光器件和光通信装置的制作方法

本文所讨论的实施方式涉及光器件和光通信装置。

背景技术：

1、移相器内置于用于高速光通信的光通信装置中所包含的光调制器和光接收器中。每个移相器利用加热器热量，使光波导内部的温度升高，并且由温度升高引起的光波导内部的折射率因此而改变，使得每个移相器根据折射率的变化而对穿过光波导的信号光的相位进行平移。

2、图17是例示了传统使用的移相器200的示例的示意性平面图，而图18是沿图17所示的移相器200的线g-g截取的示意性截面图。图17所示的移相器200包括si基板201、介电物质202、光波导203、加热器电极204和电极焊盘205。介电物质202层压在si基板201上并且围绕在设置于si基板201上方的光波导203的外围和设置在光波导203上方的加热器电极204的外围。

3、介电物质202例如由sio2等制成。光波导203是由例如si制成并且信号光穿过的波导。加热器电极204由例如具有电阻特性的诸如ti之类的金属制成，根据驱动电流产生加热器热量，并使光波导203内部的温度升高。电极焊盘205连接到加热器电极204，并且包括向加热器电极204输入电流的输入侧电极焊盘205a和输出来自加热器电极204的电流的输出侧电极焊盘205b。

4、移相器200通过根据输出到加热器电极204的驱动电流产生的加热器热量，使光波导203内部的温度升高。此外，在光波导203中，光波导203内的折射率根据由温度升高引起的si的热光效应而变化。另外，移相器200根据折射率的变化，使穿过光波导203内部的信号光的相位平移。

5、在图17所示的移相器200中，在加热器电极204中产生的加热器热量的大部分向介电物质202和si基板201扩散，只有一小部分加热器热量作用于光波导203上。结果，对于光波导203的加热效率劣化，因此电力消耗增加。

6、因此，存在提高对光波导203的加热效率的移相器。图19是例示了传统使用的移相器200a的示例的示意性平面图，而图20是图19所示的移相器200a的沿线h-h截取的示意性截面图。另外，通过为与图17所示的移相器200中的组件具有相同构造和操作的组件分配相同的附图标记，将省略对其构造及操作的重复描述。

7、除了si基板201、介电物质202、光波导203、加热器电极204、电极焊盘205以外，图19所示的移相器200a还包括中空部206和两个沟槽207(207a、207b)。中空部206由形成于si基板201中的区域中的中空部构成，位于光波导203下方的介电物质202层压在所述区域上面。每个沟槽207由形成于围绕加热器电极204和光波导203的外围的介电物质202中的中空部构成。各个沟槽207平行设置以夹着设置在介电物质202内部并且设置于光波导203上方的加热器电极204的左侧表面和右侧表面。

8、每个沟槽207被构成为使得在介电物质202的与加热器电极204平行设置的区域中形成中空，从而抑制在加热器电极204中产生的加热器热量向介电物质202扩散。中空部206抑制在加热器电极204中产生的加热器热量向si基板201扩散。换言之，通过使用两个沟槽207和中空部206，移相器200a抑制了在加热器电极204中产生的加热器热量向除了光波导203之外的介电物质202或si基板201扩散。结果，可以抑制移相器200a的电力消耗，同时提高对于光波导203的加热效率。

9、然而，利用传统移相器200a，覆盖光波导203的介电物质202由于两个沟槽207和中空部206而在si基板201上方的空气中处于浮动状态。另外，移相器200a的尺寸l为大约几百微米，使得应力由于两个沟槽207和中空部206的中空而集中在位于沟槽207两端的与介电物质202和光波导203相关联的区域x中。如果应力集中在位于沟槽207两端的介电物质202和光波导203的区域x中，则在区域x中出现裂纹。结果，由于在区域x中出现裂纹，光波导203中的光损耗增加。

10、因此，需要能够在提高光波导的加热效率的同时抑制在光波导203中出现裂纹的移相器200b。

11、图21是例示了传统移相器200b的示例的示意性平面图，图22是图21所示的移相器200b的沿线j-j截取的示意性截面图，而图23是图21所示的移相器200b的沿线k-k截取的示意性截面图。另外，通过为与图19所示的移相器200a中的组件具有相同构造和操作的组件分配相同的附图标记，将省略对其构造及操作的重复描述。

12、图21所示的移相器200b包括：两个沟槽207，每个沟槽207包括形成为分段形状的多个分割的沟槽210；以及桥202b，该桥202b由介电物质202形成并连接分割的沟槽210。对应于沟槽207中的一个沟槽的沟槽207a包括四个分割的沟槽210，每个分割的沟槽210例如具有相同尺寸的平面矩形形状。类似地，对应于沟槽207中的另一个沟槽的沟槽207b也包括四个分割的沟槽210。

13、在移相器200b中，沟槽207由多个分割沟槽210构成，施加到多个桥202b的应力集中被分散在分割沟槽210之间。结果，与图19中所示的移相器200a相比，能够通过抑制由中空部引起的应力集中来抑制区域x中出现裂纹，从而抑制光波导203中发生光损耗。

14、专利文献1：日本特开平01-158413号公报

15、专利文献2：日本特开2016-142995号公报

16、专利文献3：日本特开2004-037524号公报

17、专利文献4：美国专利no.5117470

18、利用传统移相器200b，介电物质202中位于分割沟槽210与加热器电极204之间的区域202a的面积减小，使得加热器电极204的加热器热量集中在区域202a中，因此温度局部增加。相反，利用移相器200b，由位于分割沟槽210之间的介电物质202形成的桥202b的面积扩大，使得加热器电极204的加热器热量扩散并且相应地降低温度。

19、然而，对于传统的移相器200b，加热器电极204的加热器热量在位于分割沟槽210之间的桥202b中扩散，使得如果大电流在加热器电极204中流动，则在桥202b和区域202a之间的温度梯度是陡峭的。如果在桥202b和区域202a之间的温度梯度是陡峭的，则加热器电极204的材料(ti)由于热迁移而发生突变，因此，加热器电极204可能发生破损。结果，使移相器200b的长期可靠性劣化。

20、因此，本发明的一个方面的目的在于提供能够确保长期可靠性的光器件等。

技术实现思路

1、根据实施方式的一个方面，一种光器件包括：基板；介电物质，其层压在基板上；光波导，其被介电物质围绕；加热器电极，其设置在光波导上方并且被介电物质围绕；以及沟槽。沟槽包括多个分割沟槽，每个分割沟槽在介电物质中形成为中空分段形状，并且每个分割沟槽与加热器电极平行设置。分割沟槽与加热器电极平行设置，使得介电物质的位于每个分割沟槽的端部与加热器电极的侧表面之间的区域逐渐扩大。