JP7012409B2

JP7012409B2 - Optical waveguide structure and its manufacturing method

Info

Publication number: JP7012409B2
Application number: JP2018047203A
Authority: JP
Inventors: 泰雅川北; 康貴比嘉
Original assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Current assignee: THE FURUKAW ELECTRIC CO., LTD.
Priority date: 2018-03-14
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2022-01-28
Anticipated expiration: 2038-03-14
Also published as: JP2019161070A

Description

本発明は、光導波路構造及びその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an optical waveguide structure and a method for manufacturing the same.

光導波路構造において、光導波層や回折格子層の屈折率を、ヒータによって加熱することで変化させて、レーザ発振波長を変化させる技術が知られている（たとえば、特許文献１）。ヒータによる加熱の効率を高めてヒータの消費電力を抑制するための種々の技術が開示されている。たとえば、熱の拡散を防ぐために光導波層を含む部分を深いメサ構造にしたり、光導波層の下に高熱抵抗層を配置したり、光導波層の下に空隙を設けた中空導波路構造にしたりする技術が特許文献２～６に開示されている。 In the optical waveguide structure, a technique is known in which the refractive index of the optical waveguide layer or the diffraction grating layer is changed by heating with a heater to change the laser oscillation wavelength (for example, Patent Document 1). Various techniques for increasing the efficiency of heating by the heater and suppressing the power consumption of the heater are disclosed. For example, in order to prevent heat diffusion, the part including the optical waveguide layer has a deep mesa structure, a high heat resistance layer is placed under the optical waveguide layer, or a hollow waveguide structure with voids under the optical waveguide structure. Such techniques are disclosed in Patent Documents 2 to 6.

一方、特許文献７には、リッジ、半島構造部及び導電性トレースを含む導波路構造が開示されている。この導波路構造では、半島構造部の端面とリッジの側壁との間にギャップが存在するように、半島構造部はリッジに隣接している。導電性トレースは、半島の上面及びリッジの上面の上を導電性トレースが延伸するように、ギャップを横切って架けられている。 On the other hand, Patent Document 7 discloses a waveguide structure including a ridge, a peninsula structure, and a conductive trace. In this waveguide structure, the peninsula structure is adjacent to the ridge so that there is a gap between the end face of the peninsula structure and the side wall of the ridge. Conductive traces are laid across the gap so that the conductive traces extend over the top surface of the peninsula and the top surface of the ridge.

国際公開第２０１６／１５２２７４号International Publication No. 2016/152274 特許第５３０３５８１号公報Japanese Patent No. 5303581 特許第５３０３５８０号公報Japanese Patent No. 5303580 米国特許第７７７８２９５号明細書U.S. Pat. No. 7,778,295 特開２０１２－１７４９３８号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-174938 特許第６０９３６６０号公報Japanese Patent No. 6093660 特表２０１７－５０２３５５号公報Special Table 2017-502355

ヒータによる加熱効率を高めるためには、中空導波路構造とすることが望ましい。しかしながら、従来の中空導波路構造では、光導波層が含まれる部分を支持する支持構造が脆弱のため信頼性が低下する、又は、支持構造を通じて熱が流出しやすいなどの問題があった。 In order to increase the heating efficiency of the heater, it is desirable to have a hollow waveguide structure. However, in the conventional hollow waveguide structure, there are problems that the support structure supporting the portion including the optical waveguide layer is fragile and the reliability is lowered, or heat is easily discharged through the support structure.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ヒータによる加熱効率が高く、信頼性の低下が抑制された光導波路構造及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an optical waveguide structure having high heating efficiency by a heater and suppressing deterioration of reliability, and a method for manufacturing the same.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る光導波路構造は、基板と、前記基板上に設けられた、光導波層と回折格子層とを含み、一方向に沿って所定の長さで伸びるように構成された分布反射部と、前記基板上に設けられた、前記分布反射部をそれに沿って上下左右から囲むクラッド部と、前記クラッド部の上部の表面に前記分布反射部に沿って配置されたヒータと、前記ヒータに電気的に接続された配線と、を備え、前記クラッド部には前記分布反射部の左右の各々の側に前記分布反射部に沿って伸びる第１溝と第２溝がそれぞれ形成されていて、これら第１溝と第２溝が、前記分布反射部を含む断面形状がメサ形状のメサ部を定義しており、前記ヒータは、前記メサ部上に配置されており、前記第１溝と第２溝のそれぞれは、所定の溝幅を有する第１部分と、前記第１部分よりも溝幅及び溝深さが小さい第２部分とを有し、前記第１溝と第２溝のそれぞれにおいては、その近傍の前記クラッド部は、平面視において前記溝内の前記メサ部から遠い内側壁から前記メサ部に向かって突出してそれぞれの前記第２部分を形成する凸部を有しており、前記配線は、前記凸部の上を通って前記第２部分に掛け渡され、前記ヒータに電気的に接続しており、前記分布反射部を含む前記メサ部および前記第１溝と第２溝の真下において、基板との間には平面的に広がる空隙が形成されており、前記第１溝の前記第１部分と前記第２溝の第１部分はそれぞれ前記空隙まで到達していて、前記第１溝と第２溝は前記空隙により連通されており、前記第１溝の前記第２部分と前記第２溝の第２部分はそれぞれ前記空隙まで到達しておらず、各々クラッド部の一部によって形成される底面があり、それぞれその底面を形成するクラッド部の一部によって、前記メサ部と前記クラッド部の前記凸部とが連結している。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the optical waveguide structure according to one aspect of the present invention includes a substrate, an optical waveguide layer and a diffraction grating layer provided on the substrate, and is unidirectional. A distributed reflection portion configured to extend along the It is provided with a heater arranged along the distributed reflection portion and wiring electrically connected to the heater, and the clad portion has the distribution reflection portion on each of the left and right sides of the distribution reflection portion. A first groove and a second groove extending along the groove are formed, respectively, and these first groove and the second groove define a mesa portion having a mesa-shaped cross section including the distributed reflection portion, and the heater is a heater. , The first groove and the second groove are arranged on the mesa portion, and each of the first groove and the second groove has a first portion having a predetermined groove width and a second portion having a groove width and a groove depth smaller than those of the first portion. In each of the first groove and the second groove, the clad portion in the vicinity thereof has a portion and protrudes toward the mesa portion from the inner side wall far from the mesa portion in the groove in a plan view. Each has a convex portion forming the second portion, and the wiring is passed over the convex portion and hung on the second portion, and is electrically connected to the heater. A gap that spreads in a plane is formed between the mesa portion including the distributed reflection portion and directly below the first groove and the second groove, and the first portion and the first portion of the first groove are formed. The first portion of the two grooves reaches the gap, and the first groove and the second groove are communicated with each other by the gap, and the second portion of the first groove and the second portion of the second groove are connected to each other. Each portion does not reach the void, and each has a bottom surface formed by a part of the clad portion, and the convex portion of the mesa portion and the clad portion is formed by a part of the clad portion forming the bottom surface. And are connected.

本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記第１溝と第２溝のそれぞれの前記凸部は、突出方向において互いに離間した複数のセグメントからなる。 In the optical waveguide structure according to one aspect of the present invention, the convex portions of the first groove and the second groove are composed of a plurality of segments separated from each other in the projecting direction.

本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記第１溝及び前記第２溝の内表面と前記クラッド部の表面を覆う保護膜をさらに備える。 The optical waveguide structure according to one aspect of the present invention further includes a protective film that covers the inner surfaces of the first groove and the second groove and the surface of the clad portion.

本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記保護膜は前記第１溝と第２溝のそれぞれの前記第２部分を埋めている。 In the optical waveguide structure according to one aspect of the present invention, the protective film fills the second portion of each of the first groove and the second groove.

本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記空隙の側方に隣接する犠牲層を有しており、前記犠牲層は、前記犠牲層の上層及び下層を構成する材料よりも、所定のエッチング剤に対するエッチングレートが高い材料からなる。 The optical waveguide structure according to one aspect of the present invention has a sacrificial layer adjacent to the side of the void, and the sacrificial layer is more predetermined than the material constituting the upper layer and the lower layer of the sacrificial layer. It consists of a material with a high etching rate for the agent.

本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記第２溝幅部の溝幅は２μｍ以下である。 In the optical waveguide structure according to one aspect of the present invention, the groove width of the second groove width portion is 2 μm or less.

本発明の一態様に係る光導波路構造は、前記回折格子層は標本化回折格子、位相シフト回折格子、又は超構造回折格子として構成されている。 In the optical waveguide structure according to one aspect of the present invention, the diffraction grating layer is configured as a sampling diffraction grating, a phase shift diffraction grating, or a superstructured diffraction grating.

本発明の一態様に係る光導波路構造の製造方法は、基板上に犠牲層を形成する工程と、前記犠牲層を含む基板上の表面に、光導波層と回折格子層とを含み、一方向に沿って所定の長さで伸びるように構成された分布反射部と、前記分布反射部をそれに沿って上下左右から囲むクラッド部を形成する工程と、前記クラッド部に、前記分布反射部の左右の各々の側に前記分布反射部に沿って伸びる第１溝と第２溝のそれぞれを形成し、これら第１溝と第２溝により前記分布反射部を含む断面形状がメサ形状のメサ部を形成する工程と、前記分布反射部を含む前記メサ部および前記第１溝と第２溝の真下の前記犠牲層の少なくとも一部を除去することにより、前記メサ部および前記第１溝と第２溝の真下に平面的に広がる空隙を形成する工程と、前記クラッド部の上部の表面に前記分布反射部に沿ってヒータを配置する工程と、前記ヒータに電気的に接続する配線を配置する工程と、を含み、前記第１溝及び前記第２溝を形成する際、その近傍の前記クラッド部に、平面視において前記溝内の前記メサ部から遠い内側壁から前記メサ部に向かって突出している凸部を形成し、前記第１溝と第２溝のそれぞれに、所定の溝幅を有し溝深さが少なくとも前記犠牲層まで到達する深さの第１部分と、前記第１部分よりも溝幅が小さく溝深さが前記犠牲層まで到達しない深さでありかつ前記凸部によって定義される第２部分を形成し、前記第１溝と第２溝の真下の前記犠牲層の少なくとも一部を除去する際に、前記犠牲層の上にある層及び下にある層を構成する材料各々よりも、前記犠牲層を構成する材料に対してエッチングレートが高いエッチング剤を、前記第１部分の各々を通じて前記犠牲層に供給し、前記犠牲層のうち前記メサ部の下の領域を除去し、前記配線を配置する際に、前記配線を前記凸部の上を通って前記第２溝幅部に掛け渡し、前記ヒータに電気的に接続する。 The method for manufacturing an optical waveguide structure according to one aspect of the present invention includes a step of forming a sacrificial layer on a substrate and a surface on the substrate including the sacrificial layer, including an optical waveguide layer and a diffraction grating layer, and is unidirectional. A step of forming a distributed reflection portion configured to extend along the A first groove and a second groove extending along the distributed reflection portion are formed on each side of the groove, and the first groove and the second groove form a mesa portion having a mesa-shaped cross section including the distributed reflection portion. By removing at least a part of the mesa portion including the distributed reflection portion and the sacrificial layer directly under the first groove and the second groove, the mesa portion and the first groove and the second groove are formed. A step of forming a gap that spreads in a plane directly under the groove, a step of arranging a heater on the upper surface of the clad portion along the distributed reflection portion, and a step of arranging a wiring electrically connected to the heater. When forming the first groove and the second groove, the clad portion in the vicinity thereof protrudes toward the mesa portion from the inner side wall far from the mesa portion in the groove in a plan view. The first portion having a predetermined groove width in each of the first groove and the second groove and the groove depth reaching at least the sacrificial layer, and the first portion The groove width is small and the groove depth does not reach the sacrificial layer and forms a second portion defined by the convex portion, and at least the first groove and the sacrificial layer directly below the second groove. When a part of the sacrificial layer is removed, the first etching agent has a higher etching rate with respect to the material constituting the sacrificial layer than the materials constituting the layer above and below the sacrificial layer. When supplying to the sacrificial layer through each of the portions, removing the region of the sacrificial layer below the mesa portion, and arranging the wiring, the wiring is passed over the convex portion and the second groove is formed. It is hung over the width portion and electrically connected to the heater.

本発明の一態様に係る光導波路構造の製造方法は、前記犠牲層は前記基板上の略全面に形成され、前記空隙を形成する際に、前記犠牲層の一部のみを除去し、前記犠牲層の上にある層の一部と下にある層の一部とが残された前記犠牲層で連結される。 In the method for manufacturing an optical waveguide structure according to one aspect of the present invention, the sacrificial layer is formed on substantially the entire surface of the substrate, and when the void is formed, only a part of the sacrificial layer is removed and the sacrificial layer is formed. A portion of the layer above and a portion of the layer below are connected by the remaining sacrificial layer.

本発明の一態様に係る光導波路構造の製造方法は、前記犠牲層は前記基板上の一部の領域に形成され、前記空隙を形成する際に、前記犠牲層の全部を除去する。 In the method for manufacturing an optical waveguide structure according to one aspect of the present invention, the sacrificial layer is formed in a partial region on the substrate, and when the void is formed, the entire sacrificial layer is removed.

本発明の一態様に係る光導波路構造の製造方法は、前記空隙を形成する工程では、前記第１溝の前記第１部分と前記第２溝の第１部分はそれぞれ前記空隙まで到達していて、前記第１溝と第２溝は前記空隙により連通されており、前記第１溝の前記第２部分と前記第２溝の第２部分はそれぞれ前記空隙まで到達しておらず、各々クラッド部の一部によって形成される底面があり、それぞれその底面を形成するクラッド部の一部によって、前記メサ部と前記クラッド部の前記凸部とが連結している、様に、前記犠牲層が除去される。 In the method for manufacturing an optical waveguide structure according to one aspect of the present invention, in the step of forming the void, the first portion of the first groove and the first portion of the second groove each reach the void. The first groove and the second groove are communicated with each other by the void, and the second portion of the first groove and the second portion of the second groove do not reach the void, respectively, and each clad portion. The sacrificial layer is removed so that the mesa portion and the convex portion of the clad portion are connected by a part of the clad portion forming the bottom surface thereof. Will be done.

本発明によれば、ヒータによる加熱効率が高く、信頼性の低下が抑制された光導波路構造を実現できるという効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to realize an optical waveguide structure in which the heating efficiency by the heater is high and the decrease in reliability is suppressed.

図１は、実施形態１に係る光導波路構造の模式的な上面図である。FIG. 1 is a schematic top view of the optical waveguide structure according to the first embodiment. 図２は、図１のＡ－Ａ線断面の一部を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a part of the cross section taken along the line AA of FIG. 図３は、図１のＢ－Ｂ線断面の一部を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a part of the cross section taken along the line BB of FIG. 図４は、図１に示す光導波路構造の製造方法を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a method for manufacturing the optical waveguide structure shown in FIG. 図５は、図１に示す光導波路構造の製造方法を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a method for manufacturing the optical waveguide structure shown in FIG. 図６は、実施形態２に係る光導波路構造を説明する模式図である。FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the optical waveguide structure according to the second embodiment. 図７は、実施形態３に係る光導波路構造を説明する模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the optical waveguide structure according to the third embodiment. 図８は、実施形態４に係る光導波路構造の模式的な断面図である。FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the optical waveguide structure according to the fourth embodiment. 図９は、実施形態４に係る光導波路構造の模式的な断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of the optical waveguide structure according to the fourth embodiment. 図１０は、図８、９に示す光導波路構造の製造方法を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a method for manufacturing the optical waveguide structure shown in FIGS. 8 and 9. 図１１は、図８、９に示す光導波路構造の製造方法を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a method for manufacturing the optical waveguide structure shown in FIGS. 8 and 9. 図１２は、図８、９に示す光導波路構造の製造方法を説明する図である。FIG. 12 is a diagram illustrating a method for manufacturing the optical waveguide structure shown in FIGS. 8 and 9.

以下に、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一又は対応する要素には適宜同一の符号を付している。また、図面は模式的なものであり、各要素の寸法の関係、各要素の比率などは、現実と異なる場合があることに留意する必要がある。図面の相互間においても、互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited to this embodiment. Further, in the description of the drawings, the same or corresponding elements are appropriately designated by the same reference numerals. In addition, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the dimensions of each element, the ratio of each element, etc. may differ from the reality. Even between the drawings, there may be parts where the relationship and ratio of the dimensions are different from each other.

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る光導波路構造の模式的な上面図である。図２は、図１のＡ－Ａ線断面の一部を示す図である。図３は、図１のＢ－Ｂ線断面の一部を示す図である。光導波路構造１００は、積層部１０１と、ヒータ１０３と、配線１０４、１０５とを備えている。積層部１０１には、第１溝であるトレンチ溝１０２ａと第２溝である１０２ｂとが形成されている。また、光導波路構造１００は、２つの光導波部１１０ａ、１１０ｂと、２つの光導波部１１０ａ、１１０ｂの間に接続された分布反射部１２０とを備えている。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic top view of the optical waveguide structure according to the first embodiment. FIG. 2 is a diagram showing a part of the cross section taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is a diagram showing a part of the cross section taken along the line BB of FIG. The optical waveguide structure 100 includes a laminated portion 101, a heater 103, and wirings 104 and 105. A trench groove 102a, which is a first groove, and a 102b, which is a second groove, are formed in the laminated portion 101. Further, the optical waveguide structure 100 includes two optical waveguide portions 110a and 110b and a distributed reflection unit 120 connected between the two optical waveguide portions 110a and 110b.

積層部１０１は、ｎ型ＩｎＰからなる基板１００ａ上に配置されており、複数の半導体層が積層して構成されている。図２に示すように、積層部１０１において、基板１００ａ上には、犠牲層１００ｋが積層している。犠牲層１００ｋ上には、ｎ型ＩｎＰからなる下部クラッド層１００ｂが積層している。 The laminated portion 101 is arranged on a substrate 100a made of n-type InP, and is configured by laminating a plurality of semiconductor layers. As shown in FIG. 2, in the laminated portion 101, the sacrificial layer 100k is laminated on the substrate 100a. A lower clad layer 100b made of n-type InP is laminated on the sacrificial layer 100k.

犠牲層１００ｋは基板１００ａ上に部分的に積層している。その結果、基板１００ａ、犠牲層１００ｋ、下部クラッド層１００ｂで囲まれた層状の空隙Ｇ１が形成される。犠牲層１００ｋは空隙Ｇ１の側方に隣接している。なお、犠牲層１００ｋは、その下層である基板１００ａ及び上層である下部クラッド層１００ｂを構成する半導体材料であるＩｎＰに、略格子整合する半導体材料からなる。犠牲層１００ｋは、たとえばＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓなどの半導体混晶材料からなる。これにより、犠牲層１００ｋは、基板１００ａ及び下部クラッド層１００ｂよりも、所定のエッチング剤に対するエッチングレートが高いものとなる。 The sacrificial layer 100k is partially laminated on the substrate 100a. As a result, a layered void G1 surrounded by the substrate 100a, the sacrificial layer 100k, and the lower clad layer 100b is formed. The sacrificial layer 100k is adjacent to the side of the gap G1. The sacrificial layer 100k is made of a semiconductor material that is substantially lattice-matched to InP, which is a semiconductor material constituting the substrate 100a which is the lower layer thereof and the lower clad layer 100b which is the upper layer. The sacrificial layer 100k is made of a semiconductor mixed crystal material such as InGaAs, InGaAsP, and AlInAs. As a result, the sacrificial layer 100k has a higher etching rate with respect to a predetermined etching agent than the substrate 100a and the lower clad layer 100b.

下部クラッド層１００ｂ上には、回折格子層１００ｃが積層している。回折格子層１００ｃは、例えば標本化回折格子、位相シフト回折格子、又は超構造回折格子として構成されている。回折格子層１００ｃは、バンドギャップ波長が１．５５μｍ帯より短い、たとえば１．３μｍであるｎ型ＧａＩｎＡｓＰと、ｎ型ＩｎＰとが交互に配置され、回折格子構造を成している。回折格子層１００ｃ上には、ｎ型ＩｎＰからなるスペーサ層１００ｄが積層している。スペーサ層１００ｄ上には、光導波層１００ｅが積層している。光導波層１００ｅは、バンドギャップ波長が１．５５μｍ帯より短い、たとえば１．３μｍであるＧａＩｎＡｓＰからなる。 A diffraction grating layer 100c is laminated on the lower clad layer 100b. The diffraction grating layer 100c is configured as, for example, a sampling diffraction grating, a phase shift diffraction grating, or a superstructured diffraction grating. In the diffraction grating layer 100c, n-type GaInAsP and n-type InP having a bandgap wavelength shorter than the 1.55 μm band, for example, 1.3 μm, are alternately arranged to form a diffraction grating structure. A spacer layer 100d made of n-type InP is laminated on the diffraction grating layer 100c. An optical waveguide layer 100e is laminated on the spacer layer 100d. The optical waveguide layer 100e is made of GaInAsP having a bandgap wavelength shorter than the 1.55 μm band, for example, 1.3 μm.

光導波層１００ｅ上には、ｐ型ＩｎＰからなる第１上部クラッド層１００ｆが積層している。下部クラッド層１００ｂの上部、回折格子層１００ｃ、スペーサ層１００ｄ、光導波層１００ｅ、第１上部クラッド層１００ｆは、エッチング等により、１．５５μｍ帯の光をシングルモードで光導波するのに適した幅Ｗ１（たとえば２μｍ）にされたメサ構造Ｍ１になっている。メサ構造Ｍ１の両脇（紙面左右方向）は、ｐ型ＩｎＰからなる下部埋込層１００ｇ及びｎ型ＩｎＰからなる上部埋込層１００ｈで構成された電流ブロッキング構造で埋め込まれており、いわゆる埋込メサ構造が形成されている。さらに、第１上部クラッド層１００ｆ及び上部埋込層１００ｈの上には、ｐ型ＩｎＰからなる第２上部クラッド層１００ｉが積層している。 A first upper clad layer 100f made of p-type InP is laminated on the optical waveguide layer 100e. The upper part of the lower clad layer 100b, the diffraction grating layer 100c, the spacer layer 100d, the optical waveguide layer 100e, and the first upper clad layer 100f are suitable for optical waveguide of 1.55 μm band light in a single mode by etching or the like. It has a mesa structure M1 having a width W1 (for example, 2 μm). Both sides of the mesa structure M1 (in the left-right direction of the paper surface) are embedded with a current blocking structure composed of a lower embedded layer 100 g made of p-type InP and an upper embedded layer 100h made of n-type InP, so-called embedded. A mesa structure is formed. Further, a second upper clad layer 100i made of p-type InP is laminated on the first upper clad layer 100f and the upper embedded layer 100h.

分布反射部１２０は、基板１００ａ上に設けられ、光導波層１００ｅとスペーサ層１００ｄと回折格子層１００ｃとを含み、一方向に沿って所定の長さで伸びるように構成されている。第１上部クラッド層１００ｆと第２上部クラッド層１００ｉとは、一体となって上部クラッド層として機能する。下部クラッド層１００ｂと、上部クラッド層と、下部埋込層１００ｇと、上部埋込層１００ｈとは、分布反射部１２０をそれに沿って上下左右から囲むように隣接しており、クラッド部１０６として機能する。 The distributed reflection unit 120 is provided on the substrate 100a, includes an optical waveguide layer 100e, a spacer layer 100d, and a diffraction grating layer 100c, and is configured to extend in a predetermined length along one direction. The first upper clad layer 100f and the second upper clad layer 100i integrally function as an upper clad layer. The lower clad layer 100b, the upper clad layer, the lower embedded layer 100 g, and the upper embedded layer 100h are adjacent to each other so as to surround the distributed reflection portion 120 from the top, bottom, left, and right, and function as the clad portion 106. do.

なお、積層部１０１において、２つの光導波部１１０ａ、１１０ｂが形成される各々の領域では、回折格子層１００ｃに変えて、回折格子層１００ｃと同じｎ型ＧａＩｎＡｓＰからなる半導体層が積層した構成となっている。 In the laminated portion 101, in each region where the two optical waveguide portions 110a and 110b are formed, the semiconductor layer made of the same n-type GaInAsP as the diffraction grating layer 100c is laminated instead of the diffraction grating layer 100c. It has become.

トレンチ溝１０２ａ、１０２ｂは、クラッド部１０６に、分布反射部１２０の左右の各々の側に分布反射部１２０に沿って伸びている。これらトレンチ溝１０２ａ、１０２ｂが、分布反射部１２０を含む、断面形状がメサ形状であり幅Ｗ２のメサ部Ｍ２を定義している。幅Ｗ２はたとえば３μｍである。さらに、光導波路構造１００は、各々のトレンチ溝１０２ａ、１０２ｂの内表面とクラッド部１０６の表面を覆う保護膜１００ｊを備える。保護膜１００ｊは、クラッド部１０６よりも屈折率が低い、ＳｉＮｘなどの誘電体からなる。保護膜１００ｊの厚さはたとえば３００ｎｍである。 The trench grooves 102a and 102b extend to the clad portion 106 on the left and right sides of the distributed reflection portion 120 along the distribution reflection portion 120. These trench grooves 102a and 102b define a mesa portion M2 having a cross-sectional shape of a mesa shape and a width W2, including the distributed reflection portion 120. The width W2 is, for example, 3 μm. Further, the optical waveguide structure 100 includes a protective film 100j that covers the inner surface of each of the trench grooves 102a and 102b and the surface of the clad portion 106. The protective film 100j is made of a dielectric material such as SiNx, which has a lower refractive index than the clad portion 106. The thickness of the protective film 100j is, for example, 300 nm.

ヒータ１０３は、たとえばＴｉ膜、Ｐｔ膜、Ａｕ膜が積層した構造を有しており、メサ部Ｍ２における保護膜１００ｊの表面で分布反射部１２０に沿って配置されている。ヒータ１０３は、ＴｉＰｔ膜、Ｃｒ膜、ＮｉＣｒ膜を含んでいてもよい。 The heater 103 has a structure in which, for example, a Ti film, a Pt film, and an Au film are laminated, and is arranged along the distributed reflection portion 120 on the surface of the protective film 100j in the mesa portion M2. The heater 103 may include a Tipt film, a Cr film, and a NiCr film.

トレンチ溝１０２ａは、所定の溝幅を有する第１部分１０２ａａと、第１部分１０２ａａよりも溝幅及び溝深さが小さい第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃと、第１部分１０２ａａよりも溝幅及び溝深さが大きい第３部分１０２ａｄ、１０２ａｅ、１０２ａｆ、１０２ａｇとを有する。 The trench groove 102a includes a first portion 102aa having a predetermined groove width, second portions 102ab and 102ac having a groove width and a groove depth smaller than that of the first portion 102aa, and a groove width and a groove depth of the first portion 102aa. It has a large third portion 102ad, 102ae, 102af, 102ag.

トレンチ溝１０２ｂは、所定の溝幅を有する第１部分１０２ｂａ、１０２ｂｂと、第１部分１０２ｂａ、１０２ｂｂよりも溝幅及び溝深さが小さい第２部分１０２ｂｃと、第１部分１０２ｂａ、１０２ｂｂよりも溝幅及び溝深さが大きい第３部分１０２ｂｄ、１０２ｂｅとを有する。第１部分１０２ａａ、１０２ｂａ、１０２ｂｂの溝幅（たとえば図２に示す溝幅Ｗ３）はたとえば２０μｍである。第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃの溝幅は２μｍ以下が好ましい。ここで、トレンチ溝１０２ａ、１０２ｂの溝幅については、保護膜１００ｊの厚さを含めない幅と規定する。 The trench groove 102b has a first portion 102ba, 102bb having a predetermined groove width, a second portion 102bc having a groove width and a groove depth smaller than that of the first portion 102ba, 102bb, and a groove smaller than the first portion 102ba, 102bb. It has a third portion 102bd, 102be having a large width and groove depth. The groove width of the first portion 102aa, 102ba, 102bb (for example, the groove width W3 shown in FIG. 2) is, for example, 20 μm. The groove width of the second portion 102ab, 102ac, 102bc is preferably 2 μm or less. Here, the groove widths of the trench grooves 102a and 102b are defined as widths that do not include the thickness of the protective film 100j.

空隙Ｇ１は、分布反射部１２０を含むメサ部Ｍ２およびトレンチ溝１０２ａ、１０２ｂの真下において、基板１０１ａとの間に平面的に広がるように形成されている。トレンチ溝１０２ａ、１０２ｂの第１部分１０２ａａ、１０２ｂａ、１０２ｂｂは、それぞれ空隙Ｇ１まて到達していて、トレンチ溝１０２ａ、１０２ｂは空隙Ｇ１により連通している。また、第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃは溝深さが小さく、空隙Ｇ１まで到達しておらず、保護膜１００ｊによって埋められている。なお、第３部分１０２ａｄ、１０２ａｅ、１０２ａｆ、１０２ａｇ、１０２ｂｄ、１０２ｂｅは、空隙Ｇ１に到達していてもよい。 The gap G1 is formed so as to spread in a plane between the mesa portion M2 including the distributed reflection portion 120 and the trench grooves 102a and 102b directly below the substrate 101a. The first portions 102aa, 102ba and 102bb of the trench grooves 102a and 102b reach the gap G1 respectively, and the trench grooves 102a and 102b communicate with each other by the gap G1. Further, the second portions 102ab, 102ac, and 102bc have a small groove depth, do not reach the gap G1, and are filled with the protective film 100j. The third portion 102ad, 102ae, 102af, 102ag, 102bd, 102be may reach the gap G1.

また、トレンチ溝１０２ａにおいては、その近傍のクラッド部１０６は、平面視において、トレンチ溝１０２ａ内のメサ部Ｍ２から遠い内側壁からメサ部Ｍ２に向かって突出して第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃをそれぞれ形成する凸部１０１ａ、１０１ｂを有している。また、クラッド部１０６は、トレンチ溝１０２ａ内において、第３部分１０２ａｄ、１０２ａｅ、１０２ａｆ、１０２ａｇをそれぞれ形成する凹部１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆを有している。凹部１０１ｃ、１０１ｄは、第３部分１０２ａｄ、１０２ａｅが凸部１０１ａに隣接するように形成されている。凹部１０１ｅ、１０１ｆは、第３部分１０２ａｆ、１０２ａｇが凸部１０１ｂのいずれかに隣接するように形成されている。 Further, in the trench groove 102a, the clad portion 106 in the vicinity thereof protrudes from the inner side wall far from the mesa portion M2 in the trench groove 102a toward the mesa portion M2 to form the second portions 102ab and 102ac, respectively. It has convex portions 101a and 101b. Further, the clad portion 106 has recesses 101c, 101d, 101e, 101f forming the third portions 102ad, 102ae, 102af, and 102ag, respectively, in the trench groove 102a. The recesses 101c and 101d are formed so that the third portions 102ad and 102ae are adjacent to the convex portions 101a. The recesses 101e and 101f are formed so that the third portions 102af and 102ag are adjacent to any of the convex portions 101b.

また、トレンチ溝１０２ｂにおいては、その近傍のクラッド部１０６は、平面視において、トレンチ溝１０２ｂ内のメサ部Ｍ２から遠い内側壁からメサ部Ｍ２に向かって突出して第２部分１０２ｂｃを形成する凸部１０１ｇを有している。また、積層部１０１は、トレンチ溝１０２ｂ内において、第３部分１０２ｂｄ、１０２ｂｅをそれぞれ形成する凹部１０１ｈ、１０１ｉを有している。凹部１０１ｈ、１０１ｉは、第３部分１０２ｂｄ、１０２ｂｅが凸部１０１ｇに隣接するように形成されている。 Further, in the trench groove 102b, the clad portion 106 in the vicinity thereof protrudes from the inner side wall far from the mesa portion M2 in the trench groove 102b toward the mesa portion M2 to form the second portion 102bc. It has 101 g. Further, the laminated portion 101 has recesses 101h and 101i forming the third portions 102bd and 102be, respectively, in the trench groove 102b. The recesses 101h and 101i are formed so that the third portions 102bd and 102be are adjacent to the convex portions 101g.

ここで、第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃには、各々クラッド部１０６の一部によって形成される底面があり、それぞれその底面を形成するクラッド部１０６の一部によって、メサ部Ｍ２と、各凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０２ｇとが連結している。たとえば、図２に示すように、メサ部Ｍ２と、凸部１０１ａとは、凸部１０１ａにおける第２部分１０２ａｂの底面と、空隙Ｇ１との境界面と、の間の部分である、下部クラッド層１００ｂの一部によって連結している。 Here, each of the second portions 102ab, 102ac, and 102bc has a bottom surface formed by a part of the clad portion 106, and the mesa portion M2 and each convex portion are formed by a part of the clad portion 106 forming the bottom surface, respectively. The portions 101a, 101b, and 102g are connected to each other. For example, as shown in FIG. 2, the mesa portion M2 and the convex portion 101a are portions between the bottom surface of the second portion 102ab in the convex portion 101a and the boundary surface with the void G1. It is connected by a part of 100b.

一方、図３に示すように、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０２ｇを含まない断面では、メサ部Ｍ２は、その周囲とは空隙Ｇ１、第１部分及び第３部分（図３では第１部分１０２ａａ、１０２ｂａを示す）により隔絶されている。 On the other hand, as shown in FIG. 3, in the cross section not including the convex portions 101a, 101b and 102g, the mesa portion M2 has a gap G1 and a first portion and a third portion (the first portion 102aa in FIG. 3) with the periphery thereof. It is isolated by (indicating 102ba).

なお、第１上部クラッド層１００ｆと第２上部クラッド層１００ｉとを合わせた厚さは例えば２μｍである。下部クラッド層１００ｂの厚さは例えば２μｍである。犠牲層１００ｋの厚さはたとえば０．３μｍである。空隙Ｇ１の厚さは犠牲層１００ｋの厚さと同じである。 The total thickness of the first upper clad layer 100f and the second upper clad layer 100i is, for example, 2 μm. The thickness of the lower clad layer 100b is, for example, 2 μm. The thickness of the sacrificial layer 100k is, for example, 0.3 μm. The thickness of the void G1 is the same as the thickness of the sacrificial layer 100k.

配線１０４は、たとえば厚さが１μｍであり、電極パッドとなる本体から延伸する２つのアーム部１０４ａ、１０４ｂを有する。アーム部１０４ａは凸部１０１ａの上を通り、保護膜１００ｊで埋められた第２部分１０２ａｂに掛け渡され、ヒータ１０３に電気的に接続している。アーム部１０４ｂは凸部１０１ｂの上を通り、保護膜１００ｊで埋められた第２部分１０２ａｃに掛け渡され、ヒータ１０３に電気的に接続している。アーム部１０４ａ、１０４ｂは、それぞれヒータ１０３の長手方向の両端付近に接続している。 The wiring 104 has, for example, a thickness of 1 μm and has two arm portions 104a and 104b extending from the main body serving as an electrode pad. The arm portion 104a passes over the convex portion 101a, is hung on the second portion 102ab filled with the protective film 100j, and is electrically connected to the heater 103. The arm portion 104b passes over the convex portion 101b, is hung on the second portion 102ac filled with the protective film 100j, and is electrically connected to the heater 103. The arm portions 104a and 104b are connected to both ends of the heater 103 in the longitudinal direction, respectively.

配線１０５は、電極パッドとなる本体から延伸するアーム部１０５ａを有する。アーム部１０５ａは凸部１０１ｇの上を通り、保護膜１００ｊで埋められた第２部分１０２ｂｃに掛け渡され、ヒータ１０３に電気的に接続している。アーム部１０５ａは、ヒータ１０３の長手方向の中央付近に接続している。 The wiring 105 has an arm portion 105a extending from the main body serving as an electrode pad. The arm portion 105a passes over the convex portion 101g, is hung on the second portion 102bc filled with the protective film 100j, and is electrically connected to the heater 103. The arm portion 105a is connected to the vicinity of the center in the longitudinal direction of the heater 103.

なお、配線１０４、１０５は、Ａｕなどの導電性材料を含んで構成されている。 The wirings 104 and 105 are configured to include a conductive material such as Au.

配線１０４、１０５に電流を流すと、ヒータ１０３は電流が供給されて発熱し、分布反射部１２０を加熱する。これにより、分布反射部１２０の屈折率が変化するので、分布反射部１２０の反射波長特性を変化させることができる。 When a current is passed through the wirings 104 and 105, the heater 103 is supplied with a current to generate heat and heats the distributed reflection unit 120. As a result, the refractive index of the distributed reflection unit 120 changes, so that the reflection wavelength characteristic of the distributed reflection unit 120 can be changed.

この光導波路構造１００では、メサ部Ｍ２と、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０２ｇとが、下部クラッド層１００ｂの一部によって連結しており、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０２ｇを含まない断面では、メサ部Ｍ２はその周囲とは空隙Ｇ１、第１部分及び第３部分により隔絶されている。これにより、ヒータ１０３から発生した熱が基板１０１ａに拡散してしまうことが抑制される。その結果、ヒータ１０３が発生する熱が分布反射部１２０を効率良く加熱し、分布反射部１２０の反射波長特性を効率よく制御することができる。これにより、ヒータ１０３の消費電力を抑制できる。 In this optical waveguide structure 100, the mesa portion M2 and the convex portions 101a, 101b, 102g are connected by a part of the lower clad layer 100b, and in the cross section not including the convex portions 101a, 101b, 102g, the mesa portion M2 is isolated from its surroundings by a gap G1, a first portion and a third portion. This prevents the heat generated from the heater 103 from diffusing into the substrate 101a. As a result, the heat generated by the heater 103 efficiently heats the distributed reflection unit 120, and the reflection wavelength characteristic of the distributed reflection unit 120 can be efficiently controlled. As a result, the power consumption of the heater 103 can be suppressed.

また、メサ部Ｍ２と、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０２ｇとの連結部が、メサ部Ｍ２を十分な強度で支持するので、信頼性の低下を抑制できる。なお、メサ部Ｍ２と、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０２ｇとの間の第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃは、断熱性を有する保護膜１００ｊで埋められているので、熱の流出を抑制できる。 Further, since the connecting portion between the mesa portion M2 and the convex portions 101a, 101b, 102g supports the mesa portion M2 with sufficient strength, deterioration of reliability can be suppressed. Since the second portions 102ab, 102ac, 102bc between the mesa portion M2 and the convex portions 101a, 101b, 102g are filled with the protective film 100j having a heat insulating property, the outflow of heat can be suppressed.

さらに、この光導波路構造１００では、配線１０４、１０５のアーム部１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａが、それぞれ凸部１０１ａ、１０１ｂの上を通り、保護膜１００ｊで埋められた第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃに掛け渡され、ヒータ１０３に電気的に接続している。このように、保護膜１００ｊが第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃを埋めている構造の場合、保護膜１００ｊを形成する前の第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃの溝幅が十分に狭い。その結果、保護膜１００ｊで第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃを埋めた場合の保護膜１００ｊの表面の凹凸は小さい。その結果、配線（アーム部１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ）の劣化や断線が発生しにくくなる。これにより、光導波路構造１００の信頼性の低下が抑制される。 Further, in the optical waveguide structure 100, the arm portions 104a, 104b, 105a of the wirings 104 and 105 pass over the convex portions 101a and 101b, respectively, and form a second portion 102ab, 102ac, 102bc filled with the protective film 100j. It is hung and electrically connected to the heater 103. As described above, in the case of the structure in which the protective film 100j fills the second portions 102ab, 102ac, 102bc, the groove width of the second portions 102ab, 102ac, 102bc before forming the protective film 100j is sufficiently narrow. As a result, when the second portions 102ab, 102ac, and 102bc are filled with the protective film 100j, the unevenness of the surface of the protective film 100j is small. As a result, deterioration and disconnection of the wiring (arm portions 104a, 104b, 105a) are less likely to occur. As a result, the decrease in reliability of the optical waveguide structure 100 is suppressed.

第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃの溝幅は、２μｍ以下が好ましく、たとえば１μｍ程度である。 The groove width of the second portion 102ab, 102ac, 102bc is preferably 2 μm or less, for example, about 1 μm.

また、アーム部１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａは、メサ部Ｍ２を支持する構造としても機能するので、メサ部Ｍ２の支持強度はさらに高くなり、信頼性の低下を一層抑制できる。 Further, since the arm portions 104a, 104b, and 105a also function as a structure for supporting the mesa portion M2, the support strength of the mesa portion M2 is further increased, and the deterioration of reliability can be further suppressed.

また、この光導波路構造１００では、ヒータ１０３に対してアーム部１０４ａとアーム部１０５ａとを通る電流経路で電流を流し、アーム部１０４ｂとアーム部１０５ａとを通る電流経路で電流を流すことができる。この場合、ヒータ１０３のアーム部１０４ａとアーム部１０５ａとの間の部分と、アーム部１０４ｂとアーム部１０５ａとの間の部分に、並列に電流が流れる。その結果、個々の電流経路においてヒータ１０３に電流を流す長さをヒータ１０３の全長よりも短くできる。これにより、ヒータ１０３において電流が受ける電気抵抗を小さくでき、発熱効率が高まる。 Further, in the optical waveguide structure 100, a current can be passed through the heater 103 in a current path passing through the arm portion 104a and the arm portion 105a, and a current can be passed through the current path passing through the arm portion 104b and the arm portion 105a. .. In this case, a current flows in parallel between the arm portion 104a and the arm portion 105a of the heater 103 and the portion between the arm portion 104b and the arm portion 105a. As a result, the length of the current flowing through the heater 103 in each current path can be made shorter than the total length of the heater 103. As a result, the electric resistance received by the current in the heater 103 can be reduced, and the heat generation efficiency is improved.

なお、保護膜１００ｊが介在するものの、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｇはメサ部Ｍ２と距離が近いため、ヒータ１０３により与えられた熱が凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｇに伝熱し、放射されることも考えられる。そこで、第３部分１０２ａｄ、１０２ａｅを凸部１０１ａに隣接させ、第３部分１０２ａｆ、１０２ａｇを１０１ｂに隣接させ、第３部分１０２ｂｄ、１０２ｂｅを凸部１０１ｇに隣接させている。これによって、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｇの長さを実質的に長くして熱抵抗をできるだけ高め、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｇからの放熱を抑制している。第３部分１０２ａｄ、１０２ａｅ、１０２ａｆ、１０２ａｇの溝幅はたとえば３μｍ以上が好ましい。 Although the protective film 100j is interposed, the convex portions 101a, 101b, 101g are close to the mesa portion M2, so that the heat given by the heater 103 is transferred to the convex portions 101a, 101b, 101g and radiated. Is also possible. Therefore, the third portions 102ad and 102ae are adjacent to the convex portion 101a, the third portions 102af and 102ag are adjacent to the 101b, and the third portions 102bd and 102be are adjacent to the convex portion 101g. As a result, the lengths of the convex portions 101a, 101b, 101g are substantially lengthened to increase the thermal resistance as much as possible, and heat dissipation from the convex portions 101a, 101b, 101g is suppressed. The groove width of the third portion 102ad, 102ae, 102af, 102ag is preferably, for example, 3 μm or more.

以上説明したように、光導波路構造１００は、ヒータ１０３による加熱効率が高く、信頼性の低下が抑制されたものである。 As described above, in the optical waveguide structure 100, the heating efficiency by the heater 103 is high, and the deterioration of reliability is suppressed.

（製造方法）
光導波路構造１００は、たとえば以下のような工程で製造することができる。まず、分布反射部１２０を形成するべき領域においては、図４（ａ）に示すように、基板１００ａ上に、公知の有機金属気相成長（Metal Organic Chemical Vapor Deposition:ＭＯＣＶＤ）法、フォトリソグラフィ技術及びエッチングを用いて、犠牲層１００ｋを形成する。そして、犠牲層１００ｋを含む基板１００ａ上の表面に、下部クラッド層１００ｂ、回折格子層１００ｃ、スペーサ層１００ｄ、光導波層１００ｅ、第１上部クラッド層１００ｆ、下部埋込層１００ｇ、上部埋込層１００ｈ、第２上部クラッド層１００ｉを有し、メサ構造Ｍ１を含む構造を形成する。すなわち、光導波層１００ｅと回折格子層１００ｃとを含み、一方向に沿って所定の長さで伸びように構成された分布反射部１２０と、分布反射部１２０をそれに沿って上下左右から囲むクラッド部１０６を形成する工程を行う。なお、光導波部１１０ａ、１１０ｂを形成すべき領域では、回折格子層１００ｃに変えて、回折格子層１００ｃと同じｎ型ＧａＩｎＡｓＰからなる半導体層が積層した構成となっている。犠牲層１００ｋは、分布反射部１２０に対して基板１００ａ側に、基板１００ａの略全面にわたって形成される。 (Production method)
The optical waveguide structure 100 can be manufactured, for example, by the following process. First, in the region where the distributed reflection portion 120 should be formed, as shown in FIG. 4A, a known metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) method and photolithography technique are applied on the substrate 100a. And etching are used to form the sacrificial layer 100k. Then, on the surface on the substrate 100a including the sacrificial layer 100k, the lower clad layer 100b, the diffraction grating layer 100c, the spacer layer 100d, the optical waveguide layer 100e, the first upper clad layer 100f, the lower embedded layer 100g, and the upper embedded layer. It has a second upper clad layer 100i for 100 hours and forms a structure including a mesa structure M1. That is, a clad that includes an optical waveguide layer 100e and a diffraction grating layer 100c and is configured to extend in a predetermined length along one direction, and a clad that surrounds the distributed reflection unit 120 from above, below, left, and right along the distributed reflection unit 120. The step of forming the portion 106 is performed. In the region where the optical waveguides 110a and 110b should be formed, a semiconductor layer made of the same n-type GaInAsP as the diffraction grating layer 100c is laminated instead of the diffraction grating layer 100c. The sacrificial layer 100k is formed on the substrate 100a side with respect to the distributed reflection portion 120 over substantially the entire surface of the substrate 100a.

つづいて、全面にＳｉＮ膜を堆積した後、ＳｉＮ膜にパターニングを施す。その後、ＳｉＮ膜をマスクとしてドライエッチングし、トレンチ溝１０２ａ、１０２ｂとメサ部Ｍ２を形成する。すなわち、クラッド部１０６に、分布反射部１２０の左右の各々の側に分布反射部１２０に沿って伸びるトレンチ溝１０２ａ、１０２ｂを形成し、これらトレンチ溝１０２ａ、１０２ｂにより、断面形状がメサ形状であり、分布反射部１２０を含むメサ部Ｍ２を形成する工程を行う。なお、トレンチ溝１０２ａ、１０２ｂを形成する際には、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｇを形成することによって、第１部分１０２ａａ、１０２ｂａ、１０２ｂｂと、第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃと、第３部分１０２ａｄ、１０２ａｅ、１０２ａｆ、１０２ａｇ、１０２ｂｄ、１０２ｂｅとを形成する。第２部分１０２ａｂは凸部１０１ａによって定義され、第２部分１０２ａｃは凸部１０１ｂによって定義され、第２部分１０２ｂｃは凸部１０１ｇによって定義される。 Subsequently, after depositing the SiN film on the entire surface, the SiN film is patterned. Then, dry etching is performed using the SiN film as a mask to form the trench grooves 102a and 102b and the mesa portion M2. That is, trench grooves 102a and 102b extending along the distributed reflection portion 120 are formed on the left and right sides of the distribution reflection portion 120 in the clad portion 106, and the cross-sectional shape is a mesa shape due to these trench grooves 102a and 102b. , The step of forming the mesa portion M2 including the distributed reflection portion 120 is performed. When forming the trench grooves 102a, 102b, by forming the convex portions 101a, 101b, 101g, the first portion 102aa, 102ba, 102bb, the second portion 102ab, 102ac, 102bc, and the third portion It forms 102ad, 102ae, 102af, 102ag, 102bd, 102be. The second portion 102ab is defined by the convex portion 101a, the second portion 102ac is defined by the convex portion 101b, and the second portion 102bc is defined by the convex portion 101g.

図４（ｂ）は、図２に対応する図であり、図４（ｃ）は、図３に対応する図である。第１部分１０２ａａ、１０２ｂａは犠牲層１００ｋに到達し、さらに基板１００ａの表面まで到達する溝深さとなるが、第２部分１０２ａｂは溝幅が小さいため、マイクロローディング効果によって溝深さが小さくなり、犠牲層１００ｋに到達しない。同様に、第１部分１０２ｂｂは犠牲層１００ｋに到達し、第２部分１０２ａｃ、１０２ｂｃも犠牲層１００ｋに到達しない溝深さとなる。第３部分１０２ａｄ、１０２ａｅ、１０２ａｆ、１０２ａｇ、１０２ｂｄ、１０２ｂｅは犠牲層１００ｋに到達する溝深さでもよい。 4 (b) is a diagram corresponding to FIG. 2, and FIG. 4 (c) is a diagram corresponding to FIG. 3. The first portion 102aa and 102ba have a groove depth that reaches the sacrificial layer 100k and further reach the surface of the substrate 100a, but since the second portion 102ab has a small groove width, the groove depth becomes small due to the microloading effect. It does not reach the sacrificial layer 100k. Similarly, the first portion 102bb reaches the sacrificial layer 100k, and the second portions 102ac and 102bc also have a groove depth that does not reach the sacrificial layer 100k. The third portion 102ad, 102ae, 102af, 102ag, 102bd, 102be may be a groove depth reaching the sacrificial layer 100k.

つづいて、空隙Ｇ１を形成する。具体的には、ＩｎＰに対してよりも、犠牲層１００ｋを構成する材料に対してエッチングレートが高いエッチング液（たとえば硫酸系エッチング液や酒石酸系エッチング液）を、第１部分１０２ａａ、１０２ｂａ、１０２ｂｂを通じて犠牲層１００ｋに供給する。たとえば、図４（ｂ）、（ｃ）までの工程を行った後、トレンチ溝１０２ａ、１０２ｂ以外の表面に保護レジストを形成し、エッチング液に浸漬して、第１部分１０２ａａ、１０２ｂａ、１０２ｂｂの各々を通じて犠牲層１００ｋに供給する。これにより、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、分布反射部１２０を含むメサ部Ｍ２およびトレンチ溝１０２ａ、１０２ｂの真下の犠牲層１００ｋの一部のみを除去し、メサ部Ｍ２およびトレンチ溝１０２ａ、１０２ｂの真下に平面的に広がる空隙Ｇ１を形成する。 Subsequently, the void G1 is formed. Specifically, an etching solution (for example, a sulfuric acid-based etching solution or a tartaric acid-based etching solution) having a higher etching rate with respect to the material constituting the sacrificial layer 100k than with respect to InP is applied to the first portion 102aa, 102ba, 102bb. It is supplied to the sacrificial layer 100k through. For example, after performing the steps up to FIGS. 4 (b) and 4 (c), a protective resist is formed on the surface other than the trench grooves 102a and 102b and immersed in the etching solution to form the first portion 102aa, 102ba and 102bb. It is supplied to the sacrificial layer 100k through each. As a result, as shown in FIGS. 5A and 5B, only a part of the mesa portion M2 including the distributed reflection portion 120 and the sacrificial layer 100k directly below the trench grooves 102a and 102b is removed, and the mesa portion M2 and the mesa portion M2 and A void G1 that extends in a plane is formed directly below the trench grooves 102a and 102b.

つづいて、ＣＶＤ法を用いて保護膜１００ｊを形成する。つづいて、たとえば蒸着法とリフトオフ法とを用いて、分布反射部１２０に沿ってヒータ１０３を配置する工程と、ヒータ１０３に電気的に接続する配線１０４、１０５を配置する工程とを行う。このとき、配線１０４、１０５のアーム部１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａを、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｇのいずれかの上を通って保護膜１００ｊで埋められた第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃのいずれかに掛け渡し、ヒータ１０３に電気的に接続する。その後、半導体素子の作製における必要な工程を適宜行うことで、光導波路構造１００が完成する。 Subsequently, the protective film 100j is formed by using the CVD method. Subsequently, for example, using a thin-film deposition method and a lift-off method, a step of arranging the heater 103 along the distributed reflection unit 120 and a step of arranging the wirings 104 and 105 electrically connected to the heater 103 are performed. At this time, any one of the second portions 102ab, 102ac, and 102bc in which the arm portions 104a, 104b, and 105a of the wirings 104 and 105 are passed over any of the convex portions 101a, 101b, and 101g and are filled with the protective film 100j. And electrically connected to the heater 103. After that, the optical waveguide structure 100 is completed by appropriately performing the necessary steps in manufacturing the semiconductor element.

（実施形態２）
図６は、実施形態２に係る光導波路構造を説明する模式図であり、図６（ａ）は、図２に相当する図であり、図６（ｂ）は上面図である。光導波路構造１００Ａは、実施形態１に係る光導波路構造１００において、凸部１０１ａを凸部１０１Ａａに置き換えた構成を有する。 (Embodiment 2)
6A and 6B are schematic views illustrating the optical waveguide structure according to the second embodiment, FIG. 6A is a diagram corresponding to FIG. 2, and FIG. 6B is a top view. The optical waveguide structure 100A has a configuration in which the convex portion 101a is replaced with the convex portion 101Aa in the optical waveguide structure 100 according to the first embodiment.

凸部１０１Ａａは、突出方向において互いに離間した複数のセグメント１０１Ａａａからなる。セグメント１０１Ａａａ間は溝１０１Ａａｂによって離間している。これにより、凸部１０１Ａａの突出方向における熱抵抗をきわめて高くできるので、メサ部Ｍ２から凸部１０１Ａａへの放熱をより一層抑制することができ、ヒータ１０３による加熱効率をより一層高めることができる。なお、他の凸部１０１ｂ、１０１ｇについても、凸部１０１Ａａと同様の凸部に置き換えてもよい。 The convex portion 101Aa is composed of a plurality of segments 101Aaa separated from each other in the protruding direction. The segments 101Aaa are separated by a groove 101Aab. As a result, the thermal resistance of the convex portion 101Aa in the protruding direction can be made extremely high, so that heat dissipation from the mesa portion M2 to the convex portion 101Aa can be further suppressed, and the heating efficiency of the heater 103 can be further improved. The other convex portions 101b and 101g may be replaced with the same convex portions as the convex portions 101Aa.

（実施形態３）
図７は、実施形態３に係る光導波路構造を説明する模式図であり、図２に相当する図である。光導波路構造１００Ｂは、実施形態１に係る光導波路構造１００のメサ部Ｍ２をメサ部Ｍ３に置き換えた構成を有する。 (Embodiment 3)
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the optical waveguide structure according to the third embodiment, and is a diagram corresponding to FIG. 2. The optical waveguide structure 100B has a configuration in which the mesa portion M2 of the optical waveguide structure 100 according to the first embodiment is replaced with the mesa portion M3.

メサ部Ｍ３は、下部クラッド層１００ｂの上部、回折格子層１００ｃ、スペーサ層１００ｄ、光導波層１００ｅ、第１上部クラッド層１００ｆの両脇が電流ブロッキング構造等の半導体で埋め込まれておらず、ハイメサ構造になっている。この場合、クラッド部は、下部クラッド層１００ｂと第１上部クラッド層１００ｆ及び第２上部クラッド層１００１００ｉとで構成される。 In the mesa portion M3, the upper part of the lower clad layer 100b, the diffraction grating layer 100c, the spacer layer 100d, the optical waveguide layer 100e, and both sides of the first upper clad layer 100f are not embedded in semiconductors such as a current blocking structure, and the mesa portion M3 is a high mesa. It has a structure. In this case, the clad portion is composed of a lower clad layer 100b, a first upper clad layer 100f, and a second upper clad layer 100100i.

光導波路構造１００Ｂでは、半導体からなる埋込構造が無く、メサ部Ｍ３の体積が小さいので、ヒータ１０３の消費電力をさらに抑制できる。 In the optical waveguide structure 100B, since there is no embedded structure made of a semiconductor and the volume of the mesa portion M3 is small, the power consumption of the heater 103 can be further suppressed.

（実施形態４）
図８、９は、実施形態４に係る光導波路構造の模式的な断面図である。図８は図２に相当する図であり、図９は図３に相当する図である。光導波路構造１００Ｃは、実施形態１に係る光導波路構造１００において、積層部１０１を積層部１０１Ｃに置き換えた構成を有する。積層部１０１Ｃは、積層部１０１において、犠牲層１００ｋを削除し、下部クラッド層１００ｂを下部クラッド層１００Ｃｂに置き換えた構成を有する。光導波路構造１００Ｃの上面図は、図１と同様であるので、図示を省略し、かつ適宜図１に示した符号を用いて光導波路構造１００Ｃの構造を説明する。 (Embodiment 4)
8 and 9 are schematic cross-sectional views of the optical waveguide structure according to the fourth embodiment. FIG. 8 is a diagram corresponding to FIG. 2, and FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 3. The optical waveguide structure 100C has a structure in which the laminated portion 101 is replaced with the laminated portion 101C in the optical waveguide structure 100 according to the first embodiment. The laminated portion 101C has a configuration in which the sacrificial layer 100k is deleted and the lower clad layer 100b is replaced with the lower clad layer 100Cb in the laminated portion 101. Since the top view of the optical waveguide structure 100C is the same as that of FIG. 1, the structure of the optical waveguide structure 100C will be described by omitting the illustration and appropriately using the reference numerals shown in FIG.

下部クラッド層１００Ｃｂは基板１００ａ上に部分的に積層している。その結果、基板１００ａ、下部クラッド層１００ｂで囲まれた層状の空隙Ｇ２が形成される。空隙Ｇ２は、分布反射部１２０を含むメサ部Ｍ２およびトレンチ溝１０２ａ、１０２ｂの真下において、基板１０１ａとの間に平面的に広がるように形成されている。 The lower clad layer 100Cb is partially laminated on the substrate 100a. As a result, a layered void G2 surrounded by the substrate 100a and the lower clad layer 100b is formed. The gap G2 is formed so as to spread in a plane between the mesa portion M2 including the distributed reflection portion 120 and the trench grooves 102a and 102b directly below the substrate 101a.

第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃには、各々クラッド部１０６の一部によって形成される底面があり、それぞれその底面を形成するクラッド部１０６の一部によって、メサ部Ｍ２と、各凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０２ｇとが連結している。たとえば、図８に示すように、メサ部Ｍ２と、凸部１０１ａとは、凸部１０１ａにおける第２部分１０２ａｂの底面と、空隙Ｇ２との境界面と、の間の部分である、下部クラッド層１００Ｃｂの一部によって連結している。 The second portions 102ab, 102ac, and 102bc each have a bottom surface formed by a part of the clad portion 106, and the part of the clad portion 106 forming the bottom surface thereof forms a mesa portion M2 and each convex portion 101a. 101b and 102g are connected. For example, as shown in FIG. 8, the mesa portion M2 and the convex portion 101a are portions between the bottom surface of the second portion 102ab in the convex portion 101a and the boundary surface with the void G2, which is a lower clad layer. It is connected by a part of 100Cb.

一方、図９に示すように、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０２ｇを含まない断面では、メサ部Ｍ２は、その周囲とは空隙Ｇ２、第１部分及び第３部分（図９では第１部分１０２ａａ、１０２ｂａを示す）により隔絶されている。 On the other hand, as shown in FIG. 9, in the cross section not including the convex portions 101a, 101b and 102g, the mesa portion M2 has a gap G2, a first portion and a third portion (in FIG. 9, the first portion 102aa, It is isolated by (indicating 102ba).

この光導波路構造１００Ｃでは、光導波路構造１００と同様の効果が得られる。すなわち、ヒータ１０３が発生する熱が分布反射部１２０を効率良く加熱し、分布反射部１２０の反射波長特性を効率よく制御することができる。これにより、ヒータ１０３の消費電力を抑制できる。 In this optical waveguide structure 100C, the same effect as that of the optical waveguide structure 100 can be obtained. That is, the heat generated by the heater 103 efficiently heats the distributed reflection unit 120, and the reflection wavelength characteristic of the distributed reflection unit 120 can be efficiently controlled. As a result, the power consumption of the heater 103 can be suppressed.

また、メサ部Ｍ２と、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０２ｇとの連結部が、メサ部Ｍ２を十分な強度で支持するので、信頼性の低下を抑制できる。また、配線（アーム部１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａ）の劣化や断線が発生しにくくなる。これにより、光導波路構造１００Ｃの信頼性の低下が抑制される。さらに、アーム部１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａによってメサ部Ｍ２の支持強度はさらに高くなり、信頼性の低下を一層抑制できる。 Further, since the connecting portion between the mesa portion M2 and the convex portions 101a, 101b, 102g supports the mesa portion M2 with sufficient strength, deterioration of reliability can be suppressed. In addition, deterioration and disconnection of the wiring (arm portions 104a, 104b, 105a) are less likely to occur. As a result, the decrease in reliability of the optical waveguide structure 100C is suppressed. Further, the arm portions 104a, 104b, and 105a further increase the supporting strength of the mesa portion M2, and can further suppress the deterioration of reliability.

また、ヒータ１０３に電流を流す長さをヒータ１０３の全長よりも短くできるので、発熱効率が高まる。 Further, since the length of passing the current through the heater 103 can be made shorter than the total length of the heater 103, the heat generation efficiency is improved.

以上説明したように、光導波路構造１００Ｃは、ヒータ１０３による加熱効率が高く、信頼性の低下が抑制されたものである。 As described above, in the optical waveguide structure 100C, the heating efficiency by the heater 103 is high, and the deterioration of reliability is suppressed.

（製造方法）
光導波路構造１００Ｃは、たとえば以下のような工程で製造することができる。まず、図１０（ａ）に示すように、公知のＭＯＣＶＤ法を用いて、基板１００ａ上に、犠牲層１００Ｃｋを積層する。犠牲層１００Ｃｋは、光導波路構造１００における犠牲層１００ｋと同様に、基板１００ａ及び下部クラッド層１００ｂを構成する半導体材料であるＩｎＰに、略格子整合する半導体材料からなる。犠牲層１００Ｃｋは、たとえばＩｎＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓＰ、ＡｌＩｎＡｓなどの半導体混晶材料からなる。犠牲層１００Ｃｋの厚さはたとえば０．３μｍである。 (Production method)
The optical waveguide structure 100C can be manufactured, for example, by the following process. First, as shown in FIG. 10A, the sacrificial layer 100Ck is laminated on the substrate 100a by using a known MOCVD method. The sacrificial layer 100Ck is made of a semiconductor material that is substantially lattice-matched to InP, which is a semiconductor material constituting the substrate 100a and the lower clad layer 100b, similarly to the sacrificial layer 100k in the optical waveguide structure 100. The sacrificial layer 100Ck is made of a semiconductor mixed crystal material such as InGaAs, InGaAsP, and AlInAs. The thickness of the sacrificial layer 100 Ck is, for example, 0.3 μm.

つづいて、図１０（ｂ）に示すように、後に空隙Ｇ２を形成すべき領域において犠牲層１００Ｃｋを残す処理を行う。たとえば、犠牲層１００Ｃｋを残す領域において犠牲層１００Ｃｋ上に、フォトリソグラフィ技術を用いて保護レジストを形成し、その他の領域の犠牲層１００Ｃｋをドライエッチング等のエッチングで除去する。これにより、基板１０１ａ上の一部の領域に犠牲層１００Ｃｋが形成される。その後保護レジストを除去する。 Subsequently, as shown in FIG. 10 (b), a process of leaving the sacrificial layer 100 Ck in the region where the void G2 should be formed later is performed. For example, a protective resist is formed on the sacrificial layer 100Ck in the region where the sacrificial layer 100Ck remains by using a photolithography technique, and the sacrificial layer 100Ck in the other region is removed by etching such as dry etching. As a result, the sacrificial layer 100Ck is formed in a part of the region on the substrate 101a. Then remove the protective resist.

つづいて、図１０（ｃ）に示すように、ＭＯＣＶＤ法を用いて、下部クラッド層１００ｂを積層する。 Subsequently, as shown in FIG. 10 (c), the lower clad layer 100b is laminated by using the MOCVD method.

つづいて、図１０（ｄ）に示すように、回折格子層１００ｃ、スペーサ層１００ｄ、光導波層１００ｅ、第１上部クラッド層１００ｆ、下部埋込層１００ｇ、上部埋込層１００ｈ、第２上部クラッド層１００ｉを有し、メサ構造Ｍ１を含む構造を形成する。すなわち、光導波層１００ｅと回折格子層１００ｃとを含み、一方向に沿って所定の長さで伸びように構成された分布反射部１２０と、分布反射部１２０をそれに沿って上下左右から囲むクラッド部１０６とを有する積層部１０１Ｃを形成する工程を行う。なお、光導波部１１０ａ、１１０ｂを形成すべき領域では、回折格子層１００ｃに変えて、回折格子層１００ｃと同じｎ型ＧａＩｎＡｓＰからなる半導体層が積層した構成となっている。 Subsequently, as shown in FIG. 10D, the diffraction grating layer 100c, the spacer layer 100d, the optical waveguide layer 100e, the first upper clad layer 100f, the lower embedded layer 100 g, the upper embedded layer 100h, and the second upper clad. It has a layer 100i and forms a structure including a mesa structure M1. That is, a clad that includes an optical waveguide layer 100e and a diffraction grating layer 100c and is configured to extend in a predetermined length along one direction, and a clad that surrounds the distributed reflection unit 120 from above, below, left, and right along the distributed reflection unit 120. A step of forming the laminated portion 101C having the portions 106 is performed. In the region where the optical waveguides 110a and 110b should be formed, a semiconductor layer made of the same n-type GaInAsP as the diffraction grating layer 100c is laminated instead of the diffraction grating layer 100c.

つづいて、全面にＳｉＮ膜を堆積した後、ＳｉＮ膜にパターニングを施す。その後、ＳｉＮ膜をマスクとしてドライエッチングし、トレンチ溝１０２ａ、１０２ｂとメサ部Ｍ２を形成する。すなわち、クラッド部１０６に、分布反射部１２０の左右の各々の側に分布反射部１２０に沿って伸びるトレンチ溝１０２ａ、１０２ｂを形成し、これらトレンチ溝１０２ａ、１０２ｂにより、断面形状がメサ形状であり、分布反射部１２０を含むメサ部Ｍ２を形成する工程を行う。なお、トレンチ溝１０２ａ、１０２ｂを形成する際には、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｇを形成することによって、第１部分１０２ａａ、１０２ｂａ、１０２ｂｂと、第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃと、第３部分１０２ａｄ、１０２ａｅ、１０２ａｆ、１０２ａｇ、１０２ｂｄ、１０２ｂｅとを形成する。 Subsequently, after depositing the SiN film on the entire surface, the SiN film is patterned. Then, dry etching is performed using the SiN film as a mask to form the trench grooves 102a and 102b and the mesa portion M2. That is, trench grooves 102a and 102b extending along the distributed reflection portion 120 are formed on the left and right sides of the distribution reflection portion 120 in the clad portion 106, and the cross-sectional shape is a mesa shape due to these trench grooves 102a and 102b. , The step of forming the mesa portion M2 including the distributed reflection portion 120 is performed. When forming the trench grooves 102a, 102b, by forming the convex portions 101a, 101b, 101g, the first portion 102aa, 102ba, 102bb, the second portion 102ab, 102ac, 102bc, and the third portion It forms 102ad, 102ae, 102af, 102ag, 102bd, 102be.

図１１（ａ）は、図８に対応する図であり、図１１（ｂ）は、図９に対応する図である。第１部分１０２ａａ、１０２ｂａは犠牲層１００Ｃｋに到達し、さらに基板１００ａの表面まで到達する溝深さとなるが、第２部分１０２ａｂは溝幅が小さいため、マイクロローディング効果によって溝深さが小さくなり、犠牲層１００Ｃｋに到達しない。同様に、第１部分１０２ｂｂは犠牲層１００Ｃｋに到達し、第２部分１０２ａｃ、１０２ｂｃも犠牲層１００Ｃｋに到達しない溝深さとなる。第３部分１０２ａｄ、１０２ａｅ、１０２ａｆ、１０２ａｇ、１０２ｂｄ、１０２ｂｅは犠牲層１００ｋに到達する溝深さでもよい。 11 (a) is a diagram corresponding to FIG. 8, and FIG. 11 (b) is a diagram corresponding to FIG. 9. The first portion 102aa and 102ba have a groove depth that reaches the sacrificial layer 100Ck and further reach the surface of the substrate 100a, but since the second portion 102ab has a small groove width, the groove depth becomes small due to the microloading effect. It does not reach the sacrificial layer 100 Ck. Similarly, the first portion 102bb reaches the sacrificial layer 100Ck, and the second portions 102ac and 102bc also have a groove depth that does not reach the sacrificial layer 100Ck. The third portion 102ad, 102ae, 102af, 102ag, 102bd, 102be may be a groove depth reaching the sacrificial layer 100k.

つづいて、空隙Ｇ２を形成する。具体的には、ＩｎＰに対してよりも、犠牲層１００Ｃｋを構成する材料に対してエッチングレートが高いエッチング液を、第１部分１０２ａａ、１０２ｂａ、１０２ｂｂを通じて犠牲層１００Ｃｋに供給する。たとえば、図１１（ａ）、（ｂ）までの工程を行った後、トレンチ溝１０２ａ、１０２ｂ以外の表面に保護レジストを形成し、エッチング液に浸漬して、第１部分１０２ａａ、１０２ｂａ、１０２ｂｂの各々を通じて犠牲層１００Ｃｋに供給する。これにより、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、分布反射部１２０を含むメサ部Ｍ２およびトレンチ溝１０２ａ、１０２ｂの真下の犠牲層１００Ｃｋの全部を除去する。その結果、メサ部Ｍ２およびトレンチ溝１０２ａ、１０２ｂの真下に平面的に広がる空隙Ｇ２が形成される。 Subsequently, the void G2 is formed. Specifically, an etching solution having a higher etching rate with respect to the material constituting the sacrificial layer 100 Ck than with respect to InP is supplied to the sacrificial layer 100 Ck through the first portions 102aa, 102ba, 102bb. For example, after performing the steps up to FIGS. 11 (a) and 11 (b), a protective resist is formed on the surface other than the trench grooves 102a and 102b and immersed in the etching solution to form the first portion 102aa, 102ba and 102bb. It is supplied to the sacrificial layer 100 Ck through each. As a result, as shown in FIGS. 12A and 12B, the entire mesa portion M2 including the distributed reflection portion 120 and the sacrificial layer 100Ck directly below the trench grooves 102a and 102b are removed. As a result, a gap G2 that extends in a plane is formed directly below the mesa portion M2 and the trench grooves 102a and 102b.

つづいて、ＣＶＤ法を用いて保護膜１００ｊを形成する。つづいて、分布反射部１２０に沿ってヒータ１０３を配置する工程と、ヒータ１０３に電気的に接続する配線１０４、１０５を配置する工程とを行う。このとき、配線１０４、１０５のアーム部１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａを、凸部１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｇのいずれかの上を通って保護膜１００ｊで埋められた第２部分１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃのいずれかに掛け渡し、ヒータ１０３に電気的に接続する。その後、半導体素子の作製における必要な工程を適宜行うことで、光導波路構造１００Ｃが完成する。 Subsequently, the protective film 100j is formed by using the CVD method. Subsequently, a step of arranging the heater 103 along the distributed reflection unit 120 and a step of arranging the wirings 104 and 105 electrically connected to the heater 103 are performed. At this time, any one of the second portions 102ab, 102ac, and 102bc in which the arm portions 104a, 104b, and 105a of the wirings 104 and 105 are passed over any of the convex portions 101a, 101b, and 101g and are filled with the protective film 100j. And electrically connected to the heater 103. After that, the optical waveguide structure 100C is completed by appropriately performing the necessary steps in manufacturing the semiconductor element.

なお、上記実施形態１～４において、ポリイミドなどの絶縁性材料で第２部分を埋めてもよい、実施形態１～４の第２部分の溝幅は十分に小さいので、絶縁性材料で埋めた場合の表面の凹凸は小さい。その結果、絶縁性材料の上に配線を通しても、劣化や断線が発生しにくくなる。また、第２部分を埋めなくてもよい。 In the above-described first to fourth embodiments, the second portion may be filled with an insulating material such as polyimide. Since the groove width of the second portion of the first to fourth embodiments is sufficiently small, the second portion is filled with the insulating material. The unevenness of the surface of the case is small. As a result, deterioration and disconnection are less likely to occur even when wiring is passed over the insulating material. Moreover, it is not necessary to fill the second part.

また、上記実施形態では、回折格子層が光導波層に対して基板側に位置するが、基板とは反対側に位置させてもよい。 Further, in the above embodiment, the diffraction grating layer is located on the substrate side with respect to the optical waveguide layer, but it may be located on the side opposite to the substrate.

また、上記実施形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Further, the present invention is not limited to the above embodiments. The present invention also includes a configuration in which the above-mentioned components are appropriately combined. Further, further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.

１００光導波路構造
１００ａ基板
１００ｂ下部クラッド層
１００ｃ回折格子層
１００ｄスペーサ層
１００ｅ光導波層
１００ｆ第１上部クラッド層
１００ｇ下部埋込層
１００ｈ上部埋込層
１００ｉ第２上部クラッド層
１００ｊ保護膜
１００ｋ、１００Ｃｋ犠牲層
１０１積層部
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｇ凸部
１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ、１０１ｆ、１０１ｈ凹部
１０２ａ、１０２ｂトレンチ溝
１０２ａａ、１０２ｂａ、１０２ｂｂ第１部分
１０２ａｂ、１０２ａｃ、１０２ｂｃ第２部分
１０２ａｄ、１０２ａｅ、１０２ａｆ、１０２ａｇ、１０２ｂｄ、１０２ｂｅ第３部分
１０３ヒータ
１０４、１０５配線
１０４ａ、１０４ｂ、１０５ａアーム部
１０６クラッド部
１１０ａ、１１０ｂ光導波部
１２０分布反射部
Ｇ１、Ｇ２空隙
Ｍ１メサ構造
Ｍ２、Ｍ３メサ部
Ｗ１、Ｗ２幅
Ｗ３溝幅 100 Optical waveguide structure 100a Substrate 100b Lower clad layer 100c Diffraction grating layer 100d Spacer layer 100e Optical waveguide layer 100f First upper clad layer 100g Lower embedded layer 100h Upper embedded layer 100i Second upper clad layer 100j Protective film 100k, 100Ck sacrificed Layer 101 Laminated portion 101a, 101b, 101g Convex portion 101c, 101d, 101e, 101f, 101h Recessed portion 102a, 102b Trench groove 102aa, 102ba, 102bb First portion 102ab, 102ac, 102bc Second portion 102ad, 102ae, 102af, 102ag, 102bd, 102be 3rd part 103 Heater 104, 105 Wiring 104a, 104b, 105a Arm part 106 Clad part 110a, 110b Optical waveguide part 120 Distributed reflection part G1, G2 Void M1 Mesa structure M2, M3 Mesa part W1, W2 Width W3 groove width

Claims

With the board
A distributed reflection unit provided on the substrate, which includes an optical waveguide layer and a diffraction grating layer and is configured to extend in a predetermined length along one direction.
A clad portion provided on the substrate and surrounding the distributed reflection portion from above, below, left and right, and a clad portion.
A heater arranged along the distributed reflection portion on the upper surface of the clad portion, and a heater.
The wiring electrically connected to the heater and
Equipped with
The clad portion is formed with a first groove and a second groove extending along the distributed reflection portion and extending from above the substrate toward the substrate on each of the left and right sides of the distributed reflection portion. The space between the first groove and the second groove is a mesa portion having a mesa-shaped cross-sectional shape including the distributed reflection portion.
The heater is arranged on the mesa portion, and the heater is arranged on the mesa portion.
Each of the first groove and the second groove has a first portion having a predetermined groove width and a second portion having a groove width and a groove depth smaller than that of the first portion.
In each of the first groove and the second groove, the clad portion in the vicinity thereof faces the mesa portion from the inner side wall far from the mesa portion in the first groove and the second groove in a plan view. It has a convex portion as a part of the clad portion, which protrudes to form each of the second portions.
The wiring is passed over the convex portion and hung on the second portion, and is electrically connected to the heater.
A gap that spreads in a plane is formed between the substrate and the mesa portion including the distributed reflection portion and directly below the first groove and the second groove.
The first portion of the first groove and the first portion of the second groove each reach the gap, and the first groove and the second groove are communicated with each other by the gap.
The second portion of the first groove and the second portion of the second groove do not reach the voids, respectively, and a part of the surface of the clad portion forms a bottom surface. The mesa portion and the convex portion of the clad portion are connected by the part of the clad portion to be formed.
Optical waveguide structure.

Each of the convex portions of the first groove and the second groove is composed of a plurality of segments separated from each other in the projecting direction.
The optical waveguide structure according to claim 1.

A protective film covering the inner surface of the first groove and the second groove and the surface of the clad portion is further provided.
The optical waveguide structure according to claim 1 or 2.

The protective film fills the second portion of each of the first groove and the second groove.
The optical waveguide structure according to claim 3.

It has a sacrificial layer adjacent to the side of the void and
The sacrificial layer is made of a material having a higher etching rate with respect to a predetermined etching agent than the materials constituting the upper layer and the lower layer of the sacrificial layer.
The optical waveguide structure according to any one of claims 1 to 4.

The groove width of the second portion is 2 μm or less.
The optical waveguide structure according to any one of claims 1 to 5.

The diffraction grating layer is configured as a sampling diffraction grating, a phase shift diffraction grating, or a superstructured diffraction grating.
The optical waveguide structure according to any one of claims 1 to 6.

The process of forming a sacrificial layer on the substrate and
A distributed reflection unit including an optical waveguide layer and a diffraction grating layer on the surface of the substrate including the sacrificial layer and configured to extend at a predetermined length in one direction, and the distributed reflection unit along the distributed reflection unit. And the process of forming a clad part that surrounds from the top, bottom, left and right
The clad portion is formed with a first groove and a second groove extending along the distributed reflection portion and extending from above the substrate toward the substrate on each of the left and right sides of the distributed reflection portion. A step of forming a mesa portion having a mesa-shaped cross-sectional shape including the distributed reflection portion between the first groove and the second groove.
By removing at least a part of the mesa portion including the distributed reflection portion and the sacrificial layer directly below the first groove and the second groove, the mesa portion and directly below the first groove and the second groove can be removed. The process of forming a void that spreads in a plane and
A step of arranging a heater on the upper surface of the clad portion along the distributed reflection portion, and
The process of arranging the wiring electrically connected to the heater and
Including
When the first groove and the second groove are formed, the clad portion in the vicinity thereof is directed toward the mesa portion from the inner side wall far from the mesa portion in the first groove and the second groove in a plan view. A convex portion is formed as a part of the clad portion, and each of the first groove and the second groove has a predetermined groove width, and the groove depth reaches at least the sacrificial layer. The first portion of the mesa and the second portion, which is smaller in groove width than the first portion and whose groove depth does not reach the sacrificial layer and is defined by the convex portion, are formed.
When removing at least a part of the sacrificial layer directly below the first groove and the second groove, the sacrificial layer is formed rather than the materials constituting the layer above and below the sacrificial layer. An etching agent having a high etching rate with respect to the material to be used is supplied to the sacrificial layer through each of the first portions, and the region of the sacrificial layer below the mesa portion is removed.
When arranging the wiring, the wiring is passed over the convex portion and hung on the second portion , and is electrically connected to the heater.
A method for manufacturing an optical waveguide structure.

The sacrificial layer is formed on substantially the entire surface of the substrate and is formed.
When forming the void, only a part of the sacrificial layer is removed, and a part of the layer above the sacrificial layer and a part of the layer below the sacrificial layer are connected by the remaining sacrificial layer. ,
The method for manufacturing an optical waveguide structure according to claim 8.

The sacrificial layer is formed in a partial region on the substrate and is formed.
When forming the void, the entire sacrificial layer is removed.
The method for manufacturing an optical waveguide structure according to claim 8.

In the step of forming the void,
The first portion of the first groove and the first portion of the second groove each reach the gap, and the first groove and the second groove are communicated with each other by the gap.
The second portion of the first groove and the second portion of the second groove do not reach the voids, respectively, and a part of the surface of the clad portion forms a bottom surface, respectively, forming the bottom surface thereof. The sacrificial layer is removed so that the mesa portion and the convex portion of the clad portion are connected by the part of the clad portion.
The method for manufacturing an optical waveguide structure according to claim 8.