JP2016206425A - Optical module and manufacturing method thereof - Google Patents

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泰 土澤
Yasushi Tsuchizawa
泰 土澤
功太 岡崎
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功太 岡崎
英隆 西
Hidetaka Nishi
英隆 西
浩治 山田
Koji Yamada
浩治 山田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module that is monolithic integration of a silicon optical waveguide and a quartz-based optical waveguide and its performance is not deteriorated, and its manufacturing method.SOLUTION: An optical module comprises: a lower clad layer 101 made of silicon oxide; a core 102 formed on the lower clad layer 101; an upper clad layer 103 formed on the lower clad layer 101, covering the core 102; and a protective film 104 formed covering the upper clad layer 103. The core 102 is made of one of SiO, SiONand SiN, the upper clad layer 103 is made of silicon oxide, and the protective film 104 is made of silicon nitride.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光通信分野において使用される、光導波路素子から構成される光モジュールおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to an optical module composed of an optical waveguide element used in the field of optical communication and a method for manufacturing the same.

クラウドコンピューティングやモバイル環境の急速な普及により、情報流通量の増大が続いており、現在、光ネットワークの大容量化、高速化とともに低コスト化、低消費電力化が強く求められている。この実現に向けては、波長分割多重(Wavelength-division multiplexing;WDM)用光デバイスの小型化が重要となる。   With the rapid spread of cloud computing and mobile environments, the volume of information circulation continues to increase, and at present, there is a strong demand for lowering the cost and power consumption as well as increasing the capacity and speed of optical networks. To achieve this, it is important to reduce the size of an optical device for wavelength-division multiplexing (WDM).

このような背景の中、近年、デバイスの小型化が可能であり、経済性,省エネルギー性に優れ、また電気デバイスとの融合性に優れるシリコンコアによる光導波路をベースとした光デバイスや光回路が注目を集め、研究開発が活発になされている。しかしながら,シリコンは屈折率が約3.48と高いため、光の閉じ込めが強く小型化に有利である反面、デバイス特性が加工誤差に敏感であるという問題がある。   Against this background, in recent years, optical devices and optical circuits based on optical waveguides with silicon cores, which can be miniaturized, are excellent in economy and energy saving, and are excellent in fusion with electrical devices, have been developed. It attracts attention and is actively researching and developing. However, since silicon has a high refractive index of about 3.48, it has a high light confinement and is advantageous for downsizing, but has a problem that device characteristics are sensitive to processing errors.

また、多波長化に伴い生じる高パワー伝送で誘起されるシリコンの光非線形性に根ざす問題もあり、偏波無依存化や高いダイナミックレンジが必要とされる通信ネットワーク応用においては、シリコンコアによる光導波路だけで要求性能を満たすのは容易ではないことが明らかになってきている。   In addition, there is a problem rooted in the optical nonlinearity of silicon induced by high power transmission that occurs with the increase in wavelength. In communication network applications that require polarization independence and a high dynamic range, optical cores with silicon cores are used. It has become clear that it is not easy to meet the required performance with only the waveguide.

一方、通信ネットワーク、特に高密度波長多重方式(DWDM)への応用においては、コアとクラッドとの比屈折率差が小さい石英系光導波路による光デバイスの研究開発が先行し、既に高性能な石英系光導波路デバイスが開発され主要な光ネットワークの中で使用されている。しかし、石英系光デバイスは、低損失で高い安定性を持つが、小型化、高密度集積化や高速動作化が原理的にできないため、次世代ネットワークの高い要求性能を石英系デバイスだけで実現するのはやはり困難である。   On the other hand, in application to communication networks, especially high-density wavelength division multiplexing (DWDM), research and development of optical devices using silica-based optical waveguides with a small relative refractive index difference between the core and the clad has preceded, and already high-performance quartz. Based optical waveguide devices have been developed and used in major optical networks. However, silica-based optical devices have high stability with low loss, but because they cannot theoretically be downsized, densely integrated, or operated at high speed, the high performance requirements of next-generation networks can be realized using only silica-based devices. It is still difficult to do.

上述したような背景により、シリコン光導波路によって構成される光機能素子と石英系光導波路によって構成される光機能素子とを融合集積させ、シリコンデバイスと石英系デバイスのそれぞれの特長を生かし、高機能化を実現しようとする光デバイスの検討が提案されている(特許文献1参照)。   Due to the above-mentioned background, optical functional elements composed of silicon optical waveguides and optical functional elements composed of silica optical waveguides are integrated and integrated, making the most of the features of silicon devices and silica based devices. There has been proposed an optical device that is intended to be realized (see Patent Document 1).

この技術では、図5に示すように、シリコン光導波路による光機能素子と石英系導波路による光機能素子を融合集積した光デバイスが開発されている。図5は、シリコン細線光導波路型VOA(Variable Optical Attenuator)と石英系AWG(Arrayed Waveguide Grating)からなる光モジュールの光学顕微鏡写真である。この光モジュールは、シリコン細線光導波路を用いて作製したキャリア注入型可変光減衰器(VOA)502と、石英系光導波路を用いて作製したアレイ導波路回折格子(AWG)503とを備える。シリコン細線光導波路によって構成された領域504、および石英系光導波路によって構成された領域505を備える。   In this technology, as shown in FIG. 5, an optical device in which an optical functional element using a silicon optical waveguide and an optical functional element using a silica-based waveguide are integrated and developed has been developed. FIG. 5 is an optical micrograph of an optical module comprising a silicon fine wire optical waveguide type VOA (Variable Optical Attenuator) and a silica-based AWG (Arrayed Waveguide Grating). This optical module includes a carrier injection variable optical attenuator (VOA) 502 manufactured using a silicon thin wire optical waveguide and an arrayed waveguide diffraction grating (AWG) 503 manufactured using a silica-based optical waveguide. A region 504 constituted by a silicon fine wire optical waveguide and a region 505 constituted by a silica-based optical waveguide are provided.

AWG503の各出力ポートは、各々対応するチャネルのSSC501aを介し、VOA502を構成するシリコン細線光導波路に接続されている。この構成では、SSC501aによって光導波路のモードフィールド径は縮小される。これにより、AWG503によって分波され各出力ポートの光信号は、対応するチャネルのVOA502の入力ポートに入力され、各チャネルの光信号の強度調整をチャネル毎に独立に行うことができる。   Each output port of the AWG 503 is connected to a silicon fine wire optical waveguide constituting the VOA 502 via the SSC 501a of the corresponding channel. In this configuration, the mode field diameter of the optical waveguide is reduced by the SSC 501a. Thereby, the optical signal of each output port demultiplexed by the AWG 503 is input to the input port of the VOA 502 of the corresponding channel, and the intensity adjustment of the optical signal of each channel can be performed independently for each channel.

また、VOA502の各出力ポートは、各々対応するチャネルのSSC501bを介して石英系光導波路(不図示)に接続される。この構成では、SSC501bによって導波路のモードフィールド径は拡大される。また、各チャネルの石英系光導波路は、各々デバイス外部の光ファイバーと結合され、出力信号が得られる構成になっている。   Each output port of the VOA 502 is connected to a silica-based optical waveguide (not shown) via the SSC 501b of the corresponding channel. In this configuration, the mode field diameter of the waveguide is expanded by the SSC 501b. In addition, the silica-based optical waveguide of each channel is coupled to an optical fiber outside the device, so that an output signal can be obtained.

上述した光デバイスは、小型で高速動作が求められる変調デバイスの部分にはシリコン光導波路を、低損失、高い波長分離特性が求められる波長フィルターの部分には石英系導波路を用いることで、小型で高性能なデバイスを実現している。   The optical device described above is small by using a silicon optical waveguide for a small modulation device that requires high-speed operation, and a silica-based waveguide for a wavelength filter that requires low loss and high wavelength separation characteristics. And high-performance devices.

まず、市販のシリコン・オン・インシュレータ(SOI)基板を準備する。このSOI基板は、支持体となるシリコン基板部の上に、厚さ3μmの埋め込み絶縁層を介して層厚200nm程度の表面シリコン層を備えている。   First, a commercially available silicon-on-insulator (SOI) substrate is prepared. This SOI substrate is provided with a surface silicon layer having a thickness of about 200 nm on a silicon substrate portion serving as a support via a buried insulating layer having a thickness of 3 μm.

次に、リソグラフィー技術およびエッチング技術により、SOI基板の表面シリコン層をパターニングし、SSC501a,SSC501bのシリコンコア、およびVOA502のシリコンコアを形成し、更にイオン注入と電極作製を行い、VOA502を作製する。   Next, the surface silicon layer of the SOI substrate is patterned by a lithography technique and an etching technique to form a silicon core of SSC 501a and SSC 501b and a silicon core of VOA 502, and further, ion implantation and electrode production are performed to produce a VOA 502.

続いて、SOI基板の埋め込み絶縁層(アンダークラッド)の上に、プラズマCVD法によって、石英系光導波路から構成されるAWG503のコアとなる石英系膜を堆積する。このとき、既に形成されているシリコンコアが、熱により特性の劣化や破壊されることのないよう、300℃程度以下の低温条件で石英系膜を堆積することが重要となる。このため、低温成膜可能なプラズマCVD法で石英系膜が形成される。次に、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術により、上記石英系膜をパターニングし、AWG503の石英系光導波路コアを作製する。   Subsequently, on the buried insulating layer (undercladding) of the SOI substrate, a quartz film serving as a core of the AWG 503 constituted by the quartz optical waveguide is deposited by plasma CVD. At this time, it is important to deposit the quartz-based film under a low temperature condition of about 300 ° C. or lower so that the already formed silicon core is not deteriorated or destroyed by heat. For this reason, a quartz film is formed by a plasma CVD method capable of forming a film at a low temperature. Next, the quartz film is patterned by a photolithography technique and an etching technique, and a quartz optical waveguide core of the AWG 503 is manufactured.

以上のようにして各コアを形成した後、酸化シリコン(SiO2)膜を堆積してオーバークラッドを形成すれば、シリコン光素子と石英系光素子とがモノリシック集積された光モジュールが完成する。なお、シリコン光導波路と石英系導波路は、モードフィールドサイズが違うため両者の間にスポットサイズ変換器を形成することで低損失で接続される。このシリコン−石英系融合デバイスは、小型化と高機能化高性能化が両立できるという優れた特徴を持つ。 After each core is formed as described above, a silicon oxide (SiO 2 ) film is deposited to form an overclad, thereby completing an optical module in which silicon optical elements and quartz optical elements are monolithically integrated. Since the silicon optical waveguide and the quartz-based waveguide have different mode field sizes, they are connected with low loss by forming a spot size converter between them. This silicon-quartz-based fusion device has an excellent feature that it is possible to achieve both miniaturization and high functionality and high performance.

特開2012−42849号公報JP 2012-42849 A

しかしながら、上述した技術によるデバイスが、実用化するための信頼性試験において以下の問題を持つことが明らかとなり、実用上の課題になっていた。   However, it has been clarified that the device according to the above-described technology has the following problems in the reliability test for practical use, which has been a practical problem.

シリコン光導波路素子との集積において、シリコン光導波路に損傷を与えることなく石英系材料を堆積する必要があるため、石英系材料や上部クラッドとする材料は、プラズマCVDによる低温成膜による石英系膜が利用される。しかしながら、低温形成する石英系膜は、1000℃以上の高温で形成する従来の石英系膜に比べ膜質がやや劣るため、大気中の水分を徐々に吸水する。この結果、1450nm付近にピークを持つ水の吸収が徐々に増加し、1550nm領域の通信波長帯において時間とともに徐々に損失が増加し、特性が劣化するという問題が明らかになった。   In integration with silicon optical waveguide elements, it is necessary to deposit a quartz-based material without damaging the silicon optical waveguide. Therefore, the quartz-based material and the material for the upper cladding are quartz-based films formed by low-temperature film formation by plasma CVD. Is used. However, a quartz-based film formed at a low temperature is slightly inferior to a conventional quartz-based film formed at a high temperature of 1000 ° C. or higher, and therefore gradually absorbs moisture in the atmosphere. As a result, the absorption of water having a peak near 1450 nm gradually increased, and the loss gradually increased with time in the communication wavelength band in the 1550 nm region.

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、シリコン光導波路と石英系光導波路とをモノリシック集積した光モジュールの特性が劣化しないようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to prevent the deterioration of the characteristics of an optical module in which a silicon optical waveguide and a silica-based optical waveguide are monolithically integrated.

本発明に係る光モジュールは、酸化シリコンから構成された下部クラッド層と、下部クラッド層の上に形成されてSiOx,SiOxy,SiNのいずれかより構成されたコアと、下部クラッド層の上にコアを覆って形成されて酸化シリコンから構成された上部クラッド層と、上部クラッド層の上を覆って形成されて窒化シリコンから構成された保護膜とを備える。 An optical module according to the present invention includes a lower clad layer made of silicon oxide, a core formed on the lower clad layer and made of any one of SiO x , SiO x N y , and SiN, and a lower clad layer And an upper clad layer formed of silicon oxide and covering the core, and a protective film formed of silicon nitride and covering the upper clad layer.

上記光モジュールにおいて、第1領域の下部クラッド層の上に形成されて導波方向に同一の幅とされたシリコンよりなる第1シリコンコアと、第1領域に続く第2領域の下部クラッド層の上に第1シリコンコアに連続して形成されて先端に行くほど漸次幅が細くなるテーパ形状のシリコンよりなる第2シリコンコアと、第1領域の下部クラッド層上に第1シリコンコアを覆って形成されてSiOx,SiOxy,SiNのいずれかから構成された中間クラッド層とを備え、コアは、第2領域の下部クラッド層上に第2シリコンコアを覆って形成された第1コアと、第2領域に続く第3領域の下部クラッド層上に第1コアに連続して形成された第2コアとから構成され、第1コアは中間クラッド層から連続して形成され、上部クラッド層は、中間クラッド層、第1コア、第2コアの上に形成されている。なお、上部クラッド層の上面は平坦化されているとよい。 In the optical module, a first silicon core made of silicon formed on the lower cladding layer in the first region and having the same width in the waveguide direction, and a lower cladding layer in the second region following the first region A second silicon core made of silicon with a taper shape that is formed continuously on the first silicon core and gradually decreases in width toward the tip, and covers the first silicon core on the lower cladding layer in the first region. An intermediate clad layer formed of any one of SiO x , SiO x N y , and SiN, and the core is formed on the lower clad layer in the second region so as to cover the second silicon core. A core, and a second core formed continuously from the first core on the lower cladding layer of the third region following the second region, the first core being formed continuously from the intermediate cladding layer, The cladding layer is During the cladding layer, the first core is formed on the second core. Note that the upper surface of the upper cladding layer is preferably planarized.

また、本発明に係る光モジュールの製造方法は、酸化シリコンから構成された下部クラッド層を形成する下部クラッド形成工程と、SiOx,SiOxy,SiNのいずれかより構成されたコアを下部クラッド層の上に形成するコア形成工程と、酸化シリコンから構成された上部クラッド層を、コアを覆って下部クラッド層の上に形成する上部クラッド層形成工程と、窒化シリコンから構成された保護膜を上部クラッド層の上を覆って形成する保護膜形成工程とを備える。 The method for manufacturing an optical module according to the present invention includes a lower clad forming step of forming a lower clad layer made of silicon oxide, and a core made of any one of SiO x , SiO x N y , and SiN as a lower portion. A core forming step formed on the cladding layer, an upper cladding layer forming step of forming an upper cladding layer made of silicon oxide on the lower cladding layer so as to cover the core, and a protective film made of silicon nitride And a protective film forming step of covering the upper clad layer.

上記光モジュールの製造方法において、コア形成工程の前に、第1領域の下部クラッド層の上に導波方向に同一の幅とされたシリコンよりなる第1シリコンコア、および第1領域に続く第2領域の下部クラッド層の上に第1シリコンコアに連続して先端に行くほど漸次幅が細くなるテーパ形状のシリコンよりなる第2シリコンコアを形成するシリコンコア形成工程を備え、コア形成工程では、第1領域の下部クラッド層上に第1シリコンコアを覆うSiOx,SiOxy,SiNのいずれかから構成された中間クラッド層と、第2領域の下部クラッド層上で第2シリコンコアを覆い中間クラッド層に連続する第1コア、および第2領域に続く第3領域の下部クラッド層上に第1コアに連続する第2コアからなるコアとを形成し、上部クラッド層形成工程では、中間クラッド層、第1コア、第2コアの上に上部クラッド層を形成する。なお、保護膜形成工程の前に上部クラッド層の上面を平坦する平坦化工程を備え、保護膜形成工程では、平坦化された上部クラッド層の上に保護膜を形成するとよい。 In the optical module manufacturing method, before the core formation step, the first silicon core made of silicon having the same width in the waveguide direction on the lower cladding layer in the first region, and the first region following the first region. A silicon core forming step of forming a second silicon core made of tapered silicon, the width of which gradually decreases toward the tip of the first silicon core on the lower cladding layer of the two regions, An intermediate cladding layer made of any one of SiO x , SiO x N y , and SiN covering the first silicon core on the lower cladding layer in the first region, and a second silicon core on the lower cladding layer in the second region A first core continuous with the intermediate cladding layer and a core composed of the second core continuous with the first core are formed on the lower cladding layer in the third region following the second region. The layer formation step, intermediate cladding layer, the first core to form an upper cladding layer on the second core. In addition, it is good to provide the planarization process which planarizes the upper surface of an upper clad layer before a protective film formation process, and it is good to form a protective film on the planarized upper clad layer in a protective film formation process.

以上説明したように、本発明によれば、窒化シリコンから構成された保護膜を形成するようにしたので、シリコン光導波路と石英系光導波路とをモノリシック集積した光モジュールの特性が劣化しないという優れた効果が得られるようになる。   As described above, according to the present invention, since the protective film made of silicon nitride is formed, the characteristics of the optical module in which the silicon optical waveguide and the silica-based optical waveguide are monolithically integrated are not deteriorated. The effect will be obtained.

図1は、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法により作製する光モジュールの構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of an optical module manufactured by an optical module manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 図2Aは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法により作製する光モジュールの一部構成を示す断面図である。FIG. 2A is a cross-sectional view showing a partial configuration of an optical module manufactured by an optical module manufacturing method according to an embodiment of the present invention. 図2Bは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法により作製する光モジュールの一部構成を示す断面図である。FIG. 2B is a cross-sectional view showing a partial configuration of the optical module manufactured by the optical module manufacturing method according to the embodiment of the present invention. 図2Cは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法により作製する光モジュールの一部構成を示す断面図である。FIG. 2C is a cross-sectional view showing a partial configuration of the optical module manufactured by the optical module manufacturing method according to the embodiment of the present invention. 図3Aは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法により作製する光モジュールの一部構成を示す断面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view showing a partial configuration of an optical module manufactured by the optical module manufacturing method according to the embodiment of the present invention. 図3Bは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法により作製する光モジュールの一部構成を示す断面図である。FIG. 3B is a cross-sectional view showing a partial configuration of the optical module manufactured by the optical module manufacturing method according to the embodiment of the present invention. 図3Cは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法により作製する光モジュールの一部構成を示す断面図である。FIG. 3C is a cross-sectional view showing a partial configuration of the optical module manufactured by the method of manufacturing an optical module according to the embodiment of the present invention. 図4Aは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法について説明する各工程の状態を示す断面図である。FIG. 4A is a cross-sectional view showing the state of each step for explaining the method for manufacturing the optical module in the embodiment of the present invention. 図4Bは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法について説明する各工程の状態を示す断面図である。FIG. 4B is a cross-sectional view showing the state of each step for explaining the method for manufacturing the optical module in the embodiment of the present invention. 図4Cは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法について説明する各工程の状態を示す断面図である。FIG. 4C is a cross-sectional view showing the state of each step for explaining the method for manufacturing the optical module in the embodiment of the present invention. 図4Dは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法について説明する各工程の状態を示す断面図である。FIG. 4D is a cross-sectional view showing the state of each step for explaining the method of manufacturing the optical module in the embodiment of the present invention. 図4Eは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法について説明する各工程の状態を示す断面図である。FIG. 4E is a cross-sectional view showing the state of each step for explaining the method of manufacturing the optical module in the embodiment of the present invention. 図4Fは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法について説明する各工程の状態を示す断面図である。FIG. 4F is a cross-sectional view showing the state of each step for explaining the method of manufacturing the optical module in the embodiment of the present invention. 図4Gは、本発明の実施の形態における光モジュールの作製方法について説明する各工程の状態を示す断面図である。FIG. 4G is a cross-sectional view showing the state of each step for explaining the method for manufacturing the optical module in the embodiment of the present invention. 図5は、シリコン細線光導波路型VOAと石英系AWGからなる光モジュールの光学顕微鏡写真である。FIG. 5 is an optical micrograph of an optical module composed of a silicon fine wire optical waveguide type VOA and a silica-based AWG.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。はじめに、本発明の光モジュールの作製方法により作製する光モジュールの構成例について図1および図2A〜図2Cを用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態における光モジュールの構成を示す平面図である。図2A〜図2Cは、光モジュールの構成を示す断面図である。図2Aは、図1のaa’線の断面を示し、図2Bは、図1のbb’線の断面を示し、図2Cは、図1のcc’線の断面を示している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a configuration example of an optical module manufactured by the method for manufacturing an optical module of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2A to 2C. FIG. 1 is a plan view showing a configuration of an optical module according to an embodiment of the present invention. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating the configuration of the optical module. 2A shows a cross section taken along the line aa 'in FIG. 1, FIG. 2B shows a cross section taken along the line bb' in FIG. 1, and FIG. 2C shows a cross section taken along the line cc 'in FIG.

この光モジュールは、酸化シリコンから構成された下部クラッド層101と、下部クラッド層101の上に形成されたコア102と、下部クラッド層101の上にコア102を覆って形成された上部クラッド層103と、上部クラッド層103の上を覆って形成された保護膜104とを備える。コア102は、SiOx,SiOxy,SiNのいずれかより構成され、上部クラッド層103は、酸化シリコンから構成され、保護膜104は、窒化シリコンから構成されている。 This optical module includes a lower clad layer 101 made of silicon oxide, a core 102 formed on the lower clad layer 101, and an upper clad layer 103 formed on the lower clad layer 101 so as to cover the core 102. And a protective film 104 formed to cover the upper clad layer 103. The core 102 is made of any of SiO x , SiO x N y , and SiN, the upper cladding layer 103 is made of silicon oxide, and the protective film 104 is made of silicon nitride.

また、第1領域131においては、下部クラッド層101の上にシリコンよりなる第1シリコンコア105が形成され、第1領域131に続く第2領域132においては、下部クラッド層101の上にシリコンよりなる第2シリコンコア106が形成されている。第1シリコンコア105は、導波方向に同一の幅とされている。第2シリコンコア106は、第1シリコンコア105に連続して形成され、先端106aに行くほど漸次幅が細くなるテーパ形状とされている。第1シリコンコア105および第2シリコンコア106は、同一の層から構成されて一体に形成されている。   In the first region 131, the first silicon core 105 made of silicon is formed on the lower cladding layer 101, and in the second region 132 following the first region 131, the silicon is formed on the lower cladding layer 101. A second silicon core 106 is formed. The first silicon core 105 has the same width in the waveguide direction. The second silicon core 106 is formed continuously with the first silicon core 105 and has a tapered shape in which the width gradually decreases toward the tip 106a. The first silicon core 105 and the second silicon core 106 are composed of the same layer and are integrally formed.

また、第1領域131の下部クラッド層101上には、第1シリコンコア105を覆って形成された中間クラッド層107を備える。中間クラッド層107は、SiOx,SiOxy,SiNのいずれかから構成されている。 Further, an intermediate cladding layer 107 formed so as to cover the first silicon core 105 is provided on the lower cladding layer 101 in the first region 131. The intermediate cladding layer 107 is composed of any one of SiO x , SiO x N y , and SiN.

ここで、この例では、コア102は、第1コア102aと、第2コア102bとから構成している。第1コア102aは、第2領域132の下部クラッド層101上に第2シリコンコア106を覆って形成されている。第1コア102aは中間クラッド層107から連続して形成されている。また、第2コア102bは、第2領域132に続く第3領域133の下部クラッド層101上に第1コア102aに連続して形成されている。中間クラッド層107、第1コア102a、第2コア102bは、同一の層から構成されて一体に形成されている。   Here, in this example, the core 102 includes a first core 102a and a second core 102b. The first core 102 a is formed on the lower cladding layer 101 in the second region 132 so as to cover the second silicon core 106. The first core 102 a is formed continuously from the intermediate cladding layer 107. In addition, the second core 102 b is formed continuously on the lower cladding layer 101 in the third region 133 following the second region 132 so as to be continuous with the first core 102 a. The intermediate cladding layer 107, the first core 102a, and the second core 102b are composed of the same layer and are integrally formed.

また、上部クラッド層103は、中間クラッド層107、第1コア102a、第2コア102bの上に形成されている。第1領域131においては、中間クラッド層107および上部クラッド層103が、第1コア102aに対して上方のクラッドとして機能する。第3領域133においては、上部クラッド層103が、第2コア102bの上方のクラッドとして機能する。   The upper cladding layer 103 is formed on the intermediate cladding layer 107, the first core 102a, and the second core 102b. In the first region 131, the intermediate cladding layer 107 and the upper cladding layer 103 function as an upper cladding with respect to the first core 102a. In the third region 133, the upper cladding layer 103 functions as a cladding above the second core 102b.

この光モジュールは、第1領域131の中間クラッド層107で覆われた第1シリコンコア105よりなるシリコン細線光導波路素子と、第2領域132の第2シリコンコア106が第1コア102aに覆われているスポットサイズ変換部分と、第3領域133の第2コア102bによる石英系光導波路素子とから構成されている。   In this optical module, a silicon fine wire optical waveguide element composed of a first silicon core 105 covered with an intermediate cladding layer 107 in a first region 131 and a second silicon core 106 in a second region 132 are covered with a first core 102a. And a silica-based optical waveguide element formed by the second core 102b of the third region 133.

第1領域131のシリコン細線光導波路素子は、光導波方向に垂直な断面の幅や高さなどの寸法がサブミクロンオーダの第1シリコンコア105から構成されている。一方、第3領域133の石英系光導波路素子は、光導波方向に垂直な断面の幅や高さなどの寸法が数ミクロンオーダの第2コア102bから構成されている。これらの2領域を低損失で光接続するため、第2領域132のスポットサイズ変換部分で、モードフィールドサイズ変換を行う。   The silicon thin-line optical waveguide device in the first region 131 is composed of a first silicon core 105 having dimensions such as a width and a height of a cross section perpendicular to the optical waveguide direction. On the other hand, the silica-based optical waveguide element in the third region 133 is composed of the second core 102b whose dimensions such as the width and height of the cross section perpendicular to the optical waveguide direction are on the order of several microns. In order to optically connect these two regions with low loss, mode field size conversion is performed in the spot size conversion portion of the second region 132.

次に、各構成要素の寸法と屈折率について例示する。まず、下部クラッド層101は、層厚3μm,屈折率が1.45である。下部クラッド層101の層厚は、コア102(第2コア102b)による石英系光導波路素子を伝搬する光が、下部クラッド層101より下に漏洩して損失が増えない状態とすることが重要である。下部クラッド層101の層厚は、3μmに限るものではなく、石英系光導波路素子の屈折率構造によって適宜に設定すればよい。   Next, the dimension and refractive index of each component will be exemplified. First, the lower cladding layer 101 has a layer thickness of 3 μm and a refractive index of 1.45. It is important that the thickness of the lower clad layer 101 is such that the light propagating through the silica-based optical waveguide device by the core 102 (second core 102b) leaks below the lower clad layer 101 and the loss does not increase. is there. The layer thickness of the lower cladding layer 101 is not limited to 3 μm, and may be set as appropriate depending on the refractive index structure of the silica-based optical waveguide element.

第1シリコンコア105および第2シリコンコア106は、屈折率が3.48である。また、第1シリコンコア105および第2シリコンコア106は、厚さ(高さ)が200nmである。また、第1シリコンコア105の幅は400nmである。第2シリコンコア106は、第1シリコンコア105に接続する開始部分の幅は、400nmであるが、先端106aに近づくほど細くなり、先端106aでは、幅80nmとなっている。   The first silicon core 105 and the second silicon core 106 have a refractive index of 3.48. The first silicon core 105 and the second silicon core 106 have a thickness (height) of 200 nm. The width of the first silicon core 105 is 400 nm. The width of the start portion of the second silicon core 106 connected to the first silicon core 105 is 400 nm. However, the width becomes narrower toward the tip 106a, and the width of the tip 106a is 80 nm.

中間クラッド層107,第1コア102a,第2コア102bは、屈折率が1.50であり、厚さ(高さ)が3μmである。また、第1コア102a,第2コア102b(コア102)は、幅が3μmである。上部クラッド層103は、層厚7μm程度であり、屈折率は1.47である。保護膜104は、厚さ0.2μm程度であり、屈折率は1.97である。   The intermediate cladding layer 107, the first core 102a, and the second core 102b have a refractive index of 1.50 and a thickness (height) of 3 μm. The first core 102a and the second core 102b (core 102) have a width of 3 μm. The upper cladding layer 103 has a layer thickness of about 7 μm and a refractive index of 1.47. The protective film 104 has a thickness of about 0.2 μm and a refractive index of 1.97.

ここで、中間クラッド層107,第1コア102a,第2コア102bは、化学量論組成のSiO2より酸素の組成比が少ない酸化シリコン(SiOx)から構成すれば良い。また、中間クラッド層107,第1コア102a,第2コア102bは、屈折率を調整したSiOxyやSiNから構成することも可能である。ただし、シリコン細線光導波路素子および石英系光導波路素子が、シングルモード条件を満たすように、形状および屈折率が調整されていることが望ましい。 Here, the intermediate cladding layer 107, the first core 102a, and the second core 102b may be made of silicon oxide (SiO x ) having a lower oxygen composition ratio than the stoichiometric composition of SiO 2 . In addition, the intermediate cladding layer 107, the first core 102a, and the second core 102b can be made of SiO x N y or SiN with adjusted refractive index. However, it is desirable that the shape and refractive index of the silicon fine wire optical waveguide element and the silica-based optical waveguide element are adjusted so as to satisfy the single mode condition.

ところで、上述した構造では、第1コア102a,第2コア102bにより上部クラッド層103の表面に段差が形成された状態となっている。このような状態では、製造過程で加わる熱履歴などによる応力変化により、段差部に亀裂が発生するなどの問題が発生しやすい。従って、保護膜104は、平坦な状態で形成することがよりよい。   By the way, in the structure described above, a step is formed on the surface of the upper cladding layer 103 by the first core 102a and the second core 102b. In such a state, a problem such as a crack occurring in the stepped portion is likely to occur due to a stress change caused by a thermal history applied in the manufacturing process. Therefore, the protective film 104 is preferably formed in a flat state.

例えば、図3A〜図3Cに示すように、上部クラッド層103の上面が平坦化され、この上に保護膜104が形成されていれば良い。なお、図3Aは、図1のaa’線の断面を示し、図3Bは、図1のbb’線の断面を示し、図3Cは、図1のcc’線の断面を示している。   For example, as shown in FIGS. 3A to 3C, the upper surface of the upper cladding layer 103 may be flattened, and the protective film 104 may be formed thereon. 3A shows a cross section taken along the line aa 'in FIG. 1, FIG. 3B shows a cross section taken along the line bb' in FIG. 1, and FIG. 3C shows a cross section taken along the line cc 'in FIG.

以下、本発明の実施の形態における光モジュールの製造方法について、図4A〜図4Fを用いて説明する。まず、よく知られたシリコン・オン・インシュレータ(SOI)基板を用意する。このSOI基板の埋め込み絶縁層を下部クラッド層101とし、表面シリコン層をパターニングし、図4Aに示すように、第1シリコンコア105,第2シリコンコア106とする。例えば、表面シリコン層の上に、フォトリソグラフィー技術により所定のレジストパターンを形成する。次いで、レジストパターンをマスクとして公知のリアクティブイオンエッチングにより表面シリコン層をエッチング加工し、第1シリコンコア105,第2シリコンコア106を形成する。この後、レジストパターンを除去する。なお、図4A〜図4Fでは、下部クラッド層101が形成されている基板を省略して示していない。   Hereinafter, the manufacturing method of the optical module in embodiment of this invention is demonstrated using FIG. 4A-FIG. 4F. First, a well-known silicon-on-insulator (SOI) substrate is prepared. The buried insulating layer of this SOI substrate is the lower cladding layer 101, and the surface silicon layer is patterned to form the first silicon core 105 and the second silicon core 106 as shown in FIG. 4A. For example, a predetermined resist pattern is formed on the surface silicon layer by photolithography. Next, the surface silicon layer is etched by known reactive ion etching using the resist pattern as a mask to form the first silicon core 105 and the second silicon core 106. Thereafter, the resist pattern is removed. In FIGS. 4A to 4F, the substrate on which the lower cladding layer 101 is formed is not shown.

次に、図4Bに示すように、第1シリコンコア105,第2シリコンコア106を形成した下部クラッド層101の上に、化学量論組成のSiO2より屈折率の高い材料からなる膜301を形成する。例えば、化学量論組成のSiO2より酸素の組成比が少ないSiOxから膜301を構成すればよい。この膜307は、例えば、電子サイクロトロン共鳴(ECR)プラズマCVD法により上記SiOxを堆積することで形成すればよい。ECRプラズマCVD法によれば、200℃以下の低温条件でSiOxが堆積でき、かつ、膜質のよい膜301が形成できる。このため、酸化などにより第1シリコンコア105,第2シリコンコア106の厚さや寸法などを変化させることなく膜301が形成できる。 Next, as shown in FIG. 4B, a film 301 made of a material having a refractive index higher than that of SiO 2 having a stoichiometric composition is formed on the lower cladding layer 101 on which the first silicon core 105 and the second silicon core 106 are formed. Form. For example, the film 301 may be made of SiO x having a lower oxygen composition ratio than that of SiO 2 having a stoichiometric composition. The film 307 may be formed by depositing the SiO x by, for example, electron cyclotron resonance (ECR) plasma CVD. According to the ECR plasma CVD method, SiO x can be deposited under a low temperature condition of 200 ° C. or lower, and a film 301 with good film quality can be formed. Therefore, the film 301 can be formed without changing the thickness and dimensions of the first silicon core 105 and the second silicon core 106 due to oxidation or the like.

次に、膜301をパターニングすることで、図4Cに示すように、第1シリコンコア105と第2シリコンコア106との境界より第2シリコンコア106の側の第2領域132に第1コア102aを形成し、これに続く第3領域133に第2コア102bを形成する。また、中間クラッド層107を形成する。例えば、膜301の上にフォトリソグラフィー技術により所定のレジストパターンを形成する。次いで、レジストパターンをマスクとして公知のリアクティブイオンエッチングにより膜301をエッチング加工し、中間クラッド層107,第1コア102a,第2コア102bを形成する。   Next, by patterning the film 301, as shown in FIG. 4C, the first core 102a is formed in the second region 132 on the second silicon core 106 side from the boundary between the first silicon core 105 and the second silicon core 106. Then, the second core 102b is formed in the third region 133 that follows. Further, the intermediate cladding layer 107 is formed. For example, a predetermined resist pattern is formed on the film 301 by photolithography. Next, the film 301 is etched by known reactive ion etching using the resist pattern as a mask to form the intermediate cladding layer 107, the first core 102a, and the second core 102b.

ここで、第1コア102a,第2コア102bは、第1シリコンコア105,第2シリコンコア106より大きな断面形状に形成する。また、第2シリコンコア106は、第1コア102aにより覆われる状態とする。この構成により、第2領域132がスポットサイズ変換部となる。また、第1シリコンコア105を中間クラッド層107で覆う第1領域131は、シリコン細線光導波路素子となる。また、スポットサイズ変換部に続き、シリコンによるコアがない状態の第2コア102bによる第3領域133が、石英系光導波路素子となる。   Here, the first core 102 a and the second core 102 b are formed in a larger cross-sectional shape than the first silicon core 105 and the second silicon core 106. Further, the second silicon core 106 is covered with the first core 102a. With this configuration, the second region 132 becomes a spot size conversion unit. The first region 131 covering the first silicon core 105 with the intermediate cladding layer 107 is a silicon fine wire optical waveguide element. Further, following the spot size converter, the third region 133 formed by the second core 102b in a state where there is no core made of silicon is a silica-based optical waveguide device.

次に、図4Dに示すように、中間クラッド層107,第1コア102a,第2コア102bの上に膜302を形成する。例えば、プラズマCVD法によりSiO2を堆積することで、膜302を形成すればよい。このように形成した膜302の表面(上面)は、第1コア102a,第2コア102bなどの段差を反映して凹凸が形成された状態となっている。 Next, as shown in FIG. 4D, a film 302 is formed on the intermediate cladding layer 107, the first core 102a, and the second core 102b. For example, the film 302 may be formed by depositing SiO 2 by plasma CVD. The surface (upper surface) of the film 302 formed in this manner is in a state where irregularities are formed reflecting the steps of the first core 102a, the second core 102b, and the like.

次に、上述した膜302表面の段差を平坦化し、図4Eに示すように、表面が平坦化した上部クラッド層下部103aを形成する。例えば、よく知られた化学的機械的研磨(CMP)方により膜302の表面を研削研磨することで平坦化すれば良い。引き続き、上部クラッド層下部103aの上に、例えば、プラズマCVD法によりSiO2を堆積することで、図4Fに示すように、上部クラッド層上部103bを形成し、全体で所望の厚さとした上部クラッド層103を形成する。上部クラッド層上部103bを形成することで、上部クラッド層103を、導波路設計の所定の厚さとする。 Next, the step on the surface of the film 302 is flattened to form an upper clad layer lower portion 103a having a flattened surface as shown in FIG. 4E. For example, the surface of the film 302 may be planarized by grinding and polishing using a well-known chemical mechanical polishing (CMP) method. Subsequently, for example, SiO 2 is deposited on the lower clad layer lower portion 103a by, for example, a plasma CVD method, thereby forming an upper clad layer upper portion 103b as shown in FIG. 4F. Layer 103 is formed. By forming the upper clad layer upper portion 103b, the upper clad layer 103 has a predetermined thickness for the waveguide design.

次に、上部クラッド層103の上に、例えば、プラズマCVD法により窒化シリコンを堆積することで、図4Fに示すように、保護膜104を形成する。よりよくは、ECRプラズマCVD法により窒化シリコンを堆積するとよい。既に形成されている光導波路においては、高い温度の後処理により屈折率が変化するなどの影響が懸念される。これに対し、ECRプラズマCVD法によれば、200℃以下の低温条件で堆積でき、上述した影響がより発生しにくい状態となる。   Next, as shown in FIG. 4F, a protective film 104 is formed by depositing silicon nitride on the upper cladding layer 103 by, for example, plasma CVD. More preferably, silicon nitride is deposited by ECR plasma CVD. In the already formed optical waveguide, there is a concern that the refractive index changes due to post-treatment at a high temperature. On the other hand, according to the ECR plasma CVD method, deposition can be performed under a low temperature condition of 200 ° C. or less, and the above-described influence is less likely to occur.

上述したことにより、第1領域131のシリコン細線光導波路素子、第2領域132のスポットサイズ変換部、および第3領域133の石英系光導波路素子を備える光モジュールが得られる。なお、第1領域131のシリコン細線光導波路素子では、コア102および上部クラッド層103が、上方のクラッドとして機能する。   As described above, an optical module including the silicon thin-line optical waveguide device in the first region 131, the spot size conversion unit in the second region 132, and the silica-based optical waveguide device in the third region 133 is obtained. In the silicon fine line optical waveguide device in the first region 131, the core 102 and the upper clad layer 103 function as an upper clad.

以上に説明したように、本発明によれば、窒化シリコンから構成された保護膜を備えるようにしたので、上部クラッド層における大気中の水分吸収が抑制され、シリコン光導波路と石英系光導波路とをモノリシック集積した光モジュールの特性が劣化しないようになる。   As described above, according to the present invention, since the protective film made of silicon nitride is provided, moisture absorption in the atmosphere in the upper cladding layer is suppressed, and the silicon optical waveguide and the silica-based optical waveguide The characteristics of the optical module in which the monolithic integration is integrated will not be deteriorated.

水分吸収の抑制効果について、表1を用いて説明する。表1は、85℃・85%の高温高湿条件の環境に配置した光モジュールにおける損失の変化を試験した結果である。表1に示すように、保護膜を形成しない場合、光モジュールは0.62dB/cmの損失の増加が測定された。これに対し、保護膜を形成すると、損失増加は0.34dB/cmに低減された。更に、平坦化してから保護膜を形成すると、損失の増加は見られない。このことは、SiNによる保護膜は、光導波路への水の浸入を防ぐ防湿効果を持ち、更に、段差構造のない平坦化した状態で保護膜を形成すると、より大きな効果が得られることを示している。このように、本発明によれば、高品質で高機能な光モジュールが実現できる。   The effect of suppressing moisture absorption will be described with reference to Table 1. Table 1 shows the results of testing changes in loss in an optical module placed in an environment of high temperature and high humidity conditions of 85 ° C. and 85%. As shown in Table 1, when the protective film was not formed, an increase in loss of 0.62 dB / cm was measured for the optical module. In contrast, when the protective film was formed, the loss increase was reduced to 0.34 dB / cm. Further, when the protective film is formed after planarization, no increase in loss is observed. This indicates that a protective film made of SiN has a moisture-proof effect to prevent water from entering the optical waveguide, and that a greater effect can be obtained if the protective film is formed in a flat state without a step structure. ing. Thus, according to the present invention, a high-quality and high-performance optical module can be realized.

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形および組み合わせが実施可能であることは明白である。   The present invention is not limited to the embodiment described above, and many modifications and combinations can be implemented by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious.

本発明の趣旨は、シリコン光導波路と石英系光導波路とをモノリシック集積した光モジュールの損失を低損失のまま維持できる構造とその作製方法を提供するものであり、SiOx,SiOxy,SiNのいずれかより構成したコアとシリコンコアとは、接続されて配置されていればよく、SiOx,SiOxy,SiNのいずれかより構成したコアとシリコンコアとがオーバーラップしている必要はない。また、シリコンコアの先端部がテーパ形状となっている必要もない。例えば、シリコンコアが先端に行くほど太くなる形状としてもよい。 The gist of the present invention is to provide a structure capable of maintaining the loss of an optical module monolithically integrated with a silicon optical waveguide and a silica-based optical waveguide while maintaining a low loss, and a method for manufacturing the structure. SiO x , SiO x N y , The core composed of any one of SiN and the silicon core need only be connected and arranged, and the core composed of any one of SiO x , SiO x N y , and SiN overlaps with the silicon core. There is no need. Further, the tip of the silicon core does not need to be tapered. For example, the silicon core may have a shape that becomes thicker toward the tip.

ここで、接続とは、SiOx,SiOxy,SiNのいずれかより構成したコアとシリコンコアとが、光結合可能な状態であることを示している。従って、接続する領域において、シリコンコアの端部と石英系コアの端部とが、当接している必要はなく、光結合が可能な範囲で離間していてもよい。ただし、両者の結合効率などを考慮すれば、前述したように、スポットサイズ変換部を構成した方がよい。 Here, the connection means that a core composed of any one of SiO x , SiO x N y , and SiN and a silicon core can be optically coupled. Therefore, in the region to be connected, the end of the silicon core and the end of the quartz-based core do not need to be in contact with each other, and may be separated as long as optical coupling is possible. However, considering the coupling efficiency between the two, it is better to configure the spot size conversion unit as described above.

101…下部クラッド層、102…コア、102a…第1コア、102b…第2コア、103…上部クラッド層、104…保護膜、105…第1シリコンコア、106…第2シリコンコア、106a…先端、107…中間クラッド層、131…第1領域、132…第2領域、133…第3領域。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... Lower clad layer, 102 ... Core, 102a ... First core, 102b ... Second core, 103 ... Upper clad layer, 104 ... Protective film, 105 ... First silicon core, 106 ... Second silicon core, 106a ... Tip 107, intermediate cladding layer, 131, first region, 132, second region, 133, third region.

Claims (6)

酸化シリコンから構成された下部クラッド層を形成する下部クラッド形成工程と、
SiOx,SiOxy,SiNのいずれかより構成されたコアを前記下部クラッド層の上に形成するコア形成工程と、
酸化シリコンから構成された上部クラッド層を前記コアを覆って前記下部クラッド層の上に形成する上部クラッド層形成工程と、
窒化シリコンから構成された保護膜を前記上部クラッド層の上を覆って形成する保護膜形成工程と
を備えることを特徴とする光モジュールの製造方法。
A lower cladding forming step of forming a lower cladding layer composed of silicon oxide;
Forming a core made of any of SiO x , SiO x N y , and SiN on the lower cladding layer;
An upper clad layer forming step of forming an upper clad layer made of silicon oxide on the lower clad layer so as to cover the core;
And a protective film forming step of forming a protective film made of silicon nitride so as to cover the upper clad layer.
請求項1記載の光モジュールの製造方法において、
前記コア形成工程の前に、第1領域の前記下部クラッド層の上に導波方向に同一の幅とされたシリコンよりなる第1シリコンコア、および前記第1領域に続く第2領域の前記下部クラッド層の上に前記第1シリコンコアに連続して先端に行くほど漸次幅が細くなるテーパー形状のシリコンよりなる第2シリコンコアを形成するシリコンコア形成工程を備え、
前記コア形成工程では、前記第1領域の前記下部クラッド層上に前記第1シリコンコアを覆うSiOx,SiOxy,SiNのいずれかから構成された中間クラッド層と、前記第2領域の前記下部クラッド層上で前記第2シリコンコアを覆い前記中間クラッド層に連続する第1コア、および前記第2領域に続く第3領域の前記下部クラッド層上に前記第1コアに連続する第2コアからなる前記コアとを形成し、
前記上部クラッド層形成工程では、前記中間クラッド層、前記第1コア、前記第2コアの上に前記上部クラッド層を形成する
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
In the manufacturing method of the optical module of Claim 1,
Before the core forming step, a first silicon core made of silicon having the same width in the waveguide direction on the lower cladding layer in the first region, and the lower portion of the second region following the first region A silicon core forming step of forming a second silicon core made of tapered silicon on the cladding layer, the width of which gradually becomes narrower toward the tip of the first silicon core;
In the core formation step, an intermediate clad layer made of any one of SiO x , SiO x N y , and SiN covering the first silicon core on the lower clad layer in the first region, A first core that covers the second silicon core on the lower cladding layer and that continues to the intermediate cladding layer, and a second core that continues to the first core on the lower cladding layer in a third region following the second region. Forming the core consisting of a core,
In the upper clad layer forming step, the upper clad layer is formed on the intermediate clad layer, the first core, and the second core.
請求項1または2記載の光モジュールの製造方法において、
保護膜形成工程の前に前記上部クラッド層の上面を平坦する平坦化工程を備え、
前記保護膜形成工程では、平坦化された前記上部クラッド層の上に前記保護膜を形成する
ことを特徴とする光モジュールの製造方法。
In the manufacturing method of the optical module of Claim 1 or 2,
A flattening step of flattening the upper surface of the upper clad layer before the protective film forming step;
In the protective film forming step, the protective film is formed on the planarized upper clad layer.
酸化シリコンから構成された下部クラッド層と、
前記下部クラッド層の上に形成されてSiOx,SiOxy,SiNのいずれかより構成されたコアと、
前記下部クラッド層の上に前記コアを覆って形成されて酸化シリコンから構成された上部クラッド層と、
前記上部クラッド層の上を覆って形成されて窒化シリコンから構成された保護膜と
を備えることを特徴とする光モジュール。
A lower cladding layer composed of silicon oxide;
A core formed on the lower cladding layer and made of any one of SiO x , SiO x N y , and SiN;
An upper clad layer formed on the lower clad layer and covering the core and made of silicon oxide;
An optical module comprising: a protective film formed over the upper clad layer and made of silicon nitride.
請求項4記載の光モジュールにおいて、
第1領域の前記下部クラッド層の上に形成されて導波方向に同一の幅とされたシリコンよりなる第1シリコンコアと、
前記第1領域に続く第2領域の前記下部クラッド層の上に前記第1シリコンコアに連続して形成されて先端に行くほど漸次幅が細くなるテーパー形状のシリコンよりなる第2シリコンコアと、
前記第1領域の前記下部クラッド層上に前記第1シリコンコアを覆って形成されてSiOx,SiOxy,SiNのいずれかから構成された中間クラッド層と
を備え、
前記コアは、
前記第2領域の前記下部クラッド層上に前記第2シリコンコアを覆って形成された第1コアと、
前記第2領域に続く第3領域の前記下部クラッド層上に前記第1コアに連続して形成された第2コアと
から構成され、
前記第1コアは前記中間クラッド層から連続して形成され、
前記上部クラッド層は、前記中間クラッド層、前記第1コア、前記第2コアの上に形成されている
ことを特徴とする光モジュール。
The optical module according to claim 4,
A first silicon core made of silicon formed on the lower cladding layer in the first region and having the same width in the waveguide direction;
A second silicon core made of tapered silicon formed continuously on the first silicon core on the lower cladding layer in the second region following the first region and gradually narrowing toward the tip;
An intermediate clad layer formed on the lower clad layer in the first region so as to cover the first silicon core and composed of any one of SiO x , SiO x N y , and SiN;
The core is
A first core formed on the lower cladding layer in the second region and covering the second silicon core;
A second core formed continuously on the lower cladding layer in the third region following the second region and continuously with the first core;
The first core is formed continuously from the intermediate cladding layer;
The upper clad layer is formed on the intermediate clad layer, the first core, and the second core. An optical module, wherein:
請求項4または5記載の光モジュールにおいて、
前記上部クラッド層の上面は平坦化されていることを特徴とする光モジュール。
The optical module according to claim 4 or 5,
An optical module, wherein the upper surface of the upper cladding layer is flattened.
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