von 8 µm, sowie einer Schicht 33 aus mit 10 Mol-% B₂O₃- dotiertem SiO₂ und einer Dicke von 10 µm. Die beiden Schichten 31 und 33 bilden den Mantel und die Schicht 32 den lichtführenden Kern des planaren Wellenleiters 30. Die Ätz rate der Schichten 31 und 33 in BHF beträgt bei der angegebe nen Zusammensetzung 25 nm/min. Dieselbe Ätzrate in BHF gilt auch für die mittlere Schicht 32, da ein TiO₂-Gehalt bis zu 2 Mol-% diese Ätzrate nicht beeinflußt. Die Schicht 31₁ ist beispielsweise eine 0,1 bis 5 µm dicke Schicht aus mit nur 5 Mol-% B₂O₃-dotiertem SiO₂, die in BHF eine größere Ätzrate von 34 nm/min aufweist und wie in Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 244, 337-342 (1992) dargelegt, durch Flammenhydrolyse auf der Trägerfläche 10₀ des Substrats 1₀ aus dem gegen BHF im wesentlichen resistente Si aufgebracht werden kann.For example, the planar waveguide 30 of Fig. 2a consists of a layer 31 of 10 mol% B₂O₃-doped SiO₂ and a thickness of 15 microns, a layer 32 of 10 mol% B₂O₂ and up to 2 mol% TiO₂ -doped SiO₂ and a thickness of 8 microns, and a layer 33 of 10 mol% B₂O₃- doped SiO₂ and a thickness of 10 microns. The two layers 31 and 33 form the cladding and the layer 32 the light-guiding core of the planar waveguide 30 . The etching rate of layers 31 and 33 in BHF is 25 nm / min for the specified composition. The same etching rate in BHF also applies to the middle layer 32 , since a TiO₂ content of up to 2 mol% does not influence this etching rate. The layer 31 ₁ is, for example, a 0.1 to 5 µm thick layer of SiO₂ doped with only 5 mol% B₂O₃, which has a larger etching rate of 34 nm / min in BHF and as in Mat. Res. Soc. Symp. Proc. Vol. 244, 337-342 (1992), by flame hydrolysis on the support surface 10 ₀ of the substrate 1 ₀ from which BHF-resistant Si can be applied.

Zur Definition der Position der herzustellenden schrägen Fläche 2 auf der Trägerfläche 10₀ wird der planare Wellenlei ter 30 mit einer Maskenschicht 34 abgedeckt. Diese Masken schicht wird so strukturiert, daß eine Kante 340 entsteht, welche die zu erzeugende Randfläche 300 des Schichtenstapels 3 festlegt. Die Fig. 2b zeigt den nach dieser Strukturierung entstandenen Körper 1.To define the position of the inclined surface 2 to be produced on the carrier surface 10 ₀, the planar Wellenlei ter 30 is covered with a mask layer 34 . This mask layer is structured so that an edge 340 is formed which defines the edge surface 300 of the layer stack 3 to be generated. FIG. 2b shows the resulting structure after this body 1.

Die Randfläche 300 wird durch anisotropes Ätzen, beispiels weise durch anisotropes Plasmaätzen erzeugt, bei welchem der von der Maskenschicht 34 freie Bereich vertikal bis zur Trä gerfläche abgetragen wird, so daß der in Fig. 3c gezeigte Körper entsteht. Wie das Substrat 1₀ muß auch die Masken schicht 34 bei diesem Ätzprozeß aus einem Material bestehen, das gegen das bei diesem Prozeß verwendete Ätzmittel resi stent ist. Si, insbesondere amorphes Si, erfüllt diesen Zweck. Dieses Material ist auch gegen den folgenden isotropen Ätzvorgang in BHF im wesentlichen resistent.The edge surface 300 is example as produced by anisotropic etching by anisotropic plasma etching, at which the by the mask layer 34 free region removed vertically to gerfläche to Trä, so that in Fig. 3c body shown is formed. Like the substrate 1 ₀, the mask layer 34 in this etching process must consist of a material which is resistant to the etchant used in this process. Si, especially amorphous Si, fulfills this purpose. This material is also essentially resistant to the following isotropic etching process in BHF.

Die. Fig. 2d zeigt einen bei diesem isotropen Ätzvorgang ent stehenden Körper 1, bei dem sich die im Winkel zur Grenzflä che 12 geneigte spiegelnde schräge Fläche 2 bereits teilweise ausgebildet ist, und Fig. 2e den Körper 1 gemäß Fig. 2d nach Abschluß dieses Ätzprozesses, wobei die schräge Fläche 2 voll ausgebildet ist und sich von der Schicht 31₁ bis zur Maskenschicht 34 erstreckt. Diese schräge Fläche 2 schließt mit der Grenzfläche 12 einen Winkel α von im wesentlichen 45° ein. Nach Entfernung der Maskenschicht 34 vom Körper 1 nach Fig. 2e ist der in Fig. 2f gezeigte Endkörper entstan den.The. Fig. 2d shows a ent in this isotropic etching process stationary body 1, in which the is at an angle to Grenzflä surface 12 inclined reflective inclined surface 2 is formed already partially, and Fig. 2e the body 1 according to Fig. 2d after completion of this etching process, the inclined surface 2 is fully formed and extends from the layer 31 ₁ to the mask layer 34 . This inclined surface 2 forms an angle α of essentially 45 ° with the interface 12 . After removal of the mask layer 34 from the body 1 according to FIG. 2e, the end body shown in FIG. 2f has arisen.

Wie auf dem gleichen Substrat 1₀ sowohl schräge Flächen 2, die von der Trägerfläche 10₀ fort, als auch schräge Flächen 2, die zur Trägerfläche 10 hin orientiert sind, auf einfache Weise erzeugt werden können, wird anhand der Fig. 3a bis 3e beispielhaft erläutert.How on the same substrate 1 ₀ both inclined surfaces 2 , which are away from the carrier surface 10 ₀, and inclined surfaces 2 , which are oriented towards the carrier surface 10 , can be produced in a simple manner, is shown by way of example with reference to FIGS . 3a to 3e explained.

Ausgegangen wird bei diesem Beispiel von einem Körper 1 nach Fig. 3a in Form eines Substrats 1₀ mit einer Trägerfläche 10₀, auf der eine Schicht 31₁ aus einem Material aufgebracht ist, das in Bezug auf das bestimmte Ätzmittel, mit dem isotrop geätzt wird, eine bestimmte Ätzrate aufweist. Diese Schicht 31₁ wird teilweise entfernt, z. B. abgeätzt, so daß nur ein Teilbereich der Trägerfläche 10₀ von dieser Schicht 31₁ bedeckt, der übrige Teil aber freigelegt ist. Es entsteht auf diese Weise der in Fig. 3b gezeigte Körper 1, bei dem beispielsweise in der rechten Hälfte der Trägerfläche 10₀ ein kleinerer Teilbereich von der Schicht 31₁ bedeckt ist. Auf die Trägerfläche 10₀ und die Schicht 31₁ werden eine oder mehrere Schichten aus einem Material aufgebracht, das in Be zug auf das bestimmte Ätzmittel, mit dem isotrop geätzt wird, eine kleinere Ätzrate als das Material der Schicht 31₁ auf weist. Beispielsweise werden wie bei dem Beispiel nach den Fig. 2a bis 2f drei Schichten 31, 32 und 33 eines planaren Wellenleiters 30 aufgebracht. Auf diese aufgebrachten Schich ten 31, 32 und 33 wird eine oberste Schicht 33₁ aus einem Ma terial aufgebracht, das in Bezug auf das bestimmte Ätzmittel, mit dem isotrop geätzt wird, eine größere Ätzrate aufweist, als das Material der darunterliegenden Schichten 31, 32 und 33, wobei die Ätzrate der Schicht 33₁ vorzugsweise gleich der Ätzrate der Schicht 31₁ gewählt wird.It is assumed in this example from a body 1 according to FIG. 3a in the form of a substrate 1 ₀ with a carrier surface 10 ₀ on which a layer 31 ₁ is applied from a material which is isotropically etched with respect to the specific etchant , has a certain etching rate. This layer 31 ₁ is partially removed, for. B. etched away so that only a portion of the support surface 10 ₀ covered by this layer 31 ₁, but the rest of the part is exposed. This results in the body 1 shown in Fig. 3b, in which, for example, in the right half of the support surface 10 ₀ a smaller portion is covered by the layer 31 ₁. On the carrier surface 10 ₀ and the layer 31 ₁ one or more layers of a material are applied, which has a smaller etching rate than the material of the layer 31 ₁ in relation to the particular etchant with which isotropically etched. For example, as in the example according to FIGS. 2a to 2f, three layers 31 , 32 and 33 of a planar waveguide 30 are applied. On these applied layers 31 , 32 and 33 , an uppermost layer 33 ₁ is applied from a material which has a greater etching rate than the material of the layers 31 , 32 underneath in relation to the specific etchant with which isotropically etched and 33 , wherein the etching rate of the layer 33 1 is preferably chosen to be equal to the etching rate of the layer 31 1.

Die oberste Schicht 33₁ wird teilweise entfernt, z. B. abge ätzt, so daß nur ein Teilbereich der Schicht 33 von dieser Schicht 33₁ bedeckt, der übrige Teil aber freigelegt ist. Die Schicht 33 und der verbliebene Teil der Schicht 33₁ werden von einer Maskenschicht 34 abgedeckt. Es entsteht auf diese Weise der in Fig. 3c gezeigte Körper 1, bei dem in der lin ken Hälfte der Trägerfläche 10₀ ein kleinerer Teilbereich der Schicht 33 von der Schicht 33₁ bedeckt ist, die wie die Schicht 31₁ eine konsumtive Schicht ist. Eine Randkante 310 der Schicht 31₁ und eine Randkante 330 der Schicht 33₁ defi nieren jeweils die Lage einer senkrecht zur Trägerfläche 10₀ stehenden Randfläche 300 eines Schichtenstapels 3, von der her später isotrop geätzt wird.The top layer 33 ₁ is partially removed, e.g. B. abge etched so that only a portion of the layer 33 covered by this layer 33 ₁, but the rest of the part is exposed. The layer 33 and the remaining part of the layer 33 ₁ are covered by a mask layer 34 . This results in the body 1 shown in Fig. 3c, in which in the lin ken half of the carrier surface 10 ₀ a smaller portion of the layer 33 is covered by the layer 33 ₁, which is like the layer 31 ₁ a consumer layer. An edge 310 of the layer 31 ₁ and an edge 330 of the layer 33 ₁ define the position of a perpendicular to the support surface 10 ₀ edge surface 300 of a layer stack 3 , from which is later isotropically etched.

Zur Erzeugung dieser Randflächen 300 wird in dem zwischen den Randkanten 330 und 310 liegenden Bereich des Schichtenstapels 3 die Maskenschicht 34 entfernt und der Stapel 3 in diesem Bereich anisotrop bis zur Trägerfläche 10₀ in die Tiefe ge ätzt. Dabei ist es in diesem Beispielsfall beispielsweise so eingerichtet, daß in dem zwischen den Randflächen 300 liegen den Bereich ein Stück des Schichtenstapels 3 mit senkrecht zur Trägerfläche 10₀ stehenden Randflächen 301, die den Rand flächen 300 zugekehrt sind, stehengelassen wird, beispiels weise zur Ausbildung eines Halbleiterlasers. Der entspre chende Körper 1 ist in Fig. 3d gezeigt. Auch hier müssen die Maskenschicht 34 und das Substrat 1₀ aus einem Material be stehen, das sowohl beim anisotropen als auch beim nachfolgen den isotropen Ätzen nicht abgetragen wird.To produce this edge surfaces 300 of the layer stack is 3, the mask layer 34 etched away and the stack 3 in this area anisotropically to the support surface 10 in the depth ₀ ge in the edge between the edges 330 and 310 lying area. It is in this example, for example, set up so that in the area between the edge surfaces 300 a piece of the layer stack 3 with perpendicular to the support surface 10 ₀ edge surfaces 301 , which are facing the edge surfaces 300 , is left, for example, for training of a semiconductor laser. The corre sponding body 1 is shown in Fig. 3d. Again, the mask layer 34 and the substrate 1 1 must be made of a material that is not removed during both the anisotropic and the subsequent isotropic etching.

Beim nachfolgenden isotropen Ätzen mit dem bestimmten Ätzmit tel entstehen zwei schräge Flächen 2, von denen die auf der Seite der obenliegenden konsumtiven Schicht 33₁ befindliche schräge Fläche 2 wegen der oberen Lage der Schicht 33₁ von der Trägerfläche 10₀ fort orientiert und in einem Winkel α zur Grundfläche 13 geneigt ist, an der die Materialien unter schiedlicher Ätzraten aneinandergrenzen, während die auf der Seite der unterliegenden konsumtiven Schicht 31₁ befindliche schräge Fläche 2 wegen der unteren Lage dieser Schicht 31₁ zur Trägerfläche 10₀ hin orientiert und ebenfalls in einem Winkel α zur Grenzfläche 12 geneigt ist, an der die Materia lien unterschiedlicher Ätzraten aneinandergrenzen. Die Grenz flächen 12 und 13 sind parallel zur Trägerfläche 10₀. Nach Abschluß dieses Ätzprozesses ist der in Fig. 3e gezeigte Körper 1 entstanden, bei dem der zwischen den schrägen Flä chen 2 liegende Teil des Stapels 3 weiterhin senkrecht zur Trägerfläche 10₀ stehende Randflächen 301 aufweist, da in diesem Teil keine Materialien mit ausreichend unterschiedli chen Ätzraten vorhanden sind.In the subsequent isotropic etching with the certain Ätzmit tel arise two inclined surfaces 2 , of which the inclined surface 2 located on the side of the overhead consumer layer 33 ₁ because of the upper layer of the layer 33 ₁ from the support surface 10 ₀ and oriented at an angle α is inclined to the base surface 13 , at which the materials adjoin one another at different etching rates, while the inclined surface 2 located on the side of the underlying consumer layer 31 1 is oriented toward the carrier surface 10 1 because of the lower layer of this layer 31 and also at an angle α is inclined to the interface 12 at which the materials of different etching rates adjoin one another. The boundary surfaces 12 and 13 are parallel to the support surface 10 ₀. After completion of this etching process, the body 1 shown in FIG. 3e has been created, in which the part of the stack 3 lying between the inclined surfaces 2 continues to have edge surfaces 301 perpendicular to the support surface 10 , since no materials with sufficiently differing surfaces are present in this part Etch rates are present.

Nach Entfernung der Maskenschicht 34 entsteht der in Fig. 3f gezeigte Endkörper, bei dem überdies die obenliegende Schicht 33₁, die für den Wellenleiter 30 nicht erforderlich ist, ent fernt ist.After removal of the mask layer 34 arises the end body shown in Fig. 3f, in which, moreover, the overlying layer 33 ₁, which is not required for the waveguide 30 , is removed ent.

Bei dem Beispiel nach den Fig. 3a bis 3f können dieselben Materialien und Ätzmittel verwendet werden, wie beim Beispiel nach den Fig. 2a bis 2f.In the example according to FIGS . 3a to 3f, the same materials and etching agents can be used as in the example according to FIGS. 2a to 2f.

Das Beispiel nach den Fig. 3a bis 3f zeigt deutlich einen Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, nach welchem in ei nem Verfahrensgang schräge Flächen 2, die von der Trägerflä che 10₀ fort geneigt sind, schräge Flächen 2, die zur Träger fläche 10₀ hin geneigt sind, und Flächen 301, die senkrecht zur Trägerfläche 10₀ stehen, auf der gleichen Trägerfläche 10₀ erzeugt werden können. Überdies ist es möglich, Flächen zu erzeugen, die senkrecht oder schief zur Trägerfläche 10₀ stehen, aber in einem Winkel zu einer schräg oder senkrecht zur Trägerfläche 10₀ stehenden Grenzfläche, an der Materia lien unterschiedlicher Ätzraten aneinandergrenzen, geneigt sind. Letzteres kann beispielsweise erreicht werden, wenn ein planarer Wellenleiter seitlich von Material flankiert wird, das eine höhere Ätzrate als das Material des planaren Wellen leiters aufweist.The example of Figs. 3a to 3f clearly shows an advantage of the inventive method according to which oblique in egg nem method aisles 2, the surface of the Trägerflä 10 ₀ continued are inclined oblique surfaces 2, the area for support inclined 10 ₀ out are, and planes 301 that are perpendicular to the support surface 10 ₀ can be produced on the same support surface 10 ₀. Furthermore, it is possible to produce surfaces which are perpendicular or skewed to the carrier surface 10 ₀, but are inclined at an angle to an interface which is at an angle or perpendicular to the carrier surface 10 ₀ and at which materials of different etching rates adjoin one another. The latter can be achieved, for example, if a planar waveguide is flanked laterally by material which has a higher etching rate than the material of the planar waveguide.

Die konsumtive Schicht 31₁ und/oder 33₁ muß bei den vorste hend beschriebenen Beispielen nicht aus Glas bestehen. Sie kann auch aus einem anderen kompatiblen Material sein, bei spielsweise aus Si₃N₄. Dieses Material läßt sich sowohl un terhalb der Glasschicht auf dem Substrat 1₀ aus Si einschmel zen, wie auch oberhalb der Glasschicht abscheiden. In ver dünnter Flußsäure HF bei erhöhter Temperatur läßt sich Si₃N₄ mit einer Rate ätzen, die nur wenig schneller als die von do tiertem SiO₂ ist. Da die Temperaturabhängigkeit der Ätzrate von unterschiedlichen Stoffen in demselben Ätzmittel meist unterschiedlich ist, kann eine Feinabstimmung des Ratenver hältnisses durch Temperaturänderung erreicht werden. Diese Ausführung ist besonders vorteilhaft, da die Abscheidung von Si₃N₄ bereits ein standardisierter Prozeß ist. Da Si gegen HF resistent ist, kann Si als Material für die Maskenschicht 34 beibehalten werden.The consumable layer 31 1 and / or 33 1 does not have to be made of glass in the examples described above. It can also be made of another compatible material, for example Si₃N₄. This material can be melted both below the glass layer on the substrate 1 ₀ from Si, and can also be deposited above the glass layer. In ver thinned hydrofluoric acid HF at elevated temperature, Si₃N₄ can be etched at a rate that is only slightly faster than that of doped SiO₂. Since the temperature dependence of the etching rate of different substances in the same etchant is usually different, the rate ratio can be fine-tuned by changing the temperature. This version is particularly advantageous since the deposition of Si₃N₄ is already a standardized process. Since Si is resistant to HF, Si can be retained as the material for the mask layer 34 .

Beim Beispiel nach den Fig. 4a bis 4c ist das Substrat 1₀ selbst nicht gegen das bestimmte Ätzmittel, mit dem isotrop geätzt wird, resistent, sondern besteht aus einem Material, das in Bezug auf dieses Ätzmittel eine höhere Ätzrate als das Material einer Schicht oder eines Schichtenstapels 3 auf der Trägerfläche 10₀ dieses Substrats 1₀ aufweist.In the example according to FIGS . 4a to 4c, the substrate 1 ₀ itself is not resistant to the particular etchant with which isotropically etched, but consists of a material which, in relation to this etchant, has a higher etching rate than the material of a layer or of a layer stack 3 on the carrier surface 10 ₀ of this substrate 1 ₀.

Zur Herstellung der schrägen Fläche 2 wird vom Körper 1 nach Fig. 4a ausgegangen. Dieser Körper 1 besteht aus dem Substrat 1₀ mit der Trägerfläche 10₀, auf welcher ein Schich tenstapel aus drei Schichten 31, 32 und 33 aus dotiertem SiO₂ aufgebracht ist, der einen planaren Wellenleiter 30 bildet. Eine den Stapel 3 bedeckende Maskenschicht 34 diente wie bei den vorhergehenden Beispielen zur Festlegung der zur Träger fläche 10₀ senkrechten Randkante 300 des Schichtenstapels 3. Das Substrat 1₀ besteht aus Si.The body 1 according to FIG. 4a is used to produce the inclined surface 2 . This body 1 consists of the substrate 1 ₀ with the support surface 10 ₀, on which a layer stack of three layers 31 , 32 and 33 of doped SiO₂ is applied, which forms a planar waveguide 30 . A mask covering the stack 3 layer 34 served the stack of layers 3 as in the previous Examples laying down the surface to the carrier 10 ₀ vertical edge 300th The substrate 1 ₀ consists of Si.

Das bestimmte Ätzmittel, mit dem isotrop geätzt wird, muß so gewählt sein, daß es sowohl das Glas des Schichtenstapels 3 als auch das Si des Substrats 1₀ angreift und Si schneller als Glas ätzt. Eine Mischung aus Wasserstoff-Peroxid und Flußsäure leistet dies beispielsweise. Das Material der Mas kenschicht 34 kann in diesem Fall Al₂O₃ sein.The particular etchant used to etch isotropically must be selected so that it attacks both the glass of the layer stack 3 and the Si of the substrate 1 und and etches Si faster than glass. This is achieved, for example, by a mixture of hydrogen peroxide and hydrofluoric acid. The material of the mask layer 34 can be Al₂O₃ in this case.

Beim Ätzen mit dem bestimmten Ätzmittel wird das Substrat 1₀ in dem vom Schichtenstapel 3 freiliegenden Bereich der Trä gerfläche 10₀ in die Tiefe geätzt, und an der Randfläche 300 entsteht wegen der Grenzschicht, in der ähnlich wie bei der Grenzschicht 12 nach den Fig. 1 bis 3 das Material mit der größeren Ätzrate von unten an das Material mit der kleineren Ätzrate des Schichtenstapels 3 grenzt, eine zur Trägerfläche 10₀ orientierte schräge spiegelnde Fläche 2, so wie sie in der Fig. 4b und in vollständiger Ausbildung in der Fig. 4c gezeigt ist.When etching with the specific etchant, the substrate 1 ₀ is etched in depth in the area of the carrier surface 10 ₀ exposed by the layer stack 3 , and on the edge surface 300 arises because of the boundary layer, in which, similar to the boundary layer 12 according to FIGS. 1 to 3 the material with the larger etching rate from below borders the material with the smaller etching rate of the layer stack 3 , an oblique reflecting surface 2 oriented towards the carrier surface 10 ₀, as shown in FIG. 4b and in its complete configuration in FIG. 4c is shown.

Für eine gleichmäßige Ätzung sind die Bedingungen, d. h. zu mindest die Temperatur und Konzentration des Ätzmittels, kon stant zu halten. Durch kontinuierliche Änderung dieser Bedin gungen lassen sich auch gekrümmte Flächen herstellen.For uniform etching, the conditions, i.e. H. to at least the temperature and concentration of the etchant, con keep stant. By continuously changing this condition curved surfaces can also be produced.

In einer weiteren wichtigen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im fort laufenden Wechsel mit zwei bestimmten Ätzmitteln gearbeitet, wobei man nach einer gewissen Einwir kungsdauer des ersten Ätzmittels das zweite Ätzmittel einwir ken läßt und so fort. Dies ist vor allem dann vorteilhaft, wenn die verschiedenen Ätzraten nicht nahe genug beieinander liegen. Die langsamere Ätzrate wird dann durch verlängern des Zeitintervalls, in dem geätzt wird, kompensiert.In another important variant of the invention The procedure is determined in alternation with two Etching agents worked, after a certain impact duration of the first etchant, the second etchant ken and so on. This is particularly advantageous if the different etch rates are not close enough lie. The slower etch rate is then increased by extending the Time interval in which etching is compensated.

Bei dem in Fig. 5 gezeigten Anwendungsbeispiel wird die von einem Halbleiterlaser 4 erzeugte Laserstrahlung 44 über die durch ein erfindungsgemäßes Verfahren erzeugte schräge spie gelnde Fläche 2 eines auf der Trägerfläche 10₀ eines Substrats 1₀ angeordneten planaren Wellenleiters 30 von oben her in diesen Wellenleiter 30 eingekoppelt. Der Halbleiterla ser 4 ist beispielsweise auf einem auf der Trägerfläche 10₀ angeordneten Subträger 40, der wie das Substrat 1₀ aus Si be stehen kann, befestigt. In the application example shown in FIG. 5, the laser radiation 44 generated by a semiconductor laser 4 is transmitted from above into this waveguide 30 through the oblique mirror surface 2 generated by a method according to the invention of a planar waveguide 30 arranged on the carrier surface 10 ₀ of a substrate 1 ₀ coupled. The semiconductor laser 4 is fastened, for example, to a subcarrier 40 arranged on the carrier surface 10 ₀, which, like the substrate 1 ₀, can be made of Si.

Die in der zur Trägerfläche 10₀ parallelen laseraktiven Schicht 41 des Lasers 4 entstehende Laserstrahlung 44, die sich ebenfalls parallel zur Trägerfläche 10₀ ausbreitet, wird durch einen Spiegel 41 nach unten zur Trägerfläche 10₀ hin umgelenkt und durch eine optische Linse 43 auf die schräge spiegelnde Fläche 2 des Wellenleiters 30 konzentriert. Diese schräge spiegelnde Fläche 2 lenkt die zur Trägerfläche 10₀ vertikale Laserstrahlung 44 so um, daß diese Strahlung 44 in der den Kern bildenden Schicht 32 des Wellenleiters 30 ge führt wird.The resulting in the plane parallel to the support surface 10 ₀ laser-active layer 41 of the laser 4 laser radiation 44 that also propagates parallel to the support surface 10 ₀ is deflected by a mirror 41 downwardly toward the support surface 10 ₀ back and oblique to by an optical lens 43 reflecting surface 2 of the waveguide 30 concentrated. This oblique reflecting surface 2 deflects the support surface 10 ₀ vertical laser radiation 44 so that this radiation 44 in the core-forming layer 32 of the waveguide 30 leads GE.

Bei dem in Fig. 6 gezeigten Anwendungsbeispiel wird die in der Schicht 32 des planaren Wellenleiters 30 geführte Strah lung von der durch ein erfindungsgemäßes Verfahren herge stellten schrägen spiegelnden Fläche 2 des planaren Wellen leiters 30 nach oben von der Trägerfläche 10₀ des Substrats 10 fort zu einem Fenster eines photoempfindlichen Detektors 5 umgelenkt, der auf dem planaren Wellenleiter 30 befestigt sein kann.In the in Fig. Application Example 6, the 30 guided Strah in the layer 32 of the planar waveguide is development of the by an inventive method Herge oblique reflecting surface 2 presented the planar wave guide 30 upwardly from the support surface 10 ₀ of the substrate 10 advances to deflected a window of a photosensitive detector 5 , which can be attached to the planar waveguide 30 .

Bei dem in Fig. 7 gezeigten Anwendungsbeispiel sind auf der Trägerfläche 10₀ eines Substrats 1₀ ein planarer Wellenleiter 30, ein Halbleiterlaser 4₁ und ein Schichtenstapel 3 inte griert, an dem eine durch ein erfindungsgemäßes Verfahren er zeugte schräge spiegelnde Fläche 2 ausgebildet ist.In the application example shown in Fig. 7 are on the support surface 10 ₀ of a substrate 1 a planar waveguide 30 , a semiconductor laser 4 ₁ and a layer stack 3 inte grated, on which he created by a method according to the invention beveled reflecting surface 2 is formed.

Der Halbleiterlaser 4₁ weist eine laseraktive Schicht 41₁ auf, die parallel zur Trägerfläche 10₀ des Substrats ist, und aus der nach links und rechts Laserstrahlung parallel zur Trägerfläche 10₀ austritt. Die nach links austretende Laser strahlung 44₁ wird in die Schicht 32 des planaren Wellenlei ters 30 eingekoppelt und in dieser fortgeführt. Die nach rechts austretende Laserstrahlung 44₁ wird durch die schräge spiegelnde Fläche 2 von der Trägerfläche 10₀ fort nach oben zu einem Detektorfenster eines photoempfindlichen Detektors 51 umgelenkt, der auf einem auf dem Schichtenstapel 3 aufge brachten Subträger 51 befestigt ist. Dieser Detektor 5₁ bil det einen Monitordetektor für den Halbleiterlaser 4₁.The semiconductor laser 4 ₁ has a laser-active layer 41 ₁, which is parallel to the support surface 10 ₀ of the substrate, and from which left and right laser radiation emerges parallel to the support surface 10 ₀. The left emerging laser radiation 44 ₁ is coupled into the layer 32 of the planar waveguide 30 and continued in this. The exiting to the right of laser radiation 44 ₁ is deflected by the oblique reflecting surface 2 of the support surface 10 ₀ continuing upwards to a detector window of a photo-sensitive detector 51, of the subcarriers applied to a positioned on the stack of layers 3 is fixed 51st This detector 5 ₁ bil det a monitor detector for the semiconductor laser 4 ₁.

Bei den Anwendungsbeispielen nach den Fig. 6 und 7 ist auf der schrägen spiegelnden Fläche 2 eine vorteilhafte, aber nicht unbedingt erforderliche Spiegelschicht 20 aufgedampft.In the application examples according to FIGS. 6 and 7, an advantageous but not absolutely necessary mirror layer 20 is evaporated on the oblique reflecting surface 2 .

Claims

1. A method for generating a particular reflective, inclined at an angle (α) to a defined level of a body (1) standing surface (2) on the surface (10) which ses body (1), characterized in that

- That a body ( 1 ) is used, which contains at least one plane defining and up to the surface ( 10 ) of the body pers ( 1 ) reaching interface ( 11 ; 12 ; 13 ), on which two isotropic by a certain etchant, but with different etching rates, etchable materials border on each other, and
- That the surface ( 10 ) of the body ( 1 ) is etched for a certain time with the particular etchant while simultaneously allowing this etchant to act on the materials with the different etching rates.

2. The method according to claim 1, characterized in that

- That a body ( 1 ) is used, the at least one on a carrier surface ( 10 ₀) of a substrate ( 1 ₀) made of a material which is essentially resistant to the particular etchant layer ( 31 ₁; 33 ₁) made of an isotropic with the has certain etching material which can be etched, with one of its flat sides ( 12 ; 13 ) to an isotropic with the certain etching agent, but with a different etching rate than the material of the layer ( 31 ₁; 33 ₁) material which can be etched and by a Support surface ( 10 ₀) of the substrate ( 10 ) is substantially vertical edge surface ( 300 ) is limited, and
- That the edge surface ( 300 ) for a certain time with the specific etchant while simultaneously allowing this etchant to act on the material of the layer ( 31 ₁; 33 ₁) and on one flat side ( 11 ; 12 ; 13 ) of this layer ( 31 ₁ ; 33 ₁) adjacent material which is etched compared to the material of the layer ( 31 ₁; 33 ₁) different etching rate.

3. The method according to claim 2 for producing a device oriented in rich direction from the carrier surface ( 10 ₀) of the substrate ( 1 ₀) ori oblique surface ( 2 ), characterized in that

- That a on the carrier surface ( 10 ₀) of the substrate ( 1 ₀) in orderly and by a carrier surface ( 10 ₀) in we essential vertical edge surface ( 300 ) limited layer stack ( 3 ) of at least two layers ( 31 , 32 , 33 , 33 ₁) isotropically used with the particular etching medium but can be etched with different etching rates, wherein an uppermost layer ( 33 ₁) of the layer stack ( 3 ) consists of a material that has a higher etching rate than the material at least one between this uppermost layer ( 33 ₁) and the support surface ( 10 ₀) of the substrate ( 1 ₀) layer ( 31 , 32 , 33 ) of the layer stack ( 3 ), and
- That the edge surface ( 300 ) of this layer stack ( 3 ) is etched for a certain time with the specific etchant while simultaneously allowing this etchant to act on the material of all layers ( 31 , 32 , 33 , 33 ₁) of the layer stack.

4. The method according to claim 3, characterized in

- That a layer stack ( 3 ) is used which has an intermediate between the top layer ( 33 ₁) of the layer stack ( 3 ) and the carrier surface ( 10 ₀) of the substrate ( 1 ₀) having th planar optical waveguide ( 30 ).

5. The method according to claim 2 for producing an in Rich direction to the support surface ( 10 ₀) of the substrate ( 1 ₀) oriented oblique surface ( 2 ), characterized in that

- That one on the carrier surface ( 10 ₀) of the substrate ( 1 ₀) in orderly and by a vertical to the carrier surface ( 10 we) in the essential edge surface ( 300 ) limited layer stack ( 3 ) of at least two layers ( 31 ₁, 31 , 32 , 33 ) is used with the particular etching medium isotropic, but with different etching ratios etchable materials, the lowest, directly on the carrier surface ( 10 ₀) layer ( 31 ₂) of the layer stack ( 3 ) a material that having a higher etching rate than the material of which is arranged on this bottom layer (31 ₁) layer (31; 32, 33) of the layer stack (3), and
- that the edge surface (300) a be indefinite period is etched using the particular etching agent while simultaneously subjecting this etchant to the material of all the layers (31 ₁, 31, 32, 33) of the layer stack (3) long of the layer stack (3).

6. The method according to claim 5, characterized in

- That a layer stack ( 3 ) is used, which has a on the bottom layer ( 31 ₁) of the layer stack ( 3 ) made of planar optical waveguides ( 30 ).

7. The method according to claim 2 for producing a device in Rich direction to the support surface ( 10 ₀) of the substrate ( 1 ₀) oriented oblique surface ( 2 ), characterized in that

- That a substrate ( 1 ₀) is used from an isotropically etchable material with the particular etchant, which with a higher etching rate than the material of the surface on the support ( 10 ₀) of the substrate ( 1 ₀) layer ( 31 ) or Layers ( 31 , 32 , 33 ) are etched with the particular etchant, and
- That the edge surface ( 300 ) of the layer ( 31 ) or layers ( 31 , 32 , 33 ) for a certain time with the specific etchant while simultaneously allowing this etching by means of the material of all layers ( 31 , 32 , 33 ) and the substrate ( 1 ₀) is etched.

8. The method according to claim 7, characterized in that a substrate ( 1 ₀) is used, on the carrier surface ( 10 ₀) a planar layer waveguide ( 30 ) is formed.

9. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that a substrate ( 1 ₀) made of Si and a layer stack is used, the layers ( 31 ₁, 31 , 32 , 33 ; 31 , 32 , 33 , 33 ₁ ) consist of SiO₂ and are doped with one or more substances from the group B₂O₃, Al₂O₃, GeO₂, TiO₂, P₂O₅, As₂O₃, Sb₂O₃, Ta₂O₅, Er₂O₃, Nd₂O₃, and that the edge surface ( 300 ) of the layer stack ( 3 ) with a hydrofluoric acid -Ammonium fluoride solution and / or an omnidirectional on the edge surface ( 300 ) acting plasma of a gas mixture of CF₄ and O₂ is etched, different etching rates are set by the dosing of the materials.

10. The method according to claim 4 and 9, characterized in that a layer stack ( 3 ) is used, the planar waveguide ( 30 ) consists of three superimposed layers ( 31 , 32 , 33 ) of 10 mol% B₂O₃ doped SiO₂, the middle layer ( 32 ) is additionally doped with 2 mol% TiO₂, and its top layer ( 34 ₁) lying on the planar waveguide ( 30 ) consists of 5 mol% B₂O₃ doped system SiO₂.

11. The method according to claim 6 and 9, characterized in that a layer stack ( 3 ) is used, the planar waveguide ( 30 ) consists of three superimposed layers ( 31 , 32 , 33 ) consisting of 10 mol% B₂O₃ doped SiO₂, the middle layer ( 32 ) is additionally doped with 2 mol% TiO₂, and the bottom layer ( 31 ₁) consists of 5 mol% B₂O₃ doped SiO₂.

12. The method according to claim 3 or 4, characterized in that a substrate ( 1 ₀) made of Si and a layer stack ( 3 ) is used, the top layer ( 33 ₁) made of Si₃N₄ and the sen between this top layer ( 33 ₁ ) and the carrier surface ( 10 ₀) of the substrate ( 1 ₀) layers ( 31 , 32 , 33 ) made of SiO₂ and with one or more substances from the group of substances B₂O₃, Al₂O₃, GeO₂, TiO₂, P₂O₅, As₂O₃, Sb₂O₃, Ta₂O₅, Er₂O₃, Nd₂O₃ are doped, and that the edge surface ( 300 ) of the layer stack ( 3 ) is etched with HF, the slower etching rate compared to Si₃N₄ of the doped SiO₂ of the layers ( 31 , 32 , 33 ) made of this material due to the doping is set.

13. The method according to claim 5 or 6, characterized in that a substrate ( 1 ₀) made of Si and a layer stack ( 3 ) is used, the bottom layer ( 31 ₁) made of Si₃N₄ and the bottom layer ( 31 ₁) located on this Schich th ( 31 , 32 , 33 ) consist of SiO₂ and are doped with one or more substances from the group B₂O₃, Al₂O₃, GeO₂, TiO₂, P₂O₅, As₂O₃, Sb₂O₃, Ta₂O₅, Er₂O₃, Nd₂O₃, and that the edge surface ( 300 ) the layer stack ( 3 ) is etched with HF, the slower etching rate compared to Si₃N₄ of the doped SiO₂ of the layers consisting of this material ( 32 , 33 , 34 ) being set by the doping.

14. The method according to claim 7 or 8, characterized in that a substrate ( 1 ₀) made of Si and one or more layers ( 31 , 32 , 33 ) made of SiO₂ are used, and that the Randflä surface ( 300 ) of the one or more Layers ( 31 , 32 , 33 ) is etched with a mixture of hydrogen peroxide and hydrofluoric acid.

15. The method according to any one of claims 2 to 14, characterized in that the carrier surface ( 10 ₀) of the substrate ( 1 ₀) in the union union vertical edge surface ( 300 ) of a layer ( 31 ) or a layer stack ( 3 ) by regionally anisotropic Etching off the layer ( 31 ) or the layer stack ( 3 ) in the direction perpendicular to the carrier surface ( 10 ₀) and down to the carrier surface ( 10 ₀).

16. The method according to any one of the preceding claims 2 to 14, characterized in that the surface ( 10 ) of the body ( 1 ) alternately and each Weil for a certain time with two specific etching agents and with the etching agent acting simultaneously on all materials with the different etching rates are etched.

17. The method according to any one of the preceding claims, characterized, that a rate ratio related to a particular etch medium different etching rates during the etching process is set or changed by changing the temperature.