DE10325023A1

DE10325023A1 - Optoelektronisches Packungssubstrat sowie dessen Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE10325023A1
Application number: DE10325023A
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Takatsuki Tsushima; Takeshi Kobe Oka
Original assignee: Nippon Paint Co Ltd
Current assignee: Nippon Paint Co Ltd
Priority date: 2002-06-04
Filing date: 2003-06-03
Publication date: 2004-02-26
Also published as: US6909818B2; TW200408322A; JP2004012635A; KR20030094509A; US20040005109A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein optoelektronisches Packungssubstrat zur Verfügung, welches eine optische Leitung mit einem optischen Wellenleiter beziehungsweise Hohlleiter und eine elektrische Leitung mit einem Metalldraht umfaßt, und welches dadurch gekennzeichnet ist, daß der optische Wellenleiter beziehungsweise Hohlleiter aus einer Kernschicht, einer Seitenflächenverkleidungsschicht, welche in dem Seitenumfang der Kernschicht gebildet ist, einer oberen Verkleidungsschicht, welche auf der oberen Seite der Kernschicht und der Seitenflächenverkleidungsschicht gebildet ist, sowie einer unteren Verkleidungsschicht, welche auf der unteren Seite der Kernschicht und der Seitenflächenverkleidungsschicht gebildet ist, aufgebaut ist; daß der Metalldraht in mindestens einer der Seitenflächenverkleidungsschicht, der oberen Verkleidungsschicht und der unteren Verkleidungsschicht gebildet ist; und daß die Kernschicht, die Seitenflächenverkleidungsschicht und die Verkleidungsschicht, welche den Metalldraht trägt, aus einer Schicht aus einem Silicium-basierten Material eines Polysilans vom verzweigten Typ, gemischt mit einer Silikon-Verbindung, gebildet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein optoelektronisches Packungssubstrat, ausgestattet mit einer optischen Leitung mit einem optischen Wellenleiter beziehungsweise Hohlleiter und einer elektrischen Leitung, welches in Elektro-, Elektronik- und Kommunikationsgebieten nützlich ist, sowie dessen Herstellungsverfahren.

Polysilane sind hinsichtlich ihrer metallischen Eigenschaften und der Delokalisation beziehungsweise Nicht-Lokalisation der Elektronen des Siliciums im Vergleich zu Kohlenstoff sowie bezüglich ihrer hohen Wärmebeständigkeit und ausgezeichneten Formbarkeit zu dünnen Filmen beziehungsweise Folien äußerst attraktive Polymere, und die Verwendung solcher Polysilane führt zur Herstellung von hochleitfähigen Materialien durch ein Joddotierungsverfahren, einem Eisen(III)chloriddotierungsverfahren und ähnlichem. Darüber hinaus wurden zum Zwecke der Entwicklung von Photoresists zur Bildung verschiedener fein strukturierter Muster mit hoher Präzision Untersuchungen zur Verwendung von Polysilanen aktiv durchgeführt, und viele Vorschläge wurden offenbart, beispielsweise in den veröffentlichten Japanischen Patentanmeldungen der Nummern H6-291273 und H7-114188.

Darüber hinaus ist in der veröffentlichten Japanischen Patentanmeldung Nummer H5-72694 ein Verfahren zur Herstellung von Halbleiter-integrierten Schaltungen durch Verwendung eines Polysilans offenbart. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Polysilan oder eine Polysilan-Folie, dotiert mit Jod oder ähnlichem, als eine leitfähige Schicht verwendet wird, und ein Siloxan-Film beziehungsweise eine Siloxan-Folie, abgeleitet von dem Polysilan durch Bestrahlung mit Licht, wird als eine isolierende Schicht verwendet, und auf diese Weise wurde versucht, ein Polymer mit Si-Si-Bindungen für ein leitfähiges Material zu verwenden.

Jedoch konnte in Hinblick auf einen Halbleiter-integrierten Schaltkreis, welcher durch das vorstehende Verfahren erhalten wird, keine ausreichende Leitfähigkeit des leitfähigen Teils nur durch ein Polysilan alleine vorgesehen werden. Darüber hinaus bedingen die Verwendung von korrosivem Jod oder ähnlichem deutlich nachteilige Wirkungen in dem Fall der Anwendungen bei elektronischen Materialien. Des weiteren war es im Hinblick auf die Verwendung des Polysilans selbst, welches durch Wasser in der Atmosphäre, Sauerstoff, Licht und ähnliches leicht in Siloxan umgewandelt wird, als leitfähiges Material äußerst schwierig, das Polysilan für elektronische Materialien zu verwenden, insbesondere für solche, welche Zuverlässigkeit erfordern.

Weiterhin offenbart die veröffentlichte Japanische Patentanmeldung Nummer 557-11339 ein Verfahren zur Bildung eines Metallbildes durch Belichten einer Verbindung mit Si-Si-Bindungen und anschließendes Inkontaktbringen der Verbindung mit einer Metallsalzlösung. Durch die Reduktion des Metallsalzes zu einem Metall durch Kontakt der Verbindung mit den Si-Si-Bindungen mit der Metallsalzlösung bildet das Verfahren eine Metallschicht in dem unbelichteten Teil.

Ebenso ist gemäß der veröffentlichten Japanischen Patentanmeldung Nummer H10-326957 ein Verfahren zur Bildung von Metallmustern durch Bestrahlung von Licht auf einen Film beziehungsweise eine Folie aus einem einzelnen Polysilan, Dotieren der belichteten Teile mit einem Palladium-Salz, welches ein Katalysator für die stromlose Abscheidung ist, und Durchführen von stromlosem Abscheidung unter Verwendung des Katalysators in den belichteten Teilen beschrieben. Ein Polysilanfilm weist jedoch im allgemeinen eine hohe Kristallinität auf und wird zu einem harten und zerbrechlichen Film, so dass die Metallmuster, wenn sie überhaupt gebildet werden, hinsichtlich der Haftfestigkeit beziehungsweise Adhäsionsfestigkeit unterlegen sind. Somit können keine praktisch verwendbaren Metallmuster gebildet werden. Da die metallisierten beziehungsweise plattierten Teile auf der Oberfläche des Polysilan-Films beziehungsweise der Polysilan-Folie wachsen, werden sie darüber hinaus uneben, und in dem Fall der Anwendung auf einem mehrschichtig aufgebauten Substrat, einem Multi-Chip-Modul-Substrat und ähnlichem, ist es erforderlich, dass eine Oberflächen-Glättungsbehandlung durchgeführt wird, was in einem Hemmnis für die praktische Verwendung resultiert.

In der Zwischenzeit wurde auf der Basis der Tatsache, dass eine Bindungsspaltung von Polysilan leicht durch UV-Strahlung, Elektronenstrahlung oder ähnliches bewerkstelligt werden kann und dementsprechend der Brechungsindex vermindert wird, die Anwendung eines Polysilans auf einem optischen Wellenleiter in der veröffentlichten Japanischen Patentanmeldung Nummer H6-22234 beschrieben. Das Verfahren zur Bildung des Wellenleiters nur durch Lichtbestrahlung kann die Verfahrensdauer verkürzen und die Herstellung erleichtern. Jedoch ist das darin beschriebene lineare Polysilan physikalisch äußerst zerbrechlich, was auf die hohe Kristallinität zurückzuführen ist, und in dem Fall von dessen Verwendung für einen optischen Wellenleiter ist der Verlust aufgrund von Lichtstreuung sehr hoch. Darüber hinaus ist es hinsichtlich der physikalischen Eigenschaften und der Oberflächen-Ebenheit schwierig, elektrische Leitungen durch Abscheidung in der vorstehend genannten Weise simultan mit dem optischen Wellenleiter zu bilden.

In ähnlicher Weise wurden Untersuchungen an der praktischen Anwendung von Polymermaterialien für die Photoelektroverbundinstallation von Substraten durch Verwendung von Materialien vom Polyimid-Typ unternommen. Die Untersuchungen umschließen Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Packungssubstraten durch Bildung eines fluorierten Polyimids, wobei herausgefunden wurde, dass es in der Tat für optische Wellenleiter verwendbar ist, auf einem Halbleitersubstrat und anschließendes Separieren eines optischen Wellenleiter-Teils und dessen Laminieren auf ein elektrisches Leitersubstrat. Der optische Wellenleiter aus dem fluorierten Polyimid erfordert einen Ätzschritt unter Vakuum, und die Größe oder ähnliches des Substrats ist daher limitiert, wodurch das Verfahren unpraktikabel wird. Darüber hinaus besteht eine Grenze in Bezug auf die Installation beziehungsweise den Aufbau mit einer hohen Dichte, da die elektrische Leitung durch ein herkömmliches Ätzverfahren unter Verwendung einer Kupferfolie gebildet werden muß, und als ein Ergebnis weist das Verfahren viele Probleme als eine Technik auf, welche sich mit einer hohen Frequenz für die Installation beziehungsweise den Aufbau der photoelektrischen Leitungsverbindung befaßt.

Eine Technologie zur gleichzeitigen Bildung eines optischen Wellenleiters, einer elektrischen Leitung sowie elektronischen Teilen, wie einem Kondensator und ähnlichem, in einem einzigen Substrat erfordert ein Material für den optischen Wellenleiter sowie ein Material für . die elektrische Leitung, welches gleichzeitig die Eigenschaften, wie eine hohe Transparenz, einen niedrigen Lichtverlust, eine hohe elektrische Isolierung sowie eine niedrige Dielektrizitätskonstante, erfüllt. Diesbezüglich waren alle konventionellen Techniken und Materialien unzufriedenstellend.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines optoelektronischen Packungssubstrats, worin eine optische Leitung mit einem optischen Wellenleiter sowie eine elektrische Leitung aus einem Metalldraht gebildet sind und welches die optische Leitung und die elektrische Leitung mit einer hohen Musterpräzision umfasst und welches ausgezeichnet ist hinsichtlich der Ebenheit, sowie die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung solch eines optoelektronischen Packungssubstrats durch ein einfaches Verfahren.

Ein optoelektronisches Packungssubstrat der vorliegenden Erfindung umfaßt eine optische Leitung mit einem optischen Wellenleiter und eine elektrische Leitung aus einem Metalldraht und ist dadurch gekennzeichnet, daß der optische Wellenleiter aufgebaut ist aus einer Kernschicht, einer Seitenflächenverkleidungsschicht, gebildet in dem Seitenumfang der Kernschicht, einer oberen Verkleidungsschicht, gebildet auf der oberen Seite der Kernschicht und der Seitenflächenverkleidungsschicht, und einer unteren Verkleidungsschicht, gebildet auf der unteren Seite der Kernschicht und der Seitenflächenverkleidungsschicht, und der Metalldraht in mindestens in einer der Seitenflächenverkleidungsschicht, der oberen Verkleidungsschicht und der unteren Verkleidungsschicht gebildet ist, und die Kernschicht, die Seitenflächenverkleidungsschicht und die Verkleidungsschicht, welche den Metalldraht trägt, aus einer Silicium-basierten Materialschicht aus einem Polysilan vom verzweigten Typ, enthaltend eine Silikon-Verbindung, gebildet sind.

In der vorliegenden Erfindung können die Kernschicht und die Seitenflächenverkleidungsschicht in der Weise gebildet sein, dass der Brechungsindex des Bereichs, welcher der Seitenflächenverkleidungsschicht in der vorangehenden Silicium-basierten Materialschicht entspricht, niedriger ist als der eines Bereichs, welcher der Kernschicht entspricht, wobei die erstere Region selektiv belichtet wird.

Darüber hinaus kann der Metalldraht durch Absetzen eines Metalls auf der Verkleidungsschicht durch stromloses Abscheiden gebildet sein. Praktischerweise wird ein Bereich zur Bildung des Metalldrahts darauf selektiv belichtet, ein Metall mit einem niedrigeren Normalpotential als das des auf den Bereich durch stromlose Abscheidung abzusetzenden Metalls wird selektiv adsorbiert in dem Bereich, und anschließend wird das Zielmetall selektiv in dem Bereich durch stromloses Abscheiden unter Bildung des Metalldrahts abgesetzt.

In dem Verfahren zur Bildung des Metalldrahts kann der Metalldraht durch Ausbilden eines ausgesparten Teils durch Entwickeln und Ätzen des selektiv belichteten Teils und durch Absetzen des Zielmetalls in dem ausgesparten Teil durch stromloses Abscheiden hergestellt beziehungsweise ausgebildet werden.

Darüber hinaus wird im Hinblick auf ein optoelektronisches Packungssubstrat der vorliegenden Erfindung ein mit einem dielektrischen Material dotierter Teil, in dem ein Metalloxid mit einer hohen Dielektrizitätskonstante adsorbiert ist, gebildet, und der mit dem dielektrischen Material dotierte Teil kann als elektronischer Teil eines Kondensators oder ähnliches verwendet werden. Der mit einem dielektrischen Material dotierte Teil kann in mindestens einer der Seitenflächenverkleidungsschicht, der oberen Verkleidungsschicht und der unteren Verkleidungsschicht gebildet sein.

Der mit einem dielektrischen Material dotierte Teil kann durch selektives Belichten eines Bereichs unter Bildung des mit dem dielektrischen Material dotierten Teils darin in der Silicium-basierten Materialschicht und selektives Adsorbieren eines Metalloxids in dem Bereich hergestellt werden.

Die Silicium-basierte Materialschicht der vorliegenden Erfindung kann weiterhin ein photoempfindliches säurebildendes Mittel enthalten. Der Gehalt des photoempfindlichen säurebildenden Mittels beträgt bevorzugt 1 bis 5,5 Gew.-% in dem Polyasilan.

In der vorliegenden Erfindung kann die Silicium-basierte Materialschicht weiterhin ein Peroxid enthalten. Der Gehalt des Peroxids beträgt bevorzugt 1 bis 10 Gew.-% in dem Polysilan.

Der Gehalt der Silikon-Verbindung in der Silicium-basierten Materialschicht der vorliegenden Erfindung beträgt bevorzugt 40 bis 90 Gew.-% in dem Polysilan.

Weiterhin kann in der vorliegenden Erfindung die untere Verkleidungsschicht auf einem Substrat oder einem Blatt aus einem Halbleiter, Glas, einem magnetischen Körper, einem Kunststoff oder deren Verbundmaterial (aus)gebildet sein. Das heilst, ein optoelektronisches Packungssubstrat der vorliegenden Erfindung kann auf solch einem Substrat oder Blatt (aus)gebildet sein.

Ein Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Packungssubstrats der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend genannten optoelektronischen Packungssubstrats der vorliegenden Erfindung und schließt die Schritte des Bildens einer Silicium-basierten Materialschicht aus einem Polysilan vom verzweigten Typ, gemischt mit einer Silikon-Verbindung, auf einer unteren Verkleidungsschicht, das Belichten eines ausgewählten Teils der Silicium-basierten Materialschicht unter Bildung des belichteten Teils als Seitenflächenverkleidungsschicht und des unbelichteten Teils als Kernschicht, Bilden einer oberen Verkleidungsschicht auf der Seitenflächenverkleidungsschicht und der Kernschicht und Bilden des Metalldrahts mit einem vorgeschriebenen Muster durch Absetzen eines Metalls auf mindestens einer der unteren Verkleidungsschicht, der Seitenflächenverkleidungsschicht und der oberen Verkleidungsschicht durch stromloses Abscheiden nach Ausbildung der Verkleidungsschicht und vor Ausbildung einer weiteren Schicht darauf ein.

Der Schritt des Ausbildens des Metalldrahts wird bevorzugt ausgeführt durch selektives Belichten eines Bereichs der Verkleidungsschicht unter Ausbildung des Metalldrahts darauf, selektives Adsorbieren eines Metalls mit einem niedrigeren Normalpotential als dem des Metalls, welches durch stromloses Abscheiden in dem Bereich abgesetzt werden soll, und anschließendes selektives Absetzen des Metalls in den Bereich durch stromloses Abscheiden. Darüber hinaus schließt der Schritt der Bildung des Metalldrahts bevorzugt weiterhin die Schritte der Ausbildung eines ausgesparten Teils durch Entwickeln und Ätzen eines selektiv belichteten Teils einer Verkleidungsschicht durch Verwenden eines organischen Lösungsmittels oder einer alkalischen Lösung und das Absetzen eines Metalls in dem ausgesparten Teil durch stromloses Abscheiden ein.

Ein Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann weiterhin einen Schritt der Ausbildung eines mit einem dielektrischen Material dotierten Teils in einer Verkleidungsschicht einschließen. Das bedeutet, dass das Herstellungsverfahren weiterhin einen Schritt der Ausbildung eines mit einem dielektrischen Material dotierten Teils, das Adsorbieren eines Metalloxids mit einer hohen Dielektrizitätskonstante in mindestens einer der unteren Verkleidungsschicht, der Seitenflächenverkleidungsschicht und der oberen Verkleidungsschicht nach der Ausbildung der Verkleidungsschicht und vor der Ausbildung der anderen Schicht darauf einschließen kann.

Der Schritt der Ausbildung des mit dem dielektrischen Material dotierten Teils schließt bevorzugt die Schritte des selektiven Belichtens eines Bereichs unter Bildung des mit dem dielektrischen Material dotierten Teils darauf in der Verkleidungsschicht und das selektive Adsorbieren eines Metalloxids in dem Bereich ein.

Ein Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung kann weiterhin einen Schritt der Ausbildung der unteren Verkleidungsschicht auf einem Substrat oder einem Blatt aus einem Halbleiter, Glas, einem magnetischen Körper, einem Kunststoff oder deren Verbundmaterial einschließen. Das bedeutet, dass das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung einen Schritt der Ausbildung eines optoelektronischen Packungssubstrats der vorliegenden Erfindung auf solch einem Substrat oder Blatt einschließen kann.

Die 1A bis 1F sind Querschnittansichten eines Beispiels der Herstellungsstufen eines optoelektronischen Packungssubstrats der vorliegenden Erfindung; und
die 2G bis 2J sind Querschnittansichten eines anderen Beispiels der Herstellungsstufen eines optoelektronischen Packungssubstrats der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der vorliegenden Erfindung sind eine Kernschicht, eine Seitenflächenverkleidungsschicht und eine Verkleidungsschicht, welche einen Metalldraht trägt, Silicium-basierte Materialschichten eines Polysilans vom verzweigten Typ, enthaltend eine Silikon-Verbindung. Darüber hinaus können die Silicium-basierten Materialschichten ein photoempfindliches säurebildendes Mittel und/oder ein Peroxid enthalten.
Nachstehend werden das Polysilan vom verzweigten Typ, die Silikon-Verbindung, das photoempfindliche säurebildende Mittel und das Peroxid beschrieben.
Polysilan vom verzweigten Tvp
Das Polysilan, welches in der vorliegenden Erfindung Verwendung findet, schließt keine linearen Polysilane, sondern nur verzweigte Polysilane ein. Der verzweigte Typ und der geradkettige Typ werden in Abhängigkeit von dem Bindungszustand der Si-Atome, welche in einem Polysilan enthalten sind, unterschieden. Ein Polysilan vom verzweigten Typ ist ein Polysilan, welches Si-Atome enthält, die jeweils 3 oder 4 (die Anzahl der Bindungen) Bindungen mit benachbarten Si-Atomen ausbilden. Auf der anderen Seite beträgt im Hinblick auf ein Polysilan vom geradkettigen Typ die Anzahl der Bindungen eines jeden Si-Atoms mit benachbarten Si-Atomen 2. Im allgemeinen sind die Si-Atome, welche in einem Polysilan vorliegen und 3 oder weniger Bindungen aufweisen, an Kohlenwasserstoff-Gruppen, Alkoxy-Gruppen oder Wasserstoff-Atome gebunden, da die Valenz von Si 4 beträgt. Solche Kohlenwasserstoff-Gruppen sind bevorzugt aliphatische Kohlenwasserstoff-Gruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffen und aromatische Kohlenwasserstoff-Gruppen mit 6 bis 14 Kohlenstoffen, welche mit Halogen substituiert sein können. Praktische Beispiele aliphatischer Kohlenwasserstoff-Gruppen sind geradkettige Gruppen, wie Methyl, Propyl, Butyl, Hexyl, Octyl, Decyl, Trifluorpropyl und Nonafluorhexyl und ähnliches sowie alicyclische Gruppen, wie Cyclohexyl, Methylcyclohexyl und ähnliches. Praktische Beispiele aromatischer Kohlenwasserstoffgruppen sind Phenyl, p-Tolyl, Biphenyl und Anthracyl und ähnliches. Die Alkoxy-Gruppen umschließen jene mit 1 bis 8 Kohlenstoffen. Praktische Beispiele sind Methoxy, Ethoxy, Phenoxy, Octyloxy und ähnliches. In Anbetracht der Einfachheit der Synthese sind Methyl und Phenyl besonders bevorzugt unter den Genannten. Darüber hinaus kann in dem Fall, in dem der Brechungsindex durch die Polysilan-Struktur eingestellt wird, ein hoher Brechungsindex durch Einführen von Diphenyl und ein niedriger Brechungsindex durch Erhöhen der Dimethyl-Gruppen zur Verfügung gestellt werden.
Die Polysilane vom verzweigten Typ enthalten bevorzugt 2% oder mehr Si-Atome mit 3 oder 4 Bindungen mit benachbarten Si-Atomen in allen Si-Atomen des Polysilans vom verzweigten Typ selbst. Ein Polysilan vom verzweigten Typ mit einem Verhältnis von weniger als 2% oder vom geradkettigen Typ weist eine hohe Kristallinität auf, und es werden leicht mikrokristalline Körnchen in einer Folie beziehungsweise einem Film gebildet, und es resultiert in einer Trübung/Diffusion und Verringerung der Transparenz.
Ein Polysilan, welches in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, kann hergestellt werden durch Kondensationspolymerisation einer halogenierten Silan-Verbindung durch Erwärmen auf 80°C oder höher in einem organischen Lösungsmittel, wie n-Decan, Toluol und ähnlichem, in Gegenwart eines Alkalimetalls, wie Natrium. Darüber hinaus kann die Herstellung durchgeführt werden durch elektrolytische Polymerisation oder ein Verfahren unter Verwendung von metallischem Magnesium und eines Metallchlorids.
Im Fall eines Polysilans vom verzweigten Typ kann das gewünschte Polysilan vom verzweigten Typ hergestellt werden durch Kondensationspolymerisation durch Erwärmung einer Halosilan-Verbindungsmischung, enthaltend eine Organotrihalosilan-Verbindung, eine Tetrahalosilan-Verbindung und eine Diorganodihalosilan-Verbindung mit 2 Mol% oder mehr der Organotrihalosilan-Verbindung und der Tetrahalosilan-Verbindung in der Gesamtmenge. In diesem Fall wird die Organotrihalosilan-Verbindung eine Si-Atomquelle, welche Si-Atome mit 3 Bindungen mit dem benachbarten Si-Atomen zur Verfügung stellt, während die Tetrahalosilan-Verbindung eine Si-Atomquelle darstellt, welche Si-Atome mit 4 Bindungen mit den benachbarten Si-Atomen zur Verfügung stellt. Die Netzstruktur kann durch Messen der UV-Absorptionsspektren oder durch magnetische Kernspinresonanz-Spektren (nuclear magnetic resonance spectra, NMR) bestätigt werden.
Die Halogenatome der Organotrihalosilan-Verbindung, der Tetrahalosilan-Verbindung und der Diorganodihalosilan-Verbindung, welche als die Ausgangsmaterialien des Polysilans verwendet werden, sind bevorzugt Chloratome. Substituentengruppen der Organotrihalosilan-Verbindung und der Diorganotrihalosilan-Verbindung, welche sich von Halogenatomen unterscheiden, umschließen die oben erwähnten Kohlenwasserstoff-Gruppen, Alkoxy-Gruppen oder Wasserstoff.
Das Polysilan vom verzweigten Typ ist nicht besonders begrenzt, solange es in einem organischen Lösungsmittel löslich ist und zur Bildung eines transparenten Films beziehungsweise einer transparenten Folie durch Auftragung beziehungsweise Anwendung in der Lage ist. Als solch ein organisches Lösungsmittel sind jene vom Kohlenwasserstoff-Typ mit 5 bis 12 Kohlenstoffen, vom halogenierten Kohlenwasserstoff-Typ und vom Ether-Typ bevorzugt.
Beispiele für den Kohlenwasserstoff-Typ sind Pentan, Hexan, Heptan, Cyclohexan, n-Decan, n-Dodecan, Benzol, Toluol, Xylol, Methoxybenzol und ähnliches. Beispiele für den halogenierten Kohlenwasserstoff-Typ sind Tetrachlorkohlenstoff, Chloroform, 1,2-Dichlorethan, Dichlormethan, Chlorbenzol und ähnliches. Beispiele für den Ether-Typ sind Diethylether, Dibutylether, Tetrahydrofuran und ähnliches.
Wenn eine Polysilan-Verbindung vom verzweigten Typ mit 2% oder mehr Verzweigungsgrad als das Polysilan vom verzweigten Typ verwendet wird, gilt, dass je höher der Verzweigungsgrad ist, desto mehr kann die Lichtdurchlässigkeit erhöht werden. Darüber hinaus können jene, welche einer Hydrierung , mit schwerem Wasserstoff, teilweiser oder vollständiger Halogenierung, insbesondere Fluorierung, unterzogen wurden, verwendet werden. Dementsprechend kann die Absorption von Licht spezifischer Wellenlängen unterdrückt werden, die Lichtdurchlässigkeit kann in einem breiten Wellenlängenbereich erhöht werden, die/der Brechungsindex-Änderung/-Wechsel mit hoher Empfindlichkeit und hoher Präzision wird möglich durch UV-Strahlung, und darüber hinaus kann die thermische Stabilität des Brechungsindex erhöht werden.
Silikon-Verbindung
Praktische Beispiele einer in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Silikon-Verbindung umschließt jene mit der folgenden allgemeinen Formel:
In der Formel bezeichnen R₁ bis R₁₂ separat eine Gruppe, gewählt aus aliphatischen Kohlenwasserstoff-Gruppen mit 1 bis 10 Kohlenstoffen, welche mit einem Halogen oder einer Glycidyloxy-Gruppe substituiert sein können, aromatischen Kohlenwasserstoff-Gruppen mit 6 bis 12 Kohlenstoffen sowie Alkoxy-Gruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffen, wobei sie einander ähnlich oder verschieden sein können; a, b, c und d bezeichnen separat eine ganze Zahl einschließlich 0 und erfüllen die Formel a + b + c + d ≥ 1.
In der Praxis können jene beispielhaft genannt werden, welche durch hydrolytische Kondensation von zwei oder mehreren Typen von Dichlorsilanen, sogenannten D-Körpern (D-body), mit zwei organischen Substituenten-Gruppen und Trichlorsilanen, sogenannten T-Körpern (T-body), mit einem organischen Substituenten hergestellt werden.
Praktische Beispiele der aliphatischen Kohlenwasserstoff-Gruppen, welche die Silikon-Verbindung aufweist, sind Gruppen vom geradkettigen Typ, wie Methyl, Propyl, Butyl, Hexyl, Octyl, Decyl, Trifluorpropyl, Glycidyloxypropyl und ähnliches, und Gruppen vom alicyclischen Typ, wie Cyclohexyl, Methylcyclohexyl und ähnliche.
Praktische Beispiele der aromatischen Kohlenwasserstoff-Gruppen sind Phenyl, p-Tolyl, Biphenyl und ähnliche. Praktische Beispiele der Alkoxy-Gruppen sind Methoxyl, Ethoxy, Phenoxy, Octyloxy, tert.-Butoxy und ähnliche.
Die vorgenannten Typen von R₁ bis R₁₂ und die Werte von a, b, c und d sind nicht besonders wichtig und können jeweils ausgewählt werden, solange die Silikon-Verbindung mit dem Polysilan und dem organischen Lösungsmittel kompatibel ist und ein auf diese Weise erhaltener Film beziehungsweise ein Folie transparent ist. Im Hinblick auf die Kompatibilität ist es bevorzugt, dass sie Kohlenwasserstoff-Gruppen enthalten, welche die selben sind, welche das zu verwendende Polysilan aufweist. Beispielsweise ist es in dem Fall der Verwendung eines Polysilans vom Phenylmethyl-Typ bevorzugt, eine Silikon-Verbindung eines ähnlichen beziehungsweise analogen Phenylmethyl-Typs oder Diphenyl-Typs zu verwenden. Darüber hinaus können Silikon-Verbindungen mit zwei oder mehreren Alkoxy-Gruppen, gerade wie jene mit Alkoxy-Gruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffen bei mindestens zwei der R₁ bis R₁₂, als Vernetzungsmittel eingesetzt werden. Als Beispiele solcher Silikon-Verbindungen können Methylphenylmethoxysilikon, Phenylmethoxysilikon und ähnliche genannt werden.
Zur Verwendung bevorzugt sind jene mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 10.000, bevorzugt von nicht mehr als 3.000.
Darüber hinaus können jene, welche der Hydrierung mit schwerem Wasserstoff, teilweiser oder vollständiger Halogenierung, insbesondere Fluorierung, unterzogen wurden, verwendet werden, so dass die Absorption von Licht mit spezifischer Wellenlänge unterdrückt werden kann, die Lichtdurchlässigkeit in einem breiten Wellenlängenbereich erhöht werden kann, die/der Brechungsindex-Änderung/-Wechsel mit hoher Empfindlichkeit und hoher Präzision durch UV-Strahlung möglich gemacht werden kann und darüber hinaus die thermische Stabilität des Brechungsindex verbessert werden kann.
Photoempfindliches säurebildendes Mittel und Peroxid
Das photoempfindliche säurebildende Mittel ist nicht besonders begrenzt, solange es eine Verbindung ist, welche zum Bilden einer Säure durch Licht in der Lage ist. Beispielhaft genannt werden können 2,4,6-Tris(trihalomethyl)- 1,3,5-triazin und dessen Derivate mit Substituenten-Gruppen an der 2. Stelle oder an der 2. und 4. Stelle. Die Substituenten-Gruppen, welche in diesen Verbindungen enthalten sind, sind aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoff-Gruppen, welche Substituenten-Gruppen aufweisen können. Im allgemeinen kann Triazin, welches Trichlormethyl aufweist, verwendet werden. Die Zugabe eines photoempfindlichen säurebildenden Mittels basiert darauf, dass die Si-Si-Bindungen durch Halogen-Radikale und eine durch sie gebildete Säure wirksam gespalten werden können.
Das Peroxid ist nicht besonders begrenzt, solange es Sauerstoff in die Si-Si-Bindungen wirksam einfügen kann. Verbindungen vom Peroxyester-Typ, wie 3,3',4,4'-Tetra(tert.-butylperoxycarbonyl)-benzophenon, können beispielhaft genannt werden.
Herstellungsverfahren
Nachstehend wird das Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Packungssubstrats gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die 1A bis 1F und die 2G bis 2J sind Querschnittansichten, welche Beispiele des Verfahrens zur Herstellung eines optoelektronischen Packungssubstrats der vorliegenden Erfindung zeigen.
Wie in 1A gezeigt ist, wird eine untere Verkleidungsschicht 2 auf einem Substrat 1 gebildet. Im dem Fall der Bildung eines Metalldrahts und/oder eines mit einem dielektrischen Material dotierten Teils auf der unteren Verkleidungsschicht 2 wird die untere Verkleidungsschicht 2 durch Verwendung eines Materials vom Silicium-Typ eines Polysilans vom verzweigten Typ, enthaltend eine Silikon-Verbindung, gebildet. In dem Fall, dass kein Metalldraht oder ähnliches ausgebildet wird, kann ein jedes Material zur Bildung verwendet werden, solange es einen niedrigeren Brechungsindex als den der Kernschicht aufweist.
Wie in 1B anschließend gezeigt, wird eine Silicium-Typ-Materialschicht 3 auf der unteren Verkleidungsschicht 2 ausgebildet. Die Silicium-Typ-Materialschicht 3 ist aus einem Material vom Silicium-Typ eines Polysilans vom verzweigten Typ, enthaltend eine Silikon-Verbindung, aufgebaut. Das Silicium-Typ-Material kann ein Harz vom Epoxy-Typ, ein photoempfindliches säu rebildendes Mittel, ein Peroxid oder ähnliches enthalten. Wegen der hohen Transparenz wird insbesondere ein Epoxyharz mit Fluoren-Grundgerüst bevorzugt als das Harz vom Epoxy-Typ verwendet.
Wie in 1C danach gezeigt wird, wird eine Photomaske 4 auf die Silicium-Typ-Materialschicht 3 gelegt, und ein Energiestrahl 5, wie UV-Strahlen oder ähnliches, wird auf die vorgeschriebenen Bereiche bestrahlt. Die Photomaske 4 weist Nicht-Durchgangsbereiche 4a und Durchgangsbereiche 4b auf, und der Energiestrahl 5 wird nur auf die Bereiche der Silicium-Typ-Materialschicht 3 bestrahlt, welche den Durchgangsbereichen 4b entsprechen. In den Bereichen, auf die der Energiestrahl bestrahlt wird, werden die Si-Si-Bindungen des Polysilans gespalten, was in einer Abnahme des Brechungsindexes resultiert. Dementsprechend wird der Brechungsindex in den belichteten Teilen 3b niedriger als der in den unbelichteten Teilen 3a. Dementsprechend werden eine Kernschicht 3a und eine Seitenflächenverkleidungsschicht 3b gebildet.
Wie in 1D anschließend gezeigt ist, wird eine obere Verkleidungsschicht 6 auf der Kernschicht 3a und der Seitenflächenverkleidungsschicht 3b ausgebildet. In diesem Beispiel ist die Schicht 6 aus einem Material vom Silicium-Typ eines Polysilans vom verzweigten Typ, enthaltend eine Silikon-Verbindung, hergestellt, da der Metalldraht und die mit einem dielektrischen Material dotierten Teile in dieser oberen Verkleidungsschicht 6 ausgebildet werden sollen. Es ist erforderlich, dass die obere Verkleidungsschicht 6 einen niedrigeren Brechungsindex als die Kernschicht 3a aufweist. Daher wird beispielsweise ein Polysilan und/oder eine Silikon-Verbindung jeweils mit einem niedrigen Brechungsindex eingesetzt, so dass die Silicium-Typ-Materialschicht mit einem niedrigeren Brechungsindex als dem der Kernschicht 3a ausgebildet wird. Daneben kann ein anderes Material als das Material vom Silicium-Typ eingesetzt werden, wenn kein Metalldraht oder mit einem dielektrischen Material dotierte Teile in der oberen Verkleidungsschicht 6 gebildet werden, so dass eine Schicht mit einem niedrigeren Brechungsindex als dem der Kernschicht 3a gebildet wird.
Wie oben beschrieben wurde, werden die Kernschicht 3a, die Seitenflächenverkleidungsschicht 3b, die untere Verkleidungsschicht 2 und die obere Verkleidungsschicht 6 unter Aufbau eines optischen Wellenleiters gebildet.
Anschließend werden der Metalldraht und die mit einem dielektrischen Material dotierten Teile in der oberen Verkleidungsschicht 6 wie folgt gebildet.
Wie in 1E gezeigt ist, wird eine Photomaske 7 auf die obere Verkleidungsschicht 6 aufgelegt. Die Photomaske 7 weist Durchgangsteile 7b in Bereichen, welche den Bereichen entsprechen, in denen der Metalldraht gebildet werden soll, und Nicht-Durchgangsteile 7a in dem Rest der Bereiche, auf. Der Energiestrahl 5, wie UV-Strahlen, wird durch die Photomaske zum selektiven Belichten der Bereiche der oberen Verkleidungsschicht 6 bestrahlt, welche den Durchgangsteilen 7b entsprechen. Dementsprechend werden die Si-Si-Bindungen des Polysilans in den belichteten Teilen 6a der oberen Verkleidungsschicht 6 gespalten, und Si-Atome, deren Bindungen gespalten sind, werden mit Sauerstoff unter Bildung von Silanol-Gruppen (Si-OH) gebunden, und anschließend wird ein hydrophiles Polysilan gebildet.
Wie in 1F anschließend gezeigt ist, werden die belichteten Teile des hydrophilen Polysilans durch ein Lösungsmittel oder eine alkalische Lösung unter Bildung von ausgesparten Teilen 6b entwickelt und geätzt. Daneben verbleiben Teile des Polysilans, ausgebildet, um hydrophil zu sein, auf der Oberfläche der ausgesparten Teile 6b.
Wie in 2G anschließend gezeigt ist, werden die ausgesparten Teile 6b mit einer wässrigen Lösung eines Metallsalzes, dessen Metall ein niedrigeres Normalpotential als das des Metalls, welches durch stromloses Abscheiden im nächsten Schritt abgesetzt werden soll, aufweist, in Kontakt gebracht. Praktischerweise wird der Kontakt mit einer wässrigen Lösung eines Edelmetallsalzes durchgeführt. Das Edelmetallsalz wird durch die Silanol-Gruppen auf der Oberfläche leicht reduziert, Metallteilchen werden gebildet, und die Metallteilchen werden auf der Oberfläche der ausgesparten Teile 6b unter Bildung einer Adsorptionsschicht 8 adsorbiert.
Wie in 2H gezeigt ist, werden anschließend die ausgesparten Teile 6b, welche die Adsorptionsschicht 8 tragen, mit einer Lösung zum stromlosen Abscheiden in Kontakt gebracht, um ein Metall in den ausgesparten Teilen 6b durch stromloses Abscheiden und unter Bildung des Metalldrahts 9 abzusetzen.
In solch einer Weise wie oben beschrieben kann der Metalldraht auf der oberen Verkleidungsschicht 6 ausgebildet werden. Anschließend werden die mit einem dielektrischen Material dotierten Teile auf der oberen Verkleidungsschicht 6 wie folgt ausgebildet.
Wie in 2I gezeigt ist, wird auf der oberen Verkleidungsschicht 6 eine Photomaske 10 aufgesetzt. Die Photomaske 10 weist Durchgangsteile 10b auf, wobei die Bereiche den Bereichen entsprechen, in denen die mit einem dielektrischen Material dotierten Teile ausgebildet werden sollen, sowie Nicht-Durchgangsteile 10a in dem Rest der Bereiche. Ein Energiestrahl 5, wie UV-Strahlen oder ähnliches, wird durch die Photomaske 10 auf die obere Verkleidungsschicht 6 bestrahlt. Da ein hydrophiles Polysilan mit Silanol-Gruppen auf der Oberfläche in den belichteten Teilen gebildet wird, werden die Teile mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht, in denen ein Metalloxid mit einer hohen Dielektrizitätskonstante dispergiert ist, so dass das Metalloxid adsorbiert wird und die mit dem dielektrischen Material dotierten Teile 11, wie in 2J gezeigt ist, gebildet werden.
In solch einer Weise wie oben beschrieben können der Metalldraht 9 und die mit dielektrischem Material dotierten Teile 11 in der oberen Verkleidungsschicht 6 ausgebildet werden.
In dem oben erwähnten Beispiel sind die ausgesparten Teile 6b in der oberen Verkleidungsschicht 6 ausgebildet, und die ausgesparten Teile 6b werden mit einem Metall durch das stromlose Verfahren unter Ausbildung des Metalldrahts gefüllt. Jedoch kann das Metall auf den belichteten Teilen 6a ohne Ausbildung der ausgesparten Teile 6b durch das stromlose Verfahren unter Bildung des Metalldrahts abgesetzt werden.
Darüber hinaus können der Metalldraht und die mit dem dielektrischen Material dotierten Teile in der unteren Verkleidungsschicht 2 oder der Seitenflächenverkleidungsschicht 3b ausgebildet werden. In solch einem Fall werden der Metalldraht oder die mit dem dielektrischen Material dotierten Teile ausgebildet, bevor eine weitere Schicht darauf gebildet wird.
Des weiteren können die oben erwähnten Schritte mehrfach wiederholt werden, um eine Vielzahl von Schichten von Kernschichten und Verkleidungs schichten übereinander zu stapeln. Dementsprechend kann, ähnlich zu einem gängigen Aufbausubstrat (built-up substrate), die optische Leitung und der Metalldraht in Schichten ausgebildet werden. Darüber hinaus können nicht notwendige Teile durch Belichtung und Entwicklung in einer ähnlichen Weise wie die für den Schritt des Ausbildens der ausgesparten Teile 6b, wie sie oben beschrieben wurde, entfernt werden.
In der vorliegenden Erfindung weisen die Kernschicht und die Verkleidungsschicht bevorzugt einen Brechungsindex-Unterschied von 0,5% oder mehr untereinander auf. Wenn der Brechungsindex höher als der der Verkleidungsschicht gehalten wird, kann die Kernschicht mit Energiestrahlen, wie UV-Strahlen, bestrahlt werden.
Als Polysilan vom verzweigten Typ, welcher in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden soll, können jene eingesetzt werden, welche Atome aufweisen, die an Kohlenwasserstoff-Gruppen, Alkoxy-Gruppen und Wasserstoffatomen anders als Si-Atome gebunden sind. Darüber hinaus werden bevorzugt Polysilane vom verzweigten Typ mit einem Verzweigungsgrad von 2% oder mehr bevorzugt eingesetzt.
Eine Silikon-Verbindung, welche in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden soll, ist bevorzugt eine solche, welche eine Vernetzungs-Eigenschaft aufweist und bevorzugt Alkoxy-Gruppen besitzt. Ebenso ist es bevorzugt, dass 40 bis 90 Gew-% einer Silikon-Verbindung zu dem Polysilan zugesetzt werden.
Als photoempfindliches säurebildendes Mittel wird bevorzugt ein photoempfindliches säurebildendes Mittel vom Trichlormethyltriazin-Typ eingesetzt, und es ist bevorzugt, dass nicht weniger als 1 Gew.-% und nicht mehr als 5,5 Gew.-% zu dem Polysilan zugesetzt werden.
Als Peroxid wird bevorzugt ein Peroxyester-Typ eingesetzt, und es ist bevorzugt, dass nicht weniger als 1 Gew.-% und nicht mehr als 10 Gew.-% zu dem Polysilan zugesetzt werden. Ebenso ist es bevorzugt, ein Epoxy-Harz, welches mit dem Polysilan kompatibel ist, diesem zuzusetzen, wie es oben beschrieben wurde.
In der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, eine Silicium-basierte Materialschicht durch Auflösen eines Silicium-basierten Materials eines Polysilans, enthaltend eine Silikon-Verbindung, in einem organischen Lösungsmittel aufzulösen, die Lösung auf ein Substrat aufzutragen und anschließend das Silicium-basierte Material durch Erwärmen auf eine Temperatur von nicht weniger als 100°C und nicht höher als 500°C zu härten. Praktische Beispiele für das Lösungsmittel, welches das Polysilan darin lösen soll, umschließen bevorzugt aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Benzol, Toluol, Xylol und Methoxybenzol, und Lösungsmittel vom Ester-Typ, wie Tetrahydrofuran, Dibutylether, und ähnliche. Die Verwendungsmenge eines Lösungsmittels liegt bevorzugt derartig, dass die Konzentration eines Polysilans in einem Bereich von 20 bis 70 Gew.-% eingestellt wird.
Durch Erwärmungsbehandlung auf 300°C oder höher werden die organischen Substituenten-Gruppen in den Seitenketten eines Polysilans zersetzt und werden anorganisch, so dass die C-H-Absorption in dem nahen IR-Bereich vermindert werden kann. Folglich kann der Absorptionsverlust eines optischen Wellenleiters auf 0,1 dB/cm oder weniger vermindert werden. Darüber hinaus kann durch Erwärmungsbehandlung auf 300°C oder höher der Brechungsindex stabilisiert werden, ohne dass eine Änderung bis auf solch eine Temperatur erfolgt, und die Lötwärmebeständigkeit kann gleichzeitig zufriedenstellend sein. Dementsprechend kann ein gewünschtes optoelektronisches Packungssubstrat erhalten werden.
Die Dicke der Kernschicht und der Verkleidungsschichten in der vorliegenden Erfindung liegt bevorzugt bei 0,01 bis 1.000 μm, besonders bevorzugt bei 3 bis 30 μm.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein optoelektronisches Packungssubstrat mit einem extrem niedrigen Temperaturkoeffizienten des Brechungsindexes bis zu einer Temperatur von 300°C oder höher erhalten werden. Dieses liegt an der Verwendung eines Polysilans vom verzweigten Typ und der Zugabe einer Silikon-Verbindung mit einer hohen Lichtdurchlässigkeit zu dem Polysilan. Insbesondere kann die Verwendung eines Polysilans vom verzweigten Typ mit einem Verzweigungsgrad von 2% oder höher den Lichtdurchlässigkeitsverlust beziehungsweise -abfall vermindern. Darüber hinaus wird die Schicht aus dem Silicium-basierten Material durch die Wärmebehandlung der Schicht aus dem Silicium-basierten Material anorganisch, und dementsprechend kann die Lichtdurchlässigkeit weiterhin vermindert werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Unebenheit in der Struktur im Vergleich mit der eines Polymerwellenleiters, welcher durch ein herkömmliches Ätzverfahren gebildet wurde, gering, da ein optischer Wellenleiter mit einer dreidimensionalen Struktur und einer Brechungsindex-Differenz zwischen der Kernschicht und der Verkleidungsschicht von mindestens 0,5% leicht gebildet werden kann, und somit kann der Lichtdispersionsverlust auf niedrig heruntergedrückt werden.
Das Silicium-basierte Material in der vorliegenden Erfindung kann leicht und einheitlich in einem organischen Lösungsmittel, wie Toluol, aufgelöst werden. Daher können die Kernschicht und die Verkleidungsschicht, welche aus der Schicht aus dem Silicium-basierten Material gebildet sind, annähernd frei von einem leichten Licht-Streuungsverlust sein und Schichten mit einem niedrigen Verlust darstellen. Dementsprechend können die Muster mit einer äußerst hohen Präzision transferiert werden, wenn UV-Strahlung und ähnliches auf solch eine Schicht durch eine Photomaske bestrahlt wird, und die Grenzfläche zwischen der Kernschicht und der Verkleidungsschicht kann glatt beziehungsweise eben gestaltet werden. Folglich kann ein optischer Wellenleiter mit einem geringen Lichtdispersionsverlust erreicht werden.
Darüber hinaus macht im Hinblick auf eine Schicht aus einem Silicium-basierten Material in der vorliegenden Erfindung die Zugabe eines photoempfindlichen säurebildenden Mittels und eines Peroxids es möglich, den Brechungsindex gegenüber UV-Strahlung auf einen gewünschten Wert zu regulieren beziehungsweise zu kontrollieren. Die Empfindlichkeit der Brechungsindexalterierung (-änderung) beziehungsweise der Brechungsindexvariation gegenüber UV-Strahlung kann ebenso verbessert werden.
Weiterhin können sowohl eine Kernschicht als auch eine Verkleidungsschicht durch Verwendung des Silicium-basierten Materials gebildet werden. Dementsprechend können die Ebenheit beziehungsweise Glattheit und die Adhäsionskraft der Grenzfläche zwischen der Kernschicht und der Verkleidungsschicht verbessert werden, und das Auftreten von Mikrobrüchen aufgrund des Unterschieds der thermischen Ausdehnungskoeffizienten oder ähnliches kann unterdrückt werden.
Belichtung der Schicht aus dem Silicium-basierten Material
Energiestrahlen, welche auf die Schicht aus einem Silicium-basierten Material bestrahlt werden, umschließen Röntgenstrahlen, Elektronenstrahlen, UV-Strahlen und ähnliches, und insbesondere UV-Strahlen werden bevorzugt eingesetzt. Als Lichtquelle für UV-Strahlen können Lichtquellen mit kontinuierlichen Spektren, wie ein Wasserstoffentladungsrohr, ein Edelgasentladungsrohr, eine Wolframlampe, eine Halogenlampe und ähnliches, sowie Lichtquellen mit diskontinuierlichen Spektren, wie verschiedene Lasertypen, eine Quecksilberlampe und ähnliches, eingesetzt werden. Als der Laser kann ein He-Cd-Laser, ein Ar-Laser, ein YAG-Laser, ein Excimer-Laser und ähnliche eingesetzt werden. Als Lichtquelle ist unter den vorstehend genannten eine Quecksilberlampe bevorzugt, da sie ökonomisch und leicht zu handhaben ist.
Die UV-Strahlen, welche bevorzugt ausgestrahlt werden, sind bevorzugt UV-Strahlen mit Wellenlängen in einem Bereich von 250 bis 400 nm, welcher einen σ-σ*-Absorptionsbereich eines Polysilans darstellt. Die Strahlungsdosis liegt bevorzugt bei 0,1 bis 10 J/cm², darüber hinaus bevorzugt bei 0,1 bis 1 J/cm², pro 1 μm Dicke einer photoempfindlichen Schicht.
Bildung des Metalldrahts beziehungsweise der Metallverdrahtung
In der vorliegenden Erfindung wird der Energiestrahl, wie die UV-Strahlen oder ähnliches, selektiv auf eine Schicht aus einem Silicium-basierten Material gestrahlt/bestrahlt, und ein Metalldraht wird auf den belichteten beziehungsweise ausgesetzten Teilen gebildet. Silanol-Gruppen werden in den belichteten Teilen gebildet, und auf diese Weise werden die belichteten Teile von nichtpolar zu polar umgewandelt und somit hydrophil gemacht. Auf der Basis dieser Notwendigkeit werden ausgesparte Teile in den belichteten Teilen, welche hydrophil gemacht wurden, durch Entwickeln und Ätzen gebildet. In dem Fall der Entwicklung unter Verwendung einer wässrigen alkalischen Lösung wird als die wässrige alkalische Lösung eine wässrige Lösung eines Amins, wie von Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH), einer anorganischen Base, wie Natriumhydroxid, oder ähnliches verwendet. Insbesondere wird eine wässrige Lösung von 2,4 Gew.-% TMAH bevorzugt verwendet. Solch eine wässrige Lösung kann weiterhin ein Lösungsmittel vom Alkohol-Typ zum Zwecke des Quellens der belichteten Teile der Silicium-basierten Materialschicht enthalten.
In dem Fall des Durchführens der Entwicklung durch ein Lösungsmittel wird ein Lösungsmittel vom Alkohol-Typ bevorzugt verwendet, worin unbelichtete Teile der Schicht aus einem Silicium-basierten Material nicht aufgelöst werden. Beispielsweise können Butanol, Ethanol, Isopropylalkohol und ähnliche bevorzugt verwendet werden.
Ein hydrophiles Polysilan, welches ohne durch die Entwicklung entfernt zu werden verbleibt, bleibt in den ausgesparten Teilen zurück. Das hydrophile Polysilan wird mit einer Lösung eines Metallsalzes in Kontakt gebracht, von der das Metall ein niedrigeres Normalpotential als das des Metalls aufweist, welches durch Inkontaktbringen einer Lösung zum stromlosen Abscheiden abgesetzt wird, wobei das Metall mit einem niedrigeren Normalpotential reduziert und das Metall darin adsorbiert wird.
Die Lösung, welche ein Metallsalz enthält, dessen Metall ein niedrigeres Normalpotential (nachstehend als ein Metallsalz mit einem niedrigeren Normalpotential bezeichnet) als das des Metalls, welches durch Inkontaktbringen einer Lösung zum stromlosen Abscheiden abgesetzt werden soll, ist nicht besonders begrenzt, solange die Lösung eine Metallsalz-enthaltende Lösung darstellt, welche zur Vorbehandlung einer Lösung für das stromlose Abscheiden verwendet wird. Jedoch können im allgemeinen jene, welche ein Edelmetall, wie Gold, Silber, Platin, Palladium oder ähnliches enthalten, in Form eines Salzes eingesetzt werden und auf dem Markt als Katalysator-bereitstellende Mittel vertrieben werden und sind somit leicht erhältlich. Als solch ein Katalysator werden viele Lösungen, welche ein Silbersalz oder ein Palladiumsalz enthalten, verwendet. Eine Metallsalz-Verbindung ist im allgemeinen definiert als A-Z_n (n bezeichnet die Valenz von A), worin A für ein Metall steht, und Z für beispielsweise ein Halogenatom, wie Cl, Br und I, oder Acetat, Trifluoracetat, Acetylacetonat, Carbonat, Perchlorat, Nitrat, Sulfonat, Oxid und ähnliches steht. Praktische Beispiele einer Palladiumsalz-Verbindung sind PdCl₂, PdBr₂, PdI₂, Pd(OCOC₃) ₂ , Pd(OCOF₃) ₂ , PdSO₄, Pd(NO₃) ₂ , PdO und ähnliche.
Eine Lösung, welche ein Metallsalz mit einem niedrigeren Normalpotential enthält, stellt eine Lösung dar, in der ein Metallsalz, welches oben beispielhaft erwähnt wurde, gelöst oder dispergiert ist. Das Lösungsmittel ist bevorzugt zum Lösen eines Metallsalzes mit einem niedrigeren Normalpotential darin in der Lage, allerdings nicht zur Lösung des Polysilans. Obwohl dieses aufgrund der unterschiedlichen Löslichkeit in Abhängigkeit der Typen der Seitenkettengruppen und des Polymerisationsgrads nicht verallgemeinert werden kann, umschließen die oben genannten Lösungsmittel bevorzugt nicht-protische polare Lösungsmittel, beispielsweise Wasser, Ketone, wie Aceton und Methylethylketon, Ester, wie Ethylacetat, Alkohole, wie Methanol und Ethanol, und Amide, wie Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid und Hexamethylphosphorsäuretriamid, Nitromethan, Acetonitril und ähnliche. In dem Fall der Verwendung von Polymethylphenylsilan als Polysilan wird besonders bevorzugt ein Alkohol, wie Ethanol, verwendet. Die Verwendungsmenge des Lösungsmittels wird derartig eingestellt, dass die Konzentration des Metallsalzes mit dem niedrigeren Normalpotential oder des Metallkolloids in einem Bereich von bevorzugt 0,1 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1 bis 20 Gew.-%, eingehalten wird.
Danach wird die Lösung zum stromlosen Abscheiden mit den Teilen in Kontakt gebracht, wo die Metallteilchen zum Absetzen eines Metalls durch stromloses Abscheiden und unter Ausbildung des Metalldrahts adsorbiert werden sollen.
Als Lösung zum stromlosen Abscheiden werden jene bevorzugt verwendet, welche ein Metallion von beispielsweise Kupfer, Nickel, Zinn, Palladium, Silber, Gold, Platin, Rhodium und ähnlichen enthalten. Die Lösung zum stromlosen Abscheiden stellt im allgemeinen eine wässrige Metallsalz-Lösung der oben erwähnten Metallionen, gemischt mit einem Reduktionsmittel, wie Natriumhypophosphit, Hydrazin, Natriumborhydrid und ähnlichen, und einem Komplexierungsmittel, wie Natriumacetat, Phenylendiamin und Kaliumnatriumtartrat, dar. Diese werden herkömmlich auf dem Markt als Lösungen zum stromlosen Abscheiden vertrieben und sind leicht und ökonomisch erhältlich.
Das Verfahren zum Inkontaktbringen der Lösung zum stromlosen Abscheiden mit der Schicht aus dem Silicium-basierten Material schließt bevorzugt, ähnlich wie in dem oben erwähnten Fall des Inkontaktbringens der Lösung, enthaltend ein Metallsalz mit einem niedrigeren Normalpotential, den Schritt des Eintauchens der Silicium-basierten Materialschicht zusammen mit dem Substrat in die Lösung zum stromlosen Abscheiden ein. Die Temperatur zum Inkontaktbringen mit der Lösung zum stromlosen Abscheiden liegt bevorzugt bei 15 bis 120°C, insbesondere bei 25 bis 85°C. Die Kontaktdauer reicht beispielsweise von 1 Minute bis zu 16 Stunden, bevorzugt von 10 bis 60 Minuten.
Die Dicke des Metallfilms beziehungsweise der Metallfolie, welche durch die Lösung zum stromlosen Abscheiden gebildet wird, ist bevorzugt ausreichend, um die ausgesparten Teile der photoempfindlichen Schicht zu füllen. Dementsprechend können Metallleitermuster mit ebenen Oberflächen gebildet werden. Darüber hinaus kann in einigen Fällen ein Metall auf den inneren Wandflächen der ausgesparten Teile ohne vollständiges Ausfüllen der Teile mit dem Metall abgesetzt werden. Natürlich können die Metallmuster in Abhängigkeit der Anwendungen aus der Oberfläche herausragen und beispielsweise als Verbindungsansätze (bumps for connection) verwendet werden.
Die Dicke der Metallfolie beziehungsweise des Metallfilms und die Tiefe der ausgesparten Teile der photoempfindlichen Schicht betragen im allgemeinen ungefähr 0,01 bis 100 μm, bevorzugt ungefähr 0,1 bis 20 μm.
Bildung des mit einem dielektrischen Material dotierten Teils
In der vorliegenden Erfindung wird ein Energiestrahl, wie W-Strahlen, auf eine Schicht aus einem Silicium-basierten Material gestrahlt, und ein Metalloxid mit einer hohen Dielektrizitätskonstante wird in den belichteten Teilen unter Bildung von mit dielektrischen Materialien dotierten Teilen adsorbiert. In den belichteten Teilen werden Silanol-Gruppen in solch einer Weise gebildet, wie es oben beschrieben ist, so dass der Oberflächenzustand sich von nichtpolar zu polar ändert und hydrophil wird. Wenn die belichteten Teile, welche hydrophil gemacht wurden, mit einer wässrigen Lösung in Kontakt gebracht wurden, worin ein Metalloxid dispergiert ist, quillt die Schicht aus dem Silicium-basierten Material in der wässrigen Lösung, und Metalloxid- Teilchen werden in der Schicht aus dem Silicium-basierten Material dispergiert und darin adsorbiert. Da die Schicht aus dem Silicium-basierten Material in den unbelichteten Teilen hydrophob ist, werden die Teilchen in dem Silicium-basierten Material nicht dispergiert und können durch Waschen leicht entfernt werden.
Nach der Adsorption des Metalloxids können die hydrophilen Teile in der Schicht aus dem Silicium-basierten Material durch Erwärmen derartig geändert werden, dass sie hydrophob werden. Daher kann das Metalloxid nach dem Dotieren mit dem Metalloxid durch Erwärmen in dem Silicium-basierten Material fixiert werden. Im allgemeinen werden durch eine Erwärmungsbehandlung bei 300°C oder höher mit dielektrischen Materialien dotierte Teile gebildet, welche das Metalloxid enthalten und eine hohe Dielektrizitätskonstante aufweisen. Die mit dem dielektrischen Material dotierten Teile mit einer hohen Dielektrizitätskonstante können als elektronische Teile vom Einbau-Typ (built-in type), wie für Kondensatoren oder ähnliches, verwendet werden.
Als Metalloxid, welches zum Ausbilden der mit dem dielektrischen Material dotierten Teile verwendet wird, können eine Vielzahl von Materialien verwendet werden, einschließlich Metalloxide mit relativ niedrigen Dielektrizitätskonstanten, wie Alumina, Zirconia und Titandioxid, und Metalloxide mit relativ hohen Dielektrizitätskonstanten, wie Tantaloxid und Bariumtitanat. Unter Verwendung eines Tensids oder eines dispergierten Harzes, je nach Bedarf, wird das Metalloxid derartig in einer wässrigen Lösung dispergiert, dass es einen mittleren Teilchendurchmesser von 200 nm oder weniger, bevorzugt von 100 nm oder weniger, aufweist. Darüber hinaus kann zum Zwecke des Quellens der Schicht aus dem Silicium-basierten Material in den belichteten Teilen in dem Fall des Inkontaktbringens der Schicht mit einer wässrigen Metalloxidlösung Alkohol in einer Konzentration von 1 bis 40 Gew.-%, bevorzugt von 10 bis 20 Gew.-%, zu der wässrigen Lösung zugesetzt werden. Praktischerweise können Methanol, Ethanol, Isopropanol (IPA) und Ethylenglykol verwendet werden. Das Verfahren zum Inkontaktbringen mit einer Dispersion des Metalloxids stellt ^T bevorzugt ein Verfahren dar, welches eine Stufe des Eintauchens der Schicht des Silicium-basierten Materials zusammen mit dem Substrat in eine Dispersion einschließt, worin das Metalloxid dispergiert ist. Die Dauer des Eintauchens ist nicht besonders begrenzt. Jedoch erfolgt das Eintauchen für beispielsweise ungefähr 1 Sekunde bis 60 Minuten. Nach dem Eintauchen wird eine Trocknung im allgemeinen bei 10°C bis 200°C unter normalem oder vermindertem Druck durchgeführt. Im Unterschied zu dem Tauchverfahren kann eine Dispersion, in der das Metalloxid dispergiert ist, selektiv auf die belichteten Teile der Schicht aus dem Silicium-basierten Material unter Verwendung eines Tintenstrahlkopfes geblasen werden.
Beispiele
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung im Hinblick auf Synthesebeispiele und Beispiele praktisch beschrieben. Es ist jedoch nicht vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung auf die angegebenen Beispiele begrenzt ist.
Synthesebeispiel für das Polysilan
Ein Kolben mit einem Volumen von 1.000 ml, welcher mit einem Rührer ausgestattet war, wurde mit 400 ml Toluol und 13,3 g Natrium befällt. Der Inhalt in dem Kolben wurde auf 111°C in einem gelben Raum erwärmt, worin die UV-Strahlen abgeschirmt wurden, und mit hoher Geschwindigkeit zum feinen Dispergieren des Natriums in Toluol gerührt. Darüber hinaus wurden 42,1 g Phenylmethyldichlorsilan und 4,1 g Tetrachlorsilan zugesetzt und 3 Stunden lang gerührt, um die Polymerisation zu ermöglichen. Anschließend wurde Ethanol zu der erhaltenen Reaktionsmischung zugesetzt, um den Überschuß an Natrium zu inaktivieren. Nach Waschen mit Wasser wurde die abgetrennte organische Schicht in Ethanol geschüttet, um das Polysilan auszufällen. Das erhaltene Polysilan mit niedrigem Grad wurde wiederholt in Ethanol dreimal ausgefällt, so dass Polymethylphenylsilan vom verzweigten Typ erhalten wurde, welches ein Polysilan vom verzweigten Typ mit einem gewichtsmittleren Molekulargewicht von 11.600 darstellte.
Beispiele
Das in dem oben erwähnten Synthesebeispiel erhaltene Polysilan vom verzweigten Typ (100 = Gewichtsteile), DC-3037 (Methylphenylmethoxysilikon-Harz, hergestellt von Dow Corning Corp.) (50 Gewichtsteile) und BTTB (3,3',4,4'-Tetra-(tert.-butylperoxycarbonyl)benzophenon, hergestellt von Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) (15 Gewichtsteile) wurden in Toluol (1.215 Ge wichtsteile) gelöst, so dass eine photoempfindliche Harz-Zusammensetzung gebildet wurde. Die photoempfindliche Harz-Zusammensetzung wurde in einer Dicke von 20 μm auf ein Glassubstrat unter Verwendung eines Spin-Beschichters aufgetragen, bei 120°C 10 Minuten lang in einem Ofen getrocknet, weiterhin bei 200°C 30 Minuten lang und bei 300° 30 Minuten lang unter Bildung einer unteren Verkleidungsschicht mit einem Brechungsindex von 1,54 getrocknet.
Anschließend wurden 100 Gewichtsteile des in dem oben erwähnten Synthesebeispiel erhaltenen Polysilans vom verzweigten Typ, 50 Gewichtsteile DC-3074 (Methylphenylmethoxysilikon-Harz, hergestellt von der Dow Corning Corp.) und BTTB (15 Gewichtssteile) in Toluol (1.215 Gewichtsteile) unter Bildung einer photoempfindlichen Harzzusammensetzung gelöst. Die photoempfindliche Harz-Zusammensetzung wurde in einer Dicke von 20 μm auf ein Glassubstrat aufgetragen, auf dem die untere Verkleidungsschicht ausgebildet wurde, unter Verwendung eines Spin-Beschichters und 10 Minuten lang bei 120°C in einem Ofen getrocknet, so dass eine Schicht des Silicium-basierten Materials als eine Kernschicht und Seitenflächenverkleidungsschicht gebildet wurde.
Anschließend wurde eine Photomaske mit Kernmustern von 10 μm Breite aufgelegt, und UV-Strahlen mit einer Wellenlänge von 313 nm und einer Intensitätsdosis von 4.000 mJ/cm² wurden durch Einsatz einer 500 W-Quecksilberlampe bestrahlt. Anschließend wurde bei 200°C 30 Minuten lang und bei 300° 30 Minuten lang getrocknet. Die belichteten Teile, welche der UV-Strahlung ausgesetzt waren, wiesen einen Brechungsindex von 1,53 auf. Die unbelichteten Teile, welche keiner UV-Strahlung ausgesetzt wurden, wiesen einen Brechungsindex von 1,57 auf. Dementsprechend wurden die Kernschichten und die Seitenflächenverkleidungsschichten mit 10 μm Breite mit ausgezeichneter Musterpräzision gebildet.
Anschließend wurde dieselbe photoempfindliche Harz-Zusammensetzung, wie sie für die Ausbildung der unteren Verkleidungsschicht verwendet wurde, in einer Dicke von 20 μm auf die Kernschichten und die Seitenflächenverkleidungsschichten unter Verwendung eines Spin-Beschichters aufgetragen und anschließend bei 120°C 20 Minuten lang unter Bildung einer oberen Verkleidungsschicht getrocknet.
Danach wurde ein Photomaske mit Drahtmustern von 20 μm Breite auf die obere Verkleidungsschicht aufgelegt, und UV-Strahlen mit einer Wellenlänge von 313 nm und einer Intensitätsdosis von 2.000 mJ/cm² wurden unter Einsatz einer 500 W-Quecksilberlampe bestrahlt. Sukzessiv wurde das resultierende Substrat in eine TMAH-Lösung, enthaltend 20 Gew.-% Isopropanol, bei 23°C 5 Minuten lang eingetaucht und anschließend mit reinem Wasser gewaschen. Danach wurde es getrocknet bei 100°C innerhalb von 10 Minuten. Auf diese Weise wurden die belichteten Teile entwickelt, und ausgesparte Teile wurden in der oberen Verkleidungsschicht ausgebildet. Die Tiefe der gebildeten ausgesparten Teile wurde durch einen Foliendickesensor vom Sensor- beziehungsweise Probentyp Dektak 3 ST gemessen, wobei eine Dicke von 7,5 μm gefunden wurde.
Anschließend wurde das Substrat, in welchem die ausgesparten Teile gebildet wurden, in eine Lösung von 20 Gew.-% Ethanol, enthaltend 20 Gew.-% Silbernitrat, 5 Minuten lang eingetaucht und mit reinem Wasser zur Entfernung der wässrigen Silbernitrat-Lösung, welche an den unbelichteten Teilen haftete, gewaschen. Anschließend wurde bei 100°C 10 Minuten lang getrocknet. Dementsprechend wurden latente Silberkolloid-Bilder von Silberkolloid auf der Oberfläche der ausgesparten Teile gebildet.
Danach wurde das resultierende Substrat in eine Lösung zum stromlosen Abscheiden von Kupfer (OPC-700) bei 25°C 240 Minuten lang eingetaucht, um Metallfolien aus Kupfer in den ausgesparten Teilen zu bilden und einen Metalldraht in den ausgesparten Teilen zu bilden. Die Folien- beziehungsweise Filmdicke des Metalldrahts betrug 7,2 μm. Der gebildete Metalldraht wies einen ausgezeichneten Kupferglanz auf. Nebenbei ist die Lösung zum stromlosen Abscheiden von Kupfer beziehungsweise die Stromlos-Kupferplattierungslösung OPC-700 eine Lösung zum stromlosen Kupferabscheiden beziehungsweise Plattieren, welche von Okuno Chemical Industries Co., Ltd. durch Zugabe von 100 ml OPC-700 Stromlos-Kupferplattierung M-A, 100 ml OPC-700 Stromlos-Kupferplattierungs-M-B-Lösung, und 2 ml OPC-700 Stromlos-Kupferplattierung M-C zu 798 ml entionisiertem Wasser hergestellt wird.
Anschließend wurde eine Photomaske mit Mustern der mit dem dielektrischen Material dotierten Teile von 20 μm Breite auf die Bereiche, anders als die vorstehenden Metalldrähte der oberen Verkleidungsschicht, aufgelegt, und UV-Strahlen mit einer Wellenlänge von 313 nm und einer Intensitätsdosis von 4.000 mJ/cm² wurden durch Einsatz einer 500 W-Quecksilberlampe bestrahlt.
Sukzessiv wurde das resultierende Substrat in eine Bariumtitanat-Dispersion, in welcher die Konzentration an nicht-flüchtigen Komponenten auf 15 Gew.-% eingestellt wurde (BT-16-Aufschlämmung, hergestellt von der Cabot Corp.), bei 30°C innerhalb von 30 Minuten getaucht, so dass Bariumtitanat in den belichteten Teilen der oberen Verkleidungsschicht adsorbiert wurde und die mit dem dielektrischen Material dotierten Teile bildete. Anschließend wurde das resultierende Substrat mit reinem Wasser gewaschen und bei 120°C 10 Minuten lang getrocknet. In diesem Fall betrug die Folien- beziehungsweise Filmdicke 5 μm. Anschließend wurde das Substrat schließlich einem Erwärmen bei 300°C innerhalb von 30 Minuten unterzogen.
Das durch die oben erwähnten Schritte erhaltene optoelektronische Pakkungssubstrat wies eine ausgezeichnete Transparenz auf, und die Filme beziehungsweise Folien blätterten sogar unter Reibung nicht ab.
Die Leitfähigkeit der Metalldraht-Anteile des erhaltenen Substrats wurde als 7 × 10⁵ S/cm gemessen. Darüber hinaus wurde die Adhäsionsfestigkeit beziehungsweise Haftkraft der Metalldraht-Anteile durch eine Haftfestigkeitsmessung gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Haftkraft 0,9 kgf/cm oder mehr betrug.
Darüber hinaus wurde die spezifische Induktionskapazität der oberen Verkleidungsschicht durch ein Kondensatorverfahren gemessen, wobei gefunden wurde, dass sie 2,8 bei 1 MHz betrug und der Film eine niedrige Dielektrizitätskonstante aufwies. Auf der anderen Seite wurde die spezifische Induktionskapazität des mit dem dielektrischen Material dotieren Teils als 50 gemessen.
Ebenso wurde der Wellenleiterverlust des optischen Wellenleiters durch eine Cutbackmethode gemessen, wobei gefunden wurde, dass der Wellenleiterverlust ungefähr 0,08 dB/cm bei Licht mit einer Wellenlänge von 1.550 nm betrug, und bestätigt wurde, dass der Verlust des optischen Wellenleiters extrem niedrig war.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein optoelektronisches Packungssubstrat mit einer optischen Leitung und einem elektrischen Draht mit einer ausgezeichneten Mustergebungspräzision und einer ausgezeichneten Flachheit beziehungsweise Glattheit sowie einer Wärmebeständigkeit erhalten werden. Folglich kann das Substrat in einem breiten Bereich in Elektro-, Elektronik- und Kommunikationsgebieten eingesetzt werden, und ist besonders nützlich als Mehrschichtsubstrat sowie als Substrat für integrierte Schaltungen. Das Substrat kann ebenso auf ein Halbleitermultichip-Modul, ein optisch gedrucktes/bedrucktes Substrat und ähnliches aufgetragen werden.

Claims

Optoelektronisches Packungssubstrat, umfassend eine optische Leitung mit einem optischen Wellenleiter/Hohlleiter und eine elektrischen Leitung aus Metalldraht, worin der optische Wellenleiter aufgebaut ist aus einer Kernschicht,. einer Seitenflächenverkleidungsschicht, gebildet in dem Seitenumfang der Kernschicht, einer oberen Verkleidungsschicht, gebildet auf der oberen Seite der Kernschicht und der Seitenflächenverkleidungsschicht, und einer unteren Verkleidungsschicht, gebildet auf der unteren Seite der Kernschicht und der Seitenflächenverkleidungsschicht; der Metalldraht mindestens an einer der Seitenflächenverkleidungsschicht, der oberen Verkleidungsschicht und der unteren Verkleidungsschicht gebildet ist; und die Kernschicht, die Seitenflächenverkleidungsschicht und die Verkleidungsschicht, welche den Metalldraht trägt, aus einer Schicht aus einem Silicium-basierten Material eines Polysilans vom verzweigten Typ, gemischt mit einer Silikon-Verbindung, hergestellt sind.
Optoelektronisches Packungssubstrat gemäß Anspruch 1, worin die Kernschicht und die Seitenflächenverkleidungsschicht durch selektives Belichten des Bereichs, welcher der Seitenflächenverkleidungsschicht in der Schicht aus dem Silicium-basierten Material entspricht, gebildet sind, so daß der Brechungsindex in dem Bereich niedriger als der in dem Bereich, welcher der Kernschicht entspricht, ist.
Optoelektronisches Packungssubstrat nach Anspruch 1 oder 2, worin der Metalldraht durch Absetzen eines Metalls auf einer Verkleidungsschicht durch stromloses Abscheiden gebildet ist.
Optoelektronisches Packungssubstrat nach Anspruch 3, worin der Metalldraht durch selektives Belichten eines Bereichs unter Bildung des Metalldrahts darin, Adsorbieren eines Metalls mit einem niedrigeren Normalpotential als das des Metalls, welches durch stromloses Abscheiden in dem Bereich abgesetzt wird, und anschließendes Absetzen des Metalls in dem Bereich durch stromloses Abscheiden gebildet ist.
Optoelektronisches Packungssubstrat nach Anspruch 4, worin der Metalldraht durch Bilden einer Aussparung/Ausnehmung durch Entwickeln und Ätzen des selektiv belichteten Teils und durch Absetzen eines Metalls in der Aussparung/Ausnehmung durch stromloses Abscheiden gebildet ist.
Optoelektronisches Packungssubstrat nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, worin ein mit einem dielektrischen Material dotierter Teil, welcher ein Metalloxid mit einer hohen Dielektrizitätskonstante adsorbiert, in mindestens einer der Seitenflächenverkleidungsschicht, der oberen Verkleidungsschicht und der unteren Verkleidungsschicht gebildet ist, und die Verkleidungsschicht, welche den mit dem dielektrischen Material dotierten Teil darin aufweist, eine Schicht eines Silicium-basierten Materials eines Polysilans vom verzweigten Typ, gemischt mit einer Silikon-Verbindung, darstellt.
Optoelektronisches Packungssubstrat nach Anspruch 6, worin der mit dem dielektrischen Material dotierte Teil durch selektives Belichten des Bereichs unter Bildung des mit dem dielektrischen Material dotierten Teils darin und Adsorbieren des Metalloxids selektiv in dem Bereich gebildet ist.
Optoelektronisches Packungssubstrat nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die Silicium-basierte Materialschicht weiterhin ein photoempfindliches säurebildendes Mittel enthält.
Optoelektronisches Packungssubstrat nach Anspruch 8, worin 1 bis 5,5 Gew.-% des photoempfindlichen säurebildenden Mittels in dem Polysilan enthalten sind.
Optoelektronisches Packungssubstrat nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, worin die Silicium-basierte Materialschicht weiterhin ein Peroxid enthält.
Optoelektronisches Packungssubstrat nach Anspruch 10, worin 1 bis 10 Gew.-% Peroxid in dem Polysilan enthalten sind.
Optoelektronisches Packungssubstrat nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, worin 40 bis 90 Gew.-% Silikon-Verbindung in dem Polysilan in der Silicium-basierten Materialschicht enthalten sind.
Optoelektronisches Packungssubstrat nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, worin die untere Verkleidungsschicht auf einem Substrat oder einem Blatt, hergestellt aus einem Halbleiter, Glas, einem magnetischen Körper, einem Kunststoff oder einem von deren Verbundmaterialien gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Packungssubstrats, wie in mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13 definiert, worin das Verfahren die Schritte des Bildens einer Schicht aus einem Silicium-basierten Material eines Polysilans vom verzweigten Typ, gemischt mit einer Silikon-Verbindung, auf einer unteren Verkleidungsschicht; Belichten eines ausgewählten Teils der Schicht aus dem Silicium-basierten Material, so daß der belichtete Teil eine Seitenflächenverkleidungsschicht und der unbelichtete Teil eine Kernschicht wird; Bilden einer oberen Verkleidungsschicht auf der Seitenflächenverkleidungsschicht und der Kernschicht; und Bilden eines Metalldrahts mit einem vorgeschriebenen Muster durch Absetzen eines Metalls auf mindestens einer der unteren Verkleidungsschicht, der Seitenflächenverkleidungsschicht und der oberen Verkleidungsschicht durch stromloses Abscheiden nach Bildung der Verkleidungsschicht und vor Bildung einer weiteren Schicht darauf einschließt.
Verfahren nach Anspruch 14, worin der Metalldraht durch selektives Belichten eines Bereichs unter Bildung des Metalldrahts darauf, selektives Adsorbieren eines Metalls mit einem niedrigeren Normalpotential als das eines Metalls, welches durch stromloses Abscheiden in dem Bereich abgesetzt wird, und anschließendes Absetzen des Metalls selektiv in dem Bereich durch stromloses Abscheiden gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 15, worin der Metalldraht durch Bilden einer Aussparung durch Entwickeln und Ätzen des selektiv belichteten Teils durch Verwendung eines organischen Lösungsmittels oder einer alkalischen Lösung und Absetzen. eines Metalls in der Aussparung durch stromloses Abscheiden gebildet wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 16, worin das Verfahren weiterhin einen Schritt der Bildung eines dielektrischen Material dotierten Teils einschließt, wobei ein Metalloxid mit einer hohen Dielektrizitätskonstante in mindestens einer der unteren Verkleidungsschicht, der Seitenflächenverkleidungsschicht und der oberen Verkleidungsschicht nach Bildung der Verkleidungsschicht und vor der Bildung der anderen Schicht darauf adsorbiert wird.
Verfahren nach Anspruch 17, worin der mit dem dielektrischen Material ' dotierte Teil durch selektives Belichten eines Bereichs unter Bildung des mit dem dielektrischen Material dotierten Teils darauf und selektives Adsorbieren eines Metalloxids in dem Bereich gebildet wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 14 bis 18, worin das Verfahren weiterhin einen Schritt der Bildung der unteren Verkleidungsschicht auf einem Substrat oder einem Blatt eines Halbleiters, Glas, einem magnetischen Körper, Kunststoff oder einem von deren Verbundmaterialien einschließt.