(57)【要約】【課題】多数の制御回路を使用することなく、正負の温度勾配が自由に付与することができる薄膜ヒータを提供する。【解決手段】本発明の薄膜ヒータ１０は、石英板などの絶縁体により形成された基板１１上に、正の温度勾配が形成できる第１の薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃと、負の温度勾配が形成できる第２の薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄとからなる２対の薄膜抵抗体膜が形成されており、これらの上に絶縁膜１３が形成されて構成されている。薄膜抵抗体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、Ｔａ２ＮやＮｉＣｒなどの合金の皮膜であり、絶縁膜１３は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）により形成されている。このような薄膜ヒータ１０を制御対象となる光導波路に用いるようにすると、光導波路に容易に温度勾配を形成することができる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜抵抗体が発生する熱により温度勾配を形成できる薄膜ヒータであって、
前記薄膜抵抗体の幅を長さ方向に変化させてその始点からの長さに対して正の温度勾配が形成できる第１の薄膜抵抗体と、前記薄膜抵抗体の幅を長さ方向に変化させてその始点からの長さに対して負の温度勾配が形成できる第２の薄膜抵抗体との少なくとも一対の薄膜抵抗体を備えたことを特徴とする薄膜ヒータ。
【請求項２】
前記第１の薄膜抵抗体は始点からの長さに反比例して幅を減少させてその始点からの長さに対して正の温度勾配が形成できるようにし、
前記第２の薄膜抵抗体は始点からの長さに反比例して幅を増大させてその始点からの長さに対して負の温度勾配が形成できるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の薄膜ヒータ。
【請求項３】
少なくとも一対の薄膜抵抗体を備えた薄膜ヒータであって、
前記一対の薄膜抵抗体は、始点からの長さに応じて幅が減少する第１の薄膜抵抗体と、始点からの長さに応じて幅が増大する第２の薄膜抵抗体とからなり、
前記第１の薄膜抵抗体はその始点からの長さをＸとしＸ地点での幅をＹとしたときに、ＸＹ＝Ｋ（但し、Ｋは定数を表す）の関係を有し、
前記第２の薄膜抵抗体はその終点からの長さをＸとしＸ地点での幅をＹとしたときに、ＸＹ＝Ｋ（但し、Ｋは定数を表す）の関係を有していることを特徴とする薄膜ヒータ。
【請求項４】
前記第１の薄膜抵抗体および前記第２の薄膜抵抗体の上に絶縁膜が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の薄膜ヒータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、薄膜抵抗体が発生する熱により温度勾配を形成できる薄膜ヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、大容量のデータ（情報）を高速に伝送する必要性が益々増大して、光ファイバー網の利用が急激に増加するようになった。この場合、１本の光ファイバに異なる波長の光を通してチャネルを多重化する、いわゆるＷＤＭ（ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：波長分割多重）あるいはＤＷＤＭ（Ｄｅｎｓｅ　ＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＤｉｖｉｓｉｏｎ　Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ：高密度波長分割多重）等の広帯域の光ネットワーク技術が利用されることとなる。
【０００３】
この種のＷＤＭやＤＷＤＭ等の光ネットワーク技術においては、それぞれの波長を分割、統合するための合分波デバイス（波長フィルタ）が極めて重要となる。そこで、ＩｎＰまたは石英などの基板上に石英系のクラッドとコアを堆積し、光導波路を集積化したＰＬＣ（Ｐｌａｎａｒ　Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ　Ｃｉｒｃｕｉｔ）の一種であるアレイ導波路回析格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　Ｇｒａｔｉｎｇ；以下では単にＡＷＧという）が用いられるようになった。このＡＷＧは、多チャンネルの波長の合分波を一括して行うことができ、かつチャンネル数や波長間隔に対する設計の自由度が大きく、量産化、小型化、信頼性の面で優れていることから、今後の多チャンネルのＷＤＭやＤＷＤＭシステムにおいて活躍が期待されるキーデバイスである。
【０００４】
この種のＡＷＧ２０は、例えば図１７に示すように、入射導波路２２、入射側スラブ導波路２３、アレイ導波路２４、出射側スラブ導波路２５、出射導波路２６からなる導波回路が基板２１上に形成されて構成されるものである。そして、石英系ガラス膜の基板上への堆積、フォトリソグラフィー、エッチング技術による導波路パターンの形成といった微細加工技術を用いて作製されるものである。ここで、このようなＡＷＧ２０が波長分波器として使用される場合の分波の仕組について以下に説明する。
【０００５】
まず、図１７に示すように、複数の波長λ１〜λｎが多重化された波長多重光が入射導波路２２に入射されると、入射側スラブ導波路２３で回折されて拡がってアレイ導波路２４に入射する。アレイ導波路２４は入射側スラブ導波路２３から導出された光を伝搬する複数の併設された光導波路であり、隣接する導波路はある一定の光路長差ΔＬをもって配列されている。このため、アレイ導波路２４の出力端では各導波路を伝搬した光はΔＬに相当する分だけ位相にずれが生じる。通常、アレイ導波路２４は、例えば１００本といったように多数の導波路よりなるが、図１７においては簡略化のために本数を減らして示している。
【０００６】
そして、アレイ導波路２４を通過した光は出射側スラブ導波路２５に到達し、回折により広がるが、それぞれの導波路を通過した光は互いに干渉し、結果的に全体として波面の揃う方向に回折することとなる。ここで、波面の揃う方向である回折角は波長に依存することから、異なる波長の光はそれぞれ別の方向に回折されることになる。このため、波長の異なる光が出射側スラブ導波路２５の出射導波路２６側で集光する位置は互いに異なり、それぞれの位置に出射導波路２６を配設することにより、波長の異なった光を各波長毎に異なる出射導波路２６から出力できる。即ち、波長λ１〜λｎの光を別々に取り出すことが可能となる。
【０００７】
以上においては、波長分波器として機能する場合のＡＷＧ２０の仕組について説明したが、同一のＡＷＧ２０を用いて波長合波器として使用することも可能である。この場合、波長分波器として使用するときの出射導波路２６から各々の波長の光を入射すると、波長分波器として使用するときの入射導波路２２から、これらの光が一括して出力されることとなる。
【０００８】
ところで、この種のＡＷＧ回路はアレイ導波路の光路長および光路長差を利用した回折格子であるので、アレイ導波路の隣り合う導波路の光路長差ΔＬは精密に制御される必要がある。しかしながら、実際には、温度変化による導波路材料の屈折率の変化や基板および導波路の熱膨張、収縮が存在するため、温度によって光路長が変化し、光路長差ΔＬも変化する。この結果、出射側スラブ導波路の出射導波路側における焦点位置が変化し、出射導波路に入射する光の波長が変化することになる。
【０００９】
例えば、石英ガラスの屈折率の温度依存特性（温度係数）は８×１０−６／℃、シリコン基板の線膨張係数は３×１０−６／℃であるから、中心波長の変化はλ＝１．５５μｍ帯では約０．０１３ｎｍ／℃となる。このような温度特性を安定化させるための一つの方法として、高精度な温度制御装置を素子に付加する必要がある。そこで、光導波路の光信号伝搬方向に温度勾配を印加する温度勾配印加手段を備えるようにした光導波路が特許文献１、特許文献２、特許文献３等にて提案されるようになった。
【特許文献１】
特開２０００−２５２９２０号公報
【特許文献２】
特開２０００−２４４３９４号公報
【特許文献３】
特開平５−３４１３４０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１（特開２０００−２５２９２０号公報）にて提案された光導波路３０においては、図１８（ａ）に示すように、被制御対象となる光導波路３０上に、温度勾配を付けたい間隔の両端に熱源となるヒータ３１，３２を取り付けるようにしている。これにより、両端に配置されたヒータ３１，３２の温度差による熱の移動で温度勾配が制御されることとなる。このため、温度勾配が不安定になるとともに温度勾配にタイムラグが発生するという問題を生じた。
【００１１】
また、上述した特許文献２（特開２０００−２４４３９４号公報）にて提案された光導波路（グレーティング）４０においては、図１８（ｂ）に示すように、被制御対象となる光導波路（グレーティング）４０上に、温度勾配を付けたい方向に発熱体４１を配置するとともに、この発熱体４１に膜厚差を設けるようにし、かつ発熱体４１の両端部に電極４２，４３を設けるようにしている。これにより、温度勾配の制御は容易になるが、反面、膜厚差を設けた発熱体４１を作製する際に、膜厚を正確に制御して膜厚差が均一な複数の発熱体４１を再現性良く作製するのが困難であるという問題を生じた。
【００１２】
また、上述した特許文献３（特開平５−３４１３４０号公報）等にて提案された光導波路（波長変換素子）５０においては、図１８（ｃ）に示すように、被制御対象となる光導波路（波長変換素子）５０上に、温度勾配を付けたい方向に薄膜ヒータ５１の線密度を変化させるようにしている。しかしながら、薄膜ヒータ５１の幅が狭くなり、かつ長さが長くなった場合に、薄膜ヒータ５１の作製時に薄膜ヒータ５１に断線を生じるようになって、薄膜ヒータ５１の歩留まりが低下するという問題を生じた。
【００１３】
さらに、図１８（ｄ）に示すように、被制御対象となる光導波路６０上に、温度勾配を付けたい方向に多分割した薄膜ヒータ６１，６１，６１・・・を配置し、これらの多分割された薄膜ヒータ６１を制御回路６２により１個毎に制御する方法も提案されている。しかしながら、薄膜ヒータ６１を１個毎に制御するための制御回路６２が複雑になって、この種の制御回路６２を簡単、容易に作製することが困難であるという問題が生じた。
【００１４】
そこで、本発明は上述したような問題点を解消するためになされものであって、多数の制御回路を使用することなく、正負の温度勾配を自由に付与することができる薄膜ヒータを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の如き目的を達成するため、本発明の薄膜ヒータは温度勾配を形成できる薄膜ヒータであって、薄膜抵抗体の幅を長さ方向に変化させてその始点からの長さに対して正の温度勾配が形成できる第１の薄膜抵抗体と、薄膜抵抗体の幅を長さ方向に変化させてその始点からの長さに対して負の温度勾配が形成できる第２の薄膜抵抗体との少なくとも一対の薄膜抵抗体を備えたことを特徴とする。
【００１６】
ここで、正の温度勾配が形成できる第１の薄膜抵抗体と負の温度勾配が形成できる第２の薄膜抵抗体とからなる一対の薄膜抵抗体を備えるようにすると、第１の薄膜抵抗体に接続する第１電源と第２の薄膜抵抗体に接続する第２電源を制御するだけで、正の温度勾配あるいは負の温度勾配もしくはフラットな温度勾配を自由に形成することが可能となる。そして、薄膜ヒータは薄膜抵抗体で構成されているため、光導波路などの制御対象物の近傍に配置することが可能となる。この結果、薄膜抵抗体の発熱温度を直ちに制御対象物に伝達することが可能となり、タイムラグの発生を防止できるようになる。
【００１７】
また、薄膜抵抗体はフォトリソグラフを使用したパターニングで形成できるため、薄膜抵抗体を精度良く、かつ容易に作製することが可能となる。また、第１の薄膜抵抗体に接続する第１電源と第２の薄膜抵抗体に接続する第２電源を制御するだけであるので、複雑な制御回路を設けることなく、容易に、自由な温度勾配を形成することができるようになる。さらに、必要な区間のみに薄膜抵抗体を形成すればよいので、必要以上に薄膜抵抗体が長くなりすぎて断線するということが防止できるようになる。
【００１８】
この場合、第１の薄膜抵抗体を始点からの長さに反比例して幅を減少させるようにすると、即ち、その始点からの長さをＸとしＸ地点での幅をＹとしたときに、ＸＹ＝Ｋ（但し、Ｋは定数を表す）の関係を有するように規定すると、その始点からの長さ比例して正の温度勾配が形成でき、始点からの長さに比例して温度を上昇させることができる。
一方、第２の薄膜抵抗体を始点からの長さに反比例して幅を増大させるようにすると、即ち、その終点からの長さをＸとしＸ地点での幅をＹとしたときに、ＸＹ＝Ｋ（但し、Ｋは定数を表す）の関係を有するように規定すると、その始点からの長さに比例して負の温度勾配が形成でき、始点からの長さに比例して温度を下降させることができる。
【００１９】
なお、第１の薄膜抵抗体および第２の薄膜抵抗体の上に絶縁膜が形成されていると、この絶縁膜は、第１及び第２の薄膜抵抗体で発生した熱を平面方向に伝導させるように作用するため、平面方向にスムーズな温度勾配を形成することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
ついで、本発明の一実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。なお、図１は本発明の薄膜ヒータを模式的に示す図であり、図１（ａ）は最上部に形成された絶縁膜を透かした状態を模式的に示す上面図であり、図１（ｂ）は薄膜ヒータの断面を模式的に示す断面図である。図２は図１の薄膜ヒータに電源を接続した状態を模式的に示す上面図である。図３は薄膜抵抗体の幅が長さに比例して狭くなる場合の薄膜抵抗体の位置に対する相対温度の関係を示す図であり、図３（ａ）は位置に対する幅の関係を示す図であり、図３（ｂ）は位置に対する相対温度の関係を示す図である。
【００２１】
図４は薄膜抵抗体の幅が長さに反比例して狭くなる場合の薄膜抵抗体の位置に対する相対温度の関係を示す図であり、図４（ａ）は位置に対する薄膜ヒータ幅の関係を示す図であり、図４（ｂ）は位置に対する相対温度の関係を示す図である。図５は図２の電源に電圧を印加した場合の位置に対する相対温度の関係を示す図であり、図５（ａ）は第１電源に印加する電圧を変化させた場合の位置に対する相対温度の関係を示す図であり、図５（ｂ）は第２電源に印加する電圧を変化させた場合の位置に対する相対温度の関係を示す図であり、図５（ｃ）は第１電源および第２電源に印加する電圧を変化させた場合の位置に対する相対温度の関係を示す図である。
【００２２】
１．薄膜ヒータ
本実施の形態の薄膜ヒータ１０は、図１に示すように、基板１１上に正の温度勾配が形成できる第１の薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃと、負の温度勾配が形成できる第２の薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄとからなる２対の薄膜抵抗体膜が形成されており、これらの上に絶縁膜１３が形成されて構成されるものである。基板１１は、例えば厚みが１ｍｍの石英板などの絶縁体により形成されている。また、各薄膜抵抗体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、基板１１上に所定形状となるようにスパッタリングにより形成されたＴａ２ＮやＮｉＣｒなどの合金の皮膜である。さらに、絶縁膜１３は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）やアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）のスパッタリングにより、各薄膜抵抗体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが形成された基板１１上に形成されている。
【００２３】
この場合、正の温度勾配が形成できる第１の薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃは、こ薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃの始点（図１（ａ）においては薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃの左端部）からの長さに反比例して皮膜の幅が減少するように形成されており、負の温度勾配が形成できる第２の薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄは、この薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄの始点（図１（ａ）においては薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄの左端部）からの長さに反比例して皮膜の幅が増大するように形成されている。即ち、第１の薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃにおいては、始点からの長さをＸとし、そのＸ地点での幅をＹとしたときにＸＹ＝Ｋの関係を有するように長さに反比例して幅が減少するように形成している。また、第２の薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄにおいては、終点（図１（ａ）においては薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄの右端部）からの長さをＸとし、そのＸ地点での幅をＹとしたときにＸＹ＝Ｋの関係を有するように長さに反比例して幅が減少するように形成している。
【００２４】
ここで、図３（ａ）に示すように、薄膜抵抗体の始点（図３（ａ）においては１の位置）からの長さ（Ｘ）に比例して皮膜の幅（Ｙ）が減少するように形成されていると、この薄膜抵抗体の位置（Ｘ）が図３（ｂ）に示す１の位置から順次２，３・・・の位置に移動すると、端部１からの長さ（Ｘ）に反比例して抵抗値は増大する。この場合、各位置（Ｘ）での温度は各位置（Ｘ）での抵抗の発熱量（ジュールの法則）に比例することから、各位置（Ｘ）での相対的な温度は、図３（ｂ）に示すように、端部１からの長さ（Ｘ）に反比例して上昇することとなる。しかしながら、このような温度勾配を有する薄膜抵抗体を用いて被制御体の温度制御をするのは困難である。
【００２５】
一方、図４（ａ）に示すように、薄膜抵抗体の端部（図４（ａ）においては１の位置）からの長さ（Ｘ）に反比例して皮膜の幅（Ｙ）が減少するように形成されていると、この薄膜抵抗体の位置（Ｘ）が図４（ｂ）に示す１の位置から順次２，３・・・の位置に移動すると、端部１からの長さ（Ｘ）に比例して抵抗値は増大する。これにより、各位置（Ｘ）での相対的な温度は、図４（ｂ）に示すように、端部１からの長さ（Ｘ）に比例して上昇することとなる。この結果、このような温度勾配を有する薄膜抵抗体を用いて被制御体の温度制御をするのが容易となる。このため、本発明においては、第１および第２の薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃおよび１２ｂ，１２ｄにおいては、ＸＹ＝Ｋ（Ｋは一定の定数）の関係を有するように長さ（Ｘ）に対して幅（Ｙ）が減少するように形成している。
【００２６】
そこで、まず、図２に示すように、薄膜ヒータ１０の第１の薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃの両端部に形成された電極パッド（図１６参照）に第１の電源Ａを接続し、第２の薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄの両端部に形成された電極パッド（図１６参照）に第２の電源Ｂを接続した。この後、第１の電源Ａのスイッチをオンにして第１の薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃに電圧を印加し、印加電圧をＡ１，Ａ２，Ａ３（但し、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３）に変化させた。そして、このときの薄膜ヒータ１０上の端部ｘ１から端部ｘ２に向けての各位置での温度（℃）を測定すると、図５（ａ）に示すような結果となった。
【００２７】
同様に、第２の電源Ｂのスイッチをオンにして第２の薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄに電圧を印加し、印加電圧をＢ１，Ｂ２，Ｂ３（但し、Ｂ１＜Ｂ２＜Ｂ３）に変化させた。そして、このときの薄膜ヒータ１０上の端部ｘ１から端部ｘ２に向けての各位置での温度（℃）を測定すると、図５（ｂ）に示すような結果となった。さらに、第１の電源Ａおよび第２の電源Ｂの両スイッチをオンにするとともに、第１の電源Ａの電圧を第２の電源Ｂの電圧よりも大きく（Ｂ＜Ａ）なるように印加すると、図５（ｃ）の直線Ｃ１が得られた。また、第２の電源Ｂの電圧を第１の電源Ａの電圧よりも大きく（Ａ＜Ｂ）なるように印加すると、図５（ｃ）の直線Ｃ２が得られ、第１の電源Ａの電圧と第２の電源Ｂの電圧とが等しく（Ａ＝Ｂ）なるように印加すると、図５（ｃ）の直線Ｃ３が得られた。
【００２８】
２．薄膜ヒータの作製
ついで、上述のような構成となる薄膜ヒータ１０の作製方法について、図６〜図１６の模式図に基づいて以下に説明する。なお、図６は第１工程を示し、図６（ａ）はその上面図を示し、図６（ｂ）はその断面図を示す。図７は第２工程を示し、図７（ａ）はその上面図を示し、図７（ｂ）はその断面図を示す。図８は第３工程を示し、図８（ａ）はその上面図を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す断面図である。図９は第４工程を示し、図９（ａ）はその上面図を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す断面図である。図１０は第５工程を示し、図１０（ａ）はその上面図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す断面図である。
【００２９】
図１１は第６工程を示し、図１１（ａ）はその上面図を示し、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す断面図である。図１２は第７工程を示し、図１２（ａ）はその上面図を示し、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ断面を拡大して示す断面図である。図１３は第８工程を示し、図１３（ａ）はその上面図を示し、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ断面を拡大して示す断面図である。図１４は第９工程を示し、図１４（ａ）はその上面図を示し、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＢ−Ｂ断面を拡大して示す断面図である。図１５は第１０工程を示し、図１５（ａ）はその上面図を示し、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＢ−Ｂ断面を拡大して示す断面図である。図１６は第１１工程を示し、図１６（ａ）はその上面図を示し、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す断面図である。
【００３０】
まず、図６に示すように、石英基板（例えば、厚みが１ｍｍで、幅及び長さが７６．２ｍｍのもの）１１を準備する。ついで、この石英基板１１の表面にＴａ２Ｎ，ＮｉＣｒ等の膜をスパッタリングにより被着させて皮膜を形成した。これにより、図７に示すように、石英基板１１の表面に薄膜抵抗体膜１２が形成されることとなる。
【００３１】
ついで、この薄膜抵抗体膜１２の上にレジスト１１ａを塗布した後、図８に示すように、薄膜抵抗体膜１２が所定のヒータパターン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・・となるように、塗布したレジスト１１ａを所定のパターンにカットした。この後、エッチングにより余分な薄膜抵抗体膜１２を除去した後に、レジスト１１ａも除去した。これにより、図９に示すように、石英基板１１の表面に被着した薄膜抵抗体膜１２が所定のヒータパターン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・・に形成されるこことなる。
【００３２】
ついで、図１０に示すように、これらの全面上にレジストからなる保護膜１１ｂを被着させた後、この保護膜１１ｂをヒータパターン１２ａ，１２ｂ，１２ｃ・・・にカットした。この後、これらの全面上にパッドメッキ用下地膜となるＣｒおよびＣｕを順次スパッタリングにより被着させて、図１１に示すように、パッドメッキ用下地膜１１ｃを形成した。ついで、これらの全面上にレジスト１１ｄを塗布した後、所定のパッドパターンが形成されるようにレジスト１１ｄをカットした。
【００３３】
これにより、図１２に示すように、レジスト１１ｄが所定のパッドパターンにカットされたカット部１１ｅが形成されることとなる。この後、これをメッキ槽に浸漬して、パッドメッキ用下地膜１１ｃの上に、順次、銅（Ｃｕ）メッキ、ニッケル（Ｎｉ）メッキ、金（Ａｕ）メッキ処理を施した。ついで、パッドメッキ用下地膜１１ｃの不要部をエッチングにより除去した後、レジスト１１ｄを除去した。これにより、図１３に示すように、下地膜１１ｃの上にパッドメッキ層１４が形成されることとなる。
【００３４】
ついで、これらの全面上にレジスト１１ｆを塗布した後、パッドパターンが残存するようにレジスト１１ｆをカットした。これにより、図１４に示すように、レジスト１１ｆがパッドパターンにカットされて、パッド部がレジスト１１ｆで保護されることとなる。この後、これらの全面上に窒化アルミニウム（ＡｌＮ）あるいはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）をスパッタリングにより被着させた。これにより、図１５に示すように、パッドメッキ層１４以外の全面に、ＡｌＮあるいはＡｌ２Ｏ３からなる絶縁膜１３が形成されることとなる。
【００３５】
ついで、この基板１１を所定寸法（この例の場合は４等分されるように）に切断することにより、図１６に示すような薄膜ヒータ１０が形成されることとなる。即ち、基板１１上に正の温度勾配が形成できる第１の薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃと、負の温度勾配が形成できる第２の薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄとからなる２対の薄膜抵抗体膜が形成されており、これらの各薄膜抵抗体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの両端部に電極パッド１４が形成され、さらに各薄膜抵抗体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの上に絶縁膜１３が形成された薄膜ヒータ１０が形成されることとなる。
【００３６】
そして、このようにして形成した薄膜ヒータ１０を制御対象（被制御体）となる光導波路、例えば、図１７に示すようなＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ　Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ　Ｇｒａｔｉｎｇ）や光通信用分散補償器（グレーティング）や波長変換素子などに用いるようにすると、これらの各制御対象に容易に温度勾配を形成することができるようになる。これにより、この薄膜ヒータ１０を用いたＡＷＧやグレーティングや波長変換素子などの光導波路の温度特性を安定化させることができるようになる。
【００３７】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明においては、正の温度勾配が形成できる第１の薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃと負の温度勾配が形成できる第２の薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄとからなる二対の薄膜抵抗体を備えるようにしている。このため、第１の薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃに接続する第１電源Ａと第２の薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄに接続する第２電源Ｂを制御するだけで、正の温度勾配あるいは負の温度勾配もしくはフラットな温度勾配を自由に形成することが可能となる。そして、このような薄膜ヒータ１０は、光導波路などの制御対象物の近傍に配置することが可能となるので、各薄膜抵抗体１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの発熱温度を直ちに制御対象物に伝達することが可能となり、タイムラグの発生を防止できるようになる。
【００３８】
なお、上述した実施の形態においては、薄膜抵抗体１２ａ，１２ｃからなる正の温度勾配が形成できる第１の薄膜抵抗体と、薄膜抵抗体１２ｂ，１２ｄからなる負の温度勾配が形成できる第２の薄膜抵抗体の二対の薄膜抵抗体を用いる例について説明したが、薄膜抵抗体としては一対以上であれば何対であっても良い。また、本発明の薄膜ヒータは、２本の光導波路を波長オーダーで近接させることによって光導波路間で光パワーが移行する現象を利用した方向性結合器や、光路長の異なる２本の光導波路を導波する光に付与される位相差を利用して波長選択性を得るマッハツェンダ干渉器や、リング部を周回する光のうち共振条件（リング１周分の光路長が波長の整数倍）を満たす光のみを選択的に取り出すリング共振器や、導波路の端面部に２枚のミラー（劈開面、屈折率の異なる膜等の反射機能を有するもの）を対向させて共振器とするファブリーペロ共振器等、様々な導波路型光デバイスに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の薄膜ヒータを模式的に示す図であり、図１（ａ）は最上部に形成された絶縁膜を透かした状態を模式的に示す上面図であり、図１（ｂ）は薄膜ヒータの断面を模式的に示す断面図である。
【図２】図１の薄膜ヒータに電源を接続した状態を模式的に示す上面図である。
【図３】薄膜ヒータ幅が長さに比例して狭くなる場合の位置に対する相対温度の関係を示す図であり、図３（ａ）は位置に対する薄膜ヒータ幅の関係を示す図であり、図３（ｂ）は位置に対する相対温度の関係を示す図である。
【図４】薄膜ヒータ幅が長さに反比例して狭くなる場合の位置に対する相対温度の関係を示す図であり、図４（ａ）は位置に対する薄膜ヒータ幅の関係を示す図であり、図４（ｂ）は位置に対する相対温度の関係を示す図である。
【図５】図２の電源に電圧を印加した場合の位置に対する相対温度の関係を示す図であり、図５（ａ）は第１電源に印加する電圧を変化させた場合の位置に対する相対温度の関係を示す図であり、図５（ｂ）は第２電源に印加する電圧を変化させた場合の位置に対する相対温度の関係を示す図であり、図５（ｃ）は第１電源および第２電源に印加する電圧を変化させた場合の位置に対する相対温度の関係を示す図である。
【図６】図１に示す薄膜ヒータを製造するための第１工程を模式的に示す図であり、図６（ａ）はその上面図を示し、図６（ｂ）はその断面図を示す。
【図７】図１に示す薄膜ヒータを製造するための第２工程を模式的に示す図であり、図７（ａ）はその上面図を示し、図７（ｂ）はその断面図を示す。
【図８】図１に示す薄膜ヒータを製造するための第３工程を模式的に示す図であり、図８（ａ）はその上面図を示し、図８（ｂ）は図８（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す断面図である。
【図９】図１に示す薄膜ヒータを製造するための第４工程を模式的に示す図であり、図９（ａ）はその上面図を示し、図９（ｂ）は図９（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す断面図である。
【図１０】図１に示す薄膜ヒータを製造するための第５工程を模式的に示す図であり、図１０（ａ）はその上面図を示し、図１０（ｂ）は図１０（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す断面図である。
【図１１】図１に示す薄膜ヒータを製造するための第６工程を模式的に示す図であり、図１１（ａ）はその上面図を示し、図１１（ｂ）は図１１（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す断面図である。
【図１２】図１に示す薄膜ヒータを製造するための第７工程を模式的に示す図であり、図１２（ａ）はその上面図を示し、図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＢ−Ｂ断面を拡大して示す断面図である。
【図１３】図１に示す薄膜ヒータを製造するための第８工程を模式的に示す図であり、図１３（ａ）はその上面図を示し、図１３（ｂ）は図１３（ａ）のＢ−Ｂ断面を拡大して示す断面図である。
【図１４】図１に示す薄膜ヒータを製造するための第９工程を模式的に示す図であり、図１４（ａ）はその上面図を示し、図１４（ｂ）は図１４（ａ）のＢ−Ｂ断面を拡大して示す断面図である。
【図１５】図１に示す薄膜ヒータを製造するための第１０工程を模式的に示す図であり、図１５（ａ）はその上面図を示し、図１５（ｂ）は図１５（ａ）のＢ−Ｂ断面を拡大して示す断面図である。
【図１６】図１に示す薄膜ヒータを製造するための第１１工程を模式的に示す図であり、図１６（ａ）はその上面図を示し、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＡ−Ａ断面を拡大して示す断面図である。
【図１７】アレイ導波路回析格子（ＡＷＧ）を模式的に示す図である。
【図１８】従来例の光導波路に薄膜ヒータを形成した状態を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０…薄膜ヒータ、１１…石英基板、１１ａ…レジスト、１１ｂ…保護膜、１１ｃ…パッドメッキ用下地膜、１１ｄ…レジスト、１１ｅ…レジストカット部、１１ｆ…レジスト、１２…薄膜抵抗体膜、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ…薄膜抵抗体、１３…絶縁膜、１４…電極パッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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