特許 7388021 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】2023-11-20

(45)【発行日】2023-11-29

(54)【発明の名称】光デバイス

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/065 20060101AFI20231121BHJP

【ＦＩ】

G02F1/065

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019129577

(22)【出願日】2019-07-11

(65)【公開番号】P2021015186

(43)【公開日】2021-02-12

【審査請求日】2022-04-01

(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】野口 晃一

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２６４０６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１７３３６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１４／１０４３０９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許第０５７２９６４１（ＵＳ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／００５６８４５（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１８／１７４０８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０５１７１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】A． Chen et al.，Achieving Higher Modulation Efficiency in Electrooptic Polymer Modulator With Slotted Silicon Waveguide，Journal of Lightwave Technology，IEEE，2011年11月01日，Vol.29 , No.21，pp. 3310-3318

【文献】F． Qiu et al.，Ultra-thin silicon/electro-optic polymer hybrid waveguide modulators，Applied Physics Letters，AIP Publishing，2015年09月21日，Vol. 107, No. 12，pp.123302-1～pp.123302-5

【文献】R． Palmer et al.，High-Speed, Low Drive-Voltage Silicon-Organic Hybrid Modulator Based on a Binary-Chromophore Electro-Optic Material，Journal of Lightwave Technology，IEEE，2014年08月15日，Vol. 32, No. 16，pp. 2726-2734，DOI: 10.1109/JLT.2014.2321498

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／００－１／１２５

１／２１－７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

矩形または平行四辺形の光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、
前記光ＩＣチップの第１の辺から第２の辺に向かって形成される光導波路を含む干渉計と、
前記光導波路に平行に形成されるメタル配線と、
前記第１の辺または前記第２の辺に沿って形成される第１の電気光学ポリマーと、
前記第１の電気光学ポリマーに接続し、前記メタル配線に重なることなく前記光導波路上に形成される第２の電気光学ポリマーと、を備え、
前記第１の電気光学ポリマーが前記第１の辺に沿って形成されるときは、前記第２の辺の近傍でありかつ前記メタル配線の近傍の領域には前記第１の電気光学ポリマーは形成されず、前記第１の電気光学ポリマーが前記第２の辺に沿って形成されるときは、前記第１の辺の近傍でありかつ前記メタル配線の近傍の領域には前記第１の電気光学ポリマーは形成されない
ことを特徴とする光デバイス。

【請求項2】

前記干渉計の入力端が前記第１の辺の近傍に配置され、
前記干渉計の出力端が前記第２の辺の近傍に配置され、
前記第１の電気光学ポリマーは、前記第２の辺に沿って形成される
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】

前記メタル配線は、
前記光変調器の駆動信号が与えられる第１のメタル配線と、
グランドに接続される第２のメタル配線と、を含み、
前記第１の電気光学ポリマーは、前記第２の辺に沿って形成され、
前記第１の辺の近傍に配置される、前記第１のメタル配線の先端に設けられるパッドと前記第２のメタル配線の先端に設けられるパッドとの間の間隔は、前記第２の辺の近傍に配置される、前記第１のメタル配線の先端に設けられるパッドと前記第２のメタル配線の先端に設けられるパッドとの間の間隔より狭い
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項4】

前記メタル配線は、
前記光変調器の駆動信号が与えられる第１のメタル配線と、
グランドに接続される第２のメタル配線と、を含み、
前記第１の電気光学ポリマーは、前記第２の辺に沿って形成され、
前記干渉計と前記第１の辺との間のフィード領域に形成される、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間隔は、前記干渉計と前記第２の辺との間のフィード領域に形成される、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間隔より狭い
ことを特徴とする請求項１に記載の光デバイス。

【請求項5】

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が形成される。そして、このポリマーに、データを表す電界信号が印加される。ここで、ポリマー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、低コストで導波損失の少ない高分子光導波路を製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１）。また、シングルモードポリマー導波路アレイアセンブリを形成する方法が提案されている（例えば、特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００４－１０９９２６号公報

【文献】ＵＳ２０１４／００３５１７５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述のように、光導波路上に形成されるポリマーを利用してその光導波路の屈折率を変化させる構成においては、駆動電圧を高くすることなく十分な変調が実現される。ところが、ポリマーは、光ＩＣチップ上で、駆動信号を伝搬するメタル配線および接地のためのメタル配線と重ならないように形成される。このため、これらのメタル配線と光ＩＣチップの外部の回路とを電気的に接続するメタルワイヤが長くなることがある。そして、これらのメタルワイヤが長くなると、特性インピーダンスが大きくなり、インピーダンス整合が難しくなる。この結果、インピーダンス不整合により光ＩＣチップ上で電気信号の反射が発生すると、光変調器の帯域が狭くなってしまう。

【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が生成する光信号の品質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、矩形または平行四辺形の光ＩＣチップ上に形成される光変調器を含む。前記光変調器は、前記光ＩＣチップの第１の辺から第２の辺に向かって形成される光導波路を含む干渉計と、前記光導波路に平行に形成されるメタル配線と、前記第１の辺または前記第２の辺に沿って形成される第１のポリマーと、前記第１のポリマーに接続し、前記メタル配線に重なることなく前記光導波路上に形成される第２のポリマーと、を備える。

【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が生成する光信号の品質が改善する。

【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】本発明の実施形態に係わる光変調器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バリエーションを示す図である。

【図10】メタル配線のバリエーションを示す図である。

【図11】メタル配線の他のバリエーションを示す図である。

【図12】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の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、及び、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、及び、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上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流し込むことにより、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、光導波路に電界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により形成される。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】

ただし、ポリマーパターンは、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。例えば、図４に示す構成では、ポリマー注入プールとポリマー流路終端との間に、下記のポリマーパターンが形成される。
（１）ドライバ基板３０に接する辺に沿って形成される入力側ポリマーパターン
（２）入力側ポリマーパターンに接続され、各変調器１１～１４の光導波路上に形成されるチャネルポリマーパターン
（３）各チャネルポリマーパターンに接続され、終端基板４０に接する辺に沿って形成される出力側ポリマーパターン

【0037】

ところが、この構成では、光ＩＣチップ１０の端部に入力側ポリマーパターンおよび出力側ポリマーパターンが形成されるので、メタル配線（すなわち、光変調器の電極）を光ＩＣチップ１０の端部に形成できない。具体的には、光ＩＣチップ１０の表面において、ドライバ基板３０に隣接する領域、および、終端基板４０に隣接する領域にメタル配線を形成できない。このため、各メタル配線とドライバ基板３０上の対応するパッドとを接続するワイヤ、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を接続するワイヤが長くなってしまう。すなわち、ワイヤ長Ｌ１、Ｌ２が長くなってしまう。そして、これらのワイヤが長くなると、信号線のインピーダンス整合が難しくなる。この結果、インピーダンス不整合により光ＩＣチップ上で電気信号の反射が発生すると、光変調器の帯域が狭くなるおそれがある。

【0038】

＜実施形態＞
図８は、本発明の実施形態に係わる光変調器の一例を示す。なお、光ＩＣチップ１０の形状は、図１に示すように、矩形（または、平行四辺形）である。光ＩＣチップ１０の表面に形成される光導波路は、図２および図８において実質的に同じである。光ＩＣチップ１０の表面に形成されるメタル配線（１、２ａ、２ｂ等）は、図３および図８において実質的に同じである。ドライバ基板３０および終端基板４０は、図２～図４および図８において実質的に同じである。光導波路、メタル配線およびポリマーパターンは、例えば、図５～図７に示す手順で形成される。図８では、図３に示すワイヤは省略されている。

【0039】

図８に示す実施形態においては、光ＩＣチップ１０上に、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４ａ～４ｄが形成される。流入路ポリマーパターン３は、光ＩＣチップ１０の４つの辺のうち、ドライバ基板３０が隣接する辺または終端基板４０が隣接する辺に沿って形成されている。この実施例では、流入路ポリマーパターン３は、終端基板４０が隣接する辺に沿って形成されている。なお、以下の記載では、ドライバ基板３０が隣接する辺を「ドライバ辺」と呼び、終端基板４０が隣接する辺を「終端辺」と呼ぶことがある。

【0040】

チャネルポリマーパターン４ａ～４ｄは、それぞれ、流入路ポリマーパターン３に接続する。この例では、チャネルポリマーパターン４ａ～４ｄは、それぞれ、流入路ポリマーパターン３に対してほぼ直交する方向に形成される。また、チャネルポリマーパターン４ａ～４ｄは、それぞれ、対応するマッハツェンダ干渉計を構成する１組の光導波路のうちの一方の光導波路上に形成される（図７（ｂ）参照）。たとえば、チャネルポリマーパターン４ａは、変調器１１を構成する１組の光導波路のうちの一方の光導波路上に形成される。同様に、チャネルポリマーパターン４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれ、変調器１２、１３、１４の光導波路上に形成される。なお、チャネルポリマーパターン４ａ～４ｄは、光ＩＣチップ１０上でメタル配線（１、２ａ、２ｂ等）を重ならないように形成される。

【0041】

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４ａ～４ｄは、図７（ａ）に示すように光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により形成される。具体的には、図８に示すポリマー注入プールからポリマー材料が注入される。そうすると、ポリマー材料は、ポリマー流路終端に向かって流れる。このとき、ポリマー材料は、ポリマー流路を流れるので、ポリマー注入プールからポリマー流路終端に向かう方向だけでなく、ポリマー注入プールからポリマー流路終端に向かう方向に直交する方向にも流れる。この結果、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４ａ～４ｄが形成される。

【0042】

なお、ポリマー流路を介してポリマー材料を流す工程では、必要に応じて、光ＩＣチップ１０が傾けられる。この場合、例えば、ドライバ辺に対して終端辺の高さ位置が高くなるように、光ＩＣチップ１０が傾けられる。

【0043】

このように、図８に示す実施形態においては、ドライバ辺または終端辺のうちの一方の辺に沿ってポリマーパターン（すなわち、流入路ポリマーパターン３）が形成されるが、他方の辺にはポリマーパターンは形成されない。このため、光ＩＣチップ１０上のメタル配線とドライバ基板３０とを接続するワイヤ、又は、光ＩＣチップ１０上のメタル配線と終端基板４０とを接続するワイヤを短くできる。この実施例では、光ＩＣチップ１０の終端辺に沿って流入路ポリマーパターン３が形成されるが、光ＩＣチップ１０のドライバ辺に沿っては、ポリマーパターンは形成されない。よって、光ＩＣチップ１０上のメタル配線とドライバ基板３０とを接続するワイヤを短くできる。具体的には、図３～図４に示す構成と比較して、図８に示す実施形態においては、ワイヤ長Ｌ２が短くなる。

【0044】

ワイヤが短くなると、信号線のインピーダンスを整合させやすくなる。そして、インピーダンスが精度よく整合すれば、光ＩＣチップ上での電気信号の反射が抑制されるので、光変調器の帯域が広くなる。すなわち、本発明の実施形態の構成は、光信号の高速化に寄与する。

【0045】

なお、上述したように、流入路ポリマーパターン３は、光ＩＣチップ１０のドライバ辺または終端辺のいずれか一方に沿って形成される。ただし、ドライバ基板３０から光ＩＣチップ１０に駆動信号が入力される構成においては、光ＩＣチップ１０と終端基板４０との間のワイヤを伝搬する信号の振幅より、ドライバ基板３０と光ＩＣチップ１０との間のワイヤを伝搬する信号の振幅の方が大きい。このため、光ＩＣチップ１０と終端基板４０との間よりも、ドライバ基板３０と光ＩＣチップ１０との間のインピーダンス不整合の影響が大きい。即ち、光ＩＣチップ１０と終端基板４０との間のワイヤを短くするより、ドライバ基板３０と光ＩＣチップ１０との間のワイヤを短くする方が、インピーダンスの不整合を防ぐ効果的が高くなる。したがって、流入路ポリマーパターン３は、図８に示すように、終端辺に沿って形成することが好ましい。

【0046】

＜バリエーション１＞
図９に示す構成では、流入路ポリマーパターン３は、終端辺に沿って形成され、さらに光ＩＣチップ１０の側辺に沿って伸びている。すなわち、流入路ポリマーパターン３は、チャネルポリマーパターン４ａ～４ｄと平行な方向にも伸びている。そして、この流入路ポリマーパターン３の先端に、ポリマー流路終端が設けられている。ここで、側辺に沿って形成される流入路ポリマーパターン３の幅および長さは、各チャネルポリマーパターン４ａ～４ｄとほぼ同じである。

【0047】

そうすると、ポリマーパターンを形成する工程において、ポリマー注入プールに注入されるポリマー材料がポリマー流路終端まで到達するときには、各チャネルポリマーパターン４ａ～４ｄの先端にまでポリマー材料が到達していると考えられる。よって、この構成によれば、ポリマー流路終端にポリマー材料が到達したか否かをモニタすることにより、各チャネルポリマーパターン４ａ～４ｄの先端までポリマー材料が十分に到達したか否かを判定できる。

【0048】

＜バリエーション２＞
上述したように、流入路ポリマーパターン３は、光ＩＣチップ１０のドライバ辺または終端辺のいずれか一方に沿って形成される。そして、チャネルポリマーパターン４ａ～４ｄは、流入路ポリマーパターン３に接続している。このため、流入路ポリマーパターン３が形成されない辺の近傍領域には、空きスペースが存在する。

【0049】

図１０～図１１に示す実施例では、光ＩＣチップ１０の終端辺に沿って流入路ポリマーパターン３が形成されている。そして、メタル配線１、２ａ間にチャネルポリマーパターン４ａが形成されている。よって、終端辺に近い領域においてはメタル配線１、２ａ間に空きスペースは無いが、ドライバ辺に近い領域においては、メタル配線１、２ａ間に空きスペースが存在する。そこで、バリエーション２においては、この空きスペースを利用してインピーダンスを小さくする。

【0050】

図１０に示す例では、メタル配線の終端辺側の先端に形成されるパッドの面積よりも、メタル配線のドライバ辺側の先端に形成されるパッドの面積が大きい。よって、ドライバ辺の近傍に配置される、メタル配線１のパッドとメタル配線２ａ、２ｂのパッドとの間の間隔（Ｗ２）は、終端辺の近傍に配置される、メタル配線１のパッドとメタル配線２ａ、２ｂのパッドとの間の間隔（Ｗ１）より狭くなる。この結果、パッド間のインピーダンスが小さくなり、インピーダンスを精度よく整合させることが可能になる。

【0051】

図１１に示す例では、ドライバ辺側のフィード領域において、メタル配線の幅が広なっている。よって、ドライバ辺側のフィード領域におけるメタル配線１とメタル配線２ａ、２ｂとの間の間隔（Ｗ２）は、終端辺側のフィード領域におけるメタル配線１とメタル配線２ａ、２ｂとの間の間隔（Ｗ１）より狭くなる。この結果、パッド間のインピーダンスが小さくなり、インピーダンスを精度よく整合させることが可能になる。

【0052】

なお、図１０～図１１に示す例では、ドライバ辺側でメタル配線間の間隔を狭くしているが、本発明はこの構成に限定されるものではない。すなわち、光ＩＣチップ１０のドライバ辺に沿って流入路ポリマーパターン３が形成される場合は、終端辺側でメタル配線間の間隔が狭く構成される。

【0053】

＜送受信モジュール＞
図１２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８または図９に示す光ＩＣチップ１０に実装される。変調部６４は、例えば、図８または図９に示す構成により実現される。なお、光デバイス１００は、図１２に示していない要素を備えていてもよい。

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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８または図９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。

【0058】

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８または図９に示す構成で変調部６４を実現すれば、光ＩＣチップ上での電気信号の反射が抑制されるので、送信帯域が広くなる。

【符号の説明】

【0059】

１、２ａ、２ｂ メタル配線
３ 流入路ポリマーパターン
４ａ～４ｄ チャネルポリマーパターン
１０ 光ＩＣチップ
１１～１４ 変調器
３０ ドライバ基板
４０ 終端基板
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】

【図12】