JP2002100758A - 機能ブロックを含む装置およびその製造方法ならびに光伝送装置 - Google Patents

機能ブロックを含む装置およびその製造方法ならびに光伝送装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性が高く、かつより低価格の装置を提供
する。 【解決手段】 本発明の装置１００は、機能ブロック１
２を含む。機能ブロック１２は、基体１０に設けられた
凹部１１に嵌め込まれて形成され、かつ光学素子１４を
含む。機能ブロック１２上の所定の領域には、レンズ形
状部２０が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、機能ブロックを含
む装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【背景技術】近年、電子デバイスの実装方法の一つとし
て、ＦＳＡ(Fluidic Self-Assembly)法を用いた実装方
法が開発された。このＦＳＡ法は、１０〜数百ミクロン
の大きさおよび所定の形状を有する電子デバイス（以
下、「機能デバイス」という）を液体中に分散させ、こ
の機能デバイスとほぼ同じ大きさおよび形状の穴あるい
は嵌合部を含む基体表面にこの液体を流し込み、この機
能デバイスを当該穴あるいは嵌合部に嵌めこむことによ
り、機能デバイスを基体に実装する技術である。ＦＳＡ
法については、たとえば、インフォメーションディスプ
レイ誌（S.Drobac.ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ＤＩＳＰ
ＬＡＹ ＶＯＬ．１１（１９９９）１２〜１６頁）、米
国特許第５，５４５，２９１号明細書、米国特許第５，
７８３，８５６号明細書、米国特許第５，８２４，１８
６号明細書、および米国特許第５，９０４，５４５号明
細書等に開示されている。
【０００３】次に、ＦＳＡ法を用いた半導体装置の実装
工程の一例について簡単に説明する。
【０００４】（１）まず、単結晶シリコンからなり、数
百〜数百万個の電子デバイスを含むウエハを、エッチン
グによって数千〜数百万個の機能ブロックに分割する。
分割により得られる機能ブロックは所定の３次元形状を
有し、各々が所定の機能を有する。また、電子デバイス
は、たとえばトランジスタのように単純な構造のもので
あっても、あるいはＩＣのように複雑な構造を有するで
あってもよい。
【０００５】（２）前述した機能ブロックとは別に、こ
れらの機能ブロックを嵌め込む基体を形成する。この基
体には、打刻やエッチング、あるいはレーザ等を用い
て、機能ブロックを嵌め込むための穴を形成する。この
穴は、機能ブロックの大きさおよび形状に一致するよう
に形成される。
【０００６】（３）次に、前述の工程により形成した機
能ブロックを液体中に分散させ、この分散液を（２）の
工程で形成した基体の表面に流す。この工程により、機
能ブロックは基体表面を通過しながら、基体に設けられ
た穴に落ちて自己整合的に嵌まる。穴に嵌まらなかった
機能ブロックは、分散液中から回収され、クリーニング
された後、同じくクリーニングされた液体中に再度分散
させられ、別の新たな基体表面に流される。以上の工程
が繰り返される間、機能ブロックと分散液は再利用され
続ける。
【０００７】（４）基体に形成された穴に嵌合した機能
ブロックは、一般的なメタライズ法等で電気配線され、
最終的な電気回路の一部として機能する。以上の工程に
より、機能ブロックが半導体装置に実装される。
【０００８】このＦＳＡ法によれば、大量の機能ブロッ
クを一度に基体に実装することができるため、ディスプ
レイなどの装置の低価格化を図ることができ、かつ生産
スピードを向上させることができる。また、あらかじめ
検査により駆動可能な良品のみを機能ブロックとして用
いて実装を行なうことができるため、装置の信頼性を高
めることができる。
【０００９】また、機能ブロックを嵌合するための基体
は、ガラス、プラスチック、シリコン等の様々な材料を
用いることができ、基体に用いる材料の選択の自由度が
高い。同様に、機能ブロックに用いる材料も、シリコ
ン、ゲルマニウム−シリコン、ガリウム−砒素、インジ
ウム−リン等、機能ブロックに必要な機能に合わせて選
択することができる。このように、ＦＳＡ法は電子デバ
イスの実装方法の一つとして、優れた作用および効果が
期待されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】このＦＳＡ法を用いて
製造された機能ブロックを含む装置を、たとえば光学装
置に応用することにより、信頼性が高く、かつ低価格の
半導体装置の開発が求められている。本発明の目的は、
機能ブロックを含む装置およびその製造方法を提供する
ことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】（第１の装置）本発明に
かかる機能ブロックを含む装置は、基体に設けられた凹
部に機能ブロックが配置された装置において、前記機能
ブロックは、少なくとも一部に機能素子を含み、前記機
能ブロック上の所定の領域に、機能的形状部が形成され
ている。
【００１２】ここで、機能素子とは、電子デバイスとし
て機能し得る素子をいう。また、機能的形状部とは、所
定の機能を発揮するために必須の形状を有する部材をい
う。
【００１３】この構成によれば、前記機能ブロック上の
所定の領域に、機能的形状部が形成されていることによ
り、所定の機能を発揮することができる。以上の点につ
いては、本発明の実施の形態の欄で詳述する。
【００１４】前記機能ブロックを含む装置の好ましい態
様としては、（１）〜（４）を例示できる。
【００１５】（１）前記機能ブロックは半導体デバイス
を含むことができる。
【００１６】（２）前記機能素子として光学素子を用い
ることができる。
【００１７】この場合、前記機能的形状部は前記光学素
子上に形成され、かつレンズ形状部を含むことができ
る。ここで、前記光学素子は、受光素子および発光素子
の少なくとも一方であることが望ましい。この構成によ
れば、前記光学素子の機能を高めることができる。詳し
くは、本発明の実施の形態の欄で詳述する。
【００１８】（３）前記機能ブロック上の所定の領域に
電極を形成することができる。
【００１９】（４）さらに、前記機能ブロック上に保護
層を形成することができる。
【００２０】この場合、前記保護層を、前記基体表面に
おいて前記機能ブロックと前記基体との境界領域の少な
くとも一部を覆うように形成することができる。
【００２１】さらに、この場合、前記保護層にコンタク
トホールを形成することができる。
【００２２】（第２の装置）また、本発明にかかる機能
ブロックを含む装置は、基体に設けられた凹部に機能ブ
ロックが配置された装置において、前記基体表面におい
て前記機能ブロックと前記基体との境界領域の少なくと
も一部に、前記機能ブロックの固定手段が設けられてい
る。
【００２３】この構成によれば、前記機能ブロックを固
定するために最低限必要な箇所に固定手段を設けること
ができるため、前記機能ブロック上に部材を設ける場合
には設計の自由度を大きくすることができる。
【００２４】この場合、前記固定手段が機能的形状部で
ある。また、この場合、前記機能ブロックは半導体デバ
イスを含むことができる。
【００２５】（第１の製造方法）本発明の機能ブロック
を含む装置の製造方法は、基体に凹部を設け、少なくと
も一部に機能素子を含む機能ブロックを該凹部に自己整
合的に嵌め込む工程を含む製造方法であって、以下の工
程（ａ）および工程（ｂ）を含む。
【００２６】（ａ）前記機能ブロック上の所定の領域に
液状物を塗布する工程、および（ｂ）前記液状物を硬化
させて機能的形状部を形成する工程。
【００２７】この製造方法によれば、前記液状物を前記
機能デバイスに供給してやり、前記液状物を硬化するこ
とのみで、前記機能的形状部をセルフアラインで形成す
ることができる。その結果、位置ずれすることなく、か
つきわめて簡単な工程で前記機能的形状部を形成するこ
とができる。
【００２８】（第２の製造方法）本発明の機能ブロック
を含む装置の製造方法は、基体に凹部を設け、少なくと
も一部に機能素子を含む機能ブロックを該凹部に自己整
合的に嵌め込む工程を含む製造方法であって、以下の工
程（ａ）および工程（ｂ）を含む。
【００２９】（ａ）前記機能ブロック上の所定の領域に
液状物を塗布する工程、および（ｂ）機能的形状部の反
転形状部を有するスタンパを用いて該機能的形状部を形
成する工程であって、機能的形状部を形成する領域上に
前記反転形状部が位置するように、前記機能ブロックと
前記スタンパとを位置合わせした状態で、前記液状物を
硬化させて、前記機能的形状部を形成する工程。
【００３０】この製造方法によれば、位置ずれの少ない
前記機能的形状部を簡便に形成することができる。
【００３１】また、前記工程（ｂ）において、さらに、
前記スタンパがコンタクトホールの反転形状部を有する
ものであり、該スタンパを用いて、前記機能的形状部を
形成するとともに、前記電極上にコンタクトホールを形
成することができる。この製造方法によれば、前記スタ
ンパを利用して一体的に前記機能的形状部と前記コンタ
クトホールを形成することができるため、たとえばフォ
トリソグラフィ法を用いて前記機能的形状部と前記コン
タクトホールを形成する場合と比較して簡単に前記機能
的形状部等を形成することができ、製造に要する時間を
大幅に短縮することができる。
【００３２】前述した第１および第２の製造方法の好ま
しい態様としては、（１）〜（６）を例示できる。
【００３３】（１）前記機能ブロックは半導体デバイス
を含むことができる。
【００３４】（２）前記機能素子として光学素子を用い
ることができる。
【００３５】この場合、前記機能的形状部を前記光学素
子上に形成する工程であって、前記機能的形状部がレン
ズ形状部を含むように形成する工程を用いることができ
る。
【００３６】（３）さらに、以下の工程（ｃ）を含むこ
とができる。
【００３７】（ｃ）前記機能ブロック上の所定の領域
に、前記機能ブロックを駆動させるための電極を形成す
る工程。
【００３８】（４）さらに、以下の工程（ｄ）を含むこ
とができる。
【００３９】（ｄ）前記機能ブロック上に、さらに保護
層を形成する工程。
【００４０】この場合、前記工程（ｄ）において、前記
保護層を、前記機能ブロックと前記基体との境界領域の
少なくとも一部を覆うように形成することができる。
【００４１】（５）前記液状物は、樹脂または樹脂の前
駆体を含む液状物であることが望ましい。
【００４２】（６）前記工程（ａ）において、前記機能
ブロック上の所定の領域に液状物を塗布する方法とし
て、たとえば、ディスペンサノズルの先端に前記液状物
の液滴を作り、該液滴を前記機能ブロックの所定の領域
に接触させ、該液状物を該所定の領域に配置する方法を
用いることができる。あるいは、インクヘッドジェット
を用いて前記液状物を前記機能ブロックの所定の領域に
射出し、該液状物を該所定の領域に配置する方法を用い
ることができる。
【００４３】（第３の製造方法）前述した第１の製造方
法においては、さらに、以下の工程（ｅ）を含むことが
できる。
【００４４】（ｅ）前記液状物を塗布する前に、前記機
能的形状部を形成するための領域以外の領域に、前記液
状物をはじく性質を有する撥液膜を形成する工程。
【００４５】この場合、前記第１の製造方法に含まれる
前記工程（ｂ）は、前記撥液膜によってはじかれる液状
物を、前記機能的形状部を形成するための領域に配置さ
せる工程であることが望ましい。この工程については、
詳しくは、本発明の実施の形態の欄で詳述する。
【００４６】また、この場合、前記撥液膜は、前記電極
に吸着する化合物からなる単分子膜であることが望まし
い。
【００４７】さらに、この場合、前記電極は金を含む材
料から形成されることが望ましく、前記単分子膜は、一
方の末端に前記液状物をはじく性質を有する原子団を含
むチオールからなることが望ましい。
【００４８】（第４の製造方法）本発明の機能ブロック
を含む装置の製造方法は、基体に凹部を設け、少なくと
も一部に機能素子を含む機能ブロックを該凹部に自己整
合的に嵌め込む工程を含む製造方法であって、以下の工
程（ａ）および工程（ｂ）を含む。
【００４９】（ａ）前記基体表面において前記機能ブロ
ックと前記基体との境界領域の少なくとも一部に液状物
を塗布する工程、および（ｂ）前記液状物を硬化させ
て、前記機能ブロックの固定手段を形成する工程。
【００５０】この構成によれば、前記機能ブロックを固
定するために最低限必要な箇所に固定手段を設けること
ができるため、材料の無駄が少なくすることができる。
【００５１】この場合、前記固定手段が機能的形状部で
あることが望ましい。また、前記機能ブロックは半導体
デバイスを含むことができる。
【００５２】本発明の光伝送装置は、発光素子を含む前
記機能ブロックが配置された上記本発明の機能ブロック
を含む装置と、受光素子を含む前記機能ブロックが配置
された上記本発明の機能ブロックを含む装置とが、前記
発光素子と前記受光素子とが互いに対向するように積層
されてなることを特徴とするものである。
【００５３】また、本発明の光伝送装置は、発光素子を
含む前記機能ブロックが配置された上記本発明の機能ブ
ロックを含む装置からなる発光部と、受光素子を含む前
記機能ブロックが配置された上記本発明の機能ブロック
を含む装置からなる受光部とを有することを特徴とする
ものである。
【００５４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら説明する。
【００５５】［第１の実施の形態］ （デバイスの構造）図１は、本発明の第１の実施の形態
にかかる機能ブロック１２を含む装置１００を模式的に
示す断面図である。図２は、図１に示す装置１００の平
面図である。図１は、図２のＡ−Ａ線における断面を示
している。
【００５６】装置１００は、基体１０と、基体１０の凹
部１１に設けられた機能ブロック１２とを含む。
【００５７】基体１０は、シリコン、ガラス、プラスチ
ック等の材料からなる。基体１０の材質は、機能素子お
よび機能ブロック１２の種類や、装置１００の用途に応
じて適宜選択される。
【００５８】機能ブロック１２は、背景技術の欄で前述
したＦＳＡ法によって、基体１０の凹部１１に嵌め込ま
れて形成される。機能ブロック１２は、半導体デバイス
を含むことができる。なお、図１においては、機能ブロ
ック１２が四角錐台状である例を示したが、機能ブロッ
ク１２の形状はこれに限定されるわけではなく、用途お
よび機能に応じて種々の形状をとることができる。
【００５９】機能ブロック１２の表面には、機能素子と
して光学素子１４が形成されている。光学素子１４はた
とえば、ＶＣＳＥＬ（vertical cavity surface emitti
ng laser;面発光型半導体レーザ）、ＬＥＤ（light emi
tting diode;発光ダイオード）、ＥＬ素子（electrolum
inescent device）等の発光素子、あるいはフォトコン
ダクタ(photoconductor)や、ＰＤ(photo diode)等の受
光素子である。
【００６０】光学素子１４の上には、機能的形状部であ
るレンズ形状部２０が形成されている。レンズ形状部２
０は透明であり、かつ凸レンズ形状を有する。すなわ
ち、レンズ形状部２０の上面は凸レンズ面を構成する。
【００６１】光学素子１４が発光素子の場合、レンズ状
形状部２０は光学素子１４から出射する光を屈折させる
機能を有する。一方、光学素子１４が受光素子の場合、
レンズ状形状部２０は光を屈折させ光学素子１４の所定
の領域へ集光させる機能を有する。
【００６２】レンズ形状部２０の材質は、特に限定され
るものではないが、たとえば、ポリイミド系樹脂、紫外
線硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ系樹脂
などの高分子化合物から形成されることが望ましく、ポ
リイミド系樹脂から形成されているのがより望ましい。
【００６３】機能ブロック１２の上には、電極層２５が
形成されている。電極層２５は上部電極であり、コンタ
クト（図示せず）によって光学素子１４と電気的に接続
され、さらに、電極層２５が外部電極（図示せず）と接
続されることにより、光学素子１４に電力が供給され
る。なお、図２においては電極層２５の図示を、図１お
よび図２においては下部電極の図示をそれぞれ省略す
る。
【００６４】また、固定部２２は、基体１０の表面にお
いて機能ブロック１２と基体１０との境界領域の少なく
とも一部を覆うように形成されている。固定部２２も機
能的形状部として機能する。すなわち、固定部２２は、
基体１０の凹部１１に嵌め込まれた機能ブロック１２を
固定する手段として機能を有する。
【００６５】なお、本実施の形態では、機能素子が光学
素子１４である場合を示したが、機能素子は光学素子に
限定されるわけではなく、たとえば、トランジスタ等を
用いることができる。また、機能的形状部も、レンズ形
状部２０や固定部２２に限定されるわけではなく、たと
えば、平面導波路やスペーサ等であってもよい。
【００６６】（デバイスの動作）以下に、機能ブロック
１２を含む装置１００の動作を説明する。
【００６７】光学素子１４が発光素子の場合、光学素子
１４が駆動することにより生じた光が、光学素子１４の
上面の所定の領域から出射する。レンズ状形状部２０
は、出射面において、この出射光を屈折させ、その放射
角を狭めることができる。また、光学素子１４の上面に
形成される光の出射口の径を大きくした場合であって
も、レンズ状形状部２０を用いることにより、出射光の
放射角を狭めることができる。
【００６８】一方、光学素子１４が受光素子の場合、レ
ンズ状形状部２０に入射した光は屈折して光学素子１４
の所定の領域へ集光する。この集光した光が光学素子１
４によって電気信号へと変換される。
【００６９】（デバイスの製造プロセス）次に、図１に
示す装置１００の製造プロセスについて説明する。図３
および図４は、装置１００の製造工程の一例を示す図で
ある。
【００７０】（１）光学素子１４を含む機能ブロック１
２の形成、ならびに機能ブロック１２の凹部１１への嵌
め込みは、背景技術の欄で説明したＦＳＡ法を用いて行
なう。この工程により、光学素子１４を含む機能ブロッ
ク１２が凹部１１に嵌め込まれた基体１０が得られる。
【００７１】（２）次に、機能ブロック１２上面におい
て、光学素子１４上、ならびに機能ブロック１２と基体
１０との境界領域に液状物を塗布する。液状物を塗布す
る方法として、ディスペンサノズル２７により液状物を
供給する方法について、図３（ａ），図３（ｂ）を参照
しながら説明する。図３（ａ），図３（ｂ）は、ノズル
２７により液状物２４を光学素子１４上に供給する方法
を経時的に表した模式図である。
【００７２】レーザ出射部の構成材質となる樹脂または
その樹脂の前駆体の液状物２４をノズル２７に注入す
る。ノズル２７の先端にこの液状物２４の液滴を作った
後、図３（ａ）に示すように、この液滴を機能ブロック
１２上に接触させる。そして、図３（ｂ）に示すよう
に、光学素子１４上でノズル２７を離し、光学素子１４
上に液状物２４を移す。ノズル２７を用い同様の方法に
て、機能ブロック１２と基体１０との境界領域にも液状
物２４を形成する。
【００７３】このように、ノズルにより液状物を機能ブ
ロック１２上に供給する方法によれば、液状物の粘度、
ノズル径およびノズル先端の液滴量などを調整したり、
ノズル先端の表面処理などにより、レンズ形状部２０の
厚さを容易に制御することができる。また、ノズルによ
る液状物の供給方法は、液状物の粘度による影響を受け
にくいため、使用可能な液状物の範囲が広い。さらに、
必要なところのみ液状物を確実に供給することができる
ため、無駄がなく、余計なところに液状物が付着するこ
ともない。
【００７４】樹脂の液状物としては、たとえば、紫外線
硬化型アクリル系樹脂、紫外線硬化型エポキシ系樹脂な
どを挙げることができる。前駆体の液状物としては、ポ
リイミド前駆体の液状物、紫外線硬化型アクリル系樹脂
および紫外線硬化型エポキシ系樹脂のモノマーを含む液
状物などを挙げることができる。
【００７５】紫外線硬化型樹脂は、紫外線照射のみで硬
化することができるため、素子への熱によるダメージ
や、熱硬化させた場合に生じる半導体層と樹脂との熱膨
張差によるレーザ出射部の剥離などの心配がない。
【００７６】紫外線硬化型樹脂は、プレポリマー、オリ
ゴマーおよびモノマーのうち少なくとも１種と光重合開
始剤を含んだものからなる。
【００７７】紫外線硬化型アクリル系樹脂の具体例とし
ては、プレポリマーまたはオリゴマーとしては、たとえ
ば、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート
類、ポリエステルアクリレート類、ポリエーテルアクリ
レート類、スピロアセタール系アクリレート類等のアク
リレート類、エポキシメタクリレート類、ウレタンメタ
クリレート類、ポリエステルメタクリレート類、ポリエ
ーテルメタクリレート類等のメタクリレート類等が利用
できる。
【００７８】モノマーとしては、たとえば、２−エチル
ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレ
ート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロ
キシエチルメタクリレート、Ｎ−ビニル−２−ピロリド
ン、カルビトールアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ジシクロ
ペンテニルアクリレート、１，３−ブタンジオールアク
リレート等の単官能性モノマー、１，６−ヘキサンジオ
ールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタ
クリレート、ネオペンチルグリコールアクリレート、ポ
リエチレングリコールジアクリレート、ペンタエリスリ
トールジアクリレート等の二官能性モノマー、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロ
パントリメタクリレート、ペンタエリスリトールトリア
クリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレー
ト等の多官能性モノマーが挙げられる。
【００７９】光重合開始剤としては、たとえば、２，２
−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノンなどのアセ
トフェノン類、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、ｐ
−イソプロピル−α−ヒドロキシイソブチルフェノンな
どのブチルフェノン類、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロ
アセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセ
トフェノン、α，α−ジクロロ−４−フェノキシアセト
フェノンなどのハロゲン化アセトフェノン類、ベンゾフ
ェノン、Ｎ，Ｎ−テトラエチル−４，４−ジアミノベン
ゾフェノンなどのベンゾフェノン類、ベンジル、ベンジ
ルジメチルケタールなどのベンジル類、ベンゾイン、ベ
ンゾインアルキルエーテルなどのベンゾイン類、１−フ
ェニル−１，２−プロパンジオン−２−（ｏ−エトキシ
カルボニル）オキシムなどのオキシム類、２−メチルチ
オキサントン、２−クロロチオキサントンなどのキサン
トン類、ベンゾインエーテル、イソブチルベンゾインエ
ーテルなどのベンゾインエーテル類、ミヒラーケトン類
のラジカル発生化合物を挙げることができる。紫外線硬
化型アクリル系樹脂を硬化した後の樹脂は、透明度が高
いという利点を有しており、レンズに適している。
【００８０】ポリイミド前駆体としては、ポリアミック
酸、ポリアミック酸の長鎖アルキルエステルなどを挙げ
ることができる。ポリイミド前駆体を熱硬化させて得ら
れたポリイミド系樹脂は可視光領域において、８０％以
上の透過率を有し、屈折率が１．７〜１．９と高いた
め、大きなレンズ効果が得られる。
【００８１】（３）つづいて、機能ブロック１２上の液
状物２４を硬化させて、光学素子１４上にレンズ形状部
２０を形成するとともに、機能ブロック１２と基体１０
との境界領域に固定部２２を形成する。液状物２４が前
述の紫外線硬化型樹脂の場合には、紫外線を照射するこ
とにより、硬化させることができる。
【００８２】また、液状物として、ポリイミド前駆体の
液状物を用いた場合には、ポリイミド前駆体の液状物を
加熱キュア処理してイミド化反応を起こしポリイミド系
樹脂を生成させることにより、硬化させることができ
る。キュア温度は、前駆体の種類によって異なるが、機
能ブロック１２を構成する光学素子１４等への熱による
ダメージ、基体１０とポリイミド系樹脂との熱膨張差、
および電極層２５のアロイングの防止などの観点から、
１５０℃程度が適当である。
【００８３】前述した（２）において、液状物を機能ブ
ロック１２上に供給する方法として、ディスペンサノズ
ル２７による供給方法を例示したが、図４（ａ）および
図４（ｂ）に示すように、インクジェットヘッド２８を
用いて、液状物２４を機能ブロック１２上に射出して供
給する方法なども適用することができる。インクジェッ
トヘッド２８を用いた方法は、短時間で液状物を機能ブ
ロック１２上に供給することができ、生産性が高いとい
う利点がある。液状物をインクジェットにより塗布する
際、液状物の液粘度は、重要な要素であるが、希釈溶剤
を液状物に添加することにより、適当な液粘度に調整す
ることもできる。
【００８４】紫外線硬化型樹脂の液状物に適用可能な希
釈溶剤としては、特に限定されるものではないが、たと
えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ート、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、メ
トキシメチルプロピオネート、メトキシエチルプロピオ
ネート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテー
ト、エチルラクテート、エチルピルビネート、メチルア
ミルケトン、シクロヘキサノン、キシレン、トルエン、
ブチルアセテートなどを挙げることができ、単独で、ま
たは、２種以上を混合して使用することができる。
【００８５】ポリイミドの前駆体の液状物に適用可能な
希釈溶剤としては、たとえば、Ｎ−メチル−２−ピロリ
ドンを挙げることができる。
【００８６】（４）さらに、機能ブロック１２上の所定
の領域に、一般的なメタライズ法等を用いて、機能ブロ
ック１２を駆動させるための電極層２５を形成する。な
お、本実施の形態においては、レンズ形状部２０を形成
した後に電極層２５を形成する例を示したが、レンズ形
状部２０を形成する前に電極層２５を形成することもで
きる。以上の工程により、図１に示す機能ブロック１２
を含む装置１００が得られる。
【００８７】以上説明したように、本実施の形態の機能
ブロック１２を含む装置１００では、機能ブロック１２
が機能素子として光学素子１４を含み、かつ機能ブロッ
ク１２上の所定の領域に、機能的形状部であるレンズ形
状部２０が形成されている。光学素子１４が受光素子の
場合、レンズ形状部２０は入射する光を集光することが
できる。また、光学素子１４が発光素子の場合、レンズ
形状部２０は光学素子１４から出射する光の放射角を狭
めることができる。このように、機能ブロック１２を含
む装置１００において、機能的形状部であるレンズ形状
部２０が光学素子１４上に設けられていることにより、
機能素子である光学素子１４の機能を高めることができ
る。
【００８８】また、機能ブロック１２と基体１０とを固
定するための固定部２２を、レンズ形状部２０と同一工
程で形成することができるため、工程数を少なくするこ
とができる。
【００８９】［第２の実施の形態］ （デバイスの構造）図５は、本発明の第２の実施の形態
にかかる機能ブロック１２を含む装置２００を模式的に
示す断面図である。
【００９０】本実施の形態の機能ブロック１２を含む装
置２００は、機能ブロック１２の表面において基体１０
と機能ブロック１２との境界領域全面を覆うように保護
層１８が形成されている点、ならびに光学素子１４の表
面は液状樹脂に対して親和性を有する一方、電極層１２
５の表面は液状樹脂をはじく性質を有するように処理さ
れており、その結果、図５に示すように、光学素子１４
上に設けられた電極層１２５の開口部に、セルフアライ
ンでレンズ状の樹脂（レンズ形状部１２０）が形成され
ている点で、第１の実施の形態にかかる装置１００と異
なる。この他の部分については第１の実施の形態にかか
る装置１００と近似する構造を有する。近似する構造を
有する部分については詳細な説明は省略する。なお、機
能ブロック１２を含む装置２００において、第１の実施
の形態にかかる装置１００と同一の構成要素について
は、同一番号を付すものとする。
【００９１】レンズ形状部１２０は、第１の実施の形態
にかかるレンズ形状部２０と同様の作用および効果を有
する。すなわち、レンズ形状部１２０が機能的形状部で
あり、光学素子１４が機能素子である。したがって、光
学素子１４が受光素子の場合には、レンズ形状部１２０
は光を屈折させて光学素子１４の所定の領域へ集光させ
る機能を有し、光学素子１４が発光素子の場合にはレン
ズ形状部１２０は出射する光を屈折させ、放射角を小さ
くする機能を有する。
【００９２】（デバイスの動作）第２の形態にかかる機
能ブロックを含む装置２００の動作は、第１の実施の形
態にかかる装置１００の動作と同様である。よって、そ
の説明を省略する。
【００９３】（デバイスの製造プロセス）次に、図５に
示す機能ブロック１２を含む装置２００の製造プロセス
について説明する。図６および図７は、装置２００の製
造工程の一例を示す図である。
【００９４】（１）まず、第１の実施の形態にかかる装
置１００と同様に、背景技術の欄で説明したＦＳＡ法を
用いて、光学素子１４を含む機能ブロック１２が凹部１
１に嵌め込まれた基体１０を形成する。
【００９５】ここで、機能ブロック１２の表面を、液状
物（後述する）に対して親和性を有する材質から形成す
る。すなわち、機能ブロック１２の表面を、前記液状物
をはじかない材質から形成する。これにより、後述する
工程において、機能ブロック１２上に前記液状物を移す
際に、機能ブロック１２上で前記液状物が安定して存在
することができる。
【００９６】（２）つづいて、図６に示すように、機能
ブロック１２上に電極層１２５を形成する。この電極層
１２５は、機能ブロック１２を駆動させるための電力を
供給するために設けられる。図５に示す装置２００にお
いては、電極層１２５の一部が光学素子１４上に設置さ
れている。
【００９７】（３）次に、電極層１２５上に撥液膜１１
０を形成する。撥液膜１１０は、後述する液状物をはじ
く性質を有している。
【００９８】ここで、電極層１２５を構成する金属層の
表面が金層１１５である場合には、撥液膜１１０として
は、たとえば、以下のようにして得られた単分子膜から
なる。
【００９９】機能基を末端に有するチオールを１〜１０
ｍＭのエタノール水溶液に溶解させる。その溶液に電極
層１２５を浸漬すると、電極層１２５上にのみ、機能基
を末端に有するチオールの単分子膜（以下「チオール単
分子膜」という）が形成される。
【０１００】ここで、機能基を末端に有するチオールと
しては、たとえば、ＣＦ3（ＣＦ2） n（ＣＨ2）mＳＨ
（ｍは、５〜６０の整数、ｎは、１〜２０の整数を示
す）で表されるフッ素系の機能基を末端に有するチオー
ルなどを挙げることができる。
【０１０１】以下に、図６および図７を参照して、電極
層１２５上に、チオール単分子膜１１６が形成される理
由を説明する。
【０１０２】図７は、チオール単分子膜１１６を形成し
た直後の光学素子１４および電極層１２５の表面の一部
分を模式的に示した拡大図であり、図６に示す領域Ａ１
００部分の拡大図である。
【０１０３】チオールは、チオールのメルカプト基の硫
黄原子と金原子とが共有結合的に化学結合することによ
り、金に化学吸着する性質を有する。この性質のため、
金層１１５からなる電極層１２５を、機能基１１４を有
するチオールを含む溶液に浸漬すると、図７に示すよう
に、機能基１１４を末端に有するチオール１１２は、メ
ルカプト基１１３を電極層１２５に向けた配向をとって
電極層１２５の表面上に化学吸着される。一方、光学素
子１４を含む機能ブロック１２の表面には、機能基１１
４を末端に有するチオール１１２は化学吸着しない。ま
た、末端に存在している機能基１１４は、チオール単分
子膜１１６の表面に現れる。その結果、電極層１２５上
に、チオール単分子膜１１６を形成することができる。
【０１０４】このチオール単分子膜１１６は、以下のよ
うな理由で、撥液膜１１０として作用する。
【０１０５】このチオール単分子膜１１６の表面には、
図７に示すように、後述する液状物をはじく性質が付与
された機能基１１４が現れている。このため、チオール
単分子膜１１６は、後述する液状物をはじく性質を有
し、撥液膜１１０として作用することができる。
【０１０６】このように化学吸着を利用して撥液膜１１
０を形成する利点は、電極層１２５上に、選択的に、か
つ、簡便に撥液膜１１０を形成することができる点にあ
る。
【０１０７】上記実施の形態において、撥液膜１１０
は、機能基１１４を有するチオールからなる単分子膜に
ついて述べたが、この化合物に限らず、電極層１２５に
吸着し、かつ、上記の液状物をはじく性質を有する単分
子膜であれば、本発明の撥液膜１１０として適用するこ
とができる。また、撥液膜１１０は、単分子膜に限られ
るものではなく、液状物をはじく性質を有する膜であれ
ば、特に限定されない。また、撥液膜１１０は、必要に
応じて、適宜、剥離することができる。
【０１０８】また、上記の製造プロセスでは、電極層１
２５を構成する金属層の表面が金層１１５である場合に
ついて述べたが、撥液膜１１１と密着するものであれ
ば、特に限定されるものではない。
【０１０９】（４）つづいて、光学素子１４を含む機能
ブロック１２上に液状物（図示せず）を供給する。液状
物を供給する方法は、第１の実施の形態にかかる装置１
００の製造工程で用いた場合と同様に、ディスペンサノ
ズルによる方法、またはインクジェットによる方法を用
いることができる。あるいは、スピンコート法、ディッ
ピング法、スプレーコート法、ロールコート法、バーコ
ート法などを利用することができる。
【０１１０】光学素子１４を含む機能ブロック１２は、
その表面が液状物をはじかない材質からなる。そのた
め、光学素子１４を含む機能ブロック１２上に液状物を
供給した場合、露出した機能ブロック１２上に移された
液状物が安定して存在することができる。また、電極層
１２５上にはみだした液状物は、電極層１２５上に形成
された撥液膜１１０によりはじかれる。はじかれた液状
物は、機能ブロック１２の露出面上の液状物に吸収され
る。その結果、液状物は、機能ブロック１２の露出面上
に残る。残った液状物は、表面張力により、マイクロレ
ンズの原形となるレンズ形状部１２０および保護層１８
の形状を形作る。
【０１１１】（５）さらに、機能ブロック１２上の液状
物を硬化させることにより、光学素子１４上にレンズ形
状部１２０を形成するとともに、機能ブロック１２と基
体１０との境界領域を全面的に覆う保護層１８を形成す
る。以上の工程により、図５に示す装置２００が得られ
る。
【０１１２】本実施の形態の機能ブロックを含む装置２
００は、第１の実施の形態にかかる装置１００と同様の
作用および効果を有する。
【０１１３】また、本実施の形態の装置２００の製造方
法によれば、前記液状物を機能デバイス１２に供給して
やり、前記液状物を硬化することのみで、マイクロレン
ズとして機能するレンズ形状部１２０をセルフアライン
で形成することができる。その結果、光軸合わせが不要
で光軸ずれのないレンズ形状部１２０をきわめて簡単な
工程で形成することができる。くわえて、レンズ形状部
１２０の形成と同時にコンタクトホール１６をセルフア
ラインで形成することができるため、工程数を少なくす
ることができる。
【０１１４】さらに、レンズ形状部１２０を形成する際
に、電極層１２５に撥液膜１１０を形成してから液状物
を供給することにより、レンズ形状部１２０の大きさお
よび形状を容易に制御することができる。
【０１１５】［第３の実施の形態］ （デバイスの構造）図８は、本発明の第３の実施の形態
にかかる機能ブロック１２を含む装置３００を模式的に
示す断面図である。
【０１１６】本実施の形態の機能ブロック１２を含む装
置３００は、保護層１１８が基体１０と機能ブロック１
２との境界領域全面を覆うように形成されている点で、
第２の実施の形態にかかる装置２００と近似する構造を
有する。このため、近似する構造を有する部分について
は詳細な説明を省略する。一方、本実施の形態にかかる
装置３００には、コンタクトホール１６が設けられてい
る点で、第１および第２の実施の形態にかかる装置１０
０，２００と異なる。なお、装置３００において、第１
および第２の実施の形態にかかる装置１００，２００と
ほぼ同一の構成要素については、同一番号を付すものと
する。
【０１１７】装置３００には、レンズ形状部２２０を含
む保護層１１９が設けられている。レンズ形状部２２０
は、第１の実施の形態にかかるレンズ形状部２０と同様
の作用および効果を有する。すなわち、レンズ形状部２
２０は機能的形状部であり、光学素子１４が機能素子で
ある。したがって、光学素子１４が受光素子の場合に
は、レンズ形状部２２０は光を屈折させて光学素子１４
の所定の領域へ集光させる機能を有し、光学素子１４が
発光素子の場合にはレンズ形状部２２０は出射する光を
屈折させ、放射角を小さくする機能を有する。
【０１１８】また、コンタクトホール１６は、電極層２
２５上に形成され、電極層２２５と外部電極（図示せ
ず）とを接続するコンタクトの一部を構成する。
【０１１９】（デバイスの動作）第３の形態にかかる機
能ブロック１２を含む装置３００の動作は、第１の実施
の形態にかかる装置１００の動作と同様である。よっ
て、その説明を省略する。
【０１２０】（デバイスの製造プロセス）次に、図８に
示す装置３００の製造プロセスについて説明する。図９
〜図１１は、装置３００の製造工程の一例を示す図であ
る。
【０１２１】（１）まず、第１の実施の形態にかかる装
置１００と同様に、背景技術の欄で説明したＦＳＡ法を
用いて、光学素子１４を含む機能ブロック１２が凹部１
１に嵌め込まれた基体１０を形成する。
【０１２２】（２）つづいて、図９に示すように、機能
ブロック１２上に電極層２２５を形成する。ここまでの
工程は、第２の実施の形態にかかる装置２００とほぼ同
様である。
【０１２３】（３）次に、機能ブロック１２上にレンズ
形状部２２０および保護層１１８，１１９を形成するプ
ロセスについて説明する。図１０および図１１は、保護
層１１８，１１９の製造工程を示す断面図である。
【０１２４】まず、図１０に示すスタンパ２９を形成す
る。スタンパ２９は紫外線に対して透明な材質から形成
される。また、スタンパ２９は鋳型面２９ａを有する。
鋳型面２９ａは凹部２３と凸部２６とを含み、最終的に
製造される装置３００のレンズ形状部２２０とコンタク
トホール１６の形状の反転形状を有する。すなわち、凹
部２３は最終的に製造されるレンズ形状部２２０の反転
形状部となり、凸部２６は最終的に製造されるコンタク
トホール１６の反転形状部となる。
【０１２５】鋳型面２９ａには表面処理を施すことが望
ましい。この表面処理は、後述する保護層１１８，１１
９とスタンパ２９との密着性が、その保護層１１８，１
１９と機能ブロック１２との密着性よりも低くなるよう
にするもの、すなわち、後述する保護層１１８，１１９
とスタンパ２９との剥離をする工程において、その剥離
を容易にするために行なう。この表面処理としては、た
とえばＣＦ4ガスプラズマによるフッ素処理などを挙げ
ることができる。このようにして、スタンパ２９を作製
する。
【０１２６】また、スタンパ２９は、まず母型を形成
し、この母型の形状を反転転写させて作製される。この
母型は、最終的に製造される装置３００のレンズ形状部
２２０とコンタクトホール１６の形状を有する。あるい
は、スタンパ２９を基体から直接作製してもよい。すな
わち、ウエットエッチング法を用いて、基体に凹部２３
および凸部２６を形成することにより、スタンパ２９を
作製することもできる。この場合、スタンパ２９を形成
するための基体の材質としては、樹脂の他に、金属、半
導体基板（たとえばシリコン）、石英、ガラスなどを用
いることができる。
【０１２７】（４）次に、このスタンパ２９の凹部２３
が光学素子１４上に位置するように、スタンパ２９と基
体１０とをアライメントをする。アライメント方法とし
ては、たとえば、以下の方法を挙げることができる。 １）スタンパ２９と基体１０とを別々に位置決めし、機
械的精度で張り合わせる方法。 ２）スタンパ２９が透明な場合において、機能ブロック
１２が形成されている側の基体１０の表面に、アライメ
ントの際の照準となるアライメントマークを付して、そ
のアライメントマークを利用してアライメントを行う方
法。 ３）スタンパ２９が透明でない場合には、基体１０上に
スタンパ２９が設置される際に基体１０においてスタン
パ２９と重なる面と垂直方向に、スタンパ２９を貫通す
る孔を設け、その孔を介して、上述のアライメントマー
クを利用してアライメントを行う方法。
【０１２８】（５）スタンパ２９と基体１０とをアライ
メントした後、樹脂の液状物１１８ａをスタンパ２９と
基体１０との間に導入し、図１０に示すように、基体１
０の面上に載せる。また、樹脂の液状物５０を基体１０
の面上に載せた後、スタンパ２９と基体１０とをアライ
メントしてもよい。
【０１２９】樹脂の液状物１１８ａとしては、エネルギ
ーを付与することにより硬化するものが好ましい。樹脂
が液状物であることで、スタンパ２９の凹部２３へ樹脂
を充填することが容易となる。樹脂の液状物１１８ａと
しては、たとえば、第１の実施の形態の欄で例示したよ
うに、紫外線硬化型のアクリル系樹脂、紫外線硬化型の
エポキシ系樹脂あるいは熱硬化型のポリイミド系樹脂の
前駆体などを挙げることができる。特に、紫外線硬化型
の樹脂は、紫外線照射のみで硬化することができるの
で、手軽に使用することができる。また、紫外線硬化型
の樹脂の硬化の際には熱処理を加えないので、スタンパ
２９と、光学素子１４を含む機能ブロック１２との間の
熱膨張差に起因するトラブルを心配する必要がない。
【０１３０】樹脂の液状物１１８ａの基体１０上への導
入方法は、特に限定されるものではなく、たとえば、第
２の実施の形態の欄で例示した方法、スピンコート法、
ディッピング法、スプレーコート法、ロールコート法、
バーコート法などを利用することができる。
【０１３１】（６）次いで、スタンパ２９と基体１０と
を、樹脂を介して密着させる。このように、スタンパ２
９と基体１０とを密着させることにより、樹脂の液状物
１１８ａは、図１１に示すように、所定領域まで塗り拡
げられ、スタンパ２９と基体１０との間に樹脂の液状物
１１８ａからなる層が形成される。なお、必要に応じ
て、スタンパ２９と基体１０とを貼り合わせる際に、ス
タンパ２９および基体１０の少なくともいずれか一方を
介して加圧してもよい。また、液状物１１８ａの内部に
気泡が混入することを防ぐため、１０Ｐａ程度の真空下
で、スタンパ２９と基体１０とを密着させてもよい。
【０１３２】（７）続いて、樹脂の液状物１１８ａを硬
化する。硬化方法は、樹脂の液状物１１８ａの種類に応
じて適宜の方法が選択され、第１の実施の形態の欄で説
明した方法を用いることができる。紫外線硬化型の樹脂
を用いた場合には、紫外線をスタンパ２９側から樹脂の
液状物１１８ａに照射することにより、硬化することが
できる。
【０１３３】以上の工程によって、基体１０上に、スタ
ンパ２９の鋳型面２９ａに対応した形状が転写され、保
護層１１８、ならびにレンズ形状部２２０を含む保護層
１１９が形成される。すなわち、図８に示すように、ス
タンパ２９の凹部２３に対応する部分にレンズ形状部２
２０が形成され、凸部２６に対応する部分にコンタクト
ホール１６が形成される。
【０１３４】（８）つづいて、スタンパ２９を保護層１
１８，１１９および基体１０から剥離する。この際、ス
タンパ２９の鋳型面２９ａには、前述の工程により、ス
タンパ２９が保護層１１８，１１９から離れ易くするた
めの表面処理が施されていると、スタンパ２９を保護層
１１８，１１９および基体１０から容易に剥離すること
ができる。
【０１３５】スタンパ２９を剥離した後、コンタクトホ
ール１６の底部に樹脂が残存する場合がある。樹脂が残
存してしまうと、コンタクトホール１６の底部に金属層
を設け、この金属層と電極層２２５とをコンタクトホー
ル１６を介して電気的な接触を取りたい場合に、電極層
２２５とその金属層との電気的な接触が十分に図れなく
なる。また、コンタクトホール１６の底部に樹脂が残存
した状態で、たとえば、電極層２２５に直接にワイヤボ
ンディングを行うと、ワイヤと電極層２２５とを接続で
きなくなる問題が生じる場合がある。また、ワイヤを電
極層２２５に接続できたとしても、ワイヤと電極層２２
５との電気的な接触が十分に図れなくなるなどの問題が
生じる。そのため、コンタクトホール１６の底部に樹脂
が残存した場合には、その残存した樹脂を除去するため
に、たとえば、以下に示す２つの工程のうち、いずれか
の工程を行うことが望ましい。
【０１３６】第１に、アッシング、すなわち、樹脂を気
相中で除去する方法を用いてコンタクトホール１６の底
部に残存した樹脂を除去する。アッシングの具体例とし
ては、オゾンアッシング、プラズマアッシングなどを挙
げることができる。オゾンアッシングは、高濃度のオゾ
ンの雰囲気下で、オゾンとレジストを化学反応させて、
樹脂を除去する方法である。プラズマアッシングは、反
応性ガス、たとえば、酸素ガスのプラズマを発生させ
て、そのプラズマを利用して樹脂を除去する方法であ
る。このようなアッシングによる方法によれば、全ての
コンタクトホール１６について残存した樹脂を除去する
ことができるので、処理時間を要しないという利点があ
る。
【０１３７】第２に、コンタクトホール１６の底部をエ
キシマレーザでアブレーションする。すなわち、細かく
絞ったエキシマレーザビームをコンタクトホール１６の
底部に照準を合わせて照射し、コンタクトホール１６の
底部の樹脂を焼き飛ばす。エキシマレーザによれば、確
実にコンタクトホール１６の底部のみ処理を行うことが
できるので、レンズ形状部２２０の破損を心配する必要
がないという利点がある。
【０１３８】以上の工程により、図１に示すように、本
実施の形態にかかる装置３００が得られる。
【０１３９】本実施の形態にかかる装置３００は、第１
の実施の形態にかかる装置３００とほぼ同様の作用およ
び効果を有する。さらに、上述した製造方法は、スタン
パ２９を利用して一体的にレンズ形状部２２０とコンタ
クトホール１６を形成することができるため、たとえば
フォトリソグラフィ法を用いてレンズ形状部２２０とコ
ンタクトホール１６を形成する場合と比較して、簡単で
あり、製造に要する時間を大幅に短縮することができ
る。また、スタンパ２９は、一度作成すれば、再度繰り
返して使用することができるため、製造コストを削減す
ることができ、経済的である。
【０１４０】上記実施の形態において、スタンパ２９
は、紫外線に対して透明であるものであったが、これに
限定されず、紫外線に対して透明でない材質、たとえば
金属からなってもよい。スタンパ２９が金属からなる場
合には、電鋳を用いてスタンパ２９を製造することがで
きる。電鋳を用いたスタンパ２９の製造は、スタンパ２
９を簡便に製造することができるという利点を有する。
【０１４１】スタンパ２９が金属や半導体のように紫外
線を透過することが困難な材質からなる場合には、樹脂
の液状物は、紫外線硬化型の樹脂を適用することはでき
ないが、熱硬化性の樹脂、たとえば、上述した熱硬化型
のポリイミド系樹脂の前駆体を使用すれば、上記実施の
形態と同様の作用効果を得られる。
【０１４２】また、上記の実施の形態における装置の駆
動方法は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない限り、
種々の変更が可能である。また、上記の実施の形態で
は、１の機能ブロックに１の光学素子（機能素子）を含
む装置を示しているが、１の機能ブロックに機能素子が
複数個あっても本発明の形態は損なわれない。
【０１４３】以下、本発明の光伝送装置の２つの実施形
態について説明する。図１２は、本発明の光伝送装置の
第１実施形態である積層ＩＣチップ間の光インターコネ
クション装置の概略構成図であり、ここでは、ＣＰＵや
ＤＲＡＭ等のＩＣチップ（ＬＳＩ）１００１ａ〜１００
１ｃを三層積層している。この実施形態では、図示する
最下層のＩＣチップ１ｃの発光素子１００２ａの光を中
層及び最上層のＩＣチップ１００１ｂ、１００１ａの受
光素子１００３ａで受光し、最上層のＩＣチップ１００
１ａの発光素子１００２ｂの光を中層及び最下層のＩＣ
チップ１００１ｂ、１００１ｃの受光素子３ｂで受光す
るように構成されている。そのため、一方の発光素子１
００２ａは他方の発光素子１００２ｂと発光波長が異な
り、また一方の受光素子１００３ｂは他方の受光素子１
００３ｂと感受する受光波長帯域が異なる。なお、この
実施形態では、各ＩＣチップ１００１ａ〜１００１ｃの
基板（基体）１００４ａ〜１００４ｃ及び機能ブロック
１００７ａ〜１００８ｂをＳｉで作製した。そのため、
各発光素子の光として１．０μｍ以上、好ましくは１．
１μｍ以上の波長を選んでいる。Ｓｉは１．０μｍの波
長に対して約１００ｃｍ-1と吸収係数が大きく、相応の
損失がある。一方、波長が１．１μｍ以上では、吸収係
数は１０ｃｍ-1以下と小さい。そこで、本実施形態で
は、各発光素子の光の波長を１．０μｍ以上、好ましく
は１．１μｍ以上とした。この波長の光ならば、Ｓｉを
容易に透過することができるため、対向する受発光素子
間の光信号の伝達が良好にできる。勿論、後述する接着
層１０２１も、この波長帯域の光に対して透明である。
【０１４４】前記各ＩＣチップ１００１ａ〜１００１ｃ
の各基板１００４ａ〜１００４ｃのうち、前記各発光素
子１００２ａ、１００２ｂ及び受光素子１００３ａ、１
００３ｂを実装すべき部位には、凹部１００５ｂ（１０
０５ａ）、１００６ａ（１００６ｂ）が形成されてい
る。各凹部１００５ｂ、１００６ａは、上方形面より下
方形面が小さく、且つ側面が台形状の凹部である。これ
らの凹部１００５ｂ、１００６ａは、Ｓｉを異方性エッ
チングすることによって、特に側面の傾きなど、極めて
精度よく、形成することができる。なお、少なくとも同
じ基板１００４ａ上の発光素子用凹部１００５ｂと受光
素子用凹部１００６ａとは、大きさ等の形態が異なる。
また、本実施形態では、図１２に示すように、その他の
凹部、例えば中層のＩＣチップ１００１ｂの基板１００
４ｂの受光素子用凹部１００６ａ、１００６ｂ同士も、
最下層のＩＣチップ１００１ｃの基板１００４ｃの受光
素子用凹部１００６ｂと発光素子用凹部１００５ａとも
大きさ等の形態が異なっている。つまり、例えば１００
６ａや１００６ｂのように、同じ符号を付している凹部
同士は大きさ等の形態が同じであるが、符号の異なる凹
部同士は、互いに大きさ等の形態が異なる。換言すれ
ば、同じ機能の素子が必要な部位の凹部は形態が同じで
あるが、異なる機能の素子用の凹部は形態が異なるので
ある。
【０１４５】次に、本発明の光伝送装置を波長多重型光
インターコネクション装置に適用した第２実施形態を示
す。波長多重型光インターコネクション装置は、例えば
図１３のように構成される。この例は、例えば特開平１
１−２８９３１７号公報に記載されるものと同等であ
り、波長の異なる複数の発光素子１００２が実装されて
いる発光素子アレイ１１１１と、光導波路となる光ファ
イバ１１１０と、前記発光素子１００２の夫々の波長の
光を抽出するフィルタ素子１１２２が実装されているフ
ィルタアレイ１１１２と、このフィルタアレイ１１１２
で抽出された各波長の光を受光する受光素子１００３が
実装されている受光素子アレイ１１１３とで構成され
る。なお、図では、理解を容易にするために、各構成要
素を分離しているが、実質的に各構成要素は、光学的に
直接接合されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態にかかる機能ブロ
ックを含む装置を模式的に示す断面図である。
【図２】 図１に示す装置の平面図である。
【図３】 図３（ａ），図３（ｂ）ともに、ノズルを用
いて液状物を柱状部の上面に供給する方法を経時的に表
した模式図である。
【図４】 図４（ａ），図４（ｂ）ともに、インクジェ
ットヘッドを用いて液状物を柱状部の上面に供給する方
法を経時的に表した模式図である。
【図５】 本発明の第２の実施の形態にかかる機能ブロ
ックを含む装置を模式的に示す断面図である。
【図６】 図５に示す装置の製造工程の一例を示す断面
図である。
【図７】 図６に示す領域Ａ１００の拡大図である。
【図８】 本発明の第３の実施の形態にかかる機能ブロ
ックを含む装置を模式的に示す断面図である。
【図９】 図８に示す装置の製造工程の一例を示す断面
図である。
【図１０】 図８に示す装置の製造工程の一例を示す断
面図である。
【図１１】 図８に示す装置の製造工程の一例を示す断
面図である。
【図１２】 本発明の光伝送装置の第１実施形態を示す
概略構成図である。
【図１３】 本発明の光伝送装置の第２実施形態を示す
概略構成図である。
【符号の説明】
１０ 基体 １１ 凹部 １２ 機能ブロック １４ 光学素子 １６ コンタクトホール １８，１１８，１１９ 保護層 ２０，１２０，２２０ レンズ形状部 ２２ 固定部 ２３ 凹部 ２４ 液状物 ２５，１２５，２２５ 電極層 ２６ 凸部 ２７ ノズル ２８ インクジェットヘッド ２９ スタンパ １００，２００，３００ 装置 １１０ 撥液膜 １１２ 機能基を末端に有するチオール １１３ メルカプト基 １１４ 機能基 １１５ 金層 １１６ チオール単分子膜 １１８ａ 液状物
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 31/02 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｎ 31/12 31/02 Ｂ 33/00 27/14 Ｄ Ｆターム(参考） 4M118 AA10 AB10 BA02 CA02 CA14 FC03 FC04 FC18 GA02 GC20 GD07 HA03 HA14 HA20 HA21 HA23 HA26 HA40 5F041 AA37 CA77 DA12 DA13 DA20 EE17 FF16 5F088 BB10 CB20 JA03 JA20 5F089 AA06 AB08 AB09 AB13 AC30 CA20

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基体に設けられた凹部に機能ブロックが
    配置された装置において、 前記機能ブロックは、少なくとも一部に機能素子を含
    み、 前記機能ブロック上の所定の領域に、機能的形状部が形
    成されている、機能ブロックを含む装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 前記機能ブロックは半導体デバイスを含む、機能ブロッ
    クを含む装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２において、 前記機能素子は光学素子である、機能ブロックを含む装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項３において、 前記機能的形状部は前記光学素子上に形成され、かつレ
    ンズ形状部を含む、機能ブロックを含む装置。
  5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれかにおいて、 前記機能ブロック上の所定の領域に電極が形成されてい
    る、機能ブロックを含む装置。
  6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 さらに、前記機能ブロック上に保護層が形成されてい
    る、機能ブロックを含む装置。
  7. 【請求項７】 請求項６において、 前記保護層は、前記基体表面において前記機能ブロック
    と前記基体との境界領域の少なくとも一部を覆うように
    形成されている、機能ブロックを含む装置。
  8. 【請求項８】 請求項６または７において、 前記保護層にコンタクトホールが形成されている、機能
    ブロックを含む装置。
  9. 【請求項９】 請求項３〜８のいずれかにおいて、 前記光学素子は、受光素子および発光素子の少なくとも
    一方である、機能ブロックを含む装置。
  10. 【請求項１０】 基体に設けられた凹部に機能ブロック
    が配置された装置において、 前記基体表面において前記機能ブロックと前記基体との
    境界領域の少なくとも一部に、前記機能ブロックの固定
    手段が設けられている、機能ブロックを含む装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０において、 前記固定手段が機能的形状部である、機能ブロックを含
    む装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１０または１１において、 前記機能ブロックは半導体デバイスを含む、機能ブロッ
    クを含む装置。
  13. 【請求項１３】 基体に凹部を設け、少なくとも一部に
    機能素子を含む機能ブロックを該凹部に自己整合的に嵌
    め込む工程を含む、機能ブロックを含む装置の製造方法
    において、以下の工程（ａ）および工程（ｂ）を含む機
    能ブロックを含む装置の製造方法。 （ａ）前記機能ブロック上の所定の領域に液状物を塗布
    する工程、および （ｂ）前記液状物を硬化させて機能的形状部を形成する
    工程。
  14. 【請求項１４】 基体に凹部を設け、少なくとも一部に
    機能素子を含む機能ブロックを該凹部に自己整合的に嵌
    め込む工程を含む、機能ブロックを含む装置の製造方法
    において、以下の工程（ａ）および工程（ｂ）を含む機
    能ブロックを含む装置の製造方法。 （ａ）前記機能ブロック上の所定の領域に液状物を塗布
    する工程、および （ｂ）機能的形状部の反転形状部を有するスタンパを用
    いて該機能的形状部を形成する工程であって、 前記機能的形状部を形成する領域上に前記反転形状部が
    位置するように、前記機能ブロックと前記スタンパとを
    位置合わせした状態で、前記液状物を硬化させて、前記
    機能的形状部を形成する工程。
  15. 【請求項１５】 請求項１３または１４において、 前記機能ブロックは半導体デバイスを含む、機能ブロッ
    クを含む装置の製造方法。
  16. 【請求項１６】 請求項１３〜１５のいずれかにおい
    て、 前記機能素子は光学素子である、機能ブロックを含む装
    置の製造方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１６において、 前記機能的形状部を前記光学素子上に形成する工程であ
    って、 前記機能的形状部がレンズ形状部を含むように形成する
    工程である、機能ブロックを含む装置の製造方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１３〜１７のいずれかにおい
    て、さらに工程（ｃ）を含む、機能ブロックを含む装置
    の製造方法。（ｃ）前記機能ブロック上の所定の領域
    に、前記機能ブロックを駆動させるための電極を形成す
    る工程。
  19. 【請求項１９】 請求項１３〜１８のいずれかにおい
    て、さらに工程（ｄ）を含む、機能ブロックを含む装置
    の製造方法。（ｄ）前記機能ブロック上に、さらに保護
    層を形成する工程。
  20. 【請求項２０】 請求項１９において、 前記工程（ｄ）において、 前記保護層を、前記機能ブロックと前記基体との境界領
    域の少なくとも一部を覆うように形成する、機能ブロッ
    クを含む装置の製造方法。
  21. 【請求項２１】 請求項１３〜２０のいずれかにおい
    て、 前記液状物は、樹脂または樹脂の前駆体を含む液状物で
    ある、機能ブロックを含む装置の製造方法。
  22. 【請求項２２】 請求項１３、１５〜２１のいずれかに
    おいて、さらに工程（ｅ）を含む、機能ブロックを含む
    装置の製造方法。（ｅ）前記液状物を塗布する前に、前
    記機能的形状部を形成するための領域以外の領域に、前
    記液状物をはじく性質を有する撥液膜を形成する工程。
  23. 【請求項２３】 請求項２２において、 前記工程（ｂ）は、前記撥液膜によってはじかれる液状
    物を、前記機能的形状部を形成するための領域に配置さ
    せる工程である、機能ブロックを含む装置の製造方法。
  24. 【請求項２４】 請求項２２または２３において、 前記撥液膜は、前記電極に吸着する化合物からなる単分
    子膜である、機能ブロックを含む装置の製造方法。
  25. 【請求項２５】 請求項２２〜２４のいずれかにおい
    て、 前記電極は、金を含む材料から形成される、機能ブロッ
    クを含む装置の製造方法。
  26. 【請求項２６】 請求項２４または２５において、 前記単分子膜は、一方の末端に前記液状物をはじく性質
    を有する原子団を含むチオールからなる、機能ブロック
    を含む装置の製造方法。
  27. 【請求項２７】 請求項１３または１４において、 前記工程（ａ）は、ディスペンサノズルの先端に前記液
    状物の液滴を作り、該液滴を前記機能ブロックの所定の
    領域に接触させ、該液状物を該所定の領域に配置する工
    程である、機能ブロックを含む装置の製造方法。
  28. 【請求項２８】 請求項１３または１４において、 前記工程（ａ）は、インクヘッドジェットを用いて前記
    液状物を前記機能ブロックの所定の領域に射出し、該液
    状物を該所定の領域に配置する工程である、機能ブロッ
    クを含む装置の製造方法。
  29. 【請求項２９】 請求項１４において、 前記工程（ｂ）において、 前記スタンパは、さらに、コンタクトホールの反転形状
    部を有し、 該スタンパを用いて、前記機能的形状部を形成するとと
    もに、前記電極上にコンタクトホールを形成する、機能
    ブロックを含む装置の製造方法。
  30. 【請求項３０】 基体に凹部を設け、少なくとも一部に
    機能素子を含む機能ブロックを該凹部に自己整合的に嵌
    め込む工程を含む、機能ブロックを含む装置の製造方法
    において、以下の工程（ａ）および工程（ｂ）を含む機
    能ブロックを含む装置の製造方法。 （ａ）前記基体表面において前記機能ブロックと前記基
    体との境界領域の少なくとも一部に液状物を塗布する工
    程、および （ｂ）前記液状物を硬化させて、前記機能ブロックの固
    定手段を形成する工程。
  31. 【請求項３１】 請求項３０において、 前記固定手段が機能的形状部である、機能ブロックを含
    む装置の製造方法。
  32. 【請求項３２】 請求項３０または３１において、 前記機能ブロックは半導体デバイスを含む、機能ブロッ
    クを含む装置の製造方法。
  33. 【請求項３３】 発光素子を含む前記機能ブロックが配
    置された請求項１乃至３２の何れかに記載の機能ブロッ
    クを含む装置と、受光素子を含む前記機能ブロックが配
    置された請求項１乃至３２の何れかに記載の機能ブロッ
    クを含む装置とが、前記発光素子と前記受光素子とが互
    いに対向するように積層されてなることを特徴とする光
    伝送装置。
  34. 【請求項３４】 発光素子を含む前記機能ブロックが配
    置された請求項１乃至３２の何れかに記載の機能ブロッ
    クを含む装置からなる発光部と、受光素子を含む前記機
    能ブロックが配置された請求項１乃至３２の何れかに記
    載の機能ブロックを含む装置からなる受光部とを有する
    ことを特徴とする光伝送装置。
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