特許 7263966 光デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-04-17

(45)【発行日】2023-04-25

(54)【発明の名称】光デバイス

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/065 20060101AFI20230418BHJP

【ＦＩ】

G02F1/065

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019142708

(22)【出願日】2019-08-02

(65)【公開番号】P2021026090

(43)【公開日】2021-02-22

【審査請求日】2022-04-27

(73)【特許権者】

【識別番号】309015134

【氏名又は名称】富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100074099

【弁理士】

【氏名又は名称】大菅 義之

(74)【代理人】

【識別番号】100121083

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 宏義

(74)【代理人】

【識別番号】100138391

【弁理士】

【氏名又は名称】天田 昌行

(72)【発明者】

【氏名】杉山 昌樹

【審査官】林 祥恵

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－０１８００５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９７４４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２６２４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９１１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２８４８３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０２０－５０９４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１２６１５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０１９４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／００８６５２３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／００－１／１２５

Ｇ０２Ｆ １／２１－１／３９

Ｇ０２Ｂ ６／１２－６／１４

Ｈ０４Ｂ １０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光ＩＣチップ上に形成される光変調器を含む光デバイスであって、
前記光変調器は、
光導波路と、
前記光導波路の一方の側に形成される第１のメタル配線と、
前記光導波路の他方の側に形成される第２のメタル配線と、
前記光ＩＣチップの１つの辺に沿って形成される第１のポリマーパターンと、
前記第１のポリマーパターンに接続し、前記第１のメタル配線と前記第２のメタル配線との間の領域において、少なくとも一部が前記光導波路上に形成される第２のポリマーパターンと、を備え、
前記第１のメタル配線は、
前記光導波路に平行に形成される第１の変調部と、
前記第１のメタル配線の先端に形成される第１のパッド部と、
前記第１の変調部と前記第１のパッド部とを接続する第１の遷移部と、を備え、
前記第２のメタル配線は、
前記光導波路に平行に形成される第２の変調部と、
前記第２のメタル配線の先端に形成される第２のパッド部と、
前記第２の変調部と前記第２のパッド部とを接続する第２の遷移部と、を備え、
前記第１の遷移部と前記第２の遷移部との間の領域が曲線になるように、前記第１のメタル配線および前記第２のメタル配線が形成され、
第２のポリマーパターンは、前記第１の遷移部と前記第２の遷移部との間の領域において曲線部を有する
ことを特徴とする光デバイス。

【請求項2】

前記第１の変調部と前記第２の変調部との間の領域に形成される第２のポリマーパターンの幅と、前記第１の遷移部と前記第２の遷移部との間の領域に形成される第２のポリマーパターンの幅とは、互いに同じである
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項3】

前記第１の変調部と前記第２の変調部との間の領域に形成される第２のポリマーパターンの幅と、前記第１のパッド部と前記第２のパッド部との間の領域に形成される第２のポリマーパターンの幅とは、互いに同じである
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光デバイス。

【請求項4】

前記第２のポリマーパターンと前記第１の変調部との間の間隔と、前記第２のポリマーパターンと前記第１の遷移部との間の間隔とは、互いに同じである
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項5】

前記第２のポリマーパターンと前記第１の変調部との間の間隔と、前記第２のポリマーパターンと前記第１のパッド部との間の間隔とは、互いに同じである
ことを特徴とする請求項１または４に記載の光デバイス。

【請求項6】

前記第１のパッド部と前記第２のパッド部との間の領域に形成される第２のポリマーパターンの幅は、前記第１の変調部と前記第２の変調部との間の領域に形成される第２のポリマーパターンの幅より広い
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項7】

前記光ＩＣチップ上に光受信器がさらに形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光変調器を含む光デバイスに係わる。

【背景技術】

【0002】

光変調器は、光通信システムを実現するためのキーデバイスの１つである。そして、光通信システムの各ノードに実装される光伝送装置の小型化を図るために、光変調器の小型化が要求されている。

【0003】

光変調器の小型化を実現する技術の１つとして、シリコン基板上に光変調器を形成する構成が実用化されている。この構成においては、シリコン基板上に光導波路が形成され、さらに、その光導波路の近傍に電極およびＰＮ接合が設けられる。ここで、光導波路の屈折率は、ＰＮ接合に印加される電界に依存する。よって、このＰＮ接合にデータを表す電界信号を印加すれば、光導波路を通過する光は、その電界信号に応じて変調される。すなわち、データを表す変調光信号が生成される。

【0004】

但し、ＰＮ接合に印加される電界の変化に対して、光導波路の屈折率の変化は小さい。このため、十分な変調を実現するためには、ＰＮ接合に印加すべき信号の駆動電圧を高くしなければならず、消費電力が大きくなってしまう。そこで、この問題を解決または緩和するために、ＰＮ接合の代わりにポリマー（すなわち、高分子材料）を使用する光変調器が提案されている。例えば、マッハツェンダ干渉計を構成する光導波路上にポリマーパターンが形成される。そして、このポリマーパターンに、データを表す電界信号が印加される。ここで、ポリマーパターンに印加される電界の変化に対して、光導波路の屈折率は大きく変化する。よって、この構成によれば、駆動電圧を高くすることなく十分な変調が実現される。

【0005】

なお、関連する技術として、ＥＯ（electro-optic）ポリマーを用いて光導波路を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１～２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】米国特許６３５５１９８

【文献】ＵＳ２０１３／０１２１６３１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

光変調器の駆動信号が印加されるポリマーパターンは、例えば、光ＩＣチップの表面上で光変調器の電極として使用されるメタル配線間に設けられる流路にポリマー材料を注入することで形成される。他方、光ＩＣチップ上での電気信号の反射を抑制するためには、メタル配線の間隔を狭くしてインピーダンスを小さくすることが好ましい。このため、メタル配線間にポリマーパターンを形成する構成においては、ポリマー材料を流すための流路の幅が狭くなる。この結果、流路の幅が狭い領域においてポリマー材料が流れにくくなり、光デバイスの製造効率が低下するおそれがある。

【0008】

本発明の１つの側面に係わる目的は、ポリマーを利用して光導波路の屈折率を変化させる光変調器を含む光デバイスの製造効率を改善することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の１つの態様の光デバイスは、光ＩＣチップ上に形成される光変調器を含む。光変調器は、光導波路と、前記光導波路の一方の側に形成される第１のメタル配線と、前記光導波路の他方の側に形成される第２のメタル配線と、前記光ＩＣチップの１つの辺に沿って形成される第１のポリマーパターンと、前記第１のポリマーパターンに接続し、前記第１のメタル配線と前記第２のメタル配線との間の領域において、少なくとも一部が前記光導波路上に形成される第２のポリマーパターンと、を備える。前記第１のメタル配線は、前記光導波路に平行に形成される第１の変調部と、前記第１のメタル配線の先端に形成される第１のパッド部と、前記第１の変調部と前記第１のパッド部とを接続する第１の遷移部と、を備える。前記第２のメタル配線は、前記光導波路に平行に形成される第２の変調部と、前記第２のメタル配線の先端に形成される第２のパッド部と、前記第２の変調部と前記第２のパッド部とを接続する第２の遷移部と、を備える。前記第１の遷移部と前記第２の遷移部との間の領域は曲線であり、第２のポリマーパターンは、前記第１の遷移部と前記第２の遷移部との間の領域において曲線部を有する。

【発明の効果】

【0010】

上述の態様によれば、ポリマーを利用して光導波路の屈折率を変化させる光変調器を含む光デバイスの製造効率が改善する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係わる光デバイスの一例を示す図である。

【図2】変調器を構成する光導波路を示す図である。

【図3】変調器を構成する光導波路およびメタル配線を示す図である。

【図4】変調器を構成する光導波路、メタル配線、およびポリマーパターンを示す図である。

【図5】光変調器の製造工程の一例を示す図（その１）である。

【図6】光変調器の製造工程の一例を示す図（その２）である。

【図7】光変調器の製造工程の一例を示す図（その３）である。

【図8】光変調器の端部におけるメタル配線およびポリマーパターンの構成の一例を示す図である。

【図9】本発明の実施形態に係わる光変調器の端部におけるメタル配線およびポリマーパターンの構成の一例を示す図である。

【図10】メタル配線およびポリマーパターンの構成のバリエーションを示す図である。

【図11】送受信モジュールを含む光デバイスの一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

図１は、本発明の実施形態に係わる光デバイスの一例を示す。本発明の実施形態に係わる光デバイス１００は、光ＩＣチップ１０上に形成される光変調器を含む。光ＩＣチップ１０は、この実施例では、シリコンウエハ上に形成される。この場合、シリコンウエハ上に複数の光ＩＣチップが形成される。すなわち、光ＩＣチップ１０は、シリコンウエハから切り出される複数の光ＩＣチップの中の１つである。なお、この実施例では、光変調器は、偏波多重光信号を生成する。

【0013】

光変調器は、図１に示すように、変調器１１～１４、可変光減衰器（ＶＯＡ）１５ｘ、１５ｙ、モニタ受光器（ｍＰＤ）１６ｘ、１６ｙ、偏波回転器（ＰＲ）１７、偏波ビームコンバイナ（ＰＢＣ）１８を備える。なお、光変調器は、図１に示していない他の要素を備えていてもよい。

【0014】

光ＩＣチップ１０の形状は、この実施例では、矩形である。ただし、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、光ＩＣチップ１０の形状は平行四辺形であってもよい。

【0015】

変調器１１～１４は、光導波路を介して入力ポートに結合されている。すなわち、連続光が変調器１１～１４に入力される。また、変調器１１、１２、１３、１４には、それぞれ駆動信号ＸＩ、ＸＱ、ＹＩ、ＹＱが与えられる。なお、駆動信号ＸＩ、ＸＱは、データ信号Ｘに基づいて生成される。また、駆動信号ＹＩ、ＹＱは、データ信号Ｙに基づいて生成される。そして、変調器１１は、入力連続光を駆動信号ＸＩで変調することにより、変調光信号ＸＩを生成する。同様に、変調器１２、１３、１４は、変調光信号ＸＱ、ＹＩ、ＹＱを生成する。

【0016】

変調光信号ＸＩおよび変調光信号ＸＱが合波され、変調光信号Ｘが生成される。このとき、変調光信号ＸＩおよび変調光信号ＸＱは、パッド２１を介して与えられるバイアスにより、互いに所定の位相差を有するように合波される。なお、変調光信号Ｘは、データ信号Ｘを表す。同様に、変調光信号ＹＩおよび変調光信号ＹＱが合波され、変調光信号Ｙが生成される。このとき、変調光信号ＹＩおよび変調光信号ＹＱは、パッド２２を介して与えられるバイアスにより、互いに所定の位相差を有するように合波される。なお、変調光信号Ｙは、データ信号Ｙを表す。

【0017】

可変光減衰器１５ｘは、変調光信号Ｘのパワーを調整する。同様に、可変光減衰器１５ｙは、変調光信号Ｙのパワーを調整する。このとき、可変光減衰器１５ｘ、１５ｙは、例えば、パッド２３、２４を介して与えられるパワー制御信号に従って、変調光信号Ｘ、Ｙのパワーを互いに同じにする。

【0018】

モニタ受光器１６ｘは、変調光信号Ｘのパワーを検出する。同様に、モニタ受光器１６ｙは、変調光信号Ｙのパワーを検出する。なお、モニタ受光器１６ｘ、１６ｙにより検出されるパワーは、パッド２５、２６を介して不図示のコントローラに通知される。そうすると、このコントローラは、可変光減衰器１５ｘ、１５ｙを制御するパワー制御信号を生成する。

【0019】

偏波回転器１７は、変調光信号Ｘ、Ｙの一方の偏波を制御する。この実施例では、偏波回転器１７は、変調光信号Ｙの偏波を制御する。一例としては、偏波回転器１７は、変調光信号Ｘの偏波および変調光信号Ｙの偏波が互いに直交するように、変調光信号Ｙの偏波を制御する。偏波ビームコンバイナ１８は、変調光信号Ｘ、Ｙを合波して偏波多重光信号を生成する。この偏波多重光信号は、光導波路を介して出力ポートに導かれる。

【0020】

なお、光デバイス１００は、図１に示していない他の要素を備えてもよい。例えば、光デバイス１００は、上述の光変調器に加えて、光受信器を備えてもよい。この場合、光デバイス１００は、光トランシーバとして動作する。

【0021】

図２～図４は、光変調器の構成の一例を示す。なお、図２～図４においては、図１に示す変調器１１～１４が描かれている。すなわち、図２～図４においては、図１に示す可変光減衰器１５ｘ、１５ｙ、モニタ受光器１６ｘ、１６ｙ、偏波回転器１７、偏波ビームコンバイナ１８は省略されている。

【0022】

図２は、変調器１１～１４を構成する光導波路を表す。各変調器１１～１４は、この実施例では、マッハツェンダ干渉計により実現される。すなわち、各変調器１１～１４は、１組の光導波路を含む。１組の光導波路は、互いに実質的に同じ長さであり、また、互いに実質的に平行に形成されている。そして、入力光導波路は、各変調器１１～１４の入力端に光学的に結合されている。よって、図１に示すように、光デバイス１００に連続光が入力されると、その連続光は、入力光導波路を介して変調器１１～１４に導かれる。

【0023】

光デバイス１００は、図２に示すように、ドライバ基板３０および終端基板４０を備える。ドライバ基板３０には、信号パッドおよび接地パッドが設けられている。なお、図２～図４において、Ｓは、信号パッドを表し、Ｇは、接地パッドを表す。そして、この実施例では、各変調器１１～１４に対して、１個の信号パッドＳおよび２個の接地パッドＧが設けられている。信号パッドＳは、２個の接地パッドＧの間に設けられている。また、信号パッドＳは、駆動信号を生成する駆動回路に接続されている。接地パッドＧは、グランドに接続されている。なお、駆動回路は、ドライバ基板３０上に実装されてもよいし、ドライバ基板３０の外部に設けられてもよい。

【0024】

終端基板４０にも、信号パッドＳおよび接地パッドＧが設けられている。この例では、各変調器１１～１４に対して、１個の信号パッドＳおよび２個の接地パッドＧが設けられている。信号パッドＳは、２個の接地パッドＧの間に設けられている。また、信号パッドＳと接地パッドＧとの間には、終端抵抗Ｒが設けられている。なお、図３～図４においては、終端抵抗Ｒは省略されている。

【0025】

図３は、変調器１１～１４を構成する光導波路およびメタル配線を示す。各メタル配線は、マッハツェンダ干渉計を構成する光導波路に平行に形成される。また、各メタル配線は、ワイヤを介して、ドライバ基板３０および終端基板４０に形成される対応するパッドに接続される。

【0026】

例えば、変調器１１は、メタル配線１、２ａ、２ｂを備える。メタル配線１は、マッハツェンダ干渉計を構成する光導波路に重なるように形成される。また、メタル配線１は、ワイヤを介して、ドライバ基板３０に設けられている対応する信号パッドＳ、および、終端基板４０に設けられている対応する信号パッドＳに接続される。メタル配線２ａ、２ｂは、マッハツェンダ干渉計を挟むように形成される。また、メタル配線２ａ、２ｂは、それぞれ、ワイヤを介して、ドライバ基板３０に設けられている対応する接地パッドＧ、および、終端基板４０に設けられている対応する接地パッドＧに接続される。ワイヤは、導電率の高い金属で実現される。変調器１２～１４の構成は、実質的に変調器１１と同じである。

【0027】

図４は、変調器１１～１４を構成する光導波路、メタル配線、およびポリマーパターンを示す。ポリマーパターンは、この実施例では、各変調器１１～１４において、マッハツェンダ干渉計を構成する１組の光導波路の一方に沿って形成される。なお、ポリマーパターンは、図４では、斜線領域で表されている。また、ポリマーパターンは、光ＩＣチップ１０の表面に電気光学ポリマー（ＥＯポリマー）を塗布することで形成される。

【0028】

図５～図７は、光変調器の製造工程の一例を示す。ここでは、光ＩＣチップ上に光導波路、メタル配線、およびポリマーパターンを形成する手順の一例を説明する。なお、この実施例では、図５（ａ）に示すＳＯＩ基板を使用して光変調器が形成されるものとする。ＳＯＩ基板は、シリコン基板とＳｉ層との間に、絶縁層としてのＢＯＸ層（SiO2膜）を備える。

【0029】

図５（ｂ）において、Ｓｉ層にＮ^＋領域が形成される。このとき、レジスト膜を利用してＳｉ層に選択的にＮ型イオンを注入することでＮ^＋領域が形成される。なお、Ｎ^＋領域は、後の工程で光導波路が形成される領域の近傍に形成される。

【0030】

図５（ｃ）において、光導波路が形成される。このとき、レジスト膜を利用してＳｉ層およびＮ^＋領域をエッチングすることで光導波路が形成される。

【0031】

図５（ｄ）～図６（ｂ）において、コンタクト層が形成される。即ち、図５（ｄ）に示すように、Ｓｉ層およびＮ^＋領域の表面に酸化膜が形成される。続いて、図６（ａ）に示すように、レジスト膜を利用したエッチングにより、Ｎ^＋領域の表面の一部において酸化膜が除去される。そして、図６（ｂ）に示すように、酸化膜が除去された領域にコンタクト層が形成される。すなわち、Ｎ^＋領域に電気的に接続するコンタクト層が形成される。

【0032】

図６（ｃ）～図６（ｄ）において、メタル配線が形成される。即ち、図６（ｃ）に示すように、酸化膜の表面にメタル層が形成される。この後、図６（ｄ）に示すように、選択的にメタル層を除去することにより、メタル配線が形成される。

【0033】

図７（ａ）～図７（ｂ）において、ポリマーパターンが形成される。即ち、図７（ａ）に示すように、光ＩＣチップ１０の表面に形成されている酸化膜を選択的に除去することで、ポリマー流路が形成される。そして、ポリマー流路にポリマー材料を注入することにより、図４に示すポリマーパターンが形成される。このとき、図７（ｂ）に示すように、ポリマーパターンは、光導波路上に接触するように形成される。具体的には、マッハツェンダ干渉計を構成する１組の光導波路の一方に接触するようにポリマーパターンが形成される。この後、図３に示すように、各メタル配線とドライバ基板３０上の対応するパッドとの間、および、各メタル配線と終端基板４０上の対応するパッドとの間が、それぞれワイヤで接続される。

【0034】

ここで、例えば、図７（ｂ）に示す２つのメタル配線が図３に示すメタル配線１、２ａであり、図７（ｂ）に示す光導波路が図２～図３に示す変調器１１を構成するマッハツェンダ干渉計の一方の光導波路であるものとする。この場合、変調器１１の駆動信号は、メタル配線１およびメタル配線１に接触するＮ^＋領域を介してポリマーパターンに印加される。また、このポリマーパターンは、Ｎ^＋領域およびメタルパターン２ａを介して電気的にグランドに接続される。したがって、駆動信号に対応する電界がポリマーパターンに与えられ、この結果、駆動信号に応じて光導波路の屈折率が変化する。すなわち、駆動信号に対応する変調が実現される。

【0035】

このように、光導波路に光変調器の駆動信号を印加するためのポリマーパターンは、光ＩＣチップ１０の表面にポリマー流路を形成し、そのポリマー流路にポリマー材料を注入することで形成される。図４に示す例では、ポリマー注入プールからポリマー材料を注入し、そのポリマー材料をポリマー流路終端に向かって流すことにより、ポリマーパターンが形成される。

【0036】

具体的には、図４において、ポリマー材料がポリマー注入プールから左方向に向かって流れることで、流入路ポリマーパターン３が形成される。また、ポリマー材料が流入路ポリマーパターン３から上方向に向かって流れることで、チャネルポリマーパターン４～７が形成される。チャネルポリマーパターン４～７は、それぞれ、図１に示す干渉計１１～１４を構成する光導波路上に形成される。さらに、チャネルポリマーパターン４～７の上端から流出するポリマー材料がポリマー流路終端に向かって流れることで、流出路ポリマーパターン８が形成される。このときポリマーパターン３～８は、光ＩＣチップ１０の表面において、メタル配線と重ならないように形成される。

【0037】

図８は、光変調器の端部におけるメタル配線およびポリマーパターンの構成の一例を示す。ここでは、光変調器を構成する４個の変調器のうちの１つ（例えば、変調器１１）の端部の構成を示す。なお、図面を見やすくするために、変調器の構成要素を図８（ａ）および図８（ｂ）に分けて示している。具体的には、図８（ａ）では、ポリマーパターンが省略され、光導波路およびメタル配線が描かれている。一方、図８（ｂ）では、光導波路が省略され、メタル配線およびポリマーパターンが描かれている。

【0038】

図８（ａ）に示す光導波路は、図１～図４に示す変調器１１を構成する干渉計に含まれる１組の光導波路の一方に対応する。図８に示すメタル配線１、２ａ、２ｂは、図３～図４に示すメタル配線１、２ａ、２ｂに対応する。よって、メタル配線１は、ドライバ基板３０から与えられる駆動信号を伝搬する。メタル配線２ａ、２ｂは、グランドに接続される。また、図８（ｂ）に示す流入路ポリマーパターン３およびチャネルポリマーパターン４は、図４に示す流入路ポリマーパターン３およびチャネルポリマーパターン４に対応する。

【0039】

各メタル配線１、２ａ、２ｂは、変調部、パッド部、遷移部を含む。変調部は、光導波路に平行に形成される部分に相当する。パッド部は、各メタル配線の先端部に形成され、図３に示すワイヤがボンディングされる部分に相当する。遷移部は、変調部とパッド部とを接続する部分に相当する。尚、駆動信号を伝搬するためのメタル配線１のパッド部は、変調部におけるメタル配線の幅を広げることで形成される。したがって、メタル配線１の遷移部の幅は、テーパ状に変化する（パッド部から変調部に向かって徐々に狭くなっていく）。

【0040】

ポリマーパターンは、上述したように、図４に示すポリマー注入プールからポリマー材料を注入することで形成される。このとき、このポリマー材料は、流入路ポリマーパターン３のための流路を流れ、さらに、チャネルポリマーパターン４のための流路を流れる。

【0041】

他方、光ＩＣチップ１０上での電気信号の反射を抑制するためには、メタル配線１とメタル配線２ａ、２ｂとの間の間隔を小さくしてインピーダンスを小さくすることが好ましい。図８に示す例では、間隔Ｄを小さくすることが好ましい。

【0042】

ところが、間隔Ｄを小さくすると、メタル配線１とメタル配線２ａ、２ｂとの間に形成されるチャネルポリマーパターン４のための流路の幅Ｗが狭くなる。特に、遷移部においてメタル配線１とメタル配線２ａとの間の領域が屈曲するので、この領域においてチャネルポリマーパターン４のための流路の幅Ｗが狭くなる。そして、この流路の幅Ｗが狭い場合、ポリマー材料が流れにくくなり、チャネルポリマーパターン４（及び、チャネルポリマーパターン５～７）を所望の形状に形成できないおそれがある。すなわち、光ＩＣチップ１０または光デバイス１００の製造効率が低下するおそれがある。

【0043】

＜実施形態＞
図９は、本発明の実施形態に係わる光変調器の端部におけるメタル配線およびポリマーパターンの構成の一例を示す。ここでは、図８と同様に、光変調器を構成する４個の変調器のうちの１つ（例えば、変調器１１）の端部の構成を示す。なお、図９においては、図８（ｂ）と同様に、光導波路が省略され、メタル配線およびポリマーパターンが描かれている。

【0044】

図９に示すメタル配線１、２ａ、２ｂは、図３～図４に示すメタル配線１、２ａ、２ｂに対応する。よって、メタル配線１は、ドライバ基板３０から与えられる駆動信号を伝搬する。メタル配線２ａ、２ｂは、グランドに接続される。

【0045】

図９（ａ）は、ポリマー流路にポリマー材料が注入される前の状態を示し、図９（ｂ）は、ポリマー流路にポリマー材料が注入された後の状態を示す。すなわち、図９（ａ）においては、ポリマー流路３ｘおよびポリマー流路４ｘが描かれている。なお、ポリマー流路３ｘにポリマー材料が注入されると、流入路ポリマーパターン３が形成される。ポリマー流路４ｘにポリマー材料が注入されると、チャネルポリマーパターン４が形成される。図９（ｂ）に示す流入路ポリマーパターン３およびチャネルポリマーパターン４は、図４に示す流入路ポリマーパターン３およびチャネルポリマーパターン４に対応する。

【0046】

各メタル配線は、変調部、パッド部、遷移部を含む。例えば、メタル配線１は、変調部８１、パッド部８２、遷移部８３を含む。また、メタル配線２ａは、変調部９１、パッド部９２、遷移部９３を含む。変調部は、光導波路に平行に形成される部分に相当する。パッド部は、各メタル配線の先端部に形成され、図３に示すワイヤがボンディングされる部分に相当する。遷移部は、変調部とパッド部とを接続する部分に相当する。

【0047】

図９（ａ）に示すポリマー流路３ｘは、光ＩＣチップの１つの辺に沿って形成される。また、ポリマー流路４ｘは、メタル配線１とメタル配線２ａとの間の領域に形成される。ここで、ポリマー流路３ｘ、４ｘは、図７（ａ）に示す工程で形成される。そして、図４に示すポリマー注入プールからポリマー材料を注入すると、このポリマー材料は、ポリマー流路３ｘ、４ｘを流れる。このとき、ポリマー流路３ｘを流れるポリマー材料のフローは、分岐されてポリマー流路４に導かれる。この結果、図９（ｂ）に示すように、流入路ポリマーパターン３およびチャネルポリマーパターン４が形成される。

【0048】

本発明の実施形態においては、メタル配線１の遷移部８３とメタル配線２ａの遷移部９３との間の領域は曲線である。すなわち、遷移部８３と遷移部９３との間の領域が曲線になるように、メタル配線１およびメタル配線２ａが形成される。また、ポリマー流路４ｘは、例えば、メタル配線１とメタル配線２ａとの間の領域の中央に形成される。したがって、このポリマー流路４ｘにポリマー材料を注入することで形成されるポリマーパターン３は、メタル配線１の遷移部８３とメタル配線２ａの遷移部９３との間の領域において曲線部を有する。

【0049】

このように、メタル配線１とメタル配線２ａとの間の領域（特に、遷移部８３と遷移部９３との間の領域）に形成されるポリマー流路４ｘが曲線部を有している。このため、図９に示す構成によれば、メタル配線１とメタル配線２ａとの間の間隔が同じである場合、遷移部におけるポリマー流路が直線である構成（図８（ｂ）参照）と比較して、遷移部におけるポリマー流路４ｘの幅を広くできる。したがって、ポリマー流路３ｘからポリマー流路４ｘに流入するポリマー材料は、遷移部８３、９３間のポリマー流路４ｘにおいて滞ることなく流れる。この結果、チャネルポリマーパターン４が形成されるので、光ＩＣチップ１０または光デバイス１００の製造効率が改善する。

【0050】

また、図８に示す構成および図９に示す構成において、メタル配線１とメタル配線２ａとの間の間隔が互いに同じであるものとすると、遷移部において、図８に示すチャネルポリマーパターン４の幅Ｗが狭くなる。換言すれば、図８に示す構成および図９に示す構成において、チャネルポリマーパターン４の幅が互いに同じであるものとすると、遷移部において、図９に示すメタル配線１とメタル配線２ａとの間の間隔が小さくなる。よって、本発明の実施形態においては、光ＩＣチップ１０または光デバイス１００の製造効率が改善させながら、メタル配線間のインピーダンスを小さくできる。この結果、電気信号を伝搬する配線のインピーダンスを整合させやすくなり、光ＩＣチップ１０上での電気信号の反射が抑制される。

【0051】

なお、ポリマー流路４ｘの幅（すなわち、チャネルポリマーパターン４の幅）は、パッド部、遷移部、および変調部において互いに実質的に同じであることが好ましい。この場合、ポリマー流路を介してポリマー材料を流す工程において、ポリマー材料は、ポリマー流路４ｘの途中で滞ることなく変調部に流れる。

【0052】

また、図１０（ａ）に示すように、チャネルポリマーパターン４とメタル配線１の変調部８１との間の間隔Ｇｍ、チャネルポリマーパターン４とメタル配線１の遷移部８３との間の間隔Ｇｔ、およびチャネルポリマーパターン４とメタル配線１のパッド部８２との間の間隔Ｇｐは、互いに実質的に同じであることが好ましい。同様に、図示していないが、チャネルポリマーパターン４とメタル配線２ａの変調部９１との間の間隔Ｇｍ、チャネルポリマーパターン４とメタル配線２ａの遷移部９３との間の間隔Ｇｔ、およびチャネルポリマーパターン４とメタル配線２ａのパッド部９２との間の間隔Ｇｐも、互いに実質的に同じであることが好ましい。さらに、チャネルポリマーパターン４とメタル配線１との間の間隔、及び、チャネルポリマーパターン４とメタル配線２ａとの間の間隔も、互いに同じであることが好ましい。上述の構成においては、電気信号を伝搬する配線のインピーダンスを整合させやすく、光ＩＣチップ１０上での電気信号の反射が抑制される。

【0053】

更に、ポリマー流路３ｘからポリマー流路４ｘへポリマー材料が流入しにくいときは、図１０（ｂ）に示すように、メタル配線１のパッド部８２とメタル配線２ａのパッド部９２との間の間隔を広くし、パッド部に形成されるチャネルポリマーパターン４の幅を広くしてもよい。すなわち、変調部に形成されるチャネルポリマーパターン４の幅Ｗ１よりパッドに形成されるチャネルポリマーパターン４の幅Ｗ２を広くしてもよい。この構成によれば、ポリマー流路３ｘからポリマー流路４ｘへポリマー材料が流入しやすくなるので、光ＩＣチップ１０または光デバイス１００の製造効率が改善する。

【0054】

＜送受信モジュール＞
図１１は、送受信モジュールを含む光デバイスの一例を示す。光デバイス１００は、この実施例では、光源５１、送受信パッケージ６０、ＤＳＰ７１を備える。送受信パッケージ６０は、受信部６１、ＴＩＡ回路６２、ドライバ回路６３、変調部６４を備える。受信部６１および変調部６４は、例えば、図１に示す光ＩＣチップ１０に実装される。変調部６４は、例えば、図２～図４に示す構成により実現される。なお、光デバイス１００は、図１１に示していない要素を備えていてもよい。

【0055】

光源５１は、所定の波長の連続光を生成する。この連続光は、光ＩＣチップ１０上に形成される光導波路を介して変調部６４に導かれる。また、受信部６１がコヒーレント受信器であるときは、この連続光は、受信部６１にも導かれる。

【0056】

受信光信号（Rx_in）は、受信部６１に導かれる。受信部６１は、例えば、コヒーレント受信器である。この場合、受信部６１は、光源５１により生成される連続光を利用して受信光信号を表す電界情報信号を生成する。ＴＩＡ回路６２は、受信部６１により生成される電界情報信号を電圧信号に変換して増幅する。

【0057】

ＤＳＰ（Digital Signal Processor）７１は、受信光信号を表す電界情報信号から受信データを再生する。なお、受信データを再生する機能は、周波数オフセットを補償する機能、波形歪みを補償する機能、位相を推定する機能を含んでもよい。また、ＤＳＰ７１は、送信データから駆動信号を生成する。なお、駆動信号を生成する機能は、変調方式に応じてマッピングを行う機能を含んでもよい。

【0058】

駆動信号は、ドライバ回路６３により増幅されて変調部６４に与えられる。なお、ドライバ回路６３は、図２～図４に示すドライバ基板３０に実装されてもよい。そして、変調部６４は、ドライバ回路６３を介して与えられる駆動信号で連続光を変調して変調光信号（Tx_out）を生成する。

【0059】

このように、光ＩＣチップ上に受信部６１および変調部６４を実装することで、送受信モジュールの小型化が実現される。また、図９または図１０に示す構成を導入すれば、光ＩＣチップ１０または光デバイス１００の製造効率が改善する。

【符号の説明】

【0060】

１、２ａ、２ｂ メタル配線
３ 流入路ポリマーパターン
４～７ チャネルポリマーパターン
８ 流出路ポリマーパターン
３ｘ、４ｘ ポリマー流路
１０ 光ＩＣチップ
１１～１４ 変調器
８１、９１ 変調部
８２、９２ パッド部
８３、９３ 遷移部
１００ 光デバイス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】