JP2006330563A

JP2006330563A - 光導波回路

Info

Publication number: JP2006330563A
Application number: JP2005157096A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Takami; 浩彰高見; Keiji Himei; 啓二姫井; Kazunori Anzai; 一典安斉; Masahiko Naito; 正彦内藤
Original assignee: NTT Electronics Corp
Current assignee: NTT Electronics Corp
Priority date: 2005-05-30
Filing date: 2005-05-30
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-05-30
Also published as: JP4088299B2

Abstract

【課題】
石英ガラスの光導波路回路は低価格で安定した材料である為に広く用いられているが、クラッド層に急な傾斜があることが原因となり工程不良が発生する課題又は光学特性が変化する課題がある。
本願発明は上記課題を解決する為になされたもので、光導波路回路の工程不良を低減しつつ光学特性の変化を防止する。
【解決手段】
上記課題を達する為に、光導波回路の光導波路パターンの片側又は両側に少なくとも一つの平面状のダミーパターンを形成し又は少なくとも一つの帯状のダミーパターンを形成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、クラッド層より屈折率の高いコアを備えることで、光を全反射させ伝搬させる光導波回路に関する。

石英ガラスを材料とする光導波回路は低価格で安定した材料を用いており、また、光ファイバと相性もよく研究も進んでいることから光通信分野で広く用いられている。従来の光導波回路の製造工程について図１を用いて説明する（例えば、特許文献１及び非特許文献１参照。）。

基板１０にアンダークラッド層２０を積層させる（図１（１）参照。）。例えば、シリコン（Ｓｉ）又は酸化シリコン（ＳｉＯ２）の基板１０に火炎蓄積法（ＦＨＤ法）を用いて石英ガラス（ＳｉＯ２）を基板１０に堆積させアンダークラッド層２０としてもよい。また、ＣＶＤ法（化学気相成長法）を用いて基板１０にアンダークラッド層２０を積層させてもよい。

アンダークラッド層２０にコア層３１を積層させる（図１（２）参照。）。例えば、Ｐ_２Ｏ_５、ＧｅＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｔａ_２Ｏ_５又はＡｌ_２Ｏ_３等の不純物を混合した石英ガラスを前述した火炎蓄積法又はＣＶＤ法を用いてアンダークラッド層２０に積層させてもよい。

基板１０を１０００℃以上で加熱し透明ガラス化させる。石英ガラスに不純物が混合されていることで、アンダークラッド層２０より屈折率の高いコア層３１を得ることができる。

コア層３１に光導波路パターンを形成する（図１（３）参照。）。例えば、コア層３１に対してフォトリソグラフィ及びエッチングを行うことで光導波路パターンを形成してもよい。フォトレジスト（図１に図示していない）をコア層３１に塗布し、光導波路パターンが描かれたフォトマスク（図１に図示していない）を介して露光させ光導波路パターンをフォトレジストに焼き付ける。フォトレジストを現像することによりフォトレジストが光導波路パターンに形成される。コア層３１をエッチングするとフォトレジストが残っている部分はエッチングされずにコア３２となり、光導波路パターンが形成されたパターン層３０とすることができる。

オーバークラッド層４０を形成する（図１（４）参照。）。例えば、前述したアンダークラッド層２０を形成するのと同様の方法でオーバークラッド層４０を形成してもよい。

基板１０を１０００℃以上で加熱し透明ガラス化させる。

上記製造工程を経て光導波回路を得ることができる。なお、図１において、アンダークラッド層２０とオーバークラッド層４０を区別して図示しているが、アンダークラッド層２０とオーバークラッド層４０の屈折率が同じ場合にはアンダークラッド層２０とオーバークラッド層４０の境界がなくなり一つのクラッド層を形成することになる。

特開２００２−０９０５６４公報。光集積デバイス小林光郎／著Ｐ．３９。

しかし、上記製造工程を経て製造された光導波回路は、工程不良が発生する課題又は光学特性が変化する課題がある。

前記課題について光導波回路１０１の断面図である図２を用いて説明する。図２に示す光導波回路１０１は、基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、コア３２、オーバークラッド層４０及びレジスト５０から構成される。オーバークラッド層４０に形成された傾斜部を傾斜部９０ａ、また、レジスト５０に形成された傾斜部を傾斜部９０ｂとする。また、図２において図１と同じ符号は同じ意味を有する。

図２に示す光導波回路１０１は、アンダークラッド層２０の表面にコア３２が形成された部分とアンダークラッド層２０の表面にコア３２が形成されていない部分の高さに差が生じることで光導波回路１０１の工程不良が発生する課題がある。

例えば、被膜等の目的でオーバークラッド層４０の表面に液体のレジスト５０を塗布することがある。光導波回路１０１のアンダークラッド層２０の表面にコア３２が形成された部分とアンダークラッド層２０の表面にコア３２が形成されていない部分に高さの差があることでオーバークラッド層４０に急な傾斜部９０ａが形成される。急な傾斜部９０ａが形成されることで、傾斜部９０ａの傾斜角と異なる傾斜角の傾斜部９０ｂがレジスト５０に形成され、レジスト５０の傾斜部９０ｂがある部分の厚みはレジスト５０の傾斜がない部分に比べて薄くなる。この時、プラズマを用いてレジスト５０を処理すると、傾斜部９０ａはオーバークラッド層４０の傾斜部９０ａ以外の部分より早く露出することになる。傾斜部９０ａが露出した状態でプラズマを用いてレジスト５０を処理すると、オーバークラッド層４０の表面の荒れ及びオーバークラッド層４０の破壊を引き起こし光導波回路１０１の工程不良の原因となる。

また、オーバークラッド層４０の厚みは、アンダークラッド層２０の表面にコア３２が形成された部分とアンダークラッド層２０の表面にコア３２が形成されていない部分がある為に均一とならない。オーバークラッド層４０の厚みが均一でないことが原因となり光導波回路１０１に応力が発生し、光導波回路１０１を伝搬する光の損出特性や波長特性に悪影響を与え、光導波回路１０１の光学特性が変化することがある。

従来、前述したようなクラッド層の厚みが異なることで発生する応力が原因となる光導波回路の光学特性の変化を防止する技術は開発されていなかった。

上記目的を達成するために、本願第一の発明は、パターン層の前記光導波路パターンの片側又は両側にダミーパターンを形成することにより、工程不良を低減しつつ光学特性の変化を防止できる光導波回路である。

具体的には、本願第一の発明は、平面状の基板と、前記基板の一方の面に積層されるクラッド層と、光導波路となる光導波路パターン及び少なくとも１つのダミーパターンが前記クラッド層より屈折率の高いコアで前記クラッド層の内部に平面状に形成されたパターン層と、を備えることを特徴とする光導波回路である。

前記パターン層に前記ダミーパターンを形成することで前記クラッド層の表面に発生する傾斜を緩やかにでき、前記クラッド層の厚みを均一に近づけることができる。従って、光導波回路の工程不良を低減しつつ光導波回路の光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路を提供できる。

本願第一の発明において、前記パターン層は、前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンの面積が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンの面積より広いことが好ましい。

前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンの面積が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンの面積より広いことで、前記クラッド層の表面に発生する傾斜を徐々に緩やかにでき、前記クラッド層の厚みを均一に近づけることができる。従って、光導波回路の工程不良を低減しつつ光導波回路の光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路を提供できる。

本願第一の発明において、前記パターン層は、前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンと前記光導波路パターンに隣接するダミーパターンとの間隔又は前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンと当該ダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他のダミーパターンとの間隔が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンと当該ダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他のダミーパターンとの間隔より狭いことが好ましい。

前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンと前記光導波路パターンに隣接するダミーパターンとの間隔又は前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンと当該ダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他のダミーパターンとの間隔が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンと当該ダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他のダミーパターンとの間隔より狭いことで、前記クラッド層の表面に発生する傾斜を徐々に緩やかにでき、前記クラッド層の厚みを均一に近づけることができる。従って、光導波回路の工程不良を低減しつつ光導波回路の光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路を提供できる。

本願第一の発明において、前記パターン層は、前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンの面積比率が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンの面積比率より小さいことが好ましい。

前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンの面積比率が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンの面積比率より小さいことで、前記クラッド層の表面に発生する傾斜を徐々に緩やかにでき、前記クラッド層の厚みを均一に近づけることができる。従って、光導波回路の工程不良を低減しつつ光導波回路の光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路を提供できる。

上記目的を達成するために、本願第二の発明は、パターン層の前記光導波路パターンの片側又は両側に帯状のダミーパターンを形成することにより、工程不良を低減しつつ光学特性の変化を防止できる光導波回路である。

具体的には、本願第二の発明は、平面状の基板と、前記基板の一方の面に積層されるクラッド層と、光導波路となる光導波路パターン及び少なくとも一本の帯状のダミーパターンが前記クラッド層より屈折率の高いコアで前記クラッド層の内部に平面状に形成されたパターン層と、を備えることを特徴とする光導波回路である。

前記パターン層に前記帯状のダミーパターンを形成することで前記クラッド層の表面に発生する傾斜を緩やかにでき、前記クラッド層の厚みを均一に近づけることができる。従って、光導波回路の工程不良を低減しつつ光導波回路の光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路を提供できる。

本願第二の発明の発明において、前記パターン層は、前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置する前記帯状のダミーパターンの幅が、前記光導波路パターンから遠くに位置する前記帯状のダミーパターンの幅より広いことが好ましい。

前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置する前記帯状のダミーパターンの幅が、前記光導波路パターンから遠くに位置する前記帯状のダミーパターンの幅より広いことで、前記クラッド層の表面に発生する傾斜を徐々に緩やかにでき、前記クラッド層の厚みを均一に近づけることができる。従って、光導波回路の工程不良を低減しつつ光導波回路の光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路を提供できる。

本願第二の発明の発明において、前記パターン層は、前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンと前記光導波路パターンに隣接する帯状のダミーパターンとの間隔又は前記光導波路パターンから近くに位置する帯状のダミーパターンと当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔が、前記光導波路パターンから遠くに位置する帯状のダミーパターンと当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔より狭いことが好ましい。

前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンと前記光導波路パターンに隣接する帯状のダミーパターンとの間隔又は前記光導波路パターンから近くに位置する帯状のダミーパターンと当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔が、前記光導波路パターンから遠くに位置する帯状のダミーパターンと当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔より狭いことで、前記クラッド層の表面に発生する傾斜を徐々に緩やかにでき、前記クラッド層の厚みを均一に近づけることができる。従って、光導波回路の工程不良を低減しつつ光導波回路の光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路を提供できる。

本願第二の発明の発明において、前記パターン層は、前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンに隣接する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンと前記光導波路パターンとの間隔の比率又は前記光導波路パターンから近くに位置する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔の比率が、前記光導波路パターンから遠くに位置する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔の比率より小さいことが好ましい。

前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンに隣接する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンと前記光導波路パターンとの間隔の比率又は前記光導波路パターンから近くに位置する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔の比率が、前記光導波路パターンから遠くに位置する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔の比率より小さいことで、前記クラッド層の表面に発生する傾斜を徐々に緩やかにでき、前記クラッド層の厚みを均一に近づけることができる。従って、工程不良を低減しつつ光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路を提供できる。

なお、本願第一の発明及び本願第二の発明においてダミーパターンとは、前記クラッド層の内部に前記コアで形成されるパターンであれば何れでもよく、現実に前記ダミーパターンが光を伝搬させることについての有無は問わない。前記ダミーパターンが前記光導波回路で何らかの役割を有しても良く又は前記ダミーパターンが前記光導波回路で何の役割を有していなくとも良い。

本願第一の発明及び本願第二の発明においてダミーパターンの面積とは、ダミーパターンの外線を囲む平面の面積をいう。例えば、光導波回路のパターン層の断面図である図３（１）において、ダミーパターン７０ａの面積は、ダミーパターン７０ａを囲む太線内部の面積ａ１となる。

また、本願第一の発明においてダミーパターンの面積比率とは、前記光導波路パターンに隣接するダミーパターンの面積に対する前記光導波路パターンとダミーパターンとの間にあるダミーパターン以外の面積の比率又は当該ダミーパターンの面積に対する当該ダミーパターンの前記光導波路パターンの側に隣接する他のダミーパターンとの間にあるダミーパターン以外の面積の比率である。例えば、光導波回路のパターン層の断面図である図３（２）において、光導波路パターン６０に隣接するダミーパターン７０ａの面積比率は、ダミーパターン７０ａの面積ａ１に対する光導波路パターン６０とダミーパターン７０ａとの間にあるダミーパターン以外の面積ｂ１の比率であり、ダミーパターン７０ｂの面積比率は、ダミーパターン７０ｂの面積ａ２に対するダミーパターン７０ｂの光導波路パターン６０の側に隣接するダミーパターン７０ａとの間にあるダミーパターン以外の面積ｂ２の比率となる。

本発明は、光導波回路の工程不良を低減しつつ光導波回路の光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路を提供できる。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明は、以下に示す実施形態に限定されるものでない。

（実施の形態１）
本実施形態は、平面状の基板と、前記基板の一方の面に積層されるクラッド層と、光導波路となる光導波路パターン及び少なくとも１つのダミーパターンが前記クラッド層より屈折率の高いコアで前記クラッド層の内部に平面状に形成されたパターン層と、を備えることを特徴とする光導波回路である。

本実施形態である光導波回路１０２について、図４及び図５を用いて説明する。図４の光導波回路１０２は、基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、オーバークラッド層４０、レジスト５０、光導波路パターン６０、ダミーパターン７０ａ、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂで構成される。図５は、図４の光導波回路１０２のＡ−Ａ’の断面図である。また、図５に基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、レジスト５０、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂは図示していない。

まず、本実施形態である光導波回路１０２の製造工程について説明する。基板１０にアンダークラッド層２０を積層させる。例えば、シリコン又は酸化シリコンの基板１０に火炎蓄積法を用いて石英ガラスを基板１０に堆積させアンダークラッド層２０としてもよい。また、ＣＶＤ法を用いて基板１０にアンダークラッド層２０を積層させてもよい。

アンダークラッド層２０にコア層（図４及び図５に図示していない）を積層させる。例えば、Ｐ_２Ｏ_５、ＧｅＯ_２、ＴｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、Ｔａ_２Ｏ_５又はＡｌ_２Ｏ_３等の不純物を混合した石英ガラスを前述した火炎蓄積法又はＣＶＤ法を用いてアンダークラッド層２０に積層させてもよい。

基板１０を１０００℃以上で加熱し透明ガラス化させる。石英ガラスに不純物が混合されていることで、アンダークラッド層２０より屈折率の高いコア層を得ることができる。

前述したコア層に光導波路パターン６０及びダミーパターン７０ａを形成する。例えば、前述したコア層に対してフォトリソグラフィ及びエッチングを行うことで光導波路パターン６０及びダミーパターン７０ａを形成してもよい。フォトレジスト（図４及び図５に図示していない）をコア層に塗布し、光導波路パターン６０及びダミーパターン７０ａが描かれたフォトマスク（図４及び図５に図示していない）を介して露光させ光導波路パターン６０及びダミーパターン７０ａをフォトレジストに焼き付ける。フォトレジストを現像することによりフォトレジストが光導波路パターン６０及びダミーパターン７０ａに形成される。前述したコア層をエッチングするとフォトレジストが残っている部分はエッチングされずに光導波路パターン６０及びダミーパターン７０ａの形成されたコア（図４及び図５に図示していない）となり、光導波路パターン６０及びダミーパターン７０ａが形成されたパターン層３０とすることができる。

オーバークラッド層４０を形成する。例えば、前述したアンダークラッド層２０を形成するのと同様の方法でオーバークラッド層４０を形成してもよい。

基板１０を１０００℃以上で加熱し透明ガラス化させる。

上記製造工程を経て光導波回路１０２を得ることができる。

次に、本実施形態である光導波回路１０２の工程不良の低減及び光学特性の変化の防止について説明する。光導波回路１０２のパターン層３０にダミーパターン７０ａを形成することで、オーバークラッド層４０の傾斜部９０ａを緩やかにすることができる。例えば、被膜等の目的で液体のレジスト５０を塗布した場合に傾斜部９０ａが緩やかなことで、オーバークラッド層４０の傾斜部９０ａとレジスト５０の傾斜部９０ｂを同じ傾斜角にでき、レジスト５０の厚みを均一にできる。プラズマを用いてレジスト５０を薄くしても、レジスト５０の厚みが均一である為にオーバークラッド層４０の傾斜部９０ａが早く露出することはなく光導波回路１０２の工程不良を低減させることができる。また、パターン層３０にダミーパターン７０ａを形成することで、アンダークラッド層２０の基板１０の側の面からオーバークラッド層４０のレジスト５０の側の面までの厚みを均一に近づけることができる。従って、光導波回路１０２に発生する応力を小さくでき、光導波回路１０２の光学特性の変化を防止できる。これによって、品質の良い光導波回路１０２を提供できる。

前記パターン層は、前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンの面積が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンの面積より広いことが好ましい。

前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンの面積が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンの面積より広い光導波回路１０２を図６に示す。図６の光導波回路１０２は、基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、オーバークラッド層４０、レジスト５０、光導波路パターン６０、ダミーパターン７０ａ〜７０ｄ、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂで構成される。図７は、図６の光導波回路１０２のＡ−Ａ’の断面図である。図７に基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、レジスト５０、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂは図示していない。また、図６及び図７において、図４と同じ符号は同じ意味を有する。

図６及び図７の光導波回路１０２において、ダミーパターン７０ｃの面積ａ３がダミーパターン７０ｄの面積ａ４より広く、ダミーパターン７０ｂの面積ａ２がダミーパターン７０ｃの面積ａ３より広く、ダミーパターン７０ａの面積ａ１がダミーパターン７０ｂの面積ａ２より広くなるようにダミーパターン７０ａ、ダミーパターン７０ｂ、ダミーパターン７０ｃ及びダミーパターン７０ｄを形成することで、傾斜部９０ａを徐々に緩やかにできる。傾斜部９０ａが徐々に緩やかなことでオーバークラッド層４０の傾斜部９０ａとレジスト５０の傾斜部９０ｂを同じ傾斜角にでき、レジスト５０の厚みを均一にできる。プラズマを用いてレジスト５０を薄くしても、レジスト５０の厚みが均一である為にオーバークラッド層４０の傾斜部９０ａが早く露出することはなく光導波回路１０２の工程不良を低減させることができる。また、パターン層３０にダミーパターン７０ａ、ダミーパターン７０ｂ、ダミーパターン７０ｃ及びダミーパターン７０ｄを形成することで、アンダークラッド層２０の基板１０の側の面からオーバークラッド層４０のレジスト５０の側の面までの厚みを均一に近づけることができる。従って、光導波回路１０２に発生する応力を小さくでき、光導波回路１０２の光学特性の変化を防止できる。これによって、品質の良い光導波回路１０２を提供できる。

前記パターン層は、前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンと前記光導波路パターンに隣接するダミーパターンとの間隔又は前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンと当該ダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他のダミーパターンとの間隔が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンと当該ダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他のダミーパターンとの間隔より狭いことが好ましい。

前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンと前記光導波路パターンに隣接するダミーパターンとの間隔又は前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンと当該ダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他のダミーパターンとの間隔が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンと当該ダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他のダミーパターンとの間隔より狭い光導波回路１０２を図８に示す。図８の光導波回路１０２は、基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、オーバークラッド層４０、レジスト５０、光導波路パターン６０、ダミーパターン７０ａ〜７０ｄ、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂで構成される。図９は、図８の光導波回路１０２のＡ−Ａ’の断面図である。また、図９に基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、レジスト５０、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂは図示していない。なお、図８及び図９において、図４と同じ符号は同じ意味を有する。

図８及び図９の光導波回路１０２において、光導波路パターン６０とダミーパターン７０ａとの間隔ｍ１がダミーパターン７０ａとダミーパターン７０ｂとの間隔ｍ２より狭く、ダミーパターン７０ａとダミーパターン７０ｂとの間隔ｍ２がダミーパターン７０ｂとダミーパターン７０ｃとの間隔ｍ３より狭く、ダミーパターン７０ｂとダミーパターン７０ｃとの間隔ｍ３がダミーパターン７０ｃとダミーパターン７０ｄとの間隔ｍ４より狭くなるようにダミーパターン７０ａ、ダミーパターン７０ｂ、ダミーパターン７０ｃ及びダミーパターン７０ｄを形成することで、図６及び図７の光導波回路１０２と同様に図８及び図９の光導波回路１０２の工程不良を低減しつつ光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路１０２を提供できる。

前記パターン層は、前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンの面積比率が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンの面積比率より小さいことが好ましい。

前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンの面積比率が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンの面積比率より小さい光導波回路１０２を図１０に示す。図１０の光導波回路１０２は、基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、オーバークラッド層４０、レジスト５０、光導波路パターン６０、ダミーパターン７０ａ〜７０ｄ、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂで構成される。図１１は、図１０の光導波回路１０２のＡ−Ａ’の断面図である。また、図１１に基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、レジスト５０、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂは図示していない。なお、図１０及び図１１において、図４と同じ符号は同じ意味を有する。

図１０及び図１１の光導波回路１０２において、ダミーパターン７０ａの面積比率がダミーパターン７０ｂの面積比率より大きく、ダミーパターン７０ｂの面積比率がダミーパターン７０ｃの面積比率より大きく、ダミーパターン７０ｃの面積比率がダミーパターン７０ｄの面積比率より大きくなるようにダミーパターン７０ａ、ダミーパターン７０ｂ、ダミーパターン７０ｃ及びダミーパターン７０ｄを形成することで、図６及び図７の光導波回路１０２と同様に図１０及び図１１の光導波回路１０２の工程不良を低減しつつ光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路１０２を提供できる。

なお、図４から図１１の光導波回路１０２はレジスト５０を備えなくとも良い。図４から図１１の光導波回路１０２に形成されるダミーパターンは、平面的な形状であればよく、図示した数量に限定せず複数個設けられてもよく、また、光導波路パターン６０の両側に形成されてもよい。図４、図６、図８及び図１０の光導波回路１０２は、アンダークラッド層２０とオーバークラッド層４０を区別して図示しているが、アンダークラッド層２０とオーバークラッド層４０の屈折率が同じ場合はアンダークラッド層２０とオーバークラッド層４０の境界がなくなり一つのクラッド層を形成することになる。

（実施の形態２）
本実施形態は、平面状の基板と、前記基板の一方の面に積層されるクラッド層と、光導波路となる光導波路パターン及び少なくとも一本の帯状のダミーパターンが前記クラッド層より屈折率の高いコアで前記クラッド層の内部に平面状に形成されたパターン層と、を備えることを特徴とする光導波回路である。

本実施形態である光導波回路１０３について、図１２及び図１３を用いて説明する。図１２の光導波回路１０３は、基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、オーバークラッド層４０、レジスト５０、光導波路パターン６０、ダミーパターン７０ａ、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂで構成される。図１３は、図１２の光導波回路１０３のＡ−Ａ’の断面図である。また、図１３に基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、レジスト５０、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂは図示していない。

光導波回路１０３は、パターン層３０に光導波路パターン６０及び帯状のダミーパターン７０ａを形成する点を除けば、図４及び図５の光導波回路１０２と同じ製造工程を経て製造できる。

次に、本実施形態である光導波回路１０３の工程不良の低減及び光学特性の変化の防止について説明する。光導波回路１０３のパターン層３０に帯状のダミーパターン７０ａを形成することで、オーバークラッド層４０の傾斜部９０ａを緩やかにすることができる。例えば、被膜等の目的で液体のレジスト５０を塗布した場合に傾斜部９０ａが緩やかなことで、オーバークラッド層４０の傾斜部９０ａとレジスト５０の傾斜部９０ｂを同じ傾斜角にでき、レジスト５０の厚みを均一にできる。プラズマを用いてレジスト５０を薄くしても、レジスト５０の厚みが均一である為にオーバークラッド層４０の傾斜部９０ａが早く露出することはなく光導波回路１０３の工程不良を低減させることができる。また、パターン層３０にダミーパターン７０ａを形成することで、アンダークラッド層２０の基板１０の側の面からオーバークラッド層４０のレジスト５０の側の面までの厚みを均一に近づけることができる。従って、光導波回路１０３に発生する応力を小さくでき、光導波回路１０３の光学特性の変化を防止できる。これによって、品質の良い光導波回路１０３を提供できる。

前記パターン層は、前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置する前記帯状のダミーパターンの幅が、前記光導波路パターンから遠くに位置する前記帯状のダミーパターンの幅より広いことが好ましい。

前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置する前記帯状のダミーパターンの幅が、前記光導波路パターンから遠くに位置する前記帯状のダミーパターンの幅より広い光導波回路１０３を図１４に示す。図１４の光導波回路１０３は、基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、オーバークラッド層４０、レジスト５０、光導波路パターン６０、ダミーパターン７０ａ〜７０ｄ、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂで構成される。図１５は、図１４の光導波回路１０３のＡ−Ａ’の断面図である。図１４に基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、レジスト５０、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂは図示していない。また、図１４及び図１５において、図１２と同じ符号は同じ意味を有する。

図１４及び図１５の光導波回路１０３において、帯状のダミーパターン７０ｃの幅ｎ３が帯状のダミーパターン７０ｄの幅ｎ４より広く、帯状のダミーパターン７０ｂの幅ｎ２が帯状のダミーパターン７０ｃの幅ｎ３より広く、帯状のダミーパターン７０ａの幅ｎ１が帯状のダミーパターン７０ｂの幅ｎ２より広くなるように帯状のダミーパターン７０ａ、帯状のダミーパターン７０ｂ、帯状のダミーパターン７０ｃ及び帯状のダミーパターン７０ｄを形成することで、傾斜部９０ａを徐々に緩やかにできる。傾斜部９０ａが徐々に緩やかなことでオーバークラッド層４０の傾斜部９０ａとレジスト５０の傾斜部９０ｂを同じ傾斜角にでき、レジスト５０の厚みを均一にできる。プラズマを用いてレジスト５０を薄くしても、レジスト５０の厚みが均一である為にオーバークラッド層４０の傾斜部９０ａが早く露出することはなく光導波回路１０３の工程不良を低減させることができる。また、パターン層３０に帯状のダミーパターン７０ａ、帯状のダミーパターン７０ｂ、帯状のダミーパターン７０ｃ及び帯状のダミーパターン７０ｄを形成することで、アンダークラッド層２０の基板１０の側の面からオーバークラッド層４０のレジスト５０の側の面までの厚みを均一に近づけることができる。従って、光導波回路１０３に発生する応力を小さくでき、光導波回路１０３の光学特性の変化を防止できる。これによって、品質の良い光導波回路１０３を提供できる。

前記パターン層は、前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンと前記光導波路パターンに隣接する帯状のダミーパターンとの間隔又は前記光導波路パターンから近くに位置する帯状のダミーパターンと当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔が、前記光導波路パターンから遠くに位置する帯状のダミーパターンと当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔より狭いことが好ましい。

前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンと前記光導波路パターンに隣接する帯状のダミーパターンとの間隔又は前記光導波路パターンから近くに位置する帯状のダミーパターンと当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔が、前記光導波路パターンから遠くに位置する帯状のダミーパターンと当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔より狭い光導波回路１０３を図１６に示す。図１６の光導波回路１０３は、基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、オーバークラッド層４０、レジスト５０、光導波路パターン６０、ダミーパターン７０ａ〜７０ｄ、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂで構成される。図１７は、図１６の光導波回路１０３のＡ−Ａ’の断面図である。図１７に基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、レジスト５０、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂは図示していない。また、図１６及び図１７において、図１２と同じ符号は同じ意味を有する。

図１６及び図１７の光導波回路１０３において、光導波路パターン６０と帯状のダミーパターン７０ａとの間隔ｍ１が帯状のダミーパターン７０ａと帯状のダミーパターン７０ｂとの間隔ｍ２より狭く、帯状のダミーパターン７０ａと帯状のダミーパターン７０ｂとの間隔ｍ２が帯状のダミーパターン７０ｂと帯状のダミーパターン７０ｃとの間隔ｍ３より狭く、帯状のダミーパターン７０ｂと帯状のダミーパターン７０ｃとの間隔ｍ３が帯状のダミーパターン７０ｃと帯状のダミーパターン７０ｄとの間隔ｍ４より狭くなるように帯状のダミーパターン７０ａ、帯状のダミーパターン７０ｂ、帯状のダミーパターン７０ｃ及び帯状のダミーパターン７０ｄを形成することで、図１４及び図１５の光導波回路１０３と同様に図１６及び図１７の光導波回路１０３の工程不良を低減しつつ光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路１０３を提供できる。

前記パターン層は、前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンに隣接する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンと前記光導波路パターンとの間隔の比率又は前記光導波路パターンから近くに位置する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔の比率が、前記光導波路パターンから遠くに位置する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔の比率より小さいことが好ましい。

前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンに隣接する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンと前記光導波路パターンとの間隔の比率又は前記光導波路パターンから近くに位置する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔の比率が、前記光導波路パターンから遠くに位置する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔の比率より小さい光導波回路１０３を図１８に示す。図１８の光導波回路１０３は、基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、オーバークラッド層４０、レジスト５０、光導波路パターン６０、ダミーパターン７０ａ〜７０ｄ、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂで構成される。図１９は、図１８の光導波回路１０３のＡ−Ａ’の断面図である。図１９に基板１０、アンダークラッド層２０、パターン層３０、レジスト５０、傾斜部９０ａ及び傾斜部９０ｂは図示していない。また、図１８及び図１９において、図１２と同じ符号は同じ意味を有する。

図１８及び図１９の光導波回路１０３において、帯状のダミーパターン７０ａの幅ｎ１に対する光導波路パターン６０と帯状のダミーパターン７０ａとの間隔ｍ１の比率が帯状のダミーパターン７０ｂの幅ｎ２に対する帯状のダミーパターン７０ａと帯状のダミーパターン７０ｂとの間隔ｍ２の比率より小さく、帯状のダミーパターン７０ｂの幅ｎ２に対する帯状のダミーパターン７０ａと帯状のダミーパターン７０ｂとの間隔ｍ２の比率が帯状のダミーパターン７０ｃの幅ｎ３に対する帯状のダミーパターン７０ｂと帯状のダミーパターン７０ｃとの間隔ｍ３の比率より小さく、帯状のダミーパターン７０ｃの幅ｎ３に対する帯状のダミーパターン７０ｂと帯状のダミーパターン７０ｃとの間隔ｍ３の比率が帯状のダミーパターン７０ｄの幅ｎ４に対する帯状のダミーパターン７０ｃと帯状のダミーパターン７０ｄとの間隔ｍ４の比率より小さくなるように帯状のダミーパターン７０ａ、帯状のダミーパターン７０ｂ、帯状のダミーパターン７０ｃ及び帯状のダミーパターン７０ｄを形成することで、図１４及び図１５の光導波回路１０３と同様に図１８及び図１９の光導波回路１０３の工程不良を低減しつつ光学特性の変化を防止でき、これによって、品質の良い光導波回路１０３を提供できる。

なお、図１２から図１９の光導波回路１０３はレジスト５０を備えなくとも良い。図１２から図１９の光導波回路１０３に形成されるダミーパターンは、図示した数量に限定せず複数個設けられてもよく、光導波路パターン６０の両側に形成されてもよい。また、図１２、図１４、図１６及び図１８の光導波回路１０３は、アンダークラッド層２０とオーバークラッド層４０を区別して図示しているが、アンダークラッド層２０とオーバークラッド層４０の屈折率が同じ場合はアンダークラッド層２０とオーバークラッド層４０の境界がなくなり一つのクラッド層を形成することになる。

本発明の光導波回路は、光スイッチや可変光減衰器等の光学通信機器の光導波路基板として用いることができる。

従来の光導波回路の製造工程の説明図である。従来の光導波回路１０１の断面図である。光導波回路のパターン層の断面図である。本願第一の発明の一の実施形態に係る光導波回路１０２の縦断面の図である。図４の光導波回路１０２のＡ−Ａ’の断面図である。本願第一の発明の他の実施形態に係る光導波回路１０２の縦断面の図である。図６の光導波回路１０２のＡ−Ａ’の断面図である。本願第一の発明の他の実施形態に係る光導波回路１０２の縦断面の図である。図８の光導波回路１０２のＡ−Ａ’の断面図である。本願第一の発明の他の実施形態に係る光導波回路１０２の縦断面の図である。図１０の光導波回路１０２のＡ−Ａ’の断面図である。本願第二の発明の一の実施形態に係る光導波回路１０３の縦断面の図である。図１２の光導波回路１０３のＡ−Ａ’の断面図である。本願第二の発明の他の実施形態に係る光導波回路１０３の縦断面の図である。図１４の光導波回路１０３のＡ−Ａ’の断面図である。本願第二の発明の他の実施形態に係る光導波回路１０３の縦断面の図である。図１６の光導波回路１０３のＡ−Ａ’の断面図である。本願第二の発明の他の実施形態に係る光導波回路１０３の縦断面の図である。図１８の光導波回路１０３のＡ−Ａ’の断面図である。

符号の説明

１０基板
２０アンダークラッド層
３０パターン層
３１コア層
３２コア
４０オーバークラッド層
５０レジスト
６０光導波路パターン
７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄダミーパターン
９０ａ、９０ｂ傾斜部
１０１、１０２、１０３光導波回路
ａ１、ａ２、ａ３、ａ４ダミーパターンの面積
ｂ１、ｂ２ダミーパターン以外の面積
ｍ１、ｍ２、ｍ３、ｍ４ダミーパターンの間隔
ｎ１、ｎ２、ｎ３、ｎ４ダミーパターンの幅

Claims

平面状の基板と、
前記基板の一方の面に積層されるクラッド層と、
光導波路となる光導波路パターン及び少なくとも１つのダミーパターンが前記クラッド層より屈折率の高いコアで前記クラッド層の内部に平面状に形成されたパターン層と、を備えることを特徴とする光導波回路。
前記パターン層は、前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンの面積が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンの面積より広いことを特徴とする請求項１に記載の光導波回路。
前記パターン層は、前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンと前記光導波路パターンに隣接するダミーパターンとの間隔又は前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンと当該ダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他のダミーパターンとの間隔が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンと当該ダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他のダミーパターンとの間隔より狭いことを特徴とする請求項１に記載の光導波回路。
前記パターン層は、前記ダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置するダミーパターンの面積比率が、前記光導波路パターンから遠くに位置するダミーパターンの面積比率より小さいことを特徴とする請求項１に記載の光導波回路。
平面状の基板と、
前記基板の一方の面に積層されるクラッド層と、
光導波路となる光導波路パターン及び少なくとも一本の帯状のダミーパターンが前記クラッド層より屈折率の高いコアで前記クラッド層の内部に平面状に形成されたパターン層と、を備えることを特徴とする光導波回路。
前記パターン層は、前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンから近くに位置する前記帯状のダミーパターンの幅が、前記光導波路パターンから遠くに位置する前記帯状のダミーパターンの幅より広いことを特徴とする請求項５に記載の光導波回路。
前記パターン層は、前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンと前記光導波路パターンに隣接する帯状のダミーパターンとの間隔又は前記光導波路パターンから近くに位置する帯状のダミーパターンと当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔が、前記光導波路パターンから遠くに位置する帯状のダミーパターンと当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔より狭いことを特徴とする請求項５に記載の光導波回路。
前記パターン層は、前記帯状のダミーパターンが複数形成され、前記光導波路パターンに隣接する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンと前記光導波路パターンとの間隔の比率又は前記光導波路パターンから近くに位置する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔の比率が、前記光導波路パターンから遠くに位置する帯状のダミーパターンの幅に対する当該帯状のダミーパターンの前記光導波路パターンの反対側に隣接する他の帯状のダミーパターンとの間隔の比率より小さいことを特徴とする請求項５に記載の光導波回路。