特開 2024-164790 光導波路装置及び光導波路装置の製造方法

(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】P2024164790

(43)【公開日】2024-11-27

(54)【発明の名称】光導波路装置及び光導波路装置の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 6/125 20060101AFI20241120BHJP

   G02B 6/12 20060101ALI20241120BHJP

   G02B 6/138 20060101ALI20241120BHJP

   G02B 6/26 20060101ALI20241120BHJP

【ＦＩ】

G02B6/125 301

G02B6/12 371

G02B6/138

G02B6/26

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023197113

(22)【出願日】2023-11-21

(31)【優先権主張番号】P 2023079898

(32)【優先日】2023-05-15

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(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】福原 素之

(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）】

2H137AB12

2H137BA32

2H137BA45

2H137BA53

2H137BA55

2H137CA12B

2H137CA42

2H137CA73

2H137CA75

2H137EA07

2H147BB09

2H147BE15

2H147BE26

2H147BG06

2H147BG17

2H147CC02

2H147CD02

2H147EA13A

2H147EA17A

2H147EA17B

2H147EA20A

2H147EA20B

2H147EA20C

2H147FA25

2H147FB04

2H147FE02

2H147FF05

(57)【要約】

【課題】異物の混入を抑制することができる光導波路装置及び光導波路装置の製造方法を提供する。
【解決手段】光導波路装置は、光導波路基板と、シリコン導波路を備え、前記光導波路基板に実装された光半導体素子と、を有し、前記光導波路基板は、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第１コア層と、前記第１クラッド層及び前記第１コア層の上に形成された第２クラッド層と、を有し、前記シリコン導波路は、前記第１コア層に光結合した第２コア層を有し、前記光半導体素子は、前記第２クラッド層により前記基板に固定されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光導波路基板と、
シリコン導波路を備え、前記光導波路基板に実装された光半導体素子と、
を有し、
前記光導波路基板は、
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第１コア層と、
前記第１クラッド層及び前記第１コア層の上に形成された第２クラッド層と、
を有し、
前記シリコン導波路は、前記第１コア層に光結合した第２コア層を有し、
前記光半導体素子は、前記第２クラッド層により前記基板に固定されている光導波路装置。

【請求項2】

前記第２クラッド層は、エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂を含有する請求項１に記載の光導波路装置。

【請求項3】

前記第１コア層と前記第２コア層とは、互いに離れている請求項１又は２に記載の光導波路装置。

【請求項4】

前記光半導体素子は、
第１側面と、
前記第１側面に連なる第２側面と、
前記第２側面と反対側で前記第１側面に連なる第３側面と、
を有し、
前記第２クラッド層は、
前記第１側面に接触する第１面と、
前記第２側面に接触する第２面と、
前記第３側面に接触する第３面と、
を有する請求項１又は２に記載の光導波路装置。

【請求項5】

基板の上に第１クラッド層を形成する工程と、
前記第１クラッド層の上に第１コア層を形成する工程と、
前記第１クラッド層及び前記第１コア層の上に未硬化の感光性樹脂層を形成する工程と、
第２コア層を有するシリコン導波路を備えた光半導体素子を、前記第２コア層が前記第１コア層に対向するように前記感光性樹脂層に押し込み、前記第２コア層を前記第１コア層に光結合させる工程と、
前記光半導体素子を前記感光性樹脂層に押し込む工程の後、前記感光性樹脂層を硬化させて前記感光性樹脂層から第２クラッド層を得る工程と、
を有し、
前記光半導体素子は、前記第２クラッド層により前記基板に固定される光導波路装置の製造方法。

【請求項6】

前記感光性樹脂層を形成する工程と前記光半導体素子を前記感光性樹脂層に押し込む工程との間に、前記感光性樹脂層の一部を硬化して、前記第１コア層の延在方向の一方側部分を覆う未硬化の第１領域と、前記第１コア層の延在方向の他方側部分を覆う硬化した第２領域とを前記感光性樹脂層に形成する工程を有し、
前記光半導体素子を前記感光性樹脂層に押し込む工程において、前記光半導体素子を前記第１領域に押し込むことを特徴とする請求項５に記載の光導波路装置の製造方法。

【請求項7】

前記光半導体素子は、
第１側面と、
前記第１側面に連なる第２側面と、
前記第２側面と反対側で前記第１側面に連なる第３側面と、
を有し、
前記第２領域は、前記第１側面、前記第２側面及び前記第３側面を案内する壁面を有する請求項６に記載の光導波路装置の製造方法。

【請求項8】

前記感光性樹脂層は、エポキシ樹脂又はポリイミド樹脂を含有する請求項５又は６に記載の光導波路装置の製造方法。

【請求項9】

前記第２コア層は、前記第１コア層から離れて配置される請求項５又は６に記載の光導波路装置の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、光導波路装置及び光導波路装置の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

情報化社会の発展による伝送データの高速大容量化に伴い、電気信号の伝達速度の限界を補うために、高速部分を光信号で伝達するための光導波路が開発されている。

【0003】

光導波路を含む光導波路装置においては、光導波路基板に含まれるポリマー導波路のコア層と、光半導体素子に含まれるシリコン導波路のコア層とが光結合している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１８－２００３３３号公報

【特許文献2】国際公開第２０１８／１６８７８３号

【特許文献3】特開２０１４－８１５８６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

従来の光導波路装置においては、光導波路基板に含まれるポリマー導波路のコア層と、光半導体素子に含まれるシリコン導波路のコア層との間に異物が混入するおそれがある。

【0006】

本開示は、異物の混入を抑制することができる光導波路装置及び光導波路装置の製造方法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】

【0007】

本開示の一形態によれば、光導波路基板と、シリコン導波路を備え、前記光導波路基板に実装された光半導体素子と、を有し、前記光導波路基板は、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第１コア層と、前記第１クラッド層及び前記第１コア層の上に形成された第２クラッド層と、を有し、前記シリコン導波路は、前記第１コア層に光結合した第２コア層を有し、前記光半導体素子は、前記第２クラッド層により前記基板に固定されている光導波路装置が提供される。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、異物の混入を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１実施形態に係る光導波路装置を例示する図である。

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

【図3】第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その２）である。

【図4】第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その３）である。

【図5】第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その４）である。

【図6】第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その５）である。

【図7】第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その６）である。

【図8】第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その７）である。

【図9】第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その８）である。

【図10】第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その９）である。

【図11】第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その１０）である。

【図12】第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その１１）である。

【図13】図１３は、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14】図１４は、第２実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その１）である。

【図15】図１５は、第２実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その２）である。

【図16】図１６は、第２実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その３）である。

【図17】図１７は、第２実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図（その４）である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施形態について添付の図面を参照しながら具体的に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省くことがある。

【0011】

（第１実施形態）
まず、第１実施形態について説明する。第１実施形態は光導波路装置に関する。

【0012】

［光導波路装置の構造］
第１実施形態に係る光導波路装置の構造について説明する。図１は、第１実施形態に係る光導波路装置を例示する図である。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は断面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）中のIb-Ib線に沿った断面図に相当する。

【0013】

図１に示すように、第１実施形態に係る光導波路装置１は、主として、光導波路基板３と、光半導体素子４とを有する。光半導体素子４は光導波路基板３に実装されている。

【0014】

光導波路基板３は、基板１０と、光導波路２とを有する。光導波路２は基板１０の一方の面に設けられている。光導波路２は、第１クラッド層２０と、複数のコア層２２と、第２クラッド層２４とを有する。光導波路２はポリマー導波路である。

【0015】

基板１０に配線パターン（図示せず）や電極（図示せず）が形成されていてもよい。また、半導体チップ（図示せず）や電子部品（図示せず）等が基板１０に実装されていてもよい。

【0016】

なお、本実施形態では、便宜上、基板１０を基準にして、光導波路２側を上側又は一方の側、その反対側を下側又は他方の側とする。また、各部位の上側の面を一方の面又は上面、下側の面を他方の面又は下面とする。但し、光導波路装置は天地逆の状態で用いることができ、又は任意の角度で配置することができる。また、平面視とは対象物を基板１０の一方の面の法線方向から視ることを指し、平面形状とは対象物を基板１０の一方の面の法線方向から視た形状を指すものとする。

【0017】

第１クラッド層２０は基板１０の上に設けられている。第１クラッド層２０は基板１０の上面の全体に設けられていてよい。第１クラッド層２０の材料は、例えばエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂等の有機樹脂である。

【0018】

複数のコア層２２は第１クラッド層２０の上に帯状に設けられている。例えば、コア層２２の幅は５μｍ～１０μｍであり、高さは５μｍ～１０μｍである。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、コア層２２が微小な断面積を有する。コア層２２の材料は、例えばエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂等の有機樹脂である。コア層２２は第１コア層の一例である。

【0019】

第２クラッド層２４は第１クラッド層２０及び複数のコア層２２の上に設けられている。第２クラッド層２４は複数のコア層２２を覆う。第２クラッド層２４の材料は、例えばエポキシ樹脂又はポリイミド樹脂等の有機樹脂である。第２クラッド層２４の厚さは、例えば、１０μｍ～３０μｍ程度である。

【0020】

光導波路２では、コア層２２の屈折率が第１クラッド層２０及び第２クラッド層２４の屈折率よりも高い。

【0021】

光半導体素子４は、第２クラッド層２４により第１クラッド層２０を間に挟んで基板１０に固定されている。光半導体素子４は、基部４１と、シリコン導波路４２とを有する。基部４１はシリコン導波路４２に光結合した光回路等を有する。シリコン導波路４２は基部４１の下面に設けられている。シリコン導波路４２はコア層４３を有する。コア層４３は光導波路２のコア層２２に対向する。例えば、コア層４３の下面がコア層２２の上面に対向する。コア層４３の断面は、光導波路２のコア層２２の断面よりも小さい。例えば、コア層４３の幅は０．２μｍ～１μｍであり、高さは０．２μｍ～１μｍである。コア層４３はコア層２２に光結合している。例えば、コア層４３の下面からの染み出し光が光導波路２のコア層２２に入射する。光半導体素子４はシリコンフォトニクスにより作製することができる。コア層４３は第２コア層の一例である。

【0022】

光導波路２のコア層２２とシリコン導波路４２のコア層４３とは、互いに離れていてもよい。つまり、コア層２２とコア層４３との間に隙間があってもよい。光導波路２のコア層２２とシリコン導波路４２のコア層とが互いに離れている場合、光結合での光損失を抑えやすい。

【0023】

光半導体素子４は、平面視で複数のコア層２２と交差する第１側面５１を有する。また、第２クラッド層２４は、第１側面５１に接触する第１面６１を有する。第２クラッド層２４は、基板１０の上面を基準とした上面の高さが等しい平坦領域７１と、平坦領域７１と光半導体素子４との間にあり、平坦領域７１から光半導体素子４に近づくほど基板１０の上面を基準とした上面の高さが高くなる傾斜領域７２とを有する。傾斜領域７２は第１面６１を含む。

【0024】

光導波路基板３において、シリコン導波路４２とコア層２２が光結合している側の端面とは反対側の端面（図１の左側の端面）にコネクタ（図示せず）等が結合されていてもよい。また、光半導体素子４において、シリコン導波路４２とコア層２２が光結合している側と反対側（図１の右側）に半導体チップ等が実装された配線基板（図示せず）が接続されていてもよい。

【0025】

［光導波路装置の製造方法］
次に、第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法について説明する。図２～図１２は、第１実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図である。

【0026】

まず、図２に示すように、まず、基板１０を準備する。基板１０は、例えば、ガラスエポキシ樹脂等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。

【0027】

図３及びそれ以降の図面では、図２の基板１０の一つの製品領域Ｒを部分的に示して説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）には、図２の基板１０の一つの製品領域Ｒが部分的に示されている。図３（ａ）は平面図であり、図３（ｂ）は断面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）中のIIIb-IIIb線に沿った断面図に相当する。

【0028】

次いで、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、基板１０の上に第１クラッド層２０を形成する。第１クラッド層２０は、光硬化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、光硬化性樹脂を硬化させることにより得られる。図４（ａ）は平面図であり、図４（ｂ）は断面図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）中のIVb-IVb線に沿った断面図に相当する。

【0029】

第１クラッド層２０は、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２０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光硬化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２０が得られる。

【0030】

光硬化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２０の厚さは、例えば、１０μｍ～３０μｍ程度である。

【0031】

その後、第１クラッド層２０の上にコア層を得るための光硬化性樹脂（不図示）を形成する。さらに、フォトマスクを介して光硬化性樹脂に紫外線を照射し、現像した後に、光硬化性樹脂を１５０℃～２００℃程度の温度で加熱処理することにより硬化させる。これにより、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、複数のコア層２２が第１クラッド層２０の上に帯状パターンとして並んで配置される。複数のコア層２２は、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。図５（ａ）は平面図であり、図５（ｂ）は断面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）中のVb-Vb線に沿った断面図に相当する。

【0032】

ここで、図５（ａ）に示すように、各製品領域Ｒをコア層２２の延在方向の中央で２つの領域に区画する。すなわち、各製品領域Ｒを右側の一方側領域Ａと左側の他方側領域Ｂとに区画する。そして、各製品領域Ｒ内の一方側領域Ａに配置されたコア層２２の延在方向の一方側部分を光結合部２２ａとする。このように、第１クラッド層２０の上に、延在方向の一部分に光結合部２２ａを備えたコア層２２が形成される。

【0033】

続いて、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第１クラッド層２０及びコア層２２の上に第２クラッド層を得るための光硬化性樹脂層２４ｘを形成する。光硬化性樹脂層２４ｘは、コア層２２の上面及び側面を被覆した状態で上面が平坦になって形成される。光硬化性樹脂層２４ｘの材料としては、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等を使用することができる。光硬化性樹脂層２４ｘ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。光硬化性樹脂層２４ｘは感光性樹脂層の一例である。前述した第１クラッド層２０及びコア層２２の材料についても、同様な光硬化性樹脂が使用される。図６（ａ）は平面図であり、図６（ｂ）は断面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）中のVIb-VIb線に沿った断面図に相当する。

【0034】

次いで、図７に示すように、フォトマスク３０を準備する。図７には、一つの製品領域Ｒに対応する領域のフォトマスク３０が部分的に描かれている。フォトマスク３０は遮光部３０ａと透光部３０ｂとを備えている。遮光部３０ａは、各製品領域Ｒ内の一方側領域Ａに対応して配置され、一方側領域Ａに配置された光硬化性樹脂層２４ｘを露光せずに未硬化部とするために使用される。また、フォトマスク３０の透光部３０ｂは、各製品領域Ｒの他方側領域Ｂに対応して配置され、他方側領域Ｂに配置される光硬化性樹脂層２４ｘを露光して硬化部にするために使用される。

【0035】

その後、フォトマスク３０の透光部３０ｂを通して、光硬化性樹脂層２４ｘに紫外線を照射して露光することにより、各製品領域Ｒの他方側領域Ｂの光硬化性樹脂層２４ｘを硬化させる。このとき、各製品領域Ｒの一方側領域Ａの光硬化性樹脂層２４ｘはフォトマスク３０の遮光部３０ａ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。

【0036】

続いて、１５０℃～２００℃の温度で加熱処理（ポストベーク）を行う。これにより、図８（ａ）～図８（ｄ）に示すように、光硬化性樹脂層２４ｘの各製品領域Ｒの一方側領域Ａに未硬化部２４ａが形成され、各製品領域Ｒの他方側領域Ｂに硬化部２４ｂが形成される。図８（ａ）は平面図であり、図８（ｂ）～図８（ｄ）は断面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）中のVIIIb-VIIIb線に沿った断面図に相当し、図８（ｃ）は、図８（ａ）中のVIIIc-VIIIc線に沿った断面図に相当し、図８（ｄ）は、図８（ａ）中のVIIId-VIIId線に沿った断面図に相当する。

【0037】

硬化部２４ｂは、光硬化性樹脂層２４ｘ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、未硬化部２４ａは、光硬化性樹脂層２４ｘ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。未硬化部２４ａと硬化部２４ｂとは一体的に繋がって形成される。未硬化部２４ａは第１領域の一例であり、硬化部２４ｂは第２領域の一例である。

【0038】

図８（ａ）、図８（ｂ）及び図８（ｄ）に示すように、各製品領域Ｒにおいて、複数のコア層２２の光結合部２２ａが未硬化部２４ａで被覆される。また、図８（ａ）、図８（ｃ）及び図８（ｄ）に示すように、各製品領域Ｒにおいて、複数のコア層２２の光結合部２２ａ以外の領域が硬化部２４ｂで被覆される。

【0039】

次いで、図９（ａ）～図９（ｄ）に示すように、各製品領域Ｒの外周部に沿って、光硬化性樹脂層２４ｘ、コア層２２、第１クラッド層２０及び基板１０を切削装置の回転ブレード等によって切断して個片化する。図９（ａ）は平面図であり、図９（ｂ）～図９（ｄ）は断面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）中のIXb-IXb線に沿った断面図に相当し、図９（ｃ）は、図９（ａ）中のIXc-IXc線に沿った断面図に相当し、図９（ｄ）は、図９（ａ）中のIXd-IXd線に沿った断面図に相当する。

【0040】

このとき、図９（ｂ）に示すように、光結合部２２ａは未硬化部２４ａ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の光結合部２２ａ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。これにより、コア層２２の延在方法における光硬化性樹脂層２４ｘ、コア層２２、第１クラッド層２０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。

【0041】

このようにして、図１０（ａ）～図１０（ｄ）に示すように、基板１０と、第１クラッド層２０と、コア層２２と、光硬化性樹脂層２４ｘとを備え、個片化された積層構造体が得られる。図１０（ａ）は平面図であり、図１０（ｂ）～図１０（ｄ）は断面図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）中のXb-Xb線に沿った断面図に相当し、図１０（ｃ）は、図１０（ａ）中のXc-Xc線に沿った断面図に相当し、図１０（ｄ）は、図１０（ａ）中のXd-Xd線に沿った断面図に相当する。

【0042】

また、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、別途、光半導体素子４を準備する。そして、シリコン導波路４２のコア層４３がコア層２２に対向するように光半導体素子４を未硬化部２４ａに押し込み、コア層４３をコア層２２に光結合させる。例えば、コア層４３の下面をコア層２２の上面に対向させる。図１１（ａ）は平面図であり、図１１（ｂ）は断面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）中のXIb-XIb線に沿った断面図に相当する。

【0043】

次いで、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、未硬化部２４ａを硬化させ、光硬化性樹脂層２４ｘの全体を硬化部とする。未硬化部２４ａは紫外線の照射により硬化させることができる。未硬化部２４ａの硬化の結果、光硬化性樹脂層２４ｘから第２クラッド層２４が得られ、第１クラッド層２０、コア層２２及び第２クラッド層２４を備えた光導波路２が得られる。また、基板１０及び光導波路２を備えた光導波路基板３が得られる。第２クラッド層２４は接着剤として機能し、第２クラッド層２４により光半導体素子４が第１クラッド層２０を間に挟んで基板１０に固定される。図１２（ａ）は平面図であり、図１２（ｂ）は断面図である。図１２（ｂ）は、図１２（ａ）中のXIIb-XIIb線に沿った断面図に相当する。

【0044】

このようにして、第１実施形態に係る光導波路装置１を製造することができる。

【0045】

本実施形態では、コア層２２が光硬化性樹脂層２４ｘに覆われた状態で光半導体素子４が光硬化性樹脂層２４ｘの未硬化部２４ａに押し込まれ、そのまま未硬化部２４ａが硬化される。このため、コア層２２とコア層４３との間への異物の混入を抑制することができる。一方、未硬化部２４ａを除去した後に、接着剤等を用いて光半導体素子４を光導波路基板３に固定する場合には、一旦、コア層２２が露出するため、接着剤等により覆われるまでの間に異物の混入が生じるおそれがある。

【0046】

また、本実施形態では、未硬化部２４ａを除去する必要がないため、未硬化部２４ａを除去する場合と比較して、スループットを向上したり、歩留まりを向上したりすることができる。

【0047】

更に、コア層２２とコア層４３とが光結合している部分を第２クラッド層２４により保護することができ、光半導体素子４を第２クラッド層２４に基板１０により固定できる。従って、第２クラッド層２４とは別に接着剤等を用いる必要がない。

【0048】

また、光半導体素子４を未硬化部２４ａに押し込んでから未硬化部２４ａを硬化させるまでの間、未硬化部２４ａにより光半導体素子４の姿勢を安定させやすい。特に、コア層４３をコア層２２から離して配置する場合、光半導体素子４の姿勢を安定させやすいことで、優れた信頼性を得やすくできる。

【0049】

なお、第２クラッド層２４及び光硬化性樹脂層２４ｘの材料にポジ型の感光性樹脂を用いてもよい。

【0050】

また、光硬化性樹脂層２４ｘの形成の後に、フォトマスク３０を用いた露光を行わず、光硬化性樹脂層２４ｘの全体が未硬化の状態のまま、切断（図９参照）、光半導体素子４の押し込み（図１０参照）を行い、その後に光硬化性樹脂層２４ｘの全体を露光及び加熱処理（ポストベーク）により硬化させてもよい。

【0051】

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、主として光導波路基板の構成の点で第１実施形態と相違する。

【0052】

［光導波路装置の構造］
第２実施形態に係る光導波路装置の構造について説明する。図１３は、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１３（ａ）は平面図であり、図１３（ｂ）は断面図である。図１３（ｂ）は図１３（ａ）中のXIIIb-XIIIb線に沿った断面図に相当する。

【0053】

図１３に示すように、第２実施形態に係る光導波路装置５では、光導波路基板３の平面視でのコア層２２の延在方向に垂直な方向の寸法が第１実施形態よりも大きい。より具体的には、平面視で、光導波路基板３のコア層２２の延在方向に垂直な方向の寸法が、光半導体素子４のコア層２２の延在方向に垂直な方向の寸法よりも大きい。

【0054】

光半導体素子４は、第１側面５１と、第２側面５２と、第２側面５２とは反対側の第３側面５３とを有する。第２側面５２及び第３側面５３は第１側面５１に連なる。例えば、平面視で、第１側面５１と第２側面５２とのなす角は９０度であり、第１側面５１と第３側面５３とのなす角は９０度である。

【0055】

また、第２クラッド層２４は、第１側面５１に接触する第１面６１と、第２側面５２に接触する第２面６２と、第３側面５３に接触する第３面６３とを有する。第２クラッド層２４は、第１実施形態と同様に、平坦領域７１及び傾斜領域７２を有する。但し、第２実施形態では、傾斜領域７２は第１面６１、第２面６２及び第３面６３を含む。

【0056】

第２実施形態の他の構成は第１実施形態と同様である。

【0057】

［光導波路装置の製造方法］
次に、第２実施形態に係る光導波路装置の製造方法について説明する。図１４～図１７は、第２実施形態に係る光導波路装置の製造方法を例示する図である。

【0058】

まず、第１実施形態と同様に基板１０を準備する（図２参照）。但し、製品領域Ｒは光導波路基板３の大きさに合わせて、第１実施形態よりも大きくする。次いで、第１実施形態と同様に光硬化性樹脂層２４ｘの形成までの処理を行う（図３～図６参照）。

【0059】

その後、図１４に示すように、フォトマスク３０を準備する。図１４には、図７と同様に、一つの製品領域Ｒに対応する領域のフォトマスク３０が部分的に描かれている。フォトマスク３０は遮光部３０ｃと透光部３０ｄとを備えている。遮光部３０ｃは、各製品領域Ｒ内の光半導体素子４が固定される領域Ｃに対応して配置され、領域Ｃに配置された光硬化性樹脂層２４ｘを露光せずに未硬化部とするために使用される。また、フォトマスク３０の透光部３０ｄは、各製品領域Ｒの残りの領域Ｄに対応して配置され、領域Ｄに配置される光硬化性樹脂層２４ｘを露光して硬化部にするために使用される。

【0060】

続いて、フォトマスク３０の透光部３０ｄを通して、光硬化性樹脂層２４ｘに紫外線を照射して露光することにより、各製品領域Ｒの領域Ｄの光硬化性樹脂層２４ｘを硬化させる。このとき、各製品領域Ｒの領域Ｃの光硬化性樹脂層２４ｘはフォトマスク３０の遮光部３０ｃ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。

【0061】

次いで、１５０℃～２００℃の温度で加熱処理（ポストベーク）を行う。これにより、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、光硬化性樹脂層２４ｘの各製品領域Ｒの領域Ｃに未硬化部２４ｃが形成され、各製品領域Ｒの領域Ｄに硬化部２４ｄが形成される。硬化部２４ｄは未硬化部２４ｃに接触する壁面２４ｅを有する。図１５（ａ）は平面図であり、図１５（ｂ）は断面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）中のXVb-XVb線に沿った断面図に相当する。

【0062】

硬化部２４ｄは、光硬化性樹脂層２４ｘ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、未硬化部２４ｃは、光硬化性樹脂層２４ｘ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。未硬化部２４ｃと硬化部２４ｄとは一体的に繋がって形成される。未硬化部２４ｃは第１領域の一例であり、硬化部２４ｄは第２領域の一例である。

【0063】

次いで、第１実施形態と同様に、各製品領域Ｒの外周部に沿って、光硬化性樹脂層２４ｘ、コア層２２、第１クラッド層２０及び基板１０を切削装置の回転ブレード等によって切断して個片化する。このようにして、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、基板１０と、第１クラッド層２０と、コア層２２と、光硬化性樹脂層２４ｘとを備え、個片化された積層構造体が得られる。図１６（ａ）は平面図であり、図１６（ｂ）は断面図である。図１６（ｂ）は、図１６（ａ）中のXVIb-XVIb線に沿った断面図に相当する。

【0064】

また、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、別途、光半導体素子４を準備する。そして、シリコン導波路４２のコア層４３がコア層２２に対向するように光半導体素子４を未硬化部２４ｃに押し込み、コア層４３をコア層２２に光結合させる。このとき、光半導体素子４の第１側面５１、第２側面５２及び第３側面５３が、硬化部２４ｄの未硬化部２４ｃに接触する壁面２４ｅに案内される。従って、光半導体素子４を容易に位置決めすることができる。図１７（ａ）は平面図であり、図１７（ｂ）は断面図である。図１７（ｂ）は、図１７（ａ）中のXVIIb-XVIIb線に沿った断面図に相当する。

【0065】

次いで、未硬化部２４ｃを硬化させ、光硬化性樹脂層２４ｘの全体を硬化部とする。未硬化部２４ｃは紫外線の照射により硬化させることができる。未硬化部２４ａの硬化の結果、光硬化性樹脂層２４ｘから第２クラッド層２４が得られ、第１クラッド層２０、コア層２２及び第２クラッド層２４を備えた光導波路２が得られる。

【0066】

このようにして、第２実施形態に係る光導波路装置５（図１３参照）を製造することができる。

【0067】

第２実施形態によっても第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第２実施形態によれば、シリコン導波路４２のコア層４３を光導波路２のコア層２２に高精度で位置合わせすることができる。

【0068】

なお、コア層２２とコア層４３との間の光結合が阻害されない程度に、硬化部２４ｄと光半導体素子４との間にマージンがあってもよい。

【0069】

以上、好ましい実施形態について詳説したが、本開示は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】

【0070】

１、５ 光導波路装置
２ 光導波路
３ 光導波路基板
４ 光半導体素子
１０ 基板
２０ 第１クラッド層
２２ コア層
２４ 第２クラッド層
２４ａ、２４ｃ 未硬化部
２４ｂ、２４ｄ 硬化部
２４ｅ 壁面
２４ｘ 光硬化性樹脂層
３０ フォトマスク
３０ａ、３０ｃ 遮光部
３０ｂ、３０ｄ 透光部
４１ 基部
４２ シリコン導波路
４３ コア層
Ａ 一方側領域
Ｂ 他方側領域
Ｃ、Ｄ 領域
Ｒ 製品領域

【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17】