JP2001100055A - 光導波路及び光導波路の製造方法 - Google Patents
光導波路及び光導波路の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体素子搭載部を有するポリマ導波路基板
の量産性の優れた製造方法を提供する。 【解決手段】 ポリマ導波路と基板の密着性を向上する
ための接着層を導波路部のみに設けた後に、基板全面に
ポリマ導波路を作製する。搭載部と導波路部の境界のポ
リマ層を切断し、搭載部の不要なポリマを剥離・除去し
て除去する。
の量産性の優れた製造方法を提供する。 【解決手段】 ポリマ導波路と基板の密着性を向上する
ための接着層を導波路部のみに設けた後に、基板全面に
ポリマ導波路を作製する。搭載部と導波路部の境界のポ
リマ層を切断し、搭載部の不要なポリマを剥離・除去し
て除去する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光導波路基板の製造
方法等に関し、特に光通信用光モジュールで用いるポリ
マ光導波路基板の製造方法等に係る。
方法等に関し、特に光通信用光モジュールで用いるポリ
マ光導波路基板の製造方法等に係る。
【０００２】
【従来の技術】近年、通信用光部品の高機能化・小型化
・低コスト化を目的に石英光導波路を用いた光部品が検
討されており、光スプリッタやアレイ回折格子型波長合
分波器などが既に実用化されいる。更に、石英導波路基
板に半導体レーザや受光素子などの半導体光素子をハイ
ブリッド実装することによって小型・低コストな光送受
信モジュールが実現されている。一方、導波路を構成す
る材料としては石英の他にポリマも検討されている。ポ
リマ導波路はスピン塗布法によって成膜できるので、石
英導波路に比べて生産性が高く、低コストで導波路基板
を作製できる。従って、ポリマ導波路基板に半導体光素
子をハイブリッド実装することによってより低コストで
光モジュールを実現できる。ポリマ導波路に半導体レー
ザや受光素子を搭載した例としては、電子情報通信学会
技術研究報告EMD99-24,pp.7-12(1999年8月)などが挙げ
られる。ここでは以下の作製プロセスでポリマ導波路基
板および光モジュールが作製されている。（１）酸化膜
付きのシリコン基板に電極を形成し、その上にポリマ導
波路をスピンコート法により作製する。（２）酸素ガス
を用いたドライエッチングを用いて素子搭載部のポリマ
導波路を基板から完全に除去して電極を露出させる。
（３）電極上に半導体レーザや受光素子を半田を用いて
実装する。
・低コスト化を目的に石英光導波路を用いた光部品が検
討されており、光スプリッタやアレイ回折格子型波長合
分波器などが既に実用化されいる。更に、石英導波路基
板に半導体レーザや受光素子などの半導体光素子をハイ
ブリッド実装することによって小型・低コストな光送受
信モジュールが実現されている。一方、導波路を構成す
る材料としては石英の他にポリマも検討されている。ポ
リマ導波路はスピン塗布法によって成膜できるので、石
英導波路に比べて生産性が高く、低コストで導波路基板
を作製できる。従って、ポリマ導波路基板に半導体光素
子をハイブリッド実装することによってより低コストで
光モジュールを実現できる。ポリマ導波路に半導体レー
ザや受光素子を搭載した例としては、電子情報通信学会
技術研究報告EMD99-24,pp.7-12(1999年8月)などが挙げ
られる。ここでは以下の作製プロセスでポリマ導波路基
板および光モジュールが作製されている。（１）酸化膜
付きのシリコン基板に電極を形成し、その上にポリマ導
波路をスピンコート法により作製する。（２）酸素ガス
を用いたドライエッチングを用いて素子搭載部のポリマ
導波路を基板から完全に除去して電極を露出させる。
（３）電極上に半導体レーザや受光素子を半田を用いて
実装する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記作
製プロセスの（２）の工程でドライエッチングによりポ
リマ層を除去する際には以下の課題がある。まず、除去
するポリマ層は20乃至30μｍと極めて厚いためにエッチ
ング時間は少なくとも１時間以上になり、量産性・コス
トの点で課題がある。またエッチングの際に使用するマ
スクには高い選択比が要求されると同時にエッチング後
に露出する電極、酸化膜、ポリマのいずれにもダメージ
を与えない手法によって除去する必要があるためにマス
ク材料の選択が難しいという課題がある。また、このよ
うに深いエッチングを行うと、スパッタされたマスクや
チャンバから発生する異物等によりエッチング面に荒れ
が発生し、露出する電極にも凸凹や異物が残って素子の
半田接合に支障が発生するという問題もある。本発明の
目的は、上記問題点を改善することが可能な新たなポリ
マ導波路基板の製造方法等を提供することにある。
製プロセスの（２）の工程でドライエッチングによりポ
リマ層を除去する際には以下の課題がある。まず、除去
するポリマ層は20乃至30μｍと極めて厚いためにエッチ
ング時間は少なくとも１時間以上になり、量産性・コス
トの点で課題がある。またエッチングの際に使用するマ
スクには高い選択比が要求されると同時にエッチング後
に露出する電極、酸化膜、ポリマのいずれにもダメージ
を与えない手法によって除去する必要があるためにマス
ク材料の選択が難しいという課題がある。また、このよ
うに深いエッチングを行うと、スパッタされたマスクや
チャンバから発生する異物等によりエッチング面に荒れ
が発生し、露出する電極にも凸凹や異物が残って素子の
半田接合に支障が発生するという問題もある。本発明の
目的は、上記問題点を改善することが可能な新たなポリ
マ導波路基板の製造方法等を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は以下に示す方
法を用いてポリマ導波路基板を作製することによって解
決される。
法を用いてポリマ導波路基板を作製することによって解
決される。
【０００５】（１）半導体体素子を搭載する搭載部に電
極を設ける。 （２）ポリマ光導波路を残す導波路部のみにポリマ光導
波路と基板との密着性を向上する接着層を設ける。 （３）基板全面にポリマ光導波路を作製する。 （４）ダイシング装置により搭載部と導波路部の境界部
のポリマ層を切断する。
極を設ける。 （２）ポリマ光導波路を残す導波路部のみにポリマ光導
波路と基板との密着性を向上する接着層を設ける。 （３）基板全面にポリマ光導波路を作製する。 （４）ダイシング装置により搭載部と導波路部の境界部
のポリマ層を切断する。
【０００６】（５）搭載部の不要なポリマ層を剥離・除
去して電極を露出する。
去して電極を露出する。
【０００７】基板としてはシリコン基板、酸化シリコン
膜を有するシリコン基板、ガラス基板、セラミック基板
を用いることができる。ポリマ導波路を構成するポリマ
層として最下層がフッ素を含有するポリマを用いること
で搭載部のポリマ層の剥離がより容易になる。フッ素を
含有するポリマとしてはフッ素化ポリイミドが挙げられ
る。接着層としてはポリイミドシリコン樹脂、フッ素を
含有しないポリイミド樹脂、有機アルミニウム化合物、
有機ジルコニア化合物、有機チタン化合物のいずれかま
たはその組み合わせを用いることができる。
膜を有するシリコン基板、ガラス基板、セラミック基板
を用いることができる。ポリマ導波路を構成するポリマ
層として最下層がフッ素を含有するポリマを用いること
で搭載部のポリマ層の剥離がより容易になる。フッ素を
含有するポリマとしてはフッ素化ポリイミドが挙げられ
る。接着層としてはポリイミドシリコン樹脂、フッ素を
含有しないポリイミド樹脂、有機アルミニウム化合物、
有機ジルコニア化合物、有機チタン化合物のいずれかま
たはその組み合わせを用いることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】一般にポリマ材料はシリコンや酸
化シリコンなどとの接着性が悪いために、無機基板上に
ポリマ導波路を作製する際には、導波路と基板との間に
何らかの接着層が設けられる。特にフッ素を含む光学用
ポリマ（例えばフッ素化ポリイミド）は基板との密着性
が極めて悪いために、これを改善する接着層が特に検討
されている。接着層としては、特開平7-174930号公報に
は有機ジルコニア化合物を用いることで、WO98/37455号
公報にはフッ素を含まないポリイミドやポリイミドシリ
コン樹脂を用いることでそれぞれ実用上十分な接着強度
が得られることが示されている。本発明では、このよう
に接着層の有無によってポリマ（特にフッ素を含むポリ
マ）と基板との接着強度をコントロールできることに着
眼した。
化シリコンなどとの接着性が悪いために、無機基板上に
ポリマ導波路を作製する際には、導波路と基板との間に
何らかの接着層が設けられる。特にフッ素を含む光学用
ポリマ（例えばフッ素化ポリイミド）は基板との密着性
が極めて悪いために、これを改善する接着層が特に検討
されている。接着層としては、特開平7-174930号公報に
は有機ジルコニア化合物を用いることで、WO98/37455号
公報にはフッ素を含まないポリイミドやポリイミドシリ
コン樹脂を用いることでそれぞれ実用上十分な接着強度
が得られることが示されている。本発明では、このよう
に接着層の有無によってポリマ（特にフッ素を含むポリ
マ）と基板との接着強度をコントロールできることに着
眼した。
【０００９】以下、本発明の骨子についてまず説明す
る。図１は本発明に係るポリマ導波路基板に半導体光素
子を搭載した光モジュールであり、図２は同モジュール
で使用しているポリマ導波路基板の作製プロセスのうち
特にウエハプロセスの部分を説明する図である。同ポリ
マ導波路基板は以下の製造プロセスで作製した。酸化シ
リコン膜２を設けたシリコン基板１に半導体素子を搭載
するための電極３を設ける（図２（ａ））。次に、ポリ
マ導波路の下部クラッド層と基板との密着性を向上する
ための接着層４を導波路部にのみ設ける（または素子搭
載部以外に接着層４を設けるか、または素子搭載部には
接着層４を設けず、他の部分には接着層４を設ける。）
（図２（ｂ））。ワニスを塗布・ベークして基板全面に
ポリマから成る下部クラッド層５、コア層６を設け、コ
ア層６をエッチング等の手法で導波路パターンに加工す
る（図２（ｃ））。再びワニスを塗布・ベークして上部
クラッド層７を設ける（図２（ｄ））。ダイシング装置
によって導波路部と搭載部の境界に溝８を作製し、境界
部のポリマ層（下部クラッド層５、コア層６、上部クラ
ッド層７）を切断する（図２（ｅ））。搭載部は接着層
が存在しないために容易に剥離して電極や酸化膜が露出
する（図２（ｆ））。ここで特に下部クラッド層５にフ
ッ素の入った光学ポリマを使用すれば、基板との剥離は
特に容易に起こる。一方、導波路部は接着層を有するた
めにポリマが基板から剥離すること無く長期に渡って実
用上十分な接着強度を維持する。その後、ウエハを切断
してチップに分割してポリマ導波路基板を完成する。作
製した導波路基板の搭載部に半導体レーザや導波路型受
光素子などの半導体光素子９をポリマ導波路と光結合す
るようにアライメントし、金錫半田などにより電極３に
固定する。導波路端面に光ファイバを接着して光モジュ
ールを完成する。接着層の例としては、ジルコニアやア
ルミニウム、チタン等を含むキレートやエステルの溶液
を塗布・ベークして得られる有機金属化合物、ポリイミ
ドなどのフッ素を含有しないポリマ、ポリイミドシリコ
ン樹脂などのシリコンを含有し密着性を向上したポリ
マ、あるいはそれらの組み合わせによる多層膜などが挙
げられる。ダイシングによって境界部のポリマ層を切断
する工程では、使用する砥石に含まれるダイヤモンドの
粒系やボンド剤を適当に選択することによって導波路端
面の凹凸を十分に小さく（＜0.2μm）することができ、
従って半導体素子と導波路の光結合を散乱損失が小さく
実現できる。また境界面のポリマ層を切断する方法とし
ては、ダイシング以外にカッタなどの方法も考えられ
る。また、ドライエッチングによって境界部のみをエッ
チングすることも考えられる。この場合、マスク材料の
選択が難しいことやプロセス時間が長くなると言った課
題は残るが、従来の方法と違って電極の直上をエッチン
グしないので、電極に異物が付着したり凸凹になって素
子搭載に支障が出るという問題は無い。また、ダイシン
グを用いる場合には、導波路部と搭載部の境界線がウエ
ハ上で直線状に並んでいる必要があるが、カッタやドラ
イエッチングを用いた場合には境界線が曲がっていたり
途切れていても作製できるという利点がある。以下に各
実施例に対して具体的に述べる。
る。図１は本発明に係るポリマ導波路基板に半導体光素
子を搭載した光モジュールであり、図２は同モジュール
で使用しているポリマ導波路基板の作製プロセスのうち
特にウエハプロセスの部分を説明する図である。同ポリ
マ導波路基板は以下の製造プロセスで作製した。酸化シ
リコン膜２を設けたシリコン基板１に半導体素子を搭載
するための電極３を設ける（図２（ａ））。次に、ポリ
マ導波路の下部クラッド層と基板との密着性を向上する
ための接着層４を導波路部にのみ設ける（または素子搭
載部以外に接着層４を設けるか、または素子搭載部には
接着層４を設けず、他の部分には接着層４を設ける。）
（図２（ｂ））。ワニスを塗布・ベークして基板全面に
ポリマから成る下部クラッド層５、コア層６を設け、コ
ア層６をエッチング等の手法で導波路パターンに加工す
る（図２（ｃ））。再びワニスを塗布・ベークして上部
クラッド層７を設ける（図２（ｄ））。ダイシング装置
によって導波路部と搭載部の境界に溝８を作製し、境界
部のポリマ層（下部クラッド層５、コア層６、上部クラ
ッド層７）を切断する（図２（ｅ））。搭載部は接着層
が存在しないために容易に剥離して電極や酸化膜が露出
する（図２（ｆ））。ここで特に下部クラッド層５にフ
ッ素の入った光学ポリマを使用すれば、基板との剥離は
特に容易に起こる。一方、導波路部は接着層を有するた
めにポリマが基板から剥離すること無く長期に渡って実
用上十分な接着強度を維持する。その後、ウエハを切断
してチップに分割してポリマ導波路基板を完成する。作
製した導波路基板の搭載部に半導体レーザや導波路型受
光素子などの半導体光素子９をポリマ導波路と光結合す
るようにアライメントし、金錫半田などにより電極３に
固定する。導波路端面に光ファイバを接着して光モジュ
ールを完成する。接着層の例としては、ジルコニアやア
ルミニウム、チタン等を含むキレートやエステルの溶液
を塗布・ベークして得られる有機金属化合物、ポリイミ
ドなどのフッ素を含有しないポリマ、ポリイミドシリコ
ン樹脂などのシリコンを含有し密着性を向上したポリ
マ、あるいはそれらの組み合わせによる多層膜などが挙
げられる。ダイシングによって境界部のポリマ層を切断
する工程では、使用する砥石に含まれるダイヤモンドの
粒系やボンド剤を適当に選択することによって導波路端
面の凹凸を十分に小さく（＜0.2μm）することができ、
従って半導体素子と導波路の光結合を散乱損失が小さく
実現できる。また境界面のポリマ層を切断する方法とし
ては、ダイシング以外にカッタなどの方法も考えられ
る。また、ドライエッチングによって境界部のみをエッ
チングすることも考えられる。この場合、マスク材料の
選択が難しいことやプロセス時間が長くなると言った課
題は残るが、従来の方法と違って電極の直上をエッチン
グしないので、電極に異物が付着したり凸凹になって素
子搭載に支障が出るという問題は無い。また、ダイシン
グを用いる場合には、導波路部と搭載部の境界線がウエ
ハ上で直線状に並んでいる必要があるが、カッタやドラ
イエッチングを用いた場合には境界線が曲がっていたり
途切れていても作製できるという利点がある。以下に各
実施例に対して具体的に述べる。
【００１０】本発明による光送信モジュール（図１）の
具体的実施の方法を述べる。熱酸化膜２（厚さ１μm）
を設けたシリコン基板１上にTi/Au電極３を作製する。
ワニスを塗布ベークしてポリイミドシリコン樹脂からな
る接着層４（厚さ0.5μm）を基板全面に設ける。次に酸
素の反応性イオンエッチング（RIE）により素子搭載部
の接着層を除去する。２種類のフッ素化ポリイミドのワ
ニスを順次塗布・ベークして、下部クラッド層５（厚さ
5μm）とコア層６（厚さ6μm）を設ける。次にコア層の
不要部分をRIEにより除去してコア層を導波路形状（幅6
μm）に加工する。再びフッ素化ポリイミドワニスを塗
布・ベークして上部クラッド層７（厚さ15μm）を設け
る。ここでクラッド層とコア層の屈折率差は0.6%となる
ようにフッ素化ポリイミド材料を選択した。次に、ダイ
シング装置を用いて導波路領域と搭載領域の境界をシリ
コン基板の途中まで切断、溝入れした。ここでダイシン
グに用いた砥石の幅は20μmであり、シリコン基板に約1
00μmの深さで溝入れを行った。フッ素化ポリイミドは
基板との密着性が極めて悪く、膜に残留する伸張応力も
極めて大きいために接着層の無い搭載部のポリマ層はダ
イシング直後に酸化シリコン膜や電極から自然に剥離
し、清浄な電極と酸化シリコン膜が現れた。一方、接着
層を有する導波路部のポリマ光導波路は基板と十分な密
着性を持ち剥離しなかった。次に半導体レーザ９を光導
波路に高効率で光結合するようにアライメントし、電極
３にAuSn半田を用いて接合した。また反対の導波路端面
に光ファイバを調芯し接着固定した。半導体レーザに20
mAの電流を流したところ、ファイバ端で光出力0.5mWが
得られた。ここでは、接着層としてポリイミドシリコン
樹脂を用いた場合について特に述べたが、アルミニウ
ム、チタン、ジルコニウムなどのを含むキレートやエス
テルを塗布・ベークして得られる有機アルミニウム化合
物、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物などの
他の有機金属化合物を接着層に用いても同様に実施でき
る。この時、接着層をエッチングする手法としては、例
えばフッ酸水溶液によるウエットエッチングなどを使用
できる。さらに、該有機金属化合物を形成した後にポリ
イミドシリコン樹脂またはフッ素を含まないポリイミド
樹脂を形成した２層構成の膜を接着層に用いても同様に
実施することができる。
具体的実施の方法を述べる。熱酸化膜２（厚さ１μm）
を設けたシリコン基板１上にTi/Au電極３を作製する。
ワニスを塗布ベークしてポリイミドシリコン樹脂からな
る接着層４（厚さ0.5μm）を基板全面に設ける。次に酸
素の反応性イオンエッチング（RIE）により素子搭載部
の接着層を除去する。２種類のフッ素化ポリイミドのワ
ニスを順次塗布・ベークして、下部クラッド層５（厚さ
5μm）とコア層６（厚さ6μm）を設ける。次にコア層の
不要部分をRIEにより除去してコア層を導波路形状（幅6
μm）に加工する。再びフッ素化ポリイミドワニスを塗
布・ベークして上部クラッド層７（厚さ15μm）を設け
る。ここでクラッド層とコア層の屈折率差は0.6%となる
ようにフッ素化ポリイミド材料を選択した。次に、ダイ
シング装置を用いて導波路領域と搭載領域の境界をシリ
コン基板の途中まで切断、溝入れした。ここでダイシン
グに用いた砥石の幅は20μmであり、シリコン基板に約1
00μmの深さで溝入れを行った。フッ素化ポリイミドは
基板との密着性が極めて悪く、膜に残留する伸張応力も
極めて大きいために接着層の無い搭載部のポリマ層はダ
イシング直後に酸化シリコン膜や電極から自然に剥離
し、清浄な電極と酸化シリコン膜が現れた。一方、接着
層を有する導波路部のポリマ光導波路は基板と十分な密
着性を持ち剥離しなかった。次に半導体レーザ９を光導
波路に高効率で光結合するようにアライメントし、電極
３にAuSn半田を用いて接合した。また反対の導波路端面
に光ファイバを調芯し接着固定した。半導体レーザに20
mAの電流を流したところ、ファイバ端で光出力0.5mWが
得られた。ここでは、接着層としてポリイミドシリコン
樹脂を用いた場合について特に述べたが、アルミニウ
ム、チタン、ジルコニウムなどのを含むキレートやエス
テルを塗布・ベークして得られる有機アルミニウム化合
物、有機チタン化合物、有機ジルコニウム化合物などの
他の有機金属化合物を接着層に用いても同様に実施でき
る。この時、接着層をエッチングする手法としては、例
えばフッ酸水溶液によるウエットエッチングなどを使用
できる。さらに、該有機金属化合物を形成した後にポリ
イミドシリコン樹脂またはフッ素を含まないポリイミド
樹脂を形成した２層構成の膜を接着層に用いても同様に
実施することができる。
【００１１】次に、本発明による光受信モジュール（図
３）の具体的実施の方法を説明する。熱酸化シリコン膜
（2μm）２を設けたシリコン基板１上にTi/Au電極３を
作製する。次に、アルミニウムを含むキレート溶液を塗
布・ベークすることにより、有機アルミニウム化合物
（厚さ200Å）を形成する。さらにフッ素を含まないポ
リイミドのワニスを塗布ベークして、有機金属酸化物と
ポリイミドからなる接着層４（厚さ0.5μm）を設ける。
次に、素子搭載部の接着層を酸素とフッ素系ガスを用い
たRIEにより除去する。２種類のフッ素化ポリイミドの
ワニスを順次塗布・ベークして、下部クラッド層５（厚
さ5μm）とコア層６（厚さ6μm）を設ける。次にコア層
６の不要部分をRIEにより除去して幅6μmの導波路形状
に加工する。再びフッ素化ポリイミドワニスを塗布・ベ
ークして上部クラッド層７（厚さ15μm）を設ける。こ
こでクラッド層とコア層の屈折率差は0.6%となるように
フッ素化ポリイミド材料を選択した。ダイシングソーを
用いて、導波路領域と搭載領域の境界をシリコン基板の
途中まで切断して溝８を形成した。ここでダイシングに
用いた砥石の幅は40μmであり、シリコン基板に約100μ
mの深さまで溝入れを行った。フッ素化ポリイミドは基
板との密着性が極めて悪く膜に残留する伸張応力も極め
て大きいために、接着層のない搭載部のポリマ層はダイ
シング直後に酸化シリコン膜や電極から自然に剥離し
て、清浄な電極と酸化シリコン膜が現れた。一方、接着
層を有する導波路部のポリマ光導波路は基板と十分な密
着性を持ち全く剥離しなかった。次に、導波路型受光素
子９とプリアンプIC１０をそれぞれの電極に半田で実装
してワイヤボンド１１にて両者を接続した。また反対の
導波路端面には光ファイバを接着し、パッケージに収納
した。作製した光モジュールは150Mbit/sで-36dBmの受
信感度を持ち正常に動作した。このように搭載部に実装
する半導体素子は、光素子ではなく半導体集積回路（I
C）であっても良い。また、本実施例は接着層としてア
ルミニウムキレートをベークして得られる有機アルミニ
ウム化合物とフッ素を含まないポリイミドの２層膜の組
み合わせについて特に説明したが、有機チタン化合物や
有機ジルコニウム化合物などその他の有機金属化合物を
用いても同様に実施できる。
３）の具体的実施の方法を説明する。熱酸化シリコン膜
（2μm）２を設けたシリコン基板１上にTi/Au電極３を
作製する。次に、アルミニウムを含むキレート溶液を塗
布・ベークすることにより、有機アルミニウム化合物
（厚さ200Å）を形成する。さらにフッ素を含まないポ
リイミドのワニスを塗布ベークして、有機金属酸化物と
ポリイミドからなる接着層４（厚さ0.5μm）を設ける。
次に、素子搭載部の接着層を酸素とフッ素系ガスを用い
たRIEにより除去する。２種類のフッ素化ポリイミドの
ワニスを順次塗布・ベークして、下部クラッド層５（厚
さ5μm）とコア層６（厚さ6μm）を設ける。次にコア層
６の不要部分をRIEにより除去して幅6μmの導波路形状
に加工する。再びフッ素化ポリイミドワニスを塗布・ベ
ークして上部クラッド層７（厚さ15μm）を設ける。こ
こでクラッド層とコア層の屈折率差は0.6%となるように
フッ素化ポリイミド材料を選択した。ダイシングソーを
用いて、導波路領域と搭載領域の境界をシリコン基板の
途中まで切断して溝８を形成した。ここでダイシングに
用いた砥石の幅は40μmであり、シリコン基板に約100μ
mの深さまで溝入れを行った。フッ素化ポリイミドは基
板との密着性が極めて悪く膜に残留する伸張応力も極め
て大きいために、接着層のない搭載部のポリマ層はダイ
シング直後に酸化シリコン膜や電極から自然に剥離し
て、清浄な電極と酸化シリコン膜が現れた。一方、接着
層を有する導波路部のポリマ光導波路は基板と十分な密
着性を持ち全く剥離しなかった。次に、導波路型受光素
子９とプリアンプIC１０をそれぞれの電極に半田で実装
してワイヤボンド１１にて両者を接続した。また反対の
導波路端面には光ファイバを接着し、パッケージに収納
した。作製した光モジュールは150Mbit/sで-36dBmの受
信感度を持ち正常に動作した。このように搭載部に実装
する半導体素子は、光素子ではなく半導体集積回路（I
C）であっても良い。また、本実施例は接着層としてア
ルミニウムキレートをベークして得られる有機アルミニ
ウム化合物とフッ素を含まないポリイミドの２層膜の組
み合わせについて特に説明したが、有機チタン化合物や
有機ジルコニウム化合物などその他の有機金属化合物を
用いても同様に実施できる。
【００１２】また、上記２つの実施例は、単純な直線導
波路を持つポリマ光導波路基板について特に説明した
が、直線導波路に代わってY分岐、スプリッタ、方向性
結合器、波長合分波器などのポリマ光導波路回路を有す
るポリマ導波路基板に対しても同様に実施可能である。
また、搭載する半導体光素子も半導体レーザ、受光素
子、半導体光アンプ、半導体光変調器などの内いずれか
または複数の組合せでにすることで、光送受信モジュー
ル、波長多重送信モジュール、波長多重受信モジュー
ル、光スイッチなどのさまざまな機能を有するモジュー
ルを本発明により実施可能である。基板としては酸化シ
リコン膜を有するシリコン基板について特に説明した
が、酸化膜の無いシリコン基板、ガラス基板、セラミッ
ク基板など有機膜との接着性が悪い無機材料を表面層と
する基板全てに対して同様に実施可能なことはいうまで
もない。また、ポリマ導波路が埋込型の構造を持つ場合
について特に説明したが、リッジ型やその他の構造の場
合についても同様に実施可能である。
波路を持つポリマ光導波路基板について特に説明した
が、直線導波路に代わってY分岐、スプリッタ、方向性
結合器、波長合分波器などのポリマ光導波路回路を有す
るポリマ導波路基板に対しても同様に実施可能である。
また、搭載する半導体光素子も半導体レーザ、受光素
子、半導体光アンプ、半導体光変調器などの内いずれか
または複数の組合せでにすることで、光送受信モジュー
ル、波長多重送信モジュール、波長多重受信モジュー
ル、光スイッチなどのさまざまな機能を有するモジュー
ルを本発明により実施可能である。基板としては酸化シ
リコン膜を有するシリコン基板について特に説明した
が、酸化膜の無いシリコン基板、ガラス基板、セラミッ
ク基板など有機膜との接着性が悪い無機材料を表面層と
する基板全てに対して同様に実施可能なことはいうまで
もない。また、ポリマ導波路が埋込型の構造を持つ場合
について特に説明したが、リッジ型やその他の構造の場
合についても同様に実施可能である。
【００１３】
【発明の効果】本発明によって、量産性が優れたポリマ
導波路基板を提供することが可能となり、光モジュール
の一層の低コスト化が達成できる。
導波路基板を提供することが可能となり、光モジュール
の一層の低コスト化が達成できる。
【図１】本発明に係るポリマ光導波路基板を用いた光モ
ジュールの斜視図。
ジュールの斜視図。
【図２】本発明に係るポリマ光導波路基板の製造方法を
説明する図。
説明する図。
【図３】本発明に係るポリマ光導波路基板を用いたその
他の光モジュールの斜視図。
他の光モジュールの斜視図。
１…シリコン基板、２…酸化シリコン膜、３…電極、４
…接着層、５…下部クラッド層、６…コア層、７…上部
クラッド層、８…ダイシング溝、９…半導体光素子、１
０…半導体集積回路、１１…ワイヤボンド。
…接着層、５…下部クラッド層、６…コア層、７…上部
クラッド層、８…ダイシング溝、９…半導体光素子、１
０…半導体集積回路、１１…ワイヤボンド。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井戸 立身 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 長良 高光 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 木村 忠広 東京都新宿区西新宿２丁目１番１号 日立 化成工業株式会社内 (72)発明者 高橋 亨 東京都新宿区西新宿２丁目１番１号 日立 化成工業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H047 KA03 MA07 PA02 PA24 PA26 PA28 QA05 5F073 BA01 FA22 FA30 5F088 AA01 AB02 BB01 EA06 GA02 GA04 JA11
Claims (15)
- 【請求項１】ポリマ層から構成され又はポリマ層を主体
に構成された光導波路を持つ第１の領域と前記光導波路
を持たない第２の領域を同一基板上に有するポリマ導波
路基板の製造方法であって、基板表面に光導波路を構成
するための前記ポリマ層の面と基板との密着性または接
着性を向上するための接着層を前記第１の領域には設
け、前記第２の領域には設けず、前記第１の領域に前記
接着層を設けた後に、前記ポリマ層を基板全面に形成す
る工程を用いて光導波路を作製し、第１の領域と第２の
領域との境界の前記ポリマ層を切断して、前記第２の領
域の前記ポリマ層を前記基板から剥離・除去する工程を
有することを特徴とするポリマ導波路基板の製造方法。 - 【請求項２】前記第２の領域に半導体素子を実装するた
めの電極を有する前記ポリマ導波路基板の製造方法であ
って、接着層を形成する前に前記電極を前記基板上に作
製することを特徴とする請求項１記載のポリマ導波路基
板の製造方法。 - 【請求項３】前記ポリマ層切断にダイシング装置を使用
し、且つ前記ダイシング装置で形成する溝の底面が前記
基板にまで達していることを特徴とする請求項１記載の
ポリマ導波路基板の製造方法。 - 【請求項４】前記基板がシリコン基板、酸化シリコン膜
を有するシリコン基板、ガラス基板、またはセラミック
基板のいずれか一であることを特徴とする請求項１乃至
３のいずれか一に記載のポリマ導波路基板の製造方法。 - 【請求項５】前記導波路を構成する前記ポリマ層の最下
層がフッ素を含有するポリマから成ることを特徴とする
請求項１乃至４のいずれか一に記載のポリマ導波路基板
の製造方法。 - 【請求項６】前記導波路を構成する前記ポリマ層にフッ
素化ポリイミドを用いたことを特徴とする請求項１乃至
５のいずれか一に記載のポリマ導波路基板の製造方法。 - 【請求項７】前記導波路を構成する前記ポリマ層の最下
層にフッ素化ポリイミドを用いる特徴とする請求項５の
いずれか一に記載のポリマ導波路基板の製造方法。 - 【請求項８】前記接着層がポリイミドシリコン樹脂、フ
ッ素を含有しないポリイミド樹脂、有機アルミニウム化
合物、有機ジルコニア化合物、有機チタン化合物のいず
れか一であるか、またはその組み合わせから成ることを
特徴とする請求項１乃至７のいずれか一に記載のポリマ
導波路基板の製造方法。 - 【請求項９】ポリマ層から構成された光導波路を持つ第
１の領域と光導波路を持たない第２の領域とを同一基板
上に有するポリマ導波路基板であって、前記第一の領域
の導波路を構成する最下のポリマ層と前記基板との間に
両者の密着性または接着性を向上するための接着層を有
し、且つ、前記第１の領域と前記第２の領域の境界に前
記基板まで切り込んだ溝を有することを特徴とするポリ
マ導波路基板。 - 【請求項１０】前記第２の領域に半導体素子を実装する
ための電極を有することを特徴とする請求項９記載のポ
リマ導波路基板。 - 【請求項１１】前記基板がシリコン基板、酸化シリコン
膜を有するシリコン基板、ガラス基板、セラミック基板
のいずれか一であることを特徴とする請求項９または１
０のいずれか一に記載のポリマ導波路基板。 - 【請求項１２】前記導波路を構成する前記ポリマ層の最
下層がフッ素を含有するポリマから成ることを特徴とす
る請求項９または１１に記載のポリマ導波路基板。 - 【請求項１３】前記導波路を構成するポリマ層にフッ素
化ポリイミドを用いたことを特徴とする請求項９乃至１
２のいずれか一に記載のポリマ導波路基板。 - 【請求項１４】前記導波路を構成する前記ポリマ層の最
下層にフッ素化ポリイミドを用いた特徴とする請求項１
２記載のポリマ導波路基板。 - 【請求項１５】前記接着層がポリイミドシリコン樹脂、
フッ素を含有しないポリイミド樹脂、有機アルミニウム
化合物、有機ジルコニア化合物、有機チタン化合物のい
ずれか一であるか、またはその組み合わせから成ること
を特徴とする請求項９乃至１４のいずれか一に記載のポ
リマ導波路基板。
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| JP27812999A JP3774598B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | ポリマ導波路基板の製造方法およびポリマ導波路基板 |
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| JP27812999A JP3774598B2 (ja) | 1999-09-30 | 1999-09-30 | ポリマ導波路基板の製造方法およびポリマ導波路基板 |
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|---|---|
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| JP2014186263A (ja) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光導波路素子およびその製造方法 |
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-
2002
- 2002-04-11 US US10/120,185 patent/US6810189B2/en not_active Expired - Fee Related
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