特開 2024-141172 光導波路装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024141172

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】光導波路装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/122 20060101AFI20241003BHJP

   G02B 6/13 20060101ALI20241003BHJP

   G02B 6/26 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

G02B6/122

G02B6/13

G02B6/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023052665

(22)【出願日】2023-03-29

(71)【出願人】

【識別番号】000190688

【氏名又は名称】新光電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100107766

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠重

(74)【代理人】

【識別番号】100070150

【弁理士】

【氏名又は名称】伊東 忠彦

(72)【発明者】

【氏名】山本 和尚

(72)【発明者】

【氏名】兼田 悠

【テーマコード（参考）】

2H137

2H147

【Ｆターム（参考）】

2H137AB01

2H137BA31

2H137BA36

2H137BA53

2H137BA55

2H137CA12B

2H137CA19B

2H137CA42

2H137CA56

2H137CA73

2H137CA75

2H137CB03

2H137CC03

2H137EA03

2H137EA04

2H137HA00

2H147BB02

2H147BG06

2H147CC07

2H147EA09C

2H147EA13C

2H147EA17A

2H147EA17B

2H147EA19A

2H147EA19B

2H147EA20A

2H147EA20B

2H147EA20C

2H147FC01

2H147FC09

2H147FE02

2H147GA00

(57)【要約】

【課題】シリコン導波路とコア層との位置精度を向上可能な光導波路装置を提供する。
【解決手段】本光導波路装置は、基板と、前記基板の上に形成された第１クラッド層と、前記第１クラッド層の上に形成されたコア層と、前記コア層の長手方向に沿って設けられ、前記コア層の前記第１クラッド層とは反対側に位置する第１面に開口する凹部と、を有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板の上に形成された第１クラッド層と、
前記第１クラッド層の上に形成されたコア層と、
前記コア層の長手方向に沿って設けられ、前記コア層の前記第１クラッド層とは反対側に位置する第１面に開口する凹部と、を有する、光導波路装置。

【請求項2】

前記凹部は、前記第１面に垂直な方向から視て、前記コア層を長手方向に２分する中心線上に設けられる、請求項１に記載の光導波路装置。

【請求項3】

前記コア層は、前記凹部が設けられる第１領域と、前記凹部が設けられない第２領域と、を有する、請求項１に記載の光導波路装置。

【請求項4】

前記第１クラッド層の上に設けられ、前記コア層の前記第１領域を露出し、前記コア層の前記第２領域を被覆する第２クラッド層を有し、
前記第２クラッド層は、硬化した感光性樹脂である、請求項３に記載の光導波路装置。

【請求項5】

前記第１クラッド層の上に形成された第２クラッド層を有し、
前記第２クラッド層は、前記コア層の前記第１領域を被覆する未硬化の感光性樹脂と、前記コア層の前記第２領域を被覆する硬化した感光性樹脂と、を含む、請求項３に記載の光導波路装置。

【請求項6】

前記未硬化の感光性樹脂は、現像液に溶解して除去される特性を有する、請求項５に記載の光導波路装置。

【請求項7】

シリコン基板と、前記シリコン基板の一方の面側に設けられたシリコン導波路と、を備えたシリコンフォトニクスチップを有し、
前記シリコンフォトニクスチップは、前記シリコン導波路を前記コア層の側に向けて、前記第１クラッド層の上に搭載され、
前記シリコン導波路の一部又は全部は、前記凹部の内側に配置される、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の光導波路装置。

【請求項8】

前記シリコン基板と前記第１クラッド層とが対向する領域に、接着層が設けられている、請求項７に記載の光導波路装置。

【請求項9】

前記接着層は、前記凹部の内側に入り込み、前記シリコン導波路を被覆する、請求項８に記載の光導波路装置。

【請求項10】

基板の上に第１クラッド層を形成する工程と、
前記第１クラッド層の上に、コア層を形成する工程と、
前記コア層の長手方向に沿って、前記コア層の前記第１クラッド層とは反対側に位置する第１面に開口する凹部を、レーザ加工又はエッチングで形成する工程と、を有する、光導波路装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光導波路装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

各種のコンピュータやデータ通信などの装置が設置されたデータセンター等において、シリコンフォトニクスチップと光導波路とを有する光導波路装置を用いて光信号の送受信が行われている。このような光導波路装置では、光導波路のコア層とシリコンフォトニクスチップのシリコン導波路とが光結合されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６９０９６３７号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記のような光導波路装置では、光導波路のコア層と、シリコンフォトニクスチップのシリコン導波路との位置合わせが困難であるため、十分な位置精度が得られない場合があった。

【0005】

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、シリコン導波路とコア層との位置精度を向上可能な光導波路装置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】

【0006】

本光導波路装置は、基板と、前記基板の上に形成された第１クラッド層と、前記第１クラッド層の上に形成されたコア層と、前記コア層の長手方向に沿って設けられ、前記コア層の前記第１クラッド層とは反対側に位置する第１面に開口する凹部と、を有する。

【発明の効果】

【0007】

開示の技術によれば、シリコン導波路とコア層との位置精度を向上可能な光導波路装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態に係る光導波路装置を例示する図（その１）である。

【図2】第１実施形態に係る光導波路装置を例示する図（その２）である。

【図3】第１実施形態に係る光導波路装置の製造工程を例示する図（その１）である。

【図4】第１実施形態に係る光導波路装置の製造工程を例示する図（その２）である。

【図5】第１実施形態に係る光導波路装置の製造工程を例示する図（その３）である。

【図6】第１実施形態に係る光導波路装置の製造工程を例示する図（その４）である。

【図7】第２実施形態に係る光導波路装置を例示する図である。

【図8】第２実施形態に係る光導波路装置の製造工程を例示する図（その１）である。

【図9】第２実施形態に係る光導波路装置の製造工程を例示する図（その２）である。

【図10】変形例に係る光導波路装置を例示する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

【0010】

〈第１実施形態〉
［光導波路装置］
図１は、第１実施形態に係る光導波路装置を例示する図（その１）であり、図１（ａ）は、平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ－Ａ線に沿う断面図である。

【0011】

図２は、第１実施形態に係る光導波路装置を例示する図（その２）であり、図２（ａ）は、図１（ａ）のＢ－Ｂ線に沿う断面図、図２（ｂ）は、図１（ａ）のＣ－Ｃ線に沿う断面図である。

【0012】

図１を参照すると、光導波路装置１は、基板１０と、光導波路２０とを有する。光導波路２０は、第１クラッド層２１と、コア層２２と、凹部２２ｘと、第２クラッド層２３とを有する。

【0013】

基板１０は、第１クラッド層２１、コア層２２、及び第２クラッド層２３を形成するための基体となる部分である。基板１０は、例えば、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁樹脂材料から形成される。基板１０は、剛性の強いリジッド基板であってもよく、あるいは、剛性の弱いフレキシブル基板であってもよい。基板１０は、支持体や基材と呼ばれる絶縁物を含む。基板１０は、樹脂層を有するビルドアップ基板、シリコン基板、セラミック基板等であってもよい。基板１０には、電気回路が形成されていてもよい。

【0014】

第１クラッド層２１は、基板１０の上に形成されている。第１クラッド層２１の厚さは、例えば、１０μｍ～３０μｍ程度とすることができる。第１クラッド層２１の屈折率は、例えば、１．５程度とすることができる。第１クラッド層２１は、例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリノルボルネン樹脂等の感光性樹脂から形成することができる。

【0015】

コア層２２は、第１クラッド層２１の上に形成されている。コア層２２の幅は、例えば、５μｍ～１０μｍ程度とすることができる。コア層２２の厚さは、例えば、５μｍ～１０μｍ程度とすることができる。コア層２２の屈折率は、第１クラッド層２１及び第２クラッド層２３の屈折率よりも高く、例えば、１．６程度とすることができる。コア層２２は、例えば、第１クラッド層２１の材料として例示した中から適宜選択した材料により形成することができる。

【0016】

なお、光導波路装置１では４個のコア層２２が所定間隔で並置されているが、これには限定されず、コア層２２は１個以上の任意の個数として構わない。又、コア層２２は直線状に形成しなくてもよく、湾曲する部分を含んでいてもよい。

【0017】

コア層２２は、凹部２２ｘが設けられる第１領域Ｒａと、凹部２２ｘが設けられない第２領域Ｒｂとを有する。第１領域Ｒａは、シリコン導波路等との光結合部として使用することができる。第１領域Ｒａにおいて、凹部２２ｘは、コア層２２の長手方向に沿って設けられ、コア層２２の第１クラッド層２１とは反対側に位置する第１面２２ａに開口している。

【0018】

凹部２２ｘは、例えば、第１面２２ａに垂直な方向から視て、コア層２２を長手方向に２分する中心線上に設けられる。なお、図１（ａ）のＡ－Ａ線は、コア層２２を長手方向に２分する中心線上に引かれている。凹部２２ｘの幅は、第１面２２ａの同一平面上で、例えば、１．５μｍ～２．５μｍ程度とすることができる。凹部２２ｘの最大深さは、第１面２２ａを基準として、例えば、０．５μｍ～１．５μｍ程度とすることができる。

【0019】

凹部２２ｘの底面は、第１面２２ａと平行であってもよいし、平行でなくてもよい。凹部２２ｘの側面は、第１面２２ａと垂直であってもよいし、垂直でなくてもよい。凹部２２ｘは、例えば、第１面２２ａから底面に近づくにつれて幅が狭くなる形状であってもよい。凹部２２ｘの底面と側面との境界は、明確でなくてもよい。例えば、凹部２２ｘの底面と側面との境界は、Ｒ形状であってもよい。

【0020】

第２クラッド層２３は、第１クラッド層２１の上に設けられ、コア層２２の第１領域Ｒａを露出し、コア層２２の第２領域２２ｂを被覆する。すなわち、凹部２２ｘは、第２クラッド層２３から露出している。第２クラッド層２３の厚さは、例えば、１０μｍ～３０μｍ程度とすることができる。第２クラッド層２３の屈折率は、例えば、１．５程度とすることができる。第２クラッド層は、硬化した感光性樹脂である。第２クラッド層２３は、例えば、第１クラッド層２１の材料として例示した中から適宜選択した材料により形成することができる。

【0021】

［光導波路装置の製造方法］
次に、光導波路装置１の製造方法について説明する。図３～図６は、第１実施形態に係る光導波路装置の製造工程を例示する図である。

【0022】

第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法では、図３に示すように、まず、基板１０を準備する。基板１０は、例えば、複数の製品領域Ｒが区画された多面取り用の大型基板であり、最終的に製品領域Ｒの外周部に沿って切断されて個々の光導波路装置が得られる。基板１０は、例えば、ガラスエポキシ樹脂などの絶縁樹脂材料から形成される。基板１０は、剛性の強いリジッド基板であってもよく、あるいは、剛性の弱いフレキシブル基板であってもよい。基板１０は、支持体や基材と呼ばれる絶縁物を含む。

【0023】

図４は、図３のＤ－Ｄ線に沿う断面を示している。図４（ａ）に示す工程では、基板１０の上に第１クラッド層２１を形成する。第１クラッド層２１は、感光性樹脂に紫外光を照射した後に、１５０℃～２００℃の温度で加熱処理して、感光性樹脂を硬化させることにより得られる。

【0024】

第１クラッド層２１は、図３に示した複数の製品領域Ｒが区画された基板１０の全面に形成される。第１クラッド層２１をパターニングして外形を調整する場合は、フォトマスクを介して感光性樹脂に紫外線を照射し、現像することにより第１クラッド層２１が得られる。

【0025】

感光性樹脂の形成方法としては、樹脂シートを貼付してもよいし、あるいは、液状樹脂を塗布してもよい。第１クラッド層２１の厚さは、例えば、１０μｍ～３０μｍ程度である。

【0026】

次に、図４（ｂ）に示す工程では、第１クラッド層２１の上に、並置された複数の細長状のコア層２２を形成する。具体的には、第１クラッド層２１の上にコア層２２を得るための感光性樹脂を形成し、フォトマスクを介して感光性樹脂に紫外線を照射し、現像した後に、感光性樹脂を１５０℃～２００℃程度の温度で加熱処理することにより硬化させる。

【0027】

これにより、複数のコア層２２が第１クラッド層２１の上に帯状パターンとして並んで配置される。コア層２２の幅は例えば５μｍ～１０μｍに設定され、コア層２２の厚さは例えば５μｍ～１０μｍに設定される。本実施形態では、シングルモードの光導波路を得るために、微小な断面積を有するコア層２２が形成される。

【0028】

複数のコア層２２は、前述した図３の複数の製品領域Ｒの間の領域を跨ぐように各製品領域Ｒに横方向に延在して配置される。

【0029】

次に、図４（ｃ）に示す工程では、コア層２２の長手方向に沿って、コア層２２の第１面２２ａに開口する凹部２２ｘを形成する。凹部２２ｘは、例えば、レーザ加工又はエッチングで形成することができる。レーザ加工の場合は、例えばエキシマレーザを用いることができる。

【0030】

次に、図４（ｄ）に示す工程では、第１クラッド層２１及びコア層２２の上に第２クラッド層２３を得るための感光性樹脂２３ｓを形成する。感光性樹脂２３ｓは、コア層２２の上面及び側面を被覆し、かつ凹部２２ｘを埋めた状態で上面が平坦になって形成される。

【0031】

感光性樹脂２３ｓとしては、例えば、ネガ型の感光性のエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂などを使用することができる。前述した第１クラッド層２１及びコア層２２についても、同様な感光性樹脂が使用される。

【0032】

感光性樹脂２３ｓは、光硬化に寄与する反応性官能基と、熱硬化に寄与する反応性官能基とを含み、光硬化及び熱硬化によって硬化する。

【0033】

次に、図５に示すように、フォトマスク３００を準備し、感光性樹脂２３ｓ上に配置する。図５には、前述した図３の一つの製品領域Ｒに対応する領域のフォトマスク３００が部分的に描かれている。フォトマスク３００は遮光部３００ａと透光部３００ｂとを備えている。

【0034】

フォトマスク３００の遮光部３００ａは、図３の各製品領域Ｒ内の凹部２２ｘが形成されている領域Ｒａに対応して配置され、領域Ｒａに配置された感光性樹脂２３ｓを露光せずに未硬化部とするために使用される。

【0035】

また、フォトマスク３００の透光部３００ｂは、図３の各製品領域Ｒの凹部２２ｘが形成されていない領域Ｒｂに対応して配置され、領域Ｒｂに配置される感光性樹脂２３ｓを露光して硬化部にするために使用される。

【0036】

次に、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示す工程では、フォトマスク３００を介して感光性樹脂２３ｓに紫外線Ｌを照射し、感光性樹脂２３ｓを部分的に硬化させる。図６（ａ）では、フォトマスク３００の透光部３００ｂを通して、各製品領域Ｒの領域Ｒｂの感光性樹脂２３ｓに紫外線Ｌが照射されて露光され、各製品領域Ｒの領域Ｒｂの感光性樹脂２３ｓが硬化する。このとき、各製品領域Ｒの領域Ｒａの感光性樹脂２３ｓはフォトマスク３００の遮光部３００ａによって遮光されるため、露光されずに未硬化の状態に維持される。

【0037】

この時点では、露光した感光性樹脂２３ｓを現像液で処理せずに、各製品領域Ｒの領域Ｒａに配置された感光性樹脂２３ｓの未露光部分を未硬化部として残しておく。

【0038】

その後に、１５０℃～２００℃の温度で加熱処理（ポストベーク）を行う。これにより、第１クラッド層２１及びコア層２２の上に第２クラッド層２３が形成される。第２クラッド層２３の厚みは、例えば、１０μｍ～３０μｍ程度である。

【0039】

その後、フォトマスク３００を除去することにより、図６（ｂ）に示すように、各製品領域Ｒの領域Ｒａに第２クラッド層２３の未硬化部２３ａがそれぞれ配置される。各製品領域Ｒにおいて、複数のコア層２２の凹部２２ｘが第２クラッド層２３の未硬化部２３ａで埋められる。また、各製品領域Ｒの領域Ｒｂに第２クラッド層２３の硬化部２３ｂが配置される。

【0040】

第２クラッド層２３の硬化部２３ｂは、感光性樹脂２３ｓが光硬化及び熱硬化によって完全に硬化して得られる。また、第２クラッド層２３の未硬化部２３ａは、感光性樹脂２３ｓが露光されずに１５０℃～２００℃の温度で加熱処理されるだけで得られるため、未硬化の状態で維持される。第２クラッド層２３の未硬化部２３ａと硬化部２３ｂとは一体的に繋がって形成される。

【0041】

これにより、第１クラッド層２１と、第１クラッド層２１の上に形成されたコア層２２と、第１クラッド層２１及びコア層２２の上に形成された第２クラッド層２３とにより、光導波路２０が構築される。

【0042】

光導波路２０では、コア層２２の屈折率が第１クラッド層２１及び第２クラッド層２３の屈折率よりも高くなるように設定される。

【0043】

本実施形態では、第２クラッド層２３の未硬化部２３ａ及び硬化部２３ｂをネガ型の感光性樹脂である感光性樹脂２３ｓをから形成している。

【0044】

この他に、第２クラッド層２３の未硬化部２３ａ及び硬化部２３ｂをポジ型の感光性樹脂から形成してもよい。

【0045】

ネガ型は、光照射された露光部分が架橋反応により溶解性から不溶解性に変質し、未露光部分（未硬化部）が現像液で除去され、露光部分が硬化部として残される。

【0046】

逆に、ポジ型は、光照射された露光部分（未硬化部）がアルカリ不溶性から可溶性に化学変化し、現像液で除去され、未露光部分が硬化部として残される。

【0047】

ポジ型の感光性樹脂を使用する場合は、前述した図５のネガ用のフォトマスクを白黒反転させたポジ用のフォトマスクが使用される。そして、ポジ型の感光性樹脂にポジ用のフォトマスクを介して露光する。

【0048】

これにより、ポジ型の感光性樹脂の露光部分が第２クラッド層２３の現像液に溶解する未硬化部２３ａになる。また、ポジ型の感光性樹脂の未露光部分が熱硬化して第２クラッド層２３の硬化部２３ｂになる。

【0049】

以上のように、第２クラッド層２３は、ネガ型の感光性樹脂（感光性樹脂２３ｓ）から形成してもよいし、ポジ型の感光性樹脂から形成してもよい。そして、第２クラッド層２３の未硬化部２３ａは、ネガ用又はポジ用の現像液に溶解して除去される特性を有する。一方、第２クラッド層２３の硬化部２３ｂは、ネガ用又はポジ用の現像液に溶解しない特性を有する。

【0050】

次に、各製品領域Ｒの外周部に沿って、第２クラッド層２３、コア層２２、第１クラッド層２１及び基板１０を切削装置の回転ブレードなどによって切断して個片化する。

【0051】

このとき、コア層２２の凹部２２ｘが形成された領域は、第２クラッド層２３の未硬化部２３ａで被覆されて保護されている。このため、コア層２２を切断する際に、コア層２２の凹部２２ｘが形成された領域が破損するおそれがなく、信頼性よく、コア層２２を切断することができる。また、コア層２２が削りカスで汚染されるおそれもない。

【0052】

これにより、コア層２２の延在方法の第２クラッド層２３の、コア層２２、第１クラッド層２１及び基板１０の各端面は、切断面からなり、面一になった面で形成される。

【0053】

その後、第２クラッド層２３を現像液で処理することにより、第２クラッド層２３の未硬化部２３ａを除去して、コア層２２の凹部２２ｘが形成された領域Ｒａを第２クラッド層２３から露出させることができる。これにより、図１及び図２に示す光導波路装置１が完成する。

【0054】

第２クラッド層２３がネガ型の感光性樹脂から形成される場合は、第２クラッド層２３の未硬化部２３ａはネガ用の現像液に溶解させて除去することができる。また、第２クラッド層２３がポジ型の感光性樹脂から形成される場合は、第２クラッド層２３の未硬化部２３ａはポジ用の現像液に溶解させて除去することができる。

【0055】

なお、第２クラッド層２３の未硬化部２３ａを除去せずに製品として出荷してもよい。この場合、光導波路装置１は、第１クラッド層２１の上に形成された第２クラッド層２３を有する。そして、第２クラッド層２３は、コア層２２の第１領域Ｒａを被覆する未硬化の感光性樹脂である未硬化部２３ａと、コア層２２の第２領域Ｒｂを被覆する硬化した感光性樹脂である硬化部２３ｂとを含む構造になる。未硬化の感光性樹脂である未硬化部２３ａは、現像液に溶解して除去される特性を有するため、製品を入手した者が所望の段階で未硬化部２３ａを現像液で処理することにより、コア層２２の凹部２２ｘを第２クラッド層２３から露出させることができる。

【0056】

〈第２実施形態〉
第２実施形態では、シリコン導波路と光結合された光導波路装置の例を示す。なお、第２実施形態において、既に説明した実施形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。

【0057】

図７は、第２実施形態に係る光導波路装置を例示する図であり、図７（ａ）は図１（ｂ）に相当する断面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の第１領域Ｒａ近傍の部分平面図、図７（ｃ）は図７（ａ）のＥ－Ｅ線に沿う部分断面図である。なお、図７（ｂ）では、凹部２２ｘとシリコン導波路４２との位置関係を示すため、シリコン基板４１の図示を省略している。

【0058】

図７を参照すると、光導波路装置２は、接着層３０及びシリコンフォトニクスチップ４０を有する点が、光導波路装置１と相違する。

【0059】

シリコンフォトニクスチップ４０は、シリコン基板４１と、シリコン基板４１の一方の面側に設けられたシリコン導波路４２とを備えている。シリコン導波路４２は、シリコンチップに作り込まれた微細な光導波路であり、シリコンチップに光回路などを集積化するシリコンフォトニクス技術に使用される。

【0060】

シリコン基板４１の厚さは、例えば、１００μｍ～８００μｍ程度である。シリコン導波路４２は、例えば、シリコン基板４１上に設けられた保護膜上に設けることができる。保護膜は、例えば、ＳｉＯ_２やＳｉＯ_Ｘ等から形成することができる。保護膜の厚さは、例えば、２μｍ～６μｍ程度である。

【0061】

平面視で、シリコン導波路４２の一端側は、テーパー形状になっている。すなわち、平面視で、シリコン導波路４２の一端側は、第２クラッド層２３に近づくにつれて幅が狭くなっている。このような形状により、シリコン導波路４２とコア層２２との光結合効率を向上できる。シリコン導波路４２の幅は、テーパー形状の部分以外では、例えば、２００ｎｍ～５００ｎｍ程度である。テーパー形状の部分の先端の幅は、例えば、一定幅の部分の１／２から１／４程度である。シリコン導波路４２の厚さは一定である。シリコン導波路４２の厚さは、例えば、２０ｎｍ～３００ｎｍ程度である。

【0062】

シリコンフォトニクスチップ４０は、シリコン導波路４２をコア層２２の側に向けて、第１クラッド層２１上に搭載されている。シリコン導波路４２の一部又は全部は、凹部２２ｘの内側に配置されている。シリコン基板４１と第１クラッド層２１とが対向する領域に、接着層３０が設けられており、両者を接着している。接着層３０は、コア層２２を被覆している。また、接着層３０は、凹部２２ｘの内側に入り込み、シリコン導波路４２を被覆している。

【0063】

このような構造により、シリコン導波路４２からの染み出し光がコア層２２に入射するため、両者が光結合される。染み出し光は、シリコン導波路４２の下面から生じるが、側面からも生じるため、シリコン導波路４２が凹部２２ｘの内側に配置されることにより、光結合効率を向上することができる。

【0064】

また、光結合効率を向上するには、コア層２２とシリコン導波路４２との高さ方向の間隔は１μｍ以下とすることが好ましいが、この構造では、コア層２２とシリコン導波路４２との高さ方向の間隔を容易に１μｍ以下とすることができる。

【0065】

図８及び図９は、第２実施形態に係る光導波路装置の製造工程を例示する図である。光導波路装置２を作製するには、まず、図８（ａ）に示す工程では、第１実施形態で示した光導波路装置１を準備する。そして、図８（ｂ）に示す工程では、第１領域Ｒａにおいて、第１クラッド層２１上に、コア層２２を被覆するように、接着層３０となる未硬化の樹脂３０ｓを配置する。樹脂３０ｓとしては、例えば、第１クラッド層２１の材料として例示した中から適宜選択した感光性樹脂を使用できる。

【0066】

次に、図９（ａ）に示す工程では、シリコンフォトニクスチップ４０を準備し、シリコン導波路４２をコア層２２の側に向けて、第１クラッド層２１上に搭載する。この際、凹部２２ｘとシリコン導波路４２が対向するように配置する。シリコン導波路４２と凹部２２ｘとの大まかな位置合わせには、半導体チップの実装等に用いられるアライメントマークを使用したアライメント手法を併用することが好ましい。そして、図９（ｂ）に示す工程では、樹脂３０ｓを紫外線照射等により硬化させて接着層３０を形成する。以上の工程で、光導波路装置２が完成する。

【0067】

図９（ａ）に示す工程では、凹部２２ｘに凸部であるシリコン導波路４２をはめ込むことにより、容易に位置合わせすることができる。その結果、コア層２２とシリコン導波路４２との位置精度に優れた、アディアバティック結合された光導波路装置２を実現することができる。このように、光導波路装置１は、コア層２２に凹部２２ｘを設けたことにより、光導波路装置１上にシリコンフォトニクスチップ４０を搭載する際に、シリコン導波路４２とコア層２２との位置精度を向上可能である。

【0068】

〈変形例〉
変形例では、コア層の全体を光結合部として使用可能な光導波路装置の例を示す。なお、変形例において、既に説明した実施形態と同一構成部品についての説明は省略する場合がある。

【0069】

図１０は、変形例に係る光導波路装置を例示する図である。図１０（ａ）は、第１実施形態の変形例に係る光導波路装置１Ａを例示する断面図であり、図１（ｂ）に相当する断面図である。

【0070】

光導波路装置１Ａは、第２クラッド層２３を有していなく、コア層２２の長手方向の全体に凹部２２ｘが設けられている。すなわち、光導波路装置１Ａは、全体が光導波路装置１Ａの第１領域Ｒａと同様の構造である。このような構造により、コア層２２の全体を光結合部として使用可能となる。

【0071】

図１０（ｂ）は、第２実施形態の変形例に係る光導波路装置２Ａを例示する断面図であり、図７（ａ）に相当する断面図である。

【0072】

光導波路装置２Ａは、シリコンフォトニクスチップ４０が、シリコン導波路４２をコア層２２の側に向けて、光導波路装置１Ａの第１クラッド層２１上に接着層３０を介して搭載された構造である。光導波路装置２Ａでは、シリコン導波路４２からの染み出し光がコア層２２の全体に入射して、両者が光結合される。このような構造の場合も、第２実施形態と同様の効果を奏する。

【0073】

以上、好ましい実施形態について詳説したが、上述した実施形態に制限されることはなく、特許請求の範囲に記載された範囲を逸脱することなく、上述した実施形態に種々の変形及び置換を加えることができる。

【符号の説明】

【0074】

１，１Ａ，２，２Ａ 光導波路装置
１０ 基板
２０ 光導波路
２１ 第１クラッド層
２２ コア層
２２ａ 第１面
２２ｘ 凹部
２３ 第２クラッド層
２３ａ 未硬化部
２３ｂ 硬化部
２３ｓ 感光性樹脂
３０ 接着層
３０ｓ 樹脂
４０ シリコンフォトニクスチップ
４１ シリコン基板
４２ シリコン導波路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】