JP2009104064A - 光配線を備えた電子装置及びその光配線 - Google Patents

Abstract

【課題】発明の目的は、光配線の高密度化を可能にすることによって、光配線によって半導体装置間の信号伝送を行う電子装置の信号処理速度を飛躍的に向上させることである。
【解決手段】
電気信号を処理する複数の半導体装置と、前記半導体装置の間で交わされる信号が電気から光に変換されてなる光信号を伝送する複数の光導波路によって構成される光配線を具備する電子装置において、隣接する前記光導波路の間で、コア断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なることを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、光配線を備えた電子装置及びその光配線に関し、特に、配線密度が高く且つクロストークの小さい光配線を備えた電子装置及びその光配線に関する。

ＬＳＩ等の半導体装置の信号処理速度は、著しく向上している。その結果、半導体装置自体の信号処理速度は、半導体装置の間（例えば、ＣＰＵとメモリの間）を接続する電気配線の信号伝送速度を越えるまでになっている。

このため、複数の半導体装置が電気配線によって接続された電子装置の信号処理速度は、半導体装置間を接続する電気配線の伝送速度によって律速されるようになっている。

このような電子装置の信号処理速度の限界を超える技術として、光配線（光インターコネクション）が注目されている（特許文献１）。
特開平１１−２６４９１２号公報 池上徹彦、土屋治彦、三上修：半導体フォトニクス工学、コロナ社（１９９５年）、ｐ.５５。

（１）光配線を備えた電子装置
図１４は、半導体装置２の間で交わされる信号を光信号１０で伝送する光配線４を備えた電子装置６の平面図である。図１５は、この電子装置６のＡ−Ａ´線に於ける断面を矢印の方向から見た断面図である。

また、図１６（ａ）は、図１４に図示する電子装置６を構成する光配線４の平面図である。図１６（ｂ）は、光配線４のＡ−Ａ´線に於ける断面を矢印の方向から見た断面図である。

電子装置６は、図１４及び図１５に示すように、基板８と、基板８の上に形成された、電気信号を処理する複数の半導体装置２と、基板８の上に形成された複数の光導波路１２によって構成される光配線４を備えている。ここで、光導波路１２は、半導体装置２の間で交わされる信号が電気から光に変換されてなる光信号１０を伝送するチャネルとして機能する。

尚、光信号１０は光配線４を構成する全ての光導波路１２を伝播するが、図面が複雑になるにならないように、図１４には、一つの光導波路１２を伝播する光信号１０のみを代表として記載した。以下の図面でも、同様である。良く知られているように、光導波路はコアとクラッドで構成される。上記光配線４では複数の光導波路１２によって一のクラッドが共有されるので、図１４乃至図１６では、各光導波路を表す符号はそのコアに付した。以下で説明する図面においても、同様である。

光配線４では、図１６（ａ）に示すように、光導波路１２が互いに平行に形成されている。また、図１６（ｂ）に示すように、光導波路１２のコアの断面が矩形に形成されている。更に、光導波路１２は、コア及びクラッドの屈折率が等しく形成される。

但し、光配線４は、必ずしも、全ての領域に於いて光導波路１２が互いに平行に形成されていなくてもよい。例えば、半導体装置間の配線を容易にするため、夫々の光導波路１２が部分的に適宜屈曲して、平行でなくなる領域が存在してもよい。

更に、電子装置６は、例えば面発光レーザからなる発光素子１４と、面型の受光素子１６と、４５°ミラー１８を備えている。尚、発光素子１４及び受光素子１６は、夫々半導体装置２によって駆動される。

ここで、発光素子１４及び受光素子１６は、半導体装置２と共に、電気配線が施された基板２０に搭載されている。基板２０には、上記光信号１０が通過するためのビアホール（図示せず）が開口している。

また、電気配線の施された基板２０は、支持体２１と光配線４によって保持され、基板８との間に隙間を開けた状態で固定される。この隙間に４５°ミラー１８が配置され、発光素子１４又は受光素子１６と光導波路１２を光学的に結合する。

半導体装置２の間に於ける信号の伝送は、以下のように行われる。

まず、一方の半導体装置２によって生成された電気信号が、発光素子１４によって光信号１０に変換される。発光素子１４によって光に変換された光信号１０は、基板８に向かって放射され、４５°ミラー１８によって進行方向が変えられ光導波路１２に入射する。光導波路１２を伝播した光信号１０は、４５°ミラー１８によって基板８に垂直な方向に進行方向が変えられ、面型の受光素子１６に入射する。受光素子１６に入射した光信号１０は電気信号に変換され、他方の半導体装置２に受信される。

このようにして、光配線を備えた電子装置では、半導体装置間の信号伝送が行われる。
（２）光配線を備えた電子装置の高速化及びその課題
（光配線を備えた電子装置内に於ける）半導体装置間の伝送速度の向上は、光配線４を構成する光導波路１２の本数を増加させることによって可能になる。

長距離光伝送では、波長の異なる多数の光信号を一本の光ファイバで伝送する波長多重化技術が、伝送速度の向上に有効であった。

しかし、光配線技術に、この光多重化技術を適用することは困難である。光配線４は、縦及び横が高々２０〜３０cm程度の基板８の上に形成される。このような小さな基板上で、半導体装置毎に、波長多重化のための光学部品（合波器、分波器等）を配置することは困難である。

このため、光配線技術では、例えば図１４のように光導波路１２を多数備えた光配線４を用いて、空間的に光信号を多重化して伝送速度の向上を実現している。

従って、半導体装置間の信号伝送速度を向上させようとすると、光導波路１２の間隔を狭めて伝送チャネルを増やすことが必要になる。例えば、最も一般的な光配線４では光導波路１２の間隔は２５０μｍである。

しかし、光導波路間隔をこれ以上狭くしようとすると、まず隣接した光導波路間でクロストークが著しく増大する。更に光導波路間隔を狭くすると、遂には、図１６（ａ）に示すように、光信号１０が完全に隣の光導波路に乗り移ってしまう。

このような状況下では、もはや半導体装置間における光信号の伝送は困難である。このため、光配線内に於ける光導波路１２の間隔を、現状の２５０μｍから大きく狭めることは困難である。このように、従来の光配線の構造のまま単に光導波路間隔を狭めて伝送速度を向上させる手法は、限界に達している。

そこで、発明の目的は、光導波路１２の間隔を狭くしても隣接する光導波路間のクロストークが大きくならない光導波路構造を構築することによって光配線の高密度化を可能にし、もって光配線によって半導体装置間の信号伝送を行う電子装置の信号処理速度を向上させることである。

（第１の側面）
上記の目的を達成するために、本発明の第１の側面は、基板と、前記基板の上に形成された、電気信号を処理する複数の半導体装置と、前記半導体装置の間で交わされる信号が電気から光に変換されてなる光信号を伝送する、前記基板の上に形成された複数の光導波路によって構成される光配線を備え、前記光配線が、前記光導波路が互いに平行に形成された領域を具備する電子装置において、前記領域に於いて、前記光導波路のコアの断面が矩形に形成され、隣接する前記光導波路からなる第１及び第２の光導波路は、コア及びクラッドの屈折率が等しく、且つ前記第１及び第２の光導波路の間で、前記断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なることを特徴とする。

第１の側面によれば、隣接する光導波路の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なるので、当該光導波路間の伝播定数が異なる。従って、第１の側面によれば、光配線を構成する光導波路の間隔を狭くしても隣接する光導波路間のクロストークを小さくすることができるので、光配線の高密度化が可能になり、光配線によって半導体装置間の信号伝送を行う電子装置の信号処理速度を飛躍的に向上させることができる。

（第２の側面）
上記の目的を達成するために、本発明の第２の側面は、第１の側面において、前記幅及び前記厚さの何れか一方又は双方を異ならせることにより、前記第１及び第２の光導波路の間のクロストークを、−３０ｄＢ以下にしたことを特徴とする。

（第３の側面）
上記の目的を達成するために、本発明の第３の側面は、基板と、前記基板の上に形成された、電気信号を処理する第１及び第２の半導体装置と、前記第１及び第２の半導体装置の間で交わされる信号が電気から光に変換されてなる光信号を伝送する、前記基板の上に形成された複数の光導波路によって構成される光配線を備え、前記光配線が、前記光導波路が互いに平行に形成された領域を具備する電子装置において、前記領域に於いて、前記光導波路のコアの断面が矩形に形成され、前記光配線は、コア及びクラッドの屈折率が等しく且つ隣接する前記光導波路からなる第１及び第２の光導波路が交互に配置され、且つ、前記第１及び第２の光導波路の間で、前記断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なるように構成されており、前記第１の光導波路が、前記第１の半導体装置から前記第２の半導体装置に送信される前記光信号を伝送し、前記第２の光導波路が、前記第２の半導体装置から前記第１の半導体装置に送信される前記光信号を伝送することを特徴とする。

第３の側面によれば、同一方向に伝播する光信号は、コアの幅及び厚さが同一の光導波路を伝播するので、第１の側面に係わる光配線に於いて生じるスキュー（光導波路間に於ける、光信号の到達時間の差）を解消することができる。
（第４の側面）
上記の目的を達成するために、本発明の第４の側面は、基板と、前記基板の上に形成された、電気信号を処理する複数の半導体装置と、前記半導体装置の間で交わされる信号が電気から光に変換されてなる光信号を伝送する、前記基板の上に形成された複数の光導波路によって構成される光配線を備え、前記光配線が、前記光導波路が互いに平行に形成された領域を具備する電子装置において、前記領域に於いて、前記光導波路のコアの断面が矩形に形成され、隣接する前記光導波路からなる第１及び第２の光導波路は、コア及びクラッドの屈折率が等しく、且つ、前記断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なる複数通りの短光導波路が複数縦列接続されてなり、前記第１及び第２の光導波路を夫々構成し且つ互いに隣接する前記短光導波路は、前記断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なることを特徴とする。

第４の側面によれば、コア断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なる短光導波路を縦列接続して光導波路を構成するので、当該光導波路からなる光配線の光導波路密度を高くすることができると同時に、スキュー（光導波路間に於ける、光信号の到達時間の差）のない光配線を構成することが容易になる。従って、第４の側面によれば、光配線によって半導体装置間の信号伝送を行う電子装置の信号処理速度を飛躍的に向上させると同時に、当該電子装置に於いてスキューのない信号処理を実現することが容易になる。

（第５の側面）
上記の目的を達成するために、本発明の第５の側面は、第４の側面において、前記断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なる前記短光導波路毎に、前記短光導波路の長さの総和を取った値が、前記第１及び第２の光導波路の間で等しいことを特徴とする。

第５の側面によれば、信号処理速度が飛躍的に高く且つスキュー（光導波路間に於ける、光信号の到達時間の差）のない、光配線を備えた電子装置を実現することができる。

本発明では、隣接する光導波路のコア断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方を異ならせることによって、隣接する光導波路の伝播定数を異ならせ、光導波路の間隔を狭くしても隣接する光導波路間のクロストークが大きくならないようにする。このため、本発明によれば、光配線を構成する光導波路の密度を高くすることができる。

従って、本発明によれば、光配線によって半導体装置間の信号伝送を行う電子装置の信号処理速度を、飛躍的に向上させることができる。

また、本発明では、コア断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なる短光導波路を縦列接続して光導波路を構成する。このため、当該光導波路からなる光配線の光導波路密度を高くすることができると同時に、スキュー（光導波路間に於ける、光信号の到達時間の差）のない光配線を構成することができる。

従って、本発明によれば、光配線によって半導体装置間の信号伝送を行う電子装置の信号処理速度を飛躍的に向上させことができ、且つ半導体装置間の信号伝送をスキューのない状態で行うことができる。

以下、図面にしたがって本発明の実施の形態について説明する。但し、本発明の技術的範囲はこれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された事項とその均等物まで及ぶものである。なお、図面が異なっても対応する部分には同一符号を付し、その説明は省略する。

（実施の形態１）
本実施の形態は、隣接する光導波路のコア断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方を異ならせることによって、光導波路の間隔を狭くしてもクロストークが大きくならないようにした光配線を備えた電子装置に係るものである。

（１）装置構成
本実施の形態に係る電子装置の構成は、図１４及び図１５に示した電子装置（関連技術）と殆ど同じである。

但し、本実施の形態に係る電子装置を構成する光配線２４は、図６に示すように、隣接する光導波路２６,２８の間で、コアの断面の幅Ｗ１,Ｗ２及び厚さＤ１,Ｄ２の何れか一方又は双方が異なる点で、図１４及び図１５に示した電子装置６と相違する（図６では、コアの断面の幅Ｗ１及びＷ２が異なっている。）。尚、図６（ａ）は光配線２４の平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ´線に於ける断面を矢印の方向から見た断面図である。

ここで、第１及び第２の光導波路２６,２８のコアの構成は、第１及び第２の光導波路２６,２８のコアの断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方を異ならせることにより、第１及び第２の光導波路２６,２８の間のクロストークを−３０ｄＢ以下にしたものであることが好ましい。

また、第１及び第２の光導波路２６,２８のコアの構成は、第１及び第２の光導波路２６,２８のコアの断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方を異ならせることにより、第１及び第２の光導波路２６,２８の間のクロストークを−５０ｄＢ以下にしたものが更に好ましい。更には、第１及び第２の光導波路２６,２８のコアの構成は、第１及び第２の光導波路２６,２８のコアの断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方を異ならせることにより、第１及び第２の光導波路２６,２８の間のクロストークを−７０ｄＢ以下にしたものが最も好ましい。

但し、クロストークを小さくし過ぎると第１及び第２の光導波路２６,２８のコアの断面の非対称性が大きくなり、第１及び第２の光導波路２６,２８の特性（例えば、伝送速度）の違いが大きくなり過ぎるので、クロストークを必要以上に小さくすることは好ましくない。このような観点から、クロストークの下限としては、−１２０ｄＢ以上が好ましく、更に好ましくは−１００ｄＢ以上であり、更に好ましくは−８０ｄＢ以上であり、最も好ましくは−４０ｄＢ以上である。

（２）原 理
まず、隣接する光導波路のコア断面の幅及び厚さが等しい場合、光導波路間隔が狭くなるとクロストークが大きくなる理由について説明する。尚、以下の説明では、隣接する光導波路のコアとクラッドの比屈折率差は等しいものとする
図１に示すように近接して平行に配置された２本の光導波路３０,３２を伝播する光信号は、これら近接する光導波路の間を交互に往復しながら伝播する。

ここで、光信号１０が入射された光導波路３０に於ける光信号のパワーをＰ_１（ｚ）、他方の光導波路３２における信号光のパワーをＰ_２（ｚ）とすると、光導波路３０,３２の伝播定数が等しい場合、光信号のパワーＰ_１（ｚ）,Ｐ_２（ｚ）は、伝播方向に於ける位置座標ｚに対して図２のように交互に大きくなる。ここで、図２の縦軸は、規格化された光信号のパワーである。また、横軸は、光の伝播方向における位置座標ｚである。

近接する光導波路のコア断面の幅及び厚さが等しい場合、両光導波路の伝播定数β_１及びβ_２は等しくなる。この場合、一方の光導波路を伝播する光信号（Ｐ_１（ｚ））は、図２に示すように、除々に他方の光導波路（Ｐ_２（ｚ））に乗り移りやがて光信号全体が他方の光導波路を伝播するようになる。完全に他方に乗り移った光信号は、今度は元の光導波路に除々乗り移りやがて光信号全体が再び元の光導波路を伝播するようになる（例えば、非特許文献１）。

光信号１０は、このような往復運動を近接した２本の光導波路３０,３２の間で繰り返す。

この往復運動の周期の半分すなわち一方の光導波路から他方の光導波路に完全にパワーが移行する距離は、結合長Ｌと呼ばれる（図２参照）。この結合長は、２本の光導波路が近接するほど短くなる。

一例としてコア及びクラッドの比屈折率差が０．５％で、一方のコアの幅を３μｍその厚さが３μｍの光導波路では、その間隔が１００μｍ〜２００μｍである場合、結合長は1ｋｍ以上の長距離に及ぶ。従って、長さが高々２０〜３０ｃｍの光配線では、隣接する光導波路１２を１００μｍ〜２００μｍ離すことによって、光導波路間の光パワーの移行すなわちクロストークはさほど問題にならなくなる。

しかし、光導波路の間隔を１００μｍ以下に狭めると、その結合長が光配線を構成する光導波路の長さに近づいてくる。その結果、信号光が入射した光導波路（一方の光導波路３０）から他方の光導波路３２への光パワーの移行すなわちクロストークが大きくなり、無視し得なくなる。

さらに、光導波路の間隔が狭まり２０〜３０μｍ程度になると、結合長は３０ｃｍ程度まで縮小する。このような状況下では、光信号が隣接する光導波路３０,３２の間を移動するようになり、もはや光配線はその機能を果し得なくなる。

一方、本実施の形態では、隣接する光導波路２６,２８の間で、コア断面の幅Ｗ１,Ｗ２及び厚さＤ１,Ｄ２の何れか一方又は双方を異ならせる。図６には、隣接する光導波路２６,２８の間で、コアの幅Ｗ１,Ｗ２が異なる例を示した。この場合、両光導波路２６,２８の伝播定数β_１及びβ_２は異なった値になる。

隣接する光導波路の間で伝播定数が異なると、光導波路間の光パワーの移行は不完全なものになる。

図３は、隣接する光導波路の伝播定数が異なる場合に、光導波路３０,３２を伝播する光のパワーの変化を説明する図である。縦軸は、規格化された光信号のパワーである。また、横軸は、光の伝播方向における位置座標ｚである。

図３に示すように、隣接する光導波路３０,３２の伝播定数が異なる場合、信号光が入射した光導波路（一方の光導波路３０、図１参照）を伝播する光信号のパワーをＰ_１（ｚ）は、結合長Ｌに於いても零にはならない。一方、（他方の）光導波路３２に乗り移る信号光のパワーをＰ_２（ｚ）は、結合長Ｌに於いても、最初に信号光１０が光導波路３０に入射した時の光信号光強度（＝１）までは大きくならない（Ｐ_２＜１）。

このことは、光導波路の密度を高くした結果、結合長が光導波路の長さと同程度或いはそれより短くなったとしても、例えば図６のように、隣接する光導波路２６,２８の間でコア断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方を異ならせておけば、隣接する光導波路２６,２８間に於ける光パワーの移行を小さくできることを示している。この場合のクロストークは、高々、結合長Ｌに於いて他方の光導波路３２に移行した光パワー（Ｐ_２（ｚ））でしかならない。

従って、光配線４を高密度化しても、隣接する光導波路２６,２８の間でコア断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方を異ならせることにより、光導波路間のクロストークを小さくすることが可能になる。

図３に示した例では、コア断面の幅又は厚さの非対称性があまり大きくないので、隣接した光導波路に移行する光パワーはまだ大きい。しかし、コア断面の幅又は厚さの非対称性を適宜大きくすれば、隣接した光導波路に移行する光パワーすなわちクロストークの値を、実用上無視し得る程度まで小さくすることができる。

例えば、コア及びクラッドの比屈折率差が０．５％で、一方のコアの幅を３μｍその厚さを３μｍとし、他方のコアの幅を２μｍその厚さを３μｍとすると、光導波路の間隔を２０μｍに近づいても隣接する光導波路間のクロストークは-３０ｄＢ以下になる。

このように、本実施の形態によれば、光配線４を構成する光導波路２６,２８の間隔を狭くしても隣接する光導波路間のクロストークを小さくすることができるので、光配線の高密度化が可能になり、光配線によって半導体装置間の信号伝送を行う電子装置の信号処理速度を飛躍的に向上させることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態に係る電子装置は、実施の形態１に係る電子装置２２で問題となるスキュー（光導波路間に於ける、光信号の到達時間の差）をなくした電子装置である。

図７は、本実施の形態における電子装置３４を説明する平面図である。

本実施の形態に係る電子装置３４の構成は、実施の形態１に示した電子装置と殆ど同じである。すなわち、本実施の形態に係る電子装置３４では、図７のように、コア及びクラッドの屈折率が等しく且つ隣接する光導波路からなる第１及び第２の光導波路２６,２８が交互に配置され、第１及び第２の光導波路２６,２８の間で、断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なるように構成されている。

但し、本実施の形態に係る電子装置３４は、第１の光導波路２６が、（発光素子１４及び受光素子１６を介して）第１の半導体装置３６から第２の半導体装置３８に送信される光信号４０を伝送し、第２の光導波路２８が、（発光素子１４及び受光素子１６を介して）第２の半導体装置３８から第１の半導体装置３６に送信される光信号４２を伝送する点を特徴とする。

上述した実施の形態１では、隣接する光導波路２６,２８の断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なるようにして、両者の伝播定数が一致しないようにした。このような場合、隣接する光導波路２６,２８を伝播する信号光の速度に違いが生じてしまう。更に、実施の形態１に係わる電子装置２２は、図４に示すように、中央で隣接する光導波路８６,８８を除き、隣接する光導波路が同一方向に光信号を伝送するように構成されている。尚、図４は、実施の形態１における電子装置２２の構成を説明する平面図である。

このため、実施の形態１に係わる電子装置２２では、第１の半導体装置３６から第２の半導体装置３８に光信号が到達する時間が光導波路間で異なってしまうスキューが生じてしまう。

これに対して、本実施の形態では、上述したように、第１の半導体装置３６から第２の半導体装置３８に光信号４０を伝送する第１の光導波路２６は、例えば、図７のように、全て幅の広い光導波路で構成されている。一方、第２の半導体装置３８から第１の半導体装置３６に光信号４２を伝送する第２の光導波路２８は、例えば、図７のように、全て幅の狭い光導波路４２によって構成されている。

このように、一方の半導体装置から他方の半導体装置に光信号を伝送する光導波路のコア形状を同じにしておけば、これらの光導波路の伝播定数が等しくなるのでスキューは生じない。一方、隣接する光導波路間では、コアの形状が異なるのでクロストークが小さくなり、光配線の高密度化が可能になる。

従って、本実施によれば、実施の形態１に係わる光配線に於いて生じるスキュー（光導波路間に於ける、光信号の到達時間の差）を解消することができる。

（実施の形態３）
本実施の形態に係る電子装置は、実施の形態１と同じように、光導波路の間隔を狭くしてもクロストークが大きくないようにした光配線を備えた電子装置に係るものである。

本実施の形態に係る電子装置は、光配線の構成が、実施の形態１に示した電子装置とは異なる。その他の点は、実施の形態１に係る電子装置２２と同じである。このような光配線を採用することにより、実施の形態２のように光の伝送方向を隣接する光導波路の間で逆向きにしなくても、容易にスキューを解決することができる。但し、この点に関しては、下記実施の形態４で詳しく説明する。

図８は、本実施の形態に係る光配線４４の一例を説明する図である。図８（ａ）は平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示したＡ−Ａ´線に於ける断面を矢印の方向から見た断面図である。

図８（ｂ）のように、本実施の形態でも、光導波路４６,４８のコアの断面が矩形に形成される。

ここで、本実施の形態に係わる電子装置４４は、図８（ａ）のように、隣接する光導波路からなる第１及び第２の光導波路４６,４８が、コア及びクラッドの屈折率が等しく、且つ、コアの断面の幅Ｗ１,Ｗ２及び厚さＤ１,Ｄ２の何れか一方又は双方（図８の例では、コアの幅Ｗ１,Ｗ２）が異なる複数通りの光導波路５０,５２（以下、短光導波路と呼ぶ）が複数縦列接続されてなることを特徴とする。ここで、縦列接続とは、光の伝播方向に於いて光導波路を接続することを意味する。

更に、本実施の形態の電子装置は、第１及び第２の光導波路４６,４８を夫々構成し且つ互いに隣接する短光導波路５０,５２が、そのコアの断面の幅Ｗ１,Ｗ２及び厚さＤ１,Ｄ２の何れか一方又は双方（図８の例では、コアの幅Ｗ１,Ｗ２）が異なることを特徴とする。

このように構成することにより、第１及び第２の光導波路４６,４８を構成し互いに隣接する短光導波路５０,５２は、コアの断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方（図８の例では、コアの幅Ｗ１,Ｗ２）が異なることになる。従って、隣接する短光導波路５０,５２の伝播定数が異なった値になるので、隣接する短光導波路５０,５２の間に於ける光の移行は、たとえ短光導波路５０,５２の長さが結合長又は以上であっても僅かなものにしかならない。このため、短光導波路５０,５２が縦列接続されてなる第１及び第２の光導波路４６,４８の間に於ける信号光１０の移行も、僅かなものにしかならない。

例えば、短光導波路５０,５２のコア及びクラッドの比屈折率差が０．５％で、短光導波路５０のコアの幅が３μｍその厚さが３μｍであり、短光導波路５２のコアの幅が２μｍその厚さが３μｍである場合、第１及び第２の光導波路５０,５２の間隔が２０μｍに近づいても、短光導波路５０,５２のクロストークは-３０ｄＢ以下である。

故に、本実施の形態によれば、光配線４４を構成する光導波路４６,４８の間隔を狭くしても隣接する光導波路間のクロストークを小さくすることができるので、光配線の高密度化が可能になり、光配線によって半導体装置間の信号伝送を行う電子装置の信号処理速度を飛躍的に向上させることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態に係る電子装置は、実施の形態３に係る電子装置においてスキュー（光導波路間に於ける、光信号の到達時間の差）をなくした電子装置である。

本実施の形態に係る電子装置の構成は、略実施の形態３に於ける電子装置と同じである。

但し、本実施の形態に係る電子装置の光配線４４は、その光導波路４６,４８のコア断面の幅Ｗ１,Ｗ２及び厚さＤ１,Ｄ２の何れか一方又は双方が異なる短光導波路５０,５２毎に、短光導波路の長さの総和を取った値が、第１及び第２の光導波路４６,４８の間で等しいことを特徴とする。

例えば、図８に示す光配線４４を備えた電子装置では、第１の光導波路４６に於いて幅の広い短光導波路５０の長さの総和を取った値Ｌ１が第２の光導波路４８に於いて幅の広い短光導波路５０の長さの総和を取った値Ｌ２に等しく（Ｌ１＝Ｌ２）、且つ、第１の光導波路４６に於いて幅の狭い短光導波路５２の長さの総和を取った値Ｍ１が第２の光導波路４８に於いて幅の狭い短光導波路５２の長さの総和を取った値Ｍ２に等しい（Ｍ１＝Ｍ２）。

光信号１０が第１の光導波路４６の端から端に伝播するために要する時間Ｔ_１は、光信号１０が第１の光導波路４６を構成する全ての短光導波路５０を伝播するのに要する時間ｔ_１１と、光信号１０が第１の光導波路４６を構成する全ての短光導波路５２を伝播するのに要する時間ｔ_１２の和である（すなわち、Ｔ_１＝ｔ_１１+ｔ_１２）。尚、短光導波路５０,５２間の遷移領域５４を光信号１０が伝播する時間は、短光導波路５０,５２を光信号１０が伝播するのに要する時間に比べ十分短いと考えられるので、ここでは無視した。

一方、光信号１０が第２の光導波路４８の端から端に伝播するために要する時間Ｔ_２は、光信号１０が第２の光導波路４８を構成する全ての短光導波路５０を伝播するのに要する時間ｔ_２１と、光信号１０が第２の光導波路４８を構成する全ての短光導波路５２を伝播するのに要する時間ｔ_２２の和である（すなわち、Ｔ_２＝ｔ_２１+ｔ_２２）。

ところで、光信号１０が第１の光導波路４６を構成するコア幅の広い全ての短光導波路５０を伝播するのに要する時間ｔ_１１は、第１の光導波路４６に於いて幅の広い短光導波路５０の長さの総和を取った値Ｌ１と短光導波路５０の伝播定数β１で決まる。

すなわち、信号光１０の角周波数をωとすると、ｔ_１１＝Ｌ１×β１/ωとなる。

同様に、光信号１０が第１の光導波路４６を構成するコア幅の広い全ての短光導波路５２を伝播するのに要する時間ｔ_１２は、ｔ_１２＝Ｍ１×β２/ωとなる。

従って、光信号１０が第１の光導波路４６の端から端に伝播するために要する時間Ｔ_１は、Ｔ_１＝ｔ_１１+ｔ_１２＝Ｌ１×β１/ω+Ｍ１×β２/ωとなる。

同様に、光信号１０が第２の光導波路４８の端から端に伝播するために要する時間Ｔ_２は、Ｔ_２＝ｔ_２１+ｔ_２２＝Ｌ２×β１/ω+Ｍ２×β２/ωとなる。

ここで、上述したようにＬ１＝Ｌ２であり且つＭ１＝Ｍ２なので、Ｔ１＝Ｔ２となる。

すなわち、光信号１０が第１の光導波路４６の端から端に伝播するために要する時間Ｔ_１は、光信号１０が第１の光導波路４８の端から端に伝播するために要する時間Ｔ_２に等しくなる。

故に、本実施の形態によれば、実施の形態１に係わる光配線に於いて生じるスキュー（光導波路間に於ける、光信号の到達時間の差）を解消することができる。

本実施例は、隣接する光導波路のコア断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方を異ならせることによって、光導波路の間隔を狭くしてもクロストークが大きくならないようにした光配線を備えた電子装置に係るものである。

（１）装置構成
図４は、半導体装置２の間で交わされる信号を光１０で伝送する光配線２４を備えた電子装置２２の平面図である。図５は、図４のＡ−Ａ´線に於ける断面を矢印の方向から見た断面図である。

また、図６（ａ）は、光配線２４の平面図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ´線に於ける断面を矢印の方向から見た断面図である。

電子装置２２は、図４及び図５に示すように、例えば、石英、ガラス、シリコン、セラミック、及び樹脂の何れかからなる基板８と、基板８の上に形成された、例えば、ＣＰＵやメモリからなる電気信号を処理する複数の半導体装置２と、基板８の上に形成された複数の光導波路２６,２８からなる光配線２４を備えている。ここで、光導波路２６,２８は、半導体装置２の間で交わされる信号が電気から光に変換されてなる光信号１０を伝送するチャネルとして機能する。

本実施例に於ける光導波路２６,２８は、ポリイミド樹脂（日立化成工業、商品名ＯＰＩ）によって形成される。但し、光導波路２６,２８を形成する材料は、特定の材料に限定されるものではなく、例えば、石英、ガラス、シリコン、及び樹脂（エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等）の何れかであってもよい。

光配線２４には、図６（ａ）に示すように、第１及び第２の光導波路２６,２８が互いに平行に形成されている。また、光導波路２６,２８の間隔は２０μｍである。

また、図６（ｂ）に示すように、第１及び第２光導波路２６,２８のコアの断面は、矩形に形成される。ここで、第１の光導波路２６のコアの幅Ｗ１は３μｍで、その厚さＤ１は３μｍである。また、第２の光導波路２８のコアの幅Ｗ２は２μｍで、その厚さＤ２は３μｍである。また、第１及び第２の光導波路２６,２８は互いにコア及びクラッドの屈折率が等しく、コアとクラッドの比屈折率差は０．５％である。

電子装置２２は、更に、面発光レーザからなる発光素子１４と、面型の受光素子１６と、４５°ミラー１８を備えている（図４及び図５参照）。尚、半導体装置２は、発光素子１４及び受光素子１６の駆動回路を備えている。

また、発光素子１４及び受光素子１６は、半導体装置２と共に、電気配線が施されたシリコン基板２０の上に搭載されている。シリコン基板２０には、発光素子１４から出射された光信号１０が通過し又は受光素子１６に入射する光信号１０が通過するビアホール（図示せず）が開口されている。

また、電気配線の施された基板２０は、図５に示すように、支持体２１と光配線４によって保持され、基板８との間に隙間を開けた状態で固定される。この隙間に４５°ミラー１８が配置され、４５°ミラー１８は発光素子１４又は受光素子１６と光導波路１２を光学的に結合する。

以上のように構成された電子装置２２では、光配線２４のクロストークは−３０ｄＢ以下である。

すなわち、本実施例の電子装置２２では、光配線２４を構成する光導波路２６,２８の間隔が２０μｍと、従来の光配線の光導波路間隔１００〜２００μｍより一桁狭くなっているが、光導波路２６,２８間のクロストークは-３０ｄＢ以下と実用上問題のない程度に小さい。

（２）動 作
本実施例に於ける電子装置２４は、以下のように動作する。

まず、一方の半導体装置２によって生成された電気信号が、発光素子１４によって光信号１０に変換される。発光素子１４によって光電変換された光信号１０は、図５のように、基板８に向かって放射され４５°ミラー１８によって進行方向が変えられ光導波路２６,２８に入射する。光信号１０は光導波路２６,２８を伝播し、４５°ミラー１８によって基板８に垂直な方向に進行方向が変えられ、面型の受光素子１６に入射する。受光素子１６に入射した光信号１０は電気信号に変換され、他方の半導体装置２に受信される。

ここで、光導波路２６,２８は、夫々のコアの幅が２μｍと３μｍと異なって形成されているので、両光導波路２６,２８の間でパワーの移行は殆ど起こらず、クロストークは-３０ｄＢ以下と実用上問題にならない小さな値にしかならない。

本実施例に係る電子装置は、実施例１に係る電子装置２２で問題となるスキュー（光導波路間に於ける、光信号の到達時間の差）をなくした電子装置である。

図７は、本実施例に係る電子装置３４の構成を説明する平面図である。

本実施例に係る電子装置３４の構成は、実施例１に示した電子装置と殆ど同じである。

但し、本実施例に係る電子装置３４は、交互に配置された第１の光導波路２６が、（発光素子１４及び受光素子１６を介して）第１の半導体装置３６から第２の半導体装置３８に送信される光信号４０を伝送し、交互に配置された第２の光導波路４２が、（発光素子１４及び受光素子１６を介して）第２の半導体装置３８から第１の半導体装置３６に送信される光信号４２を伝送する点を特徴とする。

図４に示した実施例１に係わる電子装置２２では、発光素子１４と受光素子１６は、互いに混じり合わずに、半導体装置２が搭載された基板２０の右半分又は左半分に配置されている。従って、例えば、上側の半導体装置２によって生成された信号は、光信号１０に変換されて、コア幅の広い光導波路２６及びコア幅の狭い光導波路２８の双方を伝播して下側の半導体装置２に向かって伝送される。

第１及び第２の光導波路２４,２６は、コアの幅が異なっている。このため、第１及び第２の光導波路２６,２８ではその伝播定数が異なる。従って、第１の光導波路２６を伝播し上側から下側に向かう光信号の到達時間と、第２の光導波路２８を伝播し同じく上側から下側に向かう光信号の到達時間には差が生じてしまう。すなわち、スキューが発生する。

一方、図７に示す本実施例の電子装置３４では、発光素子１４と受光素子１６が、半導体装置３６,３８が搭載された基板２０の上に交互に配置されている。従って、例えば、上側の半導体装置３６によって生成された信号が光電変換された光信号１
４０は、全て、コアの幅が広い光導波路２６伝播して下側の半導体装置３８に向かって伝送される。

従って、電子装置３４の上側から下側に向かう光信号４０は、伝播定数の同じ幅広の光導波路２６を伝播することになる。同様に、電子装置３４の下側から上側に向かう光信号４２も、伝播定数の同じ幅狭の光導波路２８を伝播することになる。

このため、本実施例の電子装置３４では、光信号が到達する時間が光導波路間で異なるスキューは発生しない。また、隣接する光導波路間でコアの形状が異なるので、光導波路の間隔が狭くなってもクロストークが大きくなることはない。従って、光配線を高密度化することができる。

本実施例に係る電子装置は、実施例１と同じように、光導波路の間隔を狭くしてもクロストークが大きくならないようにした光配線を備えた電子装置に係るものである。

但し、本実施例に係る電子装置によれば、実施例２のように光の伝送方向を隣接する光導波路間で逆向きにしなくても、光導波路間の光信号の到達時間の差すなわちスキューを容易になくすことができる
（１）構 成
本実施例に係る電子装置は、光配線の構成が、実施例１に示した電子装置とは異なる。その他の点は、実施例１に係る電子装置２２と同じである。

図８は、本実施例に係る光配線４４の構成を説明する図である。図８（ａ）は平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａ´線に於ける断面を矢印の方向から見た断面図である。

図８（ｂ）のように、本実施例でも、光導波路４６,４８のコアの断面が矩形に形成される。

本実施例に於ける光導波路４６,４８も、実施例１に係わる光配線２４と同様、ポリイミド樹脂（日立化成工業、商品名ＯＰＩ）によって形成される。但し、光導波路２６,２８を形成する材料は、特定の材料に限定されるものでなく、例えば、石英、ガラス、シリコン、及び樹脂（エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂）の何れかであってもよい。

ここで、本実施例の電子装置は、図８（ａ）のように、隣接する光導波路からなる第１及び第２の光導波路４６,４８が、そのコア及びクラッドの屈折率が等しく、且つ、矩形に形成されたコアの断面の幅Ｗ１,Ｗ２が異なる二通りの光導波路５０,５２（以下、短光導波路と呼ぶ）が複数縦列接続されて構成されている。

第１の短光導波路５０は、幅が３μｍで厚さが３μｍである。一方、第２の短光導波路５２は、幅が２μｍであり厚さが３μｍである。そして、隣接する第１及ぶ第２の光導波路４６,４８の間隔は２０μｍである。また、第１及ぶ第２の光導波路４６,４８の比屈折率差は、共に０．５％である。

更に、本実施例の電子装置は、第１及び第２の光導波路４６,４８を構成し且つ互いに隣接する短光導波路５０,５２が、そのコアの断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方（図８の例では、コアの幅ｗ１,ｗ２）が異なることを特徴とする。

このように、第１及び第２の光導波路４６,４８を構成し互いに隣接する短光導波路５０,５２は、そのコアの断面の幅が異なっている。このため、隣接する短光導波路５０,５２の伝播定数β１,β２は、異なった値になる。

従って、隣接する短光導波路５０,５２間に於ける光の移行は、短導波路５０,５２の長さが結合長と同程度又はそれ以上になっても、大きな値にはならない。例えば、本実施例に於ける短光導波路４６,４８間のクロストークは、−３０ｄＢ以下である。

このため、短光導波路５０,５２が複数縦列接続されてなる第１及び第２の光導波路４６,４８の間に於ける信号光の移行はごく僅かである。

故に、本実施例によれば、光配線４４を構成する光導波路４６,４８の間隔を狭くしても隣接する光導波路４６,４８の間のクロストークを小さくすることができるので、光配線の高密度化が可能になり、光配線によって半導体装置間の信号伝送を行う電子装置の信号処理速度を向上させることができる。

更に、本実施例では、第１の光導波路４６を構成する幅の広い２本の短光導波路５０の光導波路長の和（ｌ１+ｌ３）と、第２の光導波路４８を構成する幅の広い２本の短光導波路５０の光導波路長の和（ｌ６+ｌ８）が等しい（ｌ１、ｌ３、ｌ６、及びｌ８は、図８（ａ）参照）。また、第１の光導波路４６を構成する幅の狭い２本の短光導波路５２の光導波路長の和（ｌ２+ｌ４）と、第２の光導波路４８を構成する幅の狭い２本の短光導波路５２の光導波路長（ｌ５+ｌ７）の和が等しい（ｌ２、ｌ４、ｌ５、及びｌ７は、図８（ａ）参照）。

短光導波路５０,５２は夫々コア幅が異なるので、伝播定数が異なっている。従って、夫々の短光導波路に於ける光の伝播速度が異なる。しかし、上述したように、第１の光導波路４６を構成するコア幅の広い短光導波路５０の光導波路長の和（ｌ１+ｌ３）が、第２の光導波路４８を構成するコア幅の広い短光導波路５０の光導波路長の和（ｌ６+ｌ８）に等しい。また、第１の光導波路４６を構成するコア幅の狭い短光導波路５２の光導波路長の和（ｌ２+ｌ４）が、第２の光導波路４８を構成するコア幅の狭い短光導波路５２の光導波路長ｌ５+ｌ７）の和に等しい。

このため、信号光が第１の光導波路を伝播するために要する時間と、信号光が第２の光導波路を伝播するために要する時間は等しくなる。すなわち、本実施例に係る電子装置では、スキューは発生しない。尚、短光導波路５０及び短光導波路５２の遷移領域５４は短光導波路５０,５２に比べて短いので、以上の説明では、この遷移領域５４を伝播する光の時間は無視した。

（２）動 作
本実施例に係る電子装置の動作は、実施例１に於ける電子装置と基本的には同じである。

但し、信号光が、コア幅の異なる短光導波路５０,５２を交互に伝播する点で相違する。

本実施例に係る電子装置は、光導波路が多層に形成されてなる光配線を備えた電子装置に係るものである。また、本実施例に係る電子装置は、光導波路のコアの幅でなくコアの厚さが、隣接する光導波路間で異なる場合がある例である。

本実施例に係る電子装置は、光配線の断面構造が、実施例１又は２に係る電子装置とは異なる。その他の点は、実施例１又は２に係る電子装置と同じである。従って、光配線の構造についてのみ説明し、その他の説明は省略する。

図９は、本実施例に係る電子装置が備える光配線５６の構成を説明する図である。

また、図９（ａ）は、光配線５６の平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ´線に於ける断面を矢印の方向から見た断面図である。

図９（ｂ）に示すように、光配線５６は、第１の光導波路層６６に上に第２の光導波路層６８が積層されている。

そして、第１の光導波路層６６は、コアの幅が３μｍで厚さが２μｍの第１の光導波路６２と、コアの幅が２μｍで厚さが２μｍの第２の光導波路６４が交互に配置されて構成されている。ここで、光導波路６２と光導波路６４の間隔は２０μｍである。

また、第２の光導波路層６８は、コアの幅が３μｍで厚さが３μｍの第３の光導波路５８と、コアの幅が２μｍで厚さが３μｍの第４の光導波路６０が交互に配置されて構成されている。ここで、光導波路５８と光導波路６０の間隔は２０μｍである。

そして、第１の光導波路層６６を構成する第１の光導波路６２,６４と第２の光導波路層６８を構成する第１の光導波路５８,６０の間隔も２０μｍである。

すなわち、同一光導波路層内では、例えば第１の光導波路６２と第２の光導波路６４のように、コア幅の異なる光導波路が隣接する。一方、異なる光導波路層６６,６８の間では、例えば第１の光導波路６２と第３の光導波路５８のように、コアの厚さが異なる光導波路が隣接する。

従って、本実施例に於ける光配線５６では、隣接する光導波路の間で、コアの断面の幅及び厚さの何れか一方が異なっている。

従って、本実施例に係る電子装置では、光導波路間での信号光の移行は殆ど起こらない。また、光導波路が積層されているので、実施例１乃至３の電子装置より高密度化された光配線が可能になる。

尚、図９の例では、光導波路５８,６０,６２,６４のコア断面の幅及び厚さの何れか一方が異なっている。しかし、光導波路層の積層構造はこの様な構成に限られず、例えば、図１０のように、夫々が異なる光導波路層６６,６８に属し且つ隣接する光導波路（光導波路６０及び光導波路６２、光導波路５８及び光導波路６４）のコアの厚さ及び幅の双方が異なるようにしてもよい。

また、積層する光導波路層６６,６８の平面構造も、図９（ａ）にように幅の異なるストライプ状の光導波路が交互に配置された構造に限られるものではなく、例えば図８（ａ）のように幅の異なる短光導波路５０,５２が縦列接続されてなる光導波路４６,４８が、夫々を構成する幅の異なる短光導波路（短光導波路５０及び短光導波路５２）が対向するように配置された構造であってもよい。

本実施例は、上記実施例１乃至４に係わる電子装置を構成する光配線の製造方法に係わるものである。

図１１乃至図１３は、実施例１乃至３に係わる光配線２２,２４,４４の製造方法を説明する断面工程図である。実施例４に係わる光配線５６は、光導波路層を二度形成して積層する点で、下記製造工程とは相違するが、その他の点では共通する。

まず、例えば、石英、ガラス、シリコン、セラミック、及び樹脂の何れかからなる平坦な基板８の上に、クラッド形成用のポリイミド樹脂溶液（日立化成、商品名：ＯＰＩ-Ｎ３２０５）をスピンコートによって塗布し、３５０℃で加熱して硬化させる。硬化したポリイミド樹脂溶液は、ポリイミドからなる下部クラッド７０を形成する（図１１（ａ））。

次に、下部クラッド７０の上に、コア形成用のポリイミド樹脂溶液（日立化成、商品名：ＯＰＩ-Ｎ３３０５又はＯＰＩ-Ｎ３４０５）をスピンコートによって塗布し、３５０℃で加熱して硬化させる。硬化したポリイミド樹脂溶液は、ポリイミドからなるコア用樹脂層７２を形成する（図１１（ｂ））。

次に、スパッタ法又は蒸着法により金属薄膜７４をコア用樹脂層７２の上に堆積する（図１１（ｃ））。

次に、この金属薄膜７４の上に、フォトレジスト膜を塗布し、形成すべき光配線のコア形状に応じたレジストパター７６に形成する（図１２（ｄ））。

次に、このレジストパター７６をマスクとして、金属薄膜７４をウェットエッチングして、金属薄膜パターン７８を形成する（図１２（ｅ））。

次に、この金属薄膜パターン７８をマスクとして、コア用樹脂７２をドライエッチングして、コアを形成する（図１２（ｆ））。

次に、金属薄膜パターン７８を除去し、再度、クラッド形成用のポリイミド樹脂溶液（日立化成、商品名：ＯＰＩ-Ｎ３２０５）をスピンコートによって塗布し、３５０℃で加熱して硬化させる。硬化したポリイミド樹脂溶液は、ポリイミドからなる上部クラッド８２を形成する（図１３）。

以上の工程により、基板８の上に、ポリイミドからなるクラッド７０,８２とコア８０を備え、所定のコア形状を有する光配線が形成さえる。

以上の例では、光配線を構成する光導波路のコアの幅及び厚さは、２μｍ又は３μｍである。従って、これらの光導波路はシングルモード光導波路である。しかし、上記光配線を構成する光導波路は、必ずしもシングルモード光導波路である必要はなく、マルチモード光導波路であってもよい。

また、以上の例では、半導体装置２が送信する電気信号を光信号に変換する発光素子１４及び光信号を電気信号に変換して半導体装置２に供給する受光素子１６は、夫々面型の発光素子（面発光レーザ）及び面型の受光器であった。

しかし、発光素子１４又は受光素子１６は、面型の光素子に限られるものではなく、導波型の光素子であってもよい。例えば、発光素子１４としては、例えば、ファブリペロー型レーザであってもよい。また、受光素子１６としては、導波路型フォトダイオードであってもよい。この場合には、４５°ミラー１８を用いることなく直接、光配線を構成する光導波路に発光素子１４及び受光素子１６を光学的に結合することができる。

更に、上述した例では、本発明に係わる光配線を半導体装置間の光信号伝送（光による信号の伝送）に用いている（ボード内光配線）。しかし、本発明に係わる光配線の適用範囲は、半導体装置間の光信号伝送に限られるものではなく、複数の半導体装置からなる電子装置の間の信号伝送（ボード間光配線）または半導体装置内の信号伝送（チップ内光配線）にも適用可能である。

本発明は、複数の半導体装置からなる電子装置の製造業または半導体装置の製造業において利用可能である。

実施の形態１の原理を説明する図（その１）である。 実施の形態１の原理を説明する図（その２）である。 実施の形態１の原理を説明する図（その３）である。 実施例１に於ける電子装置の構成を説明する平面図である。 実施例１に於ける電子装置の構成を説明する断面図である。 実施の形態１及び実施例１に於ける光配線の構成を説明する図である。 実施の形態２及び実施例２に係る電子装置の構成を説明する平面図である。 本実施の形態３及び実施例３に係る光配線の構成を説明する図である。 実施例４に係る光配線の構成を説明する図である（その１）。 実施例４に係る光配線の構成を説明する図である（その２）。 実施例５に係わる光配線の製造方法を説明する断面図である（その１）。 実施例５に係わる光配線の製造方法を説明する断面図である（その２）。 実施例５に係わる光配線の製造方法を説明する断面図である（その３）。 半導体装置の間で交わされる信号を光で伝送する光配線を備えた電子装置を説明する平面図である（関連技術）。 光配線を備えた電子装置を説明する断面図である（関連技術）。 電子装置を構成する光配線の構成を説明する図である（関連技術）。

符号の説明

２・・・半導体装置 ４・・・光配線 ６・・・電子装置（関連技術）
８・・・基板 １０・・・光信号 １２・・・光導波路
１４・・・発光素子 １６・・・受光素子 １８・・・４５°ミラー
２０・・・電気配線の施された基板 ２２・・・電子装置（実施の形態１）
２１・・・支持体
２４・・・光配線（実施の形態１） ２６・・・第１の光導波路（実施の形態１）
２８・・・第２の光導波路（実施の形態１）
３０,３２・・・近接し平行に配置された光導波路
３４・・・電子装置（実施の形態２） ３６・・・第１の半導体装置
３８・・・第２の半導体装置
４０・・・第１の半導体装置から第２の半導体装置に伝送される光信号
４２・・・第２の半導体装置から第１の半導体装置に伝送される光信号
４４・・・光配線（実施の形態３） ４６,４８・・・光導波路（実施の形態３）
５０,５２・・・短光導波路 ５４・・・遷移領域
５６・・・光配線（実施例４）
５８,６０,６２,６４・・・光導波路(実施例４)
６６・・・第１の導波路層 ６８・・・第２の導波路層
７０・・・下部クラッド ７２・・・コア用樹脂層 ７４・・・金属薄膜
７６・・・レジストパターン ７８・・・金属薄膜パターン
８０・・・コア ８２・・・上部クラッド
８４,８６・・・中央で隣接する光導波

Claims (5)

1. 基板と、
   前記基板の上に形成された、電気信号を処理する複数の半導体装置と、
   前記半導体装置の間で交わされる信号が電気から光に変換されてなる光信号を伝送する、前記基板の上に形成された複数の光導波路によって構成される光配線を備え、
   前記光配線が、前記光導波路が互いに平行に形成された領域を具備する電子装置において、
   前記領域に於いて、
   前記光導波路のコアの断面が矩形に形成され、
   隣接する前記光導波路からなる第１及び第２の光導波路は、コア及びクラッドの屈折率が等しく、
   且つ、前記第１及び第２の光導波路の間で、前記断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なることを特徴とする電子装置。
2. 請求項１に記載の電子装置において、
   前記幅及び前記厚さの何れか一方又は双方を異ならせることにより、
   前記第１及び第２の光導波路の間のクロストークを、−３０ｄＢ以下にしたことを特徴とする電子装置。
3. 基板と、
   前記基板の上に形成された、電気信号を処理する第１及び第２の半導体装置と、
   前記第１及び第２の半導体装置の間で交わされる信号が電気から光に変換されてなる光信号を伝送する、前記基板の上に形成された複数の光導波路によって構成される光配線を備え、
   前記光配線が、前記光導波路が互いに平行に形成された領域を具備する電子装置において、
   前記領域に於いて、
   前記光導波路のコアの断面が矩形に形成され、
   前記光配線は、コア及びクラッドの屈折率が等しく且つ隣接する前記光導波路からなる第１及び第２の光導波路が交互に配置され、
   且つ、前記第１及び第２の光導波路の間で、前記断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なるように構成されており、
   前記第１の光導波路が、前記第１の半導体装置から前記第２の半導体装置に送信される前記光信号を伝送し、
   前記第２の光導波路が、前記第２の半導体装置から前記第１の半導体装置に送信される前記光信号を伝送する
   ことを特徴とする電子装置。
4. 基板と、
   前記基板の上に形成された、電気信号を処理する複数の半導体装置と、
   前記半導体装置の間で交わされる信号が電気から光に変換されてなる光信号を伝送する、前記基板の上に形成された複数の光導波路によって構成される光配線を備え、
   前記光配線が、前記光導波路が互いに平行に形成された領域を具備する電子装置において、
   前記領域に於いて、
   前記光導波路のコアの断面が矩形に形成され、
   隣接する前記光導波路からなる第１及び第２の光導波路は、
   コア及びクラッドの屈折率が等しく、且つ、前記断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なる複数通りの短光導波路が複数縦列接続されてなり、
   前記第１及び第２の光導波路を夫々構成し且つ互いに隣接する前記短光導波路は、前記断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なる
   ことを特徴とする電子装置。
5. 請求項４に記載の電子装置において、
   前記断面の幅及び厚さの何れか一方又は双方が異なる前記短光導波路毎に、前記短光導波路の長さの総和を取った値が、前記第１及び第２の光導波路の間で等しいことを特徴とする電子装置。

Images