(57)【要約】【課題】誘電体多層膜フィルタと、例えば受光素子等の光学部品とを組み合わせた光学デバイスを提供する。【解決手段】ガラス基板１の一方の面に形成された第１の誘電体多層膜２と、ガラス基板の他方の面に形成された第２の誘電体多層膜３と、第１，第２の誘電体多層膜２，３のどちらか一方の上に半田付けが可能な金属膜による金属電極４を形成し、その上に光学部品を半田付けするようにした。例えばＰＤやＬＤを誘電体多層膜フィルタの上に形成された金属電極４に半田付けする。【選択図】図１
2007101621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板と、
上記ガラス基板の一方の面に形成された波長選択特性を持つ第１の誘電体多層膜と、
上記ガラス基板の他方の面に形成された第２の誘電体多層膜と、
上記第１及び第２の誘電体多層膜の少なくともどちらか一方の上に金属膜による電極が形成されたことを特徴とする電極付きフィルタ。
【請求項２】
上記電極の上に光学素子が半田付けされていることを特徴とする請求項１に記載の電極付きフィルタ。
【請求項３】
断面形状が直角二等辺三角形の第１のプリズムと、
上記第１のプリズムの直角と対向する底辺と底辺が対向して配され断面形状が直角二等辺三角形の第２のプリズムと、
上記第１及び第２のプリズムの底辺間にこれらと接して配され波長λ２の光を反射し、波長λ１を透過する第１の誘電体多層膜と、
上記第１のプリズムの少なくとも等辺の一方の辺と異なる辺に形成され波長λ２の光に対し反射防止膜として作用する第２の誘電体多層膜と、
上記第２の誘電体多層膜の上に形成された金属膜の電極とを具備することを特徴とする電極付きフィルタ。
【請求項４】
請求項３において、
上記電極の上に光学素子が半田付けされていることを特徴とする電極付きフィルタ。
【請求項５】
請求項２または４に記載の電極付きフィルタが設けられた光学モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は誘電体多層膜フィルタと、例えば受光素子等の光学部品とを組み合わせた光学デバイス及びそれらを含む光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
インターネット通信網上を往来するデータ容量が増大している。この大容量化に対応するために１本の光ファイバを用いて異なる波長の光で信号の送受信を行う波長分割多重通信（Wavelength Division Multiplexing以下ＷＤＭと略す）が広まっている。今後、更に普及するためにはＷＤＭ通信で用いられる部品の小型化、低コスト化が求められている。
その背景において、特許文献１に示すような半導体混晶をフィルタとして用いてＷＤＭ通信用の受光素子を小型化した例が開示されている。
半導体混晶をフィルタとして用いた受光素子の断面構造を図１２に示す。ｎ型ＩｎＰ基板１２０の上にｎ−ＩｎＰバッファ層１２１がエピタキシャル成長で成膜され、更にその上にｎ−ＩｎＧａＡｓ受光層１２２とｎ−ＩｎＰ窓層１２３がエピタキシャル成長している。ｎ型ＩｎＰ基板１２０のｎ−ＩｎＰバッファ層１２１と反対側には、ＩｎＧａＡｓＰ半導体混晶からなるフィルタ層１２４が形成され、その上には反射防止膜１２５が形成されている。
【０００３】
反射防止膜１２５側から入射したフィルタ層１２４のバンドギャップよりも波長の短い光（エネルギーの大きな光）は、フィルタ層１２４で吸収され、それ以外の光がｎ型ＩｎＰ基板１２０、ｎ−ＩｎＰバッファ層１２１、ｎ−ＩｎＧａＡｓ受光層１２２を透過し、ｎ−ＩｎＧａＡｓ受光層１２２の一部分からｎ−ＩｎＰ窓層１２３に渡って形成される逆バイアス（バイアス状態は図示しない）されたＰ領域１２６とｎ領域１２７との間に形成される空乏層（ｎ−ＩｎＧａＡｓ受光層１２２の部分）まで達する。
空乏層まで達した光は電子を励起させる。励起した電子はｎ領域１２７と接続されたｎ電極１２９に、正孔はＰ領域１２６と接続されたＰ電極１２８に光電流として流れ、電気信号に変換される。ｎ電極１２７とＰ電極１２８以外のｎ−ＩｎＰ窓層１２３の表面は保護膜であるパッシベーション膜１３０で覆われている。
【０００４】
このような形でフィルタ一体型ホトダイオード（Photo Diode以下ＰＤと略す）が形成できる。このような半導体混晶を用いたフィルタやフィルタ一体型ＰＤがＷＤＭ通信に用いられている。
ＷＤＭ通信は１.３μｍ帯と１.５μｍ帯の波長多重による双方向通信であり、ネットワーク終端側から幹線方向への上りの信号光は波長１.３μｍ帯を使用し、下りの信号光は波長１.５μｍ帯が使われる。この２つの信号光をネットワーク終端装置で切り分ける必要がある。特許文献２に半導体混晶によるフィルタを用いてネットワーク終端装置であるＷＤＭトランンシーバを構成した例が示されている。図１３に特許文献２に開示されたＷＤＭトランンシーバを示す。
【０００５】
例えば図示しない電極端子付きのプラスチックパケージ等に各部品を一体化させて収納する為のベース１３１の上に各部品が固定されている。例えばシリコンで形成された基板１３２の上に長方形状の光導波路基板１３３が形成され、光導波路基板１３３には光路となるコア１３３ａがＶ字型を成すように形成されている。Ｖ字型を成すコア１３３ａの開放端の一方には光ファイバ１３４が配置され、他方には上り信号光である波長１.３μｍ帯の光源としてレーザーダイオード（Laser Diode以下ＬＤと略す）１３５が配置される。コア１３３ａの収束端側には、ＬＤ１３５から発信した波長１.３μｍ帯の光を反射させて光ファイバ１３４へ出力する為の誘電体多層膜フィルタ１３６が配置されている。
【０００６】
誘電体多層膜フィルタ１３６の光導波路基板１３３と反対側には、ベース１３１にＰＤ１３７を固定する為のサブマウント１３８と一体となったＰＤ１３７が配置されている。ＰＤ１３７と誘電体多層膜フィルタ１３６との間に、ＬＤ１３５から発信した波長１.３μｍ帯の光が光導波路基板１３３や基板１３２の内部で散乱し、ＰＤ１３７で受光されないようにする目的で、波長１.３μｍ帯の光を吸収する半導体混晶フィルタ１３９が配置されている。
【特許文献１】特許第３４１９３１２号公報（段落００１８、図７）
【特許文献２】特開２００４−２７９６４０号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
半導体混晶層を用いたフィルタは特許文献１に示されているように光学デバイスと一体化出来る利点を持つが、特定の波長よりも短い波長を吸収してしまうので、光の再利用が困難であり光モジュール用のフィルタとしては利用分野が制限される。
前述したように半導体混晶層を用いたフィルタを用いる場合は、一般的に誘電体多層膜フィルタと組み合わせて光モジュールが構成される。特許文献２に示された例の様に、誘電体多層膜フィルタとの組み合わせが必須となり部品点数が増え大型化し、また光軸合わせの部分も多くコスト高になってしまう課題があった。
【０００８】
この発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、光モジュール用のフィルタ一体型部品として使い易い光学デバイスを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明では、ガラス基板の一方の面に形成された第１の誘電体多層膜と、ガラス基板の他方の面に形成された第２の誘電体多層膜と、第１，第２の誘電体多層膜の少なくともどちらか一方の上に半田付けが可能な金属膜とを備えた電極付きフィルタとすることで、誘電体多層膜フィルタと光学部品とを一体化出来るようにした。
【発明の効果】
【００１０】
以上のようにこの発明の場合、誘電体多層膜の上に半田付けが可能な電極を形成することで、例えばＰＤやＬＤと誘電体多層膜フィルタとを一体化することが出来る。よく知られているように誘電体多層膜は比較的自由に波長選択性を作り出すことが出来ると同時に、光を吸収しないので利用分野が広い。この発明による電極付きフィルタによれば、光モジュール用として好適な光デバイスを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【実施例１】
【００１２】
図１にこの発明による電極付きフィルタの一実施例を示す。図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）が正面図である。
ガラス基板１の一方の面に第１の誘電体多層膜２として例えば１.３μｍ帯の光信号を反射する１.３μｍ帯カットフィルタが形成されている。ガラス基板１の他方の面には、第２の誘電体多層膜３として１.３μｍ帯の反射防止膜が形成されている。
第１の誘電体多層膜２及び第２の誘電体多層膜３は、1層の膜厚が１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度の厚みの例えば五酸化タンタル（以下Ｔａ２Ｏ５と表す）からなる高屈折率層と二酸化ケイ素（以下ＳｉＯ２と表す）からなる低屈折率層の薄膜をスパッタ方式で成膜し、６層程度〜１００層程度積層させた構造になっている。各薄膜の膜厚は、取り扱う光の波長λの４分の１の光学的な膜厚を基本に多層に積み重ねられ、各薄膜の層間で起こる光の干渉効果を利用して各種フィルタが構成される。
【００１３】
この例では、光透過あるいは反射として想定された光路６が方形状ガラス基板１の短辺を２等分する一方の領域の中間部に設けられている。第２の誘電体多層膜３側の想定光路６に対し、その両外側に光路６に近接して金属電極４ａ，４ｃが形成され、その間の方形状ガラス基板１の短辺を２等分する他方の領域に金属電極４ｂが形成される。金属電極４ａ，４ｂは、光電流を取り出す為の電気的な接続を取るために比較的大きな方形形状になっている。金属電極４ａ，４ｂ上の光路６に接近した位置に正方形の半田バンプ５ａ，５ｂが形成されている。金属電極４ｃの上にも半田バンプ５ａ，５ｂと同形状の半田バンプ５ｃが形成され、金属電極４ｃは半田バンプ５ａ〜５ｃと同一形状である。
【００１４】
この光路６の位置に例えば３端子のＰＤが、受光感度のある部分の位置を光路６合わせて半田付けで実装されることで、誘電体多層膜フィルタと光学部品が一体に形成できる。
ＰＤで発生した光電流は、金属電極４ａ，４ｂに半田付けされるリード線若しくはワーヤーボンディングによって、図示しない回路に接続される。
尚、半田バンプ５ａ〜５ｃは、光学部品との半田付けを容易にする目的の、いわゆる予備半田的なものであり、この発明の必須の構成要素ではない。
〔金属膜の形成方法１〕
図１に示した金属膜の形成方法を図２を用いて説明する。図２は図１（ａ）に示したII−II線で切った断面で示す工程図であり、半田バンプ５ｃと光路６の部分を横から見た図である。
【００１５】
ガラス基板１の表面には、前述したＳｉＯ２/Ｔａ２Ｏ５の誘電体膜６層からなる反射防止膜の第２の誘電体多層膜３が形成されている。ガラス基板１の反対側表面の第１の誘電体多層膜２は省略している。
図２（ａ）の工程では、第２の誘電体多層膜３の上にクロム（以下Ｃｒと表す）金属膜２０が蒸着若しくはスパッタ法によって形成され、そのＣｒ金属膜２０の上に金（以下Ａｕと表す）電極２１が同じ手法で形成される。このＣｒ金属膜２０とＡｕ電極２１の成膜工程は、Ｃｒ金属膜２０が酸化するとＡｕ電極２１の密着性が悪くなるので、同一真空中で連続して行われる。
【００１６】
図２（ｂ）では、電極パターン形成のためのフォトリソグラフィ工程（Photolithography以下フォトリソ工程と略す）でレジスト２２がスピンコートで塗布される。
図２（ｃ）では、電極パターンを形成するため、電極部分を遮光したフォトマスク２３を介してレジスト２２に紫外線を照射し、レジスト２２を露光する。
図２（ｄ）では、紫外線照射後のレジスト２２を現像する。この例の場合、未露光部分が溶けないポジ型のレジスト２２を用いているので、電極を形成したい部分のレジスト２２だけが残る。現像、純粋洗浄後に残ったレジスト２２は硬化するので参照符号は同一のまま、現像後のレジスト２２の図２におけるシンボルを、その前の液状の時から変えて表記している。
【００１７】
図２（ｅ）では、Ａｕ電極２１の上に残った未露光部分のレジスト２２をエッチング液に対する保護膜として、金属電極４として残す以外の部分のＡｕ電極２１及びＣｒ金属膜２０をエッチングして除去する。Ａｕ電極２１を王水によってエッチングした後、硝酸セリウムアンモニウムによってＣｒ金属膜２０を除去する。この時、光路６の部分の第２の誘電体多層膜３の表面も、硝酸セリウムアンモニウムに曝される。
硝酸セリウムアンモニウムはＣｒ金属膜２０のエッチング液であるが、第２の誘電体多層膜３の最表層であるＳｉＯ２も侵される。この侵される量をある値以下にしないと第２の誘電体多層膜３の光学特性が変化してしまう。
【００１８】
よく知られているように誘電体多層膜による光学フィルタは、その膜厚によって所望の光学特性を得るものであり、膜厚が変化すると光学特性が変化してしまう。したがって、従来は、そのような誘電体多層膜の表面を強酸に曝してエッチングを行って電極を形成するようなことは、考えられもしなかった。
この発明は、その侵される量をある一定量以下にすることで、初めて誘電体多層膜フィルタと光学デバイスを一体化出来るようにしたものである。
図２（ｆ）では、保護膜としての役割を終えたＡｕ電極２１の上のレジスト２２をアセトン等の溶剤で除去する。
【００１９】
図２（ｇ）では、半田バンプ５ｃ形成のためのフォトリソ工程でレジスト２４がスピンコートで塗布される。
図２（ｈ）では、半田バンプ５ｃを形成するため、半田バンプ部分を遮光したフォトマスク２５を介してレジスト２４に紫外線を照射し、レジスト２４を露光する。
図２（ｉ）では、紫外線照射後のレジスト２４を現像する。ここでは未露光部分が溶けるネガ型のレジスト２４を用いた例を示しているので、半田バンプ５ｃを形成したい部分のレジスト２４だけが除去される。
【００２０】
図２（ｊ）では、半田バンプ５ｃを形成するＡｕと錫（以下Ｓｎと表す）からなる半田２６をＡｕ、Ｓｎの順に蒸着する。Ｓｎは酸化し易いので最表層はＡｕを蒸着して半田２６の形成を終了する。
図２（ｋ）では、レジスト２４をアセトン等の溶剤でレジストを溶融する。この際に図２（ｊ）に示す半田バンプ５ｃの角部２７とＡｕ/Ｓｎ半田２６とは、半田バンプ５ｃ部分以外の部分のレジスト２４が剥離する時に機械的に破断して除去される。このようにレジスト２４を剥離するときにその上に形成された膜も一緒に除去する方法を一般的にリフトオフ法と呼ぶ。
【００２１】
この例では、ガラス基板１の表面が再び強酸のエッチング液に曝されないように、半田バンプ５ｃをリフトオフ法で形成するようにしている。もちろん、レジスト２４を剥離するためのガラス基板１の表面はアセトンに曝されるが、誘電体多層膜の最表面のＳｉＯ２はアセトンによって全く侵されない。
以上述べた工程で誘電体多層膜の上に金属膜を形成すれば、図２（ｅ）で示した工程で誘電体多層膜の最表層が侵される膜厚（以下、浸食量とも称する）を１０ｎｍ以下にすることが出来、所望の光学特性を持つ金属電極付き誘電体多層膜フィルタを実現することができる。
【００２２】
以上、第２の誘電体多層膜３の上に金属電極４を形成する例を説明した。金属電極４は第１の誘電体多層膜２の上に形成してもよい。また、第１，第２の誘電体多層膜２，３の両方に金属電極４を形成しても良い。フォトリソ工程は増えるが図２で説明した工程で同様に形成できる。
また、金属電極４としてＣｒとＡｕの例を示したが、チタン（Ｔｉ）とＡｕ、Ｔｉと白金（Ｐｔ）とＡｕ、Ｃｒとニッケル（Ｎｉ）とＡｕ、アルミ（Ａｌ）等でも良い。
また、半田２６も鉛（Ｐｂ）と錫（Ｓｎ）で形成しても良い。
〔最表層の浸食量と光学特性〕
図２（ｅ）で示した工程で誘電体多層膜の最表層が浸食される。この最表層が浸食される量によって変化する光学特性について述べる。
【００２３】
第２の誘電体多層膜３として例えば１５５０ｎｍ帯の反射防止膜を成膜した場合、ＳｉＯ２/Ｔａ２Ｏ５（右側の表記が基板側の膜を表す）の６層構造で実現できる。この時、最表層はＳｉＯ２でありその膜厚は２６７ｎｍである。最表層の膜厚が波長λの４分の１よりも厚く設定されている理由は、光の通過特性に発生するリップルを減少させる調整層としての働きをさせるためである。
この最表層がエッチング液によって浸食されて薄くなった場合の通過特性のシミュレーション結果を示す。図３は横軸を光の波長ｎｍで表し、縦軸は光の透過率を％で表す。最表層のＳｉＯ２の膜厚が設計値の２６７ｎｍである時の特性を実線、１０ｎｍ膜厚が減った場合の特性を破線で示す。
【００２４】
実線及び破線共に、波長１４５０〜１６５０ｎｍの範囲において略平坦な特性を示し、波長１５５０ｎｍの時の最表層の膜厚が１０ｎｍ減った場合、設計狙いよりも約０．０５％透過率が悪化し、約９９．８８％の透過率を示している。
図４に同じ波長域における光の反射特性を縦軸にｄＢで表し、最表層の浸食量を５，１０ｎｍと変えた場合の反射特性の変化を示す。浸食量を増やせば、光の反射量が増加する方向に変化し、１４５０〜１６５０ｎｍの波長範囲においては概ね特性は並行移動する傾向を示す。設計狙いに対して浸食量１０ｎｍの時の波長１５５０ｎｍの反射特性は、約−３６ｄＢから約５ｄＢ悪化し約−３１ｄＢになる。
【００２５】
反射防止膜としては、使用波長域における反射が−３０ｄＢ以下であれば問題なく使用可能であるので、浸食量が１０ｎｍまでは許容範囲だと判断出来る。
図５に１３１０ｎｍ帯の遮光フィルタの例を示す。１３１０ｎｍ帯遮光フィルタも前述した反射防止膜と同様に、ＳｉＯ２/Ｔａ２Ｏ５の２種類の膜で作ることが可能である。但し、多層に積み重ねる数は５０層必要であり、その最表層はＳｉＯ２で、その膜厚は３３４ｎｍが設計狙い値である例を示す。
図５は通過特性であり、横軸は光の波長をｎｍで縦軸は透過率をｄＢで表す。約１４６０ｎｍの波長を境に、それよりも長い波長の光は透過し、短い波長の光は遮断されていることが分かる。図中の実線が設計狙い値の特性であり、そこから最表層のＳｉＯ２を３０ｎｍ減らした特性を破線で示す。波長１５００〜１６００ｎｍの範囲において、最表層が３０ｎｍ浸食された１３１０ｎｍ帯の遮光フィルタの通過特性は約０.０３ｄＢ程度悪化することが示されている。
【００２６】
図６に同一の１３１０ｎｍ帯の遮光フィルタの反射特性を示す。横軸は図５と同じ波長ｎｍであり、縦軸に反射量をｄＢで表した図である。１３１０ｎｍにおいては反射量が０ｄＢなので全て反射している。この波長１３１０ｎｍにおいては、最表層の浸食量を１０〜３０ｎｍと増やしても反射特性に影響が無いことが分かる。
一方、１４６０ｎｍよりも波長が長い範囲における光の反射量は、浸食量が増えるほど増加する特性を示す。各浸食量に対する波長１４６０〜１６５０ｎｍの範囲における光の反射量はリップルの大きな特性を示している。波長１５００ｎｍで反射量を比較すると、浸食量が１０ｎｍで約−３４ｄＢ、２０ｎｍで約−２７ｄＢ、３０ｎｍで約−２３ｄＢである。
【００２７】
１３１０ｎｍ帯の遮光フィルタとしては、１５５０ｎｍ帯の光の反射量が−２０ｄＢ以下であれば実用上問題ないので、浸食量が３０ｎｍ以下であれば許容範囲だと判断出来る。
図７に１５５０ｎｍ帯の遮光フィルタの例を示す。１５５０ｎｍ帯遮光フィルタも前述した１３１０ｎｍ帯の遮光フィルタと同様に、ＳｉＯ２/Ｔａ２Ｏ５の２種類の膜で作ることが可能である。但し、多層に積み重ねる数は更に増え１２０層必要であり、その最表層はＳｉＯ２で、その膜厚は１８７ｎｍが設計狙い値である例を示す。
【００２８】
図７は通過特性であり、横軸は光の波長をｎｍで縦軸は透過率をｄＢで表す。約１５１０ｎｍの波長を境に、それよりも長い波長の光は遮断し、短い波長の光は透過していることが分かる。図中の実線が設計狙い値の特性であり、そこから最表層のＳｉＯ２を３０ｎｍ減らした特性を破線で示す。波長１５００〜１６００ｎｍの範囲において、最表層が３０ｎｍ浸食された１３１０ｎｍ帯の遮光フィルタの通過特性はリップルがやや多く固定的にいえないが平均的に見て約０.０５ｄＢ程度悪化することが示されている。
図８に同一の１５５０ｎｍ帯の遮光フィルタの反射特性を示す。横軸は図７と同じ波長ｎｍであり、縦軸に反射量をｄＢで表した図である。１５５０ｎｍにおいては反射量が０ｄＢなので全て反射している。この波長１５５０ｎｍにおいては、最表層の浸食量を１０及び２０ｎｍに増やしても反射特性に影響が無いことが分かる。
【００２９】
一方、１５１０ｎｍよりも波長が短い範囲における光の反射量は、浸食量が増えるほど増加する特性を示す。各浸食量に対する１４００〜１５１０ｎｍの範囲における光の反射量はリップルの大きな特性を示している。波長１４５０ｎｍで反射量を比較すると、浸食量が１０ｎｍで設計狙い値に対して約３ｄＢ悪化した約−２４ｄＢ、２０ｎｍで約−２１ｄＢである。
１５５０ｎｍ帯の遮光フィルタとしては、１５１０ｎｍ以下の光の反射量が−２０ｄＢ以下であれば実用上問題ないので、浸食量が２０ｎｍ以下であれば許容範囲だと判断出来る。
【００３０】
以上述べたように、誘電体多層膜フィルタの最表層が金属電極を形成する際のエッチングによって浸食されても、その浸食量がある一定値以下であれば光学フィルタとして使用不能になるような影響は出ない。
したがって、前述した工程の図２（ｅ）の硝酸セリウムアンモニウムによるＣｒ金属膜２０のエッチング時間を厳密に管理することと、その後の半田バンプ５の形成をリフトオフ法を用いて形成することで、誘電体多層膜フィルタの光学特性に大きな影響を与えることなくその表面上に金属電極を形成することが可能になる。
〔金属膜の形成方法２〕
図２に示した方法でもこの発明の目的とする電極付き誘電体多層膜フィルタを作ることが出来るが、より厳密に膜厚を制御しなければならない誘電体多層膜フィルタの上に金属電極を形成する他の方法を図９に示す。
【００３１】
図９に示す工程は、フォトリソ工程を１工程追加することで、誘電体多層膜の最表層が、強酸に曝されないようにしたものである。
図９（ａ）は、ガラス基板１の表面に電極パターンを形成する為のレジスト９０がスピンコートで塗布され、その後、電極パターンを形成するため、電極部分だけを紫外線が透過するフォトマスク９１を介してレジスト９０に紫外線を照射し、フォトマスク９１の電極パターンをレジスト９０に露光する工程を示している。
図９（ｂ）は、その後、レジスト９０を現像しＣｒ金属膜２０とＡｕ電極２１が続けてスパッタ法で形成される工程を示している。レジスト９０は前述したように未露光部分が現像で溶けないポジ型を用いた例なので、紫外線に露光した電極部分のレジスト９０が除去され、その上にＣｒ金属膜２０とＡｕ電極２１が成膜されている。
【００３２】
図９（ｃ）は、電極部分のＣｒ金属膜２０とＡｕ電極２１を保護する目的のレジスト膜を形成する工程を示している。図９（ｂ）の工程の後、再びポジ型のレジスト９２をスピンコートによって塗布する。その後、電極部分だけを遮光したフォトマスク９３を介してレジスト９２に紫外線を照射し、レジスト９２を露光する。
図９（ｄ）では、レジスト９２を現像した後に、電極形成部分のＡｕ電極２１の上のレジスト９２だけが残った状態が示されている。
図９（ｅ）では、王水によってＡｕ電極２１がエッチングされ除去される。
【００３３】
図９（ｆ）では、硝酸セリウムアンモニウムによってＣｒ金属膜２０がエッチングされ除去される。このとき、光路６の上の第２の誘電体多層膜３の表面は、レジスト９０によって保護されているので、その表面が硝酸セリウムアンモニウムに曝されることはない。
図９（ｇ）では、最後に残った電極パターン上のレジスト９２と電極パターン以外の部分の全面に残ったレジスト９０をアセトン等の溶剤で除去する。
以上述べたような工程とすることで、電極パターン形成時の強酸によるエッチング工程に対して、光路６の部分を含め第２の誘電体多層膜２の全面がレジスト９０で保護される。したがって、強酸によって誘電体多層膜の最表層が浸食されることが無いので、設計通りの誘電体多層膜の上に電極パターンを形成することが可能となる。
【００３４】
この図９で説明した工程の例は、図２で説明した工程よりもＣｒ金属膜２０とＡｕ電極２１をエッチングするためのフォトリソ工程が増えている。したがって、誘電体多層膜に求められる精度によって、図２の工程を用いるか図９の工程を用いるかを選択すればよい。
いずれにしても、従来、誘電体多層膜の上に電極パターンを形成することは、その誘電体多層膜の膜厚に悪影響を与えることを懸念して考えられもしなかった。それが、前述したような工程例を用いることで初めて可能となった。
【実施例２】
【００３５】
この発明による電極付きフィルタを用いた他の実施例を説明する。図１０は誘電体多層膜フィルタが形成されたプリズムに電極パターンを形成してＷＤＭトランシーバを構成した例である。
ＷＤＭ通信の通信光が入射される向きと直交する向きに断面形状が直角二等辺三角形の等辺の一辺を配置した第１のプリズム１００と、第１のプリズム１００の直角に対向する底辺に底辺を接する第２のプリズム１０１を備え、第１のプリズム１００の底辺の表面にはＷＤＭ通信の下り信号光の波長である１.５μｍ帯の波長λ２を反射し、上り信号光の波長である１.３μｍ帯の波長λ１を透過する１.３μｍ帯カットフィルタである第１の誘電体多層膜１０２が形成されている。  
【００３６】
第１のプリズム１００の通信光が入射される一辺には、波長λ１と波長λ２の光に対する反射防止膜１０３が誘電体多層膜で形成されている。第１のプリズム１００の入射光と平行する向きの他辺の上には波長λ２に対する反射防止膜である第２の誘電体多層膜１０４が形成され、その上に電極パターン１０５が形成されている。
電極パターン１０５の上に受光面を第１のプリズム１００側に向けたＰＤ１０６が半田付けされている。第１のプリズム１００の底辺に底辺を接する第２のプリズム１０１の入射光と直交する向きの一辺の表面には、上り信号光に対する誘電体多層膜による反射防止膜１０７が形成されている。
【００３７】
図示しない光ファイバから入射する入射光の中の下り信号光である波長λ２の光は、第１のプリズム１００の底面に形成された１.３μｍ帯カットフィルタである誘電体多層膜１０２で反射されたのち、ＰＤ１０６で受光されて電気信号に変換される。
図示しないＬＤから発した上り信号光である波長λ１の光は、第２のプリズム１０１の反射防止膜１０７が形成された一辺に直交する向きで入射し、第２と第１のプリズム１０１，１００を透過し光ファイバに入力される関係にある。
尚、第２のプリズム１０１の入射光と直交する向きの一辺の表面に形成された反射防止膜１０７は無くてもよい。反射防止膜１０７が無い場合は、ＬＤから発した上り信号光が入射するその面において約４％減衰して光ファイバに伝達されるようになる。
【００３８】
また、第１のプリズム１００の底辺に形成された１.３μｍ帯カットフィルタである誘電体多層膜１０２は、第２のプリズム１０１の底辺に形成してもよい。
また、第１のプリズム１００の通信光が入射される等辺の一辺に形成された反射防止膜１０３は、図示しない光ファイバを第１のプリズム１００に光学用接着剤で接着することで、光路内の屈折率の変化を抑えれば削除することが可能である。また、単純に損失が４％増えてしまうことを許容すれば無くてもよい。
また、第２のプリズム１０１とＬＤを別体の例で説明したが、第２のプリズム１０１の反射防止膜１０７が形成された一辺の上に電極パターンを形成し、第１のプリズム１００とＰＤ１０６と同様に、その電極パターンにＬＤを半田付けで実装してもよい。
【００３９】
以上のようにしてＷＤＭトランシーバが構成出来る。図９に示したこの発明による電極付きフィルタを備えたプリズムを用いたＷＤＭトランシーバ（以下トランシーバと略す）は、図１２に示した従来のトランシーバと比較すると各ＰＤを光導波路１１０に密着固定するためのサブマウント１３８（図１３で説明済み）の部品が必要ないのでその分、小型にできる。また、光軸の位置合わせの箇所が従来のトランシーバよりも少ない。従来のトランシーバでは、光ファイバ１３４と光導波路基板１３３、ＬＤ１３５と光導波路基板１３３、ＰＤ１３７とフィルタ１３９，１３６、の３箇所の光軸合わせが必要だったのに対し、図９のトランシーバにおいては、ファイバに対するＬＤの位置合わせの１箇所で済む。したがって、組み立て調整が簡単に行える。
〔応用例〕
図１１にこの発明の電極付きフィルタの応用例を示す。図１１は例えば４種類の波長λ１〜λ４の光が多重化された信号から、各波長の光信号を取り出し電気信号に変換する分波器を示した図である。
【００４０】
直方体形状の光導波路基板１１０が短辺を下方にして立設されている。光導波路基板１１０の一方の長辺上側から多重化された光信号が入力される。その入力端から光路となるコア１１０ａが斜め下方方向に形成され光導波路基板１１０の他方の長辺に突き当たるまで延長されている。
コア１１０ａが光導波路基板１１０の他方の長辺に突き当った部分に、第１の誘電体多層膜２として波長λ１の光を透過するλ１透過フィルタ１１１ａが形成された電極付きフィルタ１１１が、λ１透過フィルタ１１１ａをコア１１０ａと光導波路基板１１０の他方の長辺との交点に向けて密着固定されている。電極付きフィルタ１１１には、波長λ１に受光感度を持つＰＤ１１１ｄが半田付けで固定され一体となっている。電極付きフィルタ１１１は、説明済みの図１と同じ構成である。ただ、第１の誘電体多層膜２及び第２の誘電体多層膜３がそれぞれの波長に最適化された波長λ１の透過フィルタ１１１ａと波長λ１に対する反射防止膜１１１ｃとなっている。以下説明する電極付きフィルタ１１２，１１３，１１４も各波長に対して最適化されている。
【００４１】
コア１１０ａは、コア１１０ａと光導波路基板１１０の他方の長辺との交点から光導波路基板１１０の短辺と平行な水平線１１５から見た入射角度１１８と等しい反射角度１１９を持って、再び光導波路基板１１０の一方の長辺に向けて延長される。
コア１１０ａが光導波路基板１１０の一方の長辺に突き当った部分に、第１の誘電体多層膜２として波長λ２の光を透過するλ２透過フィルタ１１２ａが形成された電極付きフィルタ１１２が、λ２透過フィルタ１１２ａをコア１１０ａと光導波路基板１１０の一方の長辺との交点に向けて密着固定されている。電極付きフィルタ１１２には、波長λ２に受光感度を持つＰＤ１１２ｄが半田付けで固定され一体となっている。
【００４２】
コア１１０ａは、コア１１０ａと光導波路基板１１０の一方の長辺との交点から光導波路基板１１０の短辺と平行な水平線１１６から見た入射角度１１８と等しい反射角度１１９を持って、再び光導波路基板１１０の他方の長辺に向けて延長される。
コア１１０ａが光導波路基板１１０の他方の長辺に再び突き当った部分に、第１の誘電体多層膜２として波長λ３の光を透過するλ３透過フィルタ１１３ａが形成された電極付きフィルタ１１３が、λ３透過フィルタ１１３ａをコア１１０ａの三度目の折り返し点側に向けて密着固定されている。電極付きフィルタ１１３には、波長λ３に受光感度を持つＰＤ１１３ｄが半田付けで固定され一体となっている。
【００４３】
コア１１０ａは、コア１１０ａと光導波路基板１１０の他方の長辺との交点から光導波路基板１１０の短辺と平行な水平線１１７から見た入射角度１１８と等しい反射角度１１９を持って、再び光導波路基板１１０の一方の長辺に向けて延長される。
コア１１０ａが光導波路基板１１０の一方の長辺に再び突き当った部分に、第１の誘電体多層膜２として波長λ４の光を透過するλ４透過フィルタ１１４ａが形成された電極付きフィルタ１１４が、λ４透過フィルタ１１４ａをコア１１０ａの他端側に向けて密着固定されている。電極付きフィルタ１１４には、波長λ４に受光感度を持つＰＤ１１４ｄが半田付けで固定され一体となっている。
【００４４】
この例の場合、多重化された光の波長が波長λ１〜λ４の４種であるので、この電極付きフィルタ１１４が配置された部分のコア１１０ａが光路の終端となっている。もし、多重化された波長の数が４種以上であり、これらを分波する場合は、前述した関係でコア１１０ａを更に延長させ、コア１１０ａと光導波路基板１１０の長辺との交点に電極付きフィルタを配置させればよい。
以上のように構成することで、多重化された各波長の光信号をコア１１０ａを伝達する過程で、電気信号に変換することが出来る。波長λ１はＰＤ１１１ｄ、波長λ２はＰＤ１１２ｄ、波長λ３はＰＤ１１３ｄ、波長λ４はＰＤ１１４ｄでそれぞれ電気信号に変換される。
【００４５】
このように光分波器を構成することで、ＰＤを光路内に組み込むための部品が必要無くなり分波器が小型化できる。また、各ＰＤと各フィルタとの間の光軸の調整の手間が省ける効果が得られる。
尚、直方体形状の光導波路基板１１０を長辺を縦に立設して説明したのは、説明の都合からで、立てなければ成らないものではない。
また特に説明しなかったが、ＰＤ１１１ｄ〜ＰＤ１１４ｄはベアチップ（BareChip）状態のものを直接金属電極に実装しても良いし、モールドされパッケージ状態のＰＤを半田付けで実装してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】この発明による電極付きフィルタの一実施例を示す図である。
【図２】金属膜の形成方法の一例を示す図である。
【図３】誘電体多層膜フィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図４】誘電体多層膜フィルタの反射特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図５】誘電体多層膜フィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図６】誘電体多層膜フィルタの反射特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図７】誘電体多層膜フィルタの通過特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図８】誘電体多層膜フィルタの反射特性のシミュレーション結果を示す図である。
【図９】金属膜を形成する他の一例を示す図である。
【図１０】この発明の実施例２を示す図である。
【図１１】この発明の電極付きフィルタの応用例を示す図である。
【図１２】半導体混晶をフィルタとして用いた受光素子の断面構造を示す図である。
【図１３】従来のＷＤＭトランシーバを示す図である。
【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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