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公開番号2025095840
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2023212166
出願日2023-12-15
発明の名称光導波路装置及びその製造方法、光導波路搭載基板
出願人新光電気工業株式会社
代理人個人,個人
主分類G02B 6/26 20060101AFI20250619BHJP(光学)
要約【課題】シリコンフォトニクスチップのシリコン導波路と光導波路コア層の位置精度が高い光導波路装置の提供
【解決手段】主面側に第1シリコン導波路、電極を設けた第1シリコンフォトニクスチップと、主面側に第2シリコン導波路、電極を設けた第2シリコンフォトニクスチップと、コア、第1、2クラッド層を含む光導波路と封止樹脂を有し、コア層は、一端部が第1シリコンフォトニクスチップ主面に配置され、第1シリコン導波路と、他端部が第2シリコンフォトニクスチップ主面に配置され、第2シリコン導波路と光結合され、第1クラッド層は、第1、2シリコンフォトニクスチップ側面の主面、一端部と他端部間のコア層上面を被覆し、第2クラッド層は、第1クラッド層に積層され、第1、2シリコンフォトニクスチップの主面、コア層下面と側面を被覆し、封止樹脂は、第1、2クラッド層と反対側に積層され、第1、2シリコンフォトニクスチップを被覆する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
主面の側に第１シリコン導波路及び第１電極が設けられた第１シリコンフォトニクスチップと、
主面の側に第２シリコン導波路及び第２電極が設けられた第２シリコンフォトニクスチップと、
コア層、第１クラッド層、及び第２クラッド層を含む光導波路と、
封止樹脂と、を有し、
前記コア層は、一端部が前記第１シリコンフォトニクスチップの主面上に配置されて前記第１シリコン導波路と光結合され、他端部が前記第２シリコンフォトニクスチップの主面上に配置されて前記第２シリコン導波路と光結合され、
前記第１クラッド層は、前記第１シリコンフォトニクスチップ及び前記第２シリコンフォトニクスチップの側面の主面側、及び前記コア層の前記一端部と前記他端部との間に位置する前記コア層の上面を被覆し、
前記第２クラッド層は、前記第１クラッド層に積層され、前記第１シリコンフォトニクスチップの主面側、前記第２シリコンフォトニクスチップの主面側、及び前記コア層の下面と側面を被覆し、
前記封止樹脂は、前記第１クラッド層の前記第２クラッド層とは反対側に積層され、前記第１シリコンフォトニクスチップ及び前記第２シリコンフォトニクスチップを被覆する、光導波路装置。
続きを表示（約 2,700 文字）【請求項２】
主面の側に第１シリコン導波路、第３シリコン導波路、及び第１電極が設けられた第１シリコンフォトニクスチップと、
主面の側に第２シリコン導波路及び第２電極が設けられた半導体レーザ素子と、
第１コア層、第２コア層、第１クラッド層、及び第２クラッド層を含む光導波路と、
封止樹脂と、
前記光導波路及び前記封止樹脂に隣接して配置される光ファイバーと、を有し、
前記第１コア層は、一端部が前記第１シリコンフォトニクスチップの主面上に配置されて前記第１シリコン導波路と光結合され、他端部が前記半導体レーザ素子の主面上に配置されて前記第２シリコン導波路と光結合され、
前記第２コア層は、一端部が前記第１シリコンフォトニクスチップの主面上に配置されて前記第３シリコン導波路と光結合され、
前記第１クラッド層は、前記第１シリコンフォトニクスチップ及び前記半導体レーザ素子の側面の主面側、前記第１コア層の前記一端部と前記他端部との間に位置する前記第１コア層の上面、及び前記第２コア層の前記一端部を除く前記第２コア層の上面を被覆し、
前記第２クラッド層は、前記第１クラッド層に積層され、前記第１シリコンフォトニクスチップの主面側、前記半導体レーザ素子の主面側、前記第１コア層の下面と側面、及び前記第２コア層の下面と一方の側面を被覆し、
前記第２コア層の他方の側面は、前記第１クラッド層及び前記第２クラッド層から露出して前記光ファイバーと光結合され、
前記封止樹脂は、前記第１クラッド層の前記第２クラッド層とは反対側に積層され、前記第１シリコンフォトニクスチップ及び前記半導体レーザ素子を被覆する、光導波路装置。
【請求項３】
前記第２クラッド層を貫通して一端面が前記第１電極に接続され、他端面が前記第２クラッド層から露出する第１貫通配線と、
前記第２クラッド層を貫通して一端面が前記第２電極に接続され、他端面が前記第２クラッド層から露出する第２貫通配線と、を有する、請求項１又は２に記載の光導波路装置。
【請求項４】
前記第１貫通配線及び前記第２貫通配線は、前記第１電極及び前記第２電極側が小径となる円錐台状であり、前記第１電極及び前記第２電極と直接接合されている、請求項３に記載の光導波路装置。
【請求項５】
前記第１貫通配線及び前記第２貫通配線は、柱状であり、導電性の接合部材を介して前記第１電極及び前記第２電極と接合されている、請求項３に記載の光導波路装置。
【請求項６】
前記第１シリコンフォトニクスチップの主面にアライメントマークが設けられている、請求項１又は２に記載の光導波路装置。
【請求項７】
前記アライメントマークは、前記第１シリコン導波路と同一層に、前記第１シリコン導波路と同一材料により形成されている、請求項６に記載の光導波路装置。
【請求項８】
請求項３に記載の光導波路装置と、
一方の側に接続端子を備えた配線基板と、を有し、
前記光導波路装置は、前記第２クラッド層を前記接続端子の側に向けて、前記配線基板の一方の側に搭載され、
前記第１貫通配線及び前記第２貫通配線の他端面は、導電性の接合部材を介して前記接続端子と接合される、光導波路搭載基板。
【請求項９】
支持体上に、主面の側に第１シリコン導波路及び第１電極が設けられた第１シリコンフォトニクスチップと、主面の側に第２シリコン導波路及び第２電極が設けられた第２シリコンフォトニクスチップとを、各々の前記主面を前記支持体側に向けて配置する工程と、
前記支持体上に、前記第１シリコンフォトニクスチップの側面の主面側、及び第２シリコンフォトニクスチップの側面の主面側を被覆する第１クラッド層を形成する工程と、
前記第１シリコンフォトニクスチップ、前記第２シリコンフォトニクスチップ、及び前記第１クラッド層上に、封止樹脂を形成する工程と、
前記支持体を除去する工程と、
前記第１シリコンフォトニクスチップの主面上、前記第２シリコンフォトニクスチップの主面上、及び前記第１クラッド層上に、一端部が前記第１シリコンフォトニクスチップの主面上に配置されて前記第１シリコン導波路と光結合され、他端部が前記第２シリコンフォトニクスチップの主面上に配置されて前記第２シリコン導波路と光結合されるように、コア層を直接形成する工程と、
前記第１シリコンフォトニクスチップの主面上、前記第２シリコンフォトニクスチップの主面上、及び前記第１クラッド層上に、前記コア層を被覆する第２クラッド層を形成する工程と、を有する、光導波路装置の製造方法。
【請求項１０】
支持体上に、主面の側に第１シリコン導波路、第３シリコン導波路、及び第１電極が設けられた第１シリコンフォトニクスチップと、主面の側に第２シリコン導波路及び第２電極が設けられた半導体レーザ素子とを、各々の前記主面を前記支持体側に向けて配置する工程と、
前記支持体上に、前記第１シリコンフォトニクスチップの側面の主面側、及び半導体レーザ素子の側面の主面側を被覆する第１クラッド層を形成する工程と、
前記第１シリコンフォトニクスチップ、前記半導体レーザ素子、及び前記第１クラッド層上に、封止樹脂を形成する工程と、
前記支持体を除去する工程と、
前記第１シリコンフォトニクスチップの主面上、前記半導体レーザ素子の主面上、及び前記第１クラッド層上に、一端部が前記第１シリコンフォトニクスチップの主面上に配置されて前記第１シリコン導波路と光結合され、他端部が前記半導体レーザ素子の主面上に配置されて前記第２シリコン導波路と光結合されるように、第１コア層を直接形成すると共に、一端部が前記第１シリコンフォトニクスチップの主面上に配置されて前記第３シリコン導波路と光結合されるように、第２コア層を直接形成する工程と、
前記第１シリコンフォトニクスチップの主面上、前記半導体レーザ素子の主面上、及び前記第１クラッド層上に、前記第１コア層及び前記第２コア層を被覆する第２クラッド層を形成する工程と、
前記第２コア層の他端部に光ファイバーを光結合する工程と、を有する、光導波路装置の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路装置及びその製造方法、光導波路搭載基板に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
各種のコンピュータやデータ通信などの装置が設置されたデータセンター等において、シリコンフォトニクスチップと光導波路とを有する光導波路装置を用いて光信号の送受信が行われている。このような光導波路装置では、シリコンフォトニクスチップのシリコン導波路と光導波路のコア層とが光結合されている。例えば、シリコン導波路を有するシリコンフォトニクスチップと、コア層を有する光導波路とを別々に作製し、両者を接合することで、シリコンフォトニクスチップのシリコン導波路と光導波路のコア層とを光結合する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－８１５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、シリコンフォトニクスチップのシリコン導波路と光導波路のコア層との位置精度が高い光導波路装置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】
【０００５】
本光導波路装置は、主面の側に第１シリコン導波路及び第１電極が設けられた第１シリコンフォトニクスチップと、主面の側に第２シリコン導波路及び第２電極が設けられた第２シリコンフォトニクスチップと、コア層、第１クラッド層、及び第２クラッド層を含む光導波路と、封止樹脂と、を有し、前記コア層は、一端部が前記第１シリコンフォトニクスチップの主面上に配置されて前記第１シリコン導波路と光結合され、他端部が前記第２シリコンフォトニクスチップの主面上に配置されて前記第２シリコン導波路と光結合され、前記第１クラッド層は、前記第１シリコンフォトニクスチップ及び前記第２シリコンフォトニクスチップの側面の主面側、及び前記コア層の前記一端部と前記他端部との間に位置する前記コア層の上面を被覆し、前記第２クラッド層は、前記第１クラッド層に積層され、前記第１シリコンフォトニクスチップの主面側、前記第２シリコンフォトニクスチップの主面側、及び前記コア層の下面と側面を被覆し、前記封止樹脂は、前記第１クラッド層の前記第２クラッド層とは反対側に積層され、前記第１シリコンフォトニクスチップ及び前記第２シリコンフォトニクスチップを被覆する。
【発明の効果】
【０００６】
開示の技術によれば、シリコンフォトニクスチップのシリコン導波路と光導波路のコア層との位置精度が高い光導波路装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
第１実施形態に係る光導波路装置を例示する断面図である。
第１実施形態に係る光導波路装置の製造工程を例示する図（その１）である。
第１実施形態に係る光導波路装置の製造工程を例示する図（その２）である。
第１実施形態に係る光導波路装置の製造工程を例示する図（その３）である。
第１実施形態に係る光導波路装置の製造工程を例示する図（その４）である。
第１実施形態の変形例に係る光導波路装置を例示する断面図である。
第１実施形態の変形例に係る光導波路装置の製造工程を例示する図である。
第２実施形態に係る光導波路装置を例示する断面図である。
第３実施形態に係る光導波路搭載基板を例示する断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【０００９】
〈第１実施形態〉
［光導波路装置］
図１は、第１実施形態に係る光導波路装置を例示する断面図である。図１を参照すると、光導波路装置１は、シリコンフォトニクスチップ１０と、シリコンフォトニクスチップ２０と、光導波路３０と、封止樹脂４０とを有している。
【００１０】
シリコンフォトニクスチップ１０は、シリコン基板１１と、絶縁層１２と、シリコン導波路１３と、電極１４とを有している。シリコン基板１１の一方の面は、絶縁層１２で被覆されている。シリコン導波路１３及び電極１４は、シリコンフォトニクスチップ１０の主面１０ｍの側に設けられている。
（【００１１】以降は省略されています）

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