光栅元件的安装结构的制造方法技术

本发明专利技术在具有安装基板3、安装基板上的包层22及包层上的光学材料层23的层叠体的规定位置形成多个布拉格光栅9，以包含各布拉格光栅的方式分别形成通道型光波导16，在光学材料层上形成掩模，该掩模被覆与光栅元件对应的区域，通过对光学材料层及包层进行刻蚀来成型各光栅元件1的侧面1a及端面1b。

Method for manufacturing mounting structure of grating element

In the invention is mounted on the mounting substrate 3, substrate package laminate layer 22 and the optical material cladding layer on the 23 of the prescribed position to form a plurality of Prague grating 9, to include each Prague grating formed respectively 16 channel waveguides, a mask is formed in the optical material layer of the mask. The coating and the corresponding area of the grating element, by etching the optical material layer and cladding to form side 1a and 1b 1 each end of the grating element.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用了布拉格光栅的光栅元件的安装结构的制造方法。
技术介绍
希望通过批量生产形成了光波导的元件来降低其制造成本。根据专利文献1，在硅晶片上依次形成包层和光学材料层，接着，对光学材料层进行刻蚀，由此，切出细长带状的光波导。然后，贯穿光学材料层及包层，以刻蚀设置到达硅晶片的细长沟槽，从而，在硅晶片上切分出各光波导元件。接着，沿着所述沟槽分割硅晶片，由此，得到多个光波导元件的芯片。但是，专利文献1中，虽然公开了在硅晶片上形成多个形成了光波导的光波导元件的方法，然而并未记载在各光波导元件上分别形成规定的光学微细图案的方法。另一方面，研究了采用纳米压印法作为形成半导体激光器元件具有的衍射光栅、布拉格光栅的方法。专利文献1中，记载有使用纳米压印法制造分布反馈型半导体激光器的方法。该方法中，通过纳米压印法形成分布反馈型半导体激光器的衍射光栅用的半导体层的图案。另外，非专利文献1、2中，记载有利用纳米压印技术制作亚波长结构宽带波片的内容。进而，非专利文献3中，记载有为了制作光学器件而应用纳米压印技术的内容。作为这样的光学器件，可例示：波长选择元件、反射控制元件、蛾眼结构等。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2002-277661专利文献2:日本特开2013-016650专利文献3:日本特开2009-111423非专利文献非专利文献1:「KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT」Vol.2(2005)97～100頁「ナノインプリント技術を利用したサブ波長構造広帯域波長板の製作」(“KONICA MINOLTA TECHNOLOGY REPORT”Vol.2(2005)97～100页“利用纳米压印技术制作亚波长结构宽带波片”)非专利文献2:「Synthesiology」Vol.1,No.1(2008)24～30頁「高機能光学素子の低コスト製造へのチャレンジ―ガラスインプリント法によるサブ波長周期構造の実現―(“Synthesiology”Vol.1,No.1(2008)24～30页“对低成本制造高功能光学元件的挑战—利用玻璃压印法实现亚波长周期结构—”)非专利文献3:古田著、「ナノインプリント技術と光学デバイスへの応用」、月刊ディスプレイ2007年6月号54～61頁(古田著、“纳米压印技术及在光学器件中的应用”、月刊显示器2007年6月号54～61页)
技术实现思路
本专利技术的专利技术人研究：通过在多个晶片上设置光学元件来批量生产利用了微细图案的功能的光学元件，该光学元件在光波导表面形成有光学微细图案。已知有多种这样的光学微细图案，可例示：亚波长结构宽带波片、波长选择元件、反射控制元件、蛾眼结构及布拉格光栅等。但是，已知：在光波导上形成有各种光学微细图案的情况下，根据微细图案的种类，导致其光学作用发生劣化，无法得到期望的出射光。本专利技术的课题在于：能够批量生产具有光波导的光学元件，该光波导上形成有具有光学功能的微细图案。本专利技术是制造安装结构的方法，该安装结构包括安装基板和设置在该安装基板上的多个光栅元件，其特征在于，包含以下工序：在具有安装基板、形成在安装基板上的包层及形成在包层上的光学材料层的层叠体的规定位置形成多个布拉格光栅；以至少包含各布拉格光栅的方式分别形成通道型光波导；在光学材料层上形成掩模，该掩模被覆与光栅元件对应的区域；及通过对所述光学材料层及所述包层进行刻蚀来成型所述各光栅元件的端面。另外，本专利技术的特征在于，包含以下工序：在具有安装基板、形成在安装基板上的包层及形成在包层上的光学材料层的层叠体的规定位置形成多个布拉格光栅；以至少包含各布拉格光栅的方式分别形成通道型光波导；在形成光波导后，在光学材料层上形成缓冲层；在缓冲层上形成掩模，该掩模被覆与光栅元件对应的区域；及通过对缓冲层、光学材料层及包层进行刻蚀来成型各光栅元件的端面。本专利技术的专利技术人尝试：对安装多个光学元件的晶片进行切出加工而切出光学元件，然后，对光学元件的各光波导的端面进行镜面研磨加工。但是，该方法中，光学元件的操作、固定、对位困难，批量生产成本较高。因此，本专利技术的专利技术人研究：在光学材料层上形成各种光学微细图案，接着，对光学材料层及包层进行刻蚀而形成光波导，接着，通过刻蚀在安装基板上形成各光学元件。但是，已知：在这种情况下，根据微细图案的种类，导致其光学作用发生劣化，无法得到期望的出射光。例如在光学材料层形成亚波长光栅结构后，对光学材料层及包层进行刻蚀形成光波导而得到光学元件的情况下，如果将得到的光学元件与半导体激光器、光纤组合而构成光源模块，则最终得到的激光器的输出功率降低。亚波长光栅结构的情况下，当使用波长为λ、该波长λ的光传播的材料的折射率为n(或者有效折射率为neff)时，微细图案的周期或者深度为λ/n(或者λ/neff)左右的尺寸，比较大。因此，在光波导中传播的光被该微细图案散射，自光波导辐射，损失增大。在此，本专利技术的专利技术人在光学材料层上形成布拉格光栅后，对光学材料层及包层进行刻蚀而形成光波导，由此，得到光栅元件，接着，切断支撑基板，从而，切割开各光栅元件而得到芯片。然后，当尝试将得到的光栅元件与半导体激光器进行组合时，发现：能够以高输出功率得到期望波长的激光，特别是抑制了在光波导端面的反射回返光。对于本结构，微细图案的周期Λ及深度优选相对于进行传播的光学材料层的折射率n(或者有效折射率neff)为λ/n(或者λ/neff)的1/2以下。这意味着：通过刻蚀形成的光波导端面适度地成为镜面，使由半导体激光器、光纤入射的光以高效率与光波导耦合，以低反射率射出被布拉格光栅衍射的传播光，且使其以高效率与激光器、光纤再耦合。通过刻蚀形成的端面与通常的研磨面相比，镜面度较差，但是，认为通过适度地成为镜面，而发生由该端面反射的光不易再入射到激光器、光纤或者再入射到光波导的现象，说明特别适合制造光栅元件。附图说明图1(a)是表示光栅元件1的立体图，(b)是表示在安装基板3上安装有多个光栅元件1的状态的示意图。图2(a)是示意性地表示安装基板3的主视图，(b)是表示在安装基板3上形成有包层4及光学材料层8的状态的主视图，(c)是表示形成有包层4及光学材料层8的安装基板3的俯视图。图3(a)是表示在光学材料层8A上形成有布拉格光栅9的状态的俯视图，(b)是表示在光学材料层8A上形成有布拉格光栅9的状态的主视图。图4(a)表示在树脂层11上设置有模具10的状态，(b)表示将模具10压在树脂层11上的状态，(c)表示将设计图案P2转印到了树脂层11A上的状态。图5(a)表示形成有树脂掩模12的状态，(b)表示在光学材料层8A上形成有布拉格光栅的图案P3的状态。图6(a)是表示形成有脊型光波导16及脊型沟槽7的状态的俯视图，(b)是示意性地表示形成有脊型光波导16及脊型沟槽7的状态的截面图。图7(a)是示意性地表示在光学材料层8A上设置有与各光栅元件对应的掩模18的状态的俯视图，(b)是示意性地表示设置有与各光栅元件对应的掩模18的状态的截面图。图8(a)是示意性地表示通过刻蚀形成有各光栅元件的外形的状态的俯视图，(b)是示意性地表示通过刻蚀形成有各光栅元件的外形的状态的截面图。图9(a)是表示在各光栅元件的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种安装结构的制造方法，其是制造安装结构的方法，所述安装结构包括安装基板和设置在该安装基板上的多个光栅元件，其特征在于，包含以下工序：在具有安装基板、形成在所述安装基板上的包层及形成在所述包层上的光学材料层的层叠体的规定位置形成多个布拉格光栅，以至少包含所述各布拉格光栅的方式分别形成光波导，在所述光学材料层上形成掩模，所述掩模被覆与所述光栅元件对应的区域，及通过对所述光学材料层及所述包层进行刻蚀来成型所述各光栅元件的端面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.07 JP 2014-0960191.一种安装结构的制造方法，其是制造安装结构的方法，所述安装结构包括安装基板和设置在该安装基板上的多个光栅元件，其特征在于，包含以下工序：在具有安装基板、形成在所述安装基板上的包层及形成在所述包层上的光学材料层的层叠体的规定位置形成多个布拉格光栅，以至少包含所述各布拉格光栅的方式分别形成光波导，在所述光学材料层上形成掩模，所述掩模被覆与所述光栅元件对应的区域，及通过对所述光学材料层及所述包层进行刻蚀来成型所述各光栅元件的端面。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在形成所述各光栅元件的所述端面后，在所述光学材料层上形成上侧包层，并且，在所述光栅元件的所述端面形成单层膜。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述光波导为脊型光波导，通过对所述光学材料层进行刻蚀来设置成型所述脊型光波导的脊型沟槽。4.根据权利要求1～3中的任一项所述的方法，其特征在于，通过纳米压印法来形成所述布拉格光栅。5.根据权利要求1～4中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述安装基板上，在相邻的所述光栅元件之间设置有空隙，所述安装基板在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅井圭一郎，山口省一郎，近藤顺悟，冈田直刚，江尻哲也，
申请(专利权)人：日本碍子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP