光波导器件、电子器件以及光波导器件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种光波导器件、电子器件以及光波导器件的制造方法。本发明专利技术的光波导器件包括：光波导布线，其中光波导在该光波导布线中交叉；以及中继部，布置在所述光波导的交叉部处，并且折射率高于所述光波导的核心处的折射率。

【技术实现步骤摘要】

本实施例涉及一种光波导器件、一种电子器件以及一种光波导器件的制造方法。
技术介绍
在具有光通信功能的电子器件中，有必要性对多个光波导进行高密度布线。在对光波导进行布线的过程中，即使不同的光波导在同一平面上交叉，也能够建立光通信，然而，在交叉部处，会发生光泄漏到另一光波导(交叉损耗)的情况。例如，在多模式传输系统中，在光波导交叉处发生了每一交叉部约0. IdB到IdB的损耗。如果光波导交叉的数目增加，则不能无视损耗的影响。光泄漏也发生在例如两个光波导彼此耦合的耦合部(coupling part)处。例如， 在两个光波导彼此耦合的耦合部处，从一个光波导输出的部分光并未进入另一光波导而是泄漏出去了。即，在使光输出的输出端处发生了耦合损耗。需注意的是，已经提出了抑制上述光波导的交叉布线中的交叉损耗的各种结构。 作为实例，提出了如下结构，即在光波导的交叉部周围设置低折射率区且在其中设置狭缝的结构或者在光波导的交叉部的前后使光波导的宽度呈抛物线性增加的结构。在日本特开专利公开第03-87704号以及Wim Bogaerts等人于2007年在OPTICS LETTERS 第 32 卷第 19 期 280H803 页上发表的“Low-loss，low-cross-talk crossing for silicon-on-insulator nanophotonic waveguides (用于绝缘体上娃纳光波导的低损耗、 低串扰的交叉)”中已经讨论了相关技术。当以交叉方式对多个光波导进行布线时，如果发生在光波导的交叉部处的光信号损耗很大，则在通信期间易于发生编码错误。从便于对光波导进行高密度布线的观点来看， 要求在抑制光信号损耗的情况下缩小交叉部的结构的尺寸。当在光波导的输出端处发生的光信号损耗很大时，在通信期间也易于发生编码错误。
技术实现思路
鉴于上述情况，提供了一种光波导器件，该光波导器件能够抑制发生在光波导的交叉部与输出端至少一处的光信号损耗，并适于对光波导进行高密度布线。根据实施例的一个方案，光波导器件包括光波导布线和中继部，光波导在光波导布线中交叉，中继部布置在光波导的交叉部处并且折射率高于光波导的核心处的折射率。附图说明图1为示出从服务器如服务器刀片上的CPU到外部的1/0电路的实例的附图，其为电子器件的实施例；图2为示出在刀片服务器内刀片和背板之间的耦合实例的附图；图3为示意性地示出光波导器件中的光波导布线的配置实例(1)的平面图；图4为示出图3中的A-A’剖面的剖面图5为示出图3中的B-B’剖面的剖面图；图6为示意性地示出光波导器件中的光波导布线的配置实例(2)的平面图；图7为示出中继部与核心(core)之间的边界形成为非球形的实例的平面图；图8为示出中继部与核心之间的边界形成为伪曲面的实例的平面图；图9为示意性地示出光波导器件中的光波导布线的配置实例(3)的平面图；图10为示出图9中的C-C’剖面的剖面图；图11为示出图9中的C-C’剖面中的光波导布线层中的折射率分布的实例的附图；图12为示意性地示出光波导器件的制造方法的实例的附图；图13为示意性地示出光波导器件的制造方法的另一实例的附图；图14为示出配置实例O)的仿真结果的附图；图15为示出实施例的概要的附图；图16为示出三个光波导在同一平面上交叉时的配置实例的附图；图17为示意性地示出另一实施例中的光波导器件中的光波导布线的配置实例的平面图；图18为示出图17中所示的光波导布线的概要的分解透视图；图19为示出图17中所示的光波导布线的变形例的平面图；图20为示出图17中所示的光波导布线的另一变形例的平面图。具体实施例方式下面将利用附图来说明作为光波导器件与电子器件的实施例的刀片服务器的配置实例。图1示出刀片(计算机单元)100的实例，其为电子器件的实施例。在刀片100中， 在作为光波导器件的实施例的基板1上安装有各种电子电路。例如，基板1具有负责计算机的键操作的LSI 2、光收发器3以及四个光连接器4。光连接器4的数目不限于4个。 LSI 2和光收发器3通过电气布线5进行电耦合。光收发器3为对输入到LSI 2的信号以及从LSI 2输出的信号执行光/电转换的电路。光收发器3例如具有四组光发送通道和光接收通道。进一步地，在作为光波导器件的基板1上，对耦合了光收发器3与光连接器4的多个光波导6进行布线。光收发器3的多组光发送通道与光接收通道通过光波导6分别耦合到不同的光连接器4。在图1中，光发送通道的光波导6由各条实线表示，而光接收通道的光波导6由各条虚线表示。上述光波导6的布线分别布置在基板1的同一平面上。因此，基板1上的多个光波导6在同一平面上交叉。下文中将描述实施例中的光波导布线的配置。图2示出在刀片服务器内刀片100和背板101之间的耦合实例。刀片服务器具有能够以可连接/可分离的方式耦合多个刀片100的背板101。背板101具有与刀片100的每个光连接器4啮合的光连接器(未示意性地示出)。背板101例如使用光纤电缆通过光学互连102在不同刀片100之间或在刀片100与外部器件(未示意性地示出)之间耦合。 采用本实施例中的刀片服务器，能够通过耦合用作节点的多个刀片100而由多个LSI 2执行大规模计算。图2中示出的刀片服务器还配置了电子器件的实施例。图3为示意性地示出光波导器件中的光波导布线的配置实例⑴的平面图。在图 3中，以放大图的方式示出了两个光波导6交叉处的交叉部的外围。进一步地，在图3中， 用点划线示意性地表示入射到多个光波导6之一(详细而言，为核心14)的光的光路。图 4示出图3中的A-A’剖面，图5示出图3中的B-B，剖面。如图4和图5所示，在光波导器件中，例如，在基板本体Ia上形成下部覆层11，在下部覆层(clad layer) 11上形成光波导布线层12。接着，在光波导布线层12上，形成上部覆层13。进一步地，如图3到图5所示，在光波导布线层12中，分别形成引导光信号的核心14、在核心14外侧形成的覆件15以及中继部16。当沿基本与核心14的延伸方向垂直的截面的方向来看时，核心14基本形成为矩形形状(图4)。此处，在光波导布线的配置实例(1)中，下部覆层11与上部覆层13的厚度例如约为20 μ m。光波导布线层12的厚度例如约为35 μ m。光波导布线层12的核心14的宽度例如约为35 μ m。如图4所示，核心14的外周覆盖有下部覆层11、上部覆层13以及光波导布线层 12的覆件15。进一步地，下部覆层11、上部覆层13以及光波导布线层12的覆件15的每一个的折射率均低于核心14的折射率。因此，入射到光波导6的光在通过全反射被限制于核心14中的状态下通过光波导6进行传播。光波导布线层12中的中继部16布置在光波导6的核心14的交叉部处。中继部 16的折射率高于核心14处的折射率。即，中继部16在光学上密度大于核心14。因此，对从核心14入射到中继部16的光进行折射，以更接近核心14与中继部16之间的边界表面的法线。在光波导布线的配置实例(1)中，例如，当沿平面的方向来看时(图3)，中继部16 形成为基本与核心14的交叉部的形状一致的形状。在光波导布线的配置实例(1)中，中继部16的折射率基本均勻。作为实例，在光波本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种光波导器件，包括：光波导布线，光波导在所述光波导布线中交叉；以及中继部，布置在所述光波导的交叉部处，并且折射率高于所述光波导的核心处的折射率。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：青木重宪，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP