JPH0323671A - 集積化機能デバイス及びその製造方法並びにこのデバイスを用いた機能モジュール - Google Patents

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、受光素子及び／又は発光素子を少なくとも具
備する集積化機能デバイス及びその製造方法並びにこの
集積化機能デバイスを複数個組合せて構成した機能モジ
ュールに関し、高速信号処理が必要なコンピュータなど
の各種の機器に用いて最適なものである。

〔発明の概要〕

本発明は、透光性の基体上に受光素子及び／又は発光素
子を少なくとも具備する集積化機能デバイス及びその製
造方法であって、外部に対する信号の受信及び／又は送
信のための電気配線又は光ファイバ及びそのコネクタを
極力省略することができ、しかも、受信及び／又は送信
のための光に、必要に応じて基体を通過させることがで
きるようにしたものである。

また、本発明は、上記集積化機能デバイスを複数個組合
せて構成した機能モジュールであって、信号の高速処理
を可能とし、また、コンピュータなどの機器を小形化で
きるようにしたものである。

〔従来の技術〕

従来、信号の高速処理を必要とするコンピュータなどの
機器において、他の機器との接続あるいは１つの機器内
の複数のプリント配線基板同士の接続のために、複数の
機器同士あるいは同じ機器内の複数のプリント配線基板
同士を、電気配線によって結合している．また、場合に
よっては、上記接続のために、電気信号をいったん光信
号に変換してから、この光信号を光ファイバによって送
信し、これを受信側で電気信号に変換することによって
、複数の機器同士あるいはｌつの機器内の複数のプリン
ト配線基板同士を結合している。この光ファイバによる
受信・送信の場合には、信号を高速に伝送することがで
きる． 〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、上述のような１つの機器内の複数のプリント
配線基板同士の結合には、次のような問題点がある。即
ち、電気配線による場合は、ノイズが発生しやすくて、
これが信号伝送の障害となることがある。また、電気配
線における抵抗及び静電容量によって信号の伝送に遅延
が生じるから、信号の高速処理の障害になっている． 光ファイバによる場合は、電気信号と光信号との変換が
必要であるから、この変換のために、受光手段、発光手
段及び光ファイバのコネクタなどの接続手段が別に必要
となり、このために、機器の構或が複雑化し、また、機
器の大形化が避けられない． 本発明は、コンピュータなどの機器に用いることができ
、しかも、他の素子、デバイス、モジュールなどと簡単
に光結合させることができる集積化機能デバイス及びそ
の製造方法を提供し、また、この集積化機能デバイスを
用いた機能モジュールを提供することを目的とする． 〔課題を解決するための手段〕 上記目的を達成するための本発明による集積化機能デバ
イスは、透光性の基体上に複数の発光素子が設けられ、
これらの半導体素子が互いに電気的及び／又は光学的に
結合され、これらの半導体素子の少なくとも１つが受光
素子又は発光素子であることを特徴とするものである。

また、上記集積化機能デバイスは、上記光学的に結合す
るための手段として、光導波路を具備するのが好ましい
。

上記集積化機能デバイスの製造方法としては、透光性の
基体上に半導体膜を多層に形成し、これらの半導体膜を
処理することによって、上記透光性の基体上に複数の半
導体素子を形成するのが好ましい。また、上記複数の半
導体素子を形成する際に、これらの半導体素子を互いに
電気的に結合する電気配線及び／又は光学的に結合する
光導波路を形戒するのが好ましく、上記先導波路は上記
透光性の基体に予め形成しておくこともできる．上記集
積化機能デバイスを複数個組合せて構成した機能モジュ
ールは、第１の集積化機能デバイスに設けた受光素子と
第２の集積化機能デバイスに設けた発光素子とを対向さ
せることにより、上記受光素子と上記発光素子とを光結
合させるのが好ましい。

上記透光性の基体としては、ガラス、透明アルごナなど
を用いることができるが、これらに限定されるものでは
なく、受光及び発光の際の光を透過できる他のものを用
いることもできる。

〔作用〕

本発明による集積化機能デバイスにおいては、透光性基
体上に互いに電気的及び／又は光学的に結合された複数
の半導体素子が設けられ、これらの半導体素子の少くと
も１つが、受光及び／又は発光の機能を備えている．従
って、外部からの光信号を直接受信すること及び／又は
外部に光信号を直接送信することができる．また、受信
及び／又は送信のための光は、透光性基体を通遇するこ
とができる。

また、本発明による機能モジュールは、上記集積化機能
デバイスを複数個組合せて構成したものであって、この
モジュールにおいては、第１のデバイスに設けた受光素
子と第２のデバイスに設けた発光素子とを互いに対向さ
せて光結合させるよう゛にしている。従って、集積化機
能デバイス同士の接続及びクト部との接続を光学的な直
接結合により行うことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を、第１図〜第１２図を参照しな
がら説明する。

第１図は、本発明による集積化機能デバイスの一実施例
を示すものである。この集積化機能デバイス２は、透光
性の基体としてのガラス板１の上にシリコン半導体ＩＩ
！２１が設けられ、このシリコン半導体膜２１上に半導
体素子６〜１１が形成されたものである．上記シリコン
半導体１！Ｊ２１は、薄膜であるから透光性である。上
記半導体素子６〜１ｌのうちで、半導体素子６は、受光
機能を有する受光素子であり、半導体素子７は、発光機
能を有する発光素子である．受光素子６は、受光面をガ
ラス板ｌ側に有する面受光型に構成され、発光素子７は
、発光面をガラス板ｌ側に有する面発光型に構成されて
いるから、これらの素子６、７は、いずれも、ガラス板
１を通して受光及び発光を行うことができる．半導体素
子８〜１１は、受光素子６からの電気信号を演算処理し
その結果を発光素子７へと伝達する機能を有する。これ
らの半導体素子６〜ｌ１は、電気配線ｌ２によって互い
に電気的に結合されている． 以上のような構或の集積化された機能デバイス２は、次
のような動作をすることができる。即ち、第１図の矢印
ａ方向からの外部の光信号は、ガラス板１を通して受光
素子６で受信される．この光信号は、半導体素子８から
の指令に基づいて、受光素子６において電気信号に変換
される。この電気信号は、半導体素子９に送られ、ここ
で、半導体素子８からの指令に基づいて演算処理され、
続いて、半導体素子ｌＯ、１１において、発光素子７を
制御するための電気信号に変換される。次に、この電気
信号は、発光素子７で光信号に変換され、この光信号は
、発光素子７からガラス板ｌを通して第ｌ図の矢印ｂ方
向に向って外部に送信される。

第２図は、第ｌ図に示す集積化機能デバイスの変形例を
示すものである。この集積化機能デバイス３の受光素子
ｌ６は、第２図の矢印ａ方向からの外部の光信号をガラ
ス板ｌを通さずに受信し、また、発光素子ｌ７は、光信
号を第２図の矢印ｂ方向にガラス板１を通さずに外部に
送信することができる。このデバイス３のその他の構或
は、第１図に示す集積化機能デバイス２と同様である。

従って、受光素子１６は、受光面をガラス板ｌ側とは反
対の側に有する面受光型に構成され、発光素子ｌ７は、
発光面をガラス板ｌ側とは反対の側に有する面発光型に
構或されている。

以上のような集積化機能デバイス２、３は、受光素子６
、ｌ６、発光素子７、１７及び半導体素子８〜１ｌを具
備し、これらの素子が電気配線ｌ２によって結合されて
いるから、受信した光信号に対して所定の演算処理を行
った後、光信号として送信することができる．従って、
従来まで必要であった光ファイバ及びそのコネクタを極
力省略することができる。しかも、ガラス板１を通して
光信号を受信及び送信することができるので、集積化機
能デバイスを種々の構成にすることができると共に、こ
れを複数個組合せる際の組合せの自由度が大きい． 上述した集積化機能デバイス２、３における受光素子６
、ｌ６及び発光素子７、１７は、第１図及び第２図に示
す矢印ａ及びｂの方向からだけでなく、その逆の方向か
らも光信号を受信でき、また、その逆の方向へも光信号
を送信できるように構或することができる。また、上記
受光素子６、ｌ７及び発光素子７、ｌ７は面発光型とし
たが、光がガラス板１に平行な方向に入射及び出射する
端面発光型とすることもできる．また、１個の集積化機
能デバイスに複数個の受光素子及び／又は複数個の発光
素子を設けることもできる．さらにまた、受光素子友び
／又は発光素子のうちのｌ個又は複数個が、受光面又は
発光面をガラス板１側に有する面受光型に構成され、残
りの１個又は複数個が、受光面又は発光面をガラス板ｌ
側とは反対の側に有する面受光型に構成されてもよい。

以上のように集積化機能デバイスのＩｌｌＩｒｌｉ．ヲ
種々に変更することが可能であるから、集積化機能デバ
イスを複数個組合せる際の組合せの自由度をさらに大き
くすることができる。

第１図に示す集積化機能デバイス２は、次のようにして
製造することができる。

最初に、半導体素子８〜１１を構成するＭＯＳＦＥＴの
製造工程Ａ〜Ｈについて、第３Ａ図〜第３Ｈ図及び第４
図を参照して説．明する。

Ａ、第３Ａ図に示すガラス板１の表面に、第３Ａ図の一
部分の拡大図である第４図に示すように、ホトリソグラ
フィによって、深さ約１０ｒｖ＋，幅約１００ｎａｇの
微細な直線状の溝１９を互いにほぼ平行に多数個形戒す
る。この場合、ガラス板１の厚さは約０．５〜１０ａ＋
ｍであってよく、また、溝ｌ９は、同心円状、らせん状
などであってもよい。

Ｂ、上記溝１９が形成されたガラス板ｌの表面に、第３
Ｂ図に示すように、化学蒸着（ＣＶＤ）法によってアモ
ルファス状のシリコン半導体膜２ｌを形成し、その後、
レーザアニールなどにより熱処理する。この結果、上記
シリコン半導体膜２１は、溝ｌ９の方向に結晶方位が制
御されて再結晶することにより、厚さ約２５０人の結晶
性のシリコン半導体膜２ｌとなる。この方法は、一般に
、グラフォエピタキシと呼ばれている。

Ｃ、上記シリコン半導体膜２１を、第３Ｃ図に示すよう
に、ホトリソグラフイによって部分的に除去した後、そ
の上に、ＣＶＤ法によって、絶縁膜としての厚さ約５０
０人の二酸化シリコン膜２２を形成する。

Ｄ、上記絶縁膜２２の上に、第３Ｄ図に示すように、Ｃ
ＶＤ法によって厚さ約３０００人の多結晶性シリコン膜
２３を形成する。

Ｅ、上記多結晶シリコン膜２３を、第３Ｅ図に示すよう
に、ホトリソグラフィによってバタ一二ソグし、その後
、この多結晶シリコン膜２３に矢印Ｃ方向からｐ゛をイ
オン注入する。このイオン注入の結果、多結晶シリコン
膜２３と、この多結晶シリコン膜２３がその上方に形成
されていないシリコン半導体膜２１のうちの第３Ｅ図に
示す左右一対の部分２４ａ、２４ｂとに、Ｐがドーピン
グされる。このため、これらの領域２３、２４ａ、２４
ｂは、高キャリア濃度層に変わるから、それぞれ電極層
になる。

Ｆ、その上に、保護膜及び絶縁膜としての二酸化シリコ
ン）１１１Ｂを、第３Ｆ図に示すように、ＣＶＤ法によ
って形成する． Ｇ、上記絶縁膜２２の上に、第３Ｇ図に示すように、ホ
トリソグラフィによって、電極層２４ａ１２４ｂを部分
的に露出させるための一対の孔２０ａ、２０ｂを形成す
る。

Ｈ１その上に、スパッタリングによってアルξニウム膜
を形成し、その後、このアル稟ニウム膜を、第３Ｈ図に
示すように、ホトリソグラフィによってパターニングし
て、アルξニウム配線２５ａ、２５ｂを形成する。

以上のようにして、第３Ｈ図に示すように、電極Ｗｉ　
２　４　ａ及び２４ｂをソース及びドレインとし、２３
をゲートとするＭＯＳ　　ＦＥＴ　（ＭＯＳ型電界効果
トランジスタ）製造することができる．次に、受光素子
６の製造工程Ａ′、Ｂ′について、第５Ａ図及び第５Ｂ
図を参照して説明する．Ａ゛、ガラス板１の上に、第３
Ｂ図のようにして、シリコン半導体膜２ｌを形戒する．
このシリコン半導体ＩＩ！２１の一部にイオン注入によ
りＢをドーピングすることによって、この半導体膜２ｌ
を部分的にｐ　＋　＋形シリコン半導体膜２８にする．
この上に、第５Ａ図に示すように、ＩＸＩＯ”個／ｃ１
のＢをドープしたｐ９形シリコン半導体膜２９、５Ｘ１
０”個／Ｃ一のｐをドーブしたｎ＋形シリコン半導体［
１３０、さらに、ＩＸＩＯ”個／ｃｍ”のｐをドープし
たｎ＋＋形シリコン半導体膜３１、最後に、電極層とし
てのアルミニウム１１３２を、順次形成した． Ｂ′、上記各半導体膜２９〜３ｌ及び電極層３２を、第
５Ｂ図に示すように、ホトリソグラフィによってパター
ニングする。そして、ｐ＋＋形シリコン半導体膜２８を
電極層とする。

以上のようにして製造された面受光形の受光素子６は、
ｐ−ｎ接合を基本としたものである。この受光素子６は
、第５Ｂ図の矢印ａ方向からガラス板ｌを通して入射す
る光を受光することができる．そして、電極層２８と電
極層３２との間に電圧を印加したとき、受光素子６への
入射光量に応じて電流が変化するから、受光素子６は光
信号を受信することができる。

この場合、電極１３２を、例えばＩＴＯやＳｎｕｇなど
を用いた透明電極とすれば、第５Ｂ図の上方からの光も
同時に受光することができるし、また、電極層２８の部
分を光が透過しないようにすれば、上方からの光のみを
受光することができる。そして、後者によって、第２図
に示す集積化機能デバイス３の受光素子ｌ６を製造する
ことができる。

次に、発光素子７の製造工程Ａ＃、Ｂ＃について、第６
Ａ図及び第６Ｂ図を参照して説明する。

Ａ“、ガラス板ｌの上に、第３Ｂ図のようにして、シリ
コン半導体膜２ｌを形戒する．その上に、第６Ａ図に示
すように、ＩＸＩＯ’雫個／Ｃ−３のＺｎをドープした
ｐ〜形ＧａＡｓ半導体膜３４、５Ｘ１６”個／ｃｍ’の
Ｚｎをドープしたｐ０形ＧａＡｓ半導体膜３５、５Ｘｌ
Ｏ”個／ｃｔｓ”の＾３をドープしたｎ９形ＧａＡｓ半
導体膜３６、さらに、１×１０′９個７ｃｍ”のＡｓを
ドープしたｎ　”形ＧａＡｓ半導体Ｗｉ４３１、最後に
、電極層としてのアルξニウム膜３２を、順次形成する
．Ｂ＃、上記各半導体膜３４〜３７及び電極層３２を、
第６Ｂ図に示すように、ホトリソグラフィによってパタ
ーニングする。そして、ｐ〜形ＧａＡｓ半導体膜３４を
電極層とする． 以上のようにして製造された面発光形の発光素子７は、
ｐ−ｎ接合を基本としたものである．この発光素子７は
、第６Ｂ図の矢印ｂ方向にガラス板１を通して光を出射
させることができる。そして、電極層３４と電極層２８
との間に印加する電圧の値を変化させれば、出射光量を
変化させながら光信号を送信することができる。

この場合、電極層３２を、例えばＩＴＯやＳｎＯ．など
を用いた透明電極とすれば、第６Ｂ図の上方にも同時に
光を出射することができるし、また、電極層３４の部分
を光が透過しないようにすれば、上方にのみ光を出射す
ることができる。そして、後者によって、第２図に示す
集積化機能デバイス３の受光素子１７を製造することが
できる。

第１図及び第２図に示す電気配線ｌ２は、アルミニウム
膜を形成したり、あるいはシリコン半導体膜を高濃度キ
ャリア層に変えたりすると共に、これらをホトリソグラ
フィを用いてバターニングすることによって形戒するこ
とができる。

上述のような各半導体膜の形戒方法は、周知の集積回路
製造技術を応用することが可能であって、例えば、ウェ
ーハ張り合せ技術である静電圧着法を用いることにより
、ガラス板ｌの上に半導体膜を接着したり、半導体膜上
に絶縁膜としての二酸化シリコンなどの酸化膜を接着す
ることができる。

なお、上述の実施例においては、受光素子６の製造工程
（第５Ａ図及び第５Ｂ図）、発光素子７の製造工程（第
６Ａ図及び第６Ｂ図）及び他の半導体素子（ＭＯＳＦＥ
Ｔ，バイボーラトランジスタ、抵抗、コンデンサなど）
の製造工程（第３Ａ図〜第３Ｈ図）をそれぞれ個別に説
明したが、上記３つの製造工程は、通常、一連の集積回
路製造プロセスとして行えばよい。

以上のようにして、ガラス板１の上に、受光素子６、発
光素子７及び他の半導体素子８〜ｌ１を、電気配線１２
と共に形成することができ、これによって、第１図に示
す集積化機能デバイス２を製造することができる． 次に、先導波路を具備する場合の別の実施例の集積化機
能デバイスについて、第７図〜第９図を参照して説明す
る。

第７図は、光導波路を具備する集積化機能デバイスを示
している．この集積化機能デバイスは、ガラス板ｌ中に
、発光素子７から受光素子６まで光導波路１５を設けた
ものであって、この光導波路１５を設けた以外は、第１
図に示す集積化機能デバイス２と同様の構成である． 以上のように光導波路１５を設けた集積化機能デバイス
は、発光素子７から送信される光信号の一部を上記光導
波路ｌ５を通して受光素子６にフィードバックさせるこ
とができる。このようなフィードバック回路を設けるこ
とによって、光信号及び電気信号を種々な目的に用いる
ことができる。

そして、この第７図に示す実施例では、電気配線した場
合にその長さが最も長くなる受光素子６と発光素子７と
の間に光導波路ｌ５を設け、たから、この間を電気配線
した場合のような信号の遅延は生じない． この第７図に示す実施例においては、受光素子６と発光
素子７との間に光導波路１５を設けたが、これら以外の
半導体素子についても必要に応じて設けることができる
。この場合、光信号の受信側にあたる半導体素子には受
光素子を、また、光信号の送信側にあたる半導体素子に
は発光素子をそれぞれ設けてやればよい． 以上のように光導波路１５を具備する集積化機能デバイ
スは、次のようにして製造することができる。

まず、上記光導波路１５の製造工程Ａ−Ｄについて、第
８Ａ図〜第８Ｄ図を参照して説明する．Ａ１ガラス板ｌ
として、Ｎａイオン及びＫイオンを少量含んだポロシリ
ケート系のガラスを用いる．このガラス板１の上に、ス
パッタリングにより金属膜を形成し、次に、これを、第
８Ａ図に示すように、ホトリソグラフィによって、幅約
３μｍの開口パターン４ｌを有するマスク３９にする．
この開口パターン４１の形状は、第７図に示す光導波路
１５の形状に実質的に対応したものである．Ｂ１マスク
３９が形成されたガラス板１をＴＩイオン又はＣｓイオ
ンなどを含む溶融塩に浸漬することにより、ガラス中の
Ｎａイオン又はＫイオンとＴＩイオン又はＣｓイオンと
の交換（第ｌ段イオン交換）を行う．これによって、第
８Ｂ図に示すように、ほぼ半円形断面のイオン濃度分布
を有する第１イオン交換領域４０が形成される． Ｃ、上記マスク３９を、第８Ｃ図に示すように、エッチ
ングによってガラス板１から除去する。

Ｄ、上記ガラス板ｌをＫイオンを含む溶融塩に浸漬する
ことにより、第２段イオン交換を行う。

これによって、第８Ｄ図に示すように、ほぼ楕円形の断
面のイオン濃度分布を有する光導波路１５が形成される
。

上記第１及び第２イオン交換の温度は、ガラス転移温度
〜（ガラス転移温度−５０℃）の範囲から最適の温度を
選ぶことができる。また、上記光導波路ｌ５が形成され
たガラス板ｌを適当な温度でアニールすることにより、
光導波路１５の屈折率をわずかに変えることができる。

以上のようにして、ガラス板ｌに、屈折率がこのガラス
Ｆｉ１よりもわずかに大きい部分をつくり、この部分を
光導波路１５とすることができる。

上記先導波路１５が形成されたガラス板１上に、受光素
子６、発光素子７及び他の半導体素子８〜１１を、第３
Ａ図〜第６Ｂ図に示す場合と同様にして形成することが
できる。第９図に、光導波路１５上に発光素子７を形成
した状態を示す。この発光素子７は、各半導体膜２１、
３４〜３７、電極層３２を、第６Ｂ図の場合と全く同様
に形成したものである。発光素子７から入射した光は、
第９図の矢印ｄ方向に進んで、光導波路ｌ５上に同様に
形成された受光素子６に達する。

なお、光導波路１５は、上述のように必ずしもガラス板
ｌに形成されていなくてもよく、例えば、絶縁膜や保護
膜として用いられる二酸化シリコン膜を、半導体膜とガ
ラス板１又は半導体膜との間に適宜設けることにより、
光導波路とすることもできる。

次に、上述した集積化機能デバイスを複数個組合せて構
戒した機能モジュールについて説明する．第１０図及び
第１１図は、第１図及び第２図に示す集積化機能デバイ
ス２、３を組合せて構成した機能モジュールの一実施例
を示すものである．２個の集積化機能デバイス２、３は
、第ｌＯ図に示すように、上下に対向して配置されて１
個の機能モジュールを構或している．即ち、この機能モ
ジュールは、第２図に示すデバイス３を前後が逆になる
ように１８０”回転させてから、その上に、第１図に示
すデバイス２を配置したものである。この場合、受光素
子６と発光素子ｌ７とが、また、発光素子７と受光素子
１６とが、第１０図に示すように、それぞれ上下に対向
している．なお、第１０図においては、集積化機能デバ
イス３の半導体素子８〜１１及び電気配線１２の図示は
、省略されている。

第１１図は、第ｌＯ図に示す機能モジュールの具体的な
結合状態を示す縦断面である。２個の集積化機能デバイ
ス２、３のガラスＦｉｌの四隅には、貫通孔４４がそれ
ぞれ設けれている。そして、２個の集積化機能デバイス
２、３は、スペーサ４２を介して上下に重ねて配置され
、貫通孔４４に挿入されたボルト４５及びナット４６に
より、互いに機械的に結合されている。

２個の集積化機能デバイス２、３の間に、第１１図に示
すように、発泡プラスチック、ゴムなどの弾性部材４３
を介在させることもできる。これによって、集積化機能
デバイス２、３に設けられた素子６〜１２、ｌ６、ｌ７
及び電気配線ｌ２の保護を図ることができ、また、受光
素子６、１６に不必要な光が入らないようにすることが
できる．以上のように構成された機能モジュールにおい
ては、第ｌＯ図及び第１１図に示すように、発光素子ｌ
７から出射した光は、ａ方向に進んで受光素子６に入射
し、また、発光素子７から出射した光は、ｂ方向に進ん
で受光素子１６に入射する。

従って、受光素子６、ｌ６と発光素子７、１７とをそれ
ぞれ光結合させることができる。

上述の機能モジュールは、２個の集積化機能デバイス２
、３を互いに光結合させることによって、光信号の送信
及び受信を行うことができるから、従来までは両者の間
に必要であった電気配線又は光ファイバ及びそのコネク
タを極力省略することができる。従って、上記電気配線
を設けた場合に生じる信号の遅延はなく、また、上述の
ように両者を簡単に光結合できるため、コンピュータな
どの機器を小形化することができる。

本発明による機能モジュールは、これまでの説明で明ら
かなように、本発明による集積化機能デバイスの複数個
を種々に組合せることによって、幾通りものｔＪ［とす
ることができる。第１２図には、その一例として、４個
の集積化機能デバイスを組合せて構成した機能モジュー
ルを示している。

この第１２図に示す機能モジュールは、４個の集積化機
能デバイス２〜５を用いたものであるが、集積化機能デ
バイス２、３は、既に説明した通りの横或の受光素子６
、１６及び発光素子７、１７を具備している。また、集
積化機能デバイス４は、面受光型の受光素子２６と端面
発光型の発光素子２７とを具備しており、集積化機能デ
バイス５は、面発光型の発光素子３３を具備している。

また、集積化機能デバイス４、５は、必要な他の半導体
素子もそれぞれ具備している。

これらの集積化機能デバイス２〜５は、第１２図に示す
ように、受光素子２６と発光素子ｌ７とが、受光素子ｌ
６と発光素子３３とが、受光素子６と発光素子２７とが
、それぞれ対向するように配置されている。そして、第
１１図に示すようなスペーサ４２、弾性部材４３、ボル
ト４５、ナット４６及びその他の結合用部材によって、
互いに一体に結合されている。

集積化機能デバイス５の発光素子３３から出射した光信
号は、集積化機能デバイス３の受光素子１６に入射し、
このデバイス３で必要な演算処理が行なわれた後、発光
素子１７から光信号が出射する．この光信号は、集積化
機能デバイス５のガラスＷＥ　ｌを通過して、集積化機
能素子４の受光素子２６に入射し、同様に演算処理が行
なわれた後、発光素子２７の端面から光１３号が出射す
る。この光信号は、集積化機能デバイス２の受光素子６
に入射し、同様に演算処理が行なわれた後、発光素子７
から光信号が出射する。

以上のように、集積化機能デバイス３の発光素子１７と
集積化機能デバイス４の受光素子２６との光結合は、集
積化機能デバイス５のガラス仮１を通して行なうことが
できる．また、端面発光型の発光素子２７を用いれば、
集積化機能デバイス４と１とを互いに直交する方向に配
置することもできる。また、発光素子２７と受光素子６
との間に適当なプリズム（図示せず）を設けてやれば、
集積化機能デバイス４と１との位置関係を種々に変える
こともできる。

〔発明の効果〕

本発明は上述のとおりに構成されているから、次に記載
する効果を奏する。

■、集積化機能デバイスは、外部からの光信号を直接受
信すること及び／又は外部に光信号を直接送信すること
ができるから、外部との接続のための電気配線又は光フ
ァイバを極力省略することができ、しかも、受信又は送
信を高速で行うことができる。

■、受信及び／又は送信のための光は、透光性基体を通
過することができるから、集積化機能デバイスを複数個
組合せる際の組合せの自由度が大きい。

■、集積化機能デバイスを複数個組合せて構成した機能
モジュールは、集積化機能デバイス同士の接続及び外部
との接続を光学的な直接結合により行うことができるか
ら、このための電気配線又は光ファイバを極力省略する
ことができ、このために、機能モジュールを小形に構或
することができる共に、信号処理を高速で行うことがで
きる。

また、この機能モジュールを用いるコンピュータなどの
機器を小形化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第１２図は本発明の実施例を示すものであって
、第１図は、本発明による集積化機能デバイスの一実施
例の斜視図、第２図は、第１図に示す集積化機能デバイ
スの変形例の斜視図、第３Ａ図〜第３　ｆ｛図は、第Ｉ
図に示す集積化機能デバイスの製造工程を示す断面図、
第４図は、第３Ａ図の一部分の拡大断面図、第５Ａ図及
び第５Ｂ図は、第１図に示す集積化機能デバイスにおけ
る受光素子の製造工程を示す断面図、第６Ａ図及び第６
Ｂ図は、同上の発光素子の製造工程を示す断面図、第７
図は、光導波路を具備する場合の別の実施例の集積化機
能デバイスの斜視図、第８Ａ図〜第８Ｄ図は、第７図に
示す集積化機能デバイスにおける光導波路の製造工程を
示す断面図、第９図は、同上の発光素子及び光導波路の
拡大断面図、第１０図は、第１図及び第２図に示す集積
化機能デバイスを組合せて構戒した機能モジュールの一
実施例の斜視図、第１１図は、第ｌＯ図に示す機能モジ
ュールの断面図、第１２図は、機能モジュールの変形例
の断面図である。 なお、図面に用いた符号において、 ｌ−・−・・−・・・−−−−−・・ガラス板２〜５−
・・・・−・・・・−・一集積化機能デバイス６，１６
．２６　−−−−・・・受光素子７．１？，２７．３３
・・一発光素子 ８〜ｌ１・−・・・・・・・・・半導体素子１２−−・
−・−・・・・・・・・一電気配線１５−・・・・−・
・−・−・−・一光導波路２１．２８〜３１．３４〜３
７・・・−・・一半導体膜である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透光性の基体上に複数の半導体素子が設けられ、 これらの半導体素子は互いに電気的及び／又は光学的に
   結合され、 これらの半導体素子の少なくとも１つは受光素子又は発
   光素子であることを特徴とする集積化機能デバイス。 ２、半導体膜が上記透光性基体上に設けられ、この半導
   体膜に、上記複数の半導体素子が集積回路製造プロセス
   により形成されていることを特徴とする請求項１記載の
   集積化機能デバイス。 ３、上記光学的に結合するための手段として、光導波路
   を具備することを特徴とする請求項１又は２記載の集積
   化機能デバイス。 ４、請求項１〜３のいずれか１つに記載の集積化機能デ
   バイスを製造する方法であって、透光性の基体上に半導
   体膜を多層に形成し、これらの半導体膜を処理すること
   によって、上記透光性の基体上に複数の半導体素子を形
   成することを特徴とする集積化機能デバイスの製造方法
   。 ５、上記複数の半導体素子を形成する際に、これらの半
   導体素子を互いに電気的に結合する電気配線及び／又は
   光学的に結合する光導波路を形成することを特徴とする
   請求項４記載の製造方法。 ６、透光性の基体に予め光導波路を形成してから、上記
   半導体素子を形成することを特徴とする請求項４又は５
   記載の製造方法。 ７、請求項１〜３のいづれか１つに記載の集積化機能デ
   バイスを複数個組合せて構成した機能モジュールであっ
   て、 第１の集積化機能デバイスに設けた受光素子と第２の集
   積化機能デバイスに設けた発光素子とを互いに対向させ
   ることにより、上記受光素子と上記発光素子とを光結合
   させたことを特徴とする機能モジュール。