JP2003195083A - 光導波路素子の製造方法 - Google Patents

光導波路素子の製造方法

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JP2003195083A JP2001395157A JP2001395157A JP2003195083A JP 2003195083 A JP2003195083 A JP 2003195083A JP 2001395157 A JP2001395157 A JP 2001395157A JP 2001395157 A JP2001395157 A JP 2001395157A JP 2003195083 A JP2003195083 A JP 2003195083A
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光導波路素子は,実装基板への搭載時の垂直
方向光軸合わせのため,反応性イオンエッチング等によ
り,上部クラッド層の膜厚調整を行う必要があった。し
かしエッチングのばらつきやエッチングレートの深さ依
存により膜厚の調整が難しく,工程数増大と歩留まりの
悪化を招いていた。 【解決手段】 本発明の光導波路素子の製造方法におい
ては,光軸高さ調整部にエッチング工程を施さず,上部
クラッド層とコア層の成膜工程のみで形成し,この両膜
を膜厚制御性に優れるプラズマCVD法を使用するた
め,簡易で膜厚精度に優れた高さ調整部を有する光導波
路素子を得ることができ,実装時における高精度の垂直
方向光軸合わせが可能となる。また,コア形成と同一の
フォトリソグラフィによりアライメントマーカを形成す
ることにより,平面方向光軸合わせも精度の高いものと
することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,実装基板上に,光
ファイバや光電子部品と共に搭載され,精密な光軸合わ
せを可能なものとできる,経済的な光導波路素子の製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来,光導波路素子の実装方法には「光
送受信モジュール」特開平10一133069(京セラ
株式会社,柏崎昭)に開示されているものがあった。こ
の方法は,光導波路素子とこれに結合される光ファイバ
や光電子部品が,それぞれ同一のSi基板上に集約され
るように実装され,この際,光導波路素子の光導波路素
子層側の上面はSi基板の上面を基準面として面合わせ
されるようにして実装され,光導波路素子のクラッド層
の膜厚を調整することにより光ファイバあるいは光電子
部品のSi基板上面からの高さである光軸高さと整合さ
れるようにしたものであった。すなわち,各々の光部品
を搭載精度のみで光軸調整することにより経済的な光伝
送モジュールの提供を実現するものであった。
【0003】ここで用いられる光導波路素子は,光伝搬
特性上コア上の上部クラッドの膜厚として約15μm以
上を要するが,前記光軸高さは半導体レーザやフォトダ
イオードの光軸高さが一般に約10μmであるため上部
クラッドの膜厚としても約10μmとする必要がある。
従って上部クラッド層の膜厚はコア上において厚く,高
さ調整部において薄い凸形状となる。従来,この凸形状
を得るためには,約15μmの膜厚で形成した上部クラ
ッド膜の高さ調整部のみを反応性イオンエッチング等の
手法によりエッチングすることにより形成するものであ
った。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで,このような
従来技術による光導波路素子では,エッチングレート
は,エッチング深さに依存して変化し,またエッチング
が進行するに伴いチャンバー内に付着する反応生成物の
付着具合等にも影響されるため,安定させることが困難
である。従って,エッチングする度に高さ測定を行い,
補正しながらエッチングを繰り返すといった煩雑な工程
を必要としていた。また,エッチング過多の場合,再度
膜厚調整のため上部クラッドを堆積しなければならず,
工程数の増加を招いていた。
【0005】さらに,エッチングレートのチャンバー内
ばらつきやウェハ面内ばらつきの影響により,ウェハ間
またウェハ面内均一なエッチングが困難であり,歩留ま
りの低下を招いていた。
【0006】以上述べた問題点に起因して,従来の方法
による光導波路素子の製造方法は,生産性に乏しく,光
導波路素子を経済的に生産する際の障害となっていた。
【0007】本発明は,従来の光導波路素子の製造方法
が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり,本発
明の目的は,精密な光軸調整の可能な,新規かつ改良さ
れた光導波路素子の製造方法を提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め,実装基板上に,光ファイバや光電子部品と共に搭載
される光導波路素子の製造方法において:下部クラッド
層を兼ねる基板上に,光路としてコアを形成する工程
と;前記コアを側方の光軸高さ調整部に対して凸形状に
上部クラッド層で覆う凸形クラッド層形成工程と;を含
むことを特徴とする光導波路素子の製造方法が提供され
る。ここで,前記凸形クラッド層形成工程について,以
下に3つの例を示す。
【0009】(第1の例)前記凸形クラッド層形成工程
は,前記下部クラッド層を兼ねる基板上に,前記コアを
形成する工程と,後に前記光軸高さ調整部となる予定箇
所を含む前記コア側方に,エッチングストッパ膜をパタ
ーニング形成する工程と,第1の上部クラッド層を全面
に成膜する工程と,前記第1の上部クラッド層上に,前
記コア上方を覆うようにエッチングマスクを形成する工
程と,前記エッチングマスクで被覆された部位以外の前
記第1の上部クラッド層を前記エッチングストッパ膜を
露出するまで,エッチングする工程と,前記エッチング
ストッパ膜,及び前記エッチングマスクを除去する工程
と,第2の上部クラッド層を全面に成膜する工程と,を
含んでいる。
【0010】(第2の例)前記凸形クラッド層形成工程
は,前記下部クラッド層を兼ねる基板上に,前記コア
と,第1の高さ調整層を形成する工程と,前記第1の高
さ調整層上にエッチングストッパ膜をパターニング形成
する工程と,第1の上部クラッド層を全面に成膜する工
程と,前記第1の上部クラッド層上に,前記コア上方を
覆うようにエッチングマスクを形成する工程と,前記エ
ッチングマスクで被覆された部位以外の前記第1の上部
クラッド層を前記エッチングストッパ膜を露出するま
で,エッチングする工程と,前記エッチングマスクのみ
を除去する工程と,第2の上部クラッド層を全面に成膜
する工程と,を含んでいる。
【0011】(第3の例)前記凸形クラッド層形成工程
は,前記下部クラッド層を兼ねる基板上に,全面にコア
膜を被着する工程と,前記コア膜上に,後に前記光軸高
さ調整部となる予定箇所にエッチングストッパ膜を,後
に前記コアとなる予定部にコアパターン形成用エッチン
グマスクをパターニング形成する工程と,第1の上部ク
ラッド層を全面に成膜する工程と,前記エッチングスト
ッパ膜上方を覆うようにマーカエッチングマスクを形成
する工程と,前記マーカエッチングマスクで被覆された
部位以外の前記第1の上部クラッド層,及びコア膜をエ
ッチングする工程と,前記コアパターン形成用エッチン
グマスクのみを除去する工程と,第2の上部クラッド層
を全面に成膜する工程と,前記第2の上部クラッド層上
に,前記コア上方を覆うようにエッチングマスクを形成
する工程と,前記エッチングマスクで被覆された部位以
外の前記第2の上部クラッド層を前記マーカエッチング
マスクが露出するまで,エッチングする工程と,前記マ
ーカエッチングマスク,及び前記エッチングマスクを除
去する工程と,を含んでいる。
【0012】こうして製造した光導波路素子は,コア上
部に必要な上部クラッド層膜厚を確保することができる
のに加え,実装基準面に面合わせされる光軸高さ調整部
は,成膜工程のみで形成され,エッチング工程を施され
ないためエッチングレート不具合,エッチングばらつき
の影響を受けることなく,簡易で,高歩留まりで,高精
度な光軸高さ調整が可能な光導波路素子を得ることがで
きる。
【0013】また,前記コア上方の凸部の上部クラッド
層は,膜厚が合計約15μm以上に形成することが好ま
しい。
【0014】これにより,コア上部に光伝搬特性上必要
な上部クラッド層膜厚を確保することができる。
【0015】また,前記光軸高さ調整部は,下部クラッ
ド層表面からの厚みを,前記コアの半分の厚みと,光フ
ァイバ及び光電子部品の光軸高さとを加えた大きさとな
るように形成することが好ましい。
【0016】これにより,光導波路素子を実装基板に搭
載する際に,光ファイバや光電子部品との精度良い垂直
方向光軸合わせが可能となる。
【0017】さらに,コア,並びに上部クラッド層は,
プラズマCVD法にて形成することが好ましい。
【0018】プラズマCVD法による成膜は,ウェハ面
内の膜厚ばらつきが小さく,また精密な膜厚制御が可能
なため,より高歩留まりで,より高精度な光軸高さ調整
部を形成することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら,
本発明にかかる光導波路素子の製造方法の好適な実施の
形態について詳細に説明する。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説明を省
略する。
【0020】図1〜図5は,本発明による実施形態の光
導波路素子実装構造を示す図であり,図1は,実装基板
上に光導波路素子,光ファイバ,光半導体素子を実装し
た時の正面図,図2は光導波路素子のみの正面図,図3
は実装基板のみの正面図,図4はA−A断面図,図5は
B−B断面図である。光導波路素子の実装時には,光導
波路素子をフェイスダウン状態にして,図3の実装基板
のアライメントマーカ15に,図2の光導波路素子のア
ライメントマーカ16を目合わせすることによって,実
装基板に対して平面方向の位置決めをしており,垂直方
向については,図5の断面図に示すように,光導波路素
子の光軸高さ調整部19の膜厚のみで位置決めされてい
る。そのため,平面方向光軸合わせは,精度良い目合わ
せが出来るアライメントマーカを形成することが重要で
あり,垂直方向光軸合わせは,光軸高さ調整部19の厚
みを精度良く形成することが重要となる。このように実
装の位置合わせを精度良く行うことによって,光導波路
素子のコアと光ファイバや光半導体素子のコアの位置合
わせを高精度なものにすることができる。
【0021】(第1の実施の形態)図6は,この発明の
第1の実施例を示す光導波路素子の製造方法を説明する
ための工程断面図である。以下,工程を追って説明す
る。図6(a)では,下部クラッド層を兼ねる基板30
上に,コア32,および後の工程においてエッチングス
トッパ膜として作用するエッチングストッパ膜34が形
成されている。ここでは基板30には石英基板を用いて
いるが,これは上部クラッド層と屈折率を合わせて下部
クラッド層を兼ねさせるようにするためである。また,
コア32にはクラッド層より屈折率を大きくするためG
e(ゲルマニウム)をドーパントとして含む石英ガラス
を用いた。コア32は液体ソースを原料に用いたプラズ
マCVD(Chemica1 Vapor Depos
ition)法により5.0μmの膜厚で成膜した後,
ホトリソグラフィおよび反応性イオンエッチングにより
パターニングして形成した。エッチングストッパ34
は,コア32形成に先立ち,石英膜とのエッチング選択
比が大きいタングステンを主成分とする金属膜を約0.
5μmスパッタ法により成膜した後,ホトリソグラフィ
および反応性イオンエッチングによりパターニングして
形成した。
【0022】次に図6(b)に示すように,プラズマC
VD法により第1の上部クラッド層36となる石英膜を
5μmの膜厚で成膜した後,コア32上方を覆うように
エッチングマスク38を形成する。エッチングマスク3
8はエッチングストッパ膜34と同一の工程を用いて形
成する。更に,反応性イオンエッチングによりエッチン
グマスク38で被覆された部位以外の第1の上部クラッ
ド層36をエッチングする。この際,少なくともエッチ
ングストッパ膜34が露出するまでエッチングを行う
(図6(c))。
【0023】その後,エッチングストッパ膜34および
エッチングマスク38を除去したのが図6(d)であ
る。そして図6(e)に示すように,プラズマCVD法
により第2の上部クラッド層40となる石英膜をここで
は11.5μmの膜厚で成膜する。
【0024】以上説明した方法により作製される光導波
路素子を,これに結合される光ファイバや光電子部品
と,それぞれ同一のSi基板上に集約されるように実装
するが,その際の実装基板と光導波路素子の断面図を図
7に示す。Si基板上の基準面からの光軸高さが9.0
μmの半導体レーザやフォトダイオードを用いる場合に
は,光導波路素子の高さ調整部である第2の上部クラッ
ド層の膜厚は,前記9.0μmにコア膜厚の半分の2.
5μm(5.0μm/2)を加えた11.5μm必要と
なるが,実際に,第2の上部クラッド層の膜厚を11.
5μmとしたので,半導体レーザやフォトダイオードの
光軸高さと合致させることができる。
【0025】なお,プラズマCVD法では石英膜の成膜
レートを0.1μm/分前後で制御できるため,成膜時
間を制御することにより所望の膜厚を精度良く得ること
ができる。さらにプラズマCVD法では例えば3インチ
の基板内での膜厚均一性は,平均膜厚10μm時に土
0.2μm程度が十分に確保できるため,基板面内での
膜厚ばらつきによる光軸高さばらつきに起因した半導体
レーザやフォトダイオードとの接続損失の増大は無視で
きる範囲である。
【0026】また,コア周囲の上部クラッド層膜厚は,
第1の上部クラッド層膜厚と第2の上部クラッド層膜厚
の和である16.5μm(5.0μm+11.5μm)
となるので,光伝搬特性上必要な15μm以上の膜厚を
確保できる。
【0027】(第2の実施の形態)図8は,この発明の
第2の実施例を示す光導波路素子の製造方法を説明する
ための工程断面図である。以下,工程を追って説明す
る。なお,第1の実施例と同様の工程についての詳細な
説明は省略する。図8(a)では,下部クラッド層を兼
ねる基板30上に,コア32,コア32と同一工程で形
成される第1の高さ調整層33,および第1の高さ調整
層33上に後の工程においてエッチングストッパ膜とし
て作用するエッチングストッパ膜34が形成されてい
る。ここでコア32および第1の高さ調整層33の膜厚
は5.0μmとした。なお,エッチングストッパ膜34
は光導波路素子の実装時の平面方向光軸合わせマーカと
しても機能する。
【0028】次に図8(b)に示すように,第1の上部
クラッド層36となる石英膜を10μmの膜厚で成膜し
た後,コア32上方を覆うようにエッチングマスク38
を形成する。更に,エッチングマスク38で被覆された
部位以外の第1の上部クラッド層36をエッチングす
る。この際,少なくともエッチングストッパ膜34が露
出するまでエッチングを行う(図8(c))。
【0029】その後,フォトリソグラフィおよびエッチ
ングにより,エッチングマスク38のみを除去したの
が,図8(d)である。そして図8(e)に示すよう
に,第2の上部クラッド層40となる石英膜をここでは
6.5μmの膜厚で成膜する。
【0030】以上説明した方法により作製される光導波
路素子を,これに結合される光ファイバや光電子部品
と,それぞれ同一のSi基板上に集約されるように実装
するが,その際の実装基板と光導波路素子の断面図を図
9に示す。Si基板上の基準面からの光軸高さが9.0
μmの半導体レーザやフォトダイオードを用いる場合に
は,光導波路素子の高さ調整部である第1の高さ調整層
33と第2の上部クラッド層40の膜厚は,前記9.0
μmにコア膜厚の半分の2.5μm(5.0μm/2)
を加えた11.5μm必要となるが,実際には,第1の
高さ調整層13の膜厚を5.0μm,第2の上部クラッ
ド層膜厚を6.5μmとし,その和を11.5μmとし
たので,半導体レーザやフォトダイオードの光軸高さと
合致させることができる。なお,エッチングストッパ膜
34の膜厚は通常1μm以下であるが,これを無視でき
ない場合には必要に応じて補正すればよい。
【0031】また,コア周囲の上部クラッド層膜厚は,
第1の上部クラッド層膜厚と第2の上部クラッド層膜厚
の和である16.5μm(10.0μm+6.5μm)
となるので,光伝搬特性上必要な15μm以上の膜厚を
確保できる。
【0032】さらに,エッチングストッパ膜34はコア
32と同一フォトマスクを用いたホトリソグラフィ工程
でパターン形成されるため,コア位置に対し高精度な平
面方向光軸合わせマーカとしても機能する。すなわち,
図9に示したように,a,b,cの各相対位置は高精度
に作製されているため,Si基板側のアライメントマー
カとa,cを合わせれば,自ずとコア中心である光軸位
置bは,光ファイバや光電子部品の水平方向の光軸と高
精度に調整することができる。
【0033】(第3の実施の形態)図10は,この発明
の第3の実施例を示す光導波路素子の製造方法を説明す
るための工程断面図である。以下,工程を追って説明す
る。なお,第1および第2の実施例と同様の工程につい
ての詳細な説明は省略する。図10(a)では,下部ク
ラッド層を兼ねる基板30上に,コアをパターン形成す
る前のコア膜31,およびコア膜31上に平面方向光軸
合わせマーカとなるエッチングストッパ膜34と後の工
程においてコアパターン形成用エッチングマスク35が
形成されている。ここでコア膜31の膜厚は5.0μm
とした。
【0034】次に図10(b)に示すように,第1の上
部クラッド層36となる石英膜を6.5μmの膜厚で成
膜した後,マーカとなるエッチングストッパ膜34上方
を覆うようにマーカエッチングマスク37を形成する。
更に,マーカエッチングマスク37で被覆された部位以
外の第1の上部クラッド層36およびコア膜31をエッ
チングする。この際,少なくともコア膜31が除去され
るまでエッチングを行う(図10(c))。
【0035】その後,フォトリソグラフィおよびエッチ
ングにより,コア32上のコアパターン形成用エッチン
グマスク35のみを除去した後,第2の上部クラッド層
40となる石英膜をここでは15μmの膜厚で成膜した
のが図10(d)である。そして図10(e)に示すよ
うに,コア32上方を覆うようにエッチングマスク38
を形成し,エッチングマスク38で被覆された部位以外
の第2の上部クラッド層40をエッチングする。この
際,少なくともマーカエッチングマスク37が露出する
までエッチングを行う。更に図10(f)に示すよう
に,マーカエッチングマスク37およびエッチングマス
ク38を除去する。
【0036】以上説明した方法により作製される光導波
路素子を,これに結合される光ファイバや光電子部品
と,それぞれ同一のSi基板上に集約されるように実装
するが,その際の実装基板と光導波路素子の断面図を図
11に示す。Si基板上の基準面からの光軸高さが9.
0μmの半導体レーザやフォトダイオードを用いる場合
には,光導波路素子の高さ調整部であるコア膜と第1の
上部クラッド層の膜厚は,前記9.0μmにコア膜厚の
半分の2.5μm(5.0μm/2)を加えた11.5
μm必要となるが,実際に,コア膜厚を5.0μm,第
1の上部クラッド層膜厚を6.5μmとし,その和を1
1.5μmとしたので,半導体レーザやフォトダイオー
ドの光軸高さと合致させることができる。なお,エッチ
ングストッパ膜14の膜厚は通常1μm以下であるが,
これを無視できない場合には必要に応じて補正すればよ
い。
【0037】また,コア周囲の上部クラッド層膜厚は,
第2の上部クラッド層膜厚である15μmであるので,
光伝搬特性上必要な15μm以上の膜厚を確保できる。
さらに,マーカとなるエッチングストッパ膜34はコア
32と同一フオトマスクを用いたホトリソグラフィ工程
でパターン形成されるため,コア位置に対し高精度な平
面方向光軸合わせマーカとしても機能する。すなわち,
図11に示したようにa,b,cの各相対位置は高精度
に作製されているため,Si基板側のアライメントマー
カとa,cを合わせれば,自ずとコア中心である光軸位
置bは,光ファイバや光電子部品の水平方向の光軸と高
精度に調整することができる。そして,第2の実施例の
ようにマーカ34周囲のコア膜がエッチングされていな
いため,光導波路素子の実装時のマーカのエッジ検出を
画像処理で行う際の視認性に優れるという長所を有す
る。
【0038】以上,添付図面を参照しながら,光ファイ
バ,半導体レーザやフォトダイオードと相実装される光
導波路素子の場合を例に説明したが,他の光部品と相実
装される場合においても本発明は有効である。当業者で
あれば,特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇
内において各種の変更例または修正例に想到し得ること
は明らかであり,それらについても当然に本発明の技術
的範囲に属するものと了解される。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように,本発明による光導
波路素子の製造方法において,半導体レーザやフォトダ
イオードと実装基板上に搭載される際に,実装基準面に
面合わせされる光軸高さ調整部に対して,コアを凸形状
に上部クラッド層で覆う工程について,コア上部に光伝
搬特性上必要な上部クラッド層膜厚を確保することがで
きるのに加え,実装基準面に面合わせされる光軸高さ調
整部は,上部クラッド層形成時の膜厚とコア層形成時の
膜厚のみで厚みが規定され,成膜工程のみで,エッチン
グ工程を施されないため,エッチングレート不具合,エ
ッチングばらつきの影響を受けることなく,また,成膜
工程は,ウェハ面内の膜厚ばらつきが小さく,また精密
な膜厚制御が可能なプラズマCVD法にて形成されてい
るので,簡易で,より高歩留まりで,より高精度な光軸
高さ調整が可能な光導波路素子を得ることができる。つ
まりは,実装時における高精度の垂直方向光軸合わせが
可能となり,また,コア形成と同一のフォトリソグラフ
ィによりアライメントマーカを形成することにより,実
装時における平面方向光軸合わせも精度の高いものとす
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実装基板上に光導波路素子,光ファイバ,光半
導体素子を実装した時の正面図である。
【図2】光導波路素子の正面図である。
【図3】実装基板の正面図である。
【図4】図1のA−A断面図である。
【図5】図1のB−B断面図である。
【図6】本発明の第1の実施形態にかかる光導波路素子
の製造方法を示す工程断面図であり,(a)は下部クラ
ッド層上にコアとエッチングストッパを形成した後の
図,(b)は第1の上部クラッド層を被着し,エッチン
グマスクを形成した後の図,(c)はエッチングマスク
で被覆された部分以外の第1の上部クラッド層をエッチ
ングした後の図,(d)はエッチングストッパ,エッチ
ングマスクを共に除去した後の図,(e)は第2の上部
クラッド層を被着した後の図である。
【図7】実装基板上に第1の実施形態にかかる光導波路
素子を実装した際の断面図である。
【図8】本発明の第2の実施形態にかかる光導波路素子
の製造方法を示す工程断面図であり,(a)は下部クラ
ッド層上にコアと高さ調整層,更にその上にエッチング
ストッパを形成した後の図,(b)は第1の上部クラッ
ド層を被着し,エッチングマスクを形成した後の図,
(c)はエッチングマスクで被覆された部分以外の第1
の上部クラッド層をエッチングした後の図,(d)はエ
ッチングストッパを除去した後の図,(e)は第2の上
部クラッド層を被着した後の図である。
【図9】実装基板上に第2の実施形態にかかる光導波路
素子を実装した際の断面図である。
【図10】本発明の第3の実施形態にかかる光導波路素
子の製造方法を示す工程断面図であり,(a)は下部ク
ラッド層上にコア層を被着し,その上にエッチングスト
ッパをパターニング形成した後の図,(b)は第1の上
部クラッド層を被着し,エッチングマスクを形成した後
の図,(c)はエッチングマスク,エッチングストッパ
で被覆された部分以外の第1の上部クラッド層,並びに
コア層をエッチングした後の図,(d)はエッチングス
トッパを除去し,第2の上部クラッド層を被着した後の
図,(e)第2の上部クラッド層上にエッチングマスク
をパターニング形成し,エッチングした後の図,(f)
はエッチングマスクを除去した後の図である。
【図11】実装基板上に第3の実施形態にかかる光導波
路素子を実装した際の断面図である。
【符号の説明】
10 実装基板 11 光導波路素子 12 光ファイバ 13 光半導体素子 14 コアパターン 15 実装基板のアライメントマーカ 16 光導波路素子のアライメントマーカ 17 光ファイバのコア 18 光導波層 19 光軸高さ調整部 20 キャビティ 30 基板 31 コア膜 32 コア 33 第1の高さ調整層 34 エッチングストッパ膜 35 コアパターン形成用エッチングマスク 36 第1の上部クラッド層 37 マーカエッチングマスク 38 エッチングマスク 40 第2の上部クラッド層

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実装基板上に,光ファイバや光電子部品
    と共に搭載される光導波路素子の製造方法において:下
    部クラッド層を兼ねる基板上に,光路としてコアを形成
    する工程と;前記コアを側方の光軸高さ調整部に対して
    凸形状に上部クラッド層で覆う凸形クラッド層形成工程
    と;を含むことを特徴とする光導波路素子の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記凸形クラッド層形成工程は,前記下
    部クラッド層を兼ねる基板上に,前記コアを形成する工
    程と,後に前記光軸高さ調整部となる予定箇所を含む前
    記コア側方に,エッチングストッパ膜をパターニング形
    成する工程と,第1の上部クラッド層を全面に成膜する
    工程と,前記第1の上部クラッド層上に,前記コア上方
    を覆うようにエッチングマスクを形成する工程と,前記
    エッチングマスクで被覆された部位以外の前記第1の上
    部クラッド層を前記エッチングストッパ膜を露出するま
    で,エッチングする工程と,前記エッチングストッパ
    膜,及び前記エッチングマスクを除去する工程と,第2
    の上部クラッド層を全面に成膜する工程と,を含むこと
    を特徴とする請求項1に記載の光導波路素子の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 前記凸形クラッド層形成工程は,前記下
    部クラッド層を兼ねる基板上に,前記コアと,第1の高
    さ調整層を形成する工程と,前記第1の高さ調整層上に
    エッチングストッパ膜をパターニング形成する工程と,
    第1の上部クラッド層を全面に成膜する工程と,前記第
    1の上部クラッド層上に,前記コア上方を覆うようにエ
    ッチングマスクを形成する工程と,前記エッチングマス
    クで被覆された部位以外の前記第1の上部クラッド層を
    前記エッチングストッパ膜を露出するまで,エッチング
    する工程と,前記エッチングマスクのみを除去する工程
    と,第2の上部クラッド層を全面に成膜する工程と,を
    含むことを特徴とする請求項1に記載の光導波路素子の
    製造方法。
  4. 【請求項4】 前記凸形クラッド層形成工程は,前記下
    部クラッド層を兼ねる基板上に,全面にコア膜を被着す
    る工程と,前記コア膜上に,後に前記光軸高さ調整部と
    なる予定箇所にエッチングストッパ膜を,後に前記コア
    となる予定部にコアパターン形成用エッチングマスクを
    パターニング形成する工程と,第1の上部クラッド層を
    全面に成膜する工程と,前記エッチングストッパ膜上方
    を覆うようにマーカエッチングマスクを形成する工程
    と,前記マーカエッチングマスクで被覆された部位以外
    の前記第1の上部クラッド層,及びコア膜をエッチング
    する工程と,前記コアパターン形成用エッチングマスク
    のみを除去する工程と,第2の上部クラッド層を全面に
    成膜する工程と,前記第2の上部クラッド層上に,前記
    コア上方を覆うようにエッチングマスクを形成する工程
    と,前記エッチングマスクで被覆された部位以外の前記
    第2の上部クラッド層を前記マーカエッチングマスクが
    露出するまで,エッチングする工程と,前記マーカエッ
    チングマスク,及び前記エッチングマスクを除去する工
    程と,を含むことを特徴とする請求項1に記載の光導波
    路素子の製造方法。
  5. 【請求項5】 前記コア上方の凸部の前記上部クラッド
    層は,光伝搬特性上必要な膜厚に形成することを特徴と
    する請求項1,2,3または4のいずれかに記載の光導
    波路素子の製造方法。
  6. 【請求項6】 前記コア上方の凸部の前記上部クラッド
    層は,15μm以上の膜厚に形成することを特徴とする
    請求項5に記載の光導波路素子の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記光軸高さ調整部は,前記下部クラッ
    ド層表面からの厚みを,前記コアの半分の厚みと,光フ
    ァイバ及び光電子部品の光軸高さとを加えた大きさとな
    るように形成することを特徴とする請求項1,2,3,
    4,5または6のいずれかに記載の光導波路素子の製造
    方法。
  8. 【請求項8】 前記コア,及び前記上部クラッド層は,
    プラズマCVD法にて形成することを特徴とする請求項
    1,2,3,4,5,6または7のいずれかに記載の光
    導波路素子の製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005017761A (ja) * 2003-06-26 2005-01-20 Tdk Corp 光導波路および光導波路の製造方法
WO2022118861A1 (ja) * 2020-12-01 2022-06-09 シチズン電子株式会社 光デバイス

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4213491B2 (ja) * 2002-03-19 2009-01-21 富士通マイクロエレクトロニクス株式会社 光スイッチング素子の製造方法
JP2009086238A (ja) * 2007-09-28 2009-04-23 Nec Corp 平面光波回路及びその製造方法並びに光導波路デバイス
KR101354742B1 (ko) * 2011-06-30 2014-01-22 가부시끼가이샤 도시바 템플릿 기판 및 그 제조 방법
US10678412B2 (en) 2014-07-31 2020-06-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Dynamic joint dividers for application windows
US10254942B2 (en) 2014-07-31 2019-04-09 Microsoft Technology Licensing, Llc Adaptive sizing and positioning of application windows
US10592080B2 (en) 2014-07-31 2020-03-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Assisted presentation of application windows
US10018844B2 (en) 2015-02-09 2018-07-10 Microsoft Technology Licensing, Llc Wearable image display system
US9827209B2 (en) 2015-02-09 2017-11-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Display system
US9535253B2 (en) 2015-02-09 2017-01-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Display system
US9513480B2 (en) 2015-02-09 2016-12-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Waveguide
US11086216B2 (en) 2015-02-09 2021-08-10 Microsoft Technology Licensing, Llc Generating electronic components
US10317677B2 (en) 2015-02-09 2019-06-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Display system
US9671577B2 (en) * 2015-09-09 2017-06-06 International Business Machines Corporation Passive alignment of polymer waveguides
US10551557B2 (en) * 2017-12-22 2020-02-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Optical waveguide mount
DE102019210747B4 (de) * 2019-07-19 2023-11-02 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Optisches system und verfahren zum herstellen eines optischen systems

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5563979A (en) * 1995-08-31 1996-10-08 Lucent Technologies Inc. Erbium-doped planar optical device
GB2312525A (en) * 1996-04-24 1997-10-29 Northern Telecom Ltd Providing cladding on planar optical waveguide by heating to flow
US6501895B1 (en) * 1998-06-29 2002-12-31 International Business Machines Corporation Optical device with a defined total device stress and method for manufacturing it
US20010046363A1 (en) * 2000-03-03 2001-11-29 Purchase Ken G. Variable optical attenuators and optical shutters using a coupling layer in proximity to an optical waveguide (II)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005017761A (ja) * 2003-06-26 2005-01-20 Tdk Corp 光導波路および光導波路の製造方法
WO2022118861A1 (ja) * 2020-12-01 2022-06-09 シチズン電子株式会社 光デバイス
JPWO2022118861A1 (ja) * 2020-12-01 2022-06-09
JP7331272B2 (ja) 2020-12-01 2023-08-22 シチズン電子株式会社 光デバイス

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