(57)【要約】【課題】作製プロセスの余裕度を高め、低損失で特性が安定した光導波路を実現する。【解決手段】光モジュールは、シリコン酸化膜からなるアンダークラッド１２と、アンダークラッド１２上に配置されたシリコンからなるコア１３と、コア１３と隣り合うコアとの間に配置されたシリコンからなるスラブ層１８とを有し、アンダークラッド１２とコア１３とは光導波路１を構成し、スラブ層１８は、所定幅の空隙１７を挟んでコア１３と隣り合うように配置される。【選択図】  図１
2005115117.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン酸化膜からなるアンダークラッドと、
このアンダークラッド上に配置された断面が四角形のシリコンからなる第１のコアと、
この第１のコアと隣り合うコアとの間に配置されたシリコンからなるスラブ層とを有し、
前記アンダークラッドと前記第１のコアとは、第１の光導波路を構成し、
前記スラブ層は、所定幅の空隙を挟んで前記第１のコアと隣り合うように配置されることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の光モジュールにおいて、
前記第１のコアと前記スラブ層との間隔は、２μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする光モジュール。
【請求項３】
請求項１または２記載の光モジュールにおいて、
前記第１のコアの終端部を覆うように配置された第２のコアと、
前記第１コアの終端部と前記第２のコアとを覆うように配置されたオーバークラッドとを備え、
前記アンダークラッドと前記第１のコアの終端部と前記第２のコアと前記オーバークラッドとは、モードフィールドサイズ変換部を構成し、
前記アンダークラッドと前記第２のコアと前記オーバークラッドとは、第２の光導波路を構成し、
前記スラブ層は、前記オーバークラッドを挟んで前記第２のコアと隣り合うように配置されることを特徴とする光モジュール。
【請求項４】
シリコン酸化膜からなるアンダークラッドの上に断面が四角形のシリコンからなる第１のコアを選択的に形成する工程と、
この第１のコアと隣り合うコアとの間にシリコンからなるスラブ層を選択的に形成する工程とを備え、
前記アンダークラッドと前記第１のコアとは、第１の光導波路を構成し、
前記スラブ層は、所定幅の空隙を挟んで前記第１のコアと隣り合うように形成されることを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の光モジュールの製造方法において、
前記第１のコアと前記スラブ層との間隔を変えることで、シリコンをエッチングする面積を調整することを特徴とする光モジュールの製造方法。
【請求項６】
請求項４記載の光モジュールの製造方法において、
前記第１のコアと前記スラブ層との間隔は、２μｍ以上１０μｍ以下であることを特徴とする光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信に用いられる導波路型光変調器や光スイッチ等の光制御デバイス、光集積回路を構成する光モジュールとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光制御デバイスの配線部材である平面導波路は、従来、石英系の素材からなるものが用いられてきた。石英系導波路は、コアとクラッドの比屈折率差が小さいため、単一モード条件を満たすコアの断面寸法が５〜１０μｍ角と大きく、曲げ半径は１〜２５ｍｍ程度であるため、デバイスサイズが大きくなり、高集積化に適さなかった。
光デバイスを小型化、高集積化する目的から近年シリコンをコアに用いて比屈折率を高くしたシリコン細線導波路の研究が活発になってきている。シリコン細線導波路は、曲げ半径を小さくでき、微小デバイスが作製可能となる。
【０００３】
しかし、シリコン細線導波路を用いた光デバイスの実用化には、２つの問題があった。一つは、シリコン細線導波路の単一モード条件を満たすコアの断面寸法が０．３μｍ角程度と小さいため、シリコン細線導波路よりモードフィールドサイズが大きい光ファイバー、発光素子あるいは受光素子等の外部回路との高効率な結合が難しいという問題である。もう一つは、シリコン細線導波路が高屈折率差導波路であるため、導波路面の荒れによる散乱損失の影響を受けやすく、伝搬損失が大きいという問題である。
【０００４】
外部回路との結合が難しいという問題は、幅を細くしたシリコン細線導波路の終端に断面の大きい別の導波路を重ねてモードフィールド径を効率よく広げるモードフィールドサイズ変換構造を設けることで解決できる。一方、伝搬損失が大きいという問題は、リソグラフィーやエッチングなどの導波路パターン作製技術の向上によって側面荒れが低減され、ある程度は解決されてきている（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【０００５】
図８（ａ）はモードフィールドサイズ変換部を備えた従来の光モジュールの平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）の光モジュールのＡ−Ａ線断面図、図８（ｃ）は図８（ａ）の光モジュールのＢ−Ｂ線断面図である。図８において、１は第１の光導波路（シリコン細線導波路）、２はモードフィールドサイズ変換部、３は光導波路１と接続される第２の光導波路、１１はシリコン基板、１２はシリコン基板１１上に形成されたアンダークラッド、１３はアンダークラッド１２上に選択的に形成されたシリコンからなる第１のコア、１４はコア１３から延在しているシリコンからなるテーパ部、１５はテーパ部１４を覆うように配置された第２のコアである。
【０００６】
図８に示した光モジュールは、以下の方法で作られる。まず、シリコン基板１１とシリコン酸化膜からなるアンダークラッド１２とアンダークラッド１２上に形成されたシリコン層とからなるＳＯＩ（Silicon On Insulator）基板を用意し、シリコン層をリソグラフィーとエッチングにより加工して、第１のコア１３およびテーパ部１４を形成する。テーパ部１４の終端の幅が細いため、リソグラフィーとしては主にＥＢ（Electron Beam ）リソグラフィーが用いられる。また、エッチングにおけるマスクとしては、リソグラフィーで形成されるレジストパターンが使用される。もしくは、エッチングの選択性を高めるため、シリコン層の上にＳｉＯ2 などのハードマスク層を形成し、このハードマスク層の上にレジストを形成して、レジストをマスクにしてハードマスク層をエッチングしてハードマスクを形成し、このハードマスクを用いてシリコン層をエッチングする。次に、シリコン酸化膜よりも屈折率の高いポリマー等の材料をアンダークラッド１２上に堆積し、この材料をリソグラフィーとエッチングにより加工して、テーパ部１４を覆う第２のコア１５を形成する。こうして、モードフィールドサイズ変換部を備えた図８の光モジュールが完成する。
【０００７】
なお、出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【特許文献１】特開２００２−１２２７５０号公報
【非特許文献１】荘司他，「ＳＯＩ基板上に形成したＳｉ細線光導波路の外部結合構造」，春季講演会予稿集，社団法人応用物理学会，２００１年，Ｎｏ．３，３０ａ−ＹＫ−１１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
シリコン細線光導波路に基づく光モジュールは超小型、高集積化ができることが特徴であるから、実際に作製する場合には多くの素子をウエハ全面に配置し、同時に作製することになる。しかし、図８の構造では、第１のコア１３およびテーパ部１４となる領域のみをエッチングで残すことになり、エッチングすべき面積が大きくなるので、エッチング中に大量の反応生成物が発生し、この反応生成物が第１のコア１３およびテーパ部１４の側壁に付着してパターン幅が変化したり、側壁の荒れが大きくなったりするという問題があった。第１のコア１３およびテーパ部１４は幅がもともと小さいため、少しの幅の変化でもその損失やデバイス特性に影響がでる。また、エッチング中に発生する多量の反応生成物はエッチングマスク材料をエッチングする働きがあるため、エッチング選択比を低下させ、プロセスマージンを下げるという問題も生じた。さらに、第１のコア１３およびテーパ部１４を形成するためのレジストパターンをＥＢリソグラフィーで形成する場合、ポジレジストを用いると、導波路からかなり離れた場所からの基板反射電子のためパターンエッジ部分の露光コントラストが低下して、レジストパターンの側壁のラフネスが大きくなり、その結果、コア１３およびテーパ部１４の側壁のラフネスが大きくなって、導波路の損失が大きくなるという問題もあった。
【０００９】
本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであり、作製プロセスの余裕度を高めてシリコン細線導波路コアを高精度に加工することができ、低損失で特性が安定した光導波路を実現することができる光モジュールおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の光モジュールは、シリコン酸化膜からなるアンダークラッドと、このアンダークラッド上に配置された断面が四角形のシリコンからなる第１のコアと、この第１のコアと隣り合うコアとの間に配置されたシリコンからなるスラブ層とを有し、前記アンダークラッドと前記第１のコアとは、第１の光導波路を構成し、前記スラブ層は、所定幅の空隙を挟んで前記第１のコアと隣り合うように配置されるものである。
また、本発明の光モジュールの１構成例において、前記第１のコアと前記スラブ層との間隔は、２μｍ以上１０μｍ以下である。
また、本発明の光モジュールの１構成例は、前記第１のコアの終端部を覆うように配置された第２のコアと、前記第１コアの終端部と前記第２のコアとを覆うように配置されたオーバークラッドとを備え、前記アンダークラッドと前記第１のコアの終端部と前記第２のコアと前記オーバークラッドとは、モードフィールドサイズ変換部を構成し、前記アンダークラッドと前記第２のコアと前記オーバークラッドとは、第２の光導波路を構成し、前記スラブ層は、前記オーバークラッドを挟んで前記第２のコアと隣り合うように配置されるものである。
【００１１】
また、本発明の光モジュールの製造方法は、シリコン酸化膜からなるアンダークラッドの上に断面が四角形のシリコンからなる第１のコアを選択的に形成する工程と、この第１のコアと隣り合うコアとの間にシリコンからなるスラブ層を選択的に形成する工程とを備え、前記アンダークラッドと前記第１のコアとは、第１の光導波路を構成し、前記スラブ層は、所定幅の空隙を挟んで前記第１のコアと隣り合うように形成されるものである。
また、本発明の光モジュールの製造方法の１構成例は、前記第１のコアと前記スラブ層との間隔を変えることで、シリコンをエッチングする面積を調整するようにしたものである。
また、本発明の光モジュールの製造方法の１構成例において、前記第１のコアと前記スラブ層との間隔は、２μｍ以上１０μｍ以下である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、所定幅の空隙を挟んで第１のコアと隣り合うようにシリコンからなるスラブ層を配置することにより、シリコンのエッチング面積を小さくすることができるので、エッチング時にマスクとの選択比が低下したり、エッチング中の反応生成物が第１のコアの側壁に付着して第１のコアの寸法が変化したりすることがなく、作製プロセスの余裕度と再現性とを高めることができ、特性の安定した光モジュールを作製することができる。また、スラブ層を設ける構造により描画面積も小さくすることができるので、側壁荒れの小さい導波路パターンが形成でき、伝搬損失の小さい光導波路を作製することができる。また、光導波路が密に配置されても疎に配置されても、第１のコアとスラブ層との間隔を変えることでエッチング面積、描画面積を調整することができるので、設計パターンに依存せずプロセスはほぼ同じ条件を使うことができ、光導波路を安定に再現性よく作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の第１の実施の形態となる光モジュールの平面図、図１（ｂ）、図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）はそれぞれ図１（ａ）の光モジュールのＡ−Ａ線断面図、Ｂ−Ｂ線断面図、Ｃ−Ｃ線断面図、Ｄ−Ｄ線断面図である。本実施の形態の光モジュールは、第１の光導波路（シリコン細線導波路）１と、モードフィールドサイズ変換部２と、光導波路１と接続される第２の光導波路（接続導波路）３とからなる。図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）はそれぞれ第１の光導波路１、モードフィールドサイズ変換部２、第２の光導波路３の断面図を示している。
【００１４】
図１、図２において、１１はシリコン基板、１２はシリコン基板１１上に形成された厚さ３μｍのシリコン酸化膜（屈折率１．４５）からなるアンダークラッド、１３は幅０．３μｍ〜０．６μｍ、厚さ０．１５μｍ〜０．４μｍの断面が四角形のシリコンからなる第１のコア、１４は第１のコア１３の端部に、コア１３の厚さを維持した状態で幅寸法が先端（第２の光導波路側）に向かって漸次細くなるように形成されたシリコンからなるテーパ部、１５はテーパ部１４を覆うように配置された第２のコア、１６は第１のコア１３および第２のコア１５を覆うように配置された、シリコン酸化膜と同程度の屈折率のポリマーからなるオーバークラッド、１８は所定幅の空隙１７を挟んで第１のコア１３および第２のコア１５と隣り合うように配置されたシリコンからなるスラブ層である。
【００１５】
アンダークラッド１２と第１のコア１３とオーバークラッド１６とは第１の光導波路１を構成し、アンダークラッド１２とテーパ部１４と第２のコア１５とオーバークラッド１６とはモードフィールドサイズ変換部２を構成し、アンダークラッド１２と第２のコア１５とオーバークラッド１６とは第２の光導波路３を構成している。
【００１６】
なお、本実施の形態では、第１のコア１３および第２のコア１５とスラブ層１８との間にオーバークラッド１６が形成されているが、第１の光導波路１についてはオーバークラッド１６は必ず必要というわけではない。その理由は、シリコンをコアとする第１の光導波路１は光の閉じ込めが強く、オーバークラッドがない場合でも下の基板に光が漏れることはないからである。オーバークラッド１６を形成しない場合、第１のコア１３とスラブ層１８との間は空気の層となる。本実施の形態では、オーバークラッド１６を形成するか否かに関係なく、第１のコア１３および第２のコア１５とスラブ層１８との間を空隙と呼ぶ。
【００１７】
次に、本実施の形態の光モジュールにおける光の伝搬状態を説明する。図１（ａ）に示した第１の光導波路１の第１のコア１３の左端面から入射した光は、コア１３を伝搬した後、モードフィールドサイズ変換部２のテーパ部１４の左端位置に到達する。光がテーパ部１４を図１（ａ）の右方向に伝搬するにつれて、コア幅が徐々に狭まって光の閉じこめが弱くなりモードフィールドが周囲に広がろうとする。ところが、このときアンダークラッド１２より屈折率の高い第２のコア１５が隣接して存在するため、光パワーの分布は第１の光導波路１の第１のコア１３から第２の光導波路３の第２のコア１５へ徐々に移っていく。
【００１８】
前記とは逆に図１（ａ）に示した第２の光導波路３の第２のコア１５の右端部から光が入射した場合には、右から左へ光が進行するにつれて第２のコア１５、テーパ部１４を介して、第１の光導波路１の第１のコア１３へ光の分布が移動する。このように、テーパ部１４を介して第１の光導波路１の第１のコア１３と第２の光導波路３の第２のコア１５とを接続することで、効率の高いモードフィールドサイズ（径）変換を実現することができる。
【００１９】
次に、本実施の形態の光モジュールの製造方法を図３、図４を用いて説明する。まず、シリコン基板１１と、シリコン基板１１上に形成されたシリコン酸化膜からなるアンダークラッド１２と、アンダークラッド１２上に形成されたシリコン層１０１とからなるＳＯＩ基板を用意し、シリコン層１０１の上に、エッチング加工用マスクとなるシリコン酸化膜１０２をＣＶＤ法などを用いて形成する（図３（ａ））。アンダークラッド１２の厚さは３．０μｍである。
【００２０】
続いて、シリコン酸化膜１０２の上面に電子線用のレジストを塗布した後、このレジストを電子線露光法を利用して加工し、第１のコア１３とテーパ部１４とスラブ層１８とを形成すべき領域にレジストパターン１０３を形成する（図３（ｂ））。次に、レジストパターン１０３をマスクにしてシリコン酸化膜１０２をドライエッチングし、シリコン層１０１をエッチングするためのマスク１０４を形成する。この後、レジストパターン１０３をアッシングにより除去する（図３（ｃ））。
【００２１】
レジストパターン１０３を除去した後、マスク１０４を用いてシリコン層１０１をエッチングして、図３（ｄ）のように第１のコア１３、テーパ部１４、空隙１７およびスラブ層１８を形成し（図３（ｄ）では空隙１７およびスラブ層１８は不図示）、次いでウエットエッチングによりマスク１０４を除去する（図３（ｅ））。このとき、第１のコア１３の終端部であるテーパ部１４は、先端（第２の光導波路側）に向かって漸次断面積が小さくなるように形成される。テーパ部１４の先端の幅は６０〜１００ｎｍである。
【００２２】
次に、第１のコア１３、テーパ部１４、空隙１７およびスラブ層１８を形成したＳＯＩ基板上に、アンダークラッド１２より屈折率が２〜３％程度高いポリマー系材料をスピンコート法で３μｍ程度堆積する。このポリマー系材料の上面に光露光用レジストを塗布した後、このレジストを光露光法により加工して、第２のコア１５を形成すべき領域にレジストパターンを形成する。このレジストパターンをマスクにしてポリマー系材料をエッチングして、断面が３μｍ×３μｍの第２のコア１５を形成する（図４（ａ））。
【００２３】
最後に、第１コア１３、テーパ部１４、第２のコア１５、空隙１７およびスラブ層１８を形成したＳＯＩ基板上に、屈折率がシリコン酸化膜（アンダークラッド１２）と同程度でシリコン酸化膜と光学的に等価なポリマー系材料を６μｍ程度堆積して、オーバークラッド１６を形成する（図４（ｂ））。図２からも分かるように、空隙１７にはオーバークラッド１６が堆積することは言うまでもない。こうして、本実施の形態の光モジュールが完成する。
【００２４】
なお、本実施の形態では、第２のコア１５およびオーバークラッド１６の材料をポリマーとして説明したが、前述の屈折率の条件の満たすものであれば、エポキシやポリイミドなどのポリマーだけでなく、ＳｉＯ2 、ＳｉＯＮ、ＳｉＮなどの無機材料を用いてもかまわない。
【００２５】
次に、以上のような製造方法を用いて第１のコア１３の両側の空隙１７の幅（コア１３とスラブ層１８との間隔）が異なる複数の光モジュールを作製して、これら光モジュールの特性を評価した結果について説明する。図５に、レジストパターン１０３をマスクにしてシリコン酸化膜１０２をエッチングする工程におけるレジストパターン１０３およびシリコン酸化膜１０２のエッチングレートのエッチング面積依存性と、選択比（シリコン酸化膜／レジストパターン）のエッチング面積依存性を調べた結果を示す。
【００２６】
ここでは、４インチ基板を用い、第１のコア１３の両側の空隙１７の幅を変えることでエッチング面積を制御している。エッチング面積が４５ｃｍ2 の場合の結果は、コア１３と隣り合うコアとの間にスラブ層１８がない従来構造の光モジュールにおける結果であり、エッチング面積が４ｃｍ2 の場合の結果は、コア１３とスラブ層１８との間隔を５μｍとした光モジュールにおける結果である。
【００２７】
シリコン酸化膜１０２のエッチングレートはエッチング面積が増えてもほとんど変化しないが、レジストパターン１０３のエッチングレートはエッチング面積が増えると増加し、その結果、選択比はエッチング面積の増加とともに低下する。レジストパターン１０３のエッチングレートが増加する理由は、シリコン酸化膜１０２をエッチングすることで発生する反応生成物にレジストをエッチングする働きがあるためである。
【００２８】
選択比の低下は、エッチングマスクとなるレジストパターン１０３を厚くする必要性を生じさせるが、厚いレジストでは細いパターンが形成できないなどの問題があり、プロセスの余裕度を低下させる。つまり、図５の結果は、良好なパターンを安定に形成するにはエッチング面積をできる限り小さくすることが望ましいことを示している。本実施の形態のように、コア１３，１５と隣接する図示しないコアとの間にスラブ層１８を設ける構造にすれば、コア１３，１５とスラブ層１８との間隔を小さくすることで、エッチング面積を小さくすることができる。
【００２９】
図６に、ポジレジストを用いてＥＢ露光法でレジストパターン１０３を形成したときのレジストパターン１０３の側壁荒れの大きさと空隙１７の幅との関係を示す。空隙１７の幅が２０μｍ以上の場合、レジストパターン１０３の側壁の荒れは１０ｎｍ程度と大きいが、空隙１７の幅を小さくすると側壁の荒れも減少する。ただし、空隙１７の幅が１０μｍ以下では、側壁の荒れは３ｎｍ程度でほぼ一定となる。レジストパターン１０３の側壁の荒れが減少する理由は、空隙１７の幅を小さくして描画面積を減らすと、基板から反射してくる電子の影響が小さくなるためと考えられる。シリコン細線導波路ではコアの側壁の荒れが小さいことが損失低減のために重要であるから、図６の結果は空隙１７の幅を最大でも１０μｍ以下に小さくした方がよいことを示している。
【００３０】
このように、作製プロセス上は空隙１７の幅は小さいほど有利であるが、スラブ層１８が第１のコア１３に近づき過ぎると、コア１３を伝搬する光が隣接するスラブ層１８に漏れるという問題が起きる。計算からシリコンコアとシリコンスラブとは２μｍ以上離せば漏れの問題はないことが分かっている。したがって、空隙１７の幅を２μｍ以上、１０μｍ以下とすれば、作製プロセスの余裕度を高め、シリコンコアの側壁荒れを小さくして、低損失な光モジュールを実現することができる。
表１に、空隙１７の幅が異なる２つの光モジュールの第１の光導波路１の伝搬損失を示す。
【００３１】
［表１］
第１の光導波路の伝搬損失
┌────┬───────┐
│空隙の幅│伝搬損失      │
├────┼───────┤
│５０μｍ│６０ｄＢ／ｃｍ│
├────┼───────┤
│５μｍ  │１３ｄＢ／ｃｍ│
└────┴───────┘
【００３２】
ここでは、光ファイバーから第２の光導波路３を介して波長１．５５μｍの光を導入し、第１の光導波路１の長さが異なる光モジュールの挿入損失の値から伝搬損失を算出している。表１によれば、空隙１７の幅が５０μｍの場合に比べて空隙１７の幅が５μｍの場合の伝搬損失が小さい。つまり、第１のコア１３の両側の空隙１７の幅を小さくしてスラブ層１８を大きくすれば、伝搬損失が大幅に低減することが分かる。
【００３３】
以上のように、第１のコア１３および第２のコア１５と他の光導波路のコアとの間にスラブ層１８を設ける構造にすれば、シリコン層をエッチングする面積を小さくすることができるので、作製プロセスの余裕度を高めることができ、また第１のコア１３およびテーパ部１４の側壁の荒れを低減することができ、伝搬損失の小さい光モジュールを実現することができる。
【００３４】
なお、本実施の形態では、空隙１７の幅を第１のコア１３とスラブ層１８との間隔として規定したが、第２のコア１５とスラブ層１８との間隔についても同様に、シリコンのエッチング面積ができる限り小さく、かつコア１５を伝搬する光がスラブ層１８に漏れることがない値を選択すればよい。具体的には、少なくともコア１５の幅と同じ３μｍにすれば、コア１５を伝搬する光がスラブ層１８に漏れることはない。
【００３５】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。図７は本発明の第２の実施の形態となる光モジュールの第１の光導波路の部分を示す平面図である。なお、図７では、オーバークラッドを省略して、第１のコア２３、空隙２７およびスラブ層２８を表している。本実施の形態は、小さい領域に長い導波路を入れ込むため、第１の光導波路を折り畳んで配置した例である。第１のコア２３の曲線部の半径は１０μｍ、コア２３の断面寸法は厚さが０．２μｍ、幅が０．４μｍである。シリコン細線導波路では急峻な曲げが可能なため、このように小さな領域に導波路を密に配置できるのが特徴の一つとなっている。
【００３６】
第１のコア２３の曲線部の半径が１０μｍの場合、隣り合うコア２３の間隔Ｌは２０μｍとなる。第１のコア２３の両側の空隙２７の幅Ｇを５μｍに設定すると、スラブ層２８の幅Ｓは１０μｍ程度となる。したがって、このような設定では、エッチングでシリコンを除く領域とシリコンをスラブ層２８として残す領域とがほぼ同じ面積となるので、描画およびエッチングの面積が大きいことになる。このため、第１の実施の形態で述べたような選択比の低下やコア２３の側壁荒れが起こる。
【００３７】
そこで、空隙２７の幅Ｇを２μｍとして光モジュールを作製すると、スラブ層２８の幅Ｓは約１６μｍとなり、エッチング面積は全体の面積の４分の１に減らすことができる。描画およびエッチング面積を小さくすることで、エッチング時の選択比の低下を抑え、第１のコア２３の側壁荒れを低減することができ、低損失の導波路を再現性よく作製することができる。
このように、導波路の構造や配置によってコアとスラブ層との間隔を変える方法は、描画面積およびエッチング面積を制御することができるので、作製プロセスの余裕度を高め、光導波路を高い安定性、再現性で作製するのに有効である。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、オプトエレクトロニクス分野、光通信分野に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の第１の実施の形態となる光モジュールの平面図および断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態となる光モジュールの断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態の光モジュールの製造方法を示す工程断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態の光モジュールの製造方法を示す工程断面図である。
【図５】レジストパターンおよびシリコン酸化膜のエッチングレートのエッチング面積依存性と選択比のエッチング面積依存性を示す図である。
【図６】レジストパターンをＥＢ露光法で形成したときのレジストパターンの側壁荒れの大きさと空隙の幅との関係を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態となる光モジュールの第１の光導波路を示す平面図である。
【図８】モードフィールドサイズ変換部を備えた従来の光モジュールの平面図および断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１…第１の光導波路、２…モードフィールドサイズ変換部、３…第２の光導波路、１１…シリコン基板、１２…アンダークラッド、１３、２３…第１のコア、１４…テーパ部、１５…第２のコア、１６…オーバークラッド、１７、２７…空隙、１８、２８…スラブ層。
【図１】
2005115117.tif 000003
【図２】
2005115117.tif 000004
【図３】
2005115117.tif 000005
【図４】
2005115117.tif 000006
【図５】
2005115117.tif 000007
【図６】
2005115117.tif 000008
【図７】
2005115117.tif 000009
【図８】
2005115117.tif 000010