JPH04328504A - ポリイミド光導波路 - Google Patents
ポリイミド光導波路Info
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- JPH04328504A JPH04328504A JP12545091A JP12545091A JPH04328504A JP H04328504 A JPH04328504 A JP H04328504A JP 12545091 A JP12545091 A JP 12545091A JP 12545091 A JP12545091 A JP 12545091A JP H04328504 A JPH04328504 A JP H04328504A
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- polyimide
- optical waveguide
- optical
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Landscapes
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光導波路に関し、特に耐
熱性に優れ、かつ光の波長が近赤外領域で損失の少ない
プラスチック系光導波路に関する。
熱性に優れ、かつ光の波長が近赤外領域で損失の少ない
プラスチック系光導波路に関する。
【０００２】
【従来の技術】低損失光ファイバの開発による光通信シ
ステムの実用化に伴い、種々の光通信用部品の開発が望
まれている。またこれら光部品を高密度に実装する光配
線技術、特に光導波路技術の確立が望まれている。一般
に、光導波路には、■光損失が小さい、■製造が容易、
■耐熱性に優れている、等の条件が要求される。低損失
な光導波路としては石英系が主に検討されている。光フ
ァイバで実証済みのように石英は光透過性が極めて良好
である為、光導波路とした場合も波長１．３μｍにおい
て、０．１ｄＢ／ｃｍ以下の低損失化が達成されている
。しかしその反面、光導波路の作製に長時間を必要とす
る、作製時に高温が必要である、大面積化が困難である
などの製造上の問題点がある。これに対してポリメチル
メタクリレート（ＰＭＭＡ）などのプラスチック系光導
波路は低い温度で成形が可能であり、低価格が期待でき
る。しかし、耐熱性に劣る、長波長で十分な低損失化が
達成されていない、などの欠点がある。
ステムの実用化に伴い、種々の光通信用部品の開発が望
まれている。またこれら光部品を高密度に実装する光配
線技術、特に光導波路技術の確立が望まれている。一般
に、光導波路には、■光損失が小さい、■製造が容易、
■耐熱性に優れている、等の条件が要求される。低損失
な光導波路としては石英系が主に検討されている。光フ
ァイバで実証済みのように石英は光透過性が極めて良好
である為、光導波路とした場合も波長１．３μｍにおい
て、０．１ｄＢ／ｃｍ以下の低損失化が達成されている
。しかしその反面、光導波路の作製に長時間を必要とす
る、作製時に高温が必要である、大面積化が困難である
などの製造上の問題点がある。これに対してポリメチル
メタクリレート（ＰＭＭＡ）などのプラスチック系光導
波路は低い温度で成形が可能であり、低価格が期待でき
る。しかし、耐熱性に劣る、長波長で十分な低損失化が
達成されていない、などの欠点がある。
【０００３】プラスチックをオプトエレクトロニクスＩ
Ｃ（ＯＥＩＣ）における光導波路など、近赤外域（波長
＝０．８〜２．５μｍ）での化学材料として用いる場合
、無機系の材料と比較してまず問題となるのは大きな光
損失である。プラスチックにおける損失原因には大きく
分けて光の散乱と光の吸収の２つがある。また、光通信
に用いられる波長が今後、長波長域へ移る（０．８５μ
ｍから１．３μｍ〜１．５μｍへ）に従って、後者の原
因、つまり分子構造に本質的な振動吸収による損失が支
配的となり、プラスチック光学材料の光導波特性に大き
な制約をもたらすものと考えられる。特にＰＭＭＡやポ
リスチレン（ＰＳ）のように、分子鎖内に炭素−水素結
合（Ｃ−Ｈ結合）を有するものは赤外振動の高調波の吸
収強度が減衰しにくいこともあって、近赤外域での光損
失は大きなものとなっている。このＣ−Ｈ結合に起因す
る高調波を小さくし、かつ長波長側へシフトさせるため
には、分子鎖内の水素を重水素（Ｄ）あるいはフッ素（
Ｆ）で置換することが提案されており、ＰＭＭＡやＰＳ
中の水素を重水素あるいはフッ素で置換した材料につい
ては具体的な検討がすでになされている［例えば戒能俊
邦、アプライド フィジクス レターズ（Ａｐｐｌ
．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．）第４８巻７５７頁１９８６年
参照］。しかし、これらのプラスチック光学材料は
、例えば基盤上でのＯＥＩＣ作製に必要な耐熱性（２６
０℃）を持たないため、光電子集積回路等に適用するに
は行程上の種々の工夫が必要である。
Ｃ（ＯＥＩＣ）における光導波路など、近赤外域（波長
＝０．８〜２．５μｍ）での化学材料として用いる場合
、無機系の材料と比較してまず問題となるのは大きな光
損失である。プラスチックにおける損失原因には大きく
分けて光の散乱と光の吸収の２つがある。また、光通信
に用いられる波長が今後、長波長域へ移る（０．８５μ
ｍから１．３μｍ〜１．５μｍへ）に従って、後者の原
因、つまり分子構造に本質的な振動吸収による損失が支
配的となり、プラスチック光学材料の光導波特性に大き
な制約をもたらすものと考えられる。特にＰＭＭＡやポ
リスチレン（ＰＳ）のように、分子鎖内に炭素−水素結
合（Ｃ−Ｈ結合）を有するものは赤外振動の高調波の吸
収強度が減衰しにくいこともあって、近赤外域での光損
失は大きなものとなっている。このＣ−Ｈ結合に起因す
る高調波を小さくし、かつ長波長側へシフトさせるため
には、分子鎖内の水素を重水素（Ｄ）あるいはフッ素（
Ｆ）で置換することが提案されており、ＰＭＭＡやＰＳ
中の水素を重水素あるいはフッ素で置換した材料につい
ては具体的な検討がすでになされている［例えば戒能俊
邦、アプライド フィジクス レターズ（Ａｐｐｌ
．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．）第４８巻７５７頁１９８６年
参照］。しかし、これらのプラスチック光学材料は
、例えば基盤上でのＯＥＩＣ作製に必要な耐熱性（２６
０℃）を持たないため、光電子集積回路等に適用するに
は行程上の種々の工夫が必要である。
【０００４】一方、ポリイミドは種々の有機ポリマーの
中で耐熱性に優れているため、宇宙、航空分野から電子
通信分野まで幅広く使われ始めている。特に最近では、
単に耐熱性に優れているだけでなく、用途に応じて種々
の性能を合わせ持つことが期待されており、光学材料へ
の適用も検討（ＩＢＭ、ハネウェル、ＮＴＴ）され始め
ている。ポリイミドにフッ素を導入して光透過性を向上
させ、これを光導波路とすることは特願平２−１１０５
００号で述べられている。しかしこれまでに検討された
全てのポリイミドは分子鎖中にフェニル基のＣ−Ｈ結合
を有するため、Ｃ−Ｈ結合の伸縮振動の高調波あるいは
Ｃ−Ｈ結合の伸縮振動の高調波と変角振動の結合音が表
われ、近赤外域にはなお大きな吸収ピークが存在してい
る。
中で耐熱性に優れているため、宇宙、航空分野から電子
通信分野まで幅広く使われ始めている。特に最近では、
単に耐熱性に優れているだけでなく、用途に応じて種々
の性能を合わせ持つことが期待されており、光学材料へ
の適用も検討（ＩＢＭ、ハネウェル、ＮＴＴ）され始め
ている。ポリイミドにフッ素を導入して光透過性を向上
させ、これを光導波路とすることは特願平２−１１０５
００号で述べられている。しかしこれまでに検討された
全てのポリイミドは分子鎖中にフェニル基のＣ−Ｈ結合
を有するため、Ｃ−Ｈ結合の伸縮振動の高調波あるいは
Ｃ−Ｈ結合の伸縮振動の高調波と変角振動の結合音が表
われ、近赤外域にはなお大きな吸収ピークが存在してい
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】即ち、近赤外域でのＯ
ＥＩＣ用光学材料として用いるプラスチック材料には、
耐熱性の不足とＣ−Ｈ結合の存在に基づく大きな光損失
という問題があった。本発明はこのような現状にかんが
みてなされたものであり、その目的は光電子集積回路を
作製するに十分な耐熱性があり、近赤外域において光透
過損失の極めて少ない光導波路を提供することにある。
ＥＩＣ用光学材料として用いるプラスチック材料には、
耐熱性の不足とＣ−Ｈ結合の存在に基づく大きな光損失
という問題があった。本発明はこのような現状にかんが
みてなされたものであり、その目的は光電子集積回路を
作製するに十分な耐熱性があり、近赤外域において光透
過損失の極めて少ない光導波路を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明を概説すれば、ポ
リイミド光導波路に関する発明であって、下記一般式（
ＩＩ）で表わされる全フッ素化ポリイミドを構成要素と
することを特徴とする。
リイミド光導波路に関する発明であって、下記一般式（
ＩＩ）で表わされる全フッ素化ポリイミドを構成要素と
することを特徴とする。
【化２】
【０００７】本発明は、プラスチック中で最も高い耐熱
性を有するポリイミドを光導波路のコア層、クラッド層
のいずれかまたは両方に用いることを特徴とする。ポリ
イミドの耐熱温度は３００℃以上であり、電子材料とし
て重要な特性であるハンダ耐熱性は十分に保持している
。さらにスピンコート法により、容易に大面積導波路が
作製できるという利点を持ち、導波路の低価格化が可能
である。またポリイミド導波路の作製温度は通常４００
℃以下であるため、石英、シリコーン以外にポリイミド
などすでに電気配線基板として使用されている汎用の基
板上にも作製できるという利点を有している。一方、既
に上市されているポリイミドはＣ−Ｈ結合があるために
近赤外領域に光吸収を有し、光損失が大きくなること、
吸湿性が高く、使用時に屈折率が変化することなどの欠
点がある。
性を有するポリイミドを光導波路のコア層、クラッド層
のいずれかまたは両方に用いることを特徴とする。ポリ
イミドの耐熱温度は３００℃以上であり、電子材料とし
て重要な特性であるハンダ耐熱性は十分に保持している
。さらにスピンコート法により、容易に大面積導波路が
作製できるという利点を持ち、導波路の低価格化が可能
である。またポリイミド導波路の作製温度は通常４００
℃以下であるため、石英、シリコーン以外にポリイミド
などすでに電気配線基板として使用されている汎用の基
板上にも作製できるという利点を有している。一方、既
に上市されているポリイミドはＣ−Ｈ結合があるために
近赤外領域に光吸収を有し、光損失が大きくなること、
吸湿性が高く、使用時に屈折率が変化することなどの欠
点がある。
【０００８】本発明者らは光導波路の適用を目指して種
々のポリイミドを合成し適用性を検討した結果、以下に
示すフッ素化ポリイミド群において光損失の少ない良好
な光導波路が形成できることを見いだした。即ち、テト
ラカルボン酸またはその誘導体とジアミンから得られる
ポリイミドにおいて前記構造式（ＩＩ）で現されるポリ
イミドを光導波路の構成要素として用いることである。
々のポリイミドを合成し適用性を検討した結果、以下に
示すフッ素化ポリイミド群において光損失の少ない良好
な光導波路が形成できることを見いだした。即ち、テト
ラカルボン酸またはその誘導体とジアミンから得られる
ポリイミドにおいて前記構造式（ＩＩ）で現されるポリ
イミドを光導波路の構成要素として用いることである。
【０００９】前記構造式（ＩＩ）の全フッ素化ポリイミ
ドを製造する時に使用するテトラカルボン酸またはその
誘導体としては、分子内のアルキル基、フェニル環等の
炭素に結合するすべての１価元素をフッ素、またはパー
フルオロアルキル基としたものであればどのようなもの
でもよい。テトラカルボン酸並びにその誘導体としての
酸無水物、酸塩化物、エステル化等としては次のような
ものが挙げられる。ここではテトラカルボン酸としての
例を挙げると１，４−ジフルオロピロメリット酸、１−
トリフルオロメチル−４−フルオロピロメリット酸、１
，４−ジ（トリフルオロメチル）ピロメリット酸、１，
４−ジ（ペンタフルオロエチル）ピロメリット酸、ヘキ
サフルオロ，３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカ
ルボン酸、ヘキサフルオロ，３，３´，４，４´ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸、２，２−ビス（３，４−ジ
カルボキシトリフルオロフェニル）ヘキサフルオロプロ
パン、１，３−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオ
ロフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（
３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）テトラ
フルオロベンゼン、ヘキサフルオロ−３，３´、４，４
´−オキシビスフタル酸等が挙げられる。この中でピロ
メリット酸二無水物のベンゼン環にフルオロアルキル基
を導入した含フッ素酸二無水物である１，４−ジ（トリ
フルオロメチル）ピロメリット酸二無水物、１，４−ジ
（ペンタフルオロエチル）ピロメリット酸二無水物等の
製造方法は特願昭６３−１６５０５６号に記載されてい
る。
ドを製造する時に使用するテトラカルボン酸またはその
誘導体としては、分子内のアルキル基、フェニル環等の
炭素に結合するすべての１価元素をフッ素、またはパー
フルオロアルキル基としたものであればどのようなもの
でもよい。テトラカルボン酸並びにその誘導体としての
酸無水物、酸塩化物、エステル化等としては次のような
ものが挙げられる。ここではテトラカルボン酸としての
例を挙げると１，４−ジフルオロピロメリット酸、１−
トリフルオロメチル−４−フルオロピロメリット酸、１
，４−ジ（トリフルオロメチル）ピロメリット酸、１，
４−ジ（ペンタフルオロエチル）ピロメリット酸、ヘキ
サフルオロ，３，３´，４，４´−ビフェニルテトラカ
ルボン酸、ヘキサフルオロ，３，３´，４，４´ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸、２，２−ビス（３，４−ジ
カルボキシトリフルオロフェニル）ヘキサフルオロプロ
パン、１，３−ビス（３，４−ジカルボキシトリフルオ
ロフェニル）ヘキサフルオロプロパン、１，４−ビス（
３，４−ジカルボキシトリフルオロフェノキシ）テトラ
フルオロベンゼン、ヘキサフルオロ−３，３´、４，４
´−オキシビスフタル酸等が挙げられる。この中でピロ
メリット酸二無水物のベンゼン環にフルオロアルキル基
を導入した含フッ素酸二無水物である１，４−ジ（トリ
フルオロメチル）ピロメリット酸二無水物、１，４−ジ
（ペンタフルオロエチル）ピロメリット酸二無水物等の
製造方法は特願昭６３−１６５０５６号に記載されてい
る。
【００１０】また前記構造式（ＩＩ）の全フッ素化ポリ
イミドを製造する時に使用するジアミンとしては、分子
内のアミノ基を除くアルキル基、フェニル環等の炭素に
結合するすべての１価元素をフッ素、またはパーフルオ
ロアルキル基としたものであればどのようなものでもよ
く、３，４，５，６−テトラフルオロ−１，２−フェニ
レンジアミン、２，４，５，６−テトラフルオロ−１，
３−フェニレンジアミン、２，３，５，６−テトラフル
オロ−１，４−フェニレンジアミン、４，４´−ジアミ
ノオクタフルオロビフェニル、ビス（２，３，５，６−
テトラフルオロ−４−アミノフェニル）エーテル、ビス
（２，３，５，６−テトラフルオロ−４−アミノフェニ
ル）スルフォン、ヘキサフルオロ−２，２´−（ビスト
リフルオロメチル）−４，４´−ジアミノビフェニル、
等が挙げられる。
イミドを製造する時に使用するジアミンとしては、分子
内のアミノ基を除くアルキル基、フェニル環等の炭素に
結合するすべての１価元素をフッ素、またはパーフルオ
ロアルキル基としたものであればどのようなものでもよ
く、３，４，５，６−テトラフルオロ−１，２−フェニ
レンジアミン、２，４，５，６−テトラフルオロ−１，
３−フェニレンジアミン、２，３，５，６−テトラフル
オロ−１，４−フェニレンジアミン、４，４´−ジアミ
ノオクタフルオロビフェニル、ビス（２，３，５，６−
テトラフルオロ−４−アミノフェニル）エーテル、ビス
（２，３，５，６−テトラフルオロ−４−アミノフェニ
ル）スルフォン、ヘキサフルオロ−２，２´−（ビスト
リフルオロメチル）−４，４´−ジアミノビフェニル、
等が挙げられる。
【００１１】本発明に使用する全フッ素化ポリイミドの
前駆体である全フッ素化ポリアミド酸の製造方法は、通
常のポリアミド酸の製造条件と同じでよく、一般的には
Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセト
アミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの極性有機
溶媒中で反応させる。本発明においてはジアミンとテト
ラカルボン酸またはその誘導体とも単一化合物で用いる
ばかりではなく、複数のジアミン、テトラカルボン酸ま
たはその誘導体を混合して用いる場合がある。その場合
は、複数または単一のジアミンのモル数の合計と複数ま
たは単一のテトラカルボン酸またはその誘導体のモル数
の合計が等しいかほぼ等しくなるようにする。前述のポ
リアミド酸などの重合溶液において、その溶液の濃度は
５〜４０重量％（１０〜２５重量％であることを好まし
い）、また前記ポリマー溶液の回転粘度（２５℃）は、
５０〜５００ポアズであることが好適である。
前駆体である全フッ素化ポリアミド酸の製造方法は、通
常のポリアミド酸の製造条件と同じでよく、一般的には
Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセト
アミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドなどの極性有機
溶媒中で反応させる。本発明においてはジアミンとテト
ラカルボン酸またはその誘導体とも単一化合物で用いる
ばかりではなく、複数のジアミン、テトラカルボン酸ま
たはその誘導体を混合して用いる場合がある。その場合
は、複数または単一のジアミンのモル数の合計と複数ま
たは単一のテトラカルボン酸またはその誘導体のモル数
の合計が等しいかほぼ等しくなるようにする。前述のポ
リアミド酸などの重合溶液において、その溶液の濃度は
５〜４０重量％（１０〜２５重量％であることを好まし
い）、また前記ポリマー溶液の回転粘度（２５℃）は、
５０〜５００ポアズであることが好適である。
【００１２】本発明の低光損失率全フッ素化ポリイミド
のフィルム製造法としては、通常のポリイミドの製造法
が使用できる。例えば、ポリアミド酸溶液を、アルミ板
上にスピンコートし、窒素雰囲気下で７０℃から３５０
℃まで段階的に加熱（７０℃２時間、１６０℃１時間、
２５０℃３０分、３５０℃１時間）し、イミド化する。
のフィルム製造法としては、通常のポリイミドの製造法
が使用できる。例えば、ポリアミド酸溶液を、アルミ板
上にスピンコートし、窒素雰囲気下で７０℃から３５０
℃まで段階的に加熱（７０℃２時間、１６０℃１時間、
２５０℃３０分、３５０℃１時間）し、イミド化する。
【００１３】本発明の光導波路の構造は、一般に製造さ
れている全ての光導波路と同様でよく、例えばファイバ
型、平面型、リッジ型、レンズ型、埋め込み型等がある
。光導波路のコア材とクラッド材の選択は、光の波長、
使用用途に適した屈折率の差になるようにすればよい。
れている全ての光導波路と同様でよく、例えばファイバ
型、平面型、リッジ型、レンズ型、埋め込み型等がある
。光導波路のコア材とクラッド材の選択は、光の波長、
使用用途に適した屈折率の差になるようにすればよい。
【００１４】リッジ型の製造方法について図１を参照し
つつ説明する。即ち、図１は本発明によるリッジ型光導
波路の作製方法の一例を示す行程である。符号１は基板
、２はコア層、３はアルミニウム層、４はレジスト層を
意味する。シリコン等の基板１の上に本発明の構成要素
であるポリイミドが形成可能なポリアミド酸を所定の厚
さに塗布し、加熱キュアすることによりコア層２を得る
。次に、蒸着によりアルミニウム層３をつけた後に、レ
ジスト塗布、プリベーク、露光、現像、アフターベーク
を行い、パターニングされたレジスト層４を得る。レジ
スト層４により保護されていないアルミニウムをウェッ
トエッチングにより除去した後、アルミニウム層３で保
護されていないポリイミドをドライエッチングにより除
去する。最後に残ったアルミニウム層３をウェットエッ
チングで除去し、光導波路を得る。このようにして下部
クラッド層が基板のシリコン等、コア層が本発明の構成
要素であるポリイミド、上部クラッド層が空気層のリッ
ジ型光導波路が得られる。
つつ説明する。即ち、図１は本発明によるリッジ型光導
波路の作製方法の一例を示す行程である。符号１は基板
、２はコア層、３はアルミニウム層、４はレジスト層を
意味する。シリコン等の基板１の上に本発明の構成要素
であるポリイミドが形成可能なポリアミド酸を所定の厚
さに塗布し、加熱キュアすることによりコア層２を得る
。次に、蒸着によりアルミニウム層３をつけた後に、レ
ジスト塗布、プリベーク、露光、現像、アフターベーク
を行い、パターニングされたレジスト層４を得る。レジ
スト層４により保護されていないアルミニウムをウェッ
トエッチングにより除去した後、アルミニウム層３で保
護されていないポリイミドをドライエッチングにより除
去する。最後に残ったアルミニウム層３をウェットエッ
チングで除去し、光導波路を得る。このようにして下部
クラッド層が基板のシリコン等、コア層が本発明の構成
要素であるポリイミド、上部クラッド層が空気層のリッ
ジ型光導波路が得られる。
【００１５】また、図２に示したように、図１のコア層
２を形成する前に、コア層２よりも屈折率の小さい本発
明の構成要素であるポリイミド層５を形成しておき、以
下、前述した図１と同様の行程を行うことで、下部クラ
ッド層、コア層が本発明の構成要素であるポリイミド、
上部クラッド層が空気層のリッジ型光導波路が得られる
。
２を形成する前に、コア層２よりも屈折率の小さい本発
明の構成要素であるポリイミド層５を形成しておき、以
下、前述した図１と同様の行程を行うことで、下部クラ
ッド層、コア層が本発明の構成要素であるポリイミド、
上部クラッド層が空気層のリッジ型光導波路が得られる
。
【００１６】また図３に示したように図２のリッジ型光
導波路にコア層よりも屈折率の小さい本発明の構成要素
であるポリイミドで構成される上部クラッド層６を形成
することにより、下部クラッド層、コア層、上部クラッ
ド層が共に本発明の構成要素であるポリイミドの埋め込
み型光導波路が得られる。
導波路にコア層よりも屈折率の小さい本発明の構成要素
であるポリイミドで構成される上部クラッド層６を形成
することにより、下部クラッド層、コア層、上部クラッ
ド層が共に本発明の構成要素であるポリイミドの埋め込
み型光導波路が得られる。
【００１７】
【実施例】引き続いて幾つかの実施例を用いて本発明を
さらに詳しく説明する。なお種々のポリイミドの組み合
わせにより、また種々の光導波路構造により数限りない
本発明のポリイミド系光導波路が得られることは明かで
あり、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。尚、光伝搬損失は作製した光導波路に波長０．
６３μｍおよび１．３μｍの光を通してストリーク光散
乱法またはカットバック法で測定した。
さらに詳しく説明する。なお種々のポリイミドの組み合
わせにより、また種々の光導波路構造により数限りない
本発明のポリイミド系光導波路が得られることは明かで
あり、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもので
はない。尚、光伝搬損失は作製した光導波路に波長０．
６３μｍおよび１．３μｍの光を通してストリーク光散
乱法またはカットバック法で測定した。
【００１８】（実施例１）表面が酸化シリコーン層であ
る直径３インチのシリコーンウェハに下記構造式（ＩＩ
Ｉ）で示されるポリイミドの前駆体であるポリアミド酸
のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を加熱後の膜厚が１０μｍに
なるようにスピンコート法により塗布した。
る直径３インチのシリコーンウェハに下記構造式（ＩＩ
Ｉ）で示されるポリイミドの前駆体であるポリアミド酸
のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を加熱後の膜厚が１０μｍに
なるようにスピンコート法により塗布した。
【化３】
その後、最高温度３５０℃迄熱処理をした。このように
して下部クラッド層がシリコーン酸化層、コア層が構造
式（ＩＩＩ）で示されるポリイミド、上部クラッド層が
空気層の最も単純な平面型光導波路が得られた。この光
導波路に波長０．６３μｍの光を通してストリーク光散
乱法で光伝搬損失を測定した結果、損失は従来の平面型
光導波路（比較例１）の値より小さくなった。
して下部クラッド層がシリコーン酸化層、コア層が構造
式（ＩＩＩ）で示されるポリイミド、上部クラッド層が
空気層の最も単純な平面型光導波路が得られた。この光
導波路に波長０．６３μｍの光を通してストリーク光散
乱法で光伝搬損失を測定した結果、損失は従来の平面型
光導波路（比較例１）の値より小さくなった。
【００１９】（実施例２）表面が酸化シリコーン層であ
る直径３インチのシリコーンウェハに下記構造式（ＩＶ
）で示されるポリイミドの前駆体であるポリアミド酸の
ＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を加熱後の膜厚が１０μｍにな
るようにスピンコート法により塗布した。
る直径３インチのシリコーンウェハに下記構造式（ＩＶ
）で示されるポリイミドの前駆体であるポリアミド酸の
ＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を加熱後の膜厚が１０μｍにな
るようにスピンコート法により塗布した。
【化４】
その後、最高温度３５０℃迄熱処理をした。このように
して下部クラッド層がシリコーン酸化層、コア層が構造
式（ＩＶ）で示されるポリイミド、上部クラッド層が空
気層の最も単純な平面型光導波路が得られた。この光導
波路に波長０．６３μｍの光を通してストリーク光散乱
法で光伝搬損失を測定した結果、損失は０．８５ｄＢ／
ｃｍ以下であった。
して下部クラッド層がシリコーン酸化層、コア層が構造
式（ＩＶ）で示されるポリイミド、上部クラッド層が空
気層の最も単純な平面型光導波路が得られた。この光導
波路に波長０．６３μｍの光を通してストリーク光散乱
法で光伝搬損失を測定した結果、損失は０．８５ｄＢ／
ｃｍ以下であった。
【００２０】（実施例３）実施例１で作製した平面型光
導波路の上に電子ビーム蒸着機により、アルミニウムを
０．３μｍつけた後レジスト加工を行った。まず通常の
ポジ型レジストをスピンコート法により塗布した後、約
９５℃でプリベークを行った。次ぎに線幅１０μｍ、長
さ６０ｍｍのパターン形成用マスクを通して超高圧水銀
ランプを用いて紫外線を照射した後、ポジ型レジスト用
の現像液を用いて現像した。その後、１３５℃でアフタ
ーベークをした。次ぎにレジストでコートされていない
アルミニウムのウエットエッチングを行った。洗浄乾燥
後、ドライエッチング装置を用いてポリイミドのＲＩＥ
加工を行った。最後にポリイミドの上層にあるアルミニ
ウムを上記したエッチング液で除去し、下部クラッド層
がシリコーン酸化層、コア層がポリイミド、上部クラッ
ド層が空気層のリッジ型光導波路が得られた。この光導
波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光
伝搬損失を測定した。その結果、損失は従来のリッジ型
光導波路（比較例２）の値より小さくなった。
導波路の上に電子ビーム蒸着機により、アルミニウムを
０．３μｍつけた後レジスト加工を行った。まず通常の
ポジ型レジストをスピンコート法により塗布した後、約
９５℃でプリベークを行った。次ぎに線幅１０μｍ、長
さ６０ｍｍのパターン形成用マスクを通して超高圧水銀
ランプを用いて紫外線を照射した後、ポジ型レジスト用
の現像液を用いて現像した。その後、１３５℃でアフタ
ーベークをした。次ぎにレジストでコートされていない
アルミニウムのウエットエッチングを行った。洗浄乾燥
後、ドライエッチング装置を用いてポリイミドのＲＩＥ
加工を行った。最後にポリイミドの上層にあるアルミニ
ウムを上記したエッチング液で除去し、下部クラッド層
がシリコーン酸化層、コア層がポリイミド、上部クラッ
ド層が空気層のリッジ型光導波路が得られた。この光導
波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光
伝搬損失を測定した。その結果、損失は従来のリッジ型
光導波路（比較例２）の値より小さくなった。
【００２１】（実施例４）実施例３において、実施例１
の平面型導波路の代わりに実施例２の平面型導波路を用
いて実施例３と同様の方法で下部クラッド層がシリコー
ン酸化層、コア層がポリイミド、上記クラッド層が空気
層のリッジ型光導波路が得られた。この光導波路に波長
１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を
測定した。その結果、損失は従来のリッジ型光導波路（
比較例２）の値より小さくなった。
の平面型導波路の代わりに実施例２の平面型導波路を用
いて実施例３と同様の方法で下部クラッド層がシリコー
ン酸化層、コア層がポリイミド、上記クラッド層が空気
層のリッジ型光導波路が得られた。この光導波路に波長
１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を
測定した。その結果、損失は従来のリッジ型光導波路（
比較例２）の値より小さくなった。
【００２２】（実施例５）直径３インチのシリコーンウ
ェハに下記構造式（Ｖ）で示されるポリイミドの前駆体
であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を加熱後
の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法により塗
布した。
ェハに下記構造式（Ｖ）で示されるポリイミドの前駆体
であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を加熱後
の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法により塗
布した。
【化５】
この塗膜を最高温度３５０℃で熱処理をして下部クラッ
ド層を形成した。引き続いてこの下部クラッド層上に下
記構造式（ＶＩ）で示されるポリイミドの前駆体である
ポリアミド酸のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を加熱後の膜厚
が１０μｍになるようにスピンコート法により塗布した
。
ド層を形成した。引き続いてこの下部クラッド層上に下
記構造式（ＶＩ）で示されるポリイミドの前駆体である
ポリアミド酸のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を加熱後の膜厚
が１０μｍになるようにスピンコート法により塗布した
。
【化６】
この塗膜を最高３５０℃まで熱処理をしてコア層を形成
した。次に実施例３と同様の方法によりコア層を加工し
た。さらにこの上に下部クラッド層と同じポリイミドの
前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を
加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法に
より塗布した。この塗膜を最高温度３５０℃まで熱処理
して上部クラッド層を形成した。このようにしてコア層
に本発明の構成要素であるポリイミドを用いた埋め込み
型光導波路が得られた。この光導波路に波長１．３μｍ
の光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結
果、損失は従来の埋め込み型光導波路（比較例３）の値
より小さくなった。
した。次に実施例３と同様の方法によりコア層を加工し
た。さらにこの上に下部クラッド層と同じポリイミドの
前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を
加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法に
より塗布した。この塗膜を最高温度３５０℃まで熱処理
して上部クラッド層を形成した。このようにしてコア層
に本発明の構成要素であるポリイミドを用いた埋め込み
型光導波路が得られた。この光導波路に波長１．３μｍ
の光を通してカットバック法で光伝搬損失を測定した結
果、損失は従来の埋め込み型光導波路（比較例３）の値
より小さくなった。
【００２３】（比較例１）表面が酸化シリコーン層であ
る直径３インチのシリコーンウェハに下記構造式（ＶＩ
Ｉ）で示されるポリイミドの前駆体であるポリアミド酸
のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を加熱後の膜厚が１０μｍに
なるようにスピンコート法により塗布した。
る直径３インチのシリコーンウェハに下記構造式（ＶＩ
Ｉ）で示されるポリイミドの前駆体であるポリアミド酸
のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を加熱後の膜厚が１０μｍに
なるようにスピンコート法により塗布した。
【化７】
その後、最高温度３５０℃迄熱処理をした。このように
して下部クラッド層がシリコーン酸化層、コア層が構造
式（ＶＩＩ）で示されるポリイミド、上部クラッド層が
空気層の最も単純な平面型光導波路が得られた。この光
導波路に波長０．６３μｍの光を通してストリーク光散
乱法で光伝搬損失を測定した結果、損失は０．８５ｄＢ
／ｃｍであった。
して下部クラッド層がシリコーン酸化層、コア層が構造
式（ＶＩＩ）で示されるポリイミド、上部クラッド層が
空気層の最も単純な平面型光導波路が得られた。この光
導波路に波長０．６３μｍの光を通してストリーク光散
乱法で光伝搬損失を測定した結果、損失は０．８５ｄＢ
／ｃｍであった。
【００２４】（比較例２）実施例３において、実施例１
の平面型導波路の代わりに比較例１の平面型導波路を用
いて実施例３と同様の方法で下部クラッド層がシリコー
ン酸化層、コア層がポリイミド、上部クラッド層が空気
層のリッジ型光導波路が得られた。この光導波路に波長
１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を
測定した結果、損失は０．３０ｄＢ／ｃｍであった。
の平面型導波路の代わりに比較例１の平面型導波路を用
いて実施例３と同様の方法で下部クラッド層がシリコー
ン酸化層、コア層がポリイミド、上部クラッド層が空気
層のリッジ型光導波路が得られた。この光導波路に波長
１．３μｍの光を通してカットバック法で光伝搬損失を
測定した結果、損失は０．３０ｄＢ／ｃｍであった。
【００２５】（比較例３）直径３インチのシリコーンウ
ェハに下記構造式（ＶＩＩＩ）で示されるポリイミドの
前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を
加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法に
より塗布した。
ェハに下記構造式（ＶＩＩＩ）で示されるポリイミドの
前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を
加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法に
より塗布した。
【化８】
この塗膜を最高温度３５０℃で熱処理をして下部クラッ
ド層を形成した。引き続いてこの下部クラッド層上に下
記構造式（ＩＸ）で示されるポリイミドの前駆体である
ポリアミド酸のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を加熱後の膜厚
が１０μｍになるようにスピンコート法により塗布した
。
ド層を形成した。引き続いてこの下部クラッド層上に下
記構造式（ＩＸ）で示されるポリイミドの前駆体である
ポリアミド酸のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を加熱後の膜厚
が１０μｍになるようにスピンコート法により塗布した
。
【化９】
この塗膜を最高３５０℃まで熱処理をしてコア層を形成
した。次に実施例３と同様の方法によりコア層を加工し
た。さらにこの上に下部クラッド層と同じポリイミドの
前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を
加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法に
より塗布した。この塗膜を最高温度３５０℃まで熱処理
して上部クラッド層を形成した。このようにしてポリイ
ミドを用いた埋め込み型光導波路が得られた。この光導
波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光
伝搬損失を測定した結果、損失は０．１ｄＢ／ｃｍであ
った。
した。次に実施例３と同様の方法によりコア層を加工し
た。さらにこの上に下部クラッド層と同じポリイミドの
前駆体であるポリアミド酸のＤＭＡｃ１０ｗｔ％溶液を
加熱後の膜厚が３０μｍになるようにスピンコート法に
より塗布した。この塗膜を最高温度３５０℃まで熱処理
して上部クラッド層を形成した。このようにしてポリイ
ミドを用いた埋め込み型光導波路が得られた。この光導
波路に波長１．３μｍの光を通してカットバック法で光
伝搬損失を測定した結果、損失は０．１ｄＢ／ｃｍであ
った。
【００２６】
【発明の効果】本発明によれば従来の石英系光導波路、
プラスチック系光導波路では得ることのできない耐熱性
が良好な低損失光導波路を提供することができる。
プラスチック系光導波路では得ることのできない耐熱性
が良好な低損失光導波路を提供することができる。
【図１】本発明によるリッジ型光導波路の作製方法を順
を追って示した断面図である。
を追って示した断面図である。
【図２】本発明のポリイミドを下部クラッド、及びコア
に用いたリッジ型光導波路の断面図である。
に用いたリッジ型光導波路の断面図である。
【図３】本発明のポリイミドを下部クラッド、コア、及
び上部クラッドに用いた埋め込み型光導波路の断面図で
ある。
び上部クラッドに用いた埋め込み型光導波路の断面図で
ある。
１ 基板
２ コア層
３ アルミニウム層
４ レジスト層
５ 下部クラッド層
６ 上部クラッド層
Claims (1)
- 【請求項１】 一般式（Ｉ）で表される全フッ素化ポ
リイミドを構成要素とすることを特徴とするポリイミド
光導波路。 【化１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12545091A JPH04328504A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | ポリイミド光導波路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12545091A JPH04328504A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | ポリイミド光導波路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04328504A true JPH04328504A (ja) | 1992-11-17 |
Family
ID=14910390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12545091A Pending JPH04328504A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | ポリイミド光導波路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04328504A (ja) |
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-
1991
- 1991-04-26 JP JP12545091A patent/JPH04328504A/ja active Pending
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