JP2004361468A - 光導波路 - Google Patents

Abstract

【課題】光導波路の上部クラッド層高温ベーク処理時にコア層分岐点近傍に発生する気泡の付着を抑制して光学的特性の劣化を防止する。
【解決手段】本発明は、基板２上面全面に下部クラッド層３が形成されると共に、該下部クラッド層３上面に１以上の分岐点１３を有するコア層１０が長手方向全長に及んで形成され、更に、該コア層１０の上面、及び、側面がバッファー層１１によって被覆されると共に、該バッファー層１１の上面、及び、側面が上部クラッド層１２で被覆される光導波路９を提供する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、１以上の分岐を有する光導波路に関するものであり、特に、光導波路の上部クラッド層形成時にコア層の分岐点近傍に発生する気泡の発生を抑制して光学的特性の劣化防止を図った光導波路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の此種光導波路を図４乃至図６に従って説明する。図４に於て、１は光導波路であり、該光導波路１はシリコン基板等の基板２上面全面に下部クラッド層３が回転塗布により形成され、該下部クラッド層３上面全面に、同じく回転塗布によりコア層４が形成され、更に、フォトリソグラフ法、及び、乾式エッチング法を用いて該コア層４は複数の平面視Ｙ字形に成形され、更に、上部クラッド層５が該コア層４及び露出する前記下部クラッド層３上面を被覆する如く形成されたのち、１個のＹ字形コア層４を夫々備えた複数の長尺板状にカットされたものである。
【０００３】
そして、前記下部クラッド層３、前記コア層４、及び、前記上部クラッド層５はフッ素化ポリイミド樹脂で形成されると共に、該コア層４は該上下部クラッド層５，３と屈折率の異なるフッ素化ポリイミド樹脂によって形成され、該コア層４内に光を閉じ込められる構成となっている。
【０００４】
尚、前記下部クラッド層３、コア層４及び上部クラッド層５は回転塗布後、夫々イミド化のための高温ベーク処理が行われる。
【０００５】
然しながら、前記光導波路１は、前記コア層４が分岐コア層６，７に分岐する分岐点８に於て、分岐点８を頂点とし図５に示す如く、該分岐コア層６，７が接触状態から、該分岐コア層６，７が該分岐点８から更に下流側に離間するに従って、図６に示す如く、該分岐コア層６，７が互いに離間するように形成されており、従って、前記分岐点８近傍には前記分岐点８を頂点とし前記分岐コア層６，７の膜厚が垂直状の壁となる狭い間隙が形成され、前述の上部クラッド層５を高温ベーク処理する際、このベーク処理で発生した気泡が前記分岐点８近傍で抜けず付着し前記下部クラッド層３、コア層４及び上部クラッド層５と異なる屈折率の該気泡により光導波路の伝搬効率等の光学的特性を著しく劣化させてしまう虞があった。
【０００６】
又、同様な光導波路が特許文献１の図８に記載されており、該光導波路を製造する場合においても、前記光導波路１と同様に分岐点近傍に気泡が付着する虞がある。
【０００７】
そこで、光導波路の上部クラッド層高温ベーク処理時にコア層分岐点近傍に発生する気泡の付着を抑制して光学的特性の劣化を防止するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００８】
【特許文献１】
特再表９８／３７４４５号公報 （第１１頁、第８図）
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、基板上面全面に下部クラッド層が形成されると共に、該下部クラッド層上面に１以上の分岐点を有するコア層が長手方向全長に及んで形成され、更に、該コア層の上面、及び、側面がバッファー層によって被覆されると共に、該バッファー層の上面、及び、側面が上部クラッド層で被覆されることを特徴とする光導波路である。
【００１０】
該請求項１記載の発明によれば、該バッファー層が該コア層を被覆することにより、該バッファー層によって濡れ性が向上し、前記上部クラッド層の高温ベーク処理時に発生する気泡の付着を抑制することができ、仮に前記上部クラッド層の高温ベーク処理時に発生する気泡が付着しても、前記バッファー層によって直接前記コア層に付着しないため光導波路の光学的特性の劣化が抑制される。
【００１１】
又、請求項２記載の発明は、上記バッファー層は上記上部クラッド層と略同一或いはコア層より小さく且つ上部クラッド層より大きい屈折率である。
【００１２】
該請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加え、該バッファー層によってコア層内の光を十分屈折させることが可能となり、仮に前記上部クラッド層の高温ベーク処理時に発生する気泡が付着しても、前記バッファー層によって直接前記コア層に付着しないため、光学的特性の劣化を抑制することができる。
【００１３】
更に、請求項３記載の発明は、上記バッファー層の膜厚は上記上部クラッド層の膜厚の略１／１０以下である。
【００１４】
該請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明の効果と同様の効果が期待できる。又、該バッファー層が該コア層を該クラッド層より薄膜で被覆することにより、該バッファー層の高温ベーク処理時の気泡の発生が抑制される。
【００１５】
更に又、請求項４記載の発明は、上記分岐点で上記コア層が分岐されて形成される２つの分岐コア層の分岐始端が相互に所定間隔離間している。
【００１６】
該請求項４記載の発明によれば、請求項１，２，３又は４記載の発明の効果に加え、上記分岐点での該バッファー層を被覆する上部クラッド層の高温ベーク処理時に発生する気泡の付着を更に円滑に抑制することができ、前記光導波路の光学的特性の劣化を防止することができる
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１乃至図３に従って詳述する。尚、説明の都合上、従来例と同一構成部分については同一符号を付してその説明を省略する。
【００１８】
図１及び図２に於て、９は光導波路であり、該光導波路９は従来例の光導波路（図４に於て１）の下部クラッド層（図４に於て３）上にコア層（図４に於て４）が形成され、該コア層に上部クラッド層（図４に於て５）が被覆される構成に代えて、下部クラッド層３上にＹ字形のコア層１０が形成され、該コア層１０の上面及び側面、並びに、露出する該下部クラッド層３上面にバッファー層１１が被覆され、且つ、該バッファー層１１上面、及び、側面に上部クラッド層１２が被覆される構成となっている。
【００１９】
更に、詳述すると、前記コア層１０は前記下部クラッド層３の上面の長手方向全長に及んでＹ字形に形成され、分岐点１３で、２つの分岐コア層１４，１５に分岐されると共に、該分岐コア層１４，１５の分岐始端１４ａ，１５ａが所定間隔Ｗ離間されて形成されている。
【００２０】
そして、該コア層１０の上面、及び、側面に例えばフッ素化ポリイミド樹脂から成る前記バッファー層１１が回転塗布等により１μｍ以上被覆され、該バッファー層１１の上面、及び、側面に同じく回転塗布等によりフッ素化ポリイミド樹脂から成る上部クラッド層１２が被覆されている。
【００２１】
尚、前記下部クラッド層３、コア層１０、バッファー層１１及び上部クラッド層１２は回転塗布後、夫々イミド化のための高温ベーク処理が行われる。
【００２２】
又、前記バッファー層１１は前記上部クラッド層１２と略同一又はコア屈折率より小さく、且つ、上部クラッド屈折率より大きい屈折率に形成されると共に、バッファー層１１の膜厚は該上部クラッド層１２の１／１０以下の薄膜に形成されている。
【００２３】
而して、前記分岐コア層１４，１５の分岐始端１４ａ，１５ａが所定間隔Ｗ離間されて形成されていることにより、従来例の分岐コア層（図４に於て６，７）間の狭い隙間がなくなり、該分岐コア層１４，１５を被覆する前記バッファー層１１、及び、該バッファー層１１を被覆する前記上部クラッド層１２の形成が円滑に行われて、特に、前記分岐点１３近傍の気泡の発生が抑制され、前記光導波路９の光学的特性の劣化を防止することができる。
【００２４】
そして、該コア層１０の上面、及び、側面に前記バッファー層１１が被覆され、該バッファー層１１の上面、及び、側面に上部クラッド層１２が被覆されているので、該コア層１０の分岐点形成時の例えばイオンエッチングによる荒れが生じた部分が前記バッファー層１１によって被覆されることにより濡れ性が良好となり、該上部クラッド層１２の高温ベーク処理時に発生する気泡の付着が抑制されて光学的特性の劣化を抑制することができる。
【００２５】
又、前記バッファー層１１は前記上部クラッド層１２と略同一或いはコア層より小さく且つ上部クラッド層より大きい屈折率に形成されるので、該バッファー層１１によって前記コア層１０内の光を十分屈折させて閉じ込めることが可能となるので、仮に前記上部クラッド層の高温ベーク処理時に発生する気泡が付着しても、前記バッファー層１１によって直接前記コア層１０に付着しないため、光学的特性の劣化を抑制することができる。
【００２６】
更に、前記バッファー層１１は前記上部クラッド層１２の１／１０以下の薄膜に形成されているので、該バッファー層１１の高温ベーク処理時の気泡の発生が抑制されると共に、該バッファー層１１の形成によって濡れ性が向上し、該上部クラッド層１２の高温ベーク処理時に発生する気泡の付着を抑制することができ、前記光導波路９の光学的特性の劣化を防止することができる。
【００２７】
又、例え、前記分岐点１３近傍に前記上部クラッド層１２の高温ベーク処理時に発生する気泡が付着した場合に於ても、図３に示すように該上部クラッド層１２の高温ベーク処理時に発生する気泡は前記コア層１０から前記バッファー層１１の膜厚によって１μｍ以上離間しているので、該コア層１０の光学的特性を劣化させることはない。
【００２８】
尚、図３は横軸にコアの壁面から気泡までの距離を示し、縦軸にこの距離による損失を示すグラフである。
【００２９】
又、前記バッファー層１１の形成については、前記上部クラッド層１２の固形分濃度を下げた低粘度材料を用いて回転塗布することも可能であり、又は、該上部クラッド層１２と同一組成材料を高速回転塗布することも可能であり、或いは、蒸着重合法により成膜することも可能である。そして、そのいずれの場合に於ても、前述と略同様の効果が期待できる。
【００３０】
又、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、請求項１記載の発明は、基板上面全面に下部クラッド層が形成されると共に、該下部クラッド層上面に１以上の分岐点を有するコア層が長手方向全長に及んで形成され、更に、該コア層の上面、及び、側面がバッファー層によって被覆されると共に、該バッファー層の上面、及び、側面が上部クラッド層で被覆されるので、該バッファー層が該コア層を被覆することにより、該バッファー層によって濡れ性が向上し、前記上部クラッド層の高温ベーク処理時に発生する気泡が円滑に除去可能となり、特に、前記分岐点近傍の気泡の付着が抑制され、前記光導波路の光学的特性の劣化を抑制することができる。
【００３２】
又、請求項２記載の発明は、上記バッファー層は上記上部クラッド層と略同一或いはコア層より小さく、且つ、該上部クラッド層より大きい屈折率であるので、請求項１記載の発明の効果に加え、該バッファー層によってコア層内の光を十分屈折させることが可能となり、仮に前記上部クラッド層の高温ベーク処理時に発生する気泡が付着しても、前記バッファー層によって直接前記コア層に付着しないため光学的特性の劣化を抑制することができる。
【００３３】
更に、請求項３記載の発明は、上記バッファー層の膜厚は上記上部クラッド層の膜厚の略１／１０以下であるので、請求項１又は２記載の発明の効果と同様の効果が期待できる。又、該バッファー層が該コア層を該クラッド層より薄膜で被覆することにより、該バッファー層の高温ベーク処理時の気泡の発生が抑制される。
【００３４】
更に又、請求項４記載の発明は、上記分岐点で上記コア層が分岐されて形成される２つの分岐コア層の分岐始端が相互に所定間隔離間しているので、請求項１，２又は３記載の発明の効果に加え、上記分岐点での該バッファー層を被覆する上部クラッド層の高温ベーク処理時に発生する気泡の付着を更に円滑に抑制することができ、前記光導波路の光学的特性の劣化を防止することができる等、正に著大なる効果を奏する発明である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）本発明の一実施の形態を示し、光導波路の平面図。
（ｂ）図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図２】図１（ａ）のＢ−Ｂ線断面図。
【図３】気泡―導波路間距離と光学的損失の関係を示すグラフ。
【図４】（ａ）従来例を示し、光導波路の平面図。
（ｂ）図４（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図５】図４（ａ）のＤ−Ｄ線断面図。
【図６】図４（ａ）のＥ−Ｅ線断面図。
【符号の説明】
２ 基板
３ 下部クラッド層
９ 光導波路
１０ コア層
１１ バッファー層
１２ 上部クラッド層
１３ 分岐点
１４，１５ 分岐コア層
１４ａ，１５ａ 分岐始端
Ｗ 所定間隔

Claims (4)

1. 基板上面全面に下部クラッド層が形成されると共に、該下部クラッド層上面に１以上の分岐点を有するコア層が長手方向全長に及んで形成され、更に、該コア層の上面、及び、側面がバッファー層によって被覆されると共に、該バッファー層の上面、及び、側面が上部クラッド層で被覆されることを特徴とする光導波路。
2. 上記バッファー層は上記上部クラッド層と略同一或いはコア層より小さく、且つ、該上部クラッド層より大きい屈折率であることを特徴とする請求項１記載の光導波路。
3. 上記バッファー層の膜厚は上記上部クラッド層の膜厚の略１／１０以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の光導波路。
4. 上記分岐点で上記コア層が分岐されて形成される２つの分岐コア層の分岐始端が相互に所定間隔離間していることを特徴とする請求項１，２又は３記載の光導波路。

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