光導波路モジュール
【課題】光導波路に幅の狭い溝部をフォトリソグラフィプロセスで形成できるようした光導波路モジュールを提供する。
【解決手段】光導波路２は導波路基板３に支持され、波長選択フィルタ７が挿入される溝部６を備える。溝部６は、コア４を横切る位置に形成される保持部６ａと、保持部６ａの両端部に形成される幅広部６ｂを備える。幅広部６ｂは、保持部６ａより広い幅で構成され、フォトリソグラフィプロセスで溝部６を形成する際に、現像液の回り込みを良くして、確実に溝部６が形成されるようになっている。
【解決手段】光導波路２は導波路基板３に支持され、波長選択フィルタ７が挿入される溝部６を備える。溝部６は、コア４を横切る位置に形成される保持部６ａと、保持部６ａの両端部に形成される幅広部６ｂを備える。幅広部６ｂは、保持部６ａより広い幅で構成され、フォトリソグラフィプロセスで溝部６を形成する際に、現像液の回り込みを良くして、確実に溝部６が形成されるようになっている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜機能素子が挿入される溝部を有する平面型の光導波路を備えた光導波路モジュールに関する。詳しくは、溝部の少なくとも一方の端部に幅広部を備えることで、薄膜機能素子が挿入されるような幅の狭い溝部を、フォトリソグラフィプロセスで形成できるようにしたものである。
【０００２】
また、光導波路を支持する導波路基板と光導波路の間に剥離防止層を備えて、溝部の底面を剥離防止層を介して導波路基板と接合することで、光導波路の導波路基板からの剥離を防止できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００３】
従来より、電子機器内のボード間、チップ間等の情報伝達は電気信号により行われてきたが、更に超高速、大容量の情報伝送を実現するために、光配線技術が注目されており、光配線技術を利用して波長多重双方向光伝送を行えるようにした導波路型の光モジュールが提案されている。
【０００４】
波長多重双方向光伝送を実現するためには、異なる波長の光信号を分離多重化する機能が必要であり、例えば、任意の波長領域における光を選択的に反射及び透過させる機能を有する波長選択フィルタを使用した光モジュールが提案されている。
【０００５】
このような光モジュールとして、平面型の光導波路を複数に分割した構成とし、光導波路の端面同士を波長選択フィルタ介して光接続した技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、平面型の光導波路にダイシング等により溝を形成して波長選択フィルタを挿入する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１３３０４５号公報
【特許文献２】特開平１１−２５８４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、光導波路を複数に分割した構成では、光導波路間のコアとコアの位置合わせ（光結合）が困難であるという問題がある。また、複数の光導波路を構成するのは、コストが掛かるという問題がある。
【０００９】
更に、光導波路に溝を形成した構成では、光導波路を支持する導波路基板から、光導波路が容易に剥離してしまうという問題があった。図１６は従来の課題を示す溝部の断面図で、以下に、この従来の課題を図面を参照して説明する。
【００１０】
ダイシングで溝部５１を形成する場合、形成される溝の深さをコントロールすることが困難であるので、光導波路５２を支持する導波路基板５３まで溝部５１が形成されるようにして、確実に溝部５１が形成されるようにしている。このため、溝部５１の底面側に、光導波路５２と導波路基板５３の接合面が露出している。
【００１１】
さて、導波路基板５３は通常シリコンで構成される。これに対して、光導波路５２は高分子材料等により構成される。このように、光導波路５２と導波路基板５３は材質が異なり、密着性が悪い。
【００１２】
このため、図１６（ａ）に示すように、波長選択フィルタ５４を溝部５１に固定する接着剤５５が、光導波路５２と導波路基板５３の接合面に回り込み、光導波路５２が導波路基板５３から剥離するという問題がある。
【００１３】
溝部５１の形成部位で光導波路５２が導波路基板５３から剥離すると、溝部５１の側壁面で対向するコア５２ａ間の光結合にずれが生じ、光結合の効率が低下するという問題がある。
【００１４】
また、ダイシングで溝部５１を形成する場合は、光導波路５２の途中から切断を開始したり、切断を途中で停止することができないので、光導波路５２の一方の端部から他方の端部まで連続した溝部５１を形成する必要がある。このため、接着剤５５が光導波路５２の側面から漏れるという問題がある。
【００１５】
更に、溝部５１をフォトリソグラフィプロセスで形成することも考えられるが、波長選択フィルタ５４が挿入されるような幅の狭い溝部５１を形成するのは、現像液の回り込みが悪く困難であるという問題がある。
【００１６】
また、フォトリソグラフィプロセスで溝部５１を形成する場合も、溝部５１の底面に光導波路５２と導波路基板５３の接合面が露出しているので、図１６（ｂ）に示すように、溝部の形成プロセスで現像液が光導波路５２と導波路基板５３の接合面に回り込み、光導波路５２が導波路基板５３から剥離するという問題があった。
【００１７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、光導波路に幅の狭い溝部をフォトリソグラフィプロセスで形成できるようにし、かつ、溝部の形成部位からの光導波路の剥離を防止できるようにした光導波路モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光導波路モジュールは、薄膜機能素子が挿入される溝部を有する光導波路と、光導波路を支持する導波路基板とを備えた光導波路モジュールにおいて、溝部は、光が伝搬されるコアを横切る位置に形成される保持部の少なくとも一方の端部に、保持部より幅の広い幅広部を備えたものである。
【００１９】
本発明に係る光導波路モジュールでは、薄膜機能素子が挿入される溝部において、光導波路のコアを横切る位置に形成される保持部の幅は、薄膜機能素子の厚さに対応して設定され、薄膜機能素子を実装した際の光結合の効率の低下が抑えられる。
【００２０】
これに対して、溝部の少なくとも一方の端部に、保持部より幅の広い幅広部を備えることで、フォトリソグラフィプロセスで溝部を形成する際に、現像液が溝部の形成部位に回り込み易くなり、薄膜機能素子が挿入されるような幅の狭い溝部の形成が可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る光導波路モジュールは、薄膜機能素子が挿入される溝部を有する光導波路と、光導波路を支持する導波路基板とを備えた光導波路モジュールにおいて、光導波路と導波路基板との間で少なくとも溝部の底面に、光導波路と同様の材料で構成した剥離防止層を備えたものである。
【００２２】
本発明に係る光導波路モジュールでは、光導波路は溝部の底面が剥離防止層で構成され、光導波路と導波路基板の接合面は溝部に露出しない。これにより、溝部に薄膜機能素子を固定する接着剤が、光導波路と導波路基板との接合面に回り込むことは無い。また、フォトリソグラフィプロセスで溝部を形成する工程で、現像液が光導波路と導波路基板との接合面に回り込むことは無い。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の光導波路モジュールによれば、薄膜機能素子が挿入される溝部の少なくとも一方の端部に幅広部を備えることで、フォトリソグラフィプロセスで溝部を形成する際に、現像液が溝部の形成部位に回り込み易くなり、薄膜機能素子が挿入されるような幅の狭い溝部を形成することができる。これにより、光導波路に高精度な溝部を容易に形成することができる。
【００２４】
このように、フォトリソグラフィプロセスで光導波路に溝部を形成できるので、光導波路を溝部で分割した形態とする必要が無く、光導波路間でのコアの位置合わせは不要である。
【００２５】
また、溝部の両端部は閉塞した形態にできるので、薄膜機能素子を固定する接着剤が光導波路の側面から漏れる事もない。
【００２６】
更に、本発明の光導波路モジュールによれば、光導波路は溝部の底面が剥離防止層を介して導波路基板と接合しているので、溝部に薄膜機能素子を固定する接着剤が、光導波路と導波路基板との接合面に回り込むことは無く、光導波路の導波路基板からの剥離を防止することができる。
【００２７】
また、剥離防止層は、光導波路と同様の材料で構成されるので、剥離防止層と光導波路の密着性は良く、剥離防止層と光導波路は容易には剥離しない。これにより、光導波路と剥離防止層との接合面が溝部の底面に露出していても、光導波路の剥離防止層からの剥離を防止することができ、接着剤や、溝部形成プロセス中で使用される現像液による光導波路の剥離を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の光導波路モジュールの実施の形態について説明する。
【００２９】
＜第１の実施の形態の光導波路モジュールの構成例＞
図１は第１の実施の形態の光導波路モジュールの一例を示す構成図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。また、図２は第１の実施の形態の光導波路モジュールの一例を示す斜視図である。
【００３０】
第１の実施の形態の光導波路モジュール１Ａは、平面型の光導波路２と、光導波路２を支持する導波路基板３を備える。
【００３１】
光導波路２は例えばアクリル系の高分子材料で構成され、コア４と、クラッド層５を構成する下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂを備えて、コア・クラッド構造を有する。コア４は、屈折率が下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂより若干大きくなるように構成されて、光がコア４に閉じ込められて伝搬される。
【００３２】
コア４は、１本のコア４ａが２本のコア４ｂ，４ｃに分岐する略Ｙ字型のパターンを有し、コア４ａの端面が光導波路２の一方の端部に露出し、コア４ｂ及びコア４ｃの端部が光導波路２の他方の端部に露出する。
【００３３】
光導波路２は、コア４ａとコア４ｂ及びコア４ｃとの分岐点に溝部６を備え、溝部６に波長選択フィルタ７が挿入されて、接着剤により固定される。溝部６は、コア４ａとコア４ｂ及びコア４ｃとの分岐点を横切って形成される保持部６ａと、保持部６ａの少なくとも一方の端部、本例では両端部に形成される幅広部６ｂとを備える。
【００３４】
波長選択フィルタ７は、任意の波長領域における光を選択的に反射及び透過させる機能を有し、例えば波長λ１の光は反射し、波長λ２の光は透過するように構成される。
【００３５】
光導波路２において、コア４を伝搬される光を波長選択フィルタ７により反射あるいは透過するため、溝部６は、波長選択フィルタ７がコア４の全体を横切ることができる位置まで挿入される形状で所定の深さまで形成される必要がある。
【００３６】
溝部６は後述するようにフォトリソグラフィプロセスで形成されるが、溝部６の少なくとも一方の端部に幅広部６ｂを備えることで、幅の狭い溝を所定の深さで形成できるようにしている。なお、溝部６の詳細については後述する。
【００３７】
導波路基板３は、例えばシリコン（Ｓｉ）基板であり、表面に剥離防止層５ｃを介して光導波路２が実装される。剥離防止層５ｃは、光導波路２と同様の材質、例えばクラッド層５の材質と同じ材質等で構成され、下部クラッド５ｂの下面全体に形成されており、溝部６の底面が剥離防止層５ｃで構成される。
【００３８】
また、導波路基板３は、発光素子（ＬＤ）８と、受光素子（ＰＤ）９と、光ファイバ１０等が実装される。
【００３９】
発光素子８は例えば端面発光型の半導体レーザ装置であり、光導波路２の一方の端部側で、コア４ａの端面と対向する位置の導波路基板３に実装されて、発光素子８と光導波路２のコア４ａは光学的に結合している。
【００４０】
受光素子９は、光導波路２の他方の端部側で、コア４ｂの端面と対向する位置の導波路基板３に実装されて、受光素子９と光導波路２のコア４ｂは光学的に結合している。
【００４１】
光ファイバ１０は例えばマルチモードの光ファイバであり、光導波路２の他方の端部側で、コア４ｃの端面と対向する位置に実装され、光ファイバ１０と光導波路２のコア４ｃは光学的に結合している。
【００４２】
ここで、光導波路モジュール１Ａは、導波路基板３に形成した図示しないガイド溝に光ファイバ１０を嵌めて、光導波路２のコア４ｃと光ファイバ１０との位置合わせを行う構成を備えても良いし、光導波路２に形成した図示しないガイド溝に光ファイバ１０を嵌めて、光導波路２のコア４ｃと光ファイバ１０との位置合わせを行う構成を備えても良い。
【００４３】
光導波路モジュール１Ａの動作について説明すると、光導波路モジュール１Ａでは、電気信号が発光素子８で光信号に変換され、発光素子８から出射された光信号は光導波路２のコア４ａに入射し、コア４ａを伝搬される。本例では、発振波長λ２の発光素子８を備えることで、発光素子８から出射され、光導波路２のコア４ａを伝搬された波長λ２の光は、波長選択フィルタ７を透過してコア４ｃに入射し、コア４ｃを伝搬される。
【００４４】
コア４ｃを伝搬された波長λ２の光は光ファイバ１０に入射し、光ファイバ１０を伝搬されて、図示しない対向装置で受光される。
【００４５】
図示しない対向装置から出射され、光ファイバ１０を伝搬された光は、光導波路２のコア４ｃに入射し、コア４ｃを伝搬される。図示しない対向装置に発振波長λ１の発光素子を備えることで、光導波路２のコア４ｃを伝搬される波長λ１の光は、波長選択フィルタ７で反射してコア４ｂに入射し、コア４ｂを伝搬される。そして、コア４ｂを伝搬された波長λ１の光は受光素子９に入射し、電気信号に変換される。
【００４６】
このように、光導波路モジュール１Ａでは、複数の異なる波長の光信号の分離多重化が行われることで、１本の光ファイバ１０に複数の異なる波長の光信号を伝送させることが可能となり、光導波路モジュール１Ａを備えることで、波長多重双方向光通信が行われるシステムの構築が可能となる。
【００４７】
＜溝部の構成＞
図３は波長選択フィルタ７が挿入される溝部６の要部構成を示す平面図で、次に、各図を参照して溝部６の詳細について説明する。
【００４８】
溝部６は、図３の例では保持部６ａの両端に幅広部６ｂが形成されている。保持部６ａは、コア４ａとコア４ｂ及びコア４ｃを横切る位置に形成されており、溝部６は、保持部６ａの対向する側壁面にコア４ａとコア４ｂ及びコア４ｃの端面が露出している。
【００４９】
溝部６の保持部６ａの幅Ｗ１は、挿入される波長選択フィルタ７の厚さに応じて設定される。すなわち、波長選択フィルタ７の厚さに対して保持部６ａの幅Ｗ１が狭いと、溝部６への波長選択フィルタ７の挿入が困難となる。
【００５０】
また、波長選択フィルタ７の厚さに対して保持部６ａの幅Ｗ１が広いと、波長選択フィルタ７を光導波路２に対して略垂直に固定することが困難となる。更に、波長選択フィルタ７の厚さに対して保持部６ａの幅Ｗ１が広いと、溝部６の側壁面に露出する各コア４の端面と波長選択フィルタ７との間隔が広くなり、対向するコア４ａの端面とコア４ｃの端面との間隔が広くなる。波長選択フィルタ７を固定する接着剤は、コア４と同等の屈折率を有するものを使用するが、コア４の端面と波長選択フィルタ７との間隔及び対向するコア４の端面の間隔が広いと、光の結合効率が低下する。
【００５１】
このため、溝部６の保持部６ａの幅Ｗ１は、波長選択フィルタ７の厚さに応じ、波長選択フィルタ７が容易に挿入でき、かつ、挿入された波長選択フィルタ７と溝部６の側壁面との間に必要以上の隙間が形成されないような寸法に設定される。なお、本例で使用される波長選択フィルタ７は、例えば厚さが約３０μｍのものであり、この場合は、溝部６の保持部６ａの幅Ｗ１は、約６０μｍに設定される。
【００５２】
これに対して、溝部６の幅広部６ｂの幅Ｗ２は、保持部６ａの幅Ｗ１に対してＷ２＞Ｗ１となるように設定されている。
【００５３】
また、保持部６ａの長さＬ１は、コア４の幅Ｌ２に対してＬ１≧Ｌ２となるように設定され、コア４の形成部位には、幅広部６ｂが形成されない構成となっている。
【００５４】
ここで、保持部６ａの長さを短くして幅広部６ｂがコア４に近づく形態では、コア４の側面側のクラッドの厚みが不足し、コア４を伝搬される光が幅広部６ｂに漏れる可能性がある。
【００５５】
このため、コア４と幅広部６ｂの間隔が３０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上となるように、保持部６ａの長さを設定すると良い。
【００５６】
なお、溝部６は、後述するようにフォトリソグラフィプロセスにより形成されるため、溝部６の両端が、光導波路２の側端面まで到達する形状とする必要は無く、両端部が閉塞した形状である。これにより、溝部６の全体の長さは、挿入される波長選択フィルタ７の横方向の長さ等に応じて設定される。
【００５７】
更に、溝部６は、本例では光導波路２の表面から剥離防止層５ｃの表面まで到達しており、溝部６の深さは光導波路２の厚さと同等である。
【００５８】
＜第１の実施の形態の光導波路の製造工程例＞
光導波路モジュール１Ａは、フォトリソグラフィプロセスにより剥離防止層５ｃ及び溝部６を備えた光導波路２が形成される。図４，図５は光導波路２の製造工程例を示す説明図で、次に、第１の実施の形態の光導波路モジュール１Ａを構成する光導波路２の製造工程について説明する。
【００５９】
まず、図４（ａ）に示すように、剥離防止層５ｃを構成する感光性の高分子材料により、導波路基板３上に剥離防止層形成薄膜１１ｃを所定の膜厚で塗布する。本例では、コア４と、下部クラッド５ａ、上部クラッド５ｂ及び剥離防止層５ｃを構成する高分子材料として、紫外線硬化型のアクリル系高分子材料を用いる。更に、剥離防止層５ｃは、下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂを構成する高分子材料と同じ材料を用いる。
【００６０】
そして、剥離防止層形成薄膜１１ｃに紫外線を照射し、剥離防止膜形成薄膜１１ｃを硬化させて、剥離防止膜５ｃを形成する。
【００６１】
次に、図４（ｂ）に示すように、導波路基板３上に形成した剥離防止層５ｃ上に、下部クラッド５ａを構成する感光性の高分子材料により、下部クラッド形成薄膜１１ａを所定の膜厚で塗布する。
【００６２】
次に、保持部６ａと幅広部６ｂを有する溝部６のパターンが形成されたマスク１２を介して下部クラッド形成薄膜１１ａに紫外線を照射し、溝部６を形成する部位以外の下部クラッド形成薄膜１１ａを硬化させる。そして、図４（ｃ）に示すように、例えば溶液現像によって、溝部６の形成部位１３を除去して、下部クラッド５ａを形成する。ここで、溶液現像で使用される現像液としては、例えばＴＭＡＨ（Tetramethyl ammonium hydroxide）水溶液を使用する。
【００６３】
次に、図４（ｄ）に示すように、剥離防止層５ｃ上に形成した下部クラッド５ａ上に、コア４を構成する感光性の高分子材料により、コア形成薄膜１４を所定の膜厚で塗布する。コア４を構成する高分子材料は、下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂを構成する高分子材料より若干屈折率が大きい材料を用いる。
【００６４】
次に、コア４のパターンが形成されたマスク１５を介してコア形成薄膜１４に紫外線を照射し、コア４を形成する部位のコア形成薄膜１４を硬化させる。そして、図５（ａ）に示すように、溶液現像によって、コア４の形成部位以外を除去して、図１に示すような所定のパターンでコア４を形成する。
【００６５】
次に、図５（ｂ）に示すように、剥離防止層５ｃ上に形成した下部クラッド５ａ及びコア４上に、上部クラッド５ｂを構成する感光性の高分子材料により、上部クラッド形成薄膜１１ｂを所定の膜厚で塗布する。
【００６６】
次に、保持部６ａと幅広部６ｂを有する溝部６のパターンが形成されたマスク１２を介して上部クラッド形成薄膜１１ｂに紫外線を照射し、溝部６を形成する部位以外の上部クラッド形成薄膜１１ｂを硬化させる。そして、図５（ｃ）に示すように、溶液現像によって、溝部６の形成部位を除去して、上部クラッド５ｂを形成する。
【００６７】
これにより、コア４が所定のパターンで形成されると共に、溝部６が形成された光導波路２が、剥離防止層５ｃを介して導波路基板３上に作成される。ここで、溝部６の形成プロセスでは、保持部６ａと幅広部６ｂが同時に形成される。
【００６８】
図６は第１の実施の形態の光導波路モジュールの要部構成を示す溝部の断面図である。具体例として、上述したリソグラフィプロセスにより、導波路基板３上にクラッド材料を用いて厚さ２０μｍの剥離防止層５ｃを形成した後、下部クラッド５ａ、コア４及び上部クラッド５ｂを順次積層して光導波路２を作成した。コア４は断面形状が四角形で、そのサイズは本例では４０×４０μｍであり、コア４が形成される層の厚さは４０μｍである。また、下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂの厚さは何れも３０μｍである。これにより、光導波路２の厚さは約１００μｍとなる。
【００６９】
また、下部クラッド５ａ、コア４及び上部クラッド５ｂの形成プロセスで、コア４の分岐点に保持部６ａと幅広部６ｂを有する溝部６を形成した。なお、溝部６は、下部クラッド５ａの底面から上部クラッド５ｂの上面まで貫通するように形成しており、溝部６の深さは約１００μｍである。
【００７０】
そして、作成した溝部６に、厚さが約３０μｍの波長選択フィルタ７を挿入し、接着剤１８で固定した。以上の構成による溝部６の断面形状を図６に示している。
【００７１】
＜溝部の具体例＞
上述したように、波長選択フィルタ７は厚さが例えば３０μｍ程度と薄いもので、波長選択フィルタ７が挿入される溝部６の幅も、６０μｍ程度と狭い。このように、幅の狭い溝部６を上述したフォトリソグラフィプロセスで形成する場合、溝部６の形成プロセスにおいて溝部６の形成部位への現像液の回り込みが悪く、所定の形状で溝部６を形成することが難しい。
【００７２】
また、光導波路２を構成する高分子材料と、導波路基板３を構成するシリコンは、材質が異なり密着性が悪い。このため、剥離防止層５ｃを設けずに溝部６が導波路基板３まで到達している形態では、波長選択フィルタ７を固定する接着剤１８が光導波路２と導波路基板３の接合面に回り込み、光導波路２が導波路基板３から剥離することがある。溝部６の部分で光導波路２が導波路基板３から剥離すると、溝部６の側壁面で対向するコア４の位置にずれが生じ光の結合効率が悪くなる。
【００７３】
更に、光導波路２の形成プロセス中に現像液が光導波路２と導波路基板３の接合面に回り込み、光導波路２が導波路基板３から剥離することがある。
【００７４】
これに対して、溝部６の少なくとも一方の端部に幅広部６ｂを設けることで、現像液の回り込みが良くなり、所定の形状で溝部６が形成できることが判った。また、光導波路２と導波路基板３の間に剥離防止層５ｃを設け、溝部６の底面を剥離防止層５ｃで構成すると、光導波路２の導波路基板３からの剥離を防止できることが判った。以下に、溝部６の具体的な実施例について説明する。
【００７５】
図７及び図８は溝部の実施例を示す説明図である。図７に示す実施例１〜実施例３は、溝部６の全体の長さは１６００μｍ、保持部６ａの幅Ｗ１は６０μｍとして、溝部６の両端部に幅広部６ｂを形成した例である。幅広部６ｂの幅Ｗ２は２００μｍとした。また、コア４が溝部６の略中央を通る形態となるように、コア４から一方の幅広部６ｂの端部までの長さを８００μｍとした。
【００７６】
図８に示す実施例４〜実施例６は、溝部６の全体の長さは８００μｍ、保持部６ａの幅Ｗ１は６０μｍとして、溝部６の一方の端部に幅広部６ｂを形成した例である。幅広部６ｂの幅Ｗ２は２００μｍとした。また、溝部６において、幅広部６ｂを形成していない側の端部からコア４までの長さを３００μｍとした。
【００７７】
そして、図７（ａ）に示す実施例１及び図８（ａ）に示す実施例４では、幅広部６ｂを直径が２００μｍの円形とした例、図７（ｂ）に示す実施例２及び図８（ｂ）に示す実施例５では、幅広部６ｂを底辺の長さが２００μｍの三角形とした例、図７（ｃ）に示す実施例３及び図８（ｃ）に示す実施例６では、幅広部６ｂを一辺の長さが２００μｍの四角形とした例である。
【００７８】
なお、実施例１〜実施例６では、溝部の深さは１００μｍ、コア４の幅は４０μｍとした。
【００７９】
＜比較例の光導波路モジュールの構成＞
上述した本実施の形態の光導波路モジュール１Ａに対して、以下に示す比較例の光導波路モジュールを作製し、溝部６の形成状態及び光導波路２の剥離の有無を比較した。
【００８０】
図９は第１の比較例の光導波路モジュールを示す構成図で、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は側面図である。第１の比較例の光導波路モジュール１Ｂは、導波路基板３上に、剥離防止層を設けずに直接光導波路２を形成したものである。他の構成は、図１等で説明した第１の実施の形態の光導波路モジュール１Ａと同じであり、溝部６は、保持部６ａと幅広部６ｂを備えている。
【００８１】
図１０は第２の比較例及び第３の比較例の光導波路モジュールを示す構成図で、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は側面図である。第２，第３の比較例の光導波路モジュール１Ｃは、幅広部を形成しない溝部１６を備えたものである。他の構成は、図１等で説明した第１の実施の形態の光導波路モジュール１Ａと同じであり、光導波路２と導波路基板３の間に剥離防止層５ｃを備えている。
【００８２】
図１１は第４の比較例及び第５の比較例の光導波路モジュールを示す構成図で、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は側面図である。第４，第５の比較例の光導波路モジュール１Ｄは、導波路基板３上に、剥離防止層を設けずに直接光導波路２を形成すると共に、幅広部を形成しない溝部１６を備えたものである。他の構成は、図１等で説明した第１の実施の形態の光導波路モジュール１Ａと同じである。
【００８３】
図１２は溝部の比較例を示す説明図である。図１２（ａ）は比較例１の溝部の形状を示す。比較例１は、図９に示す第１の比較例の光導波路モジュール１Ｂの溝部で、溝部６の形状は、ここでは図７（ａ）に示す実施例１の溝部と同じとした。
【００８４】
図１２（ｂ）は、比較例２及び比較例４の溝部の形状を示す。比較例２，４は、図１０に示す第２の比較例の光導波路モジュール１Ｃの溝部及び図１１に示す第４の比較例の光導波路モジュール１Ｄの溝部の一例を示し、比較例２，比較例４は、溝部１６の全体の長さを１６００μｍ、溝部１６の幅を６０μｍとし、コア４から溝部１６の一方の端部までの長さを８００μｍとした。
【００８５】
また、図１２（ｃ）は、比較例３及び比較例５の溝部の形状を示す。比較例３，比較例５は、図１０に示す第３の比較例の光導波路モジュール１Ｃの溝部及び図１１に示す第５の比較例の光導波路モジュール１Ｄの溝部の他の例を示し、比較例３，５は、溝部１６の全体の長さを８００μｍ、溝部１６の幅を６０μｍとし、コア４から溝部１６の一方の端部までの長さを３００μｍとした。
【００８６】
図１３，図１４は剥離防止層を備えていない第１の比較例及び第４，第５の比較例の光導波路２の製造工程例を示す説明図で、次に、剥離防止層を備えていない光導波路２の製造工程について説明する。
【００８７】
まず、図１３（ａ）に示すように、下部クラッド５ａを構成する感光性の高分子材料により、導波路基板３上に下部クラッド形成薄膜１１ａを所定の膜厚で塗布する。
【００８８】
次に、溝部６あるいは溝部１６のパターンが形成されたマスク１２を介して下部クラッド形成薄膜１１ａに紫外線を照射し、溝部を形成する部位以外の下部クラッド形成薄膜１１ａを硬化させる。
【００８９】
そして、図１３（ｂ）に示すように、例えば溶液現像によって、溝部の形成部位１３を除去して、下部クラッド５ａを形成する。
【００９０】
次に、図１３（ｃ）に示すように、導波路基板３上に形成した下部クラッド５ａ上に、コア４を構成する感光性の高分子材料により、コア形成薄膜１４を所定の膜厚で塗布する。
【００９１】
次に、コア４のパターンが形成されたマスク１５を介してコア形成薄膜１４に紫外線を照射し、コア４を形成する部位のコア形成薄膜１４を硬化させる。そして、図１３（ｄ）に示すように、溶液現像によって、コア４の形成部位以外を除去して、図９等に示すような所定のパターンでコア４を形成する。
【００９２】
次に、図１４（ａ）に示すように、導波路基板３上に形成した下部クラッド５ａ及びコア４上に、上部クラッド５ｂを構成する感光性の高分子材料により、上部クラッド形成薄膜１１ｂを所定の膜厚で塗布する。
【００９３】
次に、溝部のパターンが形成されたマスク１２を介して上部クラッド形成薄膜１１ｂに紫外線を照射し、溝部を形成する部位以外の上部クラッド形成薄膜１１ｂを硬化させる。そして、図１４（ｂ）に示すように、溶液現像によって、溝部の形成部位を除去して、上部クラッド５ｂを形成する。
【００９４】
これにより、溝部あるいは溝部１６が形成された光導波路２が、導波路基板３上に直接作製される。
【００９５】
図１５は剥離防止層を備えていない第１の比較例及び第４，第５の比較例の光導波路モジュールの要部構成を示す溝部の断面図である。具体例として、上述したリソグラフィプロセスにより、導波路基板３上に下部クラッド５ａ、コア４及び上部クラッド５ｂを順次積層して光導波路２を作成した。コア４は断面形状が四角形で、そのサイズは本例では４０×４０μｍであり、コア４が形成される層の厚さは４０μｍである。また、下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂの厚さは何れも３０μｍである。これにより、光導波路２の厚さは約１００μｍとなる。
【００９６】
また、下部クラッド５ａ、コア４及び上部クラッド５ｂの形成プロセスで、コア４の分岐点に保持部６ａと幅広部６ｂを有する溝部６を形成した。なお、溝部６は、下部クラッド５ａの底面から上部クラッド５ｂの上面まで貫通するように形成しており、溝部６の深さは約１００μｍである。
【００９７】
そして、作成した溝部６に、厚さが約３０μｍの波長選択フィルタ７を挿入し、接着剤１８で固定した。以上の構成による溝部６の断面形状を図１５に示している。
【００９８】
＜実施例と比較例の対比＞
実施例１〜６と、比較例２，３の溝部を上述した図４，図５のフォトリソグラフィプロセスで形成し、比較例１及び比較例４，５の溝部を上述した図１３，図１４のフォトリソグラフィプロセスで形成して、実施例１〜実施例３の溝部６と、比較例１の溝部６と、比較例２，４の溝部１６は、長さが１０００μｍ、厚さが３０μｍ、高さが５００μｍの波長選択フィルタ７を挿入し、接着剤で固定した。
【００９９】
また、実施例４〜実施例６の溝部６と、比較例３，５の溝部１６は、長さが５００μｍ、厚さが３０μｍ、高さが５００μｍの波長選択フィルタ７を挿入し、接着剤で固定した。
【０１００】
上述した実施例１〜６と比較例１〜５の溝部の形態及び剥離防止層の有無と、実施例１〜６と比較例１〜５の溝部をフォトリソグラフィプロセスで形成した場合における溝の抜け状態と光導波路の剥離状態を評価した結果を以下の表１に示す。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
溝の抜け状態は、溝断面をカットして光学顕微鏡で観察することにより評価した。完全に溝が形成された場合を○、溝の一部に残留物が見られた場合を△、溝底に残留物があり溝が形成されなかった場合を×とした。
【０１０３】
また、光導波路の剥離状態は、断面をダイシングカットして光学顕微鏡で観察し、剥離していない場合を○、剥離している場合を×とした。
【０１０４】
まず、溝部の形成状態を評価すると、表１から、溝部６の両端部に幅広部６ｂを形成した実施例１〜３、溝部６の一方の端部に幅広部６ｂを形成した実施例４〜６の何れも、完全な溝が形成されたことが判る。また、溝部６の両端部に幅広部６ｂを形成した比較例１も、完全な溝が形成された。
【０１０５】
これに対して、幅広部６ｂを形成していない比較例２〜比較例５では、溝部１６の長さを長くした比較例２及び比較例４では、溝は形成されたが一部に残留物が見られ、溝部１６の長さを短くした比較例３及び比較例５では溝が形成されなかった。
【０１０６】
ここで、比較例２及び比較例４のように、溝部１６に残留物があると、波長選択フィルタ７を挿入した場合に、波長選択フィルタ７がコア４に到達しない場合がある。波長選択フィルタ７がコア４に到達しないと、波長選択フィルタ７は機能しないので、溝部１６に残留物がある状態は好ましくない。
【０１０７】
これにより、幅広部を形成していない比較例２〜比較例５では、幅が狭く深い溝を形成する場合、溝内部への現像液の回り込みが悪く、波長選択フィルタ７を正常に挿入できる溝部１６を形成することが困難であることが判る。
【０１０８】
次に、光導波路の剥離状態を評価すると、表１から、導波路基板３上に剥離防止層５ｃを形成してから光導波路２を形成した実施例１〜６は、光導波路２の剥離が見られないことが判る。また、剥離防止層５ｃを形成した比較例２，比較例３も光導波路２の剥離は見られなかった。
【０１０９】
これに対して、剥離防止層を形成せずに光導波路２を形成した比較例１及び比較例４，５は、光導波路の剥離が見られた。
【０１１０】
上述したように、光導波路２を構成する高分子材料と、導波路基板３を構成するシリコンは、材質が異なり密着性が悪い。このため、図１５に示すように、剥離防止層５ｃを設けずに溝部６が導波路基板３まで到達している形態では、波長選択フィルタ７を固定する接着剤１８が光導波路２と導波路基板３の接合面に回り込み、光導波路２が導波路基板３から剥離することがある。
【０１１１】
また、光導波路２の形成プロセス中に現像液が光導波路２と導波路基板３の接合面に回り込み、光導波路２が導波路基板３から剥離することがある。
【０１１２】
これに対して、図６に示すように、光導波路２と導波路基板３の間に剥離防止層５ｃを設け、溝部６の底面を剥離防止層５ｃで構成すると、光導波路２は溝部６の底面が剥離防止層５ｃを介して導波路基板３と接合しているので、光導波路２と導波路基板３の接合面に接着剤１８が回り込むことはなく、光導波路２と導波路基板３の剥離を防止できる。
【０１１３】
また、剥離防止層５ｃは、下部クラッド５ａと同様の材料で構成されるので、剥離防止層５ｃと光導波路２の密着性は良く、剥離防止層５ｃと光導波路２は容易には剥離しない。
【０１１４】
これにより、光導波路２と剥離防止層５ｃの接合面に接着剤１８が回り込んで、光導波路２が剥離防止層５ｃから剥離することはない。また、光導波路２の形成プロセス中に現像液が光導波路２と剥離防止層５ｃの接合面に回り込んで、光導波路２が剥離防止層５ｃから剥離することはない。
【０１１５】
以上の評価から、溝部６の一方の端部もしくは両端部に幅広部６ｂを形成した実施例１〜実施例６では、溝内部への現像液の回り込みが良く、波長選択フィルタ７を正常に挿入できる溝部６をフォトリソグラフィプロセスで確実に形成することができることが判る。
【０１１６】
例えば、溝部６の両端部に幅広部６ｂを形成すれば、溝部６の長さが長くても、波長選択フィルタ７を正常に挿入できる溝部６を形成でき、長さの長い波長選択フィルタ７に対応できる。
【０１１７】
また、溝部６の長さを短くできる場合等は、溝部６の一方の端部に幅広部６ｂを形成すれば、波長選択フィルタ７を正常に挿入できる溝部６を形成できる。
【０１１８】
更に、光導波路２と導波路基板３の間に剥離防止層５ｃを設け、溝部６の底面を剥離防止層５ｃで構成した実施例１〜実施例６では、光導波路２の剥離を防ぐことができることが判る。
【０１１９】
なお、溝部６の両端部に幅広部６ｂを形成した比較例１では、溝部６は正常に形成できるが、剥離防止層５ｃを備えていないことで、光導波路２の剥離が見られた。また、剥離防止層５ｃを備えた比較例２，３では、光導波路２の剥離は見られないが、溝部１６の端部に幅広部を備えていないことで、溝部が正常に形成されなかった。
【０１２０】
よって、溝部６の一方の端部もしくは両端部に幅広部６ｂを形成すると共に、光導波路２と導波路基板３の間に剥離防止層５ｃを設け、溝部６の底面を剥離防止層５ｃで構成した実施例１〜実施例６が好ましい形態であることが判る。
【０１２１】
なお、幅広部６ｂの形状は、各実施例に挙げたものに限らず、他の形状でも良い。
【０１２２】
また、剥離防止層５ｃは下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂと同等の材料で構成したが、コア４と同等の材料で構成しても良い。更に、光導波路２を構成する材料と密着性の良い材料であれば、他の材料でも良い。更に、導波路基板３と剥離防止層５ｃの間にチタン（Ｔｉ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属からなる薄膜層を形成しても良い。
【０１２３】
ここで、剥離防止層５ｃの厚さは好ましくは５μｍ以上、更に好ましくは１０μｍ以上である。膜厚が５μｍ未満である場合は、剥離防止層５ｃ自体の強度が弱く、剥離防止効果が低減する。
【０１２４】
更に、光導波路２を構成する材料としては、アクリル系高分子材料に限らず、エポキシ系高分子材料、その他例えばシロキサン構造（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を有するような無機高分子材料でも良い。
【０１２５】
上述したように、光導波路モジュール１Ａにおいて、波長選択フィルタ７が挿入される溝部６をフォトリソグラフィプロセスで形成できるので、光導波路２を溝部で分割した形態とする必要が無く、光導波路間での位置合わせが不要となる。
【０１２６】
また、光導波路にダイシングで溝部を形成する場合は、光導波路の途中から切断を開始したり、切断を途中で停止することができないので、光導波路の一方の端部から他方の端部まで連続した溝部を形成する必要があり、光導波路の設計自由度が低下する。これに対してフォトリソグラフィプロセスで溝部６を形成することで、任意の長さで溝部を形成することができ、光導波路２及び光導波路モジュール１Ａ全体の設計自由度が向上する。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、電子機器のボード間やチップ間の光通信モジュールや、光ファイバを利用した通信ケーブルのコネクタ等に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】第１の実施の形態の光導波路モジュールの一例を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態の光導波路モジュールの一例を示す斜視図である。
【図３】溝部の要部構成を示す平面図である。
【図４】第１の実施の形態の光導波路の製造工程例を示す説明図である。
【図５】第１の実施の形態の光導波路の製造工程例を示す説明図である。
【図６】第１の実施の形態の光導波路モジュールの要部構成を示す溝部の断面図である。
【図７】溝部の実施例を示す説明図である。
【図８】溝部の実施例を示す説明図である。
【図９】第１の比較例の光導波路モジュールの一例を示す構成図である。
【図１０】第２，第３の比較例の光導波路モジュールの一例を示す構成図である。
【図１１】第４，第５の比較例の光導波路モジュールの一例を示す構成図である。
【図１２】溝部の比較例を示す説明図である。
【図１３】剥離防止層を備えていない光導波路の製造工程例を示す説明図である。
【図１４】剥離防止層を備えていない光導波路の製造工程例を示す説明図である。
【図１５】剥離防止層を備えていない光導波路モジュールの要部構成を示す溝部の断面図である。
【図１６】従来の課題を示す溝部の断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１・・・光導波路モジュール、２・・・光導波路、３・・・導波路基板、４・・・コア、５ａ・・・下部クラッド、５ｂ・・・上部クラッド、５ｃ・・・剥離防止膜、６・・・溝部、７・・・波長選択フィルタ、８・・・発光素子、９・・・受光素子、１０・・・光ファイバ、１１ａ・・・下部クラッド形成薄膜、１１ｂ・・・上部クラッド形成薄膜、１２・・・マスク、１３・・・溝部形成部位、１４・・・コア形成薄膜、１５・・・マスク、１８・・・接着剤
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜機能素子が挿入される溝部を有する平面型の光導波路を備えた光導波路モジュールに関する。詳しくは、溝部の少なくとも一方の端部に幅広部を備えることで、薄膜機能素子が挿入されるような幅の狭い溝部を、フォトリソグラフィプロセスで形成できるようにしたものである。
【０００２】
また、光導波路を支持する導波路基板と光導波路の間に剥離防止層を備えて、溝部の底面を剥離防止層を介して導波路基板と接合することで、光導波路の導波路基板からの剥離を防止できるようにしたものである。
【背景技術】
【０００３】
従来より、電子機器内のボード間、チップ間等の情報伝達は電気信号により行われてきたが、更に超高速、大容量の情報伝送を実現するために、光配線技術が注目されており、光配線技術を利用して波長多重双方向光伝送を行えるようにした導波路型の光モジュールが提案されている。
【０００４】
波長多重双方向光伝送を実現するためには、異なる波長の光信号を分離多重化する機能が必要であり、例えば、任意の波長領域における光を選択的に反射及び透過させる機能を有する波長選択フィルタを使用した光モジュールが提案されている。
【０００５】
このような光モジュールとして、平面型の光導波路を複数に分割した構成とし、光導波路の端面同士を波長選択フィルタ介して光接続した技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、平面型の光導波路にダイシング等により溝を形成して波長選択フィルタを挿入する技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−１３３０４５号公報
【特許文献２】特開平１１−２５８４５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、光導波路を複数に分割した構成では、光導波路間のコアとコアの位置合わせ（光結合）が困難であるという問題がある。また、複数の光導波路を構成するのは、コストが掛かるという問題がある。
【０００９】
更に、光導波路に溝を形成した構成では、光導波路を支持する導波路基板から、光導波路が容易に剥離してしまうという問題があった。図１６は従来の課題を示す溝部の断面図で、以下に、この従来の課題を図面を参照して説明する。
【００１０】
ダイシングで溝部５１を形成する場合、形成される溝の深さをコントロールすることが困難であるので、光導波路５２を支持する導波路基板５３まで溝部５１が形成されるようにして、確実に溝部５１が形成されるようにしている。このため、溝部５１の底面側に、光導波路５２と導波路基板５３の接合面が露出している。
【００１１】
さて、導波路基板５３は通常シリコンで構成される。これに対して、光導波路５２は高分子材料等により構成される。このように、光導波路５２と導波路基板５３は材質が異なり、密着性が悪い。
【００１２】
このため、図１６（ａ）に示すように、波長選択フィルタ５４を溝部５１に固定する接着剤５５が、光導波路５２と導波路基板５３の接合面に回り込み、光導波路５２が導波路基板５３から剥離するという問題がある。
【００１３】
溝部５１の形成部位で光導波路５２が導波路基板５３から剥離すると、溝部５１の側壁面で対向するコア５２ａ間の光結合にずれが生じ、光結合の効率が低下するという問題がある。
【００１４】
また、ダイシングで溝部５１を形成する場合は、光導波路５２の途中から切断を開始したり、切断を途中で停止することができないので、光導波路５２の一方の端部から他方の端部まで連続した溝部５１を形成する必要がある。このため、接着剤５５が光導波路５２の側面から漏れるという問題がある。
【００１５】
更に、溝部５１をフォトリソグラフィプロセスで形成することも考えられるが、波長選択フィルタ５４が挿入されるような幅の狭い溝部５１を形成するのは、現像液の回り込みが悪く困難であるという問題がある。
【００１６】
また、フォトリソグラフィプロセスで溝部５１を形成する場合も、溝部５１の底面に光導波路５２と導波路基板５３の接合面が露出しているので、図１６（ｂ）に示すように、溝部の形成プロセスで現像液が光導波路５２と導波路基板５３の接合面に回り込み、光導波路５２が導波路基板５３から剥離するという問題があった。
【００１７】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、光導波路に幅の狭い溝部をフォトリソグラフィプロセスで形成できるようにし、かつ、溝部の形成部位からの光導波路の剥離を防止できるようにした光導波路モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上述した課題を解決するため、本発明に係る光導波路モジュールは、薄膜機能素子が挿入される溝部を有する光導波路と、光導波路を支持する導波路基板とを備えた光導波路モジュールにおいて、溝部は、光が伝搬されるコアを横切る位置に形成される保持部の少なくとも一方の端部に、保持部より幅の広い幅広部を備えたものである。
【００１９】
本発明に係る光導波路モジュールでは、薄膜機能素子が挿入される溝部において、光導波路のコアを横切る位置に形成される保持部の幅は、薄膜機能素子の厚さに対応して設定され、薄膜機能素子を実装した際の光結合の効率の低下が抑えられる。
【００２０】
これに対して、溝部の少なくとも一方の端部に、保持部より幅の広い幅広部を備えることで、フォトリソグラフィプロセスで溝部を形成する際に、現像液が溝部の形成部位に回り込み易くなり、薄膜機能素子が挿入されるような幅の狭い溝部の形成が可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る光導波路モジュールは、薄膜機能素子が挿入される溝部を有する光導波路と、光導波路を支持する導波路基板とを備えた光導波路モジュールにおいて、光導波路と導波路基板との間で少なくとも溝部の底面に、光導波路と同様の材料で構成した剥離防止層を備えたものである。
【００２２】
本発明に係る光導波路モジュールでは、光導波路は溝部の底面が剥離防止層で構成され、光導波路と導波路基板の接合面は溝部に露出しない。これにより、溝部に薄膜機能素子を固定する接着剤が、光導波路と導波路基板との接合面に回り込むことは無い。また、フォトリソグラフィプロセスで溝部を形成する工程で、現像液が光導波路と導波路基板との接合面に回り込むことは無い。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の光導波路モジュールによれば、薄膜機能素子が挿入される溝部の少なくとも一方の端部に幅広部を備えることで、フォトリソグラフィプロセスで溝部を形成する際に、現像液が溝部の形成部位に回り込み易くなり、薄膜機能素子が挿入されるような幅の狭い溝部を形成することができる。これにより、光導波路に高精度な溝部を容易に形成することができる。
【００２４】
このように、フォトリソグラフィプロセスで光導波路に溝部を形成できるので、光導波路を溝部で分割した形態とする必要が無く、光導波路間でのコアの位置合わせは不要である。
【００２５】
また、溝部の両端部は閉塞した形態にできるので、薄膜機能素子を固定する接着剤が光導波路の側面から漏れる事もない。
【００２６】
更に、本発明の光導波路モジュールによれば、光導波路は溝部の底面が剥離防止層を介して導波路基板と接合しているので、溝部に薄膜機能素子を固定する接着剤が、光導波路と導波路基板との接合面に回り込むことは無く、光導波路の導波路基板からの剥離を防止することができる。
【００２７】
また、剥離防止層は、光導波路と同様の材料で構成されるので、剥離防止層と光導波路の密着性は良く、剥離防止層と光導波路は容易には剥離しない。これにより、光導波路と剥離防止層との接合面が溝部の底面に露出していても、光導波路の剥離防止層からの剥離を防止することができ、接着剤や、溝部形成プロセス中で使用される現像液による光導波路の剥離を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照して本発明の光導波路モジュールの実施の形態について説明する。
【００２９】
＜第１の実施の形態の光導波路モジュールの構成例＞
図１は第１の実施の形態の光導波路モジュールの一例を示す構成図で、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は側面図である。また、図２は第１の実施の形態の光導波路モジュールの一例を示す斜視図である。
【００３０】
第１の実施の形態の光導波路モジュール１Ａは、平面型の光導波路２と、光導波路２を支持する導波路基板３を備える。
【００３１】
光導波路２は例えばアクリル系の高分子材料で構成され、コア４と、クラッド層５を構成する下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂを備えて、コア・クラッド構造を有する。コア４は、屈折率が下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂより若干大きくなるように構成されて、光がコア４に閉じ込められて伝搬される。
【００３２】
コア４は、１本のコア４ａが２本のコア４ｂ，４ｃに分岐する略Ｙ字型のパターンを有し、コア４ａの端面が光導波路２の一方の端部に露出し、コア４ｂ及びコア４ｃの端部が光導波路２の他方の端部に露出する。
【００３３】
光導波路２は、コア４ａとコア４ｂ及びコア４ｃとの分岐点に溝部６を備え、溝部６に波長選択フィルタ７が挿入されて、接着剤により固定される。溝部６は、コア４ａとコア４ｂ及びコア４ｃとの分岐点を横切って形成される保持部６ａと、保持部６ａの少なくとも一方の端部、本例では両端部に形成される幅広部６ｂとを備える。
【００３４】
波長選択フィルタ７は、任意の波長領域における光を選択的に反射及び透過させる機能を有し、例えば波長λ１の光は反射し、波長λ２の光は透過するように構成される。
【００３５】
光導波路２において、コア４を伝搬される光を波長選択フィルタ７により反射あるいは透過するため、溝部６は、波長選択フィルタ７がコア４の全体を横切ることができる位置まで挿入される形状で所定の深さまで形成される必要がある。
【００３６】
溝部６は後述するようにフォトリソグラフィプロセスで形成されるが、溝部６の少なくとも一方の端部に幅広部６ｂを備えることで、幅の狭い溝を所定の深さで形成できるようにしている。なお、溝部６の詳細については後述する。
【００３７】
導波路基板３は、例えばシリコン（Ｓｉ）基板であり、表面に剥離防止層５ｃを介して光導波路２が実装される。剥離防止層５ｃは、光導波路２と同様の材質、例えばクラッド層５の材質と同じ材質等で構成され、下部クラッド５ｂの下面全体に形成されており、溝部６の底面が剥離防止層５ｃで構成される。
【００３８】
また、導波路基板３は、発光素子（ＬＤ）８と、受光素子（ＰＤ）９と、光ファイバ１０等が実装される。
【００３９】
発光素子８は例えば端面発光型の半導体レーザ装置であり、光導波路２の一方の端部側で、コア４ａの端面と対向する位置の導波路基板３に実装されて、発光素子８と光導波路２のコア４ａは光学的に結合している。
【００４０】
受光素子９は、光導波路２の他方の端部側で、コア４ｂの端面と対向する位置の導波路基板３に実装されて、受光素子９と光導波路２のコア４ｂは光学的に結合している。
【００４１】
光ファイバ１０は例えばマルチモードの光ファイバであり、光導波路２の他方の端部側で、コア４ｃの端面と対向する位置に実装され、光ファイバ１０と光導波路２のコア４ｃは光学的に結合している。
【００４２】
ここで、光導波路モジュール１Ａは、導波路基板３に形成した図示しないガイド溝に光ファイバ１０を嵌めて、光導波路２のコア４ｃと光ファイバ１０との位置合わせを行う構成を備えても良いし、光導波路２に形成した図示しないガイド溝に光ファイバ１０を嵌めて、光導波路２のコア４ｃと光ファイバ１０との位置合わせを行う構成を備えても良い。
【００４３】
光導波路モジュール１Ａの動作について説明すると、光導波路モジュール１Ａでは、電気信号が発光素子８で光信号に変換され、発光素子８から出射された光信号は光導波路２のコア４ａに入射し、コア４ａを伝搬される。本例では、発振波長λ２の発光素子８を備えることで、発光素子８から出射され、光導波路２のコア４ａを伝搬された波長λ２の光は、波長選択フィルタ７を透過してコア４ｃに入射し、コア４ｃを伝搬される。
【００４４】
コア４ｃを伝搬された波長λ２の光は光ファイバ１０に入射し、光ファイバ１０を伝搬されて、図示しない対向装置で受光される。
【００４５】
図示しない対向装置から出射され、光ファイバ１０を伝搬された光は、光導波路２のコア４ｃに入射し、コア４ｃを伝搬される。図示しない対向装置に発振波長λ１の発光素子を備えることで、光導波路２のコア４ｃを伝搬される波長λ１の光は、波長選択フィルタ７で反射してコア４ｂに入射し、コア４ｂを伝搬される。そして、コア４ｂを伝搬された波長λ１の光は受光素子９に入射し、電気信号に変換される。
【００４６】
このように、光導波路モジュール１Ａでは、複数の異なる波長の光信号の分離多重化が行われることで、１本の光ファイバ１０に複数の異なる波長の光信号を伝送させることが可能となり、光導波路モジュール１Ａを備えることで、波長多重双方向光通信が行われるシステムの構築が可能となる。
【００４７】
＜溝部の構成＞
図３は波長選択フィルタ７が挿入される溝部６の要部構成を示す平面図で、次に、各図を参照して溝部６の詳細について説明する。
【００４８】
溝部６は、図３の例では保持部６ａの両端に幅広部６ｂが形成されている。保持部６ａは、コア４ａとコア４ｂ及びコア４ｃを横切る位置に形成されており、溝部６は、保持部６ａの対向する側壁面にコア４ａとコア４ｂ及びコア４ｃの端面が露出している。
【００４９】
溝部６の保持部６ａの幅Ｗ１は、挿入される波長選択フィルタ７の厚さに応じて設定される。すなわち、波長選択フィルタ７の厚さに対して保持部６ａの幅Ｗ１が狭いと、溝部６への波長選択フィルタ７の挿入が困難となる。
【００５０】
また、波長選択フィルタ７の厚さに対して保持部６ａの幅Ｗ１が広いと、波長選択フィルタ７を光導波路２に対して略垂直に固定することが困難となる。更に、波長選択フィルタ７の厚さに対して保持部６ａの幅Ｗ１が広いと、溝部６の側壁面に露出する各コア４の端面と波長選択フィルタ７との間隔が広くなり、対向するコア４ａの端面とコア４ｃの端面との間隔が広くなる。波長選択フィルタ７を固定する接着剤は、コア４と同等の屈折率を有するものを使用するが、コア４の端面と波長選択フィルタ７との間隔及び対向するコア４の端面の間隔が広いと、光の結合効率が低下する。
【００５１】
このため、溝部６の保持部６ａの幅Ｗ１は、波長選択フィルタ７の厚さに応じ、波長選択フィルタ７が容易に挿入でき、かつ、挿入された波長選択フィルタ７と溝部６の側壁面との間に必要以上の隙間が形成されないような寸法に設定される。なお、本例で使用される波長選択フィルタ７は、例えば厚さが約３０μｍのものであり、この場合は、溝部６の保持部６ａの幅Ｗ１は、約６０μｍに設定される。
【００５２】
これに対して、溝部６の幅広部６ｂの幅Ｗ２は、保持部６ａの幅Ｗ１に対してＷ２＞Ｗ１となるように設定されている。
【００５３】
また、保持部６ａの長さＬ１は、コア４の幅Ｌ２に対してＬ１≧Ｌ２となるように設定され、コア４の形成部位には、幅広部６ｂが形成されない構成となっている。
【００５４】
ここで、保持部６ａの長さを短くして幅広部６ｂがコア４に近づく形態では、コア４の側面側のクラッドの厚みが不足し、コア４を伝搬される光が幅広部６ｂに漏れる可能性がある。
【００５５】
このため、コア４と幅広部６ｂの間隔が３０μｍ以上、好ましくは５０μｍ以上となるように、保持部６ａの長さを設定すると良い。
【００５６】
なお、溝部６は、後述するようにフォトリソグラフィプロセスにより形成されるため、溝部６の両端が、光導波路２の側端面まで到達する形状とする必要は無く、両端部が閉塞した形状である。これにより、溝部６の全体の長さは、挿入される波長選択フィルタ７の横方向の長さ等に応じて設定される。
【００５７】
更に、溝部６は、本例では光導波路２の表面から剥離防止層５ｃの表面まで到達しており、溝部６の深さは光導波路２の厚さと同等である。
【００５８】
＜第１の実施の形態の光導波路の製造工程例＞
光導波路モジュール１Ａは、フォトリソグラフィプロセスにより剥離防止層５ｃ及び溝部６を備えた光導波路２が形成される。図４，図５は光導波路２の製造工程例を示す説明図で、次に、第１の実施の形態の光導波路モジュール１Ａを構成する光導波路２の製造工程について説明する。
【００５９】
まず、図４（ａ）に示すように、剥離防止層５ｃを構成する感光性の高分子材料により、導波路基板３上に剥離防止層形成薄膜１１ｃを所定の膜厚で塗布する。本例では、コア４と、下部クラッド５ａ、上部クラッド５ｂ及び剥離防止層５ｃを構成する高分子材料として、紫外線硬化型のアクリル系高分子材料を用いる。更に、剥離防止層５ｃは、下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂを構成する高分子材料と同じ材料を用いる。
【００６０】
そして、剥離防止層形成薄膜１１ｃに紫外線を照射し、剥離防止膜形成薄膜１１ｃを硬化させて、剥離防止膜５ｃを形成する。
【００６１】
次に、図４（ｂ）に示すように、導波路基板３上に形成した剥離防止層５ｃ上に、下部クラッド５ａを構成する感光性の高分子材料により、下部クラッド形成薄膜１１ａを所定の膜厚で塗布する。
【００６２】
次に、保持部６ａと幅広部６ｂを有する溝部６のパターンが形成されたマスク１２を介して下部クラッド形成薄膜１１ａに紫外線を照射し、溝部６を形成する部位以外の下部クラッド形成薄膜１１ａを硬化させる。そして、図４（ｃ）に示すように、例えば溶液現像によって、溝部６の形成部位１３を除去して、下部クラッド５ａを形成する。ここで、溶液現像で使用される現像液としては、例えばＴＭＡＨ（Tetramethyl ammonium hydroxide）水溶液を使用する。
【００６３】
次に、図４（ｄ）に示すように、剥離防止層５ｃ上に形成した下部クラッド５ａ上に、コア４を構成する感光性の高分子材料により、コア形成薄膜１４を所定の膜厚で塗布する。コア４を構成する高分子材料は、下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂを構成する高分子材料より若干屈折率が大きい材料を用いる。
【００６４】
次に、コア４のパターンが形成されたマスク１５を介してコア形成薄膜１４に紫外線を照射し、コア４を形成する部位のコア形成薄膜１４を硬化させる。そして、図５（ａ）に示すように、溶液現像によって、コア４の形成部位以外を除去して、図１に示すような所定のパターンでコア４を形成する。
【００６５】
次に、図５（ｂ）に示すように、剥離防止層５ｃ上に形成した下部クラッド５ａ及びコア４上に、上部クラッド５ｂを構成する感光性の高分子材料により、上部クラッド形成薄膜１１ｂを所定の膜厚で塗布する。
【００６６】
次に、保持部６ａと幅広部６ｂを有する溝部６のパターンが形成されたマスク１２を介して上部クラッド形成薄膜１１ｂに紫外線を照射し、溝部６を形成する部位以外の上部クラッド形成薄膜１１ｂを硬化させる。そして、図５（ｃ）に示すように、溶液現像によって、溝部６の形成部位を除去して、上部クラッド５ｂを形成する。
【００６７】
これにより、コア４が所定のパターンで形成されると共に、溝部６が形成された光導波路２が、剥離防止層５ｃを介して導波路基板３上に作成される。ここで、溝部６の形成プロセスでは、保持部６ａと幅広部６ｂが同時に形成される。
【００６８】
図６は第１の実施の形態の光導波路モジュールの要部構成を示す溝部の断面図である。具体例として、上述したリソグラフィプロセスにより、導波路基板３上にクラッド材料を用いて厚さ２０μｍの剥離防止層５ｃを形成した後、下部クラッド５ａ、コア４及び上部クラッド５ｂを順次積層して光導波路２を作成した。コア４は断面形状が四角形で、そのサイズは本例では４０×４０μｍであり、コア４が形成される層の厚さは４０μｍである。また、下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂの厚さは何れも３０μｍである。これにより、光導波路２の厚さは約１００μｍとなる。
【００６９】
また、下部クラッド５ａ、コア４及び上部クラッド５ｂの形成プロセスで、コア４の分岐点に保持部６ａと幅広部６ｂを有する溝部６を形成した。なお、溝部６は、下部クラッド５ａの底面から上部クラッド５ｂの上面まで貫通するように形成しており、溝部６の深さは約１００μｍである。
【００７０】
そして、作成した溝部６に、厚さが約３０μｍの波長選択フィルタ７を挿入し、接着剤１８で固定した。以上の構成による溝部６の断面形状を図６に示している。
【００７１】
＜溝部の具体例＞
上述したように、波長選択フィルタ７は厚さが例えば３０μｍ程度と薄いもので、波長選択フィルタ７が挿入される溝部６の幅も、６０μｍ程度と狭い。このように、幅の狭い溝部６を上述したフォトリソグラフィプロセスで形成する場合、溝部６の形成プロセスにおいて溝部６の形成部位への現像液の回り込みが悪く、所定の形状で溝部６を形成することが難しい。
【００７２】
また、光導波路２を構成する高分子材料と、導波路基板３を構成するシリコンは、材質が異なり密着性が悪い。このため、剥離防止層５ｃを設けずに溝部６が導波路基板３まで到達している形態では、波長選択フィルタ７を固定する接着剤１８が光導波路２と導波路基板３の接合面に回り込み、光導波路２が導波路基板３から剥離することがある。溝部６の部分で光導波路２が導波路基板３から剥離すると、溝部６の側壁面で対向するコア４の位置にずれが生じ光の結合効率が悪くなる。
【００７３】
更に、光導波路２の形成プロセス中に現像液が光導波路２と導波路基板３の接合面に回り込み、光導波路２が導波路基板３から剥離することがある。
【００７４】
これに対して、溝部６の少なくとも一方の端部に幅広部６ｂを設けることで、現像液の回り込みが良くなり、所定の形状で溝部６が形成できることが判った。また、光導波路２と導波路基板３の間に剥離防止層５ｃを設け、溝部６の底面を剥離防止層５ｃで構成すると、光導波路２の導波路基板３からの剥離を防止できることが判った。以下に、溝部６の具体的な実施例について説明する。
【００７５】
図７及び図８は溝部の実施例を示す説明図である。図７に示す実施例１〜実施例３は、溝部６の全体の長さは１６００μｍ、保持部６ａの幅Ｗ１は６０μｍとして、溝部６の両端部に幅広部６ｂを形成した例である。幅広部６ｂの幅Ｗ２は２００μｍとした。また、コア４が溝部６の略中央を通る形態となるように、コア４から一方の幅広部６ｂの端部までの長さを８００μｍとした。
【００７６】
図８に示す実施例４〜実施例６は、溝部６の全体の長さは８００μｍ、保持部６ａの幅Ｗ１は６０μｍとして、溝部６の一方の端部に幅広部６ｂを形成した例である。幅広部６ｂの幅Ｗ２は２００μｍとした。また、溝部６において、幅広部６ｂを形成していない側の端部からコア４までの長さを３００μｍとした。
【００７７】
そして、図７（ａ）に示す実施例１及び図８（ａ）に示す実施例４では、幅広部６ｂを直径が２００μｍの円形とした例、図７（ｂ）に示す実施例２及び図８（ｂ）に示す実施例５では、幅広部６ｂを底辺の長さが２００μｍの三角形とした例、図７（ｃ）に示す実施例３及び図８（ｃ）に示す実施例６では、幅広部６ｂを一辺の長さが２００μｍの四角形とした例である。
【００７８】
なお、実施例１〜実施例６では、溝部の深さは１００μｍ、コア４の幅は４０μｍとした。
【００７９】
＜比較例の光導波路モジュールの構成＞
上述した本実施の形態の光導波路モジュール１Ａに対して、以下に示す比較例の光導波路モジュールを作製し、溝部６の形成状態及び光導波路２の剥離の有無を比較した。
【００８０】
図９は第１の比較例の光導波路モジュールを示す構成図で、図９（ａ）は平面図、図９（ｂ）は側面図である。第１の比較例の光導波路モジュール１Ｂは、導波路基板３上に、剥離防止層を設けずに直接光導波路２を形成したものである。他の構成は、図１等で説明した第１の実施の形態の光導波路モジュール１Ａと同じであり、溝部６は、保持部６ａと幅広部６ｂを備えている。
【００８１】
図１０は第２の比較例及び第３の比較例の光導波路モジュールを示す構成図で、図１０（ａ）は平面図、図１０（ｂ）は側面図である。第２，第３の比較例の光導波路モジュール１Ｃは、幅広部を形成しない溝部１６を備えたものである。他の構成は、図１等で説明した第１の実施の形態の光導波路モジュール１Ａと同じであり、光導波路２と導波路基板３の間に剥離防止層５ｃを備えている。
【００８２】
図１１は第４の比較例及び第５の比較例の光導波路モジュールを示す構成図で、図１１（ａ）は平面図、図１１（ｂ）は側面図である。第４，第５の比較例の光導波路モジュール１Ｄは、導波路基板３上に、剥離防止層を設けずに直接光導波路２を形成すると共に、幅広部を形成しない溝部１６を備えたものである。他の構成は、図１等で説明した第１の実施の形態の光導波路モジュール１Ａと同じである。
【００８３】
図１２は溝部の比較例を示す説明図である。図１２（ａ）は比較例１の溝部の形状を示す。比較例１は、図９に示す第１の比較例の光導波路モジュール１Ｂの溝部で、溝部６の形状は、ここでは図７（ａ）に示す実施例１の溝部と同じとした。
【００８４】
図１２（ｂ）は、比較例２及び比較例４の溝部の形状を示す。比較例２，４は、図１０に示す第２の比較例の光導波路モジュール１Ｃの溝部及び図１１に示す第４の比較例の光導波路モジュール１Ｄの溝部の一例を示し、比較例２，比較例４は、溝部１６の全体の長さを１６００μｍ、溝部１６の幅を６０μｍとし、コア４から溝部１６の一方の端部までの長さを８００μｍとした。
【００８５】
また、図１２（ｃ）は、比較例３及び比較例５の溝部の形状を示す。比較例３，比較例５は、図１０に示す第３の比較例の光導波路モジュール１Ｃの溝部及び図１１に示す第５の比較例の光導波路モジュール１Ｄの溝部の他の例を示し、比較例３，５は、溝部１６の全体の長さを８００μｍ、溝部１６の幅を６０μｍとし、コア４から溝部１６の一方の端部までの長さを３００μｍとした。
【００８６】
図１３，図１４は剥離防止層を備えていない第１の比較例及び第４，第５の比較例の光導波路２の製造工程例を示す説明図で、次に、剥離防止層を備えていない光導波路２の製造工程について説明する。
【００８７】
まず、図１３（ａ）に示すように、下部クラッド５ａを構成する感光性の高分子材料により、導波路基板３上に下部クラッド形成薄膜１１ａを所定の膜厚で塗布する。
【００８８】
次に、溝部６あるいは溝部１６のパターンが形成されたマスク１２を介して下部クラッド形成薄膜１１ａに紫外線を照射し、溝部を形成する部位以外の下部クラッド形成薄膜１１ａを硬化させる。
【００８９】
そして、図１３（ｂ）に示すように、例えば溶液現像によって、溝部の形成部位１３を除去して、下部クラッド５ａを形成する。
【００９０】
次に、図１３（ｃ）に示すように、導波路基板３上に形成した下部クラッド５ａ上に、コア４を構成する感光性の高分子材料により、コア形成薄膜１４を所定の膜厚で塗布する。
【００９１】
次に、コア４のパターンが形成されたマスク１５を介してコア形成薄膜１４に紫外線を照射し、コア４を形成する部位のコア形成薄膜１４を硬化させる。そして、図１３（ｄ）に示すように、溶液現像によって、コア４の形成部位以外を除去して、図９等に示すような所定のパターンでコア４を形成する。
【００９２】
次に、図１４（ａ）に示すように、導波路基板３上に形成した下部クラッド５ａ及びコア４上に、上部クラッド５ｂを構成する感光性の高分子材料により、上部クラッド形成薄膜１１ｂを所定の膜厚で塗布する。
【００９３】
次に、溝部のパターンが形成されたマスク１２を介して上部クラッド形成薄膜１１ｂに紫外線を照射し、溝部を形成する部位以外の上部クラッド形成薄膜１１ｂを硬化させる。そして、図１４（ｂ）に示すように、溶液現像によって、溝部の形成部位を除去して、上部クラッド５ｂを形成する。
【００９４】
これにより、溝部あるいは溝部１６が形成された光導波路２が、導波路基板３上に直接作製される。
【００９５】
図１５は剥離防止層を備えていない第１の比較例及び第４，第５の比較例の光導波路モジュールの要部構成を示す溝部の断面図である。具体例として、上述したリソグラフィプロセスにより、導波路基板３上に下部クラッド５ａ、コア４及び上部クラッド５ｂを順次積層して光導波路２を作成した。コア４は断面形状が四角形で、そのサイズは本例では４０×４０μｍであり、コア４が形成される層の厚さは４０μｍである。また、下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂの厚さは何れも３０μｍである。これにより、光導波路２の厚さは約１００μｍとなる。
【００９６】
また、下部クラッド５ａ、コア４及び上部クラッド５ｂの形成プロセスで、コア４の分岐点に保持部６ａと幅広部６ｂを有する溝部６を形成した。なお、溝部６は、下部クラッド５ａの底面から上部クラッド５ｂの上面まで貫通するように形成しており、溝部６の深さは約１００μｍである。
【００９７】
そして、作成した溝部６に、厚さが約３０μｍの波長選択フィルタ７を挿入し、接着剤１８で固定した。以上の構成による溝部６の断面形状を図１５に示している。
【００９８】
＜実施例と比較例の対比＞
実施例１〜６と、比較例２，３の溝部を上述した図４，図５のフォトリソグラフィプロセスで形成し、比較例１及び比較例４，５の溝部を上述した図１３，図１４のフォトリソグラフィプロセスで形成して、実施例１〜実施例３の溝部６と、比較例１の溝部６と、比較例２，４の溝部１６は、長さが１０００μｍ、厚さが３０μｍ、高さが５００μｍの波長選択フィルタ７を挿入し、接着剤で固定した。
【００９９】
また、実施例４〜実施例６の溝部６と、比較例３，５の溝部１６は、長さが５００μｍ、厚さが３０μｍ、高さが５００μｍの波長選択フィルタ７を挿入し、接着剤で固定した。
【０１００】
上述した実施例１〜６と比較例１〜５の溝部の形態及び剥離防止層の有無と、実施例１〜６と比較例１〜５の溝部をフォトリソグラフィプロセスで形成した場合における溝の抜け状態と光導波路の剥離状態を評価した結果を以下の表１に示す。
【０１０１】
【表１】
【０１０２】
溝の抜け状態は、溝断面をカットして光学顕微鏡で観察することにより評価した。完全に溝が形成された場合を○、溝の一部に残留物が見られた場合を△、溝底に残留物があり溝が形成されなかった場合を×とした。
【０１０３】
また、光導波路の剥離状態は、断面をダイシングカットして光学顕微鏡で観察し、剥離していない場合を○、剥離している場合を×とした。
【０１０４】
まず、溝部の形成状態を評価すると、表１から、溝部６の両端部に幅広部６ｂを形成した実施例１〜３、溝部６の一方の端部に幅広部６ｂを形成した実施例４〜６の何れも、完全な溝が形成されたことが判る。また、溝部６の両端部に幅広部６ｂを形成した比較例１も、完全な溝が形成された。
【０１０５】
これに対して、幅広部６ｂを形成していない比較例２〜比較例５では、溝部１６の長さを長くした比較例２及び比較例４では、溝は形成されたが一部に残留物が見られ、溝部１６の長さを短くした比較例３及び比較例５では溝が形成されなかった。
【０１０６】
ここで、比較例２及び比較例４のように、溝部１６に残留物があると、波長選択フィルタ７を挿入した場合に、波長選択フィルタ７がコア４に到達しない場合がある。波長選択フィルタ７がコア４に到達しないと、波長選択フィルタ７は機能しないので、溝部１６に残留物がある状態は好ましくない。
【０１０７】
これにより、幅広部を形成していない比較例２〜比較例５では、幅が狭く深い溝を形成する場合、溝内部への現像液の回り込みが悪く、波長選択フィルタ７を正常に挿入できる溝部１６を形成することが困難であることが判る。
【０１０８】
次に、光導波路の剥離状態を評価すると、表１から、導波路基板３上に剥離防止層５ｃを形成してから光導波路２を形成した実施例１〜６は、光導波路２の剥離が見られないことが判る。また、剥離防止層５ｃを形成した比較例２，比較例３も光導波路２の剥離は見られなかった。
【０１０９】
これに対して、剥離防止層を形成せずに光導波路２を形成した比較例１及び比較例４，５は、光導波路の剥離が見られた。
【０１１０】
上述したように、光導波路２を構成する高分子材料と、導波路基板３を構成するシリコンは、材質が異なり密着性が悪い。このため、図１５に示すように、剥離防止層５ｃを設けずに溝部６が導波路基板３まで到達している形態では、波長選択フィルタ７を固定する接着剤１８が光導波路２と導波路基板３の接合面に回り込み、光導波路２が導波路基板３から剥離することがある。
【０１１１】
また、光導波路２の形成プロセス中に現像液が光導波路２と導波路基板３の接合面に回り込み、光導波路２が導波路基板３から剥離することがある。
【０１１２】
これに対して、図６に示すように、光導波路２と導波路基板３の間に剥離防止層５ｃを設け、溝部６の底面を剥離防止層５ｃで構成すると、光導波路２は溝部６の底面が剥離防止層５ｃを介して導波路基板３と接合しているので、光導波路２と導波路基板３の接合面に接着剤１８が回り込むことはなく、光導波路２と導波路基板３の剥離を防止できる。
【０１１３】
また、剥離防止層５ｃは、下部クラッド５ａと同様の材料で構成されるので、剥離防止層５ｃと光導波路２の密着性は良く、剥離防止層５ｃと光導波路２は容易には剥離しない。
【０１１４】
これにより、光導波路２と剥離防止層５ｃの接合面に接着剤１８が回り込んで、光導波路２が剥離防止層５ｃから剥離することはない。また、光導波路２の形成プロセス中に現像液が光導波路２と剥離防止層５ｃの接合面に回り込んで、光導波路２が剥離防止層５ｃから剥離することはない。
【０１１５】
以上の評価から、溝部６の一方の端部もしくは両端部に幅広部６ｂを形成した実施例１〜実施例６では、溝内部への現像液の回り込みが良く、波長選択フィルタ７を正常に挿入できる溝部６をフォトリソグラフィプロセスで確実に形成することができることが判る。
【０１１６】
例えば、溝部６の両端部に幅広部６ｂを形成すれば、溝部６の長さが長くても、波長選択フィルタ７を正常に挿入できる溝部６を形成でき、長さの長い波長選択フィルタ７に対応できる。
【０１１７】
また、溝部６の長さを短くできる場合等は、溝部６の一方の端部に幅広部６ｂを形成すれば、波長選択フィルタ７を正常に挿入できる溝部６を形成できる。
【０１１８】
更に、光導波路２と導波路基板３の間に剥離防止層５ｃを設け、溝部６の底面を剥離防止層５ｃで構成した実施例１〜実施例６では、光導波路２の剥離を防ぐことができることが判る。
【０１１９】
なお、溝部６の両端部に幅広部６ｂを形成した比較例１では、溝部６は正常に形成できるが、剥離防止層５ｃを備えていないことで、光導波路２の剥離が見られた。また、剥離防止層５ｃを備えた比較例２，３では、光導波路２の剥離は見られないが、溝部１６の端部に幅広部を備えていないことで、溝部が正常に形成されなかった。
【０１２０】
よって、溝部６の一方の端部もしくは両端部に幅広部６ｂを形成すると共に、光導波路２と導波路基板３の間に剥離防止層５ｃを設け、溝部６の底面を剥離防止層５ｃで構成した実施例１〜実施例６が好ましい形態であることが判る。
【０１２１】
なお、幅広部６ｂの形状は、各実施例に挙げたものに限らず、他の形状でも良い。
【０１２２】
また、剥離防止層５ｃは下部クラッド５ａ及び上部クラッド５ｂと同等の材料で構成したが、コア４と同等の材料で構成しても良い。更に、光導波路２を構成する材料と密着性の良い材料であれば、他の材料でも良い。更に、導波路基板３と剥離防止層５ｃの間にチタン（Ｔｉ）やアルミニウム（Ａｌ）等の金属からなる薄膜層を形成しても良い。
【０１２３】
ここで、剥離防止層５ｃの厚さは好ましくは５μｍ以上、更に好ましくは１０μｍ以上である。膜厚が５μｍ未満である場合は、剥離防止層５ｃ自体の強度が弱く、剥離防止効果が低減する。
【０１２４】
更に、光導波路２を構成する材料としては、アクリル系高分子材料に限らず、エポキシ系高分子材料、その他例えばシロキサン構造（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を有するような無機高分子材料でも良い。
【０１２５】
上述したように、光導波路モジュール１Ａにおいて、波長選択フィルタ７が挿入される溝部６をフォトリソグラフィプロセスで形成できるので、光導波路２を溝部で分割した形態とする必要が無く、光導波路間での位置合わせが不要となる。
【０１２６】
また、光導波路にダイシングで溝部を形成する場合は、光導波路の途中から切断を開始したり、切断を途中で停止することができないので、光導波路の一方の端部から他方の端部まで連続した溝部を形成する必要があり、光導波路の設計自由度が低下する。これに対してフォトリソグラフィプロセスで溝部６を形成することで、任意の長さで溝部を形成することができ、光導波路２及び光導波路モジュール１Ａ全体の設計自由度が向上する。
【産業上の利用可能性】
【０１２７】
本発明は、電子機器のボード間やチップ間の光通信モジュールや、光ファイバを利用した通信ケーブルのコネクタ等に適用される。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】第１の実施の形態の光導波路モジュールの一例を示す構成図である。
【図２】第１の実施の形態の光導波路モジュールの一例を示す斜視図である。
【図３】溝部の要部構成を示す平面図である。
【図４】第１の実施の形態の光導波路の製造工程例を示す説明図である。
【図５】第１の実施の形態の光導波路の製造工程例を示す説明図である。
【図６】第１の実施の形態の光導波路モジュールの要部構成を示す溝部の断面図である。
【図７】溝部の実施例を示す説明図である。
【図８】溝部の実施例を示す説明図である。
【図９】第１の比較例の光導波路モジュールの一例を示す構成図である。
【図１０】第２，第３の比較例の光導波路モジュールの一例を示す構成図である。
【図１１】第４，第５の比較例の光導波路モジュールの一例を示す構成図である。
【図１２】溝部の比較例を示す説明図である。
【図１３】剥離防止層を備えていない光導波路の製造工程例を示す説明図である。
【図１４】剥離防止層を備えていない光導波路の製造工程例を示す説明図である。
【図１５】剥離防止層を備えていない光導波路モジュールの要部構成を示す溝部の断面図である。
【図１６】従来の課題を示す溝部の断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１・・・光導波路モジュール、２・・・光導波路、３・・・導波路基板、４・・・コア、５ａ・・・下部クラッド、５ｂ・・・上部クラッド、５ｃ・・・剥離防止膜、６・・・溝部、７・・・波長選択フィルタ、８・・・発光素子、９・・・受光素子、１０・・・光ファイバ、１１ａ・・・下部クラッド形成薄膜、１１ｂ・・・上部クラッド形成薄膜、１２・・・マスク、１３・・・溝部形成部位、１４・・・コア形成薄膜、１５・・・マスク、１８・・・接着剤
【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜機能素子が挿入される溝部を有する光導波路と、前記光導波路を支持する導波路基板とを備えた光導波路モジュールにおいて、
前記溝部は、光が伝搬されるコアを横切る位置に形成される保持部の少なくとも一方の端部に、前記保持部より幅の広い幅広部を備えた
ことを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項２】
前記保持部の長さを、前記コアの幅以上とした
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項３】
前記光導波路と前記導波路基板との間で少なくとも前記溝部の底面に、前記光導波路と同様の材料で構成した剥離防止層を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項４】
前記光導波路は、高分子材料により形成される
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項５】
前記溝部は、フォトリソグラフィプロセスにより形成される
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項６】
前記薄膜機能素子は、任意の波長領域における光を選択的に反射及び透過させる波長選択フィルタで、前記波長選択フィルタが挿入される前記溝部が前記コアの分岐点に形成されて、前記コアを伝搬される光の波長により前記波長選択フィルタで光路の切り替えが行われる
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項７】
薄膜機能素子が挿入される溝部を有する光導波路と、前記光導波路を支持する導波路基板とを備えた光導波路モジュールにおいて、
前記光導波路と前記導波路基板との間で少なくとも前記溝部の底面に、前記光導波路と同様の材料で構成した剥離防止層を備えた
ことを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項８】
前記剥離防止層は、前記光導波路を構成するクラッドと同様の材料で形成される
ことを特徴とする請求項７記載の光導波路モジュール。
【請求項９】
前記剥離防止層は、前記光導波路を構成するコアと同様の材料で形成される
ことを特徴とする請求項７記載の光導波路モジュール。
【請求項１０】
前記光導波路及び前記剥離防止層は、高分子材料により形成される
ことを特徴とする請求項７記載の光導波路モジュール。
【請求項１１】
前記導波路基板上に形成した前記剥離防止層上に、前記溝部を有する前記光導波路がフォトリソグラフィプロセスにより形成される
ことを特徴とする請求項７記載の光導波路モジュール。
【請求項１２】
前記薄膜機能素子は、任意の波長領域における光を選択的に反射及び透過させる波長選択フィルタで、前記波長選択フィルタが挿入される前記溝部が前記光導波路のコアの分岐点に形成されて、前記コアを伝搬される光の波長により前記波長選択フィルタで光路の切り替えが行われる
ことを特徴とする請求項７記載の光導波路モジュール。
【請求項１】
薄膜機能素子が挿入される溝部を有する光導波路と、前記光導波路を支持する導波路基板とを備えた光導波路モジュールにおいて、
前記溝部は、光が伝搬されるコアを横切る位置に形成される保持部の少なくとも一方の端部に、前記保持部より幅の広い幅広部を備えた
ことを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項２】
前記保持部の長さを、前記コアの幅以上とした
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項３】
前記光導波路と前記導波路基板との間で少なくとも前記溝部の底面に、前記光導波路と同様の材料で構成した剥離防止層を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項４】
前記光導波路は、高分子材料により形成される
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項５】
前記溝部は、フォトリソグラフィプロセスにより形成される
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項６】
前記薄膜機能素子は、任意の波長領域における光を選択的に反射及び透過させる波長選択フィルタで、前記波長選択フィルタが挿入される前記溝部が前記コアの分岐点に形成されて、前記コアを伝搬される光の波長により前記波長選択フィルタで光路の切り替えが行われる
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路モジュール。
【請求項７】
薄膜機能素子が挿入される溝部を有する光導波路と、前記光導波路を支持する導波路基板とを備えた光導波路モジュールにおいて、
前記光導波路と前記導波路基板との間で少なくとも前記溝部の底面に、前記光導波路と同様の材料で構成した剥離防止層を備えた
ことを特徴とする光導波路モジュール。
【請求項８】
前記剥離防止層は、前記光導波路を構成するクラッドと同様の材料で形成される
ことを特徴とする請求項７記載の光導波路モジュール。
【請求項９】
前記剥離防止層は、前記光導波路を構成するコアと同様の材料で形成される
ことを特徴とする請求項７記載の光導波路モジュール。
【請求項１０】
前記光導波路及び前記剥離防止層は、高分子材料により形成される
ことを特徴とする請求項７記載の光導波路モジュール。
【請求項１１】
前記導波路基板上に形成した前記剥離防止層上に、前記溝部を有する前記光導波路がフォトリソグラフィプロセスにより形成される
ことを特徴とする請求項７記載の光導波路モジュール。
【請求項１２】
前記薄膜機能素子は、任意の波長領域における光を選択的に反射及び透過させる波長選択フィルタで、前記波長選択フィルタが挿入される前記溝部が前記光導波路のコアの分岐点に形成されて、前記コアを伝搬される光の波長により前記波長選択フィルタで光路の切り替えが行われる
ことを特徴とする請求項７記載の光導波路モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２００６−１８４７５５（Ｐ２００６−１８４７５５Ａ）
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３８０３９６（Ｐ２００４−３８０３９６）
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年７月１３日（２００６．７．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月２８日（２００４．１２．２８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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