JP3666463B2 - 光導波路デバイスおよび光導波路デバイスの製造方法 - Google Patents

光導波路デバイスおよび光導波路デバイスの製造方法 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はアレイ導波回路格子（ＡＷＧ）等の光導波路デバイスおよび光導波路デバイスの製造方法に係わり、特に光の導波するコアの形成された箇所を切断したり加工するのに適した光導波路デバイスおよび光導波路デバイスの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インターネット等の通信技術の飛躍的な進展に伴って光導波路デバイスの高機能化が急速に図られている。これと共に、光導波路デバイスのハイブリッド実装も盛んに行われるようになっている。このようなハイブリッド実装を行う際には、光導波路デバイス同士を接合するためにデバイスを所定の部位で高精度に切断したり、あるいは他の部品を組み込むためにデバイスに溝あるいは空間を設けるといった各種の加工が行われる。また、このようなハイブリッド化を行わない場合でも、光の入出力のために光導波路デバイスの端面に、光ファイバアレイ等の部品を接合する場合がある。そのためにウェハから切り出されたこれらの光導波路デバイスの端面あるいは所定の箇所を切断あるいは切削するといったことが行われている。
【０００３】
ところが、このように光導波路デバイスの切断あるいは切削を行う場合には、その上面が平坦でないと上面の凹凸により、光導波路端面に欠けや凹みが発生してしまう。これにより、この面に接して配置する部品との光学的な接続が良好に行われなくなる。この切断面の形について考察する前に、一般に光導波路デバイスの上面が凹凸を生じやすいことについて説明する。
【０００４】
図２２は、基板上にコアおよびクラッドを形成する場合の製作プロセスの一例を表わしたものである。まず同図（ａ）に示すようにシリコン（Ｓｉ）等の基板１を用意し、同図（ｂ）に示すようにその一方の面にクラッド層の下側を形成する下クラッド層２を成膜する。更に、同図（ｃ）に示すように下クラッド層２の上に将来コアの部分となるコア層３を成膜する。
【０００５】
同図（ｄ）はコア層３の必要でない箇所を除去するための処理工程を示したものである。コア層３の上に感光性レジスト４が塗布され、その上をフォト・マスク５で覆って紫外光６が照射されている。フォト・マスク５には、コアとして残る部分に対応したパターン７が形成されている。この結果、感光性レジスト４には、コアとして残る部分の領域のみ、あるいはコアとして残る部分を除いた領域に紫外光が照射される。同図（ｅ）は感光性レジスト４を現像した後の状態を示したものである。コアとして残る部分のみ感光性レジスト４Ａが残っている。
【０００６】
同図（ｆ）は、エッチングが行われた後の状態を表わしたものである。エッチングによってコア層３のうちの感光性レジスト４Ａが存在しなかった部分が除去された結果として、必要とされるコアの部分３Ａのみが残存している。同図（ｇ）は薬品によって感光性レジスト４Ａが除去された状態を表わしたものである。
【０００７】
この後、同図（ｈ）に示すように下クラッド層２およびコアの部分３Ａの上に成膜によって上クラッド層８を成膜する。この成膜工程では、クラッドとなる部分がこの図の上から堆積していくことになるので、同図（ｇ）で出っ張ったコアの部分３Ａに相当する箇所の上クラッド層８がこれ以外の箇所よりも盛り上がることになる。
【０００８】
図２３〜図２５は、光導波路デバイスの断面構造の幾つかを示したものである。これらの図で図２２と同一部分には同一の符号を付しており、これらの説明を適宜省略する。これらの図のうち図２３は、図２２で説明した製作プロセスで制作した光導波路デバイスであり、埋め込み型導波路と呼ばれている。
【０００９】
図２４は、リッジ型導波路と呼ばれているものであり、基板１の上に形成されたクラッド２の更に上に形成されたコア層２１の一部が凸型に出っ張っている。この部分２１Ａがコアとしての役割を果たしている。図２５はストリップ装荷型導波路と呼ばれているものであり、クラッド２の上に形成されたコア２２の一部にコア２３を装荷したものである。
【００１０】
光導波路デバイスはこの他にも幾つか異なった製作プロセスを経るものがあるが、図２３〜図２５に示した光導波路デバイスでは、コア３Ａ、２１Ａ、２３がその周囲よりも一段と高く形成される。したがって、次のプロセスで上クラッド層８を形成すると、コア３Ａ、２１Ａ、２３の上の箇所がそれ以外の箇所よりも盛り上がってしまうことになる。
【００１１】
このような光導波路デバイスの切断あるいは切削に関して従来行われた処理について次に説明する。
【００１２】
図２６および図２７は、光導波路デバイスの基板の途中まで切削して溝を形成する例を示したものである。特開平１１−２３８７３号公報に示されたこの提案は、光導波路デバイスに溝を加工するようになっている。まず第１のステップでは、図２６に示すように光導波路基板１１の上に形成されたコア１２およびクラッド１３、１４からなる導波路部分１５にエッチングで溝１６を形成する。次に第２のステップで図２７に示すように溝１６の幅よりも狭い幅のブレード１７を使用して機械的な切削を行い、溝１６を光導波路基板１１内にも形成する。
【００１３】
この提案では、第１のステップで硬質の導波路部分１５に対してエッチングで溝を形成する。したがって、ブレード１７の傷みが低減される。また、導波路部分１５についてはエッチングで溝１６を形成しているので、その部分の欠けが少なくなる。なお、ブレードの位置の制御については特開２０００−２７５４５０号公報等に開示されている。
【００１４】
ところで、光導波路デバイスの上面の導波路部分にはコアとクラッドが存在しており、これらに位置的に対応する基板上面部分との間には既に説明したように凹凸が存在する。このような凹凸のある箇所を切断したり、溝を切るといった加工を行うと、凹部と凸部を原因として加工された端面の形状に変形が起こり、これによって光学特性に劣化が生じてしまう。
【００１５】
図２８は、ある光導波路デバイスの端部近傍を表わしたものであり、図２９は図２８に示した光導波路を上面側から見たものである。これらの図に示す光導波路デバイス３１は基板部分３２と導波路部分３３から構成されており、導波路部分３３が図で上方に突出し、全体の断面形状が凸型となっている。この光導波路デバイス３１の一端部からわずかに内側の部分を破線３５に沿って基板上面に垂直に切断するものとする（図２９参照）。切断の手法について、反応性イオンエッチングとブレードによる切断を考えてみる。
【００１６】
図３０は、反応性イオンエッチングの製造プロセスの概要を表わしたものである。同図（ａ）は加工前の光導波路デバイス３１を側面から見たものである。同図（ｂ）に示すように光導波路デバイス３１の上面に感光性のレジスト（フォトレジスト）４１を塗布し、同図（ｃ）に示すようにフォト・マスク４２で覆って、図２９に破線３５で示した位置のみにＵＶ光（ultraviolet：紫外光）４３を照射してパターンを転写する。そして、レジスト４１を現像することで、ＵＶ光４３の照射された線状の部分についてレジスト４１を選択的に除去する。
【００１７】
この後、ガスに高周波電力を印加してプラズマ状態とし、そこで生じたプラスイオンを加速して、光導波路デバイスに衝突させる。これにより反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が行われる。導入ガスには、基板材料と反応しやすく揮発性物質を作りやすいフッ素、塩素などのハロゲンを含む化合物を使用する。これにより、切断される場所の物質とガスが反応して揮発性物質が生成され、加工が進行していく。
【００１８】
図３１は、ブレードを用いた光導波路デバイスの切断の様子を表わしたものである。この場合には、円板状のブレード５１を図２９に破線３５で示した位置で光導波路デバイス３１に押し当てて、切断を行うことになる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
図３２（ａ）および（ｂ）は、反応性イオンエッチングを行った場合のエッチング後の端面の変化を表わしたものである。基板部分３２から突出した導波路部分３３が他の切断面よりも後退し、凹み３６を生じてさせている。これは、図３０（ｃ）で示したように突出した導波路部分３３のレジスト４１が他の導波路上面よりも薄くなっていることが原因である。すなわち突出した導波路部分３３は他の部分よりもエッチングされやすいので、この突出した導波路部分３３の切断箇所が後退することになる。
【００２０】
一方、図３１に示したブレード５１あるいはダイシングソーで光導波路デバイスを切断する場合には、先の特開平１１−２３８７３号公報でも指摘されているように、比較的硬い突出したコア部分でブレードが傷つきやすいだけでなく、導波路部分３３に欠けが発生するおそれがある。
【００２１】
図３３は導波路部分のこのような欠けの一例を示したものである。図３２（ａ）と対応する図３３における基板部分３２から突出した導波路部分３３の端部に欠け３７が生じている。また、図２４あるいは図２５に示したようにコア部が凸部を形成しクラッド部が凹部を形成しているような光導波路デバイスでは、応力の局所的な集中により、コア部またはクラッド部が選択的にチッピングを起こすことがある。このようなチッピングや凸部におけるブレードの変形で、切断端面に欠陥が生じる。
【００２２】
以上説明したように従来では光導波路デバイスの上面に凹凸がある場合、この部分を精度良く切断することが困難であった。溝を加工する場合も同様であった。このため、加工により生じた端面や溝に合わせて他の部品を良好に接着したり組み込むことができず、ハイブリッド実装した部品あるいは端面に他の部品を接合した部品の光学特性が劣化するという問題があった。
【００２３】
そこで本発明の目的は、コアの箇所を高精度に切断あるいは切削することのできる光導波路デバイスあるいはこのような切断あるいは切削が可能となる光導波路デバイスの製造方法を提供することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
この発明の光導波路デバイスでは、（イ）基板と、（ロ）該基板上に形成されるクラッド層と、（ハ）該クラッド層上において、光を伝搬するコアが配置され、周囲部分よりも帯状に突出された導波路部分と、（ニ）前記したクラッド層上において、前記したコアと交差するコア層が配置され、前記した導波路部分と同じ高さを有する切断部分とを備え、（ホ）前記した基板が前記した切断部分に沿って切断され、その切断箇所が同じ高さとなっていることを特徴としている。
【００２５】
すなわちこの発明では、クラッド層上において、光を伝搬するコアが配置され、周囲部分よりも帯状に突出された導波路部分に対して、前記したコアと交差するコア層が配置され、前記した導波路部分と同じ高さを有する切断部分を備えるようにしている。切断時にはこの切断部分に沿って切断する。切断部分は切断箇所の高さが導波路部分と一致している。したがって、切断時に凹凸による局所的な応力等が発生することがなく、切断を高精度に行うことができる。
【００５４】
この発明では、（イ）基板上にクラッド層を形成するクラッド層形成工程と、（ロ）該クラッド層形成工程で形成されたクラッド層上に、光を伝搬するコアが配置され、周囲部分よりも帯状に突出された導波路部分を形成する導波路部分形成工程と、（ハ）該導波路部分形成工程で形成されたコアと交差するコア層が配置され、前記した導波路部分と同じ高さを有する切断部分を形成する切断部分形成工程と、（ニ）前記した基板が前記した切断部分に沿って切断され、その切断箇所が同じ高さとなっている切断工程とを光導波路デバイスの製造方法に具備させることを特徴としている。
【００５５】
すなわちこの発明では、基板上にクラッド層を形成し、更にクラッド層上に、光を伝搬するコアが配置され、周囲部分よりも帯状に突出された導波路部分を、導波路部分形成工程で形成する。また、切断部分形成工程では、該導波路部分形成工程で形成されたコアと交差するコア層が配置され、前記した導波路部分と同じ高さを有する切断部分を形成する。切断工程では、前記した基板が前記した切断部分に沿って切断され、その切断箇所が同じ高さとなっている。このため、切断箇所を切断する際に凹凸による局所的な応力等が発生することがなく、切断を高精度で行うことができる。
【００７６】
【発明の実施の形態】
【００７７】
【実施例】
以下実施例につき本発明を詳細に説明する。
【００７８】
図１は本発明の一実施例における光導波路デバイスを構成する光導波路デバイスの切断前の状態を表わしたものであり、図２８と対応するものである。光導波路デバイス１０１は、図２８と同様にこの図で手前から奥に向けて周囲の部分１０２よりも帯状に突出した導波路部分１０３を備えている。この導波路部分１０３の内部あるいは図でそれよりも下側の箇所には図示しないコアが配置されている。図２８と異なる点は、破線１０５で示した切断箇所が導波路部分１０３と同一の高さの切断用壁（切断用部材）１０６を形成している点である。
【００７９】
図２は、図２９に対応するもので、本実施例の光導波路デバイスを構成する光導波路デバイスの導波路上面を上方から見たものである。この図でも了解されるように破線１０５で示した切断箇所は切断用壁１０６の頂上部分に沿っている。切断用壁１０６は帯状に突出している導波路部分１０３と同一の高さとなっているので、これらの部分は全体としてＴ字形となっている。
【００８０】
図３は、反応性イオンエッチングを行った後の光導波路デバイスを表わしたものである。図２で破線１０５で示した切断箇所はその全域が同一の高さとなっている。したがって、反応性イオンエッチングを行う前に塗布したレジストは、切断用壁１０６の頂上部分で均一な厚さとなっている。このため、反応性イオンエッチングによる切断は図２の破線１０５で示したように凹みが発生することなく行われることになる。
【００８１】
図４〜図６は、このような光導波路デバイスを製作するプロセスの主要な各段階を示したものである。このうち図４は、この光導波路デバイスの基板１１１を表わしている。基板１１１はシリコン（Ｓｉ）等が使用される。図５は基板１１１の上にクラッド層の下側を形成する下クラッド層１１２を成膜した状態を表わしたものである。図６は、下クラッド層１１２の上にコア層１１３を一様に形成した状態を表わしたものである。ここまでは従来の光導波路デバイスを製作するプロセスと全く同一である。
【００８２】
図７は、図２２（ｄ）に対応するもので、図６で示したコア層をエッチングするために使用するフォト・マスクのパターンを示したものである。本実施例のフォト・マスク１２１は、コアとして残す部分が紫外光を遮蔽するＴ字型のパターン１２２となっている。このフォト・マスク１２１を図６で示したコア層１１３の上に塗布した図示しない感光性レジストの上に配置して紫外光を照射する。この後、感光性レジストを現像すると、Ｔ字型のパターン１２２と同一のパターンで感光性レジストがコア層１１３の上に残存する。これを薬品処理すると、コア層１１３における感光性レジストが存在しない部分がエッチングされて除去される。
【００８３】
図８は、このようにしてＴ字型のコア層が形成された光導波路デバイスの製作途中のプロセスを示したものである。これに、更に上クラッドを成膜すると、図１に示したような光導波路デバイス１０１が得られることになる。図８に示したＴ字型のコア層１１３の各部の高さは等しい。このため、上クラッドを成膜した段階で、図１に示すように帯状に突出した導波路部分１０３と切断用壁１０６は全く同一の高さとなっている。したがって、反応性イオンエッチングを行って光導波路デバイス１０１を破線１０５で示した切断箇所で切断する場合、この切断箇所に凹凸がなく、切断の際に端面に歪みを生じることはない。ダイシングソーで光導波路デバイスを切断する場合にも、同様に端面の欠け（チッピング）を起こすことがなく切断端面が変形することがない。
【００８４】
ところで、本実施例の光導波路デバイス１０１では、図３に示すように切断の後に切断用壁１０６の一部が導波路部分１０３に接続された形で残存する。この残存した切断用壁１０６が光導波路デバイス１０１の光学的な損失増加を生じさせることが考えられる。そこで、これについて考察する。
【００８５】
図９は、切断用壁の残り量としての厚さ（μｍ）とこれによる過剰損失（ｄＢ）の関係を表わしたものである。残存した切断用壁１０６がたとえば５μｍであったとすると、図９に示した特性図より損失の増加分は０．０１ｄＢ未満である。このように切断用壁１０６による光学特性への影響は殆どない。この結果、本実施例の光導波路デバイス１０１では、光学特性を犠牲にせずに端面の変形を抑えることが可能になるという効果を得ることになる。
【００８６】
発明の第１の変形例
【００８７】
図１０は、本発明の第１の変形例としての光導波路デバイスの要部を表わしたものである。この変形例では、光導波路デバイス１３１の上面に帯状に突出した複数本の導波路部分１３２1〜１３２3が互いに間隔を置いて平行に配置されている。また、同じく帯状に突出した切断用部材１３３がこれらの導波路部分１３２1〜１３２3を直角に横切る形で配置されている。各導波路部分１３２1〜１３２3と切断用部材１３３は、先の実施例と同様に同一のコア層をエッチングにより処理して所望のパターンとし、その上にクラッドを形成したものである。したがって、切断用部材１３３は、どの位置でも高さが等しい平坦なものとなっている。
【００８８】
この第１の変形例の場合には、破線１３４で示すように切断用部材１３３の中央部を、たとえば反応性イオンエッチングによって切断することで、この図で上下２つの光導波路デバイスに分割することができる。切断用部材１３３は平坦な面となっているので、結果的にそれぞれの導波路部分１３２1〜１３２3の終端部分の切断面に歪みが発生するおそれはない。したがって、たとえば切断後の切断用部材１３３に図示しないファイバアレイを対向配置することで、良好な光学結合を得ることができる。
【００８９】
発明の第２の変形例
【００９０】
図１１は、本発明の第２の変形例における光導波路デバイスの切断前の状態を表わしたものである。この例の光導波路デバイス１４１でも、光導波路デバイス１４１の上面に帯状に突出した複数本の導波路部分１４２1〜１４２3が互いに間隔を置いて平行に配置されている。ただし、同じく帯状に突出した切断用部材１４３はこれらの導波路部分１４２1〜１４２3の長手方向と直交しておらず、長手方向と直交する方向から角度θだけ傾いている。ここで角度θは、たとえば−１０度〜１０度の傾きとなっている。
【００９１】
この第２の変形例でも、各導波路部分１４２1〜１４２3と切断用部材１４３は、先の実施例と同様に同一のコア層をエッチングにより処理して所望のパターンとし、その上にクラッドを形成したものである。したがって、切断用部材１４３は、どの位置でも高さが等しい平坦なものとなっており、破線１４４で示すように切断用部材１４３の中央部を、たとえば反応性イオンエッチングによって切断したとき、切断面に歪みが発生するおそれはない。しかも、この第２の変形例の場合には、各導波路部分１４２1〜１４２3の切断後の端面に光が反射して入射側に戻るという問題を解消することができる。
【００９２】
図１２は、戻り光の影響を回避する原理を示したものである。導波路部分１４２から切断用部材１４３の方向に進行した光１４６は、図１１で示した破線１４４の位置のコアの切断面１４７を透過する一方、一部の光が法線１４８に対して角度θで反射する。この反射光は元の導波路部分１４２に戻らずに切断用部材１４３の内部を反射しながら伝播し減衰することになる。
【００９３】
発明の第３の変形例
【００９４】
図１３は、本発明の第３の変形例における光導波路デバイスの切断前の状態を表わしたものである。この第３の変形例における光導波路デバイス１５１でも、各導波路部分１５２1〜１５２3と切断用部材１５３は、先の実施例と同様に同一のコア層をエッチングにより処理して所望のパターンとし、その上にクラッドを形成したものである。したがって、切断用部材１５３は、どの位置でも高さが等しい平坦なものとなっており、破線１５４で示すように切断用部材１５３の中央部を、たとえば反応性イオンエッチングによって切断したとき、切断面に歪みが発生するおそれはない。
【００９５】
しかも、この第３の変形例の場合には、各導波路部分１５２1〜１５２3の切断用部材１５３と接する箇所の近傍が先端に近づくほど狭まる形状のテーパ１５５となっている。このため、テーパ１５５の形状にもよるが図示しないファイバアレイ等の光学部品と破線１５４で示す切断面を対向させたとき、切断用部材１５３を介してのこの光学部品との光学的な結合を良好にすることができる。
【００９６】
発明の第４の変形例
【００９７】
図１４は、本発明の第４の変形例における光導波路デバイスの切断前の状態を表わしたものである。この第４の変形例における光導波路デバイス１６１でも、各導波路部分１６２1〜１６２3と切断用部材１６３は、先の実施例と同様に同一のコア層をエッチングにより処理して所望のパターンとし、その上にクラッドを形成したものである。したがって、切断用部材１６３は、どの位置でも高さが等しい平坦なものとなっており、破線１６４で示すように切断用部材１６３の中央部を、たとえば反応性イオンエッチングによって切断したとき、切断面に歪みが発生するおそれはない。
【００９８】
しかも、この第４の変形例の場合には、各導波路部分１６２1〜１６２3の切断用部材１６３と接する箇所の近傍が先端に近づくほど広まる形状のテーパ１６５となっている。このため、テーパ１６５の形状にもよるが図示しないファイバアレイ等の光学部品と破線１６４で示す切断面を対向させたとき、切断用部材１６３を介してのこの光学部品との光学的な結合を良好にすることができる。
【００９９】
なお、これらの変形例では各導波路部分１５２1〜１５２3、１６２1〜１６２3の先端部をテーパ形状としたが、指数関数の形状あるいは２次関数の形状にしたり、これらを組み合わせた複合形状とするものであってもよい。
【０１００】
発明の第５の変形例
【０１０１】
図１５は、本発明の第５の変形例における光導波路デバイスとしてのプレーナ光波回路を、その基板面から所定の高さの位置で水平に切断した状態を表わしたものである。このプレーナ光波回路１７１は、入力用シングルモード光ファイバ１７２と出力用光ファイバ１７３とが固定用のガラスブロック１７４により、それぞれデバイス本体１７５上に形成された第１および第２の光導波路１７６、１７７と光軸を一致させて接続されている。第１および第２の光導波路１７６、１７７の合流する位置の近傍には溝１７８が設けられており、その中にフィルタとしての誘電体多層膜１７９が挿入され、接着剤で固定されている。第１および第２の光導波路１７６、１７７と反対側に形成されている第３の光導波路１８１の光軸は第１の光導波路１７６の光軸と一致している。誘電体多層膜１７９は、１．５５μｍの光を反射し、１．３μｍの光を透過する特性を有している。第３の光導波路１８１は途中でＹ字状に分岐して、そのＹ分岐の一端にはレーザダイオード１８２が配置されており、他端にはフォトダイオード１８３が配置されている。
【０１０２】
このようなプレーナ光波回路１７１では、入力用シングルモード光ファイバ１７２から波長多重化された１．３μｍおよび１．５５μｍの光が入出力用の第１の光導波路１７６に入射される。このうちの１．５５μｍの光は、誘電体多層膜１７９で反射されて第２の光導波路１７７から出力用光ファイバ１７３に出力される。１．３μｍの光は誘電体多層膜１７９を透過して、第３の光導波路１８１のＹ分岐で二分された後、フォトダイオード１８３に結合する。なお、Ｙ分岐の他方にはレーザダイオード１８２が配置されている。このようなプレーナ光波回路１７１は、たとえば特開２００１-２４９２４７号公報に開示されている。
【０１０３】
図１６は、図１５に示した光導波路デバイスの切断前のコアのパターンを示したものである。図１５の第１および第２の光導波路１７６、１７７に対応する帯状に突出した各導波路部分１９１、１９２の図で左端側には、これらと同一の高さの切断用壁１９３が形成されており、図１５に示したガラスブロック１７４と接合するために破線１９４で示す位置で、ダイシングソーで切断された後に研磨される。
【０１０４】
また、各導波路部分１９１、１９２の合流している側には、図１５の第３の光導波路１８１に対応する導波路部分１９５の端部を挟むような形で、やや太い切断用壁１９６が形成されている。この切断用壁１９６もその高さは各導波路部分１９１、１９２、１９５と一致している。切断用壁１９６は２つの平行な破線１９７、１９８で示す位置で反応性イオンエッチングあるいはダイシングソーで切削される。同様に図１５のレーザダイオード１８２およびフォトダイオード１８３の埋設される位置にも切断用壁２０１、２０２が設けられ、それぞれ破線２０３、２０４に沿って切削処理が行われることになる。
【０１０５】
なお、以上説明した実施例および変形例では、コアおよびコアと同一材質で形成された切断用部材の高さを同一としたが、切断を行う箇所としての切断用部材がその切断方向に凹凸がない状態、すなわち平坦であればよい。したがって、切断用部材の上面がどの箇所も同一の高さとなっている必要はなく、光の進行に特に支障がなければ切断方向あるいはこれと直交する方向に一様な傾斜を有していてもよい。また、実施例および変形例では周囲よりも出っ張っている箇所の切断について考察したが、周囲に対して窪んでいる箇所の切断についても本発明を同様に適用することができる。
【０１０６】
また、第５の変形例では切断後の切断用壁と他の部品との光学的な結合について簡単に説明したが、これ以外の例を次に示してみる。
【０１０７】
図１７は、２本の導波路の切断後の切断用壁にフィルタを挿入した例を示したものである。同図（Ａ）は光導波路デバイスを上から見た状態を表わしたものであり、同図（Ｂ）は側面から見た状態を表わしたものである。デバイス本体３０１上に生成された１対の導波路部分３０２、３０３に接続する切断用壁３０４、３０５は、元々は１つの切断用壁を構成しており、ダイシングソーで所定の幅および深さで切削されたものである。これによって生じた溝の部分にフィルタ３０６が挿入されている。
【０１０８】
図１８は、導波路の切断後の切断用壁に光ファイバの端面を対向させる例を示したものである。同図（Ａ）は光導波路デバイスを上から見た状態を表わしたものであり、同図（Ｂ）は側面から見た状態を表わしたものである。デバイス本体３１１上に生成された導波路部分３１２の切断用壁３１３は、そのコアに相当する箇所を光ファイバ３１４のコアの先端に対向させて両者の光学的な結合を行っている。
【０１０９】
図１９は、２つの光導波路デバイスの切断用壁同士を直接対向させて光学的に結合させた例を示したものである。同図（Ａ）は光導波路デバイスを上から見た状態を表わしており、同図（Ｂ）は側面から見た状態を表わしている。この例では、２つの光導波路デバイス３２１、３２２が、これらの導波路部分３２３、３２４に接続する切断用壁３２５、３２６をそれぞれのコアの位置が一致するように対向させている。図ではそれぞれの光導波路デバイス３２１、３２２が１本ずつの導波路部分３２３、３２４を備えている場合を示しているが、複数本ずつ光導波路を備えている場合には、これらが同時に光学的な結合を行うことになる。
【０１１０】
図２０は、光導波路デバイスと発光素子あるいは受光素子等の光学素子とが光学的に結合した例を示したものである。同図（Ａ）は光導波路デバイスを上から見た状態を表わしており、同図（Ｂ）は側面から見た状態を表わしている。光導波路デバイス３３１の導波路部分３３２に接続する切断用壁３３３は、同一の基板上に直接配置された光学素子３３４と光学的に結合している。
【０１１１】
図２１は、光導波路デバイスと発光素子あるいは受光素子等の光学素子とが光学的に結合する他の例を示したものである。同図（Ａ）は光導波路デバイスを上から見た状態を表わしており、同図（Ｂ）は側面から見た状態を表わしている。この例では、光導波路デバイス３４１の導波路部分３４２に接続する切断用壁３４３は、サブキャリア３４５上に載置された光学素子３４６と光学的に結合している。
【０１１２】
なお、発光素子あるいは受光素子等の光学素子が基板の窪みに配置される例は第５の変形例で示している。このように本発明の光導波路デバイスは光学的な結合について各種の態様を採ることができる。
【０１１３】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、基板が切断部分に沿って切断され、その切断箇所が同じ高さとなっているので、切断時に凹凸による局所的な応力等が発生することがなく、切断を高精度に行うことができる。したがって、この切断面と対向あるいは接触する他の光学部品との光学的な接続を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例における光導波路デバイスを構成する光導波路デバイスの加工前の要部斜視図である。
【図２】本実施例の光導波路デバイスを構成する光導波路デバイスの上面図である。
【図３】本実施例で反応性イオンエッチングを行った後の光導波路デバイスを表わした上面図である。
【図４】本実施例の光導波路デバイスの基板を表わした要部斜視図である。
【図５】本実施例の光導波路デバイスの基板に下クラッド層を成膜した状態を示した要部斜視図である。
【図６】本実施例で下クラッド層の上にコア層を一様に形成した状態を表わした要部斜視図である。
【図７】本実施例で使用するフォト・マスクのパターンを示した要部平面図である。
【図８】本実施例で図７に示したコア層をエッチングした後の状態を示す光導波路デバイスの要部斜視図である。
【図９】切断用壁の残り量としての厚さとこれによる過剰損失との関係を表わした特性図である。
【図１０】本発明の第１の変形例としての光導波路デバイスの切断前の状態を表わした要部平面図である。
【図１１】本発明の第２の変形例における光導波路デバイスの切断前の状態を表わした要部平面図である。
【図１２】第２の変形例で切断した後の光導波路デバイスについて光の等価および反射の様子を示した説明図である。
【図１３】本発明の第３の変形例における光導波路デバイスの切断前の状態を表わした要部平面図である。
【図１４】本発明の第４の変形例における光導波路デバイスの切断前の状態を表わした要部平面図である。
【図１５】本発明の第５の変形例における光導波路デバイスとしてのプレーナ光波回路をその基板面から所定の高さの位置で水平に切断した断面図である。
【図１６】図１５に示した光導波路デバイスの切断前のコアのパターンを示した平面図である。
【図１７】２本の導波路の切断後の切断用壁にフィルタを挿入した例を示した平面図および側面図である。
【図１８】導波路の切断後の切断用壁に光ファイバの端面を対向させる例を示した平面図および側面図である。
【図１９】２つの光導波路デバイスの切断用壁同士を直接対向させて光学的に結合させた例を示した平面図および側面図である。
【図２０】光導波路デバイスと発光素子あるいは受光素子等の光学素子とが光学的に結合した例を示した平面図および側面図である。
【図２１】光導波路デバイスと発光素子あるいは受光素子等の光学素子とが光学的に結合する他の例を示した平面図および側面図である。
【図２２】基板上にコアおよびクラッドを形成する場合の製作プロセスの一例を表わした工程説明図である。
【図２３】埋め込み型導波路の断面構造を示した説明図である。
【図２４】リッジ型導波路の断面構造を示した説明図である。
【図２５】ストリップ装荷型導波路の断面構造を示した説明図である。
【図２６】光導波路デバイスの硬さに応じて加工の手法を変える従来の提案の第１のステップを表わした断面図である。
【図２７】図２６に示した提案の第２のステップを表わした断面図である。
【図２８】ある光導波路デバイスの端部近傍を表わした要部斜視図である。
【図２９】図２８に示した光導波路デバイスを導波路上面側から見た上面図である。
【図３０】反応性イオンエッチングの製造プロセスの概要を表わした説明図である。
【図３１】ブレードを用いた光導波路デバイスの切断の様子を表わした説明図である。
【図３２】反応性イオンエッチングを行った場合のエッチング後の端面の変化を表わした上面図であり、このうち同図（ａ）は導波路部分の平面図、同図（ｂ）この導波路部分を斜め上方から見た斜視図である。
【図３３】ブレードあるいはダイシングソーで光導波路デバイスを切断した場合の導波路部分の端部近傍を示した平面図である。
【符号の説明】
１０１、３０１、３１１、３２１、３３１、３４１ 光導波路デバイス
１０３、１９１、１９２、１９５、３０２、３０３、３１２、３２３、３２４、３３２、３４２ 導波路部分
１０５、１９４、１９７、１９８、２０３、２０４ 破線（切断箇所）
１０６、１９３、１９６、２０１、２０２、３０４、３０５、３１３、３２５、３２６、３３３、３４３ 切断用壁(切断用部材)
１１３ コア層
１２１ フォト・マスク
１２２ Ｔ字型のパターン
１７１ プレーナ光波回路
１７９ 誘電体多層膜

Claims (26)

  1. 基板と、
    該基板上に形成されるクラッド層と、
    該クラッド層上において、光を伝搬するコアが配置され、周囲部分よりも帯状に突出された導波路部分と、
    前記クラッド層上において、前記コアと交差するコア層が配置され、前記導波路部分と同じ高さを有する切断部分
    とを備え、
    前記基板が前記切断部分に沿って切断され、その切断箇所が同じ高さとなっている
    ことを特徴とする光導波路デバイス。
  2. 前記コアと前記コア層の上部にも、クラッド層が形成されていることを特徴とする請求項１記載の光導波路デバイス。
  3. 前記コアと前記コア層は、同一材質で形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の光導波路デバイス。
  4. 前記コアと前記コア層は、一体成形されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の光導波路デバイス。
  5. 前記切断部分の切断する方向は、前記コアに対して直交していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光導波路デバイス。
  6. 前記切断部分の切断する方向は、前記コアに対して直交しておらず、直交する方向に対して−１０度から１０度の傾きを持って交差していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の光導波路デバイス。
  7. 前記コアは、前記コア層と交差する箇所に、テーパが形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の光導波路デバイス。
  8. 前記テーパは、前記コア層に近づくほど幅が広くなっていることを特徴とする請求項７記載の光導波路デバイス。
  9. 前記テーパは、前記コア層に近づくほど幅が狭くなっていることを特徴とする請求項７記載の光導波路デバイス。
  10. 前記切断部分は、前記基板の端面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の光導波路デバイス。
  11. 前記切断部分は、前記基板の内部に形成され、前記切断部分が切断されて溝が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の光導波路デバイス。
  12. 前記溝にフィルタが挿入されていることを特徴とする請求項１１記載の光導波路デバイス。
  13. 前記コアは、前記コア層に対して、複数本が交差して配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の光導波路デバイス。
  14. 前記切断部分に残存する前記コア層の厚さは、数μｍ程度であることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の光導波路デバイス。
  15. さらに光ファイバを備え、該光ファイバの端面を前記切断部分に対向させて光学的に結合されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０または請求項１３または請求項１４のいずれかに記載の光導波路デバイス。
  16. 前記光導波路デバイスを２つ備え、前記切断部分同士を対向させて光学的に結合されていることを特徴とする請求項１乃至請求項１０または請求項１３または請求項１４のいずれかに記載の光導波路デバイス。
  17. さらに光学素子を備え、該光学素子を前記切断部分に対向させて光学的に結合していることを特徴とする請求項１乃至請求項１１または請求項１３または請求項１４のいずれかに記載の光導波路デバイス。
  18. 基板上にクラッド層を形成するクラッド層形成工程と、
    該クラッド層形成工程で形成されたクラッド層上に、光を伝搬するコアが配置され、周囲部分よりも帯状に突出された導波路部分を形成する導波路部分形成工程と、
    該導波路部分形成工程で形成されたコアと交差するコア層が配置され、前記導波路部分と同じ高さを有する切断部分を形成する切断部分形成工程と、
    前記基板が前記切断部分に沿って切断され、その切断箇所が同じ高さとなっている切断工程
    とを具備することを特徴とする光導波路デバイスの製造方法。
  19. 前記コアと前記コア層の上部にも、クラッド層を形成するクラッド層形成工程を具備することを特徴とする請求項１８記載の光導波路デバイスの製造方法。
  20. 前記コアと前記コア層は、同一材質で形成されていることを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の光導波路デバイスの製造方法。
  21. 前記コアと前記コア層は、一体成形されていることを特徴とする請求項１８乃至請求項２０のいずれかに記載の光導波路デバイスの製造方法。
  22. 前記切断部分の切断する方向は、前記コアに対して直交して切断されていることを特徴とする請求項１８乃至請求項２１のいずれかに記載の光導波路デバイスの製造方法。
  23. 前記切断部分の切断する方向は、前記コアに対して直交して切断されておらず、直交する方向に対して−１０度から１０度の傾きを持って交差して切断されていることを特徴とする請求項１８乃至請求項２１のいずれかに記載の光導波路デバイスの製造方法。
  24. 前記切断工程では少なくとも反応性イオンエッチングを用いて切断あるいは切削を行うことを特徴とする請求項１８乃至請求項２３のいずれかに記載の光導波路デバイスの製造方法。
  25. 前記切断工程では少なくともダイシングソーを用いて切断あるいは切削を行うことを特徴とする請求項１８乃至請求項２３のいずれかに記載の光導波路デバイスの製造方法。
  26. 前記切断工程では少なくとも研磨装置を用いて研磨を行うことを特徴とする請求項１８乃至請求項２３のいずれかに記載の光導波路デバイスの製造方法。
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