JP2004021030A - 光マトリクススイッチモジュール及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】損失の低減、スイッチの切り替え後における安定性、低消費電力化等を達成することができるＭＥＭＳ技術を用いた導波路型の光マトリクススイッチモジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】平面導波路基板１２の格子状に配列されたコア１８ａ、１８ｂの各交差箇所にマトリクス状に形成されたスイッチ用スペース部２０上方に、ミラー保持基板２４に移動可能な状態で保持されたミラー３４ａが配置されている。即ち、ミラー３４ａは、ミラー保持基板２４のシリコン基体２６に変形可能なスプリング３０ｃを介して接続されたプレート３０ｂの下面に垂下されている。このミラー３４ａのスイッチ用スペース部２０への出し入れには、平面導波路基板１２の上面及びプレート３０ｂの下面に相対して形成された第１及び第２の電極２２、３８間への電圧印加により発生する静電力が用いられる。
【選択図】　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光通信システム等に使用される光マトリクススイッチモジュール及びその製造方法に係り、特にＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ；微小電気機械システム）技術を用いた導波路型の光マトリクススイッチモジュール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光通信システム等に使用される光マトリクススイッチモジュールについては、近年、ＭＥＭＳ技術を用いたものが注目されている。このＭＥＭＳ技術を用いた導波路型の光マトリクススイッチモジュールが、例えば日本光学会（応用物理学会）主催の第２８回冬期講習会の「ＭＥＭＳ技術と光技術」ｐ７７〜８７，　ＯＦＣ２００１．　ＷＸ４−１　Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ’０１　（４Ａ３．０４）　ｐ１３３２に報告されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＭＥＭＳ技術を用いた導波路型の光マトリクススイッチモジュールにおいては、平面光導波路の上面に穴加工により所定の大きさの空間が形成され、その空間に空気やオイル等が充填され、その中を光ビームがレンズ作用を受けることなく伝搬するようになっている。このため、この空間の大きさが大きいと、光ビームは大きく広がり、受光側の導波路のコアに入射される際に損失が生じる。従って、平面光導波路の上面に形成された空間の大きさはできるだけ小さいことが望ましい。しかし、この空間の大きさを小さくし過ぎると、その空間へのミラーの出し入れが困難になる。こうしたことから、平面光導波路の上面に形成された空間へのミラーの出し入れを確保しつつ、その空間で生じる損失をできるだけ小さくすることが課題となっている。
【０００４】
また、上記の文献に記載された導波路型の光マトリクススイッチモジュールにおいては、ミラーの駆動機構として櫛歯型アクチュエータが用いられている。このため、スイッチの切り替え時に大きな電圧を印加する必要があるのみならず、その切り替え後においても、略同等の大きな電圧を印加し続けるなければならない。従って、消費電力の増大を招くという問題を生じる。
【０００５】
本発明は上記した事情を考慮してなされたものであり、ＭＥＭＳ技術を用いた導波路型の光マトリクススイッチモジュール及びその製造方法において、損失の低減、スイッチの切り替え後における安定性、低消費電力化等を達成することができる光マトリクススイッチモジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明においては、周囲をクラッドに囲まれたコアが格子状に配列され、上面が略平坦な平面導波路基板と、コアの交差箇所に対応する平面導波路基板の上面に穴状に設けられた所定の大きさのスイッチ用スペース部と、このスイッチ用スペース部の上方に配置されたミラーと、このミラーを移動可能な状態で保持するミラー保持基板と、ミラーを平面導波路基板の上面に対して垂直方向に移動させる移動機構と、を有し、ミラー保持基板に保持されたミラーを移動機構を用いて前記スイッチ用スペース部に出し入れすることにより、コアを伝搬する光ビームの光路の切り替えを制御することを特徴とする光マトリクススイッチモジュールが提供される。
【０００７】
また、本発明においては、周囲をクラッドに囲まれたコアが格子状に配列され、上面が略平坦な平面導波路基板を形成するステップと、コアの交差箇所に対応する前記平面導波路基板の上面に所定の大きさの穴を穿ち、スイッチ用スペース部を形成するステップと、ミラー及びミラーを移動可能な状態で保持するミラー保持基板を一体的に形成するステップと、ミラーを移動させる移動機構を形成するステップと、平面導波路基板とミラー保持基板とを一体化して、スイッチ用スペース部の上方に前記ミラーを出し入れ可能な状態で配置するステップと、を有することを特徴とする光マトリクススイッチモジュールの製造方法が提供される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照しつつ説明する。
（第１の実施形態）
図１〜図５に示されるように、本実施形態に係る光マトリクススイッチモジュール１０は、上面が略平坦な平面導波路基板１２を有している。この平面導波路基板１２は、基体１４を備えている。この基体１４上には、クラッド１６が形成されおり、このクラッド１６中には、コア１８ａ、１８ｂが格子状に配列されている。
【０００９】
本実施形態では、Ｎ＝８本の行方向のコア１８ａとＮ＝８本の列方向のコア１８ｂがそれぞれに５００μｍの間隔をおいて配列されている。また、コア１８ａ、１８ｂの直径φは１３μｍに、コア１８ａ、１８ｂとクラッド１６との屈折率差Δｎは０．２％に設定されている。このため、周囲をクラッド１６に囲まれたコア１８ａ、１８ｂを伝搬する光ビームのモードフィールド径は、波長１５５０ｎｍにおいて１６μｍとなる。
【００１０】
また、格子状に配列されたコア１８ａ、１８ｂの各交差箇所には、スイッチ用スペース部２０がマトリクス状に配置されている。各スイッチ用スペース部２０は、平面導波路基板１２の上面に形成された穴から構成されている。ここでは、８×８個のスイッチ用スペース部２０が配置され、各スイッチ用スペース部２０は縦横各５０μｍ、深さ４０μｍの大きさの空間を有している。このために、コア１８ａ、１８ｂは、各スイッチ用スペース部２０で分断された状態となっている。
【００１１】
また、スイッチ用スペース部２０の周囲の平面導波路基板１２の上面上には、例えばＡｕ膜からなる第１の電極２２が形成されている。この第１の電極２２の外形は、後述する第２の電極の大きさに対応して、縦横各３００μｍ程度の正方形をなしている。また、第１の電極２２の表面には、例えば厚さ１μｍ程度のＳｉＯ_２膜からなる絶縁薄膜２３が被覆され、第２の電極との電気的な接続を防止している。
【００１２】
また、光マトリクススイッチモジュール１０は、平面導波路基板１２上に固定されたミラー保持基板２４を有している。このミラー保持基板２４は、平面導波路基板１２の上面に対して所定の間隙をおいた支持基体としてのシリコン基体２６を備えている。このシリコン基体２６の下面、即ち平面導波路基板１２と相対する下面の所定の領域に、ポリシリコン膜２８、シリコン層３０ａ、ポリシリコン膜３２、及びシリコン材からなるスペーサ３４ｂが形成されている。そして、このスペーサ３４ｂの下面と平面導波路基板１２の上面とが、例えばＳｉＯ_２膜４０を介して接続されている。
【００１３】
ここで、シリコン基体２６、ポリシリコン膜２８、シリコン層３０ａ、ポリシリコン膜３２、及びスペーサ３４ｂの各厚さは、例えば厚さ６２５μｍ、１μｍ程度、２μｍ、１μｍ程度、及び４０μｍである。このため、ミラー保持基板２４のシリコン基体２６の下面と平面導波路基板１２の上面との間隙は、４０数μｍになっている。
【００１４】
また、ミラー保持基板２４は、シリコン材からなるミラー搭載用のプレート３０ｂを備えている。このプレート３０ｂは、シリコン基体２６の下面側に所定の空隙をおいて配置され、平面導波路基板１２の各スイッチ用スペース部２０に相対している。また、プレート３０ｂは、同じくシリコン材からなる変形可能なスプリング３０ｃを介して、シリコン基体２６の下面に接続されている。
【００１５】
ここで、プレート３０ｂは縦横各３００μｍ、厚さ２μｍの四角平板形状をなしている。また、スプリング３０ｃは幅５μｍ、厚さ２μｍで、プレート３０ｂの周囲を取り囲んでいる角形渦巻状をなしている。このため、スプリング３０ｃにおける１ターンの各辺の長さは、外側に周回するにしたがって長くなり、３２０〜４００μｍ程度となっている。また、シリコン基体２６とプレート３０ｂとの空隙は、１μｍ程度である。
【００１６】
また、光マトリクススイッチモジュール１０は、ミラー保持基板２４に保持されたシリコン材からなるミラー３４ａを有している。このミラー３４ａは、プレート３０ｂの下面の中央部にＳｉＯ_２膜３２ａを介して垂下されている。このミラー３４ａの反射面には、高い反射率を実現するため、例えばＡｕ膜（図示せず）が被覆されている。ここで、ミラー３４ａは幅５０μｍ、厚さ２μｍ、及び高さ４０μｍの板形状をなしていて、スイッチ用スペース部２に完全に挿入することが可能な大きさである。
【００１７】
また、プレート３０ｂの下面上には、例えばＡｕ膜からなる第２の電極３８が形成されている。この第２の電極３８は、平面導波路基板１２の上面上の第１の電極２２に相対している。これら第１及び第２の電極２２、３８には、それぞれ配線層（図示せず）が接続されている。これらの配線層は、平面導波路基板１２及びシリコン基体２６の端部にまで延び、そこで纏められて、フレキシブル配線基板（図示せず）にハンダ付けされている。このフレキシブル配線基板は、給電装置（図示せず）に接続されている。
【００１８】
こうして、平面導波路基板１２の上面及びプレート３０ｂの下面にそれぞれ相対して形成された第１及び第２の電極２２、３８、並びにこれら第１及び第２の電極２２、３８に接続された給電装置等から、ミラー保持基板２４のプレート３０ｂの下面に垂下されているミラー３４ａを移動させる移動機構が構成されている。
【００１９】
次に、本実施形態の光マトリクススイッチモジュール１０のスイッチング動作について述べる。
先ず、ミラー３４ａをスイッチ用スペース部２０に出し入れする方法を、図４及び図５を用いて説明する。
給電装置を用いて、第２の電極３８をアース状態（０Ｖ）に保ち、第１の電極２２に電圧を印加し、相対する第１及び第２の電極２２、３８間に静電力を発生させる。このとき、プレート３０ｂには、この静電力によって平面導波路基板１２側に引き寄せられる力が働くと同時に、スプリング３０ｃによってシリコン基体２６側に引き戻される力が働く。このため、印加電圧を大きくしていくと、静電力が勝り、プレート３０ｂは平面導波路基板１２側に引き寄せられ、その下面に垂下されているミラー３４ａが平面導波路基板１２の上面に対して垂直方向に下方に移動する。
【００２０】
その結果、図４に示されるように、プレート３０ｂの下面に垂下されているミラー３４ａがスイッチ用スペース部２０上方に位置している状態から、図５に示されるように、スプリング３０ｃの変形を伴って、ミラー３４ａが平面導波路基板１２の上面に対して垂直方向に下方に移動し、スイッチ用スペース部２０に挿入された状態になる。
【００２１】
プレート３０ｂを平面導波路基板１２側に引き寄せるために必要な印加電圧の大きさは、プレート３０ｂの大きさ、第１及び第２の電極２２、３８間の初期間隔、スプリング３０ｃの強さ等によって異なる。本実施形態においては、電圧印加と同時に、ミラー３４ａが移動し始め、５０Ｖ程度でミラー３４ａがスイッチ用スペース部２０の１／３程度の深さまで挿入され、５０Ｖ以上になると、ミラー３４ａの移動が加速され、ミラー３４ａがスイッチ用スペース部２０に完全に挿入された状態となった。
【００２２】
これは、スプリング３０ｃのプレート３０ｂを元に戻す力がその変形量に比例して大きくなるのに対して、第１及び第２の電極２２、３８間に働く静電力はこれらの電極間の距離が小さくなるにしたがって急激に大きくなるためである。この現象はプルイン（ｐｕｌｌ−ｉｎ）と呼ばれている。こうしたプルイン現象を用いると、ミラー３４ａをスイッチ用スペース部２０に完全に挿入するまでにはそれなりに大きな印加電圧を必要とするが、その後は印加電圧を小さくしてもミラー３４ａのスイッチ用スペース部２０への挿入状態を維持することが可能になるという利点がある。
【００２３】
本実施形態では、例えば５５Ｖの印加電圧でミラー３４ａをスイッチ用スペース部２０に完全に挿入した後、３Ｖまで印加電圧を低下させると、ミラー３４ａをスイッチ用スペース部２０から完全に抜き出すことが可能であった。また、ミラー３４ａの挿入後においては、３Ｖ＋αの印加電圧、例えば５Ｖの印加電圧でミラー３４ａの挿入状態を保持することが可能であった。しかも、その際に、異常な動作は何ら発生しないことが確認された。なお、このような動作は、ＭＥＭＳ技術を用いた櫛歯型アクチュエータによって実現することは困難である。
【００２４】
また、ミラー３４ａがスイッチ用スペース部２０に最も深く挿入された状態では、第１の電極２２と第２の電極３８とが絶縁薄膜２３を介してほぼ接触した状態となる。このため、第１及び第２の電極２２、３８間の電気的な接続が防止されるのみならず、外部からの何らかの要因によって光マトリクススイッチモジュール１０が振動する事態が生じても、挿入状態のミラー３４ａは安定した状態に保持される。従って、ミラー３４ａの挿入状態での損失変動が防止される。
【００２５】
次いで、ミラー３４ａのスイッチ用スペース部２０への出し入れによる光ビームの光路の切り替え方法を、図１を用いて説明する。
図１（ａ）において例えば行方向に配列されたコア１８ａに左方向から波長１５５０ｎｍの信号光ビームが入射されると、コア１８ａを伝搬してきた信号光ビームは、各スイッチ用スペース部２０において光路の切り替えが行われる。即ち、第１及び第２の電極２２、３８間に所定の電圧を印加して、ミラー３４ａをスイッチ用スペース部２０から抜き出したり、スイッチ用スペース部２０に挿入したりすることにより、信号光ビームがミラー３４ａの挿入されていないスイッチ用スペース部２０をそのまま直進して同じ行列方向のコア１８ａに向かうのか、スイッチ用スペース部２０に挿入されたミラー３４ａにより反射されて列方向のコア１８ｂに向かうのかが選択される。こうして、行方向のコア１８ａに入射された信号光ビームの光路を所望のスイッチ用スペース部２０において列方向のコア１８ｂに向かう光路に切り替えるスイッチイング動作が行われる。
【００２６】
このとき、信号光ビームのモードフィールド径が１６μｍに制御されているため、縦横各５０μｍの空間からなるスイッチ用スペース部２０を空間伝搬する際の信号光ビームの広がりが抑制され、スイッチ用スペース部２０でのコア１８ａ、１８ｂ間の結合損失は充分に低く押えられる。
本実施形態では、図１（ａ）から明らかなように、最も多い数のスイッチ用スペース部２０を通過する経路の場合、先ず行方向に７個のスイッチ用スペース部２０をそのまま直進し、１個のスイッチ用スペース部２０でミラー３４ａにより反射された後、列方向に７個のスイッチ用スペース部２０をそのまま直進することになる。また、最も少ない数のスイッチ用スペース部２０を通過する経路の場合、１個のスイッチ用スペース部２０でミラー３４ａにより反射されることになる。前者の場合の損失が２．５ｄＢであったのに対して、後者の場合の挿入損失は０．５ｄＢであった。即ち、信号光ビームの損失はどのような経路をとるかによって異なるものの、その最小値は０．５ｄＢであり、最大値２．５ｄＢとの差は２．０ｄＢとなった。この結果は、従来においては容易に達成することが困難な、非常に良好な特性レベルということができる。
【００２７】
次に、本実施形態の光マトリクススイッチモジュール１０の製造方法を、図６〜図８を用いて説明する。
一方において、通常の光導波路作製技術を用い、基体１４上のクラッド１６中にコア１８ａ、１８ｂが８×８本の格子状に配列されている、上面が略平坦な平面導波路基板１２を作製する。なお、このとき、コア１８ａ、１８ｂの直径φを１３μｍにし、コア１８ａ、１８ｂとクラッド１６との屈折率差Δｎを０．２％にする。また、隣接するコア１８ａ、１８ｂの間隔を５００μｍにする（図６（ａ）参照）。
【００２８】
次いで、リソグラフィ技術及びエッチング技術を用いて、８×８本のコア１８ａ、１８ｂの交差箇所に対応する平面導波路基板１２の上面を選択的にエッチング除去し、縦横各５０μｍ、深さ４０μｍの穴を穿つ。こうして、８×８個のマトリクス状に配置されたスイッチ用スペース部２０を形成する（図６（ｂ）参照）。
【００２９】
次いで、リソグラフィ技術及び蒸着技術を用いて、平面導波路基板１２の上面にＡｕ膜を選択的に蒸着する。こうして、各スイッチ用スペース部２０の周囲にＡｕ膜からなる第１の電極２２を形成すると共に、各第１の電極２２に接続して平面導波路基板１２の端部にまで延びるＡｕ膜からなる配線層（図示せず）を形成する。このとき、第１の電極２２の外形を縦横各３００μｍ程度の正方形にする。その後、第１の電極２２の表面に、厚さ１μｍ程度のＳｉＯ_２膜からなる絶縁薄膜２３を被覆する（図６（ｃ）参照）。
【００３０】
他方において、表面マイクロマシーニング法を用い、ミラー保持基板２４を作製する。即ち、厚さ６２５μｍのシリコン基体２６上に、ポリシリコン膜２８を厚さ１μｍ程度に堆積した後、プレート及びスプリングの形成予定領域のポリシリコン膜２８のみを選択的に酸化して、犠牲層としてのＳｉＯ_２膜２８ａを部分的に形成する（図７（ａ）参照）。
【００３１】
続いて、ポリシリコン膜２８及びＳｉＯ_２膜２８ａ上に、所定の厚さのシリコン基体３０を搭載した後、加熱して張り合わせる（図７（ｂ）参照）。更に、シリコン基体３０の露出した面を研磨して、厚さ２μｍのシリコン層３０ａを形成する（図７（ｃ）参照）。
続いて、このシリコン層３０ａ上に、ポリシリコン膜３２を厚さ１μｍ程度に堆積した後、ＳｉＯ_２膜２８ａ上方のポリシリコン膜３２のみを選択的に酸化して、ＳｉＯ_２膜３２ａを部分的に形成する（図７（ｄ）参照）。更に、このポリシリコン膜３２及びＳｉＯ_２膜３２ａ上に、所定の厚さのシリコン基体を搭載した後、加熱して張り合わせる。そして、このシリコン基体の露出した面を研磨して、厚さ４０μｍのシリコン層３４を形成する。
【００３２】
こうして、シリコン基体２６上に、ポリシリコン膜２８及びＳｉＯ_２膜２８ａ、シリコン層３０ａ、ポリシリコン膜３２及びＳｉＯ_２膜３２ａ、並びにシリコン層３４が順に積層された部分的酸化多層ＳＯＩ基板３６を形成する（図７（ｅ）参照）。
次いで、リソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いて、部分酸化多層ＳＯＩ基板３６の最上層のシリコン層３４を選択的にエッチング除去する。こうして、ＳｉＯ_２膜３２ａ上に、幅５０μｍ、厚さ２μｍ、及び高さ４０μｍの板形状のミラー３４ａを立設すると共に、ポリシリコン膜３２上に高さ４０μｍのスペーサ３４ｂを形成する。なお、このときのシリコン層３４のドライエッチングにおいて、ＳｉＯ_２膜３２ａをエッチストップ層として機能させる（図８（ａ）参照）。
【００３３】
続いて、ミラー３４ａ周囲のＳｉＯ_２膜３２ａを保護するレジストパターンをマスクとし、フッ酸をエッチャントとして、残余の露出したＳｉＯ_２膜３２ａを選択的にエッチング除去し、シリコン層３０ａを露出させる。その後、レジストパターンを剥離する（図８（ｂ）参照）。
続いて、プレート及びスプリング形成用のマスクを用いたリソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いて、ＳｉＯ_２膜２８ａ上のシリコン層３０ａを選択的にエッチング除去する。こうして、縦横各３００μｍ、厚さ２μｍの四角板形状をなすプレート３０ｂ及びその周囲を角形渦巻状に取り囲んでいる幅５μｍ、厚さ２μｍのスプリング３０ｃを形成する。なお、このときのドライエッチングにおいては、ミラー３４ａ及びスペーサ３４ｂを所定のレジストパターンで保護しておく。また、ＳｉＯ_２膜２８ａをエッチストップ層として機能させる（図８（ｃ）参照）。
【００３４】
続いて、プレート３０ｂ上のＳｉＯ_２膜３２ａを保護するレジストパターンをマスクとし、フッ酸をエッチャントとして、プレート３０ｂ及びスプリング３０ｃ下のＳｉＯ_２膜２８ａをエッチング除去する。こうして、プレート３０ｂ及びスプリング３０ｃとシリコン基体２６との間に、１μｍ程度の空隙を形成する。続いて、レジストパターンを剥離した後、リソグラフィ技術及び蒸着技術を用いて、ミラー３４ａの反射面及び露出しているプレート３０ｂの上面を含む所定の箇所にＡｕ膜（図示せず）を選択的に蒸着する。こうして、ミラー３４ａの反射面をＡｕ膜によって被覆してその反射率を高くする。同時に、プレート３０ｂの上面に第２の電極３８を形成すると共に、この第２の電極３８に接続してシリコン基体２６の端部にまで延びる配線層（図示せず）を形成する。更に、スペーサ３４ｂの上面を選択的に酸化して、ＳｉＯ_２膜４０を形成する。
【００３５】
こうして、シリコン基体２６の下面に変形可能なスプリング３０ｃを介して接続されミラー搭載用のプレート３０ｂ等から構成されるミラー保持基板２４を形成すると共に、このプレート３０ｂ上にＳｉＯ_２膜３２ａを介して立設されているミラー３４ａを形成する（図８（ｄ）参照）。
次いで、図４に示されるように、平面導波路基板１２とミラー３４ａが保持されたミラー保持基板２４とを一体化する。即ち、図６（ｂ）に示される平面導波路基板１２上方において、図８（ｄ）に示されるミラー保持基板２４の上下を反転させる。更に、ミラー３４ａが平面導波路基板１２のスイッチ用スペース部２０上方にきて、第１の電極２２と第２の電極３８とが相対するように位置合せをする。その後、平面導波路基板１２とミラー保持基板２４とを重ね合わせ、両者間に１ｋＶ程度の電圧を印加して、平面導波路基板１２の上面にＳｉＯ_２膜４０を介してミラー保持基板２４のスペーサ３４ｂの下面を張り合わせる。
【００３６】
こうして、コア１８ａ、１８ｂの各交差箇所に対応する平面導波路基板１２の上面に設けられた各スイッチ用スペース部２０上方に、ミラー３４ａが出し入れ可能な状態で配置された光マトリクススイッチモジュール１０を作製する。
以上のように本実施形態によれば、ミラー３４ａが出し入れ可能に配置された８×８個の各スイッチ用スペース部２０を有しているため、８×８本の格子状に配列されたコア１８ａ、１８ｂに入射された信号光ビームの光路の切り替えを行うことができる。そして、その際に、スイッチ用スペース部２０へのミラー３４ａの出し入れに静電力が用いられるため、安定したスイッチング動作を実現することができる。また、ミラー３４ａの挿入には５５Ｖの印加電圧を必要とするものの、その後の挿入状態の維持に必要な印加電圧は５Ｖ、ミラー３４ａの抜き出しに必要な印加電圧は３Ｖとなり、低電圧での状態保持を実現することができる。その結果、消費電力もμＷオーダーとなり、低消費電力化を達成することができる。
【００３７】
また、各スイッチ用スペース部２０の縦横が各５０μｍであり、コア１８ａ、１８ｂを伝搬する信号光ビームのモードフィールド径が波長１５５０ｎｍにおいて１６μｍであるため、スイッチ用スペース部２０を空間伝搬する際の信号光ビームの広がりが抑制され、スイッチ用スペース部２０でのコア１８ａ、１８ｂ間の結合損失を充分に低く押えることができる。具体的には、最短経路の場合の損失が０．５ｄＢ、最長経路の場合の損失が２．５ｄＢ、その最小値と最大値との差が２．０ｄＢとなり、非常に良好な特性レベルを達成することができる。
【００３８】
また、ミラー３４ａがスイッチ用スペース部２０に挿入された状態で、平面導波路基板１２の上面の第１の電極２２とプレート３０ｂの下面の第２の電極３８とがＳｉＯ_２膜を介してほぼ接触した状態となり、たとえ外部からの何らかの要因によって光マトリクススイッチモジュール１０が振動する事態が生じても、ミラー３４ａは安定した状態に保持されるため、ミラー３４ａの挿入状態での損失変動を防止することができる。
【００３９】
なお、上記第１の実施形態においては、光マトリクススイッチモジュール１０が８×８個のスイッチ部を有する場合について述べたが、このスイッチ部の個数は当然に８×８個に限定されるものではない。例えば１０００×１０００個のスイッチ部を有する光マトリクススイッチモジュールを作製することも可能である。そして、この場合には、ｍＷオーダーの消費電力でスイッチング動作させることが可能である。
【００４０】
また、第１及び第２の電極２２、３８間の電気的な接続を防止する絶縁手段として、第１の電極２２の表面を絶縁薄膜２３で被覆する方法を採用したが、これ以外にも種々の方法がある。例えば第２の電極３８の表面に絶縁薄膜を被覆してもよいし、第１及び第２の電極２２、３８双方の表面に絶縁薄膜を被覆してもよい。また、第１及び第２の電極２２、３８の一方又は双方の表面の一部に所定の厚さの絶縁体を形成し、ミラー３４ａの挿入時にも両電極間が絶縁される最小必要限の空隙を確保するためのスペーサとして機能させてもよい。
【００４１】
また、コア１８ａ、１８ｂの直径φを１３μｍに、コア１８ａ、１８ｂとクラッド１６との屈折率差Δｎを０．２％に設定して、コア１８ａ、１８ｂを伝搬する光ビームのモードフィールド径が波長１５５０ｎｍにおいて１６μｍとなるようにしているが、モードフィールド径は１６μｍに限定されなくともよい。コア１８ａ、１８ｂの直径φ及びコア１８ａ、１８ｂとクラッド１６との屈折率差Δｎを適切な値に設定して、モードフィールド径が１２〜２０μｍの範囲内に入るようにすればよい。
【００４２】
また、本実施形態の作製プロセスにおいて、図８（ａ）に示されるように、シリコン層３４を選択的にエッチング除去してミラー３４ａを形成する際に、ドライエッチング法の代わりに、ウエットエッチング法を用いてもよい。例えばシリコン層３４の方位面を（１１０）面に合わせ、アルカリ溶液による異方性エッチングを行うことにより、垂直な反射面をもつ板形状のミラー３４ａを形成することが可能である。この場合も、ＳｉＯ_２膜３２ａがエッチストップ層として機能する。そして、このウエットエッチング法を用いることにより、ミラー３４ａの反射面が（１１１）結晶面となるため、表面が非常に滑らかで垂直性のよい反射面を得ることができる。
【００４３】
また、図８（ｃ）に示されるように、シリコン層３０ａを選択的にエッチング除去してプレート３０ｂ及びスプリング３０ｃを形成する際にも、ドライエッチング法の代わりに、ウエットエッチング法を用いてもよい。この場合にも、ＳｉＯ_２膜２８ａがエッチストップ層として機能する。但し、このウエットエッチング法を用いることにより、横方向へのサイドエッチングが生じるため、プレート３０ｂ及びスプリング３０ｃの断面形状が上下方向に角度をもった台形状になる。
【００４４】
また、図７（ｅ）に示されるような２層のＳｉＯ_２膜２８ａ、３２ａを有する部分的酸化多層ＳＯＩ基板３６を用いる代わりに、ＳｉＯ_２膜３２ａを省いた１層のＳｉＯ_２膜２８ａを有するＳＯＩ基板を用いてもよい。この場合、ポリシリコン膜３２及びＳｉＯ_２膜３２ａを形成する工程が省略され、シリコン層３０ａ及びシリコン層３４がポリシリコン膜２８及びＳｉＯ_２膜２８ａ上に張り合わせた１つのシリコン基体を研磨して一体的に形成することになる。従って、工程が簡略化され、製造コストの低減に寄与することができる。
【００４５】
但し、この場合、シリコン層３４に相当する部分を選択的にエッチング除去して、ミラー３４ａ及びスペーサ３４ｂを形成する際に、エッチストップ層として機能させるＳｉＯ_２膜３２ａが存在しない。このため、シリコン層３４に相当する部分をエッチングする際に、プレート３０ｂ及びスプリング３０ｃを形成するためのシリコン層３０ａに相当する部分を残存させる必要が生じることから、エッチング時間を厳しく管理する必要がある。
【００４６】
（第２の実施形態）
図９に示されるように、本実施形態に係る光マトリクススイッチモジュール１０ａは、上記第１の実施形態におけるスイッチ用スペース部２０に、屈折率ｎ＝１．４４のマッチングオイル４２が充填されているものである。このため、図１０に示されるように、ミラー３４ａがスイッチ用スペース部２０に挿入される際には、ミラー３４ａがマッチングオイル４２中に浸漬された状態となる。
【００４７】
この光マトリクススイッチモジュール１０ａにおいては、コア１８ａ、１８ｂを伝搬してきた信号光ビームの光路の切り替えがスイッチ用スペース部２０で行われる際に、スイッチ用スペース部２０をそのまま直進するにしても、ミラー３４ａによって反射されるにしても、マッチングオイル４２中を伝搬することになる。このため、光マトリクススイッチモジュール１０ａのスイッチング動作は、上記第１の実施形態の場合と基本的に変わらないものの、スイッチ用スペース部２０を伝搬する際の信号光ビームの広がりが一層抑制されることになり、上記第１の実施形態の場合よりも結合損失を小さくすることができるという効果を奏する。
【００４８】
なお、マッチングオイル４２のスイッチ用スペース部２０への充填は次のようにして行われる。即ち、平面導波路基板１２とミラー保持基板２４とを一体化した際の張り合わせ箇所以外の部分から、両者間の間隙を介してマッチングオイル４２を導入し、スイッチ用スペース部２０に充填する。
【００４９】
（第３の実施形態）
図１１に示されるように、本実施形態に係る光マトリクススイッチモジュール１０ｂは、上記第２の実施形態におけるミラー保持基板２４ａのシリコン基体２６に、マッチングオイル４２をスイッチ用スペース部２０に導入するための貫通孔４４が設けられたものである。
【００５０】
この光マトリクススイッチモジュール１０ｂにおいては、マッチングオイル４２をスイッチ用スペース部２０に充填する際に、ミラー保持基板２４ａのシリコン基体２６に設けられた貫通孔４４からスプリング３０ｃの隙間を介してマッチングオイルをスイッチ用スペース部２０に導入することが可能になる。このため、上記第２の実施形態の場合のように平面導波路基板１２とミラー保持基板２４との間の非常に狭い間隙を介して導入する場合に較べて、マッチングオイル４２の充填作業が容易になるという効果を奏する。
【００５１】
なお、光マトリクススイッチモジュール１０ｂのスイッチング動作や、スイッチ用スペース部２０を伝搬する際の信号光ビームの結合損失は、上記第２の実施形態の場合と同様である。
【００５２】
（第４の実施形態）
図１２（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施形態に係る光マトリクススイッチモジュール１０ｃは、上記第１の実施形態におけるミラー３４ａの移動機構とは異なる駆動機構を備えている。
即ち、上記第１の実施形態の場合、ミラー３４ａの移動機構は、平面導波路基板１２の上面及びプレート３０ｂの下面にそれぞれ相対して形成された第１及び第２の電極２２、３８、並びに第１及び第２の電極２２、３８に接続された給電装置等から構成されている。これに対して、本実施形態におけるミラー３４ａの移動機構は、シリコン基体２６とミラー搭載用のプレート３０ｂとを接続する変形可能なスプリング３０ｃの下面に設けられた加熱によって伸縮する部材、例えばバイメタル４６、及びこのバイメタル４６に通電して所定の温度に加熱するための給電装置（図示せず）等から構成されている。
【００５３】
ここで、バイメタル４６は、スプリング３０ｃの平面導波路基板１２と相対する下面に形成された熱膨張率の相対的に大きい第１の金属薄膜４６ａと、この第１の金属薄膜４６ａの厚み方向に張り合わされた熱膨張率の相対的に小さい第２の金属薄膜４６ｂとを有する。
この光マトリクススイッチモジュール１０ｃにおいては、バイメタル４６に通電して所定の温度にまで加熱すると、第１及び第２の金属薄膜４６ａ、４６ｂの熱膨張率の差によるバイメタル効果によってスプリング３０ｃが変形し、プレート３０ｂが平面導波路基板１２側に近付く。こうして、プレート３０ｂの下面に垂下されているミラー３４ａが平面導波路基板１２の上面に対して垂直方向に下方に移動する。
【００５４】
本実施形態の場合、ミラー３４ａをスイッチ用スペース部２０に完全に挿入するためには、バイメタル４６に対する印加電圧は５Ｖでよいものの、数ｍＡの電流が必要となるため、消費電力は数十ｍＷとなる。
このように本実施形態においては、ミラー３４ａの駆動機構として、スプリング３０ｃの下面に設けたバイメタル４６の加熱による伸縮効果を利用するため、平面導波路基板１２の上面及びプレート３０ｂの下面にそれぞれ相対して形成された第１及び第２の電極２２、３８間に働く静電力を利用する上記第１の実施形態の場合と比較して、光マトリクススイッチモジュール１０ｃの構造及び製造方法が簡単になるというメリットがある。
【００５５】
（第５の実施形態）
図１３（ａ）、（ｂ）に示されるように、本実施形態に係る光マトリクススイッチモジュール１０ｄも、上記第１の実施形態におけるミラー３４ａの移動機構とは異なる駆動機構を備えている。
即ち、本実施形態におけるミラー３４ａの移動機構は、スプリング３０ｃの下面に設けられた電圧印加によって伸縮する部材、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）層４８、このＰＺＴ層４８を厚み方向に挟んで設けられた２つの電極５０ａ、５０ｂ、及びこれら２つの電極５０ａ、５０ｂに所定の電圧を印加するための給電装置（図示せず）等から構成されている。
【００５６】
この光マトリクススイッチモジュール１０ｄにおいては、２つの電極５０ａ、５０ｂ間に所定の電圧を印加すると、ＰＺＴ層４８が伸張してスプリング３０ｃが変形し、プレート３０ｂが平面導波路基板１２側に近付く。こうして、プレート３０ｂの下面に垂下されているミラー３４ａが平面導波路基板１２の上面に対して垂直方向に下方に移動する。
【００５７】
本実施形態の場合、ミラー３４ａをスイッチ用スペース部２０に完全に挿入するためには、ＰＺＴ層４８に対する３０Ｖの印加電圧が必要である。また、ミラー３４ａをスイッチ用スペース部２０に挿入した状態を保持するためにも、３０Ｖの印加電圧が必要である。但し、この場合においても、消費電力はμＷのオーダーであり、低消費電力化が達成される。
【００５８】
このように本実施形態においては、ミラー３４ａの駆動機構として、スプリング３０ｃに設けたＰＺＴ層４８の電圧印加による伸縮効果を利用するため、上記第４の実施形態の場合と同様に、光マトリクススイッチモジュール１０ｄの構造及び製造方法が簡単になるというメリットがある。
【００５９】
（第６の実施形態）
図１４に示されるように、本実施形態に係る光マトリクススイッチモジュール１０ｅは、上記第１の実施形態におけるミラー３４ａ及びミラー保持基板２４の代わりに、樹脂からなるミラー５２ａ及びミラー保持基板５２ｂを用いているものである。ここで、ミラー５２ａ及びミラー保持基板５２ｂの各構成部分は、上記第１の実施形態におけるミラー３４ａ及びミラー保持基板２４の各構成部分と材質が異なるのみで、略同様の外形をなしている。
【００６０】
即ち、本実施形態におけるミラー保持基板５２ｂは、平面導波路基板１２の上面に対して所定の間隙をおいた支持基体としての樹脂基体５２ｃを備えている。この樹脂基体５２ｃの下面の所定の領域に樹脂製のスペーサ５２ｄが形成されており、このスペーサ５２ｄの下面と平面導波路基板１２の上面とが例えばエポキシ系の接着剤５４を介して接続されている。
【００６１】
また、樹脂基体５２ｃの下面側に所定の空隙をおいて樹脂製のミラー搭載用のプレート５２ｅが配置され、平面導波路基板１２の各スイッチ用スペース部２０に相対している。このプレート５２ｅは、同じく樹脂製の変形可能なスプリング５２ｆを介して、樹脂基体５２ｃの下面に接続されている。
また、ミラー保持基板５２ｂのプレート５２ｅの下面の中央部には、樹脂製のミラー５２ａが垂下されている。また、プレート５２ｅの下面上には、第２の電極３８が平面導波路基板１２の上面上の第１の電極２２に相対して形成されている。なお、ミラー５２ａの反射面にも、上記第１の実施形態の場合と同様、Ａｕ膜（図示せず）が被覆され、高い反射率を実現している。
【００６２】
また、第１及び第２の電極２２、３８間の電気的な接続を防止するための絶縁薄膜２３が第１の電極２２の表面に被覆されている。
また、本実施形態におけるミラー５２ａ及びミラー保持基板５２ｂの作製は、次のようにして行う。
先ず、ミラー５２ａ及びミラー保持基板５２ｂの樹脂製の構成部分、即ちミラー５２ａ、並びに樹脂基体５２ｃ、スペーサ５２ｄ、プレート５２ｅ、及びスプリング５２ｆを樹脂の押し出し成型法を用いて一体的に形成する。その後、上記第１の実施形態の場合と同様に、リソグラフィ技術及び蒸着技術を用いて、ミラー５２ａの反射面にＡｕ膜（図示せず）を蒸着して被覆する。
【００６３】
このように本実施形態においては、ミラー保持基板５２ｂのスプリング５２ｆがシリコンよりもヤング率の小さい樹脂を材料として用いているため、ミラー５２ｆをスイッチ用スペース部２０に挿入する際に必要な印加電圧が２５Ｖになり、上記第１の実施形態の場合の印加電圧５５Ｖよりも大幅に小さくすることができる。また、ミラー５２ｆの挿入状態を保持するために必要な印加電圧も３Ｖになり、上記第１の実施形態の場合の印加電圧５Ｖよりも小さくすることができる。その結果、更なる低消費電力化を達成することができる。
【００６４】
また、ミラー５２ａ及びミラー保持基板５２ｂを作製する際に、樹脂の押し出し成型法を用いているため、微細金型を一度作製すれば、複数のコピーを容易に作製することが可能になり、光マトリクススイッチモジュール１０ｅの製造方法が簡略化されるというメリットもある。なお、この樹脂の押し出し成型法の代わりに、微細金型によるプレス加工法を用いていることも可能である。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、格子状に配列されたコアの交差箇所に対応する平面導波路基板のの上面に設けられた所定の大きさのスイッチ用スペース部上方に、ミラー保持基板に移動可能な状態で保持されたミラーが配置されているため、このミラーのスイッチ用スペース部への出し入れによって、コアを伝搬する光ビームの光路の切り替えを制御することができる。
【００６６】
そして、ミラー及びミラー保持基板がＭＥＭＳ技術を用いて形成され、ミラーをスイッチ用スペース部に出し入れする移動機構に、静電力、加熱による伸縮効果、又は電圧印加による伸縮効果が用いられているため、安定したスイッチング動作を実現することができると共に、損失の低減、スイッチの切り替え後における安定性、低消費電力化等を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールを示す概略図、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールの平面導波路基板を説明するための概略図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールのミラー及びミラー保持基板を説明するための概略図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールを示す一部断面図であって、ミラーがスイッチ用スペース部から取り出されている状態を示すものである。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールを示す一部断面図であって、ミラーがスイッチ用スペース部に挿入されている状態を示すものである。
【図６】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明の第１の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールの製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）はそれぞれ本発明の第１の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールの製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図８】（ａ）〜（ｄ）はそれぞれ本発明の第１の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールの製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールを示す一部断面図であって、ミラーがスイッチ用スペース部から取り出されている状態を示すものである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールを示す一部断面図であって、ミラーがスイッチ用スペース部に挿入されている状態を示すものである。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールを示す一部断面図である。
【図１２】（ａ）は本発明の第４の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールを示す一部断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図１３】（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールを示す一部断面図、（ｂ）は（ａ）の部分拡大図である。
【図１４】本発明の第６の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュールを示す一部断面図である。
【符号の説明】
１０　　第１の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュール
１０ａ　　第２の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュール
１０ｂ　　第３の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュール
１０ｃ　　第４の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュール
１０ｄ　　第５の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュール
１０ｅ　　第６の実施形態に係る光マトリクススイッチモジュール
１２　　　平面導波路基板
１４　　　基体
１６　　　クラッド
１８ａ、１８ｂ　　コア
２０　　　スイッチ用スペース部
２２　　　第１の電極
２３　　　絶縁薄膜
２４、２４ａ　　ミラー保持基板
２６　　　シリコン基体
２８　　　ポリシリコン膜
２８ａ　　ＳｉＯ_２膜
３０　　　シリコン基体
３０ａ　　シリコン層
３０ｂ　　プレート
３０ｃ　　スプリング
３２　　　ポリシリコン膜
３２ａ　　ＳｉＯ_２膜
３４　　　シリコン層
３４ａ　　ミラー
３４ｂ　　スペーサ
３６　　　部分酸化多層ＳＯＩ基板
３８　　　第２の電極
４０　　　ＳｉＯ_２膜
４２　　　マッチングオイル
４４　　　貫通孔
４６　　　バイメタル
４６ａ　　第１の金属薄膜
４６ｂ　　第２の金属薄膜
４８　　　ＰＺＴ層
５０ａ、５０ｂ　　電極
５２ａ　　ミラー
５２ｂ　　ミラー保持基板
５２ｃ　　樹脂基体
５２ｄ　　スペーサ
５２ｅ　　プレート
５２ｆ　　スプリング
５４　　　エポキシ系の接着剤

Claims (22)

1. 周囲をクラッドに囲まれたコアが格子状に配列され、上面が略平坦な平面導波路基板と、
   前記コアの交差箇所に対応する前記平面導波路基板の上面に穴状に設けられた所定の大きさのスイッチ用スペース部と、
   前記スイッチ用スペース部の上方に配置されたミラーと、
   前記ミラーを移動可能な状態で保持するミラー保持基板と、
   前記ミラーを前記平面導波路基板の上面に対して垂直方向に移動させる移動機構と、を有し、
   前記ミラー保持基板に保持された前記ミラーを前記移動機構を用いて前記スイッチ用スペース部に出し入れすることにより、前記コアを伝搬する光ビームの光路の切り替えを制御することを特徴とする光マトリクススイッチモジュール。
2. 前記スイッチ用スペース部が、縦横が各５０μｍ以下で所定の深さの大きさであり、前記コアの径及び前記コアと前記クラッドとの屈折率差が、前記コアを伝搬する光ビームのモードフィールド径が波長１５５０ｎｍにおいて１２μｍ以上２０μｍ以下となるように設定されている、請求項１記載の光マトリクススイッチモジュール。
3. 前記スイッチ用スペース部に、所定の屈折率のマッチングオイルが充填されている、請求項１記載の光マトリクススイッチモジュール。
4. 前記ミラー保持基板が、前記平面導波路基板の上面に対して所定の間隙をもって固定された支持基体と、前記支持基体の下面に変形可能なスプリングを介して接続されたプレートと、を有し、前記プレートの前記平面導波路基板に相対する下面に前記ミラーが垂下されている、請求項１記載の光マトリクススイッチモジュール。
5. 前記駆動機構が、前記平面導波路基板の上面及び前記プレートの下面に相対して設けられた第１及び第２の電極を有し、前記第１及び第２の電極の間に所定の電圧を印加して静電力を発生させ、前記プレートを前記平面導波路基板側に引き寄せることにより、前記プレートの下面に垂下されている前記ミラーを前記スイッチ用スペース部に出し入れする、請求項４記載の光マトリクススイッチモジュール。
6. 前記第１及び第２の電極の間の電気的な接続を防止するための絶縁手段が設けられている、請求項５記載の光マトリクススイッチモジュール。
7. 前記駆動機構が、前記スプリングに設けられた加熱により伸縮する部材を有し、前記部材を加熱して伸縮させ、前記スプリングを変形させることにより、前記プレートの下面に垂下されている前記ミラーを前記スイッチ用スペース部に出し入れする、請求項４記載の光マトリクススイッチモジュール。
8. 前記駆動機構が、前記スプリングに設けられた電圧印加により伸縮する部材を有し、前記部材に所定の電圧を印加して伸縮させ、前記スプリングを変形させることにより、前記プレートの下面に垂下されている前記ミラーを前記スイッチ用スペース部に出し入れする、請求項４記載の光マトリクススイッチモジュール。
9. 前記支持基体に、前記スイッチ用スペース部にマッチングオイルを導入するための貫通孔が設けられている、請求項４記載の光マトリクススイッチモジュール。
10. 前記ミラー及び前記ミラー保持基板が、シリコンを材料として形成されている、請求項４記載の光マトリクススイッチモジュール。
11. 前記ミラー及び前記ミラー保持基板が、樹脂を材料として形成されている、請求項４記載の光マトリクススイッチモジュール。
12. 前記ミラーの反射面が、金属膜によって被覆されている、請求項１０又は１１に記載の光マトリクススイッチモジュール。
13. 周囲をクラッドに囲まれたコアが格子状に配列され、上面が略平坦な平面導波路基板を形成するステップと、
    前記コアの交差箇所に対応する前記平面導波路基板の上面に所定の大きさの穴を穿ち、スイッチ用スペース部を形成するステップと、
    ミラー及び前記ミラーを移動可能な状態で保持するミラー保持基板を一体的に形成するステップと、
    前記ミラーを移動させる移動機構を形成するステップと、
    前記平面導波路基板と前記ミラー保持基板とを一体化して、前記スイッチ用スペース部の上方に前記ミラーを出し入れ可能な状態で配置するステップと、
    を有することを特徴とする光マトリクススイッチモジュールの製造方法。
14. 前記ミラー及び前記ミラー保持基板を一体的に形成するステップが、シリコン基体上に複数の薄膜を積層し、中間の薄膜をエッチング除去して、立体形状を形成する表面マイクロマシーニング法により、シリコンを材料として、支持基体、前記支持基体に接続される変形可能なスプリング、前記スプリングに接続されるプレート、及び前記プレート上に立設するミラーを形成するステップである、請求項１３記載の光マトリクススイッチモジュールの製造方法。
15. 前記ミラー及び前記ミラー保持基板を一体的に形成するステップが、支持基体としてのシリコン基体上に、部分的に形成した第１の絶縁膜を介して第１のシリコン層を形成し、前記第１の絶縁膜上方の前記第１のシリコン層上に、部分的に形成した第２の絶縁膜を介して第２のシリコン層を形成する第１のステップと、前記第２の絶縁膜上の前記第２のシリコン層を選択的にエッチングして、前記第１のシリコン層上に前記第２の絶縁膜を介して立設するミラーを形成する第２のステップと、前記第２の絶縁膜を選択的にエッチング除去して、前記第１のシリコン層を露出させた後、前記第１の絶縁膜上の前記第１のシリコン層を選択的にエッチングして、前記シリコン基体に接続する変形可能なスプリングを形成すると共に、前記スプリングに接続するプレートをその上方に前記ミラーを立設した状態で形成する第３のステップと、前記第１の絶縁膜をエッチング除去する第４のステップと、を有する、請求項１３記載の光マトリクススイッチモジュールの製造方法。
16. 前記ミラー及び前記ミラー保持基板を一体的に形成するステップが、支持基体としてのシリコン基体上に、部分的に形成した絶縁膜を介して第１のシリコン層を形成する第１のステップと、前記絶縁膜上の前記第１のシリコン層を選択的にエッチングして、前記絶縁膜上に所定の厚さの第２のシリコン層を残存させると共に、前記第２のシリコン層上に立設するミラーを形成する第２のステップと、前記絶縁膜上の前記第２のシリコン層を選択的にエッチングして、前記シリコン基体に接続する変形可能なスプリングを形成すると共に、前記スプリングに接続するプレートをその上に前記ミラーを立設した状態で形成する第３のステップと、前記絶縁膜をエッチング除去する第４のステップと、を有する、請求項１３記載の光マトリクススイッチモジュールの製造方法。
17. 前記ミラーを形成する際のエッチングが、ドライエッチング法又はアルカリ溶液によるウエットエッチング法を用いて行われる、請求項１５又は１６に記載の光マトリクススイッチモジュールの製造方法。
18. 前記ミラー及び前記ミラー保持基板を一体的に形成するステップが、樹脂の押し出し成型法又はプレス加工法により、樹脂を材料として、支持基体、前記支持基体に接続される変形可能なスプリング、前記スプリングに接続されるプレート、及び前記プレート上に立設するミラーを形成するステップである、請求項１３記載の光マトリクススイッチモジュールの製造方法。
19. 前記支持基体に、前記スイッチ用スペース部にマッチングオイルを導入するための貫通孔を形成するステップを有する、請求項１４乃至１８のいずれかに記載の光マトリクススイッチモジュールの製造方法。
20. 前記移動機構を形成するステップが、前記平面導波路基板の上面に第１の電極を形成するステップと、前記プレートの下面に前記第１の電極に相対する第２の電極を形成するステップと、を有する、請求項１４乃至１９のいずれかに記載の光マトリクススイッチモジュールの製造方法。
21. 前記移動機構を形成するステップが、前記スプリング上に、熱膨張率の異なる２種の金属薄膜が積層されてなるバイメタルを形成するステップを有する、請求項１４乃至１９のいずれかに記載の光マトリクススイッチモジュールの製造方法。
22. 前記スプリング上に、電圧印加により伸縮する部材からなる層を形成するステップを有する、請求項１４乃至１９のいずれかに記載の光マトリクススイッチモジュールの製造方法。

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