JPH02254404A - ハイブリット集積回路の基板 - Google Patents

ハイブリット集積回路の基板

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JPH02254404A
JPH02254404A JP7745389A JP7745389A JPH02254404A JP H02254404 A JPH02254404 A JP H02254404A JP 7745389 A JP7745389 A JP 7745389A JP 7745389 A JP7745389 A JP 7745389A JP H02254404 A JPH02254404 A JP H02254404A
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JP
Japan
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optical
substrate
integrated circuit
hybrid integrated
holding block
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Application number
JP7745389A
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English (en)
Inventor
Tatsuo Ota
達男 太田
Tomohito Nakano
智史 中野
Setsuo Tokuhiro
節夫 徳弘
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Konica Minolta Inc
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Konica Minolta Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光導波路と光カプラ、光合分波器、光減衰器
等の光機能素子とを一体に成形するハイブリット光集積
回路のための基板に関するものである。
〔従来の技術〕
光通信や光情報旭理分野で必要な各種光回路では、小形
化、高信頼化及び低価格化のために光導波路と各種光機
能素子とを同一基板上に複合一体化したハイブリット光
集積回路の実現が期待されている。
ハイブリッド光集積回路の実現には、同一基板上で先導
波路と光機能素子とを位置合せして極力効率的に光結合
させることが必要不可欠である。
光カプラ、光合分波器、光減衰器等の光機能素子は、透
明板(例えばガラス板、シリコン板)の表面に屈折率の
異なる誘電体膜を交互に数重層積層した光学膜を基板上
に形成したものがある。
第6図(a)〜(e)は従来のハイブリット光集積回路
を基板に形成する製造工程を示す図である。
第6図(a)において、透明体(例えばガラス、シリコ
ン等)からなる基板40は、その上面を保持ブロック5
.6(ガイド溝5a 、 5bを除く)及び角形突片2
1部分に窓を有するマスクで覆い、その上から弗素系ガ
ス例えば、CF4.C*Fm等でドライエツチングする
。これにより第6図(b)に示すように基板40はその
表面に一方の側縁部に並行した一対のガイド溝5aと5
bを有する保持ブロック5と、保持ブロック5に対向し
て反対側の側縁部にガイド溝5aの延長線上にガイド溝
6aを有する保持ブロック6を形成している。
さらに基板40はその全表面(角形突片21の光学膜を
付着する側面を除く)に蒸着等して銅膜を形成し、さら
に角形突片21の側面を含む基板40の全表面に所定の
光学膜特性を有するように誘電体膜を積層蒸着させる。
次に全表面に所定の光学膜特性を有する基板を硝酸に漬
けて、角形突片21の側面を除く、他の部分の光学膜2
2をリフトオフ法により除去して第6図(c)に示すよ
うに角形突片2Iの側面に光学膜22を形成する。
基板40は、第6図(d)のようにその表面にクラッド
層、コア層の順に積層されてなる誘電体25を真空蒸着
法、スパッタリング法、CVD法、火炎体積法等の手段
で形成する。
その後、第6図(e)のように、基板40の表面に形成
された誘電体層25をエツチングして、端面が光学膜2
2に密着したガイド溝5aに連通する第1の光導波路1
1光学膜22とは反対側の角形突片21の側面にその端
面が密着したガイド1l16aに連通する第2の光導波
路2及び第1の先導波路とは分岐したガイド溝5bに通
ずる第3の光導波路3をそれぞれ形成し、第1〜第3の
先導波路の上面及び側面をクラッド層で覆うものとする
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記従来のハイブリット光集積回路の基板
は、その表面に保持ブロックをエツチング法により形成
しているので加工工程数が多くなり、また段差の大きい
(例丸ば100μm)ガイド溝及び保持ブロックを形成
できないのでプナズム、フィルタ、レンズ、光ファイバ
等の光学部品を取り付は位置決めが難しい。
前記光デバイスをエツチングにより形成する工程におい
て、角形突片に直接光学フィルタ膜を形成する時、蒸着
面と蒸着角度を一定に維持することが難しいので、フィ
ルタ性能が劣化する。
本発明の目的は、上記間麗点に鑑み創作されたもので、
光機能素子の光学関係を高精度で容易に位置決して保持
できるハイブリット集積回路の基板を提供することにお
る。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的を達成するこの発明は、光ファイバ、光導波路
、コリメータレンズ、干渉フィルタ、プリズム、光カッ
プラ、光合分波器等の光学部品の光学関係を位置決する
保持ブロックをプラスチック樹脂で一体に型成形したこ
とを特徴とするハイブリット集積回路の基板である。
また、前記保持ブロックを一体に成形したハイブリット
基板はガラス等の無機物質で型成形したことを特徴とす
るものであればさらに効果を発渾できる。
更に、前記保持ブロックを一体に成形したハイブリット
集積回路の基板に光導波路を形成する凹凸部を設け、そ
の凹凸部に高屈折率の無機材料によりコアを形成して前
記コアを低屈折率の材料で覆うことを特徴とするもので
あっても良い。
〔実施例〕
次に、この発明を添付図面に基づいて実施例について説
明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物を示
す。
第1図及び第2図は本発明のハイブリット集積回路の基
板の2つの実施例を示す斜視図である。
先ず本発明のハイブリット集積回路の基板の第1の実施
例を第、1図に基づいて説明する。本実施例のハイブリ
ット集積回路基板は、その基板40、保持ブロック5.
6.7.8.9及び第1〜第3の導波路基礎を酸化鉛系
光学ガラス(例えばF60を70wt、%、SiOを2
0〜30wt%)或は耐熱性プラスチッ例えばアクリル
樹脂、ポリカーボン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリサルホ
ン、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケトン樹脂等
で一体に型成形したものである。
保持ブロック5.6.7はそのガイド溝5a、6a、7
aに光ファイバを挿着して保持する。保持ブロック8.
9はそのガイド溝8a 、 9aに光導波路をCVD法
により形成する。
光学膜付基板20は厚さ1ml11〜50μmの短冊形
状のカラス或はジルコンウェーハのブロック21の側面
に所定の光学特性を有する光学1K22を形成したもの
であり、この先学膜付基板20は保持ブロック8及び9
との間の0.l〜3IIffi隙間に光学接着剤例えば
紫外線硬化樹脂で接着することにより角度精度0.1’
、位置精度μmオーダで固定する。
次に第2に実施例のハイブリット集積回路の基板を第2
図に基づいて説明する。ハイブリット集積回路は保持ブ
ロック5、を耐熱性プラスチック樹脂例えばポリイミド
、ポリエーテルサルホン、ポリエーテルケトン樹脂で一
体に型成形したものである。保持ブロック5は凹形状で
高さH−180tt m、 Ll、L2= 10077
 m、F3−125〜130μmでコア径50μm、ク
ラツド径125μmの光ファイバを紫外線硬化樹脂で接
着することにより位置精度μmで固定できる。保持ブロ
ック30は両@@mraの角型穴状でカップリングレン
ズを位置決め可能である。保持ブロック31は高さ18
0〜200μm1幅50μmで光導波路を形成するため
の位置決め用である。
第3図(a)及び(f)は本発明のハイブリット集積回
路の基板の他の6つの実施例を示す斜視図である。これ
ら6つの実施例のハイブリッド集積回路の基板は保持ブ
ロックをアクリル樹脂、ポリカーポ樹脂、ポリイミド樹
脂、ポリサルホルン、ポリエーテルサルホルンポリエー
テルケトン樹脂或は5F−11%B5C7、BaCD1
6、BaCD16チ LaF31.NbFD81等のガラス材料で一体に型成
形する。
なお、プラスチック材料は耐熱性が200℃以上であり
、線膨張率が10− ’deg−’であり、ガラス材料
は耐熱性が500℃以上であり、線膨張体が1O−6〜
10−’deg−’であるので基板材料としてはガラス
材料が優れる。また、ガラス材料は耐薬性においてもプ
ラスチック材料より優れる。保持ブロックはその形状を
方形、台形、円形、球形、7字型とする。保持ブロック
はその形状を7字型及び台形とすると成形工程において
型抜きを良好におこなえる。保持ブロックは第3図(e
)及び(f)に示すようにその端部を鈍角又は丸みを持
たせることにより、レジスト等の塗膜厚を均一にスピナ
ー等で塗付することができるので光機能素子を確実に接
着して固定できる。
第4図及び第5図は本実施例に示すハイブリット基板に
導波路を一体に形成する工程を示す工程図である。
耐熱性プラスチック材料或はガラス材料で型成形した基
板40を第4図(a)に示すように200°Cに加熱す
る。基板40表面に形成された凹形状導波路基礎及び保
持ブロックの表面に第4図(b)に示すように例えばシ
ランガスとアンモニアガス(SiH,+NH,)を用い
て窒化シリコンをプラズマ化学気相成長法で厚さ約lO
μIだけ形成する。これにより窒化シリコン層41,4
2.43を得る。さらに窒化シリコン層41.42.4
3に覆われた基板40の凹形状表層を第4図(C)に示
すようにクラッド材料として例えばポリイミド樹脂で覆
う。これにより窒化シリコン層42をコアとし、その上
層のポリイミド樹脂層と下層及び側層とをクラッド層と
する光導波路が形成される。
上記の方法により先導波路を形成すると先導波路が高精
度で形成することができかつ光導波路の再現性が良い。
また、光7アイパを取り付ける保持ブロックの取付面に
コア材料がlOμm堆積することを考慮して、基板の形
状を設計すれば光ファイバを保持ブロックに位置・精度
良く確実に取り付けることができる。
又第5図は、凹形状の導波路基礎を用いた工程を示して
いる。工程は第4図と同様である。。
コア材料として無機材料あるいは有機材料が考えられる
。無機材料としては5i01+TiO2,GeO2,S
iNx。
コーニング7059、BaO+SiO,,5iON及び
LiNb0.系等が好ましい。有機材料としてはPC,
PMMA、エポキシ樹脂等が好ましい。
クラッド材料としてはコア材料に比して屈折率を約0.
01〜1.0%だけ小さいものを用いる。
以下に好ましい代表的な材料の組合せ例を示す。
第1の組合せ例としては基板材料としてB5C7(屈折
率n = 1.516)、コア材料としてPC:MA、
PMMA、エポキシ樹脂、ホトレジスト、クラッド材料
としてアクリル樹脂である。
第2の組合せ例としては基板材料としてB5C7(屈折
率n −1,516) 、コア材料として5iO1+T
iO,、GeO,、コーニング7059、Ta、O,(
+SiO,)、 Nb、O。
(+ S io x ) + BaO+ S t Ot
 + S +ONs S i Nxs As t Ss
クラッド材料として5iON、 BaO+SiO,、S
iO,+TiO,である。
第3の組合せ例としては基板材料としてポリミド樹脂(
屈折率n=1.4〜1.6)、コア材料とじてPC: 
MA%PMMA、エポキシmm、ホトレジスト、クラッ
ド材料としてポリイミド樹脂である。
第4の組合せ例としては基板材料としてポリイミド樹脂
(屈折率n=1.4〜1.6)、コア材料としてSiO
,+TiO,、Gem、 、コーニング7059、Ta
*Os(+SiO*) 。
Nb、Oa(+SiO*1BaO+SiO,,5iON
、 SiNx、 AstS、クラ・ンド材料として5i
ON、 BaO+5iOi、SiJ+TiO2である。
光導波路には多モード系とシングルモード系があり、本
実施例では多モード系の先導波路はコア寸法が40〜1
00μ市の四角状に形成でき、クラッド寸法が厚さ5I
請以上で形成でき、この先導波路は光損失2 d B 
/c+o以下となる。
また、シングルモード系の先導波路はコア寸法が3〜2
0μmの四角状に形成でき、クラッド寸法は厚さ5I1
以上に形成でき、この光導波路は光損失3dB/c−以
下となる。このようにして多モード系及びシングルモー
ド系の光導波路として充分な使用に耐える性能が簡単な
工程で形成可能となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は保持ブロックをプラスチ
ック樹脂或はガラス等の無機物質で基板に一体成形する
ことにより、光ファイバ、コリメータレンズ、干渉フィ
ルタ、プリズム、光カップラ、光合分波器等の光学部品
を高精度で位置決めできるので、光学部品の光学的位置
関係を精密に保持できる。
また、グラスチック樹脂で凹凸部を基板に型成形するこ
とにより段差ができるので、この凹凸部に高屈折率のガ
ラス等の無機物質でコアを形成して、前記コアを低屈折
率の材料で覆うことにより導波路を形成するとエツチン
グ工程を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図はこの発明の実施例を示し、第1図は本
発明のハイブリット集積回路の基板の第1の実施例を示
す斜視図、第2図は本発明のハイブリット集積回路の基
板の第2の実施例を示す斜視図、第3図(a)〜(f)
は本発明のハイブリット集積回路の基板の他の6つの実
施例を示す斜視図、第4図及び第5図は本実施例に示す
ハイブリット基板に導波路を一体に形成する工程を示す
工程図、第6図(a)〜(e)は従来例の工程を示す図
である。 1〜3・・・光導波路   5〜9・・・保持ブロック
lO〜12・・・光ファイバ 20・・・光学膜付基板  2I・・・ブロック22・
・・光学膜     30.31・・・保持ブロック4
0・・・基板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光ファイバ、光導波路、コリメータレンズ、干渉
    フィルタ、プリズム、光カップラ、光合分波器等の光学
    部品の光学関係を位置決する保持ブロックをプラスチッ
    ク樹脂で一体に型成形したことを特徴とするハイブリッ
    ト集積回路の基板。
  2. (2)前記保持ブロックを一体に成形したハイブリット
    集積回路の基板はガラス等の無機物質で型成形したこと
    を特徴とする請求項1記載のハイブリット集積回路の基
    板。
  3. (3)前記保持ブロックを一体に成形したハイブリット
    集積回路の基板に光導波路を形成する凹凸部を設け、そ
    の凹凸部に高屈折率の無機材料によりコアを形成して前
    記コアを低屈折率の材料で覆うことを特徴とする請求項
    1記載のハイブリット集積回路の基板。
  4. (4)前記成形材料としてはポリイミド樹脂、ポリエー
    テルサルホン樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等の耐熱性
    プラスチックであることを特徴とする請求項1又は3記
    載のハイブリット集積回路の基板。
JP7745389A 1989-03-28 1989-03-28 ハイブリット集積回路の基板 Pending JPH02254404A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11287926A (ja) * 1997-03-13 1999-10-19 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 光素子実装基板、該実装基板を用いた光モジュール、およびそれらの製造方法
DE10132665C2 (de) * 2001-07-05 2003-12-04 Inst Mikrotechnik Mainz Gmbh Trägerkomponente für ein optisches Modul, und ein optisches Modul
WO2004059358A1 (en) * 2002-12-30 2004-07-15 Microsolutions, Inc. Optical device and method for fabricating the same
JP2009244337A (ja) * 2008-03-28 2009-10-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 電気光学モジュール製造方法及び電気光学モジュール

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