(57)【要約】【課題】  マイクロ／ナノデバイス・システムの高密度化、および分子スケールの複製機能を持つＭｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｎａｎｏ−Ｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎ（ＭＮＤ）の導入によりその生産性を向上させる。【解決手段】  本発明のマイクロ／ナノデバイス・システムは、集積回路を積層した超小型光デバイスからなる。これにより、マイクロ／ナノデバイスの高密度化と超小型光デバイスの電気的制御の自由度を高めることができる。自己組織化光ネットワーク形成プロセスの簡便化により高密度化が容易になる。  また、本発明のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法は、基体に分子を供給して成長部を形成し、前記成長部の少なくとも一部を他の支持体に移植する工程を含むことを特徴とする。これにより、分子スケールの複製機能を持つＭＮＤを実現し、マイクロ／ナノスケールで構築されたデバイス・システムの生産性向上およびマイクロ／ナノデバイス・システムの集積化を実現することができる。【選択図】        図１１
2005258376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非線形光学性、発光性、吸光性、透光性、導電性、半導体性、絶縁性から選ばれた少なくとも一つの性質を持つ材料をその構造の少なくとも一部に持ち、その格子領域および／または格子領域以外の領域に近接して微小電極を形成したフォトニッククリスタルと、前記フォトニッククリスタルに積層した集積回路を有するオプトエレクトロニックマイクロ／ナノデバイス。
【請求項２】
非線形光学性、発光性、吸光性、透光性、導電性、半導体性、絶縁性から選ばれた少なくとも一つの性質を持つ材料をその構造の少なくとも一部に持ち、そのコア領域および／またはフィルタ領域に近接して微小電極を形成した強閉じ込め光回路と、前記強閉じ込め光回路に積層した集積回路を有するオプトエレクトロニックマイクロ／ナノデバイス。
【請求項３】
非線形光学効果を有するスラブ導波路をその構造の少なくとも一部に持ち、前記スラブ導波路に近接して形成したプリズム形状電極、入力部、および前記入力部の数より多い出力部を有し、前期出力部のいくつかが合流され、前記プリズム形状電極に選択的に電圧が印加されることを特徴とするＡｄｄ機能付光スイッチ。
【請求項４】
非線形光学効果を有するスラブ導波路をその構造の少なくとも一部に持ち、前記スラブ導波路に近接して分割形成された導波路形状電極、入力部および出力部を有し、前記導波路形状電極に選択的に電圧が印加されることを特徴とするＡｄｄ機能付光スイッチ。
【請求項５】
請求項１−４に記載のオプトエレクトロニックマイクロ／ナノデバイスおよび／またはＡｄｄ機能付光スイッチを他の支持体に移植集積化することにより形成された、少なくとも前記オプトエレクトロニックマイクロ／ナノデバイスおよび／またはＡｄｄ機能付光スイッチを含むことを特徴とするオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステム。
【請求項６】
書き込み光照射により屈折率が高くなる材料を複数の光素子間に配置し、前記複数の光素子の少なくとも一つの光素子は外部からの刺激光により発光する導波路を有し、前記導波路に外部から光を照射することにより前記複数の光素子間を連結する光路を形成する自己組織化光ネットワークにおいて、前記導波路の幅および／または厚さを前記刺激光照射領域の少なくとも一部で増加させたことを特徴とする自己組織化光ネットワーク。
【請求項７】
書き込み光照射により屈折率が高くなる材料を複数の光素子間に配置し、前記複数の光素子の少なくとも一つの光素子は外部からの刺激光により発光する導波路を有し、前記導波路に外部から光を照射することにより前記複数の光素子間を連結する光路を形成する自己組織化光ネットワークにおいて、前記刺激光の少なくとも一つが前記発光する導波路に近接して設けられた薄膜発光索子から発することを特徴とする自己組織化光ネットワーク。
【請求項８】
書き込み光照射により屈折率が高くなる材料を複数の光素子間に配置し、前記複数の光素子の少なくとも一つの光素子からの出射光により前記複数の光素子間を連結する光路を形成する自己組織化光ネットワークにおいて、前記出射光の少なくとも一つが電流注入により発光する導波路から発することを特徴とする自己組織化光ネットワーク。
【請求項９】
感光性材料層に、光を基板に対して特定の角度および／または方向、または複数の角度および／または方向で入射させて、前記感光性材料を変質させ構造を形成する製造工程を含むオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムにおいて、異なる物性または構造を有する感光性シートを含む積層構造が形成され、前記光の照射工程の少なくとも一部が前記積層構造の形成後に行われることを特徴とするオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムにおいて、形成される構造体が導波路であり、光を基板に対して特定の角度および／または方向、または複数の角度および／または方向で入射させて感光性シートの一部を露光した後、現像前に、導波路に書き込み光を伝播させて感光性シートの未露光部に照射し、自己組織化導波路を形成することを特徴とするオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステム。
【請求項１１】
請求項９に記載のオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムにおいて、形成される構造体が導波路であり、導波路の傾斜面構造および／またはコーナターニング近傍において導波路幅の一部が他の導波路部分に比べて広いことを特徴とするオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステム。
【請求項１２】
基体に分子を供給して成長部を形成し、前記成長部の少なくとも一部を他の支持体に移植する工程を含むマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２記載のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、成長部を基体から他の支持体に移植した後、前記基体に分子を供給して再度成長部を形成し、前記再度形成した成長部の少なくとも一部を他の支持体に移植する工程を含むマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法。
【請求項１４】
請求項１２記載のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、所望の配置で選択的に処理領域および／またはシードコアを形成した基体に分子を供給し、前記処理領域および／またはシードコアが存在する部分と他の部分とにおいて異なる厚さおよび／または配向および／または物性の成長部を形成することを特徴とするマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法。
【請求項１５】
請求項１３および１４記載のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、成長部と処理領域および／またはシードコアとの境界、または成長部の途中に分断可能な結合を形成することを特徴とするマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５記載のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、分断可能な結合の分断を、溶液中または気相中で分断を促進する分子および／または原子および／またはイオンを導入することにより行うことを特徴とするマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法。
【請求項１７】
請求項１５記載のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、成長部の分断を、成長部表面またはその上に形成した領域の表面に支持体を設置した後に行うことを特徴とするマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法。
【請求項１８】
請求項１２および１３記載のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、マイクロ／ナノデバイス・システムに含まれる素子の少なくとも一つが、フォトニッククリスタル、グレーティング、光配線路、光スイッチ、可変波長フィルタ、波長変換素子、発光素子、受光素子、フィルタ、ミラー、プリズム、レンズ、ホログラム、光アンプ、光メモリ，電気配線路、トランジスタ、バイオ素子から構成される群から選択された素子であることを特徴とするマイクロ／ナノデバイス・システム。
【請求項１９】
請求項１２および１３記載のオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムにおいて、成長部形成が、有機ＣＶＤ、蒸着重合、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＭＬＤ）、溶液ＭＬＤから選ばれた方法により行われることを特徴とするオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステム。
【請求項２０】
書き込み光照射により屈折率が高くなる材料を複数の光素子間に配置し、前記複数の光素子のうち少なくとも一つの光素子で入力および／または出力端の前記書き込み光に対する反射率がその周辺に比べて高く、前記入力および／または出力端からの反射光と書き込み光とにより光素子間を連結する光路を形成する反射型自己組織化光ネットワークにおいて、前記入力および／または出力端の反射部が湾曲していることを特徴とする反射型自己組織化光ネットワーク。
【請求項２１】
書き込み光照射により屈折率が高くなる材料を複数の光素子間に配置し、前記複数の光素子のうち少なくとも一つの光素子で入力および／または出力端の前記書き込み光に対する反射率がその周辺に比べて高く、前記入力および／または出力端からの反射光と書き込み光とにより光素子間を連結する光路を形成する反射型自己組織化光ネットワークにおいて、入力および／または出力端の書き込み光に対する反射率がその周辺に比べて高い前記光素子が複数個設置されたことを特徴とする反射型自己組織化光ネットワーク。
【請求項２２】
書き込み光照射により屈折率が高くなる材料を複数の光素子間に配置し、前記複数の光素子のうち少なくとも一つの光素子で入力および／または出力端の前記書き込み光に対する反射率がその周辺に比べて高く、前記入力および／または出力端からの反射光と書き込み光とにより光素子間を連結する光路を形成する反射型自己組織化光ネットワークにおいて、入力および／または出力端の書き込み光に対する反射率がその周辺に比べて高い前記光素子の少なくとも一つが、レーザダイオード、面発光型レーザ（ＶＣＳＥＬ）、フォトディテクタ、光スイッチ、光変調器、光アンプ、波長変換素子、波長フィルタ、フォトニッククリスタルの中から選ばれたことを特徴とする反射型自己組織化光ネットワーク。
【請求項２３】
書き込み光照射により屈折率が高くなる材料を複数の光素子間に配置し、前記複数の光素子のうち少なくとも一つの光素子で入力および／または出力端の前記書き込み光に対する反射率がその周辺に比べて高く、前記入力および／または出力端からの反射光と書き込み光とにより光素子間を連結する光路を形成する反射型自己組織化光ネットワークにおいて、複数の光導波路層が３次元的に積層され、前記光導波路層うちの少なくとも一つが導波光を層外に光路変更するリフレクタを有し、書き込み光に対する反射率が高い波長フィルタを前記リフレクタ近傍に形成したことを特徴とする反射型自己組織化光ネットワーク。
【請求項２４】
書き込み光照射により屈折率が高くなる材料を複数の光素子間に配置し、前記複数の光素子のうち少なくとも一つの光素子で入力および／または出力端の前記書き込み光に対する反射率がその周辺に比べて高く、前記入力および／または出力端からの反射光と書き込み光とにより光素子間を連結する光路を形成する反射型自己組織化光ネットワークにおいて、前記光素子の少なくとも一つがフォトニッククリスタルであり、その入力および／または出力部の書き込み光に対する反射率の増大化がフォトニッククリスタル構造の変調により生じることを特徴とする反射型自己組織化光ネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、薄膜電子素子、薄膜光素子、バイオ素子などを高密度集積化したマイクロ／ナノデバイス・システムに係り、特に、非線形光学性、発光性、吸光性、透光性、導電性、半導体性、絶縁性などの機能を有するフォトニッククリスタル構造や強閉じ込め光回路に電極を形成し薄膜集積回路と電気的に連結したデバイス・システム、非線形光学効果を有するスラブ導波路に所定の電極を形成したＡｄｄ機能付光スイッチ、外部から刺激を与えることにより光ネットワークが自動形成するデバイス・システム、所定の角度・方向で光を照射することにより自由度の高い構造を付与したデバイス・システム、処理領域および／または表面に分子を有するシードコアを用いて選択成長させた成長部の全部または一部を他の支持体に転写・複製するプロセス“Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｎａｎｏ−Ｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎ（ＭＮＤ）”とそれにより構築されるマイクロ／ナノデバイス・システム、書き込み光片側照射によりセルフアライン光ネットワークが自動形成するデバイス・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、オプトエレクトロニックシステムやバイオシステムを微細化・高集積化したマイクロ／ナノデバイス・システムが登場してきた。サブミクロンの周期でエッチング加工したパターンを配列させたフォトニッククリスタルや強閉じ込め光導波路などがその例で、超微細導波路やフィルタなどが実現されている。フォトニッククリスタルの電気光学（ＥＯ）制御を行うために、バリアブルウエルオプティカルＩＣの考え方を導入し、非線形光学効果を有するスラブ導波路上に、フォトニッククリスタルの格子点に対応して微小電極アレイを形成したフォトニッククリスタルが提案されている。また、バリアブルウエルオプティカルＩＣの一種で、非線形光学効果を有するスラブ導波路にプリズム型電極を形成してなる導波路プリズム偏向器型マイクロ光スイッチ（ＷＰＤ−ＭＯＳ）や導波路形状電極を分割形成してなる光スイッチが提案されている（例えば非特許文献１参照）。また、光システム・モジュールの低コスト化を狙い、光照射により屈折率が高くなる材料を光素子間に配置して、外部から光素子に光を照射し、発生する蛍光により自己組織化光ネットワーク（ＳＯＬＮＥＴ）を形成する技術が提案されている。また、ＳＯＬＮＥＴを形成する際、一方の素子の端面に書き込み光を反射する処理を行い、片側からの書き込み光照射で両側照射と同等の効果を生じさせる反射型ＳＯＬＮＥＴ技術が提案されている（例えば非特許文献１、２参照）。また、感光性材料層に、所定の方向で光入射させ、光導波路の４５°ミラー・フィルタなど各種構造を高い自由度で形成できる技術が提案されている。また、所望の配置で選択的に処理領域および／またはシードコアを形成した基体に分子を供給し，厚さ・配向・物性などが異なる膜を選択成長させ、自己組織化的にシステムを構築することが図られている。また、将来技術として、ナノデバイス、分子スケールで機能を持たせようとする分子素子などのアイディア提案がなされている。ＤＮＡチップやバイオチップなどのバイオ素子の研究も活発化しつつある。また、低コスト・省資源化に向けて、薄膜電子・光素子を高密度集積化したオプトエレクトロニックマイクロデバイス・システムの提案がなされている。例えば、Ｓ−ＦＯＬＭ（Ｓｃａｌａｂｌｅ  Ｆｉｌｍ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｉｎｋ  Ｍｕｌｔｉ−ｃｈｉｐ  ｍｏｄｕｌｅ）、３−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｍｉｃｒｏ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ（３Ｄ−ＭＯＳＳ）、３Ｄ  Ｓｔａｃｋ  Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍ  ＬＳＩなどである（例えば非特許文献１参照）。スタック構造による省スペース化、メタル配線長短縮によるノイズ減少、フィルム積層構造特有のスケーラビィティによる低コスト化が実現される。高速光スイッチと駆動集積回路を３次元集積化した３Ｄ−ＭＯＳＳにより、大規模高速光スイッチングの可能性が出ている。また、分子ナノテクノロジを用いたマイクロ／ナノデバイス・システムの実現方法として、分子を一層ずつ配列制御し分子単位での分子配列・配向を可能とするＭｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＭＬＤ）が開発されている（例えば非特許文献３、４参照）。【０００３】  しかしながら、従来のマイクロ／ナノ��ステムでは、超小型光デバイスを実現するフォトニッククリスタルや強閉じ込め光回路の電気的制御が自由にはできない、Ａｄｄ機能を持つ光スイッチがない、マイクロ／ナノデバイス・システム内部での素子間および層間光配線の自己組織化に有用なＳＯＬＮＥＴの簡便な形成に限界がある、４５°ミラー付光導波路など複雑な構造を持つ導波路などの簡便な製造方法がない、マイクロ／ナノスケールで構築されたデバイス・システムの生産性が低いなどの問題があった。
【非特許文献１】Ｔ．Ｙｏｓｈｉｍｕｒａ、Ｍ．Ｏｊｉｍａ、Ｙ．Ａｒａｉ、ａｎｄ  Ｋ．Ａｓａｍａ、“Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｓｅｌｆ−Ｏｒｇａｎｉｚｅｄ  Ｍｉｃｒｏ  Ｏｐｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｆｏｒ  Ｂｏａｒｄ−Ｌｅｖｅｌ  Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ  −−Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｍｏｄｅｌｉｎｇ  ａｎｄ  Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ−−，”ＩＥＥＥ  Ｊ．Ｓｅｌｅｃｔ．Ｔｏｐｉｃｓ  ｉｎ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ．ｖｏｌ．９，ｎｏ．２，ｐｐ．４９２−５１１，２００３．
【非特許文献２】Ｔ．Ｙｏｓｈｉｍｕｒａ、Ｊ．Ｒｏｍａｎ、Ｙ．Ｔａｋａｈａｓｈｉ、Ｗ．Ｖ．Ｗａｎｇ、Ｍ．Ｉｎａｏ、Ｔ．Ｉｓｈｉｔｕｋａ、Ｋ．Ｔｓｕｋａｍｏｔｏ、Ｋ．Ｍｏｔｏｙｏｓｈｉ、ａｎｄ  Ｗ．Ｓｏｔｏｙａｍａ、“Ｓｅｌｆ−Ｏｒｇａｎｉｚｉｎｇ  Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＳＯＬＮＥＴ）ａｎｄ  Ｉｔｓ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  ｔｏ  Ｆｉｌｍ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｉｒｃｕｉｔ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ、”ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ．Ｃｏｍｐ．、Ｐａｃｋａｇ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｖｏｌ．２４、ｐｐ．５００−５０９、２００１．
【非特許文献３】Ｔ．Ｙｏｓｈｉｍｕｒａ，Ｓ．Ｔａｔｓｕｕｒａ，ａｎｄ  Ｗ．Ｓｏｔｏｙａｍａ，“Ｐｏｌｙｍｅｒ  ｆｉｌｍｓ  ｆｏｒｍｅｄ  ｗｉｔｈ  ｍｏｎｏｌａｙｅｒ  ｇｒｏｗｔｈ  ｓｔｅｐｓ  ｂｙ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ，”Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．５９，ｐｐ．４８２−４８４，１９９１．
【非特許文献４】Ｔ．Ｙｏｓｈｉｍｕｒａ，Ｓ．Ｔａｔｓｕｕｒａ，Ｗ．Ｓｏｔｏｙａｍａ，Ａ．Ｍａｔｓｕｕｒａ，ａｎｄ  Ｔ．Ｈａｙａｎｏ，“Ｑｕａｎｔｕｍ  ｗｉｒｅ  ａｎｄ  ｄｏｔ  ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｂｙ  ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ｌａｙｅｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｏｆ  ｏｎｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  ｃｏｎｊｕｇａｔｅｄ  ｐｏｌｙｍｅｒ，”Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．Ｖｏｌ．６０，ｐｐ．２６８−２７０，１９９２．
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  本発明の一つの目的は、マイクロ／ナノデバイス・システムの高密度化と超小型光デバイスの電気的制御の自由度を高めることにある。また、本発明の他の目的は、Ｃｒｏｓｓ，Ｂａｒに加え、Ａｄｄ機能を持つ光スイッチを実現することにある。また、本発明の他の目的は、素子間および層間光配線の自己組織化に有用なＳＯＬＮＥＴの形成をより簡便にすることにある。また、本発明の他の目的は、マイクロ／ナノデバイス・システムにおいて形成可能な構造の自由度を増加させることにある。本発明の他の目的は、ＤＮＡの複写機能のアナロジーで、マイクロ／ナノスケールで構築されたデバイス・システムの生産性を、分子スケールの複製機能を持つＭｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｎａｎｏ−Ｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎ（ＭＮＤ）の導入により向上させることにある。さらに、マイクロ／ナノスケールで構築された素子を分子スケールＳＯＲＴ法で配置し、マイクロ／ナノデバイス・システムを高集積化することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】  本発明の第１の態様に係るオプトエレクトロニックマイクロ／ナノデバイスは、非線形光学性、発光性、吸光性、透光性、導電性、半導体性、絶縁性から選ばれた少なくとも一つの性質を持つ材料をその構造の少なくとも一部に持ち、その格子領域および／または格子領域以外の領域に近接して微小電極を形成したフォトニッククリスタルと、前記フォトニッククリスタルに積層した集積回路を有することを特徴とする。また、非線形光学性、発光性、吸光性、透光性、導電性、半導体性、絶縁性から選ばれた少なくとも一つの性質を持つ材料をその構造の少なくとも一部に持ち、そのコア領域および／またはクラッド領域に近接して微小電極を形成した強閉じ込め光回路と、前記強閉じ込め光回路に積層した集積回路を有することを特徴とする。これにより、オプトエレクトロニックマイクロ／ナノデバイスの高密度化と超小型光デバイスの電気的制御の自由度を高めることができる。
【０００６】  本発明の第２の態様に係るＡｄｄ機能付光スイッチは、非線形光学効果を有するスラブ導波路をその構造の少なくとも一部に持ち、前記スラブ導波路に近接して形成したプリズム形状電極、入力部、および前記入力部の数より多い出力部を有し、前期出力部のいくつかが合流され、前記プリズム形状電極に選択的に電圧が印加されることを特徴とする。これにより、Ｃｒｏｓｓ／Ｂａｒ／Ａｄｄ動作が可能な光スイッチを実現することができる。
【０００７】  本発明の第３の態様に係るＡｄｄ機能付光スイッチは、非線形光学効果を有するスラブ導波路をその構造の少なくとも一部に持ち、前記スラブ導波路に近接して分割形成された導波路形状電極、入力部および出力部を有し、前記導波路形状電極に選択的に電圧が印加されることを特徴とする。これにより、Ｃｒｏｓｓ／Ｂａｒ／Ａｄｄ動作が可能な光スイッチを実現することができる。
【０００８】  本発明の第４の態様に係るオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムは、第１−３態様に係るオプトエレクトロニックマイクロ／ナノデバイスおよび／またはＡｄｄ機能付光スイッチを他の支持体に移植集積化することにより形成され、少なくとも前記オプトエレクトロニックマイクロ／ナノデバイスおよび／またはＡｄｄ機能付光スイッチを含むことを特徴とする。これにより高密度集積化されたオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムを実現することができる。
【０００９】  本発明の第５の態様に係る自己組織化光ネットワークは、書き込み光照射により屈折率が高くなる材料を複数の光素子間に配置し、前記複数の光素子の少なくとも一つの光素子は外部からの刺激光により発光する導波路を有し、前記導波路に外部から光を照射することにより前記複数の光素子間を連結する光路を形成する自己組織化光ネットワークにおいて、前記導波路の幅および／または厚さを前記刺激光照射領域の少なくとも一部で増加させたことを特徴とする。これにより、簡便なＳＯＬＮＥＴ形成法を実現することができる。
【００１０】  本発明の第６の態様に係る自己組織化光ネットワークは、書き込み光照射により屈折率が高くなる材料を複数の光素子間に配置し、前記複数の光素子の少なくとも一つの光素子は外部からの刺激光により発光する導波路を有し、前記導波路に外部から光を照射することにより前記複数の光素子間を連結する光路を形成する自己組織化光ネットワークにおいて、前記刺激光の少なくとも一つが前記発光する導波路に近接して設けられた薄膜発光素子から発することを特徴とする。これにより、簡便なＳＯＬＮＥＴ形成法を実現することができる。
【００１１】  本発明の第７の態様に係る自己組織化光ネットワークは、書き込み光照射により屈折率が高くなる材料を複数の光素子間に配置し、前記複数の光素子の少なくとも一つの光素子からの出射光により前記複数の光素子間を連結する光路を形成する自己組織化光ネットワークにおいて、前記出射光の少なくとも一つが電流注入により発光する導波路から発することを特徴とする。これにより、簡便なＳＯＬＮＥＴ形成法を実現することができる。
【００１２】  本発明の第８の態様に係るオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムは、感光性材料層に、光を基板に対して特定の角度および／または方向、または複数の角度および／または方向で入射させて、前記感光性材料を変質させ構造を形成する製造工程を含むオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムにおいて、異なる物性または構造を有する感光性シートを含む積層構造が形成され、前記光の照射工程の少なくとも一部が前記積層構造の形成後に行われることを特徴とする。これにより、ミラー面など種々のマイクロ／ナノデバイス・システムの構造を実現することができる。上記のオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムにおいて、感光性シートの一部を露光した後、現像前に、導波路に書き込み光を伝播させて感光性シートの未露光部に照射し、自己組織化導波路を形成することにより、ＳＯＬＮＥＴが形成されたマイクロ／ナノシステムを容易に実現することができる。
【００１３】  上記のオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムにおいて、形成される構造体が導波路であり、導波路の傾斜面構造および／またはコーナターニング近傍において導波路幅の一部が他の導波路部分に比べて広いことにより、低ロスの４５°ミラーを実現することができる。
【００１４】  本発明の第９の態様に係るマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法は、基体に分子を供給して成長部を形成し、前記成長部の少なくとも一部を他の支持体に移植する工程を含むことを特徴とする。これにより、分子スケールの複製機能を持つＭＮＤを実現し、マイクロ／ナノスケールで構築されたデバイス・システムの生産性向上およびマイクロ／ナノデバイス・システムの集積化を実現することができる。
【００１５】  上記のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、成長部を基体から他の支持体に移植した後、前記基体に分子を供給して再度成長部を形成し、前記再度形成した成長部の少なくとも一部を他の支持体に移植する工程を含むことにより、マイクロ／ナノスケールで構築されたデバイス・システムの生産性向上およびマイクロ／ナノデバイス・システムの集積化を実現することができる。
【００１６】  上記のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、所望の配置で選択的に処理領域および／またはシードコアを形成した基体に分子を供給し、前記処理領域および／またはシードコアが存在する部分と他の部分とにおいて異なる厚さおよび／または配向および／または物性の成長部を形成することにより、マイクロ／ナノスケールで構築されたデバイス・システムの生産性向上およびマイクロ／ナノデバイス・システムの集積化を実現することができる。
【００１７】  上記のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、成長部と処理領域および／またはシードコアとの境界、または成長面の途中に分断可能な結合を形成することにより、マイクロ／ナノスケールで構築されたデバイス・システムの生産性向上およびマイクロ／ナノデバイス・システムの集積化を実現することができる。
【００１８】  上記のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、分断可能な結合の分断を、溶液中または気相中で分断を促進する分子および／または原子および／またはイオンを導入して行うことにより、マイクロ／ナノスケールで構築されたデバイス・システムの生産性向上およびマイクロ／ナノデバイス・システムの集積化を実現することができる。
【００１９】  上記のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、成長部の分断を成長部表面またはその上に形成した領域の表面に支持体を接着した後に行うことにより、マイクロ／ナノスケールで構築されたデバイス・システムの生産性向上およびマイクロ／ナノデバイス・システムの集積化を実現することができる。
【００２０】  上記のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、マイクロ／ナノデバイス・システムに含まれる素子の少なくとも一つが、グレーティング、フォトニッククリスタル、光配線路、光スイッチ、可変波長フィルタ、波長変換素子、発光素子、受光素子、フィルタ、ミラー、プリズム、レンズ、ホログラム、光アンプ、光メモリ，電気配線路、トランジスタ、バイオ素子から構成される群から選択された素子であることができる。
【００２１】  上記のマイクロ／ナノデバイス・システムの製造方法において、成長部形成が、有機ＣＶＤ、蒸着重合、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｌａｙｅｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ（ＭＬＤ）、溶液ＭＬＤから選ばれた方法により行われることにより、マイクロ／ナノスケールで構築されたデバイス・システムの生産性向上およびマイクロ／ナノデバイス・システムの集積化を実現することができる。
【００２２】  本発明の第１０の態様に係る反射型自己組織化光ネットワークは、光素子の入力および／または出力端の反射部が湾曲していること、あるいは入力および／または出力端の書き込み光に対する反射率がその周辺に比べて高い前記光素子が複数個設置されたこと、あるいは入力および／または出力端の書き込み光に対する反射率がその周辺に比べて高い前記光素子の少なくとも一つが、レーザダイオード、ＶＣＳＥＬ、フォトディテクタ、光スイッチ、光変調器、光アンプ素子、波長変換素子、波長フィルタ、フォトニッククリスタルの中から選ばれたこと、あるいは複数の光導波路層が３次元的に積層され、前記光導波路層うちの少なくとも一つが導波光を層外に光路変更するリフレクタを有し、書き込み光に対する反射率が高い波長フィルタを前記リフレクタ近傍に形成したこと、あるいは光素子の少なくとも一つがフォトニッククリスタルであり、その入力および／または出力部の書き込み光に対する反射率の増大化がフォトニッククリスタル構造の変調により生じることを特徴とする。これにより、簡便なＳＯＬＮＥＴ形成法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】  以下に、本実施の形態を、図面を参照して説明する。各図において、同一の符号をふされたものは同様の要素を示しており、重複した説明は省略される。以下の記載は本発明が適用可能な実施形態を説明するものであって、本発明の範囲がこの記載に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能であろう。【００２４】［第１実施形態］
図１に、本発明による集積回路と積層化した電気制御可能なフォトニッククリスタルの例を示した。非線形光学性、発光性、吸光性、透光性、導電性、半導体性、絶縁性などの性質を持つ物質を、基板１上にアレイ状に形成し、フォトニッククリスタル２とする（図１（ｂ））。各アレイまたはアレイの一部には電極３が設けられ、積層された薄膜集積回路（ＩＣ）７により駆動される。格子点を抜いたタイプのフォトニッククリスタル（図１（ｃ））では、電極はフォトニッククリスタル格子点以外の領域に適当な分割パターンで形成される。格子欠陥部が導波路となる。ＩＣとフォトニッククリスタルはインタフェース層５中の配線６により連結される。インタフェース層内の配線は、多数の駆動配線が必要になる場合は、ＬＳＩと同様の多層配線を適用することにより、サブミクロンから数ミクロンオーダの微細配線が可能となる。電極３は、一つ一つ独立に駆動されることが望ましい。場合によっては、いくつかグルーピングされ、まとめて駆動してもよい。例えば、フォトニッククリスタルがＥＯ効果を持つ場合、電極３と対向電極４との間に電圧を印加することにより、屈折率が変化し、光の伝播状態を制御できる。フォトニッククリスタル内の欠陥で構成される波長フィルタは、電圧印加により共振条件が変化しチューナブルとなる。また、電圧印加により反射特性を変化させ、光スイッチや光変調器動作を実現することもできる。フォトニッククリスタルが発光特性を持つ場合は、一つまたは数個のフォトニッククリスタル格子点またはフォトニッククリスタル格子点以外の領域に電流を注入して発光させ、光を微細光回路内に伝播させることができる。フォトニッククリスタルが吸光性・半導体性を持つ場合は、微細光回路を伝播してきた光を一つまたは数個のフォトニッククリスタル格子点またはフォトニッククリスタル格子点以外の領域で受光し、電気信号に変換することができる。このような機能を集積化することにより、オプトエレクトロニックマイクロ／ナノデバイスの高密度化と超小型光デバイスの電気的制御の自由度を高めることができる。【００２５】  同様の機能は、フォトニッククリスタルのかわりに、コア／クラッドの屈折率差を大きくした強閉じ込め光回路あるいは、メタルクラッドからなる強閉じ込め光回路を使用することによっても可能である。【００２６】  フォトニッククリスタル、強閉じ込め光回路の材料としては、第９実施形態で述べるような選択成長による有機系材料、ＩＩＩ−Ｖ族化合物のような無機半導体系材料、希土類ドープガラスのようなガラス系材料、Ｌｉｔｈｉｕｍ  Ｎｉｏｂａｔｅ（ＬＮ）やＰＬＺＴのような誘電体材料などがある。【００２７】［第２実施形態］
Ａｄｄ機能付光スイッチは、フォトニックルータなどのネットワークスイッチングシステムのアーキテクチャを簡略化する素子として重要である。図２に、導波路プリズム偏向型マイクロ光スイッチ（ＷＰＤ−ＭＯＳ）をベースとした本発明によるＡｄｄ機能付光スイッチの例を示した。ここでは簡単のために２ｘ２スイッチングの例を示した。スラブ導波路１１、ＥＯ効果を有するＥＯスラブ導波路１２、入力導波路９、およびＡｄｄ導波路１５からなる。導波路はクラッド１０で囲まれている。スラブ導波路１１内には、導波光をコリメートするために、導波路レンズ１４が形成されている。導波路レンズのかわりに、スラブ導波路との接続部付近で徐々に幅を広げた導波路を用いることもできる。ＥＯスラブ導波路１２は対向電極とプリズム型電極１３ａ、ｂで挟まれた構造を持つ。基底モードを抽出する必要がある場合は、モード抽出器１６を付加する。動作原理は下記の通りである。入力−１には波長λ１の信号光１７、入力−２には波長λ２の信号光１８が入射するとする。プリズム型電極に電圧を印加しなければＢａｒ状態、プリズム型電極に電圧を印加すればＣｒｏｓｓ状態となる。プリズム型電極１３ｂのみに電圧を印加した場合、信号光１７，１８はともに出力−１にＡｄｄされる。図２の信号光経路はこのケースを示す。プリズム型電極１３ａのみに電圧を印加した場合、信号光１７，１８はともに出力−２にＡｄｄされる。図３に、上記スイッチのバリエーションを示した。この場合、出力側にプリズム型電極１３ｃおよび１３ｄが増設されている。また、出力側の導波路レンズ数が増加している。プリズム型電極に電圧を印加しなければＢａｒ状態、プリズム型電極に電圧を印加すればＣｒｏｓｓ状態となる。プリズム型電極１３ｂ、ｄのみに電圧を印加した場合、信号光１７，１８はともに出力−１にＡｄｄされる。図３の信号光経路はこのケースを示す。プリズム型電極１３ａ、ｃのみに電圧を印加した場合、信号光１７，１８はともに出力−２にＡｄｄされる。図４に、もう一つのバリエーションを示した。この場合も、出力側にプリズム型電極１３ｃおよび１３ｄが増設され、出力側の導波路レンズ数が増加している。プリズム型電極に電圧を印加すればＢａｒ状態、プリズム型電極に電圧を印加しなければＣｒｏｓｓ状態となる。プリズム型電極１３ａ、ｃのみに電圧を印加した場合、信号光１７，１８はともに出力−１にＡｄｄされる。図４の信号光経路はこのケースを示す。プリズム型電極１３ｂ、ｄのみに電圧を印加した場合、信号光１７，１８はともに出力−２にＡｄｄされる。スラブ導波路は全面ＥＯ材料であっても良い。ＰＬＺＴからなる厚さ４ミクロンのＥＯスラブ導波路で駆動電圧１２Ｖとした場合、スイッチ長さ３００μｍから数ｍｍ程度でスイッチングが可能となる。チャネル数は２のみならず３以上であっても良い。この場合、合流導波路数はチャネル数の増加と共に増えることになる。また、Ａｄｄ導波路は、チャネル導波路に限られることはなく、導波路レンズ、ミラー、プリズムなどを備えたスラブ導波路であっても良い。これにより、チャネル配線の交錯を低減することが可能となる。【００２８】［第３実施形態］
図５に、分割導波路形状電極型マイクロ光スイッチをベースとした本発明によるＡｄｄ機能付光スイッチの例を示した。ＥＯスラブ導波路１２、入力導波路９、および出力導波路１９からなる。ＥＯスラブ導波路は対向電極と分割導波路形状型電極１３ｅ−ｏで挟まれた構造を持つ。入力−１には波長λ１の信号光１７、入力−２には波長λ２の信号光１８が入射するとする。分割導波路形状型電極１３ｅ、ｆ、ｇ、ｋ、ｌ、ｍに電圧を印加すればＢａｒ状態、分割導波路形状型電極１３ｅ、ｈ、ｉ、ｊ、ｇ、ｋ、ｎ、ｏ、ｍに電圧を印加すればＣｒｏｓｓ状態となる。分割導波路形状型電極１３ｅ、ｆ、ｇ、ｋ、ｎ、ｉ、ｊに電圧を印加した場合、信号光１７，１８はともに出力−１にＡｄｄされる。図２の信号光経路はこのケースを示す。分割導波路形状型電極１３ｅ、ｈ、ｉ、ｏ、ｍ、ｋ、ｌに電圧を印加した場合、信号光１７，１８はともに出力−２にＡｄｄされる。分割導波路形状型電極は、かならずしも直線に限られることはなく、曲線部を含んでいてもよい。ＥＯ材料としては、ＷＰＤ−ＭＯＳと同様のものが使用できる。【００２９】［第４実施形態］
第１−第３実施形態で述べたオプトエレクトロニックマイクロ／ナノデバイスおよびＡｄｄ機能付光スイッチはそれぞれ単体で使用可能であるが、これらを集積化することにより高密度オプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムが実現できる。集積化の効果的な方法の一例としてＰｈｏｔｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｐａｃｋａｇｉｎｇｗｉｔｈ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅｌｙ  Ｏｃｃｕｐｉｅｄ  Ｒｅｐｅａｔｅｄ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ（ＰＬ−Ｐａｃｋ  ｗｉｔｈ  ＳＯＲＴ）がある（例えば非特許文献１参照）。さらに、光導波路、発光素子、受光素子、波長変換素子、光スイッチ、可変波長フィルタ、光メモリ、光アンプ、バイオ素子など他の薄膜素子を合わせて集積化することにより、より多機能な高密度集積化されたオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムを実現することができる。例えば、オプトエレクトロニックマイクロ／ナノデバイス間を導波路で接続することにより、光インタコネクトやフォトニックルータのようなマイクロ／ナノデバイスを集積化したシステムが構築できる。また、積層したオプトエレクトロニックマイクロ／ナノデバイス間をＯｐｔｉｃａｌ  Ｚ−Ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎで接続することにより、３次元光インタコネクト／フォトニックルータのような３次元システムが構築できる。【００３０】［第５実施形態］
ＳＯＬＮＥＴは、位置ずれのある光デバイス間、３次元構造内のＯｐｔｉｃａｌ  Ｚ−Ｃｏｎｎｅｃｔｏｎ、あるいはＦｒｅｅ  Ｓｐａｃｅ中に自動的に光導波路を形成する技術である。ＳＯＬＮＥＴの問題点は、導波路に書き込み光を入射させる必要があるということである。これを解決するために、以前、書き込み光の入射を、蛍光体をドープした導波路に外部から光照射し、その発光によりＳＯＬＮＥＴを形成するＰｈｏｓｐｈｏｒ  ＳＯＬＮＥＴを提案した。本発明は、その改良版である。【００３１】  図６に、本発明によるＰｈｏｓｐｈｏｒ  ＳＯＬＮＥＴの例を示した。Ｐｈｏｔｏ−ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ（ＰＲ）材料２２（書込みビーム２４の照射により屈折率が高くなる材料）に向かった導波路２０の蛍光体をドープした発光部２１ａの幅を、導波路出射部の幅より広くする。これにより、刺激光２３ａの照射面積が広くなり書込みビーム２４の出射部でのエネルギ密度を増大させることができる。同様に、発光部の厚さを厚くすることによっても書込みビームのエネルギ密度を増大させることができる。これにより、ＳＯＬＮＥＴ形成に必要なパワーを、より弱い刺激光で得ることができ、ＳＯＬＮＥＴ形成プロセスを簡略化することができるようになる。刺激光は通常、紫外光である。これを吸収するクマリン色素などを蛍光体に使用すると青色の書き込み光が得られる。必要に応じてアニール，光照射などにより形成された自己組織化導波路を定着させる．刺激光は、発光部近傍にマスクパターンや投影パターンなどにより選択的に照射することが望ましい。平面状の２次元システムや線状の１次元システムに対しても適用可能である。ＰＲ材料としては、光照射により屈折率が変化する物質であれば何でも使用できる。例としては、ホログラム用の感光性ポリマ、ＤｕＰｏｎｔ社製のＰｏｌｙｇｕｉｄｅ（登録商標）材料、光硬化性ポリマ、カルバゾールドープのアクリルやエポキシ材料、アクリル／エポキシ混合材料などがある。増感により、波長感度の調整が可能である。【００３２】［第６実施形態］
図７に、本発明によるＰｈｏｓｐｈｏｒ  ＳＯＬＮＥＴの改良構造の他の例を示した。発光部２１ａに隣接して薄膜発光素子を配置する。例えば、薄膜発光素子としては、ＥＬ発光部２１ｂと電極２３ｂからなる有機ＥＬを用いることができる。これに電流を注入し、発光させ、それによって導波路内に発生した光を書き込み光として用いる。このような方法により、電流を流すだけでＳＯＬＮＥＴ形成ができ、ＳＯＬＮＥＴ形成プロセスを簡略化することができるようになる。【００３３】［第７実施形態］
図８に、本発明によるＰｈｏｓｐｈｏｒ  ＳＯＬＮＥＴの改良構造の他の例を示した。ＥＬ特性を持つ導波路を電極でサンドイッチし、電流を流して発光させ、書き込み光として用いる。これにより、電流を流すだけでＳＯＬＮＥＴ形成ができ、プロセスを簡略化できる。発光部にポリマ鎖、オリゴマ鎖からなる材料を用いた場合、望ましくは、鎖の方向を電極面と垂直またはそれに近い方向にすることが効率的である。その理由は、「鎖配向によりキャリアモビリティが増加し発光効率が向上する」、および「発光が鎖と垂直方向に主に出射するため、導波路内への書き込み光閉じ込め効率が向上する」の２点である。【００３４】［第８実施形態］
図９に、本発明による、感光性材料を利用した構造形成法を示す。まず、透光性基板２５の上に選択的に金属膜や誘電体フィルタなどの遮光層２６を形成する。その上に剥離層２７を形成し、さらに下地フィルム２８を形成する。つぎに、感光性アンダクラッドシート２９ａ、コアシート３０ａ、およびオーバクラッドシート３１ａをラミネートする。透光性基板側から斜めに紫外線などの光３７を照射し、感光性材料を変質させ、アンダクラッドシート硬化部２９ｂ、コアシート硬化部３０ｂ、およびオーバクラッドシート硬化部３１ｂを生成し、斜めの壁を持つ構造を形成する。部分露光する場合は、Ｃｏｖｅｒ  Ｍａｓｋ−１  ３２ａを配置する。壁の傾斜は、入射光の角度により幅広く制御可能である。露光角度を〜４５°とすると、４５°ミラー／フィルタとなる。つぎに、Ｃｏｖｅｒ  Ｍａｓｋ−２  ３２ｂを配置し、透光性基板側から別の角度で紫外線などの光３７を照射し、アンダクラッドシート硬化部２９ｂ、コアシート硬化部３０ｂ、およびオーバクラッドシート硬化部３１ｂを生成する。垂直露光した場合は垂直な壁を持つ構造が形成される。その後、現像により、アンダクラッド２９ｃ、コア３０ｃ、およびオーバクラッド３１ｃからなる導波路構造を形成する。斜めの壁を持つ構造は、全反射を利用することにより、ミラー機能を実現できる。必要に応じて、斜めの壁を持つ構造にミラーまたはフィルタ３３を形成することができる。これをクラッド３４でカバーする。クラッド形成は有機ＣＶＤ、ＭＬＤ、蒸着重合などの気相製膜、スピンコーティング、ディッピング，スプレイなどのウエット製膜など何でも良い。さらにその表面に支持基板３５を密着させ、剥離層を除去することにより、フィルム導波路３６を得る。感光性フィルム材料としては、アクリル・エポキシ・イミド・シリコーン系などがある。支持基板の接着力は、例えば、ＧｅｌＰａｋフィルムなどを配して得られる。剥離層にポリビニルアルコールを用いた場合、水などの溶媒に浸して除去できる。剥離層を除去した後、遮光層付の透光性基板は再使用できる。再使用回数を多くするために、遮光層付基板上にコーティング薄膜を形成すると有効である。【００３５】  図９では、２方向露光の例を示したが、３方向以上の露光も可能である。導波路／ミラー／フィルタを例としたが、グレーティング、フォトニッククリスタルなど、各種構造の一括形成が可能となる。カバーマスクには、メタルマスク、レジストパターンなど光を適当にブロックするものであれば何でも使用できる。パターン化された光のプロジェクションにより露光領域を部分的に選択し、上記カバーマスクと同等の選択露光を行うこともできる。また、遮光膜にフィルタを適用し、露光パターンに対応して、遮光膜となるフィルタの透過波長特性を部分的に変化させる方法もある。これにより、光の波長を切り替えることで上記カバーマスクと同等の選択露光を行うことができる。また、波長フィルタの透過特性が光の入射角度に依存することを利用し、垂直露光部分には垂直光透過／４５°光反射、４５°露光部分には４５°光透過／垂直光反射のようなフィルタを遮光膜として形成することにより、カバーマスクなしで部分露光が可能となる。また、図９では、���ャネル導波路を例としたが、スラブ導波路の一部に傾斜面を作製することもできる。さらに、斜めカットパターンの拡張版として、円形、楕円形、多角形または特定の島状の遮光パターンの周りに斜め角度で光を入射させることによりコーン状、ピラミッド状，多角形台形体状などの立体的マイクロ／ナノ構造を形成することも可能である。逆に、円形、楕円形、多角形または特定の島状の窓パターンの周りに斜め角度で光を入射させることによっても同様のことができる。【００３６】  アンダクラッド・コア・オーバクラッドシートは感光性を有するので、ＳＯＬＮＥＴ形成に使用することもできる。すなわち、各シートを導波路パターン状に露光した後、現像する前に、導波路に書き込み光を伝播させ、シート未露光部に出射させ、ＳＯＬＮＥＴを形成する。その後一括して現像することにより、もともと露光により固化した部分とＳＯＬＮＥＴ部分が残る。また、アンダクラッドシート、コアシート・オーバクラッドシートの全部または一部に発光特性を付与することにより（例えば、クマリンのような蛍光分子ドープにより）、Ｐｈｏｓｐｈｏｒ  ＳＯＬＮＥＴが形成できる。【００３７】  以上、感光性材料を遮光層を通して露光する場合について例を述べてきた。しかしながら、露光法はこれに限定されない。遮光層の代わりに、感光性材料層上にマスクを配置し、これを通して露光することによっても同様の自由度の高い構造が得られる。さらに、マスクと遮光層を組み合わせ、両サイドからの露光を併用することにより、より高い自由度が実現できる。また、マスク露光の代わりに投影露光を用いることも可能である。また，感光性材料としては，光硬化性材料のみならず，ホログラム用フォトポリマやＰｏｌｙＧｕｉｄｅ材料のようなフォトリフラクティブ材料を用いることもできる．この場合，導波路チャネルの側面はもともとクラッドで覆われることになる．また，剥離層として，場合によっては，Ｓｉ，ＧａＡｓ，ＫＢｒ，ＮａＣｌ，ガラスなどエッチング可能な基板を用い，基板エッチングにより剥離プロセスを実行することも可能である。【００３８】  以上のプロセスを、ＰＬ−Ｐａｃｋ  ｗｉｔｈ  ＳＯＲＴ法と組み合わせることにより、薄膜素子が埋め込み集積化されたＯＥフィルムを作製することができ、Ｓ−ＦＯＬＭの構成エレメントを供給できる。また、図９に示したプロセスでは、剥離層を挿入してフィルム化したが、剥離層無しで、基板上に導波路形成することも可能である。【００３９】  図１０に、傾斜コア面近傍のコアパターンのバリエーション例を示した。傾斜コア面付近の導波路幅を広げてある。このようなスカート構造により、ミラー・フィルタ面の側面への回り込みが防止でき、伝播光の散乱が低減できる。この手法は、平面導波路のコーナターニングミラー部にも同様に通用する。この場合、スカートはコーナターニング部のミラー側（曲がりの外側）に形成され、ミラー面と共に３角形を形作る形状となる。【００４０】［第９実施形態］
図１１に、本発明によるＭｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｎａｎｏ−Ｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎ（ＭＮＤ）法の例を示す。成長基板４０の上に処理領域および／またはシードコア４１ａをパターン化して形成する。その上に、剥離部４２、成長部４３ａを形成する。処理領域および／またはシードコアが存在する部分と他の部分とにおいて異なる厚さおよび／または配向および／または物性の成長部が形成される。つぎに、Ｃａｔｃｈ−ｕｐ層４５を有するＣａｔｃｈ−ｕｐ基板４４を表面に設置し、剥離部で分断して成長部をＣａｔｃｈ−ｕｐ基板に移植する。成長部は、この状態でマイクロ／ナノデバイス・システムとして使用しても良いし、さらにプロセス・処理を加えて使用しても良い。あるいは、成長部を他の基板に移植して他の素子と集積化し、マイクロ／ナノデバイス・システムを構築することもできる。Ｃａｔｃｈ−ｕｐ基板は、成長部表面に直接接してもよいし、あるいは、成長部の上に層またはパターンを形成し、その表面に接してもよい。【００４１】  図１２に、２種類の成長部に対するＭＮＤの例を示す。成長基板４０の上に処理領域および／またはシードコアＩ  ４１ｂおよび処理領域および／またはシードコアＩＩ  ４１ｃをパターン化して形成する。処理領域および／またはシードコアＩの上に、剥離部、成長部Ｉ  ４３ｂを形成する。処理領域および／またはシードコアＩＩの上に、剥離部、成長部ＩＩ  ４３ｃを形成する。処理領域および／またはシードコアの種類に依存して異なる厚さおよび／または配向および／または物性の成長部が形成される。つぎに、Ｃａｔｃｈ−ｕｐ基板４４を表面に設置し、剥離部で分断して成長部をＣａｔｃｈ−ｕｐ基板に移植する。成長部はこの状態で機能させ、マイクロ／ナノデバイス・システムとして使用しても良いし、さらにプロセス・処理を加えて使用しても良い。あるいは、成長部を他の基板に移植して他の素子と集積化し、マイクロ／ナノデバイス・システムを構築することもできる。【００４２】  図１１および図１２において、成長部を成長基板から他の基板に移植した後、成長基板に再度成長部を形成し、その再生成長部を他の基板に移植することができる。これにより、いったん、処理領域および／またはシードコアを形成すれば、成長部を自動的に成長、複製することができ、マイクロ／ナノデバイス・システムの生産効率を上げることができる。これがＭＮＤ命名の由来である。マイクロ／ナノデバイス・システムでは、通常マイクロ・ナノオーダの微細パターンを含んでいる。このようなパターンを毎回作製することは、時間と資源の浪費につながる。ＭＮＤでは、微細パターンを一度作製すれば、後は、成長／移植の繰り返しにより簡単にマイクロ／ナノデバイス・システムが複製できる。マイクロ／ナノデバイス・システムとしては、フォトニッククリスタル、グレーティング、導波路、光配線路、光スイッチ、可変波長フィルタ、波長変換素子、発光素子、受光素子、フィルタ、ミラー、プリズム、レンズ、ホログラム、光アンプ、光メモリ，電気配線路、トランジスタ、バイオ素子などが例として挙げられる。成長部の種類は１、２種類に限られることはなく、３種類以上とすることも可能である。【００４３】  処理領域を利用した成長��形成の一例を以下に述べる。例えば、基板をＳｉ、処理領域をパターン化したＳｉＯ２として、真空中でＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｌｄｅｈｙｄｅ（ＴＰＡ）とｐ−Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅｄｉａｍｉｎｅ（ＰＰＤ）を導入して有機ＣＶＤ、蒸着重合、ＭＬＤなどで製膜すると、ポリアゾメチンがＳｉＯ２上に選択成長する（詳しくは非特許文献３および４を参照）。これらの分子導入時の圧力は１０−４−１０−２Ｔｏｒｒ程度が一般的である。冷却・加熱により選択成長の選択性を調整できる。【００４４】  処理領域として、Ｓｅｌｆ−Ａｓｓｅｍｂｌｅｄ  Ｍｏｎｏｌａｙｅｒ（ＳＡＭ）を形成したシードコアを用いることもできる。例えば、ガラス基板上にＡｕ薄膜をパターン化して形成し（必要であれば、Ｃｒなどの密着層を介して）、これを、例えば１１−Ａｍｉｎｏ−１−ｕｎｄｅｃａｎｅｔｈｉｏｌ  ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ  、  ８−Ａｍｉｎｏ−１−ｏｃｔａｎｅｔｈｉｏｌｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ、６−Ａｍｉｎｏ−１−ｈｅｘａｎｅｔｈｉｏｌ  ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅなどアミノアルカンチオールのエタノール溶液に浸すことにより、Ａｕの表面にＳＡＭを形成でき、ＳＡＭの上側端にはアミノ基が存在することになる。ここにアミノ基と反応する分子（例えばＴＰＡ）を導入するとＳＡＭに結合する。つぎに異なる種類の分子（例えばＰＤＡ）を導入すると、これがＴＰＡ上に結合する。このような反応結合が繰り返され、蒸着重合・ＣＶＤ・ＭＬＤの原理で膜がＳＡＭ上に選択成長する。ＳＡＭとしては、前記のアミノアルカンチオール以外にも適用可能な材料は種々ある。例えば、末端にカルボキシル基を有するジスルフィド化合物や末端にＮＨ３活性エステル基を有するジスルフィド化合物を用いることができる。前者では、アミノ基を有する分子の導入により、また後者では、カルボキシル基を有する分子の導入により、アミド結合を形成し選択成長が開始される。また、末端にヒドロキシル基を有するチオール化合物により親水面が、一方，末端にハイドロカーボンを有するチオール化合物分子により疎水面が形成され、これを利用した選択成長が可能である。光学的透過性を向上させるためには、例えば、２、２ビス（３、４フェニルカルボキシル）ヘキサフロロプロパン２無水物（６ＦＤＡ）と２、２ビス（４（４アシノフェノキシ）フェニル）ヘキサフロロプロパン（Ｂｉｓ−ＯＡＦ）を用い、フッ素化ポリイミドを成長させることが有効である。【００４５】  上記ＳＡＭのパターンをフォトニッククリスタル状にすることにより、フォトニッククリスタルが自己組織化的ビルドアップされる。ポリマ柱のアレイからなるフォトニッククリスタル、ポリマにあいた穴のアレイからなるフォトニッククリスタルいずれも可能である。【００４６】  また、分子流に対して基板を傾け、成長部を斜めに成長させることにより、傾斜したフォトニッククリスタルを形成することも可能である。供給する分子のフローを処理領域表面に対し傾けることにより、フロー方向に配向した分子鎖を形成することも可能である。これを利用すると、３次元フォトニッククリスタルが形成可能となる。ＳｉＯ２の斜め蒸着膜を処理領域として分子鎖を配向させることもできる。「Ｔ．Ｙｏｓｈｉｍｕ���ａ  ｅｔ  ａｌ．，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．  ｖｏｌ．３１，ｐｐ．Ｌ９８０−Ｌ９８２，１９９２．」に詳しい説明がなされている。このような各種配向技術を併用することにより、成長膜の構造コントロールのバリエーションを拡大することができる。例えば、同じ材料を用いて部分的に屈折率変調・誘電率変調ができる。分子の選択的ブロッキングにより，一つの基板内で種々の傾き角・方向を有する面を形成することも可能である。【０００４７】  図１２に示すように異なるシードコアが必要な場合は、パターン化された保護膜を選択的に形成しながら異なる種類のＳＡＭを選択的に形成する。あるいは、下地領域として、Ａｕ以外の材料、例えばＰｔ、Ｃｕ、種々の半導体や酸化物などを適用し、選択吸着を利用することも可能である。ナノスケールパターンの形成には、ＳＴＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）や近接場光学系などのナノ微細加工技術を応用したＳＰＭリソグラフィの他、通常のＥＢ露光やエキシマレーザ露光を用いたフォトリソグラフィ、さらには、ディップペンナノテクノロジなどの分子スケールの描画方式が有効である。【０００４８】  シードコアへの分子供給法として、蒸着重合やＣＶＤのように反応分子をガス状に導入する方法とともに、液体に溶かした状態で供給する方法も適用可能である。また、前者において、複数種類の分子を切り替えながら特定の順序で供給するＭＬＤ法、後者において、複数種類の分子を切り替えながら特定の順序で供給する溶液ＭＬＤ法が使用できる。これらにより、供給分子の種類を変えることにより分子鎖内部の分子の種類・配列に変調をかけた成長部の形成が可能である。例えば、低屈折率領域（フッ素化ポリイミド）／高屈折領域（ポリアゾメチン）／低屈折領域（フッ素化ポリイミド）構造により、導波路構造内装のフォトニッククリスタルが可能となる。分子鎖内部に分子オーダで制御された分子配列構造を付与することにより、非線形光学特性、発光／受光性能の制御、導電率やｐ型／ｎ型の制御など、各種物性の制御が可能となる。フタロシアニン系、ポルフィリン系などの環状分子では、分子がシードコア表面に水平に向き積層成長する例もある。【０００４９】  分子鎖が、感分子機能、感光機能、感圧機能、感温機能、感電機能、プロテイン判別機能、分子捕獲・変換機能、発光機能、吸光機能などを有する場合はバイオ素子が形成される。あるいは下地処理膜、すなわちＳＡＭ自身に上記のような機能を付与することもできる。これにより、多くの機能が集積化されたバイオチップが実現できる。さらに、これまで述べてきたような電子・光素子と集積化することにより、バイオ機能と信号処理・ネットワーク機能などを備えたスマートなバイオ系マイクロ／ナノデバイス・システムが実現できる。【０００５０】  つぎに、剥離部を設けて成長部を成長基板から分離する方法を例示する。第１の例は、処理領域および／またはシードコア上に分子を供給して分離可能な結合を形成し、つぎに成長部を形成、Ｃａｔｃｈ−ｕｐ基板でサポートした後、分離可能な結合を切断する方法である。例えば、図１３に示すようなアミド結合やエステル結合を分離可能な結合として用いることができる���接合の切断は、加水分解を用いて行うことができる。加水分解は、希塩酸、希硫酸を混入しＨ＋を含有させた水溶液に剥離部をさらすことにより生じる。アミド結合（ペプチド結合）の切断は、ペプシンなどの酵素・触媒をＰＨ調整された水溶液に混入することにより、より効率的に進行させることができる。また、切断は、水蒸気にさらすことによっても可能である。剥離後、残留した処理領域および／またはシードコア上に、成長部を再生し、成長部の複製を行うことが可能である。【０００５１】  図１４により詳細な例を示す。図１４（ａ）は、Ａｕ上に１０−Ｃａｒｂｏｘｙ−１−ｄｅｃａｎｅｔｈｉｏｌ、７−Ｃａｒｂｏｘｙ−１−ｈｅｐａｎｅｔｈｉｏｌ、５−Ｃａｒｂｏｘｙ−１−ｐｅｎｔａｎｅｔｈｉｏｌなどのＳＡＭを形成し、処理領域および／またはシードコアの表面にＣＯＯＨ基を配した例である。その上にＮＨ２基を２つ持つ分子を飛来させ、アミド結合をつくることにより剥離部が形成される。最表面にはＮＨ２基が配される。ここに、例えばＴＰＡを飛来させると、ＮＨ２基とＣＨＯ基が反応し、２重結合が形成される。その後、ＭＬＤ、溶液ＭＬＤ、蒸着重合、有機ＣＶＤなどを用いて成長プロセスを継続することにより成長部を形成することができる。ＴＰＡのかわりにＰＭＤＡを用いた場合も、ＮＨ２基とＰＭＤＡが反応し、上記と同様なプロセスが可能となる。ＮＣＯ基を持つ分子についても同様にＮＨ２基と反応する。図１４（ｂ）は、処理領域および／またはシードコアの表面にＣＯＯＨ基を配し、そこに、ＯＨ基を２つ持つ分子を飛来させ、エステル結合をつくることにより剥離部が形成された例である。この場合、最表面にはＯＨ基が配される。その後、ＯＨ基と反応可能な分子を導入し、さらにＭＬＤ、溶液ＭＬＤ、蒸着重合、有機ＣＶＤなどを用いて成長プロセスを継続することにより成長部を形成することができる。図１４（ｃ）は、Ａｕ上にアミノアルカンチオールなどのＳＡＭを形成し、処理領域および／またはシードコアの表面にＮＨ２基を配した例である。その上にＣＯＯＨ基を２つ持つ分子を飛来させ、アミド結合をつくることにより剥離部が形成される。最表面にはＣＯＯＨ基が配される。その後、ＣＯＯＨ基と反応可能な分子を導入し、さらにＭＬＤ、溶液ＭＬＤ、蒸着重合、有機ＣＶＤなどを用いて成長プロセスを継続することにより成長部を形成することができる。図１４（ｄ）は、Ａｕ上に１１−Ｈｙｄｒｏｘｙ−１−ｕｎｄｅｃａｎｅｔｈｉｏｌ  、  ８−Ｈｙｄｒｏｘｙ−１−ｏｃｔａｎｅｔｈｉｏｌ  、６−Ｈｙｄｒｏｘｙ−１−ｈｅｘａｎｅｔｈｉｏｌなどのＳＡＭを形成し、処理領域および／またはシードコアの表面にＯＨ基を配した例である。その上にＣＯＯＨ基を２つ持つ分子を飛来させ、エステル結合をつくることにより剥離部が形成される。最表面にはＣＯＯＨ基が配される。その後、ＣＯＯＨ基と反応可能な分子を導入し、さらにＭＬＤ、溶液ＭＬＤ、蒸着重合、有機ＣＶＤなどを用いて成長プロセスを継続することにより成長部を形成することができる。以上の例では、剥離部を処理領域および／またはシードコアと成長部の境界に形成したが、場合によっては、成長部の中に、形成することも可能である。【０００５２】  第２の例は、弱い結合で剥離部を形成し、つぎに成長部を形成、Ｃａｔｃｈ−ｕｐ基板でサポートした後、分離可能な結合を切断する方法である。この場合、成長部とＣａｔｃｈ−ｕｐ層との接着力が、処理領域および／またはシードコアと成長部の接着力より強いことが必要である。例えば、処理領域および／またはシードコアと成長部との間の結合がファンデアワールス力など弱いメカニズムで生じている場合、この条件を満たすことができる。【０００５３】  上記例に示すように、処理領域および／またはシードコア表面の基の種類により、反応可能な分子が異なる。すなわち、表面がＣＯＯＨ基からなるときは、ＮＨ２基やＯＨ基を持つ分子とは反応するが、ＣＯＯＨ基を持つ分子とは反応しない。表面がＮＨ２基からなるときは、ＣＯＯＨ基を持つ分子とは反応するが、ＮＨ２基を持つ分子とは反応しない。したがって、処理領域および／またはシードコアの一部をＮＨ２基の表面、一部をＣＯＯＨ基の表面とすることにより、成長部の選択形成が可能となる。例えば、ＣＯＯＨ基を持つ分子を飛来させてＮＨ２基の表面に選択結合（アミド結合）させる。つぎに、ＮＨ２基を持つ分子を飛来させてＣＯＯＨ基の表面に選択結合（エステル結合）させる。これにより、異種の成長部が選択的に形成されることになる。これらを、直接、または追加の成長部を形成した後、Ｃａｔｃｈ−ｕｐ基板に接着し、アミド結合、エステル結合を切断することにより、成長部がＣａｔｃｈ−ｕｐ基板に移植できる。また、アミド結合、エステル結合の切断条件（温度、ＰＨ、酵素・触媒など）が異なることを利用して、異種の成長部を選択的にピックアップすることも可能である。【０００５４】  成長部とＣａｔｃｈ−ｕｐ基板との接合は、Ｃａｔｃｈ−ｕｐ層に通常の接着性材料を用いることにより実行できる。あるいは、Ｃａｔｃｈ−ｕｐ層表面に、成長部末端と反応可能な基を配置し、接合することもできる。また、本発明による移植技術により、従来薄膜素子に適用されていたＳＯＲＴ法を、本マイクロ／ナノデバイス・システムに適用した分子スケールＳＯＲＴ法に拡張することができる。これにより、各種素子が集積化されたマイクロ／ナノデバイス・システムの高生産性化が可能となる。【０００５５】［第１０実施形態］
２つの光素子間のセルファライン光結合をＳＯＬＮＥＴにより行う場合、両方の素子から書き込み光を入射させ両側照射タイプのＳＯＬＮＥＴを形成する必要がある。この方法は、２つのファイバ間結合のような簡単な構造の場合は問題ないが、光回路網内部でのＳＯＬＮＥＴ形成や書き込み光を放射できない素子とのＳＯＬＮＥＴ形成では大きな問題となる。これを解決する方法の一つが反射型ＳＯＬＮＥＴ（Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ＳＯＬＮＥＴ）である（非特許文献１に詳述）。その概念図を図１５に示す。結合する一方の素子の端面がその周辺より書き込み光に対して高い反射率を持つようにしておく。図１５の例では、光素子として導波路／ファイバを考え、そのコア端面付近に波長フィルタが形成してある。この波長フィルタは、書き込み光に対する反射率が高く、信号光に対する透過率が高い特性を持つ。この構造に他方の光素子から書き込み光２４を導入すると、それと端面からの反射書き込み光によりＳＯＬＮＥＴが形成され、両側照射と同様のセルフアライン光結合が実現できる。すなわち、反射書き込み光が両側照射の片方の書き込み光の役割を果たすため、片側照射により両側照射と同様のセルフアライン効果が実現でできる。【０００５６】  図１６に本発明による反射型ＳＯＬＮＥＴの例を示す。図１６（ａ）では、光素子端面の反射部が湾曲している。これにより反射光の広がりが大きくなり、入射書き込み光との重なり領域が拡大できるため、位置ずれが大きい場合でも反射型ＳＯＬＮＥＴ形成がしやすくなる。図１６（ｂ）では、反射端面を持つ光素子が複数配置されている。書き込み光２４  １つだけで一度に複数の結合導波路を形成することができる。図１６（ｃ）は、一方の光素子がＬＤ、ＶＣＳＥＬ、ＰＤ、光スイッチ、光変調器、光アンプデバイス、フォトニッククリスタルなどで、書き込み光を放射することが困難な素子とのＳＯＬＮＥＴ形成例を示している。これらの光素子の信号光を導きたい場所に波長フィルタなど書き込み光反射率の大きい素子・材料を配置することにより、ＳＯＬＮＥＴ形成が可能になる。特に、光素子がフォトニッククリスタルの場合、フォトニッククリスタル内の導波路部分に、他の領域と異なる格子点配置および／または格子点サイズからなるフォトニッククリスタル構造変調部５１を配置することにより、書き込み光に対する反射率を増加させ、反射部を形成することができる。【０００５７】  図１７は、多層の導波路からなる立体光回路の層間光結合に反射型ＳＯＬＮＥＴを適用した例である。ここでは導波路を有するフィルム５２を積層した例を示す。導波路リフレクタ（ミラー、フィルタなど）により導波光が光路変更され、層間光結合が行われる。一方の層のリフレクタの位置に、波長フィルタを形成することにより、セルフアライン縦型導波路が形成できる。【０００５８】  図１８は、第１−１０の実施形態を組み合わせたマイクロ／ナノシステムの１例を表す概念図である。フォトニッククリスタルと薄膜ＩＣの積層ユニットが他の光素子と集積化され、導波路で３次元的に接続されている。ここでは、フォトニッククリスタル内のビームサイズと導波路内のビームサイズが異なる場合を示した。フォトニッククリスタルと導波路、��素子５３と導波路、および層間のＯｐｔｉｃａｌＺ−ＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎはＳＯＬＮＥＴにより形成されている。フォトニッククリスタルと導波路の間は、端面結合、または表面結合どちらでも良い。Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ＳＯＬＮＥＴを併用することによりシンプルなＳＯＬＮＥＴ形成プロセスが可能となる。薄膜ＩＣを薄膜ＬＳＩとし、フォトニッククリスタル中に発光部、受光部を設けることにより、高密度なＬＳＩ内およびＬＳＩ間光インタコネクトが可能となる。また、フォトニッククリスタル内に光スイッチ、可変波長フィルタ、波長変換素子が内装されている場合、大規模光スイッチング、ｒｅ−ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ光配線が可能となる。バイオ素子が集積化されている場合、マイクロ／ナノバイオシステムも可能となる。【０００５９】  以上のように、本発明に係る第１−１０の実施形態によれば、マイクロ／ナノデバイスの高密度化と超小型光デバイスの電気的制御の自由度を高めることができる。あるいは、Ｃｒｏｓｓ／Ｂａｒ／Ａｄｄ動作が可能な光スイッチを実現することができる。あるいは、高密度集積化されたオプトエレクトロニックマイクロ／ナノシステムを実現することができる。あるいは、簡便なＳＯＬＮＥＴ形成法を実現することができる。あるいは、ミラー面など種々のマイクロ／ナノデバイス・システムの構造を実現することができる。あるいは、低ロスの４５°ミラーを実現することができる。あるいは、分子スケールの複製“Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｎａｎｏ−Ｄｕｐｌｉｃａｔｉｏｎ（ＭＮＤ）”機能を持つＭＮＤを実現し、マイクロ／ナノスケールで構築されたデバイス・システムの生産性向上およびマイクロ／ナノデバイス・システムの集積化を実現することができる。本明細に記されている発明を組み合わせることにより、種々のマイクロ／ナノシステムが構築できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態による集積回路と積層化した電気制御可能なフォトニッククリスタルの概念図である。
【図２】  本発明の第２実施形態による導波路プリズム偏向型マイクロ光スイッチをベースとしたＡｄｄ機能付光スイッチの概念図である。
【図３】  本発明の第２実施形態による導波路プリズム偏向型マイクロ光スイッチをベースとしたＡｄｄ機能付光スイッチの概念図である。
【図４】  本発明の第２実施形態による導波路プリズム偏向型マイクロ光スイッチをベースとしたＡｄｄ機能付光スイッチの概念図である。
【図５】  本発明の第３実施形態による導波路プリズム偏向型マイクロ光スイッチをベースとしたＡｄｄ機能付光スイッチの概念図である。
【図６】  本発明の第５実施形態によるＰｈｏｓｐｈｏｒ  ＳＯＬＮＥＴの改良構造の概念図である。
【図７】  本発明の第６実施形態によるＰｈｏｓｐｈｏｒ  ＳＯＬＮＥＴの改良構造の概念図である。
【図８】  本発明の第７実施形態によるＰｈｏｓｐｈｏｒ  ＳＯＬＮＥＴの改良構造の概念図である。
【図９】  本発明の第８実施形態による感光性材料を利用した構造形成法の概念図である。
【図１０】  本発明の第８実施形態による傾斜コア面近傍のコアパターンの立体概略構造図および対応する遮光膜パターンである。
【図１１】  本発明の第９実施形態によるＭＮＤ法の概念図である。
【図１２】  本発明の第９実施形態によるＭＮＤ法の概念図である。
【図１３】  本発明の第９実施形態による分離可能な結合にかかわる反応式である。
【図１４】  本発明の第９実施形態による分離可能な結合にかかわる反応式である。
【図１５】  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ＳＯＬＮＥＴの概念図である。
【図１６】  本発明の第１０実施形態によるＲｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ＳＯＬＮＥＴの改良構造の概念図である。
【図１７】  本発明の第１０実施形態によるＲｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ＳＯＬＮＥＴの改良構造の概念図である。
【図１８】  本発明の第１−１０実施形態によるマイクロ／ナノシステムの概念例である。
【符号の説明】
、１  基板、２  フォトニッククリスタル、３  電極、４  対向電極、５  インタフェース層、６  配線、７  薄膜集積回路（ＩＣ）、８  フォトニッククリスタル中の導波路、９  入力導波路、１０  クラッド、１１  スラブ導波路、１２  ＥＯスラブ導波路、１３ａ、ｂ、ｃ、ｄ  プリズム型電極、１３ｅ−ｏ  分割導波路形状型電極、１４  導波路レンズ、１５  Ａｄｄ導波路、１６  モード抽出器  １７  信号光λ１、１８  信号光λ２、１９  出力導波路、２０  導波路、２１ａ  発光部、２１ｂ  ＥＬ発光部、２２  Ｐｈｏｔｏ−ｒｅｆｒａｃｔｉｖｅ（ＰＲ）材料、２３ａ  刺激光、２３ｂ  電極、２４  書込みビーム、２５  透光性基板、２６  遮光層、２７  剥離層、２８  下地フィルム、２９ａ  アンダクラッドシート、２９ｂ  アンダクラッドシート硬化部、２９ｃ  アンダクラッド、３０ａ  コアシート、３０ｂ  コアシート硬化部、３０ｃ  コア、３１ａ  オーバクラッドシート、３１ｂ  オーバクラッドシート硬化部、３２ａ  Ｃｏｖｅｒ  Ｍａｓｋ−１、  ３２ｂ  Ｃｏｖｅｒ  Ｍａｓｋ−１、３１ｃ  オーバクラッド、３３  ミラーまたはフィルタ、３４  クラッド、３５  支持基板、３６  フィルム導波路、３７  光、４０  成長基板、４１ａ  処理領域および／またはシードコア、４１ｂ  処理領域および／またはシードコアＩ、４１ｃ  処理領域および／またはシードコアＩＩ、４２  剥離部、４３ａ  成長部、４３ｂ  成長部Ｉ、４３ｃ  成長部ＩＩ、４４  Ｃａｔｃｈ−ｕｐ基板、４５  Ｃａｔｃｈ−ｕｐ層、４６  導波路／ファイバ、４７  波長フィルタ、４８  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ＳＯＬＮＥＴ、４９  ＬＤ／ＶＣＳＥＬ／ＰＤ／光スイッチ／光変調器／光アンプデバイス／フォトニッククリスタル、５０  フォトニッククリスタル、５１  フォトニッククリスタル構造変調部、５２  フィルム、５３  光素子
【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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2005258376.tif 000012
【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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【手続補正書】
【提出日】平成16年5月22日(2004.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
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